采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 淺析大采高綜采面礦壓顯現(xiàn)特征與控制

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一般設(shè)計(jì)部分</b></p><p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概述1</b></p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征1</p>

2、<p>　　1.3 煤層特征7</p><p>　　2 井田境界與儲量16</p><p>　　2.1井田境界16</p><p>　　2.2 礦井儲量計(jì)算16</p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限21</p><p>　　3.1礦井工作制度21</p>&l

3、t;p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限21</p><p><b>　　4 井田開拓23</b></p><p>　　4.1井田開拓的基本問題23</p><p>　　4.2 礦井基本巷道32</p><p>　　5 準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置40</p><p>　　5.1煤

4、層地質(zhì)特征40</p><p>　　5.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)41</p><p>　　5.3帶區(qū)車場選型設(shè)計(jì)47</p><p><b>　　6 采煤方法48</b></p><p>　　6.1 采煤工藝方式48</p><p>　　6.2回采巷道布置64</p>

5、<p><b>　　7 井下運(yùn)輸66</b></p><p><b>　　7.1概述66</b></p><p>　　7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇67</p><p>　　7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選69</p><p><b>　　8 礦井提升73</b></p&

6、gt;<p>　　8.1礦井提升概述73</p><p>　　8.2主副井提升73</p><p>　　9 礦井通風(fēng)及安全77</p><p>　　9.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況77</p><p>　　9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定78</p><p>　　9.3礦井風(fēng)量計(jì)算81</p>

7、;<p>　　9.4礦井阻力計(jì)算89</p><p>　　9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備94</p><p>　　9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施99</p><p>　　10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)101</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)103</b></p><p><b&

8、gt;　　專題設(shè)計(jì)部分</b></p><p>　　淺析大采高綜采面礦壓顯現(xiàn)特征與控制105</p><p><b>　　0 引言105</b></p><p>　　1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀107</p><p>　　1.1大采高綜采技術(shù)現(xiàn)狀107</p><p>　　1. 2大采高

9、綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究現(xiàn)狀108</p><p>　　2 大采高綜采工作面礦壓觀測111</p><p>　　2. 1沙曲礦24101大采高綜采工作面概況111</p><p>　　2.2 24101大采高綜采工作面礦壓觀測方案113</p><p>　　2. 3 24101大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律114</p>

10、<p>　　3 大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征分析119</p><p>　　3. 1沙曲礦大采高綜采工作面礦壓特征分析119</p><p>　　3.2康家灘礦大采高綜采工作面礦壓特征分析121</p><p>　　3.3寺河礦大采高綜采工作面礦壓特征分析123</p><p>　　4 大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型及

11、其控制125</p><p>　　4. 1大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型的建立125</p><p>　　4.2大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型計(jì)算實(shí)例129</p><p><b>　　結(jié)論131</b></p><p><b>　　翻譯部分</b></p><p&g

12、t;<b>　　英文原文135</b></p><p><b>　　中文譯文142</b></p><p><b>　　致 謝148</b></p><p>　　一 般 部 分</p><p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p&g

13、t;<p><b>　　1.1礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1 礦區(qū)地理位置</p><p>　　劉橋二礦位于安徽省淮北市濉溪縣劉橋鎮(zhèn)境內(nèi)。西以省界與河南省永城市毗鄰，東距濉溪縣約10km，東北距淮北市約13km。其地理坐標(biāo)為：</p><p>　　東經(jīng)：116º37＇30"~116º

14、41＇15"</p><p>　　北緯：33º54＇30"~33º58＇00"</p><p>　　礦井東~東南淺部以土樓斷層和劉橋一礦為界，西~西北以省界與河南省永城市的新莊煤礦相接。礦井交通十分方便，濉溪縣至永城市公路從礦區(qū)通過，可直接接通河南省和安徽省內(nèi)公路網(wǎng)。礦井鐵路專用線經(jīng)濉溪站轉(zhuǎn)接京滬、隴海和京九三大干線通往全國各地，交通極為便

15、利，如圖1-1所示。</p><p>　　1.1.2 礦區(qū)氣候條件</p><p>　　本區(qū)氣候溫和，屬北溫帶季風(fēng)區(qū)海洋~大陸性氣候。氣候變化明顯，四季分明。冬季寒冷多風(fēng)，夏季炎熱多雨，春秋兩季溫和。據(jù)淮北市氣象局1980~2000年觀測資料，年平均氣溫14.3℃，最高氣溫40.3℃（1988年7月8日），最低氣溫-10.9℃（1988年12月16日）。年平均降雨量785mm，雨量多集中在

16、7、8月份。最大凍土深度0.17m，年平均風(fēng)速2.2m/s，最大風(fēng)速達(dá)20 m/s,主導(dǎo)風(fēng)向東~東北風(fēng)。無霜期210~240天，凍結(jié)期一般在12月上旬至次年2月中旬。</p><p>　　1.1.3 礦區(qū)的水文情況</p><p>　　本礦地處淮北平原中部。礦區(qū)內(nèi)地勢平坦，地表自然標(biāo)高+30m~+32m左右，有自西北向東南傾斜趨勢?；鶐r無出露，均為巨厚新生界松散層覆蓋。</p>

17、<p>　　本區(qū)屬淮河流域。區(qū)內(nèi)有王引河、丁溝、任李溝、曹溝等小型溝渠自西北向東南經(jīng)礦區(qū)后，再經(jīng)沱河注入淮河。礦區(qū)內(nèi)農(nóng)用灌溝縱橫，零星坐落這幾個(gè)村莊。</p><p>　　地表下潛水豐富，一般居民生活用水及部分工業(yè)用水皆取于此。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p>　　礦井東~東南淺部以土樓斷層和劉橋一礦為界，西~西北以省界與河南

