【正文】 （ 3）箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼做進(jìn)風(fēng)井，如果兼做回風(fēng)井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。 設(shè)備及材料經(jīng)副井→井底車場→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)中部車場→各用料地點(diǎn)。 采區(qū)硐室 井底煤倉形式及容量 井底煤倉為圓筒立倉，凈直徑 5m，倉高 20m，容量為 350t。 儲(chǔ)量 1地質(zhì)儲(chǔ)量 程村井田批準(zhǔn)的地質(zhì)儲(chǔ)量為 166560kt。背斜北西翼地層走向近南北，傾向西，傾有 3o 左右，該翼受 F21 、 F23 、 DF2 三條斷層的切割，煤層呈條塊分布，連續(xù)性較差。煤巷掘進(jìn)頭配備有 型濕式煤電鉆、 型調(diào)度絞車、 ZYP345 型煤巷裝運(yùn)機(jī)及 BKY604X 型局部通風(fēng)機(jī)。一個(gè)采區(qū)來保證礦井年產(chǎn)量。 支架選用 DZ2230/100 型單體液壓支柱，其主要技術(shù)參數(shù)為：支護(hù)高度 ～，額定工作阻力 300KN，額定工作液壓 ，初撐力 118～ 157KN。 井底車場支護(hù)方式及工程量 井底車場巷道及硐室總長度為 ，其中巷道長 ，硐室長 。正常調(diào)車時(shí)間為 。為此原因，多數(shù)負(fù)荷井壁結(jié)構(gòu)中新近設(shè)置了金屬或者塑料可壓縮層，其可壓縮結(jié)構(gòu)的形式目前尚未成熟定型。由于粘土的不穩(wěn)定性，礫石多為含水層，故表土段不能用普通方法施工而需采用特殊鑿井。 采區(qū)劃分及開采順序 全井田為單翼開拓布置，共劃分了五個(gè)采區(qū)，其中 425m水平以上 3個(gè)， 425m水平以下 2 個(gè)。車場水平 425m，層位在 二 1煤層上約 23m 基巖內(nèi)。 以上永久煤柱損失共計(jì) 29179kt，占 全井田地質(zhì)儲(chǔ)量的 ％。 附：礦井地質(zhì)儲(chǔ)量匯總表 221。 鄰近生產(chǎn)礦井有方莊煤礦、白莊煤礦、魏村煤礦、古漢山煤礦，其礦井的充水水源多以底板灰?guī)r水為主。直接頂板之上為中細(xì)粒砂巖（大占砂巖）老頂，堅(jiān)硬一般不易垮落。 本井田 425m水平灰?guī)r靜水壓力達(dá) 51kg/cm2，而 二 1煤層底板隔水層厚度平均為，即 隔水層將承受 1 kg/cm2壓力。井田內(nèi)包括井檢孔在內(nèi)共 13 孔揭穿，僅 4001孔見該層段巖心破碎，巖溶裂隙發(fā)育，沖液量全泵量漏失，經(jīng)抽水試驗(yàn)，單位涌水量 L/，滲透系數(shù) ，水位標(biāo)高 。 煤質(zhì)特征表 123 煤層名稱 灰分 硫分 發(fā)熱量 磷含量 煤質(zhì)牌號(hào) 二 1 煤層 ％＜ 15％ ％＜ ％ ％ 無煙煤 水文地質(zhì)條件 區(qū)域及井田水文地質(zhì)條件 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 焦作煤田北部為太行山，是地下水的天然補(bǔ)給區(qū)。二迭系山西組含煤 3 層，煤層總厚 ，其中二 1煤全區(qū)發(fā)育，普遍可采，系本井田勘探和開采的主要對象。 二 水源條件 礦井可供選擇利用的水 源有兩個(gè)：一個(gè)是第三、四系沙礫石含水層的潛水，據(jù)調(diào)查本井田工業(yè)場地 300～ 700m 左右的北 ～ 北西方向和南 ～ 南西方向上共分布有 7眼水井，井深均為 30～ 40m，單井流量 80～ 120m3 /h，水質(zhì)好，可作為礦井生產(chǎn)生活用水水源。 礦區(qū) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 井田內(nèi)無常年性河流。但受諸多方面的因素制約與限制，全國煤礦事故多、傷亡重、經(jīng)濟(jì)損失大的狀況尚未得到根本好轉(zhuǎn)，致使每年煤礦事故死亡人數(shù)一直徘徊在六七千人左右，位于全國各行業(yè)之首。井田南部 20km 和 3km 處分別有新鄉(xiāng)至焦作鐵路以及吳村煤礦 —— 輝縣 —— 新鄉(xiāng)的 762mm 窄軌鐵路東西向通過，薄壁 —— 獲嘉的公路從井田內(nèi)穿過，交通十分便利。鋼材及木材通過窄軌鐵路和公路由外地運(yùn)至礦井工業(yè)場地。井田內(nèi)斷層基本上為東西向延展，呈相對集中發(fā)育 。 2 風(fēng)氧化帶厚度 對施工鉆孔的統(tǒng)計(jì)并結(jié)合井檢孔資料，巖層受風(fēng)洋、氧化作用影響的厚度為～ ，平均為 。砂巖裂隙不發(fā)育，補(bǔ)給條件較差，富水性弱，易于疏排。 礦井充水因素分析 鄰近生產(chǎn)礦井有方莊煤礦、白莊煤礦、魏村煤礦、古漢山煤礦，其礦井的充水水源多以底板灰?guī)r水為主。 地溫 據(jù)地溫測井資料，最高地溫 ℃（井田內(nèi) 4403 孔），平均地溫梯度 ℃ /百米，屬地溫正常區(qū)。因該煤層水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，同時(shí)煤質(zhì)屬中灰高硫，勘探當(dāng)中僅進(jìn)行了一 般控制了解，故勘探程度低，目前開采條件尚不具備。設(shè)計(jì)利用地質(zhì)儲(chǔ)量為 70390kt（ 二 1煤），其中 A級(jí) 8060kt、 B級(jí) 10620kt、 C級(jí) 51710kt。 β =70176。 第三章 井田開拓 概述 由 于本井田上覆第三、四系沖擊層較厚，平均厚度為 421m，且煤層埋藏較深，中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 平均深度為 500m，故采用立井開拓方式。由于井田底板灰?guī)r水壓大，存在突水可能，故大巷層位以下以不進(jìn)入底板巖層為宜。安裝梯子間作為井下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)三趟排水管、動(dòng)力及信號(hào)電纜。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝較復(fù)雜，造價(jià)較高，目前應(yīng)用較少。車場繞道內(nèi)設(shè)置材料車線，材料車線長 。 其他主要硐室名稱及位置 副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，泵房內(nèi)裝備 7 臺(tái)水泵。 順槽選用 SSJ800/90 型可伸縮帶式輸送機(jī)，功率 75kw，輸送能力 450t/h。 