新莊煤礦1.5 Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖-采礦工程.zip,新莊煤礦1.5,Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖-采礦工程,新莊,煤礦,1.5,Mta,設(shè)計(jì),CAD,采礦工程 任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)日期：20XX年3月12日 至 20XX年6月8日 設(shè)計(jì)題目： 新莊煤礦1.5 Mt/a新井設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)專題題目： 深部巷道錨桿支護(hù)技術(shù) 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 以實(shí)習(xí)礦井新莊煤礦條件為基礎(chǔ)，完成新莊煤礦1.5Mt/a新井設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：礦井概況、礦井工作制度及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、井田開(kāi)拓、首采區(qū)設(shè)計(jì)、采煤方法、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井運(yùn)輸提升等。 結(jié)合煤礦生產(chǎn)前沿及礦井設(shè)計(jì)情況，撰寫(xiě)一篇關(guān)于無(wú)軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)在煤礦井下應(yīng)用的專題論文。 完成2010年《國(guó)際巖石力學(xué)與采礦科學(xué)雜志》上與采礦有關(guān)的科技論文翻譯一篇，題目為“Effect of strain rate on the mechanical properties of salt rock”，論文4526字符。 院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：  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。 一般部分為新莊礦二號(hào)煤150萬(wàn)t新井設(shè)計(jì)，共分10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(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(kāi)拓；5.準(zhǔn)備方式-采區(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)與安全技術(shù)；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 新莊礦位于豫、皖兩省交接的永城市東部，行政區(qū)劃分苗橋、茴村兩鄉(xiāng)管轄，上級(jí)主管部門(mén)為河南省神火集團(tuán)，井田東部及北部以人為邊界與安徽皖北礦務(wù)局劉橋二礦分界，西以王莊斷層（F21)與葛店煤礦擴(kuò)大區(qū)毗鄰，南至煤層露頭線。礦井范圍由11個(gè)邊界拐點(diǎn)連線圈定，其邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表1.1。南北長(zhǎng)約7.5Km東西寬約3Km，面積約22.5Km2。井田內(nèi)主采煤層一層，即二2煤層，平均傾角8°，煤層平均厚4.2 m。礦井最大涌水量為300m3/h。礦井屬于低瓦斯礦井，煤層無(wú)爆炸危險(xiǎn)性，并且煤層無(wú)自然發(fā)火傾向。新莊礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，服務(wù)年限為50a。礦井工作制度為“四六制”。礦井的采煤方法主要為傾斜長(zhǎng)壁大采高一次采全厚綜合機(jī)械化開(kāi)采。礦井開(kāi)拓方式為立井兩水平開(kāi)拓。 礦井布置一個(gè)工作面生產(chǎn)，一個(gè)工作面?zhèn)溆茫晟a(chǎn)能力為1.5Mt/a。工作面長(zhǎng)度為250m。運(yùn)輸大巷采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，大巷輔助運(yùn)輸采用礦車(chē)運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為混合式通風(fēng)，初期采用中央并列式，后期采用混合式通風(fēng)。 礦井年工作日為330 d，每天凈提升時(shí)間16 h。礦井工作制度為：實(shí)行“四六”制。 專題部分題目是錨桿支護(hù)巷道頂板離層臨界值的分析。 翻譯部分是一篇關(guān)于在掘進(jìn)工程中煤與瓦斯突出防治技術(shù)的研究與應(yīng)用，英文原文題目為：Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal 關(guān)鍵詞：新井設(shè)計(jì)； 立井； 綜采； 中央并列式；  ABSTRACT This design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper. The general design is about a 2.4 Mt/a new underground mine design of Dingji coal mine. It contains ten chapters: 1.overview and the geographical features of the mining field; 2.boundary and reserves of the mining field; 3.working system, designed mine capacity and mine life; 4.development of mining field; 5.preparation in strip district; 6.coal mining method; 7.underground conveying; 8.mine exaltation; 9.mine ventilation and safety technology; 10.the basic technical and economic index. Dingji coal mine lies in Huainan, Anhui province.It is in Fengtai town, the traffic is very convenient. Field for 12 ~ east-west direction length, length of north-south tilt 15 km 4 ~ 9 km, 75.55 km2 compartmentalized level area. The minable coal seam of this mine is only 13-1 with an average thickness of 2.1 m and an average dip of 8°, field 216.2 Mt for industrial reserves, recoverable reserves 206.1 Mt, the mine for a service life 66.06. Coal seam hardness coefficient f = 2.3, coal brand for anthracite, coking coal. The mine is high gas, gas emission to the absolute 13.32 m3/min. This mine normal section for 480 m3 / h, maximum section for 620m3 / h. This mine adopts