1、摘 要本設(shè)計開灤錢家營礦1.8mt/a新井設(shè)計。開灤錢家營礦位于河北省唐山市東北部，交通便利。井田走向（東西）長約8km，傾向（南北）長約3.5km，井田總面積為27.57km2。主采煤層為7號煤、9號煤，平均傾角為12，煤層平均總厚為5.6m。井田地質(zhì)條件較為簡單。井田工業(yè)儲量為21335.87萬t，礦井可采儲量14001.7萬t。礦井服務(wù)年限為59.8a，涌水量不大，礦井正常涌水量為220m3/h，最大涌水量為570m3/h。礦井瓦斯涌出量較低，為低瓦斯礦井。井田劃分為三水平，第一水平標(biāo)高為-850m，第二水平標(biāo)高為-1125m，第三水平標(biāo)高為-1350m，雙立井開拓，主井裝備箕斗，副井裝

2、備罐籠。暗斜井延伸到二、三水平。大巷采用3t底卸式礦車運煤，輔助運輸采用1.5t廂式礦車運輸。礦井通風(fēng)方式為兩翼對角式通風(fēng)。礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。設(shè)計內(nèi)容共包括10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4.井田開拓；5.準(zhǔn)備方式-采區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運輸；8.礦井提升；9.礦井通風(fēng)；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。關(guān)鍵詞： 新井設(shè)計； 井田開拓； 采煤方法； 安全高效目 錄1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述11.1.1井田位置、范圍地形特點和交通位置1 1.1.2工業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應(yīng)1 1.

3、1.3礦區(qū)氣候條件1 1.1.4礦區(qū)水文情況11.2井田地質(zhì)特征2 1.2.1煤系地層概述、勘探程度2 1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)變動4 1.2.3井田水文地質(zhì)特征5 1.2.4地溫61.3煤層特征 7 1.3.1煤層埋藏條件7 1.3.2煤層群特征7 1.3.3煤層的圍巖性質(zhì)8 1.3.4煤的特征92井田境界和儲量122.1井田境界 12 2.1.1井田境界12 2.1.2井田范圍122.2礦井工業(yè)資源儲量 12 2.2.1鉆探工程量12 2.2.2工業(yè)儲量計算122.3礦井可采儲量 14 2.3.1煤柱留設(shè)17 2.3.2可采儲量計算183 礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力、服務(wù)年限183.1

4、礦井工作制度18 3.1.1礦井年工作日數(shù)的確定18 3.1.2礦井工制度的確定18 3.1.3礦井晝夜凈提升小時數(shù)的確定18 3.2礦井設(shè)計能力及服務(wù)年限18 3.2.1確定依據(jù)18 3.2.2礦井生產(chǎn)能力的確定18 3.2.3礦井及第一水平服務(wù)年限的核算184 井田開拓204.1井田開拓的基本問題 20 4.1.1井硐的形式及數(shù)目的確定21 4.1.2井筒位置的確定22 4.1.3工業(yè)場地位置、形式和面積22 4.1.4 開采水平的確定22 4.1.5運輸大巷和井底車場的布置22 4.1.6礦井開拓延伸及階段劃分22 4.1.7 開拓方案比較234.2礦井基本巷道 33 4.2.1井筒33

5、 4.2.2井底車場344.3主要開拓巷道 35 4.3.1主要開拓巷道35 4.3.2巷道的支護方式365 準(zhǔn)備方式-采區(qū)巷道布置425.1煤層的地質(zhì)特征 42 5.1.1煤層埋藏條件42 5.1.2 煤質(zhì)與地質(zhì)情況425.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 43 5.2.1采區(qū)數(shù)目及位置43 5.2.2采區(qū)走向長度的確定43 5.2.3確定區(qū)段和區(qū)段數(shù)目43 5.2.4煤柱尺寸的確定44 5.2.5采區(qū)上山布置44 5.2.6 區(qū)段平巷的布置44 5.2.7采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序44 5.2.8 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)45 5.2.9采區(qū)巷道的掘進方法45 5.2.10采區(qū)生產(chǎn)能力45 5.2.11采區(qū)采出率

6、465.3采區(qū)車場選型 47 5.3.1采區(qū)上部車場選型47 5.3.2采區(qū)中部車場選型47 5.3.3采區(qū)下部車場選型48 5.3.4采區(qū)主要硐室496 采煤方法506.1采煤工藝方式50 6.1.1采煤工藝的確定50 6.1.2機械化程度50 6.1.3確定回采工作面長度、工作面推進方向和推進度51 6.1.4采煤工藝及設(shè)備52 6.1.5端頭支架及超前支護方式55 6.1.6采煤工藝56 6.1.7各工藝過程安全注意事項59 6.1.8回采工作面噸煤成本60 6.1.9工作面勞動組織和作業(yè)循環(huán)圖表626.2回采巷道布置 63 6.2.1回采巷道布置方式63 6.2.2回采巷道參數(shù)637井

