【正文】 m。本段中下部 有數(shù)層同生礫巖，礫徑 2～ 10mm。 ⑤ 第四系（ Q） 區(qū)內(nèi)為第四系廣泛覆蓋，巖性主要為褐黃色黃土，下部為礫石層?？偟臉?gòu)造形態(tài)為走向 NNE、傾向 SE、傾角 5～ 40176。一般為 20176。有張莊向斜、 68211 背斜、7114～ 824 向斜、 443 向斜、 7621 背斜。） 落差（ m） 1 F1 SWNE 75 160 2 F2 SWNE 65 20 3 F3 SWNE 37 47 4 F4 SN 60 25 5 F5 SWNE 70 20 6 F6 SWNE 60 3060 7 F7 SWNE 60 50 水文地質(zhì)條件 根據(jù)以往區(qū)域水文地質(zhì)研究，本礦所處區(qū)域水文地質(zhì)單元西界北起銅冶，向南經(jīng)天喜鎮(zhèn)、鶴壁集、許家溝一線為界，為一僅南北向延伸的中奧陶統(tǒng) 與中石炭統(tǒng)的巖層接觸帶。下伏中奧陶統(tǒng)裂隙巖溶含水組水量豐富，水壓力高。 ① 地表水 區(qū)內(nèi)地勢西高東低，為丘陵地貌，地表被第四系黃土和第三系粘土及礫石層覆蓋。區(qū)內(nèi)有 20 個鉆孔揭露該層，揭露最大厚度 （ 76 水源孔），據(jù)區(qū) 域資料： O2f 灰?guī)r含水層厚度 。馬莊小煤窯 1981 年 5 月 16 日突水后穩(wěn)定水位標(biāo)高 115m。據(jù)大 35 孔抽水試驗資料：原始水位標(biāo)高 ， q=， K=，水質(zhì)類型為 HCO3—Ca 型水。 1煤層上 60m 砂巖含水層 該層由二 1煤層上 60m 范圍內(nèi)的中、粗粒砂巖組成，其中以 S10為主，厚度 ～ ，一般厚度 ，是二 1煤層頂板直接充水含水層。以接受大氣降水補給為主，水量豐富，動態(tài)隨季節(jié)變化。 C3t 中段沙泥巖互層，隔水性良好，正常情況下，可以起到阻隔太灰上、下段兩水層的水力聯(lián)系作用。由此說明在無斷層影響下，區(qū)內(nèi) C3L C3L2和 O2f間屋水力聯(lián)系?？碧诫A段所進行的斷層抽水試驗揭示的斷層導(dǎo)水性、富水性差，屬天然狀態(tài)下情況。含煤地層總厚 ，含煤 22 層，總厚 ，含煤系數(shù) %。 表 可采煤層及頂?shù)装鍘r層特征表 、序號 名稱 煤厚 (m) 傾角 圍巖性質(zhì) 煤牌號 硬度 容重 煤層結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性 最小 最大 平均 頂板 底板 1 二 1 17176。視密度 ，真密度 ，孔隙率 %。半絲質(zhì)組和絲質(zhì)組為 %，占有機組分的 %。 ③ 工業(yè)用途 二 1 煤層為 低灰、特低硫、低磷，低揮發(fā)分、 較高軟化溫度灰和高流動溫度灰 、特高熱值 貧瘦煤 ； 主要用途可 作為動力用煤、民用燃料、煉焦配煤。歷年瓦斯鑒定、本礦井均為低瓦斯礦井。 表 煤的自燃傾向等級鑒定報告表 試樣 編號 采樣地點 工業(yè)分析 (%) 密度（ t/m3） 吸氧量 (cm3/g干煤 ) 自燃 等級 Mad Aad Vdaf St,d 2021135 2115 下順槽 Ⅲ 地溫 本區(qū)僅在深部詳查階段進行過地溫測試工作，區(qū)內(nèi)無地溫異常現(xiàn)象。 深部 9—1 孔、 10—1 孔附近出現(xiàn)的一級高溫區(qū)，其范圍控制程度不高，原因尚不清楚，可能受斷層影響或受區(qū)域深層巖漿活動的影響，還有待于今后工作進一步查明。 井田尺寸 井田南北走向 ，東西傾斜 ，井田面積 ，井田周長 。 根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為 6 個塊段，如圖 。 s=S’/αi () 式中 s——真面積， m2； S’——水平投影面積， m2 ； αi——煤層傾角，采用塊段內(nèi)的平均傾角，（ 176。 塊三 12176。 總計平均 17176。 根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中， 70%是經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量， 30%是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井的工業(yè)資源 /儲量由式 ()計算。 Z333k=10%k= Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k =++++ = 礦井可采儲量 安全煤柱留設(shè)原則 安全煤柱曾稱保安煤柱。