【正文】 3 根據(jù)《煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范》要求， 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)。因此此處是最佳位置。 2 根據(jù)以上原則，結(jié)合本礦實(shí)際情況， 工業(yè)場(chǎng)地的位置 應(yīng)布置在馬棚山南麓平緩的山坡上， 23— 24 勘探線(xiàn)之間，郭莊背斜上。 表 23 井筒坐標(biāo) 坐標(biāo) X Y 主井 副井 風(fēng)井 工業(yè)廣場(chǎng)確定 1 工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素： （ 1）盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局避免單翼開(kāi)采，節(jié)省運(yùn)輸及通風(fēng)費(fèi)； （ 2）占地盡量要少，減少壓煤，盡量不搬遷村莊 ,且交通方便； （ 3）工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于礦區(qū)歷年最高洪水位； （ 4）主副井筒布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，確保井筒及井底車(chē)場(chǎng)的圍巖穩(wěn)定。經(jīng)后面方案比較， 為方便管理和減少壓煤損失 確定 將 主、副、風(fēng)井筒位置均設(shè)在井田中央 工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi) 。 3 井筒位置的確定 井筒位置的確定原則： 有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少； 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； 井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； 井筒不宜穿過(guò)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 ； 工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； 工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤； 距水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)短，道路布置合理。由于礦井走向小于傾向長(zhǎng)度，而且礦井開(kāi)采深度大， 為便于后期通風(fēng)，采用中央并列式通風(fēng)。 2 井筒數(shù)目 的確定 ： 因現(xiàn)代礦井設(shè)計(jì)都 是要求一礦一面高產(chǎn)高效礦井，本礦井設(shè)計(jì)一對(duì)主、副立井和一個(gè)回風(fēng)立井。 因此可采用立井開(kāi)拓，延伸可采用立井延伸或采用暗斜井延伸方案或?yàn)橐凰介_(kāi)采。 （ 6）根據(jù)用戶(hù)需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的 煤層分別開(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)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(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭塤失。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)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(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)的諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。 井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等 問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究。這些用于開(kāi)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(chēng)為開(kāi)拓方式。 符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) Zk—— 礦井可采儲(chǔ)量， 萬(wàn) t； A—— 礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力， 180 萬(wàn) t； K—— 礦井備用系數(shù)，取 。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》礦井服務(wù)年限中規(guī)定。 鑒于以上因素，宜建大型礦井。否則應(yīng)縮小規(guī)模； (3)國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)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(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； (2)開(kāi)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(yùn)），用戶(hù)，供電，供水， 建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。 2 井設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)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。