采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計寶山礦井

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1、 第66頁 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 寶山礦井位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝煤田四道柳礦區(qū)南部，行政隸屬伊金霍洛旗新廟鄉(xiāng)管轄。距鄂爾多斯市政府所在地50km，距旗府所在地60 km，距東勝市45km。井田南北平均長5.43km，東西平均寬4.8km，面積24.88km2。 本區(qū)對外交通尚屬方便。礦井經(jīng)束會川與邊賈運煤專線相連，距離3 km；邊賈公路與包府運煤干線相連，距離8 km；經(jīng)包府公路可將煤炭運往東勝市，礦井距達(dá)拉特電廠112km，距包頭～神木鐵路沙沙圪臺車站39 km，并有簡易公路相通。寶山井田交

2、通位置圖如圖1-1-1所示。 寶山井田交通位置圖 圖1-1-1 1.1.2 地形地貌及水系 本區(qū)位于鄂爾多斯高原東部、區(qū)域性分水嶺“東勝梁”的南側(cè)，勃牛川、束會川位于本區(qū)的北、東、南部。地表大部被風(fēng)積砂覆蓋，由于受水流、風(fēng)蝕等影響，區(qū)內(nèi)溝谷縱橫交錯，水土流失嚴(yán)重，植被極不發(fā)育，是典型的高原侵蝕丘陵地貌。區(qū)內(nèi)地形基本呈西部高四周低的形態(tài)，最高點位于本區(qū)西部，海拔標(biāo)高+1290.5m，最低點位于束會川，標(biāo)高+1149.0m，地形最大標(biāo)高差141.5m。本區(qū)域?qū)冱S河水系，勃牛川、束會川環(huán)繞本區(qū)，勃牛川位于井田東側(cè)，為常年地表徑流（冰凍期凍結(jié)

3、），水流注入黃河。束會川隨季節(jié)變化可形成溪流或洪流，水流匯入勃牛川，次一級溝谷較多，均為間歇性溝谷。由于礦井主采煤層的底板標(biāo)高高于溝川洪水位線，雨季洪水對井下開采一般無威脅。 1.1.3 氣象及地震 本區(qū)屬于半沙漠、半干旱溫帶大陸性氣候，其特征是太陽幅射強(qiáng)烈、日照豐富、干旱少雨、風(fēng)大沙多，無霜期短，冬季漫長而寒冷，夏季炎熱而短暫。年降雨量為194.7～531.6mm，年蒸發(fā)量為1875.0～2657.0mm。氣溫最高為34.2℃，最低為-25.1℃，年平均氣溫為7.2℃。春冬兩季風(fēng)力較大，一般在4級以上，最大風(fēng)力可達(dá)10級，年平均風(fēng)速3.5m/s，風(fēng)向多為西北風(fēng)。冰凍期較長，最長凍土天數(shù)

4、為167d，最大凍土深度為2.04m。 本區(qū)位于鄂爾多斯臺向斜東北緣，鄂爾多斯臺向斜被認(rèn)為是中國現(xiàn)存最完整、最穩(wěn)定的構(gòu)造單元。據(jù)“中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖”劃分，本區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，對照原烈度6度，為弱震區(qū)，一般不會發(fā)生破壞性地震，歷史上亦無破壞性記載。 1.1.4 礦井電源 礦井附近的主要供電電源有：距離本礦井南部11km的新廟新建110kV變電站、另外有新廟35kV變電站、四道柳35 kV變電站和烏日圖高勒110kV變電站。礦井現(xiàn)有電源引自新廟35kV變電站，10kV高壓線路通過礦井工業(yè)場地，現(xiàn)有100kW變壓器一臺。本區(qū)電源能夠滿足礦井建設(shè)、生產(chǎn)的需要。 1.2 井

5、田地質(zhì)特征 1.2.1 井田地質(zhì)概況 1、區(qū)域構(gòu)造 東勝煤田位于鄂爾多斯臺向斜東勝隆起之東南邊緣地帶，基本構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)為一單斜構(gòu)造，地層走向N25W，傾向S65W，傾角1～3，具有寬緩的波狀起伏，斷層不發(fā)育。 2、井田構(gòu)造 本區(qū)總體構(gòu)造形態(tài)為一向南西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角1～3，未發(fā)現(xiàn)斷層，具有寬緩的波狀起伏，無巖漿巖侵入，屬于構(gòu)造簡單地區(qū)。 1.2.2 地層 本區(qū)位于東勝煤田淺部露頭區(qū)，受新生代地質(zhì)應(yīng)力的作用，使煤系地層在溝谷中裸露于地表。區(qū)內(nèi)揭露地層由老至新有：三疊系上統(tǒng)延長組(T3y)、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)、第三系上新統(tǒng)(N2)、第四系(Q)， 分述如下:

6、 1）三疊系上統(tǒng)延長組(T3y) 該組為煤系地層的沉積基底。普遍發(fā)育大型板狀、槽狀交錯層理，是典型的曲流河沉積體系。厚度6.40～23.21m，平均17.09m。 2）侏羅系中、下統(tǒng)延安組（J1-2y） 該組為區(qū)內(nèi)含煤地層，四道柳找煤區(qū)廣泛出露，在本區(qū)遭受后期剝蝕后，被第四系黃土及風(fēng)積砂覆蓋。其巖性組合：頂部、底部主要為灰白色泥質(zhì)膠結(jié)的中粗粒砂巖，頂部有時相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖，底部石英含量較高，白色砂巖特征明顯，可作為延安組頂?shù)捉缑娴臉?biāo)志層。中部巖性組合為一套淺灰色，風(fēng)化后呈灰黃色、淺黃色的各粒級砂巖；灰色至深灰色粉砂巖；砂質(zhì)泥巖；泥巖及煤層，局部含少量鈣質(zhì)砂巖。發(fā)育有水平紋理及波狀層理。

