【文章內(nèi)容簡介】 水量預(yù)計正常300 m3/h，最大510 m3/h，二水平涌水量預(yù)計正常500 m3/h，最大850 m3/h， m3/h。根據(jù)平煤股份一礦2009年度每月對礦井涌水量的實際監(jiān)測， m3/h，；，；，； m3/h，， m3/h。3）充水因素分析（1）區(qū)域地下水補給、徑流、排泄對本井田的影響。區(qū)內(nèi)受鍋底山斷層的控制，把平頂山礦區(qū)分成東西兩個不同的水文地質(zhì)塊段。地下水補給、徑流、排泄條件有較大差異。西部塊段主要含水層寒武系灰?guī)r和第三系泥灰?guī)r裸露，因此，接受大氣降水和地表水體補給比較明顯，水量充沛，地下水徑流條件好；東部塊段含煤地層以及主要含水層寒武系灰?guī)r、石炭系灰?guī)r、第三系泥灰?guī)r均被第四系松散沉積物覆蓋，地下水補給條件差。鍋低山斷層阻隔了西部塊段地下水由淺部向深部徑流，因此東部塊段地下水主要由淺部巖溶水越流補給及接受北部山麓坡、洪積層大氣降水滲透補給。一礦位于鍋底山斷層北翼，地表分水嶺處在井田中部。由于地表坡度較陡，且第四系松散層多為鈣質(zhì)粘土，接受地表補給量較小。地下水主要由淺部巖溶水越流補給。總體補給量不大，因此，隨著礦井常年疏排 ，地下水位已有大幅度下降，目前寒武系灰?guī)r含水層水位標(biāo)高125m，形成以原己二井下為中心的降壓漏斗。本井田南接二礦，東西分別同十礦、四礦毗鄰，均以人為邊界相隔。南部的巖溶水由于二礦開采庚、己煤組大量疏排地下水，使地下水位大幅度下降，起到了一定的截流作用，致使灰?guī)r水下泄量相對減少。同時第四系松散層接受大氣降水下滲量有限，因此，總體補給量不大。井田內(nèi)地下水總體徑流方向為WS—EN，在疏干狀態(tài)下地下水由四周排泄中心匯集，形成小型狹長降壓中心。（2）各含水組（層）對生產(chǎn)的影響目前本礦井主要開采丁、戊煤組。頂板之上的砂巖含水層是直接充水 水源，從生產(chǎn)來看，該含水層具有水頭高、水量小的特點。在初次放頂后突水較大，水量最大60m3/h，一般不超過30m3/h，經(jīng)過815天的時間后流量減少，易于疏干。巷道掘進(jìn)中可見頂板局部淋水、滴水現(xiàn)象，丁組比戊組表下按明顯；在回采工作面，第一次放頂后，頂板砂巖水通過導(dǎo)水裂隙滲礦坑，使涌水量增加。本礦井己煤組，主要受到底板太原組灰?guī)r含水層影響。由劃歸二礦的己一、己二采區(qū)生產(chǎn)表明，當(dāng)巷道揭露或由斷裂破碎帶導(dǎo)通灰?guī)r含水層時均可能發(fā)生突水。如己二區(qū)軌道上山、下車場、己組西大巷等四處突水點，均屬揭露L2 灰?guī)r溶洞所致，走向北東65176。75176。目前己煤組均屬帶壓開采。根據(jù)己組突水分析，自1985年到現(xiàn)在出水量基本穩(wěn)定在100m3/h左右，含水層位降低10m左右（據(jù)38180。30孔）。由此可看出，該含水層靜儲量大，水頭高，具有一定的動儲量，隔水層不穩(wěn)定，一旦突水，有來勢猛，初涌水量大，持續(xù)時間長等特點，并且容易構(gòu)通寒武系灰?guī)r含水層。在今后若開采庚20 煤層時，由于庚20 煤層頂?shù)装寰鶠榛規(guī)r含水層，因此，揭露石炭系灰?guī)r含水層并導(dǎo)致大量灰?guī)r水涌入井下是不可避免的，在開采過程中應(yīng)做好灰?guī)r水防治工作。（3）小窯及采空區(qū)的影響目前本礦戊煤組多數(shù)為分層回采。為回采下分層創(chuàng)造便利條件，均采用上分層采空區(qū)注漿工藝，以加速頂板銹結(jié)，其余水在采空區(qū)低洼處聚積，再加上回采后頂板淋水匯集，往往使老空區(qū)低洼處積水，對下分層及沿空送巷采面構(gòu)成極大威脅。老空區(qū)積水由于時間長、水源廣、以及受巖石銹結(jié)、膨脹程度的影響，對其水量測算比較困難。一旦突水，特點是水量大、時間短、破壞性大，對生產(chǎn)影響嚴(yán)重。是目前威脅礦井安全生產(chǎn)的主要水源。礦井范圍內(nèi)有零星小窯分布，根據(jù)過去及目前水害情況分析，小窯積水對大礦影響不大。（4）斷層導(dǎo)水據(jù)鉆孔資料和采掘揭露，本井田內(nèi)落差大于20m的斷層有5條，且多為逆斷層，走向與地層走向斜交，富水性、導(dǎo)水性均較差，其中牛莊斷層、竹園斷層、張家斷層、龍池斷層在井下已有揭露，均沒發(fā)生較大淋水現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)小型斷層以正斷層為主，對各含水層的溝通有一定作用，根據(jù)生產(chǎn)中揭露情況看，對丁、戊煤組的回采影響不大。4）井田水文地質(zhì)類型綜合以上分析，一礦主采丁、戊組煤層，礦井充水類型為以頂板砂巖含水層進(jìn)水為主，大氣降水和周圍含水層補給量有限。經(jīng)礦井常年疏排，不斷消耗地下水靜儲量，使主要含水層易于疏干。經(jīng)計算機分類，一礦礦井水文地質(zhì)類型為Ⅱ型。開采技術(shù)條件1）瓦斯據(jù)歷年一礦瓦斯鑒定結(jié)果表明，相對瓦斯涌出量均小于10m3/t， 2）煤塵本井田各可采煤層煤塵都具有較強烈的爆炸性。據(jù)一礦“關(guān)于2005年礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計劃”稱：“煤層爆炸指數(shù)，戊組：%，%”。