煤礦礦井畢業(yè)設(shè)計說明書3

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書摘要</b></p><p>　　劉河井田位于河南省永城市東北21km處，永夏礦區(qū)東北部，行政區(qū)劃屬于永城市劉河鄉(xiāng)管轄。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為450kt／a，服務(wù)年限24.9a，鑒于礦井外圍還有豐富的資源 ，可以補勘后申請利用，礦井主要環(huán)節(jié)均留有富裕，其中井筒提升可以滿足年產(chǎn)600kt原煤的要求。設(shè)計推薦立井開拓方式，以一對立井2個水平開拓全井田，第一

2、水平標高-400m，第二水平標高-575m。立井表土段施工方法為凍結(jié)鑿井。鑒于本礦井屬低瓦斯礦且含量不大，根據(jù)國內(nèi)箕斗井回風的成功經(jīng)驗，設(shè)計推薦初期采用中央并列式通風方式，利用箕斗井兼作回風井，既滿足礦井通風要求，又減少了初期投資。后期在井田南部石河村附近建一回風立井，形成中央邊界式通風方式。本井田煤層平均厚度2.67m，設(shè)計一次采全高。選用高檔炮采采煤方法，全部陷落法管理頂板。根據(jù)煤層賦存條件及開拓部署，首采區(qū)域，煤層傾角3°

3、;～12°，布置傾斜長壁后退式開采。</p><p>　　1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1 礦區(qū)概況</b></p><p><b>　　1.1.1地理位置</b></p><p>　　劉河井田位于河南省永城市東北21km處，永夏礦區(qū)東北部，屬于永城市劉河

4、鄉(xiāng)管轄，茴村——劉河公路從井田中部穿過，在茴村與永城——徐州公路相接。</p><p><b>　　1.1.2地形特點</b></p><p>　　井田位于黃淮沖積平原中部，地勢平坦，地面標高+32～+36m，相對高差1～4m。區(qū)內(nèi)第四系全新統(tǒng)亞粘土夾粘土廣泛分布，松散沉積物厚度穩(wěn)定，本區(qū)地貌類型屬堆積地形。</p><p><b>

5、　　1.1.3交通條件</b></p><p>　　劉河井田距附近主要城市距離：距商丘火車站95km，距徐州88km，距夏邑車站55km，距百善集車站30km，距新莊礦鐵路裝車站14km，區(qū)內(nèi)公路四通八達，交通便利。</p><p><b>　　礦井交通位置見附圖</b></p><p>　　1.1.4礦區(qū)內(nèi)煤礦分布及其他工業(yè)和農(nóng)業(yè)

6、生產(chǎn)情況</p><p>　　本區(qū)所在永夏礦區(qū)為豫東重要煤炭基地之一，區(qū)內(nèi)有永煤集團和神火集團所轄7對煤礦以及為煤炭工業(yè)服務(wù)的工礦企業(yè)。</p><p>　　農(nóng)業(yè)方面，本區(qū)耕地多為旱地，農(nóng)作物以小麥和玉米為主。</p><p><b>　　礦井交通位置圖</b></p><p>　　1.1.5礦區(qū)的電力供應(yīng)來源</

7、p><p>　　主供電源取自神火工業(yè)園220KV變電所，備用電源取自葛店北風井。</p><p>　　1.1.6礦區(qū)的氣候條件</p><p>　　本區(qū)為半濕潤、半干旱的大陸性氣候。夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明。年平均氣溫14.4℃，最高氣溫41.5℃(1966年7月18日)，最低氣溫-23.4℃(1969年2月15日)。</p><p>　　多

8、年平均降水量871.3mm，年最大降水量1518.6mm (1963年)，年最小降雨量556.2mm (1973年)，降雨集中在7～8月，占全年總降水量50%，年均蒸發(fā)量1821.1mm，豐水周期一般為8～10年，干旱周期一般為10～25年。降雪和冰凍約在本年11月至翌年3月底，最大凍土深21cm。</p><p>　　夏季多東南風和南風，冬季多西北風和西風，年平均風速3.4m/s，最大風速20m/s。</

9、p><p>　　1.1.7礦區(qū)的水文情況</p><p>　　區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，無河流通過，區(qū)外自北向南有王引河、沱河兩條季節(jié)性河流，兩河流均屬于淮河水系，具有雨季流量劇增、旱季干旱無水、暴雨后地表水排泄不良以致積水內(nèi)澇成災(zāi)的情況。王引河位于井田外東部，1956年實測最大流量46.6 m3/s，最高水位39.70m。沱河位于井田外西部，1963年8月9日實測最高水位34.79m，流量384m

10、3/s。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.2.1井田地形</b></p><p>　　井田位于黃淮沖積平原中部，地勢平坦，地面標高+32～+36m，相對高差1～4m。區(qū)內(nèi)第四系全新統(tǒng)亞粘土夾粘土廣泛分布，松散沉積物厚度穩(wěn)定，本區(qū)地貌類型屬堆積地形。</p><p>　　1.2.

11、2井田勘探程度</p><p>　　本井田的勘探屬于精查勘探</p><p>　　1.2.3井田地層概述</p><p>　　本區(qū)屬華北地層區(qū)魯西分區(qū)徐州小區(qū)。</p><p>　　本井田全部被新生界所履蓋，據(jù)鉆孔揭露，地層由老至新有：奧陶系中統(tǒng)、石炭系、二迭系、第三系和第四系。簡述于下:</p><p>　　1.2.

12、3.1中奧陶統(tǒng)馬家溝組（O2）</p><p>　　本組厚206.56～423.32m，井田內(nèi)鉆孔揭露最大厚度50.60m。上部為灰色薄～中厚層白云巖夾泥巖、白云巖及灰?guī)r，下部為中厚層豹皮灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r，具縫合線致密質(zhì)純，含少量頭足類化石，與下伏地層為整合接觸。</p><p>　　1.2.3.2石炭系（C）</p><p>　　（1）中石炭統(tǒng)本溪

13、組（C2）</p><p>　　區(qū)內(nèi)有4個鉆孔揭露，其厚度為19.80～40.04m，平均29.36m，巖性由淺灰色含鋁泥巖、暗紫紅色鐵質(zhì)泥巖、砂巖組成，中下部鋁質(zhì)泥巖為本區(qū)標志層（K1），含有較多鮞粒及大量黃鐵礦結(jié)核，本組底部為古風化殼，常見有紫紅色含鐵質(zhì)礫狀包裹體的鋁質(zhì)泥巖，與下伏O2地層呈假整合接觸。</p><p>　?。?）上石炭統(tǒng)太原群（C3）</p><p

14、>　　本群厚度90.53～111.84m，平均厚度100.32m，由石灰?guī)r、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖和煤層組成，含煤4～6層，多集中在中下部。本群底部以一1煤底板與本溪組分界，呈整合接觸。根據(jù)巖性特點，本群可劃分為三段：</p><p><b>　　太原群下段：</b></p><p>　　從一1煤層底界～L4灰?guī)r頂界，平均厚度31.13m，該段主要由L1～

15、L4四層石灰?guī)r及薄煤層組成。底部為L1+2厚層狀灰?guī)r，其上部夾燧石團塊及黃鐵礦結(jié)核，厚度大（11m左右）且穩(wěn)定，為本區(qū)標志層（K2）。中部為泥巖和砂質(zhì)泥巖，具水平層理和小型波狀層理，含少量黃鐵礦和菱鐵礦結(jié)核。上部為L4、L4灰?guī)r，可見蜓類和海百合莖化石，L4含燧石結(jié)核。</p><p><b>　　太原群中段：</b></p><p>　　從L4灰?guī)r頂界～L7灰?guī)r底界

