【正文】 分。第一種方案可充分利用原有設(shè)備，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用低，但對生產(chǎn)干擾大；第二種方案考 慮到系統(tǒng)簡單且生產(chǎn)能力大，且延伸時對生產(chǎn)干擾少，但增加運輸環(huán)節(jié)、通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 121 頁 表 411 階段劃分參數(shù) 劃分階段數(shù)目 階段斜長 /m 階段垂高 /m 服務(wù)年限 /a 區(qū)段斜長 /m 3 1149 860 1200 180 135 188 45 35 方案比較 1）提出方案 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如圖 411。 2）階段劃分 由本章的方案比較可知， 本礦井的開拓方式可采用 立井 二水平 開采 ， 一水平采用上下山開采， 劃分為 三 個階段。其缺點是增加了提升運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。延伸兩個井筒施工組織復(fù)雜，為延伸井筒需要掘進一些臨時工程，延伸后提升高度增加，能力下降，可能需要更換提升設(shè)備。 采用立井延伸，可以充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用低，管理方便。 2）井底車場將為整個礦井服務(wù)，服務(wù)年限長，故需要布置在煤層底板較堅硬的巖層中。 因此 運輸大巷 采用巖石大巷， 大巷布置在最下部煤層底板下方 20 m處的巖層中。開采水平可以劃分為兩個或三個：兩水平劃分時， 標高 分別為 610 水平和390 水平；三個水平時分別為 720 水平、 610 水平和 390 水平。同時本礦地質(zhì)條件復(fù) 雜， 局部地區(qū)傾角大于 12176。 開采水平的確定 本礦井內(nèi)煤層標高從 390m到 870 m，垂直高度約為 480 m。 工業(yè)廣場位置的確定 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口 附近 ， 大致位于礦井儲量中心附近 。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，掘進速度慢， 基本建設(shè)投資大。缺點是：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。 井筒形式、數(shù)量及位置 井筒形式和數(shù)量的確定 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 121 頁 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。 5）要適應(yīng)當前國家的技術(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。 3）合理開發(fā)國家資源，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)。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。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。~90176。~45176。~25176?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求，見表 321。礦井采用中央分列式通風(fēng)， 主、副井 進風(fēng)，在井田上部邊界開有回風(fēng)大巷 與風(fēng)井相連 用作回風(fēng)，工作面采用后退式 U 型通風(fēng)。大巷輔助運輸采用軌道運輸。主立井采用多繩摩擦式提升機帶兩對 16t 箕斗提升煤炭，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng) 運輸 上山膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升至地面，運輸能力大，自動化程度高；副立井采用兩套寬型罐籠運輸人員和材料矸石。地質(zhì)條件簡單，根據(jù)礦井生產(chǎn)能力需要布置兩個工作面同采。 校核儲量條件 按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井 型進行校核： 1）煤層開采能力 井田內(nèi) 有 兩 層煤層可采，總煤厚 10 m。 該礦井服務(wù)年限為： T =56000/500/ =80 a 同理可以得到第一水平服務(wù)年限為 42a。 礦井可采儲量 Z、設(shè)計生產(chǎn)能力 A 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： 五陽二礦 5Mt/a 新井設(shè)計 第 18 頁 共 121 頁 )/( KAZT ?? 