祁東煤礦1.2 Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖.zip,祁東煤礦1.2,Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖,祁東,煤礦,1.2,Mta,設(shè)計(jì),CAD 祁東煤礦1.2 Mt/a新井設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)包括三部分：一般部分、專(zhuān)題部分和翻譯部分。 一般部分為祁東煤礦1.2 Mt/a新井設(shè)計(jì)，共分十章：礦井概述及井田地質(zhì)特征，井田境界和儲(chǔ)量，礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限，井田開(kāi)拓，采區(qū)巷道布置，采煤方法，井下運(yùn)輸，礦井提升，礦井通風(fēng)及礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 位于安徽省宿州市東南，距離市中心20km。礦區(qū)對(duì)外交通便利。區(qū)內(nèi)地勢(shì)較為平坦，井田走向長(zhǎng)度約9 km，傾斜方向長(zhǎng)約4 km。面積為23.16 km2。井田主采煤層為 煤層，厚度平均為4.70 m。煤層傾角平均為14°，屬于緩斜煤層。 井田工業(yè)儲(chǔ)量為157.6 Mt，礦井可采儲(chǔ)量92.4 Mt。礦井服務(wù)年限為55 a，礦井正常涌水量為437.06，最大涌水量為586.10。礦井為高瓦斯礦井,礦井是突出礦井。 祁東煤礦礦井工作制度為“三八”制，一個(gè)綜采工作面保產(chǎn)。開(kāi)拓方式為立井暗斜井延伸兩水平，水平標(biāo)高分別為-650 m，-900 m，準(zhǔn)備方式為采區(qū)巷道布置。礦井主井采用箕斗提煤，副井采用罐籠作為輔助提升。工作面采用長(zhǎng)壁采煤法，面長(zhǎng)180 m，采煤工藝為綜采。礦井主運(yùn)輸為膠帶運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用架線(xiàn)電機(jī)車(chē)牽引1.5 t固定式礦車(chē)運(yùn)輸。礦井通風(fēng)采用采區(qū)式通風(fēng)。 針對(duì)南二采區(qū)采用了采區(qū)準(zhǔn)備方式，共劃分11個(gè)區(qū)段工作面，并進(jìn)行了運(yùn)煤、通風(fēng)、運(yùn)料、排矸、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 專(zhuān)題部分題目是煤礦深井巷道礦壓顯現(xiàn)及其控制研究。論文以相關(guān)工程測(cè)試結(jié)合目前理論研究，進(jìn)行了詳實(shí)的礦壓顯現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)收集與整理，給出了深井軟巖巷道的變形收斂規(guī)律，結(jié)合規(guī)律提出了控制的建議，對(duì)礦井生產(chǎn)實(shí)踐具有顯著的指導(dǎo)意義。 翻譯部分對(duì)壓力拱理論結(jié)合回采率進(jìn)行房柱式開(kāi)采中計(jì)算支柱荷載進(jìn)行了介紹，其英文題目為Coal pillar load calculation by pressure arch theory and near field extraction ratio。 關(guān)鍵詞：祁東礦井；雙立井；采區(qū)布置；綜采大采高；采區(qū)式；軟巖巷道；礦壓顯現(xiàn) Abstract This design contains three parts:the general part,the special part and the translated part. The general part is a new design of Qi Dong coal mine located in southeast of Suzhou whose production capacity is 1.2 Mt per year.It has ten chapters as follows:the outline of mine and mine field geology, boundary and reserves, working system and productive capacity and service life, development method of the mine, the main roadways, coal mining method and layout or roadways in working area,transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, main technique—economic induces. The QI Dong mine filed lies in the north of J southeast of Suzhou about 20 kilometers.The transportation is convenient and.It covers 23.16 square kilometers. The boundary of the minefield run 9 kilometers on the strike and the pitch length is 4 kilometers. Three is the main coal seam,its dip angle is 14 degree and thickness is about 4.70m on average. The proved reserves of the minefield are 157.6 million tons,and the recoverable reserves are 92.4 million tons. The designed productive capacity is 1.2 million tons percent year, and the service life of the mine is 55 years. The normal flow of the mine is 437.06m3 percent hour and the max flow of the mine is 586.10m3 percent hour. The mineral well gas gushes is high, It is a high gas mineral well. The working system is “three-eight”.One productive place meets the requirement. The mode of development this design uses a duel-vertical shaft and inclined shaft two-level development method. The mine has two levels, the first level locates in the level of –650 meters, the second in the level of –900 meters.The main shaft uses skip hoisting and the auxiliary shaft adopts cage hoisting. The working face adopts long wall retreating to the strike.Its length is 180 meters.The technology of the working face is the full-mechanized mining.Belt Conveyor to transit