煤礦原始地質(zhì)條件下的礦井初步設(shè)計(jì)采礦畢業(yè)論文

目錄摘要1ABSTRACT2緒論11礦井概況和地質(zhì)特征21.1礦井概況21.1.1礦井地理位置與交通21.1.2地形、地貌與淺層水21.1.3氣象與地震21.2礦井地質(zhì)特征31.2.1煤層賦存情況31.2.2地質(zhì)構(gòu)造61.2.3礦井水文地質(zhì)81.2.4其它開(kāi)采地質(zhì)條件112礦井開(kāi)拓設(shè)計(jì)122.1井田境界與儲(chǔ)量122.1.1礦井境界122.1.2礦井儲(chǔ)量122.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限162.2.1礦井工作日制度162.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限162.3井田開(kāi)拓172.3.1井田開(kāi)拓方式的確定182.3.2井口與工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇192.3.3開(kāi)采水平劃分222.3.4井筒232.3.5井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)232.3.6開(kāi)采水平大巷的布置253采區(qū)設(shè)計(jì)273.1采區(qū)劃分273.1.1采區(qū)劃分的原則與方案273.1.2采區(qū)基本參數(shù)283.1.3開(kāi)采程序與工作面命名293.2采區(qū)巷道布置與車場(chǎng)形式303.2.1采區(qū)巷道布置303.2.2車場(chǎng)形式313.3采區(qū)通風(fēng)與生產(chǎn)系統(tǒng)323.3.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)323.3.2采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)343.4采煤方法與采區(qū)生產(chǎn)能力343.4.1采煤方法343.4.2采區(qū)生產(chǎn)能力354礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)374.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)方式374.1.1選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則和影響因素374.1.2礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇384.2礦井風(fēng)量計(jì)算與分配404.2.1采煤工作面的需要風(fēng)量404.2.2備用工作面需要風(fēng)量424.2.3掘進(jìn)工作面的需要風(fēng)量424.2.4其它井巷（硐室）需要風(fēng)量454.2.5生產(chǎn)礦井總需風(fēng)量464.2.6礦井風(fēng)量分配464.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算與風(fēng)速較核484.3.1風(fēng)速較核484.3.2礦井最大阻力計(jì)算方法與摩擦阻力Hf的計(jì)算494.3.3局部阻力Hj554.3.4礦井總阻力計(jì)算554.4通風(fēng)設(shè)備選型554.4.1局部通風(fēng)機(jī)選型554.4.2主要通風(fēng)機(jī)選型554.4.3選擇匹配的電機(jī)604.4.4通風(fēng)費(fèi)用概算615安全措施簡(jiǎn)述625.1瓦斯防治625.1.1礦井瓦斯涌出量625.1.2瓦斯防治綜合措施635.1.3保護(hù)層開(kāi)采瓦斯治理措施635.1.4防止瓦斯積聚的措施645.1.5預(yù)防煤與瓦斯突出的措施655.1.6防止瓦斯引燃的原則685.1.7瓦斯（煤塵）爆炸防治措施685.2火災(zāi)防治695.2.1防治外因火災(zāi)措施695.2.2井下因火災(zāi)事故預(yù)防705.2.3預(yù)防火災(zāi)擴(kuò)大的措施705.3防塵措施715.3.1工作面綜合防塵措施715.3.2綜合防塵措施725.4防水系統(tǒng)735.4.1地面防治水735.4.2井下防治水735.5頂板管理745.6熱害防治745.7供電設(shè)備使用與管理安全技術(shù)措施744.6礦山救護(hù)756專題——采煤工作面瓦斯綜合治理766.1概況766.1.1礦井基本情況766.1.2工作面概況766.2工作面回采時(shí)瓦斯治理776.2.1高抽巷抽采776.2.2頂板走向鉆孔抽放776.2.3采空區(qū)埋管抽放786.2.4尾巷埋管抽采796.2.5風(fēng)排瓦斯806.2.6頂板高冒抽放巷抽放采空區(qū)瓦斯806.2.7卸壓抽放技術(shù)816.2.8上隅角瓦斯管理82總結(jié)85參考文獻(xiàn)86致87摘要礦井生產(chǎn)，其主要特點(diǎn)是地下作業(yè)，工作環(huán)境艱苦，自然條件復(fù)雜，通風(fēng)和安全措施顯得尤為重要。各煤田所處的地理位置不同，煤層地質(zhì)條件多種多樣，開(kāi)采方法也就多種多樣。本設(shè)計(jì)是在桃園煤礦原始地質(zhì)條件下作的礦井初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)容包含：井田概況與地質(zhì)特征、礦井開(kāi)拓、通風(fēng)設(shè)計(jì)、礦井安全技術(shù)措施，以與專題—采煤工作面瓦斯綜合治理等方面。井田概況主要包括礦區(qū)的地理、地形和交通；礦井的地理位置、井田圍；礦區(qū)的氣象條件、地震烈度、電源和水源的概況；井田地質(zhì)特征、煤層與煤質(zhì)概況以與水文地質(zhì)條件概況等。礦井開(kāi)拓分別論述了主井、副井位置選擇、采區(qū)的劃分、水平的劃分以與開(kāi)采順序、采區(qū)的布置與裝備、各巷道的布置等。通風(fēng)設(shè)計(jì)主要包括礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇、礦井所需風(fēng)量的計(jì)算與分配、全礦井前期、后期的通風(fēng)阻力計(jì)算以與對(duì)通風(fēng)設(shè)備的選擇等。安全技術(shù)措施包括井下瓦斯預(yù)防、頂板管理、水災(zāi)預(yù)防、火災(zāi)預(yù)防、煤礦爆炸的預(yù)防與粉塵防治措施等。專題—采煤工作面瓦斯綜合治理包括：高抽巷道抽采、頂板走向鉆孔抽采、采空區(qū)埋管抽采、初期利用尾巷抽采等多種抽采方法綜合治理瓦斯，從而攔截部分的瓦斯，減少其涌入工作面。關(guān)鍵詞：礦井、開(kāi)拓開(kāi)采、通風(fēng)、安全、瓦斯綜合治理。ABSTRACTThecoalfieldtothegeographyandvariedgeologicalconditionsofcoal,miningmethodshavevaried.Mineproduction,itsmainfeatureisundergroundwork,workhardandcomplicatednaturalconditions,theventilationandsafetymeasuresappearstobeparticularlyimportant.ThisdesignisthemineralwellfirststepdesignmakeundertheconditionoforiginalgeologyofthemineofTaoyuanCoalMine,Thisdesigncontentscontainment:Thewellfarmlandgeneralsituationandgeologycharacteristic,themineralwellsexpand,safetechniquemeasureofwellventilateddesign,themineralwell,andthefeatureofcoalfacecomprehensivemanagementofgas,etc.Thefieldgeneralsituationofthewellincludesgeography,topographyandtrafficoftheminingareamainly;Thegeographicalpositionofthemine,fieldrangeofwell;Themeteorologicalconditionoftheminingarea,generalsituationofearthquakeintensity,thepowerandsourceofwater;Characteristicoffieldqualityofthewell,coalseam,natureofcoalgeneralsituationandhydrogeologicalconditiongeneralsituation,etc.Itexpoundthefactseparatelyminesopen-upsbymainshafts,Auxiliaryshaft,wasterockwell,leveldivideandexploitthedivisionsofpersonwhoadopt,personwhoadoptassignorderand,everytunnelassignetc.equipmentventilatingshaftthechoicesofpositionthings.Theventilationdesignincludesthechoiceoftheventilatingsystemofminemainly,Calculation,distribution,thewholemineventilationobstructioncalculatingandchoicetotheventilationfacilitiesofeasyperiod,difficultperiodofthenecessarywindquantityofthemine,etc.Thesafepracticemeasureincludesinthepitthemarshgasispreventedaplankmanagement,flooddisasterprevention,afireprevention,thepreventionanddustpreventionandcuremeasure,etc.Thefeatureofcoalfacethecomprehensivemanagementofgasincludeslanepumpingouthigh-mining,boredpumpedtotheroofmining,gob-pipepumping,theearlyuseoftheendofalley-pumpingoutavarietyofminingmethods,suchascomprehensivemanagementofnaturalgas,thusblockingpartofthegas,toreducetheirputintotheface.KeyWord:Mineralwell,expandstomine,wellventilated,safety,thecomprehensivemanagementofgas.緒論煤礦井下生產(chǎn)受自然條件影響很大，不同的地質(zhì)構(gòu)造和煤層的賦存條件決定了采取不同的開(kāi)拓開(kāi)采方法。井下生產(chǎn)的特殊性帶來(lái)了諸如瓦斯涌出，煤塵爆炸，礦井火災(zāi)，頂板冒落，礦井透水等許多安全隱患，所以在煤礦生產(chǎn)中，一定要把“安全第一”的方針深入地貫徹到煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中去!本次設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上,并在老師的指導(dǎo)下完成的。畢業(yè)實(shí)習(xí)中，我們通過(guò)聽(tīng)專題報(bào)告,井上井下參觀,深入一線工人和管理人員之談學(xué)習(xí)等方式,對(duì)桃園礦的礦井概況,生產(chǎn)情況,安全和管理體制有了初步的了解,在實(shí)習(xí)過(guò)程中我們把書本知識(shí)和實(shí)際情況想結(jié)合,對(duì)礦井的生產(chǎn),通風(fēng),機(jī)電,提運(yùn),地測(cè),回采,防塵防火防瓦斯等有了一定的了解。本設(shè)計(jì)主要由五部分組成：礦井概況和地質(zhì)特征、礦井開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)措施與專題設(shè)計(jì)（采煤工作面瓦斯綜合治理）。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)展我們所學(xué)的知識(shí),培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、分析、解決問(wèn)題的能力，促使我們運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去觀測(cè)、調(diào)查、分析礦井生產(chǎn)工藝和安全管理技術(shù)，為我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)打下基礎(chǔ)，也為將來(lái)工作做準(zhǔn)備。由于本人所學(xué)有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很少，加之時(shí)間倉(cāng)促，本設(shè)計(jì)必然存在眾多不足之處，敬請(qǐng)各位老師、同學(xué)給予批評(píng)、指正。1礦井概況和地質(zhì)特征1.1礦井概況1.1.1礦井地理位置與交通圖1-1桃園煤礦交通位置圖桃園煤礦井田位于省市南部北寨鄉(xiāng)、桃園鎮(zhèn)、祁縣鎮(zhèn)境，北距市12km、市約70km，南距市75km圖1-1桃園煤礦交通位置圖本礦井交通極為方便，京滬鐵路從本礦東北通過(guò)，北距站約11Km,東距西寺坡站約7Km，煤礦鐵路運(yùn)輸專線在宋莊站與青蘆鐵路接軌；公路206國(guó)道宿（州）蚌（埠）段從礦井西部穿過(guò)，可直通全國(guó)各地?；春又Я鳚液訌牡V井過(guò)，澮河可通航小型機(jī)動(dòng)船，直接進(jìn)入淮河。1.1.2地形、地貌與淺層水本礦位于平原中部，區(qū)地勢(shì)平坦，海拔標(biāo)高為+20.3～+27.10m，一般在+23.5～+24.5m之間。本礦區(qū)屬淮河流域。礦區(qū)沒(méi)有大的河流，但農(nóng)用人工溝渠縱橫，密如蛛網(wǎng)。礦溝渠流量受大氣降水控制，每年7-9月雨季時(shí)，水位較高，枯水季節(jié)（當(dāng)年10月至次年3月），溝渠水量很少甚至干涸。澮河在祁南礦中部流過(guò)，其為中小型季節(jié)性河流，距本礦南部邊界僅2.5km。歷年最高洪水位+24.5m，對(duì)礦坑與礦井建設(shè)影響不大。礦區(qū)，有桃園鎮(zhèn)和許多自然村，人口較密。地表下潛水豐富，一般居民生活用水與部分工業(yè)用水皆取于此。1.1.3氣象與地震本區(qū)氣候溫和，屬北溫帶季風(fēng)區(qū)海洋～大陸性氣候。氣候變化明顯，四季分明，冬季寒冷多風(fēng)，夏季炎熱多雨，春秋兩季溫和。據(jù)市氣象局1980～1998年觀測(cè)資料，年平均氣溫14.6°C，最高氣溫40.3°C，最低氣溫-12.5°C。年平均降雨量766mm，雨量多集中在7、8月分。最大凍土深度0.17m，最大風(fēng)速20m/s，年平均風(fēng)速2.2m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|～東北風(fēng)。無(wú)霜期210～240天，凍結(jié)期一般在12月上旬至次年2月中旬。據(jù)歷史資料記載，省北部地區(qū)自公元925年以來(lái)發(fā)生有感地震40余次，其中從1960年以來(lái)，發(fā)生較大的地震有7次（見(jiàn)表1-1）。根據(jù)省地震局1996年編制出版的地震烈度區(qū)劃圖查得，本區(qū)屬于4～6級(jí)地震區(qū)，地震烈度為7度。表1-1近年北部地區(qū)發(fā)生較震統(tǒng)計(jì)表時(shí)間1965年3月15日1971年7月13日1973年9月22日1979年3月2日1981年12月20日1983年12月20日1999年1月12日震中位置置置置固鎮(zhèn)靈璧臨渙固鎮(zhèn)固鎮(zhèn)菏澤利辛地震級(jí)別4.03.34.55.03.05.94.21.2礦井地質(zhì)特征1.2.1煤層賦存情況礦井無(wú)基巖出露，均為巨厚松散層所覆蓋，經(jīng)鉆孔揭露，地層由老到新有奧系、石炭系、二疊系、第三系和第四系。桃園煤礦含煤地層為石炭、二疊系。石炭系組地層含煤6～8層，其中2～3層個(gè)別點(diǎn)達(dá)到可采厚度，無(wú)工業(yè)價(jià)值；二疊系含煤地層有下統(tǒng)組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組，含煤地層厚度約925m，含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11等十一個(gè)煤層（組），含煤14～32層，煤層總厚約21.75m，煤系地層含煤系數(shù)2.4%。本礦井煤系地層在不同的層段，其特征不同，是確定煤層層位的重要依據(jù)之一。各層段特征如下表：表1-2各煤層（組）間距統(tǒng)計(jì)表煤層123245261637172821011最小間距/m679073621615133137825最大間距/m1041161007629211912209040平均間距/m8010382712217156188433本礦井二疊系下統(tǒng)組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組含煤情況見(jiàn)表1-3。