【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 陵水文地質(zhì)區(qū) ， 北部及中部為河谷水文地質(zhì)區(qū)。巖層的富水性主要取決于構(gòu)造裂隙的發(fā)育和補(bǔ)給條件，淺部各煤層除大氣降水補(bǔ)給地表 強(qiáng)風(fēng)化帶外，沒有其他來源，由于巖層裂隙發(fā)育程度而減弱，所以巖層的富水性有明顯的垂直分帶。由于巖性的不同，巖層的含水性極不均勻，不但存在著分帶規(guī)律且有分層規(guī)律。 詳見 煤層特征表 12； 巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)表 13； 巖石力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)表 14。 表 13 巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)表 巖石 類型 顆粒密度 (g/cm3) 塊體密度 (g/cm3) 空隙率 n(%) 吸水率 （ %） 軟化系數(shù) KR 凝灰?guī)r 砂巖 泥灰?guī)r 表 14 巖石力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)表 抗壓強(qiáng)度 σc(MPa) 抗拉強(qiáng)度 σ t(MPa) 摩擦角 φ (176。 ) 內(nèi)聚力 C(MPa) 砂巖 20200 425 3550 840 泥灰?guī)r 10100 210 1530 320 由資料提供的 涌水量可以看出，只有大氣降水通過強(qiáng)風(fēng)化帶滲入井下，補(bǔ)給單一，采掘工程一般不受水 害影響，防水工作較簡(jiǎn)單，故水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單型。 瓦斯 、煤塵及煤的自燃性 礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為 6m3/min，相對(duì)涌出量為 ，屬低瓦斯礦井。 8 煤的自燃發(fā)火期為 6～ 8 個(gè)月。 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本 設(shè)計(jì) 礦井 內(nèi) 煤屬 低磷 、 低硫、中低灰分的焦煤和 1/3 焦煤，其中 1/3 焦煤占 40%，發(fā)熱量一般在 6500～ 7500k。 ： 井田內(nèi)煤層 多為半亮煤及半暗煤，水平層狀構(gòu)造， 垂直節(jié)理發(fā)育， 結(jié)構(gòu)致密 ， 玻璃光澤，距狀或平面斷口 ，含有少量的 木質(zhì)鏡煤、絲炭，且發(fā)鮮紅色，形態(tài)分子結(jié)構(gòu)不歸整 ，鏡下可見無機(jī)物，有石英碎屑及菱鐵礦物等。比重在～ ，摩氏硬度約 3。 ： 其 煤質(zhì)變化規(guī)律符合希爾特定律： (1)煤的變質(zhì)程度隨著深度的增加而提高。 (2)揮發(fā)分隨著深度的增加而降低， 上部的 4兩層為 1/3 焦煤，下部的 1 14三層均為焦煤。 ： 煤層屬中低灰份，灰份多為內(nèi)在灰份，系二氧化硅、氧化鐵等，氧化鎂、氧化鈣較少，故灰熔點(diǎn)可達(dá) 1250℃以上。 ： 一般作為配煤煉焦使用。 勘探程度及可靠性 本礦井的勘探分普 查、精查、補(bǔ)堪和深部補(bǔ)堪四類?？碧匠潭仍斠娤卤? 如表 15 表 15 勘探程度表 時(shí)間 施工單位 勘探程度 鉆孔 利用鉆孔 孔數(shù) 米數(shù) 孔數(shù) 米數(shù) 1984 204勘探隊(duì) 精 查 18 18 1988 204勘探隊(duì) 精 查 48 44 總計(jì) 245 234 9 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 井田境界 井田周邊情況 本設(shè)計(jì) 井田 北部以斷層 F48為界，南部以 人為邊 界定 界，西以 700m 標(biāo)高為界，東以煤層露頭線為界。 南北 走向長(zhǎng)平均 ， 東西 傾向?qū)?，面積約。 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)； ，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； ； ，以利于機(jī)械化程度的不斷提高 。 井田 未來發(fā)展情況 本 設(shè)計(jì) 井田 有 七 條 斷層， 在 生產(chǎn) 時(shí)的產(chǎn)量可能不能及時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，但隨著開采深度的增加，煤層賦存條件 較 好，采用新技 術(shù)防治礦井瓦斯，產(chǎn)量會(huì)有較大的提高幅度 。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層有 1 14共 五 層煤。根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》規(guī)定，工業(yè)指標(biāo)確定為傾角小于 25176。煤層，能利用儲(chǔ)量選用厚度≥ ,灰分≤ 40%；暫不能利用儲(chǔ)量厚度為 ～ ,灰分在 40%～ 50%之間。傾角在 25176。 ～ 45176。，能利用儲(chǔ)量厚度選用≥ ,暫不能利用儲(chǔ)量選用～ 。 保安煤柱的設(shè)計(jì)方法 在井田范圍內(nèi)， 宜采用垂直剖面法 ， 對(duì)于 那些 形狀規(guī) 整，且長(zhǎng)軸與煤層走向或傾向平行 建筑物和構(gòu)筑物， 留設(shè)保護(hù)煤柱的 圈定保護(hù)邊界。 10 ： 采用垂直剖面法；（見開拓剖面圖） ： 按照數(shù)字標(biāo)高投影法，工業(yè)場(chǎng)地壓煤近似為梯形。 