超化二礦60萬噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,超化二礦,60,萬噸新井,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 1 目 錄 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1 1.1 位置、范圍和交通 1 1.1.1 位置 1 1.1.2 范圍 1 1.1.3 交通 1 1.2 自然環(huán)境 2 1.3 地層 3 1.4 構(gòu)造 3 1.5 煤層 5 1.6 煤質(zhì) 5 1.6.1 煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 5 1.6.2 煤類 6 1.6.3 工業(yè)用途評價(jià) 6 1.7 水文地質(zhì) 6 1.7.1 主要含水層 6 1.7.2 主要隔水層特征 7 1.7.3 斷層破碎帶水文地質(zhì)特征 7 1.7.4 鄰近生產(chǎn)礦井和老窯對本礦井充水的影響 8 1.7.5 礦井充水因素分析 8 1.8 地質(zhì)條件 9 1.8.1 瓦斯 9 1.8.2 煤塵爆炸性 9 1.8.3 煤的自燃傾向 10 1.8.4 地溫 10 2 礦井儲量年產(chǎn)量及服務(wù)年限 11 2.1 井田境界 11 2.1.1 煤田范圍劃分的原則 11 2.1.2 井田特征 11 2.2 礦井工業(yè)儲量 .11 2.3 礦井可采儲量 .12 2.3.1 邊界煤柱 12 2.3.2 斷層保護(hù)煤柱 12 2.3.3 工業(yè)廣場煤柱 13 2.3.4 保護(hù)煤柱總量 13 2.4 礦井工作制度 13 2.5 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 14 2.5.1 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 14 2 2.5.2 井型校核 14 3 井田開拓 17 3.1 井田開拓的基本問題 17 3.1.1 開拓方式比較 17 3.1.2 井筒位置的確定 18 3.1.3 工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定 18 3.2.1 開采水平的確定 19 3.2.2 井田開拓的方案比較 19 3.3 井筒 22 3.4 井底車場 24 3.5 基本巷道斷面 25 4 準(zhǔn)備方式— 采區(qū)巷道布置 .28 4.1 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)的原則 28 4.2 采區(qū)走向長度的確定 28 4.3 工作面長度的確定 29 4.4 采區(qū)上下山布置及采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 29 4.5 采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)的確定 29 4.6 煤層和工作面的開采順序和接替順序 .29 4.7 確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式 30 4.8 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 30 4.9 采區(qū)硐室 31 5.采煤方法 .32 5.1 采煤方法原則 32 5.2 采煤方法 32 5.3 確定采區(qū)生產(chǎn)能力 32 5.4 回采工藝 33 5.5 綜采工作面的主要設(shè)備(見表 5-5).35 5.6 工作面勞動組織和循環(huán)作業(yè)圖表的編制 37 6 礦井運(yùn)輸 .39 6.1 井下運(yùn)輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定 39 6.2 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型 39 6.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備 40 6.3.1 電機(jī)車的選擇 40 6.3.2 運(yùn)輸方案的選擇 42 6.3.3 列車組成的計(jì)算 42 6.3.4 電機(jī)車臺數(shù)的計(jì)算 45 6.3.5 帶式輸送機(jī)的計(jì)算 47 7 礦井提升 .49 7.1 礦井提升設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和原始資料 49 7.2 提升設(shè)備的選型計(jì)算 49 7.2.1 主立井提升容器確定 49 3 7.2.2 副立井提升容器的確定 51 7.3 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算 54 7.4 多繩摩擦式提升機(jī)的選擇 58 7.5 電動機(jī)容量選擇 59 8 礦井排水 .60 8.1 概述 60 8.2 水泵型號及臺數(shù) 61 8.3 管路的確定 63 8.4 管道特性曲線，確定工況點(diǎn) 64 8.5 校驗(yàn)計(jì)算 68 9 礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施 .69 9.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 .69 9.1.1 通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本依據(jù) 69 9.1.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 70 9.2 風(fēng)量機(jī)算及風(fēng)量分配 .70 9.2.1 采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量 71 9.2.2 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量 72 9.2.3 峒室實(shí)際需風(fēng)量 73 9.2.4 風(fēng)速驗(yàn)算： 74 9.3 全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 75 9.3.1 計(jì)算原則 75 9.3.2 計(jì)算方法 76 9.3.3 計(jì)算礦井的總風(fēng)阻及總等積孔 78 9.4 扇風(fēng)機(jī)選型 .79 9.4.1 選擇主扇 79 9.4.2 選擇電動機(jī) 81 9.5 礦井安全技術(shù)措施 82 9.5.1 預(yù)防瓦斯爆炸的措施 82 9.5.2 防塵措施 83 9.5.3 預(yù)防井下火災(zāi)的措施 83 9.5.4 為防止井下水災(zāi)的措施 84 10 礦山環(huán)保 .85 10.1 礦山污染源概述 .85 10.1.1 大氣污染 85 10.1.2 廢水排放 85 10.1.3 固體廢棄物排放 86 10.1.4 噪聲污染 86 10.2 礦山污染源的防治 .86 10.2.1 大氣污染防治 86 10.2.2 礦山水污染的防治 87 10.2.3 礦渣利用 87 4 10.2.4 噪聲的控制 87 結(jié)論 .89 致謝 .91 1 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1.1 位置、范圍和交通 1.1.1 位置 超化煤礦位于河南省新密煤田西南部、平陌-超化礦區(qū)東部，行政區(qū)劃主體位于 河南省新密市超化鎮(zhèn)申溝村。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 113°22′47″～113° 27′35″，北緯 34°25′09″～34°26′58″。