【文章內(nèi)容簡介】 明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。 7 見表 12。 表 1— 2 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱 容重kg/cm3 孔隙度 抗壓強度 MPa 抗拉強度 MPa 變形模量 MPa 彈性模量 MPa 砂巖 622 320 18 粉砂巖 515 215 28 泥巖 113 36 59 石灰?guī)r 6 19 522 18 511 鋁土巖 1731 110 29 白云巖 715 1534 620 618 井田水文地質(zhì)情況 本礦區(qū)與充水有關(guān)的有二疊系上石盒子組（ P2s）、下石盒子組 （ P1X） 、山西組（ P1s）的裂隙水含水層組、奧陶系上馬家溝組（ O2s）、下馬家溝組（ O2x）及亮山組（ O11）巖溶含水層組。 礦床主要充水含水層分述如下： (1)奧陶系灰?guī)r地板巖融水 主要含水層位是上馬家溝組（ O2s）、下馬家溝組（ O2x） 和亮山組（ O11），其中下馬家溝組（ O2x） 巖層較薄，富水不均勻，富水帶不穩(wěn)定 ,局部對太原組煤層開采有地板突水影響的是上馬家溝組（ O2s）和亮山組（ O11）。 (2)山西組裂隙水 含水層主要位于下段的砂巖帶，底部粗砂巖局部變?yōu)榧?xì)砂巖，是太原組上段煤層開采的主要頂板充水 含水層。本層富水性不均勻，為極弱至中等程度。本層達(dá)到中等富水程度的部位位于埋藏較淺的向斜軸附近。 (3)下 石盒子組 裂隙水 主要含水層位為底部的含礫粗砂巖和砂巖帶，基巖風(fēng)化殼裂隙發(fā)育，裂隙水的補給主要來自大氣降水的入滲，局部地段受河谷潛水補給，七里河改道后其富水性可能減弱，但在雨季其富水性將有所增強，基巖風(fēng)化殼富水程度達(dá)到中等以上程度的都處于河谷區(qū)域構(gòu)造比較發(fā)育的淺埋藏區(qū)。 (4)上石盒子組裂隙水 該組含水層離煤層較近，且靠近較大背斜軸部地段較富水，從而成為太原組上段煤層開采的主要充水含水層，富水性達(dá)到中等程 度，而在埋藏較深的下 8 黑水溝南向斜軸部富水性為弱至極弱程度。 (1)中石炭系本溪組：主要隔水巖層為鋁質(zhì)泥巖、泥巖，一般厚 為 較好的隔水層。 (2)上石炭統(tǒng)及下二疊統(tǒng)：主要由具有可塑性泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，各層砂巖間及灰?guī)r間均有泥巖分布，一般厚 至數(shù)米不等，可起到良好的層間隔水作用。 地質(zhì)報告 對礦井涌水量做了初步 調(diào) 查， 并且 根據(jù)礦井含水系數(shù)， 參照 鄰近礦井實際情況， 測 得 礦井 七號煤層 正常涌水量 200m3/h,最大涌水量 300m3/h， 但對于九號與十二號煤層的涌水量未做 調(diào)查， 隨著開采的深度的嗇， 后期 應(yīng)做 補充 調(diào)查 。 礦區(qū) 主要地質(zhì)構(gòu)造以向背斜褶曲為主， 局部 伴隨少數(shù)中小型斷裂， 主要開采 7號 9號 12號煤層 ，其 直接充水含水層為 K8砂巖含水層。該含水層含水性較弱，由于煤層底板標(biāo)高高于奧灰水位標(biāo)高，不會構(gòu)成對下組煤層開采的威脅，因此，水文地質(zhì)條件屬簡單類型。 沼氣 煤塵及煤的自燃性 1. 瓦斯 據(jù)本礦 對 7 號煤層瓦斯測量結(jié)果， CH4 和 C02 絕對瓦斯 相對 涌出量分別為， 屬低 瓦斯 礦井 。但隨著開采深度的增加，瓦斯含量 可能會增大。 2. 煤塵及煤的自燃 煤層煤塵爆炸指數(shù) 為 60％，自然發(fā)火期 10 個月。所以，在開采過程中 要加強管理，做好防塵和防 自燃工作。 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）基本查明了井田的主要構(gòu)造形態(tài)及地層沉積特征。 （ 2）基本查明了主要可采煤層的層位、厚度、結(jié)構(gòu)。 （ 3）基本查明了可采煤層的煤質(zhì)、煤巖特征，確定了煤類。 9 （ 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。 （ 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。 2．存在問題 地質(zhì)報告中對 9號 12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 本礦 周邊褶皺發(fā)育，大斷層比較少見，局部中小斷層發(fā)育。 井田境界確定的依據(jù) ．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． ． ，以利于機械化程度的不斷提高． 井田儲量 井田儲量的計算 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，目前即可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量是進(jìn)行礦井設(shè)計的資源依據(jù)，一般即列入平衡表內(nèi)的 A+B+C 級儲量，不包括作為遠(yuǎn)景儲量的 D級儲量。 礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量，故可采儲量等于礦井工 業(yè)儲量減去各建筑物、河流、工業(yè)場地等相應(yīng)的永久保護(hù)煤柱之后再與帶 區(qū)采出率相乘即得。 保安煤柱 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。 由于本礦區(qū)無地表移動參數(shù)實測資料， 但鄰近礦區(qū)此方面資料充足，做為本礦區(qū)設(shè)計的主要參考，來確實實際 留設(shè) 的 安全煤柱： 松散層移動角：含水松散層 45186。、不含水的松散層 50186。 巖層移動角： 60186。 11 巖層邊界角： 55186。 主、副井筒均位于工業(yè)場地內(nèi)，主、副井筒深度 650m，工業(yè)場地 南北 長 875m，東西 最大 寬 度為 875m， 為一梯形形狀。 按照現(xiàn)行《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》規(guī)定，井筒煤柱地面受護(hù)面積包括井架、提升機房和圍護(hù)帶面積包括工業(yè)場內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務(wù)的工業(yè)廠房、服務(wù)設(shè)施和圍護(hù)帶， 圍護(hù)帶寬度為 15m，煤柱按巖層移動角圈定，井田境界煤柱按 30m 留設(shè)， 帶 區(qū)煤柱按 20m 留設(shè)， 斷層兩側(cè)各設(shè) 30m 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； 損失率為： % 儲量計算方法 計算標(biāo)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 。 儲量計算評價 該 礦的煤層 傾角較 小， 煤層厚度穩(wěn)定， 對比可靠， 煤層底 板隨地質(zhì)構(gòu)造起伏 ， 但起伏不大。 構(gòu)造控制基本可靠，無火成巖，水文地質(zhì)條件簡單 ，儲量計算可靠。 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，每天三班作業(yè)，兩 班 生產(chǎn)， 一 班準(zhǔn)備，每天凈提升時間為 16h。 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) 12 造及水文地質(zhì)簡單，煤層賦存平緩（最大傾角 8176。 平均傾角 5176。 ），煤質(zhì)優(yōu)良。現(xiàn)提出三種建井方案： 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，可由服務(wù)年限確定。