根據(jù)井田概述和井田地質(zhì)開采研究設(shè)計書

1 根據(jù)井田概述和井田地質(zhì)開采研究設(shè)計書 區(qū)概況 理位置與交通 圖 1通位置圖 形、地貌 本區(qū)屬于海河流域，永定河水系，桑干河支系，主要河流如下： 1. 十里河：位于大同市西南，為大同煤田北部之最大河流，發(fā)源于左云縣曹家堡，流域面積 1304長 床寬 50流彎曲系數(shù) 度 樹枝狀水系，一般流量 m3/s，小站水文站 1954年 7月測得最大洪峰量 224m3/s， 1952年測得最小流量 s，冬季河床結(jié)冰。 2. 口泉河：位于大同市西南，發(fā)源于左云縣水窯鄉(xiāng)，該河流經(jīng)本井田，流域面積 495長 寬 20度 樹枝狀水系，為間歇性河流，徑流量甚小，平時以礦坑排水補給 及大氣降水為主，河床潛水位很深，是地表水補給地下水的滲透性河谷。據(jù) 1964 2 年白洞水源勘探設(shè)站觀測，日徑流量 s， 1988 年 7 月 12 日， 據(jù)大同市水利局口泉河水文觀測站 測得洪峰流量 600m3/s，礦跨河橋觀 測站測得最高洪水水位 1316m。 3. 鵝毛口河：位于大同煤田南部，流域面積 110長 12寬 80床坡度 ，樹枝狀水系。 1954 年在高崖店、王卞莊、窯子頭觀測日常流量 s。 象 及地震 本區(qū)屬于中溫帶，大陸性氣候。冬季嚴寒，夏季炎熱，氣候干燥，風沙嚴重?，F(xiàn)就大同氣象臺19962000 年的氣象資料分述如下： 1. 氣溫：歷年年平均氣溫 。年極端最高氣溫 。年極端最低氣溫 。季溫和晝夜溫差顯著。 2. 降水量：歷年年降 水量 中 6份降水量最多，約占全年降水量的 80%。 3. 蒸發(fā)量：歷年年蒸發(fā)量 中 5份蒸發(fā)量最大，約占全年蒸發(fā)量的 50 4. 風：大同地區(qū)素以風沙多而著稱，西北風幾乎貫穿全年，歷年大風天為 3，其中最大颶風天為 1998 年 3 月 8 日，風速達 s，風向為西北。 5. 濕度：歷年年平均相對 濕 度為 46 6. 凍土：歷年凍土月份為 11 月份至第二年 3 月份，最大凍土深度 179 7. 最大積雪深度：歷年積雪時間為 11 月份至第二年 3 月份，最大年積雪深度為 1996年 3 月 23 日，積雪深度為 9 8. 年霜凍期：歷年年霜凍期為 177，一般為每年的 9 月至翌年的 4 月。 9. 年結(jié)冰期：歷年年結(jié)冰期為 177，一般為每年的 10 月至翌年的 4 月。 據(jù)山西通志 地震志（ 1991 年 4 月第一版），將 1949 年以前大同及周圍地區(qū)發(fā)生的5 級以上地震列表 1949年以后，直到 1989 年發(fā)生大同縣 1952 年 10 月 8日 22時24 分在崞縣（北緯 東經(jīng) 發(fā)生過 地震 (震中 烈度八度 )之外 ,大同及周圍地區(qū)地震以眾多的小震形式出現(xiàn)，絕大多數(shù)為無感地震，沒有造成什么破壞。 1989年 10月 18日 22時 57分起，在大同縣與陽高縣之間發(fā)生了大同、陽高震群型地震。據(jù)大同日報 1989 年 10 月 30 日登載局長胡俊杰文稱：“截至 10 月 26 日 16 時，共發(fā)生大小地 3 震 2739次”。地震震中在大同縣冊田鄉(xiāng)和陽高縣友宰鄉(xiāng)之間（北緯 東經(jīng) 震源深度為地下 13中烈度為八度（大同日報 “此次地震使 4縣 20鄉(xiāng) 69個村莊蒙受重大災(zāi)難； 20人死亡， 74 人受重傷， 2590頭牲畜斃命， 44086 間房屋倒塌， 58720 間房屋成危房， 21300 戶、 83100 人無家可歸”（山西日報 1989 年 11 月 7 日報道）。此后， 1996年 3 月 26日 2時 02分 陽地震區(qū)又發(fā)生 大陽地震晚期強余震 508次，其中 3級以上 7次，最大一次余震為 同日報 1991年 3月 27日）。 表 1949 年前雁北地區(qū) 5 級以上地震表 地震時間 北緯 東經(jīng) 參考地點 震級 震中烈度 512 年 5 月 山西代縣、原平間 0 1022 年 4 月 山西大同 1038 年 1 月 9 日 山西定襄 305 年 5 月 3 日 山西懷仁、大同間 1467 年 6 月 9 日 山西朔縣、威遠堡間 1580 年 9 月 5 日 山西平魯 1582 年 3 月 山西大同 5 6 1583 年 5 月 18 日 山西渾源、廣靈之間 1626 年 6 月 28 日 山西靈丘 1673 年 10 月 18 日 山西天鎮(zhèn)西 1683 年 11 月 22 日 山西原平（崞縣） 1898 年 9 月 22 日 山西代縣 本區(qū)地震烈度根據(jù) 震防設(shè)烈度為 7，設(shè)計地震加速度 源及電源 1)供電：雁崖一礦井田兩回路電源線路分別引自四老溝變電站（ 35碾子溝變電站（ 35線。