新莊煤礦0.6Mt新井設(shè)計(jì)-60萬(wàn)ta含5張CAD圖-采礦工程.zip

新莊煤礦0.6Mt新井設(shè)計(jì)-60萬(wàn)ta含5張CAD圖-采礦工程.zip,新莊,煤礦,0.6,Mt,設(shè)計(jì),60,ta,CAD,采礦工程 目 錄一般部分1 礦井概況與地質(zhì)特征11.1 礦井概況11.1.1 地理位置與交通11.1.2 地形地貌11.1.3 水系水源條件11.1.4 氣象及地震21.1.5 礦區(qū)電源條件及通訊條件21.1.6 主要建筑材料供應(yīng)條件31.1.7 工農(nóng)業(yè)情況31.1.8 地區(qū)經(jīng)濟(jì)概況31.2 井田地質(zhì)特征31.2.1 井田地質(zhì)概況41.2.2 地層41.2.3 褶皺、斷層及陷落柱41.2.4 水文地質(zhì)特征51.3 煤層特征61.3.1 主采煤層及其圍巖性質(zhì)61.3.2 煤的特性71.3.3 瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃82 井田境界和儲(chǔ)量92.1 井田境界92.1.1 井田境界確定92.2 井田工業(yè)儲(chǔ)量92.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)92.2.2 井田勘探程度102.2.3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算103 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限143.1 礦井工作制度143.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限144 井田開(kāi)拓154.1 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題154.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)154.1.2 工業(yè)場(chǎng)地的位置174.1.3 開(kāi)采水平的確定及采（帶）區(qū)劃分174.1.4 開(kāi)拓方案及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)184.1.5 開(kāi)拓方案比較194.2 礦井基本巷道254.2.1 井筒254.2.2 井底車場(chǎng)284.2.3 主要開(kāi)拓巷道294.2.4 巷道支護(hù)305 準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置315.1 煤層地質(zhì)特征315.1.1 采區(qū)位置315.1.2 采區(qū)煤層特征315.1.3 煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況315.1.4 水文地質(zhì)315.1.5 地質(zhì)構(gòu)造315.1.6 地表情況315.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)325.2.1 采區(qū)位置及范圍325.2.2 采煤方法及工作面長(zhǎng)度的確定325.2.3 確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式325.2.4 煤柱尺寸的確定325.2.5 采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式325.2.6 采區(qū)接替順序335.2.7 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)335.2.8 采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法345.2.9 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率345.3 采區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì)355.3.1 確定采區(qū)車場(chǎng)形式355.3.2 采區(qū)主要硐室布置366 采煤方法376.1 采煤工藝方式376.1.1 采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件376.1.2 確定采煤工藝方式376.1.3 回采工作面參數(shù)386.1.4 回采工作面破煤與裝煤方式386.1.5 回采工作面運(yùn)煤方式406.1.6 回采工作面支護(hù)方式406.1.7 各工藝過(guò)程注意事項(xiàng)436.1.8 回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)436.2 回采巷道布置466.2.1 回采巷道布置方式466.2.2 回采巷道參數(shù)467 井下運(yùn)輸497.1 概述497.1.1 井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù)497.1.2 礦井運(yùn)輸系統(tǒng)497.2 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇497.2.1 礦井運(yùn)輸設(shè)備選型應(yīng)遵循的原則497.2.2 工作面運(yùn)煤設(shè)備的選型507.2.3 輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型與設(shè)計(jì)507.2.4 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇518 礦井提升538.1 礦井提升概述538.1.1 已知數(shù)據(jù)538.1.2 主井提升機(jī)械設(shè)備的選型設(shè)計(jì)538.1.3 副井提升559 礦井通風(fēng)及安全579.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇579.1.1 礦井概況579.