前言山東安陽礦業(yè)有限責(zé)任公司安陽煤礦位于陶棗煤田黃貝勘探區(qū)西偏北部，地處棗莊市薛城區(qū)鄒塢鎮(zhèn)，礦井隸屬于薛城區(qū)人民政府。為充分利用剩余煤炭資源，解決礦井近千名職工隊(duì)伍的就業(yè)及保持社會(huì)穩(wěn)定性，保證薛城區(qū)國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展；并從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，適當(dāng)增加礦井開發(fā)范圍和開發(fā)強(qiáng)度，經(jīng)依法申請(qǐng)，對(duì)剩余未開采煤炭資源進(jìn)行技術(shù)改造。2009年薛城煤礦北井改名為山東安陽礦業(yè)有限責(zé)任公司安陽煤礦。山東省國土資源廳于2006年8月以“魯資儲(chǔ)備字[2006]05號(hào)”文〈關(guān)于《山東省棗莊市薛城煤礦擴(kuò)大區(qū)資源儲(chǔ)量報(bào)告》礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審備案證明〉和采礦許可證（證號(hào)：3700000620186）批定了薛城煤礦北井資源，山東省煤炭工業(yè)局于2006年12月頒發(fā)了煤炭生產(chǎn)許可證（證號(hào)：D150401080）。該勘探區(qū)自50年代前后歷經(jīng)山東省煤炭工業(yè)局地質(zhì)勘探局123隊(duì)、山東煤田地質(zhì)局二隊(duì)、棗莊礦務(wù)局勘探隊(duì)等。先后進(jìn)行了勘探或補(bǔ)充勘探，共施工鉆孔315個(gè)，其中安陽煤礦及相鄰地區(qū)施工鉆孔51個(gè)，提交了《山東省陶棗煤田黃貝區(qū)精查勘探地質(zhì)報(bào)告》。山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院于2005年12月提交并經(jīng)山東省國土資源廳批準(zhǔn)的《薛城煤礦擴(kuò)大區(qū)資源儲(chǔ)量地質(zhì)報(bào)告》，擴(kuò)大區(qū)資源是可靠的。2007年6月完成了《棗莊市薛城煤礦北井技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)》，山東省煤炭工業(yè)局以“魯煤規(guī)發(fā)字[2007]92號(hào)”文進(jìn)行了《關(guān)于薛城煤礦北井技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》；2007年8月完成了《棗莊市薛成煤礦北井技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)安全專篇》，山東煤礦安全監(jiān)察局魯南監(jiān)察分局以“魯煤安監(jiān)南局發(fā)[2007]83號(hào)”文進(jìn)行了批復(fù)。目前工程進(jìn)展比較順利，根據(jù)礦井建設(shè)實(shí)際，安陽煤礦各系統(tǒng)相對(duì)比較獨(dú)立，均能滿足安全生產(chǎn)需要。原設(shè)計(jì)中，柴煤井與新建井以暗斜井溝通，經(jīng)反復(fù)考慮，認(rèn)為暗斜井溝通從安全上對(duì)新建井影響較嚴(yán)重：第一，暗斜井聯(lián)絡(luò)必須通過原黃貝礦開采區(qū)域冒落區(qū)容易將老空水導(dǎo)入新區(qū)；第二，副井和柴煤井進(jìn)風(fēng)，兩進(jìn)一回，通風(fēng)管理復(fù)雜，管理難度增加；第三，根據(jù)礦井檢查鉆及井筒施工實(shí)際揭露在-300米以下砂巖有三個(gè)含水層，涌水量均超過20m3/h，屬富含水層，從礦井安全及長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)均不理，并且柴煤井開采條件較差。礦井建設(shè)施工過程中，由于地質(zhì)條件變化或其他條件發(fā)生變化，開拓開采部分發(fā)生變化，相應(yīng)的機(jī)電、工廣進(jìn)行調(diào)整一、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想認(rèn)真貫徹黨和國家有關(guān)安全生產(chǎn)的方針、政策、法規(guī)，遵守有關(guān)的技術(shù)政策、規(guī)范、規(guī)程等，本著工程量省、投資少、工期短、見效快、易施工和易管理等原則，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、系統(tǒng)簡化、環(huán)節(jié)順暢、安全可靠進(jìn)一步提高礦井綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1．采礦許可證；2．山東省國土資源廳“魯資儲(chǔ)備字[2006]05號(hào)”文〈關(guān)于《山東省棗莊市薛城煤礦擴(kuò)大區(qū)資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告》礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審備案證明〉；3．設(shè)計(jì)變更委托書；4．《中華人民共和國礦山安全法》、《煤炭法》、《礦產(chǎn)資源法》、《煤礦安全規(guī)程》；5．《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，以及有關(guān)專業(yè)的規(guī)范、規(guī)定等；6．《山東省小型煤礦技術(shù)改造項(xiàng)目管理暫行辦法》；7．《薛城煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》；8．《棗莊市薛城煤礦北井技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)》及批復(fù)；9．《棗莊市薛成煤礦北井技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)安全專篇》及批復(fù)。三、技術(shù)改造主要方式及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1．礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬噸/a，服務(wù)年限15.1a，年工作日330天，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)一班整修。2．礦井開拓方式為立井開拓，水平標(biāo)高-620m，以上、下山開采全井田。井口及工業(yè)場地選擇在井田開采范圍內(nèi)，井筒位于東西向的中偏西部，南北向的中偏南部，F(xiàn)42逆斷層南側(cè)。3．首采區(qū)位于工業(yè)廣場西南部，開采-620m水平以上煤層及柴煤，煤層賦存條件較好，距離工廣較近，礦井前期工程量少，投產(chǎn)早、見效快。采煤方法采用薄煤層采煤機(jī)開采。4．礦井通風(fēng)：中央并列式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)。5．井下運(yùn)輸：主運(yùn)為皮帶，電機(jī)車牽引一噸礦車輔助運(yùn)輸。6．產(chǎn)品分級(jí)：產(chǎn)品分三級(jí)，0～25、25～50和大于50mm三級(jí)。7．礦井共占地3.636ha。其中：工業(yè)場地3.600公頃(圍墻內(nèi))，場外道路0.8、井巷工程總長度6825m，總體積為88174.7m3，全巖為2582m，全煤為240m,半煤4003m,萬噸掘進(jìn)率為9、全員工效為1.8噸/工，全礦在籍人數(shù)為830人。10、礦井總投資16981.05萬元。11、礦井技改工期為24個(gè)月。12、礦井投資回收期3.4a。四、調(diào)整的主要內(nèi)容根據(jù)前期施工揭露斷層及煤層情況，礦方對(duì)原有煤層地質(zhì)圖作了相應(yīng)的修改。在施工首采區(qū)軌道上山時(shí)揭露F37斷層，落差達(dá)40m，怕受老空黃貝水的威脅，暫時(shí)不過此斷層，所以，原有首采面位置發(fā)生變化。在施工1401試采工作面及施工-620軌道大巷時(shí)根據(jù)實(shí)際揭露F42斷層不存在，巷探加鉆孔資料表明原F42斷層不存在。根據(jù)上面施工及巷探資料，礦井地質(zhì)情況發(fā)生變化，，所以對(duì)整個(gè)開拓系統(tǒng)作相應(yīng)的調(diào)整。1．開拓系統(tǒng)發(fā)生變化，原設(shè)計(jì)與北部柴煤井溝通，利用柴煤井對(duì)整個(gè)北井進(jìn)行技改。認(rèn)為暗斜井溝通從安全上對(duì)新建井影響較嚴(yán)重：第一，暗斜井聯(lián)絡(luò)必須通過原黃貝礦開采區(qū)域冒落區(qū)容易將老空水導(dǎo)入新區(qū)；第二，副井和柴煤井進(jìn)風(fēng)，兩進(jìn)一回，通風(fēng)管理復(fù)雜，管理難度增加；第三，根據(jù)礦井檢查鉆及井筒施工實(shí)際揭露在-300米以下砂巖有三個(gè)含水層，涌水量均超過20m32．采區(qū)劃分發(fā)生變化，原有設(shè)計(jì)井田劃分為二個(gè)采區(qū)，是以F42斷層為界，F(xiàn)42斷層以西為一采區(qū)，斷層以東為二采區(qū)。由于地質(zhì)構(gòu)造的變化，F(xiàn)42斷層實(shí)際揭露不存在，整個(gè)井田以-620m等高線為界，-620m水平以上為一采區(qū)，-620m水平以下為二采區(qū)。3．首采工作面發(fā)生變化，原有設(shè)計(jì)首采工作面為14層煤一采區(qū)、二采區(qū)各布置一個(gè)工作面，一個(gè)走向長壁布置，一個(gè)傾斜條帶布置。由于地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生變化，達(dá)產(chǎn)工作面布置在14煤一個(gè)走向長壁工作面，16煤一個(gè)對(duì)拉工作面。接續(xù)工作面布置在F38逆斷層以北、-620大巷以東上山采區(qū)，14煤布置一個(gè)對(duì)拉工作面。4．由于首采工作面位置局限，工作面短，無法采用高檔普采，首采工作面采用炮采，接續(xù)工作面仍然采用機(jī)采。5．通風(fēng)方式發(fā)生變化，五、需要說明的幾個(gè)問題1、在礦井建設(shè)中，井筒要穿過五段含水層(段)井筒施工應(yīng)注意做好探水工作，采取有效措施。2、該區(qū)地質(zhì)勘查工作較早，鉆探施工單位多、時(shí)間長，標(biāo)準(zhǔn)不一，。存在較多無心、未測(cè)斜、未測(cè)井鉆孔。封孔資料不全，封孔質(zhì)量是個(gè)嚴(yán)重問題。也未進(jìn)行地震等其它物探勘查作業(yè)。