【文章內(nèi)容簡介】 要為大泉形式排泄，其次人工開采，目前泉域內(nèi)已大量采取打井方式開采巖溶地下水。㈡ 礦井充水條件本區(qū)由于受地塹式構(gòu)造形態(tài)的影響，形成了近于平行的上、下團(tuán)柏邊界斷層，西北邊界的上團(tuán)柏斷層，為傾向東南之正斷層，落差400m，根據(jù)斷層性質(zhì)及接觸關(guān)系可知，其屬于導(dǎo)水?dāng)鄬?；東南邊界的下團(tuán)柏斷層，為東南盤下降的正斷層。兩斷層將地層切割呈條塊狀，決定了區(qū)內(nèi)構(gòu)造特點，大致走向北東，傾向北西的單斜構(gòu)造，中部和南部伴有小形寬緩褶曲。下團(tuán)柏斷層直接影響著擴(kuò)區(qū)的水文地質(zhì)條件，斷層落差110320m，走向北東向，西北部奧灰補(bǔ)給區(qū)地下水經(jīng)過擴(kuò)區(qū)西南部再通過斷層，進(jìn)入萬安詳查區(qū)，然后向南徑流到龍子祠泉排泄。確定斷層為北北東向時為導(dǎo)水?dāng)鄬?，原因是下降盤奧灰一般埋藏變淺，在10勘探線上，斷層巖性接觸關(guān)系是：上升盤奧陶系O2s地層的含水層與下降盤O2f地層的含水層直接接觸，地下水便可通過斷層而導(dǎo)水，巖芯鑒定發(fā)現(xiàn)O2s地層溶隙發(fā)育，具有峰窩狀溶洞，而在下降盤一側(cè)的94號孔，，富水性明顯大于127號孔的地帶，94號孔向西南方向，從而可以證明下團(tuán)柏斷層轉(zhuǎn)折北北東向后為導(dǎo)水?dāng)鄬?。井田?nèi)主要含水層⑴ 太原組（KKK2）石灰?guī)r溶隙含水層K4石灰?guī)r為7號煤層頂板，層位不穩(wěn)定，巖性為深灰色致密塊狀，裂隙不發(fā)育，屬含水性弱的含水層。K3石灰?guī)r為8號煤層的頂板，，巖性為深灰色，塊狀、質(zhì)較純或質(zhì)純、裂隙不發(fā)育，，因此，屬含水性弱的含水層。K2石灰?guī)r為10號煤層直接充水含水層。巖性主要由泥粉晶方解石及少量生物碎屑組成，含生物顆粒泥粉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育，且大部為全漏，%，另詳查孔在西南部也為大漏或全漏，鉆孔抽水試驗，（202）（702）m，（202）（702）L/，水質(zhì)為重碳酸鹽鈣鎂型，因此，地下水流向由西南向東北郭莊泉方向徑流，在郭莊家附近通過斷層或陷落柱匯同奧灰水一同排泄，補(bǔ)給區(qū)主要為西南部淺埋藏地帶風(fēng)化裂隙發(fā)育，接受大氣降水補(bǔ)給，或效古河滲入補(bǔ)給。因此，為含水中等豐富有溶隙含水層。⑵ 中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r溶隙含水層奧灰?guī)r溶裂隙水是煤系地層下伏的主要含水層，是開采下組煤（11號）的主要威脅，奧陶系碳酸鹽巖在礦區(qū)總厚617m，擴(kuò)區(qū)共施工11個探巖溶孔，水文孔2個（見表621），主要目的是為探明對開采下組煤層有充水影響的峰峰組，只有9602號孔揭穿該組，（701）（1201）。11號煤層至O2含水層之間的隔水層，是由鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖等致密巖層組成，，其間有一層致密堅硬的石英砂巖，裂隙不發(fā)育，具有良好的隔水性能，通常情況下，垂直方向使11號煤層以上含水層與奧灰?guī)r溶水不發(fā)生水力聯(lián)系。井田主要隔水層2號煤層至K2石灰?guī)r之間隔水層，是由致密的粉砂巖，泥巖組成，具有良好的隔水性能，在無斷裂貫通情況下，垂直方向使2號煤層以上含水層與K2含水層不發(fā)生水力聯(lián)系。奧灰地層的第一、二含水層組間的隔水層，由致密狀泥巖灰?guī)r膏層組成，隔水性能良好，只有在斷裂貫通時第一、二含水組發(fā)生水力聯(lián)系。礦井水文地質(zhì)類型奧灰水水位標(biāo)高在++ ，根據(jù)11號煤層距奧灰等厚線及安全程度突水系數(shù)分區(qū)圖。礦井正常涌水量為565m3/h，最大涌水量為700m3/h。地質(zhì)構(gòu)造對井田內(nèi)水文地質(zhì)條件的影響地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地段，對礦井開采會造成一定的威脅，構(gòu)造斷裂往往構(gòu)成各種充水水源進(jìn)入礦坑的直接通道，導(dǎo)致K2與O2含水層通過斷層導(dǎo)水貫通或通過斷裂破碎帶直接涌入坑道，礦坑突然涌水，因此，在開采時要引起足夠的重視。