礦井二盤區(qū)開采初步設(shè)計說明

1、 .221/221煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦井二盤區(qū)開采初步設(shè)計說 明 書星城礦山工程服務(wù)煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦井二盤區(qū)開采初步設(shè)計說 明 書工 程 編號：C1008總 經(jīng) 理：雷明安技術(shù)負(fù)責(zé)人：耀挺項目負(fù)責(zé)人：雷明安星城礦山工程服務(wù) 二0一一年元月參 加 設(shè) 計 人 員序號姓 名職務(wù)、職稱設(shè) 計 項 目專 業(yè)主 要 容1雷明安總經(jīng)理高級工程師采礦項目負(fù)責(zé)、盤區(qū)巷道布置采煤方法與采煤工藝2耀挺技術(shù)負(fù)責(zé)高級工程師采礦總 審3相海高級工程師采礦井巷工程與施工圖5嚴(yán)周民高級工程師機電盤區(qū)運輸設(shè)備與采掘設(shè)備6玉杰助理工程師安全盤區(qū)通風(fēng)與安全7吳革新高級工程師機電給、排水與供壓氣8快社高級工程師機電盤區(qū)供電

2、、通信、檢測監(jiān)控 9振林高級工程師經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟10徐成軍工程師采礦制 圖目 錄前 言（1）（6）第一章 盤區(qū)概況與地質(zhì)特征1-1第一節(jié) 礦井概況1-1第二節(jié) 盤區(qū)概況1-6第三節(jié) 地質(zhì)特征1-6第四節(jié) 其它開采技術(shù)條件1-6第二章 盤區(qū)參數(shù)2-1第一節(jié) 盤區(qū)尺寸與資源/儲量2-1第二節(jié) 盤區(qū)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限2-4第三章 采煤方法選擇3-1第一節(jié) 盤區(qū)基本條件3-1第二節(jié) 采煤方法選擇3-1 第四章 盤區(qū)巷道布置4-1第一節(jié) 盤區(qū)巷道布置方案比選4-1第二節(jié) 盤區(qū)巷道布置方式4-8第三節(jié) 盤區(qū)巷道掘進4-8第五章 采煤工藝5-1第一節(jié) 概述5-1第二節(jié) 4-1煤采煤工藝5-2第三節(jié) 4-2煤采

3、煤工藝5-11第六章 盤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)與裝備6-1第一節(jié) 盤區(qū)生產(chǎn)能力6-1第二節(jié) 運輸系統(tǒng)與設(shè)備6-1第三節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)備6-4第四節(jié) 供電系統(tǒng)與設(shè)備6-7第五節(jié) 排水系統(tǒng)與設(shè)備6-1第六節(jié) 消防灑水系統(tǒng)6-3第七節(jié) 供壓氣系統(tǒng)6-3第八節(jié) 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)6-5第九節(jié) 通信系統(tǒng)6-1第十節(jié) 黃泥灌漿系與設(shè)備6-2第十一節(jié) 注氮系統(tǒng)與設(shè)備6-4第十二節(jié) 緊急避險系統(tǒng)6-6第七章 盤區(qū)災(zāi)害防治安全技術(shù)措施7-1第一節(jié) 瓦斯防治安全技術(shù)措施7-1第二節(jié) 礦塵防治安全技術(shù)措施7-1第三節(jié) 火災(zāi)防治安全技術(shù)措施7-4第四節(jié) 水災(zāi)防治安全技術(shù)措施7-7第五節(jié) 頂板事故防治安全技術(shù)措施7-1第六節(jié) 其它事故防

4、治安全技術(shù)措施7-3第七節(jié) 避災(zāi)路線7-3第八章 技術(shù)經(jīng)濟8-1第一節(jié) 準(zhǔn)備工期與產(chǎn)量遞增8-1第二節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟概述8-1第三節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表8-1圖紙目錄序號圖 紙 名 稱圖 號比例1二盤區(qū)4-1煤儲量估算圖C1008-105-11：50002二盤區(qū)4-2煤儲量估算圖C1008-105-21：50003二盤區(qū)巷道布置與設(shè)備配備平面圖（4-1煤）C1008-163-11：20004二盤區(qū)巷道布置與設(shè)備配備平面圖（4-2煤）C1008-163-21：20005二盤區(qū)巷道布置與設(shè)備配備剖面圖C1008-163-31：2000二盤區(qū)達(dá)產(chǎn)時期通風(fēng)系統(tǒng)圖與網(wǎng)路圖C1008-171-1示意6二盤區(qū)黃泥灌

5、漿系統(tǒng)C1008-171-2示意7二盤區(qū)避災(zāi)路線圖C1008-171-31：20008二盤區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)傳感器布置圖C1008-263-11：20009二盤區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)傳感器布置圖C1008-263-21：200010二盤區(qū)供配電系統(tǒng)圖 C1008-212-15示意11二盤區(qū)通信系統(tǒng)圖C1008-262-1示意12二盤區(qū)消防灑水管路系統(tǒng)圖C1008-845-1示意13二盤區(qū)消防灑水管路系統(tǒng)圖C1008-845-2示意14二盤區(qū)運輸系統(tǒng)圖C1008-333-1示意15二盤區(qū)壓氣管路系統(tǒng)圖C1008-817-1示意16二盤區(qū)壓氣管路系統(tǒng)圖C1008-817-2示意17二盤區(qū)巷道斷面圖冊C1008

6、-122-1101：5018二盤區(qū)變電所施工平、剖面圖C1008- -11:20019二盤區(qū)機頭硐室施工平、剖面圖C1008- -11:20020二盤區(qū)水倉施工平、剖面圖C1008- -11:20021二盤區(qū)其它施工平、剖面圖C1008- -11:200前 言煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦區(qū)原為黃陵礦區(qū)的一部分，行政隸屬黃陵縣腰坪鄉(xiāng)管轄。為了適應(yīng)國家開發(fā)大西北的戰(zhàn)略部署，加快經(jīng)濟發(fā)展速度，振興地方經(jīng)濟，同時擴大企業(yè)的生存空間，盡快把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，解決區(qū)域部分煤礦的接續(xù)問題，因此，煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)與市協(xié)商確定投資建設(shè)建北礦井。煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)是由煤業(yè)集團蒲白礦務(wù)局、華電開發(fā)投資、恒立信

7、能源投資管理聯(lián)合投資組建的礦業(yè)公司。受煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)的委托中煤設(shè)計工程XX公司于2006年6月編制了建北礦井與選煤廠初步設(shè)計（初稿）。2009年8月編制完成了建北礦井與選煤廠初步設(shè)計（最終版）。省發(fā)改委與省煤管局分別組織專家對建北礦井與選煤廠初步設(shè)計（送審稿）進行了評審。煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦井于200年月破土動工，于200年月進行試生產(chǎn)，同年月進行了驗收。該礦井投產(chǎn)盤區(qū)為一盤區(qū)，一盤區(qū)為單翼盤區(qū)，設(shè)計服務(wù)年限7.2a。但由于實際礦山壓力太大，為了有利于采準(zhǔn)巷道的維護，加大了盤區(qū)巷道保護煤柱和區(qū)段煤柱的尺寸，因而盤區(qū)服務(wù)年限達(dá)不到7.2a 。為能與時準(zhǔn)備出二盤區(qū)，確保礦井穩(wěn)定均衡的生產(chǎn)，