16、，巖性主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、中、細粒砂巖、薄煤層組成，時夾薄層石灰?guī)r，平均厚度31.50m。該段是太原群薄煤較發(fā)育段，含煤一般3層，厚度0.4～0.76m，均無工業(yè)價值。</p><p><b>　　太原群上段：</b></p><p>　　從L7灰?guī)r底界～L10灰?guī)r頂界，平均厚度37.69m。以厚層狀石灰?guī)r為主，夾泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖。該段L7、L8灰?guī)r厚度較大且

17、穩(wěn)定，單層厚度一般5～8m，頂部石灰?guī)r為本區(qū)標志層（K3），平均厚度2.35m。</p><p>　　1.2.3.3二迭系（P）</p><p>　　本區(qū)二迭系劃分為下二迭統(tǒng)山西組、下石盒子組，上二迭統(tǒng)上石盒子組，平頂山組及石千峰組，總厚度1700m左右，分述于下。</p><p>　　（1）下二迭統(tǒng)（P1）</p><p><b>

18、;　?、偕轿鹘M（P11）</b></p><p>　　該組地層厚度82.06～109.81m，平均92.87m，它由一套灰～深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、中細粒砂巖及煤層組成，共含煤1～4層，位于中部的二2煤層全區(qū)可采，為本區(qū)主采煤層。頂以K4下的沙鍋窯砂巖底界，下至K3石灰?guī)r頂為界。根據(jù)巖性巖相本組可分為三段：</p><p>　　山西組下段：由深灰色、灰色中細粒砂巖為主，夾

19、泥巖、砂質(zhì)泥巖及風砂巖組成，沉積構(gòu)造主要是水平層理，脈狀層理，透鏡狀層理及波狀層理。</p><p>　　山西組中段：由二2煤層、泥巖、粉砂巖及細粒砂巖組成。煤層底板多為深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，36勘探線以南煤層頂板多為細粒砂巖，距二2煤頂10m左右，局部發(fā)育二3、二4煤層，但不可采，從巖性巖相分析，二2煤層受三角洲平原上的分流河道和決口扇沖刷，故局部有砂體與二2煤接觸，并使煤層變薄。</p><

20、;p>　　山西組上段：由灰～淺灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及中細粒砂巖組成。</p><p>　?、谙率凶咏M（P12）</p><p>　　本組為煤系主要含煤段之一，由灰～深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細中粒砂巖和煤層組成，厚度65.64～112.64m，平均厚度86.58m，含煤2～11層，其中三22、三32、三4煤較為發(fā)育，僅三32煤小面積可采。底部以一層厚3.46m的細中粒砂巖（相當于

21、砂窩窯砂巖）與山西組分界，頂部以K5砂巖底界與上石盒子組分界，呈整合接觸關(guān)系。根據(jù)巖性巖相本組可分為三段：</p><p>　　底部砂巖段：底部以中、細粒砂巖（相當于砂窩窯砂巖），底界到三1煤底界。該段以泥巖為主，底部的砂窩窯砂巖38線附近相變?yōu)榉凵皫r和砂質(zhì)泥巖，其他地段較為穩(wěn)定，厚度0～9.42m，一般厚度3.46m，易辨認，其上為灰～灰白色泥巖和高嶺石泥巖。厚層狀高嶺石泥巖富含菱鐵質(zhì)鮞粒，高嶺石含量在80～8

22、5%，厚度穩(wěn)定，一般在4.9m左右，分布面積廣，巖性特殊，為良好的標志層（K3）。</p><p>　　中部含煤段：自三1煤底界到三4煤頂界，該段為下石河子組煤層富集段，共含煤2～10層,從整體上來看，該段中部的中、細粒砂巖層又截然地把三1、三2與三3、三4煤分成上下兩個小的含煤組。下部以灰色泥巖、煤層組成，含煤1～4層，即三1、三21、三22、三23、煤，其中三23煤層不穩(wěn)定，局部見可采點，其他煤層極不發(fā)育。中

23、部以中粒砂巖為主，夾砂質(zhì)泥巖、泥巖，該層砂巖厚度較穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育，是區(qū)分三2、三3煤層的重要標志，巖性為灰～深灰色，成分以石英為主，少含長石、暗色礦物。上部為深灰色灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、細粒砂巖，含煤1～6層，即三31、三32、三33、三41、三42等煤層，局部三32分叉成兩層</p><p>　　上部砂泥巖段：巖性以砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及三5煤組成，三5煤屬極不發(fā)育煤層。</p><p

24、>　?。?）上二迭統(tǒng)上石盒子組（P1 2）</p><p>　?、俚谝欢危≒1-1 1）：</p><p>　　本段從底部的K5砂巖底界面至K6砂巖底界，呈整合接觸，厚度98.56～147.94m，平均厚度119.96m，巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖、細粒～中粒砂巖為主，局部含煤線。</p><p>　　底部K5砂巖為灰～淺灰色，中細粒砂巖，局部為粉砂巖，具交錯層理和

25、緩波狀層理，含黑色泥巖包體，經(jīng)顯微鑒定：巖性以石英為主，巖屑、長石次之，顆粒呈次園狀，分選較好，特征明顯，易辨認，為良好標志層，厚度3.06～21.16m，平均厚度7.06m。</p><p>　　中部及上部以粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，夾細中粒砂巖，局部具紫斑，上部含煤線及碳質(zhì)泥巖，相當于四煤層層位。</p><p>　?、诘诙危≒1-2 2）：</p><p>　　

26、底部以K6砂巖底界面至K7砂巖底界，本段以灰色、暗紫紅色、灰綠色泥巖，砂質(zhì)泥巖，砂巖及薄煤層（五1、五2、五3、等不可采煤層）組成，厚度219.10m，僅有4011孔揭露。</p><p>　　底部灰白色中粗粒石英砂巖（K6），底部含細礫，具交錯層理，硅質(zhì)膠結(jié)，分選性較好，呈次園狀～次菱角狀，厚度9.54～40.40m，平均厚度20.90m，全區(qū)穩(wěn)定，易與K5砂巖區(qū)別。</p><p>　

27、　中部及上部以粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，呈灰色及紫紅色，中部可見五煤，厚度小，不穩(wěn)定，局部泥巖中含細小菱鐵質(zhì)鮞粒，本段底層與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　?、鄣谌危≒1-3 2）：</p><p>　　本段底以K7砂巖底界面至K8砂巖底界，巖性以灰綠色、紫紅色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、薄層砂巖組成，厚度181.90～222.00m，平均厚度214.82m。</p>&l

28、t;p>　　底部K7砂巖，淺灰～灰綠色，中細粒結(jié)構(gòu)，成分以石英為主，次為長石，硅泥質(zhì)膠結(jié)，厚度變化較大，不穩(wěn)定。</p><p>　　該段地層與下伏地層呈整合接觸關(guān)系。</p><p>　?、艿谒亩危≒1-4 2）：</p><p>　　本段以底部K8砂巖底至平頂山砂巖（P2 2）底，與下伏地層呈整合接觸關(guān)系，該段巖性為灰綠色、紫紅色和紫斑泥巖，砂質(zhì)泥巖、粉砂

