【正文】 層之間的水力聯(lián)系，都與區(qū)域水文地質(zhì)特征基本一致，現(xiàn)在將各類含水組的主要特征簡述如下：1．第四系松散層孔隙含水組～。根據(jù)含、隔水情況，可將第四系劃分為上、中、下、底四部分。3．石炭系太原組以及奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水組（1），主要由泥巖，砂巖，灰?guī)r和薄煤所組成，其中灰?guī)r12層，灰?guī)r的富水性中等，但分布不均勻，地下水處于停滯狀態(tài)。4．?dāng)鄬蛹昂?、?dǎo)水性～16m之間，而且多為泥質(zhì)充填，無漏水的現(xiàn)象。但是當(dāng)?shù)叵滤乃τ绕涫钱?dāng)斷層切割灰?guī)r或含水的厚度砂巖時，隨時都可能出現(xiàn)導(dǎo)水或突水的危險。由此看來，第四系松散層孔隙水不是礦井開采的主要水害。（2）煤系砂巖裂隙含水層之間，由于均為泥質(zhì)巖類所隔，所以彼此在正常情況下無水力聯(lián)系，但為斷層切割處，在層間水力均衡遭到破壞時，則有可能出現(xiàn)突水，并導(dǎo)致層間水力連通的現(xiàn)象。因此，煤系砂巖裂隙水雖然是礦井的直接充水因素，但因受天然條件的限制，對礦床的開采，仍然不能構(gòu)成大的威脅。（3）太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層，彼此主要由泥巖所隔，正常情況下，對1煤層的開采影響不大。從而通過其破裂帶向1沒進水。為此，建議對太灰、奧灰及切割1煤與灰?guī)r的斷層進行補充勘探，以便真正搞清太灰水、奧灰水的關(guān)系，掌握斷層的富，導(dǎo)水性，為安全順利地開采8號煤提供充分的依據(jù)。一般以下列情況為界：（1）充分利用自地質(zhì)條件進行劃分，如以大斷層，煤層露頭，大窯采空區(qū)為界；（2）以山谷，河流。（二）井田境界本井田境界東以F209斷層與張集礦井相接，西至F5斷層與劉莊勘探區(qū)為鄰，南以某向斜軸或171號煤層1000m等高線的地面投影線為界，北至1號煤層露頭線或張集勘探區(qū)三線。關(guān)于井田境界，原初步設(shè)計根據(jù)兩淮總部總工設(shè)字（79）110號文，東部境界暫以七西線與七～八線之間為界（）。通過對本礦地質(zhì)資料的分析，某礦有700m以下開采的條件，基本可以延伸道900m左右，為井田的長遠發(fā)展奠定了條件。由煤層柱狀圖計算可知，可采煤層的總厚度為6m，傾角10176。工業(yè)儲量按下式計算：Zc=YMS/cos10176。則 Zc=（650Y）/cos10=（650）/= Mt由于該礦產(chǎn)狀較好，故其高級儲量符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的要求。（二）儲量的級別的劃分1．構(gòu)造劃分本區(qū)內(nèi)含煤地質(zhì)傾角平緩，產(chǎn)狀變化很小，斷層稀少，又無巖漿侵入或影響，屬于一類簡單的構(gòu)造。2．綜合劃級采用就低不就高的原則，通過對區(qū)內(nèi)構(gòu)造和煤層的單項分析，構(gòu)造劃級所采用的工程線距。全礦的工業(yè)儲量（A+B+C），其中A級儲量200Mt，B級儲量140Mt，A+B級儲量340Mt，占A+B+%。方案二第一水平（風(fēng)氧化帶下限～700m）工業(yè)儲量（A+B+C），第二水平（700m～850m），、表23。A+?！睹禾抗I(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定大型礦井中的高級儲量A+B級應(yīng)占A+B+C級的50%以上，一水平內(nèi)的A+B級儲量占A+B+C級儲量的比例不少于70%，其中A級儲量占本水平的儲量的比例不少于40%。（三）保護煤柱儲量計算1．煤柱的留設(shè)在一般情況下，保護煤柱應(yīng)根據(jù)受保護面積邊界和移動角值進行圈定。