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求579.1.3 礦井通風(fēng)方式的確定579.1.4 主要通風(fēng)機(jī)工作方式選擇589.1.5 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求599.1.6 工作面通風(fēng)方式的選擇599.1.7 回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置609.2 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量619.2.1 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量619.2.2 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量629.2.3 硐室需風(fēng)量639.2.4 其它巷道所需風(fēng)量639.2.5 礦井總風(fēng)量計(jì)算639.2.6 風(fēng)量分配及驗(yàn)算649.3 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算659.3.1 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則659.3.2 確定礦井通風(fēng)容易和困難時(shí)期659.3.3 礦井最大阻力路線659.3.4 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算679.3.5 礦井通風(fēng)總阻力689.3.6 兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔689.4 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備699.4.1 選擇主要通風(fēng)機(jī)699.4.2 電動(dòng)機(jī)選型719.4.3 礦井主要通風(fēng)設(shè)備及裝備要求729.5 防止特殊災(zāi)害的安全措施729.5.1 瓦斯管理措施729.5.2 煤塵的防治739.5.3 預(yù)防井下火災(zāi)的措施739.5.4 防水措施7310 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)74專題部分1 瓦斯抽采的現(xiàn)狀及作用781.1 資源狀況781.2 資源開(kāi)發(fā)情況781.2.1 地面開(kāi)發(fā)781.2.2 井下抽采791. 3 煤礦瓦斯賦存條件791.3.1 煤層瓦斯的滲透率低791.3.2 煤層瓦斯壓力較低801.3.3 煤層吸附瓦斯能力高811.4 瓦斯抽采的作用821.5 煤礦瓦斯抽采量821.6 煤礦瓦斯事故分析832 瓦斯抽采理念的發(fā)展過(guò)程842.1 局部防突措施為主842.2 先抽后采842.3 抽采達(dá)標(biāo)842.4 區(qū)域防突措施先行853 煤礦瓦斯抽采方法863.1 瓦斯抽采方法分類863.2 高瓦斯礦井瓦斯抽采方法選擇874 本煤層采前抽采技術(shù)884.1 瓦斯抽采的原理884.2 地面鉆井抽采技術(shù)894.2.1 鉆井技術(shù)894.2.2 完井技術(shù)894.2.3 采氣技術(shù)914.2.4 產(chǎn)出水和煤層氣收集及處理系統(tǒng)914.3 井下瓦斯抽采技術(shù)934.3.1 鉆機(jī)934.3.2 瓦斯抽采方法的選擇原則944.3.3 開(kāi)采層瓦斯抽采技術(shù)944.4 順層鉆孔抽采方法944.4.1 與穿層鉆孔配合使用的順層鉆孔瓦斯抽采方法944.4.2 順層長(zhǎng)鉆孔遞進(jìn)掩護(hù)區(qū)域性瓦斯抽采方法954.5 預(yù)抽煤巷瓦斯抽采方法及固井工程施工工藝954.5.1 施工工藝964.5.2 施工難點(diǎn)分析及采取的主要措施974.6 采前瓦斯抽放定向鉆進(jìn)技術(shù)984.6.1 定向鉆進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用和效果984.6.2 考慮因素994.6.3 定向鉆孔的應(yīng)用實(shí)例994.7 瓦斯抽采鉆孔合理布置間距1004.7.1 本煤層鉆孔抽采瓦斯流動(dòng)方程1004.7.2 本煤層瓦斯抽采合理鉆孔間距的確定1014.7.3 應(yīng)用實(shí)例1024.7.4 結(jié)論1034.8 井下巷道抽采方法1034.9 井下水平長(zhǎng)鉆孔抽采方法1045 總結(jié)105翻譯部分英文原文108翻譯部分121致 謝130一般部分1 礦井概況與地質(zhì)特征1.1 礦井概況 1.1.1 地理位置與交通 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8 km東西寬約3 km，面積約24 km2。地理位置為東經(jīng)1163715，北緯335525。表1-1 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）1394654003761960739466400375268023946584037619208394642403753820339466700376125093946328037528004394669843760200103946316037538305394662203753600113946370037554706394666403753110該礦西至永城市24 km，東距安徽省淮北市19 km，西北120 km可達(dá)京九、隴海西兩主干鐵路的交通樞紐-商丘車站，東北94 km到津浦、隴海兩鐵路之樞紐-徐州車站，礦區(qū)內(nèi)部有專用運(yùn)煤鐵路與隴海鐵路相連，省道永淮公路從礦區(qū)穿過(guò)，礦區(qū)內(nèi)公路、鐵路縱橫交錯(cuò)，四通八達(dá)，交通十分便利。優(yōu)越的地理位置為煤炭市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的條件。交通位置圖見(jiàn)圖1-1。1.1.2 地形地貌 本區(qū)屬于黃淮沖積平原，區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高+30.3 m左右，表土層厚135 m。井田南約6 km有沱河向東注入安徽省的新汴河，中南部有王引河，最大排洪量12.278 S/m3。1973年7月14日最高水位：王引河+30.63 m，水深2.7 m左右；曹溝+30.42 m，水深1.96 m。王引河、曹溝均屬人工渠道，水位隨季節(jié)變化，冬季有干涸現(xiàn)象。工業(yè)廣場(chǎng)的附近一帶歷史最高水位標(biāo)高不大于+31.69 m。礦區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)的過(guò)程中逐步完善排澇工程，內(nèi)澇基本解除，地表水對(duì)礦井開(kāi)采及礦區(qū)建設(shè)沒(méi)有危害。 1.1.3 水系水源條件 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0.51.0 m。最高洪水位31.79 m。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。礦井用水主要分為地面用水和井下用水。地面用水主要是由二眼水源井及一座水廠來(lái)供應(yīng)；井下降塵用水采用井下排水經(jīng)處理后再返回井下。