【正文】 150kw，采高 2m，滾筒直徑 ，牽引速度 0～ 6m/min，截深 ，生產(chǎn)能力 400t/h。中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第四章 采區(qū)布置及裝備 采煤方法 采煤方法選擇 本礦井開采的 二 1煤層賦存非常穩(wěn)定，煤層厚度 4m 左右，煤層頂?shù)装遢^好，煤層傾角 3～ 5176。 水倉(cāng)清理設(shè)置有清倉(cāng)絞車，清倉(cāng)方式為人工清理。主井裝載系統(tǒng)位置設(shè)計(jì)曾考慮了“全部上提”（裝載水平位于 425m 水平以上 25m）與“半上提”（ 裝載水平位于 425m 水平）兩個(gè)方案。 本礦凍結(jié)鑿井的科研課題包括： ①凍結(jié)方案優(yōu)化設(shè)計(jì) ②凍結(jié)信息化施工技術(shù)與凍結(jié)壁形成特 性預(yù)報(bào) ③深部粘土層凍結(jié)壁位移實(shí)測(cè)研究 ④ C40～ C70高性能混凝土試驗(yàn)研究 ⑤井壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 井筒特征表 序號(hào) 名稱 單位 主井 副井 備注 1 井口 坐標(biāo) 緯距 X m 3921215 3921215 經(jīng)距 Y m 38458104 38458055 2 井口標(biāo)高 m + + 3 提升方位角 度 270 0 4 井筒 直徑 凈 m 掘進(jìn) 凍結(jié)上段 m 凍結(jié)下段 m 普通段 m 5 井筒 斷面 凈 M2 掘進(jìn) 凍結(jié)上段 M2 凍結(jié)下段 M2 普通段 M2 6 井筒 深度 凍結(jié)上段 m 200 200 凍結(jié)下段 m 普通段 m 小計(jì) m 7 砌壁 凍結(jié)段 上段 厚度 內(nèi)壁 mm 外壁 mm 下段 厚度 內(nèi)壁 mm 外壁 mm 材料 鋼筋砼 鋼筋砼 普通 厚度 mm 350 400 材料 素砼 素砼 8 表土層厚度 m 9 凍結(jié)深度 m 485 485 10 井筒裝備 一對(duì) 3t 箕斗 一對(duì) 1t 罐籠 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)形式 井下大巷煤炭運(yùn)輸為膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸， 井底車場(chǎng)軌道系統(tǒng)僅為輔助運(yùn)輸服務(wù)，根據(jù)井筒與軌道運(yùn)輸石門的相對(duì)位置及進(jìn)出車方位，井底車場(chǎng)形式采用單環(huán)刀把式。表土段底設(shè)置豎向可壓縮層。目前保持最大凍結(jié)深度陳四樓礦副井即為這種井壁結(jié)構(gòu)形式。凍結(jié)法和鉆井法相比，施工費(fèi)用基本相同，但鉆井施工存在成井速度低（施工工期比同直徑凍結(jié)法多 8 個(gè)月）、地面預(yù)制井壁和儲(chǔ)存泥漿的臨時(shí)占地大且影響永久建筑、井下開鑿馬頭門和裝載硐室無(wú)法避免對(duì)預(yù)制井壁的破壞、井筒存在偏斜等問(wèn)題。 井筒 特征 井筒用途、布置及裝備 主井：凈直徑 ，裝備一對(duì) 3t單繩輕型箕斗，主要用作提煤，并兼作礦井回風(fēng)井。采區(qū)開采順序按照先近后遠(yuǎn)的原則安排。 開拓圖中顯示， 425m 水平標(biāo)高是十分合理的，其上下階段斜長(zhǎng)均為 1～ ，水平上服務(wù)年限 ，水平下服務(wù)年限 。首采區(qū)位于 F21斷層以南、工廠煤柱以外的高級(jí)儲(chǔ)量區(qū) 。 礦井為來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)能力，主要取決于外部市場(chǎng)條件。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井年工作日 300d，每天三班作業(yè)，兩班出煤，一 班 準(zhǔn)備，每天凈提升時(shí)間 14h。 （ 2） 邊界煤柱：井田邊界均為斷層，故應(yīng)按斷層每側(cè) 50～ 70m留取，邊界煤柱損失為 3316kt?？刹蓛?chǔ)量占地質(zhì)儲(chǔ)量的 44％。