coal is used chiefly to transport coal, the auxiliary transportation uses 1.5t solid car. Districts ventilation is used for Xu Chang coal mine. The design applies strip preparation against the first district of South Two which divided into 11 districts totally, and conducted coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing. The monographic study entitled " Pressure behavior and control of deep mine ", with the theoretical research related engineering test, conducted a detailed pressure observation data collection and processing, gave the deformation and convergence law of soft rock roadway,with law we can recommend some control measures which really have a important influence. The english topic of translation part is Coal pillar load calculation by pressure arch theory and near field extraction ratio. Keywords:Qidong coal mine; double vertical shaft; district mode; full-height coal caving; districts ventilation; soft rock roadway; pressure observatin  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 交通位置 1 1.1.2 河流 1 1.1.3 礦區(qū)氣候條件 1 1.1.4 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況 1 1.2 井田地質(zhì)特征 2 1.2.1 井田地形及煤系地層概述 2 1.2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造 3 1.2.3 井田水文地質(zhì) 4 1.3 井田煤層特征 7 1.3.1 煤層埋藏條件及圍巖性質(zhì) 7 1.3.2 煤層特征 7 2 井田境界與儲(chǔ)量 9 2.1 井田境界 9 2.1.1 井田境界劃分的原則 9 2.1.2 井田境界 9 2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 10 2.2.1 井田勘探類(lèi)型 10 2.2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算及儲(chǔ)量等級(jí)的圈定 10 2.3 礦井可采儲(chǔ)量 10 2.3.1 計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失 10 2.3.2 各種煤柱損失計(jì)算 11 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 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 14 3.2.1 確定依據(jù) 14 3.2.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 14 3.2.3 礦井服務(wù)年限 14 3.3 井型校核 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 影響井田開(kāi)拓的主要因素 16 4.1.2 井筒形式、數(shù)目的確定 16 4.1.3 工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定 17 4.1.4 開(kāi)采水平的確定 18 4.1.5 井底車(chē)場(chǎng)和運(yùn)輸大巷的布置 18 4.1.6 礦井開(kāi)拓延伸及深部開(kāi)拓方案 18 4.1.7 開(kāi)采順序 18 4.1.8 方案比較 19 4.2 礦井基本巷道 25 4.2.1 井筒 25 4.2.2 井底車(chē)場(chǎng) 28 4.2.3 主要開(kāi)拓巷道 30 5 采區(qū)巷道布置 33 5.1 煤層的地質(zhì)特征 33 5.1.1 首采區(qū)煤層特征 33 5.1.2 頂?shù)装逄卣?33 5.1.3 水文地質(zhì) 33 5.1.4 地表情況 33 5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 33 5.2.1 采區(qū)位置及范圍 33 5.2.2 采煤方法及工作面長(zhǎng)度的確定 34 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 34 5.2.4 煤柱尺寸的確定 34 5.2.5 采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 34 5.2.6 采區(qū)接替順序 34 5.2.7 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 35 5.2.8 采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 35 5.2.9 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 36 5.3 采區(qū)車(chē)場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 37 5.3.1 確定采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式 37 5.3.2 采區(qū)主要硐室布置 38 6 采煤方法 40 6.1 采煤工藝方式 40 6.1.1 采煤方法的選擇 40 6.1.2 確定采煤工藝方式 40 6.1.3 回采工作面參數(shù) 42 6.1.4 回采工作面破煤、裝煤方式 46 6.1.5 回采工作面支護(hù)方式 47 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) 48 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 56 7.1 概述 56 7.1.1 井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù) 56 7.1.2 運(yùn)輸距離和貨載量 56 7.1.3 礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 56 7.2 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 57 7.2.1 設(shè)備選型原則 57 7.2.2 采區(qū)設(shè)備的選型 57 7.