【正文】 主斜井井底車場能滿足機(jī)械化采煤升級改造后生產(chǎn)要求，不需進(jìn)行改造。 回風(fēng)斜井：表土段采用鋼筋混凝土支護(hù)，基巖段采用料石砌碹支護(hù)。 井筒長（深）度 (m) 284 220 88 井筒斷面形狀 三心拱 半圓拱 半圓拱 井筒掘進(jìn)斷面 (m2) 井筒掘進(jìn)寬 (m) 井筒凈斷面 (m2) 井筒凈寬 (m) 井筒裝備 膠帶輸送機(jī) 單鉤串車 單鉤串車 臺階、扶手 臺階、扶手 井筒用途 煤炭提升，兼進(jìn)風(fēng) 井 大型設(shè)備提升 、上下人員 ，兼進(jìn)風(fēng)和安全出口 專用回風(fēng)井， 兼作安全出口 備注 已有 已有 新開井筒 （三）井壁結(jié)構(gòu) 主斜井：表土段采用鋼筋混凝土碹支護(hù)，基巖段采用料石砌碹支護(hù)。 提升方位角 78176。 15176。 井筒特征見表 241。半圓拱斷面，凈寬 ，凈面積 ㎡，設(shè)臺階、扶手。裝備單鉤串車，同時布置排水管線。 副斜井：井筒長度 220m，傾角 15176。裝備膠帶輸送機(jī)和單鉤串車，同時布置下井電纜。 二、井筒布置及裝備 主斜井：井筒長度 284m，傾角 17176。 副斜井：擔(dān)負(fù)全礦井綜采設(shè)備升降 、上下人員 和矸石提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 第四節(jié) 井 筒 一、 井筒數(shù)目及用途 礦井機(jī)械化采煤升級改造后共布置 3個井筒，即主 斜井、副斜井和回風(fēng)斜井。采區(qū)依次順序開采。 六、采區(qū)劃分及開采順序 如前所述，開采 9 號煤層時利用原有三條下山和新掘的下山。三條下山采用梯形斷面、掛網(wǎng)可縮性工字鋼棚子支護(hù)。頂板破碎處采用半圓拱斷面，料石砌碹。 井底車場水平標(biāo)高 +1090m。 綜合考慮兩方案技術(shù)特點和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，本設(shè)計推薦采用方案一。 4．方案經(jīng)濟(jì)比較 王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ３２ 兩方案不同之處：方案一新掘進(jìn)的三條下山要比方案二新掘進(jìn)的三條大巷短，并且服務(wù)時間也短，因此掘進(jìn)和維護(hù)費用低。 從技術(shù)上比較來看，兩方案各有優(yōu)點。 相比較煤炭反向運輸多。 新掘的三條大巷服務(wù)時間長，維護(hù)費用大。 在準(zhǔn)備 9號煤層工作面期間可以回采原 8號煤層大巷煤柱，增加了礦井經(jīng)濟(jì)效益。 通風(fēng)阻力小。 三角煤損失少。 3. 方案技術(shù)比較 兩方案的技術(shù)比較見表 233。該大巷布置在 9號煤層中，與原 8號煤層三條下山連接。 詳見井田開拓方案一平面圖 231和剖面圖 232。 根據(jù)選定的井筒方案，結(jié)合井下煤層賦存條件及井田特征，設(shè)計提出了兩個開拓方案進(jìn)行比選，各方案分述如下： 方案一： 初期 利用井底車場南部的原有 8號煤層三條下山，雙翼開采井田南部和東南部 9號煤層。 開拓方案 本礦為生產(chǎn)礦井，若利用現(xiàn)有兩條大巷（ 8號煤層）開采 9號煤層，采用大巷條帶式布置，工作面推進(jìn)長度短（ 200400m），綜采工作面搬家次數(shù)多，不能充分發(fā)揮綜采設(shè)備效能。 表 232 井筒 方案 主要費用 經(jīng)濟(jì)比較表 序號 項 目 方案一 方案二 方案二比方案一 (%) 工程量（ m） 費用 （萬元） 工程量（ m） 費用 （萬元） 1 井筒 88 130 2 地面設(shè)施（風(fēng)機(jī)房） 合計 + 從經(jīng)濟(jì)比較來看，方案一明顯優(yōu)于方案二。 從技術(shù)比較來看，方案一明顯優(yōu)于方案二。 風(fēng)機(jī)房離居住區(qū)近，風(fēng)機(jī)噪聲影響居民生活。 新掘回風(fēng)斜井井筒角度大，施工較困難。 井筒改造過程中，矸石量少。 縮短了通風(fēng)距離，通風(fēng)費用低。 