18、省永城市的新莊煤礦相接。井田走向長度為5.08~5.71km，平均走向長度為5.62km，傾斜寬為2.38~3.63km，平均為3.26 km，平均傾角為7.13度，井田水平寬度為2.71~3.04 km，水平面積為18.05平方公里。</p><p>　　圖1-1 劉橋二礦交通位置示意圖</p><p>　　1.2.1 煤系地層</p><p>　　劉橋二礦屬于淮

19、北煤田濉肖礦區(qū)，位于淮北煤田中西部，在地層區(qū)劃分上屬于華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)徐宿小區(qū)。本區(qū)地層出露甚少，多為第四系沖、洪積</p><p>　　平原覆蓋。礦井范圍內(nèi)無基巖出露，均為新生界松散層所覆蓋，經(jīng)鉆孔揭露地層有奧陶系（O1+2）、石炭系（C2+3）、二疊系（P）、第三（N）和第四系（Q），地層厚度大于1500m，見圖1-2，由老至新概述如下：</p><p><b>　?。?/p>

20、1）奧陶系（O）</b></p><p>　　奧陶系中、下統(tǒng)老虎山組~馬家溝組（O2l-O1m），層厚度118.89m。巖性為淺灰色厚層狀的石灰?guī)r，質(zhì)純、性脆、微晶結(jié)構(gòu)，局部含白云質(zhì)，高角度裂隙發(fā)育。</p><p><b>　　（2）石炭系（C）</b></p><p>　　地層厚度129.73m，為本溪組和太原組。</p&

21、gt;<p>　　1）中統(tǒng)本溪組（C2b）</p><p>　　地層厚度14.18~23.10m。巖性以淺灰色到暗紅色的雜色含鋁泥巖為主，夾有少量的泥質(zhì)灰?guī)r。含鋁泥巖為中厚層狀，含有鐵質(zhì)結(jié)核及菱鐵鮞粒。與下伏奧陶系地層呈假整合接觸。</p><p>　　2）上統(tǒng)太原組（C3t）</p><p>　　地層厚度115.55m。巖性以深灰色的泥巖、粉砂巖及灰

22、色的砂巖為主，灰到深灰色的石灰?guī)r次之，夾少量的薄煤層。泥巖、粉砂巖中多見有炭屑或植物化石碎片 。下伏本溪組地層呈整合接觸。</p><p><b>　?。?）二疊系（P）</b></p><p>　　1）下統(tǒng)山西組（P1s）</p><p>　　下部以太原組頂部一灰之頂為界，上界為鋁質(zhì)泥巖之底。地層厚度84.00~124.00m，平均108.5

23、0m。巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。含2個(gè)煤層（組），其中6煤層為本礦井主要可采煤層之一。</p><p>　　2）下統(tǒng)下石盒子組（P1xs）</p><p>　　下界為4煤層下鋁質(zhì)泥巖底界面，上界為K3砂巖底界面，地層厚度201.80~248.20m，平均227.10m。巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖和煤層組成，為本礦井主要含煤段。含4個(gè)煤層（組），除3煤層為局部可采煤層、4煤

24、層為礦井主要可采煤層外，其余均為不可采煤層。與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　　3）上統(tǒng)上石盒子組（P2SS）</p><p>　　下界為K3砂巖之底，未見上界，最大厚度約為298.58m，巖性由砂巖、粉砂巖和泥巖組成，自下而上,泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多。含3個(gè)煤層（組），均不可采。與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　?。?）上第三系（N）&

25、lt;/p><p>　　總厚5.90~67.20m，平均厚度28.94m。不整合于二迭系地層之上。</p><p>　　圖1-2 綜合地質(zhì)柱狀圖</p><p><b>　?。?）第四系（Q）</b></p><p>　　1）更新統(tǒng)（Q1-3）</p><p>　　總厚38.80~93.70m，平均厚

26、度63.97m。與第三系呈假整合接觸。</p><p>　　下部主要由淺黃色及淺灰綠色、灰白色細(xì)、中砂組成，其中夾1~2層粘土或砂質(zhì)粘土；部主要由棕黃色夾淺灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土組成，夾1~3層砂或粘土質(zhì)砂，頂部含有較多鈣質(zhì)或鐵錳質(zhì)結(jié)核。</p><p><b>　　2）全新統(tǒng)（Q4）</b></p><p>　　厚度為20.18~39.80m，

27、平均厚度32.79m。</p><p>　　以褐黃色細(xì)砂、粉砂、粘土質(zhì)砂為主，夾粘土及砂質(zhì)粘土，含螺螄、蚌殼化石，近地表為耕植土壤，屬現(xiàn)代河流泛濫相沉積。</p><p>　　1.2.2 水文地質(zhì)特征</p><p>　　本礦為第三、四系松散層覆蓋下的裂隙充水礦床。根據(jù)含水層賦存介質(zhì)特征自上而下劃分為第三、四系松散層孔隙含水層（組），二疊系煤系砂巖裂隙含水層（段），

28、太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段），奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）。各含水層（組、段）之間又分布有相應(yīng)的隔水層（組、段），因此各含水層（組、段）自然狀態(tài)下補(bǔ)給、逕流、排泄條件顯著不同，從而在水化學(xué)特征上也存在明顯的差別。</p><p>　　根據(jù)鉆探及測井、抽（注）水試驗(yàn)、簡易水文觀測、水文長觀孔及巷道、工作面實(shí)際揭露的水文地質(zhì)資料，對本礦主要含水層水文地質(zhì)特征敘述如下：</p><p>

29、　?。?）新生界松散層含、隔水層（組）</p><p>　　1）第一含水層（組）</p><p>　　一般自地表垂深3~5m起，底板埋深28.00~41.60m，平均33m。含水層主要由淺黃色粉砂、粘土質(zhì)砂及細(xì)砂組成，夾薄層砂質(zhì)粘土，局部含有砂礓塊。含水砂層厚度為15.00~28.60m，平均22m。</p><p>　　2）第一隔水層（組）</p>

