采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-陽(yáng)煤集團(tuán)一礦3.0mta新井設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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><b>　　1.1.1地理位置</b></p><p>　　山西國(guó)陽(yáng)新能股份有限公司一礦位于沁水煤田北端，太行復(fù)背斜西翼，礦區(qū)位于山西省陽(yáng)泉市西北部和盂縣東南部，東南距陽(yáng)泉市10km，地跨陽(yáng)泉和盂縣兩市縣

2、，行政區(qū)劃屬山西省陽(yáng)泉市。其地理坐標(biāo)：</p><p>　　東經(jīng)113°21′10″～113°31′11″</p><p>　　北緯37°53′17″～37°58′51″。</p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p><b>　　1.1.2交通條件</b>&

3、lt;/p><p>　　一礦的交通運(yùn)輸條件極為方便，工業(yè)廣場(chǎng)旁有鐵路專用線與電氣化雙軌石太線陽(yáng)泉車站接軌，運(yùn)距10km。一礦的公路往南行2km經(jīng)賽魚(yú)口，和太舊高速公路以及307國(guó)道線相連，與陽(yáng)泉、平定、盂縣、壽陽(yáng)等各市縣結(jié)成公路網(wǎng)。陽(yáng)泉市內(nèi)有一路公共汽車和陽(yáng)煤集團(tuán)礦交車直達(dá)一礦，交通十分便利。見(jiàn)一礦交通位置示意圖1-1。</p><p>　　圖1-1　一礦交通位置示意圖</p>

4、<p>　　1.1.3地形、地貌及河流</p><p>　　本井田位于太行山北段西翼，以落雁垴——廟梁——佛爺梁——王蘭山——?jiǎng)渖椒炙畮X呈大致東西向橫貫井田中南部，形成中部高而南北低的地勢(shì)。井田內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，南坡較北坡更甚，“Ｕ”字形、“Ｖ”字形沖溝極為發(fā)育，其山脊與溝谷多數(shù)呈大致北北東向排列于分水嶺兩側(cè)，尤如羽狀，形成了復(fù)雜的中低山地形地貌。最高點(diǎn)落雁垴，標(biāo)高為+1369.3m，北坡最低點(diǎn)為皇后村

5、前的召山河谷，標(biāo)高為+1035m，南坡最低點(diǎn)為一礦沸騰鍋爐房旁的蒙村河床，標(biāo)高為+766.3m，一般相對(duì)高差為300m左右。本井田總的地形地貌特征是：坡陡谷深，地表裸露、植被較少。</p><p>　　本井田河流屬海河流域的滹沱河水系。分水嶺南坡為桃河水系，主要有保安溝河、蘆湖溝河和蒙村河等河流。分水嶺北坡為溫河水系，主要有召山河、燕龕河、元子溝河、白家溝河、鴿子塄溝河等支流，都自南而北注入10km以外的溫河。這

6、些水系的基本特點(diǎn)是受季節(jié)性控制明顯，為間歇性河流，冬、春季節(jié)往往干涸無(wú)水，唯到每年的6～9月份雨季時(shí)，常因山洪暴發(fā)流量劇增，切割強(qiáng)烈。</p><p>　　礦井所在工業(yè)場(chǎng)地的蒙村河最大流量為367200m3/h，最高洪水位為803.8m、老坪溝河最大流量為255502.80m3/h。</p><p>　　1.1.4氣象與地震</p><p>　　本井田屬于暖溫帶大陸

7、性半干旱季風(fēng)氣候。四季分明，日照充足。年最大降水量866.4mm，最小降水量240.4mm，平均降水量566.5mm；年最大蒸發(fā)量2381.9mm，最小1319.1mm，平均蒸發(fā)量1885.9mm；蒸發(fā)量大于降水量3倍多。年平均氣溫最高17.1℃，最低-5.5℃，歷年平均10.9℃；陽(yáng)泉極端最高氣溫40.2℃，最低氣溫-19.1℃。1959年4月14日，風(fēng)速為28m/s(W風(fēng))，歷年平均風(fēng)速1.7m/s。盂縣最大風(fēng)速為20.7m/s，歷

8、年平均2.6m/s。在1989年8月24日20時(shí)10分至20時(shí)25分，陽(yáng)泉市遭到1次罕見(jiàn)的颶風(fēng)暴雨、冰雹的襲擊，最大風(fēng)力12級(jí)，最大風(fēng)速35m/s，為陽(yáng)泉市歷史上罕見(jiàn)。月最大絕對(duì)濕度34.l毫巴，最小0.4毫巴，歷年平均8.9毫巴。最早初霜期為1980年9月23日、終霜期為1963年4月29日，最大凍土深度0.68m。</p><p>　　山西省地震局于1982年編繪的《全省地震分布及破壞性地震(烈度大于七度)預(yù)

9、測(cè)圖》表明，本井田位于昔陽(yáng)-和順縣地震帶北部邊緣。該帶由于地處太行山經(jīng)向斷裂帶的邊緣，是歷史上的地震多發(fā)帶，在省內(nèi)其活動(dòng)性僅次于大同——太原——臨汾帶。</p><p>　　根據(jù)國(guó)家地震局1976年9月《中國(guó)地震基本烈度區(qū)劃資料》(1/3百萬(wàn))及晉震發(fā)業(yè)字(1984)第110號(hào)文，陽(yáng)泉礦區(qū)除昔陽(yáng)縣境內(nèi)基本烈度為七度區(qū)外，其余地區(qū)均為六度區(qū)，本井田處于地震基本烈度的六度區(qū)。</p><p>

10、　　從歷史上看陽(yáng)泉地區(qū)未發(fā)生過(guò)六級(jí)以上大地震，一般在4.5～5.0級(jí)。</p><p><b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　1.2.1地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p><b>　　1）區(qū)域構(gòu)造</b></p><p>　　陽(yáng)泉礦區(qū)位于沁水盆地東北

11、邊緣、新華夏系第三隆起帶中段西側(cè)、祁呂賀山字型前弧東翼以東。較低序次的娘子關(guān)帚狀構(gòu)造、壽陽(yáng)局部經(jīng)向構(gòu)造(西洛南北向褶皺帶)分處礦區(qū)東西兩側(cè)。北抵陽(yáng)曲—盂縣東西褶皺帶，老廟山蓮花狀構(gòu)造位居礦區(qū)南部。新華夏系較低序次的武鄉(xiāng)—陽(yáng)城凹皺帶呈北北東向縱貫整個(gè)礦區(qū)。</p><p>　　由于經(jīng)過(guò)多次不同時(shí)期、不同方式、不同方向區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的綜合作用，特別是受新華夏系太行隆起帶及山西中部緯向構(gòu)造帶陽(yáng)曲—盂縣東西褶斷帶的影響，

