煤矿采矿专项初步设计书

1 煤矿采矿专项初步设计书 1 矿区概况及井田地质特征 区概况 通位置 井田位于河南省新密、新郑两市交界处，大部分归新密市苟堂镇 ， 南部属关口镇、东北部归大隗镇 ， 东邻新郑市辛店镇。井田中心西距新密市 20距新郑市 23理坐标为：东经 1132900”至 113 3200”，北纬 34 2400”至 34 2545”。 井田西侧有新（郑） （新）密柏油公路，各乡村间均有简易公路相连。登（封） 杞（县）地方窄轨铁路从井田北缘通过，距大隗站不足 3之，本区交通较为方便， 然地理 形地貌 本区南邻具茨山，地形总体呈西高东低、南高北低之势，地面标高 150 250m。多为第四系黄土覆盖，仅南部山岗或沟谷中出露有石千峰组地层。北部冲沟较发育，多呈北西方向，下切深度 1050m 不等。总体属丘陵丘岗地貌。 表水 本区属淮河流域。井田内有两条河流，一条为源于西部区外老石板山下泽河，全长 7内长 3双洎河支流。区内河道 2 1960 年进行了人工改造，河道两侧均用石块砌成隔墙。该河流量受季节影响明显。 另一条为发源于南部区外凤后岭脚下 的苟堂河，它流经井田南部边界外的红石峡水库，在葛头窝村北与泽河相汇，全长 5内长不足 1为一条季节河。 本井田附近有红石峡、张庄、丁庄等三座水库，库容量均小于100 万 要用于农业灌溉。其中丁庄水库现已近干涸，另两座水库也改作鱼塘。 候 本区属大陆性半干旱气候。据新密市气象局资料，月平均气温元月份最低为 七月份最高为 无霜期约 220 天。年平均地面温度 元月份最低为 0 4，七月份最高为 每年 11 月到翌年 3 月为冰 冻期，最大冻结深度20大积雪厚度 20 据 1985 2003 年降雨量统计，年平均降雨量 雨多集中在夏季，约占年降雨量的 50%。年平均蒸发量 1400、夏、秋三季以东风、东南风为主，冬季多西北风。最大风速 18m/s 震 据河南省地震局资料，本区历史上未发生过大的地震，但其东南部的长葛、许昌、鄢陵、杞县一带及北部的郑州、兰考、巩义一带曾发生过 6 7 级破坏性地震，新密市境内也曾发生过 3 次较大地震，烈度不详（密县志记载）。根据中国地震动参数区划图 3 （ 建筑抗震设计规范（ 本区处于地震动峰值加速度 ，相应的地震基本烈度为度。 区开发历史 本井田是原苟堂井田深部、关口勘查区的一部分。在苟堂井田煤矿地质勘查、第二、三次煤田预测和预查、普查工作中，先后做过大量细致的地质勘查工作。作为地方国有超化煤矿的接替井田，于 2005 年 4 月，由河南省煤田地质局一队提交了河南省新密煤田关口井田详查（最终）报告。 2007 年 1 月又提交了河南省新密煤田关口井田勘探报告，河南省国土资源厅以豫国土资储备字 200735 号文对该报告进行了评审认证，可以作为设计依据。 本井田尚未进行大规模开发，其外围（浅部）现有三对采二 1煤层矿井，分别为永昌二矿、小刘寨煤矿和豫新煤矿。 永昌二矿 位于翟家门，立井开采，井深 186m。现两翼开采长度 130m。坑木支护，滚帮式手镐开采。顶板为细粒砂岩。 小刘寨煤矿 位于小刘寨，立井，井深 220m，手搞式开采，年开采量 翼开采长度 120m。顶板为泥岩。低瓦斯矿井，煤厚变化大。矿井排水量每天约 600 上述两座矿井主采七 4 煤，都因底板突水，现已停闭。 豫新煤矿 位 于匠沟，竖井，年开采量 翼开采长度 170m。炮采。顶板为细粒砂岩。井下日排水量为 60要为底板水。 4 近的厂矿企业和农业情况 本井田内自然村镇较为稀少，人口密度也不大。传统种植以小麦、玉米、油菜和烟叶为主。近年来建有少数蔬菜大棚和民营小造纸厂。经济来源主要是外出打工或就近在附近造纸厂和小煤矿上班。 源、电源、劳动力及建材来源 源条件 矿区内可供选择的水源有地表水、地下水及处理后的矿井排水。本区冲积层含水丰富，二是处理后的矿井排水。考虑到地下水比 较丰富，水质较好且处理简单，同时做到合理利用水资源，减少矿井水排放，设计拟利用地下水作为生活饮用水，处理后的矿井排水作为矿井生产、井下消防洒水及绿化用水。 