【正文】 無0硬硬穩(wěn)定5o本區(qū)煤層按中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB575186）可劃分為貧煤（PM）、貧瘦煤（PS）與瘦煤(SM)。據(jù)南14號孔鑒定資料，3％，％，％。本區(qū)3煤硫份含量低，發(fā)熱量高，為良好的動力用煤和煉焦配煤。分析3號煤層開采過程中，瓦斯涌出來源將主要來自開采層本身。 6二疊系下統(tǒng)山西組k7砂巖含水層該含水層是二疊系下山西組底界砂巖含水層，以中細(xì)粒砂巖為主，局部為砂泥巖及粉砂巖，涌水量q=，滲透系數(shù)k=，距3 煤頂板砂巖含水層該含水層位于山西組中上部，是3煤老頂砂巖，為3煤開采的直接充水含水層，區(qū)內(nèi)為中一厚層狀、中一細(xì)粒巖含水層，鉆探巖芯部分裂隙發(fā)育，但多被方解石充填，鈣質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)，富水性較強(qiáng)，平均厚度8m,單位涌水量q=?M，滲透數(shù)k=,距3. 該組含水層為下石盒子組與山西組的分界砂巖，區(qū)內(nèi)呈中一厚層狀，中細(xì)粒石英砂石，節(jié)理發(fā)育富水性較強(qiáng)，平均厚度4m，靜止水位標(biāo)高+，涌水量q=，滲透系數(shù)k=,距3。在以往的采掘過程中，礦井涌水量主要由上覆含水層。⒉勘探對構(gòu)造導(dǎo)水性未做進(jìn)一步的工作，無法對構(gòu)造的導(dǎo)水性做出評價(jià)。3號煤儲量計(jì)算最低標(biāo)高+140m，最高標(biāo)高+670m，全區(qū)穩(wěn)定可采，.9號煤儲量計(jì)算最低標(biāo)高+30m，最高標(biāo)高610m，區(qū)內(nèi)達(dá)最低可采厚度以上見煤點(diǎn)占所有見煤鉆孔的65%，為局部可采煤層，㎡。儲量單位：萬噸，四舍五入，保留二為小數(shù)。此法的優(yōu)點(diǎn)是能夠真實(shí)反映煤層的自然形態(tài)，可以較為精確的算出不同水平的儲量。而對工業(yè)場地上井筒附近的建筑物，按其使用意義在安全深度水平以下可不留安全煤柱。關(guān)于煤柱的留設(shè)的請參閱下表231：表231 煤柱寬度表位置名稱中厚煤層煤柱寬度（m）厚煤層煤柱寬度（m）巷道一側(cè)兩巷之間巷道一側(cè)兩巷之間水平大巷20~30—25~50—主要回風(fēng)巷20—20~30—采區(qū)上山2020~2530~4020~25區(qū)段巷道—8~25—15~20采區(qū)邊界—10—10斷層境界30m （斷層不含承壓水）兩井田之間40m（兩邊各留20 m）斷層落差大，含水?dāng)鄬右粋?cè)留30~50m；落差大，斷層一側(cè)留10~15m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。對于具體礦井，應(yīng)該根據(jù)國家需要，結(jié)合該礦地質(zhì)和技術(shù)條件，開拓、準(zhǔn)備和通風(fēng)方式，以及機(jī)械化水平等因素，在保證生產(chǎn)安技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的的條件下，綜合計(jì)算開采能力和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)所能保證的能力，并根據(jù)礦井儲量，驗(yàn)算礦井和水平服務(wù)年限是否能夠達(dá)到規(guī)定的要求。以此基礎(chǔ)上，根據(jù)采區(qū)巷道布置類型、回采工作面接替等因素，并結(jié)合采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)條件，可確定采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的回采工作面數(shù)目，從而確定采區(qū)生產(chǎn)能力。表321 礦井及第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 萬噸/a礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年 /a第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a煤層傾角〈250120～2405025300～5006030根據(jù)礦井井田斜長（垂高）的大小、開采煤層的多少和煤層傾角的陡緩，本井田內(nèi)可設(shè)一個、兩個或三個開采水平。