1、1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概況 位置：潘集三號井位于淮南市洞山西北，離洞山直線距離約32公里，地處鳳臺縣城正北，相距15公里，行政區(qū)劃屬淮南市潘集區(qū)所管轄，井田范圍地跨潘集、蘆集、田集、賀町四個鄉(xiāng)。地形：潘集礦區(qū)位于淮河北岸礦井井田范圍為淮河沖積平原，區(qū)內(nèi)地勢平坦，地面標(biāo)高+20.0+23.0米，一般為+21.0米左右，地勢西北高，東南低，坡度約萬分之一。居民點分布情況：本礦井居住區(qū)選在工業(yè)廣場的南面，與工業(yè)廣場緊緊連成一條，居住區(qū)地勢較高，自然標(biāo)高約為22.0米，一般情況下不受內(nèi)澇水威脅。礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況及電力供應(yīng)：區(qū)內(nèi)土壤大部分為黃土、白漿土，土質(zhì)貧瘠，農(nóng)業(yè)以小麥、水稻、山芋

2、為主及少量大豆、玉米、高粱等。種植習(xí)慣多為二年三熟制。礦井電源：35KV工廣變電所從蘆集變電所饋出3457、3459兩路架空線路，線分別長3.2KM、3.52KM；架空線路型號為LGJ-185，兩路電源一路正常運行，一路備用。潘一變饋出3413線路經(jīng)田集機廠后進工廣變電所，線路長7KM，型號為LGJ-120，3413線路正常熱備用，在工廣變電所進線隔離刀閘處斷開，作為礦井的保安電源工廣變電所分別饋出3422線路5.96KM至西風(fēng)井變電所、3423線路3.74KM至東風(fēng)井變電所，東、西風(fēng)井變電所之間用3424線路聯(lián)絡(luò)，在西風(fēng)井變電所處斷開，形成東、西風(fēng)井變電所的分列運行，3422、3423、34

3、24線路型號為LGJ-70，東、西風(fēng)井變電所構(gòu)成礦井35KV供電網(wǎng)絡(luò)。距本礦最近的電源為淮南發(fā)電廠。本礦井供電源從潘集220kv變電所以兩路35kv線路引來，且雙回路供電 。交通:礦區(qū)鐵路專用線與阜淮線、淮南線連接，向東南經(jīng)合肥至蕪湖，可延伸至滬杭、皖贛線，向西約90公里經(jīng)阜陽至京九線各站，公路30公里與206國道相接。水運由淮河進入長江，在淮河建有自營碼頭，專門從事煤炭的水運業(yè)務(wù)。煤炭主要銷往淮南平圩與洛河電廠及江浙一帶附：潘三礦交通位置圖（圖1.1）圖1.11. 1. 2礦區(qū)氣候條件淮河流域地處我國南北氣候過度地帶，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。本區(qū)屬寒溫帶濕潤氣候，季節(jié)性明顯。年平均溫度在1

4、5.215.3C。之間，極端最高氣溫41.4C。（1959年8月24日），極端最低氣溫為零下21.7C（1969年1月31日），一年中夏季高溫（7月份），平均氣溫為2828.4C，冬季低溫（元月份），氣溫平均在1.2C左右。風(fēng)向一般春夏季節(jié)多為東南風(fēng)、東風(fēng)，冬季多為東北及西北風(fēng)，風(fēng)力一般24級，最大風(fēng)力89級，平均風(fēng)速為3.18m/s,最大風(fēng)速為20m/s。降雨量的時空分布不均，據(jù)合肥煤礦設(shè)計院編制的“潘集礦區(qū)環(huán)境水利及開發(fā)影響分析”研究報告質(zhì)料，泥黑河流域年平均降雨量為873mm，最大降雨量為1556mm,最小降雨量為413mm,雨量分布不均。同年內(nèi)78月的降雨量約占全年的40%左右。另根據(jù)

5、淮南礦區(qū)的資料，最大降雨量為462.1mm，（1991年6月），最大日降雨量為218.7mm（1991年6月14日）最大小時降雨量為77.5mm，全年蒸發(fā)量為14001600mm。初霜為10月中旬下旬，終霜為4月上旬中旬，霜期91174天，最長連續(xù)13天。初雪為11月上旬中旬，終雪為23月，降雪期為54127天，最長連續(xù)降雪6天，日最大積雪深度為160mm。凍結(jié)始于12月，終結(jié)于2月，最大凍結(jié)深度為30cm,一般為715cm，消融期128天。1. 1. 3礦區(qū)水文情況 淮河是我國的五大水系之一，淮南煤田處于淮河中游兩岸，潘集丁集各井田處于淮河左岸的泥河、黑河分流域，泥河發(fā)源于鳳臺縣米集，自西北

