1、河 北 工 程 大 學 本科生畢業設計姓 名 徐強 學 號： 31093431073 學 院： 河北工程大學 專 業： 采礦工程 設計題目： 新三礦0.72Mt/a新井設計 指導教師： 崔景昆、王同杰、高永格 職 稱： 教授 2011 年 9月 邯鄲目 錄 摘 要1第1章 礦區概述及井田特征21.1 礦區概述21.1.1 礦區自然地理及交通條件21.1.2 礦區地震情況31.1.3 礦區水源狀況31.2 井田地質特征31.2.1 井田勘探31.2.2 地質特征51.2.3 煤系地層51.2.4 井田地質構造111.2.5 區域水文地質特征121.3 煤層特征161.3.1 煤系地層含煤性161

2、.3.2 可采煤層17煤質特征19第2章 井田境界和儲量222.1 井田境界222.2 井田工業儲量222.3 井田可采儲量23第3章 礦井生產能力、服務年限及工作制度243.1 生產能力及服務年限243.2 工作制度24第4章 井田開拓254.1 概述254.1.1 影響礦井開拓的主要因素254.1.2 開拓方案技術比較264.1.3 開拓方案經濟比較284.2 井筒位置的確定294.2.1 井筒位置及數目294.2.2 井筒用途、布置及裝備304.3 開采水平的設計304.3.1 設計水平的巷道布置304.4 采區劃分314.4.1 采區劃分原則314.4.2 設計水平的巷道布置324.5

3、 井底車場324.5.1 井底車場形式確定324.5.2 井底車場的調車方式344.5.3 井底車場的通過能力計算344.5.4 井底車場各硐室布置354.6 開拓系統的綜述364.6.1 運煤系統364.6.2 運料系統374.6.3 排矸系統374.6.4 通風系統374.6.5 供電系統374.6.6 壓氣和供水系統37第5章 采煤方法和采區巷道布置385.1 采煤方法和回采工藝38 回采工藝的確定385.1.2 采煤設備選型39工作面支護方式、支架規格和布置方式40各工藝過程的安全注意事項42循環作業方式及各圖表555.2 開采巷道和生產系統585.2.1 采區概況58采區生產系統59

4、采區車場設計及硐室605.2.4 采區上、中部車場60采區下部車場615.3 采區采掘計劃615.3.1 采區巷道的掘進方法和作業方式61 采區巷道的斷面和支護形式625.3.3 工作面推進度、年產量62第6章 技術經濟指標64致 謝67參考文獻68摘 要本次畢業設計，我所做的是冀中能源峰峰集團新三礦礦井初步設計。礦井位于邯鄲市西南部45km處，隸屬邯鄲市峰峰礦區和磁縣管轄，東南至安陽市35km，北距峰峰集團公司駐地約10km，交通便利。井田南北長約6km東西寬約3.6km，井田總面積為13.8307km2。主采煤層為2號煤，平均傾角為10°，煤層平均總厚為3.5m。井田地質條件較為

5、簡單。井田工業儲量為52509.6 kt，可采儲量32102.77 kt，其中：2號煤可采儲量為16070.18 kt，占50%。礦井服務年限為31a，涌水量大，礦井正常涌水量為12.54m3/min，最大涌水量為25.46m3/min。礦井瓦斯涌出量高，為高沼氣礦井。礦井開拓方式為立井暗斜井單水平開拓，開采水平標高為-390m，礦井通風方式為中央并列式通風。礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。共包括6章：1、礦區概述及井田地質特征；2、井田境界和儲量；3、礦井生產能力、服務年限及工作制度；4、井田開拓；5、采煤方法和采區巷道布置；6、礦井技術經濟指標。第1章 礦區概述及井田特征1.

6、1 礦區概述 礦區自然地理及交通條件一、井田位置礦井位于邯鄲市西南部45km處，隸屬邯鄲市峰峰礦區和磁縣管轄，東南至安陽市35km，北距峰峰集團公司駐地約10km。二、井田范圍井田東部至西固義南留旺一線，以EF8斷層與九龍礦為界，西部至北大峪南山村黑龍洞一線，以煤層露頭線為界，東南部至趙莊西河村一線，以EF16斷層與梧桐莊礦相鄰，西南部至大峪鎮和三礦相接，北部至黑龍洞石橋村和南留旺一線與泉頭擴大區相鄰。南北長約6km東西寬約3.6km，采礦許可證注冊面積為13.8307km2。井田邊界地理位置為北緯36°220936°2518，東徑114°1136114°

7、;1409。井田地理坐標為北緯36°2259，東徑114°1230。三、井田交通礦井有運煤鐵路支線在臨水火車站和邯峰環形鐵路相接，東行20 Km在馬頭火車站與京廣線鐵路相連。峰岳公路從該礦西側通過，北至峰峰新市區與峰磁高等級公路相通，交通便利。礦井地處太行山東麓，鼓山余脈的元寶山和老槐樹東側，地貌上屬低丘陵壟崗地貌，溝谷縱橫。地面標高介于100180m之間，西高東低，滏陽河自西向東從該礦井田北側流過，其他水系均屬季節性小溪，自西向北或東北方向逕流。該區地處北溫帶，屬半干旱大陸性季風氣候，四季分明，雨熱同期，晝夜溫差大。冬季寒冷少雪，多西北風；春季干旱少雨，多南風；夏季炎熱多

8、雨，多東南風；秋季晴朗，冷暖適中。據峰峰礦區氣象局資料，氣溫在-15.7+41.9之間，年平均氣溫13.9。年平均降水量為219.5mm。無霜期多年平均202天。凍結期11月至翌年3月。最大凍土深度為24cm，最大積雪厚度15cm，最大風力7級，最大風速20m/s。 礦區地震情況該區為地震活動區，按國家地震烈度分區，為地震裂度度區。 礦區水源狀況該區耕地少，農業不發達，以玉米、小麥和薯類為主。采礦業是當地經濟的主要來源，主要產煤和石料。1.2 井田地質特征 井田勘探通過對井田構造的復雜程度和主要可采煤層的穩定程度以及其它開采技術條件的逐項分析，綜合評定礦井地質條件類型為aDeg類。1956前：