vertical shaft development with one mining level,the prophase development used central paratactic type ventilation, set up a compartmentalized later in the south wind Wells border. Simple as mine geological conditions, and is gently inclined seam, so the whole layout of the mine by band, the system simple and reliable.A coal mining method side, for ore longwall comprehensive mechanized mining methods. Coal transport using rope core tape, auxiliary transport by electric locomotive. We work 330 days per year ,and exaltate 16 hours one day .The “four–six” working system is applied for coal mining . The monographic study is the excavation project on coal and gas outburst prevention and control technology research and application, the English text titled: Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal Keywords：New design of mine; Shaft ; Fully mechanized; Centralized juxtapose ventilation  目錄 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位置及范圍 1 1.1.2交通 1 1.1.3自然地理和經(jīng)濟(jì)概況 1 1.2 井田地質(zhì)特征 2 1.2.1地層 2 1.2.2構(gòu)造 4 1.2.3煤層 6 1.2.4煤質(zhì) 8 2 井田境界和儲(chǔ)量 10 2.1 井田境界 10 2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 10 2.3 礦井可采儲(chǔ)量 11 2.4 安全煤柱留設(shè)原則 12 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 14 3.1礦井工作制度 14 3.2確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 14 3.3礦井服務(wù)年限 15 4 井田開(kāi)拓 16 4.1 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 16 4.1.1井筒形式、數(shù)目及位置 16 4.1.2工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積 19 4.1.3確定開(kāi)采水平的數(shù)目、位置和標(biāo)高 19 4.2 礦井基本巷道 27 4.2.1井筒 27 4.2.2井底車(chē)場(chǎng)及硐室 31 4.2.3主要開(kāi)拓巷道 33 5 準(zhǔn)備方式 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 38 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 41 5.3帶區(qū)車(chē)場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 42 6 采煤方法 44 6.1 采煤工藝方式 44 6.1.1 采煤方法的選擇 44 6.1.2 回采工作面長(zhǎng)度的確定 44 6.1.3 工作面的推進(jìn)方向和推進(jìn)度 44 6.1.4 綜采工作面的設(shè)備選型及配套 45 6.1.5 各工藝過(guò)程注意事項(xiàng) 51 6.1.6 工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù) 52 6.1.7循環(huán)圖表、勞動(dòng)組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 53 6.1.8 綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng) 57 6.2回采巷道布置 58 6.2.1回采巷道布置方式 58 6.2.2回采巷道參數(shù) 58 7 井下運(yùn)輸 59 7.1概述 59 7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 59 7.1.2煤層及煤質(zhì) 59 7.1.3運(yùn)輸距離和輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì) 59 7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 59 7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 60 7.2.1設(shè)備選型原則： 60 7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 60 7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選 62 7.3.1主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 62 7.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 62 7.3.3運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算 64 8 礦井提升 65 8.1礦井提升概述 65 8.2主副井提升 65 8.2.1主井提升 65 8.2.2副井提升設(shè)備選型 66 9 礦井通風(fēng)及安全 69 9.1礦井地質(zhì)、開(kāi)拓、開(kāi)采概況 69 9.1.1礦井地質(zhì)概況 69 9.1.2開(kāi)拓方式 69 9.1.3開(kāi)采方法 69 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫(kù)` 70 9.1.5工作制、人數(shù) 70 9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 70 9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 70 9.