【正文】 （ 7）井下充電室必須用單獨(dú)的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)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(gòu)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(shè)備等。軌道運(yùn)輸大巷（進(jìn)風(fēng)）凈斷面 ，膠帶運(yùn)輸大巷（回風(fēng)）凈斷面 ，順槽斷面 。 水倉(cāng)清理設(shè)置有清倉(cāng)絞車，清倉(cāng)方式為人工清理。 礦井可采儲(chǔ)量除以礦井設(shè)計(jì)年生 產(chǎn)能力，再考慮 儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井服務(wù)年限為 年。 2可采儲(chǔ)量 全井田設(shè)計(jì)利用地質(zhì)儲(chǔ)量（ A+B+C 級(jí)） 70390kt，扣除井筒及工業(yè)廣場(chǎng)、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(chǔ)量 30908kt。區(qū)內(nèi) 5個(gè)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(duì)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(gòu)成了本 井田低壘型構(gòu)造單元。詳見井巷工程量匯總表。 巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo) 根據(jù)掘進(jìn)工作面裝備，參照巖性、支護(hù) 方式等因素，確定巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)如下： 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及機(jī)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(gè)開拓掘進(jìn)頭、兩個(gè)順槽掘進(jìn)頭共三個(gè)掘進(jìn)頭。 矸石及輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 掘進(jìn)工作面矸石→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→ 425m 水平井底車場(chǎng)→副井→地面。采用傾斜長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)了 240 萬(wàn)噸達(dá)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(jié)合礦井年產(chǎn)量綜合確定工作面平均年推進(jìn)度 1170m。 轉(zhuǎn)載機(jī)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(shù)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(shì)，作為中型礦井選用高檔普通機(jī)械化采煤工藝是適宜的?；仫L(fēng)經(jīng)爆破材料庫(kù)專用回風(fēng)巷直接引入回風(fēng)流中。所以，設(shè)計(jì)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(chǎng)入口設(shè)置調(diào)車線，調(diào)車線長(zhǎng) 55m。內(nèi)外層井壁之間設(shè)置 4mm 厚的聚乙烯塑料板防水層，外壁與凍土間鋪設(shè) 25～ 75mm 泡沫塑料板，井壁砼標(biāo)號(hào)為 400～600號(hào)。由于瀝青板的存在，可 使井壁達(dá)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(jié)深度已超過(guò)全國(guó)紀(jì)錄 50m，根據(jù)我國(guó)凍結(jié)鑿井施工技術(shù)的現(xiàn)有水平和成功經(jīng)驗(yàn)，其成功的把握是比較大的。 副井：凈直徑 ，裝備一對(duì) 1t單層單車普通罐籠，用于升降人員、設(shè)備及其他輔助提升、兼作礦井進(jìn)風(fēng)井。由于煤層上覆地層多為松散沖擊層 ，其地層的移動(dòng)角較小，加上村莊較大，所以村莊壓煤量 達(dá)到全井田資源量的 80％。軌道運(yùn)輸大巷擔(dān)負(fù)輔助運(yùn)輸兼作進(jìn)風(fēng)，膠帶運(yùn)輸機(jī)大巷擔(dān)負(fù)主運(yùn)輸兼作回風(fēng)。該方案工業(yè)廣場(chǎng)壓煤 4362kt，永久煤柱損失 29179kt，礦井可采儲(chǔ)量30908kt。 礦井服務(wù)年限 礦井可采儲(chǔ)量除以礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力，再考慮 儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井服務(wù)年限為 年。結(jié)合本井田的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)認(rèn)為井田覆蓋層厚、煤層埋藏較深，礦井應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度?；鶐r移動(dòng)角γ =δ =70176。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量匯總表 單位： kt 表 221 二 1煤層（能利用） 儲(chǔ)量比 例 一 2煤層（暫不能利用） A B C 小計(jì) CBA A?? CBA BA ??? C D 小計(jì) 425m 水平 以淺 20 ～40 13570 13570 40 ～50 1000 2280 4110 7390 50 ～425 6960 5330 12070 24360 小計(jì) 7960 7610 29750 45320 ％ ％ 425m 水平以深 100 3010 21960 25070 合計(jì) 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(chǔ)量 地質(zhì)儲(chǔ)量 程村井田批準(zhǔn)的地質(zhì)儲(chǔ)量為 166560kt。 