29、巖、夾薄層綠色中細粒砂巖。</p><p>　　底部的K8砂巖為灰綠色～灰白色，中粒結(jié)構(gòu)，成分以石英為主，常含石英細礫石，硅質(zhì)膠結(jié)，較堅硬，厚度12.22m（僅有4011、42-10孔揭露），全段厚度145.57～193.15m，平均厚度165.12m。</p><p>　?。?）平頂山組（P2 2）：</p><p>　　本段主要巖性為灰白色中粗粒砂巖，局部為細粒

30、，中部常夾紫紅色、灰綠色砂質(zhì)泥巖及泥巖薄層。成分以石英為主，次為長石及少量暗色礦物，每分層底部均含石英細礫，正粒序較為明顯，硅質(zhì)膠結(jié)，分選較差，為次園～菱角狀，空隙式～基底式膠結(jié)，巖性特殊，易于辨認，是尋找含煤地層的重要標志（K9），42-10孔揭露厚度為115.94m，與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　?。?）石千峰組（P3 2）：</p><p>　　本段地層由細砂巖、粉砂巖、

31、砂質(zhì)泥巖組成，局部夾有紫紅設(shè)砂質(zhì)泥巖，其特點是顏色較雜，以灰綠色為主，含鈣質(zhì)結(jié)核，中細粒砂巖以石英為主，硅泥質(zhì)膠結(jié)，42-10孔揭露厚112.92m，與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　　1.2.3.4上第三系（N）</p><p>　　本系以粘土、砂質(zhì)粘土為主，成巖較好，弱固體～半固體，夾細中粒砂4～9層，厚度2.20～17.5m，粘土及砂質(zhì)粘土為灰綠色及紫斑含鈣質(zhì)結(jié)核。下部具一層

32、32.80m的亞粘土，巖性為綠色，含鋁質(zhì)、細膩，具可塑性。該系底部大部分為亞粘土，局部為礫石層及細砂巖，厚度108.10～177.05m，平均厚度142.81m，與下伏地層呈不整合接觸，這就是俗稱的“天窗區(qū)”。</p><p>　　1.2.3.5第四系（Q）</p><p>　　本系由黃土、灰黃色粘土、砂質(zhì)粘土夾細砂及中砂層，成巖較差，不固（膠）結(jié)～弱固（膠）結(jié)，上部一般為砂質(zhì)粘土、粘土及

33、細砂，較松散，透水性強，底部為砂層與下伏地層（N）呈不整合接觸，厚度68.33～113.40m，平均厚度87.15m。</p><p>　　1.2.4井田地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　本井田位于永夏復式背斜北端東翼，夾持于F28斷層和F101斷層之間，受北北東向斷裂的控制。地層走向40線以南為北北東，以北逐漸變?yōu)楸北蔽飨?，傾向南東～北東，傾角為5º～32º，區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北

34、北東向斷裂為主，并發(fā)育有寬緩褶皺，即本區(qū)斷裂與褶皺并存、以斷裂為主。大的主干斷層兩側(cè)多發(fā)育次一級的小型分支斷層。</p><p>　　1.2.4.1褶曲構(gòu)造</p><p>　　（1）本區(qū)褶曲構(gòu)造主要是王樓背斜，其軸部位于F28斷層東側(cè)，是永城大背斜的次一級構(gòu)造。褶曲軸部被F32斷層切割，軸向北北東，延伸約7km ，在本區(qū)32～38線之間的隆起地帶，軸部出露有太原組地層，延伸到44線尖滅，

35、兩翼地層傾角10º左右，背斜西翼被F28斷層切割，東翼延展較寬。 </p><p>　?。?）此外，區(qū)內(nèi)外還有東西向的短軸向背斜和寬緩的小型波狀起伏，如F28斷層西側(cè)、F4斷層東側(cè)表現(xiàn)的次級褶曲較為明顯，但規(guī)模不大，軸跡不明顯，對本區(qū)煤層總體賦存形態(tài)并不構(gòu)成原則性影響。</p><p>　　1.2.4.2斷裂構(gòu)造</p><p>　　經(jīng)勘探查明，區(qū)內(nèi)落差

36、大于100m的斷層 6條（F28、F32、F4、F4-2、F4-3、F101），100～30m的斷層7條 （F104、F4-1、F104、F109、F28-2、F28-3、F28-4），小于30m的斷層4條（F104-1、F106、F108、F109-1），詳見井田斷層情況一覽表</p><p>　　1.2.4.3巖漿巖侵入及天然焦范圍</p><p>　　永夏礦區(qū)至少先后有兩期巖漿巖侵入

37、，灰綠巖侵入較早，為華力西晚期，花崗斑巖為燕山晚期。華力西晚期已有基性巖漿侵入寒武奧陶系地層，繼而在燕山運動晚期受深大斷裂及前期巖漿活動的影響，大量的巖漿噴出和侵入煤系地層。</p><p>　　由圖中可以看出，勘探區(qū)的南部、北部和F32斷層以西，均有大面積天然焦分布，其原因是由于巖漿侵入二2煤層及附近地層所產(chǎn)生的熱力變質(zhì)作用所致，分布范圍廣，面積大。井田范圍內(nèi)煤層受巖漿侵入不甚明顯，初期采區(qū)未發(fā)現(xiàn)巖漿侵入二2煤

38、層，煤變質(zhì)程度相對較低。</p><p>　　表1-2-1 井 田 斷 層 情 況 一 覽 表</p><p>　　1.2.5井田的水文地質(zhì)特征</p><p>　　1.2.5.1區(qū)域水文地質(zhì)概況</p><p>　　該區(qū)屬黃淮沖積平原東部，地勢平坦，全井田被新生界松散沉積物覆蓋，厚度190～270m，下伏二迭系、石炭系和

39、奧陶系巖層，本區(qū)近晚期新構(gòu)造運動處于緩慢下降過程，地表水系、河流階地和溝谷均不發(fā)育。</p><p>　　1.2.5.2井田水文地質(zhì)條件</p><p>　　茴村勘探區(qū)處在區(qū)域水文地質(zhì)單元的滯緩徑流區(qū)，井田被一系列近北東向的斷層切割，尤其是井田東、西兩側(cè)被落差較大的高角度正斷層切割，在垂向上形成一系列南北向長條狀地壘，各條塊間水力聯(lián)系受到限制。雖然井田內(nèi)各個含水組的水文地質(zhì)條件與區(qū)域上基本

40、一致，但是基巖地下水的補給、徑流、排泄條件及其賦存狀態(tài)，均受邊界斷層的控制和影響。</p><p>　?。?）含水層與隔水層</p><p>　　按水文地質(zhì)特征，并結(jié)合井田具體情況，從上至下劃分為六個含水組，現(xiàn)分述如下：</p><p>　　第三、四系孔隙水含水組</p><p>　　第三、四系沉積層一般厚度200～240m，總的趨勢，自北向

41、南由厚變薄。35線以南地區(qū)厚度一般小于220m，35線至40線以西之間小于240m，40線以北大于240m。</p><p>　　新生界最底層巖層一般是良好的隔水層，厚度大，以粘土為主，但在井田中部的39線~40線一帶和沿二2煤層露頭的37-1孔、3406孔及區(qū)外的35-1孔附近為“天窗”分布區(qū)（新生界最底層巖層為含水層）。另外，還有一種情況是新生界局部地帶的最底層雖是隔水層，但巖性為亞粘土，一般厚度2~5m，而