6、向東南方向穿過丁集、潘三、潘一、潘二 四個井田，由淮南市嚴(yán)家溝入淮，全長60公里，茨淮新河開挖以后，流域面積減為606平方公里?；春訌木镆阅?0公里處通過，淮河一般水位標(biāo)高為+17.0m，歷史最高洪水位：鳳臺縣峽山口為+25.36m(1954年)；李嘴孜為+25.43m(1954年)，淮河最大流量為10800m3/s，你和泥河不能通航，自西北向東南流經(jīng)井田中部，雨季淮河水位高于泥河水位時，兩岸低洼地帶易形成內(nèi)澇，內(nèi)澇積水時間往往長達100天以上，據(jù)1951年至1984年統(tǒng)計，內(nèi)澇水位超過+20.0m高程的有8年，泥河最高洪水位（青年閘），1991年7月9日13時達21.87m,1991C年7

7、月10日8點為21.94m，黑河最高水位：1991年7月7日9時達22.44m。在井田西南部還有一條架河西干渠，屬農(nóng)田灌溉用的人工河，河流寬1760米，自西北流向東南。農(nóng)業(yè)及居民用水的水源、水質(zhì)：礦井及居民供水水源為第四系上部含水組，取用第四系上部含水層的下段厚5060米作為供水水源，水源井供水，成井深度100m左右。潘三礦水源井11座，其中工業(yè)場地5座，生活區(qū)4座，東風(fēng)井2座。水質(zhì)類型為HCO3Na和HCO3CaMgNa型，礦化度0.2280.437g/L，總硬度12.1218.49Ha,PH值7.78.0,氟含量0.10.8毫克/升。主要水文地質(zhì)參數(shù)：單位涌水量為3.5893.077L/S

8、.m;導(dǎo)水系數(shù)648.75598.38m2/d,滲透系數(shù)為9.10511.437m2/d,儲水系數(shù)為（6.63.8）10-4,越流系數(shù)為（4.335.54）10-4。潘三礦設(shè)計生產(chǎn)、生活及消防用水量為：14350m3/d，其中，工業(yè)場地用水量6100m3/d,東風(fēng)井用水量2050m3/d,西風(fēng)井用水量1700m3/d,居民區(qū)用水量4500m3/d。水質(zhì)分析表（表1.1）項目單位 樣品號123456789雜菌總數(shù)個/ml2003080016001201010040-大腸菌群個/ml23802302380238023099509-氨氮Nmg/L-亞硝酸鹽mg/L-0.00050.0001-0.00

9、3-0.0002-0.0003耗氧量mg/L1.841.222.082.301.251.41.74-1.81砷mg/L-0.00010.00020.0004-0.0002-0.0004氟化物mg/L0.800.600.600.600.300.50.44-0.44說明與綜合評價1、資料來源：潘集水源井井水衛(wèi)生鑒定書，蚌埠市衛(wèi)生防疫站，食衛(wèi)字第80069號，1982年11月9日表1.11.2井田地質(zhì)特征井田地形、勘探程度及地層概述井田地形：潘三井田屬淮河沖積平原，地形平坦，地面標(biāo)高為+20.0+23.0m，一般為+21.0m，泥河貫穿于井田中部，由西北向東南流入淮河。流域內(nèi)一般地面高程為+19+2

10、4m,下游為一開闊洼地，洼地最低高程為+16m，+20m以上高程以上地面逐漸平展開闊。煤系地層概述：本區(qū)全為第四系地層所覆蓋，屬全隱蔽井田，第四系地層厚186484m，含煤地層為石炭二疊系，煤系下伏為寒武奧陶系地層。一 、石炭系上統(tǒng)太原組（C3）:石炭系上統(tǒng)太原組低部有46m厚的鋁土質(zhì)黏土巖，該層巖性為淺灰色微帶青色，具紫紅及銹黃色花斑，局部具鮞粒狀結(jié)構(gòu)，鮞粒分布不均，該層下部為質(zhì)較純的淺灰色黏土巖。除底部這層鋁土質(zhì)黏土巖以外，巖層由灰色灰?guī)r，黏土巖，砂質(zhì)黏土，細至中砂巖組成，共含灰?guī)r13層，灰?guī)r總厚53m左右。局部地區(qū)有小型火成巖侵入。太原組屬本區(qū)含煤層之一，地層總厚122m。二 、二疊系（

11、P）：二疊系自下而上分為山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組。其中山西組，下石盒子組和上石盒子組為含煤地層，合計厚762m，含煤40余層，可采煤層5層，煤層總厚33.13m，含煤系數(shù)4.3%,可采煤層分布于山西組、下石盒子組和上石盒子組的下部。石千峰組不含煤，厚270m。二疊系山西組和石盒子組含煤地層總厚約762m,共分為七個含煤段，現(xiàn)分述如下：1. 山西組（P11）：即第一含煤段，厚77m，底部為灰色致密泥巖，富含腕足類化石，系海灣沉積，其上為深灰色砂質(zhì)泥巖與薄層細砂巖組成砂頁巖互層，含較多云母片及菱鐵結(jié)核，常見波狀、緩波狀及斜層理，上部以砂巖、粉砂巖為主，間夾泥巖，下部含煤兩層（1、3