淺部煤層應(yīng)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(yīng)預(yù)防底板灰?guī)r直接突水或通過(guò)斷裂構(gòu)造帶突水。一 2 煤結(jié)構(gòu)較復(fù)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(zhǎng)度均為零，無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性。故礦井建設(shè)和生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)引起足夠重視，需留設(shè)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(qiáng)，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(duì)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(dòng)力用煤，亦是良好的民用燃料。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(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。吳村煤礦擁有一座 萬(wàn) 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(shè)所需的主要建筑材料，包括水泥、料石、磚砂及石子等均可實(shí)現(xiàn)就地供應(yīng)。年降雨量 ～ ，平均 ，降雨多集中于六 ～ 八三個(gè)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(yīng)條件下，對(duì)高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井，不可能采取停產(chǎn)關(guān)閉的措施。煤礦事故多、傷亡大，不僅給職工家屬帶來(lái) 了極大痛苦，也會(huì)給國(guó)家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的政治影響。為了解決煤礦通風(fēng)的難題，總結(jié)礦井通風(fēng)的豐富經(jīng)驗(yàn)和科研成果，促進(jìn)煤礦安全技術(shù)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(jì)概況及主要建筑材料供應(yīng)情況 本區(qū)地處豫北平原，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件好，盛產(chǎn)小麥、玉米、大豆和棉花。另一個(gè)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(fù)雜。垂深 200m 以深無(wú)抽水資料，從鉆孔取芯結(jié)果看，該段砂礫石層松散無(wú)膠結(jié)、空隙率大，和上部含水層巖性對(duì)比一致，富水性推斷為中等以上。其余鉆孔均不漏水，說(shuō)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(wù)局開采經(jīng)驗(yàn)， ～ 厚隔水層可承受 1kg/cm2水壓來(lái)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(lái)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(shí)際 情況，采取底板注漿加固隔水層等有效技術(shù)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(gòu)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(gè)孔，厚～ ， 另有 2 個(gè)鉆孔直接底板為砂巖，砂巖厚 ～ 。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。 對(duì)施工鉆孔的統(tǒng)計(jì)并結(jié)合井檢孔資料，巖層受風(fēng)洋、氧化作用影響的厚度為～ ，平均為 。故礦井建設(shè)和生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)引起 足夠重視，需留設(shè)斷層煤柱。 可采儲(chǔ)量 全井田設(shè)計(jì)利用地質(zhì)儲(chǔ)量（ A+B+C 級(jí)） 70390kt，扣除井筒及工業(yè)廣場(chǎng)、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(chǔ)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(jì)委對(duì)程村礦井建設(shè)項(xiàng)目建議書和可行性研究報(bào)告的審查中，根據(jù)與會(huì)專家的意見，批復(fù) 同意礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為。該方案自井底向南作兩條石門，穿過(guò) F21斷層由煤層底板進(jìn)入 二 1煤層，沿煤層走向布置兩條運(yùn)輸大巷，膠帶運(yùn)輸大巷經(jīng)膠帶運(yùn)輸石門及上倉(cāng)斜巷轉(zhuǎn)載，將原煤直接運(yùn)至井底煤倉(cāng)，主井裝載方式為水平上裝載。水平標(biāo)高的確定，設(shè)計(jì)曾考慮過(guò) 400m和 425m 兩個(gè)水平標(biāo)高方案，為兼顧上下水平傾斜長(zhǎng) 度和合理的服務(wù)年限， 最終確定水平標(biāo)高為 425m。采區(qū)走向長(zhǎng) 1～ ，傾斜寬 1～ 。村莊搬遷是 一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)工程，礦方要認(rèn)真組織實(shí)施。 凍結(jié)法和鉆井法是目前國(guó)內(nèi)常用的特殊鑿井施工方法，至 1994 年底，國(guó)內(nèi)凍結(jié)鑿井井筒已完成 392 個(gè)，最大凍結(jié)深度 435m（陳四樓礦副井） ；鉆井井筒完成 46個(gè)，最大鉆井深度 508m（潘三西風(fēng)井）。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，造價(jià)低，效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。 