礦井畢業(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><b>　　1.1.1井田位置</b></p><p>　　孔莊煤礦位于江蘇省徐州市西北大約80Km處，井田位于江蘇省沛縣和山東省微山縣境內(nèi)，其東為山東省微山縣金源煤礦，南、北分別是江蘇天能集團(tuán)的沛城煤礦

2、和上海大屯能源股份有限公司的徐莊煤礦。其主井地理坐標(biāo)為東經(jīng)116º 57′13″，北緯34º 50′20″。井田采礦登記邊界東西走向長(zhǎng)約為12.98Km，南北平均寬約為3.40Km，總面積約為44.13Km2。</p><p><b>　　1.1.2交通</b></p><p>　　礦區(qū)交通方便，有徐（州）沛（屯）鐵路專用線，在沙塘與隴海鐵路接軌，

3、全長(zhǎng)82.87Km，有礦區(qū)支線到達(dá)孔莊煤礦。區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá)，徐州—濟(jì)寧省級(jí)公路縱貫礦區(qū)南北，礦區(qū)內(nèi)連通中心區(qū)和各礦的公路、鐵路通暢。京杭大運(yùn)河從礦區(qū)東部通過，可供100噸級(jí)機(jī)船常年航行，水路交通也較方便，詳見礦區(qū)交通位置圖(圖1—1)。</p><p>　　圖1.1 孔莊礦交通位置圖</p><p><b>　　1.1.3礦權(quán)</b></p><

4、p>　　孔莊煤礦采礦許可證是由中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部2000年4月29日簽發(fā)的，證號(hào)為：1000000020072，礦權(quán)范圍由24個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)組成，詳見孔莊煤礦井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表（表1-1）。采礦登記面積為41.1355 Km2，開采深度為-160m至-1300m，有效期限自2000年4月至2029年4月。</p><p><b>　　1.1.4自然地理</b></p>

5、<p>　　孔莊井田地貌屬黃淮沖積平原，為第四系地層覆蓋地區(qū)，地勢(shì)較平坦，地表廣泛分布古黃河泛濫的砂質(zhì)粘土，地形西高東低，陸地地面高程大部分在33.0～35.5m之間，東部昭陽(yáng)湖湖底高程為32.0m左右，井田內(nèi)湖堤高程為38.8～40.0m，歷年最高洪水位為37.01m（1957年）。</p><p>　　本區(qū)屬黃河流域與長(zhǎng)江流域過渡性氣候，為季風(fēng)型大陸性氣候，冬季嚴(yán)寒干燥，夏季炎熱多雨。據(jù)沛縣氣象

6、站資料：歷年來平均降雨量738.2mm，最大降雨量1290.1mm（2003年），最小降雨量425.9 mm（1988年），最大日降雨量為340.7mm（1971年8月9日），大氣降水多集中在7、8月份，年平均蒸發(fā)量為1475.1mm。年平均氣溫為14.2℃，日最高氣溫為40.3℃（1972年6月11日），日最低氣溫為-15.7℃(1990年2月1日)。歷年最大凍土層深度19.0cm（1969年），平均為12.0cm。</p>

7、;<p>　　該地區(qū)多季節(jié)風(fēng)，春夏季多東南風(fēng)，秋冬季多偏北風(fēng)，全年以東南偏東風(fēng)為主，平均風(fēng)速2.1m/s，最大風(fēng)速20.0m/s,湖區(qū)風(fēng)力一般在5級(jí)左右，雷暴期在4～9月份。</p><p>　　根據(jù)國(guó)家頒布的地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-2001標(biāo)準(zhǔn)，大屯礦區(qū)地震動(dòng)峰值加速度處于0.05至0.10g烈度分界線附近，大部分是0.10g，部分是0.05g。</p><p>　

8、　1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況</p><p>　　沛縣為全國(guó)重要商品糧生產(chǎn)基地，微山湖大米為優(yōu)良無(wú)公害大米，且本區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。已形成機(jī)械、食品、化工、紡織四大工業(yè)體系。沛縣又是全國(guó)重要的煤炭生產(chǎn)基地。</p><p>　　1.1.6水源及電源</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)供作水源的有第四系地下水，地表的湖水和河水，水質(zhì)一般較好。孔莊礦的生活用水取自第四系地下水，生產(chǎn)

9、用水為井下排水經(jīng)過處理后使用。礦區(qū)內(nèi)水資源可靠、豐富，能滿足生產(chǎn)建設(shè)的需要。</p><p>　　大屯礦區(qū)現(xiàn)有裝機(jī)容量130MW火力發(fā)電廠和24MW矸石熱電廠，主要供應(yīng)礦區(qū)生產(chǎn)和生活需要，其余部分并入徐州電網(wǎng)。礦井用電接自發(fā)電廠，因此用電可靠。</p><p><b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　1.2

10、.1區(qū)域地層</b></p><p>　　本區(qū)在太古界的結(jié)晶基底上沉積了震旦系、寒武系、中下奧陶統(tǒng)地層。由于加里東運(yùn)動(dòng)影響，上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)地層缺失，在中奧陶統(tǒng)的侵蝕面上，廣泛沉積了中上石炭統(tǒng)、二疊系、侏羅白堊系（地層不全）、第三系、第四系等地層?，F(xiàn)將地層由老至新簡(jiǎn)述如下：</p><p><b>　　一、震旦系（Z）</b></p>&l

11、t;p>　　該系在徐州附近有廣泛出露，下統(tǒng)為灰褐色泥巖、粉砂巖、石英細(xì)砂巖；中統(tǒng)為青灰、紫灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及灰黑色致密狀含疊層石灰?guī)r；上統(tǒng)為黃綠、紫紅色泥巖、砂巖、細(xì)晶白云巖、疊層石灰?guī)r及竹葉狀灰?guī)r。與上覆地層呈整合接觸。</p><p><b>　　二、寒武系（∈）</b></p><p>　　厚度大于700m，下部為紫紅色頁(yè)巖、砂質(zhì)泥巖和細(xì)晶灰?guī)r，上部為礫

