平朔三號(hào)礦井300萬(wàn)噸設(shè)計(jì)

精選資料可修改編輯第1頁(yè)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009屆本科畢業(yè)生設(shè)計(jì)1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1井田位置及交通平朔三號(hào)井工礦（安太堡井工礦）位于平朔礦區(qū)的西北部，朔州市西北約28km處，井坪鎮(zhèn)東北約6km處，行政區(qū)劃隸屬于山西省朔州市平魯區(qū)管轄。井田范圍：按國(guó)家發(fā)改委批復(fù)的《平朔礦區(qū)總體規(guī)劃》，規(guī)劃的安太堡井工礦井田，其范圍主要由安太堡露天礦擴(kuò)界區(qū)Ⅰ區(qū)北部區(qū)域組成。井田東部與張崖溝井田和東露天礦田毗鄰，南部與安太堡礦18ˊ。木瓜界鐵路專(zhuān)用線接軌于安太堡露天礦的鐵路專(zhuān)用線，在本井田西南側(cè)設(shè)有裝車(chē)站，全長(zhǎng)11.95km，安太堡露天礦鐵路專(zhuān)用線與北同蒲鐵路大新站接軌，線路全長(zhǎng)約11km。朔（州）～平（魯）二級(jí)公路沿七里河北上從本井田西側(cè)通過(guò)到平魯城區(qū)。向南接大（同）～運(yùn)（城）二級(jí)公路和大運(yùn)高速公路。本礦井距朔平二級(jí)公路6km，距大運(yùn)高速公路40km，因此本區(qū)交通運(yùn)輸條件十分便利。礦區(qū)北至大同123km，南至太原226km，井田交通位置圖見(jiàn)圖1-1-1。井田在礦區(qū)中的位置見(jiàn)圖1-1-2。1.1.2地形與地貌本區(qū)位于山西省北部，東有洪濤山，北西有西石山脈，南與朔縣平原相接。區(qū)內(nèi)地勢(shì)大致為南部高，北部低，最高處位于312號(hào)孔東，海拔標(biāo)高為1495m，最低處海拔標(biāo)高為1295m，最大高差為200m。區(qū)內(nèi)黃土廣布，侵蝕切割作用強(qiáng)烈，植被覆蓋少，形成典型的梁、垣、峁等黃土高原地貌。溝谷多呈樹(shù)枝狀分布，切割深度30～50m，形態(tài)為“V”字型或“U”字型。1.1.3水文情況本區(qū)南部馬營(yíng)背斜一帶北東～南西向山梁為分水嶺，其北部為源子河發(fā)源地，南部為馬關(guān)河源頭，兩條河均屬桑干河水系。區(qū)內(nèi)無(wú)地表常年水體，僅在雨季時(shí)，有短暫洪流由樹(shù)枝狀溝谷中分別匯入該兩條河流，然后匯入桑干河。另有少量泉水出露，但流量很小，東南部南水村東泉水流量相對(duì)較大。1.1.4氣象及地震情況本區(qū)之東為太行山、五臺(tái)山，海拔皆在2800m以上，阻隔海洋季風(fēng)吹入，而其西部與內(nèi)蒙古相通，使本區(qū)一帶成為塞外寒流南侵的必經(jīng)之道。因此，大陸性氣候極為典型，干燥寒冷、風(fēng)沙嚴(yán)重為其特點(diǎn)。1.氣溫℃，℃，一般日溫差也在18～25℃以上。圖1-1-1平朔礦區(qū)交通位置圖圖1-1-2井田在礦區(qū)中的位置圖2.日照期、濕度平朔礦區(qū)日照期年最長(zhǎng)為2883.1小時(shí)，年最短為2445.5小時(shí)，平均為2693.3小時(shí)，濕度年最小為0，年最大為80﹪。3.降水量年降水量分配極不均勻，暴雨強(qiáng)度大，年降水量為345.3～682.2mm，年平均為426.7mm，多集中在七、八、九三個(gè)月，占全年降水量的75%，有時(shí)達(dá)90﹪，最大日暴雨量達(dá)44.5mm。霜凍期每年九月下旬始至次年四月，個(gè)別年為五月上旬，凍結(jié)深度一般在1110mm左右，最大為1310mm，霧期為107～175天。4.蒸發(fā)量年蒸發(fā)量在1996.00～2132.70mm之間，一般為2066.7mm，從四月至六月，月蒸發(fā)量可達(dá)580mm，一般年蒸發(fā)量是降水量的5倍左右。5.風(fēng)本區(qū)每年有風(fēng)時(shí)間占全年總時(shí)間的70﹪，平均每年出現(xiàn)40天左右的大風(fēng)，颶風(fēng)天有2天左右，風(fēng)沙日在29天以上，多集中于冬春季節(jié)，風(fēng)向多為西北，最大風(fēng)速可達(dá)21.7m/s。6.地震本區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速值為0.15g。1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況朔州市位于山西省北部、大同盆地西南端，南鄰忻州，北接大同，西北與內(nèi)蒙古交界，兩區(qū)四縣（朔城區(qū)、平魯區(qū)、山陰縣、懷仁縣、應(yīng)縣、右玉縣），共69個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1807個(gè)行政村，總面積1.06萬(wàn)km2，總?cè)丝?47萬(wàn)人。農(nóng)民人均耕地4.5畝，居全省第一。水源相對(duì)豐富，為全省人均水平的1.68倍。主要農(nóng)作物有玉米、馬鈴薯、小麥、谷子、葫麻、甜菜、莜麥、豌豆等30多種。朔州市是一個(gè)以煤炭、電力為主的新興工業(yè)城市，本區(qū)煤炭資源豐富，是國(guó)家主要能源基地之一。朔州礦藏資源豐富，初步探明的礦藏有煤炭、石灰?guī)r、鐵礦石、鋁釩土、云母、粘土、石墨等35種。全市具有規(guī)模的工業(yè)企業(yè)118戶，煤、電基礎(chǔ)極為雄厚，且有大型現(xiàn)代化露天煤礦—安太堡礦和安家?guī)X礦以及華北地區(qū)最大的火力發(fā)電廠—神頭一、二電廠。全市煤炭生產(chǎn)能力60.00Mt（其中地方30.00Mt）。電力總裝機(jī)容量241.8萬(wàn)kW，年發(fā)電量達(dá)到140多億kW·h，約占全省總量的20%。乳、瓷等新興產(chǎn)業(yè)頗具實(shí)力。乳制品生產(chǎn)能力達(dá)到10萬(wàn)噸，約占全省總量的60%以上，是全國(guó)農(nóng)區(qū)最大的乳品生產(chǎn)基地。日用瓷生產(chǎn)能力達(dá)到5億多件，懷仁嘉明陶瓷公司是全國(guó)最大的日用瓷生產(chǎn)企業(yè)。2004年，全市國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到145.21億元。1.1.6周邊小窯概況本礦井位于平朔安太堡露天煤礦擴(kuò)界區(qū)Ⅰ區(qū)的北部，井田東部有張崖溝井田和東露天礦田，南部有安太堡礦田、雙碾合作區(qū)井田和井東井田。在井田內(nèi)東北部邊界有生產(chǎn)小煤礦兩座，即下梨園礦和蔣家坪礦，下梨園礦生產(chǎn)能力0.09Mt/a，原批采4、9號(hào)煤層，在井田內(nèi)開(kāi)采9號(hào)煤層，現(xiàn)政府已關(guān)閉；蔣家坪礦生產(chǎn)能力0.3Mt/a，在井田內(nèi)批采9號(hào)煤層，屬蔣家坪鄉(xiāng)集體所有。在本礦井南部邊界外有生產(chǎn)小煤礦4座，即雙碾礦、井木礦、木瓜界礦、平魯聯(lián)營(yíng)礦。雙碾礦生產(chǎn)能力0.15Mt/a，在井田外批采4號(hào)煤層，屬雙碾鄉(xiāng)集體所有；井木礦生產(chǎn)能力0.15Mt/a，在井田外批采4、9號(hào)煤層，屬井坪鎮(zhèn)、木瓜界村集體所有；木瓜界礦生產(chǎn)能力0.15Mt/a，在井田外批采4、9號(hào)煤層，現(xiàn)開(kāi)采9號(hào)煤層，屬朔州市平魯區(qū)地方國(guó)營(yíng)所有；平魯聯(lián)營(yíng)礦生產(chǎn)能力0.09Mt/a，在井田外批采4號(hào)煤層，屬山西經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)社、李林中學(xué)集體所有。在井田南部的四個(gè)小煤礦沒(méi)有越界開(kāi)采，對(duì)本礦井安全生產(chǎn)沒(méi)有影響。根據(jù)中國(guó)國(guó)際咨詢公司關(guān)于平朔煤炭工業(yè)公司平朔三號(hào)井工礦項(xiàng)目核準(zhǔn)的咨詢報(bào)告—“目前平朔三號(hào)井工礦井田范圍內(nèi)有蔣家坪和下梨園兩座地方小型礦井，并且均已取得生產(chǎn)許可證和采礦許可證。從礦區(qū)總體布局看，這二座小型礦井的布局極不合理，并且對(duì)平朔三號(hào)井工礦的開(kāi)拓和開(kāi)采產(chǎn)生較大影響。咨詢建議，下階段應(yīng)根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委對(duì)平朔礦區(qū)總體的批復(fù)意見(jiàn)對(duì)其進(jìn)行整合”。其基本情況見(jiàn)表1-1-1。表1-1-1相鄰小窯基本情況礦井名稱面積（km2）儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸／年）備注下梨園礦1.3430509蔣家坪礦1.791861.830木瓜界礦6.701924015平魯聯(lián)營(yíng)礦1.0011629井木礦0.90108015雙碾礦0.80790151.1.7主要建材供應(yīng)條件本區(qū)主要建筑材料磚、瓦、砂、石等大宗建材當(dāng)?shù)鼗蜞徑鼐猩a(chǎn)，鋼材、木材、高標(biāo)號(hào)水泥等可由外地購(gòu)入，滿足礦井建設(shè)的需要。1.1.8水源與電源目前安太堡露天礦的給水工程和供水管線已形成，其水源取自耿莊水源地。礦井電源取自在建的木瓜界110kV變電站。1.1.9外部協(xié)作條件平朔礦區(qū)是我國(guó)最大的露天煤礦生產(chǎn)及動(dòng)力煤出口基地之一，自1985年開(kāi)工經(jīng)近20年的建設(shè)發(fā)展，目前礦區(qū)建設(shè)已形成露天礦、井工礦聯(lián)合開(kāi)發(fā)的良好局面。區(qū)內(nèi)已建成生產(chǎn)原煤15.00Mt/a的安太堡露天煤礦和10.00Mt/a的安家?guī)X露天煤礦及入洗原煤達(dá)20.00Mt/a的安太堡洗煤廠和入洗原煤達(dá)24.00Mt/a的安家?guī)X洗煤廠。安家?guī)X井工礦一、二號(hào)井均已進(jìn)入試生產(chǎn)。礦區(qū)同時(shí)建成了年裝車(chē)外運(yùn)商品煤70.00Mt安太堡鐵路專(zhuān)用線和安家?guī)X鐵路專(zhuān)用線以及礦區(qū)機(jī)修廠、設(shè)備租賃站、物資總庫(kù)等一系列完善的輔助生產(chǎn)設(shè)施和位于北旺莊的平朔礦區(qū)中心區(qū)，目前也已形成完善的行政、文教、衛(wèi)生、生活福利等公共設(shè)施，均可為本礦井提供服務(wù)。因此本礦井外部協(xié)作條件良好。1.1.10拆遷征地問(wèn)題本區(qū)地處晉北黃土高原中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)村莊主要有平番城、下梨園、石井溝等三個(gè)村莊。多為窯洞或磚瓦結(jié)構(gòu)房屋。為提高煤炭資源回采率和便于井下長(zhǎng)壁工作面布置，設(shè)計(jì)建議按搬遷考慮。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1區(qū)域地質(zhì)特征本區(qū)地處寧武煤田的北部，寧武煤田的東西邊緣有呈條帶狀的上太古界變質(zhì)巖系、上元古界震旦系環(huán)狀出露。