圖1-1 礦井交通位置圖1.1.4 氣象及地震 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847.66 mm，年最大降雨量1518.6 mm（1963年），年最小降雨量537.7 mm（1966年），降雨量多集中于68月份，占全年降雨量的50%；年平均蒸發(fā)量1807.4 mm，年最大蒸發(fā)量2290.4 mm（1966年），結(jié)冰期一般在11月翌年3月，最大凍土深度為21 cm（1977年）；夏季多東南南風(fēng)，冬季多西北北風(fēng)，年平均風(fēng)速3.4 m/s；最大風(fēng)速20 m/s。冬季12月至翌年3月為降雪期，11月至翌年4月為凍土期，最大凍土厚度為19 cm。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)GB183062001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0.05 g，地震烈度為度。1.1.5 礦區(qū)電源條件及通訊條件 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。礦井采用雙回路供電，一路來(lái)自永城電廠，另一路來(lái)自淮北渠溝變電站。原設(shè)計(jì)礦井工業(yè)場(chǎng)地及北風(fēng)井場(chǎng)地的35 kV變電所3路進(jìn)線電源分別為沱新線、葛新線和渠新線；渠新線來(lái)自淮北渠溝變電所，距離新莊礦30 km；沱新線來(lái)自永城沱濱變電所，距離新莊礦24 km。葛新線為新莊礦與葛店礦的互備用電源架空線，長(zhǎng)度5 km。礦井35 kV架空電源線皆為L(zhǎng)GS-120型。技改工程實(shí)施時(shí)，礦井工業(yè)場(chǎng)地的35 kV變電所3路進(jìn)線電源分別改為來(lái)自沱新線、新雙線、新風(fēng)線；沱新線來(lái)自永城沱濱變電所，距離新莊煤礦24 km；新雙線為新莊煤礦與葛店煤礦雙廟站的互備電源架空線路，長(zhǎng)度為1.8 km；新風(fēng)線為新莊煤礦與北風(fēng)井場(chǎng)地的互備用電架空電源線路，長(zhǎng)度為4.6 km。北風(fēng)井場(chǎng)地35 kV變電所2路進(jìn)線電源分別改為來(lái)自光新風(fēng)線和新風(fēng)線；光新風(fēng)線來(lái)自神火光明變電所，距離北風(fēng)井11.2 km。礦井架空電源線沱新線為L(zhǎng)GJ-185型，光新風(fēng)線、新雙線為L(zhǎng)GJX-240型，新風(fēng)線為L(zhǎng)GJ-120型。1.1.6 主要建筑材料供應(yīng)條件 礦區(qū)位于豫東大平原上的人口稠密區(qū)，勞動(dòng)力資源比較豐富。土產(chǎn)建筑材料磚、瓦、石子和料石均可就地供應(yīng)，鋼材、木材和水泥等物資可經(jīng)公路及鐵路直接運(yùn)至礦井工業(yè)廣場(chǎng)。1.1.7 工農(nóng)業(yè)情況永城市現(xiàn)有耕地面積160104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。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。1.1.8 地區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 新莊礦位于河南省永城市，河南省重點(diǎn)建設(shè)的區(qū)域性中心城市。地處東經(jīng)1155811639，北緯33423418之間，平均海拔33 m。市境的北、東、南及西南部分別與安徽省的碭山縣、蕭縣、濉溪縣、渦陽(yáng)縣、亳州市毗鄰，西部和西北部與河南省的夏邑縣緣連。沱河穿過(guò)西城區(qū)的北部和東城區(qū)的南部，芒碭山位于北部的芒山鎮(zhèn)境內(nèi)，主峰海拔高度159 m。311國(guó)道從中部東西貫穿境內(nèi)，連霍高速公路、永登高速公路東西貫穿境內(nèi)。規(guī)劃中的濟(jì)祁高速公路邢商永地方鐵路已經(jīng)招標(biāo)。沱澮河復(fù)航工程12.5期間爭(zhēng)取開(kāi)工。全境近似橢圓，地勢(shì)由西北向東南微傾，平均海拔31.9 m，除東北有方圓16 km2的芒碭山群外，大部分為平原地區(qū)，屬暖溫帶季風(fēng)性半濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫14.3 。現(xiàn)轄18個(gè)鎮(zhèn)、11個(gè)鄉(xiāng)，744個(gè)行政村，3706個(gè)自然村。所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)有：城關(guān)鎮(zhèn)、演集鎮(zhèn)、酂城鎮(zhèn)、十八里鎮(zhèn)、高莊鎮(zhèn)、芒山鎮(zhèn)、薛湖鎮(zhèn)、馬橋鎮(zhèn)、裴橋鎮(zhèn)、陳集鎮(zhèn)、蔣口鎮(zhèn)、太丘鎮(zhèn)、李寨鎮(zhèn)、順和鎮(zhèn)、苗橋鎮(zhèn)、茴村鎮(zhèn)、臥龍鎮(zhèn)、侯嶺鎮(zhèn)；酂陽(yáng)鄉(xiāng)、王集鄉(xiāng)、馬牧鄉(xiāng)、雙橋鄉(xiāng)、龍崗鄉(xiāng)、劉河鄉(xiāng)、條河鄉(xiāng)、陳官莊鄉(xiāng)、城廂鄉(xiāng)、黃口鄉(xiāng)、新橋鄉(xiāng)。是全國(guó)六大無(wú)煙煤基地之一，華東工業(yè)的能源后方。境內(nèi)有200多家面粉企業(yè)，也是國(guó)家唯一授予“中國(guó)面粉城”稱號(hào)的城市，永城擁有兩家中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)-永城煤電控股集團(tuán)和神火集團(tuán)、是河南省最大的煤化工基地。1.2 井田地質(zhì)特征 1.2.1 井田地質(zhì)概況 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。1.2.2 地層 井田含煤層由下至上有太原群、山西組、下石盒子組、上石盒子組。太原群（C3t）厚134 m149 m，平均138 m。巖性主要由隱晶質(zhì)灰?guī)r、泥巖組成，其次為砂質(zhì)泥巖及砂巖。頂部灰?guī)r穩(wěn)定，厚2 m左右，為K3標(biāo)志層；底部灰?guī)r厚13 m17 m，一般15 m，以含燧石結(jié)核為主要特征， 為K2標(biāo)志層。山西組（P1S）厚110 m，由灰至灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖及白色細(xì)致粗粒砂巖組成。下石盒子組（P1XS）厚73 m113 m，平均108 m。由砂巖、砂質(zhì)泥巖組成。底部為鮞狀鋁質(zhì)泥巖，為K4標(biāo)志層。上石盒子組（P2SS）厚度大于400 m，底部為K5砂巖標(biāo)志層與下石盒子組分界；上部紫色斑塊泥巖夾厚層砂巖，以K6長(zhǎng)石石英砂巖為較穩(wěn)定的標(biāo)志層。1.2.3 褶皺、斷層及陷落柱 （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2.1 km。