【正文】 7 cm，鈣鐵質(zhì)膠結，裂隙發(fā)育，但不均一。水 854號孔抽水資料：單位涌水量為 L/，水位標高 + m，水質(zhì)類型為硫酸鈉鈣型水，礦化度為 g/L。 （ 3）山西組 3 煤頂部砂巖（為煤 3 上、煤 3 下頂部砂巖統(tǒng)稱） 本層除局部為 3 煤直接頂板，均為老頂。以中粒砂巖為主，砂質(zhì)、泥質(zhì)膠結。補給條件較差，含水性弱。為 3 上 煤層的直接充水含水層。厚度 ～ m，一般 7～ 9 m。一般在斷層帶附近裂隙發(fā)育，水量大。根據(jù)抽水資料：單位涌水量為 ～ L/，水質(zhì)類型為 型水，礦化度為 g/L。厚 ～ m，一般 5 m 左右。鉆探過程中有 3 孔漏水，漏失量 ～ m3/h。水質(zhì)類型為 型水，礦化度為 3～ g/L。 （ 6）奧陶系石灰?guī)r 灰白～深灰色，質(zhì)純，結構致密。裂隙巖溶發(fā)育（裂隙寬度 2～ 11 mm），含水豐富。 隔水層 第四系上下組之間有一層穩(wěn)定的粘土隔水層，厚 ～ m。正常情況下，下石盒子組雜色泥巖、灰色粉砂巖阻隔了侏羅系礫巖含水層對煤系地層的影響。 16 煤層距奧灰約 60 m，其中本溪組厚度一般 40 m。正常情況下開采 16 煤層時不會受奧灰水的威脅。從目前掌握的資料分析：有導水可能的斷層 2 條，導水可能性較小或不導水的斷層 2 條，仍不清楚需待查明的斷層 2 條。 充水因素分析及涌水量預測 在綜合研究崔莊煤礦水文地質(zhì)資料的基礎上，針對目前的現(xiàn)狀，歸納出與礦井充水相關的以下幾條因素： （ 1）大氣降水與礦井涌水量的關系 收集了從 1987～ 2020 年礦區(qū)降水量及 1989～ 2020 年礦井涌水量資料，通過對比，礦井涌水量與同期降水量無明顯關系。 （ 3）太原組第三層石灰?guī)r水對 3 下煤層的底鼓影響 太原組第三層石灰?guī)r距 3 下 煤層底板 ～ m，平均 m。 由于構造原因，造成個別點三灰與 3 下 煤層間距斷薄時（如 85 896 號孔）須注意防范三灰水。 多年來，對封孔的要求標準極不統(tǒng)一，使評價封孔質(zhì)量難度較大。 （ 5）斷層對礦井充水的影響 田崗斷層局部導水，斷層下盤奧陶系灰?guī)r水通過斷層補給煤系各含水層；高廟斷層具有一定導水性；其它斷層導水性弱或強有待于進一步查明。 （ 6）煤層開采時的充水含水層 開采 3 煤層時的充水含水層包括 3 煤層頂?shù)咨皫r含水層及底部三灰含水層； 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 10 頁 開采 12 下 煤層時的主要充水含水層有太原組薄層灰?guī)r五灰、七灰、八灰及九灰；開采 1 17 煤層時主要充水含水層為十 下 灰?guī)r含水層。結合地質(zhì)部門提供的涌水量，預計礦井正常涌水量為 504m3/h。 瓦斯、煤塵和自然發(fā)火 （ 1） 瓦斯； 據(jù)鉆孔瓦斯測量資料，各煤層瓦斯含量均小于 1cm3/g，臨 近礦井柴里煤礦1977 年測定 CH4相對涌出量為 ， CO2相對涌出量為 ，本井靠近柴里煤礦，地質(zhì)情況基本類似，故地質(zhì)部門根據(jù)柴里礦歷年及 1977 年審定的等級，本礦 CH4相對涌出量為 ，確定本礦井為低瓦斯礦井。據(jù)崔莊煤礦 2020年 3月煤塵爆炸性鑒定報告（ 3采區(qū) 3上 煤層），抑制煤塵爆炸最低巖粉量為 85%，有煤塵爆炸性危險。 表 14 可采煤層燃點試驗測定結果表 煤 層 鉆 孔 (個 ) △T(℃ ) 自 燃 發(fā) 火 結 論 (等 級 ) 3上 2 16 不易自燃發(fā)火 (Ⅲ ) 3下 2 7～ 11 不易自燃發(fā)火 (Ⅲ ) 12下 2 12～ 50 不易自燃發(fā)火 (Ⅲ )～容易自燃發(fā)火 (Ⅰ ) 16 3 19～ 28 不易自燃發(fā)火 (Ⅲ )～自燃發(fā)火 (Ⅱ ) 17 2 26～ 45 自燃發(fā)火的 (Ⅱ )～容易自燃發(fā)火的 (Ⅰ ) 表明各可采煤層均有 不同程度的自燃發(fā)火傾向。 本井田 3上 、 3下 煤層在生產(chǎn)中應按自燃發(fā)火傾向的煤層考慮。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 井田范圍 崔莊煤礦井田北部以 F5 斷層為界，與蔡園煤礦相鄰，東側為棗礦集團蔣莊礦，西至太原地層露頭線，南部為地層露頭線和另一礦區(qū)，是人為劃定的井田邊界。 開采上限 滕南煤田自下而上沉積了太原組、山西組和下石盒子組含煤地層，總厚367～ 569 m，平均 486 m。 12 下 、 1 17 煤為局部可采煤層，作為后備資源開采，礦井設計只針對 3 號煤層。下部 12 下 、 1 17 煤局部可采，列入平衡表外儲量。 圖 21 井田賦存狀況示意 礦井工業(yè)儲量 勘探類型 1955 年 6 月至 1957 年 8 月進行了初次勘探，并提交了《崔莊煤礦區(qū)精查地 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 質(zhì)報告》 。 1970 年 10 月至 1974 年 3 月由濟寧礦務局地質(zhì)勘探隊對滕南區(qū)深部 500~1000 m 進行了勘探，勘探類型為一類一型。 1984 年 4 月至 1996 年 2月，由濟寧礦務局地質(zhì)勘探處設計，對滕南井田進行了聯(lián)合勘探。在崔莊井田內(nèi)共施工鉆孔 13 個，崔莊煤礦井下施工鉆孔 11 個。 圖 22 井田塊段劃分圖 工業(yè)儲量計算 礦井主采煤層為 3 號煤層，采用地質(zhì)塊段法。在各塊段范圍內(nèi)，用計算機 cad 的面域命令求得每個塊段的面積，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。計算儲量的 公式為： Zi = SiM ir i/cosɑ () 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 式中： Zi——各塊段儲量， t。 Mi——各塊段內(nèi)煤層的厚度， m。 用計算機計算得各塊段的面積和儲量，詳見表 21。） 煤層厚度 (m) 工業(yè)儲量 (t) A 區(qū) 28 B 區(qū) 14 C 區(qū) 17 D 區(qū) 8 E 區(qū) 9 F 區(qū) 8 總面積 合計 按不同標高計算儲量，以便確定第一水平的位置，使第一水平能夠達到服務年限。 表 22 500m和 550m水平儲量表 550 水平以下面積 (m2) 550 以下儲量 (t) 550 水平儲量 (t) 礦井可采儲量 （ 1） 井田煤柱可按下列公式計算 Zi=LbMR () 其中： Z——邊界煤柱損失量； L——邊界長度； b——邊界寬度； m M——煤層厚度；平均 m R——煤的容重； t/m3 ○ 1 露頭煤柱損失： Z1=100/cos45176。 ○ 4 人為劃定邊界煤柱： Z5=670025= 萬 t （ 2）工業(yè)廣場煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》第 522 條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為 平方公頃/10 萬噸。煤層的平均傾角為 14 度，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表 24 表 24 巖層移動角 煤層傾角 (176。) δ(176。) β(176。 下圖可量得壓煤面積為 ㎡ ，工業(yè)廣場的煤柱損失可用公式計算： Zi=SMR () 式 中： Zi——工業(yè)廣場煤柱量； S ——工業(yè)廣場壓煤面積， ㎡； M ——煤層厚度， m； R ——煤的容重； 則： Zi= = 萬 t 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 圖 23 工業(yè)廣場保護煤柱 （ 3）由以上計算可得井田的永久煤柱損失量 Z， Z=Z1+Z2+Z3+Z4+Z5+Zi Z=+++ = 萬噸 （ 4） 可采儲量的計算； 礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按下式計算： Zk = （ ZgP） C （ ） 式中： Zk——礦井可采儲量，萬 t； P——保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量，萬 t； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 ；地方小煤礦不小于 。 則，礦井設計可采儲量： Zk =（ ） = 萬 t。礦井每晝夜凈提升時間為 16 小時。 礦 區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件： （ 1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 。 礦井設計生產(chǎn)能力 因為本井田儲量豐富，主采煤層賦存條件簡單，井田內(nèi)部僅有較大斷層，小斷層較少，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設計生產(chǎn)能力為 150萬噸 /年。 礦井可采儲量 Zk、設計生產(chǎn)能力 A 礦井服務年限 T 三者之間的關系為： T=ZK/（ A 井型校核 下面通過對設計煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。 （ 2） 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立 井開拓，主井提升容器為兩對 12 噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達到設計井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運不成問題。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設計生產(chǎn)能力的要求。礦井通風采用混合式通風，有專門的風井回風，可以滿足通風的要求。所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設計生產(chǎn)能力。通過上面計算能夠滿足礦井的服務年限。第一水平的服務年限的計算公式為： T1=(150) = 礦井的服務年限和第一水平的服務年限應滿足表 3。 25176。 45176。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 18 頁 4 井田開拓 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經(jīng)濟比較，才能確定。 （ 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； （ 2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置； （ 3）布置大巷及井底車場； （ 4） 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； （ 5）進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造； （ 6）合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。在解決開拓問題時，應遵循下列原則： （ 1）貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，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)的有關規(guī)定。 （ 5）要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 （ 1）井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 19 頁 表 41 井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點 缺點 適用條件 平硐 1 運輸環(huán)節(jié)和設備少、系統(tǒng)簡單、費用低。 3 井巷工程量少，省去排水設備，大大減少了排水費用。5 煤炭損失少。 2 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。能滿足特大型礦井的提升需要。 與立井相比： 1 井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。 3 斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復雜。 立井 1 不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。 3 當表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。 1 井筒施工技術復雜，設備多，要求有 較高的技術水平。 對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。 ○ 7 井筒位置的確定：由于井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)條件簡單，地勢平坦，井筒布置在井田儲量的中央即