【正文】 號(hào)煤層：黑色，條痕為黑褐色，條帶狀結(jié)構(gòu)，玻璃光澤，參差狀斷口，宏觀煤巖類型為半亮型煤。I）為 1566，平均為 。理論精煤回收率5 號(hào)煤為 ﹪，平均 ﹪。8 號(hào)煤層屬低灰—中灰、中硫—高硫、中熱值—高熱值焦煤、瘦煤與貧煤。10 號(hào)煤層根據(jù)鉆孔資料，頂板為泥巖及砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖。資源／儲(chǔ)量匯總表資源/儲(chǔ)量(萬 t)煤號(hào)煤 類 111b 122b 333 現(xiàn)保有111b/總 量 (%) 111b+122b/總 量 (%)JM 1471 244 114 1829 SM 209 52 　 261 100 5小計(jì) 1680 296 114 2090 JM 782 475 149 1406 SM 652 212 66 930 PS 157 48 　 205 100 8小計(jì) 1591 735 215 2541 總 計(jì) 3271 1031 329 4631 JM 2253 719 263 3235 SM 861 264 66 1191 PS 157 48 　 205 100 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量Z=111b+122b+333k。河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )34第 四 章 井 田 開 拓第一節(jié) 概述一、井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)積水對(duì)礦井開拓開采的影響井田構(gòu)造總體上為一軸向呈北東向的向斜構(gòu)造及背斜構(gòu)造，向斜軸部位于井田中東部，背斜軸部位于井田的北西部。該礦與其相鄰煤礦均無越界開采現(xiàn)象。設(shè)計(jì)本著盡可能利用已有設(shè)施，井筒及井下巷道，減少基建投資的原則，確定在現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行兼并重組后 120 萬 t/a 礦井建設(shè)。半圓拱斷面，凈寬由 4m 刷大至 5m，凈斷面 ，裝備 B=1000mm 大傾角強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)、單軌，擔(dān)負(fù)礦井提升原煤，下放大件設(shè)備及進(jìn)風(fēng)任務(wù)，設(shè)臺(tái)階扶手，為礦井的一個(gè)安全出口。二、井筒用途、裝備及布置主斜井(已有)，傾角 22176。為節(jié)省投資，加快施工進(jìn)度，簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)盡可能加大工作面推進(jìn)長(zhǎng)度，充分發(fā)揮機(jī)械化開采效能，確定一、二水平主要運(yùn)輸、軌道、回風(fēng)大巷均沿煤層布置。水倉(cāng)總有效容量為量 1220m3。一水平：三條主要大巷在一水平井底煤倉(cāng)處，東西方向沿 5 號(hào)煤層布置，西至 5號(hào)煤層風(fēng)氧化帶，東至井田東邊界，形成第一水平 5 號(hào)煤層一、二采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。三、井底車場(chǎng)硐室主要硐室布置形式為：主斜井井底及附近布置有井底煤倉(cāng)、中央變電所、水泵房、主副水倉(cāng)，副斜井井底車場(chǎng)布置有等候室、消防材料庫(kù)等。副斜井施工隊(duì)也采用普通鉆煤法，可采用打反井的施工方法。主斜井擔(dān)負(fù)提煤和下放大件設(shè)備任務(wù)相互干擾。二水平：一組三條主要巷道，在二水平井底煤倉(cāng)處，東西方向沿 8 號(hào)煤層布置，西至 8 號(hào)煤層風(fēng)氧化帶，東至井田東邊界，形成二水平一、二采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。礦井開采現(xiàn)狀，原新星煤業(yè)有限公司礦井工業(yè)場(chǎng)地位于井田中東部，采用主斜井、副立井、回風(fēng)立井三個(gè)井筒開拓井田內(nèi) 5 號(hào)煤層，工業(yè)場(chǎng)地較寬闊，地面設(shè)施較多，能滿足兼并重組后 120 萬 t/a 生產(chǎn)能力需要。據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供，井田內(nèi)8號(hào)煤層均存在采（古）空區(qū)，另?yè)?jù)“采（古）空區(qū)積水、積氣及火區(qū)調(diào)查報(bào)告”。