【文章內(nèi)容簡介】 備膠帶輸送機的斜井可實現(xiàn)井下煤流到地面的連續(xù)運輸，運輸能力大，效率高，煤流運輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)折連續(xù)靈活，并可接受多點來煤，對生產(chǎn)水平過渡期的提煤 有利；當?shù)V井需增產(chǎn)而要求加大提升能力時，更換或改造帶式輸送機也比較容易。作為大型礦井的主井，在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是十分優(yōu)越的、 斷面不大、鋪設(shè)軌道的斜井，無論采用箕斗或串車提升，其提升能力均不大、效率不高，不能滿足大型礦井的需要，但能適應(yīng)小型礦井的提升要求；斜井內(nèi)可設(shè)人行道，作為井下人員的安全出口，這對于采深不大的小型礦井是比較方便的和經(jīng)濟有利的。 與立井相比，斜井的主要缺點是：在相同的煤層條件下，斜井井筒長度比立井井筒長，圍巖不穩(wěn)定時，井筒維護費用較高；采用纏繞式絞車提升時，提升速度較慢，提升能力較低，鋼絲繩磨損嚴重、動力消耗多、提升費用高，對輔助提升不利；井田斜長大時，采用多段絞車提升的轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，效率低；由于斜井的 井筒長，相應(yīng)的通風線路和管纜也較長；對瓦斯涌出量大的礦井，為滿足通風的要求，有時需增開風井。當表土層為富含水的沖積層或流沙層時，斜井開掘技術(shù)復(fù)雜，有時難以通過。 井筒位置的確定 合理確定井筒位置，對于井下開拓部署、地面設(shè)施布局及運 輸線路布置有著決定性的影響；不僅能減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少工業(yè)場地占地面積和煤炭損失，降低運輸費用，節(jié)省投資，而且對于礦井迅速達產(chǎn)和正常生產(chǎn)接替，提高礦井技術(shù)和經(jīng)濟效益起著十分重要的作用。 （ 1）井田范圍內(nèi)沿走向和傾向有利位置布置的一般原則 ○ 1 沿井田走向有利位置是井筒布置在井田中央，當井田兩翼儲量分布不均勻時，宜布置在儲量分布的中央，使井田兩翼儲量分布比較均衡。盡量避免井筒偏于一翼，形成單翼開采。其優(yōu)點是：運輸工程量最小，運輸費用最少；配風量比較均衡，通風線路較短，通風阻力較小；兩翼產(chǎn)量比較均衡，兩翼開采的年限和結(jié)束的時間均較接近，有利于水平接替。 ○ 2 為減少保護井筒和工業(yè)場地煤柱的損失及減少初期工程量，可使井筒靠近井田靠近淺部大致在中偏上的適應(yīng)位置，并使保護井筒的煤柱不占和少占初期投產(chǎn)采區(qū)的儲量。 （ 2） 有利于礦井初 期開采 選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。 （ 3）有利于掘進與維護 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。 為加快掘進的速度，減 少掘進費用，井筒應(yīng)盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。 為便于井筒的掘進和維護，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動影響的地區(qū)。 井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積 硐室的掘進和維護。 （ 4）便于布置地面工業(yè)場地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長期運輸?shù)男熊嚢踩凸芾?，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側(cè)。 另外，井口標高應(yīng)高于歷年的最高 洪水位；還要考慮風向的影響，防止污染?？傊x擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。 根據(jù)上述原則，結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件，初步設(shè)計確定礦井井口及工業(yè)場地位置位于井田傾向中央、走向中央偏南，即位于八里鋪東斷層西側(cè)，在八里鋪東斷層中部和八里鋪東斷層南端之間。 工業(yè)廣場位置、形狀的確定 工業(yè)場地的位置 工業(yè)場地應(yīng)選在主、副井附近，要便于布置地面生產(chǎn)系統(tǒng)及建筑物和構(gòu)筑物。力求做到對井下開采有利，并使地面地面布置合理，還要便于井筒的開鑿和維護。 為合理布置工業(yè)場地，應(yīng)充分利 用荒山、坡地、劣地，盡量可能不占良田，不妨礙農(nóng)田水利建設(shè)，盡量避免拆遷村莊及改道河流，也不要占用重要文化古跡和園林。 工業(yè)廣場形狀和面積 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，工業(yè)場地需建的主要建 (構(gòu) )筑物有主副井井塔、副井井口房、裝車倉、轉(zhuǎn)載點、膠帶走廊、通風機房、鍋爐房、礦車修理及鉚焊車間、綜合修理車間、地下返煤地道、篩分車間、驅(qū)動站、井下水處理站、生活水處理站、生活蓄水池及泵房等， 根據(jù)井上下實際情況，盡量減少工業(yè)廣場壓煤，合理緊湊布局，確定工業(yè)廣場形狀為矩形。 根據(jù)《 工業(yè)場地占地面積指標明細表》 工業(yè)廣場占地面積為確定工業(yè)廣場需要保護的尺寸為：長 寬 =430 280=120400m2 主要開拓巷道 根據(jù)煤層賦存狀態(tài)，決定使用采區(qū)式準備方式，由于煤層埋藏比較深，落差比較大，又中傾斜煤層水平的垂高一般為 200~350m，所以將本煤田定為 3 個水平比較合適。 為了緩解運輸壓力和通風困難，每一水平將分別布置軌道大巷和皮帶運輸大巷。礦井大巷可以布置在煤層中和巖層中。據(jù)礦務(wù)局安監(jiān)局 1978～ 1979 年礦井瓦斯等級鑒定報告，八礦二 1 煤的自燃發(fā)火期 3～ 6 個月，從 1989～ 20xx 年，作過 7 次測定，自燃發(fā) 火期 3～ 6 個月至 6～ 12 個月。煤層具有自然發(fā)火，瓦斯涌出量大。八礦主采二 1 煤層煤質(zhì)松軟，煤層賦存較深，將巷道布置在煤層中將要付出很大代價，且效果并不理想。綜合以上所述將大巷布置在巖層中。 礦井開拓延深 本礦井開拓延深可以考慮以下兩種方案： 方案一：立井延伸 采用立井延伸時，可以充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用底，管理較方便。但采用這種方法延伸時，井筒同時擔任生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時礦井將短期停產(chǎn)，延伸兩個井筒施工組織復(fù)雜，為延伸井筒需要掘進一些 臨時工程，延伸后提升高度增加，能力下降。 方案二：暗斜井延伸 采用暗斜井延伸時，生產(chǎn)和延伸相互干擾較小，當采用膠帶輸送機時，還可以簡化轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，有利于深部水平開采。