【正文】 （ 7）井下充電室必須用單獨的新鮮風流通風，回風風流應引入回風巷。 周圍其他礦井多為高沼礦井，本井田瓦斯低主要系地壘構造和煤層頂板基巖 薄所致，有其特殊原因。軌道順槽配備有乳化液泵、調(diào)度絞車、煤層注水設備等。軌道運輸大巷（進風）凈斷面 ，膠帶運輸大巷（回風）凈斷面 ，順槽斷面 。 水倉清理設置有清倉絞車，清倉方式為人工清理。 礦井可采儲量除以礦井設計年生 產(chǎn)能力，再考慮 儲量備用系數(shù)，礦井服務年限為 年。 2可采儲量 全井田設計利用地質(zhì)儲量（ A+B+C 級） 70390kt，扣除井筒及工業(yè)廣場、井田邊界、斷層和淺部防水煤柱等永久煤柱損失，考慮 75％的采區(qū)回采率，礦井獲得可采儲量 30908kt。區(qū)內(nèi) 5個鉆孔穿見，煤厚 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型煤層。井田內(nèi)斷層基本上為東西向延展，呈相對集中發(fā)育。程村井田位于焦作煤田東北部，主要受北東向區(qū)域斷層（ F1 F15）及西北向區(qū)域斷層（ F20）切割，井田內(nèi)地層抬升，構成了本 井田低壘型構造單元。詳見井巷工程量匯總表。 巷道掘進進度指標 根據(jù)掘進工作面裝備，參照巖性、支護 方式等因素，確定巷道掘進進度指標如下： 中原工學院 畢業(yè)設計 26 巖石平巷（錨噴） 85m/月 巖石斜巷（錨噴） 70m/月 煤層平巷（砌碹） 100m/月 順槽（支架） 150m/月 掘進工作面?zhèn)€數(shù)及機械配備 為保證礦井投產(chǎn)后采區(qū)和工作面正常接替，布置一個開拓掘進頭、兩個順槽掘進頭共三個掘進頭。 矸石及輔助運輸系統(tǒng) 掘進工作面矸石→采區(qū)中部車場→軌道運輸大巷→ 425m 水平井底車場→副井→地面。采用傾斜長壁工作面布置方式，其優(yōu)越性在生產(chǎn)中得到了充分體現(xiàn)，礦井投產(chǎn)三年即實現(xiàn)了 240 萬噸達產(chǎn)能力。由于煤層賦存穩(wěn)定、頂?shù)装搴?、瓦斯小、煤層屬近水平發(fā)育，結合礦井年產(chǎn)量綜合確定工作面平均年推進度 1170m。 轉(zhuǎn)載機選用 SZD630/75 型，功率 75kw，鏈速 ，輸送能力 450t/h。根據(jù)煤層賦存條件和開采技術條件，考慮到效率、產(chǎn)量等因素及地方礦井今后采煤方法的發(fā)展趨勢，作為中型礦井選用高檔普通機械化采煤工藝是適宜的?；仫L經(jīng)爆破材料庫專用回風巷直接引入回風流中。所以，設計采用“全部上提” 方案，裝載系統(tǒng)委員井底水平上穩(wěn)定巖層內(nèi)。井底車場入口設置調(diào)車線，調(diào)車線長 55m。內(nèi)外層井壁之間設置 4mm 厚的聚乙烯塑料板防水層，外壁與凍土間鋪設 25～ 75mm 泡沫塑料板，井壁砼標號為 400～600號。由于瀝青板的存在，可 使井壁達到緩沖減壓和調(diào)整壓力重新分布的作用，利用 瀝青板的可壓縮變形，使外壁變形或者破壞的能量被瀝青板的壓縮變形所吸收和釋放，以改善內(nèi)壁受力 狀況，使內(nèi)壁不致遭受破壞。該凍結深度已超過全國紀錄 50m，根據(jù)我國凍結鑿井施工技術的現(xiàn)有水平和成功經(jīng)驗，其成功的把握是比較大的。 副井：凈直徑 ，裝備一對 1t單層單車普通罐籠，用于升降人員、設備及其他輔助提升、兼作礦井進風井。由于煤層上覆地層多為松散沖擊層 ，其地層的移動角較小，加上村莊較大，所以村莊壓煤量 達到全井田資源量的 80％。軌道運輸大巷擔負輔助運輸兼作進風，膠帶運輸機大巷擔負主運輸兼作回風。