表1-3二疊系含煤地層含煤情況一覽表地層時(shí)代厚度/m含煤層數(shù)/層厚度/m含煤系數(shù)/%兩極/平均P1s～P2s883～1025/92514～3221.752.4P2s630～710/6451～53.122.7P1x210～255/2255～1411.255P1s103～135/1158～137.381.3可采煤層有32、4、52、61、63、71、72、82、10等9層，其中32、82、10三層為較穩(wěn)定煤層，4、52、61、63、71、72等6層為不穩(wěn)定煤層?？刹擅簩悠骄偤穸?1.73m，占煤層總厚的54%；較穩(wěn)定煤層平均總厚5.92m（82煤層僅在補(bǔ)6線以北發(fā)育），占可采煤層厚度的51%。不可采煤層有1、2、9、11等4個(gè)煤層（組）?，F(xiàn)將各煤層情況分述如下：（1）32煤層位于上石盒子組的下部，距2煤組100～115m。厚度0.29～4.53m，平均厚度1.27m。不可采點(diǎn)占16％，0.70～1.30m見(jiàn)煤點(diǎn)占42％，大于1.30m見(jiàn)煤點(diǎn)占42％，以薄煤層為主?？刹芍笖?shù)為83％，變異系數(shù)為49％，可采面積占80％?？刹蓞^(qū)煤層厚度大部分在1.30m以下，僅在補(bǔ)124、補(bǔ)127孔附近有小面積厚度大于3.50m的煤層。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，局部為復(fù)雜結(jié)構(gòu)。夾矸0～7層，一般1～2層，以一層夾矸居多，夾矸為泥巖或炭質(zhì)泥巖。煤層頂板除個(gè)別點(diǎn)為薄層炭質(zhì)泥巖外，大多數(shù)為泥巖，少數(shù)為砂巖和粉砂巖，見(jiàn)圖3104，底板以泥巖為主。32煤層為大部分可采、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的較穩(wěn)定薄煤層。（2）4煤層補(bǔ)9線～6線之間煤層發(fā)育較好，煤層厚度一般在1m左右，為本煤層的主要可采區(qū)。煤層厚度在1m以下者，多為單層；煤層厚度1m以上者，往往含1～2層夾矸，為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。頂板多為泥巖，局部相變?yōu)榉凵皫r，見(jiàn)圖3105。其底板均為泥巖。結(jié)合全區(qū)情況，4煤層為局部可采、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的不穩(wěn)定薄煤層。（3）52煤層，0.70～1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占27％，大于1.30m的點(diǎn)占48％，在9線以北，變異系數(shù)為22％，可采指數(shù)為76％，可采面積占73％。大多見(jiàn)煤點(diǎn)為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，僅個(gè)別點(diǎn)含一層夾矸。夾矸的巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。頂板絕大部分為泥巖，少量為砂巖，個(gè)別點(diǎn)為粉砂巖。煤層厚度與頂板巖性分布情況見(jiàn)圖3106。其底板為泥巖。頂、底板巖性變化不大，較為穩(wěn)定。52煤層為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部分可采的不穩(wěn)定的薄煤層。（4）61煤層位于下石盒子組中下部，上距5煤組20m左右。61煤層是6煤組中發(fā)育最好的一層。煤層厚度0～1.93m,平均煤層厚度0.93m。0.70～1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占76%，大于1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占8%，可采指數(shù)為78%，可采面積占72%，變異系數(shù)為21%。61煤層大多為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，少量含一層夾矸，個(gè)別含2層夾矸。頂板大部分為泥巖，少部分為粉砂巖或砂巖，底板絕大多數(shù)為泥巖，少量為粉砂巖。61煤層為大部分可采、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的不穩(wěn)定薄煤層。（5）63煤層上距61煤層16～20m。可采圍分布在在7-8線以南，煤層厚度兩極值0～1.29m，平均0.80m，0.70～1.30m見(jiàn)煤點(diǎn)占69%，可采指數(shù)為69%，變異系數(shù)為13%，可采面積占67%。63煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層；頂板以泥巖為主，少部分為粉砂巖或砂巖，63煤層為大部分可采、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的不穩(wěn)定薄煤層。（6）71煤層位于下石盒子組的下部，距6煤組13～19m。71煤層是7煤組中發(fā)育最好的一層，但發(fā)育不均衡。煤層兩極厚度0～2.66m，平均煤層厚度1.00m。0.70～1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占55%，大于1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占23%，可采指數(shù)為78%，變異系數(shù)為29%。可采面積占86%。煤層以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)為主，少量見(jiàn)煤點(diǎn)含一層夾矸，個(gè)別點(diǎn)含2層夾矸。夾矸巖性以泥巖或炭質(zhì)泥巖為主，個(gè)別點(diǎn)為粉砂巖。煤層頂板以泥巖為主，少部分為粉砂巖或砂巖，頂板巖性與煤層厚度分布情況見(jiàn)圖3109。凡其頂板為砂巖或粉砂巖的見(jiàn)煤點(diǎn)，煤層厚度要么變薄，要么缺失。故推測(cè)這些變薄、缺失的見(jiàn)煤點(diǎn)是由于受沖刷所致。底板以泥巖為主，少量點(diǎn)為粉砂巖。以2-3線以北，71煤有5個(gè)見(jiàn)煤點(diǎn)被巖漿侵蝕，影響了煤層的穩(wěn)定性和可采性，使其失去工業(yè)價(jià)值。71煤層為大部分可采、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的不穩(wěn)定薄煤層。（7）72煤層與71煤層相比，發(fā)育較差，煤層厚度變化大。在補(bǔ)11線～3-3線間，兩極煤層厚度為0～2.26m，平均0.93m。0.70～1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占38%，大于1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占23%，可采指數(shù)為60%，變異系數(shù)為34%，可采面積占74%。北部小區(qū)，由于受巖漿侵蝕，基本上無(wú)法回采。頂板大半為泥巖，部分為粉砂巖和砂巖，個(gè)別點(diǎn)為炭質(zhì)泥巖。頂板巖性與煤層厚度分布情況見(jiàn)圖3110。砂巖區(qū)基本上與不可采區(qū)或煤層變薄區(qū)相吻合。故推測(cè)，72煤層的不可采或變薄點(diǎn)可能是由于沖刷所致。底板以泥巖為主，有少量細(xì)粉砂巖，個(gè)別點(diǎn)為炭質(zhì)泥巖。72煤層為部分可采、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的不穩(wěn)定薄煤層。（8）82煤層（包括原精查報(bào)告中的81煤層）位于下石盒子組的下部，上距72煤層13～20m。7線以北，82煤層發(fā)育較好，為本礦井主要可采煤層。煤層兩極厚度0～4.10m，平均厚度1.91m。1.31～3.50m的點(diǎn)83%，大于3.50m的點(diǎn)占3%，可采指數(shù)為86%，變異系數(shù)為33%，可采面積占92%。補(bǔ)2線以南，頂板以砂巖為主，夾小片的泥巖或粉砂巖；補(bǔ)2線以北，頂板以粉砂巖為主，有部分泥巖，個(gè)別點(diǎn)為砂巖。底板以泥巖為主，少數(shù)為粉砂巖，個(gè)別點(diǎn)為砂巖。82煤以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)為主，部分煤層含一層夾矸，占見(jiàn)煤點(diǎn)的31%，個(gè)別含2層夾矸，夾矸多為泥巖。在補(bǔ)6線以南，82煤層不可采；在6-7線以北，除因受巖漿侵蝕而不可采外，其余均為可采，可采區(qū)基本上連續(xù)，為較穩(wěn)定的中厚煤層。