主立井地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 113° 25′07″，北緯 34°26′08″；副立井地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 113°25′08″，北緯 34°26′06″。 1.1.2 范圍 該礦平面范圍大致為：西起 32 勘查線，東到 46 勘查線的超化斷層和崔莊斷層 交匯處，北起于樊寨斷層，向南大致到龜山斷層；開采礦種為煤炭；二 1 煤層限采 標(biāo)高+100～-600m，二 1 煤層礦區(qū)范圍現(xiàn)由 2001 年河南省國土資源廳核發(fā)的 32 個拐 點(diǎn)圈定（采礦許可證號 4100000140155） ，南北寬約 0.1～3.3km，東西長約 0.3～7.3km，面積 9.7KM2。 1.1.3 交通 超化煤礦行政區(qū)劃主體位于河南省新密市超化鎮(zhèn)申溝村，向北直距礦務(wù)局和新 密市約 12km 和 15km，向東北直距鄭州市約 40km。區(qū)內(nèi)有公路直達(dá)新密、登封、新 鄭和鄭州等地市，還有本礦專用鐵路—宋（寨）大（冶）鐵路經(jīng)新密鐵路與京廣鐵 路相連，礦區(qū)北鄰 3km 處還有窄軌鐵路向東通達(dá)開封。礦區(qū)北部 15km 處的豫 04 公 路以及東部 40～45km 處的 107 國道、京廣鐵路、京珠高速公路通達(dá)全國各地?？傊?本區(qū)交通方便。 2 圖 1.1.3 超化煤礦交通位置圖 1.2 自然環(huán)境 區(qū)內(nèi)地形起伏不平，地勢西高東低、南高北低，總體西南高、東北低。地面高 程最高在南部歸心寨處 300.4m，最低在東邊陳家窩處 155.5m，相對高差 144.9m。 本區(qū)地貌成因類型屬構(gòu)造剝蝕地貌，地貌單元為丘陵。區(qū)內(nèi)基巖裸露平面積約 占勘查區(qū)總平面面積的 10%，其它大部為第四系松散堆（沉）積物所掩蓋，因此本 區(qū)也可稱為松散層半掩蓋區(qū)或基巖半裸露區(qū)。 本區(qū)水系屬淮河流域。區(qū)內(nèi)無水庫和常年性河流，僅有一條的季節(jié)性河流－麻 河在雨季從礦區(qū)西南向東北穿過礦區(qū)中部流入礦區(qū)東北部的淮河二級支流雙洎河， 在正常年份或干旱季節(jié)往往斷流而在礦區(qū)中部滯留并形成龜山寨泉池洼地，水量較 小，其水源來自西南上游 3km 外的老姜窩小型水庫。該水庫水多來自元古界變質(zhì)巖 裂隙水和大氣降水，補(bǔ)給有限。 本區(qū)氣候?qū)倥瘻貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫 9.1～14.6℃，最高 達(dá) 44.6℃，最低為–18.2℃；年降雨量 381.3～1059.6mm，平均 606.2mm，降雨多 3 集中在 7、8、9 三個月，并常伴有雷電；年蒸發(fā)量 908～1976.2mm；年平均相對濕 度 60-70%；風(fēng)向主要為東南向、西北向和西南向，風(fēng)力在冬春季最大，達(dá) 40m/s； 最大積雪深度 23cm（1964.12.31） ；最大凍土深 20cm（1966.12.30） ；霜凍期 11、12、1、2 四個月。此地區(qū)歷史上沒有發(fā)生過較大的地震，沒有地震威協(xié)。 勘查區(qū)內(nèi)主要有申溝、黃固寺、圣地廟等幾個行政村，總?cè)丝诩s 1 萬人。工業(yè) 以建材（耐火粘土） 、采礦、運(yùn)輸?shù)葹橹?，農(nóng)業(yè)以小麥、玉米等為主。水電狀況良好， 區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)。 1.3 地層 超化煤礦的地層情況如下： 下元古界嵩山群:主要為紫紅色、灰白色絹云母石英片巖和灰白色石英巖，厚 278～287m，平均厚 283m。 上元古界震旦系:主要為紫紅色淺變質(zhì)石英砂巖，平均厚 92m。 下古生界寒武系:又分下、中、上三統(tǒng)。下統(tǒng)多為豹皮灰?guī)r和紫紅色、黃綠色泥 灰?guī)r，底部為含磷砂礫巖，厚約 160m；中統(tǒng)多為暗紫紅色粉砂巖、頁巖和鮞狀、竹 葉狀灰?guī)r等，厚約 340m；上統(tǒng)多為灰色、灰白色鮞狀白云巖，厚約 260m。 下古生界奧陶系:多為蘭灰色、深灰色石灰?guī)r，厚 25.33～79.95m,平均厚 55m。 上古生界的石炭系:又分中統(tǒng)本溪組和上統(tǒng)太原組。本溪組多為灰色鋁土質(zhì)泥巖， 厚 2.79～33m,平均 10.47m。 上古生界的二疊系:又分下統(tǒng)的山西組和下石盒子組，上統(tǒng)的上石盒子組和石千 峰組。山西組巖性主要為深灰色砂泥巖，含本煤田中主要可采煤層即二 1 煤層。 中生界三疊系:主要保存三疊系。該系又分下、中、上統(tǒng)。下統(tǒng)主要為紫紅色泥 巖和中細(xì)粒砂巖，厚約 615m；中統(tǒng)主要為黃綠色細(xì)砂巖和砂質(zhì)泥巖互層，厚約 190～500m，平均 200m；上統(tǒng)主要為土黃色、紫紅色、黃綠色、青灰色砂質(zhì)泥巖， 厚約 330～600m，平均 370m。 1.4 構(gòu)造 新密煤田處于新華夏系第二沉降帶與第三隆起帶之交接部位，又位于華北古板 塊板內(nèi)嵩箕構(gòu)造區(qū)嵩山（東段稱滎密）大背斜和箕山（東段稱風(fēng)后嶺）大背斜之間 的新密復(fù)向斜內(nèi)，其基本構(gòu)造形態(tài)為向東傾伏的復(fù)向斜。 4 褶皺常為線狀褶皺。一般背斜較為緊密，向斜較為寬緩。二者常相間排列，構(gòu) 成隔擋式褶皺組合，并控制著煤炭賦存的基本特征。 斷裂線性特征明顯。近東西向斷裂一般線性明顯，延伸較遠(yuǎn)，切割較深，為本 區(qū)主要斷裂，常為走向斷裂；北西向斷裂線性明顯，延伸較遠(yuǎn)，常為走滑平移斷裂； 北東和北北東向斷裂發(fā)育較少。這些斷裂多為正斷層，只有少量逆斷層分布于煤田 西南部的平超礦區(qū)、關(guān)口勘查區(qū)等。它們往往成組出現(xiàn)，正斷層在剖面上常呈階梯 狀、地塹狀、地壘狀，逆斷層在剖面上常組成迭瓦狀。這些斷層及其組合不但調(diào)整、 分割著褶皺構(gòu)造，也直接控制著煤系的賦存狀態(tài)。 另外還發(fā)育有少量滑動構(gòu)造，如中部的羅灣滑動構(gòu)造等。 （1）褶皺 超化背斜：礦區(qū)西北部位于其東部傾伏端，受其影響，礦區(qū)西北部地層和二 1 煤層走向皆發(fā)生東偏北的偏轉(zhuǎn)，傾角變緩成 4～21o。它在影響著礦區(qū)開拓方式、特 別是 1 采區(qū)和 2 采區(qū)采煤工作面的布置等生產(chǎn)系統(tǒng)的選擇 （2）斷裂 龜山斷層：區(qū)域上位于風(fēng)后嶺背斜北翼和新密復(fù)向斜南翼轉(zhuǎn)化帶一線，本區(qū)位 于井田南部張溝向斜核部，近東西走向。它影響該礦區(qū)的劃分，同時(shí)因富水、斷距 大等原因，將對斷層兩邊特別是南部煤層的開采帶來十分不利的影響，同時(shí)又成為 礦區(qū)南部邊緣富水、導(dǎo)水的邊界和通道，也是礦區(qū)地下水的南部補(bǔ)給邊界。 超化斷層：位于井田北部，地表在葛莊－紀(jì)窩一線。它影響礦區(qū)劃分，對開采 北部煤層不利，但卻是礦區(qū)北部接受西部巖溶水和超化泉群地下、地表水的富水?dāng)?層和導(dǎo)水通道，對礦井水的賦存和疏排起重要作用。 崔拐斷層：位于礦區(qū)東南部。該斷層降低了斷層兩邊煤炭資源儲量控制程度， 影響采區(qū)采煤工作面布置。 崔莊斷層：位于礦區(qū)東南部邊緣。斷層降低了其兩邊煤炭資源儲量控制程度， 成為井田地下水的東南補(bǔ)給邊界。 （3）滑動構(gòu)造 名字叫新莊滑動構(gòu)造，在 2004～2006 年的超化井田外圍煤詳查時(shí)發(fā)現(xiàn)該滑動構(gòu) 造?；w地層主要由二疊系上統(tǒng)地層組成，滑面主要沿上、下石盒子組、山西組地 層軟性巖層附近滑動并形成一定厚度的斷層破碎帶，滑面傾向北，傾角 5～30°不 等，上陡下緩。 （4）巖漿巖及巖溶陷落柱 地質(zhì)填圖、鉆探、地震和礦井生產(chǎn)中未發(fā)現(xiàn)巖漿巖及巖溶陷落柱。 5 1.5 煤層 二 1 煤層賦存于二疊系下統(tǒng)山西組下部大占砂巖之下，距上部大占砂巖 6.39m、砂鍋窯砂巖約 60m，距下部 L7-8 石灰?guī)r平均 12.07m。