【正文】 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 工業(yè)場地。 （ 2）井筒位置的確定 ○ 1 有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少； ○ 2 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； ○ 3 井田兩翼儲量基本平衡； ○ 4 井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖 層； ○ 5 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； ○ 6 工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 2 井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。 4 井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。 2 井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。 井田內(nèi)煤層埋藏不深，表 土 層 不厚，水文地質(zhì) 條 件 簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和 傾 斜 煤層。 2 通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大。 4 斜井井筒可作為安全出口。 3 主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。 受地形影響特別大 有足夠儲量的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1 井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 4 施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。 2 工業(yè)設(shè)施簡單。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之 ，立井最復(fù)雜。 （ 6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 （ 3）合 理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。 600 及以上 70 35 300500 60 30 120240 50 25 20 15 4590 40 20 15 15 由上表可知，設(shè)計礦井完全滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》的要求?！?45176。 表 3 礦井服務(wù)年限表 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬噸 /a） 礦井設(shè)計服務(wù)年限（ a） 第一水平設(shè)計服務(wù)年限 /a 煤層傾角 25176。 （ 5） 第一水平服務(wù)年限校核 由本設(shè)計第四章井田開拓可知，第一水平為 550m，可采儲量大約占總可采儲量的一半 ,結(jié)合本礦井的實際情況，確定第一水平的可采儲量為 萬噸。 （ 4） 儲量條件校核 井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。本井田內(nèi)存在的斷層，目前已經(jīng)查到且不導(dǎo)水 ，不會影響采煤工作。 （ 3） 通風(fēng)安全條件的校核 本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。輔助運輸采用罐籠，同時本設(shè)計的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。 （ 1） 礦井開采能力校核 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 崔莊煤礦礦區(qū) 3 煤層為厚煤層，煤層平均傾角為 14 度，地質(zhì)構(gòu)造簡單，賦存較為穩(wěn)定，可以布置一個綜放工作面，或兩個綜采面以保產(chǎn)。K） （ ） 式中 : T——礦井服務(wù)年 限， a； Zk——礦井可采儲量，萬 t； A——設(shè)計生產(chǎn)能力 ,萬 t； K——礦井儲量備用系數(shù)，取 ； 則，礦井服務(wù)年限為： T=（ 150） = a。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與所設(shè)計井型相適應(yīng)。