【正文】 風(fēng)井布置在工業(yè)廣場(chǎng)中心，煤柱損失為 0。) = (km2) 則工業(yè)廣場(chǎng)的保護(hù)煤柱量為： Zi=SMR (23) 式中： Zi——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量， Mt； M——煤層平均厚度， m； S——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面， km2。) 160 10 + 80 56 74 73 68 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 圖 23 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖 23 所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸：由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為： S=(上底 +下底 )高 /(2cos10176。) γ(176。) 煤層厚度 (m) 沖積層厚度 (m) ф(176。工業(yè)廣場(chǎng)按 Ⅱ 級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為 15 m。工業(yè)廣場(chǎng)所在位置煤層傾角為 10176。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ， 所以取工業(yè)廣場(chǎng)面積為 22 公頃。； 維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地 20 m，其它 15 m； 斷層煤柱寬度 50 m，井田境界煤柱寬度為 20 m； 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱：根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 522 條規(guī)定： 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井型 (Mt/a) 占地面積指標(biāo)（ ha/） 及以上 ～ ～ ～ 礦井永 久保護(hù)煤柱損失量 井田邊界保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè) 20m寬， 井田邊界周長為： ，邊界保護(hù)煤柱面積約為： m2， 2 號(hào)和 9 號(hào)煤層總高度為 9m， 則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為 。巖層移動(dòng)角為 75176。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 礦井可采儲(chǔ)量 安全煤柱留設(shè)原則 工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； 各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。) 平均厚度 (m) 容重 (t/m3) 面積 (m2) 儲(chǔ)量 (Mt) K1 10 K2 12 K3 8 合計(jì) 總面積 總儲(chǔ)量 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 礦井工業(yè)資源儲(chǔ)量 礦井工業(yè)資源儲(chǔ)量 按下式 計(jì)算 : Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333 k （ ） 式中 Zg—— 礦井工業(yè)資源儲(chǔ)量， Mt； Z111b—— 探明的資源量重經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； Z122b—— 控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； Z2M11—— 探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； Z2M22—— 控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； Z333—— 推斷的資源量， Mt； k—— 可信度系數(shù)，取 ～ ，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定取 ，地質(zhì)構(gòu)造中等，煤層賦存較穩(wěn)定，故取 。 表 21 井田 2 號(hào)煤層 塊段儲(chǔ)量計(jì)算表 塊段標(biāo)號(hào) 傾角 (176。塊段劃分如圖 22。 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 礦井主采煤層為 2 號(hào) 和 9 號(hào) 煤層，采用地質(zhì)塊段法來劃分儲(chǔ)量塊。高級(jí)儲(chǔ)量占 %，符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 井田地質(zhì)勘探 井田鉆孔分布均勻，地質(zhì)勘探類型為精查， 整個(gè)井田 為詳細(xì)勘探區(qū)。 最高硫分不大于 3%。 最高可采灰分不大于 40%。 221井田賦存狀況圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) 本次儲(chǔ)量計(jì)算是按照《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》 DZ/02152021 要求的工 業(yè)指標(biāo)進(jìn)行資源儲(chǔ)量計(jì)算。 