【正文】 三煤組1三2山西組（P）二煤組2二1（分叉二）二、二1，煤層較穩(wěn)定，全區(qū)基本可采太原群(C3)一煤組8一1（分叉一）一一一一一一8一一1僅3補(bǔ)21孔達(dá)可采，普遍發(fā)育，大面積可采，3補(bǔ)17孔、1補(bǔ)28孔、8補(bǔ)6孔、9補(bǔ)3孔均不可采一1煤上距二1煤65m左右，下距奧陶系馬家溝灰?guī)r7m左右。二1煤層賦存于山西組下部，～，平均為7m左右，穿過該煤層見煤點(diǎn)47個(gè)，其中45個(gè)達(dá)可采，可采含煤系數(shù)為96%，煤層頂板有時(shí)為大占砂巖，直接壓煤，多數(shù)為砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖，煤層底板為深灰色泥巖，間接底板為砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖。二1煤層在本區(qū)總的變化趨勢為中部厚，向東西方向變薄，中部5～10線煤厚為8～22m，特厚點(diǎn)位于7補(bǔ)4孔，5線以東多數(shù)煤厚為4～6m。淺部生產(chǎn)礦井，發(fā)現(xiàn)煤厚由東向西，呈厚薄相間變化，厚煤帶呈北西～南東向展布，～，一般7m左右，尚未發(fā)現(xiàn)不可采區(qū)，僅在西部18采區(qū)，有一定范圍的不可采區(qū)，煤層為較穩(wěn)定型。影響一1煤層和二1煤層厚度變化的原因淺析：⑴ 沉積基底起伏引起煤層厚度的變化一1煤層間接底板奧陶系馬家溝灰?guī)r，巖溶地形影響，～，凸處煤厚0～。⑵ 成煤后期構(gòu)造—滑動(dòng)斷層對(duì)二1煤層厚度的破壞本區(qū)低角度郭崗滑動(dòng)斷層，使二1煤層變薄，直至全部鏟失。通過主要煤層厚度變化初淺分析認(rèn)為：一1煤層主要受原生沉積基底起伏所控制，二1煤層主要受成煤環(huán)境和后期構(gòu)造—滑動(dòng)斷層的控制。煤易燃、微煙。一1煤層顏色及條痕色為黑色，呈塊狀、粉末狀為全亮型，具透鏡狀，條帶狀結(jié)構(gòu)，玻璃光澤，貝殼狀斷口，具明顯擦痕和星散狀黃鐵礦，硬度較大。煤巖類型根據(jù)淺部裴溝井田樣品鏡下鑒定：二1煤層煤巖組分，以凝膠化物質(zhì)為主，%。按鏡質(zhì)組所占比例，二1煤顯微煤巖類型為半亮型煤。（二）煤的化學(xué)性質(zhì)和煤的工藝性能煤的化學(xué)性質(zhì)⑴ 主要煤質(zhì)特征本井田共采煤芯樣37個(gè)，其中二1煤層33個(gè)，一1煤層4個(gè)，通過各種項(xiàng)目的分析化驗(yàn)，主要煤質(zhì)指標(biāo)見表123。一1煤層：～%，%，為中灰煤，%，降灰率一般為50%左右。煤灰熔融性的軟化溫度（T2）二1煤為＞1400℃，一1煤為1338℃，均屬高熔灰分。%。⑵ 煤的氣化本井田未作煤氣化取樣試驗(yàn)。塊煤太少，若粉煤加工成型，還可以達(dá)化肥工業(yè)的要求。詳見表124。、煤塵、煤的自然性及地溫一）瓦斯 m3/t， m3/min。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局豫煤安[2006]251號(hào)《河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于2004年度國有重點(diǎn)煤礦瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的批復(fù)》， m3/min。本設(shè)計(jì)按高瓦斯礦井設(shè)計(jì)。具有爆炸性，但裴溝礦自投產(chǎn)以來尚未發(fā)生過煤塵爆炸事故。三）煤的自然發(fā)火傾向楊河井田在勘探過程中，未進(jìn)行煤的自燃趨勢的試驗(yàn)工作，僅采用毗鄰生產(chǎn)礦井的有關(guān)資料，對(duì)煤的自燃趨勢和引起自燃的因素作出評(píng)價(jià)。發(fā)生煤的自燃因素很多，不但決定煤本身的物化特性、煤巖自燃成分，但其主要原因是：在生產(chǎn)過程中對(duì)安全工作的某些環(huán)節(jié)重視不夠；滅火灌漿設(shè)備未能充分發(fā)揮作用；沒有嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定；對(duì)已采工作面該回收的未及時(shí)回收，該封閉的未及時(shí)封閉而造成的。四）可采煤層頂、底板（1）二1煤層頂、底板二1煤層的直接頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，～，一般厚為6～7m，老頂為中細(xì)粒長石石英砂巖（大占砂巖），～，平均厚7m左右，偽頂板為炭質(zhì)泥巖，隨回采而垮落，老頂視厚度大小，回采后不立即垮落，待一段時(shí)間垮落。