陳四樓煤礦240萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,陳四樓,煤礦,萬(wàn)噸新井,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 摘 要 本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。 一般部分為陳四樓煤礦240萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì)。陳四樓煤礦位于河南省永城市境內(nèi)，交通便利。井田走向（南北）長(zhǎng)約13km，傾向（南北）長(zhǎng)約6.7km，總面積為61km2。主采煤層為二2煤，煤層傾角為8~23，平均傾角11，平均煤厚為3.5m。井田地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單。 井田工業(yè)儲(chǔ)量為28207萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為20454萬(wàn)t。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4Mt/a。礦井服務(wù)年限為65.56a，涌水量較大，礦井正常涌水量為894m3/h，最大涌水量為1087m3/h。礦井瓦斯相對(duì)涌出量為0.57 m3/t，絕對(duì)涌出量為2.0m3/min，為低瓦斯礦井。 井田開拓方式為立井兩水平開拓，暗斜井延伸。采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，采用礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為兩翼對(duì)角式通風(fēng)。礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。 一般部分共包括10章：1、礦區(qū)概述與地質(zhì)特征；2、井田境界和儲(chǔ)量；3、礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4、井田開拓；5、準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置；6、采煤方法； 7、井下運(yùn)輸；8、礦井提升；9、礦井通風(fēng)與安全；10、設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 專題部分題目是綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)研究，主要是研究了綜采工作面過(guò)斷層的方法及相關(guān)頂板管理控制技術(shù)，對(duì)綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)做了全面的陳述。 翻譯部分主要內(nèi)容是關(guān)于水壓控制爆破用于水力致裂技術(shù)用來(lái)增加煤巖體孔隙率的研究，英文題目為： Hydraulic fracturing after water pressure control blasting for increased fracturing 關(guān)鍵詞：立井；兩水平開拓；采區(qū)；兩翼對(duì)角式通風(fēng) ABSTRACT This design includes three parts: the general part, the special subject part and the translation part. The general part is a new design for Chensilou mine. Chensilou mine is located in Yongcheng which comes within the jurisdiction of Shangqiu in Henan province. It is very convenient to get to the mine in terms of both highway and railway. The length of the coalfield is 13km,the width is about6.7km，and the total area is 61km2.The second is the main coal seams, and its dip angle is 8~23 degree. The thickness of the mine is about 3.5m in all. The geologic structure of this coalfield is simple. The recoverable reserves of the coalfield are 282.07 million tons, and the minable reserves are 204.54 million tons. The designed productive capacity is 24 million tons percent year, and the service life of the mine is 65.56 years. The normal flow of the mine is 894m3 per hour and the max flow of the mine is 1087m3 per hour. The relative mine gas gush is 0.57 m3/t and the absolute gush is 2.0 m3/min, so it is a low gas mine. The mine is two level to develop. Te central laneway uses Belt Conveyor to transit coal, and trolley wagons are used for accessorial transportation in the roadway. The ventilation mode of this mine is two wings diagonal form. The “three-eight” working system is used in the Chensilou mine. It produces for 330 days a year. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Underground transportation of the mine; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms of the designed mine. The topic of special subject parts is the Analysis of Face to Across the Fault Technology in Mechanized Mining Face. It makes a fully comprehensive statement of face to across the fault Technology in mechanized mining face. Translation part is about Hydraulic fracturing and water pressure control. The English title is “Hydraulic fracturing after water pressure control blasting for increased fracturing”. Keywords: Shaft; two level; Panel； Two wings diagonal ventilation 目 錄 一般部分 1 礦區(qū)概述及井田地質(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 2 1.1.4礦井建設(shè)的外部條件 2 1.2井田地質(zhì) 3 1.2.1地形 3 1.2.2井田勘探程度 3 1.2.3井田的水文地質(zhì)特征 4 1.2.4地溫 5 1.3煤層 5 1.3.1煤層埋藏條件 5 1.3.2煤層圍巖性質(zhì) 6 1.3.3煤質(zhì) 6 1.3.4瓦斯、煤塵、煤的自燃性 6 2井田開拓 8 2.1井田境界 8 2.1.1井田界限 8 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 8 2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算范圍和工業(yè)指標(biāo)的確定 8 2.2.2儲(chǔ)量級(jí)別與計(jì)算塊段的劃分 8 2.2.3工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 9 2.2.4礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 12 3礦井設(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 礦井服務(wù)年限 13 4井田開拓 14 4.1開拓方案 14 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置 14 4.1.2階段劃分和開采水平的確定 15 4.1.3井田劃分 15 4.1.4主要開拓巷道 15 4.1.5開拓方案比較 15 4.2礦井基本巷道 25 4.2.1井筒 25 4.2.2井底車場(chǎng)及硐室 29 4.2.2井底車場(chǎng)及硐室 29 4.2.3主要開拓巷道 31 4.2.4巷道支護(hù) 32 5 準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置 36 5.1煤層地質(zhì)特征 36 5.1.1采區(qū)位置 36 5.1.2采區(qū)煤層特征 36 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 36 5.1.4水文地質(zhì) 36 5.1.5地質(zhì)構(gòu)造 36 5.1.6地表情況 37 5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 37 5.2.1采區(qū)位置及范圍 37 5.2.2采煤方法及工作面長(zhǎng)度的確定 37 5.2.3確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式 37 5.2.4煤柱尺寸的確定 37 5.2.5采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 37 5.2.6采區(qū)接替順序 38 5.2.7采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 38 5.2.8采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 39 5.2.9采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 39 5.3采區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 40 5.3.1確定采區(qū)車場(chǎng)形式 40 5.3.2采區(qū)主要硐室布置 41 6 采煤方法 43 6.1采煤工藝方式 43 6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 43 6.1.2確定采煤工藝方式 43 6.1.3回采工作面參數(shù) 43 6.1.4回采工作面破煤、裝煤方式 43 6.1.5回采工作面支護(hù)方式 46 6.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式 48 6.1.7各工藝過(guò)程注意事項(xiàng) 49 6.1.9回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 50 6.2回采巷道布置 53 6.2.1回采巷道布置方式 53 6.2.2回采巷道參數(shù) 53 7 井下運(yùn)輸 55 7.1概述 55 7.1.1運(yùn)輸系統(tǒng) 55 7.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 55 7.2.1第一水平概述 55 7.2.2采區(qū)運(yùn)煤設(shè)備選型 55 7.2.3采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備選型 56 7.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 58 8 礦井提升 61 8.1礦井提升概述 61 8.2主副井提升 61 8.2.1主井提升設(shè)備選型 61 8.2.2副井設(shè)備選型 62 9 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì) 64 9.1選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng) 64 9.1.1礦井概況 64 9.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 64 9.1.3礦井通風(fēng)類型的確定 64 9.1.4礦井主扇工作方法的選擇 65 9.1.5工作面通風(fēng)方式的選擇 66 9.2礦井風(fēng)量分配 66 9.2.1工作面風(fēng)量計(jì)算 66 9.2.2掘進(jìn)通風(fēng) 68 9.2.3掘進(jìn)通風(fēng)方法 68 9.2.4采區(qū)及全礦井的風(fēng)量分配 69 9.2.5風(fēng)速驗(yàn)算 70 9.3全礦井巷道通風(fēng)阻力 71 9.3.1通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期最大阻力路線的確定 71 9.3.2計(jì)算全礦通風(fēng)阻力 73 9.3.3礦井總風(fēng)阻和等積孔 76 9.4選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 76 9.4.1自然風(fēng)壓的確定 76 9.4.2風(fēng)機(jī)工礦點(diǎn)確定 76 9.4.5主扇的選擇 78 9.4.