【文章內(nèi)容簡介】 92. 62. 2 2. 82. 5 51. 5 1 . 8 91. 6 88. 7 1 2 . 51035 4 7400000. 0 41. 2 10. 2 7穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定灰質(zhì)砂巖細砂巖細砂巖砂質(zhì)泥巖細砂巖中砂巖 7 巖石性質(zhì) 厚度特征 有關(guān)巖石性質(zhì)及特征詳 見表 12。 表 1— 2 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標表 名稱 容重 kg/cm3 孔隙度 抗壓強度 102 kg/cm3 抗拉強度 102 kg/cm3 變形模量 102 kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 5 25 2 20 8 1 10 礫巖 5 15 1 15 8 2 8 泥炭巖 .2 2 7 5 10 灰?guī)r .7 5 20 5 20 1 8 5 10 頁巖 .4 1630 1 10 1 2 8 石英長石 .7 .5 15 35 6 20 6 20 井田水文地質(zhì)情況 本區(qū)分為第四系孔隙含水層和白堊系基巖裂隙含水層 ： 一 .第四系孔隙含水層 第四系孔隙含水層全區(qū)發(fā)育，厚度一般為 30— 60m，由西向東逐漸增厚，水量逐漸增大，水流方向總體流向為由西南向東北方向。 (1)近代沖積層含水區(qū) 分布于七星河接地以東。主要由爍砂、粗沙、粘土所組成。分選性與滲透性均好。厚度 — 。水位 — 160m。由七星河階地以東，含水層逐漸增厚。富水性逐漸增強，涌水量逐漸增大。 在垂直方向上，上部巖性為黃色礫砂、粗砂，厚度為 10m 左右，分選性和滲透性好，含水豐富；下部巖性為 灰色礫砂、粗砂，含泥質(zhì)較多，滲透性差。 8 (2)七星河階地承壓水 分布于七星河階地以西至第二勘探線以東，巖性由粘土、礫砂、砂土組成，厚度 — ，其中砂層 — 。含水性與分選性差。上復(fù)— ，為承壓水，含水中等。 (3)沖擊、坡積層潛水區(qū) 分布于沖積層兩側(cè)，巖性主要由粘土、亞粘土組成。厚度變化很大，由0—，含水微弱。 二 .白堊系基巖裂隙含水層 本區(qū)分為煤系裂隙含水層和煤系基底裂隙含水層。 (1).煤層裂隙含水層：在垂直方向上的變化規(guī)律是 160m 以上裂隙發(fā)育且無充填， 160m以下裂隙不發(fā)育且被方解石充填。 (2).煤系基底裂隙含水層 主要分布于本區(qū)的北部，西部及東部，由基底花崗巖、華崗片麻巖組成，表面風(fēng)化強烈，巖石破碎但差異較大。淺部裂隙相對較發(fā)育，含網(wǎng)狀裂隙水，其富水性弱。 分為第四系隔水層和第三系隔水層 一 .第四系隔水層 全區(qū)發(fā)育，由西往東逐漸增厚，由北往南逐漸增厚。巖性為粘土和亞粘土。黑褐色、黃色和淺黃色，質(zhì)較純，粘土塑性較強，干后堅硬，厚度 10— 50m，具有良好的隔水性。 由于礦井地處分水嶺地帶，含水層含水性均較弱，開采8號煤層 主要充水水源為頂板砂巖裂隙水，現(xiàn)涌水量為 5m3/d，根據(jù)生產(chǎn)礦井及鄰近生產(chǎn)礦井調(diào)查，排水量一般小于 30m3/d，因此，可以推斷本礦區(qū)的礦井涌水量不會很大，充水來源為頂板砂巖裂隙水，或開采產(chǎn)生的塌陷裂隙與風(fēng)化裂隙水溝通，大氣降水為土要充水水源，因此，雨季排水量將有所增大應(yīng)引起注意。 二 .本區(qū)不是普遍發(fā)育，只在東南部零星見到，厚度為 0— 29m，與下部白堊系地層不整合接觸。第三系為半膠結(jié)泥巖， 致密夾有卵石碎塊，具有良好的隔水性。 沼氣 煤塵及煤的自燃性 1. 瓦斯 據(jù)本礦開采的 8 號煤層瓦斯測量結(jié)果， CH4 和 C02絕對瓦斯涌出量分別為 9 ，相對涌出量分別為 ，屬低沼氣礦井。但隨著開采深度的增加，瓦斯含量增大。 2. 煤塵及煤的自燃 在 詳查時， 對主要可采煤層煤塵爆炸指數(shù)作過計算，結(jié)果超過 10％，有爆炸性危險。本礦對主要可采 8 號煤層做過試驗，其結(jié)果火焰長度 35mm，撲滅火焰巖粉量為 85％。 9號煤層煤塵爆炸指數(shù)為 65％，自然發(fā)火期 6 個 月。所以，在開采過程中，要加強管理，做好防塵和防煤的自燃工作。 3. 地溫 據(jù)礦井資料及地質(zhì)報告推測，井田無高溫 地區(qū)。 勘探程度及可靠性 對地質(zhì)勘探程度的評價 1．勘探程度 （ 1）基本查明了可采煤層的煤質(zhì)、煤巖特征，確定了煤類； （ 2）基本查明了井田的主要構(gòu)造形態(tài)及地層沉積特征； （ 3）基本查明了主要可采煤層的層位、厚度、結(jié)構(gòu)； （ 5）初步評價了主要可采煤層頂、底板巖層的工程地質(zhì)特征，了解了煤層自燃傾向、煤塵爆炸、礦井瓦斯含量。 （ 4）初步評價了井田水文地質(zhì)，推測該區(qū)水文地質(zhì)條件簡單 2．存在問題 （ 1）地質(zhì)報告中對礦井瓦斯涌出量、煤塵爆炸指數(shù) 未作詳細的測試分析，建議補測。 （ 2）地質(zhì)報告中對 10 號煤 層的涌水量未作具體測試分析，建議補充測試。 