本科畢業(yè)設計說明書新集一礦開拓開采與通風設計及綜采面瓦斯綜合治理技術專題研究THEDESIGNMINEPITDEVELOPMENTMININGDESIGNANDMINEVENTILATIONDESIGNOFTHEFIRSTMINEOFXINJIANDTHEGASTECHNOLOGYFORFULLYMECHANIZEDWORKINGFACE學院（部）：能源與安全學院專業(yè)班級：安全D09-1班學生姓名：趙專指導教師：張樹川老師2013年05月26日安徽理工大學畢業(yè)設計任務書1．設計題目新集一礦開拓開采與通風設計（專題）綜采面火災防治技術專題研究2．設計原始資料：新集一礦初步設計說明書;13-1煤底板等高線。3．設計文件：圖：開拓平面圖前后期；礦井剖面圖；五采區(qū)平、剖面圖；通風系統(tǒng)立體示意圖前后期；通風網絡圖前后期。新集一礦畢業(yè)設計說明書一份。4.設計任務下達日期：3月25日。5.設計完成日期：6月5日。6.設計各章節(jié)答疑人：部分部分部分部分部分部分7.指導教師張樹川老師8.教研室負責人9.系負責人新集一礦開拓開采與通風設計及綜采面瓦斯綜合治理技術專題研究摘要礦井是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，具有與其他工業(yè)不同的特點，局部地區(qū)而言，除了某些地區(qū)因為煤層埋藏較淺或埋藏于山中采用露天開采或平硐開拓外，其主要特點是地底作業(yè)，工作環(huán)境惡劣，因此通風和安全措施顯得尤為重要。全局而言，各煤田所處的經濟地理位置不同，煤層地質條件多種多樣，開采方法也就多種多樣。隨著煤礦資源的深度開采以及開采規(guī)模的擴大，煤礦開拓開采水平與安全生產技術措施水平都有了很大的提高。本次設計按照《煤礦設計規(guī)范》、《礦井設計指南》、《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)范的要求，對國投新集集團新集一礦進行開拓開采與通風設計。設計針對新集一礦具體的條件，內容包含：井田概況及地質特征、礦井開拓開采設計、通風設計、安全生產措施,以及專題部分等。井田概況主要包括礦區(qū)的地理、地形和交通；礦井的地理位置、井田范圍；礦區(qū)的氣象條件、地震烈度、電源和水源的概況；井田地質特征、煤層及煤質概況以及水文地質條件概況等。礦井開拓分別論述了主井、副井、混合井的位置選擇、采區(qū)的劃分、水平的劃分以及開采順序、采區(qū)的布置及各巷道的布置等。通風設計主要包括礦井通風系統(tǒng)的選擇、礦井所需風量的計算及分配、礦井容易時期、困難時期的通風阻力計算以及對通風設備的選擇等。安全技術措施包括井下瓦斯預測和抽采、開采突出危險煤層的安全措施、粉塵防治、防火措施、防水措施以及礦井降溫措施等。關鍵詞：礦井設計，開拓開采，通風安全THEDESIGNMINEPITDEVELOPMENTMININGDESIGNANDMINEVENTILATIONDESIGNOFTHEFIRSTMINEOFXINJIANDTHEGASTECHNOLOGYFORFULLYMECHANIZEDWORKINGFACEABSTRACTThemineisacomplicateddynamicsystem,havingremarkabledifferentcharacteristicsfromotherindustry,speakingofthepartialregion,apartfromsomeregionsadoptingopen-airminingorevenwayopeningupbecausethecoalseamburiesshalloworinthemountain,itsmaincharacteristicisworkingunderground,badworkingenvironment,sotheventilatingandthesafetymeasureisofparticularimportance.Onthewhole,wehavevariousminingmethodsbasedonthedifferenceofeconomicgeographicalposition,thevariousgeologicalconditionofthecoalseam.Alongwithcoalmineresourcesdepthminingaswellastheminingscaleexpansion,thecoalminedevelopmentmininglevelandthesafetyinproductiontechnologymeasurelevelallhadtheverybigenhancementThisdesignaccordingtothedesignspecification,thecoalminedesignguidelines,thecoalminesafetyproceduresofspecification,huainanmininggroupintegratingcoalminingonpioneeringandventilationdesign.Thedesignaimsatthefirstcoalmineofxinji,thecontentincludesthegeneralsituationoftheminefieldanditsgeologicalcharacteristics,theopeningupofthemine,theventilatingdesignandthetechnologicalmeasureofthecoalminesafety.Thegeneralsituationoftheminefieldmainlyincludesthegeography,thetopographyandthetrafficoftheminearea;Thegeographicalpositionofthemine,therangeoftheminefield;Themeteorologicalconditionoftheminingarea,thegeneralsituationofearthquakeintensity,thepowerandthesourceofwater;andthegeologicalfeatureoftheminefield、thecoalseam、theoutlineofthecoalqualityandthegeneralsituationofthehydrogeologicalcondition,etc.Theopeningupsectionofthecoalminediscussedseparatelyonthechoiceofpositionofthemainmine、theauxiliarymine、themixedmine、thedivisionofthelevelandtheexploitingareaandtheexploitingorder、thedisposalofminingareaandthetunnel,etc.Thecoalmineventilationdesignmainlyincludesthechoiceoftheventilatingsystemofthemine、thecalculationandthedistributionofthenecessarywindquantityofthemine、thecalculatingoftheventilationobstructionofthewholemineandchoiceoftheventilationfacilitiesofeasyperiod,difficultperiod,etc.Thesafetytechniquemeasuresincludethesafetymonitoringcontrolsystem;thesafetymeasuresofpreventingthegasandtheexploitingofthedangerousburstingcoalseam;thepreventionandcureofthedustofthecoal;thefirepreventionmeasures;waterproofmeasures;thedecreasingtemperaturemeasures;pitshaftfrost-proofmeasures;theroofmanagement;upgrade,transportationandelectricityusagesafety;industrialandcivilconstructioncontradictingearthquakeetc.KEYWORDS：minedesign,exploitation,ventilaitionsafety目錄摘要................................................................................................................................1ABSTRACT........................................................................................................................2緒論................................................................................................................................71礦井概況和地質特征................................................................................................81.1礦井概況..........................................................................................................81.2井田地質特征................................................................................................112礦井生產能力及井田開拓......................................................................................162.1井田境界及儲量............................................................................................162.2礦井生產能力及服務年限............................................................................222.3礦井開拓........................................................................................................282.4采區(qū)設計........................................................................................................403礦井通風設計..........................................................................................................463.1礦井通風系統(tǒng)................................................................................................463.2礦井風量計算與分配....................................................................................483.3礦井通風阻力計算........................................................................................573.4選擇主要通風機和電動機............................................................................613.5通風機電費概算............................................................................................654安全措施..................................................................................................................674.1概述................................................................................................................674.2礦井瓦斯特點................................................................................................674.3瓦斯突出治理措施........................................................................................684.4熱害防治........................................................................................................774.5火災防治........................................................................................................784.6防塵措施........................................................................................................814.7防治水措施....................................................................................................834.8頂板事故防治措施........................................................................................844.9提升、運輸及供電安全措施........................................................................845新集一礦開首采面111301工作面防火專題設計................................................865.1礦井火災的分類.....................................................................................865.2防止瓦斯、煤塵爆炸災害預防措施.....................................................875.3自燃發(fā)火預測預報措施..........................................................................885.4防火措施.................................................................................................885.5發(fā)生火災時的預防措施.........................................................................94結論..............................................................................................................................95參考文獻......................................................................................................................96致謝..............................................................................................................................97緒論畢業(yè)設計是對學生大學四年所學知識的綜合檢驗和總結，是對以前知識的提升，也是參加工作前的一次實戰(zhàn)演習。