3mm/m曲率：k=＋10 3/m水平變形：ε=+2mm/m對于必須留保護煤柱的建筑物和構(gòu)筑物，當(dāng)其形狀規(guī)則，且長軸于煤層走向或傾向平行時，宜用垂直剖面法圈定保護邊界；當(dāng)保護對象形狀復(fù)雜，且又于煤層走向斜交時，宜用垂線法確定圈定保護邊界；同時應(yīng)用上述兩種方法確定保護煤柱邊界時，其重疊部分為受護對象的最合理保護煤柱；當(dāng)圈定延伸形建筑物或基巖面標(biāo)高變化較大情況下的保護煤柱時，宜用數(shù)字標(biāo)高投影法。根據(jù)某礦的產(chǎn)量設(shè)計及其煤田賦存特征，可以確定某礦的工業(yè)廣場的面積為40km2。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》要求：斷層煤柱尺寸的大小取決于斷層性質(zhì)，斷距，含水情況，落差很大的短斷層。大于50m的斷層有2條，20m～50m的斷層有5條，小于20m的斷層有10條。圖22 保護煤柱內(nèi)有斷層或立井穿過斷層時保護煤柱留設(shè)方法圖23 某礦工業(yè)廣場保護煤柱壓煤示意圖本礦井設(shè)計只對8號煤層進行開采設(shè)計，邊界露頭線為450m，該煤層平均厚度為6m，900m以下的煤炭儲量尚未探明，作為礦井的遠景儲量。井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設(shè)計的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為：Zg=SMR/cos10176。（2）工業(yè)廣場煤柱本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為400萬t/a，所以取工業(yè)廣場的尺寸為500m800m的長方形。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610m，該處表土層厚度為341m，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21。煤層厚度/m沖擊層厚度/mфδγβ61010176。75176。70、6176。）= （2—4）則工業(yè)廣場的煤柱量為：Z=SMR （2—5）式中 Z1——工業(yè)廣場煤柱量；S——工業(yè)廣場壓煤面積：；M——煤層厚度：6m；R——煤的容重：。表22 巖層移動角煤層傾角/煤層厚度/m圍護帶寬度/mфδγβ10176。75176。176。1．礦井設(shè)計生產(chǎn)能力因為本井田儲量豐富，主采煤層賦存條件簡單，瓦斯涌出量大，井田內(nèi)部無較大斷層，生產(chǎn)能力大，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為400萬t/a。（1）礦井開采能力校核某礦礦區(qū)8號煤層為厚煤層，煤層平均傾角為10176。（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40噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達到設(shè)計井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用膠帶輸送機運到主井煤倉，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(shè)計生產(chǎn)能力的要求。礦井通風(fēng)采用兩翼對角式通風(fēng)抽出式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)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(shè)計生產(chǎn)能力。礦井服務(wù)年限的公式為：T=Zk/（Ak） （2—8）式中 T——礦井的服務(wù)年限，年；Zk——礦井的可采儲量，；A——礦井的設(shè)計生產(chǎn)努力400Mt/a；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(shù)原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。