該方案工業(yè)廣場壓煤 4362kt，永久煤柱損失 29179kt，礦井可采儲量30908kt。 礦井服務年限 礦井可采儲量除以礦井設計年生產(chǎn)能力，再考慮 儲量備用系數(shù)，礦井服務年限為 年。結合本井田的地質(zhì)條件，設計認為井田覆蓋層厚、煤層埋藏較深，礦井應加大開發(fā)強度?；鶐r移動角γ =δ =70176。 中原工學院 畢業(yè)設計 14 礦井地質(zhì)儲量匯總表 單位： kt 表 221 二 1煤層（能利用） 儲量比 例 一 2煤層（暫不能利用） A B C 小計 CBA A?? CBA BA ??? C D 小計 425m 水平 以淺 20 ～40 13570 13570 40 ～50 1000 2280 4110 7390 50 ～425 6960 5330 12070 24360 小計 7960 7610 29750 45320 ％ ％ 425m 水平以深 100 3010 21960 25070 合計 8060 10620 51710 70390 33％ 21200 74970 96170 注： 表中 20～ 40～ 50 系指 二 1煤層頂板基巖厚度。 井田儲量 地質(zhì)儲量 程村井田批準的地質(zhì)儲量為 166560kt。 淺部煤層應主要防止第三、四系礫石特別是底部含水層水，中深部煤層開采應預防底板灰?guī)r直接突水或通過斷裂構造帶突水。一 2 煤結構較復雜，普遍含夾矸 1～ 4 層，夾矸厚 ～ ，平均 。 本區(qū)含煤地層為石炭二迭系。屬不自燃煤層，火焰長度均為零，無煤塵爆炸危險性。故礦井建設和生產(chǎn)當中應引起足夠重視，需留設斷層煤柱。該層段層位穩(wěn)定，具有良好的隔水性，但在斷裂帶或沉積薄弱地帶，將失去或降低其隔水能力。該含水層 巖溶裂隙較發(fā)育，富水性較強，但不均一。 （ 2）、 二 1煤頂板砂巖含水量： 二 1煤頂部 60m 高度內(nèi)含砂巖 3～ 5 層，厚 ～，平均厚 。故本井田形成了相對孤立的水文地質(zhì)單元。 二 1 煤是極易良好的化工、冶金及動力用煤，亦是良好的民用燃料。煤層結構簡單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。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。 二 構造 焦作煤田位于華北板塊的南部太行構造亞區(qū)，煤田分布受太行山斷隆和開封坳陷的直接控制，煤田構造以高角度正斷層為主，伴有褶皺。吳村煤礦擁有一座 萬 t 水泥廠，井田北數(shù)十公里的太行山有極為豐富的石灰?guī)r資源，故礦井建設所需的主要建筑材料，包括水泥、料石、磚砂及石子等均可實現(xiàn)就地供應。年降雨量 ～ ，平均 ，降雨多集中于六 ～ 八三個月。井田西距焦作市 45km，東北至輝縣 26km，東南至新鄉(xiāng) 35km南距獲嘉縣 20km。在目前的能源供應條件下，對高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井，不可能采取停產(chǎn)關閉的措施。煤礦事故多、傷亡大，不僅給職工家屬帶來 了極大痛苦，也會給國家造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的政治影響。為了解決煤礦通風的難題，總結礦井通風的豐富經(jīng)驗和科研成果，促進煤礦安全技術的發(fā)展，減少和杜絕煤礦事故的發(fā)生。惟清水河流經(jīng)井田南緣，由西向東注入衛(wèi)河。 礦區(qū)經(jīng)濟概況及主要建筑材料供應情況 本區(qū)地處豫北平原，農(nóng)業(yè)基礎條件好，盛產(chǎn)小麥、玉米、大豆和棉花。