永城礦區(qū)陳四樓礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖-采礦工程.zip,永城,礦區(qū),陳四樓礦,1.5,Mta,設(shè)計(jì),CAD,采礦工程 陳四樓礦1.5Mt/a新井設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般設(shè)計(jì)部分、專題設(shè)計(jì)部分和翻譯部分。 一般部分為陳四樓礦1.5Mt/a的新井設(shè)計(jì)。陳四樓煤礦位于河南省永城市境內(nèi)，礦區(qū)北靠隴海鐵路，東臨京滬鐵路，青（龍山) 阜（陽）鐵路從礦區(qū)東南約20 km處穿過，西有京九鐵路商阜段，交通十分便利。井田南北走向長平均約5.11 km，傾向長平均約3.99km，井田水平面積為18.27km2。主采煤層二2層，即2號煤層，平均傾角7°，厚約6.45m。井田工業(yè)儲量為172.79Mt，可采儲量115.79Mt，礦井服務(wù)年限為59.4 a。井田地質(zhì)條件簡單。表土層平均厚度200 m；礦井正常涌水量為894m3/h，最大涌水量為1200 m3/h；煤層硬度系數(shù)f=2.5；礦井絕對瓦斯涌出量為0.68 m3/min，屬低瓦斯礦井；塵的爆炸性和自然發(fā)火危險(xiǎn)性都較低。 根據(jù)井田地質(zhì)條件，提出四個(gè)技術(shù)上可行開拓方案。方案一：立井至450m，單水平開拓，煤層運(yùn)輸大巷，巖層軌道大巷；方案二：立井至450m，單水平開拓，雙巖層大巷；方案三：立井至450m，單水平開拓，煤層運(yùn)輸上（下）山，巖層軌道上（下）山；方案四：立井至450m，單水平開拓，巖層盤區(qū)上（下）山。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定方案一為最優(yōu)方案。將主采煤層一個(gè)水平，水平標(biāo)高-480 m。 設(shè)計(jì)首采區(qū)采用帶區(qū)準(zhǔn)備方式，工作面長度178 m，采用綜采放頂煤采煤法，采用全部垮落法處理采空區(qū)。礦井采用“三八”制作業(yè)，日進(jìn)5個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)尺0.686m，日產(chǎn)量4888.49 t。 大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用1 t固定箱式礦車主井采用兩個(gè)16 t側(cè)卸式箕斗提升煤炭：副井設(shè)計(jì)采用裝備一對多繩1 t礦車雙層四車窄罐籠和一個(gè)1 t礦車雙層四車寬罐籠帶平衡錘提升設(shè)備、人員、材料和矸石。礦井采用中央并列式通風(fēng)。 專題部分題目是深部軟巖巷道變形機(jī)理及支護(hù)技術(shù) 翻譯部分是一篇關(guān)于水力壓裂消突數(shù)值模擬及可控壓裂技術(shù)研究的論文，英文原文題目為：Numeric Analysis of Hydraulic Fracturing Technique in Preventing Outburst and the Control Technique 關(guān)鍵詞：陳四樓礦； 帶區(qū)布置；綜采放頂煤；中央并列式；軟巖巷道；水力壓裂。 ABSTRACT The design consists of three parts: a general part design, project design and translation components. The general design is about a 1.5 Mt/a new underground mine design of Chen si lou coal mine. Chen si lou coal mine lies in Yongcheng, Henan province. North of Longhai railway in mining area, East of Beijing-Shanghai Railway, Qing (Longshan ) -Fu (Yang) railway from the mine Southeast of about 20 km across, West Beijing-Kowloon Railway-Fu, the traffic is very convenient. It’s about5.11 km on the strike and 3.99 km on the dip,with the 18.27 km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 2 with an average thickness of 6.45 m and an average dip of 7°. The proved reserves of this coal mine are 172.79 Mt and the minable reserves are 115.79 Mt, with a mine life of 59.4 a. Average thickness of overburden 200 m ;The geological condition of the mine is relatively simple. The normal mine inflow is 894 m3/h and the maximum mine inflow is 1200 m3/h. hardness coefficient of coal seam f=2. 5 ; Absolute for gas emission in coal mine 0.68 m 3 /min , Is a low gas mine; Dust explosive and less risk of spontaneous combustion 。 Based on the geological condition of the mine, I bring forward four available project in technology. Programme a: shaft to 450m , single level develop, seam transport large Lane, rock track large lane ; programme second: shaft to 450m , single level develop, double rock large lane ; programme three: shaft to 450m , single level develop, seam transport Shang (Xia) mountain, rock track Shang (Xia) mountain ; programme four: shaft to 450m , single level develop, rock disk