堿溝煤礦300萬噸年改擴(kuò)建方案設(shè)計(jì)(井工及通風(fēng)部分)
礦井井工及通風(fēng)部分
第一章 井田概況及地質(zhì)特征
第一節(jié) 井 田 概 況
一、概況
堿溝煤礦1956年前屬軍區(qū)后勤小窯，1956年與其它窯合并，名為農(nóng)六師農(nóng)建煤礦總廠二、三分廠，1969年改名農(nóng)六師第一煤礦二、三分廠，1966進(jìn)行30萬噸/年改擴(kuò)建設(shè)計(jì)，因“文革”等原因設(shè)計(jì)的+616水平直到1982年4月才投產(chǎn)，1975年體制改革轉(zhuǎn)屬新疆煤炭廳稱東山煤礦三分礦，1979年烏魯木齊礦務(wù)局成立后更名為烏魯木齊礦務(wù)局堿溝煤礦。1983年經(jīng)自治區(qū)人民政府批準(zhǔn)將蘆草溝煤礦并入堿溝煤礦，核定井型30萬噸/年，設(shè)計(jì)服務(wù)年限34年。由于井田內(nèi)15個(gè)小煤礦的掠奪式開采和破壞，報(bào)損儲(chǔ)量1882.61萬噸，只服務(wù)了10.5年。1993年由于水平接續(xù)緊張，又進(jìn)行了30萬噸/年+556水平的水平延深設(shè)計(jì)，于1995年10月+556水平試投產(chǎn)，設(shè)計(jì)服務(wù)年限47年，該設(shè)計(jì)將+556水平運(yùn)輸大巷的電機(jī)車運(yùn)輸改為+564水平的皮帶運(yùn)輸，同時(shí)與主斜井的大傾角運(yùn)輸形成配套，使礦井的運(yùn)輸能力大為提高。 1997年后通過采用先進(jìn)的采煤方法，合理布置采區(qū)，實(shí)現(xiàn)了礦井集中生產(chǎn)。1998年又對(duì)地面儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，徹底解決了井下生產(chǎn)能力大，井上儲(chǔ)裝運(yùn)能力小的問題。
歷經(jīng)多年的努力，礦井的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)等各大系統(tǒng)大為改善，礦井生產(chǎn)能力提高到75萬噸/年，比設(shè)計(jì)提高了近兩倍。1997年礦井生產(chǎn)能力核定為50萬噸/年，2005年自治區(qū)煤炭工業(yè)管理局、國家發(fā)改委及國家煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)能力進(jìn)行了核定，確定礦井生產(chǎn)能力為75萬噸/年。
二、交通位置
堿溝煤礦位于烏魯木齊市東北部，距烏魯木齊市區(qū)20km。屬烏魯木齊市東山區(qū)管轄。煤礦北距公司總部和216國道8km，有瀝青公路相通;礦區(qū)鐵路專用線至堿溝煤礦，煤礦至蘭新線北站38km，交通方便。
三、地形地勢(shì)
井田地處天山中段北麓的丘陵地帶，地勢(shì)西南高、東北低，地形起伏不大，海拔標(biāo)高在+740—+860m之間，相對(duì)高差50-120m。
四、礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀
(一)、現(xiàn)開拓方式：
礦井采用一對(duì)主副斜井階段石門方式進(jìn)行開拓，現(xiàn)有井口數(shù)目三個(gè)即主斜井、副斜井、立風(fēng)井，礦井有二個(gè)安全出口，即主斜井、副斜井。
(二)、水平劃分：
礦井現(xiàn)劃分為四個(gè)水平，第一水平回風(fēng)水平標(biāo)高為+686m，運(yùn)輸水平標(biāo)高為+616m，目前已基本結(jié)束。延深水平標(biāo)高為+556m，現(xiàn)正在生產(chǎn)。深部有+436水平，+300水平目前均未開采。
(三)、采區(qū)劃分：
針對(duì)堿溝煤礦井田走向長度，工業(yè)廣場(chǎng)的位置，各煤組煤層賦存的不同特點(diǎn)和小煤窯的開采狀況，將井田共劃分為六個(gè)采區(qū)，以工業(yè)廣場(chǎng)煤柱分界東翼三個(gè)采區(qū)，西翼三個(gè)采區(qū)。采區(qū)石門間距700米，采區(qū)內(nèi)一、二組煤走向長度從468m到1070m不等視具體情況而定，三、四組煤走向長度從530m到815m不等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和所確定的采煤方法，一、二組煤為單翼采區(qū)開采，三、四組煤為雙翼采區(qū)開采。
(四)現(xiàn)有主要井巷技術(shù)特征
1、主斜井：井筒內(nèi)布置800mm寬大傾角皮帶，行人臺(tái)階兼檢修道。主斜井井口標(biāo)高+748.9m，井下標(biāo)高+556m，總斜長490m，傾角25°，采用料石砌壁，井筒掘進(jìn)斷面8.83m2。巖石硬度系數(shù)f=4~6。支護(hù)厚度250mm。2、副斜井：副斜井井口標(biāo)高+748.61m，井下標(biāo)高+556m，斜長459m，傾角25°，采用料石砌壁，井筒掘進(jìn)斷面6.08m2。巖石硬度系數(shù)f=4~6。支護(hù)厚度250mm。3、立風(fēng)井：井口標(biāo)高+755m，井下標(biāo)高+616m，井深137m，采用料石砌壁，傾角90°,井筒直徑為2.8m，井筒掘進(jìn)斷面9.1m2。巖石硬度系數(shù)f=4~6。支護(hù)厚度300mm。4、+556材料運(yùn)輸石門：掘進(jìn)斷面7.4 m2，采用架棚支護(hù)，長度350米， 巖石硬度系數(shù)f=4~6。5、+616水平材料運(yùn)輸大巷：掘進(jìn)斷面11.7 m2，采用料石砌壁，長度300米，支護(hù)厚度250mm, 巖石硬度系數(shù)f=4~6。6、+564水平B3運(yùn)輸大巷：掘進(jìn)斷面6.2 m2，采用架棚支護(hù)，長度531米，巖石硬度系數(shù)f=2~3。
(五)、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)
(1)、提升系統(tǒng)：
主斜井采用SGD-220型寬800mm的皮帶提升，帶長1100米，主斜井傾角25°，全長(斜長)540m。副斜井裝備一臺(tái)JK-2/30型絞車提升。
(2)、運(yùn)輸系統(tǒng)：
井下主運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用1噸礦車及平板車運(yùn)輸。膠帶型號(hào)SD80型，帶寬800mm。
(3)、排水系統(tǒng)：
礦井采用一級(jí)排水方式。均運(yùn)轉(zhuǎn)正常。+556水泵房安裝有3臺(tái)200D43 * 7型水泵。其中一臺(tái)工作、一臺(tái)備用、一臺(tái)檢修。
(4)、通風(fēng)系統(tǒng)：
礦井采用中央并列式全負(fù)壓通風(fēng)，風(fēng)井裝備兩臺(tái)FBDCZNO-20型煤礦地面用防爆抽出式對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)。
(5)、供電系統(tǒng)：
本礦供電電源為葦湖梁電廠，東山礦區(qū)35kw的區(qū)域變電所引出6kv級(jí)供電線路至本礦，總通過能力為4000kw左右。采用雙回路供電，電氣設(shè)備均完好。
礦內(nèi)部供電系統(tǒng)設(shè)有地面變電所，井下中央變電所和采區(qū)變電所分別承擔(dān)地面和井下的電力分配。
(6)、地面生產(chǎn)系統(tǒng)：
原煤經(jīng)主井斜皮帶運(yùn)到地面落地或卸入煤倉，落地煤再經(jīng)返煤皮帶裝倉經(jīng)火車外運(yùn)。地面貯煤場(chǎng)能力24萬噸。
(六)、現(xiàn)有采煤方法
在一、二組煤B1、B2及B4+6煤層采用綜采放頂煤采煤方法，在小槽煤三、四組煤采用巷柱式放頂煤采煤法。
五、井田周邊礦井情況
(一)、礦區(qū)范圍內(nèi)小窯分布
