【正文】 活福利建筑等。 b. 石炭系 (C) 石炭系中統(tǒng)本溪組 (C2b)：主要白灰色巨厚層狀石灰?guī)r及淺灰色鋁質泥巖組成。主要由深灰色、灰色粉砂巖、泥巖及灰色中～細粒砂巖組成。地層厚度 41～ 87m，平均厚度 68m。 上石盒子組 (P2s)： 由灰、深灰、紫灰花斑色粉砂巖和淺灰、灰白色砂巖組成，砂巖成分以石英為主，總厚度 420～ 647m，平均厚度 517m。地層厚度大于 550m。即 F F4，均為高角度正斷層。落差 135m～ 310m，由南向北落差變小，地表斷層跡象明顯。 E，軸長 3Km。 （ 2） 井田水文地質條件 河北工程大學畢業(yè)設計 4 區(qū)內地表沖溝發(fā)育，平時主要排泄上游礦坑水，水量在 50～ 300m3/h 之間，雨季為上游地區(qū)大氣降水排泄通道。鉆孔單位涌水量為 L/，滲透系數(shù)為，水質類型為 HC03S04Ca 型，觀測水位標高為 。 伏青石灰?guī)r含水層 (Ⅲ ) 巖性為灰色隱晶質石灰?guī)r，層位穩(wěn)定。水位標高 ～ 。水質類型以 HC03S04CaMg型為主，水位標高 ～ 之間。鉆孔單位涌水量為 ～ L/，滲透系數(shù)為。層厚為 ～ ，平均厚度 。鉆孔單位涌水量為 L/，滲透系數(shù)為 ，水質類型為HC03S04CaMg 型，水位標高為 ～ 。其間巖性由砂質泥巖、鋁質泥巖、粉砂巖組成。 野青石灰?guī)r (Ⅳ )與 2 煤層頂板砂巖 (V)間距為 ～ ,平均為，巖性中粉砂巖和泥砂巖占 60％以上，亦具有良好的隔水性能。各含水層之間均有一定厚度的隔水巖層。 d. 充水因素分析 綜上所述，山西組砂巖含水層，是礦井主要充水來源。在中石炭統(tǒng)本溪組中只有一層不可采的薄煤。目前主要可采煤河北工程大學畢業(yè)設計 6 層為 2煤，待開發(fā)的下組煤為 9。局部因沉積變相沖刷。南翼最南部一個采區(qū)變?yōu)? 左右。 4煤（野青），厚度變化不大，一般在 ～ ，局部尖滅變薄，頂板為～ 的石灰?guī)r，一般厚度 1m 左右，據(jù)揭露的資料，不易維護 。頂板為粉沙巖，個別為灰?guī)r，炭質泥巖及細砂巖。 8煤（大青），煤層厚度變化不大，都可采。 表 首山一礦井田可采煤層一覽表 煤層編號 一般 真厚 m 一般 間距 m 穩(wěn)定性 巖漿巖 破壞程度 可采程度 煤層結構 1 極不穩(wěn)定 輕微 大部可采 局 部 夾 矸 石 一 2 穩(wěn) 定 輕微 可采 有夾石一層 ～ 4 極不穩(wěn)定 嚴重 局部可采 無夾石 5 極不穩(wěn)定 中等 局部可采 有夾石一層 ～ 6 不穩(wěn)定 輕微 大部可采 無夾石 7 極不穩(wěn)定 嚴重 局部可采 有夾石 1 ～ 2 ～ 8 極不穩(wěn)定 輕微 大部可采 局 部 有 夾 石 一 ～ 9 穩(wěn) 定 未破壞 可采 有夾石 1～ 2 層，～ 河北工程大學畢業(yè)設計 7 目前開采 2和 4煤層，煤層頂、底板以粉砂巖為主，局部為中、細砂巖和部分巖漿巖，頂板為巖漿巖時有下垂現(xiàn)象，巖漿巖為底板時，有隆起現(xiàn)象，對正常開采影響較大。 煤的特征 （ 1）煤的工業(yè)分析及用途 煤的容重，根據(jù)地質報告， 南部為 ～ ，北部為 ～ ，統(tǒng)一按照 計算儲量。 目前開采的 2煤層，塊煤可用作化工原料，末煤供電力及民用。 （ 4）煤塵與自燃性 煤塵爆炸指數(shù) 10%，無爆炸性。一般井田境界劃分的原則有如下幾條： 一、按自然境界 劃分 按地質構造因素 劃分 ：利用煤田地質構造作為劃分井田的自然境界，即利用大斷層、褶曲軸線、巖漿巖侵入帶、古河床沖刷帶等地質構造劃分井田。以相鄰礦井井田境界煤柱為界； 按煤種、煤質分布規(guī)律劃分：在煤種、煤質變化比較大的礦區(qū)。 按地質鉆孔連線 劃分 ：地質鉆孔連線劃分，可用在煤層傾斜方向或走向方向上，應用時注意為井田開采創(chuàng)造較好的開采條件。 18? 19〞，北緯 36176。 開采界限 井田內含煤地層主要是上石炭統(tǒng)太原組，下二統(tǒng)山西組。南部有 9八層，北部有 9六層。之間。 煤層傾角平均為 176。 H井田的平均水平寬度， km。申莊井田為緩傾斜煤田，煤層傾角一般為 3～ 15176。綜觀全區(qū)，井田構造以斷裂為主，褶曲平緩，井田構造中等類型。γ （ 2178。 。 ：風井場地 20m，村莊 10m,其他 15m。 ：本井田地面無大型村莊，其他零星村莊也大部分處于井田邊界位置，故無需留設保護煤柱。 