其缺點是增加了提升運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備。 2 采區(qū)地質(zhì)特征 采區(qū)概況 該采區(qū)位于鶴壁煤礦二水平，開采二 1 煤層。采區(qū)北 — 300，東采區(qū)，二一南 — 380，西二四采區(qū)為界。采區(qū)走向長 2400m,傾斜長 1159m，煤層走向長度1150m，煤層傾向 556m，傾角 26176。，二 1 煤煤層平均厚度 ，二 1 煤層 視密度 t/m3。采區(qū)瓦斯絕對涌量 ，正常涌水量 ，煤塵具有爆炸性，煤質(zhì)硬度小。 地面無保護地物，臨近采空區(qū)第一本采區(qū)開采無影響，井底車場位于采區(qū)字西側(cè)，回風大巷位于采區(qū)上邊界距二 1 煤層 12m 的巖層中，運輸大巷位于采區(qū)下邊界距二 1 煤層 12m的巖層中。 夢曾頂板：無偽頂，直接頂 ，基本頂為 13m的砂巖。 采區(qū)設(shè)計年產(chǎn)量 90Mt/a 采區(qū)煤層賦存特征 八礦位于鶴壁礦區(qū)的南部，總體構(gòu)造形態(tài)為地層走向近 SN，傾向 WE 的單斜構(gòu)造，傾角一般 20176?！?36176。沿走向發(fā)育了軸向 NE～ NEE 寬緩的向、背斜褶曲構(gòu)造， NE及 NEE 向斷表明發(fā)育。 本采區(qū)的含煤地層為石炭一二迭系煤系地層，包括石炭系中統(tǒng)本溪群、上統(tǒng)太原群，二迭系下統(tǒng)山西組，下石盒子組，二迭系上統(tǒng)上石盒子組，煤系地層厚920 米。主要含煤地層為太原群和山西組。太原群為一煤組含煤 3— 12 層，煤層總厚 米，其中部分可采者 2 層，（一 1 一 2 1），平均厚度 米，含煤系數(shù) %。山西組為二煤組，含煤 1～ 3 層，平均總厚 米，其中二 1 煤為本采區(qū)主要可采煤層，煤厚 ～ 米，平均厚 米，含煤系數(shù) %。 本統(tǒng)由泥質(zhì)灰?guī)r、灰白色石在角礫石及石灰?guī)r所組成。泥質(zhì)灰?guī)r成灰白色或灰黑色的厚層狀灰?guī)r致密，貝克狀斷口生硬脆。本統(tǒng)地層底部為鐵質(zhì)及鋁質(zhì)頁巖，中下部為石英質(zhì)砂巖中上部為鋁質(zhì)頁巖，含鱗狀構(gòu)造，頂部為淺灰色及灰色頁及細砂巖。本組地層由砂巖砂質(zhì)頁巖，石灰央及煤組成。央層多呈灰色深灰色黑色，灰?guī)r中含海百合、紡垂蟲、石燕長身貝蜓科珊瑚等動物化石砂砂質(zhì)頁巖及頁巖中含有植物化石。大煤黑色金鋼光澤，具均一狀和條帶狀，一般含 － 層矸?！M石炭系C～～下二迭統(tǒng)山西組下石盒子組1 8 0 . 0 01 5 0 ～2 0 0本組地層由頁巖砂巖及煤組成。地層多呈灰色深灰色、黑色、富含植物化石碎片。馬家溝組中奧陶統(tǒng)奧陶系本溪組中石炭統(tǒng)上二迭統(tǒng)平均最小最大本組地層由砂質(zhì)頁巖砂巖和頁巖組成、巖多呈灰色紫灰色含母碎片及物化石，如細羊齒、櫛羊齒、苛達。本組地層由頁巖，砂質(zhì)頁巖及砂巖組成，多呈灰綠色灰紫色，膠結(jié)堅硬顆粒不均，頁巖及砂質(zhì)頁多呈紫紅色及紫灰色含翅羊齒，大羽羊齒櫛羊齒 苛達。新生界第三系以大角度不整合于古生界地層之上，本系地層以粘土及礫巖為主。黃土紅士垂節(jié)理發(fā)育底部多礫石。上石盒子組新第三系更全新統(tǒng)新統(tǒng)第四系新生界組統(tǒng)系界巖 　　 性地質(zhì)柱狀與二 煤間距地 質(zhì) 時 代地質(zhì)綜合柱狀圖上統(tǒng)二迭 二 1 煤地質(zhì)概況 煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚 m,深灰色，局部黑灰色，致密性脆，含苛達輪木蘆木化石和少許黃鐵礦星，具碳質(zhì)薄膜。 