area Shang (Xia) mountain . Through technical and economic comparison to finalize the programme for best program. Main seam a level, horizontal elevation -480 m . Designed first mining district makes use of the method of panels in mining area, the length of working face is 178 m, which use top coal caving to exploit coal,fall to dispose worked out section. The working system is “three-eight”, with five working cycle every day. Advance of working cycle is 0.7 m, and quantity of 4888.49 ton coal is maked everyday. Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. Main shaft makes use of skip to transport coal resource, when subsidiary shaft makes use of cage to be assistant transport. In the prophase of mining the mine makes use of centralized ventilation method,when in the evening of mining the mine makes use of areas ventilation method. The project design is deep well Deformation mechanism and supporting technology in soft rock roadway. The translated academic paper is about Numeric Analysis of Hydraulic Fracturing Technique in Preventing Outburst and the Control Technique。 Keywords：Chensilou coal mine; band mode; top coal caving; o Center juxtapose ventilation; soft rock roadway, hydraulic fracturing. 目 錄 1礦區(qū)概述與地質(zhì)特征 1 1.1礦區(qū)概述 1 1.1.1礦區(qū)地理位置 1 1.1.2自然地理概況 1 1.1.3礦區(qū)開發(fā)歷史及生產(chǎn)建設(shè)規(guī)劃 3 1.1.4礦井建設(shè)的外部條件 3 1.2地質(zhì)特征 3 1.2.1地層 3 1.2.2地質(zhì)構(gòu)造 4 1.2.3水文地質(zhì) 4 1.3煤層特征 5 1.3.1煤層 5 1.3.2煤質(zhì) 5 1.3.3開采技術(shù)條件 5 1.3.4勘探程度及存在問題 6 2井田境界和儲量 8 2.1井田境界 8 2.2礦井工業(yè)儲量 8 2.2.1構(gòu)造類型 8 2.2.2煤層穩(wěn)定類型 8 2.2.3礦井工業(yè)儲量 8 2.3礦井可采儲量 10 2.3.1井田邊界保護(hù)煤柱 10 2.3.2工業(yè)廣場煤柱 10 2.3.3井筒保護(hù)煤柱 11 2.3.4斷層保護(hù)煤柱 12 2.3.5大巷保護(hù)煤柱 12 2.3.6礦井設(shè)計(jì)可采儲量 12 3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 13 3.1礦井工作制度 13 3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 13 3.2.1確定依據(jù) 13 3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 13 3.2.3礦井服務(wù)年限 13 3.3井型校核 14 4井田開拓 15 4.1井田開拓的基本問題 15 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 15 4.1.2工業(yè)場地的位置 17 4.1.3開采水平的確定及劃分 17 4.1.4方案比較 17 4.2礦井基本巷道 28 4.2.1井筒 28 4.2.2開拓巷道 28 4.2.3井底車場及硐室 29 5準(zhǔn)備方式—帶區(qū)巷道布置 37 5.1煤層地質(zhì)特征 37 5.1.1帶區(qū)位置 37 5.1.2帶區(qū)煤層特征 37 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 37 5.1.4水文地質(zhì) 37 5.1.5地質(zhì)構(gòu)造 37 5.1.6地表情況 37 5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 38 5.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 38 5.2.2帶區(qū)巷道布置 39 5.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 39 5.2.4帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 40 5.2.5帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 42 5.3帶區(qū)車場選型設(shè)計(jì) 43 6采煤方法 45 6.1采煤工藝方式 45 6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 45 6.1.2 采煤工藝方式選擇 45 6.1.3回采工作面參數(shù) 45 6.1.4回采工作面破煤、裝煤方式 46 6.1.5工作面運(yùn)煤方式 46 6.1.6回采工作面支護(hù)方式 51 6.1.7放頂煤參數(shù)確定 52 6.1.8回采工作面勞動組織和正規(guī)循環(huán)作業(yè) 53 6.2回采巷道布置 56 6.2.1回采巷道布置方式 56 6.2.2回采巷道參數(shù) 57 7井下運(yùn)輸 60 7.1概述 60 7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 60 7.1.2煤層及煤質(zhì) 60 7.1.3運(yùn)輸距離和輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì) 60 7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 60 7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 61 7.2.1設(shè)備選型原則 61 7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 61 7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選 63 7.3.1主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 63 7.