第二節(jié) 井田開拓一、井田開拓方案比較（一）地質(zhì)條件對開采的影響（1）新生界松散層厚度大（ m～， m，南薄北厚）；（2）煤層埋藏深（380m～1000m），儲量多；（3）煤層層數(shù)少（可采煤層層），地層傾角8176。產(chǎn)狀平直；（4）井田面積大（50km2）地勢平坦（+24 m～+25 m）；（5）煤層瓦斯含量比較大，地溫比較高；在特厚表土層的條件下，設(shè)計確定采用立井，主要石門和集中大巷開拓方式。本井田走向儲量中心基本位于八東線3孔附近，地面自然標(biāo)高+，位于內(nèi)澇區(qū)與濟河之間，距濟河河堤僅250m，屬于洪水淹沒區(qū)，且南僅500m即為落差達335m的F202斷層。因此本礦井井口難于布置在井田儲量中心位置。方案一雖然井筒位置偏西，第一水平井底車場巖性稍差，但具有工業(yè)場地開闊、地勢高，井筒表土層薄，工業(yè)場地壓煤量少，工廣不遷村莊，第一水平儲量大，井巷工程量較小，地面鐵路較短。即主、副井，工業(yè)場地選擇在八線于950m交點西北方向60m處。工業(yè)場地的面積為40公頃即800m（傾向）500m（走向），加上工業(yè)場地四周各留15m的保護帶那么工業(yè)場地的面積為830m（傾向）530m（走向），西風(fēng)井地面場地為：60（傾向）m50（走向）m。井底車場位于8煤的頂板，采用兩翼對角式通風(fēng)。方案三，井口位于線八350m交點北方向250m，表土層厚247m，工業(yè)場地地勢平坦，開闊，自然標(biāo)高+～24m，第一水平標(biāo)高400m，第一水平井底車場位于8煤底，然后向下延伸?，F(xiàn)在對前兩個方案的優(yōu)缺點分析如下表23。（1）礦井兩翼儲量比相差比較大，東翼占60%，西翼占40%，井口位置略偏西；（2）第一水平井底車場位于8煤頂板，井底車場巖性比方案二要差一些。位于濟河附近，地勢低，易受洪水威脅，井筒表土厚，工業(yè)場地壓煤量大表24 井口位置方案比較表序號比較項目單位方案方案一方案二1井口位置/井口位于八線于950m交點西北方向60m處井口位于八線于800m交點西北方向200m2工業(yè)場地地面地形地貌/地勢平坦、開闊、無村莊、河流地勢平坦、有村莊、位于洪水淹沒區(qū)3工業(yè)場地原始標(biāo)高m+～+～4主井井筒表土厚m5工業(yè)場地煤柱Mt6第一水平標(biāo)高m7007007主井井筒可達最深標(biāo)高m9008508第一水平井底車場層位/8煤的底板8煤的頂?shù)装?達產(chǎn)時井筒個數(shù)個4410達產(chǎn)時采區(qū)慣通距離m11第一水平可采儲量Mt12達產(chǎn)時井巷工程量Mt（三）確定工業(yè)場地地位置和面積根據(jù)以上的分析及計算，可知工業(yè)場地的位置位于八線于950m交點西北方向60m處，形狀為530830m2的矩形。上部含水組與中部含水段一般無直接水力聯(lián)系。在井田南部，沿25煤層露頭以南古地形隆起處，中部含水段直接覆蓋于基巖上。該段富水性弱～中等。（2）回采上限標(biāo)高確定 由于計算的防砂煤柱高度均小于風(fēng)氧化帶的深度，以及基巖面標(biāo)高的變化比較大等因素，為使回采工作面巷道避開煤層風(fēng)氧化帶的影響和便于巷道布置與生產(chǎn)管理，根據(jù)采區(qū)布置情況，在一定范圍內(nèi)選用同一標(biāo)高，作為煤層的回采上限。2．水平劃分運輸水平的標(biāo)高，主要是根據(jù)水平儲量及服務(wù)年限、階段垂高及斜長、井底車場巖性等因素確定。按上述原則將全礦井劃分為1個水平，實行上下山開采，計算服務(wù)年限為62年。后期考慮東一、東一并東一、東二兩個采區(qū)同時回采。2．開采順序（1）煤層按賦存條件，采用上行開采和下行開采結(jié)合的開采順序。礦井達產(chǎn)時，共布置2個采區(qū)2個回采工作面，即東一西一8。先采上山煤，后下山開采。產(chǎn)狀平直、穩(wěn)定的賦存特點，第一水平（700m）主要運輸巷道采用集中大巷和分區(qū)石門布置方式?？