【正文】 左右。 本溪石灰?guī)r裂隙巖溶承壓弱含水層 — Ⅲ － 9含水層 本層蜂窩狀溶洞和裂隙發(fā)育，被泥質(zhì)和鋁質(zhì)充填或半充填。為弱含水層。 峰峰組石灰?guī)r裂隙巖溶承壓強(qiáng)含水層 — Ⅳ － 10含水層 該層分上下兩段，總厚 ～ ，平均 ，下段裂隙發(fā)育，頂部有方解石充填，下部有溶洞可見，富水性強(qiáng)。溶蝕裂隙發(fā)育，巖面裂隙率 10～24%，巖層破碎，屬強(qiáng)富水含水層。分上下兩段，上為強(qiáng)含水段，下段為弱含水段。 2)主要隔水層 第四系底礫石含水層與石盒子砂巖含水層之間隔水層厚 ，厚度大，層位穩(wěn)定，隔水性好。 本溪組灰?guī)r含水層與峰峰組灰?guī)r含水層之間相隔 ～ ，平均，主要有鋁土巖等。 上述各隔水層的阻隔水能力，可能隨著采動(dòng)影響而發(fā)生弱化。 煤系各含水層間均有較穩(wěn)定的隔水層，在正常情況下，地下水在本區(qū)層內(nèi)自西向東流動(dòng)。 (5)水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 綜上所述，礦區(qū)內(nèi)經(jīng)多種手段勘探，各種結(jié)論比較吻合，構(gòu)造、斷層及含水層各種條件更為 清楚可靠。 煤層特征 可采煤層特征 葛泉井田傾角平緩，一般 3176。平均 7176。最小近水平狀態(tài)。 葛泉井田含煤地層為中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組?，F(xiàn)對(duì)開采的煤層分述如下： 7＃ 煤層：位于太原組中部，厚度平均為 ，不可采。 平均厚 。次為泥巖（ ％）和細(xì)砂巖（ ％），節(jié)理發(fā)育，破碎易冒落，局部區(qū)域發(fā)育一層炭質(zhì)泥巖偽頂，厚 ，老頂厚 10～ 20m，為中細(xì)砂巖，厚層狀，硅質(zhì)膠結(jié)，屬最堅(jiān)固至堅(jiān)固巖石， 抗壓強(qiáng)度 900～ 1300kg/cm2。 煤質(zhì) 表 14 葛泉礦井檢孔煤芯煤樣化驗(yàn)成果表 煤層號(hào) 化驗(yàn)項(xiàng)目 7 9 Mad(%) 原煤 精煤 Ad(%) 原煤 精煤 Vd(%) 原煤 精煤 Vdaf(%) 原煤 精煤 焦渣特性 原煤 2 3 精煤 2 2 FCD(%) 原煤 精煤 St,d(%) 原煤 精煤 (%) 精煤 比重液 精煤 凈煤回收 (%) 精煤 類 牌號(hào) 貧煤 貧煤 代碼 PM11 PM11 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 10 頁 煤的含瓦斯性 補(bǔ)孔可采煤層中采取了 3 個(gè)瓦斯樣，運(yùn)用解吸法對(duì)可采煤層中的瓦斯含量及成分進(jìn)行了測(cè)定，成果見表 15。由上可知各煤層瓦斯含量較低，屬低瓦斯區(qū)，與本區(qū)情況基本一致。 煤塵的爆炸性 各煤層均存在煤塵爆炸的危險(xiǎn)性。 煤的自然發(fā)火傾向 各煤層均有自然發(fā)火的傾向，屬二類自燃，發(fā)火期一般為 3～ 6 個(gè)月，最短發(fā)火期為 18 天，本礦井煤的自燃發(fā)火等級(jí)為 1～ 2 級(jí)，即容易自燃發(fā)火至自燃發(fā)火。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 11 頁 2 井田開拓 井田境界及可采儲(chǔ)量 井田境界 (1)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，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。 (2)井田范圍 西八帶區(qū)ⅠF 60 斷層F6斷層F6斷層900 5 0 0 5 2 0 8 80 8 60 8 40 8 20 8 00 7 80 7 60 7 40 7 60 7 8 0 8 00 7 80 7 60 7 40 7 20 7 0 0 6 8 0 6 6 0 6 4 0 7 20 7 00 6 80 6 60 6 40 6 20 7 0 0 6 8 0 6 6 0 6 4 0 6 0 0FS68斷層FS18斷層FS18斷層FS68斷層620ⅡⅡⅠ西一帶區(qū)西三帶區(qū)西五帶區(qū)西七帶區(qū)西二帶區(qū)西四帶區(qū)西六帶區(qū)F 60 斷層580 5 4 0 5 60 7 40 7 20520 5 2 0 6 4 0 6 2 0 6 2 0 6 2 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 8 0 0 6 0 0 6 0 0620 6 2 0 5 8 0 5 8 0 5 8 0 58 0 5 8 0 5 8 0 5 8 0 58 0 5 8 0 5 6 0 5 60 5 6 0 5 6 0 5 6 0 56 0 6 00 5 4 0 5 40 5 4 0 5 4 0 5 4 0 圖 2— 1 井田境界示意圖 葛泉井田位于河北省邢臺(tái)市地區(qū)。 井田東西長約 6km，南北寬約 3km，面積 18km2。地層走向以 30176。東為主，傾向北西或南東。 ②鉆孔及勘探線分布 全區(qū)經(jīng)過普查、詳查、精查勘探及使用綜合勘 探的精查補(bǔ)充勘探后，使完成鉆孔 145 個(gè)，地震物理點(diǎn) 3466 個(gè)，平均每平方公里有 個(gè)，地震物理 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 12 頁 點(diǎn) 個(gè)，共計(jì)工程量為 ，其中水文鉆孔 3個(gè)，為 。 