7、下運輸667.1概述 66 7.1.1井下運輸系統(tǒng)667.2采區(qū)運輸設(shè)備選擇 66 7.2.1采區(qū)運煤設(shè)備的選擇66 7.2.2采區(qū)運輸設(shè)備選型及能力驗算67 7.2.3采區(qū)輔助運輸設(shè)備的選擇687.3大巷運輸設(shè)備選擇 708 礦井提升738.1概述 738.2主副井提升 739 礦井通風(fēng)759.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 75 9.1.1礦井概況75 9.1.2選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)原則75 9.1.3通風(fēng)方法的確定76 9.1.4確定礦井的通風(fēng)方式77 9.1.5 采區(qū)通風(fēng)81 9.1.6工作面通風(fēng)系統(tǒng)829.2防止特殊災(zāi)害時期的安全措施8410 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)87參考文獻89致謝90 1礦區(qū)概述

8、及井田地質(zhì)特征1.1礦井概況1.1.1井田位置、范圍、地形特點和交通位置錢家營礦業(yè)分公司位于河北省唐山市豐南區(qū)錢家營鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為北緯3933、東經(jīng)11828。礦區(qū)交通便利。礦區(qū)內(nèi)有鐵路與京山線古冶車站和林西礦業(yè)有限公司接軌；水路運輸東有秦皇島港，西有天津新港，南有唐山港和正在建設(shè)中的曹妃甸港；水、陸交通發(fā)達，煤炭外銷十分方便。公路干線通過井田，公路交通十分方便，屬京、津、唐三角區(qū)，距北京、天津均為100km。如圖1.1所示。礦區(qū)地表為第四紀(jì)沖積平原，本地區(qū)地勢平坦，井田范圍內(nèi)全被第四系沖積層所覆蓋，地勢低平，東北高，而西南低，標(biāo)高介于+7+26m之間，地形坡度1/1000。東部于新古河道兩側(cè)

9、有高度13m呈北東南西向排列的小型沙丘。地形總趨勢北高南低，沙河由井田東部自東北流向西南。沙河屬季節(jié)性河流，旱季有時斷流，雨季流量較大。錢家營礦業(yè)分公司位于華北平原，屬于平原地區(qū)，地勢平坦，沒有高山及丘陵。井田范圍內(nèi)有北陽莊、林子里、小屯、錢家營等村莊，井田西南有工人家屬居住區(qū)，距工業(yè)廣場約3千米。1.1.2工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應(yīng)本井田在開平向斜東南翼的西南段，東北與范各莊礦業(yè)公司相鄰，北和呂家坨礦業(yè)公司接壤。礦區(qū)內(nèi)工業(yè)以煤炭為主，農(nóng)業(yè)主要種植小麥、玉米、棉花，間雜有果園、菜園和苗圃等。本礦區(qū)為國內(nèi)大型煤炭工業(yè)基地，長期以來形成了可靠的材料供應(yīng)來源，為礦井的建設(shè)提供了便利條件。進入本礦區(qū)中

10、央變電站的電源線共計四趟，其中2趟電網(wǎng)是錢家營變電站35kv輸電線，接礦中央變電站饋送至一水平，另外2趟是開灤林西電廠35kv輸電線，經(jīng)過中央變電站饋送至一水平。1.1.3礦區(qū)氣候條件礦區(qū)為大陸性季風(fēng)氣候，春季東風(fēng)和西風(fēng)交替出現(xiàn)，氣候干燥少雨；夏、秋兩季東南和南風(fēng)常由海面帶來潮濕空氣，使礦區(qū)多雨；冬季因受西伯利亞蒙古一帶冷氣壓影響多西北風(fēng)，氣候寒冷干燥。礦區(qū)內(nèi)由11月至翌年3月為凍結(jié)期，凍結(jié)深度為1.0至1.5m，最高氣溫在零上27至37，最低氣溫在-29至-34，全年氣溫平均為零上2.0，年降水量為370mm至631mm，全年主導(dǎo)風(fēng)向多為西北、東南，風(fēng)力3至4級。1.1.4礦區(qū)水文情況 井田

11、內(nèi)有沙河、老牛河。沙河發(fā)源于遷安城西好樹屯，匯集清涼山東麓一帶山地之水向南流去，過巍峰山鳳凰山間的山谷，進入開平煤田。蜿蜒于唐家莊礦業(yè)有限公司，流經(jīng)呂家坨礦業(yè)公司與范各莊礦業(yè)之間，回折而向西南，穿過錢家營、宋家營、小集鎮(zhèn)，而泄入葦泊洼地內(nèi)。井田范圍內(nèi)有沙河自井田北部流向西南，流向與地層走向大致一致，河面開闊，水力坡度較小，僅為1%2%。冬春河水近于干涸，只排泄礦井水。夏秋流量顯著增大，汛期有時泛濫，流量隨上游北部山區(qū)降雨量而變化。最高水位為1.9m。工業(yè)用水和生活用水主要取自第四系沖積層水和礦井井下分流的清水，基本上形成了一套集中供水系統(tǒng)，礦區(qū)水資源比較豐富，可滿足工業(yè)用水和生活用水的需要。1

