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【摘要】矿井设计关乎煤炭开采量的最大化和开采过程中的人员安全，如何设计完善科学的矿井，是煤炭公司必须考虑的问题，本文以寺河井田为例进行细致的分析与说明。
【关键词】矿井设计;井田;地质特征
1.矿区概述及井田地质特征
1.1 矿区概述
寺河井田位于晋城新区东南部，跨晋城市和阳城、沁水两县。矿井工业场地位于沁水县嘉峰车站附近，距晋城市70km，距沁水县53km。矿井东部边界：以长13、407号钻孔连线与峪南煤矿相邻，以407、417、424号钻孔连线及长16、431号钻孔连线与西庄煤矿相邻；西部边界：为330、长20号钻孔之连线；南部边界：以341、475、468号钻孔连线与郭峪、沟底、史山煤矿为界；北部边界：西段以潘庄一号井田境界与潘庄一号矿井为界，北段以点（X=394500，Y=511000）及长5号钻孔连线为界，东段以成庄井田境界为界。井内的气象参数按表1.1所列的平均值选取。
1.2 井田地质特征
井田的走向最大长度为5.81km，最小长度为5.66km，平均长度为5.77km。井田倾斜方向的最大长度为6.68km，最小长度为5.56km，平均长度为6.30km。煤层的倾角最大为10°，最小为2°，平均为5°，井田平均水平宽度为6.28km，水平面积为36.24平方公里。
1.3 煤层特征
本矿井可采煤层有3、9煤层，其煤层平均厚度分别为5.3m、1.62m，具体参见图1.1 综合地质柱状图。根据精查地质报告的瓦斯地质资料，井田内瓦斯平均含量7.67m3/t，井田+550m以上为低沼气区域，但矿井设计井型大，瓦斯绝对涌出量大于40 m3/min，本设计按高瓦斯矿井进行设计。据成庄矿东临的白沙小煤矿，晋城矿物局的王台铺矿、古书院矿取样做煤尘爆炸性实验结果：火焰长度及岩粉含量均为零，属无爆炸危险煤层。井田内3号主采煤层属不易自燃煤层，9号、15号煤层属不易自然～易自然煤层。
2.井田开拓
2.1 井田境界与储量
矿井地质资源量：3#煤300.69Mt，9#煤87.15Mt，共387.84Mt，矿井工业储量339.25Mt， 矿井可采储量273.52Mt，本矿井设计生产能力为300万t/a。工业广场的尺寸为700m×450m的长方形，工业广场的煤柱量为403万t。
2.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限
本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，四六制作业（三班生产，一班检修），每日三班出煤，净提升时间为1.4小时。本矿井的设计生产能力为300万t/a，矿井服务年限为70.13年。
2.3 井田开拓
工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田西翼中部。主、副井筒位置在井田中央。
井田主采煤层为3号煤层，9号煤层由于含硫量高，近期暂不开采，后期根据需要可采用延伸井筒方式开采3号煤层以下煤层。设计中只针对3号煤层。3号煤层倾角平缓，为2°～10°，一般5°，为近水平煤层，故设计为单水平开采。水平标高+560m，盘区式开采。
矿井共有五个井筒，分别为主斜井、副斜井、进风井立井、东回风立井、西回风立井。 主斜井位于矿井工业场地，担负全矿井300万t/a的煤炭运输兼进风。进风立井位于矿井工业场地，井筒净直径7m，担负矿井部分进风风量，内设玻璃钢梯子间作为安全出口，东回风立井位于矿井工业场地，担负矿井东区的全部回风。西回风立井位于矿井工业场地，担负矿井西区的全部回风。
3号煤层平均厚度为5m，赋存稳定，底板起伏不大，为近水平煤层，煤层厚度变化不大，且煤质硬度大。故矿井开拓大巷布置在煤层中，留大煤柱护巷，大巷间距60m。由于矿井瓦斯涌出量大，为满足回风需要，布置两条回风大巷。再布置一条主运输大巷，一条辅助运输大巷，共四条大巷。为便于在巷道交叉时架设风桥等构筑物，辅助运输大巷和主运输大巷沿底板掘进，回风大巷沿顶板掘进。大巷位于井田中央，沿倾向布置，局部半煤岩及岩巷，巷道坡度随煤层而起伏，一般2°～5°，辅助运输大巷局部7°，主运输大巷上仓段局部10°。
斜井单水平开拓（井筒位于井田中央）主、副井井筒均为斜井开拓，布置于井田中央，大巷布置在煤层中，沿底板掘进，局部半煤岩及岩巷。
