鶴壁六礦150萬噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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The development method which in the vertical shaft multi-levels descends a mountain, the opposite angle type ventilates, the mine shaft station moves in a circle the cart yard for the shuttle type, because this mine pit is the large-scale mine pit, productivity is 1,500,000 tons/years, is high to the continuous haulage request, mainly uses the leather belt conveyer transportation.The coal bed inclination angle is smaller than 11° about, coal thick 7.5m, uses the synthesis mechanization to put goes against the coal mining craft. Key word: The vertical shaft picks the area type to move towards the long wall Puts goes against the coal 3 目 錄 前 言 .1 1 礦井概況及井田地質(zhì)特征 .3 1.1 礦區(qū)概況 .3 1.1.1 地理位置與交通 3 1.1.2 地形地貌及水系 3 1.2 井田地質(zhì)特征 .5 1.2.1 地層 5 1.2.2 構(gòu)造 10 1.2.3 水文地質(zhì)特征 10 1.3 煤層及煤質(zhì) .13 1.3.1 煤層 13 1.3.2 煤質(zhì) 14 1.4 井田勘探程度 .15 2 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 17 2.1 井田境界 .17 2.2 井田儲量 17 2.2.1 礦井工業(yè)儲量 17 2.2.2 礦井設(shè)計(jì)儲量 18 2.2.3 礦井設(shè)計(jì)可采儲量 21 2.3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 21 3 井田開拓 23 3.1 概述 .23 3.1.1 礦區(qū)的開拓方式概述及評價 23 3.1.2 影響礦井開拓的主要因素 23 3.2 井田開拓 .23 3.2.1 對井田開拓中若干問題分析 23 3.2.2 方案的提出 24 3.3 井筒特征 28 4 3.3.1 井筒斷面尺寸 28 3.3.2 井壁的支護(hù)材料及井壁厚度 33 3.3.3 井筒深度 34 3.4 井底車場 .34 3.4.1 確定井底車場的形式 34 3.4.2 線路總平面布置設(shè)計(jì)及平面 34 3.4.3 副井馬頭門線路 36 3.5 井底車場通過能力計(jì)算 .39 3.6 確定井底車場主要巷道斷面及硐室位置 .39 3.6.1 主要巷道斷面 39 3.6.2 井底車場硐室 40 3.7 開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置 .42 3.7.1 開采順序 42 3.7.2 保證年產(chǎn)量的同采帶區(qū)和工作面數(shù) 42 3.7.3 采區(qū)工作面配置 43 3.7.4 礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算 43 3.8 井巷工程量和建井工期 .44 4 采煤方法 47 4.1 采煤方法的選擇 .47 4.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) .48 4.2.1 采區(qū)走向長度的確定 48 4.2.2 區(qū)段斜長及區(qū)段數(shù)目 48 4.2.3 煤柱尺寸 49 4.2.4 采區(qū)上下山布置 49 4.2.5 采區(qū)車場形式選擇 49 4.2.4 采區(qū)硐室 50 4.2.5 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 50 4.3 回采工藝設(shè)計(jì) .51 4.3.1 概述 51 4.3.2 綜采工作面回采工藝設(shè)計(jì) 51 5 礦井運(yùn)輸、提升及排水 55 5.1 礦井運(yùn)輸 .55 5.1.1 井下運(yùn)輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定 55 5 5.1.2 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型 55 5.2 礦井提升 .61 5.2.1 礦井提升的依據(jù)和資料 61 5.2.2 設(shè)備型號及數(shù)量 61 5.2.3 主井提升設(shè)備選型計(jì)算 62 5.2.4 副立井提升容器確定 63 5.3 提升鋼絲繩計(jì)算選擇 .65 5.3.1 提升鋼絲繩的計(jì)算 65 5.3.2 多繩摩擦式提升機(jī)的選擇 70 5.4 礦井排水 71 5.4.1 概述 71 5.3.2 水設(shè)備選型計(jì)算 72 5.4.4 管道特性曲線及工況 75 6 礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施 .80 6.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 80 6.1.1 選擇原則 80 6.1.2 選擇礦井主扇的工作方法 81 6.1.3 選擇礦井通風(fēng)方式 81 6.2 風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配 82 6.2.1 風(fēng)量計(jì)算 82 6.3 全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 86 6.3.1 計(jì)算原則 86 6.3.2 計(jì)算方法 86 6.3.3 計(jì)算礦井總風(fēng)阻及總等積孔 88 6.4 扇風(fēng)機(jī)選型 88 6.4.1 選擇主扇 88 6.5 瓦斯抽放系統(tǒng) .90 6.5.1 抽放的必要性 90 6.5.2 瓦斯抽放管路及抽放方法 90 6.6 礦井安全技術(shù)措施 .91 6.6.1 概述 91 6.6.2 瓦斯及突出災(zāi)害防治 91 6.6.3 安全監(jiān)測監(jiān)控 92 6.6.4 預(yù)防井下火災(zāi)的措施 93 6 6.6.5 粉塵的綜合防治 94 6.6.6 預(yù)防井下水災(zāi)的措施 94 7 礦山環(huán)保 .96 7.1 礦山污染源概述 .96 7.2 礦山污染的防治 96 7.2.1 礦井水處理 96 7.2.2 固體廢棄物處置 96 7.2.3 噪聲治理 97 7.2.4 綠化措施 97 7.3 地表塌陷及生態(tài)保護(hù)措施 97 7.3.1 地表塌陷的預(yù)防措施 97 7.3.2 地表塌陷整治覆土 98 7.3.3 矸石回填塌陷區(qū) 98 致 謝 .99 參 考 文 獻(xiàn) .101 1 前 言 （一） 概述 鶴壁六礦是鶴壁煤電股份有限公司規(guī)劃的骨干煤礦之一。