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 63 7.3.3運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算 64 8礦井提升 67 8.1礦井提升概述 67 8.2主副井提升 67 8.2.1主井提升 67 8.2.2副井提升設(shè)備選型 68 9礦井通風(fēng)及安全 71 9.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況 71 9.1.1礦井地質(zhì)概況 71 9.1.2開拓方式 71 9.1.3開采方法 71 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫 72 9.1.5工作制、人數(shù) 72 9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 72 9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 72 9.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 72 9.2.3礦井通風(fēng)方法的選擇 74 9.2.4帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 74 9.2.5帶區(qū)通風(fēng)方式的確定 75 9.3礦井風(fēng)量計(jì)算 75 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 75 9.3.2礦井風(fēng)量計(jì)算方法概述 75 9.3.3回采工作面風(fēng)量計(jì)算 76 9.3.4備用面需風(fēng)量的計(jì)算 78 9.3.5掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算 78 9.3.6硐室需要風(fēng)量的計(jì)算 79 9.3.7其他巷道所需風(fēng)量 79 9.3.8礦井總風(fēng)量計(jì)算 79 9.3.9風(fēng)量分配 79 9.4礦井阻力計(jì)算 80 9.4.1容易和困難時(shí)期礦井最大阻力路線確定 81 9.4.2礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 84 9.4.3礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 84 9.4.4礦井總阻力和等積孔計(jì)算 84 9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 87 9.5.1選擇主要通風(fēng)機(jī) 87 9.5.2電動機(jī)選型 90 9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施 90 9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 90 9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施 91 9.6.3防水措施 91 10設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 92 參考文獻(xiàn) 94 附錄 94 致 謝 97 VII 1礦區(qū)概述與地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1礦區(qū)地理位置 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8km；地理坐標(biāo)：東經(jīng)116o22'20"，北緯30o00'35"。 礦區(qū)北靠隴海鐵路，東臨京滬鐵路，青（龍山）阜（陽）鐵路從礦區(qū)東南約20km處穿過，西有京九鐵路商阜段。永城老縣城距商丘車站95km，至徐州車站97km，宿州車站74km，其間均有柏油公路相連。區(qū)內(nèi)主要村鎮(zhèn)之間亦有簡易公路相通，交通運(yùn)輸堪稱方便。詳見礦區(qū)交通位置圖1.1。 1.1.2自然地理概況 井田位于黃淮沖積平原東部，地勢低洼平坦，自西北向東南微微傾斜，地面標(biāo)高+32.49 m~+36.50m，一般在+32m至+35m之間，相對高差3m左右。地表廣為巨厚的新生界松散沖積物所覆蓋。 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2km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120km，其流量受大氣降水控制，年平均流量1~2m3/s，有記載的最大流量384m3/s（1963年）。 本區(qū)屬半濕潤、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： 氣溫：1974~1984年觀測，月平均最高氣溫26.89℃（7月份），最低-0.32℃，年平均衛(wèi)14.3℃。日最高氣溫41℃（1959年7月30日），最低19℃（1957年2月21日）。 降雨量：最大降雨量1022.5 mm（1977年），最小為630.4 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）。 蒸發(fā)量：歷年最大蒸發(fā)量1985.7mm（1978年），最小1603.2mm，（1975年），平均1745.4 mm。 相對濕度平均68%~73.16%。 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）。 每年12月至翌年3月為降雪和冰凍期，最大凍土深度19cm。 