【文章內(nèi)容簡介】 及 雜 色 鋁 質(zhì) 泥 巖 為 主 ， 含 薄 煤 一層 ， 底 部 為 鐵 質(zhì) 巖 或 鋁 質(zhì) 巖 。 十 四 灰 巖 溶 裂 隙 較 發(fā) 育 。..9整 合十 四 灰 ~.536十 三 灰 ~十 二 灰五 9十 五十 四十 三十 二 ?187十 一?16十 ?6 煤 ~.3十 灰 5.? ~..718.厚 度 (m)~均~　 　 第 二 段 ： 由 淺 灰 色 、 灰 綠 色 、 雜 色 粘 土 及 中細 砂 質(zhì) 粘 土 等 組 成 ， 分 布 穩(wěn) 定 。~ 第 四 段 ： 由 土 黃 色 或 褐 黃 色 粘 土 和 粉 砂 質(zhì) 粘 土等 組 成 ， 分 布 較 穩(wěn) 定 ?！?　 第 一 段 ： 以 含 粘 土 的 中 、 粗 砂 及 砂 礫 為 主 ，中 夾 粘 土 透 鏡 體 。 第 三 段 ： 由 深 黃 色 或 深 褐 色 細 砂 以 及 粘 土 、砂 質(zhì) 粘 土 、 粘 土 質(zhì) 砂 （ 砂 礫 ） 等 相 間 組 成 ?！?　 第 五 段 ： 由 棕 黃 色 為 主 的 粘 土 、 砂 質(zhì) 粘 土 、 粘土 質(zhì) 砂 （ 砂 礫 ） 、 砂 （ 砂 礫 ） 層 等 相 間 組 成 。 其中 粘 土 類 約 占 68%。 砂 土 類 由 長 石 、 石 英 組 成 ，松 散 。~~~圖 12 煤層柱狀圖第 4 頁 構(gòu)造特征井田位于兗州向斜的北翼。為一傾向南東至北東，傾角 ～176。，一般為4176。～8176。，走向北東至北北西的單斜構(gòu)造，煤層地質(zhì)構(gòu)造整體比較簡單，但有的采區(qū)比較復(fù)雜，局部不能開采。 煤層特征井田含煤地層共含有 26 層煤，總厚度 m。其中穩(wěn)定可采的有 16 上、17 三層煤，局部可采的 2 煤、6 煤以及暫不可采的 10 下、15 上層煤，可采煤層總厚度 m，約占煤層總厚的 %。而第三層煤和第四層煤全區(qū)穩(wěn)定，平均厚度均為 ，占可采煤層總厚的 63 %，是礦井的主采煤層。設(shè)計時只考慮 3 煤和 4 煤。 煤質(zhì)特征本區(qū)煤質(zhì)穩(wěn)定，各層煤的主要指標(biāo)變化很小，均為中變質(zhì)程度的氣煤。山西組煤層（第 3 層煤）屬低硫中灰中等可選至易選煤，是良好的煉焦配煤或動力用煤；太原群煤層（第 6～117 層煤）屬中灰富硫至高硫的易選煤，不宜單獨作煉焦配煤，為動力用煤。見圖 12 井田地層綜合柱狀、 開采技術(shù)條件1）地溫據(jù)鉆孔測定：非煤系地層地溫梯度較小，一般為每百米 ℃；煤系地層地溫梯度相應(yīng)增高，一般為每百米 ℃；綜合平均梯度每百米 ℃。通常650 m 以上層段的地溫不超過 31 ℃；650～750 m 層段的地溫為 31～37 ℃。2）瓦斯、煤塵及自然發(fā)火根據(jù)地質(zhì)資料，本礦井第 117 層煤都屬于氮氣帶，沼氣和二氧化碳含量很底，均小于 10 m3/t，屬低瓦斯礦井?？刹擅簩泳忻簤m爆炸危險，煤塵爆炸指數(shù)一般為 37 %～42 %。各煤層都有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為 3～6 個月。第 5 頁 2 井田境界與儲量 井田境界 井田境界井田境界西北以鋪子斷層為界，南北人為劃界，東以肖家莊二號斷層為界，井田為不規(guī)則形狀，井田水平走向最長 4950 m，最短 3475 m，走向平均 4415 m，傾斜長度 3515 m，水平投影面積 km2，本井田東西部斷層以外還分布著一些煤層，考慮到這些煤層里含斷層較多且落差較大，現(xiàn)在不與開采，但隨著開采進行煤層儲量的減少，開采技術(shù)的提高，可以考慮對上述煤層進行開采，該井田有兩個主采煤層 3 號煤層和 4 號煤層 4 號煤層位于 3 號煤層下方 70 m 處。 