12、煤），因巖漿侵入，影響煤層厚度及間距變化大，煤層局部變質(zhì)為天然焦。2. 下石盒子組（P12）:即第二含煤段，厚135m，底部為膠結(jié)松散的灰白色中粗砂巖及含礫砂巖。（駱駝缽砂巖），具沖刷現(xiàn)象，含炭質(zhì)及泥巖體，向上為厚約5m左右的含鋁質(zhì)泥巖，有時含花斑，為主要標(biāo)志層之一，中上部為粉砂巖、細砂巖和泥巖，51與42煤層間發(fā)育砂頁巖互層，具底棲動物通道。3. 上石盒子組（P21）：包括第三第七含煤段，總厚550m。（1）第三含煤段厚110m，底部以9煤頂灰白色細中粒砂巖與第二含煤段分界，中部以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，局部含鮞粒，上部以泥巖為主，夾薄層細砂巖，含煤4層。（2）第四系含煤段厚106m，底部為灰白

13、色較堅硬的中砂巖或石英砂巖，下部有12層花斑狀泥巖，分布穩(wěn)定，為主要標(biāo)志層之一，中上部以灰色泥巖為主，夾薄層砂巖含煤56層，是主要含煤段之一，其中13-1煤為本區(qū)主要可采煤層。（3）第五煤段，厚70m ，以青灰色為主要特征，巖性以泥巖、粉砂巖為主，夾細砂巖，下部有23層花斑狀泥巖，分布穩(wěn)定，為主要標(biāo)志層之一。砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖時有交替出現(xiàn)，構(gòu)成互層狀，具波狀及透鏡狀層理，含煤4層，其中16-1，16-2煤局部可采。（4）第六含煤段厚105m，由灰色、灰綠色及青灰色粉砂巖、砂巖及泥巖組成。19煤附近常有薄層燧石層，中下部含海綿骨針化石，含煤4層，多不穩(wěn)定。（5）第七含煤段，厚159m，主要為

14、深灰色，局部青灰色泥巖、粉砂巖及中細砂巖。巖性變化較大，常具緩波狀層理，局部含泥質(zhì)包體，含煤45層，極不穩(wěn)定，其厚度及煤質(zhì)變化大?？碧匠潭龋翰槊髁酥饕簩拥膶游?、層數(shù)、厚度、結(jié)構(gòu)、可采邊界、控制了主要煤層露頭位置，采用了煤層間距、煤組間的巖石性質(zhì)、煤層組合、煤層結(jié)構(gòu)、煤層發(fā)育程度、頂?shù)装鍘r性、植物化石、標(biāo)志層及電測曲線等對比依據(jù)，主要煤層對比可靠，次要煤層對比比較可靠。 該井田中等煤層屬穩(wěn)定較穩(wěn)定，采用750米勘探線距，淺部孔距較少構(gòu)造，地震采用375m500m的測網(wǎng)，故勘探程度較高：1. 嚴(yán)密控制了井田構(gòu)造形態(tài)。對北部井田邊界和背斜軸以及F1斷層在平面上的位置有了嚴(yán)密的控制，查明了井田內(nèi)落差

15、大于30米的斷層，對主要煤層的底板等高線已做了控制。2. 查明了主要可采煤層的位置，層數(shù)、厚度、結(jié)構(gòu)、可采邊界及變化規(guī)律，控制了主要煤層的露頭位置。3. 確定了可采煤層的工業(yè)牌號，查明了煤質(zhì)及其變化情況，了解了技術(shù)加工特性，工業(yè)利用方向，可供動力、配焦、化工之用。4. 查明了井田內(nèi)含、隔水層的含水性、隔水性、各含水層的厚度、水頭標(biāo)高、水溫、水質(zhì)及單位涌水量，以及地表水與地下水的水力聯(lián)系。5. 基本查明了井田內(nèi)火成巖的分布范圍，產(chǎn)狀及對煤層、煤質(zhì)的影響。6. 煤層頂?shù)装逦锢砹W(xué)性質(zhì)、瓦斯、地溫、煤層爆炸、煤的自燃等均取得充分?jǐn)?shù)據(jù)。井田地質(zhì)構(gòu)造一 井田區(qū)域構(gòu)造潘謝礦區(qū)位于淮南復(fù)向斜內(nèi)部，范圍比較大

16、。潘集背斜為潘謝礦區(qū)的東區(qū)。潘三礦位于潘集背斜的南翼西段（九十五勘探線）。井田總體上是一單斜構(gòu)造，地層走向北西西南東東，傾向南偏西，傾角一般5。10。，在九十線間淺部地層傾角達30。50。因為受區(qū)域性南北向擠壓作用，井田內(nèi)發(fā)育有次一級的褶曲構(gòu)造。井田內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，淺部斷裂構(gòu)造較深部發(fā)育，下部煤層中端裂構(gòu)造較上部煤層中發(fā)育。淺部受斷裂構(gòu)造作用，地層傾角增大，局部達30。50。甚至直立。井田西部背斜軸部的山西組煤層伴有巖漿體侵入。綜合評價本井田地質(zhì)構(gòu)造，其復(fù)雜程度屬中等二 井田構(gòu)造特征1褶曲：井田內(nèi)有一組向西傾斜的次一級褶曲，即東崗營次級向斜和葉集，兩者軸向大致平行，近于東西向，與潘集背斜軸

