東泰礦業(yè)公司一號(hào)礦-620水平設(shè)計(jì)說(shuō)明書采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、前　　言 山東東泰礦業(yè)有限公司一號(hào)礦（下簡(jiǎn)稱一號(hào)礦）位于淄博市淄川區(qū)嶺子鎮(zhèn)境內(nèi)，系屬濟(jì)東煤田（原章丘煤田）的最東部，與淄博煤田毗鄰，隸屬淄博市淄川區(qū)。一號(hào)礦水平有±0水平、-350水平、-550水平；開采深度+150m～-1100m，開采3、4、7、10煤層，3煤層厚度為0.72～0.88m，平均0.80m，煤層厚薄變化大，煤層上部的夾矸和偽頂變化也比較大，煤層開采條件復(fù)雜，局部變?yōu)椴豢刹伞?煤層厚度在可采儲(chǔ)量區(qū)內(nèi)為0.6～0.75m，平均0.68m，煤質(zhì)較好。7煤層煤厚為1.22～2.55m，平均1.77m。7煤層原為礦井主采煤層，歷經(jīng)50多年的開采，現(xiàn)在只剩余極少量的邊角煤和煤柱，無(wú)法布

2、置正規(guī)面開采。10-2·3煤層在本井田大部分范圍被巖漿侵入破壞，在無(wú)巖漿侵蝕區(qū)內(nèi)，煤層厚度0.35～3.02m，平均1.44m，煤層下距含水徐灰50m，含水奧灰70m。因受徐、奧灰高承壓水的威脅，只能條帶開采。目前可采儲(chǔ)量很少（淺部已經(jīng)開采完畢）。2009年底分煤層可采儲(chǔ)量分別為3煤層243.8萬(wàn)噸，4煤層46.3萬(wàn)噸，7煤層28.1萬(wàn)噸（全部為大巷煤柱和少量邊角煤），10煤層122.8萬(wàn)噸。主采煤層為3、10煤層，4煤層為配采煤層。礦井服務(wù)年限7.5年；設(shè)計(jì)能力0.21Mt/a，核定生產(chǎn)能力0.72 Mt/a；核定通風(fēng)能力0.75 Mt/a，2008年實(shí)際生產(chǎn)原煤45.4萬(wàn)t，2009年實(shí)際

3、生產(chǎn)原煤56.7萬(wàn)t。 一號(hào)礦采用斜井多水平開拓，目前生產(chǎn)水平為-350水平、-550水平。-350水平生產(chǎn)采區(qū)為410采區(qū)，雙翼開拓，采用走向長(zhǎng)壁后退式高檔普采和炮采采煤法，全部陷落法管理頂板，截至2008年底410采區(qū)預(yù)計(jì)剩余可采儲(chǔ)量8萬(wàn)t，僅布置414上工作面1個(gè)采煤工作面精采細(xì)采。待該工作面回采完畢后，-350水平不作為生產(chǎn)水平。根據(jù)《山東省煤炭工業(yè)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)工作的意見》魯煤安管【2010】162號(hào)文要求，“一個(gè)生產(chǎn)水平的大中型煤礦不得布置三個(gè)及以上采區(qū)、四個(gè)及以上采煤工作面同時(shí)生產(chǎn)?！?，一號(hào)礦迫切需要布置一個(gè)-620輔助生產(chǎn)水平連同現(xiàn)-550生產(chǎn)水平同時(shí)生產(chǎn)，從而在較長(zhǎng)

4、時(shí)間內(nèi)保證礦井核定生產(chǎn)能力和持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。 -620水平主采4煤層，位于現(xiàn)790采區(qū)一節(jié)座底東部，利用現(xiàn)有的790采區(qū)下山作為-620水平集中下山，布置有420采區(qū)和430采區(qū)，首采區(qū)（420采區(qū)）主方案巷道布置從790軌道下山座底七反三軌道上山一路橫貫內(nèi)開門掘進(jìn)-620水平進(jìn)風(fēng)巷道530m，然后調(diào)線開門掘進(jìn)420軌道上山，并通過(guò)420進(jìn)風(fēng)道與790采區(qū)頂盤車場(chǎng)相連。從790軌道下山4路橫貫平推車場(chǎng)，調(diào)線反掘-620水平回風(fēng)巷道65m與790皮帶道座底上倉(cāng)巷道貫通，然后正掘-620水平回風(fēng)巷道270m與420風(fēng)道上山、420軌道上山相連。-620水平回風(fēng)道通過(guò)煤倉(cāng)與420皮帶道相連，并在煤倉(cāng)

5、上倉(cāng)口布置煤倉(cāng)進(jìn)回風(fēng)巷道，使煤倉(cāng)形成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。430采區(qū)位于420采區(qū)的下部，兩個(gè)采區(qū)共用一個(gè)煤倉(cāng)。-620水平地質(zhì)儲(chǔ)量47.82萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量38.2萬(wàn)t，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力8萬(wàn)t/a，服務(wù)年限5年。-620水平首采面投產(chǎn)掘進(jìn)巷道工程量3430m，投資費(fèi)用1696.13萬(wàn)元（其中首采面設(shè)備及安裝費(fèi)1000萬(wàn)元）。 根據(jù)《山東省煤炭工業(yè)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)工作的意見》魯煤安管【2010】162號(hào)文要求，兩個(gè)水平同時(shí)生產(chǎn)的煤礦應(yīng)按隸屬關(guān)系經(jīng)省屬煤炭企業(yè)、市煤炭管理部門批準(zhǔn)，報(bào)省煤炭工業(yè)局備案。依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)法律和被公司批準(zhǔn)的“-620水平地質(zhì)說(shuō)明書”，編制-620水平設(shè)計(jì)如下，審

6、批后執(zhí)行。 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 第一節(jié) 井田概況 一、交通位置 一號(hào)礦地理坐標(biāo)在北緯36°38′10″～36°41′21″、東經(jīng)117°44′58″～117°49′20″。井田東部以20573500經(jīng)線為界，其東部有禹王山斷層（F1）與淄博煤田相鄰，為勘探東邊界。西部以朱家莊斷層（F6）與本礦寶山井井田分界，南至10-2.3煤層露頭，北至山東省國(guó)土資源廳2008年5月12日頒發(fā)的采礦許可證批準(zhǔn)邊界。全井田東西長(zhǎng)5.2km，南北寬4.3km，面積22.47km2。 膠濟(jì)鐵路自井田西北5km處橫向穿過(guò)，西至濟(jì)南

7、與津浦線相連，通往全國(guó)各地；礦有鐵路專用線在王村車站與膠濟(jì)線接軌。此外，尚有濟(jì)青公路和昆王公路，呈十字交叉穿過(guò)本井田，交通便利。 二、地形地貌及水系 井田地形屬山間谷地型，南部為奧陶系灰?guī)r組成的山脈（+200～+400m），北部為侏羅系地層和巖漿巖組成的白云山脈（+744m），南北高山所夾的山間凹地之間，有崇山山崗（+320m），使井田形成南北兩個(gè)不對(duì)稱的東西開口的槽狀地形。南部槽較狹長(zhǎng)，地形起伏不平；北部槽較平坦開闊，多為第四系沉積層覆蓋，僅殘留有芙蓉山、碾子山和太師山三個(gè)侏羅系地層組成的小山崗（+154～+157m）。故井田地貌呈駝峰形，地面標(biāo)高+100～+320m。三個(gè)斜井口標(biāo)高為

8、：提矸副井Z=171.8m；提人副井Z=170.4m；主井Z=169.0m。 井田內(nèi)河流不發(fā)育，有4條季節(jié)性的河流： 范陽(yáng)河：在本井田西部邊界呈南北流向，至井田中部偏北折向東，橫穿井田匯入萌山水庫(kù)。該河自上游接受沿途礦坑排水，常年有水，但水量不大，一般為300～500m3/h。雨季大面積地表逕流水匯入該河，水量較大。1964年雨季，該河最高洪水位+165m。 馬當(dāng)口河：在井田的中西部，屬季節(jié)性河流，發(fā)源于井田南部山區(qū)，向北匯入范陽(yáng)河，僅雨季短時(shí)過(guò)水，1964年最高洪水位+163m。 十八道河：位于崇山南麓與井田走向大致平行，發(fā)源于崇山和南部奧灰山區(qū)兩大分水嶺之間的地表逕流水，并沿途接受