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 70 9.2.3礦井通風(fēng)方法的選擇 71 9.2.4帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 72 9.2.5帶區(qū)通風(fēng)方式的確定 72 9.3礦井風(fēng)量計(jì)算 73 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 73 9.3.2各用風(fēng)地點(diǎn)的用風(fēng)量和礦井總用風(fēng)量 73 9.3.3風(fēng)量分配 78 9.4礦井阻力計(jì)算 79 9.4.1計(jì)算原則 79 9.4.2礦井最大阻力路線 79 9.4.3計(jì)算礦井摩擦阻力和總阻力： 80 9.4.4兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔 82 9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 84 9.5.1選擇主要通風(fēng)機(jī) 84 9.5.2電動(dòng)機(jī)選型 87 9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施 87 9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 87 9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施 88 9.6.3防水措施 88 10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 89 深部巷道錨桿支護(hù)技術(shù) 90 1 引言 90 2 開(kāi)采深度與巷道圍巖的變形關(guān)系 90 2.1中國(guó)的研究 90 2.2德國(guó)的研究 91 2.3前蘇聯(lián)的研究 91 3 深井巷道錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論與技術(shù) 92 3.1深井巷道錨桿支護(hù)理論基礎(chǔ) 92 3.2深部巷道錨桿支護(hù)作用機(jī)理 94 3.2.1錨桿錨固力 94 3.2.2徑向錨固力的作用機(jī)理 95 3.2.3切向錨固力的作用機(jī)理 96 3.3深部巷道錨桿支護(hù)技術(shù) 98 3.3.1采用大直徑、高強(qiáng)度、大延伸量錨桿 98 3.3.2增大錨桿預(yù)緊力 99 3.3.3提高錨桿錨固力 99 3.3.4改善錨索性能 100 3.3.5加固幫、角關(guān)鍵部位 101 3.3.6完善錨桿支護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 101 4 工程實(shí)例 102 4.1巷道地質(zhì)及生產(chǎn)條件 102 4.2地應(yīng)力測(cè)量 102 4.3巷道圍巖穩(wěn)定性分類(lèi)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 102 4.4巷道支護(hù)設(shè)計(jì) 102 4.4.1頂板全長(zhǎng)樹(shù)脂錨固高強(qiáng)度錨桿 102 4.4.2兩幫小孔徑加長(zhǎng)樹(shù)脂錨固可伸長(zhǎng)增強(qiáng)錨桿 103 4.4.3底角加強(qiáng)錨桿 104 4.5支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè) 104 4.5.1測(cè)站布置 104 4.5.2頂板巖層離層值 107 4.5.3頂板錨桿受力狀況 108 4.6支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益分析 109 4.6.1支護(hù)效果 109 4.6.2經(jīng)濟(jì)效益分析 109 5 結(jié)論 110 英文原文 112 EFFECT OF STRAIN RATE ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF SALT ROCK 112 1. INTRODUCTION 112 2. SAMPLING AND METHODOLOGY 112 2.2. Test and equipment 113 2.3. Methodology 113 3. EXPERIMENTAL RESULTS 114 3.1. Relationship between strength and strain rate 114 3.2. Relationship between deformation/failure and strain rate 116 3.3. Volume dilation stress during compression 117 4. ‘‘STRESS FLUCTUATION’’ PHENOMENON UNDER LOW STRAIN RATE 117 5. DISCUSSION 118 6. CONCLUSIONS 119 ACKNOWLEDGEMENTS 119 REFERENCES 119 中文翻譯 122 1 概論 122 2 采樣和方法 122 2.1 采樣 122 2.2 測(cè)試和裝置 123 2.3 研究方法 123 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 123 3.1 壓力和應(yīng)變率的關(guān)系 124 3.2 變形與應(yīng)變率的關(guān)系 125 3.3 壓縮過(guò)程中體積膨脹的壓力 126 4 低應(yīng)變速率下的“壓力波動(dòng)”現(xiàn)象 126 5討論 127 6 總結(jié) 127 致 謝 130 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1 礦區(qū)概述 1.1.1位置及范圍 河南神火煤電股份有限公司新莊煤礦位于豫、皖兩省交界的河南省永城市東部，行政區(qū)劃屬苗橋、茴村兩鄉(xiāng)管轄。煤礦東部及北部以人為邊界與安徽省皖北礦務(wù)局劉橋二礦分界，西以王莊斷層（F21）與葛店煤礦毗鄰，南至煤層露頭線。礦井地理座標(biāo)為：經(jīng)度116°38′15″～45″，緯度33°55′10″～55′50″。本次礦井地質(zhì)報(bào)告編制范圍為1998年11月河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳頒發(fā)的新莊煤礦采礦許可證范圍（證號(hào)：4100009920369），礦井范圍由11個(gè)邊界拐點(diǎn)連線圈定，南北長(zhǎng)約7.5km，東西寬約3km，面積約20.366km2。 1.1.2交通 新莊煤礦區(qū)域交通以公路為主。該礦西至永城市24km，東距安徽省淮北市19km，西北120km可達(dá)京九、隴海兩主干鐵路的交通樞紐—商丘車(chē)站，東北94km至津浦、隴海兩鐵路之樞紐—徐州車(chē)站，礦區(qū)內(nèi)部有專用運(yùn)煤鐵路與隴海鐵路相接。其間均有公路連通，路面平坦，雨雪無(wú)阻，交通十分便利， 圖1.1 新莊煤礦交通位置圖 1.1.3自然地理和經(jīng)濟(jì)概況 1）地形地貌 本礦區(qū)處于黃淮沖積平原東部，黃河故道南緣，地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高+31.0左右，相對(duì)高差1～3.5m。本區(qū)全被第三、四系覆蓋。 2）地表水系 本區(qū)屬淮河水系，區(qū)內(nèi)無(wú)地表水體，自北而南有曹溝，王引河、運(yùn)糧河等三條季節(jié)性小河，自西北向東南流入安徽省境內(nèi)匯于淮河。因地勢(shì)平坦，一般河谷寬緩，河床較淺，水流坡度很小。雨季洪水期，近河低洼地段常積水內(nèi)澇成災(zāi)；據(jù)永城市水利局資料，1963年汛期，在二牛、黃飯棚、大小新莊一帶積水深0.5～1.0m。最高洪水位31.79m。干旱季節(jié)，河水位一般低于地下水位，成為排泄地下水的渠道。 3）氣象 本礦區(qū)屬半干燥大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季干燥寒冷，四季氣候變化分明。據(jù)永城市氣象站資料，年平均氣溫14.2℃，絕對(duì)最高氣溫41.5℃(1966年7月18日)，最低氣溫–23.4℃(1969年2月5日)；年平均降雨量847.66mm，年最大降雨量1518.6mm（1963年），年最小降雨量537.7mm（1966年），降雨量多集中于6～8月份，占全年降雨量的50%；年平均蒸發(fā)量1807.4mm，年最大蒸發(fā)量2290.4mm（1966年），結(jié)冰期一般在11月～翌年3月，最大凍土深度為21cm（1977年）；夏季多東南～南風(fēng)，冬季多西北～北風(fēng)，年平均風(fēng)速3.4m/s；最大風(fēng)速20m/s。 