汾西礦業(yè)集團(tuán)新陽煤礦采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除。1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1地理位置新陽煤礦是汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)改造提升生產(chǎn)能力中的一個(gè)井田,位于孝義市城西14km的新陽鎮(zhèn),屬呂梁市孝義市行政管轄區(qū)。本井田地理范圍為北緯37°05′41″—37°11′28″,東經(jīng)111°35′47″—111°42′18″。井田西南與水峪井田毗鄰,井田西部與羊寨勘探區(qū)為鄰,東與白壁關(guān)井田(當(dāng)前已規(guī)劃為新陽煤礦白壁關(guān)區(qū))相鄰,北至丈八煤層露頭,南到兌鎮(zhèn)介西鐵路北。南北長約為7.3km,東西寬約6.4km,總面積為32.8km2。1.1.2地形、地貌和交通條件本井田處于黃土高原中部的山西省呂梁山東麓,區(qū)內(nèi)地表大部被黃土覆蓋,黃土沖溝發(fā)育,基巖僅在井田南部的兌鎮(zhèn)河谷地帶及礦區(qū)中部的新陽河床兩岸有零星煤系地層出露,新陽河谷地面標(biāo)高+800m～+880m,丘陵地標(biāo)高+900m～+1100m,相對高差在300m左右。新陽煤礦交通極為便利,南同蒲鐵路介(休)—西(泉)線沿井田東南邊界經(jīng)過,介西線白壁關(guān)站有到礦區(qū)的鐵路專用線,專用線長5km,介休站到太原站169km,礦區(qū)交通位置見圖1-1。1.1.3本區(qū)內(nèi)的工業(yè)和農(nóng)業(yè)新陽煤礦高陽區(qū)西部及南部數(shù)十公里區(qū)域內(nèi),因煤層埋藏較淺,煤質(zhì)優(yōu)良,很久以前當(dāng)?shù)鼐用窬陀行∶焊G開采的歷史。根據(jù)楊家莊村元朝延佑四年(13)的碑文記載,當(dāng)時(shí)古窯已經(jīng)很多,推測在唐宋年間已有小窯進(jìn)行生產(chǎn),主要開采2#煤層,個(gè)別煤窯如胡家窯煤礦開采9-10-11#煤層。截止年底,新陽煤礦范圍內(nèi)保留采礦權(quán)的小煤礦有16座,其中孝義市境內(nèi)有15座,新陽煤礦周邊皆為農(nóng)村,原生環(huán)境良好,僅有農(nóng)耕活動(dòng),農(nóng)民牲畜圈養(yǎng),少量放牧。河流、地表水體無污染,除夏季洪水造成水土流失外,其余幾乎沒有什么環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民以種植業(yè)為主,主要農(nóng)作物有小麥、玉米、高梁、谷子等。區(qū)內(nèi)煤炭資源豐富,工業(yè)主要以開辦煤礦為主,開采運(yùn)輸業(yè)較發(fā)達(dá)。圖1-1新陽礦區(qū)交通位置圖1.1.4供電供水礦井用電采用雙回路供電系統(tǒng),一回引自礦務(wù)局自備電廠后莊變電站的內(nèi)部電網(wǎng),電壓110KV,輸電距離4Km;一回引自華北電網(wǎng)兌鎮(zhèn)變電站,電壓110KV,輸電距離2Km,此便利條件對礦井的建設(shè)較為有利。新陽煤礦現(xiàn)供水水源為礦工業(yè)廣場附近的GSJ-C1-6號水源井,即礦區(qū)永久水源。取水層位為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組,能滿足礦井工業(yè)用水和生活用水之需求,從山西煤田地質(zhì)研究所提供的水質(zhì)分析報(bào)告來看,其水質(zhì)符合國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。1.1.5氣候條件本井田氣候受季風(fēng)環(huán)流、地理緯度和海拔高度的影響,一年四季分明,是典型的暖溫帶氣候。本區(qū)屬大陸性氣候,春季受冬夏季風(fēng)氣團(tuán)的交替控制,氣候多風(fēng)干旱,變化明顯;夏季受太平洋副熱帶高壓影響,多偏南和東南氣流,氣候炎熱,雨量集中;秋季則因蒙古高壓氣團(tuán)的迅速南侵,天高氣爽多為晴朗天氣;冬季受蒙古冷高壓的控制,多偏北和西北的氣流影響,氣候寒冷少雪。年氣溫6—8月份最高一般為26℃-28℃,最高可達(dá)39℃,每年1－2月份最冷,一般為-7℃－-15℃,最低為-23℃,凍土深度一般為0.42m～0.69m,年降水量5mm左右,雨季集中于7－8月份,年蒸發(fā)量一般為1800mm～1900mm,遠(yuǎn)大于年降水量,故該礦區(qū)比較干旱。1.16水文與地震新陽區(qū)內(nèi)河流均屬黃河流域汾河水系,流向由西往東,平時(shí)少水或無水,均屬季節(jié)性河流。新陽河發(fā)源于西部呂梁山,流經(jīng)井田中部,至善吉村與兌鎮(zhèn)河匯合后流入孝河,長34km,出山后河谷寬度為200m～5m。二十世紀(jì)六十年代該河仍有小股長流水,二十世紀(jì)七十到八十年代,由于地方工業(yè)及煤炭工業(yè)的發(fā)展,截流或滲水嚴(yán)重,礦區(qū)地段已成為干枯河床。兌鎮(zhèn)河發(fā)源于西部呂梁山柳子溝,經(jīng)柳灣礦區(qū),水峪礦區(qū)及井田東南部至善吉村流入孝河,該河長33km,河谷寬200m左右。上述河谷均為季節(jié)性河流,平均流量很小,主要靠間歇性泉水及礦坑排水補(bǔ)給,雨季山洪暴發(fā),水勢兇猛。1958年—1960年在下游張家莊附近修建了”八一”水庫,庫容量約3336.5Mm3。賈家莊村東面河谷有一座小型水庫,庫容量約8～9Mm3,均為農(nóng)業(yè)灌溉及養(yǎng)魚業(yè)之用。根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖(1990)》劃分:本井田屬地震烈度區(qū)7度區(qū);根據(jù)《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-),本區(qū)所屬地震動(dòng)峰值加速度分劃為0.15g。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田地形本井田處于黃土高原中部的山西省呂梁山東麓,區(qū)內(nèi)地表大部被黃土覆蓋,黃土沖溝發(fā)育,基巖僅在井田南部的兌鎮(zhèn)河谷地帶及礦區(qū)中部的新陽河床兩岸有零星煤系地層出露。1.2.2井田勘探新陽井田于1956年—1958年由山西省地質(zhì)廳燃料地質(zhì)隊(duì)進(jìn)行勘探,1958年8月提交《山西省孝義、汾陽縣新陽井田煤田地質(zhì)勘探報(bào)告》,同年8月經(jīng)省儲(chǔ)委以第25號決議書批準(zhǔn)。后經(jīng)1962年、1964年省儲(chǔ)委先后兩次復(fù)審結(jié)果為不合格報(bào)告,撤銷原批準(zhǔn)儲(chǔ)量,進(jìn)行重新勘探。1964年山西煤炭工業(yè)管理局119隊(duì)從礦井設(shè)計(jì)、生產(chǎn)需要出發(fā),結(jié)合本區(qū)的地質(zhì)條件,進(jìn)行了地質(zhì)勘探改革試驗(yàn)。在勘探過程中,依據(jù)以往及新了解的地質(zhì)情況,對鉆孔的布置作了幾次調(diào)整變更。于1965年6月初結(jié)束施工,同時(shí)提交了《山西省霍西煤田汾孝礦區(qū)新陽井田地質(zhì)勘探最終報(bào)告》,山西省儲(chǔ)委1965年7月以第18號決議書批準(zhǔn)。1991年7月22日中國統(tǒng)配煤礦總公司關(guān)于印發(fā)統(tǒng)配煤礦《礦井地質(zhì)條件分類》結(jié)果的通知(中煤總生字[1991]第338號)把新陽煤礦地質(zhì)條件類別評定為二類礦井,代號為Ⅱ—ⅡaⅠdⅡeg。1992年2月11日中國統(tǒng)配煤礦總公司關(guān)于印發(fā)統(tǒng)配煤礦《礦井水文地質(zhì)條件分類》的通知(中煤總生字[1992]第57號)把新陽煤礦水文地質(zhì)條件類型評定為簡單型。從1991年至今,新陽煤礦利用山西組2#煤層生產(chǎn)巷道系統(tǒng)的有利條件,對原勘探階段鉆孔密度不足不能足以控制山西組3#煤層底板等高線變化而進(jìn)行了補(bǔ)充勘探,共施工33個(gè)鉆孔,其中30個(gè)孔按規(guī)定探清了3#煤,有3個(gè)孔未見煤。10月11日至11月30日,汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司新陽煤礦經(jīng)過招標(biāo)方式委托山西省第六地質(zhì)工程勘查院對新陽煤礦九采區(qū)進(jìn)行了三維地震勘探,勘探面積0.5km2。1.2.3地層的概述新陽井田地表絕大多數(shù)被第三系沉積物所掩蓋,基巖僅在西部、南部河谷中有所出露,地層由老至新簡述如下:1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組(O2f本統(tǒng)為煤系地層之基底,巖性為淺灰色及深灰色,致密厚層狀海相石灰?guī)r,巖質(zhì)較純,性較脆,頂部有溶蝕現(xiàn)象,常見有黃鐵礦晶體及不規(guī)則之方解石細(xì)脈,侵蝕面50m之下夾石膏1～2層。