2)儲(chǔ)量等級(jí)的圈定 根據(jù)對(duì)煤礦床的勘探，研究程度和煤炭工業(yè)建設(shè)的需要，將煤炭儲(chǔ)量劃分為 A、 B、 C、 D 四級(jí)。 總的來看，葛褡鐵路以西地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度總體上偏簡單，以東偏中等，一號(hào)井東斷層以西，第 14 勘探線以南，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度較簡單；一號(hào)井東斷層以東，第 14 勘探線以北，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度偏復(fù)雜。 3)煤層最小可采厚度 該井田煤層傾角小于 25176。 (4)礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探，煤層厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。 井田范圍內(nèi)全區(qū)可采煤層為 9 煤。礦井的工業(yè)儲(chǔ)量根據(jù)經(jīng)緯網(wǎng)網(wǎng)格法來計(jì)算。完整方格個(gè)數(shù)為 45 個(gè)，不完整部分拼合方格 10個(gè)；第二部分煤層平均傾角為 18176。 每個(gè)經(jīng)緯 網(wǎng)方格的面積為 S=500179。礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下： Zg = N1179。 M179。 S179。γ /cosα 2 （公式 ） 式中 Zg— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬 t； S — 每個(gè)經(jīng)緯網(wǎng)方格的面積， m2； N1— 第一部分煤層傾角較小部分的網(wǎng)格數(shù)，個(gè)； N2— 第二部分煤層傾角較大部分的網(wǎng)格數(shù)，個(gè)； M— 煤層平均厚度； γ — 煤的平均容重， t/m3； α 1— 第一部分煤層平均傾角，176。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 13 頁 則礦井的工業(yè)儲(chǔ) 量為： Zg = N1179。 M179。 S179。γ /cosα 2 =250000179。 10179。 13179。 =15750 萬 t 礦井可采儲(chǔ)量 (1)各類永久煤柱的計(jì)算 1)各類永久煤柱留設(shè)寬度及其依據(jù) 各類永久煤柱包括葛褡鐵路煤柱、工業(yè)廣場(chǎng)煤柱、西風(fēng)井煤柱、礦井邊界煤柱、斷層煤柱。由于葛褡鐵路基本上垂直煤層走向方向，所以鐵路兩側(cè)巖層走向移動(dòng)角可認(rèn)為近似相等。 9煤60 圖 22 葛褡鐵路保護(hù)煤柱剖面圖 由此算得的鐵路一側(cè)煤柱寬度為： B=176。 +176。則葛褡鐵路煤柱總寬度為： B=360179。據(jù)此，確定工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為 公頃，工業(yè)廣場(chǎng)的形狀為長方形，長 500m,寬 270m。因此，加上圍護(hù)帶，工業(yè)廣場(chǎng)需要保護(hù)的尺寸為：長179。285=146775m2。 由作圖法可得工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱尺寸為： AD=1089m； BC=1151m； hk=948m。 由作圖法可得保護(hù)西風(fēng)井煤柱尺寸為： AD=； BC=； hk=。 ⅡⅠⅡ75176。75176。Ⅰ75176。65176。45176。65176。75176。ABCDa bcdh k3629 煤680 圖 23 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 ⅡⅠ Ⅰ75176。75176。65176。 45176。 45176。75176。75176。B LABCDa bcdh k9 煤 圖 24 西風(fēng)井保護(hù)煤柱 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 15 頁 ⑤斷層煤柱 根據(jù)葛泉礦井現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，斷層按性質(zhì)、落差大小及其對(duì)煤層破壞程度，斷層煤柱留設(shè)如下： 一號(hào)井東斷層兩側(cè)各留 50m 煤柱，其他斷層按其落差大小不同，落差 50m的斷層，兩側(cè)各留 50m 的煤柱；落差 20m～≤ 50m 的斷層，兩側(cè)各留 30m 煤柱；落差 10m～≤ 20m的斷層，兩側(cè)各留 20m 煤柱；落差 10m 的 斷層不留設(shè)斷層煤柱。 M179。 3)各類永久煤柱損失的計(jì)算結(jié)果 各類煤柱不可避免會(huì)有重疊，當(dāng)各類煤柱相互重疊時(shí)，應(yīng)根據(jù)優(yōu)先級(jí)不同，其儲(chǔ)量應(yīng)算入優(yōu)先級(jí)較高的煤柱之中。計(jì)算結(jié)果見表 21。 