【文章內(nèi)容簡介】 （三）煤的自然發(fā)火傾向根據(jù)國家安全生產(chǎn)重慶礦用設(shè)備檢測檢驗中心2009年4月提供的本礦井2號煤層煤的自燃傾向性等級鑒定報告，自燃傾向性等級為Ⅱ級，屬自燃煤層。（四）地溫本區(qū)無測溫孔，李雅莊井田精查補充勘探在 L—4L—4L—6號孔中，進行了井溫測量，～℃/100m，屬地溫正常區(qū)，故推測本區(qū)屬地溫正常區(qū)。（五）可采煤層頂、底板2號煤層頂板多為泥巖、粉砂巖及細粒砂巖，較穩(wěn)固；底板為細粒砂巖、粉砂巖及泥巖，泥巖遇水有底鼓現(xiàn)象。據(jù)本礦煤層開采實踐，2號煤層頂板一般較易維護，底板為泥巖時，遇水局部有底鼓現(xiàn)象。11號煤層頂板以砂質(zhì)泥巖為主，局部為粉砂巖、泥巖、中粒砂巖，底板以泥巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖。山西省煤炭地質(zhì)148勘查院勘探時，在補1補16號孔中采取巖石物理力學(xué)樣，測試結(jié)果，泥巖；粉砂巖、細粒砂巖、平均35MPa。說明主要可采的2及11號煤層，頂、底板巖性均屬較弱的～半堅硬的巖石。紫金溝井接替井在建礦中，亦對2號煤層及其頂、底板采了8個分層巖樣，測定結(jié)果2號煤層頂板巖性為砂巖、砂質(zhì)泥巖時，屬堅硬巖石，頂板相對好管理；底板巖性為泥巖時，屬較弱巖石，較難管理。（四）礦井水文地質(zhì)類型及涌水量預(yù)測礦井水文地質(zhì)類型井田屬低山丘陵地帶，地形標高814～，溝谷發(fā)育，黃土覆蓋，不利于大氣降水入滲，地下水缺乏補給來源，各含水層埋深較大，地下水補給、徑流、排泄條件差，含水層富水性弱。因此，總體上看本區(qū)水文地質(zhì)條件簡單。西部向斜軸部煤層埋深較大，低于奧灰水位標高，且斷層較發(fā)育，尤其是FFNFN3三條正斷層，斷距均在100m左右，且傾向一致，均為SE向，平行排列，相距較近，西盤奧灰與東盤煤系接觸，使奧灰水對東盤煤層開采造成威脅。綜上所述，井田中東部水文地質(zhì)條件簡單。該礦批采2號煤層，其礦床充水含水層以上覆砂巖裂隙含水層為主，水文地質(zhì)勘探類型為二類一型，即水文地質(zhì)條件簡單的裂隙充水礦床。井田西部斷裂發(fā)育，斷層西盤奧灰與東盤煤系接觸，且奧灰富水性西部強于東部，西部有斷裂帶奧灰突水的危險，條件較復(fù)雜，水文地質(zhì)勘探類型為三類二型，即水文地質(zhì)條件中等的以底板進水為主的巖溶充水礦床。礦井涌水量根據(jù)地質(zhì)報告提供的涌水量資料，礦井正常涌水量為1300m3/d，最大涌水量為1800m3/d。第二章 井田開拓第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田境界山西汾西礦業(yè)集團紫金溝井接替井位于山西省靈石縣南關(guān)鎮(zhèn)北余家溝村，緊靠汾河?xùn)|岸，行政區(qū)劃屬靈石縣南關(guān)鎮(zhèn)管轄。該礦位處霍西煤田靈石礦區(qū)與霍州礦區(qū)的交界處。地理坐標為東經(jīng)111176。44′25″～111176。50′30″，北緯36176。41′15″～36176。43′15″。根據(jù)2010年2月28日山西省國土資源廳頒發(fā)的采礦許可證，證號為C1400002010011220054909，有效期為2010年2月28日～2020年2月28日，紫金溝井田2煤層（包括原紫金溝井及紫金溝井接替井），由表211坐標點圈定，坐標系為西安80坐標系（6度帶）。由于山西省煤炭地質(zhì)148勘查院2009年6月提交的 “山西汾西礦業(yè)集團南關(guān)煤礦有限責(zé)任公司紫金溝井接替井礦井地質(zhì)報告”中使用的是北京54坐標系。將表211中的西安80坐標系（6度帶）換算為北京54坐標系（6度帶）后的紫金溝井田2煤層由表212坐標點圈定。紫金溝井呈不規(guī)則長方形，。批準開采煤層為2號煤層，開采標高為980m至160m，批準的生產(chǎn)規(guī)模900kt/a。采礦許可證中還包含了三教井田的批準開采面積， km2。紫金溝井接替井范圍由上述2至12點坐標點圈定，形狀近長方形。表213 紫金溝井接替井地質(zhì)儲量表儲量級別煤層編號地 質(zhì) 儲 量 （kt）331332333合計2＃2757079403438069890本井田FN3斷層以西有地質(zhì)儲量333類8490kt，由于井田西部有FNFNFN3三條平行的正斷層，落差均大于100m，西盤奧灰水有可能與東盤煤層接觸，導(dǎo)致礦井發(fā)生突水事故，威脅礦井安全生產(chǎn)。