同時通過畢業(yè)設計將自己所學知識再一次的復習鞏固，可將大學四年所學的知識融會貫通，提高自身分析和解決實際問題的能力，為以后的工作和學習打下堅實的基礎。本次設計是針對新集一礦13-1煤層進行開拓開采設計的，設計前在新集一礦進行了為期一個月的畢業(yè)實習，通過收集與整理資料，對該礦的地理位置、礦井地形及水文地質有了較為全面而系統(tǒng)的認識，并且對該礦可采煤層和采煤通風、安全措施等方面有了更詳細明確的了解。在本次畢業(yè)設計中，根據新集一礦的自然地理條件，綜合在課堂上所學的理論知識，在原始數(shù)據條件下對該礦作礦井初步設計。設計內容包括：礦井開拓開采，具體采區(qū)設計，礦井通風系統(tǒng)設計，對礦井進行風量計算、配風并計算通風阻力，主要通風設備和電動機的選擇及費用計算，編寫該礦主要災害的防治措施，同時專題部分對綜采面瓦斯綜合治理技術進行了一些研究等。設計的主要依據：在新型、高效的基礎上選擇回采方法，選用最經濟的設備，在符合《礦井設計指南》、《煤礦安全規(guī)程》、《采礦設計手冊》、《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》的情況下設計最優(yōu)的通風方案，在有可能的情況下提出多個方案并對其進行經濟、技術上的比較，選擇優(yōu)者。本次設計共分兩部分：第一部分：新集一礦初步設計其分為四個章節(jié)：1、礦井概況及井田地質特征；2、礦井開拓開采設計；3、礦井通風設計；4、安全生產措施；第二部分：綜采面瓦斯綜合治理技術專題研究本次設計受到了安全教研室各位老師特別是張樹川老師以及呂品、穆朝民老師的精心指導和同學們的幫助，在此對他們表示衷心的感謝！由于本人所學有限，實踐經驗也比較少，本次設計必然存在眾多不足之處。敬請各位領導、老師給予批評、指正。1礦井概況和地質特征1.1礦井概況本礦井田位于淮南煤田穎鳳勘探區(qū)的中部，行政區(qū)劃屬鳳臺縣新集鎮(zhèn)，距鳳臺城西17Km處，井田走向長6.85Km，南北寬3.65Km，面積約25Km2，原始能利用儲量65736.3萬噸，截止2011年12月31日新集一礦累計查明資源量58482.4萬噸，2011年末保有資源儲量51019萬噸。礦井采用立井多水平開拓，西風井與新中央風井混合式通風系統(tǒng)，工業(yè)廣場內布置混合井（直徑7.2m）、副井（直徑6.5m）、主井（直徑5.5m）、新中央風井（直徑6.5m）四個井筒?；旌暇溆?7噸雙箕斗主提和雙層雙車單罐副提，兼做進風。礦井-250水平為進風水平，-450m、-550m水平為生產水平?，F(xiàn)生產采區(qū)為一、三、四、五、六采區(qū)，準備和開拓采區(qū)為二、八采區(qū)。礦井原設計為0.9Mt/a，93年7月1日正式投產，95年8月1日開工改擴建為3.0Mt/a的大型礦井,2007年經省經貿委核定生產能力為3.9Mt/a。自投產到2011年12月底共生產原煤6475.3Mt。礦井的開采方式為前進式開采，中央皮帶石門運輸。新集一礦位于鳳臺縣城西約17公里處。西接規(guī)劃中的連塘李井田，東鄰新集二礦，北與張集煤礦相接，行政區(qū)劃屬鳳臺縣新集鎮(zhèn)及張集鄉(xiāng)管轄。礦井范圍：西起14勘探線，東止1勘探線，南自1煤層與阜鳳逆沖斷層或下夾片斷層交面線之垂直投影，北到勘探登記邊界。東西走向長6.85公里，南北平均寬度3.65公里，面積約25平方公里。礦水陸交通方便?；茨希逢栬F路從本礦中部通過，礦區(qū)中心的張集火車站到蚌埠141公里，西至阜陽69公里，分別與津浦、徐阜、京九鐵路相接；潘集－謝橋、鳳臺－張集公路在礦井中部通過，且與鳳臺－穎上、鳳臺－利辛、鳳臺－蒙城、穎上－利辛等公路相接，可通往周圍各縣市。西淝河流經礦井東端，向東南注入淮河，常年有水，可通百噸的機帆船。鳳臺是較大的河港，內運外輸極為方便。礦井主、副兩個井筒位于井田的南部，主井坐標：X＝3619545.007，Y＝39456495.005，Z=+27.0002001年1月至2031年1月，礦井拐點座標見表1—1。新集五號井的劃定由國土資源部批復，批準文號：“國土資礦劃字（2006）030號”，有效期至2007年3月底，開采標高：-250米至-500米。圖1—1新集一礦交通圖新集一礦地處淮河沖積平原，地勢低平，一般海拔22－26米，西高東低。沿西淝河兩岸，地面標高多在19米以下。地表水系主要有淮河、西淝河及人工溝渠?；春雍哟矊捈s250－300米，洪水季節(jié)最大寬度達800米，最大水深17米，常年水位+17～+18米，常見洪水位標高22～24米左右，歷史最高洪水位標高+25.47米，（1954年7月27日破堤），1991年最高洪水位25.99米，（1991年7月3日），最大流量12700米3/秒（1954）。歷史最低水值+12.36米，河床底部標高+10米左右。西淝河量兩岸，有常年積水洼地，河東謂之花家湖，積水面積約22平方公里，豐水季節(jié)與西淝河連成一片。新集一礦位于淮南復向斜之謝橋向斜南翼，穎鳳阜鳳推覆構造的中段。構造線方向呈北西西向展布。礦井內總體構造形態(tài)是阜鳳逆沖斷層將外來系統(tǒng)由南向北推覆在原地系統(tǒng)（含煤地層）之上，由于受由南向北強大的壓應力影響，阜鳳推覆構造以上迭式分支斷層形式發(fā)生全面推覆，形成迭瓦扇構造組合。本井田外的主要河流為淮河，其河床寬250～300m，汛期達800m；常年水位在+17.00～+18.00m，歷史最低水位為+12.36m；常見洪水位標高在+22.00～+24.00m，歷史最高洪水位標高為+25.99m（1991年7月3日），最大流量為12700m3/s（1954年）。井田內東北隅的西淝河兩岸有常年積水洼地，河東為花家湖，積水面積達22km2，豐水期與西淝河連成一片。此外，井田內尚有縱橫交錯的人工溝渠。本區(qū)為暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，夏季炎熱，冬季寒冷。氣溫：年平均氣溫15.1℃，最高氣溫41.2℃（1966年8月8日），最低氣溫-22.8℃（1969年1月31日）。降雨量：年平均降雨量908.0毫米，最大降雨量1723.5毫米（1954年），最小降雨量389.8毫米（1966年），日最大降雨量173.1毫米（1968年6月31日）降雨多集中在6、7、8三月份，約占全年的40％左右。據歷史記載自公元294年以來，許昌～淮南地震帶發(fā)4.75級以上地震14次，其中1831年淮南北部的明龍山發(fā)生6.25級地震，震中烈度為8度。除此之外，淮南周圍的較大地震對淮南也產生過不同程度的破壞和震撼，如1868年山東郯城8.5級大地震，波及到淮南，1979年固鎮(zhèn)5級地震，1979年7月9日江蘇溧陽6級地震，1983年10月7日山東荷澤5.9級地震，1984年5月21黃海6.2級地震，淮南均有不同程度的震感。建設部以建標[2001]156號頒發(fā)了《關于發(fā)布國家標準》（建筑抗震設計規(guī)范）的通知，按《設計規(guī)范》有關規(guī)定淮南抗震設防烈度為7度。根據2001年8月實施的《中國地震動峰參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）。本礦地震動反映譜特征周期為0.40s（2區(qū)），地震動峰值加速度為0.05g（2區(qū)）相應地震基本烈度為VI度。根據實測資料，本井田所在地的恒溫帶深度為自地表向下垂深20m，恒溫帶溫度為17.1℃。