【正文】 因此，在井筒施工經(jīng)過第四系砂礫含水層段和其它含水層時(shí)，均受水害威脅。水溫 0～ 4℃，水化學(xué)類型為 HCO3～ CL～ Na～ Mg 水，地下水類型為 承壓水。在砂礫含水層之上有一層灰色、分選均勻的粉、細(xì)砂，全區(qū)普遍發(fā)育，厚度為 ～ ，一般在 ～，發(fā)育比較穩(wěn)定。經(jīng)抽水試驗(yàn)其水文地質(zhì)參數(shù) q為 ～ 對礦井開拓影響較小。 根據(jù)煤層賦存特點(diǎn)、鐵路接軌及供電電源位置、初期帶區(qū)位置等因素，設(shè)計(jì)考慮了三個(gè)井口位置方案。如采用斜立開拓，即主井為帶式輸送機(jī)斜井，主斜井斜長為 (傾角 16176。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 、數(shù)目、位置 井筒形式的確定 井筒形式有三種： 平硐、斜井、立井。 (5) 要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 (4) 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 (2) 合理集中開 拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： (1) 貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。 (1) 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； (2) 合理確定開采水 平的數(shù)目和位置； (3) 布置大巷及井底車場； (4) 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； (5) 進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； (6) 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 井田開拓 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。 礦井可采儲量 Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A礦井服務(wù)年限 T三者之間的關(guān)系為： kZT AK? ? （ 25） 式中 : T—— 礦井服務(wù)年限， a； Zk—— 礦井可采儲量， Mt； A—— 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt； K—— 礦井儲量備用系數(shù)，取 則，礦井服務(wù)年限為： T =503/(41 .3) = 其中一水平可采儲量 ，二水平可采儲量 ，儲量備用系數(shù)取 。 第 12 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 應(yīng)當(dāng)指出，如果本地市場需求有較大增加時(shí)，可對礦井進(jìn)行適當(dāng)改擴(kuò)建，以滿足市場需求，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益。本井初期開采的Ⅱ 2 煤厚 ～ ，平均，節(jié)理裂隙發(fā)育。同時(shí)內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)編制的《內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，擬建鐵北礦井規(guī)模為 。 根據(jù)規(guī)劃，電廠最終規(guī)模為 4 600MW，每年需煤炭 ，考慮到扎煤公司現(xiàn)有的煤炭產(chǎn)量和外銷煤量，本井設(shè)計(jì)規(guī)模不應(yīng)小于 。 根據(jù)規(guī)劃，礦區(qū)將建設(shè)大型電廠和煤化工項(xiàng)目，礦區(qū)現(xiàn)有煤礦的煤炭產(chǎn)量已無法滿足市場需求。因此，礦井規(guī)模越大，成本越低，經(jīng)濟(jì)效益越好。 2022年兗州礦區(qū) 6個(gè)特級高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)原煤 ，平均年產(chǎn)達(dá)到 。因此，本井開采技術(shù)條件均符合三種規(guī)模的要求。 (2)開采技術(shù)條件 本井煤層厚，賦存穩(wěn)定，傾角平緩，一般 3～ 5176。每天凈提升時(shí)間按 16h。 第 11 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)年工作日 330d。 P=++++=（ M t) C —— 帶區(qū)回采率，厚煤層不低于 ；中厚煤層不低于 ；薄煤層不低于；本礦取 。 