12、本區(qū)形成了一個(gè)東北高而西南低，沿北西走向、南西傾向的大規(guī)模的單斜構(gòu)造，在這個(gè)單斜面上，次一級(jí)的構(gòu)造以波狀起伏的短軸褶皺構(gòu)造為主，層間的小型斷裂構(gòu)造次之。</p><p><b>　　2）井田構(gòu)造</b></p><p>　　一礦井田位于礦區(qū)大單斜的西北部，其構(gòu)造形態(tài)基本上呈一單斜狀，其走向?yàn)楸蔽?，傾向?yàn)槟衔鳌Ｑ貑涡弊呦蚝蛢A向均發(fā)育有次一級(jí)的較平緩的褶皺群和層間斷裂構(gòu)造

13、，局部地段發(fā)育有陡傾撓曲，本井田陷落柱較發(fā)育，大部為砂巖及泥巖。</p><p><b>　?。?）褶皺</b></p><p>　　在井田單斜上發(fā)育的次一級(jí)的規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造有15條，有神廟溝背斜、元子溝、西土活向斜、獅子坪、路家莊背斜、白家溝、杏梁、虎峪村西向斜、鴿子崖背斜、碾子溝向斜、虎峪村東背斜、楊家峪西、葫蘆山向斜、楊家峪、紅簡(jiǎn)溝、周家山背斜、煙嘴、高家溝

14、、常家山向斜、皇后村東、石板溝背斜，西溝向斜、巨溝村背斜。</p><p><b>　?。?）斷層</b></p><p>　　一礦井田內(nèi)落差大于20m的大中型斷層有兩條，其特征見(jiàn)表1-1。</p><p>　　落差小于20m的斷層特征見(jiàn)表1-2。</p><p>　　表1-1 大中型斷層

15、特征表</p><p>　　表1-2 小型斷層特征表</p><p><b>　　（3）節(jié)理</b></p><p>　　本井田節(jié)理比較發(fā)育，可分為四組：第一組N80°E—N85°E，第二組N5°W—N10°W，第三組N20°E—N30°E，第四組N4

16、0°W—N50°W。第一組與第二組為一“X”型節(jié)理，第三組與第四組為另一“X”型節(jié)理。分別構(gòu)成棋盤(pán)格式構(gòu)造。第一、二組為走向近直交的共軛剪節(jié)理。NNW向一組多具扭張性，發(fā)育程度較高，有參差不齊的斷口；NEE向的一組一般結(jié)構(gòu)面緊閉，地表發(fā)育較弱。第三、四組為斜交或近直交的共軛“X”型節(jié)理。結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)為扭張性。一般NW向一組節(jié)理面呈弱鋸齒狀參差不齊，有時(shí)被方解石充填。NE向一組節(jié)理面平整緊閉。該組節(jié)理在本井田的西部及

17、北部較發(fā)育，常在砂巖層面上構(gòu)成棋盤(pán)格式型。并且有時(shí)在地表或井下組成階步狀構(gòu)造群，把地層和煤層切成小塊。</p><p><b>　?。?）巖溶陷落柱</b></p><p>　　一礦井田內(nèi)巖溶陷落柱廣泛發(fā)育，目前在井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)陷落柱381個(gè)，其中絕大部分為井下采掘工程所揭露，據(jù)已采區(qū)證實(shí)的統(tǒng)計(jì)資料，地面調(diào)查和勘探查明的陷落柱有15個(gè)，只占陷落柱總數(shù)的3.9%。<

18、/p><p><b>　　1.2.2含煤地層</b></p><p>　　本井田為石炭二疊紀(jì)煤系地層，即為本溪組、太原組和山西組。太原組含煤性最好、其次為山西組，本溪組含煤性最差?，F(xiàn)根據(jù)井田地質(zhì)資料由老到新敘述如下：</p><p>　　1）石炭系中統(tǒng)本溪組</p><p>　　由灰色、淺灰色鋁土巖、鋁土質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂

19、巖和石灰?guī)r組成。鋁土巖、鋁土質(zhì)泥巖具有鮞狀結(jié)構(gòu)，以底部的鋁土巖較穩(wěn)定。在井田西部本組的頂部和中上部有鋁土質(zhì)泥巖，且上部的鋁土質(zhì)泥巖較穩(wěn)定，厚約4m左右。鋁土含量底部一層最高，Al2O3含量高達(dá)40%以上。巖石富含黃鐵礦，尤以下部含量最高，局部可呈黃鐵礦薄層，一般將下部富含鐵鋁質(zhì)的巖層謂之鐵鋁巖層段，山西式鐵礦亦系此層位。本組含灰?guī)r2～4層，厚度一般為1米左右、以上下兩層較穩(wěn)定。本組含煤線。0～2層，不穩(wěn)定且不可采，有時(shí)中部的煤線和灰?guī)r呈

20、現(xiàn)消長(zhǎng)關(guān)系。砂巖以中部一層最發(fā)育，一般為石英砂巖。本組平均厚度為56.75m，有自東向西增厚的趨勢(shì)。與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組呈假整合接觸。</p><p>　　2）石炭系上統(tǒng)太原組</p><p>　　太原組是本區(qū)主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于本溪組地層之上。全組厚度90～130m，平均121.82m，由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖，灰白色細(xì)—中粒砂巖，深灰色石灰?guī)r和煤組成。有三層石灰?guī)r，是本組

21、煤層對(duì)比的典型標(biāo)志層。含煤8層，其中12號(hào)、15號(hào)為主要可采煤層，8號(hào)、9號(hào)上、9號(hào)、13號(hào)為局部可采煤層，含煤系數(shù)9～10%。</p><p>　　3）二迭系下統(tǒng)山西組</p><p>　　山西組連續(xù)沉積于太原組之上，為本區(qū)主要含煤地層之一，含煤性較太原組略差。全組厚度40～75m，平均57.79m。由灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤組成。本組含煤6層，其中3號(hào)煤為主要可采煤層，6號(hào)

22、煤為局部可采煤層，其余均不可采，含煤系數(shù)5～7%。</p><p>　　地質(zhì)綜合柱狀圖見(jiàn)圖1-2。</p><p>　　1.2.3水文地質(zhì)條件</p><p><b>　　1）主要含水層</b></p><p>　　本井田含水層多屬局部孔隙－裂隙含水層。含水層的富水性與控水地形、構(gòu)造有關(guān)，一般在向斜地段含水較多，其它部位

23、含水性極弱。</p><p>　?。?）中奧陶統(tǒng)馬家溝組—灰?guī)r巖溶裂隙含水層：</p><p>　　北丈八井主皮帶斜井和3t底卸煤倉(cāng)揭穿奧陶紀(jì)灰?guī)r19.5m，其巖性堅(jiān)硬、質(zhì)純、致密，未發(fā)現(xiàn)溶孔。據(jù)鄰區(qū)鉆孔抽水試驗(yàn)資料，本層地下水的總硬度為56.74(德國(guó)度)，硫酸鹽為315.93mg/L，PH值為7.1，屬弱堿性水。</p><p>　?。?）石炭系上統(tǒng)太原組——石

24、灰?guī)r、砂巖裂隙含水層：</p><p>　　主要由K2、K3、K4石灰?guī)r、K1砂巖及“怪砂巖”組成，總平均厚度為31.49m。</p><p>　　（3）二疊系下統(tǒng)山西組——砂巖裂隙含水層：</p><p>　　主要由3號(hào)煤層頂板砂巖和K7(砂巖)組成。</p><p>　?。?）二疊系下統(tǒng)下石盒子組——砂巖裂隙含水層：</p>