兩回路通至本礦內(nèi)東側(cè) 35/6電所，線路截面為 120，供全礦用電。 2)供水：本礦區(qū)生活用水和工業(yè)用水主要由時莊沖積層潛水由時莊泵站加壓送到四老溝礦，再由四老溝礦加壓通過 12 寸管送至本礦消防水池，再次加壓至 管送往工業(yè) 4 廣場水塔和常勝溝水塔，然后用 2寸水管至工業(yè)廣場和家屬區(qū)。還有一部分井下機組冷卻及滅塵灑水由井下廢水凈化利用。 田地質(zhì)特征 田地質(zhì)構(gòu)造 雁崖一礦井田位于大同向斜中段，正處于向斜軸自 伸的轉(zhuǎn)折處。大同向斜軸由 層構(gòu)成的地塹 中通過，軸向 跡呈“ S”形，樞紐波狀起伏，兩翼傾角較陡，一般為 10 15，最大可達 20。斷層 北地區(qū)煤巖層的傾角變緩，一般為 3 5，地層波狀起伏，形狀為一組帚狀褶皺，收斂于南西，向北東撒開。斷層南地區(qū)，地層向北傾伏，傾角 3 5，較平緩，局部有軸向東西的小型波狀起伏。 在本井田范圍內(nèi)地表出露與鉆孔揭露的地層從老到新有古生界石炭系中統(tǒng)本溪組（ 上統(tǒng)太原組（ 二迭系下統(tǒng)山西組（ 下石盒子組（ 上統(tǒng)上石盒子組（ 中生界侏羅系下永定莊組（ ，中統(tǒng)大同組（ 云崗組（ 新生界第四系上更新統(tǒng)（ 全新統(tǒng)（ 現(xiàn)將侏羅系以上地層主要地質(zhì)特征由老到新敘述如下，見表 1質(zhì)綜合柱狀圖如圖 1示。 表 1域地層劃分及主要特征表 地 層 系 統(tǒng) 代號 厚度 (m) 主要巖性 新 生 界 第 四 系 全新統(tǒng) 10 由砂土、砂礫石混堆 積組成 上更新統(tǒng) 20 馬蘭黃土為主，淺黃、黃褐色，分選性好，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，局部含鈣質(zhì)結(jié)核 中 生 界 侏 羅 系 中統(tǒng) 云崗組 殘留下部的灰白色中粗粒砂巖，礫巖，局部夾煤線，底部有一層 2 5米的含礫石英質(zhì)砂巖或礫巖 大同組 套陸相砂巖、粉砂巖、泥 巖夾多層煤層的沉積建造 下統(tǒng) 永定莊組 色、灰白色中、細砂巖夾砂質(zhì)頁巖，底部有一層含礫中砂巖或粗砂巖，交錯層理與透鏡體發(fā)育，角度不整合覆蓋于上石盒子組地層之上 5 古 生 界 二 迭 系 上統(tǒng) 上石盒子組 綠色、灰黃色砂質(zhì)頁巖及灰白色中、細砂巖為主 下統(tǒng) 下石盒 子組 白色含礫粗砂巖、中粒砂巖夾少量砂質(zhì)頁巖，頂部常發(fā)育 1 3 層紫紅色砂質(zhì)頁巖 山西組 部以一層厚度變化較大但層位穩(wěn)定的灰淺灰色含礫粗中砂巖整合覆蓋于太原組之上，下部以深灰色砂質(zhì)頁巖夾細砂巖及 1 2 層煤線或薄煤層，上部為中粒砂巖、細砂巖和砂質(zhì)頁巖互層 石 炭 系 上統(tǒng) 太原組 組為一套河流、湖泊、沼澤相含煤建造，下部厚約 26 米，為深灰色、灰黑色砂質(zhì)頁巖、灰色細砂巖及煤層；中下部厚約 20米，以 灰色、灰褐色中粗粒砂巖為主夾砂質(zhì)頁巖及煤線或薄煤層；上部與中上部厚約 ，為深灰色砂質(zhì)頁巖、粉砂巖、炭質(zhì)頁巖及 3 4 層、中厚煤層，其底為一層厚為 22 米的含礫粗砂巖。本組地層與下伏本溪組地層呈整合接觸。 中統(tǒng) 本溪組 色砂質(zhì)頁巖、灰色細砂巖及其互層，夾 1 2 厚淺灰色石灰?guī)r 斷層： 區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，發(fā)現(xiàn) 10 20 米的 1 條。按照斷層走向可分為三組： 第一組為走向 右的斷層，包括 斷層。其中 于井田西北角，相互平行，大都位于舒緩褶皺軸部； 于井田中部，斷層落差 ， 于井田東部，斷層落差 3 9 米，傾向西，成階梯排列。 第二組為走向 右，包括 斷層。其中 15 位于井田西北， 向南，落差 34 米， 北，落差 7 60 米，均為高角度正斷層，構(gòu)成一地塹。 于 側(cè)，向北，傾角 80，落差 ， 與 成一個小型地壘。 于 6 側(cè)，傾向南，傾角 74，落差 5 米，與 成一個小型地壘。 于井田西部邊緣，平行排列， 向相背，落差相近，構(gòu)成一小型地壘形態(tài)。 第三組斷層的走向為 這組斷層主要分布在井田的中部及東部，且多見于下部煤層中。包括 斷層。斷層延伸長度數(shù)百米至一千米，傾角大于 70，落差 1 5 米。 