3.巷道布置与采煤方法
3.1盘区巷道布置及生产系统
首采盘区一盘区位于大巷南侧，走向长平均2650m，倾向长平均3000m。盘区内划分九个区段，区段平均长2650m，宽335m，工作面长210m，五条顺槽均为5m宽，3.5m高，加上煤柱，区段宽为335m。
首采盘区为一盘区，然后依次采二、三、四盘区。盘区内区段煤柱留设较宽，故各区段之间依次开采，首采工作面为3101工作面，然后依次开采下一个区段。在采空区上覆岩层移动稳定后，利用连采机采用房柱式采煤法回收煤柱。回收率按50%计算。
盘区内各工作面采用三进两回偏Y型通风系统，即：工作面西侧（进风侧）布置两条进风巷，东侧（回风侧）布置三条巷道，一条进风巷（稀释工作面上隅角瓦斯），两条回风巷。
3.2 采煤方法选择
主采煤层选用综采开采工艺，倾斜长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推进方向确定为后退式。
盘区内布置一个大采高工作面保产，工作面长度210m，同时布置一备用面，根据通风需要，一个工作面布置五条顺槽，留大煤柱护巷，工作面回采后采用连采机房柱式回收煤柱。工作面一侧两巷之间护巷煤柱为30m，中间巷道间煤柱为20m。大采高工作面生产能力为7847.22t/d，每日推进度为5.19m，采煤机选用德国SL500采煤机，截深0.865m，日进6刀。其工作方式为双向割煤，追机作业，工作面端头进刀方式。工作面用先移架后推溜的及时支护方式。
为了保证生产正常接替，前期东区安排两个独立通风的煤层平巷掘进头，后期东区安排两个独立通风的煤层平巷掘进头和一个西区煤层大巷掘进头。
3.3回采巷道布置
工作面回采巷道布置方式为三进两回，每个工作面共布置五条顺槽，一侧布置两条，均为进风巷，靠近工作面煤壁的一条巷道布置皮带，另一条作为运输、行人巷；另一侧布置三条，为一进两回，靠近工作面煤壁的一条巷道进风，兼做运输、行人巷，另两条回风。顺槽、联络巷断面均为5m宽，3.5m高。■
【参考文献】
［１］矿井建设中的环保问题[J].建井技术,1997,(02)．
［２］设计创新与时装创新[J].江苏纺织,2001,(08)[8]．
［３］常庆粮.膏体充填控制覆岩变形与地表沉陷的理论研究与实践[D].中国矿业大学,2009．
［４］王行风．煤矿区生态环境累积效应研究[D].中国矿业大学, 2010．
【关键词】矿井设计;井田;地质特征
1.矿区概述及井田地质特征
1.1 矿区概述
寺河井田位于晋城新区东南部，跨晋城市和阳城、沁水两县。矿井工业场地位于沁水县嘉峰车站附近，距晋城市70km，距沁水县53km。矿井东部边界：以长13、407号钻孔连线与峪南煤矿相邻，以407、417、424号钻孔连线及长16、431号钻孔连线与西庄煤矿相邻；西部边界：为330、长20号钻孔之连线；南部边界：以341、475、468号钻孔连线与郭峪、沟底、史山煤矿为界；北部边界：西段以潘庄一号井田境界与潘庄一号矿井为界，北段以点（X=394500，Y=511000）及长5号钻孔连线为界，东段以成庄井田境界为界。井内的气象参数按表1.1所列的平均值选取。
1.2 井田地质特征
井田的走向最大长度为5.81km，最小长度为5.66km，平均长度为5.77km。井田倾斜方向的最大长度为6.68km，最小长度为5.56km，平均长度为6.30km。煤层的倾角最大为10°，最小为2°，平均为5°，井田平均水平宽度为6.28km，水平面积为36.24平方公里。
1.3 煤层特征
本矿井可采煤层有3、9煤层，其煤层平均厚度分别为5.3m、1.62m，具体参见图1.1 综合地质柱状图。根据精查地质报告的瓦斯地质资料，井田内瓦斯平均含量7.67m3/t，井田+550m以上为低沼气区域，但矿井设计井型大，瓦斯绝对涌出量大于40 m3/min，本设计按高瓦斯矿井进行设计。据成庄矿东临的白沙小煤矿，晋城矿物局的王台铺矿、古书院矿取样做煤尘爆炸性实验结果：火焰长度及岩粉含量均为零，属无爆炸危险煤层。井田内3号主采煤层属不易自燃煤层，9号、15号煤层属不易自然～易自然煤层。
2.井田开拓
2.1 井田境界与储量
矿井地质资源量：3#煤300.69Mt，9#煤87.15Mt，共387.84Mt，矿井工业储量339.25Mt， 矿井可采储量273.52Mt，本矿井设计生产能力为300万t/a。工业广场的尺寸为700m×450m的长方形，工业广场的煤柱量为403万t。
