潞安集團(tuán)五陽煤礦南豐擴(kuò)區(qū)150萬噸新井設(shè)計

摘 要這次設(shè)計主要是針對潞安集團(tuán)五陽煤礦南豐擴(kuò)區(qū)。該擴(kuò)區(qū)面積 13.5km2，主采 3#煤層，設(shè)計服務(wù)年限為 50 年。該擴(kuò)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。煤層賦存較穩(wěn)定。這次設(shè)計主要是根據(jù)所收集到的礦區(qū)資料，按照礦井設(shè)計的有關(guān)規(guī)定、條例，通過對學(xué)過的專業(yè)知識的復(fù)習(xí)對擴(kuò)區(qū)三號煤層進(jìn)行設(shè)計。通過方案比較，選擇雙立井，分區(qū)式開拓，用綜合放頂煤技術(shù)對煤炭資源進(jìn)行開采。通風(fēng)方式選擇中央并列式。在開采過程中最大限度的節(jié)約費用，保護(hù)環(huán)境。關(guān)鍵詞：五陽煤礦南豐擴(kuò)區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造，雙立井開采，分區(qū)式開拓 ，通風(fēng) ，綜合機(jī)械化放頂煤SUMMARYSummary:This design mainly aims at Wuyang coal mine Nanfeng expand area which belong to Lu'an group .The expand area is 13.5km2.The 3# seam is the designed seam, its design service life is 50 years.The geologic structure complex degree of the expand area is medium.The seam endows relatively stably.This design mainly according to the collection of mineral area data and the relevant provision, criterion, regulation of mineral design in our country, via review the professional knowledge once learned.Through compared three plan proposed according to the situation of 3# seam, finally I adopt the two-shaft, district mining and The comprehensive mechanization put top coal down plan. About ventilated I use center paratactic mode,In the process of exploitation make the biggest limit top to economize expenditure and the environmental protection .Key word: Nanfeng expand area of Nanfeng coal mine, geologic structure， two-shaft exploitation ， district mining ， ventilation The comprehensive mechanization put top coal down目 錄第一章 礦井地質(zhì)概況 .21.1 礦井地質(zhì)及交通 .21.2 井田境界及儲量 .51.3 井田地層及地質(zhì)構(gòu)造 .61.4 礦體賦存特征及開采技術(shù)條件 .131.5 井田勘探類型及勘探程度評價 .18第二章 礦井工作制度，生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 192.1 礦井工作制度 192.2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 .19第三章 井田開拓 213.1 井筒形式、數(shù)目及位置的確定 213.1 開采水平的劃分及布置 243.3 井底車場 343.4 方案比較確定開拓系統(tǒng) 35第四章 采礦方法 384.1 采區(qū)地質(zhì)情況 384.2 采區(qū)的劃分 394.3 采區(qū)巷道布置 404.4 采煤方法 444.5 工作面設(shè)備確定 504.6 勞動組織 514.6 工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 53第五章 礦井通風(fēng)與安全 555.1 影響礦井通風(fēng)安全的因素 555.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 555.3 礦井通風(fēng)容易與困難時期的通風(fēng)阻力計算 575.4 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 645.5 礦井通風(fēng)等積孔的計算 665.6 預(yù)防瓦斯、火、礦塵、水和頂板等事故的安全技術(shù)措施 67第六章 礦井提升、運輸、排水、供電設(shè)備選型 716.1 礦井提升設(shè)備選型 716.2 主運輸設(shè)備選型 .826.3 礦井排水設(shè)備選型 856.4 供電設(shè)備選型 85第七章 環(huán)境保護(hù) 877.1 境現(xiàn)狀及地面保護(hù)物概述 877.2 主要污染源及污染物 897.3 資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響與評價 897.4 開采環(huán)境損害的控制與生態(tài)重建 947.5 環(huán)境保護(hù)與生態(tài)重建投資估算 96第 8 章 建井工期 988.1 移交標(biāo)準(zhǔn) .988.2 井巷工程量 .988.3 建井工期 .99致謝 101專題論文 102關(guān)于綜采放頂煤技術(shù)幾個問題的看法 .102主要參考文獻(xiàn) 106前 言畢業(yè)設(shè)計是采礦工程專業(yè)對本專業(yè)所學(xué)知識的全面復(fù)習(xí)和鞏固，加深理解所學(xué)的專業(yè)知識，并系統(tǒng)的熟悉礦山開采設(shè)計，建設(shè)，生產(chǎn)，及安全的各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的掌握有關(guān)知識，為以后從事礦山設(shè)計，建設(shè)及安全技術(shù)工作，技術(shù)管理工作及經(jīng)營管理工作做好準(zhǔn)備。 這次畢業(yè)實習(xí)我選擇在陜西省潞安集團(tuán)五陽煤礦，五陽煤礦位于山西省襄垣縣境內(nèi)，潞安礦區(qū)北中部，隸屬于潞安環(huán)能股份公司，為山西省國營企業(yè)。