17、呈15。20。 角，夾角相交，向西傾伏，傾伏角2。3。兩褶曲貫穿全井田，主要在第一水平內(nèi)展布。2斷層：根據(jù)勘探資料，井田內(nèi)共有44個鉆孔見斷點50個，地震斷點80個，結(jié)合井巷資料，共組合成15條斷層，其中正斷層9條，逆斷層6條。（附斷層概況表）主要斷層特征表次序斷層名稱產(chǎn)狀落差（米）性質(zhì)備注走向傾向傾角1F190120。SW7080。5070正向東伸入一、四井向西伸入丁集2F1-195110。SE6071。25115正向東深入一號井3F2285SE6080。035正4F4279SE7715120逆向西伸入丁集5F477587。SE7072。2090正6F398287。SE5254。1525正向

18、東深入一號井7F1978SE7172。035正8F2493100。SW7577。4045逆向西伸入丁集9F4-190120。SSW74。1220逆10F4987100。近SW5871。1590逆向東伸入四井田11F2192106。SW6070。20正12F1222123133。SW55。810逆13F48180E502025正14F528896。近S601030正15F556974。NW651030逆3 巖漿巖井田范圍內(nèi)見巖漿巖鉆孔41個侵入層位從C3至8煤，主要為1、3煤層位，影響1、3、4-1、4-2、8煤，巖漿巖的厚度最大77.79m，最薄為4.07m最深為890.50m。侵入方式主要為

19、順層侵入，并呈小型巖床產(chǎn)出。對煤層的破壞作用主要表現(xiàn)為：沖開煤層，使煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，間距增大，局部煤層變薄或被吞蝕，使煤的變質(zhì)程度增高，巖漿巖附近煤層大部變質(zhì)為天然焦。巖漿巖的時代屬燕山期，巖性主要為灰白色細晶巖及煌斑細晶巖。井田的水文地質(zhì)特征含水層特征：本區(qū)主要含水層有新生界第四系砂層孔隙含水層，煤系砂巖裂隙含水層和灰?guī)r巖溶裂隙含水層三種類型。1. 第四系厚度變化比較大，總厚186.54m483.55m，由東南向西北增厚。由上、中、下三個含水組和一個隔水組組成，在自然狀態(tài)下，由深層自流承壓水向表層潛水類型過度，以緩慢的層流形式自西北向東南流動，流速緩慢，近于停滯狀態(tài)。2. 二疊系砂巖裂隙含水層

20、 二疊系中砂巖層較多，分布于煤層、泥巖、砂質(zhì)泥巖之間，富水性較弱，含水性與裂隙發(fā)育程度有關(guān)，補給水源貧乏，富水性與滲透性弱，以靜儲量為主。3. 石炭系太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層 組厚122米左右，含灰?guī)r1213層，灰?guī)r平均厚為57.67m，占組厚47%。太原組灰?guī)r為一非均質(zhì)的弱含水層，且以靜儲量為主。4. 奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層 以厚層白云質(zhì)灰?guī)r為主，間夾泥質(zhì)灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r，巖性致密，巖溶不甚發(fā)育且不均，富水性弱中等。礦井涌水量：1991年7月編制的潘集三號井修改初步設(shè)計簡要說明中預(yù)計涌水量為：最大涌水量為1000m3/h,正常涌水量為750m3/h。排水設(shè)計包括灌漿水和井筒淋水50m3/h

21、,則礦井最大水量為1050m3/h，正常涌水量為750m3/h，目前礦井正常涌水量約為：320m3/h。井下巖層地溫特性： 據(jù)實測井溫資料，該井第一水平（-650米）附近（-628米-677米左右）井溫值為32.3C。37.6C。，平均為34.55C。該水平以下地溫增溫率平均為3C。/百米。且軸部偏高并與火成巖分布無關(guān)。1.3煤層特征煤層的埋藏條件：本井田主要地質(zhì)特征為表土層厚，煤層埋藏深，厚186.54483.55m的第四系新地層覆蓋于煤系地層之上。該井田為一走向大致北系南東，傾向南西的單斜構(gòu)造，并發(fā)育了明顯的次級 背、向斜構(gòu)造，淺部斷裂構(gòu)造亦相當(dāng)發(fā)育，且有火成巖侵入，故使地層產(chǎn)狀變化較大。

22、礦井東翼淺部煤層傾角一般為5。30。，局部因斷層牽引可達30。50。，甚至達80。以上。礦井西翼淺部傾角較緩為5。15。，整個礦井深部傾角都逐漸變緩至6。左右。礦井可采煤層共5層，分別是17-1、16-2、16-1、13-1、和1煤，總厚9.16m，其中17-1、16-2、16-1和1煤煤層極不穩(wěn)定，因而不參與礦井儲量計算，現(xiàn)將各可采煤層賦存情況敘述如下：17-1煤層：極不穩(wěn)定煤層。厚度0.302.86m，平均0.66m。煤厚一般由東向西變薄，十二線以西不可采，以東有不可采區(qū)零星分布，為局部可采煤層。結(jié)構(gòu)簡單，一層夾矸率18.7%，僅一個見煤點含二層夾矸，其巖性為炭質(zhì)頁巖及泥巖。煤層頂板主要為

