【正文】 176。礦井內(nèi)無陷落柱。本井田的基本構造特征為：向南西傾伏寬緩褶曲，伴有大中型、高角度正斷層和次一級的小型斷裂，構造線方向大致為北東東和北東方向褶曲；地層總體傾向南西，傾角一般為10176。濁漳河由南向北經(jīng)過礦區(qū)南部邊緣，其支流有洚河，嵐水河和青河等。濁漳河南源流入漳澤水庫與其支流匯合，再向北與西源匯合。南、西二源在井田中央與西源匯合后，由南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽井田。而礦區(qū)內(nèi)基本無地表河流。井田內(nèi)共有11個含水層：Ⅰ～Ⅴ為灰?guī)r裂隙溶洞含水層；Ⅵ～Ⅹ為砂巖裂隙含水層；Ⅺ為風化殼及砂礫孔隙含水層。通過回采后形成的導水裂隙帶和冒羅帶涌入礦井。各水層分布見含水層情況表13。共含煤15層，其中山西組4層（1—4號）太原組（5—15號煤）%?！?2176。煤質(zhì)的硬度為f=～。表13 含水層情況表名稱代號厚度（小—大）巖性水位標高QL/S?mKm/d平均原始現(xiàn)在溶洞水Ⅰ400177。除以上主要可采煤層外，還有5，9，10，11，13，153等局部可采煤層。偽頂多為黑灰色泥巖,～，隨著采煤冒落。老頂多為砂巖，硬度大，厚度不穩(wěn)定，～，其單向抗壓強度380～1310kg/cm2，一般不易冒落，會造成周期來壓。153號煤層頂板多為泥巖及粉砂巖，厚度變大，中等硬度，屬于易冒落頂板。煤層的埋深及頂?shù)装鍘r層見綜合柱狀圖12。r，~r。五陽煤礦2003年按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，又對3煤層礦井瓦斯等級及二氧化碳進行鑒定，屬低瓦斯礦井。3煤層瓦斯及二氧化碳涌出量見表18，3煤層瓦斯參數(shù)測試結果見表19。煤的脆性較大，在機械化采煤程度高的今天，采煤作業(yè)過程中容易形成大量的煤塵。3煤層的自燃傾向性等級鑒定結果表明：3煤層煤塵具有爆炸性，屬不易自燃煤層，但局部區(qū)段3煤層有可能產(chǎn)生自燃。2 井田境界與儲量 五陽礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。礦井開采的上限標高+850m，由于礦井南北是以斷層為界，西以勘探線為界，所以礦井下部開采邊界在技術與經(jīng)濟進一步發(fā)達的情況下仍然可以進一部探明，以擴大下部開采邊界，增加井田的可采儲量，延長服務年限，提高全礦的經(jīng)濟效益。由于本礦井的煤層傾角為煤層傾角為3176。平均傾角為10176。 礦井儲量計算煤層內(nèi)傾角為3176。褶曲較發(fā)育，斷層不太發(fā)育，無巖漿活動，為中等構造地區(qū)，屬于第二類。根據(jù)已看勘探的煤種以貧煤為主，其次是無煙煤。25176。45176。）最低灰分%4050本礦井設計對3煤層進行開采設計，基巖無出露，西邊有風氧化帶。3煤層，采用塊段法計算工業(yè)儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內(nèi)至少應有一個以上的鉆孔。圖21 塊段劃分示意圖根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值：（1）礦井地質(zhì)資源量礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計算： （21）式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt；——煤層平均厚度，m；——煤層底面面積，m3；——煤容重，t/m3。)塊段面積/km2煤厚/m容重/t/m3儲量/Mt總儲量/Mt12345678（2）礦井工業(yè)儲量根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。礦井工業(yè)儲量可用下式計算： （22）式中 ——礦井工業(yè)資源/儲量； ——探明的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量；——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量；——探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量；——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量；——推斷的資源量；——可信度系數(shù)，~。 （Mt） （Mt） （Mt） （Mt） （Mt）因此將各數(shù)代入式22得：（Mt） 礦井可采儲量礦井設計資源儲量按式（23）計算：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?3）式中 ——礦井設計資源/儲量 ——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱損失量之和。則： （Mt）礦井設計可采儲量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?4）式中 ——礦井設計可采儲量； ——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設計資源/儲量的2%算； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。第522條規(guī)定：工業(yè) 。煤層的平均傾角為10度，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為+650m，該處表土層平均厚度為32m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表24。15045757565由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖21所示的工業(yè)廣場保護煤柱的尺寸：由圖可得出保護煤柱的尺寸為：由CAD量的梯形的面積分別是：377396m2 S3煤=377396/cos10176。則： Z3煤= 104=411(萬噸)3 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限按照《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》中規(guī)定，參考《關于煤礦設計規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，三八制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤，凈提升時間為16小時?！【托：讼旅嫱ㄟ^對設計煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。