9、本井田于19531956年間由139勘探隊開始在井田內進行普查找煤工作，地質孔76個32032.86m其中676孔為水文孔651.86m探槽：2984m3，提交北大峪井田精查報告一份。19751977年，煤炭工業部129隊煤田地質勘探隊在吝家溝井田進行精查地質勘探。勘探手段以鉆探和測井為主，地表調查為輔。該區煤層物性條件好，在部分鉆孔上取得經驗后，大部分鉆孔采取了無芯鉆進以測井為主的勘探方法。見可采煤層516層，取芯123層，平均采取率68%，達到75%以上67層，打丟11層，打薄3層。甲級孔13個，乙級孔65個，丙級孔2個。所施工的鉆孔均進行了電測斜，有2個孔偏斜距達到了100m。其他孔均在

10、本溪組和奧陶系石灰巖終孔。并提交河北省峰峰礦區吝家溝井田地質勘探精查報告，作為吝家溝井田礦井初步設計的地質依據。原作為三礦的一個擴大區，由三礦接替，投產時改為新三礦。1963年，峰峰礦務局勘探隊在北大峪井田補充勘探，施工鉆孔23個，地質鉆探進尺7703.62m。其施工的6×××號孔，因無資料，難于評價其工程質量，這些孔多在26號煤層下終孔，只有3個孔穿過了9號煤層。19651978年，河北省煤田地質勘探公司第三勘探隊在泉頭擴大區進行勘探，有9個鉆孔位于新三礦井田范圍內，其施工的鉆孔均為無芯鉆孔，測井是確定煤層和孔斜的主要手段，資料齊全。鉆孔均穿過了煤系地層。198

11、2年7月1983年5月，河北省煤田地質勘探公司水文勘探隊進行九龍礦口奧灰專門水文地質勘時，有3個水文地質觀測孔位于新三礦井田范圍內。并提交河北省峰峰礦區九龍口礦井奧陶系石灰巖水文地質補充勘探精查報告。經歷次勘探，新三礦井田范圍內共施工鉆孔189個，總鉆探進尺97159.77m，鉆孔密度達13.67個/km2。 地質特征礦井地處太行山東麓，鼓山余脈的元寶山和老槐樹東側，地貌上屬低丘陵壟崗地貌，溝谷縱橫。地面標高介于100180m之間，西高東低，滏陽河自西向東從該礦井田北側流過，其他水系均屬季節性小溪，自西向北或東北方向逕流。 煤系地層.1 地層層序該區石灰二疊紀煤系地層包括本溪組、太原組和山西組

12、，煤系總厚220m，含煤16層，煤層總厚約14.58m，含煤系數6.6%，由上而下編號1號（小煤）、2上（大煤）、2號（大煤）、3號（一座）、4號（野青）、5號、5下、6號（山青）、6下（伏青）、7上、7號（小青）、8號（大青）、9上、9號（下架）等煤層。其中全區可采者為2、4、6、7、8、9號煤層共6層，部分可采者為2上、3、5下煤層共3層。全區可采煤層總厚度10.58m，可采含煤系數為4.8%。一、2號煤組（大煤）該層為主要可采煤層，發育較好，厚度大，分叉、合并現象頻繁，合并時厚度可達46m，分叉時可形成23個獨立可采煤層，一般分叉兩層多見，命名為2上和2號煤層，其發育程度視沉積條件而異。

13、（1）、2上號煤層：在本井田2上號煤層主要分布在井田北部邊界以南，EF29斷層以東地區。由于沉積環境的影響，形成不規則的含煤區塊。EF29斷層以西和15勘探線大部尖滅，僅有零星煤層分布。2上號煤層上距下石盒子組底界43.58m，頂板為灰色中細粒砂石、粉砂巖，地板為灰黑色砂質頁巖。兩極厚度01.98m，見煤點煤層平均厚度0.45m。煤層可采性指數為0.43，變異系數為1.06，屬極不穩定煤層。出現大面積不可采區。該煤層常與2號煤層合并。煤層物性條件差，頂底板無明顯標志，對比困難。（2）、2號煤層：位于山西組中部，為本區主要可采煤層，上距2上號煤層09m，厚度穩定，介于2.004.72m之間，見煤

14、點平均厚度2.94m，可采性指數為1.00，煤層變異系數為0.24 。煤層物性條件好，易于對比。煤層頂板為深灰色砂質泥巖和灰黑色炭質泥巖，厚0.54m，巖石松軟，不易維護。地板為砂質泥巖。煤層結構復雜，一般含23層泥巖或炭質泥巖，以上部一層相對穩定，厚度0.060.61m，部分為單一煤層。二、3號煤層位于太原組上部，上距2號煤層30m左右，煤層介于01.10m，鉆孔見煤點平均厚度為0.59m，可采性指數0.22，變異指數為0.22，屬不穩定煤層，中東部零星可采。煤層結構單一，頂底板均為砂質泥巖，15線以南底板多為粉砂巖。三、4號煤層位于太原組中上部，距3號煤層10m，野青灰巖厚2.64m，為煤

15、層直接頂板。底板為砂質泥巖、砂巖。煤層在全區穩定，厚度變化不大，兩極值0.131.17m，見煤鉆孔平均厚度0.79m，可采性指數為0.78m，變異指數為0.25.煤層結構簡單，偶有一層夾矸。四、5下號煤層位于太原組中部，上距4號煤層21m，頂底板巖性均為深灰色砂質泥巖或粉砂巖，煤層好的不穩定，可采區主要集中在中東部。煤層結構復雜，一般有一層0.200.30m厚的砂質泥巖夾矸，局部有兩層夾矸。煤層溝瀆兩極值01.54m，見煤鉆孔平均厚0.74m，可采性指數為0.60，變異指數為0.43 。五、6號煤層位于太原組中部，上距5下號煤12m左右。頂板為山青灰巖，一般厚1.69m。底板為砂質泥巖，其下為

