【文章內(nèi)容簡介】 工業(yè)用途二二1（己1己1617）煤層，為低～中灰、特低硫、磷，具特高發(fā)熱量，理論精煤回收率屬優(yōu)等，極易選的焦煤和1／3焦煤類，二1（己1617）有少量肥煤類，是優(yōu)質(zhì)的冶金用煤。（1）．地質(zhì)調(diào)查平頂山煤田地質(zhì)工作始于1938年，曹世祿在該區(qū)作了初步調(diào)查，當(dāng)時因調(diào)查區(qū)域范圍小，并認為調(diào)查區(qū)內(nèi)煤層埋藏量少，煤質(zhì)差，無大規(guī)模開采價值。1947年，偽平漢鐵路局與民生煤礦公司組建寶，葉煤礦公司，特邀河南省地質(zhì)調(diào)查所進行調(diào)查，測有魯山、南召、寶豐、葉縣地質(zhì)略圖一幅，估計地質(zhì)儲量1億噸。1950年河南省地質(zhì)調(diào)查所會同組建的豫西礦產(chǎn)調(diào)查隊，邀請馮景蘭、張伯聲兩位教授，進行了踏勘性調(diào)查，并打鉆孔三眼，見煤厚1～2 m，測繪河南寶、葉、襄、郟及平頂山煤田1/5000地形地質(zhì)圖1幅，剖面圖3幅，鉆孔柱狀圖3幅。具體工程量不詳。1951年中國地質(zhì)計劃指導(dǎo)委員會認定該區(qū)有復(fù)查的必要，乃有中南地質(zhì)調(diào)查所會同湖南、河南兩所技術(shù)人員，再次進行勘探，提交“河南省寶、葉、襄、郟煤田”地質(zhì)報告，完成1/10000地形圖22幅，1/50000地質(zhì)略圖1幅，剖面圖3幅，施工鉆孔數(shù)目及工程量不詳。起初的地質(zhì)調(diào)查，雖然對整個煤田的含煤層數(shù)，煤層厚度，煤層變化等諸問題未予查明，但為平頂山煤田大規(guī)模的地質(zhì)勘探工作奠定了一定的基礎(chǔ)。（2）．地質(zhì)勘探1951年平頂山煤田進行了大規(guī)模的地質(zhì)勘探工作，原中南地質(zhì)局平頂山煤礦勘探隊，自1951年10月起開展了巖芯鉆探，槽探、井探、采樣坑探及水文地質(zhì)工作。施工鉆孔30個。在礦區(qū)第四系覆蓋層下發(fā)現(xiàn)了四個新煤組（即庚、己、戊、丁煤組）。該隊于1955年6月提交了《河南省寶、葉、襄、郟煤田平頂山礦區(qū)地質(zhì)勘探報告》及地形地質(zhì)圖、各可采煤層底板等高線及儲量計算圖、剖面圖、綜合地層柱狀圖等圖件，并對煤樣、巖樣、水樣等作了化驗分析和測試，以及抽水試驗和其它相應(yīng)的地質(zhì)和水文地質(zhì)工作，勘探面積約40Km2，獲得A2＋B+，其中A2＋B級儲量18億t，遠景含煤面積330Km2，遠景儲量63億t。礦井開采50年間，為適應(yīng)礦井采掘生產(chǎn)和改擴建的需要，進一步查明煤層賦存特征和構(gòu)造發(fā)育規(guī)律，以及影響采掘生產(chǎn)的其它地質(zhì)與水文地質(zhì)問題，確保井巷設(shè)計施工、礦井開拓延伸及礦井生產(chǎn)正常接替和儲量儲備，進行了多次補充和延深勘探。經(jīng)勘探、補充勘探，初步控制了井田構(gòu)造、煤層賦存特征，掌握了煤層厚度變化趨向，同時，還對礦井水文地質(zhì)，開采技術(shù)條件和儲量等方面做了說明，為礦井延深和生產(chǎn)提供了地質(zhì)依據(jù)。(1)．勘探類型報告應(yīng)用構(gòu)造復(fù)雜程度和主要煤層穩(wěn)定性確定勘探類型為一類一型，勘探區(qū)內(nèi)用500、1000、2000 m的基本線距，求得A、B、C各級儲量可行，勘探類型選擇正確，鉆探工程布置基本合理，較好地控制了礦區(qū)基本構(gòu)造和含煤地層特征，查明了含煤地層及可采煤層層數(shù)、層位及煤質(zhì)特征，煤巖層對比清晰可靠。選用勘探手段適宜，初步滿足了礦井設(shè)計和生產(chǎn)的要求。(2)．勘查工程及質(zhì)量井田內(nèi)先后共施工鉆孔73個。其中，平頂山煤礦勘探隊在三環(huán)公司范圍內(nèi)施工鉆孔30個，鉆孔質(zhì)量，甲級孔占30%，%，%；一二九隊施工鉆孔6個，%；平頂山礦務(wù)局地測處施工鉆孔37眼，由于資料不全，無法分析和評價。