巖漿巖：本井田未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入。 陷落柱：本井田未發(fā)現(xiàn)陷落柱。 文地質(zhì) 井田處于口泉河北岸，平均流量為 3000 4000m3/d，雨季洪水期流量在 s,水位標高在 1304m,1988 年最高洪峰流量 600 m3/s，最高洪水水位在 1316m。 井田北部礦界是口泉溝與云崗溝的分水嶺。從分水嶺向南發(fā)育著很多沖溝，貫穿于井田，在井田南界與口泉溝垂直相匯，呈樹枝狀分布，溝谷深 20 60m,地表水較利于通過煤層露頭等滲入井下。 侏羅系煤層無明顯隔水層也無強含水巖層。水文地質(zhì)條件簡單。區(qū)內(nèi)主要含水層 :有第四紀沖、洪積層潛水含水層，風化殼潛水含水層，煤系層間裂隙含水層，古火區(qū)裂隙、含水層及古窯采空區(qū)積水。 1、第四紀沖、洪積潛水含水層，主要分布于口泉溝、杏兒溝及其它支溝?？谌獪虾庸葷撍l(fā)育較好，河谷潛水量 400 800 m3/d。 2、風化殼潛水含水巖組，由大氣降水或河谷潛水補給，含水量不大，涌水量一般 40 50 m3/d。 3、煤系層間裂隙含水層，多為承壓水，在 11層間，預(yù)計在礦井西部巷道掘進中會發(fā)現(xiàn)涌水，水量不大，在 50 80 m3/h。 4、火燒區(qū)裂隙水，井田 2、 3、 4、 8、 11層頂板陷落，產(chǎn)生大量裂隙，地表水補給條件好，即富水飽和。 預(yù)計礦井的 涌水量為 4800 6600 m3/d。 層及煤質(zhì) 層 本井田侏羅系大同組共含煤 19層，煤層總厚度 煤系數(shù) 可采煤層 7 13層，煤層總厚 煤系數(shù) 煤層傾角一般為 2 10，一般 3，煤質(zhì)較堅硬。本設(shè)計計算儲量的煤層為 2 層，即 1114厚度為 7m，其中 11m， 14m。各可采煤層特征見表 1 表 1采煤層特征表 層頂、底板 2煤層：一般無偽頂，與煤層直接頂接觸的是礫巖或含礫砂巖，層厚 巖上 部為灰白色粗砂巖，厚度為 22 54米，含石英礫巖； 煤層 編號 煤厚 最小 最大 平 均 (m) 間距 最小 最大 平 均 (m) 夾 矸 層 數(shù) 可 采 情 況 煤層穩(wěn)定性 頂?shù)装嫣匦?頂板 底版 2 3 不可采煤層 不穩(wěn)定 細砂巖 粉砂 巖 3 局部可采薄煤層 不穩(wěn)定 粉砂巖 粉砂 巖 4 5 部可采薄煤層 不穩(wěn)定 粉砂巖 砂質(zhì)泥巖 7 部可采薄煤層 不穩(wěn)定 細砂巖 中粒砂巖 8 076 7 不可采煤層 不穩(wěn)定 中粒砂 巖 細砂 巖 9 013 3 局部可采薄煤層 不穩(wěn)定 中砂巖 細砂 巖 10 9 局部可采薄煤層 不穩(wěn)定 細砂巖 粉砂 巖 11 1 093 0 部可采薄煤層 不穩(wěn)定 細砂巖 粉砂 巖 11 2 采中厚煤層 穩(wěn)定 細砂巖 粉砂 巖 12 2 075 04 煤層 極不穩(wěn)定 細砂巖 細粉砂巖 14 3 采中厚煤層 較穩(wěn)定 細砂巖 粉砂 巖 15 局部可采薄煤層 不穩(wěn)定 細砂巖 細粒砂巖 8 3煤層：偽頂為深灰色粉砂巖，層厚 ，直接頂為深灰色粉細砂巖與中砂巖互層，層厚 頂為灰白色中細砂巖，層厚 7 15米，底板一般為粉砂巖，層厚1米； 4般無偽頂，直接頂板為細砂巖粉砂巖互層，致密堅硬，層厚 4 8米，老頂為粉砂巖、細砂巖互層，層厚 10米，底板為粉砂巖，層厚 14米； 77頂為中粒砂巖，層厚 6米，直接頂板為中、細粒砂巖，局部為粉砂巖，層厚 3米，無偽頂，底板為粉砂巖，層厚 9米； 8號煤層老 頂為中粒砂巖，接頂板為粉砂巖、細粒砂巖互層，層厚 頂 易冒落，底板為粉砂巖，層厚 12 米； 9 號煤層：老頂為粉砂巖，層厚 ，直接頂板為薄層狀細粒砂巖，節(jié)理發(fā)育易冒落，層厚 3米，偽頂為 深灰色頁巖，易冒落，底板為粉砂巖和細砂巖，層厚 2 5米； 10號煤層：老頂為細粒砂巖粉砂巖互層，層厚 8米，直接頂板為細粒砂巖，層厚 頂為 易冒落，底板為粉砂巖、細砂巖，層厚 3米； 1111偽頂，直接頂板為粉砂巖、細砂 巖互層，層厚 13 30 米，底板為粉砂巖，層厚 ； 12粉、細粒砂巖，層厚 11 米，偽頂為 灰色頁巖，易冒落，直接頂板為粉砂巖、細砂巖互層，層厚 3米，底板為鮞狀泥質(zhì)細砂巖，層厚 5米； 14接頂板為細砂巖，層厚 4 12 米，直接底板為褐色泥巖，層厚 3 米，老底為粗砂巖，層厚 ，一般無偽頂，局部有 15 號煤層：老頂為灰白色砂巖，層厚 8 10 米，直接頂板為粉砂巖，層厚 2 8 米，一般無偽頂，局部有 、砂質(zhì)泥巖，極易冒落，底板為粉砂巖、中粗粒含礫砂巖，層厚 2 3 米。 質(zhì) 井田煤層為低特低灰、特低中硫，優(yōu)質(zhì)動力煤。