煤礦開采學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書安全工程專業(yè)資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人改正或者刪除?！兜V井開采》課程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院1月說明一、本設(shè)計(jì)為采區(qū)設(shè)計(jì),本大綱參照一般實(shí)際采區(qū)設(shè)計(jì),說明書編制章節(jié)的順序,結(jié)合教學(xué)要求進(jìn)行編制,僅供本次課程設(shè)計(jì)作為內(nèi)容提要和說明書章節(jié)編制順序參考用。二、當(dāng)煤層傾角為近水平時(shí),”采區(qū)”名稱可稱為”盤區(qū)”或”帶區(qū)”(傾斜長(zhǎng)壁法)。前言一、目的1、初步應(yīng)用《礦井開采》課程所學(xué)的知識(shí),經(jīng)過課程設(shè)計(jì)加深對(duì)《礦井開采》課程的理解。2、培養(yǎng)安全工程專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力,對(duì)編寫采礦技術(shù)文件,包括編寫設(shè)計(jì)說明書及繪制設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行初步鍛煉。3、為畢業(yè)設(shè)計(jì)中編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及繪制畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙打基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)題目老師給你們的題目。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容第一章采區(qū)地質(zhì)特征第一節(jié)采區(qū)概況采區(qū)位置、境界、開采范圍,與鄰近采區(qū)關(guān)系,與地面關(guān)系、采區(qū)內(nèi)煤系產(chǎn)狀,可采層厚度等。第二節(jié)地質(zhì)情況及可采煤層情況采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、開采煤層特征(厚度、傾角、煤質(zhì)、夾石、層間距、頂?shù)装鍘r石特征等)、瓦斯、煤塵、煤的自燃性,井上下及采區(qū)水文地質(zhì)條件,上部及淺部開采情況等。第三節(jié)采區(qū)儲(chǔ)量說明:本節(jié)能夠采用列表的形式采區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算表煤層編號(hào)投影面積(m2)傾角(度)實(shí)際面積(m2)煤厚(m)容重(t/m3)工業(yè)儲(chǔ)量(t)煤層采區(qū)回采率(%)可采儲(chǔ)量(t)備注17#11°3.171.4519#11°3.531.50合計(jì)注:這里所列表格為參考格式,設(shè)計(jì)說明書內(nèi)正式表格應(yīng)按此表格式以一頁(yè)篇幅繪列。第二章采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限第一節(jié)采區(qū)生產(chǎn)能力的確定采區(qū)生產(chǎn)能力根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度和采區(qū)工作面接替關(guān)系等因素確定,當(dāng)用綜采時(shí),一般為80～120萬t/a;高檔時(shí),一般為50～90萬t/a;普機(jī)時(shí)(包括高檔)一般為40～75萬t/a;炮采時(shí),一般為10～50萬t/a。第二節(jié)采區(qū)服務(wù)年限為了保證采區(qū)均衡生產(chǎn),采取服務(wù)年限應(yīng)在3～5年以上比較合理。第三章采區(qū)巷道布置第一節(jié)采區(qū)巷道布置方案的選擇采區(qū)上(下)山的位置、數(shù)目和用途,采區(qū)聯(lián)合形式;區(qū)段平巷的布置方式(有無煤柱護(hù)巷、數(shù)目、位置、是否設(shè)集中巷及集中位置等);煤層間、厚煤層分層間的聯(lián)系方式;采區(qū)上、中、下部車場(chǎng)型式選擇。第二節(jié)采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)綜述運(yùn)煤、運(yùn)料及徘矸、通風(fēng)、行人、動(dòng)力供應(yīng)(包括電力和壓風(fēng))排水、等系統(tǒng)。第三節(jié)采區(qū)回采工作面配備和生產(chǎn)能力驗(yàn)算計(jì)算回采工作面產(chǎn)量;確定采區(qū)內(nèi)同時(shí)回采工作面數(shù)目;備用回采面及掘進(jìn)頭的設(shè)置;采區(qū)生產(chǎn)能力驗(yàn)算。第四節(jié)開采順序論述煤層間、分層間、區(qū)段間、條帶間的開采順序及參數(shù)。第五節(jié)采區(qū)準(zhǔn)備工作及組織一、采準(zhǔn)工作:選擇確定采區(qū)巷道斷面形式、尺寸、支護(hù)方式。二、回采工作面接續(xù)安排按合理配采的原則排出:”回采工作面接替表”。三、采區(qū)巷道掘進(jìn)順序:列出:”巷道施工順序表”。第四章采煤方法及工藝設(shè)計(jì)第一節(jié)設(shè)計(jì)回采工作面概況闡明該面煤層的賦存情況、煤質(zhì)和種類、節(jié)理和層理的發(fā)育情況;瓦斯、煤塵、爆炸性和自然發(fā)火情況;頂?shù)装逍再|(zhì),回采范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和水文情況。第二節(jié)采煤方法選擇根據(jù)煤層的埋藏條件:如傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性及地質(zhì)構(gòu)造等,以及技術(shù)設(shè)備條件和發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行分析論證,提出技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上合理可行的采煤方法。(包括采煤系統(tǒng)及回采工藝)。第三節(jié)采區(qū)(或盤區(qū)、分區(qū))參數(shù)選擇計(jì)算一、采區(qū)斜長(zhǎng)及走向長(zhǎng)采區(qū)走向長(zhǎng)根據(jù)地質(zhì)條件、技術(shù)可能性、經(jīng)濟(jì)合理性等因素綜合分析后確定。傾斜長(zhǎng)壁法分區(qū)還應(yīng)考慮集中裝運(yùn)、通風(fēng)、供電、排水的合理范圍等技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。二、回采工作面長(zhǎng)度、形式由地質(zhì)條件、回采工藝方式、運(yùn)輸設(shè)備、管理水平、頂板管理能力、采區(qū)斜長(zhǎng)等綜合考慮予以確定。三、煤柱尺寸參閱《開采方法》及《設(shè)計(jì)規(guī)范》等。四、區(qū)段斜長(zhǎng)和數(shù)目的確定采區(qū)走向長(zhǎng)壁法時(shí),根據(jù)工作面長(zhǎng)、區(qū)段平巷寬度、護(hù)巷方式及煤柱尺寸計(jì)算區(qū)段斜長(zhǎng),按區(qū)段斜長(zhǎng)和采區(qū)斜長(zhǎng)確定區(qū)段數(shù)。五、采用傾斜長(zhǎng)壁法時(shí)的條帶數(shù)、推進(jìn)長(zhǎng)度及方向、通風(fēng)方式等。第四節(jié)回采工藝的確定一、截煤方式:機(jī)械落煤應(yīng)選擇落煤機(jī)械型號(hào)及規(guī)格,并確定工作方式。二、運(yùn)煤:運(yùn)輸機(jī)械選擇、鋪設(shè)和移置方法。三、支架:確定采場(chǎng)支護(hù)方式、支架材料或型號(hào)規(guī)格、支護(hù)密度、支架的規(guī)格尺寸、特種支架的架設(shè)和支護(hù)的要求。四、頂板管理:頂板管理方法,確定最大、最小控頂距、放頂步距、放頂回柱方式及所用設(shè)備等。第五節(jié)循環(huán)方式、作業(yè)形式的選擇及循環(huán)圖表的編制一、工作面作業(yè)方式;二、繪制循環(huán)圖表:循環(huán)作業(yè)圖。結(jié)論經(jīng)過本次設(shè)計(jì),重點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握了如下內(nèi)容:設(shè)計(jì)采區(qū)的工程地質(zhì)特征總結(jié)(工程地質(zhì)特征評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量評(píng)價(jià)等)設(shè)計(jì)采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限總結(jié)設(shè)計(jì)采區(qū)巷道布置總結(jié)設(shè)計(jì)采區(qū)采煤方法和采煤工藝總結(jié)。最后能夠略微談一下學(xué)習(xí)《煤礦開采學(xué)》的感受。內(nèi)容編制及繪圖要求一、設(shè)計(jì)內(nèi)容和說明書編制主要要求一、采區(qū)方案的確定必須提出兩個(gè)以上的方案,用方案比較法(技術(shù)比較)進(jìn)行。二、采區(qū)方案和采區(qū)內(nèi)局部方案(如上山數(shù)量、層位)在確定過程中應(yīng)進(jìn)行必要的論證,主要的和較大的方案應(yīng)配以插圖和表格等輔助形式說明。三、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)應(yīng)寫出,凡涉及計(jì)算的問題應(yīng)將計(jì)算的公式列出,代入有關(guān)數(shù)據(jù),直接得出結(jié)果。計(jì)算結(jié)果應(yīng)填入有關(guān)表格的不應(yīng)遺漏。說明要求文字簡(jiǎn)明通順,繕寫清晰整潔,說明書每章開頭均從新的一頁(yè)起。說明書內(nèi)容的順序建議為:1)目錄;2)設(shè)計(jì)任務(wù)書(即設(shè)計(jì)題);3)正文;4)附表;5)小結(jié)。二、繪制設(shè)計(jì)圖要求本設(shè)計(jì)要求繪制正規(guī)設(shè)計(jì)大圖兩張:采區(qū)巷道布置及機(jī)械設(shè)備配置平面圖采區(qū)巷道布置剖面圖繪圖要求:(一)采區(qū)巷道平面布置圖投影在最上或主采煤層底板等高線圖上,用相應(yīng)圖幅繪制。剖面圖視具體情況選用圖幅,以圖形清楚、擺布恰當(dāng)為原則,所有大圖標(biāo)題欄按下面統(tǒng)一格式繪制:設(shè)計(jì)制圖(姓名)(日期)16832(圖名)16832指導(dǎo)教師評(píng)閱比例圖號(hào)8(校、系、班級(jí)名稱)8201520152020201520152020140140(二)、采區(qū)巷道布置及機(jī)械設(shè)備配置圖(平、剖面)應(yīng)按下列要求繪制:①繪制所有點(diǎn)、線、符號(hào)應(yīng)符合煤炭部統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):②必須使用標(biāo)準(zhǔn)慣用圖例,所用到的圖例必須繪在相應(yīng)的圖上;必須標(biāo)注必要的尺寸(采區(qū)參數(shù)、巷、采面等長(zhǎng)度及參數(shù)尺寸);=3\*GB3③中文字體采用長(zhǎng)仿宋體,采用國(guó)家公布實(shí)施的簡(jiǎn)化漢字。巷硐等圖標(biāo)可視具體情況直接用細(xì)實(shí)線引出注上或編號(hào)后在圖幅內(nèi)順序列出

