張小樓煤礦0.9Mta新井設(shè)計含5張CAD圖.zip,張小樓,煤礦,0.9,Mta,設(shè)計,CAD 張小樓煤礦0.9Mt/a新井設(shè)計摘 要 本設(shè)計包括三個部分：一般設(shè)計部分、專題設(shè)計部分和翻譯部分。 一般部分為張小樓礦0.9Mt/a的新井設(shè)計。全篇共分為十個部分：1.礦井概況及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度；4.井田開拓；5.準備方式—帶區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運輸；8.礦井提升；9.礦井通風與安全技術(shù)；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標。 張小樓煤礦位于江蘇省徐州市境內(nèi)，本礦井有礦區(qū)專用鐵路，與隴海鐵路相聯(lián)接，交通十分便利。整個井田東西長約5.0Km、南北寬約3.4Km，井田面積16.944Km2。主采煤層一層，即7號煤層，平均傾角16°，厚約3.2 m。井田工業(yè)儲量為71.53Mt，可采儲量47.23 Mt，礦井服務(wù)年限為40.38 a。井田地質(zhì)條件簡單。表土層平均厚度87 m；礦井正常涌水量為208 m3/h，最大涌水量為268 m3/h；煤層硬度系數(shù)f=2~3，煤質(zhì)牌號為氣煤；礦井絕對瓦斯涌出量為10.51 m3/min，屬低瓦斯礦井；煤層有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期5~12個月，煤塵具有爆炸危險性。 張小樓煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，服務(wù)年限為40.38年。礦井采用立井兩水平加暗斜井開拓方式。設(shè)計首采區(qū)采用采區(qū)準備方式，工作面長度180 m，采用一次采全高采煤法，全部垮落法處理采空區(qū)。礦井采用“三八”制作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修。生產(chǎn)班每班3個循環(huán)，日進6個循環(huán)，循環(huán)進尺0.6 m，日產(chǎn)量2626.28 t。 大巷采用帶式輸送機運煤，輔助運輸采用1.5 t固定箱式礦車。主井裝備一對9 t箕斗帶平衡錘提煤，副井裝備一對1.5 t礦車雙層單車罐籠擔負輔助運輸任務(wù)。礦井采用中央并列式通風。通風容易時期礦井總需風量4693.8 m3/min，礦井通風總阻力1641 Pa，風阻0.268N·s2/m8，等積孔2.3 m2，礦井通風容易。礦井通風困難時期礦井總風量4693.8 m3/min，礦井通風總阻力1908 Pa，風阻0.3118N·s2/m8，等積孔2.13m2，礦井通風容易。 專題部分題目是張小樓煤礦高溫熱害現(xiàn)狀及防治 翻譯部分是一篇瓦斯的突出控制技術(shù)在澳大利亞的應(yīng)用的論文，英文原文題目為：Gas content based outburst control technology in Australia。 關(guān)鍵詞：立井開拓；上下山開采；綜采；單巷掘進；中央并列式 Abstract This design contains three parts: the general，the special subject and the translation. The general design is about a 0.9 Mt/a new underground mine design of Zhangxiaolou coal mine.The whole article is divided into ten parts: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The designed productive capacity, service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The explorer method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms. Zhangxiaolou coal mine lies in Xuzhou, Jiangsu province. This mine has special railway and is connect to Longhai railway, the traffic is very convenient.It’s about 5.0 km on the strike and 3.4 km on the dip,with the 15.944 km2 total horizontal area.The minable coal seam of this mine is only 7 with an average thickness of 3.2 m and an average dip of 16°.The proved reserves of this coal mine are 71.53 Mt and the minable reserves are 47.23Mt, with a mine life of 40.38 a.The geological condition of the mine is relatively simple.The average thickness of topsoil is 87 m.The normal mine inflow is 208 m3/h and the maximum mine inflow is 268 m3/h. The absolutely gas discharge quantity is 10.51 m3/t .It is a lower gassy mine.It’s a coal seam liable to explosion. The productive capacity of Zhangxiaolou Mine is 0.9 million