【正文】 煤一礦位于平頂山市區(qū)以北 處，屬平頂山煤田。 40?15?～ 33176。平頂山站至京廣鐵路 70 公里，至焦柳鐵路 28 公里。南北兩側(cè)沖溝發(fā)育，多為季節(jié)性沖溝。沙河上游建有昭平臺(tái)和白龜山兩座大型水庫(kù)，可調(diào)節(jié)河水流量。此外，由于礦區(qū)內(nèi)地勢(shì)大部平坦，泄水條件差，在 低洼處雨季容易積水，形成小面積暫時(shí)性內(nèi)澇洼地。降雪期為每年的 11 月至次年 3 月，歷年最大積雪 16cm。 平頂山位于許昌～淮南震帶的南緣。本地區(qū)地震頻繁，說(shuō)明新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。該段為一套以海相沉積為主的含煤巖系可分四段：第一段鞏縣段，灰至深灰色鋁土質(zhì)泥巖，間夾砂質(zhì)泥巖。第二段下部灰?guī)r段，厚 14～ 26m，一般為 19m，以灰至深灰色中厚層狀石灰?guī)r（ L L7）為主，間夾砂質(zhì)泥巖及煤線。 (3) 二疊系下統(tǒng)山西組（ P185。 (5) 二疊系上統(tǒng)上石盒子組（ P185。2P），厚度 90~120m，灰白色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖。 (9) 第四系（ Q）厚度 0～ 450m，第四系沉積最厚部位在礦井東部，主要為棕黃色，砂質(zhì)、粉砂質(zhì)粘土。W，向 NNE 傾斜的平緩單斜構(gòu)造。~8186。 1) 褶皺 (1) 郭莊背斜 背斜軸位于尹充村野豬嶺一線 ,走向北 60176。 11176。軸向與郭莊背斜大致平行。地表全被黃土掩蓋，從 2 27 勘探線剖面圖看， 2612 孔、 2715 孔、 279 孔，井下 戊 810— 21171 采面、戊 810— 21151 采面、戊 810— 21191 采面、戊 8— 21210采面均有控制。落差 925m，井田內(nèi)延展長(zhǎng)度1500m，西北端消失在 28 勘探線西側(cè)附近，東南端延伸至十礦井田內(nèi)。走向 N35176。地表全被第四系掩蓋， 3222 孔、丁 631060 機(jī)、風(fēng)直接控制。走向多為北東向和北西向。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表 21 主要斷層一覽表 Tab. 21 The list of major faults 編號(hào) 名稱及性質(zhì) 走 向 傾 向 傾角 落差 (m) 延展長(zhǎng)度 (m) 控制程度 F1 牛莊逆斷層 N3545W NE 40 925 1500 可靠 F3 張家逆斷層 N35W NE 38 1650 1870 初步控制 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組和上、下石盒子組。其中甲、乙煤組不可采。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含夾矸厚 ，屬不穩(wěn)定煤層。煤厚 ，平均煤厚 ，屬較穩(wěn)定煤層。上距丁 5 煤層10m 左右，沉積穩(wěn)定，發(fā)育良好。偽頂、直接頂一般為泥巖、砂質(zhì)泥巖或砂巖；老頂砂巖，底板砂質(zhì)泥巖或泥巖。 (1) 戊 戊 戊 10 均為獨(dú)立煤層（戊 11 獨(dú)立分層，不可采），分布在2630 勘探線之間 250m 以下， 3034 勘探線間 350m 以下及 3436 勘探線 50m 以下。 ② 戊 9 煤層：上距戊 8 煤層 ，煤厚 ，平均煤厚 ，屬較穩(wěn)定煤層。井田內(nèi)全部可采。 5）己 15 煤層 位 于山西組己煤段上部，上距戊 10 煤層 157m 左右。 6）己 16 煤 層 位于山西組己煤段中部，上距己 ，煤厚 ，平均煤厚 ，屬不穩(wěn)定煤層。在 2733 勘探線間 240m 以深有一個(gè)無(wú)煤區(qū)和不可采區(qū)，不可采面積約占總面積的 1/3 左右。屬較穩(wěn)定煤層。生產(chǎn)中煤樣所測(cè)全水份含量一般在 %之間，生產(chǎn)大樣則為 %。 (4) 戊 8煤層 原煤灰分產(chǎn)率 %，屬中灰煤，經(jīng)洗選煤的灰分產(chǎn)率下降 23 倍，浮煤的灰分產(chǎn)率 %。 3) 硫 本井田除強(qiáng)還原環(huán)境下形成的庚 20煤層，屬高硫煤外，丙 3煤層屬中高硫煤，其余各煤層均屬特低硫煤。各煤層全硫含量少于 %者，以有機(jī)硫?yàn)橹?，大?%者，則以黃鐵礦硫占多數(shù)，黃鐵礦易脫硫，有機(jī)硫脫硫效果不佳。 砷的含量各煤層一般都低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（ 8PPM），但丁 己 1庚 20煤層中的砷含量不甚穩(wěn)定，有時(shí)大大超過(guò)規(guī)定。出水因素為頂板砂巖水、老空積水和二礦排水。 20xx 年丁 6煤層出現(xiàn)動(dòng)力現(xiàn)象，20xx 年礦井鑒定為煤與瓦斯突出礦井， 20xx 年 度礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為： 礦井瓦斯、二氧化碳的相對(duì)涌出量分別為 、 ， 全礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為 m3 /min，礦井為煤與瓦斯突出礦井 。同時(shí)表明瓦斯含量與煤層厚度亦成正比。 3) 煤的自燃及煤塵爆炸危險(xiǎn)性 各 開采煤層的自然發(fā)火期和煤塵爆炸指數(shù)見(jiàn)表 22。 