【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 自上而下可采及局部可采煤層有 8 8 9 及 15號(hào)煤層，總厚度達(dá) 。其中 15 號(hào)煤全區(qū)穩(wěn)定可采，為主要可采煤層，也是首采煤層，最大厚度 ，平均厚度 。 各可采煤層頂?shù)装鍘r性大同小異，一般為泥巖、砂質(zhì)泥巖，太原組個(gè)別煤層直接頂為石灰?guī)r，山西組有的煤層頂?shù)装鍨樯皫r。 主要標(biāo)志層特征：由下至上分為 15 號(hào)煤以下至 K1層段，巖層中多含鋁質(zhì)，并有 1～2 層鋁土泥巖作為煤系終止； K2（四節(jié)石）灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定； K3（錢(qián)石）灰?guī)r全區(qū)分布廣泛 ；K4（猴石）灰?guī)r厚度受 S1砂體控制變化較大。三層灰?guī)r均含海百合莖、蜓、層孔蟲(chóng)及腕足類(lèi)動(dòng)物化石碎片，并以 K3灰?guī)r最多 ， 81號(hào)煤層頂板常為深灰色或黑色海相泥巖，含戟貝、海百合、舌形貝動(dòng)物化石。 K7砂巖為山西組含煤地層基底，為淺灰、灰白色中－粗粒砂巖，分選、磨圓較差，泥質(zhì)膠結(jié)，含少量植物碎片化石及泥質(zhì)包體，含大量菱鐵質(zhì)鮞粒。 陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 可采煤層特征詳見(jiàn)表 131。 表 131 可 采 煤 層 特 征 表 煤層 編號(hào) 煤層厚度 (m) (m) 煤 層 間 距（ m） (m) 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn)定性 頂 底 板 巖 性 可 采 情 況 最 大 可采平均 最 小 最 大 平 均 頂 板 底 板 3 簡(jiǎn)單 極不穩(wěn)定 粉砂巖 泥巖及細(xì)砂巖 局部可采 6 簡(jiǎn)單 極不穩(wěn)定 泥巖及砂質(zhì)泥巖 砂質(zhì)泥巖 局部可采 81 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 砂質(zhì)泥巖或泥巖 砂質(zhì)泥巖或粉砂巖 細(xì)砂巖 局部可采 84 較簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 炭質(zhì)泥巖或粉砂 巖砂質(zhì)泥巖 細(xì)砂或砂質(zhì)泥巖 粉砂巖 局部可采 9 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 泥巖、砂質(zhì)泥巖 或粉砂巖 砂質(zhì)泥巖或泥巖、粉砂巖 局部可采 15 復(fù)雜 穩(wěn) 定 砂質(zhì)泥巖、粉砂巖 或泥巖 泥巖、炭質(zhì)泥巖 全部可采 二、煤質(zhì) 區(qū)內(nèi)各煤層均為單一的無(wú)煙煤種，同一煤層自南向北變質(zhì)程度有所增高，就埋藏深度而言由上而下變質(zhì)程度也有所增高。煤質(zhì)有發(fā)熱量大，洗后灰份低，硫、磷有害物質(zhì)含量少等特點(diǎn)。 各煤層主要煤質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表 132。 陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 表 132 各煤層主要煤質(zhì)指標(biāo)表 煤層編號(hào) 灰 份 Ag(%) 全 疏 SgQ(%) 揮發(fā)份 (洗 ) Vt(%) 碳 Cr(%) 氫 Hr(%) 磷 Pg(%) 發(fā)熱量 QrDr (Kon/g) QrDW 原 煤 精 煤 原 煤 精 煤 3 ～ (10) ～ (10) ～ (10) ～ (10) ～ (10) ～ (3) ～ (3) (6) 8249 (10) 6266 (5) 6 ～ (20) ～ (20) ～ (21) ～ (20) ～ (20) ～ (19) ～ (19) (3) 8361 (20) 5819 (13) 81 ～ (74) ～ (67) ～ (74) ～ (61) ～ (67) ～ (54) ～ (54) (19) 8072 (74) 6140 (36) 84 ～ (66) ～ (62) ～ (64) ～ (57) ～ (62) ～ (53) ～ (53) (23) 8149 (63) 5918 (38) 9 ～ (64) ～ (63) ～ (64) ～ (60) ～ (63) ～ (56) ～ (56) (24) 8421 (63) 6558 (35) 15 ～ (94) ～ (37) ～ (90) ～ (35) ～ (89) ～ (31) ～ (31) (23) 8355 (84) 6608 (49) 陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 第二章 井田境界及儲(chǔ)量 一、井田境界 井田境界以能源部對(duì)陽(yáng)泉礦區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃批文（能源計(jì) [1992]523 號(hào)）批準(zhǔn)的寺家莊礦井井田范圍為準(zhǔn)，具體范圍如下： 北以緯線 73000 與陽(yáng)勝、南后峪等地方煤礦為界； 南以礦區(qū)拐點(diǎn) 9 111 兩點(diǎn)連線為界； 東部基本以經(jīng)線 105000 與陽(yáng)勝、安坪、黃巖匯、白楊嶺等地方煤礦為 界； 西部為精查勘探區(qū)深部界線。 全井田南北走向長(zhǎng) ～ ，東西傾斜寬 6～ 9km，井田面積約 123km2(不包括已劃歸黃巖匯煤礦的部分，該部分面積約 3km2)，本次設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度取 ～ 9km，傾斜寬 ～ 。 二、礦井儲(chǔ)量 地質(zhì)儲(chǔ)量 地質(zhì)儲(chǔ)量包括能利用儲(chǔ)量及暫不能利用儲(chǔ)量。