【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 300m 水平以 上為 N2 及 N2～ CO2 帶， CH4 含量不大于， 400m水平為 CH4 帶， CH4 含量達(dá) 7035cm3/g。 二 2－ 300m水平以上為 N2～ CO2帶， CH4含量為 ， － 300m水平以下為 N2～ CH4 帶， CH4 含量為 ，因此，根據(jù) 煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)屬低瓦斯礦井。 通過二 2 煤的煤塵采樣試驗(yàn)，均具有爆炸性危險(xiǎn)。煤塵試驗(yàn)成果表見表 1—3。 表 1— 3 煤塵試驗(yàn)成果表 孔號(hào) 樣號(hào) 煤層號(hào) 火焰長(zhǎng)（ mm） 加巖粉量（％） 有無爆炸性 109 M3 二 2 無火 508 M3 二 2 10 55 有 005 M1 二 2 5 50 有 109 M2 三 3 無火 508 M2 三 2 火量多 50 有 109 M4 三 5 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室采用 “著火溫度降低值測(cè)定法 ”結(jié)果還原與氧化著火溫度差在 3℃ － 6℃ ，不具有自 燃 性，自燃性 試 驗(yàn)結(jié)果 見表 1—4。 表 1— 4 自燃 性 試驗(yàn)結(jié)果表 孔號(hào) 樣號(hào) 煤層 燃點(diǎn)溫度 備注 原樣 氧化 還原 109 M3 二 2 409 400 還原未測(cè) 005 M1 二 2 388 386 389 △ T=3℃ 508 M3 二 2 386 384 389 △ T=5℃ 109 M2 三 2 401 396 還原未測(cè) 508 M2 三 2 389 387 393 △ T=6℃ 109 M4 三 2 402 401 還原未測(cè) 河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 煤質(zhì)、煤的牌號(hào)與用途 本井田各煤層均為低磷、低硫、中等灰分的無煙煤 。詳見表 1—5煤質(zhì)特征表。 表 1—5 煤質(zhì)特征表 煤 層 號(hào) 變化 情況 原 煤 分 析 結(jié) 果 Wf % Ag % Vr % Sg % 發(fā)熱量 (卡 /克 ) 焦渣特征 Pg % 容重 Qg/DT Qg/DT 二 2 最大 6230 8200 1 最小 7690 8584 3 一般 1027 7000 8400 3 三 2 最大 6420 8250 1 最小 7020 8480 3 一般 6807 8360 2 精 煤 分 析 結(jié) 果 煤 層 號(hào) 變化 情況 Wf（ %） Ag（ %） Vr（ %） 焦渣特征 精煤回收率 二 2 最大 1 最小 3 一般 2 三 2 最大 1 最小 3 一般 3 根據(jù)永城煤礦基建巷道中用放炮的方法采取的二 2 煤層的篩分大樣、篩分結(jié)果快煤占 %。 在篩分大樣中采取了半工業(yè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表 1—6 工業(yè)分析結(jié)河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 果表。 表 1— 6 工業(yè)分析結(jié)果表 煤層 名稱 分析 煤樣 Wf （ %） Ag （ %） Vr （ %） Sg （ %） Pg （ %） Q/DT （ 卡 /克 ） 粘結(jié)性 二 2 原煤 ～ ～ ～ ～ ～ 6230 ～7690 3 （ 29） （ 29） （ 29） （ 18） （ 13） 7000（ 22） 精煤 ～ ～ ～ 3 三 2 原煤 ～ ～ ～ ～ ～ 6420 ～7020 3 6807 精煤 ～ ～ ～ 通過 74 年精查勘探和 83 年補(bǔ)勘工作，查明了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造形態(tài)，煤層產(chǎn)狀及可采煤層的層數(shù)、層位、厚度、結(jié)構(gòu)及可采范圍等?；静槊髁烁髅簩用嘿|(zhì)特征，對(duì)開才技術(shù)條件也作了明確論述。對(duì)水文地質(zhì)條件等方面都作了基本的了解。總的看來，可作為設(shè)計(jì)依據(jù)。該報(bào)告存在的主要問題市： ； 斜資料，但在剖面和平面圖上沒有進(jìn)行校正和反映 ； 三 5煤層對(duì)比的可靠性差，部分鉆孔勘探質(zhì)量較低，不易圈河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 定高級(jí)儲(chǔ)量 ； ； 。 鑒于該報(bào)告存在的問題，在今后的工作中應(yīng)加以主意。 河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、開拓方式及地貌、地物等因素進(jìn)行技術(shù)分析后確定。一般以下列情況為界： 1． 以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界； 2． 以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護(hù)煤柱 為界； 3． 以相鄰的礦井井田境界為界； 4． 人為劃分井田境界。 根據(jù)新莊井田地質(zhì)勘探資料，結(jié)合構(gòu)造和省界關(guān)系，確定新莊井田境界如下： 南起二 2煤層露頭； 北暫以二 2煤－ 700m底板等高線為界； 東以省界與劉橋煤礦二號(hào)井相毗連； 西以王莊斷層為界與雙廟勘探區(qū)相鄰。 井田東西走向長(zhǎng)約 3km，傾斜走向長(zhǎng)約 ，井田面積約 。