永城礦區(qū)陳四樓煤礦1.5mta新井設(shè)計(jì)-淺析煤礦巖石巷道支護(hù)

1、<p>　　1 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征1</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概況1</b></p><p>　　1.1.1地理位置與交通1</p><p>　　1.1.2自然地理概況1</p><p><b>　　1.1.3其它3</b></p><p&g

2、t;　　1.2井田地質(zhì)特征3</p><p>　　1.2.1井田地層3</p><p>　　1.2.2地質(zhì)構(gòu)造4</p><p>　　1.2.3水文地質(zhì)5</p><p>　　1.3 煤層特征6</p><p><b>　　1.3.1煤層6</b></p><p&g

3、t;　　1.3.2 煤質(zhì)7</p><p>　　1.3.3 開采技術(shù)條件7</p><p>　　1.3.4勘探程度及存在問題7</p><p>　　2 井田境界與儲(chǔ)量9</p><p>　　2.1 井田境界9</p><p>　　2.1.1 井田境界劃分的原則9</p><p>

4、;　　2.1.2 井田境界9</p><p>　　2.2礦井儲(chǔ)量10</p><p>　　2.2.1構(gòu)造類型10</p><p>　　2.2.2煤層穩(wěn)定類型10</p><p>　　2.2.2礦井地質(zhì)資源量10</p><p>　　2.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量11</p><p>　　2

5、.2.4礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量11</p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限14</p><p>　　3.1礦井工作制度14</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限14</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定依據(jù)14</p><p>　　3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力14

6、</p><p>　　3.2.3礦井的服務(wù)年限14</p><p>　　3.2.4井型校核15</p><p><b>　　4 井田開拓16</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題16</p><p>　　4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)16</p>

7、<p>　　4.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置18</p><p>　　4.1.3開采水平的確定及帶（采）區(qū)劃分18</p><p>　　4.1.4方案比較19</p><p>　　4.2 礦井基本巷道24</p><p>　　4.2.1井筒24</p><p>　　4.2.2開拓巷道25</p&g

8、t;<p>　　4.2.3井底車場(chǎng)及硐室25</p><p>　　5 準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置33</p><p>　　5.1煤層地質(zhì)特征33</p><p>　　5.1.1帶區(qū)位置33</p><p>　　5.1.2帶區(qū)煤層特征33</p><p>　　5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況33&

9、lt;/p><p>　　5.1.4水文地質(zhì)34</p><p>　　5.1.5地質(zhì)構(gòu)造34</p><p>　　5.1.6地表情況34</p><p>　　5.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)34</p><p>　　5.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定34</p><p>　　5.2.2帶區(qū)巷道布置

10、35</p><p>　　5.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)35</p><p>　　5.2.4帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法37</p><p>　　5.2.5帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率37</p><p>　　5.3帶區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì)38</p><p><b>　　6 采煤方法40</b></p>

11、<p>　　6.1采煤工藝方式40</p><p>　　6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件40</p><p>　　6.1.2 采煤工藝方式選擇40</p><p>　　6.1.3回采工作面參數(shù)41</p><p>　　6.1.4 綜采工作面的設(shè)備選型及配套41</p><p>　　6.1.5 各工藝

12、過程注意事項(xiàng)47</p><p>　　6.1.6 工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù)48</p><p>　　6.1.7循環(huán)圖表、勞動(dòng)組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)49</p><p>　　6.1.8 綜合機(jī)械化采煤過程中應(yīng)注意事項(xiàng)53</p><p>　　6.2回采巷道布置54</p><p>　　6.2.1回采巷道布置方式

13、54</p><p>　　6.2.2回采巷道參數(shù)54</p><p><b>　　7 井下運(yùn)輸56</b></p><p><b>　　7.1概述56</b></p><p>　　7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度56</p><p>　　7.1.2煤層及煤質(zhì)5

14、6</p><p>　　7.1.3運(yùn)輸距離和輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì)56</p><p>　　7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng)56</p><p>　　7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇57</p><p>　　7.2.1設(shè)備選型原則：57</p><p>　　7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算58</p><p>

15、　　7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選59</p><p>　　7.3.1主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇59</p><p>　　7.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇59</p><p>　　7.3.3運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算61</p><p><b>　　8 礦井提升63</b></p><p>　　8.1礦井提升概述6

16、3</p><p>　　8.2主副井提升63</p><p>　　8.2.1主井提升63</p><p>　　8.2.2副井提升設(shè)備選型64</p><p>　　9 礦井通風(fēng)及安全67</p><p>　　9.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況67</p><p>　　9.1.1礦井地質(zhì)概況

17、67</p><p>　　9.1.2開拓方式67</p><p>　　9.1.3開采方法67</p><p>　　9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫(kù)67</p><p>　　9.1.5工作制、人數(shù)68</p><p>　　9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定68</p><p>　　9.2.1礦井

18、通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求68</p><p>　　9.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇69</p><p>　　9.2.3礦井通風(fēng)方法的選擇69</p><p>　　9.2.4帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求70</p><p>　　9.2.5帶區(qū)通風(fēng)方式的確定70</p><p>　　9.3礦井風(fēng)量計(jì)算71</p>&

19、lt;p>　　9.3.1通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期采煤方案的確定71</p><p>　　9.3.2各用風(fēng)地點(diǎn)的用風(fēng)量和礦井總用風(fēng)量71</p><p>　　9.3.3風(fēng)量分配75</p><p>　　9.4礦井阻力計(jì)算76</p><p>　　9.4.1計(jì)算原則76</p><p>　　9.4.2礦井