2、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)平行不整合與峰峰組灰?guī)r侵蝕面之上,厚度由12m～35.5m不等,平均厚度24.3m,為海陸交互相沉積,巖性為灰—淺灰色,由灰白色黏土質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r組成,偶夾薄煤層,底部為鋁土巖,常含較多結(jié)核狀、圓塊狀黃鐵礦。3、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)本組地層由灰、灰黑色泥巖,砂巖,粉砂巖,石灰?guī)r及煤層組成,含煤5～7層。主要可采煤層為9-10-11#,與下伏地層為整合接觸。本組地層厚度87.6m～108.6m,平均98m。4、二疊系(P)按其巖性特征以及含植物化石情況分為山西組和上、下石盒子組,分別敘述如下:(1)下統(tǒng)山西組(P1s)出露于井田西南部胡家窯,西溝村及西北部安家?guī)X村一帶。與石炭系上統(tǒng)太原組為整合接觸,以底砂巖K7至下石盒子組K8砂巖底為界,厚29.4m～69.6m,平均46m,為本區(qū)主要含煤地層之一。巖性由灰色、黑色砂質(zhì)泥巖,灰黑、黑色泥巖、深灰、灰白色細(xì)、中砂巖及煤層組成。煤層編號由上而下有1#、2#、3#煤層,其中2#煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層,1#煤層為大部可采煤層,3(2)下統(tǒng)下石盒子組(P1x)出露于井田西部胡家窯、西溝村、西北部安家?guī)X、中部南頭村、中南部賢者村一帶,與下伏山西組為整合接觸,以底砂巖K8至上石盒子組K10為界,厚63m～98m,平均80.5m。a.下石盒子組二段(P1x2)以灰綠、黃綠色中粗砂巖為主。夾砂質(zhì)泥巖及泥巖頂部有一層桃花色鋁質(zhì)泥巖(俗稱”桃花泥巖”)厚3.78m左右。距1#煤層90m～110m,是很好的標(biāo)志層,本段厚32m～45m,平均37.2m。b.下石盒子組一段(P1x1)以深灰色、灰色細(xì)砂巖及黑灰色泥巖,粉砂巖為主。含菱鐵礦結(jié)核及不穩(wěn)定之薄煤層2～3層,最多達(dá)7層,底部砂巖(K8)為灰白色、中厚層狀,致密塊狀,成分以石英為主,層位穩(wěn)定,厚0.5m～21.4m,平均5.10m。本段厚38m～52.5m,平均43.5m。(3)上統(tǒng)上石盒子組(P2s)出露于井田西南部賢者村、神福村及東南部韓家灘、桑灣一帶,與下石盒子組為整合接觸。下部主要以黃綠、杏黃色砂巖,灰綠色中粗長石石英砂巖為主,偶夾粘土泥巖。上部主要以黃、綠、灰白及紫色細(xì)中粒長石石英砂巖及灰紫、暗紫、黃綠色泥巖為主,并夾灰黃色及灰色鋁土泥巖、巖性變化較大,大都受侵蝕,厚度不一,不易對比。5、第三系上新統(tǒng)(N2)分布于低山丘陵半坡及沖溝兩壁,其厚度不一。最厚在桑灣村南達(dá)51.65m。主要為半膠結(jié)之砂礫層,棕黃、淺棕紅色亞粘土、土黃色亞粘土、鈣質(zhì)土等組成。有三層鈣質(zhì)膠結(jié)礫巖,以下部一層較穩(wěn)定,膠結(jié)良好,其它兩層變化較大,一般厚30m～70m,平均厚50m。礫石成分以石灰?guī)r為主,砂巖及泥巖次之,分選差,滾圓度中等,砂石大小不一,本統(tǒng)沉積于各不同時(shí)代的基巖上,呈明顯之角度不整合接觸。6、第四系(Q)本井田范圍內(nèi)分布較廣,角度不整合于不同巖層之上。(1)下更新統(tǒng)(Q)淺紅色粘土,夾砂礫石層。厚0m～25m,平均12m。(2)中更新統(tǒng)(Q2)以深紅、淺紅色亞粘土為主,深紅色砂土及粉砂土次之。廣布整個(gè)井田,與下伏地層為不整合接觸,厚度不一,厚0m～55m,平均厚27m,底部偶見未經(jīng)膠結(jié)的砂礫層。其礫石成分為石灰?guī)r、砂巖,分選不好,滾圓度中等。在亞粘土中夾幾層暗紅色和紅色條帶及不穩(wěn)定之鈣質(zhì)結(jié)核層。(3)上更新統(tǒng)(Q3)在本區(qū)廣泛出露。為土黃、灰白色粉砂土,松散,具孔隙和孔洞,鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)零星分布,且具垂直節(jié)理,孔狀結(jié)構(gòu)發(fā)育,厚度不一,最厚約30m,一般厚為0m～30m,平均厚為28m(4)全新統(tǒng)(Q4)主要分布在現(xiàn)代河床及一級階地之上,以現(xiàn)代河流的沖積物和洪積物、砂及泥砂、砂礫為主,厚0m～20m,一般為5m。新陽井田含煤地層沉積類型和特征明顯,主要煤層及標(biāo)志層清楚,可做為對比的標(biāo)志。因此,根據(jù)標(biāo)志層對含煤地層進(jìn)行劃分,其對比程度可靠。本次修編報(bào)告與原1995年10月新陽礦編制的《礦井地質(zhì)報(bào)告》一樣仍沿用傳統(tǒng)的巖石地層單位劃分和對比地層,將太原組與本溪組之界限置于晉祠砂巖(K1)及其相當(dāng)層位之底;山西組與太原組之界限置于K6灰?guī)r之上的K7砂巖(相當(dāng)于太原西山的北岔溝砂巖)底或與其相當(dāng)層位;下石盒子組與山西組之界限置于K8砂巖(相當(dāng)于太原西山的駱駝脖砂巖)底或與其相當(dāng)層位;上石盒子組與下石盒子組之界限置于”桃花泥巖”及相當(dāng)層位之上的K10砂巖之底。1.2.4井田地質(zhì)構(gòu)造新陽煤礦位于山西臺(tái)背斜沁水坳陷的西緣,呂梁隆起的東翼,汾孝凹陷的東北部,其構(gòu)造方向與呂梁、霍山方向大致一致。新陽井田基本為一殘破的的盆狀構(gòu)造,地層傾角7°～10°,東西構(gòu)造大致相同,東西部均為單斜構(gòu)造。1.2.5井田的水文地質(zhì)特征1、地下水新陽煤礦位于郭莊泉水文地質(zhì)單元北部地段,該單元北部邊界為汾河向斜翹起端,也以地表分水嶺為界,西段與柳林泉域相鄰。邊界走向由西向東,自土灣垴子～交口縣上頂山(2100.7m)～井溝梁(1690.5m)～中陽縣上頂山(1739.8m)～荒草山東(1779.1m)～離石頂天垴南(1980.6m)～文水拐嶺底～汾陽桑棗坡～宋家莊～文水神堂;區(qū)域內(nèi)根據(jù)含水巖系和水力特征,地下水可分為以下幾種類型:(一)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層主要為奧陶系灰?guī)r,區(qū)域西、西北部均有出露,其埋深由西而東逐漸加大。巖溶現(xiàn)象發(fā)育,有利于地下水循環(huán),在霍州郭莊泉群以6.29m3(二)太原組巖溶裂隙和山西組、石盒子組砂巖裂隙含水層主要為石炭系太原組石灰?guī)r,二疊系山西組、石盒子組砂巖層,尤以太原組石灰?guī)r為主,分K2、K3、K4三層,總厚度17.68m,在區(qū)域西、西北部出露,向東被黃土覆蓋。裂隙發(fā)育程度在平面上分布不均,因而在不同地段富水性相差較大。山西組及石盒子組砂巖含水層一般水量不大、富水性微弱。山西組砂巖抽水試驗(yàn)結(jié)果,單位涌水量僅0.00091L/s.m,石盒子組砂巖含水層抽水試驗(yàn)時(shí),抽水開始二分鐘以后無水。從抽水情況看山西組及石盒子組砂巖含水層,無論對未來煤層的開采還是在供水水源方面均無較大意義。這類裂隙含水層的補(bǔ)給來源以大氣降水為主,其次為風(fēng)化裂隙潛水及山澗溝谷地表的入滲補(bǔ)給。(三)孔隙承壓水含水層屬第三系河湖相堆積物,由砂、砂礫、礫石層組成,出露于低山及山前傾斜平原的河谷之中,其厚度隨基巖侵蝕面而變化,一般為50m～157.3m,富水性變化較大,單位涌水量0.31L/s.m～9.60L/s.m,滲透系數(shù)2.39m/d～27.90m(四)孔隙潛水含水層主要為第四系河床沖積層,由砂、卵石組成,分布于新陽河、兌鎮(zhèn)河、孝河及各支流河谷之中,厚度為10m～20m,富水性變化較大,其水位埋深小于8m,補(bǔ)給來源為大氣降水,水流運(yùn)動(dòng)方向與河流溝谷延伸方向一致,基本上全為由西向東,成為當(dāng)?shù)鼐用耧嬘盟稗r(nóng)業(yè)澆灌用水之主要水源。2、巖層透水據(jù)地質(zhì)勘查資料和礦井地質(zhì)報(bào)告資料,現(xiàn)將井田內(nèi)水文地質(zhì)特征敘述如下:(一)主要含水層根據(jù)含水層的性質(zhì)可分為以下四種:孔隙潛水含水層、孔隙承壓含水層、層間裂隙含水層、巖溶裂隙含水層。1、中奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層奧陶系石灰?guī)r是煤系地層的基底,井田內(nèi)沒有出露,埋藏深度西淺東深,中部一般在300m以下。根據(jù)鉆孔揭露資料,奧灰裂隙及巖溶現(xiàn)象比較發(fā)育,由東向西,從北部到中部地區(qū),巖溶裂隙發(fā)育程度越來越高,因而奧灰含水層的富水性具有各向異性,新陽井田屬郭莊泉域奧灰水的徑流區(qū),屬強(qiáng)含水層。據(jù)1995年10月由新陽煤礦地測科提交的《汾西礦務(wù)局新陽煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》知:奧灰水水位標(biāo)高在+510m～+525m之間,單位涌水量2.13L/s.m～21.96L/s.m。奧灰?guī)r溶裂隙含水層的補(bǔ)給來源以大氣降水及部分山澗溝谷潛水經(jīng)由郭莊泉西部奧灰出露區(qū)的入滲補(bǔ)給,其地下水的流向由西北到東南。2、太原組灰?guī)r(K2)含水層太原組K2灰?guī)r是9-10-11#煤層的直接頂板,K2灰?guī)r厚5.00m～28.20m,平均10.04m,含水層屬于溶洞--裂隙水,在淺部或斷層帶處裂隙溶洞發(fā)育。