【正文】 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 3t 箕斗 一對 1t 罐籠 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 21 井底車場及硐室 井底車場形式 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)輸石門的相對位置及進(jìn)出車方位，井底車場形式采用單環(huán)刀把式。 水倉清理設(shè)置有清倉絞車，清倉方式為人工清理。 回采工作面采煤運(yùn)輸主要設(shè)備選型如下： 采煤機(jī)選用 MG150 型雙滾筒采煤機(jī)，功率 150kw，采高 2m，滾筒直徑 ，牽引速度 0～ 6m/min，截深 ，生產(chǎn)能力 400t/h。采區(qū)內(nèi)不需做上山，利用兩條運(yùn)輸大巷直接開掘工作面順槽和工作面開切眼，采區(qū)巷道布置十分簡單。軌道運(yùn)輸大巷（進(jìn)風(fēng)）凈斷面 ，膠帶運(yùn)輸大巷（ 回風(fēng) ） 凈斷面 ，順槽斷面 。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 。煤層結(jié)構(gòu)簡單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。 據(jù)調(diào)查，與本礦煤層賦存條件相近的陳四樓礦井一個傾斜長壁高檔普采工作面（長度 130m，采高 ），年產(chǎn)量已達(dá) 50 萬噸左右，平均月產(chǎn) 4～ 5 萬噸。 巷道斷面及支護(hù)形式 巷道斷面根據(jù)通風(fēng)、運(yùn)輸設(shè)備及行人要求按最大確定。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 32 第六章 通風(fēng)和安全 概況 如第一章和第二章所述，煤層沼氣含量低、礦井屬低沼等級，煤塵無爆炸性，煤層不自燃，開采技術(shù)條件簡單。礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具 有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力，當(dāng)井下一旦發(fā)生災(zāi)害性事故所選擇的通風(fēng)系統(tǒng)能將災(zāi)害控制在最小范圍，并能迅速恢復(fù)正常生產(chǎn)。 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。回風(fēng)經(jīng)爆破材料庫專用回風(fēng)巷直接引入回風(fēng)流中。 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 29 礦井以一個采區(qū)一個高檔普通機(jī)械化采煤工作面和三個掘進(jìn)工作面保證礦井產(chǎn)量。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。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 27 第五章 準(zhǔn)備方式 概述 對于本礦的近水平煤層，既適應(yīng)傾斜長壁布置也適應(yīng)走向長壁布置，兩種布置方式相比較，顯然傾斜長壁布置方式具有井巷工程量少、投資省、建井工期短、運(yùn)輸環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流經(jīng)副井→井底車場→軌道運(yùn)輸大巷→第一中部車場→軌道運(yùn)輸順槽→回采工作面→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 → 總回風(fēng)巷→主井→排出地面。 F21斷層以南的地段平緩開闊、構(gòu)造簡單、煤層控制可靠、儲量級別高、緊靠工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，有利于減少初期工程量和建設(shè)工期，因此設(shè)計選為礦井的首采區(qū)。 根據(jù)吳村煤礦開采實際情況，本區(qū)頂層煤媒質(zhì)較硬，放頂煤開采難以實現(xiàn)。 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。 （ 2）副井：凍結(jié)上段壁厚 1200mm，其中內(nèi)壁厚 650mm，外壁厚 550mm； 凍結(jié)下段壁厚 1800mm，其中內(nèi)壁厚 950mm，外壁厚 850mm。 井筒基巖段預(yù)計涌水量不大，確定采用普通方法施工。 北程村和后北程村位于首采區(qū)內(nèi)，村莊總面積 ,總戶數(shù)為 615 戶，礦井投產(chǎn)后北程村應(yīng)全部搬遷，后北程村部分搬遷，兩個村莊搬遷總戶數(shù) 500 戶，其中 100戶搬遷費(fèi)計入礦井初期投資，其余攤?cè)肷a(chǎn)成本。由于煤層為近水平、傾角 3176。設(shè)計對 ：經(jīng)計算礦井建設(shè)規(guī)模 ，服務(wù)年限 ；礦井建設(shè)規(guī)模 ，服務(wù)年限 。 礦井可采儲量匯總表 單位： kt 表 222 煤層 水平 （ m） 地質(zhì)儲量 （ A+B+C） 永久煤柱損失 開采 損失 可采 儲量 防水 邊界 斷層 工廣 小計 二 1 425m 以淺 45320 15828 885 3568 2464 22745 5644 16931 425m 以深 25070 3431 2105 1898 6434 4659 13977 合計 70390 15828 3316 5673 4362 29179 10303 30908 各類永久煤柱留設(shè)的原則 淺部防水煤巖柱留設(shè)：留設(shè)淺部防水煤巖柱的目的是，不允許導(dǎo)水裂隙縫帶波及第三四系底部含水層。 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中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 12 ，即 隔水層將 承受 1 kg/cm2壓力。石炭系太原組含煤 9層，僅一 2 煤層全區(qū)發(fā)育，普遍可采。 