采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)木城澗井田

1、<p><b>　　一</b></p><p><b>　　般</b></p><p><b>　　部</b></p><p><b>　　分</b></p><p>　　1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p>　　木城

2、澗井田屬于北京昊華能源股份有限公司，木城澗煤礦位于北京西部山區(qū)，行政上隸屬于北京市門頭溝區(qū)大臺(tái)地區(qū)，是北京地區(qū)重要的煤炭生產(chǎn)基地，礦井地質(zhì)較為復(fù)雜，生產(chǎn)的煤炭可供北京地區(qū)，運(yùn)銷海外，進(jìn)行國(guó)際貿(mào)易。</p><p><b>　　1.1 礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1 礦區(qū)地理位置</p><p>　　木城澗煤礦位于北京市西部遠(yuǎn)郊

3、燕山深處大寒嶺東側(cè)。行政上隸屬北京市門頭溝區(qū)大臺(tái)地區(qū)。礦井分為木城澗、千軍臺(tái)兩個(gè)坑口，相距約八公里。</p><p>　　1.1.2 交通情況</p><p>　　圖1-1 木城澗煤礦地理位置圖</p><p>　　千軍臺(tái)---木城澗---門頭溝公路全長(zhǎng)45公里，現(xiàn)有929路公共氣車從蘋果園地鐵經(jīng)河灘、直達(dá)木城澗、千軍臺(tái)坑。木城澗---門頭溝---永定門鐵路全長(zhǎng)61

4、公里，鐵路在落坡嶺與豐沙線相交，現(xiàn)有班車一趟。礦區(qū)內(nèi)千軍臺(tái)坑至木城澗坑有柏油公路相聯(lián)，并與干線及公路干線相接。</p><p>　　1.1.3 地形地貌</p><p>　　礦區(qū)呈狹長(zhǎng)條帶狀，屬高、中山地形，地勢(shì)高差懸殊，總地形趨勢(shì)為西高東低，三面環(huán)山。南部玄武巖山巒起伏，中部大寒嶺突兀，北部煤窩區(qū)則是侵蝕山形低洼地帶。井田中部嶺峰海拔在1000米以上，井田西部茶棚嶺火村山峰最高，海拔標(biāo)高

5、為1612米。</p><p>　　1.1.4 水體及河流</p><p>　　主支溝谷均屬季節(jié)性河谷，旱季無水，雨季洪水泛濫。主干溝谷為清水澗溝，西起千軍臺(tái)坑，東到落坡嶺與永定河相匯，全長(zhǎng)17公里，屬永定河水系。礦區(qū)地下水類型屬層間裂隙水，以大氣降水為主要充水源。</p><p>　　1.1.5 氣象條件</p><p>　　礦區(qū)屬于暖溫帶

6、半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)型大陸性氣候。四季分明，冬季干燥，春季多風(fēng)，夏季多雨，秋季晴朗溫和，夏季氣溫最高可達(dá)42．5℃，歷年六七月份平均氣溫22．9℃─28．4℃，冬季受西伯利亞寒流的影響，歷年最低氣溫－18℃─－20．8℃，12月至1月平均氣溫為－4℃。</p><p>　　據(jù)礦觀測(cè)站1998─2007年資料，本區(qū)1998─2007年間平均降水520.1毫米，歷史上最大降水量為1438.8毫米（1956年）。降雨

7、量集中在七、八月份，七月最大降雨量396．7毫米（1998年 ）。歷史最大蒸發(fā)量為1959．26毫米（1962年）。6─8月份風(fēng)向多為東南風(fēng)，冬季多為西北風(fēng)，最大風(fēng)速可達(dá)1 9米／秒，一般為1.3─3.2米／秒。最高氣壓為1015．5毫巴，一般為980．3毫巴。地表從11月中旬開始凍結(jié)，至次年5月上旬全部解凍。據(jù)1958年資料，凍結(jié)深度1.56米。</p><p><b>　　1.1.6 地震</

8、b></p><p>　　據(jù)中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所提供的資料，京西地區(qū)最大地震強(qiáng)度為七級(jí)。</p><p>　　1.1.7 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況</p><p>　　木城澗煤礦坐落于北京西郊的門頭溝區(qū)，該區(qū)常住人口24萬，全區(qū)9個(gè)鎮(zhèn)117個(gè)村，其中98.5%都是山區(qū)，林木覆蓋率達(dá)到79.2%，境內(nèi)的主要河流是永定河及其支流清水河，屬于海河水系。全區(qū)經(jīng)濟(jì)工作堅(jiān)持以“四

9、區(qū)”建設(shè)為重點(diǎn)，積極培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持了持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。特色林牧區(qū)建設(shè)成績(jī)顯著, 生態(tài)旅游區(qū)建設(shè)蓬勃興旺,新型建材區(qū)建設(shè)快速發(fā)展,石龍工業(yè)區(qū)建設(shè)穩(wěn)步提高。初步形成了數(shù)控設(shè)備制造、生物化工、精細(xì)化工、新型建材等四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　1.1.8 水源及電源</p><p>　　礦區(qū)供水水源來自永定河，日供水量4650—5200噸/日。</p><p

10、>　　木城澗煤礦木坑坑口35KV變電站有兩回路電源，一路來自大臺(tái)變電站LGJ—120架空線路，線路長(zhǎng)5.1km，另一路來自千坑變電站LGJ—120架空線路，線路長(zhǎng)8.1km。</p><p>　　1、電源線路供電能力685.74 (萬t/a)。</p><p>　　2、變壓器供電能力148.5(萬t/a)。</p><p>　　3、礦井供電系統(tǒng)能力148.5(

11、萬t/a)。</p><p>　　木城澗煤礦千軍臺(tái)坑地面設(shè)35KV變電所一座，兩回路電源引自一路木城澗——千軍臺(tái)，一路大安山——千軍臺(tái)，兩回電源線路均為L(zhǎng)GJ—120架空線路，大安山——千軍臺(tái)線路長(zhǎng)7.8km，木城澗——千軍臺(tái)線路長(zhǎng)8.1km。</p><p>　　1、電源線路供電能力444（萬t/a）。</p><p>　　2、變壓器供電能力77(萬t/a)。&l

12、t;/p><p>　　3、礦井供電系統(tǒng)能力77(萬t/a)。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p>　　1.2.1礦井地質(zhì)特征及構(gòu)造</p><p>　　(1)區(qū)域地質(zhì)及地層、成煤時(shí)期、煤層賦存情況；斷層、褶曲、陷落柱、剝落發(fā)育及分布。</p><p>　　區(qū)域地質(zhì)及地層參見表地層綜合柱狀圖及木城澗礦構(gòu)

13、造綱要圖。</p><p>　　侏羅紀(jì)地層出露良好，南部普遍出露南大嶺組、窯坡組及九龍山組，北部則大片裸露龍門組及九龍山組，含煤地層僅出露窯坡組上部地層，井田內(nèi)地層自下而上簡(jiǎn)述如下：</p><p>　　1）、侏羅系下統(tǒng)南大嶺組（Ｊ1n）：出露于井田南部，構(gòu)成煤系地層之基底。巖性為灰綠、褐綠色玄武巖，具杏仁狀構(gòu)造，充填物多為石英及方解石，巖石堅(jiān)硬、厚度不等，一般約２００米左右。