12、.2井田地址特征1.2.1煤系地層概述、勘探程度錢家營井田煤系地層的時代屬于石炭系上統(tǒng)和二迭系下統(tǒng)，基底地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r，煤系地層總厚度約為500米，含煤十幾層，煤層總厚達19.79米，含煤系數(shù)3.96%，地層特征與開平煤田其它井田基本相同。開平煤田位于燕山南麓，在大地構(gòu)造上位于中朝地臺燕山沉降帶的東南側(cè)。燕山南麓煤田在地質(zhì)力學(xué)體系上處于天山陰山緯向構(gòu)造帶、新華夏系構(gòu)造帶和祁呂賀蘭山山字形的三個巨型構(gòu)造體系的交匯部位。開平煤田受新華夏構(gòu)造體系的影響，以一系列向的褶曲及逆斷層組成，北部受緯向構(gòu)造的影響逐漸向南彎轉(zhuǎn)成走向近東西向。煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組，上統(tǒng)開平組、趙各莊組及下二疊

13、系大苗莊組、唐家莊組等組成。巖性以砂巖、泥巖為主，基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r，分布于煤田周邊地帶，與煤系地層呈不整合接觸。煤田向南傾伏，其南部界限可能跨過寶坻奔城大斷層伸入另一個二級構(gòu)造單元華北斷陷。見燕山南麓構(gòu)造綱要圖1.2所示。 圖1.1 交通位置圖錢家營井田位于開平煤田東南翼的西南段，煤系地層的時代屬于石炭系上統(tǒng)和二迭系下統(tǒng)?；P地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r。煤系地層總厚度約為500米。地層特征與開平煤田其它井田基本相同，現(xiàn)由老至新，從煤系的基盤奧陶系中統(tǒng)描述如下：1、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(o2)：本組為巖性單調(diào)、質(zhì)純的碳酸鹽相沉積。以厚層狀，灰褐淡玖瑰色豹皮狀灰?guī)r為主，夾白云巖和薄

14、層狀白云質(zhì)灰?guī)r。后者多賦存在本組地層的上部。井田內(nèi)共四個鉆孔揭露了該層，最厚達95.53米。根據(jù)巖芯觀察其頂部大約40米以淺部分屬古風(fēng)化殼，最頂部約20米風(fēng)化程度甚強，常具黃褐色斑狀雜色，向下逐漸減弱。裂隙及小溶洞發(fā)育，含水性強。在裂隙中見有淺灰雜色鋁土巖充填，系屬石炭系中統(tǒng)g層鋁土巖沿裂隙填入的堆積物。本組厚度約300米。2、石炭系(c)：分上、中兩統(tǒng)，下統(tǒng)缺失。下界為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r頂面，兩者呈假整合接觸。上界為煤11頂板一含海相動物化石之細(xì)粉砂巖頂面。與上復(fù)的二迭系呈整合接觸?？偤褚话慵s200米。(1)石炭系中統(tǒng)一唐山組(c2)：直接復(fù)于奧陶系灰?guī)r之上。上界為唐山石灰?guī)r(k3)頂

15、面。一般約60米。本統(tǒng)地層以紫、綠灰色的粘土巖和淺灰色粉砂巖為主，僅上部可見細(xì)砂巖。本統(tǒng)下部厚約26米為濱海環(huán)境的湖泊相碎屑巖沉積。向上逐漸過渡到海相薄層碳酸鹽和過渡相的交替沉積。形成一個逐漸遞進的相序。本統(tǒng)標(biāo)志性巖層自下而上有g(shù)層鋁土巖和三個薄層灰?guī)r。(2)石炭系上統(tǒng)(c3)：分上下兩組。下組稱開平組，上組稱趙各莊組。上組是重要的含煤地層。本統(tǒng)一般厚約135米。3、二迭系下統(tǒng)(p1)：下界以煤11頂板之粉砂巖頂面，與趙各莊組呈整合接觸。上界a層鋁土質(zhì)粘土巖頂面，部分地區(qū)有沖刷面。本統(tǒng)地層一般厚約300米，分上下兩組。下組稱大苗莊組；上組稱唐家莊組。其大苗莊組是主要含煤地層。(1)大苗莊組()

16、：上界為煤5頂板的中、細(xì)粒砂巖底面。此間為一古河床的沖刷面，常使煤5遭受剝蝕的跡象。如林88孔煤5厚度為0米，錢34厚0.11米。本組厚約70米。本組地層為過渡相粘土巖和陸相碎屑巖的交替沉積。大陸沖積相己開始出現(xiàn)。含煤六層，即煤9、煤8、煤7、煤、煤6和煤5。其中煤7和煤9厚度較大，為層位穩(wěn)定的主要可采煤層。標(biāo)志層：煤6頂板粉砂巖：深灰一黑灰色。致密，質(zhì)地均一。具海百合莖及腕足類化石。含黃鐵礦散晶及褐灰色泥質(zhì)或菱鐵質(zhì)結(jié)核。層位穩(wěn)定。（2）唐家莊組（）：下界為煤5頂部的中、細(xì)砂巖底面，與下伏大苗莊組呈沖刷接觸，上界為a層鋁土質(zhì)粘土巖頂面。一般厚度220米左右。井田內(nèi)局部受剝蝕。本組地層屬陸相堆積

