【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(duì) 3t 箕斗 一對(duì) 1t 罐籠 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)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(chǎng)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(duì)位置及進(jìn)出車方位，井底車場(chǎng)形式采用單環(huán)刀把式。 水倉(cāng)清理設(shè)置有清倉(cāng)絞車，清倉(cāng)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(jiǎn)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(zhǎng)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(jiǎn)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(gè)傾斜長(zhǎng)壁高檔普采工作面（長(zhǎng)度 130m，采高 ），年產(chǎn)量已達(dá) 50 萬(wàn)噸左右，平均月產(chǎn) 4～ 5 萬(wàn)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(jì) 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(jí)，煤塵無(wú)爆炸性，煤層不自燃，開采技術(shù)條件簡(jiǎn)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?；仫L(fēng)經(jīng)爆破材料庫(kù)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(jì) 29 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。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(duì)象。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第五章 準(zhǔn)備方式 概述 對(duì)于本礦的近水平煤層，既適應(yīng)傾斜長(zhǎng)壁布置也適應(yīng)走向長(zhǎng)壁布置，兩種布置方式相比較，顯然傾斜長(zhǎng)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(jiǎn)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(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→第一中部車場(chǎng)→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(cāng)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(jiǎn)單、煤層控制可靠、儲(chǔ)量級(jí)別高、緊靠工業(yè)廣場(chǎng)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(jì)選為礦井的首采區(qū)。 根據(jù)吳村煤礦開采實(shí)際情況，本區(qū)頂層煤媒質(zhì)較硬，放頂煤開采難以實(shí)現(xiàn)。 井底煤倉(cāng)形式及容量 井底煤 倉(cāng)為圓筒立倉(cāng)，凈直徑 5m，倉(cāng)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(jì)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(gè)村莊搬遷總戶數(shù) 500 戶，其中 100戶搬遷費(fèi)計(jì)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(jì)對(duì) ：經(jīng)計(jì)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(chǔ)量匯總表 單位： kt 表 222 煤層 水平 （ m） 地質(zhì)儲(chǔ)量 （ A+B+C） 永久煤柱損失 開采 損失 可采 儲(chǔ)量 防水 邊界 斷層 工廣 小計(jì) 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(jì) 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(jì) 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(bào)告對(duì)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(duì)較大。在無(wú)較大斷層影響時(shí)，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(wú)水力聯(lián)系，因此對(duì) 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(gè)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(guó)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(guó)家資源和財(cái)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(guò)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(jí)地震， 基本烈度為Ⅶ度。井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等偏簡(jiǎn)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(jì) 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(jì)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(gè)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(yàn)， ～ 厚隔水層可承受 1kg/cm2水壓來(lái)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(lái)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(shí)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(jì)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(jì)規(guī)范》對(duì)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(guó)自 1995年開始采用凍結(jié)鑿井法以來(lái)，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(cāng)位置位于車場(chǎng)水平以上 25m 至 45m，煤倉(cāng)與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長(zhǎng) 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(zhǎng) ，傾斜寬 ～ ，面積 ，可采儲(chǔ)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(guò)順槽水溝自然流入大巷水溝，匯入井底主副水倉(cāng)，由主排水泵經(jīng)副井排至地面。故設(shè)計(jì)確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長(zhǎng)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(zhǎng)度 130m，采高 2m，每循環(huán) ，每天 個(gè)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(jì) 30 副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，泵房?jī)?nèi)裝備 7 臺(tái)水泵。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì) 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(tái)，配套乳化液箱型號(hào)為 XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量 80L/min。車場(chǎng)繞道及清理撒煤通道 內(nèi)分別布置消防材料庫(kù)和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。一個(gè)采區(qū)來(lái)保證礦井年產(chǎn)量。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。 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(jì)確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長(zhǎng)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(cāng)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，相中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(guò)目前全國(guó)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(jì)將下述課題列為科研及新技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，成立由科研、設(shè)計(jì)、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(guó)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(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，造價(jià)低，效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。村莊搬遷是 一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)工程，礦方要認(rèn)真組織實(shí)施。水平標(biāo)高的確定，設(shè)計(jì)曾考慮過(guò) 400m和 425m 兩個(gè)水平標(biāo)高方案，為兼顧上下水平傾斜長(zhǎng) 度和合理的服務(wù)年限， 最終確定水平標(biāo)高為 425m。省計(jì)委對(duì)程村礦井建設(shè)項(xiàng)目建議書和可行性研究報(bào)告的審查中，根據(jù)與會(huì)專家的意見，批復(fù) 同意礦井設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(wú)抽水資料，從鉆孔取芯結(jié)果看，該段砂礫石層松散無(wú)膠結(jié)、空隙率大，和上部含水層巖性對(duì)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(yàn)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(duì)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(gè)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(jiǎn)單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。故本井田形成了相對(duì)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。