5m179。 表 保護煤柱損失量 煤柱類型 2儲量 4儲量 總儲量 /Mt 井田邊界保護煤柱 斷層保護煤柱 村莊保護煤柱 0 0 0 工業(yè)場地保護煤柱 井筒保護煤柱 0 0 0 合計 圖 工業(yè)廣場保護煤柱計算圖 河北工程大學畢業(yè)設計 13 礦井可采儲量 礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按下式計算： Q 采 =（ Q 工 P）179。 75%= 萬噸 4Q 采 =（ ）179。煤田地質條件復雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。 投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回報期短的贏家大規(guī)模，反之則所小規(guī)模。 礦 井服務年限 礦井服務年限必須與井型相適應。 2） 式中 T1 —— 第一水平的服務年限， a； Zk1—— 第一水平的可采儲量，萬 t； K —— 礦井儲量備用系數(shù)，取 K=； A —— 礦井設計生產(chǎn)能力，萬 t/a。井田內 2 號煤層平均 5m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大； 4號煤，厚度變化不大，平均 ，局部尖滅變薄 。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，運輸能力大，自動化程度高。 通風安全條件的校核。 表 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限 礦井設計 生產(chǎn)能力 (Mt／ a) 礦井設計 服務年限 (a) 第一開采水平設 計服務年限 (a) 煤層傾角 ＜ 25176。 6． 0 及以上 70 35 3． 0～ 5． 0 60 30 1． 2～ 2． 4 50 25 20 15 15 0． 45～ 0． 9 40 20 15 15 第四章 井田開拓 井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。 河北工程大學畢業(yè)設計 16 、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； ； ； ，做好開采水平的接替； 、深部開拓及技術改造； 、運輸及供電系統(tǒng)。 （ 2） 合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 （ 5） 要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、 發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 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)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。主要缺點是立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。 根據(jù)以上所述情況，本礦井采用圓形井筒 。 （ 4）井口標高要高于歷年最高洪水位。 對井下合理開采的井筒位置： （ 1）井筒沿井田走向的位置 井筒沿井田走向的的有利位置以后應在井田中央。當產(chǎn)量集中于河北工程大學畢業(yè)設計 18 一翼時，風量成倍增加，風壓按二次方關 系增加。 ③ 井筒設在井田中央時，兩翼分擔比較均勻，各水平兩翼開采結束的時間比較接近。 （ 2）井筒沿煤層傾向的位置 立井開拓時井筒沿煤層傾向位置的幾個原則。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質情況復雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設備較多，掘進速度慢，掘進費用高。 綜上所述，根據(jù)本礦的實際條件，在走向方向上：布置在井田儲量中央有利于礦井的兩翼開采，有利于通風、運輸、工作面的接替，故井筒位置選在井田走向中央。同時根據(jù)本井田具體的條件，兩個立井可以滿足井田運輸?shù)囊?，?本礦井設計井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護中，將西北部邊界風井和主、副井作為礦井的初期工程。 ② 主井提升采用箕斗，用 q=(o179。N179。 井筒支護采用混凝土厚度 450mm，充填混凝土 50mm 罐道梁中心線間距，可用下式求得： H＝ a＋ 2h＋ S0 =3328mm （ ） 式中： a—— 兩側罐道之間間距，取 a=2900mm； h—— 組合鋼罐道高度，取 h=158mm。 ① 副井井筒裝備采用剛性裝備（剛性罐道） ,罐道梁采用工字鋼、通梁式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接 。罐道采用 鋼軌，罐道梁采用 20b 工字鋼。 （ 3）風井： 風井 用于礦井回風，兼做安全出口。 風井除用作通風外，一般又可作安全出口。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合 理選擇。 （ 2）井筒沿煤層傾向的有利位置。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。 （ 4）井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。 通過以上分析，考慮到首山一礦實際情況：由于井田西部邊界距京廣鐵路很近，故為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井河北工程大學畢業(yè)設計 23 田西部邊界附近。設計中只針對 2號煤層。其中 350m 標高以上的均采用上山開采， 350m 標高以下的采用下山開采。由于礦井瓦斯涌出量不大，不用設置額外的回風大巷。 由于本井田位于平原地帶，地勢平坦，可采煤層埋深大，且傾角不大，在井田各部分的埋深不同，差別比較大，又考慮到本礦井為 大 型礦井，為適應 相應的提升能力， 和 機械化程度 ,早投產(chǎn)的要求 , 顯然，采用平硐開拓不現(xiàn)實，所以，所有方案均采用立井開拓。主副井延伸至 500 水平，通過石門找到煤層，布置第三水平大巷。通過暗斜井找到煤層，布置第二水平大巷。主井副井首先打到 100 水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。 三個方案相同的不需參與比較的項目，包括礦井的設計生產(chǎn)能力、水平劃分。但是石門開掘過多，工程量較大。 表 三 種開拓方案技術比較表 優(yōu)缺點 方案 優(yōu) 點 缺 點 方案一 避免了首采區(qū)下山采區(qū)的形成，使開采較為容易。 提升環(huán)節(jié)多。 開采 450 水平時，煤炭、材料都要經(jīng)過暗斜井，提升環(huán)節(jié)多。 避免了下山采區(qū)的 形成，使開采較為容易。并且第一水平兩種開拓相同，只要比較第二水平方式的工程量即可。 水平高度的確定 開采水平的確定是開拓的關鍵，它直接影響礦井的基本建設投資及生產(chǎn)經(jīng)營費用，使井 田開拓的重要參數(shù)。 式中： H —— 階段垂高 ； AT KSinHL m C? ??? ?河北工程大學畢業(yè)設計 27 A —— 礦井年產(chǎn)量 ； T —— 水平服務年限 ； α —— 階段內煤層平均傾角 ； K —— 儲量備用系數(shù) ； S —— 井田走向長度 ； M —— 階段內煤層累計厚度 ； γ —— 煤的容重，可取 ； C —— 采區(qū)回采率。 根據(jù)煤層賦存條件及地質構造 煤層傾角不同對階段高度影響較大。 第一水平可采面積為 ，真面積 176。 5== 萬 t 4煤 ： 179。 75%= 萬 t。= 21a。 一般階段高度增大，全井水平數(shù)目減少，水平儲量增加，分攤到每噸煤的折舊費減少。 對大巷布置的一般要求 大巷的主要任務是擔負煤矸、物料和人員的運輸，以及通風，排水、敷設管線。運輸大巷可有單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷），或全煤組集中布置 (稱集中運 輸大巷 )，主要根據(jù)煤層的數(shù)目和間距來定。采用分組集中布置的分組間距一般大于 70m。為便于維護和使用，應不受開采各煤層的采動影響，一般 將運輸大巷設在煤層的底板巖層中，有條件時，也可設在煤組底部煤質堅硬圍巖穩(wěn)固的薄及中厚河北工程大學畢業(yè)設計 29 煤層中。 B 當煤層起伏，褶曲較多時，如大巷沿一定坡度沿煤層掘進，則巷道彎曲轉折多，機車運行速度受到限制，將減低運輸能力。就我國目前