17、，河流活動極為活躍，除了在河流期交替的短暫時期有一些滯水盆地湖相的粉砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積物外，很少見有典型湖泊相的沉積物。巖性以粗碎屑砂質(zhì)巖類占絕對優(yōu)勢。由于地殼逐漸趨向隆起，河流活躍，遷徙頻繁，已不利于煤層堆積。本組地層大致可分三段。每一巖段由河床相粗碎屑物起到滯水盆地（湖）細(xì)碎屑物止，反映了三次河流活動的大周期。4、二迭系上統(tǒng)（p2）：分上下兩組。下組稱古冶組，上組稱洼里組。本統(tǒng)厚度大于722米。（1）古冶組（）：下界為a層鋁土巖頂面，呈沖刷接觸。上界為淡黃色底礫巖底面。亦是沖刷接觸。一般厚約430米。本組屬純陸相沉積。巖性以灰白、紫灰色中粗粒砂巖為主，間夾紫色粉砂巖和粘土巖。砂巖成份單一。泥硅

18、質(zhì)或硅質(zhì)膠結(jié)。粉砂巖或粘土巖多呈團塊狀構(gòu)造。有時含褐鐵礦結(jié)核。本組中部含一層鐵質(zhì)粘土巖（a層），是全區(qū)主要標(biāo)志層之一。該層下約4050米處粗砂巖中有同心環(huán)狀層理（稱李澤崗格同心環(huán)）。再下是厚層的硅質(zhì)中、粗砂巖。分選性甚好。質(zhì)地堅硬，俗稱“磨石砂巖”。厚度一般在10米以上。本組下部的粉砂巖中，常含羊齒及苛達樹等化石。（2）洼里組()：下界為底礫巖底面，上界不清，厚度大于500米。井田內(nèi)錢12孔所見287米。與古冶組呈沖刷接觸。本組地層巖性主要為紫色、紫紅色粉砂巖間夾細(xì)砂巖，有時夾中砂巖和粘土巖。組成細(xì)帶狀構(gòu)造。底部為暗紫色或灰綠雜色礫巖，有時相變?yōu)橹写稚皫r。以石英為主，次為燧石、紫色巖屑。分選不

19、良。泥硅質(zhì)膠結(jié)。本組屬陸相沉積。顯示由河床相粗碎屑物湖濱波浪帶或淺湖相細(xì)碎屑沉積特征。5、新生界復(fù)蓋層（第三、第四）：本界地層不整合于各時代地層之上。厚度由北部錢47孔的82米往西南逐漸增厚，至錢84孔達800米，平均每公里厚度遞增42米。等厚線大致呈東西方向伸展。井田西南部大致以錢73錢88錢98諸孔聯(lián)線為界，此線以南，復(fù)蓋層厚度均超過600米，經(jīng)部分取芯鑒定，下部似有第三系沉積物，其巖性為灰綠黃綠色半固結(jié)狀的砂巖，粉砂巖和粘土巖。曾送樣于省公司化驗室鑒定，巖樣為細(xì)砂巖故未發(fā)現(xiàn)孢粉，無法確定其時代，暫劃入新生界復(fù)蓋層。本界地層由各種粒級的砂、卵石，礫石及粘土和亞粘土組成。井田范圍內(nèi)地勢平坦，

20、全被第四系沖積層所覆蓋，地勢低平。東北高、西南低，坡度13%。井田內(nèi)的主要構(gòu)造形態(tài)和煤層情況已基本清楚，礦井各個區(qū)域的勘探程度均屬于精查，可以滿足礦井開采的要求。1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)變動錢家營井田位于開平向斜東南翼的南段，占據(jù)了從畢各莊向斜到劉唐保背斜約15公里長的地段。井田東端為畢各莊向斜的西翼，向西依次為王各莊馬鞍形構(gòu)造、小張莊向斜、南陽莊背斜、高各莊向斜。向西逐漸過渡到井田中部的單斜區(qū)，此單斜構(gòu)造向西南延展約10公里，又開始出現(xiàn)褶曲：鄰近的稱李新莊向斜，向西依次緊密排列著劉唐保背斜、深港向斜。1、斷層構(gòu)造主要斷層情況如下：錢家營井田為全掩蓋型，鉆探為勘探過程中的主要手段?？碧浇Y(jié)果

21、表明，本井田構(gòu)造型式以寬緩的褶曲為主，以伴生的斷層為輔。施工的基巖鉆孔中揭露出只有一組以f0斷層為主的大斷層，該斷層為高角度正斷層。詳見下表1-1。表1-1 斷層發(fā)育及落差表順序名稱斷層面走向傾角落差（m）性質(zhì)1f0南北6060正2f1南北6513逆3f2南北3518正2、褶區(qū)構(gòu)造本井田的褶曲部位分布在東北、西南兩端，褶曲軸線都具有向東、向北凸出的弧形特征，而且都有向北撒開向南收斂的趨勢，所以就構(gòu)成了旋扭構(gòu)造中的“帚狀構(gòu)造”型式。東北端的稱“林子里帚狀構(gòu)造”西南端的稱“劉唐保帚狀構(gòu)造”。它們都是由壓性結(jié)構(gòu)面（褶曲軸面）構(gòu)成的，外旋層在東側(cè)做逆時針扭動的旋扭構(gòu)造。1.2.3井田水文地質(zhì)特征錢家營