50－60年代施工的鉆孔，基本采用了全巖芯鉆進，但限于當(dāng)時測井技術(shù)水平，大部分鉆孔僅見一條測井曲線。后期施工鉆孔，基本按測井規(guī)程和測井設(shè)計要求進行，經(jīng)礦井生產(chǎn)證實，鉆探工程質(zhì)量基本可靠。(3)．水文地質(zhì)工作原勘探鉆孔，主要位于井田淺部，簡易水文觀測資料較少，全部按規(guī)范進行了水文地質(zhì)觀測及抽水試驗，且數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確可靠。(4)．采樣測試勘探期間，煤樣的采取，均按照《資源勘探煤樣采取規(guī)程》進行，累計采煤芯樣719個、煤層樣102個、瓦斯樣129個、夾矸樣94個。煤芯煤樣均作了煤巖鑒定、元素分析、水分，灰分和灰成分及煤灰熔融性、硫分、揮發(fā)份、發(fā)熱量等原煤工業(yè)分析及精煤工業(yè)分析。部分樣品進行了磷以及微量元素等測試。主要煤層尚測定了煤塵爆炸、自燃傾向、簡易可選性及伴生有益礦產(chǎn)等專門性測試項目。各煤層煤質(zhì)特征和工業(yè)利用途經(jīng)評述可靠。2 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限井田境界應(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，進行技術(shù)分析后確定。一般以下列情況為界：1．以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界；2．以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護煤柱為界；3．以相鄰的礦井井田境界煤柱為界；4．人為劃分井田境界。本井田劃分：礦井東與二礦、西與先鋒礦、五礦、六礦相鄰，北與四礦相接，南鄰七礦。東起34勘探線，西止40勘探線，南以小山正斷層、斜井?dāng)鄬訛榻?，北為四礦邊界。東西走向長3 km，～， 2。礦井儲量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，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，還表示了煤炭的質(zhì)量。本井田采用塊段法計算的各級儲量，塊段法是我國目前廣泛使用的儲量計算方法之一。塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況，由幾個煤厚相近鉆孔連成塊段。根據(jù)此塊段的面積，煤的容重，平均煤厚計算此塊段的煤的儲量，再把各個經(jīng)過計算的塊段儲量取和即為全礦井的井田儲量。1）儲量計算有關(guān)參數(shù)的確定厚度的確定根據(jù)《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》和平煤集團總公司儲量管理的有關(guān)規(guī)定，確定相應(yīng)塊段煤層厚度時遵循了如下原則：(1)、見煤點厚度利用：參加儲量計算的見煤點煤厚為煤層偽厚，參與儲量計算的見煤點綜合質(zhì)量應(yīng)達到可利用級別以上。(2)、與煤層合并參加儲量計算；(3)、煤分層厚度等于或大于夾矸厚度時，扣除夾矸，上、下煤分層厚度加在一起作為見煤點的利用厚度，參與儲量計算。(4)、達可采厚度的上、下煤分層合并參加儲量計算，若煤分層厚度小于最低可采厚度，則煤分層不參加儲量計算。(5)、則視為煤層分岔，上、下煤分層分別參加儲量計算(6)、塊段平均煤厚：為塊段內(nèi)所有見煤點純煤偽厚的算術(shù)平均值，若塊段內(nèi)無見煤點或見煤點較少，可利用臨近塊段見煤點參加本塊段平均厚度的計算。面積 利用AUTOCAD軟件，在數(shù)字化煤層底板等高線圖上直接求出塊段的水平面積；煤層傾角 由于井田內(nèi)煤層傾角小于15176。，按規(guī)范要求不必進行換算，可直接采用水平投影面積。容重 根據(jù)井田鉆孔煤芯煤樣和生產(chǎn)煤層煤樣測試資料， t/m最低可采邊界線的確定 鑒于本井田煤層層位穩(wěn)定，對于沉積薄煤點及無煤點，均用插入法求得工程控制點間的可采點，用平滑曲線將相鄰可采點相連后即可得可采邊界線。