井田的水平面積按下式計(jì)算： S=HL （ 21） 式中： S——井田的水平面積， m2； H——井田的平均水平寬度 ， m； L——井田的平均走向長度， m。最小為 3176。 井田 南北 方向的最大長度為 ，最小長度為 km，平均長度為 。 下部邊界： 九 煤層以下無可采煤層。礦井設(shè) 計(jì)只針對(duì) 二 號(hào)、 九 號(hào)煤層。 本區(qū)主要可采煤層為山西組 下部 二煤層 、太原組下部九煤層 。中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 2 井田境界和儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍 井田邊界東以 F1 斷層為界，與章村礦三、四井相鄰；北部以 K2 及第 3 勘探線為界；西以煤層露頭線為界；南部與邯鄲礦務(wù)局郭二莊礦為鄰。初次來壓時(shí)，影響循環(huán) 6 個(gè)，影響范圍平均 。 當(dāng)工作面推進(jìn)距切眼 ~ 時(shí)，老頂初次來壓，來壓步距平均 ?？缏鋾r(shí)平均影響 3 個(gè)循環(huán)，影響范圍平均 2m。當(dāng)工作面推進(jìn)距切眼 8~10m 時(shí)，直接頂初次跨落，跨落步距平均 9m。據(jù)顯德王礦開采的 2煤層地溫資料顯示，地溫一般為 20℃左右。 隨開采深度的增加和延深新水平， 9煤層應(yīng)取樣作煤塵爆炸性和自燃傾向性鑒定。 、 煤塵爆炸 性 和煤的自燃 、煤塵爆炸 根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院對(duì) 9煤層煤塵爆炸鑒定： 9煤具有爆炸性， 2煤無爆炸性 。雖然該礦井屬低瓦斯礦井，但是存在瓦斯涌出異常區(qū)及煤與瓦斯動(dòng)力區(qū)。全礦井二氧化碳相對(duì)涌出量 ~，西翼相對(duì)涌出量 ~，東翼相對(duì)涌出量中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 ~， 1煤相對(duì)涌出量 ~， 2煤相對(duì)涌出量 ~，9煤相對(duì)涌出量 。 12 線以南受巖漿巖侵入的影響為瓦斯風(fēng)化帶。 、礦井瓦斯 由淺部往深部 可劃分為二氧化碳 — 氮?dú)鈳?、氮?dú)?~沼氣帶、沼氣帶。 有害元素 依據(jù)現(xiàn)行磷含量和砷含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)， 6 下 煤層屬特低磷分煤； 10煤層屬低磷分煤； 7煤層屬中磷分煤。 各煤層中 2煤層屬特低硫煤； 6 下 和 9煤層屬中高硫煤； 8和 10煤層屬高硫煤。 各煤層灰分變化較大， 6 下 、 8煤層屬低灰煤； 10煤層屬中灰煤。 10煤層全屬無煙煤。 、煤類的確定及煤類分布 9 各主要可采煤層煤布著貧煤和無煙煤兩大類， 各煤層煤類以三號(hào)無煙煤為主，局部為貧煤。 煤巖成分由鏡煤，亮煤、暗煤和絲炭組成。燃燒時(shí)難燃、無煙，無中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 火焰或火焰短，不熔不膨脹。底板為鋁土質(zhì)泥巖，遇 水膨脹，有底鼓現(xiàn)象。底板為粉砂巖。底板為粉砂巖。底板為粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖抗壓強(qiáng)度 。底板以粉砂巖為主，抗壓強(qiáng)度 ，局部為砂質(zhì)泥巖，抗壓強(qiáng)度 。單向抗壓強(qiáng)度 15MPa，支撐力小。主要分布在 12 線以南。屬不穩(wěn)定型頂板（ I類）。厚 ~，一般厚 ~5m。工作面來壓期間，支架或支柱有鉆底現(xiàn)象。 直接底板為粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，其中以砂質(zhì)泥巖為主，一般厚 ~。主要分布在井田東部，呈南北向展布。具不規(guī)則波狀層理及斜層理。據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，直接頂板初次跨落步距 8~10m，穩(wěn)定性差，管理困難，屬不穩(wěn)定型頂板（ I 類）。主要分布在井田西部，約占井田面積的二分之一。 顯德汪礦各煤層厚度、可采性、層間距及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果詳見表 53 和表 54。 10煤層真厚度 0~，平均 ，煤層厚度多集中在 ～ ，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層沉積不穩(wěn)定，有尖滅或變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖現(xiàn)象。 9煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含矸 0~7 層，煤層愈厚，夾矸層數(shù)愈多，夾矸總厚度在 12 勘探線以北大于 ， 12 勘探線以南，夾矸總厚多小于 ，用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬較穩(wěn)定煤層。且北部大于南部，西部大于東部。煤層厚度多集中在 ～ 之間。上距 8煤層~，平均 ，下距本溪灰?guī)r ~，平均 。可采煤厚 0~，平均 ，用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。煤層厚度多集中在 ～ ， 8煤層煤厚變化較大，主要在井田中、西部地區(qū)出現(xiàn)一些南北向狹長可采條帶，其余有一些局部可采處。 8煤層真厚 0~，平均 。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。井田北部、西部煤厚變化較大，大部分地區(qū)可采，且煤厚變化不大。 7煤層厚度 0~，平 均 。