20、最大阻力路線77</p><p>　　9.4.3計(jì)算礦井摩擦阻力和總阻力：77</p><p>　　9.4.4兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔79</p><p>　　9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備81</p><p>　　9.5.1選擇主要通風(fēng)機(jī)81</p><p>　　9.5.2電動(dòng)機(jī)選型83</p>

21、<p>　　9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施84</p><p>　　9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施84</p><p>　　9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施85</p><p>　　9.6.3防水措施85</p><p>　　10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)86</p><p>　　淺析煤礦巖石巷道支護(hù)

22、88</p><p><b>　　1問題的提出88</b></p><p>　　2支護(hù)形式選擇88</p><p>　　3軟巖巷道問題分析97</p><p><b>　　4結(jié)語(yǔ)102</b></p><p>　　A method for the design of

23、 longwall gateroad roof support104</p><p>　　Abstract：104</p><p>　　Keywords: Coal mine；Roof control；Support Design104</p><p>　　1. Introduction104</p><p>　　2. Current

24、 roof support design methods for longwall gateroads105</p><p>　　3. Geotechnical roof classification of longwall gateroads105</p><p>　　4. An index of mining induced stress106</p><p&

25、gt;　　5. Characterisation of installed roof support110</p><p>　　6. Database110</p><p>　　7.Design methodology111</p><p>　　7.1 Introduction111</p><p>　　7.2. Rock-mass

26、 characterisation111</p><p>　　7.3 Stress index111</p><p>　　7.4 Design charts113</p><p>　　7.5 Evaluating appropriate support systems115</p><p>　　8.Conclusions116&l

27、t;/p><p>　　Acknowledgement116</p><p>　　References117</p><p>　　長(zhǎng)臂開采工作面回采巷道頂板支護(hù)的設(shè)計(jì)方法118</p><p><b>　　1 引言118</b></p><p>　　2 長(zhǎng)臂開采回采巷道現(xiàn)行的支護(hù)設(shè)計(jì)方法1

28、18</p><p>　　3 長(zhǎng)臂工作面頂板巖土工程分類119</p><p>　　4 采動(dòng)應(yīng)力參數(shù)119</p><p>　　5 頂板支護(hù)122</p><p><b>　　6 數(shù)據(jù)122</b></p><p>　　7 設(shè)計(jì)方法123</p><p>

29、;　　7.1 引言123</p><p>　　7.2 巖石特征分析123</p><p>　　7.3 應(yīng)力參數(shù)123</p><p>　　7.4 設(shè)計(jì)圖表124</p><p>　　7.5 支護(hù)體系評(píng)估126</p><p><b>　　8 結(jié)論126</b></p&

30、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)127</b></p><p><b>　　致 謝128</b></p><p><b>　　一</b></p><p><b>　　般</b></p><p><b>　　部</b&g

31、t;</p><p><b>　　分</b></p><p>　　1 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概況</b></p><p>　　本部分將主要介紹永城礦區(qū)陳四樓礦區(qū)井田地質(zhì)特征，包括礦井地層特征、可采煤層特征、主要斷層、綜合地質(zhì)柱狀圖等內(nèi)容。</p>

32、<p>　　1.1.1地理位置與交通</p><p>　　永城礦區(qū)陳四樓井田位于河南省永城市境內(nèi)，為城廂、陳集、順和鄉(xiāng)所轄。井田中心南距永城老縣城8 km；地理坐標(biāo)：東經(jīng)116º22´20"，北緯30º00´35"。</p><p>　　礦區(qū)北靠隴海鐵路，東臨京滬鐵路，青（龍山) 阜（陽(yáng)）鐵路從礦區(qū)東南約20 km處穿

33、過，西有京九鐵路商阜段。永城老縣城距商丘車站95 km，至徐州車站97 km，宿州車站74 km，其間均有柏油公路相連。區(qū)內(nèi)主要村鎮(zhèn)之間亦有簡(jiǎn)易公路相通，交通運(yùn)輸堪稱方便。詳見礦區(qū)交通位置圖1-1。</p><p>　　1.1.2自然地理概況</p><p>　　井田位于黃淮沖積平原東部，地勢(shì)低洼平坦，自西北向東南微微傾斜，地面標(biāo)高+32.49 m ~+36.50 m，一般在+32 m至+

34、35 m之間，相對(duì)高差3 m左右。地表廣為巨厚的新生界松散沖積物所覆蓋。</p><p>　　區(qū)內(nèi)地表水系不甚發(fā)育，最大的河流—沱河在井田南部2 km處流過。井田內(nèi)用于灌溉的溝渠縱橫交錯(cuò)。沱河屬淮河水系，發(fā)源于商丘市東北之響河，向東南流入安徽省的新汴河，全長(zhǎng)120 km，其流量受大氣降水控制，年平均流量1~2 m3/s，有記載的最大流量384 m3/s（1963年）。</p><p>　　

35、本區(qū)屬半濕潤(rùn)、半干旱的大陸性氣候，冬春干早，夏秋多雨，四季分明。據(jù)永城縣氣象站資料：</p><p>　　氣溫：1974~1984年觀測(cè)，月平均最高氣溫26.89 ℃（7月份），最低-0.32 ℃，年平均氣溫14.3 ℃。日最高氣溫41 ℃(1959年7月30日)，最低-19 ℃(1957年2月21日)。</p><p>　　降雨量：最大降雨量1022.5 mm（1977年），最小為630

36、.4 mm，年平均813.6 mm；日最大降雨量207 mm(1957年7月I4日)，一次最大降雨量為443.4 mm ( 1965年7月5日~18日)。</p><p>　　蒸發(fā)量：歷年最大蒸發(fā)量1985.7 mm（1978年），最小1603.2 mm(1975年)，平均1745.4 mm。</p><p>　　相對(duì)濕度平均68%~73.16%。</p><p>

