孔莊煤礦120萬噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,煤礦,萬噸新井,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1 礦區(qū)概述 1.1.1井田位置 孔莊煤礦位于江蘇省徐州市西北大約80Km處，井田位于江蘇省沛縣和山東省微山縣境內(nèi)，其東為山東省微山縣金源煤礦，南、北分別是江蘇天能集團(tuán)的沛城煤礦和上海大屯能源股份有限公司的徐莊煤礦。其主井地理坐標(biāo)為東經(jīng)116o 57′13″，北緯34o 50′20″。井田采礦登記邊界東西走向長約為12.98Km，南北平均寬約為3.40Km，總面積約為44.13Km2。 1.1.2交通 礦區(qū)交通方便，有徐（州）沛（屯）鐵路專用線，在沙塘與隴海鐵路接軌，全長82.87Km，有礦區(qū)支線到達(dá)孔莊煤礦。區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá)，徐州—濟(jì)寧省級(jí)公路縱貫礦區(qū)南北，礦區(qū)內(nèi)連通中心區(qū)和各礦的公路、鐵路通暢。京杭大運(yùn)河從礦區(qū)東部通過，可供100噸級(jí)機(jī)船常年航行，水路交通也較方便，詳見礦區(qū)交通位置圖(圖1—1)。 圖1.1 孔莊礦交通位置圖 1.1.3礦權(quán) 孔莊煤礦采礦許可證是由中華人民共和國國土資源部2000年4月29日簽發(fā)的，證號(hào)為：1000000020072，礦權(quán)范圍由24個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)組成，詳見孔莊煤礦井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表（表1-1）。采礦登記面積為41.1355 Km2，開采深度為-160m至-1300m，有效期限自2000年4月至2029年4月。 1.1.4自然地理 孔莊井田地貌屬黃淮沖積平原，為第四系地層覆蓋地區(qū)，地勢(shì)較平坦，地表廣泛分布古黃河泛濫的砂質(zhì)粘土，地形西高東低，陸地地面高程大部分在33.0～35.5m之間，東部昭陽湖湖底高程為32.0m左右，井田內(nèi)湖堤高程為38.8～40.0m，歷年最高洪水位為37.01m（1957年）。 本區(qū)屬黃河流域與長江流域過渡性氣候，為季風(fēng)型大陸性氣候，冬季嚴(yán)寒干燥，夏季炎熱多雨。據(jù)沛縣氣象站資料：歷年來平均降雨量738.2mm，最大降雨量1290.1mm（2003年），最小降雨量425.9 mm（1988年），最大日降雨量為340.7mm（1971年8月9日），大氣降水多集中在7、8月份，年平均蒸發(fā)量為1475.1mm。年平均氣溫為14.2℃，日最高氣溫為40.3℃（1972年6月11日），日最低氣溫為-15.7℃(1990年2月1日)。歷年最大凍土層深度19.0cm（1969年），平均為12.0cm。 該地區(qū)多季節(jié)風(fēng)，春夏季多東南風(fēng)，秋冬季多偏北風(fēng)，全年以東南偏東風(fēng)為主，平均風(fēng)速2.1m/s，最大風(fēng)速20.0m/s,湖區(qū)風(fēng)力一般在5級(jí)左右，雷暴期在4～9月份。 根據(jù)國家頒布的地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-2001標(biāo)準(zhǔn)，大屯礦區(qū)地震動(dòng)峰值加速度處于0.05至0.10g烈度分界線附近，大部分是0.10g，部分是0.05g。 1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 沛縣為全國重要商品糧生產(chǎn)基地，微山湖大米為優(yōu)良無公害大米，且本區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。已形成機(jī)械、食品、化工、紡織四大工業(yè)體系。沛縣又是全國重要的煤炭生產(chǎn)基地。 1.1.6水源及電源 礦區(qū)內(nèi)供作水源的有第四系地下水，地表的湖水和河水，水質(zhì)一般較好?？浊f礦的生活用水取自第四系地下水，生產(chǎn)用水為井下排水經(jīng)過處理后使用。礦區(qū)內(nèi)水資源可靠、豐富，能滿足生產(chǎn)建設(shè)的需要。 大屯礦區(qū)現(xiàn)有裝機(jī)容量130MW火力發(fā)電廠和24MW矸石熱電廠，主要供應(yīng)礦區(qū)生產(chǎn)和生活需要，其余部分并入徐州電網(wǎng)。礦井用電接自發(fā)電廠，因此用電可靠。 1.2井田地質(zhì)特征 1.2.1區(qū)域地層 本區(qū)在太古界的結(jié)晶基底上沉積了震旦系、寒武系、中下奧陶統(tǒng)地層。由于加里東運(yùn)動(dòng)影響，上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)地層缺失，在中奧陶統(tǒng)的侵蝕面上，廣泛沉積了中上石炭統(tǒng)、二疊系、侏羅白堊系（地層不全）、第三系、第四系等地層。現(xiàn)將地層由老至新簡(jiǎn)述如下： 一、震旦系（Z） 該系在徐州附近有廣泛出露，下統(tǒng)為灰褐色泥巖、粉砂巖、石英細(xì)砂巖；中統(tǒng)為青灰、紫灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及灰黑色致密狀含疊層石灰?guī)r；上統(tǒng)為黃綠、紫紅色泥巖、砂巖、細(xì)晶白云巖、疊層石灰?guī)r及竹葉狀灰?guī)r。與上覆地層呈整合接觸。 二、寒武系（∈） 厚度大于700m，下部為紫紅色頁巖、砂質(zhì)泥巖和細(xì)晶灰?guī)r，上部為礫狀、竹葉狀、鮞狀灰?guī)r和灰～深灰色結(jié)晶灰?guī)r，產(chǎn)三葉蟲化石。與上覆地層呈整合接觸。 三、奧陶系（O） 區(qū)域厚度600m左右（上奧陶統(tǒng)沉缺），其巖性下部為白云巖、礫質(zhì)白云巖、灰?guī)r、含云灰?guī)r、巖溶角礫巖、白云質(zhì)泥巖；中部為灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r；上部為白云巖、灰質(zhì)白云巖、灰?guī)r、含云灰?guī)r、豹皮狀白云質(zhì)灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、構(gòu)造角礫巖。與上覆地層呈假整合接觸。 四、石炭系（C） 厚度180～200m，平均厚190m（下石炭統(tǒng)缺失）。中統(tǒng)本溪組厚約30m，巖性主要為灰白色灰?guī)r夾薄層泥巖；上統(tǒng)太原組厚約160m，為海陸交互相沉積，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r組成，夾6～15層煤層，其中可采煤層1～3層，由南往北煤層變厚，可采層數(shù)增多，灰?guī)r層厚度逐漸變小。與上覆地層呈整合接觸。 