奧灰?guī)r溶地下水的強(qiáng)烈交替活動，使得巖溶十分發(fā)育，在重力的不斷作用下，形成柱狀陷落，區(qū)內(nèi)雖然未見發(fā)現(xiàn)，但處在巖溶發(fā)育地段易形成柱狀陷落，團(tuán)柏礦開采發(fā)現(xiàn)陷落柱，鑒于礦區(qū)圣佛礦曾發(fā)生過陷落柱突水事故，涌水量達(dá)420m3/h，因此，陷落柱與K2含水層貫通或底板突水將給礦井開采煤層造成威脅。㈢ 礦井涌水量預(yù)算某煤礦為生產(chǎn)礦井，經(jīng)過技術(shù)改造擴(kuò)建，設(shè)計生產(chǎn)能力為210萬t/a，礦井采用斜井開拓，單水平開采，開采11號煤層，目前礦井采用綜采，走向長壁式采煤，井田煤層底板標(biāo)高250700m,礦井充水水源主要來自頂板直接充水含水層K2石灰?guī)r，目前開采的范圍屬于不帶壓開采，隨著采區(qū)的向前延伸，開采水平將逐漸降低。將成為奧灰?guī)r溶地下水帶壓開采地段，水文地質(zhì)條件將復(fù)雜化。根據(jù)所取得的水文地質(zhì)參數(shù)，比擬法所預(yù)算的礦井涌水量正常涌水量為11147m3/d，正常涌水量為13933m3/d。㈣ 供水水源礦井供水水源可選在井口的靠近河谷地段，這里正好是龍子祠泉的徑流區(qū)，開掘奧灰水源井，含水豐富，水位埋藏淺，一般在180m左右,是理想的供水水源井，另外，也可以在井下運(yùn)輸巷道等地段，利用奧灰?guī)r溶水疏降井做為供水水源，既保證了采煤，又提供了供水水源。四、其他開采技術(shù)條件㈠ 頂?shù)装鍡l件9號煤層頂板為K2石灰?guī)r，巖性為深灰色灰色，塊狀，質(zhì)堅硬，性脆，,屬堅硬巖石,巖體完整時組成極難冒落的堅硬頂板。底板為10號煤層的頂板，以泥巖為主，局部為粉砂巖，,穩(wěn)定性較差,頂板成為易冒落的松軟頂板。 10號煤層直接底板為粉砂巖、泥巖組成，中部呈條帶狀為細(xì)粒砂巖。當(dāng)為粉砂巖、泥巖時，為灰黑色致密、性脆、,屬較軟巖石—半堅硬巖石，為中等穩(wěn)定性的巖層。11號煤層直接頂板多為粉砂巖、泥巖，局部為細(xì)粒砂巖及含鋁泥巖，泥巖、粉砂巖為穩(wěn)定性較差的頂板；,屬較軟巖石半堅硬巖石,當(dāng)頂板為細(xì)粒砂巖時,,為半堅硬巖石，中等穩(wěn)定性巖石。11號煤層直接底板以泥巖為主，局部為鋁質(zhì)泥巖，泥巖灰黑色、質(zhì)軟，屬穩(wěn)定性較差的巖石，當(dāng)為含鋁泥巖時，,屬較軟半堅硬巖石。老底為灰質(zhì)泥巖時（202號孔），,屬半堅硬巖石,中等穩(wěn)定性巖石。㈡ 瓦斯、煤塵和煤的自然瓦斯，； m3/min。批復(fù)等級屬低瓦斯礦井。本礦井煤層瓦斯含量很低。CH4含量不到1ml/g可燃煤。瓦斯成分主要以N2為主，占到80%左右，而甲烷僅占到1%左右，CO2占到20%左右。煤塵2008年6月某煤礦采取11號煤層煤樣，做爆炸性試驗，鑒定單位為煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，鑒定結(jié)果如下：10號煤層火焰長度＞400(mm)，最低巖粉用量70(%),有煤塵爆炸性；11號煤層火焰長度＞400(mm)，最低巖粉用量70(%),有煤塵爆炸性。煤的自然2008年6月某煤礦采取11號煤層煤樣，做煤的自燃傾向鑒定，鑒定單位為煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，鑒定結(jié)果如下：，自燃傾向性等級Ⅱ類，自燃傾向為自燃；，自燃傾向性等級Ⅱ類，自燃傾向為自燃。地溫本區(qū)煤層埋藏深度較淺,地溫普遍較低,生產(chǎn)礦井未發(fā)現(xiàn)高溫異常區(qū),屬地溫正常區(qū),未做過測溫工作。㈢ 環(huán)境地質(zhì)井田位于呂梁山脈東側(cè)，汾河之西岸的黃土丘陵區(qū)，主要生態(tài)系統(tǒng)為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，主要山梁、溝谷多為南北走向，呈垣梁峁地形，低山丘陵地貌，依成因和地貌形態(tài)可分為侵蝕地貌和堆積地貌。侵蝕地貌：分布于井田團(tuán)柏河及其它較大溝谷以外的廣大低山丘陵區(qū)。