附:課程設(shè)計(jì)題目安全工程專業(yè)10級(jí)采礦課程設(shè)計(jì)題目第一組(安全1班前15名或14名同學(xué),建議采用炮采放頂煤開采工藝。)特別說明:按照低瓦斯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采區(qū)設(shè)計(jì)。地質(zhì)基礎(chǔ)資料:第一章井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié)井田概況一、井田位置、交通新密市牛店鄉(xiāng)下莊河煤礦位于鄭州市西南35km、新密市以西6.5km處。行政區(qū)現(xiàn)隸屬新密市牛店鎮(zhèn)。鄭(州)——臨(汝)公路從井田中部穿過,滎(陽)——密(新密市)公路從井田的東部經(jīng)過,在下莊河和鄭——臨公路交匯,交通十分便利。該礦屬于娘娘廟井田,四周有永昌煤礦、娘娘廟煤礦、郭灣煤礦。具體詳見圖1－1交通位置圖。二、自然及經(jīng)濟(jì)地理本礦區(qū)地面屬平原階梯地帶,地面起伏不平。第四紀(jì)黃土覆蓋全區(qū),沖溝較為發(fā)育,有利于大氣降水的排泄,地面標(biāo)高為＋230m～＋250m。本區(qū)屬大陸性干旱氣候,夏秋兩季炎熱少雨,冬春低溫干旱,年平均氣溫14.3℃,最高氣溫41.8℃,最低氣溫－14.7℃。年平均降雨量400～800mm,平均蒸發(fā)量1400mm,雨量多集中在7、8、9三個(gè)月,全年多東北風(fēng),風(fēng)速一般3～4m/s,土地凍結(jié)深度5～8cm。本區(qū)地震烈度為六級(jí)。礦區(qū)農(nóng)業(yè)以糧食作物為主,欠發(fā)達(dá)。礦區(qū)附近小煤礦星羅棋布,以礦產(chǎn)資源為依托的沙、石、水泥、耐火材料、陶瓷業(yè)等建材工業(yè)發(fā)達(dá),經(jīng)濟(jì)活躍。圖1－1礦區(qū)交通位置圖三、礦井的開發(fā)歷史及現(xiàn)狀娘娘廟井田內(nèi)過去已興建年生產(chǎn)能力三萬噸以下的小煤礦三個(gè),均建于井田淺部及－50水平以上,北部有娘廟煤礦,南部為永昌煤礦,國(guó)有煤礦為郭灣煤礦。該井田北以張灣正斷層為界,北部為鄭煤集團(tuán)米村煤礦東翼采區(qū);西部為娘娘廟煤礦,南部為郭灣煤礦。在娘娘廟井田的南部為鄭煤集團(tuán)王莊煤礦和城關(guān)鎮(zhèn)煤礦井田范圍。第二節(jié)地質(zhì)特征從區(qū)域構(gòu)造位置來看,本井田處于嵩山背斜東段五指嶺——白寨背斜(當(dāng)?shù)厮追Q滎密背斜)南翼,新密復(fù)南斜北翼兩端。井田南、北、西三面被斷層切割成為自然邊界,該井田的東部為二1煤層露頭線為界。礦區(qū)內(nèi)褶曲不發(fā)育,斷裂構(gòu)造除邊界斷層外,根據(jù)附近小煤礦生產(chǎn)中的揭露情況,有小斷層存在。一、地層本井田煤系地層為石炭～二疊系,煤系基底為奧陶系,煤系蓋層為第四系?，F(xiàn)由老至新分述如下:(一)奧陶系(O)井田內(nèi)僅存在中奧陶統(tǒng)(O2),缺失上奧陶統(tǒng)(O3)和下奧陶統(tǒng)(O1)。中奧陶統(tǒng)(O2)主要由灰?guī)r、深灰色隱晶質(zhì)灰?guī)r,角礫狀灰?guī)r組成,中間夾有花斑狀白云質(zhì)石灰?guī)r,其底部常見灰黃色薄～中厚層泥質(zhì)白云巖,白云質(zhì)灰?guī)r中夾薄層鈣質(zhì)泥巖等。本統(tǒng)厚度80m左右。(二)石炭系(C)該礦區(qū)地層缺失下石炭統(tǒng)(C1)。1、中石炭統(tǒng)(C2)主要由鋁土質(zhì)泥巖、鋁土礦組成,中夾薄層泥巖,其底部有一層厚度不均底褐鐵礦砂層,厚度6～8.9m,與下伏中奧陶馬家溝組為不整合接觸。2、上石炭統(tǒng)(C3)太原組(C3t)主要由深灰色石灰?guī)r、砂巖、泥巖及煤層煤線組成。其中石灰?guī)r在本區(qū)有八層,自下而上編號(hào)為L(zhǎng)1～L8,灰?guī)r中富含海相生物化石(如蜓、珊瑚等)及燧石結(jié)核、燧石條帶。煤層共八層通稱一煤組,煤層編號(hào)為一1～一8,其中一1煤層普遍可采。本統(tǒng)厚度77m。(三)二疊系(P)根據(jù)井田內(nèi)9～10鉆孔揭露實(shí)際資料,僅存在有下二疊山西組(P1s)(按照當(dāng)前煤田地質(zhì)隨地層劃分)和下石盒子組(P1)等組成,下部含煤一層,俗稱大煤,為本區(qū)二煤組第一層,編號(hào)為二1煤層。該煤層(二1煤層)9～10鉆孔實(shí)際揭露厚度5.6m,為本區(qū)主要可采煤層。本組厚度60.52～70m(9～10鉆孔實(shí)際揭露),上石盒子組(P1x)與下伏上石炭統(tǒng)太原組為整合關(guān)系。(四)、第四系全新統(tǒng)(O3)主要由紅色粘土夾礫石等沉積物組成。具有隔水性,井田內(nèi)厚度54.18～92.4m。(五)第四系更新統(tǒng)(O4)該層下部為礫石層,未固結(jié)或固結(jié)程度不好,礫石直徑2～15cm不等,大者可20cm左右。礫石形狀多為次圓～次棱角狀。厚度7～15m。上部為黃土,其中夾有鈣質(zhì)結(jié)核。厚度7～10m。二、構(gòu)造本井田整體為一單斜構(gòu)造,地層走向北西320°,傾向南西,傾角10～22°,北緩南陡,井田內(nèi)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,從生產(chǎn)小礦井工程揭露所見褶曲不發(fā)育,有時(shí)見有小斷層,落差不大于15m。井田中周邊斷層有:1．張灣斷層位于井田北部,為本井田與米村井田自燃邊界,斷層產(chǎn)狀為:走向南西240°,傾向北西,傾角60°,落差160～260m,為南東盤上升,北西盤下降底正斷層。2、前高村斷層位于井田南部,在娘娘廟村以西425m處與張灣斷層相交,為本井田南部邊界斷層。斷層形狀為:走向近于東西,傾向北,傾角55～66°,落差110m左右,為一南盤上升,北盤下降的正斷層。三、煤層及煤質(zhì)1、煤層:本井田主要開采煤層為二疊系的山西組二1煤層,埋深為60～185m。該煤層在本井田內(nèi)賦存較穩(wěn)定,經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)揭露煤層走向東北西南,傾向295°,傾角平均為15°,基本呈一單斜構(gòu)造,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒有夾矸,層位穩(wěn)定,全區(qū)可采,煤層厚度為4.13～8.9m,一般5.2m左右。2、煤質(zhì):二1煤在井田范圍內(nèi)為低硫、低磷的無煙煤,可作工業(yè)用煤和民用煤。煤質(zhì)工業(yè)分析如下:二1煤層原煤水分4％;灰分7.3％～12.0％,平均為14.55％;干燥基灰揮發(fā)分15.8％～17.4％,平均為16％;全硫含量0.3％～0.4％,平均為0.31％;干燥基高位發(fā)熱量27.2MJ/Kg,CRC為1～2;煤的容重為1.4T/M3。四、井田水文地質(zhì)條件1、地表水:從井上下對(duì)照?qǐng)D上能夠看出,礦井的北部有雙溝河,該河流屬于常年性河流,在汛期河漲水時(shí),附近礦井有水量增大的現(xiàn)象,也是礦方特別注意的一點(diǎn)。2、第四系砂礫石潛水:該含水層受地形切割破壞影響,發(fā)育不連續(xù),砂礫石含水層下有厚粘土、砂礫粘土隔水層,且距二1煤層較遠(yuǎn),故對(duì)開采二1煤層不會(huì)產(chǎn)生大的影響。3、二1煤層頂板砂巖承壓裂隙水:二1煤層直接頂板含水層由細(xì)、中粒砂巖組成,巖性致密,裂隙步發(fā)育,補(bǔ)給水源不足,含水性弱,據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)踐,含水量以頂板淋水形式為主。4、二1煤層底板巖溶裂隙承壓水:底板直接充水含水層與煤層之間一般有厚11m左右的泥巖隔水層,一般可阻隔底板水進(jìn)入礦井,但對(duì)隔水層變薄地帶,應(yīng)加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)工作。5、老空區(qū)儲(chǔ)水:由于該礦周圍小煤礦較多,如永昌煤礦、娘娘廟煤礦、郭灣煤礦等,井下巷道難免互相貫通,因此該礦在進(jìn)行開采時(shí)要做好探放水工作,嚴(yán)防老空水涌入礦井,造成淹井事故。5、礦井涌水量:考慮到近年來新密地區(qū)地下水位大幅度下降(普遍下降30余米)及井田內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井的實(shí)際涌水資料,確定下莊河煤礦正常涌水量為15m3/h,最大涌水量為75m3/h。五、礦床開采技術(shù)條件1、煤層頂?shù)装宥?煤層偽頂:局部發(fā)育有不足1m的炭質(zhì)泥巖偽頂,巖性松軟,隨采隨落。