【正文】 本礦井為低瓦斯礦井；6） 本礦地表地勢(shì)平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水域。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。煤層傾角45176。煤層傾角25176?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求，見表31。輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計(jì)知可以滿足通風(fēng)需要。3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量極低，但煤塵具有強(qiáng)爆炸危險(xiǎn)，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期36個(gè)月。運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為特大型礦井，開拓方式為雙立井單水平開拓。煤層傾角平均8176。經(jīng)過礦井及第一水平服務(wù)年限的核算，二者均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為90萬t/a。第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T1= （32）式中： T1——第一水平的服務(wù)年限，a；Zk1——第一水平的可采儲(chǔ)量，萬t；K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t/a。 礦井及第一水平服務(wù)年限的核算礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T= （31）式中： T——礦井的服務(wù)年限，a；Zk——礦井的可采儲(chǔ)量，萬t；K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t/a。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力本礦井井田范圍內(nèi)煤層賦存簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好，一層煤可采且厚7m，煤層平均傾角小，屬近水平煤層，適合布置大中型礦井。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，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等。 礦井設(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》：礦井設(shè)計(jì)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(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。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。 礦井工作制度的確定礦井工作制度設(shè)計(jì)采用“四六”工作制，即三班采煤，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時(shí)間為6個(gè)小時(shí)。則，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Zk =（）=礦井儲(chǔ)量匯總表見表24：表24 礦井儲(chǔ)量匯總煤層工業(yè)儲(chǔ)量（Mt）（A+B）/（A+B+C）永久煤柱損失（Mt）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（Mt）設(shè)計(jì)開采損失（Mt）設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量（Mt）9100%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 礦井年工作日數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日300天計(jì)算。)= km2則工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為：Zi＝SMR (23)式中：Zi——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量，萬t； S ——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積， km2。由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖21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=梯形面積=(上寬+下寬)高/(2cos8176。β/176。δ/176。表21 工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)表井型（萬噸/年）指標(biāo)（公頃/10萬噸）400～600～240～300～120～180～45～90～備注：（指標(biāo)中中小井取大值，大井取小值）表22 巖層移動(dòng)角廣場(chǎng)中心深度/m煤層傾角/176。工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。工業(yè)廣場(chǎng)所在位置煤層傾角為8176。) 