【正文】 ，而新鄉(xiāng)所轄 8 個縣市僅有 2 座 煤礦，煤炭資源短缺，產(chǎn)品供不應(yīng)求。井田周圍現(xiàn)有三處 可取電源，且供電距離短，電源可靠。據(jù)鉆孔揭露資料，地層分布具有以下特點： 二 1 煤上覆基巖長期受風(fēng) 化，二迭系大部分地層被剝蝕，故井田內(nèi) 二 1 煤頂板基巖較薄，基巖之上的第三、四系地層較厚，平均厚度 。井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等偏簡單。 2 斷層 井田共發(fā)現(xiàn)有 9條正斷層，其中 4 條為井田邊界斷層，落差介于 50～ 700m 之間。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 6 斷層特征表 121 斷層 名稱 斷層位置 性質(zhì) 走向 傾向 傾角（度） 落差（ m） 延展長度（ km） 控制情況 九里山斷層（ F14） 西北邊界 正 NE NW 70 50～650 60 控制較差，位置有一定擺動 峪河 斷 層（ F20） 西南邊界 正 N60oW SW 70 300～700 35 東耿村斷層（ F15） 東南邊界 正 N60oE SE 60 60～140 30 2 35 物探線均有明顯反映， 5202 孔、與502 孔煤底標(biāo)高明顯不連續(xù)控制較好 F21斷層 井田內(nèi) 正 近 EW N 65 約 44 6 3 J J4 物探線控制，4401 孔穿見， 35 物探線以西控制較好，以東則無控制 F23斷層 井田西 正 S85oE S 20～30 30 物探線反映明顯，100 4801 兩孔穿斷層控制較好 DF1斷層 井田西南 正 N75oE SE 65 11 100 物探線反映明顯，別無工程控制，故控制較差，擺動較大 DF2斷層 井田西 正 近 EW S 65 約 30 35 物探線有明顯顯示，無其他控制位置及方向擺動性較大 F211斷 層 井田東部 正 N53oW SW 70 12 1 200 物探線線上反映明顯，后 3001 孔在在該處穿見得以 驗證，仍屬一點控制，有較大擺動 F22斷層 東南邊界 正 N40oE SE 70 60 依據(jù)三個鉆孔煤底標(biāo)高不連續(xù)推斷，無直接控制，對井田內(nèi)煤層開采無影響 煤層與煤質(zhì) 一 煤層 本區(qū)含煤地層為石炭二迭系。區(qū)內(nèi) 19 個鉆孔穿見該層位，除 4401 及 1004孔斷失、 1002 孔受斷層影響中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 7 外，其余 16 個鉆孔穿見煤層全部可采，煤厚為 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型厚煤層。一 2 煤結(jié)構(gòu)較復(fù) 雜，普遍含夾矸 1～ 4層，夾矸厚 ～ ，平均 。原煤水分 ％，原煤灰分平均 ％＜ 15％，硫分 ％＜ ％，磷含量 ％，發(fā)熱量，屬低水、低灰、特低硫、低磷、中高發(fā)熱量、不易磨碎極易選的三號無煙煤。風(fēng)氧化帶內(nèi)煤層原煤水分、灰分、揮發(fā)分明顯增高，發(fā)熱量降低，結(jié)構(gòu)疏松，密度變小。井田的地壘型構(gòu)造單元使井田四周的主要含水層均低于本井田，井田三面構(gòu)成了相對隔水邊界，唯一接受補(bǔ)給的是井田東北部的 二 1 煤層露頭。垂深 50m 以淺為空隙潛水，井田周圍水井調(diào)查資料：井深 30～ 40m，單井流量 80～ 120m3/h，水位埋深 7～ 10m。 951孔、 4002 孔（距井筒約 600m）均對底部含水層包括 “底含”進(jìn)行了抽水試驗，抽水深度分別為 ～ 、 ～ ，抽水結(jié)果：單位涌水量 ～ ,滲透系數(shù) ～ ，富水性中等?；?guī)r厚～ ，平均 。 （ 4）、太原組下段 L2 灰?guī)r含水層：灰?guī)r厚 ～ ，平均 。 