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 79 9.4.7對(duì)礦井通風(fēng)設(shè)備要求： 79 9.4.8反風(fēng)、風(fēng)硐的基本要求 79 9.5井下災(zāi)害預(yù)防 80 9.5.1井下防塵 80 9.5.2瓦斯預(yù)防 80 9.5.3火災(zāi)的預(yù)防 80 9.5.4預(yù)防水災(zāi) 81 10 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 82 參考文獻(xiàn) 84 專題部分 綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)研究 85 0引言 85 1從斷層參數(shù)分析斷層對(duì)綜采工作面的影響 85 1.1落差大小對(duì)綜采工作面的影響 85 1.2交角大小對(duì)綜采工作面的影響 86 1.3傾角對(duì)綜采工作面的影響 86 2綜采工作面過(guò)斷層方法 86 2.1調(diào)整采高法 86 2.2采煤機(jī)強(qiáng)行截割圍巖法 86 2.3放松動(dòng)炮挑頂起底法 87 2.4跳采法 87 3綜采工作面過(guò)斷層的方法選擇 87 4工作面過(guò)斷層的技術(shù)措施 87 4.1一般技術(shù)措施 87 4.2俯采過(guò)斷層的措施 88 4.3仰采過(guò)斷層的措施 88 5頂板的控制 89 5.1鋼筋網(wǎng)錨噴支護(hù)方式 89 5.1.1鋼筋網(wǎng)巖巷支護(hù)機(jī)理 89 5.1.2鋼筋網(wǎng)支護(hù)施工工藝 90 5.2“架噴注錨”支護(hù)方式 90 5.2.1架設(shè)U型棚 90 5.2.2初噴壁后充實(shí) 91 5.2.3棚外采用錨桿復(fù)合支護(hù)并用錨桿鎖腿補(bǔ)強(qiáng) 91 5.2.4淺孔充填注漿 91 5.2.5關(guān)鍵部位錨索補(bǔ)強(qiáng) 91 5.2.6復(fù)噴混凝土 92 5.2.7深孔強(qiáng)化注漿 92 6綜采工作面過(guò)斷層控制原則 92 6.1斷層區(qū)域綜采工作面形態(tài)控制分析 92 6.2控制原則綜述 93 7實(shí)例分析 94 7.1斷層處地質(zhì)概況 94 7.2工作面過(guò)斷層技術(shù)措施 95 7.2.1支架抬起點(diǎn)、抬起坡度、最小采高確定 95 7.2.2 安全技術(shù)措施 97 翻譯部分 英文原文 99 中文譯文 109 致 謝 116 一 般 部 分 第85頁(yè) 1 礦區(qū)概述及井田地質(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8 km,地理坐標(biāo)；東經(jīng)116o22′20"，30o00′35"。 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處穿過(guò)，西有京九鐵路商阜段。永城老縣城距商丘車站95 km，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。 具體見礦區(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(shì)低洼平坦，自西北向東南微微傾斜，地面標(biāo)高32.49~36.50 m，一般為32 m至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。 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(guò)。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 m，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）。 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： 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1022.5mm（1977年），最小為630.4mm，年平均813.6mm；日最大降雨量207mm(1957年7月I4日)，一次最大降雨量為443.4mm(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1745.4mm。 相對(duì)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183m/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19 cm。 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.“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(lái)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)?！? 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，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(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(guò)，將礦井工業(yè)場(chǎng)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(wú)論其水量和水質(zhì)均可滿足本礦井永久水源的要求。 礦井建設(shè)的外部條件比較落實(shí)、可靠。 1.2井田地質(zhì) 1.2.1地形 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(wú)基巖出露，全部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，厚度約為1100m。 1.2.2井田勘探程度 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—芒山背料組成。 陳四樓井田位于永城隱伏背料之西冀，總體走向NNW，傾向8WW。而井田內(nèi)部走向變化較大，幾經(jīng)折轉(zhuǎn)，大體呈一“弓”字形。 由于受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，褶曲，斷裂及巖漿巖均較發(fā)育。 地層傾角在露頭處局部較大，02—03線及65線以北多在20°—30°，中部8°—10°;向深部逐漸變小，一般為4°—8°，局部8°—10°。 1）褶曲 井田內(nèi)褶曲比較發(fā)育，65線以北尤甚。分為近南北向及近東西向兩組。 近南北向褶曲有陳四樓向斜，小趙營(yíng)背、高六灣向斜、李古同背斜及周莊向斜等。其中陳四樓向斜位于井田的南端，后四個(gè)褶曲位于井田北端，為一連續(xù)而有規(guī)律的褶曲構(gòu)造。 近東西向的自南向北有八里廟向斜、胡莊背斜、小陳莊向斜及漢陳向斜等。