源条件 新密电网位于郑州电网西南部，以 220湾变电站、 250盛润电厂和 3 12昌源电厂为电源点，以 35、110网架，运行 110电站 5 座， 35电站 14 座。2005 年电网最大负荷 200网运行情况良好。 从 电力系统现状地理接线图可看出，目前新密市东南部距关口煤矿较近的系统变电站有 110坊变电 站、 35堂和大隗变电站。 材来源 矿井建设所需砖瓦、石料、水泥等建筑材料均可就地供应。钢材、木材等物资可经铁路和公路直接运至工业场地。 本矿井建设的外部条件基本落实、可靠。 5 田地质特征 层 本井田绝大部分被第四系黄土所覆盖，仅在大摩岭、虎坡咀及沟壑中可见石千峰上、下段地层零星露头。现依据井田钻孔及地质填图资料并结合区域资料将各时代地层由老而新叙述如下： 1、寒武系上统长山组（ 3 井田内钻孔揭露最大厚度为 5501 孔过断层后遇该地层）。岩性为 灰白色厚层状白云质灰岩。 2、奥陶系中统马家沟组（ 钻孔仅揭露 深灰色厚层状石灰岩。般厚度 50m 左右。 本组与下伏地层呈平行不整合接触。 3、石炭系 、中统本溪组（ 井田仅有 5403、 4902、 5103 等 3 孔见到本组，厚 性为浅灰色、灰色、杂色铝土质泥岩，具鲕状、豆状结构。区域上该组厚 般厚度 10m 左右。 、上统太原组（ 下起本溪组铝土质泥岩顶界，上至菱铁质泥岩顶面。据揭穿该组三个钻孔资料，厚 般厚度 性通常以九层石灰岩（ 对应于其下的九层煤（一 1细粒砂岩、薄层泥岩组成。根据岩性组合特征的不同，可将本组划分为上、中、 6 下三段。 下段：俗称下部灰岩段，一般厚度 层灰、深灰色中厚层状含燧石石灰岩为主，夹深灰、灰黑色薄层砂质泥岩、泥岩，与四层灰岩相对应，每一层灰岩之下均发育有一层煤。 此，一 2 煤稳定性较差。 中段：又称中部砂泥岩 段，一般厚度 性以灰色、深灰色粉、细砂岩为主，夹薄层石灰岩（ 泥岩和煤层。其细粒砂岩中含白云母片和黄铁矿结核与晶粒，特征明显，俗称胡石砂岩，是良好的标志层之一。 上段：又称上部灰岩段，一般厚度 性以三层灰、深灰色石灰岩（ 其下对应的薄煤层（一 7主，夹薄层砂质泥岩、泥岩。 燧石及黄铁矿结核； 岩薄而不稳定。顶部在整个新密煤田内均发育一层深灰色、灰黑色菱铁质泥岩，厚度一般不超过 特征明显、层位稳定，本区即以其作为与二叠系的 分界标志层。 4、二叠系下统 、山西组 本组下起菱铁质泥岩顶面，上止于砂锅窑砂岩底面，厚 般厚度 称二煤组。通常将其自下而上分为大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。 大占砂岩段：一般厚度 大占砂岩、二 1 煤层及其底板砂质泥岩组成。 香炭砂岩段：一般厚度 33.2 m，由香炭砂岩和二 3煤层组成。 7 小紫泥岩段：一般厚度 性以灰色、深灰色泥岩为主，具暗斑或紫红色斑块，含铝土质，具鲕状结构。夹薄层粉、细粒砂岩。 、二叠系下统下石盒子组（ 下起砂锅窑砂岩底面，上到田家沟砂岩底面，厚 般厚度 层 顶底板岩性特征 及其他开采条件 1)煤层顶底板岩性特征 该煤层位于山西组下部，井田内埋藏深度 350 800m。上距砂锅窑砂岩（ 均 距 岩 均 田内新老共 15 个钻孔穿过该煤层位，且 2孔遇逆断层见煤层重复。煤层厚度 均 经 统计，二 1 煤厚度小于可采厚度者有 3 个点，占 2 个点，占 ， 有 2 个点，占 8m 者有 7 孔，占 有 3 个，占 通过计算，该煤层不稳定系数为 异系数为 可采系数 标准差 体衡量二 1煤层属较稳定型、中厚 特厚可采煤层。 综观本井田，中、厚煤层分布在地层产状变化较小的地区，几个不可采煤点出现在逆断层两侧，薄煤点出现在地层产状变化较大即褶曲轴部，因此，可以认为，本井田煤厚变 化与区域变化原因基本一致，即主要是受后期褶皱、断裂等构造影响造成的增厚与变薄，沉积环境次之 8 二 1 煤层的直接顶板是中 细粒结构的大占砂岩，均厚度 石强度中等，是较稳定的顶板。