9、礦坑排水，自嶺子鎮(zhèn)張家莊、下店、下河、楊家店、河洼、磁村鎮(zhèn)上甘泉流出井田之外，匯入萌山水庫(kù)。 碾子山河：發(fā)源于碾子山北部山區(qū)的地表逕流水，自西北東南向流入碾子山水庫(kù)，經(jīng)溢洪道匯入范陽(yáng)河，該河也是短時(shí)過(guò)水的季節(jié)性河流。 三、氣象及地震烈度 井田區(qū)域?qū)俅箨懠撅L(fēng)性氣候，四季分明，全年各月平均風(fēng)速2.6～3.4m/s，全年最多風(fēng)向C，頻率27。春季干旱多西南風(fēng)，夏季濕熱多雨，秋季晴朗干旱，冬季干燥寒冷，少雪多風(fēng)；冬季最短日照不足10小時(shí)，夏季白晝最長(zhǎng)達(dá)15小時(shí)以上，年平均氣溫13～14℃，地面結(jié)冰期一般從當(dāng)年11月至次年的3月，最大凍土深度0.4m，土壤解凍期一般在2月中旬，最晚為3月上旬。

10、井田區(qū)域內(nèi)的大氣降水情況，依據(jù)最近11年統(tǒng)計(jì)數(shù)字（1998～2009年），年平均降水量為736.8mm，其中1998年最大達(dá)939.4mm，2001年最小僅390.8mm，本區(qū)內(nèi)大氣降水具有明顯的季節(jié)特征，多集中在7～8月份，占全年降水量的52%左右。據(jù)40余年來(lái)的統(tǒng)計(jì)，年降水量超過(guò)1000mm以上的有兩個(gè)年份，即1964年的1350.1mm和1990年的1140.6mm，日降水量超過(guò)200mm的有兩天，即1964年7月7日225.0 mm和1997年8月19日210.0mm。無(wú)雨期最長(zhǎng)的是自1966年10月起至1967年6月止，連續(xù)9個(gè)月沒有降水，是本井田有史以來(lái)最為干旱的一年。 地震動(dòng)峰

11、值加速度（設(shè)計(jì)基本加速度）0.05g（抗震設(shè)防裂度6級(jí)），地震動(dòng)反映譜特征周期0.45s（中硬）。歷史上沒有發(fā)生過(guò)地震。 第二節(jié) 地質(zhì)特征 一、地質(zhì)構(gòu)造 1、井田地質(zhì)概況 本井田位于嶺子—明水斜地的最東部，東以東降西升的禹王山斷層(F1) 與淄博向斜相鄰，西有西降東升的朱家莊斷層（F6）與寶山礦分界。本井田位于兩斷層之間組成的地壘之中，并以兩斷層為東西自然邊界。井田地層產(chǎn)狀為向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層走向近東西，略有起伏，井田西端邊界斷層F6有近800m范圍，因受斷層牽引和水平位移，局部地層走向變化大，約為NW45°～50°。從井田整體情況看，地層傾角變化規(guī)律是自淺而深逐漸變緩（20°

12、～12°）；在走向方向上，自西而東逐步變緩（20°～12°）；在淺部和西部，因受斷層擠壓地層傾角達(dá)20°以上。本井田屬于構(gòu)造中等局部偏復(fù)雜和主要煤層賦存穩(wěn)定到較穩(wěn)定井田。 2、地層 本井田位于濟(jì)東煤田東部，系古生代華北型含煤沉積，井田地層有寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系、侏羅系和第四系組成。本井田可采煤層的賦存期為石炭系太原組和二疊系山西組，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下： （1）石炭系（C） 假整合于奧陶系石灰?guī)r之上，為海陸交互相沉積，下統(tǒng)缺失，只存中上兩統(tǒng)。中統(tǒng)為本溪組，上統(tǒng)為太原組。 太原組（C3t） 整合沉積于本溪組之上，下界面為11煤層底板，上界面為一灰以上3煤層底板砂巖或砂頁(yè)巖底面，總

13、厚度為68.79～266.5m，平均172.14m，為本井田主要含煤地層。巖性有砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、砂頁(yè)巖、頁(yè)巖、粘土頁(yè)巖、薄層石灰?guī)r及煤層組成，共含煤10余層，其中可采煤層有4煤層、7煤層和10-2、3煤層。 （2）二疊系（P） 整合接觸于石炭系之上，下界面為3煤層底板砂巖或砂頁(yè)巖底面，上界面為侏羅系底礫巖，為過(guò)渡陸相含煤沉積巖地層。井田地表零星出露，分下統(tǒng)和上統(tǒng)。下統(tǒng)分為山西組和下石盒子組。 山西組（P1S） 下界面為3煤層底板砂巖或砂頁(yè)巖底面，上界面為慣稱的“S”層砂巖底面，總厚度40.48～121.19m，平均72.22m。巖性由砂巖、砂頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、粘土頁(yè)巖和煤組成。顏色

14、由灰、深灰、黑灰、灰黑至黑色，為主要含煤地段，共含煤5層，其中可采煤層有3煤層。 3、褶皺及斷層 井田內(nèi)以高角度正斷層為主，斷層傾角一般在70°左右。落差大于10m的正斷層共有11條，包括邊界斷層；另有3條逆斷層即F11、F10、F4，分布在井田煤層露頭之外和井田東南淺部。 按斷層落差大小可分為三等：⑴落差50m以上的有6條，即F1-1、F1-2、F1-3、F6、F6-1、F6-2 。⑵落差在30～49m之間的有3條，即F13、F14、F9 。⑶落差在11～29m的有2條，F(xiàn)8、F12 。 按斷層走向可分為三組：⑴近南北走向的共9條，即F1-1、F1-2、F1-3、F12、F6、F6-

15、1、F6-2、F8、F9。⑵近東西走向的一條，即F14。⑶近北西向的一條，即F13 。 二、巖漿巖 1、區(qū)域巖漿活動(dòng)情況 本區(qū)巖漿活動(dòng)劇烈，巖漿巖分布面廣，并具有多期活動(dòng)的特點(diǎn)。在煤田內(nèi)部多以巖床、巖脈侵入形式出現(xiàn)，既對(duì)煤層造成嚴(yán)重破壞，又對(duì)水文地質(zhì)條件產(chǎn)生重大影響。 巖床：下至寒武系、上至侏羅系都有巖漿巖順層理侵入，呈巖床產(chǎn)狀。垂直剖面上多達(dá)數(shù)十層，僅侵入石炭、二迭系引起煤層破壞變質(zhì)的就有十余層，對(duì)各可采和局部可采煤層均有不同程度的破壞。從各開采礦井煤層被侵蝕破壞的情況看，北部井田比南部井田嚴(yán)重，東部井田與西部井田差別不大。侵入巖體主要為輝綠巖，也有輝長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)斑巖。 巖墻：主要分

16、布在淄博向斜軸部，呈NW30°～40°走向，為雁行排列，多達(dá)100余條。主要為輝綠巖，少數(shù)為煌斑巖、閃長(zhǎng)斑巖、偉晶巖和細(xì)晶巖等。寬者l0m～2Om，窄者3m～5m。在西河、龍泉、石谷、北大井、雙溝礦井下實(shí)見巖墻可與地表雁行排列的巖脈相對(duì)應(yīng)。據(jù)野外實(shí)際踏勘，其中有的巖墻群一直延展到奧陶系灰?guī)r露頭區(qū)。 2、巖漿活動(dòng)對(duì)4煤層的影響 受巖漿侵蝕破壞比較嚴(yán)重，在井田中深部?jī)H有兩小塊區(qū)域未被侵蝕，但因煤層薄無(wú)開采價(jià)值；在井田西南及東南的中淺部殘留部分未遭侵蝕塊段，局部可采，巖漿侵蝕范圍占井田總面積的43.68%。 第三節(jié) 煤層及煤質(zhì) 一、煤層及煤質(zhì) 1、煤層 可采煤層有3、4、7、10-2、

17、3煤層。 3煤 井田內(nèi)僅局部可采?？刹煞秶性诰锏闹胁繀^(qū)域，厚度為0.60～1.32m，平均0.84m，煤層厚薄變化大，煤層上部的夾矸和偽頂變化也比較大，煤層開采條件復(fù)雜，局部變?yōu)椴豢刹伞? 4煤 上距3煤20.43～25.42m，頂板為第一層石灰?guī)r。煤層厚度在可采儲(chǔ)量區(qū)內(nèi)為0.6～0.75m，平均0.68m，煤質(zhì)較好。 7煤 上距4煤層56.33～72.2m，下距三灰0～3.0m。 7煤在井田范圍內(nèi)多半遭巖漿侵蝕破壞，煤厚為1.22～2.55m，平均1.77m。7煤原為礦井主采煤層，歷經(jīng)50多年的開采，現(xiàn)在只剩余極少量的邊角煤和煤柱，無(wú)法布置正規(guī)面開采。 10-2、3煤 煤