在礦井機(jī)械化采煤升級改造中，影響礦井生產(chǎn)少。 井筒方案技術(shù)比較見表 231。原進(jìn)風(fēng)行人斜井報廢。 井筒方案比選 根據(jù)現(xiàn)場勘查和與礦方充分交流，為了便于副井場地布置，充分利用地面設(shè)施，提出兩個方案供選擇。其地勢南高北低，最高點位于 井田南部邊界附近的山梁，標(biāo)高為 ，最低點位于井田東部溝內(nèi)，標(biāo)高 ，最大相對高差 ， 井田內(nèi)可采煤層賦存在 +1085～ +1169m之間，煤層總體埋藏較淺， 9號煤層賦存穩(wěn)定，水文地質(zhì)條件簡單，井田勘探程度較高，井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，主要為斷層、陷落柱和褶曲，地層傾角一般 6176。因為要增加一個副井，需要對原有井筒整合或新建井筒。為了解決這一問題，需要布置一個副井來下放綜采設(shè)備。因此，本設(shè)計仍采用原有工業(yè)場地。 王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２９ （二）井口及工業(yè)場地位置選擇方案 根據(jù)以上原則，結(jié)合本礦井地面及井下煤層開采的具體條件，來確定本礦井 口及工業(yè)場地位置。 充分考慮電源、水源和煤炭運輸?shù)韧獠織l件，井口及工業(yè)場地位置應(yīng)盡量靠近公路和鐵路集裝站，以減少進(jìn)場公路長度及礦井生產(chǎn)營運費用。 充分考慮煤層賦存條件，根據(jù)煤層賦存特點，井口及工業(yè)場地位置的選擇要有利于主要可采煤層（ 9號煤層）及初期 首采煤層首采區(qū)域的開采，并兼顧生產(chǎn)后期及其它煤層的開采，以減少初期井巷工程量和場地壓煤量。 二 、井口與工業(yè)場地位置的選擇 （一）井口及工業(yè)場地位置選擇的主要原則 有利于礦井開拓部署，為礦井盡快達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造條件。 該礦井原主斜井機(jī)軌合一提升，配備 2JTP16型絞車一臺，輔助提升單鉤串車（雙滾筒絞車單鉤提升）。 主斜井落底在 9號煤層，從主斜井井底到井下火藥庫這一段運輸大巷（總運輸巷）布置在 9號煤層中，采用三心拱斷面，料石砌碹， 凈斷面 ；運輸大巷向西延伸逐步布置在 8號煤層中，采用矩形斷面，料石砌墻支護(hù)， 凈斷面 。 該礦井現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式，采用離心式通風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)，主要通風(fēng)機(jī)型號為 47211№ 20B（兩臺）。 ， 半圓拱斷面，料石砌碹，凈斷面 ，井筒長王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２８ 度 220m。主要是進(jìn)風(fēng)和行人。 進(jìn)風(fēng)斜井：傾角 12176。 三心拱斷面，料石砌碹，凈斷面 ，井筒長度284m。 目前礦井采用斜井開拓，共有三個井筒，分別為主斜井（混合提升）、進(jìn)風(fēng)斜井和回風(fēng)斜井。 第三節(jié) 井田開拓 一、礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀 王封煤礦 1958年建井，開采 2號煤層， 1981年本礦進(jìn)行了 技術(shù)改造， 1987年投產(chǎn)，設(shè)計能力達(dá)到 ／ a。 三、礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限按下式計算： )( 0 05 7 0 2 aKAZT k ????? 式中： T──礦井設(shè)計服務(wù)年限， a； Zk──可采儲量， kt； A──礦井設(shè)計生產(chǎn)能力， kt/a； K──儲量備用系數(shù)，取 。 4．市場需求因素：本礦井開采的煤層為優(yōu)質(zhì)貧煤，市場需求前景非常好，因此，適當(dāng)加大開發(fā)力度不僅能產(chǎn)生 顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且能產(chǎn)生較好的社會效益。 