五、二疊系（P） 山西組：厚度70～148m，平均厚110m。由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖組成，含煤3～4層，沉積了本區(qū)主要可采煤層。 下石盒子組：平均厚度100m，由灰、灰綠色砂巖，深灰色、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖及雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，為徐州礦區(qū)重要含煤地層。 上石盒子組：厚度在200～600m之間，由紫紅、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖和砂巖組成。局部含多層薄煤。 石千峰組：厚度大于100m，由紫紅色石英粗砂巖、粉砂巖組成。與上覆地層呈不整合接觸。 六、上侏羅、下白堊統(tǒng)（J3+K1） 厚度數(shù)千米。下部為紫紅色中砂巖、細(xì)砂巖及粉砂巖，夾兩組5～6層礫巖；中部為灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖與粉砂巖互層及淺灰色砂巖和粉砂質(zhì)粘土巖，含植物化石碎片和瓣鰓類動(dòng)物化石，在魯西南有輝綠巖侵入其中；上部由紫紅、灰綠、灰黃色砂巖、泥巖、安山巖、玄武安山巖、安山玢巖、輝綠巖、淡水灰?guī)r和煤線組成，含植物和淡水動(dòng)物化石。該地層由山東至本區(qū)逐漸增厚。均以紅色碎屑巖建造和火山碎屑建造為主要特征。與上覆地層呈不整合接觸。 七、第三系（R） 厚度0～1500m，以紅色砂質(zhì)泥巖為主，中上部為褐色、灰綠色泥巖夾薄層石膏，偶見油頁巖和煤線，與侏羅、白堊系不易區(qū)別。與上覆地層呈不整合接觸。 八、第四系（Q） 厚度0～490m。以沖積、湖積相為主。由棕黃、黃褐、灰白色粘土、砂質(zhì)粘土及砂層組成，底部常有砂礫石層。 1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)為全掩蓋式煤田，屬華北型石炭二疊系含煤地層，地層走向NE60°，傾角4～16°，平均14°，呈淺部緩，深部陡的單斜構(gòu)造。地層綜合柱狀圖如圖1-2所示。區(qū)內(nèi)鉆探揭露的最老地層為奧陶系（O），現(xiàn)將地層由老到新分述如下： (1)奧陶系（O） 該層揭露最大厚度為48.30m，巖性為淺灰色，灰色，灰褐色厚層狀石灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r，隱晶質(zhì)，質(zhì)較純，致密堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育且被方解石及泥質(zhì)充填，與上覆地層假整合接觸。 (2)中石灰組本溪組（C2b） 該組地層厚度為23.87～46.91m，平均厚度為33.92m，該組底部主要有紫紅色含鐵質(zhì)泥巖及鋁質(zhì)泥巖組成。上部以灰白色，棕褐色灰?guī)r為主，間夾灰色，灰綠色泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，與上覆地層成整合接觸。 (3)上石炭統(tǒng)太原組（C3t） 該組兩極厚度為137～161.96m，平均厚度為154.67m。由灰黑色，灰色砂質(zhì)泥巖，砂巖，灰?guī)r及煤層組成，為一套海陸相互含煤沉積?？刹擅簩?7、21號(hào)煤層位于本組的中下部，與上覆地層假整合接觸。 (4)下二疊統(tǒng)（P11sh） 該組為區(qū)內(nèi)主要含煤地層。兩極厚度為92.67～136.13m。平均厚度為109.29m，由灰色，深灰色砂質(zhì)泥巖，泥巖，砂巖組成，含煤2層，即7、8煤層，7、8煤層為本區(qū)主采煤層，賦存于本組地層中下部。含煤總厚度為9m。與上覆地層整合接觸。 (5)下二疊統(tǒng)下石盒子組（P21sh） 該組地層在安全區(qū)發(fā)育，兩極厚度為187.21～293.00m，平均厚度為223.5m，在西部的淺部較薄，深部較厚，由西至東有變厚的總趨勢(shì)。巖性主要為雜色，灰綠色泥巖及灰白，灰綠色砂巖組成。下部一層為不穩(wěn)定煤線，與上覆地層呈整合接觸。 (6)上二疊統(tǒng)下石盒子組（P12ss） 本組揭露最大殘厚321.56m。因其頂部與侏羅白晉的底界礫巖或第四系呈不整合接觸，故厚度變化較大，且西薄東厚的總趨勢(shì)。巖性為紫紅，灰綠色中粗粒石灰砂巖，間雜泥巖，砂質(zhì)泥巖，雜質(zhì)，紫紅色，灰綠色泥巖，砂質(zhì)泥巖組成，間夾灰綠色細(xì)砂巖，與上覆地層不整合接觸。 1.2.3水文地質(zhì)特征 含水層： 孔莊井田為黃淮沖積平原一部分，第四系地層較厚，其中3隔、4隔、5隔厚度大，隔水性能強(qiáng)，有效阻隔了大氣降水、地表水以及第四系中上部含水層水與第四系底部含水層水、基巖地下水的水力聯(lián)系。在開采山西組7、8號(hào)煤層時(shí)，主要充水含水層為第四系底含、煤層頂板砂巖、四灰含水層。 表1.1礦井水文地質(zhì)類型表 類 別 分類依據(jù) 水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 所屬類型 采掘破壞和影響的含水層 含 水 層 性 質(zhì) 及 補(bǔ) 給 條 件 底含水 底含較厚，富水性較強(qiáng)，直接覆蓋在煤層露頭及基巖面上，與基巖各含水層發(fā)生水力聯(lián)系，也是開采淺部煤層時(shí)的直接充水水源。湖下區(qū)域底含水接近疏干。 中等 7煤層頂板砂巖水 含水性弱，以靜儲(chǔ)量為主，易疏干，在露頭處接受底含水補(bǔ)給，在有些斷層附近接受四灰水補(bǔ)給，補(bǔ)給量較差，對(duì)礦井安全無威脅。 簡(jiǎn)單 四灰水 井田內(nèi)多次揭露，淺部裂隙發(fā)育，含水性較強(qiáng)，越往深部裂隙發(fā)育越差，含水性也較差。目前Ⅰ6采區(qū)-150總回出水點(diǎn)已干枯，-375大巷出水量37m3/h,含水層在露頭區(qū)接受第四系底含水補(bǔ)給，補(bǔ)給條件較好。 中等 單位涌水量q /l·s-1·m-1 底含水 0.076-0.226 中等 7煤層頂板砂巖水 K5號(hào)孔：0.06 簡(jiǎn)單 四灰水 K17號(hào)孔：0.536 20-39號(hào)孔:0.258 中等 礦井涌水量/m3·h-1 年平均 185 中等 最 大 345 開采受水害影響程度 采掘工程受水害影響，但一般不威脅礦井安全 中等 防治水工作難易程度 防治水工作易于進(jìn)行，防治效果較好，沒有發(fā)生水害事故 中等 本井田從投產(chǎn)至今，開采的只是山西組的7、8號(hào)煤層，對(duì)煤層開采影響較大的含水層主要是7煤頂板砂巖含水層、太原組L4（四灰）含水層和第四系底含。今后很長一段時(shí)期內(nèi)，礦井還只開采山西組7、8號(hào)煤層，開采活動(dòng)主要集中在湖下，因此，各含水層水文地質(zhì)參數(shù)的選用以及各含水層防治水的難易程度均以湖下為首選，經(jīng)過對(duì)影響含水層的富水特性、補(bǔ)給條件、單位涌水量以及礦井涌水量和防治水的難易程度等因素綜合評(píng)定，孔莊礦礦井的水文地質(zhì)條件為中等（中煤總生字[1992]第57號(hào)批復(fù)結(jié)果也是Ⅱ類），詳細(xì)情況見表1.1。 