【正文】 惰質(zhì)組：絲質(zhì)體為主，其次微粒體和粗粒體，有少量火焚絲質(zhì)體。殼質(zhì)組：角質(zhì)體、小孢子體 為主，少量大孢子體、樹脂體、樹皮體。粘土類：以層狀粘土占比例較多，其次是分散狀粘土，少量似層狀粘土。硫化鐵類：主要為結(jié)核狀、分散狀黃鐵礦。1) 水分（ Mad）81 號(hào)煤層原煤含量由 %～%，平均 %； 2) 灰分（Ad）：81 號(hào)煤層原煤含量由 %～%，平均 % 水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)地下水以大氣降水垂直入滲補(bǔ)給為主，年降水量少，降水絕大部分又形成洪流排向七磨河或十里河，對(duì)地下水補(bǔ)給不利。區(qū)內(nèi)及附近無(wú)大的地表水體，地下水沒有定水頭補(bǔ)給，不會(huì)形成地下水富水區(qū)。區(qū)為多開采煤層和多含水層的井田，各開采煤層均位于當(dāng)?shù)氐叵滤灰韵?，為頂板直接充水的巖石裂隙含水層，各含水層組段單位出水量均小于 m，依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》DZ/T0215—2022 劃分，本井田為頂板直接充水，以裂隙含水層為主，單位涌水量小于 m，水文地質(zhì)勘探類型屬Ⅱ類一型。另根據(jù)中煤科工集團(tuán)西安研究院于 2022 年 12 月編制的《同煤同發(fā)東周窯煤業(yè)山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4有限公司礦井水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》 ，東周窯礦井水文地質(zhì)類型為中等。 煤層頂?shù)装鍘r性特征81 號(hào)煤層直接頂板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，砂巖次之；直接底板以泥巖、粘土巖為主，砂巖次之。頂板巖體結(jié)構(gòu)以層狀——薄層狀結(jié)構(gòu)為主；底板巖體結(jié)構(gòu)則以層狀——薄層狀結(jié)構(gòu)為主，塊狀結(jié)構(gòu)次之。 瓦斯根據(jù)煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)院編制的《大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司東周窯礦井初步設(shè)計(jì)》 ，其采用采集瓦斯樣 16 個(gè)，采用解吸法測(cè)定了煤層瓦斯自然成分、瓦斯含量，每克空氣干燥基、干燥無(wú)灰基的甲烷含量，其分析結(jié)果如表 12:表 11 煤層瓦斯解析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表CH4 CO2 C2C8 N2煤層編號(hào)孔號(hào)化驗(yàn)編號(hào) ml/g ml/g ml/g ml/g ml/g ml/g ml/g ml/g總含量1120625393 2 41520725028 0 0 1621725030 0 0 1726725032 0 0 1423725257 0 0 1223725258 0 0 0 0 1326725260 0 0 8號(hào)1827725264 0 0 平 均 913182187可采煤層瓦斯含量：CH 4為 ～,daf，平均 ,daf；CO 2為0～ ml/g,daf，平均 ml/g,daf；N 2為 ～ ml/g,daf，平均 ml/g,daf；C 2C8為 0～ ml/g,daf ，平均 ml/g,daf。 煤的自燃與煤塵爆炸性81 號(hào)煤層，火焰長(zhǎng)度 5～20mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量為 20～35%，煤山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5塵具有爆炸危險(xiǎn)性。區(qū)內(nèi)各煤層的煤化程度低，煤中絲質(zhì)組分含量高，存在著自燃的內(nèi)在因素。從山西省煤炭地質(zhì)研究所檢驗(yàn)報(bào)告結(jié)果看：吸氧量 ，自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，煤的自燃傾向性為容易自燃。自燃發(fā)火期為 6 個(gè)月。山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)62 井田開拓 井田儲(chǔ)量 井田境界根據(jù)國(guó)土資源部國(guó)土資礦劃字[2022]020 號(hào)文，批準(zhǔn)東周窯井田范圍由 10 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，詳見表 21。井田東起東周窯村、西至左云縣城東、北起云西堡村、南至井兒溝村，東西長(zhǎng) ，南北寬 ，面積 。開采深度由～700m。表 21 井田拐點(diǎn)坐標(biāo)表礦區(qū)獨(dú)立坐標(biāo) 54坐標(biāo)(6186。 帶)拐點(diǎn)編號(hào) 經(jīng) 距 （Y） 緯 距（X） 經(jīng) 距 （Y） 緯 距（X）1 19655829 44253082 19662498 44303143 19661419 44320724 19660755 44335055 19657313 44396356 19656466 44394777 19655667 44391778 19653219 44371399 19649506 443531410 19646670 4432809另根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)改能源[2022]664 號(hào)文：國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于山西省大同礦區(qū)總體規(guī)劃的批復(fù)，東周窯井田由 10 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，井田面積為 km2。詳見表 22。本次以國(guó)土資源部國(guó)土資礦劃字 [2022]020 號(hào)文劃定的井田范圍設(shè)計(jì)。