其中漢陳向斜南北兩翼分別受F13及F18斷層所切割，視其全貌為一地塹式向斜構(gòu)造。 2）斷裂 據(jù)側(cè)定，井田內(nèi)巖漿巖活動(dòng)大致有兩個(gè)井田內(nèi)斷裂構(gòu)造均為正斷層，影響開采的共有兩條，其他均為小斷層. 表1.1 主要斷層表 斷層編號(hào) F1 F2 長(zhǎng)度 6.6KM 2.6 KM 走向 N39°W N35°W 傾向 S S 落差 160m 89m 類型 正 正 可靠性 可靠 可靠 傾角 60°~70° 56° 3）巖漿活動(dòng) 井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)。 期次：基性巖偏老為華力西運(yùn)動(dòng)晚期產(chǎn)物，酸性巖為燕山運(yùn)動(dòng)早~晚期產(chǎn)物?；詭r主要為輝綠巖，一般在三煤組中順煤層侵入三4、三 22、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，侵入二2煤層中。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井田的水文地質(zhì)特征 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，平均總厚86.34m，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，q=0.004~7.0t/s·m ，K=0.6~23m/d。含水砂層之間及其與基巖之間有厚度比較穩(wěn)定的枯土層，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(duì)淺部開采會(huì)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，以靜儲(chǔ)量為主，易于疏干。q=0.1213t/s·m ，K=0.568—3.91m/d，水質(zhì)類型為SO4-Nα型。 （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)，次為砂巖?；?guī)r以L2L3L4L7L8L9L10七層比較穩(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)向滲透凈除。q=0.000685—2.068t/s·m ，K=0.00492—7.473m/d。水質(zhì)類型SO4— Nα，礦化度>2q/ 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—15.7t/s·m ，K=0.002—7.473m/d。水質(zhì)類型SO4—CαNα，礦化度2.206—4.43 q/ 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(jiǎn)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0.01t/s·m，本應(yīng)為簡(jiǎn)單類型，但F18以北存在太原組灰?guī)r補(bǔ)給； （2）上覆新生界含水層與基巖界面之間有厚度大于3 0m的粘土層阻隔，正常地段對(duì)煤系地層無(wú)充水作用； （3）下覆太原組灰?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50m 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<0.001t/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。 表1.2 各煤層情況表 煤層名稱 煤層厚度 煤質(zhì) 煤種牌號(hào) 最小~~最大 平均 原煤灰分 揮發(fā)分 原煤全硫 發(fā)熱量 Ad(%) vdaf(%) St，d(%) QGr，daf(mj/kg) 三4 0-2.19 20.96 10.97 0.59 33.93 貧、無(wú)煙、天然焦 1.6 21.09 8.44 0.54 33.6 31.39 6.33 0.43 30.65 三2 0-2.90 23.97 15.8 0.56 35.41 瘦、貧、無(wú)煙、天然焦 1.5 20.88 1.1 0.72 33.75 21.21 8.52 0.59 33.59 25.04 14.8 0.48 35.73 三1 0-5.78 21.39 11.22 0.66 33.94 瘦、貧、無(wú)煙、天然焦 1.3 21.21 8.48 0.58 34.43 25.96 6.55 0.84 29.4 15.9 10.27 0.48 34.37 二2 2.90-4.20 13.79 8.13 0.51 34.67 貧、無(wú)煙、天然焦 3.6 23.98 7.12 0.67 32.46 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F11斷層使二2煤與對(duì)盤太原組灰?guī)r相接，可視大弱補(bǔ)給邊界。 采用“集水廊道”法計(jì)算，礦井預(yù)計(jì)正常涌水量894m3/h （其中：K5砂巖328 m3/h.，三煤組291 m3/h，二煤組275m3/h；最大涌水盤1627m3/h。） 1.2.4地溫 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)；三22煤層僅在0312孔至-650m以深出現(xiàn)小范圍的一級(jí)熱害區(qū)。 井田內(nèi)其余地段地溫均屬正常。 1.3煤層 1.3.1煤層埋藏條件 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13.85m。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181m，煤層總厚10.42m，含煤系數(shù)58%。其中山西組的二2煤層為主要可采煤層，下石盒子組中可采和大部可采的煤層有三1、三22、三4三層。其特征見表1.2。 二2煤層為一穩(wěn)定~較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（偶含泥巖夾殲一層)的中厚煤層。除井田西部受巖漿巖侵入的影響變質(zhì)為天然焦或不可采外，全區(qū)穩(wěn)定可采。 三1煤層，層位穩(wěn)定，平均厚度衛(wèi)1.30m，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。 三22煤層，較穩(wěn)定，平均厚度1.5m，受巖槳巖破壞范周約占十分之一，從南向北由單層結(jié)構(gòu)漸變?yōu)殡p層至三層結(jié)構(gòu)。 三4煤層為一較穩(wěn)定~不搖定煤層。在可采范圍內(nèi)平均厚度約為1.6m，單層與雙層結(jié)構(gòu)的穿見層次基本相等，受巖漿巖影響的范圍約占三分之一，煤層變質(zhì)為天然焦，而且結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。 1.3.2煤層圍巖性質(zhì) 二2煤層頂板以中細(xì)砂巖及砂質(zhì)泥巖為主，其中中砂巖約占55%,砂質(zhì)泥巖約占45％，井田中部17～31線多為砂質(zhì)泥巖，兩端以砂巖為主，局部頂板為巖漿巖。其抗壓強(qiáng)度為：砂質(zhì)泥巖389～544kg/cm3，砂巖306～1264kg/cm3。