【正文】 真密度 TKD 14401 3 14501 23 14502 3 14503 3 平均 3 煤層開采技術(shù)條件 瓦斯 據(jù)鉆孔資料，二 1煤層瓦斯分析結(jié)果見表 123。 如表 131 所示 綜上所述，區(qū)內(nèi)二 1 煤層層位穩(wěn)定，全區(qū)大部可采，局部厚度變 化較大，結(jié)構(gòu)簡單，受滑動構(gòu)造影響局部具無煤帶，結(jié)合周邊二 1 煤層發(fā)育情況，綜合評價二 1煤層應(yīng)屬較穩(wěn)定煤層。 煤層特征 含煤地層 本區(qū)含煤巖組為石炭系 —— 二疊系地層，地層總厚約 660m，由下至上可劃分為九個煤組。 Ⅲ、斷層附近必須留足安全煤柱，防止構(gòu)造帶水進(jìn)入礦井。區(qū)內(nèi)二 1 煤層主要充水含水層為其頂、底板含水層，該含水層在淺部接受大氣降水的補(bǔ)給，并沿地層走向和傾向向北、北西方向逕流排泄。 構(gòu)造帶水文地質(zhì)特征 本區(qū)位于潁陽～蘆店向斜南翼，地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)主要表現(xiàn)為蘆店滑動構(gòu)造上部系統(tǒng)覆蓋下的一個單斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)發(fā)育有 NW 和 NE 向兩組斷裂。 ⑹、本溪組隔水層 由鋁土巖和鋁土質(zhì)泥巖組成，沉積連續(xù)，層位穩(wěn)定，平均厚度 ，巖石致密，節(jié)理、裂隙不發(fā)育。 該含水層距二 1煤層底平均為 ，為二 1煤層底板直接充水含水層，對開采二 1煤層有直接影響，是礦井水疏排的直接對象。 m，滲透系數(shù) K＝ ～ ／ d。 ⑴、寒武 —— 奧陶系灰?guī)r含水層 主要是指寒武系上統(tǒng)鳳山組和奧陶系中統(tǒng)馬家溝組地層，巖性主要由白云質(zhì)灰?guī)r和角礫狀石灰?guī)r組成。另外，由于滑動構(gòu)造影響，使滑面附近地層傾角局部增大，如 14303 孔。 上盤：又稱滑體，主要由三疊系下統(tǒng)圈門組、二疊系上統(tǒng)石千峰組及石盒子組組成，總體為一軸向 NE— SW 的鳳凰嶺背斜，是由滑動構(gòu)造引起的反卷背斜。 下盤：即前已述及的單斜及隱伏斷裂構(gòu)造，主要由 P1S、 C3t、 C3b、O2m、∈及其它變質(zhì)基底組成。該斷層僅有 14201 孔控制，斷距 10m?？傊摂鄬釉跍\部有控制，深部有一定擺動。通過作圖分析該斷層在 143 和 144 兩剖面線之間可能存在一條 NW走向并夾持于蘆 F13和蘆 F14斷層之間的蘆 F13支斷層，斷距約 50m。；地層產(chǎn)狀沿走向和傾向均有一定的變化，區(qū)內(nèi)還發(fā)育有NW、 NE 和近 EW 向三組斷裂，現(xiàn)簡述如下： ㈠、褶曲 本區(qū)發(fā)育的主要褶曲是鳳凰嶺背斜，軸部位于礦區(qū)中部的柿樹林～趙家溝一線，軸向 NE～ SW，該背斜為一不對稱背斜，軸部出露地層為石千峰組上段中部地層，兩翼出露地層為石千峰組上段上部和三疊系金斗山砂巖，西北翼地層傾角 4～ 11176。厚度大于 ，為特征突出，巖性單一的良好標(biāo)志層。 六煤段厚 ～ ，平均厚 ， ⑵、上統(tǒng)（ P2） 下自田家溝砂巖（ St）底界，上至金斗山砂巖底界，厚 ，劃分為上石盒子組和石千峰組。中部為二 1煤層，厚 0～ ，平均 ，為黑色粉狀、碎粒狀，局部含一層夾矸。 ①、山西組（ P1s） —— 二煤段 自 L9石灰?guī)r頂至砂鍋窯砂巖底，為一套灰～深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及中粒砂巖為主組成的含煤地層，即二煤段。含煤 2 層，均 不可采。 ①、下部灰?guī)r段 自太原組底界值 L4石灰?guī)r頂界，主要由灰～深灰色石灰?guī)r、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和煤層組成，含石灰?guī)r 4層（ L1～ L4），常合并為 1～ 2 層，中夾泥巖或砂質(zhì)泥巖薄層。