4）地震 據(jù)《中國(guó)地震目錄第二集》（1960年版）記載，自公元925年以來(lái)，安徽省肖縣、宿縣一帶微震頻繁，強(qiáng)震不斷，曾發(fā)生強(qiáng)烈地震38次，其中1668年郯城發(fā)生8.5級(jí)強(qiáng)烈地震。 本區(qū)位于郯（城）～廬（江）地震影響帶，根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的“中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18306—2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（河南省部分）”本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震烈度為Ⅵ度。 5）農(nóng)業(yè) 永城市現(xiàn)有耕地面積160×104畝，多屬粘沙兩合土。主要糧食作物有小麥、玉米、大豆、高粱、谷子等，主要經(jīng)濟(jì)作物有棉花、花生、芝麻、油菜和蔬菜等，是優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)基地，全國(guó)糧棉油百?gòu)?qiáng)縣。 6）工業(yè)及礦業(yè)開(kāi)發(fā)概況 永城市形成了建材、冶金、化工、機(jī)電、煤炭、電力、輕紡、造紙、食品、釀酒、電解鋁等工業(yè)體系和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)；礦產(chǎn)資源豐富，為全國(guó)六大無(wú)煙煤生產(chǎn)基地，主要礦產(chǎn)有煤、鐵、花崗巖、膨潤(rùn)土、高嶺土、大理石、礦泉水等23種。 7）水資源 永城市地下水資源豐富，新生界地下水質(zhì)較好，水量水位較穩(wěn)定，是理想的供水水源，可滿足生產(chǎn)、生活用水。 8）電力 永城市工業(yè)較為發(fā)達(dá)，電源條件好，礦區(qū)有多座電廠和變電站，可滿足礦井用電。 1.2 井田地質(zhì)特征 1.2.1地層 新莊煤礦屬于華北地層區(qū)魯西分區(qū)徐州小區(qū)，礦區(qū)內(nèi)無(wú)基巖出露，全被新生界所覆蓋。根據(jù)鉆孔揭露，區(qū)內(nèi)地層由老到新依次發(fā)育有奧陶系中統(tǒng)馬家溝組；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，上統(tǒng)上石盒子組和新生界第三系、第四系。其中石炭～二疊系為主要含煤地層。 1）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2m） 井田內(nèi)僅106孔及Y21 孔揭露該組地層，其厚度大于39.93m，巖性為灰色厚層狀石灰?guī)r,質(zhì)較純，裂隙發(fā)育，具縫合線及方解石細(xì)脈。與上覆本溪組呈平行不整合接觸。 2）石炭系 （1）中統(tǒng)本溪組（C2B） 本組地層僅兩個(gè)鉆孔揭穿，厚度為8.97～14.20m，平均11.58m。與下伏馬家溝組呈平行不整合接觸。下部為紫紅色鐵質(zhì)泥巖（古風(fēng)化殼沉積），含砂質(zhì)及鋁土質(zhì)包裹體；上部為淺灰色鋁土質(zhì)泥巖，含鮞粒及黃鐵礦散晶，為K1 標(biāo)志層。以鋁土質(zhì)泥巖（K1）頂界面與太原組分界。 （2）上統(tǒng)太原組（C3t） 本組地層厚度94.72～168.17m，平均146.90m。與下伏本溪組呈整合接觸關(guān)系。主要由薄層～中厚層狀石灰?guī)r、深灰～灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、薄層細(xì)砂巖及薄煤層組成，是本井田的含煤地層之一。石灰?guī)r一般10～13層，自下而上依次編號(hào)為L(zhǎng)1～L13。薄煤層一般6～10層，多數(shù)集中于中下部，自下而上依次編號(hào)為一1～一10 ，除一4 煤層局部可采外，其余均不可采。本組以其頂部的黑色海相泥巖頂面與山西組分界。根據(jù)巖性組合特點(diǎn)，依其巖性組合特征自下而上可明顯地劃分為底部砂泥巖段、下部灰?guī)r段、中部砂泥巖段、上部灰?guī)r段四個(gè)巖性段。 3）二疊系（P） 下界起于黑色致密狀海相泥巖（S1）頂。根據(jù)古生物化石組合規(guī)律及巖性特征，自下而上劃分為山西組、下石盒子組、上石盒子組。各組之間以及和下伏太原組之間均為整合接觸。其中山西組、下石盒子組、上石盒子組為含煤地層。根據(jù)沉積旋回、煤巖層特征及其組合規(guī)律劃分為七個(gè)煤段，其中山西組為二煤段，下石盒子組劃分為三～五煤段，上石盒子組劃分為六～八煤段。 （1）下統(tǒng)山西組（P1sh） 上界止于K4紫斑泥巖底面，厚度84.71—136.32m，平均102.70m。與下伏太原組地層整合接觸。主要由深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、中細(xì)粒砂質(zhì)及煤層組成，為本井田主要含煤地層之一。含煤2—3層，自下而上為二1～二3 ，其中二2 煤層全區(qū)普遍可采。下部為灰—深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及中、細(xì)粒砂巖，含極不穩(wěn)定薄煤1層（二1）。砂巖以石英為主，長(zhǎng)石次之，泥質(zhì)膠結(jié)，局部含黃鐵礦散晶，交錯(cuò)層理發(fā)育；泥巖含植物化石。中部主要由粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，夾薄層細(xì)砂巖，含全區(qū)穩(wěn)定可采煤層二2 煤。二2 煤底板富含植物根部化石，可見(jiàn)波狀層理及脈狀層理；二2 煤頂板為砂質(zhì)泥巖或中細(xì)粒砂巖（S2 ，與予西大占砂巖相當(dāng)），為本區(qū)輔助標(biāo)志層。上部主要由中細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖夾薄層泥巖組成。頂部為含紫色斑塊泥巖、具鮞粒，俗稱小紫泥巖。 （2）下統(tǒng)下石盒子組（P1X） 上界止于田家溝砂巖（K7）底面，與下伏山西組呈整合接觸，厚319.31～541.49m，平均厚428.16m。據(jù)其巖性特征自下而上可分為三煤段、四煤段和五煤段。 （3）上統(tǒng)上石盒子組（P2s） 自K7中粒砂巖底至“平頂山砂巖”底，地層厚約350m，與下伏下石盒子組呈整合接觸。主要由灰綠色、灰色、紫花色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、煤線組成,據(jù)煤、巖層組合特征分為六、七兩個(gè)煤段。井田內(nèi)主要?dú)埓媪憾蔚貙?西外緣殘存有七煤段地層。 4）新生界（KZ） （1）新近系（N） 本系地層平均厚度16.78m，與下伏地層呈角度不整合接觸。主要由弱固結(jié)～半固結(jié)的灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土組成，偶夾粉、細(xì)粒薄砂層，局部可見(jiàn)泥鈣及粉、細(xì)砂膠結(jié)的砂卵石，粘土中夾有姜石；底部常發(fā)育粘土層。頂界以上覆第四系底部的深黃色細(xì)砂層底面為界。 （2）第四系（Q） 本系地層呈近水平狀，平均厚度135.24m，與下伏上第三系呈角度不整合關(guān)系。頂部為松散的土黃色粘土；中下部以土黃色～灰綠色粘土，砂質(zhì)粘土及淡黃色粉、細(xì)砂層為主，局部含鈣質(zhì)結(jié)核及礫石，不固結(jié)或微弱固結(jié)狀。粉細(xì)砂層以石英為主，長(zhǎng)石次之，并含少量白云母碎片及暗色礦物，透水性較強(qiáng)。 