摘 要本設計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為陳四樓 1.5 Mt/a 新井設計。陳四樓煤礦位于河南省永城市西北郊區(qū)，交通較為便利。井田傾向（東西）長約 3.80 km，走向（南北）長約 5 km，井田總面積為 19.00 km2。主采煤層為 2 號煤層，平均傾角為 9.73°，煤層平均厚度為 7.43 m。井田地質(zhì)條件較為簡單。井田工業(yè)儲量為 206.49 Mt，礦井可采儲量 125.13 Mt 。該礦井服務年限為64.17 a，涌水量不大，礦井正常涌水量為 894 m3/h，最大涌水量為 1200 m3/h。礦井瓦斯涌出量較低，為低瓦斯礦井。井田為立井兩水平開拓；長壁放頂煤采煤法；礦井通風方式為中央并列式。礦井年工作日為 330d，工作制度為“三八” 制。一般部分共包括 10 章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限；4.井田開拓；5.準備方式-盤區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運輸；8.礦井提升；9.礦井通風與安全技術；10.礦井基本技術經(jīng)濟指標。專題部分的題目為淺析采煤工作面斷層處災害機理及防治，主要針對斷層處災害機理，提出了部分防治措施。翻譯部分主要內(nèi)容長壁開采老空區(qū)上部地表殘余變形的機理與控制，英文題目為：Mechanism andcontrol of ground residual deformation over longwall goaf。ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part.The general part is a new design of Chensilou mine. Chensilou mine lines in north-west of Yongcheng in Henan province. The traffic of road and railway is convenience to the mine. The width of the minefield is 3.80 km ,the width is about 5.00 km，well farmland total area is 19.00km2.The two is the main coal seam, and its average dip angle is 9.73 degree. The thickness of the mine is about 7.43 m in all. The proved reserves of the minefield are 206.49 Mt. The recoverable reserves are 125.13 Mt. The designed productive capacity is 1.5 Mt percent year, and the service life of the mine is 64.17 years. The normal flow of the mine is 894 m3 percent hour and the max flow of the mine is 1200 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal lower, for low gas mineral well.The well farmland is two levels in vertical shaft development;the cole mine is the longwall mining;the centralized ventilation.The working system “three-eight” is used in the Chensilou mine. It produced 330 d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.Special subject parts of topics is Analysis the disaster mechanism and prevention briefly when the coal face come at the fault place. Mainly aims at the disaster mechanism in the fault place, proposing the part prevention measure. Translation part of main contentses is Mechanism andcontrol of ground residual deformation over longwall goaf.English topic is: Mechanism andcontrol of ground residual deformation over longwall goaf.目 錄一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 6 1.1 礦區(qū)概述61.2 井田地質(zhì)特征 81.3 煤層特征 122 井田境界和儲量162.1 井田境界162.2 礦井工業(yè)儲量162.3 礦井可采儲量183 礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限243.1 礦井工作制度243.2 礦井設計能力及服務年限243.3 井型校核254 井田開拓274.1 井田開拓的基本問題274.2 礦井基本巷道365 準備方式-帶區(qū)巷道布置455.1 煤層的地質(zhì)特征455.