【正文】 綜上所述，本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬噸 /年。在副井中鋪設(shè)四趟排水管道可滿足排水的要求。涌水量很大。初個別區(qū)域外，煤層均屬容易自然發(fā)火的煤層，其發(fā)火期短，屬于 I 級自然發(fā)火礦井。 ⑷ 校核安全條件 本礦井瓦斯涌出量較小，全礦井瓦斯相對涌出量為 ～ ，為低瓦斯礦井。煤層的礦井，第一水平服務(wù)年限不小于 30a。 ） = a 同理可計(jì)算出第一水平的服務(wù)年限為 a。 108 /（ 179。 ～ 90176。 ～ 45176。 ～ 25176。新建礦井及水平 服務(wù)年限見表 321。 ⑵ 校核各種輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力 根據(jù)后面礦井運(yùn)輸提升部分的設(shè)計(jì)可知，礦井的各種輔助運(yùn)輸能力都能滿足礦井生林南倉礦 120萬 t新井設(shè)計(jì) 第 28頁 共 155頁 產(chǎn)能力的要求。 179。 6179。 179。 ⑴ 校核礦井煤層的開采能力是否滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，本礦井計(jì)劃用一個采區(qū)的一個高產(chǎn)、高效工作面保證全礦井的產(chǎn)量。 因此，可以設(shè)計(jì)為大型礦井。 對煤層生產(chǎn)能力大，地形地貌復(fù)雜的礦區(qū)，工業(yè)廣場不易選擇和布置，為避免過 多的地面工程，井型應(yīng)當(dāng)定大一些， 儲量不豐富，煤層生產(chǎn)能力不大，或?yàn)楸∶簩?，或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，或有煤與瓦斯突出危險，宜建中小礦井。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 對于儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好的礦區(qū)宜建設(shè)大型礦井。 隨著社會進(jìn)步和勞動制度改革，目前綜采多采用四六制，每班工作六小時，三班出煤一班檢修，以縮短煤礦工人的輔助勞動時間，以減輕工人的勞動強(qiáng)度。每天 4班作業(yè)，每天凈提升時間為 16 h。 礦井儲量匯總表 礦井各種儲量以及分煤層、分水平的儲量編入礦井儲量匯總表，見表 232。 108 t 所以設(shè)計(jì)礦井可采儲量為 179。 108）179。 106t 礦井可采儲量計(jì)算 礦井可采儲量的計(jì)算公式為： Z＝（ Zc－ P） C （ 231） 式中 Z— 礦井可采儲量 Zc— 礦井工業(yè)儲量 P— 各種永久煤柱煤量損失之和 C— 采區(qū)回采率，厚煤層不低于 ，中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 Z＝（ 179。（ +）179。 106t 林南倉礦 120萬 t新井設(shè)計(jì) 第 26頁 共 155頁 ㈢ 邊界保護(hù)煤柱 根據(jù)井田邊界的地質(zhì)情況，井田邊界防水安全煤柱為 25m，防水煤柱約長為 10750m,則留設(shè)井田邊界防水安全煤柱的儲量為： 邊界保護(hù)煤柱煤量＝ 10750179。（ +）179。 30179。煤層厚度179。 斷層保護(hù)煤柱煤量＝ 斷層長度179。 106t 故 總 工業(yè)場地煤柱量＝ 179。 179。 106t 12 煤層工業(yè)場地煤柱量＝ 179。 179。煤層平均密度 所以 9煤層工業(yè)場地煤柱量＝ 179。 