盆地的中心位于煤田中南部寧武～靜樂(lè)一帶，其上部有侏羅系含煤地層出露，第三系和第四系地層在煤田內(nèi)的廣大地區(qū)均有不同程度的分布。地層總厚2600～3500m以上。區(qū)域地層詳見(jiàn)表1-2-1，地層綜合柱狀圖見(jiàn)圖1-2-1。1.2.2地層特征本區(qū)位于寧武煤田的北部，地表大部分被新生界地層覆蓋，屬典型的黃土丘陵地貌。在本區(qū)的北部靠近煤層露頭處以及區(qū)內(nèi)各大溝谷的底部有零星地層出露。區(qū)內(nèi)由下至上發(fā)育有奧陶系上統(tǒng)上馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組以及新生界第三系靜樂(lè)組和第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)地層，現(xiàn)分述如下：（一）奧陶系（O）本次勘探只有安5一個(gè)鉆孔揭露，揭露厚度為100.80m。結(jié)合以往資料，本地層巖性主要由深灰色厚層狀石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r組成，間夾灰黃色鈣質(zhì)泥巖。泥質(zhì)灰?guī)r風(fēng)化后呈豹皮狀，中下部夾數(shù)層同生角礫巖。本系地層平均厚250m。（二）石炭系（C）1.中統(tǒng)本溪組（C2b）巖性主要由灰色、深灰色、灰黑色砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成。含1～3層深灰色石灰?guī)r，僅中下部一層石灰?guī)r較為穩(wěn)定，定為標(biāo)志層K1，上部夾薄煤1～2層，不穩(wěn)定，厚度一般小于0.50m，底部山西式鐵礦不甚發(fā)育，有時(shí)有雜色鋁土泥巖。本次勘探安5鉆孔揭露其厚度為36.00m，地層厚23.00～53.00m，平均厚45.77m，與下伏奧陶系地層為平行不整合接觸。2.上統(tǒng)太原組（C3t）為主要含煤地層。根據(jù)以往資料并結(jié)合本次鉆孔揭露的實(shí)際情況：本組主要由灰白色砂巖、灰色、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層組成，并夾有薄層泥質(zhì)灰?guī)r。全組從上而下可分為三個(gè)煤組：上煤組含4、5號(hào)煤層，其中4號(hào)煤層為穩(wěn)定型煤層，5號(hào)煤層在本區(qū)極不發(fā)育（區(qū)外東露天井田發(fā)育）。中煤組間巖性由灰色、灰白色砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖及6、7號(hào)不穩(wěn)定型煤層組成，6號(hào)煤之上普遍發(fā)育的T4砂體是與上煤組區(qū)分的標(biāo)志，7號(hào)煤層在本區(qū)極不發(fā)育。下煤組間巖性由灰白色砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖及8、9、10、11、12號(hào)煤層組成。中、下煤組是以T3砂體區(qū)分。在9號(hào)與11號(hào)煤層之間一般發(fā)育有一層厚度不大層位較穩(wěn)定的泥質(zhì)灰?guī)r，并常與T2砂體共生。本組地層厚72.90～125.14m，平均厚101.93m，煤層平均總厚37.03m，底部發(fā)育的灰白色中、粗粒石英砂巖定為標(biāo)志層K2，與下伏地層整合接觸，平均厚5.09m。（三）二疊系（P）1.下統(tǒng)山西組（P1s）巖性主要由灰色、灰白色砂巖，灰黑色、灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，砂質(zhì)泥巖中含菱鐵礦結(jié)核。本組共含2～3層薄煤層，編號(hào)為1、2、3號(hào)，全部為不穩(wěn)定煤層。最底部K3砂巖為淺灰、灰白色厚層狀中、粗粒砂巖，一般為下伏4號(hào)煤層的直接頂板，厚1.00～13.40m，平均6.05m。本組地層厚38.00～79.00m，平均厚66.18m。與下伏地層整合接觸。2.下統(tǒng)下石盒子組（P1x）巖性主要由黃綠、灰黃色、灰白色粉、細(xì)砂巖及中粒砂巖、灰色、黃綠色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。在下部的砂質(zhì)泥巖中偶夾1～2層煤線，本組上部常見(jiàn)一層紅～灰紫色鮞狀鋁土巖（桃花泥巖），為K6砂巖的輔助標(biāo)志層。最底部一層含礫粗粒砂巖為K4標(biāo)志層，平均厚9.72m，層位穩(wěn)定。本組地層為0～71.30m，平均厚58.81m，與下伏地層整合接觸。3.上統(tǒng)石盒子組（P2s）本組地層在本區(qū)內(nèi)大部分已被風(fēng)化剝蝕，只在本區(qū)的石井溝谷中有部分出露，且出露的地層為本組最底部地層即黃綠色巨厚層狀含礫粗粒砂巖，定為標(biāo)志層K6，區(qū)內(nèi)殘留最大厚度為78.10m，平均厚7.67m，與下伏地層整合接觸。（四）第三系（N）上新統(tǒng)靜樂(lè)組（N2j）：巖性為棕紅色粘土和亞粘土，內(nèi)含鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)，中下部常含3～5層鈣質(zhì)結(jié)核，本組厚0～41.18m，平均厚2.08m，與下伏地層為角度不整合接觸。（五）第四系（Q）1.中、上更新統(tǒng)（Q2+3）上更新統(tǒng)為土黃色粉砂質(zhì)亞砂土、亞粘土（俗稱馬蘭黃土），中更新統(tǒng)由紅黃色亞粘土和土壤層組成，含鈣質(zhì)結(jié)核，底部含砂礫。地層厚0～67.95m，平均厚34.06m。廣泛覆蓋全區(qū)，為本區(qū)黃土貌的主要成分，不整合于下伏地層之上。2.全新統(tǒng)（Q4）表1-2-1區(qū)域地層一覽表地層單位簡(jiǎn)述備注界系統(tǒng)組新生界第四系全新統(tǒng)自下更新統(tǒng)（Q1）到全新統(tǒng)（Q4）均有沉積，厚0～210m。更新統(tǒng)第三系上新統(tǒng)靜樂(lè)組上新統(tǒng)N2，俗稱靜樂(lè)紅土，厚0～120m。中生界侏羅系中統(tǒng)天池河組沉積下統(tǒng)大同組、永定莊組，中統(tǒng)云崗組和天池河組，厚500m以上。云崗組下統(tǒng)大同組永定莊組三疊系中統(tǒng)銅川組有下統(tǒng)劉家溝組和和尚溝組，中統(tǒng)二馬營(yíng)組和銅川組。厚500m以上。二馬營(yíng)組下統(tǒng)和尚溝組劉家溝組古生界二疊系上統(tǒng)石千峰組以紫紅色、磚紅色富含鈣質(zhì)、鐵質(zhì)的砂、泥巖為主，厚133～184m。上石盒子組杏黃、黃綠色砂巖、砂質(zhì)泥巖、紫紅色泥巖為主，厚224～274m。下統(tǒng)下石盒子組灰黃、黃綠色砂巖、砂質(zhì)泥巖、紫紅色泥巖，厚82～226m。山西組灰白色石英砂巖、灰色砂質(zhì)泥巖夾煤線，厚37～70m。續(xù)表1-2-1區(qū)域地層一覽表地層單位簡(jiǎn)述備注界系統(tǒng)組古生界石炭系上統(tǒng)太原組灰白色砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖含泥質(zhì)灰?guī)r及主要可采煤層，厚87~118m。中統(tǒng)本溪組雜色鋁土泥巖、砂質(zhì)泥巖夾石灰?guī)r及煤線，底部為山西式鐵礦。奧陶系中統(tǒng)峰峰組中統(tǒng)馬家溝組、峰峰組灰?guī)r和下統(tǒng)亮甲山組、冶里組灰?guī)r，厚600m左右。馬家溝組下統(tǒng)亮甲山組冶里組寒武系上統(tǒng)鳳山組沉積上統(tǒng)鳳山組、長(zhǎng)山組、崮山組、中統(tǒng)張夏組、徐莊組和下統(tǒng)毛莊組，厚300m以上。長(zhǎng)山組崮山組中統(tǒng)張夏組徐莊組下統(tǒng)毛莊組元古界為一套淺色質(zhì)灰?guī)r，出露于煤田東部邊緣，厚24~46m。太古界為一套中~深變質(zhì)巖系，出露于煤田東部邊緣，厚3000m以上。主要分布于較大河谷、河床及兩側(cè)階地之上，由石灰?guī)r礫、卵石、粉砂土、中、粗粒砂巖巖屑及洪積物組成，厚0～40m，平均厚10m。另外，在本區(qū)內(nèi)根據(jù)本次鉆孔的揭露以及以往勘探資料證實(shí)未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖，故本區(qū)未受巖漿巖活動(dòng)的影響，也未發(fā)現(xiàn)陷落柱。1.2.3構(gòu)造本區(qū)位于寧武煤田朔州礦區(qū)東部，寧武向斜的北端?？v觀本井田總體為一平緩的向斜構(gòu)造，向斜軸向基本為NW～SE向。東北部地層向SW傾斜，西南部地層向NE傾斜，中部較平緩。未見(jiàn)陷落柱和巖漿巖侵入體。主要構(gòu)造形態(tài)如下：1、東坡向斜位于本區(qū)中東部，軸向大致呈NW～SE向，從北至南通過(guò)石井溝村東、331孔及區(qū)外北水村，東北翼平緩，傾角1～10°，西南翼較陡，傾角7～13°。2、木瓜界背斜位于本區(qū)中西部，軸向NW～SE，與東坡向斜軸基本一致，由北向南通過(guò)區(qū)外209及309～73鉆孔東，東北翼地層傾角7～13o，西南翼傾角2o左右。3、馬營(yíng)背斜位于井田的南部，軸向NE～SW，從西向東通過(guò)區(qū)外344鉆孔及區(qū)內(nèi)345鉆孔，規(guī)模小，兩翼產(chǎn)狀均2～5°?？傮w看來(lái)，本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。1.2.4水文地質(zhì)本區(qū)地貌屬黃土丘陵區(qū)，地勢(shì)總體為西南、東南、東北高向西北開(kāi)口的黃土洼地，最高點(diǎn)位于西南部木瓜界背斜軸部黃土丘頂，海拔高程1500m，最低點(diǎn)位于東南馬關(guān)河谷底，海拔高程1270m，主采煤層均在最低侵蝕基準(zhǔn)面之下。馬關(guān)河在本區(qū)的東部基本上是沿東坡向斜軸部由北向南斜穿過(guò)，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約3km，長(zhǎng)年有水，河水由風(fēng)化殼泉水補(bǔ)給，清水流量0.1～2升/秒；大沙溝為一條季節(jié)性河流，平時(shí)基本無(wú)水，在本區(qū)的西北邊界隱伏煤層露頭區(qū)由西南向東北斜穿而過(guò)，其下伏的第四系孔隙水水量較大，補(bǔ)給煤系地層。1.含水層賦存條件（1）奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層井田范圍內(nèi)灰?guī)r未有出露，位于井田西南角的水1號(hào)孔揭露灰?guī)r48.61m，頂界埋深189.62m，標(biāo)高1165.46m，孔深205～223m段灰?guī)r含少量裂隙，裂隙面有鐵銹色；230～236m，巖石較為破碎，且有溶蝕小洞及裂隙。安5號(hào)探巖溶孔位于井田中北部東坡向斜軸部，揭露灰?guī)r100.80m，頂界埋深397.50m，標(biāo)高950.27m，其巖性上部為灰白色石灰?guī)r，巖石致密，堅(jiān)硬完整；中部為角礫狀泥巖，巖芯完整，厚10.00m；下部為黃白色白云質(zhì)灰?guī)r，上段巖芯完整、堅(jiān)硬，孔深451.00～455.30m，巖芯略為破碎，簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，水位、消耗量基本無(wú)變化，靜止水位埋深257.74m，標(biāo)高1090.03m。從兩個(gè)孔揭露灰?guī)r情況分析，灰?guī)r揭露100m范圍內(nèi)巖溶裂隙不甚發(fā)育，富水性一般，為相對(duì)弱含水層段。