【文章內(nèi)容簡介】 煤中的硫分自上而下增加。經(jīng)統(tǒng)計，三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于1，％，％。3號煤層煤質(zhì)變化小， 15號煤層煤質(zhì)變化大。煤中的元素組成以碳為主，約占93%，其次為氫約占3％，說明煤化程度較高。（3）工藝性能①煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性：各主要可采煤層的坩堝粘結(jié)性多為1，少數(shù)為2或3，膠質(zhì)層值為0，其粘結(jié)性亦為0，其結(jié)焦性很弱。②發(fā)熱量：各煤層可燃基發(fā)熱量一般較大，屬于高發(fā)熱量之煤層。③煤灰熔融性：煤灰成分以2和23為主，其軟化溫度均大于1250℃，為高熔灰分煤。④低溫干餾：勘探階段曾作此試驗，結(jié)果均無油。⑤抗碎強(qiáng)度：精查期間，對3號煤進(jìn)行了試驗，大于25的煤塊在80％以上，表明其抗碎強(qiáng)度高。（4）煤類的確定及用途依據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（5751－86）劃分，％％，值為0。值亦為0，因而煤類為無煙煤二號，其劃分依據(jù)是準(zhǔn)確可靠的。 3號煤低－低中灰、特低－低硫， ，硫分控制在1％以下，是良好的動力用煤、煉焦配煤以及化工用煤的原料。如表12所示。表12 可采煤層煤芯煤樣煤質(zhì)特征 煤層項目356915%水分原(32)(23)(84)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)%灰分原(32)(23)(24)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)%揮分原(32)(23)(24)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)%硫原(12)(6)(9)(11)(37)精(8)(5)(7)(10)(36)%磷原精(6)(2)(1) 1(2)(2)(/).元素分析 %(7)(1)(1)(5)(15) %(7)(1)(1)(5)(15) %(7)(1)(1)(5)(15) %(7)(1)(1)(5)(15)精煤回收率 %(23)(18)(16)(24)(49)3號煤層直接頂板為2層石灰?guī)r，～，深灰色，致密堅硬，頂部含似層狀燧石條帶，全區(qū)穩(wěn)定，屬堅硬型頂板。另外，零星分布有泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖偽頂，～。頂板巖性分布情況詳見表13。直接底板為泥巖，其下部為本溪組的鋁土泥巖，屬軟弱型。％，％。巖層吸水性強(qiáng)，從而降低了底板的穩(wěn)定性，給今后開采帶來一定困難。表13 煤層頂?shù)装鍘r石物理性質(zhì)層位巖石名稱物理特征比重（）容重（濕）含水量/%抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度干燥狀態(tài)飽和狀態(tài)3號煤頂板砂質(zhì)泥巖451298793號煤底板砂巖5880～909515號煤層頂板砂巖103382125918915號煤層底板粉砂巖259140按照《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)》（575186）進(jìn)行劃分，以浮煤揮發(fā)分測定值為主要分類指標(biāo)，浮煤氫含量為輔助指標(biāo)劃分煤類。15號煤層煤類大部為無煙煤二號，局部為無煙煤三號。15號煤層為特低灰～高灰分、低硫～高硫、低熱值～特高熱值的無煙煤。經(jīng)洗選后是良好的動力用煤以及化工用煤的原料、煤塵和煤的自燃該礦建井初期，各地質(zhì)報告按保安規(guī)程劃分為Ⅰ級瓦斯礦井，多年生產(chǎn)3號煤層測得： m3/t，按保安規(guī)程劃分應(yīng)屬于低瓦斯礦井，在一些特殊構(gòu)造點，也曾發(fā)生過瓦斯涌出。按《煤礦安全規(guī)程》140條規(guī)定，古書院礦屬低瓦斯礦井。煤塵經(jīng)鑒定無爆炸性，據(jù)相鄰礦井（王臺輔）鑒定， 15號兩煤層為易自燃煤。見表14。表14 瓦斯涌出量及煤層爆炸性年度絕對量3/相對量3/煤層煤層最短發(fā)火期備注4242爆炸指數(shù)%有無爆炸性1996無無低瓦斯1997無無低瓦斯1999低瓦斯2000無無低瓦斯2001無無低瓦斯2002無無低瓦斯第125頁 共121頁2 井田境界和儲量在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：1）井田范圍內(nèi)的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2）保證井田有合理尺寸；3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。根據(jù)以上原則，礦西以白馬寺斷層為界，北與鳳凰山、王臺輔井田相接，西南為北巖井田，南邊邊界為風(fēng)氧化帶，東與椿樹投煤礦，館前煤礦、永興煤礦相隔。 礦井儲量計算由地質(zhì)勘探知，本礦井可采煤層有三層,為15煤層。本次儲量計算是在精查地質(zhì)報告提供的1：10000煤層底板等高線圖上計算的，儲量計算可靠。煤層的傾角最大為10176。，最小為2176。，近水平，平均為4176。，井田的賦存狀況見圖21。圖21 井田賦存狀況根據(jù)地質(zhì)勘探報告，3 /m3 ； 15 /m3全礦井煤層的傾斜面積為：S=（式21） = km2礦井工業(yè)儲量利用下式計算：Zg =SM R （式22）式中: Zg —— 礦井工業(yè)儲量，Mt；M —— 煤層平均厚度；R—— 煤層容重，；——全礦井煤層的傾斜面積，m2；則礦井工業(yè)儲量：Zg =SM R = 4+2= Mt 礦井設(shè)計儲量礦井設(shè)計儲量為礦井工業(yè)儲量減去計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量的儲量。井田內(nèi)部的保護(hù)煤柱包括井田邊界保護(hù)煤柱、礦井工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、斷層保護(hù)煤柱、井筒及巷道等其他一些防沙防水煤柱。保護(hù)煤柱留設(shè)原則：（1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；（2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。巖層移動角為72176。，表土層移動角為45176。；（3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20m，村莊10m，其他15m；（4）斷層煤柱寬度30m，井田邊界煤柱寬度為20m；（5）工業(yè)廣場占地面積，根據(jù)《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》第522條規(guī)定：，如表21。