【正文】 高為 140m。 水文和地質(zhì)條件 井田地理為一向斜，煤系地層為石炭系和二疊系以及其他系組成，所含煤層總共有 5 層，其中可供開采的煤層有 2 層，這些煤層上部都覆蓋有厚度為 100～ 380m的第四系沖積物。 礦井水文地質(zhì) 礦井最大涌水量為 179。/min，一般涌水量為 179。/min，至 1998 年底測(cè)得其涌水量為 179。/min。疏水中心排放的清水通過管路抽到地面供生活用水，其它質(zhì)量低于清水質(zhì)量的一些 涌水排到 360m水倉通過有效的排水系統(tǒng)將這些涌水排至地面，以方便其灌溉農(nóng)田，最后途經(jīng)東翼塌陷坑進(jìn)行沉淀，然后經(jīng)過環(huán)游后通過后屯大渠將其流入陡河。 鄧家莊 煤礦的水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單型，有三個(gè)含水層，自下而上分別為： 1） 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（ Ⅰ） 2） 煤 3 以上砂巖裂隙承壓含水層 （Ⅱ ） 3） 風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層（ Ⅲ） 其中與礦井生產(chǎn)較密切的為 Ⅰ 、 Ⅱ 。 補(bǔ)給關(guān)系是：大氣降水→ Ⅰ 、 Ⅱ 等各基巖含水層。礦井主要充水水源有：含水層水、斷層水、老空水。 （ 1） 含水層水 礦井含水層充水水源主要是煤 3 以上砂巖裂 隙承壓含水層水，含水層的水可通過巖石裂隙滲透到主大巷和工作面，對(duì)礦井正常生產(chǎn)造成一定影響。 （ 2） 斷層水 斷層水作為充水水源主要是通過斷層導(dǎo)通含水層水而形成的。斷層的性質(zhì)及圍巖的破壞程度是斷層充水的主要因素。張性正斷層、落差大、圍巖破華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 6 壞嚴(yán)重便形成了良好的斷層充水條件。 （ 3） 老空水 由于煤層的開采方法和煤層本身的賦存狀態(tài)不同，所以工作面回采后隨著煤巖層垮落形成許多松散空隙，使工作面涌出的水積存在低洼的老空區(qū)內(nèi)，形成老空水。在高處的工作面采后形成老空水對(duì)相鄰低處的工作面產(chǎn)生影響。 礦井充水通道有自然通道和人為 因素造成的充水，自然通道主要是巖石的孔隙、裂痕和斷層；而人為因素主要是采掘活動(dòng)，因?yàn)椴删蚧顒?dòng)可使隔水層遭到破壞，產(chǎn)生冒落裂隙，溝通含水層水。礦井首采的 2 煤層，其頂板灰白色中粗粒砂巖為一隔水層，擋住了 2 煤層上方的頂板砂巖裂隙含水層水，由于采掘活動(dòng)，灰白色中粗粒砂巖經(jīng)常冒落，使隔水層遭破壞而導(dǎo)致上部含水層水下泄。 礦井地質(zhì)構(gòu)造 1）地質(zhì)構(gòu)造 鄧家莊 煤礦井田位于開平向斜的西北側(cè)，南北長(zhǎng)約 ，東西寬約，北端閉合，南端開放，面積約 178。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，向斜角度不大，平均為 8176。 只在井田四周有較大斷層。 2） 煤系地層 （ 1） 地層層組劃分 鄧家莊 煤礦井田位于開平向斜西北側(cè)，煤系地層的形成時(shí)代屬于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。煤系基底地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r。 本井田與開平煤田其它構(gòu)造單元的地層特征基本相似。 （ 2） 石炭系上統(tǒng)（ C3） 趙各莊組 C3，該組是 鄧家莊 煤礦井田當(dāng)中一個(gè)重要的含煤地層，本組含煤地層一般厚度為 135m。本組含煤地層以粉砂巖為主，其次為砂巖，其中華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 7 各種巖石所占百分比如下所示：粉砂巖類為 ％ ，砂巖類為 ％ ，煤層為 ％ ，粘土巖為 ％ 。巖相組合主要是瀉湖海灣相 和泥巖沼澤相相互交替沉積，同時(shí)在瀉湖海灣相之后出現(xiàn)有湖濱三角洲相。 （ 3） 二疊系下統(tǒng) P1 下界為煤 5 頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為礬土質(zhì)粘土巖之頂板，井田內(nèi)該層大部分被沖蝕掉。本統(tǒng)地層一般厚度為 ，分上下兩組，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。 本組一般厚度為 ，最小厚度為 65m。本組地層以粉砂巖和砂巖為主，粘土巖也較多，巖石大致百分比為：粉砂巖類占 ％，砂巖類占 ％，粘土巖類占 ％，煤占 ％。巖相組合主要是瀉湖海灣相、三角洲相及泥炭沼澤相沉積。在本組頂部出現(xiàn)了大陸河流沖積相沉積。 （ 4） 風(fēng)化殼 巖石特點(diǎn)：巖層顯著變色，粘土巖和砂巖均變成淺黃色、灰白色或其它雜色；巖石硬度降低，產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黃色充填物；巖石礦物發(fā)生淋濾分解作用。