因張溝向斜的存在， 煤層沿走向和傾向均存在一定變化，總體近東西走向，龜山正斷層以北的主體區(qū)總 體傾向南，傾角 4～45°，龜山斷層以南傾向北，傾角 14～19o。礦區(qū)內(nèi) 93 個鉆孔 中未到二 1 煤鉆孔 2 個，斷失二 1 煤鉆孔 4 個，見二 1 煤鉆孔 87 個。87 個見煤點(diǎn) 中，不可采煤層占 4 點(diǎn)，薄煤層 1 點(diǎn)，中厚煤層 15 點(diǎn)，厚煤層 9 點(diǎn)，總體應(yīng)屬 kh 中厚煤層。二 1 煤層平均厚 3.5m，全區(qū)可采。該煤層大部分不含夾矸，偶含一層夾 矸，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜（2～4 層夾矸） ，總體應(yīng)為簡單結(jié)構(gòu)煤層；含結(jié)構(gòu)的見煤孔點(diǎn)有 17 個，主要分布于井田東南部；夾矸巖性主要為炭質(zhì)泥巖，其次為泥巖、砂質(zhì)泥巖， 42 付補(bǔ) 24 孔和 44 付補(bǔ) 21 孔夾矸巖性主要為細(xì)粒砂巖甚至中粒砂巖。頂板巖性多 為砂質(zhì)泥巖和細(xì)粒砂巖等；夾矸分布不穩(wěn)定，常具有短距離內(nèi)尖滅的現(xiàn)象，反映了 該區(qū)二 1 煤原始泥炭層堆積時(shí)沉積基底的不穩(wěn)和沉積物補(bǔ)給之間關(guān)系的不平衡。二 1 煤頂板巖性只有礦區(qū)中部的 38-補(bǔ) 5、西風(fēng)井 1、5、3902、東風(fēng) 4、18-5、40-補(bǔ) 4、4101 孔等 8 個孔點(diǎn)見有細(xì)或中粒砂巖，砂巖老頂面積只占煤層頂板面積的 8.7％，其它絕大多數(shù)為泥巖和砂質(zhì)泥巖，它占總面積的 91.3％；底板巖性幾乎全 為泥巖和砂質(zhì)泥巖，偶有炭質(zhì)泥巖、粉砂巖和石灰?guī)r等。 二 1 煤層在礦區(qū)內(nèi)被上覆巖層全部掩蓋，無煤層露頭，埋藏較深。礦區(qū)范圍內(nèi) 二 1 煤層賦存標(biāo)高為+100～-600m 標(biāo)高。 總之，該區(qū)二 1 煤層鉆孔和巷道揭露見煤點(diǎn)較多，煤層厚度、結(jié)構(gòu)及其可采范 圍等查明程度較高，煤層穩(wěn)定程度可屬較穩(wěn)定煤層。 1.6 煤質(zhì) 1.6.1 煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 二 1 煤黑色，受構(gòu)造影響，該煤多呈粉末狀，少量鱗片狀，金剛光澤，宏觀煤 巖類型為半亮型或光亮型煤，煤的視密度 1.45t/m3，視電阻率在 80～315Ω/cm 之間。 （1）灰分（Ad）：二 1 煤原煤灰分（Ad）8.50～27.30％，平均 14.86％（63 點(diǎn)） ，介于 10.01～16.00％、16.01～29.00％兩區(qū)間，據(jù) GB/T15224.1-2004 標(biāo)準(zhǔn) 6 （動力用煤） ，應(yīng)屬低－中灰煤，總體屬低灰煤。 （2）揮發(fā)分（VDAF）：二 1 煤浮煤干燥無灰基揮發(fā)分（VDAF）兩極值為 10.47～15.26%，平均 12.90（64 點(diǎn)）%，介于 10.00～20.00％之間。2006 年 5 月該 礦在 21 和 22 兩采區(qū)所采煤層煤樣測試結(jié)果為:浮煤揮發(fā)分(VDAF)12.10～12.40%,平 均 12.25%。據(jù) MT/T849-2000 標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)屬低揮發(fā)分煤。 （3）元素組成：二 1 煤的元素組成主要為碳、氫、氧、氮、硫，其中碳占絕大 多數(shù) 91.36％，其次為氫 4.29％。氫碳比為 0.047（表 5-5） 。 （4）發(fā)熱量（QGR，V，D）：二 1 煤原煤干基恒容高位發(fā)熱量（QGR，V，D）兩 極值 33.64～36.08MJ/kg，平均 35.45 MJ/KG（40 點(diǎn)） ，＞29.60 MJ/kg。因此據(jù) GB/T15224.3-2004 標(biāo)準(zhǔn)，該煤應(yīng)屬特高熱值煤。但 2006 年 5 月該礦在 21 和 22 兩 采區(qū)所采煤層煤樣測試結(jié)果為:原煤高位發(fā)熱量 28.30～29.04%,平均 28.67%。據(jù) GB/T15224.3-2004 該煤為高熱值煤。考慮到鉆孔煤質(zhì)點(diǎn)較多，更具代表性，本報(bào)告 贊同為特高熱值煤。 總之，二 1 煤屬低灰、特低硫、低磷分、低揮發(fā)分、特高熱值煤。 1.6.2 煤類 依據(jù)現(xiàn)行的《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)》 （GB5751-86） ，二 1 煤層干燥無灰基揮發(fā) 分（VDAF）兩極值為 10.47～15.26%，平均 12.90%，膠質(zhì)層最大厚度 Y 值為 10mm， 焦渣特征為 1～4（未測試粘結(jié)指數(shù)） ，據(jù)此判定本區(qū)二 1 煤應(yīng)屬貧煤（PM，數(shù)碼 11） 。 1.6.3 工業(yè)用途評價(jià) 二 1 煤屬低灰、特低硫、低磷、低揮發(fā)分、特高熱值煤粉煤，同時(shí)具有中等軟 化溫度灰。據(jù)此，本區(qū)二 1 煤層適宜火力發(fā)電及沸騰層發(fā)生爐用煤和民用型煤。 1.7 水文地質(zhì) 1.7.1 主要含水層 （1）寒武、奧陶系長山組和馬家溝組（∈3CH +O2M）灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層。 7 該含水層可以通過斷裂帶補(bǔ)給 C3TL1-4 和 C3TL7-8 灰?guī)r，是二 1 煤層間接底板 充水含水層。 （2）太原組下段灰?guī)r（C3TL1-4）巖溶裂隙承壓含水層。 該含水層為一 1 煤層頂板直接充水含水層。并通過斷裂帶和 C3TL7-8 灰?guī)r發(fā)生 水力聯(lián)系，成為二 1 煤層底板間接充水含水層。 （3）二 1 煤層頂板砂巖孔隙裂隙承壓含水層。 該含水層為二 1 煤層頂板直接充水含水層，因富水性較弱，補(bǔ)給條件差，對采 煤影響不大。 （4）石千峰組下段平頂山砂巖孔隙裂隙承壓含水層。 該含水層平均厚 73.45 m，區(qū)內(nèi)分布有限，富水性較弱，對二 1 煤礦床充水意 義不大。 （5）圈門組金斗山砂巖孔隙裂隙承壓含水層。 該含水層僅在礦區(qū)南鄰有少量分布，富水性較弱，對二 1 煤礦床充水意義不大。 （6）新近系洛陽組泥質(zhì)灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層。 該含水層僅在礦區(qū)東南外分布，富水性中等，對本區(qū)二 1 煤礦床充水影響不大。 1.7.2 主要隔水層特征 （1）本溪組（C2B）鋁質(zhì)泥巖隔水層 位于 O2M 灰?guī)r頂面至一 1 煤層底面之間，礦井及其外圍共 27 個鉆孔穿過該層， 厚度 2.27～34.789m，平均厚 9.81m。距二 1 煤層距離平均為 78.17m。巖性為淺灰 －深灰色鮞粒狀、豆?fàn)钿X質(zhì)巖、鋁質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)致密，層位穩(wěn)定，隔水性良好。 （2）太原組（C3T）中段砂泥巖隔水層 該層下起 L4 灰?guī)r頂面，上至 L7 灰?guī)r底面，礦井及其外圍共有 28 個鉆孔穿過該 層，厚度 10.65（44-補(bǔ) 20 孔）-41.79m（觀 4 孔） ，平均煤厚約 22m。距二 1 煤層距 離平均為 21.93m。巖性以砂質(zhì)泥巖為主，夾細(xì)粒砂巖、薄煤層和不穩(wěn)定的 L5、L6 灰?guī)r。該層位穩(wěn)定，隔水性較好，但在斷層的強(qiáng)烈錯動下，仍能減弱甚至完全失去 隔水性。 8 1.7.3 斷層破碎帶水文地質(zhì)特征 礦井北部和南部邊界分別是超化斷層和龜山斷層，東南部邊界為崔莊斷層，西 南部為楊臺逆斷層，它們都具有一定的規(guī)模，另外，礦井內(nèi)的東南部地區(qū)，還發(fā)育 一系列近東西向?yàn)橹鞯男鄬?