安陽煤礦各煤層的開采下限是根據(jù)原礦山技術(shù)人員回憶及安陽煤礦調(diào)查核實(shí)后提供。本次設(shè)計(jì)雖然預(yù)留了100m防水煤柱，但為了確保生產(chǎn)的安全，礦山在施工時(shí)仍需給予足夠重視。4、原黃貝煤礦生產(chǎn)探礦表明，本區(qū)斷層構(gòu)造較為發(fā)育，但礦區(qū)深部斷層的導(dǎo)水性尚需進(jìn)一步查明，因?yàn)榘碴柮旱V的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，且各煤層均距灰?guī)r含水層很近，如果遇到導(dǎo)水?dāng)鄬訉⒏骱畬訉?dǎo)通，會(huì)使水文條件復(fù)雜化，將來開采時(shí)必須查清影響開采的斷層的具體位置和導(dǎo)水性，一定做到先探后采，邊采邊探。5、由于區(qū)內(nèi)可采煤層具有厚度較薄、埋深較大、受采空區(qū)充水威脅、水文地質(zhì)條件較復(fù)雜以及地表建筑物壓煤量較大、地表有較大水體(安陽水庫)等諸多因素影響，建議進(jìn)一步確定其資源儲(chǔ)量類別?？茖W(xué)地探討其開采利用的可能性，以充分利用寶貴的煤炭資源，延長礦井的服務(wù)年限。第一章井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié)井田概況一、位置及交通安陽煤礦位于棗莊市薛城區(qū)東約25km(圖1)，地處陶棗煤田中部偏西、向北突出的部分，北依山區(qū)、南接平原，是原棗莊礦務(wù)局甘霖煤礦黃貝井的一部分。行政區(qū)劃隸屬薛城區(qū)鄒塢鎮(zhèn)。安陽煤礦東距棗莊東城區(qū)約10km，西距京滬鐵路棗莊西站約25km，南約4km和2km分別為棗薛公路和棗薛鐵路，北約2km為棗木高速公路，另外有多條鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路從井田穿過，交通方便(見圖1)。二、地形地貌安陽煤礦地形由北向南逐漸變低，地勢(shì)基本平坦，地面標(biāo)高+105m～+68.0三、水系本區(qū)北依低山區(qū),地勢(shì)由北向南逐漸降低。井田北部山區(qū)為天然分水嶺,發(fā)育較多的南北向沖溝,成為雨后向南匯洪的自然渠道。地面河流主要有季節(jié)性安陽河，南北縱貫本區(qū),水流由北向南流出區(qū)外,匯入蟠龍河。四、氣象本區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候。年平均溫度為13.9℃，最低氣溫為-17℃，最高氣溫為+40℃。平均濕度為69％。全年以東南風(fēng)為主，風(fēng)速一般2.7m/s。年最小降水量為389mm，年平均降水量814mm,日最大降雨量為275mm五、地震根據(jù)中國科學(xué)院出版的全國地震裂度區(qū)劃圖，本區(qū)為七度區(qū)。地震動(dòng)峰值加速度0.1g～0.15g。六、鄰近生產(chǎn)礦井情況1、原黃貝煤礦原為棗莊礦務(wù)局甘霖煤礦黃貝井。于1958年建井，1960年投產(chǎn)。開拓方式為立井—暗斜井開拓，主采煤層為14、16、17和18煤。1988年6月移交薛城區(qū)開采，更名薛城區(qū)黃貝煤礦，礦區(qū)面積為14.5897km2，生產(chǎn)規(guī)模9萬t/a。1998年8月，薛城區(qū)黃貝煤礦組織編寫了《山東省薛城區(qū)黃貝煤礦儲(chǔ)量檢測(cè)地質(zhì)報(bào)告》，該報(bào)告被山東省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量委員會(huì)以“魯資辦煤[1999]9號(hào)”文批準(zhǔn)。報(bào)告檢測(cè)薛城區(qū)黃貝煤礦第14、16、17、18煤層C+D級(jí)儲(chǔ)量總計(jì)1898.4萬t。據(jù)該檢測(cè)報(bào)告，截至1998年5月，該礦累計(jì)動(dòng)用儲(chǔ)量85.7萬t，其中，歷年動(dòng)用量74.6萬t，歷年損失量11.1萬t。1998年5月移交給薛城區(qū)鄒塢鎮(zhèn)開采，至2000年8月兩年間生產(chǎn)原煤15萬t，損失量約5.0萬t，這兩年動(dòng)用的儲(chǔ)量均在安陽煤礦范圍內(nèi)。礦井于2000年8月20日宣布破產(chǎn)。企業(yè)破產(chǎn)后，該區(qū)的采礦權(quán)依法收歸國有。原黃貝煤礦井下一水平(-110m)及F12斷層以上已經(jīng)采空；二水平14煤開采下限為-380m，16煤開采下限為暗斜井以東-476m、暗斜井以西-425m,17煤開采下限為暗斜井以東-470m、暗斜井以西-375m；18煤F12斷層以上已經(jīng)采空；二水平及以下未開采。據(jù)調(diào)查，原黃貝煤礦開采下限以上采空區(qū)均已充水。2、原山亭煤礦位于安陽煤礦內(nèi)的西部，與閆布煤礦相鄰，1986年建礦，1989年投產(chǎn)，立井開拓，設(shè)計(jì)能力3萬t/a。該礦屬集體企業(yè)，礦區(qū)面積1.3303km2，開采煤層為石盒子組的柴煤。根據(jù)棗莊市“市政府專紀(jì)字(2004)72號(hào)”文，現(xiàn)整合歸薛城煤礦。該礦自投產(chǎn)以來累計(jì)動(dòng)用儲(chǔ)量16.8萬t，采出原煤14.8萬t，損失量為2萬t。3、陶莊煤礦與安陽煤礦相鄰煤礦主要有陶莊煤礦，位于安陽煤礦以西，隸屬于棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司。該礦1923年籌建，1924年6月開始生產(chǎn)。其間歷經(jīng)日本掠奪式開采。主采的2煤已基本開采完畢(包括廣場煤柱和斷層煤柱)，現(xiàn)正開采14煤，并正在試采16、17煤。4、閆布煤礦閆布煤礦位于安陽煤礦西側(cè)，是由陶莊煤礦分割出來的。屬臺(tái)兒莊區(qū)辦國有企業(yè)?，F(xiàn)開采14煤和16煤，14煤已基本開采完畢。該礦具有獨(dú)立的通風(fēng)和排水系統(tǒng)。礦井涌水量約48m35、甘霖公司（原甘霖煤礦）甘霖公司以洪村支二斷層與薛城煤礦相鄰，現(xiàn)隸屬于棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司。該礦于1958年籌建，1960年8月開始生產(chǎn)。井田東西長3.1km，南北寬1.7km，面積5.15km2。開采14、16、17、18層煤，自2000年后主要以防排水為第一要?jiǎng)?wù)，同時(shí)組織生產(chǎn)，開拓方式為暗斜井延伸，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為45萬噸，2006年核定生產(chǎn)能力為15萬噸。由于洪村斷層切割，與薛城煤礦沒有聯(lián)系。第二節(jié)地質(zhì)特征一、地質(zhì)特征據(jù)已有勘探資料，區(qū)內(nèi)發(fā)育震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、侏羅系和第四系。1、奧陶紀(jì)馬家溝組(OM)上部為質(zhì)純、致密的厚層結(jié)晶石灰?guī)r，內(nèi)夾薄層泥灰?guī)r。下部為厚層粗粒白云質(zhì)灰?guī)r，夾有薄層泥灰?guī)r，并含有頁巖夾層，巖溶裂隙發(fā)育，厚約800m2、石炭紀(jì)—二疊紀(jì)月門溝群(C—Py)(1)石炭紀(jì)月門溝群本溪組(CyB)厚度24.90m。由鐵鋁質(zhì)泥巖組成。頂部為鋁質(zhì)巖，厚0.8m(2)石炭紀(jì)—二疊紀(jì)月門溝群太原組(C—PyT)厚度159m～203m,平均約188m。由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r夾煤層組成。含灰?guī)r15層(一～十五灰)，其中三、五、八、十下、十四灰(即徐家莊灰?guī)r)較穩(wěn)定，是煤巖層對(duì)比的標(biāo)志層；含煤15層(4～8煤)，經(jīng)勘探和采煤生產(chǎn)驗(yàn)證，6、14、16、17、18煤為可采或局部可采煤層。與下伏本溪組整合接觸，屬連續(xù)沉積。(3)二疊紀(jì)月門溝群山西組(Py)厚度116m～148m，平均約110m。主要巖性為砂巖、粉砂巖夾煤層組成。含煤層3層，其中，2層煤是陶棗煤田范圍內(nèi)主要可采煤層，但在本區(qū)常有沖刷變薄或缺失現(xiàn)象。與下伏太原組整合接觸，過渡沉積。3、二疊紀(jì)石盒子組(P)為含煤地層的上覆地層，與下伏山西組整合接觸，在南部已部分或全部遭到剝蝕?？偤穸?10～430m。自下而上分為四個(gè)巖性段：(1)黑山砂巖段(Ph)雜色泥巖、粉砂巖夾薄層細(xì)砂巖，底部有一層含礫中粗砂巖(俗稱假整合砂巖)與山西組分界，下部局部夾一層粘土巖。厚30～40m。(2)萬山泥巖段(Pw)以厚層泥巖、粉砂巖為主，中夾數(shù)層粗粒石英砂巖，底部有一層鋁質(zhì)粘土巖(即A層鋁土巖)。本段中上部夾一層柴煤(原123隊(duì)命名)，在本區(qū)局部可采。本段厚約50～60m。(3)奎山砂巖段(Pk)以淺灰白色石英砂巖和長石石英砂巖為主，中—粗粒結(jié)構(gòu)，下部含礫，膠結(jié)堅(jiān)硬，俗稱“磨石層”。厚120m(4)孝婦河泥巖段(Px)以紫紅、灰黃色泥巖、粉砂巖為主夾長石石英砂巖，厚約210m4、侏羅紀(jì)淄博群(Jz)以礫巖和砂巖為主，間夾雜色砂質(zhì)泥巖，通稱為紅層。厚度550m左右。與下伏二疊紀(jì)地層不整合接觸。5、第四紀(jì)山前組(Q)厚0～26m，平均8m。由黃土、砂質(zhì)粘土、粘土及砂礫層組成，含鐵、錳質(zhì)結(jié)核。產(chǎn)有腹足類和介形蟲化石。與下伏地層呈平行不整合接觸。本區(qū)含煤地層月門溝群中，太原組中的第一、三、八、十層石灰?guī)r，石盒子組中的A層鋁土礦、奎山砂巖均為良好的標(biāo)志層?，F(xiàn)自下而上分述如下：一灰：厚0～3.62m平均1.7m，含腕足類、珊瑚、海百合莖等化石。三灰：厚6.2～16.0m，一般8.9m左右，深灰色、致密堅(jiān)硬，含燧石結(jié)核。層位穩(wěn)定，富含蜓類和腕足類化石。八灰：厚0.6～4.6m，平均3十灰：厚度2.45～7.60m，平均厚度5.9m,顏色上淺下深,結(jié)構(gòu)致密質(zhì)純,局部含灰黑色燧石。A層鋁土礦：厚0～5.0m，一般在3.00m左右，穩(wěn)定。可做為耐火材料，下距山西組第一層煤約120m奎山石英砂巖(俗稱磨石層)：厚約7.7～26.6m二、地質(zhì)構(gòu)造安陽煤礦處于黃貝復(fù)向斜轉(zhuǎn)折端的劉溝向斜。地層傾角12°～26°，總體屬緩傾斜地層。斷層比較發(fā)育。本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等類型。1、褶曲區(qū)內(nèi)褶曲構(gòu)造為劉溝向斜。向斜軸走向NW，通過南安陽村，核部在69-8號(hào)鉆孔附近。延伸2000米，SE端仰起，NW端傾伏，被F39和北山支斷層切割。該向斜對(duì)區(qū)內(nèi)煤系地層和煤層的展布起主導(dǎo)控制作用。