【正文】 圖 　地質(zhì)綜合柱狀圖12 圖 12 地質(zhì)綜合柱狀圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX 共 105 頁 第 9 頁 廣 泛出露于本井田地表的分水嶺兩側(cè)的山梁及山頂部位，多形成高山陡坎地貌。 （ 3） 二疊系下統(tǒng)山西組 —— 砂巖裂隙含水層： 主要由 3號煤層頂板砂巖和 K7(砂巖 )組成。含水層的富水性與控水地形、構(gòu)造有關(guān)，一般在向斜地段含水較多，其它部位含水性極弱。由灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤組成。有三層石灰?guī)r，是本組煤層對比的典型標(biāo)志層。本組平均厚度為 ，有自東向西增厚的趨勢。本組含灰?guī)r 2～ 4層，厚度一般為 1米左右、以上下 兩層較穩(wěn)定。鋁土巖、鋁土質(zhì)泥巖具有鮞狀結(jié)構(gòu)，以底部的鋁土巖較穩(wěn)定。 （ 4） 巖溶陷落柱 一礦井田內(nèi)巖溶陷落柱廣泛發(fā)育，目前在井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)陷落柱 381個，其中絕大部分為井下采掘工程所揭露，據(jù)已采區(qū)證實(shí)的統(tǒng)計資料，地面調(diào)查和勘探查明的陷落柱有 15個，只占陷落柱總數(shù)的 %。一般 NW向一組節(jié)理面呈弱鋸齒狀參差不齊，有時被方解石充填。第一、二組為走向近直交的共軛剪節(jié)理。W—N50176。W—N10176。∠ 65176。 落差小于 20m的斷層 特征見表 12。 2） 井田構(gòu)造 一礦井田位于礦區(qū)大單斜的西北部，其構(gòu)造形態(tài)基本上呈一單斜狀，其走向?yàn)楸蔽?，傾向?yàn)槟衔鳌］^低序次的娘子關(guān)帚狀構(gòu)造、壽陽局部經(jīng)向構(gòu)造 (西洛南北向褶皺帶 )分處礦區(qū)東西兩側(cè)。該帶由于地處太行山經(jīng)向斷裂帶的邊緣，是歷史上的地震多發(fā)帶 ， 在省內(nèi)其活動性僅次于大同 —— 太原 —— 臨汾帶。在 1989年 8月 24日 20時 10分至 20時 25分，陽泉市遭到 1次罕見的颶風(fēng)暴雨、冰雹的襲擊，最大風(fēng)力 12級，最大風(fēng)速 35m/s， 為陽泉市歷史上 罕見。 年最大降水量 ，最小降水量 ，平均降水量 ； 年最大蒸發(fā)量 ，最小 ，平均蒸發(fā)量 ； 蒸發(fā)量大于降水量3倍多 。這些水系的基本特點(diǎn)是受季節(jié)性控制明顯，為間歇性河流，冬、春季節(jié)往往干涸無水，唯到每年的 6～ 9月份雨季時，常因山洪暴發(fā)流量劇增，切割強(qiáng)烈。本井田總的地形地貌特征是：坡陡谷深，地表裸露、植被較少。見 一礦 交通位置示意圖 11。58′51″。其地理坐標(biāo) ： 東經(jīng) 113176。21′10″～ 113176。 交通條件 一礦的交通運(yùn)輸條件極為方便，工業(yè)廣場旁有鐵路專用線與電氣化雙軌石太線陽泉車站接軌，運(yùn)距 10km。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX207國道北河西山至古交 賽魚太原市榆次市陽泉市石家莊市壽陽平定昔陽娘子關(guān)孟縣至忻州行至和順太山桃河太 舊 高 速太舊高速石太線108國道108國道舊關(guān)至長治 滹 沱 至五臺至清徐至忻州大運(yùn)高速 一礦礦區(qū)208國道陽曲村莊縣城 地級市省會河流省界省道國道高速公路圖例 河石 太 高 速307國 道307國道 圖 11 一礦交通位置示意圖 地形、地貌及河流 本井田位于太行山北段 西翼，以落雁垴 —— 廟梁 —— 佛爺梁 —— 王蘭山—— 劉備山分水嶺呈大致東西向橫貫井田中南部，形成中部高而南北低的地勢。 本井 田河流屬海河流域的滹沱河水系 。 礦井所在工業(yè)場地的蒙村河最大流量為 367200m3/h，最高洪水位為、老坪溝河最大流量為 。 年平均氣溫最高 ℃ ， 最低 ℃ ，歷年平均 ℃ ；陽泉極端最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ 。 月最大絕對濕度 毫巴，最小 ，歷年平均 。 根據(jù)國家地震局 1976年 9月 《中國地震基本烈度區(qū)劃資料》 (1/3百萬 )及晉震發(fā)業(yè)字 (1984)第 110號文，陽泉礦區(qū)除昔陽縣境內(nèi)基本烈度為七度區(qū)外，其余地區(qū)均為六度區(qū)，本井田處于地震基本烈度的六度區(qū)。北抵陽曲 — 盂縣東西褶皺帶，老廟山their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX蓮花狀構(gòu)造位居礦區(qū) 南部。沿單斜走向和傾向均發(fā)育有次一級的較平緩的褶皺群和層間 斷裂構(gòu)造，局部地段發(fā)育有陡傾撓曲，本井田陷落柱較發(fā)育，大部為砂巖及泥巖。 表 11 大中型斷層特征表 斷層名稱 性 質(zhì) 落差 產(chǎn) 狀 延伸長度 影響煤層 備 注 F29 逆斷層 25m 270176。 