【正文】 儲量比較均衡的雙翼井田，應盡量避免井筒偏于一側，造成單翼開采的不利局面。表49 方案三副立井主要數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)井筒項目凈直徑/m厚度/m支護形式煤巖類型凍結深度支護厚度/m副立井表土段840鋼筋混凝土＜300＜1200基巖段8505混凝土中硬500表410 方案三井底車場主要數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)巷道項目長度/m斷面積/ m178。3）粗略經(jīng)濟比較以上三種方案在技術上都各有優(yōu)勢，需要先進行粗略經(jīng)濟比較選出明顯不經(jīng)濟者：各方案主要數(shù)據(jù)及經(jīng)濟費用見下表444444444411。2）技術比較方案一：雙立井單水平加暗斜井開拓方式優(yōu)點：①適應性強，技術成熟可靠； ②井筒短，提升速度快，提升能力大；③通風斷面大，風阻小，滿足大風量要求；④對于開采深部賦存煤層有長處。2）階段劃分本礦井的開拓方式可采用一水平或兩水平。2）井底車場將為整個礦井服務，服務年限長，故需要布置在煤層底板較堅硬的巖層中。 開采水平數(shù)目、位置和標高的確定本礦井內(nèi)煤層標高從120 m到520 m，垂直高度約為400 m。為考慮長期運輸?shù)男熊嚢踩凸芾恚M量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側。（3）不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件，及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，設立主副井筒各一個，主井用來提升煤炭，副井用來運送人員、材料、矸石及通風等。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。在解決開拓問題時，應遵循下列原則：1）貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。煤層傾角25176。運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。第一水平服務年限的計算公式為： T1= （32）式中： T1——第一水平的服務年限，a；Zk1——第一水平的可采儲量，萬t；K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設計生產(chǎn)能力，萬t/a。 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限 確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》：礦井設計生產(chǎn)能力應根據(jù)資源條件、開采條件、技術裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。)= km2則工業(yè)廣場的煤柱量為：Zi＝SMR (23)式中：Zi——工業(yè)廣場煤柱量，萬t； S ——工業(yè)廣場壓煤面積， km2。表21 工業(yè)廣場占地指標表井型（萬噸/年）指標（公頃/10萬噸）400～600～240～300～120～180～45～90～備注：（指標中中小井取大值，大井取小值）表22 巖層移動角廣場中心深度/m煤層傾角/176。）507= 萬t；F2斷層：1050/（cos8176。斷裂構造是井田最為重要的構造形式，它不但構成了井田邊界，而且直接影響采區(qū)的劃分，同時在井田內(nèi)廣泛存在，是采掘生產(chǎn)和井巷工程所要解決的最主要的地質(zhì)問題。圖12 9煤焦炭轉鼓篩分試驗結果（4）煤的工業(yè)用途評價井田內(nèi)各煤層均屬氣煤，小牌號為氣煤1號和氣煤2號，根據(jù)9煤鐵箱試驗結果，煤的結焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，可考慮煤的綜合利用。表19 荊各莊礦精煤元素分析表 單位：%煤層CrHrNrOr9～（18）～（18）～（18）～（17）（2）有害組分①灰分：荊各莊礦煤層灰分變化較大，可采煤層的煤樣灰分及毛煤灰分統(tǒng)計見表110。 煤質(zhì)、牌號及用途1）煤的物理性質(zhì)與煤巖特征荊各莊井田各煤層均屬腐植質(zhì)煤，通過肉眼鑒定，顏色一般為黑色，玻璃光澤。 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況礦區(qū)內(nèi)地面標高為30～，歷史最高水位為+，主要含水層為第四系孔隙含水層，二迭系的砂巖裂隙含水層，太原組灰?guī)r溶隙含水層，奧陶系灰?guī)r溶隙含水層。