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 59 7.3.1 輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 59 8 礦井提升 61 8.1 概述 61 8.2 主副井提升 61 8.2.1 主井提升 61 8.2.2 提升能力驗(yàn)算 63 8.2.3 副井提升 64 9 礦井通風(fēng)及安全 66 9.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 66 9.1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 66 9.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 66 9.1.3 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的確定 68 9.2 礦井風(fēng)量計(jì)算 68 9.2.1 通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期采煤方案的確定 69 9.2.2 各用風(fēng)地點(diǎn)的用風(fēng)量和礦井總用風(fēng)量 71 9.2.3 掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算 72 9.2.4 硐室需風(fēng)量計(jì)算 73 9.2.5 礦井風(fēng)量計(jì)算 74 9.2.6 風(fēng)量分配 75 9.2.7 通風(fēng)構(gòu)筑物 76 9.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 76 9.3.1 計(jì)算原則 76 9.3.2 礦井最大阻力路線(xiàn) 77 9.3.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 77 9.4 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 79 9.4.1 選擇主要通風(fēng)機(jī)的基本原則 80 9.4.2 通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的確定 80 9.4.3 主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn) 82 9.4.4 主要通風(fēng)機(jī)的選擇及風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn) 82 9.4.5 電動(dòng)機(jī)選型 83 9.5 安全災(zāi)害的預(yù)防措施 84 9.5.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 84 9.5.2 預(yù)防井下火災(zāi)的措施 84 9.5.3 防水措施 85 10 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 86 參考文獻(xiàn) 87 致 謝 88 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1交通位置 祁東礦井位于安徽省宿州市東南，京滬鐵路西側(cè)，井田中心距宿州市約20km。地理坐標(biāo)： 東經(jīng)117°02′49″-117°10′18″北緯33°22′45″-33°26′53″。 圖1-1 祁東礦交通位置圖 京滬鐵路、宿—固公路從本區(qū)東北通過(guò)，宿—蚌公路206國(guó)道經(jīng)由井田西側(cè)，礦井專(zhuān)用公路6.5公里與206國(guó)道相連，青（疃）—蘆（嶺）礦區(qū)鐵路從井田北通過(guò)，礦井專(zhuān)用鐵路線(xiàn)807公里連接青蘆線(xiàn)，澮河從井田西南部穿過(guò)，流經(jīng)本井田約10km，常年通航，交通十分便利（見(jiàn)圖1-1）。 1.1.2河流 礦井內(nèi)地勢(shì)平坦，地表標(biāo)高約+21m，澮河從井田南部穿過(guò)，河水自西北流向東南，屬淮河支流，為季節(jié)性河流。 1.1.3礦區(qū)氣候條件 年平均溫度：14~15℃，最高40.2℃；最低—20.6℃。年平均降雨量：1260mm，最大降雨量1420mm。 最大風(fēng)速18m/s，春季多東北風(fēng)，夏季多東—東南風(fēng)，冬季多北—西北風(fēng)。 凍結(jié)期一般自每年11月中旬至次年3月下旬。 1.1.4工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況 村莊和人口稠密，澮河是區(qū)內(nèi)最大地表水體，也是農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源，由于澮河沿岸的煤礦長(zhǎng)期把未經(jīng)凈化的差并含有大量煤粉及其他雜質(zhì)的地下水）排到河內(nèi)后，造成了河廢水（礦化度高、硬度大、水質(zhì)水嚴(yán)重污染，使河水變質(zhì)，無(wú)法飲用。 1.2井田地質(zhì)特征 1.2.1井田地形及煤系地層概述 井田的地形： 祁東煤礦位于淮北煤田宿縣礦區(qū)宿南向斜內(nèi)。宿南向斜的大地構(gòu)造位置屬徐淮隆起的徐宿坳陷區(qū)的南部，其主體構(gòu)造表現(xiàn)為向斜斷塊形態(tài)，故宿南向斜為一由掀斜塊段控制而東翼又為后期逆沖構(gòu)造切割的不完整向斜，向斜軸向近南北，東翼受西寺坡逆沖斷層由東向西推覆擠壓影響，淺部地層傾角較大，并發(fā)育有一系列逆斷層；西翼構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，地層傾角較平緩，斷層稀少（圖1-1）。 宿南向斜東南部中生代巖漿巖活動(dòng)較為強(qiáng)烈，侵入層位主要為6、7、8、9、10煤層，其中對(duì)10號(hào)煤層影響較大。從向斜東南部到西北部，從下部煤層到中部煤層，巖漿侵入有逐漸減弱的趨勢(shì)。 井田的勘探程度： 祁東煤礦位于宿南向斜的東南端，屬宿南向斜的東南翼，其構(gòu)造形態(tài)基本為一走向近東西、傾向北、傾角為10~15°左右的單斜構(gòu)造，并在其上發(fā)育有次一級(jí)褶曲和斷層。 地質(zhì)精查階段在區(qū)內(nèi)查出褶曲2個(gè)、斷層15條（不含龍王廟勘探區(qū)內(nèi)的F16和F20）。地震補(bǔ)勘階段在補(bǔ)勘范圍內(nèi)查出褶曲一個(gè)，組合斷層45條，其中落差5m以下的為22條。本次在原地質(zhì)精查報(bào)告的基礎(chǔ)上，結(jié)合建井地質(zhì)資料，對(duì)地震補(bǔ)勘所組合的斷層進(jìn)行了充分研究，考慮到二維數(shù)字地震的分辨能力和測(cè)線(xiàn)網(wǎng)度的限制，對(duì)地震所發(fā)現(xiàn)的落差小于5m的小斷層一般未予組合利用，對(duì)落差較大的斷層在確認(rèn)存在斷點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理組合，全區(qū)共查出褶曲2個(gè)，斷層20條。查出的褶曲為魏廟斷層以南的馬灣向斜及魏廟斷層以北淺部的圩東背斜。在查出的20條斷層中，按斷層性質(zhì)分：正斷層13條，逆斷層7條。按斷層落差分：落差大于或等于50m以上的斷層7條，落差在50～30m之間的斷層3條，落差30～20m之間的斷層3條，落差在20～10m之間的斷層6條，落差在10～5m之間的斷層1條。按斷層走向分：走向北東或北北東的斷層9條，走向北西的斷層5條，走向近南北的斷層4條，走向近東西的斷層2條，設(shè)計(jì)中進(jìn)行中僅保留一個(gè)。 井田煤系地層概述： 本區(qū)含煤地層為石炭二疊系，石炭系暫未作勘探對(duì)象。