207= 萬t。）507= 萬t；F2斷層：1050/（cos8176。則，9號(hào)煤層工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg＝11607＝11368萬t 礦井可采儲(chǔ)量 礦井永久保護(hù)煤柱損失量1）邊界煤柱可按下列公式計(jì)算 Z＝LbMr (22)式中：Z——邊界煤柱損失量，t； L——邊界長(zhǎng)度，m； b——邊界寬度，斷層邊界50m，人為邊界20m。全礦只有9號(hào)煤層可采，因此僅對(duì)其作出設(shè)計(jì)。 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算荊各莊井田范圍內(nèi)絕大部分勘探鉆孔密集，煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)及其變化情況和煤質(zhì)及其變化情況已經(jīng)查明。井田北部及西北部與呂家坨礦相接。 井田范圍荊各莊礦位于開平向斜之東南翼。本礦無擴(kuò)展的可能性。斷裂構(gòu)造是井田最為重要的構(gòu)造形式，它不但構(gòu)成了井田邊界，而且直接影響采區(qū)的劃分，同時(shí)在井田內(nèi)廣泛存在，是采掘生產(chǎn)和井巷工程所要解決的最主要的地質(zhì)問題。2井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田周邊情況井田本身為一盆狀向斜，邊緣急陡，中部平緩，略有起伏，井田向斜本身屬1級(jí)褶皺，次級(jí)褶皺不發(fā)育，但在向斜邊緣局部出現(xiàn)撓曲或臺(tái)階狀起伏。根據(jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制，這些都需要在建井和生產(chǎn)過程中予以注意。 勘探程度及可靠性本井田的精查工作量是很大的，除以往工作量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了260個(gè)孔，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。圖12 9煤焦炭轉(zhuǎn)鼓篩分試驗(yàn)結(jié)果（4）煤的工業(yè)用途評(píng)價(jià)井田內(nèi)各煤層均屬氣煤，小牌號(hào)為氣煤1號(hào)和氣煤2號(hào)，根據(jù)9煤鐵箱試驗(yàn)結(jié)果，煤的結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，可考慮煤的綜合利用。表111 荊各莊礦煤層煤質(zhì)分析結(jié)果煤層揮發(fā)分Vdaf（%）膠質(zhì)層指數(shù)粘結(jié)性平均精煤回收率XY原煤精煤含量（%）等級(jí)8～（14）42～5649（5）6～107（5）1～43（13）4～55（5）低9～（36）29～5644（50）6～138（28）2～54（35）4～65（18）中（3）煤的結(jié)焦性從9煤層鐵箱試驗(yàn)的結(jié)果（圖12），得知9煤焦炭的塊度很小，通過25轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，100轉(zhuǎn)后篩分結(jié)果：大于80mm的等于零，80～%，60～%，%，說明焦炭抗碎性很差。4）煤的工藝性能（1）發(fā)熱量～，一般情況是煤層灰分高的發(fā)熱量低，而煤層灰分低的其發(fā)熱量高。表110 可采煤層灰分統(tǒng)計(jì)表煤層煤層煤樣灰分（%）毛煤灰分（%）灰分增值（%）9②硫分：%～%，其中9煤、%，低于1%，屬低硫煤；其它形態(tài)硫含量中：有機(jī)硫占36%，黃鐵礦硫占59%，%。表19 荊各莊礦精煤元素分析表 單位：%煤層CrHrNrOr9～（18）～（18）～（18）～（17）（2）有害組分①灰分：荊各莊礦煤層灰分變化較大，可采煤層的煤樣灰分及毛煤灰分統(tǒng)計(jì)見表110。表17 主要煤層物理特征表特征煤層顏色光澤煤巖成分煤巖類型煤的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造礦物結(jié)核和包體容重（t/m3）5黑色強(qiáng)玻璃光澤至金剛光澤由亮煤和鏡煤組成光亮型均質(zhì)塊狀構(gòu)造6黑色玻璃光澤或暗淡光澤以亮煤為主，含有暗煤及絲炭膜，有時(shí)暗煤組分增多半光亮型塊狀構(gòu)造，局部為帶狀構(gòu)造，質(zhì)硬含黃鐵礦及結(jié)核7黑色褐色弱玻璃光澤由亮煤和暗煤組成半光亮型塊狀構(gòu)造，局部為帶狀構(gòu)造8黑色弱玻璃光澤至暗淡光澤由亮煤和暗煤組成，間夾炭膜，有時(shí)以暗煤組成半暗型帶狀構(gòu)造，或塊狀構(gòu)造，質(zhì)硬含12mm厚的泥質(zhì)條帶或泥質(zhì)透鏡體9黑色玻璃光澤以亮煤為主，間夾暗煤條帶局部含絲炭膜半亮光亮型帶條狀構(gòu)造偶含黃鐵礦表18 可采煤層煤質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)表 項(xiàng)目煤層水分Mad（%）灰分Ad（%）揮發(fā)分Vdaf（%）（%）（MJ/Kg）煤種9（Ⅰ）氣煤9（Ⅱ Ⅲ）氣煤3）煤的化學(xué)性能（1）元素組成煤中有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、硫、氮等五種元素組成（表19）。2）煤類、變質(zhì)規(guī)律及煤變質(zhì)因素?fù)?jù)勘探報(bào)告和煤樣化學(xué)分析測(cè)定結(jié)果（表18）表明，本井田可采煤層的變質(zhì)程度較低，相當(dāng)于氣煤階段。煤巖組分以亮煤為主，鏡煤及暗煤次之，絲炭少見。 