礦井始建于 1956 年，1963 年投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力 0.90MT/a，1973 年達(dá)產(chǎn)，1985 年改擴(kuò)建后設(shè)計生產(chǎn)能力為1.50MT/a。一、設(shè)計依據(jù)這次設(shè)計主要時針對五陽煤礦南豐擴(kuò)區(qū)，該擴(kuò)區(qū)位于襄垣縣境內(nèi)，潞安集團(tuán)北中部，五陽井田西部。屬黃土丘陵地帶，地形起伏較大。全區(qū)廣為第四系黃土所覆蓋。礦井原井田面積 63.21km2，隨著開采資源的枯竭，五陽煤礦于 1990 年上報申請將五陽煤礦相鄰的南豐井田劃歸五陽煤礦開采，并得到山西省煤管局批準(zhǔn)。該擴(kuò)區(qū)面積13.5km2，井田范圍南以文王山北正斷層為界，北至西川正斷層，東起 15-3 號煤層露頭線及經(jīng)線 38418000，西至經(jīng)線 38408000。南北長約 13km，東西寬約 10km，面積78.3649km2。該擴(kuò)區(qū)位于五陽井田西部，東以淤泥河保護(hù)煤柱為界，南至文王山北斷層，北以小黃莊斷層為界，西以經(jīng)線 38408000 線與南豐井田深部相接。南北長約 4.5km，東西寬約 3km，面積為 13.5km2。本區(qū)煤層埋藏深，區(qū)內(nèi)無小窯開采。煤層主要含貧煤、瘦煤。貧瘦煤。煤的變質(zhì)作用類型以深成變質(zhì)為主。二、設(shè)計思想通過擴(kuò)區(qū)儲量確定合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限，然后根據(jù)已收集到的地質(zhì)資、礦上的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗并現(xiàn)結(jié)合自己所學(xué)的專業(yè)知識和現(xiàn)在采煤業(yè)的一些前沿技術(shù)，針對礦井生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)提出相應(yīng)的幾個切實可行的方案，然后通過方案比較從中選出在經(jīng)濟(jì)上相對最合理，技術(shù)上可行的方案作為該部分的最終方案。最終完成整個畢業(yè)設(shè)計。三、設(shè)計的主要特點根據(jù)該擴(kuò)區(qū)主采的三號煤層的賦存狀況和地質(zhì)水文條件對礦井開拓進(jìn)行設(shè)計。擴(kuò)區(qū)工業(yè)儲量 10768.61 萬噸。設(shè)計服務(wù)年限 50 年；由于埋藏較深，采用雙立井開拓系統(tǒng)。井底車場采用立井環(huán)形車場，調(diào)車采用 Bxk8-7 機(jī)車調(diào)車,并輔以相應(yīng)的重力自動滑行.車場內(nèi)鋪設(shè)雙軌,空重車存車線長度均按 1.5 列車長度設(shè)計，長約 35m，軌距 600mm，鋼軌為630 型；由于煤層賦存以中央南側(cè)的天倉向斜為主要地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。且在軸部附近煤層傾角較大，其余部分則較平緩。所以井下巷道布置，在軸部沿傾向開采；通風(fēng)方式的選擇應(yīng)貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針，并有利于加快礦井的建設(shè)速度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)擴(kuò)區(qū)井田煤層的賦存條件，綜合考慮礦井瓦斯等級、各煤層瓦斯涌出量、煤層自然發(fā)火性、煤塵爆炸性及爆炸指數(shù)、礦區(qū)地溫及井田開拓方式確定擴(kuò)區(qū)的通風(fēng)方式為中央并列抽出式,主、副立井為進(jìn)風(fēng)井；井下排水系統(tǒng)有兩套，井下水倉總?cè)萘繛?215.6 排水系統(tǒng)其一是井下污水排水系統(tǒng)，井下污水通過大巷流入中央水倉，再由中3m央泵房水泵排到地面供五陽熱電廠使用；其二是井下清水排水系統(tǒng)，利用專用管道將井下清水集中在井下清水倉中，然后經(jīng)排水孔排到地面清水池供礦區(qū)及附近農(nóng)村生產(chǎn)生活用水。礦井正常排水能力為 900 ，最大排水能力為 1640 ；在開采過程中注意hm3 hm3對環(huán)境的保護(hù)。 盡量減小地表沉陷，保護(hù)地表建筑和農(nóng)田。第一章 礦井地質(zhì)概況1.1 礦井地質(zhì)及交通1.1.1 交通位置山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司五陽煤礦位于山西省襄垣縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)東經(jīng)約 112°58'09，北緯約 36°26'46 36°33'47。五陽煤礦交通條件較為便利。本礦鐵路專用線與五陽站相接；邯長、太焦鐵路在長治北站交會，太焦鐵路線自北而南橫穿井田，南經(jīng)焦作與焦枝線、隴海線相接，北經(jīng)太原可接石太線及南、北同浦線，東經(jīng)邯鄲、聊城、濟(jì)南可分別接京廣線，京九線和京滬線；榆黃公路南北向跨越本井田東部；向東有邯長公路，向南有長臨公路；208 國道及長太高速公路由井田外西約 1km 處自北向南經(jīng)過；太洛公路經(jīng)擴(kuò)區(qū)西約 2km 處自北向南穿過。襄垣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間有公路相通，區(qū)內(nèi)交通便利。五陽礦區(qū)距襄垣車站 3.5km，距五陽車站 2.5km。距襄垣縣城約 3km，距長治市約 45km ,距太原市約 215km。潞安礦區(qū)的公路網(wǎng)連接著整個礦區(qū)，礦區(qū)至長治、太原等地均有汽車相通。如后附交通圖。1.1.2 地形地貌及河流潞安礦區(qū)位于太行山中段西側(cè)，長治盆地之西部。隸屬的五陽井田位于礦區(qū)東北部?？v觀其地貌特征屬黃土高原的低山丘陵地帶，地勢較為平坦，呈南高北低，西高東低。大多為黃土所覆蓋，局部零星出露中奧陶系地層及二疊系地層。沖溝發(fā)育。最高點位于本區(qū)南文王山北斷層附近，海拔標(biāo)高為+945.50m，最低點位于漳河河谷，海拔標(biāo)高 +854.00m.，最大高差位 91.50m。本井田主要河流為濁漳河西源和南源，屬海河水系漳河流域。濁漳河南源由南而北流經(jīng)井田，其支流有絳河、嵐水、淘清河等。濁漳河西源由西而東橫穿井田，其支流有淤泥河。濁漳河南源流入漳澤水庫與其支流匯合，再向北至井田中央與西源匯合，南、西二源匯合穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽井田。五陽煤礦交通圖1.1.3 氣象與地震情況該區(qū)屬溫帶大陸性氣候。年平均溫度 8.9 攝氏度，月平均最低氣溫6.9 攝氏度（一月） ，最高氣溫 22.8 攝氏度（七月） 。