180萬(wàn)t采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1位置與交通</p><p>　　趙固二礦井田西南距焦作市55km，東南距新鄉(xiāng)市37km，東北距輝縣市10km，與新鄉(xiāng)市、焦作市、輝縣市、獲嘉縣均有柏油公路相通，經(jīng)薄壁至山西省也有公路相連。</p>&

2、lt;p>　　井田南約18km有新(鄉(xiāng))～焦(作)鐵路橫貫東西，距新(鄉(xiāng))～焦(作)鐵路獲嘉車(chē)站22km，西南距焦作礦區(qū)鐵路專(zhuān)用線趙固一礦約6 km，井田東距京廣鐵路24km左右，吳村—輝縣—新鄉(xiāng)的762窄軌鐵路從井田北部通過(guò)。全區(qū)地勢(shì)平坦，鄉(xiāng)村公路縱橫成網(wǎng)，交通便利。交通位置詳見(jiàn)圖1-1-1。</p><p>　　圖1-1-1 交通位置圖</p><p>　　圖1-1-1

3、 </p><p>　　1.1.2地形與河流</p><p>　　本區(qū)屬于太行山山前平原，主要由坡積、洪積和沖積洪積扇裙組成，地面海拔標(biāo)高+22m～+35m，全區(qū)呈北高南低緩慢傾斜地勢(shì)，坡降4%～6%，地勢(shì)總體平坦。</p><p>　　本區(qū)地表水系屬海河流域衛(wèi)河水系，區(qū)內(nèi)河流主要有：百泉河、黃水河和石門(mén)河。井田北部太行山區(qū)巖層裸露，溝壑深切，河谷地帶有許多巖溶大泉

4、，徑流資源豐富，多數(shù)河流上游河段有水，距山口10～20km開(kāi)始漏失和全部漏失，成為煤礦的主要充水水源。另外，為滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉需要，還興修了一些灌溉干渠。</p><p>　　1.1.3氣象及地震</p><p><b>　　1、氣象</b></p><p>　　本區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，夏季炎熱，冬季寒冷，春秋兩季氣候宜人。年平均氣溫14

5、.1～14.9℃，最高氣溫38.6℃（1976年6月），最低氣溫為零下8.1℃（1977年1月）。每年7～8月為雨水季節(jié)，約占年降水量的70%以上，降水集中時(shí)往往積水成災(zāi)，亦是地下水回補(bǔ)的時(shí)期。年平均降水量為580～600mm。年蒸發(fā)量為1680～2041mm。月平均相對(duì)濕度8月最大，為83%，1月最小，為63%，年平均相對(duì)濕度為70%。結(jié)冰期一般在12月～翌年3月，凍土深度為100～150mm，積雪厚度150～200 mm。夏季多東南

6、風(fēng)和南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)和北風(fēng)，年平均風(fēng)速為2.37m/s，最大風(fēng)速為18m/s。</p><p><b>　　2、地震</b></p><p>　　河南省地震局資料記載，本區(qū)最大一次地震是1587年4月10日發(fā)生在修武縣的六級(jí)地震。按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011—2001）附錄A《我國(guó)主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組》劃分，本礦井所在地區(qū)

7、輝縣市抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g。</p><p>　　1.1.4礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況</p><p>　　焦作礦區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，已探明的礦藏達(dá)20種，主要有煤、大理石、花崗巖等。焦作礦區(qū)含焦作、濟(jì)源2個(gè)煤田，含煤面積1660km2，-1500m以淺煤炭資源儲(chǔ)量約7750.38Mt。礦區(qū)初步形成了煤炭、電力、耐火材料、冶金、機(jī)械、化工等工業(yè)生產(chǎn)體系。礦區(qū)農(nóng)業(yè)以種植小麥、玉

8、米、紅薯等為主，經(jīng)濟(jì)作物主要有煙葉、花生、棉花、藥材。趙固二礦所在輝縣市，現(xiàn)有耕地面積88萬(wàn)畝，人口75萬(wàn)，轄11鎮(zhèn)15鄉(xiāng)，534個(gè)行政村1450個(gè)自然村。</p><p>　　“十一五”期間，河南省將加快構(gòu)建和發(fā)展以鄭州為中心，包括洛陽(yáng)、開(kāi)封、新鄉(xiāng)、焦作等城市在內(nèi)的城市密集區(qū)，中原城市群發(fā)展構(gòu)想是突出重點(diǎn)，建設(shè)鄭州都市圈，建設(shè)城市產(chǎn)業(yè)走廊、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)中心和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范帶，都給趙固礦區(qū)開(kāi)發(fā)帶來(lái)良好的發(fā)展機(jī)遇。&l

9、t;/p><p>　　礦井建設(shè)所用的水泥、砂石等材料可由當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，鋼材、木材等需由外地運(yùn)入。另外，該區(qū)人口比較密集，勞動(dòng)力資源豐富。</p><p>　　1.1.5水源及電源 </p><p><b>　?、逅辞闆r</b></p><p>　　井田內(nèi)可供選擇的水源有：新近系中部承壓水以及處理后的礦井井下排水。本礦井涌水量大

10、400m3/h利用礦井排水符合節(jié)水政策，且該區(qū)用地下水水質(zhì)易保證且處理簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)中兩個(gè)水源均考慮利用，建井初期生產(chǎn)及生活用水利用新近系砂礫石層地下水，項(xiàng)目生產(chǎn)期間生產(chǎn)、生活用水利用處理后的礦井排水。水源可靠。</p><p><b>　　㈡電源情況</b></p><p>　　對(duì)本礦井有供電可能的電源主要有趙固一礦110kV變電站，李固110kV變電站和馮營(yíng)電廠。三處

11、電源均轄屬焦作煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，電源有保證。 </p><p>　　李固110kV變電站位于該礦井正西方向約28km處，其一回110kV電源引自焦作市電業(yè)局管轄的韓王220kV變電站，另一回110kV電源引自九里山110kV變電站，線路導(dǎo)線型號(hào)均為L(zhǎng)GJ-120，線路長(zhǎng)度分別為11km，15km。主變?nèi)萘繛?×25MVA，110kV母線為單母線分段接線，目前該站最大負(fù)荷約5MW。</p

12、><p>　　馮營(yíng)電廠位于該礦井正西方向約33km處，裝機(jī)容量2×50MW，電廠以發(fā)電機(jī)-變壓器組單元接入電廠110kV配電裝置，以?xún)苫?10kV線路在韓王220kV變電站與系統(tǒng)并網(wǎng)，出兩回110kV線路至九里山110kV變電站，為趙固一礦預(yù)留一個(gè)110kV間隔，備用一個(gè)110kV間隔。</p><p>　　趙固一礦110kV變電站位于本礦井西北方向約6.5km處，其兩回110kV電

