徐矿集团庞庄煤矿设计说明书

1 井田煤矿设计书 1 井田概况及地质资料 田概况 田位置、范围及形态特征 矿 位于 九里区境内，距徐州市中心 13囗标高 庞庄井田范围为：东自矿区铁路专线；西以夹河工业广场及第 17 勘探线与夹河矿为界；南部边界分两段： 1中段（铁路煤柱至第 11勘探线）：以 层以南隶属拾屯煤矿。 2西段（第 11至第 15勘探线）：各煤层 270水平以上急倾斜部分归拾屯煤矿。 北以 。 井田东西长约 北宽 积约 庞庄井田位于九里山向斜中段，总体上为一不对称的复式向斜构造，即由 2 个背斜、 3 个向斜组成。大、中型断裂亦较为发育，受褶曲构造的影响，地层产状沿走向和倾向上均有变化，倾角一般为 8 东南翼较陡，西北翼相对较缓。 通条件 徐州市地处京沪、陇海两大铁路动脉的交汇处。本矿井有矿区专用铁路，东与京沪铁路茅村站、西与陇海铁路夹河寨站相联接。徐丰公路从矿门口通过，可与苏北、皖北、鲁南、豫东各县相通。矿区东北有京杭大 运河穿过，经徐州煤港贯通南北。因此，庞庄煤矿水、陆交通运输条件极为便利 (见图 1 2 图 1 交通示意图 然地理 1 地形、地貌 庞庄井田为古黄河泛滥形成的冲积平原。冲积层东北薄 ,西北厚，平均厚度 区内地势较平坦，略显西北高、东南低的趋势。地表标高+35m +42m，坡度约为两千分之一。由于几十年的煤炭开采活动，使地表形成大面积塌陷并积水成塘，塌陷区水深可达到 5m 6m。 矿区东南有寒武、奥 陶纪石灰岩构成的为数不多的低山丘陵，大致呈向延展。自西向东有大、小孤山、霸王山、九里山、琵琶山。其中以九里山最高，山顶绝对标高为 + 2水文 井田内尚有零星分布的鱼塘和纵横交错的排水沟渠。因此，矿区地表水系较为发育。 3气象 根据徐州气象资料，本区属南温带鲁南气候区，具有长江流域和黄河 3 流域气候过渡的性质，日照充足，年降水量充沛，冬寒干燥，夏热多雨，春、秋季短，并有寒潮、霜冻、冰雹、旱风等自然灾害。 4降水量 由于本区地处中纬度副热带和暖温带的过渡区，因此，降水有集中性高、年变化大的特点，平均年降水量 大 1958 年 )；最小 1988 年 )。夏季平均雨量 (6 8 月 )占全年降水量的 55，其中以 7、 8 月份雨量最多，形成了冬干、春秋旱频繁、盛夏常发生旱涝急转，易涝、易旱的气候特点。 5蒸发量 1440。 6风向、风速 全年多偏东风，平均风速 s，最大风速 s (1959年 6月 )。 7气温 年平均气温 1 月份最低，平均气温 ;7 月份最高，平均气温 8冻土 冻土深度平均为 29 9霜期 历年平均初霜期为 10月下旬，终霜期 4月上旬。 10地震 徐州地区地震烈度为 7 度，根据 1956 年科学出版社资料，徐州地区地震记录始于公元 522 年，迄于 1937 年，即 1415 年间发生地震 21 次。其中破坏性地震 占了 3 7次。影响较大的有 1502年 10月 17日地震； 1668年 7 月 25 日山东莒县郯城 地震， 1937 年 8 月 1 日山东渮泽 7 级地震等。本区属华北地震区，距郯庐断裂约 100 矿井地质 区域地质构造概况 徐州煤田位于中朝准地台山东隆起区的南端，徐州复背斜的西端。若按地质力学划分：是秦岭东西向构造带的北支和新华夏第二隆起带的交汇部位，其东侧紧邻郯庐大断裂。故本区是几个大构造带的交汇地，构造复杂。区内地层发育，属北方型。中生代印支燕山运动对本区影响甚大，使本区地层发生褶皱、断裂并伴有岩浆 活动。 徐州复背斜由多个相间排列的背、向斜组成。自东南向西北分别是： 4 棠张集向斜、大许家背斜、贾汪向斜、徐州背斜、闸河向斜、肖县背斜、九里山向斜等。每一个背、向斜由更次一级的背、向斜组成复式背、向斜。就单一褶曲而言，一般北翼较缓，南翼较陡，局部直立甚至倒转，并伴生有与褶曲轴大致平行的高角度逆断层、逆掩断层出现。 区域地层沉积缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系及石炭系下统。除震旦系与寒武系、奥陶系与石炭系呈假整合接触关系、第四系与其它各时代的地层之间呈不整合接触关系外，其它各地层皆呈整合接触关系。 