其形狀、大小，是根據(jù)地表被保護物的形狀、重要性和煤層埋藏深度而確定的。 礦井永久保護煤柱損失量 本井田中永久煤柱損失主要有：地面工業(yè)廣場保護煤柱、井田境界煤柱損失和斷層保護煤柱等。 表 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)明細(xì)表 按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn) 150 萬 t/a 的大型礦井，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)選為 公頃 10 萬噸。 查的本井田各參數(shù)如下： φ＝ 45176。 α——煤層平均傾角， 176。 代入數(shù)據(jù)得： Zk=（ － 2%） 75 %=102585401t 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作 330 d 計算，礦井每晝夜凈提升時間為 16 個小時。 礦井設(shè)計生 產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù) 由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：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成能力、經(jīng)濟效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。 服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限可按式（ ）計算： T= Zk/ AK ( 2) 代入數(shù)據(jù)得： T=(150)= 井型校核 根據(jù)大型礦井的礦井設(shè)計服務(wù)年限為 50a 以上，而本礦的服務(wù)年限大于 50a，設(shè)計生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a，故符合建立大型礦井。采用立井開拓時，開鑿一對提升井筒（即主井和副井）和一個風(fēng)井。選擇井筒位置既要力求做到對井下開采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開掘和維護。 工業(yè)場地應(yīng)盡量不壓煤或少壓煤，少占耕地。盡量避開深挖、高填工程。因此，加上圍護帶，確定工業(yè)廣場需要保護的尺寸為：長 寬 =450300= 公頃。主井井深為 540m，用于提升煤炭。立井兩水平開拓系統(tǒng)剖面圖見圖 ： 圖 立井兩水平開拓系統(tǒng)剖面圖 開拓方案 2:立井加暗斜井兩水平開拓 本井田的地質(zhì)構(gòu)造簡單，并且沒有流沙層的存在，但埋藏比較深，由一水平向二水平開 鑿暗斜井，提高其運輸能力，主井緊鄰運輸大巷采用梭式井底車場，降低建井初期投資費用，所以提出立井單水平暗斜井開拓。立井加暗斜井兩水平開拓系統(tǒng)剖面圖見圖 ： 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 圖 立井加暗斜井兩水平開拓系統(tǒng)剖面圖 開拓方案 3：立井加暗斜井三水平開拓 由于本井田煤層賦存穩(wěn)定，采用立井開拓，不受自然條件的限制，井筒短，提升速度快，提升能力大，有利于輔助提升。沿煤層的走向布置回風(fēng)大巷；石門布置在煤層底板巖石中，與大巷相連。副井井深為 525m，用于運人，材料，設(shè)備，矸石，兼作進風(fēng)和排水。膠帶運輸巷皆采用皮帶運輸機運煤。 表 開拓方案匯總表 方案 方案一 方案二 方案三 方案四 名稱 立井兩水平開拓 立井加暗斜井兩平開拓 立井加暗斜井三水平開拓 立井三水平開拓 基建費用 (萬元 ) 生產(chǎn)費用 (萬元 ) 合計 (萬元 ) 百分比 方案一方案二的區(qū)別主要在于二水平的開拓是用立井還是暗斜井開拓，兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡單可靠，兩方案對比，方案一需多開立井井筒（ 2375m）、階段石門（ 21143m）和立井井底車場，并增加了石門的運輸、提升、排水費用。 下面再把方案二和方案四再進行詳細(xì)的經(jīng)濟比較，以確定本井田的最終開拓方案。 （五）由以上進行經(jīng)濟比較的結(jié)果可以看出： 方案四的總費用高出方案二 %，費用在 10%以內(nèi)。