550= 萬 m2 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱煤量 = 梯形面積179。 經(jīng)計(jì)算得： 梯形高度 h=550m 梯形上底 AB=630m 梯形下底 CD=720m 得 S 底 =1/2179。沖擊層移動角Φ＝ 45186。則β =59186。礦井的表土層厚度為 90 米，煤層平均傾角 20186。 ＝ 179。 179。 表 231 工業(yè)廣場占地指標(biāo)表 井型（萬噸 /年） 指標(biāo)（公頃 /10萬噸） 400～ 600 ～ 240～ 300 ～ 120～ 180 ～ 45～ 90 ～ 注：指標(biāo)中小井取大值，大井取小值 本礦井井型為 120萬噸 /年，工業(yè)廣場占地面積為： 120247。煤柱是一個梯形。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按走向移動角δ =75186。和下山移動角β =59186。劃兩條保護(hù)線，即 m1m2， n121n2。在矩形的外緣加上 15m 寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。 δδβγΦΦΦΦ 圖 231 巖層移動角示意圖 林南倉礦 120萬 t新井設(shè)計(jì) 第 24頁 共 155頁 安全煤柱的留設(shè)與計(jì)算一般用垂直斷面法求得。煤 層群開采時，應(yīng)采用重復(fù)采動條件下的移動角值。 地面建筑物和主要井筒的保護(hù)煤柱是從受保護(hù)的邊界起，按基巖移動角β、γ和δ及表土層移動角 216。 ⑴ 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 受保護(hù)面積邊界是由受保護(hù)建筑物和主要井筒的邊界向外加上一部分備用量即維護(hù)帶確定的。 108噸 井田可采儲量 永久煤柱煤量 要計(jì)算井田可采儲量，首先要確定各種永久煤柱損失。 ） /cos20176。（ 179。 所以工業(yè)儲量為 Zc ＝ 179。 =179。 179。） γ — 煤容重 , t/m3 M— 煤層的總厚度 , m 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23頁 共 155頁 S— 井田面積 ,㎡ 所以 Z=179。該礦地處平原，地面標(biāo)高 +6米左右， 井田走向長 7千米，傾向?qū)? 千米，面積 S為 平方千米 。 劃分應(yīng)考慮井筒與工業(yè)廣場位置的選擇，使有利于井田開拓和采區(qū)布置，有利于礦井建設(shè)施工和工業(yè)場地布置。一般應(yīng)先淺后深，先易后難，分別開發(fā)建井，以節(jié)約初期投資。 ⑶ 合理劃分礦井開采范圍，處 理相鄰礦井關(guān)系。井田走向長度過長，又會給礦井通風(fēng)，井下運(yùn)輸帶來不便。如井田長度過短，則難以保證礦井各個開采水平有足夠的儲量和合理的服務(wù)年限。 ⑵ 保證井田有合理的尺寸。本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬 t/a,屬于大型礦井。對于現(xiàn)代化大型礦井，要求井 田有足夠儲量和合理服務(wù)年限，生產(chǎn)能力小的礦井可小些。 林南倉礦 120萬 t新井設(shè)計(jì) 第 22頁 共 155頁 2 井田境界及儲量 井田境界 井田劃分依據(jù) ⑴ 在井田劃分時，保證各井田合理的尺寸和境界，使煤的各部分得到合理性開發(fā)。 