根據(jù)國家標準（ 86）煤層為不粘煤（ 各煤層煤質(zhì)特征見表 1 表 1煤層煤質(zhì)特征見表 原煤工業(yè)分析 % 發(fā)熱量 容重 結(jié)焦性能 9 水分 灰分 揮發(fā)分 全硫 磷 (vd) g 2 3 4 3 73 4 0 11 1 11 2 2 1 8 10 斯、煤塵爆炸及煤的自燃 瓦斯絕對涌出量 9 m3/對瓦斯涌出量為 t。各層煤層均具無爆炸危險性；各煤層存在自燃因素，自燃發(fā)火期 6 12個月。 14 3 5 11 第 2 章 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 井田境界 云岡東礦井田位 于山西省大同市西郊云岡溝內(nèi) ，距城區(qū) 18屬于大同煤礦集 團責任公司的國有大型礦山企業(yè) ，主管部門是山西省人民政府。井田南北寬 東西長 田面積 田東與晉華宮井田、吳官屯井田及 云岡石窟保護煤柱相鄰 ，南與煤峪口井田、忻州窯井田相鄰 ，西與姜家灣井田及大同市 社隊小窯區(qū)相鄰 ，北與大同市北郊區(qū)小煤窯區(qū)相鄰。 煤層傾角最大 18，最小 12，全區(qū)煤層平均傾角 15，井田面積約為 田儲量 田儲量的計算原則 1) 按照地下實際埋藏煤炭儲量計算，不考慮開采、選礦及加工時的損失。 2) 儲量計算的最大垂深與勘探深度一致。對于大、中型礦井，一般不超過 1000m。 3) 精查階段的煤炭儲量計算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致。 4) 凡是分水平開采的井田，在計算儲量時，也應(yīng)該分水平計算儲量。 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，要分別計算儲量。 6) 煤層傾角不大于 15時，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計算儲量。 7) 煤層中所夾的大于 的高灰煤（夾矸）不 參與儲量的計算。 8) 參與儲量計算的各煤層原煤干燥時的灰分不大于 40%。 12 礦井工業(yè)儲量 礦井工業(yè)儲量計算 礦井的工業(yè)儲量是進行礦井設(shè)計的資源依據(jù) ,一般即列入平衡表內(nèi)的儲量，也即勘探地質(zhì)報告中提供的能利用儲量中的 A、 B、 C 三級儲量。 根據(jù) A+B+C 工業(yè)儲量計算公式 ： .r/中 : 工業(yè)儲量 ,t; H 煤層厚度 ,m; L 井田走向長 ,m; D 井田傾斜長 ,m; r 煤巖的容重， t/ 煤層平均傾角， ; 各煤層工業(yè)儲量具體計算如下： 11#煤層工業(yè)儲量： 0003900=202238762 t 14#煤層工業(yè)儲量： 0003900=162238762t 全礦井兩層可采共計工業(yè)儲量： 02238762 +162238762 =364477523 t 即約合 表 2層工業(yè)儲量表 煤層號 煤厚 /m 傾角 /平均 面積 /工業(yè)儲量 /1# 5 25 4# 5 25 13 井的設(shè)計儲量 礦井的設(shè)計儲量是指礦井的工業(yè)儲量減去井田境界、斷層保護煤柱等永久煤柱量。 井田境界留設(shè)保護煤柱： 井田境界預(yù)留 30m 的邊界煤柱，以避免鄰礦開采對本礦造成影響，有利于本礦的安全生產(chǎn)。 井田境界留設(shè)保護煤柱： 因礦井東南部無礦權(quán)設(shè)置，所以將礦井地面 工業(yè)場地 布置在礦區(qū)東南部，井田邊界以外。 礦井開拓方式采用雙斜井 回風立井單水平上、下山開拓。風井井口布置在井田范圍以外的工業(yè) 廣場北側(cè)角落，遠離辦公區(qū)與公寓區(qū)。為了降低主扇的噪音，可在工業(yè)廣場多植樹，多搞綠化；也可在風井靠近采空區(qū)植樹造林。該地春秋會吹揚沙，也為響應(yīng)國家“三北防護林”工程的政策號召，植樹造林有助于放風固沙，優(yōu)化工作環(huán)境。 工業(yè)廣場 保護煤柱：工業(yè)場地 布置在井田邊界外 ，工業(yè)場地面積由表 定，頃，工業(yè)場地保護煤柱如圖 示，則工業(yè)場地保護煤柱壓煤量為 0 萬 t。 大巷保護煤柱：大巷中心距離為 60 米，大巷兩側(cè)的保護煤柱壓煤量各為 60 米， 運輸石門與 5#煤層留有 5 米的安全距離， 則 運輸石門和 大巷保護煤柱損失量為 t。 井筒保護煤柱：主、副井井筒保護煤柱在工業(yè)場地保護煤柱在工業(yè)場地保護煤柱范圍之外 ， 雙斜井井筒之間相距 40m,井筒兩側(cè)各留 20 米維護帶 (根據(jù)巷道必須位于采動影響范圍之外而確定）。井筒 故井筒保護煤柱損失量 為 噸 。