表 22 井田拐點(diǎn)坐標(biāo)表拐點(diǎn)X Y 拐點(diǎn) X Y77 54 76 53 75 45 74 44 73 78 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7 礦井資源/儲(chǔ)量在東周窯礦井田范圍內(nèi)，本組設(shè)計(jì)參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層為 81 煤層，煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界大致相同，礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。井田內(nèi)各主要可采煤層層位穩(wěn)定， 厚度變化不大， 煤層產(chǎn)狀平緩(＜15176。)且勘探工程分布比較均勻，資源儲(chǔ)量估算方法采用地質(zhì)塊段法。計(jì)算公式： Q=SHD/10000 (21) 式中：Q—塊段資源儲(chǔ)量(萬(wàn) t) S—塊段水平面積 (m2) H—塊段平均厚度(m) D—煤層平均視密度(t/m 3)計(jì)算結(jié)果東周窯 81 號(hào)煤層總資源/儲(chǔ)量為 29388 萬(wàn) t。2 .礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》GB502152022 中關(guān)于礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算方法，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=111b+122b+333k式中：k——可信度系數(shù)，取 。礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為地質(zhì)資源量中探明的資源量 331 和控制的資源量 332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 111b 和 122b、邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 2M11 和 2M22，連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量 333 的大部。對(duì)于推斷的資源量 333 設(shè)計(jì)乘以可信度系數(shù)，一般取 ～。對(duì)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井、可信度系數(shù)取，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，可信度系數(shù)取 ；取可信度系數(shù)。81 號(hào)煤層突水系數(shù)存在大于 ，設(shè)計(jì)扣除了突水危險(xiǎn)區(qū)的儲(chǔ)量。經(jīng)計(jì)算，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為 萬(wàn) t。井田可利用的工業(yè)資源量分析見表23。山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8表 23 可利用的工業(yè)資源量分析表地質(zhì)資源量煤層111b 122b 333 合計(jì)突水系數(shù)大于81 9973 8861 10554 29388 計(jì)算公式如下： (22) CPZck??)( 式中： —可采儲(chǔ)量， kZMt —工業(yè)儲(chǔ)量，c p—永久煤柱損失， ；t —采區(qū)回采率。C礦井設(shè)計(jì)可采資源儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量中減去工業(yè)場(chǎng)地、井筒、主要巷道等保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率得到的資源儲(chǔ)量。各類煤柱均按照《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》的有關(guān)規(guī)定計(jì)算，主要巷道兩側(cè)各留 35m、巷間煤柱 35m、采區(qū)邊界煤柱 10m。經(jīng)計(jì)算 81 號(hào)煤層可采資源儲(chǔ)量為 萬(wàn) t，詳見表 24。表 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量匯總表永久煤柱損失 設(shè)計(jì)煤柱損失煤層采區(qū)礦井工業(yè)儲(chǔ)量/資源井田邊界斷層地面建構(gòu)筑物合計(jì)礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量/資源工業(yè)場(chǎng)地主要井巷其他 合計(jì)開采損失可采儲(chǔ)量1 　 4409.52 971.8 　16.0 　 955.8218.913.9 239.1143.3573.434 　 　 1315.681號(hào)5 　 　 1257.5山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)9煤層采區(qū)礦井工業(yè)儲(chǔ)量/資源永久煤柱損失 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量/資源設(shè)計(jì)煤柱損失開采損失可采儲(chǔ)量井田邊界斷層地面建構(gòu)筑物合計(jì)工業(yè)場(chǎng)地主要井巷其他 合計(jì)小計(jì) 　1133 234.7567.8846.81048418.9419.6202.71041.21887556.0 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)年工作日為 330d，井下每天四班作業(yè)(其中三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備)，地面采用“三八”工作制，每日凈提升時(shí)間 16h。根據(jù)本井田煤層賦存條件、資源/儲(chǔ)量、開采技術(shù)條件、裝備水平、煤炭外運(yùn)條件和市場(chǎng)前景等因素綜合分析，根據(jù)以上各因素結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，確定本設(shè)計(jì)礦井為年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 。