【正文】 粗略估算結果（見表 41表41表 41表 415） 開拓方案經濟比較見表 41表 41表 41表 415 和表 416。大巷布置在巖層中，如圖 413。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 主井 副井 主、副井井筒均為立井，布置在井田中央，設置兩個 水平。 方案比較 提出方案 根據以上分析，提出以下四種技術上可行的開拓方案，分述如下： 方案一；立井單水平開拓。設計只針對 2 號煤層，故采用單水平開采。 開采水平的劃分 本井田煤層埋藏深度較淺，煤層淺處在 50m，最深處到 550m。 風井井口位置的選擇應在滿足通風條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護煤柱的損失。 （ 3）地質及水文地質條件對井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應力區(qū)。 主、副井井筒位置的選擇 （ 1）井筒沿井田走向方向的有利位置 井田的井筒沿井田走向的有利位置建立在儲量分布的中央，以此形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，避免井筒便于一側。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質等自然條件的限制。 確定井筒形式、數目、位置、坐標 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產的有關規(guī)定。在解決開拓問題時，應遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產高效創(chuàng)造條件。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁 4 井田開拓 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運 輸、通風、排水和動力供應等生產系統(tǒng)。 3. 安全條件校核 本礦井 2煤層具有煤塵爆炸性危險，但在設計時制定了相關的管理措施；該礦正常涌 水量為（ 5m3/min），最大涌水量為（ ）；該礦屬于 低瓦斯 礦井，所以工作面采用雙巷進風通風方式，經通風設計表明通風滿足要求。 2. 輔助生產系統(tǒng)能力校核 本設計的礦井為大型礦井，開拓方式為立井加暗斜井兩水平開拓。具體要求見表 。賦存較穩(wěn)定，為兩水平開拓。配產應符合合理開采程序，厚、薄煤層，不同煤類搭配開采；同時生產的采區(qū)數及采區(qū)內同時生產的工作面?zhèn)€數，應符合本規(guī)范第 條規(guī)定（采區(qū)生產能力應根據地質條件、煤層生產能力、采掘機械化程度和采區(qū)同時生產的工作面?zhèn)€數及其接 替關系等因素確定，應提高工作面單產。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 3 礦井工作制度、設計生產能力及服務年限 礦井工作制度 礦井設計年工作日 330d， “三八 ”工作制，即其中二班采煤，一班準備，每班 8h，每日 8 點至 16 點為早班， 16 點至 24 點為中班， 24 點至次日 8 點為夜班，安排早班檢修，中、夜班生產。 表 24 巖層移動角 廣場中 心深度 /m 煤層 傾角 煤層 厚度 /m 沖擊層 厚度 /m ф δ γ β 403 10176。 ?——煤的容重， t/m3。工業(yè)廣場按I 級保護留維護帶，寬度為 20m。= 208103104/cos9176。具體留設如下： 井田邊界煤柱采用 20m 保護煤柱。各種儲量分配表見表 22： 表 22 儲量分配表 礦井工業(yè)儲量按下式計算： Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （ 22） 式中： k 取值為 Zg=++++ = 礦井可采儲量 一、各類永久煤柱留設寬度及其依據： ；維護帶寬度為 5～ 20m ；維護帶寬度為 20m。