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)465.3 帶區(qū)車場選型設計526 采煤方法536.1 采煤工藝方式536.2 回采巷道布置647 井下運輸707.1 概述707.2 帶區(qū)運輸設備選擇717.3 大巷運輸設備選擇748 礦井提升778.1 礦井提升概述778.2 主副井提升779 礦井通風與安全819.1 礦井地質(zhì)、開拓、開采概況819.2 礦井通風系統(tǒng)的確定829.3 礦井風量計算869.4 礦井阻力計算939.5 選擇礦井通風設備989.6 安全技術措施10210 礦井基本技術經(jīng)濟指標104參考文獻106專題部分淺析采煤工作面斷層處災害機理及防治108 參考文獻127翻譯部分英文原文129中文譯文136致謝141一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1 礦區(qū)概述1.1.1 礦區(qū)地理位置永城礦區(qū)陳四樓井田位于河南省永城市境內(nèi)，為城廂、陳集、順和鄉(xiāng)所轄。井田中心南距永城老縣城 8 km；地理坐標：東經(jīng) 116º22´20“，北緯 30º00´35“。礦區(qū)北靠隴海鐵路，東臨京滬鐵路，青（龍山) 阜（陽）鐵路從礦區(qū)東南約20 km 處穿過，西有京九鐵路商阜段。永城老縣城距商丘車站 95 km，至徐州車站 97 km，宿州車站 74 km，其間均有柏油公路相連。區(qū)內(nèi)主要村鎮(zhèn)之間亦有簡易公路相通，交通運輸堪稱方便。詳見礦區(qū)交通位置圖 1-1。1.1.2 自然地理概況井田位于黃淮沖積平原東部，地勢低洼平坦，自西北向東南微微傾斜，地面標高+32.49 m +36.50 m，一般在+32 m 至+35 m 之間，相對高差 3 m 左右。地表廣為巨厚的新生界松散沖積物所覆蓋。區(qū)內(nèi)地表水系不甚發(fā)育，最大的河流沱河在井田南部 2 km 處流過。井田內(nèi)用于灌溉的溝渠縱橫交錯。沱河屬淮河水系，發(fā)源于商丘市東北之響河，向東南流入安徽省的新汴河，全長 120 km，其流量受大氣降水控制，年平均流量 12 m3/s，有記載的最大流量 384 m3/s（1963 年） 。本區(qū)屬半濕潤、半干旱的大陸性氣候，冬春干早，夏秋多雨，四季分明。據(jù)永城縣氣象站資料：氣溫：19741984 年觀測，月平均最高氣溫 26.89 （7 月份） ，最低-0.32 ，年平均衛(wèi) 14.3 。日最高氣溫 41 (1959 年 7 月 30 日)，最低-19 (1957 年 2月 21 日)。降雨量：最大降雨量 1022.5 mm（1977 年） ，最小為 630.4 mm，年平均 813.6 mm；日最大降雨量 207 mm(1957 年 7 月 I4 日)，一次最大降雨量為 443.4 mm ( 1965 年 7 月 5 日18 日)。蒸發(fā)量：歷年最大蒸發(fā)量 1985.7 mm（1978 年） ，最小 1603.2 mm，(1975 年)，平均 1745.4 mm。相對濕度平均 68%73.16%。冬春季多西北風，夏季多東北風偶有東南風，最大風速 183 m/s(1982 年 4 月21 日)。每年 12 月至翌年 3 月為降雪和冰凍期，最大凍土深度 19 cm。據(jù)中國地震烈度表載，本區(qū)屬六度地震區(qū).河南省地震局受永城煤炭工業(yè)圖1-1陳四樓礦井交通位置圖1-圖上上MK03上上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上上上河 南山東 江蘇上上 上上上上 上上上上上上上上上上上上上 上上 上上上上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上上 上上上 上上上上上上上上上上上上上上上 上 海上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上 交 通 位 置 圖聯(lián)合公司委托，提出“ 永城縣地震基本烈度鑒定意見書” （84）豫震烈字第 002號文)，該文在分析了地質(zhì)構造及本區(qū)地震史之后，認為.“本區(qū)不可能發(fā)生六級左右地震，主要是受鄰區(qū)強震影響，其地震基本烈度六度是最適宜的。 ”又提出“ 鑒于永城煤炭儲量豐富，現(xiàn)已投入建井，將來發(fā)展遠景可觀，據(jù)此建議，對特別重要的工程和建筑物，可提高 1 度設防。 ”煤炭部基建司對陳四樓礦井方案設計審查意見明確：“建筑物地震烈度均按 6 度設防，但對六大要害系統(tǒng)按 7 度的構造措施設計。 ”1.1.3 礦區(qū)開發(fā)歷史及生產(chǎn)建設規(guī)劃礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井葛店煤礦、新莊煤礦、車集煤礦等 8 處。另外，礦區(qū)已經(jīng)逐步形成了煤礦產(chǎn)業(yè)鏈，除部分大件煤礦機械外，基本可以滿足煤礦建設需要。1.1.4 礦井建設的外部條件礦井工業(yè)場地至礦區(qū)集配站的鐵路專用線正線里程 15.86 km。新、老兩條永碭公路，分別自工業(yè)場地兩側經(jīng)過，將礦井工業(yè)場地與鐵路干線和土產(chǎn)材料產(chǎn)地連通，交通條件較好。礦井永久電源由永城 220 kV 變電站供給。地方集資興建的永城 110 kV 變電站，可作為本礦井建井期的施工電源。為確保施工安全，另一回電源可取自新莊礦井。礦區(qū)熱電站應盡快建設。經(jīng)初步勘探證實，上第三系孔隙承壓水，無論其水量和水質(zhì)均可滿足本礦井永久水源的要求。礦區(qū)北部的芒山生產(chǎn)白灰、石子、料石等土產(chǎn)材料。水泥、鋼材木材等建材亦可通過公路運至本礦。礦井建設的外部條件比較優(yōu)越、可靠。1.2 地質(zhì)特征1.2.1 地層永城煤田為華北型沉積，地層分區(qū)屬華北區(qū)、魯西分區(qū)、徐州小區(qū)的范疇。本井田無基巖出露，全都被新生界沖積層所覆蓋，缺失上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)、三迭系至第三系古新統(tǒng)兩段。鉆探揭露的基巖地層上至石千峰組（平頂山砂巖)，下至中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r，厚度約 1100 m。