二、服務(wù)年限井田批采 48 號(hào)煤層，現(xiàn)開采 5 號(hào)煤層，井田內(nèi) 8 號(hào)煤層保有資源/儲(chǔ)量為4631 萬 t，兼并重組后生產(chǎn)能力為 120 萬 t/a。工業(yè)指標(biāo)確定根據(jù)現(xiàn)行《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》 ，本礦 8 號(hào)煤層為煉焦用煤，煤層傾角小于 25176。 煤層頂?shù)装宸€(wěn)固性取決于巖層的巖石強(qiáng)度、厚度及其完整性。推斷風(fēng)氧化帶寬度為 50m。均為中等可磨煤～極易磨煤。②8 號(hào)煤原煤：水份（M ad）為 －%，平均為 %；灰份（A d）為－%，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）為 －%，平均為 %；全硫(S t，d )為 －%，平均為 %；發(fā)熱量（Qgr,v,d）為－，平均為 。煤層頂板為泥巖，底板為泥巖。 可采煤層特征表　　　 　 表 131煤層厚度（m）煤層間距（m） 煤層結(jié)構(gòu) 頂?shù)装?巖性煤層編號(hào)最小—最大平均最小—最大平均矸石層數(shù) 類別穩(wěn)定程度頂板 底板5 — 03 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 泥巖 8 — 01 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 灰?guī)r 泥質(zhì)巖10 — 02 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 泥巖砂質(zhì)泥巖 泥巖可采煤層(1)5 號(hào)煤層位于山西組下部，下距 8 號(hào)煤層 ，平均 m。井田內(nèi) 8 號(hào)煤層采（古）空區(qū)存在積水，綜合分析礦水文地質(zhì)條件屬中等。對(duì)10 號(hào)煤層開采有一定影響。奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶水，區(qū)域上主要依靠大氣降水的入滲補(bǔ)給和地表水、側(cè)向裂隙水的滲漏補(bǔ)給，徑流途徑復(fù)雜。DN上第三系上新統(tǒng)地層廣泛分布，并在溝谷底部出露，含水層為紅色粘土、亞粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核層，底礫巖常呈膠結(jié)或半膠結(jié)狀，厚度約數(shù)米到十余米，滲透性好，當(dāng)埋藏較深時(shí)由于紅土覆蓋而含承壓水。總的說來，本層在區(qū)內(nèi)大部分面積由于埋藏較深，其富水性較強(qiáng)，埋深 600m 以上，富水性很強(qiáng)。 落差 18m，井田內(nèi)延伸 290m。與下伏太原組整合接觸。中統(tǒng)下馬家溝組O2x —上部白云質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r夾角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r；中部白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r；下部角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r，白云質(zhì)泥灰?guī)r；底部見含礫砂巖。太原組（C 3t）：由深灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、中粗粒砂巖、灰?guī)r及煤層組成，為一套海陸交互相含煤沉積。古生界（1）下古生界寒武系，可見中統(tǒng)和上統(tǒng)：主要是由砂礫巖、石英巖狀砂巖、砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r、砂質(zhì)白云巖等組成的淺海相碎屑巖～碳酸鹽沉積層。估算了 10 號(hào)煤層資源/估量，估算方法得當(dāng)，估算參數(shù)選取符合規(guī)范，資源/儲(chǔ)量分類正確，估算結(jié)果可靠。該礦采(古)空破壞區(qū)位于井田中部,據(jù)調(diào)查無越層越界行為。七、其他建設(shè)條件礦 井 對(duì) 外 通 訊 依 托 方 山 縣 電 信 局 網(wǎng) ， 以 程 控 電 話 與 全 國(guó) 各 地 聯(lián) 系 ， 礦 井 建 設(shè) 所 需 要的 材 料 ， 如 磚 瓦 、 砂 、 石 、 灰 等 土 產(chǎn) 材 料 由 當(dāng) 地 采 購(gòu) 。三、地表水系本 區(qū) 屬 湫 水 河 水 系 ， 井 田 范 圍 內(nèi) 無 河 流 ， 主 要 溝 谷 為 中 部 的 車 趕 溝 和 南 部 的 沐 浴 溝 ，只 有 季 節(jié) 性 水 流 ， 是 雨 季 的 洪 水 排 泄 集 中 地 段 。09′ 18″北 緯 37176。