表 134 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯等級 絕對涌出量 (m3/min) 相對涌出量 (m3/t179。 表 133 可采煤層原煤工業(yè)分析綜合表 項(xiàng)目 煤層 灰分 Ag(%) 硫分 S(%) 揮發(fā)分 Vr(%) 發(fā)熱量 (卡 /克 ) 煤質(zhì)牌號 8 52007572 7137 2號肥煤為主，局部肥焦煤 9 46007630 6016 2號肥煤 11 52007572 7137 2號肥煤為主，局部氣肥煤 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21頁 共 155頁 12 55207652 6060 12 號肥煤為主，局部肥焦煤和氣肥煤 瓦斯和煤塵 ㈠ 瓦斯 瓦斯的相對涌出量在 ～ 米 3/噸 ?天，二氧化碳的相對涌出量 ～ 米 3/噸 ?天，屬于低級瓦斯礦井。各煤層物理特征見表 132。 煤的特征 ㈠ 煤的物理特征 林南倉礦 120萬 t新井設(shè)計(jì) 第 20頁 共 155頁 林南倉井田內(nèi)各煤層均屬腐植煤，煤層顏色一般為深黑色，條痕黑褐色或黑色帶有褐色。 ⑷ 煤 12頂板：灰色粉砂巖，厚 米，致密、堅(jiān)硬、呈條帶狀，灰、灰白、褐色相間，有時附著綠色物質(zhì)，層理呈水平或緩波狀， 泥質(zhì)膠結(jié)，含有豐富的植物葉化石，初次垮落步距 14～ 16 米， 老頂初次來壓步距為 32米，老頂周期來壓步距 10～ 12 米，頂板屬Ⅰ類Ⅱ級。 ⑵ 煤 9 底板：深灰色粘土巖，細(xì)膩、光滑，有貝殼狀斷口，并含有大量根化石，巖石軟、易風(fēng)化，層厚 米。 ⑴ 煤 9 頂板：灰～淺灰色泥質(zhì)粉砂巖，致密、細(xì)膩、性脆、易碎， 有滑膩感，斷口和裂隙面發(fā)育，具水平層理，局部含菱鐵質(zhì)結(jié)核含蘆木、星輪木、苛達(dá)樹等化石。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19頁 共 155頁 表 131 可采煤層特征表 序號 煤層名稱 煤層厚度 /m 層間距/m 傾角/(186。 12 層為結(jié)構(gòu)簡單厚煤層，煤層局部有夾石 12 層，層位較穩(wěn)定，平均煤厚為 采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為 ，該煤層為穩(wěn)定煤層。采性指數(shù)為 ，煤 厚變異指數(shù)為 ，該煤層為穩(wěn)定煤層。平均厚度 米，該煤層為不穩(wěn)定煤層。 煤的物理性質(zhì) 8 煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，含有 12層泥漿，粉砂巖夾石。其中主要可采煤層 共有 2 層。其特征見表 122。 礦井直接充水含水層包括：第三含水層（煤 12底至煤 4頂砂巖裂隙含水層）、第四含水層（煤 5 至煤 12頂砂巖裂隙含水層）、第五含水層（煤 5 頂板砂巖裂隙含水層）。礦井采動塌陷坑積 水量隨開采面積的擴(kuò)大而增加。 井田水文地質(zhì) 礦區(qū)年降水量在 350mm800mm 之間，由于沖積層的存在，阻隔了大氣降水與礦坑涌水之間的聯(lián)系，礦井用水量基本不受季節(jié)的影響。在較穩(wěn)定的兩層粘土層之中（埋藏深度 70—— 110 米和 120—— 220 米）富含淡水動物介殼，為良好的對比標(biāo)志及隔水層。一般 70 米以淺砂層或礫石層較多，深部則以粘土層為主。 Fe2O3為 ％，燒失量為 ％，平均厚度為 米。本層頂板至上部鐵質(zhì)粘土巖間均為紫 —— 灰紫色粗礫巖（或含礫粗礫巖），于 A 層至 A0層之間砂巖相似，但該層顏色較紫。 