自下而上敘述如下 :1、中奧陶統(tǒng)馬家溝組(O 2m)，由白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成，井田內(nèi)揭露厚度3045.20 m。2、石炭系(C 23)，假整合于中奧陶統(tǒng)之上；中統(tǒng)本溪組（C 2b)，由鋁質(zhì)泥巖及山西式鐵礦組成，厚度 222 m，平均 8.78 m；上統(tǒng)太原組（C 3t） ，由 911 層薄至中厚層狀灰?guī)r和泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉、砂巖組成，間夾不可采煤層 35 層，厚度 93164 m，平均 133 m；3、二迭系(P)，揭露厚度 961.2 m，下統(tǒng)齊全，上統(tǒng) K6 標志層以上多被剝蝕；下石盒子組（P 1x） ，厚度 48.63112.27 m，平均 74.92 m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及三煤組組成，以 K5 砂巖標志層底界與上石盒子分界； 山西組（P 1S） ，厚度 89.94131.78 m，平均 106.43 m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及煤層組成。二 2 煤層賦存于中部，下以 K3 灰?guī)r標志層頂界與石炭系分界，上以 K4 鮞狀鋁質(zhì)泥巖底界與下石盒子組分界；上石盒子組（P 2s） ，鉆孔穿見厚度 728.98 m，共分四段，每段底部都以一層穩(wěn)定的砂巖標志層相分界（K 5K9） ，其基巖組成也是以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及砂巖為主，不含具有工業(yè)價值的煤層。4、新生界（R 2）井田內(nèi)覆蓋層中，僅有上第三系和第四系，缺失下第三系。厚度 300430 m，平均 348.73 m。由粘土、亞粘土、亞砂土及中、細、粉砂交互成層。上第三系為河湖相沉積，直接覆蓋于古生界之上。詳見井田地層劃分表 1-1。 （后附礦井綜合柱狀圖）1.2.2 地質(zhì)構造 新華夏體系及東西向構造構成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部的孔莊芒山背斜組成。陳四樓井田位于永城隱伏背斜之西冀，大致呈單斜構造，總體走向 NNW，傾向 SWW。受多期構造運動的影響，褶曲、斷裂均較發(fā)育。地層傾角在露頭處局部較大，向深部逐漸變小，一般為 3º10º，局部10º15º。1、褶曲 井田內(nèi)褶曲比較發(fā)育，近東西向的自南向北有八里廟向斜、呂莊向斜等。2、斷裂井田內(nèi)斷裂構造均為正斷層，據(jù)葛店煤礦井下及芒山地表所見，推定斷層面傾角均為 70º。發(fā)現(xiàn)并已被控制的斷層 4 條，以 NNE 向斷裂為主，近東西向斷裂也較發(fā)育。斷層情況詳見表 1-2。3、巖漿活動據(jù)側定，井田內(nèi)巖漿巖活動大致有兩個期次：基性巖為華力西運動晚期產(chǎn)物；酸性巖為燕山運動早晚期產(chǎn)物?；詭r主要為輝綠巖，一般在三煤組中順煤層侵入三 4、三 、三 5 煤層中，呈巖脈或巖席產(chǎn)出；酸性巖主要為閃長巖類及花崗2 巖類，呈巖墻及巖席產(chǎn)出。受巖漿巖侵入影響地段，使煤層結構復雜，或變?yōu)樘烊唤?，降低了煤層的?jīng)濟價值。1.2.3 水文地質(zhì)表 1-1 井田地層劃分表地 層 系 統(tǒng) 厚度（m）最小 -最大界 系 統(tǒng) 組 段 符 號 標志層代號平 均300-430新生界第四系|第三系 R2 348.73石千峰組 P2Sh1 K9 殘厚 51四 P2S4 K8 172三 P2S3 K7 200二 P2S2 K6 233上二疊統(tǒng)上石盒子組 P2S1 K5 81.65-150.68124.0848.53-112.27下石盒子組P1x K474.92二疊系 下二疊統(tǒng) 山西組P1s 89.94-131.78 106.43上統(tǒng)太原組Cat K3 K2 123.09-201.86151.542.0-22.0石炭系中統(tǒng)本溪組Cab K18.78古生界奧陶系 中統(tǒng) 馬家溝組 Ozm 揭穿 40表 1-2 斷層特征及控制情況斷 層編 號 性 質(zhì)延展方向傾 角（°）長 度（ m）落 差（ m）可靠度F1 正 東西 53 1900.50 33 AF2 正 東西 70 800.14 10 AF3a 正 東西 59 566.80 0-27 AF3b 正 東西 59 950.53 27 BF4 正 東西 58-68 2004.46 17-107 B1、含水層及隔水層特征自上而下分為四個含水組：1）新生界孔隙含水組：區(qū)內(nèi)松散地層沉積為沖積及湖積，其厚度受古地形影響而東薄西厚、南薄北厚。含水砂層一般為 112 層，平均厚 86.34 m。淺部以大氣降水垂直滲入為主，中部及深部以水平側向滲透為主。屬孔隙承壓水，不易疏干，q=0.0047.0 /s·m，K=0.623 m/d。含水砂層之間及其與基巖之間有厚度比較穩(wěn)定的粘土層，形成天然的隔水屏障，局部地段與基巖處有透鏡狀砂層，即所謂“天窗”，對淺部開采會具有一定影響。2）二迭系砂巖裂隙，孔隙含水組：主要由上、下石盒子組及山西組砂巖裂隙孔隙承壓水組成，其補給方式以水平側向滲透補給為主，滲透能力差，富水性弱，逕流滯緩，靜儲量為主，易于疏干。q=0.1213 /s·m，K=0.5683.91 m/d，水質(zhì)類型為 SO4-Na。3）石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水組：主要含水巖層為石灰?guī)r(11 層)?；?guī)r以L2、L 3、L 4、 L7、L 8、L 9、 L10 七層比較穩(wěn)定，巖溶裂隙比較發(fā)育，但多被泥質(zhì)或鈣質(zhì)充填。補給方式為遠方側向滲透。q=0.0006852.068 /s·m，K =0.004927.473 m/d。