，這些斷層對礦井內(nèi)地下水有明顯的控制作用，對未 來采煤有很大影響。 1.7.4 鄰近生產(chǎn)礦井和老窯對本礦井充水的影響 超化煤礦緊鄰?fù)鈬鷱奈?、西北、東北、東到東南分布有 9 個小的生產(chǎn)礦井和 9 個廢棄礦井，它們大多向超化煤礦非法越界開采，造成很多采空區(qū)，由此形成老空 水，對超化煤礦安全生產(chǎn)造成很大的潛在威脅。所以超化煤礦采煤生產(chǎn)在靠近邊部 小煤礦特別是、西北和東南鄰近小煤礦時(shí)應(yīng)留夠留足邊界防水煤柱，以防不測。 1.7.5 礦井充水因素分析 據(jù)礦井突水臺帳資料和區(qū)域礦井水文地質(zhì)條件分析，本礦井充水因素主要是地 下水和老空水，而大氣降水和地表水不占主要地位。 （1）大氣降水 大氣降水是區(qū)域地下水的主要補(bǔ)給來源，但在本區(qū)對礦床直接充水的可能性不 大，一般是首先補(bǔ)給含水層，而后進(jìn)入礦井，成為礦井間接充水水源。 （2）地表水 礦井附近主要地表水體雙洎河自西向東流經(jīng)北部區(qū)外，1985 年 3 月 11 日于超 化和樊寨附近分別實(shí)測了雙洎河流量，上游超化附近流入量為 2.0295m3/s，下游樊 寨附近流出量為 2.0427m3/s，出入基本平衡，說明了雙洎河沒有滲透現(xiàn)象，對礦井 充水的可能性不大。區(qū)內(nèi)僅有的一條季節(jié)性河流－麻河在雨季從礦區(qū)西南向東北穿 過礦區(qū)中部流入礦區(qū)東北部的淮河二級支流雙洎河，在正常年份或干旱季節(jié)往往斷 流而在礦區(qū)中部滯留并形成龜山寨泉池洼地。它接受上游老姜窩小型水庫水，盡管 水量較小，但它易通過地表小司溝斷裂帶等滲透到二 1 煤層礦井。 （3）地下水 地下水包括二 1 煤層頂板砂巖孔隙裂隙承壓水、二 1 煤層底板巖溶裂隙承壓水 和斷裂斷水。 9 二 1 煤層頂板砂巖孔隙裂隙承壓水是礦床充水水源之一，但其富水性弱，補(bǔ)給 條件差，多以淋水或滲水的形式進(jìn)入礦井，水量 0.007～30.4m3/min，易于疏排， 對礦床不會形成較大的充水，充水意義不大。 構(gòu)造裂隙水也是地下水的重要組成部份，因此靠近其開采時(shí)，應(yīng)留足斷層煤柱， 以防構(gòu)造裂隙水進(jìn)入礦井。 （4）老空水 礦井的西、西北、東北、東和東南部存在較多越界開采的生產(chǎn)小煤礦和廢棄老 窯，大多具有一定的老窯水。同時(shí)本礦淺部也存在大量采空區(qū)，其間也會存在大量 積水，它和周圍老窯水共同組成了本礦下一步生產(chǎn)的頭頂“懸水”—老空水。老空 水突水時(shí)它具有來勢猛，水量大的特點(diǎn)，所以要留足邊界保護(hù)煤柱。 1.8 地質(zhì)條件 1.8.1 瓦斯 煤礦瓦斯包括煤層瓦斯和其圍巖瓦斯。本報(bào)告暫不討論圍巖中瓦斯含量。該礦 系統(tǒng)的瓦斯地質(zhì)勘探和研究為 1965-1966 年 125 隊(duì)提交的《平陌-超化勘探區(qū)最終 （精查）地質(zhì)報(bào)告》 。通過大量的采樣化驗(yàn)和測試分析，該報(bào)告認(rèn)為超化井田+50m 以淺為 CO2～N 氣帶，+50～-100m 之間為 N～CH4 帶，-100m 以深為 CH4 帶，總體是- 100m 以淺為瓦斯風(fēng)化帶，瓦斯含量較低，以下瓦斯含量相對較高?？傊緟^(qū)二 1 煤層瓦斯含量具有隨煤層埋深增加而增大這一規(guī)律。 超化煤礦目前開采水平-200m 標(biāo)高，2004 年礦井相對瓦斯涌出量 6.48m3/t；2005 年在 22121 采面上下付巷（-200m 以下）掘進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有 2 處共 4 次 瓦斯動力現(xiàn)象，所以從 2005 年起該礦被認(rèn)定為煤與瓦斯突出礦井（豫煤安［2005］ 265 號文） 。2006 年 6 月在有關(guān)單位協(xié)助下，超化煤礦選擇有代表性的 15 各測點(diǎn)進(jìn) 行瓦斯等級和二氧化碳涌出量的鑒定工作，得出礦井絕對瓦斯涌出量 10.57m3/min， 二氧化碳絕對涌出量 3.41m3/min，礦井瓦斯相對瓦斯涌出量 2.76m3/t，二氧化炭相 對涌出量 0.89m3/t，未見瓦斯動力現(xiàn)象及煤與瓦斯突出現(xiàn)象。但該礦仍按煤與瓦斯 突出礦井管理。 總之，礦井瓦斯賦存具有不均衡性。建議礦井在采掘生產(chǎn)過程中，在地壓大、 煤厚及產(chǎn)狀驟變地段、斷裂帶尖滅處附近等地段，應(yīng)加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測、礦井通風(fēng)等措 施，預(yù)防瓦斯聚集、涌出、突出的現(xiàn)象和事故發(fā)生，防患于未然。 10 1.8.2 煤塵爆炸性 據(jù) 3804 孔二 1 煤采樣測試結(jié)果表明：本區(qū)二 1 煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，火焰長 5cm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量 45％。2005 年 5 月 8 日煤炭科學(xué)研究總院重慶分院 所作爆炸性試驗(yàn)為：火焰長 20cm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量 50％，鑒定結(jié)果為二 1 煤塵具有爆炸性。建議本礦在采煤生產(chǎn)中加強(qiáng)灑水等降塵防爆措施，嚴(yán)防爆炸事故。 1.8.3 煤的自燃傾向 煤硫容易氧化燃燒。該礦二 1 煤全硫（ST，D）鉆孔含量 0.14-2.05％，平均 0.45％（22 點(diǎn)） ，折算后 0.30％，2006 年該礦兩個煤層煤樣全硫 0.36～0.38%,平均 0.37%，其含量均不是很高，總體屬特低硫煤。2002 年 5 月經(jīng)重慶煤分院鑒定，二 1 煤 T 氧＝372℃，T 原＝378℃，T 還＝380℃，ΔT＝8℃，＜25℃，鑒定結(jié)果為Ⅳ 級不自燃，最短自燃發(fā)火期為 72 天。 另外，本礦西部的東風(fēng)礦井 1957 年、火石門煤礦 1958 年曾先后發(fā)生 1～5 次二 1 煤層自燃現(xiàn)象，原因是煤層吸收空氣中氧使其氧化而致。據(jù)鄰區(qū)超化井田外圍詳 查二 1 煤 ΔT1-3 為 5～7℃，應(yīng)屬Ⅳ級不自燃煤。 盡管如此，煤層自燃與采煤工藝和技術(shù)管理所采取的防護(hù)措施有關(guān)。建議加強(qiáng) 采煤和運(yùn)銷中的煤炭管理，盡量減少原煤暴露時(shí)間，防止煤層自燃現(xiàn)象發(fā)生。 1.8.4 地溫 本礦現(xiàn)在-200m 水平開采，據(jù)礦井實(shí)測，二 1 煤層底板溫度一般在 22～25℃左 右，未發(fā)現(xiàn)熱害現(xiàn)象。另據(jù)超化井田外圍詳查資料，外圍二 1 煤層埋深在 729.78～914.65m 時(shí)底板溫度為 21.6～28.6℃；恒溫帶深度在 25～90m 之間，平均 約為 55m；恒溫帶溫度 13.8～18.4℃，平均 16.2℃；地溫梯度在 0.9～1.4℃/100m 之間，平均 1.2℃/100m。所以，初步認(rèn)為該區(qū)為地溫正常區(qū)，不存在熱害。 11 2 礦井儲量年產(chǎn)量及服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 煤田范圍劃分的原則 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： (1)井田范圍內(nèi)的儲量，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）等； (4)合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。 根據(jù)以上原則，礦井井田北以超化斷層為界，南部陽臺斷層，龜山斷層，崔莊 層為界，東，西方向均以人為邊界為界。 