所以設(shè)計將FN3斷層以西的333類8490kt地質(zhì)儲量，不劃入本井田開采。根據(jù)業(yè)主提供的資料，原紫金溝井尚有剩余地質(zhì)儲量6590kt。為了充分利用寶貴的煤炭資源，設(shè)計建議待建設(shè)條件成熟時，將FN3斷層以西的8490kt地質(zhì)儲量和原紫金溝井剩余地質(zhì)儲量6590kt（共15080kt）一并考慮開發(fā)。本井田扣除FN3斷層以西的地質(zhì)儲量后，共有剩余地質(zhì)儲量61400kt(111b+122b+333)，其中111b（331）類27570kt，%，122b（332）類7940kt，%，333類25890kt，%。詳見表三、煤柱的留設(shè)邊界煤柱：井田邊界煤柱按40m留設(shè)。斷層煤柱：對影響井田開采的FN3東側(cè)留有30m作為保安煤柱、FNFNFN6等斷層，兩側(cè)各留有30m作為保安煤柱。井筒煤柱：本礦井采用斜井開拓，主斜井、副斜井及回風(fēng)斜井均需穿過2號煤層，按原煤炭部制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱設(shè)與壓采規(guī)程》規(guī)定，保安煤柱為井筒外推20m，作為圍護帶寬度，然后再按φ角70186。、ɑ=γ取75186。、β取70186。斜放到煤層。井田內(nèi)大運高速公路從井田中部穿過，高速公路保護等級為一級，留設(shè)了永久性保護煤柱。保安煤柱為井筒外推20m，作為圍護帶寬度，然后再按φ角70186。、ɑ=γ取75186。、β取70186。斜放到煤層。需要說明的是：以上巖層移動角是根據(jù)井田內(nèi)巖層情況確定的，至于本井田在生產(chǎn)中的實際巖層移動角，還有待在今后的開采中測定，煤柱邊界也應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整。第二節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井工作制度礦井年工作日330d，每天四班作業(yè)，采煤工作面三班采煤，一班準備、檢修；掘進工作面四班掘進。每班作業(yè)6h。每天凈提升時間14h。二、礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力山西汾西礦業(yè)集團南關(guān)煤礦有限責(zé)任公司汾紫便（2009）9號“關(guān)于山西汾西礦業(yè)集團南關(guān)煤礦有限責(zé)任公司紫金溝井接替井初步設(shè)計的設(shè)計委托函”文中確定礦井規(guī)模為900kt/a。根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)資料、開采條件分析，以及在現(xiàn)場調(diào)查的礦井實際情況。目前本礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)及井下巷道系統(tǒng)已經(jīng)形成，各生產(chǎn)系統(tǒng)及回采工作面設(shè)備均按900kl/a能力配置。設(shè)計認為本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按900kl/a考慮是恰當?shù)?，主要原因分析如下。（一）礦井儲量及服務(wù)年限本井田2號煤層有可采儲量32060kt。，按現(xiàn)有可采儲量計算，礦井600kt/，可達到“設(shè)計規(guī)范”的要求；礦井900kt/，達不到“設(shè)計規(guī)范”的要求，根據(jù)地質(zhì)報告提供的下組煤11號煤層還有地質(zhì)儲量17800kt,按900kt/a生產(chǎn)能力計算，可增加礦井服務(wù)年限9年左右。另外本井田還可以向東部和南部延伸，礦井服務(wù)年限還可以增加，因此，礦井有建900kt/a的資源條件。（二）開采條件及采煤工作面生產(chǎn)能力井田內(nèi)批準開采的煤層，只有2煤層一層煤層，～，屬中厚煤層。其煤層較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，一般不含或含1～2層夾石，煤層傾角2186?！?8186。