堿溝煤礦井田范圍內(nèi)共有15個(gè)小煤礦，其中地方國營煤礦2個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦13個(gè)，井田主斜井以西分布有7個(gè)小煤礦，井田主斜井以東分布有8個(gè)小煤礦，這些小煤礦的開采給堿溝煤礦造成了極大的損失，使礦井服務(wù)年限大大縮短，造成國有資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境污染。
(二)、小煤窯情況概述
1、礦名:烏縣四十戶鄉(xiāng)東村煤礦井口坐標(biāo):
X 4860860 Y 29555500 Z +819
開采水平: +650.0 開采煤層: B23-B34
開采時(shí)間: 1995年
開采范圍: X1 4860790 Y1 29555417
X2 4860890 Y2 29555528
X3 4860766 Y3 29555642
X4 4860667 Y4 29555534
開采情況說明: 該礦井未越界開采，也未超深開采。
2、礦名: 青格達(dá)湖鄉(xiāng)聯(lián)營一礦
井口坐標(biāo): X 4861215 Y 29555922 Z +814.5
開采水平: +655.7 開采煤層: B23-B34
開采時(shí)間: 1985年
開采范圍: X1 4861018 YI 29555645
X2 4861338 Y2 29555972
X3 4861217 Y3 29556092
X4 4860897 Y4 29555763
開采情況說明: 該礦井未越界開采，也未超深開采。該礦井現(xiàn)已關(guān)閉。
3、礦名: 烏縣四十戶鄉(xiāng)八道灣煤礦
井口坐標(biāo): X 4861476 Y 295556194 Z +822
開采水平: +617.5 開采煤層: B23-B34
開采時(shí)間: 1984年
開采范圍: X1 4861018 YI 29555992
X2 4861552 Y2 29556220
X3 4861424 Y3 29556326
X4 4861242 Y4 29556105
開采情況說明: 該礦井未越界開采，但超深開采，超深開采垂高17.5米。該礦井現(xiàn)已關(guān)閉。
4、礦名:烏縣地窩堡鄉(xiāng)宣仁墩八道灣煤礦
井口坐標(biāo): X 4861697 Y 29556439 Z +801.3
開采水平: +613.3 開采煤層: B23-B34
開采時(shí)間: 1981年
開采范圍: X1 4861572 YI 29556244
X2 4861849 Y2 29556557
X3 4861790 Y3 29556718
X4 4861830 Y4 29556792
X5 4861885 Y5 29556718
X6 4861460 Y6 29556346
開采情況說明: 該礦井未越界開采，也未超深開采。
5、礦名:東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)農(nóng)機(jī)站井
井口坐標(biāo): X 4861862.8 Y 29556660.6 Z +826.5
開采水平: +580.0 開采煤層: B23-B34
開采時(shí)間: 1987年
開采范圍: X1 4861906 YI 29556556
X2 4862060 Y2 29557005
X3 4862144 Y3 29557069
X4 4861950 Y4 29556845
開采情況說明: 該礦井未越界開采，但超深開采，超深開采垂高54.5米。
6、礦名:建工局三建煤礦主井
井口坐標(biāo): X 4860656 Y 29555842 Z +828
開采水平: +514.0 開采煤層: BS1+2-B4-6
開采時(shí)間: 1992年
開采范圍: X8 4860625 Y8 29555500
X9 4861260 Y9 29556186
X10 4861122 Y10 29556309
X11 4860946 Y11 29556115
X12 4860684 Y12 29556365
X13 4860086 Y13 29555706
X14 4860308 Y14 29555493
X15 4860460 Y15 29555655
開采情況說明: 該礦井未越界開采，也未超深開采。
7、礦名:農(nóng)六師103團(tuán)八道灣煤礦新井
井口坐標(biāo): X 4861362 Y 29556626 Z +827.5
開采水平: +557.5 開采煤層: BS1+2-B4-6
開采時(shí)間:
開采范圍: X15 4861283 YI5 29556160
X16 4861758 YI6 29556705
X17 4861577 YI7 29556870
X18 4861482 YI8 29556760
X19 4861279 YI9 29556950
X20 4860721 Y20 29556331
X21 4860946 Y21 29556115
開采情況說明: 該礦井未越界開采，也未超深開采。
8、礦名:烏縣安寧渠區(qū)第一煤礦主井
井口坐標(biāo): X 4862446 Y 29558108 Z +821
開采水平: +522.0 開采煤層: BS1+2-B4-6
開采時(shí)間: 1958年
開采范圍: X1 4862386 YI 29557891
X2 4862637 Y2 29558208
X3 4862442 Y3 29558365
X4 4862192 Y4 29558050
開采情況說明: 該礦井走向越界開采，但未超深開采。于2002年關(guān)閉。
9、礦名: 烏縣安寧渠鄉(xiāng)二號(hào)井
井口坐標(biāo): X 4862604 Y 29557878 Z +806.8
開采水平: +610.8 開采煤層: B13-B20
開采時(shí)間: 1956年
開采范圍: X1 4862688 YI 29557613
X2 4862927 Y2 29557945
X3 4862881 Y3 29557976
X4 4862795 Y4 29557844
X5 4862638 Y5 29557962
X6 4862560 Y6 59557858
X7 4862582 Y7 29557840
X8 4862509 Y8 29557745
開采情況說明:該礦井不但走向越界開采，而且超深開采，超深開采垂高19.2米。該礦井現(xiàn)已關(guān)閉。
10、礦名:烏縣地窩堡鄉(xiāng)煤礦
井口坐標(biāo): X 4862767 Y 29558116 Z +807.9
開采水平: +615.5 開采煤層: B14-B20
開采時(shí)間: 1956年
開采范圍: X1 4862802 YI 29557870
X2 4863151 Y2 29558310
X3 4863089 Y3 29558359
X4 4863004 Y4 29558253
X5 4862935 Y5 29558306
X6 4862878 Y6 29558235
X7 4862815 Y7 29558286
X8 4862606 Y8 29558023
開采情況說明: 該礦井未越界開采，但超深開采，超深開采垂高14.5米。該礦井現(xiàn)已關(guān)閉。
11、礦名: 東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)石仁子村二號(hào)井
井口坐標(biāo): X 4862611.4 Y 29558109.6 Z +812.8
開采水平: +560.0 開采煤層: B7-B13
開采時(shí)間: 1979年
開采范圍: X1 4862606 YI 29558002
X2 4862719 Y2 29558154
X3 4862657 Y3 29558201
X4 4862542 Y4 29558050
開采情況說明: 該礦井未越界開采，但超深開采，超深開采垂高70米。主井深220米，走向以主井為界向西70米，向東210米?，F(xiàn)已關(guān)閉。