標(biāo)志性巖層有： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17頁 共 155頁 Ⅰ A0層鐵質(zhì)粘土巖：紫紅色，巖性致密，性脆質(zhì)地均一，呈角狀斷口，含豆?fàn)铊F質(zhì)結(jié)核及鮞粒，平均厚度 5 米 ，該層底板紫灰或灰白色粗礫巖極為標(biāo)志，易于對比 。植物化石少，一般多賦存在上部鋁土質(zhì)粘土巖以下 30米至 A 層以上 40 米之間的粉砂巖中。分選及滾圓度均不好，夾炭質(zhì)層紋及紫色條帶，顯大型直線形斜層理。 巖性特征，中粗粒礫巖皆為灰白 —— 灰紫色。每一巖段皆有河床相中、粗粒礫巖起，至湖泊相或湖沼相細(xì)碎屑巖 （粉砂巖或粘土巖）止。巖石大致百分比為，中粗粒砂巖占 ％，細(xì)砂巖占 ％，粉砂巖占％，粘土巖占 ％。 ㈤ 二疊系上統(tǒng)（ P2） 保存有古冶組（ P12）地層，最大厚度約 300米。采集有星輪木、長方楔葉、蘆木、帶羊齒、苛達(dá)樹等植物化石，亦為本組植物化石富集層之一。滾圓度中等，泥質(zhì)孔隙 —— 基底式膠結(jié)，夾炭層紋 及煤化物質(zhì)，以顏色易與下部礫巖相區(qū)別，一 般厚度 4 米左右。 Ⅴ 煤 5 至煤 6之間中粒礫巖：呈淺灰綠色，成分為石英、巖屑、長石、燧石等。 Ⅳ 煤 6 頂板粉砂巖：呈深灰色，欠均勻，有堆礫現(xiàn)象，加灰色細(xì)砂巖薄層，局部顯水平層理及緩波狀層理。該層可能相當(dāng)于開平煤田煤 6頂板。性脆，呈菱角狀及貝殼狀斷口，富含菱 鐵質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦細(xì)晶。該層一般厚度 4米左右。在井筒附近厚度增大，常為煤 9直接頂板。具有大量灰綠、灰白色粘土巖塊。一般厚度在 3米左右。采集有星形輪木、細(xì)羊齒、蘆木。上組稱為唐家莊組，下組稱為大苗莊組，其中大苗 莊組是主要含煤地層之一。 ㈣ 二疊系下統(tǒng)（ P1） 上限為 A層鋁土直粘土巖頂界，于上統(tǒng)呈整合接觸。上限為第四系松散沉積物，呈不整合接觸。 Ⅴ 煤 11 頂板細(xì)粉砂巖：呈灰 —— 深灰色，致密，顯水平層理及緩波狀層理，含菱鐵質(zhì)結(jié)核，采集有星輪木、楔葉木、細(xì)羊齒、苛達(dá)樹等化石，亦為本組植物化石富集層之一，一般在 4米左右。全區(qū)沉淀穩(wěn)定（特別是井田西部） ，僅局部地段相變?yōu)榧?xì)砂巖。泥質(zhì)孔隙 —— 基底式膠結(jié)，局部含鈣質(zhì)。 Ⅳ 煤 11—— 煤 12之間粗砂巖：淺灰色，成分以石英、巖屑、燧石為主（以含較多燧礫為特征，易與其他煤層間砂巖相區(qū)別）。 Ⅲ 煤 12 頂板粉砂巖：深灰色，巖性致密，質(zhì)地均一，具水平層理及緩波層理。所以在每個小旋回的中上部均有泥炭沼澤沉積相，賦存有主要可采煤層（煤 11煤 12）及不穩(wěn)定的不可采煤層（煤 14） 標(biāo)志性巖石及化石帶有： Ⅰ 煤 12 下頂板下粉砂巖：深灰 —— 黑灰色，細(xì)膩含炭質(zhì)及黃鐵礦散晶，棕褐色條痕，貝殼狀斷口，富含腕足類，瓣鰓類和海百合等動物化石，一般厚度在一米左右。海退相序地層厚度為 36 米，海進(jìn)相序地層厚度為 米說明地殼處于緩慢的波浪式上升。 巖相組合特征是以濱海湖泊相為主，并有瀉湖海灣相，湖濱波浪帶相、湖泊三角洲華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15頁 共 155頁 相等沉積。巖石大至百分比為，中粗粒砂巖占 ％，細(xì)砂巖占 ％，粉砂巖占％ 粘 土巖占 ％，煤層占 ％，其它站 ％。 巖性特征是：淺灰 —— 深灰色。 灰色細(xì)砂巖，致密堅(jiān)硬，泥至孔隙 —— 基底