Zk—— 礦井可采儲量， Mt。 (5)開采損失 Ⅱ號煤層屬厚煤層，設(shè)計(jì)取帶區(qū)回采率取 ，帶區(qū)回采損失 。 (2)主要大巷煤柱 根據(jù)扎煤公司生產(chǎn)礦井實(shí)際情況及開拓部署，主要大巷煤柱留 60m 煤柱，煤 柱量為。 ???MSZ＝ (23) 式中： eZ ――邊界煤柱損失量， Mt ； S ――工業(yè)廣場面積， 2km ； M ――煤層厚度， m ； ? ――煤的容重， 3/mt 。 經(jīng)計(jì)算邊界煤柱損失量 = 經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)資源儲量為 ==（ Mt） 礦井永久保護(hù)煤柱損失量 (1)工業(yè)場地煤柱 根據(jù)扎煤公司提供的資料，新生界第四系地層巖層移動(dòng)角 45176。 依據(jù)上述公式計(jì)算結(jié)果如下： Ⅱ 1煤層工業(yè)儲量： ZG1= 15 =(Mt) Ⅱ 2煤層工業(yè)儲量： ZG2= =(Mt) 礦井工業(yè)儲量： ZG=ZG1+ZG2=+= (Mt) 礦井設(shè)計(jì)資源儲量 =礦井工業(yè)資源儲量 永久煤柱損失。 參與礦井工業(yè)資源儲量計(jì)算的煤層為Ⅱ煤層，經(jīng)計(jì)算，工業(yè)資源儲量。 Ⅰ煤組煤種均為褐煤，資源儲量 ，其中Ⅰ 1資源儲量 ；Ⅰ 2資源儲量；Ⅰ 3資源儲量 。 （ 2）煤炭資源量估算指標(biāo) 煤層最低可采厚度采用：褐煤≥ ，長焰煤≥ ，硫分 3%，灰分 40%。需說明的是： I、Ⅱ煤組平均距離為， I煤組位于Ⅱ煤開采后的彎曲下沉帶， I煤組破壞程度較小，存在回采可能，因此，建議在水文地質(zhì)條件等影響因素滿足回采要求的情況下，可考慮在回采Ⅱ煤后，再回采 I煤組。如果開采Ⅰ煤層群，冒落帶和裂隙帶高度將波及到第四系含水砂層，存在突水可能，鑒于Ⅰ煤層群水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)報(bào)告批復(fù)提出Ⅰ煤層群暫不開采，儲量劃為暫不能利用儲量。其中 331 級儲量為 ， 332 級儲量為 。根據(jù)本區(qū)構(gòu)造和煤層特點(diǎn)，勘探網(wǎng)度比較合理。 ) 經(jīng) 距 （ Y） 緯 距 （ X） 經(jīng) 距 (Y) 緯 距 (X) 1′ 2′ 3′ A B 4 5 可采儲量 本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，厚煤層大部分屬于穩(wěn)定型，局部為較穩(wěn)定型，因此，基本勘探類型為一類一型是合理的。 2 井田境界和儲量 井田境界及可采儲量 井田境界 表 21 井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表 拐點(diǎn)號 國家坐標(biāo) (3176。故本井 Ⅱ煤屬容易自燃，自燃發(fā)火期為 1～ 6個(gè)月。 （ 3）煤的自燃 Ⅱ 煤屬容易自燃煤層，根據(jù)井田內(nèi)著火點(diǎn)的測試結(jié)果， Ⅱ 煤 層小于 305176。與本井鄰近生產(chǎn)礦井爆炸 第 8 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 指數(shù)為 %，具有爆炸危險(xiǎn)性。因此，本井按低瓦斯礦井設(shè)計(jì)。 瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃 （ 1）瓦斯 與本礦井鄰近生產(chǎn)井均為低瓦斯礦井。 ⑧發(fā)熱量（ Qb,ad）：一般在 ～ ，平均為 。 ⑥粘結(jié)指數(shù)（ GRI）：最小為 0，最大為 3，一般多為 0。 ⑤磷分（ Pd）：一般在 %～ %之間，平均為 %。 ④全硫（ St,d）：一般在 %～ %之間，平均為 %。Ⅱ 31+Ⅱ 3煤為低灰煤。 （ 4）長焰煤的化學(xué)性質(zhì) ①煤的水分（ Mad）：一般在 %～ %之間，平均為 %。 ⑧發(fā)熱量（ Qb,ad）：一般在 ～ ，平均為 。 ⑥粘結(jié)指數(shù)（ GRI）：均為 0。 ⑤磷分 (Pd):一般在 %～ %之間 ,平均為 %。 ④全硫（ St,d）：一般在 %～ %之間，平均為 %。Ⅱ 1煤為中灰煤。 （ 3）褐煤的化學(xué)性質(zhì) ①煤的水分（ Mad）：一般在 %～ %之間，平均為 %。真密度為 ～ 179。褐煤視密度為 ～ 179。真密度為 ～ 179。煤的構(gòu)造多為水平層理；煤的硬度系數(shù)為 ，長焰煤視密度為 ～179。見有不發(fā)育的內(nèi)生裂隙。 第 7 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 煤質(zhì) （ 1） 煤類及其分布規(guī)律 Ⅱ煤是本井主要可采 煤層，以褐煤為主，長焰煤次之。