13、源分別引自馮營(yíng)電廠和李固110kV變電站，線路導(dǎo)線型號(hào)均為L(zhǎng)GJ-185，線路長(zhǎng)度分別為27km和22km。主變?nèi)萘繛?×31.5MVA，110kV母線為單母線分段接線。</p><p><b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　1.2.1地層</b></p><p>　　趙固二礦井田屬

14、第四系、第三系全覆蓋區(qū)。據(jù)鉆孔揭露，本區(qū)賦存地層主要有奧陶系中統(tǒng)馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組和上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組和下石盒子組、第三系、第四系，其中石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組為主要含煤地層。</p><p><b>　　1.2.2含煤地層</b></p><p>　　井田內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組和下石盒子組。含煤地層共含煤19層，煤

15、層總厚度10.83m。含煤地層總厚278.63m，分5個(gè)煤組段，含煤系數(shù)為3.89%。山西組和太原組為主要含煤地層，煤層總厚度10.71m，地層總厚172.26m，含煤系數(shù)為6.22%。山西組下部的二1煤層為主要可采煤層，太原組底部的一21、一22煤層為大部可采煤層，其余煤層偶見(jiàn)可采點(diǎn)或不可采，可采煤層總厚8.91m，可采含煤系數(shù)為5.17%。</p><p><b>　　1.2.3構(gòu)造</b&g

16、t;</p><p><b>　　三、構(gòu)造</b></p><p><b>　　1、區(qū)域構(gòu)造</b></p><p>　　焦作煤田位于華北板塊南部，太行構(gòu)造區(qū)的太行斷隆東側(cè)之南緣，南鄰開(kāi)封斷陷，東鄰湯陰斷陷。太行斷隆區(qū)是在隆起構(gòu)造背景下形成的伸展構(gòu)造型式，以高角度正斷層為主體，形成地塹、地壘、掀斜斷塊等組合形態(tài)。焦作煤田總

17、體為走向北東、傾向南東、傾角一般<20°的單斜構(gòu)造形態(tài)，構(gòu)造以斷裂為主，局部發(fā)育次級(jí)褶曲。斷裂主要有NE、NW、EW向三組斷裂，且以NE向斷裂為主。三組斷層交織成網(wǎng)，將煤田分割成大小不等的斷塊，NW向和EW向斷裂構(gòu)成井田群的分界，而NE向斷裂則構(gòu)成單個(gè)井田的分界。區(qū)域構(gòu)造見(jiàn)圖1-2-1。</p><p><b>　　2、井田構(gòu)造</b></p><p>

18、;　　井田總體形態(tài)為一走向NW，傾向SW，傾角一般4°～10°的單斜構(gòu)造。受區(qū)域構(gòu)造控制，井田內(nèi)構(gòu)造特征以斷裂為主，局部發(fā)育小幅度次級(jí)褶曲。見(jiàn)井田構(gòu)造綱要圖1-2-2。</p><p>　　較明顯的褶曲有3個(gè)背斜和1個(gè)向斜，使二1煤層底板等發(fā)生不同程度的扭曲，部分煤層底板等高線表現(xiàn)為馬鞍狀。發(fā)育的斷層有NE向、NW向和近EW向三組，其中以</p><p>　　NE向?yàn)橹?/p>

19、（占72％） ，近EW向次之（占20％），局部發(fā)育NW向斷層（8％）。</p><p>　　圖1-2-1 區(qū)域構(gòu)造圖</p><p>　　全井田共發(fā)育斷層2條，其中落差大于等于100m的1條；落差大于等于50m、小于100m的1條。</p><p><b>　　主要斷層描述如下：</b></p><p>　?、虐偃獢鄬?/p>

20、(F17)：為井田北部邊界斷層，向西南、東北延伸出區(qū)外，區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度8km。為正斷層，整體走向?yàn)楸睎|，局部近東西。該斷層傾向南東～南西，斷面呈舒緩波狀，傾角60～75，北西盤(pán)上升、南東盤(pán)下降，落差130-150m，西南段落差大，中間落差小，向北東又逐漸變大，切斷二1煤層露頭，在中部并發(fā)育分支斷層F17-1。該斷層中部和東部控制程度高，西部控制程度較差。</p><p>　?、悄显崎T(mén)斷層( F18)：位于井田中南部

21、，走向整體為NE向，在測(cè)區(qū)西南角轉(zhuǎn)為近EW向，為正斷層，傾向SE，傾角48°～75°，區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度4300m，最大落差90m，從西南到東北落差逐漸減小。此斷層為控制可靠斷層。</p><p><b>　　1.2.4水文地質(zhì)</b></p><p><b>　　㈠區(qū)域水文地質(zhì)特征</b></p><p>

22、　　焦作煤田地處太行山復(fù)背斜隆起帶南段東翼，其北部為太行山區(qū)，天然水資源量38541萬(wàn)m3/a，山區(qū)出露的石灰?guī)r面積約1395km2，廣泛接受大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給量26.28 m3/s。區(qū)內(nèi)寒武系、奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，為地下水提供了良好的儲(chǔ)水空間和徑流通道，巖溶地下水總體流向在峪河斷裂以北（含趙固一礦井田）為SE、SW向，以南為NW向，一般在斷裂帶附近巖溶裂隙發(fā)育，常常形成強(qiáng)富水、導(dǎo)水帶，如鳳凰嶺斷層強(qiáng)徑流帶，朱村斷層強(qiáng)徑流帶、方莊

23、斷層強(qiáng)徑流帶等。</p><p>　　統(tǒng)計(jì)資料顯示，巖溶地下水動(dòng)態(tài)大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，即：五十年代中期到六十年代中期的基本天然狀態(tài)；六十年代中期到七十年代末期的平水期過(guò)量開(kāi)采狀態(tài)；七十年代末到二十世紀(jì)初的枯水期過(guò)量開(kāi)采狀態(tài)，各期數(shù)據(jù)變化詳見(jiàn)表1-2-16。</p><p>　　焦作煤田巖溶地下水變化歷時(shí)統(tǒng)計(jì)表 </p><p><b>　　表1-

24、2-16 </b></p><p>　　總的來(lái)看，如果沒(méi)有豐水年的降水補(bǔ)給，區(qū)域巖溶地下水平衡狀態(tài)基本已被打破，水位連年下降已成定勢(shì)。</p><p><b>　　1、含水層</b></p><p>　　⑴奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層</p><p>　　由中厚層狀石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，本區(qū)有9孔揭露該層，最大