老頂為砂巖，厚 。直接底為砂質(zhì)泥巖，厚 ，上部黑灰色致密，富集植物根部化石和黃鐵礦薄膜，下部淺灰色致密，性脆，具參差狀斷口，含白云母星，裂隙面充填黃鐵礦薄膜。 老底為砂巖，厚 ，深灰色，石英長石為主，次為白云母片和暗紅色礦物，鈣質(zhì)膠結(jié)，波狀層理發(fā)育，少許方解石脈，層面為黑色，可見白云母片 采區(qū)煤質(zhì)、瓦斯、煤塵、水、火 煤的特征 煤的物理性質(zhì) （ 1）二 1 煤層：黑色，金鋼光澤，條痕黑色徽帶淺灰色，均一狀和條帶狀結(jié)構(gòu)，硬度小，松散易碎，塊煤較小。 （ 2）一 1 1煤層：黑色，金鋼光澤，含黃鐵礦結(jié)核，具硫臭，粉煤較多。一 2 1煤與一 1 1煤相似。 宏觀煤巖特征 （ 1）二 1 煤層： 上部和下部多為半亮煤型，中部以半亮型煤為主，但夾有暗淡型和半暗型煤。 （ 2）一 1 1煤層：為暗淡煤型 工藝性能 （ 1）發(fā)熱量 二 1 煤層煤芯煤樣的兩極值為： ～ ，平均 ，煤層煤樣 ～ ，平均 ， 1989～ 20xx 年上倉皮帶原煤的兩極值為 ～ ，二 1 煤層屬于中高～高熱值煤。 （ 2）粘結(jié)性與結(jié)焦性 據(jù)盆場～許家溝勘探區(qū)地質(zhì)報告及最近幾年的煤質(zhì)分析資料，二 1 煤的揮發(fā)分 Vdaf為： ～ %，膠質(zhì)層 Y 值均為 O，曲線為平滑下降型，粘結(jié)性指數(shù)為＞ 5～ 20，說明本礦二 1 煤的粘結(jié)性及結(jié)焦性均差。 煤的可選性 二 1 煤的篩選性能 據(jù) 1989 年礦井地質(zhì)報告， 196 196 1965 年，八礦東西井混合試樣，篩分結(jié)果為：＞ 25mm占 %， 0～ 25mm占 % 198 198 1987 年，三年的篩分結(jié)果為：大于 100mm 占 %， 100～ 50mm占 %， 50～ 0mm占 %。 在提交冷泉精查補勘報告時，于 1980 年 9 月在本礦二水平 11071 第二橫川采了生產(chǎn)大樣，進行了篩選試驗和浮沉試驗。試驗中采用了 、 、 、 、 五種比重液。浮沉試驗的結(jié)果表明，分選比得液用 ～ 時，中煤含量為%+%+%=%，屬于 很難選煤。如果分選比重液用 ～ 時，中煤含量為 %+%=%，屬于中等可選煤。浮沉試驗結(jié)果見浮沉綜合表。 煤的工業(yè)用途 綜上所述，本礦二 1 煤層為中灰特低硫特低磷貧瘦煤，中高 — 高熱值發(fā)熱量，其工業(yè)用途為優(yōu)質(zhì)動力用煤。 瓦斯 瓦斯相對涌出量概況 八礦從 1961 年到 20xx 年，全礦井年平均瓦斯相對涌出量 日。一水平從 1961 年到 1988 年，礦井年平均相對瓦斯涌出量 日；二水平從 1989 年到 20xx 年，年平均瓦斯相對涌出量 日，屬于高沼氣礦井。 煤與瓦斯突出概況： 八礦自 1997 年至 20xx 年，共發(fā)生煤與瓦斯突出八次，突煤量最多為 92 噸（ 1997 年 11 月 3 日），突瓦斯量最多為 140 萬 m3(1977 年 2 月 4 日 )， 20xx 年鑒定為煤與瓦斯突出礦井。 瓦斯涌出基本規(guī)律： 總的來講，八礦瓦斯涌出的基本規(guī)律是北翼大，南翼小，深部大，淺部小。但不同的時間，相對瓦斯涌出量并不均衡，它是隨著開采水平的延深，相對瓦斯涌出量量現(xiàn)出逐漸增大的趨勢。在這之間，也有個別年份偏高、偏低的情況，也有標高高的工作面比標高低的工作 面瓦斯涌出量大的情況，例如： 12061 煤柱