年降雨量為 414.0 至 917.0mm。平均為 583.9mm。年蒸發(fā)量為 1493.8 到 1996.3mm，平均為 1731.84mm。降雨量多集中在 7.8.9 三個月。日最大降雨量為 109.7mm。方向多為西北風(fēng)，最大風(fēng)速 14 到 20m/s。凍土期為每年 11月至次年 4 月，最大深度 550mm。據(jù)（79）晉抗震字十號文“關(guān)于頒發(fā)山西省地震烈度區(qū)劃分及說明書的通知”襄垣縣地震烈度為 6 度區(qū)。1.1.4 礦區(qū)概況五陽煤礦隸屬于潞安還能股份公司，為山西省國營企業(yè)。礦井始建于 1956 年，1963 年投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力 0.90Mt/a，1973 年達(dá)產(chǎn)，1985 年改擴(kuò)建后生產(chǎn)能力達(dá)1.50Mt/a。礦井原井田面積 63.21km2，隨著開采資源的枯竭，五陽煤礦于 1990 年上報申請將五陽煤礦相鄰的南豐井田劃歸五陽煤礦開采，并得到山西省煤管局批準(zhǔn)。該擴(kuò)區(qū)面積13.5km2，煤層主要含貧煤、瘦煤。貧瘦煤。煤的變質(zhì)作用類型以深成變質(zhì)為主。即變質(zhì)程度隨煤層賦存深度的增大而增高。全區(qū)媒質(zhì)穩(wěn)定，煤類分布簡單，主要作為配煤煉焦和動力用煤。礦井原井田儲量已于 2005 年基本采完，今年年初，礦井生產(chǎn)已全部轉(zhuǎn)入南豐擴(kuò)區(qū)。該擴(kuò)區(qū)位于長治市境內(nèi)，由于長治市工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，冶金、化工、建材、電力、機(jī)械等行業(yè)發(fā)達(dá)，擴(kuò)區(qū)建設(shè)所需的材料均可得到解決。1.2 井田境界及儲量1.2.1 井田境界井田范圍南以文王山北正斷層為界，北至西川正斷層，東起 15-3 號煤層露頭線及經(jīng)線 38418000，西至經(jīng)線 38408000。南北長約 13km，東西寬約 10km，面積78.3649km2。南豐擴(kuò)區(qū)位于五陽井田西部，東以淤泥河保護(hù)煤柱為界，南至文王山北斷層，北以小黃莊斷層為界，西以經(jīng)線 38408000 線與南豐井田深部相接。南北長約 4.5km，東西寬約 3km，面積為 13.5km2本區(qū)煤層埋藏深，區(qū)內(nèi)無小窯開采。1.2.2 儲量表 1-1 井田工業(yè)儲量匯總表1.2.3 礦井高級儲量比例根據(jù)勘探設(shè)計要求，3 號煤層高級儲量（A+B 級）占總儲量的 40%，其中初采區(qū)達(dá)到 70%。根據(jù)上述要求本區(qū)儲量計算結(jié)果如下：3 號煤層 A 級儲量占總儲量 39%，A+B 級占總儲量 64%，符合煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范的要求。1.3 井田地層及地質(zhì)構(gòu)造潞安礦區(qū)處于我國東部新華夏構(gòu)造體系第三隆起帶中段,即太行山段.在這個一級隆起帶上發(fā)育有二級隆起與凹陷,由東向西有晉城- 獲鹿斷褶帶,武鄉(xiāng)- 陽城凹褶帶等,它們彼此平行呈雁行排列.總體延伸方向為北 20°30°東,局部地段因受其它構(gòu)造體系的影響略偏北.潞安礦區(qū)處于武(鄉(xiāng))-陽(城) 凹褶帶中段, 晉(城)-獲( 鹿)斷裂西側(cè). 晉( 城)-獲(鹿)斷裂對礦區(qū)構(gòu)造格局的形成和發(fā)展具有重要的控制作用. 礦區(qū)主體構(gòu)造方向與晉(城)-獲(鹿)斷裂帶一致 ,呈北北東 北東東向.沿南北方向分別以文王山地壘和二崗山地壘為界分為北、中、南段。北段南部文王山斷層與西川斷層之間，由寬緩褶曲和正斷層組成的北東東向的構(gòu)造帶，五陽井田位于該構(gòu)造帶內(nèi)，北以西川斷層為界，南以文王山北斷層為界。五陽井田處于上述二級構(gòu)造帶之間，受晉(城)-獲 (鹿) 斷褶帶的控制和武(鄉(xiāng))-陽(城) 凹褶帶的影響主要形成低級、低序次的構(gòu)造。本井田的基本構(gòu)造特征為：寬緩褶曲工 業(yè) 儲 量（萬 t） 煤層層別面積（m 2） A B A+B C A+B+C CBA3 號 13.35 2695.21 4238.12 6933.33 3835.28 10768.61 39% 649 號 7.06 0 0 0 996.82 996.82 0 0153號 12.78 0 0 0 2653.19 2653.19 0 0合計 2695.21 4238.12 6933.33 7485.29 14418.61相伴有大中型、高角度正斷層和次一級的小型斷裂，構(gòu)造線方向大致為北東東和北東方向褶曲。井田內(nèi)主要褶曲是天倉向斜，與其伴生的次級褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝溝向斜、十字道向斜、五陽背斜、東周背斜。其軸向除崔村向斜為北北東向外，其余均為北東東向。天倉向斜橫貫井田中央，為本井田的主體構(gòu)造。褶曲的共同特點是：向西傾伏，兩翼傾角 5°20°，一般 10°左右，僅天倉向斜和崔村向斜、靠近樞紐部分有大于 20°甚至達(dá)到 20°的。天倉向斜幅度在 100m 以上，其它在 20m80m 之間。小黃莊斷層以北至西川斷層之間由崔村向斜和大郝溝向斜構(gòu)成煤層的基本形態(tài)，而小黃莊斷層以南至文王山斷層之間以中部的天倉向斜構(gòu)成煤層的基本形態(tài)。這次設(shè)計主要是針對南豐擴(kuò)區(qū)，該擴(kuò)區(qū)位于襄垣縣境內(nèi)，潞安礦區(qū)北中部，五陽井田西部。屬黃土丘陵地帶，地形起伏較大。全區(qū)廣為第四系黃土所覆蓋?？拷暮觾砂读阈怯惺幼拥貙樱瑓^(qū)內(nèi)最高點位于西北部，標(biāo)高為 939.6m,最低點位于西漳河與淤泥河交匯處，標(biāo)高為 865.3m，高差 74.3m。區(qū)內(nèi)褶曲為北東東向，自北向南依次為十字道背斜、天倉向斜、東周向斜，其中以中部的天倉向斜構(gòu)成擴(kuò)區(qū)煤層基本形態(tài)；斷層較發(fā)育，有九條斷層，且全為正斷層；陷落柱發(fā)現(xiàn)六個，其中鉆探揭露兩個，電法解釋四個。下面主要介紹該區(qū)的地質(zhì)情況。（1）區(qū)域地層根據(jù)以往地質(zhì)資料和新近勘探資料，將區(qū)域地層的發(fā)育情況簡述如下表 121：表 121 區(qū)域底層發(fā)育情況表地質(zhì)年代紀(jì) 統(tǒng) 組巖層總厚度 巖層組成及特征 含煤層數(shù)及厚度 備注下統(tǒng)64m209m平均 130m中、上部為淺灰色中巨厚層狀白云巖，含燧石條帶及白云巖。沒有煤層與下伏地層為整合接觸奧陶中統(tǒng)下馬假溝組37m213m平均 120m中、上部巖性為青灰色中厚、巨厚層狀石灰?guī)r，下部為角礫狀泥灰?guī)r，淺灰黃綠色鈣質(zhì)灰?guī)r。