礦井涌水量： 礦井充水水源分析,礦井涌水主要包括第四系底部含水層水、石盒子組分界砂巖水、煤層頂板砂巖裂隙水、四灰水、防塵注漿水，其中第四系底部含水層水12.5m3/h，占6.6%，石盒子組分界砂巖水25m3/h,占13.2%,煤層頂板砂巖裂隙水75.5m3/h，占39.8%，四灰水62m3/h,占32.6%，防塵注漿水16m3/h,占8.4%，合計(jì)2006年底礦井涌水量為190m3/h。 1.2.4其它有益礦物 井田內(nèi)有益礦產(chǎn)有鋁土礦、菱鐵礦、石灰?guī)r、煤層及頂?shù)装濉A矸中的稀有分散元素等，根據(jù)鉆孔采樣化驗(yàn)資料可知只有個(gè)別樣品達(dá)到工業(yè)品位的要求，均沒有工業(yè)開采的價(jià)值。 1.3煤層特征 1.3.1煤層概況 井田內(nèi)主要含煤地層有石炭系太原組及二疊系山西組。山西組含煤4層，其中7、8煤層為本區(qū)的主要可采煤層。太原組含煤13層，其中17煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層，21煤層為全區(qū)磕磣的較穩(wěn)定煤層。各可采煤層分述如下： (1)7號(hào)煤層：位于山西組中下部，是主要可采煤層之一。煤層厚度為0.28～6.46m，平均厚度5.00m，夾矸一般為1～3層，少數(shù)為4～5層，夾矸巖性多為巖漿巖。 (2)8號(hào)煤層：位于山西組底部，上距7號(hào)煤層4.17～40.18m，下距太原組頂界一般厚度為17.26m，厚度0.29～5.96m，平均厚4.00m，往深部及東部夾矸較少，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 (3)17號(hào)煤層：位于太原組中部，上距8號(hào)煤層底板一般厚度約100m，厚度0.19～1.30m，平均厚度0.86m，厚度變化不大，總體形勢(shì)為西薄東厚。 (4)21號(hào)煤層：位于太原組的下部，上距17號(hào)煤約50m，厚度0.18～1.68m，平均厚度0.92m，煤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在巖漿巖石侵入?yún)^(qū)夾矸巖性多為巖漿巖，夾矸層數(shù)一般2～3層。 各可采煤層特征見表1.2。 表1.2 各主要可采煤層特征表 單位：m 煤層 最小—最大 平均厚度 頂板巖性 底板巖性 夾矸兩極厚度 層數(shù) 夾矸巖性 層 間 距 區(qū) 間 間 距 7 2.00～6.52 5.00 砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂巖 砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂巖 0.05～1.97 1～2 泥巖 砂質(zhì)泥巖 炭質(zhì)泥巖巖漿巖 7 72.21 8 0.29～5.96 4.00 砂質(zhì)泥巖、 泥巖、細(xì)砂巖 砂泥巖、泥巖 0.14～1.08 1～2 泥巖 砂質(zhì)泥巖 炭質(zhì)泥巖 巖漿巖 7～8 16.12 17 0.19～1.30 0.86 泥巖、炭質(zhì)泥巖 石灰?guī)r、泥巖 0.10～0.64 1～2 泥巖 巖漿巖 8～17 101.58 21 0.18～1.68 0.92 石 灰 巖 砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂巖 0.14～0.94 1～2 砂質(zhì)泥巖 泥巖 巖漿巖 細(xì)砂巖 17～21 50.00 表1.3 各 煤 層 煤 質(zhì) 特 征 表 煤層編號(hào) 項(xiàng)目 7 8 17 21 原 煤 灰分 /Ad% 7.15-25.91 14.36(107) 6.33-40.32 12.64(75) 10.83-29.22 18.38(17) 3.50-29.11 12.91(24) 全硫 /St,d% 0.17-1.29 0.54(92) 0.10-2.38 0.96(58) 0.77-4.17 2.70(13) 1.36-7.2 3.20(22) 磷/Pd% 0.0039-0.043 0.0177(32) 0.0029-0.043 0.0126(20) 0.005-0.015 0.010(2) 0.002-0.015 0.0084(4) 發(fā) 熱 量 Qb,ａd 24.8-32.4 29.22(81) 24.0-32.2 29.64(51) 26.9-30.9 30.34(11) 20.4-34.3 30.20(20) Ｑb,daf 33.0-34.0 34.00(48) 31.7-35.4 34.4(37) 34.3-37.2 35.40(9) 33.3-36.5 35.40(19) 焦油產(chǎn)率 /Ｔ% 9.75-14.00 11.59(27) 8.40-14.30 11.10(18) 11.04-15.90 13.68(4) 11.47-12.91 12.19(2) 精 煤 灰分 /Ａd% 4.36-9.24 6.38(105) 3.61-10.05 5.53(69) 3.06-12.23 8.20(17) 1.29-9.68 4.01(26) 揮發(fā)分 /Ｖdaf% 35.11-39.53 35.78(86) 32.77-41.47 36.60(69) 36.31-51.90 43.52(17) 33.89-49.46 41.12(25) 膠質(zhì)層指數(shù) /Ｙm/m 8.3-19.0 13.8(70) 10.0-24.0 14.2(66) 15.0-15.5 28.7(14) 11.0-50.0 30.6(22) 粘結(jié)指數(shù) /ＧＲ.Ｔ％ 66.5-92.0 84.0(58) 75.8-94.0 84.5(45) 80.0-103.0 98.0(9) 70.0-105.0 94.9(17) 碳/C% 79.97-86.86 84.92(31) 75.80-93.50 85.38(36) 83.80-85.18 84.60(6) 83.43-86.97 85.12(12) 氫/H% 5.11-5.82 5.46(33) 5.14-5.78 5.47(29) 5.63-5.98 5.93(6) 5.29-6.27 5.68(12) 氮/N% 1.28-1.64 1.45(26) 1.31-1.65 1.44(27) 1.37-1.59 1.47(6) 1.22-1.52 1.37(12) 氧+硫 /O+S% 6.75-9.03 7.52(14) 6.12-8.71 7.29(21) 6.76-8.93 8.22(5) 5.99-9.86 7.83(12) 煤類 QM、1/3JM 1/3JM、QM QF 、QM QF 表1.4 勘探時(shí)各可采煤層瓦斯測(cè)定匯總表 煤 層 號(hào) 瓦斯自然成分/% 瓦斯含量/cm3/g可燃質(zhì) CH4 CO2 N2 CH4 CO2 N2 7 微量～87.57 40.89(11) 3.23～17.18 7.95(11) 9.04～88.57 46.61(11) 微量～4.038 1.15(11) 0.086～0.89 0.16(11) 8 1.79～83.7 52.35(7) 2.89～10.10 5.83(7) 14.89～88.71 41.27(7) 0.04～3.64 1.67(7) 0.08～0.192 0.13(7) 17 78.61 78.61(1) 3.69 3.69(1) 17.70 17.70(1) 3.437 3.437(1) 0.178 0.178(1) 21 2.3～48.82 25.56(3) 5.96～10.85 7.66(3) 44.25～86.85 66.53(3) 0.02～0.711 0.47(3) 0.1～0.145 0.12(3) 1.3.2煤層賦存狀況 本井田勘探類型從整體來說為二類一型，構(gòu)造發(fā)育中等，主要可采煤層7、8號(hào)煤層，為穩(wěn)定型和較穩(wěn)定型煤層。