16、伏青灰巖。煤層沉積穩定，厚度一般在1m左右，變化不大，兩極值0.242.53m。鉆孔見煤點平均煤厚1.22m，可采性指數為0.90，變異指數為0.28，屬較穩定煤層。煤層結構復雜，一般有12層夾矸。無分叉現象。六、7號煤層位于太原組中下部，上距6號煤層19m左右，直接頂板為厚1.23m的小青灰巖，底板為深灰色砂質泥巖，局部為砂巖。煤層沉積穩定，厚度變化不大，極個并情況有不可采點。煤層兩極值0.191.53m，鉆孔見煤點平均煤厚為1.00m，可采性指數為0.85，變異指數為0.29，屬較穩定煤層，煤層結構簡單，有一層0.20.3m厚的泥巖夾矸。七、8號煤層位于太原組中下部，上距7號煤層19m左右

17、，頂板為大青灰巖，厚5.24m。底板為灰黑色砂質泥巖，煤層沉積穩定，厚度變化不大，偶有個別不可采點。煤厚兩極值0.251.36m，鉆孔見煤點平均煤厚為0.85m，可采性指數為0.89，變異指數為0.19，屬較穩定煤層。八、9號煤層位于太原組底部，上距8號煤層39m左右，煤層沉積穩定，有分叉合并現象，1013線一帶為變化區，以北合并，以南分層兩層，間距4m左右。上分層頂板為下架灰巖，薄而不可采；下分層頂板為粉砂巖，底板為灰黑色砂質泥巖，煤層穩定全區可采。煤厚兩極值0.252.63m，鉆孔見煤點平均煤厚為1.41m，可采性指數為0.94，變異指數為0.33，屬較穩定煤層。煤層結構復雜，一般有23層

18、夾矸，均為砂質泥巖。.2 地層對比該井田為半掩蓋地區，地層露頭多沿正地形或溝谷分布。根據地表和鉆探揭露，該區主要有奧陶系、石灰系、二疊系、三疊系、第三系和第四系。現將地層由老至新敘述如下：一、奧陶系中統峰峰組為一套褐灰色巨厚層純灰石、花斑狀石灰巖和角礫石灰巖，交替出現。含直角石和鸚鵡螺化石，全層厚171m。與下伏磁縣組地層整合接觸。二、石灰系1、中統本溪組下部淺紫紅、灰白色鋁土泥巖，呈鮞狀，含鐵質。中不為紫紅色鐵錳質巖，具鐵質鮞粒及灰色豆粒，呈同心圓狀。上部灰白色硅質泥巖，含鐵質結核。全層515m。與下伏奧陶系中統峰峰組地層呈平行不整合接觸。2、上統太原組為海陸交互相沉積，厚度比較穩定。由深灰

19、色至灰黑色粉砂巖、砂質泥巖、泥巖與淺灰色中細粒砂巖、68層石灰巖和69層煤組成。粉砂巖中含有豐富的植物化石。石灰巖中產豐富的動物化石，有腕足類、瓣腮類、腹足類、珊瑚和海百合等。石灰巖自上而下為一座、野青、山青、伏青、小青、中青、大青和下架灰巖，除一座與中青灰巖稍欠穩定外，其余沉積發育良好，以野青、伏青和大青灰巖較厚，一般25m。本組4、6、7、8、9號煤層全區可采，3、5下、6下煤層局部可采。煤層常以頂板石灰巖來命名，如一座煤（3）、野青煤（4）、山青煤（6）、伏青煤（6下）、小青煤（7）、大青煤（8）和下架煤（9）。由于石灰巖和煤層沉積穩定，間隔均勻，地層和煤層易于對比。一座石灰巖桑的中細粒

20、砂巖石太原組的頂界。全組地層后110120m。與下伏本溪組地層整合接觸。三、二疊系按巖相和古生物特征，可劃分為山西組、下石盒子組、上石盒組和石千峰組。各組之間均連續沉積，整合接觸。1、下二疊中統山西組主要為過渡相和陸相沉積。以灰白色中細粒砂巖與深灰色粉砂巖為主，夾灰黑色砂質泥巖、泥巖與煤層，含煤36層，井田東北角含煤性較高，可達6層。下部的2號煤層（大煤）為本區主要可采煤層。頂部灰色細粒砂巖中普遍具有灰褐色細鮞狀結構，可作為標志層，并以其上部灰色中粒砂巖為界劃分山西組與下石盒子組。上部0號煤層頂板泥巖中含較高的鋁土、高嶺石成分，為峰峰礦區的重要陶瓷原料。最底部有一層厚5m左右的中粒砂巖相對穩定

21、，為山西組和太原組分界線。砂質泥巖中含有大羊齒，三角織羊齒、鱗木、蘆木等植物化石。全組地層厚5689m。2、下二疊下石盒子組上部為紫灰、紫紅頁巖，局部夾細粒砂巖，向下為灰色、灰綠色稍具紫斑粉砂巖和旅途泥巖，含鐵質鮞粒，呈瘤狀、葡萄狀集合體，最下部有一層砂巖，通稱駱駝脖子砂巖，呈灰色、含云母和黑色條帶，風化后松散。本組地層后5886m。3、上二疊上石盒子組（1）上石盒子組一段灰綠色、紫紅色粉砂巖和砂質泥巖為主，間夾一層分選性好，鈣質膠結，厚約1520m的中細粒砂巖，全區穩定，其上下分布砂質泥巖或粉砂巖，鋁土質含量高，并含豆狀鐵質結核。地層后103154m。（2）上石盒組二段淺灰色、灰白色中粗細粒