已有測溫資料表明：本井田平均地溫梯度為3.236℃/hm，屬地溫異常區(qū)。一般西部地溫梯度多低于3℃/hm，其它地段多高于3℃/hm，近向斜軸部地溫梯度較低。從縱向上看，本井田地溫有隨深度的增加而增高的趨勢，-400米以淺地溫一般均小于31℃，-400～-650米間地溫多為31～37℃，屬一級熱害區(qū)，-650米以深地溫多高于37℃，屬二級熱害區(qū)。1.2井田地質特征新集一礦井田為全隱蔽含煤區(qū)，鉆探所及地層由老到新依次有下元古界、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、第三系和第四系。井田位于淮南復向斜中謝橋向斜的南翼，受淮南推覆構造——阜鳳逆沖斷層的影響，基巖包括原地系統(tǒng)（阜鳳逆沖斷層或阜鳳下夾片斷層的下盤）、推覆體（阜鳳逆沖斷層的上盤）和下夾片三部分。原地系統(tǒng)由二疊系、石炭系及其下伏地層組成。二疊紀煤系的總體構造形態(tài)為一走向近東西～北西西、傾向北、傾角淺緩（5°～10°）深陡（25°～30°，局部50°以上）的單斜，其中中深部有一定數(shù)量的斷層和寬緩褶曲，且沿走向還有波狀起伏。推覆體呈近東西向分布于井田的中部和南部，主要由南部的下元古界片麻巖和北部的寒武系灰?guī)r組成，二者以與阜鳳逆沖斷層近于平行的F02分支斷層為界。推覆體地層走向近東西，總體傾向北，傾角變化大，局部直立倒轉，并伴有一系列小褶皺和逆沖斷層。因外來系統(tǒng)的下元古界片麻巖局部被剝蝕，故在井田的中南部形成了出露原地系統(tǒng)二疊紀煤系的“構造窗”。下夾片多位于井田南部，東部中段也有分布，剖面上多呈透鏡狀或勺狀，主要由部分奧陶、石炭和二疊系組成，其地層紊亂，產狀多變，巖石破碎，滑面發(fā)育，并伴有小褶皺和斷裂構造。地質勘查、地震補充勘探和采掘資料綜合表明：井田共發(fā)現(xiàn)謝橋向斜（位于井田北部邊界附近）、劉卡背斜（位于井田中部）和前大劉家向斜（位于井田中南部）等褶曲構造3處；查出落差大于等于20m的斷層26條，其中正斷層17條，逆斷層9條。若按斷層的最大落差大小劃分，分別有大于等于100m的8條，小于100m而大于等于50m的4條，小于50m而大于等于20m的14條。若按控制程度劃分，則有查明斷層16條，基本查明斷層2條，初步查明斷層4條，查出斷層4條。斷層的展布方向多為北東向、北西向和近東西向，其它方向甚少。此外，井田在生產階段尚揭露最大波幅達20m的小褶曲若干個，落差小于20m的斷層161條，由此表明井田內小構造比較發(fā)育，但井田未發(fā)現(xiàn)巖漿巖和陷落柱分布?？傮w來看，井田原地系統(tǒng)構造中等，但推覆體和下夾片構造復雜。根據《礦井地質規(guī)程》中地質因素復雜程度標準評定，本礦井地質構造復雜程度為Ⅱ類。1.煤系與煤層井田含煤地層為華北型石炭、二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。井田內二疊系含煤層段厚約756m，含煤35層，煤層總厚8.18m，含煤系數(shù)平均為5.05%。共有可采煤層11層，平均總厚23.21m；其中13-1、11-2、9、8和6-1為主要可采煤層，平均總厚14.84m；20、13-1下、7-2、7-1、1上和1為次要可采煤層，平均總厚8.37m。井田多為大部可采～基本全區(qū)可采的中厚～厚煤層，煤層結構單一～較復雜，煤層的穩(wěn)定性以穩(wěn)定～較穩(wěn)定為主。除次要可采煤層個別點可能有串層現(xiàn)象以外，其余均對比可靠。根據《礦井地質規(guī)程》中地質因素復雜程度標準評定，本礦井煤層穩(wěn)定程度為Ⅱ類。2.煤質井田可采煤層煤質穩(wěn)定，變化不大，主要屬低中灰～中高灰、低硫、特低磷～低磷、高揮發(fā)分、中高發(fā)熱量、富焦油、易選～極難選的氣煤和1/3焦煤，工業(yè)上可作動力用煤、煉油用煤和氣化用煤，部分煤洗選后還是極好的煉焦配煤。井田煤層的風氧化帶深度為自基巖頂界面向下垂深30m。1.水文地質條件及主要充水因素（1）地表水井田地形比較平坦，地面標高一般在+22.00～+26.50m，總體為西高東低。東北隅的西淝河兩岸地勢低洼，地面標高+19.00m左右，雨季大面積積水；另有縱橫交錯的西淝河小支流和人工溝渠。河、渠常年有水，水位一般低于地表2～4m，雨季水位較高，但排泄較快，不致溢出兩側2～3m高的河堤。因此，地表水不會對井下生產構成威脅。（2）新生界松散含、隔水層（組）井田新生界松散層兩極厚度介于60.20～311.29m之間，平均161.28m，總體變化趨勢為中部較薄，南、北兩側較厚。根據沉積物的組合特征及含、隔水性能的不同，可將新生界自上而下大致分為一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔、四含計4個含水組和3個隔水組。一含頂部為砂質粘土和粘土，下為松散狀粉砂和粘土質砂與粘土互層組成的復合潛水含水層，下部具承壓性；砂、土厚度極不穩(wěn)定，一般砂層厚約10m，富水性中等。一隔由淺黃或淺棕色砂質粘土與粘土組成，局部夾1～2層砂層透鏡體，厚度變化較大。二含由淺黃、灰黃色中、細砂和少量粉、粗砂組成，砂層累厚平均約47m，間夾多層粘土，其中一層厚層粘土將該組分為上、下兩部分，總體富水性中等～較強。二隔主要由雜色粘土組成，局部夾1～2層砂層透鏡體；粘土結構致密，塑性較強，局部含鈣；該組厚度變化較大，局部缺失處二含直覆于基巖之上。三含主要由灰黃、灰白色中、細砂或粉、粗砂與雜色厚層含礫粘土或鈣質粘土相間組成，局部鈣質富集成泥灰?guī)r；該組中上部多為砂類，下部多為粘土類，砂類含量較低，富水性中等～較弱，井田中部局部缺失。三隔主要由粘土、砂質粘土夾中、細砂或粘土質砂組成，其中粘土、砂質粘土致密，具膨脹性，隔水性能良好。因受古地形控制，厚度變化大，介于0～134.64m之間，除在中部和東北部有所缺失以外，其它地段分布穩(wěn)定，粘土平均厚度40m左右，系其上、下含水層間的良好隔水層。四含分布范圍小，富水性極弱。正常情況下，新生界松散層水不致對礦井生產構成威脅。但“天窗”所在地段，若受采動影響，則很可能致二、三含孔隙水向下潰漏。（3）基巖含水層（組）1）原地系統(tǒng)A.二疊紀煤系砂巖裂隙含水層（組）二疊紀煤系砂巖裂隙含水組以中、細粒砂巖為主，厚度變化大，不能明顯地劃分含、隔水層，只能按可采煤層的位置，大致分為20煤上部、17-1煤上部、13-1煤頂?shù)装濉?1-2煤頂?shù)装濉?煤頂?shù)装濉?-1煤頂?shù)装搴?煤頂?shù)装宓?個砂巖裂隙含水層；砂巖一般裂隙發(fā)育不均，富水性弱，以儲存量為主，且因間夾泥巖、粉砂巖和煤層，含水層之間在自然狀態(tài)下無密切的水力聯(lián)系。但是，若被斷層切割或受采動影響而致地下水水力均衡遭到破壞，上、下含水層有可能互相溝通，引發(fā)局部砂巖突水。二疊紀煤系砂巖裂隙水是礦井的直接充水水源，但絕大部分具靜儲量消耗的疏干型特點。B.石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組總厚約126m，主要由自上而下編號的13層灰?guī)r與其間的泥巖、粉砂巖和薄煤層組成，灰?guī)r累厚約占組厚的45%，其中3、4和12灰厚度較大，分布穩(wěn)定。該組富水性不均，但總體為中等，是開采1煤層的底板直接充水含水層。因其上距1煤層較近，介于7.84～24.45m之間，平均16.41m，且灰?guī)r水壓較高，如果直接開采1煤層，很可能引發(fā)底板突水事故。C.奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水組據淮南礦區(qū)資料，奧陶系總厚約250～270m，主要由石灰?guī)r和白云質灰?guī)r等組成，巖溶發(fā)育，溶洞的最大高度達9.15m，含水豐富，系太灰的主要補給水源。2）外來系統(tǒng)A.寒武系灰?guī)r巖溶裂隙含水組本組主要由灰?guī)r、白云質灰?guī)r和鮞狀灰?guī)r等組成，間夾泥巖、砂質泥巖和粉砂巖，其中灰?guī)r含量南部低，中、北部高。該組頂界面起伏較小，但底界面變化較大，富水性差異明顯，一般頂部和中上部較強，下部較弱。由于中段寒武系灰?guī)r底界下距13-1煤層90m以上，因而，正常情況下對井下開采不致造成嚴重影響；但在西段和東段，寒武系灰?guī)r底界下距13-1及其下伏煤層較近，甚至局部與煤層直接接觸，開采時很可能以頂板進水的方式向礦井充水。