鶴壁礦區(qū) 位于河南省湯陰縣、安陽縣、林縣之間，六礦位于礦區(qū)中南部，鶴壁市 區(qū)東 1.5Km。 鶴壁六礦井田面積 15.8Km2，已探明儲量 1.67 億噸，開采儲量為 1.08 億噸。 （二） 編制設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 1、中南煤田地質(zhì)勘探局 127 隊(duì) 1959 年 10 月提交的《河南省湯陰縣 鶴壁煤礦去陳家灣勘探區(qū)地質(zhì)精查報告》 。 2、鶴壁礦務(wù)局地測處 1980 年 7 月提交的《鶴壁礦務(wù)局第六煤礦二 水平及精查區(qū)外地質(zhì)說明書》 。 3、鶴壁礦務(wù)局地測處 1983 年 2 月提交的《六礦二水平南翼生產(chǎn)地 質(zhì)補(bǔ)充勘探報告》 。 4、河南煤田地質(zhì)公司三隊(duì) 1986 年 11 月提交的《河南省鶴壁煤田三、 五、六礦深部勘探區(qū)詳查地質(zhì)報告》 。 5、鶴壁六礦 1989 年 7 月提交的《鶴壁礦務(wù)局硫礦礦井地質(zhì)報告》 。 6、河南省煤碳地質(zhì)勘察研究院 2001 年 9 月提交的《鶴壁煤電股份 有限公司第六煤礦礦井地質(zhì)報告》 。 （三） 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 1、堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)效益為中心，貫徹少投入，早產(chǎn)出，提高效率，縮短 工期和安全第一的指導(dǎo)思想。 2、因地制宜，優(yōu)化礦井開拓部署，做到布局合理，生產(chǎn)集中，系統(tǒng) 完善，環(huán)節(jié)流暢。 3、依靠科技進(jìn)步，采用國內(nèi)外成熟的先進(jìn)工藝、技術(shù)和裝備，提高 礦井的機(jī)械化和自動化水平。 4、堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益和社會效益并重的原則，注重生態(tài)保護(hù)和水土保持。 2 （四） 礦井建設(shè)條件評價 1、礦井資源條件 本井田位于河南省北部太行山東麓和華北平原的過渡地帶,地貌類型 屬太行山前緩丘陵地貌的一部分，地勢西高東低，海撥高在 140～280m 之間。該區(qū)總體構(gòu)造形態(tài)為單斜構(gòu)造，構(gòu)造復(fù)雜程度為簡單。 二 1 煤層頂?shù)装鍖儆诜€(wěn)定性較差巖層。 2、礦井建設(shè)外部條件 本礦緊鄰鶴壁市區(qū)，供水、供電及人員的安置和生活等方面都比較 便利，本地區(qū)勞動力資源豐富而且相對廉價，這些都是保證礦井建設(shè)和 生產(chǎn)的重要條件。 3 1 礦井概況及井田地質(zhì)特征 1.1 礦區(qū)概況 1.1.1 地理位置與交通 本礦區(qū)位于鶴壁市東，與市區(qū)緊鄰，南與八礦相接，西北與五礦、 三礦相鄰，隸屬鶴壁市鹿樓和石林鄉(xiāng)。東經(jīng)為 114°10′37″～114° 13′28″，北緯 35°52′49″～35°58′23″。 煤礦東距京廣鐵路 17Km，北距安陽～李珍鐵路 20Km，鶴壁～湯陰 鐵路與京廣鐵路相接，鶴壁至安陽、湯陰均有公路相通，交通便利（圖 1-1） 。 圖 1-1 鶴壁六礦交通位置示意圖 4 1.1.2 地形地貌及水系 本區(qū)為丘陵地貌，地勢北西高、南東低，地面標(biāo)高 126.50～227.70m。 本區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，湯河為區(qū)內(nèi)唯一季節(jié)性河流，其發(fā)源于 鶴壁市西中窯頭附近，經(jīng)本區(qū)南部、湯陰縣城、在內(nèi)黃縣境內(nèi)注入衛(wèi)河， 流量 0.3～0.4m 3/s,最大洪水流量 1280m3（1980 年 8 月） ，最高洪水水位 140m 左右。 煤礦西部大湖村汪流澗一線有三處面積不大的地表水體，其中兩處 為小坑塘，另一處為汪流澗水庫，面積僅為 0.04Km2。本區(qū)深部邊界外約 2Km2 的溫家溝水庫面積約 0.1Km2，最大庫容 104 萬 m3，主要用于攔洪 灌溉。 1.1.3 氣象 本區(qū)屬北溫帶大陸性干旱型季風(fēng)氣候，年平均氣溫最高 15.3℃ （1963 年） ，最低 13.1℃（1964 年） ，一般 14.5℃。氣溫極值最高 42.3℃ （1967 年 6 月 4 日） ，最低-15.5℃（1967 年 1 月 15 日） 。 據(jù)鶴壁市氣象局 1988 年至 1999 年氣象資料，年降水量 371.88～825.71mm，平均 635.26mm，年蒸發(fā)量 1637.4～2016.6mm，平 均 1711.25mm，年平均相對濕度為 60.43%。 據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)資料，8 月至來年 2 月多為北風(fēng)，最大風(fēng)速 23m/s，3 月 至 7 月多為南風(fēng)，最大風(fēng)速 14m/s。 1.1.4 地震 據(jù)華北地區(qū)地震目錄記載，近 600 年來，波及本區(qū)烈度達(dá)Ⅸ級以上 的地震有 20 余次。詳見表 1-1。 5 1.2 井田地質(zhì)特征 1.2.1 地層 本礦位于華北地層區(qū)豫北分區(qū)太行山小區(qū)。區(qū)內(nèi)地層自老到新發(fā)育 有奧陶系中統(tǒng)峰峰組、石炭系中統(tǒng)本溪組和上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山 西組和下石盒子組及上統(tǒng)上石盒子組、新第三系鶴壁組、第四系。其中 太原組、山西組和上、下石盒子組為含煤地層，太原組和山西組為主要 含煤地層。附有井田綜合柱狀圖 1-2。 ① 奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O 2f） 本組為含煤地層沉積基底，由灰色～青灰色厚層～巨厚層狀石灰?guī)r 組成，結(jié)構(gòu)致密，含燧石，具溶蝕現(xiàn)象，縫合線發(fā)育，裂隙內(nèi)充填方解 6 石脈。厚度大于 100m。 ② 石炭系（C） a. 本溪組（C 2b） 為灰色深灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖，含鮞粒及黃鐵礦結(jié)核。 間夾粉砂巖、細(xì)粒砂巖和不穩(wěn)定一 0 煤層。本組厚 26.35～58.25m ，平均 厚 33.16m。與下伏奧陶系呈平行不整合接觸。 b. 太原組（C 3t） 主要由石灰?guī)r、深灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖、粉砂巖和薄煤層等組成， 局部夾有細(xì)粒砂巖和炭質(zhì)泥巖。