7、區(qū)內(nèi)含3、4、5、6、6下號煤層。該地層向東南方向厚度變大，厚度80.15～138.31m，平均106.92m，與下伏地層延長組呈平行不整合接觸。 3）第三系上新統(tǒng)(N2) 該組地層在區(qū)內(nèi)局部殘存。巖性組合為一套暗紅色、褐紅色砂質(zhì)泥巖和泥巖，含豐富的呈層狀發(fā)育的鈣質(zhì)結(jié)核，半膠結(jié)狀。由于沉積后期風(fēng)化剝蝕的作用，厚度變化較大。據(jù)鉆孔揭露厚度0～37.00m，平均18.00m，與下伏地層呈不整合接觸。 4）第四系(Q) 由礫石、沖洪積砂及粘土混雜堆積而成；殘坡積物及少量次生黃土分布于山梁坡腳地帶，由砂、礫石組成，局部地段含少量次生黃土；據(jù)鉆孔揭露厚度0.50～42.87m，平均13.42m，

8、不整合于一切老地層之上。 地層特征見表1-2-1。地質(zhì)綜合柱狀圖如圖1-2-1所示。 東勝煤田地層一覽表 表1-2-1 地 層 單 位 厚度（M） 最小～最大 平均 巖 性 第 四 系 Q 全新 統(tǒng)Q4 0～68.24 16.41 主要由風(fēng)積砂層，次為河流淤積、洪積層。風(fēng)積砂成分以細(xì)粒石英為主，河流淤積層巖性為砂、粉砂或礫石，洪積層以砂、礫石為主。 更新 統(tǒng)Q3m 上部為淤積層，巖性為砂、粉砂及黑色土壤，底部為馬蘭黃土，巖性為淡黃色亞砂土，柱狀節(jié)理發(fā)育，含鈣質(zhì)結(jié)核。不整合于老地層之上 第 三 系 R 上 新 統(tǒng) N2

9、 0～10.14 4.43 上部為粉紅色砂質(zhì)粘土、亞砂土，下部為灰色、桔黃、棕紅色礫巖夾棕紅、棕黃色砂巖，分選及滾園度差，呈半膠結(jié)狀態(tài)，松散。不整合于老地層之上 上侏羅 ∫ 下白堊統(tǒng) 志丹群 J3～K1zh 7.37～185.85 85.86 上部以磚紅、粉紅及灰綠色的細(xì)、粉砂巖為主，局部含礫，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松，具大型斜層理。下部為紫紅、桔黃色的雜色礫巖及含礫粗砂巖互層，夾粉砂巖，礫石以花崗巖、花崗片麻巖、石英巖等組成。分選差，磨園中等，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。與下伏地層呈不整合接觸。 中 侏 羅 統(tǒng) J2 安 定 組 J2a 11.26～48.74 27

10、.47 為一套紫紅、磚紅、黃棕色中、細(xì)粒砂巖，中夾灰紫色砂質(zhì)泥巖。底部為淺黃色，向上變?yōu)闇\紫色的巨厚層狀砂巖。與下伏地層呈假整合接觸 直 羅 組 J2z 15.56～161.85 96.07 上部為一套雜色的細(xì)、中粒砂巖，顏色為灰白、灰黃、灰蘭、灰綠、灰紫色等，泥質(zhì)或粘土質(zhì)膠結(jié)。底部為厚層狀的灰黃色中粗粒砂巖，局部相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖。含較多鐵質(zhì)、泥質(zhì)結(jié)核。底部局部含1號煤層。與下伏地層呈假整合接觸 中 下侏羅統(tǒng) J1-2 延安 組 J1-2y 上 巖 段 J1-2y3 39.70～84.09 63.06 上部主要由灰白色中、細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖

11、及2號煤組成。底部為灰白、黃綠色細(xì)、粉砂巖及泥巖，具小型波狀層理及水平層理。 中 巖 段 J1-2y2 33.10～78.30 63.77 主要由灰—深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖和3、4號煤組組成。底部為厚層狀灰白色中、細(xì)粒砂巖，具波狀層理、楔狀交錯層理和水平層理。 下 巖 段 J1-2y1 13.66～96.97 64.96 主要為灰、灰白色細(xì)砂巖、粉砂巖及灰黑色、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、煤組成。含5、6號煤組。底部為灰色～灰白色的細(xì)中粒砂巖，局部相變?yōu)榇稚皫r或礫巖，發(fā)育大型槽狀交錯層理。與下伏地層呈假整合接觸 上 三 迭 統(tǒng) T3 延 長 組 T

12、3y ＞132.80 由灰綠色、灰白色細(xì)、中粒石英砂巖組成，含較多云母及少量的暗色礦物，粘土質(zhì)膠結(jié)，局部地段頂部有明顯的風(fēng)化殼產(chǎn)物。 1.2.3 褶皺及斷層 核實區(qū)構(gòu)造形態(tài)與東勝煤田相似，其總體構(gòu)造形態(tài)為一向南西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角1～3，未發(fā)現(xiàn)斷層，具有寬緩的波狀起伏，無巖漿巖侵入，構(gòu)造復(fù)雜程度屬于簡單類型。 1.2.4 水文地質(zhì)特征 1、概況 區(qū)內(nèi)水系較為發(fā)育，基本上兩面環(huán)川。南界為束會川，東界勃牛川。溝谷十分發(fā)育，多為間歇性河流，旱季一般干涸無水或有溪流，但暴雨過后可形成洪水，水流總體由北向南流入勃牛川，而后向南匯入陜西省境內(nèi)的窟野河，最終注入黃河。據(jù)古城壕水文站資

13、料，勃牛川最大洪峰流量為4810m3/s，最小流量0.003m3/s，平均流量4.03m3/s。 2、地下水的補(bǔ)給、逕流及排泄條件 1）補(bǔ)給條件：潛水的補(bǔ)給以大氣降水為主，在溝谷地帶也可接受地表水的補(bǔ)給。延安組下部含水巖組為承壓水,其補(bǔ)給方式一方面接受上部潛水的下滲補(bǔ)給，另一方面則接受側(cè)向逕流補(bǔ)給。 2）逕流條件：四道柳區(qū)地形切割強(qiáng)烈，故地表水及地下潛水逕流條件較好。承壓水主要沿傾向或?qū)用娣较蜣熈?。由于各地層巖性不同，各巖層的滲透性能及逕流速度有所不同，但逕流方向與區(qū)域地形及構(gòu)造特征相一致。 3）排泄條件：松散層潛水的排泄方式主要為蒸發(fā)排泄、井泉排泄和下滲排泄。碎屑巖類承壓水的排泄方式