23、泥巖及粉砂巖，底板主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖。16-2煤層：不穩(wěn)定煤層。厚度02.41m，平均0.88m。線以東不可采區(qū)位于650m以上，線以西不可采區(qū)主要分布于600m以下，為局部可采煤層。結(jié)構(gòu)簡單，煤層夾矸率5.51%，其巖性為炭質(zhì)頁巖及泥巖。煤層頂板主要為粉細砂巖及砂質(zhì)泥巖，底板主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖。16-1煤層：極不穩(wěn)定煤層。厚度02.30m，平均0.79m，煤厚自淺部向深部變薄或尖滅。不可采區(qū)位于-線以東500m以下，該線以西分布在600m或650m以下，為局部可采煤層。結(jié)構(gòu)簡單，一層夾矸率12%，其巖性主要為炭質(zhì)頁巖。煤層頂板以砂質(zhì)泥巖為主，少量粉細砂巖，底板為泥巖。13-1煤層：穩(wěn)定煤

24、層。厚度0.946.83m，平均4.0m，井田東翼采區(qū)相對較厚，平均4.2m，西部稍薄，平均4.0m，為全區(qū)可采煤層。結(jié)構(gòu)簡單，一般有12層夾矸，位于煤層頂部或底部，其巖性為炭質(zhì)泥巖及泥巖。煤層頂板為泥巖及粉細砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖與泥巖。1煤層：不穩(wěn)定煤層。厚度0.218m，平均2.83m。巖漿巖一般侵入于煤層中或煤層頂部，局部變質(zhì)天然焦。線650m以上，線730m以上局部被吞蝕，為大部可采煤層。結(jié)構(gòu)較簡單，部分含一層夾矸，巖性為炭質(zhì)頁巖。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，少量粉細砂巖。底板為砂頁巖互層及泥巖煤的特征：井田煤層賦存穩(wěn)定，煤層自燃傾向性屬易自燃很易自燃，自然發(fā)火期為36個月，煤塵有爆炸性，爆炸

25、指數(shù)為27%。本礦井是設(shè)計新建礦井，礦井相對瓦斯涌出量為10.26m3/t，屬高瓦斯礦井。井田內(nèi)可采煤層煤質(zhì)穩(wěn)定，除局部因受火成巖影響變?yōu)樘烊唤埂⒇毭?、瘦煤、或焦煤外，煤層均屬低硫、低磷、中灰份部分高灰份、中等可選性的富含焦油的氣煤。一般原煤發(fā)熱量都大于6000卡/克，灰熔點，適合作動力用煤和煉焦配煤，及化工用煤使用。附：煤層特征表、煤層綜合柱狀圖煤層主要特征表（表1.2）表1-3序號煤層名稱厚度間距（ m）結(jié)構(gòu)變異系數(shù)%可采指數(shù)穩(wěn)定性可采性容重頂?shù)装鍘r性備注最小最大頂板底板平均116-202.41簡單62.90.66較穩(wěn)定局部不可采1.39泥巖泥巖0.383.0216-102.31簡單73.

26、40.55不穩(wěn)定較穩(wěn)定局部可采1.49砂質(zhì)泥巖泥巖0.7633.0313-10.946.83簡單復(fù)雜29.00.99穩(wěn)定可采1.39泥巖、中細砂巖泥巖4.0218.5410.546.46較簡單47.4（45.5）0.96（0.96）穩(wěn)定局部可采1.47砂質(zhì)泥巖泥巖西部多為天然焦2.93517-10.32.8671.0較簡單不穩(wěn)定較穩(wěn)定局部不可采1.45粉砂巖粘土巖粘土巖0.66圖1.22 井田開拓2.1 井田境界及可采儲量2.1.1 井田境界本設(shè)計井田東界淺部起自第九勘探線，深部為自九9孔所作的煤層傾斜線與潘集一號井相毗鄰，西自第十五勘探線和丁集勘探區(qū)相接；礦井北部以F1斷層作為與潘集四號井的

27、分界限，南部以13-1煤層-800米水平的底板等高線作為深部井田境界；礦井東西走向約9.3公里，南北傾斜寬約5.8公里，面積約54平方公里。 礦井地理坐標(biāo)位置為東經(jīng)11641131164758，北緯324729-325224。潘集礦區(qū)的井田劃分如下圖（圖2.1）示 礦井工業(yè)儲量的計算：本井田面積計算采用分塊計算，如下圖（圖2.2）示圖2.2其中： S1=S1/cos8=1.436910/ cos8 = 14510212 mS2=S2/cos16=1.210/ cos16= 12483593 mS3=S3/cos10=510/ cos10 = 5077133 mS總= S1+ S2+ S3=37