該含水組基本呈近東西向條帶分布于井田中部。B.下元古界片麻巖裂隙含水組本組主要由灰～灰綠色角閃片麻巖和肉紅～紫紅色花崗片麻巖組成，巖石致密、堅硬；上部為厚度20～50m的風化帶，裂隙較發(fā)育；中部為裂隙較小的完整帶，且多為鈣質充填；下部為厚度0～20m的破碎帶?？傮w來看，相對富水部位多在中上部，且富水性不強，也不均一。該含水組基本呈近東西向覆蓋在井田南部的下夾片、13-1和11-2煤層之上，但由于中下部富水性較弱，因而，對下伏煤層開采不致造成危害，中部的完整帶甚至還能起到一定的隔水作用。3下夾片巖溶、裂隙含水帶本帶主要由奧陶、石炭和二迭系的灰?guī)r、砂巖、砂質泥巖、泥巖和煤等組成，其中灰?guī)r富水性弱～中等，局部巖溶裂隙發(fā)育處富水性較強。該含水帶主要集中在井田南部的阜鳳逆沖斷層與其下夾片斷層之間，壽縣老人倉斷層為其中、東段的南界，平面上大致呈長條帶狀分布，剖面上基本為一向南開口的楔形，使得該帶與原地系統(tǒng)的石炭、奧陶系的石灰?guī)r廣泛接觸而獲得水源補給。4斷層的富、導水性井田斷層帶大多為泥質充填或膠結，除阜鳳逆沖斷層局部富水又導水以外，其余斷層在正常情況下大多富水性較弱，導水性較差，斷層帶往往具有一定的阻水作用。但是，當斷層兩側不同層位的含水層彼此對接，且斷層帶又未被泥質和巖屑充填，或受采動影響而致斷層局部活化，破壞了地下水的水力均衡，斷層很可能成為地下水突潰的主要途徑。綜上所述，本井田新生界松散層孔隙水、原地系統(tǒng)的二疊紀煤系砂巖裂隙水與石炭系太灰?guī)r溶裂隙水、外來系統(tǒng)的寒武系灰?guī)r巖溶裂隙水和下夾片巖溶、裂隙水對井下開采均有一定程度影響。但是，只要在可采煤層的淺部對新生界松散含水層、寒武系灰?guī)r巖溶裂隙含水層和下夾片巖溶、裂隙含水帶留設必要的防水煤柱，新生界松散層孔隙水、寒武系灰?guī)r水和下夾片水一般不致潰入礦坑而對井下開采構成大的威脅。這樣，原地系統(tǒng)的二疊紀煤系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水便成為礦井開采的主要充水因素。2.礦井涌水量根據國投新集能源股份有限公司新集一礦《礦井水文地質類型劃分報告》，本礦井-550m水平以上礦井涌水量采用2006～2010年生產均衡期內實測礦井涌水量，即正常礦井涌水量328m/h，最大礦井涌水量551m/h。-700m延伸水平正常涌水量采用地下水動力學公式法估算結果即555m3/h，最大涌水量采用比擬法估算結果即867m3/h，作為-700m水平開采設計礦井排水設備時參考。3.礦井水文地質類型根據《礦井水文地質類型劃分報告》，本礦井開采上、下石盒子組煤層時水文地質條件條件為中等類型。另外，礦井后期開采山西組煤層時，應補充專門水文地質工作，按照《煤礦防治水規(guī)定》重新確定水文地質類型，并采取相應的措施，確保安全開采。332礦井生產能力及井田開拓2.1井田境界及儲量1.井田范圍及開采界限新集一礦位于淮南新集礦區(qū)羅園-八里塘區(qū)中部，西接連塘李井田，東鄰新集二礦，北與張集煤礦相連，地理坐標介于東經116°29?28?～166°34?35?和北緯32°41?28?～32°44?24?之間。井田境界：西起14勘探線，東止1勘探線，南自1煤層與阜鳳逆沖斷層或下夾片斷層交面線之垂直投影，北到采礦權登記邊界。井田范圍由表2—1中7個拐點圍合而成。井田范圍見表2—1。注：1、本表資料源于新集一礦采礦許可證；2、表中坐標為1980年西安坐標系。2.可采邊界線（1）相鄰鉆孔在可采點與不可采點之間以插入法求得，沉缺點與可采點之間取1/2作為零點，然后再以插入法求得可采邊界。（2）煤類界線：取不同煤種相鄰兩點的中點作為煤種界線，資源量估算時略有簡化和歸并。（3）風氧化帶界線：風化帶在松散層底界面下各為垂深30m。（4）斷層兩側留的資源量塊段：跨越已經查明斷層圈定高級資源量時，分別在斷層落差≥50m和落差30～50m的斷層兩側各留50m和30m的水平寬度作為推斷的資源量。（5）保安煤柱留設1阜鳳逆沖斷層和阜鳳下夾片斷層，下垂留設80米。阜鳳下夾片斷層中淺部地段據生產部門意見可按防水巖柱考慮，不再留設防水煤柱。2新生界留設100米。3工業(yè)廣場煤柱留設：以工業(yè)廣場邊界以35度角外切至新生界底界，再以70度角下切至各煤層4鐵路保安煤柱：根據合肥設計院提供各參數(shù)。以鐵路為中心，兩側各留25米，各層段下切角分別為：新生界∠φ=35°，基巖段：巖層走向投影角∠δ=70°，順地層傾向下切角∠γ=70°，逆地層傾向下切角∠β=70°—1/2∠α（∠α為地層傾角）。各地質剖面上基巖段所采用的∠α′、∠β′均已換算。計算公式：ctgα′=ctgβ′=式中∠θ=巖層走向與保安邊界的銳夾角。3.井田尺寸井田東西走向長約6.85km，南北傾斜寬平均3.65km左右，面積約25.261km2。井田的水平面積按下式計算S=H3L式中S----井田的水平面積，m2；H----井田的平均水平寬度，m；L----井田的平均走向長度，m;則井田的水平面積為：S=6.8533.56=25.261km21.工業(yè)儲量的計算礦井主采煤層為13煤層，采用地質塊段法。其他可采煤層可查詢有關資料。（1）資源量估算劃分三個水平：一水平：-550m以淺；二水平：-550～-800m；三水平：-800～-1000m劃分資源量塊段時，充分地考慮礦井的地質構造、煤層厚度、產狀等自然因素，盡量利用勘探線、煤柱邊界線、礦井和采區(qū)邊界線、巷道、水平標高線，底板等高線等，使資源量塊段形狀簡單，估算方便。各煤層塊段編號各自獨立，均用四位數(shù)表示。第一位數(shù)表示估算水平，二、三位數(shù)表示該水平的塊段號，最后一位表示資源量類別。塊段編號是由東向西到北，先淺后深。各塊段的塊段號、采用傾角、平均煤厚、資源量類別、永久性煤柱、平面積（m2）及資源量數(shù)據等均反映在儲量圖上的塊段符號內。A：探明的，B：控制的，C：推斷的，D：預測的；同時鐵路煤柱用“T”，防水煤柱用“S”，大巷煤柱用“H”，工廣煤柱用“G”，斷層煤柱用“F”表示。塊段內或塊段附近見煤點厚度以算術平均法求得平均厚度。當與不可采邊界接觸時，適當增加最低可采厚度參加平均。（2）確定采用厚度的原則1煤層中夾矸的單層厚度≤0.05m時，夾矸與煤可合并估算，不需扣出。但全層的灰分或發(fā)熱量指標應符合規(guī)定的標準。2煤層中夾矸的單層厚度大于所規(guī)定的煤層最低可采厚度時，被夾矸所分開的煤層作為獨立煤層。3煤層中夾矸的單層厚度小于所規(guī)定的煤層最低可采厚度時，煤分層不作為獨立煤層。煤分層厚度等于或大于夾矸厚度時，上下煤分層加在一起，作為煤層的采用厚度。4復雜結構煤層，當各煤分層的總厚度等于或大于所規(guī)定的最低可采厚度，同時夾矸的總厚度不超過煤分層總厚的1/2時，以各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度。5煤層特厚點的處理：當某見煤點的煤層厚度與其周圍見煤點的厚度差別很大時，此點視為特厚點，此點厚度與其周圍點厚度的算術平均值作為此點的利用厚度。66-1煤層，906、503、303孔等為臨界可采點，不可采范圍極小，本次未圈出可采邊界。塊段傾角采用塊段或相鄰塊段50m等高距的平均寬度經三角函數(shù)計算求得。為各煤層測試點的平均值（去掉異常值），經回歸計算檢查，二者相對誤差最小為0，最大為0.04，一般在0～0.02之間，具有規(guī)律性。因此，本礦井各層煤的實測視密度值是可靠的，能夠滿足資源量估算的需要。各煤層的平均視密度見表2—2。根據地質勘探情況，將礦體劃分為17個塊段，在各個塊段范圍內，用算術平均法求得沒個塊段的儲量，煤層總儲量即為各個塊段儲量之和。由礦井地質圖計算各塊段面積S1；S2------S17。（3）按下式計算：Zi=Si3Mi3ri式中：Zi------各塊段儲量，Mt；Si------各塊段的面積，m2；Mi------各塊段內煤層的厚度，m；ri-------各塊段內煤的體積質量，1.41t/m3。由上式可算得13煤層的工業(yè)儲量為：Z=115.295Mt2.可采儲量的計算（1）安全煤柱留設原則1工業(yè)場地、井筒留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤柱。2各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖石移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。3護帶寬度：風井場地20m，村莊10m，其他15m。4斷層煤柱寬度30m，井田境界煤柱寬度20m。5工業(yè)場地占地面積，根據《煤礦設計規(guī)范中若干條文修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積見表2—3：（2）礦井永久保護煤柱損失量1鐵路保護煤柱：井田邊界保護煤柱留設25m寬，則鐵路保護煤柱損失量為：241.1Mt。2斷層保護煤柱：斷層保護煤柱留設寬20m，則斷層保護煤柱損失量為：2904.4Mt。3工業(yè)場地保護煤柱：工業(yè)場地面積80萬m2，則工業(yè)場地保護煤柱壓煤量為：1025.2Mt。各保護煤柱損失見表2—4：（3）礦井可采儲量的計算礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，按下式計算：Zk=（Zg－P3C3（1-n）式中Zk----礦井可采儲量，Mt；P----保護煤柱的儲量，Mt；C----采區(qū)采出率，取0.75；n----地質及水文地質損失系數(shù)，取0.05。則礦井13煤層設計可采儲量為：Zk=8214.8萬t，其計算如下表2—5。其他煤層儲量也采用估算法，同樣可得出煤層的工業(yè)儲量及可采儲量。其他煤層及全礦井分水平、分煤層煤層儲量分類匯總如表2—6；2—7；2—8；2—9。表2—6：-550以上可采儲量情況表單位：萬噸表2—7：-550～-800可采儲量情況表單位：萬噸表2—8：-800～-1000可采儲量分布表表2—9：全井田可采儲量分布表1.作業(yè)制度采用“二九一六”作業(yè)方式，其中早班檢修6小時，中夜班生產各9小時。2.循環(huán)方式及循環(huán)進度循環(huán)方式：每完成一次割煤、移架、推溜、清理浮煤為一個循環(huán)，循環(huán)進度800mm。中夜班各完成3個循環(huán)，一次全面檢修為一個正規(guī)循環(huán)。3.工作面勞動組織表2—10:（1）本工作面所有進行操作和指揮的人員都必須學習和嚴格執(zhí)行本作業(yè)規(guī)程、《煤礦安全規(guī)程》、所從事工種的操作規(guī)程及《生產礦井質量標準化標準》的有關規(guī)定。（2）各特殊工種都必須學習目前工作面所采用的設備使用說明書和操作規(guī)程，了解設備的性能和操作注意事項。（3）各工種的操作人員必須參加班前會，了解工作面情況和接受任務；下井前必須穿戴齊全勞保服和用品，進入工作面前攜帶齊全必用的工具、材料、備品、配件等；到達工作面或工作崗位后必須認真檢查作業(yè)范圍內的頂幫、采空區(qū)、瓦斯、支護及其它設施的情況，按規(guī)定交接班，妥善處理好安全隱患和存在問題。（4）必須按照作業(yè)規(guī)程和工程規(guī)格質量要求進行作業(yè)，不許擅自改變操作順序，對所在崗位的安全和質量工作負責。（5）作業(yè)過程中要隨時注意操作對象及環(huán)境的變化情況，發(fā)現(xiàn)問題必須及時妥善處理。（6）作業(yè)中要遵守下列規(guī)定：1采煤工作面回風流中瓦斯?jié)舛瘸^0.8％或CO2濃度超過1.5％時，必須停止工作，撤出人員，采取措施，進行處理。2采煤工作面及其他作業(yè)地點風流中瓦斯?jié)舛冗_到0.8％時，必須停止用煤電鉆打眼；爆破地點附近20m以內風流中瓦斯?jié)舛冗_到0.8％時，嚴禁裝藥爆破。3采煤工作面及其他作業(yè)地點風流中、電機或其開關安設地點附近20m以內風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.3％時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。4采煤工作面內，體積大于0.5m3的空間內積聚的瓦斯?jié)舛冗_到2.0％時，附近20m以內必須停止工作，撤出人員，切斷電源，進行處理。（7）工作面遇到下列情況必須停止工作，人員撤到安全地點并向礦調度匯報，經處理確認安全后，方可恢復工作。1工作面頂板顯著來壓，導致嚴重片幫冒頂；2風量突變，風向改變；3空氣突然變熱或變冷；4有害氣體超限，有異味；5空氣濕度和霧氣突然增加，頂幫淋水和涌水量突然增大。、（8）當本工種工作時將與相鄰崗位的作業(yè)人員發(fā)生干擾，必須事先主動聯(lián)系，確認不影響他人安全時，方可作業(yè)。（9）非所屬操作項目的人員，嚴禁擅自開動、移設他人操作范圍的設備、管線、支護等。愛護防塵、通風設施、排水設施。（10）工作面所有設備執(zhí)行誰開誰停的原則,工作面電氣設備檢修時嚴格執(zhí)行“誰停電誰掛牌，誰送電誰摘牌”的原則。（11轉載機起橋下臥底時，高度不允許超過3.0m，在人員進入起橋下部時，在起橋下必須加強支護，在施工時，在轉載機旁設專人監(jiān)護。4.落煤措施（1）采煤機司機要經過專業(yè)培訓，熟悉本作業(yè)規(guī)程，經考試合格后，方可持證上崗作業(yè)。（2）采煤機司機要嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第69條的有關規(guī)定和采煤機司機操作規(guī)程。（3）開機前，司機要對采煤機、刮板輸送機、工作面頂板及支架、電纜、水管、機頭、機尾、采煤機各部油位、各處螺絲是否緊固、操作手把是否靈敏可靠等進行檢查，確認無誤后方可開機。（4）正常開機時，煤機司機必須使用遙控器操作，非特殊情況嚴禁在架前直接使用操作站控制采煤機。（5）接班試機前，必須先巡視采煤機四周，確認對人員無危險后，方可試機。開機前應先檢查采煤機閉鎖、工作面刮板輸送機和信號系統(tǒng)是否靈敏可靠，如有問題，應首先及時處理，待處理好后方可開機。（6）采煤機割煤時，要掌握上下滾筒高度，頂板要割平，不飄刀，不啃底，嚴防割頂梁及護幫板。（7）割煤過程中要注意支架、頂板情況，防止冒頂?shù)繇吩覀藛T損壞設備。（8）在割煤中若發(fā)現(xiàn)采煤機上方刮板輸送機內有大塊煤、巖或物料時，要及時閉鎖刮板輸送機，進行處理，處理完后方準開機，嚴防傷人及頂壞采煤機。（9）煤機由專職煤機司機操作，注意力要集中。割煤過程中，刮板輸送機道內、距滾筒5m范圍內的架前嚴禁有人。電纜要設專人看護，防止擠、壓、拉壞電纜。（10）割煤時煤機內外噴霧、負壓噴霧同時開啟，灑水滅塵。（11）割煤過程中，若發(fā)生片幫、冒頂超過規(guī)定，必須停機維護，維護好后方可繼續(xù)割煤。（12）檢查滾筒等需在機道內作業(yè)時，必須將工作面刮板輸送機停電閉鎖，切斷煤機電源，脫開滾筒離合器，非作業(yè)人員嚴禁進入機道。（13）工作中遇到電機過載、滾筒卡死、機器發(fā)出異響、劇烈震動等現(xiàn)象，應立即停止割煤，進行檢查處理。（14）交班前，將采煤機搖臂下垂，加強潤滑，并停電閉鎖，脫開滾筒離合器，打掃煤機上的煤矸，清理機身。停機時采煤機不得停在上下出口5m范圍內。（15）非煤機司機，嚴禁操作煤機。（16）端頭斜切進刀要保持足夠的進刀距離，以前滾筒為準不小于25m。（17）煤機停機檢修時，應停放在頂板完好處。（18）煤機割煤時，人員應站在支架前后立柱之間的安全地點，并要集中精力，觀察煤壁和頂板，防止煤壁片落的煤塊傷人。（19）采煤機司機要愛護機電設備，嚴禁不按規(guī)程操作損壞設備。（20）煤機在端頭作業(yè)時，在距端頭5m處的巷道內安專人警戒，嚴禁人員進入。（21）煤機運行中，安設專人看護煤機電纜。（22）工作面去錨桿、鋼帶等物件措施：1采煤機割煤至機頭機尾時，煤機司機要密切注意端頭情況，認真控制煤機滾筒，嚴禁用煤機滾筒硬割錨桿、鋼帶等金屬件。2拿錨桿、鋼帶等物件前，應先使用煤機滾筒震松錨桿、鋼帶，然后立即控制煤機退出，將煤機停放在至少距離錨桿等物件5m外，煤機停電；將工作面刮板輸送機停電、閉鎖后方可拿去錨桿、鋼帶等。3若錨桿、鋼帶纏在煤機滾筒上時，應立即停止煤機滾筒，將煤機停放到至少距離端頭5m外處，然后停煤機電，脫開煤機滾筒離合器，工作面停電閉鎖，否則嚴禁靠近滾筒。4當發(fā)現(xiàn)有錨桿、鋼帶等物件進入工作面運煤系統(tǒng)時，如果在工作面刮板輸送機上，應立即閉鎖工作面刮板輸送機，然后人員站在老塘側，將錨桿、鋼帶等物件拿出；如果在皮帶機上，應停止皮帶機，拿出錨桿、鋼帶等物件。