14、主要有井泉排泄、礦井疏干排泄和地下逕流排泄。 3、含（隔）水層特征 1）含水層 （1）第四系（Q4）松散層潛水含水段 區(qū)內(nèi)松散層分布廣泛，巖性以風(fēng)積砂為主，局部為黃土層，厚度為0～42.87m，寶山區(qū)平均厚度為13.42m，喬家塔區(qū)平均厚度為23.94m，厚度變化大。該層與第三系粘土及基巖接觸面有泉水出露，流量0.01～0.04L/S,水質(zhì)為HCO3-CaMg型，礦化度0.19g/L，PH=7.3，為低礦化度淡水。 （2）4號煤層底板至Q4含水巖段 由延安組上部地層組成，厚度13.43～63.65m，寶山區(qū)平均厚度30.58m，喬家塔區(qū)平均厚度40.68m，厚度變化較大。受風(fēng)化作用

15、孔隙、裂隙較發(fā)育，淺部地層可直接或間接接受大氣降水的補(bǔ)給，含有少量孔隙、裂隙潛水。溝谷地帶有泉水出露，流量0.03～0.04L/S，水質(zhì)為HCO3-CaMg型，礦化度0.19g/L，PH=7.1，屬低礦化度淡水。 （3）4～6號煤含水巖段 區(qū)內(nèi)該層段均有分布，該段厚度27.40～34.50m，寶山區(qū)平均厚度31.78m，喬家塔區(qū)平均厚度29.26m，厚度變化不大，含水微弱。相對含水的中～細(xì)粒砂巖與相對隔水的砂泥巖類及粉砂巖呈互層分布，泥巖類隔水性能好，分布較穩(wěn)定，上下層水力聯(lián)系差。 （4）延長組（T3y）含水巖段 該層全區(qū)分布，且厚度大，為煤系地層基底。本次鉆孔揭露最大厚度23.21m

16、，巖性為不同粒度的灰綠及綠色砂巖，含孔隙、裂隙承壓水，富水性不強(qiáng)，與煤系地層聯(lián)系不大。 2）隔水層 （1）第三系（N2）粘土：主要分布在本區(qū)北部及東部，厚度20.00～37.00m，平均厚度28.50m。巖性為淺紅色含砂泥質(zhì)粘土，粘性大，松軟未膠結(jié)，含少量礫石，一般不含水。 （2）6號煤至延長組（T3Y）頂含水巖段的隔水層 區(qū)內(nèi)該段均有分布，厚度10.95～59.99m，橫向厚度變化大。含水層的巖性以灰白色中、細(xì)砂巖為主，多為泥質(zhì)膠結(jié)，較致密，含水層富水性弱。本段隔水層巖性主要為砂質(zhì)泥巖，隔水性能好，較穩(wěn)定。 4、充水因素分析 礦坑充水是影響礦井正常開采的主要因素，區(qū)內(nèi)可構(gòu)成礦坑充

17、水的水源主要有大氣降水、地表水及地下水。 1）大氣降水 根據(jù)伊金霍洛旗氣象局資料，本區(qū)歷年平均降水量為374mm，降水多集中在7～9月份。大氣降水除大部分地表逕流外，少部分滲入地下。本區(qū)受大氣降水影響的主要是4號和6號煤層，由于局部煤層沿溝谷出露或頂板較薄，大氣降水可直接通過第四系松散層直接或間接滲入煤層中，使礦坑充水。 2）地表水 束會川流經(jīng)礦區(qū)西南邊緣，實測流量1.348m3/s（2004年9月18日）。勃牛川位于井田東側(cè)，為常年地表徑流（冰凍期凍結(jié)），水流注入黃河。地表水對區(qū)內(nèi)6號煤開采構(gòu)不成較大危害。但礦井井巷系統(tǒng)形成后，地表水體將可能改變原有天然流場，將排泄區(qū)域的地表水及地下

18、水變?yōu)檠a(bǔ)給區(qū)，會導(dǎo)致地下水的富集。因此，開采時應(yīng)對匯水洼地引起注意。 3）地下水 （1）潛水：潛水受地形地貌控制，隨降雨量多少及季節(jié)變化顯著，一般滯后于雨季，水量多集中在12月份至來年1～3月份，開拓時應(yīng)注意季節(jié)變化的影響。 （2）承壓水：區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層平緩，相對含水的砂巖類巖層不同深度的分布在各地層中，接受上部潛水的下滲補(bǔ)給。隨著深度的增加，含水巖層的透水性能減弱。各含水層之間水力聯(lián)系差，各煤組間無水力聯(lián)系。 5、礦井涌水量預(yù)計 根據(jù)補(bǔ)充勘探報告，本區(qū)未做專門的水文地質(zhì)工作，參考礦井生產(chǎn)時實際礦井涌水量為5 m3/h的情況，考慮到本井田埋藏情況、區(qū)域水文地質(zhì)情況以及礦井消防

19、除塵灑水情況，確定礦井正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為60m3/h。 6、水文地質(zhì)類型 本區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面位于束會川，區(qū)內(nèi)各煤層均位于其上，地形有利于自然排水，直接充水含水層主要為延安組（J1-2y）孔隙、裂隙巖層，補(bǔ)給源以大氣降水為主，含水層富水性弱，鉆孔單位涌水量q＜0.1L/sm。因此，本區(qū)水文地質(zhì)類型為第Ⅰ～第Ⅱ類第一型，即孔隙～裂隙充水礦床、水文地質(zhì)條件簡單型。 1.3 煤層特征 1.3.1 煤層 本區(qū)煤系地層為中、下侏羅統(tǒng)延安組，自上而下賦存為五個煤層，即3、4、5、6、6下號煤層，其中4、6號煤層可采，其它為不可采煤層。 1、4號煤層 該煤層位于延安組的

20、中部，基本全區(qū)發(fā)育，煤層厚度為0～2.20 m，平均厚度1.50 m，由東南向西北煤層逐漸變厚。一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，大部分可采，屬于較穩(wěn)定煤層。 2、6號煤層 該煤層位于延安組的下部，全區(qū)發(fā)育，煤層厚度為0.90～3.00 m，平均厚度2.00 m，由東南向西北煤層逐漸變薄。一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，基本全區(qū)可采，屬于較穩(wěn)定煤層。 可采煤層特征表 單位：m 表1-2-1 煤號 煤層厚度 煤層間距 夾 矸 巖 性 最小～最大 最小～最大 最小～最大 頂 板 夾 矸 底