底板多為泥巖和粉砂巖。其抗壓強(qiáng)度為：砂質(zhì)泥巖236～864kg/cm3，砂巖733～1393kg/cm3。 三22煤層頂板以泥巖及細(xì)砂巖為主，其中泥巖約占60％，砂巖、巖漿巖約占40％。井田中部17～30線多為砂巖及少量巖漿巖，井田兩側(cè)以泥巖為為主，其抗壓強(qiáng)度為：泥巖246kg/cm3，砂巖943kg/cm3。底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉、細(xì)砂巖為主，其抗壓強(qiáng)度為：泥巖246kg/cm3，砂巖300～545kg/cm3。 1.3.3煤質(zhì) 各煤層均為高編制階段的年青無(wú)煙煤。 二2煤層低灰份，特低硫、磷，高發(fā)熱量；理論分選比重1.7時(shí)，可選性為易選至極易選 ；化學(xué)特性好；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。 三煤組各煤層煤質(zhì)的共同點(diǎn)是，中至高灰分（三1煤為富灰），特低硫、磷，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)特性一般不佳；熱穩(wěn)定性差—中等；強(qiáng)結(jié)渣，不易磨，可作動(dòng)力、民用及發(fā)電用煤。 1.3.4瓦斯、煤塵、煤的自燃性 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(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。 2）瓦斯 井田內(nèi)瓦斯含量普遍較低，一般小于1cm3/g ；由于構(gòu)造和巖槳巖的熱力作用，僅個(gè)別點(diǎn)有富集現(xiàn)象（二2煤層6707孔6.56 cm3/g ，6919孔3.49 cm3/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。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。二2煤層相對(duì)瓦斯涌出量為2.0 m3/t·d 3）煤塵無(wú)爆炸性到具弱爆炸性。 4）各煤層均無(wú)自然發(fā)火傾向。 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)；三2煤層僅在0312孔至-650m以深出現(xiàn)小范圍的一級(jí)熱害區(qū)。井田內(nèi)其余地段地溫均屬正常。 2井田開拓 2.1井田境界 2.1.1井田界限 在煤田劃分為井田時(shí)，要保證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)，煤田劃分為井田的原則： 1）井田范圍內(nèi)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)。 2）保證井田有合理尺寸。 3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶曲）等。 4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井的關(guān)系。 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算范圍和工業(yè)指標(biāo)的確定 1）儲(chǔ)量計(jì)算邊界 本井田儲(chǔ)量計(jì)算上限為-840水平，下限為-320m水平，“永城礦區(qū)總體設(shè)計(jì)”及井田精查地質(zhì)勘探所確定的井田境界為：東起二2煤層露頭線，西至F2及F9斷層；北起F11斷層，南到F6斷層與城郊井田為鄰。井田南北走向長(zhǎng)13km ， 東西寬平均6km，井田面積約61km2。 2.2.2儲(chǔ)量級(jí)別與計(jì)算塊段的劃分 1）工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)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。 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 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； 探明的資源量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； 礦井工業(yè)儲(chǔ)量=111b+122b+2M11+2M22+333k。 2）儲(chǔ)量計(jì)算塊段劃分原則 (1)穩(wěn)定或不穩(wěn)定的煤，高級(jí)儲(chǔ)量的外圍，以不超過(guò)基本線距的1∕2的距離外推次一級(jí)儲(chǔ)量； (2)打丟煤的鉆孔不參與可采邊界的圈定； (3)井田內(nèi)可跨越已查明的落差不大于50m的地段，降為C級(jí)儲(chǔ)量，其斷層兩側(cè)各留30～50m的煤柱，若斷層密集，不能跨越斷層劃分高級(jí)儲(chǔ)量； (4)見煤點(diǎn)的煤層厚度低于0.6m時(shí)，用插入法求出可采邊界，對(duì)未見煤鉆孔，用相鄰的鉆孔連線的中點(diǎn)為零點(diǎn)，再用插入法求出可采邊界； (5)煤層夾矸的單層厚度不大于0.5m時(shí)，夾矸與煤層合并計(jì)算，煤分層厚度等于或大于夾矸厚度時(shí)，且夾矸厚度小于0.6m時(shí)，上下煤分層合并計(jì)算。 (6)儲(chǔ)量塊段劃分如圖2.1所示（共6個(gè)塊段）： 圖2.1井田塊段劃分 3）儲(chǔ)量計(jì)算方法 本井田煤層的傾角較小，為緩傾斜煤層，由AutoCAD軟件直接在井田開拓平面圖上測(cè)得井田的大致面積，再根據(jù)煤層傾角折算傾斜面積，乘以容重，煤層厚度，計(jì)算出井田工業(yè)儲(chǔ)量。 4）儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 (1)煤層厚度均采用煤層真厚度，按塊段內(nèi)或附近見煤點(diǎn)計(jì)算其算術(shù)平均值，做為該塊段的煤層平均厚度。 (2)因?yàn)橹饕刹擅簩佣?煤為變質(zhì)程度較高的無(wú)煙煤煤，查手冊(cè)可知，二2煤容重采用1.45t∕m3 2.2.3工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 井田內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，其中,二2煤屬于全區(qū)穩(wěn)定的厚煤層，煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變化，為2.30～3.8 m，平均3.47m，厚度變化小，大致呈現(xiàn)西厚東薄得趨勢(shì)。其容重為1.45t/m3。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲(chǔ)量類型的值： 1）礦井地質(zhì)資源量 礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算： Z=××S／cosα ×0.000001 （2-1） 式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt； ——二2煤層平均厚度，m； S——二2煤層底面面積，m3； ——二2煤容重，t/m3, α——煤層平均傾角。 