兩翼地層傾角812。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1.8 km。兩翼地層傾角611。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）斷層新莊煤礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的主要大斷層2條?，F(xiàn)將主要斷層敘述如下：王莊斷層（F21）位于王莊至池樓一線，為井田之西界。該斷層略呈彎曲展布，總體走向北北東，斷層面傾向北西西，傾角70，西盤(pán)下降，東盤(pán)相對(duì)上升，為一正斷層。斷層落差北小南大，落差為80 m250 m。在井田范圍內(nèi)斷層走向長(zhǎng)約10 km，南部向黃集井田延伸，斜交于黃集斷層，向北延伸情況不明。斷層旁側(cè)煤層牽引明顯，并發(fā)育數(shù)條與之呈極小銳角的派生次級(jí)斷層。黃飯棚斷層（F4），分布于井田中南部，走向北北西，斷層面傾向西西南，傾角35。北東盤(pán)上沖，南西盤(pán)相對(duì)下降，落差35 m，為一逆斷層。西北端消失于張莊西部，向東南尖滅于501孔附近，走向約3.9 km。該斷層切割前松向斜的軸部，破壞了向斜的橫向連續(xù)性。主要地質(zhì)構(gòu)造特征見(jiàn)表1-2表1-2 主要地質(zhì)構(gòu)造特征表序號(hào)名稱斷層性質(zhì)斷層面走向斷層面傾向傾角（）落差（m）1王莊斷層正斷層北北東北北西701802502黃飯棚斷層逆斷層北北西西西南35251.2.4 水文地質(zhì)特征 （1）概況新莊煤礦西部以走向近南北、傾向西、東盤(pán)上升西盤(pán)下降、落差250180 m的王莊正斷層為邊界，造成礦井內(nèi)二2煤層、三2煤層與西盤(pán)（下降盤(pán)）下石盒子組上部砂、泥巖地層相接，該斷層基本上為一條阻水邊界斷層，以礦區(qū)中部NNE向永城背斜軸部為軸心，向東西兩翼至二2煤層露頭線為界，南北長(zhǎng)約30 km，東西寬平均約7 km，面積約200230 km2，為太原組灰?guī)r，奧陶系灰?guī)r和寒武系灰?guī)r的隱伏露頭區(qū)。在永城背斜軸部從柏山惠、候嶺經(jīng)永城市至大孟莊一線為巖溶含水層的淺埋區(qū)，上覆新生界地層50200 m；背斜西翼較寬闊，巖溶含水層埋深約100300 m，背斜東翼較狹窄，含水層埋深約100180 m。礦井東部與劉橋二礦間為一條人為邊界，實(shí)際上新莊、劉橋二礦同處于一個(gè)統(tǒng)一的水文地質(zhì)單元內(nèi)。礦井南部邊界為煤層露頭線，屬于一個(gè)弱補(bǔ)給邊界。礦井北部邊界屬于無(wú)限邊界。（2）含水層礦井各含水層（組）基本與區(qū)域含水層相一致，按其儲(chǔ)水空間，水力性質(zhì)及富水性可分為三大類，對(duì)主要可采煤層井巷充水的主要含水層（組）共有九層（組）： 新生界松散孔隙水含水組：礦井內(nèi)新生界松散沉積物以沖積、湖積為主，沉積旋回穩(wěn)定，由砂、含礫砂及粘土、砂質(zhì)粘土等組成；受古地形控制其沉積厚度在南部135155 m，中南部稍薄約130 m，中北部最厚為160180 m，可劃分為三個(gè)含水組。第四系上部孔隙潛水含水組（）：含水層埋深小于20 m，潛水位標(biāo)高+25.73+31.69 m，一般為+29 m；單位涌水量0.1366.713 L/sm，滲透系數(shù)1.2156.532 m/d；第四系中部孔隙承壓水含水組（）：含水層埋深在2066 m，水位標(biāo)高+29.83 m，單位涌水量0.671 L/sm，滲透系數(shù)4.633 m/d；第四系下部孔隙承壓水含水組（）：含水層埋深在66134 m，水位標(biāo)高+29.28 m，單位涌水量0.00798 L/sm，滲透系數(shù)為0.0565 m/d， 二迭系砂巖裂隙承壓水含水層（組）：K6砂巖裂隙含水組（K6）：累厚6.3046.75 m，平均31.12 m，水位標(biāo)高110.87 m，單位涌水量0.0960.942 L/sm，滲透系數(shù)0.20153.481 m/d；K5砂巖與三2煤頂板砂巖裂隙含水組（）：累厚9.8662.55 m，平均33.25 m，水位標(biāo)高114.40 m，單位涌水量0.0610.172 L/sm，滲透系數(shù)0.5090.9814 m/d，二2煤層頂板砂巖裂隙含水組（）：含水層累厚4.2650.80 m，平均20.00 m。單位涌水量0.0515 L/sm，滲透系數(shù)0.4604 m/d； 灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水層（組）：太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙含水組（）：水位標(biāo)高+10.27+10.61 m，單位涌水量0.0004613.690 L/sm，滲透系數(shù)0.0022416.839 m/d，太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙含水組（）：水位標(biāo)高+30.00 m，單位涌水量1.216 L/sm，滲透系數(shù)4.73 m/d，中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙含水層（）：水位標(biāo)高+30.28 m，單位涌水量0.0633 L/sm，滲透系數(shù)1.77 m/d， （3）主要隔水層 新生界孔隙水含水組間隔水層：、含水組間隔水層為粘土及砂質(zhì)粘土，隔水層主要賦存于第四系中部含水段之上部，厚度幾米到十幾米含與含間隔水層主要為粘土，在含水段的頂部發(fā)育有23層粘土、砂質(zhì)粘土、粘土組合的穩(wěn)定隔水層新近系底部粘土、砂質(zhì)粘土隔水層，主要為致密、細(xì)膩的湖積粘土，平均厚約17 m，隔水性能良好二迭系砂巖裂隙水各含水組間隔水層：K6與K5砂巖裂隙含水組間的隔水層（段）厚逾百米，尤其四1四3煤層間近80 m段內(nèi)全部為泥巖、砂質(zhì)泥巖地層組合含與含間的隔水層有二段，上段為三1煤三4煤間厚約30 m的泥巖夾煤地層組合，下段為四煤段底部厚約6.50 m的鋁土質(zhì)泥巖隔水層二2煤底板隔水層（段），上起二1煤層底板下止K3頂界，厚41.5565.75 m，平均厚55.29 m。隔水段中上部為一套厚約40m以泥巖為主夾23層中、細(xì)砂巖地層組合；下部為C3t頂部厚約15 m的海相泥巖與山西組底部的深灰色泥巖組合而成的聯(lián)合隔水層（段）巖溶裂隙含水層間的隔水層：太原組中段砂泥巖層隔水段：厚約30 m。由一套泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖及煤線等地層組合而成，有時(shí)其中部夾二層薄層灰?guī)r（L5、L6）本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層：厚1.6410.98 m，平均厚6.31 m。