二疊系含煤地層為山西組、下石盒子組、上石盒子組，其總厚大于788米，共含煤10～30余層，其中可采者有14層，可采煤層平均總厚15.15米（本設(shè)計(jì)僅對(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)厚4.70m）。由老到新分述如下： （1）二疊系下統(tǒng)山西組（P1S） 本組下界為石炭系太原組一灰之頂，其間為整合接觸，上界為鋁質(zhì)泥巖下砂巖之底。地層厚度為100～135m，平均124m。含11、（不可采）10（可采）兩個(gè)煤層。其巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，下部（11煤下）以深灰-灰黑色粉砂巖為主，局部地段夾灰色細(xì)砂巖；中部（11～10煤間）以粉砂巖和砂泥巖互層為主，上部（10煤以上）由砂巖、粉砂巖和泥巖組成。 （2）二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1X） 本組下界為鋁質(zhì)泥巖下分界砂巖之底，與山西組呈整合接觸，上界為K3砂巖之底。地層厚度為205～245m，平均234m。含4、6、7、8、9五個(gè)煤組十余層煤，可采者為60、61、62、63、71、72、81、82、9計(jì)九層。巖性由泥巖、粉砂巖、砂巖、煤層和鋁質(zhì)泥巖組成。砂巖多集中于63～9煤間和4煤上；該組底界“分界砂巖”位于鋁質(zhì)泥巖下10～28米，平均13m左右，但該層砂巖在本區(qū)不穩(wěn)定、不甚發(fā)育，常被泥巖和粉砂巖代替。鋁質(zhì)泥巖位于9煤層下3～21m，平均8m左右，巖性為淺乳灰白色，雜有紫色、綠色、黃色花斑，具鮞狀結(jié)構(gòu)，富含鋁土，為本區(qū)煤巖層對(duì)比的良好標(biāo)志層。 （3）二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2S） 本組下界為K3砂巖之底，與下伏下石盒子組為整合接觸，上界不清，地層厚度大于400米。含1、2、3三個(gè)煤層組，其中可采者為1、22、23、32四層。本組由粉砂巖、泥巖、砂巖和煤層組成，下部（3煤下）由砂巖、雜色泥巖、煤層組成，砂巖為白色-灰白色，細(xì)～中顆粒，底部砂巖成份單一，石英含量可高達(dá)90%以上；泥巖為灰色雜有大量紫色花斑，含分布不均的菱鐵鮞粒和鋁土質(zhì)。中下部（3～2煤間）以紫色和灰色泥巖為主，砂巖層較少，常在3煤層頂板附近發(fā)育有厚層中細(xì)砂巖。中上部（2～1煤間）以粉砂巖和泥巖為主，間夾砂巖。上部（1煤上）以粉砂巖和砂巖為主，夾泥巖。 1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造 祁東礦井田總體構(gòu)造形態(tài)為走向近東一西、傾向北、傾角為10°~15°的單斜構(gòu)造，其上發(fā)育有一系列次級(jí)褶曲（見(jiàn)圖1-2）。 次級(jí)褶曲，延伸方向?yàn)槟蠔|向，延伸長(zhǎng)度不超過(guò)2km.這些小褶曲一般北東翼 陡，南西翼緩，使并田以東地層呈現(xiàn)波狀起伏的特征。以西的褶皺規(guī)模較大，主要為位于魏廟帶南側(cè)的馬灣向斜及北側(cè)的圩東背斜（圖1-2）。這里主要介紹馬灣向斜及圩東背斜。 馬灣向斜位于魏廟斷層以南，為寬緩向斜，軸向近東一西向，軸長(zhǎng)4.5km,兩翼產(chǎn)狀正常，其中北翼較陡，為魏廟斷層切割，南翼較緩，傾角為10°~20°核部地層為上二疊統(tǒng)上石盒子組，翼部為下二疊統(tǒng)下石盒子組、山西組及上石炭統(tǒng)太原組。 圖1-2 宿縣礦區(qū)構(gòu)造綱要示意圖 1.2.3井田水文地質(zhì) 含水層、隔水層及其特征： （1）祁東煤礦新生界松散層含隔水層組 礦井內(nèi)地勢(shì)平坦，地表標(biāo)高約+21m，澮河從井田南部穿過(guò)，河水自西北流向東南，屬淮河支流，為季節(jié)性河流。新生界松散層厚度為234.70～453m，首采區(qū)一般厚度350～375m，魏廟斷層以南一般厚度大于400m，松散層厚度變化規(guī)律受古地形制約，在小張家潛山和閻夏潛山及其之間谷口向南形成的開(kāi)闊盆地地貌和新構(gòu)造斷裂影響下，松散層自東北向西南逐漸增厚。其巖性主要由粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂、粉砂、細(xì)砂、中砂、砂礫、粘土質(zhì)礫石、礫石等組成，為多層含、隔水層交互沉積結(jié)構(gòu)。新生界松散層可按其巖性組合特征以及含、隔水性分為4個(gè)含水層組和3個(gè)隔水層組（表1-1）。 第一含水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)一含），底板埋深約31m，含水層總厚約15～20m，29-30線(xiàn)北東厚度可達(dá)30m左右。巖性主要為土黃色粉砂、粘土質(zhì)砂、細(xì)砂夾薄層粘土及砂質(zhì)粘土。接受大氣降水和地表徑流補(bǔ)給，水位標(biāo)高為+17.32m，單位涌水量0.57l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)70.1156m2/d，滲透系數(shù)2.9094m/d，礦化度為0.356g/l，全硬度為12德國(guó)度，水質(zhì)為重碳酸鉀鈉鎂鈣水。富水性中等。 表1-1 祁東煤礦新生界松散層含隔水層劃分情況一覽表 含、隔水層劃分 含、隔水層厚（m） 巖 性 一含 15～20 以土黃色粉砂、粘土質(zhì)砂、細(xì)砂夾薄層粘土及砂質(zhì)粘土為主 一隔 8～14 以灰黃色及淺黃色粘土、砂質(zhì)粘土為主，夾2～3層薄層砂和粘土質(zhì)砂 二含 10～25 以淺黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂為主，含水層中夾粘土層一般3～5層 二隔 10～16 以棕黃色、淺棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土為主，夾2～3層透鏡狀砂及粘土質(zhì)砂 三含 55～70 上部以淺紅色、灰白色中、細(xì)砂和粘土質(zhì)砂為主，砂層中含泥質(zhì)少，夾3～4層粘土；下部以灰黃色、灰綠色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂為主，砂層中含泥質(zhì)較多，夾2～3層粘土 三隔 80～100 以灰綠色、棕黃色粘土為主，夾多層薄層粘土質(zhì)砂和粉細(xì)砂 四含 35～50 谷口沖洪積扇內(nèi)以礫石、砂礫、粘土礫石、砂、粘土質(zhì)砂為主，夾多層薄層粘土或砂質(zhì)粘土；殘坡積～漫灘沉積以砂、粘土質(zhì)砂、粘土礫石、砂礫為主，夾薄層粘土，含礫粘土、砂質(zhì)粘土的層數(shù)增多 第一隔水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)一隔），底板埋深約48m，隔水層總厚約8～14m，巖性主要由灰黃色及淺黃色粘土、砂質(zhì)粘土組成，夾2～3層薄層砂和粘土質(zhì)砂?？伤苄暂^好，塑性指數(shù)為15.6～21.0，分布穩(wěn)定，隔水性較好。本組在局部粘土變薄地段，具有弱透水性，形成一含與二含之間的越流補(bǔ)給。 第二含水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)二含），底板埋深約88m，含水層總厚約10～25m，巖性為淺黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂。含水層中夾粘土層一般3～5層，組成一復(fù)合含水層組，以河間階地沉積物為主，砂層不發(fā)育，多呈薄層狀，富水性弱，而河漫灘沉積地帶砂層較發(fā)育，富水性中等。 第二隔水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)二隔），底板埋深約111m，隔水層總厚10～16m，巖性主要由棕黃色、淺棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土組成，夾2～3層透鏡狀砂及粘土質(zhì)砂，可塑性好，塑性指數(shù)16.9～27.6，分布穩(wěn)定，隔水性好。