井田各塊段面積及儲(chǔ)量如下表所示： 表2.1 井田塊段面積及儲(chǔ)量計(jì)算表 塊段序號(hào) 面 積 （㎡） 平均厚度（m） 平均傾角（°） 容 重 （t/m3） 儲(chǔ) 量 （Mt） A 10535346.667 3.50 11.70 145 48.74 B 5560987.826 3.70 17.13 1.45 26.55 C 5478844.348 3.48 9.64 1.45 42.03 D 9074101.532 3.52 11.57 1.45 25.51 E 18676260.92 3.05 11.00 1.45 85.38 F 12727490.887 3.56 12.93 1.45 59.61 Z=Z(A)+Z(B)+Z(C)+Z(D)+Z(E)+Z(F) =48.74+26.55+42.03+25.51+85.38+59.61 =287.82（Mt） 其中包括探明的資源量為60%，控制的資源量為30%，推斷的資源量為10%。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的為邊際的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量計(jì)算如下： ——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)定的礦井，值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，取0.7。該式取0.80。 因此： （1）井田邊界保護(hù)煤柱 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)井田邊界保護(hù)煤柱寬度取40 m，用下式計(jì)算井田邊界保護(hù)煤柱損失。 =××× ／cosα×0.000001 （2-2） 式中：——井田邊界煤柱寬度，m； ——井田邊界煤柱長(zhǎng)度，m； ——煤層厚度，m； ——煤層容重，t/m3； α——煤層平均傾角； —— 井田邊界保護(hù)煤柱損失，Mt。 已知=40 m，=35924.65m，=1.45 t/m3，=3.47m，α=11.2°，因此代入（2-2），可得： =3035924.653.471.45／cos11.2°×0.000001 =6.86（Mt） 2)斷層保護(hù)煤柱 根據(jù)查閱的相關(guān)資料對(duì)落差大于100m的斷層保護(hù)煤柱取50 m，本礦井主要計(jì)算F18和F13兩個(gè)大斷層的斷層保護(hù)煤柱，用下式計(jì)算井田斷層保護(hù)煤柱損失。 =××× ／cosα×0.000001 (2-3) 式中：——F18和F13兩個(gè)斷層保護(hù)煤柱總長(zhǎng)度，m； 其它字母及單位同上 已知=50 m，=26549.89m，=1.45 t/m3，=3.47m，α=11.2°，因此代入（2-3），得： =5035924.653.471.45／cos11.2°×0.000001 =8.69（Mt） 3)工業(yè)廣場(chǎng)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(duì)應(yīng)的工業(yè)廣場(chǎng)面積見表2.2。結(jié)合本設(shè)計(jì)井型（2.4Mt/a），應(yīng)該是24公頃，，設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸定為600m，短軸定為400 m。采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失，圍護(hù)帶的寬度取20m。垂直剖面圖如圖2.3所示。 表2.2 工業(yè)場(chǎng)地占地面積表 井 型 /萬(wàn)t·a-1 占地面積/公頃（10萬(wàn)t）-1 ≥240 1.0 120～180 1.2 45～90 1.5 9～30 1.8 表2.3 陳四樓礦井田地質(zhì)條件及巖層移動(dòng)角 煤層厚度/m 煤層傾角α/° 圍護(hù)帶寬度/m 表土層移動(dòng)角/° 3.12 11.08 20 45 走向移動(dòng)角δ/° 上山移動(dòng)角γ/° 下山移動(dòng)角β/° — 74 68 64 — 圖2.2 垂直剖面圖 由此可得工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱面積： （2-4） 式中 ——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱平面面積，m 2； ——梯形面的高，m； ——煤柱上邊長(zhǎng)度，m； ——煤柱下邊長(zhǎng)度，m。 已知=1556m，=1478 m，=1438m，代入公式（2-4）可得： =0.51556（1478+1438） =226890（m 2） 所以煤層底板面積及煤柱損失量： =226890m 2 ；=10.83Mt。 4)井筒保護(hù)煤柱 井筒布置在工業(yè)廣場(chǎng)中央，包括在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱中，不再累計(jì)。 總上，可匯總永久保護(hù)煤柱損失量如表2.4： 表2.4永久保護(hù)煤柱損失量 煤柱類型 儲(chǔ)量/Mt 井田邊界保護(hù)煤柱 6.86 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 8.69 斷層保護(hù)煤柱 10.83 合計(jì) 26.39 2.2.4礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算： （2-5） 式中：——礦井可采儲(chǔ)量，Mt； ——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)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； ——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(chǔ)量為： =（282.07-26.39）×0.8 =204.5（Mt） 礦井儲(chǔ)量匯總見表2.5： 表2.5礦井儲(chǔ)量匯總 煤 層 工業(yè)資源儲(chǔ)量/Mt 礦井資源 儲(chǔ)量 /Mt 永久煤柱 損失 /Mt 設(shè)計(jì)可采 儲(chǔ)量 /Mt ` 15 120.88 60.44 51.80 29.90 23.03 282.07 26.39 204.54 3礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宜按工作日330天計(jì)算，每天凈提升時(shí)間宜為16小時(shí)。參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說(shuō)明》，本礦井作業(yè)采取“三八”工作制，每日兩班生產(chǎn)、出煤，一班檢修，每日提升時(shí)間為16小時(shí)。 