14、 </p><p>　　2）、侏羅系中下統(tǒng)窯坡組（Ｊ1-2ｙ）：為侏羅紀(jì)主要含煤地層。主要出露于井田南部，北部?jī)H在大寒嶺背斜軸部出露上部地層。由各粒級(jí)的砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖、變質(zhì)巖及煤層、煤線組成，煤窩勘探區(qū)內(nèi)局部含礫石層及玢巖侵入體。巖層由南向北泥質(zhì)含量逐漸增多，沉積厚度具有由南向北逐漸變厚的趨勢(shì)。全組厚度２００－９００米，平均厚５００米，巖相變化大，旋回結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含可對(duì)比煤層１２層，大部或局部可采

15、煤層８層，其下以硬綠泥石角巖與下伏南大嶺組玄武巖呈不整合或假整合接觸。本組以十二槽煤層頂板砂巖（Ｋs）為界分為上下兩段：</p><p>　　圖1-2 煤層柱狀圖</p><p>　　① 窯坡組下段Ｊ1-2ｙ1：平均厚度360米，依巖性可分為上下兩部分。</p><p>　　下部：由Ｊ1n頂至Ｋ1底，厚約４５米，由硬綠泥石角巖、變質(zhì)巖、層凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖

16、及一、二槽煤組成。</p><p>　　上部：自Ｋ1底至Ｋs底，厚３１０米。由各粒級(jí)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖及煤層煤線組成。本段一般可見Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3、Ｋ4、Ｋ5、Ｋ6等六個(gè)砂巖帶。砂巖帶一般為灰白或淺灰色，中粗粒砂巖，層位靠下則顏色變深，致密、堅(jiān)硬，敲擊聲脆，多穿插石英脈。其間含大部可采及局部可采煤層６層，即三、五、六、八、十、十二槽。 </p><

17、p>　　② 窯坡組上段Ｊ1-2Y2：自Ｋs底至龍門組底。本段地層厚度變化甚大，由南而北、由西而東逐漸變厚，一般厚度約100米，煤窩北部一帶上段偏厚，主要是因?yàn)闃?gòu)造擠壓，造成含煤地層塑性流動(dòng)及地層倒轉(zhuǎn)所致。</p><p>　　本段由長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石（粘土）砂巖，鈣質(zhì)雜砂巖、菱鐵質(zhì)雜砂巖、鈣泥巖、粉砂巖及煤層、煤線組成，富含菱鐵質(zhì)結(jié)核及凝灰質(zhì)，局部夾砂巖透鏡體，包括Ｋs標(biāo)志層及十四、十五槽煤，旋回結(jié)構(gòu)不明顯，層

18、理不清或?yàn)闂l帶狀、緩波狀層理。巖相多為湖泊相、沼澤相及泥炭沼澤相。以粒級(jí)小、顏色深、旋回不清且含多層不穩(wěn)定煤線為特征。</p><p>　　3）侏羅系中統(tǒng)龍門組（Ｊ2L）：出露于井田東、南、西部。以底礫巖，不整合或假整合于窯坡組之上，厚度４１－１５０米，平均１００米，本組由礫巖、砂巖、粉砂巖及少量薄煤線組成，并含凝灰質(zhì)及菱鐵質(zhì)結(jié)核。礫巖一般分三個(gè)層組，礫石以燧石為主，石英及砂礫次之，含砂巖、凝灰?guī)r、燧石、火成巖、

19、碳酸鹽及炭泥巖屑、微量火山泥球及火山碎屑。礫徑１－２０厘米，一般３－６厘米，磨圓分選較好，矽質(zhì)膠質(zhì)，厚層堅(jiān)硬，地貌上往往形成陡坎。砂巖以沉積巖屑為主，含大量凝灰質(zhì)巖屑，少量石英、石英巖屑、碳酸巖屑及炭泥巖屑，微量火山泥球及火山玻屑，一般為基底－孔隙式膠結(jié)，粉砂巖中含菱鐵質(zhì)結(jié)核，局部夾煤線。</p><p>　　4）侏羅系中統(tǒng)九龍山組（Ｊ2j）：出露于井田中部，以淺綠色砂巖（或?yàn)榛揖G色，凝灰質(zhì)粉砂巖）與下伏龍門組礫

20、巖呈不整合接觸。局部地區(qū)九龍山組直接與窯坡組接觸，厚度大于５００米。</p><p>　　下部以厚3-5米，淺灰色、淺綠灰色、凝灰質(zhì)粉砂巖與龍門組深灰色粉砂巖分界，其上為淺綠色粉砂巖，凝灰質(zhì)粉砂巖，間夾5-7層礫巖或砂礫巖，礫石成分主要為燧石，次為石英巖、細(xì)砂巖及火成巖，含凝灰質(zhì)及火山巖屑。礫徑1-3厘米，一般小于２厘米，分選、滾圓較差，以其顏色偏綠，含火成巖礫，礫徑小及膠結(jié)物多為凝灰質(zhì)而與龍門礫巖相區(qū)分。<

21、;/p><p>　　中部為綠色，含少量紫色相間互層的凝灰質(zhì)粉砂巖，一般不含礫。</p><p>　　上部多為紫色間夾綠色的凝灰質(zhì)粉砂巖。</p><p>　　侏羅紀(jì)現(xiàn)主要開采煤層有八層：二、三、五、六、八、十、十二、十四槽，零星塊段可采煤層一、七、十五槽。侏羅紀(jì)井田煤層賦存情況見侏羅紀(jì)井田煤層賦存情況一覽表。</p><p>　　木城澗煤礦侏羅

22、紀(jì)井田位于廟安嶺－髫髻山向斜南翼之中段，其構(gòu)造形態(tài)與向斜南翼之基本特征相吻合，構(gòu)造線大致與地層走向一致，沿ＮＥＥ方向平等展布，區(qū)內(nèi)褶皺、斷層均相當(dāng)發(fā)育，以褶皺為主斷層為輔。</p><p><b>　　褶皺 </b></p><p>　　褶皺構(gòu)造的基本特征 </p><p>　　① 侏羅紀(jì)井田的褶皺構(gòu)造軸向均大致與地層走向相一致，緊密排列，延展

23、數(shù)千米，軸向近Ｎ６０°Ｅ，與廟安嶺─髫髻山向斜構(gòu)造軸相一致,為廟安嶺－髫髻山向斜南翼的次級(jí)構(gòu)造。</p><p>　?、?井田南部及北部褶皺形態(tài)比較開闊舒緩。井田中部比較緊閉，且向斜北翼多倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)翼局部?jī)A角小于３０°，褶皺軸面均向北傾伏，常伴生次級(jí)褶皺。</p><p>　　③ 褶皺構(gòu)造靠近地表傾角一般較陡，向下漸趨平緩。向斜底部較平緩，呈箱狀。</p>