10 第 2 章 井田境界 儲量 服務(wù)年限 井田境界 井田周邊狀況 本井田以邊界線為界，北部有一斷層。 井田境界確定的依據(jù) ，以利于機械化程度的不斷提高； ； ．地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù) ； ．安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 井田未來發(fā)展狀況 煤礦開采技術(shù)在不斷進步， 隨著 科學(xué) 技術(shù) 的 進步和勘探水平 的 不斷 提高，可能在更深 處 發(fā)現(xiàn)可采煤層 。 井田儲量 井田儲量的計算 井田內(nèi)可采煤層為 10號煤 層 。 各煤層儲量計算邊界與井田境界基本一致。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。 礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量，礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。 礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi) A+B+C 級儲量的總和。礦井設(shè)計儲量是礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有 的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設(shè)計儲量減 去工業(yè)場地保護煤柱，礦井井下主要巷道保護煤柱煤量后乘以帶 區(qū)回采率的儲量。 保安煤柱 11 按照保護煤柱的設(shè)計原則 ； ，保護煤柱應(yīng)根據(jù)受護面積邊界和移角值進行圈定； ，用途，煤層賦存條件和地形特點留設(shè)， 為居住保地面建筑物及工程設(shè)施的安全，本設(shè)計對井筒及工業(yè)場地后期的風(fēng)井、規(guī)劃中的大斷層留設(shè)安全煤柱。 交時，根據(jù)基巖移動角求得垂直與受護 ；邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護煤柱； 由于本礦區(qū)無地表移動參數(shù)實測資料，設(shè)計參照類似圍巖情況按 以 下數(shù)據(jù)留設(shè)安全煤柱 . 主 、副井筒均位于工業(yè)場地內(nèi)，主、副井筒深度 480m，工業(yè)場地東西長，南北最大寬度為 438m。 為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： 20 m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 建筑物留設(shè) 50m 保安煤柱； 6． 帶區(qū)煤柱按 20m 保安煤柱。 按以上計算方法得： 工業(yè)廣場煤柱損失： 萬 t； 周邊、斷層保安煤柱損失： 萬 t； 損失總量： 萬 t； 損失率為： % 儲量計算方法 計算標注以《儲量管理規(guī)程》為依據(jù)，公式如下： 塊段儲量 =塊段面積247。 cos(平均傾角 )平均厚度容重 礦井設(shè)計儲量＝工業(yè)儲量－永久煤柱 塊段可采儲量 =（工業(yè)儲量－永久煤柱）設(shè)計回采率 回采率要求：厚煤層不小于 75%，中厚煤層不小于 80%，薄煤層不小于85% 通 過等高線塊段法計算本井田工業(yè)儲量為 ，可采儲量為 12 。 儲量計算評價 本設(shè)計井田的各類儲量計算嚴格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲量計算設(shè)計所得到的各種儲量與實際可能有一定的誤差。 表 21 礦井可采儲量匯總表 煤層號 工業(yè)儲量 A+B+C 萬 t 工業(yè)廣場及井筒 斷層 井田 境界 開采損失 合計 可采儲量 （萬 t） 8 5369 8 9 5 71 4 10 61 3 總計 14104 196.1 1 8 10154.88 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 工作制度 礦井設(shè)計年工作日為 330d，每天四 班作業(yè)， 一 班 檢修 ，每天凈提升時間為 18h。 生產(chǎn)能力 井田煤炭儲量豐富（地質(zhì)儲量為 ，可采儲量為 ），地質(zhì)構(gòu)造及水文地 質(zhì)簡單，煤層賦存平緩（最大傾角 176。），煤質(zhì)優(yōu)良，具有建設(shè)大型礦井的條件。 方案一：建 。 方案二：建 。 方案三：建 。 根據(jù)《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》礦井投產(chǎn)后服務(wù)年限不應(yīng)過長，可由服 13 務(wù)年限確定。 礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計服務(wù)年限公式： K P＝ Z/(A K) 式中： Ｚ —— 礦井設(shè)計可采儲量， Mt A—— 生產(chǎn)能力， Mt／ a K—— 礦井儲量備用系數(shù)， K＝１ .3～ 礦井設(shè)計一般取 K=，地質(zhì)條件復(fù)雜 的礦井及礦區(qū)總體設(shè)計可取K=，地方小煤礦可取 K= 。