二1煤層直接頂:為深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖,間或有細(xì)砂巖和中粒砂巖,平均厚度16.97m,巖石級(jí)別為4～5級(jí),內(nèi)摩擦角為63°26′～71°33′,普氏硬度系數(shù)2～3;垂直抗壓強(qiáng)度202～252Kg/cm2,抗拉強(qiáng)度24.6～53.4Kg/cm2;該層在井田北部局部缺失。二1煤層老頂:為含云母多的細(xì)中石英砂巖,平均厚度5.37m,內(nèi)摩擦角為82°53′～84°48′,普氏硬度系數(shù)8～11;垂直抗壓強(qiáng)度811～1059Kg/cm2。二1煤層直接底板:多為砂質(zhì)泥巖,厚度5.37～6.47m,層理比較明顯,結(jié)構(gòu)不甚緊密,內(nèi)摩擦角為68°40′,普氏硬度系數(shù)8;垂直抗壓強(qiáng)度81Kg/cm2,抗拉強(qiáng)度66Kg/cm2;老底為上石炭統(tǒng)L7+L8灰?guī)r,總厚度9.5～11m,L3灰?guī)r距離二1煤層底面7m左右。2、瓦斯、煤塵、地溫及煤層的自燃發(fā)火1)瓦斯:根據(jù)井田西部毗鄰礦井(鄭煤集團(tuán)王莊礦)實(shí)測(cè)資料,瓦斯相對(duì)涌出量為7.6m3/日,屬于低沼礦井。2)煤塵:煤塵爆炸指數(shù)為11.45％,統(tǒng)成煤礦17.5%,煤塵具有弱爆炸性。3)煤層的自燃發(fā)火:根據(jù)新密地區(qū)生產(chǎn)礦井資料,本區(qū)二1煤具有自燃發(fā)火性,自燃發(fā)火期為6～12個(gè)月。4)地溫:本地區(qū)年平均氣溫14.1°,平均地溫剃度為3°/100m,屬于地溫正常區(qū)。六、井田地質(zhì)勘查程度及評(píng)價(jià)1、井田地質(zhì)勘查程度及評(píng)價(jià)本礦井田屬娘娘廟井田,與新密煤田米村井田南部外圍相連,屬于蘆店找礦區(qū)北部二1煤層露頭附近。蘆店找礦區(qū)曾由原中南煤田地質(zhì)局125地質(zhì)隊(duì)從五十年代末開始在本區(qū)進(jìn)行找礦地質(zhì)勘探,其勘探方法是地質(zhì)調(diào)查、鉆探的方法,受當(dāng)時(shí)特殊歷史條件的影響,當(dāng)時(shí)勘探程度較低。從七十年代后期開始,本區(qū)曾由河南省地質(zhì)局地質(zhì)二隊(duì)在此進(jìn)行普查勘探,后因故中途停止。1997年礦井進(jìn)行生產(chǎn)補(bǔ)勘,投資打了一個(gè)鉆孔。近幾年來由于小煤礦發(fā)展較快,在礦井的周圍開辦了許多小煤礦,礦區(qū)西部煤層露頭附近的小煤礦曾星羅棋布,經(jīng)過煤礦的生產(chǎn)揭露井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層厚度與當(dāng)時(shí)勘探時(shí)期發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造及煤層厚度基本一致。2、井田地質(zhì)勘查可靠程度評(píng)價(jià)如上所述,本礦井田在過去的幾十年內(nèi)曾先后進(jìn)行過找礦、普查、勘探、地質(zhì)工作程度不夠系統(tǒng)和完整。但隨著下莊河煤礦及周圍小煤礦的開采,特別是郭灣煤礦、娘娘廟煤礦等其它井筒開采深度已達(dá)到井田深部邊界＋80水平,從生產(chǎn)揭露資料看,煤層埋藏穩(wěn)定,開采技術(shù)條件清楚,因此,勘查程度是可靠的。要求首先劃分采區(qū),并進(jìn)行礦井首采區(qū)設(shè)計(jì)。圖中把主要開拓巷道已經(jīng)部署完畢,需要同學(xué)們完成采區(qū)設(shè)計(jì)工作。第二、三、四、五、六(安全2班三四組(分別作13采區(qū)二1、一1煤層采區(qū)設(shè)計(jì));安全3班五、六組(分別作12采區(qū)二1、一1煤層采區(qū)設(shè)計(jì));安全1班后14名(二組)(作華泰煤礦11采區(qū)二1煤層采區(qū)采區(qū)設(shè)計(jì))特別注意:二1煤層按照高瓦斯采區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì);一1煤層按照(低)瓦斯采區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。地質(zhì)基礎(chǔ)資料:2礦井概況2.1井田概況2.1.1位置與交通本井田南距大峪溝鎮(zhèn)5km,西北距鞏義市12km。310國(guó)道從大峪溝鎮(zhèn)經(jīng)過,隴海鐵路和開(封)～洛(陽)高速公路從北部約6km經(jīng)過。大峪溝—高山瀝青公路從區(qū)內(nèi)中部經(jīng)過,區(qū)內(nèi)各村莊之間均有瀝青公路及簡(jiǎn)易公路相通,交通十分便利,見圖2-1。圖2-1交通位置示意圖2.1.2地形地貌區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體上呈東高西低,南高北低,中部溝谷發(fā)育且低凹。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)為付山,海拔+664.9m,最低點(diǎn)在致富溝入口,海拔+212.0m,相對(duì)高差452.9m。全區(qū)溝嶺相間,縱橫交錯(cuò),溝谷多呈”V”字型,山脊多呈魚脊?fàn)詈宛z頭狀,地形切割嚴(yán)重,呈侵蝕低山丘陵地貌景觀。2.1.3地表水系礦區(qū)內(nèi)僅在西部有一條河流,即東泗河,屬黃河流域伊洛河水系,發(fā)源于南部山區(qū),流向西北,在站街鎮(zhèn)東北匯入伊洛河,經(jīng)神北橫切邙嶺注入黃河。該河為季節(jié)性河流,以排洪為主,由于附近各煤礦排水的注入,現(xiàn)為常流不斷的小溪。該河上游筑有涼水泉水庫(kù),位于大峪溝井田19勘探線附近,是本區(qū)主要地表水體。據(jù)現(xiàn)有資料顯示,其蓄水面積1067m2,水深1.5m,庫(kù)容16008m3,為小型塘壩,以攔、蓄洪水,農(nóng)田灌溉為主。2.1.4氣象本區(qū)屬暖溫帶大陸性半干燥季風(fēng)氣候,春秋季干旱且多風(fēng),夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥少雨雪。據(jù)鞏義市氣象站資料,各種氣象要素如下:①氣溫:最高氣溫為43oC,最低氣溫為-15.4oC,年平均氣溫為14.6oC。②蒸發(fā)量:該區(qū)蒸發(fā)量較大,年平均蒸發(fā)量為2136.4mm。③降雨量:降雨量少而集中,年平均降雨量為583mm,一般集中在7～9月份,約占全年降雨量的70％。④凍土深度:11月中旬開始降雪、冰凍,最大積雪厚度21cm(1972年12月),最早霜凍時(shí)間為10月份,最大凍土深度為22cm(1977年1月),年最長(zhǎng)霜凍期60天,年平均霜凍期43天。⑤一般風(fēng)速3.4m/s,最大風(fēng)速20m/s。2.1.5地震根據(jù)《河南地震歷史資料》記載,滎鞏一帶曾發(fā)生過40余次地震,其中破壞性較大的是公元13月10日的汜水(并入滎陽市)地震,震中在洛陽附近,烈度為八度。距今最近的一次是1973年12月14日發(fā)生在鞏義的3級(jí)有感地震。上述歷次地震對(duì)本區(qū)均有波及。據(jù)《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011--)及歷年發(fā)生的地震資料,本區(qū)震級(jí)為5級(jí),地震烈度按7度設(shè)計(jì)。2.2井田地質(zhì)特征2.2.1地層本區(qū)為低山丘陵地形,基巖大面積裸露。井田內(nèi)出露的地層有第四系、第三系、三迭系下統(tǒng)、二迭系、石炭系中、上統(tǒng)、奧陶系及寒武系。現(xiàn)將地層由老至新分述如下:1．寒武系(∈)出露于井田南部,井田內(nèi)唯有2601孔揭露,厚度18.87m,巖性為白云質(zhì)灰?guī)r,全層厚度不詳。2．奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2)該組地層多分布在白窯、薛莊、宋溝、南溝、竹林溝、丁煙及劉家一帶。頂部為深灰色石灰?guī)r與泥巖互層,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),中厚層狀,局部夾灰黃色鈣質(zhì)泥巖薄層,其下為厚層石灰?guī)r,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),質(zhì)地均一,局部可見暗紫紅色的薄層泥灰?guī)r,溶洞發(fā)育,下部為含泥質(zhì)的白云質(zhì)灰?guī)r或白云巖與泥巖互層,地表實(shí)測(cè)厚度為148.40m,東部鄰區(qū)厚度為237.07m,而井田內(nèi)鉆孔揭露最大厚度151.70m(3103孔)。本區(qū)缺失下奧陶統(tǒng)(O1),與下伏寒武系地層呈假整合接觸。3．石炭系(C)井田內(nèi)僅有上統(tǒng)太原群及中統(tǒng)本溪群:(1)中統(tǒng)本溪群(C2)該群地層分布在馬蹄溝、馬溝、宋溝、竹林溝及瓦窯南一帶。由灰色至深灰色豆?fàn)罨蝓b狀鋁土巖、鋁土質(zhì)泥巖組成。據(jù)417隊(duì)鉆孔資料,鋁土礦層多位于該群地層的中上部,稱為K4礦層帶,自西向東礦層帶層位有自上向下遷移的趨勢(shì),靠近底部多為赤紅色的褐鐵礦及赤鐵礦。該群地層厚度為3.57～33.69m,平均厚度為7.31m。與下伏地層呈假整合接觸。(1)上統(tǒng)太原群(C3)該群地層多展布于鐘嶺、大峪溝、劉溝南、解放村一帶。主要由石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、煤及砂巖組成。依據(jù)巖性組合特征可分為三段:上部灰?guī)r段(L7～L9)、中部碎屑巖段、下部灰?guī)r段(L1～L4)?？刹擅簩右?煤層賦存于該群底部。該群地層厚度變化較大,兩極值為32.46～97.20m,平均厚為63.13m。4．二迭系(P)由山西組、上石盒子組、下石盒子組、平頂山組、土門組等地層組成,總厚度一般920m左右,與下伏地層為整合接觸?，F(xiàn)由老至新分別敘述如下:(1)下統(tǒng)(P1)①山西組(P11)該組地層主要分布在水滴河北、荊子溝、黑龍?zhí)?、大峪溝、張溝、解放村至園棗樹附近。由煤、炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖組成。主要可采二1煤層賦存于該組的底部。全組厚39.59～110.68m,平均厚76.82m。②下石盒子組(P12)主要分布在石渣坡、墳溝、塚子溝、黑龍?zhí)?、鐘嶺、大峪溝、全神廟、廟嶺至園棗樹一線。