局部具炭质泥岩或泥岩伪顶。 底板为砂质泥岩和泥岩，局部夹砂岩薄层，厚度 般厚 石强度较低。局部有厚度不大的炭质泥岩伪底。 据可采与不可采 17 个点资料统计，其中无夹矸的 14 点，含 1 层夹矸的 1 个点，占 含 2 层夹矸 1 点，占 多层夹矸的 1 个点，占 总体看来二 1煤层的结构属简单类型。 二 1煤呈黑色，具有似金刚金刚光泽，多呈粒、粉状产出，组织疏松。煤中含黄铁矿结核，二 1煤视密度 2) 地温 新密煤田地温状况总体上由西向东有增高的趋势。西部米村等井田全孔平均地温梯度低于 1 /100m，二 1煤垂深 300m 地温不超过20，中部裴沟等井田全孔平均地温梯度为 ，二 1 煤垂深千米地温 35，东部的新郑矿区全孔平均地温梯度多在 3 /100m 以上，二 1 煤垂深千米地温 50。 本区无恒温带观测孔，也未取样作岩石密度、 比热、热导率、岩石放射性元素含量测定，现引用东部新郑矿区资料。 恒温带深度为 度 本区二 1 上温梯度多为 遇断层而未见二 1煤的 5501孔较高，达 上。 温多在 仅 5501 二 1煤底板温度多在 5501 孔东出现热害区。 3） 煤尘爆炸危险性和煤的自燃倾向 9 煤尘爆炸危险性 七 4、二 3、二 1煤均有煤尘爆炸危险性。一 1煤因缺资料，无法进行评述。详见表 1 煤尘爆炸危险性试验结果表 表 1层 火焰长度 (加岩粉量（ %） 爆炸危险性 七 4 30 50 有 二 3 120 70 有 二 1 20 100 50 70 有 煤的自燃倾向 各煤层的燃点测定结果见表 2 煤层燃点测定结果表 表 1层 煤的燃点 （） ） 氧化程度 （ %） 自燃倾向等级 还原样 氧化样 原煤样 七 4 372 363 357 351 366 358 7 9 40 不易自燃 二 3 404 360 394 354 401 358 4 7 30 易自燃 二 1 404 375 382 356 394 368 9 12 易自燃 七 4、二 3、二 1煤均为不自燃发火煤。一 1 煤因缺资料，暂不评价。 4）、瓦斯地质 大致以 5205 孔北缘为界线，其线以北主要为瓦斯风化带，夹有5002 孔一块沼气带。其线以南为沼气带，沼气带面积约占该区 2/5。 10 其余均为瓦斯风化带。沼气带瓦斯成分以烷烃为主 ， 达 80%以上，次为 2、 量比前者较高。在取样深度内，般均在 4ml/ 据瓦斯吸附试验资料， 瓦斯逸散初速度（ p）为 的坚固性系数为 算煤的突出危险性综合指数为 明本区二 1煤层属于有煤与瓦斯突出危险性煤层。本区沼气带应按煤与瓦斯突出矿井管理。 另外瓦斯风化带内二 1煤层瓦斯中烷烃含量多在 5ml/近瓦斯爆炸临界点。 二 1煤层原煤灰份 平均 属低中灰煤，精煤灰分 原煤全硫含量除 5403 孔为 属低硫份煤。原煤磷含量 属低磷煤。原煤干燥基高位 发热量 1煤层水分、灰分统计见表 1 二 1煤层煤质汇总表 表 1层 项目 指标 ) Std(%) ) MJ/ ST( %） 煤类 七 4 数值 1400 1 价 中高灰 特低硫 特低磷 中高热值 较高软化温度灰 一级含砷 二 3 数值 1400 1 价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高 软化温度灰 一级含砷 数值 1400 0 价 低灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 二 1 数值 395 1 价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 数值 390 M 评价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 一 1 数值 价 低中灰 高硫 特低磷 11 12 文地质 田水文地质边界条件 井田内有两条河流，一条为源于西部区外老石板山下的泽河，另一条为发源于南部区外凤后岭脚下的苟堂河。