待拿出錨桿、鋼帶等物件后，方可繼續(xù)作業(yè)。5人員拿錨桿、鋼帶等物件時，液壓支架伸縮梁必須打至煤壁，護幫板必須護住煤幫后，方可進行作業(yè)。6完成拿錨桿、鋼帶等物件作業(yè)后，必須待人員進入安全地點，并確認無誤后方可開機。1.確定依據礦區(qū)規(guī)?？梢罁韵聴l件確定：（1）資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）、交通（鐵路、公路、水運）、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模；否則應縮小規(guī)模。（3）國家要求：對國家煤炭需求量（包括煤種、煤質、產量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據。（4）投資效果：投資小、工期短、生產成本底、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。2.礦井設計生產能力新集井田儲量豐富，頂板條件好，斷層帶附近煤層暫不采，其他位置煤層賦存穩(wěn)定，褶曲少，傾角小于25°，煤層為厚煤層，且厚度變化不大，開采條件簡單，技術裝備先進，經濟效益好，煤質為優(yōu)質焦煤和氣煤，井田臨近阜淮鐵路，交通便利，市場需求量較大，適宜建立大型礦井。確定新集一礦礦井設計生產能力為3Mt/a。3.礦井服務年限礦井服務年限必須與井型相適應。礦井可采儲量Zk、設計生產能力A、礦井服務年限T三者之間的關系為：T=Zk/AK式中T----礦井服務年限，a；Zk----礦井可采儲量，Mt；A----設計生產能力，Mt/a；K----礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。則礦井服務年限為：T=25316.9÷（30031.4）=60.3a符合《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》要求。4.井型校核按礦井的實際煤層開采能力、輔助生產能力、儲量條件及安全條件因素對礦井井型進行校核：（1）煤層開采能力。井田內13煤層為厚煤層，煤層厚度較大賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據現(xiàn)代化礦井〝一礦一井一面〞的發(fā)展模式，可布置一個大采高綜采工作面來保證生產。（2）輔助生產環(huán)節(jié)的能力校核。礦井設計為特大礦井，開拓方式為立井多水平開拓，主井采用槽鋼組合罐道設置箕斗提升煤炭，副井采用槽鋼組合罐道設置罐籠作為輔助運輸，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產的原煤經順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機到井底煤倉，再經主井提升箕斗提升至地面，運輸能力大，自動化程度高。大巷采用有軌電車牽引礦車運輸，運輸能力大，調度方便靈活。（3）通風安全條件的校核。礦井煤塵爆炸指數(shù)為：42.78%～57.34%；礦井絕對瓦斯涌出量為59.47m3/min，礦井相對瓦斯涌出量為8.43m3/t，涌出量較大，屬于煤與瓦斯突出礦井。（4）礦井的設計生產能力與整個礦井的可采儲量相適應，保證有足夠的服務年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》要求，見下表2—11。2.3礦井開拓井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓的一系列巷道進入煤體，建立礦井提升﹑運輸﹑通風﹑排水和動力供應等生產系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式﹑數(shù)量﹑位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式需要對技術可行的幾種開拓方案進行技術比較才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題須認真研究：(1確定井筒的形式﹑數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置。(2合理確定開采水平的數(shù)目和位置。(3布置大巷及井底車場。(4確定礦井開采程序，做好開采水平的接替。(5進行礦井開拓延深﹑深部開拓及技術改造。(6合理確定礦井通風﹑運輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據國家政策，綜合考慮地質﹑開采技術等諸多條件經全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應遵循下列原則：1貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的的技術政策，為早出煤﹑出煤好﹑高產高效創(chuàng)造條件。在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。2合理集中開拓部署，簡化生產系統(tǒng)，避免生產分散，做到合理集中生產。3合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產的有關規(guī)定。要建設完善的通風﹑運輸﹑供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態(tài)。5要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術﹑新工藝﹑發(fā)展采煤機械化﹑綜掘機械化﹑自動化創(chuàng)造條件。6根據用戶需要，應照顧到不同煤質﹑煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐﹑立井﹑斜井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最為復雜。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺﹑丘陵或河谷地區(qū)，便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝﹑施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑﹑井筒裝備﹑井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受地板含水層的威脅；主提升膠帶有相當大的提升能力，可滿足特大礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦出現(xiàn)透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點：斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限；通風線路長，阻力大，管線長度大；斜井井筒通過富含水層﹑流沙層，施工技術復雜。立井開拓不受煤層傾角﹑厚度﹑深度﹑瓦斯及水文等自然條件的限制，在深度相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。主要缺點：立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基建投資大。本礦井煤層傾角較小，平均10°～25°，為緩傾斜煤層；煤層埋藏較深，上覆有流沙層含水層等；且煤層產狀較為復雜，水文條件比較復雜礦井涌水量較大；因此礦井井筒需要特殊支護和施工。經比較采用立井多水平開拓方案。2.井筒數(shù)目：一個井田可以采用兩個井筒、三個井筒或多個井筒。(1兩個井筒規(guī)程規(guī)定，一個礦井必須有兩個通向地面的出口，以策安全和通風需要。一般主井擔負提煤和回風，副井擔負升降人員、材料、設備、矸石等輔助作業(yè)和通風。兩個井筒工程量少，投資省，但漏風多，通風費用大，一般用于低瓦斯的中小型礦井。(2三個井筒主井提煤，副井輔助提升和進風，風井回風?？朔藘蓚€井筒在通風方面的缺點。三個井筒開拓的一個突出優(yōu)點是可以縮短整個礦井的建設工期。