采區(qū)生產(chǎn)能力 礦井以一個(gè)采區(qū)一個(gè)高檔普通機(jī)械化采煤工作面和三個(gè)掘進(jìn)工作面保證礦井產(chǎn)量。 全礦井采掘工作面比為 1： 3。井田基本構(gòu)造形態(tài)為一向南西傾伏的寬緩背斜。一 2 煤結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，普遍含夾矸 1～ 4層，夾矸厚 ～ ，平均 。 采區(qū)劃分及開采順序 全井田為單翼開拓布置，共劃分了五個(gè)采區(qū)，其中 425m水平以上 3個(gè)， 425m水平以下 2 個(gè)。 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)。多數(shù)礦井的煤塵均無爆炸性，煤層也不自燃，但井下涌水量普遍較大。 （ 6）井下爆破材料庫必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。 高檔普采工作面選用雙滾筒采煤機(jī)割煤，利用 采煤機(jī)擋煤板裝煤，選用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸順槽選用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)煤。 水倉容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式 V=2（ Q+3000）計(jì)算為 8640m3，相當(dāng)于 。 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％。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。萬噸掘進(jìn)指標(biāo)為 、 2538 m3/萬 t。 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)輸石門及上倉斜巷→井底煤倉→主井箕斗→地面。 回采工作面長度及年進(jìn)度 回采工作面長度確定為 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。屬近水平發(fā)育的煤層，礦井沼氣等級(jí)屬低沼。兩個(gè)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(shè)施，顯然不如 “全部上提” 方案優(yōu)越。 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。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(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。 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)。 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? 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。 附：礦井可采儲(chǔ)量匯總表 222。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。 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)部門對井田水文地質(zhì)類型重新進(jìn)行了評價(jià)， 省煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)組織評審后，省煤炭工業(yè)局對水文地質(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。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。 （ 4）、太原組下段 L2 灰?guī)r含水層：灰?guī)r厚 ～ ，平均 。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。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。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 。 氣象及地震情況 本區(qū)屬大陸性半干旱季風(fēng)氣候。 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(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、煤巖體裂隙場及瓦斯流動(dòng)場的變化更加復(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。 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。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。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。 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(qiáng)度大，堅(jiān)硬。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”。 （ 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。 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(diǎn)之差 8176。 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。 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）。 （ 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。 礦井為來的實(shí)際生產(chǎn)能力，主要取決于外部市場條件。 開拓圖中顯示， 425m 水平標(biāo)高是十分合理的，其上下階段斜長均為 1～ ，水平上服務(wù)年限 ，水平下服務(wù)年限 。 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(fēng)井。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。 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