28、148071 m注：式中S1、S2、S3的面積分別用計算機求得。工業(yè)儲量按下式計算： Z=r.M.S 2.1式中: Z煤的工業(yè)儲量 （噸）r煤的容重 （噸/m） M煤的厚度 （米） S井田的面積 （米）則工業(yè)儲量為：Z=r.M.S=1.394.037148071=2.1億噸2.1.2 可采儲量1. 礦井邊界煤柱損失計算按煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范（此后通稱設(shè)計規(guī)范）規(guī)定，礦井邊界煤柱要留設(shè)2040 m,與其它礦井相鄰時留設(shè)20 m煤柱。無相鄰時須留設(shè)40 m煤柱，遇有斷層等構(gòu)造須留設(shè)2040 m煤柱。本設(shè)計井田東西為人工邊界，且東與潘一礦相鄰，因此礦井東部留20米煤柱，礦井西部留40米煤柱。北部以F1斷

29、層為界，長10000米留40米煤柱，礦井南部邊界以13-1煤煤層-800米底板等高線水平投影線為界，長10000米，留40米煤柱。因此，礦井的邊界煤柱損失為：Z1=（380020+350040+21000040）1.394.0 =5648960 （噸）2礦井工業(yè)廣場煤柱損失計算本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬噸/年，煤層的平均傾角為10，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向偏于煤層中下部，其中心處埋藏深度為-730m，該處表土層厚度為186m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按級保護留維護帶，寬度為15m。根據(jù)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，礦井工業(yè)場地占地面積指標(biāo)如下：表2.1井型（萬噸/年）

30、占地面積指標(biāo)（公頃/10萬噸）240以上1.01201801.245901.59301.8本井田設(shè)計井型為180萬/年，故工業(yè)場地面積為21.6公頃，即：S=181.2=21.6公頃=216000米。工業(yè)廣場的留設(shè)根據(jù)礦井設(shè)計手冊，留設(shè)如下：（示意圖） 圖2.3取工廣尺寸: 長 L=500 米 寬D=432 米 根據(jù)中建(構(gòu))筑保護等級劃分,本井田保護等級屬級,故受保護邊界的長為L=530 米, 寬D=462 米.計算工廣煤柱參數(shù)依礦井設(shè)計手冊根據(jù)巖層移動角原理來計算保護煤柱的長度取值如下:巖層移動角（表2.2）井筒中心過煤層深度(m)煤層傾角煤層厚度沖積層厚度7551043004575757

31、5因此工業(yè)廣場損失煤柱為: Z2 = 1/2(A+B).H. m. / cos 2.2 式中: 煤的容重 （噸/m） m煤層厚度 （米） A .B .H為圖中梯形的上下底和高 （米）煤層傾角 （度） 由圖中量得A=710 m B=2000 m H=750 m則工廣煤柱損失Z2=1/2（710+2000）7501.394.0/ cos10 =577.9萬噸3其它煤柱損失其它煤柱損失如：水平煤柱、采區(qū)煤柱、地質(zhì)構(gòu)造帶煤柱、防水煤柱、隔離煤柱等按工業(yè)儲量的5%計算，則Z3= Z.5%=2095151205%=10472556噸。4礦井可采儲量的計算 礦井的可采儲量等于工業(yè)儲量減去永久煤柱損失，再乘以

32、采區(qū)回采率。其計算公式如下：Z=（Z-P ）.Q 2.3式中： Z礦井可采儲量 （ 萬噸）Z礦井工業(yè)儲量 （ 萬噸） P永久煤柱損失 （ 萬噸）Q采區(qū)回采率 % Q取85%則Z=（Z-P ）.Q=（209515120-21903716）85% =159469693.4（噸）儲量計算表（表2.3） 單位：萬噸煤層工業(yè)儲量永久煤柱損失開采損失可采儲量工廣損失其它損失合計13-120654.3577.91612.22190.12517.215947.02.1.3 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限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，參考關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的說明，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年

33、工作日330天計算，“三八”制作業(yè)（二班生產(chǎn)，一班檢修），每日二班出煤，凈提升時間為16小時礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力因為本井田設(shè)計主采煤層賦存條件簡單，但瓦斯涌出量高，屬煤與瓦斯突出礦井。井田內(nèi)部有較大斷層，生產(chǎn)能力較大，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬噸/年。二、井型校核下面通過對設(shè)計煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。（1）礦井開采能力校核潘三礦13-1號煤層為厚煤層，煤層平均傾角為10，地質(zhì)構(gòu)造較簡單，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，可以布置一個綜采工作面的同時具有兩個掘進準(zhǔn)備工作面

34、來保證生產(chǎn)。（2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為一對20噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達到設(shè)計井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用膠帶輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運不成問題。輔助運輸采用罐籠，同時本設(shè)計的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計生產(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，瓦斯含量高，屬于煤與瓦斯突出礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。礦井前期通風(fēng)采用中央邊界式，后期在保持前期風(fēng)井的同時采用兩翼對角式抽出式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。本

35、井田內(nèi)存在的斷層，已經(jīng)查到且不導(dǎo)水，不會影響采煤工作。所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。（4）儲量條件校核井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。礦井服務(wù)年限的公式為：T=Zk/(AK) 2.4其中：T -礦井的服務(wù)年限，年； Zk-礦井的可采儲量，159469693.4萬噸； A -礦井的設(shè)計生產(chǎn)努力180萬噸/年； K -礦井儲量備用系數(shù)，取1.35。則： T=159469693.4/（18000001.35） =65.62年60年 一水平上山階段服務(wù)年限T1=9657.118/（1801.35）=39.7430年即本礦井的開采服務(wù)