特別是與其下部石炭系太原群之石灰?guī)r發(fā)生水力聯(lián)系，開采時(shí)應(yīng)注意防止水患。鉆孔遇裂隙有漏水現(xiàn)象，應(yīng)注意水患。1）區(qū)域水文地質(zhì)鄭州礦區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為一寬緩的西窄東寬的較為完整的復(fù)向斜構(gòu)造，向斜軸近東西，西端抬起，東端傾沒。2）含水層與隔水層根據(jù)巖性和含水性及與采掘工程關(guān)系，井田地層可劃分為三個(gè)主要含水層和四個(gè)主要隔水層：⑴ 含水層① 奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層：由奧陶系馬家溝組灰?guī)r組成，灰色、質(zhì)純、致密、性脆、厚層。根據(jù)裴溝煤礦井下孔2水文觀測孔和地面11補(bǔ)75孔水文觀測孔，目前奧陶系灰?guī)r含水層水位標(biāo)高為+~+。L5灰?guī)r：厚3～4m，據(jù)45孔抽水試驗(yàn)資料q＝，k＝，～。L13灰?guī)r含水層距奧灰含水層較近，是奧灰水補(bǔ)給L78灰?guī)r含水層的橋梁和通道。③ 二1煤頂板砂巖裂隙含水層（B組）由二1煤頂3～4層灰白及灰色，中～細(xì)、中～粗粒砂巖組成，俗稱大占砂巖、香炭砂巖。據(jù)以往抽水試驗(yàn)資料，q＝～，k＝～，水位標(biāo)高+～+，～，平均6m。② L78與L15灰?guī)r間砂質(zhì)泥巖段隔水層灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖互層，中夾L6灰?guī)r。在采掘中應(yīng)加以保護(hù)，以防止該層遭受破壞時(shí)，L13灰?guī)r水通過導(dǎo)水裂隙補(bǔ)給L78灰?guī)r含水層?！?4m，平均6m，自西向東呈起伏形態(tài)，東部局部為零，位于L78灰?guī)r含水層之上。在南、北邊界斷層附近及西南部滑動(dòng)構(gòu)造部位隔水層薄，中部則較厚。因采后垮落，且厚度變化大，在工作面范圍內(nèi)相當(dāng)大的區(qū)段內(nèi)起不到隔水作用?！?0176。南盤寒武系、奧陶系灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r與北盤的石炭系太原組灰?guī)r相對(duì)接，該斷層以南的9補(bǔ)8孔、6補(bǔ)24孔的L78灰?guī)r水水位因淺部礦井疏放，而比正常值下降了30～70m；9補(bǔ)3孔穿過油坊溝斷層，斷層帶大量漏水。⑵ 浮山寨斷層為一南升北降的正斷層，走向北東東，傾向北，傾角60176。左右，落差西部小。該斷層以南的15補(bǔ)16孔O2灰?guī)r水水位因18采區(qū)出水點(diǎn)疏放下降2m多，足可說明該斷層為一導(dǎo)水?dāng)鄬?。左右?）礦床充水因素分析⑴ 地表水區(qū)內(nèi)較大的地表水體為磨洞王水庫，庫容約100萬米3，下距二1煤層頂北部為204m，中部394m，南部452m。⑵ 地下水① 本區(qū)近于新密復(fù)向斜軸部，為區(qū)域地下水的逕流區(qū)，接受來自西、北部的補(bǔ)給，礦床主要直接充水含水層為L78灰?guī)r，主要補(bǔ)給水源為O2灰?guī)r水。比疏放前下降30～70m。② 奧灰水是礦井充水的主要威脅，在巖層層位正常的情況下，不會(huì)輕易突出。在受斷層影響，油坊溝斷層及浮山寨斷層北盤的L78灰?guī)r與南盤的O2灰?guī)r對(duì)接或相距很近，相當(dāng)多部位兩盤O2灰?guī)r未完全錯(cuò)開，這就使得O2灰?guī)r組成了煤系基底強(qiáng)大的統(tǒng)一含水體，且厚度大，巖溶裂隙發(fā)育，尤其在0～100m水平更為發(fā)育，其中含有豐富的高壓巖溶裂隙水。楊河井田涌水量根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告提供的楊河井田涌水量參數(shù)，楊河井田正常涌水量2200 m3/h，最大涌水量3300 m3/h。井田范圍包括裴溝井田、楊河井田及樊寨井田。裴溝煤礦形狀近長方形。詳見表211邊界煤柱：井田邊界煤柱按30m留設(shè)。井筒煤柱：本礦井采用立井開拓，主井、副井均需穿過二1煤層，按原煤炭部制定的規(guī)定，保安煤柱為井筒外推20m，作為圍護(hù)帶寬度，然后再按φ角45186。、β取70186。工業(yè)場地保護(hù)煤柱的計(jì)算：按規(guī)范規(guī)定：年產(chǎn)150萬t/a的中型礦井。根據(jù)垂直斷面法可計(jì)算工業(yè)工場保護(hù)煤柱的留設(shè)，計(jì)算如下所示：工業(yè)廣場占地面積為200270m，平面形狀為梯形。煤層在保護(hù)范圍中央處的埋藏深度H0=765m，松散層厚度45m，煤層厚度7m。 礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井年工作日330天，每天三班作業(yè)，兩班出煤，一班準(zhǔn)備。，主要原因分析如下。按現(xiàn)有可采儲(chǔ)量計(jì)算， t/，達(dá)到“設(shè)計(jì)規(guī)范”的要求，因此， t/a的資源條件。其煤層較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，一般不含或含1～2層夾石，煤層傾角8186。本區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，開采條件較好，根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)水平， t/a是比較可靠的。四）本井田主要可采煤層二一1煤層的成因均屬腐植煤類型，煤質(zhì)較穩(wěn)定?？勺鳛閯?dòng)力用煤和民用煤。綜上所述，從礦井的儲(chǔ)量及投資、市場方面分析，并考慮礦井開采范圍可以向東和南部延伸，礦井的服務(wù)年限還有增加的可能。 t/a是比較合理的。 t/a生產(chǎn)能力以一個(gè)采煤工作面生產(chǎn)，即可達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，因此礦井同時(shí)生產(chǎn)水平數(shù)為一個(gè)。表221 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限表礦井或水平設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量（kt）儲(chǔ)量備用系數(shù)設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）一水平（580m）二水平（1060m）23全區(qū)經(jīng)計(jì)算。 井田開拓方案比選1)方案的提出 開拓方案1：立井兩水平開拓本井田的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地形標(biāo)高一般在+185m左右，埋藏比較深，由一水平向二水平開鑿暗斜井，提高其運(yùn)輸能力，主井緊鄰運(yùn)輸大巷采用立式環(huán)形井底車場，降低建井初期投資費(fèi)用，所以提出立井加暗斜井兩水平上下山開拓。立井主、副井深分別為765m、765m。主立井深為605m，用于提升煤炭。沿煤層的走向布置回風(fēng)大巷，運(yùn)輸大巷和軌道大巷。開拓方案1和開拓方案2的后期工程量相同，所以只比較前期。2)井口位置選擇根據(jù)本井田的開采現(xiàn)狀和地質(zhì)特征以及煤層賦存條件，在裴溝煤礦的開采范圍內(nèi)，本井田的東部，受F47正斷層的斷裂構(gòu)造影響，西南部，受浮山寨斷層組與韓家門斷層的斷裂，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，礦井井口及工業(yè)場地現(xiàn)布置在井田北部較為開闊地帶，本礦井大面積為第四系黃土覆蓋，便于井口及工業(yè)場地的選擇。（1）現(xiàn)井口及工業(yè)場地位于煤層淺部，且地面標(biāo)高約為+185m左右，較井田內(nèi)其他地帶（地形標(biāo)高一般在+220m左右）低，有利于礦井初期采用立井開拓。3)開拓方案本礦井主、副井井口標(biāo)高+185m。擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井；，擔(dān)負(fù)礦井西翼112生產(chǎn)采區(qū)的人員升降、提矸、下料等輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井；中央立風(fēng)井，作為一水平采區(qū)專用回風(fēng)井，安裝金屬梯子間，作為礦井的一個(gè)安全出口。另外，由于井田南部埋藏較深，需另布置水平開采，根據(jù)煤層埋藏情況，開發(fā)南部時(shí)，布置1060m水平進(jìn)行開采。若布置回風(fēng)立井，則1060m水平所需材料、設(shè)備及下井人員需從580m水平進(jìn)入，580水平至1060m水平的一組集中斜巷長度為1283m左右，人員可采用架空人車運(yùn)輸，材料及設(shè)備可采用無極繩絞車運(yùn)輸，經(jīng)計(jì)算架空人車運(yùn)輸及無極繩絞車均分為一段運(yùn)輸可滿足其運(yùn)輸需要，其中無極繩絞車可選用JWB110YJ型絞車。為節(jié)省投資和縮短通風(fēng)距離，礦井開采1060m水平時(shí)，設(shè)計(jì)似推薦在南面只開鑿專用回風(fēng)立井。38454000經(jīng)線以西，開采上限為二1煤層底板等高線140m標(biāo)高，開采下限為二1煤層底板等高線580m標(biāo)高，階段垂高440m。