tons per year，and the service life is 40.38 years.The mine pit uses the vertical shaft single level to add the inside slope development way. Designed first mining district makes use of the method of preparation in mining area, the length of working face is 180 m, which uses fully-mechanized coal mining technology, and fully caving method to deal with goaf. The working system is “three-eight”,with two teams mining, and the other overhauling. Every mining team makes three working cycle, with six working cycle everyday. Advance of working cycle is 0.6 m, and quantity of 2626.38ton coal is maked every day. Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. Main shaft makes use of skip to transport coal resource, when subsidiary shaft makes use of cage to be assistant transport. In the prophase of mining the mine makes use of centralized ventilation method,when in the evening of mining the mine makes use of areas ventilation method. At the easy time of mine ventilation, the total air quantity is 4693.8 m3 per minute, the total mine ventilation resistance is 1641 Pa, the coefficient of resistance is 0.268 N·s2/m8, equivalent orifice is 2.3 m2. At the difficult time of mine ventilation, the total air quantity is about 4693.8 m3 per minute, the total mine ventilation resistance is 1908Pa, the coefficient of resistance is 0.3118 N·s2/m8, equivalent orifice is 2.13 m2. The monographic study is about '"The present situation and control of Zhangxiaolou coal mine high temperature and heat harm". The translated academic paper is about"Gas content based outburst control technology in Australia"。 Keywords：vertical development; up-dip and down-dip minging; fully mechanized; single thunnel drivage; 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礦區(qū)地理位置、范圍 1 1.1.2交通條件 1 1.1.3地形、地貌 1 1.1.4水文情況 2 1.1.5氣候條件 2 1.1.6地震 2 1.2井田地質(zhì)特征 2 1.2.1勘探工作簡況 2 1.2.2含煤地層 3 1.2.3地質(zhì)綜合柱狀圖 4 1.2.4地質(zhì)構(gòu)造 5 1.2.5水文地質(zhì)特征 6 1.2.6礦井涌水量 7 1.3煤層特征 7 1.3.1 7煤賦存特點 7 1.3.2圍巖性質(zhì) 7 1.3.3煤的特征 7 1.3.4瓦斯、煤塵和煤的自燃 9 1.3.5其它有益礦產(chǎn) 10 2 井田境界和儲量 11 2.1井田境界 11 2.2礦井工業(yè)儲量 11 2.2.1儲量計算范圍和工業(yè)指標的確定 11 2.2.2儲量級別與計算塊段的劃分 12 2.2.3儲量計算方法及參數(shù)的確定 13 2.2.4工業(yè)儲量計算 13 2.2.5礦井可采儲量 14 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 18 3.1礦井工作制度 18 3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 18 3.2.1確定依據(jù) 18 3.2.