（9）10煤層位于組的中部，上距82煤層84m左右。煤層兩極厚度0～4.54m，在整個(gè)二水平圍,平均厚2.48m?？刹芍笖?shù)為84.5%，變異系數(shù)為49%，按《礦井地質(zhì)規(guī)程》應(yīng)屬不穩(wěn)定煤層；在8-9線以北，平均厚2.74m，，煤層厚度0.70～1.30m的見(jiàn)煤點(diǎn)占5%，，1.31～3.50m的見(jiàn)煤點(diǎn)占50%，，大于3.50m的點(diǎn)占29%，，可采指數(shù)為84%，變異系數(shù)為34%。為較穩(wěn)定煤層。10煤層是本礦井主要可采煤層之一，無(wú)論是從區(qū)域賦存規(guī)律，還是從本礦井10煤層發(fā)育特征分析，其原生沉積為較穩(wěn)定型，但在本礦井的南部，由于受巖漿侵蝕作用，使其穩(wěn)定性遭到破壞。煤層頂板為泥巖、粉砂巖和砂巖，巖性變化復(fù)雜，砂巖與泥巖、粉砂巖常顯示相間出現(xiàn)。巖性變化大的地段，也恰好是煤層厚度變化較大的地段。頂板巖性與煤層厚度分布情況見(jiàn)圖3112。根據(jù)煤層頂板砂巖巖芯鑒定資料，砂巖中含有灰黑色，形狀不同，大小不一的泥質(zhì)或粉砂質(zhì)包體。而且有些砂巖帶基本與煤層缺失或變薄帶相一致，見(jiàn)圖3113，故推測(cè)10煤層的缺失或變薄大多由沖刷作用所致。10煤層雖受沖刷，但受沖刷的程度不均衡，僅局部見(jiàn)煤點(diǎn)受沖刷嚴(yán)重而不可采，從整體上看，沖刷對(duì)10煤層影響有限。在6線至3-3線之間，除補(bǔ)46（煤層厚度2.03m）、42（煤層厚度1.63m）、3-31（煤層厚度2.54m）3孔外，其余見(jiàn)煤點(diǎn)均大于2.80m。10煤層簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)較少，多含1層夾矸，夾矸一般為泥巖或炭質(zhì)泥巖。在8-9線以北，10煤層為絕大部分可采、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、較穩(wěn)定的中厚煤層?？刹擅簩忧闆r統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1-4。1.2.2地質(zhì)構(gòu)造桃園煤礦位于宿南向斜西翼的北段。宿南向斜為一寬緩的不完整向斜，其東翼受一組逆斷層的作用，破壞了其完整性。礦井被F2斷層切割分成兩塊，并且以F2斷層為界，地層走向發(fā)生了變化。其以北為北北西向，其以南為北北東向。礦井總體為走向近南北、向東傾斜的單斜構(gòu)造，僅在局部有小幅度的波狀起伏，地層傾角北部較陡（一般25°～30°，局部達(dá)40°以上），南部較緩（約為23°），地層傾角呈有規(guī)律變化。礦井構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷層不發(fā)育，全礦井共查出落差≥10m的斷層10條。小構(gòu)造在局部較為發(fā)育，在礦井建設(shè)與生產(chǎn)過(guò)程中已揭露出落差＜10m的斷層266條。在二水平圍，共有斷層5條（F1、F2、F4、DF2-1、DF3），主要集中于礦區(qū)北部，其中DF2-1、DF3斷層為桃園煤礦四、六采區(qū)三維地震新發(fā)現(xiàn)的小斷層。礦區(qū)局部發(fā)育巖漿巖，主要侵入于中部煤組與10煤組。陷落柱在該礦井也已發(fā)現(xiàn)。桃園煤礦褶曲構(gòu)造不甚發(fā)育，主要表現(xiàn)為波狀起伏。較大的波狀起伏位于補(bǔ)9線至補(bǔ)6線之間以與北部小區(qū)。主要表現(xiàn)為各煤層的深部底板等高線，呈寬緩的“S”表1-4可采煤層情況統(tǒng)計(jì)表煤層穿過(guò)點(diǎn)數(shù)/個(gè)巖漿侵入點(diǎn)煤厚煤層結(jié)構(gòu)面積/（km）2可采指數(shù)變異系數(shù)煤層類型穩(wěn)定類型備注合計(jì)見(jiàn)煤可采不可采沉缺斷缺不采用最小~最大平均/m夾矸（層）結(jié)構(gòu)類型可采面積不可采面積可采面積比率/%1232454336720.29~4.531.271043較復(fù)雜3.28083.749.4薄煤層較穩(wěn)定4262520510.35~2.241.00101簡(jiǎn)單2.57680.032.0薄煤層不穩(wěn)定補(bǔ)10線~補(bǔ)2線523631256220~1.891.152簡(jiǎn)單10.03.707375.722.2薄煤層不穩(wěn)定9線以北61403431332110~1.930.9341簡(jiǎn)單10.24.07283.821.0薄煤層不穩(wěn)定6313129310~1.290.80簡(jiǎn)單3.81.86769.212.6薄煤層不穩(wěn)定7-8線以南7152443865310~2.661.0032簡(jiǎn)單2.48677.628.7薄煤層不穩(wěn)定7241372413130~2.260.9392簡(jiǎn)單8.63.07460.033.7薄煤層不穩(wěn)定補(bǔ)11線~3-3線8230292541130~4.101.9191較簡(jiǎn)單8.40.709286.233.1中厚較穩(wěn)定7線以北6158499210~4.542.48197較簡(jiǎn)單12.72.38584.549.0中厚煤層不穩(wěn)定全區(qū)49464422110~4.542.7417較簡(jiǎn)單91.834.3中厚煤層較穩(wěn)定8-9線以北注：表中的夾矸層數(shù)，不包括巖漿巖影響區(qū)可采見(jiàn)煤點(diǎn)的夾矸；沉缺欄包括沖刷。型。8線附近背斜，9°；補(bǔ)8線向斜，波寬約1.5Km，波高約75m，南翼陡，北翼緩，兩翼地層傾角一般為5°～8°；補(bǔ)6線背斜，波寬約1.5Km，波高約70m，兩翼基本對(duì)稱，地層傾角一般5°～7°。有多條勘探控制，控制較為嚴(yán)密。桃園煤礦斷層構(gòu)造情況詳見(jiàn)表1-5。表1-5斷層情況一覽表斷層名稱性質(zhì)走向傾向度鉆孔控制地震控制與級(jí)別可靠程度程度F1正NENW70＞650＞2.51-23、1-25--基本查明F2正NWWNNE60＞400＞3.53-43、43、45--查明F4正NWWSSW700-120.40043--查出F2-1正近EWN--5-120.675--三維地震基本查明DF3正近EWN--0-100.700--三維地震基本查明各主要斷層控制情況如下：F1斷層：正斷層，為該礦井北部邊界斷層，走向北65°東，傾向北25°西，傾角70°，落差大于650m，兩端皆延伸出該礦井。有2個(gè)鉆孔穿過(guò)為基本查明斷層。F2斷層：正斷層，該斷層把該礦井分為南、北兩部分，走向N80°～88°W，傾向NNE，傾角60°，落差大于400m，兩端皆延伸出該礦井。有3個(gè)鉆孔穿過(guò)為查明斷層。F4正斷層：正斷層，位于F2斷層的南側(cè)，走向N77°W，傾向S13°W，傾角70°，落差0～12m，延展長(zhǎng)度0.4km，僅43孔揭露。桃園煤礦井田火成巖侵入煤系之中，并呈規(guī)律性分布。北部主要分布在F2斷層以北，一般侵入到中煤組，巖性為中性閃長(zhǎng)玢巖等，對(duì)7、8號(hào)煤破壞性較大，個(gè)別地點(diǎn)侵入到10號(hào)煤和其它煤組；南部巖漿巖分布在8～9勘探線以南至井田南部邊界，巖性為基性角閃安山巖與云英斜煌巖，主要侵入10號(hào)煤層附近。由于受火成巖侵入影響，煤層不同程度遭受破壞，表現(xiàn)為煤層被吞蝕和煤層分叉、變薄等現(xiàn)象。煤質(zhì)由氣煤變質(zhì)為弱粘結(jié)焦煤、無(wú)煙煤與天然焦等。1.2.3礦井水文地質(zhì)桃園煤礦地面較為平坦，據(jù)鉆孔孔口標(biāo)高統(tǒng)計(jì)，地面高程為+21.20～+27.10m，一般+23m左右。礦地勢(shì)大致上北高南低，但坡度不大。礦沒(méi)有大的河流，但人工溝渠縱橫，密如蛛網(wǎng)，最大的為運(yùn)糧河，自北向南流入澮河。澮河為中小型季節(jié)性河流，在祁南礦中部流過(guò)，距本礦南部邊界僅2.5km。礦溝渠流量受大氣降水控制，每年7-9月雨季時(shí)，水位較高，枯水季節(jié)（當(dāng)年10月至次年3月），溝渠水量很少甚至干涸。歷史上區(qū)域部發(fā)生多次洪水災(zāi)害。1950年以來(lái)，礦區(qū)曾發(fā)生三次較大水災(zāi)，分別為1954年7月17日，1963年6月30日和1965年7月16日，其中1965年的洪災(zāi)最大，本礦圍地面普遍積水。自1967年新汴河開(kāi)挖以后，增強(qiáng)了區(qū)域泄洪能力，礦區(qū)從未發(fā)生過(guò)洪災(zāi)。從生產(chǎn)中揭露的斷層水文地質(zhì)特征分析，由于礦坑的采掘打破了原來(lái)的地質(zhì)、水文地質(zhì)天然平衡條件，使某些斷層導(dǎo)水性有所增強(qiáng)，采掘中揭露的大于2m的斷層有淋水、滴水或滲水現(xiàn)象，甚至少數(shù)斷層有導(dǎo)水現(xiàn)象，這說(shuō)明斷層若溝通了富水巖層，而隔水層厚度小且破碎時(shí)，就有可能產(chǎn)生突水。