25、<p>　　由灰白色的K8(砂巖)和灰色K9(中粒砂巖)組成。K8(砂巖)為本組的基底，K9(砂巖)位于本組的中下部，總平均厚度為15.90m。</p><p>　　（5）二疊系上統(tǒng)上石盒子組——砂巖裂隙含水層：</p><p>　　主要由灰白、灰綠色的K11(中粗粒砂巖)和K12(含礫中粗粒砂巖)組成。</p><p>　　圖1-2　地質(zhì)綜合柱狀圖&l

26、t;/p><p>　　廣泛出露于本井田地表的分水嶺兩側(cè)的山梁及山頂部位，多形成高山陡坎地貌。巖性堅(jiān)硬，由于風(fēng)化作用，地表裂隙發(fā)育。</p><p>　?。?）第四系——沖積、洪積孔隙含水層：</p><p>　　由河卵石、礫石、滾石、砂、亞砂土等組成。主要分布在井田內(nèi)河床或低凹地帶。在蒙村河、召山河分布較厚，約1.6～8.7m。雨季含水豐富，旱季水量較小，潛水位隨季節(jié)性

27、變化明顯。</p><p><b>　　2）地表水</b></p><p>　　本井田河流屬海河流域的滹沱河水系，以落雁垴——廟梁——佛爺梁——王蘭山——?jiǎng)渖椒炙畮X，呈大致東西向橫貫井田中南部，形成中部高，南北低的地勢(shì)。分水嶺兩側(cè)地形切割強(qiáng)烈，形成“Ｕ”字形、“Ｖ”字形沖溝，其山脊與溝谷多數(shù)呈大致北北東向排列于分水嶺兩側(cè)，尤如羽狀，形成了復(fù)雜的中低山地形地貌。這些沖

28、溝形成季節(jié)性河流，冬春干涸無(wú)水，6～9月雨季時(shí)，流量劇增。</p><p><b>　　3）礦井涌水量</b></p><p>　　該礦井目前為無(wú)承壓水開(kāi)采區(qū)。北丈八井正常涌水量約64m3/h，最大涌水量140m3/h，礦井涌水主要來(lái)自采空區(qū)積水，隨著開(kāi)采面積的增大、降雨量的增大、開(kāi)采深度的加深，礦井涌水量將會(huì)逐漸增大。</p><p><

29、;b>　　1.3煤層特征</b></p><p>　　1.3.1煤層與煤質(zhì)</p><p><b>　　1）煤層</b></p><p>　　該礦井開(kāi)采3號(hào)、12號(hào)、15號(hào)層煤。</p><p>　　3號(hào)煤層位于山西組中部，是山西組最主要的開(kāi)采煤層，厚度最大2.95m，最小0.40m，平均為1.56m。

30、局部地段，煤層出現(xiàn)分叉現(xiàn)象，含一層夾石，多為砂質(zhì)泥巖，最厚為1.50m，最薄為0.10m，一般0.2～0.5m，但總體來(lái)看3號(hào)煤層屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。3號(hào)煤層煤厚度總的變化趨勢(shì)為由東南向西北方向逐漸變薄?？刹尚灾笖?shù)為0.917，煤厚變異系數(shù)為39.5%，屬較穩(wěn)定煤層。</p><p>　　12號(hào)煤層位于太原組中部，最大煤層厚度2.16m，最小為0，平均1.24m，一般含1層夾石，厚約0.20m左右，多為泥巖，結(jié)構(gòu)復(fù)雜

31、，夾石由東至西逐漸變厚，以至到中部、西部將其分成兩層。由于夾石的增厚，該煤層就變得不可采。其可采范圍僅限于中部～東部。且由東—西分叉變薄。可采性指數(shù)為0.74，煤厚變異系數(shù)為32.1%，屬不穩(wěn)定煤層。</p><p>　　15號(hào)煤層位于太原組下部，是組內(nèi)及區(qū)內(nèi)最主要的煤層，最大煤層厚度9.03m，最小4.77m，平均6.91m，一般含夾石1～4層，夾石厚度在0.1～1.0m之間，屬?gòu)?fù)雜結(jié)構(gòu)煤層?？刹尚灾笖?shù)為1，煤

32、厚變異系數(shù)為13.30%，屬穩(wěn)定煤層。15號(hào)煤層由東北部到西南部為一厚煤帶，而由西北到東南部則相間出現(xiàn)變薄帶。</p><p>　　一礦井田各可采煤層特征見(jiàn)表1-3，各煤層的間距見(jiàn)表1-4。</p><p><b>　　2）煤質(zhì)</b></p><p>　　3號(hào)煤原煤灰分6.30～19.22%，平均為13.76%；原煤揮發(fā)分9.87～16.42

33、%，平均為12.84%；原煤全硫0.37～0.53%，平均0.44%；原煤發(fā)熱量27.84～33.90MJ/kg，平均30.99MJ/kg；屬中灰-特低硫、低磷、高發(fā)熱量的貧煤和少量的無(wú)煙煤，煤質(zhì)較好。</p><p>　　12號(hào)煤原煤灰分12.19～36.14%，平均為28.7%；原煤揮發(fā)分9.08～25.40%，平均為16.23%；原煤全硫0.81～2.58%，平均1.19%；原煤發(fā)熱量30.43～32.67

34、MJ/kg，平均31.46MJ/kg；屬中灰、中硫、低磷、高發(fā)熱量的無(wú)煙煤。</p><p>　　15號(hào)煤原煤灰分4.76～24.95%,平均15.04%；原煤揮發(fā)分6.29～12.58%，平均9.29%；原煤全硫0.84～2.03%，平均1.57%；原煤發(fā)熱量30.11～32.51MJ/kg，平均31.33MJ/kg；屬低灰、中硫、低磷、高發(fā)熱量的無(wú)煙煤，煤質(zhì)較好。</p><p>&l

35、t;b>　　3）煤類及用途</b></p><p>　　表1-3 一礦井田煤層特征一覽表 單位：m</p><p>　　表1-4 煤 層 間 距 表 單位：m</p><

36、p>　　依據(jù)中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751-86）劃分：現(xiàn)開(kāi)采的煤層煤種以無(wú)煙煤為主，是良好的化工、動(dòng)力用煤及電煤原料。除供給國(guó)家重點(diǎn)化肥廠、發(fā)電廠、鋼廠噴粉外，還遠(yuǎn)銷歐美及亞洲等一些國(guó)家。</p><p>　　1.3.2煤層頂?shù)装鍘r性</p><p>　　一礦井田以采3號(hào)、15號(hào)煤層為主，并以12號(hào)煤層作為配采煤層。各煤層頂板一般比較平整，為砂質(zhì)泥巖、泥巖，粉砂巖和石灰?guī)r，局部