12、礦名: 東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)石仁子村二號(hào)副井
井口坐標(biāo): X 4862499.9 Y 29557838.5 Z +815.5
開采水平: +557.0 開采煤層: B7-B12
開采時(shí)間: 1980年
開采范圍: X1 4862496 YI 29557718
X2 4862627 Y2 29557893
X3 4862516 Y3 29557976
X4 4862383 Y4 29557802
開采情況說明: 該礦井未越界開采，但超深開采，超深開采垂高31.5米?，F(xiàn)已關(guān)閉。已于2000年8月關(guān)閉。
13、礦名: 東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)第二煤礦
井口坐標(biāo): X 4862890 Y 29558336 Z +810.6
開采水平: +639.0 開采煤層: B7-B14
開采時(shí)間: 1976年
開采范圍: X1 4862864 YI 29558246
X2 4863058 Y2 29558523
X3 4862983 Y3 29558574
X4 4862791 Y4 29558299
開采情況說明: 該礦井未越界開采，也未超深開采。該礦井現(xiàn)已關(guān)閉。
14、礦名: 東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)得喜煤礦
井口坐標(biāo): X 4863024 Y 29558338 Z +796.9
開采水平: +590.9 開采煤層: B15-B20
開采時(shí)間: 1971年
開采范圍: X1 4863007 YI 29558275
X2 4863083 Y2 29558393
X3 4863015 Y3 29558435
X4 4862941 Y4 29558320
開采情況說明: 該礦井未越界開采，但超深開采，超深開采垂高39.1米。主井深206米(實(shí)測(cè))，走向以主井為界向東80米，向西60米，南北寬140米。已于2000年8月關(guān)閉。
15、礦名: 東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)石仁子村4號(hào)井
井口坐標(biāo): X 4863008 Y 29558075 Z +800
開采水平: +638.7 開采煤層: B30-B34
開采時(shí)間: 1972年
開采范圍: X1 4862995 YI 29557935
X2 4863138 Y2 29558133
X3 4863050 Y3 29558198
X4 4862906 Y4 29558002
開采情況說明:該礦井未越界開采，也未超深開采。已于2000年8月關(guān)閉。
五、水系
與礦井開采初期有關(guān)的水系有烏蘭木倫河及其支流補(bǔ)連溝、霍吉圖溝和黑炭溝、活雞兔溝、爾林兔溝、呼和烏素溝、石灰溝。屬黃河水系，其支流為季節(jié)性溪流，個(gè)別溝內(nèi)有地下水以泉水的形成滲出。據(jù)陜西省境內(nèi)的五道恒塔水文站歷年觀測(cè)成果，烏蘭木倫河最大徑流量為9260m3/s，貧水期流量為3.13m3/s，流速為1.115m3/s。
補(bǔ)連溝位于補(bǔ)連盤區(qū)中部，基本為常年溪流，流量隨季節(jié)和氣候而變化。
活雞兔溝位于上灣盤區(qū)南部，黑炭溝橫貫上灣盤區(qū)中部，基本為常年流水，水量受季節(jié)影響變化較大。
六、氣象及地震烈度
該區(qū)屬大陸性氣候，年最高溫度+38.3℃,最低溫度-35.0℃,平均+6.5℃,凍結(jié)深度1.0-1.4m，冰凍期由10月中旬至翌年4月初。年平均降雪量為0.5m，年平均降雨量為270mm，最大日降雨量34.5mm，年平均蒸發(fā)量為2090mm。風(fēng)向多為東南風(fēng)或西北風(fēng)，風(fēng)速平均為2.0-2.3m/s，最大29m/s。
根據(jù)新疆地震局資料，該區(qū)屬VIII度地震烈度區(qū)。
第二節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及煤層特征
一、 地質(zhì)構(gòu)造
井田位于八道灣向斜南翼，為一單斜構(gòu)造。地層走向自西向東46°～55°呈一略向北突出的弧形。地層傾向西北，傾角60°～88° 傾角變化一般趨勢(shì)為西緩東陡，淺緩深陡。蘆草溝一帶淺部地層向南倒轉(zhuǎn)，傾角88°。到+603水平后又恢復(fù)正常，傾角仍約88°，再往深部又稍微有所變緩。
井田斷裂構(gòu)造不發(fā)育，在鉆探和現(xiàn)生產(chǎn)水平開采中所見只有兩條：
斷層F9逆斷層：走向53°，傾向北，傾角84°,斷層北盤上沖，切割了西山窯組頂部煤層和頭屯河組底部地層，斷層落差70m，走向延長約1000m。只影響B(tài)33號(hào)煤層以上煤層。
f1平推斷層：在堿溝井下+616m水平北石門所見，平推斷距約2m,將B14煤層錯(cuò)斷，對(duì)煤層開采影響不大。
二、地層
井田地層主要為侏羅系砂巖、泥巖、煤和第四系松散沉積物。侏羅系地層有下統(tǒng)的三工河組，中統(tǒng)的西山窯組、頭屯河組。其中西山窯組為含煤地層。第四系松散沉積物廣布全區(qū)。由老到新是：
三工河組J1x:
呈北東-西南向，分布于井田南側(cè)，為一套河湖相沉積。巖性以淺灰綠、灰綠色細(xì)砂巖為主，次為灰白色的中粗砂巖粉砂巖，夾黑色碳質(zhì)粉砂巖和碳質(zhì)泥巖。水平層理、波狀層理發(fā)育，鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)。中粒砂巖呈層狀和厚層狀，成分以長石、石英為主。堅(jiān)硬、致密。底部以一灰綠色致密堅(jiān)硬的中砂巖層與下伏地層整合接觸。地層總厚400余米。
西山窯組J2x：
為井田含煤地層，呈北東～南西向條帶狀展布，傾向西北，巖性由灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖及煤組成。夾不穩(wěn)定的灰、灰白色中粒砂巖。屬一套湖泊、沼澤相沉積，富含銀杏類和蕨類化石。
頭屯河組J2t：
呈北東～南西向條帶展布于井田北側(cè);巖性以藍(lán)灰色、灰綠色(東部有紫紅色)粉砂巖為主。巖性均一，夾泥巖和灰白色細(xì)砂巖。底部為一薄層灰白色中砂巖。西部為含礫細(xì)砂巖，東部相變?yōu)榉凵皫r。地層厚510米。
第四系Q：廣布于井田。
Q31為未膠結(jié)及半膠結(jié)的砂礫石層。礫石成份由沖積，洪積的火成巖塊、變質(zhì)巖塊和砂巖塊組成，夾透鏡狀亞砂土。一般厚度0.55～40.90米，平均厚度9.47米。
Q32黃土層。土黃色，以亞砂土為主，未膠結(jié)，一般厚度0～30米。平均厚度十余米。
Q4現(xiàn)代河床沖，洪積砂礫石層。
三、含煤地層
井田含煤地層為侏羅系中統(tǒng)西山窯組，地層總厚613.45米。自下而上編號(hào)的37層煤為：Bs、B1+2、B3、B4-6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17、B18+19、B20、B21、B22、B23、B24、B25+26、B27、B28+29、B30、B31、B32、B33、B34、B35、B36.井田平均可采總厚175.49米其中頂部的B35、B36煤層因夾石多、灰分高而普遍未采。Bs～B3435層煤的平均可采總厚：堿溝、蘆草溝井范圍為168.17米。煤層厚度由一、二組煤的特厚到三、四組煤的薄、中厚、厚煤層為主，顯示出自下而上的逐步變化趨勢(shì)。其中屬于特厚的(大于8米)有10層：B1+2(31.00～37.26米，平均厚33.30米)，B3-6(30.26米～52.91米平均44,15米)，B18+19(8.48米～10.51米，平均9.36米)，B25+26(6.04米～10.69米，平均8.80米);10層煤平均可采總厚95.61米，占35層可采總厚的56.85%。屬于厚煤層(3.5米～8.00米)有B9、B17、B20、B28～29、B30、B30、B33等7層煤.平均可采厚度30.73米,占35層煤總厚度的18.27%屬于中厚煤層(1.3米～3.5米)的有BS、B7、B8、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B22、B23、B24、B27、B31、B32、B34等17層煤,平均可采總厚度40.84米,占35層可采煤層總厚度的24.28%;屬于薄煤層(小于1.3米)的只有B21一層(0.80米～1.17米)，占35層總厚度的0.60%。
