【正文】 井田深部境界以斜交斷層劃分，將不可避免地要采部分下山煤。如井田斜長不大，可采用單水平上下山開拓；如井田斜長較長，可采用對水平上下山開拓。下山開采的應(yīng)用條件：①對傾角小于16176。并且，進(jìn)風(fēng)下山和回風(fēng)下山相距一般約20~30m，上山之間有巷道連通，用風(fēng)門控制風(fēng)流，兩下山之間風(fēng)壓差較大，通風(fēng)管理比較復(fù)雜，當(dāng)瓦斯涌出量較大時，通風(fēng)更困難。而上山掘進(jìn)則方便得多。此外，如排水系統(tǒng)發(fā)生故障（如水倉淤塞、管路損壞、水泵損壞等），將影響下山采區(qū)的生產(chǎn)，而上山開采則沒有這個問題。如涌水量不大，可在每區(qū)段下部設(shè)臨時排水硐室及小水倉，隨采掘工作的向下發(fā)展，在相應(yīng)的區(qū)段安裝排水設(shè)備，將采區(qū)涌水排至大巷，這樣就要多掘硐室及增加排水設(shè)備。②上山開采時，井下涌水可直接流入井底水倉，排水系統(tǒng)簡單。上下山開采的比較：①上山開采時，煤向下運輸上山的運輸能力大，輸送機的鋪設(shè)長度較長，傾角較大時還可以采用自溜運輸，運輸費用較低，但從全礦看，它有折返運輸。方案三的三個水平均采用上山式開采。其井筒形式、大巷布置位置、延深方式均相同，區(qū)別在于水平數(shù)目不一樣。在方案二中，立井距奧灰?guī)r最短距離為25m，由于奧灰?guī)r是富含水層，水壓較大，有穿透巖層的可能，使整個礦井淹沒，故為安全起見，不宜采用。大巷布置在巖層中，沿煤層底板掘井。第一水平采用上山開采，第二水平采用上下山結(jié)合開采，如圖42所示：圖42 方案二 立井兩水平開拓，暗立井延深方案三：立井三水平開拓，暗斜井延深主、副井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)三水平，采用暗斜井延深。主提升采用通過式箕斗提升，提升能力大；輔助運輸采用罐籠提升，提升能力較大。大巷布置在巖層中，沿煤層底板掘井。（1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下三種開拓方案，分述如下：方案一：立井兩水平開拓，暗斜井延深主、副井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)兩水平，采用暗斜井延深。在煤層淺部風(fēng)化帶內(nèi)布置一條回風(fēng)大巷，由于風(fēng)化帶巖石較破碎，應(yīng)加強支護。礦井輔助運輸大巷布置在巖層中，距煤層法線距離20~30米，不留大巷煤柱護巷。2號煤層的生產(chǎn)能力為：。一般為8 186。 采區(qū)劃分2號煤層傾角平緩，為6186。工業(yè)場地的形狀和面積：，確定地面工業(yè)場地的占地面積為24公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為600m，寬為400m。因此，本礦井設(shè)計為三個井筒即：主井、副井和風(fēng)井。（3）井筒數(shù)目的確定根據(jù)目前的技術(shù)經(jīng)濟條件，采用立井開拓時，立井的數(shù)目至少在兩個以上。在傾斜方向上：布置在井田中央可以避免布置在井田淺部時形成的過長石門開拓，也可以避免布置在井田深部所造成的工業(yè)廣場壓煤過多。井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護。因此，井筒應(yīng)可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。③對掘進(jìn)與維護有利的井筒位置為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運輸工作量小；井筒設(shè)在淺部時，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后有可能的儲量和較好的開采條件，以便迅速達(dá)到設(shè)計能力。如井筒偏于一側(cè)，一翼過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一側(cè)，將使運輸，通風(fēng)過于集中，采煤掘進(jìn)互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道斷面，增加掘進(jìn)工程量。井田偏于一側(cè)時，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)在儲量分布的中央，以此形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)。（2）井筒位置的確定井筒位置確定的原則：①有利于第一水平的開車，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量小；②有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少搬遷或不搬遷；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、煤與瓦斯突出或軟弱巖層；⑤工業(yè)場地應(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)場地宜少占耕地，少壓煤；⑦距水源、電源較近，礦井鐵路專用線路短，道路布置合理。為近水平煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量??；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井或立井開拓。