根據(jù)本設(shè)計礦井實際情況， K值取 。 計算得： 方案一： P＝ 年 方案二： P＝ 年 方案三： P＝ 年 根據(jù) 《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定 ， 則選擇方案 二 合理。該礦井生產(chǎn)能力為 ，礦井服務(wù)年限為 年 。 14 第 3 章 井田開拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 本礦區(qū)地面標高在＋ 至＋ 之間屬于丘陵區(qū)， 地勢總趨勢西南高，東北部底，且相對高差 123m。 地區(qū)起伏不大 ，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層少 。 本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，主要農(nóng)作物有谷子、豆類及油料等，近年工礦企業(yè)發(fā)展較快，主要為煤礦、化肥、建材、機械加工及制造業(yè)，其中煤礦為該區(qū)重要的支柱行業(yè)。 礦區(qū)煤層覆存穩(wěn)定，斷層少。 礦區(qū)附近各個礦井井型不同，開拓方式以立井 開拓、斜立井聯(lián)合開拓 居多 ，平硐開拓少見 。 影響本設(shè)計礦井開拓方式的因素及具體情況 井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： (1)地形地貌和地面外部條件； (2)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件 ； (3)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件； (4)煤層賦存和開采技術(shù)條件； (5)施工技術(shù)和設(shè)備條件； (6)總體設(shè)計和礦井生產(chǎn)能力要求等。 對以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。影響本設(shè)計井田開拓方式的具體因素如下： 1． 地表因素 本井田 構(gòu)造表現(xiàn)為走向近南北， 向西傾斜構(gòu)造，使地層發(fā)生較大轉(zhuǎn)折，地層傾角一般 2— 5176。 ，總之，井田構(gòu)造屬簡單類。 2． 煤層賦存情況 整個礦區(qū)共有 3 層可采煤層，即 10 號 ，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長度為 ，傾向 。本井田 煤層系近水平 中厚煤層，平均傾角在 176。左右。 15 礦井開拓方案選擇 井筒形式和 井口位置 在 一定的井田地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道有多種布置方式， 開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行的多種開拓方式中進行技術(shù)經(jīng)濟分析比較后，才能確定。 根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達產(chǎn)快、安全、高效的原則，設(shè)計提出了 兩 個開拓方案： 方案一：雙 斜井開拓 方案二：雙立井開拓 以上二 種井筒開拓方案比較如下： (一 )適用條件 比較 ： 斜井 : 煤層賦存較淺，垂深 在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0－ 500m，含水砂層厚度小于 20－ 40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層． 立井 :煤層賦存深度 200－ 1000m，含水砂層厚度 20－ 40m,立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制．技術(shù)上也比較可靠．當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。 (二 )斜井與立井相比 斜井 : 優(yōu)點：井筒掘進技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都投資少；井筒裝備和地面建筑物少 ，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小；膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 缺點：在自然條件相同 時，斜井要比立井長 ；圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高， 當(dāng)井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜 。由于斜井較長，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長度較大 。 立井 : 優(yōu)點：立井的井筒短，提升速