2、斷層本區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以走向NE的正斷層為主，其次NW向，主要為高角度正斷層。發(fā)現(xiàn)落差≥50m的斷層有6條主要為北山斷層、F39、F38、F15和F12斷層。另外，黃貝煤礦生產(chǎn)掘進(jìn)過程中還揭露有部分落差＜50m的斷層主要有6條，對(duì)生產(chǎn)及安全都有一定影響。主要斷層情況詳見表1-1。本井田斷層特點(diǎn)是：多為正斷層。大傾角，一般在60-80°，走向延伸長，中間落差大，呈梭狀，斷層有明顯的破碎帶，擦痕，斷層兩側(cè)巖層傾角有增大現(xiàn)象。斷層的出現(xiàn)，大多伴隨著淋水發(fā)生，北東向斷層組的斷層淋水較大，北東東向組的斷，淋水較少，兩組斷層帶的淋水，月余自行疏干，一般不影響生產(chǎn)。安陽煤礦主要斷層情況一覽表表1-1斷層編號(hào)延展長度(m)斷層走向（°）傾向（°）傾角（°）落差（m）性質(zhì)控制情況北山斷層18000N75ES802000正探槽及鉆孔F393000N70ES7565正鉆孔F34870N77EN809正F381250N62ENW4070逆F41700N62ESE6525正井下鉆探F152700N26EE77100正鉆孔及巷道F361200N35ENW7540正巷道及鉆孔F373400N30ENW7940正巷道及鉆孔F40900EWS7540正巷道控制F431500N37ENE8010正鉆孔控制F12N31ENW7050正鉆孔控制劉溝向斜2000SENW鉆孔控制F42斷層根據(jù)實(shí)際揭露不存在的主要原因：（1）根據(jù)原斷層位置礦井已有-620軌道大巷、14一采區(qū)上山、1403運(yùn)輸巷、1403材料巷、1601上材、1601下材、1601運(yùn)輸巷等7條巷道穿過此位置，未發(fā)現(xiàn)有此斷層。（2）根據(jù)-620軌道大巷掘進(jìn)迎頭揭露的地層產(chǎn)狀分析，與原資料存在較大出入，故也可能判斷此斷層不存在。（3）根據(jù)地層產(chǎn)狀的變化，礦井專門組織有關(guān)工程技術(shù)人員，對(duì)此斷層附近的81-4、81-5、91-6、72-4四個(gè)鉆孔重新做了5道剖面圖，各鉆孔之間的建設(shè)沒斷層的情況下最大的傾角是24°屬正常范圍之內(nèi)，并且與實(shí)際揭露的地層產(chǎn)狀相對(duì)應(yīng)，因此可斷定此斷層不存在。3、巖漿巖根據(jù)以往地質(zhì)勘查及原黃貝煤礦生產(chǎn)探礦資料，從2煤至第17煤層，均發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入。局部有沿?cái)嗔殉蕩r墻狀侵入的燕山期輝綠巖，對(duì)煤層的連續(xù)性和煤質(zhì)造成破壞，給煤層開采造成一定的影響。目前已經(jīng)查明的巖漿巖分布范圍主要在北山斷層和F28斷層之間，對(duì)各煤層均造成侵蝕，形成巖漿巖分布區(qū)；另外，在南安陽村附近，沿F31和F37斷層侵入的燕山期輝綠巖對(duì)17煤層造成了侵蝕，巖漿巖分布范圍詳見各煤層底板等高線圖。三、煤層及煤質(zhì)（一）煤層據(jù)安陽煤礦的勘探和黃貝井開采資料，區(qū)內(nèi)石炭紀(jì)—二疊紀(jì)月門溝群山西組和太原組為含煤地層，厚度約280m，共含煤18層，含煤系數(shù)5.5％。山西組含煤3層，即1～3煤，本區(qū)范圍內(nèi)均為不可采煤層；太原組含煤15層，編號(hào)4～18煤。其中，厚度≥0.5m的可采或局部可采煤層為柴煤、14煤、16煤、17煤和18煤。安陽煤礦石盒子組含柴煤1層，位于石盒子組中部A層鋁土礦和奎山砂巖之間。為局部可采煤層。安陽煤礦厚度≥0.5m的可采或局部可采煤層為柴煤、14煤、16煤、17煤和18煤，分述如下(表1-2)：1．柴煤：柴煤：為局部可采煤層，厚度0.10～1.10m，平均厚度0.53m，其可采范圍位于擴(kuò)大區(qū)的西部（原山亭煤礦范圍內(nèi)），可采面積約1.3km2。山亭煤礦1989－2003年進(jìn)行過開采。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)開采下限為-190m。2．14煤：俗稱小槽煤，是本區(qū)主要可采煤層，全區(qū)可采。其層位在八灰之下約2.7m，下部距十上灰約35m左右。厚度0.44-1.36m，平均1.26m，分上、下兩個(gè)分層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。下層為主要可采煤層，夾有一層厚0.05-0.10m串珠狀的黃鐵礦結(jié)核，層位相當(dāng)穩(wěn)定，可作為14層煤的對(duì)比標(biāo)志層，井田內(nèi)黃貝礦已進(jìn)行過開采，形成部分采空區(qū)。3．16煤：也是本區(qū)主要可采煤層，除72-4鉆孔煤層厚度為0.44m達(dá)不到可采厚度外，全區(qū)可采。上距14煤45～50m，下距17煤12m左右。頂板為十灰，局部有泥巖偽頂。底板為砂巖或粉砂巖。厚度0.20～1.03m，平均0.72m。煤層厚度一般穩(wěn)定在0.50～0.60m,結(jié)構(gòu)簡單，含一層炭質(zhì)粉砂巖夾矸。黃貝煤礦已進(jìn)行過開采，形成部分采空區(qū)。4．17煤：是本區(qū)主要可采煤層之一，全區(qū)可采。上距16煤12m左右，下距18煤10m左右。頂板為十一灰(局部相變?yōu)樯皫r或砂質(zhì)泥巖)，底板為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖。煤層厚度0.38～0.96m，平均0.66m。煤層穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。黃貝煤礦已進(jìn)行過開采，形成部分采空區(qū)。5．18煤：勘探區(qū)范圍內(nèi)一般分上下兩個(gè)分層，上分層不穩(wěn)定。安陽煤礦僅含下分層，為局部可采煤層。上距17煤10m左右，下距十四灰(徐家莊灰?guī)r)6.5m左右，距奧陶紀(jì)馬家溝組灰?guī)r約50m左右。厚度0.14～0.89m，平均0.74m。頂板為砂質(zhì)泥巖或泥巖，底板為粘土巖、泥巖。結(jié)構(gòu)簡單。18煤可采范圍主要分布在安陽村附近及F12斷層以南，且F12斷層以南已經(jīng)基本采空，采空區(qū)范圍內(nèi)大量積水。剩余可采面積僅0.76857km2?？刹擅簩雍穸扰c層間距一覽表表1-2煤層及標(biāo)志層名稱厚度(m)穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)層間距(m)柴煤0.10～1.100.53(16)不穩(wěn)定簡單220～300m14煤0.44～1.361.26(39)穩(wěn)定復(fù)雜45～50m16煤0.20～1.030.72(39)穩(wěn)定～穩(wěn)定簡單12m左右17煤0.38～0.960.66(37)穩(wěn)定～穩(wěn)定簡單10m左右18煤0.14～0.890.74(31)較穩(wěn)定簡單（二）煤質(zhì)1．安陽煤礦各煤層的工業(yè)牌號(hào)均為肥煤。根據(jù)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)煤炭質(zhì)量分級(jí)》(GB/T15224-94)，本區(qū)內(nèi)14煤為中灰分、中高硫、高揮發(fā)分、特低磷煤；柴煤為低中灰分、低硫、中高揮發(fā)分煤；16、17層煤具有低中灰、中高硫、特低磷煤；各煤層均具結(jié)焦性強(qiáng)、熱值高等特點(diǎn)，是較好的煉焦配煤和電力用煤。18煤為高硫煤。詳見煤質(zhì)化驗(yàn)表(表1-3)。2．各煤層均為原生煤層。均具玻璃光澤，硬度約1.5(普氏)，塊狀，內(nèi)生節(jié)理與外生裂隙均較發(fā)育，14、16和17煤層含黃鐵礦結(jié)核，有規(guī)則的鏡煤條帶，絲炭含量低，屬半光亮—光亮型煤巖類型。3．本井田內(nèi)煤層的主要作為動(dòng)力用煤、煉焦配煤和生活用煤。煤質(zhì)特征表表1-3煤層名稱柴煤14161718原煤分析工業(yè)分析水分Mt(％)2.02.050.711.82.67灰分Ad(％)16.3226.37～27.9627.3014.4317.8225.89揮發(fā)分Vadf(％)35.5038.48～39.4536.7936.9235.61焦渣特性5～66566彈筒發(fā)熱量MJ/kg32.0440.94～41.4037.78～42.3042.4739.53全硫St,d(％)0.712.07～3.382.872.312.742.80菱鐵礦硫(%)1.34～1.623.95硫酸鹽硫(％)0.04～0.050.08有機(jī)硫(％)0.68～1.511.57磷(％)0.0022～0.00480.00730.00020.0065膠質(zhì)層厚度Y(mm)38.5～46.542.75541.531.5羅加指數(shù)9190粘結(jié)指數(shù)9291煤質(zhì)分類肥煤肥煤肥煤肥煤肥煤四、瓦斯、煤塵和煤的自燃1．瓦斯根據(jù)礦井瓦斯簽定結(jié)果及2008年度山東省瓦斯等級(jí)鑒定匯總表，礦井為低瓦斯礦井，其2008年度礦井瓦斯簽定結(jié)果是：瓦斯相對(duì)涌出量為0.95m3/t，絕對(duì)涌出量為0.30m3/min；二氧化碳相對(duì)涌出量為5.84m3/t，絕對(duì)涌出量為2008年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果見表1-4。瓦斯等級(jí)鑒定表表1-4瓦斯二氧化碳采區(qū)工作面瓦斯最大相對(duì)涌出量（m3/t）有無高瓦斯區(qū)煤層自然發(fā)火期（月）煤塵爆炸指數(shù)（％）全礦井鑒定等級(jí)全礦井鑒定等級(jí)相對(duì)量（m3/t）絕對(duì)量（m3/min）相對(duì)量（m3/t）絕對(duì)量（m3/min）0.950.30低5.841.84低0.36無無44.542．煤塵經(jīng)山東煤炭質(zhì)量檢測(cè)中心2006年7月11日對(duì)煤樣鑒定，煤塵爆炸指數(shù)36.63~44.54%。屬具有煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤層。開采時(shí)應(yīng)采取必要的防塵措施。煤層煤塵爆炸指數(shù)簽定表表1-5采樣地點(diǎn)及煤層名稱工業(yè)分析（%）爆炸性試驗(yàn)鑒定結(jié)論水份W’灰份A’揮發(fā)份火焰長度（毫米）抑制煤塵爆炸最低巖粉性（%）V’V’%%14層2.0527.338.4811040爆炸16層0.7114.4336.798030爆炸17層1.817.8236.925025爆炸18層2.6725.8935.6110050爆炸3．煤的自燃發(fā)火傾向2006年7月11日山東煤炭質(zhì)量檢測(cè)中心，鑒定該礦17煤層屬二類自燃煤層、18煤層屬三類不易自燃煤層。