12、狀、竹葉狀、鮞狀灰?guī)r和灰～深灰色結(jié)晶灰?guī)r，產(chǎn)三葉蟲化石。與上覆地層呈整合接觸。</p><p><b>　　三、奧陶系（O）</b></p><p>　　區(qū)域厚度600m左右（上奧陶統(tǒng)沉缺），其巖性下部為白云巖、礫質(zhì)白云巖、灰?guī)r、含云灰?guī)r、巖溶角礫巖、白云質(zhì)泥巖；中部為灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r；上部為白云巖、灰質(zhì)白云巖、灰?guī)r、含云灰?guī)r、豹皮狀白云質(zhì)灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、構(gòu)造

13、角礫巖。與上覆地層呈假整合接觸。</p><p><b>　　四、石炭系（C）</b></p><p>　　厚度180～200m，平均厚190m（下石炭統(tǒng)缺失）。中統(tǒng)本溪組厚約30m，巖性主要為灰白色灰?guī)r夾薄層泥巖；上統(tǒng)太原組厚約160m，為海陸交互相沉積，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r組成，夾6～15層煤層，其中可采煤層1～3層，由南往北煤層變厚，可采層數(shù)增多，灰?guī)r層厚度逐

14、漸變小。與上覆地層呈整合接觸。</p><p><b>　　五、二疊系（P）</b></p><p>　　山西組：厚度70～148m，平均厚110m。由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖組成，含煤3～4層，沉積了本區(qū)主要可采煤層。</p><p>　　下石盒子組：平均厚度100m，由灰、灰綠色砂巖，深灰色、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖及雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖

15、組成，為徐州礦區(qū)重要含煤地層。</p><p>　　上石盒子組：厚度在200～600m之間，由紫紅、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖和砂巖組成。局部含多層薄煤。</p><p>　　石千峰組：厚度大于100m，由紫紅色石英粗砂巖、粉砂巖組成。與上覆地層呈不整合接觸。</p><p>　　六、上侏羅、下白堊統(tǒng)（J3+K1）</p><p>　　厚度數(shù)千米。

16、下部為紫紅色中砂巖、細(xì)砂巖及粉砂巖，夾兩組5～6層礫巖；中部為灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖與粉砂巖互層及淺灰色砂巖和粉砂質(zhì)粘土巖，含植物化石碎片和瓣鰓類動(dòng)物化石，在魯西南有輝綠巖侵入其中；上部由紫紅、灰綠、灰黃色砂巖、泥巖、安山巖、玄武安山巖、安山玢巖、輝綠巖、淡水灰?guī)r和煤線組成，含植物和淡水動(dòng)物化石。該地層由山東至本區(qū)逐漸增厚。均以紅色碎屑巖建造和火山碎屑建造為主要特征。與上覆地層呈不整合接觸。</p><p><

17、;b>　　七、第三系（R）</b></p><p>　　厚度0～1500m，以紅色砂質(zhì)泥巖為主，中上部為褐色、灰綠色泥巖夾薄層石膏，偶見油頁(yè)巖和煤線，與侏羅、白堊系不易區(qū)別。與上覆地層呈不整合接觸。</p><p><b>　　八、第四系（Q）</b></p><p>　　厚度0～490m。以沖積、湖積相為主。由棕黃、黃褐、灰

18、白色粘土、砂質(zhì)粘土及砂層組成，底部常有砂礫石層。</p><p>　　1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　本區(qū)為全掩蓋式煤田，屬華北型石炭二疊系含煤地層，地層走向NE60°，傾角4～16°，平均14°，呈淺部緩，深部陡的單斜構(gòu)造。地層綜合柱狀圖如圖1-2所示。區(qū)內(nèi)鉆探揭露的最老地層為奧陶系（O），現(xiàn)將地層由老到新分述如下：</p><

19、;p><b>　　(1)奧陶系（O）</b></p><p>　　該層揭露最大厚度為48.30m，巖性為淺灰色，灰色，灰褐色厚層狀石灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r，隱晶質(zhì)，質(zhì)較純，致密堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育且被方解石及泥質(zhì)充填，與上覆地層假整合接觸。</p><p>　　(2)中石灰組本溪組（C2b）</p><p>　　該組地層厚度為23.87～46.91m

20、，平均厚度為33.92m，該組底部主要有紫紅色含鐵質(zhì)泥巖及鋁質(zhì)泥巖組成。上部以灰白色，棕褐色灰?guī)r為主，間夾灰色，灰綠色泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，與上覆地層成整合接觸。</p><p>　　(3)上石炭統(tǒng)太原組（C3t）</p><p>　　該組兩極厚度為137～161.96m，平均厚度為154.67m。由灰黑色，灰色砂質(zhì)泥巖，砂巖，灰?guī)r及煤層組成，為一套海陸相互含煤沉積?？刹擅簩?7、21號(hào)煤層位

21、于本組的中下部，與上覆地層假整合接觸。</p><p>　　(4)下二疊統(tǒng)（P11sh）</p><p>　　該組為區(qū)內(nèi)主要含煤地層。兩極厚度為92.67～136.13m。平均厚度為109.29m，由灰色，深灰色砂質(zhì)泥巖，泥巖，砂巖組成，含煤2層，即7、8煤層，7、8煤層為本區(qū)主采煤層，賦存于本組地層中下部。含煤總厚度為9m。與上覆地層整合接觸。</p><p>　

22、　(5)下二疊統(tǒng)下石盒子組（P21sh）</p><p>　　該組地層在安全區(qū)發(fā)育，兩極厚度為187.21～293.00m，平均厚度為223.5m，在西部的淺部較薄，深部較厚，由西至東有變厚的總趨勢(shì)。巖性主要為雜色，灰綠色泥巖及灰白，灰綠色砂巖組成。下部一層為不穩(wěn)定煤線，與上覆地層呈整合接觸。</p><p>　　(6)上二疊統(tǒng)下石盒子組（P12ss）</p><p&g

23、t;　　本組揭露最大殘厚321.56m。因其頂部與侏羅白晉的底界礫巖或第四系呈不整合接觸，故厚度變化較大，且西薄東厚的總趨勢(shì)。巖性為紫紅，灰綠色中粗粒石灰砂巖，間雜泥巖，砂質(zhì)泥巖，雜質(zhì)，紫紅色，灰綠色泥巖，砂質(zhì)泥巖組成，間夾灰綠色細(xì)砂巖，與上覆地層不整合接觸。</p><p>　　1.2.3水文地質(zhì)特征</p><p><b>　　含水層：</b></p>