徐州地区的岩浆 岩活动大致分为三期：即晚元古代末的辉绿岩类侵入；燕山中晚期的中酸性中基性岩浆岩活动；燕山晚期喜马拉雅山时期的基性超基性岩浆岩活动。在徐州复背斜的分布大体沿桃山集徐州贾汪一线以东出露的全为基性岩；该线以西出露的主要为中性中酸性酸性火成岩，这正是徐州利国铁矿和斑井铜矿的成矿母岩。本井田的太原组地层及邻区的垞城矿太原组地层亦见有煌斑岩、辉绿岩类的岩墙、岩脉侵入，而井田西北部的张集矿则见有大面积的中酸性火成岩。 表 1 1 主要地质构造特征表 序号 名称 断层 性质 断层面走向 断层面倾向 倾角 ( ) 落差 (m) 延伸长度 可靠程度 1 8 86 18 370 2500 可靠 4 W 80 85 20 30 1000 较可靠 井田地层 1地层 井田内无基岩出露，现据区外露头及钻孔揭露资料，井田地层自下而上为： ) 井田钻孔未见，仅在矿区外围群山有出露。主要分布于徐州复背斜的 5 轴部，与下伏地层震旦系 (Z)呈假整合接触。下部以砂页岩为主，夹薄层状灰岩；中、上部由 中厚层状灰岩组成。 O) 仅见于少数钻孔，是徐州复背斜构造的两翼地层主要组成部分。也是煤系地层的沉积基底。区内只发育有下统和中统，上统缺失。 与下伏地层寒武系呈整合接触关系。 下部由中厚层竹叶状白云岩、泥质白云岩、页片状泥质灰岩、钙质白云岩及厚层状灰岩组成。 上部的马家沟组则由中厚层巨厚层的豹皮状灰岩组成，顶部夹有紫灰色薄层钙质白云岩，厚 450 530m，平均 484m。 厚 均 68m。由青灰黄灰灰色薄中厚层钙质白云岩 、白云质灰岩、白云岩组成。 c.C) 本系地层仅发育有中统和上统，下统缺失。 本组地层厚 均 整合于奥陶系之上。是在奥陶系中统之后地壳整体长期上升、剥蚀夷平的基础上广泛海侵的浅海相沉积。其岩性自下而上为： 下部为紫色、灰绿色页岩 (相当于华北山西式铁矿层位 )，含铁不均匀，厚度较小，一般在 6本组与下伏奥陶系分界之标志层 。 中部为浅灰色铝土质页岩，厚度多小于 5m。 上部为浅灰色厚层状石灰岩，含黄铁矿，夹透镜状页岩，厚约 16m。 6 ( 本组地层厚 均 本区主要含煤地层之一。整合于本溪组之上，为海陆交互相沉积，主要由灰白灰黑色的灰岩、页岩、砂质页岩组成，夹极不稳定稳定薄煤 7 10层，不可采。各层石灰岩中常含有丰富的蜓科、腕足类及海百合化石。 d. 二迭系 (P) 区内二迭系地层沉积有下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组。 (本组地层厚 均 本区主要含煤地层之一。整合于太原组地层之上，为近海河湖沼泽相沉积。主要由灰色页岩、砂质页岩、灰色粉砂岩及石英砂岩组成。中、下部以石英砂岩为主，其次为深灰灰白色页岩、砂质页岩组成。夹稳定极不稳定的薄中厚煤层 4 6层，其中 7煤为稳定可采煤层， 8、 9煤为不可采煤层。各煤层上、下的页岩中常含有保存较为完整的植物化石，常见有栉羊齿、楔叶木、轮木、丁氏蕨等。 下统下石盒子组 (x) 本组地层厚 均 本区主要含煤地层之一，整合于山西组地层之上，为内陆湖泊沼泽相沉积。主要由灰绿深灰色砂质页岩组成，上部以灰色为主，下部以深灰色为主。自上而下夹数层杂色页岩。含煤 6 9层，不可采。 本组下部的煤层附近地层中常保存有较为完整的植物化石：辨轮木、轮木、芦木、大羽羊齿、柯特木和丁氏蕨等。 s） 厚 均 250m，整合于下石盒子组之上 。为炎热气候下 7 内陆河湖相沉积。以杂色、灰绿色、灰色砂页岩、页岩为主夹灰绿色、浅灰色细中粒砂岩，中下部时夹有煤线及炭质页岩，底部为灰灰白色石英、长石粗粒含砾砂岩，间夹灰色，杂色页岩。为本组与下统下石盒子组分界标志层。产烟叶大羽羊齿、剑形瓣轮木等化石。 e. 第四系 (Q) 井田范围内厚度 均 整合于各系地层之上。主要由砾石、砂礓、粘土、亚粘土、粉砂土和腐植土组成。由东南向西北逐渐增厚。 2含煤地层 本井田含煤地层为石炭、二迭系，有 3个含煤组： 石炭系上统太原组、二迭系下统山西组和下石盒子组。 本组沉积旋回清楚，标志层明显。