37、為細(xì)—中粒砂巖，頂板厚度一般不大，直接頂板類別一般為中等穩(wěn)定頂板。頂板裂隙比較發(fā)育，尤其是3號(hào)煤層偽頂發(fā)育，且松軟破碎易離層。12號(hào)和15號(hào)煤層頂板裂隙較發(fā)育，3號(hào)和12號(hào)煤層大面積發(fā)育沖刷，使煤層厚度變薄，頂板凹凸不平且?guī)r石硬度大；各可采煤層大部都有偽底存在，為泥巖、砂質(zhì)泥巖，一般比較平整，遇水膨脹成粉狀，好在本井田地下水甚微，底鼓現(xiàn)象在工作面不多見(jiàn)，很少影響支護(hù)、采煤工藝及方法的選擇。</p><p>　　各

38、開(kāi)采煤層的巖石工程地質(zhì)特征見(jiàn)表1-5。</p><p>　　1.3.3礦井瓦斯、煤塵、煤的自燃、地溫及沖擊地壓</p><p>　　2006年礦井進(jìn)行了瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定，北丈八井絕對(duì)瓦斯涌出量165.76m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量14.05m3/t，二氧化碳絕對(duì)涌出量9.94m3/min，二氧化碳相對(duì)涌出量0.84m3/t，山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)[2007]126號(hào)文件《關(guān)

39、于陽(yáng)煤集團(tuán)所屬礦井2006年瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》，批復(fù)為高瓦斯礦井。</p><p>　　煤炭科學(xué)研究總院重慶分院2006年10月20日～25日對(duì)一礦丈八井的北翼分區(qū)、吳家掌分區(qū)、張華溝分區(qū)、楊坡堰分區(qū)的煤樣進(jìn)行鑒定，并出具了煤塵爆炸性和煤炭自燃傾向性等級(jí)鑒定報(bào)告，15號(hào)煤層火焰長(zhǎng)度0mm，加巖粉用量0%，煤塵無(wú)爆炸性；15號(hào)煤層煤樣吸氧量1.25～1.40cm3/g干煤，煤層自燃等級(jí)為Ⅲ級(jí)，

40、屬不易自燃煤層（根據(jù)瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的批復(fù)文件，15號(hào)煤層自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，屬煤層自燃煤層）。</p><p>　　表1-5 煤層的巖石工程地質(zhì)特征 單位：m</p><p>　　根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院2006年9月4日、10月22日對(duì)一礦丈八井的楊坡堰分區(qū)的煤樣進(jìn)行

41、鑒定并出具煤塵爆炸性和煤炭自燃傾向性等級(jí)鑒定報(bào)告，12號(hào)煤層火焰長(zhǎng)度0mm，加巖粉用量0%，煤塵無(wú)爆炸性；12號(hào)煤層煤樣吸氧量1.30cm3/g干煤，自燃等級(jí)為Ⅲ級(jí)，屬不易自燃煤層。</p><p>　　根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院2006年9月4日、10月25日對(duì)一礦丈八井的吳家掌分區(qū)的煤樣進(jìn)行鑒定,并出具了煤塵爆炸性和煤炭自燃傾向性等級(jí)鑒定報(bào)告，3號(hào)煤層火焰長(zhǎng)度10mm，加巖粉用量40%，煤塵有爆炸性；3號(hào)煤

42、層煤樣吸氧量1.10～1.35cm3/g干煤，自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，屬容易自燃煤層。</p><p>　　據(jù)一礦井田地質(zhì)勘探報(bào)告中的測(cè)溫資料知，恒溫帶深度為30～60m，溫度為12℃左右、平均地溫梯度為0.8℃～1.9℃/百m。按恒溫帶深度為45m來(lái)計(jì)算，現(xiàn)生產(chǎn)最深水平的深度為500m左右，地溫為16℃～21.5℃，屬正常狀態(tài)。預(yù)測(cè)未來(lái)最深水平的深度為700m左右，地溫為17.6℃～25.3℃，仍屬正常狀態(tài)，對(duì)未來(lái)的生

43、產(chǎn)活動(dòng)影響不大。</p><p>　　根據(jù)礦井井下調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)地壓異常現(xiàn)象，本井田屬地壓正常區(qū)。</p><p><b>　　2　井田境界和儲(chǔ)量</b></p><p><b>　　2.1井田境界</b></p><p>　　該礦井田位于沁水煤田的北部，其井田邊界及四鄰關(guān)系見(jiàn)一礦井田賦存狀況示意圖2

44、-1。即東部以經(jīng)線96500為界，西部以經(jīng)線86500為界，南起緯線104785、北止緯線111500；東鄰陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司四礦，南鄰陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司三礦；西鄰七里河井田（規(guī)劃井田）；北鄰蔭營(yíng)煤礦及程莊井田（規(guī)劃井田）。井田東西走向長(zhǎng)約10公里，南北寬約6.7公里，面積約47.8平方公里。</p><p>　　圖2-1　井田賦存狀況示意圖</p><p><b

45、>　　2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量</b></p><p>　　2.2.1井田勘探情況</p><p>　　該井田先后經(jīng)過(guò)兩次勘探工作。兩次勘探共鉆孔130余個(gè)，鉆孔密度為2.3個(gè)/平方公里，基本上探明了井田地質(zhì)構(gòu)造和煤層的賦存條件。</p><p>　　2.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　說(shuō)明：本次設(shè)計(jì)只針對(duì)礦井15號(hào)主采煤

46、層進(jìn)行，15號(hào)煤層工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算：</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為17個(gè)塊，在各塊范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊的儲(chǔ)量，煤層總儲(chǔ)量即為各塊儲(chǔ)量之和。塊的劃分見(jiàn)圖2-2，各塊儲(chǔ)量見(jiàn)表2-1。</p><p>　　圖2-2　井田儲(chǔ)量劃分示意圖</p><p>　　表2-1 各分塊儲(chǔ)量表

47、 單位：Mt</p><p>　　則15號(hào)煤層工業(yè)儲(chǔ)量：</p><p>　　Zg=Z1＋Z2＋Z3＋……＋Z17</p><p>　　=7.18＋18.06＋17.24＋……＋40.80=449.4 Mt</p><p>　　2.2.3礦井可采儲(chǔ)量</p><p><b>　　1）井田境界煤柱</b&

48、gt;</p><p>　　井田境界邊界煤柱可按下列公式計(jì)算：</p><p>　　Z=L×b×M×γ （公式 2-1）</p><p>　　式中：Z——邊界煤柱損失量，Mt；</p><p>　　L——邊界煤柱長(zhǎng)度，m；</p>

49、<p>　　b——邊界煤柱寬度，井田境界煤柱在本井田一側(cè)按50m留設(shè)；</p><p>　　M——煤層厚度，6.91m；</p><p>　　γ——煤的容重，1.4t/m3。</p><p>　　Z=L×b×M×γ=（5874＋725＋2566＋1523＋1747＋242＋477＋777＋2719＋2926＋5334＋50

50、00）/cos3°×50×6.91×1.4×10-6=14.48 Mt</p><p><b>　　2）斷層煤柱</b></p><p>　　落差小于10m的斷層，兩側(cè)各留20m煤柱；落差10～20m的斷層，兩側(cè)各留25m煤柱；落差大于20m的斷層，兩側(cè)各留30m煤柱。經(jīng)計(jì)算斷層煤柱為1.11Mt。</p>