22、砂巖為主，間夾灰綠色粉砂巖和鋁土質泥巖，中下部夾一層灰白色厚層狀硅質膠結中粗粒砂巖，可作對比標志。地層厚63119m。（3）上石盒子組三段紫斑、紫灰綠色砂質泥巖、粉砂巖為主，中上部夾45層硅質巖，致密堅硬，下部夾少量中粒砂巖。局部含鴨蛋綠色高嶺土質泥巖，水平層里發育。地層厚82114m。（4）上石盒子組四段紫紅色、紫灰綠色粉砂巖、砂質泥巖為主，夾薄層鋁土質泥巖，下部有2層灰綠色厚層狀含礫粗粒砂巖，地層厚147158m。4、上二疊統石千峰組（1）石千峰組一段頂部為紫色、紫紅色細粒砂巖及34層泥灰巖。中下部為紫紅色中細粒砂巖及粉砂巖，夾瘤狀、豆狀鈣質結核，地層厚129155m。（2）石千峰組二段紫

23、紅色、粉紅色粉砂巖，砂質泥巖為主。地層厚5388m。四、三疊系劉家溝組：紅色、粉紅色薄片狀細粒砂巖、粉砂巖和砂質泥巖等組成，夾少量中粒砂巖及泥質包體。地層厚600m，區內揭露厚度為180m。五、第三系河卵石為主，還有膠結松散的砂和粉砂等。厚048m。六、第四系分布于河漫灘及一級階地之上，為亞砂土，砂礫透鏡體，厚041m。 井田地質構造區域地質構造特征在大地構造上，峰峰煤田處于祁呂賀蘭山字型構造前弧東翼邊緣，新華夏系第三隆起帶與第二沉降帶的過渡帶。新華夏系第三隆起帶恰好又復合與祁呂賀蘭山字型構造前弧的東翼之上，致使區內各種構造體系的各級規模和各序次的構造，以多種復合方式彼此交織在一起，構造形態較

24、為復雜，顯示了多期性和繼承性的特點，形成了本區獨特的構造輪廓。區內主要構造類型為高角度正斷層，褶皺次之。峰峰煤田以新華夏系構造體系為主，次為南北向構造、華夏系構造，并伴有東西向構造。斷層以高角度正斷層為主，平面彎曲波狀，多屬壓扭性質。在空間上西疏東密，西弱東強，顯然受來自東南方向側壓應力的制約。從各時代地層沉積建造、接觸關系、構造特點和巖漿巖年齡分析，主要構造時燕山運動的產物，其生成先后次序，從老到新應為北西向、南北向、北北東向、東西向。（一）主要構造體系1、新華夏構造體系：在本區比較發育，規模較大，影響廣泛，活動時間長，為本區的控制性構造，由于南北向構造體系的嚴重干擾，所顯示的構造形跡，既不

25、是嚴格的新華夏系，也不是嚴格的南北構造，而是二者之間的一套混合的結構面。2、南北方向構造體系：由于受新華夏系的破壞比較嚴重，僅在鼓山背斜等處展現一些近南北構造的片段。3、東西向構造：一般規模不大，主要發育在鼓山兩側地區。如苑城地塹、鼓山東側的上官莊向斜、黑龍洞背斜等。4、北西向構造：因受多期破壞和改造，在本區內展布不完整，僅有少量規模不大的北西向構造。其中較完整的有后溝向斜、鐘離向斜等。 區域水文地質特征該礦井田位于邯邢水文地質南單元黑龍洞泉域的東南部，井筒中心距黑龍洞泉群排泄區3.96km。黑龍洞泉域北界東段由陽邑斷層、磁山巖體拐頭白沙巖體和南洺河斷層構成，西段為長城系石英砂巖夾頁巖地層的地

26、表分水嶺構成；東界以奧灰地層-1000m標高為界，大體沿岳城、新坡、中史村一線；南界自東向西由河南省境內的李珍、都里一線進入河北省，沿清漳河北岸向西北延展到涉縣斷層，西段大致于老爺山背斜、陡貢楊花莊斷層相一致，東段大致在李珍北、東傍佐、李辛莊一帶區域地下分水嶺一線；西界南段為涉縣斷層，北端由長亭斷層至符山閃長巖體東側長城系石英砂巖出露為界。面積約2400km2，其中寒武、奧陶系石灰石裸露面積1260 km2。依據地層時代、巖性組合特征、地下水的賦存條件、運移匯率、其含水介質的不同可劃分為新生界砂、卵、礫石含水層組；二疊系砂巖裂隙含水層組；石灰系薄層石灰石及奧陶系石灰石巖溶裂隙含水層組。在區域上

27、，地下水的補給、徑流、排泄條件明顯受地形、地貌、地質構造和巖性等因素的制約。對于新生界含水層，其地下水的主要補給來源是接受大氣減稅和河流側向補給，徑流條件與補給區基本一致，在沖溝及河流切割含水層之后，形成泉排泄或側向排泄于河流。二疊系砂巖含水層補給來源以接受大氣降水補給為主，由于砂巖含水層的出露面積所限，加之含水層裂隙不發育，其接受補給量有限，往往以儲量的形式賦存于含水層之中，無明顯的天然排泄區，故以人工排泄為主，對礦井的采掘活動影響有限。石灰系薄層石灰石含水層除接受大氣降水直接或間接補給外，主要接受奧灰誰的側向補給，其補給量大小受出露面積、地質構造及本含水層溶隙發育程度等條件的制約，無明顯的

28、天然排泄區，一般以人工排泄為主。分布廣泛的奧灰含水層，在單元內有1260 km2的出露面積，接受大氣降水的補給量大，嚴重威脅著礦井的采掘活動。奧灰含水層在西部山區接受大氣降水補給后，分別沿著巖溶發育的三個主要徑流帶向和隆冬泉群匯集，排泄出地表。其一，主徑流帶沿崔爐四礦王風宿風羊角鋪黑龍洞；其二，主徑流帶沿崗子窯申家莊黃沙上莊柳莊黑龍洞；其三。主徑流帶沿牛二莊五礦一礦黑龍洞。黑龍洞泉群最低標高+122.84m，多年平均流量79m3/s。近幾年，由于降水量減少，尤其是工農業開采量增加，致使枯水季節泉群出現斷流現象。.1 含水層概況1、第四系砂礫石孔隙含水層該層主要分布在溝谷地帶，由一套沖洪積相的沉