21、 板 平 均 平 均 平均/層數(shù) 4 0～2.20 25.45～31.85 細(xì)砂巖 砂質(zhì)泥巖 泥巖 粉砂巖 砂質(zhì)泥巖 1.50 6 0～2.80 29.29 0～0.30 細(xì)砂巖 砂質(zhì)泥巖 泥巖 細(xì)砂巖 粉砂巖 2.00 0.30/1 1.3.2煤質(zhì)、煤類與煤的用途 1、物理性質(zhì) 勘查區(qū)內(nèi)煤呈黑色、條痕褐黑色，弱瀝青～瀝清光澤，內(nèi)生裂隙較為發(fā)育，并具水平、垂直兩組節(jié)理，其中垂直節(jié)理較為發(fā)育。節(jié)理中常充填方解石、黃鐵礦薄膜。參差狀斷口，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。 4號煤層真比重1.28～1.44，平均1.30

22、；6號煤層真比重1.28～1.38，平均1.33。 2、化學(xué)性質(zhì) 1)水分（Mad） 本區(qū)4號煤層原煤水分1.76%～7.48%，平均5.56%； 6號煤層原煤水分4.39%～9.20%，平均7.73%。 2）灰分（Ad） 寶山區(qū)4號煤層原煤灰分平均17.71%； 6號煤層原煤灰分平均12.82%；喬家塔區(qū)4號煤層原煤灰分平均7.04%； 6號煤層原煤灰分平均18.39%； 3）揮發(fā)分（Vdaf） 本區(qū)內(nèi)各可采煤層揮發(fā)分產(chǎn)率（Vdaf）較高，4號煤層原煤揮發(fā)分產(chǎn)率34.32%～35.69%，平均34.80%；浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率33.61%～35.03%，平均34.49%。6號煤層原煤

23、揮發(fā)分產(chǎn)率32.69%～36.47%，平均34.42%；浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率31.83%～35.15%，平均34.11%。 4）微量元素 可采煤層中鍺平均含量0.25%～3.85%；釩平均含量0.00～11.16%。均無工業(yè)利用價值。 5）有害元素 （1）全硫（St.d） 煤中全硫含量很低，可采煤層平均含量0.22%～0.42%。數(shù)值變化小，為特低硫煤。洗選后全硫含量有所降低，平均含量0.21%～0.35%。 （2）磷（Pd） 煤中磷含量很低，平均含量0.006%～0.024%，洗選后平均含量0.002%～0.013%。 綜上所述，本區(qū)煤層有害成分低，屬低中灰分、特低硫、特低磷～低磷

24、的不粘煤。可采煤質(zhì)特征見表1-2-1。 3、工藝性能 1）發(fā)熱量 （1）干基彈筒發(fā)熱量（Qb.d） 可采煤層干基彈筒發(fā)熱量原煤平均值為26.12～30.73MJ/Kg ，數(shù)值變化小，洗選后發(fā)熱量增高，浮煤平均值為30.20～30.98MJ/Kg。 （2）干基低位發(fā)熱量（Qnet.d） 可采煤層干基低位發(fā)熱量原煤平均值為25.34～29.84MJ/Kg ，數(shù)值變化小，洗選后發(fā)熱量增高，浮煤發(fā)熱量平均值為29.15～29.98MJ/Kg。 2）粘結(jié)性和結(jié)焦性 煤的粘結(jié)指數(shù)，自由膨脹序數(shù)，膠質(zhì)層最大厚度，奧亞膨脹度均為零，焦塊熔合狀況為“粉狀～膠結(jié)”，葛金焦型為“A”，少數(shù)為“B”，

25、焦渣特征為II類，表明區(qū)內(nèi)煤的粘結(jié)性弱，結(jié)焦性差。 3）氣化性能 （1）熱穩(wěn)定性 據(jù)鄰區(qū)《勃牛川普查地質(zhì)報告》，區(qū)內(nèi)6號煤層熱穩(wěn)定性中等。 （2）煤對CO2的反應(yīng)性 據(jù)本區(qū)B2號孔煤樣測試結(jié)果得知：煤對CO2的反應(yīng)性好，在1000℃時還原率僅達(dá)61.3%～62.6%。在900℃以下增長較快，900℃以上增長緩慢。 4）低溫干餾 煤的低溫干餾產(chǎn)物以半焦為主，其次為焦水，焦油產(chǎn)率和氣體損失。各煤層焦油產(chǎn)率平均含量為5.38%～6.87% ，各煤層均為富油煤。經(jīng)統(tǒng)計焦油產(chǎn)率和元素分析中的氫、氮呈正相關(guān)，和碳、氧多為負(fù)相關(guān)。 5）煤灰成分及熔融性 區(qū)內(nèi)煤灰成分組成復(fù)雜，且變化大。主要

26、成分為SiO2，平均值為46.43%，AL2O3：18.26%；Fe2O3:7.31%；CaO:12.21%；SO3:9.83%；MgO、TiO2含量低，一般在3%以下。 本區(qū)煤的煤灰熔融性（ST）一般在1100～1250℃之間，屬低軟化溫度灰（LST）～較低軟化溫度灰（RLST）。 4、煤的可選性 可選性評定須預(yù)先擬定一個洗選后的灰分值，依據(jù)國際GB/T16417-1996《煤炭可選性評定方法》（δ0.1含量法）可選性進(jìn)行評定。 從可選性試驗成果表中看，當(dāng)洗選后灰分（Ad%）在6.0%時屬難選。 5、煤質(zhì) 綜合以上所述，本區(qū)煤層有如下特征： 1）煤變質(zhì)程度低，煤層為低變質(zhì)的不粘

27、煤，變質(zhì)程度為煙煤第Ⅰ階段。 2）煤層有害成分低，低中灰分、低硫分、特低磷～低磷分煤。 3）屬高熱值煤。 4）粘結(jié)性差，焦渣類型為2號，煤中微量元素含量低。 5）煤的氣化性能好，煤層均為含油煤。 主要可采煤層煤質(zhì)特征見表1-3-1。 主要可采煤層煤質(zhì)特征表 表1-3-1 煤 層 號 洗 選 情 況 工 業(yè) 分 析 （%） 焦 渣 特 征 發(fā)熱量（MJ/Kg） 各 種 硫 % Mad Ad Vdaf Qgr.ad Qb.d St.d St.daf 最小～最大 平均 最小～最