根據(jù)原陽(yáng)泉礦務(wù)局 1985 年 12 月提供井田范圍的儲(chǔ)量匯總表，參照中國(guó)煤炭地質(zhì)總局一一九隊(duì)匯編的《寺家莊煤礦井田地質(zhì)報(bào)告》，設(shè)計(jì)對(duì)礦井儲(chǔ)量重新進(jìn)行了核算，核算后全礦井地質(zhì)儲(chǔ)量為 ，其中 15號(hào)煤地質(zhì) 儲(chǔ)量為 Mt。 工業(yè)儲(chǔ)量 工業(yè)儲(chǔ)量包括能利用儲(chǔ)量中的 A、 B、 C三級(jí)儲(chǔ)量，經(jīng)計(jì)算全礦井工業(yè)儲(chǔ)量為 Mt, 其中 15 號(hào)煤地質(zhì)儲(chǔ)量為 Mt。 地質(zhì)儲(chǔ)量及工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算詳見(jiàn)表 211。 陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 表 211 全礦井地質(zhì)及工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 單位： Mt 煤 層 A B C 工業(yè)儲(chǔ)量 A+B+C D 地質(zhì)儲(chǔ)量 A+B+C+D A+B ％ A+B+C+D 6 81 84 9 15 合計(jì) 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量等于工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)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(hù)煤柱等永久性保護(hù)煤柱損失 量后的儲(chǔ)量。 1）井田境界煤柱 井田境界煤柱在本井田一側(cè)按 30m 留設(shè)。 經(jīng)計(jì)算 15號(hào)煤井田境界煤柱為 。 2）工業(yè)場(chǎng)地煤柱 經(jīng)計(jì)算 15號(hào)煤井田境界煤柱為 。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量等于礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱、井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱后，乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 8 8 9號(hào)煤采區(qū)回采率取 85%， 15 號(hào)煤采區(qū)回采率取 75%。 各類(lèi)煤柱留設(shè)如下： 1）工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱：煤柱留設(shè)參數(shù)同村莊保護(hù)煤柱。共有四個(gè)工業(yè)場(chǎng)地需要陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 留設(shè)保護(hù)煤柱，分別為聯(lián)合工業(yè)場(chǎng)地、初 期風(fēng)井場(chǎng)地及兩個(gè)后期風(fēng)井場(chǎng)地。 經(jīng)計(jì)算，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱為 。 2）大巷煤柱 根據(jù)鄰近貴石溝礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，大巷兩側(cè)各留 40m 的保護(hù)煤柱煤柱。 經(jīng)計(jì)算，大巷煤柱為 。 3）盤(pán)區(qū)巷道煤柱 盤(pán)區(qū)巷道兩側(cè)各留 30m 的保護(hù)煤柱煤柱。 經(jīng)計(jì)算，盤(pán)區(qū)巷道煤柱為 。 以上各類(lèi)保護(hù)煤柱合計(jì)為 。 扣除各類(lèi)保護(hù)煤柱后，經(jīng)計(jì)算，全礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 。 陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 一、礦井工作制度 礦井工作制度采用年工作日 300d，三 班作業(yè)，其中兩個(gè)生產(chǎn)班每班工作九小時(shí)，一個(gè)檢修班工作六小時(shí)，每天凈提升時(shí)間為 14h。 二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，主要根據(jù)礦井儲(chǔ)量及合理的服務(wù)年限、地質(zhì)及開(kāi)采技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)效益等因素確定。就本礦井而言，其具體特點(diǎn)如下： 1）全礦井 15 號(hào)煤可采儲(chǔ)量為 ，可采儲(chǔ)量 。 2） 15 號(hào)煤賦存穩(wěn)定，厚度大，平均 ，適合于放頂煤開(kāi)采。 3）大部分區(qū)域煤層傾角比較平緩，但遇褶曲構(gòu)造時(shí)煤層傾角變大，局部達(dá)到 20176。左右。 4）褶曲構(gòu)造多，開(kāi)采過(guò)程中易出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)。 5）緯線 74000 以北區(qū)域陷落柱密集，設(shè)計(jì)已將其列為不經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量。 6）本礦井為高瓦斯礦井，盡管采取瓦斯抽放等措施，需要的風(fēng)量及巷道斷面仍較大，一個(gè)盤(pán)區(qū)的生產(chǎn)能力不能過(guò)大。 