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定， 9 煤采出率取 ， 計(jì)算結(jié)果 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 16 頁 見表 22。所以 ,本礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)為 300 天。 3)礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)的確定 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時(shí)間 14 小時(shí)。因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為 14小時(shí)。 礦井服務(wù)年限的核算 礦井 服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T= K *AZk （公式 ） 式中 T—— 礦井的服務(wù)年限， a； Zk—— 礦井的可采儲(chǔ)量，萬 t； K—— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K=； A—— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬 t/a。 經(jīng)過礦井服務(wù)年限的核算，符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定， 因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為 90 萬 t/a。斜井適用于井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。綜合葛泉煤礦的實(shí)際情況 :1)表土層較厚，平均為，且風(fēng)化嚴(yán)重； 2)地處平原，地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高平均 為 +50m 左右，煤層埋藏較深，距地面垂深在 500～ 1100m 之間。 由于立井開拓的適應(yīng)性較強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；在采深相同的條件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利；井筒的斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的的要求，且阻力小，對(duì)深井更為有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。 本礦井采用一對(duì)立井開拓：主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐籠提升矸石，升降人員、設(shè)備、材料，且兼作進(jìn)風(fēng)井。考慮到葛泉井田范圍較大，礦井通風(fēng)方式經(jīng)過比較后確定為前期中央分列式、后期逐步轉(zhuǎn)為兩翼對(duì)角式通風(fēng)，在井田西翼和東翼各掘一個(gè)風(fēng)井，即西風(fēng)井和東風(fēng)井，每個(gè)風(fēng)井均安裝梯子間，作為回風(fēng)井并兼作安全出口。井筒位置的選擇對(duì)于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有 重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 18 頁 的不利局面。 2)有利于礦井初期開采 選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定 井筒位置時(shí)，要使地面工業(yè)場(chǎng)地盡量不壓首采區(qū)煤層。 ②為加快掘進(jìn)的速度，減少掘進(jìn)費(fèi)用，井筒應(yīng)盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。 ④井筒位置還應(yīng)使井底車場(chǎng)有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護(hù)區(qū)、陷落區(qū) 或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。 另外，井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響，防止污染。不僅要考慮有利于第一水平，還應(yīng)兼顧其他水平，適當(dāng)考慮井筒延伸的影響。為了減少煤柱損失，縮 短煤炭外運(yùn)距離，減少運(yùn)輸費(fèi)用，平 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 19 頁 衡井田西（前期）、東（后期）兩翼的運(yùn)輸和通風(fēng)系統(tǒng)，主副井布置在葛褡鐵路附近即井田儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田。為了使通風(fēng)路線最短并減少初期建井工程量，西風(fēng)井布置在井田西翼中部。 為此，確定主井坐標(biāo)為（ 20490925， 3925265，