37、　　冬春季多西北風(fēng)，夏季多東北風(fēng)偶有東南風(fēng)，最大風(fēng)速183 m/s(1982年4月21日)。</p><p>　　每年12月至翌年3月為降雪和冰凍期，最大凍土深度19 cm。</p><p>　　據(jù)《中國(guó)地震烈度表》載，本區(qū)屬六度地震區(qū).河南省地震局受永城煤炭工業(yè)聯(lián)合公司委托，提出“永城縣地震基本烈度鑒定意見書” （（84）豫震烈字第002號(hào)文)，該文在分析了地質(zhì)構(gòu)造及本區(qū)地震史之后，認(rèn)為

38、：“本區(qū)不可能發(fā)生六級(jí)左右地震，主要是受鄰區(qū)強(qiáng)震影響，其地震基本烈度六度是最適宜的?！庇痔岢觥拌b于永城煤炭?jī)?chǔ)量豐富，現(xiàn)已投入建井，將來發(fā)展遠(yuǎn)景可觀，據(jù)此建議，對(duì)特別重要的工程和建筑物，可提高1度設(shè)防?！泵禾坎炕ㄋ緦?duì)陳四樓礦井方案設(shè)計(jì)審查意見明確：“建筑物地震烈度均按6度設(shè)防，但對(duì)六大要害系統(tǒng)按7度的構(gòu)造措施設(shè)計(jì)。”</p><p>　　圖1.1 陳四樓礦井交通位置圖</p><p>

39、<b>　　1.1.3其它</b></p><p>　　礦井工業(yè)場(chǎng)地至礦區(qū)集配站的鐵路專用線正線里程15.86 km。新、老兩條永碭公路，分別自工業(yè)場(chǎng)地兩側(cè)經(jīng)過，將礦井工業(yè)場(chǎng)地與鐵路干線和生產(chǎn)材料產(chǎn)地連通，交通條件較好。</p><p>　　礦井永久電源由永城220 kV變電站供給。地方集資興建的永城110 kV變電站，可作為本礦井建井期的施工電源。為確保施工安全，另

40、一回電源可取自新莊礦井。礦區(qū)熱電站應(yīng)盡快建設(shè)。</p><p>　　經(jīng)初步勘探證實(shí)，上第三系孔隙承壓水，無論其水量和水質(zhì)均可滿足本礦井永久水源的要求。</p><p>　　礦區(qū)北部的芒山生產(chǎn)白灰、石子、料石等生產(chǎn)材料。水泥、鋼材木材等建材亦可通過公路運(yùn)至本礦。</p><p>　　礦井建設(shè)的外部條件比較優(yōu)越、可靠。</p><p><b

41、>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　1.2.1井田地層</b></p><p>　　永城煤田為華北型沉積，地層分區(qū)屬華北區(qū)、魯西分區(qū)、徐州小區(qū)的范疇。本井田無基巖出露，全都被新生界沖積層所覆蓋，缺失上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)、三迭系至第三系古新統(tǒng)兩段。鉆探揭露的基巖地層上至石千峰組（平頂山砂巖)，下至中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r，厚度約110

42、0 m。自下而上敘述如下:</p><p>　　1、中奧陶統(tǒng)馬家溝組(O2m)，由白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成，井田內(nèi)揭露厚度30~45.20 m。</p><p>　　2、石炭系(C2~3)，假整合于中奧陶統(tǒng)之上；中統(tǒng)本溪組（C2b)，由鋁質(zhì)泥巖及山西式鐵礦組成，厚度2~22 m，平均8.78 m；上統(tǒng)太原組（C3t），由9~11層薄至中厚層狀灰?guī)r和泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉、砂巖組成，間夾不可采煤層3

43、~5層，厚度93~164 m，平均133 m；</p><p>　　3、二迭系(P)，揭露厚度961.2 m，下統(tǒng)齊全，上統(tǒng)K6標(biāo)志層以上多被剝蝕；下石盒子組（P1x），厚度48.63~112.27 m，平均74.92 m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及三煤組組成，以K5砂巖標(biāo)志層底界與上石盒子分界； </p><p>　　山西組（P1S），厚度89.94~131.78 m，平均106.4

44、3 m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及煤層組成。二2煤層賦存于中部，下以K3灰?guī)r標(biāo)志層頂界與石炭系分界，上以K4鮞狀鋁質(zhì)泥巖底界與下石盒子組分界；</p><p>　　上石盒子組（P2s），鉆孔穿見厚度728.98 m，共分四段，每段底部都以一層穩(wěn)定的砂巖標(biāo)志層相分界（K5~K9），其基巖組成也是以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及砂巖為主，不含具有工業(yè)價(jià)值的煤層。</p><p><b>　　

45、4、新生界（R2）</b></p><p>　　井田內(nèi)覆蓋層中，僅有上第三系和第四系，缺失下第三系。厚度300~430 m，平均348.73 m。由粘土、亞粘土、亞砂土及中、細(xì)、粉砂交互成層。上第三系為河湖相沉積，直接覆蓋于古生界之上。詳見井田地層劃分表1-1。</p><p>　　表1-1 井田地層劃分表</p>

46、<p><b>　　1.2.2地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　新華夏體系及東西向構(gòu)造構(gòu)成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部的孔莊—芒山背斜組成。陳四樓井田位于永城隱伏背斜之西冀，大致呈單斜構(gòu)造，總體走向NNW，傾向SWW。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，褶曲、斷裂均較發(fā)育。地層傾角在露頭處局部較大，向深部逐漸變小，一般為3º~10º，局部10º~1