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含矸 1~2 層 ，單層夾矸厚 。下距伏青灰?guī)r 0~，平均 。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 層。煤層厚度多集中在 ～ 之間。 、 4煤層 4煤層位于太原組上部，野青灰?guī)r之下 0~，平均 處，上距 3煤層 ~，平均 ，下距 6煤層平均 。區(qū)內(nèi)僅個(gè)別點(diǎn)煤厚達(dá)到可采厚度，且零星分布，不能成片 ，絕大部分地區(qū)煤層不可采。 3煤層真厚度 0~，平均 。 、 3煤層 3煤層位于太原組頂部，一座灰?guī)r之下 ~，平均 處。煤層厚度多集中在 ～ 。 、 2煤層 2煤層是井田內(nèi)主要可采煤層之一，位于山西組底部， 1煤層之下~，平均 。煤層一般含矸 1~2 層，夾矸平均厚 ，煤層平均厚：上分層 ，下分層 。下距 2煤層~，平均 。 顯德汪礦主要可采煤層為 9煤層， 10為局部可采煤層。煤層的露頭深度：211 m。傾向：北偏西。正常情況下該含水層組對(duì)礦井充水威脅不大。Mg 型，礦化度 。水化學(xué)類型為中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 HCO3—Na據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)單位涌水量 厚0~，平均 。m，滲透系數(shù) ~。 井下 9煤供水孔 最大涌水量 ；放水孔最大放水量 （放2）；鉆孔抽（注）水試驗(yàn)，單位涌水量 ~m，富水程度強(qiáng)。 第三段（下馬家溝組）灰?guī)r含水層厚度約 75~120m，巖溶裂隙發(fā)育，面裂隙率 3~6%。m；出水量在 250m3/h 左右。 第二段（上馬家溝組）灰?guī)r含水層厚 202~320m。九十年代地面 1 號(hào)、風(fēng)井 1 號(hào)、 7 號(hào)水源井水位 標(biāo)高 +109~+130m，一般 +110m 左右。m，滲透系數(shù) ~，一般 。10 ～6575 ～12 012O 211O 2O 212第一組第二組3O 22131 ～60O 2224 91 ～14 05 O 22380 ～12 06 O 23140 ～16 97O 23274 ～12 8中奧陶統(tǒng)第三組0～2 533O 28圖 1 奧陶系灰含水層分組及分段柱狀圖 第三組（峰峰組）灰?guī)r含水層層厚 ~，裂隙發(fā)育。雜色角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r夾泥巖厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。厚層灰?guī)r，夾角礫狀灰?guī)r。厚層灰?guī)r，巖溶發(fā)育。 由于受顯德汪向斜與欒卸向斜影響，兩向斜軸部附近的含水層深埋，使水循環(huán)變緩，勘探期間的涌、漏水點(diǎn)分布少，應(yīng)屬富水性相對(duì)較弱區(qū)。富水部位主要集中在 250m以淺的上馬家溝灰?guī)r二、三段和下馬家溝灰?guī)r二段。 1. 奧陶系灰?guī)r巖溶、裂隙承壓含水組 本區(qū)奧陶系灰?guī)r含水層富水性極不均一，具有明顯的分帶性，在垂向上按巖性、結(jié)構(gòu)及富水性可分為三組八段，見圖 1。m，滲透系數(shù) ，水位標(biāo)高 +~+，一般 +（ 1975 年）。Ca 型，礦化度 ~，具 H2S 氣味。富水區(qū)主要集中于 17 線附近及北、西北翼的淺部，富水性中等。m，滲透系 數(shù) ~，平均 。鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量~Ca 型水。富水區(qū)主要集中于 17 線附近及北、西北翼的淺部。鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量為總體富水程度中等偏弱。Cl—Ca 型水。m，滲透系數(shù) ~，一般 。鉆孔抽水試驗(yàn)單位涌水量~ L/s為開采 2 號(hào)煤時(shí)的主要直接充水水源。Mg 型水，礦化度 。Ca 型和 HCO3m，滲透系數(shù) ，水位標(biāo)高 +~+，一般 +，水化學(xué)類型為 HCO3井下在一軌道三中、二中材料上山揭露該含水層時(shí)，最大涌水量 40 m3/h；在三采區(qū)石門揭露該含水層時(shí)，涌水量為 23 m3/h，一月后基本疏干。但總體呈弱富水性。Cl—Na 水，礦化度。m，其滲透系數(shù)為 ~，一般 ，水位標(biāo)高中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 +~+，一般 +。礦井揭露時(shí)最大涌水量為 60m3/h，后逐漸減小至少量淋水，鉆孔單位涌水量 ~ L/s 以上各含水層動(dòng)態(tài)受季節(jié)影響明顯，在 17 勘探線以北該組富水性較強(qiáng)，工作面回采時(shí)應(yīng)多加注意。m，水位標(biāo)高~。厚 ~。富水程度中等。滲透系數(shù) ，鉆孔單位涌水量 m，水位標(biāo)高 ，為 HCO3—Ca 型水，富水程度中等。厚 0~，平均 。 1998 年進(jìn)行奧灰放水試驗(yàn)時(shí)，形成以中觀孔為中心的 NNE 向橢圓形降落漏斗，由此分析： F1 斷層沒有完全阻隔兩盤含水段之間的水力聯(lián)系，應(yīng)為弱透水邊界；西側(cè)為奧灰含水層露頭，雨季接受大氣降水補(bǔ)給，平時(shí)接受地表水系的滲漏補(bǔ)給，為流量邊界；南側(cè)、北側(cè)為自然進(jìn)水邊界，由于生產(chǎn)礦井較多，人為影響程度較大。 1. 、邊界條件 顯德汪井田為新生界地層全覆蓋型井田，地層基本形態(tài)受 NNE 向的顯德汪向斜 控制。雖然位于井田外圍，但仍處于井田所屬水文地質(zhì)單元。據(jù)測(cè)算， 9煤層受巖漿巖吞蝕、部分吞蝕及直接接觸