8、2010年10月，煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)委托我公司編制煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦井二盤區(qū)開采初步設(shè)計。我公司先后三次組織工程技術(shù)人員前往該礦進行調(diào)研和收集資料，并和礦方工程技術(shù)人員多次進行交流溝通，于2011年1月28日編制完成了煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦井二盤區(qū)開采初步設(shè)計。第一章 盤區(qū)概況與地質(zhì)特征第一節(jié) 礦井概況煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)礦井于2010年6月建成投產(chǎn)。全礦井南北寬49km，東西長約13.2km，面積約91.52km2，煤炭資源/儲量為311.5Mt，設(shè)計可采儲量206.01Mt，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力2.40Mt/a，礦井服務(wù)年限61.3a。礦井采用斜井單水平盤區(qū)式開拓方式，全井田共劃分7個盤

9、區(qū)。主斜井提升與井下主運輸系統(tǒng)均采用帶寬B=1200mm的帶式輸送機運煤，運輸能力為1500t/h。副斜井與井下輔助運輸大巷采用無軌膠輪車運輸，可實現(xiàn)設(shè)備、人員、材料從地面至井下各采掘工作面的直達(dá)運輸。主要大巷均布置在42號煤層中，運輸大巷和輔助運輸大巷沿42號煤層底板布置，回風(fēng)大巷貼42煤層頂板布置。全礦井布置一個綜放工作面，選用MG400/930-WD型電牽引雙滾筒采煤機割煤，前、后選用SGZ880/2525型可彎曲刮板輸送機運煤，選用ZYF8600/18/35型兩柱掩護式低位放頂煤液壓支架。一個綜掘工作面、一個炮掘工作面，備用一個綜掘工作面作為盤區(qū)邊角煤回采。礦井初期采用中央分列式通風(fēng)系

10、統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式，礦井總風(fēng)量140m3/s。選用兩臺FBCDZ8 26型防爆對旋軸流通風(fēng)機。在主斜井井底設(shè)井下主變電所，盤區(qū)設(shè)盤區(qū)變電所，采掘工作面設(shè)移動變電站供電。在主斜井井底設(shè)井下主排水泵房與水倉，根據(jù)大巷坡度每隔一定距離在輔助運輸大巷一側(cè)設(shè)階段水泵房與水倉，水泵均采用無人自動化控制。設(shè)計按自燃煤層考慮，采用灌漿防滅火為主，氮氣、噴灑阻化劑、凝膠為輔的綜合防滅火措施。其他安全系統(tǒng)設(shè)計齊全，可確保礦井安全生產(chǎn)。第二節(jié) 盤區(qū)概況二盤區(qū)位于井田的東北部，緊鄰井底車場。二盤區(qū)東以工業(yè)場地與村莊保安煤柱為界，西與四盤區(qū)為鄰，北以0.8m可采線為界，南以大巷煤柱為界，四周均為實體煤，無老窯破壞區(qū)。二

11、盤區(qū)地表山巒起伏，溝壑縱橫，植被發(fā)育，森林茂密，無重要建、構(gòu)筑物與水體?？偟牡貏菔俏髂喜扛?、東北部低。最高點位于本區(qū)西南部，標(biāo)高為1525m，最低點在東北角處，標(biāo)高為1101m。區(qū)一般標(biāo)高在12001450m之間。最大高差495m，一般高差200250m。三條主要大巷貫穿二盤區(qū)的南部邊界。三條主要大巷的南部為一盤區(qū)，一盤區(qū)（投產(chǎn)盤區(qū)）基本屬于單翼盤區(qū)。為確保礦井連續(xù)、均衡、穩(wěn)定的生產(chǎn)，必須與時準(zhǔn)備接替盤區(qū)二盤區(qū)。第三節(jié) 地質(zhì)特征一、地層二盤區(qū)地表絕大部分被第四系松散沉積物與植被所覆蓋，基巖僅在較大溝谷零星出露。根據(jù)填圖結(jié)合鉆孔資料，地層由老至新依次為：三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組、侏羅系下統(tǒng)富縣組，侏羅

12、系中統(tǒng)組、直羅組，白堊系下統(tǒng)宜君組、洛河組和環(huán)河組，第四系等?，F(xiàn)將各地層特征分述如下：（一）三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組（T3w）巖性為深灰、灰綠色粉、細(xì)砂巖和泥巖，局部夾煤線或中粒石英砂巖。因勘探深度所限，僅在部分深孔中見與，區(qū)最大厚度45.28m。是中、下侏羅統(tǒng)的沉積基底。（二）侏羅系下統(tǒng)富縣組（J1f）是凹陷基底的早期沉積，在古隆起部位沉積缺失。以灰紫、紫雜色塊狀含鐵質(zhì)鮞粒的泥巖為主，局部夾砂巖透鏡體，厚度018.73m。本組地層典型特征為顏色呈紫雜花斑狀，為區(qū)的重要標(biāo)志層之一（K1）。與下伏地層呈平行不整合接觸。（三）侏羅系中統(tǒng)組（J2y）組是區(qū)的含煤地層，主要為一套山間湖泊水下決口扇泥炭沼澤沉

13、積物構(gòu)成。巖性主要由灰、灰白色中厚層狀砂巖，深灰、灰黑色薄層狀泥巖、煤層、炭質(zhì)泥巖和根土巖組成，因其沉積受古隆起與沉積后剝蝕作用分割，使其在平面上表現(xiàn)為不連續(xù)性，垂向上表現(xiàn)為厚度差異很大，其底部或與富縣組呈連續(xù)沉積，或直接超覆于三疊系瓦窯堡組之上。厚度050.75m，一般2035m。其沉積厚度中部大，向邊部變薄或缺失見圖131。本組地層在垂向上具有明顯的粒序與成煤的旋回性，就井田圍組保留部分看，按巖層厚度、充填層序、含煤性等可劃分為二個段見圖132，其巖石組合在垂向上的變化也反映了不同沉積階段聚煤古凹陷的充填序列。1.第一段（J2y1）由2個次淺湖泥炭沼澤的沉積旋回組成，現(xiàn)以X502號孔為例將

14、其充填序列介紹如下：上覆地層：組第二段深灰色厚層狀粉砂質(zhì)泥巖。整合接觸 （5）4-1煤層，黑色，半光亮型，玻璃光澤，階梯狀斷口，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，煤層結(jié)構(gòu)0.82(0.30)0.50，夾矸為黑色泥巖。厚1.62m。（4）深灰色中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖，具水平層理，含植物葉片化石。厚2.17m。（3）4-2煤層，黑色，半暗淡型，局部為暗淡型，瀝青光澤，參差狀斷口，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。煤層結(jié)構(gòu)：0.40(0.20) 5.85(0.05)0.60，夾矸均為深灰色泥巖。厚7.10m。（2）黑色中厚層狀含炭泥巖，具水平層理，含植物葉片化石。厚0.71m。（1）黑灰色中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，含植物葉片化石。厚

15、3.94m。 整合接觸 下伏地層：富縣組暗紫紅色中厚層狀泥巖。上列剖面總厚16.72m，2個次級沉積旋回結(jié)構(gòu)較完整，規(guī)律明顯。下旋回頂部的4-2煤層層位穩(wěn)定，厚度大，是本區(qū)的主采煤層，亦是區(qū)煤層、地層對比 的重要標(biāo)志層。2.第二段（J2y2由1個次級濱湖三角洲與湖間決口扇沉積旋回構(gòu)成，現(xiàn)以XJ1號孔為例將其充填序列介紹如下：上覆地層：直羅組下段灰綠色厚層狀粗粒長石石英砂巖。沖刷接觸 （4）3-3煤，黑色，半光亮型，瀝青光澤，階梯狀斷口，外生裂隙充填有黃鐵礦薄膜。條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。厚0.90m。（3）深灰色薄層狀泥巖，具水平層理，局部夾粉砂巖條帶，含植物葉片化石。厚2.99m。圖131 組地