據(jù)《中國地震烈度表》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：“本區(qū)不可能發(fā)生六級左右地震，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于永城煤炭儲量豐富，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﹃愃臉堑V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，但對六大要害系統(tǒng)按7度的構(gòu)造措施設(shè)計(jì)?！? 圖1.1 陳四樓礦井交通位置圖 1.1.3礦區(qū)開發(fā)歷史及生產(chǎn)建設(shè)規(guī)劃 礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井葛店煤礦、新莊煤礦、車集煤礦等8處。另外，礦區(qū)已經(jīng)逐步形成了煤礦產(chǎn)業(yè)鏈，除部分大件煤礦機(jī)械外，基本可以滿足煤礦建設(shè)需要。 1.1.4礦井建設(shè)的外部條件 礦井工業(yè)場地至礦區(qū)集配站的鐵路專用線正線里程15.86km。新、老兩條永碭公路，分別自工業(yè)場地兩側(cè)經(jīng)過，將礦井工業(yè)場地與鐵路干線和土產(chǎn)材料產(chǎn)地連通，交通條件較好。 礦井永久電源由永城220kV變電站供給。地方集資興建的永城110kV變電站，可作為本礦井建井期的施工電源。為確保施工安全，另一回電源可取自新莊礦井。礦區(qū)熱電站應(yīng)盡快建設(shè)。 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。 礦區(qū)北部的芒山生產(chǎn)白灰、石子、料石等土產(chǎn)材料。水泥、鋼材木材等建材亦可通過公路運(yùn)至本礦。 礦井建設(shè)的外部條件比較優(yōu)越、可靠。 1.2地質(zhì)特征 1.2.1地層 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1100m。自下而上敘述如下： 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45.20m。 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3~5層，厚度83~154 m，平均147.95 m； 3）二迭系（P），揭露厚度320.43 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48.63~112.27m，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； 山西組（P1S），厚度89.94~131.78m，平均106.43m，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； 上石盒子組（P2s），鉆孔穿見厚度114.08 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。 4）新生界（R2），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170~260 m，平均203.73m。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。詳見后附礦井綜合柱狀圖。 1.2.2地質(zhì)構(gòu)造 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~13o。 1）褶曲 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。 2）斷裂 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，推定斷層面傾角為53o。發(fā)現(xiàn)并已被控制的斷層1條，以NNE向斷裂為主，近東西向斷裂也較發(fā)育。斷層情況詳見表1.2。 表1.2 斷層特征及控制情況 斷 層 延展 方向 傾角/° 長度/m 落差/m 可靠度 編號 性質(zhì) F0 正 東西 53 1664.33 20 A 3）巖漿活動 據(jù)側(cè)定，井田內(nèi)巖漿巖活動大致有兩個(gè)期次：基性巖為華力西運(yùn)動晚期產(chǎn)物；酸性巖為燕山運(yùn)動早~晚期產(chǎn)物?；詭r主要為輝綠巖，一般在三煤組中順煤層侵入三4、三3、三5煤層中，呈巖脈或巖席產(chǎn)出；酸性巖主要為閃長巖類及花崗巖類，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。 1.2.3水文地質(zhì) 1）含水層及隔水層特征 自上而下分為四個(gè)含水組： （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狀砂層，即所謂“天窗”，對淺部開采會具有一定影響。 （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。 （3）石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水組：主要含水巖層為石灰?guī)r（11層）?；?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>2g/l。 （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。q= 0.000685 ~15.7/s·m，K=0.002~7.473 m/d。水質(zhì)類型SO4~CaNa，礦化度2.206~4.43 g/l。 2）井田水文地質(zhì)條件 本井田水文地質(zhì)類型為中等—簡單，其主要依據(jù)是： （1）直接充水含水層，三煤層和二煤層頂板砂巖含水性弱，單位涌水量一般小于0.01 /s·m，為簡單類型； （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，正常地段對煤系地層無充水作用； （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； （4）井田內(nèi)斷層富水性及導(dǎo)水性弱，q<0.001/s·m； （5）主采煤層頂?shù)装鍘r層穩(wěn)定； （6）礦床遠(yuǎn)離地表水體。 3）礦井預(yù)計(jì)涌水量 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F0斷層使二2煤與對盤太原組灰?guī)r相接，可視為弱補(bǔ)給邊界。 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。 1.3煤層特征 1.3.1煤層 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181 m，煤層總厚11.42m，含煤系數(shù)57%。