本井田東以 26 勘探線為界與十礦相鄰，西以 36 勘探線 為界與四礦、六礦相鄰，南鄰二礦，北為人為邊界，是一礦的延伸部分。 圖 31 井田邊界示意圖 Fig. 31 Schematic diagram of mine boundary A B C D E F 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 31 拐點(diǎn)坐標(biāo) The coordinates of inflection point 拐點(diǎn) X Y A B C D E F 井田儲(chǔ)量 礦井儲(chǔ)量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過(guò)地質(zhì)手段查明的符合國(guó)家煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部?jī)?chǔ)量，又稱礦井總儲(chǔ)量。根據(jù)此塊段的面積，煤的容重，平均煤厚計(jì)算此塊段的煤的儲(chǔ)量，再把各個(gè)經(jīng)過(guò)計(jì)算的塊段儲(chǔ)量取和即為全礦井的井田儲(chǔ)量。屬較穩(wěn)定煤層。 表 32 井田各區(qū)域煤層的面積、傾角、厚度平均值 The mine field regional area of the seam, inclination, the average thickness 分塊區(qū)域煤層名稱 面積 (m2) 傾角 ( 176。)+(176。)+(133176。 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量既為工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，井田境界煤柱和地面建筑物、構(gòu)筑物的保護(hù)煤柱，所占煤柱損失后的儲(chǔ)量。 故可算得工業(yè)場(chǎng)地的總占地面積： S= 6= 公頃 =720xxm2 。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)以及國(guó)家需煤等因素確定。參考《煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》，各類井型井田的特征，初步確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 60 萬(wàn) t/a。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 4 井田開拓及采區(qū)設(shè)計(jì) 礦井開拓方案的確定 井筒形式和數(shù)目 (1) 井筒形式的選擇 本井田位于 國(guó)有重點(diǎn)煤礦 深部，開采的 戊 8 煤層埋藏深度在 225m～ 775m，平均埋深 500m， 埋藏深 ，并且表土層需要特殊施工條件，因而 不具備斜井開拓條件， 并且立井井筒短，提升速度快，提升能力大。 (2) 井筒數(shù)目 采用立井開拓時(shí)，一般只開鑿一對(duì)提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)需要和一井多 用的原則合理確定。根據(jù)以上原則，應(yīng)將井筒至于距斷層較遠(yuǎn)的井田南部，井底車場(chǎng)處于穩(wěn)定巖層的可靠性更高。 （ 1）主井 主井主要用于提煤，采用凈直徑為 的圓形井筒，裝備一對(duì) 6t 多繩標(biāo)準(zhǔn)箕斗，金屬罐道梁、鋼罐道，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)。 （ 3）風(fēng)井 風(fēng)井采用直徑為 的圓形井筒，井筒內(nèi)敷設(shè)灑水管、瓦斯抽放管、注漿管、排水管，裝備梯子間，主要用于回風(fēng)，并兼作安全出口。 圖 41 主井?dāng)嗝婕把b備示意圖 Schematic diagram of the main shaft section and equipment 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 42 副井?dāng)嗝婕把b備示意圖 Schematic diagram of the auxiliary shaft section and equipment 圖 43 風(fēng)井?dāng)嗝婕把b備示意圖 Schematic diagram of the ventilation shaft section and equipment 2) 井壁的支護(hù)材料及井壁厚度 （ 1）主井支護(hù)材料：井筒采用鋼筋混凝土支護(hù)，混凝土壁厚 400mm,充填100mm。 井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺(tái)下再設(shè)≥ 4m 井底水窩。 （ 2）副井設(shè)計(jì)深度為 675m。 Q= 1818 =。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 表 41 井筒特征表 Characteristics of shaft 序號(hào) 名 稱 單位 主井 副井 中央風(fēng)井 1 井口 坐標(biāo) 緯距 X m 徑距 Y m 2 井口標(biāo)高 m 150 150 150 3 提升方位角 度。 風(fēng)井 2 4 . 7 8 2 . 1 9 1 2 /0 . 9 0 . 9 1 2 . 5 7QV m sS? ? ? ??。 