表21 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井 型/萬/占地面積指標(biāo)/公頃/10萬240及以上1201804590930 永久煤柱損失量（1）井田境界煤柱 （式23）式中：——邊界煤柱損失量，萬t；——邊界長度，m；——邊界寬度，斷層邊界50m，人為邊界20m；——煤的容重，；——煤層平均厚度，m井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20m寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為：=23972204/ cos4+23972202/ cos4=（2）防水煤柱的留設(shè)由于煤層頂?shù)装鍫顟B(tài)較好，致密性較好，井田范圍內(nèi)又無較大水系，區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下各含水層發(fā)生水力聯(lián)系，并且各含水層之間均有一定厚度的隔水巖層。含水層水位各不相同，說明其無水力聯(lián)系。因此，無需留設(shè)防水煤柱。（3）工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，取工業(yè)廣場的尺寸為300m800m 的長方形。工業(yè)廣場所在位置煤層傾角為4176。，其中心處埋藏深度為105m，該處表土層厚度為30m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表22。表22 巖層移動角廣場中心深度/m煤層傾角(176。)煤層厚度/m表土層厚度/m(176。)(176。)(176。)(176。)105263045727065 圖22 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱則工業(yè)廣場的保護(hù)煤柱量為：P2 =M R S （式24）式中： P2————工業(yè)廣場煤柱量； M ——煤層平均厚度； R ——工業(yè)廣場壓煤面； 則： P2 =2400006（4）大巷保護(hù)煤柱大巷為巖層巷道，所以無需設(shè)置保護(hù)煤柱。（5）井筒保護(hù)煤柱主、副井及后期風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，初期風(fēng)井布置在風(fēng)氧化帶內(nèi)，而風(fēng)氧化帶未計入儲量中，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。各種保護(hù)煤柱損失量見表23。表23 保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲量/萬t井田邊界保護(hù)煤柱工業(yè)廣場保護(hù)煤柱合計礦井設(shè)計可采儲量按下式計算：Zk=ZgPC （式25）式中： Zk ——礦井設(shè)計可采儲量，萬t； Zg——礦井設(shè)計儲量，萬t；P——工業(yè)場地、井下主要巷道、井筒等保護(hù)煤柱煤量，萬t；C——采區(qū)采出率，；；；。則礦井設(shè)計可采儲量為：Zk=() =3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，四六制作業(yè)（三班生產(chǎn)，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時間為16小時?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模；（3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。古書院礦井儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層較多但均為較小斷層，褶曲較多，但煤層傾角較小，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，交通運輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。 /a。礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲量、設(shè)計生產(chǎn)能力和礦井服務(wù)年限三者之間的關(guān)系為： （式31）式中：T——礦井服務(wù)年限；Zk——礦井可采儲量； A——設(shè)計生產(chǎn)能力；K——礦井儲量備用系數(shù)。則礦井服務(wù)年限為：T=（）= a大于50a，符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。 按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：（1）煤層開采能力井田內(nèi)3煤層平均4m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。井田內(nèi)15煤層平均2m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采面保產(chǎn)。（2）生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計為大型礦井，開拓方式為斜井單水平開拓，主井采用膠帶運輸機(jī)提煤，副井無軌膠輪車，井下主運大巷采用膠帶運輸，輔運大巷采用無軌膠輪車，運煤能力和輔助運輸能力可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)平巷膠帶輸送機(jī)運大巷膠帶輸送機(jī)直接到井底煤倉，由主井運輸至地面。主運輔運都能滿足要求。（3）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求，見表31。表31 不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限表礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計年限（a）第一水平設(shè)計服務(wù)年限煤層傾角25176。25176。45176。45176。600及以上70353005006030120240502520154590402015154 井田開拓 井田開拓的基本問題井田開拓是指在一個某井田范圍內(nèi)，為礦井和開采水平服務(wù)所進(jìn)行的巷道布置及開掘工程。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，要技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。開拓問題解決的好壞，關(guān)系到整個礦井生產(chǎn)的長遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則:（1）、貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可