24、<p>　　孔莊井田為黃淮沖積平原一部分，第四系地層較厚，其中3隔、4隔、5隔厚度大，隔水性能強(qiáng)，有效阻隔了大氣降水、地表水以及第四系中上部含水層水與第四系底部含水層水、基巖地下水的水力聯(lián)系。在開采山西組7、8號(hào)煤層時(shí)，主要充水含水層為第四系底含、煤層頂板砂巖、四灰含水層。</p><p>　　表1.1礦井水文地質(zhì)類型表</p><p>　　本井田從投產(chǎn)至今，開采的只是山西組

25、的7、8號(hào)煤層，對(duì)煤層開采影響較大的含水層主要是7煤頂板砂巖含水層、太原組L4（四灰）含水層和第四系底含。今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，礦井還只開采山西組7、8號(hào)煤層，開采活動(dòng)主要集中在湖下，因此，各含水層水文地質(zhì)參數(shù)的選用以及各含水層防治水的難易程度均以湖下為首選，經(jīng)過對(duì)影響含水層的富水特性、補(bǔ)給條件、單位涌水量以及礦井涌水量和防治水的難易程度等因素綜合評(píng)定，孔莊礦礦井的水文地質(zhì)條件為中等（中煤總生字[1992]第57號(hào)批復(fù)結(jié)果也是Ⅱ類），詳細(xì)

26、情況見表1.1。</p><p><b>　　礦井涌水量：</b></p><p>　　礦井充水水源分析,礦井涌水主要包括第四系底部含水層水、石盒子組分界砂巖水、煤層頂板砂巖裂隙水、四灰水、防塵注漿水，其中第四系底部含水層水12.5m3/h，占6.6%，石盒子組分界砂巖水25m3/h,占13.2%,煤層頂板砂巖裂隙水75.5m3/h，占39.8%，四灰水62m3/h,

27、占32.6%，防塵注漿水16m3/h,占8.4%，合計(jì)2006年底礦井涌水量為190m3/h。</p><p>　　1.2.4其它有益礦物</p><p>　　井田內(nèi)有益礦產(chǎn)有鋁土礦、菱鐵礦、石灰?guī)r、煤層及頂?shù)装?、夾矸中的稀有分散元素等，根據(jù)鉆孔采樣化驗(yàn)資料可知只有個(gè)別樣品達(dá)到工業(yè)品位的要求，均沒有工業(yè)開采的價(jià)值。</p><p><b>　　1.3煤層特

28、征</b></p><p><b>　　1.3.1煤層概況</b></p><p>　　井田內(nèi)主要含煤地層有石炭系太原組及二疊系山西組。山西組含煤4層，其中7、8煤層為本區(qū)的主要可采煤層。太原組含煤13層，其中17煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層，21煤層為全區(qū)磕磣的較穩(wěn)定煤層。各可采煤層分述如下：</p><p>　　(1)7號(hào)煤層：位

29、于山西組中下部，是主要可采煤層之一。煤層厚度為0.28～6.46m，平均厚度5.00m，夾矸一般為1～3層，少數(shù)為4～5層，夾矸巖性多為巖漿巖。</p><p>　　(2)8號(hào)煤層：位于山西組底部，上距7號(hào)煤層4.17～40.18m，下距太原組頂界一般厚度為17.26m，厚度0.29～5.96m，平均厚4.00m，往深部及東部夾矸較少，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　(3)17號(hào)煤層：

30、位于太原組中部，上距8號(hào)煤層底板一般厚度約100m，厚度0.19～1.30m，平均厚度0.86m，厚度變化不大，總體形勢(shì)為西薄東厚。</p><p>　　(4)21號(hào)煤層：位于太原組的下部，上距17號(hào)煤約50m，厚度0.18～1.68m，平均厚度0.92m，煤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在巖漿巖石侵入?yún)^(qū)夾矸巖性多為巖漿巖，夾矸層數(shù)一般2～3層。</p><p>　　各可采煤層特征見表1.2。</

31、p><p>　　表1.2 各主要可采煤層特征表 單位：m</p><p>　　表1.3 各 煤 層 煤 質(zhì) 特 征 表</p><p>　　表1.4 勘探時(shí)各可采煤層瓦斯測(cè)定匯總表</p><p>　　1.3.2煤層賦存狀況</p><p>　　本井田勘探類型從整體來說為二類一型，構(gòu)造發(fā)育中等，主要可

32、采煤層7、8號(hào)煤層，為穩(wěn)定型和較穩(wěn)定型煤層。煤層對(duì)比是在充分利用各工程點(diǎn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井曲線反映的巖層物性特征及所含的動(dòng)植物化石種屬差異等方面進(jìn)行綜合對(duì)比的，井田內(nèi)各巖層物性特征明顯，標(biāo)志層多而穩(wěn)定，易于辨認(rèn)，煤層對(duì)比可靠。</p><p><b>　　1.3.3煤質(zhì)</b></p><p>　　從本井田的煤質(zhì)指標(biāo)來看，煤質(zhì)較穩(wěn)定，煤質(zhì)的揮發(fā)分產(chǎn)率和膠質(zhì)層厚度自

33、上而下遞增。7、8號(hào)煤層屬于高揮發(fā)分、中高～高發(fā)熱量、低灰、特低硫、低磷、富焦油、強(qiáng)粘結(jié)性、中等偏低變質(zhì)的煤，簡(jiǎn)易可選性為易選～極易選。</p><p>　　17號(hào)煤層屬于高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、中灰、中～富硫、特低磷、高焦油煤。</p><p>　　21號(hào)煤層屬于高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、低灰、富硫、特低磷、高焦油煤。</p><p>　　各煤層煤質(zhì)特征見表1.3</

34、p><p><b>　　1.3.4瓦斯</b></p><p>　　根據(jù)本井田在歷次勘探以及生產(chǎn)過程中的瓦斯采集工作，井田內(nèi)各煤層的瓦斯含量與瓦斯成分的變化都較大（見表1.4）。</p><p>　　2006年孔莊礦測(cè)定礦井瓦斯相對(duì)涌出量0.77m3/t,絕對(duì)涌出量值1.84m3/min；礦井CO2相對(duì)涌出量3.01m3/t,絕對(duì)涌出量值0.92m