礦井始終堅(jiān)持合理開采，及時(shí)密封已采區(qū)，滅火設(shè)備及監(jiān)控等措施進(jìn)行防止煤層自燃，取得了較好效果。煤炭自燃傾向鑒定表表1-6采樣地點(diǎn)水分%灰份%揮發(fā)份%真密度吸氧量Ml/g干煤自然傾向等級(jí)14層2.0527.338.481.640.4Ⅱ類自燃16層0.7114.4336.791.860.31Ⅱ類自燃17層1.5817.8236.921.920.30Ⅱ類自燃18層1.3825.8935.611.780.36Ⅲ類自燃4．地溫根據(jù)周邊煤礦實(shí)測(cè)資料，本地區(qū)恒溫帶為地表下40m左右，溫度17℃，地溫梯度為2.6℃/100m。按照地溫梯度進(jìn)行計(jì)算，安陽煤礦五、水文地質(zhì)(一)區(qū)域水文地質(zhì)特征陶棗煤田處在天山——秦嶺巨型緯向復(fù)雜構(gòu)造帶的東段北支，煤田呈東西向向斜構(gòu)造，西部因斷層影響成為向北傾斜的單斜構(gòu)造。煤田北部有走向近東西、落差2000m的北山斷層，北盤上升，故北部為寒武系，由于地層向北傾斜，南部山脈也是寒武系，煤田處在兩山之間的丘陵地帶。區(qū)域內(nèi)地表水系比較簡單，無較大河流和泉源，大部分地區(qū)被第四系黃土層所覆蓋。地形東北高，西南低，分布著許多南北向沖溝和東西向季節(jié)性小溪。區(qū)域內(nèi)較大的河流為蟠龍河，發(fā)源于井田東側(cè)的陳郝泉，向西流經(jīng)洪村、鄒塢至薛城與大沙河交匯注入微山湖。蟠龍河支流由東向西從井田內(nèi)穿過，是季節(jié)性河流，出境后匯入蟠龍河主流，流入微山湖。蟠龍河寬15~20m，河床坡度由東向西為-2‰，地表水系比較簡單。井田中部有一人工排洪渠，僅于雨季用于排洪，枯水季節(jié)無水。區(qū)內(nèi)塌陷區(qū)雨季常有積水，也有溝渠疏水。但距井田較遠(yuǎn)，對(duì)井田充水關(guān)系不大。(二)區(qū)域含（隔）水層1．松散沉積物含（隔）水層由第四系粘土、砂質(zhì)粘土、砂、砂礫層組成，厚0～26m，第四系上部砂層連續(xù)性好，接受大氣降雨和地表水的直接補(bǔ)給，單位涌水量1.146～2.875L/s.m，據(jù)地面水井觀測(cè)及井下涌水量受地表水的補(bǔ)給關(guān)系，證明第四系滲透性良好。松散層中部含多層粘土、砂質(zhì)粘土,隔離了含水層上部與下部的水力聯(lián)系。水化學(xué)類型以重碳酸鹽型為主，礦化度中等。2．石炭系太原組含水層 1）第三層石灰?guī)r：厚7.98~11.52m，平均9.25m，致密堅(jiān)硬、質(zhì)純，含隧石，屬裂隙巖溶承壓水。2）第五層石灰?guī)r：厚0.3~4.7m平均2.7m，質(zhì)純致密，雖易賦存裂隙巖溶水，但含水量較三灰弱，充水含水層為裂隙巖承壓水類型，對(duì)礦井涌水量影響較小。3）第八層石灰?guī)r：厚度一般在3.0m左右，據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)單位涌水量0.123L/s.m，水質(zhì)類型屬重碳酸鈣。4）第十層灰?guī)r：厚度3.67~10.63m，平均7.15m。為16層煤的頂板，致密質(zhì)純，為礦井的直接充水含水層。本層屬水類型為裂隙巖溶承壓水，水質(zhì)類型為重碳酸鈣。5）第十四層灰?guī)r（徐家莊灰?guī)r）：厚8~25m，平均10m，灰白色，組織致密，水質(zhì)類型為重碳酸鈣。本含水層距18層煤僅24.8m，距離較近，應(yīng)加以注意。3．二疊系山西組厚度116m～148m，平均約127m。巖性以粗碎屑巖為主，砂巖的含量比例較高，其次為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、雜色泥巖及煤層。本組底界以2煤層下部的砂巖（有的相變?yōu)榧?xì)砂巖與粉砂巖互層或粉砂巖），富水性弱。4．二疊系石盒子組總厚度410～430m，有奎山砂巖，為含水性弱。5．侏羅系（J3）以紫紅色、棕紅色、豬肝色礫巖和砂巖為主，間夾雜色砂質(zhì)泥巖，通稱為紅層。是干燥高溫氣候條件下的陸相沉積。本區(qū)域含水性弱。6．奧陶系馬家溝石灰?guī)r：厚約800m，是本區(qū)基底厚含水層，深灰色，致密質(zhì)，上距18層煤約50m。正常情況下對(duì)開采影響不大，但因構(gòu)造影響奧灰與含水層、煤層對(duì)口時(shí)，會(huì)使礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜化，并威脅礦井安全。(三)礦井充水因素各主要充水含水層的靜儲(chǔ)量有限，以動(dòng)儲(chǔ)量為主，主要補(bǔ)給水源為大氣降水，地表水、地下潛水等。通過含水層露頭、裂隙帶、斷裂帶、巖石溶洞、老窯古空、未封閉和封閉不良鉆孔及采空冒落、裂隙帶等不同導(dǎo)水通道涌入礦井。正常情況下，安陽煤礦淺部含水層裂隙巖溶發(fā)育，涌水量大，隨深度加大而涌水量逐漸變小，垂深170m以上的井巷受大氣降水影響明顯，特別在雨季尤為突出，涌水量增大1-2倍，但隨井巷深度的增加，大氣降水對(duì)井巷影響逐漸減弱。按充水形式分述如下：1．大氣降水：礦井每年6月20日至9月底，雨季汛期是礦井水的補(bǔ)給來源，歷年來的觀測(cè)結(jié)果是：礦井涌水量增加，但對(duì)礦井開采影響不大。2．地表水：礦井開采煤層距地表較遠(yuǎn)，開采煤層薄，下沉量少，且無較大斷層出露形成補(bǔ)給通道，故地表水對(duì)礦井補(bǔ)給較小，對(duì)采礦影響不大。3．含水層水：主要有三灰、八灰、十灰、十四灰、奧陶系石灰?guī)r等含水層，安陽煤礦由于受采空區(qū)積水影響，各個(gè)含水層均已充水。4．?dāng)鄬铀罕緟^(qū)共有大中型斷層12條，并且小斷層較發(fā)育。以往棗莊礦區(qū)曾對(duì)北山大斷層的導(dǎo)水性做過許多工作，已證明該斷層不導(dǎo)水。井田內(nèi)大部分?jǐn)鄬訛閴号ば院蛷埮ば?，壓扭性結(jié)構(gòu)的斷層突水事例很少，部分?jǐn)鄬颖换鸪菐r巖墻侵入，增加了隔水性能。鄰近礦井巷道揭露的南北向斷層具有張性，有富水和導(dǎo)水性。5．老空區(qū)積水：黃貝礦的主采煤層為第14、16、17、18層煤，從我們掌握的資料來看，其開采情況為：黃貝煤礦井下一水平（-110m）及F12斷層以上塊段已經(jīng)采空；二水平14煤開采下限為-380m，16煤開采下限為暗斜井以東-476m、暗斜井以西-425m；17煤開采下限為暗斜井以東-470m、暗斜井以西-375m；18煤二水平及以下未開采。據(jù)調(diào)查，黃貝煤礦范圍內(nèi)（包括地方煤井）開采14、16、17、18層煤下限以上采空區(qū)均已充水。目前水位標(biāo)高+70m，積水量大約161.1萬m3以上。其中：14煤層采空區(qū)面積90.2萬m2，積水量27萬m3。16煤層采空區(qū)面積94.7萬m2，積水量28.4萬m3。17煤層采空區(qū)面積72.4萬m2，積水量21.7萬m3。18煤層采空區(qū)面積279.9萬m2，積水量84萬m3。安陽煤礦淺部含水層裂隙巖溶發(fā)育，涌水量大，隨深度加大而涌水量逐漸變小，深部主要是本井的采空區(qū)水。安陽煤礦上部的黃貝煤礦開采的老空水是今后安全開采的重大隱患，除留足防水煤柱外，還應(yīng)采取安全預(yù)防措施，探明老空水邊界，做到有針對(duì)性地預(yù)防。(四)礦井涌水量充水主要來自各個(gè)含水層水和采空區(qū)積水,根據(jù)相關(guān)水文地質(zhì)資料分析，礦井主要受14、16、17、18層煤采空區(qū)積水影響，在下一步開采時(shí)礦井涌水量將有所增加。根據(jù)《薛城煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》，礦井涌水量主要來自原黃貝礦井的采空區(qū)水和各個(gè)含水層水，預(yù)計(jì)本礦正常涌水量為200.1m3/h，最大涌水量為474.2m六、對(duì)資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告的評(píng)價(jià)及存在的問題（一）對(duì)資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告的評(píng)價(jià)原地質(zhì)報(bào)告勘探程度達(dá)到精查。整個(gè)黃貝已區(qū)是黃貝勘探區(qū)的一部分，區(qū)內(nèi)各可采煤層均已進(jìn)行了多年開采，煤層、煤質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)基本查明，煤層較穩(wěn)定，構(gòu)造復(fù)雜程度中等。已達(dá)到探明的地質(zhì)可靠程度。分析認(rèn)為：該井田勘探程度基本滿足技改初步設(shè)計(jì)要求。（二）存在問題及建議1．黃貝井積水區(qū)防隔離煤柱留設(shè)時(shí)，必須以黃貝井14層二水平東西大巷作為積水區(qū)邊界，并考慮二水平大巷北側(cè)的突出巷道，如：炸藥庫、壓風(fēng)機(jī)房、西二上山底部車場等進(jìn)行煤柱留設(shè)，隔離煤柱之內(nèi)不得施工任何巷道，以防積水區(qū)4.54MPa的高壓水從煤層頂板灰?guī)r裂隙潰入,并沖刷煤體形成突水通道。2．F39號(hào)斷層以北狹窄的塊段中,淺部有黃貝井積水區(qū)，深部斷層相互交叉切割，多為東西向的張性導(dǎo)水?dāng)鄬樱M窄的塊段中去掉積水區(qū)防隔離煤柱及斷層防水煤柱，已形不成布置工作面的條件，建議設(shè)計(jì)中對(duì)F39以東區(qū)域不予考慮。3．井田深部邊界處F28斷層落差8～70m，與北山邊界大斷層之間的塊段狹窄，構(gòu)造復(fù)雜，局部有火成巖床侵入，去掉斷層防水煤柱，已形不成工作面，建議將該塊段列為暫不能利用儲(chǔ)量，避免巷道揭露F28號(hào)大斷層增加防治水工作的難度。4．18層煤距奧灰承壓含水層較近，受水威脅嚴(yán)重，防治水難度大，費(fèi)用高，18層煤本身為局部開采，建議將18層煤列為暫不能利用儲(chǔ)量。5．?dāng)鄬臃浪褐粼O(shè)時(shí)，必須先探清斷層的確切位置，再進(jìn)行留設(shè)，確保斷層防水煤柱的有效寬度。6．F38逆斷層落差70m，F(xiàn)41正斷層落差25m，F(xiàn)42正斷層落差50m，相對(duì)開拓巷道前進(jìn)方向均為對(duì)盤上升，由于落差較大，煤層與對(duì)盤含水層對(duì)口或者接近，在過斷層之前需按有關(guān)規(guī)定打鉆探明斷層的導(dǎo)水性，如果斷層導(dǎo)水需進(jìn)行預(yù)注漿加固后方可穿過，過斷層時(shí)巷道需提前在本盤平推，盡量在距對(duì)盤含水層較遠(yuǎn)的巖層中穿過斷層，不得在對(duì)盤的17層煤以下穿過斷層，以防斷層導(dǎo)水。7．