51、<p><b>　　3）工業(yè)廣場(chǎng)煤柱</b></p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表2-2。</p><p>　　表2-2 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3Mt/年，所以取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為

52、500m×600m的長(zhǎng)方形。煤層的平均傾角為3°，工業(yè)廣場(chǎng)處表土層厚度為213m，主井、副井及主要地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m（實(shí)際工業(yè)廣場(chǎng)的面積為530m×630m）。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見(jiàn)表2-3。</p><p>　　表2-3 巖層移動(dòng)角</p><p>　

53、　由此根據(jù)上述已知條件，畫(huà)出如圖2-3所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸：</p><p>　　圖2-3　工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱</p><p>　　由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：</p><p>　　S=梯形面積=（上寬＋下寬）×高/（2×cos3°） （公式 2-2）</p><p>　　=（1197＋12

54、40）×1127/（2×cos3°）=1.38km2</p><p>　　則：工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為：</p><p>　　Z=S×M×γ （公式 2-3）</p><p>　　式中：Z——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量，Mt；</p><

55、;p>　　S——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積，1.38km2；</p><p>　　M——煤層厚度，6.91m；</p><p>　　γ——煤的容重，1.4t/m3。</p><p>　　則：Z=1.38×6.91×1.4</p><p><b>　　=13.35 Mt</b></p><

56、;p><b>　　4）礦井的可采儲(chǔ)量</b></p><p>　　礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算：</p><p>　　Zk=（Zg－P）×C （公式 2-4）</p><p>　　式中：Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；</p>&

57、lt;p>　　P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，Mt；</p><p>　　C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85；15號(hào)煤層為厚煤層，取C=0.75。</p><p>　　則Zk=[449.4－（14.48＋1.11＋13.35）]×0.75</p><p>　　=31

58、5.35 Mt</p><p>　　礦井儲(chǔ)量匯總表見(jiàn)表2-4。</p><p>　　表2-4 礦井儲(chǔ)量匯總表 單位：Mt</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>

59、<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(shuō)明》，確定本礦井工作制度為：按年工作日330d計(jì)算，“二九·一六”工作制作業(yè)，二班生產(chǎn)一班檢修。每日二班出煤，礦井每晝夜凈提升時(shí)間為16h。</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定依據(jù)</p>&l

60、t;p>　　《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(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產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。</p><p>　　礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：</p><p>　　1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限

61、則不能將礦區(qū)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、交通條件、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等，條件好者應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。</p><p>　　3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量的預(yù)測(cè)是確定礦區(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

62、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>　　1）本井田煤層儲(chǔ)量十分豐富，賦存以穩(wěn)定、較穩(wěn)定型為主，煤層平均傾角一般為3°，非常適宜綜合機(jī)械化開(kāi)采，宜建設(shè)現(xiàn)代化大型礦井。</p><p>　　2）井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，以寬緩的褶曲為主，斷層、陷落柱稀少，無(wú)巖漿巖侵入。井田內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。適合建設(shè)大型礦井

63、。</p><p>　　3）15號(hào)煤屬低灰、中硫、低磷、高發(fā)熱量的無(wú)煙煤，煤質(zhì)較好，是良好的化工、動(dòng)力用煤及電煤原料。建設(shè)大型礦井不但可以緩解國(guó)內(nèi)供應(yīng)緊張的用煤，而且也可大量出口，為國(guó)家增收外匯，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。</p><p>　　為此，從礦井資源條件、煤層開(kāi)采技術(shù)條件和煤的加工利用以及煤炭外運(yùn)條件和可研批復(fù)等方面綜合考慮，礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定為3.0 Mt。</p>

64、<p>　　3.2.3礦井服務(wù)年限</p><p>　　礦井的服務(wù)年限按下式計(jì)算：</p><p>　　T=Zk/（A×K） （公式 3-1）</p><p>　　式中：T——礦井的服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk——礦井的可采儲(chǔ)量，Mt；&l

65、t;/p><p>　　A——礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，3 Mt/a；</p><p>　　K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，按照《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定》，考慮1.4的儲(chǔ)量備用系數(shù)。</p><p><b>　　則礦井服務(wù)年限為：</b></p><p>　　T=315.35/（3×1.4）=75.08a＞60a</p>

66、<p>　　即本礦井的開(kāi)采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。</p><p>　　注：確定井型時(shí)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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><b>　　3.2.4井型校核</b>

67、</p><p>　　按礦井實(shí)際煤層開(kāi)采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)備條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核。</p><p><b>　　1）煤層開(kāi)采能力</b></p><p>　　井田內(nèi)15號(hào)煤層為厚煤層，平均厚度6.91m，煤層的平均傾角為3°，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，賦存較穩(wěn)定，根據(jù)現(xiàn)代化礦井的一礦一井一面的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜放工作面來(lái)保產(chǎn)

68、。</p><p>　　2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核</p><p>　　本礦井為大型礦井，開(kāi)拓方式為雙斜井單水平開(kāi)拓，主斜井采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，提升能力大，能滿足提升方面的要求；大巷和石門(mén)采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，機(jī)械化程度較高；副斜井采用無(wú)軌膠輪車輔助運(yùn)輸方式，運(yùn)輸能力很大，且調(diào)車簡(jiǎn)單、靈活、方便。所以，輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。</p>

69、<p><b>　　3）通風(fēng)條件的校核</b></p><p>　　礦井15號(hào)煤層的煤塵無(wú)爆炸性危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量大，屬于高瓦斯礦井，須采取預(yù)抽瓦斯措施。</p><p><b>　　4）儲(chǔ)量條件校核</b></p><p>　　礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與礦井的儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井規(guī)范設(shè)

70、計(jì)規(guī)定》要求。</p><p>　　表3-1 新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限</p><p>　　綜上所述，各項(xiàng)條件均可保證礦井達(dá)到的設(shè)計(jì)產(chǎn)量。</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>　　4.1.1井田開(kāi)

71、拓的基本問(wèn)題</p><p>　　井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)為了采煤，從地面向地下開(kāi)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(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)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(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。</p><p>　　1）井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究

72、:</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(chǎng)地的位置；</p><p>　　（2）合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置；</p><p>　?。?）布置大巷及井底車場(chǎng)；</p><p>　　（4）確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替；</p><p>　?。?）進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓及技術(shù)

73、改造；</p><p>　?。?）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。</p><p>　　2）確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開(kāi)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。本井田開(kāi)拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素：</p><p>　?。?）為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約

74、建設(shè)投資，加快礦井建設(shè)。</p><p>　?。?）合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)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>　　（3）合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。</p><p>　?。?）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)常保持良好狀態(tài)。</p><p>　?。?）井田地處低山丘