而粗、中砂巖的抗壓強(qiáng)度沒有明顯變化。Ⅰ2Ⅰ1Ⅱ2 23Ⅰ2 1Ⅱ含部中伊可 采 煤 層地層厚度1 . 0 0 3 . 6 52 . 06 ( 6 1 )1 . 0 4 4 . 5 53 . 43 ( 7 7 )1 . 0 2 4 . 5 82 . 58 ( 7 2 )3 . 6 3 1 9 . 3 81 4 .5 0 ( 7 5 )1 0 . 9 2 2 7 . 1 02 0 .6 9 ( 7 5 )y1 6 2 71 0 0 1 5 01 3 0 1 8 51 0 0 2 8 0 圖 12鐵北礦綜合柱狀圖 煤層頂、底板 經(jīng)對井田內(nèi)可采煤層頂板 30m，底板 30m 的巖性進(jìn)行采樣分析，巖性由泥巖、粉砂巖及粗中砂巖組成，以粗、中砂巖為多，泥質(zhì)膠結(jié)，粗、中砂巖松散、抗壓強(qiáng)度低。 可采含煤系數(shù)達(dá)16. 5%。而煤層的分布規(guī)律總的是：煤層最厚部位置往往是靠近向斜中心西側(cè)最厚，西翼由西往東煤層逐漸變厚，至東翼煤層有分叉變薄。以煤層穩(wěn)定、厚度大、低灰、低磷、低硫?yàn)樘卣?。其巖性以細(xì)、粉砂巖為主夾泥巖，并有中、粗粒砂巖多次交替出現(xiàn)，局部有時(shí)變粗為砂礫巖，含炭質(zhì)泥巖及厚煤層，含煤56層。本段地層淺部厚約130米，到向斜中心厚度可達(dá)185米，與下伏含煤段為整合接觸。 本段地層以河 流相與湖泊相沉積物為主，其巖性以淺灰灰綠色粉砂巖泥巖及時(shí)灰白色砂巖為主，局部為含礫砂巖或砂礫巖。煤層大部可采或局部可采。上部由風(fēng)成砂、亞粘土及腐植土組成。 第 6 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 地 層 單 位界 系 統(tǒng) 組 段地層代號新生界第四系煤層編號最 小 最 大平 均 M柱 狀巖 性 描 述Q中生羅侏上組敏上部煤段砂泥巖段下部含煤段J3第四系地層，廣泛分布于全區(qū)，以不整合覆蓋煤系地層之上，由一些末膠結(jié)松散沉積物組成。在 31線以北沿走向由南至北厚度一般 ～ ，厚度變化較小，僅西北邊緣略薄，一般在 ～ ；在 31 線以南因分岔厚度變薄，一般 左右，南部邊緣 90—26 孔煤厚僅 。夾矸巖性為泥巖、粉砂巖、中、粗粒砂巖。煤層變化規(guī)律是沿走向一般北翼厚、南翼薄，沿傾向西翼厚、東翼薄，兩翼由淺至深煤層厚度增大。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告批復(fù)， Ⅰ 煤層群水文地質(zhì)條件復(fù)雜，如果開采 Ⅰ 1 和 Ⅰ 2 煤，冒落帶高度將波及到第四系含水砂層，存在突水可能；其他煤層屬不可采煤層。/h。/h； 二水平礦井正常涌水量為 230m179。 （ 2）礦井涌水量 根據(jù)井田水文地質(zhì)條件、充水因素及鄰近生產(chǎn)礦井的水文資料，經(jīng)扎煤公司采用比擬法預(yù)計(jì)，一水平礦井正常涌水量為 500m179。 從礦井水文地質(zhì)資料分析和井田區(qū)抽水試驗(yàn)資料分析，隨降深增加和時(shí)間的增長，單 第 5 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 位涌水量減小。第四系地層廣泛覆蓋于煤系地層之上，大氣降水和地表水通過垂直滲透于第四系砂層，煤田西側(cè)地形較高，分布面積廣，煤系地層傾角平緩，煤層及各含水層露頭接受大氣降水和地表水的垂直、順層補(bǔ)給和順層排泄。 水化學(xué)類型為 HCO3～ CL～ Na～ Mg水，地下水類型為承壓水。水溫 0～ 4℃ ，水化學(xué)類型為 HCO3～ CL～ Na ～ Mg 水，地下水類型為承壓水。 在砂礫含水層之上全區(qū)普遍發(fā)育一層灰色、分選均勻的粉、細(xì)砂，厚度為 ～ ，一般在 ～ ， 發(fā)育比較穩(wěn)定。m， K為 ～ ， T 為 ～ ㎡ /d， S 為 103～ 103， a 為 105～105 ㎡ /d。 （ 2） 第四系砂礫含水層 廣泛分布于煤系地層之上，巖性為砂礫、粗砂，以砂礫為主，呈灰～灰綠色，分選差，礫石呈渾圓～次圓狀，礫石直徑一般 5～ 20mm，最大達(dá) 40mm。粘土、亞粘土分布面積約占井田面積三分之一，但井田大部分面積仍為粉、細(xì)砂裸露區(qū)，大氣降水可直接滲入補(bǔ)給，砂礫層中地下水仍起著連通作用。煤層含水層是主要直接充水含水層和強(qiáng)導(dǎo)水層，煤層含水層是裂隙含水，煤層頂、底板巖層含水層是以裂隙含水層為主的弱含水層，甚至是隔水層，第四系砂礫含水層也是主要含水層和強(qiáng)導(dǎo)水層。 水文地質(zhì) 井田位于扎賚諾爾煤田地貌單元的中部低洼平坦地帶，地下水流向受盆地地質(zhì)構(gòu)造、 第 4 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 海拉爾河豐