最早凍土期在 11 月，最晚解凍日為翌年 4 月，最大凍土深度91cm。據(jù) 2022 年度瓦斯等級(jí)鑒定表，5 號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量為 ，相對(duì)涌出量為 ，為低瓦斯礦井，8 號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量為 ，相對(duì)涌出量為 ，為低瓦斯礦井。煤 礦 井 田 設(shè) 計(jì) 河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）5煤 礦 井 田 設(shè) 計(jì) 河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）6第 二 節(jié) 　 井 田 地 質(zhì) 特 征一、地質(zhì)勘探程度山西省第三地質(zhì)工程勘察院在收集利用以往地質(zhì)資料和礦井生產(chǎn)地質(zhì)資料及補(bǔ)充勘探的基礎(chǔ)上編制了本報(bào)告。太古界（1）中太古界河口群是區(qū)內(nèi)最古老的地層。主要分布在舉人頭村。上統(tǒng) 上石盒子組P2s 上部黃綠、灰紫色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、近頂部一層燧石層；中部灰紫、灰綠色含礫砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖；下部灰綠、杏黃色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖。本組厚度大于 100m。井田構(gòu)造本井田所處大地構(gòu)造位置為呂梁—太行斷塊、呂梁山塊斷、呂梁山塊隆、離石菱形復(fù)向斜的北端，區(qū)域構(gòu)造以褶皺為主。區(qū)域地貌可分為：剝蝕構(gòu)造中山、剝蝕構(gòu)造黃土丘陵和侵蝕堆積的河流谷地三種地貌形態(tài)。松散巖類孔隙含水巖組（1）上第三系上新統(tǒng)孔隙含水亞組含水層主要為其底部的半膠結(jié)狀礫石層，厚度不穩(wěn)定，溝谷中多見有小泉水出露，泉流量一般為 ～，富水性弱。根據(jù) H7 水文孔含水層組段抽水試驗(yàn)結(jié)果：q=N區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水。但是，從 10 號(hào)煤層帶壓開采范圍看，帶壓區(qū)附近存在小型斷層，在開采帶壓區(qū)煤層時(shí)，一定要加強(qiáng)對(duì)奧灰水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，制定現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格執(zhí)行“有掘必探，先探后掘”的原則，防止誤揭斷層或破碎帶等導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造，避免水害事故。（7）隨時(shí)踏勘地表是否有新的裂縫存在，并及時(shí)給予填堵。煤層頂板為灰?guī)r，底板多為泥巖。區(qū)內(nèi)各層煤的有機(jī)組分均以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之；無機(jī)組分均以粘土類為主，硫化物次之，鏡質(zhì)組中以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體次之或少量，粘土充填細(xì)胞腔或與有機(jī)組分摻雜分布，黃鐵礦呈點(diǎn)狀、草莓狀分布；碳酸鹽、褐鐵礦呈團(tuán)塊狀分布。I）為 5084，平均為 68。區(qū)內(nèi)主要煤層原煤與浮煤中的灰分、全硫比較表煤灰成分分析(%)煤層號(hào) 工程號(hào)SiO2 Al2O3 Fe2O3MgO TiO2 SO3 CaO K2O+Na2O P2O5 MnO4 號(hào) ZK31 9 號(hào) ZK31 河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )26灰分 Ad(%) 全硫 (%)煤層號(hào)原煤 浮煤 降低率 原煤 浮煤 降低率備注5 53 238 55 2410 51 47表中數(shù)值為礦區(qū)平均值由以上表可以看出，區(qū)內(nèi)各層煤的精煤和原煤相比：5 號(hào)煤 Ad 降低 53%，S 23%。煤的自燃傾向性據(jù)補(bǔ)充勘探 ZK1ZK1ZK14 號(hào)鉆孔中所取樣品分析結(jié)果及井下工作面檢測(cè)報(bào)告：5 號(hào)煤層煤的吸氧量為 ，自燃傾向性等級(jí)為ⅡⅠ類，屬于容易自燃煤層。