24、<p>　?、?向背斜淺部與深部明顯不協(xié)調(diào)，如黑風(fēng)口背斜及大寒嶺倒轉(zhuǎn)背斜。背斜核部出露窯坡組上段地層。地表傾角較大，局部出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)。而深部地層（十五槽以下）均為正常層序，向背斜平緩。</p><p>　　井田內(nèi)褶皺構(gòu)造自南而北主要有：１、千北向斜（Ｕ１）；２、大寒嶺南背斜（Ａ１）；３、大寒嶺南向斜（Ｕ２）；４、黑風(fēng)口背斜（Ａ３）；５、大寒嶺向斜（Ｕ３）；６、大寒嶺背斜（Ａ３）；７、白崖子向斜（Ｕ４）；８

25、、燕窩溝背斜（Ａ４）；９、燕窩溝向斜（Ｕ５）；１０、張峪背斜（Ａ5）；１１、牛道溝向斜（Ｕ７）；１２、牛道溝背斜（Ａ７）；１３、楊北向斜（Ｕ６）；１４、楊北背斜（Ａ６）。</p><p><b>　　斷層</b></p><p>　　侏羅紀(jì)井田共發(fā)現(xiàn)較大斷層３０余條，按力學(xué)性質(zhì)大至可分為三組，即ＮＥＥ、ＮＮＥ、ＮＷ。ＮＥＥ向斷層多出現(xiàn)于井田中部，西部均為正斷層，其它區(qū)

26、以逆斷層為主，斷層面多ＮＷ；ＮＷ、ＮＮＥ方向者均為平移斷層，規(guī)模較大者多出現(xiàn)在井田南部；Ｆ23斷層及其它一些平移斷層切斷了ＮＥＥ向構(gòu)造線，說明其活動(dòng)期應(yīng)晚于ＮＥＥ向構(gòu)造活動(dòng)期。</p><p>　　斷層構(gòu)造的基本特征：</p><p>　?、?走向介于ＮＥ0°－50°之間的斷層，絕大多數(shù)為平移斷層，錯(cuò)動(dòng)方向：東南盤向北錯(cuò)動(dòng)，北西盤向南錯(cuò)動(dòng)。</p><

27、;p>　　② 走向介于ＮＷ20°－60°的斷層，絕大多數(shù)為東翼向南，西翼向北相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的平移斷層，以上兩組平移斷層一般規(guī)模不大，斷層面緊閉或較窄，斷層面西側(cè)巖石較完整，破碎較小。生產(chǎn)過程中可以考慮強(qiáng)行通過。</p><p>　　③ 走向介于ＮＥ６０°左右的斷層，多為壓性逆斷層，一般規(guī)模較大。</p><p>　　主要斷層：茶棚嶺平移斷層（Ｆ23）；２、老虎

28、洞正斷層（Ｆ２０）；３、北港溝逆斷層（Ｆ８）；４、黑風(fēng)口逆斷層（Ｆ１７）；５、盲溝同沉積斷層（Ｆ３）；６、梨樹臺(tái)逆斷層（Ｆ６）。</p><p>　　(2)煤系地層走向、傾角及變化規(guī)律。</p><p>　　煤系地層大致產(chǎn)狀60°∠0～90°</p><p>　　1.2.2 井田水文地質(zhì)</p><p>　　(1)礦井水文

29、地質(zhì)簡(jiǎn)單，主要以孔隙水、裂隙水為主。</p><p>　　(2)礦井是否受水威脅，井田臨近礦井和小窯通水情況以及廢棄的礦井、小窯老塘積水情況。不受地表水影響，井田上部有老的小窯采空區(qū)可能存在積水現(xiàn)象，我礦已留設(shè)了隔水煤柱并采取了探放水措施。</p><p>　　(3)第四系含水層特征及埋藏情況:第四系主要由坡積物、洪積物、殘積物、沖積物所組成，分布在溝谷及山坡平緩處，厚度變化大，在0-65

30、米之間，含水性差異很大，受季節(jié)性影響很大，地下水以垂直運(yùn)動(dòng)為主。受大氣降雨影響而變，對(duì)井下開采影響小。泉水流量為0.2-6.60升／秒，水質(zhì)為HCO3- - Ca2+型。</p><p>　　(4)礦井正常涌水量和礦井最大涌水量。</p><p>　　+300水平：正常涌水量1.05m3/分，最大涌水量2.50 m3/分。</p><p>　　+0水平：正常涌水量1

31、.48m3/分，最大涌水量5.0 m3/分。</p><p>　　1.2.3 其它有益礦產(chǎn)</p><p>　　(1)石灰?guī)r：奧陶紀(jì)石灰?guī)r可用于燒制石灰及制造水泥。奧陶紀(jì)底部較純的石灰?guī)r可以作為尼龍?jiān)?。石灰?guī)r同時(shí)也是很好的建筑材料。</p><p>　　(2)石英砂巖：二疊系紅廟嶺組的粉紅色、肉紅色石英砂巖是很好的建筑材料。</p><p>

32、;　　(3)玄武巖：綠色、紫色的南大嶺組玄武巖可用做建筑材料，并可以抽玻璃絲制作玻璃鋼。</p><p>　　(4)葉臘石：賦存于二疊系紅廟嶺組，可作為工業(yè)用料。</p><p>　　(5)其它：據(jù)市地質(zhì)局調(diào)查，侏羅系窯坡組下段，有一層位的粉砂巖及泥質(zhì)巖，真厚約５米左右且比較穩(wěn)定。該層以極其發(fā)育的水平層理為特征，紋層厚約５mm，風(fēng)化后更為明顯，經(jīng)破碎后可作為燒制一種輕型建筑材料——陶粒的原

33、料，也可作為填加劑輔料。</p><p><b>　　1.3 煤層特征</b></p><p>　　1.3.1煤層埋藏條件</p><p>　　侏羅紀(jì)井田煤層賦存情況一覽表</p><p>　　1.3.2 圍巖性質(zhì)</p><p>　　表1-1 侏羅紀(jì)煤層頂?shù)装鍘r性及厚度表 (單位: 米)<

34、;/p><p><b>　　1.3.3煤的特征</b></p><p><b>　　(1)煤質(zhì)</b></p><p>　　表1-2 侏羅紀(jì)分煤層煤質(zhì)分析綜合成果表</p><p>　　(2)煤種：侏羅紀(jì)井田煤種單一，均為高變質(zhì)無煙煤。</p><p>　　(3)用途：由于碳含量

35、高，侏羅紀(jì)無煙煤適宜作為民用煤球和蜂窩煤使用習(xí)。雖然其著火點(diǎn)較高，但持續(xù)燃燒時(shí)間較長(zhǎng)。同時(shí)，由于灰分、硫分較低，侏羅紀(jì)無煙煤可作為良好的高爐噴吹用煤。</p><p>　　(4) 礦井瓦斯：《礦井瓦斯等級(jí)鑒定證書》2007年瓦斯鑒定：侏羅紀(jì)煤層瓦斯相對(duì)涌出量最大4.77m3／t，二氧化碳相對(duì)涌出最大5.07m3／t；石炭紀(jì)煤層瓦斯相對(duì)涌出量最大5.07m3／t，二氧化碳相對(duì)涌出最大8.88m3／t；因此，鑒定木城

