【文章內(nèi)容簡介】 82 第三節(jié) 原煤生產(chǎn)成本 83 第四節(jié) 主要技術(shù)經(jīng)濟指標 84 參考文獻 88 1 第一章 礦井概述及井田地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦井概況 范各莊井田位于開平向斜 之東南翼，屬河北省唐山市東北灤縣境內(nèi)，為開采煤田的一部分，礦區(qū)地理位置為東經(jīng) ，北緯 。 本井田有京山鐵路通過，北距京山線古冶車站 公里，西北距京山線洼里車站 公里，京山鐵路東與東北、西與京津內(nèi)地各鐵路相銜接。還有若干公路干線通過。 礦區(qū)內(nèi)電力網(wǎng)，有唐山發(fā)電廠，與天津、北京連成三角供電網(wǎng) 33000 伏、 50 周波，總?cè)萘?75000 千瓦，供唐山市工業(yè)照明及開灤各礦用電，開灤所屬林西發(fā)電廠33000 伏、 25周波，總?cè)萘?39000 千瓦，專供各礦之用，啟新水泥廠所屬電廠 33000伏、 25 周 波，總?cè)萘?3800 千瓦，自用。 礦區(qū)內(nèi)主要工業(yè)部門除煤礦企業(yè)外，尚有啟新水泥廠、古冶礬土礦、鐵路車輛制造廠、機械制造廠，煉鋼廠、紡織廠、造紙廠和橡膠廠與開灤林西中央機械制修廠。建筑材料有水泥、料石、耐火磚、建筑磚等。 井田內(nèi)沙河橫貫西部，流向大致與煤系地層走向平行，河面開闊，水力坡度較小。為間歇性河。洪訊時流量聚增，河床最寬可達一公里，東部洪水位最遠可侵入范各莊及張家莊窩西。 1956 年 9 月尖角測得沙河最大流量為 ，水位標高 公尺，水面寬度 公尺，最大水深 公尺，最大流 速 公尺 /秒。 礦區(qū)氣候?qū)侔氪舐沸詺夂?，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，年平均溫度?℃，最高溫度為 ℃，最低溫度為 ℃，凍結(jié)期為 11 月中旬到 3 月下旬，土壤凍結(jié)深度為 公尺，雨季為 9三月，雨量占全年雨量 76%，最大降雨量為 公厘 /日， 公厘 /月， 公厘 /季， 公厘 /年，年平均降水量為 645 公厘，最多風(fēng)向為東風(fēng)，但冬季偏北風(fēng)最大風(fēng)速為 25 公尺 /秒，地震烈度為六級。 圖 11地理交通位置圖 。 2 3 第二節(jié) 井田地質(zhì)特征 一、地質(zhì)構(gòu)造 范各莊煤田位于開平煤田東南翼。開平煤田位于燕山南麓，煤系地層為石炭二迭系。開平主向斜是煤田貯運要構(gòu)造股價，呈復(fù)式向斜構(gòu)造。向斜的總體軸向為 NE向。自古治以北主向斜軸逐漸轉(zhuǎn)為東西向，向斜兩翼不對稱，西北翼地層請教比較平緩，向北往南發(fā)育兩組軸向與主向斜軸斜角或直交的短軸傾伏褶皺構(gòu)造，東南翼斷層不很發(fā)育，規(guī)模亦較小。多見于褶皺構(gòu)造的的軸部，正斷層較多，逆斷層較小。 范各莊井田的主體構(gòu)造為井田北翼的塔坨向斜和南翼畢各莊區(qū)域的畢各莊向斜，式由于開平向 斜在發(fā)育過程中北部手青龍山東南構(gòu)造帶影響。主向斜軸在古治以北發(fā)生偏移，呈東南向派生出的南北應(yīng)力場，形成的次一級構(gòu)造。 總的來看，范各莊向斜區(qū)構(gòu)造比較復(fù)雜，形成的斷裂構(gòu)造多與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場有關(guān)有明顯的規(guī)律性。中部單斜區(qū)構(gòu)造相對比較簡單。同時隨著井田開往深部延深，構(gòu)造發(fā)育越來越復(fù)雜，斷層落差增大。斷層面形式多樣化對生產(chǎn)的影響也越來越大。礦井主要斷層見表 1－ 2－ 1。 表 1－ 2－ 1 礦井主要斷層一覽表 名稱 性質(zhì) 斷層面傾角 傾角 /（ 0） 落差 /m 備注 F0 高角度正斷層 SWW 700～ 840 15 貫穿整個單斜構(gòu)造 F17 逆斷層 NW 200 對 7～ 9煤層采掘生產(chǎn)有較大影響 F —— NEE 510 對下部各煤層都有影響 F —— SW 530 對 12煤層有一定影響 F —— —— 650～ 700 —— F 兩條平行正斷層組成斷SW 830～ 860 為 F0斷層伴生構(gòu)造 4 層組 F —— SW —— —— 二、井田水文地質(zhì)特征 根據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查 ,在井田境界范圍內(nèi)有 8個含水層 . 含水層均為孔隙、裂縫層狀構(gòu)造 :沙、礫、卵石層、石灰?guī)r層 ,除第四紀沖積層沙礫 ,卵石含水層以 16%向南傾斜成層處 ,期于沙巖 ,石灰?guī)r層向西、西南傾斜 ,傾角 13～15～ 45 度 。 