200m 15 號 北丈八井主皮帶 斜井揭露 表 12 小 型斷層特征表 煤層 斷層性質(zhì) H20m 20mH5m 5mH1m 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX 共 105 頁 第 5 頁 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 15 號 正斷層 / / 5 450 28 1790 逆斷層 2 1250 10 1200 52 3530 （ 3） 節(jié)理 本井田節(jié)理比較發(fā)育，可分為四組：第一組 N80176。W，第三組 N20176。W。 NNW向一組多具扭張性，發(fā)育程度較高，有參差不齊的斷口； NEE向的一組一般結(jié)構(gòu)面緊閉，地表發(fā)育較弱。 NE向一組節(jié)理面平整緊閉。 含煤地層 本井田為石炭二疊紀(jì)煤系地層，即為本溪組、太原組和山西組。在井田西部本組的頂部和中上部有鋁土質(zhì)泥巖，且上部的鋁土質(zhì)泥巖較穩(wěn)定，厚約 4m左右。本組含煤線。與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組呈假整合接觸。含煤 8層，其中 12號、 15號為主要可采煤層， 8號、 9號上、 9號、 13號為局部可采煤層，含煤系數(shù) 9～ 10%。本組含煤 6層，其中 3號煤為主要可采煤層， 6號煤為局部可采煤層，其余均不可采，含煤系數(shù) 5～ 7%。 （ 1） 中 奧陶統(tǒng)馬家溝組 — 灰?guī)r巖溶裂隙含水層： 北丈八井主皮帶斜井和 3t底卸煤倉揭穿奧陶紀(jì)灰?guī)r ，其巖性堅硬、質(zhì)純、致密，未發(fā)現(xiàn)溶孔。 （ 4） 二疊系下統(tǒng)下石盒子組 —— 砂巖裂隙含水層： 由灰白色的 K8(砂巖 )和灰色 K9(中粒砂巖 )組成。巖性堅硬，由于風(fēng)化作用，地表裂隙發(fā)育。雨季含水豐富，旱季水量較小，潛水位隨季節(jié)性變化明顯。 3） 礦井涌水量 該礦井目前為無承壓水開 采區(qū)。局部地段 ， 煤層出現(xiàn)分叉現(xiàn)象 ， 含一層夾石 ， 多為砂質(zhì)泥巖 ， 最厚為 ， 最薄為 ， 一般 ～ ， 但總體來看 3號煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層。由于夾石的增厚，該煤層就變得不可采。 15號煤層位于太原組下部，是組內(nèi)及區(qū)內(nèi)最主要的煤層，最大煤層厚度，最小 ，平均 ，一般含夾石 1～ 4層，夾石厚度在 ～ 之間，屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。 2） 煤質(zhì) 3號煤原煤灰分 ～ %，平均為 %；原煤揮發(fā)分 ～ %，平均為 %；原煤全硫 ～ %，平均 %；原煤發(fā)熱量 gDWQ ～，平均 ；屬中灰 特低硫、低磷、高發(fā)熱量的貧煤和少量的無煙煤 ， 煤質(zhì)較好。以下 全區(qū)賦存 不可采 0 0 簡單 不穩(wěn)定 煤層 2 10176。以下 全區(qū)賦存 不可采 0 0 簡單 不穩(wěn)定 煤 層 6 10176。以下 部分賦存局部可采 % 復(fù)雜 極不穩(wěn)定煤層 9 10176。以下 部分賦存局部可采 % 簡單 不穩(wěn)定 煤層 15 15176。各煤層頂板一般比較平整，為砂質(zhì)泥巖、 泥巖，粉砂巖和石灰?guī)r，局部為細(xì) —中粒砂巖，頂板厚度一般不大，直接頂板類別一般為中等穩(wěn)定頂板。 礦井瓦斯、煤塵、煤的自燃、地溫及沖擊地壓 2021年礦井進(jìn)行了瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定，北丈八井絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量 ，二氧化碳絕對涌出量，二氧化碳相對涌出量 ，山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)[2021]126號文件《關(guān)于陽煤集團(tuán)所屬礦井 2021年瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》 ， 批復(fù)為高瓦斯礦井。以下 大部 15176。 據(jù)一礦井田地質(zhì)勘探報告中的測溫資料知，恒溫帶深度為 30～ 60m，溫度為 12℃ 左右、平均地溫梯度為 ℃ ～ ℃ /百 m。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX 2 井田境界和儲量 井田境界 該礦井田位于沁水煤田的北部，其井田邊界及四鄰關(guān)系見 一礦井田賦存狀況示 意圖 21。兩次勘探共鉆孔 130余個，鉆孔密度為 /平方公里，基本上探明了井田地質(zhì)構(gòu)造和煤層的賦存條件。 Z=L b M γ=（ 5874＋ 725＋ 2566＋ 1523＋ 1747＋ 242＋ 477＋ 777＋2719＋ 2926＋ 5334＋ 5000） /cos3176。 表 22 工業(yè)場地占地面積指標(biāo) 井 型 (萬 t/a) 占地面積指標(biāo)（公頃 /10萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 3Mt/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為 500m600m的長方形。