47、5º。</p><p><b>　　1、褶曲 </b></p><p>　　井田內(nèi)褶曲比較發(fā)育，近東西向的自南向北有八里廟向斜、呂莊向斜等。</p><p><b>　　2、斷裂</b></p><p>　　井田內(nèi)斷裂構(gòu)造均為正斷層，據(jù)葛店煤礦井下及芒山地表所見，推定斷層面傾角均為7

48、0º。發(fā)現(xiàn)并已被控制的斷層 4條，以NNE向斷裂為主。斷層情況詳見表1-2。</p><p>　　表1-2 斷層特征及控制情況</p><p><b>　　3、巖漿活動(dòng)</b></p><p>　　據(jù)側(cè)定，井田內(nèi)巖漿巖活動(dòng)大致有兩個(gè)期次：基性巖為華力西運(yùn)動(dòng)晚期產(chǎn)物；酸性巖為燕山運(yùn)動(dòng)早~晚期產(chǎn)物

49、?；詭r主要為輝綠巖，一般在三煤組中順煤層侵入三4、三、三5煤層中，呈巖脈或巖席產(chǎn)出；酸性巖主要為閃長(zhǎng)巖類及花崗巖類，呈巖墻及巖席產(chǎn)出。受巖漿巖侵入影響地段，使煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或變?yōu)樘烊唤?，降低了煤層的?jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p><b>　　1.2.3水文地質(zhì)</b></p><p>　　1、含水層及隔水層特征</p><p>　　自上而下分為四

50、個(gè)含水組：</p><p>　　1）新生界孔隙含水組：區(qū)內(nèi)松散地層沉積為沖積及湖積，其厚度受古地形影響而東薄西厚、南薄北厚。含水砂層一般為1~12層，平均厚86.34 m。淺部以大氣降水垂直滲入為主，中部及深部以水平側(cè)向滲透為主。屬孔隙承壓水，不易疏干，q=0.004~7.0 /s·m，K=0.6~23 m/d。含水砂層之間及其與基巖之間有厚度比較穩(wěn)定的粘土層，形成天然的隔水屏障，局部地段與基巖處有透鏡

51、狀砂層，即所謂“天窗”，對(duì)淺部開采會(huì)具有一定影響。</p><p>　　2）二迭系砂巖裂隙，孔隙含水組：主要由上、下石盒子組及山西組砂巖裂隙孔隙承壓水組成，其補(bǔ)給方式以水平側(cè)向滲透補(bǔ)給為主，滲透能力差，富水性弱，逕流滯緩，靜儲(chǔ)量為主，易于疏干。q=0.1213 /s·m，K=0.568~3.91 m/d，水質(zhì)類型為SO4-Na。</p><p>　　3）石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水組：

52、主要含水巖層為石灰?guī)r(11層)。灰?guī)r以L2、L3、L4、L7、L8、L9、L10七層比較穩(wěn)定，巖溶裂隙比較發(fā)育，但多被泥質(zhì)或鈣質(zhì)充填。補(bǔ)給方式為遠(yuǎn)方側(cè)向滲透。q=0.000685~2.068 /s·m，K=0.00492~7.473 m/d。水質(zhì)類型SO4~CaNa，礦化度>2 g /l。</p><p>　　4）奧陶系巖溶裂隙含水組：區(qū)域范圍內(nèi)，在安徽省閘河煤田東西兩側(cè)出露，本煤田僅在芒山有局部

53、出露。巖溶發(fā)育，富水性強(qiáng)。補(bǔ)給方式以遠(yuǎn)方水平滲透為主。=0.000685~15.7 /s·m，0.002~7.473 m/d。水質(zhì)類型SO4~CaNa，礦化度2.206~4.43 g/l。</p><p>　　2、井田水文地質(zhì)條件</p><p>　　本井田水文地質(zhì)類型為中等—簡(jiǎn)單，其主要依據(jù)是：</p><p>　　1）直接充水含水層，三煤層和二煤層頂板

54、砂巖含水性弱，單位涌水量一般小于0.01 /s·m，為簡(jiǎn)單類型；</p><p>　　2）上復(fù)新生界含水層與基巖界面之間有厚度大于30 m的粘土層阻隔，正常地段對(duì)煤系地層無充水作用；</p><p>　　3）下伏太原組灰?guī)r含水層與二2煤層之間有砂巖和泥巖組成的隔水層，厚度在50 m以上，正常地段二2煤層的開采不存在底板突水的威脅；</p><p>　　4）

55、井田內(nèi)斷層富水性及導(dǎo)水性弱，q<0.001 /s·m；</p><p>　　5）主采煤層頂?shù)装鍘r層穩(wěn)定；</p><p>　　6）礦床遠(yuǎn)離地表水體。</p><p><b>　　3、礦井預(yù)計(jì)涌水量</b></p><p>　　井田南部和西部均以斷層構(gòu)成阻水邊界，東部煤層露頭與粘土隔水層相接，只有北界F1斷

56、層使二2煤與對(duì)盤太原組灰?guī)r相接，可視為弱補(bǔ)給邊界。</p><p>　　通過采用“集水廊道”法計(jì)算，礦井預(yù)計(jì)正常涌水量894 m3/h（其中：K5砂巖328 m3/h，三煤組291 m3/h，二煤組275 m3/h）；最大涌水量1200 m3/h。 </p><p><b>　　1.3 煤層特征</b></p><p><b>

57、　　1.3.1煤層</b></p><p>　　井田內(nèi)含煤地層自下而上為石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組，下石盒子組及二迭系上統(tǒng)上石盒子組。共含煤17~20層。煤層總厚15.85 m。其中有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的為下二迭統(tǒng)的山西組及下石盒子組。該兩含煤地層總厚度平均186 m，煤層總厚12.42 m，含煤系數(shù)58%。其中山西組的二2煤層為主要可采煤層，下石盒子組中局部可采的煤層有三1 、三、三4三層。</

