【文章內(nèi)容簡介】 二段4上～含14層夾矸零星可采不穩(wěn)定第一段41～結(jié)構(gòu)單一偶含夾矸～西區(qū)局部可采較穩(wěn)定4～結(jié)構(gòu)較簡單有時含35層夾矸～基本全區(qū)可采穩(wěn)定4下～結(jié)構(gòu)單一零星可采不穩(wěn)定 水文地質(zhì)條件 井田水文地質(zhì)條件第四系全新統(tǒng)沖、洪積層孔隙潛水含水層（I）、第四系中更新統(tǒng)黃土孔隙～裂隙潛水含水層（Ⅱ）、第三系（新近系）紅土隔水層段（Ⅲ）、第三系（新近系）砂卵礫含水層段（Ⅳ）、白堊系下統(tǒng)華池組相對隔水層（Ⅴ）、白堊系下統(tǒng)洛河組砂巖孔隙～裂隙含水層（Ⅵ）、白堊系下統(tǒng)宜君組礫巖裂隙含水層（Ⅶ）、侏羅系中統(tǒng)安定組泥巖隔水層（Ⅷ）、侏羅系中統(tǒng)直羅組砂巖裂隙含水層（Ⅸ）、侏羅系中統(tǒng)延安組煤層及其頂板砂巖含水層（Ⅹ）、侏羅系下統(tǒng)富縣組隔水層（Ⅺ）。井田水文地質(zhì)勘探類型屬以裂隙充水為主，水文地質(zhì)條件簡單類型，即“二類一型”。 礦井涌水量礦井涌水量預(yù)計根據(jù)地質(zhì)報告，礦井涌水量計算范圍包括井筒涌水量、先期開采地段及全井田的礦井正常涌水量。結(jié)果如下：主井井筒含水層處涌水量：179。/h，全井田礦井正常涌水量：250 m179。/h，最大涌水量：502 m179。/h。 建設(shè)條件綜合評價 外部建設(shè)條件評價小莊井田位于陜西省中西部，境內(nèi)有312國道、彬縣至正寧的省級公，有彬旬公路連接至西銅高速公路，擬建的西平鐵路從井田南部、西部通過。故小莊井田交通比較方便，為煤炭外運提供便利條件。小莊井田周圍有彬縣火電廠（15km）、彬縣水電廠（10km）、朱家灣火電廠（13km），彬縣變電站（110kV， 17km）、新民變電站、彬縣火電廠升壓站，構(gòu)成了發(fā)電、供電網(wǎng)絡(luò)。井田南緣正在建設(shè)的鴨河灣變電站（35kV），井田西側(cè)動工興建的馬屋坑口電廠（4600MW機組）都可為小莊礦井提供電源。礦井供水水源可取自井田外圍白堊系洛河砂巖地下水，也可取自井田西南部外圍黑河地表水。長武縣亭口鎮(zhèn)涇河支流—黑河入口處將建設(shè)亭口水庫，亭口水庫建成后，也可作為礦井永久水源。綜上所述，外部建設(shè)條件十分優(yōu)越，適宜建設(shè)現(xiàn)代化大型礦井。 資源條件評價小莊井田煤層賦存穩(wěn)定，開采條件好，有局部和大部可采煤層2層，分別為41和4煤層，屬中灰～低中灰、低磷～特低磷，含油～富油，高熱值～特高熱值不粘煤（31），資源/儲量為1126Mt。因此小莊井田煤炭資源儲量較豐富，可靠性高，適宜建設(shè)大型礦井。 開采技術(shù)條件評價本區(qū)有利的開采的條件是地質(zhì)構(gòu)造簡單，井田內(nèi)基本為一單斜構(gòu)造，地層傾角一般小于5186。，未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造。井田范圍內(nèi)尚無礦井和小窯開采。主要可采煤層4煤厚度大，利于開采。不利于開采的條件主要是煤塵具有爆炸危險，煤層易自燃，煤層底板為砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖及粉砂巖，屬軟弱巖層，遇水易膨脹，產(chǎn)生底鼓現(xiàn)象；主采煤層厚度變化較大；井田屬地溫異常區(qū)。礦井各項開采條件中，有利條件居多，且占主導(dǎo)地位；不利條件只要采取適當措施是可以克服的。綜合以上分析，本礦開采條件優(yōu)越，適宜建設(shè)現(xiàn)代化大型礦井。 建設(shè)規(guī)模與服務(wù)年限 礦井資源/儲量計算 地質(zhì)資源/儲量根據(jù)小莊井田范圍，本次設(shè)計資源/儲量按現(xiàn)行《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》(GB502152005)中的方法進行計算。設(shè)計對井田內(nèi)的44號煤層進行了資源量估算，，%。4號煤層中331+，331+%。礦井地質(zhì)資源量詳見表13。