22、礦業(yè)分公司與呂家坨礦業(yè)公司、范各莊礦業(yè)公司相連，同處于開平向斜的東南翼，沖積層較厚，在建井工程的施工中未發(fā)現(xiàn)巖溶陷落柱，現(xiàn)將地層中各含水層及其特征簡述如下：1、新生界第四系含水層:新生界地層由東北部100m10m至西邊界過800m厚，有5個含水層組，主要為砂、卵礫石富含孔隙水，含水層間由粘土和亞粘土組成隔水層。底部礫、卵石含水層含水性較強，是煤系含水層的主要補給來源。從第四系沖積層與基巖接觸關(guān)系圖上分析第三隔水層以黃褐、棕黃色粘土及輕亞粘土為主，厚度為110米，局部尖滅，即第水文地質(zhì)剖面附近無沉積，第三隔水層下賦存2530m厚，d（第三承壓）含水層，在小屯、學(xué)各莊、后贊公莊一線分布，與基巖直接

23、接觸，巖性為中、粗砂、礫砂和卵礫石所組成，含水性較強，q=0.117公升/秒米，該含水層在錢礦東北部分布，面積約占1015%左右。底部卵石層e含水層（第五含水層）占據(jù)整個錢營礦的50%、即基巖面上復(fù)蓋的含水層主要為第五含水層，根據(jù)原一一六隊和新繪制的水文地質(zhì)剖面圖，將第三隔水層之下又分為五個隔水亞層，即1.2.3.4.5層，詳見第四系沖積層與基巖接觸關(guān)系圖。五個隔水亞層將第五含水層又分成五個亞含水層。首采所掘的巷道主要集中在1隔水層與e2含水層（第2分層）下分布。實踐證明e含水層含水性是很強的，其單位涌水量q=1.016-1.385公斤/秒米。巖性主要為細(xì)、中、粗砂和砂礫、卵礫石等組成，如果卵

24、礫石中充填有粘土質(zhì)時，含水性顯著變?nèi)?。由于與基巖接觸，厚度變化甚大，且基巖面由于鉆孔所限，控制不嚴(yán)，采煤時要嚴(yán)格注意沖積層防水煤柱線。2、古生界煤系地層含水層：根據(jù)建井和鄰近生產(chǎn)礦井實踐，煤系地層可劃分為五個含水層均為不同粒度的砂巖組成。相鄰含水層間有粘土巖或煤層相隔，自上而下簡述如下：（1）a層至基巖風(fēng)化帶：距可采煤層較遠，對回采無明顯影響，但在建井過程中卻不容忽視。（2）煤5至a層間的含水層：為充水性較強的含水層，煤5至煤3段，如果砂巖層在裂隙或構(gòu)造發(fā)育地段則含水性較強，否則含水性就明顯減弱。a層底板砂巖總厚24.0米左右，是一個較強的含水層，主要以裂隙水為主?？傊?，煤5至a層含水層是一個

25、很強的含水層。在建井過程中，該水層被揭露后，在水文曲線圖上出現(xiàn)了第二個高峰值，占礦井總涌水量的3040%。（3）煤12煤5之間。含水層：是可以疏干的含水層，主要為7煤層頂板砂巖含水性較強。（4）煤14煤12之間含水層：為礦井主要的含水層，礦井排水有50%以上是該層涌出的。因礦井的主要巷道、運輸、回風(fēng)及采區(qū)集中上山是在煤12層底布置的，該層以30余米厚的中、粗砂巖為主，出水形式主要為裂隙水。（5）g層礬土至煤14之間為弱含水層：k3石灰?guī)r接近沖積層時，含水性增強，建井期間該段實見資料甚少。煤系地層中相鄰含水層間均有粘土巖或煤層相隔。地下水以層間流動為主，正常情況下越層的水力聯(lián)系甚弱。礦井排水80

26、90%為煤5頂板至a層礬土及煤14煤12兩個含水層之涌水，出水形式主要為斷層裂隙水。3、古生界奧陶系灰?guī)r含水層：本層為巖溶、裂隙發(fā)育，含水性強的承壓含水層。是煤系地層的基底，煤12-1距奧灰頂界面約180m左右。特別是煤系地層下部50-70米段，幾乎全部為隔水的粘土巖和粉砂巖組成。阻隔了奧陶系灰?guī)r與煤系地層的水力聯(lián)系。在勘探和建井過程中雖未發(fā)現(xiàn)巖溶陷落柱存在，在取奧灰水的幾個鉆孔中雖未取得豐富的巖溶水，但在今后生產(chǎn)過程中，一定應(yīng)高度警惕奧灰水通過地質(zhì)構(gòu)造弱帶而突入。4、礦井涌水量：據(jù)礦井地質(zhì)資料，礦井正常涌水量為220 /h，最大涌水量為570 /h。1.2.4地溫?fù)?jù)詳查勘探資料，本區(qū)地溫梯度

27、為0.94 /100 m，恒溫帶在50100 m左右，地溫變化范圍在11.5017.00 之間，屬地溫正常區(qū)。1.3煤層特征1.3.1煤層埋藏條件錢家營礦區(qū)煤系地層主要由石炭系，二迭系地層組成,其中包括中石炭統(tǒng)唐山組、上石炭統(tǒng)開平組、趙各莊組，下二迭統(tǒng)的大苗莊組、唐家莊組?；诪榻?jīng)過長期剝蝕夷平的中奧陶統(tǒng)，上覆地層為上二迭統(tǒng)古冶組陸相碎屑巖。含煤建造由一套海相、過度相、陸相地層組成。1.3.2煤層群特征錢家營井田位于開平煤田之開平向斜東南翼的西南段。開平煤田位于燕山南麓，煤系地層為石炭二迭系。全井田共有7個可采煤層，其中7、8、9、12煤層全井田范圍可采，5、6、11煤層為局部可采煤層。3、各

