【正文】 晉城市屬黃河流域沁河水系。雨季流量較大，西南部大氣降水經(jīng)晉城西河、古書院河、晉城東河流入鐘家莊盆地，經(jīng)白水河流經(jīng)孔莊注入丹河，東北部大氣降水匯入劉家川河、司徒河向東于背蔭匯流經(jīng)水東注入丹河。四季分明，溫和宜人，日照充足。年最小降雨量296mm，最大降雨量1010mm。蒸發(fā)量一般為降雨量的2－3倍。無霜期較長，全年約180天。風(fēng)力不大，一般3－4級，最大6級。外圍強(qiáng)震的波及曾對本區(qū)造成房屋倒塌，人畜傷亡。六、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)概況在本礦區(qū)周圍有工廠：水泥廠、氧化鋁廠、牛奶廠還有鴨廠、牛山養(yǎng)雞場和大張村磚廠、煤矸石磚廠還有鳳凰山礦、王臺鋪礦和北巖礦等工業(yè)，農(nóng)業(yè)主要以種植玉米、土豆、大棚蔬菜等農(nóng)作物。并提交有《生產(chǎn)補充勘探報告》。用一年多的時間，于1988年1月編制成《古書院礦井生產(chǎn)地質(zhì)報告》。主要的工作方法有鉆探和物探兩種，鉆探主要包括井下和地面鉆探，采用的設(shè)備主要有煤電鉆（干式、濕式兩種），巖石電鉆和大型的75型、150型鉆機(jī)，每年探測地質(zhì)構(gòu)造的進(jìn)尺約150m左右，能基本準(zhǔn)確地圈出構(gòu)造地范圍，確定構(gòu)造的位置。主要手段仍是鉆探探測。突水點、出水點做到及時觀測，對有水害威脅的區(qū)域執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的原則。有效地釋放了積水，保證了煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行。西北高，東南低，一般標(biāo)高在700－800米之間。其3煤層可采，15煤層不可采。區(qū)內(nèi)地層由老至新分述如下：奧陶系中統(tǒng)（O2） 僅出露于白馬寺逆斷層西側(cè)上升盤，斷層附近山勢陡立，走向NNE－SSW，出露厚度約150米，其巖性接近頂部多為角礫狀灰?guī)r，礫石成分復(fù)雜，風(fēng)化后呈黃色，其下為深灰色，質(zhì)純而性脆，并含方解石脈的厚層狀灰?guī)r。由含鋁質(zhì)較高的紅色及灰白色泥巖組成，中夾薄層砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖。－， 米，與下伏奧陶系呈平行不整合接觸。由黑－深灰色砂質(zhì)泥巖、灰黑色砂巖、石灰?guī)r和煤層等組成。二疊系（P） ?.下統(tǒng)山西組（P1s） 為本區(qū)主要含煤地層之一。以灰白色砂巖為主，中夾灰色及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。－，與下伏地層整合接觸。由灰色的細(xì)－中粒砂巖，灰白色的砂質(zhì)泥巖和泥巖組成?！?。在井田中部、北部丘陵地帶零星出露，厚度0－8米，與下伏不同時代地層不整合接觸。 ?.中更新統(tǒng)（Q2） 位于黃土之下，多分布于丘陵高地，一般為赤紅及紫醬色，可塑性強(qiáng)，膩滑似臘，在紅土底部因受水解作用形成大量的鈣質(zhì)結(jié)核。 ?.上更新統(tǒng)（Q3） 為黃土，多分布于溝谷兩側(cè)，構(gòu)成二級階地，其厚度變化不一，一般5－20米，土質(zhì)致密。本井田含煤地層沉積類型和特征與晉東南其他地區(qū)大致相同，主要煤層及標(biāo)識層亦可對比。與本礦使用的編號有不同之處，現(xiàn)將其對應(yīng)關(guān)系列表如下。太原組（C 3t）：為井田主要含煤地層之一。屬海交替相沉積。全組共含5－7層海相灰?guī)r，由下而上具有標(biāo)志意義的由K2K6五層灰?guī)r，含豐富的蜒、腕足類化石。底部有一層鮞狀結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)泥巖與本溪組相分。K2灰?guī)r:位于太原組下部，是15號煤層的直接頂板，全區(qū)穩(wěn)定，－，一般9米左右，深灰色，致密堅硬，頂部含似層狀燧石條帶為其特征，中部含泥質(zhì)，裂隙中充填有方解石細(xì)脈。厚度大且穩(wěn)定，是巖、煤層對比的主要標(biāo)志層之一。裂隙被方解石充填，產(chǎn)動物化石。有時相變?yōu)殁}質(zhì)泥巖、砂巖。山西組（P1s）：為井田主要含煤地層之一，以灰白色砂巖為主，中夾灰色及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。砂質(zhì)泥巖與泥巖層理發(fā)育，含植物化石。本組共含煤層、煤線3－5層，僅3號煤穩(wěn)定可采。則煤層柱狀圖為：三、礦區(qū)井田構(gòu)造古書院井田內(nèi)地層受新華夏構(gòu)造控制，主體走向與構(gòu)造相一致，傾向北西西，傾角3－5度?