75、陵區(qū)，區(qū)內(nèi)梁峁發(fā)育，溝谷密集，地形比較復(fù)雜，可供選擇的工業(yè)場(chǎng)地位置較少。</p><p>　?。?）井田東北邊界靠近陽(yáng)泉市郊區(qū)蔭營(yíng)鎮(zhèn)，且屬井田煤層埋深較淺區(qū)域。</p><p>　?。?）礦井瓦斯含量較高，礦井通風(fēng)會(huì)直接影響開(kāi)拓部署。</p><p>　?。?）井田內(nèi)煤層賦存平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)礦井使用現(xiàn)代化設(shè)備、建設(shè)高產(chǎn)高效礦井有利。</p>&l

76、t;p>　　4.1.2井筒形式及位置的確定</p><p><b>　　1）井筒形式的確定</b></p><p>　　井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。</p><p>　　平硐開(kāi)拓受地形條件限制，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)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分

77、儲(chǔ)量大致能滿足同類型水平服務(wù)年限要求。</p><p>　　斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工設(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、井底車場(chǎng)及硐室都比較簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水煤層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。</p>&l

78、t;p>　　立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒通風(fēng)斷面大，可以滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓特別有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層時(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)雜的能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。</p><p>　　2）井筒位置的確定

79、原則</p><p>　?。?）有利于第一水平的開(kāi)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(mén)工程量少；</p><p>　?。?）有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村莊或不遷村莊；</p><p>　?。?）井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；</p><p>　?。?）井筒不宜穿過(guò)厚土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤

80、層或較軟弱巖層。</p><p>　?。?）工業(yè)場(chǎng)地宜少占耕地，少壓煤；</p><p>　?。?）水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。</p><p>　　4.1.3工業(yè)場(chǎng)地位置、形狀及面積的確定</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地的位置經(jīng)后面的方案比較確定選擇在井田東北部邊界，主、副井井口均位于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。</p>&

81、lt;p>　　工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表2-2工業(yè)場(chǎng)地面積指標(biāo)確定地面工業(yè)場(chǎng)地占地面積為30公頃，形狀為矩形。</p><p>　　4.1.4開(kāi)采水平的確定</p><p>　　井田內(nèi)煤層賦存平緩，一般3°～6°，多為5°以下，屬近水平煤層；按煤層間距，3號(hào)、8號(hào)、12號(hào)煤層為上組煤，15號(hào)煤層為下組煤，上、下組煤層平均間距43m；上、下組煤儲(chǔ)量相差不

82、大。根據(jù)上述三特點(diǎn)，宜在上、下兩組煤中分別設(shè)置水平進(jìn)行開(kāi)采。本設(shè)計(jì)只征對(duì)15號(hào)煤層，故采用單水平開(kāi)采，水平標(biāo)高為+712米，盤(pán)區(qū)式開(kāi)采。</p><p>　　整個(gè)井田共劃分為9個(gè)盤(pán)區(qū)，盤(pán)區(qū)間開(kāi)采順序采用前進(jìn)式，即由井田中央逐漸向兩翼開(kāi)采，直至井田邊界。這種開(kāi)采順序的主要優(yōu)點(diǎn)是初期開(kāi)拓工程量少，基建投資低，建井工期短，投產(chǎn)早，見(jiàn)效快。</p><p>　　4.1.5主要開(kāi)拓巷道</p&

83、gt;<p>　　井田內(nèi)15號(hào)煤層平均厚度6.91米，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。大巷層位選擇根據(jù)煤層頂?shù)装鍘r性和多做煤巷少做巖巷的原則，結(jié)合輔助運(yùn)輸方式對(duì)大巷的要求，設(shè)計(jì)確定大巷均沿15號(hào)煤層布置。為滿足生產(chǎn)中運(yùn)輸、通風(fēng)等要求，大巷共設(shè)置三條，即一條膠帶運(yùn)輸大巷、一條輔助運(yùn)輸大巷、一條回風(fēng)大巷。</p><p><b>　　4.1.6方案比較</b></p><

84、;p><b>　　1）提出方案</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，提出以下四種技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分述如下：</p><p>　　方案一：雙立井單水平開(kāi)拓</p><p>　　主、副井井筒均為立井開(kāi)拓，布置在井田中央。大巷布置在煤層中。如圖4-1。</p><p>　　方案二：主斜副立單水平開(kāi)拓</

85、p><p>　　斜井提煤能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開(kāi)拓，副井采用立井開(kāi)拓，主、副井口位于同一工業(yè)場(chǎng)地，布置在井田中央。大巷布置在煤層中。如圖4-2。</p><p>　　方案三：雙斜井單水平開(kāi)拓（井筒位于井田中央）</p><p>　　主、副井井筒均為斜井開(kāi)拓，布置在井田中央。大巷布置在煤層中。如圖4-3。</p><p>

86、　　方案四：雙斜井單水平部長(zhǎng)開(kāi)拓（井筒位于井田邊界）</p><p>　　主、副井井筒均為斜井開(kāi)拓，布置在井田邊界。大巷布置在煤層中。如圖4-4。</p><p>　　以上四種方案初期均設(shè)立兩個(gè)風(fēng)井，一進(jìn)一回。</p><p><b>　　2）技術(shù)比較</b></p><p>　　以上所提出的四個(gè)方案大巷布置、水平數(shù)目及

87、風(fēng)井的設(shè)置均相同，區(qū)別在于主、副井井筒形式和井筒位置不同，及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。</p><p>　　圖4-1　雙立井單水平開(kāi)拓</p><p>　　圖4-2　主斜副立單水平開(kāi)拓</p><p>　　圖4-3　雙斜井單水平開(kāi)拓（井筒位于井田中央）</p><p>　　圖4-4　雙斜井單水平開(kāi)拓（井筒位于井田邊界）</p>&

88、lt;p>　　方案一、二主井井筒形式不同。方案一主井為立井，開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制，主要缺點(diǎn)是井筒施工技術(shù)復(fù)雜需要設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進(jìn)速度慢，基建投資大；方案二主井為斜井，斜井的運(yùn)輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。井田內(nèi)15號(hào)煤層厚度大、傾角小、賦存穩(wěn)定、涌水量小，立井優(yōu)點(diǎn)不

89、突出，而斜井的提升能力大的特點(diǎn)很適合3.0 Mt的特大型礦井的需要。經(jīng)過(guò)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見(jiàn)表4-1），在方案一、二中選擇方案二：主斜副立單水平開(kāi)拓。</p><p>　　方案三、四主要區(qū)別在與井筒位置不同，方案三井筒位于井田中央，井下運(yùn)輸距離短，運(yùn)輸費(fèi)用較低，但井田中央距離地表距離大，井筒長(zhǎng)，基建費(fèi)用較多；方案四井筒位于井田東北部邊界附近，靠近陽(yáng)泉市郊區(qū)蔭營(yíng)鎮(zhèn)，且屬井田煤層埋深較淺區(qū)域

90、。還可以減少地面運(yùn)輸距離及設(shè)備等費(fèi)用，也可以利用井田邊界煤柱，減少壓煤。經(jīng)過(guò)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見(jiàn)表4-1），在方案三、四中選擇方案四：斜井單水平開(kāi)拓（井筒位于井田邊界）。</p><p><b>　　3）經(jīng)濟(jì)比較</b></p><p>　　第二、四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)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

91、中：見(jiàn)表4-2、表4-3、表4-4、表4-5和表4-6。</p><p>　　在上述經(jīng)濟(jì)比較中，需要說(shuō)明以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）兩方案大巷布置數(shù)目及位置基本相同，區(qū)別在于方案四比方案二多了一條集中運(yùn)輸大巷；</p><p>　?。?）主、副井及風(fēng)井均布置在巖層中，維護(hù)費(fèi)用較低，故未對(duì)比其維護(hù)費(fèi)用的差別；</p><p>　?。?