30、<p>　　底板埋深53.50~86.60m，平均深度72m，由棕黃色夾淺灰綠色斑塊的粘土及砂質(zhì)粘土組成，其中夾2~5層砂或粘土質(zhì)砂。粘土類兩極厚度14.00~45.60m，平均厚度29.50m。粘土塑性指數(shù)為14.20~26.80。粘土類質(zhì)純致密，可塑性較強(qiáng)。該層（組）分布穩(wěn)定，隔水性能較好，能阻隔其上、下的含水層的水力聯(lián)系。</p><p>　　3）第二含水層（組）</p><p

31、>　　底板埋深72.30~105.60m，平均埋深88m，由淺黃色及淺灰色綠色、灰白色細(xì)、中砂夾1~4層粘土或砂質(zhì)粘土組成。含水砂層厚3.70~31.70m，平均11.00m。砂層分布不穩(wěn)定，厚度變化大，局部地段僅有相應(yīng)的層位，無明顯的含水砂層存在，由于含水砂層發(fā)育分布不均，富水性也相對強(qiáng)弱不一。</p><p>　　4）第二隔水層（組）</p><p>　　底板埋深99.30~12

32、0.00m平均埋深105m，隔水層厚度4.90~22.60m。巖性以棕黃色、淺灰綠色的粘土或砂質(zhì)粘土為主，部分夾1~3層砂或粘土質(zhì)砂，呈透鏡狀分布。</p><p>　　5）第三含水層（組）</p><p>　　底板埋深112.60~170.60m，平均138m。巖性以灰白色、淺黃色細(xì)砂、中砂及少量粗砂為主，夾1~3層粘土或砂質(zhì)粘土。含水砂層分布不穩(wěn)定，兩極厚度5.8~43.70m，平均厚

33、度21.60m。</p><p>　　6）第三隔水層（組）</p><p>　　本層（組）底部深度112.00~191.80m。其不整合于二迭系之上，主要由灰綠色、淺黃色粘土及砂質(zhì)粘土夾1~3層砂層組成，偶夾鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核。隔水層兩極厚度0~37m，平均厚度11.80m。粘土層可塑性好，膨脹性強(qiáng)，塑性指數(shù)18.2~21.0，隔水性良好。本礦內(nèi)三隔在大部分地帶均能起到較好的隔水作用，使三含

34、之水不能成為礦井的直接充水水源。</p><p>　?。?）二疊系煤系含、隔水層（段）</p><p>　　1）五含上隔水層（段）</p><p>　　除部分地段該層位缺失外，厚度為68~215.59m，一般大于100m，巖性為泥巖、粉砂巖、砂巖相互交替，以泥巖、粉砂巖為主，砂巖裂隙不發(fā)育，穿過該層段的鉆孔沖洗液只有02-1、03-4等少數(shù)孔發(fā)生漏失現(xiàn)象，說明該層段

35、的隔水性能較好。</p><p>　　2）第五含水層（段）（K3砂巖裂隙含水層）</p><p>　　巖性主要由灰白色中、粗砂巖組成，厚約30m，巖體剛性強(qiáng)，是巖層受力區(qū)構(gòu)造破裂極為發(fā)育的介質(zhì)條件。該層段厚度大，分布穩(wěn)定，垂直裂隙發(fā)育。在鉆探過程中曾多次發(fā)生涌漏水現(xiàn)象，有些孔漏失嚴(yán)重，據(jù)主檢孔抽水試驗(yàn)資料，平均q=0.1613l/s.m，K=12.07m/d，水位標(biāo)高+0.04m，水化學(xué)類

36、型為SO4.Cl- Na. Ca類型，礦化度為1.97g/L。</p><p>　　3）K3砂巖下隔水層（段）</p><p>　　主要由泥巖、粉砂巖夾少量砂巖組成，除少數(shù)孔缺失該層段外，厚度為50~85m，穿過該層位的鉆孔只有個(gè)別鉆孔沖洗液發(fā)生漏失現(xiàn)象，說明該層（段）的隔水性是好的。</p><p>　　4）第六含水層（段）（區(qū)域5煤上下砂巖裂隙含水層）</

37、p><p>　　六含主要由1~3層灰白色中、細(xì)粒砂巖夾泥巖或粉砂巖組成。砂巖厚度3~30m，一般厚度15m左右，其巖性致密，堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，據(jù)風(fēng)檢和副檢孔抽水試驗(yàn)資料，平均q=0.0024~0.7563l/s.m，K=0.0075~12.89m/d，水化學(xué)類型為SO4-K+ Na. Ca類型，礦化度為2.178~2.242g/L。</p><p>　　以上資料說明，六含砂巖裂隙發(fā)育不均一，局部

38、裂隙發(fā)育好，富水性中等。</p><p>　　5）4煤上隔水層（段）</p><p>　　此層（段）間距33~81m，主要由泥巖、粉砂巖夾1~2層砂巖組成，巖性致密完整，裂隙不發(fā)育，只有個(gè)別孔出現(xiàn)沖洗液漏失現(xiàn)象，此層（段）隔水性能較好。</p><p>　　6）4煤上、下砂巖裂隙含水層</p><p>　　巖性以灰白色中、細(xì)粒砂巖為主，夾泥巖

39、、粉砂巖。七含砂巖厚度4.50~41.20m，平均20.20m，見表5107。七含在本礦中部和9線以北砂巖厚度較大，含水性相對較強(qiáng)。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)資料q=0.0436~0.0921l/s.m，K=0.1009~0.1897m/d，富水性弱。水化學(xué)類型為SO4-K+ Na類型，礦化度為2.317~3.412g/L。以上資料表明該含水層富水性較好，但含水性、導(dǎo)水性很不均一，局部較強(qiáng)。其地下水處于封閉~半封閉環(huán)境，以儲存量為主。是開采4煤層的