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 18 3.2.3礦井服務(wù)年限 18 3.3井型校核 19 4 井田開拓 21 4.1井田開拓的基本問題 21 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 24 4.1.2工業(yè)場地的位置 25 4.1.3開采水平的確定及帶（采）區(qū)劃分 26 4.1.4開拓方案及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 26 4.2礦井基本巷道 36 4.2.1井筒 36 4.2.2井底車場及硐室 40 4.2.3主要開拓巷道 43 4.2.4巷道支護 47 5 準備方式——采區(qū)巷道布置 48 5.1煤層地質(zhì)特征 48 5.1.1采區(qū)位置 48 5.1.2采區(qū)煤層特征 48 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 48 5.1.4水文地質(zhì) 48 5.1.5地質(zhì)構(gòu)造 49 5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 49 5.2.1采區(qū)位置及范圍 49 5.2.2采煤方法及工作面長度的確定 49 5.2.3確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護方式及通風方式 49 5.2.4煤柱尺寸的確定 49 5.2.5采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 49 5.2.6采區(qū)接替順序 50 5.2.7采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 50 5.2.8采區(qū)內(nèi)巷道掘進方法 51 5.2.9采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 51 5.3采區(qū)車場選型設(shè)計及主要硐室 52 5.3.1確定采區(qū)車場形式 52 5.3.2采區(qū)主要硐室布置 54 6 采煤方法 55 6.1采煤工藝方式 55 6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 55 6.1.2確定采煤工藝方式 55 6.1.3回采工作面參數(shù) 56 6.1.4回采工藝 56 6.1.5設(shè)備選型 57 6.1.6回采工作面支護方式 61 6.1.7端頭支護及超前支護方式 62 6.1.8各工藝過程注意事項 63 6.1.9回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 65 6.2回采巷道布置 68 6.2.1回采巷道布置方式 68 6.2.2回采巷道參數(shù) 68 7 井下運輸 71 7.1概述 71 7.1.1井下運輸設(shè)計的原始條件和數(shù)據(jù) 71 7.1.2運輸距離和貨載量 71 7.1.3礦井運輸系統(tǒng) 71 7.2采區(qū)運輸設(shè)備選擇 73 7.2.1設(shè)備選型原則 73 7.2.2采區(qū)設(shè)備的選型 73 7.3大巷運輸設(shè)備選擇 75 7.3.1運輸大巷設(shè)備選擇 75 7.3.2輔助運輸大巷設(shè)備選擇 75 8 礦井提升 78 8.1概述 78 8.2主副井提升設(shè)備選型 78 8.2.1已知原始條件和數(shù)據(jù) 78 8.2.2主井提升設(shè)備選型 78 8.2.3副井提升設(shè)備選型 80 9 礦井通風及安全 83 9.1礦井通風系統(tǒng)選擇 83 9.1.1礦井概況 83 9.1.2礦井通風系統(tǒng)的基本要求 83 9.1.3礦井通風方式的確定 84 9.1.4主要通風機工作方式選擇 84 9.1.5采區(qū)通風系統(tǒng)的選擇 85 9.1.6工作面通風方式的選擇 86 9.1.7回采工作面進回風巷道的布置 87 9.1.8 通風構(gòu)筑物 88 9.2采區(qū)及全礦所需風量 88 9.2.1采煤工作面實際需要風量 88 9.2.2備用面需風量的計算 89 9.2.3掘進工作面需風量 89 9.2.4硐室需風量 90 9.2.5其它巷道所需風量 91 9.2.6礦井總風量 91 9.2.7風量分配 91 9.3礦井通風總阻力計算 93 9.3.1礦井通風總阻力計算原則 93 9.3.2確定礦井通風容易和困難時期 93 9.3.3礦井最大阻力路線 94 9.3.4礦井通風阻力計算 99 9.3.5礦井通風總阻力 101 9.3.6總等積孔 101 9.4選擇礦井通風設(shè)備 102 9.4.1選擇主要通風機 102 9.4.2電動機選型 104 9.4.3主要通風機附屬裝置 105 9.5防止特殊災害的安全措施 106 9.5.1瓦斯管理措施 106 9.5.2煤塵的防治 106 9.5.3預防井下火災的措施 106 9.5.4防水措施 106 10 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標 108 參考文獻 110 致 謝 155 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1礦區(qū)地理位置、范圍 張小樓煤礦井位于徐州西北13Km處的銅山縣柳新鎮(zhèn)、劉集鎮(zhèn)境內(nèi)，現(xiàn)井田中心座標：X＝3803349.981 ，Y＝20508100.115 ，Z＝+37.8 。 井田范圍：南部（淺部）以F1斷層與龐莊井田為界，北部（深部）至京福高速公路保護煤柱線；東部以蘇煤司基（87）第252號文規(guī)定的西1、西2和西3三個座標點的連線及其延長線與柳新井田為界，西部以蘇煤司基（84）第579號文規(guī)定點連線與夾河井田深部為鄰。 整個井田東西長約5.0Km、南北寬約3.4Km，井田面積16.944Km2。 1.1.2交通條件 本礦井有礦區(qū)專用鐵路，東與京滬鐵路茅村站、西與隴海鐵路夾河寨站相聯(lián)接。徐豐公路從礦區(qū)通過，可與蘇北、皖北、魯南、豫東各縣相接。礦區(qū)東北有京杭大運河穿過，經(jīng)徐州煤港貫通南北。因此礦區(qū)水、陸交通運輸條件極為便利 (見圖1-1)。 圖1-1 交通示意圖 1.1.3地形、地貌 本井田屬古黃河沖積平原，沖積層東南薄、西北厚，平均厚度87m，地形較平坦，且向東及北東微傾，地面坡降為1／5000，地面標高為+35.8～+44.0m，平均為+36.0m。第17勘探線以西地勢突然增高，為廢黃河故堤南壩，平均標高為+42.0m。地面植被大部分為農(nóng)作物，村落為井田內(nèi)的主要建筑群。地表巖性以粉砂土、亞粘土和砂質(zhì)粘土為主。由于常年開采，造成地表部分塌陷并積水成塘，其最大深度可達3m。 1.1.4水文情況 井田內(nèi)無大的天然水系。