36、澗煤礦為低瓦斯礦井。</p><p>　　(5)煤塵爆炸性：《煤塵爆炸性》由[煤炭科學(xué)研究總院撫順分院（瓦斯通風(fēng)滅火試驗(yàn)中心）與2003年3月和2005年12月對(duì)木城澗煤礦井下侏羅紀(jì)2槽、3槽、5槽、6槽、8槽、10槽、11槽、12槽、14槽及石炭紀(jì)3槽和5槽進(jìn)行了煤塵爆炸性，鑒定結(jié)論為：“不爆炸”。</p><p>　　(6) 煤層自燃傾向性：《煤層自燃傾向性》由[煤炭科學(xué)研究總院撫順分

37、院（瓦斯通風(fēng)滅火試驗(yàn)中心）與2003年3月和2005年12月對(duì)木城澗煤礦井下侏羅紀(jì)2槽、3槽、5槽、6槽、8槽、10槽、11槽、12槽、14槽及石炭紀(jì)3槽和5槽進(jìn)行了煤層自燃傾向性鑒定，鑒定結(jié)論為：“三類不易自燃”。</p><p><b>　　2 井田境界與儲(chǔ)量</b></p><p><b>　　2.1井田境界</b></p>

38、<p>　　2.1.1井田境界劃分的原則</p><p>　　在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：</p><p>　?。?）井田的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　?。?）保證井田有合理尺寸；</p><p>　　（3

39、）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；</p><p>　?。?）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。</p><p>　　2.1.2 井田境界</p><p>　　根據(jù)以上劃分原則以及木城澗煤礦的實(shí)際情況，四周邊界為：</p><p><b>　　南：煤層露頭；</b></p>&

40、lt;p><b>　　東：勘探線；</b></p><p><b>　　北：勘探線；</b></p><p><b>　　西：F斷層；</b></p><p>　　礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)和開采技術(shù)水平確定井田南北走向長(zhǎng)度約為6.3～7.3km，平均為6.5km，傾向斜長(zhǎng)2

41、.1～2.7km，平均為2.5km，井田呈類似長(zhǎng)方形。煤層傾角一般為6°～14°，由于煤層的淺部與深部的傾斜角度不同，淺部約10～14°左右，深部平緩，約6～8°左右，平均傾角為8。水平面積為15.12km2，傾斜面積為15.27km2。</p><p><b>　　2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量</b></p><p>　　2.2.1

42、井田勘探類型</p><p>　　精查地質(zhì)報(bào)告查明了本井田的煤層賦存情況、構(gòu)造形態(tài)、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件。井田勘探類型為中等。</p><p>　　2.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算及儲(chǔ)量等級(jí)的圈定</p><p><b>　　礦井工業(yè)儲(chǔ)量：</b></p><p>　　由AutoCAD軟件測(cè)得井田面積為15.12km2。在1：

43、10000的開拓圖上每1mm2表示100m2。煤容重為1.6 t/m3，煤層傾角平均8°，煤厚平均為4.0m。</p><p>　　井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量由煤層面積、厚度及容重相乘所得，其計(jì)算公式一般為：</p><p>　　Q=100S×M×γ/cosα (2-1)</p><p>　

44、　式中： Q——為井田工業(yè)儲(chǔ)量，萬t；</p><p>　　S——井田面積，km2；</p><p>　　M——煤層平均厚度，4.0m；</p><p>　　γ——煤的容重，t/m3，1.6t/m3</p><p>　　α——煤層平均傾角，8°；</p><p>　　則：Zc=100×（151200

45、00×100×10-6）×4.0×1.6/cos8°=9771.90萬t。</p><p>　　工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即A＋B＋C級(jí)儲(chǔ)量。</p><p><b>　　2.3礦井可采儲(chǔ)量</b></p><p>　　2.

46、3.1計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失 </p><p>　?。?）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；</p><p>　?。?）井田邊界煤柱損失；</p><p>　?。?）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；</p><p>　?。?）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；</p><p>　?。?）其它各種損失。</p&g

47、t;<p>　　2.3.2各種煤柱損失計(jì)算</p><p>　　（1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)布置在井田范圍外，沒有工廣的保護(hù)煤柱損失。</p><p>　?。?）井田邊界煤柱損失</p><p><b>　　邊界煤柱留寬為</b></p><p>　　Q2=1

48、4753×50×4.0×1.6/cos8°=297.96萬t</p><p><b>　?。?）斷層煤柱</b></p><p>　　斷層煤柱可按下式計(jì)算：</p><p>　　Z =L×b×M×R (2-2)

49、</p><p>　　其中：L——斷層的長(zhǎng)度；</p><p>　　B——斷層煤柱的寬度；</p><p>　　M——煤柱的平均厚度，4.0m；</p><p>　　R——煤柱的平均容重，1.6t/m3；；</p><p>　　則井田邊界斷層煤柱：</p><p>　　Q3 ＝2845.88&#

50、215;2×50×4×1.6/cos5º</p><p>　　＝183.93萬t </p><p>　　= 134.31萬t</p><p>　　2.3.3井田的可采儲(chǔ)量</p><p>　　井田的可采儲(chǔ)量Z按下式計(jì)算：</p><p>　　Z=(Q－P) ×C

51、 (2-3)</p><p>　　式中：Q——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，</p><p>　　P——各種永久煤柱的儲(chǔ)量之和， </p><p>　　P= 297.96+134.31=432.27萬t</p><p>　　C——采區(qū)回采率，厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.80。薄煤層不低于0

52、.85；設(shè)計(jì)開采的二2煤層屬中厚煤層，采區(qū)回采率取為0.75。</p><p><b>　　則計(jì)算可采儲(chǔ)量為：</b></p><p>　　Z=(Q－P) ×C=（9771.90－432.27）×0.75=7004.72萬t</p><p>　　在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)約為50%為回采率過底和受未知地質(zhì)破壞影響所損失的儲(chǔ)量。井田實(shí)

53、際采出儲(chǔ)量用下式計(jì)算：</p><p>　　Z實(shí)際=Z－Z×（K－1）×50%/K （2-4） </p><p>　　式中：Z實(shí)際 ——井田實(shí)際采出煤量，萬t；</p><p>　　Zk——礦井的可采儲(chǔ)量，萬t；</p><p>

54、;　　K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3；</p><p><b>　　由2—3式，得：</b></p><p>　　Z實(shí)際=7004.72－7004.72×（1.3－1）×50%/1.3</p><p>　　=6182.077萬t</p><p>　　即本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際采出煤量為6182.077萬t。&