主要隔水層： （ 1）、 二 1煤層底板隔水層：位于 二 1煤層與 L8 灰?guī)r之間，主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及薄層灰?guī)r組成，厚 ～ ，平均 ，該中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 9 層段巖性致密，裂隙不發(fā)育，透水性較差，隔水性良好，是阻隔 L8 灰?guī)r水進(jìn)入 二 1煤層礦坑的重要隔水層。鉆孔揭露厚度為 ～ ，平均 。 二 1煤層之上基巖保留厚度較小，部 分井田范圍底部含水層直接與基巖風(fēng)化帶接觸形成“底含” ，故淺部 二 1煤層必須留設(shè)防水煤巖柱，防止“底含”水通過裂隙潰入礦坑。本井田 1004 孔在 ～ 處揭穿 F21斷層帶，通過對斷層帶抽水，其單位涌水量 ～ ，滲透系數(shù) ～ ，說明斷層具有一定的富水性。而采用吳村煤礦生產(chǎn)資料所進(jìn)行的 “比擬法”預(yù)算結(jié)果較為客觀，可以作 為設(shè)計依據(jù)，其預(yù)算的礦井涌水量為： 425m 水平 正常涌水量 1260m3/h 最大涌水量 1890m3/h 全井田 正常涌水量 1320m3/h 最大涌水量 1980m3/h 開采技術(shù)條件 瓦斯 本井田 二 1煤層瓦斯取樣 9 層次，取樣深度在 ～ 之間瓦斯成分主要以 N2為主，瓦斯含量中 CH4含量甚微，有 4 個樣 CH4含量為 0，最高為 。 ～ 12176。泥巖和砂質(zhì)泥巖的平均抗壓強(qiáng) 度為～ ，屬較穩(wěn)定型頂板。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 11 井田勘探程度 原精查地質(zhì)報告提供本井田水文地質(zhì)類型為三類二亞類三型，后井檢孔施工補(bǔ)作水文地質(zhì)工作后，地質(zhì)部門對井田水文地質(zhì)類型重新進(jìn)行了評價， 省煤炭工業(yè)技術(shù)委員會組織評審后，省煤炭工業(yè)局對水文地質(zhì)類型進(jìn)行了批復(fù)，同意將礦井水文地質(zhì)類型變更為三類二亞類二型，即沖水水源以底板巖溶裂隙水為主的水文地質(zhì)條件中等偏復(fù)雜類型。 二 1煤賦存于山西組下部，下距 L8 灰?guī)r平均 ，下距寒武系 O2m 灰?guī)r頂平均。區(qū)內(nèi) 5個鉆孔穿見，煤厚 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型煤層。故該區(qū)二 1煤層屬瓦斯風(fēng)化帶，礦井屬低沼。風(fēng)氧化帶內(nèi)煤層原煤水分、灰分、揮發(fā)分明顯增高，發(fā)熱量降低，結(jié)構(gòu)疏松，密度變小。依據(jù)焦作礦務(wù)局開采經(jīng)驗， ～ 厚隔水層可承受 1kg/cm2水壓來推斷，本井田 二 1煤層底板隔水層的承受能力基本處于極限狀態(tài)，未來生產(chǎn)當(dāng)中，底板灰?guī)r的富水區(qū)域存在有突水可能性，應(yīng)加強(qiáng)防范，一方面要保護(hù)煤層底板隔水層的完整性，另一方面要根據(jù)實際情況，采取底板注漿加固隔水層等有效技術(shù)措施。河南省國土資源廳豫國資采劃字［ 2021］ 042 號文批復(fù)，本礦區(qū)范圍由 8個拐點圈定，拐點坐標(biāo)為： X=3923588 X=3921090 Y=38460875 Y=38461390 X=3921870 X=3921038 Y=38460350 Y=38462975 X=3922040 X=3918525 Y=38461040 Y=38459000 X=3921330 X=3919900 Y=38462340 Y=38456425 井田走向長約 ，傾斜寬約 ～ ，面積 。 上述儲量計算所采用的煤層最低可采厚度為 ，最高灰分 40％。 附：礦井可采儲量匯總表 222。參照《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》及《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中有關(guān)防水煤巖柱留設(shè)的規(guī)定，經(jīng)計算頂板基巖40m 高度內(nèi)應(yīng)全部留作防水煤巖柱；頂板基巖 40～ 50m 高度之間，建議 二 1 煤層進(jìn)行限厚開采，限采厚度為 2m。 