本組厚 93.51135.67m，平均厚 121.83m。 與下伏本溪組整合接觸。根據(jù)其巖性組合，本組可分為下部石灰?guī)r段， 中部砂泥巖段和上部石灰?guī)r段。 上段由深灰～灰色、黑灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖石灰?guī)r及一 8、一 9 煤層 組成，局部夾細(xì)粒砂巖和粉砂巖。共含石灰?guī)r 3 層（L 7、L 8、L 9） ，石灰 巖中含大量蜓科動物化石，具黃鐵礦結(jié)核及燧石團(tuán)塊。其中 L8 石灰?guī)r厚 度大，層位穩(wěn)定，為全區(qū)標(biāo)志層之一。該段厚 35.18～49.20m ，平均厚 42.34m。 中部由深灰色～黑灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖、薄層狀粉砂中粒砂巖、石 灰?guī)r、煤層等組成。含不穩(wěn)定石灰?guī)r三層（L 62、L 61、L 5、 ）和六層不穩(wěn) 定煤（一 72、一 71、一 62、一 61、一 52、一 51 煤） 。該段厚 30.21m，平均 厚 43.69m。 下段由深灰色～黑灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖、中厚層狀石灰?guī)r、煤層等 組成。夾薄層粉砂巖和細(xì)粒砂巖。含石灰?guī)r四層（L 4、L 3、L 2、L 1） ，石 灰?guī)r中含蜓科及蜿足類動物化石及燧石團(tuán)塊，其中 L 石灰?guī)r厚度大，層 位穩(wěn)定，為全區(qū)標(biāo)志層之一。含煤 37 層，其中一 11 煤層厚 0～2.00m ， 平均厚 1.35m，屬大部可采煤層，一 22 煤層厚 0～ 1.07m，平均厚 0.72m，屬局部可采煤層，其余煤層均不可采。該段厚 28.12～40.36m, 平 均厚 35.80m。 ③ 二疊系（P ） a. 山西組（P 1sh） 上部為灰～深灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖和鮞狀鋁質(zhì)泥巖，含植物化石碎 片夾砂巖薄層；中部為深灰～灰黑色泥巖，沙質(zhì)泥巖、煤層及中～細(xì)粒 7 砂巖組成；下部為深灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖、粉砂巖和中細(xì)粒砂巖和煤層 組成。本組發(fā)育煤層有二 3、二 2、二 1 和二 0 煤層，其中二 1 煤層為全區(qū) 普遍可采的厚煤層。本組厚 76.38～146.66m，平均 112.10m。與下伏太原 組呈整合接觸。 b. 下石盒子組（P 1x） 本組地層由灰、淺灰、灰綠色泥巖、沙質(zhì)泥巖為主，局部具紫斑， 產(chǎn)植物化石碎片。中夾灰、灰綠～灰白色中粗粒石英砂巖。本組厚 208.19～342.56m，平均 269.49m。 第一巖性段：為灰紫、灰綠、灰色泥巖、沙質(zhì)泥巖，局部含鋁質(zhì)較 高，具紫斑及鮞粒，產(chǎn)少量植物化石碎片。中部夾灰綠～灰白色中粗粒 石英砂巖，具斜層理。平均厚 94.06m。 第二巖性段：為灰綠～灰白色中粒石英砂巖，成分主要為石英、次 為少量硅質(zhì)巖屑，分選中等，呈次棱角狀，含泥巖包裹體，具波狀層理， 硅泥質(zhì)膠結(jié)。底部含細(xì)礫。平均厚 10.50m。 第三巖性段：為灰、紫灰、灰綠色泥巖及沙質(zhì)泥巖，含鋁質(zhì)，具紫 斑及鮞粒，產(chǎn)少量植物化石碎片。中部夾灰綠～灰白色中細(xì)粒石英砂巖， 底部含礫石，具斜層理。平均厚 73.01m。 第四巖性段：為淺灰～青灰色中細(xì)粒石英砂巖，含少量巖屑及長石， 分選中等，次棱角狀，具斜層理。含泥巖包裹體，孔隙式硅泥質(zhì)膠結(jié)。 層面含炭質(zhì)。平均厚 6.50m。 第五巖性段：為灰色、青灰色、泥巖及沙質(zhì)泥巖，含鋁質(zhì)，具紫斑 及菱鐵質(zhì)鮞粒，產(chǎn)少量植物化石碎片。中夾 2～3 層青灰色、灰綠色中細(xì) 粒長石石英砂巖，具斜層理。平均厚 71.52m。 第六巖性段：為淺灰色鋁土質(zhì)泥巖，致密塊狀，呈蠟狀色澤，局部 具紫斑，中下部夾菱鐵質(zhì)鮞粒及豆?fàn)罱Y(jié)核。具鏡檢資料，有凝灰?guī)r和火 山碎屑巖巖屑，俗稱 A 層鋁土。平均厚 4.81m。 第七巖性段：為淺灰～灰色泥巖，局部為深灰色，含鋁質(zhì)，盛產(chǎn)植 物化石碎片。層面含炭質(zhì)，夾薄層細(xì)粒長石石英砂巖。平均厚 4.49m。 第八巖性段：為綠灰淺灰色，中細(xì)粒石英砂巖，含少量燧石和深灰 色泥巖包裹體，上部為粉砂巖，底部為礫巖，具沖涮面，硅泥質(zhì)膠結(jié)， 呈交錯層理。稱砂鍋窯砂巖，是與下伏山西組分界之礫巖。平均厚 8 4.60m。 c. 上石盒子組（ P2s） 巖性主要為灰、灰綠色，局部夾灰紫色泥巖、沙質(zhì)泥巖，灰色中粒 砂巖。底部田家溝砂巖為灰綠～灰白色中厚層狀中粒石英砂巖，底部含 礫巖，礫徑 23mm，具泥巖包裹體及交錯層理，分選性差，硅質(zhì)交接。視 電阻率曲線呈高祖反映，為一良好分界標(biāo)志層。該組平均厚 268.71m，與 下伏石盒子組整合接觸。 d. 石千峰組（P 2sh） 本組平均厚 338.56m。與下伏上石盒子組整合接觸。根據(jù)巖性沉積特 征分為四段，自上而下為： 一段：為灰綠、淺灰～灰白色、中細(xì)粒長石巖屑砂巖和中細(xì)粒長石 巖屑雜砂巖，由 23 個分層組成，成分主要為石英、次為肉紅色長石和暗 色巖屑，分選較差，次棱角狀，接觸式鈣泥質(zhì)膠結(jié)。底部顆粒較粗，含 石英礫巖，局部為礫巖。含泥質(zhì)包裹體。間雜暗紫色、灰綠色泥巖、沙 質(zhì)泥巖。該組砂巖厚 84.16m，為一良好標(biāo)志層，俗稱平頂山砂巖。 二段：為紫紅、灰綠、暗紫色泥巖及沙質(zhì)泥巖，含鈣質(zhì)及少量鋁土 質(zhì)，局部夾薄層細(xì)粒砂巖。 三段：為紫紅～紫灰色中細(xì)粒石英砂巖，含少量白云母片，硅泥質(zhì) 膠結(jié)。具交錯層理，分選性好、含泥巖包裹體及礫石，礫徑為 3～10mm。間夾紫紅、灰綠色泥巖及沙質(zhì)泥巖。 四段：為紫紅色細(xì)粒砂巖、粉砂巖，主要成分為石英、次為長石和 暗色巖屑，含泥質(zhì)包裹體，具波狀層理，鈣泥質(zhì)膠結(jié)。間夾薄層砂質(zhì)泥 巖。本段中下部有數(shù)層同生礫巖，礫徑 2～10mm。 ④ 新第三系上統(tǒng)鶴壁組（N 2h1） 上部為褐黃、棕黃、淺棕色粘土，下部為粘土夾礫石，局部夾薄層 礫石層。本系厚 75～260m，平均 155.00m。與下伏基巖呈角度不整合接 觸。 ⑤ 第四系（Q） 區(qū)內(nèi)為第四系廣泛覆蓋，巖性主要為褐黃色黃土，下部為礫石層。 本系厚 2.50～34.00m，平均 16m。與下伏第三層呈角度不整合接觸。 9 下系 2s268.71組子 盒石 459～ 309子盒石下 組 1xP208.19～ 342.56 灰 色 ～ 青 灰 色 厚 層 ～ 巨 厚 層 狀 石 灰 巖 組 巖 溶 較 發(fā) 育 。 此 層 灰 巖 穩(wěn) 定 ，CP組統(tǒng)系陶奧系炭石界 C-80m 統(tǒng) 西山組 粉 、 細(xì) 粒 砂 巖 。鋁 質(zhì) 泥 巖 ， 含 鮞 粒 及 黃 鐵 礦 結(jié) 核 。 