2.1.2 井田特征 井田由超化斷層，陽臺斷層，龜山斷層，及崔莊層四條斷層將井田隔斷，整個 井田面積約 9.7km2,由于井田被斷層隔開，故無擴(kuò)大的可能。井田中有崔拐斷層，它 將對采區(qū)回采工作產(chǎn)生一定影響。 井田走向較長，平均走向長度約為 5km；井田傾向長度平均約為 3km，井田大致 呈梯形分布。 煤層上部較平緩，近水平分布，平均約為 7°下部煤層傾角增大，約為 20°。 2.2 礦井工業(yè)儲量 本礦井設(shè)計(jì)對二 1煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，二 1煤層厚 3.5 m。 本次儲量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的 1∶5000 煤層底板等高線圖上計(jì)算的， 儲量計(jì)算可靠。 12 井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、 容重及厚度相乘所得，其公式一般為： Zg=S×M×R 其中：Z g——礦井的工業(yè)儲量，t； S ——井田的傾斜面積，km 2； M——煤層的厚度，m； R ——煤的容重，t/m 3，取 R=1.45 t/m3。 則：Z g=66969441×3.5×1.45/cos7°+3767029×3.5×1.45/ cos20° =53104651 t=5310 萬 t 2.3 礦井可采儲量 2.3.1 邊界煤柱 邊界煤柱可按下列公式計(jì)算 Z1=L×B×M×R 其中： Z 1——邊界煤柱損失量，m； L——邊界保護(hù)煤柱寬度，m； B——邊界長度，m； M——煤層厚度，m； R——煤的容重，t/m 3，取 R=1.45t/m3。 井田邊界煤柱按一側(cè) 40m 的寬度留置，總長度為 13235m。 則井田的邊界煤柱為： Z1=13235×40×3.5×1.45 =2686705t= 268.6705 萬 t 2.3.2 斷層保護(hù)煤柱 斷層兩側(cè)保護(hù)煤柱由于水大以及落差較大，可按每側(cè) 40m 寬度留置，井田內(nèi)有 斷層一條，周長為 1865m，因此斷層保護(hù)煤柱損失量為： Z2=1865×40×3.5×1.45×2 =757190 t= 75.7190 萬 t 13 2.3.3 工業(yè)廣場煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 5-22 條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為 12~13 公頃/百 萬噸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 60 萬噸/年，則 0.6×（12~13）=7.2~7.8，在此取工 業(yè)廣場占地面積為 7.5 公頃，即 7.5 萬 m2。所以取工業(yè)廣場的尺寸為 274m×274m 的 正方形。在計(jì)算礦井可采儲量時(shí)，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱可按井田工業(yè)儲量的 7%留置， 因此工業(yè)廣場的煤柱量為：Z 3=53104651×7%=3717326t=371.7326 萬 t 2.3.4 保護(hù)煤柱總量 合計(jì)煤柱為 P =Z1+Z2+Z3 =268.6705+75.7190 +371.7326 =716 萬 t 綜合以上計(jì)算，則礦井的可采儲量按下式計(jì)算： Zk=(Zg-P) ×C 其中：Z k----礦井的可采儲量，t； Zg----礦井的工業(yè)儲量，t； P ----保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久 煤柱損失量，t； C ----采區(qū)采出率。 礦井的設(shè)計(jì)可采儲量可采儲量為： Zk=(Zg-P) ×C =(5310-716) ×80% =3675 萬噸 即礦井設(shè)計(jì)可采儲量為 3675 萬噸。 2.4 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，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計(jì)算， “三八”制作業(yè)（二班生產(chǎn)，一班檢修） ，每日二班出煤，凈提升時(shí)間 為 16 小時(shí)。 14 2.5 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.5.1 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn) 能 力 主 要 根 據(jù) 礦 井 地 質(zhì) 條 件 、 煤 層 賦 存 情 況 、 開 采 條 件 、 設(shè) 備 供 應(yīng) 及 國 家 需 煤 等 因 素 確 定 。 針對超化礦的實(shí) 際 情 況 ： 主 采 二 1 煤 層 ， 平 均 厚 度 為 3.5m； 瓦 斯 涌 出 量 較 大 等 ， 采 用 綜 合 機(jī) 械 化 的 開 采 方 法 。 所 以 根 據(jù) 以 上 條 件 ， 確 定 本 礦 井 的 年 設(shè) 計(jì) 生 產(chǎn) 能 力 為 60 萬 t/年 。 2.5.2 井型校核 下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，及輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力、儲量條件及安全條 件等因素對井型進(jìn)行校核。 (1)礦井開采能力校核 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，該礦井由于煤層地質(zhì)條 件好，主采煤層二 1煤煤層較厚，可 布 置 一 個 綜 采 工 作 面 保 產(chǎn) ， 煤 層 開 采 能 力 能 滿 足 礦 井 設(shè) 計(jì) 生 產(chǎn) 能 力 。 (2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本設(shè)計(jì)的礦井為中型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓。主井采用 1 對 6t 提升 箕斗，提升能力大，能 滿 足 提 升 方 面 的 要 求 。 大巷采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能 力很大，原煤外運(yùn)不成問題。輔助運(yùn)輸 1 噸材料車和人車運(yùn)輸，機(jī)動性強(qiáng)。井底車 場采用梭式車場，調(diào)車方便，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán) 節(jié)完全能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 (3)通風(fēng)安全條件的校核 礦井 瓦 斯 涌 出 量 為 15m3/t， 屬 于 高 瓦 斯 突 出 性 礦 井 。 煤 塵 有 爆 炸 性 危 險(xiǎn) 。 水 文 地 質(zhì) 條 件 簡 單 ， 正 常 涌 水 量 為 380 m3/h。 礦井通風(fēng)在第一水平初期掘進(jìn)時(shí) 采用并列式通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)簡單。通風(fēng)系統(tǒng)貫通后，通過風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng) 的要求。 (4)儲量條件校核 井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年 限。 15 礦井服務(wù)年限的公式為： T=Zk/(A×K) 其中：T ——礦井的服務(wù)年限，a； Zk——礦井的可采儲量,t ； A ——礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，60 萬 t/a； K ——礦井儲量備用系數(shù)，取 1.4。 