42、上部巖層則是質(zhì)純、分選性好的中砂和細砂層，含水性較好，厚度也較大，在開采后期，原始受力狀態(tài)遭到破壞后，可與下伏基巖含水組發(fā)生水力聯(lián)系。</p><p>　　本含水層組可分為六個含水段（見表1-4-1）。</p><p>　　表1-4-1 第三、四系含水層組各含水段水文地質(zhì)特征表</p><p>　　以上六個含水段中的第一個含水組的富水性和水質(zhì)都比較好。第四個含水

43、段,雖然也有較好的富水性，但根據(jù)38--8孔抽水流場分析，其流場的補給時間約為抽水持續(xù)時間的4.3倍，說明補給條件差，而從區(qū)域上分析，該含水層的補給條件和富水性都比較好，是供水的目的層，因此第四含水段仍可作為中小型供水水源。</p><p>　　上述諸含水段之間，普遍有良好的隔水層。一般情況下無水力聯(lián)系，以層間水平運動為主。</p><p>　?。?）基巖風化帶裂隙承壓含水組</p&

44、gt;<p>　　基巖風化帶主要由砂巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖所組成，底界以風化帶發(fā)育深度為準，厚度20～30m，一般25m，作為地下水儲存、運移場所的風化節(jié)理裂隙，不甚發(fā)育，延伸淺，消失快，隨深度增加而減弱，并有泥質(zhì)及巖屑充填，節(jié)理面上常見許多銹黃色鐵質(zhì)及褐色錳質(zhì)薄膜，富水性不均勻，自上向下逐漸變?nèi)酰怪边\動為主。</p><p>　　基巖風化帶在無“天窗”的情況下，與上覆含水層無水力聯(lián)系，鉆進過程中未發(fā)

45、現(xiàn)漏水現(xiàn)象，沖洗液消耗量不大。據(jù)37-4孔抽水證明，流場范圍內(nèi)，巖層含水性較弱，補給源貧乏，水位復原時間長于抽水持續(xù)時間的1.5倍，以消耗靜儲量為主。地質(zhì)報告通過與新莊井田抽水成果對比也證明了風化帶富水性微弱，滲透性能差，屬弱含水巖組。</p><p>　　但是，在39～40線以淺一帶以及煤層露頭區(qū)的個別地段，第三、四系的最底層為含水層時，該含水組則接受上部孔隙承壓水的補給，水文地質(zhì)條件變得復雜。</p&g

46、t;<p>　?。?）二2煤層上（60m）砂巖裂隙承壓水含水組</p><p>　　由二2煤層上60m范圍內(nèi)的細、中粒砂巖組成，是二2煤的直接充水巖組，砂巖層數(shù)最多8層，最少1層，一般3～5層，厚度7～15m。砂巖厚度較大的區(qū)段有三個：①中部411孔～3805孔：呈南北向帶狀，厚度大于20m，最厚的39--4孔達27.01m；②南部3406孔～3204孔：呈南北向帶狀，厚度大于20m；③42線以北：

47、厚度最大，4608孔大于55m，節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，且多被白色方解石脈充填。鉆進時沖洗液消耗量不大，一般小于0.5m3/h，大于1m3/h的鉆孔有41--5孔等4個鉆孔。根據(jù)37--2孔水位恢復曲線反映，流場補給條件不佳，導水性差，水位恢復曲線計算出的滲透系數(shù)比裘布依公式計算值還小31%，偏小原因是因為井旁富水性強于流場平均值所引起的，其穩(wěn)定流抽水實驗結(jié)果的一組數(shù)據(jù)顯示，該含水組補給源不足，透水性能差，富水性弱。</p>&

48、lt;p>　　地質(zhì)報告根據(jù)本含水組與第三、四系和風化帶含水組的重迭關(guān)系和采用經(jīng)驗公式計算出的導水裂隙帶高度（如表1-3-3），可將該含水組相對的分為三種不同的水文地質(zhì)情形，具體如下。</p><p>　　表1-3-3 導水裂隙帶高度計算表</p><p>　　情形1：二2煤層至基巖風化面厚度小于35m，導水裂隙帶頂部已進入第三、四系含水組。此情形沿二2煤層露頭呈

49、帶狀分布，范圍較小。在區(qū)內(nèi)“天窗”地段，則與第三、四系、基巖風化帶含水組發(fā)生水力聯(lián)系，水量增大，在開采后期，有可能沿塌陷裂縫涌進巷道，發(fā)生突水。相應(yīng)區(qū)域一般作為防水煤柱。</p><p>　　情形2：二2煤層至基巖風化面厚度35～60m，導水裂隙帶頂部進入基巖風化帶含水組。此情形分布3606孔、39-6孔附近，面積很小。僅接受基巖風化帶含水組補給，不會構(gòu)成大的突水威脅。但在個別區(qū)域基巖風化帶含水組含水性較好，應(yīng)加

50、強探水工作。</p><p>　　情形3：二2煤層至基巖風化面厚度大于60m，導水裂隙帶頂部未進入基巖風化帶含水組，無水力聯(lián)系，水文地質(zhì)條件簡單。本井田大部分區(qū)域?qū)儆诖朔N情形。</p><p>　　（4）二2煤底板太原群上段灰?guī)r（L9～L7）巖溶裂隙承壓含水組</p><p>　　井田內(nèi)共有14個鉆孔揭穿該含水組，占施工鉆孔總數(shù)的63.6%，是二2煤底板充水巖組，由

51、3～5層灰?guī)r組成，頂界為K3頂板，底界為L7灰?guī)r底板，一般厚度18～20m，在井田范圍內(nèi)，南北兩端稍薄。該含水組以L8分布最穩(wěn)定，且厚度大，最厚14.14m（39-3孔），一般6～8m，溶隙比較發(fā)育，巖溶不發(fā)育，有少量的巖溝、溶槽和小孔洞，溶隙多被白色的方解石脈充填。</p><p>　　由于該含水組水量較豐富，水壓高，井田內(nèi)斷裂又比較發(fā)育，《精查報告》選擇38—7、38—10兩孔進行了抽水試驗，成果見下表。&l

52、t;/p><p>　　表1-3-4 38—7、38—10孔抽水試驗成果表</p><p>　　該含水層與二2煤層間有多層砂巖和少量的砂質(zhì)泥巖、泥巖，厚度一般在50m左右，形成良好的隔水屏障。</p><p>　?。?）太原群下段灰?guī)r（L1～L4）巖溶裂隙承壓含水組</p><p>　　井田內(nèi)共有5個鉆孔揭穿該含水組，占施工鉆孔總數(shù)

53、的22.7%，由3～4層灰?guī)r組成，頂界為L4灰?guī)r頂板，底界為L1灰?guī)r底板，厚度13.80～18.44m，一般14～17m，以L2分布最穩(wěn)定，厚度大，最厚11.04m（41—3孔），最薄1.89m（41—5孔），一般7～8m，巖溶裂隙比較發(fā)育，裂隙多被白色方解石脈充填，巖組含水性較好，但不均勻。鉆進過程中，發(fā)現(xiàn)漏水鉆孔一個（39—4孔），沖洗液消耗量最大7.20m3/h。從灰?guī)r化學樣分析結(jié)果可以看出，屬微溶灰?guī)r。</p>&