礦井及水平服務(wù)年限均按下式計(jì)算： T=Z/(A?K) (23) 式中：T—服務(wù)年限，a ； Z—設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量，Mt； A—設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，； K—儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 則：礦井服務(wù)年限 ()＝54a 井田開拓 井口及礦井工業(yè)場(chǎng)地東周窯井田地處黃土高原，其地貌形態(tài)為低山丘陵，黃土梁及樹枝狀“V ”字形溝谷發(fā)育。地形南高北低，南部及東部地形較為復(fù)雜。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合現(xiàn)有礦井工業(yè)場(chǎng)地及地面設(shè)施、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存條件、山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)10水文地質(zhì)條件等因素，決定選定在東周窯煤炭集運(yùn)站西側(cè)、井兒溝和楊千堡溝之間的丘陵溝坡地作為礦井的工業(yè)場(chǎng)地。即現(xiàn)有東周窯集運(yùn)站工業(yè)場(chǎng)地西側(cè)約 300m 處的地帶，工業(yè)場(chǎng)地標(biāo)高 1340m。 井筒形式的選擇本井田工業(yè)場(chǎng)地處煤層埋藏深度約 460m 左右、表土層厚度約 50m 左右。井筒穿過地層為第四系、第三系、白堊系下統(tǒng)左云組、侏羅系中統(tǒng)云岡組、侏羅系中統(tǒng)大同組、侏羅系下統(tǒng)永定莊組、二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組地層，根據(jù)井筒檢查鉆資料，井筒穿過含水層均為弱含水層，無(wú)流砂層和強(qiáng)含水層，采用普通施工法即可施工，對(duì)井筒施工較為有利，同時(shí)對(duì)井筒形式的選擇提供了更多的選擇方式。根據(jù)本礦井實(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主井井筒施工及生產(chǎn)使用現(xiàn)狀、鑿井方式、井下裝卸載方式、井筒裝備方式的差異、安全可靠性等因素，本次設(shè)計(jì)考慮了二種方案。：開鑿一個(gè)主斜井主斜井傾角 16176。，凈寬 ，凈斷面 ，井口標(biāo)高 +，井底標(biāo)高+，斜長(zhǎng) ，裝備 1800mm 寬的鋼繩芯帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井的煤炭提升任務(wù)，鋪設(shè)臺(tái)階，兼礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 主要優(yōu)點(diǎn)： 1）主斜井施工在施工技術(shù)、地面設(shè)施、井筒裝備等方面都比較簡(jiǎn)單。 2）主斜井裝備大傾角強(qiáng)力帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)煤炭從回采工作面到地面的“膠帶一條龍”連續(xù)運(yùn)輸，效率高，提升能力大，故障率低，可靠程度高，便于實(shí)現(xiàn)集中控制和自動(dòng)化，利于礦井穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。 3）主斜井井口布置在選煤廠工業(yè)場(chǎng)地，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，省去了自井口到選煤廠的跨河輸煤棧橋。 4)主斜井鋪設(shè)臺(tái)階后作為安全出口，可靠性及安全程度高。 5)井下膠帶可與主井膠帶直接搭接，可取消井底煤倉(cāng)，井上、下生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)11少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單。 6)提升設(shè)備投資略低。 主要缺點(diǎn)：1)主斜井井筒工程量相對(duì)較大。2)井筒施工工期相對(duì)較長(zhǎng)。 開鑿一個(gè)副斜井和一個(gè)副立井副斜井：傾角 7176?！?2176。，凈寬 ，凈斷面 ，井口標(biāo)高+ ，井底標(biāo)高+ ，斜長(zhǎng) ，裝備單滾筒提升絞車，擔(dān)負(fù)礦井重、大件設(shè)備及長(zhǎng)材下放等提升任務(wù)，鋪設(shè)臺(tái)階、扶手，兼礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口。副立井：凈直徑 ，凈斷面 25m2，井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高+，垂深 （含井底水窩） ，裝備一對(duì)可以直接進(jìn)出 3t 小型無(wú)軌膠輪車非標(biāo)寬罐籠，選用落地式多繩摩擦輪提升機(jī)，擔(dān)負(fù)普通材料、設(shè)備和人員及矸石輔助提升任務(wù)，兼礦井進(jìn)風(fēng)井。主要優(yōu)點(diǎn)：1)立井直徑 ，斷面相對(duì)較小，立井施工及裝備技術(shù)比較成熟，在我國(guó)顧橋礦井等成功建設(shè)、使用范例多，有成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。2)副斜井擔(dān)負(fù)礦井重、大件設(shè)備及長(zhǎng)材下放等提升任務(wù)，比較方便，提升能力大。3)副立井運(yùn)行小型無(wú)軌膠輪車系統(tǒng)在華晉沙曲礦、潞安屯留礦等煤炭企業(yè)已經(jīng)成功使用，技術(shù)成熟。4)副斜井井筒施工方便，做為安全出口時(shí)安全程度較高。5)重、大件設(shè)備和材料上下井在礦井生產(chǎn)中一年內(nèi)次數(shù)不多，利用副斜井下放液壓支架等重、大件設(shè)備和材料可以減小副立井提升設(shè)備及絞車功率，避免副立井絞車日常長(zhǎng)期“大馬拉小車” “高能耗”浪費(fèi)運(yùn)行，符合國(guó)家節(jié)能政策，利于節(jié)能，相應(yīng)節(jié)省了提升系統(tǒng)的土建工程，另外下放重大件搬運(yùn)操作方便程度更高。6)副