（4）井田充水因素 砂巖裂隙水的充水通道：含水層的構(gòu)造裂隙，斷層破碎裂隙帶，褶皺軸部及轉(zhuǎn)折端的碎裂裂隙等都可成為頂板含水層的充水通道；此外回采放頂后，頂板陷落造成的導(dǎo)水裂隙帶屬于再生的導(dǎo)水通道，且后者的導(dǎo)水能力比前者更強(qiáng)。巖溶裂隙水的充水通道：在井田的構(gòu)造帶上（包括斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造），尤其是轉(zhuǎn)折部位、復(fù)合部位、尖滅端等受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，構(gòu)造破碎裂隙帶相當(dāng)發(fā)育，成為巖溶地下水向礦井突水的主要通道；采面回采初期，因采空處應(yīng)力釋放后引起地應(yīng)力的重新分布，第一次來(lái)壓的張應(yīng)力，會(huì)使得原閉合的裂隙被拉張開(kāi)，形成新的導(dǎo)水通道，往往該導(dǎo)水通道的突水作用更強(qiáng)、更猛，威脅更大。此外，應(yīng)防范封閉不良鉆孔，尤其是揭露太灰含水層的鉆孔形成導(dǎo)水通道，使上下各含水層貫通，突入巷道。（5）礦井涌水量 預(yù)測(cè)礦區(qū)在生產(chǎn)時(shí)，正常涌水量200 m3/h，最大涌水量280 m3/h。 次采用大井法和比擬法預(yù)算礦井正常涌水量結(jié)果見(jiàn)表1.22。最大涌水量按正常涌水量的1.5倍。（6）礦井供水水源 大氣降水與地表水：大氣降水與地表水僅與第四系上部孔隙潛水含水層（含）具有直接的水力聯(lián)系。礦井范圍上覆新生界地層130180 m，由含層層垂直下滲補(bǔ)給充水含水層的量微乎其微，所以認(rèn)為大氣降水和地表水不屬于礦井的充水水源。地下水：煤層頂板的砂巖裂隙地下水是礦井前期生產(chǎn)中的主要充水水源，該水源對(duì)礦井的充水強(qiáng)度主要受頂板砂巖裂隙發(fā)育程度及構(gòu)造帶巖層破碎程度等控制導(dǎo)水因素的影響，充水性不猛烈，充水量有限，對(duì)礦井生產(chǎn)不造成威脅；但是K6、K5砂巖裂隙含水層垂直裂隙較發(fā)育，富水性較強(qiáng)，對(duì)井筒建設(shè)具有一定威脅，須加以提防。二2煤層下伏灰?guī)r巖溶裂隙地下水，富水性強(qiáng),且水壓高,一旦向二2煤層井巷突水均來(lái)勢(shì)猛,水量大,對(duì)安全生產(chǎn)造成極大威脅,應(yīng)高度提防,預(yù)先積極采取各種防范措施。1.3 煤層特征 1.3.1 主采煤層及其圍巖性質(zhì)本井田煤系地層總厚760 m，含煤27層。其中可采煤層為山西組二2煤、下石盒子組的三2、三3、三5煤，共計(jì)四層。二2煤山西組含煤系數(shù)3.24，下石盒子組含煤系數(shù)3.3。共劃六個(gè)煤組：一煤組位于太原群，含煤多達(dá)10層，一般57層；二煤組位于山西組中部，含煤最多4層，一般2層；三煤組位于下石盒子組，最多7層，一般25層；四煤組位于上石盒子組下部，含煤最多3層，一般2層；五、六煤組均位于上石盒子組中部，五煤組含煤最多3層，六煤組含煤1層。普遍可采者二2煤及三2煤層，局部可采者4煤，三3、三5煤層局部不可采。余者偶見(jiàn)可采點(diǎn)，多屬不可采煤層。其中二2煤層為本設(shè)計(jì)的主采煤層，平均厚度2.64 m，三2煤層平均厚度1.59 m。井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層間距及厚度穩(wěn)定，標(biāo)志層明顯。二2煤層：頂部為灰白色細(xì)砂巖，中央薄層深灰色泥巖，形成明顯的沉積韻律和條帶狀層理，沿走向及傾向?qū)游环€(wěn)定，易于辨認(rèn)，是控制該煤層的良好輔助標(biāo)志。有個(gè)別地段相變?yōu)樯百|(zhì)夾薄層泥巖，但其條帶狀層理仍然顯而易見(jiàn)。有的地段厚度變薄多為二煤組沉積發(fā)育所致。平均厚度2.64 m。主要煤層特征表見(jiàn)表1-3。表1-3 可采煤層特征表煤組煤層一般厚度（m）煤層結(jié)構(gòu)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性可采程度傾角（）容重（t/m3）夾石層數(shù)夾石厚度頂板底板下石盒子組三501.90普遍含一層夾石一般為0.3m左右泥巖或砂質(zhì)泥巖泥巖較穩(wěn)定局部不可采5左右，近露頭處變陡，為10左右1.431.11三301.70一般含一層夾石厚0.3m左右泥巖泥巖不穩(wěn)定局部可采5左右，近露頭處變陡，為10左右1.431.01三202.80無(wú)夾石砂巖泥巖和砂質(zhì)泥巖較穩(wěn)定可采5左右，近露頭處變陡，為10左右1.51.83山西組二22.23.4無(wú)夾石泥巖、砂質(zhì)泥巖有時(shí)為砂巖泥巖和砂質(zhì)泥巖不穩(wěn)定可采5左右，近露頭處變陡，為10左右1.51.3.2 煤的特性 （1）煤種 本井田內(nèi)各煤層為無(wú)煙煤。 （2）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。（3）化學(xué)性質(zhì) 灰分（Ad）：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。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0.241.07%。二2、三2煤屬特低硫煤；三3煤屬低硫煤；三5煤屬低中低硫煤。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。（4）工藝性能 水分（Mad）：本礦各可采煤層水分（Mad）除個(gè)別鉆孔超過(guò)2%外，其余均為1%左右，屬低水分煤。發(fā)熱量：基彈筒發(fā)熱量（Qb,ad）：二2、三2 及三5煤分別為29.22、28.03、19.27 MJ/kg。原煤可燃基彈筒發(fā)熱量（Qb,daf）：二2、三2 、三3及三5 煤層分別為34.78、33.98、33.79及33.30 MJ/kg。二2、三2煤應(yīng)屬高熱值煤，三3、三5煤應(yīng)屬中熱值煤。本礦二2、三2煤層發(fā)熱量高的原因主要為：一是灰分較低，二是煤層中氫元素含量較高；三3、三5煤層發(fā)熱量相對(duì)較低，主要是灰分偏高所致。熱穩(wěn)定性：據(jù)鄰區(qū)試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表4.26，本礦西側(cè)葛店煤礦的煤層屬高熱穩(wěn)定性煤，推測(cè)本礦與其相似。（5）煤的工業(yè)用途 二2、三2煤層主要為低中灰、特低硫、低磷、高發(fā)熱量、高熔點(diǎn)灰份貧煤，為無(wú)煙煤，精煤回收率、化學(xué)反應(yīng)性均屬中等，強(qiáng)結(jié)渣，為優(yōu)良之動(dòng)力用煤。并可考慮作化工和氣化用煤。三3、三5煤層為中灰、富高硫、低磷、高發(fā)熱量、高熔點(diǎn)灰份貧煤，部分為無(wú)煙煤。由于化學(xué)反應(yīng)性低，精煤回收率為低等，硫份高，主要作動(dòng)力用煤。 