【正文】 00米的斷層8條，50～100米的5條，小于30米的2條。認(rèn)為斷層不甚發(fā)育。 構(gòu)造特征城郊井田位于北北東向的永城隱伏背斜的西翼中段，北北東向斷層構(gòu)造居主導(dǎo)地位，其次是近東西向構(gòu)造，局部發(fā)育有北西向構(gòu)造。整個(gè)井田以近北北東向斷層構(gòu)造居主導(dǎo)地位，其次是近東西向構(gòu)造，局部發(fā)育有北西向構(gòu)造。晚古生代中基性巖漿巖活動(dòng)比較強(qiáng)烈，并對煤層有一定的破壞作用。地表水體沱河是井田內(nèi)最大的人工河流。平水年流量一般為1～2米3/秒，雨季最大流量384米3/秒。；，層位穩(wěn)定，～，；煤層大面積表現(xiàn)為單層結(jié)構(gòu)，近在個(gè)別鉆孔中見到雙層結(jié)構(gòu)，且分布零星夾矸為泥巖，厚度小、范圍小。因其是在廣闊平坦潮坪上形成，故厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。在實(shí)際揭露情況受斷層的影響局部煤層厚度變薄、甚至不連續(xù)（見二2煤層缺失原因一覽表）。井田內(nèi)個(gè)可采煤層均以高變質(zhì)年輕的無煙煤為主，次為天然焦及少量的貧煤。（1）物理性質(zhì)各無煙煤均為黑灰—灰黑色，少量呈鉛灰色；似金光澤（或金剛光澤）條痕為灰黑色—黑色；脆度大，內(nèi)生裂隙中等發(fā)育，少數(shù)裂隙被次生碳酸巖礦物所充填。煤層的天然焦呈灰色—鋼灰色，條痕黑色，純者為似金屬光澤、堅(jiān)硬，氣孔及裂隙發(fā)育，煤層的結(jié)構(gòu)構(gòu)造均被破壞。形態(tài)上多呈塊狀，有時(shí)可見粒狀。燃燒時(shí)燃點(diǎn)高、無焰、常有輕微熱爆性，并伴隨有響聲。鏡煤呈薄層狀或小透鏡狀與亮煤及暗煤組成條帶狀結(jié)構(gòu)。鏡下鑒定，～%。無機(jī)質(zhì)占粘土礦物為主，占無機(jī)質(zhì)含量的82～93%；硫化物類、碳酸鹽類、氧化硅類含量較少。天然焦：塊狀天然焦的煤巖組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造已辨認(rèn)不清；粒狀天然焦（天然半焦）的煤巖組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造尚可辨認(rèn)；天然焦中可見的礦物有黃鐵礦、碳酸鹽、粘土礦物；天然焦內(nèi)有機(jī)質(zhì)占62～83%，無機(jī)質(zhì)也以粘土礦物為主。貧煤：貧煤宏觀煤巖類型和二煤組及三煤組中的無煙煤基本相同。（2）化學(xué)性質(zhì)水分：井田內(nèi)各可采煤層中無煙煤和貧煤，～2%之間，%，極少數(shù)大于2%，屬于低水分煤。三1煤層局部露頭附近，水分可達(dá)16%以上。揮發(fā)分：～%、～%之間。三煤組的貧煤、無煙煤揮發(fā)分產(chǎn)率略高于二2煤層。%，%，都明顯降低。其它元素含量極少。如二2煤層無煙煤變質(zhì)程度高于貧煤，故碳元素含量高；而天然焦變質(zhì)程度有高于無煙煤，則碳元素含量也略高于無煙煤。煤的灰分：表14 煤層不同煤類灰分情況一覽表煤層煤類各灰分產(chǎn)率級(jí)別所占百分比灰分平均產(chǎn)率（%）煤層灰分等級(jí)10%10～15%15～25%25%二2A低灰T低灰CaK低～中灰從城郊井田各可采煤層主要煤質(zhì)特征匯總表及上表可以看出，～%之間，%，以低灰分為主，中灰分區(qū)主要在井田東、中部0210103113223321等鉆孔一帶呈不連續(xù)條帶狀及西部邊緣附近。天然焦的灰分產(chǎn)率普遍高于同煤層的無煙煤。綜上所述，二2煤層低灰分為主，有少量中灰分煤。 ，精煤灰分產(chǎn)率普遍降低?；页煞趾腿廴谛裕壕飪?nèi)各煤層不同煤類的灰分均以SiOAl2O3為主，兩者之和除三22天然焦外均占灰成分的70%以上，三1煤層可達(dá)80%以上。井田內(nèi)無煙煤、貧煤的灰分產(chǎn)率中SiOAl2O3含量之和占灰分總量的70～80%以上，因而灰分的軟化溫度值普遍高于12500C，屬高熔至難熔灰分；少量天然焦因接觸交代作用進(jìn)行得較充分，焦中的Fe2O3和CaO明顯增加，灰熔點(diǎn)降至11500C。有害元素硫、磷、砷、氟硫：二2煤層硫的含量普遍低于1%（少數(shù)大于1%），%。砷：各煤層砷含量一般不高，～。氟：井田內(nèi)測試數(shù)據(jù)較少，煤層中測得的含量是：。煤對CO2的反應(yīng)性：通過對井田內(nèi)各可采煤層的無煙煤在11000C對CO2的反應(yīng)性測試：～%之間，%。煤的熱穩(wěn)定性：通過對井田各可采煤層的熱穩(wěn)定性進(jìn)行測試，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)見下表：從表中可以看出二2煤層的無煙煤熱穩(wěn)定性為“中等～好”。表16 各煤層的熱穩(wěn)定性綜合評(píng)述表煤 層二2三1三22三4煤 類ATAATCaKACaK熱穩(wěn)定性評(píng)級(jí)（個(gè)）好175611052中等413差2211煤 層 評(píng) 述中等～好差好好好好中等～好好目前對煤的可磨性評(píng)價(jià)尚無國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從北京煤化所獲知我國無煙煤哈氏指數(shù)可磨性指數(shù)在40～140之間，用哈氏方法測試的指數(shù)大于100者為易磨，小于100者為不易磨。結(jié)渣性：根據(jù)對各可采煤層的結(jié)渣性采樣測試結(jié)果可知：該井田除二2煤層的2010孔為中等結(jié)渣性結(jié)渣性外，其余全屬（包括三22煤層中的天然焦）強(qiáng)結(jié)渣性煤。煤的硬度：根據(jù)永城煤礦二2煤層硬度測定結(jié)果，自然狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度在39～70公斤/厘米2之間，屬軟煤。二2煤層屬易選至極易選煤。