（2）太原組砂巖裂隙含水層本組地層由砂巖、砂泥巖及煤互層組成，地下水賦存在砂巖裂隙中，為砂巖裂隙潛水承壓含水層。根據(jù)含水層空間賦存狀態(tài)，垂向上分為四個(gè)含水層段：①6號(hào)煤頂板砂巖裂隙含水層段在本區(qū)的中部341、水2、安5、337、322、328號(hào)孔呈孤島狀分布。其巖性以中粗砂巖為主，中細(xì)砂巖次之，厚1.50～15.41m，砂巖裂隙比較發(fā)育，多數(shù)鉆孔在該層段漏水，是6號(hào)煤頂及4號(hào)煤底板直接充水含水層段，據(jù)本區(qū)東北蔣家坪礦資料，采4號(hào)煤時(shí)，煤層底板涌水，涌水量約1000～1200m3/d。②11號(hào)煤底板砂巖裂隙含水層段巖性為中砂巖、細(xì)砂巖，厚3~15m，為太原組次要含水層段。據(jù)抽水試驗(yàn)資料，太原組砂巖裂隙水單位涌水量0.0051～0.544L/s.m，滲透系數(shù)0.0232～1.3466m/d，富水性弱～中等，各孔抽水試驗(yàn)成果見(jiàn)表1-2-2。表1-2-2水文孔抽水試驗(yàn)成果表孔號(hào)降深（m）單位涌水量（L/s.m）滲透系數(shù)（m/d）靜止水位標(biāo)高（m）水13.6950.5441.34661334.63水240.480.00510.02321335.51安34.70.21270.43111306.12S70213.190.04620.10851317.17（3）山西組砂巖裂隙含水層含水層巖性為粗砂巖、中細(xì)砂巖，系砂巖裂隙含水，本組賦存2～3層中粗砂巖，厚13.00～19.00m，上部砂巖含水層分布不穩(wěn)定，呈透鏡體狀，底部K3砂巖賦存較為穩(wěn)定，厚2.0～10.0m。井田西南部山西組地層埋藏較淺，上部風(fēng)化裂隙較為發(fā)育，易接受大氣降水補(bǔ)給，在地形低洼處，地下水匯集，富水性中等。如雙碾礦西約500m原沙地礦（現(xiàn)為造紙廠），上世紀(jì)八十年代沿東北方向以25°坡度開(kāi)鑿斜井，風(fēng)化裂隙涌水，井筒涌水量在100m3/h以上。風(fēng)化殼以下，巖石膠結(jié)致密，裂隙不甚發(fā)育，且砂巖之間有泥質(zhì)巖阻隔，補(bǔ)給條件差，含水性極弱，單位涌水量0.0046L/s.m，滲透系數(shù)0.02487m/d，在平蕃城一帶，地下水曾出現(xiàn)自流，水頭高出地表3.07m。（4）下石盒子組砂巖裂隙含水層含水層巖性以底部的灰白色含礫粗砂巖為主，厚度變化較大，在本區(qū)的溝谷中多有出露，是風(fēng)化殼的主要組成部分之一，也是本區(qū)一個(gè)主要的含水層。區(qū)內(nèi)泉水多出露在該層，富水性不均一，泉水流量一般小于1L/s，平蕃城涌水孔，上世紀(jì)60年代涌水量44m3/h，由于區(qū)域水位普遍下降，目前流量已降至16m3/h。水2號(hào)孔下石盒子組抽水試驗(yàn)，降深21.03m，靜止水位標(biāo)高1358.10m，單位涌水量0.433L/s.m，富水性弱～中等。（5）上石盒子砂巖裂隙含水層本組地層主要分布于本區(qū)的東北部，多位于侵蝕基準(zhǔn)面之上，砂巖多透水而少含水，石井溝村西泉水流量0.03L/s，總體屬弱含水層，為風(fēng)化裂隙潛水。（6）第四系孔隙含水層本區(qū)廣泛分布第四系黃土，厚約20m，黃土層具垂直節(jié)理和大孔隙，賦存孔隙潛水，含水性極弱。本區(qū)西部大沙溝河谷區(qū)，賦存上更新統(tǒng)孔隙潛水，含水層巖性為沖積、沖洪積形成的砂礫石、砂，厚13～30m，地下水易接受大氣降水補(bǔ)給，富水性較強(qiáng)，據(jù)抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量0.67L/s.m，滲透系數(shù)4.419m/d。2.地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件大氣降水是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源?？碧絽^(qū)范圍地表分布有廣泛的第四系黃土，下伏第三系紅土，構(gòu)成了基巖上覆隔水層。在溝谷兩側(cè)及山坡，石盒子組地層局部出露，上部風(fēng)化裂隙發(fā)育，可接受大氣降水直接入滲補(bǔ)給，地下水逕流條件好，水循環(huán)迅速，以溶濾作用為主，在地形低洼處以泉的形成排泄。山西組、太原組地層受上部隔水層阻隔，大氣降水補(bǔ)給量極其有限，補(bǔ)給條件較差。在向斜構(gòu)造軸部，節(jié)理裂隙相對(duì)發(fā)育，該部位可獲得一定量的側(cè)向補(bǔ)給；大沙溝一帶，太原組地層與第四系松散層直接接觸，水力聯(lián)系密切，上更新統(tǒng)沖洪積層水量較為豐富，補(bǔ)給太原組砂巖裂隙小，大沙溝河谷以東地區(qū)，山西組、太原組地層隨著埋深的增加，巖石固結(jié)致密，裂隙變的稀少，補(bǔ)給徑流條件變差。地下水在向向斜軸部運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在地表由于沒(méi)有排泄點(diǎn)，只能由北而南向勘探區(qū)外泄流。隨著煤層的開(kāi)采，會(huì)形成以礦井為中心的排泄點(diǎn)?？碧絽^(qū)位于奧灰?guī)r溶水逕流區(qū)，灰?guī)r埋深大，主要接受區(qū)外奧灰水的遠(yuǎn)源排給，補(bǔ)給量的大小取決于巖溶發(fā)育程度，勘探區(qū)斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，僅在向斜背斜地段相對(duì)富集，奧灰水由西向東逕流運(yùn)動(dòng)，出區(qū)外向神頭泉排泄。3.礦井涌水量設(shè)計(jì)結(jié)合地質(zhì)報(bào)告所提礦井涌水量，并參考鄰近一、二號(hào)井估算，取礦井正常涌水量500m3/h，最大涌水量800m3/h。1.3煤層特征1.3.1煤層本區(qū)含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組、中統(tǒng)本溪組，現(xiàn)分述如下：1.山西組本組含煤三層，編號(hào)為1、2、3號(hào)煤。零星分布，極不穩(wěn)定，無(wú)經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值。本組地層厚38.00～-79.00m，一般為66.18m，煤層薄，含煤性差。1號(hào)煤分布于區(qū)東部，零星，均不可采；2號(hào)煤分布于區(qū)南部，厚0～0.55m，平均厚0.35m，分布范圍小；3號(hào)煤分布于區(qū)中部，分布范圍小，厚0～0.61m，平均厚0.41m。本組含煤系數(shù)為1%。2.太原組為本區(qū)的主要含煤地層，共含煤九層，編號(hào)為4、5、6、7、8、9、10、11、12號(hào)煤，其中5、7號(hào)煤層極不發(fā)育。4、5號(hào)煤層組合為上煤組，6、7號(hào)煤為中煤組，8、9、10、11、12號(hào)煤為下煤組。4、11號(hào)為主要可采煤層，6、9、10號(hào)為局部可采煤層，8、12號(hào)為零星可采煤層。本組地層厚72.90～125.40m，一般厚101.93m，煤層總厚30.38m，含煤系數(shù)為30%。4～11號(hào)煤層間距為28.04～88.08m，平均為41.79m。3.本溪組本組地層厚23.00～53.00m，一般為45.77m，含煤1～2層，煤厚一般小于0.50m，零星分布，無(wú)工業(yè)價(jià)值，含煤性差。1.3.2可采煤層本區(qū)主要可采煤層為4號(hào)煤層，全區(qū)穩(wěn)定可采，11號(hào)煤層較穩(wěn)定，局部不可采，6號(hào)煤層在區(qū)內(nèi)局部可采，8、10、12號(hào)煤層零星可采，現(xiàn)將各主要可采煤層自上而下分述如下：（1）4號(hào)煤層全區(qū)賦存，為本區(qū)主要可采煤層之一，位于太原組頂部，距山西組底部K3砂巖約0～8.60m，煤層厚5.00～16.95m，平均11.73m，頂板多為砂質(zhì)泥巖、中粗粒砂巖，有時(shí)為泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖，底板多為砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及細(xì)粒砂巖。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾石1～9層，一般為4層左右。夾石多為炭質(zhì)泥巖、高嶺質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖，厚0.04～3.00m，平均厚1.03m，本煤層穩(wěn)定，除西部、北部、南部局部風(fēng)化外，其余全區(qū)可采，厚度變化不大。347號(hào)孔最厚，為16.95m。西南部煤層薄，東部煤層厚。從西部到東部，煤層逐漸變厚。（2）11號(hào)煤層位于太原組的下部，距10號(hào)煤層2.24～14.10m，平均7.78m，為本區(qū)主要可采煤層之一，煤厚0.55～9.65m，平均3.32m。區(qū)內(nèi)東北部煤層較發(fā)育，320孔不可采，西南部煤層較厚，中部、東北部煤層較薄，含夾石0～4層，一般為1～3層，頂板多為砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，其上常為一層深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，底板多為砂質(zhì)泥巖，有時(shí)為泥巖或細(xì)粒砂巖，屬較穩(wěn)定可采煤層。可采煤層特征見(jiàn)表1-3-1。表1-3-1可采煤層厚度、煤層間距及變化情況一覽表煤層編號(hào)煤層厚度（m）最小～最大平均煤層間距（m）最小～最大平均穩(wěn)定程度及可采情況賦存范圍45.00～16.9511.731.50～22.1810.73全井田可采，穩(wěn)定全井田60～2.651.40局部可采，不穩(wěn)定局部8.43～33.6523.1280～1.300.23零星可采，不穩(wěn)定零星3.85～24.6516.6390～16.121.22局部可采，不穩(wěn)定局部2.03～11.554.88100～2.500.77零星可采，不穩(wěn)定零星2.24～14.707.78110.55～9.653.32全井田可采，較穩(wěn)定（極個(gè)別點(diǎn)不可采）全井田1.21～10.804.04120～1.610.42零星可采，不穩(wěn)定零星1.3.3可采煤層頂?shù)装逍再|(zhì)4號(hào)煤層：偽頂：零星分布于區(qū)內(nèi)，巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖、薄層狀、水平層理，厚0.2～0.5m。直接頂：全區(qū)大部分地區(qū)有直接頂分布，313、316、318、水2、安5號(hào)孔偽頂之上為老頂，323、329、334號(hào)孔煤層直接覆蓋老頂。直接頂巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，中厚層狀，水平、緩波狀層理，性脆、易碎，厚度變化無(wú)規(guī)律，最小厚度1.20m，最大厚度12.42m，一般厚度5～10m。老頂：全區(qū)分布，由K3砂巖構(gòu)成，以中粒砂巖、細(xì)粒砂巖為主，次為粗粒砂巖，砂巖礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，中厚～厚層狀，基底式～孔隙式泥質(zhì)膠結(jié)，半堅(jiān)硬，厚1.1～16.2m。