巖性為淺灰～深灰色石灰?guī)r及 角礫狀石灰?guī)r，與下伏寒武系上統(tǒng)地層呈平行不整合接觸，厚度大于 。煤厚 — 10m，一般厚 5m，變化較大，礦井水主要為頂板砂巖水，水量 54t/h，屬高沼礦井。夏秋季節(jié)炎熱多雨，冬春季節(jié)寒冷干旱，據(jù)登封市氣象站近五十年的資料顯示，本區(qū)降水多集中在七、八、九月，約占全年降雨量的 65％，年降雨量 ～ ，一般 600～800mm；年平均氣溫 ℃，七月份最熱，歷年最高氣溫高達(dá) ℃；元月份最冷，歷年最低氣溫 ℃、最大凍土深度 20cm。 交通位置圖見圖 111。第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 地理位置 鄭州市慧祥煤業(yè)有限公司位于河南省登封市東南 17km 處，行政區(qū)劃隸屬登封市大冶鎮(zhèn)管轄，其地理坐標(biāo)為：地理坐標(biāo)；東經(jīng) 113176。區(qū)內(nèi)公路均為柏油 公路，交通較為便利。 本區(qū)屬大陸性半干旱 氣候。 煤田開發(fā)簡史 井田內(nèi)無生產(chǎn)礦井 及小窯，僅在其南部、東南部有向陽煤礦，為大冶鎮(zhèn)鎮(zhèn)辦煤礦，現(xiàn)簡述如下： 位于本區(qū)南部 2km 處， 1984 年 4 月建礦，開采二 1煤層，生產(chǎn)能力21 萬 t/a，煤層傾向北西，傾角 16— 17176。礦區(qū)南部小范圍出露。依據(jù)其巖性組合和沉積特性可分為三段。其中 L7燧石灰?guī)r厚度為 ，發(fā)育穩(wěn)定，特征明顯，為本區(qū)主要標(biāo)志層之一； L9 灰?guī)r不穩(wěn)定，常變相為菱鐵質(zhì)泥巖，為太原組與山西組分界標(biāo)志層。與下伏太原組地層整合接觸。下部巖性為灰、深灰色中厚層狀細(xì)粒石英砂巖、粉砂巖夾薄層狀、條帶狀泥巖、砂質(zhì)泥巖，呈互層狀產(chǎn)出，具波 狀、透鏡狀及脈狀層理，含植物根化石，常變相為砂質(zhì)泥巖。 五煤段巖性為灰、棕紅色砂質(zhì)泥巖，夾細(xì)～中粒砂巖薄層，厚 。 巖性主要為紫紅色厚層狀中粒石英砂巖，該組巖石質(zhì)地堅硬，抗風(fēng)化剝蝕能力強(qiáng)，形成獨特的陡峻山嶺地貌。傾向 NW，傾角 14— 22176。該斷層在本區(qū)西 部僅有 14001 一孔穿過，對接關(guān)系為上盤山西組底部與下盤太原組 L1 灰?guī)r接觸，斷失地層60m。小溝補(bǔ) W2 孔二 1 煤層斷失， W4與補(bǔ) 2 孔煤層底板等高線不 連續(xù)。斷距 10— 50m。其垂向結(jié)構(gòu)自下而上可分為下盤、主滑面和上盤三部分。在本區(qū)內(nèi)的斷層帶厚度為 — ，平均為 。因此，滑動構(gòu) 造是影響本區(qū)煤厚變化的主導(dǎo)因素。 E NW 2841 10~60 水文地質(zhì) 含水層及隔水層 根據(jù)地層時代、巖性及其含水透水特征，本區(qū)共劃分為 5 個含水層組和 3 個主要隔水層段。據(jù)區(qū)域鉆孔抽、放水資料，靜水位標(biāo)高 ～ ，單位涌水量 q＝ ～ ／ s m，滲透系數(shù) K＝ ／ d。 ⑸、山西組以上諸砂巖含水層 二疊 系、三疊系中的平頂山砂巖和金斗山砂巖的單層厚度大，厚達(dá)50～ 100m，一般距二 1 煤層較遠(yuǎn)，但當(dāng)由于滑動構(gòu)造或斷層影響時，則可能成為頂板上的重要含水層，在生產(chǎn)中要采取預(yù)防措施。正常情況下，可阻隔太原組上段灰?guī)r水進(jìn)入二 1 煤層礦床，但遇厚度較薄地段或受構(gòu)造破壞嚴(yán)重時，隔水能力會降低，甚至不起隔水作用。 地下水的補(bǔ)給、逕流和排泄 礦區(qū)處于區(qū)域地下水的補(bǔ)給和逕流區(qū)。 Ⅱ、二 1煤層底板隔水層平均厚度 10m 左右，最薄地段 4m，一般情況下具有良好的隔水性，但在構(gòu)造破壞地段，則易引起巖溶水底鼓突水，采煤過程中應(yīng)引起足夠重視。 