煤層夾石自下而上層數(shù)增多，含矸率增高。第一煤組由Bs、B1+2煤層及灰、深灰、灰白色細(xì)砂巖組成，地層總厚86.95米，含可采煤層3層，煤層總厚35.85米，夾矸1～3層，平均厚0.76米，含矸率2.12%;第二煤組由B3、B4～6煤層與灰、灰白、深灰色細(xì)砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖組成。地層總厚130.1米，含可采煤層4層，煤層總厚49.27米，夾矸11～12層，平均厚2.62米，含矸率4.54%;第三煤組由B7～B21煤層及灰白、灰、深灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成。地層總厚258.99米，煤厚49.83米，夾矸7～9層平均厚2.26米，含矸率4.54%;第四煤組由B22～B34煤層及灰白、白、灰、深灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、粉質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥巖組成，地層總厚138.36米，煤厚38.36米，夾矸25層，含矸率6.90%。
井田煤層很多，大部穩(wěn)定和較穩(wěn)定，距離較近。600余米石門即可全部穿透煤層，采區(qū)范圍內(nèi)煤厚變化不影響開采。煤厚于井田范圍內(nèi)的變化，沿走向自西向東明顯變厚，延傾向稍有變薄趨勢(shì)。
一、二、三、四組煤的對(duì)比主要依據(jù)煤層間較大的間距(數(shù)十米)，間隔部分巖石顆粒較粗，其間不含煤層。特別是俗稱南(B1～2),北(B3～6)大槽的一、二組煤，地面塌陷條帶寬數(shù)十米，沿走向一覽無余，在此范圍內(nèi)的分層對(duì)比更加清楚。
俗稱小槽煤的三、四組煤煤層數(shù)較多。其中三組煤的B8因礦區(qū)各水平運(yùn)輸大巷都順此掘進(jìn)而清楚，是明顯的對(duì)比標(biāo)志。從B8依次向上編號(hào)到B20的各層由于在井田范圍內(nèi)層位穩(wěn)定而對(duì)比清除;B20～B21間的50米～80米的無煤間隔帶在整個(gè)礦區(qū)穩(wěn)定。從B21到B34的部分煤層，常有因夾矸層數(shù)和厚度的增減而分離合并的現(xiàn)象，但作為一個(gè)編號(hào)，仍對(duì)比清楚。
可采煤層特征表 表1-3-1
四、煤質(zhì)
井田內(nèi)各煤層物理性質(zhì)相似，多呈瀝青色，條痕黑褐色;玻璃、半玻璃光澤;條帶狀、均一結(jié)構(gòu)，內(nèi)生裂隙較發(fā)育。煤巖成份以亮煤為主，暗煤次之，鏡煤少量。煤巖類型以光亮型和半亮型煤為主，暗淡型次之。煤的變質(zhì)程度除位于含煤地層下部的Bs、B1+2煤層屬弱粘結(jié)煤外，其余B3～6～B34煤層皆為長焰煤。煤牌號(hào)為弱粘結(jié)和長焰煤兩種。除灰份和揮發(fā)份外，煤質(zhì)在縱橫方向上無明顯變化，縱向上的變化是煤系底部煤層的灰份、揮發(fā)份偏低，隨著層位的升高而逐漸增大，而煤層的含碳量和發(fā)熱量則隨著層位的升高而降低。氧、氫、氮含量無顯著變化。
井田煤層屬低變質(zhì)、高揮發(fā)份的煤種，煤質(zhì)較好，是低硫，高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤。主要用于發(fā)電廠的發(fā)電用煤。
根據(jù)生產(chǎn)煤礦工業(yè)分析，煤層灰份在8.24-33.7%之間，一般在20%以下，水分為1.58-4.91%，一般在2%左右，揮發(fā)份在31.32-47.06%，一般在45%以下，全硫含量一般為0.4-1.76%，發(fā)熱量一般以49.03-72.27MJ/kg。煤的含碳量和發(fā)熱量隨著層位升高而降低，氧、氮、氫含量無顯著變化。
煤層的頂?shù)装搴姓惩翆雍吞抠|(zhì)粘土巖，可隨煤巖一起采出，主要位于B1-2煤層的直接底板，厚0.52-0.95m，可用為釉面磚胚料、耐火粘土及硫酸鋁制作的原料。
第三節(jié) 礦井水文地質(zhì)、瓦斯、煤塵、自燃發(fā)火期
一、 礦井水文地質(zhì)概況
烏魯木齊礦區(qū)位于天山(博格達(dá)峰)北麓的山前丘陵地帶上，地層走向近于東西，源自天山，自南而北的各過境河流將礦區(qū)切成了東西以河為界的各河間地塊。其中八道灣河、蘆草溝河之間的地段即為堿溝井田。
井田內(nèi)的礦井涌水主要來自東西兩界河。八道灣河、蘆草溝河流量僅在春季融雪期及夏季暴雨期較大。其中八道灣河夏季干枯，蘆草溝河為常流水。
井田內(nèi)較大沖溝只有一條堿溝。溝中流水除融雪、暴雨期的自燃匯水外，平時(shí)只有生活污水和礦井排水，日流量1800m3左右。上源沒有泉流，沖積層厚4～5米。
最高洪水位：八道灣河、蘆草溝河河槽陡坎高3～5米。一般洪水位只1～2米，不漫出河槽。據(jù)訪問，五十年代曾有一次特大洪水漫上了蘆草溝兩側(cè)的河漫灘，淹沒了兩側(cè)的農(nóng)田，造成了達(dá)700余米寬的洪流。
井田含水層主要為兩界河的沖積層;次為裂隙發(fā)育的煤巖層。當(dāng)自南而北的沖積層地下水橫穿東西向的裂隙發(fā)育的煤巖層時(shí)，便順煤巖層走向滲入礦井。當(dāng)采空條帶因橫入河漫灘橫切河流沖積含水帶時(shí)，便直接跌落礦井。
礦區(qū)沖積層的富水性，主要是蘆草溝河部分較大。其量，東、西兩側(cè)各約4600m3/d的排量。據(jù)截流施工資料，該沖積層水的影響半徑為150米，單位涌水量4～6L/S.m。
井田基巖(巖層，煤層)含水性很差，以泥質(zhì)為主的膠結(jié)物在中、細(xì)砂巖部分的裂隙里容易將裂隙充填而使裂隙不大。煤層裂隙則不僅較中、細(xì)砂巖發(fā)育，而且更因沒有泥質(zhì)物的充填而較通暢，總裂隙度也較大。井田煤層平均可采厚度170余米，裂隙度如按7%計(jì)，裂隙的水平總寬度可達(dá)11米多而且中、細(xì)砂巖則因總厚不到50米，仍按7%計(jì)時(shí)，水平總寬度也只3米多。
基巖含水層的富水性：由于煤巖層裂隙不發(fā)育，故基巖層含水性較差。按井下情況看，在無補(bǔ)給來源情況下，存于裂隙中的一點(diǎn)靜儲(chǔ)量在采區(qū)的開拓掘進(jìn)中就可疏干，其量只有200～300m3/d.因此勘探當(dāng)時(shí)鉆孔單位涌水量只有0.0089～0.0001L/S.m.滲透系數(shù)只有0.0001～0.0097m/d。依據(jù)煤礦礦井水文地質(zhì)分類要求屬中等類型。
主要含水層位：煤層有B1+2、B4～6、B18+19、B25+26四組特厚煤層。中細(xì)砂巖有：Bs底板細(xì)砂巖層，厚約5米;B1+2老頂細(xì)砂巖厚約15米;B3～6老頂細(xì)砂巖層，厚約20米;B19+20～B22之間的中、細(xì)砂巖層，厚約30米。全為細(xì)砂巖的前三層中，因含有粉砂巖的互層而更差。
含水層水溫14℃左右。水質(zhì)為高礦化質(zhì)水。
當(dāng)富水性較好的界河沖積層水自南而北橫切東西向的基巖時(shí)，裂隙較發(fā)育的煤巖層便成了補(bǔ)給通道，該通道的導(dǎo)水性更由于以下三個(gè)因素的作用而較好：
(1).因裂隙而導(dǎo)水的煤巖層，導(dǎo)水通道主要在風(fēng)化裂隙比較發(fā)育的淺部。
(2).由于大槽煤(B1+2、B4～6)采空條帶橫切河漫灘而將河床一側(cè)之地下水全部截入井下.