18、層在本井田大部范圍被巖漿侵入破壞，在無(wú)巖漿侵蝕區(qū)內(nèi)，煤層厚度0.35～3.02m，平均1.44m，煤層下局含水徐灰50m，含水奧灰70m。因受徐、奧灰高承壓水的威脅，只能條帶實(shí)采。目前可采儲(chǔ)量很少（淺部已經(jīng)開采完畢）。 2、煤質(zhì) 3煤 條帶狀～葉片狀結(jié)構(gòu)。以亮煤為主，夾鏡煤、暗煤條帶，橫向上變化大，屬半亮型煤。 灰份（Ad）：原煤23.76～37.87%，平均26.0%。 揮發(fā)份（Vdaf）：原煤8.74～15.28%，平均12.14%。 全硫（Std）：原煤1.13～2.11%，平均1.89%。 發(fā)熱量（Qqrd）：原煤19.03～25.71MJ/kg，平均24.76MJ/kg

19、。 粘結(jié)性指數(shù)（GRI）：1 綜上所述，3煤為中灰、中硫、中高發(fā)熱量、無(wú)粘結(jié)性的貧煤、煙煤。 4煤 均一結(jié)構(gòu)，以鏡煤為主，夾少量亮煤和暗煤，為光亮型煤。 灰份（Ad）：原煤14.57～18.47%，平均15.96%。 揮發(fā)份（Vdaf）：原煤7.45～13.26%，平均11.79%。 全硫（Std）：原煤1.59～2.06%，平均1.76%。 發(fā)熱量（Qqrd）：原煤23.47～29.64MJ/kg，平均28.46MJ/kg。 粘結(jié)性指數(shù)（GRI）：1～2 綜上所述，4煤為低中灰、中硫、高發(fā)熱量、無(wú)粘結(jié)性的貧煤。 7煤 條帶狀～均一結(jié)構(gòu)，以鏡煤為主，夾少量亮煤和暗煤，為

20、光亮型煤。 灰份（Ad）：原煤19.37～35.65%，平均29.93%。 揮發(fā)份（Vdaf）：原煤8.95～16.2%，平均13.86%。 全硫（Std）：原煤1.74～4.22%，平均2.97%。 發(fā)熱量（Qqrd）：原煤20.41～29.44MJ/kg，平均22.78MJ/kg。 粘結(jié)性指數(shù)（GRI）：2 綜上所述，7煤為中灰、中高硫、中高發(fā)熱量、無(wú)粘結(jié)性的煙煤。 10-2、3煤 均一結(jié)構(gòu)，以亮煤和暗煤為主，夾少量鏡煤和絲炭，為半暗型煤。 灰份（Ad）：原煤26.72～39.44%，平均30.77%。 揮發(fā)份（Vdaf）：原煤9.84～15.46%，平均12.16%。

21、 全硫（Std）：原煤2.48～3.34%，平均2.95%。 發(fā)熱量（Qqrd）：原煤18.81～24.34MJ/kg，平均21.75MJ/kg。 粘結(jié)性指數(shù)（GRI）：2 二、煤層開采技術(shù)條件 l、瓦斯 1977年通過(guò)對(duì)礦井瓦斯進(jìn)行等級(jí)鑒定，等級(jí)定級(jí)點(diǎn)瓦斯相對(duì)涌出量為14.82m3/t，定為高瓦斯礦井。自此，全礦井開始按高瓦斯礦井管理，每年礦井的瓦斯鑒定瓦斯相對(duì)涌出量均超過(guò)10 m3/t。2009年度礦井瓦斯鑒定：礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為14.85m3/min,瓦斯相對(duì)涌出量為12.74m3/t,仍為高瓦斯礦井。 2、煤塵及煤的自燃 2007年7月，由山東煤田地質(zhì)局山東煤炭質(zhì)量檢

22、測(cè)中心對(duì)4個(gè)煤層爆炸性和煤自燃傾向性進(jìn)行檢測(cè)分析，3煤層煤塵爆炸指數(shù)為13.38%，7煤層煤塵爆炸指數(shù)為15.57%,10煤層煤塵爆炸指數(shù)為3.31%，均無(wú)爆炸性。4煤層煤塵爆炸指數(shù)為12.09%，有爆炸性。通過(guò)檢測(cè)，4個(gè)煤層均為Ⅲ類不易自燃煤層。 3、地溫 本井田地溫變化規(guī)律是隨著深度的增加而升高，在非煤系地層中，地溫梯度一般在2℃/100m，在煤系地層中，地溫梯度較高，一般在2.6℃/100m。平均地溫梯度2.3℃/100m。 4、地壓 地應(yīng)力以大地靜力場(chǎng)型為主，即主要來(lái)自上覆地層的應(yīng)力。 第四節(jié) 水文地質(zhì)條件 一、含水層與隔水層 井田內(nèi)主要含水層有7層，自上而下分述如下：

23、 1、第四系砂礫石層含水層 本層主要由1～3層半膠結(jié)或不膠結(jié)的砂礫石組成，其間夾有砂土、粘土，厚度0～54m，在山間槽地廣泛分布。礫石成分復(fù)雜，分選差、磨圓好。本層含水一般，受大氣降水補(bǔ)給明顯，含水大小隨季節(jié)變化而變化。在基巖含水層的隱伏露頭區(qū)，可向下補(bǔ)給基巖含水層。此外，在個(gè)別地段有流砂層，如一號(hào)井主斜井掘至55m時(shí)見流砂，斜長(zhǎng)16m穿過(guò)，厚度5.4m，有少量涌水。 2、 侏羅系砂巖含水層 該段砂巖僅在井田深部有殘存，砂巖粒度粗，靠近底部多為中粗砂巖及礫巖，裂隙發(fā)育，補(bǔ)給來(lái)源為碾子山露頭區(qū)，接受大氣降水及第四系含水層的滲入。該砂巖距煤層較遠(yuǎn)，對(duì)礦井充水性沒有影響。 3、石盒子組奎山

24、段砂巖含水層 該層砂巖厚度41.2～89.4m，平均厚度64.11m，粒度粗，裂隙發(fā)育，含水豐富，水位高，目前水位標(biāo)高+117m左右。該層砂巖在東崇山、西崇山兩座山的峰頂至北麓山坡，大面積裸露，達(dá)6km2以上，且在山坡地段有很多采石坑，雨季期間積水，大面積接受大氣降水補(bǔ)給。此外，還有王村鋁土礦已報(bào)廢采空區(qū)積水，B層鋁土上距奎山層砂巖間距114m左右，鋁土礦采高3m，其采動(dòng)裂隙也有一定滲透補(bǔ)給性。該層砂巖含水豐富，如50、104號(hào)孔的奎山層砂巖水在鉆探施工中曾流出地面，其中104號(hào)孔在孔深213.46～244.0m時(shí)，奎山層砂巖流水18m3/h，最大為37.5 m3/h。該砂巖水水質(zhì)為HCO3

25、-Ca型或HCO3-Ca·Na型，總硬度10～20德國(guó)度，水質(zhì)良好，是井田內(nèi)較好的供水水源，目前大史村和楊古村等村民正飲用這層水。 4、下二迭統(tǒng)山西組砂巖含水層 該含水層組是1～3煤層之間的各層砂巖。其中1煤底板砂巖，厚度6.6m；2煤底板砂質(zhì)頁(yè)巖，有時(shí)相變?yōu)樯绊?yè)巖或薄層砂巖交替沉積，厚度11.6m；3煤底板砂巖，厚度3.5m，在勘探過(guò)程中曾有6個(gè)鉆孔在該層位漏水，說(shuō)明其含水。它的補(bǔ)給水源主要是來(lái)自淺部露頭區(qū)，大氣降水補(bǔ)給，另一個(gè)補(bǔ)給水源是淺部各小煤礦開采1、2煤已停采廢棄的采空區(qū)積水滲透補(bǔ)給。 5、上石炭統(tǒng)太原組薄層灰?guī)r及砂巖含水層 本組煤系地層中有薄層灰?guī)r5層及部分砂巖含水層，分述

