采矿专业专科论文38827.doc

目 录引 言11 矿井概况及井田地质特征11.1采区概况11.1.1地理位置与交通11.1.2地形地貌及水系11.2井田地质特征21.2.1地层21.2.2构造51.2.3水文地质特征51.3煤层及煤质71.3.1煤层71.3.2 煤质81.4井田勘探程度92矿井储量、年产量及服务年限122.1井田境界122.2 井田储量122.2.1矿井工业储量122.2.2矿井设计储量132.2.3矿井设计可采储量142.3 矿井年产量及服务年限143井田开拓173.1概述173.1.1矿区的开拓方式概述及评价173.1.2影响矿井开拓的主要因素173.2井田开拓173.2.1对井田开拓中若干问题分析173.2.2方案的提出183.3 井筒特征213.3.1井筒断面尺寸213.3.2 井壁的支护材料及井壁厚度233.3.3井筒深度233.4井底车场243.4.1确定井底车场的形式243.4.2线路总平面布置设计及平面243.4.3副井马头门线路263.5井底车场通过能力计算273.6确定井底车场主要巷道断面及硐室位置273.6.1主要巷道断面273.6.2井底车场硐室283.7开采顺序及采区、采煤工作面的配置293.7.1开采顺序293.7.2保证年产量的同采带区和工作面数303.7.3采区工作面配置303.7.4矿井产量的验算313.8井巷工程量和建井工期314准备方式334.1采煤方法的选择334.2采区巷道布置及生产系统334.2.1采区走向长度的确定334.2.2区段斜长及区段数目344.2.3煤柱尺寸344.2.4采区上下山布置344.2.5采区车场形式选择344.2.6采区硐室354.2.7采区生产系统354.3回采工艺设计354.3.1概述354.3.2综采工作面回采工艺设计365矿井运输、提升、排水及采区供电395.1矿井运输395.1.1井下运输系统和运输方式的确定395.1.2采区运输设备的选型395.2矿井提升435.2.1矿井提升的依据和资料435.2.2设备型号及数量435.2.3主井提升设备选型计算445.2.4副立井提升容器确定455.3提升钢丝绳计算选择465.3.1提升钢丝绳的计算465.3.2多绳摩擦式提升机的选择495.4矿井排水505.4.1概述505.3.2水设备选型计算505.4.4管道特性曲线及工况526 矿井通风与安全技术566.1 矿井通风系统的选择566.1.1选择原则566.1.2选择矿井主扇的工作方法576.1.3选择矿井通风方式576.2 风量计算及风量分配576.2.1风量计算576.3 全矿通风阻力计算606.3.1计算原则606.3.2计算方法606.3.3计算矿井总风阻及总等积孔636.4 扇风机选型636.4.1选择主扇636.5瓦斯抽放系统646.5.1抽放的必要性646.5.2瓦斯抽放管路及抽放方法657 矿井安全技术措施667.1瓦斯、煤尘爆炸的应急措施667.2顶板事故的应急措施667.3 煤与瓦斯突出的预防措施667.3.1开采解放层667.3.2预抽煤层瓦斯677.4外因火灾的应急措施677.5 发生突水、溃浆事故后的处理687.6矿山污染防治697.6.1概述697.6.2矿井水处理697.6.3固体废弃物处置697.6.4 噪声治理697.6.5绿化措施697.6.6 地表塌陷及生态保护措施70参 考 文 献72致 谢73引 言（一） 概述鹤壁六矿3号井是鹤煤集团规划的骨干煤矿之一。鹤壁矿区位于河南省汤阴县、安阳县、林县之间，3号井位于矿区中南部，鹤壁市区东1.5Km。鹤壁六矿井田面积16.2Km2，已探明储量1.67亿吨，开采储量为1.1 亿吨。（二） 编制设计的主要依据1、中南煤田地质勘探局127队1959年10月提交的河南省汤阴县鹤壁煤矿去陈家湾勘探区地质精查报告。2、鹤壁矿务局地测处1980年7月提交的鹤壁矿务局第六煤矿二水平及精查区外地质说明书。3、河南煤田地质公司三队1986年11月提交的河南省鹤壁煤田三、五、六矿深部勘探区详查地质报告。4、鹤壁六矿1989年7月提交的鹤壁矿务局硫矿矿井地质报告。