55、lt;/p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　　按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改決定的說明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330d計(jì)算?！八牧啤弊鳂I(yè)（三班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備檢修）每天三班出煤，凈提升時(shí)間為16h。&l

56、t;/p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力服務(wù)年限</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p>　　本井田儲(chǔ)量較少，設(shè)計(jì)開采煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大部分比較穩(wěn)定，屬厚煤層(4.0m)，為緩傾斜煤層（傾角8°）。礦井總的工業(yè)儲(chǔ)量為9771.90萬t，可采儲(chǔ)量為6182.077萬t。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，但煤田范圍不大，故本設(shè)計(jì)初步確定礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)

57、能力為0.9Mt。</p><p>　　3.2.2 井型校核</p><p>　　下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：</p><p><b>　?。?）煤層開采能力</b></p><p>　　礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，該礦由于煤層地質(zhì)條件較好

58、，煤厚度較厚，布置一個(gè)一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。</p><p>　?。?）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核</p><p>　　本礦井為中型礦井，開拓方式為平硐開拓，平硐和大巷采用3t固定式礦車運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)到帶區(qū)（采區(qū)）煤倉，運(yùn)輸能力較大，自動(dòng)化程度較高。輔助運(yùn)輸能滿足矸石、材料和人員的調(diào)動(dòng)要求。所

59、以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。</p><p>　?。?）通風(fēng)安全條件的校核</p><p>　　本礦井無煤塵爆炸性，瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件較好，在平硐中鋪設(shè)排水溝可以滿足排水要求。礦井采用對(duì)角式通風(fēng)，可以滿足要求。井田內(nèi)大斷層有F1，對(duì)于開拓影響較小，留設(shè)有保護(hù)煤柱。各</p><p><b>　?。?）儲(chǔ)量條件校核&

60、lt;/b></p><p>　　礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的服務(wù)年限。</p><p>　　礦井服務(wù)年限的計(jì)算：</p><p><b>　　T = </b></p><p>　　式中：T——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，年；</p><p>　　Z——礦井可采儲(chǔ)量，61

61、82.077萬t；</p><p>　　A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，90萬t；</p><p>　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3；</p><p>　　由3—1式得：T=6182.077/(90×1.3)= 52.84a；</p><p>　　因此，本礦井的開采年限符合規(guī)范的要求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中第

62、一水平采用上下山開采，第一水平大巷設(shè)在+300巖石中。開采傾斜范圍為+200到+550。第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為：</p><p>　　T ==28.073a</p><p>　　式中: T——第一水平服務(wù)年限，a</p><p>　　本礦井的服務(wù)年限以及第一水平的服務(wù)年限的設(shè)計(jì)服務(wù)年限符合規(guī)定。</p><p><b>　　4

63、井田開拓</b></p><p>　　井田開拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。</p><p>　　4.1井田開拓的基本問題<

64、/p><p>　　4.1.1影響井田開拓的主要因素</p><p>　　（1）礦區(qū)呈條帶狀，屬高、中山地形，地勢(shì)高差懸殊不是很大，總地形趨勢(shì)為西高東低，三面環(huán)山，一面為谷地；</p><p>　　（2）礦區(qū)內(nèi)無河流，煤層開采不受地表水影響。我礦已留設(shè)了隔水煤柱并采取了探放水措施。</p><p>　?。?）井田范圍內(nèi)有一條斷層，落差10-30米。

65、對(duì)開采影響不是很大。</p><p>　　根據(jù)本礦的地形和地質(zhì)條件，宜采用平硐或斜井開拓。</p><p>　　4.1.2井筒形式、數(shù)目的確定</p><p>　?。?）井硐形式的確定</p><p>　　平硐開拓與斜井、立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較</p><p>　　平硐開拓的優(yōu)點(diǎn)是：井下煤炭運(yùn)輸不需轉(zhuǎn)載即可由平硐直接外運(yùn)

66、，因而運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低；平硐地面工業(yè)設(shè)施較簡(jiǎn)單，不需結(jié)構(gòu)復(fù)雜的井架、絞車房和硐口車場(chǎng)；無需在平硐內(nèi)設(shè)水泵房、水倉等硐室，減少許多井巷工程，省去排水設(shè)備，排水費(fèi)用大大減少，對(duì)預(yù)防井下水災(zāi)較為有利；平硐施工條件較好，掘進(jìn)速度快，可加快礦井建設(shè)；不留或少留工業(yè)場(chǎng)地煤柱，煤柱損失少。</p><p>　　平硐開拓不足之處是受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便

67、于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分的儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求時(shí)，都應(yīng)采用平硐開拓。</p><p>　　斜井與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較</p><p>　　斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場(chǎng)及垌室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升

68、膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。</p><p>　　與立井開拓相比，斜井開拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。</

69、p><p>　　根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮石臺(tái)煤礦的實(shí)際情況：</p><p>　　煤層賦存較高的丘陵地區(qū)，有大面積的煤層露頭，煤層埋藏較淺；</p><p>　　礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9mt/a，為中型礦井。</p><p>　　綜上所述，本礦宜采用平硐或斜井開拓。</p><p>　?。?）主、副

70、井井筒位置的選擇</p><p>　　①井筒位置的確定原則</p><p>　?、裼欣诘谝凰降拈_采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；</p><p>　?、蛴欣谑撞蓞^(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；</p><p>　　井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；</p><p>　　

71、Ⅲ井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；</p><p>　　Ⅳ工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)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；</p><p>　　Ⅴ工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；</p><p>　?、鏊?、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。</p><p>　　②井

72、筒沿井田走向方向的有利位置</p><p>　　本井田形狀大體呈長(zhǎng)方形，儲(chǔ)量分布較均，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小。</p><p>　?、塾欣诘V井初期開采的井筒位置</p><p>　　礦井應(yīng)盡快達(dá)產(chǎn)，使井筒布置在第一水平的位置最優(yōu)。④盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒</p>

73、<p>　　確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。</p><p>　　④地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響</p><p>　　要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量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、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。</p><p>　?、菥谖恢脩?yīng)便于布置工業(yè)場(chǎng)地<

74、;/p><p>　　井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。</p><p>　　綜合以上六方面的因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，初步提出三種本礦井井筒布置方案，如下：</p><p>　　平硐井口的中心位置：經(jīng)距-15900.0m，緯距

75、4421623.0m；</p><p>　　平硐井口的中心位置：經(jīng)距-16940.0m，緯距4420776.2m；</p><p>　　斜井井口的中心位置：經(jīng)距-16629.8m，緯距4421069.4m；</p><p>　　副井井筒中心位置：經(jīng)距-16534.8m，緯距4221148.1m</p><p>　　（3）風(fēng)井位置的選擇<

76、/p><p>　　本井田煤層賦存條件比較好，屬于緩傾斜～近水平煤層，第一、二水平均采用采區(qū)式開采。由于采區(qū)上山距離煤層露頭較近，所以采用一個(gè)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上可行的方案：利用采區(qū)上山直接通向地面，分區(qū)通風(fēng)。</p><p>　　而在礦區(qū)深部的部分煤層則單獨(dú)布置一個(gè)風(fēng)井。</p><p>　　4.1.3工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定</p><p>　