井田内仅东部及东北部第四系砾石层发育相对较厚，含丰富的孔隙潜水，是当地居民生产生活的主要水源。 表水文特征 井田内地表水和第四系孔隙潜水含水层至二 1 煤层的间距较大，平均 间受新近系砂质粘土、粘土隔水层和上、下石盒子组巨厚的砂质泥岩、泥岩隔水层阻隔， 对二 1 煤层开采无影响。 二 1 煤层顶板砂岩孔隙裂隙水是矿床充水水源之一，但富水性弱5204 孔，地下水迳流迟缓，补给条件差，充水通道均系微细的孔隙和裂隙，故一般不会对矿井形成较大的充水。 太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水是二 1煤层底板直接充水水源。据小口径抽水试验资料（ q=K=0. 0775m/d），富水较弱，表现在灰岩岩溶裂隙发育程度及富水性的不均匀性。但据区域资料（ q=该含水层具水量丰富、水头压力大的特点。二 1 煤层底板砂质泥岩和泥岩隔水层厚度 水性不佳，特别是断裂带将形成煤层底板突水通道，在矿山压力及高水头压力等因素作用下，还可能成为下部 岩甚至 岩岩溶承压水的间接充水通道。 要含水层和隔水层 1）含水层 13 对井田内未来矿井充水有重要意义的岩层，根据其岩性、含水特征以及地下水的储存，埋藏条件等划分为六个含水层，自下而上有： 1) 奥陶系马家沟组 (岩岩溶裂隙承压水含水层 为灰色至深灰色厚层状隐晶质灰岩，井田内有 3 个孔揭露该层，揭露厚度为 区域资 料，该层普遍发育且层位稳定，由东向西埋藏深度逐渐变深，局部特别是顶面以下 10m 古风化带内溶洞和裂隙较发育。主要富水地带在断裂带附近。 5103 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水标高 大漏水量为 2t/h。另据邻区资料钻孔单位涌水量 透系数 d、水化学类型为 化度 m。 该含水层距 距离二 1煤层 90m 左右，距离 上覆一 1 煤层较近，为其底板直接充水岩层。 2) 太原组下段（ 岩岩溶裂隙承压水含水层 该含水层由 层灰岩组成，间夹薄层泥岩、砂质泥岩及煤层。井田内共有 4 个钻孔揭穿该层，厚度 中灰岩厚 均厚 据邻区资料钻孔单位涌水量 透系数 d、水化学类型为 化度 m。因其层位稳定、厚度大故有较大的水文地质意义。 该含水层为一 1 煤层顶板直接充水岩层， 距离 二 1 煤层 底板 60m，是二 1煤层底板间接充水岩层，据邻区资料，其岩溶裂隙发育，富水性较 强，正常情况下对一 1煤层开采有较大的影响，对二 1煤层的开采 14 影响不大。 3) 太原组上段（ 岩岩溶裂隙承压水含水层 该含水层由 田内共有 10 个钻孔揭穿或揭露该层。厚度 均厚度 段 205 孔 ) 103 孔 )m，平均厚度 5003 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水层位 岩，漏水标高 大漏水量为 h，近似静止水位标高 该含水层西北部埋藏较浅（ 南部南东部埋藏较深（ 钻孔单位涌水量 透系数 d、水化学类型为 ， 水温 22。 该含水层层位稳定、厚度较大， 上距二 1 煤层 20m 左右， 是二 1煤层开采的直接充水含水层，虽然上述小口径抽水试验并非富水，因岩溶裂隙发育及突水性具有一定的不均匀性，在断裂带两侧及其附近，岩 溶裂隙相对发育，富水性好，对开采二 1煤层影响较大。 4) 山西组（ 岩孔隙裂隙承压水含水层 该含水层主要由大占砂岩和香炭砂岩组成。大占砂岩为灰、深灰色中细粒长石石英砂岩，香炭砂岩为浅灰、灰色细 中粒长石石英砂岩，两层厚 均 藏深度一般在 341827m。单位涌水量 透系数 d，水位标高+ 该含水层为二 1 和二 3 煤层顶板直接充水含水层，但平均含水性较弱，补给条件较差，对煤层开采影响不大。 15 5) 上、下石 盒子组砂岩孔隙、裂隙承压水含水层 该层段为砂岩、砂质泥岩互层，以砂锅窝砂岩（ 田家沟砂岩（ 平顶山砂岩（ 育较好。