35、3/min。風(fēng)井各翼和各采區(qū)的瓦斯和二氧化碳相對(duì)涌出量均小于10m3/t，瓦斯和二氧化碳絕對(duì)涌出量均小于40m3/t。根據(jù)屯煤電司[2006]262號(hào)文件的意見，井田內(nèi)各煤層瓦斯含量較低，屬低瓦斯礦井。</p><p>　　1.3.5煤塵及煤的自燃</p><p>　　本區(qū)各可采煤層揮發(fā)分產(chǎn)率都較高，加之礦井水文地質(zhì)條件中等偏復(fù)雜，礦井涌水量小，使部分區(qū)段都呈干燥狀態(tài)。煤塵樣爆炸指數(shù)數(shù)據(jù)表

36、明（表1.5），礦井各煤層都具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。</p><p>　　本井田區(qū)域內(nèi)各煤層變質(zhì)程度屬中等偏低，故燃點(diǎn)也較低。</p><p>　　根據(jù)屯煤電司[2006]262號(hào)文件的意見，孔莊礦井煤層的自燃發(fā)火期為6～12個(gè)月，煤層自燃傾向性為三類，自燃危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)自燃礦井。</p><p>　　表1.5 煤塵爆炸指數(shù)統(tǒng)計(jì)表</p><p>

37、;<b>　　2井田境界和儲(chǔ)量</b></p><p><b>　　2.1井田境界</b></p><p><b>　　2.1.1井田范圍</b></p><p>　　礦井西以人為劃定邊界為境，東以田崗斷層為界，南以山東騰南煤田相接，北至-850m水平投影線，走向長(zhǎng)度2.93～5.81km，平均4.2

38、4km，傾向?yàn)?.13～3.80km，平均2.92km，煤層傾角平均為14°，淺部緩深部陡。井田面積為13.14km2。</p><p>　　本礦的井田境界以下列標(biāo)高來確定：</p><p>　　東部：以田崗斷層為界；</p><p>　　西部：以11號(hào)勘探線為界；</p><p>　　南部：以-150m等高線以上風(fēng)氧化帶為界；&l

39、t;/p><p>　　北部：以至-850m水平投影線為界。</p><p><b>　　2.1.2開采界限</b></p><p>　　井田內(nèi)含煤地層為上石炭統(tǒng)太原群及下二疊統(tǒng)山西組，總厚123.38m，含煤11層。可采煤層4層，分別為7、8、17、21號(hào)煤層。其中主采煤層為3、4號(hào)煤層，17、21號(hào)煤層由于被焦化，</p><

40、p>　　作為后期儲(chǔ)備資源開采。礦井設(shè)計(jì)只針對(duì)7號(hào)煤層。</p><p>　　開采上限：7號(hào)煤層以上無(wú)可采煤層。</p><p>　　下部邊界：17號(hào)煤層以下有21號(hào)煤層為不穩(wěn)定煤層，大部分被焦化，失去了工業(yè)價(jià)值。</p><p><b>　　2.1.3井田尺寸</b></p><p>　　井田的走向最大長(zhǎng)度為5.8

41、1km，最小長(zhǎng)度為2.93km，平均長(zhǎng)度為4.24km。</p><p>　　井田傾斜方向的最大長(zhǎng)度為3.80km，最小長(zhǎng)度為2.13km，平均長(zhǎng)度為2.92km。</p><p>　　煤層的傾角最大為16°，最小為9°，平均為14°，井田平均水平寬度為4.10km。</p><p>　　井田的水平面積按下式計(jì)算：</p>

42、<p>　　S = H × L （2.1）</p><p>　　式中： S—井田的水平面積，m2；</p><p>　　H—井田的平均水平寬度，m；</p><p>　　L—井田的平均走向長(zhǎng)度，m。</p><p>　　則，井田的水平面積為：S = 4.24 ×2.92

43、= 12.38 km2</p><p><b>　　2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量</b></p><p>　　2.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算</p><p>　　本礦井可采煤層為7、8號(hào)煤層，設(shè)計(jì)煤層主要是7煤，-1000m以下的煤炭?jī)?chǔ)量尚未探明，可以作為礦井遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。</p><p>　　本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：500

44、0煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為A、B兩個(gè)塊段，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。A塊段面積和B塊段面積分別為：</p><p>　　Sa= 3.66 km2、Sb= 9.48k m2。</p><p><b>　　按下式計(jì)算：</b></p><p>　　Zg

45、 = S×M×r （2.2）</p><p>　　式中： Z——各塊段儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　S——各塊段的面積，m2；</p><p>　　M——各塊段內(nèi)煤層的厚度，m；</p><p>　　r——各塊段內(nèi)煤的容重，均為1.35t/m3。</p><p>　　則礦井煤層

46、工業(yè)儲(chǔ)量：Zg = S×M×r =（3.66+9.48）×9×1.35 =159.65 Mt</p><p><b>　　2.3礦井可采儲(chǔ)量</b></p><p>　　2.3.1安全煤柱留設(shè)原則</p><p>　　(1)工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤

47、柱；</p><p>　　(2)各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為70°，表土層移動(dòng)角為45°；</p><p>　　(3)維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地20m，村莊10m，其他15m；</p><p>　　(4)斷層煤柱寬度50m，井田境界煤柱寬度為50m；</p><p>　　

48、(5)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明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見表2.1。</p><p>　　表2.1 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)</p><p>　　2.3.2礦井永久保護(hù)煤柱損失量</p><p>　　(1)井田邊界保護(hù)煤柱</p><p>　　井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)30m寬，各邊界保護(hù)煤柱損失量為：&

49、lt;/p><p>　　東部以長(zhǎng)約4600m的F1斷層為界。</p><p>　　煤柱損失：4600×30×9×1.35/cos14°×10-6=1.72Mt</p><p>　　南部以風(fēng)氧化帶為界，長(zhǎng)約2500m。</p><p>　　煤柱損失：2500×30×9×