（2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對16噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達到設計井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運不成問題。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設計生產(chǎn)能力的要求。礦井通風采用對角式通風，礦井達產(chǎn)初期對首采只需先建一個風井即可滿足礦井的通風需求，后期再建一個風井，可以滿足整個礦井通風的要求。所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設計生產(chǎn)能力。礦井服務年限的公式為：T=Zk/(AK) （31）其中：T 礦井的服務年限，年； Zk礦井的可采儲量，； A 礦井的設計生產(chǎn)努力， 180萬噸/年； K 礦井儲量備用系數(shù)。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因為礦井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。即本設計第一水平的服務年限符合礦井設計規(guī)范的的要求。25176。45176。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。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。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。根據(jù)用戶需要，應照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。2）本井田瓦斯及涌水比較小,對開拓方式的選擇影響不大。 井筒形式的確定（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。具體見表41。角度變化較大，3176。；表土層厚約30 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡單，涌水量不大；井筒不需要特殊施工，因此需采用立井開拓。2工業(yè)設施簡單。4施工條件好，掘進速度快，加快建井工期。受地形影響特別大有足夠儲量的山嶺地帶斜井與立井相比：1井筒施工工藝、設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少。3主提升膠帶化有相當大提升能力。4斜井井筒可作為安全出口。2通風線路長、阻力大、管線長度大。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。2井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。4井筒通風斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風量的要求。2井筒裝備復雜，掘進速度慢，基建投資大。（2）井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達產(chǎn)和正常接替。2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較小；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應力區(qū)。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國道近。（3）井筒數(shù)目為了滿足井下煤炭的提升，需設置一主井，輔助提升及進風設置一副井。共計兩個井筒。具體采區(qū)、帶區(qū)劃分見圖41。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表23工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向。 開采水平的確定本礦井主采煤層為3號煤層，其它煤層屬薄且不穩(wěn)定煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段最大垂高為200~350m，針對于本礦井的實際條件，決定煤層的階段垂高為260m左右。 礦井開拓方案比較（1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術上可行的開拓方案，如圖42，分述如下：方案一：暗斜井延伸 主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在巖層當中，設兩個水平，用暗斜井延伸。方案三：輔助水平主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷和輔助水平布置在巖層當中，立井直接延伸設一個輔助水平。（2）技術比較以上所提四個方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風大巷長度以及一水平采區(qū)和帶區(qū)布置總體一致。方案一、二中，區(qū)別在于一方案中暗斜井延伸，斜井掘進比較困難且工程量大，增加了排水費用，維護費用；但其優(yōu)點也是顯而易見的：減少了石門工程量，不影響一水平的正常生產(chǎn)。故兩方案中暫取方案二。表42 各方案粗略估算費用表項目方案一　暗斜井延伸方案二　立井直接延伸基建費用/萬元主井延伸1831主井延伸283副井延伸1721副井延伸283石門153石門151井底車場1651井底車場1423小計生產(chǎn)費用/萬元提升提升大巷運輸11444大巷運輸11444小計合計費用/萬元費用/萬元百分率 百分率100%項目方案三　輔助水平方案四　三水平基建費用/萬元主井開鑿442主井開鑿533副井開鑿442副井開鑿533石門總和963石門總和2481井底車場1632井底車場2423大巷總和6351大巷總和7220小計 小計生產(chǎn)費用/萬元提升18682提升18682大巷運輸18682大巷運輸18682小計 小計 合計費用/萬元 費用/萬元 百分率100%百分率 %方案三、四中，區(qū)別在于水平的布置位置。方案四中，設三水平，初期建井期短，投產(chǎn)快，運輸環(huán)節(jié)少，生產(chǎn)經(jīng)營費用省。經(jīng)粗略估算，兩方案中暫取方案三。表43 建井工程量項 目方案二方案三初 期主井井筒/m200+20237+20副井井筒/m200+10237+10石門/m56381上山/m01606大巷/m6701446后 期主井井筒/m260+20180+20副井井筒/m260+10180+10表44 生產(chǎn)經(jīng)營工程量　項目　系數(shù)方案二 兩水平方案三　輔助水平煤量/萬t平均運距/km基價/元km費用/萬元煤量/萬t平均運距/km基價/元km費用/萬元大巷及石門運輸 9963 7751 東一帶區(qū) 5353 5330 項目系數(shù)長度/km服務年限/a基價/萬元km）1　長度/km服務年限/a基價/萬元km）1　大巷維護 2