沉积有薄层灰岩 13层，含煤 7 10层，自下而上为： 色页岩、砂岩、砂页岩互层、 22 煤 (个别钻孔见灰色砂岩 )、 23 煤，十三灰 (局部缺失 )、浅灰灰绿色铝土质页岩。本段地层厚约 18m。 页岩、深灰色页岩、 2二灰、灰黑色页岩、十一灰。其中：十二灰含燧石结核，中、下部多含蜓科化石，为本组主要标志层之一。十一 灰为薄层状泥灰岩，局部地段十一灰、十二灰合为一层。本段地层厚约 15m。 产： 希瓦格蜓 (未定种 ) 白色砂岩、 20煤、十灰。十灰为灰深灰色灰岩，含蜓科化石，本段地层厚约 24m。 8 灰色砂岩、铝土质页岩、 17煤、深灰色页岩、灰色砂岩、 15煤、九灰。本段地层厚约 24m。 产： 猫眼磷木 色页岩、 14煤、八灰、灰色砂页岩、 13煤、七灰。有时七灰和13煤均缺失，本段地层厚约 8m。 12煤，有时夹灰色薄层灰岩、浅灰色页岩、 11煤、六灰，本段地层厚约 11m。 色砂岩、砂页岩、五灰、本段地层厚约 12m。 砂岩、四灰、灰色页岩、砂页岩、三灰。四灰厚度较大，含动物化石和燧石结核，为本组主要标志层之一 ,本段地层厚约 23m. 灰色砂岩、二灰、灰黑色页岩、一灰。一、二灰间距平均 1m 左右，有时合为一层，为浅灰色泥灰岩。属陆棚浅海相沉积，既有细粒石英含生物泥晶灰岩混合岩，也有生物碎屑灰岩含大量动物化石，特征明显，是本组与上覆山西组分界标志层。本段地层厚约 21m。 产： 中国海百合茎 脊板顶柱珊瑚 本组地层厚 均 属滨海相沉积过渡为内陆沉积 ,沉积旋回明显，可分为 3 个沉积旋回，含煤 4 5 层，其中： 7 煤为主采煤层， 8、 9 煤为不可采煤层。 色砂质页岩、深灰色砂质页岩与灰白色砂页岩互层、砂页岩、 10煤、深灰色砂页岩、 9煤。 底部深灰色砂质页岩、 9 煤、 10 煤不太稳定且常被砂岩替代，砂岩中夹泥纹、炭纹和页岩碎块，为河床相沉积物 ,互层中层理清晰，水平状层 9 理发育。本段地层厚约 40m。 产： 树形栉羊齿 (未定种 ) 柯达狄木 (未定种 ) 灰白色中厚层状、细中粒砂岩、灰色砂页岩、深灰色页岩、砂页岩、砂页岩互层、灰色砂页岩、 8 煤、灰黑色页岩、 7 煤组成。其中， 8煤为不稳定煤层， 7煤为稳定煤层，局部含有夹矸厚 段地层厚约 20m。 产： 脉羊齿 (未定种 ) 产： 栉羊齿 (未定种 ) 白色细中粒砂岩、灰色砂页岩、深灰色页岩、灰色薄层状砂岩、杂色页岩，本段底部偶 含 5、 6两层薄煤层，其中， 5煤为极不稳定煤层， 6煤由于受河流冲刷而造成部分地段缺失。本段地层厚约 53m。 产： 翅状准组羊齿 本组地层厚 均 内陆湖泊沼泽相沉积，含煤 4 8层。按其沉积特征，本组地层可以分为四段，自下而上为： a 灰绿灰白色中粗粒砂岩、灰色砂页岩、杂色铝土质页岩。底部的中粗粒砂岩 (即分界砂岩 )有时相变为页岩， 厚度为 均为 质或泥质胶结，有时含细砾，为本组与山西组分界标志层。其上的杂色铝土页岩相对稳定，可作为层位的对比标志。本段地层厚约36m。 b 深灰色砂页岩、页岩、灰白色薄层细中粒砂岩、灰黑色页岩、砂页岩、灰白色中细粒砂岩、夹有薄煤多层，本段地层厚 43m。 产： 辨轮木 10 栉羊齿 (未定种 ) c 灰色页岩、杂 色页岩、灰绿色砂页岩、灰灰白色细中粒砂岩。顶部的中粒砂岩厚度为 平均 该砂岩层位稳定。下距 2煤 均约 60m，俗称 “ 60为本组标志层。该段地层约厚 78m。 产： 楔羊齿 (未定种 ) 偶夹煤线 )、杂色页岩、灰绿色砂页岩夹薄层细砂岩、杂色页岩。厚约 60m。 产： 丁氏蕨 (未定种 ) 煤层、煤 质及其他有益矿产 1煤层 本区含煤地层为石炭、二迭系，有 3个含煤组：二迭系下统下石盒子组 (山西组 (石炭系上统太原组 (含煤 20层，可采和局部可采仅 1层，可采煤层的厚度为 中： 下石盒子组地层平均厚度 煤 6 9层， 山西组地层平均厚度 煤 4 6层，可采和局部可采 1层，可采煤层平均厚度 太原组地层平均厚度 煤 7 10层，不可采。 层 7煤 :上距 2 煤 104m，下距分 界砂岩 58m，距 8煤 1灰52m，距 20煤为 155m。