50、1.35/ cos14°×10-6=0.93Mt</p><p>　　西部以長(zhǎng)約2100m的人為邊界為界.</p><p>　　煤柱損失：2100×30×9×1.35/ cos14°×10-6=0.80Mt</p><p>　　北部以7號(hào)煤-850m水平投影線為界，長(zhǎng)約5900m。</p&g

51、t;<p>　　煤柱損失：5900×30×9×1.35/ cos14°×10-6=2.22Mt</p><p>　　邊界煤柱損失共有：1.72+0.93+0.80+2.22=5.67Mt</p><p><b>　　(2)斷層保護(hù)煤柱</b></p><p>　　斷層煤柱留設(shè)50m

52、寬，則各斷層保護(hù)煤柱損失量為：</p><p>　　F1斷層作為邊界。煤柱已算。</p><p>　　F2斷層：4439×50×2×9×1.35/ cos14°×10-6=5.56Mt</p><p>　　(3)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留圍護(hù)帶寬度15

53、m，工業(yè)廣場(chǎng)面積由表2.1確定，取15公頃。則工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱壓煤量為：12.02Mt。</p><p><b>　　(4)井筒保護(hù)煤柱</b></p><p>　　主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。各種保護(hù)煤柱損失量見表2.2。</p><p>　　2.3.3礦井可采

54、儲(chǔ)量</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 （2.5）</p><p>　　式中： Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保

55、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；地方小煤礦不小于0.7。</p><p>　　則，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Zk =（159.65-23.25）×0.75=102.30 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><

56、p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第223條規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宜按年工作日為330d算，每天凈提升時(shí)間宜為16h。確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330d算，工作制度采用“三八制”，兩班生產(chǎn)，一班檢修，每日兩班出煤，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&

57、gt;<p><b>　　3.2.1確定依據(jù)</b></p><p>　　《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第221條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。</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)

58、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，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；</p><p>　　(2)開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(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（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確

59、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>　　孔莊礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定。主采7、8號(hào)煤層，平均厚度9m，開采儲(chǔ)量103.88Mt，瓦斯小、涌水量也不大，采用綜合機(jī)械化開采方法。按照

60、礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井生產(chǎn)能力定為1.2Mt/a。</p><p>　　3.2.3驗(yàn)算礦井服務(wù)年限</p><p>　　按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：</p><p><b>　　(1)煤層開采能力</b></p><p>　　孔莊礦礦區(qū)7、8號(hào)煤層為厚煤層，煤層傾角為1

61、4°，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)綜采工作面的同時(shí)具有一個(gè)準(zhǔn)備工作面來保產(chǎn)。</p><p>　　(2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為一對(duì)12t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(cāng)，運(yùn)輸能力很大，自動(dòng)化程度很

62、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(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動(dòng)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>　　(3)通風(fēng)安全條件的校核</p><p>　　本礦井煤塵具有爆炸性危險(xiǎn)，瓦斯含量低，屬低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。礦井通風(fēng)采用中央并列式通風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)存在兩個(gè)大斷層，已經(jīng)查到且導(dǎo)水性很

63、差，不會(huì)影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會(huì)影響礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。</p><p><b>　　(4)儲(chǔ)量條件校核</b></p><p>　　井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的可采儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。</p><p>　　礦井可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：</p>&l

64、t;p>　　T= Zk/(A×K) （3.1）</p><p>　　式中: T——礦井服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,萬(wàn)t；</p><p>　　

65、K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。</p><p>　　則，礦井服務(wù)年限為：</p><p>　　T =102.3/(1.2×1.4) = 60.89 a</p><p>　　即本礦井的開采服務(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)槊總€(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能量，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，

66、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>　　(5)第一水平服務(wù)年限校核</p><p>　　礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)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)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見表3.1。</p><p>　　由本設(shè)計(jì)第四章井田開拓可知，第

67、一水平開采范圍為-150～-400m，結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，確定第一水平的可采儲(chǔ)量為44.67Mt，則第一水平的服務(wù)年限的計(jì)算公式為：</p><p>　　T1=44.67/（1.2×1.4）=26.6a</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　表3.1 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限<

68、/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井田開拓的內(nèi)容</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(dòng)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

69、相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)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>　　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>　　(1)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)合理確定開采水平的數(shù)目和位置；</p><

70、p>　　(3)布置大巷及井底車場(chǎng)；</p><p>　　(4)確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；</p><p>　　(5)進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；</p><p>　　(6)合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。</p><p>　　4.1.2確定井田開拓方式的原則</p><p>　　確定開拓問

71、題，需根據(jù)國(guó)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>　　(1)貫徹執(zhí)行國(guó)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>　　(2)合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合

72、理集中生產(chǎn)。</p><p>　　(3)合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。</p><p>　　(4)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)常保持良好狀態(tài)。</p><p>　　(5)要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)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(dòng)化創(chuàng)造條件

73、。</p><p>　　(6)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>　　4.1.3井田開拓方式</p><p>　　井田開拓方式有多種，而井筒形式是井田開拓方式中最重要的標(biāo)志。</p><p>　　(1)井筒形式的確定</p><p>　　井筒形式有三種：平硐

74、、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>　　平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。</p><p>　　斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備

75、、井底車場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。</p><p>　　立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件

76、的限制，在采深相同的的條件下，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，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(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，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。</p><

77、p>　　本礦井煤層傾角中等，平均14°，為緩傾斜煤層；表土層中含有粘土層，但隔水性能好，大氣降水，地表水等地面水系對(duì)礦井開采沒有太大影響；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量?。灰虼丝刹捎昧⒕_拓或斜井開拓。但綜合各方面的因素考慮最終選擇了雙立井開拓。</p><p>　　(2)井筒位置的確定</p><p>　　井筒位置的確定原則：</p><p>　　有

78、利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；</p><p>　　有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；</p><p>　　井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；</p><p>　　井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利

79、用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；</p><p>　　距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。</p><p>　　根據(jù)以上確定原則，結(jié)合井下開拓布置及地面要求，本著盡可能節(jié)省建設(shè)投資，縮短建井工期，為礦井提供最有利的生產(chǎn)條件，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，特別是初期