25、揭露厚度67.30m，含水層頂板埋深725.86～991.50m，在古剝蝕面的附近巖溶裂隙發(fā)育。普查期間和本次勘探，都沒(méi)有涌漏水孔，13202孔抽水單位涌水量0.00189l/s.m，滲透系數(shù)0.00333m/d，穩(wěn)定水位標(biāo)高82.00m，水化學(xué)類(lèi)型為HCO3—Ca.Mg型，礦化度0.309g/l。</p><p>　　該層距二1煤一般109.12～126.03m，正常情況不影響煤層開(kāi)采，斷裂溝通情況下對(duì)礦井威脅

26、大。鄰區(qū)北部趙固一礦的L8群孔抽水試驗(yàn)時(shí)，12203孔奧陶系含水層水位出現(xiàn)了小幅下降，反映了含水層之間的水力聯(lián)系。</p><p>　?、铺M下部灰?guī)r含水層</p><p>　　由L2 、L3灰?guī)r組成，其中L2灰?guī)r發(fā)育較好，厚度由東向西、由淺而深變厚，一般10.01～14.68m，據(jù)10個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，遇巖溶裂隙涌漏水鉆孔4個(gè)，涌、漏水鉆孔主要分布在斷層附近，鄰區(qū)6002孔抽水單位涌水量1.

27、090l/s.m，滲透系數(shù)9.87m/d，為富水性較強(qiáng)的含水層。該含水層直接覆蓋于一22煤層之上，為該煤層直接充水含水層。上距二1煤層85.58～104.57m，正常情況對(duì)二1煤層沒(méi)有影響。</p><p>　　⑶太原組上部灰?guī)r含水層</p><p>　　主要由L9、L8 、L7灰?guī)r組成，其中L8灰?guī)r發(fā)育最好，據(jù)揭露該層的30個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，L8含水層厚度一般6.77～14.78m，L9灰?guī)r厚

28、度0.7～2.58m，兩層灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育，單位涌水量0.0005～0.059l/s.m，滲透系數(shù)0.0036～0.648m/d。該含水層水位標(biāo)高80.49～84.97m，為富水程度中等含水層。水化學(xué)類(lèi)型較多，有HCO3.SO4—Ca.Mg、HCO3.SO4—Mg.Ca、Cl.HCO3—Ca.K+Na.Mg型，礦化度為0.303～0.625g/L，PH為7.73～8.46，基本上為中性。</p><p>　　該

29、含水層上距二1煤層9.10～16.22m，為二1煤層底板主要充水含水層。</p><p>　?、榷?煤頂板砂巖含水層</p><p>　　主要由二1煤頂板大占砂巖和香炭砂巖組成，厚度一般10m左右，細(xì)粒砂巖以下級(jí)的厚度15～40m，所揭露鉆孔均未發(fā)生涌、漏水現(xiàn)象，據(jù)測(cè)井資料統(tǒng)計(jì)砂巖滲透系數(shù)k<0.12m/d，一般為k=0.0043～0.078m/d，屬弱富水含水層。12751孔抽水單

30、位涌水量0.0013 l/s.m，滲透系數(shù)0.0055m/d，校正后的滲透系數(shù)為0.021m/d。水位標(biāo)高67.78m。水化學(xué)類(lèi)型HCO3—K+Na. Ca型，礦化度0.425g/L，屬弱富水含水層，PH為7.94。</p><p><b>　　⑸風(fēng)化帶含水層</b></p><p>　　由隱伏出露的各類(lèi)不同巖層組成，厚度15～50m，一般20～35m，13151孔抽

31、水單位涌水量0.135 l/s.m，屬中等強(qiáng)度含水層。局部為弱透水層（K<1.12m/d）。</p><p><b>　　2、隔水層</b></p><p>　　⑴本溪組鋁質(zhì)泥巖隔水層</p><p>　　指奧陶系含水層上覆的鋁質(zhì)泥巖層、局部薄層砂巖、砂質(zhì)泥巖層，全區(qū)發(fā)育，厚度4.5～12.63m，分布連續(xù)穩(wěn)定，但該層厚度較薄，開(kāi)采時(shí)應(yīng)引

32、起注意。</p><p>　?、铺M中段砂泥巖隔水層</p><p>　　系指L4頂至L7底之間的砂、泥巖、薄層灰?guī)r及薄煤等巖層，該層段總厚度35.22～48.90m，平均厚度43.00m，以泥質(zhì)巖層為主體，總體為隔水層，為太原組上下段灰?guī)r含水層之間的主要隔水層。</p><p>　?、嵌?煤底板砂泥巖隔水層</p><p>　　指二1煤底

33、板至L9頂板之間的砂泥巖互層段，以泥質(zhì)類(lèi)巖層為主，表現(xiàn)為隔水性。該段總厚度為9.1～17.27，平均厚度12.84m左右；分布連續(xù)穩(wěn)定，是良好的隔水層段，但在高壓水狀態(tài)下的隔水性能有待研究。</p><p>　?、鹊谌的?、泥質(zhì)隔水層</p><p>　　由一套河湖相沉積的粘土、砂質(zhì)粘土組成，厚度500～1180m，呈半固結(jié)狀態(tài)，隔水性良好，可阻隔地表水、淺層水對(duì)礦床的影響。</p

34、><p>　　(5)礦井涌水量預(yù)算</p><p>　　勘探報(bào)告對(duì)二1煤層頂、底板充水含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，共抽水9層次，其中奧灰1層次、太原群上段5層次，煤層頂板1層次，利用抽水參數(shù)用解析法預(yù)算-800m水平和-950m水平正常涌水量分別為1963.15m3/h、2266.03m3/h。</p><p>　　利用鄰近古漢山和輝縣吳村煤礦實(shí)際涌水資料用比擬法預(yù)算-800

35、m水平和-950m水平正常涌水量分別為1835.07m3/h、1970.13m3/h。 </p><p>　　公式法預(yù)算與比擬法預(yù)算結(jié)果比較接近，但預(yù)算的涌水量還存在差距。報(bào)告利用3個(gè)單孔抽水試驗(yàn)經(jīng)過(guò)井損的校正后的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，反映了二1煤層底板灰?guī)r含水層的實(shí)際情況。因此用這些參數(shù)計(jì)算的礦井涌水量具有一定合理性。但由于抽水鉆孔較少，代表性差，可靠性不高。古漢山煤礦開(kāi)采面積暴露的條件不夠充分，-450m水平，降深

36、270m，揭露的頂板含水層面積較小，因此用古漢山煤礦資料評(píng)價(jià)趙固二井的礦井涌水量，略顯欠缺；吳村礦開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)，開(kāi)采水平-300m，降深390m，有一定的代表性，雖然用古漢山、吳村兩個(gè)已知礦井相比擬時(shí)，存在底板實(shí)際涌水量與計(jì)算結(jié)果上存在1.13系數(shù)；而勘探揭示的趙固二礦位于深部，巖溶含水層的富水程度較一礦有降低，因此，用吳村礦預(yù)算二礦水量較為適宜。</p><p>　　設(shè)計(jì)采用地質(zhì)報(bào)告推薦的利用吳村煤礦實(shí)際涌水資