另一個是處理后的礦井排水，由于礦井排水量較大，為節(jié)約水資源，處理后的礦井排水可作為井上下灑水用水。背斜北西翼地層走向近南北，傾向西，傾有 3o 左右，該翼受 F21 、 F23 、 DF2 三條斷層的切割，煤層呈條塊分布，連續(xù)性較差。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。 詳見可開采煤層特征表 122。焦作煤田地處區(qū)域地下水的徑流區(qū)，區(qū)域水文地質(zhì)條件復雜。垂深 200m 以深無抽水資料，從鉆孔取芯結果看，該段砂礫石層松散無膠結、空隙率大，和上部含水層巖性對比一致，富水性推斷為中等以上。其余鉆孔均不漏水，說明其巖溶裂隙發(fā)育極不均一。該段厚 ～ ，是太原組上、下灰?guī)r含水層之間的重要隔水層。依據(jù)焦作礦務局開采經(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)當中，底板灰?guī)r的富水區(qū)域存在有突水可能性，應加強防范，一方面要保護煤層 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措施。分析井田瓦斯低的原因，主要是 二 1煤層頂部基巖薄，地壘型構造有利于瓦斯逸 散所致。 二 1煤層底板巖性條件： 二 1煤層直接底板為泥巖和砂質(zhì)泥巖的各有 7個孔，厚～ ， 另有 2 個鉆孔直接底板為砂巖，砂巖厚 ～ 。煤層結構簡單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。 對施工鉆孔的統(tǒng)計并結合井檢孔資料，巖層受風洋、氧化作用影響的厚度為～ ，平均為 。故礦井建設和生產(chǎn)當中應引起 足夠重視，需留設斷層煤柱。 可采儲量 全井田設計利用地質(zhì)儲量（ A+B+C 級） 70390kt，扣除井筒及工業(yè)廣場、井田邊界、斷層和淺部防水煤柱等永久煤柱損失，考慮 75％的采區(qū)回采率，礦井獲得可采儲量 30908kt。 （ 1） 斷層煤柱；斷層每側(cè)按 50～ 70m 留取煤柱，斷層煤柱損失為 5673kt，不包括井田邊界斷層煤柱。井田內(nèi)村莊考慮分期搬遷，不留取煤柱。省計委對程村礦井建設項目建議書和可行性研究報告的審查中，根據(jù)與會專家的意見，批復 同意礦井設計生產(chǎn)能力為。該方案自井底向南作兩條石門，穿過 F21斷層由煤層底板進入 二 1煤層，沿煤層走向布置兩條運輸大巷，膠帶運輸大巷經(jīng)膠帶運輸石門及上倉斜巷轉(zhuǎn)載，將原煤直接運至井底煤倉，主井裝載方式為水平上裝載。水平標高的確定，設計曾考慮過 400m和 425m 兩個水平標高方案，為兼顧上下水平傾斜長 度和合理的服務年限， 最終確定水平標高為 425m。采區(qū)走向長 1～ ，傾斜寬 1～ 。村莊搬遷是 一個復雜的社會工程，礦方要認真組織實施。 凍結法和鉆井法是目前國內(nèi)常用的特殊鑿井施工方法，至 1994 年底，國內(nèi)凍結鑿井井筒已完成 392 個，最大凍結深度 435m（陳四樓礦副井） ；鉆井井筒完成 46個，最大鉆井深度 508m（潘三西風井）。該井壁結構形式，其施工工藝簡單，施工進度快，造價低，效果好，得到了廣泛的應用。 綜合上述分析，本礦主、副井井筒 凍結段井壁結構設計采用塑料 夾層雙層鋼筋砼復合井壁結構形式。 附：井筒特征表 最后需要指出的是，由于本礦井筒凍結深度將超過目前全國紀錄 50m，所以凍結鑿井施工存在一定的難度，要進行技術創(chuàng)新，為此設計將下述課題列為科研及新技術創(chuàng)新項目，成立由科研、設計、建設及施工單位組成的技術攻關小組，共同努力攻克本礦井凍結施工中的技術難題，確保井筒質(zhì)量和礦井建設順利進行，為我國凍結鑿井技術的發(fā)展作出貢獻。 