上、下石盒子组中厚度 5粒砂岩总厚度 均总厚度 藏深度 20 183m，为灰、浅灰局部灰绿色长石石英砂岩，风化后呈灰黄色，裂隙较发育，疏松。平顶山砂岩在井田南部 5205、 4902 孔中见到，埋深 部 5403、 5404 孔见该层埋深 40 45m。岩性为浅灰、灰白色中 粗粒长石石英砂岩，厚层状构造， 水性不详。 该套砂岩虽厚度较大，但富水性弱，其间因有数层砂质泥岩及泥岩隔水层而水力联系不佳，所以对开采七 4 煤层及下伏二 1 煤层无大影响。 6) 第四系孔隙潜水含水层（ Q） 该层岩性上部为棕黄色粉土、粉质粘土，下部为砾石层。砾石多为石英砂岩，次为长石石英砂岩，砾径 1 5棱角状，分选差，其中充填粗沙、粉沙及砂质粘土。东北部较厚 40m，其中砾石层厚 东部较薄 中砾石层 0泽河两侧砾石层相对较厚。 该含水层特别是下部砾石层，孔隙发育、含丰 富的孔隙潜水，是当地居民生产、生活的主要水源，由于离开采煤层较远，加之下部有较厚的隔水层，一般对矿产开发影响不大，只是在开挖井筒过程中有一定影响。 潜水流向由西南流向北区，水位标高 位埋 16 藏深度 终排泄于泽河。 2）隔水层 1) 一 1 煤层底板铝土质泥岩、砂质泥岩隔水层 位于奥陶系灰岩顶面至一 1 煤层底面之间，平均厚度 性以浅灰至褐红色铝土质泥岩为主，局部夹灰至深灰色砂质泥岩或细粒砂岩。层位稳定，致密，隔水性良好。局部地段厚度变薄，尤其在受断裂错 动的情况下，奥陶系灰岩高压岩溶水有可能突破，发生底鼓突水，对一 1煤层的开采有直接影响。 2) 太原组中段砂泥岩隔水层 该层下起 岩顶面，上至 度 均 性以砂质泥岩为主，夹细粒砂岩、薄层煤层和不稳定的 层为 之度外岩与 岩之间的隔水层，层位稳定，隔水性较好，但在断裂切割处将会形成上、下含水层之间的水力联系。 3) 二 1 煤层底板砂泥岩隔水层 该层下起 岩顶面，上至二 1煤层底面，厚度 均厚度 深灰色砂泥岩和泥岩为主，夹粉砂岩、细砂岩。该层有一定的隔水作用，但厚度变薄特别是在断裂错动的部位 ， 将会造成二 1 煤层底板突水。 4) 新近系砂质粘土及粘土隔水层 该层仅有 5202、 5207 孔钻遇，岩性为土黄、暗红及灰绿色砂质粘土和粘土夹粉、细砂层，厚度 井田北部大隗断层北盘一线有沉积，向北东逐渐加厚。由于该层厚度大，且以粘土 17 质成份为主，所以是第四系含水层与下伏基岩含水层之间的良好隔水层。 断层控水性 本区水文地质条件受多因素的制约，其中尤以地质构造的控制较明显，兹 将本区主要断层控水性叙述如下： 靳寨断层的控水性 该断层位于井田中部，走向 向 角 20 50，为南西盘上升，北东盘下降之逆断层。据 5404 孔揭露，断层破碎带厚度 高 呈杂色，角砾为长石石英杂砂岩，充填深灰、灰黑色泥质和岩质，半胶结。 该断层上升盘的 层，与下降盘 层对接，加上逆断层推挤作用，断层带闭宗旨，属于不导水断层。 总之，本区断裂构造对地下水的贮存和运移起明显的控制作用，上述几个规模较大的断层均属不导水断层，特别是井田北部的大隗断层 阻隔与北部的水力联系，另外，龙王庙断层、靳寨逆断层，在井田西北部边界与大隗断层相交同样阻隔了与西部的水力联系，故断层只是横向阻水但纵向仍具导水性。 井田岩溶裂隙发育特征及突水性 岩溶裂隙的发育程度和突水性首先受自身条件的制约，因为不同的灰岩 量差别，导致岩溶裂隙发育程度及富水性具有一定的不均一性，同时受地质构造及水动力条件的影响，在断裂破碎带两侧及断层交汇、褶曲轴部，岩溶裂隙相对发育，富水性较好。褶曲轴部张裂隙发育，垂向和横向水流畅通，是岩溶发育的良好场 18 所。断裂为地下水运移提供通道，使得岩溶 在断裂带发育，因断裂影响深度较大，岩溶发育深度往往比一般地区较深。 另外，碳酸盐岩新、古剥蚀面上岩溶裂隙发育。本区 岩 3云质灰岩顶部各有一个古剥蚀面，在古剥蚀面及其以下的古风化带内保留着古岩溶，一般发育深度多在古剥蚀面以下 10 20 5103 孔钻遇 岩顶部发生漏水，漏失量 2t/h。而 3部见溶洞。 