有 105个钻孔穿过，全部可采。见煤点厚度 均 取巷道见煤点 88 个，以上总计见煤点 193 个，平均煤厚 11 该煤的赋存特点： a 7煤属于区域性稳定的中厚煤层，除在 620中央 盘区 由于受河流冲刷造成局部缺失和变薄外，其余均可采； b 煤层结构简单，少数地段 (约 20%)含夹矸，厚度为 别点夹矸厚度可达 c 由浅部到深部煤厚有变薄的趋势 (表 1 表 1煤厚度与深度变化关系表 水 平 点 数（个） 煤 厚（） 变化关系示意 36 薄 183 520 18 620 50 计 280 煤稳定性评定：范围是 520m 以下至井田边界的未 盘区 ， 50 个钻孔参加评定。 盘区 边缘巷道见煤点 23个，总计为 73个见煤点，全部可采。 煤层可采性指数 K=73 73=1 平均煤厚 煤层变异系数 =属于稳定型煤层。 2煤质 灰份：山西组的 7煤、属低灰煤，其精煤的灰份小于 10%，可见易选。 硫份：下石盒子组煤层与山西组煤层属特低硫煤。太原组煤层属富硫煤或高硫煤。 12 磷份：下石盒子组煤层与山西组煤层属特低磷煤。太原组煤层未做磷份分析。 发热量：除 1 煤外，其余煤层分析煤样的分析基弹筒发热量 ()都在 燃基弹筒发热量 ()都在 g 左 右，且自上而下有逐步增大趋势。 挥发份：各煤层均大于 37%，且自上而下有增高趋势。 胶质层指数见表 1982年报告 )。 表 1 煤层胶质层指数表 煤层 2 7 9 20 21 指数 7 12 素分析：化验成果中各元素组分的变化规律不甚明显。 容重：“东城 的容重，均采用分煤层加权平均法确定，较为精确。如下表所示： 表 1 煤层容重表 单位： t/层号 1 2 7 8 9 20 21 容重值 a 1 煤：半亮半暗型，树脂沥青光泽，条带状结构，鳞片状或块状构造，褐黑色，质地较松软，裂隙较发育，裂隙有时被方解石脉充填。 b 2 煤：半亮半暗型，树脂沥青光泽，条带状似均一结构，鳞片状或块状构造，褐黑色，质地较松软，外生裂隙较多，多为方解石脉充填，并有少量黄铁矿星点。 c 7 煤：半亮半暗型， 树脂玻璃光泽，条带状结构，块状构造，黑色性脆，裂隙较发育，并有方解石脉充填。 d 8 煤：半光亮型，树脂玻璃光泽，黑色，性脆，内生裂隙发育， 13 条带结构，块状构造。 e 9 煤：半光亮半暗型，玻璃树脂状光泽，内生、外生裂隙都较发育，条带状结构，块状构造。 f 20煤：半亮至光亮型，黑色，性脆，玻璃树脂光泽，条带状结构，块状构造，内生裂隙发育，含浸染状黄铁矿。 g 21煤：半亮至光亮型，玻璃树脂 光泽，条带状结构，块状构造，内生裂隙发育，下部含泥砂；质硬，灰分高，俗称砂质煤。 本区各煤层工业牌号系按 1958年 4月国家技术委员会规定的分类表划分原则确定的。先后 3次地质报告确定的结果相同，见表 1 1煤层号 确定单位 1 煤 2煤 7煤 8煤 9煤 20 煤 21煤 拾屯报告 气 气 气 气 气 气 气 62 年补勘 弱粘 气 气 气 气 气 气 82 年补勘 气 气 气 气 气 矿上采用 气 气 气 气 气 肥 肥 3风氧化带 原“拾挑井田地质勘探最终报告 (精查 )”曾专门取样试验，其结果是随着第四系厚度的增大，自东而西，风氧化带深度逐渐增加，但幅度不大。该报告确定： 17线以东，风氧化带深度为 50。 17线以西，风氧化带深度为 60。 62年补勘根据实际资料分析，重新确定的风氧化带深度全区均为 45。结合多年来矿井生产实际开采上限，经研究确定本区风氧化带的深度为 50 14 矿井水文地质 1 区域水文地质 庞庄井田位于徐州复背斜的西北翼、九里 山向斜的中部。总体上为一向南西倾伏的复式向斜构造，由 5 个次级的向、背斜构成。复向斜两翼分别被 逆断层切割，使该区构造体系的完整性遭到破坏。 本矿区位于黄河冲积平原的东部边缘，与上升区的构造侵蚀低山丘陵区毗邻，煤系地层上有较厚的第四系冲积层覆盖。二迭系煤系地层在区域侵蚀基准面以下，属陆相沉积，为裂隙充水矿床。水文地质条件简单。下部的石炭系煤系地层为海陆交互相沉积，伴有 13 层薄层岩溶化灰岩，水文地质条件复杂。整个矿区内含水层具有单面充水的特征。