28、大 平均 最小～最大 平均 最小～最大 平均 最小～最大 平均 最小～最大 平均 最小～最大 平均 4 原 3.70～7.48 5.56 13.17～23.12 17.71 34.32～35.69 34.80 2 22.55～24.42 23.35 24.70～26.84 26.12 0.31～0.64 0.42 浮 8.51～13.56 10.30 4.31～5.42 4.94 33.61～35.03 34.49 2 29.01 30.20 0.34～0.37 0.35 0.35 6 原 5.08～9

29、.20 7.73 5.02～19.59 12.82 32.69～36.47 34.42 2 21.42～27.35 24.77 24.81～30.84 30.73 0.27～0.68 0.47 浮 8.90～13.33 11.02 3.86～4.64 4.37 31.83～37.15 34.11 2 28.23～28.44 28.34 30.81～31.15 30.98 0.18～0.33 0.24 0.18 6、煤類 根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751～86），區(qū)內(nèi)各煤層膠質(zhì)層最大厚度和粘結(jié)指數(shù)為零，透光率在73%左右，原煤揮

30、發(fā)分（Vdaf）平均值為29.76%～36.47%，本區(qū)屬于不粘煤。0.34～ 7、煤的用途 區(qū)內(nèi)各可采煤層有害成分低，屬低中灰、低硫、特低磷～低磷、高熱值不粘煤，是良好的民用和動力用煤，適用于火力發(fā)電，各種工業(yè)鍋爐等，也可在建材工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中用焙燒材料。粉煤加粘結(jié)劑成形還可制作煤磚、煤球、蜂窩煤等。 1.3.3 煤層開采技術(shù)條件 1、煤層頂?shù)装迩闆r 從喬家塔Q4鉆孔巖石試驗結(jié)果看，細(xì)粒巖石比粗粒巖石抗壓、抗剪強(qiáng)度大，各類巖石抗壓強(qiáng)度小于30MPa的占88.9%，巖體完整性多為較完整。因此，基巖大都屬于軟弱～半堅硬巖層，工程地質(zhì)條件屬中等。 2、瓦斯 根據(jù)原寶山礦瓦斯鑒定結(jié)果

31、，礦井總回風(fēng)巷瓦斯絕對涌出量為0.14m3/min，相對涌出量為1.008m3/t，本礦為低沼氣礦井。 3、煤塵爆炸及煤的自燃 勘探報告沒有對煤的自燃、煤塵爆炸作專項鑒定，據(jù)鄰區(qū)鑒定結(jié)果，各煤層火焰長度均大于400mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為80%，有爆炸危險性。煤層具有自然發(fā)火傾向，自然發(fā)火期40～60d。 4、地溫 勘查未作地溫測量工作。據(jù)鄰區(qū)勃牛川普查區(qū)鉆孔簡易地溫測量結(jié)果，最大地溫梯度1.6℃/100m，平均1.2℃/100m，小于3℃/100m，無地溫異常。 5、放射性及其它有害氣體 本區(qū)經(jīng)各勘探階段，對鉆孔測井及大量的煤、巖樣品測試，均未發(fā)現(xiàn)有放射性異常和大量有害氣體

32、。 6、地壓 本區(qū)煤層埋藏較淺，地壓較小，無異常地壓。 2 井田境界和儲量 2.1 井田境界 本項目包括伊泰公司的寶山井田和喬家塔井田以及蒙泰公司的牛家梁井田，三井田合并開發(fā)。合并后的井田南北平均長5.43km，東西平均寬4.8km，面積24.88km2，整個井田由11個拐點圈定。井田境界拐點坐標(biāo)見表2-1。 表2－1 井田境界拐點坐標(biāo)表 單位：m 點號 緯距（X） 經(jīng)距（Y） 點號 緯距（X） 經(jīng)距（Y） 1 4371860.000 37445000.000 7 4368622.000

33、 37446837.000 2 4374130.000 37446300.000 8 4368550.000 37445950.000 3 4372560.000 37449070.000 9 4369090.000 37445720.000 4 4370175.000 37450310.000 10 4369276.000 37445647.000 5 4369010.000 37450310.000 11 4369700.000 37445000.000 6 4366540.000 37448830.000 2.2 礦

34、井工業(yè)儲量 2.2.1 井田勘探 1、構(gòu)造類型 工作區(qū)內(nèi)地層傾角為1～3，為一向南西傾斜的單斜構(gòu)造，褶曲與斷層均不發(fā)育，無巖漿活動，為構(gòu)造簡單地區(qū)，屬于第一類。 2、煤層穩(wěn)定類型 工作區(qū)內(nèi)煤系地層共含煤1～7層，具有對比意義的為5層，其中4、6煤層為可采煤層，主要可采煤層為6號煤層，為本次勘查的主要工作對象，該煤層全區(qū)發(fā)育，厚度變化較小，為0.50～5.70m，平均為2.00m。層位穩(wěn)定，煤厚變化相對較小，變化規(guī)律明顯，故將其確定為穩(wěn)定煤層，即第一型，其它煤層的穩(wěn)定類型據(jù)其發(fā)育程度確定為不穩(wěn)定型。故工作區(qū)的勘查類型確定為一類一型。 2.2.2 礦井工業(yè)儲量 本區(qū)煤系地層為中、

35、下侏羅統(tǒng)延安組，自上而下賦存為五個煤層，即3、4、5、6、6下號煤層，其中4、6號煤層可采，其它為不可采煤層。 4號煤層位于延安組的中部，基本全區(qū)發(fā)育，煤層厚度為0～2.20 m，平均厚度1.50 m，由東南向西北煤層逐漸變厚。一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，大部分可采，屬于較穩(wěn)定煤層。 6號煤層位于延安組的下部，全區(qū)發(fā)育，煤層厚度為0.90～3.00 m，平均厚度2.00m，由東南向西北煤層逐漸變薄。一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，基本全區(qū)可采，屬于較穩(wěn)定煤層,且埋藏淺，儲量豐富，是本井田主采煤層。本設(shè)計主要針對6煤層進(jìn)行開采設(shè)計。井田內(nèi)各煤層容重見表2-2-1 表2-2-1

