【正文】 較可靠DF37南部附近NENW700~6086413912202可靠DF46中部F16分支斷層NESE650~30三維控制可靠DF48東部NESE700~3022二條測線控制可靠東西向F24西部F15分支斷層EWS700~3011一條測線控制較可靠F28東部EWN700~4533三條測線控制可靠北西向峪河斷層F20西南邊界NWSW70300~700444403控制差三、煤層與煤質(zhì)㈠、煤層井田含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組和下石盒子組。井田內(nèi)計有38孔穿過二1煤層，全部可采，～，～，%。初期采區(qū)統(tǒng)計見煤點22個，~，除去一個最厚點和一個最薄點。全區(qū)41孔中，14孔穿見，全區(qū)可采，～。塊煤強度大，堅硬，鉆孔煤芯資料統(tǒng)計，%，平面分布大致有自西向東、從北向南逐漸增高的趨勢。二1煤屬弱結(jié)渣性，高熔灰分煤。四、水文地質(zhì)㈠、區(qū)域水文地質(zhì)特征焦作煤田地處太行山復(fù)背斜隆起帶南段東翼，其北部為太行山區(qū)，天然水資源量38541萬m3/a，山區(qū)出露的石灰?guī)r面積約1395km2，廣泛接受大氣降水補給， m3/s。 焦作煤田巖溶地下水變化歷時統(tǒng)計表 表122 水文年年代歷時（年）降雨量（mm）排水量（m3/s）水位降低（m）最低水位（m）水位年變幅(m)豐水期52~64121008~16平水期65~771391枯水期78~86885㈡、井田水文邊界條件及水文地質(zhì)勘探類型趙固勘探區(qū)北東向斷層發(fā)育，自西而東有F1F1F1F1F1F19六條斷層，呈近平行展布，將區(qū)內(nèi)煤層分割成多個斷塊，諸斷塊由西而東呈階梯狀逐級下降，埋深加大，加上勘探區(qū)最西部九里山斷層為區(qū)域性導(dǎo)水大斷層，其余北東向斷層亦均為導(dǎo)水?dāng)鄬?，故本區(qū)西北部成為供水邊界和主要來水方向；東南部邊界應(yīng)屬疏水邊界；南部峪河斷層(F20)落差300～700m，使本區(qū)煤層底板灰?guī)r含水層與鄰區(qū)新生界地層對接，成為本區(qū)一條橫向阻水邊界。該含水層在古剝蝕面的巖溶裂隙發(fā)育，鉆孔漏失量12m3/h， l/。該含水層直接覆蓋于一2煤層之上，～，為二1煤層間接充水含水層。~。屬弱富水含水層。⑥、新近系中底部砂礫石含水層新近系中部存在1~3層中、細砂，含乘壓水， l/， m/d，屬中等富水含水層。區(qū)內(nèi)民用機井簡易抽水試驗，單井單位涌水量1～；～，pH值呈中性。③、二1煤底板砂泥巖隔水層系指二1煤底板至L8灰?guī)r頂之間的砂泥巖互層，以泥質(zhì)類巖層為主。表土段底部在本井田未見“底含”分布，勘探區(qū)西、東部存在的底部礫石層多被粘土膠結(jié)，其滲透率介于含水與弱透水之間，屬弱富水，對礦床影響不大，但在基巖厚度較薄處應(yīng)引起重視。本井田北東向斷裂構(gòu)造較發(fā)育，斷層均為導(dǎo)水?dāng)鄬?，富水性強，對開采威脅大?？傮w認為，公式法預(yù)算與比擬法預(yù)算結(jié)果比較接近，但還存在有差距，主要原因勘探報告認為是古漢山礦井下暴露條件還不夠充分，而吳村煤礦開采水平較淺。由表123可知，二1煤層瓦斯成分中以N2為主，%，%，通常情況下，瓦斯成分中CH4成分小于80%，稱為瓦斯風(fēng)化帶，本井田CH4成分遠小于80%，二1煤層處在CH4成分極小的瓦斯風(fēng)化帶之中。