按其巖性特征可分為上、中、下三部分,上部為深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖夾薄層細(xì)砂巖,含有植物化石碎片,靠近下部具有小暗紫斑。中部為砂質(zhì)泥巖與泥巖互層,間有紫斑、微含鋁質(zhì),夾有透鏡體狀的細(xì)砂巖,偶然含有不可采的薄煤層(三煤),僅1314孔見有0.20m及0.45m兩層薄煤,下部為本區(qū)較穩(wěn)定的大紫泥巖(米村泥巖),厚約15m左右,為深灰色～灰色含鋁土質(zhì)泥巖,含有豆?fàn)詈王b狀的菱鐵質(zhì)鮞粒,層位穩(wěn)定,為一良好標(biāo)志層。底部為一層厚5～10m的灰綠色中細(xì)粒砂巖,但局部為粉砂巖,成分以石英、巖屑為主,分選中等,硅泥質(zhì)膠結(jié),含泥質(zhì)及菱鐵質(zhì)包體、黃鐵礦結(jié)核,具大型斜層理,俗稱砂鍋窯砂巖,是與山西組分界之良好標(biāo)志。本組最小厚度53.24m,最大厚度130.42m,一般厚90m左右。(1)上統(tǒng)(P2)①上石盒子組(P21)主要分布于荊枝溝經(jīng)岳寨、將軍嶺南嶺、莊子溝、口頭園南的井田中深部一帶。以田家溝砂巖底界面為界,可分為上、下兩段。下段(P21-1):該段包括四、五、六三個(gè)煤組,由深灰色、灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖及灰白色中細(xì)粒砂巖組成。煤層不甚發(fā)育,僅有1708及2504兩孔分別見到五煤和四煤層,均不可采,四煤組底板砂巖據(jù)地表出露和鉆孔資料,其巖性為淺灰、灰綠色中細(xì)粒砂巖,底部常為粗?；蚝[砂巖,具緩波狀層理及斜層理,泥質(zhì)膠結(jié),層位較穩(wěn)定,為上、下石盒子組分界之標(biāo)志層。該段厚一般167.00m左右。上段(P21-2):該段包括七、八兩個(gè)煤組,其巖性主要是由灰綠色、土黃色及少量暗紫色的中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖組成。局部地段在七煤組附近夾有薄層硅質(zhì)海錦巖,為確定七煤組層位的良好標(biāo)志。煤層不發(fā)育,鉆孔穿過層位中僅106孔見七煤組薄煤三層,該段底部有一層厚約20余米的灰白色中細(xì)粒含礫石英砂巖(俗稱田家溝砂巖),其成分單一,石英含量可高達(dá)85％,硅質(zhì)膠結(jié),含泥質(zhì)包裹體,具斜層理,全井田內(nèi)層位較穩(wěn)定,為本組上、下段分界的良好標(biāo)志層。全段厚約250m左右。②平頂山組(P22)主要出露于井田北部的海上橋、大古堆、大坡頂及將軍嶺北一帶。其巖性為淺灰～灰白色中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖,局部地段略帶肉紅色,硅、泥質(zhì)膠結(jié),分選性中等,滾園度次之,具大型斜層理,有時(shí)夾有薄層粉砂巖。厚度由西向東有逐漸變薄的趨勢(shì),可作為煤系地層頂部一良好標(biāo)志層,其厚度約60余米。③土門組(P23)主要在青石山、伏山南北一帶有大面積出露。按其巖性特征可分為上、中、下三段。上段(P23-3):主要由中細(xì)粒砂巖所組成,頂部夾有同生礫巖,底部夾薄層鈣質(zhì)粉砂巖或砂質(zhì)泥巖,含有鈣質(zhì)結(jié)核,具緩波狀層理及斜層理,厚約87m。中段(P23-2):以紫紅色泥巖為主,下部含大量形狀不規(guī)則的鈣質(zhì)結(jié)核,中部夾厚約1m左右中細(xì)粒溶洞發(fā)育的石英砂巖,本段厚度為84.50m。下段(P23-1):以灰黃色中細(xì)粒砂巖為主,間夾薄層暗紫紅色泥巖及粉砂巖,多具大型斜層理,層面含較多的云母片,風(fēng)化后多呈薄層狀。本段地層厚約100m左右。5．三迭系下統(tǒng)圈門群一段(T11)主要在井田北部的青石山、伏山一線有零星出露,厚100m左右為紫紅色中細(xì)粒厚層狀長(zhǎng)石石英砂巖,多具大型斜層理、硅質(zhì)膠結(jié),性堅(jiān)硬,富含鐵質(zhì)。地貌特征明顯,常形成高山。俗稱”金斗山砂巖”。本群與下伏地層呈整合接觸。6．第三系(R)僅在白河、馬蹄溝北有零星出露,主要為灰黃色礫巖,礫石成份復(fù)雜,由石灰?guī)r、粉砂巖、泥巖、石英巖等礫石組成,礫徑由2～20cm,一般為10cm,滾圓度較好,而分選性較差,多為鈣質(zhì)膠結(jié)。厚度不詳,與下伏地層呈不整合接觸。7．第四系(Q)井田內(nèi)出露面積較廣,以不整合的接觸關(guān)系覆蓋于下伏不同時(shí)代地層之上,在壞子溝、諺溝、馮寨、海上橋等地沉積面積較廣,由黃土、耕植土、砂質(zhì)粘土、礫石、姜結(jié)石等組成,鉆孔揭露最大厚度為33.67m(2807孔),而一般常見厚度為5～15m。2.2.2構(gòu)造本井田位于秦嶺緯向構(gòu)造帶北亞帶嵩山大背斜的北翼。總的構(gòu)造形態(tài)為一走向280～290o,傾向10～20o,傾角7～14o,單斜構(gòu)造,區(qū)內(nèi)褶皺不甚發(fā)育,構(gòu)造以斷裂為主,主要為東西向斷裂,傾角平緩(7～14o)的單斜構(gòu)造,由近東西向、北東向和北西向三組斷裂組成。近東西向斷裂是與區(qū)域緯向構(gòu)造體系相平行的一組主干斷裂,以走向正斷層為主,局部伴生有小型的逆沖斷裂,并多呈階梯式或地塹式相間排列,構(gòu)成了井田內(nèi)構(gòu)造的基本格架。北東和北西向斷裂多發(fā)育于井田東西兩端以壓扭性正斷層為主。另外,井田內(nèi)尚發(fā)育有近東西及北西～南東向起伏不大的小型寬緩褶皺。依據(jù)現(xiàn)行《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》,確定構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單構(gòu)造。主要斷裂有:1．將軍嶺滑動(dòng)構(gòu)造(F9)位于本區(qū)北部邊界附近,是滑動(dòng)構(gòu)造的主干斷裂,地表出露于岳寨、西北溝、將軍嶺后溝、馬嶺北至韓溝一帶,東西貫穿全區(qū),傾向北,傾角60～72o,落差0～70m,東部較大,西部較小。、2808等鉆孔揭露明顯,地表有=1\*ROMANI738、=3\*ROMANIII149、214、206、=2\*ROMANII432、179等地質(zhì)點(diǎn)和k1、k3、k4探槽控制,基本查明。F9滑動(dòng)構(gòu)造面傾角上陡下緩,呈現(xiàn)”犁式”形狀,落差上部大、下部小,當(dāng)斷裂面延深至二1煤層時(shí),由切割巖層變?yōu)轫槍渝e(cuò)動(dòng),對(duì)二1煤層影響較大,局部鏟蝕煤層,使煤層斷失、變薄或增厚,煤芯構(gòu)造擠壓揉皺現(xiàn)象明顯,滑面發(fā)育,強(qiáng)度極低,夾矸呈葉片狀,有大量滑動(dòng)構(gòu)造面及白色次生薄膜。煤層頂板巖芯均較破碎,且具水平滑動(dòng)鏡面及擦痕。對(duì)一1煤層無影響。2．F104斷層該斷層位于涼水泉水庫(kù)至將軍嶺南嶺,延伸長(zhǎng)度1.9km,走向近EW,傾向S,傾角65～70o,落差18m左右。地表大部被第四系地層覆蓋,僅有1909孔及2304孔兩孔見到。1909孔于孔深123.00m見破碎帶,P11地層巖芯極為破碎,泥巖被擠壓成磷片狀,二1煤層變薄,地層缺失15m左右。由于該斷層影響,C3上部地層巖芯傾角高達(dá)60o以上。2304孔P12底部巖芯極破碎,巖性混雜,并可見再膠結(jié)的斷層角礫巖,于孔深123.40m見斷層帶,砂鍋窯砂巖受其斷層破壞僅保留1.20m厚,P11地層缺失10m有余。另從二1煤層底板等高線圖可知,2304孔與2504孔,1909孔與1905孔之間,煤層底板標(biāo)高亦有明顯的不連續(xù)。3．F6斷層位于本區(qū)北部邊界附近,西起柳樹溝斷層,向東延伸至區(qū)外,延伸長(zhǎng)度8km以上,為一走向近EW,傾向S,傾角65～70o的正斷層,斷層落差140m左右,該斷層西段有507孔見到,東段由地表露頭控制。2.2.3煤層㈠煤層特征據(jù)相鄰生產(chǎn)礦井開采和鉆孔揭露資料,該礦井含煤地層為石炭系太原組,二疊系山西組、石盒子組,主要含煤地層厚約620m,共含煤27層,煤層總厚度8.48m,含煤系數(shù)1.37%,可采煤層有太原組底部的一1煤層和山西組下部的二1煤層,兩層煤平均厚5.95m,可采含煤系數(shù)為0.96%。其余各煤層均不可采或偶見可采點(diǎn)。本礦井只劃定開采山西組二1煤層和太原組一1煤層。1)二1煤層:俗稱黃煤,賦存于山西組下部,大占砂巖之下,上距砂鍋窯砂巖65m左右,下距一1煤層60m左右。煤層直接頂板多為砂質(zhì)泥巖或泥巖,局部為細(xì)砂巖;直接底板多為泥巖,炭質(zhì)泥巖或砂質(zhì)泥巖。據(jù)礦井內(nèi)3個(gè)鉆孔、鄰區(qū)5個(gè)鉆孔、煤層厚度0.85~21.03m,平均4.94m,井田內(nèi)煤厚變化較大,在走向上有厚、薄相間的明顯顯示,且礦井中部具薄(無)煤帶,煤層層位穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般含夾矸1層,巖性多為炭質(zhì)泥巖或泥巖,局部地段夾矸厚度大于可采厚度,而出現(xiàn)分叉煤層二21及二31煤層。二1煤層為較穩(wěn)定型厚煤層。煤層賦存標(biāo)高–70m~–340m,埋深300~910m。影響煤層厚度變化的原因主要有:⑴原生沉積影響:煤層厚度受沉積環(huán)境的影響,環(huán)境不同其形成厚度不同,太原組沉積之后,泥炭沼澤發(fā)育之前,區(qū)內(nèi)環(huán)境不盡相同,故造成二1煤層底板至太原組頂,地層厚薄不同,同時(shí)也影響了煤層沉積厚度,一般地層厚度較小處則煤層較厚,反之則薄。⑵后期構(gòu)造的影響:大峪溝井田的滑動(dòng)構(gòu)造沿著二1煤層頂界面向深部滑動(dòng),煤層本身則是滑動(dòng)構(gòu)造的潤(rùn)滑層。煤層厚薄相間、波狀起伏的變化,主要是滑動(dòng)構(gòu)造對(duì)煤層推擠、揉搓、鏟蝕的結(jié)果,使原始沉積面貌受到破壞。2)一1煤層:當(dāng)?shù)厮追Q炭煤,賦存于太原組底部,L1+2灰?guī)r為其直接頂板,在一煤層發(fā)育為獨(dú)立分層時(shí),直接頂板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖;本溪組鋁質(zhì)泥巖為其直接底板。上距二1煤層60m左右;下距奧陶系灰?guī)r一般10m左右。據(jù)礦井內(nèi)43個(gè)鉆孔、鄰區(qū)9個(gè)鉆孔,煤層厚度0~2.32m,平均0.97m,煤層層位穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,含1層夾矸。