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。 二2煤層為一穩(wěn)定~較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單（偶含泥巖夾矸一層）的厚煤層。全區(qū)穩(wěn)定可采。 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。 1.3.2 煤質(zhì) 該井田煤層以高變質(zhì)的年輕中等無煙煤為主，二2煤為特低硫、磷、低灰分、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)無煙煤，三煤組為特低硫、磷，中灰分高發(fā)熱量的無煙煤。如二2煤灰分為13.7%，硫?yàn)?.46%，磷為0.0044%，發(fā)熱量為7124卡/克。 1.3.3 開采技術(shù)條件 1）煤層頂?shù)装? 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。 2）瓦斯 井田內(nèi)瓦斯含量普遍較低，一般小于1cm3/g；瓦斯風(fēng)化帶分布很廣很深，除個(gè)別富集點(diǎn)之外，都屬瓦斯風(fēng)化帶，直至-800m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)化帶界面處的相對瓦斯涌出量為2m3/t·d左右。 將本礦井定為低沼氣礦井管理是有充分依據(jù)的。 3）煤塵無爆炸性到具弱爆炸性。 4）各煤層均無自然發(fā)火傾向。 5）地溫：二2煤層在-540 m以深，除63至65線范圍地溫低于31℃，其余均高于31℃，屬一級熱害區(qū)；三2煤層僅在0312孔至-550 m以深出現(xiàn)小范圍的一級熱害區(qū)。井田內(nèi)其余地段地溫均屬正常。 表1.3 煤層煤質(zhì)主要特征見表 煤 層 煤可采厚/m 層間距/m 煤層結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定程度 可采情況 頂板巖性 底板巖性 三5 1.3～0.8 11.5～0.78 簡單 不穩(wěn)定 局部可采 泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì) 砂巖 泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖 三4 2.31～0.82 18.47～1.55 較簡至較復(fù)雜 不穩(wěn)定為主至較穩(wěn)定 局部可采 泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì) 砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖 三22 2.66～0.81 14.54～0.60 較簡單 較穩(wěn)定至不穩(wěn)定 大部可采 泥巖、砂質(zhì)泥巖、中～細(xì)砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)～粉砂巖 三108線南 2.03～0.85 113.70～75 較簡單 08勘探線以南較穩(wěn)定全層不穩(wěn)定 08以南大部可采，以北不可采。 泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖 砂巖 二2 6.32～6.56 簡單 穩(wěn)定至較穩(wěn)定 全井田基本可采。 泥巖、砂質(zhì)泥巖、中～粗粒砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖 1.3.4勘探程度及存在問題 本井田自1957年普查找煤開始，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。 全國儲委煤炭專業(yè)委員會于1986年5月24日至2 7日對該報(bào)告進(jìn)行了審查，地質(zhì)11隊(duì)根據(jù)審查意見，對報(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月27日獲正式批準(zhǔn)。 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。 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： 1）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)。 2）測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，影響到對煤層及夾殲厚度解釋的準(zhǔn)確性，審查中有較多見煤點(diǎn)測井資料降級。 3）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)，但也難作出評價(jià)。 設(shè)計(jì)建議: 1）對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。 2）對封孔質(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。  2井田境界和儲量 2.1井田境界 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)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5.11 km，最小0.88 km，平均5.00km；東西寬最大3.99km，最小2.91km，平均3.80km；井田面積約18.27km2。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)市場的需要開發(fā)天然焦，開闊邊界。 2.2礦井工業(yè)儲量 2.2.1構(gòu)造類型 煤層內(nèi)傾角為3°~11°，褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。 2.2.2煤層穩(wěn)定類型 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，為本次勘查的主要工作對象，該煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變化較小，為6.10～6.81 m，平均為6.45 m。層位穩(wěn)定，煤厚變化相對較小，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。 2.2.3礦井工業(yè)儲量 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，其它為不可采煤層。 