沒有煤層 無 紀(jì)中統(tǒng)上馬假溝組170m308m平均 230m中、上部巖性為灰色白云質(zhì)泥灰?guī)r類泥質(zhì)灰?guī)r，灰黑色中厚層狀貂皮灰?guī)r夾泥灰?guī)r，下部為灰綠色泥灰或角礫狀泥灰?guī)r。沒有含煤層 無奧陶紀(jì)中統(tǒng)峰峰組0m176m平均 120m巖性為淺灰色中厚層狀貂皮灰?guī)r，灰白，灰黃色薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰黑色中厚層狀灰?guī)r。沒有含煤層 無石炭紀(jì)中統(tǒng)本溪組0m35m平均 20m巖性以淺灰色鋁土泥巖為主，并發(fā)育有石灰?guī)r、灰白色砂巖，夾有煤線。底部有山西式鐵礦透鏡體。沒有含煤層與下伏地層假整合接觸石炭紀(jì)上統(tǒng)太原組82m142m平均 90m巖性以灰白色砂巖及灰色粉砂巖，泥巖為主。發(fā)育石灰?guī)r46 組。底部為灰白色中厚層狀砂巖。含煤 1015 層與下伏地層為整合接觸二疊下統(tǒng)山西組36m68m平均 60m巖性以灰白色中、細(xì)粒砂巖，灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖及粉砂巖為主。底部為灰白色中 含煤 14 層與下伏地層為整合接觸紀(jì)或細(xì)粒砂巖為底界。二疊紀(jì)下統(tǒng)下石盒子組48m78m平均 65m頂部為雜色鮞狀鋁土泥巖，中部為灰白色中、細(xì)粒砂巖，下部為黃綠色砂巖，夾灰色泥巖，底部以灰白色中、細(xì)粒砂巖為底界。沒有含煤層與下伏地層為整合接觸二疊紀(jì)上統(tǒng)上石盒子組410m510m平均 500m頂部為黃綠色砂巖與紫紅色泥巖互層。中、上部為雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖、中、粗粒砂巖以及黃綠色中粒砂巖、灰色泥巖。沒有含煤層與下伏地層為整合接觸二疊紀(jì)上統(tǒng)石千峰22m217m平均 150m巖性為黃綠色厚層狀中、粗粒砂巖與紫紅色泥巖互層。沒有含煤層 與下伏地層為整合接觸三疊紀(jì)下統(tǒng)劉家溝115m595m平均為 400m巖性為淺灰、紫紅色薄中厚層狀細(xì)粒狀砂巖，夾紫紅色泥巖。沒有含煤層與下伏地層為整合接觸三疊下統(tǒng)和尚溝131474 平均為250m巖性為紫紅色薄中厚層狀細(xì)粒狀砂巖， 沒有含煤層與下伏地層為整合接觸紀(jì)夾紫紅色泥巖。三疊紀(jì)中統(tǒng)二馬營一般厚度為600m上部為紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾細(xì)粒砂巖。中部為紫紅色砂質(zhì)泥巖夾淺綠色中厚層狀中、粗砂巖。沒有含煤層與下伏地層為整合接觸三疊中統(tǒng)銅川組一般厚度為550m上部為紫紅色砂質(zhì)泥巖，夾中、細(xì)粒砂巖。下部為紫紅、灰綠色后層狀中粒砂巖，局部夾灰綠、灰紫色砂質(zhì)泥巖。沒有含煤層與下伏地層為整合接觸三疊上統(tǒng)延長組30m138m平均為 50m巖性為紫紅，灰綠色中厚層狀中、細(xì)粒砂巖、粉砂巖、泥巖，夾淡水灰?guī)r。沒有含煤層與下伏地層為整合接觸上第三系地層厚度為5m268m巖性以紅色粘土、砂質(zhì)粘土為主，底部為礫巖層。在武鄉(xiāng)縣張村為厚層灰綠、灰黑色粘土，粉砂與薄層泥質(zhì)灰?guī)r互層，并夾油質(zhì)巖。沒有含煤層與下伏地層為不整合接觸第四系地層厚度為0m330m巖性為棕黃色、淡黃色亞粘土，含砂質(zhì)粘土、亞砂土夾鈣質(zhì)結(jié)核及礫石。沒有含煤層與下伏地層為不整合接觸（2）煤層綜合柱狀圖（3）斷層斷層在褶曲形成過程中，由于背斜軸部張引力的作用發(fā)育高角度正斷層，構(gòu)成地壘、地塹構(gòu)造，它們是五陽井田常見的斷層組合形式，直接控制和影響含煤巖系的分布發(fā)育規(guī)律和煤層開采。井田控制性斷層從北向南：西川正斷層、王家莊正斷層、小黃莊正斷層、崔家莊 3 號、2 號、1 號正斷層、文王山北正斷層落差均大于 100m，落差 10010m的中型斷層有：東南上正斷層、倉上正斷層、西王橋正斷層、南豐正斷層、西大巷正斷層、果園正斷層、東周正斷層等。區(qū)內(nèi)共揭露大小斷層 198 條：其中正斷層 195 條、逆斷層 3 條。落差大小統(tǒng)計：大于 5m 的 55 條 15m 斷層有 81 條，小于 1m 的斷層 62 條。均不同程度的影響生產(chǎn)。除逆斷層外均為高角度正斷層，斷層傾角 65°85°，一般為 70°75°。斷層延伸方向分兩組，其中主要一組為 NEE 向，常在 N60°85°之間，一般為 N70°80°E，另一組為 NE 向，常在 N45°50°之間。（4）陷落柱五陽井田內(nèi)巖溶陷落柱較發(fā)育，從目前鉆探和生產(chǎn)資料來看，巖溶陷落柱主要集中在天倉向斜軸兩側(cè)，共發(fā)現(xiàn) 51 處，其中井下揭露 42 個，電法勘探發(fā)現(xiàn) 4 個。三維地震勘探 5 個。橫截面大多呈橢圓形，長短軸比一般為 1.7：2.0 長軸與構(gòu)造線方向垂直，短軸則平行與構(gòu)造線方向。柱體大小不一，最大可達(dá) 97750m2，一般為 4400m2，平均14619n2，接觸面呈鋸齒狀，常以 7585 傾角的反漏斗狀向深部延伸。已揭露的陷落柱在 403450m 水平，因大部分處在奧灰水位之上，所以大部分無水，從揭露的陷落柱分析具有以下特征：A；陷落柱密集分布于天倉向斜軸附近約 600m 的范圍內(nèi)，與向斜軸中和面以下的拉張性破碎帶有關(guān)，有利于地下水的流動及巖石崩塌而形成陷落柱。B：陷落柱長軸方向與向斜軸垂直，這與拉張斷裂有關(guān)，在平面上陷落柱相對密集。C：陷落柱附近常伴有小斷層，如 6 號與 25 號陷落柱。D：陷落柱接觸面呈鋸齒狀。E：柱體內(nèi)巖性雜亂無章，大小不等，產(chǎn)狀不同，巖性膠結(jié)不好。F：陷落柱個別滲水，如 25 號陷落柱，打鉆微滲水，27 號、28 號陷落柱漏水，特別是 6 號陷落柱 1984 年發(fā)生突水。G：陷落柱相對下沉距離 3080m。H：柱體內(nèi)掘進(jìn)巷道壓力大、易發(fā)生底鼓如 2 號陷落柱。I：南 16 鉆孔在 420m 揭露陷落柱，上段 420496，軟巖層較破碎，破碎層段巖芯采取率 82%， 496m 以下巖芯產(chǎn)狀明顯紊亂，傾角 3090 不等，說明重力作用較大。J：沿陷落柱接觸帶煤層破碎，松軟，其產(chǎn)狀變化不大。在地形、地貌上無明顯特征。（5）河流沖刷井田內(nèi)河流原生沖刷在 3 號煤層中上部，巖性多為灰白色、灰黑色中粒砂巖，呈不規(guī)則包裹于煤層中，其特點是煤層偽頂及底板正常，煤層結(jié)構(gòu)正常，在東三、東二、東四采區(qū)均可見到。后生沖刷在煤層上部常見偽頂，直接頂被河床、河漫灘沖刷，沉積有中細(xì)粒砂巖和砂質(zhì)泥巖，含少量植物化石。其特點是：面積大，地板薄，無偽頂，頂板巖性多為砂巖，在東二、東三、東四采區(qū)均可見到。