29、積物組成，巖性主要為礫石、砂礫及粗砂，含水層厚度一般小于5m。鉆孔單位涌水量1.79m/d，水化學類型為SO4HCO3 SO4Ca。據鉆孔揭露，一般無漏水孔。其富水性受地形、含水層厚度的影響，一般為弱富水性含水層，局部為強富水性含水層。本含水層對煤礦開采無影響。2、上第三系砂巖孔隙含水層由半膠結的礫巖、松散砂層組成，含水層厚度4.54m，鉆孔單位涌水量0.00284L/s.m，滲透系數0.0487m/d，水化學類型為SO4HCO3Ca。為弱富水性含水層。3、二疊系上統石千峰組下段砂巖裂隙含水層由紫色砂巖組成，含水層厚度13.2090.83m，平均47.14m。鉆孔單位涌水量0.17 L/s.m

30、，滲透系數0.442 m/d，水化學類型為HCO3Ca。鉆探揭露有2個漏水孔，為中等富水性含水層。4、二疊上統石盒子組二段砂巖裂隙含水層由淺灰、灰白色中粒石英、長石含礫巖組成，約占本段厚度的70%。含水層厚度18.1092.40m，平均61.22 L/s.m，滲透系數0.125 m/d，據鉆孔揭露有7個漏水孔，為弱富水性含水層組。5、二疊系下統下石盒子組砂巖裂隙含水層由灰、灰白色中細砂巖組成。含水層厚度6.0039.20m,平均厚度20.67m。鉆孔單位涌水量0.0244L/s.m，滲透系數0.134m/d，水化學類型為Cl-Na。該層具有較高的裂隙率，透水性好，為局部孔隙裂隙封存水層，以儲存

31、量為主，為弱富水性含水層組。該層距2號煤層較近，由于采空形成的導水裂隙帶聯通本含水層，生產中常反映為頂板淋水、滴水，是影響2號煤層開采的主要含水層之一。6、二疊系下統山西組砂巖裂隙含水層由灰白色中細粒砂巖組成，含水層厚度027.33m，平均厚度10.23m。鉆孔單位涌水量0.00205L/s.m，滲透系數0.0149m/d，水化學類型為ClHCO3Na.為弱富水性含水層組。本含水層為2號煤層的間接頂板，在生產中常以局部淋水、滴水的形式涌入礦井，對生產影響不大，回采工作面一般涌水量0.200.50m3/min，水量穩定一段時間后有所減小，以儲存為主。7、石灰系太原組野青灰巖含水層本含水層由青灰色

32、石灰巖組成，結構致密，含水層厚度0.665.35m，平均厚度2.64m。裂隙率為1.05%，多被方解石充填。單位涌水量0.00007460.000631 L/s.m，平均0.000353 L/s.m。滲透系數介于0.002500.0330 m/d之間，平均0.017 m/d。水位標高為-339.80m，水化學類型為SO4CaMg。為弱富水性含水層組。本礦-390m水平施工的大青和伏青灰石孔均揭露青灰巖含水層，野青灰石底板標高介于-405.448-437.679之間，僅伏2孔涌水，其余均無水。伏2孔孔口標高-379.80m，野青灰石底板標高-411.60m，初見野青灰石時，鉆孔涌水量12.5m3

33、/h，穩定水量為14.3 m3/h，水位-279.80m，全層揭露野青灰石時，鉆孔最大涌水量為78 m3/h，穩定水量為14.3 m3/h，穩定水位為-339.80，說明本含水層以儲存量為主，補給量有限，-437m水平以上處于疏干狀態。位于本水平以下的某工作面開采2號煤層時，底板下野青灰石突水，突水量0.50 m3/min，突水點標高-484.47m，證實-437m水平以下野青灰石仍有部分儲存量。本含水層對開采2號煤層影響不大，易于疏干。8、石灰系太原組山伏青灰石含水層本含水層由青灰色石灰巖組成，結構致密，裂隙發育較差，且大部分被方解石充填，間夾燧石層，厚度0.496.00m，平均厚度3.09

34、m。.2 礦井充水特征1、地表水系井田內地表水系不發育，僅發育部分西南北東向的沖溝，為預計泄洪通道。井田北側外圍有滏陽河從西向東流過。滏陽河發源于峰峰礦區和村及黑龍洞泉群，經石橋村匯入東武仕水庫。據觀測資料，黑龍洞附近客流流量62.42m3/s4.44 m3/s，平均流量10.67 m3/s。滏陽河河床僅有極少部分基巖露頭，且其河床分布范圍又處井田之外，非煤系地層有巨厚的粉砂巖和泥巖，具有良好的隔水性能，因此，對煤礦開采影響較小。1.3 煤層特征 煤系地層含煤性該區石灰二疊紀煤系地層包括本溪組、太原組和山西組，煤系總厚220m，含煤16層，煤層總厚約14.58m，含煤系數6.6%，由上而下編號

35、1號（小煤）、2上（大煤）、2號（大煤）、3號（一座）、4號（野青）、5號、5下、6號（山青）、6下（伏青）、7上、7號（小青）、8號（大青）、9上、9號（下架）等煤層。其中全區可采者為2、4、6、7、8、9號煤層共6層，部分可采者為2上、3、5下煤層共3層。全區可采煤層總厚度10.58m，可采含煤系數為4.8%。太原組地層沉積穩定，標志明顯，層間距、煤厚、煤質變化不大，煤的物理性曲線典型，煤層易于對比。山西組煤巖層沉積變化較大，除2號煤層較穩定外，其他煤層有分叉、尖滅現象，但尚有規律可循。 可采煤層一、2號煤組（大煤）該層為主要可采煤層，發育較好，厚度大，分叉、合并現象頻繁，合并時厚度可達4