28、可采煤層特征表1-2表1-2 煤層特征表 煤層名稱煤 層 厚 度最小最大平均（點數(shù)）與上一煤層間距最小最大平均（點數(shù)）發(fā) 育 情 況煤 層 結(jié) 構(gòu)穩(wěn) 定 性煤503.931.42(98)17.8848.75時而變薄出現(xiàn)不可采地段,錢34、47、51、18、64及林88孔附近均不可采.19號剖面以西(乙區(qū))穩(wěn)定性好,厚1.392.00米.一般為單一結(jié)構(gòu),時有夾石12層.不穩(wěn)定一水平西翼大部分不可采,東翼僅局部變薄不可采.煤72.157.173.4(113)23.56(83)0.2017.39沉積穩(wěn)定為井田內(nèi)主要可采可采煤層之一.復(fù)結(jié)構(gòu),含夾石23層,為炭質(zhì)粘土巖或粘土巖.穩(wěn)定煤803.391.2

29、5(95)6.34(94)1.2311.31不可采地段,主要在第7剖面以東;呂53孔錢44、16、51孔和林88孔等及中部的錢64附近不可采.第21號剖面以西至井田邊界煤7、8合區(qū).一般為單一結(jié)構(gòu),時有夾石12層.多為粉砂巖或為粘土巖.不穩(wěn)定一水平大部分不可采,且煤層厚度變化較大,目前本煤層尚無回采工作面.煤90.354.402.20(101)6.26(95)4.4718.12為井田內(nèi)較穩(wěn)定,可采的中厚煤層,向北和東方向有變薄的趨勢.錢55孔和苗4孔附近出現(xiàn)不可采地段.單一結(jié)構(gòu),時有夾石12層.較穩(wěn)定一水平生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn),煤層厚度變化不大,但煤層沉積基底不平,局部頂?shù)装逍鄬用芗?煤層完整性受到

30、極大破壞.煤1102.230.78(105)10.69(95)2.7734.26不可采面積較大,主要在第3號剖面以東.中部錢26、60、73等孔附近均系零星不可采地段單一結(jié)構(gòu)，時有夾石1層極不穩(wěn)定一水平僅局部可采煤12-10.396.412.99(105)15.24(90)為井田內(nèi)中厚厚煤層,向北至呂家坨區(qū)有變薄趨勢.一般為單一結(jié)構(gòu),時有夾石12層.較穩(wěn)定煤層厚度局部變化較大井田內(nèi)共有可采煤層四層，其富存情況及特征如下：7煤層為簡單結(jié)構(gòu)煤層，煤層厚度2.157.17m，平均3.4m，厚度變化尚有規(guī)律，西北薄，東南厚。屬全部可采煤層。頂?shù)装寰鶠榉凵皫r。煤巖類型以半亮型和半暗淡型煤為主，中間12層

31、暗淡型煤，底部為光亮型煤。煤層中節(jié)理裂隙發(fā)育，棱角狀斷口。煤的硬度f=0.40.9，容重1.4。8煤層為簡單結(jié)構(gòu)煤層，厚度03.39m，平均1.25m，為部分可采煤層。頂板為粉沙巖，底板為粉細(xì)砂巖。煤巖類型以光亮型和半光亮型為主，中間夾有透鏡狀的半暗淡型煤，煤層內(nèi)生節(jié)理發(fā)育。煤的硬度f=0.30.8，容重1.56。9煤層為簡單結(jié)構(gòu)煤層。煤層厚度0.354.4m，平均2.2m，為全部可采煤層。頂?shù)装寰鶠榉奂?xì)砂巖。煤巖類型以光亮型為主，內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。煤的硬度f=0.40.7，容重1.4。12煤層為單一結(jié)構(gòu)中厚煤層。煤厚0.396.41m，平均厚度2.1m，為全部可采煤層，頂板為粉細(xì)砂巖，

32、底板為粉砂巖。煤巖類型以光亮型為主，夾有薄層半光亮型煤。內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，貝殼狀斷口，油脂光澤。煤的硬度f=0.3，容重1.51。1.3.3煤層的圍巖性質(zhì)1、煤7 偽頂為粘土巖或粉砂巖，厚約0.2米，直接頂以粉砂巖為主，局部為細(xì)砂巖，厚約4.0米，底板以粉砂為主，局部為粘土巖，與煤8合區(qū)地段為炭質(zhì)粘土巖，厚約2.50米，東部頂板有古河流沖刷。頂?shù)装遢^堅固。2、煤8 偽頂為粘土巖，直接頂為粉砂巖，局部為細(xì)砂巖，厚度約為3米，偽頂較軟，底板為粘土巖和粉砂巖，局部為細(xì)砂巖，堅固性好，厚約2.5米。3、煤9 偽頂和直接頂一般均為粘土巖，厚3.0米，局部為粉砂巖，厚4.0米，底板為細(xì)砂巖，局部為粘土巖，厚約