37、料比擬計(jì)算的礦井涌水量，即-800m水平為1835.07m3/h、-950m水平為1970.13m3/h，最大涌水量按正常值的1.3倍計(jì)算，計(jì)算的礦井最大涌水量-800m水平為2385.59m3/h、-950m水平為2561.17m3/h。</p><p>　　根據(jù)建設(shè)單位建議和意見(jiàn)，處于安全角度出發(fā)考慮,礦井排水系統(tǒng)按-950m水平涌水量進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　礦井初期開(kāi)采排水水

38、平為-682m，-682m排水水平以上服務(wù)年限為 13.8a。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告采用的計(jì)算方法（比擬法），結(jié)合-682m排水水平以上的開(kāi)采范圍，預(yù)測(cè)-682m水平以上礦井正常涌水量為1562.55 m3/h.</p><p>　　1.2.5地質(zhì)勘探程度</p><p>　　本井田面積約20 km2，先后施工鉆孔247個(gè)，平均每平方公里3.8個(gè)鉆孔，在前期開(kāi)采的3 上煤層賦存范圍內(nèi)，每平方公

39、里平均4.6個(gè)鉆孔。抽水39次，測(cè)井鉆孔245個(gè)，采取瓦斯樣67個(gè)，煤樣426個(gè)，合計(jì)各種樣品1865個(gè)。</p><p>　　井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。主要褶曲和斷層均基本查清，特別是3下煤層賦存區(qū)控制程度高，煤層對(duì)比基本清楚，對(duì)煤質(zhì)、煤層特征及開(kāi)采條件均基本查明，水文地質(zhì)條件基本搞清。勘探程度較高，所提資料可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　1.3煤層特征</b&g

40、t;</p><p><b>　　1.3.1可采煤層</b></p><p>　　井田含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組和下石盒子組。山西組和太原組為主要含煤地層，山西組下部的二1煤層和太原組底部的一22、一21煤層為主要可采煤層，其余煤層偶爾可采或不可采。</p><p><b>　　1、二1煤層</b></p&

41、gt;<p>　　賦存于山西組下部，上距砂鍋窯砂巖（Ss）45.64～81.25m，平均60.18m；下距L8 石灰?guī)r19.65～40.24m，平均27.01m，層位穩(wěn)定。煤層直接頂板以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，間接頂板為細(xì)~粗粒砂巖（大占砂巖）；底板多為砂質(zhì)泥巖和粉砂巖，局部為細(xì)粒砂巖，偶見(jiàn)炭質(zhì)泥巖。區(qū)內(nèi)共施工31孔，其中露頭外5孔（7601、8003、8201、8801、8803），未達(dá)到二1煤層位1孔（8001），斷失二1

42、煤層3孔（7603、12601、13602），實(shí)際有22孔穿過(guò)二1煤層位，煤層厚度4.73～6.77m，平均6.16m，煤層厚度主要集中在6.00m~6.50m之間（詳見(jiàn)圖1-2-3）。 </p><p>　　圖1-2-3 煤層厚度分布直方圖</p><p>　　井田內(nèi)見(jiàn)煤的22個(gè)鉆孔中，有12個(gè)鉆孔含夾矸，其中含3層夾矸的1孔（12803），含2層夾矸的1孔（13601），其余1

43、0個(gè)鉆孔含1層夾矸。夾矸厚度0.10～0.53m，平均厚度0.19m。夾矸多為泥巖，居于煤層中下部。煤層總體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。</p><p>　　二1煤層厚度大，變化小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，煤質(zhì)變化很小，煤類(lèi)單一，層位穩(wěn)定，全區(qū)可采。二1煤層平均煤厚6.16m，可采性指數(shù)Km=1，標(biāo)準(zhǔn)差s=0.51，變異系數(shù)r=8.27%，屬穩(wěn)定型厚煤層。見(jiàn)二1煤層等厚線圖1-2-4。</p><p><b&

44、gt;　　2、一22煤層</b></p><p>　　賦存于太原組底部，上距二1 煤層98.67～110.72m，平均104.95m，下距奧陶系頂界面8.13～16.28m，平均11.35m。煤層直接頂板為石灰?guī)r，局部為泥巖和砂質(zhì)泥巖；底板多為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部為砂巖，偶見(jiàn)炭質(zhì)泥巖偽頂、偽底，層位穩(wěn)定。煤層厚度0.29～1.79m，平均1.21m，煤厚有一定變化。夾矸1～2層，夾矸厚度0.25～0.

45、41m，平均厚度0.34m。夾矸多為泥巖，居于煤層中部。煤層總體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。</p><p>　　一22煤層結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，煤質(zhì)變化很小，煤類(lèi)單一，層位穩(wěn)定，從厚度來(lái)看全區(qū)大</p><p>　　部可采。一22煤層平均煤厚1.21m，可采性指數(shù)Km=0.78，標(biāo)準(zhǔn)差s=0.46，變異系數(shù)r=38.01%，屬較穩(wěn)定型中厚—薄煤層。</p><p><b>　

46、　3、一21煤層</b></p><p>　　賦存于太原組底部，上距二1 煤層101.72～113.55m，平均108.27m，下距奧陶系頂界面4.48～12.63m，平均7.70m。煤層直接頂板為泥巖和砂質(zhì)泥巖，局部為砂巖；底板多為本溪組鋁質(zhì)泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖，偶見(jiàn)炭質(zhì)泥巖偽頂、偽底，層位穩(wěn)定。煤層厚度0.64～3.06m，平均1.54m，煤厚有一定變化。夾矸1～3層，夾矸厚度0.10～0.50m

47、，平均厚度0.23m。夾矸多為泥巖，居于煤層中部。</p><p>　　一21煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—較復(fù)雜，煤質(zhì)變化很小，煤類(lèi)單一，層位穩(wěn)定，全區(qū)大部可采。一21煤層平均煤厚1.54m，可采性指數(shù)Km=0.9，標(biāo)準(zhǔn)差s=0.61，變異系數(shù)r=39.61%，屬較穩(wěn)定型中厚－薄煤層。</p><p>　　從厚度來(lái)看，一21煤層、一22煤層均屬可采煤層，但由于一21煤層、一22煤層下距奧陶系灰?guī)r僅有10

48、m左右，其直接頂板又為L(zhǎng)2灰?guī)r（強(qiáng)含水層），處于兩強(qiáng)含水層之間，水文地質(zhì)條件極復(fù)雜，且煤質(zhì)屬中灰、高硫煤，為環(huán)保政策限采煤層，因此在目前條件下設(shè)計(jì)暫不考慮開(kāi)采。井田內(nèi)各煤層特征見(jiàn)表1-2-2。</p><p>　　井 田 煤 層 特 征 表</p><p>　　表1-2-2 </p><p>　　1.3.2煤的物理性質(zhì)</p>