40、直接充水水源。</p><p>　　7）4煤下鋁質(zhì)泥巖隔水層(段)</p><p>　　此層段厚度為20~65m。一般厚度為25m左右，巖性以鋁質(zhì)泥巖為主，局部夾薄層砂巖，該鋁質(zhì)泥巖為淺灰~灰白色，含紫色花斑，性脆含較多菱鐵鮞粒，巖性特征明顯，層位、厚度穩(wěn)定，是中、下部煤組的分界。其巖性致密，隔水性能較好。</p><p>　　8）6煤上下砂巖裂隙含水層</p

41、><p>　　該含水層砂巖厚度5.20~49.87m，平均21.50m左右。巖性以灰白色中、細(xì)砂巖為主，夾灰色粉砂巖及泥巖。砂巖裂隙發(fā)育不均，局部多發(fā)育垂直裂隙。6煤上砂巖在14勘探線以北厚度較大，含水較豐富。在勘探施工時(shí)，曾發(fā)生多次沖洗液消耗量大或漏失現(xiàn)象。據(jù)12-13-1孔抽水試驗(yàn)，q=0.0104l/s.m，K=0.0383m/d，水化學(xué)類型為SO4-K+ Na類型，礦化度為3.693g/L。據(jù)2005年04-

42、4（水17）鉆孔流量測井資料，八含水位標(biāo)高為-147.204m， K=1.13m/d。6煤上下砂巖裂隙含水層流量測井資料。</p><p>　　6煤上下砂巖裂隙含水層是開采6煤層時(shí)礦井直接充水含水層。</p><p>　　本礦井最大涌水量為683.40m3/時(shí)，正常涌水量為525.44 m3/時(shí)。</p><p><b>　　1.3 煤層特征</b&

43、gt;</p><p>　　1.3.1 可采煤層</p><p>　　本礦井可采煤層有4、6兩個(gè)個(gè)煤層，其煤層特征見表1-1。</p><p><b>　?。?）4煤層</b></p><p>　　位于下石盒子組下部,上距3煤層0~12.30m,平均5.50m。下距分界鋁質(zhì)泥巖24~60.50m，平均37.50m。煤層結(jié)

44、構(gòu)簡單，無夾矸。煤層厚0~5.54m，平均3.2m，屬中厚煤層。可采性指數(shù)91.0%，變異系數(shù)39%，可采區(qū)內(nèi)平均厚度為3.2m，可采面積占92.7%，屬較穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，中部為少量砂巖；底板以泥巖為主，次為粉砂巖。</p><p><b>　?。?）6煤層</b></p><p>　　位于山西組中部，上距鋁質(zhì)泥巖39~70m，平均55.5m

45、；下距太原組第一層灰?guī)r40.5~65m，平均53.4m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以單一煤層為主，局部含一層泥巖夾矸。以中厚~厚煤層為主，煤層厚度0.55~5.93m,平均3.3m?？刹尚灾笖?shù)97.5%，變異系數(shù)26%，可采區(qū)內(nèi)平均厚度為3.3m，可采面積94.6%，屬較穩(wěn)定煤層。在礦井的東北部具巖漿巖侵區(qū)和沖刷區(qū)，煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，少量砂巖，底板多為泥巖和粉砂巖。</p><p>　　綜上所述，4、6煤層為全

46、區(qū)可采，結(jié)構(gòu)較簡單的較穩(wěn)定中厚煤層,下面的設(shè)計(jì)只針對這兩層煤。</p><p>　　表1-1 可采煤層特征表</p><p>　　1.3.2 煤的特征</p><p>　　煤的物理性質(zhì)見表1-2。</p><p>　　表1-2 各煤層物理性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表 <

47、;/p><p>　　煤巖特征特征見表1-3。</p><p>　　表1-3各煤層宏觀煤巖特征表 </p><p><b>　　煤的化學(xué)性質(zhì)</b></p><p>　?。?）揮發(fā)分（Vdat）</p><p>　　本礦井各煤層

48、均屬低揮發(fā)分煤。4、6煤層的揮發(fā)分產(chǎn)率見表1-4</p><p>　　表1-4 各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)</p><p>　　貧煤揮發(fā)分一般在10%~15%之間，無煙煤揮發(fā)分一般在8%~10%之間。本礦井各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率與煤層相對深度有一定的相關(guān)性。在縱向上由淺到深，揮發(fā)分產(chǎn)率逐漸減??；在平面上，沿走向自東向西有逐漸減小的趨勢。</p><p>　　本礦井揮發(fā)分產(chǎn)率總體

49、較低，與淮北煤田大部分礦井相比較，顯示出較高異常，說明本區(qū)在接受深成變質(zhì)的同時(shí)，還受到巖漿熱力變質(zhì)作用。</p><p><b>　　（2）有害組分</b></p><p>　　各煤層的有害組分見表1-5。</p><p><b>　　1）水分（Mad）</b></p><p>　　各可采煤層原煤水

50、分平均在0.88~1.04%之間，（2）、灰分（A.d）</p><p><b>　　灰分產(chǎn)率</b></p><p>　　根據(jù)礦井各煤層的回采煤樣灰分測試（表1-6），4煤層的回采煤樣原煤平均灰分高于可采煤樣灰分6.12%左右，6煤層的回采煤樣原煤平均灰分約高出可采煤樣灰分2.27%左右，說明4煤層及頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)遭受構(gòu)造破壞，增加頂板管理難度，在采掘過程中有滑脫夾矸或

51、頂?shù)装鍘r石在采煤時(shí)混入煤內(nèi)，增加了開采灰分。</p><p>　　表1-5 有害組分統(tǒng)計(jì)表</p><p><b>　　灰成分及灰熔點(diǎn)</b></p><p>　　各煤層灰成分分析見表1-7。</p><p>　　表1-6 回采煤樣原煤灰分統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　表1-7 灰成份統(tǒng)計(jì)表<