采區(qū)的西北部煤層埋藏較淺，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD值在50%左右，屬巖體完整性差～中等的巖體，相對(duì)來(lái)說(shuō)頂板的穩(wěn)定性比較差，由西向東煤層埋藏漸深，巖石的完整性漸好，頂板的穩(wěn)定性變好。底板：巖性以泥巖、砂巖泥巖為主，炭質(zhì)泥巖、中細(xì)砂巖次之，厚0.6～7.4m，安1號(hào)孔巖石力學(xué)測(cè)試，砂質(zhì)泥巖單向抗壓強(qiáng)度57.13～83.66Mpa，屬半堅(jiān)硬～堅(jiān)硬巖石。11號(hào)煤層：偽頂：僅305、315、335、安3號(hào)孔有偽頂分布，巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，薄層狀，水平層理，厚0.30～0.55m，隨煤層開(kāi)采而垮落，頂板不穩(wěn)定。直接頂：分布于全區(qū)大部分地區(qū)，巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖、炭質(zhì)泥巖和泥灰?guī)r，厚度一般在1～3m，最小厚度0.78m，最大厚度8.0m，具水平層理，薄層狀～中厚層狀，層理面有植物葉片化石并夾煤線。鉆孔安3、313、317、322、323連線以西復(fù)層結(jié)構(gòu)比較多，最多為5層，巖性為炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖及薄煤層，煤層開(kāi)采時(shí)沿層面易產(chǎn)生離層，頂板穩(wěn)定性較差。安3號(hào)孔巖石力學(xué)測(cè)試，炭質(zhì)泥巖單向抗壓強(qiáng)度27.03～35.75Mpa，屬較軟巖石。老頂：巖性為砂礫巖、中、粗砂巖及泥灰?guī)r，砂巖中厚層～厚層狀，塊狀層理，鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，巖石致密、完整、堅(jiān)硬，厚度0.8～7.6m，泥灰?guī)r主要分布在勘探區(qū)的東部，致密、堅(jiān)硬，局部裂隙充填方解石，厚0.6～1.0m。安3號(hào)孔取樣測(cè)試，中砂巖單向抗壓強(qiáng)度107.4～139.69Mpa，屬極堅(jiān)硬巖石。底板：泥巖、砂質(zhì)泥巖及中砂巖，厚0.42～5.0m。各可采煤層物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)下表1-3-2。表1-3-2各煤層物理力學(xué)性質(zhì)表試驗(yàn)項(xiàng)目4號(hào)煤11號(hào)煤干密度（g/Cm3）1.115～1.3241.2211.324～1.411.37單軸抗壓強(qiáng)度（Mpa）4.92～5.985.572.46～8.0煤質(zhì)本區(qū)4、11號(hào)煤層均為長(zhǎng)焰煤。水分：收到基水分大多數(shù)在4.00～6.00％，4號(hào)煤平均5.24%，空氣干燥基水分兩極值為0.75～4.29％，總體比較4號(hào)煤比11號(hào)煤層水分含量高。灰分：按煤炭質(zhì)量灰分分級(jí)《GB/T15224.1～2004》，4號(hào)煤層在18.71～38.87％，全層平均29.76％，平面以大于29%的高灰煤為主，16～29%之間的中灰煤為輔；11號(hào)煤層灰分在18.33～32.62%，平均為24.36%，以中灰煤為主，部分為高灰煤。1.6密度級(jí)浮煤灰分都降至16%以下，屬低灰煤，平均值4號(hào)煤15.51%、9號(hào)煤13.92%、11號(hào)煤14.94%。1.4密度級(jí)浮煤灰分4煤層平均低于10%為特低灰，分別為9.60和8.71%，11號(hào)煤層平均值大于10%為11.16%，屬于低灰煤。揮發(fā)分：原煤干燥無(wú)灰基一般在37%以上，1.4密度浮煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分所有測(cè)定值均大于37％，屬于高揮發(fā)分煤，4、11號(hào)煤平均值分別為38.99%、39.72％。固定碳含量原煤一般在40.00～50.00%之間，屬特低固定碳煤，1.6密度浮選后，固定碳含量平均在50%以上，下部11號(hào)煤層含量高于4號(hào)層。硫分：按煤炭質(zhì)量硫分分級(jí)《GB15224.4-2004》，以基準(zhǔn)發(fā)熱量24MJ/kg折算干燥基全硫。4號(hào)煤層原煤均小于1.00％，平均含量0.55％，實(shí)際干燥基高位發(fā)熱量平均為20.44MJ/kg，其全硫折算后為0.65%，在0.43～0.77%范圍，屬低硫煤，1.6密度浮煤全硫含量略有增高，平均為0.59%，實(shí)際干燥基高位發(fā)熱量平均為26.47MJ/kg，折算后為0.53%，小于0.55%屬特低硫。11號(hào)煤原煤全硫含量為0.86～2.18％，平均1.76%，實(shí)際干燥基高位發(fā)熱量平均為23.30MJ/kg，其全硫折算后為1.71%，在1.47～2.93%范圍，屬中高硫分煤分煤，1.6密度浮選后，全硫可降低30～50%，平均為1.24%，實(shí)際干燥基高位發(fā)熱量平均為27.23MJ/kg，其全硫折算后為1.41%，在1.04～1.72%范圍，屬于中硫分煤。形態(tài)硫：有機(jī)硫含量一般占全硫的65～75％，硫化鐵硫占25～35%，硫酸鹽硫含量占1～2%。從4號(hào)煤層至11號(hào)煤層，有機(jī)硫與硫化鐵硫明顯增高。有機(jī)硫在洗選后降幅較小不易脫除，是造成浮選后硫分大于原煤含量主要原因。發(fā)熱量：原煤在18.14～25.34MJ/kg之間，為中熱值煤，1.6密度浮選后較原煤提高4.00～8MJ/kg，為中高熱值煤。影響發(fā)熱量的主要因素是煤中礦物質(zhì)含量。1.3.5瓦斯、煤塵和煤的自燃傾向1.瓦斯根據(jù)山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)二○○五年六月編制的《山西省寧武煤田平朔礦區(qū)安太堡井工礦（3號(hào)井）勘探地質(zhì)報(bào)告》，本區(qū)共在9個(gè)鉆孔中采取了三個(gè)主要可采煤層的瓦斯樣，瓦斯成分中CH4最大值為10.63%，平均值以11號(hào)煤最高為3.21%。瓦斯含量CH4最大值0.60ml/g·可燃煤，平均值以11號(hào)煤0.13ml/g·可燃煤為最高。瓦斯的含量和濃度隨深度增加而增加，但總體瓦斯偏低，全區(qū)均處于瓦斯風(fēng)化帶之內(nèi)。鄰近的安家?guī)X井工礦一號(hào)井生產(chǎn)能力10.0Mt/a，井下布置1個(gè)綜采放頂煤工作面和4個(gè)綜掘工作面。2006年7月委托山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測(cè)中心對(duì)礦井進(jìn)行了瓦斯等級(jí)鑒定，結(jié)論為：礦井相對(duì)瓦斯涌出量為0.0017m3/t·d，絕對(duì)瓦斯涌出量為0.02m3/min，礦井被山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局批準(zhǔn)為低瓦斯礦井。瓦斯涌出情況如下：9號(hào)煤瓦斯絕對(duì)涌出量0.01m3/min，占全礦井50%，二氧化碳絕對(duì)涌出量2.093m3/min，占全礦井35.01%；4號(hào)煤瓦斯絕對(duì)涌出量0.01m3/min，占全礦井50%，二氧化碳絕對(duì)涌出量3.885m3/min，占全礦井64.985%。回采工作面最大瓦斯絕對(duì)涌出量0.005m3/min，二氧化碳絕對(duì)涌出量2.08m3/min%。掘進(jìn)工作面最大瓦斯絕對(duì)涌出量0.007m3/min，二氧化碳絕對(duì)涌出量1.176m3/min。鄰近的安家?guī)X井工礦二號(hào)井生產(chǎn)能力10.0Mt/a，井下布置1個(gè)綜采放頂煤工作面和4個(gè)綜掘工作面。2006年7月委托山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測(cè)中心對(duì)礦井進(jìn)行了瓦斯等級(jí)鑒定，結(jié)論為：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為0.018m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為0.0008m3/t；二氧化碳絕對(duì)涌出量為8.422m3/min，相對(duì)二氧化碳涌出量為0.3664m3/t，其中4號(hào)煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為0.004m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為0.014m3/t，二氧化碳絕對(duì)瓦斯涌出量為0.9535m3/min，相對(duì)二氧化碳涌出量為3.224m3/t。11號(hào)煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為0.013m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為0.0006m3/t，二氧化碳絕對(duì)瓦斯涌出量為7.468m3/min，相對(duì)二氧化碳涌出量為0.3291m3/t。礦井被山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局批準(zhǔn)為低瓦斯礦井。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.0Mt/a，投產(chǎn)后在井下布置1個(gè)綜采放頂煤工作面和2個(gè)綜掘工作面。用分源法預(yù)測(cè)礦井最大瓦斯涌出量，本礦井相對(duì)瓦斯涌出量為1.45m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為23.46m3/min。根據(jù)瓦斯預(yù)測(cè)結(jié)果，并類(lèi)比鄰近的安家?guī)X井工礦一號(hào)井、二號(hào)井瓦斯鑒定結(jié)論，確定本礦井屬低瓦斯礦井。本礦井目前無(wú)實(shí)測(cè)的瓦斯參數(shù)，建議礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)各煤層及各區(qū)域煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，以確定礦井瓦斯等級(jí)，以利于采取相應(yīng)的防治措施。2.煤塵根據(jù)山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測(cè)中心2006年3月31日的檢驗(yàn)報(bào)告，本礦井4號(hào)煤層采樣鑒定結(jié)果：4號(hào)煤揮發(fā)分38.99%，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。3.自燃根據(jù)山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測(cè)中心2006年3月31日的檢驗(yàn)報(bào)告，本礦井4號(hào)煤層自燃的采樣鑒定結(jié)果：4號(hào)煤的吸氧量0.90cm3/g，煤層具有自燃傾向性，自燃傾向性等級(jí)為Ⅰ級(jí)。