16、層等厚線值圖 圖132 組地層柱狀圖（2）深灰色薄層狀粉砂巖，上部夾泥巖，具交錯層理，局部含植物化石。厚6.80m。（1）深灰色厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，具交錯層理，含植物化石和煤屑。厚14.10m。整合接觸下伏地層：組第一段4-1煤層。上列剖面總厚29.75m，僅保留1個次級沉積旋回，3-3煤層產(chǎn)于該旋回的頂部，其余2個次級沉積旋回被剝蝕。（四）侏羅系中統(tǒng)直羅組（J2z）直羅組為河流相反沖積平原沉積，與組呈沖刷接觸，在組和富縣組缺失時，亦可直接超覆于三疊系瓦窯堡組之上。以其巖石的顏色、巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征，將其劃分為上、下兩個段。1.下段：以灰、灰白色厚層狀粗粒長石石英砂巖為主，底部常含泥質(zhì)角礫。

17、中上部夾薄層泥巖或砂礫巖，厚度27.1659.82m。該段底部砂巖層位穩(wěn)定，厚度一般2040m。巖石砂屑含量高達(dá)90%以上，分選性差，磨圓度為棱角次棱角狀。砂屑間充填較多的沸石與少量粘土、鐵質(zhì)與方解石等膠結(jié)物，接觸式膠結(jié)。巖石孔隙含高礦化度水，鉆孔取出的巖芯放置一段時間即可見有白色鹽霜析出。本砂巖以其穩(wěn)定的厚度和特殊的巖性特征不同于相鄰巖層，是區(qū)的重要標(biāo)志層之一。與下伏地層整合接觸。2.上段：為灰紫、紫雜色厚層狀粉砂巖、細(xì)砂巖，局部夾肉紅色含砂礫的粗砂巖和棕紅色薄層狀泥巖。本段地層厚度較穩(wěn)定，一般厚47.9874.94m。與下伏地層整合接觸。（五）白堊系下統(tǒng)宜君組（K1y）為灰雜色復(fù)成分礫巖，

18、礫徑大小不一，成分混雜，以灰?guī)r、燧石、石英巖和片麻巖等礫石與粉細(xì)砂屑組成，無層理。礫石大小在230mm之間，分選性差，磨圓度為棱角狀。鈣質(zhì)基底式膠結(jié)，較致密堅硬。厚度變化較大，為6.0014.11m。該層分布穩(wěn)定，巖性特別，是區(qū)地層對比的重要標(biāo)志層。與下伏侏羅系地層呈微角度不整合接觸。（六）白堊系下統(tǒng)洛河組（K1l）在區(qū)新村川、碾子溝等較大支溝中斷續(xù)出露，由紫紅、磚紅色巨厚層狀粉、細(xì)、中砂巖組成，夾暗紫色透鏡狀砂質(zhì)泥巖與礫巖薄層，泥質(zhì)膠結(jié)，較松散，具大型直線型收斂型交錯層理。厚度由北東向南西方向增大，最大厚度571.57m。與下伏地層呈平行不整合接觸。（七）白堊系下統(tǒng)環(huán)河組（K1h）斷續(xù)分布在

19、新村川以西較大支溝的邊坡地帶和梁頂之上。以棕紅、褐紅色細(xì)砂巖與泥巖、粉砂巖互層組成，中夾薄層灰色鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r。砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)，較硬脆，裂性節(jié)理發(fā)育。具水平緩波狀層理，層面可見泥裂與蟲跡構(gòu)造。該段最大厚度181.27m。與下伏地層呈平行不整合接觸。（八）第四系（Q）全區(qū)廣泛分布，根據(jù)其成因類型可劃分為以下四個單元：1.中更新統(tǒng)黃土（Q2l）主要分布于新村川、碾子溝等地，多呈臺階狀出露。黃色土狀堆積物，主要為亞沙土、亞粘土，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，柱狀節(jié)理發(fā)育，局部可見褐紅色夾層。一般厚117m。2.河流沖洪積一級階地（Q41al+pl）沿新村川與碾子溝現(xiàn)代河流兩側(cè)分布，其沉積物具典型的二元結(jié)構(gòu)：下部主

20、要為砂礫土、卵礫石土；上部為砂土、砂粘土與少量砂礫土。厚15m。3.殘坡積層（Q4dl+el）大面積分布于區(qū)的溝谷山坡與梁頂，沉積物主要為亞沙土、亞粘土、碎石土、腐植土。厚度隨地形變化，一般厚14m。4.現(xiàn)代河流沖洪積層（Q42al+pl）僅零星分布于新村川河谷漫灘區(qū)，地勢平坦，漫灘前緣高出河水面12m。巖性以亞粘土為主，下部為礫卵石層，厚度13m。圖3二、構(gòu)造（一）褶皺二盤區(qū)構(gòu)造屬廟彬褶皺區(qū)的馬欄建莊構(gòu)造帶，該地帶重力異常表明為自東而西呈由北東轉(zhuǎn)向近東西向之斜坡帶。構(gòu)造形態(tài)簡單?？傮w趨勢為一大體西傾，傾角3左右的寬緩單斜，并在此基礎(chǔ)上發(fā)育了幅度不大的波狀起伏。（二）斷層二盤區(qū)地表未發(fā)現(xiàn)大的斷

21、裂構(gòu)造。根據(jù)本次二維地震成果資料，推斷解釋區(qū)存在有小斷層（點），其中斷距小于10m。對區(qū)煤層無大的破壞作用，但對機械化綜合采煤會有一定的影響。圖3三、煤層根據(jù)省煤田地質(zhì)局194地質(zhì)勘探隊在本區(qū)進行詳查地質(zhì)報告，二盤區(qū)組二個段中僅含有3層煤層，其中第一段含4號煤組，自上而下煤層編號為41、42煤層，4-2煤層為區(qū)的主采煤層，41煤層為局部可采煤層；第二段含3號煤組，煤層編號為3-3煤層，為不可采煤層。 （一）41煤層位于組第一段上次級旋回的頂部。與42煤層間距0.907.63m，一般13m，總體西南部大，東北部小，變化規(guī)律較明顯。煤層呈花瓣狀分布于二盤區(qū)的中部，埋深153550m。全區(qū)見煤厚度0

22、.8m以上的鉆孔有11個，可采煤層厚0.801.39m（不含夾矸），平均1.11m。煤層中部厚度大，向四周變薄，變化規(guī)律較明顯。煤層的底板標(biāo)高變化在860966 m之間，除受古地形影響外，在局部還形成一些小的臺階和波狀起伏，變化較大，總體由北東向南西傾伏，傾角2左右。煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部含1層，個別含2層泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖夾矸，夾矸厚0.100.30m。煤層頂板巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，局部為泥巖和炭質(zhì)泥巖；底板主要為炭質(zhì)泥巖、泥巖，局部為粉砂巖。煤層與其頂?shù)装寰鶠槊黠@接觸。（二）42煤層該煤層呈層狀賦存于組第一段下次級旋回的頂部，是本區(qū)的主要可采煤層。煤層埋深155655m。全區(qū)見煤厚度0