26、如下： ⑴薄層灰?guī)r： 一灰：厚度0.3～1.1m，平均0.57m，巖溶裂隙不發(fā)育，屬弱含水層。 二、三、四灰：厚度較大，在井田內(nèi)普遍發(fā)育，沉積穩(wěn)定，裂隙發(fā)育，個(gè)別地段有小巖溶。其中二灰厚度1.1～2.5m，平均1.85m，下距7煤平均15.47m；三灰厚度0.7～2.48m，平均1.7m，在井田淺部為7煤直接底板，在井田西部及中深部7煤與該灰?guī)r間夾有0.8～1.2m頁(yè)巖；四灰厚度0.9～3.86m，平均2.4m，上距7煤17.67m。以上3層灰?guī)r水的動(dòng)儲(chǔ)量，為礦井主要涌水來(lái)源。水質(zhì)為HCO3·SO4-Ca·Na型或HCO3·SO4-K·Na型。 五灰：厚度0～2m，平均0.74m，沉

27、積不穩(wěn)定，在淺部、東部和深部區(qū)域沉缺，相變?yōu)樯百|(zhì)頁(yè)巖，屬弱含水層。 ⑵砂巖： 二灰底板砂巖：厚度1.51～11.4m，平均6.5m，為泥矽質(zhì)膠結(jié)，裂隙較發(fā)育，為砂巖裂隙水，屬弱含水層。 三灰底板砂巖：為細(xì)砂巖，厚度5.5～11.9m，平均8m，局部有裂隙水，屬弱含水層，揭露時(shí)有淋水出現(xiàn)。 以上諸含水層的水質(zhì)較好，均為中性水。 煤系地層中含水層有以下特點(diǎn)或規(guī)律： 其一：各含水層的水量，受大氣降水影響不十分明顯，雨季水量略有增加，但增加幅度不大。 其二：諸含水層的水位隨礦井采掘活動(dòng)的不斷延深而水位也隨之不斷下降，即下部開采上部逐漸干枯。 其三：除10-2、3煤外，其余三個(gè)可采煤層的

28、涌水量與開采深度、采空區(qū)面積、產(chǎn)量的關(guān)系不明顯，只能說(shuō)略有增加。 6、中石炭系徐家莊灰?guī)r及徐上砂巖含水層 徐灰屬裂隙巖溶含水層，在井田淺部分為上下兩層，而在井田深部，多分為3層，分3層的孔數(shù)占63.2%。徐Ⅰ厚0.4～3.6m，平均2.4m；徐Ⅱ和徐Ⅲ厚度不穩(wěn)定，徐Ⅱ厚1.2～19.91m，平均8.41m，徐Ⅲ厚2.15～10.7m，平均7.0m；徐Ⅰ和徐Ⅱ之間夾頁(yè)巖或煤線，厚度為0.21～3.9m，平均1.53m；徐Ⅱ和徐Ⅲ之間夾頁(yè)巖0.25～7.14m，平均1.72m。徐灰總厚度6.69～26.6m，平均17.5m。上距10-2.3煤底19.1～49.52m，平均30.1m；下距奧灰2

29、1.3～42.7m，平均29.9m。徐灰的富水性較差，且極不均一，在井田淺部和構(gòu)造復(fù)雜區(qū)含水性相對(duì)豐富，如礦供1號(hào)孔，揭露徐灰時(shí)涌水量126m3/h，井下徐4號(hào)孔涌水量180 m3/h；向深部裂隙發(fā)育程度和富水性均減弱，井田內(nèi)共有9個(gè)徐灰抽水孔，s=9.95～69.5m，Q最大8.4m3/h，q=0.00005～0.083L/s·m。1993年5月～12月在水文補(bǔ)勘中共有揭露徐灰鉆孔13個(gè)，其中無(wú)水孔5個(gè)、有水孔8個(gè)（水量小于0.6 m3/h的孔4個(gè)，3～180m3/h的孔4個(gè)）。徐灰受大氣降水補(bǔ)給明顯，年最高水位+130m左右、最低+80m左右，年水位差30m。水質(zhì)一般為HCO3·SO4-C

30、a· Na型和HCO3·SO4-Na型，礦化度508.07～1731.86mg/L。 1994年7月26日～8月13日先后對(duì)徐灰進(jìn)行4次單孔或多孔聯(lián)合放水試驗(yàn)（總放水時(shí)間277h，總放水量52017m3），證實(shí)： ⑴水位降深大，傳導(dǎo)速度快且不均一，影響距離3500m以上，水位恢復(fù)較慢，有的恢復(fù)71.5h尚未恢復(fù)到初始水位，說(shuō)明徐灰自身富水性差，且裂隙發(fā)育不均。 ⑵從放射性同位素分析結(jié)果看，放水前后水中氚的含量下降，水齡增加，說(shuō)明放水過(guò)程中徐灰除接受大氣降水補(bǔ)給外，還可能得到了部分氚含量更低的深部奧灰水補(bǔ)給。即奧灰水在局部地段對(duì)徐灰存在越流補(bǔ)給，但補(bǔ)給較弱。 徐上砂巖：厚度3.03～18

31、.8m，平均12.8m，裂隙較發(fā)育，因其距徐灰僅6.7～14.6m，平均10m左右，在斷裂地段有接受徐灰對(duì)口補(bǔ)給或斷層裂隙補(bǔ)給的可能，屬弱含水層。水質(zhì)為HCO3·SO4-Na型或SO4-Ca·Na型。 7、奧陶系厚層灰?guī)r裂隙巖溶含水層 該灰?guī)r厚約820m，上距10-2.3煤底62.65～97.73m，平均77.5m；上距徐灰底面21.3～42.7m，平均29.9m。在井田南部山區(qū)廣泛裸露，露頭面積71km2以上，接受大氣降水的滲漏補(bǔ)給，補(bǔ)給量約3.7萬(wàn)m3/d。奧灰富水性在平面上明顯不均勻，在井田西部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)和南部淺埋區(qū)，裂隙巖溶發(fā)育，含水豐富，18個(gè)鉆孔單孔抽水量7.8～216m3/h

32、，q=0.015～65.32L/s·m，水質(zhì)為HCO3-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Ca·Mg型，總硬度10～27德國(guó)度，礦化度200～500mg/L，水質(zhì)良好，為本區(qū)工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。目前，有淄川區(qū)嶺子水源地、周村區(qū)楊古水源地、王村鋁土礦、濱嶺煤礦及本礦等正在開采，開采量達(dá)5萬(wàn)m3/d左右。在井田深部，奧灰裂隙發(fā)育程度和富水性明顯減弱，水循環(huán)條件變差，5個(gè)抽水孔單孔抽水量0.036～10.8 m3/h，q=0.0002～0.135 L/s·m。在水文補(bǔ)勘中共打奧灰孔6個(gè)，進(jìn)入奧灰21.4～77.4m，單孔涌水量0.78～13.8 m3/h，水質(zhì)為SO4-Ca·Mg型，礦化度達(dá)1943

33、.8～2773.2mg/L，總硬度80～120德國(guó)度。在深部施工的奧3、奧4、奧6號(hào)鉆孔放水前后氚含量都有不同程度的下降，水齡增長(zhǎng)，故奧灰深部水為連通性較好的封閉式的循環(huán)水，即深部沒有泄漏通道。 奧灰水位變化受大氣降水制約明顯，年最高水位+60～+150m，最低水位+35～+100m，年水位差30～90m。最高水位一般遲后最大降雨1個(gè)月。 井田內(nèi)隔水層組較多，各主要含水層及含水段之間均有隔水層存在。主要隔水層(組)有： 1、孝婦河段隔水層 平均厚度201.6m，層間以雜色頁(yè)巖為主, 隔水性較好。 2、萬(wàn)山段隔水層 平均厚度117.8m，以砂頁(yè)巖、頁(yè)巖、粘土頁(yè)巖組成，隔水性較好。

34、3、下二迭統(tǒng)下石盒子組隔水層 平均厚度44.1m，已頁(yè)巖為主，隔水性較好。 4、一灰與二灰間的隔水層 平均厚度44.9m，其間多為泥巖、粉砂巖，隔水性較好。一灰上部厚度20m左右區(qū)段主要由泥巖、粉砂巖組成，隔水性較好。 5、二灰與三灰間的隔水層 平均厚度18.5m，其間多為砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖，隔水性較好。 6、三灰與四灰間的隔水層 平均厚度14.2m，其間多為砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖，隔水性較好。 6、四灰與五灰間的隔水層 平均厚度6.8m，其間多為砂質(zhì)頁(yè)巖，隔水性較好。 7、10-2、3煤與徐灰間的隔水層 10-2、3煤與徐灰間距19.1～49.5m，平均30.1m。層間由沉積較穩(wěn)