33、2.5米，頂?shù)装鍘r石堅固性較好。4、煤12 偽頂為腐泥質(zhì)粘土巖，厚約0.5米，直接頂在中部和東部為腐泥質(zhì)粘土巖，西部為粘土巖，厚0.60.7米，平均1.0米，底板以粉砂巖為主，厚約2.0米。（地質(zhì)柱狀圖見圖1.3）1.3.4煤的特征煤種分布井田以肥煤為主，氣煤次之，焦煤甚少。井田煤種分布特征具明顯的分帶規(guī)律。由淺部向深部，煤的變質(zhì)程度逐漸增高，其排列依次為氣煤、肥煤至焦煤。條帶大致呈北5060東向延展。其中以肥煤條帶最寬，延展最長，所占面積最大，為井田的主要煤種。氣肥、肥氣煤及氣煤分布于井田的南及西南邊緣淺部。第15號剖面以西至井田邊界，因精查取芯鉆孔較少，煤種確定尚需進一步做工作。另外，目前

34、各采動煤層化驗結(jié)果表明，煤種多為1/3焦。煤質(zhì)變化井田內(nèi)煤的物理性質(zhì)、煤質(zhì)及煤巖等特征沿走向及傾向變化均不大，但井田西部（錢5、錢19、錢23、錢補13、錢補17及錢水27孔一帶）局部因受火成巖影響，煤層變成天然焦。錢家營井田各煤層均屬腐植質(zhì)煤，通過肉眼鑒定，顏色一般為黑色；條痕褐灰色；呈眼球狀斷口；呈條帶狀粒狀及片狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)為粉狀。煤巖組分以亮煤為主，鏡煤及絲炭少見，煤巖類型一般為光亮型，次為半暗型。詳見表1-3。表1-3 錢家營井田各主要可采煤層物理特征一覽表煤層顏色光澤煤巖組分煤巖類型結(jié)構(gòu)構(gòu)造塊度硬度容重其它煤7灰黑色弱玻璃光澤亮煤暗煤夾鏡煤條帶。光亮半暗層狀及塊狀碎塊1.51.4性脆

35、具黃鐵礦散晶煤8黑色弱玻璃或金鋼光澤亮暗煤偶見絲炭。半亮暗淡層狀及塊狀塊狀11.4具黃鐵礦散晶煤9黑色玻璃光澤亮煤為主，暗煤次之，具鏡煤條帶及絲炭。光亮半暗顆粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造碎塊11.4具黃鐵礦散晶煤12-1黑色玻璃光澤亮煤為主，暗煤及絲炭少量。光亮型塊狀碎塊11.3具黃鐵礦結(jié)核3煤層中有害成分1) 灰分原煤： 煤5、煤11分別為10.79%，10.31%屬于低灰；煤7、煤8、煤9、煤12-1分別為23.51%，20.77%，18.34%，16.58%，屬于中灰。精煤：煤5、煤8、煤9、煤11、煤12-1在10%以內(nèi)，為5.037.94%，煤7為12.62%。2) 硫分原煤：煤11為2.71

36、%屬富硫煤，其它煤層為0.611.39%屬低硫煤。精煤：經(jīng)洗選后煤7，煤8比原煤略有升高，其它煤層除煤11降幅較大外略有降低，含量為0.661.45%，屬低硫煤。3) 形態(tài)硫煤11，煤12-1以黃鐵礦為主，其余煤層以有機硫為主。4) 磷勘探中化驗成果多為單孔單樣，僅供參考。煤7、8略高，分別為0.071%、0.034%，其它煤層為0.0070.021%。洗選后各煤層平均值低于0.015%。4、其它開采條件該礦井的瓦斯等級為：低瓦斯礦井，礦井瓦斯絕對涌出量：0.72m3/分鐘，礦井二氧化碳絕對涌出量：33.73m3/分鐘，礦井瓦斯相對涌出量：0.12m3/td，礦井二氧化碳相對涌出量：5.45m

37、3/td煤層自然發(fā)火期： 12煤層為自然發(fā)火煤層，發(fā)火期為11個月。5、煤層發(fā)熱量、粘結(jié)性指數(shù)等，見表1-4。表1-4 錢家營井田各主要可采煤層工業(yè)指標(biāo)一覽表煤層wragvrcrsgqpgqy工業(yè)牌號70.9323.5132.0885.450.610.071816325qf，fm1/3jm81.0120.7733.5783.690.680.034825332qf，fm1/3jm，jm90.9118.3431.2883.841.330.016830131qf，fm12-10.9316.5832.4583.921.390.021837630fm圖1.3錢家營礦井田地層綜合柱狀圖2 井田境界與儲量2

38、.1井田境界2.1.1井田邊界在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則為：1）井田范圍內(nèi)的儲量，要與煤層賦存情況、開采條件和礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2）保證井田有合理尺寸；3）充分利用自然條件進行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。2.1.2井田范圍井田東部以范各莊礦業(yè)公司、呂家坨礦業(yè)公司的技術(shù)邊界為界，西部以-550m等高線為界，南部以落差為60米的正斷層f0為界，北部以各煤層-1350m等高線為界。井田平均走向長8km，傾向長度為3.5km，面積約27.57km2。圖2.1井田賦存狀況