預(yù)防斷層突水重點(diǎn)應(yīng)放在石灰?guī)r可能突水的部位。本礦在實(shí)際生產(chǎn)中揭露的小斷層較多，斷距大于10m的斷層只有8條，其中斷距大于400m的2條，斷距20～25m的2條，斷距大于10m而又小于20m的4條。按斷層性質(zhì)分，正斷層5條，逆斷層3條。斷層破碎帶分為扭性和壓扭性兩種類型，破碎帶巖性較為復(fù)雜，主要以泥巖、粉砂巖與少量砂巖為主，局部夾炭質(zhì)泥巖或煤，擠壓和揉皺現(xiàn)象嚴(yán)重。精查時(shí)在43孔對(duì)F2斷層進(jìn)了抽水試驗(yàn)，S=39.87m，q=0.00218l/s.m，k=0.0044m/d，水質(zhì)類型為HCO3-K.Na型，礦化度為0.523g/l。從試驗(yàn)資料看，涌水量較小，其單位涌水量也達(dá)到了隔水層的標(biāo)準(zhǔn)。其水化學(xué)成分也與其它含水層不同，說(shuō)明斷層與其它含水層水力聯(lián)系不太密切?？傊镜V的斷層在一般情況下富水性較弱，導(dǎo)水性較差。由于有松散層一、二、三隔水層的存在，尤其是三隔粘土層厚，粘性好，膨脹性強(qiáng)，隔水性能良好，能有效地阻隔其上的一、二、三含（包括大氣降水和地表水），與煤系水的水力聯(lián)系。(1)1～32煤上隔水層（段）除部分地段缺失外，厚度一般為60～100m，巖性為泥巖、砂巖、粉砂巖夾少量薄煤層，以泥巖、粉砂巖為主，砂巖裂隙不發(fā)育，鉆孔穿過(guò)此層位未發(fā)生沖洗液漏失較大現(xiàn)象，說(shuō)明此層段隔水性能較好。(2)32～4煤間含水層（段）本礦3煤層（組）中可采煤層為32煤，其直接頂板的巖性主要為泥巖、粉砂巖，部分鉆孔的32煤老頂為中、細(xì)粒砂巖，厚5～20m，一般厚約10m。32煤底板多為粉砂巖，厚3～10m，K3砂巖距32煤層底板20～30m，其一般為灰白色中細(xì)粒砂巖，厚0～40m，一般20m左右。該層段砂巖裂隙發(fā)育不均一，礦揭露此層位的補(bǔ)74、6-710等鉆孔在此層位發(fā)生漏水現(xiàn)象，說(shuō)明此層段含水性不均一，局部富水性較好。(3)4～6煤間隔水層（段）此層段間距為70～90m，以灰色泥巖、粉砂巖為主，夾1-3層薄層砂巖。巖性致密完整，裂隙不發(fā)育，穿過(guò)此層段的鉆孔只有個(gè)別孔發(fā)現(xiàn)沖洗液消耗量大的現(xiàn)象，此層段隔水巖層厚度較大，隔水性能較好。(4)6～9煤間含水層（段）此層段間距60～80m。61、63、71、82煤層為可采煤層。7煤、8煤的頂?shù)装鍘r性主要為砂巖、泥巖、粉砂巖，個(gè)別地帶有巖漿巖侵入。有砂巖1～4層，厚度20～30m。鉆探時(shí)，補(bǔ)25孔在7煤頂板中砂巖鉆進(jìn)時(shí)沖洗液消耗量大，3-42孔在8號(hào)煤下粗砂巖鉆進(jìn)中漏水。精查勘探時(shí)，在710和補(bǔ)25孔對(duì)7～8煤組砂巖含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，S=31.43～34.49m，q=0.00359～0.08231/s.m，k=0.0078～0.63m/d，礦化度為2.03g/l，水質(zhì)類型為SO4.Cl.HCO3-Na.Ca.Mg型（礦化度、水質(zhì)類型為補(bǔ)25孔抽水試驗(yàn)資料）。(5)9煤～10煤上隔水層（段）此層段間距一般60m左右，主要巖性為泥巖、粉砂巖夾1～2層砂巖。在9煤下15m左右礦普遍有一層鋁質(zhì)泥巖（K2）和粉砂巖，巖性致密，厚度較大。該層段分布穩(wěn)定，隔水性能良好。(6)10煤上下砂巖裂隙含水層（段）10煤頂板砂巖較為發(fā)育，細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，一般厚度為10～20m，直接底板以泥巖為主，部分鉆孔有砂巖和粉砂巖。其下為葉片狀砂泥巖互層，厚度為0～40m。此層段砂巖裂隙發(fā)育不均，局部裂隙發(fā)育較好，鉆探時(shí)，構(gòu)12孔在F2斷層南側(cè)，且處于露頭淺部，由于斷層影響，裂隙比較發(fā)育，施工時(shí)發(fā)生漏水現(xiàn)象。在構(gòu)12孔附近6m處施工的補(bǔ)26孔對(duì)此層位進(jìn)行了抽水試驗(yàn)S=38.87m，q=0.09491/s.m，k=0.45m/d，礦化度為2.08g/l，水質(zhì)類型為SO4.Cl-Na.Ca型。(7)10煤下至組一灰頂隔水層（段）該層段巖性以泥巖粉砂巖為主，夾1～2層砂巖，部分鉆孔見(jiàn)有砂泥巖互層與海相泥巖，其巖性致密，厚度較大。礦此層段分布情況由表1-6（此表統(tǒng)計(jì)了礦有10煤又見(jiàn)太灰的孔26個(gè)）和圖4203可以看出，除1-23孔因斷層影響10煤底至太灰頂間距縮短為32.62m外，一般間距為51.16～72.36m，平均61.43m。在一般情況下，開(kāi)采10煤時(shí)，此層段能起到隔水作用，但在局部地帶，由于受斷層影響或遇巖溶陷落柱，導(dǎo)致間距縮短甚至10煤與灰?guī)r“對(duì)口”接觸，則有可能造成“底鼓”或斷層突水。表1-610煤底至太灰頂間距統(tǒng)計(jì)表孔號(hào)間距/m孔號(hào)間距/m孔號(hào)間距/m孔號(hào)間距/m1-2332.6286258.3387358.11補(bǔ)10265.27構(gòu)1762.72檢357.767-81167.91補(bǔ)10364.27構(gòu)1652.666-718.51補(bǔ)8169.7559170.813349.46補(bǔ)6262.73補(bǔ)8258.17補(bǔ)12164.925-6165.99補(bǔ)6355.04補(bǔ)8363.00補(bǔ)12362.8097觀注172.36補(bǔ)6459.7281160.60補(bǔ)4160.91補(bǔ)6662.70補(bǔ)9751.16必須指出，原礦務(wù)局制定的《礦井水文地質(zhì)規(guī)程實(shí)施細(xì)則》中規(guī)定，局各礦在分階段、分工作面開(kāi)采10煤時(shí)，太灰的突水系數(shù)Ts值，正常塊段不大于0.07Mpa/m`時(shí)才是安全的，上述表中所計(jì)算結(jié)果，相當(dāng)大的部分都是不安全的，這部分均處在可能突水圍之，所以本礦更應(yīng)采取有效措施，防止太灰水對(duì)10煤開(kāi)采造成危害。相鄰生產(chǎn)礦井有祁南煤礦，稍遠(yuǎn)的有祁東煤礦、任樓煤礦和朱仙莊煤礦，以上各礦水文地質(zhì)特征與本礦基本相似，在正常情況下，含煤地層中斷層富水性弱，導(dǎo)水性差，一般情況下，太灰和奧灰水不是煤礦開(kāi)采的直接充水水源，但若遇導(dǎo)水構(gòu)造，巖溶陷落柱或封閉不好的鉆孔，太灰、奧灰水有可能突入井巷，給礦井造成危害。祁南煤礦與本礦以第10勘探線為界，2000年產(chǎn)煤85萬(wàn)噸，其一水平開(kāi)采為-550m。1998年礦井涌水量平均126.3m3/h，1999年月平均181m3/h，1998年8月～2000年7月兩年礦井正常涌水量平均為167.36m3/h，最大涌水量為1999年9月的涌水量199.8m3/h。任樓、蘆嶺、朱仙莊煤礦與本礦相距均為20km左右，目前各礦年產(chǎn)煤在100～200萬(wàn)噸之間，礦井正常涌水量為200m3/h左右。相鄰礦井的開(kāi)采可能造成一定區(qū)域圍的灰?guī)r、煤系和四含水位的下降，也可能造成一定圍的地面下沉，其它方面則影響不大，但各礦的有關(guān)水文地質(zhì)特征和參數(shù)對(duì)本礦有參考價(jià)值。1.2.4其它開(kāi)采地質(zhì)條件(1)煤層頂、底板特征由于本礦構(gòu)造不太復(fù)雜，中有少量寬緩褶皺，大、中型斷層不多，可采煤層頂、底板較平整，只有局部凹凸不平，頂板較完整，裂隙不很發(fā)育。煤層頂、底板復(fù)雜程度為Ⅱ類。(2)煤層傾角本礦地層傾角較大，北部一般在25°～30°，局部達(dá)40°以上，南部較緩,一般在23°左右，總體上礦井大部分地區(qū)傾角在20～30°之間，屬Ⅱ類。(3)其它特殊地質(zhì)因素eq\o\ac(○,1)地溫：本礦井恒溫帶深度確定為32m，其溫度為16.9℃，據(jù)井下實(shí)測(cè)地溫資料，大約礦井平均地溫梯度為2.55℃/百米，在一水平圍，地溫小于31℃為無(wú)熱害區(qū)，二水平圍，地溫主要為30～37℃eq\o\ac(○,2)瓦斯：據(jù)礦井瓦斯多年測(cè)定結(jié)果，礦井瓦斯相對(duì)涌出量皆大于10m3/t.d，定為高瓦斯礦井。eq\o\ac(○,3)煤的自燃和煤塵爆炸危險(xiǎn)性:本礦井各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性；大部分煤層具有自燃傾向。