水質(zhì)類型 SO4CaNa，礦化度2 g /l。4）奧陶系巖溶裂隙含水組：區(qū)域范圍內(nèi)，在安徽省閘河煤田東西兩側出露，本煤田僅在芒山有局部出露。巖溶發(fā)育，富水性強。補給方式以遠方水平滲透為主。 =0.00068515.7 /s·m， 0.0027.473 m/d。水質(zhì)類型 SO4CaNa，礦化qK度 2.2064.43 g/l。2、井田水文地質(zhì)條件本井田水文地質(zhì)類型為中等簡單，其主要依據(jù)是：1）直接充水含水層，三煤層和二煤層頂板砂巖含水性弱，單位涌水量一般小于 0.01 /s·m，為簡單類型；2）上復新生界含水層與基巖界面之間有厚度大于 30 m 的粘土層阻隔，正常地段對煤系地層無充水作用；3）下伏太原組灰?guī)r含水層與二 2 煤層之間有砂巖和泥巖組成的隔水層，厚度在 50 m 以上，正常地段二 2 煤層的開采不存在底板突水的威脅；4）井田內(nèi)斷層富水性及導水性弱，q0.95，Km0.6035%55%中厚和厚煤層25%Km0.9525%Km0.8040%Km0.6565%KmKm50%Km75%Km45°6 及以上 70 35 3-5 60 30 1.2-2.4 50 25 20 150.45-0.9 40 20 15 103.3 井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)有二 2 煤層可采，總煤厚 7.43 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度稍有變化。煤層傾角平均 9.73°，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采放頂煤工作面。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設計為大型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓。煤炭大巷采用膠帶輸送機運煤，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，運輸能力大，自動化程度高，機動靈活；大巷輔助運輸采用礦車運輸，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。3）通風安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量低，煤塵爆炸性低，礦井投產(chǎn)前后期均采用中央并列式通風。輔助運輸大巷進風，煤炭運輸大巷回風，工作面采用后退式U 型通風，通過第九章的通風設計知可以滿足通風需要。4）礦井的設計生產(chǎn)能力與服務年限相適應，才能獲得好的技術經(jīng)濟效益。煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范給出了井型和服務年限的對應要求，見表 3-1。 4 井田開拓4.1 井田開拓的基本問題井田開拓是指在一個某井田范圍內(nèi)，為礦井和開采水平服務所進行的巷道布置及開掘工程。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，要技術上可行，經(jīng)濟上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準備方式等。開拓問題解決的好壞，關系到整個礦井生產(chǎn)的長遠利益，關系到礦井的基建工程量、初期投資和建設速度，從而影響礦井經(jīng)濟效益。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則:1、貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，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(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3、合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4、要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。5、要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，應為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜合機械化、自動化創(chuàng)造條件。6、根據(jù)用戶需要，應照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。4.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。具體見表 4-1。本礦井煤層傾角小，平均 9.73°，為緩斜煤層；表土層厚約 300 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等簡單，涌水量較大；井筒需要特殊施工凍結法建井，因此需采用立井開拓。2.井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：1）沿井田走向的有利位置表 4-1 井筒形式比較井筒形式 優(yōu)點 缺點 適用條件平硐1 運輸環(huán)節(jié)和設備少、系統(tǒng)簡單、費用低。2 工業(yè)設施簡單。3 井巷工程量少，省去排水設備，大大減少了排水費用。4 施工條件好，掘進速度快，加快建井工期。5 煤炭損失少。受地形影響特別大有足夠儲量的山嶺地帶斜井與立井相比：1 井筒施工工藝、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。2 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延伸方便。3 主提升膠帶化有相當大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。