23、.8m以上的鉆孔有15個，見煤厚度3.47.95m?？刹擅簩雍穸?.87.95m，平均5.28m。主體部分（古凹陷的中心部位）煤層穩(wěn)定在47.95m，平均6.67m。煤層由凹陷的中心向北、東、南方向逐漸變薄的規(guī)律明顯，是區(qū)穩(wěn)定性最好的煤層。煤層的底板標(biāo)高變化在840970m之間，由該煤層底板等高線圖可以看出，整體上為一個大的 “羊角狀”不對稱寬緩分叉向形構(gòu)造，并沿地層走向形成一些寬緩的波狀起伏和鼻狀隆起。東北部向形構(gòu)造的軸向總體為北東向，向南西方向傾伏，平均傾角不足2。煤層含夾矸12層，個別地段3層，夾矸厚0.050.77m。巖性以炭質(zhì)泥巖和泥巖為主，少量為粉砂巖。煤層的頂板巖性以細(xì)砂巖、粉砂

24、巖居多，次為泥巖，少量為粉砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥巖；底板主要為炭質(zhì)泥巖和泥巖，次為粉砂巖。煤層與其頂?shù)装寰鶠槊黠@接觸。圖3四、煤質(zhì)（一）物理性質(zhì)和宏觀煤巖特征本區(qū)煤宏觀煤巖組分以暗煤、亮煤為主，其中夾有少量的絲炭條帶、線理與鏡煤線理（或透鏡體）。宏觀煤巖類型主要為半暗淡型煤、半光亮型煤。顯微煤巖組分中鏡質(zhì)組以無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體為主，其次為基質(zhì)鏡質(zhì)體；惰質(zhì)組以結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體和無結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體為主，次為碎屑絲質(zhì)體、粗粒體等；殼質(zhì)組以小孢子體為主，其次為樹脂體、角質(zhì)體等。礦物質(zhì)含量總體較低，以碳酸鹽類為主，硫化物和粘土類次之。顯微煤巖類型以微鏡惰煤V，微鏡惰煤I為主，煤化程度屬階級，見表131。（二）煤的化學(xué)性質(zhì)1.水

25、分（Mad）4-2煤原煤水分含量為1.565.13%，平均為3.23%，浮煤水含量為1.964.97%，平均為3.69%。平面上除在X604附近小圍水分超過5%，達(dá)到中水分；4-1煤原煤表131 煤層物理性質(zhì)與宏觀煤巖特征一覽表 煤層顏色與條痕色結(jié)構(gòu)與構(gòu)造裂 隙光 澤煤巖成分煤巖類型視密度g/cm3斷口與其它4-2黑色，條痕褐黑色條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造外生裂隙較發(fā)育，裂隙常被方解石、黃鐵礦薄膜充填瀝青狀光澤暗煤、亮煤夾絲炭薄層與少量線理狀、透鏡狀鏡煤以半暗淡型煤為主1.36階梯狀斷口，少量參差狀4-1黑色，條痕褐-褐黑色條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造外生裂隙較發(fā)育，裂隙常被方解石、黃鐵礦薄膜充填瀝青狀-似

26、玻璃狀光澤暗煤、亮煤夾絲炭薄層與少量線理狀、透鏡狀鏡煤以半光亮型煤為主1.31階梯狀斷口水分含量為1.785.69%，平均為3.32%，屬于低水分煤，個別點達(dá)到中水分；浮煤水分含量為2.185.69%，平均為4.14%。區(qū)各煤層原煤水分含量在垂向上具有由上到下逐漸降低的趨勢。2. 灰分（Ad）4-2煤層原煤灰分產(chǎn)率為12.2323.94%，平均為18.01%，屬低中灰煤。4-1煤層原煤灰分產(chǎn)率為9.0428.13%?？傮w上以低中灰煤為主，中灰煤次之，少量低灰煤。垂向上各煤層原煤灰分產(chǎn)率有由上到下逐漸增高的特點。3.揮發(fā)分（Vdaf）各煤層原煤揮發(fā)分為30.5441.95%，平均為34.8139

27、.33%，屬中高揮發(fā)分煤，由上至下?lián)]發(fā)分呈明顯降低趨勢，屬于典型的深成變質(zhì)作用類型。4-2煤層原煤揮發(fā)分為30.5438.60%，平均34.81%，向東、東南方向均有增高的趨勢。4.元素（1）碳（Cdaf）各煤層原煤碳含量平均為80.9883.60%，浮煤平均為82.8884.10%。垂向上由上到下逐漸增高的趨勢較明顯。（2）氫（Hdaf）各煤層原煤氫含量平均為4.605.01%，浮煤平均為4.965.31%，均高于原煤。其主要原因是：洗選后鏡質(zhì)組和富含氫的穩(wěn)定組的富集造成。垂向上變化特征不明顯。（3）氮（Ndaf）各煤層原煤氮含量平均為1.011.19%，浮煤為1.001.01%，較原煤略低

28、。其垂向上的變化規(guī)律不明顯。（4）氧（Odaf）各煤層原煤氧含量平均為9.249.69%，浮煤氧含量為9.359.69%，較原煤有升有降，垂向上原、浮煤均有隨埋深增加而降低的趨勢。（5）全硫（St，d）4-2煤層原煤全硫為0.426.37%，平均值為1.45%。以低硫中硫煤為主；4-1煤層原煤全硫為1.088.37%，平均值為2.73%，以低中中硫煤為主。本區(qū)各層煤中硫較易于洗選剔除。（6）磷（Pd）各煤層原煤磷含量為0.0130.228%，平均0.0380.091%。其中4-2煤層原煤磷含量為0.0130.228%，平均0.091%，屬中磷煤；4-1煤層原煤磷含量為0.0140.079%，平

29、均為0.038%，屬低磷煤。經(jīng)過洗選后，各煤層磷分含量大部分可達(dá)0.050%以下。（三）煤的工藝性能1.發(fā)熱量4-2煤層原煤分析基低位發(fā)熱量（Qnet,ad）為22.8927.50 MJ/kg，平均25.33MJ/kg。4-1煤層原煤分析基低位發(fā)熱量（Qnet,ad）為21.9528.83MJ/kg，平均25.13 MJ/kg。2.粘結(jié)性和結(jié)焦性4-2、4-1煤層的平均最大膠質(zhì)層厚度（Y）分別為5.0mm、10.3mm，出焦率均70%。4-2煤大部分為弱粘結(jié)性煤，少量中等粘結(jié)性煤；4-1煤大部分為中等粘結(jié)性煤，少量弱粘結(jié)性煤。本區(qū)煤金氏低溫干餾試驗結(jié)果，焦型有B、C兩種，煤的結(jié)焦性較差，屬弱結(jié)