二1煤層瓦斯測試結(jié)果表表123 煤層統(tǒng)計結(jié)果瓦斯成分（%）瓦斯含量（ml/gr）O2（%）煤質(zhì)分析（%）CO2CH4N2CO2CH4N2自然加熱MadAd二1最大值最小值平均值點數(shù)13131314141413141414分析本井田瓦斯較低的原因是：井田構(gòu)造以斷裂為主，斷裂構(gòu)造具有多期活動性，使煤系地層經(jīng)歷了長期暴露和強裂剝蝕，原始含氣量降低，加之煤層上覆基巖殘留較薄，覆蓋松散地層巨厚，斷層形成的斷塊和張性裂隙較發(fā)育，為瓦斯逸散又提供了良好通道，從而造成本井田瓦斯普遍較低。㈣、地溫趙固勘探區(qū)普查階段進行了8個孔簡易測溫，最大測溫深度760m（4403孔），℃（11602），℃/百米，~℃，全區(qū)二1煤層無熱害，地溫正常?？傮w趨勢是由東向西逐漸增厚，煤層頂板基巖厚度小于30m范圍多為破碎狀態(tài)，結(jié)構(gòu)疏松，30m以下基本保留原巖特征。按面積統(tǒng)計，砂巖頂板占5％，粉砂巖和砂質(zhì)泥巖占35％，泥巖占60％。二1煤底板：底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，~，一般10~15m，底板巖層總體完整性較好，但部分泥巖底板有泥化現(xiàn)象。（2）泥巖和砂質(zhì)泥巖吸水后強度明顯降低，泥巖干燥狀態(tài)下抗壓強度24~30MPa，~，砂質(zhì)泥巖干燥狀態(tài)下強度13~36MPa，吸水后6~24MPa。六、勘探程度及礦井資源條件評述勘探程度評述本區(qū)以往地質(zhì)工作始于1955年，先后由中南煤田地質(zhì)局、河南煤田地質(zhì)局物測隊、河南煤田地質(zhì)局三隊和河南煤炭地質(zhì)勘察研究院在本區(qū)進行過地質(zhì)工作，止2003年8月，全井田以往施工鉆孔39孔，完成二維地震測線25條，剖面長65km，物理點3936個。綜合歷次勘探，全井田范圍共施工鉆孔59孔，勘探方法采用了綜合勘探方法，地震與鉆探相互利用，互為補充，勘探工程層次分明，重點突出，尤其是井底車場及首采區(qū)進行了三維地震，大大提高了勘探精度，滿足了礦井設(shè)計和生產(chǎn)要求。第二章 井田開拓第一節(jié) 井田境界及可采儲量一、礦區(qū)范圍與井田劃分本井田位于趙固礦區(qū)內(nèi)。鑒于此，根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件和煤層分布情況，全礦區(qū)規(guī)劃為兩對礦井，兩礦井之間以F17斷層為界，F(xiàn)17斷層以西為趙固一礦，F(xiàn)17斷層以東為趙固二礦，礦區(qū)先期勘探開發(fā)趙固一礦。井田范圍二1煤層拐點坐標(biāo)表表211序號XY序號XY113214315416517618719820921102211231224三、井田儲量㈠、資源儲量 依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，勘探報告對煤炭資源儲量估算采用的工業(yè)指標(biāo)為：，最高灰分40%。本次勘探階段與普查階段相比較，總資源儲量減少了150kt。本次設(shè)計修改礦井設(shè)計可采儲量變更為164627kt，比原初步設(shè)計減少可采儲量12840kt。㈢、永久煤柱留設(shè)淺部安全煤巖柱：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》中有關(guān)水體安全煤巖柱留設(shè)與壓煤開采的規(guī)定，并參照鄰近吳村煤礦實際淺部安全煤巖柱留設(shè)情況，確定本礦井安全煤巖柱留設(shè)原則和留設(shè)高度如下：①、全井田統(tǒng)計有三個鉆孔（116012100、7304），其松散層底部有砂、礫層，這些鉆孔范圍按防水安全煤巖柱留設(shè)，防水安全煤巖柱高度為導(dǎo)水裂縫帶高度再加上保護層厚度。