若一個水平開采上下山各一個階段，水平垂高就應(yīng)是這兩個階段的總垂高。表313為不同水平劃分方案的階段參數(shù)表322 水平劃分的階段參數(shù)方案劃分階段數(shù)目/個階段斜長/m階段垂高/m兩個水平41664154915491434145135135125三個水平3206020602060180180180根據(jù)上述計(jì)算方法和水平的劃分，在不同水平劃分情況下礦井服務(wù)年限，各水平的服務(wù)年限請參閱表314表323 服務(wù)年限比較表方案井型服務(wù)年限備注第一水平第二水平第三水平全礦井合計(jì)兩水平2404738—85K=3003731—68三水平2402928288530023232268通過上述比較礦井生產(chǎn)能力,分三個水平開采時，井型為300萬t/a時，第一水平的服務(wù)年限太小，經(jīng)濟(jì)上不合理且不能滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求（煤層傾角小于25o時，一水平服務(wù)年限要大于30年）。褶曲主要為天倉向斜，呈北東東向縱貫井田中央。該煤層位于下二疊系山西組中部，厚度大，全區(qū)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，含0～2層夾矸。在向斜軸部和轉(zhuǎn)折端，因局部應(yīng)力集中，節(jié)理發(fā)育，造成煤層頂?shù)装宓膸r體的破壞，使其穩(wěn)定性變差，因此采掘時亦應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，主要巖巷亦應(yīng)避開這些部位布置，以減少支護(hù)的困難。立井開拓立井的適應(yīng)性強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制，設(shè)備多技術(shù)要求高；；。受地形及煤層埋藏條件限制。井下條件井筒沿走向的最有利位置應(yīng)當(dāng)設(shè)在儲量等分線上或其附近。該規(guī)定系指巖柱最小尺寸。本井田可行的幾種水平劃分和階段垂高確定方案見參閱表422。開采水平間的連接可采用暗斜井或暗立井連接，暗井的開拓可充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，盡量使提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費(fèi)用低，管理較方便。大巷與煤層距離本礦井選用巖石大巷，根據(jù)不同水平的水文地質(zhì)條件大巷與煤層間距取10～30m， 請參閱圖424。合理的開拓方式，一般要在技術(shù)可行的多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。沿煤層走向方向的開采順序采用雙翼開采，有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確保生產(chǎn)的連續(xù)性，有利于礦井的通風(fēng)運(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理。選擇礦井開拓方案的主要依據(jù)是地質(zhì)因素和地理因素，其中地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存狀況和地形條件又是關(guān)鍵因素，但在特定的條件下，技術(shù)裝備和管理水平也可能成為決策時的主要因素。（開拓方案剖面圖見圖429）圖429 反斜井立井開拓系統(tǒng)示意圖開拓方案技術(shù)比較表423 預(yù)提方案比較表方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第Ⅰ方案1． 井口位置接近于井田中心，井下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn)量；2． 井底車場位于儲量中心，井下運(yùn)營費(fèi)用低；3． 對地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動控制；4． 井筒為圓形斷面，結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，人員升降速度快；5． 工業(yè)廣場布置在井口附近，只壓一個煤柱。由于本礦井的煤層埋藏較深，雖然為近水平煤層，但傾斜長度大，所以垂高也較大，因此不宜用單水平開拓，至少要分兩個水平，對第一水平的開拓方案的確定，要兼顧下水平的延伸，方案Ⅳ和方案Ⅴ都采用了反斜井開拓，不僅工業(yè)廣場和井筒大量壓煤，而且對下水平的延伸開拓帶來較大的困難，技術(shù)上不合理，不予考慮。