【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。中原工學院 畢業(yè)設計 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。 水倉清理設置有清倉絞車，清倉方式為人工清理。主井裝載系統(tǒng)位置設計曾考慮了“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）兩個方案。 本礦凍結鑿井的科研課題包括： ①凍結方案優(yōu)化設計 ②凍結信息化施工技術與凍結壁形成特 性預報 ③深部粘土層凍結壁位移實測研究 ④ C40～ C70高性能混凝土試驗研究 ⑤井壁結構優(yōu)化設計 中原工學院 畢業(yè)設計 20 井筒特征表 序號 名稱 單位 主井 副井 備注 1 井口 坐標 緯距 X m 3921215 3921215 經(jīng)距 Y m 38458104 38458055 2 井口標高 m + + 3 提升方位角 度 270 0 4 井筒 直徑 凈 m 掘進 凍結上段 m 凍結下段 m 普通段 m 5 井筒 斷面 凈 M2 掘進 凍結上段 M2 凍結下段 M2 普通段 M2 6 井筒 深度 凍結上段 m 200 200 凍結下段 m 普通段 m 小計 m 7 砌壁 凍結段 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 凍結深度 m 485 485 10 井筒裝備 一對 3t 箕斗 一對 1t 罐籠 中原工學院 畢業(yè)設計 21 井底車場及硐室 井底車場形式 井下大巷煤炭運輸為膠帶輸送機連續(xù)運輸， 井底車場軌道系統(tǒng)僅為輔助運輸服務，根據(jù)井筒與軌道運輸石門的相對位置及進出車方位，井底車場形式采用單環(huán)刀把式。表土段底設置豎向可壓縮層。目前保持最大凍結深度陳四樓礦副井即為這種井壁結構形式。凍結法和鉆井法相比，施工費用基本相同，但鉆井施工存在成井速度低（施工工期比同直徑凍結法多 8 個月）、地面預制井壁和儲存泥漿的臨時占地大且影響永久建筑、井下開鑿馬頭門和裝載硐室無法避免對預制井壁的破壞、井筒存在偏斜等問題。 井筒 特征 井筒用途、布置及裝備 主井：凈直徑 ，裝備一對 3t單繩輕型箕斗，主要用作提煤，并兼作礦井回風井。采區(qū)開采順序按照先近后遠的原則安排。 開拓圖中顯示， 425m 水平標高是十分合理的，其上下階段斜長均為 1～ ，水平上服務年限 ，水平下服務年限 。首采區(qū)位于 F21斷層以南、工廠煤柱以外的高級儲量區(qū) 。 礦井為來的實際生產(chǎn)能力，主要取決于外部市場條件。 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限 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 準備，每天凈提升時間 14h。 （ 2） 邊界煤柱：井田邊界均為斷層，故應按斷層每側 50～ 70m留取，邊界煤柱損失為 3316kt?？刹蓛α空嫉刭|(zhì)儲量的 44％。 中原工學院 畢業(yè)設計 13 第二章 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務年限 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，結合巖石的風氧化帶的厚 度，地質(zhì)報告 二 1 煤層風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)測定，該井田 二 1煤層氧化樣與還原樣燃點之差 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化帶直接接觸，地質(zhì)報告稱為“底含”。 本井田地處焦作煤田的東部邊 緣，井田水文地質(zhì)條件相對區(qū)域水文地質(zhì)條件略顯簡單。 可開采煤層特征表 122 煤層 煤層厚度 煤層結構 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 煤層結構 頂板 底板 二 1 ～ 17 孔中有7 孔含夾矸1～ 2層 0 ～ 較簡單 穩(wěn)定型 3o ～5o 較穩(wěn)定型 較穩(wěn)定型 開采對象 1 煤質(zhì)及用途 二 1 煤以粒狀煤為主 ，次為粉狀和塊狀，塊煤強度大，堅硬。 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 ，伴有次一級的小向斜構造，使地層產(chǎn)狀局部有一定變化。 中原工學院 畢業(yè)設計 5 地質(zhì)特征 地質(zhì)構造 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。 中原工學院 畢業(yè)設計 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，都在社會上引起廣泛影響，它直接涉及到社會安定與政治穩(wěn)定。 我國煤礦開采的煤層大多瓦斯含量大、透氣性低且地質(zhì)構造復雜，不易在開采前抽放瓦斯，但在采掘時，瓦斯放散量大，再加上開采煤層地質(zhì)條件復雜和開采規(guī)模的擴大、開采集約化程度的提高，導致采動誘發(fā)的應力場、煤巖體裂隙場及瓦斯流動場的變化更加復雜多變，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氣候。