54、lt;p>　　該含水層組之上即為太原群中段巖層，厚度一般30m左右，主要巖性為砂質(zhì)泥巖、泥巖和少量的薄層灰?guī)r，系良好的隔水層。</p><p>　　（6）奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水組</p><p>　　井田內(nèi)共有3個鉆孔揭露，占施工鉆孔總數(shù)的13.6%，其中兩個鉆孔揭深為50m以上，一個鉆孔為8.18m，含水巖層為層狀～厚層狀灰?guī)r，灰色，隱晶質(zhì)，性脆，塊狀，中夾鋁質(zhì)泥巖薄層，含黃鐵

55、礦結(jié)核，節(jié)理裂隙比較發(fā)育，被白色方解石脈充填后，呈樹枝狀或網(wǎng)狀。局部具有溶蝕現(xiàn)象，有溶溝、溶槽和小溶洞，洞內(nèi)有泥質(zhì)填物，屬較強含水巖組，具有水壓高，突水猛等特點。</p><p>　　頂部隔水層C2厚15.38～29.10m，其中鋁質(zhì)泥巖有的厚達10.92m，隔水性能良好，因此，一般情況下，與上覆含水巖組無水力聯(lián)系。</p><p>　　1.2.5.3斷層對本井田地下水的控制與影響<

56、/p><p>　?。?）受邊界斷層F28和F4的斷錯影響，井田為一地壘式斷塊，基巖含水組的連續(xù)性遭到了嚴重破壞，地下水的賦存狀態(tài)、運動條件也發(fā)生了變化，二2煤對接下降盤巖性多為不同時代的泥巖、砂質(zhì)泥巖。而對接上升盤巖性多為C3灰?guī)r、Q2灰?guī)r（落差大的斷層），少數(shù)是泥巖、砂質(zhì)泥巖（落差較小的斷層），斷層切斷了地下水的側(cè)向水平補給，改變了原有的層間運動及徑流方向，致使地下水處于似停滯的封閉狀態(tài)，循環(huán)交替條件差。</

57、p><p>　?。?）井田內(nèi)斷層破碎帶的含、導水性</p><p>　　①按力學性質(zhì)分析，井田內(nèi)斷裂，多呈壓性或壓扭性，理論上其含、導水性差。</p><p>　　②在鉆進過程中，斷層破碎帶也未發(fā)現(xiàn)漏水，沖洗液消耗量不大，對F32破碎帶進行的穩(wěn)定流抽水試驗，也證明了富水性微弱，導水性差，且具有一定的阻水性能。</p><p>　?、蹚?0—16、

58、38—7孔的抽水流場分析中，也揭示出了下列斷層破碎帶的的含、導水性能較差的水文地質(zhì)特征；</p><p>　　40—16孔：為F32破碎帶的抽水孔，水位恢復曲線顯示，水位恢復三天多，而僅為抽水前位的47%，充分證明了它是一個儲水條件和導水性能差的斷層。</p><p>　　38—7孔：該孔系C3上部灰?guī)r段的抽水孔，水位恢復曲線反映，流場中存在兩條阻水斷層，一條是F32、在370分鐘出現(xiàn)，一

59、條是F104斷層，在1110分鐘出現(xiàn)。</p><p>　　總之，本井田內(nèi)斷層原始狀態(tài)下，含、導水性較差。但值得說明的是，礦井開采后，有可能破壞其原始應(yīng)力平衡，增強導水性，生產(chǎn)中應(yīng)引以為重視。</p><p>　　《精查地質(zhì)報告》采用大井法預(yù)計了礦井涌水量，結(jié)果是： -400m水平正常涌水量364.2m3/h，最大涌水量為516.43 m3/h。</p><p>&

60、lt;b>　　1.3 煤層特征</b></p><p><b>　　1.3.1煤層</b></p><p>　　1.3.1.1含煤地層</p><p>　　本區(qū)含煤地層有二迭系（P）太原組、山西組及下石河子組和上石河子組一、二段，總厚618.83m，共含煤22層（分為一～六共6個煤組），煤層總厚7.15m。主要煤層特征見表1

61、-2-2。</p><p>　　表1-2-2 主 要 煤 層 特 征 表</p><p>　　由上表可以看出，僅下二迭統(tǒng)山西組二2煤全區(qū)發(fā)育，層位穩(wěn)定，普遍可采，為本礦井主采煤層。下石河子組三32煤局部可采。其余煤層均不可采。</p><p>　　1.3.1.2可采煤層</p><p><b>　　（1）二2煤層

62、</b></p><p>　　二2煤層賦存于山西組中部，上距K447.57m，下距K345m，煤層厚度0.90～5.09m，平均厚度2.67m。煤厚0.8～2.0 m的有10個點，占27.8%；2.0～4.0 m的22個點（多集中在初采區(qū)），占61.1%；大于4.0m的4個點，占11.1%?？梢姡汉穸嗉性?.0～4.0m之間，屬穩(wěn)定～較穩(wěn)定型中厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單。</p><

63、p><b>　?。?）三32煤層</b></p><p>　　三32煤層賦存于下石盒子組中部，下距二2煤層85.57m。為局部可采煤層，可采區(qū)域分北、中、南三塊，可采區(qū)平均厚度0.9m， </p><p>　　1.3.1.3煤巖對比</p><p>　　本區(qū)共有6個煤組，各煤組特征明顯，標志層易于識別，煤組對比主要依據(jù)標志層。標志層自下而

64、上為：K1、K2、K3、S(沙鍋窯砂巖)、K4、K5、K6、K7、K8、K9，如表1-2-3。</p><p>　　表1-2-3 標 志 層 特 征 表</p><p><b>　　1.3.2煤質(zhì)</b></p><p>　　1.3.2.1物理性質(zhì)</p><p>　　二2煤層顏色為灰黑色，

65、深黑色～灰黑色條痕，金剛～似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，貝殼狀斷口，外生裂隙發(fā)育，性脆易碎。視比重1.40，真比重1.52。</p><p>　　天然焦（二2煤層）為灰黑色，黑色條痕，為塊狀、粒狀，光澤暗淡，性脆，質(zhì)地較硬，視比重1.72，真比重1.76。</p><p>　　1.3.2.2煤巖特征</p><p>　　二2煤層宏觀煤巖成分以亮煤為主，次為暗煤、

66、鏡煤，屬半光亮～光亮型煤。天然焦則因變質(zhì)程度較高，煤巖組分不易區(qū)分。</p><p>　　1.3.2.3化學性質(zhì)、工藝性能及煤類</p><p>　　本區(qū)主采煤層二2煤層主要為貧煤（PM），只有兩個孤立的無煙煤點(39-5、41-5孔)，在F32斷層以西有天然焦（TR）分布。</p><p>　　二2煤層（PM）：以低灰分、特低硫、特低磷、低水分、高發(fā)熱量、高灰熔點

67、、易磨碎、極易選為主要特征，彈筒發(fā)熱量30.27MJ/kg（7200千卡/公斤），詳細描述見第七章第一節(jié)。</p><p>　　二2煤層（TR）：煤的變質(zhì)程度加劇，灰分上升，灰熔點降低，發(fā)熱量下降，遇火發(fā)“爆爆”聲，即具有熱爆性，其余工藝特性與煤相當，彈筒發(fā)熱量25.6MJ/kg。</p><p>　　三32煤層詳細煤質(zhì)資料尚缺，據(jù)鄰礦有關(guān)資料，本層原煤灰分較高。</p>&