36、6m，分叉時可形成23個獨立可采煤層，一般分叉兩層多見，命名為2上和2號煤層，其發育程度視沉積條件而異。（1）、2上號煤層在本井田2上號煤層主要分布在井田北部邊界以南，EF29斷層以東地區。由于沉積環境的影響，形成不規則的含煤區塊。EF29斷層以西和15勘探線大部尖滅，僅有零星煤層分布。2上號煤層上距下石盒子組底界43.58m，頂板為灰色中細粒砂石、粉砂巖，地板為灰黑色砂質頁巖。兩極厚度01.98m，見煤點煤層平均厚度0.45m。煤層可采性指數為0.43，變異系數為1.06，屬極不穩定煤層。出現大面積不可采區。該煤層常與2號煤層合并。煤層物性條件差，頂底板無明顯標志，對比困難。（2）、2號煤層

37、位于山西組中部，為本區主要可采煤層，上距2上號煤層09m，厚度穩定，介于2.004.72m之間，見煤點平均厚度2.94m，可采性指數為1.00，煤層變異系數為0.24 。煤層物性條件好，易于對比。煤層頂板為深灰色砂質泥巖和灰黑色炭質泥巖，厚0.54m，巖石松軟，不易維護。地板為砂質泥巖。煤層結構復雜，一般含23層泥巖或炭質泥巖，以上部一層相對穩定，厚度0.060.61m，部分為單一煤層。二、3號煤層位于太原組上部，上距2號煤層30m左右，煤層介于01.10m，鉆孔見煤點平均厚度為0.59m，可采性指數0.22，變異指數為0.22，屬不穩定煤層，中東部零星可采。煤層結構單一，頂底板均為砂質泥巖，

38、15線以南底板多為粉砂巖。三、4號煤層位于太原組中上部，距3號煤層10m，野青灰巖厚2.64m，為煤層直接頂板。底板為砂質泥巖、砂巖。煤層在全區穩定，厚度變化不大，兩極值0.131.17m，見煤鉆孔平均厚度0.79m，可采性指數為0.78m，變異指數為0.25.煤層結構簡單，偶有一層夾矸。四、5下號煤層位于太原組中部，上距4號煤層21m，頂底板巖性均為深灰色砂質泥巖或粉砂巖，煤層好的不穩定，可采區主要集中在中東部。煤層結構復雜，一般有一層0.200.30m厚的砂質泥巖夾矸，局部有兩層夾矸。煤層溝瀆兩極值01.54m，見煤鉆孔平均厚0.74m，可采性指數為0.60，變異指數為0.43 。五、6號

39、煤層位于太原組中部，上距5下號煤12m左右。頂板為山青灰巖，一般厚1.69m。底板為砂質泥巖，其下為伏青灰巖。煤層沉積穩定，厚度一般在1m左右，變化不大，兩極值0.242.53m。鉆孔見煤點平均煤厚1.22m，可采性指數為0.90，變異指數為0.28，屬較穩定煤層。煤層結構復雜，一般有12層夾矸。無分叉現象。六、7號煤層位于太原組中下部，上距6號煤層19m左右，直接頂板為厚1.23m的小青灰巖，底板為深灰色砂質泥巖，局部為砂巖。煤層沉積穩定，厚度變化不大，極個并情況有不可采點。煤層兩極值0.191.53m，鉆孔見煤點平均煤厚為1.00m，可采性指數為0.85，變異指數為0.29，屬較穩定煤層，

40、煤層結構簡單，有一層0.20.3m厚的泥巖夾矸。七、8號煤層位于太原組中下部，上距7號煤層19m左右，頂板為大青灰巖，厚5.24m。底板為灰黑色砂質泥巖，煤層沉積穩定，厚度變化不大，偶有個別不可采點。煤厚兩極值0.251.36m，鉆孔見煤點平均煤厚為0.85m，可采性指數為0.89，變異指數為0.19，屬較穩定煤層。八、9號煤層位于tai底部，上距8號煤層39m左右，煤層沉積穩定，有分叉合并現象，1013線一帶為變化區，以北合并，以南分層兩層，間距4m左右。上分層頂板為下架灰巖，薄而不可采；下分層頂板為粉砂巖，底板為灰黑色砂質泥巖，煤層穩定全區可采。煤厚兩極值0.252.63m，鉆孔見煤點平均

41、煤厚為1.41m，可采性指數為0.94，變異指數為0.33，屬較穩定煤層。煤層結構復雜，一般有23層夾矸，均為砂質泥巖。1.3.3煤質特征（一）、煤的變質程度：覆蓋井田位于邯邢煤田的南段，煤的變質程度由南向北、由淺到深逐漸增高，不同煤種呈東西展布。在垂向上煤的變質程度由上而下逐漸增高，本井田2上6號煤層為肥煤，79號煤層為焦煤。煤的揮發份隨深度加深而下降，但因煤層傾角一般為10°左右，故沿傾向變化不大。煤的物理性質各煤層屬高等植物形成的腐植煤類，呈黑色玻璃光澤，條痕微帶棕黑色，性脆，參差狀或階梯狀斷口，內生裂痕發育，條帶狀結構明顯。原煤粒度組成情況，根據鄰礦的資料+50級一般不到10

42、%，130.5級約占6070%，-0.5級煤粉比例較大。（二）、煤的顯微特征：1、煤巖組分以凝化基質占絕對優勢，膠結絲炭、半絲炭碎塊等形態分子，半絲炭孢腔中常有粘土礦物。4號煤層的半絲炭化基質中小孢子隱約可見，2號煤層凝膠化組分較一般煤層低得多，而半絲炭化組分特別高。8號煤層絲炭化組分高達9%。2、無機組分中以粘土為主，其次是硫鐵礦、碳酸鹽和二氧化硅等礦物。唯8號煤層以碳酸鹽為主，次為硫鐵礦和粘土礦物。6號和8號煤層無機組分低，均不超過3.5%，易洗選。2號和7號煤層無機組分含量中等，9號煤層各采樣點間相差懸殊。3、鏡下鑒定煤的變質程度：5號煤層以上為3相當于焦肥煤，6號煤層以下為1，相當于肥