36、 各煤層容重表 煤層 4 6 容重/gm-3 1.3599999999 1.39 1 礦井工業(yè)儲量 礦井工業(yè)儲量可用下式計算 Zgi＝mirisi （2-2） 式中： mi——第i煤層平均厚度，m； ri——第i煤層容重，tm-3； si——第i煤層面積。計算結(jié)果見表2-2-2。 表2-2-2 各煤層工業(yè)儲量計算表 煤層 煤層厚度 /m 煤層容重 /tm-3 井田面積 /km2 工業(yè)儲量 /萬t

37、 4 1.5 1.35 24.88 5038.2 6 2.00 1.39 24.88 6916.6 合計 11954.8 2.3 礦井可采儲量 設(shè)計對井田內(nèi)厚度2.00 m的4、6煤層進(jìn)行開采設(shè)計，因此，井田內(nèi)的各種永久煤柱損失按4、6煤層進(jìn)行計算，其余煤層只考慮一定的系數(shù)。而不作具體計算。 2.3.1 井田邊界保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱按寶山礦實際情況取20 m，則用下式計算井田邊界保護(hù)煤柱損失。 Pj＝HLmr （2-5） 式中： H——井田邊界煤柱寬

38、度，m； L——井田邊界長度，m； m——煤層厚度，m； r——煤層容重，tm-3； Pj—— 井田邊界保護(hù)煤柱損失，萬t。 則：P4＝20200251.501.350.0001＝81.1萬t P6＝20200252.001.390.0001＝111.3萬t 2.3.2 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2-3-1。由表2-3-1可知，并結(jié)合本設(shè)計井型（120萬t/a），應(yīng)該是12公頃，即0.12 km2，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)廣場的面積都由縮小的趨勢。本設(shè)計取0.70的系數(shù)，則工業(yè)廣

39、場的面積為0.084 km2。長軸定為300m，短軸定為280m。采用垂直剖面法計算工業(yè)廣場的壓煤損失，圍護(hù)帶的寬度取20m。垂直剖面圖如圖2-1所示。 表2-3-1 工業(yè)廣場占地面積表 井型/萬ta-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 由此可知工業(yè)廣場壓煤面積為： Sg＝0.5H（L1+L2） （2-6） 式中： H——梯形高度，mm； L1——梯形上邊長，mm；

40、 L2——梯形下邊長，mm； Sg——工業(yè)廣場煤柱面積，km2。 則：Sg＝0.24 工業(yè)廣場壓煤量為：0.24(2.001.39+1.501.35)100＝115.3 （萬t）。 表2-3-2 寶山煤礦地質(zhì)條件及巖層移動角 煤層厚度/m 煤層傾角α/ 圍護(hù)帶寬度/m 表土層移動角ψ/ 2.00 2 5 45 走向移動角δ/ 上山移動角γ/ 下山移動角β/ 70 80 75 2.3.3 井田內(nèi)永久煤柱損失 井田內(nèi)永久煤柱損失包括井田內(nèi)斷層保護(hù)煤柱損失、井田邊界防水煤柱損失、和工業(yè)廣場壓煤損失及鐵路保護(hù)煤柱.

41、計算結(jié)果見表2-3-4，工業(yè)廣場壓煤如圖2-1所示。 表2-3-4 寶山井田永久煤柱損失 煤柱損失處 單位 數(shù)量 斷層煤柱 萬t 0 邊界煤柱 萬t 192.4 工業(yè)廣場煤柱 萬t 115.3 合計 萬t 307.7 以上計算的為4、6煤層煤柱損失，考慮全井田的煤柱損失則取1.4的系數(shù)，所以全井田煤柱損失為1.4307.7＝430.78（萬t）。 2.3.5 礦井設(shè)計際可采儲量 1 礦井設(shè)計可采儲量按下式計算： Zk＝（Zg-P）C

42、 （2-7） 式中： Zg——礦井工業(yè)儲量，萬t； P——井田煤柱損失，430.78，萬t； C——采區(qū)采出率，薄煤層不應(yīng)小于85%，中厚煤層不應(yīng)小于80%，厚煤層不應(yīng)小于75%。 Zk——礦井可采儲量，萬t。各煤層的工業(yè)儲量和可采儲量見表2-3-5。 表2-3-5 礦井儲量匯總表 單位：萬t 煤層 工業(yè)儲量 煤柱損失 礦井可采儲量 4 、6 11954.8 430.78 9219.21 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 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井

43、設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日300 d計算，四六制作業(yè)（三班生產(chǎn)，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時間為14 h。 3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、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)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對煤炭的需求等因素，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)條件簡單，儲量豐富，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，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 2）開發(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），用戶，供電，

44、供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(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)計生產(chǎn)能力 由地質(zhì)資料可知：本井田儲量豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單、煤層穩(wěn)定、開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井，結(jié)合本井田的工業(yè)儲量和開采儲量最終選定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力120萬t/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)。 礦井可采儲量Zk、設(shè)計生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間

45、的關(guān)系為： T＝Zk /（AK） （3-1） 式中： T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井可采儲量，萬t； A——設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t； K——礦井儲量備用系數(shù)，取1.3。 確定井型時需要考慮備用系數(shù)的原因是，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高；局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少；有的礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲量。 則，礦井服務(wù)年限為： T =9219.21/1201.3 = 59.1 a 服務(wù)年限符合要求。 3.3井型校核 按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全

46、條件因素對井型進(jìn)行校核： 1）煤層開采能力 井田內(nèi)有4、6號煤層可采，總煤厚3.5 m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。煤層傾角平均2，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采工作面。 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 礦井設(shè)計為大型礦井，開拓方式為斜井—平硐聯(lián)合開拓。主斜井采用膠帶輸送機(jī)提升煤炭，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運到地面煤倉，運輸能力大，自動化程度高；副平硐和大巷輔助運輸采用無軌膠輪車運輸，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量極低，但煤塵具有強(qiáng)爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向

47、，發(fā)火期3-6個月。礦井投產(chǎn)前期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用兩翼對角式通風(fēng)。輔助運輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計知可以滿足通風(fēng)需要。 4）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求，見表3-1 表3-1 不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限表 礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力 （萬t/a） 礦井設(shè)計 服務(wù)年限 （a） 第一水平設(shè)計服務(wù)年限 煤層傾角 <25 25-45 >45 600及以上 70 35 300-5