80、的經(jīng)濟(jì)效益，把主副井井筒設(shè)在井田中央靠近煤層的上部。</p><p>　　4.1.4工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)的選擇主要考慮以下因素：</p><p>　　盡量位于儲(chǔ)量的中心，使井下有合理的布局;</p><p>　　占地要少，盡量做到不搬遷村莊；</p><p>　　盡量布置在地質(zhì)條件比

81、較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)廣場(chǎng)的標(biāo)高要高于歷年最高洪水位；</p><p>　　盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。</p><p>　　根據(jù)以上原則及表2.1工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為14.4公頃，形狀為矩形，長(zhǎng)邊平行于井田走向， 長(zhǎng)為400m,寬為360m。</p><p>　　4.1.5確定開采水平數(shù)目、位置和垂高</p><p&

82、gt;　　1)開采水平及階段的劃分原則：</p><p>　　(1)要有合理的階段斜長(zhǎng)，指在采用合理的回采工藝及合理的工作面參數(shù)、采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)、一定的采區(qū)設(shè)備條件下所能達(dá)到的階段斜長(zhǎng)。需要考慮煤的運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸和行人等因素。</p><p>　　(2)要有合理的區(qū)段數(shù)目，為保證采區(qū)正常的生產(chǎn)和接替，就需要有合理的區(qū)段數(shù)目，它從一個(gè)側(cè)面反映了階段斜長(zhǎng)的要求。要保證采區(qū)內(nèi)的工作面的正

83、常接替，區(qū)段數(shù)目多一些比較有利，但是這樣采區(qū)斜長(zhǎng)過大，對(duì)輔助運(yùn)輸和煤炭的運(yùn)輸以及行人等都有不利的影響。所以選用一個(gè)合理的區(qū)段斜長(zhǎng)是很重要的。</p><p>　　(3)要有利于采區(qū)的正常接替，為保證礦井的均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)采區(qū)應(yīng)開始投入生產(chǎn)。階段斜長(zhǎng)大時(shí)，采區(qū)儲(chǔ)量就大，服務(wù)年限就長(zhǎng)，噸煤的開拓準(zhǔn)備工程量也少。</p><p>　　(4)要保證開采水平有足夠的儲(chǔ)量和合理的服務(wù)

84、年限，這是水平劃分的最重要的部分，對(duì)于年設(shè)計(jì)產(chǎn)量1.2Mt的礦井來說，第一水平的服務(wù)年限應(yīng)不少于25年。</p><p>　　(5)水平高度在經(jīng)濟(jì)上有利，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的觀點(diǎn)來說，技術(shù)上合理的水平垂高能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果，可以通過經(jīng)濟(jì)的比較方法選擇有利的水平垂高，經(jīng)濟(jì)比較的項(xiàng)目包括：水平范圍內(nèi)的開拓工程量和掘進(jìn)費(fèi)用、井巷維護(hù)費(fèi)、煤炭提升費(fèi)、排水費(fèi)等，如果采區(qū)巷道布置類型和參數(shù)不同，還應(yīng)該比較采區(qū)的巷道掘進(jìn)、維護(hù)

85、及煤的運(yùn)輸費(fèi)用。根據(jù)比較的結(jié)果綜合考慮技術(shù)、管理、安全等因素，從而獲得合理的水平高度。</p><p>　　2)水平及階段的劃分</p><p>　　本井田主采煤層為7號(hào)煤層，煤層賦存穩(wěn)定，平均厚度5m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤種單一；煤層傾角變化為7°～20°，平均為14°，淺部緩深部陡。井田走向長(zhǎng)度最大為5.81km，最小值為2.93km，平均長(zhǎng)度為4.13km，傾斜

86、長(zhǎng)度最大值為3.80km，最小值為2.13km，平均值為2.92km。</p><p>　　考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性，根據(jù)本井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，本井田可劃分為2～3個(gè)水平，階段內(nèi)準(zhǔn)備方式以采區(qū)為主，局部可以采用帶區(qū)式。</p><p>　　4.1.6開拓方案確定</p><p><b>　?。?）提出方案</b></p>

87、<p>　　根據(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，分述如下：</p><p>　　方案一：立井兩水平，立井延伸至二水平，一水平上山開拓，二水平上下山開拓。如圖4-1。</p><p>　　方案二：立井兩水平，暗斜井延伸至二水平，一水平上山開拓，二水平上下山開拓。如圖4-2。</p><p>　　方案三：立井三水平上山開拓。如圖4-3。<

88、/p><p>　　方案四：立井三水平，暗斜井延伸至三水平，全部上山開拓。如圖4-4。</p><p><b>　?。?）技術(shù)比較</b></p><p>　　對(duì)以上敘述的四種方案所需費(fèi)用粗略估算如表4-2所示。</p><p>　　表4.2 各方案粗略估算費(fèi)用表</p><p>　　方案一和方案二的

89、區(qū)別在于二水平是立井延伸還是暗斜井延伸，粗略估算表明方案二比方案一的高出了近九個(gè)百分點(diǎn)，且暗斜井延伸增加了上部車場(chǎng)的工作量及運(yùn)輸提升環(huán)節(jié)和設(shè)備等因素，所以決定選用方案一。</p><p>　　方案三與方案四的區(qū)別在于是立井延伸至第三水平還是暗斜井延伸至第三水平。兩方案相比，方案四需要多開斜井井筒和暗斜井上下山車場(chǎng)，并相應(yīng)的增加了暗斜井的提升及排水費(fèi)用。方案三需要多開立井井筒和階段石門及立井井底車場(chǎng)，相應(yīng)的增加了井

90、筒和石門的運(yùn)輸及提升、排水費(fèi)用。粗略估算表明，兩方案相差五個(gè)百分點(diǎn)，考慮到方案三直接延伸可以充分利用原有設(shè)備，設(shè)施少，投資少，提升單一，轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少等因素，所以決定選用方案三。</p><p>　　余下的方案一、方案三在技術(shù)上可行，兩者還需要進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較方能確定其優(yōu)劣。 </p><p>　　將方案一和方案三進(jìn)行開拓方案經(jīng)濟(jì)詳細(xì)比較，結(jié)果匯總于表4-3～表4-7。</p>