礦井工業(yè)儲量全礦井工業(yè)儲量的具體計算如下：1）井田的水平投影面積為：S=44153515= km2 由于兩個主采煤層的平均傾角為 176。，所以井田中 3 號煤層和 4 號煤層的實際面積為：S=（）2 = km22）工業(yè)儲量為： ?hsg)(Z21??=106= t80式中：S 1——表示 3 號煤層的面積，m 2；S2——表示 4 號煤層的面積，m 2；h——表示煤層厚度， m；——表示煤的容重，取 t /m3。?符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的要求。 礦井可采儲量 永久煤柱損失量包括鐵路煤柱損失量 Pt、斷層煤柱損失量 Pd、井田邊界煤柱損失量 Pb、工業(yè)廣場第 6 頁 煤柱損失量 Pg。1）鐵路煤柱損失量 Pt 經(jīng)計算為 t2）斷層煤柱損失量 Pd 經(jīng)計算為 5821200 t3）井田邊界煤柱損失量 Pb 經(jīng)計算為 7676340 t4）工業(yè)廣場煤柱損失量 Pg 經(jīng)計算為 t 所以，永久煤柱損失量: P=Pt+Pd+Pb+Pg =+5821200+7676340+ = t 礦井可采儲量為Zk=(ZgP)C =( ) 810= t 其中，C ——表示帶區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 。第 7 頁 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度礦井的年工作天數(shù)為 300 d，采煤實行“四六制” ，三班出煤一班檢修。每晝夜凈提升小時數(shù)為 16 h。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力該井田有兩個主采煤層 3 號煤層和 4 號煤層，厚度大，傾角小，水文地質(zhì)條件簡單，具備建設(shè)中、大型礦井的條件。根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井的實際生產(chǎn)水平以及國家對該礦區(qū)煤炭的迫切需要，裝備一個綜采放頂煤工作面，年產(chǎn)量可以達到 ～ Mt。設(shè)計時對年產(chǎn)量共提出兩個方案： Mt 和 Mt。對這兩個方案進行技術(shù)分析后，認為 的方案雖困難多一些，但考慮到該礦井建設(shè)時間較長和國內(nèi)采掘機械發(fā)展情況，最終根據(jù)上級領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)專家的討論，決定礦井生產(chǎn)能力為 Mt/a。 礦井服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 3 Mt，根據(jù)可采儲量、井型與服務(wù)年限之間的相適應(yīng)關(guān)系得礦井服務(wù)年限礦井可采儲量 Zk、設(shè)計生產(chǎn)能力 A 和礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： K??kT式中：Z k——礦井可采儲量，Mt；A——設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt；T——礦井服務(wù)年限， a；K——礦井儲量備用系數(shù)一般取 ~，在此取 。