地表水系主要有順堤河、香山河以及大量縱橫交錯的排水灌渠，其次是塌陷區(qū)積水和零星魚塘存水。其中順堤河寬20m，深2m，向北入桃園河，香山河為固城河上游，向東入京杭運河，屬季節(jié)性河流。位于井田東北約12Km處的微山湖對本井田影響甚小。建國以來，1957年最高洪水位為36.9m。 1.1.5氣候條件 根據(jù)徐州氣象資料，本區(qū)屬南溫帶魯南氣候區(qū)，具有長江流域和黃河流域氣候過渡的性質(zhì)，日照充足，年降水量充沛，冬寒干燥，夏熱多雨，春、秋季短，并有寒潮、霜凍、冰雹、旱風等自然災害。 (一)降水量 由于本區(qū)地處中緯度副熱帶和暖溫帶的過渡區(qū)，因此，降水有集中性高、年變化大的特點，平均年降水量841.9mm，最大1297.0mm (1958年)；最小500.6mm (1988年)。夏季平均雨量(6～8月)466.03mm，約占全年降水量的55％，其中以7、8月份雨量最多，形成了冬干、春秋旱頻繁、盛夏常發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)，易澇、易旱的氣候特點。 (二)蒸發(fā)量 1440mm／年。 (三)風向、風速 全年多偏東風，平均風速3.2m／s，最大風速24.3m／s (1959年6月)。 (四)氣溫 年平均氣溫14.13℃。1月份最低，平均氣溫-0.6℃；7月份最高，平均氣溫27.4℃。 (五)凍土 凍土深度平均為29cm。 (六)霜期 歷年平均初霜期為10月下旬，終霜期4月上旬。 1.1.6地震 徐州地區(qū)地震烈度為7度，根據(jù)1956年科學出版社資料，徐州地區(qū)地震記錄始于公元522年，訖于1937年，即1415年間發(fā)生地震21次。其中破壞性地震占了3～7次。影響較大的有1502年10月17日地震，壞城垣民舍；1668年7月25日山東莒縣郯城8.5級地震，1937年8月1日山東渮澤7級地震等。 本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約100km，該斷裂帶為一長期活動的強地震帶。 1.2井田地質(zhì)特征 1.2.1勘探工作簡況 1958年～1959年2月江蘇省煤炭工業(yè)局169煤田勘探隊在F16號斷層南露頭至-600m，西至16勘探線，呈斜三角形的范圍內(nèi)，共施工鉆孔14個，工程量為5347.23m，于1959年3月提交《徐州煤田張小樓礦區(qū)精查地質(zhì)報告》。1963年5月～1964年10月，169隊再進入本區(qū)（包括柳新區(qū)）補勘，共施工鉆孔62個，工程量22153.74m，后該隊將全部勘探資料移交給華東煤炭工業(yè)基本建設(shè)公司第二勘探隊。該隊于1966年10月完成《江蘇省徐州煤田張小樓勘探區(qū)精查報告》的編制工作。 1977年10月～1984年2月，原徐州礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊根據(jù)徐煤革地（77）431號文指示，對井田深部地區(qū)（-600m～-1200m）進行補充勘探，共施工補勘鉆孔71個，工程量69362.04m。1984年9月編制完成《江蘇省徐州煤田張小樓煤礦補充勘探地質(zhì)報告（精查）》。1989年2月～1998年8月，徐州礦務(wù)集團地質(zhì)勘探工程處根據(jù)原徐州礦務(wù)局要求，對井田-1000m以下范圍進行補充勘探，共施工補勘鉆孔17個，工程量22104.28m，1998年9月編制完成《江蘇省徐州礦務(wù)集團龐莊煤礦張小樓井補充勘探地質(zhì)報告》。 1.2.2含煤地層 張小樓井田含煤地層為石炭、二迭系。有三個含煤組，自上而下為：二迭系下統(tǒng)下石盒子組（P12）和山西組（P11）及石炭系上統(tǒng)太原組（C3）。完整的煤系地層平均厚度490.87m。含煤20余層，可采和局部可采煤層8層，編號為1、2、7、9、9-2、20、21、22，煤平均總厚度為8.93m，含煤系數(shù)為1.82％。其中，主采7號煤層位于二迭系下統(tǒng)山西組。 本組地層厚96.5～145.4m，平均113.0m 。本組主要特點是：沉積環(huán)境屬濱海平原向內(nèi)陸平原的過渡相，其下部為廣闊平坦的潮坪環(huán)境沉積，其上部為內(nèi)陸平原潮濕氣候條件下的辮狀河相沉積。沉積旋回結(jié)構(gòu)明顯，標志層也比較清楚，如頂板的雜色泥巖，中部的厚層泥質(zhì)膠結(jié)為主的中～細粒長石石英砂巖和底部的灰色厚層砂質(zhì)泥巖，層理清楚，結(jié)構(gòu)致密，均可作為對比標志層。本組含煤2～8層，其中7煤是本區(qū)沉積較穩(wěn)定的主要可采煤層，9煤為局部可采煤層。 7煤位于第二旋回頂部，上距分界砂巖54m，下距一灰約58m。根據(jù)其發(fā)育情況大致為：煤層沉積穩(wěn)定，煤層較厚，煤層結(jié)構(gòu)簡單～較復雜，含夾矸一層，局部分叉為二層，頂板巖性淺部多為細～中粒厚層砂巖，向深部相變?yōu)樯澳鄮r，其底板普遍為砂泥巖或泥巖。7煤下2～10m處常伴生8煤，結(jié)構(gòu)簡單,薄而不穩(wěn)定，不可采。 1.2.3地質(zhì)綜合柱狀圖 圖1-2 綜合地質(zhì)柱狀圖 1.2.4地質(zhì)構(gòu)造 圖1-3 井田7煤構(gòu)造綱要圖 (1)褶曲 張小樓井田淺部基本呈單斜構(gòu)造，但微顯示出背斜形態(tài)。在13-1～15線間淺部露頭部位發(fā)育有張小樓破背斜。在井田東翼深部形成一個東翼深部向斜和一個東翼深部背斜。在井田西翼深部也形成一個向斜和一個背斜（即西翼深部向斜、西翼深部背斜）。這些向、背斜均為同一序次、相互配套的褶皺構(gòu)造。 ①張小樓破背斜 位于井田東翼13-1～15線的露頭部位，軸向北東65°，向南西傾伏，傾伏角25°?？傮w延展長約5000ｍ，其核部為中奧陶統(tǒng)地層。F1斷層基本沿背斜軸切割，故南翼僅殘存很少山西組、太原組煤系地層。 ②東翼深部向斜 該向斜向西交于K1斷層，向東延至柳新井田。軸向為NE50°～80°，總體向北東傾伏。15-1線以西相對平緩，傾伏角0°～5°，15-1線以東傾伏角變化較大，約5°～36°。