【正文】 色中厚層狀含礫砂巖 23組，間夾暗紫色花斑色粉砂巖及灰色細(xì)粒砂巖底部砂巖一般較厚約 40米，具磨圓度差，分選不良等特點(diǎn)，上部與中部火成巖侵入。 8) 石千峰組 以紫紅色含鈣質(zhì)結(jié)核的粉砂巖為主。以下以粘土和亞砂土為主。斷層基本為高角度正斷層，斷層面傾角一般 60— 70186。礦井正常涌水量 340m179。 第 煤層特征 煤層 本區(qū)石炭、二迭系煤系地層總厚度 210m。 9 號(hào)煤層為下組煤，因受奧灰水威脅，故暫不可采。厚度可達(dá) 15 米。 1號(hào)煤和 2號(hào)煤層位有火成巖侵入。底部為一層含鮞粒鋁土泥巖。 2） 6 號(hào)煤層 6煤為礦井可 采煤層，煤層厚度 3m， 屬較穩(wěn)定薄煤層。 各煤層變質(zhì)程度較高。煤層普氏硬度 。 從各煤層煤質(zhì)資料整理的結(jié)果，按照煤礦儲(chǔ)量規(guī)范方案來(lái)看，揮發(fā)分個(gè)別低于 10％，一般在 10％－ 14％左右，其粘結(jié)性多為粉狀和粘著，膠質(zhì)煤層厚度為零，測(cè)定曲線類型皆為平滑下降，皆為貧煤。從煤的膠結(jié)性來(lái)看，收縮度 XMM 平均為 11，而膠質(zhì)層厚度為零，曲線類型為光滑下降，粘結(jié)性為粉狀至粘著。因此野青煤也為貧煤。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 二 章 井田境界及儲(chǔ)量 第 井田境界 在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開(kāi)發(fā)。井田東西長(zhǎng) ,南北長(zhǎng) ,面積是 ㎞ 2. 可采煤層為 2號(hào) 6號(hào)共 2個(gè)煤層 . 井田尺寸 井田南北寬約 ，東西長(zhǎng)約 km， 煤層的平均傾角約為 9o。 平衡表內(nèi)最小的可采厚度為 米，灰分小于 40%。用煤層底板等高線上的水平投影面積換算成真面積 。 1） 式中 Q儲(chǔ)量（萬(wàn) t）； S煤層水平投影面積（ m2）； M煤層平均厚度（ m）； γ 煤的容重 (t/m3)。 2. 井田邊界煤拄：按 50 m（水平距離）留設(shè)。 β =73176。 其質(zhì)量為 16000179。 50179。 179。 179。 =160 萬(wàn)噸 保護(hù)煤柱的總量為： 1352+1346+150+145++160=3153 萬(wàn)噸 可采儲(chǔ)量計(jì)算 可采儲(chǔ)量為： Q 采 =（ Q 工 P）（ 1n）179。 75%=25385 萬(wàn)噸 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 三 章 礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度 第 節(jié) 礦井 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 馬家河煤礦的可采儲(chǔ)量為 25385 萬(wàn)噸萬(wàn)噸，除去 儲(chǔ)量備用系數(shù)，按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力計(jì)算礦井服務(wù)年限按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 300 萬(wàn) t/年計(jì)算， 礦井服務(wù)年限 （ 3178。 ～ 45176。 KAZT ?? 可河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 四 章 井 田開(kāi)拓 第 概述 地質(zhì)構(gòu)造 井田為單斜構(gòu)造，以斷裂構(gòu)造為主，伴有寬緩的褶曲及火成巖侵入。以 NNE及 NE為主，斷層面一般不寬，井田南部斷層較多且落差大，北部構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，大中型斷層一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。 1號(hào)煤及 2號(hào)煤為可采和部分可采煤層。 水文地質(zhì)情況 井田內(nèi)含水層自下而上有奧灰強(qiáng)含水層，厚度大，富水性較強(qiáng)；大青灰 巖含水層厚度 5— 6m，為較強(qiáng)含水層；伏青灰?guī)r含水層厚度 左右，為較強(qiáng)含水層；野青灰?guī)r含水層含水性差，一般不含水；山西組砂巖含水層厚 左右，含水性弱到中等；上石盒子組細(xì)砂巖以上含水層厚度大于 100m，雖含水性不強(qiáng)，但靜儲(chǔ)量比較大；第四系砂礫石層最厚 94m，一般 50— 60m，富水性較強(qiáng)。礦井水文地質(zhì)類型為中等。 ③ 要充分利用地形，少占地，少壓煤。 ⑦ 井底車場(chǎng)及主要硐室盡量布置在較穩(wěn)定的巖層中，便于硐室的開(kāi)掘和維護(hù)。