1.3.3 瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃 （1）礦井瓦斯相對(duì)涌出量和絕對(duì)涌出量歷年瓦斯相對(duì)涌出量CH4為1.01m3/t5.06m3/t，瓦斯絕對(duì)涌出量CH4為0.72 m3/min8m3/min，相對(duì)涌出量和絕對(duì)涌出量大致呈隨著開(kāi)采深度的增加而增大的趨勢(shì)。歷年瓦斯鑒定，本礦井均為低瓦斯礦井。（2）二2煤層瓦斯含量采樣深度在289.80 m781.69 m，CH4成分為10.0896.48%，CH4含量0.14 ml/g15.79 ml/g。（3）煤塵爆炸和煤的自燃傾向據(jù)5個(gè)鉆孔二2、三2、三3、三5 煤塵爆炸性試驗(yàn)和煤層自燃傾向測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1-4。表1-4 井下煤樣煤塵爆炸性和煤的自然傾向測(cè)定結(jié)果表采樣地點(diǎn)二2煤東軌道巷21011工作面三2煤軌道暗斜井煤塵爆炸性測(cè)定結(jié)果不爆炸不爆炸不爆炸煤的自然傾向測(cè)定結(jié)果三類不易自燃三類不易自燃三類不易自燃本礦各煤層著火溫度（T1）為389405 ，還原樣與氧化樣燃點(diǎn)差（T）一般為318 ；另外，本礦及鄰礦自生產(chǎn)以來(lái)，從未發(fā)生過(guò)煤層自燃現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，本礦各煤層不具有自燃傾向。2 井田境界和儲(chǔ)量2.1 井田境界2.1.1 井田境界確定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）要充分利用自然條件劃分，在可能的條件下，應(yīng)盡量利用地形、地物、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)以及煤層特征等自然條件，以減少煤柱損失，提高資源采出率，充分保護(hù)地面設(shè)施；（2）要有與礦區(qū)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度相適應(yīng)的井田范圍，要保證井田范圍與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)，有足夠的儲(chǔ)量和服務(wù)年限及合理的尺寸；（3）照顧全局，處理好與臨礦的關(guān)系；（4）直線原則，井田的劃分應(yīng)盡量采用直線或折線，有利于礦井的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理工作的開(kāi)展。根據(jù)以上劃分原則，以及考慮到礦區(qū)煤田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)度大等原因，本井田在能滿足生產(chǎn)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的前提條件下，主要考慮了自然條件原因，將井田四周境界定為：井田范圍由以下11個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)依次連線圈定，詳見(jiàn)表1-1。 井田邊界如圖2-1所示：圖2-1 新莊礦井田邊界本井田形態(tài)呈不規(guī)則的多邊形，南北長(zhǎng)約7.5 km東西寬約3 km，面積約22.5 km2。2.2 井田工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，目前可供開(kāi)采利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)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(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M11+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S11；控制的資源量332=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量122b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M22+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S22；礦井工業(yè)儲(chǔ)量=111b+122b+2M11+2M22+333k。各資源量之間關(guān)系見(jiàn)圖2-2與表2-1。2.2.2 井田勘探程度井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)主要褶曲和斷層以及煤層賦存條件已查清；井田水文地質(zhì)條件已基本查明，所提資料基本滿足設(shè)計(jì)要求。2.2.3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算普遍可采者二2煤及三2煤層，局部可采者4煤，三3、三5煤層局部不可采。余者偶見(jiàn)可采點(diǎn)，多屬不可采煤層。二2煤層平均厚度2.64 m，三2煤層平均厚度1.59 m。其中二2煤層為本設(shè)計(jì)的主采煤層。（1）礦井地質(zhì)資源量由于煤層產(chǎn)狀、厚度、煤質(zhì)比較穩(wěn)定，傾角變化比較大，為使儲(chǔ)量計(jì)算更加精確，本次計(jì)算采用地質(zhì)塊段法，即以塊段面積乘以塊段平均煤厚和煤層容重，即得該塊段的儲(chǔ)量。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為A、B、C、D四個(gè)塊段，如圖2-3所示，在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲(chǔ)量，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。圖2-2 固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量那個(gè)分類圖2-3工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算示意圖A塊段水平面積為5.71 km2，傾角為2.6，二2煤平均厚度2.62 m；B塊段水平面積為3.03 km2，傾角為5.4，二2煤平均厚度2.64m；C塊段水平面積為3.85 km2，傾角為4, 二2煤平均厚度2.65 m；D塊段水平面積為8.13 km2，傾角為8，二2煤平均厚度2.65m；根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，二2煤層的容重為1.5 t/m3。礦井工業(yè)儲(chǔ)量利用下式計(jì)算： Zz =mrS/cos （2-1）式中: Zz 礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；m 各塊段煤層平均厚度，m；r 煤層容重，t/m3；S 各塊段水平面積，km2； 各塊段煤層的傾角, ；把各塊段的數(shù)值帶入式2-1得：各塊段工業(yè)儲(chǔ)量值。