77、　工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素：</p><p>　?。?）盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局；</p><p>　?。?）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；</p><p>　　（3）盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位；</p><p>　?。?）盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。</p><p&

78、gt;　　根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與井筒布置位置相同，均位于煤田范圍以外，沒有壓煤損失。</p><p>　　4.1.4開采水平的確定</p><p>　　本礦井煤層淺部標(biāo)高為550m，埋藏最深處達(dá)-150m，垂直高度達(dá)700m，因此必須采用多水平開采，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200～350m，根據(jù)本礦井的實(shí)際條件，結(jié)合階段斜長(zhǎng)考慮，本

79、礦井水平劃分可有以下兩種：</p><p>　?。ㄒ唬﹦澐譃閮蓚€(gè)水平 （二）劃分為兩個(gè)水平和一個(gè)輔助水平。</p><p>　　4.1.5井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷的布置</p><p>　　（1）運(yùn)輸大巷的布置</p><p>　　由于運(yùn)輸大巷要為上下水平的開采服務(wù)以及本煤層厚度為4.0m，為便于維護(hù)和使用，且不受煤層開采的影響，將水平大巷布

80、置在距煤層底板30～50m處的巖石中。這樣可以跨大巷開采，不留保護(hù)煤柱，減少煤柱損失，便于設(shè)置煤倉。</p><p>　?。?）井底車場(chǎng)的布置</p><p>　　由于井底車場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。本礦井布置位置可以選擇在煤層底板中。</p><p>　　4.1.6礦井開拓延伸及深部開拓方案</p><p&

81、gt;　　本礦井開拓延伸可考慮以下二種方案：雙暗斜井延伸；雙暗立井延伸。</p><p>　　暗斜井延伸：采用兩個(gè)暗斜井延伸時(shí)，暗斜井立井內(nèi)鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時(shí)生產(chǎn)和延伸相互干擾少。其缺點(diǎn)是增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。</p><p>　　暗立井延伸：考慮到延伸水平的垂高較大，采用暗斜井延井時(shí)，巖石掘進(jìn)的工程量較大。同時(shí)立井延

82、深通風(fēng)較為方便。但以后的運(yùn)輸成本可能會(huì)更高。</p><p>　　所以兩種方案有待比較，以選擇最優(yōu)方案。</p><p><b>　　4.1.7開采順序</b></p><p>　　本井田開采順序?yàn)橄炔傻谝凰剑俨傻诙剑?lt;/p><p>　　采區(qū)開采順序：采用采區(qū)前進(jìn)式，即由井筒向井田邊界推進(jìn)；</p>

83、<p>　　采區(qū)內(nèi)回采順序：采用后退式，即由采區(qū)邊界向采區(qū)上山推進(jìn)。</p><p><b>　　4.1.8方案比較</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，提出以下五種方案：</p><p>　　（1）平硐（+200）二水平暗斜井延深開拓：平硐開拓，兩水平加一輔助水平開采，平硐井筒位于+200m水平巖層中，平硐接+200水平巖

84、石大巷，水平大巷延伸到第一水平，第一水平采用上山開采。設(shè)巖石上山，由于受上山長(zhǎng)度的限制，在+400處輔助水平大巷，開采+400以上的煤層。西二采區(qū)上山開掘至煤層露頭，作為第一水平的風(fēng)井。雙暗斜井延伸至第二水平——0水平。二水平采用上下山開采及帶區(qū)開采，巖層大巷。平面圖如圖4-1，2所示：</p><p>　　圖4-1 方案一：平硐（+200）二水平暗斜井延深開拓平面圖</p><p>　

85、　1—平硐；2—+200水平大巷；3—西二采區(qū)上山；4—風(fēng)井；</p><p>　　5—暗斜井； 6—0水平大巷；7—東一采區(qū)上山；8—東三采區(qū)下山；</p><p>　　9—東五帶區(qū)水平大巷；10—輔助水平大巷</p><p>　　圖4-2 方案一：平硐（+200）二水平暗斜井延深開拓剖面圖</p><p>　?。?）平硐（+200）二水

86、平暗立井延深開拓：平硐開拓，兩水平加一輔助水平開采，平硐井筒位于+200m水平巖層中，平硐接+200水平巖石大巷，水平大巷延伸到第一水平，第一水平采用上山開采。設(shè)巖石上山，由于受上山長(zhǎng)度的限制，在+400處輔助水平大巷，開采+400以上的煤層。西二采區(qū)上山開掘至煤層露頭，作為第一水平的風(fēng)井。雙暗立井延伸至第二水平——0水平。二水平采用上下山開采及帶區(qū)開采，巖層大巷。平面圖如圖4-3所示：</p><p>　　圖4

87、-3 方案二：平硐（+200）二水平暗立井延深開拓平面圖</p><p>　　1-平硐；2—+200水平大巷；3—西二采區(qū)上山；4—風(fēng)井</p><p>　　5—輔助水平大巷；6—暗立井；7—石門；8—0水平大巷；</p><p>　　9—東一采區(qū)上山；10—東五采區(qū)下山；11—東三帶區(qū)水平大巷</p><p>　?。?）平硐（+300）二水

88、平暗斜井延深開拓：平硐開拓，兩水平開采，平硐井筒位于+300m水平巖層中，平硐接+300水平巖石大巷，水平大巷延伸到第一水平，第一水平采用上、下山開采。分為西二 采區(qū)和西四采區(qū)，設(shè)巖石上、下山。西二采區(qū)上山開掘至煤層露頭，作為第一水平的風(fēng)井。雙暗斜井延伸至第二水平——0水平。二水平采用上下山開采及帶區(qū)開采，巖層大巷。平面圖如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 方案三：平硐（+300）二水平暗斜井延深開拓

89、平面圖</p><p>　　1—平硐；2—+300水平大巷；3—西二采區(qū)上山；</p><p>　　4—西四采區(qū)下山；5—風(fēng)井；6—暗立井；7—0水平大巷；</p><p>　　8—東一采區(qū)上山；9—東五采區(qū)下山；10—東三帶區(qū)水平大巷</p><p>　?。?）平硐（+300）二水平暗立井延深開拓：平硐開拓，兩水平開采，平硐井筒位于+300

90、m水平巖層中，平硐接+300水平巖石大巷，水平大巷延伸到第一水平，第一水平采用上、下山開采。分為西二 采區(qū)和西四采區(qū)，設(shè)巖石上、下山。西二采區(qū)上山開掘至煤層露頭，作為第一水平的風(fēng)井。雙暗立井延伸至第二水平——0水平。二水平采用上下山開采及帶區(qū)開采，巖層大巷。平面圖如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 方案四：平硐（+300）二水平暗立井延深開拓平面圖</p><p>　　1—平硐