高－37號孔在K2灰?guī)r中見溶洞2.45m,富水性次于K3灰?guī)r。鉆孔單位涌水量在0.022L/s.m～0.885L/s.m之間,水位標(biāo)高+820.61m～+922.37m,為弱～中等富水性含水層。鄰區(qū)水峪礦1983年在三采擴(kuò)區(qū)放水巷放水時(shí),其涌水量為115m33、太原組灰?guī)r(K3～K4)含水組K3、K4灰?guī)r含水組為裂隙--溶洞水。K3是7#煤層的間接底板,為8#煤層的直接頂板,大部分鉆孔在鉆到此層位時(shí)均遇見大小不等溶洞。高－3號孔遇見0.93m的溶洞,高－11號孔遇見0.44m的溶洞。凡鉆孔鉆到此層位時(shí)其漏失水量突增,最大漏失水量可達(dá)10.2m3/d,說明其裂隙溶洞十分發(fā)育,富水性較強(qiáng),特別在大斷層附近則更大。據(jù)鉆孔抽水資料知:單位涌水量為0.20L/s.m～7.41L/s.m,灰?guī)r為K3弱～極強(qiáng)富水性含水層,因此K3灰?guī)r為本井田富水性最強(qiáng)的含水巖層,K4灰?guī)r次之。此灰?guī)r(K3、K4K4灰?guī)r厚0.40m～1.00m,平均3.45m,單位涌水量0.003L/s.m～0.091L/s.m,為弱～中等富水性含水層,其補(bǔ)給來源主要為大氣降水或風(fēng)化殼潛水及山澗河谷潛水。地下水運(yùn)動(dòng)方向,主要為自西向東。4、山西組砂巖裂隙含水組本組為層間裂隙水,厚一般為20m～45m,其富水性視巖層裂隙發(fā)育程度而異,單位涌水量0.0003L/s.m～0.403L/s.m為弱富水性～中等富水性含水層,對煤層開采無影響。5、二迭系下石盒子組K8砂巖含水層本組以K8砂巖為主要含水巖層,是1#煤層間接頂板,為層間裂隙水。K8砂巖厚度一般為5.10m,其富水性視砂巖裂隙發(fā)育程度而異,本區(qū)一般水量較小,其地下水主要補(bǔ)給來源,為大地降水及地面河谷潛水。6、二迭系下石盒子組K9砂巖含水層本組K9砂巖屬于層間裂隙水。一般厚度9.9m左右,變化較大,含水微弱,水量一般不大,且距可采煤層較遠(yuǎn),中間夾有較厚的泥巖及粉砂巖隔水層,對煤層開采影響不大。7、二迭系上石盒子組K10砂巖含水層本組K10砂巖層間裂隙水,一般厚為12.6m左右,含水性極不均勻,隨K10砂巖裂隙的變化而變化,在裂隙發(fā)育的區(qū)段富水性強(qiáng),在裂隙不發(fā)育的區(qū)段富水性弱,且距可采煤層較遠(yuǎn),中間夾有較厚的泥巖及粉砂巖隔水層,對煤層開采影響不大。8、第三系砂礫層含水組第三系上新統(tǒng)河湖相堆積,與下伏基巖呈角度不整合接觸,底部常有一層礫巖,成分以石灰?guī)r為主,次為砂巖,礫石直徑大部分在50mm以上,層厚3.51m,由灰黃、棕黃色砂、砂礫、礫石和亞粘土或亞砂土互層的松散地層組成,砂及砂礫有的被鈣化和膠結(jié)。第三系上新統(tǒng)礫巖承壓孔隙水:此含水巖層為河湖相或?yàn)I湖相疏松沉積,由礫石及粗、中砂組成,局部膠結(jié)或半膠結(jié)。出露于臨水村以西及曹村等溝谷中,向北東方向傾斜,基本與基巖侵蝕面傾斜相一致,分布較廣,厚度變化很小。含水層一般可分為B2、B3、B4三個(gè)含水層或組。B2含水層厚1.00m～8.05m,平均厚2m～3m,埋深0～13.0m,從抽水結(jié)果知,單位涌水量q=0.036L/s.m～0.038L/s.m,滲透系數(shù)K=0.0116m/d～0.532m/d,為弱富水性含水層,水位標(biāo)高為792.74m～815.16m,本層不宜作為大型供水源。B3、B4含水層,二者相距較近,位于上新統(tǒng)下部,二者共有2～3以至8個(gè)分層。厚度自0.9m～76.84m,平均厚20m～30m,頂板埋深116.0m以內(nèi),底板埋深可達(dá)265.07m。水位標(biāo)高為782.83m～803.04m,由于二者水頭壓力無顯著區(qū)別,抽水試驗(yàn)時(shí)作為一個(gè)含水層(組)同時(shí)進(jìn)行,單位涌水量q=0.31L/s.m～9.60L/s.m,滲透系數(shù)K=2.39m/d～27.90m/d,R=1600米,為中等～極強(qiáng)富水性,B3與B49、第四系沖積層含水組第四系更新統(tǒng)Q1～Q4由底部礫巖有時(shí)變?yōu)椴荒z結(jié)狀,紅色土及黃土、河谷沖積層(命名為B1含水層),與亞粘土組成,厚度可達(dá)80m。B1含水層主要由巨礫卵石砂礫凸鏡體粘性土組成厚10m～20m,順河流方向變化不大,其寬度在新陽河與兌鎮(zhèn)河匯合處善吉村,有5m～800m,水位標(biāo)高在830m～756m,抽水試驗(yàn)結(jié)果q=0.60L/s.m～12.87L/s.m,K=5.80m/d～43.49m/d,R=5m為中等～極強(qiáng)富水性含水層,垂直水流方向q=20.96m/d,K=220m/d,潛水的補(bǔ)給來源有大氣降水、基巖裂隙水、上新統(tǒng)的孔隙水等多方面的,大部分時(shí)間呈細(xì)水長流,各含水層綜合成果見表1-1。表1-1各含水層特征綜合成果表名稱地下水類型兩極厚度平均厚度(m)單位涌水量(L/m.s)水位標(biāo)高(m)滲透系數(shù)(m/d)水質(zhì)類型奧陶系石灰?guī)r裂隙-溶洞水2.13-21.96550-575太原組K2灰?guī)r裂隙-溶洞水28.20-5.0010.040.022-0.885820.61-922.370.357-13.09HCO3-SO4-Ca-Mg太原組K3灰?guī)r裂隙-溶洞水9.30-2.705.710.020-7.41819.19-921.910.6826-80.98HCO3-SO4-Ca-Mg太原組K4灰?guī)r裂隙-溶洞水7.00-0.403.450.003-0.91850.13-936.170.107-24.88SO4-HCO3-Ca-Mg山西組砂巖組層間裂隙水20-450.0003-0.403815.61-984.720.00111-1.17SO4-HCO3-Ca-Mg石盒子組砂巖組層間裂隙水51-1230.600.0009-0.11785.65-891.120.00142-0.203HCO3-Na-Ca第三系砂礫巖承壓孔隙水0.9-76.840.31-9.60782.83-815.160.0116-27.90HCO3-SO4-Ca-Mg第四系沖積層孔隙潛水10-200.6-12.87756-83019.485-46.50HCO3-SO4-Ca-Mg(二)隔水層:區(qū)內(nèi)各含水層之間基本上都有隔水層相間,但主要有以下三層:1#、11#煤層底板至奧灰頂界面之間的隔水層奧陶系峰峰組上覆地層中石炭統(tǒng)本溪組,其厚度12m～35.5m,平均厚度24.3m。由一組粘土質(zhì)泥巖、砂巖、灰?guī)r組成,下部為鋁土巖及鐵鋁巖。9-10-11#煤層底板至本溪組上界面平均間距84.0m,由泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖互層組成。這套地層在沒有導(dǎo)水通道存在的條件下是奧灰含水層和煤系地層含水層之間較好的隔水層。2、下石盒子組以上隔水層區(qū)內(nèi)下石盒子組以上地層數(shù)百米,其巖性主要為泥質(zhì)砂巖、泥巖、細(xì)-粉砂巖組成,夾少量中-粗粒砂巖,是煤系地層上部較好的隔水層。在沒有導(dǎo)水通道存在的條件下,本隔水層能有效的阻止上部裂隙水向下滲透補(bǔ)給煤系地層中的含水層。3、第四系中、下更新統(tǒng)隔水層第四系中、下更新統(tǒng)是一套以深紅、淺紅亞粘土為主,淡紅色砂土及粉砂土組成,廣布整個(gè)井田,厚度6m～55m,在沒有導(dǎo)水通道存在的條件下能夠隔絕第四系孔隙潛水含水層與下伏地層的水力聯(lián)系。(三)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的水文地質(zhì)特征經(jīng)過幾十年的開采,在井田西部、南部和西北部開采范圍內(nèi)僅有一條斷層發(fā)生涌水,即1990年開拓七采大巷時(shí)遇一斷層發(fā)生涌水,涌水量為7.89m3/h～98.28m3/h,平均63.7m3/h。1991年開拓七采繞道又遇此斷層發(fā)生涌水,涌水量為46.7m3/h～136.8m3由于井田中心地帶和井田東部(新陽向斜部位)9-10-11#煤層底板標(biāo)高高于奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高530m不存在帶壓開采問題。帶壓區(qū)中的斷層很可能成為奧灰?guī)r溶水進(jìn)入巷道和采掘工作面的導(dǎo)水通道。因此在開采9-10-11#煤層時(shí)應(yīng)引起高度重視。必須注意和預(yù)防斷層導(dǎo)水事故的發(fā)生,在斷層附近采取有力措施,以防奧灰?guī)r溶水導(dǎo)入礦井。1.3煤層特征1.3.1煤層的埋藏特征新陽煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等,全井田構(gòu)造形態(tài)基本上為一殘破的盆狀構(gòu)造,地層傾角7°～10°,南北長約為7.3km,東西寬約6.4km,總面積為32.8km2。1.3.2煤層1、含煤性井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組,總厚144.0m,含煤12層,煤層總厚16.2m,含煤系數(shù)為11.3%。