【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體，穩(wěn)定組含量 39%，深灰色小孢子體、角質(zhì)體、栓質(zhì)體及樹脂體等。無(wú)機(jī)顯微組分中主要有粘土類、黃鐵礦、方解石等。石英和粘土礦物多為基質(zhì)鏡質(zhì)體和粗粒體所膠結(jié)，屬原生礦物質(zhì)。方解石和黃鐵礦呈脈狀分布在裂隙中，應(yīng)屬原生礦物質(zhì)。 (4)戊組煤（ 戊 戊 910）的化學(xué)特征 1）戊 8煤層：原煤灰分產(chǎn)率 %，屬中灰煤，經(jīng)洗選煤的灰分產(chǎn)率下降 23 倍，浮煤的灰分產(chǎn)率 %。 2） 戊 9煤層：原煤灰分產(chǎn)率 %，屬低中灰煤，經(jīng)洗選煤質(zhì)明顯提高，灰分產(chǎn)率 %。 3） 戊 10煤層：原煤灰分產(chǎn)率 %，屬中灰煤，經(jīng)洗選煤質(zhì)大有提高，灰分產(chǎn)率%。 根據(jù)本礦的煤質(zhì)情況及當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的需求，本礦生產(chǎn)的原煤和經(jīng)加工的塊煤主要用于電廠、熱電廠和分散客戶，可主要作為電力、船舶、鍋爐用煤及其他工業(yè)用煤，另外還可作為良好的煉焦用煤。 (5)煤的容重 經(jīng)過(guò)化驗(yàn)分析得出戊煤為 。硬度中硬 ,普氏硬度為 2～ 3。 (6)瓦斯 本井田在勘探階段，馬棚山及高皇廟礦區(qū)共采了 19 個(gè)鉆孔瓦斯樣，其中馬棚山礦區(qū) 14 個(gè)，高皇廟礦區(qū) 5 個(gè)。從鉆孔分析看，瓦斯含量甚低，沼氣含量一般在 ～，最高為 。二氧化碳含量一般 ～ ，最高 。 A、煤層瓦斯壓力和瓦斯含量 近期在井田地面布置了十幾個(gè)測(cè)試瓦斯壓力鉆孔，比較成功的有 7個(gè)鉆孔，測(cè)試結(jié)果：戊 910煤層標(biāo)高 ，垂深 495m，瓦斯壓力 13個(gè)大氣壓。在相應(yīng)地點(diǎn)取煤樣做吸附試驗(yàn)戊 910煤層瓦斯含量值為 ；戊 910 垂深 508m，瓦斯含量值 等。 B、煤層瓦斯預(yù)測(cè) 根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》第 22 條，預(yù)測(cè)煤層突出 危險(xiǎn)性中的單項(xiàng)指標(biāo)為煤層瓦斯壓力 P≥ 時(shí)為具有突出危險(xiǎn)煤層。戊 8及戊 910煤層實(shí)測(cè)瓦斯壓力均小于河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 單項(xiàng)指標(biāo)值。 區(qū)內(nèi)各主要可采煤層 CH4平均含量為 ～ ； CO2各煤層平均含量為 ～ 。各主要可采煤層瓦斯自然成分以 N2 為主占 ～％； CO2 次之， ～ ％， CH4 含量?jī)H占 ～ ％。全礦井相對(duì)瓦斯涌出量為 ，絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，根據(jù) 2021 版《煤礦安全規(guī)程》， 因系鉆孔采樣，測(cè)定結(jié)果低于實(shí)際瓦斯含量，參考鄰區(qū)一、二、三、四、八礦瓦斯資料，設(shè)計(jì)礦井時(shí)定為低瓦斯礦井。 (7)煤塵及其爆炸性 根據(jù)勘探資料， 本礦各煤層煤塵爆炸指數(shù)為 ～ ％，戊組煤 ～％，屬存在煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤層。 1997 年平煤 (集團(tuán) )公司通風(fēng)管理中心實(shí)驗(yàn)室，對(duì)各主要可采煤層煤塵爆炸性鑒定結(jié)果，仍為存在煤塵爆炸性危險(xiǎn)的煤層。 (8)煤的自燃性 根據(jù)近十年 (1988～ 1997 年 )內(nèi)鄰礦發(fā)火次數(shù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出百萬(wàn)噸發(fā)火率為 ，煤層自燃發(fā)火期 戊組煤 4～ 6 個(gè)月 。主要可采煤層自燃 傾向等級(jí)為易自燃煤層。 所以設(shè)計(jì)中應(yīng)該提高采掘速度，合理安排回采與掘進(jìn)之間的關(guān)系，盡量減少煤巷空閑情況的出現(xiàn)，采空區(qū)要求封閉嚴(yán)實(shí)，以防止余煤的自燃。 （ 1） 地溫 本次統(tǒng)計(jì)補(bǔ)勘鉆孔 29個(gè)，對(duì)深部 18個(gè)孔進(jìn)行了測(cè)溫，測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)可靠。 根據(jù)中科院地質(zhì)所與集團(tuán)公司對(duì)平頂山礦區(qū)進(jìn)行的地溫分析，確定礦區(qū)恒溫帶深度在25m左右，溫度 ℃。根據(jù)十礦井由內(nèi)的測(cè)溫孔資料分析，十礦井田恒溫帶深度 25～30m，溫度 ℃。 ①鉆孔測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的校正 井田內(nèi)的測(cè)溫鉆孔為簡(jiǎn)易測(cè)溫孔，采 用中性點(diǎn)法校正測(cè)溫孔的巖石溫度，中性點(diǎn)采用經(jīng)驗(yàn)法求得，中性點(diǎn)的深度為鉆孔深度的 ～ 倍，溫度為實(shí)測(cè)溫度?？椎椎脑紲囟葹閷?shí)測(cè)溫度加 ℃。 ②戊 10煤層底板地溫狀況 根據(jù)鉆孔測(cè)溫資料和井下巷道測(cè)溫資料分析，戊 10 煤層底板的溫度為 ～℃，地溫趨勢(shì)為自南向北隨深度增加而相應(yīng)升高，煤層等溫線與煤層底板等高線的展布趨勢(shì)基本一致，戊 10煤層底板標(biāo)高約 600m以淺至 350m為一級(jí)高溫區(qū) (31～ 37℃ )，約 600m 以下深度為二級(jí)高溫區(qū) (37176。 )。 ③影響井 田地溫的原因 平頂山煤田為一地壘構(gòu)造，中間的基巖相對(duì)抬升，四周被高角度正斷層切割后下降，被高熱阻的第四系沖積層覆蓋，大地?zé)崃飨鄬?duì)集中于中間的基巖，形成典型的基底抬高河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 型地?zé)岙惓^(qū)。平頂山礦區(qū)的地溫梯度平均在 ～ ℃ /1OOm，十礦井田正處于平頂山礦區(qū)主體構(gòu)造李口向斜南翼，馬棚山位于井田中部，馬棚山南北兩側(cè)均覆蓋有第四系沖積層，南側(cè)較厚，北測(cè)較薄。因此，井田地溫受李口向斜大地?zé)崃鱾?cè)向作用和南北兩側(cè)的沖積層的熱阻大、大地?zé)崃飨鄬?duì)集中兩種因素的影響。 （ 2） 地壓 地壓與開采深 度有關(guān)。根據(jù)臨礦實(shí)測(cè)，埋深超過(guò) 600m，頂板壓力加大、底鼓強(qiáng)、巷道變形快、維護(hù)周期短。 地壓與構(gòu)造部位有關(guān)，即邊界條件變化大的部位地壓大， 地壓是客觀存在，其防治方法第一是埋深超過(guò) 600m 決不能跳采，第二是地質(zhì)條件變化大部位加強(qiáng)支護(hù)。 根據(jù)資料數(shù)據(jù)可知由于礦井開采深度大，溫度過(guò)高，所以應(yīng)在深部開采時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的降溫措施。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第二章 井田 開拓 井田境界 及可采儲(chǔ)量 井田境界 本井田在能滿足生產(chǎn)開發(fā)強(qiáng)度的前提條件下，主要考慮了自然條件原因，將十礦四周境界定為：南以 各煤層露頭為界；北至李口向斜軸部，以戊煤組 800m 底板等高線分界；標(biāo)高西以 26勘探線與一、二礦相鄰；東以 20勘探線與八礦為界。 根據(jù)以上劃分本井田 東西走向長(zhǎng) ；南北傾斜寬 ；水平含煤面積 。 郭莊背斜軸牛莊向斜軸李口向斜軸h =1 0 ∠60176。37370007500800085009000373950037400004050041000415004202142500430004350038437500 8000 8500 9000 9500 38440000 40500 4100038440000 40500 410004150042021 42500 43000 43500 440004202141500410004050037400003739500900085008000750070006500北八礦八礦一礦一礦39500 圖 21 井田賦存狀況示意圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 戊 8 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zg1=SMr/cosα （ ） = SM1γ1/cosα = 176。 = Mt 戊 910煤層 工業(yè)儲(chǔ) 量按下式計(jì)算： Zg2=SM2γ2/cosα = 176。 = 礦井 工業(yè)儲(chǔ)量 = Zg1+ Zg2 = Mt+ = Mt 式中： Zg—— 工業(yè)儲(chǔ)量， t； 戊 910 S—— 井田面積 , m2； M1—— 戊 8煤層平均厚度， ； M2—— 戊 910煤層平均厚度， ； γ1—— 戊 8煤的平均容重， ； γ2—— 戊 910煤的平均容重， ； α—— 煤層平均傾角， 8176。 ； 其中高級(jí)儲(chǔ)量為： ，約占工業(yè)儲(chǔ)量的 %，符合設(shè)計(jì)要求。 計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失 （ 1） 工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱； （ 2） 井田境界煤柱損失； （ 3） 采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； （ 4） 建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； （ 5） 其它各種損失。 礦 井各種煤柱損失量計(jì)算 （ 1） 本礦井開采時(shí)，由于村莊稀疏且規(guī)模較小，開采初期時(shí)無(wú)影響，在后期開采時(shí)宜采用搬遷解決；井田內(nèi)無(wú)鐵路河流影響。因此煤柱損失只需考慮工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱損失、斷層煤柱損失、井筒保護(hù)煤柱損失、大巷保護(hù)煤柱損失及井田邊界煤柱損失。 （ 2） 工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱設(shè)計(jì)： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 240 萬(wàn) t/a，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，見表 21。 表 21 工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo) 井型（萬(wàn)噸 /年） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬(wàn)噸） 240 以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 本設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)占地面積應(yīng)取 24 公頃，長(zhǎng)、寬分別為 600m、 400m；工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留圍護(hù)帶寬度為 15m。