本組局部厚度小于1m，含鈣質(zhì)結(jié)核的砂質(zhì)粘土具有透水性，形成二含與三含之間的越流補(bǔ)給。 第三含水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)三含），底板埋深約199m，含水層總厚約55～70m，在26-27線(xiàn)之間含水層總厚可達(dá)90m左右。全層厚度大，分布穩(wěn)定，在埋深145～170 m左右有1～2層厚約10～20m的粘土層把含水層（組）分為上、下兩部分。其上部巖性由淺紅色、灰白色中、細(xì)砂和粘土質(zhì)砂組成，砂層中含泥質(zhì)少，夾3～4層粘土，含水層厚約30～40m，分布穩(wěn)定，水位標(biāo)高+19.40～+19.79m，單位涌水量0.78～0.87l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)233.497～257.1955m2/d，滲透系數(shù)6.4139～6.768m/d，礦化度0.662～0.776g/l，全硬度16.42～21.04德國(guó)度，水質(zhì)為重碳酸鉀鈉鎂水和重碳酸硫酸鉀鈉鎂水，富水性中等；下部巖性由灰黃色、灰綠色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，砂層中含泥質(zhì)較多，夾2～3層粘土，含水層厚約25～30m，分布穩(wěn)定，水位標(biāo)高+19.22m，單位涌水量0.14l/s.m，導(dǎo)水系數(shù) 143.566m2/d，滲透系數(shù)4.587m/d，礦化度1.113g/l，全硬度31.44德國(guó)度，水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉鎂鈣水，富水性中等，較上部弱。 第三隔水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)三隔），底板埋深約332m，隔水層總厚約80～100m，最薄處位于小張家潛山頂，厚度約31.90m。巖性主要由灰綠色、棕黃色粘土組成，夾多層薄層粘土質(zhì)砂和粉細(xì)砂，質(zhì)純細(xì)膩，塑性指數(shù)16.9～35.9，可塑性強(qiáng)。本組分布穩(wěn)定，水平穩(wěn)定性強(qiáng)，在古潛山地帶直接與基巖接觸，隔水性良好，是井田內(nèi)重要隔水層（組），阻隔了其上方的地表水及一含、二含、三含與其下方的四含和煤系地層之間的水力聯(lián)系。 第四含水層組（簡(jiǎn)稱(chēng)四含），直接與煤系地層接觸，兩極厚度0～59.10m，平均厚度35～40m，井田內(nèi)四含厚度變化大，由于沉積條件和環(huán)境各不相同，顯示了巖性組合及富水性強(qiáng)弱都有明顯差異。由于受古地貌形態(tài)的制約，井田中部偏西為一近南北向谷口沖洪積扇，其東西兩側(cè)為殘坡積～漫灘沉積，四含主要分布在此范圍內(nèi)，在古潛山附近和29-30線(xiàn)以東無(wú)四含分布，屬四含缺失區(qū)。其中，谷口沖洪積扇巖性主要由礫石、砂礫、粘土礫石、砂、粘土質(zhì)砂組成，夾多層薄層粘土或砂質(zhì)粘土。含水層總厚35～50m，水位標(biāo)高+19.00～+21.75m，單位涌水量0.034～0.219l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)107.68～161.8m2/d，滲透系數(shù)0.114～3.282m/d，礦化度1.458～1.582g/l，全硬度31.52～44.15德國(guó)度，水質(zhì)為硫酸氯化鉀鈉鈣鎂水，富水性中等；殘坡積～漫灘沉積主要由砂、粘土質(zhì)砂、粘土礫石、砂礫組成，夾薄層粘土，含礫粘土、砂質(zhì)粘土的層數(shù)增多，含水層總厚約10～20m，富水性較谷口沖洪積扇弱，水位標(biāo)高+20.71m，單位涌水量0.100l/s.m，滲透系數(shù)0.855m/d，礦化度1.418g/l，全硬度27.96德國(guó)度，水質(zhì)為硫酸重碳酸氯化鉀鈉水。殘坡積～漫灘沉積與風(fēng)化剝蝕區(qū)的分界線(xiàn)為四含的隔水邊界。據(jù)建井期間（2000年10月～12月）所施工的SQ1、SQ2、SQ3共3個(gè)四含長(zhǎng)觀孔的抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高+8.281～+9.809m，單位涌水量0.0385～0.3093l/s.m，滲透系數(shù)0.07551～0.6843m/d，礦化度1.482～1.56g/l，水質(zhì)為重碳酸硫酸氯化鉀鈉水。建井時(shí)期（2000年10月～12月）的水位較精查時(shí)期（1983～1984年）約降低了10.719～11.941m。 （2）祁東煤礦二疊系主要可采煤層間含隔水層 煤系地層砂巖裂隙不發(fā)育，即使局部地段裂隙稍發(fā)育，但亦具有不均一性，其富水性弱，不能明顯劃分含、隔水層（段）的界線(xiàn)，僅根據(jù)煤系地層巖性組合特征和主要可采煤層（組）的賦存條件劃分含、隔水層（段），其中與目前礦井已開(kāi)采煤層有關(guān)的含、隔水層（段）主要如下所述。 1～2煤（組）隔水層（段），頂界與第三系呈角度不整合接觸，風(fēng)化帶深度約15～30m。巖性由泥巖、粉砂巖和砂巖組成，以泥巖、粉砂巖為主。隔水層總厚92.50～134.00m，平均厚度115m，裂隙不發(fā)育，隔水性良好。 3煤（組）上、下砂巖裂隙含水層（段），主采煤層32煤的直接頂、底板一般為泥巖。煤下35m左右有淺灰色細(xì)～中粒砂巖（K3砂巖）分布，厚度約0～20m，變化較大，本段含水層總厚9.5～35.5m，平均25m，裂隙較發(fā)育，水位標(biāo)高+15.22～+18.27m，單位涌水量0.00085～0.0047l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)1.2087m2/d，滲透系數(shù)0.002～0.0508m/d，礦化度0.801～0.817g/l，水質(zhì)為重碳酸氯化鉀鈉水和重碳酸硫酸氯化鉀鈉水。以靜儲(chǔ)量為主，補(bǔ)給條件極差。 4～6煤（組）隔水層（段），巖性主要由泥巖及粉砂巖組成，夾2～4層砂巖。隔水層總厚50～134m，平均91m，巖芯致密完整，裂隙不發(fā)育，隔水性良好。 7～9煤（組）間砂巖裂隙含水層（段），以中～細(xì)粒砂巖為主，主采煤層71、82和9煤的直接頂?shù)装宥酁樯皫r，其中82煤在26線(xiàn)與27線(xiàn)之間有巖漿巖為其直接頂?shù)装澹?煤在26線(xiàn)以東其直接頂?shù)装宥鄶?shù)為巖漿巖，含水層總厚11～58m，平均36m。裂隙較發(fā)育，但具不均一性，差異較大，水位標(biāo)高+18.78～+19.00m，單位涌水量0.0044～0.023l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)1.63～7.51m2/d，滲透系數(shù)0.048～0.3362m/d，礦化度1.085～1.525g/l，水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉水，富水性弱。 二疊系煤系地層巖性一般較致密，砂巖裂隙不發(fā)育，富水性弱，主要受區(qū)域?qū)娱g徑流補(bǔ)給，同時(shí)淺部露頭帶接受松散層底部四含水的緩慢滲入補(bǔ)給。由于區(qū)域范圍內(nèi)煤系水補(bǔ)給水源缺乏，水平徑流微弱，以靜儲(chǔ)量為主，所以，區(qū)域煤系水的補(bǔ)給對(duì)采礦影響不大。