58、p><p>　　二2煤層為一穩(wěn)定~較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(偶含泥巖夾矸一層)的厚煤層。全區(qū)穩(wěn)定可采。</p><p>　　三1煤層，層位穩(wěn)定，平均厚度1.30 m，其可采范圍集中在08線以南。04線以南以單層結(jié)構(gòu)為主，以北漸變?yōu)殡p層結(jié)構(gòu)，未受巖漿巖破壞。各煤層特征見表1-3。</p><p>　　表1-3 各煤層特征表</p

59、><p><b>　　1.3.2 煤質(zhì)</b></p><p>　　各煤層均為高變質(zhì)階段的無煙煤。</p><p>　　二2煤層低灰分，特低硫，高發(fā)熱量；理論分選比重1.7時(shí)，可選性為易至極易選；化學(xué)活性好；抗碎強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性中等，可作動(dòng)力及民用煤，亦可用于氣化。</p><p>　　三煤組各煤層煤質(zhì)的共同點(diǎn)是：中至富灰分(

60、三1煤為富灰)，特低硫，高熔點(diǎn)；中至高發(fā)熱量；理論分選比重1.7時(shí)，可選性中等；化學(xué)活性一般不佳；熱穩(wěn)定性差~中等；強(qiáng)結(jié)碴，不易磨?？勺鲃?dòng)力、發(fā)電及民用煤。各煤層煤質(zhì)主要特征見表1-4。</p><p>　　表1-4 主采煤層煤質(zhì)特征表</p><p>　　1.3.3 開采技術(shù)條件 </p><p><b>　　1、

61、煤層頂?shù)装?lt;/b></p><p>　　二2煤層頂板以砂巖為主，完整性和穩(wěn)定性較好，頂板較易管理，底板一般不會(huì)發(fā)生“底鼓”；三煤組各可采煤層由于層間距小，砂巖厚度薄且穩(wěn)定性較差。</p><p><b>　　2、瓦斯</b></p><p>　　井田內(nèi)瓦斯含量普遍較低，一般小于1 cm3/g；瓦斯風(fēng)化帶分布很廣很深，除個(gè)別富集點(diǎn)之外

62、，都屬瓦斯風(fēng)化帶，直至-800 m以深。雖然瓦斯煤樣的取樣手段比較落后（集氣式），瓦斯含量的準(zhǔn)確性較差，但瓦斯成分和分帶是可靠的。一般認(rèn)為，瓦斯風(fēng)化帶界面處的相對(duì)瓦斯涌出量為2 m3/t·d左右。</p><p>　　將本礦井定為低沼氣礦井管理是有充分依據(jù)的。</p><p>　　3、煤塵無爆炸性到具弱爆炸性。</p><p>　　4、各煤層均無自然發(fā)火傾

63、向。</p><p>　　5、地溫：二2煤層在-650 m以深，除63至65線范圍地溫低于31 ℃，其余均高于31 ℃，屬一級(jí)熱害區(qū)；三煤層僅在0312孔至-650 m以深出現(xiàn)小范圍的一級(jí)熱害區(qū)。</p><p>　　井田內(nèi)其余地段地溫均屬正常。</p><p>　　1.3.4勘探程度及存在問題</p><p>　　本井田自1957年普查找煤

64、開始，至1986年4月提交精查地質(zhì)報(bào)告，歷時(shí)30年，并于1993年3月提交了《河南省永夏礦區(qū)陳四樓礦井首采區(qū)地震補(bǔ)充勘探報(bào)告》。共施工鉆孔88個(gè)，成14條勘探線。統(tǒng)一為東西方向。平均每平方公里近3.9個(gè)鉆孔，鉆探工程量47380.9 m。</p><p>　　全國(guó)儲(chǔ)委煤炭專業(yè)委員會(huì)于1986年5月24日至27日對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審查，地質(zhì)11隊(duì)根據(jù)審查意見，對(duì)報(bào)告進(jìn)行了修改補(bǔ)充，于7月22日送交煤委復(fù)查。1986年8

65、月27日獲正式批準(zhǔn)。</p><p>　　該井田地質(zhì)勘探工作基本符合《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定，勘探手段的確定基本合理，報(bào)告對(duì)井田地質(zhì)構(gòu)、地層、煤層、煤質(zhì)、水文地質(zhì)及開采技術(shù)條件等方面的研究，基本上達(dá)到了精查勘探的要求。</p><p>　　正式批準(zhǔn)后的“陳四樓井田精查地質(zhì)報(bào)告”可作為礦井設(shè)計(jì)和建設(shè)的依據(jù)。報(bào)告存在如下不足之處:</p><p>　　(1) 經(jīng)高

66、分辨率地震儀解釋，F(xiàn)2斷層以東，0306~0408孔連線附近有一條落差35~48 m的“入”字形斷層（F3、F4）未作鉆探驗(yàn)證。 </p><p>　　(2) 上石盒子組底部K5砂巖與三4煤層的間距僅為27 m，應(yīng)為三4煤層的直接充水含水層，勘探中未作抽水試驗(yàn)。</p><p>　　(3)測(cè)井使用的人工放射性儀器未作線性標(biāo)定，儀器常處于超線性范圍工作，影響到對(duì)煤層及夾殲厚度解釋的準(zhǔn)確性，審

67、查中有較多見煤點(diǎn)測(cè)井資料降級(jí)。</p><p>　　(4)1980年前鉆孔封孔質(zhì)量不好，1980年后封孔質(zhì)量有所改進(jìn)，但也難作出評(píng)價(jià)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)建議:</b></p><p>　?。?）對(duì)于先期開采地段的地質(zhì)遺留問題補(bǔ)充部分勘探工作 (見第二章第三節(jié))，列為基本建設(shè)投資。</p><p>　?。?