工業(yè)廣場(chǎng) 保護(hù) 面積包括工業(yè)產(chǎn)地內(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)帶的寬度為 20m，煤按巖層移動(dòng)角圈定。 ： 按照規(guī)范規(guī)定，一般 井田邊界煤柱 40m，河流保護(hù)煤柱為河床兩側(cè)各 40m，大的斷層一側(cè)留煤柱 15～ 40m，有時(shí)也要根據(jù)具體的情況而定。 ： 設(shè)計(jì)時(shí)候， 區(qū)段 運(yùn)輸平巷和軌道平巷之間留設(shè)區(qū)段煤柱， 不小于 8～ 15m，厚煤層不小于 15～ 20m。采區(qū)邊界一般留設(shè)寬度 20m 左右。 本設(shè)計(jì) 斷層煤柱留取尺寸 如 ：斷層落差很大，斷層一側(cè)煤柱寬度不小于 30m； 落差較大的斷層一側(cè)煤柱一般為 10～ 15m； 落差較小的斷層 \通?？梢圆涣粼O(shè)斷層煤柱。 為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： (1)各煤層在露頭處留設(shè) 20 m 保安煤柱； (2)邊界斷層留設(shè) 20 m 保安煤柱； (3)井田內(nèi)部斷層留設(shè) 20 m 保安煤柱； (4)河流兩側(cè)各留設(shè) 20 m 保安煤柱； (5)地面建筑物 留設(shè) 50 m 保安煤柱。 儲(chǔ)量計(jì)算方法 采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計(jì)算儲(chǔ)量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術(shù)平均法求出。 ?? ??? MSQ c os 式中 Q —— 工業(yè)儲(chǔ)量， Mt； S —— 井田總面積， m2； M —— 煤層平均厚度， m； ? —— 煤層平均視密度， 取 ； ?? ??? MSQ c o s =4500 3000 0 = 11 塊段面積在 1： 5000 的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖上用電子求積儀求得，塊段傾角采用余切尺量得。 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本 設(shè)計(jì)井田內(nèi) 煤層發(fā)育良好，厚度較穩(wěn)定，傾角綬傾，井田范圍內(nèi)大的構(gòu)造控制可靠，水文地質(zhì)條件 交好 ，儲(chǔ)量計(jì)算較為可靠。煤層儲(chǔ)量見表 2－ 1。 表 2－ 1 煤層儲(chǔ)量見表 水平 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量 A+B+C 萬 t 工業(yè) 場(chǎng)地 斷層 開采損失 井 田 境界 合計(jì) 可采儲(chǔ)量 （萬 t） Ⅰ 2 4 9 12 14 163 合 計(jì) 6896 5275 Ⅱ 2 4 9 12 111 14 合 計(jì) 10344 517 1397 2451 7913 總 計(jì) Mt 12 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 礦井工作制度 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，《煤礦生產(chǎn)許可法》和 《 勞動(dòng)法 》 有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本 礦的實(shí)際情況，擬制定工作制度如下： 設(shè)計(jì)年工作日 330d，日提升 16h，采 用“四 六”作業(yè)制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備。 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 1. 確定礦井生產(chǎn)能力的重要因素 其中 儲(chǔ)量是指 工業(yè) 儲(chǔ)量中可采部分。 礦井與水平服務(wù)年限計(jì)算公式 ： AKET? 式中 T —— 礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限， a； A —— 礦井生產(chǎn)能力， Mt/a； E —— 礦井設(shè)計(jì)的可采儲(chǔ)量，萬 t； K —— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 ； 設(shè)計(jì) 生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應(yīng)考慮當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù) 本設(shè)計(jì) 井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案 A： Mt/a； 方案 B： Mt/a； 方案 C： Mt/a； 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限來確定。 礦井服務(wù)年限的確定 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案 A： Mt/a 13 AKET? ＝ 方案 B： AKET? = 104a 方案 C： AKET? = 157a 參照《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，方案 A 較合理 。 即： 本設(shè)計(jì) 礦井生產(chǎn)能力： A＝ ，礦井服務(wù)年限Ｔ＝ 。 