綜上所述，影響本井田煤層開采的主要構(gòu)造因素為斷層、褶曲及陷落柱，河流沖刷次之，節(jié)理裂隙一般對巷道支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)的選擇影響較大，不會對煤層開采有較大的影響。1.4 礦體賦存特征及開采技術(shù)條件1.4.1 煤層及煤質(zhì)井田內(nèi)的煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)的山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤 13 層，總厚度：13.31m，含煤系數(shù) 8.17%，其中計算儲量煤層三層（ 3 號、15 1 號、15 3 號）平均總厚度 8.62m，可采含煤系數(shù) 5.07%。1、煤層井田內(nèi)含煤地層沉積穩(wěn)定，巖性組合及地球物理性質(zhì)具有一定的規(guī)律，標(biāo)志層、煤層本身特征明顯。各煤層對比主要是采用標(biāo)志層法，其次利用煤層與圍巖的物理差異及層間距作為輔助依據(jù)，主要標(biāo)志層有：K2 石灰?guī)r、 K3 石灰?guī)r、K4 石灰?guī)r、K5 石灰?guī)r、3 號煤層，另外 K6、K7、K8 為輔助標(biāo)志層參與煤層對比?，F(xiàn)將本井田可采及局部可采的煤層簡述如下：3 號煤層：位于山西組中下部，厚度 3.25m7.6m，平均厚度 6.13m。且層位穩(wěn)定。含夾矸 02 層。物性反應(yīng)明顯，一般呈高電阻，低密度，低伽瑪。本身為良好的對比標(biāo)志層。上距 K8 約 36m 左右。下距 K5 石灰?guī)r約 33m 左右。對比程度可靠。151 號煤層：位于 K2 石灰?guī)r之下，層位穩(wěn)定，上距 K2 石灰層 5m 左右。對比程度可靠。153 號煤層：位于 K2 石灰?guī)r之下，厚度 1.2m2.16m，平均 1.6m。層位穩(wěn)定。含夾矸 01 層。上距 K2 石灰?guī)r 10m 左右，對比程度可靠，具體情況見下表 141。表 141 可采煤層情況表煤層號 煤層厚度（m） 一 般最 小 最 大 夾石層數(shù) 一 般最 少 最 多 層間距（m） 一 般最 小 最 大穩(wěn)定程度及可采情況3 號煤 75.920210 穩(wěn)定，可采151 號煤 .1 穩(wěn)定，局部可采153 號煤 59.274021301203穩(wěn)定，可采2、煤質(zhì)（1）物理性質(zhì)各煤層均為黑色、條帶狀結(jié)構(gòu)，條痕為灰黑色。其它物理性質(zhì)見表 1-3：據(jù)測試結(jié)果散密度為 849-950kg/m3，安息角為 37023703，摩擦角為 2024。各煤層均以亮煤為主，暗煤次之，夾少量鏡煤及絲炭條帶，15 號煤層見有黃鐵礦結(jié)核，各主要可采煤層宏觀煤巖特征見下表 142：表 142 可采煤層的物理性質(zhì)煤層號 煤巖類型 宏觀煤巖組份 結(jié)構(gòu)構(gòu)造3 號半亮型為主，次為半暗型以亮煤為主，暗煤次之，夾亮煤及絲炭條帶細(xì)中條帶狀結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造151 號半亮型為主，次為半暗型以亮、暗煤為主，夾鏡煤條帶，偶見絲炭細(xì)中條帶狀結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造153 號半亮型為主，次為半暗型以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條帶和絲炭透鏡體，含黃鐵礦結(jié)核細(xì)中條帶狀結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造3 號煤鏡質(zhì)組占優(yōu)勢，大于 75%，多數(shù)在 8090%之間，半鏡質(zhì)組少，變化在15%之間，半絲質(zhì)組及絲質(zhì)組變化在 8.315%之間，礦物含量不多，以粘土為主，常在10%以下，粘土常為分散狀、透鏡狀，浸染狀等。黃鐵礦偶見，形態(tài)為結(jié)核狀顆粒狀。方解石多為次生脈狀，石英很少常呈洗粒狀，分散于有機(jī)質(zhì)及炭質(zhì)泥巖中，據(jù)南-14 號孔鑒定資料，3 號煤層鏡質(zhì)組為 87.3%，半鏡質(zhì)組為 1.6%，絲質(zhì)組為 11.1%，礦物僅為4.1%，其中粘土為 3.5%，硫化鐵類占為 0.6%。（2）化學(xué)性質(zhì)煤層化學(xué)性質(zhì)見表 143表 143 煤層化學(xué)性質(zhì)表。原/精煤工業(yè)分析 元素分析煤層號 Mad Ad Vdaf原/精煤全硫發(fā)熱量Qb.daf(MJ/kg) Cdaf Hdaf Odaf Ndaf78.01429.9523.16784.053 .3.92.87612.0.4.839.0.156938.8.12409.5378.01.14151 .629.5268.9.271.645.6.382.41.7.35.1080.7.4190.153 .742.659267.381.092.386450.26.1.（3）煤的有害成分含量3 號煤層原煤硫份為 0.110.65%，平均 0.41%，相當(dāng)穩(wěn)定，屬特低硫。15-1 號煤層原煤硫份 0.716.51%，平均 2.97%。全區(qū)大部分屬富硫煤。15-3 號煤層原煤硫份0.524.38%，平均 1.48%，全區(qū)多為低中硫煤。（4）煤類的確定及用途按中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751-86）要求劃分煤類。其分類的主要指標(biāo)為精煤揮發(fā)份產(chǎn)率和粘結(jié)指數(shù)。3 號煤精煤揮發(fā)份產(chǎn)率為 12.6421.79%，粘結(jié)指數(shù) 0.778，膠質(zhì)層厚度（Y 值）為 014.84mm。據(jù)此，可將其劃分為貧煤（PM ） 、貧瘦煤（PSM ）及瘦煤（SM ） 。太原組 15 號煤無粘結(jié)指數(shù)測試，其中 15-1 號煤精煤揮發(fā)份10.7624.95%，膠質(zhì)層厚度為 016mm，15-3 號煤精煤揮發(fā)份 11.4526.49%，膠質(zhì)層厚度 020mm，參照中國煤分類方案（1958 頒發(fā)） ，該區(qū) 15 號煤可劃分為貧煤、瘦煤。本區(qū) 3 號煤為特低硫，發(fā)熱量高，為良好的動力用煤和煉焦配煤，太原組煤層因含硫量較高，直接做動力用煤會腐蝕鍋爐設(shè)備，并產(chǎn)生大量的煙塵和含硫的大氣污染物，造成環(huán)境污染。經(jīng)過洗選加工，降低煤中硫份含量后，可作為動力用煤使用，也可供民用和作為工業(yè)鍋爐中的摻燒煤。（四）煤層頂?shù)装鍘r性老頂：灰白色石英長石砂巖，含云母及黑色礦物，致密、堅硬、節(jié)理不甚發(fā)育，厚度為 6.59.0m，為礦區(qū) 8 號含水層。