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼通風(fēng)距離較長(zhǎng)，風(fēng)壓較大。如井筒偏于一側(cè)，一翼過(guò)早采完，然后產(chǎn)量集中于另一側(cè)，將使運(yùn)輸，通風(fēng)過(guò)于集中，采煤掘進(jìn)互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。井筒設(shè)在井田中部，可使石門(mén)總長(zhǎng)度最短、沿石門(mén)的運(yùn)輸 工作量小；井筒設(shè)在淺部時(shí)，總的石門(mén)工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門(mén)總長(zhǎng)度和沿石門(mén)的運(yùn)輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過(guò)時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開(kāi)采井田深部及向下擴(kuò)展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開(kāi)采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。因此，井筒應(yīng)可能不通過(guò)或少通過(guò)流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。 方案一： 主、副井 井筒都設(shè)于井田中部，都打到第一水平井底車場(chǎng)，采用仰俯 開(kāi)采。 用暗斜井延伸 水平 下部的煤層 。 2. 提升能力大，機(jī)械化程度高。 方案二 和方案一基本相同，只是采用 上山開(kāi)采，在提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和掘進(jìn)等方面比下山開(kāi)采更優(yōu)越。 1. 提升相對(duì)復(fù)雜，提升環(huán)節(jié)較多。 3. 地面生產(chǎn)系統(tǒng)分散，不便管理。上山開(kāi)采，在提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和掘進(jìn)等方面比下山開(kāi)采更優(yōu)越，整體運(yùn)輸費(fèi)用減小，便于后期生產(chǎn)管理。地面生產(chǎn)系統(tǒng)也較分散，不便管理。 （ 3） 運(yùn)輸費(fèi)用中運(yùn)距不包括準(zhǔn)備巷道，只包括大巷和石門(mén)的運(yùn)輸。 井筒位置的確定 在井田內(nèi)布置一對(duì)主副立井，在井田邊界北部布置一個(gè)風(fēng)井，采用中央邊界 式通風(fēng)方式。 ,井下運(yùn)輸、通風(fēng)合理。 定的安全距離。 （ 1）主井 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6 m，斷面面積為 。 圖 主井井筒斷面圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 表 41 井 型井筒直徑井 深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積343(543)222提升容器井筒支護(hù)兩對(duì)8t底 卸式箕斗混凝土井壁厚400mm充填混凝土厚100mm （ 2）副井 副井井筒采用立井開(kāi)拓，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積為 m2。提升設(shè)備、矸石等。風(fēng)井井筒斷面圖和井筒特征表分別見(jiàn)圖 和表 43。 根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造 煤層傾角不同對(duì)階段高度影響較大。用盤(pán)區(qū)石門(mén)溜煤眼開(kāi)采時(shí)盤(pán)區(qū)斜長(zhǎng)可按條件而定。但階段斜長(zhǎng)過(guò)大又會(huì)使一部分生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)增加。 設(shè)計(jì)水平的巷道布置 ㈠ 對(duì)大巷布置的一般要求 大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)，排水、敷設(shè)管線。運(yùn)輸大巷可有單煤層布置 （稱分煤層運(yùn)輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷），或全煤組集中布置 (稱集中運(yùn)輸大巷 )，主要根據(jù)煤層的數(shù)目和間距來(lái)定。