其它有關(guān)問題的說明(1)、斷層煤柱：井田內(nèi)斷層落差較大，但充水性和導(dǎo)水性差，因而只留斷層保護煤柱，不留防水煤柱。(2)、鐵路煤柱：井田內(nèi)無國鐵通過，礦區(qū)專用鐵路不留保安煤柱，采出量計入“三下采煤”。(3)、村莊煤柱：留設(shè)村莊保護煤柱則滯留煤量較多，所以井田內(nèi)村莊搬遷。(4)、風(fēng)氧化帶：風(fēng)氧化帶均在井田邊界處，現(xiàn)計算儲量范圍內(nèi)無風(fēng)氧化帶。2）儲量計算公式井田為一緩傾斜的單斜構(gòu)造，煤層傾角小于15176。，采用計算公式為：Q=SMD式中： Q－塊段儲量（104/t）S－塊段平面積（㎡）M－塊段平均煤厚（m）D－煤層容重（t/m3）3）礦井工業(yè)儲量表211 礦井工業(yè)儲量匯總表煤層名稱工業(yè)儲量（萬t）備注ABA+BA+B+CC己15 己1617 礦井設(shè)計儲量為礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護煤柱等永久煤柱損失量。井田境界煤柱在設(shè)計井田一側(cè)可按20～30m寬度留設(shè)，本設(shè)計取20m，斷層兩側(cè)煤柱可按30～50m留設(shè)，本設(shè)計取40m。井田邊界、斷層保護煤柱量：己15煤層：+=、己1617煤層：+=。＝－P式中： Z——礦井設(shè)計儲量；Z——礦井工業(yè)儲量；P ——永久煤柱損失量。則Z== 礦井設(shè)計可采儲量為礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護煤柱后乘以采區(qū)回采率所得到的儲量。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)計儲量保護煤柱損失）采區(qū)回采率工業(yè)廣場保護煤柱的留設(shè)：按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn)30萬t的中型礦井，／10萬t。故可算得工業(yè)廣場的總占地面積：S=3==104m2可知工業(yè)場地占地45000m2，設(shè)其沿走向長邊為300m，傾向短邊為150m。根據(jù)建筑物級別維護帶寬度取15m。依據(jù)保護煤柱參數(shù)表（見表212）用垂直斷面法可得工業(yè)廣場保護煤柱計算圖。見圖21圖212。表212 工業(yè)廣場保護煤柱設(shè)計參數(shù)表煤層名稱煤層傾角（176。）煤厚（m）Φ（176。）γ（176。）β（176。）δ（176。）埋深（m）己151245836673192己16171345836673207圖211 己15煤層工業(yè)廣場保護煤柱經(jīng)計算可得工業(yè)廣場保護煤柱的面積分別為：、 m2。則保護煤柱壓煤量為：己15煤層：己1617煤層： t/m3==圖212 己1617煤層工業(yè)廣場保護煤柱根據(jù)本設(shè)計開拓方案知，主要運輸大巷為巖巷，采用煤層群開采集中上山布置，所以主要巷道及上下山保護煤柱留設(shè)10m。則礦井儲量總匯表見表213：表213 礦井可采儲量匯總表煤層名稱工業(yè)儲量（A+B+C）（萬t）礦井設(shè)計儲量（萬t）礦井可采儲量（萬t）永久煤柱損失設(shè)計儲量設(shè)計煤柱損失可采儲量斷層煤柱境界煤柱構(gòu)筑物煤柱其它煤柱工業(yè)場地煤柱井下巷道煤柱其它煤柱己15000己1617000根據(jù)設(shè)計大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實際情況，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330d，每天凈提升16h計算。每天三班作業(yè)，每班八小時。，根據(jù)公式：式中： T——礦井服務(wù)年限，年；Z——礦井可采儲量，萬噸；A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸/年；K——儲量備用系數(shù)，K=～。