39、示意圖2.2礦井工業(yè)資源儲量2.2.1鉆探工程量建井以來，共補勘14個地面孔，工程量6551.22米；井下地質(zhì)孔7724.2米；坑透 63個工作面，二維地震線長26450米，三維地震面積2.94平方公里以及磁偶源、井下紅外、地質(zhì)雷達、煤厚儀、鐠218、釙210、二維地震、瑞利波、槽波、音頻電透視探測等工作。2.2.2工業(yè)儲量計算本礦只有7和9煤層具有開采價值。邊界露頭線為10001200m為遠景開發(fā)。本次礦井儲量計算是在精查地質(zhì)報告提供的1：5000的煤層底板等高線上計算的，儲量計算可靠。7煤層和9煤層，采用塊段法計算工業(yè)儲量。地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，

40、在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個以上的鉆孔。煤層儲量的計算公式為：q1=s1m1r1q2=s2m2r2qn=snmnrnq=q1+q2+q3+qn （公式2-1）式中 q1、q2qn分別為各塊段的儲量，萬t ;s1 、s2 sn分別為各塊段的面積，m1 、m2 mn分別為各塊段內(nèi)煤層的厚度，mr1 、r2 rn分別為各塊段內(nèi)煤層的容重，t/塊段的面積s必須采用真面積（即煤層斜面積）。用煤層底板等高線上的水平投影面積換算成真面積。（公式2-2） 式中 s真面積，;s水平投影面積，;i煤層傾角，采用塊段內(nèi)的平均傾角，（）煤層

41、厚度m應(yīng)采用其厚度的平均值，即根據(jù)計算面積內(nèi)各見煤點的厚度，均換算成真厚度（垂直層面方向的厚度），而后用算術(shù)平均法進行計算。（公式2-3）式中 mi煤層真厚度的平均值，m； n參加計算的見煤點數(shù)（地段中的鉆孔數(shù)）； mi+mi+mimi該地段中各見煤點的煤層真厚度，m； 根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為11個塊段（見圖2.2），在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個塊段的儲量，煤層總儲量之和。7煤層和9煤層儲量計算表見2-1表2-1 開灤錢家營礦業(yè)公司9#煤儲量計算表 地質(zhì)塊段 位號塊段投影面積(m2)塊段等高線平均水平距離（m)平均傾角()塊段實際面積(m2)平均厚度(m)煤層容重(t/m3)塊

42、段儲量(t)11398724.1621113.34 1437459.2823.471.46983177.1921353120.2725810.97 1378296.1973.191.45962509.3531394949.1321712.98 1431499.8663.261.46533365.3941558176.322312.64 1596862.7372.981.46662111.3452895221.9819914.11 2985210.7482.971.412412506.365370424.9227310.38 5459754.7183.881.429657387.67501354

43、1.5823412.07 5126716.073.711.426628163.382677906.626810.57 2724113.3153.311.412242165.292047519.4927910.17 2080139.4843.681.410716878.6102057579.842849.99 2089224.6984.081.411933651.5111195142.414818.68 1261503.4623.64 1.46428621.64總計26962306.6727570780.58136160537備注:同理開灤錢家營礦9#煤層儲量計算結(jié)果:77198185.6(t)

44、;礦井總儲量:213358723(t)圖2.2地質(zhì)塊段劃分圖2.3礦井可采儲量2.3.1煤柱的留設(shè)礦井可采儲量=（礦井工業(yè)儲量永久煤柱損失）礦井回收率。計算礦井可采儲量時，必須要考慮以下?lián)p失：1）工業(yè)廣場保護煤柱；2）井田境界煤柱損失；3）采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失和斷層煤柱損失；4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；5）其它損失。本井田中永久煤柱損失主要有：工業(yè)廣場保護煤柱、井田境界煤柱損失、村莊保護煤柱和斷層保護煤柱等。根據(jù)錢家營礦業(yè)公司周圍礦井實際經(jīng)驗和依據(jù)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱與壓煤開采規(guī)程之相關(guān)條款規(guī)定，部分煤柱的留設(shè)方法如下，見表2-2表2-2 煤柱留設(shè)方法名 稱留 設(shè) 方 法

45、工業(yè)廣場根據(jù)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱與壓煤開采規(guī)程第72條：工業(yè)廣場維護帶寬度為15 m井田邊界邊界煤柱50 m斷 層斷層煤柱每側(cè)50 m大 巷大巷煤柱每側(cè)30 m1）邊界煤柱可按下列公式計算z=lbmr （公式2-4）式中： z邊界煤柱損失量； l邊界長度； b邊界寬度； m煤層厚度； r煤的容重。7煤層1.4 t/m3和9煤層1.4t/m3邊界煤柱損失計算統(tǒng)計如表2-3。表2-3 錢家營礦邊界煤柱損失表 邊界煤層-550等高線邊界-1350等高線邊界錢范技術(shù)邊界f0斷層邊界錢呂技術(shù)邊界總和7煤層（萬t）127.888.184.3124.559.2483.99煤層（萬t）86.859.857.384.540.2328.6合計812.52）工業(yè)廣場煤柱留設(shè)根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范，工業(yè)場地占地指標(biāo)如表2-4。表2-4 工業(yè)場地占地指標(biāo) 井 型大 型 井公頃/10萬t中 型 井公頃/10萬t小 型 井公頃/10萬t占地指標(biāo)0.801.101.