地溫 本區(qū)深部的 1430 14602 孔孔底測溫分別為 ℃和 ℃，其二1煤層底板最低標(biāo)高分別為 和 ，故推測本區(qū)二 1煤層底板最低標(biāo)高 350m 為界，以淺地溫小于一級高溫區(qū)下限溫度（ 31℃），為正常地溫區(qū)，以深地溫大于一級高溫區(qū)下限溫度（ 31℃）而小于一級高溫區(qū)上限溫度（ 37℃），為一級高溫區(qū)。區(qū)內(nèi)鉆孔揭露該煤層，厚度為 0～ ，平均 ，煤層厚度較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，局部含一層夾矸。詳見煤質(zhì)測試結(jié)果表132。 第二章 井田開拓 井田境界及可采儲量 一、井田境界 井田邊界為南起蘆 F13斷層，北至二 1煤層底板等高線 500m 水平，西起 143 勘探線，東至蘆 F10斷層，具體的井田范圍由鄭州市慧祥煤業(yè)有限公司采礦許可證（證號： 4100000830068）提供的 10 個拐點連線圈定，詳見礦井拐點坐標(biāo)表 211： 礦區(qū)范圍拐點坐標(biāo) 表 211 拐點號 直角坐標(biāo) 緯距 X 經(jīng)距 Y 1 3817890 38429905 2 3817580 38429205 3 3817500 38428000 4 3817025 38427150 5 3815160 38428525 6 3815186 38429554 7 3815330 38430400 8 3816170 38431682 9 3816924 38431200 10 3816710 38430685 井田東西走向長 ，南北傾斜寬平均為 ，面積 。計算如下： 礦井工業(yè)資源儲量＝（ 121b） +333k ＝ + ＝ 萬 t ㈡、永久煤柱損失 各類煤柱留設(shè)原則 ⑴、工業(yè)廣場煤柱，按垂線法計算，巖層移動角參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》選取如下： 表土、沖積層移動角φ＝ 45176。 采區(qū)回采率：井田內(nèi)煤層平均厚度不超過 ，采區(qū)回采率按 80％計算。 如表 214 所示 表 214 新建礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力 （ Mt／ a） 礦井設(shè)計 服務(wù)年限 （ a） 第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限（ a） 煤層傾角 ＜ 25176。按現(xiàn)行《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》要求，二 1煤層勘查程度達(dá)到了詳查階段。 方案 I 優(yōu)點： （ 1）煤流運輸采用膠帶輸送機(jī)，其具有運量大、連續(xù)性好、效率高、增產(chǎn) 潛 力大等特點； （ 2）設(shè)備運行 安全 可靠，運營費用低； （ 3）設(shè)備及安裝和相關(guān)土建 設(shè)施 等投資低； 但斜井施工對 較軟地層適用性差，施工難度較 大，且本煤傾角較大，斜井落差太大，不利于運輸。但考慮到本礦井的規(guī)劃設(shè)計生產(chǎn)能力特別大()，初、后期實行分區(qū)開拓和生產(chǎn)，為解決大型設(shè)備整體下放，各分區(qū)均需布置大直徑的副立井，其提升設(shè)備及控制、容器及承接裝置都要引進(jìn)，投資較高。） 副斜井 B=,a=18186。 （ 1）立井臥式環(huán)形車場（ 如下 圖 示 ） 1－主井； 2－副井； 3－主井重車場； 4－主井空車場； 5－主要運輸巷道 優(yōu)點：車場的開拓工程量?。徽{(diào)車方便。 （二） 水平劃分及階段垂高的確定 主、副井井筒落底水平為 118m水平，故第一水平標(biāo)高為 118m，井田深部開采下限標(biāo)高為500m水平，若設(shè)一個水平，階段垂高為 400m，下山斜長達(dá)到 1500m，故在井田深部設(shè)第二水平，第二水平標(biāo)高為 250m水平。 