各種保護煤柱損失量見表 表 保護煤柱損失量 煤柱類型 儲 量 /田邊界保護煤柱 層保護煤柱 0 工業(yè)場地保護煤柱 0 石門和 大巷保護煤柱 筒保護煤柱 計 14 井的設(shè)計可采儲量 礦井的設(shè)計可采儲量是指礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)廣場保護煤柱、主要巷道保護煤柱量后乘以采區(qū)回采率。即： Z =（ *C （ 2 式中： Z 礦井可采儲量 礦井設(shè)計儲量 P 永久保護煤柱損失 C 采區(qū)采出率，厚煤層不低于 厚煤層不低于 煤層不低于 礦井設(shè)計可采儲量的計算： Z =（ C =（ 計算，礦井設(shè)計 可采儲量為 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 礦井設(shè)計規(guī)范第 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日 330d，每天凈提升 16h”計算。每天三班作業(yè)，綜采工作面可采用每日三班作業(yè)，每班工作八小時。 礦井年產(chǎn)量 按礦井設(shè)計生產(chǎn)能力主要有以下三類井型： 表 型 設(shè)計生產(chǎn)能力（ Mt/a) 大型 以上 中型 型 15 除上述類型外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種生產(chǎn)能力的中間井型。 （ 1）礦井的年產(chǎn)量： 礦井的設(shè)計年生產(chǎn)能力宜按工作日 330 天算，每日三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修準備，每天凈提升時間為 16 小時，根據(jù)設(shè)計，工作面長約為 210m，采煤機滾筒截深采用865個工作面生產(chǎn)，一天進刀 8 刀，煤的容重為 1、礦井煤層賦存條件和開采技術(shù)條件良好，外運渠道暢通，具備建設(shè) 240萬 t/a 井 型的條件。 2、從礦井提升角度分析，主斜井裝備 1600帶可滿足 a 的生產(chǎn)能力需要，副斜井可滿足防爆無軌膠輪車輔助運輸?shù)男枰?3、擬在井下裝備一個綜采工作面。根據(jù) 3#煤的賦存條件，a，礦井井型宜確定為 a。 4、礦井各煤層均為優(yōu)質(zhì)的動力用煤，供不應(yīng)求。雖然建設(shè)規(guī)模與保有資源儲量相比，但亦符合目前的煤炭開發(fā)政策，可以充分利用目前好的市場，爭取較大的經(jīng)濟效益。 綜上所述，設(shè)計推薦礦井井型為 a。 井的服務(wù)年限 畢業(yè)設(shè)計一般為新建礦井， 本礦井的年產(chǎn)量是 據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 a,其服務(wù)年限不得小于 60 年。 由礦井的服務(wù)年限計算公式 : T=Z/(AK) 式中： T 礦井的服務(wù)年限： a。 Z 礦井設(shè)計可采儲量 ：萬 t。 A 礦井的生產(chǎn)能力： 萬 t/a。 K 儲量備用系數(shù) :礦井設(shè)計一般取 質(zhì)條件復(fù)雜的礦井及礦區(qū)總體設(shè)計可取 方小煤礦可取 K=T = （ = 63（年） 16 所以本礦井的設(shè)計服務(wù)年限符合規(guī)定。 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)增大，其可能性為： （ 1）礦井的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，由于技術(shù)裝備和管理水平的提高，能夠突破設(shè)計能力，從而引起礦井年產(chǎn)量的增加。 （ 2）工作面的回采率提高，導(dǎo)致在相同的條件下，產(chǎn)量也會增加。 （ 3）煤層的局部變化以及開采技術(shù)的發(fā)展 ,落煤損失 ,煤柱損失的減少，都有可能是礦井產(chǎn)量增加。 17 3 井田開拓 述 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(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。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。合理的開拓方式需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能確定。 