可采煤層總厚為12.55m,可采含煤系數(shù)為8.1%。山西組厚29.40m～69.6m,平均厚46.0m,含煤4層,自上而下編號為1#、2#、3-1#、3#,煤層總厚4.87m,含煤系數(shù)10.6%,其中3-1#煤層為全區(qū)不可采煤層,1#、2#、3#煤層為主要可采煤層,平均厚太原組厚87.6m～108.6m,平均厚98.0m,含煤8層,自上而下編號為4#、5#、6#、7-1#、7#、8#、9-10-11#、11a#,煤層總厚11.33m,含煤系數(shù)11.6%,其中9-10-11#煤層為主要可采煤層,其余各煤層均為不可采煤層。可采總厚11.92m,可采含煤系數(shù)為8.1%。1.3.3煤層及圍巖性質(zhì)可采煤層情況詳見可采煤層情況一覽表1-2。表1-2可采煤層情況一覽表地層單位可采含煤系數(shù)(%)煤層號煤厚(m)最小-最大平均厚(點(diǎn)數(shù))間距(m)結(jié)構(gòu)厚度變異系數(shù)r(%)可采性指數(shù)(km)穩(wěn)定性可采性統(tǒng)組下二疊統(tǒng)山西組10.110.40-1.720.98(74))5.8810.2972.535.8810.2972.53簡單320.91大部可采21.23-9.642.58(90)較復(fù)雜231.0全區(qū)可采30-1.841.07(64)簡單520.78局部可采復(fù)雜211.0全區(qū)可采上石炭統(tǒng)太原組8.99-10-119.4-10.59.83(72)(一)1#煤層位于山西組中上部,上距K8砂巖約17m左右,下距K7砂巖約25m左右,下距2#煤層約5.88m.層位穩(wěn)定,煤厚0.40m～1.72m,平均0.98m,煤層結(jié)構(gòu)簡單,其厚度變異系數(shù)(γ)為32%,可采性指數(shù)(km)為0.91,屬較穩(wěn)定的大部可采的薄煤層。在井田西部與2#煤層合并,西北部煤層厚度不足0.6m,該煤層的控制及研究程度較高。頂板為中粒砂巖、有時(shí)相變?yōu)榉凵皫r,厚約80m,單向抗壓強(qiáng)度為19.7MPa,底板為粉砂巖或泥巖。(二)2#煤層位于山西組中下部,上距K8砂巖約24m左右上距1號煤層約5.88m,下距K7砂巖約16m左右,下距3#煤層約10.29m。煤厚1.23m～9.64m,平均2.58m,層位穩(wěn)定含夾矸1～3層,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,煤厚變異系數(shù)(γ)為23%,可采性指數(shù)(km)為1,為全區(qū)穩(wěn)定的可采的中厚煤層,在井田西部與1#煤層合并,而且由東向西逐漸增厚。該煤層的控制及研究程度均較高。頂板為中粒砂巖、粉砂巖、有時(shí)為細(xì)砂巖,厚度一般為13m(三)3#煤層位于山西組下部,上距K8砂巖約37m左右,上距2#煤層約10.29m,下距K7砂巖約5m左右,下距9-10-11#煤層約72.53m。煤厚度變異系數(shù)(γ)為52%,可采性指數(shù)(km)為0.78,屬局部可采的不穩(wěn)定的薄煤層,在高-18號孔和高-30號孔處尖來,在井田西部大部不可采,東部發(fā)育較好穩(wěn)定可采。其控制及研究程度較高。頂板一般為泥巖或砂質(zhì)泥巖,厚為6.40m～15.10m,含有泥質(zhì)結(jié)核,其中有一層穩(wěn)定的3-1#煤線,在3#煤層上部1.28m～4.26m處泥巖和抗壓強(qiáng)度為26.17MPa,砂質(zhì)泥巖抗壓強(qiáng)度為37.83MPa,底板為細(xì)砂巖厚度3.50m,巖性較硬,抗壓強(qiáng)度為46.65MPa～83MPa。(四)9-10-11#煤層位于太原組下部,上距K7砂巖約66m左右,上距3#煤層約72.55m,下距K1砂巖約21m左右;煤厚9.3m～10.58m,平均9.83m,含夾石2～4層,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,層位穩(wěn)定。其厚度變異系數(shù)(γ)為21%,可采性指數(shù)(km)為1,屬全區(qū)穩(wěn)定可采的厚煤層。頂板為厚層塊狀K2石灰?guī)r,常有溶洞出現(xiàn)。時(shí)有炭質(zhì)泥巖或泥巖偽頂。K2石灰?guī)r為不易冒落的堅(jiān)硬頂板,底板為粘土泥巖鋁土泥巖或泥質(zhì)砂質(zhì)泥巖。底板含鋁土質(zhì)較高,具可塑性,遇水易膨脹變軟。泥巖抗壓強(qiáng)度為27.73MPa～39.4MPa,石灰?guī)r為75.95MPa～141.32MPa,粘土巖為27.12MPa～50.08MPa,經(jīng)計(jì)算,9-10-11#煤層最大壓力值2。(五)煤巖層對比井田內(nèi)含煤地層沉積穩(wěn)定,巖性組合具有一定的規(guī)律,標(biāo)志層層位穩(wěn)定,煤層厚度變化小,特征明顯,易識別等特點(diǎn)。這為煤巖層對比提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。1995年10月新陽煤礦編制的《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》主要采用的是標(biāo)志層煤層及層間距,對煤巖層進(jìn)行了對比,經(jīng)過30多年的開拓生產(chǎn)證明其煤巖層對比是可靠的。1.3.4煤質(zhì)根據(jù)煤巖和煤化學(xué)特征以及《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)》(gb5751-86)劃分煤類,并經(jīng)統(tǒng)計(jì),1#、2#、3#三層煤均為焦煤,9-10-11#煤層瘦煤。自投產(chǎn)至今,新陽煤礦主要開采1#和2#煤層,3#煤僅在四采區(qū)布置工作面進(jìn)行了生產(chǎn),9-10-11#煤層剛開始生產(chǎn)。一、煤的物理性質(zhì)及煤巖特征1#、2#、3#煤層顏色均為黑色、條痕均為棕黑色、強(qiáng)玻璃光澤、裂隙發(fā)育、裂隙表面平坦光滑,其裂隙一般垂直層理面,煤的硬度較小,視密度1#、2#煤層平均為1.35t/m3,3#煤層平均為1.40t/m3,為光亮型煤。二、煤的化學(xué)組成及其特征煤的化學(xué)組成見表1-3。表1-3各主要可采煤層煤質(zhì)特征表項(xiàng)目煤層號原煤浮煤煤種Mad%Ad%St·d%Pd%Ad%St·d%Vdaf%1#0.38~3.921.298.28~46.1421.820.29~0.840.420.0025~0.12130.02334.81~14.8610.430.37~0.630.2822.45~26.5824.97JM2#0.37~2.200.946.86~30.0813.210.28~2.160.450.0032~0.08470.01083.65~18.247.210.33~1.040.4212.53~27.3723.47JM3#0.30~2.280.838.07~48.2221.290.30~2.571.720.0032~0.01790.00846.29~33.8010.170.41~1.260.8220.98~28.1025.32JM9-10-11#0.10~6.211.089.86~41.1514.201.82~3.722.720.0006~0.02910.00953.89~22.368.049.56~3.152.2614.88~19.8218.95SM(一)1#煤層水分(Mad):原煤0.38%～3.92%,平均1.29%,為特低全水分煤;灰分(Ad):原煤8.28%～46.14%,平均21.82%;浮煤4.81%～14.86%,平均10.43%,為特低灰煤～高灰煤,以中灰煤為主,經(jīng)洗選后原煤灰分平均降低了11.39%,灰分降低率達(dá)52.2%,硫分(St·d):原煤0.29%～0.84%,平均0.42%;浮煤0.37%～0.63%,平均0.28%,為特低硫煤;經(jīng)洗選后整個(gè)煤層全為特低硫煤,效果比較明顯。浮煤揮發(fā)分(Vdaf):22.45%～26.58%,平均24.97%,為中等揮發(fā)分煤;原煤磷(Pd)含量為0.0025%～0.1213%,平均0.0233%為特低磷～高磷分以低磷分煤為主;1#煤層發(fā)熱量(Qgr·d):33.50MJ/kg～36.33MJ/kg,平均35.45MJ/kg,屬特高熱值煤。煙煤的膠質(zhì)層最大厚度22mm;曲線型為之字型,煙煤的粘結(jié)指數(shù)為90;根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5751-86)Vdaf在10.0%～28.0%之間,GR·