eq\o\ac(○,4)特殊地質(zhì)因素的評(píng)定：其它特殊地質(zhì)因素中，主要是瓦斯的危害性較大，鄰近的蘆嶺煤礦也為高瓦斯礦井，曾發(fā)生多次嚴(yán)重的瓦斯爆炸事故，因此，其它特殊地質(zhì)因素屬較復(fù)雜型，定為Ⅲ類。本礦井煤層頂、底板和煤層傾角的復(fù)雜程度為Ⅱ類，其它特殊地質(zhì)因素的復(fù)雜程度評(píng)定為Ⅲ類，因此，綜合評(píng)定其它地質(zhì)條件復(fù)雜程度為Ⅲ類。2礦井開(kāi)拓設(shè)計(jì)2.1井田境界與儲(chǔ)量2.1.1礦井境界礦井北界為F2斷層，南部以第10勘探線為界與祁南煤礦毗鄰，西界為10煤層露頭線，東界至32煤層-800m底板等高線的水平投影為界。井田南北走向長(zhǎng)約15km，東西傾向?qū)?.5～3.5km，井田面積約32km22.1.2礦井儲(chǔ)量(1)礦井工業(yè)儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量計(jì)算的方法選用平面投影地質(zhì)塊段法分煤層、分水平、分煤種、分級(jí)別進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算。在比例尺1：5000等高距為50m的煤層底板等高線圖上，以等高線、斷煤交線與各類技術(shù)邊界等為界線，將煤層分成若干塊段，測(cè)定各塊段的面積，按塊段的平均煤層厚度、平均容重計(jì)算各塊段的儲(chǔ)量，然后匯總（其中不穩(wěn)定煤層面積按30％折扣）。本次資源儲(chǔ)量計(jì)算劃分二個(gè)水平：一水平：-540m以上二水平：-540m～-760m塊段編號(hào)的方法：各水平塊段編號(hào)各自獨(dú)立，按由南向北，由淺到深，依次編號(hào)。編號(hào)均以四至五位數(shù)表示，第一位數(shù)字表示區(qū)號(hào)，用大羅馬數(shù)表示，中間二位阿拉伯?dāng)?shù)字表示該水平的塊段號(hào)，最后一位或二位（FC）表示塊段級(jí)別（F表示斷層；G表示工業(yè)廣場(chǎng)煤柱；K表示礦界煤柱）；各塊段的區(qū)號(hào)、塊段號(hào)、采用傾角、平均煤層厚度、儲(chǔ)量級(jí)別、面積等數(shù)據(jù)均反映在儲(chǔ)量圖上的塊段符號(hào)。。各塊段的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算按公式2-1計(jì)算：(2-1)式中：Q——塊段煤炭?jī)?chǔ)量，t；S——塊段面積，m2；m——塊段垂直頂板方向的煤層平均煤層厚度，m；D——地段煤層平均視密度，t/m３；β——地段煤層平均傾角。計(jì)算參數(shù)的確定：eq\o\ac(○,1)煤厚:采用塊段或塊段附近見(jiàn)煤點(diǎn)厚度（包括適當(dāng)選擇井下揭露的煤層厚度）以算術(shù)平均法求得塊段平均厚度。當(dāng)與不可采邊界接觸時(shí)，適當(dāng)取最低可采厚度再用算術(shù)平均法求得塊段平均厚度。確定采用厚度的原則系按照《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》中有關(guān)規(guī)定：a、當(dāng)煤層中夾矸的單層厚度不大于0.05米b、當(dāng)夾矸厚度大于0.05米c、當(dāng)夾矸單層厚度等于或大于煤層最低可采厚度時(shí)，被夾矸分開(kāi)的煤層作為獨(dú)立煤層，分別計(jì)算儲(chǔ)量。d、復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，當(dāng)各煤分層的總厚度等于或大于所規(guī)定的最低可采厚度，同時(shí)夾矸的總厚度不超過(guò)煤分層總厚度的1/2時(shí)，以各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度；夾矸不穩(wěn)定，無(wú)法進(jìn)行煤分層對(duì)比的復(fù)煤層，當(dāng)夾矸的總厚度不超過(guò)煤分層總厚度的1/2時(shí)，以各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度。夾矸單層厚度不受最低可采厚度的限制。當(dāng)煤層出現(xiàn)特厚點(diǎn)或突然變薄時(shí)，視其原因適當(dāng)取舍。eq\o\ac(○,2)塊段傾角采用塊段和相鄰塊段50m等高距的平均寬度經(jīng)三角函數(shù)計(jì)算求得。eq\o\ac(○,3)視密度本報(bào)告采用各煤層采樣點(diǎn)視密度的算術(shù)平均值作為各煤層的視密度，見(jiàn)表2-1。表2-1各可采煤層視密度采用一覽表煤層32452616371728210QMTRQMTR視密度1.401.361.361.451.381.371.361.351.741.331.73礦井煤層儲(chǔ)量的最低可采厚度0.60米，原煤最高灰分40%。參與計(jì)算的共十層煤，其中32、71、10煤層屬較穩(wěn)定煤層，4、52、61、63、72、81、82煤層屬不穩(wěn)定煤層。全井田工業(yè)儲(chǔ)量A+B+C級(jí)為17525.6萬(wàn)噸，其中A+B級(jí)為10334.8萬(wàn)噸，占井田A+B+C級(jí)儲(chǔ)量的59%。第一水平（-520米）A+B+C級(jí)為9107.7萬(wàn)噸，其中A+B級(jí)為6176.5萬(wàn)噸，占第一水平儲(chǔ)量的67.8%。主采煤層10煤的工業(yè)儲(chǔ)量為6611.6萬(wàn)噸，占礦井工業(yè)儲(chǔ)量的18%。（2）可采儲(chǔ)量本井田的可采儲(chǔ)量的計(jì)算是由工業(yè)儲(chǔ)量減去永久煤柱損失量,然后再乘以采取回采率得來(lái)得，其計(jì)算公式為:（2-2）式中:Zk——可采儲(chǔ)量,t；Zg——工業(yè)儲(chǔ)量,t；K——采區(qū)回采率，%；p——永久煤柱損失量,t?？紤]到地質(zhì)與水文地質(zhì)損失率，可采量?jī)?chǔ)量的計(jì)算公式：(2-3)式中：Qk——可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸；Q永——全礦性永久煤柱，萬(wàn)噸；K——采區(qū)設(shè)計(jì)回采率,%；設(shè)計(jì)采區(qū)回采率按規(guī)程規(guī)定取值為：薄煤層采用85%，中厚煤層采用80%，厚煤層采用75%；N——地質(zhì)與水文地質(zhì)損失率，%；本礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)損失系數(shù)采用：厚煤層3%、中厚煤層5%、薄煤層7%。各種界線的確定和永久煤柱的計(jì)算：eq\o\ac(○,1)煤類界線煤與天然焦之間界線為兩工程點(diǎn)連線的1/4處，其中1/4為煤，3/4為天然焦。eq\o\ac(○,2)可采邊界a、當(dāng)相鄰兩見(jiàn)煤工程點(diǎn)中一個(gè)煤層厚度達(dá)不到工業(yè)指標(biāo)，另一煤層厚度達(dá)到了工業(yè)指標(biāo)時(shí)，利用插法求出可采邊界。b、當(dāng)相鄰兩工程點(diǎn)中一個(gè)不見(jiàn)煤（無(wú)論是沉缺還是河流沖刷），另一個(gè)煤層厚度達(dá)到工業(yè)指標(biāo)，則取兩工程點(diǎn)連線的中點(diǎn)為零點(diǎn)，再用插法求得可采邊界。c、當(dāng)相鄰兩工程點(diǎn)中一個(gè)為可采煤層，另一個(gè)為巖漿巖，則取兩工程點(diǎn)連線的中點(diǎn)為零點(diǎn)，再用插法求出可采邊界。eq\o\ac(○,3)工業(yè)廣場(chǎng)、風(fēng)井煤柱邊界與煤柱損失經(jīng)礦業(yè)集團(tuán)桃園煤礦測(cè)算的工廣、風(fēng)井保安煤柱邊界為準(zhǔn)。根據(jù)場(chǎng)地平面幾何形狀和尺寸，按照《地面建筑物與主要井巷保護(hù)暫行規(guī)程》規(guī)定，計(jì)算留設(shè)煤柱的數(shù)量如下:工業(yè)場(chǎng)地煤柱：1185.5萬(wàn)噸。中央風(fēng)井場(chǎng)地煤柱：223.8萬(wàn)噸。合計(jì)：1408.3萬(wàn)噸。eq\o\ac(○,4)斷層煤柱根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)際情況，斷層煤柱按如下規(guī)定留設(shè)：落差大于10m，小于或等于30m的斷層兩側(cè)各留20m斷層煤柱；落差大于30m，小于或等于50m的斷層兩側(cè)各留30m斷層煤柱；落差大于50m的斷層兩側(cè)各留50m斷層煤柱。斷層煤柱為120.0萬(wàn)噸。eq\o\ac(○,5)礦界煤柱:按規(guī)定，在礦井的南端10勘探線北側(cè)，留設(shè)20m的礦界煤柱，其儲(chǔ)量為38.8萬(wàn)噸。