地質(zhì)報告對礦井涌水量的預(yù)算分別采用了“大井法和“比擬法”兩種方法，由于礦井主要含水層僅抽水一次，故“大井法”采用的參數(shù)代表性較差，預(yù)算結(jié)果誤差相對較大。在無較大斷層影響時，該含水層距 二 1煤層較遠(yuǎn)，平均為 ，且與上段 L8灰?guī)r含水層之間無水力聯(lián)系，因此對 二 1煤層開采影響不大。砂礫石直徑 2～ 8cm，一般 3cm 左右，呈互層狀發(fā)育，一般在東西方向上發(fā)育較穩(wěn)定，南北方向上不穩(wěn)定且具相變性。區(qū)內(nèi) 5個鉆孔穿見，煤厚 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型煤層。井田基本構(gòu)造形態(tài)為一向南西傾伏的寬緩背斜。四季多為東北風(fēng)，最大風(fēng)速為 18m/s。 礦井通風(fēng)是礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，它供給礦井新鮮風(fēng)量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的氣體和粉塵，保證井下風(fēng)流的質(zhì)量 (成分、溫度和速度 )和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，提供良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故，保障井下人員身體健康和生命安全，保護(hù)國家資源和財產(chǎn)，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占有非常重要的地位。 礦井通風(fēng)技術(shù)是煤礦治理瓦斯、煤塵及火災(zāi)的基礎(chǔ)，合理高效的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全 生產(chǎn)的基本保障 。 據(jù)河南省地震局資料記載，本區(qū)曾發(fā)生過多次地震， 其中最大一次的地震是 1587年 4月 10日在修武縣發(fā)生的六級地震， 基本烈度為Ⅶ度。井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等偏簡單。一 2 煤結(jié)構(gòu)較復(fù) 雜，普遍含夾矸 1～ 4層，夾矸厚 ～ ，平均 。垂深 50m 以淺為空隙潛水，井田周圍水井調(diào)查資料：井深 30～ 40m，單井流量 80～ 120m3/h，水位埋深 7～ 10m。 主要隔水層： （ 1）、 二 1煤層底板隔水層：位于 二 1煤層與 L8 灰?guī)r之間，主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及薄層灰?guī)r組成，厚 ～ ，平均 ，該中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 9 層段巖性致密，裂隙不發(fā)育，透水性較差，隔水性良好，是阻隔 L8 灰?guī)r水進(jìn)入 二 1煤層礦坑的重要隔水層。而采用吳村煤礦生產(chǎn)資料所進(jìn)行的 “比擬法”預(yù)算結(jié)果較為客觀，可以作 為設(shè)計依據(jù)，其預(yù)算的礦井涌水量為： 425m 水平 正常涌水量 1260m3/h 最大涌水量 1890m3/h 全井田 正常涌水量 1320m3/h 最大涌水量 1980m3/h 開采技術(shù)條件 瓦斯 本井田 二 1煤層瓦斯取樣 9 層次，取樣深度在 ～ 之間瓦斯成分主要以 N2為主，瓦斯含量中 CH4含量甚微，有 4 個樣 CH4含量為 0，最高為 。 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。依據(jù)焦作礦務(wù)局開采經(jīng)驗， ～ 厚隔水層可承受 1kg/cm2水壓來推斷，本井田 二 1煤層底板隔水層的承受能力基本處于極限狀態(tài)，未來生產(chǎn)當(dāng)中，底板灰?guī)r的富水區(qū)域存在有突水可能性，應(yīng)加強(qiáng)防范，一方面要保護(hù)煤層底板隔水層的完整性，另一方面要根據(jù)實際情況，采取底板注漿加固隔水層等有效技術(shù)措施。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》及《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中有關(guān)防水煤巖柱留設(shè)的規(guī)定，經(jīng)計算頂板基巖40m 高度內(nèi)應(yīng)全部留作防水煤巖柱；頂板基巖 40～ 50m 高度之間，建議 二 1 煤層進(jìn)行限厚開采，限采厚度為 2m。參照《礦井設(shè)計規(guī)范》對中型礦井服務(wù)年限一般為 50 年的要求， 規(guī)模其服務(wù)年限偏短。 ～ 5176。礦井投產(chǎn)約第十年搬遷趙屯村，約第二五年搬遷南程村。 我國自 1995年開始采用凍結(jié)鑿井法以來，井壁結(jié)構(gòu)得到了不斷的改進(jìn)，從早期的單層砼井壁到雙層鋼筋砼井壁，再到目前深井凍結(jié)中廣泛使用的復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)?；鶐r段壁厚 400mm。煤倉位置位于車場水平以上 25m 至 45m，煤倉與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長 13m。所以，本礦井選用分層開采，全部冒落法管理頂板。首采區(qū)走向長 ，傾斜寬 ～ ，面積 ，可采儲量 5623kt。 采區(qū)排水 首采區(qū)均為俯斜開采，工作面及采空區(qū)水通過順槽水溝自然流入大巷水溝，匯入井底主副水倉，由主排水泵經(jīng)副井排至地面。故設(shè)計確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長壁工作面布置方式。石炭系太原組含煤 9層，僅一 2 煤層全區(qū)發(fā)育，普遍可采。工作面長度 130m，采高 2m，每循環(huán) ，每天 個循環(huán)， 年推進(jìn)度 1170m，其工作面生產(chǎn)能力為： A=130 2 1170 106 =式中： —— 煤層容重（ t/m3） —— 工作面回采率。 