【正文】 產(chǎn)量大，只布置一個(gè)工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。因兩上山均布置在巖層中，故要多掘進(jìn)石門和溜煤眼工程量小工程量較大比第二方案多掘進(jìn)石門工程難度困難，一是巖巷施工，二是巷道聯(lián)接復(fù)雜較容易 困難通風(fēng)距離長(zhǎng) 短 較長(zhǎng) 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院35管理環(huán)節(jié)管理環(huán)節(jié)多。在距煤層 12m 的底板巖層中布置兩條上山，上山位于采區(qū)走向中央，通過(guò)石門與煤層聯(lián)系，兩條上山間距 20m。二 2 號(hào)煤層傾角平緩，為 5176。直接頂：粉砂巖，厚度 5—6m，灰色，成份以石英為主，具水平層理。 工 作 面 劃 分 工作面劃分的依據(jù)井田劃分為階段后，階段的范圍仍然較大，通常需要再劃分，以適應(yīng)開(kāi)采要求。（4）煤層體積質(zhì)量：二 2 煤層體積質(zhì)量為 。采區(qū)北為采區(qū)回風(fēng)大巷、東為二五采區(qū)、南為采區(qū)運(yùn)輸大巷、西以二九采區(qū)為界。 。（4）氟：二 2 煤一般為 30～40 mg/kg。顯微煤巖特征：鏡下鑒定，本區(qū)各煤層的有機(jī)組分均以鏡質(zhì)組為主，半鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組次之。（5）太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水組 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院13由五層灰?guī)r組成，厚度 ，其中 L2 灰?guī)r沉積厚度大，賦存穩(wěn)定，灰?guī)r埋深一般在500m 以下，裂隙被充填，巖溶裂隙不發(fā)育，滲透性能差，8705 孔抽水時(shí) q＝m，滲透系數(shù) ～，該含水層因第四系更新統(tǒng)和新近系上部隔 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院12水層的阻隔，正常情況下，淺層水和大氣降水難于垂直下滲補(bǔ)給，據(jù)鄰區(qū)資料，地下水動(dòng)態(tài)變化不大，年變幅度較小，不易受污染，礦化度～ ，總硬度 ～ 176。由灰黃、土黃色亞砂土夾灰黃、褐黃色亞粘土、粘土組成,含小礫石及姜結(jié)石,薄層粉、細(xì)砂層呈透鏡體狀,亞粘土中夾 1～2 層灰褐色含腐植質(zhì)的“黑土”，含大量田螺、蝸牛化石。以 含 較 多 的 燧 石 結(jié) 核 和 蜓 科 化 石 為 其 主 要 特 征 ， 是 區(qū) 內(nèi) 良 好 的 標(biāo) 志 層 之 一 。 二 1煤 層 層 位 較 穩(wěn) 定 。 淺 灰 色 ， 細(xì) ～ 中 粒 砂 巖 ， 局 部為 粉 砂 巖 ， 以 石 英 為 主 ， 次 為 長(zhǎng) 石 。下 部 為 黃 褐 色 為 主 的 雜 色 粘 土 、 亞 粘 土 和 少 量 亞 砂 土 、 土 質(zhì) 一 般 細(xì) 膩 ， 粘底 部 為 褐 黃 色 粉 細(xì) 紗 、 質(zhì) 純 松 散 ， 局 部 含 泥 質(zhì) 。灰 綠 色 細(xì) 粒 砂 巖 。底部普遍發(fā)育一層灰白色，俗稱“鈣質(zhì)層”的亞粘土，含 1～4 層粉砂、細(xì)砂，厚度變化幅度為 0～30m，呈透鏡體狀。與下伏本溪組呈整合接觸。 井 田 地 質(zhì) 特 征 基本特征本區(qū)位于區(qū)域構(gòu)造永城復(fù)背斜北部仰起端、次一級(jí)構(gòu)造聶奶廟背斜的北翼，總體構(gòu)造形態(tài)呈一走向北西西的單斜構(gòu)造，由于受東西向構(gòu)造和北 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院6北東向構(gòu)造的控制和影響，而使其構(gòu)造形態(tài)局部復(fù)雜化。每年七、八月最熱，一、二月最冷，最高氣溫為+ ℃，最低氣溫為 ℃，年平均氣溫+℃ 。本設(shè)計(jì)以《實(shí)踐教學(xué)大綱及指導(dǎo)書》為依據(jù)，嚴(yán)格按照《安全規(guī)程》的要求，采用工程技術(shù)語(yǔ)言，對(duì)礦井的開(kāi)拓、準(zhǔn)備、運(yùn)輸、提升、排水、通風(fēng)等各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。