是擴(kuò)區(qū)范圍內(nèi)的主要地貌形態(tài)，其特點是侵蝕劇烈的梁、峁和垣地構(gòu)成的黃土丘陵，其間分布密集的“V”字沖溝，間有黃土陡崖，黃土殘柱及陷穴微地貌，較大溝谷多為南北方向展布、南部溝谷兩側(cè)及谷底有零星基巖裸露，由于黃土垣、梁、峁幾乎全部墾植為農(nóng)用耕地，地表植被稀少，因而水土流失嚴(yán)重、土地貧瘠，生態(tài)十分脆弱。堆積地貌：主要發(fā)育在橫穿井田中、東部團(tuán)柏河河谷及較大的溝谷中，為沖積和洪積物構(gòu)成，團(tuán)柏河河床寬闊較平坦，一般寬500m左右，河谷中發(fā)育有Ⅰ、Ⅱ侵蝕階地，第四系沉積物厚3040m。井田內(nèi)滑坡現(xiàn)象較少，共有滑坡2處，最大為200200m2，形態(tài)不規(guī)則。根據(jù)山西省抗震辦公室1993年頒布的《山西省工程抗震設(shè)防烈度圖》本區(qū)地震烈度為Ⅷ度。團(tuán)柏河是流經(jīng)井田的唯一河流，為季節(jié)性河流，現(xiàn)井田段為常年流水，水流為團(tuán)柏礦礦坑排水及廠礦排水。本區(qū)的大氣主要污染物是煙塵SO工業(yè)廠區(qū)相對集中和人的活動（包括車、馬等交通揚(yáng)塵）增多造成污染的主要原因。綜上所述，井田的環(huán)境地質(zhì)評價屬第二類，地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為中等。 第二章 井田開拓第一節(jié) 井田境界及儲量拐點編號西安80直角坐標(biāo)X(m)Y(m)1234567891011121314一、井田境界某煤礦采礦權(quán)經(jīng)山西省國土資源廳批準(zhǔn)，采礦證號為C1400002009091220036032，礦區(qū)范圍形態(tài)呈北東南西向長條多邊形分布，北東—南西長約9km，北西—南東寬約4km。西安80直角坐標(biāo)表311二、儲量㈠ 資源/儲量估算范圍參與井田資源儲量估算的煤層為批準(zhǔn)開采的11號煤層，資源/儲量估算邊界為井田邊界、采空區(qū)邊界及煤層厚度最低可采線為界。㈡礦井工業(yè)資源/儲量設(shè)計對礦井地質(zhì)資源量中探明的資源量331及控制的332資源量進(jìn)行了分類；由于本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定，對推斷的資源量333。則礦井的工業(yè)資源/儲量為24772萬t，詳見表411。表411 礦井工業(yè)資源/儲量煤層號面積（km2）資 源 /儲 量 （萬t）合計(萬t）探明的（111b）控制的（122b）推斷的（333）QM1/3JMQFQM1/3JMQFQM1/3JMQF10　　6680　　3097　　1927 11704 11　7956　　3505　　1607 　13068 總 計　79566680　35053097　1607 1927 24772 1463666023534 三、可采儲量㈠ 礦井設(shè)計儲量計算礦井設(shè)計資源/儲量＝礦井工業(yè)資源/儲量－設(shè)計計算的井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量后的資源/儲量。井田內(nèi)較大的村莊按留設(shè)煤柱方法加以保護(hù)，其圍護(hù)帶寬度10m，各類地面建筑保護(hù)煤柱均按垂線法留設(shè)，表土層移動角取45176。，基巖移動角取72176。；井田境界煤柱為20m。井田境界煤柱按20m留設(shè)。采空區(qū)安全煤柱按采空區(qū)邊界外推50m留設(shè)。構(gòu)造(斷層、陷落柱)煤柱：較大構(gòu)造安全煤柱按50m留設(shè) Mt，礦井設(shè)計資源/。㈡ 礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量＝礦井設(shè)計資源/儲量－工業(yè)場地和主要井巷煤柱的煤量后采區(qū)回采率。礦井工業(yè)場地、風(fēng)井場地按留設(shè)煤柱方法加以保護(hù)，其均按垂線法留設(shè)，場地圍護(hù)帶寬度15m，表土層移動角取45176。，基巖移動角取72176。；主要巷道留設(shè)煤柱加以保護(hù)，巷間煤柱40m；采區(qū)回采率厚煤層取75％、中厚煤層取80％、薄煤層取85％。