=(萬噸 ) 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 地質資源量為： Zd=++=(萬噸 ) 二、工業(yè)儲量的計算 礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內， 經過地質勘探，煤層厚度與質量均合乎開采要求，地質構造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內的儲量。 如圖 22 所示。 (21) 式中： Zd——礦井的 工業(yè)儲量； S ——井田水平面積，礦 ； M——煤層的厚度， 8m； R ——煤的容重， ； cos ——煤層傾角 176。 本次儲量計算是在精查地質報告提供的 1： 5000 煤層底板等高線圖上計算的，儲量計算可靠。 表 21 儲量計算厚度、灰分指標 儲量類別 能利用儲量 尚可利用儲量 煤的種類 煉焦 用煤 非煉焦 用煤 褐煤 煉焦 用煤 非煉焦 用煤 褐煤 最低可采厚度/m 緩斜煤層 (025176。 《生產礦井儲量管理規(guī)程》 : 煤厚，能利用儲量最低可采厚度為 ， 煤的灰份指標能利用儲量灰份最高不大于 40%（含 40%），暫不能利用儲量灰份最高不大于 50%（含 50%）超過 51%則不計儲量 ,暫不能利用儲量厚 ； （ 1985） 5 號文《關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復》內容要求：禁止新建煤層含硫份大于 3%的礦井。 井田境界 本井田西至 F4 斷層為界；東部自北向南分別以 F1 BF F22 斷層與羊渠河礦相隔；東北角與小屯礦毗鄰；北以 F11 斷層和技術邊界與薛村礦為界；南與五礦井田相連，以技術邊界為界；全井田近似菱形。 表 12 煤層特征表 煤層 編號 煤層厚度（ m） 最小 — 最大 平 均 距下層煤間距（ m） 頂板巖性 底板巖性 煤層 結構 穩(wěn)定性 可采 程度 1 ～ 9 粉砂巖 砂 .泥互層 簡單 不穩(wěn)定 不可采 1下 0～ 12 細粒砂巖 頁巖 簡單 不穩(wěn)定 不可采 2 ～ 28 粉砂巖 粉砂巖 復雜 不穩(wěn)定 可采 3 ～ 9 粉砂巖 細粒砂巖 簡單 穩(wěn)定 不可采 5上 ～ 7 粉砂巖 中粒砂巖 簡單 不穩(wěn)定 不可采 5 ～ 11 粉砂巖 粉砂巖 簡單 不穩(wěn)定 不可采 伏青煤 ～ 6 石灰?guī)r 細砂巖 簡單 穩(wěn)定 不可采 7上 0.～ 11 粉砂巖 細砂巖 簡單 不穩(wěn)定 不可采 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 表 13 煤質特征表 煤層名稱 煤種（貧瘦煤） 水分（ %） 灰分（ %） 灰發(fā)分（ %） 硫（ %） 矸（ %） 發(fā)熱量（卡） 2 瘦 3614031623 5 35420 3 瘦 3670136098 36454 4 瘦 3634135767 36056 6 瘦 3663035127 35726 7 瘦 3641735295 36019 8 貧 3620735211 35739 9 貧 3545833892 34721 煤的瓦斯、自燃 牛兒莊礦為低 瓦斯礦 井， 2020 年礦井瓦斯鑒定情況為 CH4 相對涌出量。 9煤屬高 —富硫煤 %—%） ,中 —高灰分煤（平均值介于—%），經 1： 5 比重液浮選后灰分可降為 —%。 發(fā)熱量平均為 35420J/G。 煤巖鏡下鑒定均質鏡質組表面光亮，反射光呈亮黃色及亮黃白色，具明顯的消光現象 ，有機組分界限難以區(qū)分，個別的可見條帶狀鏡質體、絲質體、絲質碎屑體、氧化絲質體及粗粒體，保存較好的絲炭胞腔，有的還存在定向的煤的原始結構及形態(tài)各異的半鏡質組和半絲質組，穩(wěn)定組分的孢子體等。煤層結構復雜，含夾矸 2～ 3 層，厚 ～ ，其頂板為不穩(wěn)定的石灰?guī)r，灰?guī)r厚度極不穩(wěn)定，一般為 ，大部分地區(qū)相變?yōu)榉凵皫r ，底板為 7m厚的粉砂巖。結構復雜，含夾矸 1～ 2 層，夾矸厚度最大者可達 1～ ，直接頂板為小青石灰?guī)r，厚度 ～ ，一般厚度 0～ ，灰?guī)r發(fā)育極不穩(wěn)定， 有時相變?yōu)榉凵皫r，其厚度 左右，底板為 3m 厚的灰色粉砂巖。 