煤層對(duì)比是在充分利用各工程點(diǎn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井曲線反映的巖層物性特征及所含的動(dòng)植物化石種屬差異等方面進(jìn)行綜合對(duì)比的，井田內(nèi)各巖層物性特征明顯，標(biāo)志層多而穩(wěn)定，易于辨認(rèn)，煤層對(duì)比可靠。 1.3.3煤質(zhì) 從本井田的煤質(zhì)指標(biāo)來看，煤質(zhì)較穩(wěn)定，煤質(zhì)的揮發(fā)分產(chǎn)率和膠質(zhì)層厚度自上而下遞增。7、8號(hào)煤層屬于高揮發(fā)分、中高～高發(fā)熱量、低灰、特低硫、低磷、富焦油、強(qiáng)粘結(jié)性、中等偏低變質(zhì)的煤，簡(jiǎn)易可選性為易選～極易選。 17號(hào)煤層屬于高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、中灰、中～富硫、特低磷、高焦油煤。 21號(hào)煤層屬于高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、低灰、富硫、特低磷、高焦油煤。 各煤層煤質(zhì)特征見表1.3 1.3.4瓦斯 根據(jù)本井田在歷次勘探以及生產(chǎn)過程中的瓦斯采集工作，井田內(nèi)各煤層的瓦斯含量與瓦斯成分的變化都較大（見表1.4）。 2006年孔莊礦測(cè)定礦井瓦斯相對(duì)涌出量0.77m3/t,絕對(duì)涌出量值1.84m3/min；礦井CO2相對(duì)涌出量3.01m3/t,絕對(duì)涌出量值0.92m3/min。風(fēng)井各翼和各采區(qū)的瓦斯和二氧化碳相對(duì)涌出量均小于10m3/t，瓦斯和二氧化碳絕對(duì)涌出量均小于40m3/t。根據(jù)屯煤電司[2006]262號(hào)文件的意見，井田內(nèi)各煤層瓦斯含量較低，屬低瓦斯礦井。 1.3.5煤塵及煤的自燃 本區(qū)各可采煤層揮發(fā)分產(chǎn)率都較高，加之礦井水文地質(zhì)條件中等偏復(fù)雜，礦井涌水量小，使部分區(qū)段都呈干燥狀態(tài)。煤塵樣爆炸指數(shù)數(shù)據(jù)表明（表1.5），礦井各煤層都具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。 本井田區(qū)域內(nèi)各煤層變質(zhì)程度屬中等偏低，故燃點(diǎn)也較低。 根據(jù)屯煤電司[2006]262號(hào)文件的意見，孔莊礦井煤層的自燃發(fā)火期為6～12個(gè)月，煤層自燃傾向性為三類，自燃危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)自燃礦井。 表1.5 煤塵爆炸指數(shù)統(tǒng)計(jì)表 編號(hào) 取樣地點(diǎn) 取樣時(shí)間 煤層編號(hào) 煤層爆炸指數(shù) 結(jié)論 04-1 Ⅰ6采區(qū)七煤 2004.8.29 七 36.65 有爆炸危險(xiǎn) 04-2 Ⅲ3采區(qū)八煤 2004.8.29 八 41.29 有爆炸危險(xiǎn) 04-3 Ⅲ3采區(qū)七煤 2004.8.29 七 36.54 有爆炸危險(xiǎn) 04-4 Ⅳ3采區(qū)七煤 2004.8.29 七 37.64 有爆炸危險(xiǎn) 2井田境界和儲(chǔ)量 2.1井田境界 2.1.1井田范圍 礦井西以人為劃定邊界為境，東以田崗斷層為界，南以山東騰南煤田相接，北至-850m水平投影線，走向長度2.93～5.81km，平均4.24km，傾向?yàn)?.13～3.80km，平均2.92km，煤層傾角平均為14°，淺部緩深部陡。井田面積為13.14km2。 本礦的井田境界以下列標(biāo)高來確定： 東部：以田崗斷層為界； 西部：以11號(hào)勘探線為界； 南部：以-150m等高線以上風(fēng)氧化帶為界； 北部：以至-850m水平投影線為界。 2.1.2開采界限 井田內(nèi)含煤地層為上石炭統(tǒng)太原群及下二疊統(tǒng)山西組，總厚123.38m，含煤11層。可采煤層4層，分別為7、8、17、21號(hào)煤層。其中主采煤層為3、4號(hào)煤層，17、21號(hào)煤層由于被焦化， 作為后期儲(chǔ)備資源開采。礦井設(shè)計(jì)只針對(duì)7號(hào)煤層。 開采上限：7號(hào)煤層以上無可采煤層。 下部邊界：17號(hào)煤層以下有21號(hào)煤層為不穩(wěn)定煤層，大部分被焦化，失去了工業(yè)價(jià)值。 2.1.3井田尺寸 井田的走向最大長度為5.81km，最小長度為2.93km，平均長度為4.24km。 井田傾斜方向的最大長度為3.80km，最小長度為2.13km，平均長度為2.92km。 煤層的傾角最大為16°，最小為9°，平均為14°，井田平均水平寬度為4.10km。 井田的水平面積按下式計(jì)算： S = H × L （2.1） 式中： S—井田的水平面積，m2； H—井田的平均水平寬度，m； L—井田的平均走向長度，m。 則，井田的水平面積為：S = 4.24 ×2.92= 12.38 km2 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 2.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 本礦井可采煤層為7、8號(hào)煤層，設(shè)計(jì)煤層主要是7煤，-1000m以下的煤炭儲(chǔ)量尚未探明，可以作為礦井遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。 本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。 根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為A、B兩個(gè)塊段，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。