翼角變化較大，總體規(guī)律是南翼較陡，約5°～25°，北翼較緩，約5°～10°，向斜軸部地層平緩。該向斜幅度為15～80ｍ，跨度為535～750ｍ，軸線長約3200ｍ。 ③東翼深部背斜 該背斜與東翼深部向斜基本平行且相伴而生，向西交于K1斷層，向東延至柳新井田。該背斜比較寬緩，軸向為NE40°～70°，總體向北東傾伏，15-1線以西相對平緩，15-1線以東傾伏角約5°～10°。兩翼產(chǎn)狀變化不大，約為5°～15°。其幅度10～60ｍ、跨度335～1010ｍ，軸線長約3100ｍ。 ④西翼深部向斜 該向斜東始于17勘探線以東，向西延至夾河井田。軸向為NE35°～50°，總體向北西傾伏。17線以東相對寬緩并逐漸消失，17線以西向北西傾伏，傾伏角約5°～15°。翼角變化較大，總體是南翼較陡，約20°～35°，北翼較緩，約5°～10°，向斜軸部地層平緩，北翼局部被F2斷層切割。該向斜幅度為15～40ｍ，跨度為400～550ｍ，軸線長約1400ｍ。 ⑤西翼深部背斜 該背斜與西翼深部向斜基本平行且相伴而生，始于17勘探線以東，向西延至夾河井田。軸向為NE45°～85°，總體向北西傾伏，傾伏角約0°～8°，兩翼基本對稱，南、北翼角均約5°～10°，背斜軸部地層平緩，幅度為15～28ｍ，跨度為400～750ｍ，軸線長約1500ｍ。 (2)斷層 本井田主要斷層為邊界斷層F1、F14、F15，中部斷層F16，還有縱貫整個井田的K1斷層。 ①F1逆斷層 位于本區(qū)淺部（即南部邊緣）自東向西橫貫全區(qū)。向東延至柳新～東城之間的老地層，向西進入夾河井田，全長8500ｍ，在本區(qū)長4500ｍ左右。 ②F14正斷層 位于16線以東地區(qū)的淺部，向東延至柳新井田并尖滅，往西在15-1線西側(cè)與F1相交，走向NE15°～55°，傾向北西，傾角45°～75°，落差40～140m，該斷層全長3000余米，在本井田長約2400ｍ。 ③F15正斷層 位于15線以東地區(qū)的淺部，向東延至柳新井田并尖滅，在14線以西走向約為NE20°，至13-1線附近即轉(zhuǎn)為近東西向而進入老地層，傾向北西，傾角65°～75°，落差50～70ｍ，該斷層總延展長度約2000m，在本井田長約1400ｍ。 ④F16逆正斷層 位于16線以東地區(qū)的中部，是本井田的一條主要斷裂構(gòu)造?？傮w走向為NE45°，傾向南東，傾角72°～90°，局部有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，落差0～190ｍ。向西至15-1線以西尖滅，往東進入柳新井田中部尖滅。在本井田延展長約2500ｍ。 ⑤K1正斷層 位于15-1和16勘探線之間，為本井田一條主要斷裂構(gòu)造?？傮w走向NW50°，傾向淺部南西，深部北東，為一高角度斷層，傾角多為60°～90°，局部直立或反轉(zhuǎn)。淺部落差0～45ｍ，深部落差0～115ｍ，斷層向淺部交于F0，往深部至-950m水平以下，傾向反轉(zhuǎn)為北東，并繼續(xù)向深部延伸，縱貫整個井田，在本井田延展長約3500ｍ左右。 1.2.5水文地質(zhì)特征 （1）地表水 本區(qū)內(nèi)地表水體主要有魚塘、河流、水渠。香山河雖貫穿整個礦區(qū)，但多處地段常年處于干涸狀態(tài)，且河寬變得越來越窄，最窄處僅有2～3米，有的地段已經(jīng)改造成了魚塘，工業(yè)廣場內(nèi)的水經(jīng)此河排出。在井田的西南部沿廢黃河北岸的北側(cè)有一條順堤河。在井田的中部有一條南北方向的河流（無名河），向北入桃園河。現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)地表水體主要為塌陷區(qū)積水（已挖成魚塘），積水面積約為2Km2，總匯水面積30Km2，總積水量常年在200萬m3，豐水期可達300萬m3。本區(qū)歷年最高洪水位為+36.2m。 （2）礦井主要含水層組劃分及特征 根據(jù)含水層巖性特征、空隙性質(zhì)及地下水埋藏條件，礦井主要含水層組可劃分為三種類型：孔隙潛水～承壓含水層組，裂隙承壓含水層組，巖溶裂隙承壓含水層組。 1.2.6礦井涌水量 本設(shè)計根據(jù)井田境界和水平標高，參照地質(zhì)勘探報告提供的計算基礎(chǔ)資料，采用大井法計算公式，計算結(jié)果，礦井正常涌水量208 m3/h ，最大涌水量268 m3/h 。 1.3煤層特征 1.3.1 7煤賦存特點 全區(qū)廣泛發(fā)育，沉積規(guī)律明顯，本區(qū)共有96點穿過，77點見煤。煤層兩極厚度2.20～4.03m，全區(qū)平均煤厚3.12m。煤層的傾角最大為36°，最小為5°，平均為16° 。 煤層上距分界砂巖底板18.9～95.68m，平均54.16m，下距9煤頂板13.64～44.64m，平均厚28.8m。 （一）7煤賦存特點： ①7煤屬于區(qū)域性穩(wěn)定的中厚煤層。 ②煤層結(jié)構(gòu)較簡單，東翼深部多發(fā)育1～2層0.16～0.54m夾矸，局部厚度較大。 （二）煤層穩(wěn)定性評價： 7煤穩(wěn)定性評定： 煤層可采性指數(shù)K=1 平均煤厚3.12m。 煤層變異系數(shù)γ=25% 屬于穩(wěn)定型煤層，故7煤為主采煤層。 1.3.2圍巖性質(zhì) 7煤頂板多為泥巖、砂泥巖，底板多為灰色粉砂巖。煤層頂?shù)装寰唧w情況見表1-1。 表1-1 煤層頂?shù)装迩闆r一覽表 頂?shù)装? 名稱 巖石 名稱 厚度(m) 特性描述 基本頂 細砂巖 8.57 淺灰~淺灰白色，有厚脈櫛羊齒化石。 直接頂 砂泥巖 4.55 灰色，含長橢圓形楔葉化石。 直接底 砂泥巖 4.19 深灰色，含少量動物化石及黃鐵礦，偶夾鈣質(zhì)透鏡體。 基本底 細砂巖 24.69 灰白色，致密堅硬，以石英長石為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，斜層理為主。 1.3.3煤的特征 7煤：光亮至半暗淡型，油脂光澤，黑色，片狀～粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，質(zhì)地較硬，裂隙發(fā)育，含黃鐵礦，有時被方解石脈充填，硬度Ⅱ～Ⅲ級。7煤容重測定值為1.35。 有害組分 1．