3）煤的自燃本井田可采煤層屬低中變質(zhì)程度煙煤，經(jīng)測試，丁、戊、組煤層自燃發(fā)火期68個月，己組煤層自燃發(fā)火期68個月，均屬于自燃煤層。4）地溫176。C，深度為25米。176。C/百米，屬地溫異常區(qū)。丁6煤層一級高溫區(qū)300～ 500米之間，二級高溫區(qū)在500米以下，戊10煤層一級高溫區(qū)在200～500米區(qū)間內(nèi)，二級高溫區(qū)在500米以下，己組煤層在400米以下屬二級高溫區(qū)，800米以下達(dá)50176。C以上。2 井田開拓 井田境界井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確認(rèn)。一般情況下以下列情況為界： 以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界： 以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保安煤柱為界： 以相鄰礦井井田境界煤柱為界： 人為的劃分井田境界：一礦儲量計算范圍為：東以26勘探線為界，西以36勘探線為界。丙3煤淺部為+150米水平，深部至966米水平。丁組煤淺部為+150米，深部至1050米水平。戊組煤淺部為+50米，深部450米水平。己組煤淺部為+130米水平，深部1287米水平。庚組煤淺部為+130米水平，深部1243米水平。一礦采礦登記邊界主要拐點坐標(biāo)為：D0101， D0102， D0105， D0108?！?。開采深度由50米至400標(biāo)高。礦井儲量是指礦井邊界范圍里，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲量計算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲量，又稱礦井總儲量。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示煤炭的質(zhì)量。 本設(shè)計儲量計算采用地質(zhì)塊段法：1）塊段內(nèi)平均傾角小于15176。時，不再計算斜面積。計算公式：Q=SMD式中：Q：儲量（萬噸） S：面積（m2） M：煤厚（m） D：視密度（t/m3）塊段儲量=水平面積塊段平均厚度視密度儲量計算參數(shù)的確定：1）各計算煤層厚度，采用斜面積時，用真厚度；采用平面積時，用偽厚度，塊段內(nèi)煤厚采用算術(shù)平均值。2）最低可采邊界利用插入法求得。3）塊段內(nèi)地層傾角，是用圖解法量出塊段內(nèi)幾處傾角，然后采用算術(shù)平均值求得。4），（戊10 ） 。 有關(guān)問題的說明：1）斷層煤柱的確定。對已揭露的落差不大于50米的單一斷層，可跨越其圈定A、B級儲量，斷層兩側(cè)20米劃為C級儲量塊段。正斷層兩側(cè)還各留20米煤柱。2）工廣煤柱、上下山煤柱、大巷煤柱均按設(shè)計要求留設(shè)。3）風(fēng)氧化帶不參與儲量計算。4）塊段劃分依據(jù)是：儲量級別、煤層分叉合并線、煤種界線、地質(zhì)構(gòu)造線、煤柱線等。礦井工業(yè)儲量是勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的A、B、C三級儲量之和，其中高級儲量A、B級之和所占比例應(yīng)符合表2－1的規(guī)定。由煤層底板等高線及儲量計算圖上提供的資料可計算出來設(shè)計礦井工業(yè)儲量匯總表見22。表21 礦井高級儲量比例 地質(zhì)開采條件儲量級 井 型 別比例（﹪）簡單中等復(fù)雜大型中型小型大型中型小型中型小型井田內(nèi)A＋B級儲量占總儲量的比例4035253540202515第一水平內(nèi)A＋B級儲量占本水平儲量比例70604060503040不作具體規(guī)定第一水平內(nèi)A級儲量占本水平儲量的比例4030153020不作具體規(guī)定不要求表22 礦井工業(yè)儲量匯總表煤層名稱工業(yè)儲量（萬噸）備注ABA＋BCA＋B＋CA＋B級儲量占總儲量的45％戊10煤層礦井設(shè)計儲量等于礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田邊界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲量；計算公式如下：礦井設(shè)計儲量＝工業(yè)儲量－永久煤柱損失永久煤柱為：井田境界、斷層、鐵路橋、村莊保護(hù)煤柱；永久煤柱的留設(shè)：本井田范圍內(nèi)無河流、斷層及其他構(gòu)筑物，因此只需要計算境界保護(hù)煤柱。井田境界保護(hù)煤柱的留設(shè)：井田境界處保護(hù)煤柱均留設(shè)25m。 故，礦井設(shè)計儲量＝工業(yè)儲量－永久煤柱損失 ＝ ＝6690萬噸礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)采區(qū)采出率的儲量。礦井設(shè)計可采儲量計算公式如下：礦井設(shè)計可采儲量＝（礦井設(shè)計儲量－保護(hù)煤柱損失）采區(qū)采出率保護(hù)煤柱為：工業(yè)場地、風(fēng)井場地、主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱。1）、工業(yè)場地保護(hù)煤柱的計算：按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn)90萬t/a的中型礦井。