A塊段面積和B塊段面積分別為： Sa= 3.66 km2、Sb= 9.48k m2。 按下式計(jì)算： Zg = S×M×r （2.2） 式中： Z——各塊段儲(chǔ)量，Mt； S——各塊段的面積，m2； M——各塊段內(nèi)煤層的厚度，m； r——各塊段內(nèi)煤的容重，均為1.35t/m3。 則礦井煤層工業(yè)儲(chǔ)量：Zg = S×M×r =（3.66+9.48）×9×1.35 =159.65 Mt 2.3礦井可采儲(chǔ)量 2.3.1安全煤柱留設(shè)原則 (1)工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； (2)各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為70°，表土層移動(dòng)角為45°； (3)維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地20m，村莊10m，其他15m； (4)斷層煤柱寬度50m，井田境界煤柱寬度為50m； (5)工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見表2.1。 表2.1 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井 型（萬t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t） 240及以上 1.0 120～180 1.2 45～90 1.5 9～30 1.8 2.3.2礦井永久保護(hù)煤柱損失量 (1)井田邊界保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)30m寬，各邊界保護(hù)煤柱損失量為： 東部以長約4600m的F1斷層為界。 煤柱損失：4600×30×9×1.35/cos14°×10-6=1.72Mt 南部以風(fēng)氧化帶為界，長約2500m。 煤柱損失：2500×30×9×1.35/ cos14°×10-6=0.93Mt 西部以長約2100m的人為邊界為界. 煤柱損失：2100×30×9×1.35/ cos14°×10-6=0.80Mt 北部以7號(hào)煤-850m水平投影線為界，長約5900m。 煤柱損失：5900×30×9×1.35/ cos14°×10-6=2.22Mt 邊界煤柱損失共有：1.72+0.93+0.80+2.22=5.67Mt (2)斷層保護(hù)煤柱 斷層煤柱留設(shè)50m寬，則各斷層保護(hù)煤柱損失量為： F1斷層作為邊界。煤柱已算。 F2斷層：4439×50×2×9×1.35/ cos14°×10-6=5.56Mt (3)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留圍護(hù)帶寬度15m，工業(yè)廣場(chǎng)面積由表2.1確定，取15公頃。則工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱壓煤量為：12.02Mt。 (4)井筒保護(hù)煤柱 主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。各種保護(hù)煤柱損失量見表2.2。 煤 柱 類 型 儲(chǔ) 量（Mt） 井田邊界保護(hù)煤柱 5.67 斷層保護(hù)煤柱 5.56 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 12.02 井筒保護(hù)煤柱 0 合 計(jì) 23.25 2.3.3礦井可采儲(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；地方小煤礦不小于0.7。 則，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Zk =（159.65-23.25）×0.75=102.30 Mt 。 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》第223條規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宜按年工作日為330d算，每天凈提升時(shí)間宜為16h。確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330d算，工作制度采用“三八制”，兩班生產(chǎn)，一班檢修，每日兩班出煤，凈提升時(shí)間為16h 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221條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定： (1)資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； (2)開發(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，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)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(duì)國家煤炭需求量（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 孔莊礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定。主采7、8號(hào)煤層，平均厚度9m，開采儲(chǔ)量103.88Mt，瓦斯小、涌水量也不大，采用綜合機(jī)械化開采方法。按照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井生產(chǎn)能力定為1.2Mt/a。 3.2.3驗(yàn)算礦井服務(wù)年限 按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： (1)煤層開采能力 孔莊礦礦區(qū)7、8號(hào)煤層為厚煤層，煤層傾角為14°，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，賦存較穩(wěn)定，根據(jù)現(xiàn)代化礦井的一礦一井一面的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采工作面的同時(shí)具有一個(gè)準(zhǔn)備工作面來保產(chǎn)。 (2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為一對(duì)12t底卸式提升箕斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉，運(yùn)輸能力很大，自動(dòng)化程度很高，原煤外運(yùn)不成問題。