②、在頂板基巖厚度小于50m范圍內(nèi)，統(tǒng)計全井田共分布有15個鉆孔，除上述3孔外，12個鉆孔松散層底部均為厚層粘土與基巖接觸，~，因此按規(guī)定留設(shè)防砂安全煤巖柱，防砂安全煤巖柱高度為垮落帶高度再加上保護層厚度。以上留設(shè)原則，淺部安全煤柱計為68715kt，與原初步設(shè)計相比，淺部安全煤柱減少了421萬噸，其原因是淺部安全煤柱占壓的資源很大部分屬333級。下山移動角β＝67176。煤層賦存及開采技術(shù)條件本井田煤層傾角一般2～6176。采煤工作面裝備標(biāo)準本礦井煤層賦存及開采條件十分適宜綜合機械化開采，尤其是煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定、三維物探探明首采區(qū)小構(gòu)造不太發(fā)育，煤層傾角又小、瓦斯低，能充分發(fā)揮綜采設(shè)備威力，實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。焦煤集團發(fā)展規(guī)劃和市場需求焦煤集團原有12對礦井，最高年產(chǎn)量7Mt，但進入八十年代以來，因資源枯竭，連續(xù)報廢關(guān)閉了8對礦井，加之多年未建新井，致使煤炭產(chǎn)量急劇下滑至4Mt左右。依照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，～，其服務(wù)年限一般不應(yīng)小于50a，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力3～5Mt/a，其服務(wù)年限不小于60a。三、礦井服務(wù)年限根據(jù)礦井設(shè)計可采儲量和推薦的礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。二、井口、工業(yè)場地位置及開拓方案的選擇和確定㈠、影響井口及工業(yè)場地位置選擇的主要因素井田形態(tài)和儲量分布本井田被斷層分割成東西兩大塊段，塊段呈傾斜條帶展布，由于淺部基巖薄，可利用儲量分布在條帶中深部，高級儲量集中分布在東部塊段中央，故井筒位置要首先有利于東部塊段開發(fā)，同時兼顧西部塊段，并盡量位于井田中深部。井位選擇還要使井底車場位于穩(wěn)定巖層內(nèi)，有利于巷道及硐室穩(wěn)定和支護，有利于井巷快速施工，盡早建成投產(chǎn)。設(shè)計提出了西塊段方案、東塊段淺部方案、東塊段中部和深部方案共五個井位與開拓方案，分述如下：前兩個方案中，西塊段方案：井口位于F16斷層西側(cè)、11602孔西北200m，該位置表土層厚470m，煤層上覆基巖厚39m，煤層底板標(biāo)高435m。方案一：河?xùn)|方案（中部方案一）該方案井筒位于在6806孔附近，石門河?xùn)|500~650m。該方案的優(yōu)缺點為：優(yōu)點：1）表土層較薄，井筒凍結(jié)深度略小，井筒投資較省。因此，投產(chǎn)水平上盤區(qū)因頂板基巖較薄，造成可采工作面較少，且走向長度短，很難適應(yīng)綜放開采快速推進的要求，尤其是采區(qū)可采儲量少，服務(wù)年限短，造成接替緊張。該位置最新施工了西1號鉆孔，據(jù)該孔資料，處于砂巖與砂質(zhì)泥巖互層段。風(fēng)井底標(biāo)高470m。（3）井底車場處于砂巖與砂質(zhì)泥巖互層內(nèi)，對車場巷道及硐室支護不利，也影響掘進速度和建設(shè)進度。風(fēng)井底標(biāo)高525m。（4）地面工業(yè)廣場遠離河道，防洪條件相對較好。㈢、井口位置與開拓方案的確定通過以上分析，三個方案各有優(yōu)缺點，但總體而言，方案三技術(shù)優(yōu)勢明顯。相對于礦井十幾億元投資來說，可比投資相差幾十萬元，經(jīng)濟比較結(jié)果將不影響方案的取舍。