I＞65和y≤25.0mm為焦煤,新陽井田由于1#煤層Vdaf22.34%～26.36%在10.0%～28.0%之間、GR·I為90＞65、y為22.48＜25.0mm,故1#煤層為焦煤。(二)2#煤層水分(Mad):原煤0.37%～2.20%,平均0.94%,為特低全水分煤;灰分(Ad):原6.86%～30.08%,平均為13.21%,浮煤3.65%～18.24%,平均7.21%,為特低灰煤～高灰煤,以低灰煤為主,經(jīng)洗選后原煤灰分平均降低了6.0%,灰分降低率達(dá)45.4%,效果比較明顯;硫分(St·d):原煤0.28%～2.16%,平均0.45%,浮煤0.33%～1.04%,平均0.42%,為低硫分煤,經(jīng)洗選后原煤硫分平均降低了0.03%,降低率為0.67%,效果不明顯;浮煤揮發(fā)分(Vdaf):21.53%～27.37%,平均23.47%,為中等揮發(fā)分煤;原煤磷(Pd)含量為0.0032%～0.0847%,平均0.0108%,為特低磷～中磷分以低磷分煤為主;2#煤層發(fā)熱量(Qgr·d):35.06MJ/kg～36.79MJ/kg,平均36.34MJ/kg,為特高熱值煤。膠質(zhì)層最大厚度20mm,粘結(jié)指數(shù)為87,根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5751-86)的規(guī)定本煤層屬焦煤。(三)3#煤層水分(Mad):原煤0.30%～2.28%,平均0.83%,為特低全水分煤,浮煤1.06%,也為特低全水分煤;灰分(Ad):原煤8.07%～48.22%,平均21.29%,浮煤6.29%～33.80%,平均10.17%,為低灰煤～高灰煤,以中灰煤為主,經(jīng)洗選后,原煤灰分平均降低了11.12%,灰分降低率達(dá)52.2%,灰分降低效果比較明顯;硫分(St·d):原煤0.30%～2.57%,平均1.72%,浮煤0.41%～1.26%,平均0.82%,為中低硫煤,經(jīng)洗選后,原煤硫分平均降低了1.32%,硫分降低率達(dá)76.7%,經(jīng)洗選后脫硫效果非常明顯,同時(shí)也說明3#煤層中硫的成份主要來自無機(jī)硫,無機(jī)硫經(jīng)洗選后極易脫掉;浮煤揮發(fā)分(Vdaf):20.98%～28.10%,平均25.32%,為中等揮發(fā)分煤;原煤磷(Pd)含量為0.0032%～0.0179%,平均0.0084%,為特低磷～低磷分以特低磷煤為主;3#煤層發(fā)熱量(Qgr·d):32.90MJ/kg,平均35.58MJ/kg,為特高熱值煤。膠質(zhì)層最大厚度為21mm;粘結(jié)指數(shù)為89,為焦煤。(四)9-10-11#煤層水分(Mad):原煤0.10%～6.21%,平均1.08%,為特低全水分煤;灰分(Ad):原煤9.86%～41.15%,平均14.20%,浮煤3.89%～22.36%,平均8.04%,為低灰煤,經(jīng)洗選后原煤灰分平均降低了6.16%,灰分降低率達(dá)43.4%,效果明顯;硫分(St·d):原煤1.82%～3.72%,平均2.72%,浮煤1.56%～3.15%,平均2.26%,為高硫分煤,經(jīng)洗選后原煤硫分平均降低了0.46%,降低率僅為16.9%,脫硫效果不明顯,說明9-10-11#煤層中硫的成分主要來自有機(jī)硫,有機(jī)硫占全硫含量的46%～99%故洗后仍高達(dá)0.26%～3.58%,平均2.26%,說明有機(jī)硫經(jīng)洗選后很難脫掉;精煤揮發(fā)分(Vdaf):14.88%～19.82%,平均18.95%,為低揮發(fā)分煤;原煤磷(Pd)含量為0.0006%～0.0291%,平均為0.0095%,為特低磷～低磷分以特低磷煤為主;9-10-11#煤層發(fā)熱量(Qgr·d):33.82MJ/kg～36.12MJ/kg,平均35.69MJ/kg,屬特高熱值煤。膠質(zhì)層最大厚度為5mm;粘結(jié)性指數(shù)為41;曲線型為平滑下降型,根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5751-86)的要求,9-10-11#煤層煤類為瘦煤。本區(qū)煤質(zhì)總的變化規(guī)律為從上到下煤層變質(zhì)程度逐漸增高,在橫向上北部變質(zhì)程度比南部深。從1#煤層到9-10-11#煤層全硫含量有變大的趨勢。1.3.5瓦斯、煤塵和煤的自燃1、瓦斯瓦斯在煤層中或巖層中常以游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)存在。在煤礦生產(chǎn)中是一重大事故隱患。加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測,及時(shí)掌握瓦斯在井下各工作面及空巷中的濃度和分布情況是確保礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)多年的觀測和測試,本礦未發(fā)生過瓦斯突出和噴出,但隨著深部煤層的不斷開拓,瓦斯突出和噴出的可能性就會(huì)逐漸增大,因此,必須引起高度重視。據(jù)11月25日山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局《關(guān)于對山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司所屬煤礦礦井瓦斯等級鑒定的批復(fù)》(晉安監(jiān)煤字[]217號)文件新陽煤礦鑒定為低瓦斯礦井(礦井相對瓦斯涌出量0.73m3/t·d,絕對瓦斯涌出量1.96m3/min)。礦井相對瓦斯涌出量為0.19m3/t,絕對瓦斯涌出量為0.77m3/min,從礦井相對瓦斯涌出量(q沼)≤表1-4新陽礦近年來瓦斯涌出量統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目年份瓦斯二氧化碳相對涌出量m3/t絕對涌出量m3/min相對涌出量m3/t絕對涌出量m3/min3.402.286.824.770.921.883.497.121.453.840.731.961.453.910.190.771.094.420.361.340.702.60從表1-4知,新陽區(qū)礦井瓦斯相對涌出量最大為3.40m3/t,最小為0.19m3/t;瓦斯絕對涌出量最大為2.28m3/min,最小為0.77m3/min。從以上這些數(shù)據(jù)能夠看出新陽煤礦為低瓦斯礦井。CO2相對涌出量最大為6.82m3/t,最小為0.70m3/t;CO從以上這6年瓦監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析,新陽煤礦主要有害氣體成分是二氧化碳,瓦斯含量較小。本礦從建成投產(chǎn)至底只出現(xiàn)過一次瓦斯積聚,即在開采6105工作面煤層過程中出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象,由于管理到位,未發(fā)生瓦斯爆炸。瓦斯是煤礦重大災(zāi)害之一,能夠使人窒息,在一定濃度下也可發(fā)生燃燒和爆炸。因此在煤礦生產(chǎn)過程中,首先應(yīng)采取有效措施防止瓦斯積聚超限。當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時(shí),如不及時(shí)進(jìn)行處理,瓦斯會(huì)越積聚越多,對安全生產(chǎn)埋下隱患。造成局部瓦斯?jié)舛瘸?影響生產(chǎn),當(dāng)積聚濃度達(dá)到爆炸界限,遇火就會(huì)引起爆炸,造成重大人員傷亡,礦井毀壞的嚴(yán)重后果。因此,要警鐘長鳴。大于1#、2#、3#煤層,其瓦斯含量和相對涌出量亦會(huì)在1#、2#、3#煤層的基礎(chǔ)上有所增加。在同一層煤中,隨著埋深增加,瓦斯含量和相對涌出量亦會(huì)逐漸增加,深度的增加也是瓦斯含量和相對涌出量增加的一個(gè)主要因素。日后,新陽煤礦的瓦斯含量和相對涌出量將會(huì)隨著開采深度的增加而”與時(shí)俱增”。整體講,新陽井田山西組煤層(1#、2#、3#)埋藏淺,瓦斯含量小,瓦斯壓力小,瓦斯突出危險(xiǎn)小,可是也應(yīng)注意局部瓦斯含量變大的可能。9-10-11#煤層由于埋藏深、蓋山厚,煤的變質(zhì)程度深,瓦斯含量也隨之增大,因此應(yīng)引起特別注意。綜上所述,隨著煤層開采深度加深,煤的變質(zhì)程度增加,所采煤層的瓦斯含量和相對涌出量就會(huì)增大,加之采出量的增加、采空區(qū)的變大,所留煤柱增多,剩采煤炭、剩運(yùn)煤炭和圍巖都要釋放瓦斯,使瓦斯相對涌出量明顯增加,未來新陽煤礦相對瓦斯涌出量很可能超過10m3/t。今后對一切采空區(qū)瓦斯的封閉或其它防治辦法要確實(shí)有效和持之以恒;對于向斜軸部和逆斷層所在地段以及井田東部地段進(jìn)行必要的瓦斯測試、研究,以便做到對癥下藥,萬無一失。在開采太原組9-10-11#2、煤塵煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì),它在一定條件下會(huì)引起燃燒、爆炸,甚至危害生產(chǎn)人員健康,因此煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。依據(jù)歷次報(bào)告和山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心以6月提供的”煤塵爆炸特性參量鑒定報(bào)告”確定本礦井1#、2#、3#、9-10-11#煤層煤塵均具有爆炸性,因此必須完善嚴(yán)格的防塵措施和規(guī)定。詳見下表1-5。表1-5煤塵爆炸特性參量煤量參層煤量參層12391011爆炸特性煤塵云最大爆炸壓力Mpa0.530.530.540.470.550.49最大爆炸壓力上升速率Mpa/s36.3740.0341.7427.8340.7734.91煤塵云最低著火溫度℃770730830730830820煤塵層最低著火溫度℃270270270280270270煤塵云最低點(diǎn)火能量J0.000～0.0050.000～0.0050.000～0.0050.000～0.0050.000～0.0050.000～0.005煤塵云爆炸下限濃度G/m320～3020～3010～2010～2010～2020～30煤塵云最大爆炸指數(shù)Mpa?m/s9.82010.80811.2707.51411.0089.426有無爆炸性1#、2#、3#、9-10-11#煤層煤塵均具有爆炸性3、煤的自燃山西組1#、2#、3#煤層自燃等級Ⅱ類,具有自燃傾向性為自燃煤層,根據(jù)6月山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心煤自燃傾向性指標(biāo)鑒定報(bào)告。