變 流 室152118井 筒 裝 備1186714裝載硐室及煤倉605256清理井底撒煤硐室212484清掃井底撒煤斜巷573077提升機(jī)設(shè)備1670829變流室設(shè)備933826膠 帶 設(shè) 備3735467井口房設(shè)備104872井底設(shè)備197424清理井底散煤設(shè)備62815合 計(jì)99471842）兩方案井巷工程費(fèi)用明細(xì)表兩方案的固定資產(chǎn)投資費(fèi)用見表426和表427表426 方案Ⅰ的井巷工程費(fèi)用明細(xì)表項(xiàng)目名稱長度/m支護(hù)方式斷面積(m2)單價(jià)(元/米)費(fèi)用(元)備注立井井筒錨 噴1854944613井底車場錨 噴569147940主 石 門錨 噴602661598合 計(jì)1754151表427 方案Ⅱ的井巷工程費(fèi)用明細(xì)表項(xiàng)目名稱長度/m支護(hù)方式斷面積(m2)單價(jià)(元/米)費(fèi)用(元)備注斜井井筒錨 噴623751089井底車場260錨 噴569147940主 石 門錨 噴602325983合 計(jì)12250123）兩方案生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用明細(xì)表生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用包括提升費(fèi)用和水平運(yùn)輸費(fèi)用，兩方案的提升費(fèi)用和水平運(yùn)輸費(fèi)用分別列于表428和表429。一、 井筒斷面形狀和布置形式井筒斷面形狀井筒斷面形狀主要根據(jù)井筒的用途、服務(wù)年限、穿過的巖層性質(zhì)、選擇的支護(hù)材料，及施工方法等因素確定。梯子間及管線、電纜等有的礦井根據(jù)需要還設(shè)有提升設(shè)備。在提人的罐籠井（副井）中必須設(shè)梯子間，箕斗井（主井）可不設(shè)梯子間。除了圓形和矩形斷面的井筒外，還有六角形和橢圓形斷面的井筒，但由于這些礦井施工不便，且斷面利用率低，只在個別情況下采用。立井井筒的名稱見表511。因而綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素，認(rèn)為方案Ⅰ比方案Ⅱ優(yōu)越。下面對兩方案的第一水平主立井和主斜井的固定資產(chǎn)投資費(fèi)用、井巷掘進(jìn)費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，以便確定最優(yōu)方案。1． 斜井大量壓煤，煤柱損失量大；2． 斜井線路長，管道鋪設(shè)工程量大，費(fèi)用高；3． 斜井的有效斷面利用率低，井同較長，通風(fēng)困難；4． 立井井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備較復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢；5． 井筒延伸費(fèi)用較高；6． 二水平井筒延伸干擾一水平的正常生產(chǎn)。（開拓方案剖面圖見圖425）圖425 立井開拓系統(tǒng)示意圖方案Ⅱ：斜井立井聯(lián)合開拓，主井為斜井開拓，皮帶運(yùn)提，副井為立井開拓，罐籠提升，主要擔(dān)負(fù)提矸，人員和設(shè)備的升降、坑木入井。采煤工作面年進(jìn)度為3420m。采區(qū)內(nèi)各煤層和各工作面必須有一定的順序組織開采才能保證均衡生產(chǎn)。覆蓋沖擊層很厚，含水量比較大，一般要在井田淺部留設(shè)防水煤柱，在這種情況下可將總回風(fēng)道布置在防水煤柱內(nèi)。當(dāng)上階段采完后，又可以作為下一階段或水平的總回風(fēng)道，其工作年限長。但是，可以充分利用原有開采水平的井巷和設(shè)施，節(jié)省開拓工程量和開拓時間，有利于集中生產(chǎn)和水平接替，延長水平服務(wù)年限。綜合考慮上述各種因素選定井筒位置，本著優(yōu)先考慮第一水平快速達(dá)產(chǎn)，以便使整個礦井投產(chǎn)，兼顧下水平的延伸開拓的原則，主井井筒位置的坐標(biāo)為：。如不能設(shè)在井田之外應(yīng)結(jié)合其他條件盡量使井筒設(shè)在煤層淺部以減少壓煤，也便于后期回收。（二） 井筒位置選擇選擇井筒位置就是確定井筒沿走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示。