但東翼存在高瓦斯富集區(qū)，各采煤工作面的絕對瓦斯涌出量因工作面長度以及其他各種因素影響而有所不同；，巖巷的絕對瓦斯涌出量一般為0。參見報(bào)告。2 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田境界的劃分原則在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田個(gè)部分都能得到合理的開發(fā)，井田境界的劃分要符合下列原則：1）井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。2）必須要保證煤田有合理尺寸。要結(jié)合礦井的開采技術(shù)和機(jī)械裝備情況，合理地安排井田走向長度，以保證礦井較好的經(jīng)濟(jì)效益，一般小型礦井≥1500m；中型礦井≥4000m；大型礦井≥8000m。例如可以利用大的斷層作為井田邊界，或在河流、國家鐵路、城鎮(zhèn)等下面進(jìn)行開采存在問題較多或不夠經(jīng)濟(jì)需留設(shè)安全煤柱時(shí)，可以此作為井田邊界，即降低了煤柱損失又減少了技術(shù)上的困難。劃分井田邊界時(shí)，通常把煤層傾角不大，沿傾斜很寬的煤田分成淺部和深部兩部分，一般應(yīng)先淺后深先易后難分別開發(fā)建井以節(jié)約初期投資。淺部礦井井型及范圍可比深部礦井小，但是當(dāng)需加大開發(fā)強(qiáng)度時(shí)應(yīng)考慮給淺部礦井發(fā)展留有余地，不使淺部礦井過早地報(bào)廢。2）按煤層賦存條件劃分井田。4）按地形、地物界限劃分井田。6）人為劃分井田。2）井田尺寸。煤層的最大傾角為21176。176。井田的水平面積按下式計(jì)算： S=HL （21）式中 S——井田的水平面積，km2。 L——井田的平均走向長度，km。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。 保安煤柱按照保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則：（1）在一般情況下，保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移角值進(jìn)行圈定。（3）立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè)，立井深度大于或等于400米的以邊界角圈定，小于400米的以移動(dòng)角圈定。 儲(chǔ)量計(jì)算方法工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算：礦井主采煤層為二2號(hào)煤層，采用算術(shù)平均法。（2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定，用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場地、村莊、風(fēng)井煤柱。走向移動(dòng)角為74176。下山移動(dòng)角為71176。（4）斷層煤柱寬度為30m，井田邊界為50m，風(fēng)氧化帶為50m。a1占地面積指標(biāo)/ha2）斷層保護(hù)煤柱：斷層煤柱留設(shè)30m寬，則斷層保護(hù)煤柱損失量為1093萬t。4）村莊保護(hù)煤柱：村莊維護(hù)帶的寬度為10m，則村莊保護(hù)煤柱損失量為0Mt。各種煤柱損失量見表22。所做的保護(hù)平面與煤層的交線來確定。由計(jì)算的工業(yè)廣場的保護(hù)梯形煤柱的具體數(shù)據(jù)如表24表24 梯形保護(hù)煤柱的數(shù)值表土層厚度/mφ/0β/0γ/0δ/0AB/mCD/m高度/m面積/m23045716574 計(jì)算公式如下： ＺK=(Ｚc P) C (23)式中：ＺK——可采儲(chǔ)量，ＭtＺc——工業(yè)儲(chǔ)量，ＭtP——永久煤柱損失，Ｍt C——采區(qū)回采率回采要求：中厚煤層不應(yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%，經(jīng)各煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算，匯總計(jì)算出本井田可采儲(chǔ)量為： ＺK=（）85%=3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井制度根據(jù)《安全規(guī)程》，《煤礦生產(chǎn)許可法》和《勞動(dòng)法》有關(guān)規(guī)定，結(jié)和城郊礦的實(shí)際情況，擬制定工作制度如下：設(shè)計(jì)年工作日330天，日提升16小時(shí)，采用“四六”作業(yè)制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備。所以本礦井計(jì)劃采用“四六”工作制度。 礦井生產(chǎn)能力的重要因素1）儲(chǔ)量是指基礎(chǔ)儲(chǔ)量中經(jīng)濟(jì)可采部分2）地質(zhì)條件和開采條件3）技術(shù)裝備和管理水平4）礦井與水平服務(wù)年限見下表表31 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限參照表礦井生產(chǎn)能力Mt/a礦井服務(wù)年限(a)第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）煤層傾角小于25度煤層傾角2545度煤層傾角大于45度60703035_______50602530202515204050202515201015 礦井與水平服務(wù)年限計(jì)算公式： T= Zm /(AK) （31）式中 T ——設(shè)計(jì)計(jì)算服務(wù)年限Zm——可采儲(chǔ)量，萬噸；A——年產(chǎn)量，萬噸/年K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，—?jiǎng)t礦井服務(wù)年限為：T = 108 /（106）= 64a60a 生產(chǎn)能力，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬噸/年。