則礦井設(shè)計服務(wù)年限為：T=Zk/(AK) =(10 )6==60 a經(jīng)核算，礦井及第一水平的服務(wù)年限符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。第 8 頁 4 井田開拓 井田開拓的方案 本井田開拓主要考慮以下幾個因素1）煤層賦存穩(wěn)定兩個煤層相距 70 m，傾角為 176。到 22176。，平均為 176。，表土層為 200 m，兩個煤層的平均厚度均為 m.2）礦區(qū)地勢平坦，地面標(biāo)高變化于+52 m～+44 m 之間，其多為農(nóng)田，沒有大的地表水系和水體，有津浦鐵路穿過。3）本井田煤層埋藏較淺，3 號煤層平均埋深在300 m，最深處到550 m，最淺處為220 m；4 號煤層平均埋深在370 m，最深處到620 m，最淺處為290 m。4）本井田設(shè)計生產(chǎn)能力為 Mt，且礦井的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備都比較先進。 井筒形式、數(shù)目和位置的確定1)由于兗州礦區(qū)地形平坦，煤層埋藏深度較淺，表土較厚但沒有大流砂層，綜合考慮確定本礦井可行的開拓方式為斜井和立井。2）井筒數(shù)目井田開拓，必須有主井和副井，其中主井負責(zé)提煤，副井負責(zé)提矸下料、運送行人，另外，出于生產(chǎn)安全的需要，應(yīng)該設(shè)有風(fēng)井，考慮到井田的通風(fēng)情況，在井田的中央布置一個風(fēng)井，所以共需井筒數(shù)目為 3 個。具體布置見下節(jié)。3）井筒位置（1）主、副井井筒位置的選擇井筒位置因使井下運輸功最小井田儲量一定時，沿井田走向大巷運輸功的變化可因井筒位置的不同成倍增加。當(dāng)井田形狀規(guī)則，儲量分布均勻時，最小運輸功恰在井田中央。井筒設(shè)與此，不僅運輸費用低，巷道維護、采區(qū)準(zhǔn)備及通風(fēng)費也相應(yīng)降低。對單水平開采緩傾斜煤層的井田，從有利于井下運輸出發(fā)，井筒應(yīng)座落于井田中部，或者使上山部分斜長略大于下山部分，這對開采是有利的。（2）風(fēng)井位置的選擇本井田煤層賦存條件比較好，在井田中央布置一個風(fēng)井。本礦井采用立井或斜井開拓在技術(shù)、經(jīng)濟、安全等方面綜合起來較合理。工業(yè)廣場位于井田的中央。一個主井、一個副井、一個回風(fēng)井。第 9 頁 開采水平的確定井田開拓設(shè)計著重于選擇開采水平的標(biāo)高，使其貫穿全部煤層，有利于開采。階段高度或斜長往往隨煤層傾角與回風(fēng)巷道標(biāo)高不同而有較大變化。階段斜長在一定程度上受采區(qū)斜長的限制。緩傾斜煤層或傾斜煤層的深部以及傾斜長度過大的局部塊段，往往采用上下山或增設(shè)中間水平開采。本礦井煤層傾角小，煤層垂高小，3 號煤層從220m——550m ，4 號煤層從290 m——620m，但是每層的傾向長度不大，所以不宜布置較多的水平。可以考慮劃分一個或兩個水平。用兩水平時，需考慮第一水平的服務(wù)年限和第二水平的延伸。 大巷和井底車場的布置考慮到系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的方便，決定開拓一條運輸大巷、一條軌道大巷、一條回風(fēng)大巷。由于服務(wù)于整個井田，且煤層比較厚，故將大巷全部布置在煤層底板沙巖中，距煤層 30 m，大巷之間的距離為 30 m。布置在巖層中，其優(yōu)點是巷道維護條件好，維護費用低，可以較好的控制方向和坡度；另外可以減少煤柱損失。 技術(shù)上可行的開拓方案經(jīng)過分析，提出了，方案一：立井單水平開拓，方案二：主斜副立單水平開拓，方案三：斜井單水平開拓（井筒位于井田中央） ，方案四：斜井單水平開拓（井筒位于井田邊界） 。