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第二章 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 井田境界 吳村煤礦 程村井田除煤層露頭外，其余三面均被區(qū)域大斷層切割而成為自然邊界，西南邊界為峪河斷層（ F20） ，東南邊界為東耿村斷層（ F15），西北邊界為九里山斷層（ F14）。煤層未作專門性工作，結(jié)合巖石的風(fēng)氧化帶的厚 度，地質(zhì)報(bào)告 二 1 煤層風(fēng)氧化帶下限為基巖垂深 20m。 一 2 煤賦存于太原組底部，上距 二 1 煤層 ～ ，平均 ，其直接頂板為太原組 L2 灰?guī)r。泥巖和砂質(zhì)泥巖的平均抗壓強(qiáng)度為 ～ ，均大于 30 MPa，屬較穩(wěn)定型底板。 煤塵爆炸性與煤層自燃 經(jīng)測(cè)定，該井田 二 1煤層氧化樣與還原樣燃點(diǎn)之差 8176。 井田斷層較多，斷層不僅破壞了煤層底板隔水層的連續(xù)性，而且縮短了煤層與含水層之間的距離，甚至使兩者直接對(duì)接 （ F21斷層局部地段），故斷層為底板灰?guī)r水突入礦坑創(chuàng)造了條件。 （ 3）本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層：介于 L2 灰?guī)r之下、奧陶系灰?guī)r之上，由鋁土質(zhì)泥巖和鋁土巖組成。該含水層富水性屬中等。第三、四系底部本井田普遍發(fā)育有含水層，由 沙礫石與砂質(zhì)粘土交替沉積組成，井田部分范圍底部含水層與基巖風(fēng)化帶直接接觸，地質(zhì)報(bào)告稱為“底含”。 本井田地處焦作煤田的東部邊 緣，井田水文地質(zhì)條件相對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件略顯簡(jiǎn)單。 可開采煤層特征表 122 煤層 煤層厚度 煤層結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 傾角 視密度 頂?shù)装鎺r性 備注 最小 ～ 最大平均 夾矸層數(shù) 夾矸厚度 煤層結(jié)構(gòu) 頂板 底板 二 1 ～ 17 孔中有7 孔含夾矸1～ 2層 0 ～ 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定型 3o ～5o 較穩(wěn)定型 較穩(wěn)定型 開采對(duì)象 1 煤質(zhì)及用途 二 1 煤以粒狀煤為主 ，次為粉狀和塊狀，塊煤強(qiáng)度大，堅(jiān)硬。 二 1煤賦存于山西 組下部，下距 L8 灰?guī)r平均 ，下距寒武系 O2m 灰?guī)r頂平均。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。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 地質(zhì)特征 地質(zhì)構(gòu)造 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。工業(yè)為河南省較發(fā)達(dá)地區(qū)，主要以電廠、水泥廠、建材廠、鋁廠、化肥廠等為主。該河為季節(jié)性河流，屬衛(wèi)河水系，以排泄洪水為主，峪河口站歷史最高洪水位為 （新鄉(xiāng)水文局提供），發(fā)生在 1963年 8月 8號(hào)。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第一章 礦區(qū) 概況及 地質(zhì)特征 礦區(qū) 概況 位置交通 吳村煤礦 程村 礦 井位于焦作煤田東部，行政區(qū)劃屬薄壁鄉(xiāng)和王井屯鄉(xiāng)管轄。每發(fā)生一起特大事故，尤其是瓦斯爆炸事故，都在社會(huì)上引起廣泛影響，它直接涉及到社會(huì)安定與政治穩(wěn)定。 我國(guó)煤礦開采的煤層大多瓦斯含量大、透氣性低且地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，不易在開采前抽放瓦斯，但在采掘時(shí)，瓦斯放散量大，再加上開采煤層地質(zhì)條件復(fù)雜和開采規(guī)模的擴(kuò)大、開采集約化程度的提高，導(dǎo)致采動(dòng)誘發(fā)的應(yīng)力場(chǎng)、煤巖體裂隙場(chǎng)及瓦斯流動(dòng)場(chǎng)的變化更加復(fù)雜多變，在一定條件下，容易誘發(fā)煤與瓦斯突出和瓦斯的突然涌出現(xiàn)象，造成瓦斯事故。