91、；2—+300水平大巷；3—西二采區(qū)上山；</p><p>　　4—西四采區(qū)下山；5—風(fēng)井；6—石門；7—暗立井；</p><p>　　8—0水平巖石大巷；9—東一采區(qū)上山；10—東五采區(qū)下山</p><p><b>　　11—東三帶區(qū)大巷</b></p><p>　?。?）斜井兩水平開拓：斜井開拓，兩水平開采，斜井井筒

92、出口位于+300m煤層露頭處，從+300m延伸至0m處，第一水平大巷設(shè)置在+250m巖層中，第一水平采用上、下山開采。分為西二 采區(qū)和西四采區(qū)，設(shè)巖石上、下山。西二采區(qū)上山開掘至煤層露頭，作為第一水平的風(fēng)井。第二水平大巷設(shè)置在0水平巖層中。第二水平采用上下山開采及帶區(qū)開采。東一采區(qū)上山延伸于煤層露頭，作為第二水平的風(fēng)井。平面圖如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6 方案五：斜井兩水平開拓平面圖</

93、p><p>　　1—斜井；2—+250水平大巷；3—西二采區(qū)上山；</p><p>　　4—西四采區(qū)下山；5—風(fēng)井；6—石門；7—東三帶區(qū)大巷；</p><p>　　8—0水平巖石大巷；9—東一采區(qū)上山；10—東五采區(qū)下山</p><p><b>　?。?）技術(shù)比較</b></p><p>　　方案一

94、、二、三、四采用的是平硐開拓，而方案五是斜井開拓。采用平硐開拓明顯的優(yōu)點(diǎn)在于：井下煤炭運(yùn)輸不需轉(zhuǎn)載即可由平硐直接外運(yùn)，因而運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低；平硐地面工業(yè)設(shè)施較簡(jiǎn)單，不需結(jié)構(gòu)復(fù)雜的井架、絞車房和硐口車場(chǎng)；無需在平硐內(nèi)設(shè)水泵房、水倉等硐室，減少許多井巷工程，省去排水設(shè)備，排水費(fèi)用大大減少，對(duì)預(yù)防井下水災(zāi)較為有利；平硐施工條件較好，掘進(jìn)速度快，可加快礦井建設(shè)；不留或少留工業(yè)場(chǎng)地煤柱，煤柱損失少。特別是本礦井利用平硐開拓時(shí)，可

95、大大降低第一水平的建設(shè)費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用。符合礦井初期投資少，投產(chǎn)較快的原則。所以優(yōu)先選用前四種方案中的一種。</p><p>　　方案一和方案二的區(qū)別在于第二水平是用暗斜井延深還是采用暗立井延深。兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)都比較簡(jiǎn)單可靠。兩方案對(duì)比，第一方案需多開暗斜井井筒（傾角18°，2×649m）和暗斜井的上、下部車場(chǎng)；并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費(fèi)用 。第二方案則需多開暗立井井筒（2×2

96、25m）、石門（634m）和立井井底、上部車場(chǎng)，并相應(yīng)地增加了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用。</p><p>　　對(duì)兩方案由于使用不同和延深方案而產(chǎn)生基建費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)的差距作粗略估算如表4-1。</p><p>　　表4-1 方案一和方案二費(fèi)用差距粗略估算</p><p>　　粗略估算后認(rèn)為：第一方案和第二方案的費(fèi)用相差較大，第一方案的基建費(fèi)和生產(chǎn)費(fèi)用明顯要低于

97、第二方案。且暗斜井開拓時(shí)，礦井的提升、排水也較為方便。經(jīng)過綜合考慮，決定選用第一方案的暗斜井開拓。</p><p>　　方案三和方案四的區(qū)別也在于第二水平是用暗斜井延深還是采用暗立井延深。兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)都比較簡(jiǎn)單可靠。兩方案對(duì)比，第三方案需多開暗斜井井筒（傾角17.2°，2×970m）和暗斜井的上、下部車場(chǎng)；并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費(fèi)用 。第四方案則需多開暗立井井筒（2×32

98、5m）、石門（634m）和立井井底、上部車場(chǎng)，并相應(yīng)地增加了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用。</p><p>　　對(duì)兩方案由于使用不同和延深方案而產(chǎn)生基建費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)的差距作粗略估算如表4-2。</p><p>　　表4-2 方案三和方案四費(fèi)用差距粗略估算</p><p>　　粗略估算后認(rèn)為：第三方案和第四方案的費(fèi)用相差較大，第一方案的基建費(fèi)和生產(chǎn)費(fèi)用明顯要低于第

99、二方案。且暗斜井開拓時(shí)，礦井的提升、排水也較為方便。經(jīng)過綜合考慮，決定選用第三方案的暗斜井開拓。</p><p>　　留下的方案一和方案三相比，兩方案的總費(fèi)用，基建費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用相差不大，需要通過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，才能確定兩個(gè)方案的優(yōu)劣。</p><p>　?。?）開拓方案詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　第一、第三方案有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)

100、經(jīng)營(yíng)費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于下列表中：</p><p>　　表4-3 方案一和方案三的建井工程量</p><p>　　4-4表 方案一和方案三的基建費(fèi)</p><p>　　表4-5 方案一和方案三的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量</p><p>　　表4-7 費(fèi)用匯總表</p><p>　　在上述經(jīng)濟(jì)比較中需說明以下幾點(diǎn)：

101、</p><p>　　兩方案中，帶區(qū)的劃分與布置類似，故帶區(qū)服務(wù)年限及各帶區(qū)大巷開掘長(zhǎng)度一樣，所以未進(jìn)行比較。</p><p>　　兩方案中東五采區(qū)的各項(xiàng)費(fèi)用一樣，未進(jìn)行比較。</p><p>　　在運(yùn)輸費(fèi)用中，平硐運(yùn)輸費(fèi)用與大巷的運(yùn)輸費(fèi)用一起計(jì)算，不再單獨(dú)計(jì)算。</p><p>　　第一水平的開采年限方面，方案一要長(zhǎng)于方案三，在確定開拓方案

102、時(shí)可綜合考慮。</p><p>　　綜合比較及結(jié)果：方案一的總費(fèi)用比方案三的總費(fèi)用多了5.35%，而且方案三的井筒位于+300巖層中，因此初期工程量較小，平硐長(zhǎng)度和運(yùn)輸大巷長(zhǎng)度較短，有利于礦井的早期投產(chǎn)。方案一的初期建井費(fèi)也比方案三凈多出52.45%，初期投資較大。故認(rèn)為方案三較方案一更優(yōu)。</p><p>　　綜上所述：綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全三方面的考慮，方案三是最優(yōu)方案。即：平硐（+30

103、0）二水平暗斜井延深開拓。</p><p><b>　　4.2礦井基本巷道</b></p><p><b>　　4.2.1井筒</b></p><p>　　礦井共有五個(gè)井筒，分別為平硐、主暗斜井、副暗斜井和東西兩側(cè)的回風(fēng)平硐。</p><p><b>　　1. 平硐</b>&l