屬易自燃煤層。2井田境界及儲(chǔ)量2.1井田境界平朔三號(hào)井工礦（安太堡井工礦）位于平朔礦區(qū)的西北部，朔州市西北約28km處，井坪鎮(zhèn)（平魯縣城）東北約6km處，行政區(qū)劃隸屬于朔州市平魯區(qū)管轄。2.1.1井田范圍按批準(zhǔn)的《平朔礦區(qū)總體規(guī)劃》確定的安太堡井工礦井田境界為準(zhǔn)，其范圍主要由安太堡露天礦擴(kuò)界區(qū)Ⅰ區(qū)北部區(qū)域組成。地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°18′30″～112°24′06″，北緯39°32′37″～39°36′08″。南界：以S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10號(hào)拐點(diǎn)連線為界，與木瓜界、雙碾、井木、平魯聯(lián)營(yíng)礦相鄰。東界：以S1、S2、S4號(hào)點(diǎn)連線為界，與張崖溝井田、東露天礦田相鄰。北界：以11號(hào)煤層露頭線為界。西界：以11號(hào)煤層露頭線為界。2.1.2開(kāi)采界限井田內(nèi)主要含煤地層為上統(tǒng)太原組，本組地層厚72.90~125.14m，平均厚101.93m，含煤9層，可采煤層4層，分別為4號(hào)煤層、6號(hào)煤層、9號(hào)煤層和11號(hào)煤層。其中主采煤層為4號(hào)、11號(hào)煤層。6號(hào)、9號(hào)煤層屬于薄煤層，只作為后期儲(chǔ)備資源開(kāi)采。礦井設(shè)計(jì)只針對(duì)4號(hào)、11號(hào)煤層。開(kāi)采上限：4號(hào)煤層以上無(wú)經(jīng)濟(jì)可采煤層。下部邊界：11號(hào)煤層以下無(wú)經(jīng)濟(jì)可采煤層。2.1.3井田尺寸井田南北寬4.755～6.646km，東西長(zhǎng)7.909km，面積約28.475km2。井田邊界各拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表2-1-1。表2-1-1井田邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)表點(diǎn)號(hào)國(guó)家六度帶坐標(biāo)縱坐標(biāo)（X）橫坐標(biāo)（Y）S14386385.00019620380.000S24384955.00019620380.000S44381630.00019620380.000S54381630.00019616745.000S64380840.00019616745.000S74380835.00019615050.000S84379835.00019615050.000S94379783.00019613723.000S104379739.00019612471.0002.2儲(chǔ)量平朔安太堡露天煤礦準(zhǔn)備對(duì)3號(hào)井工礦進(jìn)行開(kāi)采，為滿足井田開(kāi)發(fā)建設(shè)總體設(shè)計(jì)和開(kāi)采設(shè)計(jì)的需要，現(xiàn)需對(duì)3號(hào)井工礦進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。為此，平朔安太堡露天煤礦特委托山西省第三地質(zhì)工程勘察院利用以往勘查成果并結(jié)合生產(chǎn)礦井調(diào)查資料編制《山西省寧武煤田平朔礦區(qū)平朔煤炭工業(yè)公司3號(hào)井工礦井田精查地質(zhì)報(bào)告》。2.2.1儲(chǔ)量劃分根據(jù)山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)于2005年6月提交的《山西省寧武煤田平朔礦區(qū)安太堡井工礦（3號(hào)井）勘探地質(zhì)報(bào)告》，本井田參加儲(chǔ)量估算的煤層為4、6、9、11號(hào)煤層，共計(jì)4層煤，其中4號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，11號(hào)煤層為較穩(wěn)定煤層，6、9號(hào)為局部可采，不穩(wěn)定煤層。儲(chǔ)量級(jí)別的劃分在分析研究全區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，程度及評(píng)價(jià)各煤層穩(wěn)定程度上劃分各級(jí)儲(chǔ)量，本區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一類(lèi)，4號(hào)煤層全區(qū)穩(wěn)定可采，11號(hào)為較穩(wěn)定煤層屬一型。因此，劃分各級(jí)儲(chǔ)量的基本線距如下表2-2-1。表2-2-1儲(chǔ)量的基本線距構(gòu)造復(fù)雜程度煤層穩(wěn)定程度滿足各級(jí)儲(chǔ)量的基本線距煤層號(hào)111b122b333一類(lèi)一型750～10001500～2000大于20004、11本次儲(chǔ)量級(jí)別的劃分，原則上以孔距為基礎(chǔ)，用鉆孔連線圈定各級(jí)儲(chǔ)量，11號(hào)煤層用750～1000m孔距圈定122b級(jí)儲(chǔ)量，大于1000m圈定333級(jí)儲(chǔ)量，6、9號(hào)煤層原為333級(jí)儲(chǔ)量。用級(jí)別線（二）儲(chǔ)量估算范圍各煤層儲(chǔ)量估算邊界同勘探區(qū)邊界，各煤層儲(chǔ)量估算面積、最小標(biāo)高、最大垂深見(jiàn)表2-2-2。表2-2-2各煤層儲(chǔ)量估算范圍煤層號(hào)儲(chǔ)量估算面積（m2）最小標(biāo)高（m）最大表高（m）最大垂深（m）4173070001076.941340289.866304900010801320296.259261050001024.101280337.1011258380001007.671260349.74（三）儲(chǔ)量估算方法本勘探區(qū)地層傾角平緩，傾角一般在2~8o之間，采用煤層垂直厚度及煤層水平投影面積估算儲(chǔ)量。估算公式：儲(chǔ)量（萬(wàn)t）=面積（m2）×厚度（m）×視密度（t/m3）/10000（四）儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果全井田共有111b+122b+333級(jí)資源儲(chǔ)量665.40Mt。其中：111b級(jí)儲(chǔ)量為304.14Mt；122b級(jí)儲(chǔ)量為194.57Mt；333級(jí)儲(chǔ)量為166.69Mt。2.2.2工業(yè)儲(chǔ)量礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指地質(zhì)資源量經(jīng)可行性評(píng)價(jià)后，其經(jīng)濟(jì)意義在邊際經(jīng)濟(jì)及以上的基礎(chǔ)儲(chǔ)量的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的資源儲(chǔ)量乘以可信度系數(shù)之和。礦井主采煤層為4、9號(hào)煤層，采用地質(zhì)塊段法。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將各層礦體劃分為4-1、4-2、4-3、4-4、4-5，11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6、11等塊段，在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲(chǔ)量，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。塊段劃分如圖（2-1）由圖計(jì)算4號(hào)煤各塊段面積分別為：S4-1=2254819.85m2；S4-2=8097382.70m2；S4-3=4981905.90m2；S4-4=1693740.15m2；S4-5=1959931.84m2；按下式計(jì)算：Zi=Si×cosa×Mi×ri （2.2）式中：Zi——各塊段儲(chǔ)量，萬(wàn)t。Cosa——煤層傾角的余弦值Si——各塊段的面積，m2。Mi——煤層的平均厚度，m。Ri——各塊段內(nèi)煤的容重，均為1.4t/m3。煤層塊段標(biāo)號(hào)傾角(度)余弦值平均厚度(m)容重(t/m3)面積(m2)儲(chǔ)量(萬(wàn)t)44-14.4240.9970211.731.42254819.85363713.944-210.910.98191411.731.48097382.704613542.444-33.7940.99780811.731.44981905.89728199.344-42.7950.9988111.731.41693740.14742784.844-50.5160.99995911.731.41959931.83623218.7則4號(hào)煤層的工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg4=Z4-1+Z4-2+Z4-3+Z4-4+Z4-5=3713.9+13542.4+8199.3+2784.8+3218.7=31459.1（萬(wàn)噸）有圖計(jì)算11號(hào)煤層各塊段面積S11-1=5146135.2702m2；S11-2=2481162.4472m2；S11-3=11374321.3687m2；S11-4=5477444.3006m2；S11-5=1676174.1262m2；S11-6=3653670.592m2按下式計(jì)算：Zi=Si×cosa×Mi×ri （2.2）式中：Zi——各塊段儲(chǔ)量，萬(wàn)t。Si——各塊段的面積，m2。Mi——煤層的平均厚度，m。Ri——各塊段內(nèi)煤的容重，均為1.4t/m3。煤層塊段標(biāo)號(hào)傾角(度)余弦值平均厚度(m)容重(t/m3)面積(m2)儲(chǔ)量(萬(wàn)t)1111-12.9380.9986853.321.45146135.27022395.11111-24.4590.9969733.321.42481162.44721156.71111-37.9570.990373.321.411374321.36875338.21111-42.9230.9986993.321.45477444.30062549.21111-53.8260.9977713.321.41676174.1262780.81111-62.2540.9992273.321.43653670.5921699.5則11煤的工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg11=Z11-1+Z11-2+Z11-3+Z11-4+Z11-5+Z11-6=2395.1+1156.7+5338.2+2549.2+780.8+1699.5=13919.6（萬(wàn)噸）2.2.3礦井可采儲(chǔ)量礦井可采儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去井田內(nèi)煤柱損失和開(kāi)采損失后的儲(chǔ)量。（一）礦井安全煤柱為確保地面建筑物及工程設(shè)施和井下開(kāi)采的安全，設(shè)計(jì)對(duì)井筒、大巷、工業(yè)場(chǎng)地、井田境界、村莊等留設(shè)安全煤柱，嚴(yán)格按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》的要求進(jìn)行采煤設(shè)計(jì)。