68、）地震解釋斷層F3、F4，應(yīng)在生產(chǎn)勘探中證實(shí)。</p><p>　?。?）對(duì)封孔質(zhì)量問題，生產(chǎn)建設(shè)中應(yīng)引起注意，及時(shí)采取有效措施，以預(yù)防因封孔質(zhì)量不好而造成水害。</p><p>　　2 井田境界與儲(chǔ)量</p><p><b>　　2.1 井田境界</b></p><p>　　2.1.1 井田境界劃分的原則<

69、/p><p>　　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)。煤田范圍劃分為井田的原則有：</p><p>　?。?）井田的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　?。?）保證井田有合理尺寸；</p><p>　　（3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；<

70、/p><p>　?。?）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。</p><p>　　2.1.2 井田境界</p><p>　　陳四摟井田總體走向NNW，傾向SWW。東至二2 露頭線；西至“環(huán)狀斷裂”；北達(dá)F38斷層和巖漿侵入所造成的天然焦邊界；南靠城郊煤田邊界。井田南北走向最大5.64 km，最小1.03 km，平均5.00 km；東西寬最大3.96 km，最

71、小1.16 km，平均3.80 km；井田面積約19.00 km2。該井田北部如經(jīng)勘探論證可以開采，則其北部邊界可以擴(kuò)展；西部可根據(jù)市場(chǎng)的需要開發(fā)天然焦，開闊邊界。井田賦存情況如示意圖2-1。</p><p>　　圖2-1 井田賦存狀況示意圖</p><p><b>　　2.2礦井儲(chǔ)量</b></p><p><b>　　2.2.1構(gòu)

72、造類型</b></p><p>　　煤層內(nèi)傾角為3°~15°，褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動(dòng)，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。</p><p>　　2.2.2煤層穩(wěn)定類型</p><p>　　工作區(qū)內(nèi)煤系地層共含煤17~20層。煤層總厚20.85 m。具有對(duì)比意義的為5層，其中二2、三組煤層為可采煤層，主要可采煤層為二2煤層，為本次勘查的

73、主要工作對(duì)象，該煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變化較小，為3.85～0.8m，平均為2.45m。層位穩(wěn)定，煤厚變化相對(duì)較小，變化規(guī)律明顯，鉆孔見煤點(diǎn)數(shù)Km>0.95，γ<25%，故將其確定為穩(wěn)定煤層，即第一型，其它煤層的穩(wěn)定類型據(jù)其發(fā)育程度確定為不穩(wěn)定型。故工作區(qū)的勘查類型確定為二類一型。評(píng)定煤層穩(wěn)定類型的主、輔指標(biāo)見表2-1：</p><p>　　表2-1 煤層穩(wěn)定類型的主、輔

74、指標(biāo)</p><p>　　2.2.2礦井地質(zhì)資源量</p><p>　　井田內(nèi)含煤地層自下而上為石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組，下石盒子組及二迭系上統(tǒng)上石盒子組。其 中 二2、三組煤層為可采煤層，主要可采煤層為二2煤層，其它為局部可采煤層。 </p><p>　　二2煤層為一穩(wěn)定~較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(偶含泥巖夾矸一層)的厚煤層。全區(qū)穩(wěn)定可采。該煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變

75、化較小，為3.85～0.80 m，平均2.45 m。層位穩(wěn)定，煤層傾角平均α=11.6º煤厚變化相對(duì)較小，一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本全區(qū)可采，屬于較穩(wěn)定煤層,儲(chǔ)量豐富，其容重為1.46 t/m3。</p><p>　　=S×M×r/cosα</p><p>　　式中： ――工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　S――井田面積，km2

76、；</p><p>　　M――煤層平均厚度，m；</p><p>　　r――煤的平均容重，1.46t/m3；</p><p>　　α――煤層平均傾角，11.6º；</p><p><b>　　故地質(zhì)資源量為：</b></p><p>　　Zz（二2）=18.63×2.45

77、15;1.46/cos（11.6º）=68.03Mt</p><p>　　Zz（三22）=18.63×1.50×1.46/cos（11.6º）=41.65Mt</p><p>　　Zz（三1）=13.97×1.30×1.46/cos（11.6º）=27.06Mt</p><p>　　Zz（三4）=

78、9.32×1.60×1.46/cos（11.6º）=22.23Mt</p><p>　　Zz（三5）=9.32×0.96×1.46/cos（11.6º）=13.34Mt</p><p>　　Zz=68.03+41.65+27.06+22.23+13.34 =172.31Mt</p><p>　　2.2.3礦

79、井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供開采利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。</p><p>　　礦井的地質(zhì)資源量=探明的資源量331+控制的資源量332+推斷的資源量333；</p><p>　　探明的資源量331=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M11+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S11；</p

80、><p>　　控制的資源量332=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量122b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M22+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S22；</p><p>　　礦井工業(yè)儲(chǔ)量Zc=111b+122b+2M11+2M22+333k （2—1） </p><p>　　其中，k為可信度系數(shù)，取0.7～0.9，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定取0.7

81、。</p><p>　　根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源儲(chǔ)量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推斷的。</p><p>　　根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)儲(chǔ)量由式2—1得：</p><p>　　經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b=60%70%=72.37Mt</p><p&g

82、t;　　經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量122b=30%70%=36.19Mt</p><p>　　邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M11=60%30%=31.02Mt</p><p>　　邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M22=30%30%=15.51Mt</p><p>　　由于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，k取0.8</p><p>　　推斷的資源量333k=10%*k=13.79Mt<