輔助運(yùn)輸采用罐籠，同時(shí)本設(shè)計(jì)的井底車場(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動(dòng)要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 (3)通風(fēng)安全條件的校核 本礦井煤塵具有爆炸性危險(xiǎn)，瓦斯含量低，屬低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。礦井通風(fēng)采用中央并列式通風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)存在兩個(gè)大斷層，已經(jīng)查到且導(dǎo)水性很差，不會(huì)影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會(huì)影響礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 (4)儲(chǔ)量條件校核 井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的可采儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。 礦井可采儲(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： T= Zk/(A×K) （3.1） 式中: T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,萬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 =102.3/(1.2×1.4) = 60.89 a 即本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。 注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)槊總€(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能量，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲(chǔ)量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時(shí)，必須考慮備用系數(shù)。 (5)第一水平服務(wù)年限校核 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)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見表3.1。 由本設(shè)計(jì)第四章井田開拓可知，第一水平開采范圍為-150～-400m，結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，確定第一水平的可采儲(chǔ)量為44.67Mt，則第一水平的服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T1=44.67/（1.2×1.4）=26.6a 滿足要求。 表3.1 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力/ Mt·a-1 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a 第一開采水平服務(wù)年限/a 煤層傾角 <25° 煤層傾角 25°～45° 煤層傾角 >45° 6.00及以上 70 35 — — 3.00～5.00 60 30 — — 1.20～2.40 50 25 20 15 0.45～0.90 40 20 15 15 4井田開拓 4.1井田開拓的基本問題 4.1.1井田開拓的內(nèi)容 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(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，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需認(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)確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； (5)進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； (6)合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 4.1.2確定井田開拓方式的原則 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： (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(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)合理開發(fā)國家資源，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、綜掘機(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)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 4.1.3井田開拓方式 井田開拓方式有多種，而井筒形式是井田開拓方式中最重要的標(biāo)志。 (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。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，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。 斜井開拓與立井開拓相比：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，人員可迅速從井筒撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 立井開拓不受煤層傾角、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。 本礦井煤層傾角中等，平均14°，為緩傾斜煤層；表土層中含有粘土層，但隔水性能好，大氣降水，地表水等地面水系對(duì)礦井開采沒有太大影響；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量?。灰虼丝刹捎昧⒕_拓或斜井開拓。但綜合各方面的因素考慮最終選擇了雙立井開拓。 (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，石門工程量少； 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(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； 距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 根據(jù)以上確定原則，結(jié)合井下開拓布置及地面要求，本著盡可能節(jié)省建設(shè)投資，縮短建井工期，為礦井提供最有利的生產(chǎn)條件，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，特別是初期的經(jīng)濟(jì)效益，把主副井井筒設(shè)在井田中央靠近煤層的上部。 4.1.4工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積 工業(yè)廣場(chǎng)的選擇主要考慮以下因素： 盡量位于儲(chǔ)量的中心，使井下有合理的布局; 占地要少，盡量做到不搬遷村莊； 盡量布置在地質(zhì)條件比較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)廣場(chǎng)的標(biāo)高要高于歷年最高洪水位； 盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。 根據(jù)以上原則及表2.1工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為14.4公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向， 長為400m,寬為360m。 4.1.5確定開采水平數(shù)目、位置和垂高 1)開采水平及階段的劃分原則： (1)要有合理的階段斜長，指在采用合理的回采工藝及合理的工作面參數(shù)、采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)、一定的采區(qū)設(shè)備條件下所能達(dá)到的階段斜長。需要考慮煤的運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸和行人等因素。 (2)要有合理的區(qū)段數(shù)目，為保證采區(qū)正常的生產(chǎn)和接替，就需要有合理的區(qū)段數(shù)目，它從一個(gè)側(cè)面反映了階段斜長的要求。要保證采區(qū)內(nèi)的工作面的正常接替，區(qū)段數(shù)目多一些比較有利，但是這樣采區(qū)斜長過大，對(duì)輔助運(yùn)輸和煤炭的運(yùn)輸以及行人等都有不利的影響。所以選用一個(gè)合理的區(qū)段斜長是很重要的。 (3)要有利于采區(qū)的正常接替，為保證礦井的均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)采區(qū)應(yīng)開始投入生產(chǎn)。階段斜長大時(shí)，采區(qū)儲(chǔ)量就大，服務(wù)年限就長，噸煤的開拓準(zhǔn)備工程量也少。 (4)要保證開采水平有足夠的儲(chǔ)量和合理的服務(wù)年限，這是水平劃分的最重要的部分，對(duì)于年設(shè)計(jì)產(chǎn)量1.2Mt的礦井來說，第一水平的服務(wù)年限應(yīng)不少于25年。 (5)水平高度在經(jīng)濟(jì)上有利，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的觀點(diǎn)來說，技術(shù)上合理的水平垂高能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果，可以通過經(jīng)濟(jì)的比較方法選擇有利的水平垂高，經(jīng)濟(jì)比較的項(xiàng)目包括：水平范圍內(nèi)的開拓工程量和掘進(jìn)費(fèi)用、井巷維護(hù)費(fèi)、煤炭提升費(fèi)、排水費(fèi)等，如果采區(qū)巷道布置類型和參數(shù)不同，還應(yīng)該比較采區(qū)的巷道掘進(jìn)、維護(hù)及煤的運(yùn)輸費(fèi)用。根據(jù)比較的結(jié)果綜合考慮技術(shù)、管理、安全等因素，從而獲得合理的水平高度。 2)水平及階段的劃分 本井田主采煤層為7號(hào)煤層，煤層賦存穩(wěn)定，平均厚度5m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤種單一；煤層傾角變化為7°～20°，平均為14°，淺部緩深部陡。井田走向長度最大為5.81km，最小值為2.93km，平均長度為4.13km，傾斜長度最大值為3.80km，最小值為2.13km，平均值為2.92km。 考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性，根據(jù)本井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，本井田可劃分為2～3個(gè)水平，階段內(nèi)準(zhǔn)備方式以采區(qū)為主，局部可以采用帶區(qū)式。 4.1.6開拓方案確定 （1）提出方案 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下： 方案一：立井兩水平，立井延伸至二水平，一水平上山開拓，二水平上下山開拓。如圖4-1。 方案二：立井兩水平，暗斜井延伸至二水平，一水平上山開拓，二水平上下山開拓。如圖4-2。 方案三：立井三水平上山開拓。如圖4-3。 方案四：立井三水平，暗斜井延伸至三水平，全部上山開拓。如圖4-4。 （2）技術(shù)比較 對(duì)以上敘述的四種方案所需費(fèi)用粗略估算如表4-2所示。 表4.2 各方案粗略估算費(fèi)用表 方案一 方案二 基建費(fèi)用/萬元 立井開鑿 2×200×30000×10-4 1200 主暗斜井開鑿 865×10500×10-4 908.3 副暗斜井開鑿 865×11500×10-4 994.8 石門 400×8000×10-4 320 石門 330×8000×10-4 264 井底車場(chǎng) 1000×9000×10-4 900 斜井車場(chǎng) （300+500）×9000×10-4 72 小計(jì) 2420 小計(jì) 2239.1 生產(chǎn)費(fèi)用/萬元 立井提升 1.2×5075×0.633×10.5 40477.2 斜井提升 1.2×5075×0.865×4.8 25285.7 斜井提升 0 立井提升 1.2×5075×0.433×7.2 18986.2 石門運(yùn)輸 1.2×5075×0.4×4.81 11717.2 石門運(yùn)輸 1.2×5075×0.33×3.81 7656.9 排水（立井） 190×24×365×50.75×1.525×10-4 12881.4 排水（立斜） 190×24×365×50.75×（0.8172+1.466）×10-4 19285.8 小計(jì) 65075.8 小計(jì) 71214.6 合計(jì) 費(fèi)用/萬元 67495.8 費(fèi)用/萬元 73453.7 百分率 100.00% 百分率 108.83% 方案三 方案四 