矿区地下水补、迳、排条件分析：本区地下水既有山区天然补给的 特点，又具备平原区地下水迳流较弱的特征，矿井排水为地下水的主要排泄方式。 区内含水层可分为：孔隙潜水承压含水层组、裂隙承压含水层组、岩溶裂隙承压含水层组。 潜水接受大气降水和地表水的直接补给，一般和下伏承压含水层不发生直接水力联系。各基岩含水层均在山区露头处接受大气降水和潜水的入渗补给。各基岩含水层之间仅能通过导水构造发生水力联系，由于含水层属平原区倾斜岩层，承压含水层补给条件差，地下水交替运动迟缓，故在水质上反映了由山麓到平原、由矿区外缘到矿区深部地下水矿化度呈逐渐增高的趋势。地下水赋存受构造影响明显 。二迭系砂岩含水层以静储量为主，既有局部垂直渗透、也有越流及侧向缓慢补给。太原组 13 层灰岩中，以四灰岩溶裂隙最为发育，富水性强，在浅部接受奥灰岩溶裂隙水的越流补给。 2 矿井水文地质 15 地表水 井田内地表水体主要为塌陷区积水，积水区常年水位 +季最高水位 +1982 年 7 月 22 日）；其次有拾新河及拾屯河，拾新河是1977 年 12 月铜山县在矿区中部自西北向东南人工开挖而成，常年积水，水深 5 6m，河床不连续且与塌陷区积水连成一片。拾屯河从矿区南部露头自西向东入丁万 河，全长 13季节性河流。区内另有零星的鱼塘和纵横交错的排水沟渠分布。因此，矿区地表水系较为发育。 3 矿井主要含水层组划分及特征 根据含水层岩性特征、空隙性质及地下水埋藏条件，矿井主要含水层组可划分为三种类型： 4 地下水动力环境 各含水层水力联系 气降水的补给，受季节性影响潜水位变幅较大。 其与第四系底部粘土砾石含水层水力联系微弱，其补给水 源主要为上部的孔隙潜水，补给方式以垂直渗透补给为主。 给方式以地表水的侧向迳流及垂直缓慢入渗为主。 水源补给方式为第四系底部砂礓、砾石孔隙水的缓慢垂直补给、露头区的侧向缓慢补给及煤系外缘浅部高水位的太灰、奥灰溶隙水的侧向越流补给。 西组砂岩裂隙承压含水层组与其它各含水层组无直 16 接水力联系。其富水性受构造控制，矿井涌水量的大小取决于砂岩含水层的厚度 、胶结成份、颗粒度、裂隙连通性及构造裂隙发育程度等因素。 ，以四灰富水性最好。十灰、十二灰为开采太原组煤层的直接充水含水层。该含水层组是区内煤系地层各含水层组的间接补给水源，补给方式以导水构造或侧向越流补给为主。 1断层上盘浅部区域属富水性中等强的含水层；处于 层下盘深部区域的属富水性较弱的含水层。 层上盘的奥灰富含水层对下盘煤层开采构成威胁，设计开采时应留设必要的防水煤柱。该含水层是区内煤系地层各含水层组的间接补给水源，补给方式 以导水构造或侧向越流补给为主。 瓦斯、煤尘和煤的自燃 1 瓦 斯 本矿 (包括原东城井 )为低沼气矿井。 虽然如此，但今后的采掘工程中，也应继续做到： 到合理安排生产，布局平衡，严格执行以风定产的规定。 做到掘进巷道按要求施工，减少盲巷，防止瓦斯积聚。 老空区要及时、保质、保量进行密封，防止向老空区漏风而引起自燃发火，同时防止老空区有害气体泄出。 2煤 尘 通常以可燃挥发分 般说： 炸性就强， 0，基本上无爆炸危险。本矿井煤层的爆炸指数较高。 17 3煤的自燃 我矿煤层的自燃倾向均为二类，属有可能自燃发火的矿井。因此，在今后的采掘生产过程中，要切实采取有效措施，尽量减少丢煤，严格并及时加强老区的密闭工作。 4地温 州矿区恒温带的深度约在 20 25温带的温度约为 (在本矿所测的钻孔是原东城井工人村 试结果为：恒温带的深度在 25 30温带的温度为 )，比徐州地区多年平均地温 高 1 2。此恒温值与山东枣庄的恒温带温度 17和淮南九龙岗恒温带的温度 本一致。该次测得西部矿区的地温梯度为 ，东部矿区的地温梯度为 100m。按照上表所列的 1 55百米增温率约为 此值与东部矿区百米增温率的高温值接近，与西部矿区百米增温率的低温值接近。本矿区的增温率选用 、年产量及服务年限 田边界 庞庄煤矿庞庄井位于徐州市九里区境内，距徐州市中心 13井地理坐标为东经 117 06 19，北纬 34 20 24，井囗标高 庞庄井田范围为：东自矿区铁路专线；西以夹河工业广场及第 17 勘探线与夹河矿为界；南部边界分两段： 1 中段（铁路煤柱至第 11 勘探线）：以 层为界，断层以南隶属拾屯煤矿。 