~17176。根據(jù)斷裂構(gòu)造的影響和煤層賦存情況，依據(jù)階段垂高，設(shè)計(jì)采用兩個(gè)水平上下山開采，即1采區(qū)為上、下山開采，2采區(qū)為上山開采。根據(jù)井田煤層賦存情況，將井田劃分為南、北兩區(qū)，分兩個(gè)水平開發(fā)。～17186。南區(qū)煤層埋藏標(biāo)高多在620m～1100m之間，煤層傾角7186。在1060m標(biāo)高沿走向布置一組大巷，并在1060m大巷兩端分別布置采區(qū)式，采用采區(qū)布置開采（走向長壁式布置）。老頂為中細(xì)粒長石石英砂巖，俗稱大占砂巖，巖性級(jí)別7~8級(jí)，~ Mpa/cm2，一般隨著回采放頂一段時(shí)間后垮落。二1煤層底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部夾炭質(zhì)泥巖，~14m，平均厚6m左右，~ Mpa/cm2，一般起不到隔水作用，有時(shí)造成煤層底板突水和底鼓。根據(jù)本礦井的生產(chǎn)實(shí)踐，礦井的主要開拓巷道均布置在L78灰?guī)r中，巷道容易維護(hù)。經(jīng)過多年的疏排水，該礦井在L78灰?guī)r巷道掘進(jìn)時(shí)的涌水量一般為50~60m3/h，最大不超過100m3/h。為了有利于巷道維護(hù)，又有本礦井的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為此，本設(shè)計(jì)將460m主要運(yùn)輸機(jī)大巷和460m軌道大巷均布置在L78灰?guī)r中。本著先近后遠(yuǎn)，先淺后深的原則，礦井初期采區(qū)間的開采順序?yàn)椋合炔梢徊蓞^(qū)，后采二采區(qū)，然后采三、四采區(qū)。一）井筒位置：本礦井所在地地形平坦，井筒位置不受地面限制，主井中心坐標(biāo)為（，），副井中心坐標(biāo)為（，），兩井筒垂直于存車線方向的距離H為93m，平行于存車線方向的距離L為32m。采用6t多繩摩擦式提煤箕斗進(jìn)行煤炭提升。井筒裝備有鋼絲繩罐道，井深765m。為防止斷繩事故，設(shè)有防墜器。井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩罐道、梯子間、電纜線和水管管道等。副井井筒斷面布置如圖243所示：圖243 副井?dāng)嗝娌贾脠D副井風(fēng)速校核：式中：——通過井筒的風(fēng)速，m/s；——通過井筒的風(fēng)量，m3/s；——井筒凈斷面積，m2；——井筒的有效斷面系數(shù)，；——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速；由此： ＝8m/s所以井筒選擇符合要求。配備有梯子間及管路、電纜等。風(fēng)井井筒斷面布置如圖244所示：圖244 風(fēng)井?dāng)嗝娌贾脠D各井筒特征見表241。）909090斷面形狀圓形圓形圓形支護(hù)方式混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁井筒壁厚（mm）基巖段：350 基巖段：350350井筒深度（m）765765765斷面積凈（）掘（） 井底車場及硐室井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)輸能力，并應(yīng)滿足礦井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要。其次，在滿足井底車場通過能力的前提下應(yīng)盡量減少其掘砌體積，而且井底車場應(yīng)便于管理和安全操車。井底車場為環(huán)行刀式車場，可減少工程量。并在580m水平井底車場附近設(shè)充電室。井下主要運(yùn)輸大巷皮帶運(yùn)煤。井底車場設(shè)1t翻車機(jī)處理掘進(jìn)煤。掘進(jìn)煤輛占5％，由翻車機(jī)翻入井底煤倉從主井提升。/s，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。2）井底車場各存車線長度的確定井底車場線路包括存車線和行車線。行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、重車線的繞道和調(diào)車線。運(yùn)輸大巷采用皮帶運(yùn)輸，主井空重車線不用計(jì)算。材料車線應(yīng)能夠容納10個(gè)以上材料車到一列車，對(duì)中、小型礦井應(yīng)容納5～10材料車。③副井重車段，其長度為：L副空=1152+15+=,取50m。 e′——出車側(cè)搖臺(tái)的搖臂軸中線至對(duì)稱道岔與直線段連接的切線交點(diǎn)之間的距離e′=； f——基本起軌點(diǎn)至隊(duì)稱道岔與直線段連接的切