基建費(fèi)用/萬元 立井開鑿 2×400×30000×10-4 2400 主暗斜井開鑿 1669×10500×10-4 1752.5 副暗斜井開鑿 1669×11500×10-4 1919.4 石門 1587×8000×10-4 1269.6 石門 0 井底車場(chǎng) 2×1000×9000×10-4 1800 井底車場(chǎng) 1300×9000×10-4 1170 小計(jì) 5469.6 小計(jì) 4841.9 生產(chǎn)費(fèi)用/萬元 立井提升 1.2×（2684×0.633+2391×0.833）×10.5 46502.5 暗斜井提升 1.2×（2684×0.835+2391×1.669）×4.8 35894.7 石門運(yùn)輸 1.2×（2684×0.40+2391×1.187）×4.81 22578.4 石門和立井運(yùn)輸 1.2×（2684+2391）×（0.33×3.81+0.433×9.2） 31917.1 排水 190×24×365×50.75×1.525×10-4 12881.4 排水 190×24×365×50.75×(0.8172+1.466) ×10-4 19285.8 小計(jì) 81962.3 小計(jì) 87097.6 合計(jì) 費(fèi)用/萬元 87431.9 費(fèi)用/萬元 91939.5 百分率 100.00% 百分率 105.16% 方案一和方案二的區(qū)別在于二水平是立井延伸還是暗斜井延伸，粗略估算表明方案二比方案一的高出了近九個(gè)百分點(diǎn)，且暗斜井延伸增加了上部車場(chǎng)的工作量及運(yùn)輸提升環(huán)節(jié)和設(shè)備等因素，所以決定選用方案一。 方案三與方案四的區(qū)別在于是立井延伸至第三水平還是暗斜井延伸至第三水平。兩方案相比，方案四需要多開斜井井筒和暗斜井上下山車場(chǎng)，并相應(yīng)的增加了暗斜井的提升及排水費(fèi)用。方案三需要多開立井井筒和階段石門及立井井底車場(chǎng)，相應(yīng)的增加了井筒和石門的運(yùn)輸及提升、排水費(fèi)用。粗略估算表明，兩方案相差五個(gè)百分點(diǎn)，考慮到方案三直接延伸可以充分利用原有設(shè)備，設(shè)施少，投資少，提升單一，轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少等因素，所以決定選用方案三。 余下的方案一、方案三在技術(shù)上可行，兩者還需要進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較方能確定其優(yōu)劣。 將方案一和方案三進(jìn)行開拓方案經(jīng)濟(jì)詳細(xì)比較，結(jié)果匯總于表4-3～表4-7。 表4-3建井工程量 項(xiàng)目 方案一 方案三 初期 主井井筒 483+20 483+20 副井井筒 463+5 463+5 井底車場(chǎng) 1000 1000 主石門 0 0 大巷 1171+2121 1171+2121 后期 主井井筒 200 400 副井井筒 200 400 井底車場(chǎng) 1000 2×1000 主石門 400 400+1187 大巷 50+3060 50+3060+50+3032 表4-4 生產(chǎn)經(jīng)營工程量 單位m 項(xiàng)目 方案一 項(xiàng)目 方案三 運(yùn)輸提升/萬t·km 工程量 運(yùn)輸提升/萬t·km 工程量/m 二水平采區(qū)下山輸 三水平采區(qū)上山輸 四區(qū)段 1.2×597.75×3×0.2=430.38 一區(qū)段 1.2×597.75×3×0.2=430.38 三區(qū)段 1.2×597.75×2×0.2=286.92 二區(qū)段 1.2×597.75×2×0.2=286.92 二區(qū)段 1.2×597.75×1×0.2=143.46 三區(qū)段 1.2×597.75×1×0.2=143.46 二水平大巷及石門運(yùn)輸 三水平大巷及石門運(yùn)輸 大巷運(yùn)輸 1.2×2391×1.25=3586.5 大巷運(yùn)輸 1.2×2391×1.25=3586.5 石門運(yùn)輸 1.2×2391×0.4=1147.8 石門運(yùn)輸 1.2×2391×1.18=3385.7 立井提升 1.2×2391×0.633=1816.2 立井提升 1.2×2391×0.833=2390 二水平大巷及下山維護(hù)/萬·a·m 三水平大巷及上山維護(hù)/萬·a·m 大巷維護(hù) 1.2×3082×50.7510-4=18.77 大巷維護(hù) 1.2×3082×17.61×10-4=6.51 下山維護(hù) 1.2×3×2×770×17.61×10-4=9.76 上山維護(hù) 1.2×3×2×770×17.61×10-4=9.76 排水/萬m3 排水/萬m3 二水平下山 190×24×365×16.61×10-4=2764.57 三水平上山 190×24×365×16.61×10-4=2764.57 表4-5建井費(fèi)用表 方案一 方案三 工程量 /m 單價(jià) /元.m-1 費(fèi)用 /萬元 工程量 /m 單價(jià) 元.m-1 費(fèi)用 /萬元 初期 主井井筒 483 30000 1449 483 30000 1449 副井井筒 468 30000 1404 468 30000 1404 井底車場(chǎng) 1000 9000 900 1000 9000 900 主石門 0 8000 0 0 8000 0 運(yùn)輸大巷 3292 8000 2633.6 3292 8000 2633.6 小計(jì) 6386.6 6386.6 后期 主井井筒 200 30000 600 400 30000 1200 副井井筒 200 30000 600 400 30000 1200 斜井井筒 16800 0 0 16800 0 井底車場(chǎng) 1000 9000 900 2000 9000 1800 主石門 400 8000 320 1587 8000 1269.6 運(yùn)輸大巷 3110 8000 2488 6192 8000 4953.6 小計(jì) 4908 10423.2 共計(jì) 11114.6 16629.8 表4-6 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 方案一 方案三 工程量/m 單價(jià) /元·m-1 費(fèi)用 /萬元 工程量/m 單價(jià) /元·m-1 費(fèi)用 /萬元 二水平采區(qū)下山運(yùn)輸 三水平采區(qū)上山運(yùn)輸 四區(qū)段 430.38 7.02 3021.27 一區(qū)段 430.38 5.08 2186.33 三區(qū)段 286.92 8.59 2464.64 二區(qū)段 286.92 6.52 1870.72 二區(qū)段 143.46 9.45 1355.70 三區(qū)段 143.46 7.59 1088.86 小計(jì) 6841.61 小計(jì) 5145.91 二水平大巷及石門運(yùn)輸