水份（Mad）：7煤7原煤水份在0.74～2.30％之間變化，7屬低水份煤。 2．灰份（Ad）：7煤原煤平均灰份產(chǎn)率10.25～27.24％,以中～富灰煤為主，7煤精煤平均灰份產(chǎn)率為6.48～8.11％，均屬特低灰份煤，說明原煤中外在灰份較多，精選后大部分可剔除掉。 3．揮發(fā)份（Vdaf）：山西組7煤揮發(fā)份均大于35%。 4．硫（Std）：7煤平均含硫量變化不大，原煤含硫量在0.36～0.62％，屬特低硫煤。 風氧化帶 62年補勘根據(jù)實際資料分析，重新確定的風氧化帶深度全區(qū)均為－45ｍ。結(jié)合多年來礦井生產(chǎn)實際開采上限，經(jīng)研究確定本區(qū)風氧化帶的深度為－50ｍ。 煤層具體特征見表1-2、1-3、1-4、1-5。 表1-2 煤層工業(yè)分析成果統(tǒng)計表 煤 層 水 份 Mad（%） 灰 份 Ad（%） 揮 發(fā) 份 Vdaf（%） 硫 份 Std（%） 1 原 煤 0.35～2.71 1.70 15.19～38.24 23.13 33.69～39.08 36.15 0.38～0.61 0.52 精 煤 1.68～3.26 2.30 5.84～10.94 7.66 34.29～37.12 35.52 2 原 煤 0.42～3.02 1.61 16.68～39.22 27.24 23.85～41.19 35.80 0.33～1.22 0.49 精 煤 1.32～2.32 2.00 6.39～9.34 7.92 33.06～38.58 36.04 0.61～0.62 0.62 7 原 煤 0.49～2.04 1.42 6.65～36.67 19.63 34.18～40.59 37.36 0.28～0.72 0.42 精 煤 1.28～1.96 1.48 6.70～10.69 8.11 33.99～37.41 35.78 0.36 9 原 煤 0.46～1.98 1.38 5.97～28.98 13.89 32.56～40.03 35.43 0.39～0.55 0.48 精 煤 1.24～1.74 1.49 5.12～9.03 6.48 34.08～37.06 36.21 表1-3 煤層元素分析成果統(tǒng)計表 煤層 煤種 Cadf(％) Hdaf(％) Ndaf(％) Odaf(％) 1 氣煤 83.99～85.28 84.73 5.26～5.62 5.48 1.31～1.63 1.48 7.59～8.87 8.31 2 氣煤 84.03～86.11 84.79 5.18～5.61 5.42 1.38～1.53 1.44 6.78～8.93 7.97 7 氣煤 84.80～86.87 85.93 5.28～5.57 5.43 1.36～1.51 1.41 6.82～8.12 7.40 9 氣煤 83.24～86.37 85.20 5.26～5.59 5.47 1.50～1.64 1.56 6.55～9.67 7.78 表1-4 煤層發(fā)熱量統(tǒng)計一覽表 發(fā) 熱 量（MJ／Kg） Qb.ad Qgr.ad Qnet.v.ad 1 原煤 19.53～28.46 25.03 19.47～28.36 24.74 19.17～27.14 23.37 2 原煤 19.86～26.78 23.28 19.93～26.70 23.22 19.26～25.15 29.18 精煤 21.29～31.81 26.55 21.19～31.70 26.44 20.57～31.36 25.97 7 原煤 20.96～31.88 26.50 20.89～31.80 26.08 24.73～27.14 25.95 精煤 30.94～32.99 31.97 30.85～32.90 31.88 30.34～32.25 31.30 9 原煤 23.70～31.21 28.74 23.64～31.12 28.35 23.13～29.89 26.85 表1-5　　　 煤層工業(yè)牌號表 煤層號 確定單位 1煤 2煤 7煤 8煤 9煤 拾屯報告 氣 氣 氣 氣 氣 62年補勘 弱粘 氣 氣 氣 氣 82年補勘 氣 氣 氣 礦上采用 氣 氣 氣 氣 氣 1.3.4瓦斯、煤塵和煤的自燃 （1）瓦 斯 本井田在原勘探期間沒有獲得比較可靠的瓦斯地質(zhì)資料，只是與鄰近井田瓦斯涌出情況類比定為一級低沼氣礦井。礦井的沼氣的絕對涌出量為10.51m3/min，二氧化碳的絕對涌出量為6.31m3/min；沼氣的相對涌出量為6.53m3/t,二氧化碳的相對涌出量為5.12m3/t。 （2）煤 塵 本井田內(nèi)7煤的煤塵具爆炸危險性。在生產(chǎn)過程中應(yīng)引起高度重視，加強對煤塵災害的防治，杜絕煤塵事故的發(fā)生。 （3）煤的自燃 本井田內(nèi)各煤層均具有自燃發(fā)火傾向，屬有自燃發(fā)火礦井。本井田煤層自燃發(fā)火期一般為5～12個月，有時1～3個月。 1.3.5其它有益礦產(chǎn) 本井田煤系地層中伴生的有益礦產(chǎn)主要是高嶺土礦。該礦層賦存于下石盒子組底部（分界砂巖之上），上距下石盒子組2煤底板18～45m，平均30m；下距山西組7煤頂板65～85m，平均75m。區(qū)內(nèi)礦層厚0～4.5m，平均厚度2.70m左右。頂板為紫紅色、雜色高嶺石質(zhì)泥巖，底板為紫紅色高嶺石砂質(zhì)泥巖，有時為灰綠色高嶺石質(zhì)細砂巖或砂泥巖互層。 本區(qū)高嶺土礦床在1987～1995年間進行了小規(guī)模生產(chǎn)及產(chǎn)品開發(fā)，后由于礦石品位及市場環(huán)境等因素影響停止了開采。  2 井田境界和儲量 2.1井田境界 張小樓井田范圍：南部（淺部）以F1斷層與龐莊井田為界，北部（深部）至京福高速公路保護煤柱線；東部以蘇煤司基（87）第252號文規(guī)定的西1、西2和西3三個座標點的連線及其延長線與柳新井田為界，西部以蘇煤司基（84）第579號文規(guī)定點連線與夾河井田深部為鄰。 整個井田東西長約5.0Km、南北寬約3.4Km，井田面積16.944Km2。 煤層的傾角最大為36°，最小為5°，平均為16° 。 