【正文】 、泥巖。 水文地質(zhì)條件 本井田位于壩上高原區(qū)，境內(nèi)地勢平坦、開闊，略呈波狀起伏，海拔高 1300m 左右。這些湖淖成為區(qū)內(nèi)地表水、地下水的排泄聚集地。 從大氣環(huán)流看本區(qū)域大氣降水是地下水唯一的補(bǔ)給來源。 本區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)量是降水量的 5 倍，因此蒸發(fā)也是區(qū)內(nèi)地表水與地下水排泄途徑。根據(jù)鉆孔揭露地層的 巖性，結(jié)合鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測資料所劃分的三個含水巖組、五個含水層，即： ① 變質(zhì)巖類裂隙水含水層 ② 碎屑巖、火山巖類孔隙裂隙水含水層 ③ 第三系漸新統(tǒng)砂巖、砂礫巖孔隙裂隙含水層 依據(jù)煤系的含煤特性及與含水層的關(guān)系和富水性，該含水層又劃分出兩個含水亞層。鉆孔沖洗液在此段基本 不消耗，其富水性弱。此段為煤系主要含煤段，含 3 三個可采煤組，厚 ～ 。含水層厚度不穩(wěn)定，水平方向上變化大，夾于泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖之間，為承壓裂隙含水層。據(jù)鉆孔抽水試驗資料單位涌水量 q=?m，滲透系數(shù) k=，水質(zhì)類型為 cl— Na 型水，礦化度 ，為富水性弱的含水層。含水層厚度小，含水很微弱，據(jù)民井資料，地下水位變化大，水質(zhì)較差，為 ～ 型水，礦化度 210g/l。煤系上下段之間沒有穩(wěn)定的隔水層，但上下段地層中泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層的厚度分別占各段總厚度的 85%與 65%，因此煤系上、下段含水層間有水力聯(lián)系，但很微弱。 斷層水文地質(zhì)特征： 本井田構(gòu)造簡單，地層近于水平。 井田地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件： 本井田第四系地下水接受大氣降水的補(bǔ)給后，一部分向地形低洼處緩慢地逕流排泄，另一部分垂直滲透補(bǔ)給煤系，由于煤系的儲水條件差，因此逕流滯緩，而基底地下水在區(qū)外地層裸露地帶接受大氣降水補(bǔ)給后，向區(qū)內(nèi)深部逕 流循環(huán)。直接充水含水層富水性弱，單位涌水量 q=?m，因此本井田水文地質(zhì)類型可定為水文地質(zhì)條件簡單的裂隙充水礦床，即二類一型。另一處開鑿立井見流砂無法治理而廢棄、估算涌水量為 15m3/h。 ② 第四系含水層不具備大范圍連續(xù)沉積，僅局部地帶底部砂礫石含水層與煤系接觸，但距可采煤層較遠(yuǎn)，僅間接地補(bǔ)給煤系含水層，但在勘探過程中發(fā)現(xiàn) 76— 1 孔和 14— 6 孔、 16— 5 孔一帶有流砂透鏡體存在，深度11～ 23m，在本礦井建井和開采時應(yīng)采取措施，防止流砂潰入坑道。 ④ 井田內(nèi)已施工的鉆孔按規(guī)程已進(jìn)行了 封孔，但個別早期鉆孔資料不清，且均未進(jìn)行封孔檢查，礦井開采時應(yīng)采取措施，防止鉆孔透水。 其他開采技術(shù)條件 已有的小井在掘進(jìn)巷道時實見煤層頂?shù)装鍨槟鄮r、砂質(zhì)泥巖，由于巖石膠結(jié)疏松，易冒落不好管理，且泥巖膨脹性大，壓力大巷道斷面維護(hù)困難，為本礦井開采和支護(hù)提出新的課題，針對此種情況，國內(nèi)許多在軟巖中開鑿的井筒和巷道多采取“不對抗讓壓和封閉的方法以錨噴支護(hù)”收到較 好的效果，此外巷道布置在煤層中或留護(hù)頂煤進(jìn)行開采亦是可行的措施。屬低瓦斯礦井。 （ 2）煤質(zhì)分析 各煤組煤質(zhì)指標(biāo)一覽表 指標(biāo) 煤組 Mad(%) 水份 Ad(%) 灰份 Vdaf(%) 揮發(fā)份 St,d(%) 全硫 1 煤組 ～ ～ ～ ～ 2 煤組 ～ ～ ～ ～ 3 煤組 ～ ～ ～ ～ 4 煤組 ～ ～ ～ ～ 5 煤組 ～ ～ ～ ～ 注：上述指標(biāo)除揮發(fā)份為精煤，其余皆為原煤值。 從表中可看出原煤水份在垂向方面從上至下由低變高；原煤灰分無明顯的變化規(guī)律；揮發(fā)份（精煤）則頂端含量相對較高，中、下部相對較低。而原煤的真干基高位發(fā)熱量為 ～ ，精煤為 ～ ，（折算后為 3272～ 5159千卡 /kg），均屬低發(fā)熱量煤種。 煤的工業(yè)利用方向： 由于煤種是低變質(zhì)褐煤，無 粘結(jié)性、低腐植酸、低發(fā)熱量，煤的工業(yè)利用僅可作民用及動力燃料。開發(fā)王牛灘褐煤礦就是為上述工業(yè)提供原 材料。對于以此報告編制礦井開發(fā)可行性研究是適宜的。 （ 2）資源 /儲量 根據(jù) 2020 年 4 月河北煤田第四地質(zhì)隊提供張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘井田儲量核實地質(zhì)報告之儲量，全井田共獲 B+C+D 級儲量 萬 t，其中 B 級 萬 t、 C 級 萬 t、 D 級 萬 t， B+C 級 萬 t?，F(xiàn)在則站在另外一個角度 ，換一種思維方式，以此種類 的褐煤用來提取褐煤臘，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為汽油、柴油等化工產(chǎn)品，以達(dá)到物盡其用的目的，所以方能在 20 年后予以開發(fā)利用，也是我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和四個現(xiàn)代化建設(shè)過程中對加強(qiáng)西部開發(fā)，全國支援農(nóng)村改變面貌，支援“老少邊窮”地區(qū)盡快脫貧政策的宣傳實踐的成果。 本項目的地質(zhì)條件是簡單的、資源條件是可靠的、外部建設(shè)條件是具備的，雖有困難但在當(dāng)?shù)卣念I(lǐng)導(dǎo)下，定能在張北縣繪出一幅改變面貌的蘭圖。中都公司應(yīng)就“煤化電”轉(zhuǎn)化的第一步萃臘工程應(yīng)與煤礦建設(shè)相輔相成的建設(shè)起來，待取得第一步成功后，再繼續(xù)擴(kuò)展其他化工產(chǎn)品項目。 礦井建設(shè)后能夠保證正常生產(chǎn)即可達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)能力，我們希望煤化工一期萃臘工程與煤礦建設(shè)同期投產(chǎn)，以使張北縣依托資源開發(fā)邁出堅定的第一步。 由于本井田是單獨的塊段，周圍無其他的礦井，做為一個獨立的礦區(qū)和井田自成體系，在詳查地質(zhì)報告和 2020 年儲量核實地質(zhì)報告中對井田之資源 /儲量進(jìn)行儲量核實工作，核實后的儲量匯總表見 P12。巖層移動角為 73186。 180m，計算各煤組煤柱損失量為： 1 煤組： 萬 t 2 煤組： 萬 t 3 煤組： 萬 t 4 煤組： 萬 t 合計： 萬 t 礦井工業(yè)儲量為 萬 t，扣除工業(yè)場地煤柱損失后設(shè)計儲量為 3251— = 萬 t。 （二）礦井設(shè)計生產(chǎn)能力與服務(wù)年限 根據(jù)礦井煤層賦存條件及業(yè)主的意見，本礦井確 定為 60 萬 t/a 的井型。 60= 年 中型礦井服務(wù)年限應(yīng)在 40 年以上，符合規(guī)范要求，井型按 60 萬 t/a設(shè)計是合理的。 五、井田開拓與開采 （一）井田開拓 井口位置及井田開拓方式 根據(jù)井田地層構(gòu)造，煤層賦存狀況，地面地形地物本礦井的開拓方式歸結(jié)為立井開拓和斜井開拓兩種方式。