由于時(shí)間關(guān)系和設(shè)計(jì)者水平有限，設(shè)計(jì)中失誤之處在所難免，敬請(qǐng)審閱老師給予批評(píng)指正！ 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院31 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦 區(qū) 概 述 交通位置薛湖礦井位于河南省永城市北部，屬 永 城 市 管 轄 。夏季多東南風(fēng)，冬季多北、西北風(fēng)，多年平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 20m/s。本區(qū)地層產(chǎn)狀在西部為近南北向～ 北西西向，向西傾斜；中部 走 向 北 西 至 87 勘 探 線 轉(zhuǎn) 為 近東 西 向 ， 向 北 傾 斜 ， 傾 角 在 淺 部 為 25176。（P）（1）二疊系下統(tǒng)山西組（P 1sh）該組為本區(qū)主要含煤地層，即二煤段。該段地層厚 35～127m，平均 90m，埋藏深度 280～300m。 粉 沙 巖 及 砂 質(zhì) 泥 巖 、 紫 斑 泥 巖 顯 著 減 少 。砂 質(zhì) 間 夾 有 雜 色 粘 土 、 亞 粘 土 ， 含 鈣 質(zhì) 結(jié) 核 。 膠 結(jié) 物 以 硅 質(zhì) 為 主 ， 次 為 粘 土 質(zhì) 、 鈣質(zhì) ， 含 菱 鐵 礦 。 二 2煤 層 不 穩(wěn) 定 、 局 部 位 炭 質(zhì) 泥 巖所 代 替 。本 組 化 石 僅 在 個(gè) 別 鉆 孔 見(jiàn) 有 保 存 不 完 好 的 始 史 斯 塔 夫 蜓 、 伏 芝 加 爾 小 澤 蜓有 孔 蟲(chóng) 等 。 水文地質(zhì)薛湖井田位于永城復(fù)背斜西翼北段，處在區(qū)域徑流區(qū)帶。氯化物含量 203g/l，水化學(xué)類型為 HCO3m，K＝，屬弱富水含水層。表 煤 層 特 征 表煤 層厚 度（ m）煤 層 結(jié) 構(gòu) 頂 底 板 特 征煤組煤層 最 小 最 大平 均夾矸層數(shù)夾 矸厚 度 (m) 頂 板 底 板穩(wěn)定性傾 角（ 度 ）備注二煤組二2 1 砂質(zhì)泥巖或砂巖砂質(zhì)泥巖和粉砂巖較穩(wěn)定515全區(qū)基本可采 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院15（1）水分（M ad）可采煤層原煤平均分析基水分為：二 2 煤 貧煤 ～%,平均%；無(wú)煙煤 ～%，平均 %。 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院16（ 5） 鉻 ： 二 2 煤 一 般 為 13～ 20 mg/kg。本區(qū)二 2 煤以半亮型煤為主，碎塊狀居多，為低中灰、特低硫、特低磷、中～高發(fā)熱量、熱穩(wěn)定性良好、難熔灰分的貧煤貧煤可作氣化、動(dòng)力和民用煤；無(wú)煙煤除可作動(dòng)力和民用外，塊煤可作化工原料，經(jīng)過(guò)一定加工，粉狀煤可供高爐噴吹燃料，而少量的貧瘦煤經(jīng)洗選后其精煤可作配焦用煤。 可 采 煤 層本 區(qū) 煤 層 賦 存 于 石 炭 ～ 二 疊 系 含 煤 巖 系 ， 含 煤 巖 系 分 四 組 七 個(gè) 煤 段 ，含 煤 地 層 總 厚 度 ， 共 含 煤 13 層 ， 煤 層 總 厚 度 ， 含 煤 系 數(shù)%。 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院23 采區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算因本采區(qū)地面無(wú)需保護(hù)地物，臨近采空區(qū)對(duì)本采區(qū)開(kāi)采無(wú)影響。 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院29階段劃分一般有三種方式：采區(qū)式、分段式、帶區(qū)式。 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院31直接底：粉砂質(zhì)泥巖，厚度 ，灰黑色至深灰色，塊狀，富含植物根部化石老底：粉砂巖，厚度 13—14m，灰色，成份以石英為主，具水平層理?！?5176。 