礦井設(shè)計可采儲量按下式計算：Zk=(ZsP)C式中：Zk——礦井設(shè)計可采儲量， Mt；Zs——礦井設(shè)計儲量，；P——開采損失，Mt； MtC——采區(qū)回采率，薄層煤85%，中厚煤層80%。經(jīng)計算。第二節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、 礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日330d，每天三班作業(yè)（二班生產(chǎn)、一班準(zhǔn)備），每天凈提升時間14h。二、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定2008年山西省煤炭工業(yè)局以“晉煤行發(fā)【2008】1088號”文及礦井電源、確定礦井核定生產(chǎn)能力為210萬噸/年。三、礦井及水平服務(wù)年限的計算礦井服務(wù)年限按下式計算：ZT = ——— KA式中：T——礦井服務(wù)年限，a；Z——礦井設(shè)計可采儲量，Mt；A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲量備用系數(shù)。礦井服務(wù)年限T= ————— =第三節(jié) 井田開拓一、礦井工業(yè)場地位置選擇某礦井經(jīng)過20多年的生產(chǎn)建設(shè)，工業(yè)場地生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、生活設(shè)施已比較完善。礦井改擴(kuò)建工程在原生產(chǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行，工業(yè)場地仍利用現(xiàn)有場地，只是對部分生產(chǎn)、生活設(shè)施進(jìn)行改造和完善。礦井工業(yè)場地選擇在此處具有如下優(yōu)點：工業(yè)場地緊靠公路，交通運(yùn)輸便利，場地開闊，生活區(qū)對生活福利區(qū)及鄰近村莊環(huán)境影響較小。二、開拓方式的確定㈠ 確定開拓方式的主要原則：確定井筒的形式、數(shù)目及配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；合理地確定開采水平數(shù)目和位置；布置大巷及井底車場；確定礦井開采程序，作好開采水平的接替 ； 進(jìn)行礦井開拓延深，深部開拓及技術(shù)改造；力求簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量減少井巷工程量；盡可能提高機(jī)械化程度，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)安全高效； 投資少，工期短，見效快。㈡ 開拓方案的選定根據(jù)礦井工業(yè)場地及確定的斜井開拓方式，結(jié)合礦井規(guī)模、煤層賦存特征、提升設(shè)備、井筒位置以及實際情況，本設(shè)計對11號煤層的開拓提出兩個方案進(jìn)行比較，方案分述如下：方案一，傾角15176。，落底+556m水平，裝備帶寬為1000mm的強(qiáng)力皮帶輸送機(jī)及架空乘人裝置，架空乘人裝置安裝長度為550m。，傾角15176。，鋪設(shè)雙軌，采用雙鉤串車提升方式。進(jìn)風(fēng)立井，落底+563m水平，井筒裝備壓風(fēng)管路，敷設(shè)動力電纜，擔(dān)負(fù)采區(qū)主要進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼安全出口?；仫L(fēng)立井，落底+545m水平，井筒內(nèi)裝備梯子間，主要擔(dān)負(fù)采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，兼安全出口。為了采區(qū)的開發(fā)，設(shè)計在緯距4036000附近布置膠帶、軌道暗斜井，膠帶暗斜井裝備帶寬為1200mm帶式輸送機(jī)及架空乘人器，擔(dān)負(fù)采區(qū)的煤炭及人員提升任務(wù)，軌道暗斜井鋪設(shè)單軌，擔(dān)負(fù)采區(qū)的輔助提升任務(wù)，均落底+556m水平，落底后沿東北方向布置+556m水平膠帶大巷和+556m水平軌道大巷