紤]到了采區(qū)煤倉容量要求，分區(qū)石門皮帶機搭接關(guān)系及大巷圍巖穩(wěn)定性，礦井東、西兩翼皮帶機大巷布置在8煤層頂板的巖石中，兩翼軌道大巷布置在瓦斯含量較低，煤層厚度為5m～7m的以下的巖巷中。2．主要回風(fēng)巷道布置根據(jù)煤層賦存特點，本礦井適于布置東翼回風(fēng)大巷為單巷布置，其位置在8煤層底板，西翼回風(fēng)大巷布置在8煤層底板。3．井筒的延伸 礦井只設(shè)立一個水平，故暫不考慮井筒延伸的問題。二、礦井基本巷道（一）井筒1．主井（1）主井?dāng)嗝婕盎返倪x型方案；根據(jù)一次提升量40t選用兩套JG32/190B箕斗。主井井筒表土層采用凍結(jié)法施工，表土層、基巖段均采用噴射混凝土支護，支護厚度為1000mm，選取JG40/190B型箕斗。2．副井（1）提升設(shè)備選型根據(jù)《礦井提升運輸》，副井罐籠的規(guī)格選擇規(guī)定如下：① 根據(jù)井下運輸使用的礦車名義載重量（主井為箕斗提升時按運輸?shù)V車名義載重量）；② 根據(jù)運送最大班下井工人的時間不超過40min或每班總作業(yè)時間是否超過5h來確定罐籠的層數(shù)；采用簡單計算法確定斷面：D=8m；那么，副井井筒表土層采用凍結(jié)法施工，表土層、基巖段均采用噴射混凝土支護，支護厚度為1000mm。東風(fēng)井用于東翼回風(fēng)，西風(fēng)井專用于西翼回風(fēng)。（二）井底車場（1）井底車場形式的選擇：初步設(shè)計已確定井底車場為折返式車場，東西兩翼軌道大巷來車均經(jīng)主石門進入井底車場。圖26 井底車場硐室布置示意圖三、礦井提升（一）主井提升；生產(chǎn)一水平為700m；年工作日為330天，每天三班工作兩班提煤（16小時）。提升控制和井上、下自動裝卸系統(tǒng)均應(yīng)具有自動、手動兩種操作方法。（二）副井提升副井擔(dān)負礦井升降人員和材料設(shè)備以及矸石等輔助作業(yè)任務(wù)。本礦采用塔式提升，每罐載76人，提升機為JKM—46（A/Ⅲ）。煤層走向北70176。一般傾角為8176。產(chǎn)狀平直、穩(wěn)定。從本礦井?dāng)嗔褬?gòu)造分布的位置來看，幾條主要斷層都處于礦井邊界或其深部位置，而井田內(nèi)斷層比較少，規(guī)模也不大，且多出露在8煤層以下各煤層之淺部，對煤層的破壞比較小?，F(xiàn)從這層煤的主要特征及其所受構(gòu)造的影響等方面，對其主要開采條件作如下分析：該煤層厚度介于4m～7m之間，平均6m，煤層厚度的變異系數(shù)為27%，煤層的可采性指數(shù)為100%。該煤層分布穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，僅局部遇見一層炭質(zhì)泥巖夾矸，煤層頂板以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，局部為石英砂巖；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。這些斷層的出現(xiàn)，也僅對工作面的布置具備影響。第二節(jié) 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、采區(qū)布置（一）首采區(qū)位置選擇原則本礦井首采區(qū)位置選擇原則：（1）首采區(qū)位置必須要有較高的勘探程度和豐富的可靠的儲量，尤其是有足夠的綜采可采儲量，而且煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單。（3）采區(qū)布置要有利于井下開拓、配采和采掘接替，以形成合理的通風(fēng)運輸系統(tǒng)，為礦井投產(chǎn)后生產(chǎn)管理簡單，生產(chǎn)運營管理費用低創(chuàng)造條件。（5）首采區(qū)應(yīng)盡量布置在對開采有影響的的主要村鎮(zhèn)、河流及地面主要干線等建筑物下。對于各個煤層采用一次采全高的采煤方法，由于本設(shè)計首先考慮開采8煤層，所以先開采8煤層再配采其他煤層。（三）上山布置方式由于本礦采用雙翼走向長壁，那么在東西兩翼布置上山。三條上山布置的主要優(yōu)點是：專巷專用、安全可靠、系