2．開采能力因素：本礦屬低瓦斯礦井，根據(jù) 8號煤層開采情況和 9號煤層頂板條件，開采 9號煤層時必須使用綜采回采工藝，投資大，若按生產(chǎn)能力，則不能充分發(fā)揮綜采設(shè)備的效益，所以生產(chǎn)能力也不能過小。 二、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 礦井生產(chǎn)能力的確定，主要考慮以下幾方面因素： 1．儲量因素：本礦地質(zhì)條件中等，水文地質(zhì)條件簡單，煤層厚度較大，且賦存穩(wěn)定，但井田面積較小，僅剩 9號煤層，礦井儲量不多，其工業(yè)儲量為9999kt，設(shè)計可采儲量為 5702kt。經(jīng)計算，全礦井可采儲量為 5702kt，礦井可采儲量計算結(jié)果詳見表 212。 王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２６ 采區(qū)回采率 9號煤取 80%。 （ 3）斷層、陷落柱保護(hù)煤柱 斷層兩側(cè)各留 10m煤柱，陷落柱留 10m煤柱。計算，基巖段移動角按70176。煤層露頭留30m。經(jīng)計算，礦井工業(yè)資源儲量為9999kt。 井田內(nèi) 333工業(yè)資源儲量 在計算工業(yè)資源儲量時按 90%考慮。 詳見表 211。 由于本礦 8號煤層已經(jīng)采完，本次設(shè)計只考慮 9號煤層。 二、儲量 根據(jù)地質(zhì)報告， 井田內(nèi)參加儲量計算的 為 9號煤層，計算的最小厚度為 貧煤為 。 王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２４ 第二章 井田開拓 第一節(jié) 井田境界及儲量 一、井田境界 根據(jù)山西省國土資源廳頒發(fā)的證號 1400000730407的采礦許可證，王封煤礦以 以下 12點坐標(biāo) (6176。 (三 )存在的主要問題 王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２３ 進(jìn)一步查明周邊小煤礦開采范圍及采空區(qū)積水、積氣情況。根據(jù)地質(zhì)報告， 9號煤層現(xiàn)有儲量 10850kt，其中 111b儲量 2340kt， 333儲量 8510kt。同時查明了井田煤層儲量。查明了井田內(nèi)各煤層的賦存、發(fā)育情況，各可采煤層均穩(wěn)定可采。 八、地質(zhì)勘探程度及存在問題 (一 ) 勘探程度 地質(zhì)報告是在廣泛收集了井田內(nèi)及周圍的地面地質(zhì)資料和鄰近礦的礦井地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)的整理、分析、研究進(jìn)行編制而成的。 據(jù)鐵磨溝資料，鍺的含量 ，各煤層平均值均小于 10ppm，未達(dá)工業(yè)開采要求；其中以 1號煤含量最高達(dá) ，一般薄煤含量高于厚煤層。 王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２２ 二疊系地層中的砂巖、石炭系中部的石灰?guī)r及奧陶系灰?guī)r均為良好的建材原料。據(jù)鐵磨溝精查區(qū)資料： CaO含量 %， SO3含量 %，燒失量 %，質(zhì)量較好且穩(wěn)定。石膏層總厚二十余米，由硬石膏、石膏組成。 七、其他有益礦物 區(qū)內(nèi)其它有益礦產(chǎn)主要有石膏、耐火粘土、石灰?guī)r、鐵礦等。底板 MPa之間，平均為 MPa；抗拉強(qiáng)度在 MPa之間，平均為 MPa，平均彈性模量為 ，平均抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值為 ，脆性。 (2) 9號煤層： 9號煤層頂板即 8號煤層底板。 ，平均為王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２１ ；抗拉強(qiáng)度在 ，平均為 ，平均彈性模量為，平均抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值為 ，該層石灰?guī)r韌性較強(qiáng)。 