采用分組集中布置的分組間距一般大于 個(gè)可采煤層， 2＃和 6＃間距平均 40m。由于運(yùn)輸大巷不僅要為上水平開(kāi)采的各煤層服務(wù)，還將作為開(kāi)采下水平各煤層的總回風(fēng)道，其總的使用期限達(dá)十余年至數(shù)十年，為便于維護(hù)和使用，應(yīng)不受開(kāi)采各煤層的采動(dòng)影響，一般將運(yùn)輸大巷設(shè)在煤組的底板巖層中，有條件時(shí)，也可設(shè)在煤組底部煤質(zhì)堅(jiān)硬圍巖穩(wěn)固的薄及中厚煤層中。 ② 當(dāng)煤層起伏，褶曲較多時(shí)，如大巷沿一定坡度沿煤層掘進(jìn)，則巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車運(yùn)行速度受到限制，將減低運(yùn)輸能力。就我國(guó)目前情況而言，在某些條件適合的情況下，可考慮使用煤層大巷： ① 煤層賦存不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的小型礦井，尤其地方小煤礦或生產(chǎn)勘探井，煤層大巷對(duì)探明地質(zhì)情況、及早布置和準(zhǔn)備采區(qū)有重要意義； ② 井田走向長(zhǎng)度不大或煤組中距其它煤層甚遠(yuǎn)的單個(gè)薄或中厚煤層，儲(chǔ)量有限，服務(wù)年限不長(zhǎng)?？稍谳^長(zhǎng)距離 內(nèi)直線布置， 彎曲轉(zhuǎn)折少，利于提高列車運(yùn)行速度和通過(guò)能力；巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用底，并可少留或不留煤柱，對(duì)預(yù)防火災(zāi)及安全生產(chǎn)也是有利的；另外巖石大巷布置比較靈活，有利于設(shè)置采區(qū)煤倉(cāng)。本礦的設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 300 萬(wàn)噸，年工作日為300 天，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每日凈提升時(shí)間為 14 小時(shí)。本礦主井凈直徑 ,裝備一對(duì) 8 噸雙箕斗；副井凈直徑 6M，裝備雙層單車（ 3 噸）罐籠提升。 7. 井底車場(chǎng)所處位置的地質(zhì)、水文地質(zhì)及礦井涌水量。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 （ 3） 副井材料線設(shè)在出車側(cè)，即在副井出車線旁增設(shè)一股道，其長(zhǎng)度：中型 礦井應(yīng)容納 5~10 個(gè)以上材料車。 車場(chǎng)內(nèi)各種存車線長(zhǎng)度計(jì)算 存車線長(zhǎng)度的確定： （ 1） 底卸式礦車運(yùn)煤的井底車場(chǎng)主井空、重車線長(zhǎng)度：掘進(jìn)煤集中在井底車場(chǎng)用翻車機(jī)處理時(shí)，由掘進(jìn)煤列車空、重車線長(zhǎng)度確定底卸式礦車空、重車線長(zhǎng)度。 5. 礦井沼氣涌出量及通風(fēng)系統(tǒng)。本礦采用立井開(kāi)拓，立井延伸。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 井底車場(chǎng) 確定井底車場(chǎng)的形式 ㈠ 井底車場(chǎng)的選擇原則： 1. 車場(chǎng)的通過(guò)能力，應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有 30%以上的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性； 2. 調(diào)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少； 3. 操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求； 4. 井巷工程量小，建設(shè)投資?。槐阌诰S護(hù)；生產(chǎn)成本低； 5. 施工方便，各井筒間、井底車場(chǎng)巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建設(shè)時(shí)間。 ④ 煤組底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)固、無(wú)自然發(fā)火危險(xiǎn)的薄或中厚煤層，也可在該煤層中布置運(yùn)輸大巷。 ④ 當(dāng)煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，一旦發(fā)火就必須封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受采動(dòng)影響破壞，密閉效果不好，處理火災(zāi)更困難。