礦井及第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限 如表 22 表 22 礦井及第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計生 產(chǎn)能力 Mt/a 礦井設(shè)計服務(wù)年限 a 第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限 a 煤層傾角 25176。 煤層傾角 25176。45176。 煤層傾角 45176。 及以上 60～ 80 30～ 35 ～ 50～ 70 25～ 30 20～ 25 15～ 20 ～ 40～ 50 20～ 25 15～ 20 10～ 15 礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計服務(wù)年限公式： P＝Ｚ／（ＡＫ） 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＝ 方案三： P＝ 年 由上表可知， 選擇方案 二 合理。該礦井 設(shè)計 生產(chǎn)能力為 ，礦井 設(shè)計 服務(wù)年限為 年 。 13 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(biāo)高在 0至 +50m 之間屬于丘陵區(qū)，地區(qū)起伏不大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層少且 落差 不 大， 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)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 ； (2)煤層賦存和開采技術(shù)條件； (3)地形地貌和地面外部條件； (4)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)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(jì)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 本井田屬于緩坡 丘陵地形，地勢起伏較平。 2． 煤層賦存情況 整個井田的煤層上部標(biāo)高在 520m，下部標(biāo)高在 630m。 整個礦區(qū)共有 3層可采 煤層，即 12 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 5176。左右。 礦井開拓方案選擇 井筒形式和井口位置 井口附近要有一定范圍用以布置工業(yè)場地，其中包括主 副 井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結(jié)構(gòu)物 。選擇 井筒位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形，以地面生產(chǎn)條件系統(tǒng)布置要求，平坦地形最適合礦井建設(shè)，不僅平場工程量較小，大型建筑物基礎(chǔ)處理也比較 14 簡單。 地面條件 工業(yè)場地占地面積； 地形與工程地質(zhì)條件； 煤的運輸方向； 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置。 井下條件： 按最小運輸 量確定井筒位置 ； 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置； 煤柱量； 勘探程度和初期工程量。 根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件來 確定的工業(yè)場地位置， 由于寶清煤礦煤層賦存角度較小，接近水平且埋藏較深，所以若采用斜井開拓則明顯不 合 理，故初步定為采用立井開拓，立井開拓存在如下優(yōu)點：適應(yīng)性 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 也比斜 井 可靠， 井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，機械化程度高，易于自動控制，井筒為圓形斷面機結(jié)構(gòu) 合理，維護(hù)費用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 對礦井井筒 位置有以下的要求： 井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央．當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)在儲量分布的中央，在此開成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面；井筒沿煤層傾向的位置，應(yīng)使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井期短，且煤柱損失??；為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質(zhì)條件。 依據(jù)本井田的儲量分布圖，及剖面圖．考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個井田的儲量中心，坐標(biāo)為： 主井坐標(biāo)：經(jīng)度 19617227，緯度 4365626 副井坐標(biāo)：經(jīng)度 19617183，緯度 4065600 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采， 也 可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。 在 每個開采水平設(shè)井底車場和運輸大巷，供該 15 水平各 帶 區(qū)煤的外運、輔助運輸和通風(fēng)用。 煤礦科技發(fā)展 迅速 ， 生產(chǎn)高度機械化和管理 高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井 的生產(chǎn) 一般 集中在一個水平， 1～ 2 個工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面、 帶 區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源儲量。 本設(shè)計井田水平標(biāo)高的確 定主要考慮了以下幾個因素： 合理的水平服務(wù)年限； 煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造； 采掘關(guān)系； 生產(chǎn)成本； 井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。 根據(jù)上述因素，本設(shè)計井田設(shè)計提出水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分為一個開采水平； 方案二：井田劃分為兩個開采水平。 表 3— 1水平儲量及服務(wù)年限表 儲量（ Mt） 服務(wù)年限（年） 方案一 單水平 方案二 一水平 二水平 從該表可知，方案二中的一水平達(dá)不到合理的服務(wù) 年限，且根據(jù)本井田地質(zhì)條件限制，不利于多水平開采；而方案一有利于 帶 區(qū)的接續(xù)，且巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分一個開采水平。 開拓巷道布置 階段或水平主要巷道是溝通 帶 區(qū)與井底車場的交通 線 ，并 在其中 進(jìn)行通風(fēng)排水及布置管線，當(dāng)上一階段采完后，又可作為下階段開采水平的總回風(fēng)道，