，頂板多為泥巖、粉砂巖及細粒砂巖，較穩(wěn)固。底板多為細砂巖、粉砂巖及泥巖，泥巖遇水有底鼓現(xiàn)象。本區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，涌水量不大，開采條件較好，根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)水平，一個綜采工作面生產(chǎn)能力達到600kt/a～900kt/a是比較可靠的。（三）從礦井建設(shè)投資分析，其兩種井型的井巷工程量基本相同，礦井總投資也基本相同，若礦井生產(chǎn)能力為600kt/a，不能充分發(fā)揮綜采工作面的優(yōu)勢，勢必造成機械設(shè)備能力的浪費。（四）本礦井所采2煤層，為低～中灰、特低硫、特低磷、高～特高發(fā)熱量的煉焦用煤，目前市場供不應(yīng)求，煤炭售價較高，應(yīng)適當加大其開發(fā)力度，提高礦井投資效益。綜上所述，從礦井的儲量及投資、市場方面分析，并考慮礦井開采范圍可以向東和南部延伸，礦井的服務(wù)年限還有增加的可能。更主要的是本礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)形成，且均按900kt/a的生產(chǎn)能力進行的設(shè)備配置。為減少不必要的投資損失。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為900kt/a是比較合理的。三、同時生產(chǎn)水平數(shù)根據(jù)本井田煤層賦存條件及開拓布置，井田劃分為+700m和+280m兩個水平。按確定的礦井900kt/a生產(chǎn)能力以一個采煤工作面生產(chǎn)，即可達到設(shè)計生產(chǎn)能力，因此礦井同時生產(chǎn)水平數(shù)為一個。四、礦井及各水平設(shè)計服務(wù)年限礦井及水平設(shè)計服務(wù)年限按下式計算：T=式中：T—礦井或水平設(shè)計服務(wù)年限（a）； Z可—礦井或水平設(shè)計可采儲量（kt）； —儲量備用系數(shù)； A—礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力（900kt/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限計算見表2—2—1。表2—2—1 礦井設(shè)計服務(wù)年限表礦井或水平設(shè)計可采儲量（kt）儲量備用系數(shù)設(shè)計服務(wù)年限（a）一水平（+700m）15832二水平（+280m）16228全區(qū)32060 經(jīng)計算。其中：一水平（+700m）。第三節(jié) 井田開拓一、礦井現(xiàn)狀 根據(jù)設(shè)計對本礦井的現(xiàn)場勘察，目前本礦井已經(jīng)建成，其井口及工業(yè)場地位置布置在井田東區(qū)北部，北余家溝村南，1勘探線1301號孔附近，向南用頂板穿層斜井開拓，主、副斜井井口標高均為+1006m左右。至工業(yè)場地運煤公路由南關(guān)至西許公路接入。井筒及工業(yè)場地保護煤柱量約7597kt。礦井的開拓及采區(qū)巷道均已基本形成，礦井為斜井開拓方式，在礦井工業(yè)場地內(nèi)布置有帶式輸送機主斜井、串車提升副斜井、回風(fēng)斜井。礦井主、副斜井井口標高+1006m。主斜井傾角25186。，井筒長度724m，鋪設(shè)帶寬1000mm的大傾角帶式輸送機提升原煤；副斜井傾角25186。，井筒長度724m，單鉤串車提升矸石、人員及材料設(shè)備，采用GKT—2—20型提升機；兩條斜井均由北向南布置，并均作為礦井進風(fēng)之用；回風(fēng)斜井布置在主工業(yè)場地西北方向，距主工業(yè)場地120m左右，回風(fēng)斜井井口標高+1009m,傾角20186。，井筒長度871m。礦井劃分為+700m和+280m兩個水平、初期在+700m水平沿2號煤層頂板布置+700m水平軌道大巷（長度445m）；+700m水平回風(fēng)大巷（長度400m）布置在2號煤層；膠帶機斜巷回風(fēng)大巷已掘至一、二采區(qū)上、下山，作為礦井原煤、輔助運輸及回風(fēng)用。