2.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限
本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，四六制作业（三班生产，一班检修），每日三班出煤，净提升时间为1.4小时。本矿井的设计生产能力为300万t/a，矿井服务年限为70.13年。
2.3 井田开拓
工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田西翼中部。主、副井筒位置在井田中央。
井田主采煤层为3号煤层，9号煤层由于含硫量高，近期暂不开采，后期根据需要可采用延伸井筒方式开采3号煤层以下煤层。设计中只针对3号煤层。3号煤层倾角平缓，为2°～10°，一般5°，为近水平煤层，故设计为单水平开采。水平标高+560m，盘区式开采。
矿井共有五个井筒，分别为主斜井、副斜井、进风井立井、东回风立井、西回风立井。 主斜井位于矿井工业场地，担负全矿井300万t/a的煤炭运输兼进风。进风立井位于矿井工业场地，井筒净直径7m，担负矿井部分进风风量，内设玻璃钢梯子间作为安全出口，东回风立井位于矿井工业场地，担负矿井东区的全部回风。西回风立井位于矿井工业场地，担负矿井西区的全部回风。
3号煤层平均厚度为5m，赋存稳定，底板起伏不大，为近水平煤层，煤层厚度变化不大，且煤质硬度大。故矿井开拓大巷布置在煤层中，留大煤柱护巷，大巷间距60m。由于矿井瓦斯涌出量大，为满足回风需要，布置两条回风大巷。再布置一条主运输大巷，一条辅助运输大巷，共四条大巷。为便于在巷道交叉时架设风桥等构筑物，辅助运输大巷和主运输大巷沿底板掘进，回风大巷沿顶板掘进。大巷位于井田中央，沿倾向布置，局部半煤岩及岩巷，巷道坡度随煤层而起伏，一般2°～5°，辅助运输大巷局部7°，主运输大巷上仓段局部10°。
斜井单水平开拓（井筒位于井田中央）主、副井井筒均为斜井开拓，布置于井田中央，大巷布置在煤层中，沿底板掘进，局部半煤岩及岩巷。
3.巷道布置与采煤方法
3.1盘区巷道布置及生产系统
首采盘区一盘区位于大巷南侧，走向长平均2650m，倾向长平均3000m。盘区内划分九个区段，区段平均长2650m，宽335m，工作面长210m，五条顺槽均为5m宽，3.5m高，加上煤柱，区段宽为335m。
首采盘区为一盘区，然后依次采二、三、四盘区。盘区内区段煤柱留设较宽，故各区段之间依次开采，首采工作面为3101工作面，然后依次开采下一个区段。在采空区上覆岩层移动稳定后，利用连采机采用房柱式采煤法回收煤柱。回收率按50%计算。
盘区内各工作面采用三进两回偏Y型通风系统，即：工作面西侧（进风侧）布置两条进风巷，东侧（回风侧）布置三条巷道，一条进风巷（稀释工作面上隅角瓦斯），两条回风巷。
3.2 采煤方法选择
主采煤层选用综采开采工艺，倾斜长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推进方向确定为后退式。
盘区内布置一个大采高工作面保产，工作面长度210m，同时布置一备用面，根据通风需要，一个工作面布置五条顺槽，留大煤柱护巷，工作面回采后采用连采机房柱式回收煤柱。工作面一侧两巷之间护巷煤柱为30m，中间巷道间煤柱为20m。大采高工作面生产能力为7847.22t/d，每日推进度为5.19m，采煤机选用德国SL500采煤机，截深0.865m，日进6刀。其工作方式为双向割煤，追机作业，工作面端头进刀方式。工作面用先移架后推溜的及时支护方式。
为了保证生产正常接替，前期东区安排两个独立通风的煤层平巷掘进头，后期东区安排两个独立通风的煤层平巷掘进头和一个西区煤层大巷掘进头。
3.3回采巷道布置
工作面回采巷道布置方式为三进两回，每个工作面共布置五条顺槽，一侧布置两条，均为进风巷，靠近工作面煤壁的一条巷道布置皮带，另一条作为运输、行人巷；另一侧布置三条，为一进两回，靠近工作面煤壁的一条巷道进风，兼做运输、行人巷，另两条回风。顺槽、联络巷断面均为5m宽，3.5m高。■
【参考文献】
［１］矿井建设中的环保问题[J].建井技术,1997,(02)．
［２］设计创新与时装创新[J].江苏纺织,2001,(08)[8]．
［３］常庆粮.膏体充填控制覆岩变形与地表沉陷的理论研究与实践[D].中国矿业大学,2009．
［４］王行风．煤矿区生态环境累积效应研究[D].中国矿业大学, 2010．