參照《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，即：礦井生產(chǎn)能力：Ａ＝，礦井服務(wù)年限Ｔ＝64a。為中厚煤層，賦存較穩(wěn)定，厚度變化不大。礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井雙水平開拓，主立井采用箕斗提升，副立井采用罐籠輔助提升，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。大巷的輔助運(yùn)輸?shù)谝凰讲捎脽o軌膠輪車運(yùn)輸，第二水平采用軌道運(yùn)輸。礦井煤塵無爆炸危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量小，為低瓦斯礦井。4）礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證足夠的服務(wù)年限，本設(shè)計(jì)中第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為：T == (32)式中: T——水平服務(wù)年限，a滿足要求，見表32?！?5176?！?5176?！?0176。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相關(guān)練習(xí)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(gè)問題需要認(rèn)真研究：1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置。3）布置大巷及井底車場。5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造。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，在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：（1）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。（2）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)。（4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，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)常保持良好狀態(tài)。（6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采 確定井筒形式、數(shù)目及配置1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在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(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。缺點(diǎn)是：斜井井筒長，輔助提升能力小，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。；采用箕斗提升時(shí)，井筒傾角應(yīng)為25176。；采用普通膠帶輸送機(jī)提升時(shí)，井筒傾角不應(yīng)大于16176。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件，及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，設(shè)立主副井筒各一個(gè)，主井用來提升煤炭，副井用來運(yùn)送人員、材料、矸石及通風(fēng)等。2）井筒數(shù)目的確定采用立井開拓時(shí)，新建礦井一般要開鑿一對井筒，滿足提升和輔助運(yùn)輸?shù)男枰M足礦井通風(fēng)和施工的需要。若采用主井通風(fēng)，用箕斗或膠帶輸送機(jī)井筒做風(fēng)井時(shí)，應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。3）井筒位置及坐標(biāo)的確定（1）有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；（2）井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；（3）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；（4）工業(yè)場地應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；（5）工業(yè)場地宜少占耕田，少壓煤；（6）距水源、電源較近，礦井鐵路專用線段，道路布置合理。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為30公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田傾向，長為600m，寬為500m。煤層傾角平緩，井田跨度較大，為了減少井下的運(yùn)輸費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)兩翼開采，必須將主副井布置近似儲(chǔ)量的中央，風(fēng)井布置在井田中央。由于井筒形式，提升方式，大巷運(yùn)輸方式及大巷距井筒的水平距離等不同，井底車場的形式也各異。井底車場型式選擇的因素有：調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少，符合有關(guān)規(guī)程，規(guī)范；礦車提升的斜井井底車場，井筒不延深的一般采用平車場，井筒延深的一般采用甩車場；井巷工