表13 礦井地質(zhì)資源量匯總表 單位：Mt煤層　資源量備注　331332333合計41　 　4 　合計 　 工業(yè)資源/儲量地質(zhì)資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量111b和122b、邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量2M11和2M22，連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量333，歸類為礦井工業(yè)資源/儲量，即：礦井工業(yè)資源/儲量=111b+122b+2M11+2M22+333k由以上公式可知，礦井工業(yè)資源儲量中扣除了33332儲量中的次邊際經(jīng)濟的資源量2S22S22。在《煤、泥巖地質(zhì)勘查規(guī)范》中關(guān)于次邊際經(jīng)濟資源量是指“在可行性研究當時，開采是不經(jīng)濟的或技術(shù)上不可行的，需大幅度提高礦產(chǎn)品價格或技術(shù)進步使成本降低后，方能變?yōu)榻?jīng)濟的”。本礦井可采煤層2層，其中主要可采煤層1層：4號煤層，為全區(qū)可采的特厚煤層，結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定煤層。局部可采煤層41，結(jié)構(gòu)簡單～結(jié)構(gòu)較簡單，為較穩(wěn)定煤層。煤種為不粘煤（BN31），極個別點為弱粘煤。煤為中低灰分、高揮發(fā)分、中低硫（1號煤除外）、高熱值煤，可選性屬易選，設(shè)計將其列為經(jīng)濟儲量，則：礦井工業(yè)資源/儲量 = 111b+122b+333k = ++ = 礦井資源/儲量分析詳見表14。表14 礦井工業(yè)資源/儲量分析表 單位：Mt煤層331332333k合計111b2M112S11小計122b2M222S22小計41　　　0 　　 4 　　 　　 合計 　　 　　 礦井設(shè)計可采儲量⑴ 礦井設(shè)計資源/儲量：礦井工業(yè)資源儲量減去設(shè)計計算的鐵路煤柱、河流煤柱、井田境界煤柱和村莊等永久保護煤柱損失量后的資源儲量；⑵ 礦井設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計資源儲量主要井巷煤柱的煤量后乘以盤區(qū)回采率的資源儲量。礦井設(shè)計可采儲量=(礦井設(shè)計資源儲量工業(yè)場地和主要井巷煤柱煤量)盤區(qū)回采率式中：可信度系數(shù)—～。⑶ 盤區(qū)回采率：薄煤層取85%，中厚煤層取80%，厚煤層取75%。經(jīng)計算。見表15。表15 礦井設(shè)計可采儲量表 單位：Mt煤層工業(yè)資源儲量永久煤柱損失設(shè)計資源儲量保護煤柱開采損失設(shè)計可采儲量井田境界、鐵路及河流村莊小計工業(yè)場地及主要井巷小計41 　 4 合計 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度設(shè)計礦井年工作日為330d。井下每天4班作業(yè)，其中 3班生產(chǎn)，1班準備。每天凈提升時間為16h；地面每天3班作業(yè)。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力根據(jù)礦井資源條件及煤層開采技術(shù)條件分析，結(jié)合小莊礦井煤層開采條件、綜采放頂煤工作面的可能達到的生產(chǎn)能力，同時考慮到彬長礦區(qū)為一新礦區(qū)，尚沒有管理大型生產(chǎn)礦井的實際經(jīng)驗，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力初期也不宜過大，因此。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算： T=Z/KA 式中： T ——礦井服務(wù)年限，a ； Z ——礦井設(shè)計可采儲量，Mt； A ——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt/a； K ——儲量備用系數(shù)。 T=（）=，符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。第2章 開拓設(shè)計的主要技術(shù)原則 開拓方案設(shè)計的主要技術(shù)原則⑴ 以經(jīng)濟效益為中心，以先進可靠的采掘設(shè)備和技術(shù)為依托。