(3).淺部煤層大部被小窯采空，有的甚至采到河床煤柱，不僅存在老窯積水，而且還將沖積層的水直接導(dǎo)入。
礦井充水因素主要有：地表水系充水因素主要為蘆草溝河，次為堿溝河過境時(shí)的滲漏補(bǔ)給;井田西側(cè)的八道灣河主要影響葦湖梁井田;小窯積水;大氣降水;農(nóng)田灌溉;滅火灌漿。
井田內(nèi)的井下涌水主要來自東西界河，緊靠界河的采區(qū)或小井的可采即可截流。
礦井涌水量基本上不隨采深的增加而增加。這是補(bǔ)源位于淺部，補(bǔ)給通道也位于淺部的緣故。補(bǔ)源位于淺部，補(bǔ)給水主要來自河床之下，而河床之下的地下水又主要賦存于第四系松散沉積物中，而松散沉積物八道灣只有30米，蘆草溝只有10余米，而卵礫石層之下的基巖層屬細(xì)粒沉積，透水性很差，沿走向朝礦井滲透時(shí)，僅裂隙較為發(fā)育的煤層較好，而煤層裂隙發(fā)育的部位又位于風(fēng)氧化帶所在的淺部，因而補(bǔ)給通道埋深不大。因而礦井涌水量在可采面積一定條件下基本上不隨可采深度的增加而明顯增加。
二 、礦井瓦斯
現(xiàn)生產(chǎn)水平礦井相對(duì)瓦斯涌出量為2.91m3/t，延深水平按地質(zhì)報(bào)告提供的瓦斯采深梯度為1m3/50m計(jì)，延深100m相對(duì)瓦斯涌出量約增2m3/t，屬低沼礦井。1994年對(duì)西一采區(qū)+564m的B4~6煤層中的掘進(jìn)巷道進(jìn)行了瓦斯等級(jí)鑒定，測(cè)得相對(duì)瓦斯涌出量為5.37m3/d.t，與此同時(shí)在局部煤電鉆施工的鉆孔內(nèi)，測(cè)得瓦斯?jié)舛仍?0%~70%之間，流量0.1m3/min，此后原自治區(qū)煤炭工業(yè)廳和烏魯木齊礦務(wù)局研究確定，將西一采區(qū)+564m水平一、二組煤定為瓦斯涌出異常區(qū)，瓦斯相對(duì)涌出量為5.37 m3/t。
三、煤塵、自燃發(fā)火期
該礦煤層爆炸性指數(shù)一般在31.2-34.4Vr之間，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。煤層有自燃發(fā)火傾向，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐所獲資料，發(fā)火期一般為3～6個(gè)月。另有一些人為因素最短發(fā)火期曾短至27天。主要原因有：老窯自燃發(fā)火的影響;采煤方法影響;漏風(fēng)條件的影響。
四、存在的問題及建議
1、礦井精查地質(zhì)報(bào)告應(yīng)盡快完成，保證準(zhǔn)確的地質(zhì)資料;
2、礦井進(jìn)行開拓系統(tǒng)布置時(shí)應(yīng)盡量考慮系統(tǒng)簡單，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié);
3、加強(qiáng)對(duì)礦井深部探礦權(quán)的申請(qǐng)，擴(kuò)大礦井儲(chǔ)量，保證礦井服務(wù)年限;
4、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率;
5、進(jìn)行采區(qū)布置、工作面走向長度確定時(shí)，要全面考慮煤層走向、頂?shù)装逄卣髯兓爸鼙樾∶焊G的影響;
6、盡快要求關(guān)閉103煤礦及三建煤礦;
第二章 井田開拓及開采
第一節(jié) 井田境界及儲(chǔ)量
一、井田境界
堿溝煤礦開采范圍為：井田東起蘆草溝河床煤柱與小紅溝煤礦相鄰，西與葦湖梁煤礦共界。東西走向長4560米，南起B(yǎng)s煤層露頭線以南200米，北止B34煤層露頭線以北500米，南北寬1805米，面積8.233平方公里，設(shè)計(jì)開采深度+780~+300米。礦區(qū)由6個(gè)拐點(diǎn)圈定為：
1、4861580.00;29554750.00
2、4864320.00;29558370.00
3、4862964.00;29559448.00
4、4861745.00;29557720.00
5、4861405.00;29557350.00
6、4860050.00;29556030.00
井口坐標(biāo)：X：4862271Y：29557183，
二、儲(chǔ)量
儲(chǔ)量計(jì)算原則：礦井儲(chǔ)量計(jì)算范圍：東起蘆草溝河，西至葦湖梁井田東界(7勘探線以西780m)，上部至現(xiàn)開采水平，深部至+300m水平，最低可采厚度0.7m，煤的灰份小于40%，夾矸厚度大于等于0.05m時(shí)從可采厚度中剔除，夾矸厚度小于0.05m時(shí)計(jì)入可采厚度。
現(xiàn)有生產(chǎn)井開采水平標(biāo)高為+616~+556m，采礦許可證批準(zhǔn)的開采深度為+300m，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，設(shè)計(jì)將礦井劃分為+414m和+300m兩個(gè)水平分別計(jì)算儲(chǔ)量。
全礦井共有地質(zhì)儲(chǔ)量24667.3萬噸，+564-+300水平地質(zhì)儲(chǔ)量為22227.13萬t，其中A+B級(jí)9260.05萬t、C級(jí)7360.1萬t、D級(jí)5606.98萬t。+564-+300水平工業(yè)儲(chǔ)量16620.15萬t，其中+564m—+444m水平9583.24萬t，+444m—+300m水平7036.91萬t;+564m—+414m水平永久煤柱828.94萬t，+414m—+300m水平永久煤柱624.86萬t，全礦井可采儲(chǔ)量為11374.77萬t。
第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限
一、礦井工作制度
礦井年工作日300天，每天三班作業(yè)，其中三班生產(chǎn)，邊生產(chǎn)邊準(zhǔn)備，日凈提升時(shí)間14h。
二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的論證和確定
影響礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的因素主要有以下幾個(gè)方面：
1、煤層賦存條件和開采技術(shù)條件
井田內(nèi)煤層傾角60-88°，可采煤層水平厚度1.69-40.94m，煤層共分為四組，煤層間距1.6-90.0m，各煤層頂?shù)装逯饕獮榉凵皫r。由于煤層傾角較大，受開采條件的限制，煤層生產(chǎn)能力必須依靠采用先進(jìn)設(shè)備、提高機(jī)械化程度、加快工作面推進(jìn)速度來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)該礦近幾年來的開采經(jīng)驗(yàn)，厚煤層采用綜采放頂煤工作面單產(chǎn)已經(jīng)超過了80萬噸/年，但由于提升運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的限制，導(dǎo)致工作面的煤拉不出來，為充分發(fā)揮煤層的生產(chǎn)能力，對(duì)礦井的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造是十分必要的。
2、市場(chǎng)需要
神華新疆能源有限責(zé)任公司所屬的六道灣煤礦和葦湖梁煤礦的生產(chǎn)能力合計(jì)為210萬噸/年，以上兩個(gè)礦井已進(jìn)入烏市水磨溝區(qū)規(guī)劃，兩礦井關(guān)閉后將使東部礦區(qū)減少210萬噸/年的產(chǎn)量，將影響烏市及周邊地區(qū)煤炭的穩(wěn)定供應(yīng)。根據(jù)市場(chǎng)供需情況分析及集團(tuán)公司今后的發(fā)展趨勢(shì)，東部礦區(qū)減少的產(chǎn)量將分別由堿溝煤礦和鐵廠溝煤礦來補(bǔ)充，堿溝煤礦井型定為300萬噸/年較為適宜。
3、儲(chǔ)量與服務(wù)年限
礦井設(shè)計(jì)水平及以上有可采儲(chǔ)量11374.77萬t，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限的規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬t/a時(shí)，礦井服務(wù)年限27.08a;不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范不小于60a的要求。但設(shè)計(jì)水平之下+300m —-300m水平資源量估算為56375.32萬噸，使礦井具有豐富的后備資源，可滿足300萬噸/年礦井建設(shè)的需要。
精查后將開采水平延至-300m水平，估計(jì)將增加資源量56375.32萬噸，可采量按50%計(jì)算，計(jì)算可采儲(chǔ)量28187.66萬噸，服務(wù)年限67年。
第三節(jié) 井田開拓
一、影響礦井開拓因素