4 斜井井筒可作為安全出口。與立井相比：1 井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。2 通風線路長、阻力大、管線長度大。3 斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井1 不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。2 井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。3 當表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。4 井筒通風斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風量的要求。1 井筒施工技術復雜，設備多，要求有較高的技術水平。2 井筒裝備復雜，掘進速度慢，基建投資大。對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。當井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應在井田走向中央；當井田儲量呈不均勻分布時，應布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)路較短，通風阻力小。2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較小；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。從井筒和工業(yè)場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。3）有利于礦井初期開采的井筒位置盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應力區(qū)。5）井口位置應便于布置工業(yè)廣場井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。6）井口應滿足防洪設計標準附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。3.井筒數(shù)目為了滿足井下煤炭的提升，需設置一主井，輔助提升及進風設置一副井。因為用主井回風存在主井漏風嚴重的問題，所以不安排主井進回風；井田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風，因此設置中央回風井，用于前后期回風。共計三個井筒。4.1.2 工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的具體位置及坐標見圖 2-4。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表 2-2 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 12 公頃，其形狀為一矩形，長度方向和煤層的走向方向平行，寬度方向和煤層傾向方向平行；長軸 400 m，短軸 300 m；地面標高+40 m。其大小確定的依據(jù)前面第二章已經(jīng)詳細的講述，在此不作贅述。4.1.3 開采水平的確定及帶（采）區(qū)劃分1.開采水平劃分依據(jù)及原則開采水平的劃分將影響礦井建設時期的技術經(jīng)濟指標，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下：1）具有合理的階段斜長合理的階段斜長要便于煤炭的運輸，便于輔助提升，方便行人。同時還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。2）要有利于采區(qū)的正常接替為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個新的采區(qū)應投入生產(chǎn)，必須提前準備好一個新采區(qū)。所以，一個采區(qū)的服務年限應大于一個采區(qū)的開拓準備時間。由此可見，階段斜長越長，采區(qū)儲量多，采區(qū)的服務年限就越長，越有利于采區(qū)的接替。3）經(jīng)濟上有利的水平垂高我國多年的生產(chǎn)建設實際表明，開采水平垂高過小，將造成嚴重的采掘失調(diào)。合理的加大開采水平垂高，可以增加水平儲量和服務年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開采水平的生產(chǎn)能力，減少開采水平和同時生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運輸、通風、排水、巷道維護等技術條件能夠達到的情況下，可以適當加大水平垂高，減少水平數(shù)目。井田主采煤層為二 2 煤層，三組煤層由于賦存條件復雜，作為儲備資源，后期根據(jù)需要可采用延伸井筒方式開采二 2 煤層以下煤層。二 2 煤層傾角較平緩，為 315°，一般 9.73°，為緩斜煤層，故設計為 兩水平開采 。一水平標高-540 m，二水平-920 m。采區(qū)式和帶區(qū)式開采相結合。二 2 煤層生產(chǎn)能力：可采儲量為125.13 Mt，服務年限為 64.17 a。4.1.4 方案比較1.提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井單水平加暗斜井開拓主、副井及回風井筒均為立井，布置于井田中央，設一水平加暗斜井延伸；回風大巷布置在煤層當中，沿底板掘進；運輸大巷布置在煤層底板巖層之中。如圖 4-1(a)。方案二：立井單水平上下山開拓主、副井及回風井筒均為立井，布置于井田中央，二水平布置兩個雙翼采區(qū)，四條煤層上山，均沿煤層底板掘進；由于礦井涌水量較大，在-920 m 水平設一排水巖石大巷。如圖 4-1(b)。方案三：立井兩水平開拓（運輸大巷布置在巖層中）主、副井及回風井筒均為立井，布置于井田中央，立井延伸；均通過石門與