【正文】 工業(yè)場(chǎng)地的位置 工業(yè)廣場(chǎng)的選擇主要考慮以下因素： （ 1）盡量位于儲(chǔ)量的中心，使井下有合理的布局； （ 2）占地要少，盡量做到不搬遷村莊； （ 3）盡量布置在地質(zhì)條件比較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高與歷年最高洪水位； （ 4）盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失； 根據(jù)以上原則和本礦的 實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井井筒布置位置相
。 為避免采用箕斗井回風(fēng) 時(shí)封閉井塔 等困難， 決定采用中央并列式通風(fēng)方式，回風(fēng)井布置在井田中 央。 （ 6） 根據(jù)用戶需要，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，減少煤炭損失。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)等諸多條件，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)系和配合稱為開(kāi)拓方式。本設(shè)計(jì)服務(wù)年限為 ，是符合要求的。 由前面計(jì)算可知： ZK= Mt，則 ： T=(179。本礦儲(chǔ)量豐富，按照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將該礦井生產(chǎn)能力預(yù)定為 Mt/a。 針對(duì) 古城 礦區(qū) 地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開(kāi)采條件優(yōu)越，開(kāi)采條件簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，礦區(qū)交通便利，生活條件優(yōu)越，供電、供水方便，宜建大型礦井。 礦井設(shè)計(jì)能力 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 221 條規(guī)定 ： 礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù) 井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開(kāi)采條件、設(shè)備供應(yīng)及國(guó)家需煤等因素確定。IIII 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及 服務(wù)年限 礦井工作制度 由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 223 條規(guī)定 ,礦井的年工作天數(shù)為 330天，采煤實(shí)行“ 三八 制”， 兩 班 半 生產(chǎn) 半 班 檢修。d39。c39。IIa 1d 1a39。 = t 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 圖 22 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)圖 a db cI IIIIIa39。 = 萬(wàn) t 礦井 設(shè)計(jì)可采 儲(chǔ)量 按式（ 23）計(jì)算： Zk=(Zg P2)179。 179。 179。 L 為大巷保護(hù)煤柱總 長(zhǎng)度 ， 在平面圖上量取， 其中有和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱、邊界保護(hù)煤柱重合的地方 ，所以只量取不重合的。 179。 179。 1192247。 370 =196100m2短邊 垂直 走向布置 ,長(zhǎng)邊沿 走 向布置 . ○ 2 根據(jù)垂直刨面法設(shè)計(jì)保護(hù)煤柱的尺寸為：由畫(huà)圖得保護(hù)煤柱為一斷面為梯形的四棱體梯形短邊長(zhǎng)： 976m； 梯形長(zhǎng)邊長(zhǎng)： 1088m。 (如圖 22) ○ 1 工業(yè)廣場(chǎng)占地面積 S=170000m2 ， 選取長(zhǎng)為 500m, 寬為 根據(jù)規(guī)定留設(shè) 15m 的圍護(hù)帶寬度。下山移動(dòng)角 65176。巖層移動(dòng)角為 75176。 查地質(zhì)資料。本礦井為年產(chǎn) 180Mt 的大型礦井，工業(yè)場(chǎng)地的面積為 17公頃，由于長(zhǎng)方形便于布置地面建筑，所以初步設(shè)定工業(yè)廣場(chǎng)為長(zhǎng)方形，既長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊為 500m，短邊為 340m。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) （ 1） 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失量 Pg的計(jì)算： 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，大型礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)為 — （公頃 /10Mt），中型礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)為 ― ，小型礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo) ― 。 = 萬(wàn) t 其中， B—— 表示井田邊界煤柱寬度， m，本設(shè)計(jì)留設(shè) 50m； L—— 表示井田邊界 煤柱周長(zhǎng) ， m，在平面圖上量取 礦井 設(shè)計(jì) 資源 /儲(chǔ)量 按式（ 22）計(jì)算： Zs=(ZgP1)== 萬(wàn) t 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井 設(shè)計(jì)可采 儲(chǔ)量 按式（ 23）計(jì)算： Zk=(Zs P2)179。 179。 179。 10% 179。 30% 179。 60% 179。 30% 179。 60% 179。 根據(jù) 鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中， 60%是探明的， 30%是控制的， 10% 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 是推斷的 。 在圖上量取其面積分別為 ： s1 = ； s2 = ； s3 = 。 ②號(hào)地質(zhì)塊段平均傾角為 10o。 儲(chǔ)量計(jì)算 礦井地質(zhì)資源量 (1)把整個(gè)井田劃分為三塊地質(zhì)塊段 如圖 21: 圖 21 地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算分塊圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) （ 2） 各 地質(zhì)塊段 面積、 平均傾角、煤厚見(jiàn)表 21 表 21 3煤地質(zhì)資源儲(chǔ)量計(jì)算表 塊號(hào) 傾角 α（ 176。煤田范圍劃分為井田的原則有： 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； 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； 照顧全局，處理好與臨礦的關(guān)系； 直線原則，井田的劃分應(yīng)盡量采用直線或折線，有利于礦井的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理工作的開(kāi)展。 據(jù)礦實(shí)際生產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)發(fā)火期一般在 3～ 6月，最短發(fā)火期為 48天。 煤的自然 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 據(jù)煤芯煤樣測(cè)定結(jié)果，自燃發(fā)火等級(jí)為 II 類，各煤層都有程度不同的自然發(fā)火傾向。 煤塵 據(jù)煤芯煤樣爆炸性實(shí)驗(yàn)：煤塵爆炸指數(shù) %,故各煤層均有爆炸性危險(xiǎn)。 瓦斯 本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯鑒定結(jié)果為礦井 CH4=／ t、 CO2 =／ t，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 133 條之規(guī)定，古城礦為低瓦斯礦井。太原群中可采煤層屬低灰、富硫、高發(fā)熱量、粘結(jié)性較強(qiáng)，灰熔點(diǎn)較低、易選、可與低硫煤做配焦煤，屬二、三號(hào)氣煤。3 號(hào)煤為低灰，特低硫、低磷、低砷、高發(fā)熱量、高熔灰份易洗，優(yōu)等回收率的二號(hào)氣煤。 主要可采煤層頂板經(jīng)采樣實(shí)驗(yàn)，氣力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表 121 表 12 主要可采煤層頂板特征表 煤層 頂板類別 頂板冒落性能 巖性 巖塊實(shí)驗(yàn)單向抗壓強(qiáng)度（ 104pa） 3 Ⅱ 中等帽落 的 砂質(zhì)泥巖 、細(xì)砂巖、泥巖 — 煤的特征 井田內(nèi)各煤層為多種用途煤種，即可以做為煉焦配煤，又可做為各種動(dòng)力及民 用燃料用煤。底板為淺灰色具鮞狀結(jié)構(gòu)的泥巖。含夾石1～ 2 層，厚 ～ 。 （ 7） 17 煤：位于太原群下部，上距十下灰 14m左右，層位穩(wěn)定，全區(qū)大部分可采。含夾石 1～ 2 層，厚 ～，直接頂板為十下灰?guī)r，上距 3 煤 160m左右，底板多為厚 2m左右的 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 灰黑色鋁土質(zhì)的泥巖，局部變成深灰色彩的砂質(zhì)泥巖。煤厚 0～ ，平均 ，厚度變化較小，全區(qū)大部分可采。為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板為一薄層泥灰?guī)r（九灰），厚 0～ ，往往為砂質(zhì)泥巖所代替，底板為比較厚的灰色細(xì)、中砂巖?？刹牲c(diǎn)主要分布在 9 線至 14 線間 800 水平以淺和 4 線以南， 26 線以南深部多數(shù)鉆孔未達(dá)層位或受構(gòu)造破壞而斷失，因而煤層控制程度較差。 10 下煤屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部分可采的較穩(wěn)定煤層。 （ 4） 10 下煤：位于太原群中部，上距五灰和三灰各為 16m及 34m 左右，煤厚 0～ ，平均 。頂?shù)装宥酁樯罨疑纳百|(zhì)泥巖， 9 線至 14 線間頂板多為中、細(xì)砂巖，底板往往相變?yōu)榧?xì)砂巖和粉砂巖。屬薄煤層：厚 ，平均 。老頂是灰白色含黑色礦物較多的中粒砂巖，底板為 5～ 7m的且有清楚波狀層理及生物擾動(dòng)構(gòu)造的細(xì)砂巖，常相變?yōu)榛液谏纳百|(zhì)泥巖，有時(shí)為泥巖。