1.2.2構(gòu)造 1）區(qū)域構(gòu)造特征 永夏煤田位于華北古板塊南緣，嵩箕構(gòu)造區(qū)東部永城斷隆帶，其總體構(gòu)造形態(tài)為一軸向NNE的復(fù)式褶皺，構(gòu)造線展布方向以NNE向?yàn)橹鳎麼W向斷層次之。構(gòu)造線多呈雁行式、背斜、地壘、地塹構(gòu)造相間出現(xiàn)，見(jiàn)圖1.2。 煤田內(nèi)局部有巖漿巖侵入。其主要構(gòu)造形跡為燕山晚期（K2－K1），華南古板塊與華北古板塊對(duì)接后，華南陸塊向北俯沖，華北陸塊向南仰沖，形成板內(nèi)陸殼強(qiáng)烈壓縮，此時(shí)該區(qū)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)為NEE向擠壓，在次應(yīng)力作用下，形成區(qū)內(nèi)NEE向斷裂及巖體侵入。巖體侵入煤層時(shí)有發(fā)現(xiàn)，如陳四樓煤礦、葛店煤礦、張大屯煤礦、劉橋煤礦及肖縣西南部等；它不僅使煤層形態(tài)、厚度發(fā)生重大變化，亦常使煤層被吞食或變質(zhì)為天然焦。 印支期由于華北、華南古板塊間殘留海最終封閉，兩板塊對(duì)接、碰撞、擠壓，導(dǎo)致永夏煤田構(gòu)造變形，引起東西向構(gòu)造；燕山早期兩板塊發(fā)生左型走滑運(yùn)動(dòng)，同時(shí)太平洋板塊向NWW方向俯沖，引起煤田內(nèi)NW向構(gòu)造形跡，并形成以褶皺、斷裂為主的NNE向構(gòu)造；燕山晚期華北陸塊向南仰沖，華南陸塊向北俯沖，引起本煤田近SN向擠壓、近EW向拉張的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)，從而使NNE向斷裂進(jìn)一步發(fā)展，形成煤田內(nèi)相間排列的NNE向斷陷和斷隆，并整體抬升，遭受風(fēng)化削蝕，與此同時(shí)，板塊俯沖引起的熱效應(yīng)，造成大規(guī)模中酸性巖體沿?cái)嗔亚秩?；喜山期太平洋板塊向歐亞板塊俯沖，造成地殼表層拉張沉降，該區(qū)接受上第三系和第四系沉積。喜山運(yùn)動(dòng)不僅使先期斷裂發(fā)生繼承性活動(dòng)，而且在上第三系中產(chǎn)生褶皺和斷層，使上第三系與第四系呈現(xiàn)角度不整合接觸關(guān)系。 圖1.2 永城礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造示意圖 2）礦井構(gòu)造特征 本礦井位于永城復(fù)式背斜東翼。地層傾向基本為NNW～NNE向，傾角平緩，淺部一般6～10°，向深部變緩為4～6°，局部因構(gòu)造變形可達(dá)15°；其形態(tài)總體為—向近北傾斜的單斜構(gòu)造，局部發(fā)育一些次級(jí)小波狀起伏。井田內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，構(gòu)造以斷裂為主，中南部正、逆斷層均有表現(xiàn)，多為NE向至NNW向，少數(shù)為NNE向；北部以正斷層為主，基本為NNE向至NE向。斷層差/長(zhǎng)比較小，一般小于1/50，為本井田斷層的重要特點(diǎn)。據(jù)井下揭露及二維、三維地震勘探，井田小構(gòu)造比較發(fā)育，主要為NNW向及NNE—NE向。本礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。 3） 礦井主要構(gòu)造形跡描述 （1）褶曲 前松向斜：為一向NNW傾伏、兩翼基本對(duì)稱的寬緩向斜。軸部位于408孔和苗4孔一線，即前松村莊一帶，向南延伸至403孔南部消失，向北至苗4孔北部消失，向斜軸線南北長(zhǎng)約2.1km。兩翼地層傾角8～12°。向斜東翼與東區(qū)背斜西翼共用。軸部因受F4 斷層的切割，局部地層傾角達(dá)15°，破壞了地層的連續(xù)性。該向斜由井下巷道、鉆孔及三維地震勘探控制，依據(jù)可靠。 東區(qū)背斜：軸部位于本礦東部505孔一帶，為一向NNW傾伏、兩翼基本對(duì)稱的寬緩背斜。軸線與前松向斜近于平行，向南、北分別延伸至508孔東部及張莊與黃藥店之間，長(zhǎng)約1.8km。兩翼地層傾角6～11°。背斜西翼與前松向斜東翼共用，背斜東翼向東延伸至安徽省劉橋井田。該向斜由鉆孔及三維地震勘探控制，依據(jù)充分可靠。 （2）斷層 主要斷層： 新莊煤礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的大小斷層21條，其中主要斷層F25。除F2、F4、F7、F106 為逆斷層外，其余均為正斷層。礦區(qū)發(fā)育的F25斷層詳見(jiàn)表1.1?，F(xiàn)將主要斷層敘述如下： 表1.1斷層特征及控制情況一覽表 斷層 名稱 代號(hào) 性質(zhì) 產(chǎn)狀 落差 長(zhǎng)度（km） 控制工程 可靠程度 走向 傾角 傾角 F25 正斷層 NE～NNE NW 70～77° 0～28 4.3 二維地震SL01、SL03、SL04 、SL05、SL07、SL09及SL11測(cè)線和三維地震控制 可靠 1.2.3煤層 1）含煤性 本井田含煤地層為石炭～二疊系，含煤巖系分四組七個(gè)煤段，即石炭系上統(tǒng)太原組（一煤段）、二疊系下統(tǒng)山西組（二煤段）與下石盒子組（三、四、五煤段）、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（六、七煤段），含煤地層總厚度674.35m，共含煤26層，煤層總厚度10.98m，含煤系數(shù)1.63%。其中上石炭統(tǒng)太原組與上二疊統(tǒng)上石盒子組僅含薄煤層及煤線，均不可采，含煤性較差；下二疊統(tǒng)山西組和下石盒子組三煤段含可采煤層，含煤性較好，是本區(qū)主要含煤地層，發(fā)育可采和局部可采煤層4層（二2、三2 煤全區(qū)可采、三5 煤和三3 煤局部可采）,可采煤層總厚5.56m,可采系數(shù)為0.82%。見(jiàn)表1.2。 表1.2 本區(qū)主要含煤地層煤層發(fā)育情況一覽表 含煤 地層 煤層 編號(hào) 總穿 見(jiàn)點(diǎn) 見(jiàn) 煤 點(diǎn) 情 況 煤層厚度（m） 煤 層 結(jié) 構(gòu) 煤 層 穩(wěn)定性 可采 情況 可采點(diǎn) 不可采點(diǎn) 尖滅點(diǎn) 兩極值 平均值 下石盒子組 五煤段 五2 0.45 極不穩(wěn)定 不可采 五1 0.32 極不穩(wěn)定 不可采 四煤段 四3 0-0.39 極不穩(wěn)定 不可采 四2 0-0.28 極不穩(wěn)定 不可采 四1 0-0.71 極不穩(wěn)定 不可采 三煤段 三7 0.66 極不穩(wěn)定 不可采 三6 0-0.47 極不穩(wěn)定 不可采 三5 47 25 18 4 0～1.90 1.03 較簡(jiǎn)單 極不穩(wěn)定 局部 可采 三4 47 23 24 0～1.23 0.51 極不穩(wěn)定 不可采 三3 49 8 16 33 0～1.75 0.30 簡(jiǎn)單 極不穩(wěn)定 局部 可采 三2 69 58 8 3 0～2.80 1.59 簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 基本全區(qū)可采 三1 49 4 24 21 0～2.70 0.27 極不穩(wěn)定 不可采 山西組 二2 121 117 4 0.45～4.50 2.64 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定偏較穩(wěn)定 全區(qū) 可采 2）主要可采煤層 本礦區(qū)發(fā)育的主要可采煤層為山西組的二2煤和下石盒子組三煤段三2 煤、三3 煤和三5 煤。 （1）二2煤層 礦井主要可采煤層三2煤賦存于山西組中下部，上距K4鋁質(zhì)泥巖35.0m、二2煤層90.0m，下距二1煤層底板砂巖35.0m、K3石灰?guī)r47.0m。煤層直接頂板大部為厚層中粒砂巖，其余為砂質(zhì)泥巖及泥巖；直接底板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。