項 目 水 平 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 15 （ 3） 井筒及工業(yè)廣場煤柱：井筒及工業(yè)廣場煤柱按巖層移動角留取，其參數(shù)選取為：表土層移動角φ =41176。工業(yè)廣場煤柱損失為 4362kt。 礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力的確定 礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力主要取決于地質(zhì)條件、煤層開采技術(shù)條件及可采的煤炭資源量等綜合因素。參照《礦井設(shè)計規(guī)范》對中型礦井服務(wù)年限一般為 50 年的要求， 規(guī)模其服務(wù)年限偏短。為 使礦井生產(chǎn)能力有適應(yīng)市場需要而調(diào)整的余地，設(shè)計主要提升環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力能夠滿足 要。 綜合上述因素后，在可行性研究報告階段進(jìn)行了全面技術(shù) 經(jīng)濟(jì)分析比較，設(shè)計提出了如下井口位置方案： 井田西北一對立井方案 : 井筒位于 F21斷層與 F14邊界斷層之間，井口標(biāo)高 +，井深 （穿過第三四系沖擊層厚度 ，穿過基巖厚 91m），副井水窩深 15m。 該方案投產(chǎn)之后，北程村全部搬遷，后北程村部分搬遷，搬遷總戶數(shù) 500 戶，其中 100 戶搬遷費計入初期投資， 400 戶攤?cè)氤杀尽?～ 5176。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 17 大巷布置 425水平設(shè)置軌道運輸大巷和膠帶運輸大巷。由于煤層走向有一定的起伏變化，膠帶輸送機(jī)大巷采用定向開鑿、局部穿層、分段取直。 村莊搬遷規(guī)劃 本井田內(nèi)有四個自然村莊，這些村莊均位于井田的開采區(qū)域內(nèi)。礦井投產(chǎn)約第十年搬遷趙屯村，約第二五年搬遷南程村。安裝梯子作為下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)灑水管、動力及信號電纜。 井筒施工方法與井壁結(jié)構(gòu) 根據(jù)礦井新生界等厚線圖及井檢孔地質(zhì)報告資料，主、副井穿過的表土層厚度達(dá) 430m，主要由粘土、砂質(zhì)粘土幾粘土夾礫石組成，其中粘土、砂質(zhì)粘土占總厚度的 50％左右，礫石層占總厚度的 40％左右，粘土夾礫石層占總厚度的 10％左右。正是由于鉆井施工存在井筒偏斜問題，國內(nèi)提升井筒多采用凍結(jié)法施工，考慮到本礦表土段礫石層多有利于凍結(jié)而不利于鉆進(jìn)的特點，故設(shè)計推薦表土段按凍結(jié)法施工，由于表土段底部普遍發(fā)育有含水層，主副井采用全深凍結(jié)，凍結(jié)深度為 485m。 我國自 1995年開始采用凍結(jié)鑿井法以來，井壁結(jié)構(gòu)得到了不斷的改進(jìn)，從早期的單層砼井壁到雙層鋼筋砼井壁，再到目前深井凍結(jié)中廣泛使用的復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)。 第二種；瀝青板夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 19 這種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)與第一種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)最大的不同是以 70～ 100mm 厚的瀝青板夾層取代 4mm厚的聚乙烯塑料板夾層。分析破壞的原因，多數(shù)學(xué)者專家共認(rèn)的是：表土層底部含水層水位的大幅度下降引起地層沉降，使井壁發(fā)生豎向負(fù)摩擦力造成了井壁破壞。 