礦井日凈提升時(shí)間確定為 14小時(shí)。 計(jì)算得出本礦井的可采儲(chǔ)量為： 萬(wàn) t。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 圖 22 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 設(shè)計(jì) 3 井可采儲(chǔ)量計(jì)算 。 利用求積法結(jié)合算術(shù)平均法計(jì)算得出其它煤柱總量為 萬(wàn) t。則按垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)壓煤 見(jiàn)圖 22 所示 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱通過(guò)投影出梯形面積求得： Q 工業(yè)廣場(chǎng) =(900+1060)*870/2**176。；表土層移動(dòng)角為 45176?；鶐r上山移動(dòng)角為 70176。 （ 2）工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱設(shè)計(jì)： 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 180萬(wàn) t/a，按《煤 礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，見(jiàn)表 21。 2 礦井各種煤柱損失量計(jì)算： （ 1）本礦井開(kāi)采時(shí)，由于村莊稀疏且規(guī)模較小，開(kāi)采初期時(shí)無(wú)影響，在后期開(kāi)采時(shí)宜采用搬遷解決；井田內(nèi)無(wú)鐵路河流影響。 = 式中： Zg—— 工業(yè)儲(chǔ)量 ,t； S—— 井田面積 , m2； M1—— 戊 7煤層平均厚度， ； M2—— 戊 910煤層平均厚度， ； γ 1—— 戊 7煤的平均容重， ； γ 2—— 戊 910 煤的平均容重， ； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) α —— 煤層平均傾角， 8176。 井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 工業(yè)儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zg=S M r/cosα （ ） = S M1γ 1/cosα + S M2γ 2/cosα = 176。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 郭莊背斜軸牛莊向斜軸李口向斜軸h =1 0 ∠60176。計(jì)算暫不能利用儲(chǔ)量的煤層厚度為 — ； (3)依據(jù)國(guó)務(wù)院過(guò)函（ 1998） 5 號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于 3%的礦井。 井田賦存特征 : 根據(jù)以上劃分本井田 東西走向長(zhǎng) ；南北傾斜寬 ；水平含煤面積約為。煤田范圍劃分為井田的原則有： 1 要充分利用自然條件劃分，在可能的條件下， 應(yīng)盡量利用地形、地物、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)以及煤層特征等自然條件，以減少煤柱損失，提高資源采出率，充分保護(hù)地面設(shè)施； 2 要有與礦區(qū)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度相適應(yīng)的井田范圍，要保證井田范圍與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)，有足夠的儲(chǔ)量和服務(wù)年限及合理的尺寸； 3 照顧全局，處理好與臨礦的關(guān)系； 4 直線(xiàn)原則，井田的劃分應(yīng)盡量采用直線(xiàn)或折線(xiàn)，有利于礦井的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理工作的開(kāi)展。 根據(jù)資料數(shù)據(jù)可知由于礦井開(kāi)采深度大，溫度過(guò)高，所以應(yīng)在深部開(kāi)采時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的降溫措施。根據(jù)臨礦實(shí)測(cè)，埋深超過(guò) 600m，頂板壓力加大、底鼓強(qiáng)、巷道變形快、維護(hù)周期短 。因此，井田地溫受李口向斜大地?zé)崃鱾?cè)向作用和南北兩側(cè)的沖積層的熱阻大、大地?zé)崃飨鄬?duì)集中兩種因素的影響。 ③影響井田地溫的原因 平頂山煤田為一地壘構(gòu)造，中間的基巖相對(duì)抬升，四周被高 角度正斷層切割后下降，被高熱阻的第四系沖積層覆蓋，大地?zé)崃飨鄬?duì)集中于中間的基巖，形成典型的基底抬高型地?zé)岙惓^(qū)。 ②戊 10煤層底板地溫狀況 根據(jù)鉆孔測(cè)溫資料和井下巷道測(cè)溫資料分析，戊 10 煤層底板的溫度為 ～ ℃，地溫趨勢(shì)為自南向北隨深度增加而相應(yīng)升高，煤層等溫線(xiàn)與煤層底板等高線(xiàn)的展布趨勢(shì)基本一致，戊 10 煤層底板標(biāo)高約 600m 以淺至 350m 為一級(jí)高溫區(qū) (31～ 37℃ )，約 600m 以下深度為二級(jí)高溫區(qū) (37176。 ①鉆孔測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的校正 井田內(nèi)的測(cè)溫鉆孔為簡(jiǎn)易測(cè)溫孔，采用中性點(diǎn)法校正測(cè)溫孔的巖石溫度，中性點(diǎn)采用經(jīng)驗(yàn)法求得，中性 點(diǎn)的深度為鉆孔深度的 ～ 倍，溫度為實(shí)測(cè)溫度。 根據(jù)中科院地質(zhì)所與集團(tuán)公司對(duì)平頂山礦區(qū)進(jìn)行的地溫分析，確定礦區(qū)恒溫帶深度在25m 左右，溫度 ℃。 