則：T =3675/（60×1.4） =44a (5)第一水平服務(wù)年限校核 第一水平的可采儲量為 2352 萬 t，那么第一水平的服務(wù)年限的計(jì)算公式為： t=Zk1/(A×K) 其中：t ——礦井第一水平的服務(wù)年限，a； Zk1——礦井第一水平的可采儲量,t ； A ——礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，60 萬 t/a； K ——礦井儲量備用系數(shù)，取 1.4。 則： t =2352/（60×1.4） =28a 不同礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)礦井服務(wù)年限如表 2—5—2—a 所表示。 表 2—5—2—a 不同礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)礦井服務(wù)年限 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 煤層傾角 （Mt/a） （a） 緩斜 傾斜 急斜 3.0~5.0 60 35 1.2~2.4 50 30 25 20 0.45~0.9 40 25 20 15 16 本礦井分水平儲量分配表，詳見表 2—5—2—b 表 2—5—2—b 礦井分水平儲量分配表 由以上兩表可知，第一水平服務(wù)年限為 28 年25 年，滿足 60 萬噸礦井第一水 平服務(wù)年限的要求。 開采水平 工業(yè)儲量（萬 t） 可采儲量（萬 t） 服務(wù)年限（a） -150 水平 3398 2352 28 -450 水平 1912 1323 16 合計(jì) 5310 3675 44 17 3 井田開拓 井田開拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告和其它補(bǔ)充 資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開采水平服 務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定，主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深 度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運(yùn)輸 系統(tǒng)。 3.1 井田開拓的基本問題 3.1.1 開拓方式比較 平硐、斜井與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較 平硐開拓的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，費(fèi)用低，但受地形及埋藏 條件限制，只適用于賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地帶，并且要便于布置工業(yè)場地。 斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設(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；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底 車場及硐室都比立井簡單，井筒延深施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層 的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜 井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。 與立井開拓相比，斜井開拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深 度有限；通風(fēng)路線長、阻力大，管線長度長；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工 技術(shù)復(fù)雜。對井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需特 殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。 根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮超化礦的實(shí)際情況， 采用立井開拓較好。 根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在本井田 的中部設(shè)立主，副井筒各一個。主井用來提升煤炭，副井用來運(yùn)送人員、材料、矸 石及通風(fēng)等。 18 本礦井的瓦斯含量較大，屬于高瓦斯礦井。礦井改變必須保證礦井通風(fēng)。同時(shí) 考慮到井田的實(shí)際，確定第一水平初期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用對角式通風(fēng)， 即第一水平后期在井田上部東，西角各打一風(fēng)井，以保證礦井的正常通風(fēng)。 3.1.2 井筒位置的確定 （1）井筒位置的確定原則 a.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(yùn)輸大巷 的布置，石門的工程量要盡量少； b.有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村； c.井田兩翼的儲量基本平衡； d.井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱 巖層； e.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的威脅； f.工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤； g.水源、電源較進(jìn)，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 (2)井筒位置的確定 考慮以上井筒位置確定原則，并結(jié)合礦井實(shí)際情況，最終確定主、副井筒位于 井田的中部，有利于減少礦井保護(hù)煤柱損失；同時(shí)，便于第二水平井筒延深。 風(fēng)井井口位置的布置在井田上部東，西各一個。 綜合以上因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井井筒布置位置如下： 表 3—1—2 井筒位置坐標(biāo) 井筒名稱 Y X Z 副井 38446178 3812245 220 主井 38446169 3812201 220 東風(fēng)井 38448394 3812616 220 西風(fēng)井 38445554 3813293 220 3.1.3 工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定 工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素： 19 盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局； 占地要少，盡量做到不搬遷村莊； 盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場地的標(biāo)高要高于最高洪水位； 盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。 根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場與主副井筒布置位置相同，工業(yè) 廣場面積約 7.5 公頃，定為 274m×274m 的正方形。 一 17.5182.5 -450-1+20 3.2 井田開拓的方案的確定 3.2.1 開采水平的確定 本礦井煤層最高出標(biāo)高 100m，煤層埋藏最深處達(dá)-600m，垂直高度達(dá) 700m，而- 450 以下煤的儲量較少。 