，F(xiàn)將井田內(nèi)主要構(gòu)造敘述如下：（1） 二仙掌向斜： 位于白馬寺逆斷層?xùn)|側(cè)，軸向NE12176。南起晉普山井田，經(jīng)北巖井田，進(jìn)入該區(qū)，向北伸入鳳凰山井田，全長20000m。－22176。（三）方山向斜：位于張嶺、牛山、老王圪套經(jīng)楊莊進(jìn)入鳳凰山井田，縱貫古書院、鳳凰山兩井田，主體走向NE10176。兩翼傾角3－5176。（四）大張村背斜：位于井田東部大張村附近，走向近南北，兩翼傾角3176。（五）王谷坨背斜：位于王谷坨村東，走向近東西向，兩翼傾角4－6176。第三節(jié) 煤層的埋藏特征 一、煤的層數(shù)古書院井田含煤地層屬石炭二疊紀(jì)。共含煤10余層，煤層總厚13－15米，含煤系數(shù)約10％。 （一）3號煤層：是主要可采煤層之一，位于山西組下部。－，夾石1－2層，最多可達(dá)5層，多見于中下部，煤層厚度變化不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。下距15號煤層30米左右。 （三）15號煤層：位于太原組下部，－，厚度無明顯變化規(guī)律，夾石1－2層，最多達(dá)5層，全區(qū)不可采。二、煤的性質(zhì)及品種（一）、物理性質(zhì)3號煤層為黑灰色，金屬光澤，貝殼狀斷口，致密堅硬，均為條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成。15號煤層為黑色，油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫?，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，煤中富含黃鐵礦結(jié)核。3號煤為低灰煤，15號煤為中灰煤。15號煤層在本井田中南部大面積為高硫煤。3號煤層煤質(zhì)變化小，15號煤層煤層煤質(zhì)變化大。：篩分3號煤＋％，成塊率不高，灰分在＋100－＋6mm級呈增加趨勢。15號煤在＋％，灰分產(chǎn)率在＋80－＋25mm粒級增高，+25mm以下級呈鋸齒狀變化。風(fēng)化煤完全失去煤的性質(zhì)、棕褐色、土狀光澤、微具塑性，手感松軟，遇水成泥狀，可燃性基本全無，灰分中Al2O3含量增高。第二章 井田境界與儲量第一節(jié) 井田境界井田西受白馬寺斷層控制，北與鳳凰山、王臺鋪井田相接，西南為北巖井田。副斜井口座標(biāo)為x＝，y＝，H=782，坡度15176。5176。第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算井田內(nèi)大部分地區(qū)地層傾角平緩，一般在3176。之間，采用煤層的偽厚度及煤層水平投影面積估算。2. m煤的平均厚度。井田邊界煤柱按20m留設(shè)。工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第15條，工業(yè)場地占地面積見表：井型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240以上120～18045～909～30工業(yè)廣場煤柱損失示意圖。在矩形的外緣加上15m寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積aˊbˊcˊdˊ。通過受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面1在這個剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點m1，n1起在表土層以o=45度劃兩條保護(hù)線，即m1m2，n1n2。和下山移動角β=，與煤層相交得nˊ和kˊ，則通過nˊ和kˊ的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。作保護(hù)線，求得沿走向的煤柱邊界AˊBˊ和CˊDˊ，將nˊkˊ和AˊBˊ，CˊDˊ均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界ABCD。c、工業(yè)廣場保護(hù)煤柱占地面積為：＝＝可采儲量的計算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》上冊公式：2－3－1)式中： Zk－礦井可采儲量，萬噸。 P－永久煤柱損失，萬噸。 綜上所述本礦3號煤層可采儲量為： 。第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 由于本地區(qū)儲量豐實，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機(jī)械化開采，機(jī)械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為180萬噸。