煤層層位全區(qū)穩(wěn)定，對(duì)比可靠。 表1.3 可采煤層賦存情況一覽表 煤層 點(diǎn) 數(shù) 厚度（m） 兩極值 平均值 含矸點(diǎn)數(shù) 可采性 穩(wěn)定性 穿見(jiàn) 零點(diǎn) 見(jiàn)煤點(diǎn) 可采 不可采 一 層 兩 層 合 計(jì) 含矸率 （%） 三5煤 47 4 43 25 18 0～1.90 1.03 22 0 22 51.2 局部可采 極不穩(wěn)定 三3煤 49 33 16 8 8 0～1.75 0.30 3 0 3 18.8 局部可采 極不穩(wěn)定 三2煤 69 3 66 58 8 0～2.80 1.59 1 2 3 4.5 全區(qū)可采 較穩(wěn)定 二2煤 121 121 117 4 0.45～4.50 2.64 1 0 1 0.8 全區(qū)可采 穩(wěn)定偏較穩(wěn)定 礦區(qū)內(nèi)二2煤見(jiàn)煤點(diǎn)121個(gè)（包括鉆孔穿見(jiàn)點(diǎn)59個(gè)，巷道揭露煤厚點(diǎn)62個(gè)），其中可采點(diǎn)117個(gè)，不可采點(diǎn)4個(gè)，煤層厚度0.45～4.50m，平均2.64m，一般為1.3—3.5m。煤層偶含1層夾矸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為全區(qū)可采中厚煤層。區(qū)內(nèi)煤層賦存底板標(biāo)高-130～-835m，埋深161m～867mm。 二2煤層煤類(lèi)為無(wú)煙煤，煤層層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為全區(qū)可采中厚煤層，厚度變化較小。按區(qū)內(nèi)鉆孔和巷道121個(gè)煤厚點(diǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，煤層可采指數(shù)為0.97，變異系數(shù)為25%。根據(jù)《礦井地質(zhì)規(guī)程》礦井地質(zhì)條件分類(lèi)中煤層穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)—煤厚變異系數(shù)（γ）為25%，應(yīng)屬穩(wěn)定—較穩(wěn)定煤層；輔助指標(biāo)—可采性指數(shù)（km）為0.97，屬穩(wěn)定煤層。綜合兩因素，二2煤層為全區(qū)可采穩(wěn)定偏較穩(wěn)定型中厚煤層。 區(qū)內(nèi)二2煤層厚度變化主要是成煤期后河流沖刷下切和后期構(gòu)造等因素所致。 （2）三2煤層 三2 煤為本礦井又一主要可采煤層，位于下石盒子組三煤段下部，上距三3 煤7m。煤層直接頂板多為泥巖或砂質(zhì)泥巖，其上為一層灰白色細(xì)砂巖；底板一般為泥巖或砂質(zhì)泥巖。煤層層位全區(qū)穩(wěn)定，對(duì)比可靠。 礦區(qū)內(nèi)三2煤見(jiàn)煤點(diǎn)69個(gè)（包括鉆孔穿見(jiàn)點(diǎn)49個(gè)，巷道揭露煤厚點(diǎn)20個(gè)），其中可采點(diǎn)58個(gè)，不可采點(diǎn)8個(gè)，零點(diǎn)3個(gè)，煤層不可采范圍主要分布于淺部煤層露頭附近和深部補(bǔ)7—補(bǔ)8孔一線。煤層厚度0～2.80m，平均1.59m，一般為1.3-3.5m。煤層偶含1-2層夾矸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為基本全區(qū)可采中厚煤層。區(qū)內(nèi)煤層賦存底板標(biāo)高-110～-750m，埋深141m～782mm。 三2煤層煤類(lèi)為無(wú)煙煤，煤層層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為基本全區(qū)可采中厚煤層，厚度有一定變化。按區(qū)內(nèi)鉆孔和巷道69個(gè)煤厚點(diǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，煤層可采指數(shù)為0.84，變異系數(shù)為39%。根據(jù)《礦井地質(zhì)規(guī)程》礦井地質(zhì)條件分類(lèi)中煤層穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)—煤厚變異系數(shù)（γ）為39%，應(yīng)屬較穩(wěn)定煤層；輔助指標(biāo)—可采性指數(shù)（km）為0.84，屬較穩(wěn)定煤層。綜合兩因素，三2煤層為基本全區(qū)可采較穩(wěn)定型中厚煤層。 1.2.4煤質(zhì) 1）物理性質(zhì)及煤巖特征 （1）物理性質(zhì) 本井田二2、三2、三3及三5煤均呈灰黑色，略帶鋼灰色，金剛～似金剛光澤，灰黑色條痕，階梯狀，參差狀斷口，條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，層狀及塊狀構(gòu)造，其中二2煤層上、下部多呈塊狀，中部為粒狀或粉狀；三2煤層大部分為塊狀，中、下部少數(shù)為粒狀或粉狀；三3、三5 煤層均為以粉狀為主，次為粒狀及碎塊狀。 （2）煤巖特征 ①二2煤：以亮煤為主，鏡煤次之，暗煤及絲炭含量較少，屬光亮型煤。外生裂隙發(fā)育。鏡煤內(nèi)生裂隙發(fā)育。煤層原生結(jié)構(gòu)大部分因構(gòu)造作用而破壞，裂隙面縱橫交錯(cuò)。煤層底部之暗煤中分布有黃鐵礦晶粒,頂部裂隙中充填有方解石脈。鏡下鑒定二2煤以有機(jī)組分為主，占90.08%，其次為無(wú)機(jī)物質(zhì)，為9.92%，見(jiàn)表1.4。有機(jī)組分以鏡質(zhì)組為主，反射光下呈灰白色，不具突起；其次為惰質(zhì)組和殼質(zhì)組，突起較高。鏡質(zhì)組物質(zhì)常膠結(jié)著惰質(zhì)組或殼質(zhì)組物質(zhì)。無(wú)機(jī)組分以粘土礦物為主，常表現(xiàn)為侵染狀，薄層狀及透鏡狀；碳酸鹽含量較少。 表1.4 煤巖鑒定結(jié)果表 煤 層 有 機(jī) 組 分（%） 無(wú) 機(jī) 組 分（%） 有機(jī)組分（%） 無(wú)機(jī)組分（%） 鏡質(zhì)組反射率（%） 鏡質(zhì)組 惰質(zhì)組 殼質(zhì)組 粘土類(lèi) 硫化物類(lèi) 碳酸鹽類(lèi) 氧化物類(lèi) 其他 二2 79.18 10.90 8.16 0.14 0.74 0.20 0.68 90.08 9.92 2.88 三2 89.59 5.01 5.40 94.60 5.40 三3 69.54 16.21 13.10 0.15 1.00 85.75 14.25 三5 65.90 13.25 17.95 0.75 0.35 79.15 20.85 ②三2煤：主要由亮煤組成，其次為鏡煤和暗煤。屬光亮—半光亮型。鏡煤內(nèi)生裂隙發(fā)育，其中充填方解石薄膜；暗煤中夾有少量線理狀亮煤，垂直于層理的裂隙面上有呈星點(diǎn)分布的黃鐵礦晶體。鏡下三2煤以有機(jī)組分為主，占94.60%；其次為無(wú)機(jī)物質(zhì)，為5.40%，見(jiàn)表1—5。有機(jī)組分主要為鏡質(zhì)組，反射光下呈灰白色，無(wú)突起。無(wú)機(jī)組分主要為粘土礦物，夾浸染狀黃鐵礦，并含少量的碳酸鹽等。 三2和三5煤煤巖特征與三2 煤基本相似，只是其有機(jī)組分含量比三2煤較低，相應(yīng)地?zé)o機(jī)組分含量略有增加。 2）化學(xué)性質(zhì) （1）有害組分分析 ①灰分（Ad）：本礦各可采煤層的灰分含量在空間上具有一定的分布規(guī)律，見(jiàn)表1.5，垂向上由下而上基本按二2、三2、三3 和三5 煤的順序依次增高，二2煤以低灰煤為主，其次為中灰煤；三2 煤為中灰煤，三3 煤為中～高灰煤；三5煤多為高灰煤，局部為中灰煤。平面上二2煤層最低灰分帶大致位于中淺部（二2煤層底板-200～-400m水平之間，屬低灰煤），在煤層露頭及向深部有增高趨勢(shì)（屬中灰煤）。煤層灰分的空間變化，反映了聚煤古地理環(huán)境的差異。