工業(yè)對煤炭的需求量大，而新鄉(xiāng)所轄 8 個縣市僅有 2 座 煤礦，煤炭資源短缺，產(chǎn)品供不應求。據(jù)鉆孔揭露資料，地層分布具有以下特點： 二 1 煤上覆基巖長期受風 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院 畢業(yè)設計 7 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。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無煙煤。井田的地壘型構造單元使井田四周的主要含水層均低于本井田，井田三面構成了相對隔水邊界，唯一接受補給的是井田東北部的 二 1 煤層露頭。 951孔、 4002 孔（距井筒約 600m）均對底部含水層包括 “底含”進行了抽水試驗，抽水深度分別為 ～ 、 ～ ，抽水結果：單位涌水量 ～ ,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，通過對斷層帶抽水，其單位涌水量 ～ ，滲透系數(shù) ～ ，說明斷層具有一定的富水性。 ～ 12176。 中原工學院 畢業(yè)設計 11 井田勘探程度 原精查地質(zhì)報告提供本井田水文地質(zhì)類型為三類二亞類三型，后井檢孔施工補作水文地質(zhì)工作后，地質(zhì)部門對井田水文地質(zhì)類型重新進行了評價， 省煤炭工業(yè)技術委員會組織評審后，省煤炭工業(yè)局對水文地質(zhì)類型進行了批復，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)條件中等偏復雜類型。區(qū)內(nèi) 5個鉆孔穿見，煤厚 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型煤層。風氧化帶內(nèi)煤層原煤水分、灰分、揮發(fā)分明顯增高，發(fā)熱量降低，結構疏松，密度變小。河南省國土資源廳豫國資采劃字［ 2021］ 042 號文批復，本礦區(qū)范圍由 8個拐點圈定，拐點坐標為： 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 井田走向長約 ，傾斜寬約 ～ ，面積 。 附：礦井可采儲量匯總表 222。 項 目 水 平 中原工學院 畢業(yè)設計 15 （ 3） 井筒及工業(yè)廣場煤柱：井筒及工業(yè)廣場煤柱按巖層移動角留取，其參數(shù)選取為：表土層移動角φ =41176。 礦井設計年生產(chǎn)能力的確定 礦井設計年生產(chǎn)能力主要取決于地質(zhì)條件、煤層開采技術條件及可采的煤炭資源量等綜合因素。為 使礦井生產(chǎn)能力有適應市場需要而調(diào)整的余地，設計主要提升環(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 戶搬遷費計入初期投資， 400 戶攤入成本。 中原工學院 畢業(yè)設計 17 大巷布置 425水平設置軌道運輸大巷和膠帶運輸大巷。 村莊搬遷規(guī)劃 本井田內(nèi)有四個自然村莊，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)敷設灑水管、動力及信號電纜。正是由于鉆井施工存在井筒偏斜問題，國內(nèi)提升井筒多采用凍結法施工，考慮到本礦表土段礫石層多有利于凍結而不利于鉆進的特點，故設計推薦表土段按凍結法施工，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，凍結深度為 485m。 第二種；瀝青板夾層雙層鋼筋砼復合井壁結構 中原工學院 畢業(yè)設計 19 這種復合井壁結構與第一種復合井壁結構最大的不同是以 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：凍結上段壁厚 1100mm，其中內(nèi)壁厚 600mm，外壁厚 500mm，凍結下段壁厚 1600mm，其中內(nèi)壁厚 850mm，外壁厚 750mm。 空重車線長度及列車調(diào)車方式 副井井底兩側分設空重車線，空重車線長度按礦井后期 1列車牽引 20輛 1噸礦車組成考慮，各為 1列長計 50m。兩個方案相比，“半上提” 方案增加主井井筒長 25m，增加清理撒煤斜巷長 60m，且主井底還要增加排水設施，顯然不如 “全部上提” 方案優(yōu)越。 井下爆破材料庫 井下爆破材料庫為壁槽式，容量為 900kg，位置在距井底 400m 的軌道運 輸石門一側。屬近水平發(fā)育的煤層，礦井沼氣等級屬低沼。 工作面刮板輸送機選用 SGB630180 型可彎曲刮板輸送機，功率 90 2kw，鏈速，輸送能力 450t/h。 回采工作面長度及年進度 回采工作面長度確定為 130m，生產(chǎn)當中根據(jù)煤層及構造具體條件可適當調(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、矸及輔助運輸方式、采區(qū)通風和排水 煤炭運輸系統(tǒng) 回采工作面煤炭→ 膠帶運輸順槽→膠帶運輸大巷→膠帶運輸石門及上倉斜巷→井底煤倉→主井箕斗→地面。 巷道支護方式巖巷以錨噴支護為主，煤巷采用砌碹和工字鋼支護。萬噸掘進指標為 、 2538 m3/萬 t。 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。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。 上述儲量計算所采用的煤層最低可采厚度為 ，最高灰分 40