間 夾淺 灰 色 、 灰 色 、 深 灰 色 泥 巖 、 砂 質(zhì) 泥 巖 、組 成 。段下 42.331峰峰 t組原太中統(tǒng)上 sh上段段中 43.6935.803.16統(tǒng)中 組溪本 2b12.07638～ 46021～ 11Ct3tC518～ 9065～ 8252～ 436層 狀 粉 砂 ～ 中 粒 砂 巖 、 石 灰 巖 、 煤 層 等 具 巖 溶 裂 隙 ， 但 不 很 發(fā) 育 。由 深 灰 色 ～ 黑 灰 色 泥 巖 、 砂 質(zhì) 泥 巖 、 薄 地 層 綜 合 柱 狀 圖巖 性 描 述 石 層 中 的 孔 隙 潛 水 。中 的 裂 隙 承 壓 水 和 第 四 系 礫本 含 水 組 包 括 新 第 三 系 礫 巖第 三 、 四 系 含 水 組 ：水 文 地 質(zhì) 特 征 2N 二P段三段四峰千石 組上統(tǒng)二系 古 zK界 1h 32sh 15.0P42sh＞ 95.18 P段 2sh5.76～ 9.4.70～ 135.698 壁鶴新上三第生新 地 層 系 統(tǒng)第四系Q界 系 統(tǒng) 組 段 16.025～ 34平 均 厚 度最 小 ～ 最 大地 層 厚 度 (m)柱狀7～ 268 84.16P段一上組 2sh179～ 2 縫 合 線 發(fā) 育 ， 裂 隙 內(nèi) 充 填 方 解 石 脈 。成 ， 結(jié) 構(gòu) 致 密 ， 含 燧 石 ， 具 溶 蝕 現(xiàn) 象 ， 要 含 水 層 。巖 溶 發(fā) 育 ， 此 層 灰 巖 穩(wěn) 定 ， 為OzP2f＞ 10. 巖 性 主 要 為 褐 黃 色 黃 土 ， 下部 為 礫 石 層 。上 部 為 褐 黃 、 棕 黃 、 淺 棕 色粘 土 ， 下 部 為 粘 土 夾 礫 石 ，局 部 夾 薄 層 礫 石 層 。紫 紅 色 細(xì) 粒 砂 巖 、 粉 砂 巖， 間 夾 薄 層 沙 頂 泥 巖 。 本 段 中 下 部 有 數(shù) 層 同 生 礫 巖， 礫 徑 2、10m紫 紅 、紫 灰 色 中 細(xì) 粒 石 英 砂巖 ， 含 泥 巖 包 裹 體 及 礫 石 ，礫 徑 3、10m。 間 夾 紫 紅 色、 灰 綠 色 泥 巖 及 沙 質(zhì) 泥 巖 。紫 紅 、 灰 綠 、 暗 紫 色 泥 巖 及沙 質(zhì) 泥 巖 ， 局 部 夾 薄 層 細(xì) 粒砂 巖 。 、、、、灰 、、、、 灰 白 色 中 厚 層 狀 中 粒 石 英 砂巖 ， 俗 稱 田 家 溝 砂 巖 。 為 灰 色 、 青 灰 色 、 泥 巖 及 沙質(zhì) 泥 巖 ， 含 鋁 質(zhì) ， 具 紫 斑 及菱 鐵 質(zhì) 鮞 粒 ， 產(chǎn) 少 量 植 物 化石 碎 片 。 中 夾 青 灰 色 、 灰 綠色 中 細(xì) 粒 長 石 石 英 砂 巖 。 底部 為 灰 綠 、、、、 、、、3、2、1、0、、1、、、 主為 主 。 由 深 灰 、灰 色 、 黑 灰 色 泥 巖 、 沙 質(zhì) 泥 巖 和石 灰 及 一 9、 一 8煤 層 組 成 ， 局 部 夾 雜 細(xì) 粒 砂巖 和 粉 砂 巖 。 其 灰 巖 厚 度 大 ， 層 位 穩(wěn) 定 。 圖 1-2 地層綜合柱狀圖 10 1.2.2 構(gòu)造 ① 區(qū)域構(gòu)造 鶴壁煤田位于華北古板塊南緣，太行構(gòu)造區(qū)西部太行斷隆帶，構(gòu)造 形跡以斷裂為主，伴有發(fā)育烈度不同的褶皺，并有巖漿巖侵入煤層及噴 出巖。總的構(gòu)造形態(tài)為走向 NNE、傾向 SE、傾角 5～40°的單斜構(gòu)造。 區(qū)域構(gòu)造線展布方向以 NE、NNE 向?yàn)橹靼l(fā)，近 SE 向斷層次之，煤田南 部發(fā)育 EW 向構(gòu)造，構(gòu)造線多呈雁行式、地壘、地塹構(gòu)造相間出現(xiàn)。 ② 井田構(gòu)造 鶴壁六礦位于鶴壁煤田東部太行斷隆的東緣，總體構(gòu)造形態(tài)為地層 走向近 SN，傾向 E，傾角 0～38 °，一般為 20°左右的單斜構(gòu)造。主要 構(gòu)造形跡為軸向近 EW、向 E 傾伏的一系列寬緩背、向斜與煤礦中部近 SN、NE 向德小型背、向斜相復(fù)合和 NE、NNE 向正斷層。 a. 褶曲 經(jīng)采掘揭漏和鉆孔控制的褶曲有 5 條，向斜 3 條背斜 2 條。有張莊 向斜、82-11 背斜、71-14～82-4 向斜、71-15 向斜、 74-7 背斜。 b. 斷裂 本區(qū)主要影響斷層有 F4 斷層，另外就是西部邊界斷層 F1、F 2、F 3、 F5。主要參數(shù)見下表 1-2。 表 1-2 主要地質(zhì)構(gòu)造特征 序號 名稱 斷層面走向 傾角（θ°） 落差（m） 1 F1 S-N 75 35 2 F2 S-N 65 40 3 F3 S-N 70 40 4 F4 SW-NE 60 50 5 F5 S-N 60 30 1.2.3 水文地質(zhì)特征 根據(jù)以往區(qū)域水文地質(zhì)研究，本礦所處區(qū)域水文地質(zhì)單元西界北起 銅冶，向南經(jīng)天喜鎮(zhèn)、鶴壁集、許家溝一線為界，為一僅南北向延伸的 中奧陶統(tǒng) 與中石炭統(tǒng)的巖層接觸帶。東部以青羊口斷裂為界，南端在新 11 村一帶與西部邊界相交，該邊界在深部起阻水作用。該單元北界尚未查 明。本單元主要由石炭系、二疊系與新第三系碎屑巖組成，含水組巖性 主要為灰?guī)r、砂巖和礫巖，相對隔水巖為泥巖、沙質(zhì)泥巖等，是一個以 裂隙巖溶水和裂隙水為主的多層含水結(jié)構(gòu)。下伏中奧陶統(tǒng)裂隙巖溶含水 組水量豐富，水壓力高。單元內(nèi)斷裂發(fā)育，巖層走向近南北，向東緩傾 斜。本單元與西部水文地質(zhì)單元的小南?！煜叉?zhèn)泉域、許家溝泉域兩 個二級水文地質(zhì)單元由水力聯(lián)系。本礦位于該水文地質(zhì)單元的中部。 ① 地表水 區(qū)內(nèi)地勢西高東低，為丘陵地貌，地表被第四系黃土和第三系粘土 及礫石層覆蓋。流經(jīng)井田的河流有陳家灣河和寺灣河，發(fā)源于距井田 3～4km 的西部山區(qū)，流向由西向東注入衛(wèi)河的支流湯河。兩河流域均屬 季節(jié)性河流，旱季河床干枯，雨季陳家灣河最大洪水流量 702.4m.3/s，洪 水位標(biāo)高+134.3m ，寺灣河最大洪水流量 322.5m3./s，洪水位標(biāo)高 +137.6m，井田內(nèi)河床基底為 50～80m 第三系粘土，阻水性能極佳，使得 地表水與基巖地下水不發(fā)生水力聯(lián)系，對礦床開發(fā)無影響。 ② 含水層 根據(jù)以往勘探資料（巖性、結(jié)構(gòu)、富水性、賦存特征等）及二煤層 開采已來的生產(chǎn)實(shí)踐，將礦井范圍內(nèi)含水層劃分成五個，分述如下： a. 中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層 O2f 灰?guī)r含水層位于二 1 煤層下 102.39～183.50m，礦區(qū)西部山區(qū)廣泛 出露，補(bǔ)給條件好。區(qū)內(nèi)有 20 個鉆孔揭露該層，揭露最大厚度 123.4m（76 水源孔） ，據(jù)區(qū)域資料：O 2f 灰?guī)r含水層厚度 397.97m。