二2煤層為一穩(wěn)定~較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單（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，厚度變化較小，為6.32～6.56 m，平均6.45 m。層位穩(wěn)定，煤厚變化相對較小，一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，基本全區(qū)可采，屬于較穩(wěn)定煤層,儲量豐富，其容重為1.46 t/m3。 由于煤層產(chǎn)狀、厚度、煤質(zhì)比較穩(wěn)定，本次儲量計(jì)算采用地質(zhì)塊段法，即以塊段面積乘以塊段平均煤厚和煤層視密度，即得該塊段的儲量。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為A、B、C、D、E、F六個(gè)塊段，儲量計(jì)算塊段劃分如圖2.2所示，在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲量，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。 圖2.2 塊段劃分 A塊段水平面積為1.976km2，傾角為4 o，3煤平均厚度6.3m； B塊段水平面積為2.480km2，傾角為4 o，3煤平均厚度6.3m； C塊段水平面積為3.106 km2，傾角為4 o，3煤平均厚度6.5m； D塊段水平面積為2.782 km2，傾角為8 o，3煤平均厚度6.4m； E塊段水平面積為3.354km2，傾角為8 o，3煤平均厚度6.4m； F塊段水平面積為4.536 km2，傾角為9 o，3煤平均厚度6.6m； 礦井工業(yè)儲量利用下式計(jì)算： Z=m×r×S/cos（α） （2.1） 式中: m—— 各塊段煤層平均厚度，m； r—— 煤層容重，3#為1.47t/m3； S—— 各塊段水平面積，km2； α—— 各塊段煤層的傾角； 把各塊段的數(shù)值帶入式2.1得： ZA=6.3×1.46×1.976/cos4 o =18.22Mt ZB=6.3×1.46×2.48/cos4 o =22.87Mt ZC=6.5×1.46×3.106/cos4 o =29.55Mt ZD=6.4×1.46×2.782/cos8 o =26.25Mt ZE=6.4×1.46×3.354/cos8 o =31.65Mt ZF=6.6×1.46×4.536/cos9 o =44.25Mt 則礦井工業(yè)儲量： Z=ZA+ZB+ZC+ZD+ZE+ZF =172.79Mt 2.3礦井可采儲量 由于陳四樓井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，地面無大的水域和河流，且基層上覆表土層厚，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，滲透能力差，富水性弱，逕流滯緩；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；地面村莊密布，為充分開發(fā)煤炭資源，本設(shè)計(jì)不留設(shè)村莊煤柱及防水煤柱，采用長壁冒落法進(jìn)行遷村采煤。因此該井田永久煤柱只留井田邊界保護(hù)煤柱和斷層保護(hù)煤柱。本設(shè)計(jì)對井田內(nèi)厚度6.45 m的二2煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，因此，井田內(nèi)的各種永久煤柱損失按二2煤層進(jìn)行計(jì)算。 2.3.1井田邊界保護(hù)煤柱 根據(jù)陳四樓井田實(shí)際情況，其井田邊界保護(hù)煤柱寬度取30 m，其中井田東部為煤層風(fēng)化帶，近乎無水，故不留邊界保護(hù)煤柱，則用下式計(jì)算井田邊界保護(hù)煤柱損失。 Pj=H×L×m×γ×0.000001 （2.2） 式中： H——井田邊界煤柱寬度，m； L——井田邊界煤柱長度，m； m——煤層厚度，m； γ——煤層容重，t/m3； Pj—— 井田邊界保護(hù)煤柱損失，Mt。 已知H =30 m，L =11620.25 m，γ=1.46 t/m3，m =6.45 m，因此代入（2.2），可得： Pj =3011620.251.466.45×0.000001 =3.28Mt 2.3.2工業(yè)廣場煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)條文，不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表2.2。結(jié)合本設(shè)計(jì)井型（1.5 Mt/a），應(yīng)該是18公頃，即0.18 km2。設(shè)計(jì)長軸定為450 m，短軸定為400 m。采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場的壓煤損失，圍護(hù)帶的寬度取20 m。垂直剖面圖如圖2.1所示。 表2.2 工業(yè)場地占地面積表 井 型/萬t·a.1 占地面積/公頃（10萬t）-1 ≥240 1.0 120～180 1.2 45～90 1.5 9～30 1.8  表2.3 陳四樓井田地質(zhì)條件及巖層移動角 煤層厚度/m 煤層傾角α/° 圍護(hù)帶寬度/m 表土層移動角?/° 6.45 6 20 50 走向移動角δ/° 上山移動角γ/° 下山移動角β/° — 75 70 60 — 圖2.1 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 由此可得工業(yè)廣場保護(hù)煤柱面積： S=0.5×H（L1×L2） （2.3） 式中： S——工業(yè)廣場保護(hù)煤柱平面面積，m2； H——梯形面的高，m； L1——煤柱上邊長度，m； L2——煤柱下邊長度，m。 已知H =1008.32 m，L1=941.35 m，L2=984.69 m，代入公式（2.3）可得： S =0.51008.32（941.35+984.69） =971028.62m 2 所以煤層底板面積及煤柱損失量： F=971028.62 m2；Pg=9.14Mt。 2.3.3井筒保護(hù)煤柱 井筒布置在工業(yè)廣場中央，包括在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱中，不再累計(jì)。 2.3.4斷層保護(hù)煤柱 井田現(xiàn)已查明一條斷層，即F0。其中F0可靠且可控制，故其兩側(cè)各留30m保護(hù)煤柱，則其煤柱損失可由下式求得： Pf =L×2×m×γ×30×0.000001 （2.4） 式中： Pf——F0煤柱損失，Mt； L——F0長度，m； m——二2煤層厚度，m； γ——煤層容重，t/m3。 已知 L=1680.25，γ=1.46t/m3，m=6.45m，代入（2.4）可得： Pf =1680.25×2×6.45×1.46×30×0.000001 =1.04Mt 2.3.5大巷保護(hù)煤柱 本設(shè)計(jì)共有兩條大巷，即軌道運(yùn)輸大巷和膠帶運(yùn)輸大巷，均布置在煤層底板巖層中，受采動影響較小，故煤柱留設(shè)寬度為50 m，沿大巷走向?