92、）各大巷斷面大小不同，大巷維護(hù)費(fèi)用按平均維護(hù)費(fèi)用估算。</p><p><b>　　4）方案確定</b></p><p>　　由對(duì)比結(jié)果可知，方案二和方案四的總費(fèi)用近似相同，但設(shè)計(jì)礦井采用無(wú)軌膠輪車，副井為立井時(shí)不利于膠輪車的下放及提升，且立井的車場(chǎng)相對(duì)要復(fù)雜；礦井設(shè)計(jì)大巷布置在煤層中，出矸量少，立井有利于輔助運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)不突出；綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開(kāi)拓方式為

93、：斜井單水平開(kāi)拓（井筒位于井田邊界）。</p><p><b>　　4.2礦井基本巷道</b></p><p><b>　　4.2.1井筒</b></p><p>　　礦井初期共布置4個(gè)井筒，即主斜井、副斜井、中央進(jìn)風(fēng)立井、中央回風(fēng)立井。各井筒用途、裝備及布置分述如下：</p><p>　　表4-1

94、 各方案粗略估算費(fèi)用表 單位:萬(wàn)元</p><p>　　表4-2 建井工程量 單位：m</p><p>　　表4-3 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 單位：萬(wàn)t·km</p><p>　　表

95、4-4 基建費(fèi)用表 單位：萬(wàn)元</p><p>　　表4-5 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 單位:萬(wàn)元</p><p>　　表4-6 費(fèi)用匯總表 單位:萬(wàn)元</p><p>　

96、　1）主斜井：擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口，裝備1400mm寬鋼繩芯膠帶輸送機(jī)和檢修軌，另有一趟消防灑水管路。</p><p>　　2）副斜井：擔(dān)負(fù)礦井人員、設(shè)備、材料等輔助運(yùn)輸任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口，不裝備，無(wú)軌膠輪車從地面至井下的通道，另設(shè)有排水管路、壓風(fēng)管路、動(dòng)力、通信監(jiān)測(cè)及控制電纜等。</p><p>　　3）中央進(jìn)風(fēng)立井：主要擔(dān)負(fù)礦井初期進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼作排矸井和

97、安全出口，裝備鋼罐道、一對(duì)1.5t礦車單層雙車寬、窄罐籠各一個(gè)和梯子間。</p><p>　　4）中央回風(fēng)立井：擔(dān)負(fù)礦井初期回風(fēng)任務(wù)，并兼作反風(fēng)時(shí)安全出口。井筒內(nèi)布置有玻璃鋼梯子間，另設(shè)有一趟玻璃鋼瓦斯管。</p><p>　　根據(jù)井口位置及地質(zhì)報(bào)告鉆孔資料分析確定，主斜井及副斜井表土段采用混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度為450mm；基巖段采用錨索與錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，支護(hù)厚度為150mm。風(fēng)井井筒均采

98、用普通法鑿井，單層混凝土井壁結(jié)構(gòu)，其中表土段配鋼筋以加強(qiáng)支護(hù)，井壁厚度550mm。</p><p>　　礦井井筒特征見(jiàn)表4-7。</p><p>　　礦井井筒布置見(jiàn)圖4-5、圖4-6、圖4-7和圖4-8。</p><p>　　4.2.2井底車場(chǎng)及硐室</p><p>　　根據(jù)開(kāi)拓部署和本礦井特有的輔助運(yùn)輸方式，由于本礦輔助形式為無(wú)軌膠輪車從地

99、面直接到達(dá)井下工作地點(diǎn)，所以副斜井不需要設(shè)置井底車場(chǎng)。在中央進(jìn)風(fēng)立井井底設(shè)有簡(jiǎn)易排矸車場(chǎng)，由無(wú)軌膠輪車運(yùn)來(lái)的矸石自卸入矸石槽，再由刮板輸送機(jī)裝入1.5t礦車，經(jīng)中央進(jìn)風(fēng)立井提升至地面。主要硐室敘述如下：</p><p>　　表4-7 井筒特征表</p><p>　　圖4-5　主斜井?dāng)嗝妫ɑ鶐r段）</p><p>　　圖4-6　

100、副斜井?dāng)嗝妫ɑ鶐r段）</p><p>　　圖4-7　進(jìn)風(fēng)井?dāng)嗝?lt;/p><p>　　圖4-8　回風(fēng)井?dāng)嗝?lt;/p><p>　　1）井底煤倉(cāng)的型式、容量</p><p>　　由于本礦井對(duì)煤炭產(chǎn)品無(wú)特殊要求，故井底煤倉(cāng)形式采用Φ8m的圓形直立式普通煤倉(cāng)。</p><p>　　井底煤倉(cāng)容量根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，應(yīng)為礦

101、井日產(chǎn)量的0.15倍，本次設(shè)計(jì)根據(jù)井筒運(yùn)輸設(shè)備的能力結(jié)合不設(shè)盤(pán)區(qū)煤倉(cāng)的特點(diǎn)，確定井底設(shè)兩個(gè)煤倉(cāng)，每個(gè)煤倉(cāng)有效容量為2000t。</p><p><b>　　2）水倉(cāng)布置及容量</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)工程水倉(cāng)布置在中央進(jìn)風(fēng)立井井底，水倉(cāng)設(shè)入口一個(gè)，主、副水倉(cāng)平行布置，有效容量1000m3。</p><p>　　3）井下爆破材料發(fā)放硐

102、室的形式、容量及通風(fēng)</p><p>　　井下爆破材料發(fā)放硐室的形式采用硐室式，可存放炸藥150kg，通風(fēng)方式采用獨(dú)立通風(fēng)，其回風(fēng)道直接與總回風(fēng)巷相連。</p><p><b>　　4）井下中央變電所</b></p><p>　　井下中央變電所硐室斷面形狀是半圓拱，底板用100號(hào)水泥鋪底并高出鄰近巷道200～300mm，以防礦井水流進(jìn)變電所，硐

103、室設(shè)置3‰的坡度，便于向外流水。設(shè)兩個(gè)出口通道，硐室與通道相連處，設(shè)向外的防火柵欄兩用門(mén)。</p><p>　　5）井底車場(chǎng)硐室的支護(hù)方式及支護(hù)材料</p><p>　　主變電所及水泵房、水倉(cāng)采用混凝土碹支護(hù)，其它硐室采用錨索與錨噴支護(hù)。</p><p>　　4.2.3主要開(kāi)拓巷道</p><p>　　巷道斷面尺寸需要考慮運(yùn)輸、通風(fēng)、行人等綜