主要缺點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，基建投資大。缺點是斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限，通風(fēng)線路長，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。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或谷溝地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部井分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井和立井。（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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(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，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。（6）合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。（4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替。（2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置。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)濟比較才能確定。第4章 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、運輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。 工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班生產(chǎn)6h。礦井采用中央邊界式通風(fēng)，運煤大巷和輔助運輸大巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)大巷回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)需要。（3）通風(fēng)安全條件的校核。副井運輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。礦井設(shè)計為大型礦井，開拓方式為雙立井三水平開拓，主立井采用箕斗提升，副立井采用罐籠提升和下放材料，運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。根據(jù)現(xiàn)代化礦井集中化原則，可以布置兩個大采高工作面保產(chǎn)，一個生產(chǎn)，一個備用。6．0及以上70353．0～5．060301．2～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 井型校核按礦井的實際煤層開發(fā)能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：（1）煤層開發(fā)能力?！?5176。表31 新建礦井設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限(a)第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限(a)煤層傾角＜25176。我國煤礦目前有向大型礦井發(fā)展的趨勢，設(shè)計240萬噸的井型，達(dá)產(chǎn)后，當(dāng)技術(shù)條件適宜時，有充裕的能力來提高產(chǎn)量，用以增產(chǎn)。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力宋莊井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂板條件好，斷層褶曲少，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無煙煤，交通運輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。（3）國家需求：對國家煤炭需求（包括煤種、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)。（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置（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。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。將各數(shù)值帶入：Zk=（2746338737212859）=200565761（t）=（Mt）。各種保護煤柱損失量見表22。大巷保護煤柱損失量為447976t。（3）大巷保護煤柱：本礦井的輔助運輸大巷均布置在巖石中，可以不留設(shè)保護煤柱。（2）斷層保護煤柱：由于計算井田工業(yè)儲量時，是按全礦井面積計算的，但正斷層的出現(xiàn)會導(dǎo)致煤層的缺失，多算面積，故在計算斷層煤柱損失時，應(yīng)減去斷層的丟失地帶面積和其保護煤柱的損失。經(jīng)過計算，留設(shè)工業(yè)廣場保護煤柱走向長上部約為800米，下部約為815米，傾斜長約615米，由此工業(yè)廣場保護煤柱面積為492639㎡（如圖21所示），煤柱損失為4187432噸。