83、/p><p>　　Zc=111b+122b+2M11+2M22+333k=168.88Mt</p><p>　　2.2.4礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量</p><p>　　計(jì)算設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失：</p><p>　　1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；</p><p>　　2）井田邊界煤柱損失；</p><

84、p>　　3）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；</p><p>　　4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；</p><p><b>　　5）其它各種損失。</b></p><p>　　2.2.4.1各種煤柱損失計(jì)算</p><p>　　1）工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)年生

85、產(chǎn)能力為1.5Mt/a，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，占地面積應(yīng)在150×0.8/10～150×1.1/10之間，即9.6～13.2hm2之間，本設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)取12hm2，長(zhǎng)、寬分別為400m和300m，工業(yè)廣場(chǎng)布置在井田儲(chǔ)量的中央位置。</p><p>　　二2煤層傾角α＝11.6º，陳四樓礦工業(yè)廣場(chǎng)地面標(biāo)高+60m，松散層厚度為248m，移動(dòng)角ψ=40º，上覆巖層的邊界角δ=

86、65º，下山移動(dòng)角β=70º，上山移動(dòng)角γ=70º。</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)圍護(hù)帶寬度為15m，根據(jù)垂直剖面法所作的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸計(jì)算，如圖2-1所示：</p><p>　　保護(hù)煤柱的水平面積：S1=1.6km2</p><p>　　則工業(yè)廣場(chǎng)壓煤為： Q1=S1×M×r/cosα=1.6×

87、2.45×1.46/cos（11.6º）=5.84Mt</p><p>　　2）井田邊界保留的邊界煤柱</p><p>　　井田邊界留煤柱30m，則井田邊界壓煤量為：</p><p>　　Q2=0.6686×2.45×1.46/cos（11.6º）=2.44Mt</p><p><b&g

88、t;　　3）斷層保護(hù)煤柱</b></p><p>　　斷層兩邊各留煤柱30m，則斷層保護(hù)煤柱損失為：</p><p>　　Q3=0.2857×2.45×1.46/cos（11.6º）=1.04Mt</p><p><b>　　4）大巷保護(hù)煤柱</b></p><p>　　大巷兩邊

89、各留煤柱30m，則大巷保護(hù)煤柱損失為：</p><p>　　Q4=0.4615×2.45×1.46/cos（11.6º）=5.34Mt</p><p>　　5）永久保護(hù)煤柱總量為：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=5.84+2.44+1.04+5.3</p><p>　　圖2-1工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱</p><p>　　2

90、.2.4.2礦井可采儲(chǔ)量</p><p>　　可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　式中： Z——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　Zc——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　Q——永久煤柱損失，Mt；</p>&

91、lt;p>　　C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85；地方小煤礦不小于0.7。</p><p>　　所以本礦井的可采儲(chǔ)量為：</p><p>　　Z=(Zc-Q)×C=(168.88-14.66)×0.8=123.38Mt</p><p>　　本礦井主采二2煤層，平均傾角11.6°，為緩

92、傾斜煤層，礦井的儲(chǔ)量表見表2-2。</p><p>　　表2-2 礦井儲(chǔ)量匯總表 Mt</p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　　本礦井年工作日為330天，采用“三八”工作制，即

93、二班采煤，一班檢修，每班工作8小時(shí)。根據(jù)煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井日凈提升確定為16小時(shí)。</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定依據(jù)</p><p>　　《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后

94、確定。</p><p>　　礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：</p><p>　　1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；</p><p>　　2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等。條件好者，應(yīng)

95、加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模；</p><p>　　3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)；</p><p>　　4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。</p><p>　　3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p>　　由地質(zhì)資料可知：本井田儲(chǔ)量豐

96、富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定、開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井，結(jié)合本井田的工業(yè)儲(chǔ)量和可開采儲(chǔ)量最終選定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.5Mt/a。</p><p>　　3.2.3礦井的服務(wù)年限</p><p>　　礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力通常指礦井設(shè)計(jì)的年生產(chǎn)能力，是煤礦生產(chǎn)建設(shè)的重要指標(biāo)，是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。</p><p>　　礦

97、井服務(wù)年限的計(jì)算公式：</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　式中：T—礦井服務(wù)年限，a；</p><p>　　Z—可采儲(chǔ)量，123.38Mt；</p><p>　　A—礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力，1.5Mt；</p><p>　　K—礦井備用系數(shù)，取1.4。</p&g

98、t;<p>　　所以礦井的服務(wù)年限為：</p><p>　　T=Z/(K×A)=123.38/(1.4×1.5)=58a</p><p>　　服務(wù)年限符合要求。參看表3-1。</p><p>　　表3-1 我國(guó)各類井型的新建礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限</p><p><b>　　

99、3.2.4井型校核</b></p><p>　　按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：</p><p><b>　　1）煤層開采能力</b></p><p>　　井田內(nèi)有二2煤層可采，總煤厚2.45 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度稍有變化。煤層傾角平均11.6°，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，根據(jù)現(xiàn)代

100、化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)一次采全高工作面。</p><p>　　2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井單水平開拓。煤炭大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高，機(jī)動(dòng)靈活；大巷輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。</p><p

101、>　　3）通風(fēng)安全條件的校核</p><p>　　本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量低，煤塵爆炸性低，礦井投產(chǎn)前后期均采用中央并列式通風(fēng)。軌道大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計(jì)知可以滿足通風(fēng)需要。</p><p>　　4）礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求，見表3-1

102、。 </p><p><b>　　4 井田開拓</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題</p><p>　　井田開拓是指在一個(gè)井田范圍內(nèi)，為礦井和開采水平服務(wù)所進(jìn)行的巷道布置及開掘工程。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，要技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開拓的內(nèi)

103、容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。</p><p>　　開拓問題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則:</p><p>　　1、貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初