综上所述，岩溶发育及突水段主要表现断裂部位，特别是断层的上盘或断裂集中、交接等地段，一般多呈带状分布，其次是褶曲轴部部位以及古剥蚀带内。 井涌水量 勘探报告对矿井涌水量采用不同方法进行计算。开采二 1 煤层 平时，预计底板涌水量为 h， 顶板涌水量 h，全矿井正常涌水量为 h。最大涌水量按正常涌水量的 为 h。 层特征 质、煤的牌号及用途 理性质及煤岩特征 1） 、物理性质 二 1煤呈黑色，具有似金刚金刚光泽，多呈粒、粉状产出，组织疏松。煤中含黄铁矿结核，二 1煤视密度 二 1煤层原煤灰份 平均 属低中灰煤，精煤灰分 原煤全硫含量除 5403 孔为 其它均小于 19 属低硫份煤。原煤磷含量 属低磷煤。原煤干燥基高位发热量 2）、煤岩特征 （ 1）宏观煤岩特征 本区二 1 煤其原生结构遭到破坏，具挤压、揉搓现象，构造镜面发育，形成粉粒状、粉状、鳞片状的构造煤，宏观煤岩成分均已遭到破坏，宏观煤岩特征无法观察和描述。 （ 2）显微煤岩组分特征 本区二 1 煤显微煤岩组分组均以镜质组为主，少量惰质组。镜 质组以均质镜质体为主，基质镜质体和碎屑镜质体次之。惰质组以粗粒体和微粒体为主，少量半丝质体、碎屑惰质体，可见结构完好的火焚丝质体。 二 1煤各煤类无机组分主要为粘土矿物，次为碳酸盐矿物和微量硫化物矿物。粘土矿物呈团块状分布、透镜状、不规则状充填在胞腔或有机质裂隙中；方解石呈粒状分布或充填于有机质裂隙中；黄铁矿呈星点状、莓状集合体分布或细脉状充填在有机质裂隙中。 化学性质及工艺性能 （ 1）、化学性质 二 1煤层原煤灰份 平均 属低中灰煤，精煤灰分 原煤全硫含量除 5403 孔为 属低硫份煤。原煤磷含量 属低磷煤。原煤干燥基高位发热量 1煤层水分、灰分统计见表 1 20 二 1煤层煤质汇总表 表 1层 项目 指标 ) Std(%) ) MJ/ ST( %） 煤类 七 4 数值 1400 1 价 中高灰 特低硫 特低磷 中高热值 较高软化温度灰 一级含砷 二 3 数值 1400 1 价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 数值 1400 0 价 低灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 二 1 数值 395 1 价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 数值 390 M 评价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 一 1 数值 价 低中灰 高硫 特低磷 21 2 矿井储量、年产量及服务年限 田境界 本井田东部分别与小刘寨煤矿和永昌二矿相邻，西距王行庄和赵家寨井田约 2.0 理坐标为东经 113 29 00 113 3200，北纬 34 24 00 34 25 45。东西长约 4 北宽约 积约 田境 界拐点坐标见下表 2 井田范围二 1煤层拐点坐标表 表 2号 拐点编号 经距 纬距 备注 1 （ 1） 2 （ 2） 3 （ 3） 4 （ 4） 5 （ 5） 6 （ 6） 7 （ 7） 8 （ 8） 田储量 矿井储量是指矿井井田边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量，又称矿井总储量。它不仅反映了煤炭资源的埋藏量，还表示了煤炭的质量。 本井田采用块段法计算的各级储量，块段法是我国目前广泛使用的储量计算方法之一。 块段法是根据井田内钻孔勘探情况，由几个煤厚相近钻孔连成块段。根据此块段的面积，煤的容重，平均煤厚计算此块段的煤的储量，再把各个经过计 22 算的块段储量取和即为全矿井的井田储量。 