由于目前礦井+700m水平大巷已掘進至一采區(qū)軌道上山，一采區(qū)1201和1202采煤工作面已經(jīng)回采完畢，且1202采煤工作面基本是東西方向布置，采空區(qū)最低點標高為+600m左右，導(dǎo)致+700m水平大巷不能延伸至本井田的三、四采區(qū)。另外目前二采區(qū)的一組下山已經(jīng)掘進600m，其2203采煤工作面也已經(jīng)準備完畢。二、礦井開拓方案（一）開拓方案確定原則本礦井已按900kt/a的生產(chǎn)能力基本建成，為此設(shè)計確定礦井開拓方案時應(yīng)充分利用現(xiàn)有的井筒、井下巷道及已建成的各種設(shè)施。節(jié)省井巷工程量，縮短建井工期，以減少礦井投資，提高礦井建設(shè)的經(jīng)濟效益。在充分利用現(xiàn)有井筒及井下巷道的基礎(chǔ)上，整體考慮全井田的開發(fā)，合理布置全井田的開拓巷道，合理進行采區(qū)劃分。（二）開拓方案井口位置選擇經(jīng)現(xiàn)場踏勘，礦井井口及工業(yè)場地現(xiàn)布置在井田東北角北余家溝村南，1勘探線1301號孔附近較為開闊地帶，本礦井大面積為第四系黃土覆蓋，沖溝發(fā)育、溝谷縱橫、地形復(fù)雜、地勢東高西低，屬低山黃土丘陵地帶，井口及工業(yè)場地選擇十分困難。現(xiàn)井口及工業(yè)場地井口位置雖然位于井田東北角，不在井田儲量中心附近，但由于下述原因，設(shè)計認為其井口及工業(yè)廣場位置是合理的。（1）現(xiàn)井口及工業(yè)場地位于煤層淺部，且地面標高約為+1000m左右，較井田內(nèi)其他地帶（地形標高一般在+1200m左右）低200m，有利于礦井初期采用斜井開拓。（2）現(xiàn)井口及工業(yè)廣場距原南關(guān)煤礦距離較近，可以依托南關(guān)煤礦，減少輔助設(shè)施建設(shè)。且交通運輸較為便利。鑒于上述原因，設(shè)計認為現(xiàn)工業(yè)廣場及井口位置合理，維持不變。開拓方案本礦井現(xiàn)在工業(yè)場地內(nèi)布置有帶式輸送機主斜井、串車提升副斜井、回風(fēng)斜井。礦井主、副斜井井口標高+1006m。主斜井傾角25186。，井筒長度724m，鋪設(shè)帶寬1000mm的大傾角帶式輸送機提升原煤；副斜井傾角25186。，井筒長度724m，單鉤串車提升矸石、人員及材料設(shè)備，采用GKT—2—20型提升機；兩條斜井均由北向南布置，并均作為礦井進風(fēng)之用；回風(fēng)斜井布置在主工業(yè)場地西北方向，距主工業(yè)場地120m左右，回風(fēng)斜井井口標高+1009m,傾角20186。，井筒長度871m。礦井劃分為+700m和+280m兩個水平、初期在+700m水平沿2號煤層頂板布置+700m水平軌道大巷（長度445m）；+700m水平回風(fēng)大巷（長度400m）布置在2號煤層；膠帶機斜巷回風(fēng)大巷已掘至一、二采區(qū)上、下山，作為礦井原煤、輔助運輸及回風(fēng)用。由于目前礦井+700m水平大巷已掘進至一采區(qū)軌道上山，一采區(qū)1201和1202采煤工作面已經(jīng)回采完畢，且1202采煤工作面基本是東西方向布置，采空區(qū)最低點標高為+600m左右，導(dǎo)致+700m水平大巷不能延伸至本井田的三、四采區(qū)。另外目前二采區(qū)的一組下山已經(jīng)掘進600m，其2203采煤工作面也已經(jīng)準備完畢。根據(jù)礦井實際情況，礦井有三個井筒、+700m水平大巷及一、二采區(qū)巷道基本形成，為充分利用現(xiàn)有巷道，減少建設(shè)投資。設(shè)計對現(xiàn)有開拓系統(tǒng)保持不變。故礦井開拓重點是解決三、四采區(qū)及井田西部的開發(fā)問題。由于一采區(qū)1202采煤工作面基本是東西方向布置，其最低點標高為+600m左右，導(dǎo)致+700m水平大巷不能延伸至本井田的三、四采區(qū)，設(shè)計將+700m水平軌道大巷向東延伸220m，沿2 號煤層頂板布置集中軌道斜巷，集中軌道斜巷斜長980m，傾角8176。，落平至+580m，采用無極繩絞車運輸；同時將集中膠帶機斜巷、集中回風(fēng)斜巷平行于集中軌道斜巷布置，三條集中斜巷的相互距離為25m左右；集中膠帶機斜巷和集中回風(fēng)斜巷長度分別1222m和1134m, 傾角均為8176。在距一采區(qū)軌道上山1250m左右的位置分別布置一組三、四采區(qū)上、下山巷道。集中軌道斜巷通過三、四采區(qū)下、上部車場分別與三、四采區(qū)軌道上、下山連