風(fēng)速校核公式如下： max0v VSQ ?? （ 41） 式中： Q—— 井筒內(nèi)要求通過(guò)的風(fēng)量， m3 /s； v—— 通過(guò)井筒的風(fēng)速， m/s； S0—— 井筒通風(fēng)的有效斷面積，井筒內(nèi)設(shè)有梯子間時(shí) S0=SA,不設(shè)梯子間時(shí) S0=， m2； A—— 梯子間等面積， A 可取 m2； Vmax—— 立井井筒允許的最大風(fēng)速。若井底裝載硐室設(shè)于開采水平以上時(shí)，井底可不設(shè)水窩，但要便于井筒淋水能自流入水倉(cāng)；提升井的井窩深度必須附合《煤礦安全規(guī)程》第 397 條的規(guī)定。 （ 3）風(fēng)井支護(hù)材料：井筒采用鋼筋混凝土支護(hù)，混凝土壁厚 350mm,充填50mm。各個(gè)井筒裝備的罐道梁及梯子梁均采用樹脂錨桿固定 ，所有金屬構(gòu)件均應(yīng)采用玻璃鋼進(jìn)行防腐處理。井筒凈直徑 ，裝備一寬一窄 單層二車多繩罐籠、鋼罐道，設(shè)梯子間，井筒內(nèi)敷設(shè)排水管、壓風(fēng)管、動(dòng)力電纜和通訊信號(hào)電纜。 井筒特征 在礦井開拓方式確定以后，還應(yīng)對(duì)礦井主要井筒（包括主井、副井、風(fēng)井）的橫斷面布置形式、井筒裝備、井筒斷面尺寸、井筒支護(hù)材料等特征進(jìn)行說(shuō)明。 井硐位置及坐標(biāo) 井筒位置 井筒位置的選擇：應(yīng)首先滿足第一水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。立井的井筒短、提升能力大、對(duì)輔助提升特別有利。 3689AK ????? kZT 按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，井型為 60 萬(wàn) t/a 的礦井的服務(wù)年限不得小于 40 年，經(jīng)計(jì)算后的礦井服務(wù)年限 約 為 41 年 。當(dāng)煤層賦存深 、表土層很厚、井筒需要特殊施工時(shí)，為擴(kuò)大井田開采范圍，減少開鑿井筒數(shù)目，節(jié)約建井工程量和降低 噸煤投資，以建設(shè)大型礦井為宜。 在計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量時(shí)， 工業(yè)場(chǎng)地、井下主要巷道煤柱損失等可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的 5～ 7%計(jì)入，設(shè)計(jì)煤柱損失為： Z=491900637%= 萬(wàn) t 礦井的可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zk=(ZgP) C (33) 其中： Zk礦井的可采儲(chǔ)量， t； Zg礦 井的工業(yè)儲(chǔ)量， t； P 保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量， t； C 采區(qū)采出率 為 75％。斷層兩側(cè)保護(hù)煤柱由于落差較小，僅 F1 牛莊逆斷層斷層兩側(cè)留設(shè) 20m 保護(hù)煤柱。)+(176。)+(176。過(guò) B 作 AB 的垂線 BC，并取 BC 等于兩等高線之高差 h，聯(lián)接 AC，則角 CAB 即為煤層傾角。 現(xiàn)按煤層厚度或傾角大致穩(wěn)定的范圍內(nèi)，將井田分為 8 塊，然后分別計(jì)算各塊儲(chǔ)量。煤層沿走向雖有小的起伏，但大斷層稀少，僅在井田中、深部發(fā)現(xiàn)落差在 20~40m 的正、逆斷層五條，并伴有次一級(jí)寬緩向斜和背斜，井田內(nèi)小斷層較發(fā)育。 本井田采用塊段法計(jì)算 的各級(jí)儲(chǔ)量，塊段法是我國(guó)目前廣泛使用的儲(chǔ)量計(jì)算方法之一。 煤田東西長(zhǎng) 5km，南北寬 3km，面積約 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3 礦井井田境界、儲(chǔ)量和服務(wù)年限 井田境界 井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。 2) 煤塵 可采煤層煤塵都具有較強(qiáng)烈的爆炸性。二水平深部掘進(jìn)工作面時(shí)有瓦斯超限現(xiàn)象發(fā)生。戊組煤層中下分層其頂板為假頂，較易跨落，在回采中頂板管理為全部垮落 法。 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 1) 地表 水 井田內(nèi)沒(méi)有大的河流，只有季節(jié)性小溪沖溝，南側(cè)沖溝匯集入湛河，北側(cè)沖溝匯集入竹園水庫(kù)（目前為平頂山電廠排灰場(chǎng)），在井田西北角有姚孟電廠排灰場(chǎng)。僅戊 10 煤在肥煤區(qū)出現(xiàn)低磷煤點(diǎn)。 (2) 丁、戊煤層 原煤全硫含量 %，屬特低硫煤，經(jīng)洗選全硫含量又有所下降。 (6) 戊 10 煤層 原煤灰分產(chǎn)率 %，屬中灰煤，經(jīng)洗選煤質(zhì)大有提高，灰分產(chǎn)率 %。 (2) 丁 5煤層 原煤灰分產(chǎn) 率 %，屬中灰煤，經(jīng)洗選煤的質(zhì)量明顯提高，浮煤灰分產(chǎn)率 %。該煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般無(wú)夾矸。 8）庚 20 煤層 位于太原組下部，石炭巖段中上部，上距 己 17 煤層 56m。 7）己 17 煤層