2 西段（第 11 至第 15 勘探线）：各煤层 270水平以上急倾斜部分归拾屯 煤矿。 18 北以 层与张小楼井相邻 。 井田东西长约 北宽 3积约 庞庄井田位于九里山向斜中段，总体上为一不对称的复式向斜构造，即由 2 个背斜、 3 个向斜组成。大、中型断裂亦较为发育，受褶曲构造的影响，地层产状沿走向和倾向上均有变化，倾角一般为 8 东南翼较陡，西北翼相对较 ： 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，再把各个经过计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量。 井工业储量 矿井工业储量是勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的 A、B、 中高级储量 A、 B 级之和所占比例应符合表 2 1的规定。由煤层底板等高线及储量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量汇总表见 2 2。 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。而在该井田范围内只有煤田境界煤柱和断层煤柱。可暂时按工业储量的 5 7计入，本设计取 7，故： 表 2 1 矿井高级储量比例 地质开采条 简单 中等 复杂 19 件 储量级 别比例（） 大型 中型 小型 大型 中型 小型 中型 小型 井田内 A+B 级储量占总储量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平内 A+B 级储量占本水平储量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具体规定 第一水平内 A 级储量占本水平内储量的比例 40 30 15 30 20 不作具体规定 不要求 表 2 2 矿井工业储量汇总表 煤层名称 工业储量（万吨） 备注 A B A+B C A+B+C 3 煤层 合 sZP 式中： 矿井设计储量； 矿井工业储量； P 永久煤柱损失量，可暂按工业储量的 5 7 计入，本设计取 5 ； 由此： 矿井设计储量 1 7） 吨 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场地保护煤柱、矿井井下 20 主要巷道及上下山保护煤柱后乘以 盘区 回采率所得到的储量。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 其他 7煤 6033 79 36 98 210 1844 5786 6256 1 3 435 7948 5349 5272 表 2 4 工业广场保护煤柱设计参数表 煤层倾角（） 煤厚（ m） （） （） （ ） （） 10 5 75 69 75 21 工业广场保护煤柱计算图图 2 1 工业广场保护煤柱计算图 22 矿井年储量及服务年限工业广场保护煤柱计算图根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况。规定该设计矿井工作日为330 天，每日三班工作，每日工作 8 小时，每日净提升时间数为 16 小时。 井服务年限 初步设定该矿井设计年产量为 a，根据公式： 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 : N=0a 符合要求。 23 3 井田开拓 概述 拓方式选择 本 矿井 采用立井开拓，矿井采用中央竖井，采用盘区式上、下山联合布置的开拓方式，中央边界 式通风，井田设一个井筒： 主井、副井、风井。地面标高 +36m。全矿井划分为一 个水平，第一水平标高 助水平。水平 运输大巷布置在第 7层煤的底板岩石中，距煤层 20 25m，通过水平大巷开拓 7层煤的全部上、下 山 盘区 。 