所以設(shè)計(jì)中應(yīng)該提高 采掘速度，合理安排回采與掘進(jìn)之間的關(guān)系，盡量減少煤巷空閑情況的出現(xiàn)，采空區(qū)要求封閉嚴(yán)實(shí)，以防止余煤的自燃。 8 煤的自燃性 根據(jù)近十年 (1988～ 1997 年 )內(nèi)鄰礦發(fā)火次數(shù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出百萬(wàn)噸發(fā)火率為 ，煤層自燃發(fā)火期 戊組煤 4～ 6個(gè)月 。 7 煤塵及其爆炸性 根據(jù)勘探資料， 本礦井各煤層煤塵爆炸指數(shù)為 33～ ％，戊組煤 ～ ％，屬存在煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤層。/t，第二開(kāi)采水平為高瓦斯煤 層。隨著采深增加，第二開(kāi)采水平 2020 年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：絕對(duì)涌出量為 179。 CH4含量?jī)H占 ～ ％。 區(qū)內(nèi)各主要可采煤層 CH4 平均含量為 ～ ； CO2 各煤層平均含量 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 為 ～ 。 B 煤層瓦斯預(yù)測(cè) 根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》第 22 條，預(yù)測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性中的單項(xiàng)指標(biāo)為煤層瓦斯壓力 P≥ 時(shí)為具有突出危險(xiǎn)煤層。 A 煤層瓦斯壓力和瓦斯含量 前期在井田地面布置了十幾個(gè)測(cè)試瓦斯壓力鉆孔，比較成功的有 7個(gè)鉆孔，測(cè)試結(jié)果：第一開(kāi)采水平戊 910 煤層標(biāo)高 ，垂深 495m，瓦斯壓力 13 個(gè)大氣壓。從鉆孔分析看，瓦斯含量甚低，沼氣含量一般在 ～ ，最高為 。硬度中硬 ,普氏硬度為 2～ 3。 根據(jù)本礦的煤質(zhì)情況及當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的需求，本礦生產(chǎn)的原煤和經(jīng)加工的塊煤主要用于電廠、熱電廠和分散客戶(hù)，可主要作為電力、船舶、鍋爐用煤及其他工業(yè)用煤，另外還可作為良好的煉焦用煤。 2）戊 9 煤層：原煤灰分產(chǎn)率 %，屬低中灰煤，經(jīng)洗選煤質(zhì)明顯提高，灰分產(chǎn)率 %。方解石和黃鐵礦呈脈狀分布在裂隙中，應(yīng)屬原生礦物質(zhì)。無(wú)機(jī)顯微組分中主要有粘土類(lèi)、黃鐵礦、方解石等。經(jīng)火焰試驗(yàn)認(rèn)為其易燃、長(zhǎng)焰、煙濃、體積膨脹，焦渣疏松。據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果表明，原煤自然粒度粉煤占 %，視密度 t/m3。 表 13 煤質(zhì)特征表 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 煤層 名稱(chēng) 灰分 （ %） 揮發(fā)分 （ %） 水分 （ %） S （ %） 發(fā)熱量 （ KJ/kg） 工 業(yè) 牌 號(hào) 戊 7 FM～ 1/3JM 戊 910 1/3JM 3 戊組煤（戊 戊 910）的物理特征 主要以半暗型煤，其次為半亮型煤。 戊 7煤層為富灰、 1/3 焦煤、肥煤，戊 910煤層為中灰、 1/3 焦煤，其共同為低硫、磷，具中等發(fā)熱量、極難選的煤類(lèi)，宜作動(dòng)力用煤?；曳?34～ 38%，揮發(fā)份 32%，膠質(zhì)厚 20mm。戊 910厚 ～ 一般為 ，煤層頂?shù)子? 左右塊狀硬煤，中間為軟煤，其灰份 ～ %，揮發(fā)份 ～ %，膠質(zhì)厚度 21～ 39mm。 據(jù)鉆空巖芯物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，其砂巖的抗壓強(qiáng)度平均 104Pa、粉砂巖為4704 104Pa、砂質(zhì)泥巖為 104Pa 及泥巖為 104Pa，各類(lèi)巖 石抗壓強(qiáng)度平均2940 104Pa，屬中等穩(wěn)定頂板范疇。各煤層均以砂質(zhì)泥巖及泥巖為直接底板，靠東部個(gè)別煤層直接底板有粉砂巖及砂巖。 表 12 可采煤層特征表 煤層名稱(chēng) 煤層厚度 （ m） 傾角 （ 176。戊 7與戊 9 之間有兩層夾矸，厚 4～ 8m，夾矸間有一煤線(xiàn)（ ～ ），戊 7與戊 10 中間含一層夾矸，夾矸厚度多在 0— 左右，僅個(gè)別地方達(dá) 。戊 910煤層是主要的開(kāi)采煤層，煤厚在 ～ 之 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 間，一般煤厚為 左右，與戊 7 煤相似，由東南向西北逐漸變薄。包括戊 戊 戊 戊 1戊 1戊 13，可采煤層為戊 戊 910。丁、己煤組根據(jù)公司規(guī)劃由相鄰的一礦、八礦開(kāi)采，在這里不再描述。甲 乙 丙 3 零星達(dá)到可采厚度，屬高灰高硫劣質(zhì)煤，由于埋藏淺，只有小窯開(kāi)采。自 上而下為甲，乙、丙、丁、戊、己、庚七個(gè)煤組。 煤層特征及煤質(zhì) 可采煤層特征 井田含煤地層有石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組。 2 井田水文地質(zhì)類(lèi)型 屬中等型水文地質(zhì)條件礦井。李口向斜軸部 2617 鉆孔成自流井，現(xiàn)作礦泉水。 D 石千峰組砂巖裂隙含水層 位于煤系地層頂部，在井田分水嶺一帶出露。由于厚度小，含水性差，屬弱含水層。各厚 10m左右，中 間被厚近 20m 的原 D 煤段砂泥巖隔水層分開(kāi)。 目前井田范圍內(nèi)水位降至 159m 以下。下部灰?guī)r段含水層包括兩層灰?guī)r，厚 ，單位涌水量 ～ ，滲