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有 7 個(gè)鉆孔發(fā)現(xiàn)有夾石，厚 ～。 （ 2） 3 煤：是本區(qū)最重要的可采煤層?？刹牲c(diǎn)多分布在 3 線以南及 13線至 16 線之間；未發(fā)現(xiàn)有夾石，直接頂板常為厚 3～ 5m的泥巖或砂質(zhì)泥巖；老頂為灰白色中粒砂巖；底板多為厚 4～ 6m的砂質(zhì)泥巖，有時(shí)相變?yōu)檎惩翈r和細(xì)砂巖，下距 3 煤 32m。其中可有可采煤層 7 層，厚為 ，主要 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 可采煤層分述如下： （ 1） 2 上煤：位于山西組中上部。含煤地層平均總厚為 249m，共含煤 24～ 26 層，煤層平均總厚度 。 可采 煤層特征 本井田含煤地層為華北型石炭、二疊系含煤建造。 2 上煤，煤厚 0～ 米，平均厚 米，為部分可采的不穩(wěn)定煤層； 3 煤為本井田最重要的可采煤層， 容重 ， 煤厚 ～ 米，平均厚 米，為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層；其它 5 層煤由于硫分大于 3%，其儲(chǔ)量已劃為暫不能利用儲(chǔ)量。主要含煤地層為太原組和山西組。 3 號(hào)煤層 800m 標(biāo)高，一般為 21— ℃，平均 25℃。非煤系和煤系地層的地?zé)嵩鰷芈噬杂胁町?，前者增溫小于后者? 巖層地溫特性 本區(qū)平均地溫梯度為 ℃ /100m 左右，屬地溫正常區(qū)。 （ 3）斷層的導(dǎo)水性 從井田鉆孔揭露，抽水資料及簡(jiǎn)單水文觀測(cè)資料上看，井田斷層富水性和導(dǎo)水性 較 弱。未來(lái)礦井深部開(kāi)采 17 號(hào)煤時(shí)，由于十四灰，奧灰都具有強(qiáng)大高水頭壓力，隔水層厚度難以承受，會(huì)給開(kāi)采 17 號(hào)煤帶來(lái)威脅。 下二迭系山西組以下隔水層組 井田內(nèi)二迭系地層由北向南逐漸增厚，其巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖、 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 粘土泥巖、夾有細(xì) — 粗粒砂巖，此段隔水層組可以防止上部裂隙水下滲補(bǔ)給其它含水層。 富水性在水平垂直方向上表現(xiàn)出極不均勻性，井田內(nèi)在假整合面 15m以下富水性強(qiáng)，平面分布上主要富水區(qū)段為西部和北部奧灰埋藏較淺地段以及東部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)，一般單位涌水平均在 1L/。本層上距17 號(hào)煤底板 ～ ，屬于下煤組開(kāi)采時(shí)底板 直接充水含水層。 本溪群第十四層石灰?guī)r巖溶裂隙含水層 該層厚度 ～ ，平均 。 太原群第十層下石灰?guī)r巖溶裂隙含水層 本層位于 16 號(hào)煤直接頂板外，在 17 號(hào)煤冒落帶之內(nèi)。本層上 距 3 號(hào)煤 ～ 。 太原群第三層石灰?guī)r巖溶裂隙含水層 該層厚度 ～ ，平均 ，層位穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育。 山西組 3 號(hào)煤頂板砂巖裂隙水含水層 該層厚度 ～ ，平均 ，屬于上煤組頂板直接充水含水層，煤在開(kāi)采過(guò)程中，預(yù)計(jì)頂板冒落以后，導(dǎo)水裂隙帶高度可達(dá)下石盒子組底部砂巖。以白色為主，少帶灰白色，含暗色礦物，鈣質(zhì)膠結(jié)。黑色煙煤，半亮型為主，夾有鏡煤條帶，煤層結(jié)構(gòu)呈條帶狀，夾有矸石薄層?；疑?，泥質(zhì)膠結(jié)，有明顯的黑色泥質(zhì)量條帶, 具波狀層理。紫紅色，成分以石英為主，含云母星點(diǎn)，無(wú)層理。從巖漿巖的產(chǎn)狀和圍巖情況看，屬小型侵入體的邊緣部分，對(duì)井田內(nèi)煤層無(wú)影響。井田內(nèi)共有斷層 35 條。 構(gòu)造以斷層為主。東， F14 斷層以西由近南北走向轉(zhuǎn)為北 30176。 地層走向?yàn)?F14 斷層以東，地層走向北 40176。左右， F14 斷層以西，地層傾角一般 10176。北部邊緣地層傾角 5～ 14176。 二、 構(gòu)造 本區(qū)位于兗州向斜的東北隅，由于受滋陽(yáng)、嶧山兩邊界斷層的影響，除保留了向斜 構(gòu)造形態(tài)外，其斷裂構(gòu)造發(fā)育，且地層傾角變陡為其特征。厚度變化大，為 0～ 。 （ 6）侏羅系上統(tǒng)蒙阻組（ J3） 分布于 18 勘探線以西及西南部，為磚紅色、灰綠色的陸相碎屑巖沉積，厚度變化大，最薄為 ，最厚 。 本組含煤 2～ 4 層，可采煤層為 2 上和 3 煤兩層。 （ 4）二迭系下統(tǒng)山西組（ P11） 該組是本區(qū)最主要含煤地層，厚度 ～ ，平均厚度 。 本群地層由砂巖、泥巖、粘土巖、石灰?guī)r及油頁(yè)巖和煤組成，其中石灰?guī)r 11 層，自上而下依 次編號(hào)為二灰、三灰、四灰、五灰、六灰、七灰、八灰、九灰、十上灰、十下灰、十一灰。石灰?guī)r為十四灰、十三灰、十二灰，位于太原群中部和頂部。 本群地層假整合于中奧陶系馬家溝灰?guī)r之上，底部一層褐紅色含鐵很高的鐵鋁質(zhì)泥巖。 地質(zhì)構(gòu)造 一、 地層 本區(qū)為全掩蓋區(qū)，經(jīng)勘探查明的地層層序由下而上簡(jiǎn)述如下： （ 1）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（ O2） 厚度 640～ 660m， 巖性主要為灰?guī)r，與下伏地層整合接觸。平均 10176。 ；深部 8176?！?35176。 本井田位于兗州市向斜的東北隅，由于受滋陽(yáng)、