礦坑直接充水水源為二疊系主采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水，本礦水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單～中等。 祁東煤礦煤系地層基巖面標(biāo)高約為-210～-430m。 （3）祁東煤礦石炭系太原組灰?guī)r含水層（段） 礦井內(nèi)有26-276孔完整揭露了太原組，25-262孔于太原組五灰終孔。全組厚194m，含石灰?guī)r10層，總厚約80m左右，占全組厚度的40%左右，區(qū)域和本井田石灰?guī)r的主要富水地段都在淺部隱伏露頭帶，淺部巖溶裂隙發(fā)育，向深部減弱。由于巖溶裂隙發(fā)育不均一性，其富水性差異明顯。1～4層石灰?guī)r厚度31.45～33.60m，巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，鉆探揭露有25-262、26-276和2711等3個(gè)鉆孔漏水。據(jù)25-262孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高+19.60m，單位涌水量0.183l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)114.99m2/d，滲透系數(shù)3.4223m/d，礦化度1.578g/l，全硬度44.88德國(guó)度，水質(zhì)為硫酸氯化鉀鈉鈣水。據(jù)2000年10月～12月所施工的ST1號(hào)太原組1～4層灰?guī)r長(zhǎng)觀孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高為+10.005m，單位涌水量0.02742l/s.m，滲透系數(shù)0.10614m/d，礦化度1.486g/l，水質(zhì)為重碳酸氯化物硫酸鉀鈉水。 第一層石灰?guī)r頂板距71煤165m左右，距61煤大于200m，在正常情況下石灰?guī)r巖溶裂隙水對(duì)61煤開(kāi)采無(wú)影響。 （4）礦井涌水量 地質(zhì)報(bào)告中預(yù)計(jì)礦井涌水量： 正常437.06m3/h 最大586.10m3/h。 （5）井田水文地質(zhì)類(lèi)型 二疊系煤系地層巖性一般較致密，砂巖裂隙不發(fā)育，富水性弱，主要受區(qū)域?qū)娱g徑流補(bǔ)給，同時(shí)淺部露頭帶接受松散層底部四含水的緩慢滲入補(bǔ)給。由于區(qū)域范圍內(nèi)煤系水補(bǔ)給水源缺乏，水平徑流微弱，以靜儲(chǔ)量為主，所以，區(qū)域煤系水的補(bǔ)給對(duì)采礦影響不大。礦坑直接充水水源為二疊系主采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水，本礦水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單～中等。 1.3井田煤層特征 1.3.1煤層埋藏條件及圍巖性質(zhì) 三采區(qū)含煤地層共含有61、63、71、72、82、9煤等6層，其中主要可采煤層有61煤。根據(jù)三采區(qū)范圍內(nèi)所有鉆孔資料統(tǒng)計(jì)得出的各可采煤層的層間距情況如表1-2所示。本項(xiàng)目所涉及的煤層為主要開(kāi)采煤層61煤，主要分述如下： 表1-2 各可采煤層層間距情況一覽表 煤 層 61 63 71 72 82 9 層間距 （m） 極小～極大值 平均值 14.98~20.67 19.07 19.55~31.29 22.0 0~7.62 3.37 22.73~33.42 26.82 7.65~16.26 11.28 煤層埋藏條件： （1）61煤 本采區(qū)主要可采煤層，上距60煤約5.31～9.84m，平均7.02m，煤層厚度4.50~4.90m，平均4.70m。煤層厚度變化較大，煤厚變異系數(shù)52.8%，可采性指數(shù)1，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，區(qū)內(nèi)17個(gè)鉆孔揭露61煤，僅有一孔有泥巖夾矸0.7m。綜合評(píng)價(jià)為較穩(wěn)定煤層。 圍巖性質(zhì)： 61煤頂板為灰色～淺灰色泥巖、粉砂巖及細(xì)粉砂巖，厚度1.72～6.38m，平均4.70m，致密、塊狀，自然狀態(tài)下單向抗壓強(qiáng)度為17.2～17.5MPa，平均17.4 MPa；底板為灰色泥巖、粉砂巖，厚度1.69～7.83m，平均4.26m，自然狀態(tài)下單向抗壓強(qiáng)度為21.6～28.9 MPa，平均25.3MPa。 1.3.2煤層特征 （1）煤的容重 61煤的實(shí)體容重為1.4 t/m3 （2）煤的工業(yè)分析及用途 61煤為中灰煤，基本在（20～25）%之間；61煤為中高發(fā)熱量、中～高揮發(fā)分、特低磷、特低硫。主要煤種為肥煤、1/3焦煤。 （3）瓦斯、煤塵及自燃 瓦斯：61煤區(qū)內(nèi)有3個(gè)鉆孔瓦斯樣，總體上區(qū)內(nèi)大部為低瓦斯含量區(qū)，但在28線(xiàn)以東-500m以深存在瓦斯含量富集區(qū)，局部可能存在瓦斯積聚區(qū)。 煤塵：煤層具有煤塵爆炸危險(xiǎn)。 自燃：煤層為自燃煤層。 附煤層柱狀圖： 圖1-3 地質(zhì)鉆孔 2 井田境界與儲(chǔ)量 2.1井田境界 2.1.1井田境界劃分的原則 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(kāi)發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有： （1） 井田的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開(kāi)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(kāi)采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。 2.1.2井田境界 根據(jù)以上劃分原則以及祁東煤礦的實(shí)際情況，確定四周邊界。 本井田西以F22斷層為界與祁南礦井相鄰；東以33勘探線(xiàn)為界，與龍王廟勘探區(qū)接壤；南到太原組灰?guī)r頂界面，北以32煤層-800m 底板等高線(xiàn)垂直投影為界；井田走向長(zhǎng)平均約7.08km，傾斜寬平均約5. 0km，面積約35.4km2。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a，本井田范圍內(nèi)地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高+17.02~+22.89m；新生界松散層厚度234.7~453.0m，有三個(gè)隔水層和四個(gè)含水層，四含直接覆蓋于煤系地層之上，為礦井充水的主要補(bǔ)給水源；井田為一向北的單斜構(gòu)造地層傾角平緩，一般為10~15°。本井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬于中等類(lèi)型。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。 圖2-1 地質(zhì)分塊 表2-1 各地質(zhì)分塊的參數(shù) 塊段號(hào) 角度/（°） 塊段面積/ 塊段煤層面積/ 煤厚/m 1 14.64 2.352 2.424 4.9 2 13.84 2.595 2.666 4.5 3 11.57 3.321 3.384 4.5 4 12.28 1.107 1.131 4.5 5 15.48 2.36 2.441 4.5 6 11.961 1.976 2.016 4.5 7 14.20 3.052 3.140 4.9 8 14.17 2.277 2.342 4.9 9 12.72 1.575 1.611 4.9 10 15.89 1.933 2.005 4.9 合計(jì) 23.158 4.7 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 2.2.1井田勘探類(lèi)型 精查地質(zhì)報(bào)告查明了本井田的煤層賦存情況、構(gòu)造形態(tài)、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件。