其井壁特征如下： （ 1）主井：凍結(jié)上段壁厚 1100mm，其中內(nèi)壁厚 600mm，外壁厚 500mm，凍結(jié)下段壁厚 1600mm，其中內(nèi)壁厚 850mm，外壁厚 750mm?；鶐r段壁厚 400mm。 空重車線長度及列車調(diào)車方式 副井井底兩側(cè)分設(shè)空重車線，空重車線長度按礦井后期 1列車牽引 20輛 1噸礦車組成考慮，各為 1列長計 50m。機(jī)車經(jīng)繞道至副井空車線，掛鉤后牽引空列車至車場調(diào)車線，駛出井底車場。兩個方案相比，“半上提” 方案增加主井井筒長 25m，增加清理撒煤斜巷長 60m，且主井底還要增加排水設(shè)施，顯然不如 “全部上提” 方案優(yōu)越。煤倉位置位于車場水平以上 25m 至 45m，煤倉與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長 13m。 井下爆破材料庫 井下爆破材料庫為壁槽式，容量為 900kg，位置在距井底 400m 的軌道運 輸石門一側(cè)。車場繞道及清理撒煤通道內(nèi)分別布置消防材料庫和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。屬近水平發(fā)育的煤層，礦井沼氣等級屬低沼。所以，本礦井選用分層開采，全部冒落法管理頂板。 工作面刮板輸送機(jī)選用 SGB630180 型可彎曲刮板輸送機(jī)，功率 90 2kw，鏈速，輸送能力 450t/h。 工作面頂板管理方式及支架選型 根據(jù)煤層及頂?shù)装鍘r層條件，頂板管理方式為全部垮落法。 回采工作面長度及年進(jìn)度 回采工作面長度確定為 130m，生產(chǎn)當(dāng)中根據(jù)煤層及構(gòu)造具體條件可適當(dāng)調(diào)整。首采區(qū)走向長 ，傾斜寬 ～ ，面積 ，可采儲量 5623kt。 永夏礦區(qū)陳四樓礦井，首采區(qū)煤層傾角 3～ 6176。 加上 10％掘進(jìn)煤，采區(qū)生產(chǎn)能力為 Mt/a。 采區(qū)煤、矸及輔助運輸方式、采區(qū)通風(fēng)和排水 煤炭運輸系統(tǒng) 回采工作面煤炭→ 膠帶運輸順槽→膠帶運輸大巷→膠帶運輸石門及上倉斜巷→井底煤倉→主井箕斗→地面。 采區(qū)排水 首采區(qū)均為俯斜開采，工作面及采空區(qū)水通過順槽水溝自然流入大巷水溝，匯入井底主副水倉，由主排水泵經(jīng)副井排至地面。 巷道支護(hù)方式巖巷以錨噴支護(hù)為主，煤巷采用砌碹和工字鋼支護(hù)。巖巷掘進(jìn)頭配備有 YT24 型風(fēng)動鑿巖機(jī)、G10 型風(fēng)鎬、 P30B 型耙斗裝巖機(jī)、 BKY604X 型局部通風(fēng)機(jī)及錨噴支護(hù)設(shè)備。萬噸掘進(jìn)指標(biāo)為 、 2538 m3/萬 t。故設(shè)計確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長壁工作面布置方式。 二 構(gòu)造 焦作煤田位于華北板塊的南部太行構(gòu)造亞區(qū)，煤田分布受太行山斷隆和開封坳陷的直接控制，煤田構(gòu)造以高角度正斷層為主，伴有褶皺。 1 背斜構(gòu)造 背斜軸部寬緩，軸線位于 100 3001及 5204 孔連線附近， F21 斷層斜交軸部穿過。另外 5 條屬井田內(nèi)斷層，除 F21 斷層落差為 27～ 44m 外，其余 4 條井田內(nèi)斷層落差均小于 30m。石炭系太原組含煤 9層，僅一 2 煤層全區(qū)發(fā)育，普遍可采。 一 2 煤賦存于太原組底部，上距 二 1 煤層 ～ ，平均 ，其直接頂板為太原組 L2 灰?guī)r。 井田走向長約 ，傾斜寬約 ～ ，面積 。 上述儲量計算所采用的煤層最低可采厚度為 ，最高灰分 40％。工作面長度 130m，采高 2m，每循環(huán) ，每天 個循環(huán)， 年推進(jìn)度 1170m，其工作面生產(chǎn)能力為： A=130 2 1170 106 =式中： —— 煤層容重（ t/m3） —— 工作面回采率。所以，本礦井一個高檔普采工作面對于保證礦井年產(chǎn)量是穩(wěn)妥和