49、;<p>　　二1煤以塊煤為主，夾有少量粒狀煤，灰黑至黑灰色，條痕為灰黑色，似金屬光澤，以貝殼狀斷口為主，局部為參差狀。內(nèi)生裂隙發(fā)育。塊煤強(qiáng)度大，堅(jiān)硬。據(jù)鉆孔煤芯資料統(tǒng)計(jì)，塊煤產(chǎn)率達(dá)到80%。視密度1.52。二1煤宏觀煤巖組分以亮煤為主，暗煤次之，含少量絲炭透鏡體。宏觀煤巖類(lèi)型屬光亮型～半亮型。</p><p>　　1.3.3煤的風(fēng)化和氧化</p><p>　　二1煤層主要煤

50、質(zhì)特征表</p><p>　　表1-2-3 </p><p>　　二1煤層煤類(lèi)確定結(jié)果表</p><p>　　表1-2-4 </p><p><b>　　。</b></p><p>　　抗碎強(qiáng)度、可磨性指數(shù)、熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表</p><p

51、><b>　　表1-2-5 </b></p><p>　　二1煤層各項(xiàng)指標(biāo)分級(jí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表</p><p>　　表1-2-6 </p><p><b>　　1.3.5瓦斯含量</b></p><p>　　煤層瓦斯成分含量測(cè)試結(jié)果表</p><p>　

52、　表1-2-11 </p><p>　　煤層瓦斯成分含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表</p><p>　　表1-2-12 </p><p><b>　　煤的化學(xué)性質(zhì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)主要可采煤層鉆孔煤芯煤樣分析成果見(jiàn)表1-2-3。</p><p&

53、gt;<b>　　3、煤類(lèi)</b></p><p>　　依椐中國(guó)煤炭分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB5751-86》，以浮煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)份（Vdaf）、氫（Hdaf）含量為主要指標(biāo)，輔以鏡質(zhì)體最大反射率進(jìn)行確定。</p><p>　　本區(qū)二1煤煤類(lèi)屬無(wú)煙煤二號(hào)，判定指標(biāo)見(jiàn)表1-2-4。4、煤的工藝性能</p><p>　?、趴顾閺?qiáng)度、可磨性、煤的熱穩(wěn)定性&

54、lt;/p><p>　　二1煤抗碎強(qiáng)度、可磨性、煤的熱穩(wěn)定性測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1-2-5⑵煤對(duì)二氧化碳反應(yīng)性及結(jié)渣性</p><p>　　試驗(yàn)溫度為950℃時(shí)，二1煤對(duì)二氧化碳還原率為29.5～39.8%。隨著溫度的增高， </p><p>　　煤對(duì)CO2的還原率α%增大。</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，二1煤結(jié)渣強(qiáng)度屬弱結(jié)渣性。</p>

55、;<p><b>　?、侨廴谛?lt;/b></p><p>　　二1煤煤灰成分以二氧化硅和三氧化二鋁為主，二者含量為61.70~78.86%，次為氧化鈣，含量為1.13~18.88%，三氧化二鐵含量為4.01~7.95%，三氧化硫含量為3.24~6.09%，氧化鉀和氧化鈉合計(jì)含量為0.99~2.42%。二1煤灰中難熔的二氧化硅和三氧化二鋁含量較高，其軟化溫度在1350~1500℃之

56、間。二1煤層屬較高軟化溫度灰、中等流動(dòng)溫度灰。</p><p>　　5、煤的風(fēng)、氧化帶深度</p><p>　　根據(jù)鉆孔的巖石資料統(tǒng)計(jì)，風(fēng)、氧化帶厚度為14.70m左右。</p><p><b>　　1.3.4煤的用途</b></p><p>　　二1煤層各項(xiàng)指標(biāo)分級(jí)情況見(jiàn)表1-2-6。</p><p

57、>　　本區(qū)二1煤為低中灰、特低硫、低磷、一級(jí)含砷、較高軟化溫度、較高熱穩(wěn)定性、高強(qiáng)度、弱結(jié)渣性易選～較難選的無(wú)煙煤，其塊煤產(chǎn)率較高，可作化工用煤、合成氨、高爐噴吹、動(dòng)力配煤、水煤漿用煤，粉煤可作動(dòng)力或民用燃料、動(dòng)力配煤。</p><p>　　本區(qū)以往地質(zhì)工作中，二1煤層集氣式采瓦斯樣2個(gè)，解吸法采瓦斯樣6個(gè)，地質(zhì)勘探解吸法采瓦斯樣23個(gè)，采樣深度590.01~1147.00m，并進(jìn)行了瓦斯成分、含量測(cè)定，測(cè)

58、定結(jié)果見(jiàn)表1-2-11、12。</p><p>　　二1煤層瓦斯成分中N2占42.59%，CH4占44.95%，通常情況下，瓦斯成分中CH4成分小于80%，稱(chēng)為瓦斯風(fēng)化帶，本井田CH4成分遠(yuǎn)小于80%，二1煤層處在瓦斯風(fēng)化帶之中。瓦斯含量中CH4含量在0～15.36ml/g，平均5.98 ml/g。二1煤層17個(gè)瓦斯取樣點(diǎn)測(cè)</p><p>　　試，大于10ml/g的有3孔，6～10ml/

59、g的有5孔，2～6ml/g的有4孔，小于2ml/g有5孔。礦井二1煤層瓦斯含量分布情況見(jiàn)圖1-2-7。</p><p>　　地質(zhì)勘探過(guò)程中，對(duì)二1煤層瓦斯壓力、煤的堅(jiān)固性系數(shù)（ f ）、瓦斯放散初速度（△P）以及煤的等溫吸附試驗(yàn)吸附常數(shù)（a，b）也部分取樣進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1-2-13，二1煤瓦斯壓力變化不大,而孔隙度有一定差異。</p><p>　　二1煤瓦斯參數(shù)測(cè)試結(jié)果表</p

60、><p><b>　　表1-2-13</b></p><p>　　從礦井二1煤瓦斯參數(shù)測(cè)試結(jié)果表來(lái)看，有2個(gè)（12805孔、13801孔）瓦斯壓力參數(shù)、5個(gè)（12605孔、12803孔、12805孔、13155孔、13602孔）瓦斯放散初速度參數(shù)超過(guò)了突出危險(xiǎn)臨界值。從鉆孔瓦斯煤樣的取樣地點(diǎn)來(lái)看，12805孔位于井田的西部深部區(qū)域，煤層賦存標(biāo)高-1031m。13801孔位