為了減少基建投資，增加水平服務(wù)年限，應(yīng)減少水平數(shù)目。選用副井井筒直徑 的圓形井筒，井深 525m?；炷帘诤?400mm,充填 100mm。 風(fēng)井采用直徑為 的圓形井筒，其內(nèi)布置梯子間，作為緊急出口。主井井筒斷面 圖 主井?dāng)嗝婕把b備示意圖 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 22a副井井筒斷面22a1:50 圖 副井?dāng)嗝婕把b備示意圖 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 風(fēng)井井筒斷面22a1:50 圖 風(fēng)井?dāng)嗝婕把b備示意圖 風(fēng)速校核公式如下： maxVMSQV ?? 式中 ： V ——通過井筒的風(fēng)速， m/s； Q ——通過井筒的風(fēng)量， m3 /s； S ——井筒的凈斷面積， m2； M ——井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為 ； maxV ——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。合理地選擇井筒支護形式，對節(jié)約原材料、防低成本、保證安全生產(chǎn)、加快建井速度具有重要意義。 三、井筒深度 井筒深度除自井口至開采水平的井筒長度外，還需要加井窩的深度。 1. 井底車場 1．井底車場的型式和布置形式 井底車場的形式有環(huán)形式和折返式兩大類型，環(huán)形式又可分為臥式、斜式及立式，折返式可分為梭式和盡頭式。 3. 硐室 井底車場硐室主要有：井底煤倉、主變電所、主排水泵房、清理撒煤硐室、水倉、調(diào)度室、等候室、工具室等。主變電所由變壓器室，配電室及通道組成。 主要開拓巷道 1. 布置層位 軌道運輸大巷和膠帶輸送機大巷沿二 1煤層底板以下 15m 的穩(wěn)定巖層中布置，回風(fēng)大巷布置在二 1煤底板以下 10m 的穩(wěn)定巖層中，為滿足排水需要，巷道坡度一般為 03186。 按以上公式所計算的巷道凈寬度 B 值，應(yīng)根據(jù)只進不舍的原則以 100 mm 進級。1 1 1/ 2 / 2b A A b? ? ? （ ） 式中： 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 35 頁 a， c—分別為非行人側(cè)和行人側(cè)從道渣面起 m 高度范圍內(nèi)設(shè)備與拱壁 間距離，分別為 500， 1000 mm； 39。 膠帶運輸大巷，其 B 值應(yīng)按式（ ）計算，則運輸大巷的寬度應(yīng)為： 11B a b c? ? ? = 39。 由以上可得拱形巷道的凈高可用下式計算： 221 8 0 0 ( / 2 ) ( / 2 2 0 0 ) / 2H B B B? ? ? ? ? （ ） 按上式計算可得出軌道運輸大巷的凈高度應(yīng)為 4100mm，膠帶運輸大巷的凈高度為4000mm。 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 36 頁 4800200200160024001004000R24001600360300 1400 12001400500 14001700900 圖 膠帶運輸大巷斷面圖 表 輔助運輸大巷斷面特征表 圍 巖 類別 斷面（ m2） 掘進尺寸（ mm） 噴射厚度 mm 凈 周 長(m) 錨桿（ mm） 凈 掘 寬 高 外 露 長 度（ mm） 間排距（ mm） 砂巖 5000 4100 100 50 800 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 37 頁 9009001000160040014005009003601700R25004100100250016002002021000 圖 軌道運輸大巷斷面 表 軌道運輸大巷斷面特征表 圍 巖 類別 斷面（ m2） 掘進尺寸（ mm） 噴射厚度mm 凈周長 (m) 錨桿（ mm） 凈 掘 寬 高 外 露 長 度（ mm） 間排距（ mm） 砂巖 5000 4100 100 50 800 華北科 技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 第 38 頁 網(wǎng)孔150*150毫米，網(wǎng)片規(guī)格為1500*800毫米厚度150毫米20 砼金屬鋼筋網(wǎng)桿體為直徑18毫米、長度2021毫米的高強度螺紋鋼，間排距為700毫米樹脂錨桿毛水溝300*300毫米