大河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 巷設(shè)在煤層內(nèi)，掘進(jìn)施工容易，掘進(jìn)速度快，有利于采用綜掘，沿煤掘進(jìn)能進(jìn)一 步探明煤層賦存情況。所以本井田采用集中分組布置 。但根據(jù)煤層間距大小不同，集中的程度也不一樣，間距近可以全部集中，間距遠(yuǎn)則易分組集中。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力和地質(zhì)條件的不同，大巷可選不同的運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸方式，而不同的運(yùn)輸設(shè)備又對(duì)大巷提出了不同的要求。礦井瓦斯和涌水量都不大，故本井田比較適 合帶區(qū) 開(kāi)采。我國(guó)大多數(shù)礦井過(guò)去的階段高度偏小，水平儲(chǔ)量不足，造成接替緊張，增大了后期總工程量，使管理復(fù)雜化。水平或近水平煤層，階段高度的計(jì)算已無(wú)實(shí)際意義，應(yīng)按水平運(yùn)輸大巷兩側(cè)盤(pán)區(qū)上、下山長(zhǎng)度決定水平開(kāi)采范圍的大小，并要保證水平服務(wù)年限。 第 開(kāi)采水平的設(shè)計(jì) 水平高度的確定應(yīng)考慮如下因素 根據(jù)水平服務(wù)年限 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，為使每個(gè)開(kāi)采水平有足夠的儲(chǔ)量保證服務(wù)年限 ，可按下式計(jì)算必須的階段高度。 表 42 井 型井筒直徑井 深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積3 . 0 M t / a6 . 5 m( 5 4 3 )3 3 . 1 8 m24 4 . 1 8 m24 4 . 1 8 m2提升容器井筒支護(hù)雙層單車3 t 普通罐籠混凝土井壁厚4 0 0 m m充填混凝土厚1 0 0 m m河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 副井井筒斷面 （ 3）風(fēng)井 風(fēng)井井筒 采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積為 。此外尚有動(dòng)力信號(hào)及通訊電纜等。主井主要用于提煤。 根據(jù)以上原則確定井筒及工業(yè)廣場(chǎng)位置如圖所示： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 ?6000400100153 0 153 0199 810 2199 810 2井 筒 中 心 線井筒中心線1021846888958184640010057 0179 0 179 0主副井特征如表所示，風(fēng)井位置布置在采區(qū)開(kāi)拓長(zhǎng)度距集中大巷最遠(yuǎn)，并且儲(chǔ)量較為豐富的采區(qū)。 。 (2).井筒位置的選擇牽涉井下、地面等一系列因素 ,關(guān)系重大 ,選擇時(shí)要對(duì)井下開(kāi)采有利 ,又要便于井筒的開(kāi)拓和維護(hù) ,還要注意充分利用地形 ,使工業(yè)廣場(chǎng)便于布置 ,減少工業(yè)廣場(chǎng)土石量 ,減少運(yùn) 輸費(fèi)用 ,使地面布置合理 .遵照《規(guī)范》 2～ 13 條 ,選擇井筒位置 ,應(yīng)遵循以下原則 : ,縮短貫通時(shí)間 ,減少工程量。 而且方案一比方案二的綜合費(fèi)用低 。 方案一和方案二的經(jīng)濟(jì)比較： 將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，其 初期基建費(fèi)及工程量，維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)輸費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果匯總于下表。煤炭上運(yùn)，運(yùn)輸費(fèi)用高。 但是單水平開(kāi)采，在 100 水平以下都要用俯斜 開(kāi)采，提升、運(yùn)和掘進(jìn)工作量較大，通風(fēng) 、排水更困難，費(fèi)用增高，管理更復(fù)雜。 2. 主井兼做回風(fēng)井，井塔封閉要求高，漏風(fēng)率大。 方案三 1. 井筒工程量 相對(duì)較小，基建投資減小。 1. 100 水平以上都要采用俯斜開(kāi)采，提升、運(yùn)和掘進(jìn)工作量較大。通風(fēng)方式，采區(qū)劃分，主、副井井筒斷面及裝備，風(fēng)井井筒及斷面，總回風(fēng)道的布置。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 開(kāi)拓巷道