主井裝備箕斗提煤，副井裝備普通一噸礦車罐籠擔(dān)負(fù)提矸，上下材料人員并做為進(jìn)風(fēng)井筒。 方 Ⅲ ：斜井開拓，井位在補(bǔ) 2孔西北 300m 處，以一對α =23186。 方 Ⅳ ：斜井開拓，井位在補(bǔ) 1孔東南 150m 處，以一對α =23186。 各方案的主要優(yōu)缺點及方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。第四系表土層厚度10～ 20m，在 76— 1 孔與 14— 6 孔間、補(bǔ) 5孔東可能有流砂透鏡體存在。立井開拓與斜井開拓單從井筒的長度看兩者約為 1∶，斜井、立井井筒單位造價卻相差不多，其原因是斜井在軟巖地層支護(hù)需要砌底拱，且受力抗壓卻不如立井，雖然斜井開拓可以使用膠帶機(jī)實現(xiàn)全礦生產(chǎn)運輸?shù)哪z帶機(jī)化，但井巷工程總造價卻比立井開拓造價高，這是優(yōu)選立井開拓的一個理由；斜井開拓在通過第四系地層時如遇 含水較大地層必須采取凍結(jié)方式通過，亦將增加單位造價和延長建井時間也是不利因素。在礦井生產(chǎn)管理方面，立井與斜井各有其成熟的經(jīng)驗和習(xí)慣，河北省則多立井開拓與開采，不象某些地區(qū)不顧地層和煤層條件定選用斜井方案。 方 Ⅰ 、方 Ⅲ 開拓方案平面圖及剖面圖。 井筒斜長 260m 第四系厚約 10m (至 3 煤組 ) 主斜井 : 膠帶機(jī) 副斜井 : 猴車 井 筒 595m 車場及硐室 225m 大巷及風(fēng)巷 1840m 采區(qū)工程 4610m 合計 7270m 優(yōu) : 3 煤組 ,一次完成省去以后延深井筒之麻煩 ,經(jīng)各種類型運輸可實現(xiàn)煤炭的連續(xù)運輸 1 煤位 ,井巷工程量最省 缺 : ,遇水則施工困難 ,必須 凍結(jié) 施工 30～ 40m 萬 /m 萬 /m 萬 /m 萬 /m 合計 方 Ⅳ 串車斜井開拓 補(bǔ) 1孔東南150m處 α =23186。這樣就確定了工業(yè)場地的位置無需再做方案比較；第二期所建井位只能在上述場地附近，并使兩期工程溶為一體，但一期建設(shè)工程均由中都礦業(yè)開發(fā)有限公司自 行安排。新建井稱混合井，井筒內(nèi)裝備箕斗和罐籠各一個，井筒除承擔(dān)提升煤炭、上下材料人員設(shè)備外并擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)及安全出口。 立井開拓與斜井開拓比選中，斜井開拓最大的缺點是斜井井筒與立井井筒長度比，在開拓水平相同的情況下為 ∶ 1，因為斜井在 α =23186。 混合立井開拓平、剖面圖見插圖。按推薦的第一方案，箕斗煤倉為上提式，各煤組間以 α =23186。 開拓巷道布置 本礦井 4 各煤組，第 1 煤組在最上部應(yīng)最先開采，以解決壓茬關(guān)系。斜巷（或斜石門）穿透到第 1 煤組。 待 1 煤組采完后再轉(zhuǎn)入第二煤組繼續(xù)接替回采產(chǎn)量， 由于煤層較厚，平均 ；應(yīng)安排分層開采，可采用金屬網(wǎng)假頂，分層厚度 2m 左右，按煤層厚度可分 4～ 5 個分層。 開拓巷道斷面見插圖。其混合井井筒為園形。由于井筒全深不超過 120m，且?guī)r層松軟宜采用短段掘砌法施工。 井筒特征表 序號 井筒特征 井筒名稱 混合井 風(fēng)井1 風(fēng)井 2 1 井筒座標(biāo) 經(jīng)距（ Y） 27827 27798 27847 緯距（ X） 4600282 4600318 4600201 2 提升方位角 3 井筒傾角 90186。 90186。 主井裝載硐室在井底車場水平，主井煤倉為上提式，主井煤倉上口在第 1 煤組，煤倉有效垂高約 14m，直徑 ，容量為 130t。 采區(qū)劃分及開采順序 本礦井分煤層開采，由于井田范圍不大，故劃分二個盤區(qū)。