7）煤層頂?shù)装鍡l件較差，巷道維護(hù)困難。 確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 。 三、礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)限用下列公式計(jì)算： Z 采 T= ———— A K 式中 T—— 礦井服務(wù)年限， a； Z 采 —— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A—— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt/a； K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 按 ，全礦井服 務(wù)年限為 。 陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 第四章 采煤方法 第一節(jié) 采煤方法的選擇 一、采煤方法選擇 15 號(hào)煤層為本井田的主要可采煤層。井田北翼 15 號(hào)煤層較厚，井田南翼煤層略薄，以緯線 67000 線為界，北翼煤層厚度多在 5m 以上，平均厚度 ，南翼煤層厚度多在 5m 以下，平均厚度為 ，部分鉆孔的見(jiàn)煤厚度在 5m 以上。 15號(hào)煤層含夾矸 0～ 4 層，最多可達(dá) 6 層，夾矸總厚度 0～ 。需要指出的是，地質(zhì)報(bào)告提供的 15 號(hào)煤層底板等高線及儲(chǔ)量計(jì)算圖中，煤層厚度是去掉夾矸后的厚度，考慮夾矸厚度，整個(gè)井田 15 號(hào)煤厚度大都在 5m～ 以上，平均厚度為 。 根據(jù)本井田的煤層賦存條件，結(jié)合我國(guó)目前綜采機(jī)械裝備水平，以及陽(yáng)泉礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井幾十年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定 15 號(hào)煤采用一次采全高綜采開(kāi)采。由于本井田煤層走向變化較大，根據(jù)井田開(kāi)拓部署和盤(pán)區(qū)巷道布置，主要以走向長(zhǎng)壁開(kāi)采為主，條件具備時(shí)可采用傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采。回采工作面頂板管理采用全部垮落法。 二、采煤工藝選擇 針對(duì) 15 號(hào)煤一次采全高綜采的采煤方法，設(shè)計(jì)提出了兩種具體的采煤工藝即大采高綜采和放頂煤綜采，從以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析比較： 工作面產(chǎn)量方面 大采高綜采工藝簡(jiǎn)單，在 我國(guó)已逐漸得到推廣應(yīng)用，并已經(jīng)成為厚煤層高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化采煤的主要方法之一。具有代表性的礦井是邢臺(tái)礦務(wù)局東龐煤礦，采用5m 國(guó)產(chǎn)液壓支架及配套采煤設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)大采高綜采，工作面產(chǎn)量一直穩(wěn)定在 ～，最高產(chǎn)量達(dá)到 。 放頂煤綜采在我國(guó)已得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)日漸成熟。在低瓦斯礦井中有代表性的有兗州礦區(qū)的興隆莊煤礦及東灘煤礦，工作面產(chǎn)量一直穩(wěn)定在 ～ ，其中東灘煤礦工作面單產(chǎn)最高達(dá)到 。在高瓦斯礦井中有代表性的是陽(yáng)泉礦區(qū)，陽(yáng)泉礦區(qū)是我國(guó)采用放頂煤綜采最早的礦 區(qū)之一，特別是在 15 號(hào)煤放頂煤綜采方面有著相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)采技術(shù)上取得了重大突破，創(chuàng)造了適合陽(yáng)泉礦區(qū) 15 號(hào)煤層特陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 點(diǎn)的放頂煤綜采工作面生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了 15 號(hào)煤放頂煤綜采工作面的高產(chǎn)高效，工作面月產(chǎn)量可達(dá) ～ ，年產(chǎn)量可達(dá) ～ ，工作面產(chǎn)量最高達(dá)到 以上。與本井田相鄰貴石溝礦井， 15 號(hào)煤也采用放頂煤綜采，由于受到瓦斯等多種因素的影響，工作面產(chǎn)量一直在穩(wěn)定在 ～ ，最高時(shí)達(dá)到 上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)超過(guò) ，放頂煤綜采 工作面約占 70％。 以上兩種采煤工藝的工作面產(chǎn)量均有望穩(wěn)定在 ，結(jié)合本礦區(qū)實(shí)際，陽(yáng)泉礦區(qū)具有豐富的放頂煤綜采經(jīng)驗(yàn)，工作面產(chǎn)量會(huì)更有保證。 工作面采高及資源回收率方面 放頂煤綜采的合理機(jī)采高應(yīng)在 左右，放采比應(yīng)控制在 1:1 以上?？紤]夾矸本礦井 15 號(hào)煤平均厚度為 ，井田北部達(dá)到 ～ 6m以上，放采比大于 1:1，比較適合放頂煤綜采。相比之下，大采高綜采最大采高只有 5m，一般在 左右，如果采用大采高綜采會(huì)丟失部分煤炭。但另一方面放頂煤綜采工作面回采率低，最大達(dá)到 85%左右。 兩種采煤工藝相對(duì)比，資源回收率相當(dāng)。 與大采高綜采相比，放頂煤綜采工作面存在上隅角瓦斯超限及煤塵大等問(wèn)題，但可通過(guò)提高瓦斯抽放率、