結(jié)合本井田周邊礦井類(lèi)似圍巖的情況，參照大同地區(qū)的實(shí)測(cè)資料，按松散層移動(dòng)角56、巖層移動(dòng)角74留設(shè)安全煤柱。1.礦井井筒與工業(yè)場(chǎng)地煤柱主副井筒均位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，按照現(xiàn)行《三下開(kāi)采規(guī)程》規(guī)定，主副井筒保護(hù)煤柱以巖層移動(dòng)角圈定，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)面積包括工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)工業(yè)廠房、服務(wù)設(shè)施和圍護(hù)帶，煤柱按巖層移動(dòng)角圈定。按照以上用垂直剖面法設(shè)計(jì)，主副井筒保護(hù)煤柱小于工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱，因此，煤柱邊界以工業(yè)場(chǎng)地煤柱邊界圈定?；仫L(fēng)井保護(hù)煤柱工業(yè)場(chǎng)地煤柱見(jiàn)圖2-2-1。2.村莊煤柱設(shè)計(jì)對(duì)井田內(nèi)的村莊按照搬遷處理，故無(wú)村莊保護(hù)煤柱。3.大巷煤柱礦井主要大巷均布置在11煤層底板下巖層中，設(shè)計(jì)在大巷兩側(cè)各留設(shè)50m煤柱。4.井田境界煤柱井田境界煤柱每側(cè)均按50m留設(shè)煤柱。5.經(jīng)濟(jì)不可采煤層6、9號(hào)煤層局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)將其扣除。各種煤柱損失見(jiàn)表2-2-5。表2-2-5保護(hù)煤柱損失量（萬(wàn)噸）煤層編號(hào)煤柱合計(jì)工業(yè)場(chǎng)地大巷巷道煤柱井田境界回風(fēng)井風(fēng)化帶402401.40792.2118.1303211.741172.45679.68244.985.13459.341461.58合計(jì)72.453081.081037.1923.26459.344673.32礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算：Zk=（Zg-P）×C（2.5）式中：Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t；P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬(wàn)t；C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85；地方小煤礦不小于0.7。則，4煤可采儲(chǔ)量：Z4=（31459.1-3211.74）×0.75=21185.551（萬(wàn)t）11煤可采儲(chǔ)量：Z11=（13919.6-1461.58）×0.8=9966.4（萬(wàn)t）綜上所述獲得可采儲(chǔ)量為Zk=311.52Mt，其中4號(hào)煤層為211.86Mt，11號(hào)煤層為99.66Mt。。圖2-2-1工業(yè)場(chǎng)地煤柱留設(shè)圖3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1礦井工作制度礦井年工作日為330d。礦井工作制度采用“三·八”制，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，日凈提升時(shí)間16h。3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1礦井生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力確定的合理與否，對(duì)保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和盡早發(fā)揮投資效益至關(guān)重要。而礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力問(wèn)題又是一個(gè)與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭資源量及煤質(zhì)、煤層賦存條件及建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平等諸多因素有關(guān)的綜合問(wèn)題。根據(jù)市場(chǎng)需求以及本井田的內(nèi)、外部建設(shè)條件等，綜合分析如下：1.儲(chǔ)量豐富煤炭?jī)?chǔ)量是決定礦井生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。本井田內(nèi)經(jīng)濟(jì)可采煤層二層，分別為4、11等煤層，共有工業(yè)儲(chǔ)量453.79Mt。2.煤層開(kāi)采技術(shù)條件優(yōu)越本井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，傾角平緩，煤層結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造均簡(jiǎn)單，瓦斯含量低。礦井初期開(kāi)采的4號(hào)煤為特厚煤層，其工業(yè)儲(chǔ)量為314.59Mt，占全井田工業(yè)儲(chǔ)量的69.32%；煤層頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定，開(kāi)采技術(shù)條件較好，適宜綜合機(jī)械化開(kāi)采。3.煤層埋藏淺，開(kāi)拓系統(tǒng)簡(jiǎn)單本井田內(nèi)有可采煤層二層，從上往下依次為4、11煤層，各煤層埋深100～350m，其中4～11號(hào)煤間距16.3～80.4m，平均38.0m，因此，采用斜井開(kāi)拓，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，建井工期短，投資省，見(jiàn)效快，是建設(shè)大型礦井的理想井田。4.區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施完備、條件好平朔朔南礦區(qū)是我國(guó)最大的露天煤礦生產(chǎn)及動(dòng)力煤出口基地之一，目前平朔礦區(qū)建設(shè)已形成了露天礦和井工礦發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)、聯(lián)合開(kāi)發(fā)、齊頭并進(jìn)的良好局面。區(qū)內(nèi)已建成生產(chǎn)原煤15.00mt/a的安太堡露天煤礦和生產(chǎn)原煤10.00mt/a的安家?guī)X露天煤礦；入洗原煤達(dá)20.00mt/a的安太堡洗煤廠和入洗原煤達(dá)24.00mt/a的安家?guī)X洗煤廠；安家?guī)X井工礦一、二號(hào)井也在建設(shè)之中，其中安家?guī)X井工礦一號(hào)井于2005年元月已進(jìn)入試生產(chǎn)，目前平朔朔南礦區(qū)已建成礦區(qū)機(jī)修廠、設(shè)備租賃站、物資總庫(kù)等一系列完善的生產(chǎn)生活輔助設(shè)施，位于北旺莊的平朔礦區(qū)中心區(qū)目前也已形成完善的行政、文教、衛(wèi)生、生活福利等公共設(shè)施，均可供本礦井利用，節(jié)省建設(shè)投資。5.外運(yùn)銷(xiāo)售條件優(yōu)木瓜界鐵路專(zhuān)用線沿本井田西南側(cè)通過(guò)，全長(zhǎng)11.95km，向南經(jīng)安太堡露天礦的鐵路專(zhuān)用線接軌于北同蒲鐵路大新站。2004年，“西煤東運(yùn)”大通道大（同）－秦（皇島）線鐵路外運(yùn)能力已突破1.5億t/a，2005年達(dá)2億t/a，2010年達(dá)4億t/a，為本礦井建設(shè)創(chuàng)造了良好的外運(yùn)條件。朔（州）～平（魯）二級(jí)公路沿七里河北上從本井田西側(cè)通過(guò)到平魯城區(qū)，向南接大（同）～運(yùn)（城）二級(jí)公路和大運(yùn)高速公路。本礦井距朔平二級(jí)公路6km，距大運(yùn)高速公路40km。因此本礦井交通運(yùn)輸條件十分便利，外運(yùn)條件好。6.市場(chǎng)需求隨著我國(guó)西煤東運(yùn)第一大通道—大秦鐵路的擴(kuò)能改造和第二大通道—朔黃鐵路的建成通車(chē)，預(yù)計(jì)到2006年平朔礦區(qū)國(guó)內(nèi)外煤炭市場(chǎng)用戶總需求量將達(dá)到65.0Mt/a，2007年將達(dá)到80.02Mt/a，而2004年平朔公司原煤產(chǎn)量?jī)H37.08Mt，商品煤31.46Mt，缺口達(dá)30.0Mt/a以上，因此本礦井煤炭產(chǎn)品市場(chǎng)將十分廣闊。同時(shí)中煤能源集團(tuán)公司與華能集團(tuán)公司合作規(guī)劃建設(shè)煤電聯(lián)營(yíng)合作項(xiàng)目，該項(xiàng)目包括一座4×60萬(wàn)kW中煤電廠（一期2×60萬(wàn)kW）和相配套的選煤廠及供煤礦井，電廠初步選址位于本礦井工業(yè)場(chǎng)地附近木瓜界鐵路環(huán)線的西側(cè)，年需中煤約3.0～6.0Mt/a。本礦井作為該電廠的配套供煤礦井，其市場(chǎng)也是有保證的。綜上所述，從煤電一體、規(guī)模經(jīng)營(yíng)和企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，認(rèn)為礦井生產(chǎn)規(guī)模3.0Mt/a是可行的。3.2.2礦井服務(wù)年限礦井的服務(wù)年限計(jì)算公式為：T=ZK/（A·K）（3-1）式中：T——計(jì)算服務(wù)年限，a；ZK——可采儲(chǔ)量，Mt；A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/aK——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=1.40井田可采儲(chǔ)量311.52Mt，按3.0Mt/a的規(guī)模計(jì)算，考慮1.40的儲(chǔ)量備用系數(shù)，全礦井總服務(wù)年限為74.17a。精選資料PAGE134可修改編輯4井田開(kāi)拓4.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入媒體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究。1.確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置；2.合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置；3.布置大巷及井底車(chē)場(chǎng)；4.確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替；5.進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造；6.合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：1.貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。