其他主要硐室名稱及位置 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 30 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 臺水泵。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 31 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SZD630/75 型，功率 75kw，鏈速 ， 輸送能力 450t/h。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 33 通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方式為抽出式，結(jié)合井田開拓方式，礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 乳化液泵選用 XRB2B80/200 型兩臺，配套乳化液箱型號為 XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量 80L/min。車場繞道及清理撒煤通道 內(nèi)分別布置消防材料庫和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。一個采區(qū)來保證礦井年產(chǎn)量。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。 準(zhǔn)備方式 地質(zhì)特征 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。開拓、準(zhǔn)備巷道斷面形狀以拱形斷面為主，回采巷道采用梯形斷面。故設(shè)計確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長壁工作面布置方式。軌道順槽配備有乳化液泵、 調(diào)度絞車、煤層注水設(shè)備等。 水倉容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式 V=2（ Q+3000）計算為 8640m3，相中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 22 當(dāng)于 。 附：井筒特征表 最后需要指出的是，由于本礦井筒凍結(jié)深度將超過目前全國紀(jì)錄 50m，所以凍結(jié)鑿井施工存在一定的難度，要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，為此設(shè)計將下述課題列為科研及新技術(shù)創(chuàng)新項目，成立由科研、設(shè)計、建設(shè)及施工單位組成的技術(shù)攻關(guān)小組，共同努力攻克本礦井凍結(jié)施工中的技術(shù)難題，確保井筒質(zhì)量和礦井建設(shè)順利進(jìn)行，為我國凍結(jié)鑿井技術(shù)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝簡單，施工進(jìn)度快，造價低，效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。村莊搬遷是 一個復(fù)雜的社會工程，礦方要認(rèn)真組織實施。水平標(biāo)高的確定，設(shè)計曾考慮過 400m和 425m 兩個水平標(biāo)高方案，為兼顧上下水平傾斜長 度和合理的服務(wù)年限， 最終確定水平標(biāo)高為 425m。省計委對程村礦井建設(shè)項目建議書和可行性研究報告的審查中，根據(jù)與會專家的意見，批復(fù) 同意礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為。 （ 1） 斷層煤柱；斷層每側(cè)按 50～ 70m 留取煤柱，斷層煤柱損失為 5673kt，不包括井田邊界斷層煤柱。故礦井建設(shè)和生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)引起 足夠重視，需留設(shè)斷層煤柱。煤層結(jié)構(gòu)簡單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。分析井田瓦斯低的原因，主要是 二 1煤層頂部基巖薄，地壘型構(gòu)造有利于瓦斯逸 散所致。該段厚 ～ ，是太原組上、下灰?guī)r含水層之間的重要隔水層。垂深 200m 以深無抽水資料，從鉆孔取芯結(jié)果看，該段砂礫石層松散無膠結(jié)、空隙率大，和上部含水層巖性對比一致，富水性推斷為中等以上。 詳見可開采煤層特征表 122。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。 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況及主要建筑材料供應(yīng)情況 本區(qū)地處豫北平原，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件好，盛產(chǎn)小麥、玉米、大豆和棉花。為了解決煤礦通風(fēng)的難題，總結(jié)礦井通風(fēng)的豐富經(jīng)驗和科研成果，促進(jìn)煤礦安全技術(shù)的發(fā)展，減少和杜絕煤礦事故的發(fā)生。在目前的能源供應(yīng)條件下，對高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井，不可能采取停產(chǎn)關(guān)閉的措施。年降雨量 ～ ，平均 ，降雨多集中于六 ～ 八三個月。 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。煤層結(jié)構(gòu)簡單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。故本井田形成了相對孤立的水文地質(zhì)單元。該含水層 巖溶裂隙較發(fā)育，富水性較強(qiáng)，但不均一。故礦井建設(shè)和生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)引起足夠重視，需留設(shè)斷層煤柱。