；谝陨瞎剑?.4），可以得到煤柱損失量為4.94Mt。 總上，可匯總永久保護(hù)煤柱損失量如表2.4： 2.3.6礦井設(shè)計(jì)可采儲量 礦井可采儲量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲量，可按下式計(jì)算： Zk =（Zg –P）×C （2.5） 式中： Zk——礦井可采儲量，Mt； P ——保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，Mt； 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。 則礦井設(shè)計(jì)可采儲量為： Zk =（172.79-18.40）×0.75=115.79Mt 表2.4 永久保護(hù)煤柱損失量 煤柱類型 儲量/Mt 井田邊界保護(hù)煤柱 3.28 斷層保護(hù)煤柱 1.04 大巷保護(hù)煤柱 4.94 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 9.14 合計(jì) 18.40 3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1礦井工作制度 根據(jù)按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330d計(jì)算，三八制作業(yè)（兩生產(chǎn)班生產(chǎn)，一檢修班生產(chǎn)加檢修），每日三班出煤，凈提升時(shí)間為20 h。 3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.2.1確定依據(jù) 《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)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： 1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，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，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 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，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)； 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。 3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 由地質(zhì)資料可知：本井田儲量豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單、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)儲量和可開采儲量最終選定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.5 Mt/a。 3.2.3礦井服務(wù)年限 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。礦井可采儲Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力K、礦井服務(wù)年限力T三者之間的關(guān)系為： T=Zk / AT （3.1） 式中： T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井可采儲量，Mt； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt； T——礦井儲量備用系數(shù)，取1.3。 確定井型時(shí)需要考慮備用系數(shù)的原因是，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高；局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少；有的礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲量。 則，礦井服務(wù)年限為： T=115.79/（1.5×1.3） =59.4 a 服務(wù)年限符合要求。參看表3.1。 表3.1 我國各類井型的新建礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力/Mt/a 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 煤層傾角 <25° 25°～45° >45° 6及以上 70 35 — — 3.5 60 30 — — 1.2～2.4 50 25 20 15 0.45～0.9 40 20 15 10 3.3井型校核 按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核： 1）煤層開采能力 井田內(nèi)有二2煤層可采，總煤厚6.45 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度稍有變化。煤層傾角平均7°，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采放頂煤工作面。 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 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)膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉，運(yùn)輸能力大，自動化程度高，機(jī)動靈活；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。 3）通風(fēng)安全條件的校核 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)。輔助運(yùn)輸大巷進(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。 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)年限的對應(yīng)要求，見表3.1。 