在垂直方向上，區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼具有分帶性：上部強(qiáng)風(fēng)化帶和下部弱風(fēng)化帶。 煤層及煤質(zhì) 概述 井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)地層組成，煤系地層總厚度約150m，共含大小煤層 3～ 5 層，煤層總厚度 7m，含煤系數(shù)為 ％，其中可采煤層共 2 層，即煤 煤 5。煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖 11： 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 8 圖 11煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu) 可采煤層厚度、結(jié)構(gòu)及變化 1） 煤 2：為礦井的主采煤層，厚度為 ～ ，平均厚度為 。傾角為 7176。～ 9176。，平均傾角為 8176。煤層為黑色、條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤，以亮華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 9 煤為主，間夾暗色條帶，局部含絲炭，偶含黃鐵礦膜，半亮～光亮型。 2） 煤 5：為礦井的 主采煤層，厚度為 ～ ，平均厚度為 3m，煤層傾角為 0～ 30176。，平均傾角為 10176。煤層為黑色，塊狀構(gòu)造，下部為條帶狀構(gòu)造，質(zhì)硬，玻璃光澤～暗淡光澤，半亮～半暗型，含夾石 1～ 2 層，最多達(dá) 3 層，為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，其中下部含一層分布極穩(wěn)定的細(xì)砂巖夾矸，灰白色或淺灰色，條帶狀，致密堅(jiān)硬，厚度 ～ ，平均 。煤層的容重為 179。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大。（詳見下表 11） 表 11 煤層地質(zhì)特征表 地層 煤號(hào) 煤層厚度最小— 最大平均 m 煤層間距最小— 最大平均 m 夾 矸層 數(shù) 可 采 情 況 頂?shù)装鍘r性 頂板 底板 鄧家莊 煤礦 2 0 穩(wěn)定 粉砂質(zhì) 灰泥巖 黑色 泥巖 5 3 1～ 2 穩(wěn)定 灰黑色 泥巖 粉砂巖 泥巖 煤層的穩(wěn)定性和煤質(zhì) 井田內(nèi)共有可采煤層兩層，煤 煤 5 為穩(wěn)定煤層 。 1）煤的化學(xué)分析 （ 1） 硫份：各煤層全硫平均含量為 ％～ ％，其中煤 5 含量低于華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 10 1％，屬低硫煤；煤 2 含硫量最高為 ％，平均為 ％，屬富硫煤，其所含硫量分為 ：黃鐵礦硫占 59％，有機(jī)硫占 36％，硫酸鹽硫占 ％。 （ 2）磷份：磷份平均含量最大 ％，最小 ％，其中煤 5 為特低磷煤，煤 2 為中磷煤。 （ 3）發(fā)熱量：各可采煤層發(fā)熱量變化范圍在 ～ ，各煤層發(fā)熱量由大至小為：煤 2＞ 煤 5。一般情況是煤層灰分高的發(fā)熱量低，而煤層灰分低的其發(fā)熱量高。 2） 煤的工業(yè)用途評(píng)價(jià) 井田內(nèi)各煤層均屬氣煤類，結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦，可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，發(fā)熱量均在 ～ ，主要為動(dòng)力用煤 煤層頂?shù)装? 1）煤 2 偽頂：暗灰色泥巖或粉砂巖，厚 0～ ，隨采隨落，區(qū)內(nèi)大部分缺失。 直接頂：灰色粉砂巖，有明顯水平層理或波狀層理，塊狀，含有豐富的植物葉片化石，偶見淺褐色結(jié)核，厚度變化較大，極不穩(wěn)定，厚 0～ ，平均 。 老頂：灰白色中砂巖，夾粉砂巖，厚層狀；巖石成分為石英及泥質(zhì)巖屑，次為暗色燧石，并含有紫紅色的礦物細(xì)粒；膠結(jié)物為高嶺土質(zhì)基底式膠結(jié)，占 30％，極易風(fēng)化，遇水澎漲，厚 ～ ，平均 。 底板：灰 黑色泥巖，致密塊狀，斷口呈貝殼狀或參差狀，含菱鐵質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦散晶體，結(jié)核大小不一，扁球狀成層狀分布，含大量植物根化石，厚 ～ ，平均 。 2）煤 5 直接頂：灰黑色泥巖，塊狀，致密細(xì)膩，貝殼狀斷口，含菱鐵質(zhì)透鏡狀華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 11 結(jié)核及黃鐵礦聚集體，含海相動(dòng)物化石 (在西翼曾采到完整的動(dòng)物介殼化石 )層厚 ～ ，平均 。 老頂：淺灰色～灰白色細(xì)砂巖，塊狀，鈣質(zhì)基底式膠結(jié)，成分以石英為主，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，一般在 ～ ，平均 。 