該煤層礦井淺部采空區(qū)煤厚0.80~1.00m,多為可采區(qū)域;礦井深部煤厚多為0.50m左右,絕大部分為不可采區(qū),煤層不可采的主要因素是其夾矸增厚,使煤層分岔為上、下分層,其夾矸層位穩(wěn)定,厚度變化較大(0.30~3.45m),由于煤層上、下分層都較薄(0.25~0.55m,一般0.4m),夾矸厚度大于上下分層而不可采,一1煤層為較穩(wěn)定型大部可采之薄煤層,煤層賦存標(biāo)高+250m~–210m,埋深70~530m。㈡煤質(zhì)特征1、煤的物理性質(zhì)與煤巖特征⑴物理性質(zhì)二1煤層:為黑色,以粉、粒狀煤為主,煤的原生結(jié)構(gòu)遭破壞,呈現(xiàn)層間擠壓、揉搓的構(gòu)造煤特征,表現(xiàn)為滑面發(fā)育,強(qiáng)度極低,指壓即碎,遇水則產(chǎn)生大量煤泥。煤的真密度為1.79t/m3,視密度為1.60t/m3。一1煤層:為灰黑色,以塊煤為主,似金屬光澤,貝殼狀斷口為主,階梯狀、參差狀斷口次之,煤的硬度較大。煤層上部呈薄層狀光亮型煤為主,下部為中厚層狀屬光亮型和半亮型煤,中部夾有一層厚0.20m左右之半暗型或暗淡型煤。煤的真密度為1.92t/m3,視密度為1.64t/m3。⑵煤巖特征二1煤層為構(gòu)造煤,宏觀煤巖類型不易分辨。二1煤層顯微煤巖有機(jī)組分主要為鏡質(zhì)組,約占有機(jī)組分的97%,次為絲質(zhì)組;無機(jī)組分以粘土類礦物為主,約占無機(jī)組分的90%,其次為硫化物及碳酸鹽類,氧化物及其它礦物含量甚少。煤的顯微結(jié)構(gòu)以粒狀,似條帶狀結(jié)構(gòu)為主,其中粒狀結(jié)構(gòu)由鏡質(zhì)體及少量過渡組份呈細(xì)粒狀,被粘土膠結(jié)在一起,而條帶狀結(jié)構(gòu)由鏡質(zhì)體、過渡組份、絲質(zhì)體及單體絲炭互相構(gòu)成。一1煤層顯微煤巖鏡質(zhì)組占有機(jī)組份的96%,其次為絲質(zhì)組;無機(jī)組份主要為硫化物,其次為粘土礦物。2、煤的化學(xué)性質(zhì)⑴灰分(Ad):一1煤層原煤灰分為11.07~31.86%,平均20.03%,屬中灰煤;二1煤層原煤灰分為(Ad)10.85~40.43%,平均18.96%,屬中灰煤。⑵全硫(St,d):一1煤層原煤全硫(St,d)平均為4.58%,屬高硫煤,但經(jīng)洗選后硫分可降低至1.1%;二1煤層原煤全硫含量平均0.90%,屬低硫煤。二1煤層以有機(jī)硫?yàn)橹?一1煤層以硫化鐵硫?yàn)橹?。⑶煤中的有害元?二1煤層磷含量為0.014～0.025%,平均0.018%,屬低磷煤,砷含量為1.1~4.3PPm,平均2.6PPm;一1煤層磷含量為0.002~0.004%,平均0.003%,屬特低磷煤,砷含量為7.6~8.0PPm。⑷煤的元素組成:二1煤層原煤可燃基碳含量平均93.11%,氫含量2.15%,氮含量0.77%,氧和硫含量3.98%。浮煤碳含量平均94.13%,氫含量2.09%。一1煤層原煤可燃基碳含量平均為92.99%;氫含量2.27%;氮含量0.61%;氧和硫含量4.13%。浮煤碳含量平均95.273%,氫含量1.79%。3、煤的工藝性能⑴發(fā)熱量(Qgr,v,d):一1煤層和二1煤層平均干燥基高位發(fā)熱量分別為27.84MJ/kg、27.08MJ/kg,均屬高熱值煤。⑵煤灰分熔融性:二1煤層煤灰中難熔礦物所占比例較大,硅、鋁酸鹽類礦物含量較高,煤中無機(jī)物以鋁、硅酸鹽類為主,碳酸鹽及硫化物礦物次之。煤灰中Al2O3和SiO2占煤灰總和的70%左右,煤灰軟化溫度(T2)平均為1339℃,屬高熔灰分煤。一1煤層煤灰成分亦以鋁、硅之氧化物為主,二者占煤灰總和的55%左右,但Fe2O3含量較高,平均為28.86%,此乃煤中硫化鐵礦物含量較高所致。其煤灰軟化溫度(T2)為1302℃,也屬高熔灰分煤。⑶粘結(jié)指數(shù):一1煤層、二1煤層粘結(jié)指數(shù)均為0。⑷可磨性:二1煤層的可磨性極低,可磨性系數(shù)為149~170,極易粉碎加工。一1煤層可磨性高,不易粉碎加工。⑸化學(xué)反應(yīng)性:二1煤層二氧化碳反應(yīng)率a在900~950℃,反應(yīng)性不好,在1100℃時(shí)反應(yīng)極好,按900~950℃指標(biāo)評(píng)定,應(yīng)屬反應(yīng)性差的煤層。4、煤的可選性⑴煤的粒度組成及質(zhì)量特征:據(jù)兩個(gè)簡(jiǎn)選煤樣篩分試驗(yàn)結(jié)果,二1煤層13~6mm級(jí)煤占24.06%,灰份15.97%;6~3mm級(jí)占14.50%,灰份16.66%;3~0.5mm級(jí)占26.66%,灰份15.71%,<0.5mm級(jí)占34.78%,灰份13.20%。二1煤層的粒級(jí)組成:煤粉(<0.5mm)所占比例較大,各粒級(jí)質(zhì)量卻差別不大。據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果;一1煤層>50mm級(jí)煤占33.42%,灰份12.28%;>25mm級(jí)煤占38.60%,灰份12.32%;含矸2.07%;含黃鐵礦0.45%;13~25mm級(jí)煤及夾矸煤占11.29%,灰份19.02%,<13mm級(jí)煤占47.56%,灰份14.48%。因此一1煤層粒度組成以大塊為主,大中小塊煤合計(jì)占49.89%,各級(jí)質(zhì)量除小塊煤(13~25mm)混有夾矸煤,灰、硫份稍高外:其余各級(jí)均差別不大。⑵可選性:據(jù)二1煤層13~0.5mm級(jí)浮沉測(cè)試結(jié)果,當(dāng)分選比重為1.8時(shí),即可獲得灰分＜10%的洗精煤,其理論回收率為83.61%(去煤泥)。由±0.1含量曲線上(ε)求得1.8±0.1含量為21.27%,依”中國(guó)煤炭可選性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)”評(píng)定,二1煤層屬中等可選性煤。經(jīng)過試驗(yàn)可看出以下幾個(gè)問題:①煤泥量大。浮沉試驗(yàn)中煤泥產(chǎn)率為61.83%;原煤中<0.5mm級(jí)的產(chǎn)品占34.78%,經(jīng)篩分浮沉試驗(yàn),<0.5mm級(jí)產(chǎn)率占原煤的69.07%。②浮煤量少。去掉煤泥浮煤產(chǎn)率為83.61%,但實(shí)際僅占原煤的18.75%,經(jīng)濟(jì)效益差。③分選比重大。1.8的分選比重若以當(dāng)前的重力選煤法(跳汰式)是有一定困難的。④煤泥(<0.5mm級(jí))的處理是該區(qū)二1煤層是否能夠入選的關(guān)鍵。小篩分小浮沉試驗(yàn)結(jié)果顯示,細(xì)粒各級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量尚好,隨粒度的減小稍有降低,但細(xì)泥產(chǎn)率高達(dá)32.22%。5、煤類確定二1煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)份為3.68%,氫含量平均2.09%,粘結(jié)指數(shù)為0,焦渣特征為2~3,鏡煤最大反射率(R°max)為5.98%,按《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB5751—86)二1煤層應(yīng)屬無煙煤二號(hào)(WY2)。一1煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)份為2.58%,氫含量平均1.79%,粘結(jié)指數(shù)為0,焦渣特征為1~2,鏡煤最大反射率(R°max)為5.83%,按《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB5751—86)一1煤層應(yīng)屬無煙煤一號(hào)(WY1)。6、煤的綜合評(píng)價(jià)及工業(yè)用途評(píng)述據(jù)煤質(zhì)特征和工藝性能,一1煤層屬中灰、高硫、特低磷、高熱值、高熔融灰分之塊狀無煙煤,機(jī)械強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性良好,經(jīng)洗選后硫分可降低至1.1%,可供合成氮肥用煤和民用燃料;二1煤層屬中灰、低硫、低磷、高熱值、高熔融灰分之粉狀無煙煤,可選性中等,可磨性好,可作動(dòng)力用煤和民用燃料。煤層具體特征見表2-1。表2-1可采煤層特征表Table2-1Thefeaturelistoftheminingcoalseam煤層煤層厚度間距(m)夾矸數(shù)(層)穩(wěn)定程度最小～最大平均二10～23.84.62691～4較穩(wěn)定一10.8～1.43.0較穩(wěn)定2.2.4.2瓦斯1．臨近礦井瓦斯本井田西部的紅旗井和其東部的新中煤礦均開采二1煤層,據(jù)瓦斯鑒定結(jié)果,新中煤礦在原來開采二1煤層時(shí),相對(duì)瓦斯涌出量為10.90～39.74m3/t,按煤與瓦斯突出礦井管理。因煤與瓦斯突出頻繁,該井已于1989年停產(chǎn)。據(jù)紅旗井瓦斯鑒定結(jié)果,相對(duì)瓦斯涌出量為7.46～9.36m3/t·d,見表2-2,現(xiàn)暫按高瓦斯礦井管理。瓦斯主要來源為采掘工作面,一般回采時(shí)絕對(duì)瓦斯涌出量為2m3/min,掘進(jìn)時(shí)為3～4m3/min,其次為老窯采空區(qū)。2．本礦井瓦斯本井田總體構(gòu)造形態(tài)為近東西向的單斜構(gòu)造,滑動(dòng)構(gòu)造發(fā)育,對(duì)二l煤層頂板的完整性有一定的影響,局部有利于瓦斯的自然排放。本區(qū)瓦斯賦存的基本特征大致呈由西向東瓦斯含量逐漸增大,由淺到深瓦斯含量逐漸增高的變化趨勢(shì)。據(jù)12月河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)編寫的《鄭州市大峪溝礦務(wù)局大峪溝井田東段二1煤層瓦斯地質(zhì)勘察總結(jié)》中預(yù)測(cè),本區(qū)二l煤層埋深、變質(zhì)程度、成煤環(huán)境、煤層所處地質(zhì)構(gòu)造條件、煤體結(jié)構(gòu)等影響煤層瓦斯賦存與涌出的地質(zhì)條件與紅旗井大致相同,僅瓦斯含量較紅旗井高,因此,推測(cè)本井田未來新井開采時(shí),瓦斯涌出特征與紅旗井相似。