68、lt;p>　　2 井田境界和儲量</p><p><b>　　2.1 井田境界</b></p><p>　　2.1.1井田境界 </p><p>　　2.1.1.1勘探區(qū)范圍</p><p>　　本井田1989年完成精查勘探?？碧絽^(qū)范圍是：</p><p>　　東至F4、F101、二 2

69、煤層底板-1000m等高線及天然焦邊界；</p><p>　　西起F28斷層及二2煤層露頭；</p><p><b>　　南起32勘探線；</b></p><p><b>　　北抵46勘探線。</b></p><p>　　勘探區(qū)南北長7.5km，東西寬2.0km，面積15km2。</p>

70、<p>　　2.1.1.2精查區(qū)范圍</p><p>　　精查區(qū)是整個勘探區(qū)的一部分，具體范圍是：</p><p>　　東到F4及二2煤層底板-800m水平，</p><p>　　西以F32斷層及二2煤層露頭為界，</p><p>　　南起32勘探線，同勘探區(qū)；</p><p>　　北抵46勘探線，同勘探

71、區(qū)。</p><p>　　精查區(qū)面積6.5km2。</p><p>　　2.1.1.3井田境界</p><p>　　本次設(shè)計礦井井田境界即為精查區(qū)范圍。</p><p>　　需要特別說明的是，由于本井田外圍的資源還十分豐富，并且依賴本礦開采比較合理，本設(shè)計建議進行補勘升級后，擴大井界，申請利用。本設(shè)計將統(tǒng)一考慮整個勘探區(qū)的開拓部署。</

72、p><p><b>　　2.2 儲量</b></p><p>　　2.2.1儲量計算范圍</p><p>　　2.2.1.1本井田范圍內(nèi)的二2煤層計算地質(zhì)儲量，外圍區(qū)及三 23煤計算遠景儲量。</p><p>　　2.2.1.2工業(yè)指標</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)報告，儲量計算的煤層最低可采厚度為

73、0.8m，最高可采灰份為40%。本井田范圍內(nèi)的二2煤層全區(qū)可采。</p><p>　　煤層計算容重為1.4t/m3。</p><p>　　2.2.1.3煤層儲量分類</p><p><b>　?。?）地質(zhì)儲量</b></p><p>　　根據(jù)地質(zhì)報告提供的數(shù)據(jù)，井田內(nèi)二2煤地質(zhì)儲量共計22684kt，均為貧煤，其中A+B

74、級7120kt，占全部地質(zhì)儲量的31.4%。詳見表2-1-1。</p><p>　　表2-1-1 井田內(nèi)二 2煤地質(zhì)儲量匯總表</p><p>　　井田外圍詳查區(qū)二 2煤及三2 3地質(zhì)儲量29566kt，其中貧煤18192kt，天然焦11356kt，詳見表2-1-2。建議對井田外圍詳查區(qū)資源補勘升級后，申請利用。</p><p>　　由于本井田

75、外圍的資源還十分豐富，并且依賴本礦開采比較合理，因此補勘升級后，有很大可擴大井界。</p><p>　　表2-1-2 井田外圍詳查區(qū)二2煤及三2 3地質(zhì)儲量匯總表 </p><p><b>　　單位:kt</b></p><p>　　2.2.2 礦井工業(yè)儲量</p><p>　　井田內(nèi)保有地質(zhì)儲量全部作為工業(yè)儲量，共

76、計22684kt，其中-400m以淺9107kt，占全部工業(yè)儲量的40.1%。煤層的最小可采厚度為0.8米。</p><p>　　2.3 礦井可采儲量</p><p>　　2.3.1永久煤柱留設(shè)</p><p>　　2.3.1.1淺部防水煤柱留設(shè)</p><p>　　根據(jù)不同水文地質(zhì)條件，有如下兩種情況：</p><p&

77、gt;　?。?）據(jù)地質(zhì)報告，在首采區(qū)39-40線以淺及淺部的多處局部出現(xiàn)“天窗區(qū)”，基巖風化帶含水性較好，留設(shè)淺部防水煤柱的目的是，不允許導水裂縫帶波及基巖風化帶和第三、四系底含水層。據(jù)此，“天窗區(qū)”煤層淺部露頭防水煤巖柱高度計算應(yīng)按“上覆松散強含水層”情形，參照《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》、《煤礦防治水工作條例》、《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中有關(guān)防水煤巖柱留設(shè)的規(guī)定計算如下：</p><p>

78、;<b>　　H防=H裂+H保</b></p><p>　　式中：H防——防水煤巖柱高度，m；</p><p>　　H裂——導水裂隙帶最大高度，采用地質(zhì)報告提供數(shù)據(jù)，為39.48米。</p><p>　　H?！Ｗo帶高度，取10m。</p><p>　　故按平均開采厚度2.67m時，防水煤巖柱高度為50m左右。<

79、/p><p>　?。?）在非“天窗區(qū)”，按一般基巖風化帶煤柱處理，取煤柱寬度25m左右。</p><p>　　由于“天窗區(qū)”的范圍很難定量具體化，生產(chǎn)當中根據(jù)地質(zhì)報告提供的原則性范圍進一步探測予以界定，根據(jù)上述兩種不同的情況留設(shè)煤柱。</p><p>　　2.3.1.2斷層煤柱留設(shè)</p><p>　　本井田范圍內(nèi)斷層較多，依據(jù)地質(zhì)報告的結(jié)論，斷

80、層全部是高角度的正斷層，其力學特性為壓性或壓扭性、水力特性為阻水，但斷層帶巖石破碎、脆性大，局部可能有次一級張性斷裂，井巷施工和爆破易破壞斷層破碎帶的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，則阻水斷層可能轉(zhuǎn)化為導水斷層。</p><p>　　本設(shè)計斷層煤柱留設(shè)按不導水斷層考慮，但適當留有富余。另外，開采所涉及到的強含水層主要是指二2煤底板L8灰?guī)r、O2灰?guī)r，在斷層的作用下，縮短了下降盤煤層與含水層之間的距離，甚至局部存在二2煤層與L8

81、灰?guī)r對接，資料顯示永城礦區(qū)及淮北礦區(qū)，突水大多發(fā)生在下降盤，因此，斷層下降盤煤柱的重要性大于上升盤，設(shè)計認為應(yīng)分別對待，依照“突水系數(shù)法”計算含水層至設(shè)計采空區(qū)的安全巖柱，并利用幾何關(guān)系求出斷層煤柱寬度，具體如下。</p><p>　　安全巖柱 H a=P/T S+M O</p><p>　　順層煤柱 L=( Ha2 + hc2 )1/2 ± h c/tgα（上升盤減、

82、下降盤加）</p><p>　　式中：P——防水煤柱所承受的靜水壓力（MPa）</p><p>　　T S——突水系數(shù)， MPa /m，下降盤取0.10，上升盤取0.11；</p><p>　　M O——采礦活動對底板的破壞深度，取10m</p><p>　　α——斷層面與煤層交角</p><p>　　hc——煤至含水