35、定的粘土頁(yè)巖、砂巖和砂質(zhì)頁(yè)巖組成，徐上砂巖位于該段的中間，厚度占42.9%。井田淺部，砂巖厚度較大，與徐灰和10-2、3煤的間距均較小，變化較大，向井田深部，砂巖粒度變細(xì)，厚度有所減小，與徐灰和10-2、3煤的間距增大，且較穩(wěn)定，對(duì)隔水更有利。 8、 徐灰與奧灰間的隔水層 徐灰與奧灰間距21.3～42.7m，平均29.9m。層間由沉積較穩(wěn)定的頁(yè)巖、粘土頁(yè)巖和G層鋁土組成，井田淺部徐下砂巖沉積，厚度也較大，但到井田深部，徐下砂巖沉缺。所以，該段巖層隔水性能良好，在無(wú)構(gòu)造破壞的情況下，徐灰和奧灰之間無(wú)水力聯(lián)系。 二、邊界水文地質(zhì)條件與斷層導(dǎo)水性 本井田位于區(qū)域水文地質(zhì)單元中的嶺子—明水

36、斜地的東部，在禹王山和朱家莊兩條斷層所切割成的地壘構(gòu)造之中，朱家莊（F6）斷層已證實(shí)不含水、不導(dǎo)水，而禹王山斷層及其三條平行的附生斷層，其總落差在1000m以上，故由于大斷層的切割，使兩斷層上盤的徐灰、奧灰含水層通過(guò)斷層裂隙補(bǔ)給本井田的條件基本不存在，也就是不存在東西向的側(cè)向補(bǔ)給，而在井田的深部為封閉式無(wú)泄流區(qū)，只接受淺部（南部）補(bǔ)給，受地質(zhì)構(gòu)造影響，本井田為獨(dú)立的水文地質(zhì)塊段。 本井田地形屬山間谷地，南部有奧陶系組成的山脈，北部為侏羅系地層和巖漿巖組成的白云山脈，南北高山所夾的山間凹地之間有崇山山崗，使本井田形成了兩個(gè)不對(duì)稱的槽狀地形。 井田內(nèi)主要含水層有三類：第四系松散孔隙含水層，煤系

37、地層中的薄層石灰?guī)r及砂巖含水層，煤系基底奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層。 第四系砂礫石層含水層，在基巖含水層的隱伏露頭區(qū)，向下補(bǔ)給基巖含水層。個(gè)別地段有流砂層，如一號(hào)井主斜井掘至55m時(shí)見流砂，斜長(zhǎng)16m，厚度5.4m，有少量涌水。 侏羅系砂巖含水層，距煤層較遠(yuǎn)，對(duì)礦井充水性沒有影響。 上石盒子組奎山段砂巖含水層，下距煤層較遠(yuǎn)，故對(duì)礦井充水性沒有影響，但在井田深部開鑿井筒將會(huì)增加井筒涌水量。 下二迭統(tǒng)山西組砂巖含水層，是3煤開采礦井涌水的主要水源，其富水性較弱，僅局部富水，對(duì)生產(chǎn)條件和勞動(dòng)環(huán)境有一定影響，但不會(huì)造成危害。 上石炭統(tǒng)太原組薄層灰?guī)r及砂巖含水層，是7、10-2、3煤開采礦井涌

38、水的重要組成部分。其中二、三、四灰及其頂?shù)装迳皫r厚度較大，屬弱含水層，可直接參與礦井涌水，但不會(huì)造成危害。 中石炭系徐家莊灰?guī)r及徐上砂巖含水層，因其富水性不均一，水壓高，與10-2、3煤間距相對(duì)較小，是10-2、3煤開采礦井涌水的主要來(lái)源之一，也是威脅10-2、3煤開采和礦井安全的主要含水層之一。但10-2、3煤儲(chǔ)量均位于礦井深部，而深部裂隙發(fā)育程度和富水性均減弱，補(bǔ)給條件差，通過(guò)采取有效的防治水措施，可以實(shí)現(xiàn)安全開采，這已被開采實(shí)踐證明。 奧陶系厚層灰?guī)r裂隙巖溶含水層，因其厚度大，富水性強(qiáng)，水壓高，與10-2、3煤和徐灰間距相對(duì)較小，局部地段對(duì)徐灰存在一定的越流補(bǔ)給，是威脅10-2、3煤

39、開采和礦井安全的主要含水層之一。但井田深部奧灰富水性減弱，頂面15～40m段一般不含水，增加了隔水層厚度，對(duì)10-2、3煤開采和礦井安全的威脅程度減弱。 井田范圍內(nèi)現(xiàn)正開采的地方煤礦共3對(duì)，大部分開采1、2、3、4煤，這些煤礦的停采報(bào)廢采空區(qū)積水，以裂隙滲漏或滲透方式，源源不斷的補(bǔ)給煤系地層中的諸多含水層，是礦井動(dòng)儲(chǔ)量補(bǔ)給水源的一部分。此外，關(guān)閉的地方煤礦相鄰礦井均相互采通，部分礦井之間所砌筑的 “水閘墻”隔水性能不可靠。今后隨地方煤礦的資源枯竭，將相繼停采報(bào)廢，采空區(qū)積水最終會(huì)以大量滲漏或涌入的方式流入一號(hào)礦-350水平。對(duì)此，應(yīng)采取積極措施，予以防范。 第五節(jié) 儲(chǔ)量 -620水

40、平區(qū)內(nèi)共有勘探鉆孔19個(gè)，賦存3、4、7、10煤層，其中350采區(qū)主采3煤層，預(yù)計(jì)2012年上半年采區(qū)儲(chǔ)量回采完畢。7煤層受火成巖侵蝕嚴(yán)重，無(wú)開采價(jià)值。1040采區(qū)開采10煤層，并作為-550水平準(zhǔn)備采區(qū)。-620水平開采4煤層，地質(zhì)儲(chǔ)量47.82萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量38.2萬(wàn)t。4煤層儲(chǔ)量區(qū)內(nèi)厚度0.30～0.75 m，平均0.57m，區(qū)內(nèi)可采厚度為0.63m。 第二章 開拓與開采 第一節(jié) 水平劃分原則及其概況 一、水平劃分原則 由于-620水平走向短，傾向長(zhǎng)，不適合單采區(qū)進(jìn)行開采，為便于開采，該水平劃分為上、下山兩個(gè)采區(qū)進(jìn)行回采。4煤層全區(qū)賦存較穩(wěn)定，四周為火成巖侵蝕邊界，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

41、單。水平的劃分考慮以下幾個(gè)原則： 1、盡可能利用現(xiàn)有的提升運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)。 2、利用火成巖侵蝕邊界作為開采邊界。 3、該區(qū)下部西部，鉆孔資料不全，布置采區(qū)時(shí)采用巷探的方法進(jìn)行找煤擴(kuò)量，進(jìn)一步擴(kuò)大開采邊界。 二、采區(qū)位置及概況 根據(jù)煤層走向和煤層儲(chǔ)量分布情況，以-620水平進(jìn)回風(fēng)巷為兩采區(qū)的劃分邊界， -620水平進(jìn)回風(fēng)巷以上為一個(gè)采區(qū)，即420采區(qū)；-620水平進(jìn)回風(fēng)巷以下為一個(gè)采區(qū)，即430采區(qū)。 1、420采區(qū) 420采區(qū)位于一號(hào)礦風(fēng)井以北1890 m，東為巖漿巖侵蝕區(qū)，西為煤層變薄區(qū)，南為F14斷層，留有40m的保護(hù)煤柱，北為人為邊界。地面無(wú)建筑物，多為耕地，

42、地面標(biāo)高+120m左右，井下標(biāo)高在-528～-617m之間，開采深度-648～-737m。 2、430采區(qū) 430采區(qū)位于一號(hào)礦風(fēng)井以北2510m，東、西、北部均為巖漿巖侵蝕變薄區(qū)域，南部為人為邊界。東北部為F13斷層，采區(qū)東部?jī)A斜下方為770采區(qū)采空區(qū)，采區(qū)西部?jī)A斜下方為790采區(qū)二節(jié)采空區(qū)，對(duì)開拓布置有一定影響。地面標(biāo)高+120m左右，井下標(biāo)高在-614.0～-700m之間，開采深度-734.0～-820m。 第二節(jié) 開拓方式 一、開拓方案 根據(jù)4煤層地質(zhì)構(gòu)造情況及現(xiàn)790采區(qū)所形成的通風(fēng)、排水、提升、運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)情況，設(shè)計(jì)兩個(gè)方案： 方案一： 420采區(qū)從790采區(qū)座底七反