第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓的確定 本設(shè)計為晉城礦務(wù)局古書院礦初步設(shè)計，井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤埋藏較穩(wěn)定，一般傾角為3～5176。由于本區(qū)內(nèi)沒有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較為簡單，所以井筒與工業(yè)廣場的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業(yè)廣場應(yīng)該選在靠近井田儲量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢平坦。多數(shù)煤層直接露出地表如與采區(qū)對頭施工，投產(chǎn)很快（4）通風(fēng)工程較其他開拓方式小，主要采用小風(fēng)井或小平硐回風(fēng)，安全條件好。平硐開拓的適用條件：受地形及埋藏條件的限制，必須是平硐水平以上有較多的煤炭儲量，也而在該礦區(qū)內(nèi)沒有這樣的地方，所以該礦井不適合用平硐開拓。凡是煤層賦存較淺，垂深在200米以內(nèi)，最大到500米，都要首先研究斜井開拓的可能性與合理性。斜井與立井相比有如下主要優(yōu)點:⒈井筒施工簡單，速度快、投資少 ⒉井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小。（三）、立井開拓 采用立井開拓的條件一般為：煤層賦存較深或沖積層較厚水文復(fù)雜，井筒需要用特殊方法施工多水平開采的急傾斜煤層。技術(shù)上也比較可靠。其優(yōu)點如下： ，提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動控制。 綜上所述斜井開拓和立井開拓的優(yōu)缺點，該礦井3號煤層埋藏淺，水文地質(zhì)簡單，另外從經(jīng)濟(jì)條件的合理性考慮（掘進(jìn)費用、巷道維護(hù)費用、與其配套的各種提升系統(tǒng)的費用等等一系列經(jīng)濟(jì)費用），該礦井應(yīng)該采用斜井開采。副斜井座標(biāo)為x＝，y＝。各井筒用途分述如下：主斜井：擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。回風(fēng)立井：擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，不裝備。副斜井：， 。（二）.階段垂高、開采水平的規(guī)劃及其服務(wù)年限的確定從該井田煤層的賦存條件可以看出，該井田煤層傾角一般在3～5度之間，屬于近水平煤層，因此對其垂高的計算已經(jīng)毫無實際意義可言，所以在井田內(nèi)不應(yīng)該劃分階段，而是直接劃分為帶區(qū)進(jìn)行開采，所以該礦井初步設(shè)計為斜井單水平帶區(qū)開拓，帶區(qū)內(nèi)進(jìn)行單一開采，由于采用單一水平進(jìn)行開采，所以該開采水平的服務(wù)年限即為礦井的服務(wù)年限為65年。它的優(yōu)缺點是：（1）初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中便于管理（2）節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，壓煤少（3）進(jìn)出風(fēng)井之間漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長（4）工業(yè)場地有噪音影響。它的優(yōu)缺點：（1）比中央并列式安全性好（2）通風(fēng)阻力小，幾個內(nèi)部漏風(fēng)少，利于對瓦斯、自燃發(fā)火的管理（3）工業(yè)場地?zé)o噪音影響（4）多留風(fēng)井煤柱，壓煤較多。煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機(jī)噪聲危害（2）井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。考慮到該礦井實際情況，該礦井應(yīng)采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。因此將該礦井的主要運輸大巷布置在3＃煤層底板的堅硬巖層中，查閱《礦井開采設(shè)計手冊》（上冊），兩井筒間距為60m，主井井底標(biāo)高為 620 m，副井井底標(biāo)高為620m，在620m水平布置井底車場，與主井副井相聯(lián)系。