eq\o\ac(○,6)鐵路保安煤柱:按原煤炭工業(yè)部制定的《建筑物、水體、鐵路與主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》留設(shè)鐵路（京滬線的一段）保安煤柱。eq\o\ac(○,7)村莊壓煤:礦井圍，礦井設(shè)計(jì)擬定村莊搬遷、村莊壓煤圍已計(jì)算了可采儲(chǔ)量。eq\o\ac(○,8)防水煤柱:本井田第四含水層直接覆蓋于煤層露頭之上，應(yīng)留設(shè)防水煤柱，以保證安全。a、按照《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)》，導(dǎo)水層裂隙帶最大高度經(jīng)驗(yàn)公式：(2-4)另加保護(hù)層厚度：(2-5)式中：Hf——導(dǎo)水層裂隙帶最大高度，米；M——累計(jì)采高，米；m——煤層厚度，米；n——分層層數(shù)；Ha——保護(hù)層厚度，米。b、根據(jù)礦業(yè)集團(tuán)實(shí)踐和觀察資料，導(dǎo)水層裂隙帶最大高度計(jì)算方法經(jīng)驗(yàn)公式：H1=16.8m1+10H2=10.6(m1+m2)+10H3=5.6(m1+m2+m3)+10式中：m1、m2、m3—分別為一分層、二分層、三分層的采高，米；H1、H1、H1—分別為一、二、三分層導(dǎo)水層裂隙帶高度，米。3-3-245-26-16-37-1圖2-1二水平各煤層資源量比例108-27-2取最大值，防水煤柱：989.0萬(wàn)噸。本礦井的可采儲(chǔ)量為12718.8萬(wàn)噸，其中第一水平可采儲(chǔ)量為6567.7萬(wàn)噸，第二水平（-540m～-760m）可采儲(chǔ)量為6151.1萬(wàn)噸，其比例見(jiàn)圖2-1。2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限2.2.1礦井工作日制度按統(tǒng)配煤礦正規(guī)礦井設(shè)計(jì)的要求，規(guī)定如下工作日制度：礦井年工作日為330日。每天凈提升時(shí)間為16小時(shí)；每晝夜一個(gè)循環(huán)，三班作業(yè)，每班工作8小時(shí)；兩班采煤，一班檢修；掘進(jìn)因工序簡(jiǎn)單，可以3班連續(xù)工作。2.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限在劃分井田圍，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力A一定時(shí)，可以計(jì)算礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限T：（2-6）式中：Z——礦井的開(kāi)采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸；T——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，年；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)噸；K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)；我國(guó)的生產(chǎn)實(shí)踐的值為1.3～1.5，本礦井取1.5。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力大小，礦井分為不同的井型，表2-2給出了不同井型，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量符合表中數(shù)據(jù)。表2-2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要類型分類年產(chǎn)量/萬(wàn)噸/年大型120、150、180、240、300、400與以上中型45、60、90小型9、15、21、30小煤礦6～8、3～5、3以下根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)》的規(guī)定，為發(fā)揮投資效益和保證礦井正常生產(chǎn)接替與穩(wěn)定發(fā)展，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限和第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限不應(yīng)小于表2-3所列數(shù)值。表2-3礦井與第一開(kāi)采水平設(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第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a煤層傾角<25°煤層傾角25°～45°煤層傾角>45°6.0與以上7035————3.0～5.06030————1.2～2.4502520150.45～0.940201515對(duì)于本井田，設(shè)計(jì)四種方案進(jìn)行比較，見(jiàn)表2-4。表2-4生產(chǎn)能力服務(wù)年限對(duì)照表方案ⅠⅡⅢⅣ設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力/萬(wàn)噸/年服務(wù)年限/年第一水平服務(wù)年限/年909448.612070.736.515056.529.218047.124.3對(duì)照表2-3可得以上四種方案均能滿足服務(wù)年限要求，考慮到當(dāng)前能源消耗量的不斷增長(zhǎng)形勢(shì)，與國(guó)家在今后幾年將停止對(duì)探礦權(quán)的批準(zhǔn)，當(dāng)前與今后相當(dāng)一段時(shí)間，煤炭能源供應(yīng)緊、需求量比較大的局面不會(huì)得到徹底改變，所以應(yīng)盡量加大礦井生產(chǎn)能力。但是由于該井田斷層群積聚，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，瓦斯含量高，煤層容易自然，如果一開(kāi)始就設(shè)計(jì)過(guò)高的生產(chǎn)能力就給初期建井帶來(lái)巨大壓力，所以比較合適的年生產(chǎn)能力是150萬(wàn)噸。150萬(wàn)噸的年生產(chǎn)能力和其他方案相比還有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）與90萬(wàn)噸、120萬(wàn)噸方案相比有優(yōu)點(diǎn)：eq\o\ac(○,1)該井田交通便利、電源充足，且煤炭資源的需求量比較大、煤炭?jī)r(jià)格比較高，在經(jīng)濟(jì)上，采用相對(duì)比較大的礦井可以獲取更大的利潤(rùn)。eq\o\ac(○,2)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用隨著生產(chǎn)能力增大而減少，采用150萬(wàn)噸/年的礦井可以節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用，從而提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益。eq\o\ac(○,3)本礦井主要可采煤層十層，構(gòu)造較簡(jiǎn)單可以適當(dāng)布置綜合機(jī)械化開(kāi)采，構(gòu)造復(fù)雜則布置小采區(qū)普通機(jī)械或者炮采，可以達(dá)到較高的生產(chǎn)能力。由于礦井采用綜采、普采等采煤工藝相結(jié)合，能夠有效地進(jìn)行采區(qū)接替，使礦井開(kāi)拓、生產(chǎn)、運(yùn)輸協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，滿足礦井生產(chǎn)能力要求。（2）與180萬(wàn)噸方案有優(yōu)點(diǎn)：eq\o\ac(○,1)井田面積小，煤層厚度較薄且可采厚度不均勻，礦井生產(chǎn)能力受到限制；eq\o\ac(○,2)初期建井工程量較小，比如所選的設(shè)備較小、井筒巷道斷面較小、掘進(jìn)速度較快；工作面單產(chǎn)較低、瓦斯涌出少、所需風(fēng)量較少，有利于礦井安全管理；eq\o\ac(○,3)比較容易達(dá)到核定生產(chǎn)能力，有利于為今后的安全穩(wěn)產(chǎn)，為將來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)能力留有空間。根據(jù)上述比較，本設(shè)計(jì)認(rèn)為，該井田應(yīng)建大礦井。從井下開(kāi)拓布局看，采區(qū)接替能保證，隨著煤炭行業(yè)新技術(shù)的不斷發(fā)展和利用，可以達(dá)到年產(chǎn)150萬(wàn)噸的礦井生產(chǎn)能力。因此，本礦井采用生產(chǎn)能力為1.5Mt/a的礦井，礦井服務(wù)年限為60.8年，其中第一水平的服務(wù)年限為29.2年。