表2-2紅旗井歷年礦井瓦斯鑒定結(jié)果表Table2-2TheidentificationresultstableoftheHongQicoalminegasovertheyears鑒定時(shí)間絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t·d)礦井瓦斯等級(jí)開采標(biāo)高(m)1999.119.369.21低瓦斯礦井+145.048.528.97低瓦斯礦井+175.129.065.38低瓦斯礦井+135.087.464.89低瓦斯礦井+115.048.274.50低瓦斯礦井+115.108.334.46低瓦斯礦井+100.088.054.83低瓦斯礦井+100本井田煤層瓦斯含量為4.49m3/t～11.22m3/t,一般為8m3/t,在假設(shè)未來新礦井的生產(chǎn)效率、采煤方法與紅旗井大致相同的前提下,以紅旗井相對(duì)涌出量與原始煤層瓦斯含量之間的關(guān)系(1.76倍)計(jì)算,未來新礦井的礦井相對(duì)瓦斯涌出量應(yīng)為7.90～19.75m3/t·d,一般應(yīng)為14.08m3/t·d左右,為高瓦斯礦井。一1煤層礦井瓦斯情況:該現(xiàn)礦開采一1煤層,1997年5月鑒定,瓦斯相對(duì)涌出量為6.18m3/t·d,屬低瓦斯礦井,1998年8月,掘進(jìn)工作面在–150~–200水平之間,不斷發(fā)出象放炮一樣的響聲。礦井測(cè)得瓦斯絕對(duì)涌出量為13.01m3/min,瓦斯相對(duì)涌出量為6.79m3/t·d;測(cè)得瓦斯絕對(duì)涌出量為2.06m3/min,瓦斯相對(duì)涌出量為2.15m3/t·d;測(cè)得瓦斯絕對(duì)涌出量為3.25m3/min,瓦斯相對(duì)涌出量為1.78m3/t·d,為低瓦斯煤層。2.2.4.3煤塵據(jù)1760孔取樣測(cè)試資料,二1煤層煤塵火焰長(zhǎng)度為0,抑制煤塵爆炸最低巖粉量為0,應(yīng)屬無煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤層。據(jù)本井田西鄰紅旗井生產(chǎn)資料顯示,二1煤以粉煤為主,在采掘過程中,煤塵含量較大,生產(chǎn)中仍應(yīng)采取降塵措施。2.2.4.4煤的自燃據(jù)區(qū)外1711孔取樣測(cè)試資料,二l煤層著火點(diǎn)溫度原煤樣為413oC,氧化樣為407oC,還原樣為425oC,屬不易自燃煤層。2.2.4.5煤層的突出危險(xiǎn)性根據(jù)河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)12月提供的《鄭州市大峪溝礦務(wù)局大峪溝井田東段二1煤層瓦斯地質(zhì)勘探總結(jié)》及河南省煤田地質(zhì)局文件［豫煤地()7號(hào)］的評(píng)審意見,由于本區(qū)二1煤層瓦斯壓力相對(duì)較小,缺乏煤與煤層瓦斯突出的動(dòng)力條件,確定本區(qū)煤層為無突出危險(xiǎn)性煤層。2.2.4.6地溫根據(jù)現(xiàn)有資料的計(jì)算結(jié)果:該區(qū)地溫梯度最低1.22oC/100m,最高2.85oC/100m,一般梯度在1.7～2.8oC/100m。二1煤層溫度最高為26oC,最低為17.63oC,一般為18～23oC,本井田應(yīng)屬地溫正常區(qū)。2.2.5水文地質(zhì)2.2.5.1主要含水層特征1．寒武～奧陶系灰?guī)r含水層寒武系含水層主要有白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r構(gòu)成,分布于南部山區(qū),因遠(yuǎn)離煤系地層,對(duì)礦床充水影響不大,不再贅述。奧陶系灰?guī)r含水層,由泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰?guī)r組成。廣泛出露于煤系地層以南的低山丘陵,是煤系地層的基地。據(jù)實(shí)測(cè)剖面厚141.86m。含裂隙巖溶承壓水,局部含水豐富,是一l煤底板直接充水含水層。出露于本層的泉水較少,流量0.05～0.982L/s,標(biāo)高+190～+622.18m。多為季節(jié)性泉水。據(jù)2601孔抽水結(jié)果,單位涌水量q=0.0183L/s·m,滲透系數(shù)K=0.219m/d,水位標(biāo)高H=+288.45m。水化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,一般為HCO3-Ca-Mg型,礦化度0.20～0.30g/L。PH值為7～7.5。2．太原群下段灰?guī)r含水層由L1～L4灰?guī)r組成。其中L1～L3不發(fā)育,L3～L4發(fā)育較好,質(zhì)地較純,層位穩(wěn)定,局部含泥質(zhì)和燧石結(jié)核,為一1煤頂板直接充水含水層。據(jù)10個(gè)孔的統(tǒng)計(jì)資料,灰?guī)r厚度占太原群下段地層厚度的59.6％。該層由于受厚度和出露條件的限制,至今尚未發(fā)現(xiàn)天然地下水露頭。據(jù)井下所見,溶隙發(fā)育,但不均勻,且多被粘土物質(zhì)充填。揭見該層有142個(gè)孔,占全區(qū)鉆孔68.9％,揭穿124個(gè)孔,占揭見87.3％。其中遇漏水10孔,占揭見孔7％。漏水鉆孔的分布,多集中于淺部,標(biāo)高在+200m以上,中深部則少見。說明該層裂隙巖溶發(fā)育是不均勻的,多以風(fēng)化裂隙漏水為主,小溶洞漏水則次之。該層最大厚度16.42m(1105孔),最小厚度3.92m(3304孔),一般8～13m。從太原群下段灰?guī)r水文地質(zhì)圖中能夠看出,中部較厚,向兩翼有逐漸變薄的趨勢(shì)。據(jù)1404孔抽水結(jié)果(包括下段中粒砂巖),單位涌水量q=0.0198L/s·m,滲透系數(shù)K=0.0379m/d,水位標(biāo)高H=+340.96m。水質(zhì)為HCO3-Ca-Mg型,PH值7.35,礦化度0.378g/L。該層上距二1煤底板平均約69m。3．太原群上段灰?guī)r含水層上段灰?guī)r由L6～L9灰?guī)r組成。其中L7灰?guī)r發(fā)育較好,L8灰?guī)r次之,L6和L9僅局部存在,各層灰?guī)r之間被泥巖所分割,成為獨(dú)立的分層,相互之間水力聯(lián)系較差。L6和L9灰?guī)r,層位不穩(wěn)定,厚度薄,巖溶裂隙不發(fā)育,從水文地質(zhì)角度來看,視為相對(duì)隔水層。L7和L8雖然厚度較大,層位穩(wěn)定,但被砂泥巖分割。該層上距二1煤底板平均約7m。該層的灰?guī)r化學(xué)成份:Si02含量0.72～30.04％,平均含量14.94％,AlO3含量0.18～8.16％,平均含量1.22％,Fe203含量0.79～36.55％,平均含量4.03％,一般1～3％。CaO·MgO含量7.21～52.82,平均含量42.82％,從分析結(jié)果,Si02含量高,可溶性鹽類含量較低,不利于巖溶的發(fā)育。該層揭露厚度0.00m(上段灰?guī)r缺失)～37.60m(1909孔),一般5.00～15.00m。從太原群上段灰?guī)r水文地質(zhì)圖中能夠看出,厚度由中部向東西兩翼有變薄的趨勢(shì)。據(jù)1909孔抽水結(jié)果,涌水量趨近于零,水位下降27.69m,經(jīng)三天后尚未恢復(fù)穩(wěn)定,充分說明本段灰?guī)r含水微弱。據(jù)相鄰谷山井田8803孔資料,單位涌水量q=0.00043L/s·m,水位標(biāo)高H=+200.21m,滲透系數(shù)K=0.012m/d。據(jù)7603孔水質(zhì)HCO3-K+Na型,礦化度0.712g/L,PH值7.3。4．二1煤頂板砂巖含水層系指開采二1煤頂板冒落裂隙帶內(nèi)(二1煤上60m)的中、粗粒砂巖。其中層位比較穩(wěn)定是大占砂巖、香炭砂巖,均為二1煤頂板直接充水含水層。據(jù)鉆孔揭露,砂巖一般3～4層,最多為14層(2706孔),最少為零;厚度0.00～32.49m(2303孔),一般10.00～20.00m。從二1煤上砂巖水文地質(zhì)圖和19線水文地質(zhì)剖面可見,在短距離內(nèi)有尖滅和增厚的特點(diǎn)。厚度變化規(guī)律性不明顯。據(jù)三個(gè)孔抽水結(jié)果,單位涌水量q=0.0000532～0.00797L/s·m,滲透系數(shù)K=0.000530～0.0352m/d,水位標(biāo)高H=287.57～212.65m。水質(zhì)為HCO3-K+Na型,PH值8.1,礦化度0.746g/L。5．三煤組砂巖含水層由三煤組中粗粒砂巖組成。砂巖多被泥巖和砂質(zhì)泥巖分割成互不發(fā)生水力聯(lián)系的含水層。其中以底部砂鍋窯砂巖發(fā)育較好,層位穩(wěn)定,一般厚度8～15m。由于出露條件和補(bǔ)給條件不佳,區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)地下水天然露頭和漏水鉆孔。從鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè),該煤組漏失量0～12m3/h。(孔)含裂隙承壓水,含水性微弱。因距二1煤層位較遠(yuǎn),超過了開采二1煤的冒落裂隙帶高度,故此含水層對(duì)二1煤的開采影響不大。6．四煤組砂巖含水層由中粗粒砂巖組成,其中以四煤底板砂巖比較穩(wěn)定。據(jù)2808、1709孔的資料統(tǒng)計(jì),含水層厚度8.70～21.67m,含水層占層段厚21.7％,砂巖層多被泥巖和砂質(zhì)泥巖所分隔,形成互無水力聯(lián)系的含水層。由于相變或尖變及補(bǔ)給條件的不好,使之含水微弱。該層距二l煤較遠(yuǎn),對(duì)二1煤礦床沒有影響。7．五煤組至七煤組底板砂巖含水層由中～粗粒砂巖組成。其中以七煤組底板砂巖(田家溝砂巖)比較穩(wěn)定,其它均在短距離內(nèi)有尖滅和變薄的趨勢(shì)。據(jù)2808孔的資料,厚度37.55m,占整個(gè)層段27％。在區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)漏水鉆孔,僅在巴家溝、陰溝、張山洼有泉水出露,標(biāo)高+274～+302m,其流量均小于0.5L/s。該層含裂隙承壓水,因遠(yuǎn)距二1煤層,對(duì)二1煤開發(fā)影響不大。8．平頂山砂巖含水層由灰白色和褐黃色中、粗粒、厚層、石英砂巖組成,硅質(zhì)膠結(jié),致密堅(jiān)硬、裂隙發(fā)育,出露于區(qū)外的北部丘陵區(qū),含裂隙水,在將軍嶺+352.00m的陡坎上見有泉水出露,其流量0.5L/s。據(jù)2808孔揭露,厚度61.27m。因距開采煤層遠(yuǎn),對(duì)煤層影響不大。9．金斗山砂巖含水層紫紅色、厚層狀中粒砂巖,成分以石英為主,硅質(zhì)膠結(jié),致密堅(jiān)硬。