91、<p><b>　　表4-3建井工程量</b></p><p>　　表4-4 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 單位m</p><p><b>　　表4-5建井費(fèi)用表</b></p><p>　　表4-6 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)</p><p><b>　　表4-7費(fèi)用匯總表&

92、lt;/b></p><p>　　在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點(diǎn)：</p><p>　　a.兩方案第一水平標(biāo)高相同，且均布置兩條采區(qū)上山，且這些上山的開掘費(fèi)及采區(qū)的上、中、下部車場(chǎng)在數(shù)目上也相等，故未參加比較；</p><p>　　b.方案一第二水平上山部分與方案三第二水平不僅標(biāo)高相同，上山數(shù)目及上山的掘進(jìn)費(fèi)、采區(qū)的上、中、下部車場(chǎng)的數(shù)目也相同，因此也未參加

93、比較；</p><p>　　c.井筒大巷的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均按占運(yùn)輸費(fèi)用的20%進(jìn)行估算；</p><p>　　d.主、副井及風(fēng)井布置在巖層中，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>　　由對(duì)比結(jié)果可知，方案一和方案三的總費(fèi)用近似相同，但方案一的基建工程費(fèi)用比方案三低很多，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用相差不多。綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方式為：立井兩水平，立井

94、延伸至二水平，一水平上山開拓，二水平上下山開拓。</p><p><b>　　4.2礦井基本巷道</b></p><p><b>　　4.2.1井筒</b></p><p>　　由上一節(jié)確定的開拓方案可知，本礦井的開拓方案為立井兩水平開采，在井田中央開設(shè)主、副井和中央風(fēng)井各一個(gè)。一般來說，立井井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種

95、，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長(zhǎng)，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用少及便于施工的特點(diǎn)，因此，主、副立井、中央風(fēng)井均采用圓形斷面。各個(gè)井筒的斷面參數(shù)如圖4-5～4-7。</p><p><b>　　（1）主井</b></p><p>　　主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑5.5 m，斷面積33.18 m²，井筒內(nèi)裝備一對(duì)12 t的雙箕斗，井壁采用砌碹支護(hù)方式。

96、此外，還布置有檢修道，動(dòng)力電纜，照明電纜，通迅信號(hào)電纜，人行臺(tái)階等設(shè)施。</p><p><b>　　（2）副井</b></p><p>　　副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為7.0m，斷面積40.71m²，井筒內(nèi)裝備一對(duì)1.5 t雙層單車多繩罐籠，井壁采用砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備，矸石等。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，

97、罐道梁采用通梁式布置方式。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道，電纜道。</p><p><b>　?。?）風(fēng)井</b></p><p>　　風(fēng)井位于礦井中央上邊界保護(hù)煤柱內(nèi)，備有安全出口。圓形斷面，井筒凈直徑4.5 m，凈斷面28.27 m²，采用預(yù)制管柱支護(hù)方式。</p><p><b>　?。?）

98、風(fēng)速驗(yàn)算</b></p><p>　　所選定的副井作為進(jìn)風(fēng)井，南、北風(fēng)井作為出風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。由第九章《礦井通風(fēng)與安全》的風(fēng)速驗(yàn)算可知，所選的井筒符合風(fēng)速要求。</p><p>　　圖4-5 主井井筒斷面</p><p>　　圖4-6 副井井筒斷面</p><p>　　圖4-7 風(fēng)井井筒斷面</p&

99、gt;<p>　　圖4-8 井底車場(chǎng)路線布置</p><p>　　圖4-9 運(yùn)輸大巷斷面圖</p><p>　　圖4-10 軌道大巷斷面圖</p><p>　　4.2.2井底車場(chǎng)及硐室</p><p>　　礦井為立井開拓，煤由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場(chǎng)，在井底車場(chǎng)換裝，由電機(jī)車運(yùn)到采區(qū)或帶區(qū)。</p>

100、;<p>　　1）井底車場(chǎng)的形式和布置方式</p><p>　　井底車場(chǎng)是連接礦井井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。</p><p><b>　　2）空重車線長(zhǎng)度</b></p><p>　　大型

101、礦井的副井空重車線的長(zhǎng)度應(yīng)為1.0~1.5列車長(zhǎng)。輔助運(yùn)輸采用MG1.7-6A型1.5t定廂式礦車運(yùn)輸，其尺寸為2400×1050×1200。電機(jī)車選用ZK10-6/550直流架線式電機(jī)車，其尺寸為4500×1060×1550。每列車15節(jié)車廂。一列車的長(zhǎng)度：</p><p>　　L＝4500＋2400×15＝40.5 m</p><p>

102、　　副井空重車線的長(zhǎng)度L1：</p><p>　　L1≥40.5×1.5=60.75m</p><p>　　所選車場(chǎng)的副井空重線的長(zhǎng)度均130 m，長(zhǎng)度均大于60.75 m，所選的車場(chǎng)符合要求</p><p>　　換裝站硐室用于材料、設(shè)備的換裝，長(zhǎng)度為80 m，可同時(shí)對(duì)兩套電機(jī)車進(jìn)行換裝，硐室內(nèi)一端布置2臺(tái)40 m行程的10 t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于物料與

103、一般設(shè)備換裝，另一端布置2臺(tái)一組的20 t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于支架等重型設(shè)備的換裝。</p><p><b>　　3）調(diào)車方式</b></p><p>　　運(yùn)輸大巷的煤直接由皮帶運(yùn)入井底煤倉(cāng)。矸石列車在副井重車線機(jī)車分離以后，電機(jī)車經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場(chǎng)。材料的運(yùn)行路線與矸石空車相同。</p><p>　　4.2.3主

104、要開拓巷道</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案中，結(jié)合本礦實(shí)際條件，一、二水平運(yùn)輸大巷均布置在7號(hào)煤底板巖石中。</p><p>　　(1) 膠帶運(yùn)輸大巷</p><p>　　此巷內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，并鋪設(shè)有軌道，用架線式電機(jī)車牽引，以便于膠帶輸送機(jī)的的維修，同時(shí)也作回風(fēng)大巷使用，斷面需要滿足一定的要求。不設(shè)專用人行道。</p><p&g