104、期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。</p><p>　　2、合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。</p><p>　　3、合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。</p><p>　　4、要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。</p><p>　　5、要

105、適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)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。</p><p>　　6、根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。</p><p>　　4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)</p><p><b>　　1.井筒形式的確定</b></p&g

106、t;<p>　　井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。具體見表4-1。</p><p>　　本礦井煤層傾角小，平均11.6°，為緩斜煤層；表土層厚約248 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡(jiǎn)單，涌水量較大；井筒需要特殊施工—凍結(jié)法建井，因此需采用立井開拓。</p><p><b>　　2.井筒位置的確定</b

107、></p><p>　　井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：</p><p>　　1）沿井田走向的有利位置</p><p>　　表4-1 井筒形式比較</p><p>　

108、　當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。</p><p>　　2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置</p><p>　　井筒位于井田淺部時(shí)，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時(shí)，石門較短，沿

109、石門的運(yùn)輸工程量較小；井筒位于井田的下部時(shí)，石門長(zhǎng)度和沿石門的運(yùn)輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。</p><p>　　3）有利于礦井初期開采的井筒位置</p><p>　　盡可能的使井

110、筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。</p><p>　　4）地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置影響</p><p>　　要保證井筒，井底車場(chǎng)和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不要穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。</p><p>　　5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)

111、廣場(chǎng)</p><p>　　井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，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)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。</p><p>　　6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　附近有河流或水庫(kù)

112、時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。</p><p>　　由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國(guó)道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場(chǎng)地之中。</p><p><b>　　3.井筒數(shù)目</b></p><p>　　為了滿足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副井。因?yàn)橛弥骶仫L(fēng)存在主井漏風(fēng)嚴(yán)重的問題，所以不安排主井進(jìn)回風(fēng)；井

113、田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風(fēng)，因此設(shè)置中央回風(fēng)井，用于前后期回風(fēng)。共計(jì)三個(gè)井筒。</p><p>　　4.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地的具體位置及坐標(biāo)見平面圖。</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為12公頃，其形狀為一矩形，長(zhǎng)度方向和煤層的走向方向平行，寬度方向和煤層傾向

114、方向平行；長(zhǎng)軸400 m，短軸300 m；地面標(biāo)高+40 m。其大小確定的依據(jù)前面第二章已經(jīng)詳細(xì)的講述，在此不作贅述。</p><p>　　4.1.3開采水平的確定及帶（采）區(qū)劃分</p><p>　　1.開采水平劃分依據(jù)及原則</p><p>　　開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循

115、的原則如下：</p><p>　　1）具有合理的階段斜長(zhǎng)</p><p>　　合理的階段斜長(zhǎng)要便于煤炭的運(yùn)輸，便于輔助提升，方便行人。同時(shí)還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。</p><p>　　2）要有利于采區(qū)的正常接替</p><p>　　為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)新的采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，必須提前準(zhǔn)備好一個(gè)新采區(qū)。所以，一個(gè)采區(qū)的服

116、務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時(shí)間。由此可見，階段斜長(zhǎng)越長(zhǎng)，采區(qū)儲(chǔ)量多，采區(qū)的服務(wù)年限就越長(zhǎng)，越有利于采區(qū)的接替。</p><p>　　3）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高</p><p>　　我國(guó)多年的生產(chǎn)建設(shè)實(shí)際表明，開采水平垂高過小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。合理的加大開采水平垂高，可以增加水平儲(chǔ)量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開采水平的生產(chǎn)能力，減少開采水平和同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運(yùn)輸、通風(fēng)、

117、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。</p><p>　　井田主采煤層為二2煤層，三組煤層由于賦存條件復(fù)雜，作為儲(chǔ)備資源，后期根據(jù)需要可采用延伸井筒方式開采二2煤層以下煤層。二2煤層傾角較平緩，為3～15°，一般11.6°，為緩斜煤層，故可以設(shè)計(jì)為單水平或兩水平開采。采區(qū)式和帶區(qū)式開采相結(jié)合。二2煤層生產(chǎn)能力：可采儲(chǔ)量為42.9Mt，服務(wù)年限為28a。

118、</p><p><b>　　4.1.4方案比較</b></p><p><b>　　1.提出方案</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：</p><p>　　方案一：立井單水平（巖石大巷）</p><p>　　主、副井及回

119、風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，設(shè)一個(gè)水平；大巷布置在煤層底板巖層中。如圖4-1(a)。</p><p>　　方案二：立井單水平（煤層大巷）</p><p>　　主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，設(shè)一個(gè)水平，大巷沿煤層底板掘進(jìn)。如圖4-1(b)。</p><p>　　方案三：立井兩水平開拓（直接延伸）</p><p>　　主、副井及

120、回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，立井直接延伸；均通過石門與上下水平巖石大巷相連通，在煤層底板中掘進(jìn)。如圖4-1(c)。</p><p>　　方案四：立井兩水平開拓（暗斜井延伸）</p><p>　　主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，暗斜井延伸；二水平通過石門與上下水平巖石大巷相連通，回風(fēng)大巷和輔助運(yùn)輸大巷布置在巖層中，在煤層底板中掘進(jìn)。如圖4-1(d)。</p>

121、<p><b>　　2.技術(shù)比較</b></p><p>　　以上所提四個(gè)方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風(fēng)大巷長(zhǎng)度以及一、二水平采區(qū)和帶區(qū)布置總體一致。區(qū)別在于二水平的開拓方式不同而引起部分基建、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用不同。</p><p>　　方案一、二中，區(qū)別在于一方案中是巖石大巷，這樣就增加了巖石巷道的掘進(jìn)，使基建費(fèi)用加大；但其優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的：<