6（山青煤） 位于太原組中部，煤層厚度 ～ ，一般 ，穩(wěn)定 可采?，F將各可采煤層特征分述如下： 2煤（大煤） 為山西組唯一一層可采煤層，煤層穩(wěn)定，煤層厚度 5～ 10m，一般厚度 8m，為復雜結構煤層，含夾矸三層，其中 中層夾矸局部地區(qū)因河流同生沖蝕而增厚，最厚可達 4～ 6m，將煤層分叉變薄，上分層厚度一般為 ～ ，下分層厚度一般為 ～ 。 山西組，屬于一套過渡相、陸相碎屑巖含煤沉積建造，為主要煤系地層之一，巖性由淺灰色至深灰色的中細砂巖、粉砂巖、粉砂泥巖、泥巖及煤組成，沉積特征明顯。 本溪組，為海陸相交替沉積，巖性由灰至黑灰色砂質頁巖和淺灰色、紫紅花斑色鋁土泥巖組成，內含不穩(wěn)定薄煤 1—2 層，俗稱 “盡頭煤 ”，底部為紫、紅、灰白色的鐵鋁巖，上部具鮞狀結構。 礦井自 1960 年投產 至 71 年，全礦涌水量始終在 ，隨著開拓范圍增大，開采深度加深，并經歷了幾次突水，使礦井涌水量相應地不斷增大，現在礦井涌水量已達 4～ 5m3/min，隨著礦井生產向深水平發(fā)展，采空面積加大，預計礦井在今后幾年中，礦井涌水量也將隨之還會更大。 大青灰?guī)r為大青煤直接頂板，厚度一般 ，該含水層是煤系地層中最強的承壓含水層，具有裂隙發(fā)育，導水性好，富水性、含水性有不均一特點，目前，井田大青水 位 +109～ 28m。南界與五礦中央區(qū)大青水文地質單元為一整體，其最終邊界亦為斷層控制，上述因素的制約使井田大青含水層與地表隔離，為封閉的含水層構造，綜合構造條件與放水試驗資料分析，我礦大青含水層水文地質邊界比較明顯。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 圖 12 煤系地層綜合柱狀圖 地質構造 牛兒莊井田位于峰峰煤田的中部，鼓山復背斜東麓以東邊緣地區(qū)，基本構造形態(tài)為一向東南傾伏之單斜構造，煤層（巖）傾角一般為 10～ 15 度，局部地區(qū)可達 30～ 40 度。含煤一至四層。本組厚 5—35m，平均 25m。其全礦井最終獲得地質儲量為 萬噸；工業(yè)儲量 萬噸；遠景儲量為 萬噸；可采儲量 萬噸。按照報告勘探類型重新做了儲量級別的劃分，并對全礦井進行了儲量重算工作。 1972 年進行了二水平延深工程，關于對 “牛兒莊礦二水平延深設計 ”的批復，業(yè)經（ 73）冀革煤字第 172 號文批準，全礦 A+B+C 儲量為 萬噸， D級儲量為 萬噸，可采儲量為 萬噸。本報告評價了牛薛井田普查報告所作過的埋藏量（儲量）計算是不正確，并重新將牛兒莊及薛村兩區(qū)合并為一作了埋藏量計算，其總儲量 A2+B+C1+C2 為 萬噸。第四紀沉積中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 物主要由洪積物及風化黃土構成。年產原煤 1300 萬噸，精煤 700 萬噸，冶金焦 155 萬噸，發(fā)電總裝機容量 。 2020 年營業(yè)收入 125 億元。近幾年來，新上了粉煤灰綜合利用， “三網合一 ”、煤氣輸配、熱電廠擴建、生物工程等一批科技含量高、附加值高、市場競爭力強的重點項目，工業(yè)發(fā)展后勁明顯增強。 境內礦產資源豐富，種類繁多。以 “煤海、瓷都、水泥城 ”而遠近聞名。 礦區(qū)經濟概況 峰峰礦區(qū)總面積 353 km2，轄 9 個鎮(zhèn)、 148 個行政村、 68 個社區(qū)。 1975 年 2 月 4 日海城地震，本礦略有震感。風向隨季節(jié)變化，冬季以北風為主，夏季多南風，平均 風速 ，最大風速 20m/s(1961 年 5 月 3 日 )。鐵路運煤專線自北向南縱貫本井田，在馬頭站與京廣線接軌，可達全國各地。30′38″，一對豎井位于井田中部，其主副 井座標分別為 X= ， Y=,Z= 。 10 礦井基本技術經濟指標 ........................................ 29 專題 部分 淺談我國煤礦瓦斯的抽放與利用 .................................. 32 1 煤礦瓦斯抽采現狀