30、焦煤。3.煤的低溫干餾各煤層煤的低溫干餾試驗表明4-2煤焦油產(chǎn)率為8.111.0%，平均為10.0%，屬于富油煤；4-1煤焦油產(chǎn)率平均為12.6%，屬于高油煤。焦油產(chǎn)率的變化與煤的揮發(fā)分大致呈正相關(guān)關(guān)系，在一樣揮發(fā)分煤中，粘結(jié)性強的煤焦油產(chǎn)率較高。4.煤的氣化指標(biāo)本區(qū)各煤層的熱穩(wěn)定性，呈粘結(jié)狀，屬高熱穩(wěn)定性煤。4-2煤的結(jié)渣性等級由難結(jié)渣至強結(jié)渣均有；4-1的結(jié)渣性等級為強結(jié)渣。4-2煤層煤的哈氏可磨性指數(shù)在6370之間，表明可磨性指數(shù)較小，屬難磨煤。（四）煤的可選性本區(qū)各煤層的煤當(dāng)分選密度液在1.50以下時，屬極難選煤；當(dāng)分選密度液在1.60以上時，屬易選煤。因此，應(yīng)根據(jù)各種工業(yè)用煤對灰分的

31、不同要求，選用不同的工藝流程和分選密度，以達(dá)到合理利用煤的目的。（五）煤類與煤的用途本區(qū)各煤層以不粘煤和氣煤為主。4-2煤層煤類以弱粘煤（RN32）為主，少量氣煤（QM34、QM43）；4-1煤層以氣煤（QM34、QM43和QM44）為主，少量弱粘煤（RN32）。主采煤層4-2煤層屬于低水分、低中灰、低中硫、中磷、高熱值、富油的低變質(zhì)階段的煙煤，可選性等級為中等可選，抗碎強度高，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)反應(yīng)性中等。煤灰熔融性主要為較低軟化化溫度灰煤，煤中有害元素砷、氟含量均很低，但氯含量較高、可磨性相對較低，對工業(yè)加工利用不利；4-1煤層為中高硫、低磷、高油的低變質(zhì)階段煙煤，其余特征與4-2煤層一致。

32、總體上本區(qū)煤的煤質(zhì)較好，是良好的動力用煤與氣化、液化等化工工業(yè)原料。（六）共、伴生礦產(chǎn)本區(qū)煤層中鍺、鎵、鈾工業(yè)礦床最低品位分別為20、30、300ppm。各煤層煤中鍺、鎵、鈾含量均遠(yuǎn)小于其所要求的最低工業(yè)品位，無綜合利用價值。各煤層頂、底板與夾矸中微量元素含量均低于所要求的最低工業(yè)品位，再者，其厚度小而且圍有限，均無可利用價值。圖3五、水文地質(zhì)（一）地形地貌與地表水系本區(qū)地勢西南部高東北部低，主要由近東西向展布的老林溝、鹽水溝與碾子溝所切割，梁的延伸方向受水系的控制，基本與水系平行，大致呈東西向，梁面或坡上多被殘坡積物覆蓋。新村川一級階地的后緣，即坡腳處多為黃土堆積，有利于降水與地表水的滲入，

33、對地下水的形成十分有利。河水流量受季節(jié)性降水的影響，枯水季節(jié)與豐水季節(jié)流量變化懸殊。河水流量統(tǒng)計見表132。表132 地 表 測 流 統(tǒng) 計 表溝名溝谷長（km）匯水面積（km2）枯水期流量（l/s）豐水期流量（l/s）洪水期流量（m3/d）主溝支溝新村川15.050.017.860160.60019.918老林溝6.56.02.3964.459鹽水溝3.53.00.4541.243碾子溝7.07.00.0462.7154.500（二）含（隔）水層水文地質(zhì)特征本區(qū)的主要含（隔）水層敘述如下：1.第四系全新統(tǒng)沖洪積孔隙潛水含水層（Q4）分布于新村川河流西側(cè)的一級階地與較大溝谷中，階地寬10030

34、0m。由于階地為基座式階地，含水層厚度較薄，一般厚0.792.50m。富水性較弱，涌水量5.3617.711m3/d，單位涌水量0.02820.189l/sm，滲透系數(shù)3.6937.426m/d。2.白堊系下統(tǒng)環(huán)河砂巖裂隙潛水含水層（K1h）分布于區(qū)西部的分水嶺與東西向展布的梁上，總體厚度較薄。巖性以暗紫色、灰綠色細(xì)砂巖，粉砂巖、泥巖組成，鈣質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)較脆。根據(jù)野外觀測，砂巖中裂隙極為發(fā)育，但很少切穿泥巖與粉砂巖。發(fā)育有兩組裂隙，一組是東西向與南北向，一組為北65度東與北25度西。由于該組巖石均在侵蝕基準(zhǔn)面以上，處于臨空狀態(tài)，故地下水多被疏干，僅有一個泉水出露，且水量甚微。所以該層為透水性好

35、而含水微弱的層段。3.白堊系下統(tǒng)洛河組砂巖裂隙孔隙含水層（K1l）該層厚度60.53571.57m，巖性以紫紅色、磚紅色中粗粒砂巖為主，夾多層凸鏡狀泥巖、粉砂巖、礫巖薄層，多為泥質(zhì)膠結(jié)，局部為鈣質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)疏松，易風(fēng)化。據(jù)野外觀察，該層大型交錯層理發(fā)育，泉水出露較少且流量很小，一般在0.0140.062l/s之間，最大0.221l/s。層面裂隙與構(gòu)造裂隙水少見，多以滲出狀孔隙水出現(xiàn)。溝谷底部兩側(cè)均具滲出跡象或顯潮濕現(xiàn)象，溪流量向下游明顯增大。洛河砂巖含水層很不均勻，由淺部至深部，比較富水的層段逐漸增多，是由多層含水段組成的復(fù)合含水層。水位埋深13.79m，當(dāng)降深 54.31m時，涌水量169.

36、430m3/d，單位涌水量0.0361l/sm，滲透系數(shù)0.02642m/d。4.白堊系下統(tǒng)宜君礫巖與侏羅系中統(tǒng)直羅組上部泥巖段相對隔水層（K1l、J2z）宜君礫巖在區(qū)厚6.0014.11m，巖性以灰?guī)r、燧石、石英巖、片麻巖與砂巖等組成，基底式鈣質(zhì)膠結(jié)，巖石堅硬致密，電測井曲線明顯，為好的隔水層；直羅組上部隔水層厚4875m，巖性為泥巖、粉砂巖與細(xì)砂巖互層，以泥巖、粉砂巖為主，砂巖次之。涌水量0.03l/s，單位涌水量0.000649l/sm，含水甚微，為相對隔水層。宜君礫巖與直羅組上部隔水層合層厚度大，分布穩(wěn)定，可作為上下含水層相對穩(wěn)定的隔水層。5.侏羅系中統(tǒng)直羅組下部孔隙裂隙含水層（J2z

37、）該層俗稱“直羅砂巖”，全區(qū)分布，厚度較大，一般3248m。上部巖性以灰白色、灰綠色中、粗粒砂巖為主，夾泥巖與粉砂巖薄層；下部為厚層狀含礫粗砂巖或砂礫巖，裂隙不發(fā)育且多被方解石充填。該層在區(qū)為4-1、 4-2煤層的基本頂板與直接充水含水層。水位埋深10.7669.51m，降深16.3648.96m，涌水量3.37020.736m3/d，單位涌水量0.002380.0049l/sm，滲透系數(shù)0.0014530.002633m/d。由于受地形地貌與構(gòu)造的控制,該層埋深由東向西逐漸加大，地下水交替緩慢，基本處于滯流狀態(tài)，。6.侏羅系組隔水層（J2y）該層位于組4-2煤層上部，巖性以灰黑色泥巖、粉砂巖

38、為主，局部夾薄層砂巖。厚1020m，由東北向西南部增厚，可作為區(qū)主采4-2煤層較好的隔水層。7.侏羅系組下部與富縣組與三疊系相對隔水層該層由4-2煤層下部泥巖、粉砂巖與富縣組泥巖、三疊系泥巖、粉砂巖夾細(xì)砂巖薄層等組成，厚60余m。該層可作為4-2煤層底板之下的較好的隔水層。（三）地下水的補給、徑流、排泄條件本區(qū)獨特的地質(zhì)地貌條件，決定了各類地下水的補給、徑流、排泄條件的一般性和特殊性。1.第四系砂礫石潛水含水層該潛水層分布于新村川西側(cè)，以大氣降水補給為主，還接受河谷兩岸基巖地下水的補給。潛水徑流方向主要受微地貌型態(tài)的控制，平直地段一般與河床相交，河曲地段截彎取直，主要以潛流形式向河床排泄。2.