努力實現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)，降低礦井生產(chǎn)成本，提升礦井的市場競爭能力和抗風(fēng)險能力。⑵ 采用國內(nèi)外先進設(shè)備，提高工作面單產(chǎn)，簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié),最大限度地實現(xiàn)礦井集中化生產(chǎn)。⑶ 合理加大采區(qū)尺寸，增加工作面推進長度，減少工作面搬家次數(shù)，充分發(fā)揮采掘設(shè)備的生產(chǎn)性能。⑷ 以煤巷為主、少做巖巷，創(chuàng)造有利于生產(chǎn)、施工的條件，盡量減少井巷工程量，縮短建井工期，做到投資少、見效快、效益好。⑸ 利于地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置，減少地面生產(chǎn)環(huán)節(jié)。⑹ 采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，減少通風(fēng)線路長度，改善工作面的勞動條件，保證礦井安全生產(chǎn)。 井口和工業(yè)場地位置本井田地處陜北黃土高原與隴東黃土高原結(jié)合部的塬梁溝壑區(qū)，溝谷發(fā)育，地形復(fù)雜。結(jié)合本井田自身特點及外部建設(shè)條件，選擇涇河岸階地鴨河灣場地布置井口及工業(yè)場地。工業(yè)場地位于鴨河灣村東南部，涇河北岸的階地上。南鄰規(guī)劃的西（安）～平（涼）鐵路及銀武高速，東北為低山。自然地形標高+～+，設(shè)計平場標高+～+。 井田開拓方案 井田開拓方案簡述本設(shè)計主立井＋副立井方案進行井田開拓。在鴨河灣工業(yè)場地內(nèi)布置2個立井，主立井、副立井，主、副立井落底標高均為+480m，主立井擔負全礦井的原煤提升任務(wù)兼進風(fēng)，裝備JKMD44（Ⅲ）E型落地式多繩摩擦式提升機2臺，2對20t箕斗；副立井擔負全礦井的人員、設(shè)備和材料的提升任務(wù)兼做主要進風(fēng)井、安全出口，裝備一對單層加寬罐籠。副立井井底車場布置在4號煤層頂板巖石中，通過主立井井底清理斜巷與主立井井底溝通。 井田開拓方案技術(shù)經(jīng)濟特點優(yōu)點：1. 立井井筒穿越第四系含水層較斜井施工容易，表土及基巖風(fēng)化帶采用凍結(jié)法施工技術(shù)成熟，施工速度快；2. 從礦井通風(fēng)角度，立井通風(fēng)能力較大；3. 井筒穿越洛河組含水層，可用特鑿法穿越含水層施工技術(shù)，采用凍結(jié)法一次凍全深處理。缺點：1. 主立井提升采用箕斗，礦井增產(chǎn)潛力不大，井上下運輸環(huán)節(jié)多；2. 主立井上下裝卸載設(shè)施設(shè)備復(fù)雜，工程量大，井筒裝備復(fù)雜。2009年3月，陜西煤田地質(zhì)局186隊施工了副立井井筒檢查鉆孔，179。/h,并據(jù)此預(yù)測, 179。/h左右,必須采用凍結(jié)法施工。 水平劃分及標高根據(jù)本井田4號煤層賦存特點，煤層平緩，走向和傾向起伏不大，在可采范圍內(nèi)煤層底板高差均在150m之內(nèi)，煤層底板標高一般界于+350m～+500m之間。經(jīng)分析，設(shè)計認為全井田以單一水平開采較為合理。根據(jù)工業(yè)場地的相對位置以及涇河煤柱的保護范圍，設(shè)計確定主立井、副立井落底標高均為+480m。 大巷布置根據(jù)4號煤層的賦存特點、煤層頂?shù)装宓膸r性及煤層硬度，結(jié)合井下主、輔運輸方式，確定井下主要大巷沿4號煤層布置。根據(jù)礦井通風(fēng)和運輸?shù)男枰膊贾?條大巷，即輔助運輸大巷、膠帶輸送機大巷、進風(fēng)大巷和2條回風(fēng)大巷。根據(jù)井田地質(zhì)報告，井田內(nèi)除主采煤層4號煤外，還有局部可采的41號煤層，41號煤層主要分布在二、三盤區(qū)。由于41號煤層可采范圍較小， 且賦存不穩(wěn)定，設(shè)計考慮從4號煤大巷沿煤層上山方向布置斜巷開采41號煤層，不再設(shè)置新的開采水平。 