地理坐標(biāo)為 113o 31‘ 30“ ～ 113o35’，北緯 35o23‘ 30” ～ 35o26’。 氣象及地震情況 本區(qū)屬大陸性半干旱季風(fēng)氣候。工業(yè)對(duì)煤炭的需求量大，而新鄉(xiāng)所轄 8 個(gè)縣市僅有 2 座 煤礦，煤炭資源短缺，產(chǎn)品供不應(yīng)求。據(jù)鉆孔揭露資料，地層分布具有以下特點(diǎn)： 二 1 煤上覆基巖長(zhǎng)期受風(fēng) 化，二迭系大部分地層被剝蝕，故井田內(nèi) 二 1 煤頂板基巖較薄，基巖之上的第三、四系地層較厚，平均厚度 。 2 斷層 井田共發(fā)現(xiàn)有 9條正斷層，其中 4 條為井田邊界斷層，落差介于 50～ 700m 之間。區(qū)內(nèi) 19 個(gè)鉆孔穿見該層位，除 4401 及 1004孔斷失、 1002 孔受斷層影響中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 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。原煤水分 ％，原煤灰分平均 ％＜ 15％，硫分 ％＜ ％，磷含量 ％，發(fā)熱量，屬低水、低灰、特低硫、低磷、中高發(fā)熱量、不易磨碎極易選的三號(hào)無(wú)煙煤。井田的地壘型構(gòu)造單元使井田四周的主要含水層均低于本井田，井田三面構(gòu)成了相對(duì)隔水邊界，唯一接受補(bǔ)給的是井田東北部的 二 1 煤層露頭。 951孔、 4002 孔（距井筒約 600m）均對(duì)底部含水層包括 “底含”進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，抽水深度分別為 ～ 、 ～ ，抽水結(jié)果：?jiǎn)挝挥克?～ ,滲透系數(shù) ～ ，富水性中等。 （ 4）、太原組下段 L2 灰?guī)r含水層：灰?guī)r厚 ～ ，平均 。鉆孔揭露厚度為 ～ ，平均 。本井田 1004 孔在 ～ 處揭穿 F21斷層帶，通過(guò)對(duì)斷層帶抽水，其單位涌水量 ～ ，滲透系數(shù) ～ ，說(shuō)明斷層具有一定的富水性。 ～ 12176。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 井田勘探程度 原精查地質(zhì)報(bào)告提供本井田水文地質(zhì)類型為三類二亞類三型，后井檢孔施工補(bǔ)作水文地質(zhì)工作后，地質(zhì)部門對(duì)井田水文地質(zhì)類型重新進(jìn)行了評(píng)價(jià)， 省煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)組織評(píng)審后，省煤炭工業(yè)局對(duì)水文地質(zhì)類型進(jìn)行了批復(fù)，同意將礦井水文地質(zhì)類型變更為三類二亞類二型，即沖水水源以底板巖溶裂隙水為主的水文地質(zhì)條件中等偏復(fù)雜類型。區(qū)內(nèi) 5個(gè)鉆孔穿見，煤厚 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型煤層。風(fēng)氧化帶內(nèi)煤層原煤水分、灰分、揮發(fā)分明顯增高，發(fā)熱量降低，結(jié)構(gòu)疏松，密度變小。河南省國(guó)土資源廳豫國(guó)資采劃字［ 2021］ 042 號(hào)文批復(fù)，本礦區(qū)范圍由 8個(gè)拐點(diǎn)圈定，拐點(diǎn)坐標(biāo)為： X=3923588 X=3921090 Y=38460875 Y=38461390 X=3921870 X=3921038 Y=38460350 Y=38462975 X=3922040 X=3918525 Y=38461040 Y=38459000 X=3921330 X=3919900 Y=38462340 Y=38456425 井田走向長(zhǎng)約 ，傾斜寬約 ～ ，面積 。 附：礦井可采儲(chǔ)量匯總表 222。 項(xiàng) 目 水 平 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 （ 3） 井筒及工業(yè)廣場(chǎng)煤柱：井筒及工業(yè)廣場(chǎng)煤柱按巖層移動(dòng)角留取，其參數(shù)選取為：表土層移動(dòng)角φ =41176。 礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力的確定 礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力主要取決于地質(zhì)條件、煤層開采技術(shù)條件及可采的煤炭資源量等綜合因素。為 使礦井生產(chǎn)能力有適應(yīng)市場(chǎng)需要而調(diào)整的余地，設(shè)計(jì)主要提升環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力能夠滿足 要。 該方案投產(chǎn)之后，北程村全部搬遷，后北程村部分搬遷，搬遷總戶數(shù) 500 戶，其中 100 戶搬遷費(fèi)計(jì)入初期投資， 400 戶攤?cè)氤杀尽? 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 大巷布置 425水平設(shè)置軌道運(yùn)輸大巷和膠帶運(yùn)輸大巷。 村莊搬遷規(guī)劃 本井田內(nèi)有四個(gè)自然村莊，這些村莊均位于井田的開采區(qū)域內(nèi)。安裝梯子作為下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)灑水管、動(dòng)力及信號(hào)電纜。正是由于鉆井施工存在井筒偏斜問(wèn)題，國(guó)內(nèi)提升井筒多采用凍結(jié)法施工，考慮到本礦表土段礫石層多有利于凍結(jié)而不利于鉆進(jìn)的特點(diǎn)，故設(shè)計(jì)推薦表土段按凍結(jié)法施工，由于表土段底部普遍發(fā)育有含水層，主副井采用全深凍結(jié)，凍結(jié)深度為 485m。 第二種；瀝青板夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 這種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)與第一種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)最大的不同是以 70～ 100mm 厚的瀝青板夾層取代 4mm厚的聚乙烯塑料板夾層。 其井壁特征如下： （ 1）主井：凍結(jié)上段壁厚 1100mm，其中內(nèi)壁厚 600mm，外壁厚 500mm，凍結(jié)下段壁厚 1600mm，其中內(nèi)壁厚 850mm，外壁厚 750mm。 空重車線長(zhǎng)度及列車調(diào)車方式 副井井底兩側(cè)分設(shè)空重車線，空重車線長(zhǎng)度按礦井后期 1列車牽引 20輛 1噸礦車組成考慮，各為 1列長(zhǎng)計(jì) 50m。兩個(gè)方案相比，“半上提” 方案增加主井井筒長(zhǎng) 25m，增加清理撒煤斜巷長(zhǎng) 60m，且主井底還要增加排水設(shè)施，顯然不如 “全部上提” 方案優(yōu)越。 井下爆破材料庫(kù) 井下爆破材料庫(kù)為壁槽式，容量為 900kg，位置在距井底 400m 的軌道運(yùn) 輸石門一側(cè)。屬近水平發(fā)育的煤層，礦井沼氣等級(jí)屬低沼。 工作面刮板輸送機(jī)選用 SGB630180 型可彎曲刮板輸送機(jī)，功率 90 2kw，鏈速，輸送能力 450t/h。 回采工作面長(zhǎng)度及年進(jìn)度 回采工作面長(zhǎng)度確定為 130m，生產(chǎn)當(dāng)中根據(jù)煤層及構(gòu)造具體條件可適當(dāng)調(diào)整。 永夏礦區(qū)陳四樓礦井，首采區(qū)煤層傾角 3～ 6176。 采區(qū)煤、矸及輔助運(yùn)輸方式、采區(qū)通風(fēng)和排水 煤炭運(yùn)輸系統(tǒng) 回采工作面煤炭→ 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→井底煤倉(cāng)→主井箕斗→地面。 巷道支護(hù)方式巖巷以錨噴支護(hù)為主，煤巷采用砌碹和工字鋼支護(hù)。萬(wàn)噸掘進(jìn)指標(biāo)為 、 2538 m3/萬(wàn) t。 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。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。 一 2 煤賦存于太原組底部，上距 二 1 煤層 ～ ，平均 ，其直接頂板為太原組 L2 灰?guī)r。 上述儲(chǔ)量計(jì)算所采用的煤層最低可采厚度為 ，最高灰分 40