綜合上述分析，本礦主、副井井筒 凍結(jié)段井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用塑料 夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)形式。 附：井筒特征表 最后需要指出的是，由于本礦井筒凍結(jié)深度將超過(guò)目前全國(guó)紀(jì)錄 50m，所以凍結(jié)鑿井施工存在一定的難度，要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，為此設(shè)計(jì)將下述課題列為科研及新技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，成立由科研、設(shè)計(jì)、建設(shè)及施工單位組成的技術(shù)攻關(guān)小組，共同努力攻克本礦井凍結(jié)施工中的技術(shù)難題，確保井筒質(zhì)量和礦井建設(shè)順利進(jìn)行，為我國(guó)凍結(jié)鑿井技術(shù)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。 井底車場(chǎng)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(chǎng)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(cāng)容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式 V=2（ Q+3000）計(jì)算為 8640m3，相中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 當(dāng)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(shè)備等。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 頂梁選用 長(zhǎng)π型鋼梁，一梁三柱，排距 ，柱距 。故設(shè)計(jì)確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長(zhǎng)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(gè)傾斜長(zhǎng)壁高檔普采工作面（長(zhǎng)度 130m，采高 ），年產(chǎn)量已達(dá) 50 萬(wàn)噸左右，平均月產(chǎn) 4～ 5 萬(wàn)噸。開拓、準(zhǔn)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(dá)產(chǎn)時(shí)井巷工程量 礦井移交生產(chǎn)及達(dá)產(chǎn)時(shí)井巷總長(zhǎng)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(zhǔn)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(jí)的小向斜構(gòu)造，使地層產(chǎn)狀局部有一定變化。區(qū)內(nèi) 19 個(gè)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(gè)鉆孔穿見煤層全部可采，煤厚為 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型厚煤層。設(shè)計(jì)利用地質(zhì)儲(chǔ)量為 70390kt（ 二 1煤），其中 A級(jí) 8060kt、 B級(jí) 10620kt、 C級(jí) 51710kt。一個(gè)采區(qū)來(lái)保證礦井年產(chǎn)量。煤倉(cāng)位置位于車場(chǎng)水平以上 25m 至 45m，煤倉(cāng)與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長(zhǎng) 13m。車場(chǎng)繞道及清理撒煤通道 內(nèi)分別布置消防材料庫(kù)和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→第一中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸順槽→回采工作面→膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門及上倉(cāng)斜巷→總回風(fēng)巷→主井→排出地面。 乳化液泵選用 XRB2B80/200 型兩臺(tái)，配套乳化液箱型號(hào)為 XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量 80L/min。 （ 4）多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，在滿足風(fēng)量按需分配的前提下，各主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓應(yīng)接近，當(dāng)通風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)壓相差較大時(shí)，應(yīng)減小共用風(fēng)路的風(fēng)壓， 使其不超過(guò)任何一個(gè)通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓得 30%。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方式為抽出式，結(jié)合井田開拓方式，礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 （ 2）進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)按全年風(fēng)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(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SZD630/75 型，功率 75kw，鏈速 ， 輸送能力 450t/h。 矸 石及輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 掘進(jìn)工作面矸石→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→ 425m 水平井底車場(chǎng)→副井→地面。 其他主要硐室名稱及位置 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，