61、于F18斷層以南的深部區(qū)域，煤層賦存底板標(biāo)高為-957m。隨著埋藏深度的減少，12605孔、13155孔、12603孔瓦斯樣的煤層瓦斯壓力均</p><p>　　1.3.6煤塵及煤的自燃</p><p><b>　　煤塵</b></p><p>　　二1以塊煤為主，夾有少量粒狀煤，塊煤強(qiáng)度大，堅(jiān)硬。煤塵爆炸性試驗(yàn)點(diǎn)火時(shí)均無(wú)火焰產(chǎn)生，鑒定結(jié)果：二

62、1煤大部分煤塵無(wú)爆炸性，僅在局部地段煤塵可能有爆炸性（13202孔）。</p><p><b>　　自燃</b></p><p>　　二1煤的自燃傾向性采用著火溫度法與色譜吸氧法進(jìn)行鑒定，自燃傾向性等級(jí)為Ⅲ級(jí)，屬不易自燃煤層</p><p><b>　　2 井田境界和儲(chǔ)量</b></p><p>&

63、lt;b>　　2.1井田境界</b></p><p>　　2.1.1井田境界確定</p><p>　　煤田范圍劃分為井田的原則有：</p><p>　　1.要充分利用自然條件劃分，盡量利用地形、地物、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等自然條件，以減少煤柱損失，提高資源采出率，充分保護(hù)地面設(shè)施；</p><p>　　2.要有與礦區(qū)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度相

64、適應(yīng)的井田范圍，要保證井田范圍與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)，有足夠的儲(chǔ)量和服務(wù)年限及合理的尺寸；</p><p>　　3.照顧全局，處理好與臨礦的關(guān)系；</p><p>　　4.直線原則，井田的劃分應(yīng)盡量采用直線或折線，有利于礦井的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理工作的開(kāi)展。</p><p>　　井田范圍內(nèi)二1煤層為設(shè)計(jì)開(kāi)采煤層，其賦存范圍東部以二1煤層隱伏露頭為界，南部以南云門(mén)斷層(F18

65、)，西部以-1200m煤層等高線為界，北部以百泉斷層(F17)為界，東西長(zhǎng)約8km，南北寬3.3km，二1煤總含煤面積約23.2km2，占整個(gè)勘探區(qū)面積的53.5%。</p><p>　　2.1.2井田賦存特征</p><p>　　井田內(nèi)煤層傾角一般2°～6°，屬近水平煤層，二1煤層煤厚4.73～6.77m，平均6m，賦存穩(wěn)定，屬穩(wěn)定型厚煤層，煤層生產(chǎn)潛力7～10t/m

66、2，是理想的高產(chǎn)煤層。 </p><p>　　井田內(nèi)煤層開(kāi)采技術(shù)條件為：低瓦斯、煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)性、煤層不易自燃、地溫正常、構(gòu)造和水文地質(zhì)條件中等，開(kāi)采技術(shù)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，為礦井和工作面的高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。但井田煤層埋藏深,礦井涌水量大,基巖厚度薄的特點(diǎn)也影響了工作面產(chǎn)量的提高.</p><p>　　井田勘探程度高，資源可靠，為提高礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、建設(shè)安全高效的現(xiàn)代化礦井提供了良好的資源

67、條件。</p><p>　　第二節(jié) 礦井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p><b>　　一、儲(chǔ)量計(jì)算范圍</b></p><p>　　由于一21、一22煤層下距底部奧陶系灰?guī)r層較近，其直接頂板又為L(zhǎng)2富水性較強(qiáng)的灰?guī)r含水層，且煤層屬于高硫煤(＞3%)，故本次設(shè)計(jì)只考慮開(kāi)采二1煤層.</p><p>　　2.2礦井地質(zhì)資源量<

68、;/p><p>　　采用地質(zhì)塊斷法計(jì)算礦井地質(zhì)資源量，地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開(kāi)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(chǔ)量。煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。煤層儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。ü?-2-1）</b></p><p>　　式中：

69、 </p><p>　　、……——分別為各塊段的儲(chǔ)量，萬(wàn)t ；</p><p>　　、….. ——分別為各塊段的面積，m2；</p><p>　　、…..——分別為各塊段內(nèi)煤層的平均厚度；</p><p>　　、……——分別為各塊段內(nèi)煤層的容重,取1.5 t/m3</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦

70、體劃分1個(gè)塊段。</p><p>　　由圖計(jì)算面積為:Sa=23710355.91m2 煤層的傾角為:5.5°則其余弦值為:0.9953</p><p>　　用煤層底板等高線上的水平投影面積換算成真面積。</p><p>　　式中 s——真面積，m2；</p><p>　　——水平投影面積，m2 ；</p><

71、;p>　　——煤層傾角，采用塊段內(nèi)的平均傾角，（°）；</p><p>　　S=23710355.91/0.9953=23820018.6m2</p><p>　　2.3礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量</p><p>　　根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推斷的。</p><p>　　根據(jù)煤層厚度和

72、煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井的工業(yè)資源/儲(chǔ)量由式(2-3-1)計(jì)算。</p><p>　　Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k (2-3-1)</p><p>　　式中： Zg——礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量；</p><p>　　Z

73、111b——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　Z122b——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　Z2M11——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　Z2M22——控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　Z333——推斷的資源量。</p><p>　　K

74、——可信度系數(shù)取0.7~0.9，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定取0.7。</p><p>　　Z111b＝214380167×60%×70%＝90039670.1t</p><p>　　Z122b＝214380167×30%×70%＝45019835.1t</p><p>　　Z2M11＝21

75、4380167×60%×30%＝45019835.1t</p><p>　　Z2M22＝214380167×30%×30%＝19294215t</p><p>　　由于地質(zhì)條件一般，k取0.8。</p><p>　　Z333k＝214380167×10%×k＝17150413.4t</p>&

76、lt;p>　　Zg＝Z111b＋Z122b＋Z2M11＋Z2M22＋Z333k＝90039670.1+45019835.1+45019835.1+19294215+17150413.4=210092564t</p><p>　　2.3.1礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量按式(2-3-1)計(jì)算：</p><p>　　Zs＝(Zg－P1)

77、 (2-4-1)</p><p>　　式中：Zs——礦井設(shè)計(jì)開(kāi)采儲(chǔ)量；</p><p>　　P1 ——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）物煤柱等永久煤柱損失量之和。</p><p>　　本井田中永久煤柱損失主要有：地面工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱、井田境界煤柱損失和斷層保護(hù)煤柱等。井田境界煤柱和斷層保護(hù)煤

78、柱取100 m。</p><p>　　1）井田邊界煤柱可按式(2-4-2)計(jì)算：</p><p>　　Z=L×b×M×R (2-4-2)</p><p>　　式中：Z——井田邊界煤柱損失量，t；</p><p>　　L——井田邊界