井田內(nèi)地層為單斜構(gòu)造，傾角60°～88°，主要開采Bs～B34號(hào)煤層，原礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬噸/年，1992年～1997年該礦對(duì)采煤方法進(jìn)行了改造，井下采用水平分層走向長壁綜采放頂煤和巷柱式放頂煤采煤法,使工作面生產(chǎn)能力逐年提高，但由于受提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)的制約，2004年礦井實(shí)際生產(chǎn)能力僅為75萬噸/年。
井田范圍內(nèi)淺部西翼有103團(tuán)煤礦和三建煤礦開采，開采最深標(biāo)高已達(dá)+536m，嚴(yán)重影響了堿溝煤礦西翼的開拓布置，若不能及時(shí)關(guān)閉，則堿溝煤礦在西翼的開采長度將縮短，影響工作面的連續(xù)推進(jìn)長度。而東翼采區(qū)由于礦井東翼原安寧渠煤礦（現(xiàn)已關(guān)閉），開采深度標(biāo)高已達(dá)+520m，將影響東翼采區(qū)首采工作面的連續(xù)推進(jìn)長度。
根據(jù)礦井現(xiàn)生產(chǎn)水平的東一采區(qū)石門及東三采區(qū)石門所揭穿的煤層顯示，礦井東翼沿走向煤、巖層厚度變化較大。在東一采區(qū)B3煤層與B4+6煤層之間巖石約為8米，而在東三采區(qū)巖石約為1.9米。煤層走向的變化將對(duì)我礦東翼采區(qū)工作面推進(jìn)長度的連續(xù)布置造成影響。如采用長距離布置則工作面兩順槽巷之間的間距必須隨走向進(jìn)行調(diào)整，工作面長度將發(fā)生變化，只有通過增減工作面支架進(jìn)行調(diào)整。
二、井田開拓的主要原則
1、充分利用已有開拓系統(tǒng)，節(jié)省井巷工程量，縮短建井工期。
2、多用煤巷，少用巖巷，節(jié)省礦井投資。
3、簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，尤其是運(yùn)輸環(huán)節(jié)，采用大型膠帶輸送機(jī)裝備。
4、提高礦井機(jī)械化、自動(dòng)化程度，把礦井建設(shè)成為一座高產(chǎn)高效大型現(xiàn)代化礦井。
5、充分利用現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地和設(shè)施，有利于節(jié)省投資。
三、礦井已形成開拓系統(tǒng)及開采情況
目前的開拓方式為斜井開拓，井田內(nèi)布置了一對(duì)傾角25°的斜井。 1、主斜井：井筒內(nèi)布置800mm寬大傾角皮帶，行人臺(tái)階兼檢修道。主斜井井口標(biāo)高+748.9m，井下標(biāo)高+556m，總斜長490m，傾角25°，采用料石砌壁，井筒掘進(jìn)斷面8.83m2。2、副斜井：副斜井井口標(biāo)高+748.61m，井下標(biāo)高+556m，斜長459m，傾角25°，采用料石砌壁，井筒掘進(jìn)斷面6.08m2。布置有600mm軌距18kg/m的軌道，采用JK—2/30型絞車單鉤串車提升，擔(dān)負(fù)下放材料、設(shè)備及升降人員的任務(wù)，兼作礦井的主要進(jìn)風(fēng)井，3、立風(fēng)井：井口標(biāo)高+755m，井下標(biāo)高+616m，井深139m，采用料石砌壁，傾角90°,井筒直徑為2.8m，井筒掘進(jìn)斷面9.1m2。
礦井現(xiàn)一、二組煤開采水平為+564m，三、四組煤開采水平為+616m。
四、礦井開拓方案的確定
該礦井田內(nèi)已有的井筒斷面太小，同時(shí)支護(hù)形式又多為料石和砼支護(hù)，擴(kuò)大斷面的費(fèi)用較高，因而原有井筒僅做為安全出口和風(fēng)井使用。根據(jù)該礦井的煤層賦存條件、開采技術(shù)條件、上部小煤礦的開采影響等因素綜合考慮，提出以下礦井開拓方式，主要不同點(diǎn)為分層石門。
?。ㄒ唬╅_拓方案及技術(shù)比較
方案Ⅰ：混合立井分層馬頭門集中石門開拓方案
新掘主箕斗立井作為提煤井，副井利用現(xiàn)有的主斜井作為改擴(kuò)建后的副斜井。主立井凈直徑Φ5m，裝備一對(duì)20t多繩箕斗，擔(dān)負(fù)礦井原煤提升任務(wù)；現(xiàn)有主斜井?dāng)嗝鏀U(kuò)大至10.42m2后(凈寬3.5米,墻高1.6米)作為改擴(kuò)建后的副斜井兼安全出口。二水平時(shí)副斜井從+436m水平反向延深至+300m，井筒鋪設(shè)30kg/m鋼軌，采用單鉤串車提升，擔(dān)負(fù)礦井提升矸石、下放材料、升降設(shè)備和人員等任務(wù)；現(xiàn)有中央風(fēng)井?dāng)嗝鏀U(kuò)大至12.56m2(直徑4米),并延深至+556m水平作為礦井的回風(fēng)井；利用現(xiàn)有的副斜井作為改擴(kuò)建礦井的第二安全出口。
從現(xiàn)生產(chǎn)水平+556水平開掘下山至+444水平，后開掘+444井底車場(chǎng)、水泵房、水倉，布置+444水平分層石門。在各水平分層布置分層馬頭門、井底車場(chǎng)及水平分層集中石門。采區(qū)劃分為東、西翼采區(qū)，在+556回風(fēng)水平布置東、西翼回風(fēng)石門。從+564~+444水平120米段高，共分4個(gè)分層開采；布置分層井筒煤倉，同時(shí)布置分層主井裝載硐室。
方案Ⅱ：混合立井分層馬頭門東西翼石門開拓方案
新掘一對(duì)主、副立井，井口位置位于現(xiàn)有地面生產(chǎn)系統(tǒng)以北的露天庫房院內(nèi)，主立井凈直徑Φ5m，裝備一對(duì)20t多繩箕斗，擔(dān)負(fù)礦井原煤提升的任務(wù)；副立井凈直徑Φ6.5m，裝備一個(gè)1.5噸礦車900mm軌距單層雙車特寬罐籠，配平衡錘提升，擔(dān)負(fù)礦井提升矸石、下放材料、升降設(shè)備和人員等任務(wù)。利用現(xiàn)有立風(fēng)井延深至+556m水平作為礦井東翼風(fēng)井，利用現(xiàn)有主斜井作為礦井西翼風(fēng)井兼安全出口，用現(xiàn)有的副斜井作為礦井的第二安全出口。
從現(xiàn)生產(chǎn)水平+556水平開掘軌道下山至+436水平，后開掘+436井底車場(chǎng)、水泵房、水倉，布置+436水平集中運(yùn)輸石門。在各水平分層布置分層馬頭門及材料石門。在+436水平布置雙側(cè)馬頭門，在各分層布置單側(cè)馬頭門。采區(qū)劃分為東、西翼采區(qū)，布置東、西翼石門。在B6煤層中布置各水平運(yùn)輸大巷；從+564~+436水平128米段高，共分5個(gè)分層開采；煤倉采用分段煤倉，在B8煤層布置由+488水平至+436水平的集中煤倉。
方案Ⅲ：混合立井上、下山開拓方案
該方案在井田走向的中部新建一個(gè)混合提升立井，井筒凈直徑8m，井筒內(nèi)布置一對(duì)20噸雙箕斗，承擔(dān)煤的提升，同時(shí)井筒內(nèi)布置一個(gè)1.5噸礦車900mm軌距單層雙車特寬罐籠，配平衡錘提升，承擔(dān)輔助提升。風(fēng)井利用現(xiàn)有的立風(fēng)井延深至+556m水平，作為礦井東翼風(fēng)井，利用現(xiàn)有的主斜井作為礦井的西翼風(fēng)井兼安全出口，用現(xiàn)生產(chǎn)礦井的副斜井作為礦井的另一個(gè)安全出口。
分別在東西兩翼沿河床煤柱布置東西翼運(yùn)輸、回風(fēng)石門及軌道上山。一、二組煤及三、四組煤各布置一組軌道上山，軌道上山為穿巖上山，垂直于煤層走向布置，傾角均為22度，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，巷道內(nèi)布置30kg/m、900mm軌距的單軌。承擔(dān)矸石、材料、設(shè)備及人員的提升。
開拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)缺點(diǎn)比較表
經(jīng)上述技術(shù)比較，方案I生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，石門掘進(jìn)量少，人員行走路線短，提高勞動(dòng)效率，井筒強(qiáng)度可通過加強(qiáng)局部段支護(hù)強(qiáng)度來改善。因而設(shè)計(jì)推薦方案I即混合立井分層馬頭門集中石門開拓方案。
五、開拓方式
1、開拓方式說明：在井田走向的中部新建一個(gè)混合提升立井，井筒凈直徑8m，井筒內(nèi)布置一對(duì)20噸雙箕斗，承擔(dān)煤的提升;同時(shí)井筒內(nèi)布置一個(gè)1.5噸礦車900mm軌距單層雙車特寬罐籠，配平衡錘提升，承擔(dān)輔助提升;要求在混合立井設(shè)安全出口，保證礦井兩個(gè)安全出口的要求。風(fēng)井利用現(xiàn)有的立風(fēng)井延深至+556m水平，作為礦井東翼風(fēng)井，利用現(xiàn)有的主斜井作為礦井的西翼風(fēng)井，用現(xiàn)生產(chǎn)礦井的副斜井作為礦井的另一個(gè)安全出口。
從現(xiàn)生產(chǎn)水平+556水平開掘下山至+444水平，后開掘+444井底車場(chǎng)、水泵房、水倉，布置+444水平分層石門。在各水平分層布置分層馬頭門、井底車場(chǎng)及水平分層石門。采區(qū)劃分為東、西翼采區(qū)，在+556回風(fēng)水平布置東、西翼回風(fēng)石門。從+564~+444水平120米段高，共分4個(gè)分層開采;布置分層井筒煤倉，同時(shí)布置分層主井裝載硐室。