盤區(qū)劃分及開采順序根據(jù)大巷的位置、煤層賦存情況及開采技術(shù)條件、采煤方法、井下主、輔運輸方式、村莊煤柱的分布情況等因素，井下共劃分五個盤區(qū)，即一盤區(qū)、二盤區(qū)、三盤、四盤區(qū)和五盤區(qū)。盤區(qū)接替原則：從井筒附近由近而遠向井田的北部和東部邊界依次開采，即一盤區(qū)→二盤區(qū)→三盤區(qū)→四盤區(qū)→五盤區(qū)。盤區(qū)內(nèi)各煤層先采上層，再采下層；盤區(qū)內(nèi)工作面采用后退式回采。 井筒、井底車場布置 井筒裝備及布置礦井達產(chǎn)時共有主立井、副立井、回風(fēng)立井三個井筒，主立井、副立井位于鴨河灣工業(yè)場地，回風(fēng)立井位于白家宮風(fēng)井場地。 主立井，㎡, 井深417m。井筒擔負全礦井煤炭提升兼進風(fēng)。裝備二對20t箕斗。表土段采用雙層鋼筋混凝土支護，支護厚度1150mm，基巖段采用混凝土支護，支護厚度550mm。 副立井，㎡,井深417m。井筒擔負全礦井井下人員、材料、設(shè)備、矸石提升及進風(fēng)任務(wù)。裝備一對雙層加寬罐籠，設(shè)有玻璃鋼梯子間。井筒內(nèi)布置兩趟排水管，敷設(shè)動力電纜及弱電電纜。表土段采用雙層鋼筋混凝土支護，支護厚度1350mm，基巖段采用混凝土支護，支護厚度550mm。 白家宮回風(fēng)立井，㎡,井深616m。擔負全礦井回風(fēng)任務(wù)，設(shè)有玻璃鋼梯子間。表土段采用雙層鋼筋混凝土支護，支護厚度1150mm，基巖段采用混凝土支護，支護厚度500mm。 井底車場根據(jù)礦井開拓布置，主立井、副立井及回風(fēng)立井與大巷的相對位置關(guān)系，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置以及井上、下運輸?shù)囊螅O(shè)計井底車場采用環(huán)行車場。設(shè)有進出車線，另外調(diào)車線、人車場均布置在石門內(nèi)。井底車場內(nèi)布置有主變電所、主排水泵房、水倉、消防材料庫、換裝站等，無軌膠輪車檢修加油硐室、蓄電池電機車充電硐室和井下爆炸材料庫均設(shè)有單獨的回風(fēng)巷道，回風(fēng)風(fēng)流直接進入回風(fēng)大巷。主立井系統(tǒng)硐室有井底煤倉。井底煤倉采用圓形立式煤倉，混凝土支護，設(shè)計容量為1500t。 礦井開工前的準備工作礦井開工前的工程準備：施測定位，打井筒檢查孔（附井筒鉆孔巖層柱狀圖：巖石類型、厚度、深度、含水層位置、靜水壓及涌水量），準備工作的重點項目，利用永久建筑物、建筑物和永久設(shè)備施工的措施；工業(yè)廣場的平整，臨時建筑物名稱、結(jié)構(gòu)形式及工程量表，大臨工程總投資額；縮短準備期的措施及經(jīng)驗：準備工作的人數(shù)，進度安排及施工準備期的確定。（繪施工準備工作安排圖表）施工準備工作是保證礦井建設(shè)順利進行的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響建設(shè)工期。因此，必須有機地結(jié)合礦井特點，科學(xué)地安排礦井建設(shè)的準備工作，力求在施工中取得最佳經(jīng)濟效益。根據(jù)原煤炭工業(yè)部《建井建設(shè)工期定額》（試行）的規(guī)定，結(jié)合本礦井井筒需凍結(jié)施工的特點：確定其施工準備期為12個月。在施工準備期前，應(yīng)完成礦井建設(shè)用地征購，工業(yè)場地工程地質(zhì)工作，調(diào)查研究和收集資料、學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)文件、做好技術(shù)準備，完成施工組織設(shè)計編制工作。在施工準備期間，應(yīng)完成如下主要準備工作：實測定位工作；工業(yè)場地的平整及障礙物拆遷；形成施工需要的“五通”（即通水、供電、場內(nèi)外道路、通信、場內(nèi)外排水）；完成副井及梨樹咀回風(fēng)立井的凍結(jié)工程，完成必要的生活設(shè)施及施工需要的工業(yè)設(shè)施，盡量利用永久建筑及設(shè)備，以節(jié)省工程造價；充分準備建設(shè)期間需要的各種材料及設(shè)備；編制勞動力計劃，并做好調(diào)整、培訓(xùn)工作。施工準備工作中，各類工程和各項工程之間有密切的聯(lián)系，必須互相配合，協(xié)調(diào)一致，才能使其順利進行。