呈灰綠色或淺灰色，顆粒成分以乳白色石英為主，約占70%，含有燧石、云母片及藍色、紅色、綠色、紫色礦物巖屑，分選及磨圓度均較差，具水平、斜交及收斂型層理，泥質(zhì)、鈣質(zhì)及高嶺土質(zhì)孔隙膠結，含有完整的植物葉片及高特木化石。在本組頂部出現(xiàn)了大陸河流沖積相沉積。3）二疊系下統(tǒng)P1下界為10煤頂板之泥巖頂面，為整合接觸。趙各莊組C32：下限為趙各莊灰?guī)rK6頂板，上限為10煤頂板泥巖之頂界面。 m，以粉砂巖為主，粘土巖含量減少，各種巖石所占的百分比為：%，%，%，%。（1）石炭系中統(tǒng)——唐山組（C2）直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r之上，上至K3唐山灰?guī)r頂界面，一般厚度75 m。后種巖石多賦存于本組地層上部。2）可采煤層特征9煤：～ m， m，煤層傾角為0176。，具有封閉形態(tài)的特點，說明煤系地層有著充沛的補給水源，礦床水是不能疏于的。煤系地層中有兩個主要含水層，其一為煤5以上砂巖裂隙含水層距煤9在75米，另一是煤12底至煤15之間的砂巖裂隙含水層。盆狀向斜的邊緣較中部地層產(chǎn)狀急陡，一般在25度－50度之間，邊緣急陡部分的寬幅約500m，中部產(chǎn)狀平緩，傾角由幾度至十幾度，略有波狀起伏，沉降最深部位偏居西南，與西翼陡邊相鄰。用電取自于華北電力網(wǎng), 電力供應有可靠,穩(wěn)定的保障。本地的結凍期從每年的10月上旬開始，至次年4月下旬解凍，土壤凍結深度29cm，積雨最大厚度為21cm。流經(jīng)本區(qū)東南邊的陡河，發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱管河，發(fā)源于豐潤縣福山寺管泉，西支稱泉水河，發(fā)源于豐潤縣趙莊上水路。交通十分方便，鐵路：一條通往陡河電廠的專用線，并與呂陡線在井田交匯；另一條經(jīng)馬家溝礦業(yè)公司與京山線的開平站相聯(lián)。 本設計礦井一水平在360m，在一水平上根據(jù)礦井實際地質(zhì)條件，將一水平分成四個帶區(qū)和一個采區(qū)，由西南向依東北次命名為：西一帶區(qū)、西二帶區(qū)、北一帶區(qū)、北二帶區(qū)、西北采區(qū)。本設計是開灤集團荊各莊礦9。地面標高+30～+78m，可采煤層共1層，即9。采用“四從東往西有巍山（＋290m）、鳳山（＋180m）、小梁山（＋100m）和菀豆山（＋38m），由菀豆山向西南傾沒于平原之下。陡河及陡河水庫雖然距井田區(qū)較近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對本礦充水沒有直接的影響。長期觀測表明，該礦礦井涌水量對大氣降水反應極不敏感，因為井下至地面有近400m厚的地層，且無直接的通道，從而使大氣降水不能直接泄入井下。煤田古生代地層廣泛分布，石炭二疊系為含煤巖系，各系、統(tǒng)間多以整合或假整合接觸。②斷裂構造荊各莊礦斷裂構造發(fā)育，按其走向大致可以分為三組：，主要分布在井田西翼邊緣地帶，延伸長度2001300m。，在地層正常序列下，與奧陶紀石灰?guī)r為不整合接觸，阻隔了之間的水力聯(lián)系，奧陶紀水對礦床開采沒有直接危害。179。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化不大，最厚點在西翼帶區(qū)灣36孔。含水性甚強，裂隙及孔洞內(nèi)有淺灰淺黃色鋁土巖充填物，這是鑒定古風化殼的重要證據(jù)。本組中含三層薄層石灰?guī)r，均含有豐富海相動物化石，由下而上簡稱為KKK3石灰?guī)r。本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r，由下而上命名為KKK6，其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖，時而接近鈣質(zhì)粘土巖。巖相組合主要是瀉湖海灣相和泥巖沼澤相交替沉積，同時在瀉湖海灣相之后出現(xiàn)有湖濱三角洲相。（1）大苗莊組P11上限為5煤頂板的中粗粒砂巖底界面，此層位受古河流沖刷，沖蝕的下切深度并不相同，在井田西部不僅5煤受剝蝕，8煤、均受不同程度的影響。上限為A層鋁土質(zhì)粘土巖之頂板。以中細砂巖為主，成分主要是石英，其次為長石，少量的燧石及云母片。 沼氣、煤塵及煤的自燃性 1）瓦斯情況荊各莊礦瓦斯等級為低瓦斯礦井。煤巖類型一般為光亮型或半光亮型、次為半暗型（表17）。③磷分：～%，9煤中磷煤。但由于地質(zhì)構造復雜，相當一部分斷裂仍是推定的。 井田境界確定的依據(jù)（1）井田范圍、儲量、煤層賦存、開采條件與礦井開采能力相適應；（2）保證礦井有合理的尺寸；（3）充分利用各井田邊界劃分井田境界；（4）合理規(guī)劃礦井開采范圍、處理好相鄰礦井之間的關系；（5）經(jīng)濟效果較好。煤層對比可靠，屬于A級儲量。