本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素： 地形起伏不大，屬于山地丘陵地區(qū)； 煤層埋深較淺，且表土層不厚； 本礦井為低瓦斯礦井。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國 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；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 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)。 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 要適應(yīng)當前國家的技術(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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 根據(jù)用戶 需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 田開拓 定井硐形式、位置及數(shù)目 1）井硐形式的確定 目前我國井筒一般為立井、斜井和平硐三種形式， 一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 下面就幾種形式進行技術(shù)分析，然后進行確定采用哪種開拓方式。 表 3 18 本井田煤層傾角平 均為 12，為近水平煤層 ， 埋藏深度 53 95m； 地表到煤層平均厚度為 53m，無流沙層；水文地質(zhì)情況簡單，涌水量少；井筒不需特殊法施工，因此可采用斜井開拓或立井開拓。經(jīng)后面方案比較可確定井筒形式為 “雙斜井 回風立井 ”綜合開拓。 2）確定工業(yè)廣場及井口位置 井筒位置的確定原則 （ 1） 有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量要盡量少； 井筒 形式 優(yōu)點 缺點 適用條件 平 硐 1）運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費用低。 2）工業(yè)設(shè)施簡單。 3）井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費用。 4）施工條件 好，掘進速度快，加快建井工期。 5）煤炭損失少。 受地形影響特別大 有足夠儲量的山嶺地帶 斜 井 與立井相比： 1）井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 2）地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。 3）主提升膠帶化有相當大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。 4）斜井井筒可作為安全出口。 與立井相比： 1）井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。 2）通風線路長、阻力大、管線長度大。 3）斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。 井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。 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。 2）井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。 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。 4）井筒通風斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風量的要求。 1）井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水準。 2）井筒裝備復(fù)雜，掘進速度慢，基建投資大。 對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。 