48、00 60 30 120-240 50 25 20 15 45-90 40 20 15 10 4 井田開拓 4.1 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在一個某井田范圍內(nèi)，為礦井和開采水平服務(wù)所進(jìn)行的巷道布置及開掘工程。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，要技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。 開拓問題解決的好壞，關(guān)系到整個礦井生產(chǎn)的長遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在

49、確定開拓方式是要遵循以下原則: 1 貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 2 合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 3 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 4 要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。 5 要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。 6根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以

50、及其它有益礦物的綜合開采。 4.1.1 井筒形式和位置 井筒是井下和地面出入的咽喉，是全礦生產(chǎn)的樞紐。井筒（硐）形式及其位置的選擇，對于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此必須正確選擇。 1、井筒形式的選擇 井筒形式目前只有三種:平硐、斜井和立井。在一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井復(fù)雜。但在解決具體問題時，必須從自然地質(zhì)條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件各個方面綜合考慮。三種井筒形式的優(yōu)缺點見表4-1 設(shè)計的許廠井田地面標(biāo)高在+38.5 m～+39.8 m，地勢平坦，不具備平硐開拓的地形條件；井田內(nèi)沖積層厚度達(dá)150 m，厚度較大，采用斜井則施工困難

51、，而且井田內(nèi)煤層平均傾角在4左右，所以，沒有采用斜井開拓的地質(zhì)條件。綜合以上所述并結(jié)合表4-1確定本設(shè)計許廠井田采用立井開拓形式。 表4-1 井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點 缺點 適用條件 平硐 1運輸環(huán)節(jié)和設(shè)別少、系統(tǒng)簡單、費用低。 2工業(yè)設(shè)施簡單。 3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費用。 4施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。 5煤損少。 受地形影響特別大 有足夠儲量的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 2地面工業(yè)建筑、井筒裝備

52、、井底車場簡單、延伸方便。 3主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。 4斜井井筒可作為安全出口。 與立井相比： 1井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。 2通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大。 3斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。 井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。 立井 1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。 2井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。 3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。 4井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。

53、1井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。 2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。 對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。 2 井筒位置選擇 井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，可以按以下原則確定： 1）沿井田走向的有利位置 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。 2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置

54、 井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較??；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。 3）有利于礦井初期開采的井筒位置 盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。 4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響 要保證井筒，井

55、底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。 5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場 井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。 6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。 根據(jù)以上原則，同時結(jié)合寶山井田的實際條件： 1）全井田主要可采煤層6

56、煤層厚2.00 m，賦存穩(wěn)定。 2）本井田無斷層，煤層平均傾角2。 3）礦區(qū)內(nèi)河流稀少，只有一條光府河，一條楊家河，它們均系人工季節(jié)性河流。汛期最高洪水位標(biāo)高為+38.0 m，枯水期河水減少甚至斷流。 綜上所述：確定井筒位置位于孫氏店支2斷層以東，此處地勢平坦，煤層埋藏較淺。具體是在X7-4鉆孔和55#鉆孔所確定的范圍內(nèi)。此處也大致是井田走向的中央。 3 井筒數(shù)目 為了滿足井下煤炭的提升需設(shè)置一主井，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副井。因為用主井回風(fēng)存在主井漏風(fēng)嚴(yán)重的問題，因此設(shè)置回風(fēng)井。由于第一水平采用中央并列式通風(fēng)，故前期在工業(yè)廣場中心設(shè)置回風(fēng)井一個，后期采用中央邊界式通風(fēng)，在第二水平邊界

57、再設(shè)置一個風(fēng)井。共計4個井筒。 4.1.2 工業(yè)廣場布置 工業(yè)廣場的位置則根據(jù)井筒位置的要求，布置在X7-4鉆孔和55#鉆孔之間。其形狀為一矩形，長度方向和煤層的走向方向平行，寬度方向和煤層傾向方向平行。長度為300 m，寬度280 m。其大小確定的依據(jù)前面第二章已經(jīng)詳細(xì)的講述，在此不作贅述。 4.1.3 開采水平劃分 1 開采水平劃分依據(jù)及原則 開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下： 1）具有合理的階段斜長 合理的階段斜長要便于煤炭的運輸，便于輔助提升，方便行人。同時還要考慮要有合理

58、的區(qū)段數(shù)目。 2）要有利于采區(qū)的正常接替 為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個新的采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，必須提前準(zhǔn)備好一個新采區(qū)。所以，一個采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時間。由此可見，階段斜長越長，采區(qū)儲量多，采區(qū)的服務(wù)年限就越長，越有利于采區(qū)的接替。 3）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高 我國多年的生產(chǎn)建設(shè)實際表明，開采水平垂高過小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。合理的加大開采水平垂高，可以增加水平儲量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開采水平的生產(chǎn)能力，減少開采水平和同時生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運輸、通風(fēng)、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。根據(jù)我國開采

59、經(jīng)驗，不同類型礦井的水平垂高見表4-2 表4-2 礦井水平垂高經(jīng)驗參考值 單位：m 井型 開采緩傾斜煤層礦井 開采傾斜煤層礦井 開采急傾斜煤層礦井 大中型礦井 100～250 100～200 100～150 小型礦井 60～100 80～120 80～120 對開采進(jìn)水平煤層的礦井，用帶區(qū)上下山準(zhǔn)備時，帶區(qū)上山的長度一般不超過2000 m，帶區(qū)下山不宜超過1500 m；用石門帶區(qū)準(zhǔn)備時，斜長不受此限制。采用帶區(qū)準(zhǔn)備時，采煤工作面推進(jìn)方向的長度可達(dá)1500 m。 本設(shè)計井田煤層賦存平緩，煤層平均傾角為4，孫氏

60、店支2斷層縱貫井田的南北方向，將井田的傾向分割成東西兩部分，東部上盤上升，西部下盤下降，落差在平均在150 m左右。這是一主要影響因素，同時又考慮到3下煤層和下組煤的開采條件不同，所以確定采用兩個水平進(jìn)行開拓。第一水平開采孫氏店支2斷層以東煤層，標(biāo)高為-280 m；第二水平開采孫氏店支2斷層以西煤層，標(biāo)高為-530 m。各水平的參數(shù)見表4-3，井田劃分如圖4-1。 表4-3 各水平參數(shù) 水平 水平斜長/m 水平可采出煤量/萬t 服務(wù)年限/a 帶區(qū)數(shù)目/個 一水平 1280 7293.4 18.2 3 二水平 2141