F38走向逆斷層落差70m，將本區(qū)自然分割為上部與下部兩大塊段，其上部區(qū)塊段的礦井排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可按以上涌水量預(yù)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其下部塊段的礦井涌水量需在上部塊段開采后，根據(jù)實(shí)際涌水量和補(bǔ)做水文地質(zhì)工作后計(jì)算的涌水量來確定。8．17煤層在一定程度上受奧灰承壓水威脅，建議設(shè)計(jì)部門對(duì)17煤層的開采方案進(jìn)行專題研究。9．井田西部與閆布煤礦相鄰，屬同層開采，在今后生產(chǎn)過程中，雙方需進(jìn)行定期互相調(diào)查，并交換礦圖，杜絕越界越層開采。10．對(duì)封孔質(zhì)量不合格的鉆孔要采取相應(yīng)的治理措施，防止鉆孔導(dǎo)水。11．建議礦井排水系統(tǒng)應(yīng)留有一定的富余能力，應(yīng)考慮突發(fā)水害的因素，泵房預(yù)留水泵位置，以備安裝應(yīng)急排水水泵，以提高礦井強(qiáng)排抗突能力。12．建議建立完善地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，以利于了解地下水動(dòng)態(tài)，進(jìn)行水害分析、預(yù)報(bào)和制定綜合防治水措施。13．定期收集、調(diào)查和核對(duì)井田內(nèi)和相鄰煤礦的生產(chǎn)情況，在井上、下工程對(duì)照?qǐng)D或采掘工程平面圖上標(biāo)注其位置、開采范圍、年限和積水等情況，為防治老空(巷)水害提供可靠依據(jù)。14．礦井井口和工業(yè)場地內(nèi)重要建筑物標(biāo)高設(shè)計(jì)均應(yīng)高于當(dāng)?shù)匕倌暌挥龊樗?，還應(yīng)做好雨季“三防”工作，建立完善地面疏水、防水和排水系統(tǒng)，以防河洪內(nèi)澇危害。對(duì)井田內(nèi)地表滲漏裂隙、采動(dòng)塌陷和巖溶陷落等及時(shí)處理，以防大氣降水、地表水大量下滲井下造成危害。第二章礦井開拓第一節(jié)井田境界及儲(chǔ)量一、井田境界根據(jù)采礦許可證安陽煤礦范圍由以下11個(gè)拐點(diǎn)限定，東西傾向4500m，南北走向2900m。面積約7.78km2，標(biāo)高為＋70～-1000m。安陽煤礦境界拐點(diǎn)坐標(biāo)值點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)Y坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)Y坐標(biāo)13860470.0039542000.0073861000.0039539175.0023864165.0039539880.0083860325.0039539460.0033862540.0039537600.0093860490.0039540235.0043861875.0039538250.00103860365.0039540320.0053862227.0039538626.00113860690.0039541240.0063861729.0039539206.00二、井田儲(chǔ)量(一)儲(chǔ)量計(jì)算原則：根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》有關(guān)規(guī)定和煤炭工業(yè)技術(shù)政策，結(jié)合井田資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告資料，本井田參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層有14煤、16煤、17煤、18煤；柴煤屬局部可采。1．工業(yè)指標(biāo)：根據(jù)《薛城煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》確定煤層最低可采厚度為＞0.5m，原煤最高灰分不大于40%。2．計(jì)算方法：該區(qū)煤類主要為肥煤，煤層傾角一般在12°～26°之間，一般在20°左右，總體屬緩傾斜地層。按規(guī)范要求，資源/儲(chǔ)量估算利用地質(zhì)塊段法，在煤層底板等高線圖上進(jìn)行。煤層傾角＞15°，使用煤層斜面積和真厚度。3．視密度：各煤層視密度均為1.35t/m3。(二)各級(jí)儲(chǔ)量計(jì)算根據(jù)礦井生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告和采礦許可證，安陽煤礦可采或局部可采煤層為柴煤、14煤、16煤、17煤和18煤，參加資源儲(chǔ)量估算的煤層共5層，分別為14煤、16煤、17煤、18煤和柴煤。煤類為肥煤。1．礦井地質(zhì)資源儲(chǔ)量經(jīng)計(jì)算，保有煤炭地質(zhì)資源儲(chǔ)量1218.7萬噸，全部為肥煤。2．礦井工業(yè)儲(chǔ)量按照有關(guān)計(jì)算規(guī)定，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量計(jì)算公式：礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=（111）+(331)+(332)+(333)kk——可信度系數(shù)，取0.7～0.9。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，k值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，k值取0.7。本礦井k值取0.7。本井田共有礦井工業(yè)儲(chǔ)量1215.46萬噸。3．礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（1）斷層煤柱斷層防水煤柱計(jì)算：根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》(試行)所推薦公式計(jì)算：≮20m式中：L——煤柱留設(shè)的寬度，m；K——安全系數(shù)(一般取2～5)，取3；M——煤層厚度或采高，14煤厚1.0m左右；P——水頭壓力(kgf/cm2)，65～85kgf/cm2;;Kp——煤的抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)，根據(jù)有關(guān)資料，取10kgf/cm2。依據(jù)以上公式，經(jīng)計(jì)算，煤層斷層防水煤柱寬度為6.6～7.6m，均較小。根據(jù)資源儲(chǔ)量報(bào)告，雖然斷層導(dǎo)水性較弱，但隨著煤炭開采后地層移動(dòng)，應(yīng)力重新分布，斷層導(dǎo)水性會(huì)發(fā)生變化；考慮到斷層對(duì)煤層破壞的影響，大斷層旁側(cè)小斷層發(fā)育，斷層位置和傾角在小范圍內(nèi)的變動(dòng)等因素，對(duì)落差較大的斷層要嚴(yán)加控制，在斷層兩側(cè)留設(shè)一定寬度的煤柱。斷層煤柱的留設(shè)，主要考慮斷層落差的大小。根據(jù)相關(guān)規(guī)定和鄰區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，落差20～50m的斷層，其兩側(cè)留設(shè)煤柱寬度為30m；落差≥50m的斷層，其兩側(cè)留設(shè)煤柱寬度為50m。落差≥100m的斷層，其兩側(cè)留設(shè)煤柱寬度為100m。（2）邊界煤柱根據(jù)有關(guān)規(guī)定和開采設(shè)計(jì)要求，安陽煤礦邊界煤層開采均需留設(shè)保護(hù)煤柱。安陽煤礦邊界煤柱留設(shè)寬度為30m。（3）采空區(qū)防水煤柱對(duì)于區(qū)內(nèi)原黃貝煤礦各煤層的采空區(qū)，據(jù)調(diào)查均已充水。為了生產(chǎn)安全，本次資源儲(chǔ)量估算時(shí)，從采空區(qū)下限向外沿傾向留設(shè)了水平距離100m寬防水煤柱。（4）村下開采根據(jù)山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程研究院編寫的《山東安陽礦業(yè)有限責(zé)任公司安陽煤礦建筑物下壓煤開采方案設(shè)計(jì)》，開采深度在-600m以下，對(duì)地面影響不大，井田內(nèi)村莊下壓煤可全采。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)資源儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量后的資源量，本礦井的設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量為968.06萬噸。4．礦井可采儲(chǔ)量（1）工廣煤柱井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱主要占?jí)?4煤、16煤、17煤、18煤，根據(jù)巖層塌陷角經(jīng)驗(yàn)角度，煤層上覆第四系以45°巖移角計(jì)算，煤層上覆基巖以70°巖移角計(jì)算。（2）巷道煤柱壓煤量主要巷道兩側(cè)留設(shè)20m的巷道保護(hù)煤柱計(jì)算巷道煤柱的煤量。（3）開采損失井田內(nèi)煤層均為薄煤層，儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告中煤層的回采率為85%，煤層開采損失為104.0萬噸。通過以上各類煤柱和開采損失計(jì)算，礦井共有可采儲(chǔ)量589.5萬噸。山東安陽礦業(yè)有限責(zé)任公司安陽煤礦儲(chǔ)量匯總表表2-1煤類煤層名稱資源儲(chǔ)量類別合計(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量資源量（111b）（331）（332）（333?）肥煤總計(jì)1047.4132.528.010.81218.714煤418.731.911.33.5465.416煤267.120.25.63.8296.717煤265.919.26.83.5295.418煤55.161.2116.3柴煤40.64.344.9在礦井儲(chǔ)量中尚有待進(jìn)一步探查的柴煤、6、9層煤，礦區(qū)普遍可采，本井田已有資料顯示6、9層煤局部可采，在進(jìn)一步探查的基礎(chǔ)上再進(jìn)行核實(shí)儲(chǔ)量確定開采。4、柴煤開采上限柴煤開采最高上限計(jì)算：一般按水體壓煤安全開采條件確定開采保護(hù)煤柱，公式如下：式中：∑m—累計(jì)采厚；Hb=3A保護(hù)煤柱垂高計(jì)算為30m，地面粘土厚為7m，地面標(biāo)高為+72m，綜上所得煤層最高可采上限為+30m。+30m以上煤可在后期進(jìn)行試驗(yàn)開采。安陽煤礦可采儲(chǔ)量計(jì)算表表2-2煤類煤層名稱資源儲(chǔ)量類別永久煤柱工廣壓煤壓煤小計(jì)（111b）（331）（332）（333?）