以上井筒位置的確定不僅考慮到地面地形、地貌，煤層賦存條件，而且也考慮到技術(shù)上優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)上合理，此處地面寬敞。副井打至620水平時，掘井底車場，然后按千分之三的坡度掘出運輸大巷，掘至距北部邊界約300m時，掘出一條運輸大巷，該運輸大巷將井田平整的劃分為兩個大的采區(qū)。方案二：該方案采用雙立井開拓，主井標(biāo)高790m，向下掘進(jìn)打至620水平，副井標(biāo)高為792m，主副井的井底的標(biāo)高全為620m。該礦井主副井間距為60m，主副井井底標(biāo)高為620m，在620m水平布置井底車場，與主井相聯(lián)系。該方案為單水平開拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為4個帶區(qū)并采用傾斜長壁采煤法進(jìn)行開采。斜井工程量：形式。斜井工程量：形式。第五章 礦井基本巷道及建井計劃本設(shè)計的井田其中只有一層近水平可采煤層，采用雙斜井單水平盤區(qū)式開拓方式，通風(fēng)方式為中央并列式，運輸大巷布置在3＃煤層的底板巖石中。．二、副井?dāng)嗝娌贾?，巷道同樣采用半圓拱形設(shè)計，采用混凝土、錨噴支護(hù)， m2。 四、回風(fēng)大巷布置巷道同樣采用半圓拱形設(shè)計，采用錨噴支護(hù)， 。其中一條為膠帶輸送機(jī)大巷，㎡，巷道斷面直墻半圓拱形，錨噴混凝土支護(hù)，巷道內(nèi)僅鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，為方便檢修，鋪設(shè)600㎜檢修軌道；一條為軌道運輸大巷，㎡，直墻半圓拱形斷面，噴射混凝土支護(hù)。.故Qmc=()Am==第二節(jié) 井底車場形式井底車場內(nèi)設(shè)置各種硐室，以供提升、運輸、排水和供電等需要。①主井的硐室設(shè)在主井附近的適當(dāng)位置,如卸載硐室、礦倉或煤倉、裝載硐室、清理撒礦或撒煤硐室和斜巷、井底水泵房；②副井的硐室有中央水泵房、變電所、水倉、等候室、工具房等。確定車場形式的原則,；車場巷道和硐室的工程量要??；車輛運行安全，調(diào)度方便；巷道和硐室易于開鑿和維護(hù)。考慮到本次整合設(shè)計礦井主提升為膠帶運輸機(jī)，井下運輸量不大；本設(shè)計采用機(jī)車?yán)@道的單環(huán)形車場布置方式，負(fù)責(zé)全礦的運輸任務(wù)。水平車場井底能力以滿足輔助提升要求為基準(zhǔn)來考慮。二、井底車場硐室名稱及位置根據(jù)生產(chǎn)安全需要，井底設(shè)置配電室、主副水倉、水泵房、消防材料庫等硐室。三、井底車場主要巷道和硐室的支護(hù)方式和材料本次設(shè)計均利用原有的兩個井筒改造后利用，達(dá)產(chǎn)時布置井底硐室有中央變電所、主副水倉、水泵房及消防材料庫等。第三節(jié) 主副井硐室布置 主井系統(tǒng)硐室：主井系統(tǒng)硐室有礦車?yán)嬢d站硐室，井底煤倉，清理井底煤倉撤煤硐室及水窩房等。副井系統(tǒng)硐室：副井系統(tǒng)硐室有主排水泵房，水倉及清理水倉硐室主變電所、等候硐室，及修理間等。它們均布置于副井井筒與井底車場連接處附近。第六章 采煤方法第一節(jié) 采煤方法的選擇 該井田內(nèi)煤系地層為二疊系山西組，煤層埋藏穩(wěn)定，無大的地質(zhì)構(gòu)造，只有3號煤層可采，平均傾角只有3度到5度，該井田圍巖性質(zhì)較穩(wěn)定，瓦斯含量不大，為低沼氣礦井，礦井涌水量較小，煤的容重為：，煤層無自然發(fā)火的現(xiàn)象。與厚煤層傾斜分層開采相比，綜放開采的優(yōu)越性：?有利于合理集中生產(chǎn)?對煤層及地質(zhì)條件具有較強(qiáng)的適用性③具有顯著的經(jīng)濟(jì)因素。⑥地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)破壞較嚴(yán)重、構(gòu)造復(fù)雜、斷層較多和使用分層長壁綜采較困難的地段、上下山等，采用放頂煤開采比用其他方法能取得較好的效益⑦自然發(fā)火，瓦斯及水文地質(zhì)條件，對于自然發(fā)火期短，瓦斯量大，以及水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤層，先要調(diào)查清楚，并有相應(yīng)措施后才能采用放頂煤開采。二、合理工作面長度的確定合理的工作面長度，能為工作面穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)提供有利條件，不合理的工作面長度將導(dǎo)致減少推進(jìn)度，降低循環(huán)率，不利于生產(chǎn)。（2）回采工藝