斜巷 與第 1 煤組聯(lián)系，且主井煤倉上口即為第 1 煤組，故 1 煤組之運輸機(jī)巷可直接與主井煤倉相通。其后由 2煤組接續(xù)開采。 各小階段斜煤巷貫通到 1 煤組后，沿 1 煤組上部做運輸巷、回風(fēng)巷（為保持巷道的穩(wěn)定可留 400～ 500mm 護(hù)頂煤）。 采煤工藝與采煤機(jī)械配備 長壁式采煤法 其采面長度選定為 120m，采面上下兩端各作運輸巷和回風(fēng)巷，軌道巷進(jìn)新風(fēng)，運輸巷回風(fēng)經(jīng)順風(fēng)井排至地面。采面安裝滾筒式采煤機(jī)和鋪設(shè)刮板運輸機(jī)，配用單體液壓支柱支柱排距 ～ ，柱距 ～ ，支護(hù)頂板；保持采面工作的空間控頂排距為 3～ 5 排。 采煤工作面產(chǎn)量計算： 120179。 179。 = 萬 t 采面年推進(jìn)度為 720m。 掘進(jìn)煤量亦入煤流系統(tǒng)，按 10%計算，則全礦產(chǎn)量為 2179。)179。掘進(jìn)作業(yè)以打眼放炮為主，運輸則全部納入煤流系統(tǒng)。 附：采掘機(jī)械配備表 采掘機(jī)械配備表 （臺為單位） 序號 設(shè)備名稱 型號 功率 /電壓 采煤 掘進(jìn) 開拓 備用 合計 1 煤 電 鉆 ZM5— 12B 2 采 煤 機(jī) MG150 150/660 2 2 3 單體液壓支柱 DW25 2020 400 2400 4 金屬鉸接頂梁 DJA— 1000 1600 320 1920 5 回柱絞車 JH— 6 11/660 4 2 6 6 膠帶輸送機(jī) STD800 2179。 40/660 2 2 8 巖石電鉆 KBA 2/ 4 1 1 6 9 局 扇 DSF— 179。 40/ 2 2 17 錨桿安裝機(jī) MYT— 120B 11/ 4 1 1 6 18 轉(zhuǎn)載機(jī) SZB730/40 40/ 2 2 19 刮板運輸機(jī) WGB— 40 40/ 12 2 2 16 20 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī) 2 2 二期工程應(yīng)完成混合井井筒、第三煤組之 +1181m 井底車場、箕斗煤倉及裝載硐室南北翼軌道運輸機(jī)大巷、通 1 煤組斜巷、 2 個采煤工作面，估算井巷總工程量見下表。 井下運煤大巷采用 膠帶運輸機(jī)，采面運輸機(jī)巷鋪設(shè)刮板運輸機(jī)至大巷則接入膠帶運輸機(jī)。 井下礦車配備量依實際需用量估算，另有備用車 5 臺合計為 35 輛。 礦井通風(fēng)方式為抽出式，混合井進(jìn)新鮮風(fēng)流，沖洗采、掘工作面后由修復(fù)的兩個小井并聯(lián)抽出地表。 K 式中： Q 總 —— 礦井總風(fēng)量， m3/s Q 采 —— 采面所需風(fēng)量， m3/s Q 掘 —— 掘進(jìn)面所需風(fēng)量， m3/s Q 硐 —— 獨立通風(fēng)硐室所需風(fēng)量， m3/s Q 其它 —— 其它地點所需風(fēng)量， m3/s K—— 不均勻通風(fēng)系數(shù)取 (2179。 4+3+5)179。 式中： h—— 井巷磨擦阻力 α —— 井巷風(fēng)阻系數(shù) L—— 井巷長度 S—— 井巷的凈面積 Q—— 井巷所通過的風(fēng)量， m3/s 礦井初期及后期通風(fēng)負(fù)壓計算表如下。 附：礦井井巷斷面表 礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖 通風(fēng)等積孔計算，按 A=，本礦井初期及后期通風(fēng)負(fù)壓計算后其等積孔分別為 及 ，通風(fēng)之難易程度均屬容易。 10% 12 Σ hm179。 10% 12 Σ hm179。在 Ф 井筒內(nèi)，準(zhǔn)備裝備一