斷層邊界采空區(qū)肥煤14煤418.731.911.33.585.31428.632.3312.4172.6343.76247.96回采率85%16煤267.120.25.63.846.88.615.319.667.197.4629.72168.39回采率85%17煤265.919.26.83.529.27.412.224.166.579.4632.23182.66回采率85%18煤55.161.21.212.0313.2315.4687.61回采率85%柴煤40.64.36.7438.17回采率85%合計(jì)1047.4132.52810.8161.331.256.188.1826362.78127.9724.78注：K值取0.7第二節(jié)礦井技改生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井工作制度礦井年工作制度為年工作日330a，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班檢修，每天凈提升時(shí)間為16h。二、礦井技改年生產(chǎn)能力根據(jù)本井田煤層賦存條件和設(shè)計(jì)委托要求，礦井技改后年生產(chǎn)能力為30萬t。三、礦井技改服務(wù)年限按《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.3，經(jīng)上計(jì)算，礦井柴煤14、16、17、18煤可采17.26年，其上部的柴煤、6、9層煤等遠(yuǎn)景儲(chǔ)量還可開采，相應(yīng)延長服務(wù)年限10年以上。第三節(jié)井田開拓一、井田開拓方式本井田范圍內(nèi)地勢(shì)平坦，煤系地層上覆第四系沖積層和侏羅系等，第四系厚度為0～26m，侏羅紀(jì)淄博群厚度550m左右，煤層傾角一般在12°～26°，主采煤層埋藏深度在-550—-1000m之間，依照本礦井開采條件，本礦井開拓方式確定為立井開拓方式。二、井口及工業(yè)場地位置選擇(一)影響井口及工業(yè)場地位置的主要因素：1．第四系的厚度及含水層、砂礫層層厚。2．井田高級(jí)儲(chǔ)量集中于14層，首采區(qū)位置應(yīng)布置在其范圍內(nèi)。3．由于煤層埋藏較深，井筒及工業(yè)場地相對(duì)壓煤較大。4．工業(yè)場地和井口位置應(yīng)選擇在使井底車場及硐室處于相對(duì)堅(jiān)硬、穩(wěn)定的巖層中。5．井口及工業(yè)場地的位置應(yīng)盡量靠近公路布置，盡可能縮短礦井的場外公路長度。(二)井口與工業(yè)場地位置井口與工業(yè)場地位置，地面盡量考慮交通方便，出入順暢；無水庫、大的河流、山坡、泥石流、流沙等影響；少占良田或不占良田；供電供水方便。井筒盡可能在井田走向方向的儲(chǔ)量中心或靠近中央位置，兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡，使大巷運(yùn)費(fèi)低，同時(shí)使兩翼巷道使用年限相對(duì)平衡降低維護(hù)時(shí)間和維護(hù)費(fèi)用，通風(fēng)距離最短。井筒及工業(yè)場地位置位于69-7和81-8號(hào)孔之間。三、開拓布置方案根據(jù)安陽煤礦新井井口位置及開拓布置形式，新區(qū)井口及工業(yè)場地位置位于69-7和81-8號(hào)孔之間，南、北安陽連接公路西側(cè)約300m附近。地面有適應(yīng)全天候硬化路面南北和東西向兩條公路。根據(jù)礦井建設(shè)實(shí)際，安陽煤礦各系統(tǒng)相對(duì)比較獨(dú)立，均能滿足安全生產(chǎn)需要。立井開拓井底水平-620m；一個(gè)水平、上下山開采全井田；首采－620m水平以上部分，首采工作面布置在14煤、16煤兩層；主井井筒裝備一對(duì)箕斗提升，同時(shí)兼作回風(fēng)井；副井井筒裝備一對(duì)單層罐籠作為輔助提升，兼作進(jìn)風(fēng)井。主要大巷分別沿14、16煤布置，主運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸機(jī)，輔助運(yùn)輸采用蓄電池電機(jī)車牽引一噸箱式礦車。全井田劃分兩個(gè)采區(qū)，采區(qū)裝備薄煤層采煤機(jī)。開拓布置見圖2-1四、水平劃分及標(biāo)高根據(jù)本礦井技改開拓布置和煤層的特點(diǎn)，14煤埋藏較深，14煤距離16煤平均50米左右，設(shè)計(jì)認(rèn)為采用一個(gè)水平，上下山開采較為合理。考慮16煤、17煤距14煤距離較近，由石門過斷層溝通。因此礦井設(shè)一個(gè)水平開采全井田，水平標(biāo)高即-620m為礦井井底水平。五、運(yùn)輸大巷與總回本井田由一個(gè)水平開采，前期主要開采14煤層。井底車場與14煤之間以石門溝通，然后沿著14煤-620m等高線布置軌道大巷、皮帶運(yùn)輸巷道。皮帶運(yùn)輸巷(總回)平行于軌道大巷布置。進(jìn)倉皮帶機(jī)道以標(biāo)高點(diǎn)確定其角度進(jìn)行溝通。六、采區(qū)劃分及開采順序1、采區(qū)劃分按照礦井的開拓部署，本著合理開采，簡化工藝，有利于機(jī)采?？紤]到井田范圍內(nèi)上、下組煤的特點(diǎn)，并盡量減少工作面跨斷層，利用斷層切割自然邊界，分別劃分采區(qū)，對(duì)全井田劃分為兩個(gè)采區(qū)，－620水平以上為一采區(qū)，－620水平以下為二采區(qū)。井田內(nèi)各煤層垂直劃分采區(qū)，即各煤層都劃分為兩個(gè)采區(qū)。2、開采順序采區(qū)開采順序本著先近后遠(yuǎn)、先上后下，集中開采勘探程度高，構(gòu)造簡單、儲(chǔ)量集中的區(qū)域。根據(jù)采區(qū)劃分情況，先菜－620以上一采區(qū)。七、村下開采根據(jù)山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程研究院編寫的《山東安陽礦業(yè)有限責(zé)任公司安陽煤礦建筑物下壓煤開采方案設(shè)計(jì)》，14+16+17煤層全采后，北安陽村等建構(gòu)筑物的最大下沉值大，其遭受的最大移動(dòng)變形值在Ⅱ級(jí)損壞范圍內(nèi)，且僅傾斜指標(biāo)大于Ⅰ級(jí)變形值上限，仍然基本滿足本論證設(shè)計(jì)需要及保護(hù)建筑物的要求。開采應(yīng)嚴(yán)格按照研究方案進(jìn)行開采，并建議礦方在不影響村莊或?qū)Υ迩f影響極輕微的區(qū)域進(jìn)行開采試驗(yàn)，進(jìn)行地面觀測(cè)，取得實(shí)際的巖移情況后再進(jìn)行開采方案設(shè)計(jì)。第四節(jié)井筒一、井筒數(shù)量、用途及裝備1、井筒數(shù)量本礦井年生產(chǎn)能力30萬噸，根據(jù)礦井開拓布局和礦井安全生產(chǎn)、通風(fēng)、安全出口等規(guī)定的需要，礦井共設(shè)主、副井二個(gè)井筒，主、副井集中布置在礦井新區(qū)工業(yè)場地內(nèi)。2、井筒用途、布置及裝備(1)主井井筒根據(jù)礦井技改生產(chǎn)能力和礦井安全生產(chǎn)的需要，主井井筒主要擔(dān)負(fù)井下原煤的提升，裝備一對(duì)4t箕斗。設(shè)計(jì)采用冷彎方管罐道、玻璃鋼梯子間，敷設(shè)消防灑水管，另兼作礦井回風(fēng)井和通往地面安全出口之一。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力及提升容器的規(guī)格、數(shù)量及井筒合理布置的要求，井筒直徑為φ4.5m，凈斷面15.9m2。詳見插圖2-3(2)副井井筒副井井筒主要用作礦井輔助提升，擔(dān)負(fù)全礦人員、材料、設(shè)備升降及矸石提升，裝備一對(duì)一噸單層罐籠，冷彎方管罐道、玻璃鋼梯子間，敷設(shè)排水管路、動(dòng)力電纜、通訊電纜等，另兼作礦井進(jìn)風(fēng)井。根據(jù)井筒裝備和提升容器的需求，副井井筒凈直徑為φ5.0m，凈斷面19.6m2。詳見插圖2-4二、井筒施工方法及井壁結(jié)構(gòu)1、井筒穿過地層情況根據(jù)井筒附近鉆孔資料及礦井生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告，井筒將穿過第四系、侏羅系淄博群、二疊紀(jì)下統(tǒng)山西組、石炭紀(jì)上統(tǒng)太原組等地層。其中第四系厚度約7.0m，主要有粘土、粉質(zhì)粘土、礫石層及近代堆積組成；侏羅系淄博群平均厚230m，主要由棕紅色、紫紅色、雜色砂巖及紫紅色礫巖組成；二疊系下統(tǒng)山西組厚約282m，由灰黑、黑色砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖等組成，石炭系太原組厚約180m，主要由灰黑色、深灰色泥質(zhì)砂巖、砂巖、灰?guī)r、煤層組成。2、井筒施工方法根據(jù)井筒所穿過的地層情況，參照臨近礦井井筒施工的經(jīng)驗(yàn)，井筒施工采用普通法鑿井。井筒上部表土段到風(fēng)化基巖段采用鋼筋混凝土加強(qiáng)支護(hù)，軟弱層段考慮鋼筋加強(qiáng)支護(hù)。依據(jù)礦井新施工的井筒檢查鉆的資料，主井井筒穿過的基巖段無涌水量超過20m3根據(jù)以上鉆孔資料情況，設(shè)計(jì)建議對(duì)主、副井井筒施工時(shí)穿過的二疊系、石炭系含水層，要進(jìn)行探水工作，必要時(shí)采用工作面預(yù)注漿法施工，正常基巖段采用普通法進(jìn)行施工。3、井壁結(jié)構(gòu)礦井主、副井筒表土、風(fēng)化基巖段采用鋼筋混凝土加強(qiáng)支護(hù)，砼強(qiáng)度等級(jí)為C30號(hào)，基巖段井壁為500毫米素砼，砼強(qiáng)度為C25號(hào)，破碎層可用掛網(wǎng)錨噴加強(qiáng)支護(hù)。井筒特征見表2-3井筒特征表表2-3序號(hào)項(xiàng)目名稱單位主井副井1坐標(biāo)Xm38621003862068Ym39539469395394292標(biāo)高井口m+78+78井底m-620-6203井深全深m698719水窩m214直徑凈mφ4.5φ5.0表土掘mφ5.9φ6.4基巖掘mφ5.5φ6.05斷面凈m215.919.64表土掘m227.3432.17基巖掘m223.7628.276支護(hù)表土鋼筋砼鋼筋砼基巖砼砼7支護(hù)厚度表土mm700700基巖mm5005008裝備一對(duì)4噸箕斗一對(duì)單層單車罐籠9提升方位角度9090第五節(jié)井底車場及硐室一、井底車場形式根據(jù)礦井開拓布置，主、副井筒及井筒與大巷之間的相對(duì)位置關(guān)系，考慮礦井主提升為箕斗，井下大巷主運(yùn)輸為皮帶，裝載方式為上裝式，車場布置主要考慮為輔助運(yùn)輸?shù)姆奖?。因此，車場在滿足礦井排矸的條件下可適當(dāng)簡化布置，減少車場工程量。環(huán)形刀式車場具有工程量小、投資省、調(diào)車方便、便于施工等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)確定井底車場形式布置為環(huán)形刀式車場，詳見插圖2-5。