見(jiàn)表2-1表2-1 儲(chǔ)量劃分塊段參數(shù)表序號(hào)厚度/m面積/km容重/t/m傾角/余弦值資源量/萬(wàn)tA2.625.711.52.60.9982246B2.643.031.55.40.9951205C2.653.851.540.9971534D2.658.131.580.9903263則礦井工業(yè)儲(chǔ)量：Zz總 = Zza+ Zzb+ Zzc+ Zzd =8249萬(wàn) t（2）礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)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(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為：Z111b =824960%70%=3464.58萬(wàn) t Z122b =824930%70%=1732.29萬(wàn) tZ2M11 =824960%30%=1484.82萬(wàn) t Z2M22 =824930%30%=742.41萬(wàn) t由于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，k在0.8以上取值。取k=0.8。Z333k =824910%k=659.92萬(wàn) tZg = Z111b+ Z122b+ Z2M11+ Z2M22 + Z333k =8084.02萬(wàn) t（3）保護(hù)煤柱留設(shè)井田邊界保護(hù)煤柱根據(jù)新莊礦井田實(shí)際情況，其井田邊界保護(hù)煤柱寬度取20 m，其中井田南部為煤層風(fēng)化帶，近乎無(wú)水，故不留邊界保護(hù)煤柱，則用下式計(jì)算井田邊界保護(hù)煤柱損失。Pg =HLm/cos 0.00001 （2-2）式中：H井田邊界煤柱寬度，m；L井田邊界煤柱長(zhǎng)度，m；m煤層厚度，m；煤層容重，t/m3；煤層平均傾角；Pg 井田邊界保護(hù)煤柱損失，萬(wàn)t。已知H=20 m，L=11969 m，=1.5 t/m3，m=4.23 m，=5，因此代入（2-2），可得：Pg=20119694.231.5/cos 50.00001=15.2 萬(wàn) t斷層保護(hù)煤柱井田現(xiàn)已查明2條斷層，即F4和 F21。因可靠且可控制，故其兩側(cè)各留30 m保護(hù)煤柱，則其煤柱損失可由下式求得：Pf =HLm/cos 0.00001 （2-3）式中：Pf斷層保護(hù)煤柱損失，萬(wàn)t；H寬度L長(zhǎng)度，m；m煤層厚度，m；煤層容重，t/m3。已知L=11896 m，=1.5 t/m3，m=4.23 m，=5，代入（2-3）可得：Pg=30118964.231.5/cos 50.00001=22.7萬(wàn) t工業(yè)廣場(chǎng)煤柱根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)條文，不同井型與其對(duì)應(yīng)的工業(yè)廣場(chǎng)面積見(jiàn)表2-2。結(jié)合本設(shè)計(jì)井型（90 萬(wàn)t/a），應(yīng)該是13.5公頃，即0.135 km2，但是考慮到近些年來(lái)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(chǎng)的面積都有縮小的趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)取0.70的系數(shù)，則工業(yè)廣場(chǎng)的面積約為0.0945 km2。設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸定為350 m，短軸定為300 m。采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失，圍護(hù)帶的寬度取15 m。地質(zhì)條件及巖層移動(dòng)角見(jiàn)表2-3，垂直剖面圖如圖2-4所示。表2-2 工業(yè)場(chǎng)地占地面積表 井 型 /萬(wàn)ta-1占地面積/公頃（10萬(wàn)t）-12401.01201801.245901.59301.8表2-3 新莊礦井田地質(zhì)條件及巖層移動(dòng)角 （） 煤層厚度/m煤層傾角圍護(hù)帶寬度/m表土層移動(dòng)角2.6341550走向移動(dòng)角上山移動(dòng)角下山移動(dòng)角707064.3圖2-4 垂直剖面圖由此可得工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱面積：S=0.5H(L1+L2) （2-4）式中 S工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱平面面積，m 2； H梯形面的高，m； L1煤柱上邊長(zhǎng)度，m；L2煤柱下邊長(zhǎng)度，m。已知H=1162 m，L1 =937 m，L2 =996m，代入公式（2-4）可得：S=0.51162(937+996)=1123073（m 2）所以煤柱損失量：Pg=44萬(wàn) t井筒保護(hù)煤柱 井筒布置在工業(yè)廣場(chǎng)中央，包括在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱中，不再累計(jì)。總上，可匯總永久保護(hù)煤柱損失量如表2-4：表2-4 永久保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲(chǔ)量/萬(wàn) t井田邊界保護(hù)煤柱15.2斷層保護(hù)煤柱22.7工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱44合計(jì)81.9（4）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井可采儲(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-P）C （2-5）式中：Zk礦井可采儲(chǔ)量，Mt； P保護(hù)工業(yè)場(chǎng)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(hù)煤柱損失量，Mt； 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。則礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為：Zk=(8084.02-81.9) 0.85=6175.27萬(wàn) t3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限3.1 礦井工作制度礦井的年工作日數(shù)為330天，采用三八制工作制度，每日出煤班數(shù)為2班，每班工作小時(shí)數(shù)為8小時(shí)。礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)為16小時(shí)。3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限參照大型礦井服務(wù)年限的下限要求，T取60a，儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.4，則礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A為：根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A確定為60萬(wàn)t/a，再計(jì)算礦井服務(wù)年限：在計(jì)算礦井服務(wù)年限時(shí)，考慮礦井投產(chǎn)后，可能由于地質(zhì)損失增大、采出率降低和礦井增產(chǎn)的原因，使礦井的服務(wù)年限縮短，設(shè)置了備用儲(chǔ)量Zb，備用量為：在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)約有50%為采出率過(guò)低和受未預(yù)知地質(zhì)損壞影響所損失的儲(chǔ)量。礦井開(kāi)拓設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)定的實(shí)際采出的儲(chǔ)量約為：61.7527-17.643650%=52.9309Mt由于本設(shè)計(jì)中，礦井首采區(qū)設(shè)在第二水平，故應(yīng)檢驗(yàn)二水平服務(wù)年限是否合理。第二水平服務(wù)年限為：服務(wù)年限符合要求。參看表3-1。表3-1 我國(guó)各類井型的新建礦井和第一水平設(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）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角456及以上70353-560301.2-2.4502520150.45-0.9402015104 井田開(kāi)拓4.1 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)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(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究。1.確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置；2.合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置；3.布置大巷及井底車場(chǎng)；4.確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替；5.進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造；6.合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：1.貫徹執(zhí)行國(guó)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(kāi)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(kāi)拓部署，簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。4.必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)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)常保持良好狀態(tài)。5.要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、掘進(jìn)機(jī)械化、自動(dòng)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(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。4.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開(kāi)拓受地形埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。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、井底車場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，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。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，提升深度有限，輔助提升能力??；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角小，平均4.5，為近水平煤層；表土層厚約135 m，無(wú)流沙層；水文地質(zhì)情況中等，涌水量較大；煤層埋藏較深，因此需采用立井開(kāi)拓。（2）井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少；有利于首盤(pán)區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首盤(pán)區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；離水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。井筒沿井田走向方向的有利位置本井田形狀相對(duì)規(guī)則，儲(chǔ)量分布比較均勻，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，運(yùn)輸費(fèi)用最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒在傾向也盡量布置到井田中央，可以使井田傾向的井下運(yùn)輸工作量最小，運(yùn)輸費(fèi)用最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。有利于礦井初期開(kāi)采的井筒位置設(shè)計(jì)應(yīng)減少初期工程量，使礦井盡快達(dá)產(chǎn)，盡快獲得經(jīng)濟(jì)效益，所以井筒布置在第一水平的位置最優(yōu)。盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。將井筒建設(shè)在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