六、頂、底板條件 太原理工大學(xué)巖石力學(xué)測試中心 2020年對王封煤礦 9號煤層頂、底板巖石力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測試，測試結(jié)果如下： (1) 8號煤層： 8號煤層頂板主要由 、 ： MPa之間，平均為 MPa；抗拉強(qiáng)度在 MPa之間，平均為 MPa，平均彈性模量為 ，平均抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值為 ，脆性。根據(jù)比擬法計算，并且考慮 8號煤層采空區(qū)積水的排出，礦井生產(chǎn)能力達(dá)到 ，正常涌水量 30m3/h，最大涌水量 45m3/h?？傮w來看 9號煤層水文地質(zhì)條件應(yīng)為簡單。 奧灰水水位較低，處于 9號可采煤層底板以下，對采礦無影響。 （六）礦井充水因素分析 9號煤層充水因素分析有四點：一是本區(qū)呈褶曲構(gòu)造，向斜軸部會蓄水；二是斷層是補(bǔ)給水的通道，井田北部 F F2正斷層，落差 10m，受斷層的影響，井田內(nèi)小斷裂較發(fā)育，斷層會將上部含水層的水及地表水滲入煤層；三是 9號煤層上部的三層石灰?guī)r， 尤其是 L1灰?guī)r為 8號煤層之直接頂板，溶洞發(fā)育，有利于地下水富集；四是 8號煤層已采空，其采空積水是 9號煤層的主要充水王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 ２０ 水源。地下水的排泄有二種，一是蒸發(fā)作用，二是泉水或滲流排泄。 綜觀全區(qū)情況，地下水補(bǔ)給的主要形式是大氣降水及河流的入滲補(bǔ)給，一般沿地層走向徑流為主。 （四）地下水 的補(bǔ)給、逕流及排泄 區(qū)內(nèi)奧陶系巖溶裂隙含水層組無出露，主要接受大氣降水、地表河流及層間水下滲補(bǔ)給，向東南逕流，以泉水形式排泄；石炭、二迭系含水層地層區(qū)內(nèi)有出露，直接接受大氣降水補(bǔ)給，沿層間傾向徑流，并與上覆的松散含水層發(fā)生水力聯(lián)系，二者互為補(bǔ)給關(guān)系，主要以泉水或?qū)娱g滲流形式排泄。 （三）隔水層 、二疊系泥巖隔水層 石炭系、二疊系地層中均含有厚度不同的泥巖，特別是二疊系山西組、王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 １９ 下石盒子組中泥巖相對較為發(fā)育，厚達(dá) 1020m，并與砂巖含水層互層，一般也構(gòu)成了本組地層內(nèi)的較好的隔水層。據(jù)西銘一杜兒坪精查報告，本區(qū)奧陶系峰峰組中由于泥質(zhì)灰?guī)r及石膏層的隔水作用，從而形成兩個含水層組，第一含水層組水位標(biāo)高，單位涌水量 ／ ，滲透系數(shù) ／ d：第二含水層水位標(biāo)高 ，單位涌水量 — ／ ，滲透系數(shù) ／ d。據(jù)鐵磨溝精查資料，當(dāng)該含水層埋深較淺或與當(dāng)?shù)貨_積層接觸時，有良好的補(bǔ)給條件，含水性強(qiáng)，而當(dāng)其埋深加大補(bǔ)給條件變差時含水性也隨之急劇變?nèi)?，單位涌水?／ ，滲透系數(shù) ／ d，水位標(biāo) 高，水質(zhì)類型屬重碳酸硫酸鹽 (或氯化物 )鈉鈣 (或鈣鎂 )型，礦化度 376538mg／ L。根據(jù)鐵磨溝精查區(qū)資料，本組高居于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，補(bǔ)給條件極差，單位涌水量 L/ ，滲透系數(shù) m ／ d ，水位標(biāo)高，水質(zhì)為重碳酸硫酸鹽 (或氯化物 )鈉鈣型，礦化度97473mg/L。 、下石盒子組砂巖裂隙含水層組 區(qū)內(nèi)大面積 出露，巖性為一套砂巖、泥巖互層，地下水主要受地形、構(gòu)造及裂隙發(fā)育程度的控制，其含水性強(qiáng)的地段僅限于河谷的風(fēng)化帶，含水性弱，山區(qū)風(fēng)化帶稍強(qiáng)，單位涌水量 ／ ，滲透系數(shù)王封煤礦機(jī)械化采煤升級改造初步設(shè)計說明書 １８