井 储量 资源计算 1、地质资源储量 1） 资源 /储量估算的工业指标 依据煤、泥炭地质勘查规范，勘探报告对煤炭资源储量估算采用的工业指标为：最低可采厚度为 高灰分 40%，最高硫份为 3，最低发热量为 2）矿井地质资源储量 勘探报告提交并报省国土资源厅以豫储字 200735 号文备案，井田内二 1、七 4煤层资源量储量 85230中七 4煤层 5190推断的资源量 1900测资源量 3290二 1煤层 80040推断的资源量 61480 制的资源量 9510明的资源量9050详见表 2 全井田探明的资源量（ 331） 9050制资源量（ 332） 9510断资源量（ 333） 63380测资源量（ 334）？ 3290 矿井地质资源汇总表 表 2源量 水平 (331) (104t) (332) (104t) (333) (104t) (334？ ) (104t) 合计 （ 332） (332)+(333) 二 1煤层 先期开 采地段 9050 9510 9030 27590 其它地段 52450 52450 小计 9050 9510 61480 80040 七 4煤层 1900 3290 5190 合计 9050 9510 63380 3290 85230 23 井设计储量 矿井设计储量为矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量。该矿井的设计储量为 各种主要巷道的保护煤柱及可采储量 见表 2 3；矿井工业广场地保护煤柱留设见图 2 1；工业广场保护煤柱设计计算参数见表 2 4。 表 2 3 矿井可采储量汇总表 开采水平 煤层名称 工业储量(A+B+C) (万吨 ) 矿井设计储量（万吨） 矿井可采储量（万吨） 永久性煤柱损失 设计 储量 设计煤柱损失 可采 储量 断层 境界 工业广场 井下巷 道 防水 煤柱 二 1 2 4 工业广场保护煤柱设计参数表 煤层倾角（） 煤厚（ m） （） （） （） （） 埋深（ m） 表土层厚度（ m） 12 5 72 68 72 310 420 24 - - C m? q ? m ? n ?n ?q ? k ?k?q?k ?图 2工业广场保护煤柱图 矿井工业场地保护煤柱的计算： 按规范规定，年产 90 万 t/a 的中型矿井，10万吨。 故可算得工业场地的总占地面积： S=9=10000 根据工业广场保护煤柱图（该图比例为 1:1000）可知： 工业广场压煤量 2 2 3 3 2 c o sq k q k 25 = 6 8 1 7 8 5 7 9 0 4 . 9 2 1 . 42 c o s 1 2 =4109807 井设计可采储量 矿井设计 可采 储量为矿井 设计 储量减去 工业广场保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区采出率的煤量。 可暂时按工业储量的 5 7计入，本设计取 6，故： P) C 式中： 暂按工业储量的 5 7 计入， 本设计取6； 煤层不低于 厚煤层不低于 煤层不低于 于该矿井平均煤层厚度为 取 由此 矿井设计可采储量 Z 11593（ 1 6） 吨 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 井工作制度 根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况。规定该设计矿井年工作日 为330 天，每日三班工作，每班工作 8 小时，每日净提升时间数为 16 小时。 26 井设计生产能力及服务年限 初步设定该矿井设计年产量为 a，根据公式： T=Z A K 式中： T 矿井服务年限，年； Z 矿井可采储量，万吨； A 矿井生产能力，万吨 /年； K 储量备用系数， K=处取 由此验算服务年限如下： T 8 7 40a 符合要求 4 井田开拓 述 拓方式选择 该井田为全隐蔽式煤田，煤系地层被巨厚的新生界松散沉积层所覆盖，煤层埋藏深，新生界松散沉积层含水丰富，故采用立井开拓方式。立井开拓的适层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。 