直接頂：由灰黑色砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、泥巖組成，局部為灰白色細(xì)砂巖和黑色砂質(zhì)泥巖交替出現(xiàn)，厚度為 1.313.5m，層理發(fā)育，含植物化石，致密、性脆。偽頂：位于煤層之上的黑色炭質(zhì)泥巖，薄層狀，砂質(zhì)泥巖，節(jié)理較發(fā)育，厚度不穩(wěn)定，為 00.46m。直接頂：伏在煤層下，巖性為黑色泥巖，含豐富的植物根部化石，一般厚0.250.62m，成團(tuán)塊狀，裂隙發(fā)育。老底：巖性為中細(xì)粒石英長石砂巖，有時夾條帶狀砂巖，節(jié)理較發(fā)育，為厚層狀。1.4.2 礦井瓦斯、煤塵和煤的自燃山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局以晉安煤字2004230 號文確定對潞安礦業(yè)集團(tuán)公司所屬五陽煤礦鑒定為低瓦斯礦井。礦井瓦斯絕對涌出量 25.08m3/分，相對涌出量8.61m3/t。煤炭科學(xué)研究院重慶分院于 2004 年 4 月 15 日對五陽煤礦煤塵爆炸鑒定報告表明，煤塵有爆炸性。煤層自燃傾向性為類，五陽煤礦 3 號煤層屬不易自燃煤層。精查勘探在三個鉆孔中進(jìn)行了簡易井溫測量，由于空內(nèi)受地下水流的影響，使整個井段地溫剃度為零，即井溫不隨深度增加而增加，其他為發(fā)現(xiàn)井溫異常。1.4.3 水文地質(zhì)1、主要含水層（1）奧陶系灰?guī)r含水層該層灰?guī)r為本區(qū)的含煤地層基底灰?guī)r，分三組，上、下馬家溝組及峰峰組，其中上馬家溝組頂部發(fā)育石膏層厚 3060m，其膏溶作用為陷落柱發(fā)育提供了良好的地質(zhì)條件，其余皆為厚層狀石灰?guī)r，白云質(zhì)及泥質(zhì)灰?guī)r，總厚度平均 600m，在礦區(qū)北部邊界文王山斷層北面有露頭，水位標(biāo)高為 661m， （據(jù) ）含水性各向異性大，具體參數(shù)見表 6-1。距 3 浩煤間距為 80140m 之間，裂隙及溶洞發(fā)育，為一層裂隙溶洞式富含水層。（2）太原組 K2 灰?guī)r含水層該層為上石炭統(tǒng)太原組底部灰?guī)r含水層，局部含燧石，為 13 號煤直接頂板，裂隙發(fā)育，但多被云解石充填，含海相動物化石，本區(qū)厚度 2.2017.96m，平均 7.30m，距3 號煤間距平均 90m。（3）太原組 K3 灰?guī)r含水層本組為上石炭統(tǒng)太原組中下部層薄中厚層狀灰?guī)r，厚 0.85.50m，平均2.70m，距 3 號煤底板 80m，裂隙溶洞發(fā)育，含方解石晶體及細(xì)脈，含海相動物化石，節(jié)理發(fā)育區(qū)內(nèi)厚 0.85.50m，平均 2.70m。（4）太原組 k4 灰?guī)r含水層本層含水層為上石炭統(tǒng)太原組中部灰?guī)r含水層，中厚層狀，節(jié)理發(fā)育，含海相動物化石，含水性變異性大，距 3 號煤間距 70m，厚度 1.207.30m，平均 4.30m。（5）太原組 K5 灰?guī)r含水層本組為上石炭統(tǒng)太原組上部灰?guī)r含水層，薄至中厚層狀，裂隙發(fā)育，大都被方解石充填，局部含動物化石，為裂隙、孔隙式含水層，厚 06.6m 厚，平均 2.60m，距 3 號煤間距 34m。（6）山西組砂巖含水層該含水層是二疊系下統(tǒng)山西組底界砂巖含水層，以中細(xì)粒砂巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，裂隙較發(fā)育，但都被方解石充填，該含水層層厚 13.030.3m，平均21.0m，為 3 號煤的直接底。（7）山西組 3 號煤頂板砂巖含水層該含水層位于山西組中上部為 3 號煤老頂砂巖，是 3 號煤開采的直接充水含水層，區(qū)內(nèi)為中厚層狀，中 細(xì)粒砂巖含水層，鉆探巖芯部分裂隙發(fā)育，但多被方解石充填，鈣質(zhì)硅質(zhì)膠結(jié)，富水性強，厚 024.5m，平均 8m，距 3 號煤頂板 4.5m。（8）下石河子組下部砂巖含水層該組含水層為下石河子組與山西組分界砂巖，區(qū)內(nèi)成中厚層狀、中細(xì)粒石英砂巖，節(jié)理發(fā)育，富水性強，區(qū)內(nèi)厚 0.526.0m，平均厚 7.97m，距 3 號煤頂板 37m。（9）下石河子組中上部砂巖含水層區(qū)內(nèi)呈中厚層狀，中粗粒砂巖層，分選中等，磨圓度差，多為鈣質(zhì)膠結(jié)，為一層孔隙裂隙式含水層，區(qū)內(nèi)厚 3.527.2m，平均 13.0m，靜水位標(biāo)高+856.53m（取自歷史資料） ，距 3 號煤 60m 左右。（10）上石河子組砂巖含水層該含水層為上下石河子組分界砂巖，區(qū)內(nèi)呈厚層狀，中細(xì)粒砂巖層，以中粒為主，分選差，為孔隙裂隙式含水層。區(qū)內(nèi)厚 6.245.0m，平均 25.0m，靜水位標(biāo)高+856.03m，單位涌水量 q=0.0714L/S.M，滲透系數(shù) K=0.132M/d， （取自歷史資料）距 3號煤頂板 150m。（11）第四系風(fēng)化殼含水層無陽礦地表廣為黃土覆蓋，只在局部沖溝底部有零星基巖露頭，下伏基巖風(fēng)化殼發(fā)育深度約為 50m 左右，區(qū)內(nèi)黃土覆蓋約在 050m 左右，平均 30m，該含水層總厚約為80m，靜止水位不等，在南豐區(qū)距 3 號煤層間距 335m。2、礦井涌水量近幾年礦井最大涌水量為 690/h，正常涌水量為 655/h，主要充水因素為 3 號煤層以上的含水層水通過冒落帶和有效裂隙涌入。隨著礦井開采面積的擴(kuò)展和向深部發(fā)展，特別是南豐擴(kuò)區(qū)的投產(chǎn)，經(jīng)按照有關(guān)規(guī)定的計算方法計算，預(yù)計礦井正常涌水量可達(dá)到1114 /h，最大涌水量可達(dá)到 1195 /h。其中，南豐擴(kuò)區(qū)的正常涌水量為 3m3m459.2 /h，最大涌水量為 505.12 /h。1.5 井田勘探類型及勘探程度評價1.5.1 井田構(gòu)造類型擴(kuò)區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為北東東向?qū)捑忨耷耷S向西緩傾）伴有高角度正斷層和一定數(shù)量分布規(guī)律的陷落柱擴(kuò)去內(nèi)褶曲為北東東向，自北向南依次為十字道背斜、天倉向斜和東周背斜，其中以中部的天倉向斜構(gòu)成擴(kuò)區(qū)煤層的基本形態(tài)。區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，除了在南北兩翼邊界處和擴(kuò)區(qū)中部有四條較大的斷層外，其余都是零星的分布在擴(kuò)區(qū)內(nèi)的一些小斷層，對開采不會造成太大影響。五陽井田內(nèi)巖溶陷落柱較發(fā)育，依據(jù)構(gòu)造形態(tài)、斷層和褶曲的發(fā)育情況以及受巖漿巖的影響程度，井田的構(gòu)造復(fù)雜程度劃分為簡單構(gòu)造、中等構(gòu)造、復(fù)雜構(gòu)造、極復(fù)雜構(gòu)造四類。