79、長(zhǎng)度，m；</p><p>　　b——井田邊界煤柱寬度，100m；</p><p>　　M——煤層厚度；6m ;</p><p>　　R——煤的容重，1.5t/m3。</p><p>　　則井田邊界煤柱損失量為：Z1=L×b×M×R</p><p>　　=6700×100

80、15;6×1.5</p><p><b>　　=6030000t</b></p><p>　　2）斷層保護(hù)煤柱同理可用可式(2-3-2)計(jì)算：</p><p>　　則斷層保護(hù)煤柱損失量為：</p><p>　　Z2=L×b×M×R= 17500×100×6

81、15;1.5 =15750000t</p><p>　　3）地面工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱</p><p>　　《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改決定的說(shuō)明》中第十五條關(guān)于減少?gòu)V場(chǎng)占地問(wèn)題中，工業(yè)場(chǎng)地（包括選煤廠）占地面積指標(biāo)應(yīng)控制在表2.3-1的范圍內(nèi)。</p><p>　　表2.3-1 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)明細(xì)表</p><p>

82、;　　按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn)180萬(wàn)t/a的大型礦井，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)選為1.2公頃×10萬(wàn)噸。 </p><p>　　故可算得工業(yè)場(chǎng)地的總占地面積：S=1.2×18=21.6公頃=216000 m2</p><p>　　根據(jù)垂直剖面可計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)的保護(hù)煤柱的留設(shè)：計(jì)算如下所示：</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為540×400m2,

83、平面形狀為矩形。煤層地質(zhì)條件為：煤層傾角α＝5.5°，煤層在受保護(hù)范圍內(nèi)中央的埋深H0=830m，地面標(biāo)高30m，煤層地板標(biāo)高-800m，松散層厚50m，此處煤厚6m。</p><p>　　查的本井田各參數(shù)如下：</p><p>　　φ＝45° β＝67° δ＝γ＝70°</p><p>　　其中：φ——

84、表土層移動(dòng)角；</p><p>　　β——煤柱上山移動(dòng)角；</p><p>　　δ——走向方向移動(dòng)角；</p><p>　　γ——煤柱下山移動(dòng)角；</p><p><b>　　α——煤層傾角；</b></p><p>　　用垂直剖面法留設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱如圖2.3-1所示：</p>

85、<p>　　圖2.3-1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱</p><p>　　Z3=0.5(AD+BC)×h×m×r/cosα (2-3-2)</p><p>　　式中： AD——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱梯形的下底，m；</p><p>　　BC——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)梯形的上底，m；</p>

86、;<p>　　h——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)梯形的高，m；</p><p>　　m——煤層的厚度，m；</p><p>　　r——煤的容重，m。 </p><p>　　α——煤層平均傾角，°</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　Z3=0.5

87、5;（1120.58+1215.29）×1353.17×6×1.5/cos5.5°=14290898.7t</p><p>　　由以上可得永久煤柱損失量P1= Z1 +Z2+Z3</p><p>　　=6030000+15750000+14290898.7</p><p>　　=36070898.7t</p>&

88、lt;p>　　2.3.2礦井可采儲(chǔ)量</p><p>　　1）礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量可按式（2-3-3）計(jì)算：</p><p>　　Zs= Zg－P1 (2-3-3)</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b&g

89、t;</p><p>　　Zs=210092564－36070898.7=174021665t</p><p>　　2)礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量課按式（2-3-4）計(jì)算，其中P2按礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量的2%估算。</p><p>　　Zk= (Zs－P2)C

90、 (2-3-4)</p><p>　　式中 Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量；</p><p>　　P2——主要井巷煤柱損失量之和；</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 %。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：Zk=（174021665－174021665×2%）&#

91、215;75 %=127905924t</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>　　3.1 礦井工作制度</p><p>　　按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作330 d計(jì)算，礦井每晝夜凈提升時(shí)間為16個(gè)小時(shí)。所以，本礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)為330 d。工作制度采用“三八制”，每天三班作業(yè)，三班準(zhǔn)備，三采三準(zhǔn)

92、。每班工作8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><p><b>　　3.2.1確定依據(jù)</b></p><p>　　由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國(guó)家對(duì)煤炭資源配置及市場(chǎng)需求、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生成能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。&

93、lt;/p><p>　　1、資源情況：礦井地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開(kāi)采條件優(yōu)越，應(yīng)將礦井定為較大的井型；煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦井規(guī)模定的太大；</p><p>　　2、開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置，交通是否便利，用戶(hù)，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等；</p><p>　　3、國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定

94、礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)；</p><p>　　4、投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。</p><p>　　3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p>　　參照大型礦井服務(wù)年限的下線要求，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力可按式（3-2-1）計(jì)算：</p><p>　　A=Zk/TK

95、 (3-2-1)</p><p>　　式中 A——礦機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a；</p><p>　　Zk——礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量，萬(wàn)t；</p><p>　　T——礦井服務(wù)年限，取50a；</p><p>　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井設(shè)計(jì)一般取1.3～1.5，本設(shè)計(jì)取1.3。</p>

96、;<p>　　代入數(shù)據(jù)得：A=12790.5924/(50×1.3)= 196.778萬(wàn)t/a.根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定為180萬(wàn)t/a。</p><p><b>　　3.2.3服務(wù)年限</b></p><p>　　礦井服務(wù)年限可按式（3-2-2）計(jì)算：</p><

97、;p>　　T= Zk/ AK (3-2-2)</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：T=12790.5924/(180×1.3)= 54.66a</p><p><b>　　3.2.4井型校核</b></p><p>　　根據(jù)大型礦井的礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限為50a以上，而本礦

98、的服務(wù)年限大于50a，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬(wàn)t/a，故符合建立大型礦井。</p><p><b>　　4 井田開(kāi)拓</b></p><p>　　4.1 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題</p><p>　　井田開(kāi)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)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(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布

99、置和開(kāi)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(kāi)采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。</p><p>　　4.1.1確定井硐形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)</p><p>　?。ㄒ唬┚残问降拇_定</p><p>　　井筒的形式有立井、斜井和平峒三種。斜井適用于井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需要特殊

100、法施工的緩斜和傾斜煤層。平峒適用于地形條件合適，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(mǎn)足同類(lèi)井型水平服務(wù)年限要求。綜合新莊煤礦的實(shí)際情況：（1）表土層較厚，平均為140m，且風(fēng)化嚴(yán)重；（2）地處平原，地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高平均為+80m左右，煤層埋藏較深，距地面垂深在-550～-1200m之間。因此，斜井及平峒均不適用于趙固二礦。</p><p>　　由于立井開(kāi)拓的適