19 （ 2） 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； （ 3） 井田兩翼儲量基本平衡； （ 4） 井筒不 宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； （ 5） 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； （ 6） 工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤； （ 7） 水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 由于 鐵路 從井田東北部邊界穿過，為便于地面輔助運輸及合理利用，主副斜井可以布置在井田邊界，以便于地面運煤，也可以將主副井布置于井田中央附近。經(jīng)方案比較確定主副斜井均布置于井田邊界中央，且工業(yè)場地不壓煤。 工業(yè)場地位置主副井井口附近， 工業(yè)場地的形狀和面積根據(jù)工業(yè)場地占地面積指標，結(jié)合本區(qū)現(xiàn)有工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，確定地面工業(yè)場地的占地面積為 15 公頃，形狀為 500m300m 的矩形。 3）井筒數(shù)目 根據(jù)開拓布置，新建礦井 前期 布置 三 條井筒，即主斜井、副斜井和回風立井 ；隨生產(chǎn)發(fā)展，后期開鑿一回風立井，布置在帶區(qū)中央 。 其中主斜井擔負井下煤炭提升并兼作礦井入風井和安全出口；副斜井作為全礦矸石、材料、設(shè)備及人員輔助運輸提升井，同時兼入風井和安全出口；回風立井作為全礦專用回風井兼作安全出口。 由于礦井開采時采用帶區(qū)布置，工作面推進長度較長， 后期 在帶區(qū)中央布 置一回風小立井，這樣有利于礦井的安全生產(chǎn)，并且解決了礦井在掘進過程中通風困難的問題，安全效益和社會效益較高，所以確定為 后期采用 四條井筒。 采方式的確定 井田開采煤層為 11 號煤層，煤層平均傾角為 近水平煤層，且 11 號煤煤層頂板距 14 號煤煤層底板平均間距 42m 左右，采用集中運輸大巷的布置方式。集中運輸大巷布置在 14 號煤層底板，回風大巷布置在 14 號煤的煤層頂板中。煤層中均設(shè)有主運大巷、輔運大巷和回風巷，主井與集中運輸巷通過井底車場相連，集中運輸大巷通過進風行人斜巷和帶區(qū)煤倉與各煤層主運大巷相 連，采用膠帶輸送機運輸；煤層中的輔運大巷均通過石門與副井相連，采用無軌膠輪車運輸；回風大巷之間通過回風 回風上山與回風 立井聯(lián)系。首采煤層為 11 號煤層，由于是大工作面，布置一個工作面就能滿足設(shè)計能力的要求。 20 井開拓方案的確定 根據(jù)第二章計算的礦井儲量，第三章所核算服務(wù)年限。 加上認真分析，現(xiàn)對該礦井提出以下四種開拓方案，分述如下： 方案一：雙立井開拓 主副井筒均為立井，布置于井田中央，第一水平布置在中部的 11 號煤層，第二水平布置在 14 號煤層 ,14 號煤層設(shè)置輔助水平，輔助運輸采用無軌防爆膠輪車，大巷布 置在煤層中，主運大巷和回風大巷沿底板掘進，輔運大巷沿頂板掘進。獨立風井回風，位于井田中央呈中央并列式通風，內(nèi)設(shè)排水管路，兼作安全出口，如圖 示。 圖 方案一立井集中單水平開拓 123方案 二 ：雙斜井開拓 (井筒位于井田中央 ) 主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中央，主運大巷、輔運大巷和回風大巷布置在巖層中布置在煤層中，沿煤層底板掘進。獨立風井回風，采用中央并列式，內(nèi)設(shè)排水管路，兼作安全出口，示。 圖 方案三主斜副立單水平集中開拓 1231 1 5 51 1 4 51 1 3 51 1 2 51 1 1 51 1 0 51 0 9 51 0 8 51 0 7 51 1 7 51 1 6 51 1 5 51 1 4 51 1 3 51 1 2 51 1 1 51 1 0 51 0 9 51 0 8 51 0 7 51 1 7 51 1 6 51 31 0 6 52115511451135112511151105109510851075117511651155114511351125111511051095108510751175116513106510652 21 方案 三 ：雙斜井開拓 (井筒位于井田邊界中央 ) 主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田邊界中央，主運大巷布置在煤層中，沿煤層底板掘進，輔運大巷和回風大巷布置在巖層中，其中回風大巷在煤層頂板中，輔運大巷在底板中。獨立風井回風，位于井田中央呈中央并列式通風，內(nèi)設(shè)排水管路，兼作安全出口，如圖 示。 