圖2-1 井田賦存狀況示意圖 2.2礦井工業(yè)儲量 2.2.1儲量計算范圍和工業(yè)指標的確定 （1）儲量計算邊界 本井田儲量計算上限為-200m水平，下限為-1250m水平，南部（淺部）以F1斷層與龐莊井田為界，北部（深部）至京福高速公路保護煤柱線；東部以蘇煤司基（87）第252號文規(guī)定的西1、西2和西3三個座標點的連線及其延長線與柳新井田為界，西部以蘇煤司基（84）第579號文規(guī)定點連線與夾河井田深部為鄰。 （2）工業(yè)指標的確定 ①煤3.12m； ②煤層最高可采灰分不大于40%； ③煤層的最低發(fā)熱量不低于14.54MJ∕Kg。 2.2.2儲量級別與計算塊段的劃分 （1）工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供開采利用的列入平衡表內(nèi)的儲量。 礦井的地質(zhì)資源量=探明的資源量331+控制的資源量332+推斷的資源量333 探明的資源量331=經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量111b+邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量2M11+次邊際經(jīng)濟的資源量2S11； 探明的資源量332=經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量122b+邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量2M22+次邊際經(jīng)濟的資源量2S22； 礦井工業(yè)儲量計算公式為： Zg = Z111b + Z122b + Z2M11 + Z2M22 + Z333k 式中 Zg -----礦井工業(yè)資源； Z111b -----探明的資源量中的經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z122b -----控制的資源量中的經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z2M11 -----探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z2M22 -----控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z333 -----推斷的資源量； K------可信度洗漱，取0.7—0.9，地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復雜、煤層賦存不穩(wěn)定取0.7。. （2）儲量計算塊段劃分 本井田劃分儲量計算塊段主要根據(jù)煤層的厚度及傾角。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為7個塊段，在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個塊段的儲量，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。塊段劃分如圖2-2 圖 2-2 儲量塊段劃分圖 2.2.3儲量計算方法及參數(shù)的確定 （1）儲量計算方法 本井田煤層的上部傾角較大，深部傾角較小，由AutoCAD軟件直接在井田開拓平面圖上測得井田的大致面積，再根據(jù)煤層傾角折算傾斜面積，乘以容重，煤層厚度，計算出井田工業(yè)儲量。 （2）儲量計算參數(shù)的確定 ①煤層厚度均采用煤層真厚度，按塊段內(nèi)或附近見煤點計算其算術(shù)平均值，做為該塊段的煤層平均厚度。結(jié)果為：7煤3.12m。 ②7煤容重采用1.35t∕m3 2.2.4工業(yè)儲量計算 本井田含煤地層為石炭、二迭系，有3個含煤組：石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組和下石盒子組。其中二迭系下統(tǒng)山西組(P11S)中7煤為主采煤層，其他為不可采煤層。 7煤屬于區(qū)域性穩(wěn)定的中厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，儲量豐富，全區(qū)穩(wěn)定可采。該煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變化比較明顯，為2.20～4.03 m，平均3.12m。其容重為1.35t/m3。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值： （1）礦井地質(zhì)資源量 礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計算： Z=××S／cosα ×0.000001 （2-1） 式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt； ——7煤層平均厚度，m； S——7煤層底面面積，m3； ——7煤容重，t/m3, α——煤層平均傾角。 井田各塊段面積及儲量如下表所示： 表2-1 井田塊段儲量計算表 塊段標號 傾角(°) 平均厚度(m) 容重(t/m3) 面積(km2) 儲量(Mt) 1 28 3.05 1.35 1.26998 5.92237 2 34 3.21 1.35 2.43506 12.72842 3 9 2.5 1.35 2.702608 9.235 4 10 3.4 1.35 3.84054 17.90002 5 28 3.5 1.35 1.488444 7.96525 6 25 2.5 1.35 1.46547 5.47909 7 10 3.14 1.35 3.103345 13.35802 總面積 16.305447 總儲量 72.5881 礦井地質(zhì)資源為72.5881Mt。其中包括探明的資源量（60%），控制的資源量（30%），推斷的資源量（10%）。 （2）礦井工業(yè)儲量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推斷的。 