应性很强，一般不受煤 为了避免采用箕斗井通风时封闭井塔困难和减少穿越表土层，初期决定开凿一个风井。并采取中央边界式通风，风井位于北部边界处，这样由于边界留有边界煤柱，风井就不需要留设保护煤柱，减少了煤柱的损失。同时为了减少煤柱损失和保护大巷维护条件，把运输大巷设在煤层底板下 30m 处， 根据该矿井 井田走向、倾向长度及设计规范的有关规定，本井田可以划分两个水平或三个水平，初期采用立井开拓具体方案见第二节。 同时由于太原组 层底板较近（平均 ，水压 27 较高，二 1 煤层底板 太原 组灰岩含水层、寒武系灰岩含水层 富水区 ，有可能构成对二 1 煤层开采的突水威胁，因此后期掘进暗斜井时也不适宜采用暗立井。虽然把井筒落底于煤层底板从技术上可行，但是从安全性和可靠性角度来讲，井筒落底于煤层顶板更合适。故决定把主、副井筒开掘与煤层顶板，后期主副井延伸时采用斜井延伸，具体方案见第二节。 响 立井开拓的主要因素分析 影响设计矿井开拓方式的主要因素包括精查地质报告、所确定的煤层自然产状、构造要素、顶底板条件、冲积层结构、地形以及水文地质条件等。其中以煤层赋存深浅和冲积层的水文地质条件对开拓方式的影响最大。 田开拓 拓方案的提出及技术比较 根据前述各项决定，本井田在技术上可行的开拓方案有下列 两 种： 立井一水平加暗斜井二水平延伸， 见图 4 1 图 4 1 立井一水平加暗斜井二水平延伸开拓方式 立井一水平加暗斜井 二、 三水平，见图 4 2 28 图 4 2 立井一、 二水平加暗斜井三水平开拓方式 首先，根据以上开拓方案简图可以看出，两方案从技术上均可行。其次，根据该矿井的实际情况， 从以上 两 方案的简图 可知：虽然 方案 比方案 多开设立井井筒 、 阶段石门 、 和立井井底车场， 但是与方案 相较，方案 相应 减少 了井筒和石门的运输、提升、排水费用 ，且建井初期投资相对较少；所以两方案要经过经济比较才能够确定其优劣。 案经济比较 我们在对方案 和方案 两个方案进行比较时，可以只将两个方案中有差别的基建工程量、基建费用、生产经营费用及费用汇总表分别计算汇总于表 4 1、表 4 2、表 4 3 和表 4 4。通过费用汇总表在经济上来比较两方案的优越。 表 4 1 基建工程量 时期 项目 方案 方案 早 期 主井井筒 /m 0 0 副井井筒 /m 0 0 井底车场 /m 2579 2579 主石门 /m 220 220 大巷 /m 1350+1400 1350 后 期 主井井筒 /m 1070 1350 副井井筒 /m 1070 665+665 井底车场 /m 2579 2579+2579 主石门 /m 320 320+320 运输大巷 /m 1800 2400+1800 29 表 4 2 基建费用表 方案 项目 方案 方案 工程量/m 单价 / 1m元 费用 /万元 工程量 /m 单价 / 1m元 费用 /万元 早早期 主井井筒 000 000 井井筒 800 800 底车场 2579 3200 579 3200 井 319 4600 19 4600 巷 1350+1400 3900 150 3900 计 后晚期 主井井筒 1070 4700 65+665 4700 611 副井井筒 1070 4900 65+665 4900 637 井底车场 2579 4600 1499 2579+2579 4600 2898 30 运输大巷 1400 4100 738 1400 4100 1722 小计 5868万元 共计 表 4 3 生产经营费用 项目 方案生产经营费用 /万元 项目 方案生产经营费用 /万元 提升 1070 升 1300 水 365 24 0水 365 24 10计 计 4 4 费用汇总表 方案 项目 方案 方案 费用 /万元 百分率 / 费用 /万元 百分率 / 基建工程费 00 产经营费 00 总费用 100 前面表格中的计算可以看出，方案的总费用要比方案很明显方案要比方案优越的多，故决定采用方案。主井