盘区 开拓采用上下山方式，走向长壁开采 。 响立井开拓的主要因素分析 1 矿井井田形状不规则，井田倾向长度 向长度 2 井田地质条件简单，瓦斯涌出量很小。 3 涌 水量不大，适合采用上下山开采。 4 煤层倾角小，基本都是近水平煤层 。 井田开拓 井田开拓中若干问题分析 井田开拓方式 井田开拓中主要问题有：井田内划分，井筒 (硐 )形式，数目、位置、开采水平数目和设置、运输大巷及总回风巷布置，井底车场形式等。 由于本井田处于平原地区，地形平坦，表土较厚且有流沙层，所以，确定采用立井开拓（主井设箕斗），由于 在井田中央有新 9、 条大断层，于是选择在两断层中间布置工业广场，从而使工业广场保护煤柱和断层保护煤柱合二为一，增加可 采储量。 24 根据井田条件和设计规范，本井田可划分为 2 个水平；阶段内采用带区式开采，每个阶段沿倾斜布置工作面；由于本井田涌水量不大，所以可以使用上下山开采。 大巷设于煤层底板下垂距 25m 的厚砂岩层内。 案的提出及技术比较 根据上述各项决定，本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种，如图： 图 3案 1（立井单水加辅助水平上 下山盘区式开拓） 图 3案 2（立井单水平加辅助水平上 下山带区式开拓） 25 图 3案 3（立井两水平上下山带区式开拓） 开拓方案技术比较 方案 1 采用立井单水平加辅助水平上下山开拓，井筒工程量和石门工程量和方案 2 相当，两方案均属于技术上可行。水平服务年限等也符合要求（中型矿井第一水平服务年限应大于 20 年）。两者相比，技术上都比较合适，因此，两方案需要通过经济比较，才能确定其优劣。 方案 2 和方案 3 技术上都可行。两方案的生产系统较简单可靠。两方案对比，第 2 方案更符合要求，因为井田的大部分储量在下部，方案无需延伸井筒，可以利用已有的 上山巷道开采辅助水平的煤炭，因此， 方案 2。 案经济比较 第 1、第 2 方案有差别的建井工程量、基建费、生产经营费和经济比较结果，分别计算汇总于表 3 3在上述经济比较中需要说明以下几点： 1 两方案的各 盘区 均布置两条 盘区 上、下山，且这些上、下山的开掘单价近似相同。考虑到全井田中 盘区 上、下山的总开掘长度相同，即两方案的 盘区 上、下山总开掘费近似相同，故未对比计算。另外， 盘区 上部、中部、下部车场数目两方案虽略有差别，但基建费的差别很小，故也未予计算。 26 2 立井、大巷、石门及 盘区 上下山的辅助运输费用均占运输费用的20%进行估算。 3 井筒、井底车场、主石门、阶段大巷及总回风巷等均布置在坚硬的岩层中，它们的维护费用低于 5 元 /a m,故比较中未对比其维护费用的差别。 4 盘区 上、中、下部车场的维护费用均按占 盘区 上下山维护费用的 20%估算。 盘区 上、下山的维护单价按受采动影响与未受采动影响的平均维护单价估算。 表 3 1 时期 项目 方案 1 方案 2 早期 运输大巷 /m 1700 2300 轨道大巷 /m 1700 2300 主石门 /m 300 运输上山 1300 轨道上山 1300 煤层运输平巷 900 煤层运料平巷 900 后期 运输大巷 /m 100 3300 轨道大巷 /m 100 3300 主石门 /m 1500 120 运输上山 1500+1400 轨道上山 1500+1400 煤层运煤平巷 4700 煤层运料平巷 4700 表 327 方案 项目 方案 1 方案 2 工程量 /m 单价 / 1m元 费用/万元 工程量/m 单价 / 1m元 费用 /万元 早期 运输大巷 1700 231 300 231 道大巷 1700 231 300 231 石门 100 231 000 231 输上山 1300 200 26 轨道上山 1300 200 26 煤层运煤平巷 900 150 层运料平巷 900 150 计 期 运输大巷 100 231 300 231 道大巷 100 231 300 231 石门 1500 231 20 231 输上山 