52、/p><p>　　各煤層的灰分組成基本相同，主要為酸性化合物，其中以SiO2和Al2O3為主，少量SO3；堿性化合物中以Fe2O3和CaO為主，少量MgO、TiO2和K2O等。</p><p>　　4煤層SiO2+Al2O3平均含量為78.13%；6煤層SiO2+Al2O3平均含量為71.27%，可見6煤層的酸性化合物低于4煤層。煤灰成分組成的差異，表明煤層（組）成煤古地理環(huán)境不同。反映了在煤

53、系地層形成和演變過程中，含煤沉積由海陸交互相逐漸演變?yōu)殛懴嗟奶攸c(diǎn)。</p><p>　　從測試結(jié)果，各煤層煤灰熔點(diǎn)均屬高熔~難熔。</p><p><b>　　硫分（St.d）</b></p><p>　　各可采煤層原煤全硫含量平均為0.45~0.65%之間，屬低硫煤，顯示出淡水泥炭沼澤成煤特征。標(biāo)準(zhǔn)差一般小于0.10，屬變化小。</p&

54、gt;<p>　　各煤層中的硫含量較低時(shí)，硫分以有機(jī)硫?yàn)橹?，所以，在精煤中測定的全硫含量接近原煤，表明在洗選過程中，脫硫效果較差。</p><p><b>　　磷（P.d）</b></p><p>　　各煤層原煤的磷含量在0.0015~0.0035%之間，精煤磷含量﹤0.0040%，屬特低磷煤。</p><p>　　氯、三氧化二砷

55、和氟（Cl、As2O3、F）</p><p>　　各煤層含量均很低，對煤的工業(yè)利用沒有影響或影響甚微。</p><p><b>　?。?）元素分析</b></p><p>　　各煤層煤的元素分析成果統(tǒng)計(jì)見表1-8。</p><p>　　通過對各煤層的氫碳原子比和氧碳原子比進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，在克瑞威倫煤帶圖上，本礦的煤位于無煙

56、煤區(qū)。</p><p>　　表1-8 元素分析統(tǒng)計(jì)表</p><p><b>　?。?）煤的工藝性能</b></p><p><b>　　1）粘結(jié)性和結(jié)焦性</b></p><p>　　本礦井各煤層G值及Y值較低（表1-9），多為高變質(zhì)的貧煤、無煙煤。其粘結(jié)性和結(jié)焦性很低，甚至不具粘結(jié)性及結(jié)焦性。&

57、lt;/p><p>　　表1-9 煤層粘結(jié)性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表</p><p><b>　　2）燃燒性</b></p><p><b>　　發(fā)熱量</b></p><p>　　各煤層發(fā)熱量情況見表1-10。經(jīng)過換算， 4、6煤層的干燥基高位發(fā)熱量分別為： 27.22 MJ/kg、28.93 MJ/kg，由此可見

58、：3煤層、4煤層和6煤層均為高熱值煤。</p><p>　　表1-10 各煤層發(fā)熱量情況統(tǒng)計(jì)</p><p><b>　　熔渣性和結(jié)污性</b></p><p>　　本礦各煤層的灰渣屬酸性，堿酸比平均在0.16~0.26之間，6煤層較4煤層偏高，但熔渣、結(jié)污指數(shù)均﹤0.15，各煤層均為低熔渣、低結(jié)污、高熔灰煤，對鍋爐爐壁和對流管道危害很小，宜

59、采用固態(tài)排渣（見表1-11）。</p><p>　　表1-11 灰渣特征一覽表</p><p><b>　　燃料比</b></p><p>　　各可采煤層煤的固定碳含量在68~75%之間，6煤相比較4煤含量偏高。燃料比一般大于6，如以日本動力用煤對其評價(jià)，均屬優(yōu)質(zhì)燃料煤。</p><p>　　3）可磨性（HGI）<

60、/p><p>　　煤對CO2反應(yīng)測定見表1-12，從表中可見，反應(yīng)溫度和還原率成正比，溫度愈高，αCO2愈大。當(dāng)溫度達(dá)950℃以上時(shí)，6煤對CO2的反應(yīng)性比4煤好，貧煤比無煙煤反應(yīng)性好。6煤活性之所以比4煤好，在于6煤層的煤的灰成分中，Ca含量較4煤層高（CaO﹥10%），因?yàn)镃aO+Fe2O3對CO2有較強(qiáng)的催化作用。</p><p>　　總之，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下（950℃），貧煤活性比無煙煤好，

61、但各煤層均屬反應(yīng)性較好煤層。如要使αCO2≥60%，必須升高爐溫至1000℃以上。</p><p>　　表1-12 煤及焦碳對二氧化碳化學(xué)反映性成果</p><p>　　1.3.3 其它有益礦產(chǎn)</p><p><b>　　（1）微量元素</b></p><p>　　煤中微量元素種類繁多，但大多含量甚微，沒有明顯富集。通

62、過光譜半定量分析，對煤層和鋁質(zhì)泥巖中易于富集的鎵、鍺二種元素進(jìn)行了測定 (見表1-13)。從表中可以看出，各煤層的鎵、鍺的含量差異不大，其含量均未達(dá)到國家規(guī)定的最低工業(yè)品位要求，在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下尚無回收利用價(jià)值。 </p><p>　　表1-13 鎵鍺含量統(tǒng)計(jì)表 </p><p>&

63、lt;b>　　（2）鋁質(zhì)泥巖</b></p><p>　　在本礦井下石盒子組底部（4煤層下）發(fā)育1~2層，厚2~4m鋁質(zhì)泥巖，層位穩(wěn)定，分布較廣。從取樣化驗(yàn)分析結(jié)果看，采樣化驗(yàn)結(jié)果Al2O3含量大部分在22.76%~32.56%之間，達(dá)到三級粘土礦品位，但AL2O3/SIO2<1，達(dá)不到鋁土礦的邊界工業(yè)品位2.1的要求，在目前技術(shù)條件下，不能用于冶煉鋁。由于鋁質(zhì)泥巖中的Fe2O3含量在7.