2.3井田開(kāi)拓2.3.1井田開(kāi)拓方式的確定礦井開(kāi)拓方式按并筒傾角不同分為平硐、斜井、立井三種形式。凡用一種井筒形式開(kāi)拓整個(gè)井田的屬于單一開(kāi)拓，否則屬于綜合開(kāi)拓。礦井單一開(kāi)拓方式分類與適用條件，見(jiàn)表2-5。表2-5礦井開(kāi)拓方式分類與適用條件開(kāi)拓方式分類優(yōu)缺點(diǎn)適用條件備注平硐開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)拓、運(yùn)輸、排水等系統(tǒng)簡(jiǎn)單，省去了提升、排水環(huán)節(jié)與設(shè)備；煤炭、矸石可直接運(yùn)到地面；平硐施工技術(shù)簡(jiǎn)單等。缺點(diǎn)：平硐開(kāi)拓受到地形條件的限制山嶺起伏地區(qū)；平硐水平以上有足夠的煤炭?jī)?chǔ)量；煤層埋藏深度在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面上；沖積厚度小于10m沖積厚度從硐口算起（不包括路塹長(zhǎng)度）斜井開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：斜井井筒施工簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低；斜井用膠帶提煤時(shí)，提升能力大；有利于礦井延深施工和新舊水平接替等缺點(diǎn)：在開(kāi)采深度一樣條件下，斜井井筒比立井長(zhǎng)，鋪設(shè)的管線也長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用高，通風(fēng)、排水阻力大；受自然條件限制煤層賦存厚度0～500m，沖積厚度小于20～40m，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層沖積厚度專指含水砂層立井開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：井筒能夠通過(guò)復(fù)雜地質(zhì)條件（如流砂層）的地段，機(jī)械化程度高；圓形斷面井筒維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好；井筒敷設(shè)的管線短，人員、材料升降速度快缺點(diǎn)：井筒施工復(fù)雜、開(kāi)鑿費(fèi)用高，掘進(jìn)速度慢煤層賦存厚度200～1000m；沖積厚度為20～400m;煤層上賦巖層水文地質(zhì)條件復(fù)雜，井筒需要特殊方法施工；多水平開(kāi)采的急傾斜煤層根據(jù)上述開(kāi)拓方式的優(yōu)缺點(diǎn)與桃園礦井自身?xiàng)l件，本設(shè)計(jì)采用立井開(kāi)拓方式。其理由有以下幾點(diǎn)：（1）桃園井田地勢(shì)平坦，不具備平硐開(kāi)拓方式。（2）雖然斜井開(kāi)拓有施工簡(jiǎn)便，建設(shè)快、投資少的優(yōu)點(diǎn)，但一般生產(chǎn)能力較小、生產(chǎn)費(fèi)用高，過(guò)去多用于中小礦井使用。雖然在開(kāi)采淺部時(shí)斜井比立井距離短，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，用立井在后期的生產(chǎn)中更有利于開(kāi)采水平的延深。（3）斜井井筒比立井長(zhǎng)，鋪設(shè)的管線也長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用高，通風(fēng)、排水阻力大。而立井井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，增效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短、人員升降速度快。（4）立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制，技術(shù)上也比較可靠。立井能通過(guò)復(fù)雜的地質(zhì)條件，提升能力大．機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制。本井田為走向南北、傾斜向東的單斜構(gòu)造，沖擊層厚度一般為280—300米，煤層埋藏較深，從煤層露頭至深部精查勘探境界高500米左右。煤層傾角一般20°--30°，斜長(zhǎng)1000—1500米。32煤層至10煤層，層間距離平均250—330米。-800米水平以下煤層上可繼續(xù)開(kāi)采，以此，確定采用立井主石門開(kāi)拓方式。2.3.2井口與工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇選擇井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角給予表示。井筒到了開(kāi)采水平的深度，用井口與水平標(biāo)高與井筒傾角、斜長(zhǎng)等表示；平硐則用水平長(zhǎng)度表示。根據(jù)本井田特點(diǎn)，設(shè)計(jì)對(duì)井口與工業(yè)場(chǎng)地位置選擇主要考慮以下因素：（1）地面條件eq\o\ac(○,1)井口附近要有一定圍，用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括主、副井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結(jié)構(gòu)物。盡量不占或少占良田，不占經(jīng)濟(jì)園林，建井期間不遷村莊，投產(chǎn)初期少遷移村莊。eq\o\ac(○,2)選擇礦井位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形。井口附近不能過(guò)分低洼，應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要盡可能避開(kāi)滑坡、巖崩、流砂和泥石流危險(xiǎn)區(qū)，以與其它不利施工的工程地質(zhì)條件。井筒應(yīng)放在表土層薄和無(wú)底礫層的地方。eq\o\ac(○,3)適當(dāng)照顧井田深部開(kāi)采。eq\o\ac(○,4)加速施工準(zhǔn)備、減少礦井生產(chǎn)期間配套工程、縮短工人居住區(qū)與井口的距離都應(yīng)作為比較因素。鐵路專用線要短，工程量要少。因煤礦用電量大．每噸原煤消耗30--70千瓦／小時(shí)(包括水力采煤)，應(yīng)使井口位置靠近國(guó)家大區(qū)電網(wǎng)或容量、等級(jí)符合要求的一次變電所。為了有利生產(chǎn)方便生活，使工人有充裕的休息時(shí)間，居住區(qū)位置距離礦井，一般不應(yīng)大于2.5公里。eq\o\ac(○,5)鐵路專用線盡量避開(kāi)開(kāi)采后的塌陷區(qū)，以減少鐵路的維護(hù)費(fèi)用。（2）井下條件eq\o\ac(○,1)盡量位于儲(chǔ)量中心，保持兩翼均衡生產(chǎn)，使生產(chǎn)過(guò)程風(fēng)、運(yùn)輸合理，減少生產(chǎn)費(fèi)用。井田儲(chǔ)量一定時(shí)，沿井田走向大巷運(yùn)輸功的變化可因井筒位置不同而成倍增加。當(dāng)井田形狀規(guī)則，儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，最小運(yùn)輸功位置恰在井田中心。井筒設(shè)于此處，不僅達(dá)運(yùn)輸費(fèi)低、巷道維護(hù)、采區(qū)準(zhǔn)備與通風(fēng)費(fèi)也相應(yīng)降低。若井筒設(shè)在井田邊界，運(yùn)輸功將增大一倍。所以大型礦井或高瓦斯礦井，如無(wú)特殊原團(tuán)，盡量避免單翼開(kāi)采。如采用多水平開(kāi)拓，應(yīng)按初、后期石門長(zhǎng)度總和最小確定井筒位置。如總工程量一樣，應(yīng)盡量減少初期石門長(zhǎng)度。eq\o\ac(○,2)副井井筒與井底車場(chǎng)連接處，主井底卸載點(diǎn)與裝載峒室等盡可能處于巖性較好的層位中。若煤層底板有強(qiáng)含水層，井筒位置應(yīng)設(shè)在沿傾斜方向的深部，使井底車場(chǎng)位于煤層頂板。eq\o\ac(○,3)盡量少壓煤，壓煤便于后期回收。工業(yè)場(chǎng)地煤柱量多少，因煤層厚度、賦存深度和場(chǎng)地圍大小而異，一般約為全井工業(yè)儲(chǔ)量3—7％。包括風(fēng)井煤柱時(shí)不超過(guò)10％。eq\o\ac(○,4)為使礦井投產(chǎn)后盡快達(dá)到設(shè)計(jì)能力，必須把初期采區(qū)和井筒位置選在勘探程度高，構(gòu)造消楚、簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定、開(kāi)采條件好的塊段，