43、三軌道上山一路橫貫內(nèi)開門掘進(jìn)上山巷道，待找到4煤層后沿4煤層頂板起底共掘進(jìn)530m作為-620水平進(jìn)風(fēng)道，然后調(diào)線掘進(jìn)420軌道上山，通過(guò)420進(jìn)風(fēng)道與790采區(qū)頂盤車場(chǎng)繞道相連，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與420皮帶道相連，形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；從790軌道下山4路橫貫平推車場(chǎng)，調(diào)線反掘巷道65m與790皮帶道座底上倉(cāng)巷道貫通，然后正掘-620水平回風(fēng)巷道270m與420風(fēng)道上山相連，并通過(guò)煤倉(cāng)與420皮帶道相連，形成回風(fēng)系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)。在420軌道上山西側(cè)按巷道中至中25m間距平行布置420皮帶道、420風(fēng)道上山。單翼布置工作面開采420采區(qū)。 430采區(qū)從-620水平進(jìn)風(fēng)道最東端按巷道中至中25m間距平行布

44、置三條下山。首先在420軌道上山座底平推掘進(jìn)甩車場(chǎng)，然后下山掘進(jìn)430軌道下山，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與430皮帶道相連形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；430皮帶道通過(guò)煤倉(cāng)與-620水平回風(fēng)道相連形成運(yùn)輸系統(tǒng)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與430風(fēng)道、-620水平回風(fēng)道相連形成回風(fēng)系統(tǒng)。雙翼布置工作面開采430采區(qū)。 方案二： 420采區(qū)從790采區(qū)座底七反三軌道上山一路橫貫內(nèi)開門掘進(jìn)上山巷道，待找到4煤層后沿4煤層頂板起底共掘進(jìn)530m作為-620水平進(jìn)風(fēng)道，然后按巷道中至中25m間距平行布置三條上山。420軌道上山通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與420皮帶道相連，形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；從790軌道下山4路橫貫平推車場(chǎng)，調(diào)線反掘巷道65m與790皮帶道座底上倉(cāng)巷

45、道貫通，然后正掘-620水平回風(fēng)巷道270m與420風(fēng)道上山相連，并通過(guò)煤倉(cāng)與420皮帶道貫通，形成回風(fēng)系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)。在420軌道上山西側(cè)按巷道中至中25m間距平行布置420皮帶道、420風(fēng)道上山。單翼布置工作面開采420采區(qū)。 430采區(qū)從-620水平進(jìn)風(fēng)道導(dǎo)線點(diǎn)D15#前71m處平推開掘甩車場(chǎng)，然后下山掘進(jìn)430軌道下山，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與430皮帶道相連，形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；430皮帶道通過(guò)煤倉(cāng)與-620水平回風(fēng)道相連形成運(yùn)輸系統(tǒng)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷、繞道與430風(fēng)道、-620水平回風(fēng)道相連形成回風(fēng)系統(tǒng)。雙翼布置工作面開采430采區(qū)。在430軌道下山東側(cè)按巷道中至中25m間距平行布置430皮帶道、430

46、風(fēng)道下山。 二、方案比較 方案一 方案二 優(yōu)點(diǎn)： 1、能充分利用790采區(qū)三條下山和巷探工程量已形成的通風(fēng)、運(yùn)輸、排水系統(tǒng)，減少延深工程量。 2、該水平通風(fēng)網(wǎng)路遠(yuǎn)、通風(fēng)阻力大，掘進(jìn)420進(jìn)風(fēng)道能夠解決通風(fēng)問(wèn)題，并更利于瓦斯的管理。 3、縮短運(yùn)輸路線，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提升設(shè)備更集中，減少采區(qū)設(shè)備投入，提高勞動(dòng)效率。 缺點(diǎn)： 1、需全巖掘進(jìn)420進(jìn)風(fēng)道350m，掘進(jìn)工程量大于方案二。 優(yōu)點(diǎn)： 1、能充分利用790采區(qū)三條下山和巷探工程量已形成的通風(fēng)、運(yùn)輸、排水系統(tǒng)，減少延深工程量。 缺點(diǎn)： 1、該水平通風(fēng)網(wǎng)路遠(yuǎn)、通風(fēng)阻力大，不利于通風(fēng)和瓦斯的管理。 2、運(yùn)輸路線長(zhǎng)，運(yùn)

47、輸環(huán)節(jié)多，增加了提升設(shè)備，降低了勞動(dòng)效率。 通過(guò)兩個(gè)方案比較，方案一開拓布局合理，有利于通風(fēng)和瓦斯的管理，選擇方案一為主導(dǎo)方案。 三、主方案的主要生產(chǎn)系統(tǒng) 1、運(yùn)輸系統(tǒng) （1）主要運(yùn)輸系統(tǒng) 采用寬帶800mm皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，工作面煤炭通過(guò)下出口皮帶運(yùn)輸機(jī)經(jīng)采區(qū)上下山運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至該水平煤倉(cāng),然后經(jīng)-620水平回風(fēng)道、790皮帶上山運(yùn)至-550水平井底煤倉(cāng)。 （2）輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 420進(jìn)風(fēng)道、420軌道上山、430軌道下山均采用JD-55型絞車提升掘進(jìn)煤、矸石、下放設(shè)備和材料。 （3）在420軌道上山、430軌道下山安設(shè)乘人器上下人員。 2、排水系統(tǒng) 420上山采區(qū)內(nèi)涌水通過(guò)

48、巷道內(nèi)水溝經(jīng)420軌道上山、-620水平進(jìn)風(fēng)道、七反三軌道上山流入790采區(qū)水倉(cāng)，最后通過(guò)排水管路經(jīng)-550泵房排至地面。430下山采區(qū)涌水由采區(qū)水倉(cāng)經(jīng)水倉(cāng)泵房排水管路排至-620水平進(jìn)風(fēng)道，然后經(jīng)水溝流入790采區(qū)水倉(cāng)，最后通過(guò)排水管路經(jīng)-550泵房排至地面。 3、通風(fēng)系統(tǒng) 420、430采區(qū)由420進(jìn)風(fēng)道和-620水平進(jìn)風(fēng)道進(jìn)風(fēng)經(jīng)采區(qū)軌道、皮帶道上下山進(jìn)入各用風(fēng)地點(diǎn)，然后由風(fēng)道上下山經(jīng)-620水平回風(fēng)道、790采區(qū)總回風(fēng)道，由風(fēng)井排至地面。 4、供電系統(tǒng) 420采區(qū)由790采區(qū)變電所經(jīng)-620水平進(jìn)風(fēng)道輸送到420采區(qū)變電所，430采區(qū)由790采區(qū)變電所經(jīng)-620水平進(jìn)風(fēng)道輸送到4

49、30采區(qū)變電所，最后由各采區(qū)變電所輸給采區(qū)內(nèi)各用電地點(diǎn)。 5、壓風(fēng)系統(tǒng) 420、430采區(qū)均利用-550壓風(fēng)機(jī)房供風(fēng)，經(jīng)790回風(fēng)道至790座底分兩路供兩采區(qū)各個(gè)采掘工作面。 四、水平生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 -620水平地質(zhì)儲(chǔ)量47.82萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量38.2萬(wàn)t，420采區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量19.8萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量14.9萬(wàn)t，420采區(qū)、430采區(qū)年生產(chǎn)能力均為8萬(wàn)t，根據(jù)薄煤層普采工作面的生產(chǎn)能力、與4煤層配煤量、煤層賦存條件，-620水平正常情況下對(duì)420采區(qū)、430采區(qū)進(jìn)行順序開采的方法。確定-620水平生產(chǎn)能力為8萬(wàn)t/a。服務(wù)年限為 P = Z/（A×K） 式中： P—