9-10-11#煤層屬高揮發(fā)性煤種,具有自燃傾向性,但經(jīng)十多年的開采,井下無自燃發(fā)火先例,雖然井下無自燃發(fā)火先例,可是也不能掉以輕心,特別在采掘9-10-11#煤層時(shí)必須引起高度重視。圖1-2主采煤層綜合柱狀圖2井田境界和儲(chǔ)量2.1井田境界2.1.1井田范圍:37°05’41’’—37°11’28’’,東經(jīng)為:111°35’47’’—111°42’18’’。井田西南與水峪井田毗鄰;井田西部與羊寨勘探區(qū)為鄰,東與白壁關(guān)井田(當(dāng)前已規(guī)劃為新陽煤礦白壁關(guān)區(qū))相鄰,北至丈八煤層露頭;南到兌鎮(zhèn)介西鐵路北。南北長約為7.3km,東西寬約6.4km,總面積為32.8km2。開采深度由2.1.2開采界限井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組,總厚144.0m,含煤12層,煤層總厚16.2m,含煤系數(shù)為11.3%。可采煤層總厚為12.55m,可采含煤系數(shù)為8.1%。山西組厚29.40m～69.6m,平均厚46.0m,含煤4層,自上而下編號為1#、2#、3-1#、3#,煤層總厚4.87m,含煤系數(shù)10.6%,其中3-1#煤層為全區(qū)不可采煤層,1#、2#、3#煤層為主要可采煤層,平均厚太原組厚87.6m～108.6m,平均厚98.0m,含煤8層,自上而下編號為4#、5#、6#、7-1#、7#、8#、9-10-11#、11a#,煤層總厚15.33m,含煤系數(shù)11.6%,井田內(nèi)含煤地層為上古生界石炭系太原組及二疊系山西組總厚度為138.34m,其中主采煤層為9-10-11#煤層。其它煤層做為后期儲(chǔ)備資源開采,礦井設(shè)計(jì)只針對9-10-11#煤層。2.1.3井田尺寸井田的走向方向約為7.3km,傾斜方向約為6.4km,井田的平均水平寬度為4.7km,煤層的傾角平均約為5.7o。井田的水平面積按下式計(jì)算:S=H×L式(2-1)式中:S——井田的面積,m2;H——井田的水平寬度,m;L——井田的平均走向長度,m;則井田的水平面積為:S=4.7×7.3=34.3km2,如井田的賦存狀況示意圖2-1所示。圖2-1新陽礦煤層賦存狀況示意圖2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)1、根據(jù)新陽井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算;2、依據(jù)《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》:煤厚能利用儲(chǔ)量最低可采厚度為0.7m,煤的灰份指標(biāo)能利用儲(chǔ)量灰份最高不大于40%(含40%),暫不能利用儲(chǔ)量灰份最高不大于50%(含50%)超過51%則不計(jì)儲(chǔ)量,暫不能利用儲(chǔ)量厚0.6m;3、依據(jù)國務(wù)院過函(1985)5號文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求:禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量;4、儲(chǔ)量計(jì)算厚度:夾石厚度不大于0.05m時(shí),與煤分層合并計(jì)算,復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時(shí),以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度;5、井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定,厚度變化不大,煤層產(chǎn)狀平緩,勘探工程分布比較均勻,采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法;6、煤層容重:9-10-11#煤層容重為1.37t/m3。2.2.2井田地質(zhì)勘探井田地質(zhì)勘探類型為精查,屬詳細(xì)勘探。新陽井田精查地質(zhì)報(bào)告井田范圍內(nèi)鉆孔分布,井田內(nèi)鉆孔分布比較均勻,勘探詳細(xì)。井田內(nèi)東部邊界附近、北部邊界附近屬C級儲(chǔ)量,南部邊界附近及北部邊界一部分屬于B級儲(chǔ)量,其余區(qū)域?yàn)锳級儲(chǔ)量。高級儲(chǔ)量占81%,符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。9-10-11#煤層最小可采厚度為9.3m,最大可采厚度為10.4m,平均厚度為9.83m。2.2.3儲(chǔ)量等級的圈定及原則1、中國新的儲(chǔ)量分級如下:控制的資源量332控制的資源量332地質(zhì)資源量333k推斷的資源量333工業(yè)資源／儲(chǔ)量探明的資源量331邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M11經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S21邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M22經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量122b次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S22礦井設(shè)計(jì)用到的儲(chǔ)量可分為:地質(zhì)資源儲(chǔ)量Z;工業(yè)資源儲(chǔ)量Zg;設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Zk。2、各級資源/儲(chǔ)量圈定原則根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》規(guī)定,圈定各類資源儲(chǔ)量,必須符合以下原則:(一)圈定各級儲(chǔ)量的鉆孔見煤點(diǎn)綜合質(zhì)量必須符合煤田勘探鉆孔質(zhì)量乙級孔以上規(guī)定;否則,不能參加資源量估算。(二)111b類一般不與333類直接接觸,高級儲(chǔ)量不與不可采區(qū)直接接觸(有工程點(diǎn)或巷道控制的除外)。(三)各煤層在劃分各類資源量時(shí),一般按實(shí)際工程點(diǎn)影響范圍圈定,并采用相應(yīng)控制程度的煤層底板等高線、勘探線相結(jié)合的方法。2.2.4儲(chǔ)量計(jì)算方法本次儲(chǔ)量估算是在1:10000等高距為100m的煤層底板等高線圖上采用塊段法,分類別估算儲(chǔ)量。儲(chǔ)量計(jì)算公式:Q=(S×H×γ)/cosα(式2-2)公式中:S——塊段平面積(m2);H——塊段平均煤厚(m);γ——煤層視密度(t/m3);α——煤層平均傾角(°);Q——塊段儲(chǔ)量(萬t)。(一)煤厚采用塊段內(nèi)或塊段附近見煤點(diǎn)厚度以算術(shù)平均法求得平均厚度。當(dāng)與不可采邊界接觸時(shí),適當(dāng)增加最低可采厚度參加平均。(二)塊段傾角采用塊段或相鄰100m等高距的平均寬度經(jīng)三角函數(shù)計(jì)算求得。(三)塊段面積由計(jì)算機(jī)直接圈定。(四)煤的容重本次采用本礦提供的可采煤層容重為1.37t/m3。2.2.5地質(zhì)資源儲(chǔ)量Z本礦井主采煤層為9-10-11#煤層,9-10-11#煤層地質(zhì)資源儲(chǔ)量計(jì)算如下:根據(jù)地質(zhì)勘探情況,將礦體劃分為6大塊段,在各塊段范圍內(nèi),用算術(shù)平均法求得各個(gè)塊段的儲(chǔ)量,煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。塊段劃分如圖2-2所示。圖2-2地質(zhì)塊段劃分圖由圖計(jì)算塊段面積及儲(chǔ)量如表2-1。表2-1儲(chǔ)量計(jì)算表儲(chǔ)量計(jì)算表分塊數(shù)分塊面積煤層傾角/°容重t/m3煤厚/m萬噸16120809.54.21.3710.18469.422772337.34.71.379.83722.136414465.65.91.379.78524.244753456.34.21.3710.46772.758060163.84.41.3710.31137.464801130.95.41.379.54511.1合計(jì)32922363.490221.6由表能夠可知新陽礦井地質(zhì)資源儲(chǔ)量Zg=90221.6萬t。2.2.6工業(yè)資源儲(chǔ)量Zg工業(yè)資源儲(chǔ)量分為探明的儲(chǔ)量(111b和2M11)、控制的儲(chǔ)量(121b和2M22)、推斷的儲(chǔ)量(333k)三種。