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院33第二方案：采區(qū)上山單層布置。一是溜煤眼多；二是漏風(fēng)地點(diǎn)多少多（同第一方案）巷道維護(hù)維護(hù)工程量少，維護(hù)費(fèi)用低煤層上山，u形金屬支架受采動(dòng)影響大，維護(hù)工程量大，費(fèi)用高第一條煤層上山，維護(hù)工程量大，費(fèi)用較高支架回收無(wú)法回收可以回收，70%可以復(fù)用煤層上山支架可以回收復(fù)用工程期巖石上山掘進(jìn)速度慢，約需12 個(gè)月才能投產(chǎn)煤層上山掘進(jìn)速度快，約 8 個(gè)月就可以投產(chǎn)同第一方案表 4—2 采取方案經(jīng)濟(jì)比較表 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院36 方案項(xiàng)目第一方案雙巖上山方案第二方案雙煤上山方案 上山長(zhǎng)度/m掘進(jìn)單價(jià)，元/m費(fèi)用/元 聯(lián)絡(luò)巷石門長(zhǎng)度， m單價(jià)，元/m單條上山費(fèi)用，元總費(fèi)用（7）10002395790000上山到煤層，12m395474033180100022765520220溜煤眼（ Φ=2m）體積， m179。1）工作面的生產(chǎn)能力，按下式計(jì)算：A0=LV0MγC0 （）式中： A0——工作面生產(chǎn)能力，萬(wàn) t/a；L——工作面長(zhǎng)度， m；M——煤層厚度，m；V0——工作面年推進(jìn)長(zhǎng)度，V。礦井為立井開(kāi)拓，煤炭由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場(chǎng)，在井底車場(chǎng)換裝，由電機(jī)車運(yùn)到采區(qū)或帶區(qū)。則：A 0=1601689=（萬(wàn) t/a）2）煤巷掘進(jìn)面生產(chǎn)能力，按下式計(jì)算：A1=LV1HγC1 （）式中： A1——掘進(jìn)面生產(chǎn)能力，萬(wàn) t/a；L——掘進(jìn)面長(zhǎng)度，取區(qū)段斜巷寬掘進(jìn)寬度 ； 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院40H——采高，取順槽掘進(jìn)高 ；V1——掘進(jìn)面年推進(jìn)長(zhǎng)度，V 1=33030=9900（m/a）；γ——煤層容重，t／m 3；C1——掘進(jìn)面回采率，取 c＝。故選擇第二方案。第三方案：采區(qū)上山單層布置。為緩傾斜煤層，故設(shè)計(jì)為立井兩水平開(kāi)采。 水文地質(zhì)帶區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，涌水來(lái)源主要為二 2 煤層上覆砂巖、粉砂巖等弱含水層裂隙水，和底板砂巖和石灰?guī)r等強(qiáng)含水層，預(yù)計(jì)正常涌水量為 ，最大涌水量為 地質(zhì)構(gòu)造帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體構(gòu)造形態(tài)呈一走向北西西的單斜構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上發(fā)育了一系列寬緩褶曲，造成煤層底板有小的波動(dòng)，但變化不大，煤層角度 7176。在采取范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干個(gè)長(zhǎng)條部分，每一個(gè)長(zhǎng)條部分為一個(gè)區(qū)段。采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量：Q 工 =S?M?Υ ()式中 S——采區(qū)可采面積，m178。其中主采煤層為二 2煤，三 3煤和三 2　2 煤由于較薄作為儲(chǔ)備資源開(kāi)采。 瓦斯據(jù)本區(qū)二 2 煤層瓦斯成分分析，煤層底板600m 以淺地帶，沼氣成分最高占 70%，一般小于 20%，個(gè)別點(diǎn)氮?dú)膺_(dá) 60%，二氧化碳 20%，甲烷含量在 5ml/g 以下，屬瓦斯風(fēng)化帶；600m 以深地帶沼氣成分占 80～95%之間，甲烷含量在 5 ml/g 以上。（7）硒：硒的含量一般為 1～2 mg/kg，極個(gè)別點(diǎn)在 3～5 mg/kg。