50、—服務(wù)年限 Z——采區(qū)可采儲(chǔ)量 萬(wàn)t A——年生產(chǎn)能力 8萬(wàn)t/a K——生產(chǎn)能力富余系數(shù)，取1.2 P=14.9/（8×1.2 ）+(38.2-14.9) /（8×1.2 ）= 3.98（a） 考慮到下山采區(qū)西部鉆孔稀少、資料不全，4煤層儲(chǔ)量有擴(kuò)大的可能，所以-620水平服務(wù)年限預(yù)計(jì)為5.0年。 五、水平涌水量計(jì)算 -620水平面積0.54km2，按面積比擬法計(jì)算涌水量。 正常涌水量Q正常=18.8m3/h 最大涌水量Q最大=31.0m3/h -620水平的正常涌水量為18.8m3/h，最大涌水量31

51、.0m3/h。 六、4煤層的開采方式 4煤層頂板為厚度約0.6m厚的石灰?guī)r，工作面單巷布置、巷道采用沿空留巷、無(wú)護(hù)巷煤柱開采。各采煤工作面除最上一個(gè)工作面上出口，最下一個(gè)工作面皮帶道外，其它工作面出口均兼上一工作面的皮帶道和下一工作面的上出口。 第三節(jié) 首采采區(qū)概況及其方案比較 一、首采采區(qū)的選擇 420采區(qū)為-620水平上山開采采區(qū)，該采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定，斷層較少。上山掘進(jìn)，采區(qū)涌水能夠自然外排，節(jié)省排水設(shè)備的投資，盡快形成工作面，緩解礦井采場(chǎng)接續(xù)緊張的局面。首采420采區(qū)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)較少，從技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，所以選擇420采區(qū)為首采采區(qū)。 二、首采采區(qū)涌水量預(yù)

52、計(jì) 1、采區(qū)地表南部區(qū)域位置有范陽(yáng)河由西向東南流逕，4煤層垂深633.0～737.0m，埋深較大，對(duì)4煤層開采無(wú)影響，無(wú)其它水體。采區(qū)井下四周本煤層無(wú)采空區(qū)，在F14斷層以南有積水，但不屬于同一煤層，平面距離290m，因此對(duì)420采區(qū)無(wú)影響。東南部垂直下方小范圍面積為770采空區(qū)，有積水，層間距為60m，留有16.1m防水隔離煤柱；采區(qū)西南垂直下方為1040東翼部分采空區(qū)，無(wú)積水，對(duì)420采區(qū)無(wú)影響。開采時(shí)的涌水主要是來(lái)自頂板砂巖水，不會(huì)對(duì)4煤層的開采造成危害。通過(guò)比擬法計(jì)算，采區(qū)內(nèi)正常涌水量為7.3m3/h，最大涌水量為12.1m3/h。 三、首采區(qū)的開拓方案 方案一：420采區(qū)為上山

53、單翼采區(qū)。從790采區(qū)座底七反三軌道上山一路橫貫使用-620水平進(jìn)風(fēng)道做采區(qū)輔助軌道運(yùn)輸巷，然后調(diào)線沿4煤層上山掘進(jìn)420采區(qū)軌道、皮帶道、風(fēng)道，三條上山均沿4煤層布置。420軌道上山通過(guò)420進(jìn)風(fēng)道與790采區(qū)頂盤相連形成軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與420皮帶道上山連接形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；從790軌道下山四路橫貫布置-620水平回風(fēng)道，并與420風(fēng)道上山相連接形成回風(fēng)系統(tǒng)；420皮帶道上山通過(guò)煤倉(cāng)與-620水平回風(fēng)道相連接形成運(yùn)煤系統(tǒng)。采區(qū)為“兩進(jìn)一回”通風(fēng)方式，工作面為上行通風(fēng)方式。 方案二：420采區(qū)為上山單翼采區(qū)。從790采區(qū)座底七反三軌道上山一路橫貫使用-620水平進(jìn)風(fēng)道做采區(qū)主要軌道運(yùn)

54、輸巷，然后調(diào)線沿4煤層上山掘進(jìn)420采區(qū)軌道、皮帶道、風(fēng)道，三條上山均沿4煤層布置。-620水平進(jìn)風(fēng)道與420軌道上山相連形成軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與420皮帶道上山連接形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；從790軌道下山四路橫貫布置-620水平回風(fēng)道，并與420風(fēng)道上山相連接形成回風(fēng)系統(tǒng)；420皮帶道上山通過(guò)煤倉(cāng)與-620水平回風(fēng)道相連接形成運(yùn)煤系統(tǒng)。采區(qū)為“兩進(jìn)一回”通風(fēng)方式，工作面為上行通風(fēng)方式。 四、主要掘進(jìn)工作量和費(fèi)用比較 由于二個(gè)方案的開拓形式不同，產(chǎn)生不同的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。為選擇最佳方案，保證-620水平安全、經(jīng)濟(jì)合理的進(jìn)行開拓和回采，對(duì)各方案的工程量和費(fèi)用進(jìn)行比較。 1、采區(qū)設(shè)計(jì)方案的比

55、較和選擇 （一）巷道掘進(jìn)工程量及工程費(fèi)用比較 第Ⅰ方案 利用-620水平進(jìn)風(fēng)道做采區(qū)輔助軌道巷 1、-620水平進(jìn)風(fēng)道，長(zhǎng)度530m，在其頂部選用一臺(tái)JD--55型調(diào)度絞車提升，主要用途為提矸、運(yùn)料、進(jìn)風(fēng)、行人等。 2、-620水平回風(fēng)道，長(zhǎng)度410m，選用一部SPJ-800型吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶安裝長(zhǎng)度350m。巷道主要用途為運(yùn)送煤炭、回風(fēng)、行人、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。 3、采區(qū)皮帶上山，長(zhǎng)度400m，選用一部SPJ-800型吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶安裝長(zhǎng)度350m。巷道主要用途為運(yùn)送煤炭、進(jìn)風(fēng)、行人、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。 4、采區(qū)軌道上山，長(zhǎng)度510m，在其頂部選用一臺(tái)JD

56、--55型調(diào)度絞車提升，主要用途為提矸、運(yùn)料、進(jìn)風(fēng)、行人等。 5、采區(qū)風(fēng)道上山，長(zhǎng)度510m，為采區(qū)專用回風(fēng)上山。 6、420進(jìn)風(fēng)道，長(zhǎng)度350m，在其頂部選用一臺(tái)JD--55型調(diào)度絞車提升，主要用途為提矸、運(yùn)料、進(jìn)風(fēng)、行人等。 該方案中420進(jìn)風(fēng)道、420軌道上山為采區(qū)主要軌道巷，-620水平進(jìn)風(fēng)道為采區(qū)輔助軌道巷。巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度2755m，巷道工程量22279.8m3，巷道工程費(fèi)用595.13萬(wàn)元，詳見“420采區(qū)方案Ⅰ主體巷道工程量及工程（估算）費(fèi)用明細(xì)表”。 420采區(qū)方案Ⅰ主體巷道工程量及工程（估算）費(fèi)用明細(xì)表 序號(hào) 巷道名稱 長(zhǎng)度（m） 荒斷面（m2

57、） 工 程 量（m3） 工程費(fèi)用 （萬(wàn)元） 1 -620水平回風(fēng)道 410 8.58 3517.8 98.50 2 -620水平進(jìn)風(fēng)道 470 6.54 3073.8 80.0 3 420皮帶上山 400 7.83 3132 81.4 4 420軌道上山 510 7.83 3993.3 103.8 5 420風(fēng)道上山 510 8.14 4151.4 107.9 6 420進(jìn)風(fēng)道 290 8.58 2488.2 69.7 7 車場(chǎng) 30×4 12.02 1442.4 40.4 8 采區(qū)變電所 35

58、11.46 401.1 11.2 9 采區(qū)煤倉(cāng) 10 7.98 79.8 2.23 合計(jì) 2755 22279.8 595.13 注：全巖巷道按280元/m3計(jì)算；半煤巖巷道按260元/m3計(jì)算。 第Ⅱ方案 利用-620水平進(jìn)風(fēng)道做采區(qū)主要軌道巷 1、-620水平進(jìn)風(fēng)道，長(zhǎng)度500m，在其頂部選用一臺(tái)JD--55型調(diào)度絞車提升，主要用途為提矸、運(yùn)料、進(jìn)風(fēng)、行人等。 2、-620水平回風(fēng)道，長(zhǎng)度410m，選用一部SPJ-800型吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶安裝長(zhǎng)度350m。巷道主要用途為運(yùn)送煤炭、回風(fēng)、行人、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。 3、采區(qū)皮帶上山，長(zhǎng)