對于本礦井開采水平的確定，可考慮劃分為兩個水平。第一水平標(biāo)高為-150m， 第二水平標(biāo)高為-450m。延深方式既可以選擇立井延深，也可以選擇暗斜井延深；大 巷可以采用巖巷布置。 3.2.2 井田開拓的方案比較 本井田開拓方式的選擇，主要考慮超化礦的具體情況。 因此，提出以下三個方案： 方案一：立井兩水平，一水平-150m，二水平-450m，直接延深 方案二：立井兩水平，一水平-150m，二水平-450m，暗斜井延深 方案三：立井三水平，一水平-100m，二水平-300m，三水平-500m 直接延深 三種開拓方案的開拓示意圖見圖 3—2—2 所表示。 20 一 -450-150+201094.21029.4182.57-4501一+2 +20108.794.06-3051一 圖 3—2—2 方案比較圖 21 從以上方案的簡圖可以對方案一和方案三進(jìn)行直接比較，一方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡 單可靠，方案三比方案一多開設(shè)立井井筒，階段石門和立井井底車場 ，并相應(yīng)的增 加了井筒和石門的運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用所以在方案一和方案三中決定選擇方案一。 余下的一，二方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求，兩者 要通過經(jīng)濟(jì)比較才能夠確定其優(yōu)劣。 基建工程量 時(shí)期 項(xiàng)目 方案一 方案二 主井井筒/m 350+20 350+20 副井井筒/m 350+5 350+5 井底車場/ m 1000 1000 主石門/m 0 0 早期 運(yùn)輸大巷/m 1000 1000 主井井筒/m 300 915 副井井筒/m 300 915 井底車場/m 1000 300+500 主石門/m 850 0 后期 運(yùn)輸大巷/m 2630 2630 基建費(fèi)用表 方案一 方案二 項(xiàng)目 工程量 / m 單價(jià)/ 元*m-1 費(fèi)用/ 萬元 工程量/ m 單價(jià)/ 元*m-1 費(fèi)用/ 萬元 主井井筒 370 3000 111 370 3000 111 副井井筒 355 3000 106.5 355 3000 106.5 井底車場 1000 900 90 1000 900 90 主石門 0 800 0 0 800 0 運(yùn)輸大巷 1000 800 80 1000 800 80 早期 小計(jì) 387.5 387.5 主井井筒 300 3000 90 915 3000 274.5 副井井筒 300 3000 90 915 3000 274.5 井底車場 1000 900 90 300+500 900 72 主石門 850 800 68 0 800 0 運(yùn)輸大巷 2630 800 210.4 2630 800 210.4 后期 小計(jì) 548.4 831.4 共計(jì) 935.9 1218.9 22 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 項(xiàng) 目 方案一 方案二 石 門 運(yùn) 輸 1.2×1323×0.85×0.381=514.1 0 提 升 1.2×1323×0.65×0.85=877.1 1.2×1323×0.915×0.48=697. 3 1.2×1323×0.35×1.02=566.8 排 水 380×24×365×16×0.1525×10-4 =812.2 380×24×365×16（0.063+0.1 27）×10-4=1012 合 計(jì) 2203.2 2276.1 費(fèi)用總表 方案一 方案二 項(xiàng)目 費(fèi)用/萬元 百分率/% 費(fèi)用/萬元 百分率/% 基建工程費(fèi) 用 935.9 100 1218.9 130 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 用 2203.2 100 2276.1 103 總費(fèi)用 3139.1 100 3495 111 從上面的表格中的計(jì)算可以看出，方案二的總費(fèi)用要比方案一的高出 11%，很 明顯方案一要比方案二優(yōu)越的多，所以決定采用方案一。 3.3 井筒 (1)主井 主井主要用于提煤。井筒直徑 5.0m，采用 6t 多繩摩擦式提煤箕斗進(jìn)行煤炭提 升。支護(hù)材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；井壁厚度：基巖 段 350mm，凍結(jié)段 700mm。井筒裝備有鋼絲繩罐道，井深 390m。 主井井筒斷面布置如下： 23 (2)副井 主要用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。為防止斷 繩事故，設(shè)有防墜器。井筒凈直徑 6.0m。支護(hù)材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié) 段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；井壁厚度：基巖段 400mm，凍結(jié)段 800mm。井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩 罐道、梯子間、電纜線和水管管道等。井深為 375m。 副井井筒斷面布置如下： 副 井 斷 面 圖 601450570216233主 井 斷 面 圖 24 (3)風(fēng)井 風(fēng)井主要用于回風(fēng)兼作礦井的安全出口。配備有梯子間及管路、電纜等。采用 砼支護(hù)，井壁厚度為 300mm，井深 120m。 風(fēng)井井筒斷面布置如下： 表 3－3 井筒特征 井筒名稱 主井 副井 風(fēng)井 用途 提煤 提料、矸、人、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 6t 箕斗 1t 雙層單車罐籠 —— 井筒傾角（°） 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒深度（m） 390 375 120 凈 （ ）219.6 28.3 12.6斷面積 掘 （ ） 25.5 36.3 16.6 風(fēng) 井 斷 面 圖 25 3.4 井底車場 井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總 稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸、下料、供電和升 降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)輸能力，并應(yīng)滿足礦井不斷持續(xù)增 產(chǎn)的需要。為此，井底車場的設(shè)計(jì)通過能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力 30～50﹪。其次， 在滿足井底車場通過能力的前提下應(yīng)盡量減少其掘砌體積，而且井底車場應(yīng)便于管 理和安全操車。 結(jié)合超化礦的實(shí)際情況，采用梭式車場，具體參照井底車場平面圖。 