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途1）煤的物理性質(zhì)與煤巖特征荊各莊井田各煤層均屬腐植質(zhì)煤，通過肉眼鑒定，顏色一般為黑色，玻璃光澤。本礦井各可采煤層的爆炸指數(shù)均較高，都具爆炸危險(xiǎn)性。 2）煤塵及自然發(fā)火情況根據(jù)《燃化部(72)燃煤開字第91號(hào)文》規(guī)定，荊各莊礦有煤塵爆炸危險(xiǎn)，各可采煤層自然發(fā)火期見表16。最大涌水量為180m3/h。 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況礦區(qū)內(nèi)地面標(biāo)高為30～，歷史最高水位為+，主要含水層為第四系孔隙含水層，二迭系的砂巖裂隙含水層，太原組灰?guī)r溶隙含水層，奧陶系灰?guī)r溶隙含水層。上部砂巖段：以中粗粒砂巖為主，淺灰色，巖石成分以乳白色石英為主，約占60%，次為肉紅色長(zhǎng)石，約占15%，暗色燧石約占10%，并含有少量的云母碎片，高嶺土質(zhì)充填式膠結(jié)，暗色礦物定向排列，顯現(xiàn)微斜層理，具韻律分選，含斜立的炭化植物干枝體，與下伏地層呈沖刷接觸。泥質(zhì)或高嶺土質(zhì)充填式或接觸式膠結(jié)，分選及磨圓度較好，具波狀、緩波狀、斷續(xù)波狀層理，含大量的植物葉片化石，本段也是煤系上部重要的含水層（ⅤB）。中部砂巖段：灰、綠、暗紫等雜色中細(xì)砂巖、粉砂巖、薄層礫巖及薄層粘土巖互層。呈灰綠色或淺灰色，顆粒成分以乳白色石英為主，約占70%，含有燧石、云母片及藍(lán)色、紅色、綠色、紫色礦物巖屑，分選及磨圓度均較差，具水平、斜交及收斂型層理，泥質(zhì)、鈣質(zhì)及高嶺土質(zhì)孔隙膠結(jié)，含有完整的植物葉片及高特木化石。巖相組合是：河流沉積相和湖泊沉積相。荊各莊礦井田范圍內(nèi)A層及其以上地層全部剝蝕。（2）唐家莊組P12下限為5煤頂部的粗砂巖底板，與下伏大苗莊組呈不整合接觸。在本組頂部出現(xiàn)了大陸河流沖積相沉積。本組以粉砂巖和砂巖為主，粘土巖也較多，巖石大致百分比為：%，%，%，%。下限為10煤頂板粘土巖之頂界面。 m，分上下兩組，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。3）二疊系下統(tǒng)P1下界為10煤頂板之泥巖頂面，為整合接觸。本組含煤層5層，即：5煤、6煤、7煤、8煤、9煤。自沉積趙各莊灰?guī)rK6之后，海水大規(guī)模后退，而每次海進(jìn)的幅度都比較小。本組以粉砂巖為主，其次為砂巖，各種巖石所占百分比如下：%，%，%，%。趙各莊組C32：下限為趙各莊灰?guī)rK6頂板，上限為10煤頂板泥巖之頂界面。在K5石灰?guī)r底板，賦存三個(gè)煤層即： ～ m， m； ～ m； ～， m，局部達(dá)到可采。特點(diǎn)是含灰白色的動(dòng)物介殼，富集成層，與深灰色泥質(zhì)灰?guī)r交替成細(xì)帶狀，形成明顯的水平層理和水平波狀層理，極易區(qū)別于其它石灰?guī)r。包含ＩＩＩ6三個(gè)較大的旋回，每一旋回都是由海相石灰?guī)r起經(jīng)過渡相沉積，又覆為海相沉積。 m，以粉砂巖為主，粘土巖含量減少，各種巖石所占的百分比為：%，%，%，%。上組是荊各莊礦井田重要的含煤地層，本統(tǒng)一般厚度為135 m。第一層灰?guī)rK1出現(xiàn)在距奧陶灰?guī)r頂界面大約38 m處，第二層石灰?guī)rK2出現(xiàn)在K1之上12 m處，第三層石灰?guī)rK3出現(xiàn)在K2之上大約25 m處，稱之為唐山灰?guī)r，該層灰?guī)r呈淺灰褐色，中厚層狀，質(zhì)純， m左右，厚度大，層位穩(wěn)定，含有大量的蜓科和珊瑚化石，易于同其它巖石相區(qū)別。本組巖相變化是由濱海湖泊相碎屑沉積過渡為海相灰?guī)r沉積，交替出現(xiàn)三個(gè)沉積旋回，即：ⅠⅠⅠ3，形成一個(gè)漸進(jìn)的相序。（1）石炭系中統(tǒng)——唐山組（C2）直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r之上，上至K3唐山灰?guī)r頂界面，一般厚度75 m。該層與上覆的二疊系呈整合接觸。2）石炭系（C）下界為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r頂面，兩者為平行不整合接觸。在風(fēng)化殼中，溶孔溶洞發(fā)育，部分層段呈蜂窩狀，時(shí)有鉆具陷落發(fā)生。后種巖石多賦存于本組地層上部。夾矸變厚處煤層厚度明顯變薄，且上分層煤往往尖滅于煤層頂板。本煤層一般含2～3層夾矸，多為炭質(zhì)頁(yè)巖。平均為8176。2）可采煤層特征9煤：～ m， m，煤層傾角為0176。/min。/min， m179。對(duì)煤122煤至15煤含層采用大巷疏放。，具有封閉形態(tài)的特點(diǎn)，說明煤系地層有著充沛的補(bǔ)給水源，礦床水是不能疏于的。，巖石結(jié)構(gòu)松散，裂隙填塞，導(dǎo)水性弱，但平面分布上具的分帶性，南半部滲透性強(qiáng)，北半部較弱，而底部卵礫層向煤系基巖的補(bǔ)給起了相對(duì)滯水作用，僅井田南部風(fēng)化帶呈滲透式進(jìn)行，有水力聯(lián)系。但在有構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)的條件下，如寬達(dá)250米的FF3斷層破碎帶，裂隙發(fā)育，滲透性強(qiáng)，對(duì)開采危害較大。表13 含水層特征表含水層編號(hào)層位含水層性質(zhì)含水層厚度(m)單位涌水量(米/秒)滲透系(米/晝夜)東 翼西 翼東 翼西 翼東 翼西 翼Ⅰ奧陶系裂隙承壓ⅡK3—K6裂隙承壓Ⅳ煤9裂隙承壓Ⅴ風(fēng)化帶裂隙承壓Ⅵ底部卵礫石層孔隙承壓ⅦA中部卵石層孔隙承壓B上部砂礫層孔隙承壓