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 本設(shè)計(jì)的 東榮三礦與東榮二礦相 鄰 ，東榮二礦 是采用 立井方式開拓。 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素 1. 該 井田煤層埋藏深度為 +50m?700m。煤層傾角平均為 14176。 ，其中 2，4， 9， 12， 14的層間距分別為 30m， 100m， 20m， 30m，根據(jù)煤層的分布情況，可以采用集中大巷布置。 ，南北側(cè)高，中部平坦，工業(yè)場(chǎng)地宜選擇在相對(duì)比較開闊的階地上，標(biāo)高為 +80m。 煤層含水量少， 一水平 直接采用上山開采 。 地 質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有大，中型 地質(zhì) 構(gòu)造，共計(jì) 7 條斷層，大斷層設(shè)計(jì)為井田邊界，中央的小斷層，由于落差不大對(duì)礦區(qū)總體設(shè)計(jì)沒有大的影響 。 確定井田開拓方式的原則 1. 必須慣徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)。 ，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 和利用 資源，減少煤炭 浪費(fèi) 。 4. 貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策 ,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件．要使生產(chǎn) 系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè) 。 ，并為采用新技術(shù)，新工藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 15 礦井開拓方案的選擇 井硐形式 １ .井筒形式的確定 ： 考慮本設(shè)計(jì)的東榮三礦 的地表及煤層等實(shí)際情況，平硐開拓方式技術(shù)上不合理， 所以 直接否定。依據(jù) 設(shè)計(jì) 井田的地形，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，提出 兩 種井筒開拓方案，具體情況如 圖 31 方案比較示意圖 。 方案 I —— 雙斜井開拓 +0100200300400500600 方案 II —— 雙立井開拓 600500400300200100+0圖 31 方案比較示意圖 16 考慮到立井開拓和斜井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件， 根據(jù)井田的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，適合采用雙立井開拓， 但從技術(shù)上 雙立井開拓與 見效慢，本方案不可取。 因此本設(shè)計(jì)選用方案一。 開 拓巷道的布置 根據(jù)煤層埋藏特征和有關(guān)規(guī)定，并考慮到各煤層的間距較小，宜采用集中大巷，采區(qū)聯(lián)合布置方式，為減少煤柱損失和 保證大巷維護(hù)條件，運(yùn)輸大巷布置在 14煤層的下的厚砂巖中，上水平的運(yùn)輸巷用做下水平的回風(fēng)巷，這樣有利用井下運(yùn)輸效率。生產(chǎn)系統(tǒng)較簡(jiǎn) 單。 水平巷道的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸，物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)，排水，鋪 設(shè)管線 。 對(duì)大巷的基本要求是便于運(yùn)輸，利于掘進(jìn)和維護(hù)，能滿足礦井通風(fēng)安全的需要 。 開拓巷道布置方式的選擇 ： 根據(jù) 開采 煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置，分煤組布置和全煤組集中布置．采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系 。當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷 。 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為 1 14煤層， 其中 1 14煤層較近， 4煤層也較近、 可以聯(lián)合開采，各煤層的煤質(zhì)相 痛，不需要 分采分運(yùn) 。所以根據(jù)本井田的實(shí)際情況，本井田采用集中運(yùn) 輸大巷和采區(qū)式石門布置方式 。 17 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井 筒 形式和數(shù)目 依據(jù)本 井田的地形地勢(shì)，煤層賦存，地質(zhì)構(gòu)造等因素，經(jīng)過第二節(jié)中井筒形式確定方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，該礦井采用雙立井開拓，即一主一副兩個(gè)井筒 。 詳見 32。 圖 32 井筒開拓方案示意圖 井 筒 位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示，選 擇井筒位置的條件： 1. 井下條件： （ 1）按運(yùn)輸量確定井筒位置 ； （ 2）根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置 ； （ 3）煤柱量 ； （ 4）勘探程度和初期工程量 ； ： （ 1）工業(yè)場(chǎng)地占地面積 ； （ 2