2.合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3.合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。4.必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。5.要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。6.根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開(kāi)拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類(lèi)井型水平服務(wù)年限要求。斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角小，平均5°，為近水平煤層；表土層薄，無(wú)流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量?。痪膊恍枰厥馐┕?，因此可采用斜井開(kāi)拓或立井開(kāi)拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙斜井。2.井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線短，道路布置合理。由于井田西部邊界距侯月鐵路很近，故為便于地面運(yùn)輸及工業(yè)廣場(chǎng)布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田西北部。4.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田西北部。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表2.1工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為20公頃，形狀為矩形，長(zhǎng)邊垂直于井田走向，長(zhǎng)為500m,寬為400m。4.1.3開(kāi)采水平的確定及采帶區(qū)劃分井田主采煤層為4、11號(hào)煤層，4、11號(hào)煤層傾角平緩，為0°～10°，一般5°，為近水平煤層，其中4～11號(hào)煤間距16.3～80.4m，平均38.0m，故設(shè)計(jì)為單水平開(kāi)采。水平標(biāo)高+1030m，帶區(qū)式開(kāi)采，4煤11煤共用運(yùn)輸大巷和回風(fēng)巷。4、11號(hào)煤層生產(chǎn)能力：可采儲(chǔ)量為311.52Mt，服務(wù)年限為74.17a。礦井按“高產(chǎn)高效”模式設(shè)計(jì)與建設(shè)，根據(jù)“高產(chǎn)高效”綜采設(shè)備的特點(diǎn)，帶區(qū)尺寸一般按工作面推進(jìn)時(shí)間為一年左右考慮，4煤東一帶區(qū)工作面推進(jìn)時(shí)間為一年左右。由于受井田范圍所限，煤層特點(diǎn)、構(gòu)造形態(tài)以及巷道布置等因素，設(shè)計(jì)將全井田劃分為單水平，每層煤分四個(gè)帶區(qū)，共八個(gè)帶區(qū)。井田東部為4煤東一帶區(qū)東三帶區(qū)、西二帶區(qū)、西四帶區(qū)，11煤層?xùn)|一帶區(qū)，東三帶區(qū)、西二帶區(qū)、西四帶區(qū)。首采帶區(qū)為4煤東一帶區(qū)。4.1.4主要開(kāi)拓巷道礦井在11號(hào)煤層設(shè)主水平，沿11煤層分別布置膠帶輸送機(jī)大巷、輔助運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷共三條大巷。為便于在巷道交叉時(shí)架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，大巷位于井田中央，沿傾向布置，巷道坡度隨煤層而起伏,一般2°-5°，主運(yùn)輸大巷上倉(cāng)段局部10°。4.2方案比較4.2.1提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分述如下：方案一：立井單水平開(kāi)拓主、副井井筒均為立井，布置于井田中央，只設(shè)一個(gè)水平。大巷布置在11煤層中沿煤層掘進(jìn)，如圖4-2-1。圖4-2-1立井單水平開(kāi)拓方案二：主斜副立單水平開(kāi)拓斜井提煤運(yùn)輸能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開(kāi)拓，副井采用立井開(kāi)拓。大巷布置在巖層中，沿11煤底板掘進(jìn)，如圖4.2。圖4-2-2主斜副立單水平開(kāi)拓方案三：斜井單水平開(kāi)拓（穿煤層）主、副井井筒均為斜井開(kāi)拓，布置于靠近井田中央，角度分別是16°和25°，大巷布置在基巖中，沿11煤層底板掘進(jìn)，如圖4.-2-3。圖4-2-3斜井單水平開(kāi)拓（穿煤層）方案四：斜井單水平開(kāi)拓（不穿煤層）主、副井井筒均為斜井開(kāi)拓，布置于井田西北部邊界，大巷布置在基巖中，沿11煤底板掘進(jìn)，如圖4-2-4。圖4-2-4斜井單水平開(kāi)拓（不穿煤層）4.2.1技術(shù)比較方案一:立井單水平開(kāi)拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬(wàn)元)費(fèi)用(萬(wàn)元)基建費(fèi)用(萬(wàn)元)①主井開(kāi)鑿表土段4.12145889.0060.11425.40基巖段36.6599672365.30②副井開(kāi)鑿表土段4.46228229101.79550.14基巖段36.00124542448.35煤巷10014819.00148.19148.19148.19④小計(jì)1123.74生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)⑤立井提升系數(shù)煤量(萬(wàn)t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)24295.571.2311520.40621.6⑥排水涌水量(m3)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)9096.21500876074.170.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬(wàn)t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)52819.461.2311524.0370.35⑧小計(jì)86211.24合計(jì)⑨費(fèi)用(萬(wàn)元)87334.98百分率111.8%以上所提四個(gè)方案中前三個(gè)方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置不同，及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。第四個(gè)方案的大巷長(zhǎng)度不同。方案一、二主井井筒形式不同。方案一主井為立井，立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，主要缺點(diǎn)是井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需表格4-2-1用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進(jìn)速度慢，基建投資大；方案二主井為斜井，斜井的運(yùn)輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。井田內(nèi)4號(hào)煤層厚度大、傾角小、賦存穩(wěn)定，涌水量小，立井的優(yōu)點(diǎn)不突出，而斜井的提升能力大的特點(diǎn)很適合300Mt的特大型礦井的需要。經(jīng)過(guò)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見(jiàn)表4-2-1，表4-2-2），在方案一、二中選擇方案二：主斜副立單水平開(kāi)拓。表4-2-2主斜副立開(kāi)拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬(wàn)元)費(fèi)用(萬(wàn)元)基建費(fèi)用(萬(wàn)元)①主井開(kāi)鑿表土段10.1651712.0052.54708.23基巖段122.0353732.00655.69②副井開(kāi)鑿表土段4.46228229.00101.79550.14基巖段36.00124542.00448.35③井底車(chē)場(chǎng)煤巷100.0014819.00148.19148.19④小計(jì)1406.56生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)⑤斜井提升系數(shù)煤量(萬(wàn)t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)22221.071.2031152.001.420.42⑥排水涌水量(m3)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)9096.21500.008760.0074.170.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬(wàn)t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)52819.461.2031152.004.0370.35⑧小計(jì)84136.74合計(jì)⑨費(fèi)用(萬(wàn)元)85543.30百分率109.5%方案三、四主要區(qū)別在井筒穿不穿煤層，不穿煤層沿11煤層底板掘進(jìn)的斜井，帶區(qū)溜煤眼直接和主井先連，減少井下運(yùn)輸距離，運(yùn)輸費(fèi)用相對(duì)較低，但井筒長(zhǎng)，基建費(fèi)用多；方案四井筒位于井田西北部邊界附近，由于緊靠井田西部邊界而且工廣煤柱只壓在11煤上不壓4煤，4煤是厚煤層，這樣減少了大量的工業(yè)壓煤。經(jīng)過(guò)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見(jiàn)表4-2-3，表4-2-4），在方案三、四中選擇方案三：主副斜井不穿煤層開(kāi)拓。表4-2-3主副斜井穿煤層開(kāi)拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬(wàn)元)費(fèi)用(萬(wàn)元)基建費(fèi)用(萬(wàn)元)①主井開(kāi)鑿表土段10.1651712.0052.54708.23基巖段122.0353732.00655.69②副井開(kāi)鑿表土段7.63106430.0081.21510.42基巖段79.8853732.00429.21③井底車(chē)場(chǎng)煤巷100.0014819.00148.19148.19④小計(jì)1366.84生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)⑤斜井提升系數(shù)煤量(萬(wàn)t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)20754.631.2031152.001.320.42⑥排水涌水量(m3)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)9096.21500.008760.0074.170.