【正文】 74 C31 開(kāi)平組 70 中統(tǒng) C2 唐山組 平行不整合 馬家溝組 65 下 古 生 界 奧 陶 系 中統(tǒng) O2 345 下統(tǒng) O12 亮甲山組 115 O11 冶里組 203 寒 武 系 上統(tǒng) ?33 鳳山組 68 ?32 長(zhǎng)山組 48 ?31 崮山組 82 中統(tǒng) ?2 張夏組 120 下統(tǒng) ?12 饅頭組 150 ?11 景兒峪組 263 Xx礦 12 元 古 界 震 旦 系 上統(tǒng) Z2W 迷霧山組 1200 Z2Y 楊莊組 400 下統(tǒng) Z1K 高于莊組 600 Z1T+H 大紅峪黃崖關(guān)組 ~~~~~~不整合 ~~~~~~ 五臺(tái)群 450 太古界 前震旦 Ar 含煤系及地層特征 開(kāi)平煤田構(gòu)造形式以褶皺為主，線型排列比較明顯，向斜背斜多呈相間平行排列，區(qū)內(nèi)由西至東有：薊玉向斜及其兩側(cè)的窩洛沽向斜、豐登塢背斜、車軸 山向斜、卑子院背斜、彎道山～西缸窯向斜、鳳山～缸窯背斜、開(kāi)平向斜。從全礦井看，煤層角度東部較小，西部邊界偏大。 1）表土層及風(fēng)化層的深度 礦井田內(nèi)地勢(shì)平坦，為第四系沖積層所覆蓋，沖 積層較厚，井田淺部以風(fēng)積細(xì)粉砂巖為主，顆粒細(xì)而均勻，表土層厚度平均在 100m，且有流沙。本設(shè)計(jì)的十組煤全區(qū)發(fā)育 ， 122 均為可采煤層。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 全礦預(yù)測(cè)涌水量： 最大 涌水量 m3/h 正常涌水量 m3/h 煤質(zhì)及煤層特征 井田內(nèi)煤層及埋藏條件 煤層走向主體為東西走向，整體近似于長(zhǎng)方形，煤層賦存比較穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育，平均傾角為 14176。 表 12 煤層間距見(jiàn)表 Tab .12 Seam pitch table 煤層 平均厚度（ m) 煤層間距 (m) 9 4 15 122 3 煤層賦存狀態(tài)十煤組共分 122分層。見(jiàn)煤層柱狀圖，如圖 12。巖相組合上為淺海相薄層泥質(zhì)碳酸鹽巖和瀉湖海灣相粉砂巖及砂巖沉積物的交替沉積。 Xx礦 14 表 13 煤的容重 Bulk density of coal 容重 最小 最大 平均 t/m3 本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r，由下而上命名為 K K K6，其中 K5 石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖，時(shí)而接近鈣質(zhì)粘土巖。厚度薄但比較穩(wěn)定。 井田內(nèi)各煤層的偽頂多為薄層泥巖，直接頂一般為粘土巖或粉砂巖，底板多為粉砂巖次之。 煤層的含瓦斯性、自燃性、爆炸性 本井田煤層瓦斯含量均很低，屬低沼礦井，據(jù)化驗(yàn)資料，瓦斯絕對(duì)涌出量為： ～，平均 m3/min，相對(duì)涌出量為： ～ ，平均 m3/t。自燃發(fā)火期為 36 個(gè)月。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 2 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍 本井田西部以 I 號(hào)勘探線和 F1 斷層為界，東部以 VI 號(hào)勘探線為界，北部以 300 等高線為界，南部以 750 等高線為界。 邊界煤柱留設(shè) 礦井走向長(zhǎng) 5km，傾斜長(zhǎng) ，井田面積 11km2。由于井田西面和南面為斷層所包圍，故西部和南部的井田邊界即為斷層保護(hù)煤柱和井田境界保護(hù)煤柱，按《煤礦安全規(guī)程》 [2]規(guī)定，邊界煤柱的留法及尺寸： 1) 井田邊界煤柱留 30m； 2) 階段煤柱斜長(zhǎng) 60m，若在兩階段留設(shè)，則上下階段各留 30m； 3) 斷層煤柱每側(cè)各為 20m； 4) 采區(qū)邊界煤柱留 10m。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱留設(shè) 由《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)場(chǎng)地占地面積： 4590 萬(wàn) t/年， ～ 公頃 /10 萬(wàn) t；120180 萬(wàn) t/年， ～ 公頃 /10 萬(wàn) t； 240300 萬(wàn) t/年， ～ 公頃 /10 萬(wàn) t， 400600 萬(wàn)t/年， 公頃 /10 萬(wàn) t。則工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)成長(zhǎng) 380m ,寬 290m的矩形。 在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的井筒，圈定保護(hù)煤柱時(shí)，地面受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機(jī)房、風(fēng)道等，圍護(hù)帶寬度為 15m。同時(shí)，本井田的劃分使儲(chǔ)量與生產(chǎn)相適應(yīng)，礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開(kāi)采技術(shù)裝備條件相適應(yīng)。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》 [1]的規(guī)定，采區(qū)開(kāi)采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴(kuò)展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，開(kāi)采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱邊界線。 3) 開(kāi)采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開(kāi)采。因此，綜上來(lái)看，本井田的劃分是合理的，也就是說(shuō)本井田設(shè)計(jì)的邊界是合理的。