依據(jù)規(guī)范綜合分析擴(kuò)區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)屬于上述第二類，即屬于中等構(gòu)造。1.5.2 礦井煤層穩(wěn)定程度煤層穩(wěn)定程度也可劃分為四種類型，即穩(wěn)定煤層，較穩(wěn)定煤層，不穩(wěn)定煤層，極不穩(wěn)定煤層。潞安礦區(qū)五陽煤礦主要有三層可采煤層，即 3 號，9 號，153 號煤層。其中 3 號煤層是全擴(kuò)區(qū)最穩(wěn)定的主要可采煤層，平均厚度 6.13m。9 號煤層平均厚度 1.03m，為全區(qū)發(fā)育局部可采煤層。153 號煤層平均厚度 1.6m，為全礦發(fā)育較穩(wěn)定的可采煤層。綜合分析擴(kuò)區(qū)可采煤層情況，依據(jù)規(guī)范分析擴(kuò)區(qū)煤層穩(wěn)定情況，擴(kuò)區(qū)應(yīng)屬于第二類，即較穩(wěn)定煤層第二章 礦井工作制度，生產(chǎn)能力及服務(wù)年限2.1 礦井工作制度1.礦井工作日:300 天/年2.礦井每晝夜三班工作,其中綜采工作面和掘進(jìn)工作面均采用”三八” 制。3.每日凈提升 14 小時.2.2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限2.2.1 礦井生產(chǎn)能力礦井的生產(chǎn)能力是指礦井的設(shè)計年產(chǎn)量，該礦井根據(jù)國家的通用標(biāo)準(zhǔn)，確定礦井生產(chǎn)能力。潞安礦區(qū)五陽煤礦礦井生產(chǎn)于 2007 年初全部轉(zhuǎn)入南峰擴(kuò)區(qū)，南峰擴(kuò)區(qū) 3 號煤層可用于計算儲量的面積為 13.5km2，煤層厚度為 3.25m7.60m，平均為 6.13m。現(xiàn)已探測到擴(kuò)區(qū) 3 號煤層地質(zhì)儲量 Q（A+B+C 級）10768.61 萬噸。經(jīng)過初步計算，井田境界及擴(kuò)區(qū)內(nèi)斷層所留的永久煤柱損失量 P 為 732.52 萬噸?；夭蓞^(qū)回采率 C 為 90，則：礦井可采儲量 CPZK)(10768.32.5)90%萬 t 94K2.2.2 礦井服務(wù)年限潞安礦區(qū)五陽煤礦礦井生產(chǎn)于 2007 年初全部轉(zhuǎn)入南峰擴(kuò)區(qū)，共布置一個綜采低位放頂煤工作面，實行單工作面生產(chǎn)，在工作面服務(wù)年限的中后期為滿足生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，布置兩個順槽掘進(jìn)工作面?；夭晒ぷ髅嫔a(chǎn)能力由下列公式計算： YkLQIm式中 L-工作面年推進(jìn)度(m)，根據(jù)實際情況，根據(jù)生產(chǎn)情況取 1000mI-工作面長度(m)，取 200m；m1-工作采高(m)，取 3.0m；m2-工作面放頂煤高度(m)，取 3.0；Y-3 號煤容量（t/） ，3 號煤取 1.35；k-工作面回采率（%） ，機(jī)采取 97，放頂取 85。南風(fēng)擴(kuò)區(qū)回采工作面年生產(chǎn)能力： 21ImIYkLkQ03509713.021.508萬 t/a472按掘進(jìn)工作面年生產(chǎn)能力為回采工作面的 5%計算,即 7.3 萬 t。這樣全擴(kuò)區(qū)的年生產(chǎn)能力為 154 萬 t。故暫定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a。取儲量備用系數(shù) K 為 1.2。則礦井服務(wù)年限 KAZT9032.4815.2 年經(jīng)綜合考慮，礦井生產(chǎn)能力取 150 萬噸比較適合擴(kuò)區(qū)的生產(chǎn)現(xiàn)狀。且服務(wù)年限基本可以滿足國家規(guī)范的要求。第三章 井田開拓3.1 井筒形式、數(shù)目及位置的確定3.1.1 井筒位置的選擇本次設(shè)計主要是針對南豐擴(kuò)區(qū)，井筒位置的選擇主要考慮以下原則：1、為減少準(zhǔn)備工程量，工業(yè)場地應(yīng)盡量靠近交通便利之處。2、為提高礦井服務(wù)年限，充分利用礦井剩余資源，工業(yè)場地位置選擇應(yīng)考慮盡量少壓煤。3、南豐擴(kuò)區(qū)屬黃土丘陵地帶，地形起伏較大，為減少地面土方量，工業(yè)場地應(yīng)盡量選擇在地勢較平坦的地段。4、便于礦井生產(chǎn)布置，井底應(yīng)盡量處于南豐擴(kuò)區(qū)中部，既有利于采區(qū)南北兩翼輔助運輸?shù)木?，又可使進(jìn)風(fēng)井盡快與采區(qū)巷道溝通。礦井現(xiàn)在南豐擴(kuò)區(qū)中部建有南豐回風(fēng)井，回風(fēng)立井工業(yè)場地已建有進(jìn)場公路及向東連同外部公路，運輸條件較好。該場地南側(cè)位平坦坡地，無建（構(gòu)）筑物，設(shè)計將主、副井筒布置在南豐回風(fēng)井場地南側(cè)，這樣一來可以減少工業(yè)場地的占地面積：再則回風(fēng)井場地保護(hù)煤柱與進(jìn)風(fēng)井場地保護(hù)煤柱結(jié)合在一起，減少工業(yè)場地壓煤量：另外又可以充分利用原用設(shè)施和巷道，減少井巷施工量，進(jìn)而節(jié)省經(jīng)費，縮短工期。保證生產(chǎn)的連續(xù)。表3-1-1 井筒特征表井口坐標(biāo)（m）井筒名稱緯度（X） 經(jīng)度（Y）井口標(biāo)高（m）井筒長度（m）井筒用途回風(fēng)立井 4038950 408740 900.0 600 回風(fēng)副立井 4039253 409010 902。0 602 排矸、提人、 運料主立井 4039253 408978 902。0 602 提煤3.1.2 井筒形式及數(shù)目的確定該擴(kuò)區(qū)位于襄垣盆地東南部，屬黃土丘陵地帶，地形起伏較大，黃土沖溝及河流階地較發(fā)育。主采的三號煤層的埋深在 500m 以上。平均傾角為 16º。 根據(jù)以上井筒的位置及南豐擴(kuò)區(qū)煤層賦存情況，該井筒可供選擇的形式有斜井和立井兩種，但由于斜井工程量大，不論怎樣與立井組合都不如雙立井合理，故這次設(shè)計選擇立井作為擴(kuò)區(qū)井筒。 井筒數(shù)目初步確定為三個，即主立井、副立井和回風(fēng)井。其中，主、副井兼做進(jìn)風(fēng)井。為減少工程量和充分利用礦區(qū)現(xiàn)有的設(shè)備、建筑、交通道路，回風(fēng)井仍利用以前的回風(fēng)井。3.1.3 提升方式的確定主井提升本礦井井型為 150 萬噸，主井選用一對 12 噸剛性罐道同側(cè)裝卸式四繩箕斗提煤，井提升系統(tǒng)擔(dān)負(fù)礦井原煤提升任務(wù)，提升方案為井塔式立井摩擦輪提升機(jī)提升。提升設(shè)備使用一部型號為 JKM-3.5×4 型多繩提升機(jī)。