δ=73176。 工業(yè)廣場保護煤柱的留設(shè)：在井田開采初期， 由于工業(yè)廣場范圍內(nèi)布置主、副井和其他相關(guān)的建筑，400m=240000㎡，根據(jù)經(jīng)驗值，峰峰礦區(qū)的巖層移動角分別為β=68176。（3）斷層煤柱：斷層按其落差大小及對煤層的破壞程度而留設(shè)保安煤柱，落差≥50m者，兩側(cè)各留50m（水平距離），落差≥20m，兩側(cè)各留20m（水平距離），落差〈20m 者，不留保安煤柱。表土層移動角為58176。上山移動角為73176。（2）用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。由此可計算本井田煤層的工業(yè)儲量為Zk=274633873=。 儲量計算 儲量計算公式：Zk=SMγ （） 式中 Zk——儲量（t） S——煤層面積（㎡） M——煤層平均厚度（m） γ——煤的容重(t/m179。宋莊礦精查地質(zhì)報告時由山西省煤化局地質(zhì)勘探一隊于1974年12月提出，1975年3月山西省煤化局批準(zhǔn)了詳查報告。㎡。最小為6176。㎞，㎞，㎞。第2章 井田境界及儲量 井田境界 井田范圍宋莊煤礦東北部為勘探網(wǎng)分界趙莊礦；西南部為F1大斷層；西北淺部為風(fēng)化帶無煤地區(qū)；東南為深部無煤地帶。（4）煤塵與自燃性煤塵爆炸指數(shù)10%，無爆炸性。（3）礦井瓦斯本礦瓦斯涌出量較小，經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井。目前開采的2煤層，塊煤可用作化工原料，末煤供電力及民用。其中2煤層屬中灰、低硫、低磷無煙煤。表12 宋莊井田可采煤層一覽表煤層編號一般真厚m一般間距m穩(wěn)定性巖漿巖破壞程度可采程度煤層結(jié)構(gòu)1極不穩(wěn)定輕微大部可采 25穩(wěn) 定輕微可采無夾石4極不穩(wěn)定嚴(yán)重局部可采無夾石5極不穩(wěn)定中等局部可采～6不穩(wěn)定輕微大部可采無夾石7極不穩(wěn)定嚴(yán)重局部可采有夾石1～～8極不穩(wěn)定輕微大部可采～9穩(wěn) 定未破壞可采有夾石1～2層，～ 煤的特征（1）煤的工業(yè)分析及用途煤的容重，根據(jù)地質(zhì)報告，～，～。目前主要可采煤層為2煤，厚度5m，本次所作的新井設(shè)計就是開采2煤的設(shè)計，待開發(fā)的下組煤為9?？刹蓪佑?～8層，～。在中石炭統(tǒng)本溪組中只有一層不可采的薄煤。 地質(zhì)勘探程度井田地質(zhì)勘探由精查和詳查兩部分組成，是由山西省煤化局地質(zhì)勘探一隊分別于1974年12月和1973年12月提出的，1975年3月山西省批準(zhǔn)了煤管局批準(zhǔn)了精查報告，詳查報告于1974年4月批準(zhǔn)。最大涌水量200～260m179。礦井正常涌水量一般在120～180m179。大青灰?guī)r含水層與奧陶系含水層水位標(biāo)高比較相近，二者之間可能存在一定的水力聯(lián)系。含水層水位各不相同，說明其無水力聯(lián)系。③地表水體與含水層之間的水力聯(lián)系區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下伏各含水層發(fā)生水力聯(lián)系。2煤層頂板砂巖(V)與下石盒子組底砂巖(Ⅵ)，巖性中粉砂巖占62％，這些厚層粉砂巖亦具有良好的隔水性能。伏青石灰?guī)r(Ⅲ)與野青石灰?guī)r(Ⅳ)～，巖性以粉砂巖、泥巖為主，同時也有厚度不等的巖漿巖侵入，均具有較好的隔水性能。具有良好的隔水性能?！?。該層具有中等富水性。上石盒子組二段底砂巖含水層組(Ⅶ)巖性為一套粗～中粒結(jié)構(gòu)、泥硅質(zhì)膠結(jié)石英砂巖，～?！?。該層屬富水性弱的含水層，局部為中等富水性?！?L/。該層屬富水性較弱的含水層。局部相變?yōu)槟鄮r及粉砂巖，沉積不穩(wěn)定?！！?，～。伏青石灰?guī)r含水層(Ⅲ)巖性為灰色隱晶質(zhì)石灰?guī)r，層位穩(wěn)定。大青石灰?guī)r含水層(Ⅱ)巖性為中厚層狀的隱晶—細(xì)晶質(zhì)石灰?guī)r，局部夾燧石條帶，層位穩(wěn)定。本區(qū)奧灰含水層巖溶發(fā)育極差，富水性較弱，奧灰水屬深埋藏滯流型。①含水層特征奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層(I)該層是由厚層狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等組成。一是第四系松散砂卵礫石孔隙含水層，二是二疊系砂巖裂隙含水層組，三是石炭系薄層石灰?guī)r及奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組（2）井田水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)地表沖溝發(fā)育，平時主要排泄上游礦坑水，水量在50～300m179。㎡。 礦井水文地質(zhì)特征（1）區(qū)域水文地質(zhì)概況宋莊煤礦位于邯邢水文地質(zhì)單元南單元的康二城亞單元的東部。WNE8176。WNE7176。WNE7176。WNE 8176。WNE 8176。 井田地質(zhì)構(gòu)造 （1）斷層井田內(nèi)有斷層5條，均為正斷層，落差較大，對開采影響較大。e、第四系(Q)由沖洪積的砂質(zhì)粘土、粘土及砂、礫石組成，地層分布不均，厚度變化大?？偤穸?65～276m，平均厚度237m， d、三疊系(T)巖性以薄—厚層狀紫色、灰紫色及紫紅色細(xì)粒砂巖為主，夾粉砂巖薄層或粉砂巖透鏡體。上石盒子組(P2s)：由灰、深灰、紫灰花斑色粉砂巖和淺灰、灰白色砂巖組成，砂