3.4.1 道岔的選型 單開道岔：DK630/5/15 主要尺寸為 a=3967 b=4333 l=8300 轍叉角為 11° 18'36“ 對稱道岔：DC630/3/15 主要尺寸為 a=2560 b=2852 l=5375 轍叉角為 18° 26'06“ 渡線道岔：DK630/5/1514 主要尺寸為 a=3967 b=4333 l=14934 轍叉角為 11°18'36“ 3.5 基本巷道斷面 26 機(jī)軌合一大巷 斷 面 特 征 表 掘進(jìn)斷 面 凈斷面 凈周長 最大風(fēng)量巷道規(guī)格 （m 2） （m 2） （m） 支護(hù)形 式 （m 3/s） 5200mm×4300mm 21.8 20.5 18.8 砌碹 60.5 斷 面 特 征 表 掘進(jìn)斷面 凈斷面 凈周長 最大風(fēng)量巷道規(guī)格 （m 2） （m 2） （m） 支護(hù)形式 （m 3/s） 6000mm×3100mm 15.8 15.3 15.36 錨桿 55.63 27 斷 面 特 征 表 掘進(jìn)斷面 凈斷面 凈周長 最大風(fēng)量巷道規(guī)格 （m 2） （m 2） （m） 支護(hù)形式 （m 3/s） 6000mm×3100mm 16 15.3 16.27 錨桿 60.17 101025 10252450 1505 450 170250 150運(yùn) 輸 上 山 斷 面1 ： 28 4 準(zhǔn)備方式—采區(qū)巷道布置 4.1 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)的原則 在一定的地質(zhì)開采技術(shù)條件下，準(zhǔn)備巷道的布置直接關(guān)系著礦井和 工作面生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。準(zhǔn)備巷道的布置方式成準(zhǔn)備方式。合理的 準(zhǔn)備方式，通常在技術(shù)可行的多種準(zhǔn)備方式中進(jìn)行技術(shù)比較后確定。確 定合理的準(zhǔn)備方式一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： (1)有利于礦井合理集中生產(chǎn)，使采區(qū)有合理的生產(chǎn)能力和增產(chǎn)能力； (2)安全生產(chǎn)條件好，符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定； (3) 保證具備完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的效能， 并為采用新技術(shù)、發(fā)展綜合機(jī)械化和自動化創(chuàng)造有利條件； (4) 要技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、盡量簡化巷道系統(tǒng)，減少設(shè)備占用率 和生產(chǎn)成本費(fèi)用，便于采區(qū)和工作面的正常接替； (5)煤炭損失少，有利于提高采出率。 4.2 采區(qū)走向長度的確定 確定采區(qū)走向長度需要考慮地質(zhì)、開采和生產(chǎn)技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)因素。 A. 了便于布置帶采區(qū)巷道，往往以較大的地質(zhì)構(gòu)造作為采區(qū)邊界。 本煤層為不易自然發(fā)火層，所以對采區(qū)長度不易太大。 B. 技術(shù)上主要考慮區(qū)段巷道的運(yùn)輸、掘進(jìn)和供電問題，本區(qū)段平巷 采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，一臺輸送機(jī)鋪設(shè)長度可達(dá) 500～1500m。 c. 合理的采區(qū)走向長度，不但要求在技術(shù)上切實(shí)可行，而且在經(jīng)濟(jì) 上應(yīng)合理，使噸煤費(fèi)用降低。緩傾斜煤層雙翼一般不小于 1000m，采區(qū) 采用綜合機(jī)械化，采區(qū)走向可達(dá) 2500m 以上，綜合本礦井實(shí)際情況，本 礦井首采區(qū)走向長度為 2000 米。 29 4.3 工作面長度的確定 根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：綜采面長度一般不小于 160m。但結(jié)合本礦井的 實(shí)際情況，采區(qū)工作面的長度為 170m 可以滿足產(chǎn)量的要求，確定采區(qū) 工作面的長度為 170m。煤層有自燃性，發(fā)火期 3～6 個月，為了減少發(fā) 火危險(xiǎn)擬選擇完全沿空掘巷技術(shù)，而且本采區(qū)地質(zhì)條件也允許采用沿空 掘巷，盡量不留煤柱，減少自然發(fā)火危險(xiǎn)。 4.4 采區(qū)上下山布置及采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 首采區(qū)設(shè)有三條上山，回風(fēng)上山層位較高，軌道上山和運(yùn)輸上山層 位較低，運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)，每條上山走向距離 25m，回風(fēng)上山比其 它二條上山高 10m 左右。 由于礦井第一水平采用對角式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，兩風(fēng)井回風(fēng)。開拓 巷道布置二條巖石上山（軌道上山和回風(fēng)上山）和一條煤層上山（運(yùn)輸 上山） ，軌道上山主要用于進(jìn)風(fēng)、運(yùn)料、運(yùn)矸和行人，運(yùn)輸上山主要用 于運(yùn)煤，回風(fēng)上山專用于回風(fēng)。它們通過采區(qū)車場和采區(qū)進(jìn)風(fēng)平巷及回 風(fēng)平巷進(jìn)行連接，再和工作面相連接。 4.5 采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)的確定 綜合考慮煤層開采條件、開采順序、運(yùn)輸能力、機(jī)械化程度、管理 水平、采掘接替等因素，當(dāng)采用綜采時(shí)，采區(qū)內(nèi)布置一個工作面。即 “一礦一面” ，一面生產(chǎn)，一面?zhèn)溆谩?4.6 煤層和工作面的開采順序和接替順序 本井田主采煤層為二 1 煤，采用上山布置，進(jìn)風(fēng)平巷和回風(fēng)平巷采 用沿空掘巷，采區(qū)內(nèi)采用留置保護(hù)煤柱保護(hù)上下山開采，開采順序如下 圖 4—6 所示，它的接替順序?yàn)椋?，2，3，4，5，6…… 30 1357246890 圖 4-6 工作面接替順序 4.7 確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式 (1) 尺寸 順槽的尺寸應(yīng)能滿足綜放工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要，由 此確定順槽的尺寸為 4800mm×3100mm。 (2)支護(hù)方式 采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)，這種支護(hù)方式經(jīng)濟(jì)效益好，且掘進(jìn)速度 快。 (3)掘進(jìn)通風(fēng) 采用壓入式局扇進(jìn)行通風(fēng)，局扇應(yīng)在新鮮風(fēng)流處。 4.8 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采，通風(fēng)方式采用 U 型通風(fēng)方式。這種 通風(fēng)方式有風(fēng)流系統(tǒng)簡單，漏風(fēng)小的優(yōu)點(diǎn)。 風(fēng)流系統(tǒng)為：副井→井底車場→大巷→軌道上山和運(yùn)輸上山→工作 面運(yùn)輸平巷→綜采工作面→工作面軌道平巷→回風(fēng)上山→風(fēng)井 運(yùn)煤系統(tǒng)為：綜采工作面→工作面運(yùn)輸平巷→運(yùn)輸上山→溜煤眼→ 大巷→井底煤倉→主井 運(yùn)料系統(tǒng)為：副井→井底車場→大巷→軌道上山→工作面軌道平巷 31 →綜采工作面 運(yùn)矸系統(tǒng)為：綜采工作面→工作面軌道平巷→軌道上山→大巷→井 底車場→副井 排水系統(tǒng)為：工作面污水→軌道上山→大巷→井下中央泵房→地面 供電系統(tǒng)為：高壓電纜由井底中央變電所→大巷→經(jīng)采區(qū)變電所降 壓→回采和掘進(jìn)工作面的配電點(diǎn)及輸送機(jī)，絞車等用電地點(diǎn) 供水系統(tǒng)為：由地面儲水池→專用管道→采區(qū)用水地點(diǎn)（主要用于 防塵噴霧） 4.9 采區(qū)硐室 絞車房：設(shè)在軌道上山頂部用于提升。 變電所：設(shè)在軌道上山中部，用于采區(qū)供電降壓。 32 5.采煤方法 5.1 采煤方法原則 本礦的煤層賦存條件簡