104、t;/p><p>　　平硐擔(dān)負(fù)全礦井90萬t/a的煤炭運(yùn)輸兼進(jìn)風(fēng)。井筒內(nèi)裝備雙軌。井筒斷面為半圓拱形，凈斷面面積為12.8m2，斷面布置如圖4.7。</p><p><b>　　2. 主暗斜井</b></p><p>　　擔(dān)負(fù)第二水平的煤炭提升。斜井內(nèi)鋪設(shè)可伸縮膠帶機(jī)。井筒斷面形狀為半圓拱形，傾角18°，凈斷面面積為13.2m2,井筒斷面

105、布置如圖4.8。</p><p><b>　　2. 副暗斜井</b></p><p>　　擔(dān)負(fù)全礦的材料和設(shè)備提升。副斜井內(nèi)鋪設(shè)雙軌，900mm規(guī)矩，井筒斷面形狀為半圓拱形，傾角18°，凈斷面面積為13.2m2,井筒斷面布置如圖4.9。</p><p><b>　　4. 東西回風(fēng)平硐</b></p>

106、<p>　　擔(dān)負(fù)全礦的回風(fēng)，凈斷面面積為12.8m2，井筒斷面布置如圖4.10。</p><p>　　根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程的規(guī)定》規(guī)定。</p><p><b>　　4.2.2硐室</b></p><p>　　礦井為平硐開拓，煤炭由礦車直接由采區(qū)煤倉運(yùn)至地面；物料經(jīng)平硐

107、和大巷運(yùn)至采區(qū)車場(chǎng)車場(chǎng)。</p><p>　　其中大巷的斷面如圖4-11所示。</p><p><b>　　圖4-7 平硐斷面</b></p><p>　　圖4-8 主暗斜井?dāng)嗝?lt;/p><p>　　圖4-9 副暗斜井?dāng)嗝?lt;/p><p>　　圖4-10 東西兩側(cè)回風(fēng)平硐斷面</p>

108、;<p><b>　　圖4-11大巷斷面</b></p><p>　　5 準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置</p><p>　　5.1 煤層的地質(zhì)特征</p><p>　　5.1.1 首采采區(qū)煤層特征</p><p>　　本采區(qū)所采煤層平均厚度4.1米，煤層傾角6°～14°，結(jié)構(gòu)單一，賦存穩(wěn)定。

109、</p><p><b>　　煤質(zhì)硬度為2～3。</b></p><p>　　煤的容重為1.60t／m3。</p><p>　　采區(qū)平均相對(duì)瓦斯涌出量為1.75m3/t，最大瓦斯涌出量為4.77 m3/t。煤塵無爆炸性危險(xiǎn)且沒有自燃發(fā)火傾向。</p><p>　　正常涌水量1.05m3/分，最大涌水量2.50 m3/分。

110、</p><p>　　5.1.2 地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　該首采采區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無大的構(gòu)造影響生產(chǎn)，煤層走向起伏不明顯。煤層頂?shù)装鍨橹械确€(wěn)定的泥巖~粉沙巖。</p><p>　　5.1.3 水文地質(zhì)</p><p>　　查明礦井充水因素，認(rèn)為開采時(shí)主要受其頂板裂隙含水層的威脅為主，但富水性微弱，影響不大，而與地表水、灰?guī)r水無直接水力聯(lián)系的

111、規(guī)律。根據(jù)生產(chǎn)水平礦井涌水量較小，且上與地表水，下與灰?guī)r水無水力聯(lián)系，斷裂導(dǎo)水性弱、頂板裂隙充水微弱等特征，將礦井劃為水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單類型，正常涌水量為1.05m3/分。</p><p>　　5.1.4 地表情況</p><p>　　本首采采區(qū)地表為山地、丘陵，無地表水系和水體。</p><p>　　5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p&

112、gt;　　5.2.1 采區(qū)位置及范圍</p><p>　　初期開采位置選擇的要求 ：</p><p>　　1. 煤層埋藏較淺，煤層開采技術(shù)條件好，能迅速達(dá)產(chǎn)；</p><p>　　2. 初期采區(qū)高級(jí)儲(chǔ)量比例高于第一水平的高級(jí)儲(chǔ)量比例，并有足夠的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，滿足生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的要求；</p><p>　　3. 盡量布置在井筒附近，以利用縮

113、短井巷貫通距離和減少初期工程量。</p><p>　　根據(jù)以上要求，為盡快達(dá)產(chǎn)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，首采采區(qū)位于井田西部第一水平，與平硐位于同一水平，便于煤炭和材料的運(yùn)輸，該采區(qū)走向平均長(zhǎng)約3180m，傾向平均長(zhǎng)約1170m，首采采區(qū)垂高約為300m。</p><p>　　5.2.2 采煤方法及工作面長(zhǎng)度的確定</p><p>　　首采采區(qū)煤層厚4.1m，傾角6

114、6;～14°17°，屬緩傾斜煤層。由于煤層較厚，故采用大采高一次采全厚綜合機(jī)械化采煤法。</p><p>　　根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：綜采面長(zhǎng)度一般不小于150m。結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，采區(qū)工作面的長(zhǎng)度為185m可以滿足產(chǎn)量的要求，故確定采區(qū)工作面的長(zhǎng)度為185m。</p><p>　　5.2.3 煤柱尺寸的確定</p><p>　　采區(qū)內(nèi)的煤柱主要

115、是采區(qū)邊界煤柱、區(qū)段之間保護(hù)煤柱及上山保護(hù)煤柱。</p><p>　　井田一水平內(nèi)布置兩個(gè)采區(qū)，采區(qū)兩邊各留設(shè)10m采區(qū)邊界煤柱。水平運(yùn)輸采用雙軌大巷，大巷布置在巖層中，具煤層底版垂直距離30～50m。采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況簡(jiǎn)單，無大斷層、大褶皺、陷落柱及其它影響回采的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。各區(qū)段巷道采用雙巷掘進(jìn)的方法，在掘進(jìn)下區(qū)段回風(fēng)平巷時(shí)，留10m寬的小煤柱，以利于巷道回風(fēng)和支護(hù)。</p><p>

116、;　　表5-1 采區(qū)煤柱尺寸</p><p>　　5.2.4 采區(qū)上山布置</p><p>　　由于采區(qū)上山的上端距離煤層露頭較近，所以在上山的上端設(shè)置一水平風(fēng)井?？紤]到一水平只有兩個(gè)采區(qū)，而且煤質(zhì)較硬，所以設(shè)置兩條上山，且都位于煤層之中。煤層賦存情況以基本探明，故確定采區(qū)上山的數(shù)目為兩條，既一條運(yùn)輸上山，一條軌道上山。兩條上山的水平距離為25米。</p><p>

117、;　　5.2.5 確定采區(qū)各種巷道尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式</p><p><b>　　1. 尺寸</b></p><p>　　區(qū)段巷道的尺寸應(yīng)能滿足大采高工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要，由此確定區(qū)段回風(fēng)巷的尺寸（寬×高）為3400mm×3000mm，區(qū)段運(yùn)輸巷的尺寸為4200mm×3000mm。</p><p>