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 礦井儲(chǔ)量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部?jī)?chǔ)量，又稱礦井總儲(chǔ)量。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量， 還表達(dá)了煤炭的質(zhì)量。 本井田采用的塊段法計(jì)算的各級(jí)儲(chǔ)量，塊段法是我國目前廣泛使用的儲(chǔ)量計(jì)算方法之一。 塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況，由幾個(gè)厚度相近的鉆孔連成塊段，根據(jù)此段的面積、煤的容重、平均厚度計(jì)算此塊段的煤的儲(chǔ)量，再把各個(gè)計(jì)算的塊段儲(chǔ)量取和即為全礦井的井田儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告的 “能利用儲(chǔ)量 ”中的 A、 B、C 三級(jí)儲(chǔ)量之和，其中高級(jí)儲(chǔ)量 A、 B 之和所占比例應(yīng)符合表 2—1 的規(guī)河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 定。由煤層底板等高線及儲(chǔ)量計(jì)算圖上提供的資料可計(jì)算出來設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量。見表 2—2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表。 表 2—1 礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例 地質(zhì)開采條件 儲(chǔ)量級(jí)別比例（％） 簡(jiǎn)單 中等 復(fù)雜 大型 中型 小型 大型 中型 小型 中型 小型 井田內(nèi) A+B 級(jí)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 一水平內(nèi) A+B 級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī)定 第一水平內(nèi) A級(jí)儲(chǔ)量占本水平內(nèi)儲(chǔ)量的比例 40 30 15 30 20 不作具體規(guī)定 不要求 表 2—2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量（萬噸） 備注 A B A+B C A+B+C 二 2 煤層 2992 856 3848 3082 6930 符合 總計(jì) 2992 856 3848 3082 6930 符合 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)造物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量。而 在該井田范圍內(nèi)只有井田境界煤柱和斷層煤柱?？蓵簳r(shí)按工業(yè)儲(chǔ)量的 5﹪ —7﹪計(jì)入，本設(shè)計(jì)取 5﹪，故： sgz z p?? 式中： Zs—— 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ) 量； gz —— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量； 河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 P——永久煤柱損失量，可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的 5％－ 7％計(jì)入，本設(shè)計(jì)取 5％； 由此： 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 sZ ＝ 6930（ 1－ 5％） ＝ 萬噸 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率所得到的儲(chǔ)量。各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見表 2—3 井可采儲(chǔ) 量匯總表；礦井工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱留設(shè)見圖 2—1 場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖；工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算參數(shù)見表 2—4 業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表。 表 2— 3 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 開采水平 煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量(A+B+C) (萬噸 ) 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（萬噸） 礦井可采儲(chǔ)量（萬噸） 永久性煤柱損失 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 設(shè)計(jì)煤柱損失 可采儲(chǔ)量 斷層 境界 工業(yè)廣場(chǎng) 井下巷 道 其他 Ⅰ 二 2 6930 234 無 表 2— 4 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表 煤層傾角（176。） 