101、應(yīng)性較強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；在采深相同的條件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利；井筒的斷面大，可滿(mǎn)足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的的要求，且阻力小，對(duì)深井更為有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。因此，綜合以上因素并結(jié)合新莊礦的實(shí)際情況，確定井筒的形式為立井。 </

102、p><p>　　本礦井煤層傾角小，平均5.5°，為近水平煤層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量較?。痪膊恍枰厥馐┕?，因此可采用立井開(kāi)拓，延伸可采用立井延伸或采用暗斜井延伸方案或?yàn)橐凰介_(kāi)采。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙立井開(kāi)拓，兩水平開(kāi)采。</p><p>　　本礦井采用一對(duì)立井開(kāi)拓：主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐籠提升矸石，升降人員、設(shè)備、材料，且兼作進(jìn)風(fēng)井。副井安裝梯子間，作

103、為一個(gè)安全出口?？紤]到趙固二礦井田范圍較大，礦井通風(fēng)方式經(jīng)過(guò)比較后確定為中央并列式通風(fēng)（具體比較情況見(jiàn)第九章），在井田南翼和北翼各掘一個(gè)風(fēng)井，即南風(fēng)井和北風(fēng)井，每個(gè)風(fēng)井均安裝梯子間，作為回風(fēng)井并兼作安全出口。</p><p>　?。ǘ┚参恢玫拇_定</p><p>　　（1）井筒沿井田走向方向的有利位置</p><p>　　本井田形狀基本上成不對(duì)稱(chēng)的梯形，儲(chǔ)量分布

104、比較均勻，故井筒的有利位置應(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，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。</p><p>　?。?）井筒沿井田傾斜方向的有利位置</p><p>　　立井開(kāi)拓時(shí)，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠上時(shí)，可以使石門(mén)長(zhǎng)度較短，沿石門(mén)的運(yùn)輸工作量較小。從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小。<

105、/p><p>　　（3）有利于礦井初期開(kāi)采的井筒位置</p><p>　　應(yīng)盡可能使井筒位置靠近淺部初期開(kāi)采塊段，以減少初期井下開(kāi)拓工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。</p><p>　　（4）盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒</p><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。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時(shí)要使地面

106、工業(yè)場(chǎng)地盡量不壓首采區(qū)煤層。</p><p>　　（5）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(chē)場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)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>　?。?）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場(chǎng)地</p><p>　　井

107、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(zhuān)用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專(zhuān)用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專(zhuān)用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。</p><p>　　（7）井筒井口位置的標(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)氐臍v年最高洪水位。</p><p>　　綜上所述，由于本井田地形平坦，表土較厚，且有流沙層，所以，確定采用立井開(kāi)拓（主井設(shè)箕斗），并按表土層較薄，井下生產(chǎn)費(fèi)

108、用較低的原則確定了井筒位于井田走向中部表土層較薄處。</p><p>　　4.1.2確定工業(yè)場(chǎng)地位置、形狀和面積</p><p>　　礦井工業(yè)廣場(chǎng)屬于一級(jí)保護(hù)建筑，工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素。</p><p>　　(1)盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局。</p><p>　　(2)處于當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，避免空氣污染。</p&

109、gt;<p>　　(3)占地面積盡量小，盡量做到不搬遷村莊。</p><p>　　(4)盡量布置在地勢(shì)比較平坦、地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于歷年最高洪水位。</p><p>　　(5) 盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量。</p><p>　　結(jié)合本礦井實(shí)際情況確定，工業(yè)廣場(chǎng)中心坐標(biāo)為定其坐標(biāo)為（3756710，39465880），中心深度-540

110、，面積540m×400m。</p><p>　　4.1.3開(kāi)采水平的確定及采帶區(qū)劃分</p><p>　　井田主采煤層為二號(hào)煤層， 二號(hào)煤層傾角平變化不大，為3°～8°，大部分為近水平煤層，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，故設(shè)計(jì)為兩水平開(kāi)采。水平標(biāo)高-750m，帶區(qū)式開(kāi)采。第一水平生產(chǎn)能力：可采儲(chǔ)量為62.1Mt，服務(wù)年限為27a。</p><p>　

111、　4.1.4主要開(kāi)拓巷道</p><p>　　二號(hào)煤層平均厚度為6m，賦存穩(wěn)定，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度不太大。故礦井開(kāi)拓大巷布置在巖層中，留大煤柱護(hù)巷，大巷間距50m。由于礦井瓦斯涌出量不大，為滿(mǎn)足回風(fēng)需要，單獨(dú)建設(shè)回風(fēng)立井。一條輔助運(yùn)輸大巷，一條膠帶回風(fēng)大巷共兩條大巷。為便于在巷道交叉時(shí)架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，輔助運(yùn)輸大巷和主運(yùn)輸大巷距煤層底板一定距離掘進(jìn)。大巷基本保持與煤層同方向布置，局部半煤巖及巖巷，巷道坡度

112、不隨煤層而起伏,一般保持千分之三，膠帶大巷上倉(cāng)段局部15°。</p><p>　　4.1.5井田開(kāi)拓方案技術(shù)比較</p><p><b>　?。?）提出方案</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的方案，分析如下：</p><p>　　方案一：立井兩水平開(kāi)拓</p>

113、<p>　　主副井井筒均為立井，布置于井田中央，設(shè)兩個(gè)水平。</p><p>　　方案二：立井單水平加暗斜井開(kāi)拓</p><p>　　主副井均位于井田中央，采用暗斜井延深，暗斜井位于煤層底板巖層中。</p><p>　　方案三：立井兩水平主井暗斜井延伸副井直接延伸開(kāi)拓</p><p>　　主副井均位于井田中央，分兩個(gè)水平開(kāi)采。<

114、;/p><p><b>　　4.2井基本巷道</b></p><p>　　4.2.1井筒斷面尺寸</p><p>　　筒斷面尺寸，主要是根據(jù)提升容器的種類(lèi)、數(shù)量及外形尺寸；井筒裝備的類(lèi)型、規(guī)格、最小允許間隙；井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸來(lái)確定。</p><p>　　本礦井采用立井開(kāi)拓，井筒穿過(guò)表土沖積層，含水層等

115、，礦井的年產(chǎn)量為180萬(wàn)t。選用副井井筒直徑7.2m的圓形井筒，井深571m。井筒裝備采用一隊(duì)1.5t雙層四車(chē)帶平衡罐籠。其型號(hào)為CK4JT-140。井筒采用鋼筋混凝土支護(hù)。混凝土壁厚500mm,充填50mm。</p><p>　　主井采用直徑為6.0m的圓形井筒，井深586m,提升容器采用一對(duì)16t箕斗。其型號(hào)為CK4JT-139。井筒采用鋼筋混凝土支護(hù)，混凝土壁厚400mm,充填100mm。</p>