+556~+444下山前期作為第二施工路線，后期作為安全出口。
2、各水平巷道布置：
(1)各水平主要巷道的布置：
在各水平分層布置分層馬頭門及井底車場(chǎng)，在工業(yè)廣場(chǎng)煤柱中部布置各水平分層石門。為保證材料、設(shè)備的運(yùn)輸，各水平分層石門采用機(jī)軌合一大巷布置，斷面約在24m2。采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。在井筒處要求布置上、下分層井筒煤倉及井筒裝載硐室。上、下分層井筒煤倉，煤倉垂高45m，凈直徑6.5m，截面為圓形，斷面積33.2m2，煤倉容量約為1500m3。
(2)+556水平主要巷道的布置：
回風(fēng)標(biāo)高為+556m，沿+556B3煤層布置西翼集中回風(fēng)巷，沿+556B8煤層布置東翼集中回風(fēng)巷，集中回風(fēng)巷斷面約為13m2，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。沿工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱邊界布置東、西翼的回風(fēng)石門，巷道斷面巷斷面約為13m2，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。
六、水平劃分及階段垂高的確定
+616m—+556m水平剩余儲(chǔ)量只能保證礦井正?；夭杉s2.5年，這部分儲(chǔ)量可供礦井改擴(kuò)建期間開采，改擴(kuò)建系統(tǒng)開采556m水平以下的煤層。根據(jù)井田內(nèi)煤層的賦存情況和礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，+556m以下劃分為兩個(gè)水平，一水平運(yùn)輸標(biāo)高為+444m，回風(fēng)標(biāo)高為+556m，階段垂高112m。二水平運(yùn)輸標(biāo)高為+300m，回風(fēng)標(biāo)高為+444m，階段垂高144m。
七、采區(qū)劃分及開采順序
該礦井田中部有堿溝河，必須留設(shè)河床煤柱，堿溝煤礦井田走向長為4.56km，以井田中部的堿溝河河床煤柱為界劃分為一個(gè)雙翼采區(qū)，采區(qū)東翼走向長2.1km，西翼走向長2km，這樣可以減少工作面的搬家次數(shù)，充分發(fā)揮機(jī)械化開采的優(yōu)勢(shì)，提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益。
采區(qū)內(nèi)的開采順序是原則上是先采頂板煤后采底板機(jī)，東西兩翼煤層工作面互為接續(xù)?？紤]到大小槽煤儲(chǔ)量分布不均，因而煤組間必須進(jìn)行配采，即采一、二組煤時(shí)在三、四組煤中布置小槽工作面配采，在一、二組大槽煤中布置兩個(gè)綜放工作面，同時(shí)在三、四組煤中布置一個(gè)小槽煤巷放工作面，以保持礦井產(chǎn)量均衡。
考慮到初期快速收回投資，投產(chǎn)時(shí)在B4-6和B1-2煤層中各布置一個(gè)綜采放頂煤工作面，這樣的采掘接續(xù)不會(huì)破壞頂部的煤層，等收回一部分前期投資后再安排對(duì)小槽煤的開采。
八、井筒、井底車場(chǎng)及硐室
(一)、井筒裝備及布置
1、井筒用途
混合提升井擔(dān)負(fù)全礦井的提升任務(wù)，兼進(jìn)風(fēng)。
東翼風(fēng)井僅承擔(dān)采區(qū)東翼的回風(fēng)任務(wù)，西翼風(fēng)井承擔(dān)采區(qū)西翼的回風(fēng)任務(wù)兼安全出口，礦井的安全出口作為人員上下的安全通道并進(jìn)風(fēng)。
2、井筒裝備
混合提升立井凈直徑8m，凈斷面50.24m2，料石砌碹支護(hù)，支護(hù)厚度465mm，掘斷面67.93m2，至+444m深307m，并向下繼續(xù)延深40米以留出煤倉、裝載硐室等的高度。井筒裝備一對(duì)20噸多繩箕斗提煤，鋼罐道，同時(shí)裝備1.5噸礦車900mm軌距礦車單層雙車寬罐籠加平衡錘，承擔(dān)輔助提升任務(wù)。并敷設(shè)排水管、清水管、動(dòng)力、通訊和信號(hào)電纜。
東風(fēng)井凈直徑2.8米，采用砼支護(hù)，井筒深度199米，其中60米為新做，井筒中不布置設(shè)備。
西風(fēng)井凈寬2.6米，墻高1.8米，半圓拱形斷面，料石砌碹支護(hù)，至+556m斜長461m，設(shè)臺(tái)階和扶手。
安全出口凈寬2.6米，墻高1.8米，半圓拱形斷面，料石砌碹支護(hù)，至+556m斜長462m，設(shè)臺(tái)階和扶手。
(二)、井底車場(chǎng)
混合提升立井輔助運(yùn)輸?shù)能噲?chǎng)為環(huán)行式車場(chǎng)，在井筒南北兩側(cè)分別設(shè)存車線，以繞道內(nèi)布置調(diào)車線。
(三)、硐室
1、中央變電所及水泵房
中央變電所及水泵房設(shè)在混合提升井井底車場(chǎng)東側(cè)的巖石中。
2、水倉容量大于8h正常涌水量，水倉容量為1000m3。
3、井下炸藥庫設(shè)在+444mB6煤層頂板的巖石內(nèi)。
4、消防材料庫設(shè)在+444mB7煤巷內(nèi)。
5、侯車室設(shè)在混合提升井井底車場(chǎng)附近。
6、井下設(shè)置充電硐室，位置在+444mB7煤巷內(nèi)。
第四節(jié) 井下開采
一、采煤方法的選擇
1、煤層的賦存條件
井田范圍內(nèi)主要可采煤層厚度在3.0m以上的煤層有B1-2、B3、B4-6、B13、B14、B16、B17、B18+19、B20、B23、B25+26、B28+29等共18層煤，其中B1-2、B4-6為主采特厚煤層，煤層傾角60-88°。煤層賦存穩(wěn)定—較穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡單—較簡單，各煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖或泥巖，厚0.1-0.2m。直接頂巖性大部分為粉砂巖，少量為細(xì)砂巖，煤層底板巖性大部分為粉砂巖，少量為細(xì)砂巖，粉砂巖、細(xì)砂巖比較堅(jiān)硬，不易隨采隨冒落。根據(jù)2002年礦井瓦斯鑒定資料，瓦斯相對(duì)涌出量為2.74m3/t，局部一、二組煤層有瓦斯涌出現(xiàn)象，屬低瓦斯礦井。煤層易自燃發(fā)火，發(fā)火期3-6個(gè)月：煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。
2、采煤方法的選擇
堿溝煤礦在B1、B2和B4-6特厚煤層中現(xiàn)使用水平分層綜合機(jī)械化放頂煤采煤法，在其它特厚和中厚煤層中使用巷柱式放頂煤采煤法，上述兩種采煤方法的開采技術(shù)已經(jīng)成熟，具有工作面單產(chǎn)高、安全條件好、機(jī)械化程度較高等優(yōu)點(diǎn)。
3、工作面開采段高及截割高度的確定
堿溝煤礦的煤質(zhì)較硬，放頂煤時(shí)一般不自行垮落，根據(jù)堿溝煤礦以往生產(chǎn)過程中所積累的放頂煤開采經(jīng)驗(yàn)，放頂煤高度一般為20-25米。為進(jìn)一步提高工作面產(chǎn)量，必須加快工作面的推進(jìn)速度，同時(shí)加大放頂煤的高度，建議放頂煤工作面的分層高度確定為30m，為提高工作面產(chǎn)量做準(zhǔn)備。為保證工作面采放比的可靠性建議加大工作面截割高度，由原截割高度2.4米增加到3.0米，工作面采放比為1：9。
二、工作面生產(chǎn)能力的確定
礦井投產(chǎn)時(shí)為能達(dá)產(chǎn)在B4-6和B1-2煤層中各布置一個(gè)綜采放頂煤工作面。B4-6煤層的生產(chǎn)能力約在200萬噸/年，B1-2煤層的生產(chǎn)能力約在100萬噸/年，另外為合理配采及保證300萬噸/年的產(chǎn)量在其它煤層中布置巷放工作面。
三、主要采煤機(jī)械設(shè)備選型
(1)水平分層綜合機(jī)械化放頂煤工作面
1、采煤機(jī)：MG250/300—NWD型短臂交流電牽引采煤機(jī)
截割高度 2.5—3.2m
煤層傾角 <16
截深630mm,800mm
2、前、后部溜子：SGZ730/2*160
3、轉(zhuǎn)載機(jī)：SGZ730/132橋式轉(zhuǎn)載機(jī)
4、破碎機(jī)：PLM—1000型，110kw
5、過渡支架(排頭架)：ZFS5600/16/32
中間架: ZFS5000/16/32
6、掘進(jìn)機(jī)：AM---50型
掘進(jìn)巷道斷面：6—18.1m 2
最大掘進(jìn)高度：4m
爬坡能力：16.2º
最大切割煤巖硬度：≦7
裝機(jī)總工功率：174kw
額定電壓：660/1140V
(2)巷柱式放頂煤工作面