巖溶 發(fā)育的大致規(guī)律是：0～100m 以裂隙為主，有少量溶洞，洞內(nèi)充填有鋁 土質(zhì)砂巖；100～200m，裂隙和溶洞都不發(fā)育；200 ～300m ，巖洞發(fā)育， 以溶洞為主。該層厚度大，補(bǔ)給充足，富水性強(qiáng)，水頭高，是二 1 煤層底 板威脅最大的間接充水水源。據(jù) 76 水源孔抽水實(shí)驗(yàn)資料： q=0.541L/s.m，水質(zhì)類型為 HCO3—Ca 型水。馬莊小煤窯 1981 年 5 月 16 日突水后穩(wěn)定水位標(biāo)高 115m。因建設(shè)礦奧灰突水后長期向六礦透水， 76 號水源孔長期排水，以兩點(diǎn)為中心可能形成降水漏斗，但因沒有水位觀 測資料，難以描述漏斗的形態(tài)、大小和展布情況。 b. 太原組下段 L2 灰?guī)r含水層 12 C3L2 灰?guī)r含水層位于二 1 煤層下 83.9～135.32m，厚度一般 58.5m， 是二 1 煤層底板間接充水含水層。該層厚度小，補(bǔ)給條件一般，巖溶裂隙 發(fā)育中等，富水性中等，含巖溶裂隙承壓水。據(jù)大 35 孔抽水試驗(yàn)資料： 原始水位標(biāo)高 112.86m，q=0.0146L/s.m ，K=0.0978m/d，水質(zhì)類型為 HCO3—Ca 型水。 c. 太原組上段 L8 灰?guī)r含水層 C3L8 灰?guī)r含水層位于二 1 煤層下，一般間距 20～35m，因斷層影響， 間距最小值出現(xiàn)在 76-4（8.25m） 、76 補(bǔ) 4（5.38m）兩個孤立點(diǎn)位，C 3L8 灰?guī)r厚度一般 3.5～5.5m，屬二 1 煤層底板直接充水含水層。由于其厚度 小，補(bǔ)給條件差，以靜儲量為主，本區(qū)揭露該層的鉆孔，無一孔發(fā)生漏 水，裂隙不發(fā)育，富水性較弱，含巖溶裂隙承壓水。據(jù)大 46 孔抽水試驗(yàn) 資料：原始水位標(biāo)高 114.37m，K=0.137m/d,q=0.0123L/s.m，水質(zhì)類型以 HCO3—CaMg 型水為主。 d. 二 1 煤層上 60m 砂巖含水層 該層由二 1 煤層上 60m 范圍內(nèi)的中、粗粒砂巖組成，其中以 S10 為主， 厚度 1.5～28.6m，一般厚度 8.4m，是二 1 煤層頂板直接充水含水層。其 補(bǔ)給條件差富水性很弱，一般與其它含水層無水力聯(lián)系，裁決揭露時均 為滴水或淋水，并很快自行干枯，因此對開采無影響。據(jù)大 35 孔資料， 原始水位標(biāo)高 104.12m。 e. 第三、四系含水層 包括第三系礫巖中裂隙水和第四系沙礫卵石層中的孔隙潛水。以接 受大氣降水補(bǔ)給為主，水量豐富，動態(tài)隨季節(jié)變化。No 淺 22 孔抽水試 驗(yàn)資料：原始水位標(biāo)高 128.08m，K=2.72m/d，q=0.18L/s.m，水質(zhì)類型以 HCO3—CaMg 型水為主。 ③ 隔水層 第三系底部粘土巖隔水層，分布廣，厚度均勻，能有效阻隔第三系 李巖中裂隙水和第四系沙礫卵石層中的孔隙潛水向下滲透。 C3L8 灰?guī)r含水層與二 1 煤層一般間距 20～35m，由砂巖和砂質(zhì)泥巖、 泥巖組成，砂巖含水性差，砂質(zhì)泥巖和泥巖隔水性良好，正常情況下， 13 可以起到隔水作用。 C3t 中段沙泥巖互層，隔水性良好，正常情況下，可以起到阻隔太灰 上、下段兩水層的水力聯(lián)系作用。 C2b 鋁土質(zhì)泥巖厚度一般 10m 以上，泥質(zhì)成分高，隔水性良好，正常 情況下能有阻隔 O2f 灰?guī)r水向礦井充水。 ④ 含水層的水力聯(lián)系及斷層導(dǎo)水性 a. 含水層間的水力聯(lián)系 各含水層間因具有相對穩(wěn)定的隔水層，越流補(bǔ)給量小。從歷年來已 開采區(qū)的出水點(diǎn)資料看，二 1 煤層頂、底板砂巖和灰?guī)r含水層出水點(diǎn)，出 水持續(xù)時間都不太長，并自行疏干。由此說明在無斷層影響下，區(qū)內(nèi) C3L8、C 3L2 和 O2f 間屋水力聯(lián)系。 c. 斷層導(dǎo)水性評價 F40、F 44 斷層帶使奧灰與二 1 煤層及 C3L8 灰?guī)r對接，馬莊及建設(shè)兩小 礦在此帶附近發(fā)生奧灰突水淹井并向本礦區(qū)透水，足以說明此帶導(dǎo)水、 富水性極佳，也是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給通道。在 F618 附近的 10-1 孔 C3L8 漏水，且形成局部一級高溫區(qū)，說明該斷層具有一定導(dǎo)水性，深部 高溫水沿此帶向上頂托排泄。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐所揭示，區(qū)內(nèi) NNE、NE 方向 斷層導(dǎo)水性好，當(dāng)斷層落差較大溝通 C3L2 和 O2f 灰?guī)r時，將形成富水帶， 給開采帶來威脅?？碧诫A段所進(jìn)行的斷層抽水試驗(yàn)揭示的斷層導(dǎo)水性、 富水性差，屬天然狀態(tài)下情況。而在生產(chǎn)條件下，因開采而導(dǎo)致原始平 衡被打破，在形成新的平衡過程中，某些斷層可能會由不導(dǎo)水轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo) 水。 經(jīng)綜合分析預(yù)計(jì)礦井的正常涌水量為 180m3/h，最大涌水量為 230m3/h。 1.3 煤層及煤質(zhì) 1.3.1 煤層 本區(qū)含煤地層包括石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山 西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組，其中山西組二煤組和太原組一煤 組為本區(qū)主要含煤地層。含煤地層總厚 805.29m，含煤 22 層，總厚 10.71m，含煤系數(shù) 1.33%?？刹擅簩雍?8.83m，可采含煤系數(shù) 1.1%。詳 14 見表 1-3。 表 1-3 含煤地層含煤特征表 含煤地層 煤層厚度 (m) 含煤地層厚度 (m) 含煤系數(shù) (%) 備注 上石盒子組 0 268.71 0 下石盒子組 0 269.49 0 山西組 7.62 112.1 6.8 含煤 4 層,其中二 1煤全區(qū)可采 太原組 3.07 121.83 2.52 含煤 17 層,均不可采 本溪組 0.02 33.16 0.06 含一 0 煤層不可采 合計(jì) 10.71 805.29 1.33 共含煤 22 層 本區(qū)可采煤層主要為山西組二 1 煤層。其特征詳見表 1-4。 表 1-4 可采煤層及頂?shù)装鍘r層特征表 煤厚(m) 圍巖性質(zhì)序 號 名 稱 最小 最大 平均 傾角 頂板 底板 煤 牌 號 硬 度 容 重 煤層 結(jié)構(gòu) 及穩(wěn) 定性 1 二 1 4.72 13.51 7.5 11° 黑色 泥巖 或砂 質(zhì)泥 巖 泥巖 或砂 質(zhì)泥 巖 貧 瘦 煤 3 1.38 條帶 狀穩(wěn) 定 二 1 煤層位于二疊系下統(tǒng)山西組的下部，層位穩(wěn)定，其頂板為黑色泥 巖或砂質(zhì)泥巖，老頂為細(xì)～中粒砂巖（俗稱大占砂巖） ，為本區(qū)良好標(biāo)志 層；煤層底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，老底為灰色細(xì)～中粒長石石英砂巖。 