否則應(yīng)縮小規(guī)模； （ 3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)； （ 4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī) 模，反之則縮小規(guī)模。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； （ 2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為 330天，工作制度采用 “三八制 ”，每天三班作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每班工作8 小時。本礦為厚煤層，采出率取 。) 14 32 45 77 75 65 由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖 23 所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸。) γ(176。) 煤層厚度（ m） 沖擊層厚度（ m） Ф(176。工業(yè)廣場按 Ⅱ 級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為 15m。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 150 萬 t/ 年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為425m425m 的正方形。5353= 萬 t 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 ○ 2 斷層落差與應(yīng)該留設(shè)煤柱寬度的關(guān)系見表 23 表 23 斷層留設(shè)煤柱表 斷層落差（ m） 20 2050 50 應(yīng)該留設(shè)煤柱寬度（ m） 不留 35 50 故各斷層的煤柱損失量為： 斷層煤柱： Z4=4450250= 萬 t ○ 3 井田東、南兩側(cè)是人為劃定的邊界留設(shè) 25 m 的煤柱即可滿足生產(chǎn)要求。由于井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層底板等高線的標(biāo)高從 0—1000 m，劃 分標(biāo)高時宜放在 500 以下，因此按 550 m 等高線計算儲量。 表 21 井田面積儲量表 項目 面積（ m2） 傾角（ 176。 Ri——各塊段內(nèi)煤的容重，均為 t/m3。 Si——各塊段的面積， m2。塊段劃分如圖22 所示。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H 六個塊段。 井田內(nèi)主要可采煤層為 3 號煤，最小可采厚度為 m，最大可采厚度為 m，平均厚度為 m。 1997 年 7 月提交了《濟(jì)寧礦務(wù)局滕南區(qū)煤層勘探地質(zhì)報告》，該報告確 定勘探類型二類 Ⅱ 型，并經(jīng)山東省煤炭工業(yè)管理辦公室批準(zhǔn)。崔莊井田內(nèi)共施工 10 個鉆孔，擴大了崔莊井田范圍。根據(jù)礦區(qū)煤層及構(gòu)造特征，確定井田勘探類型為二類一型，勘探深度 500 m，共獲工業(yè)儲量 萬 t。井田賦存示意圖見圖 21。 礦井西側(cè)為煤層露頭線，其他三面為其他礦區(qū)，開采上限無擴大的可能性。含煤 19 層，可采煤層為 3 煤。井田南北長約 Km，東西最 長 Km，井田面積 Km2。 （ 4）地溫 本區(qū) 899 號孔作了簡易測溫工作，并取得了 “中性點 ”資料，應(yīng)用恒溫點 (深度 40m，溫度 17 度 )， “中性點 ”及井底的瞬時測溫值進(jìn)行校正后，取得全孔近似地溫梯度值為 度 /100m。據(jù)柴里煤礦實驗結(jié)果資料統(tǒng)計，各可采煤層自燃發(fā)生 期為 15～ 76個月。 （ 3）煤的自燃 由于礦井范圍內(nèi)對煤層燃點的試驗 樣少，參考蔣莊井田資料，見表 14。 （ 2） 煤塵； 井田中鉆孔煤芯樣的煤塵測定結(jié)果，表明各可采煤層都有爆炸危險性，礦井生產(chǎn)中應(yīng)注意防塵。最大涌水量為 600m3/h。 礦井涌水量；礦井充水主要來源是地層至 3 層煤頂板砂巖、三灰、十灰根據(jù)臨近煤礦目前開采的實際情況。但從主要充水含水層的水位下降幅度來分析，斷層的導(dǎo)水性都不是很強，井田各充水含水層獲得的動儲量有限。特別是湖區(qū)鉆孔的封閉質(zhì)量的評價，由于湖區(qū)取封難度大，封閉不良鉆孔對礦井充水威脅程度高，對湖區(qū)鉆孔的封閉情況應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的核實，必要時進(jìn)行取封驗證。 （ 4）鉆孔封閉質(zhì)量對礦井充水的影響 封閉不良的鉆孔，人為地加強了各含水層之間的水力聯(lián)系，使其直接充水含水層的補給條件 得到改善，增大了補給量，對煤礦開采具有更大的威脅。預(yù)計安全隔水層臨界值平均厚度在 m（包括煤層底板破壞系數(shù) 8 米在內(nèi)），在正常條件下三灰水對 3 下 煤層無底鼓影響。 （ 2）湖水對采煤的威脅程度 1982～ 1987 年微山湖東南岸殷莊煤礦進(jìn)行湖下采煤的試驗研究成功以來，姚橋、徐莊、孔莊、等煤礦都相繼開始了湖下采 煤，二十幾年的生產(chǎn)實踐證明在微山湖下采煤是安全的。 目前礦井防治水重點，首先要查明區(qū)內(nèi)小斷層的分布，預(yù)測突水的可能，必要 時可疏水降壓形成合理的水頭梯度，使各含水層上下的隔水層發(fā)揮自己的隔水作用，確保礦井安全。 斷層導(dǎo)水性 崔莊井田范圍內(nèi)主要斷層 6 條，除田崗斷層位于礦井中部外，其余均為邊界斷層。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 巖性為鐵質(zhì)泥巖、薄層石灰?guī)r和粘土巖。 區(qū)內(nèi) 17 煤層局部可采。粘土質(zhì)純，可塑性強，隔水性能好，阻隔了地表水、第四系水與第四系下組含水層的水力 聯(lián)系。水 852 號孔抽水資料：單位涌水量為 L/，礦化度為 ～ g/L，水質(zhì)類型為 型水。區(qū)內(nèi)最大揭露厚度為 m。 十下灰為 16 煤直 接頂板，是開采 16 煤時礦井充水主要水源，但由于埋藏較深，補給條件不良，含水性較弱。據(jù)抽水資料：單位涌水量 L/。裂隙發(fā)育不均，一般含少量裂隙且被方解石充填。 （ 5）太原組第十下層石灰?guī)r 淺灰至深灰色，結(jié)構(gòu)致密，局部含泥質(zhì)。另外，淺部比深部裂隙發(fā)育，富水性強。裂隙發(fā)育，但不均一。 （ 4）太原組第三層石灰?guī)r 深灰色厚層狀石灰?guī)r，質(zhì)較純，含泥質(zhì)和燧石結(jié)核，結(jié)構(gòu)致密。 據(jù)鉆孔抽水資料：單位涌水量 0～ L/，精查及補勘階段水位標(biāo)高為～ + m，據(jù) 2020 年湖區(qū)水文補勘資料水位標(biāo)高 m（ 20201 號孔），水質(zhì)類型為 型水，礦化度為 ～ g/L。鉆進(jìn)過程中有 7 個鉆孔漏水，漏水標(biāo)高除一孔在 323 m 外，均在 200 m 水平以上。兩層總厚度為 ～ m 左右。因距煤層較遠(yuǎn)， 3 上 煤層 “兩帶 ”高度影響不到上侏羅統(tǒng)礫巖，在正常條件下，對礦井無充水影響。全區(qū)揭露礫巖的鉆孔有 29 個，7 孔漏水，漏水率為 %，漏水 深度普遍在 80 m 以上，富水性較強。殘厚 0～ m，其中礫巖厚 0～ m，一般 30～ 60 m。據(jù)周邊蔣莊礦下組砂層抽水資料：單位涌水量為 L/，靜止水位標(biāo)高為 + m，水質(zhì)類型為 HCO3Ca 型水，礦化度為 g/L； 2020年 10 月湖區(qū) 20202 號孔抽水資料：單位涌水量為 ，靜止水位標(biāo)高為 + m，水質(zhì)類型為 型水，礦化度為 。一般厚 40 m，夾砂 2～ 3 層，砂層累厚 14 m 左右。據(jù)鄰礦蔣莊煤礦上組砂層抽水資料：單位涌水量為 L/，靜止水位標(biāo)高 + m，水質(zhì)類型為 型水，礦化度 g/L。夾砂 2～ 3 層，局部達(dá) 5 層。 上組由黃褐色粘土、砂質(zhì)粘土、砂層等組成。呈東北薄，向西南增厚的趨勢。 含水層 區(qū)內(nèi)主要含水層自上而下分布有：第四系砂層、上侏羅統(tǒng)礫巖，山西組 3煤頂部砂巖、太原組第三、第十 下 層石灰?guī)r，奧陶系石灰?guī)r。 西北部的田 崗斷層在湖下向南西延伸，由于第四系粘土層的隔水作用，阻止了地表水沿斷層滲入井下。 (斷層特征表 13)。井田內(nèi)落差小于 10m 的小斷層較發(fā)育，走向一般為北東向，少量為北西向，落差一般多 在 3～ 5m 左右，對煤層開采影響較大。各煤層均具有較高的發(fā)熱量、高灰熔點，可做良好的動力用煤。精煤回收率為優(yōu)等。各煤層含磷量均很低。揮發(fā)分和膠質(zhì)層厚 度變化至上而下逐步增大。 （ 2） 煤質(zhì)及用途 本井田各煤層煤質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)牌號單一。其中可采或局部可采者 5層，即山西組 3上 、 3下 煤層、太原組 12下 、 117煤層，可采或局部可采煤層平均總厚度 ，可采含煤系數(shù) ％。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 煤層特征 煤層特征及煤質(zhì) （ 1） 煤層特征 井田含煤地層為山西組、太原組，平均殘厚 ，共含煤 19層，由上而下依次為山西組 3上 、 3下 煤層；太 原組 1 12上上 、 12上 、 12下 、 1