4井田開拓 4.1井田開拓的基本問題 井田開拓是指在一個(gè)某井田范圍內(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)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。 開拓問題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長遠(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: 1）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)。 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)。 3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 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)。 5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(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、自動化創(chuàng)造條件。 6）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。 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 1）井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。具體見表4.1。 本礦井煤層傾角小，平均6°，為緩斜煤層；表土層厚約200 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡單，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。 2）井筒位置的確定 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： （1）沿井田走向的有利位置 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲量的中央，以形成兩翼儲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。 （2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置 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，沿石門的運(yùn)輸工程量較??；井筒位于井田的下部時(shí)，石門長度和沿石門的運(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，對開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場地保護(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。 表4.1 井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 平硐 1）運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)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(fèi)用。4）施工條件好，掘進(jìn)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(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。2）地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延伸方便。3）主提升膠帶化有相當(dāng)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(fēng)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(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。4）井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)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)水平。2）井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)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。 （3）有利于礦井初期開采的井筒位置 盡可能的使井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。 （4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響 要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不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)。 （5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場 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。 （6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 附近有河流或水庫時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。 由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。 3）井筒數(shù)目 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。 4.1.2工業(yè)場地的位置 工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2.2工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為18公頃，其形狀為一矩形，長度方向和煤層的走向方向平行，寬度方向和煤層傾向方向平行；長軸450 m，短軸400 m；地面標(biāo)高+34 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。 4.1.3開采水平的確定及劃分 開采水平劃分依據(jù)及原則 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