39、環(huán)河砂巖裂隙潛水含水層主要接受大氣降水補給。該砂巖性裂隙極為發(fā)育，是地下水賦存的良好空間。但因遭受強烈侵蝕切割，有利于地下水的排泄而不利于賦存。地下水以潛水形式泄出地表，供給地表水，成為地表河流的源頭。溝流量高峰值出現(xiàn)在雨季7、8、9三個月。雨季該砂巖到處出水，與雨水匯集一起，攜帶泥砂，奔流直下；平水期，地下水源源不斷地供給地表水，是地表水的主要水源之一；枯水期地表水流量甚微，直至斷流，說明該砂巖地下水水量劇減。其補給區(qū)、排泄區(qū)大致一樣，排泄區(qū)受地貌控制，徑流到適當(dāng)部位，以泉的形式泄出。3.洛河砂巖孔隙裂隙含水層河間梁峁區(qū)，地下水由承壓轉(zhuǎn)無壓，在其遭受侵蝕切割的溝谷地帶，以潛水的形式泄出地表，

40、大氣降水是唯一的補給來源；而下部含水段，顯示承壓徑流，除接受大氣降水外，還接受地表水的補給。徑流方向主要受地形地貌的控制，大致由地形較高的河谷上游部位向地勢較低的河谷下游運移，一般在區(qū)外建莊以北受地形切割后以泉的形式泄出地表。再者人工開采也是排泄的方式之一。4.直羅砂巖裂隙含水層在區(qū)埋藏較深，其補給區(qū)在東部的露頭地帶，同時接受上覆含水層的越流補給。徑流受地形地貌的控制，一般向遠(yuǎn)處的溝谷地帶排泄。該層水處于交替緩慢的承壓區(qū)，水質(zhì)較差，礦化度較高。（四）水文地質(zhì)勘探類型區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡單，可采煤層的直接充水含水層為頂板砂巖含水層，富水性弱到極弱，地下水補給條件差。根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)（GB

41、1271991）與煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)中有關(guān)規(guī)定，本區(qū)水文地質(zhì)勘探類型應(yīng)劃為二類一型，即以裂隙含水層為主的水文地質(zhì)條件簡單的礦床。（五）礦床充水因素分析根據(jù)區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，本區(qū)煤層賦存于堅硬到半堅硬巖石之間。構(gòu)造簡單，未發(fā)現(xiàn)大的斷裂，未來礦井開采過程中，礦井主要充水來源于宜君礫巖之下的含水層。該區(qū)煤層埋藏受地形地貌與構(gòu)造的控制，由東部煤層埋深161.65190.36m，向西部方向逐漸增厚至615.71719.39m。其導(dǎo)水裂隙帶最大高度按堅硬巖石的公式計算， 區(qū)4-2煤層導(dǎo)水裂隙帶頂面與區(qū)主要含水層相隔29.2685.13m，導(dǎo)水裂隙帶位于直羅組，均未與洛河砂巖含水層與地表水溝通，因此地表

42、水與洛河砂巖水不會成為礦井直接充水水源。未來礦井直接充水含水層為小街砂巖與直羅組砂巖含水層，因該含水層裂隙不發(fā)育，富水性弱，補給條件差，對煤礦建設(shè)不會構(gòu)成危害。但因以往所有鉆孔的封孔質(zhì)量未經(jīng)透孔驗證，封孔質(zhì)量不可靠。因此礦建部門在生產(chǎn)過程中，當(dāng)巷道開拓臨近孔位時，注意觀測礦坑涌水量的變化，以防因封孔質(zhì)量較差，通過孔徑與洛河砂巖含水層溝通而引起的礦坑突水，對煤礦生產(chǎn)建設(shè)與生命財產(chǎn)造成危害。（六）盤區(qū)涌水量通過“大井法”和“廊道法”兩種方法進行涌水量預(yù)算結(jié)果，4-2煤層盤區(qū)涌水量計算結(jié)果基本一樣，則盤區(qū)涌水量141.6m3/h。其它開采技術(shù)條件一、瓦斯根據(jù)兩層可采煤層勘探分析可知， 4-1煤層瓦斯

43、成分中氮氣（N2）含量為98.43%，二氧化碳（CO2）為0.49%，甲烷1.08%，重?zé)N為0。瓦斯含量中二氧化碳微量，甲烷0.01ml/gr，重?zé)N為0。4-2煤層瓦斯成分中氮氣87.7198.40%，二氧化碳1.1512.13%，甲烷0.100.49%，重?zé)N為0。瓦斯含量中二氧化氮0.020.26ml/gr，甲烷微0.03ml/gr，各煤層瓦斯分帶均屬氮氣帶。本區(qū)煤層瓦斯等級屬低瓦斯，在煤層開采過程中造成危害的可能性很小。另據(jù)煤炭科學(xué)研究總院研究院2010年2月對“煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)建北煤礦首采工作面瓦斯涌出量預(yù)測研究報告”知，采用直接法測定建北煤礦首采101工作面4-2煤層瓦斯含量為2.

44、79m3/t2.87m3/t,確定4-2煤層瓦斯含量為2.87m3/t，屬低瓦斯礦井。預(yù)測礦井年產(chǎn)量為2.493Mt時， 101工作面瓦斯相對涌出量3.23m3/t，開采強度達(dá)到7238t/d時，平均瓦斯絕對涌出量16.24m3/min；建北煤礦生產(chǎn)盤區(qū)平均瓦斯相對涌出量5.28m3/t，平均瓦斯絕對涌出量27.7m3/min；建北煤礦礦井平均瓦斯相對涌出量6. 86m3/t，平均瓦斯絕對涌出量35.99m3/min。二、煤塵根據(jù)采取煤塵煤樣，各煤層測試的火焰長度70100mm，抑制性煤塵爆炸巖粉用量為5570%，由此說明各煤層煤塵均具有爆炸性危險。又據(jù)煤的工業(yè)分析計算各煤層煤塵的爆炸性指數(shù)均

45、大于35，遠(yuǎn)大于有爆炸性危險10%的臨界值，亦表明煤塵均具有爆炸性危險。另據(jù)煤礦安全裝備檢測中心2010年11月15日“檢驗報告”， 4-2煤層的測試火焰長度280mm，抑制性煤塵爆炸巖粉用量為70%，再次證明煤塵均具有爆炸性危險。三、煤的自燃傾向根據(jù)4-1煤層勘探采取著火點測試結(jié)果，按還原樣燃點與氧化樣燃點的差值（T1-3）和還原樣燃點溫度確定煤的自燃傾向等級為： 4-1煤層屬易自燃煤層。根據(jù)煤礦安全裝備檢測中心2010年11月15日“檢驗報告”，4-2煤層吸氧量為0.63cm/g,屬類自燃煤層。四、煤層頂?shù)装?.煤層頂板煤層頂板可歸納為兩大類：一類為細(xì)、中、粗粒長石砂巖與長石石英砂巖，主要