直接底：灰～灰白色帶褐色泥巖或 粘土質(zhì)粉砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，塊狀構(gòu)造，含大量植物根化石，厚 ～ ，平均 。 瓦斯、煤塵及煤的自燃傾向性 根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查分析，本礦煤層平均瓦斯相對(duì)涌出量 12m179。/t，絕對(duì)涌出量為 25m179。/min；二氧化碳相對(duì)涌出量為 ～ 179。/t，絕對(duì)涌出量為 ～ 179。/min。煤塵爆炸指數(shù)為 ％～ ％ 。屬高瓦斯礦井。 根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查分析，本礦井煤 5 煤塵有爆炸危險(xiǎn)性外，煤 2 有自燃傾向性。本區(qū)屬地溫正常區(qū)，地溫梯度 ℃ /hm，恒溫帶深 45m左右。 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 12 第二章 井田開拓 煤田劃分為井田 ，是井田開拓所要解決的一個(gè)主要問題。本章主要內(nèi)容為：進(jìn)行井田再劃分、礦井產(chǎn)能力的核定、設(shè)計(jì)開拓方式和煤層群開拓方式、階段大巷井設(shè)計(jì)、井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)等。 井田再劃分 井田邊界 礦井井田范圍： 井田東西走向長(zhǎng) ，南北傾斜寬 ，井田面積 178。，除去井田內(nèi)未搬走的村莊，扣除 178。實(shí)際井田可開采面積 178。 礦井儲(chǔ)量 1） 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算可用下式計(jì)算 ： Zg= 41i SiLiMir?? （ 21） 式中 Zg— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量， t； Si— 計(jì)算塊段的平均走向長(zhǎng)度， m； Li— 計(jì)算塊段的平均傾斜長(zhǎng)度 ， m； Mi— 計(jì)算塊段的平均煤厚， m； R— 煤的容重 ， t/m179。，經(jīng)實(shí)測(cè)取 179。 故礦井工業(yè)儲(chǔ)量為 ： Zg= 41i SiLiMir??=54002800( +3) 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 13 =10692 萬 t 2） 可采儲(chǔ)量計(jì)算 礦井可采儲(chǔ)量可用下式計(jì)算： Zk=（ ZgP） C （ 22） 式中 Zk— 可采儲(chǔ)量， t； P— 固定煤柱損失， t；固定煤柱損失系指為保護(hù)工業(yè)廣場(chǎng)、井筒、建筑物、 鐵路、超高壓輸電線路等而留的保護(hù)煤柱，以及為了安全生產(chǎn)而留設(shè)的 井田邊界、斷層、河流、湖泊等隔離煤柱； C— 采區(qū)回采率， C 值的大小取決于不同的開采方法。為了提高資源的回收率， 減少煤炭損失，國(guó)家規(guī)定采區(qū)回采率一般不應(yīng)小 于以下數(shù)值： 厚煤層： 75%；中厚煤： 80%；薄煤層： 85% 所以，礦井可采儲(chǔ)量可進(jìn)行如下計(jì)算： 固定煤柱損失按工業(yè)儲(chǔ)量的 5%計(jì)算，本礦井可采的 5 號(hào)煤層均屬中厚煤層，采區(qū)回采率取 80%，故有： P=Zg5%= 萬 t； Zk=（ ZgP） C=（ ） 8 0%= 萬 t 各煤層儲(chǔ)量見下表 21 表 21 儲(chǔ)量分配表 煤層編號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量 （ A+B+C） 固定煤柱損失 可采儲(chǔ)量萬 單位 萬 t 萬 t 萬 t 2 4860 243 5 5832 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 14 3） 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限要和礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。大型礦井建設(shè)工期長(zhǎng)，需要裝備大型固定設(shè)備，基建工程量大。所以，建設(shè)投資較高。為了充分發(fā)揮投資效果，礦井股務(wù)年限應(yīng)該長(zhǎng)些。反之，小型礦井的礦井服務(wù)年限應(yīng)短些。 礦井服務(wù)年限與礦井生產(chǎn)能力存在一個(gè)技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上都比較合理的關(guān)系。當(dāng)?shù)V井儲(chǔ)量一定時(shí)，井型增加，投資增加，噸煤投資成本增加。另一方面，井型增加，生產(chǎn)集中，機(jī)械化水平和勞動(dòng)效率高，噸煤的生產(chǎn)成本