井田勘探類(lèi)型為中等。 2.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算及儲(chǔ)量等級(jí)的圈定 本礦井設(shè)計(jì)中只對(duì)61煤層進(jìn)行開(kāi)采設(shè)計(jì)，煤層傾角平均α=14°，61煤層平均容重1.4t/m3。邊界煤層露頭線(xiàn)為-350m，-900m以下的煤炭?jī)?chǔ)量目前尚未探明，作為礦井的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量： 由AutoCAD軟件測(cè)得井田面積為23158065。煤容重為1.4，煤層傾角平均14°，煤厚平均為4.70m。 井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量由煤層面積、厚度及容重相乘所得，其計(jì)算公式一般為： Zg=100S×M×γ/cosα （2-1） 式中：Zg——為井田工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t； S——井田面積，km2； M——煤層平均厚度，4.71m； γ——煤的容重，t/m3，1.4t/m3 α——煤層平均傾角，14°； 則：Zg =23.158×4.71×1.4/cos14°=157.557Mt。 2.3礦井可采儲(chǔ)量 2.3.1計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失 （1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱； （2）井田邊界煤柱損失； （3）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； （4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； （5）其它各種損失。 2.3.2各種煤柱損失計(jì)算 （1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為1.2Mt/a，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，占地面積指標(biāo)應(yīng)在1.2公頃/10萬(wàn)噸。占地面積為12×1.4＝14.4×104m2。故設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為350×450m2的長(zhǎng)方形，面積為：15.8×104m2，尺寸為350×450m2的長(zhǎng)方形。 工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層的平均傾角為12°，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田走向中央，傾向中央偏于煤層中上部，該處表土層厚度根據(jù)26-2710鉆孔知為330m。主井、副井、地面建筑物均在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按大型礦井Ⅱ級(jí)保護(hù)，留圍護(hù)帶寬度為15m。 表2-2 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 本礦的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見(jiàn)表2-3： 表2-3 礦井地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心煤層深度 煤 層 傾 角α 煤層 厚度 沖積層厚度 沖積層移動(dòng)角Φ 走向移動(dòng)角 δ 下山移動(dòng)角 γ 上山移動(dòng)角 β m ° m m ° ° ° ° -550 12 4.54 330 45 75 75 68 由此根據(jù)上述已知條件，畫(huà)出如圖2-2所示的工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱的尺寸，并由圖得出保護(hù)煤柱的尺寸為： 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱面積： S=梯形面積=1/2×（上寬×下寬） ×高 =1/2×（1328＋1489） ×1398 =1969083m2 則工業(yè)廣場(chǎng)壓煤為：＝S×M×r/cosα ＝1969083×4.71×1.4/ cos12° ＝1327.391萬(wàn)t 圖2-2 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖 （2）井田邊界煤柱損失 井田南部以煤層露頭為邊界，由于煤層上部為第四含水層，留設(shè)100m防水煤巖柱；井田北部邊界為人為劃分的邊界，留20m的邊界煤柱；井田西部邊界為人為劃分的邊界，留20m的邊界煤柱；井田東部邊界為人為劃分的邊界，留20m的邊界煤柱。則井田邊界壓煤量為： =（911400.3206＋272702.9736）×4.71×1.4/cos14°=804.676萬(wàn)t （3）斷層煤柱 斷層煤柱可按下式計(jì)算： Z =L×b×M×R （2-3） 其中：L——斷層的長(zhǎng)度； B——斷層煤柱的寬度； M——煤柱的平均厚度，4.71m； R——煤柱的平均容重，1.4t/m3；； 則井田邊界斷層煤柱： 由于斷層落差較大，長(zhǎng)度為3645.4m，斷層兩邊各留煤柱30米，則斷層保護(hù)煤柱損失是： ＝3645.4×2×30×4.71×1.4/cos14o ＝148.637萬(wàn)t （4）大巷保護(hù)煤柱 礦井設(shè)計(jì)布置兩條大巷，大巷保護(hù)煤柱寬度為180m，長(zhǎng)度總計(jì)為5570m，則其總壓煤量為： ＝180× 5570×1.4×4.71/cos14o＝681.333萬(wàn)t。 其中，各類(lèi)煤柱損失量如下： ＝=1670.646萬(wàn)t ＝＝2998.037萬(wàn)t 2.3.4礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的煤量，是從礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量中減去工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井下主要巷道等保護(hù)煤柱煤量后得出的儲(chǔ)量?？砂聪率接?jì)算： （24） 式中——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t； ——工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和，萬(wàn)t； ——采區(qū)采出率。 關(guān)于采出率C有如下規(guī)定：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)量為： =（157.557-29.980）×0.75=92.4Mt 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，確定設(shè)計(jì)礦井年工作日為330 d，工作制度采用“三八制”。每天三班作業(yè)，每班工作8小時(shí)，其中兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為16 h。 