出露于北部的山脊,由于出露條件不佳,沒有地下水的天然露頭,含裂隙水。10．第四系(Q)砂、礫石含水層分布于王河河谷和區(qū)外的溝谷寬闊地段。主要由沖積洪積而成的砂卵石層,含豐富的孔隙水。在王河河谷玉皇廟以北的地段,已成為農(nóng)灌和大峪溝礦臨時(shí)水源基地。據(jù)以往民井抽水資料,單位涌水量q=0.83～10.54L/s·m,滲透系數(shù)K=21.88～88.95m/d,水位埋深6.73～11.75m,水位標(biāo)高H=167.25～254.77m。水質(zhì)為S04-HC03-Ca-Mg型。PH值7.5～7.25,礦化度0.675～0.912g/L。2.2.5.2主要隔水層1．本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層主要由泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、鋁土礦等組成。大峪溝井田內(nèi)有139孔揭見本層,占全區(qū)鉆孔67.5％,揭穿本群130孔,占揭見鉆孔93.5％。最大厚度達(dá)33.69m(2402孔),最小厚度3.52m(2901孔),一般6～14m。從太原群下段灰?guī)r水文地質(zhì)圖看出,層位穩(wěn)定,厚度變化規(guī)律不明顯,該層且充填灌注了奧陶系古剝蝕的溶隙溶洞,因而降低了不整合面附近的富水性,而且增加了阻隔奧灰水進(jìn)入一1煤礦坑的隔水強(qiáng)度,故視為主要隔水層。2．太原群中段砂泥巖隔水層系指L4、L6灰?guī)r之間的碎屑巖沉積,主要由中～細(xì)粒砂巖、泥巖及砂質(zhì)泥巖組成。局部夾薄層L5灰?guī)r。據(jù)鉆孔揭露,厚22.52(2805孔)～57.81m(1309孔),一般30～45m,層位穩(wěn)定,因砂質(zhì)成分稍高,故具強(qiáng)度大的特點(diǎn)。是太原群上、下段灰?guī)r含水層之間的良好隔水層。3．二l煤底板隔水層系指二l煤底板至太原群灰?guī)r含水層間的巖層。主要有泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖、局部夾灰?guī)r等組成。正常情況下,是阻隔太原群上段灰?guī)r水進(jìn)入二1煤礦床的隔水層,在本區(qū)厚度0.40～37.82m。該段厚度變化大,穩(wěn)定性差。在1511、2603、2903孔以南區(qū)段,厚度薄,隔水性能減弱,在二1煤開采過程中,要引起足夠的重視。4．七煤組～平頂山砂巖底隔水層由一套淺灰色和灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖組成。據(jù)2808孔的資料,厚度206.27m,其厚度大,層位穩(wěn)定,巖性均一,是一良好的隔水層。5．平頂山砂巖至金斗山砂巖底隔水層主要為一套青灰色、紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂巖組成,巖性均一,層位穩(wěn)定,隔水性好,出露于區(qū)外北部丘陵區(qū)。它對(duì)阻隔上下兩個(gè)含水層的水力聯(lián)系,起著良好的隔水作用。2.2.5.3井田水文地質(zhì)勘探類型據(jù)以上資料,二1煤層水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,直接充水含水層為裂隙巖溶水,屬二類一型或三類一型。二1煤水文地質(zhì)條件為三類二型。對(duì)開采有較大威脅的是底板巖溶突水。2.2.5.4礦井充水因素在淺部,大氣降水、地表水及第四系潛水會(huì)經(jīng)過各種裂隙、孔隙滲入地下,或經(jīng)過回采落頂后的塌陷破裂帶充入礦坑:在礦井井巷開拓回采過程中,煤層頂板砂巖含水層首先得以揭露和破壞,其砂巖裂隙水(開采二l煤層時(shí))或灰?guī)r巖溶裂隙水(開采一1煤層時(shí))將會(huì)充入礦坑,構(gòu)成礦井主要充水水源;還有區(qū)外淺部生產(chǎn)井及廢棄老窯,積存大量老空老塘水,當(dāng)未來礦坑回采落頂后的塌陷破裂帶或采掘工程一旦與之溝通,就有可能造成潰水淹井事故;一1煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙含水層中所含地下水,在其底板隔水層沉積薄弱地段或在斷裂構(gòu)造發(fā)育地段,多會(huì)以突水形式充入礦坑,具有水壓高、水量大、破壞性強(qiáng),以動(dòng)儲(chǔ)量為主,不易疏排等特征。2.2.5.5礦井涌水量根據(jù)1982年12月河南省煤田地質(zhì)勘探公司地質(zhì)三隊(duì)編寫的《河南省鞏縣滎鞏煤田大峪溝井田精查補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告》及結(jié)合周邊礦井的實(shí)際情況,確定本礦井的正常涌水量為116m3/h,最大涌水量為151m3/h。2.3礦井開拓概況2.3.1井田境界本井田北部以F9斷層為界,東部以35勘探線與新中礦業(yè)公司谷山井分界,南部以煤層露頭及地方小窯深部邊界為界,西部以19勘探線與紅旗井分界。井田東西走向長(zhǎng)4.5km,南北傾向?qū)?.0km,面積約13.5km2。具體范圍由省國(guó)土資源廳1月頒發(fā)的證號(hào)為41000003的采礦許可證中的15個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定,拐點(diǎn)坐標(biāo)見表2-3。2.3.2礦井資源/儲(chǔ)量計(jì)算2.3.2.1礦井地質(zhì)資源量?jī)?chǔ)量計(jì)算邊界為上述劃定的井田范圍,儲(chǔ)量計(jì)算的最低可采厚度為0.8m,最高灰分＜40％。根據(jù)儲(chǔ)量核準(zhǔn)報(bào)告,獲得二1煤地質(zhì)資源量為38.10Mt。2.3.2.2工業(yè)資源/儲(chǔ)量礦井地質(zhì)資源量中探明的資源量331和控制的資源量332,經(jīng)分類得出的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b和122b、邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M11和2M22,連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量333的大部,歸類為礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量,即:礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=111b+122b+2M11+2M22+333×k(k=0.8～0.9)本井田構(gòu)造簡(jiǎn)單,二1煤層屬厚度變化較大的較穩(wěn)定煤層,333級(jí)折減量取0.8。經(jīng)計(jì)算,礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為33194kt。表2-3井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表Table2-3Thecoordinatetableoftheminefieldboundaryinflectionpoint拐點(diǎn)編號(hào)緯距經(jīng)距拐點(diǎn)編號(hào)緯距經(jīng)距XYXY13843576.0038421259.0093843770.0038419215.0023845720.0038421893.00103843770.0038418700.0033846160.0038417520.00113844325.0038418676.0043844690.0038417262.00123844240.0038419876.0053844460.0038417635.00133843960.0038419730.0063844425.0038418506.00143844010.0038420500.0073843500.0038418500.00153843840.0038420835.0083843500.0038419215.002.3.2.3礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量是指礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量中減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、井田境界煤柱和地面建筑物、構(gòu)筑物等永久保護(hù)煤柱損失量后的資源/儲(chǔ)量。1．?dāng)鄬用褐鶕?jù)《河南省滎鞏煤田大峪溝井田精查補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告》井田內(nèi)斷層未見導(dǎo)水性強(qiáng)的報(bào)道,井田內(nèi)實(shí)際揭露和鉆孔資料實(shí)際控制的斷層有3條,其中F9斷層落差0～70m,F104斷層落差18m左右,及北部邊界附近的F6斷層。由于斷層的存在改變了可采煤層與直接充水含水層之間的相對(duì)位置,使隔水層的有效厚度變薄或消失,為防止底板承壓水沿?cái)鄬用孢M(jìn)入煤層,需在斷層兩側(cè)留設(shè)斷層防水煤柱。根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》(試行)所推薦公式計(jì)算:(2-1)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;P——水頭壓力(kgf/cm2)最大取L7灰在8803孔水位標(biāo)高處的水壓20kgf/cm2;Kp——煤的抗張強(qiáng)度(kgf/cm2);精查地質(zhì)報(bào)告未給出,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)暫取2kgf/cm2,礦井在實(shí)際開拓過程中,見煤后可做煤的抗張強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),確定具體的抗張強(qiáng)度數(shù)值。M——煤層厚度,取4.62m經(jīng)計(jì)算,斷層防水煤柱寬度為:F9斷層煤柱L=38.0m。根據(jù)本井田地質(zhì)報(bào)告,雖然斷層導(dǎo)水性較弱,但由于采動(dòng)的影響要對(duì)較大的斷層嚴(yán)加控制,按以往礦井生產(chǎn)實(shí)際,按斷層落差大小兩側(cè)各留設(shè)一定寬度的斷層保護(hù)煤柱,煤柱留設(shè)原則是:斷層落差大于100m的留100m,落差在50m到期100m之間的留50m,落差小于50m的留30m。