，工業(yè)廣場留煤少。第二節(jié) 礦井開拓方式的確定一、 井口形式、數(shù)目和位置的選擇新建礦井根據(jù)井田內(nèi)水文地質(zhì)、井田邊界、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限等綜合因素，一般開拓主井(專用提升煤)、副井(用于提升矸石通風(fēng)運(yùn)輸材料和上下人員)以及回風(fēng)井(與副井一起通風(fēng)回風(fēng))。本區(qū)煤層埋藏較深，除正在生產(chǎn)的五陽煤礦外，區(qū)內(nèi)無小窯開采。南峰擴(kuò)區(qū)構(gòu)造特征大致與五陽井田基本一致，為以夾峙于落差在280m的小黃莊斷層和落差在500m的文王山北斷層之間的地塹型寬緩褶曲構(gòu)造為主。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)取300萬t/ a，所以本礦為特大型礦井。如開采煤層數(shù)目較多，上下可采煤層的間距較大，就要劃分煤組，各煤組分別設(shè)置開采水平，實(shí)行多水平開拓。然而階段斜長卻因煤層傾角的不同而變化同一個井田的兩翼，甚至相鄰的兩個采區(qū)，因傾角不同而階段斜長不等是很普遍的。礦井生產(chǎn)能力/萬t對于江南缺煤省份或邊遠(yuǎn)地區(qū)交通不便、儲量少、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、開采條件困難的零星煤田，應(yīng)從當(dāng)?shù)匦枰霭l(fā)，有條件的應(yīng)盡量建設(shè)一些小煤礦。表311 礦井工作制度表年工作日數(shù)（天）班/日凈提升小時/日330316第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井生產(chǎn)能力是度量礦井生產(chǎn)建設(shè)的重要指標(biāo)，在一定程度上綜合反映了礦井生產(chǎn)技術(shù)面貌，是井田開拓的一個主要參數(shù)，也是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。當(dāng)受護(hù)建筑物或建筑群與煤層走向相斜交（鐵路，河流及其他等），則其邊界線也與煤層走向相斜交。如按γ角所作的巖層移動面與煤層相交的線低于安全深度時，則安全煤柱的下部境界線為在安全深度所作的水平面與煤層相交的線。)。因此面積采用水平投影面積，煤層厚度采用鉆探或測井厚度值。各煤層均為近水平煤層，井田四周無小窯開采。西擴(kuò)區(qū)構(gòu)造比較復(fù)雜，展布于西擴(kuò)區(qū)的構(gòu)造有：果園東斷層、南峰斷層、西大巷斷層、小黃莊斷層等，這些斷層斷距大都大于30 m，且全為張性斷層，均有可能成為含水層的導(dǎo)水通道。 西擴(kuò)區(qū)廣為黃土覆蓋，全區(qū)厚薄不均，下伏風(fēng)化殼發(fā)育深度約在50米左右，這些構(gòu)成十一號含水層，,風(fēng)化殼約有50m。其他未發(fā)現(xiàn)井溫異常。 ml/。采用落下試驗(yàn)法試驗(yàn)，%，屬高強(qiáng)度煤。其物理性質(zhì)見表61。位于KK3之間，煤層傾角在4o～7o之間，平均5o,層位穩(wěn)定，為該區(qū)主要可采煤層。2煤層：。巖性為灰色粉砂巖砂質(zhì)泥巖泥巖灰白色中細(xì)粒石英砂巖及煤層。151煤層：。下距K4石灰?guī)r6m左右。按煤層編號順序分述如下：6煤層：?，F(xiàn)分別簡述如下： (C3t) 該組為一典型的海陸交互相沉積，并且形成形成四個明顯的旋回韻律結(jié)構(gòu)。斷距約17m，31下正斷層，全長約2km，斷距28m。有地震測線及五193等孔控制，已查明。沿走向有地震測線，34，82等孔控制，已查明。北部邊界小黃莊正斷層和與之半生的崔家莊3號正斷層構(gòu)成小型地塹。天倉向斜西自擴(kuò)區(qū)外，往東經(jīng)楊家溝至西李村，東延至五陽礦區(qū)，橫貫全擴(kuò)區(qū)，區(qū)內(nèi)約4km,東部為西大巷正斷層錯斷。上本區(qū)的主要覆蓋層。6 二疊系下統(tǒng)下石子組(P1x)。為深灰色中厚層狀隱晶質(zhì)石灰?guī)r，產(chǎn)動物貝殼化石。由下向上敘述如下： K2石灰?guī)r： ，含星散狀黃鐵礦，中下部夾12層薄層狀燧石結(jié)構(gòu)層。巖性為淺灰色深灰色厚層狀石灰?guī)r，灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰色中厚層狀泥灰?guī)r。(N)，底部為礫巖層。與下伏地層整合接觸。 (T1l) 地