61、13158.2 32.9 3 4.1.4 大巷布置 1 大巷類型選擇 大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料、和人員的運輸，以及通風(fēng)、排水、敷設(shè)管線。對運輸大巷的要求是便于運輸、利于掘進(jìn)和維護(hù)、能滿足礦井通風(fēng)安全的需要。 1）運煤大巷運輸方式選擇 我國目前常用的大巷運煤方式主要有礦車和膠帶機(jī)兩種方式。其各自優(yōu)缺點見表4-4 表4-4 大巷運輸方式比較 運輸方式 優(yōu)點 缺點 適用條件 礦車運輸 1可同時統(tǒng)一解決煤炭、矸石、物料、和人員的運輸問題。 2運輸能力大，機(jī)動性強(qiáng)，隨著運距和運量的變化可以增加列車數(shù)。 3能滿足不同煤種

62、煤炭的分采和分運要求。 4對巷道直線度要求不高，能適應(yīng)長距離運輸。 5噸公里運輸費比較低。 1不連續(xù)運輸。 2井型越大，列車調(diào)度工作越緊張，其運輸能力受到限制。 中小型礦井，也有在大型礦井中使用的。要求大巷平，能適應(yīng)多彎道。 膠帶運輸 1實現(xiàn)大巷連續(xù)化運輸，運輸能力大。 2操作簡單，比較容易實現(xiàn)自動化。 3裝卸載設(shè)備少，卸載均勻。 1不能適應(yīng)不同煤種的分采分運。 2要求大巷直。 3需開另外一個輔助運輸大巷。 運量大，運距較短，煤種單一、裝載點少、大巷比較直的礦井。 本設(shè)計礦井為年產(chǎn)120 萬t大型礦井，所以為了能實現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)，決定運煤大巷采用帶式輸送機(jī)運輸

63、。 2）輔助運輸大巷運輸方式選擇 主運采用膠帶運輸，輔助運輸可以采用礦車、單軌吊、卡軌車、齒軌車或無軌膠輪車等。本設(shè)計井田內(nèi)的煤層平均傾角為2，礦車輔助運輸要采用多臺無極繩絞車或小絞車運送矸石和材料，存在運輸環(huán)節(jié)多、用工量大、安全性差、效率低等缺點，故不考慮礦車作為輔運。為了能使輔助運輸機(jī)動靈活，考慮采用無軌膠輪車作為輔助運輸工具。這種輔助方式優(yōu)點是機(jī)動性強(qiáng)，配合主膠帶運輸，井底車場布置簡單。搬家倒面速度快。是實現(xiàn)高產(chǎn)高效煤炭開采的有效途徑。而且，目前在神華、濟(jì)三、許廠等現(xiàn)代化礦井都有實際使用經(jīng)驗可以借鑒。 2 大巷布置方式選擇 根據(jù)煤層數(shù)目和層間距的大小，運輸大巷布置有三種方式：單層

64、布置、分組布置和集中布置。由于本設(shè)計只對6煤進(jìn)行設(shè)計，大巷采用單層布置。其優(yōu)點：準(zhǔn)備工程量小，初期工程量小。 3 大巷層位選擇 確定運輸大巷在煤層中的具體位置是與選擇運輸大巷的布置方式密切聯(lián)系的。由于大巷服務(wù)時間長，為了便于維護(hù)和使用，大巷不應(yīng)受到開采煤層采動影響。一般將大巷設(shè)在煤層底板巖層中，有條件時，可以考慮設(shè)在煤層中。其優(yōu)缺點見表4-5。 表4-5 煤層大巷和巖層大巷比較 比較內(nèi)容 煤層大巷 巖層大巷 掘進(jìn) 及 工期 施工設(shè)備簡單，速度快，工期短，費用低；超前勘探煤層變化。 巖石工程量大，速度慢，費用高，工期長。 維

65、 護(hù) 維護(hù)（大巷、管線、軌道、水溝等）工作量大，費用高，大巷維護(hù)頻繁，影響生產(chǎn)。 維護(hù)條件好，費用低，少維修，對生產(chǎn)有利。 使 用 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜時，煤巷彎道多，對運輸方式有限制，通過能力小，不利于采區(qū)煤倉布置。 能適應(yīng)地質(zhì)變化，可取直或分段取直，方向和坡度一定，對運輸方式不限，通過能力大，有利于布置采區(qū)煤倉。 煤 損 大巷兩側(cè)各留煤柱30～40m 或40～50m，煤損大。 不留或少留煤柱，丟煤少。 安 全 對防火安全不利，煤層自燃時，封閉大巷導(dǎo)致停產(chǎn)。 對防火安全有利。 許廠井田內(nèi)設(shè)計的主采煤層3下煤層厚度為12.55 m。礦井輔助運輸采用無軌膠輪車，要求底板堅

66、硬。而且煤層有自然發(fā)火傾向，故為了便于維護(hù)、使用和減少煤損及保證安全性，確定采用巖層大巷。即所有大巷（運煤大巷、輔助運輸大巷、回風(fēng)大巷）均布置在3下煤層底板堅硬的巖層中。其主要缺點就是巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢。但是隨著綠色采礦技術(shù)的發(fā)展，目前可以將矸石不出井在井下“消化”掉。本設(shè)計礦井的實際生產(chǎn)礦井目前正在進(jìn)行井下矸石的置換，而且收到良好的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代化的掘進(jìn)設(shè)備的發(fā)展大大加快了巖巷的掘進(jìn)速度，尤其是鉆錨一體化機(jī)械的發(fā)展，再配合無軌膠輪車，使巖巷的掘進(jìn)速度上了一個新的臺階。 4 大巷方向確定 膠帶大巷要求大巷直，允許有起伏。其距煤層底板為15 m，因為煤層有稍微的起伏，故膠帶大巷也隨之起伏。 輔助大巷由于采用無軌汽車，其方向平直不受限制，但要滿足無軌汽車的爬坡能力要求。同時結(jié)合開采水平的位置及距煤層底板的要求，輔助大巷布置在距煤層底板30～35 m的穩(wěn)定的巖層中。 回風(fēng)大巷的布置同膠帶大巷同標(biāo)高。 三條大巷既可沿煤層走向方向布置，也能沿煤層傾向布置。這兩種布置方式均在技