59、度400m，選用一部SPJ-800型吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶安裝長(zhǎng)度350m。巷道主要用途為運(yùn)送煤炭、進(jìn)風(fēng)、行人、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。 4、采區(qū)軌道上山，長(zhǎng)度510m，在其頂部選用一臺(tái)JD--55型調(diào)度絞車提升，主要用途為提矸、運(yùn)料、進(jìn)風(fēng)、行人等。 5、采區(qū)風(fēng)道上山，長(zhǎng)度510m，為采區(qū)專用回風(fēng)上山。 該方案主體巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度2405m，巷道工程量19070.4m3，巷道工程費(fèi)用505.23萬(wàn)元，詳見“420采區(qū)方案Ⅱ主體巷道工程量及工程（估算）費(fèi)用明細(xì)表” 420采區(qū)方案Ⅱ主體巷道工程量及工程（估算）費(fèi)用明細(xì)表 序號(hào) 巷道名稱 長(zhǎng) 度（m） 荒 斷 面（m2） 工 程

60、 量（m3） 工程費(fèi)用（萬(wàn)元） 1 -620水平回風(fēng)道 410 8.58 3517.8 98.50 2 -620水平進(jìn)風(fēng)道 470 6.54 3073.8 80.0 3 420皮帶上山 400 7.83 3132 81.4 4 420軌道上山 510 7.83 3993.3 103.8 5 420風(fēng)道上山 510 8.14 4151.4 107.9 6 車場(chǎng) 30×2 12.02 721.2 20.2 8 采區(qū)變電所 35 11.46 401.1 11.2 9 采區(qū)煤倉(cāng) 10 7.98 79.8

61、2.23 合計(jì) 2405 19070.4 505.23 注：全巖巷道按280元/m3計(jì)算；半煤巖巷道按260元/m3計(jì)算。 （二）采區(qū)主要機(jī)電設(shè)備安裝投資（估算）比較：第Ⅰ方案需要投資236.9萬(wàn)元，第Ⅱ方案較第Ⅰ方案多使用2部絞車提升，故第Ⅱ方案需要投資467.6萬(wàn)元。 （三）綜合比較 綜 合 比 較 表 方案 工程量 （m2） 工程費(fèi)用（萬(wàn)元） 可采儲(chǔ)量（萬(wàn)噸） 噸煤投資（元/噸） 合計(jì) 主體巷道 機(jī)電 Ⅰ 22279.8 832.03 595.13 236.9 14.9 55.84 Ⅱ 19070.4 972.8

62、3 505.23 467.6 14.9 65.29 Ⅰ、Ⅱ 比較 3209.4 140.8 89.9 -230.7 0 -9.45 2、開拓方案比較表 方案一 方案二 優(yōu)點(diǎn)： 1、能充分利用-620水平進(jìn)風(fēng)道作為本采區(qū)的輔助軌道巷，節(jié)省掘進(jìn)工程量，采區(qū)投產(chǎn)快，利于緩解礦井采掘接續(xù)緊張的局面。 2、開掘420進(jìn)風(fēng)道作為采區(qū)主要軌道巷，緩解了350采區(qū)的運(yùn)輸緊張，有效解決該水平通風(fēng)網(wǎng)路遠(yuǎn)、通風(fēng)阻力大的問(wèn)題，更利于瓦斯的管理。 缺點(diǎn)： 1、需全巖掘進(jìn)420進(jìn)風(fēng)道350m，掘進(jìn)工程量大于方案二。 優(yōu)點(diǎn)： 1、能充分利用-620水平進(jìn)風(fēng)道作為本采區(qū)的主要軌道巷，

63、節(jié)省掘進(jìn)工程量，采區(qū)投產(chǎn)快，利于緩解礦井采掘接續(xù)緊張的局面。 缺點(diǎn)： 1、采區(qū)通風(fēng)線路較長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，不利于瓦斯的管理。 2、-620水平進(jìn)風(fēng)道作為水平的主要軌道巷，增加了水平提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)，加重了790軌道下山的運(yùn)輸量。 通過(guò)方案比較，第Ⅰ方案布局合理、運(yùn)輸安全、通風(fēng)可靠，故選擇第Ⅰ方案為主方案。 第三章 選定方案的巷道布置及主要生產(chǎn)系統(tǒng) 第一節(jié)　選定方案的巷道布置 一、巷道布置 1、本采區(qū)為上山單翼采區(qū)。從790采區(qū)座底七反三軌道上山一路橫貫使用-620水平進(jìn)風(fēng)道做采區(qū)輔助軌道運(yùn)輸巷，然后調(diào)線沿4煤層上山掘進(jìn)420采區(qū)軌道、皮帶道、風(fēng)道，三條上山均沿4煤層布置。4

64、20軌道上山通過(guò)420進(jìn)風(fēng)道與790采區(qū)頂盤相連形成軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與420皮帶道上山連接形成進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；從790軌道下山四路橫貫布置-620水平回風(fēng)道，并與420風(fēng)道上山相連接形成回風(fēng)系統(tǒng)；420皮帶道上山通過(guò)煤倉(cāng)與-620水平回風(fēng)道相連接形成運(yùn)煤系統(tǒng)。采區(qū)為“兩進(jìn)一回”通風(fēng)方式，工作面為上行通風(fēng)方式。 2、-620水平回風(fēng)道，全長(zhǎng)410m，安裝一部SPJ -800型吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)。巷道主要用途為采區(qū)運(yùn)煤、回風(fēng)、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。 3、-620水平進(jìn)風(fēng)道，全長(zhǎng)520m，在其頂部安裝一部JD—55型調(diào)度絞車提升。該巷道為本采區(qū)提矸、運(yùn)料、行人、進(jìn)風(fēng)、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等服務(wù)。

65、 4、采區(qū)主上山為420皮帶道，全長(zhǎng)400m，安裝一部SPJ -800型吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)。巷道主要用途為采區(qū)運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)、行人、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。從工作面運(yùn)出的煤經(jīng)下出口至420采區(qū)皮帶道，經(jīng)吊掛式皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至420采區(qū)煤倉(cāng)，接-620水平回風(fēng)道輸送至790強(qiáng)力皮帶，然后由790強(qiáng)力皮帶運(yùn)送至-550水平煤倉(cāng)。 5、采區(qū)副上山為420軌道上山，全長(zhǎng)510m。在其頂部安裝一部JD—55型調(diào)度絞車提升，主要用途為采區(qū)提矸、運(yùn)料、行人、進(jìn)風(fēng)、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。采區(qū)掘進(jìn)矸石由掘進(jìn)迎頭經(jīng)420軌道上山運(yùn)至420采區(qū)頂車場(chǎng)，經(jīng)420進(jìn)風(fēng)道運(yùn)至790采區(qū)頂車場(chǎng)，由電機(jī)車牽引從790平推石門至三水

66、平軌道座底提升上井。 6、420進(jìn)風(fēng)道，長(zhǎng)度350m，在其頂部選用一臺(tái)JD--55型調(diào)度絞車提升，主要用途為采區(qū)提矸、運(yùn)料、行人、進(jìn)風(fēng)、敷設(shè)風(fēng)水管路、電纜等。 7、采區(qū)回風(fēng)上山，全長(zhǎng)510m，為采區(qū)的專用回風(fēng)道。 二、巷道及主要峒室斷面支護(hù)參數(shù) 1、巷道掘進(jìn)全部采用錨噴支護(hù)，錨桿采用Ф16×1500mm的螺紋錨桿，配樹脂錨固劑一塊，錨桿支護(hù)間排距全巖為0.8×0.8m，半煤巖巷道頂板按間排距為1.0×1.4m，頂板布置2排錨桿，兩幫不支設(shè)錨桿，各巷道及峒室噴漿厚度10～30mm，砂漿采用水泥與石粉按1：2.5～３配比拌勻使用。當(dāng)施工中遇頂板破碎壓力大或施工巷道斷面較大時(shí)可采用Ф18×2000mm的螺紋錨桿，無(wú)法采用錨噴支護(hù)時(shí)，可編制補(bǔ)充措施改為架棚支護(hù)。 2、-620水平回風(fēng)道：該巷道為本采區(qū)運(yùn)煤、回風(fēng)、行人、敷設(shè)風(fēng)水管路等服務(wù)。巷道長(zhǎng)度410m，從790軌道下山四路橫貫處施工，先平掘70 m到4煤主巷位置，按15°下坡反掘50m與790皮帶道貫通，然后正掘290 m 到設(shè)計(jì)位置。巷道采用三心拱錨噴支護(hù)，巷道凈寬：3.0m，平平墻高：1.6m，拱高：1.0m，凈高：2.6m，