36、年限和一水平的服務(wù)年限都符合規(guī)范的要求。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因為礦井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達產(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，從而減少儲量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。2.2井田開拓2.2.1井田開拓的基本問題1井田開拓的方案本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素：1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在-480m，最深處到-800m。表土層厚度大，第四系表土層厚186.54483.55米平均厚度為300m。2）本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，由東北向西南逐漸降低，平均標(biāo)高為+21.2m。3

37、）泥河發(fā)源于鳳臺縣米集，自西北向東南方向穿過丁集、潘三、潘一、潘二 四個井田，由淮南市嚴(yán)家溝入淮，全長60公里，茨淮新河開挖以后，流域面積減為606平方公里。在井田西南部還有一條架河西干渠，屬農(nóng)田灌溉用的人工河，河流寬1760米，自西北流向東南。屬一季節(jié)性河流。4）本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t/a，礦井采用的生產(chǎn)技術(shù)和配套設(shè)備都比較先進。2 井筒形式、位置的確定井筒形式的確定由于本區(qū)表土層厚，屬巨厚松散沉積層下開采，主要含水層有新生界第四系砂層孔隙含水層，煤系砂巖裂隙含水層和灰?guī)r巖溶裂隙含水層三種類型。因此井筒采用凍結(jié)法施工，根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，在本井田的

38、中下部設(shè)立主、副井筒各一個。主井用來提升煤炭，副井用來運送人員、材料、矸石及通風(fēng)等。本礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，井田的走向長度比較長，平均為5.9km，故采用兩翼對角式抽出式通風(fēng)，在礦井的兩翼邊界保護煤柱內(nèi)打兩眼立井風(fēng)井，擔(dān)負整個礦井的回風(fēng)任務(wù)。井筒位置的確定井筒位置的確定原則：（1）有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；（2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；（3）井田兩翼的儲量基本平衡；（4）工業(yè)廣場應(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的威脅；（5）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；（6）水源、電

39、源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于本設(shè)計井田表土層厚（186.54483.55m）且含有流沙層，煤層埋藏深。在本設(shè)計的主、副確定中，主副井位置處于古地形的隆起處接近儲量中心，且表土層較薄(約210m)，它具有井巷開拓工程量小，井筒凍結(jié)深度淺，建井工期短投資省等優(yōu)點。根據(jù)以上原則，工業(yè)廣場應(yīng)布置在井田儲量中央處，大致在井田走向中央，傾向略微偏下位置，主副井均位于工業(yè)廣場內(nèi)。風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護煤柱的損失。本礦井的邊界煤柱為40m，且采用對角式抽出通風(fēng)，故將風(fēng)井井筒布置在邊界煤柱內(nèi)，從而減少了煤柱的損失。.3開采水

40、平的確定本設(shè)計礦井西部煤層露頭標(biāo)高約-400m，并留有80米防水煤柱，回采上限標(biāo)高約為-480m。煤層埋藏最深處達-800m，垂直高度約320m。根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為150250m，針對于本設(shè)計礦井的實際條件， 對于本礦井開采水平的確定，可考慮劃分為一個水平或兩個水平。4.運輸大巷和井底車場的布置1）運輸大巷的布置由于本井田煤層埋藏較深，沖擊地壓較大，設(shè)計可采煤層的厚度為4.0m，所以將大巷布置在-650m水平的砂巖中。其優(yōu)點是巷道維護條件好，維護費用低，巷道施工條件夠按要求保持一定方向和坡度；不留設(shè)保護煤柱，減少煤柱損失，同時便于設(shè)置煤倉。2）井底車場的布置

41、由于井底車場一般要為整個礦井服務(wù)，服務(wù)年限長，故要布置在較堅硬的巖層中。本礦井布置位置可以選擇在煤層頂板或煤層底板中。煤層頂板為中硬的砂泥巖，底板為堅硬的砂巖，后者相對于前者維護費用較低，但基建費用比較高，且井底車場的位置要與礦井的開拓方式相適用，需要進行技術(shù)與經(jīng)濟比較，以選擇最優(yōu)方案。階段主要參數(shù)表（表2.4）劃分階段數(shù)目階段斜長水平垂高/m水平實際出煤量/萬t服務(wù)年限/a工作面長度/m1181532015946.96965.6220029648511701509657.1186289.85139.7425.882002005方案比較1）方案說明：由于本礦井表土層厚（186.54483.55

42、m），且含有流沙層，煤層埋藏深，不適合斜井開拓。因此本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列三種。 如圖2.4所示。 abc圖2.4 技術(shù)上可行的三種開拓方案（1）立井單水平，水平高度為-650m，采用上下山開采（2）立井兩水平，暗斜井延伸，一水平高度為-650m，二水平高度為-800m，一水平上下山開采，二水平上山開采，暗斜井長度約為1200。（3）立井兩水平，直接延伸，一水平高度為-650m，二水平高度為-800m，一水平上下山開采，二水平上山開采。2）開拓方案技術(shù)比較：對以上敘述的三種方案所需費用粗略估算如表2.5示。表2.5各方案粗略估算費用表方 案項 目 方案2 方案3基 建 費用 (萬元