式中 T—礦井服 務(wù)年限， a； Z—礦井可采儲量，萬 t； A—設(shè)計生產(chǎn)能力，萬 t； K—礦井儲量備用系數(shù)，取 。因此，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 500 萬 t/a。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3）國家需求：對國家煤炭需求量（包 括煤中煤質(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)； 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。 礦區(qū)規(guī)模可依據(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。 礦井 每晝夜凈提升時間為 14 小時。作保護線，求得沿走向的煤柱邊界 A′B′和 C′D′，將 n′k′和 A′B′、 C′D′均繪制到平面圖上，即得保護煤柱邊界 ABCD，煤柱是一個梯形。和下山移動角 β=70176。 矩形外緣加上 20m寬的圍護帶，煤柱留設(shè)的步驟與計算方法如下 ： （ 1）確定受保護面積，開拓平面圖上通過四個角分別平行于某煤層走向和傾斜的四 條直線，得矩形 abcd，在矩形的外緣加上 20m寬的圍護帶，得受保護面積 a′b′c′d′ （ 2）確定保護煤柱邊界：通過受保護面積中心作一沿煤層傾斜方向的傾斜刻面Ⅰ Ⅰ ，在這個刻面上，由維護帶的邊緣點 m、 n，起在表土層以 Φ=45176?；鶐r移動角值為： δ＝ γ＝ β=70176。1010000＝ 105 m2 設(shè)計工業(yè)廣場形狀為長方形，取長為 410 m， 寬為 610 m，該處煤層傾角 α=11176。 5） 工業(yè)廣場保護煤柱煤量計算： 工業(yè)廣場 占地 面積的取值，依據(jù)設(shè)計井型大小按 表 231《 工業(yè)廣場占地指標》所列數(shù)值的規(guī)定選取。永久煤柱一般是指保護工業(yè)廣場和井筒的工業(yè)廣場煤柱，井田境界和大斷層兩側(cè)的 井田境界煤柱和斷層煤柱，以及保護地面建筑物、河流、鐵路等而留設(shè)的保護煤柱等。； 3）維護帶寬度：風(fēng)井場地 20m，村莊 10m，其他 15m； 4）斷層煤柱寬度 30m，井田境界煤柱寬度為 20m； 5）工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標見表 231。 則井田面積為 ： +++= km2 礦 井 工業(yè)儲量為 ： 10610＝ 108 t 井田可采儲量 安全煤柱留設(shè)原則 1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護煤柱 ； 2）各類保護煤柱按垂直剖面法確定，用巖層移動角確定工業(yè)廣場、村莊煤柱，巖層移動角為 70176。范圍的井田面積（包含有 6 個經(jīng)緯網(wǎng)格）61000000／ 176。范圍的井田面積（包含有 21 個經(jīng)緯網(wǎng)格）211000000／ 176。范圍的井田面積（包含有 15 個經(jīng)緯網(wǎng)格）151000000／ 176。范圍的井田面積（包含有 9 個經(jīng)緯網(wǎng)格，其中一個網(wǎng)格的面積為 1000000 m2） 91000000／ 176。 20xx 年 11 月 6 日，中華人民共和國國土資源部以 1000000120xx2 號頒發(fā)的采礦許可證規(guī)定的井田范圍由 155 個 拐點 坐標 圈定 ，茲將 15煤層拐點 坐標 列下，見表 211： 表 211 拐點坐標 15煤層拐點 15 個，標高從 870m 至 390m 點號 X Y 點號 X Y 1 9 2 ， 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8 3煤層拐點 24 個，標高從 870m 至 390m 點號 X Y 點號 X Y A1 A13 A2 A14 A3 A15 A4 A16 A5 A17 A6 A18 A7 A19 A8 A20 A9 A21 A10 A22 A11 A23 A12 A24 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 121 頁 井田工業(yè)儲量 工業(yè)儲量的確定 本井田內(nèi)考慮到其他煤層大部分不可采， 開采煤層為 15煤層 ，而這 兩 層煤的總厚度為 5+5＝ 10m，平均厚度為 5m。井田范圍南以文王山北正斷層為界，北至西川正斷層，東起15 煤層露頭線 （經(jīng)線 38418000） ，西至 經(jīng) 線 38408000。26′46″~36176。58′25″~113176。 山西省潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司 隸屬的五陽煤礦位于潞安礦區(qū)北東部邊緣，屬 長治市 襄垣縣管轄。 