因此,F9斷層留設(shè)50m寬煤柱;F104斷層留設(shè)30m寬煤柱。經(jīng)計(jì)算斷層煤柱損失536kt。2．邊界煤柱井田邊界北以F9斷層為界,因此井田北部邊界煤柱為F9斷層煤柱;井田西、東兩側(cè)分別與谷山井、紅旗井相鄰,南側(cè)與開采淺部煤炭的老窯相鄰。沿老窯開采警界線和井田邊界留設(shè)20m～40m煤柱,采區(qū)之間留設(shè)10m煤柱。邊界煤柱煤量為1661kt。3．其它煤柱考慮涼水泉水庫(kù),為防止地下開采對(duì)地表水庫(kù)堤壩的影響。開采二1煤層時(shí)須按照地面建筑保護(hù)煤柱的留設(shè)方法來留設(shè)防塌陷煤柱,留一定的煤柱并加上圍護(hù)帶寬度其損失煤量為:70kt。上述保護(hù)煤柱損失共計(jì)2267kt,計(jì)算全礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量30927kt。2.3.2.4礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量＝設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量-工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱-風(fēng)井場(chǎng)地保護(hù)煤柱-主要井巷煤柱-開采損失。區(qū)內(nèi)分布有零星村莊按搬遷考慮。對(duì)主副井、風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地留設(shè)保護(hù)煤柱,按巖層移動(dòng)角考慮,按照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱”三下”采煤規(guī)程)的相關(guān)規(guī)定和鞏義地區(qū)其它礦井的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),各參數(shù)選取如下:表土移動(dòng)角:Φ=45°上山移動(dòng)角:γ=75°下山移動(dòng)角:β=73°—0.82α走向移動(dòng)角:δ=75°。保護(hù)煤柱根據(jù)上述參數(shù),采用垂直法計(jì)算。工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱904kt。井下主要運(yùn)輸及回風(fēng)大巷經(jīng)計(jì)算按30m留設(shè)保護(hù)煤柱。該礦井開采煤層屬厚煤層,采區(qū)回采率取75%,開采損失計(jì)5841kt,得全礦井的可采儲(chǔ)量為23362kt。詳見礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算表:表2-4。表2-4礦井可采儲(chǔ)量匯總表單位:ktTable2-4ThesummarytableofminerecoverablereservesUnit:kt煤層采區(qū)工業(yè)資源儲(chǔ)量永久煤柱損失設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量煤柱損失開采損失可采儲(chǔ)量服務(wù)年限(a)斷層井田境界防水工業(yè)場(chǎng)地大巷二111采區(qū)9168152308708638904233150060017.712采區(qū)148183847101372426026931077113.813采區(qū)92086438565327164865908.4合計(jì)331945361661703092790482058412336230.02.3.3井田開拓 2.3.3.1井田開拓方式本井田為全隱蔽型井田,煤層埋藏深度較大,采用斜井開拓工程量較大,建井工期較長(zhǎng),投資較高,故采用立井開拓方式。2.3.3.2水平劃分及階段垂高的確定1．水平劃分井田淺部邊界煤層賦存標(biāo)高為+100m,井田深部邊界煤層賦存標(biāo)高約為-100m,煤層傾角為7～9o,多為7o左右,為緩傾斜煤層。傾斜長(zhǎng)1500～m。根據(jù)以上特點(diǎn),本井田可劃分為一個(gè)水平開拓。2．水平標(biāo)高根據(jù)井口位置及井田開拓布置,確定水平標(biāo)高為-100m。主要理由如下:(1)井底車場(chǎng)層位好。井底車場(chǎng)主要巷道處于二1煤層底板L7灰?guī)r中,有利于巷道施工及維護(hù)。(2)東、西翼大巷可沿L7布置,有利于大巷施工和維護(hù)。(3)主井底裝載系統(tǒng)采用”全抬高”布置方式,箕斗裝載硐室、煤倉(cāng)卸載硐室處于二1煤層頂板砂巖中。2.3.3.3井田回采工藝1．采煤方法采煤方法的選擇是否合理,直接影響礦井的生產(chǎn)安全和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),因此采煤方法必須符合安全、經(jīng)濟(jì)、高效、回采率高的基本原則。初期開采的中部11采區(qū)二l煤層屬緩傾斜煤層。根據(jù)地質(zhì)勘探資料、結(jié)合鄰近礦井實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、本礦的生產(chǎn)管理水平和煤層實(shí)際賦存及采區(qū)劃分情況,采用走向長(zhǎng)壁采煤法。2．采煤工藝根據(jù)井田構(gòu)造形態(tài)、煤層賦存情況,現(xiàn)有地質(zhì)資料(煤厚變化大,且薄煤帶多)及周邊礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),采用炮采放頂煤采煤工藝。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,建議根據(jù)揭露煤層條件,進(jìn)行輕型支架放頂煤研究,以提高機(jī)械化水平。3．回采工藝過程打眼→放炮→鋪網(wǎng)→攉煤→移溜→攛梁移柱→剪網(wǎng)放頂煤。工作面端頭及順槽30m范圍內(nèi)采用單體液壓支柱配套π型鋼頂梁超前加強(qiáng)支護(hù)。4．主要采煤設(shè)備主要采煤設(shè)備初步選型為:(1)單體液壓支柱:根據(jù)煤層頂?shù)装鍡l件,選擇DZ22-30／100G型單體液壓支柱,該支柱最大支撐高度為2.2m,油缸直徑100mm,額定工作阻力300kN。(2)刮板運(yùn)輸機(jī):刮板運(yùn)輸機(jī)選用SGD-490/20B型,輸送能力為250t/h,設(shè)計(jì)長(zhǎng)度120m,電機(jī)功率22kW。(3)轉(zhuǎn)載機(jī):轉(zhuǎn)載機(jī)選用QZP-163型,電機(jī)功率40kW。工作面主要設(shè)備如表2-5所示。2.3.3.4巷道掘進(jìn)1．支護(hù)形式煤層巷道原則上以工字鋼梯形棚支護(hù)為主,巖石巷道以錨噴或錨網(wǎng)噴為主,對(duì)個(gè)別巖性較差的部分或關(guān)鍵部位采用混凝土砌碹支護(hù)。表2-5回采工作面主要設(shè)備一覽表Table2-5Thelistofthemainequipmentsinworkingface順序名稱型號(hào)單位數(shù)量備注1單體液壓支柱DZ22-30/100G架1512用于工作面支護(hù)2煤電鉆MZ12臺(tái)6用于打炮眼3超前支護(hù)單體液壓支柱DZ25-25/100根120用于端頭加強(qiáng)支護(hù)4π型鋼頂梁2.4m/3.5m根732/16用于工作面支護(hù)5刮板輸運(yùn)機(jī)SGD-490/20B臺(tái)1用于工作面6轉(zhuǎn)載機(jī)QZP-163臺(tái)1用于向皮帶裝煤2．掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及機(jī)械配備為保證采區(qū)和回采工作面的正常接替,設(shè)計(jì)配備了4個(gè)掘進(jìn)頭和兩個(gè)工作面。開拓巖巷掘進(jìn)工作面配備:ZF-24型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、G10型風(fēng)鎬、PD-30B型耙斗裝巖機(jī)、MFC-1325/3470型單體錨桿機(jī)、安-Ⅳ型混凝土攪拌機(jī)、ZP-Ⅲ型混凝土噴射機(jī)、MYZ-150型探水鉆機(jī)、JD-11.4型調(diào)度絞車、JBD60－2－No.5局部通風(fēng)機(jī)、SCF-6型濕式除塵機(jī)、激光指向儀和TBW-75/20型污水泵等。煤巷掘進(jìn)工作面配備:MZ-12型煤電鉆、JBT62-2型局部通風(fēng)機(jī)等。2.3.4采區(qū)布置2.3.4.1采區(qū)劃分全井田二l煤層共劃分為11、12、13三個(gè)采區(qū),其中首采區(qū)(中部采區(qū))為11采區(qū),西部采區(qū)為12采區(qū),東部采區(qū)為13采區(qū)。全部為-100m水平以上的上山采區(qū)。全礦井以一個(gè)采區(qū),兩個(gè)炮采放頂煤工作面保證礦井600kt/a設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。首采工作面煤層平均厚度4.62m,采高2.0m,放頂煤高度2.62m,采放比1:1.3。1．工作面循環(huán)及推進(jìn)度:工作面采用三班回采,一個(gè)循環(huán)內(nèi)為一采兩放,循環(huán)進(jìn)度0.5m。最大控頂距3.4m,最小控頂距2.4m,工作面年推進(jìn)度340m。2．工作面長(zhǎng)度:根據(jù)煤層的賦存條件,投產(chǎn)工作面平均長(zhǎng)度為120m。3．工作面生產(chǎn)能力工作面年產(chǎn)量:A=L×S×M×r×C×10-3kt/a(2-2)其中:A——回采工作面年產(chǎn)量,kt/a;L——工作面平均長(zhǎng)度,120m;S——工作面年推進(jìn)度,340m/a;M——工作面平均采高,4.62m;r——煤的容重,1.6t/m3;C——工作面回采率,厚煤層取0.93。于是:A=120×340×4.62×1.6×0.93×10-3=280.5kt/a(2-3)全礦井布置一個(gè)采區(qū)2個(gè)工作面,另掘進(jìn)出煤量按8%的回采煤量,則礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2×28