43、焦煤。干鏡反射率為8.578.89%。（三）、煤的化學特征：1、水分一般為0.51.0%，總平均0.73%。2、灰分平均值為15.3823.15%，屬中等灰分煤。原煤經1.4比重液洗選后，一般可降10%左右。3、灰成分以SiO2和AIO3為主，二者之和為6580%，次為Fe2O3,占7.8014.62%。煤炭熔點以T2為標準劃分低融點、中融點和高融點三級，共測定31層次，其中高灰融點58.1%，中灰點占38.7%，低灰融點只有一層次，占3.2%。第2章 井田境界和儲量2.1 井田境界本井田北部以F29斷層與泉頭擴大區為界；南以F26斷層與梧桐莊井田相對應；西以F1斷層與北大峪井田相隔；東北以F

44、8斷層與九龍口井田分界。井田南北走向長3.54.5km，東西傾斜寬22.5km，井田面積11.25km2,大煤儲量計算面積6km2。2.2 井田工業儲量儲量計算依據1、各煤層儲量計算均根據吝家溝井田地質勘探精查報告提供的煤層地板等高線級處理計算圖計算。2、設計利用儲量的煤層為上組煤的2上、2、3、4、5下、6號煤層共6層；下組煤7、8、9號煤層為暫難利用儲量，本次設計不予利用。3、利用儲量計算原則：按規范要求，最低可采厚度為0.6m，原煤干燥灰分低于40%。4、各煤層容重：煤層容重表 單位t/m3 煤號2上2345下6789牌號肥煤肥煤肥煤肥煤肥煤肥煤焦煤焦煤焦煤容重1.451.401.331

45、.401.461.351.401.401.365、煤層平緩：傾角在10°15°以下，利用水平投影面積。6、計算方法：地質地塊法。塊段面積×容重×平均煤厚=塊段儲量礦井地質儲量其中A+B級儲量為22838.2kt，A+B+C級儲量為52509.6 kt。A/A+B=28.2%，A+B/A+B+C=43.4%。2.3 井田可采儲量1、可采儲量計算方式：礦井可采儲量=（工業儲量永久儲量）×采區回采率，工業儲量A+B+C級儲量采區回采率2、6煤為80%，2上、3、4、5下為85%。永久煤柱損失主要包括斜暗井、井底車房、井田境界、斷層等保護煤柱壓煤量。2

46、、礦井可采儲量：礦井共有可采儲量32102.77 kt，其中：2號煤可采儲量為16070.18 kt，占50%。工業場地位于井田范圍以外，不存在壓煤問題，開拓系統中的三條暗斜井，按規定要求留設保護煤柱，此外，井底車場、斷層及井田邊界均留設了永久保護煤柱。第3章 礦井生產能力、服務年限及工作制度3.1 生產能力及服務年限一、礦井設計生產能力的確定礦井上組煤可采儲量32102.77 kt，從可采儲量上看具備建設0.72Mt礦井的條件，據此，設計對這種井型進行分析比較如下：1、本礦上組煤層為肥煤，是國家緊缺的優質煉焦配煤，為滿足國家需求，應盡量加大其開發強度。2、井田內上組共有6層可采煤層，其中2號

47、主采煤層厚1.0610.36m，平均3.31m，可采儲量占50%，適宜采用綜采。其余5層煤較薄，但也能采用機械化開采。全礦井以1-2個采區和2-3個回采工作面同時生產較為有利，即礦井設計生產能力可以達至0.72Mt/a。3、由于礦井涌水量大，又為高沼氣礦井，如井型較小，礦井生產成本將較高。4、吝家溝礦井利用了原北大峪礦井工業場地及部分井巷工程，已施工的暗斜井和井底車場等工程，經驗算及其能力都滿足0.72 Mt/a，為充分發揮投資效益，也宜建設0.72Mt/a礦井。5、井型0.72 Mt/a時，礦井服務年限31a，較為合適。綜上所述，設計推薦0.72 Mt/a井型。二、礦井服務年限=礦井可采儲量

48、/（礦井設計生產能力×儲量備用系數）=32102.77/（72×1.4）=31（a）3.2 工作制度礦井年工作日為300d，每天三班作業，兩班生產，一班準備，每天凈提升時間為14h。第4章 井田開拓4.1 概述 影響礦井開拓的主要因素1、地質構造和煤層賦存因素地質構造特征如前所述，該區地質構造十分復雜，斷裂構造為發育，數量多，落差大，將影響井下巷道布置及回采工藝，在井下生產中需加強巷探工作。井田內可采煤層層數目多，除2號煤為中厚煤層外，其余均為薄煤層，為解決好煤層壓薦關系及保持礦井產量均衡，厚、薄煤層應搭配開采。2、奧陶系巖溶水的影響由于奧陶系巖溶水的影響，井田內下組煤暫不

49、能開采，同時，由于區內斷層多，落差大，在上組煤的開采中，亦應加強對奧灰水的預防，在接近大的地質構造時，應先摸清斷層導水情況，以確保礦井安全生產。3、老窯水采空區積水的影響由于該井田內淺部已有原北大峪礦井，臨近三礦及多處小煤窯開采，因此，在今后的建井及生產過程中，應注意對老窯水的探放水工作或阻斷與本礦開拓的聯系，同時，在三礦計劃開采下組煤時，也應注意阻斷與三礦之間的水力關系。根據礦井工程現狀，設計對礦井開拓方式主要考慮一下原則：（1）、充分利用原有北大峪礦井可利用工程及以后施工的井巷施工的井巷工程和設施，照顧現狀，以節省投資。（2）、完善提升、運輸、通風和排水等生產系統。（3）、初期采區布置在井