井底車場硐室名稱及位置 主井裝載系統(tǒng)位置及清理撒煤方式 井底車場位于 二 1煤層 頂板巖層內(nèi)，上部基巖厚 91m，下距 二 1煤層頂 19m。 水倉容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式 V=2（ Q+3000）計算為 8640m3，相中原工學院 畢業(yè)設計 22 當于 。巷道及硐室總體積 ，其中巷道 ，硐室 。軌道順槽配備有乳化液泵、 調(diào)度絞車、煤層注水設備等。 中原工學院 畢業(yè)設計 24 頂梁選用 長π型鋼梁，一梁三柱，排距 ，柱距 。故設計確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長壁工作面布置方式。 據(jù)調(diào)查，與本礦煤層賦存條件相近的陳四樓礦井一個傾斜長壁高檔普采工作面（長度 130m，采高 ），年產(chǎn)量已達 50 萬噸左右，平均月產(chǎn) 4～ 5 萬噸。開拓、準備巷道斷面形狀以拱形斷面為主，回采巷道采用梯形斷面。 移交生產(chǎn)及達產(chǎn)時井巷工程量 礦井移交生產(chǎn)及達產(chǎn)時井巷總長度為 ，其中煤層巷道（包括工作面順槽） 2397m，占全部巷道 30％ ；巖層巷道 ，占全部巷道 ％。 準備方式 地質(zhì)特征 一 地層 本區(qū)上部為巨厚的第三、四系地層，下部為二迭系、石灰系及奧陶系等老地層。南東翼地層走向北西，傾向南西，傾角一般為 4o～ 5o ，伴有次一級的小向斜構造，使地層產(chǎn)狀局部有一定變化。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。設計利用地質(zhì)儲量為 70390kt（ 二 1煤），其中 A級 8060kt、 B級 10620kt、 C級 51710kt。一個采區(qū)來保證礦井年產(chǎn)量。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配煤輸送機巷，長 13m。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車修理間，均為巷道加寬式。 通風系統(tǒng) 新鮮風流經(jīng)副井→井底車場→軌道運輸大巷→第一中部車場→軌道運輸順槽→回采工作面→膠帶運輸順槽→膠帶運輸大巷→膠帶運輸石門及上倉斜巷→總回風巷→主井→排出地面。 乳化液泵選用 XRB2B80/200 型兩臺，配套乳化液箱型號為 XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量 80L/min。 （ 4）多風機通風系統(tǒng)，在滿足風量按需分配的前提下，各主要通風機的工作風壓應接近，當通風機之間的風壓相差較大時，應減小共用風路的風壓， 使其不超過任何一個通風機風壓得 30%。 中原工學院 畢業(yè)設計 33 通風方式及通風系統(tǒng) 礦井通風方式為抽出式，結合井田開拓方式，礦井通風系統(tǒng)。 （ 2）進風井口應按全年風向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。 中原工學院 畢業(yè)設計 31 轉(zhuǎn)載機選用 SZD630/75 型，功率 75kw，鏈速 ， 輸送能力 450t/h。 矸 石及輔助運輸系統(tǒng) 掘進工作面矸石→采區(qū)中部車場→軌道運輸大巷→ 425m 水平井底車場→副井→地面。 其他主要硐室名稱及位置 中原工學院 畢業(yè)設計 30 副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，