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬(wàn)t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)52819.461.2031152.004.0370.35⑧小計(jì)82670.30合計(jì)⑨費(fèi)用(萬(wàn)元)84037.14百分率107.6%表格42-4主副斜井不穿煤層開(kāi)拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬(wàn)元)費(fèi)用(萬(wàn)元)基建費(fèi)用(萬(wàn)元)①主井開(kāi)鑿表土段9.4251712.0048.71974.25基巖段172.2553732.00925.53②副井開(kāi)鑿表土段9.4251712.0048.71974.25基巖段172.2553732.00925.53③井底車(chē)場(chǎng)煤巷100.0014819.00148.19148.19④小計(jì)2096.68生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)⑤斜井提升系數(shù)煤量(萬(wàn)t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)28523.291.2031152.001.820.42⑥排水涌水量(m3)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)9096.21500.008760.0074.170.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬(wàn)t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)38374.901.2031152.002.9330.35⑧小計(jì)75994.41合計(jì)⑨費(fèi)用(萬(wàn)元)78091.09百分率100%方案二和方案四比較：方案二的工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量大大比方案四要多，而且大巷的掘進(jìn)量也比方案四要大，經(jīng)過(guò)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見(jiàn)表4-2-1—4-2-4），在方案二、四中選擇方案四：主副斜井不穿煤層開(kāi)拓。綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全三方面的考慮，選取最優(yōu)方案為：主副斜井不穿煤層開(kāi)拓的開(kāi)拓方案。4.3礦井基本巷道4.3.1井筒根據(jù)井田開(kāi)拓，礦井移交時(shí)開(kāi)鑿3條井筒：即主斜井、副斜井、回風(fēng)立井，各井筒用途、布置及裝備分述如下。主斜井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，擔(dān)負(fù)全礦井300萬(wàn)t/a的煤炭運(yùn)輸兼進(jìn)風(fēng)。井筒內(nèi)裝備B=1400mm膠帶輸送機(jī)；，裝備斜井架空乘人器，負(fù)責(zé)礦井人員升降，設(shè)有一趟消防灑水管路和一趟壓風(fēng)管路，靠近機(jī)尾段鋪設(shè)檢修軌道。井口標(biāo)高+1396.15m，井底標(biāo)高+1283m，井筒傾角11°，斜長(zhǎng)1816.7m。井筒斷面為半圓拱形，凈斷面面積為15.5m2,表土層段掘進(jìn)斷面面積為21.7m2,基巖掘進(jìn)斷面面積為2.副斜井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，擔(dān)負(fù)全礦的材料和設(shè)備提升。副斜井內(nèi)鋪設(shè)43kg/m雙軌，900mm規(guī)矩，裝備5m雙滾筒絞車(chē)和一套慢速絞車(chē)。井筒內(nèi)設(shè)有兩趟排水管路，并敷設(shè)動(dòng)力電纜。井筒斷面形狀為半圓拱形，傾角11°，凈斷面面積為17.8m2,表土層掘進(jìn)斷面面積為23.9m2,基巖掘進(jìn)斷面面積為3.回風(fēng)立井位于井田中央，擔(dān)負(fù)礦井的全部回風(fēng)，井筒凈直徑為7m，凈斷面面積為38.5m2，表土層掘進(jìn)斷面積為52.8m2，基巖段掘進(jìn)斷面積4.3.2井底車(chē)場(chǎng)及硐室礦井為斜井開(kāi)拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面；物料經(jīng)副斜井運(yùn)至井底車(chē)場(chǎng)，在井底車(chē)場(chǎng)換裝，由無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)到帶區(qū)；少量矸石由鏟斗車(chē)直接排到非通行的巷道橫貫中。1.井底車(chē)場(chǎng)的形式和布置方式根據(jù)礦井開(kāi)拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為折返式井底車(chē)場(chǎng)，副斜井、井底車(chē)場(chǎng)鋪軌以礦車(chē)輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為無(wú)軌膠輪車(chē)，在井底車(chē)場(chǎng)的大巷北側(cè)設(shè)環(huán)形換裝站，以滿足礦車(chē)與無(wú)軌膠輪車(chē)之間的材料調(diào)換。井底車(chē)場(chǎng)布如圖4-3-6。2.空重車(chē)線長(zhǎng)度井底車(chē)場(chǎng)空、重車(chē)線調(diào)車(chē)線長(zhǎng)度按1.5倍列車(chē)長(zhǎng)度考慮，一列礦車(chē)為20個(gè)車(chē)廂，采用1.5t固定箱式礦車(chē)，型號(hào)為MG1.7-9B,外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）2400×1150×1150（mm），故取調(diào)車(chē)線長(zhǎng)度為70m。換裝站硐室用于材料、設(shè)備的換裝，長(zhǎng)度為80m，可同時(shí)對(duì)兩套膠輪平板車(chē)進(jìn)行換裝，硐室內(nèi)一端布置2臺(tái)40m行程的10t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于物料與一般設(shè)備換裝，另一端布置2臺(tái)一組的20t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于支架等重型設(shè)備的換裝。3.調(diào)車(chē)方式井底車(chē)場(chǎng)內(nèi)設(shè)2臺(tái)蓄電池機(jī)車(chē)（軌道），車(chē)場(chǎng)內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車(chē)由蓄電池機(jī)車(chē)牽引，重車(chē)頂入換裝站，空車(chē)返回井底車(chē)場(chǎng)存車(chē)線。大巷來(lái)的材料膠輪平板車(chē)直接倒入換轉(zhuǎn)站一端等待換裝。兩翼大巷駛?cè)刖总?chē)場(chǎng)的膠輪人車(chē)在存車(chē)場(chǎng)存放，該處同時(shí)作為上、下井人員換乘點(diǎn)。4.硐室井底車(chē)場(chǎng)硐室主要有：井底換裝站、井底煤倉(cāng)、主變電所、主排水泵房、消防材料庫(kù)井底清理斜巷、水倉(cāng)、調(diào)度室、等候室、保健室、機(jī)頭硐室聯(lián)絡(luò)巷等。井底換裝站用于材料、設(shè)備的換裝，長(zhǎng)度為70m，可同時(shí)兩套膠輪平板車(chē)，硐室內(nèi)一端布置2臺(tái)40m行程的10t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于物料與一般設(shè)備換裝；另一端布置2臺(tái)一組的20t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)，用于支架等重型設(shè)備的換裝。井底煤倉(cāng)主斜井井底煤倉(cāng)為一垂直圓斷面煤倉(cāng)，坐落于主斜井底段，煤倉(cāng)直徑為8.0m，有效裝煤高度為24.8m，經(jīng)計(jì)算煤倉(cāng)容量為1800t。膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力為2500t/h，主斜井輸送經(jīng)運(yùn)輸能力為1600t/h,兩者之差為900t/h，故主斜井井底煤倉(cāng)的設(shè)置有利于主斜井運(yùn)輸能力的緩解。煤倉(cāng)采用上裝式布置，通過(guò)檢修清理斜巷清理。水倉(cāng)布置及清理水倉(cāng)布置在井底車(chē)場(chǎng)空車(chē)線的北側(cè)，水倉(cāng)開(kāi)口在調(diào)車(chē)線的中部，礦井正常涌水量為500m3/h，最大涌水量為800m3/h，所需水倉(cāng)的容量為：Q0=800×8=6400(m3)根據(jù)水倉(cāng)的布置要求,水倉(cāng)的容量為:Q=S×L (4-1)式中:Q—水倉(cāng)容量，m3；S—水倉(cāng)有效斷面積，15.00m2;L—水倉(cāng)長(zhǎng)度，450.00m；則，Q=15.00×450.00=6750m3由上面計(jì)算得知：Q>Q0，故設(shè)計(jì)的水倉(cāng)容量滿足要求。水倉(cāng)采用水倉(cāng)清理機(jī)清理。井底車(chē)場(chǎng)車(chē)場(chǎng)巷道及硐室除煤倉(cāng)、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，采用錨噴支護(hù)，遇圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。4.3.3主要開(kāi)拓巷道輔助運(yùn)輸大巷和主運(yùn)輸大巷基本沿11號(hào)煤層底板布置,局部半煤巖及巖巷，巷道坡度隨煤層而起伏,一般0°-5°，主運(yùn)輸大巷上倉(cāng)段局部10°。主運(yùn)輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度100mm，輔助運(yùn)輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度200mm。主、輔運(yùn)輸大巷均為錨梁網(wǎng)索噴支護(hù)矩形斷面，掘進(jìn)寬度為6m，高為3.6m與3.8m設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面為21.6m2和22.8m輔助運(yùn)輸大巷和主運(yùn)輸大巷斷面特征如圖4.12和4.13?？偦仫L(fēng)大巷沿11煤層底板板掘進(jìn)，布置在煤層中，為錨梁網(wǎng)索噴支護(hù)矩形斷面，掘進(jìn)寬度為