83、層的高差</p><p>　　依此計算首采區(qū)主要斷層安全煤柱高度并折算成煤柱寬度L安 結(jié)果如下：</p><p>　　①F 104：上升盤P max=5.5 MPa, Ha =36.3m ， L計算值小于零，取L =30m</p><p>　　下降盤P max =4.35 MPa，Ha =43.5m ，L計算值=43.5，取L =50m</p>

84、<p>　?、贔 101：上升盤P max =5.5 MPa, Ha =45.8m , L計算值==16.4m，取L =30m</p><p>　　下降盤P max =5.7 Mpa， Ha =47.5m , L計算值==60.4m，取L =65m</p><p>　?、跢 43: 上升盤P max =6.5 MPa, Ha =54.5m , L 計算值==29.7m，取L

85、=40m</p><p>　?、蹻 4 ：上升盤Pmax =6.5 MPa, Ha ==54.5m , L計算值==29.7m, 取L =40m</p><p>　　2.3.1.3井筒及工廣煤柱</p><p>　　井筒及工廣煤柱按表土層移動角41º，基巖走向移動角70º，傾向移動角按（70º- 0.7α）留取，α為巖層傾角。</

86、p><p>　　2.3.1.4村莊壓煤</p><p>　　井田內(nèi)地表村莊密布，間距僅300m～700m，且煤層埋藏較深，若村莊留取煤柱后，井田內(nèi)幾乎無煤可采，全部被壓；若采用條帶法開采，井田內(nèi)資源又很有限；若采用全面協(xié)調(diào)開采，井田內(nèi)斷層多，技術(shù)上難以奏效。因此為滿足建井要求，地面村莊需全部分期搬遷，設(shè)計不留村莊煤柱。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計規(guī)范，采區(qū)回采率以80

87、％計。礦井設(shè)計儲量減去各種保護煤柱煤量后，乘以(1-80％)，即為開采損失。</p><p>　　可采儲量為工業(yè)儲量扣除永久煤柱損失后，再乘以采區(qū)回采率（按80%）。礦井共獲得各類可采儲量11210kt，其中-400m以淺4921kt、-400～-800m間6289kt?？刹蓛α吭斠姳?-3-1。</p><p>　　表2-3-1 　　　　 礦井可采儲量計算表 </p>

88、<p><b>　　單位：kt</b></p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力 及服務(wù)年限</p><p>　　3.1 礦井工作制度</p><p>　　礦山工作制度為年工作日330d，每天三班作業(yè)。每天凈提升時間為16h。</p><p>　　3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限

89、</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計的處生產(chǎn)能力</p><p>　　礦井生產(chǎn)能力為450kt／a，目前永城礦區(qū)同類條件高檔炮采工作面實際單產(chǎn)達到450kt/a 以上，本井田的特點之一是斷層密度較大，煤層缺乏完整性，存在大量的三角煤區(qū)，需要進行殘采回收，所以確定本礦井年生產(chǎn)能力為450kt／a。</p><p>　　3.2.2礦井的服務(wù)年限及一水平的報務(wù)年限 &

90、lt;/p><p>　　按生產(chǎn)能力450kt／a計算，本礦井服務(wù)年限24.9年，首采區(qū)服務(wù)年限9.6年，符合規(guī)定。</p><p><b>　　4 井田開拓</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題</p><p>　　4.1.1開拓方式及井口位置的選擇</p><p>　　4.1.

91、1.1影響本井田開拓方式及井筒位置選擇的主要因素分析</p><p>　?。?）首采區(qū)需布置在控制可靠的高級儲量區(qū)，井筒位置要盡量靠近首采區(qū)，減少初期井巷工程量。</p><p>　?。?）井田內(nèi)資源條件較好的塊段為36線-42線間，F(xiàn)32斷層~F43斷層之間，勘探程度高，資源條件好，適合作為礦井首采區(qū)，由于資源相對有限，選定的工廣位置應(yīng)盡可能少壓初采區(qū)儲量，并且有利于初采區(qū)開采布置。&l

92、t;/p><p>　?。?）井田內(nèi)地形平坦，地面村莊稠密，開采時需分期搬遷，工廣選擇應(yīng)避開村莊影響，且可能的情況下，工廣煤柱與村莊煤柱重合。</p><p>　　（4）井田水文地質(zhì)條件中等，施工期間主要水患威脅有：“天窗”帶的三、四系底含水層、二2煤層底板下50m處的L8灰?guī)r及奧灰，井巷穿過或接近以上含水層時應(yīng)有可靠的安全措施保證，并盡可能遠離以上含水層。</p><p&g

93、t;　?。?）首采區(qū)周邊一帶，覆蓋層厚度呈現(xiàn)北厚南薄趨勢，但差值最大僅30m左右，基巖面近乎平坦，井筒位置應(yīng)盡可能選擇在覆蓋層相對較薄的地帶，降低凍結(jié)深度，但并不構(gòu)成重要因素。</p><p>　?。?）由于本井田表土層厚度達230m左右，且中間有多層含水層，若采用斜井開拓，其斜井井筒施工在技術(shù)上難以保證，并且斜井井筒勢必穿過多條斷層，故井田開拓方式宜為立井開拓。</p><p>　?。?

94、）工廣盡可能靠近現(xiàn)有公路，縮短場外公路，節(jié)省投資。</p><p>　?。?）開拓方案應(yīng)在合理開發(fā)井田的前提下，盡可能兼顧外圍區(qū)的開發(fā)。</p><p>　　4.1.1.2開拓方式及井筒位置確定</p><p>　　綜合以上因素，結(jié)合煤層賦存條件，設(shè)計考慮四個井口位置方案，如圖2-3-1?，F(xiàn)將各方案簡述于下：</p><p>　　方案一：望莊

95、西北井口方案</p><p>　　井口位于首采區(qū)東側(cè)，望莊西北、F43斷層東側(cè)，地面標高+34.6m。井筒落底于煤層頂板，落底高-400m，井深435m。覆蓋層厚度225m。井筒落底后，石門穿過F32斷層,布置南翼、西翼兩組大巷，傾斜長壁上下山開采首采區(qū)煤炭。</p><p>　　方案二：崔莊以西井口方案</p><p>　　井口位于首采區(qū)南端，崔莊以西200m，地

96、面標高+34.8m。</p><p>　　井筒落底于煤層頂板，落底標高-300m，井深335m。覆蓋層厚度225m。井筒落底后，布置一組集中下山，并利用集中下山先期開采首采區(qū)南翼部分。下山穿過F43斷層后，落底于-400m水平，利用-400水平大巷開采首采區(qū)北翼。第一水平與第二水平間采用集中下山聯(lián)系。</p><p>　　方案三：周壽莊以東井口方案</p><p>

97、　　井口位于首采區(qū)西側(cè)，周壽莊東240m，3905鉆孔處，地面標高+35.1m。井筒落底于煤層底板，落底標高-280m，井深315m。覆蓋層厚度235m。井筒落底后，布置一組集中下山穿過F104、F43斷層后，落底于-575水平。利用集中下山開采首采區(qū)。</p><p>　　方案四：廟莊正東井口方案</p><p>　　井口位于首采區(qū)東部，廟莊正東、F 4斷層東側(cè)，相當于方案一井口位置向東

98、偏移370m,地面標高+34.6m。井筒落底于煤層頂板，落底高-400m，井深435m。覆蓋層厚度235m。井筒落底后，石門穿過F4 、F43斷層,其余同方案一 </p><p>　　以上四個井口位置方案中，方案二與方案三屬淺部方案, 方案一和方案四屬深部方案。經(jīng)初步技術(shù)經(jīng)濟比較，設(shè)計認為：</p><p>　　(1)方案二與方案三相比：方案二表土層薄10m左右； 井底車場位于煤層頂板，