。 本地區(qū)年平均降雨量為 ，多集中在７、 9 三個月，多年平均、 9三個月的降雨量為 ，占多年平均降雨量的 %， 1959 年沙河最高洪水位為 。 表 12－ 2 礦井地層一覽表 礦井地層一覽表 地質(zhì)年代 巖層總厚度 /m 巖層組成及特征 含煤層數(shù)及厚度/m 備注 代 紀 世 石炭系中統(tǒng) —— 唐山組 60 以紫、綠色的粘土巖和淺灰色得分砂巖為主 石炭系上統(tǒng) —— 開平組 60 以粉砂巖為主，粘土巖較唐山組有所減少 含煤六層，即煤1煤 14煤14煤 143 即煤 13 本組煤層局部可采 石炭系上統(tǒng) —— 趙各莊組 70 本組地層以粉砂巖和砂巖為主，粘土巖次之 本組含煤四層，即煤 121/煤 12煤 121和煤 11 其中煤 121和煤 11為主要可采煤層 5 二疊系上統(tǒng) —— 大苗莊組 70 本組地層為過渡相粘土巖與陸相碎巖的交替沉積 含煤六層，即煤 煤 煤 煤 61/煤 6和煤 5 其中煤 7和煤 9 厚度大，為層位 較穩(wěn)定的主要可采煤層 二疊系上統(tǒng) —— 唐家莊組 220 巖性以粗碎屑砂質(zhì)巖類為主 含煤主要為 5煤層 水源一粵陶紀石灰?guī)r涌水及沖擊層含水為工業(yè)及飲水源水量充足，巖層地下水主要由充水量極為豐富的沖擊層含水層補給，沖擊層含水層地下水由雨水補給。 第三節(jié) 煤層埋藏特征 范各莊井田煤系地層主要由石灰系、二迭系地層組成，其中包括中石灰統(tǒng)唐山組、上石唐統(tǒng)開平組、趙各莊組、下二迭統(tǒng)的大苗莊組、唐家莊組?；诪榻?jīng)過長期剝蝕夷平的中奧陶統(tǒng)、上覆地層為二迭系統(tǒng)古冶組陸相碎屑巖。含煤建造由一套海相、過度相、陸相地層組成。 井田 可采煤層共有 3層，其結(jié)構(gòu)、厚度及特征見表 131 表 131 可采煤層特征表 序號 煤層名稱 煤層厚度 /m 層間距/m 傾角/(186。) 硬度 容量 穩(wěn)定性 最小 最大 平均 1 7煤 穩(wěn)定 2 9煤 較穩(wěn)定 3 12煤 不穩(wěn)定 7 煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)厚煤層，煤層中央有 23 層炭質(zhì)成分含量很高的粉砂巖夾矸，中間一層厚度較大，約 米，廣泛發(fā)育，比較穩(wěn)定。煤巖類型以半亮型和半暗淡型為主，中間夾 12層暗淡型煤，底部為光亮型煤。 9 煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中厚煤層，含有 12 層泥漿，粉砂巖夾石。煤巖類型以亮型為主，界限明顯，內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。 12 煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)厚煤層，距底板約 普遍喊有一層 厚的松軟泥巖 6 夾石。煤巖類型以光亮型和半光亮型為主，內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，貝殼狀斷口。 各煤層原煤工業(yè)分析見表 132 表 132 項目 煤層 灰分 Ag(%) 硫 分 S(%) 揮發(fā)分 Vr(%) 發(fā)熱量 (卡 /克 ) 煤質(zhì)牌號 7煤 ～ ～ ～ 5520～ 7652 6060 12號肥煤為主，局部肥焦煤和氣肥煤 9煤 ～ ～ ～ 4600～ 7630 6016 2號肥煤 12煤 ～ ～ ～ 5200～ 7572 7137 2號肥煤為主，局部氣肥煤 瓦斯涌出量見表 133 表 133 礦井瓦斯等級 絕對涌出量 (m3/min) 相對涌出量 (m3/t179。 d) 瓦斯 (CH4) CO2 瓦斯 (CH4) CO2 低 7 第二章 井田境界及儲量 第一節(jié) 井田境界 一、井田劃分的依據(jù) （一）在井田劃分時，它保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤的各部分得到合理性開發(fā)。井田劃分的范圍，儲量，煤層賦存及開采條件與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。對于現(xiàn)代化大型礦井，要求井田 有足夠儲量和合理服務(wù)年限。同時考慮到礦井發(fā)展余地，井田范圍應(yīng)適當(dāng)?shù)膭澋拇笮?。本設(shè)計的年設(shè)計生產(chǎn)能力為 180 萬 t/a,屬于大型礦井。因此在劃分井田范圍時，應(yīng)與該生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 （二）保證井田有合理的尺寸。