四種在技術(shù)上可行的開拓方案，且這四種方案均采用單一水平開采，運輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷均布置在煤層底板沙巖中，距煤層 30 m，大巷之間的距離為 30 m。 經(jīng)過技術(shù)分析、比較，結(jié)合粗略估算費用結(jié)果，可知方案一具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢，故選擇立井單水平開拓。主、副井井筒均為立井，布置于井田中央。 礦井的基本巷道 井筒井筒的位置與井筒的形式、用途有密切的聯(lián)系，合理確定井筒的位置和形式對井下的開拓布置、地面設(shè)施布局、運輸線路布置和方式有著決定性的作用。根據(jù)以上所述的井筒位置選擇的一些基本原則和礦井開拓方案，已經(jīng)選定了井筒的位置、形式等?，F(xiàn)分別對主井、副井、風(fēng)井介紹如下：1）主井主井擔(dān)負全礦的煤炭提升任務(wù)，主井，井口標(biāo)高為+50 m，井深 460 m，凈直徑 m，凈斷面 m2。安兩臺同型號的瑞典產(chǎn) 6 摩擦輪絞車，絞車滾筒第 10 頁 直徑 m，寬度 m，配用兩臺 LAA710 型，功率 1260 kw 直流電機，轉(zhuǎn)速 815轉(zhuǎn)/分?；啡萘?14 t，承擔(dān)礦井全年煤炭提升任務(wù)。主井井筒特征見表 41 所示。主井井筒斷面如圖 41 井筒中心線 井 筒 中 心 線圖 41 主井井筒斷面表 41 主井井筒特征井型(萬噸) 300井筒直徑(m) 井深(m) 460第 11 頁 凈斷面積(m 2) 基巖段毛斷面積(m 2) 表土段毛斷面積(m 2) 井筒支護 混凝土砌壁表土段支護厚度700 mm，基巖段支護厚度 400 mm2）副井圖 42 副井井筒斷面圖副井，井口標(biāo)高為＋50 m，井深 450 m，副井凈直徑 m，凈斷面 m2。安兩臺瑞典產(chǎn) HSVA6 型多繩摩 擦輪絞車，滾筒直徑 m，寬 m，提升速度。絞車分別配一個帶平衡錘的雙層單罐和一對雙層罐籠，提升均為雙閉環(huán)，無環(huán)流直流拖動。單罐電機為 LAD410L 型，功率 810 kw，雙罐電機為 LAA710 型，功率 1260 kw。每層罐籠可裝 －6 型礦車兩輛。單罐籠絞車最大不平衡負荷為 9 第 12 頁 t。雙罐籠絞車最大不平衡負荷為 t，用來升降人員和材料及矸石。副井井筒特征見表 42 所示。副井井筒斷面如圖 42。表 42 副井井筒特征井型(萬噸) 300井筒直徑(m) 井深(m) 450凈斷面積(m 2) 基巖段毛斷面積(m 2) 表土段毛斷面積(m 2) 井筒支護 混凝土砌壁表土段支護厚度 800 mm，基巖段支護厚度 500 mm3）風(fēng)井任何風(fēng)井布置方案的選擇，都應(yīng)該在滿足風(fēng)量和合理通風(fēng)斷面的條件下，力求縮短風(fēng)路，減少風(fēng)阻，降低負壓，使通風(fēng)機選型容易，提高通風(fēng)效率。結(jié)合礦井開拓的實際情況，所選風(fēng)井及通風(fēng)方式采用中央并列式抽出通風(fēng)方式。由副井進風(fēng)，風(fēng)井排風(fēng)。風(fēng)井標(biāo)高＋50～375 m，井深 450 m，凈直徑 m，凈斷面為 m2。風(fēng)井井筒特征如表 43 所示。風(fēng)井井筒斷面如圖 43第 13 頁 圖 43 風(fēng)井井筒斷面表 43 風(fēng)井井筒特征井筒直徑 (m) 井深 (m) 460凈斷面積(m 2) 基巖段毛斷面積(m 2) 表土段毛斷面積(m 2) 井筒支護 混凝