對(duì)于大、中型礦井，一般不超過(guò) 1000m； 3)精查階段的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致； 4)凡是分水平開(kāi)采的井田，在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)，也應(yīng)該分水平計(jì)算儲(chǔ)量； 5)由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭，如 在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱，要分別計(jì)算儲(chǔ)量； 6)煤層傾角不大于 15 度時(shí)，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量； 7)煤層中所夾的大于 （夾矸）不參與儲(chǔ)量的計(jì)算； 8)參與儲(chǔ)量計(jì)算的各煤層原煤干燥時(shí)的灰分不大于 40%。本井田的工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算： 1）工業(yè)儲(chǔ)量 井田煤層埋藏深度為 300~750 標(biāo)高之間。 a 斷層煤柱損失 斷層的兩側(cè)各留 20m的保護(hù)煤柱，此斷層的面積為 1188 40=47520m178。經(jīng)計(jì)算， 故境界保護(hù)煤柱損失為： 405840 7 = 萬(wàn) t。全礦采區(qū)回采率按下式計(jì)算： C = 7 ??? ＝ 5）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 Ek＝（ Es－ Pz） C （ 21） 式中 Ek—— 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 Xx礦 18 Es—— 井田設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 Pz—— 煤柱損失 C —— 采區(qū)平均回采率 煤柱損失 Pz 主要包括工業(yè)廣場(chǎng)壓煤、 階段間煤柱等 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤 Y 9 煤層壓煤量＝（ 828+905） 683247。 2 3 ＝ 萬(wàn) t Y=＋ ＝ 萬(wàn) t 階段煤柱＝（ 2851 ＋ 1861 ）（ 4+3） 247。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭?jī)?chǔ)量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場(chǎng)銷售量等許多因素有關(guān)。本井田內(nèi)可采的煤層達(dá)到 2 層，保有工業(yè)儲(chǔ)量為 億 t，按照 ，能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。 3)建井及外運(yùn)條件 本井田內(nèi)良好的煤層賦存條件為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質(zhì)條件。津山、京沈干線 km 橫跨東西，東有秦皇島 港，西鄰天津港，新建的唐山港位于津秦兩港之間。 綜上所述，由于礦井優(yōu)越的條件及外部運(yùn)輸條件，礦井的生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t 是可行的、合理的，并且符合《煤礦安全規(guī)程》和《設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求。 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增加的可能性 建井后產(chǎn)量出現(xiàn)變化，其可能性為： 1) 地質(zhì)條件勘探存在一定的誤差，有可能出現(xiàn)新的斷層。 3) 礦井的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計(jì)能力，提高了工作面生產(chǎn)能力。 5) 采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲(chǔ)量及較好的開(kāi)采條件。 本礦井工作制度采用 “三八”制，兩班采煤，一班檢修，日提升工作時(shí)間為 16 小時(shí)。因此，在解決井田開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： 1）貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件。 2）合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn) 化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 4）必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 井筒形式、位置和數(shù)目的確定 井筒形式的確定 井筒是聯(lián)系地面與井下的咽喉 ，是全礦的樞紐。 礦井開(kāi)拓，就其井筒形式來(lái)說(shuō)，一般有以下幾種形式：平硐、斜井、立井和混合式。 平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺，而且要有適合于開(kāi)掘平硐的高地勢(shì)，例如山地或丘陵，也就是要有高于工業(yè)廣場(chǎng)以上具有一定煤炭?jī)?chǔ)量。 斜井：利用斜井 開(kāi)拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層，且當(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開(kāi)拓困難時(shí)，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長(zhǎng)的斜井井峒的條件Xx礦 22 下才可能使用，而本井田的條件卻不盡如此，全部的可采煤層均賦存于 50m以下，最深達(dá) 500m。太長(zhǎng)的斜井提升幾乎是不可能的，而且工程量也是非常巨大的，跟著相關(guān)的維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)大幅度的增加，以上種種因素決定了本井田使用斜井開(kāi)拓也是不可行的。 