46、為厚層狀的“直羅砂巖”，它們?yōu)?-1、4-2煤層的基本頂板；另一類為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖與互層，一般為煤層的直接頂板。層基本頂板為“直羅砂巖”，其巖性變化由下向上依此為含礫粗砂巖，中粒砂巖，細(xì)粒砂巖。巖芯較完整，裂隙不發(fā)育。干燥狀態(tài)下抗壓強度32.874.4MPa，單軸飽合抗壓強度20.844.2MPa，軟化系數(shù)0.590.63天然抗拉強度1.752.78MPa，彈性模量25503950MPa，泊松比0.23。煤層直接頂板的巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等。干燥狀態(tài)下抗壓強度36.6MPa，飽合抗壓強度13.9MPa，軟化系數(shù)0.38。天然抗拉強度0.874 MPa，彈性模量1640 MP

47、a，泊松比0.26。2.煤層底板主要為一套厚度不大的粘土質(zhì)沉積物，含粉砂質(zhì)、炭質(zhì)、鈣質(zhì)與鐵質(zhì)鮞粒和植物根化石，遇水膨脹易變形。單軸飽合抗壓強度18.2MPa，干燥狀態(tài)下抗壓強度37.8MPa，軟化系數(shù)0.48。盤區(qū)參數(shù)第一節(jié) 盤區(qū)境界與資源/儲量一、盤區(qū)境界二盤區(qū)東以工業(yè)場地與村莊保安煤柱為界，西與四盤區(qū)為鄰，北以0.8m可采線為界，南以大巷煤柱為界。東西長約4650m；南北寬約2500m，面積11.625Km2。二、資源/儲量（一） 資源/儲量估算二盤區(qū)共有兩層可采煤層，4-1煤層為局部可采，4-2煤層基本全部可采。4-1煤層儲量類別均為333，二盤區(qū)4-2煤層北部的儲量類別均為333，南部

48、的儲量類別均為331。經(jīng)計算：二盤區(qū)4-1煤層333儲量3.3228Mt；4-2煤層333儲量14.0924Mt，4-2煤層331儲量34.6300Mt；（二）工業(yè)儲量二盤區(qū)工業(yè)儲量=333K +331 =3.32280.9+14.09240.9+34.6300 =2.9905+12.6832+34.6300 =50.3037Mt。式中 K資源/儲量可信度系數(shù)，取0.9（三）可采儲量1.盤區(qū)永久煤柱（1）河流煤柱，二盤區(qū)煤層埋深約為155685m，煤層開采后形成的導(dǎo)水裂隙帶最大高度為81.82 m，尚未溝通地表，因此井田圍的河流、溝谷不需留設(shè)防水安全煤柱。（2）村莊與工業(yè)場地煤柱，二盤區(qū)東部沿

49、新村川人口居住較為集中有燒鍋院、新村等村莊與工業(yè)場地。礦井初步設(shè)計對此已留設(shè)了煤柱，本次二盤區(qū)儲量計算圍不含此煤柱。（3）礦界煤柱，二盤區(qū)4-1、4-2煤層0.8 m可采線均在礦界，不需留煤柱。（4）盤區(qū)邊界煤柱，該隔離煤柱按20m留設(shè)，本盤區(qū)留10m。則4-2煤層煤柱資源量損失為0.0934Mt，4-1煤層無處需留煤柱。2.設(shè)計煤柱由該礦提供的現(xiàn)有“采掘工程平面圖”知，大巷之間留設(shè)50m煤柱，大巷外側(cè)各留設(shè)100m煤柱。本設(shè)計亦按此留設(shè)煤柱，大巷煤柱不計入本盤區(qū)資源量。盤區(qū)下山煤柱下山之間留設(shè)50m，下山外側(cè)留設(shè)50m，盤區(qū)煤柱考慮回收50%。經(jīng)計算盤區(qū)下山煤柱4-2煤層資源量損失為1.62

50、86Mt，4-1煤層資源量損失為0.4041Mt，共計2.0327Mt。3.開采損失量開采損失量=（工業(yè)儲量-永久煤柱損失量-設(shè)計煤柱量）C =(2.291-0.4041)0.15+(47.3132-0.0934-1.6286) 0.25 =0.283+11.3978 =11.6808Mt。式中 C盤區(qū)資源損失率，薄煤層取0.15，厚煤層取0.254. 可采儲量可采儲量=工業(yè)儲量-永久煤柱損失-設(shè)計煤柱損失-開采損失 =50.3037-0.0934-2.0327-11.6808=36.4968Mt。第二節(jié) 盤區(qū)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限盤區(qū)生產(chǎn)能力1. 盤區(qū)工作制礦井設(shè)計年工作日330 d，井下作業(yè)實

51、行“四、六”工作制，日凈提升時間16 h。2. 盤區(qū)生產(chǎn)能力根據(jù)煤業(yè)集團黃陵建莊礦業(yè)委托，結(jié)合該礦設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模和二盤區(qū)煤層賦存條件與資源量等綜合考慮：其煤層賦存穩(wěn)定，傾角平緩，結(jié)構(gòu)簡單，水文地質(zhì)條件與地質(zhì)構(gòu)造較簡單，瓦斯等級低，設(shè)計確定二盤區(qū)生產(chǎn)能力為2.40 Mt/a。盤區(qū)服務(wù)年限二盤區(qū)設(shè)計服務(wù)年限T = 盤區(qū)可采儲量/(盤區(qū)生產(chǎn)能力儲量備用系數(shù))T =36.4968/(2.41.4)=10.86a。二盤區(qū)煤層賦存穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造較簡單、勘探程度較高，設(shè)計確定儲量備用系數(shù)取1.4。則二盤區(qū)設(shè)計服務(wù)年限為10.86a。采煤方法選擇盤區(qū)基本條件二盤區(qū)東西長約4650m；南北寬約2500m。有2層可

52、采煤層，自上而下為41、42煤層。4-2煤層為區(qū)的主采煤層，基本全區(qū)可采，幾何形狀分布規(guī)則，可采煤層厚度0.87.95m，平均5.28m，結(jié)構(gòu)簡單；41煤層為局部可采煤層，幾何形狀分布極不規(guī)則，可采煤層厚0.801.39m（不含夾矸），平均1.11m，結(jié)構(gòu)簡單。兩層煤層間距約0.907.63m，一般13m。煤層埋深約155655m?？傮w趨勢為一大體西傾，傾角3左右的寬緩單斜，并在此基礎(chǔ)上發(fā)育了幅度不大的波狀起伏，地質(zhì)構(gòu)造較簡單。低瓦斯，煤塵具有爆炸性，41煤層屬易自燃，42煤層屬自燃，水文地質(zhì)較簡單。煤層直接頂板巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等，屬中等穩(wěn)定性性頂板，煤層直接底板為一套厚度不大的粘土質(zhì)沉