煤厚（ m） Φ（176。） γ（176。） β（176。） δ（176。） 埋深（ m） 7 45 75 69 75 370 礦井工作制度 根據(jù)設(shè)計(jì)大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實(shí)際情況，規(guī)定該設(shè)計(jì)礦井年工作日為 330d，每天凈提升 16h,每天三班工作。綜采工作面可采用每日四班作業(yè)，每班工作六小時(shí)。 河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 礦井服務(wù)年限 初步設(shè)計(jì)該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 ，根據(jù)公式： ZAT K? 式中： T——礦井服務(wù)年限， Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬噸； A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸 /年； K——儲(chǔ)量備用系數(shù)， K=～ ，此處取 。 由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下： ? ? =50 年 符合要求 。 河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 Ⅰ－Ⅰ Ⅱ－ⅡⅠⅡⅠⅡ圖 2－ 1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖 河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 3 井田開拓 生產(chǎn)礦井的開拓方式概述及評(píng)價(jià) 礦區(qū)內(nèi)生產(chǎn)礦井采用的是立井開拓方式，暗斜井延伸。由于本礦井表土沖擊層厚，含水豐富，并有流沙層，礦井走向短等特點(diǎn)，所以井筒施 工方式采用立井開拓。立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。立井的井筒短、提升能力大、對(duì)輔助提升特別有利。對(duì)于煤層賦存較深、表土層厚、水文情況比較復(fù)雜、井筒需要特殊法施工或多水平開采急斜煤層的礦井，一般都應(yīng)該采用立井開拓。 影響立井開拓的主要因素分析 影響設(shè)計(jì)礦井開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報(bào)告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開拓方式的影響最大。 對(duì)井田開拓中若干問題分析 ⑴ 井田開拓方式 由于本井田地勢(shì)平坦，表土層厚且有流沙層，所以確定采用立井開拓方式，并按照工業(yè)廣場(chǎng)少壓煤，至少不壓好煤和井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則確定了主、副井筒位于井田偏南部的井田走向中央。 為了避免采用箕斗井通風(fēng)時(shí)封閉井塔困難和減少穿越流沙層，決定開鑿一個(gè)風(fēng)井。并采取中央邊界式通風(fēng)，風(fēng)井位于南部煤層露頭處，這樣由于煤層露頭處的煤不采，風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。同時(shí)為了減少煤柱損失和保護(hù)大巷維護(hù)條件，把運(yùn)輸大巷設(shè)在二 2煤底板下垂距為 30m左右砂泥巖或砂巖中。 根據(jù)新 莊井田二 2 煤層賦存條件和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可河南理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 以劃分為 2－ 3 個(gè)水平（即 3－ 4 個(gè)階段）；階段內(nèi)采用帶區(qū)式或采區(qū)式準(zhǔn)備。水平劃分及位置在后面的方案中進(jìn)行詳細(xì)說明。 ⑵ 井硐形式、數(shù)目及其配置 ① 井硐形式選擇 由于新莊礦區(qū)地勢(shì)平坦，表土層較厚，流沙層較多井筒需要特殊鑿巖法施工，從而確定采用立井開拓方式。立井開拓井筒短，提升速度快，提升能力大，通風(fēng)有效斷面大，能夠滿足礦井通風(fēng)的需要。 ② 井筒數(shù)目 因?yàn)樾虑f井田走向長(zhǎng)度不大，且為低瓦斯礦井，前面已經(jīng)確定采用立井開拓方式，故只需開鑿一對(duì)提升井筒和一個(gè)風(fēng)井即可。后期可 以在井田的北部東西邊界開設(shè)一個(gè)風(fēng)井用于第二、第三水平的回風(fēng)。 ③ 井筒位置選擇 根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件，從首先滿足第一水平的開采，縮短貫通距離，減少井巷工程量考慮，將主、副井筒設(shè)置在井田走向的中央處。該處的地質(zhì)構(gòu)造清楚、簡(jiǎn)單、開采條件好。 ⑶ 運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置 為了減少煤柱損失和便于維護(hù)巷道，將運(yùn)輸大巷布置在距離二 2 煤層 30m處的煤層底板砂泥巖或砂巖中。布置巖石大巷時(shí)，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖石中布置，同時(shí)還應(yīng)避開支承壓力的不利影響。 考慮到二 2煤層不具有自燃發(fā)火傾向，且煤質(zhì)為比較堅(jiān)硬的無煙煤 ，將巷道布置在煤層中維