2022 年該礦委托煤炭科學(xué)研究總院撫順分院做了《山西省方山縣裕豐煤礦煤礦瓦斯涌出量預(yù)測(cè)》報(bào)告(未批復(fù))，裕豐煤礦在年產(chǎn)量 450kt 條件下,采用分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)礦井平均相對(duì)瓦斯涌出量為 ,最大相對(duì)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)值為；平均絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，最大絕對(duì)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)值為。井田邊界煤柱留 20m，8 號(hào)煤層巷道之間留設(shè)煤柱 30m，兩側(cè)留設(shè) 30m，采空區(qū)邊界煤柱留設(shè) 20m,斷層煤柱留設(shè) 20m，風(fēng)氧化帶煤柱 20m，工業(yè)場(chǎng)地按二級(jí)保護(hù)，井筒按一級(jí)保護(hù)，村莊按三級(jí)保護(hù)，再根據(jù)表土段和基巖段厚度(表土移動(dòng)角 45176。斷矩18m，井田內(nèi)延伸290m。該工業(yè)場(chǎng)地面已有設(shè)施多，也比較寬闊，道路暢通，能滿足兼并重組整合后 120 萬 t/a 的需要，為了充分利用已有的地面設(shè)施，井筒及井下巷道，設(shè)計(jì)確定利用現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地做為兼并重組后礦井工業(yè)場(chǎng)地。半圓拱斷面，凈寬 4m，凈斷面積 ，裝備B=1000mm 的大傾角強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)、單軌檢修道，擔(dān)負(fù)礦井原煤提升、進(jìn)風(fēng)任務(wù)。河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )37井筒功能單一，主輔運(yùn)輸互不干擾?；仫L(fēng)立井(已有)，凈直徑 5m，凈斷面積 ，垂深至一水平垂深 193m，二水平垂深 253m。在井底煤倉(cāng)東 200m 處向北沿 8 號(hào)煤層布置一組三條上山，至吳城局村西，轉(zhuǎn)為東西方向布置；西至 8 號(hào)煤層風(fēng)氧化帶、東至 8 號(hào)煤層風(fēng)氧化帶，形成二水平二采區(qū)開拓系統(tǒng)。主斜井（已有），傾角 22176。設(shè)臺(tái)階扶手為礦井的一個(gè)安全出口。第 四 節(jié) 采 區(qū) 劃 分根據(jù)開拓布置，礦井采用兩個(gè)水平的開拓方式，設(shè)計(jì)以+870m 一水平開采井田內(nèi)5 號(hào)煤層，劃分為一個(gè)采區(qū)；設(shè)計(jì)以+830m 二水平開采井田內(nèi) 8 號(hào)煤層，劃分為二個(gè)采區(qū)，開采順序?yàn)橐凰揭徊蓞^(qū)→二水平一采區(qū)→二水平二采區(qū)。設(shè)梯子間，為礦井的另一個(gè)安全出口。缺點(diǎn)：需新建一個(gè)斜井。副斜井（新建）傾角 20176。(2)合理利用礦井現(xiàn)有的井巷工程和地面設(shè)施，減少整合投資。斷矩10m，井田內(nèi)延伸450m。)采用垂直剖面法計(jì)算保安煤柱。綜上所述，本區(qū)主采煤層 8 號(hào)瓦斯均不高，為低瓦斯礦井，煤層埋藏深度是控制煤層瓦斯含量的一個(gè)主要因素，這是由于隨煤層埋深增大，煤層本身及圍巖的透氣性降低，使得煤中瓦斯難以往外運(yùn)移、排放，從而使瓦斯保存富集。地溫地壓本區(qū)地溫梯度小于 3℃/100m，屬地溫正常區(qū)。10 號(hào)煤 Ad 降低 51%，S 47%。(見煤質(zhì)匯總表)煤 礦 井 田 設(shè) 計(jì) 河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）２４煤 質(zhì) 匯 總 表 煤層號(hào)原浮煤水分（M ad）%灰分（A d）%揮發(fā)份（V daf）%全硫(St，d )%發(fā) 熱 量(MJkg)Y值(mm)粘結(jié)指數(shù) 煤類原浮8239369267JM、SM原浮 310156644JM、SM、PS原浮 81411508468JM、SM河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )25煤灰成分、灰熔點(diǎn)測(cè)定①、煤灰成分根據(jù) 1990 年大莊煤礦的化驗(yàn)資料測(cè)定成果如表。浮煤：水分（M ad）為 %，平均為 %；灰分（A d）為 %，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）%，平均為 %；全硫(S t，d )為－%，平均為 %；發(fā)熱量（Qgr,v,d）為 －%，平均為。