計(jì)算公式如下:Zg=111b+2M11+121b+2M22+333k(式2-3)其中:Zg——工業(yè)資源儲(chǔ)量(萬t);111b——工業(yè)資源儲(chǔ)量探明的經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量(萬t);2M11——工業(yè)資源儲(chǔ)量探明的邊界經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量(萬t);121b——工業(yè)資源儲(chǔ)量控制的經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量(萬t);2M22——工業(yè)資源儲(chǔ)量控制的邊界經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量(萬t);333——工業(yè)資源儲(chǔ)量推斷的儲(chǔ)量(萬t);K——可信度系數(shù),取0.7～0.9;根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得:111b+2M11=Z×60﹪=90221.6×60﹪=54132.9萬t;121b+2M22=Z×30﹪=90221.6×30﹪=27066.5萬t;333=Z×10﹪=67234.39×10﹪=9022.2萬t;Zg=111b+2M11+121b+2M22+333k=(54132.9+27066.5+9022.2)×0.8=72321.3萬t=723.21Mt因此礦井的工業(yè)儲(chǔ)量為723.21Mt。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)場地、井筒留設(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)場地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為75°,表土層移動(dòng)角為45°;3、維護(hù)帶寬度:工業(yè)廣場維護(hù)帶15m;4、斷層煤柱寬度20m;5、井田境界煤柱寬度為50m;6、表土平均厚度為30m;工業(yè)場地占地面積,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)場地占地面積指標(biāo)見表2-2。表2-2工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井型(萬t/a)占地面積指標(biāo)(公頃/10萬t)240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.82.3.2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)50m寬,則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為:Zb=L×B×H×γ/cosα式(2-4)式中:Zb——井田邊界保護(hù)煤柱煤量,Mt;L——邊界長度,Km;B——煤柱寬度,m;M——煤層平均厚度,9-10-11＃煤層平均煤厚為9.83m;γ——煤的平均容重,t/m3,9-10-11＃煤層為1.37t/m3;α——煤層平均傾角,5.7°。Zb=25.5×50×9.83×1.37/cos5.7°=14.33Mt則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為:Zb=14.33Mt。(2)工業(yè)場地保護(hù)煤柱工業(yè)場地按II級保護(hù),留維護(hù)帶寬度為15m,工業(yè)場地面積由表2-1確定,故本礦井工業(yè)場地的面積為40公頃,由于長方形便于布置地面建筑,因此初步設(shè)定工業(yè)廣場為長方形,即長方形長邊為1000m,短邊為400m。本礦井地質(zhì)條件及沖擊層和基巖移動(dòng)角見表2-3。表2-3巖層移動(dòng)角廣場中心深度煤層傾角煤層厚度沖積層厚度ΦδγβM°HM°°°°2606.49.833045757565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)場地、村莊煤柱。因此可求出工業(yè)廣場保護(hù)煤柱量,工業(yè)廣場保護(hù)煤柱留設(shè)詳見圖2-3。根據(jù)上述已知條件,畫出如圖2-3所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸,并由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為:S=梯形面積=(上寬+下寬)×高/(2×cos6.4°)式(2-6)S=(571+643)×1236/(2×cos6.4°)=0.76km2則:工業(yè)廣場的煤柱量為:Z=S×H×R式(2-7)式中:Z——工業(yè)廣場煤柱量;S——工業(yè)廣場面積:0.76km2;H——煤層厚度:9.83m;γ——煤的容重:1.37t/m3;則:Z=0.76×9.83×1.37=10.235Mt。圖2-3工業(yè)廣場保護(hù)煤柱圖(3)大巷保護(hù)煤柱大巷中心距離為40m,大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱寬度各為40m,則大巷保護(hù)煤柱損失量為22.80Mt。(4)井筒保護(hù)煤柱主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi),而風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱大部分位于井田邊界保護(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2-4。表2-4保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲(chǔ)量(Mt)井田邊界保護(hù)煤柱14.33工業(yè)廣場保護(hù)煤柱10.235大巷保護(hù)煤柱22.80井筒保護(hù)煤柱0總計(jì)47.3652.3.3礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的能夠采出的儲(chǔ)量,可按下式計(jì)算:Zk=(Zg－P)×C 式(2-9)式中:Zk——礦井可采儲(chǔ)量,Mt;P——保護(hù)工業(yè)場地、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=(723.21－47.365)×0.75=506.884Mt。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》相關(guān)規(guī)定,確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為300d,工作制度采用”四六制”,每天三班作業(yè),一班準(zhǔn)備,每班工作6h。3.1.1礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定,參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》,確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日300d計(jì)算,”四六”制作業(yè)(三班生產(chǎn),一班檢修),每日三班出煤,凈提升時(shí)間為16h。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù),防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建,因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為14h。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2.2.1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)條件復(fù)雜,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。條件好的應(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:對國家煤炭需求量(包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等)的預(yù)測是確定礦區(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)能力由于新陽礦井田范圍大,煤炭儲(chǔ)量豐富,地質(zhì)構(gòu)造較簡單,煤層生產(chǎn)能力大,開采技術(shù)條件好,應(yīng)建設(shè)大型礦井,故初步擬定新陽礦井生產(chǎn)能力為4.0Mt/a。3.2.3礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。