由此驗算服務(wù)年限如下： T==。3 井田開拓原礦井采用的是斜井開拓方式。由于該井田賦存較淺、表土不厚、水文地質(zhì)情況簡單、井筒不需要特殊施工法，所以選擇斜井開拓。斜井開拓與立井相比具有以下優(yōu)點，施工比較簡單掘進速度快、建井期短，初期投資少，上下人方便，這對避災(zāi)等較立井有利。影響設(shè)計礦井開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式的影響最大。 （1） 井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目：根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角較小，傾角為12176。左右，為緩傾斜煤層。井田走向長約3km,～，開采己1己1617煤層。采用煤層群開采技術(shù)。（2）井筒形式、數(shù)目及其配置1）、井筒形式的選擇：該井田內(nèi)地勢起伏，為低山、丘陵地帶，可采煤層埋藏淺，開采深度在+80～200m左右，煤層傾角平均12176。井筒不需要特殊法施工，因而可選用斜井開拓和立井開拓方式。2）、井筒數(shù)目開拓時，一般只開鑿一對提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)需要和一井多用的原則合理確定。3）、井筒位置的選擇井筒位置的選擇應(yīng)首先滿足首采水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運點上。選擇井筒位置既要力求做到對井下開采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開掘和維護。本設(shè)計礦井地面條件簡單，井筒位置基本不受地面的限制，因此，確定井筒位置只考慮井下開采有利的位置。因此，設(shè)計可將井筒布置在井田的中央的斷層附近，并充分利用斷層煤柱以減少保護煤柱的損失；又由于煤層上邊界埋藏較淺，只有幾十米，本設(shè)計中也可采用斜井開拓，即將斜井井筒布置在邊界附近。具體位置經(jīng)過方案比較確定開拓方式后決定。（1）方案的提出 由于本井田地形平坦，表土層薄，煤層上部邊界埋深較淺，只有幾十米，且井筒不需要特殊施工，所以可采用立井和斜井開拓方式。 根據(jù)井田條件和設(shè)計規(guī)范有關(guān)規(guī)定，由于礦井地質(zhì)條件限制，且考慮到井田范圍較小，儲量不大，煤層間距較小，宜采用集中大巷布置。己1617煤層底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，松軟易底鼓，屬中等穩(wěn)定性底板。且該煤層下有一條煤線，煤線下巖層巖性為灰?guī)r，屬含水層。所以將運輸大巷布置在己1617煤層底板巖層中的煤線部分以上，用混凝土噴射支護，局部地段注漿堵水；回風(fēng)大巷布置在己15煤層上頂板的砂巖中。根據(jù)前述各項決定，提出以下幾種適用于本井田的開拓方案：方案一：立井開拓：井筒布置在井田中心斷層附近，由于本井田煤層為緩傾斜煤層，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，采用立井開拓不受自然地質(zhì)條件的限制，立井提升速度快，提升能力大。地面標(biāo)高+156m,此處地形平緩，比較適合建設(shè)工業(yè)廣場。運輸、提升費用較低。井筒位于井田接近中央處，主井井深210m，用于提升；副井井深為210m，用于上下人員、運料、運輸設(shè)備和矸石提升，并兼作進風(fēng)和排水；風(fēng)井專門作回風(fēng)用。運輸大巷布置在煤層底板中；回風(fēng)大巷布置在煤層頂板中。將風(fēng)井井筒布置在井田邊界的中央附近，通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)。其剖面圖如下： 圖321 立井開拓方案二：斜井開拓，井筒布置在井田邊界外（該地段劃歸三環(huán)公司所有，可將