最大靜張力 52.5 噸，最大靜張力差為 14 噸，最大繩速為 13.0m/s，提升高度為 555.0m；配套電動機(jī)型號為 ZD215/47.5型，1000 千瓦，660 伏，48 轉(zhuǎn)/分提升機(jī)采用液壓盤式制動閘，鏈傳動盤式深度指示器。深度指示器上裝有過卷開關(guān)和限速凸輪板、自整角機(jī)調(diào)速裝置，電機(jī)調(diào)速為轉(zhuǎn)子回路三相平衡甩電阻有級調(diào)速，主提升使用 6（34）32.5155甲鍍左、右同型鋼絲繩，鋼絲繩最大靜張力為 32816.5kg；提升容器選用 JDS12/110×4 型四繩側(cè)卸式箕斗，箕斗自重12500kg，名義載重為 12000kg，一次提升量為 12000kg。原有電控回路各種保護(hù)裝置齊全。在電控系統(tǒng)中增設(shè) KDJ10 型礦用微機(jī)控制信號裝置，以實現(xiàn)自動稱重、自動裝、卸載；電控裝置采用 TKMY23289PCS 型 PLC 微機(jī)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了半自動化操作。副井的布置主要是為了滿足礦井通風(fēng)要求和輔助提升要求，對輔助提升，主要考慮液壓支架的下放方式。因此，以考慮液壓支架下放方式不同為基礎(chǔ)，提出以下三個提升方案，通過方案比較來最終確定提升方案。方案一：井筒裝備一對 3t 雙層雙車非標(biāo)罐籠，滿足液壓支架整體下井要求；提升機(jī)選用 JKM3.5*4()E 型多繩絞車；電機(jī)選用 ZKTD215/40 型直流電機(jī)，1250KM、53r/分、600V。該方案的主要優(yōu)點：1）可利用礦井現(xiàn)有的 3.0t 底卸式礦車進(jìn)行運輸；2）支架整體上下井，減少了分拆、組裝環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率；主要缺點：1）井筒斷面較大，井巷投資較高；2) 布置比較困難，不利于調(diào)車；3) 車設(shè)備均為非標(biāo)，實施較困難。方案二：井筒布置一寬、一窄 1.5t 雙層四車罐籠，寬罐籠能滿足液壓支架整體上下井；提升機(jī)選用 JKMD-3.5*4()E 型多繩絞車；電機(jī)選用 ZKTD215/63 型直流電機(jī)，1250KM、48r/分、600V。該方案的主要優(yōu)點：1）井上下生產(chǎn)系統(tǒng)布置簡單；2）支架整體上下井，減少了分拆，組裝環(huán)節(jié)，提高效率。主要缺點：需新購 1.5 噸固定式礦車，設(shè)備投資較高。方案三：井筒裝備 1.5t 雙層四車窄罐籠，液壓支架分拆下井；提升機(jī)選用 JKMD-3.25*4()E 型多繩絞車；電機(jī)選用 ZKTD215/40 型直流電機(jī)，1000KM、53r/分、600V。該方案的主要優(yōu)點：總投資較少。主要缺點：1）液壓支架上下井均需要拆裝，工序多，生產(chǎn)效率低；2）運輸環(huán)節(jié)多，不安全因素增多；3）井上下均需布置支架拆裝設(shè)備和場地，增加了井巷和圖建工程量，建設(shè)工期長。各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合比較，為簡明起見，列表如下：表 312 提升方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表項目 方案一 方案二 方案三提升容器 一對 3t 雙層雙車非標(biāo)準(zhǔn)罐籠 一寬一窄 1.5t 雙層四車罐籠 1.5t 雙層四車罐籠提升設(shè)備JKMD-3.5*4()E 型多繩絞車；電機(jī)功率1250KMJKMD-3.5*4()E 型多繩絞車；電機(jī)功率1250KMJKMD-3.25*4()E型多繩絞車；電機(jī)功率 1000KM井筒直徑（m） 7.2 7.0 7.0投資（萬元） 287468 260260 256682投資比較（萬元） 0 272。08 307。86綜合比較以上三個方案，方案二具有井上下生產(chǎn)系統(tǒng)布置簡單，人員占用相對較少；井上下工程量較少，投資較少等優(yōu)點，故設(shè)計采用方案二（井筒裝備一寬一窄 1.5t雙層四車罐籠）作為副提升。3.1 開采水平的劃分及布置3.2.1 井田內(nèi)劃分及開采順序由于井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，且只在天倉向斜軸線附近區(qū)域煤層傾角較大，為緩傾斜及以上煤層。其余部分為近水平煤層，平均傾角為 16°。井田范圍 13.5.根據(jù)以下規(guī)定來確定井田的劃分方式。表 321 緩傾斜及以上煤層的劃分第一級劃分 第二級劃分 第三級劃分礦種 單元名稱 范圍 劃分方法單元名稱 范圍單元名稱 范圍分區(qū)式 采區(qū)傾向長與階段一致，走向人為劃分。區(qū)段走向長與采區(qū)一致，傾向人為劃分。條帶式 條帶傾向長與階段一致，走向人為劃分。煤礦 階段走向長與井田一致，傾向人為劃分。分段式 分段走向長與井田一致，傾向人為劃分。表 322 水平（近水平）煤層的劃分第一級劃分 第二級劃分礦種單元名稱 范圍 單元名 稱 范圍區(qū)段 走向長與盤區(qū)一致，傾向人為劃分。盤區(qū)走向長與傾向長均人為劃分。條帶 傾向長與盤區(qū)一致，走向人為劃分。煤礦階段走向長與井田一致，傾向人為劃分。條帶傾向長與階段一致，走向人為劃分。根據(jù)以上規(guī)則和該擴(kuò)區(qū)井田可采煤層的賦存條件，充分考慮采區(qū)的服務(wù)年限、設(shè)備搬家等因素，提出以下三個方案方案一：將煤田沿中央向斜軸線劃分為兩個盤區(qū)，在煤層中沿天倉向斜軸部布置三條大巷作為運輸和回風(fēng)大巷。由于煤層整體坡度較小，屬緩傾斜煤層。且在大巷南側(cè)地質(zhì)條件較簡單，可以直接布置工作面進(jìn)行開采。工作面長度最大 3000m，最小 2600m。煤層北翼利用集中上下山開采。該方法巷道布置簡單，生產(chǎn)系統(tǒng)容易管理，但在兩翼煤層傾角較大處，支架要進(jìn)行防滑處理，另外由于大巷為煤巷，服務(wù)年限較長，維護(hù)較困難，費用高。其開拓圖如下：圖 31 方案一開拓圖方案二：將煤田沿中央軸線分為兩盤區(qū)，在井田中部布置車場聯(lián)接三條大巷至井田東部邊界。沿煤層?xùn)|部邊界直接布置運輸上山和軌道上山，采用典型的集中上山開采方式對兩翼煤層逐個進(jìn)行開采。這種方式巷道布置簡單，便于管理，且在煤層賦存傾角較大處可以大致沿走向開采，不用過多考慮防滑，安全系數(shù)較高，但由于上山巷道服務(wù)年限較長，且為煤巷，維護(hù)費用較高。另外由于工作面推進(jìn)長度較大，不利于通風(fēng)。其開拓圖如下：圖 32 方案二開拓圖方案三：由于井田在靠近向斜軸部煤層傾角較大，其余地方除了斷層，褶皺等地質(zhì)構(gòu)造都比較平整。故按煤層的賦存條件將煤層劃分為四個采區(qū)，在中部底板巖層中布置大巷和車場，在向斜北翼由于賦存條件較復(fù)雜且邊界不規(guī)則，在中部布置區(qū)段輔助大巷。將其分為、采區(qū)，井田北翼采用集中上山，將其分為、采區(qū)。這種方法充分考