根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%是經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，30%是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源量為： Z111b =72.5881 × 60% × 70% = 30.487002Mt Z122b =72.5881× 30% × 70% = 15.243501Mt Z2M11 =72.5881× 60% × 30% = 13.065858Mt Z2M22 =72.5881 × 30% × 30% =6.532929Mt 由于本礦地質(zhì)條件簡單、煤層賦存穩(wěn)定，k取0.85， Z333k =72.5881× 10% × 0.85 = 6.199989Mt Zg = Z111b + Z122b + Z2M11 + Z2M22 + Z333k （2-2） = 30.487002+ 15.243501 + 13.065858 + 6.532929 + 6.199989 = 71.529279Mt 2.2.5礦井可采儲量 （1）井田邊界保護煤柱 根據(jù)張小樓礦井田實際情況，其井田邊界保護煤柱寬度取50 m ，井田南部邊界為斷層，也留50m保護煤柱，并用下式計算井田邊界保護煤柱損失。 =××× ／cosα×0.000001 （2-3） 式中：——井田邊界煤柱寬度，m； ——井田邊界煤柱長度，m； ——煤層厚度，m； ——煤層容重，t/m3； α——煤層平均傾角； —— 井田邊界保護煤柱損失，Mt。 已知=50 m，=15680 m，=1.35 t/m3，=3.12 m，α=16°，因此代入上式可得： =50156803.121.35／cos16°×0.000001=3.4353（Mt） （2）斷層保護煤柱 井田現(xiàn)已查明有F16、K1中部斷層，因斷層落差較大，故其兩側(cè)各留50 m保護煤柱，則其煤柱損失可由下式求得： =L×××50 ／cosα×0.000001 （2-4） 式中：——F16、K1煤柱損失，Mt； L——F16、K1長度，m； ——7煤層厚度，m； ——煤層容重，t/m3。 已知L=5753m，=1.35 t/m3，m=3.12 m，α=16°，代入（2-4）可得： 5753×3.12×1.35×2×50／cos16°×0.000001 =2.5208（Mt） （3）工業(yè)廣場煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》有關(guān)條文，不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表2-2。結(jié)合本設(shè)計井型（0.9 Mt/a），應(yīng)該是13.5公頃，但是考慮到近些年來建筑技術(shù)的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場的面積都有縮小的趨勢。本礦井設(shè)計長軸定為400 m，短軸定為300 m。采用垂直剖面法計算工業(yè)廣場的壓煤損失，圍護帶的寬度取20 m。垂直剖面圖如圖2-3所示。 表2-2 工業(yè)場地占地面積表 井 型 /萬t·a-1 占地面積/公頃（10萬t）-1 ≥240 1.0 120～180 1.2 45～90 1.5 9～30 1.8 表2-3 龐莊礦井田地質(zhì)條件及巖層移動角 煤層厚度/m 煤層傾角α/° 圍護帶寬度/m 表土層移動角/° 3.12 32 20 50 走向移動角δ/° 上山移動角γ/° 下山移動角β/° — 70 70 68 — 圖2-3 垂直剖面圖 由此可得工業(yè)廣場保護煤柱面積： （2-5） 式中 ——工業(yè)廣場保護煤柱平面面積，m 2； ——梯形面的高，m； ——煤柱上邊長度，m； ——煤柱下邊長度，m。 已知=1143.8 m，=890.4 m，=1401.8m，代入公式（2-5）可得： =0.51143.8（890.4+1401.8） =1.3109（km 2） 所以煤層底板面積及煤柱損失量： =1.3109km 2 ；=6.539 Mt。 （4）井筒保護煤柱 井筒布置在工業(yè)廣場中央，包括在工業(yè)廣場保護煤柱中，不再累計。 （5）大巷保護煤柱 本設(shè)計共有兩條運輸大巷，即軌道運輸大巷和膠帶運輸大巷，均布置在煤層底板巖層中；考慮到開采過程中在大巷上方會形成應(yīng)力集中，受采動影響較大，故煤柱留設(shè)寬度為25 m，沿大巷走向,井田深部大巷留有30m的保護煤柱。但是后期要對大巷煤柱進行回收，故大巷煤柱不計入永久煤柱。 總上，可匯總永久保護煤柱損失量如表2-4： 表2-4 永久保護煤柱損失量 煤柱類型 儲量/Mt 井田邊界保護煤柱 3.4353 斷層保護煤柱 2.5208 工業(yè)廣場保護煤柱 6.539 合計 12.4951 （6）礦井設(shè)計可采儲量 礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量，可按下式計算： （2-6） 式中：——礦井可采儲量，Mt； ——保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護煤柱損失量，Mt； ——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75，中厚煤層不小于0.8，薄煤層不小于0.85。本礦采用綜合機械化開采，采區(qū)采出率取為0.8 。 則礦井設(shè)計可采儲量為： =（71.529279-12.4951）×0.80 =47.23（Mt）  3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1礦井工作制度 根據(jù)按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330 d計算，三八制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤，凈提升時間為16 h。 3.2礦井設(shè)計生產(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)計規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條