43、)立井開鑿2*671*3000*10=402.6立井開鑿2*150*3000*10=90暗斜井開鑿1200*1050*10=126.0石門開鑿1200*800*10=96井底車場4000*900*10=360井底車場4000*900*10=360斜井上下車場(300+500) *900*10=72.00小計（萬元）960.6546生 產(chǎn)費 用(萬元)暗斜井提升1.2*9657.118*1.2*0.48=6675.0立井提升1.2*15946.969*0.85*0.82=13338.04立井提升1.2*9657.118*0.67*1.02=7683.2石門運輸1.2*6289.851*1.2*0

44、.381=3450.9排水（斜立井）320*24*365*39.74*(0.063+0.127)*10=2116.6立井排水320*24*365*0.1525*10*25.88=1106.3小 計(萬元)16474.817895.24小 計(萬元)17435.418441.24百分比101.8%107.6% 方 案 項 目 方案1基 建費 用(萬元)立井開鑿2*671*3000*10=402.6石門開鑿1800*800*10=144井底車場4000*900*10=360小計(萬元)906.6 生 產(chǎn) 費 用 (萬元)立井提升1.2*9657.118*0.67*0.85=6599.67石門運輸1

45、.2*9657.118*1.8*0.38=7926.56立井排水320*24*365*0.1525*10*39.74=1698.84小計(萬元)16225.07總計(萬元) 17131.67 百分比 100%續(xù)表2.5各方案粗略估算費用表：經(jīng)過粗略比較，方案一的費用小，初期工程量少，建井時間短，有利于早日達產(chǎn)，所以考慮用方案一。方案二和方案三區(qū)別在于第二水平是暗斜井延伸還是立井延伸，兩個方案生產(chǎn)系統(tǒng)都比較簡單可靠。兩方案相比，方案二需要多開斜井井筒（2*1200）和暗斜井的上下部車場，并相應(yīng)增加了暗斜井的提升和排水費用；方案三需要多開立井井筒（2*150），階段石門和立井井底車場，并相應(yīng)增加了

46、井筒和石門的運輸以及提升、排水費用 。粗略估算表明兩方案費用相差不大，考慮到方案三的提升、排水工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案二中未計入暗斜井上、下部車場的石門運輸費用，以及方案三在通風(fēng)方面優(yōu)于方案二，所以決定用方案三。余下方案一和方案三，均在技術(shù)上可行，兩者需要進行詳細的經(jīng)濟技術(shù)比較方能缺點其優(yōu)劣。3）方案一、三的經(jīng)濟比較對方案一和方案三有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量，基建費用，生產(chǎn)經(jīng)營費用和經(jīng)濟比較結(jié)果分別總匯，見下表（表2.6）。表2.6 建井工程量項目方案一方案三初期主立井井筒/m671+20671+20副立井井筒/m671+5671+5井底車場/m40004000運輸大巷/m

47、27002700主石門18001800后期主立井井筒/m150+20副立井井筒/m150+5井底車場/m4000石門1800運輸大巷/m2700 表2.7 生產(chǎn)經(jīng)營工程量項目方案一項目方案三運輸提/萬t.Km工程量運輸提升工程量采區(qū)上山運輸一區(qū)段2*1.2*767.28*5*0.2=1841.47一區(qū)段2*1.2*767.28*5*0.2=1841.47二區(qū)段2*1.2*767.28*4*0.2=1473.17二區(qū)段2*1.2*767.28*4*0.2=1473.17三區(qū)段2*1.2*767.28*3*0.2=1104.88三區(qū)段2*1.2*767.28*3*0.2=1104.88四區(qū)段2*1

48、.2*767.28*2*0.2=736.59四區(qū)段2*1.2*767.28*2*0.2=736.59五區(qū)段2*1.2*767.28*1*0.2=368.29五區(qū)段2*1.2*767.28*1*0.2=368.29大巷及石門運輸一水平1.2*9657.118*2.7=31289.061.2*9657.118*2.7=31289.06二水平1.2*6289.851*2.7=20379.12立井提升1.2*9657.118*0.671=7775.911.2*6289.851*0.821=6196.76排 水一水平320*24*365*39.74*10=11139.91320*24*365*39.74

49、*10=11139.91二水平 320*24*365*28.55*10=8003.14 維護采區(qū)上山費用一水平1.2*2*5*2*888.65*39.74*10=84.751.2*2*5*2*888.65*39.74*10=84.75二水平1.2*2*3*579.55*28.88*10=10.8表2.8 基建費用表項目 方案方案一方案三工程量/m單價/元m費用/萬元工程量/m單價/元m費用/萬元 初期主井井筒6919959.3688.196919959.3688.19副井井筒67612559.2849.0067612559.2849.00主石門180011483.62067.05180011483.62067.05井底車場40001809.2723.6840001809.2723.68運輸大巷27001809.2488.4827001809.2488.48小 計4816.44816.4 后