用1.4比重液洗選原煤后，降灰率為45—60%，精煤回收率多在30%以上。 據(jù)有關(guān)資料，煤層開(kāi)采時(shí)，由于煤層偽頂、偽底及夾矸混入煤中，生產(chǎn)原煤灰分有明顯增高。因此，在采煤過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)煤質(zhì)管理工作。 表1.5 可采煤層灰分化驗(yàn)結(jié)果表 煤 層 灰分產(chǎn)率（%） 灰分 級(jí)別 煤灰分成（%） 原煤 浮煤 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 三5 23.31~39.53 5.74~11.92 高 三3 23.29~39.38 中~ 高 三2 14.58~28.54 5.34~10.57 中 45.02~50.76 30.02~31.59 5.41~7.15 2.22~10.17 1.23~1.30 0.90~5.10 二2 9.44~25.40 低~ 中 37.09~48.86 24.49~32.09 3.60~6.70 8.49~15.02 1.18~2.28 4.02~7.64 ②全硫（St，d）：本礦各可采煤層的原煤硫分含量低而且分布穩(wěn)定， 為0.24～1.07%，見(jiàn)表1.6。二2、三2煤屬特低硫煤；三2煤屬低硫煤；三5煤屬低～中低硫煤。 表1.6 可采煤層原煤硫分、磷含量化驗(yàn)結(jié)果表 煤 層 二2 三2 三3 三5 全硫含量（St·d%） 0.24~0.82 0.34~0.68 0.40~0.61 0.47~1.07 磷含量（Pd%） 0.0018~0.0150 0.0030~0.0270 0.0026~0.0146 ③磷（Pd）：二2煤原煤磷含量一般≤0.01%，屬特低磷煤；三2煤原煤磷含量多數(shù)≤0.01%，少數(shù)>0.01%，應(yīng)屬低～特低磷煤；三5煤原煤磷含量一般介于 0.01%~0.05之間，屬低磷煤。 2 井田境界和儲(chǔ)量 2.1 井田境界 礦井范圍由11個(gè)邊界拐點(diǎn)連線圈定，其邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表2.1，南北長(zhǎng)約7.5km，東西寬約3km，面積約20.366km2。地面標(biāo)高+31米左右。 表2.1 新莊煤礦邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表 拐點(diǎn) 直 角 坐 標(biāo) 拐點(diǎn) 直 角 坐 標(biāo) 經(jīng) 距（Y） 緯 距（X） 經(jīng) 距（Y） 緯 距（X） 1 39465400 3761960 7 39466400 3752680 2 39465840 3761920 8 39464240 3753820 3 39466700 3761250 9 39463280 3752800 4 39466984 3760200 10 39463160 3753830 5 39466220 3753600 11 39463700 3755470 6 39466640 3753110 井田的水平面積由autoCAD工具中查詢面積可得：21.7(km2)。 則實(shí)際井田面積為： S=7.8/cos9°+7.4/cos5°+6.5/cos2.5°=21.5(km2 ) 2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 1.根據(jù)楊莊井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算； 2.依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動(dòng)力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算能利用儲(chǔ)量的煤層最低可采厚度為0.8m，原煤灰分不大于40%。計(jì)算暫不能利用儲(chǔ)量的煤層厚度為0.7-0.8m； 3.依據(jù)國(guó)務(wù)院過(guò)函（1998）5號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量； 4.儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05m時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過(guò)每分層厚度的50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度； 5.井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。 6.煤層容重：煤層容重為1.4t/m3。 7.對(duì)原條件進(jìn)行簡(jiǎn)化后，主要針對(duì)三3、二2煤層進(jìn)行開(kāi)采 煤的容重取1.4 t/m3。礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下： Zg = N1×M×γ/cosα1+ N2×M×γ/cosα2+ N3×M×γ/cosα3 （2.1） 式中 Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t； N1——第一部分煤層面積，m2； N2——第二部分煤層面積，m2； N3——第三部分煤層面積，m2； M——煤層平均厚度； γ——煤的平均容重，t/m3； α1——第一部分煤層平均傾角，°； α2——第二部分煤層平均傾角，° α3——第三部分煤層平均傾角，°。 煤層的平均厚度4.23米，煤層平均傾角為α1=9°，α2=5°，α3=2.5°。所以經(jīng)計(jì)算得礦井工業(yè)儲(chǔ)量為： Zg=7804258.7365×4.23×1.4/cos9°+7412153.7868×4.23×1.4/cos5°+6522508.2300×4.23×1.4/cos2.5°=12951.85萬(wàn)t 2.3 礦井可采儲(chǔ)量 1）經(jīng)CAD查詢知井田周長(zhǎng)為 21570.4m，井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20m寬，煤厚4.23m，煤的容重取1.4t/m3。則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為： Q邊界＝21570.4×20×4.23×1.4/cos6°=256.8萬(wàn)t。 2）斷層保護(hù)煤柱 斷層1條，長(zhǎng)度為2645m。 斷層煤柱留設(shè)30m寬，則斷層保護(hù)煤柱損失量為： Q斷層＝2645×30×2×4.23×1.4＝93.98萬(wàn)t 3）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本設(shè)計(jì)礦井井型為150萬(wàn)t。工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)煤柱寬度15m，工業(yè)廣場(chǎng)的形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)400m,寬400m。又根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定，工業(yè)廣場(chǎng)屬二級(jí)保護(hù)，其圍護(hù)帶寬度為15m。因此，加上圍護(hù)帶，工業(yè)廣場(chǎng)需要保護(hù)的尺寸為：長(zhǎng)×寬=430×430=184900m2。煤層傾角6°，可以忽略不計(jì)。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱如圖2.1 表2.2工業(yè)廣場(chǎng)煤層賦存情況 煤層標(biāo)高m 煤層傾角 煤層厚度m 表土層厚度m θ δ β γ 480 6° 4.23 100 45° 75° 65° 75° 由CAD查詢可知：工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)帶為一個(gè)近似長(zhǎng)方形的梯形，其上底長(zhǎng)739.7m，下底長(zhǎng)742.0m，高848.0m。