3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.2.1確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(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)?？梢罁?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； （2）開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶(hù)，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。 3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 祁東礦井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件中等，斷層、褶曲少，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)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為肥煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建設(shè)大型礦井。 故確定祁東礦礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。 3.2.3礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： （31） 式中：T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，百萬(wàn)t； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。 則礦井服務(wù)年限為： T=92.4×100/（120×1.4） =55（年） 因此，本礦井的開(kāi)采年限符合規(guī)范的要求。 本設(shè)計(jì)中第一水平傾斜范圍為-400m～-650m，第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T ==27.63a 式中: T——第一水平服務(wù)年限，a 本礦井的服務(wù)年限以及第一水平的服務(wù)年限的設(shè)計(jì)服務(wù)年限符合規(guī)定。 3.3井型校核 按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （1）煤層開(kāi)采能力 井田內(nèi) 煤平均4.71 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜放工作面保產(chǎn)。 （2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開(kāi)拓方式為主副立井單水平。主副立井采用罐籠運(yùn)輸。運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。 （3）通風(fēng)安全條件的校核 礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，屬高瓦斯礦井。礦井通風(fēng)方式為：對(duì)角式通風(fēng)，可以滿(mǎn)足通風(fēng)需要。 （4）礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，有足夠的服務(wù)年限，滿(mǎn)足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于表 31的有關(guān)要求。 表31 新建礦井設(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） 第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a） 煤層傾角 <25° 煤層傾角 25°～45° 煤層傾角 >45° 6.0及以上 70 35 — — 3.0～5.0 60 30 — — 1.2～2.4 50 25 20 15 0.45～0.9 40 20 15 15 4 井田開(kāi)拓 井田開(kāi)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(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開(kāi)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(kāi)采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。 4.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 4.1.1影響井田開(kāi)拓的主要因素 地形平坦，地勢(shì)高差小，有內(nèi)澇威脅； 第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施工；為防止第四系水潰入井下，需留設(shè)合理的防水煤柱； 太原組灰?guī)r水壓較大，水量相對(duì)豐富，巖溶裂隙比較發(fā)育，選擇井筒位置需留有足夠的隔水巖柱。 4.1.2井筒形式、數(shù)目的確定 井硐形式的確定 斜井與立井開(kāi)拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較： 斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)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(chē)場(chǎng)及垌室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)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(mǎn)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?gòu)木渤冯x。 與立井開(kāi)拓相比，斜井開(kāi)拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線(xiàn)長(zhǎng)、阻力大，管線(xiàn)長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過(guò)富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)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(kāi)拓。 根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮祁東煤礦的實(shí)際情況： 第三、第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施工； 地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高平均+24m左右，煤層埋藏較深； 礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a，為大型礦井。 綜上所述，本礦采用立井開(kāi)拓。 （2）主、副井井筒位置的選擇 a) 井筒位置的確定原則 Ⅰ有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少； Ⅱ有利于首采