3.2 礦井服務(wù)年限 礦井生產(chǎn)礦井服務(wù)年限、年產(chǎn)量和儲(chǔ)量之間的關(guān)系可用下式表示 (3-1) 式中：——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； ——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)量，t/a； ——儲(chǔ)量備用系數(shù)，1.2~1.4。 代入式中T＝Zk /(A×k)＝204.5/(2.4×1.3)＝65.56a 服務(wù)年限符合要求。參看表3.1。 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 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 4井田開拓 4.1開拓方案 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置 1）井筒形式確定 根據(jù)陳四樓礦井的自然地理?xiàng)l件，技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮其實(shí)際情況： Ⅰ地勢(shì)地勢(shì)低洼平坦，地面標(biāo)高+32～+35m，平均33.73 m，煤層埋藏較穩(wěn)定，距地面垂深在-300～-800m之間；，表土層平均318m。 Ⅱ礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為240萬(wàn)t/a，為大型礦井。 綜上所述，本礦可以采用立井開拓。 2）井口位置的選擇 對(duì)本井田井口及工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇，著重考慮了如下主要因素： (1)在井田中部，二2煤層深部被巖漿巖吞蝕，胡莊背料又使煤層露頭向西凹進(jìn)，使井田成為中部狹窄，兩翼開闊的近似“啞鈴”形狀。 (2)新生界地層厚度300~430m，平均厚348.73m，其厚度受古地形影響而東薄西厚，南薄北后。 (3)井田內(nèi)水文地質(zhì)條件屬中等到簡(jiǎn)單類型。二2煤層下距L8灰?guī)r平均78 m，在正常地段不存在底板突水的威脅。 (4)低沼氣礦井；煤層自燃；煤塵無(wú)爆炸至弱爆炸性，開采技術(shù)條件較簡(jiǎn)單。 (5)地面村莊比較稠密。 基于上述原則，結(jié)合本礦井實(shí)際地質(zhì)資料，本設(shè)計(jì)將主井井口定于6505#鉆孔東北方向220m處。該處表土層厚度約318m，地面平坦、無(wú)村莊，有溝渠，地面原始標(biāo)高+34.3m。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)如下： (1)工業(yè)場(chǎng)地位于井田中央及儲(chǔ)量中心，便于兩翼均衡開采; (2)工業(yè)場(chǎng)地所在地?zé)o村莊，不需拆遷，可降低投資、縮短建井工期; (3)工業(yè)場(chǎng)地距公路近，道路進(jìn)線方便; (4)工業(yè)場(chǎng)地兩側(cè)首采塊段勘探程度高，煤層賦存條件較好; (5)礦井兩翼邊界均有安全出口，抗災(zāi)能力強(qiáng); (6)礦井后期最長(zhǎng)通風(fēng)線路較短。 3）井筒個(gè)數(shù)選擇 本井田煤層埋藏深，井田面積大，且具有地溫高，地壓大等特點(diǎn)，根據(jù)上述特點(diǎn)，對(duì)初期工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的井筒數(shù)目提出了如下方案： 工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置主井、副井，井田南北兩翼和東部邊界處各布置一個(gè)回風(fēng)井。其中主井井筒主要承擔(dān)礦井煤炭提升及兼進(jìn)部分風(fēng)；副井井筒主要擔(dān)負(fù)矸石、人員、設(shè)備及材料等輔助提升和進(jìn)風(fēng)，井筒內(nèi)裝備梯子間，作為礦井的安全出口，井筒內(nèi)布置有壓風(fēng)管、灑水管、動(dòng)力電纜和通訊電纜。 4.1.2階段劃分和開采水平的確定 根據(jù)井田條件和《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，本井田可劃分為3個(gè)階段，設(shè)置兩個(gè)水平。開采水平劃分的依據(jù)： 1）是否有合理的階段斜長(zhǎng)； 2）階段內(nèi)是否有合理的采區(qū)數(shù)目； 3）要保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量； 4）要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。 本井田煤層埋藏深，緩傾斜，二2#煤層賦存標(biāo)高在-320m~-860m之間，階段垂高540m，且井田范圍大，因此至少需布置兩個(gè)水平。 4.1.3井田劃分 根據(jù)井田地質(zhì)構(gòu)造，煤層傾角、煤層層間距、南北翼幾何尺寸等特點(diǎn)，結(jié)合工業(yè)場(chǎng)地煤柱線的位置，將井田沿走向劃分為兩個(gè)塊段，工業(yè)場(chǎng)地北側(cè)煤柱線至井田邊界劃分劃分為東翼塊段，因北翼塊段大部分傾角較大褶曲較多且被斷層分割為多個(gè)小塊，，不宜采用帶區(qū)或盤區(qū)開采，只有西側(cè)部分區(qū)域傾角較小，且基本為單斜，所以將北翼塊斷內(nèi)分別劃分為六個(gè)采區(qū)，和一個(gè)帶區(qū)。工業(yè)場(chǎng)地南側(cè)煤柱線至井田南部邊界劃分為西翼塊段，塊斷內(nèi)東側(cè)褶曲較多且傾角較大故采用采區(qū)開采，西側(cè)傾角較小，可采用采用帶區(qū)開采。 4.1.4主要開拓巷道 二2#煤層平均厚度為3.6m，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大。考慮到礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，巷道埋深較深，為便于巷道后期維護(hù)，礦井軌道大巷和膠帶機(jī)大巷可布置在二2煤層底板巖層中，但是又考慮到煤巷掘進(jìn)速度快基建費(fèi)用低，大巷也可沿煤層底板布置在煤層中。煤巷和巖巷技術(shù)上都可行，具體方案的確定需要經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較得出。大巷間距30m。由于礦井為低瓦斯礦井，可布置一條軌道大巷和一條運(yùn)輸大巷兩條即可，各條大巷，沿煤層走向布置。 4.1.5開拓方案比較 1）提出方案 根據(jù)以上分析及礦井的實(shí)際情況，現(xiàn)提出以下六種在技術(shù)上可行的開拓方案，分別如圖4.1所示。 1． 立井兩水平開采，巖石大巷。 主、副井井筒均為立井，第一水平均采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，二水平部分采用帶區(qū)準(zhǔn)備。大巷布置在煤層底板巖層中，一水平采用中央分列式通風(fēng)，在井田北部邊界中央和南部邊界中央處各建立一回風(fēng)井。