所以此梯形的面積為： S＝（742.0+776.0）×848.0／2＝643632.00 m2 則工業(yè)廣場(chǎng)及工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱壓煤量為： Q工廠＝643632.00×4.23×1.4＝381.15萬(wàn)t 4）大巷保護(hù)煤柱 經(jīng)CAD查詢大巷總長(zhǎng)度為4302m。以大巷中心為基點(diǎn)，大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱寬度各為30m，則大巷保護(hù)煤柱損失量為：Q大巷=4302 ×30×2×4.23×1.4＝152.86萬(wàn)t 5）井筒保護(hù)煤柱 主、副井風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故主、副井風(fēng)井的井筒保護(hù)煤柱損失量為0。 各種保護(hù)煤柱損失量見(jiàn)表。 表2.3保護(hù)煤柱損失量 煤柱類(lèi)型 儲(chǔ)量（萬(wàn)t） 井田邊界保護(hù)煤柱 256.8 斷層保護(hù)煤柱 93.98 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 381.15 大巷保護(hù)煤柱 152.86 井筒保護(hù)煤柱 0 合計(jì) 884.79 礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量Zs=Zg-P1=12951.85-12951.85×3％=12563.29 式中P1——斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱，地面構(gòu)建物煤柱等永久煤柱損失量之和。 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： Zk = （Zg-P2）×C (2.2) 式中： Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t； P2——工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和 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；地方小煤礦不小于0.7。 則，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量： Zk= （12951.85-12951.85×2％）×0.75=9519.6（萬(wàn)t） 2.4 安全煤柱留設(shè)原則 （1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； （2）各類(lèi)保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為β65°、γ75°、δ75°，表土層移動(dòng)角為45°； （3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地20m,村莊10m,其他15m； （4）斷層煤柱寬度30m； （5）井田境界煤柱寬度為20m； （6）露頭為50m； （7）表土平均厚度為100m； （8）工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表2.4。 表2.4工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井型（萬(wàn)t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃/10萬(wàn)t） 240及以上 1.0 120-180 1.2 45-90 1.5 9-30 1.8 圖2.1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 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)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330d，工作制度采用“四六制”，每天三班生產(chǎn)，一班檢修，每班工作6小時(shí)。 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時(shí)間16小時(shí)。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為16小時(shí)。 3.2確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 一）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(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)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)模可依據(jù)以下條件確定： 1.資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)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(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 2.開(kāi)采條件：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(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模;否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3.國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)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。 二）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 新莊井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層少，傾角小，厚度變化不大，開(kāi)采條件較簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，煤質(zhì)為貧煤、瘦煤，且位于交通運(yùn)輸便利的華東地區(qū)，市場(chǎng)需求量大，經(jīng)濟(jì)效益好，宜建大型礦井。 三）確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本井田煤層傾角平均一般在7°左右，其中主要二2煤層有開(kāi)采價(jià)值，可采范圍內(nèi)平均厚度4.23m左右，本設(shè)計(jì)主要對(duì)二2煤進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。二2煤頂板為泥巖，中粒砂巖。冒落高度大于煤厚的1.2倍。瓦斯含量為1.8m/t，屬低瓦斯。地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，煤層厚度變化不大，適宜綜合機(jī)械化開(kāi)采。由于煤層厚度為中厚煤層，擬對(duì)二煤采用綜合機(jī)械化一次采全高進(jìn)行開(kāi)采。 表3.1 我國(guó)煤礦礦井井型分類(lèi)表 井型 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，（萬(wàn)t