1.3.2 煤質(zhì) ① 物理性質(zhì) 15 二 1 煤：黑色，條痕為褐色或黑灰色，強(qiáng)玻璃金剛光澤。以粉狀、碎 塊狀煤為主，夾少量塊狀煤。視密度 1.38t/m3，真密度 1.48t/m3，孔隙率 6.8%。 ② 煤巖特征 二 1 煤：宏觀煤巖類型以半亮型及半暗型次之。據(jù)鏡下鑒定，二 1 煤 層有機(jī)組分含量平均為 90.4%，其中鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組為 80.6%，占有機(jī) 組分的 89.2%，并以鏡質(zhì)組為主，鏡質(zhì)組多呈均勻無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，偶見木 鏡質(zhì)體，呈微透鏡狀，有時分布有礦物及絲炭碎片，胞腔結(jié)構(gòu)明顯而完 整。半鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)呈不均勻狀，偶顯團(tuán)粒狀，并有較強(qiáng)的反射力。半絲 質(zhì)組和絲質(zhì)組為 9.8%，占有機(jī)組分的 10.8%。具有明顯的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，胞 腔中常充填有粘土礦物及少量微粒狀硫鐵礦，方解石、石英顆粒偶爾見 及，鏡質(zhì)組平均最大反射率（R°max）為 1.61～2.21%，平均 1.86%。 無機(jī)組分含量為 9.6%，并以粘土類為主，占無機(jī)組分 85.4%，其次 為碳酸鹽和氧化物，硫化物和其它含量甚微。 表 1-5 煤的工業(yè)分析表 1.4 井田勘探程度 鶴壁煤田早在 1950 年就由當(dāng)時的平原省工業(yè)廳探礦隊(duì)進(jìn)行過初步勘 探，其范圍僅限于當(dāng)時的鶴壁一、二井田（今鶴壁一礦）和小西天礦附 近。1953 年初，鶴壁礦井由省營改為中央國營，拉開了礦區(qū)大規(guī)模建設(shè) 的序幕，大規(guī)模的地質(zhì)勘探工作由此開始。 “一五”期間，先后在陳家莊、 楊家莊、校場、梁峪、羅村、陳家灣等井田進(jìn)行了勘探，提交供建井用 精察地質(zhì)報告 7 個，共探明能利用儲量 5.08 億噸。與鶴壁六礦相關(guān)的地 質(zhì)勘探情況如下： 1957 年，中南煤田地質(zhì)勘探局 127 勘探隊(duì)在陳家灣區(qū)普查地質(zhì)報告 序 號 名 稱 牌號 水分 （﹪） 灰分 （﹪ ） 揮發(fā)分% 含硫% 含磷 % 膠質(zhì)層厚 （ m） 發(fā)熱量 （MJ/kg） 1 二 1 貧瘦 煤 0.28~1.75 7.70~ 33.38 12.92~ 19.64 0.61~ 0.62 0.016~0.03 0~10.50 14.96~33.73 16 的基礎(chǔ)上，直接對該區(qū)進(jìn)行精查勘探，勘探手段為鉆探，勘探范圍：淺 部為二 1 煤層露頭，深部至-350m 等高線，北以 F41 斷層為界，勘探面積 6.7km。于同年 10 月提交了《陳家灣勘探區(qū)地質(zhì)精查報告 》 ，提交二 1 煤 層 A2+B+C1 級儲量 7551.68 萬噸。 1959 年，河南省煤田地質(zhì)局 103 勘探隊(duì)提交了《后營地質(zhì)精查報告》 ， 勘探區(qū)范圍為 F70 斷層、陳家灣河及 F47 斷層為界，南以 F45 斷層為界， 北為 F40 斷層，東至煤層底板-550m 等高線。走向長 6.5km，傾向?qū)?0.6～1.4km，面積 6.6km2。本次勘探采用了鉆探與電測井相結(jié)合的勘探 方法，獲得儲量 8883.7 萬 t。后武漢煤礦設(shè)計(jì)院及有關(guān)單位根據(jù) 《陳家灣 勘探區(qū)地質(zhì)精查報告》及《后營地質(zhì)精查報告》資料情況，按照煤炭工 業(yè)部的建議和意見，決定將兩勘探區(qū)儲量合并，以擴(kuò)大鶴壁六礦的設(shè)計(jì) 能力。隨后，河南省煤炭地質(zhì)局 103 勘探隊(duì)又補(bǔ)充施工一孔（后 13 孔） ， 孔深 579.01m，終孔層位為 C3L8 灰?guī)r，并在原《后營地質(zhì)精查報告》的 基礎(chǔ)上，于 1959 年 9 月提交了《陳家灣井田深部地質(zhì)補(bǔ)充報告》 ，共提 交二 1 煤層 A2+B+C1 級儲量 6149.71 萬 t，其中 A2+B 級儲量 624 萬 t，1963 年 2 月，河南省礦產(chǎn)儲量委員會對該報告進(jìn)行復(fù)審，認(rèn)為本報告 質(zhì)量低劣，只能作為普查找煤報告，應(yīng)重新勘探。復(fù)審后降低了煤炭儲 量級別，核實(shí)二 1 煤層 C1 級儲量 127.8 萬 t，C 2 級儲量 1927.7 萬 t，地質(zhì) 儲量為 4186.5 萬 t。 1983 年 2 月，鶴壁礦務(wù)局地測處對本礦南翼進(jìn)行生產(chǎn)補(bǔ)勘，其范圍 上至-170m 水平，下至-450m 水平，南至六、八礦邊界，北至中央軌道下 山，面積約 1.6km2。提交了《六礦南翼生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報告 》 。 1983～1986 年，河南煤炭地質(zhì)三隊(duì)對原三、五、六礦深部進(jìn)行詳查， 其范圍西起原三、五、六礦深部邊界（三、六礦為-350m，五礦為-400m 煤層底板等高線） ，東止-880m 煤層底板等高線，南以張莊向斜軸與八礦 分界，北到中山斷層 F3，面積約 21km2。勘探方法采用鉆探與測井相結(jié) 合的綜合勘探方法，同時進(jìn)行了 1：10000 的地質(zhì)填圖，最終提交了《河 南省鶴壁煤田三、五、六礦深部勘探區(qū)詳查地質(zhì)報告》 ，獲得總儲量 24753.32 萬 t，其中二 1 煤層儲量 21469.35 萬 t。該報告 1988 年 5 月由河 南煤炭工業(yè)管理局審查批準(zhǔn)。 17 2 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 2.1 井田境界 本井田南起張莊向斜軸與八礦為界，西部以 F1、F 2、F 3 斷層為界， 北部以北緯 35°58′23″邊界（井田平面圖上顯示為 79000 線）與三礦 為界，東部至-800m 煤層底板等高線。 井田南北走向 6.8km，東西傾斜寬 2.7km，井田面積 15.8km2。 2.2 井田儲量 2.2.1 礦井工業(yè)儲量 ① 計(jì)算儲量的工業(yè)指標(biāo) 根據(jù)煤炭工業(yè)部頒發(fā)的《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)定》規(guī)定，計(jì)算儲量 的煤層工業(yè)指標(biāo)如下： a. 最低開采厚度在煤層傾角小于 25°時取 0.80m，25°～45°時取 0.70m； b. 最高灰分指標(biāo)為 40﹪； c. 夾矸剔除厚度，0.05m。 ② 儲量級別 根據(jù)礦井地質(zhì)條件類別，即地質(zhì)構(gòu)造中等，二 1 煤層穩(wěn)定～較穩(wěn)定類 型，結(jié)合井田生產(chǎn)補(bǔ)探的實(shí)際工程網(wǎng)度，本次儲量計(jì)算采用小于 375m 工 程網(wǎng)度圈定 A 級儲量，以不大于 750m 工程網(wǎng)度圈定 B 級儲量，小于 1500m 圈定 C 級儲量。落差大于 20m 斷層兩側(cè) 30～50m 級公園廣場和井 筒保護(hù)煤柱作為永久煤柱儲量。地質(zhì)和水文條件復(fù)雜及控制程度較差的 區(qū)段作為尚難利用儲量。 ③ 儲量塊段劃分 劃分各級儲量塊段原則上以相應(yīng)控制程度的勘探線，煤層底板等高 線，構(gòu)造線等分界，對于小而孤立的塊段，雖達(dá) A 級或 B 級，未單獨(dú)劃 18 分。傾角相差較大，劃分為不同塊段。 ④ 儲量計(jì)算方法 在計(jì)算儲量時，選用地質(zhì)塊段法，由于礦區(qū)內(nèi)煤層傾角的變化范圍 一般介于 7°～12°之間，采用斜面積和真厚度，采用的計(jì)算公式為： dMaSQ*sec? 式中： ——儲量 萬 t ——平面積 m2S ——塊段煤層平均傾角 °? M——塊段煤層平均真厚，m d——容重 ， 均采用 1.38 t/m3 經(jīng)計(jì)算：核實(shí)獲得工業(yè)儲量為 16725.39 萬 t 表 2-1 礦井工業(yè)儲量匯總表 工業(yè)儲量(萬 t)煤層 名稱 A B A+B C A+B+C 備 注 二 1煤層 9420.10 3012.25 12432.35 4293.04 16725.39 2.2.2 礦井設(shè)計(jì)儲量 礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱 和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失量 后的儲量；井田邊境煤柱：井田邊境保護(hù)煤柱在井田邊境留設(shè) 20m 的保 護(hù)煤柱，西邊的斷層邊界煤柱以 30m 留設(shè)，則其煤柱損失量為： Q 邊 =474.19 萬 t 井田及工業(yè)場地保護(hù)煤柱的計(jì)算： 按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn) 150 萬 t/a 的大型礦井，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)為 0.9 公頃×10 萬噸。 19 故可算得工業(yè)場地的總占地面積： S=0.9×15=13.5 公頃=135000 m2。 根據(jù)垂直剖面可計(jì)算工業(yè)廣場的保護(hù)煤柱的留設(shè)：計(jì)算如下所示： 工業(yè)廣場占地面積為 450×300m2,平面形狀為矩形。煤層地質(zhì)條件為： 煤層傾角 α＝11°，煤層在受保護(hù)范圍內(nèi)中央的埋深 H0=640m，地面標(biāo) 高 140m，煤層地板標(biāo)高-500m，松散層厚 50m，此處煤厚 7.5m。 查的本井田各參數(shù)如下： φ＝45° β＝55° δ＝γ＝73° 其中：φ——表土層移動角； β——煤柱上山移動角； δ——走向方向移動角； γ——煤柱下山移動角； α——煤層傾角； 用垂直剖面法留設(shè)工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如下圖所示： 20 走 向 剖 面 -傾 向 剖 面 - 圖 2-41 工 業(yè) 廣 場 保 護(hù) 煤 柱 圖 圖 2-1 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱作圖求出工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失為 Q 工保=588.32 萬噸 斷層的保護(hù)煤柱為： Q 斷＝222.35 萬 t 保護(hù)巷道煤柱與其它損失煤柱為 956.961 萬 t 故礦井的設(shè)計(jì)開采儲量 Q 可： Q 設(shè)＝Q 工－Q 邊－Q 斷=16725.39－474.19－222.35＝16028.85 萬 t Q 可＝（Q 設(shè)－588.32－956.961）*75﹪＝＝10862.68 萬 t 21 2.2.3 礦井設(shè)計(jì)可采儲量 礦井設(shè)計(jì)儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上、下 山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲量。 表 2-2 礦井可采儲量匯總表 礦井設(shè)計(jì)儲量（Mt） 礦井可采儲量（Mt） 永久煤柱 設(shè)計(jì)煤柱損失 開 采 水 平 煤 層 名 稱 工業(yè)儲量 斷層 境界 設(shè)計(jì) 儲量 工業(yè)場 地 井下巷 道 可采儲量 １ 二 1 16725.39 222.35 474.19 16028.85 588.32 956.961 10862.68 合 計(jì) 二 1 16725.39 222.35 474.19 16028.85 588.32 956.961 10862.68 2.3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 2.2.3 條規(guī)定：“礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330d，每日凈提升 16h”計(jì)算。每日三班作業(yè)，綜采工作面可采用每日四 班作業(yè)，每班工作六小時。 根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，本礦采用“四六制”作業(yè)方式，這種制度 適合本礦采掘作業(yè)的特點(diǎn)，有利于保護(hù)工人的健康，提高工時利用率， 提高設(shè)備和工作面的 利用率。搞好安全生產(chǎn)，穩(wěn)定和提高采掘隊(duì)，因此， 本礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)行“四六制”作業(yè)方式。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定。 本礦井田精查補(bǔ)充勘探后獲得的地質(zhì)儲量為 16725.39 萬 t，而實(shí)際 開采儲量為 10974.92 萬 t，因此，儲量豐富，而且井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定， 地質(zhì)構(gòu)造，及水文地質(zhì)條件簡單，開采技術(shù)條件較好，煤層生產(chǎn)能力大 。 同時，鶴壁礦務(wù)局的各礦實(shí)際生產(chǎn)能力都在 90 萬 t 以上，各礦均為 機(jī)械化采煤，并取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，該局已積累了管理大型礦井 的經(jīng)驗(yàn)。另外考慮到礦井有增產(chǎn)的可能，故本礦初步設(shè)定為 150 萬 t/a。 礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算： 22 T= KAZ? 