64、44%~23.55%之間，也達(dá)不到1984年全國礦產(chǎn)儲量委員會制定的《耐火粘土勘探規(guī)范》中硬質(zhì)粘土的標(biāo)準(zhǔn)，不具備工業(yè)利用價(jià)值。</p><p>　　1.3.4 瓦斯，煤塵及自燃</p><p><b>　?。?）瓦斯</b></p><p>　　根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料，全礦井最大絕對瓦斯涌出量為7.866 m3/min,最大相對瓦斯涌出

65、量為1.732m3/t，礦井瓦斯等級應(yīng)定為低瓦斯礦井。</p><p>　?。?）煤塵和煤的自燃</p><p>　　據(jù)煤塵爆炸，測試結(jié)果，各煤層火焰長度為25~40mm，均有爆炸危險(xiǎn)性，須通入20~45%的巖粉方能抑制爆炸。建議采用濕式打眼、煤層注水、放炮噴霧、凈化水幕、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、沖洗巷幫等綜合防塵措施。</p><p>　　據(jù)煤的自燃發(fā)火傾向測試結(jié)果，各煤層均

66、屬不自燃發(fā)火煤層（Ⅳ級）。</p><p><b>　　2 井田境界與儲量</b></p><p><b>　　2.1井田境界 </b></p><p>　　劉橋二礦位于安徽省淮北市濉溪縣劉橋鎮(zhèn)境內(nèi)。西以省界與河南省永城市毗鄰，東距濉溪縣約10km，東北距淮北市約13km。</p><p>　　礦井

67、范圍東~東南淺部以土樓斷層和劉橋一礦為界，西~西北以省界與河南省永城市的新莊煤礦相接。井田走向長度為5.08-5.71km，平均走向長度為5.62km，傾斜寬為2.38-3.63km，平均為3.26 km，平均傾角為7度，井田水平寬度為2.71-3.04 km，水平面積為18.05平方公里。</p><p>　　2.2 礦井儲量計(jì)算</p><p><b>　　2.2.1構(gòu)造類型

68、</b></p><p>　　煤層內(nèi)傾角為4°~15°，褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。</p><p>　　2.2.2 礦井工業(yè)儲量</p><p>　　礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。</p><p>　　根據(jù)已看勘探的煤

69、種以貧煤為主，其次是無煙煤，由表2-1知最低可采厚度為0.7m。</p><p>　　表2-1 儲量計(jì)算厚度、灰分指標(biāo)</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)對4，6煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，它們的厚度分別為3.2、3.3，基巖無出露，均為巨厚新生界松散層覆蓋。</p><p>　　本次儲量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲量計(jì)算可靠。</p&

70、gt;<p>　　4煤層和6煤層，采用塊段法計(jì)算工業(yè)儲量。</p><p>　　地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。塊段劃分如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 塊段劃分示意圖</p><p>　

71、　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值：</p><p>　　（1）礦井地質(zhì)資源量</p><p>　　礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt；</p><p>　　——煤層平均厚度，m；&l

72、t;/p><p>　　——煤層底面面積，m3；</p><p>　　——煤容重，t/m3。</p><p>　　將各參數(shù)代入（2-1）式中可得表2-2，所以地質(zhì)儲量為：</p><p>　　=177.74（Mt）</p><p>　　表2-2 煤層地質(zhì)儲量計(jì)算</p><p><b>　　

73、（2）礦井工業(yè)儲量</b></p><p>　　根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計(jì)算。</p><p>　　礦井工業(yè)儲量可用下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-2）&

74、lt;/b></p><p>　　式中 ——礦井工業(yè)資源/儲量； </p><p>　　——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；</p><p>　　——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；</p><p>　　——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；</p><p>　　——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；</p&g

75、t;<p><b>　　——推斷的資源量；</b></p><p>　　——可信度系數(shù)，取0.7~0.9。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井，取0.7。該式取0.8。</p><p><b>　　74.65（Mt）</b></p><p><b>　　3

76、7.33（Mt）</b></p><p><b>　　31.99（Mt）</b></p><p><b>　　16.00（Mt）</b></p><p><b>　　14.22（Mt）</b></p><p>　　因此將各數(shù)代入式2-2得：174.19（Mt）<

77、;/p><p>　　2.2.3 礦井可采儲量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)資源儲量按式（2-3）計(jì)算：</p><p>　　式中——礦井設(shè)計(jì)資源/儲量</p><p>　　——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱損失量之和。按礦井工業(yè)儲量的3%算。</p><p>　　則：168.96（Mt）<

78、/p><p><b>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲量</b></p><p>　　式中——礦井設(shè)計(jì)可采儲量；</p><p>　　——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設(shè)計(jì)資源/儲量的2%算；</p><p>　　C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。此處取0.85。</p>

79、;<p>　　則：140.75（Mt）</p><p>　　2.2.4工業(yè)廣場煤柱</p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表2-3。第5-22條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為0.8-1.1平方公頃/10萬噸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬噸/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為300m×400m的長方形。煤層的平均傾角為10度，工業(yè)廣場的中心處在井

80、田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為-500m，該處表土層厚度為120-160m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表2-4。</p><p>　　表2-3 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)</p><p>　　表2-4 巖層移動角</p><p>　　由此根據(jù)上述以知

81、條件，畫出如圖2-1所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸：</p><p>　　圖2-1 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱</p><p>　　由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：</p><p>　　由于兩層煤，需算兩個(gè)保護(hù)煤柱。由CAD量的兩個(gè)梯形的面積分別是：748138.19m2和854064.19 m2 </p><p>　　S4煤

82、=748138.19/cos10°=759667.57m2</p><p>　　S6煤=854064.19/cos10°=867225.97m2</p><p>　　則：工業(yè)廣場的煤柱量為：</p><p><b>　　Z工=S×M×R</b></p><p>　　式中： Z工--