104、合因素確定。就本礦井而言，巷道斷面尺寸主要取決于特殊輔助運(yùn)輸方式和通風(fēng)需要。根據(jù)本礦井為高瓦斯礦井且大巷沿煤層布置的特點(diǎn)，確定主要大巷均采用半圓拱形斷面、錨索與錨噴支護(hù)方式，凈斷面和掘進(jìn)斷面均為25.5m2和28.5m2，凈寬6.0m。</p><p>　　膠帶運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷斷面見(jiàn)圖4-9、圖4-10和圖4-11。</p><p>　　圖4-9　膠帶運(yùn)輸大巷斷面</

105、p><p>　　圖4-10　輔助運(yùn)輸大巷斷面</p><p>　　圖4-11　回風(fēng)大巷斷面</p><p>　　5　準(zhǔn)備方式—盤(pán)區(qū)巷道布置</p><p>　　5.1煤層的地質(zhì)特征</p><p>　　5.1.1盤(pán)區(qū)位置及范圍</p><p>　　設(shè)計(jì)首采盤(pán)區(qū)（南一盤(pán)區(qū)），位于井田中央，大巷南部。本

106、盤(pán)區(qū)東至采區(qū)邊界線；南接井田邊界線；西至采區(qū)邊界線；北部為主回風(fēng)大巷。</p><p>　　5.1.2盤(pán)區(qū)煤層特征</p><p>　　本盤(pán)區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度變化較大，最大厚度9.50m，最小厚度6.05m，平均厚度6.60m，煤層中含有夾石0～3層，其中煤層上部有一層夾石，分布較穩(wěn)定，厚度在0～0.15米左右（俗稱八寸石），在煤層中下部有一層夾石，俗稱驢石，呈凸透鏡狀，分布不穩(wěn)定，

107、厚度在0～0.30米之間，其余幾層夾石厚度變化大，分布極不穩(wěn)定，僅個(gè)別鉆孔揭露，該區(qū)煤層最大傾角5°，最小0°，平均3°。</p><p>　　5.1.3頂?shù)装迩闆r</p><p>　　15#煤層直接頂為黑色泥巖，局部地段變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖，平均厚度0.84米；老頂為深灰色石灰?guī)r，平均厚度12.69米，堅(jiān)硬致密，含動(dòng)物化石，灰?guī)r中夾三層泥巖。</p>

108、<p>　　直接底為灰黑色砂質(zhì)泥巖，厚度3.09米，塊狀構(gòu)造，貝殼狀斷口，含植物化石；老底為淺灰色細(xì)砂巖，厚度3.87米，斜層理，局部地段相變?yōu)榉凵皫r。</p><p><b>　　5.1.4水文地質(zhì)</b></p><p>　　本盤(pán)區(qū)水文地質(zhì)條件屬于簡(jiǎn)單型，地質(zhì)報(bào)告提供盤(pán)區(qū)內(nèi)預(yù)計(jì)正常涌水量為15m3/h，最大涌水量為60m3/h，涌水量不大。</p&

109、gt;<p>　　5.1.5其它地質(zhì)因素</p><p>　　預(yù)計(jì)絕對(duì)瓦斯涌出量48m3/min；相對(duì)瓦斯涌出量10.5m3/t。無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性。煤層具有自燃傾向性。地溫為15°～21°，屬正常狀態(tài)。</p><p><b>　　5.1.6地表情況</b></p><p>　　本采區(qū)地表以農(nóng)田、小水溝為主，沒(méi)

110、有大的建筑物或大的地表水系及水體。</p><p>　　5.2盤(pán)區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　5.2.1盤(pán)區(qū)巷道布置</p><p>　　該礦井首采盤(pán)區(qū)即南一盤(pán)區(qū)，東西走向長(zhǎng)約2376m，南北寬約2464m，面積約5.85km2。該盤(pán)區(qū)大巷掘出后便可掘順槽、開(kāi)切眼和必要的硐室車場(chǎng)，因此巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，沒(méi)有實(shí)質(zhì)的準(zhǔn)備巷道。</p><p&

111、gt;　　5.2.2盤(pán)區(qū)工作面布置及接替</p><p>　　整個(gè)盤(pán)區(qū)共布置9個(gè)走向長(zhǎng)壁式綜放工作面，為單翼盤(pán)區(qū)，工作面均采用一進(jìn)一回、內(nèi)錯(cuò)尾巷加走向高抽巷的布置方式，工作面之間凈留20米煤柱，工作面進(jìn)回風(fēng)順槽基本沿煤層底板布置，內(nèi)錯(cuò)尾巷沿煤層頂板布置，走向高抽巷沿12#煤層掘進(jìn)布置考慮。</p><p>　　工作面之間采用跳采接替，首采工作面為S8101工作面。</p>&

112、lt;p>　　5.2.3盤(pán)區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p><b>　　1）運(yùn)煤系統(tǒng)</b></p><p>　　回采工作面的煤→進(jìn)風(fēng)斜巷→主膠帶運(yùn)輸大巷→井底煤倉(cāng)→集中膠帶運(yùn)輸大巷→主斜井→地面</p><p>　　掘進(jìn)煤→所掘巷道→主膠帶運(yùn)輸大巷→井底煤倉(cāng)→集中膠帶運(yùn)輸大巷→主斜井→地面</p><p><b&

113、gt;　　2）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)</b></p><p>　　井下全部采用無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸，井下所需材料、設(shè)備在地面裝入無(wú)軌膠輪車經(jīng)副斜井、主輔助運(yùn)輸大巷運(yùn)至各使用地點(diǎn)和工作面。</p><p><b>　　3）通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p>　　礦井新鮮風(fēng)流經(jīng)主、副斜井和中央進(jìn)風(fēng)立井進(jìn)入井下，再經(jīng)主輔助運(yùn)輸大巷和主膠帶運(yùn)輸大巷進(jìn)入回采工

114、作面進(jìn)風(fēng)斜巷，清洗工作面后的乏風(fēng)經(jīng)回風(fēng)斜巷進(jìn)入主回風(fēng)大巷，經(jīng)中央回風(fēng)立井排到地面。</p><p><b>　　4）瓦斯抽放系統(tǒng)</b></p><p>　　工作面瓦斯→內(nèi)錯(cuò)尾巷→主回風(fēng)大巷→中央回風(fēng)立井→地面</p><p>　　鄰近層瓦斯→工作面走向高抽巷→主回風(fēng)大巷→中央回風(fēng)立井→地面</p><p><b&

115、gt;　　5）排矸系統(tǒng)</b></p><p>　　井下矸石裝無(wú)軌膠輪車運(yùn)至中央進(jìn)風(fēng)立井井底裝入1.5t固定式礦車經(jīng)中央進(jìn)風(fēng)立井提升到地面。</p><p>　　5.2.4盤(pán)區(qū)巷道掘進(jìn)方法</p><p>　　盤(pán)區(qū)內(nèi)進(jìn)風(fēng)斜巷、回風(fēng)斜巷及內(nèi)錯(cuò)尾巷均采用S—100型綜掘機(jī)截割煤體并自行裝煤，使用SSJ800/2×40型可伸縮膠帶輸送機(jī)運(yùn)入主膠帶運(yùn)輸