二、井底車場調(diào)車方式及通過能力車場調(diào)車較為簡單，來自掘進(jìn)工作面的矸石列車進(jìn)入車場后，牽引列車經(jīng)五號(hào)交岔點(diǎn)進(jìn)入重車道，摘掛鉤后，機(jī)車通過渡線道岔進(jìn)入空車道牽引空車駛出車場、大巷。井底車場在生產(chǎn)過程中僅擔(dān)負(fù)矸石和材料輔助運(yùn)輸，經(jīng)計(jì)算，其通過能力滿足生產(chǎn)的需要，富裕能力大于30%。三、井底車場主要硐室井底車場位于-620m水平，車場通過石門與采區(qū)聯(lián)系，車場內(nèi)主要硐室有：1、主井井下裝載系統(tǒng)根據(jù)地質(zhì)資料及裝載系統(tǒng)與井底車場水平的相對(duì)關(guān)系，裝載方式采用上裝式。主要硐室有箕斗裝載硐室、井底煤倉等。裝載方式：進(jìn)倉皮帶機(jī)巷皮帶運(yùn)來的煤卸入煤倉，井底煤倉為立式煤倉(倉容量約400t)通過倉下給煤機(jī)將煤裝入箕斗，由箕斗提到地面。2、主井井底清理撤煤系統(tǒng)：主井底部即為清理撤煤硐室，清理撤煤硐室及巷道僅以平巷進(jìn)入井底，布置較簡單。3、副井系統(tǒng)井下硐室：由副井井筒與車場連接處(馬頭門)、操車設(shè)備硐室、信號(hào)硐室等組成。4、排水系統(tǒng)：由井下主排水泵房、井底水倉、管子道及泵房通道等組成。井底水倉容量滿足8h礦井正常涌水量的要求，水倉容積為1643m5、供電系統(tǒng)：由井下中央變電所、變壓器室及通道等組成。6、井下爆炸材料庫：布置于-620m水平車場外的軌道石門西側(cè)，其回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)通道直接回入回風(fēng)巷，硐室采用壁槽式。7、其他硐室：車場內(nèi)還有調(diào)度室，消防材料庫和電機(jī)車修理間，位于車場繞道內(nèi)，充分利用車場繞道。四、車場巷道及硐室支護(hù)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及井筒附近鉆孔所揭露的巖層情況，井底車場設(shè)于較穩(wěn)定、堅(jiān)硬的砂巖巖層中，利于巷道及硐室的施工和支護(hù)，考慮14煤的賦存深度，副井井底車場水平設(shè)在-620m(可根據(jù)井筒揭露情況進(jìn)行上下調(diào)整)。車場、硐室及管子道開口巖層位相對(duì)較穩(wěn)定，副井井底水窩距十四灰?guī)r的間距滿足隔水層厚度的要求。井底水窩不會(huì)受到14層灰?guī)r底鼓水的威脅。車場巷道及部分硐室采用錨(網(wǎng))噴支護(hù)，主要硐室采用錨噴加砼或鋼筋砼砌碹支護(hù)。五、車場巷道及硐室工程量井底車場巷道及硐室工程量見表2-4井底車場巷道及硐室工程量表表2-4序號(hào)工程名稱長度(m)掘進(jìn)體積(m3)1巷道單軌段96.6860雙軌段73.412842變斷面、交岔點(diǎn)71.8510703硐室86664合計(jì)241.8511880第三章大巷運(yùn)輸及設(shè)備第一節(jié)運(yùn)輸方式的選擇按照礦井開拓布置和開采條件，礦井大巷運(yùn)輸方式既可礦車運(yùn)輸，也適應(yīng)皮帶機(jī)運(yùn)輸。當(dāng)采用礦車運(yùn)輸時(shí)，自回采工作面運(yùn)出的煤，經(jīng)采區(qū)皮帶運(yùn)到采區(qū)煤倉進(jìn)行裝車，而后經(jīng)機(jī)車牽引通過大巷至井底車場翻車機(jī)翻入井底煤倉。因此運(yùn)輸系統(tǒng)中應(yīng)有采區(qū)煤倉、翻車機(jī)硐室和主井井底清理撒煤斜巷及排水等設(shè)施，而且主井裝載方式為下裝式，增加了井筒深度和工程量。而采用皮帶運(yùn)輸時(shí)，主井裝載方式可采用上裝式，這樣可簡化運(yùn)輸系統(tǒng)中采區(qū)煤倉設(shè)置、清理斜巷及排水等矛盾，且不需翻車機(jī)硐室，使運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)減少、系統(tǒng)簡單、工程量省、運(yùn)量大、效益高、連續(xù)性強(qiáng)、便于管理、易于實(shí)現(xiàn)集中控制和自動(dòng)化，為礦井穩(wěn)產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。因此，礦井大巷主運(yùn)輸選擇皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸方式。礦井輔助運(yùn)輸，則采用ZK6-6/550型架線電機(jī)車，牽引一噸礦車。架線電機(jī)車選用兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。第二節(jié)礦車根據(jù)礦井輔助運(yùn)輸對(duì)各類車輛的需求，設(shè)計(jì)對(duì)礦井井下掘進(jìn)矸石、掘進(jìn)煤等外運(yùn)，主副井選用一噸箱式標(biāo)準(zhǔn)礦車，型號(hào)MG1.1-6B型；選用MC1-6B型材料車進(jìn)行材料運(yùn)輸。選用MP1-6B型平板車作為井下設(shè)備等運(yùn)輸。礦車使用數(shù)量，按照礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)的井上、下用車地點(diǎn)的車輛使用數(shù)量，考慮調(diào)車方便，經(jīng)排列法計(jì)算，共需一噸箱式標(biāo)準(zhǔn)礦車132輛，材料車13輛，平板車4輛。礦車用量計(jì)算見表3-1。礦車用量計(jì)算表表3-1序號(hào)使用地點(diǎn)單位數(shù)量1副井井筒輛42副井上、下車場輛20×23地面矸石系統(tǒng)輛104井下運(yùn)行輛205掘進(jìn)頭輛406主井底清理撒煤輛67小計(jì)輛1208備用按10%計(jì)輛129合計(jì)輛132第三節(jié)運(yùn)輸設(shè)備選型礦井投產(chǎn)，工作面正常生產(chǎn)時(shí)，原煤經(jīng)工作面刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)至順槽皮帶機(jī)上，再經(jīng)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)至進(jìn)倉皮帶機(jī)到達(dá)井底煤倉，再經(jīng)定量裝載設(shè)備，裝入箕斗，提到地面。一、原始數(shù)據(jù)進(jìn)倉皮帶機(jī)道及主運(yùn)大巷運(yùn)輸距離L=812傾角α１=13°L1=223mα2=0°L2=24m，主運(yùn)大巷α3＜1°L3輸送高度H1=50mH3進(jìn)14煤首采區(qū)上山皮帶機(jī)α4=13°L4=76m運(yùn)輸能力30萬噸/年二、設(shè)計(jì)計(jì)算(一)、進(jìn)倉皮帶機(jī)1、運(yùn)輸量：根據(jù)礦井的實(shí)際生產(chǎn)情況，考慮到礦井生產(chǎn)的不均衡性，運(yùn)輸能力按每年330天，每天兩班生產(chǎn)，每班運(yùn)輸時(shí)間取3.5小時(shí)。所需小時(shí)運(yùn)輸能力：Q=AN/(br×2t)=30×104/(330×2×3.5)≈130＜Q′=250(t/h)。皮帶實(shí)際運(yùn)輸能力：Q′=3600AvγC=3600×0.055×2×0.85×0.91=306(t/h)為擴(kuò)大生產(chǎn)需要，留有一定余量，選擇皮帶動(dòng)輸能力為300t/h。式中：Q—所需小時(shí)運(yùn)輸能力，t/hAN—年產(chǎn)量，t/年v—皮帶機(jī)運(yùn)行行度，v=2mA—輸送物質(zhì)裝載的截面積，帶寬800當(dāng)傾角為13°為0.055γ—煤的松散密度，取0.85t/m3；C—輸送機(jī)傾角系數(shù)，當(dāng)傾角為13°為0.912、皮帶寬度：B=[Q/(K×γ×V×C)]1/2=[300/(422×0.85×2×0.91)]1/2=6式中：Q—小時(shí)運(yùn)輸能力，t/hK—斷面系數(shù)，斷面槽形，堆積角25°時(shí)K=422；γ—煤的松散密度，取0.85t/m3；v—皮帶機(jī)運(yùn)行速行度，v=2mC—輸送機(jī)傾角系數(shù)，α=13°時(shí)為0.91考慮到原煤粒度及槽形托輥等因素，取皮帶寬度B=800mm，皮帶采用PVG1000S3、運(yùn)行阻力及膠帶張力計(jì)算①、重載段運(yùn)行阻力①、重載段運(yùn)行阻力Wzh=(q+qd+qg)ωA+(q+qd+qg)B=(35.4+10.1+7.3)×0.02×241.3+(35.4+10.1+7.3)×50.2=2905式中：q—膠帶單位長度的貨載質(zhì)量，q=Qρ/3.6V=300×0.85/3.6×2=35.4kg/mqd—膠帶單位長度的質(zhì)量，10.1kg/mqg—重段托輥單位長度的質(zhì)量，7.3ω—槽形托輥的阻力系數(shù)，0.02；A=L×cosβ=(223cos1+24cos0)=241.3B=L×sinβ=223sin13+24sin0=50.2②、空載段運(yùn)行阻力Wk=(qd+qg′)ωA-qd×B=(10.1+4.4)×0.02×241.3-10.1×50.2=-437式中：qg′—空段托輥單位長度的質(zhì)量，4.4③、逐點(diǎn)張力計(jì)算S2=S1+Wk=S1-437S3=1.04S2=1.04S1-454.5S4=S3+Wzh=1.04S1+2905S5=1.04S4=1.08S1+3021S5=S6=S1[1+(eμα-1)/n]=4.77S1式中：n—摩擦力備用系數(shù)，井下設(shè)備一般取1.15。eμα—摩擦系數(shù)μ=0.2，圍包角480°時(shí)eμα=5.34聯(lián)立方程求解得S1=819kgS5④、膠帶允許承受的最大張力Sm=(B×σ)/m=(800×1000)/10=8163kg＞S5=式中：σ—PVG1000S型膠帶每厘米寬膠帶拉斷力，1000N/mmm—安全系數(shù)，要求不小于7，重載時(shí)可取10。膠帶強(qiáng)度能夠滿足要求。4、牽引力與電機(jī)功率計(jì)算主軸牽引力：Wo=S5-S1+0.04(S5+S1)=3905-819+0.04(3905+819)=3275g電機(jī)功率：N＝(Ｗo(hù)×g×V×K)/1000η=(3275×9.8×2×1.2)/1000×0.80=96kw＜2×55kW式中：K-電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，取1.2η-總偉動(dòng)效率，取0.80根據(jù)以上計(jì)算和礦井實(shí)際生產(chǎn)情況，選用固定帶式輸送機(jī)為DTⅡ型，帶寬B=800mm，帶速V=2m/s?？