83、--工業(yè)廣場煤柱量，萬噸；</p><p>　　S ----工業(yè)廣場壓煤面積，㎡；</p><p>　　M ----煤層厚度，4煤3.2 m，6煤3.3m；</p><p>　　R ----煤的容重, 1.5t/m3。</p><p>　　則： Z4煤=759667.57×3.2×1.5×10-4</p&g

84、t;<p>　　=364.64(萬噸)</p><p>　　Z6煤=867225.97×3.3×1.5×10-4</p><p>　　=429.28(萬噸)</p><p>　　Z工=364.64+429.28=793.92(萬噸)</p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限<

85、;/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》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330天計(jì)算，四六制作業(yè)（三班生產(chǎn)，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時(shí)間為16小時(shí)。</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p>

86、<p>　　1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p>　　因?yàn)楸揪镌O(shè)計(jì)豐富，主采煤層賦存條件簡單，井田內(nèi)部無較大斷層，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬噸/年。</p><p><b>　　2.井型校核</b></p><p>　　下面通過對設(shè)計(jì)煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加

87、以校核。</p><p>　?。?）礦井開采能力校核</p><p>　　劉橋二礦4、6煤層均為中厚煤層，煤層平均傾角為8度，地質(zhì)構(gòu)造簡單，賦存較穩(wěn)定，但礦井瓦斯含量及涌水相對較大，工作面長度不一過大，考慮到礦井的儲量可以布置兩個(gè)綜采工作面同采可以滿足礦井的設(shè)計(jì)能力。</p><p>　?。?）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核</p><p>　　本礦

88、井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對9噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉，運(yùn)輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運(yùn)不成問題。輔助運(yùn)輸采用罐籠，同時(shí)本設(shè)計(jì)的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(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

89、>　　本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量相對較高，屬于高瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。礦井通風(fēng)采用對角式通風(fēng)，礦井達(dá)產(chǎn)初期對首采只需先建一個(gè)風(fēng)井即可滿足礦井的通風(fēng)需求，后期再建一個(gè)風(fēng)井，可以滿足整個(gè)礦井通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)存在若干小斷層，已經(jīng)查到且不導(dǎo)水，不會影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。</p><p><b>　?。?）儲量條件校核</b>&l

90、t;/p><p>　　井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。</p><p>　　礦井服務(wù)年限的公式為：</p><p>　　T=Zk/(A×K) （3-1）</p><p>　　其中：T ---礦井的服務(wù)年限，年；</p><p&g

91、t;　　Zk----礦井的可采儲量，140.75Mt；</p><p>　　A ----礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)努力， 150萬噸/年；</p><p>　　K ----礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。</p><p>　　則： T=140.75×100/（150×1.4）</p><p><b>　　=67.02（年）<

92、;/b></p><p>　　既本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。</p><p>　　注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時(shí)，必須考慮備用系數(shù)。</p><p>　　5）第一水平服務(wù)年

93、限校核</p><p>　　由本設(shè)計(jì)第四章井田開拓可知，礦井是單水平上下山開采，水平在-450m，水平服務(wù)年限即為全礦井服務(wù)年限，為67.02年。</p><p>　　即本設(shè)計(jì)第一水平的服務(wù)年限符合礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的的要求。</p><p>　　表3-1 不同礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)礦井服務(wù)年限表</p><p><b>　　4 井田開拓&l

94、t;/b></p><p>　　4.1井田開拓的基本問題</p><p>　　井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)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(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。</p><p>

95、;　　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(gè)問題需認(rèn)真研究。</p><p>　　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；</p><p>　　合理確定開采水平的數(shù)目和位置；</p><p>　　布置大巷及井底車場；</p><p>　　確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；</p><p

96、>　　進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；</p><p>　　合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。</p><p>　　確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：</p><p>　　貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)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

97、全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。</p><p>　　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)。</p><p>　　合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。</p><p>　　必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀

98、態(tài)。</p><p>　　要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。</p><p>　　根據(jù)用戶需要，應(yīng)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。</p><p>　　本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素：</p><p>　　1）本井田煤層埋藏

99、較深，煤層可采線在-250m，最深處到-850m表土層厚度大，120~160m。</p><p>　　2）本井田瓦斯及涌水比較小,對開拓方式的選擇影響不大。</p><p>　　3）本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體，地面平均標(biāo)高為+32m。</p><p>　　4.1.1 井筒形式的確定</p><p>　　（1）井筒形式的

100、確定</p><p>　　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(fù)雜。具體見表4-1。</p><p>　　本礦井煤層傾角小，平均7.13°，為近水平煤層；表土層厚約120~160 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡單，涌水量不大；井筒需要特殊施工—凍結(jié)法建井，因此需采用立井開拓。</p><p>　　表4-1 井筒形式

101、比較</p><p>　　（2）井筒位置的確定</p><p>　　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(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：</p><p>　　1）沿井田走向的有利位置</p><p>　　當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在

102、井田走向中央；當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)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(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。</p><p>　　2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置</p><p>　　井筒位于井田淺部時(shí)，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(shí)，石門較短，沿石門的運(yùn)輸工程量較??；井筒位于井田的下部時(shí)，石門長度和沿石

103、門的運(yùn)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(shí)，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場地保護(hù)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。</p><p>　　3）有利于礦井初期開采的井筒位置</p><p>　　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

104、，節(jié)省投資和縮短建井工期。</p><p>　　4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響</p><p>　　要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)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(yīng)力區(qū)。</p><p>　　5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場</p><p>　　井口附近要

105、布置主，副井生產(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(hù)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。</p><p>　　6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　附近有河流或水庫時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。</p>

106、<p>　　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。</p><p><b>　　（3）井筒數(shù)目</b></p><p>　　為了滿足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副井。因?yàn)榈屯咚沟V井，井田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風(fēng)，所以不再另設(shè)風(fēng)井，可用主井回風(fēng)。共計(jì)兩個(gè)井筒。</p