53、積物，含粉砂質(zhì)、炭質(zhì)、鈣質(zhì)與鐵質(zhì)鮞粒和植物根化石，遇水膨脹易變形。采煤方法選擇綜合上述二盤區(qū)41、42煤層具體的賦存條件，結(jié)合該生產(chǎn)規(guī)模、裝備和技術(shù)管理水平，可供選擇的采煤方法論證如下：一、 41煤層采煤方法選擇41煤層屬于薄煤層，可采厚度0.801.39m（不含夾矸），平均1.11m。根據(jù)上述41煤層的具體條件、該礦的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)管理水平，結(jié)合我國目前薄煤層開采技術(shù)經(jīng)驗、機械化發(fā)展水平與生產(chǎn)管理水平，可提出四個方案：方案：長壁式布置炮采工藝采煤法。即采煤工作面采用長壁式布置，鉆爆發(fā)破煤、人工裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、單體液壓支柱配金屬鉸接頂梁支護頂板、全部垮落法管理頂板。這種采煤方法為我

54、國大部分地區(qū)地方中小型礦井中普遍采用的一種采煤方法，該采煤方法技術(shù)簡單，管理簡單，工作面整體投資少，適應(yīng)性強。但機械化程度低，采用單體支架支撐頂板，生產(chǎn)安全較差，人員多，勞動強度大，工作面單產(chǎn)低。另外，工作面推進速度慢，盤區(qū)幾何尺寸大，不利于回采巷道維護和煤炭自燃的防治。方案：長壁式布置機采工藝采煤法。即采煤工作面采用長壁式布置，滾筒式采煤機破煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、單體液壓支柱配“”型梁支護頂板、全部垮落法管理頂板。這種采煤方法為我國大部分地區(qū)中小型礦井中普遍采用的一種采煤方法，該采煤方法技術(shù)較先進，機械化程度較高，管理相對集中，工作面整體投資相對較低。但采用單體支架支撐頂板，生產(chǎn)安

55、全較差，單產(chǎn)較低，人員較多，勞動強度較大，另外，盤區(qū)幾何尺寸大，工作面推進長度大，推進速度較慢，不利于回采巷道維護和煤炭自燃的防治。方案：螺旋鉆采煤法是無人采煤工作面中較為成熟的一種方法。廣泛地用于開采圍巖不穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層,還可用于開采邊角煤和回收各種煤柱。螺旋鉆采煤法的最大特點是不需回采工作面,與不需回撤工作面的采煤機、輸送機和支護設(shè)備,僅在巷道中用螺旋鉆采煤機就可將巷道兩側(cè)各5070m圍的煤采出。工人在支護條件良好的巷道中工作,安全狀況有了可靠的保障,徹底地改變了薄煤層回采工人在工作面爬行的工作狀況。螺旋鉆采煤機適用于煤厚0.451.5m,傾角15以下,切割阻力小于250330kN

56、/m的煤層。螺旋鉆采煤法盡管巷道掘進率高,丟煤多,但用人少,效率高,同時還可使一些平衡表外的儲量得到開采,相對提高了工業(yè)儲量,延長了礦井的服務(wù)年限。隨著螺旋鉆采煤法的不斷完善,此種采煤方法將有較好的發(fā)展前景。方案：長壁式布置綜采工藝采煤法。即采煤工作面采用長壁式布置，工作面裝備可有滾筒采煤機破煤和刨煤機螺旋鉆破煤并裝煤、配可彎曲刮板輸送機運煤、自移式液壓支架支護頂板、全部垮落法管理頂板兩種形式。現(xiàn)對國外薄煤層綜合機械化開采技術(shù)現(xiàn)狀分析比選如下：（一）國外長壁式薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)國外長壁式薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)主要有兩種技術(shù)途:采用刨煤機、刮板輸送機和液壓支架的刨煤機采機組;采用滾筒采煤

57、機、刮板輸送機和液壓支配套的采煤機機組。上世紀(jì)90年代開始,德國DBT公司開始薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)研究。目前,該公司已經(jīng)研究開發(fā)的以液支架PM2電液控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的全自動化無人煤機綜采工作面成套設(shè)備已經(jīng)投入生產(chǎn)應(yīng)用,實了薄煤層綜合機械化采煤向綜合自動化無人工作面采煤的發(fā)展,使薄煤層綜采技術(shù)達(dá)到了高產(chǎn)高效高安全。如:德國魯爾公司佛德利希萊茵蘭特礦,煤厚1.3m,面長310m,采用刨煤機、電液控制系統(tǒng)，日產(chǎn)煤均達(dá)12653t，最高日產(chǎn)達(dá)16500t;該公司的羅伯特煤礦,刨煤機綜采工作面,煤厚11.16m,工作面長308m,平均日產(chǎn)原煤13500t。英國Long-公司、美國Joy公司研究開發(fā)了具

58、有自動化的滾筒式采煤機綜采工作面計算機控制系統(tǒng),取得了較好成績。如美國煤鋼聯(lián)BW50#煤礦, 煤厚1.38m,工作面長度330m,采用滾筒式采煤機綜采創(chuàng)下日產(chǎn)原煤22310t的記錄。澳大利亞正在研究程控制全自動無人長壁工作面開采技術(shù)。為適應(yīng)“一礦一面”的高度集中化生產(chǎn)和煤礦生產(chǎn)集團化管理模式,先進采煤國家研發(fā)了礦井自動化監(jiān)測控制系統(tǒng),主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)已基本實現(xiàn)自動化檢測監(jiān)控,實現(xiàn)了對綜采工作面運輸、通風(fēng)、排水等設(shè)備和礦井瓦斯、煤塵全參數(shù)的全自動化監(jiān)測和控制。1999年全美約27個薄和較薄煤層工作面, 平均日產(chǎn)量達(dá)57Kt。目前,世界各國主要采煤國家相繼研制成功且先進的薄煤層滾筒式采煤機有:德國Ei

59、ckhoff的EDW-170LN,EDW-300LN滾筒采煤機,英國An-rson公司的AM420滾筒采煤機, AS270薄煤層電牽引采煤、美國JOY公司研制了4LS滾筒采煤機和日本三井三池的MCLE300-7575M等滾筒采煤機采煤機,基本上滿足了采高0.651.7m薄煤層。（二）國長壁式薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)目前國薄煤層綜合機械化開采,主要采用如下幾種方式:滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法;刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法。1.滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法1985年我國引進前聯(lián)K103型電磁調(diào)速外牽引采煤機，5套薄煤層綜采設(shè)備,在、開灤、雞西、雙鴨山、七臺河等局、礦使用

60、,后由煤礦機械廠仿制2臺,雖然最后成套設(shè)備試驗未獲預(yù)期效果。但薄煤層滾筒采煤機在我國研制已有30年歷史,開發(fā)出多種機型,從液壓驅(qū)動、鋼絲繩或鏈牽引發(fā)展到目前電牽引采煤機?，F(xiàn)在國產(chǎn)薄煤層滾筒采煤機基本可以滿足煤層厚度0.81.8m,煤質(zhì)中硬以下的緩傾斜薄煤層開采需求。薄煤層滾筒采煤機基本可分為騎溜式和爬底板式兩種。前者具有結(jié)構(gòu)簡單,牽引阻力低與空頂面積小等特點,但因采煤機騎溜運行,故通過空間和過頂空間大,需要有較高的空間。后者具有結(jié)構(gòu)緊湊、機械強度高、滾筒拆卸方便、裝煤效果好、易于制造和維修方便等特點,但因采煤機爬底板運行,故控頂距離較大。當(dāng)采高在0.85m以下時宜采用爬底式采煤機;如采高在0.