礦方亦按照初步設(shè)計批復(fù)的方案建設(shè)實施，目前，主井、副井和風(fēng)井均已落底，525m水平井底車場及其主要硐室已基本形成。為實現(xiàn)整個井田合理開發(fā)，保證水平上合理服務(wù)年限，根據(jù)井筒位置最新施工的兩個井檢孔資料，設(shè)計確定井底車場水平標(biāo)高由可研報告階段的510m調(diào)整為525m。四、大巷布置及層位選擇全井田設(shè)計沿F16斷層煤柱兩側(cè)作兩組傾斜運輸大巷，通過每組運輸大巷直接開掘工作面上、下順槽，實現(xiàn)全井田單翼盤區(qū)開采。盤區(qū)開采順序本著先近后遠的原則，先投產(chǎn)水平上緊靠工業(yè)廣場煤柱東側(cè)的東一盤區(qū)，接替盤區(qū)為西二盤區(qū)，詳見采區(qū)接替表2－3－2。首采區(qū)及接替采區(qū)各村莊基本情況調(diào)查表表233戶數(shù)（戶）人口（人）人均占地基本農(nóng)田（畝）人均收入（元）備注東北流2349402213首采區(qū)西北流2389882473首采區(qū)文莊2007601．62500首采區(qū)范屯2067782995接替采區(qū)馬正屯25710702083接替采區(qū)岳村34512402864接替采區(qū)合計12805016新址選擇在井田外邊緣，露頭外無煤地帶或深部不可采地帶。首采區(qū)村莊從礦井投產(chǎn)年2008年開始搬遷，至2010年搬遷完畢。副井：，、組合鋼罐道，設(shè)梯子間，井筒內(nèi)敷設(shè)排水管、壓風(fēng)管、動力電纜和通訊信號電纜。首采區(qū)村莊搬遷計劃一覽表表234搬遷時段村莊戶數(shù)（戶）人口20082010年東北流23494020082010年西北流23898820082010年文莊200760首采區(qū)外其它井田范圍地村莊應(yīng)在礦井投產(chǎn)后進行規(guī)劃，分批實施搬遷。按照節(jié)約用地原則，新址進行集中規(guī)劃，占地面積按照有關(guān)規(guī)定，16m2計算，考慮村莊道路，公共設(shè)施和預(yù)留地，（）。首采區(qū)范圍內(nèi)地面有西北流、東北流和文莊三個村莊，這些村莊在礦井投產(chǎn)之前需要進行搬遷，接替采區(qū)內(nèi)有范屯、馬正屯和岳村三個村莊，這三個村莊應(yīng)在礦井投產(chǎn)后搬遷，設(shè)計對村莊搬遷作以下規(guī)劃： ㈠、現(xiàn)有村莊調(diào)查據(jù)調(diào)查，首采區(qū)范圍內(nèi)兩個村莊需要搬遷，村莊總戶數(shù)672戶，總?cè)丝?688人，現(xiàn)在總占地470畝，詳見首采區(qū)村莊基本情況調(diào)查表2－3－3。五、盤區(qū)劃分及開采順序全井田共劃分7個盤區(qū)，F(xiàn)16斷層以東3個盤區(qū)，水平上2個，水平下1個，分別為東一盤區(qū)、東三盤區(qū)、西二盤區(qū)。后期開采塊段（F15~F16）與先期開采塊段之間煤層錯斷50～150m，若通過525m水平作平石門開拓，巷道工程量太大，工期太長，故自井底水平向上作斜巷穿過F16斷層帶到F15~F16塊段的淺部410m水平，通過410m水平作傾斜運輸大巷，實現(xiàn)西部塊段開發(fā)。據(jù)調(diào)查，走向長度2km，非常適宜綜采連續(xù)推進，有利于礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效。最終本著有利于長遠生產(chǎn)并兼顧基建，有利于井下開拓并兼顧地面的原則，考慮到方案三優(yōu)點突出，初步設(shè)計批復(fù)采用方案三。方案經(jīng)濟比較表表231