107、><p>　　4.1.2 井筒位置的確定采（帶）區(qū)劃分</p><p>　?。?）井筒位置的確定原則</p><p>　　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(yùn)輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；</p><p>　　2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；</p><

108、p>　　3）井田兩翼的儲量基本平衡；</p><p>　　4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；</p><p>　　圖4-1 采帶區(qū)劃分示意圖</p><p>　　5）工業(yè)廣場應(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的威脅；</p><p>　　6）工業(yè)場

109、地宜少占耕地，少壓煤；</p><p>　　7）水源、電源較進(jìn)，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。</p><p>　　（2）井筒位置的確定</p><p>　　本礦井走向長度較大地勢平坦,主副井筒布置在儲量中央,且兩井筒的地面標(biāo)高大于歷年最高洪水位標(biāo)高。</p><p>　　具體采區(qū)、帶區(qū)劃分見圖4-1。</p><p&g

110、t;　　4.1.3 工業(yè)場地的位置</p><p>　　工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。</p><p>　　工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2-3工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向。根據(jù)制圖規(guī)范1：5000的圖按300m* 400m繪制。</p><p>　　4.1.4 開采水平的確定</

111、p><p>　　本礦井主采煤層為4, 6號煤層，其它煤層屬急薄且不穩(wěn)定煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。4, 6號煤層屬緩斜煤層，平均傾角為7,煤層無露頭，煤層埋藏最深處達(dá)-850m，垂直高度達(dá)900m。根據(jù)《煤炭工業(yè)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，針對于本礦井的實(shí)際條件，決定煤層的階段垂高為300m左右。</p><p>　　由于本礦井瓦斯,涌水及煤層傾角比較小

112、,所以可以考慮上下山的開采方案,考慮到井田范圍不大,所以本礦井也可采用兩水平的開采方式。采用兩個(gè)水平劃分時(shí)，立井開拓第一水平,由于6煤下200米有奧灰?guī)r含水層，所以二水平的延深不能考慮采用立井延深，因此，采用暗斜井延深。</p><p>　　4.1.5 礦井開拓方案比較</p><p><b>　?。?）提出方案</b></p><p>　　根

113、據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，如圖4-2，分述如下：</p><p>　　方案一：立井單水平上下山（巖石大巷) </p><p>　　主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在巖層當(dāng)中。</p><p>　　方案二：立井單水平上下山（煤層大巷)</p><p>　　主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在煤層當(dāng)中。&

114、lt;/p><p>　　方案三：立井兩水平暗斜井延深（巖石大巷）</p><p>　　主、副井均為立井，布置于井田中央，暗斜井延深，大巷布置在巖層當(dāng)中。</p><p>　　方案四：立井兩水平暗斜井延深（煤層大巷）主、副井均為立井，布置于井田中央，暗斜井延深，大巷布置在煤層當(dāng)中。</p><p><b>　?。?）技術(shù)比較</b&

115、gt;</p><p>　　以上所提四個(gè)方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風(fēng)大巷長度以及一、二水平采區(qū)和帶區(qū)布置總體一致。區(qū)別在于二水平的開拓方式不同而引起部分基建、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用不同。</p><p>　　圖4-2 開拓方案示意圖</p><p>　　方案一、二中，區(qū)別在于一方案中巖石大巷，這樣就增加了巖石巷道的掘進(jìn)，使后期基建費(fèi)用加大；增加了設(shè)備的配備；維護(hù)費(fèi)

116、用；但其優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的：減少了大巷保護(hù)煤柱，運(yùn)輸系統(tǒng)干擾降低，各種運(yùn)輸暢通，由于是厚煤層開采，通風(fēng)安全性提高，通風(fēng)條件優(yōu)化，可以適當(dāng)減少煤巷的維護(hù)，提高了煤炭采出率。方案二中，巖石掘進(jìn)量明顯較少，而且設(shè)備少，環(huán)節(jié)簡單；開拓準(zhǔn)備時(shí)間短。但通風(fēng)條件差；巷道維護(hù)費(fèi)用增加。故兩方案中暫取方案一。詳見表4-2。</p><p>　　方案三、四中，區(qū)別在于大巷的布置位置。方案三中大巷布置在巖層中，這樣就導(dǎo)致巖石掘進(jìn)量高，

117、開拓費(fèi)用增加，開拓準(zhǔn)備時(shí)間增加，但其優(yōu)點(diǎn)突出：維修費(fèi)用低，可以定向取直，有利于輔助運(yùn)輸工具的使用，安全性高，保護(hù)煤柱少。有利于提高煤炭采出率。方案四中，軌道大巷布置在煤層中，掘進(jìn)容易，速度快，費(fèi)用低；開拓準(zhǔn)備時(shí)間短。但后期的維護(hù)費(fèi)用較高；保護(hù)煤柱損失大。經(jīng)粗略估算，兩方案中暫取方案三。詳見表4-2。</p><p><b>　　（3）經(jīng)濟(jì)比較</b></p><p>

118、　　方案一、三有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)和</p><p>　　經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別匯總于表4-3~表4-7中。</p><p>　　在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點(diǎn)：</p><p>　　兩方案大巷布置數(shù)目及位置相同；</p><p>　　主、副井布置在巖層中，維護(hù)費(fèi)用較低，故未對比其維護(hù)費(fèi)用的差別；</p&

119、gt;<p>　　主、輔運(yùn)輸大巷斷面大小不同，大巷維護(hù)費(fèi)用按平均維護(hù)費(fèi)用估算；</p><p>　　方案中相同部分未做比較分析，僅對不同之處進(jìn)行了計(jì)算對比。</p><p>　　由對比結(jié)果可知，方案一比方案三的總費(fèi)用少17%；綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方式為：立井單水平上下山(巖石大巷)，選用方案一；</p><p>　　表4-5 基建費(fèi)用表&