基巖上山移動(dòng)角為 70176。；基巖下山移動(dòng)角為 72176。；表土層移動(dòng)角為 45176。；基巖走向移動(dòng)角為 70176。則按垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)壓煤 t，見圖 22。 圖 22 工業(yè)廣場(chǎng) 戊 910煤柱設(shè)計(jì) 戊 910煤的面積 ={（ +） }247。 2 = 戊 910煤 的壓煤量 =面積 /cos8戊 8煤的平均煤厚戊 8煤的平均容重 = = 煤河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 23工業(yè)廣場(chǎng)戊 8煤柱設(shè)計(jì) 戊 8煤的面積 ={（ 927+815） 784}247。 2 =682864m2 戊 8壓煤量 =面積 /cos8戊 8煤的煤厚戊 8煤的平均容重 =682864247。 cos8 = 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量 =戊 8壓煤量 +戊 910煤的壓煤量 =+ = 萬(wàn) t （ 4） 其它煤柱留設(shè)：本礦井?dāng)鄬硬欢?，且落差不大，又位于井田南部風(fēng)化帶北側(cè)且基本平行，所以只留設(shè)斷層北側(cè) 50m保護(hù)煤柱也作為井田南部邊界；井田東、西部各留邊界煤柱 50m；北部以李口向斜軸為邊界留邊界煤柱 50m；風(fēng)井設(shè)在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，與工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱重合，損失不再計(jì)算。 利用求積法結(jié)合算術(shù)平均法計(jì)算得出其它 煤柱總量為 萬(wàn) t。 （ 5） 煤柱留設(shè)總量為 +＝ 萬(wàn) t。 礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算 礦井的可采儲(chǔ)量計(jì)算公式為： Zk=(ZcP)C () =（ ） 式中： Zk ——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t； 11煤河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 Zc——礦井工業(yè)儲(chǔ)量， 33320 萬(wàn) t； P——永久煤柱損失， 萬(wàn) t； C——采區(qū)采出率，按設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定本區(qū)內(nèi)煤層 屬于中厚煤層，取 。 計(jì)算得出本礦井的可采儲(chǔ)量為： t 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 第三章 礦井生產(chǎn)能力 和 服務(wù)年限 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定礦井年工作日定為 330 天。礦井日凈提升時(shí)間確定為 14 小時(shí)。 由于本礦井采用了聯(lián)合集中布置，且煤層埋深較大，因此大部分巷道布置在巖石中，為了減少提升人員時(shí)間，增加副井的提矸時(shí)間；以及采區(qū)走向較長(zhǎng)導(dǎo)致個(gè)人上下班時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等因素，設(shè)計(jì)認(rèn)為采用“三八”工作制，其中二班半采煤， 半班準(zhǔn)備，每班工作 8小時(shí)最為合理。 礦井設(shè)計(jì) 服務(wù)年限 本礦井的生產(chǎn)能力主要考慮了以下幾點(diǎn)： （ 1） 生產(chǎn)強(qiáng)度與地質(zhì)條件的符合，本礦井地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，傾角不大，煤層屬于中厚煤層，變化不大； （ 2） 礦井生產(chǎn)能力與工業(yè)儲(chǔ)量符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求； （ 3） 當(dāng)?shù)孛禾渴袌?chǎng)需求情況，目前煤炭市場(chǎng)很好，本礦井的煤質(zhì)屬于市場(chǎng)緊缺煤種； （ 4） 開采條件較簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，且地處中原交通運(yùn)輸便利。 鑒于以上因素，宜建大型礦井。故確定本礦井的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 240萬(wàn) t/a。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范 》礦井服務(wù)年限中規(guī)定 。 表 31 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（ Mt/a） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（年） 煤層傾角＜ 250 煤層傾角 250～450 煤層傾角＞450 及以上 70 35 — — ～ 60 30 — — ～ 50 25 20 15 ～ 40 20 15 15 礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式： T=Zk/（ AK）