采區(qū)劃分和接替 根據(jù)本 礦井煤層賦存情況，本著各采區(qū)有合理的走向長度，設(shè)計將井田劃分為五 個采區(qū)： 118m 水平為一 個上山采區(qū) （ 南 1） ， 250m 水平為一個上山采區(qū)和一 個下山采區(qū) （北 1北 2） ， +168m 輔助水平為一個上山采區(qū) （南 2） 。井筒設(shè)梯子間，布置瓦斯抽放管路，兼作礦井安全出口。副井只擔(dān)負(fù)提矸、下料、升降人員和設(shè)備。水倉設(shè)內(nèi)外兩個水倉，其中一個清理時，另一個正常使用。 初期運輸平巷位于二 1煤層中，斷面形狀為半園拱形，采用 U 型鋼支護(hù)，軌道運輸巷位于二 1 煤層底板巖石中，斷面形狀為半圓拱形，支護(hù)形式采用噴錨支護(hù)，凈斷 面 。 膠帶輸送機(jī)驅(qū)動裝置均采用防爆電機(jī)，拉緊裝置采用固定帶式輸送機(jī)液壓自動拉緊裝置，配備防打滑保護(hù)裝置、煙霧保護(hù)裝置、溫度保護(hù)裝置、堆煤保護(hù)裝置、自動撒水裝置、火災(zāi)自動滅火報 警裝置、防跑偏保護(hù)裝置、雙向拉繩開關(guān)等。 ⑸ 工作制度：年工作 300d，每天兩班運輸，每班工作 8小時。 重車組質(zhì)量 Q2≤ PgiF dyd ?? )(???= ⑶、重列車下坡制動： 機(jī)車允許制動距離 l=40m，列車制動減速度 ： b= =，電機(jī)車制動質(zhì)量 Pz =5t，電機(jī)車撒沙制動粘著系數(shù)Ψ z=。電機(jī)車充電設(shè)備選用 2 臺 KGCA90/100190KY 礦用一般型可控硅充電裝置 ,安裝在井下充電硐室， 1 臺工作， 1臺備用，能夠滿足井下防爆特殊型蓄電池電機(jī)車充電的需要 。 （ 2） 、 電 動機(jī) 絞車配套 防爆電機(jī) (37kW， 660V， 970r/min)。煤層傾角 14～ 27176。 ⑤ 提高資源回收率，減少資源損失。 首采區(qū)二 1煤采區(qū)回采率不低于 80%，工作面回采率不低于 95%，放頂煤回采率不低于 85%。 生產(chǎn)時主要材料消耗量 火藥： 1500kg/萬 t 雷管： 4500 發(fā) /萬 t （三） 采區(qū)煤炭運輸設(shè)備 設(shè)計依據(jù) 礦井裝配一個采區(qū)工作面。 ~7176。 ⑦井下破碎硐室和炸藥庫必須設(shè)有獨立的回風(fēng)道； ⑧主要通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，要求 10min 內(nèi)實現(xiàn)反風(fēng)，反風(fēng)量大于 40%。 準(zhǔn)備采區(qū)，必須在 采區(qū)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)后，方可開掘其他巷道。 開采有瓦斯噴出或有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳 ）突出危險的煤層時，嚴(yán)禁任何 2 個工作面之間串聯(lián)通風(fēng)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 本礦井瓦斯、煤塵、自燃及地溫情況 瓦斯 瓦斯主要成分由 CH CO2及 N2 組成，含少量的重 烴氣體，如乙烷和重?zé)N，瓦斯成份 CH4為 %， CO2為 %～ %，瓦斯含量為～ ，屬 CO2CH4帶。 二 1煤層是本區(qū)的主要可采煤層，賦存于山西組的下部，層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)普遍可采，但由于受滑動構(gòu)造影響，煤層具突然增厚和變薄現(xiàn)象，并在本區(qū)中部形成一條無煤帶。 礦井首采區(qū)布置在 118m 水平以淺的南一采區(qū)，該采區(qū)位于主、副井和回