通常情況下，為合理安排井下生產(chǎn)，井田走向長度應(yīng)大于傾斜長度。如井田長度過短，則難以保證礦井各個開采水平有足夠的儲量和合理的服務(wù)年限，造成礦井接替緊張。井年走向長度過長，又會給礦井通風(fēng)，井下運輸帶來不便。根據(jù)實際地質(zhì)情況，并參照我國煤礦的實踐經(jīng)驗，選擇一個合理的尺寸。 （三）合理劃分礦井開采范圍，處理相鄰礦井 關(guān)系。劃分礦井邊界時，通常把煤層傾角不大，沿傾斜延展很寬的煤田，分成淺部和深部兩部分。一般應(yīng)先淺后深，先易后難，分別開發(fā)建井，以節(jié)約初期投資。 （四）選擇好井口與工業(yè)廣場位置。劃分應(yīng)考慮井筒與工業(yè)廣場位置的選擇，使有利于井田開拓和采區(qū)布置，有利于礦井建設(shè)施工和工業(yè)場地布置。 二、井田劃分的結(jié)果 北部及西北與呂家坨礦相接。經(jīng)多次調(diào)整，最終確定為表 2－ 1－ 1 中的 11 個角點坐標聯(lián)線為兩礦井技術(shù)邊界。見表 2－ 1－ 1。 表 2－ 1－ 1 范呂井田技術(shù)邊界點坐標 點號 X坐 標 Y坐標 點號 X坐標 Y坐標 1 392470 94805 2 391990 94620 3 392018 94422 4 391924 94422 5 391696 93452 6 391097 941443 7 390537 92605 8 390254 92217 8 9 389800 92590 10 388912 92384 11 388010 92070 西及西南部與錢家營礦相鄰，兩礦的技術(shù)邊界指標未定，暫以畢 25 孔和畢 34孔聯(lián)線，再經(jīng)畢 34孔與畢 15 孔聯(lián)線延至 9煤層－ 800 米等高線上，作為范各莊礦與錢家營礦的儲量計算邊界。 東部及南部以 14 煤層的基巖露頭為界。 井田范圍： 井田走向長平均 4200m，傾斜長平均為 3000m。 井田面積為 s=58179。 500179。 500=179。 107㎡ 第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算 礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)經(jīng)過地質(zhì)勘探煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。目前即可開發(fā)利用，可列入平衡表內(nèi)的儲量。一般為 A+B+C 級儲量。 由于本礦井屬沉積穩(wěn)定的緩傾斜區(qū)，構(gòu)造簡單，煤層標志層明顯穩(wěn)定。煤層的主要質(zhì)量指標和經(jīng)濟技術(shù)指標都符合工業(yè)要求，能滿足 當(dāng)前生產(chǎn)故可將地質(zhì)儲量作為工業(yè)儲量。 井田工業(yè)儲量的計算公式： Zc=SMγ /cosα 式中：α —— 煤層傾角 ,（186。）； γ —— 煤容重 , t/m3； M—— 煤層的厚度 ,m； S—— 井田面積 ,㎡。 Zc1=179。 179。 179。 107/cos13186。=179。 104t Zc2=179。 179。 179。 107/cos13186。=179。 104t Zc3=179。 179。 179。 107/cos13186。=179。 104t 總的工業(yè)儲量： Zc= Zc1+ Zc2+ Zc3=179。 104t 9 第三節(jié) 可采儲量的計算 一 、可采儲量的計算 礦井可采儲量的計算公式為： Z＝（ Zc－ P） C 式中 Z—— 礦井可采儲量 Zc—— 礦井工業(yè)儲量 P—— 各種永久煤柱煤量損失之和 C—— 采區(qū)回采率，厚煤層不低于 ，中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 。 Z＝（ 179。 106－ 179。 106－ 179。 106－ 179。 106）179。 80% ＝ 179。 106t 所以設(shè)計礦井可采儲量為 179。 106t。 二、工業(yè)場地保護煤柱 （一）永久煤柱煤量 要計算井田可采儲量，首先要確定各種永久煤柱損失。永久煤柱一般指保護地面工業(yè)廣場和井筒的工業(yè)場地煤柱，井田境界和大斷層兩側(cè)的井田境界煤柱和斷層煤柱，以及保護地面建筑物、河流、鐵路等而留設(shè)的煤柱等。井筒和工業(yè)廣場上的建筑物只留設(shè)一個總的保安煤柱。 其中工業(yè)廣場的面積確定如下： 設(shè)計礦井生產(chǎn)能力 180 萬噸，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，每 100 萬噸煤所占的工業(yè)廣場面積為 公頃，故設(shè)計礦井的工廣面積為