2）工業(yè)廣場煤柱根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》中礦井工業(yè)廣場，占地指標的規(guī)定，～（見表21），礦井生產(chǎn)能力越小，取值越大，為中型礦井，則工業(yè)廣場占地面積為：90104m2 本礦井設計生產(chǎn)能力為90萬t/a，所以取工業(yè)廣場的尺寸為300 m390 m的長方形。γ/176。所以，本礦井設計年工作日數(shù)為300天。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模，否則應縮小規(guī)模；3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)只有9號煤層可采，煤厚7 m，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。礦井投產(chǎn)前期采用中央并列式通風，后期采用兩翼對角式通風。600及以上8040——300～5007035——120～2406030252045～90502520159～30各省自定4井田開拓 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。：井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。②為加快掘進的速度，減少掘進費用，井筒應盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。不僅要考慮有利于第一水平，還應兼顧其他水平，適當考慮井筒延伸的影響。同時本礦地質(zhì)條件簡單，井型大，應盡量采用先進的技術提高效益，所以決定采用帶區(qū)布置方式，并增加條帶的推進長度，于是將礦井分為兩個階段。但利用這種方法延伸時，致使井筒同時擔任生產(chǎn)和延伸任務，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時技術難度較大，礦井將短期停產(chǎn)。表41 階段劃分參數(shù)階段名稱條帶斜長/m階段垂高/m實際出煤/萬t服務年限/a一階段1238240二階段13252002666 方案比較1）提出方案根據(jù)以上分析，結合地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達產(chǎn)快、安全、高效的原則，設計提出了三種在技術上可行的開拓方案：方案一：雙立井單水平加暗斜井延深開拓方式；雙立井開拓，采用暗斜井延深。缺點：①總的巖石巷道長度大，初期投資大；②通風線路長，通風阻力大，費用增加；③初期工程量大，建井時間較長；④輔助運輸時間長。支護厚度/mm主暗斜井基巖段16半圓拱形115020100數(shù)據(jù)巷道 項目長度/m斷面積/ m178。表412 方案一和方案三經(jīng)濟費用匯總項目方案一方案三立井單水平加暗斜井開拓主斜副立兩水平開拓費用/萬元百分比/%費用/萬元百分比/%基建費用100135生產(chǎn)費用100135總費用100135在上述經(jīng)濟比較中需要說明以下幾點：1）兩個方案采區(qū)巷道布置基本相同，回采巷道內(nèi)的運輸費用和采區(qū)巷道維護費用基本相同，因此未參與比較；2）由于采用采區(qū)布置的區(qū)域計劃在后期開采，所以兩方案中360水平大巷將在整個服務年限那維護使用，同時井筒、井底車場、主石門、階段大巷和總回風巷均布置在堅硬的巖層中，它們的維護費用低于5元/a2）井口位置坐標依據(jù)本井田的儲量分布圖，及剖面圖．考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個井田的儲量中心，坐標為：主井坐標：經(jīng)度4200922，緯度20709748副井坐標：經(jīng)度4200989，緯度207097803）井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護井筒支護的要求：（1）井筒支護應結合具體圍巖條件優(yōu)先考慮錨噴支護。詳見主副井井筒斷面圖42和43。它聯(lián)系著井筒提升和井下運輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風、排水、供電和升降人員等各項工作服務，是井下運輸?shù)目倶屑~。主井井底散煤采用礦車處理，用絞車提升至車場水平。其它硐室有調(diào)度室、架線電機車庫及修理間、醫(yī)療室、蓄電池電機車庫及充電硐室、井下火藥庫、消防材料庫、防火門硐室、人車站等。②材料車線有效長度式中 ——材料車線有效長度，m；——材料車數(shù)，輛；——每輛材料車帶緩沖器的長度，m。26′062300285251152ZDC630/3/15對稱18176。55′30，a1=2064mm，b1=2736mm，M=25325mm β=691