99、巷道及硐室遠離基巖風化帶和L8灰?guī)r，井底車場層位相對好； 集中下山不過斷層，施工條件相對可靠，初期工程量少，見效快。 但近期（3年內(nèi)）需完成接替工作面必須的-400m水平大巷，工程量極大（近4000m）；且井口偏向井田南側(cè)，而礦井儲量主要分布于首采區(qū)北側(cè)，不利于開發(fā)全井田。綜上，方案三優(yōu)于方案二。</p><p>　　(2)方案一與方案四相比：方案四不壓首采區(qū)煤，但壓深部的煤量最大、范圍廣。方案四工業(yè)廣場位置受東

100、西兩面村莊的夾持，且石門須穿過大型斷層F 4（落差100m以上），施工條件難以預(yù)料。綜上，方案一優(yōu)于方案四。</p><p>　　設(shè)計針對淺部的方案三和深部的方案一作進一步技術(shù)經(jīng)濟比較，詳見井口位置及開拓方案方案比較表</p><p>　　井口位置及開拓方案比較表</p><p><b>　　方案評價及比選：</b></p>&l

101、t;p>　?。?）方案一 : 井底車場位于煤層頂板，井底車場層位相對好；施工條件可靠；提升、排水環(huán)節(jié)簡單；采用大巷傾斜長壁開采，生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡單；但是工業(yè)廣場受到望莊、廟莊兩個地面村莊的限制，位置較狹窄。</p><p>　?。?）方案三 ：主要優(yōu)點是，工業(yè)廣場位置開闊，并且鄰近現(xiàn)有茴村—劉河的公路 ；總體壓煤量比方案一少860kt，初期投資較方案一少600萬左右。但方案三井底車場層位相對較差，井底車場巷道及硐

102、室距離底板L8灰?guī)r和基巖風化帶較近，須進行圍巖注漿加固處理，所有巷道和硐室須采用混凝土砌碹，建井工期具不確定性。再者，下山開采，生產(chǎn)期間排水、提升環(huán)節(jié)多，特別是防水安全性可靠度相對較差，工業(yè)廣場壓A+B高級儲量區(qū)。</p><p>　　結(jié)論：設(shè)計主要從保證生產(chǎn)、確保安全角度出發(fā)，調(diào)查現(xiàn)有生產(chǎn)礦井實際情況基礎(chǔ)上，推薦方案一（即望莊西北井口方案）。</p><p><b>　　4.1

103、.2井筒數(shù)目</b></p><p>　　本井田煤層埋藏相對較深，表土覆蓋層厚，礦井生產(chǎn)能力不大，并且屬于低瓦斯礦井，因此，本著盡可能減少井筒的數(shù)目的原則，礦井初期以一對立井開拓井田。主井裝備箕斗提升煤炭，并兼作回風井。副井裝備罐籠輔助提升，兼作進風井。主、副立井均裝備玻璃鋼梯子間作為安全出口。礦井后期設(shè)南部和北部后期風井。</p><p>　　4.1.3開采水平數(shù)目、標高&l

104、t;/p><p>　　本井田二2煤層賦存標高位于-200~-950m左右， 由于受斷層切割，在平面上呈現(xiàn)為多個不規(guī)則的狹長條塊，各條塊標高差在25～50m左右，因此很難以一個公共水平開發(fā)全井田，本設(shè)計在盡可能使一個水平開拓較多煤量的前提下，依條塊平面、空間位置不同，布置多個開采水平和輔助水平，水平間以集中斜巷聯(lián)系。</p><p>　　開采水平為兩個水平開采，礦井第一水平標高-400m，第二水

105、平標高-575m。</p><p>　　4.2 礦井基本巷道</p><p><b>　　4.2.1井筒</b></p><p>　　4.2.1.1井筒的斷面形狀及布置</p><p><b>　　(l)、主井</b></p><p>　　主井主要擔負全礦井的原煤提升任務(wù)，

106、兼作回風井和礦井的安全出口。井筒凈直徑4.5m，裝備一對4t標準輕型箕斗，采用38kg/m鋼軌罐道、工字鋼罐道梁。同時，井筒內(nèi)設(shè)有玻璃鋼梯子間，層間距6m。主井井筒敷設(shè)信號、通信電纜。</p><p><b>　　(2)、副井</b></p><p>　　副井主要擔負全礦人員，掘進矸石、材料及各種設(shè)備的升降任務(wù)，并作為全礦井的進風井筒及安全出口。井筒凈直徑5.0m，裝

107、備1t 雙層雙車罐籠，冷彎方鋼罐道、槽鋼組合罐道梁。同時，井筒內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間，層間距6m。副井敷設(shè)排水管3趟、壓風管及供水管各1趟，并敷設(shè)通信、信號及動力下井電纜等管線設(shè)施。</p><p>　　井 筒 特 征 表</p><p>　　4.2.1.2井壁結(jié)構(gòu)及厚度</p><p>　?。?）表土段：凍結(jié)段井壁型式為雙層鋼筋混凝土復合井壁，內(nèi)外井壁之間鋪設(shè)2

108、0mm厚聚氯乙烯塑料板滑動層，外壁與圍巖之間鋪設(shè)50mm厚聚苯乙烯泡沫板緩沖層。井壁砌筑完成后進行壁后注漿和壁間注漿。</p><p>　　井壁厚度計算模型：力學模型按雙層厚壁筒，縱向無約束。外壁承受凍結(jié)壓力，內(nèi)壁承受靜水壓力，共同承受永久地壓。具體計算公式為：</p><p>　　h 內(nèi)=r [(f cz/( f cz -2υ kP 水))1/2 -1]</p>

109、<p>　　h 外=（r+h 內(nèi)） [(f cz/( f cz -2υ kP 凍))1/2 -1]</p><p>　　初步計算，井筒最不利深度處（250m），井壁厚度如下：</p><p>　　主井井筒（D4.5m）：h 內(nèi)=500mm，h 外=400mm，砼標號C50</p><p>　　副井井筒（D5.0m）：h 內(nèi)=550mm

110、，h 外=400mm，砼標號C50</p><p>　　為方便施工，改善井壁受力，避免局部集中應(yīng)力，參照永城、淮北地區(qū)凍結(jié)井的施工實際，全井筒采用統(tǒng)一井壁厚度，自上而下分段提高砼標號，從C30至C50。在下階段設(shè)計中，還要對井架作用效應(yīng)、負摩擦力作用效應(yīng)、縱向穩(wěn)定性進行較核后最終確定井壁厚度。</p><p>　　另外，根據(jù)徐淮地區(qū)井筒破壞原因分析，以開采后引起的地下水流失所造成的強大負

111、摩擦力導致井壁破壞的情況居多，破壞部位一般在基巖面以上附近。針對以上情況，設(shè)計擬在井壁適當部位設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)的可壓縮裝置。</p><p>　　（2）基巖段：基巖段為素砼單層井壁。參照永城、淮北地區(qū)凍結(jié)井的施工實際，綜合考慮井筒裝備樹脂錨桿的施工要求，確定井壁厚度為350mm</p><p><b>　　（3）井筒施工方法</b></p><p>