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式(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,Mt;K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù),取1.4;則礦井的服務(wù)年限為:T=506.884/(4×1.4)=90.5a符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。3.2.4井型校核按礦井的實(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井型進(jìn)行校核:1、煤層開采能力井田內(nèi)9-10-11#煤層平均9.83m,為特厚煤層,賦存穩(wěn)定,厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井”一礦一井一面”的發(fā)展模式,能夠布置一個(gè)綜放工作面保產(chǎn)。2、輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為特大型礦井,開拓方式為主斜井、副立井單水平聯(lián)合開拓,主斜井采用膠帶運(yùn)煤,副立井采用罐籠輔助提升、下放物料,輔助電機(jī)車的運(yùn)輸能力和大型設(shè)備的下放能夠達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉,再經(jīng)主斜井膠帶運(yùn)輸至地面,提升能力大,自動(dòng)化程度高。3、通風(fēng)安全條件的校核礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)性,瓦斯涌出量不大,屬低瓦斯礦井,礦井初期采用中央并列式通風(fēng),后期采用中央并列式通風(fēng),東翼與西翼各布置一個(gè)回風(fēng)井,能夠滿足通風(fēng)需要。4、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,詳見表3-1。表3-1中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)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15°～45°煤層傾角>45°6及以上7040－－3～56035－－1.2～2.4503025200.45～0.90402520154井田開拓4.1井田開拓的基本問題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、位置及其互相聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式,需要對技術(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)量和配置,合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置;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;4、確定礦井開采程序,做好開采水平的接替;5、進(jìn)行礦井開拓延伸、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)。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;特別是初期建設(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)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采,以及其它有益礦物的綜合開采。4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)(1)井筒形式的確定井筒形式有三種:平硐、斜井、立井。一般情況下,平硐最簡單,斜井次之,立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形埋藏條件的限制,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)廣場和引進(jìn)鐵路,上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類型井型水平服務(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、井底車場及硐室都比立井簡單,井筒延伸施工方便,對生產(chǎn)干擾少,不易受井底含水層的威脅;主提升膠帶機(jī)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;斜井井筒經(jīng)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,在采深相同的條件下,立井井筒短、提升速度快,提升能力大,對輔助提升特別有利,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;對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別法則的井田,能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜,需用設(shè)備多,要求有較高的技術(shù)水平,井筒裝備復(fù)雜,掘進(jìn)速度慢,基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角小,平均5.7°,為緩斜煤層;表土層薄,無流沙層;水文地質(zhì)情況比較簡單,涌水量小;井筒不需要特殊施工,因此可采用斜井開拓或立井開拓。(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,并兼顧其它水平,有利于井底車場和主要運(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。由于井田中部地勢平緩,故把井筒位置選擇在井田中部附近。(3)井筒標(biāo)高的確定主井口、副井口標(biāo)高(777m～780m),高于新陽河床標(biāo)高(740m)37m～4.1.2工業(yè)廣場的位置工業(yè)廣場的位置選擇在主、副井井口附近,即井田中部。工業(yè)廣場的形狀和面積:根據(jù)表2-2工業(yè)場地占地面積指標(biāo),確定地面工業(yè)場地的占地面積為40公頃,形狀為矩形,長邊平行于井田走向,長為1000m,寬為400m。4.1.3開采水平的確定及采帶區(qū)劃分井田主采煤層為1#、2#、3#煤層和9-10-11#煤層,本設(shè)計(jì)只針對9-10-11#煤層。9-10-11#煤層傾角平緩,平均為5.7°,為緩斜煤層,故設(shè)計(jì)為單水平開采。9-10-11#煤層水平標(biāo)高+620m,為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,要求巷道布置系統(tǒng)力求簡單,掘進(jìn)工程量要少,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中采區(qū)布置與帶區(qū)布置各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件,分析比較可知本礦井采用采區(qū)式開采最為技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,優(yōu)勢明顯,故設(shè)計(jì)為采區(qū)式開采。9-10-11#煤層生產(chǎn)能力:可采儲(chǔ)量為506.884Mt,服務(wù)年限為90.5a。4.1.4主要開拓巷道9-10-11#煤層平均厚度為9.83m,賦存穩(wěn)定,底板起伏不大,為緩斜煤層,煤層厚度變化不大,且煤質(zhì)硬度較大。考慮到礦井服務(wù)年限較長,故礦井運(yùn)輸大巷布置在煤層底板巖層中,輔助大巷布置在煤層中,留大巷保護(hù)煤柱,大巷間距40m。由于礦井瓦斯涌出量不大,因此布置一條主運(yùn)輸大巷,一條輔助運(yùn)輸大巷,共兩條大巷。大巷位于井田中央,沿走向布置,輔助運(yùn)輸大巷坡度隨煤層而起伏,一般5°-7°,主運(yùn)輸大巷坡度為3‰,主運(yùn)輸大巷上倉段局部10°。4.1.5方案比較根據(jù)第三章所核算礦井及第一水平服務(wù)年限,全礦井服務(wù)年限為90.5a,綜上所述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:立井單水平開拓主、副井井筒均為立井,布置于井田中央,只設(shè)一個(gè)水平。由于輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車,爬坡能力強(qiáng)。大巷布置在煤層中,沿底板掘進(jìn),局部半煤巖及巖巷,如圖4-1。圖4-1立井單水平開拓方式方案二:主斜副立單水平開拓斜井提煤運(yùn)輸能力大,立井輔助運(yùn)輸能力大,為此提出主井采用斜井開拓,副井采用立井開拓。大巷布置在煤層中,沿底板掘進(jìn),局部半煤巖及巖巷,如圖4-2。圖4-2主斜副立單水平開拓方式方案三:斜井單水平開拓方式1主、副井井筒均為斜井開拓,布置于井田中央,大巷布置在煤層中,沿底