混合式：對(duì)于本礦井來(lái)說(shuō)。 本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，它對(duì)井筒的開(kāi)鑿將不會(huì)造成影響。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》 [1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定．儲(chǔ)量比較豐富等特點(diǎn)．本設(shè)計(jì)采用立井開(kāi)拓． 井筒位置及 數(shù)目的確定 1) 井筒的數(shù)目 a 根據(jù)本礦區(qū)煤層的埋藏的具體條件，各井筒均采用立井。 c 井筒參數(shù) 表 41井筒參數(shù) Well chamber parameter 井筒名稱 用途 井筒長(zhǎng)度 /m 提升方法 斷面尺寸 直徑 /m 凈斷面積 /㎡ 主井 提升煤炭 520 箕斗提升 副井 進(jìn)風(fēng)、進(jìn)人、運(yùn)料排矸 480 罐籠提升 風(fēng)井 回風(fēng)兼作 安全出口 200 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 該設(shè)計(jì)采 用三個(gè)井筒的井田開(kāi)拓方式：主井、副井、風(fēng)井，通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)。 b 有利于首采采區(qū)不只在井筒附近的富煤塊段，首采采區(qū)少遷村或不遷村。 c 井筒不易穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較弱巖層。 e 工業(yè)廣場(chǎng)宜少占農(nóng)田少 壓煤 f 水源，電源較近，礦井設(shè)在鐵路專用線路短，道路布置合理點(diǎn)。 b 有較好的工程、水文地質(zhì)條件，盡可能避開(kāi)滑坡、崩巖、溶洞、流沙層等不良地段，這樣既便于施工，又可以防止自然災(zāi)害的侵襲。 d 避免井筒和工業(yè)場(chǎng)地遭受水患、井筒位置要高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗弧? 對(duì)井田開(kāi)采有利的井筒位置，確定依據(jù)： 傾斜方向的位置： 從保護(hù)井筒和工業(yè)場(chǎng)地繁榮煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈??；愈靠近深部，煤柱的損失愈大。 走向的位置 a) 井筒沿井田走向的位置應(yīng)在井田中央，當(dāng)井田儲(chǔ)量不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以次形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田。 Xx礦 24 b) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大。 d) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼風(fēng)量分配比較均衡，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小。 風(fēng)井井口位置的選擇 : 風(fēng)井井口位置的選擇，應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下，與提升井筒的貫通距離較短，并應(yīng)利用各種煤柱。 綜合考慮，本礦井的風(fēng)井沿走向布置在井田的邊界中部。最大提升速度為，該提升設(shè)備擔(dān)負(fù)本礦全部煤炭提升。 副井每次提升或下放四輛重車時(shí)，另一側(cè)必須配四輛空車，下放液壓支架時(shí)其重量限制在 以內(nèi)（包括平板車重），另一側(cè)必須配兩輛重車。 開(kāi)采水平的設(shè)計(jì) 水平劃分的原則 確定原則： 1） 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定 ： （ 1） 90 萬(wàn) t 的礦井第一水平服務(wù)年限不得小于 20 年，緩傾斜煤層的階段垂高為 200— 350m； （ 2）條件適宜的緩傾斜煤層，宜采用上下山開(kāi)采相結(jié)合的方式； （ 3）近水平多煤層開(kāi)采，當(dāng)層間距不大時(shí)，宜采用單一水平開(kāi)拓。煤層標(biāo)高從 750m標(biāo)高到 300m標(biāo)高。再結(jié)合本井田的煤層標(biāo)高差較 小 ，階段斜長(zhǎng)較 短 的實(shí)際情況， 宜 采用單水平上下山開(kāi)采。 4）根據(jù)水平接替關(guān)系 在上一水平減產(chǎn)前，新水平即作好準(zhǔn)備，因此一個(gè)水平從投產(chǎn)到減產(chǎn)為止的時(shí)間，必須大于新水平的準(zhǔn)備時(shí)間。開(kāi)拓延伸加上水平過(guò)渡需要 7～ 9 年，所以每個(gè)礦井在確定水平高度時(shí)，必須使開(kāi)采時(shí)間大于開(kāi)拓延伸加上水平過(guò)渡所需要的時(shí)間。本礦 井煤層傾角平均為 14 度，故采用走向長(zhǎng)壁采煤法。 首先對(duì) 下階段的巷道布置在技術(shù)上比較兩方案的優(yōu)缺點(diǎn) ，詳見(jiàn)表 42。 萬(wàn) m179。 萬(wàn)元 合計(jì) 萬(wàn)元 表 44方案二：暗斜井延伸，兩水平開(kāi)采 Table 44 Option 2: Inclined Shaft extension, the two levels of exploitation 名 稱 掘 進(jìn) 費(fèi) 用 長(zhǎng)度 （ m） 費(fèi)用 （元 /m） 總費(fèi)用 （萬(wàn)元） 運(yùn)輸暗 斜 井 922 3000 回風(fēng)暗 斜 井 922 3000 井底車場(chǎng) 1100 3000 330 運(yùn)輸大巷 1269 3000 合計(jì) 萬(wàn)元 Xx礦 30 通過(guò)兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，很顯而易見(jiàn)，方案二比方案一明顯增加兩條 912m的暗斜井，以及增加相應(yīng)的采準(zhǔn)巷道 ，掘進(jìn)費(fèi)