1400 200 28 轨道上山 1400 200 28 运输下山 2000 200 40 28 轨道下山 2000 200 40 煤层运煤平巷 4700 150 层运料平巷 4700 150 计 计 3目 方案生产经营费用 /万元 项目 方案 2生产经营费用 /万元 石门运输 2门运输 2山维护 层平巷维护 煤 煤 水 39420000水 41134770计 计 3案 项目 方案 方案 2 费用 /万元 百分率 / 费用 /万元 百分率 / 基建工程费 00 29 生产经 营费 00 总费用 00 确定方案 从前述技术经济比较结果来看：虽然方案 1 的总费用略高于方案 2，但是其基建投资费用则明显低于方案 以可以认为方案 1相对较优。从建井期来看，虽然方案 1要开运输和轨道上、但方案 2要掘运煤平巷和运料平巷，工程量相当。因此，方案 1 的建井期仍大致和方案 2相同。方案 1的通风方式为中央边界式，是上行式通风，而且通风线路没有 折返，通风较容易。 综上所述，可认为：方案 1和方案 2在技术和经济方面均不相上下，但方案 1的基建投资较少，。所以，决定 盘区 方案 1，即矿井采用单水平加辅助水平上、下山开采。 井筒特征 在矿井开拓方式确定以后，还应对矿井主要井筒（包括主井、副井、风井）的横断面布置形式、井筒装备、井筒断面尺寸、井筒支护材料等特征进行说明。 井 主井主要用于提煤。井筒直径 用 9t 提煤箕斗 进行煤炭提升。支护材料：基岩段采用单层砼结构，冻结段采用双层砼结构；井壁厚度：基岩段 350结段 700井筒装备有钢丝绳罐道 ，井深 652m。 主井井筒断面布置如下： 30 图 3 4 主井断面布置图 井 主要用于升降人员、设备、材料及提升矸石等，并兼作通风、排水。为防止断绳事故，设有防坠器。井筒净直径 护材料：基岩段采用单层砼结构，冻结段采用双层砼结构；井壁厚度：基岩段 400结段800筒内装备 有钢丝绳罐道 、梯子间、电缆线和水管管道等。井深为 637m。 副井井筒断面布置如下： 57020105000350主井断面图 31 图 3 5 副井断面布置图 副井风速校核： 式中： V 通过井筒的风速， m/s； Q 通过井筒的风量， m3/s； S 井筒净断面积， M 井筒的有效断面系数，圆形井取 安全规程规定的允许最大风速； 由此： 36920 . 8 2 8 . 2 7 6 0V 所以设计的井底车场是合理的。 2 000 40 底 定各井底车场硐室位置 1 井下中央变电所 中央变电所硐室是全矿井下电力总配电站，为了节约输入输出电缆线、配电均衡、安装维护方便和便于提供新鲜风流等目的，宜将变电所置于副井与井底车场连接的附近。其断面按所选的具体变压器型号确定，同时，应满足有关规定的要求，不得违反有关规程。 变电所必须采用不燃性材料支护，如选用混凝土或料石砌碹，条件许可也可采用不燃性锚喷支护。 硐室必须设置易关闭的既防水又放火的密闭门，门内可设向外开的铁珊门，但不能妨碍门的关闭，从硐室出口防火门起 5m 内的巷道应砌碹或用其它不燃性材 料支护。 变电所的地坪，应比副井重车线侧的硐室通道与车场巷连接点处的标高高出 硐室不应有滴水现象，电缆沟应设置一定坡度以便将积水随时排出室外。 中央变电所应根据规定，设置灭火器材。如配置灭火设备和充足的砂箱，为此在硐室设计尺寸时，应留出相应的位置。 2 中央水泵房硐室 否正常安全运行关系重大，故水泵房硐室位置的选择应考虑以下因素： a 管路敷设最短，不仅节约管路电缆，而且管道阻力和电压将最小。 b 一旦井下发生水患，人员、设备便于撤出，同时便于下放排水设备，增加排水能力，迅速排除事故恢复生产。 c 具有良好的通风条件。 根据以上要求，硐室位置应选在井底车场与副井连接处附近空车线一侧，以便于设备运输，与中央变电所硐室组成联合硐室，即使有特殊原因也要尽可能靠近副井。 a 中央水泵房硐室必须采用不燃性材料支护，如砌料石或混凝土碹， 41 在坚固的岩层中也可采用锚喷支护，但不得有淋水。 b 出口通道处须设置向外开启的能防水防火的密封门，从硐室出口防火门起 5 采煤内的巷道应砌碹或用其