115511451135112511151105109510851075117511651310652115511451135112511151105109510851075117511651065圖 方案 三 雙斜井開拓 (井筒位于井田中央 ) 123方案 四 ：雙斜開拓雙回風立井 (井筒位于井田邊界東北部 ) 主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中央東北部邊界，集中運輸大巷布置在 14 號煤層底板中、回風大巷布置在 14 煤層頂板巖層中，沿煤層頂板掘進。其中集中大巷通過進風行人斜巷煤層主運大巷相聯(lián)系。獨立風井回風，礦井初期采用中央并列式，后期在帶區(qū)中央開一回風立井，呈對角式通風，內(nèi)設(shè)排水管路，兼作安全出口，如圖 示。 1155114511351125111511051095108510751175116514106521155114511351125111511051095108510751175116510653圖 5 方案 四 斜井單水平集中開拓 (井筒位于井田東北部 ) 1 23、 4 1）開拓方案技術(shù)比較 根據(jù)煤層地質(zhì)情況，考慮井田范圍較大、埋藏較淺、井型較大。主井為立井很難滿足提升要求，副井采用立井不能滿足礦井的大型設(shè)備的運輸，而且立井建設(shè)費用高，井底車場復(fù)雜。依據(jù)以上因素，采 22 用立井開拓在技術(shù)上不可行，因此，方案 一 舍棄。 根據(jù)煤層賦存情況，埋藏較淺且傾角較小，為近水平煤層。方案二提出采用主斜井副立井開拓形式，主井能滿足提升要求，但副井很難滿 足提升要求，不能滿足礦井大型設(shè)備的運輸。在技術(shù)方面，增加了難度，施工困難；并且井口分散增加了管理難度。依據(jù)以上因素，采用主立井副斜井開拓在技術(shù)上不可行，因此，方案 二 舍棄。 開拓方案經(jīng)濟比較，其他二個方案費用粗略經(jīng)濟估算：見表 3 3 3方案 三 粗略經(jīng)濟估算 方案四：雙斜井開拓（井筒位于井田邊界中央） 項 目 計算單價 費運（萬元） 備注 基 建 費 運 （萬元） 主井開鑿 1150 10角 16 副井開鑿 951 1050 10角 7 立風開鑿 116 3000 10 車場及硐室 310 800 10運料斜上 510 1050 103 55 傾角 7 大巷掘進 2400 3 800 10760 3 條巷道 小計 生產(chǎn) 費用 （萬元） 主斜提升 順槽運輸 大巷運輸 排水費運 110 24 365 51 大巷維護 2326 3 小計 總 計 表 3方案 四 粗略經(jīng)濟估算 方案五：雙斜井開拓（井筒位于井田邊界中央） 項 目 計算單價 費運（萬元） 備注 主井開鑿 1150 10角 16 23 對方案 三 和方案 四 再進一步做詳細比較。在設(shè)計中方案 三 和方案 四 的差別在于井筒的數(shù)目的不同，方案 三 為三條井筒，采用集中布置，利用斜上開采 4 號煤層，由于是近水平煤層 ，輔助運輸采用無軌膠輪車運輸。方案 四 為四條井筒，一條井筒布置在井田中央，一條布置在帶區(qū)邊界中央，利用石門開采 4號煤層，這樣有利于輔助運輸?shù)倪\輸，通風也比較容易。布置開拓現(xiàn)就兩方由相對比較結(jié)果可知：方案三 和方案 四 的總費用相近，考慮到方案四有以下缺點： （ 1）由于用斜上聯(lián)系開采，輔助運輸較困難，井筒大巷的輔助運輸費用，均按占運輸費用的 20%進行估算，采用石門聯(lián)系減少運輸費運，降低噸煤費運。從掘進方面來說，掘進斜上比掘進石門費運高，所以采用石門比較優(yōu)。 （ 2）采用斜上聯(lián)系開采時，通風有下行風存在，所以 對礦井生產(chǎn)不利。 （ 3） 從經(jīng)濟比較方案 三 費用大于方案 四 所需費用，選擇方案 四 為優(yōu)。 在上述經(jīng)濟比較中，需要說明以下幾點： （ 1）主、副井及風井均布置在巖層中，維護費用較低，故未對比其維護費用的差別。 基 建 費 運 （萬元） 副井開鑿 951 1050 10角 7 立風開鑿 （ 116+86） 3000 10 車場及硐室 310 800 10運輸石門 506 1050 103 13 傾角 7 大巷掘進 2400 2 800 10840 2 條大巷 溜煤眼 120 1150 10聯(lián)絡(luò)石門 100 1050 1005 小計 生產(chǎn) 費用 （萬元） 主斜提升 順槽運輸 大巷運輸 排水費運 110 24 365 51 大巷維護 2326 3 小計 總 計 24 （ 2）井筒大巷的輔助運輸費用，均按占運輸費用的 20%進行估算。 （ 3）主、輔運輸大巷斷面不同，大巷維護費用按平均維護費用估算。 由對比結(jié)果可知，方案 三 和方案 四 的總費用差別不大，考慮到