工作面開幫采用煤電鉆打眼，頂煤松動(dòng)爆破采用深孔鉆機(jī)，爆破落煤，工作面支護(hù)采用ZFBZ2200/16/24型放頂煤液壓支架。在運(yùn)輸順槽內(nèi)配備1臺(tái)DSP-1040/800型可伸縮帶式輸送機(jī)，該帶式輸送機(jī)運(yùn)量為400t/h，滿足工作面生產(chǎn)的要求。
四、工作面產(chǎn)量分配及配采關(guān)系
為了減少前期投資，在不破壞下部煤層的前提下，投產(chǎn)將工作面布置在+534m東翼B4-6煤層和西翼B1-2煤層中，均為水平分層走向長壁綜采放頂煤工作面，開采標(biāo)高為+564-+534m。B4-6煤層綜采放頂煤工作面長度約為42m，放頂煤高度為27m，工作面采高3米，工作面日進(jìn)度約為5.3米，工作面回采率為0.8，則工作面年產(chǎn)量可達(dá)200萬噸。B1-2煤層綜采放頂煤工作面平均長度為28米，工作面日推進(jìn)度為4米，工作面年產(chǎn)量105.62萬噸，礦井布置2個(gè)綜掘和1個(gè)炮掘工作面可以達(dá)到采掘平衡。開采其它煤層時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)奶岣吖ぷ髅娴耐七M(jìn)速度。
五、掘進(jìn)工作面數(shù)目及設(shè)備配備
綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面配備EBZ---110SH型巷道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，如果技術(shù)條件成熟，也可以選擇EMG—250型掘錨機(jī)，掘進(jìn)高度2.8—3.5m，掘進(jìn)寬度4.2m, 爬坡能力±16º。
炮掘工作面配備ZMS—12A型濕式煤電鉆打眼、MFB-50型發(fā)爆器、DSP——1010/650A型可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)煤、巷道支護(hù)選用MGJ—2型錨桿打眼安裝機(jī)。
第五節(jié) 通風(fēng)與安全
一、概況
根據(jù)已批準(zhǔn)的《烏魯木齊礦務(wù)局堿溝煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》及煤礦提供的資料，對(duì)礦井施工和生產(chǎn)安全造成威脅的主要因素有：
1、瓦斯：經(jīng)2002年度檢測(cè)礦井瓦斯相對(duì)涌出量為2.74m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為4.16m3/min，瓦斯成分為CH4、CO2、CO、H2S、NO2、SO2等。1994年對(duì)西一采區(qū)+564m的B4-6煤層中的掘巷道進(jìn)行了瓦斯等級(jí)鑒定，測(cè)得相對(duì)瓦斯涌出量為5.37m3/d.t，與此同時(shí)在局部煤電鉆施工的鉆孔內(nèi)，測(cè)得瓦斯?jié)舛仍?0-70%之間，流量0.1m3/min，鑒于此，原自治區(qū)煤炭工業(yè)廳和烏魯木齊礦務(wù)局研究確定，將西一采區(qū)+564m水平一、二組煤定為瓦斯涌出異常區(qū)。
2、煤塵：煤塵爆炸指數(shù)一般在31.20-34.40Vr之間，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。
3、煤的自燃：煤層具有自燃發(fā)火傾向，自然發(fā)火期為3-6個(gè)月。
4、地溫：地溫隨深度增加而增加，地溫梯度3℃/100m，屬地溫正常區(qū)。
5、水文地質(zhì)：據(jù)現(xiàn)生產(chǎn)礦井資料分析，礦井涌出量基本上不隨采深的增加而增加，補(bǔ)給源及補(bǔ)給通道均位于井田的淺部，根據(jù)勘探抽水試驗(yàn)，含煤地層基巖含水性微弱，該礦井水文地質(zhì)屬較簡單類型。
礦井+556m生產(chǎn)水平實(shí)測(cè)正常排水量為115m3/h，最大排水量(7-8月)150m3/h。根據(jù)水文地質(zhì)資料和2002年1-9月排水量統(tǒng)計(jì)分析，礦井延深水平的涌水量不會(huì)有大的變化。
6、煤層頂?shù)装澹罕镜V開采的煤層大部分有偽頂，巖性為炭質(zhì)泥巖或泥巖，厚度0.1-0.2m，可隨煤垮落;直接頂大部分為粉砂巖，少量為細(xì)砂巖，較堅(jiān)硬，很少隨煤層垮落;直接底板大部分為粉砂巖，少量為砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖，較堅(jiān)硬，很少隨煤層垮落。
二、通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)
根據(jù)已確定的開拓方式，由混合提升井和安全出口進(jìn)風(fēng)，由立風(fēng)井和回風(fēng)斜井同時(shí)回風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式，通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式。
三、礦井風(fēng)量分配
經(jīng)計(jì)算礦井總需風(fēng)量為150m3/s。各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量分配如下：
綜采放頂煤工作面：共2個(gè)，每個(gè)工作面配風(fēng)量為25m3/s;
綜掘工作面：共2個(gè)，每個(gè)工作面配風(fēng)量為15m3/s;
炮掘工作面：共1個(gè)，每個(gè)工作面配風(fēng)量為10m3/s;
井下火藥發(fā)放硐室：3.0m3/s;
井下蓄電池機(jī)車充電硐室：4.0m3/s;
其它地點(diǎn)配風(fēng)：10 m3/s。
四、預(yù)防井下火災(zāi)措施
(一)預(yù)防井下火災(zāi)措施
1、礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)井下布置兩個(gè)綜采放頂煤工作面，布置兩個(gè)綜掘工作面和一個(gè)炮掘工作面，為保證礦井安全生產(chǎn)，地面設(shè)置一套BXD—300型制氮裝置和黃泥灌漿站，對(duì)采空區(qū)實(shí)施注氮和預(yù)防性黃泥灌漿，并采用均壓通風(fēng)等綜合防滅火措施，井下設(shè)置一套森透里昂安全監(jiān)控系統(tǒng)。
2、加強(qiáng)對(duì)回采工作面自然發(fā)火情況的安全檢測(cè)，及時(shí)掌握煤層自然發(fā)火規(guī)律，及時(shí)封閉采空區(qū)和廢棄巷道，減少向采空區(qū)漏風(fēng)。
(二)防治水措施
礦井應(yīng)作好井下涌水的觀測(cè)工作，根據(jù)涌水量的變化及時(shí)采取相應(yīng)的措施。該礦淺部存在有采空區(qū)，采空區(qū)的水主要來源于地面大氣降水的補(bǔ)給，對(duì)該部分積水采取探放水并留設(shè)煤柱的措施。該礦井田中部的堿溝河采取留煤柱的措施。井田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)兩條斷層，掘進(jìn)巷道時(shí)可采用探水鉆超前打探眼以探明是否存在斷層破碎帶和含水帶。
(三)防瓦斯措施
礦井現(xiàn)開采水平(+556m)為低瓦斯礦井，但局部有涌出異常(鑒定相對(duì)涌出量為5.37m3/t/d),地面建立永久性瓦斯抽放系統(tǒng)，井下建立移動(dòng)式瓦斯抽放系統(tǒng)，改擴(kuò)建對(duì)礦井的抽排瓦斯系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能，補(bǔ)充和更新抽放泵站及鉆機(jī)等設(shè)備。
五、井下通風(fēng)線路：
東翼通風(fēng)線路：混合立井(安全出口)→各分層井底車場(chǎng)(安全出口+556車場(chǎng)及+556~+444下山))→水平分層石門→工作面進(jìn)風(fēng)巷→工作面→工作面回風(fēng)巷→回風(fēng)天槽→+556東回風(fēng)石門→+556B8集中回風(fēng)巷→立風(fēng)井→地面
西翼通風(fēng)線路：(1)、混合立井(安全出口)→各分層井底車場(chǎng)(安全出口+556車場(chǎng)及+556~+444下山))→水平分層石門→工作面進(jìn)風(fēng)巷→工作面→工作面回風(fēng)巷→回風(fēng)天槽→+556西回風(fēng)石門→+556B3集中回風(fēng)巷→立風(fēng)井→地面
第六節(jié) 井下原煤及輔助運(yùn)輸
一、井下原煤運(yùn)輸
井下原煤運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸
原煤運(yùn)輸線路：工作面原煤→工作面運(yùn)輸順槽巷→集中運(yùn)輸石門→井筒分層煤倉→主提絞車至地面。
二、井下輔助運(yùn)輸
輔助運(yùn)輸方式選擇900mm軌距的軌道運(yùn)輸，運(yùn)輸工具選擇5噸電瓶車、專用平板車，以及礦車。
井下輔助運(yùn)輸：混合立井→各水平分層石門→工作面順槽軌道巷→工作面