在建設期間，風井一般斷面小，無裝備，建設時間短，見煤層后，可提前開拓采區(qū)。同時主副井和風井對頭掘進貫通，縮短工期。在主副井停止提升進行安裝時，風井可以使井下掘進繼續(xù)進行，因此，目前大型礦井多采用此方式，在建設時縮短工期，在生產中有利通風。風井的位置可以和主副井同在一個工業(yè)場地，為中央并列式布置；另一種方式為風井設在井田上部邊界，為中央邊界式布置。兩者各有優(yōu)缺點，需要在具體礦井中根據地面、井下布置情況具體比較確定。(3多個井筒多個井筒分以下兩種情況：一種情況是通風需要，除主副井，開鑿兩個或兩個以上的風井，當兩翼采區(qū)通風線路長或瓦斯很大時，根據通風方案確定兩翼各開風井的對角式通風方式。另一種情況是特大型礦井井田分區(qū)開鑿的需要，應用多井筒開拓。本設計開拓三個井筒：主井、副井、中央風井。在工業(yè)場地內布置三個井筒，主井擔負提煤，副井輔助提升兼作進風，中央風井擔負全礦井回風。3.井筒位置的確定(1井筒位置確定的原則：1有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量小；2有利于首采面采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；3井田兩翼儲量基本平衡；4井筒不宜穿過后表土層厚含水層斷層破碎帶煤與瓦斯突出煤層或軟巖層；5工業(yè)場地應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山﹑低洼和采空區(qū)，不受崖崩﹑滑坡和洪水威脅；6工業(yè)場地易少占耕地，少壓煤；7據水源﹑電源較近，礦井專用鐵路線路短，道路布置合理。(2根據以上分析提出三種井筒位置的方案，分述如下：方案一：井筒布置于井田走向中央且位于南翼邊界坐標：主井：X=3619534.650Y=39456608.329Z=+27.000副井：X=3619498.308Y=39456702.436Z=+27.000井田北部有阜淮鐵路通過，交通便利；對于13煤層此處煤層傾角較小，井筒和工業(yè)廣場壓煤量較小。如圖2—1圖2—1井筒位置方案一方案二：井筒布置于井田中央坐標：主井：X=3621843.540Y=39456408.446Z=+27.000副井：X=3621898.308Y=39456420.436Z=+27.000井田中央有一定的范圍煤層不可采，井筒布置于這個范圍內可以減少壓煤，減少煤炭損失。如圖2—2圖2—2井筒布置方案二方案三：井筒布置于井田的走向中央位于北翼邊界坐標：主井：X=3619556.470Y=39455822.329Z=+27.000副井：X=3619513.340Y=39455816.450Z=+27.000井田內煤層南高北低，如若把井筒布置于南翼則容易布置上山開采，且通風線路較短。如圖2—3圖2—3井筒布置方案三對于方案一前期工程量較大，初期投資大，石門較長，后期通風線路長，所需通風機能力大；對于方案二由于井田中央位于斷層帶，若把井筒布置于此處井筒通過斷層井筒維護困難，易出現(xiàn)透水等事故，相對于方案一交通不便；對于方案三由于煤層傾角相對于其他方案角度大工業(yè)廣場壓煤量大，交通不便。綜上所述，井田南部邊界距阜淮鐵路較近，故交通便利，利于地面運輸和工業(yè)場地布置，且壓煤量小。經方案比較確定主副井筒位于井田南部邊界走向中央，選擇方案一。4.工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置選擇在主副井口附近，即井田南部邊界走向中央。工業(yè)場地的形狀和面積：根據表2—3所列工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為30公頃長邊平行于走向長700m，寬450m。5.開采水平的確定井田主采煤層為13號、11號、9號、8號、7號、6號煤層，其他煤層由于各種原因暫不可采，本設計僅針對13號煤層。13號煤層傾角平緩，為緩傾斜煤層，采用立井多水平開采。水平標高通過下述方案對比采用第一水平-620m；第二水平-1000m。第一水平的可采儲量為12802.8萬t，服務年限30.5a。6.主要開拓巷道本設計主要針對13號煤層，13號煤層平均厚度5.03m,賦存穩(wěn)定，地板起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大，且煤質較好。由于開采水平較深，上浮巖層壓力較大，為緩解巷道支護難度，把礦井開拓大巷布置于煤層底板巖層內，大巷間距60m。布置一條運輸大巷、一條軌道大巷（輔助運輸大巷）、一條回風大巷三條大巷。巷道坡度保證水能自流至井底車場的中央水倉，一般為3?的坡度。7.方案比較(1提出方案根據以上分析現(xiàn)提出以下三種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井多水平開拓（第一水平-450m；第二水平-750m；第三水平-1000m。）主、副井筒均為立井，布置于井田走向中央礦井南翼邊界，設置三個水平，第一水平-450m；第二水平-750m；第三水平-1000m。大巷布置在巖石中，大巷與主副井筒采用石門及臥式井底車場連接。如下圖2—4所示：圖2—4立井開拓剖面圖方案二：立井多水平開拓（第一水平-620m；第二水平-1000m。）主、副井筒均為立井，布置于井田走向中央礦井南翼邊界，設置三個水平，第一水平-620m；第二水平-1000m。大巷布置在巖石中，大巷與主副井筒采用石門及臥式井底車場連接。如下圖2—5所示：圖2—5立井開拓剖面圖方案三：立井多水平開拓（第一水平-550m；第二水平-800m；第三水平-1000m。）主、副井筒均為立井，布置于井田走向中央礦井南翼邊界，設置三個水平，第一水平-550m；第二水平-800m；第三水平-1000m。大巷布置在巖石中，大巷與主副井筒采用石門及臥式井底車場連接。如下圖2—6所示：圖2—6立井開拓剖面圖(2技術比較以上所提出的方案井筒類型、井筒位置、大巷布置均相同，區(qū)別在于水平劃分及數(shù)目以及部分基建、生產費用不同。對于方案一設三個水平一水平-450m；二水平-750m；三水平-1000m。方案二設兩個水平一水平-620m；二水平-1000m。方案三設三個水平一水平-550m；二水平-800m；三水平-1000m。方案一、方案二均三個水平需設三套井底車場、石門及大巷投資費用大，且階段斜長較短。對于第一水平服務年限計算如下：方案一：T=Zk/Ak=7108.4÷(30031.4=16.9a方案二：T=Zk/Ak=12802.8÷(30031.4=30.5a方案三：T=Zk/Ak=9477.9÷(30031.4=22.6a與礦井井型及第一水平服務年限表可知方案一、方案三的礦井第一水平服務年限小，不符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》。注：礦井分水平煤層儲量如下表2—12通過上表可計算出-450m以上礦井可采儲量Z1；-620m以上礦井可采儲量Z2；及-550m以上礦井可采儲量Z3。Z1={9477.9÷(550-150）}3(450-150）=7108.4萬tZ2={11874.6÷(800-550}3(620-550+9477.9=12802.8萬tZ3=9477.9萬t通過上述計算分析得出由于方案二、方案三井底車場、石門及大巷投資費用多且第一水平服務年限較小不符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》在這三個方案中選風井位置應充分考慮地面因素、地下因素及礦井通風系統(tǒng)。本設計礦井采用中央并列式通風方式，進風井與回風井都位于井田中央的同一個工業(yè)廣場內。一般利用主副井作進風井單設中央風井作為回風井。這種布置方式稱為中央并列式，其優(yōu)點是工業(yè)場地布置集中，管理方便，井筒保護煤柱損失少，缺點是通風線路長，通風助力大，井下漏風多。和主、副井相似，大多數(shù)條件完全一致，如地質條件、煤柱煤量、勘探程度、初期工程量、占地面積、交通達輸以及防洪設計標準等；都要共同遵守。風井與主副井區(qū)別，多數(shù)沒有提升設備。不受運輸條件制約只需解決施工臨時運輸。選擇位置時主要應按通風要求，并盡量與總回風道直接溝通，以減少通風工程和阻力消耗。依據上述原則可確定本井田風井位置其坐標如下：1.主井井筒主井井筒凈直徑7.0m，井筒深640m,井口標高27m，主井內裝備兩套16t雙箕斗，四個