【正文】 滲透。m，K=~ m/d。 4）奧陶系巖溶裂隙含水組：區(qū)域范圍內(nèi)，在安徽省閘河煤田東西兩側(cè)出露，本煤田僅在芒山有局部出露。補(bǔ)給方式以遠(yuǎn)方水平滲透為主。m，~ m/d。 井田水文地質(zhì)條件 本井田水文地質(zhì)類型為中等—簡單，其主要依據(jù)是：1）直接充水含水層，三煤層和二煤層頂板砂巖含水性弱， /sm； 5）主采煤層頂?shù)装鍘r層穩(wěn)定； 6）礦床遠(yuǎn)離地表水體。 通過采用“集水廊道”法計(jì)算，礦井預(yù)計(jì)正常涌水量894 m3/h（其中：K5砂巖328 m3/h，三煤組291 m3/h，二煤組275 m3/h）；最大涌水量1200 m3/h。共含煤17~20層。其中有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的為下二迭統(tǒng)的山西組及下石盒子組。其中山西組的二2煤層為主要可采煤層，下石盒子組中局部可采的煤層有三1 、三、三4三層。全區(qū)穩(wěn)定可采。04線以南以單層結(jié)構(gòu)為主，以北漸變?yōu)殡p層結(jié)構(gòu)，未受巖漿巖破壞。 煤質(zhì) 各煤層均為高變質(zhì)階段的無煙煤。 三煤組各煤層煤質(zhì)的共同點(diǎn)是：中至富灰分(三1煤為富灰)，特低硫，高熔點(diǎn)；中至高發(fā)熱量；，可選性中等；化學(xué)活性一般不佳；熱穩(wěn)定性差~中等；強(qiáng)結(jié)碴，不易磨。 各煤層煤質(zhì)主要特征見表14。瓦斯井田內(nèi)瓦斯含量普遍較低，一般小于1 cm3/g；瓦斯風(fēng)化帶分布很廣很深，除個(gè)別富集點(diǎn)之外，都屬瓦斯風(fēng)化帶，直至800 m以深。一般認(rèn)為，瓦斯風(fēng)化帶界面處的相對瓦斯涌出量為2 m3/t將本礦井定為低沼氣礦井管理是有充分依據(jù)的。各煤層均無自然發(fā)火傾向。井田內(nèi)其余地段地溫均屬正常。共施工鉆孔88個(gè)，成14條勘探線。 m。1986年8月27日獲正式批準(zhǔn)。正式批準(zhǔn)后的“陳四樓井田精查地質(zhì)報(bào)告”可作為礦井設(shè)計(jì)和建設(shè)的依據(jù)。 (2) 上石盒子組底部K5砂巖與三4煤層的間距僅為27 m，應(yīng)為三4煤層的直接充水含水層，勘探中未作抽水試驗(yàn)。(4)1980年前鉆孔封孔質(zhì)量不好，1980年后封孔質(zhì)量有所改進(jìn)，但也難作出評價(jià)。（2）地震解釋斷層FF4，應(yīng)在生產(chǎn)勘探中證實(shí)（3）對封孔質(zhì)量問題，生產(chǎn)建設(shè)中應(yīng)引起注意，及時(shí)采取有效措施，以預(yù)防因封孔質(zhì)量不好而造成水害。東至二2 露頭線；西至“環(huán)狀斷裂”；北達(dá)F38斷層和巖漿侵入所造成的天然焦邊界；南靠城郊煤田邊界。該井田北部如經(jīng)勘探論證可以開采，則其北部邊界可以擴(kuò)展；西部可根據(jù)市場的需要開發(fā)天然焦，開闊邊界。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量煤層內(nèi)傾角為3176。褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動(dòng)，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。 m。層位穩(wěn)定，煤厚變化相對較小，變化規(guī)律明顯，鉆孔見煤點(diǎn)數(shù)Km，γ25%，表21 煤層穩(wěn)定類型的主、輔指標(biāo)煤層類型穩(wěn)定煤層較穩(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層極不穩(wěn)定煤層主要指標(biāo)輔助指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo) 薄煤層Km≥γ≤25%≥Km≥25%γ≤35%Km35%γ55%Kmγ55%中厚和厚煤層γ≤25%Km≥25%γ≤40%Km≥40%γ65%Km≥γ65%Km特厚煤層γ≤30%Km≥30%γ50%Km≥50%γ75%Km≥γ75%Km 圖21 井田賦存狀況示意圖圖22 地質(zhì)儲(chǔ)量圖故將其確定為穩(wěn)定煤層，即第一型，其它煤層的穩(wěn)定類型據(jù)其發(fā)育程度確定為不穩(wěn)定型。評定煤層穩(wěn)定類型的主、輔指標(biāo)見表21：井田內(nèi)含煤地層自下而上為石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組，下石盒子組及二迭系上統(tǒng)上石盒子組。 二2煤層為一穩(wěn)定~較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單(偶含泥巖夾矸一層)的厚煤層。該煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變化較小，～ m， m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲(chǔ)量類型的值： 礦井地質(zhì)資源量礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算： （21）式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt；——二2煤層平均厚度，m；——二2煤層底面面積，m3；——二2煤容重，t/m3。2礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用下式計(jì)算： （22）式中：——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； ——探明的資源量，Mt； ——控制的資源量，Mt； ——推斷的資源量，Mt； ——可信度系數(shù)，～。因此： = （Mt） 礦井可采儲(chǔ)量由于陳四樓井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，地面無大的水域和河流，且基層上覆表土層厚，含水砂層之間及其與基巖之間有厚度比較穩(wěn)定的粘土層，形成天然的隔水屏障，滲透能力差，富水性弱，逕流滯緩；下伏太原組灰?guī)r含水層與二2煤層之間有砂巖和泥巖組成的隔水層，厚度在50 m以上，正常地段二2煤層的開采不存在底板突水的威脅；地面村莊密布，為充分開發(fā)煤炭資源，本設(shè)計(jì)不留設(shè)村莊煤柱及防水煤柱，采用長壁冒落法進(jìn)行遷村采煤。 m的二2煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，因此，井田內(nèi)的各種永久煤柱損失按二2煤層進(jìn)行計(jì)算。 （23）式中：——井田邊界煤柱寬度，m；——井田邊界煤柱長度，m；——煤層厚度，m；——煤層容重，t/m3；—— 井田邊界保護(hù)煤柱損失，Mt。結(jié)合本設(shè)計(jì)井型（ Mt/a），應(yīng)該是17公頃， km2，但是考慮到近些年來建筑技術(shù)的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場的面積都有縮小的趨勢。設(shè)計(jì)長軸定為400 m，短軸定為300 m。垂直剖面圖如圖21所示。a1占地面積/公頃（10萬t）1≥240120～18045～909～30 表23 陳四樓井田地質(zhì)條件及巖層移動(dòng)角 煤層厚度/m煤層傾角α/176。1541走向移動(dòng)角δ/176。下山移動(dòng)角β/176。已知= m，= m，= m，代入公式（24）可得：=（+） =（m 2）所以煤層底板面積及煤柱損失量：= m 2 ；= Mt。井田現(xiàn)已查明四條斷層，即F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4。已知 m， m， t/m3， m，代入（25）可得： =（Mt） 同理，F(xiàn)3，F(xiàn)4斷層煤柱損失： （26） 式中：——F3，F(xiàn)4煤柱損失，Mt；——F3，F(xiàn)4長度，m；——二2煤層厚度，m；——煤層容重，t/m3?；谝陨瞎剑?5）， Mt。則礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為： =（Mt）礦井儲(chǔ)量匯總見表25： 表25 礦井儲(chǔ)量匯總煤層工業(yè)資源儲(chǔ)量/Mt礦井資源 儲(chǔ)量/Mt永久煤柱損失/Mt設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量/Mt二2 圖24 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱3. 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度根據(jù)按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330 d計(jì)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(shí)間為16 h。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(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)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(gè)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。礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲(chǔ)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、礦井服務(wù)年限力三者之間的關(guān)系為： （31） 式中：——礦井服務(wù)年限，a；——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt；——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。則，礦井服務(wù)年限為：=（） = （a）服務(wù)年限符合要求。表31 我國各類井型的新建礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角25176?！?5176。6及以上7035——356030——5025201540201510按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)有二2煤層可采， m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度稍有變化。地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采放頂煤工作面。煤炭大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高，機(jī)動(dòng)靈活；大巷輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。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?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求，見表31。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。井田開拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則: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。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)。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)常保持良好的狀態(tài)。根據(jù)用戶需要，應(yīng)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。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。本礦井煤層傾角小，176。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(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。2工業(yè)設(shè)施簡單。4施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。受地形影響特別大有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶斜井與立井相比：1井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。3主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。4斜井井筒可作為安全出口。2通風(fēng)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(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。從井筒和工業(yè)場地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。3）有利于礦井初期開采的井筒位置盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)附近有河流或水庫時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。因?yàn)橛弥骶仫L(fēng)存在主井漏風(fēng)嚴(yán)重的問題，所以不安排主井進(jìn)回風(fēng)；井田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風(fēng)，因此設(shè)置中央回風(fēng)井，用于前后期回風(fēng)。工業(yè)場地的具體位置及坐標(biāo)見圖24。其大小確定的依據(jù)前面第二章已經(jīng)詳細(xì)的講述，在此不作贅述。所以，開采水平的劃分要合理。同時(shí)還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時(shí)間。3）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高我國多年的生產(chǎn)建設(shè)實(shí)際表明，開采水平垂高過小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。故在運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。二2煤層傾角較平緩，為3～15176。為緩斜煤層，故設(shè)計(jì)為兩水平開采。采區(qū)式和帶區(qū)式開采相結(jié)合。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，分述如下：方案一：立井單水平加暗斜井開拓主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，設(shè)一水平加暗斜井延伸；回風(fēng)大巷布置在煤層當(dāng)中，沿底板掘進(jìn)；運(yùn)輸大巷布置在煤層底板巖層之中。方案二：立井單水平上下山開拓主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，二水平布置兩個(gè)雙翼采區(qū)，四條煤層上山，均沿煤層底板掘進(jìn)；由于礦井涌水量較大，在920 m水平設(shè)一排水巖石大巷。方案三：立井兩水平開拓（運(yùn)輸大巷布置在巖層中）主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，立井延伸；均通過石門與上下水平巖石大巷相連通，回風(fēng)大巷布置在煤層當(dāng)中，沿底板掘進(jìn)；輔助運(yùn)輸大巷布置在煤層底板巖層之中。方案四：立井兩水平開拓（運(yùn)輸大巷布置在煤層中）主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，立井延伸；二水平通過石門與上下水平煤層大巷相連通，回風(fēng)大巷和輔助運(yùn)輸大巷布置在煤層中，沿底板掘進(jìn)。以上所提四個(gè)方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風(fēng)大巷長度以及一、二水平采區(qū)和帶