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表 23。 70176。70176。+949m+726m 圖 23 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為： S=梯形面積 =（上寬 ＋ 下寬） 高 /（ 2 cos3176。 則 Zk=[－ （ ＋ ＋ ） ] = Mt 礦井儲量匯總表見表 24。 礦 井設(shè)計 生產(chǎn)能力 及服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 ， 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國家對煤炭資源配置及市場需求、開采條件、 技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。 3） 國家需求：對國家煤炭需求量的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)。 2） 井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，以寬緩的褶曲為主，斷層、陷落柱稀少，無巖漿巖侵入。 建設(shè)大型礦井不但可以緩解國內(nèi)供應(yīng)緊張的用煤，而且也可大量出口，為國家增收外匯，其社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。 注：確定井型 時 要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。 2） 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井 ，開拓方式為雙斜井單水平開拓，主斜井采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤， 提升能力大，能滿足提升方面的要求；大巷和石門采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，機(jī)械化程度較高； 副斜井采用無軌膠輪車輔助運(yùn)輸方式， 運(yùn)輸能力很大，且調(diào)車簡單、靈活、方便。 表 31 新建礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力 （ Mt／ a） 礦井設(shè)計 服務(wù)年限 （ a） 第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限（ a） 煤層傾角 ＜ 25176。 及以上 70 35 ～ 60 30 ～ 50 25 20 15 ～ 40 20 15 15 綜上所述 ，各項(xiàng)條件均可保證礦井達(dá)到的設(shè)計產(chǎn)量。 1） 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究 : （ 1） 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒 及工業(yè)場地的位置； （ 2） 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； （ 3） 布置大巷及井底車場； （ 4） 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； （ 5） 進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； （ 6） 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)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)。 （ 6） 井田東北邊界靠近 陽泉市郊區(qū)蔭營鎮(zhèn) ，且屬井田煤層埋深較淺區(qū)域。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒通風(fēng)斷面大，可以滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓特別有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的能兼their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。 工業(yè)場地的形狀和面積 ： 根據(jù) 表 22工業(yè)場地面積指標(biāo)確定地面工業(yè)場地占地面積為 30公頃，形狀為矩形。以下，屬近水平煤層；按煤層間距， 3號、 8號、 12號 煤層為上組煤， 15號煤層為下組煤，上、下組煤層平均間距 43m；上、下組煤儲量相差不大。這種開采順 序的主要優(yōu)點(diǎn)是初期開拓工程量少，基建投資低，建井工期短，投產(chǎn)早，見效快。 方案比較 1） 提出方案 根據(jù)以上分析，提出以下四種技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下： 方案一 ： 雙 立井單水平開拓 主、副井井筒均為 立井 開拓 ，布置在井田中央。