紤]到礦井初期產(chǎn)量不穩(wěn)、帶載啟動(dòng)等，配用標(biāo)準(zhǔn)隔爆型電機(jī)(YB250M-455kW)二臺(tái)，5、電控及保護(hù)設(shè)備皮帶運(yùn)輸機(jī)電控均采用KXJ5-660/1140型(配BSY5-127型皮帶機(jī)綜合保護(hù)裝置)隔爆兼本質(zhì)安全型綜合保護(hù)電控設(shè)備。該系統(tǒng)采用PLC集中控制(含控制臺(tái))，具有速度控制、過速報(bào)警、制動(dòng)、斷帶、跑偏、急停、煙霧、溫度等連續(xù)監(jiān)測(cè)報(bào)警保護(hù)裝置，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)能自動(dòng)報(bào)警。并采用了ZLY-01-100液壓拉緊裝置，與電控裝置配合使用，對(duì)皮帶機(jī)運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制，皮帶還設(shè)置了逆止器。(二)、主運(yùn)大巷皮帶機(jī)主運(yùn)大巷皮帶機(jī)運(yùn)輸量和皮帶寬度與入倉皮帶機(jī)一樣，考慮到粒度及槽形托輥等因素，取皮帶寬度B=800mm，皮帶采用PVG1000S１、運(yùn)行阻力及膠帶張力計(jì)算Wzh=(q+qd+qg)ΩL3cosα3+(q+qd+qg)L3sinα3=(35.4+10.1+7.3)×0.02×565cos１+(35.4+10.1+7.3)×565sin1=1117式中：q—膠帶單位長度的貨載質(zhì)量，q=Qρ/3.6V=300×0.85/3.6×2=35.4kg/mqd—膠帶單位長度的質(zhì)量，10.1kg/mqg—重段托輥單位長度的質(zhì)量，7.3ω—槽形托輥的阻力系數(shù)，0.02；②、空載段運(yùn)行阻力Wk=(qd+qg′)ωL3cosα3-qd×L3sinα3=(10.1+4.4)×0.02×565cos１-10.1×565sin１=64k式中：qg′—空段托輥單位長度的質(zhì)量，4.4③、逐點(diǎn)張力計(jì)算S2=S1+Wk=S1+64S3=1.04S2=1.04S1+66.6S4=S3+Wzh=1.04S1+1117S5=1.04S4=1.08S1+1162S5=S6=S1[1+(eμα-1)/n]=4.77S1式中：n—摩擦力備用系數(shù)，井下設(shè)備一般取1.15。eμα—摩擦系數(shù)μ=0.2，圍包角480°時(shí)eμα=5.34聯(lián)立方程求解得S1=315kgS5④、膠帶允許承受的最大張力Sm=(B×σ)/m=(800×1000)/10=8163kg＞S5=式中：σ—PVG1000S型膠帶每厘米寬膠帶拉斷力，1000N/mmm—安全系數(shù)，要求不小于7，重載時(shí)可取10。膠帶強(qiáng)度能夠滿足要求。２、牽引力與電機(jī)功率計(jì)算主軸牽引力：Wo=S5-S1+0.04(S5+S1)=1502-315+0.04(1502+315)=1260g電機(jī)功率：N＝(Ｗo(hù)×g×V×K)/1000η=(1260×9.8×2×1.2)/1000×0.80=37kw＜45kW式中：K-電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，取1.2η-總偉動(dòng)效率，取0.80根據(jù)以上計(jì)算和礦井實(shí)際生產(chǎn)情況，選用固定帶式輸送機(jī)為DTⅡ型，帶寬B=800mm，帶速V=2m/s?？紤]到礦井初期產(chǎn)量不穩(wěn)、帶載啟動(dòng)等，配用標(biāo)準(zhǔn)隔爆型電機(jī)(YB225S-445kW)一臺(tái)，３、電控及保護(hù)設(shè)備皮帶運(yùn)輸機(jī)電控均采用KXJ5-660/1140型(配BSY5-127型皮帶機(jī)綜合保護(hù)裝置)隔爆兼本質(zhì)安全型綜合保護(hù)電控設(shè)備。該系統(tǒng)采用PLC集中控制(含控制臺(tái))，具有速度控制、過速報(bào)警、制動(dòng)、斷帶、跑偏、急停、煙霧、溫度等連續(xù)監(jiān)測(cè)報(bào)警保護(hù)裝置，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)能自動(dòng)報(bào)警。并采用了ZLY-01-100液壓拉緊裝置，與電控裝置配合使用，對(duì)皮帶機(jī)運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制，皮帶還設(shè)置了逆止器。(三)、進(jìn)14煤首采區(qū)上山皮帶機(jī)及順槽皮帶機(jī)開采首采區(qū)時(shí)，進(jìn)14煤首采區(qū)上山皮帶機(jī)作為順槽皮帶機(jī)和入倉帶機(jī)的轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)，這時(shí)主運(yùn)大巷皮帶機(jī)道還沒有形成。為節(jié)省設(shè)備投資，進(jìn)14煤首采區(qū)上山皮帶機(jī)可以利用主運(yùn)大巷皮帶機(jī)。14煤工作面運(yùn)輸順槽鋪設(shè)一臺(tái)SPJ650/40型吊掛式帶式輸送機(jī)接刮板機(jī)從工作面上運(yùn)來的煤炭，皮帶寬度B=650mm，帶速V=2m/s，配用標(biāo)準(zhǔn)隔爆型電機(jī)(YB225S-445kW,～380/660V)一臺(tái)。電源引自中央變電所礦用低壓配電箱，采用QBZ-80/660型隔爆型磁力起動(dòng)器控制皮帶機(jī)的運(yùn)行。第四章采區(qū)布置及裝備第一節(jié)采煤方法一、投產(chǎn)采區(qū)概況根據(jù)礦井開拓，水平設(shè)置和采區(qū)劃分，礦井投產(chǎn)采區(qū)為一采區(qū)。煤層傾角12°～26°，一般在20°左右，總體屬緩傾斜地層。煤層走向長度約為2500米，傾斜長度約為400～1100米，面積約1.9km2。14煤層賦存深度在-450～-700米之間，煤層厚度0.44～1.36m，平均厚度為1.23米。16煤距14煤層下45～50米，煤層厚度0.20～1.03m，平均厚度為0.72米。17煤距16煤下12m煤層厚度0.38～3.70m，平均0.66m。柴煤、14煤、16煤、18煤煤層頂、底板多為泥巖。17煤頂板為十一灰(局部相變?yōu)樯皫r或砂質(zhì)泥巖)，底板為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖。二、采煤方法根據(jù)采區(qū)煤層賦存狀態(tài)，由于其傾角深部平緩淺部較陡，結(jié)合采區(qū)巷道布置及斷層的走向，設(shè)計(jì)采用長壁開采一采區(qū)14煤、16煤。村莊壓煤的開采按照有關(guān)部門批準(zhǔn)后的村下煤開采設(shè)計(jì)進(jìn)行。本礦井開采的煤層均為薄煤層，設(shè)計(jì)選用一次采全高開采，全部冒落法管理頂板。三、采煤機(jī)械按照礦方要求達(dá)產(chǎn)時(shí)開采一個(gè)14煤工作面和一個(gè)16煤對(duì)拉工作面，采用炮采工藝。之后由一個(gè)14煤對(duì)拉工作面來滿足礦井生產(chǎn)能力，采用高檔普采工藝，炮采及高檔普采工作面的機(jī)械裝備如下：1、落煤方式炮采采用ZQS-35/2.0風(fēng)煤鉆打眼爆破落煤；后續(xù)高檔普采用薄煤層采煤機(jī)MG100（B1M—100）落煤。2、工作面裝煤及運(yùn)輸由于達(dá)產(chǎn)面采完后采用高檔普采工藝開采以后的工作面，達(dá)產(chǎn)工作面（炮采面）的溜子型號(hào)與高檔普采面的溜子型號(hào)統(tǒng)一以便后續(xù)工作面能夠配用。落煤后，采用帶鏟煤板和擋煤板的重型溜子運(yùn)輸，以推溜器前移溜子及人工輔助相結(jié)合裝煤。14煤經(jīng)過工作面運(yùn)輸順槽溜子轉(zhuǎn)到順槽皮帶，溜子選用SGB420/30T型，順槽膠帶機(jī)選用SSJ650/2×22型。3、工作面支護(hù)根據(jù)棗莊礦區(qū)近年來開采薄煤層的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合對(duì)較成熟的新型支護(hù)形式選用，設(shè)計(jì)選用DZ08—25/80(DZ10—25/80)型單體液壓支柱配合HDJA—1000金屬鉸接頂梁進(jìn)行工作面支護(hù)，工作面順槽選用DZ22—30/100型單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁進(jìn)行雙排超前支護(hù)。四、回采工作面1、達(dá)產(chǎn)工作面一采區(qū)達(dá)產(chǎn)工作面位于工廣煤柱的東北部的14煤工作面和16煤對(duì)拉工作面，工作面順槽沿煤層偽傾斜布置；工作面編號(hào)分別為1403，1601。2、工作面參數(shù)達(dá)產(chǎn)時(shí)一個(gè)采區(qū)兩個(gè)工作面，14煤一個(gè)工作面和16煤一個(gè)對(duì)拉工作面。按照目前施工情況14煤工作面長度70米；14煤平均厚度為1.23m，視密度1.35t/m3；16煤工作面長度140米16煤平均厚度為0.72m，視密度1.35t/m3，正規(guī)循環(huán)系數(shù)均按0.814煤工作面年生產(chǎn)能力計(jì)算如下：A1=10-4L·h·r·b·n·k·=10-4×70×1.23×1.35×4×330×80%×98%=12.0（萬t）/aA1—14采煤工作面年生產(chǎn)能力，萬t/aL—回采工作面長度，mh—開采厚度，mr—煤的視密度，t/m3b—回采工作面平均日進(jìn)度，4n—年工作面日，330dk—正規(guī)循環(huán)作業(yè)系數(shù)，取80%c—工作面回采率，取98%。16煤工作面年生產(chǎn)能力計(jì)算如下：A2=10-4L·h·r·b·n·k·=10-4×140×0.72×1.35×4×330×80%×98%=14.1（萬t）/aA2—16采煤工作面年生產(chǎn)能力，萬t/aL—回采工作面長度，mh—開采厚度，mr—煤的視密度，t/m3b—回采工作面平均日進(jìn)度，4n—年工作面日，330dk—正規(guī)循環(huán)作業(yè)系數(shù)，取80%c—工作面回采率，取98%Ac=A1+A2=12.0+14.1=26.1（萬t）/a掘進(jìn)工作面出煤量計(jì)算，共有6個(gè)掘進(jìn)工作面，其中14煤四個(gè)掘進(jìn)工作面，16煤兩個(gè)掘進(jìn)工作面。軌道大巷和皮帶大巷掘進(jìn)斷面寬度為3.0m；軌道順槽掘進(jìn)斷面寬為2.8m，皮帶順槽掘進(jìn)斷面寬為3.2m。半煤巖巷月進(jìn)尺按150m/月：AJ=10-4·r=10-4×1.35×（2×1.23×3+1.23×2.8+1.23×3.2+2×0.72×3）×1800=4.3萬t/aAJ—掘進(jìn)煤量，萬t/ar—煤的視密度，t/m3Si—i巷道純煤面積，m2Li—i巷道年總進(jìn)尺，m二水平采掘工作面年生產(chǎn)能力A=Ac+AJ=26.1+4.3=30.4萬