二水平采用對(duì)角式通風(fēng)，在井田北部邊界東翼建立一風(fēng)井，并綜合利用一水平南部邊界處的風(fēng)井經(jīng)行回風(fēng)。如圖4.1。 2． 立井兩平開采，煤層大巷（部分為巖石大巷）。 主、副井井筒均為立井，第一水平均采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，二水平部分采用帶區(qū)準(zhǔn)備。大巷布置多數(shù)沿煤層掘進(jìn)，部分沿底板巖層掘進(jìn)。通風(fēng)方式與方案一相同。 3． 立井兩平開采，立井直接延伸至二水平，。 主、副井井筒均為立井，立井井筒直接延伸至二水平。第一水平均采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，二水平部分采用帶區(qū)準(zhǔn)備。通風(fēng)方式和方案一相同。 4.立井兩平開采，暗斜井延伸至二水平。 主、副井井筒均為立井，第一水平水平大巷與井底車場(chǎng)直接相連，第二水平采用暗斜井與第二水平大巷相連，第一水平均采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，二水平部分采用帶區(qū)準(zhǔn)備。通風(fēng)方式和方案一相同。 5.立井兩水平開采，開采水平為-440和-640兩個(gè)水平。 主、副井井筒均為立井，F(xiàn)8斷層北部劃歸一水平開采，南翼中部由二水平上山開采。第一水平均采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，二水平部分采用帶區(qū)準(zhǔn)備。通風(fēng)方式和方案一相同。 6.立井兩水平開采，開采水平為-400和-600兩個(gè)水平 主、副井井筒均為立井，F(xiàn)8斷層北部劃歸二水平開采，南翼中部由一水平下山開采。第一水平均采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，二水平部分采用帶區(qū)準(zhǔn)備。通風(fēng)方式和方案一相同。 圖4.1 開拓方案圖 2）技術(shù)比較 以上所提的四種方案中，方案一、方案二主要區(qū)別在于大巷的選擇不同，一個(gè)是煤巷一個(gè)是巖巷。煤巷掘進(jìn)速度快且掘進(jìn)費(fèi)用低，尤其是在礦井服務(wù)年限較短時(shí)經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。煤巷相比巖巷巖石工程兩大掘進(jìn)速度慢，但是巷道易于維護(hù)，實(shí)用于服務(wù)年限較長(zhǎng)，埋藏深，地壓嚴(yán)重的礦井。由于本井田服務(wù)年限較長(zhǎng)，但是無(wú)特殊條件限制，適宜布置煤層大巷，特提出大巷選擇煤巷和巖巷進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 方案三、方案四的主要區(qū)別在于延伸方式不同。方案三采用立井直接延伸方式，優(yōu)點(diǎn)是立井的提升距離比暗斜井短，且不需留設(shè)暗斜井保護(hù)煤柱，對(duì)工作面布置影響較小。缺點(diǎn)立井提升費(fèi)用貴，且立井開鑿的費(fèi)用也比暗斜井貴，需要石門長(zhǎng)度較長(zhǎng)。暗斜井延伸，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，單位長(zhǎng)度運(yùn)價(jià)低力小。 方案五和方案六的主要區(qū)別在于水平的選取不同，影響到大巷的位置長(zhǎng)度以及各采區(qū)的劃分都有所不同。方案5將井田F18斷層北翼劃歸一水平開采，優(yōu)點(diǎn)是：井田一水平南翼可以全部使用上山開采即可滿足一水平服務(wù)年限要求。二水平除了井田西南角需要布置一個(gè)下山之外其他部分基本都為上山開采。缺點(diǎn)一水平由于上山布置在向斜軸的一側(cè)使得回采工作面的運(yùn)輸和回風(fēng)順槽的起伏較大，對(duì)回采工作有一定影響，此外由于受北部F18和F13大斷層的影響大巷彎折較多，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，運(yùn)輸系統(tǒng)較為復(fù)雜，可靠性較差。方案六一水品布置在-400水平，F(xiàn)18斷層北部全劃分到二水平，為保證礦井一水品服務(wù)年限，需將井田南翼中部劃歸一水平開采。優(yōu)點(diǎn)F8斷層北部全劃歸二水平開采，上山可布置在向斜軸部，便于回采，大巷運(yùn)輸較方案五有所簡(jiǎn)化，節(jié)省了F8斷層北部的一段大巷。缺點(diǎn)是全礦下山開采較多給礦井通風(fēng)等問題帶來(lái)不便。一水平服務(wù)年限比方案五短，礦井初期投資也較大。 3）粗略經(jīng)濟(jì)比較 六種方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較步驟較多，因此，把相近的方案一和方案二，方案三和方案四先分開分別進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，選出經(jīng)濟(jì)上有明顯優(yōu)勢(shì)的方案從而確定最佳的大巷和延伸方式的選擇。方案五和方案六開采水平的確定則需要通過(guò)詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較得出。 各方案的粗略估算費(fèi)用見表4.1～4.4。 表4.1方案一：雙立井兩水平巖石大巷 數(shù)量（10m） 基價(jià)（元） 費(fèi)用（萬(wàn)元） 費(fèi)用（萬(wàn)元） 基建費(fèi)用（萬(wàn)元） 主井開鑿 表土段 31.8 178805 568.5999 685.4929 基巖段 17.5 66796 116.893 副井開鑿 表土段 34.9 251326 877.12774 1012.72502 基巖段 13.9 97552 135.59728 井底車場(chǎng) 巖巷 100 41874 418.74 418.74 運(yùn)輸大巷 煤巷 0 17089 0 0 巖巷 4964.6 21302 10575.59092 10575.59092 小計(jì) 12692.54884 生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元） 立井提升 系數(shù) 煤量（萬(wàn)噸） 提升高度（Km） 基價(jià)（元） 費(fèi)用（萬(wàn)元） 第一水平 1.2 8345 0.49 1.6 7850.976 第二水平 1.2 12109 0.49 1.6 11392.1472 暗斜井提升 1.2 12109 0.77 0.42 4699.26072 大巷維護(hù) 系數(shù) 大巷長(zhǎng)度（m） 服務(wù)年限（年） 單價(jià)（元/a.m) 煤巷 1.2 0 17.4 26.8 0 1.2 0 11.3 26.8 0 1.2 0 25.6 26.8 0 1.2 0 13.3 26.8 0 巖巷 1.2 5780 17.4 21.6 521.365248 1.2 5090 11.3 21.6 298.168128 1.2 7115 25.6 21.6 944.234496 1.2 7418 13.3 21.6 511.4503296 小計(jì) 2275.2182016 小計(jì) 26217.602122