式中： T——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； ——礦井可采儲量，Mt；Z K =10862.68 MtK A——礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，Mt/a；A=150 Mt/a K——儲量備用系數(shù)，K=1.3～1.5。K=1.4 T=10862.68/1.4*150=51.7a 根據(jù)大型礦井的礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限為 50a 以上，而本礦的服務(wù)年限 大于 50a，故符合建立大型礦井。 23 3 井田開拓 3.1 概述 3.1.1 礦區(qū)的開拓方式概述及評價 礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井 9 對，分別為二礦，三礦，四礦，五礦，六礦， 七礦，八礦，九礦，和十礦。礦區(qū)內(nèi)井田開拓方式多采用立井多水平上 下山開拓，設(shè)置和不設(shè)置輔助水平以及大巷布置方式的不同來劃分，可 分為水平之間立井聯(lián)接，暗斜井聯(lián)接，集中大巷和分組集中大巷，水平 之間設(shè)置輔助水平等四種類型。運(yùn)輸方式為皮帶輸送機(jī)。 采用斜井開拓方式，皮帶運(yùn)輸可以確保煤的連續(xù)性，但是，由于本 井田煤層埋深深，以及采用斜井井筒一般都比較長，煤的提升費(fèi)用較高， 故不采用斜井。 3.1.2 影響礦井開拓的主要因素 礦井開拓方式主要受煤層埋藏深度和煤層傾角的影響，表土層厚度， 瓦斯涌出量水文地質(zhì)情況等地質(zhì)因素，也影響井田開拓方式的選取。 本礦井埋藏深度 360～930m，煤層傾角平均為 11°局部為 9°～21°， 為緩傾斜煤層。表土層厚度為 130～180m，瓦斯相對涌出量一般在 20 m3/t 左右，絕對瓦斯涌出量一般在 40 m3/min 左右，并有瓦斯突出危險， 屬于高瓦斯突出礦井。礦井正常的涌水量一般，為 138m3/h。 3.2 井田開拓 3.2.1 對井田開拓中若干問題分析 ① 井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目 本井田走向 6.5km，傾向長約 2.4km,傾斜方向劃分兩個階段，采用多 水平上下山開采，一水平標(biāo)高為－420m，二水平標(biāo)高為－ 700，沿走向劃 分若干采區(qū)。F 4 斷層北面的區(qū)域與主煤田隔開，專門考慮其采區(qū)劃分。 ② 井筒形式：數(shù)目及位置 a. 井筒形式 本井田開采煤層為二 1 煤層，煤層賦存穩(wěn)定，為緩傾斜煤層，地質(zhì)構(gòu) 24 造簡單。在技術(shù)上，適合于立井或綜合開拓，由于埋藏較深采用立井開 拓。 b. 井筒的數(shù)目 采用立井開拓時，開鑿一隊(duì)提升井筒（即主井和副井）和一個風(fēng)井。 主井主要用來提升煤炭，副井用作升降材料，人員，矸石和進(jìn)風(fēng)，排水。 c. 井筒位置的選擇 本井田的走向效長，傾向較短，煤層賦存穩(wěn)定，所有井筒開鑿在井 田中央有利于運(yùn)輸通風(fēng)。 ③ 運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置與煤層間的聯(lián)系 a. 運(yùn)輸大巷的布置與煤層間的聯(lián)系 由于本礦井只采二 1 煤，主要運(yùn)輸大巷在煤層底板巖石中，運(yùn)輸大巷 距煤層 20m ,采用進(jìn)風(fēng)行人巷與運(yùn)輸斜巷相連，而采用運(yùn)料回風(fēng)斜巷與回 風(fēng)斜巷相連。 b. 總回風(fēng)巷的布置及其與煤層的聯(lián)系 本井田采用走向長臂采煤法開采，井田劃分為各個采區(qū)，各采區(qū)回 風(fēng)巷直接與總回風(fēng)巷相連，總回風(fēng)巷布置在井田西部邊界。 3.2.2 方案的提出 開拓方案 1:立井兩水平上下山開拓 由于本井田煤層為近水平煤層，煤層賦存穩(wěn)定，采用立井開拓，不 受自然條件的限制，井筒短，提升速度快，提升能力大，有利于輔助提 升。副井井深為 425m，用于運(yùn)人，材料，設(shè)備，矸石，兼作進(jìn)風(fēng)和排水。 主井井深為 440m，用于提升煤炭。準(zhǔn)備方式為采區(qū)式。沿煤層的走向布 置回風(fēng)大巷；石門布置在煤層底板巖石中，與大巷相連。運(yùn)輸大巷，條 帶運(yùn)輸巷皆采用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。 立井開拓系統(tǒng)剖面圖見圖 3-1 開拓方案 2:立井單水平加暗斜井 本井田的地質(zhì)構(gòu)造簡單，并且沒有流沙層的存在，但埋藏比較深， 由一水平向二水平開鑿暗斜井，提高其運(yùn)輸能力，主井緊鄰運(yùn)輸大巷采 25 用梭式井底車場，降低建井初期投資費(fèi)用，所以提出立井單水平暗斜井 開拓。暗斜井 1020m,內(nèi)設(shè) 輸送機(jī)。立井主副井深分別為 440m、425m。 主斜井副立井綜合開拓系統(tǒng)剖面圖見圖 3-2 -80 -60-50 -80-70-750 -30-20-250-450-350 -650 -40-50 05013610-150-10-50 -750-70-650-60 -50-50-450-40 -350-30-250-20 10 -150-10 136 -50050 22 方案一 圖 3-1 立井開拓系統(tǒng)剖面圖 -60 -50-50 -750-80 -650-70 -250-30-20 -420-450-350-40 0 13610 -10-150-50 50 -60 -50-50 -750-80 -650-70 -250-30-20 -420-450-350-40 0 13610 -10-150-50 50 方案二 圖 3-2 立井單水平加暗斜井開拓系統(tǒng)剖面圖 開拓方案 1 和開拓方案 2 的方式不同，通過技術(shù)比較，不能確定， 故要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，才能確定方案。 開拓方案 1 和開拓方案 2 的后期工程量相同，所以只比較前期。 各方案比較費(fèi)用表及工程量見表 3-1、表 3-2、表 3-3、表 3-4、表 3- 5 26 表 3-1 建井工程量表 項(xiàng) 目 方案一 方案二 主井井筒 420+136+20 420+136+20 副井井筒 420+136+5 420+136+5 井底車場 600 600 主石門 0 0 初 期 運(yùn)輸大巷 909 190 主井井筒 280 0 副井井筒 280 0 暗斜井 0 1020 井底車場 600 800 主石門 558 0 后 期 運(yùn)輸大巷 3200+3800 3920+3720 表 3-2 生產(chǎn)經(jīng)營工程量表 項(xiàng)目 方案一 方案二 運(yùn)輸提升/萬 t·km 工程量 工程量 大巷及石門運(yùn)輸 10848.34 12894 一水平 一采區(qū) 1686.4×0.90＝1517.76 1686.4×0.19＝320.41 二采區(qū) 761.93×1.39＝158.66 761.93×2.1＝160