105、t;　　B1=b+d1+d2+d3+c （4-2）</p><p>　　式中：B1——運(yùn)輸大巷寬度，mm；</p><p>　　b——輸送機(jī)邊緣至巷道壁的最小距離，主要運(yùn)輸巷道一般取500 mm，采區(qū)巷道一般取300~500 mm；</p><p>　　d1——膠帶輸送機(jī)寬度，d1＝1400+120 mm；<

106、/p><p>　　d2——架線電機(jī)車的寬度，d2＝1060 mm；</p><p>　　d3——架線電機(jī)車與皮帶機(jī)間距，d3＝310 mm；</p><p>　　c——礦車與巷壁距離，取810 mm。</p><p>　　B1＝500+1520+1060+310+810＝4200 mm</p><p>　　運(yùn)輸大巷的斷面和

107、特征表如圖4-9，回風(fēng)石門選用的斷面與運(yùn)輸大巷相同。</p><p><b>　　(2) 軌道大巷</b></p><p>　　此巷為一條雙軌道大巷，并作進(jìn)風(fēng)巷使用，設(shè)人行道。</p><p>　　B2=a+b+d1+d2+c （4-3）</p><p>　　式中：B2——軌道大巷寬

108、度，mm；</p><p>　　a——人行道寬度，取1200 mm；</p><p>　　b——車輛邊緣至巷道壁的最小距離，主要運(yùn)輸巷道一般取580 mm，</p><p>　　采區(qū)巷道一般取300~500mm；</p><p>　　d1、d2——架線電機(jī)車的寬度，d1＝d2＝1060 mm；</p><p>　　c—

109、—架線電機(jī)車的間距，300 m。</p><p>　　B2=1200+580+1060+1060+300＝4200 mm</p><p>　　軌道大巷的斷面和特征表如圖4-10，回風(fēng)石門選用的斷面與運(yùn)輸大巷相同。</p><p>　　各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第19條，第20條有關(guān)安全間隙的要求而確定其斷面尺寸，并按通風(fēng)要求驗(yàn)算其風(fēng)

110、速，驗(yàn)算結(jié)果見第九章。</p><p>　　5 準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置</p><p>　　5.1煤層賦存地質(zhì)特征</p><p>　　5.1.1首采區(qū)位置</p><p>　　設(shè)計(jì)首采采區(qū)（一采區(qū)）位于井田西翼，大巷南部。</p><p>　　5.1.2采區(qū)煤層特征</p><p>　　采區(qū)

111、所采煤層為7、8號(hào)煤層，其中7號(hào)煤層厚度為5m，8號(hào)煤層厚度為4m，兩層煤共計(jì)厚度為9m，可采煤層平均傾角為14°，淺部陡，深部緩，煤層硬度系數(shù)為2.3，容重為1.35t/m3。</p><p>　　采區(qū)的相對(duì)瓦斯涌出量為0.77m3/t，屬于低瓦斯礦井。本采區(qū)煤層揮發(fā)成分較高，經(jīng)鑒定有煤塵爆炸危險(xiǎn)，爆炸指數(shù)一般為33.58%～39.52% 。煤層有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為6～12個(gè)月。</p&

112、gt;<p><b>　　5.1.3地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層整體呈南高北低的單斜構(gòu)造，受構(gòu)造影響，本區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，但多以中小斷層為主，可以忽略。煤層傾角平均14°。采區(qū)東部以一條大斷層分界。該斷層是從南到北貫穿整個(gè)井田的正斷層。</p><p>　　5.1.4頂?shù)装鍘r石巖性</p><p

113、>　　老頂：中砂巖，厚度2～5m。深灰色，鈣質(zhì)膠結(jié)，具斜波狀層理，含少量泥巖包裹體。</p><p>　　直接頂：粉砂巖，厚度4～11m，深灰色，塊狀，質(zhì)不均，夾薄層泥巖，可見植物化石碎片。</p><p>　　偽頂：泥巖，厚度0～1m，灰黑色，質(zhì)軟，隨采掘脫落，含植物化石碎片，含炭質(zhì)。</p><p>　　直接底：粉砂質(zhì)泥巖，厚度1.2m，灰黑色，質(zhì)軟，均勻

114、層理，局部炭化。</p><p>　　老底：細(xì)砂巖，厚度4.25m，深灰色，薄至中厚層狀，水平層理發(fā)育，可見貝殼狀斷口。</p><p><b>　　5.1.6地表情況</b></p><p>　　采區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)地面有少數(shù)幾個(gè)的幾個(gè)村莊，村莊都不大，人口、戶數(shù)少，搬遷費(fèi)用相對(duì)較少，所以采取全部搬遷措施。</p><p>　　

115、采區(qū)內(nèi)無(wú)河流、鐵路等故無(wú)需另外留設(shè)保護(hù)煤柱。</p><p>　　5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　5.2.1采區(qū)巷道布置的依據(jù)和要求</p><p>　?。?）地質(zhì)條件如煤層賦存條件，頂?shù)装鍡l件，煤質(zhì)條件等；</p><p>　　（2）設(shè)計(jì)資料如年產(chǎn)量。開拓方式等；</p><p>　　(3)有利于礦

116、井合理集中生產(chǎn)，使采區(qū)有合理的生產(chǎn)能力，增產(chǎn)能力；</p><p>　　(4)安全生產(chǎn)條件好，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定；</p><p>　　(5)要技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，盡量簡(jiǎn)化巷道系統(tǒng)，利于采區(qū)的正常接替；</p><p>　　(6)煤炭損失少，利于提高采區(qū)采出率；</p><p>　　(7)要有合理的服務(wù)年限及良好的經(jīng)濟(jì)效益；</p

117、><p>　　(8)保證完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，能充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的效能。</p><p>　　本設(shè)計(jì)礦井大巷布置在巖層中，輔助運(yùn)輸采用電機(jī)車。</p><p>　　5.2.2首采區(qū)參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　首采區(qū)采用單層采區(qū)準(zhǔn)備方式，設(shè)計(jì)中以7煤為主進(jìn)行采區(qū)巷道布置，走向長(zhǎng)度平均為2250m，傾斜長(zhǎng)度為1000m，依據(jù)規(guī)范規(guī)定：綜采工作面長(zhǎng)度不小于