根 據(jù)現(xiàn)行《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》 及有關(guān) 規(guī)定 ， 均 屬 不可采煤層。 據(jù)上分析，確定 3煤層為較穩(wěn)定型。含夾矸 0~1 層，一般夾矸厚度小于 ，夾矸巖性多為炭質(zhì)泥巖，頂?shù)装鍘r性為泥巖、砂質(zhì)泥巖 。 據(jù)上分析，確定 3煤層為穩(wěn)定型。 煤層頂板巖性為泥巖 、 砂質(zhì)泥巖，局部為細砂巖 ； 底板巖性為黑色泥巖、粉砂巖。 總體來說，礦井用水量不大，正常涌水量為 120m3/h，最大涌水量為 340m3/h 煤層特征 井田內(nèi) 共含煤 11 層， 包括可采煤層 2 層，局部及偶爾可采 9 層， 總厚度 ，含煤系數(shù) %； 其中 15煤層為采礦證批準開采的煤層，本次均對其 儲量 進行了估算， 平均總厚度 10m，可采含煤系數(shù) %。 南、北邊界斷層造成五陽地塊下降（形成地塹），導(dǎo)致煤層底板以下富水性較強的灰?guī)r含水層與煤層頂板以上富水性較弱的砂巖含水層或煤 層對接，而成為補給邊界。 潞安礦區(qū)位于沁水煤盆地東翼、辛安泉流域補給區(qū)的西部邊緣上，即該泉域若干個地下水逕流帶的一個分支上，水文地質(zhì)條件相對簡單。并在井田外兩河上游分別建有漳澤水庫和后灣水庫。西源由西而東流入礦區(qū)，而南源由西南匯入，并于礦區(qū)中部匯合。 通過以上分析，依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，確定井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。井田內(nèi)發(fā)現(xiàn) 陷落柱 50 個，密度為 個 /km2，分布較有規(guī)律。向、背斜 6 條，軸向為北東東。 5） 構(gòu)造復(fù)雜程度 綜上所述，影響本井田煤層構(gòu)造 復(fù)雜程度的 因素 主要 為斷層和褶曲，陷落柱 、 河流沖刷 次 之，節(jié)理裂隙一般對巷道支護方式和支護參數(shù)的選擇影響較大，不會對煤層開采有大的影響。后生沖刷在煤層上 部常見偽頂，直接頂被河床、河漫灘沖刷，沉積有中細粒砂巖和砂質(zhì)泥巖，含少量植物化石，具層理。風(fēng)化裂隙在基巖風(fēng)化面 35~40m 深度內(nèi)很發(fā)育，多以開口狀出現(xiàn)，裂隙面呈緩波狀，有時平直光滑，裂隙帶多被一些泥質(zhì)充填。~40176。~120176。~80176。 由于大多數(shù)構(gòu)造為沉積后期地殼運動形 成，區(qū) 內(nèi)又 無巖漿侵入，因此對本區(qū)煤質(zhì)變化不產(chǎn)生影響。東，傾向北西，傾角 75176。落差中部小約 12m，東、西部大 28~60m，沿走向有五 —19南 —2南 —44 等孔控制，已查明。 （ 13）東周正斷層：位于韓家莊、東周村南一線， 區(qū)內(nèi)長約 ，向西穿出井田西界，向東與文王山北斷層相交尖滅。 （ 12）果園 東 斷層：位于南峰溝村南，向西為西大巷斷層截斷，向東過 7506 工作面尖滅，全長約 2km，走向近東西，傾向北北西，傾角 75176。東，傾向東南，傾角 75176。有地震測線和鉆孔控制，井下生產(chǎn)巷道揭露，已查明。東，傾角 70176。東，傾向東南，傾角 70176。落差最五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 121 頁 大 40m，西端分叉尖滅，長約 ~2km，井下巷道揭露，控制已查明。 （ 9）西王橋正斷層：位于西王橋村東，走向北 85176。左右，落差由 東向西漸小，一般為 8~60m，過鐵路不遠尖滅，井下巷道揭露 、 控制 。 （ 8）倉上正斷層 （ 2） ：位于倉上村南，由西向東延伸切 割 露頭線穿出井田，走向北 80176。 （ 7）崔家莊 1正斷層：位于崔家莊村南，走向北 75176。落 差西部約 10m，中部 100~165m，東部約 210m，落差由西向東逐漸增大。走向北 75176。 （ 6）崔家莊 2正斷層：位于井田中東部，崔 3斷層南，過崔家莊村向東在五 —4號鉆孔不遠尖滅。東，傾向北西，傾角 70176。沿走向上有 3— 7 8五 —21 五 —3五 —45 等鉆孔控制，已查明。東，過襄垣火車站呈緩 “S”型彎曲，傾向南東，一般傾角 70176。落差王家莊村東 80m左右，到興莊村附近猛增到 240m，區(qū)內(nèi)延伸 。落差 20~47m，北側(cè)下降南側(cè)上升，與西川斷層 構(gòu)成一地塹構(gòu)造。 落差 125~200m，北側(cè)上升南側(cè)下降。 現(xiàn)將主要斷層簡述如下： （ 1）西川正斷層：為井田北部自然邊界，走向北 50176。~50176。~80176。~85176。~75176。~85176。均不同程度 地 影響生產(chǎn)。 區(qū)內(nèi)共揭露大小斷層 198 條：其中正斷層 195 條、逆斷層 3 條。 2） 斷層 在褶曲形成過程中，由于背斜軸部張引力的作用發(fā)育有高角度正斷層，構(gòu)成地壘、地塹構(gòu)造，它們是五陽井田常見的斷層組合