50、筒附近，盡量較少初期井巷工程，簡化初期生產系統。（4）、生產系統盡可能簡單，縮短建井工期；多開煤巷少開巖巷，減低基建投資。（5）、適當提高生產能力，為礦井今后的發展留有余地。根基上述原則，設計對現有礦井井上下生產系統和設施進行分析后，提出了礦井開拓方式方案，并進行了方案比較和選擇。 開拓方案技術比較分局井田煤層賦存較深，地形條件復雜，考慮到現有井巷工程，設計確定采用立井暗斜井開拓。開拓方案的選擇井田內現有的開拓工程主要為：1、原北大峪礦井主立井，凈直徑5m，原裝備一對3t箕斗，井口標高+164.5m，原井底標高+17.987m。2、原北大峪礦井副立井，凈直徑5m，原裝備2對1t礦車普通罐籠，井

51、口標高+164.6m，原井底標高+45m。3、-3.5m水平環形井底車場，暗斜井上部車場及硐室。4、主暗斜井，上接-3.5m水平煤倉，下至-390m水平井底煤倉，凈斷面14，傾角22°，斜長1174.6m。5、副暗斜井，通過上部車場與-3.5m水平井底車場相接，下部至-390m水平井底車場，凈斷面9.45m2，傾角20°，斜長1154.9m。6、回風斜巷井，上接原+50m水平井底車場，下至-390m水平回風大巷，凈斷面13.35，傾角24°45，斜長1065.9m。7、-390m水平井底車場及硐室，-390m水平向南，北翼運輸及匯豐大巷部分工程。設計對現有礦井開拓

52、系統及設施進行分析和計算后認為，在充分利用現有系統并對其加以完善的基礎上，為滿足0.45 Mt/a礦井運輸、通風能力的要求，除利用現有兩立井及三條暗斜井外還需新打一立井，為此，提出兩個方案進行比較。（方案1）新打副立井方案利用原主立井（更換原有裝備）作為礦井主立井，同時延伸該井筒由現+17.987m至-3.5m，新作箕斗裝載硐室及煤倉，并通過新掘轉載膠帶機斜巷與-3.5m水平主暗斜井上部煤倉相連，擔負全礦井提煤任務。距原副立井約35m處新打副立井至-3.5m水平，通過新掘空重車線與現-3.5m水平井底車場相連，井筒直徑5.5m，裝備1寬1t礦車罐籠1對，并設梯子間、排水管等，擔負全礦矸石、材料

53、、人員及大小設備上下等輔助提升，以及進風、排水等任務。利用現副立井拆除已廢棄井筒裝備后作為礦井專用回風立井，擔負全礦總回風任務。主暗斜井、副暗斜井、回風暗斜均利用現有工程，主、副暗斜井分別通過-3.5m水平煤倉及上部車場轉載水平井底車場相聯系，回風暗斜井上端至+50m水平，利用原有+50m水平井底車場作為回風道與回風立井（現副立井）相聯系。利用現有-390m水平井底車場及大巷，將井田劃分為單水平上、下山開拓。（方案2）新打回風立井方案該方案與方案一不同點在于仍利用現副立井作為礦井的新副立井，根據提升任務的需要，需將原有1對1t礦車普通罐籠逢環為1寬1窄1對罐籠或雙層寬罐帶平衡錘，擔負全礦輔助提

54、升，另新打一回風立井至+50m水平與回風暗斜井相連，井筒內需裝備梯子間，主立井、暗斜井等其他開拓系統同方案一。 開拓方案經濟比較方案1：優點：1、新打副立井，滿足了礦井輔助提升的要求，裝備梯子間作為礦井安全出口，又用于井筒裝備檢修及更換。2、新打副立井，不影響井巷工程的施工，仍可利用現有副立井提升、進風，利用主立井回風，井筒施工與航道掘進平行作業，可大大縮短建井工期（約1.5a）。缺點：井巷工程量大，初期投資增加。方案2：優點：井巷工程量較方案一省，可減少部分初期投資。缺點：1、改裝原副立井井筒裝備，則影響井下工程的施工，延長了礦井建設工期約1.5a。2、改裝1寬1窄罐籠方案的副立井不能布置梯

55、子間，影響了井筒裝備的檢修及更換，同時，回風立井需裝備梯子間伐ilaide安全性差等問題。當改裝副井位雙層寬罐帶平衡錘方案時，由于礦井矸石量大，井筒又淺，副井提升能力不能滿足要求。根據以上比較，考慮到礦井今后生產，管理方便的需要幾礦井服務年限長，為以后提高礦井生產能力創造條件，設計推薦方案一。4.2 井筒位置的確定 井筒位置及數目本井田范圍內,地勢平坦,煤層埋藏深度大,因為淺部采用立井開拓方式,為便于通風,減少漏風,早出煤，達到設計產量時,本礦井設計三個井筒,即主井、副井、風井。井筒位置的選擇牽涉井下、地面等一系列因素,關系重大,選擇時要對井下開采有利,又要便于井筒的開拓和維護,還要注意充分利

56、用地形,使工業廣場便于布置,減少工業廣場土石量,減少運輸費用,使地面布置合理.遵照規范213條,選擇井筒位置,應遵循以下原則:1、選擇井口位置應考慮第一水平的開采,縮短貫通時間,減少工程量。2、保證第一水平要有足夠的服務年限。3、井口位置一般選擇在井田中央,井下運輸、通風合理。4、要充分利用地形,少占地,少壓煤。5、井口標高要高于歷年最高洪水位。6、井筒要盡量避免穿越流沙層,含水層,較厚的沖積層,有煤和瓦斯突出危險的煤層。7、井底距奧灰水保持一定的安全距離。8、井底車場及主要硐室盡量布置在穩定的巖層中,便于維護和開拓。 井筒用途、布置及裝備1、井筒用途主井主要負責煤的提升； 副井負責人員的上下、井下所需材料、設備的提升及矸石的提升，并且兼作進風井；進風井。主井和副井安裝梯子間，作為安全出口。2、井筒布置及裝備（1）主井：系利用原北大峪礦之主井，應延伸約22m至|3.5m水平，裝備一對3t單繩提升箕斗提升煤炭。井筒裝備剛性罐道并設有梯子間。井筒凈直徑4.