（2）灰分（A d）可采煤層原煤平均干燥基灰分為：二 2 煤 貧煤 ～%，平均%；無(wú)煙煤 ～%，平均 %，屬低中灰煤。m， 但 本 區(qū) 奧 陶 系 埋 藏 較 深 ,巖 溶 裂 隙 發(fā) 育 程 度相 對(duì) 較 低 。SO4―Na 型，PH 值 ～。南部為聶奶廟背斜軸部的灰?guī)r隱伏露頭區(qū)，但新生界隔水層的覆蓋，客觀上削弱了上部灰?guī)r含水層的富水程度，因此為無(wú)限邊界。母 等 。 該 砂 巖 區(qū) 內(nèi) 穩(wěn) 定 ， 容 易 辨 認(rèn) ， 可 作 為 輔 助 標(biāo) 志 層 。 含 泥 質(zhì) 包 裹 體 。 粘 性 土 多 為 雜 色 ， 土 質(zhì) 細(xì) 膩 、 質(zhì)教 純 ， 有 錳 染 現(xiàn) 象 ， 含 鈣 質(zhì) 結(jié) 核 ， 直 徑 1～ 3厘 米 。鋁 質(zhì) 泥 巖 ， 局 部 夾 砂 巖 或 砂 質(zhì) 泥 巖 ， 呈 灰 ～ 淺 灰 綠 色 ,常 見(jiàn) 有 紫 紅 色 斑 塊 。 層 間 夾有 雜 色 粘 土 ， 亞 粘 土 及 少 量 砂 土 ， 局 部 可 見(jiàn) 薄 層 鈣 質(zhì) 砂 巖 ， 灰 白 色 ， 堅(jiān) 硬 。含煤 3～4 層，分布于中下部，其中二 2 煤是本區(qū)主要可采煤層。 沿走向及傾向均有小型起伏；62 勘探線以東，受北北東向?yàn)春鄬訋в绊懀貙幼呦蚧旧蠟楸?50176。永城市屬郯城～廬江地震帶影響范圍，地震烈度小于 6。17′30″～ 116176。設(shè)計(jì)的過(guò)程就是一個(gè)不斷認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)的過(guò)程。 氣象地震 河南理工大高等職業(yè)學(xué)院4本區(qū)屬半干旱半濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候，年平均降水量 ，年最大降水量 ，年最小降水量為 ，降水多集中于 9 三個(gè)月。永城市水利局對(duì)礦井生產(chǎn)、生活用水、取水已給予批復(fù)。全組共含石灰?guī)r 9～11 層，單層一般厚 3～5m，厚者可達(dá) 14m。（K Z）（1）新近系（N）①新近系下部（N 1）：屬河湖相沉積，厚度 180～250m，與下伏各地層呈角度不整合接觸，可分為上下二段。 堅(jiān) 硬 。 本 組 地 層 普 遍 含 黃 鐵 礦 結(jié) 核 ， 并 含 3～ 4層 薄 層 菱 鐵 礦 ， 但 層 位 不 穩(wěn) 定 。 與 下 伏 地 層 呈 整 合 接 觸 。 該 段 下 部 為 黑 色 泥 巖 。L2灰 巖 為 2標(biāo) 志 層 。埋藏深度 35～100m。新近系含水層屬深層承壓水。 抽 水 后 水 位 恢 復(fù) 時(shí) 間 很 長(zhǎng) ， 難 于 達(dá) 到 抽 前 靜 止水 位 ， 顯 示 該 層 富 水 性 弱 ， 滲 透 性 能 差 ， 徑 流 遲 緩 ， 地 下 水 以 靜 儲(chǔ) 量 為 主 。 煤質(zhì)本區(qū)二 2 煤層為黑～灰黑色，少量鋼灰色，似金屬光澤，均一狀～條帶狀結(jié)構(gòu)，性脆，具貝殼狀及參差狀斷口，層狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，大都有松散易碎的碎裂煤及粉粒煤。（2）砷：砷的含量很低，一般為 2～4 mg/kg，為一級(jí)含砷煤。采用中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB5751—86》對(duì)二 2 煤進(jìn)行分類，二 2 煤主要以貧煤為主，有少量無(wú)煙煤和天然焦?；旧舷绕陂_(kāi)采地段和首采區(qū)均在Ⅰ級(jí)高溫區(qū)內(nèi)。（2） 儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾矸厚度不大于 ，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾矸厚度不超過(guò)每分層厚度的 50%時(shí)，以煤分層厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度。 礦 井 設(shè) 計(jì) 生 產(chǎn) 能 力 及 服 務(wù) 年 限此二七采區(qū)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1