故可算得工業(yè)場地的總占地面積：S＝9＝＝108000 m2。工業(yè)廣場占地面積為270400m2,平面形狀為矩形。根據(jù)垂直剖面可計算工業(yè)廣場的保護(hù)煤柱的留設(shè)：計算如下所示：表23 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計參數(shù)表煤層傾角（ 176。）煤厚（m）松散層厚（m）φ（ 176。）γ（ 176。）β（ 176。）δ（ 176。）埋深（m）520457060702400其中：φ——表土層移動角；β——煤柱上山移動角；δ——走向方向移動角；γ——煤柱下山移動角；用垂直剖面法留設(shè)工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如下圖所示：圖21 工業(yè)場地煤柱計算圖上圖中，四邊形ABCD的面積即工業(yè)場地煤柱的壓煤面積，面積 = ，周長 = ，經(jīng)計算可得，； 2）、井下主要巷道設(shè)計煤柱損失計算井下主要壓煤巷道為皮帶大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷，水平大巷之間設(shè)計間距為30m，巷道兩側(cè)各留30m保護(hù)煤柱。礦井儲量匯總表如下表24所示。表24 可采儲量匯總表開采水平煤層名稱工業(yè)儲量（A＋B＋C）萬噸礦井設(shè)計儲量（萬噸）礦井可采儲量（萬噸）永久性煤柱損失設(shè)計儲量設(shè)計煤柱損失可采儲量斷層境界構(gòu)筑物其他工業(yè)場地井下巷道其他1戊100066900合計戊100066900按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，“三八”制作業(yè)（二班生產(chǎn)，一班檢修），每日二班出煤，凈提升時間為16小時。1）礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家需煤等因素確定。針對平煤一礦的實際情況：主采戊10煤層，；瓦斯涌出量較小等，采用綜合機械化分層的開采方法。所以根據(jù)以上條件，確定本礦井的年設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t/年。2）井型校核下面按礦井的實際煤層開采能力，及輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力、儲量條件及安全條件等因素對井型進(jìn)行校核。①礦井開采能力校核礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，該礦井由于煤層地質(zhì)條件好，主采煤層戊10煤煤層較厚，可布置一個綜采工作面保產(chǎn)，煤層開采能力能滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。②輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本設(shè)計的礦井為中型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓。主井采用1對6t提升箕斗，提升能力大，能滿足提升方面的要求。大巷采用膠帶運輸機運煤，運輸能力很大，原煤外運不成問題。輔助運輸1噸材料車和人車運輸，機動性強。井底車場采用梭式車場，調(diào)車方便，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。③通風(fēng)安全條件的校核，屬于高瓦斯突出性礦井。煤塵有爆炸性危險。水文地質(zhì)條件簡單，正常涌水量為1200 m3/h。礦井通風(fēng)在第一水平初期掘進(jìn)時采用并列式通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)簡單。通風(fēng)系統(tǒng)貫通后，通過風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。④儲量條件校核井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。礦井服務(wù)年限的公式為：T=Zk/(AK)其中：T ——礦井的服務(wù)年限，a； Zk——礦井的可采儲量,t ； A ——礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力，90萬t/a； K ——礦井儲量備用系數(shù)。則：T =（90）=40a符合礦井服務(wù)年限要求。⑤第一水平服務(wù)年限校核，那么第一水平的服務(wù)年限的計算公式為：t=Zk1/(AK)其中：t ——礦井第一水平的服務(wù)年限，a； Zk1——礦井第一水平的可采儲量,t ； A ——礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力，90萬t/a； K ——礦井儲量備用系數(shù)。則： t =（90）=不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限如表2—5所表示。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。7035－－～6030－－～50252015～4