5、河南省煤碳地质勘察研究院2001年9月提交的鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿矿井地质报告。（三） 设计的指导思想1、坚持以经济效益为中心，贯彻少投入，早产出，提高效率，缩短工期和安全第一的指导思想。2、因地制宜，优化矿井开拓部署，做到布局合理，生产集中，系统完善，环节流畅。3、依靠科技进步，采用国内外成熟的先进工艺、技术和装备，提高矿井的机械化和自动化水平。4、坚持经济效益和社会效益并重的原则，注重生态保护和水土保持。（四） 矿井建设条件评价1、矿井资源条件本井田位于河南省北部太行山东麓和华北平原的过渡地带,地貌类型属太行山前缓丘陵地貌的一部分，地势西高东低，海拨高在140280m之间。该区总体构造形态为单斜构造，构造复杂程度为简单。二1煤层顶底板属于稳定性较好的岩层。2、矿井建设外部条件本矿紧邻鹤壁市区，供水、供电及人员的安置和生活等方面都比较便利，本地区劳动力资源丰富而且相对廉价，这些都是保证矿井建设和生产的重要条件。1 矿井概况及井田地质特征1.1采区概况1.1.1地理位置与交通本矿区属于鹤壁市山城区，东经为114°1037114°1328，北纬35°524935°5823。位于鹤壁市东，与市区紧邻。煤矿东距京广铁路17Km，北距安阳李珍铁路20Km，鹤壁汤阴铁路与京广铁路相接，鹤壁至安阳、汤阴均有公路相通，交通便利（图1-1）。图1-1 鹤煤六矿3号井交通位置示意图1.1.2地形地貌及水系 矿区为丘陵地貌，地势北西高、南东低，地面标高126.50227.70m。矿区属海河流域卫河水系，汤河为区内唯一季节性河流，其发源于鹤壁市西中窑头附近，经本区南部、汤阴县城、在内黄县境内注入卫河，流量0.30.4m3/s,最大洪水流量1280m3（1980年8月），最高洪水水位140m左右。矿区西部大湖村汪流涧一线有三处面积不大的地表水体，其中两处为小坑塘，另一处为汪流涧水库，面积仅为0.04Km2。本区深部边界外约2Km2的温家沟水库面积约0.1Km2，最大库容104万m3，主要用于拦洪灌溉。1.1.3气象本区属北温带大陆性干旱型季风气候，年平均气温最高15.3（1963年），最低13.1（1964年），一般14.5。气温极值最高42.3（1967年6月4日），最低-15.5（1967年1月15日）。据鹤壁市气象局1999年至2008年气象资料，年降水量371.88825.71mm，平均635.26mm，年蒸发量1637.42016.6mm，平均1711.25mm，年平均相对湿度为60.43%。据历年统计资料，8月至来年2月多为北风，最大风速23m/s，3月至7月多为南风，最大风速14m/s。1.1.4地震据华北地区地震目录记载，近600年来，波及本区烈度达级以上的地震有20余次。详见表1-1。1.2井田地质特征1.2.1地层本矿位于华北地层区豫北分区太行山小区。区内地层自老到新发育有奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组和上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组及上统上石盒子组、新第三系鹤壁组、第四系。其中太原组、山西组和上、下石盒子组为含煤地层，太原组和山西组为主要含煤地层。附有井田综合柱状图1-2。 奥陶系中统峰峰组（O2f）本组为含煤地层沉积基底，由灰色青灰色厚层巨厚层状石灰岩组成，结构致密，含燧石，具溶蚀现象，缝合线发育，裂隙内充填方解石脉。厚度大于10m。 石炭系（C）a. 本溪组（C2b）为灰色深灰色泥岩、沙质泥岩、铝质泥岩，含鲕粒及黄铁矿结核。间夹粉砂岩、细粒砂岩和不稳定一0煤层。本组厚2.358.25m，平均厚5.16m。与下伏奥陶系呈平行不整合接触。b. 太原组（C3t）主要由石灰岩、深灰色泥岩、沙质泥岩、粉砂岩和薄煤层等组成，局部夹有细粒砂岩和炭质泥岩。本组厚30.51135.67m，平均厚40.83m。与下伏本溪组整合接触。根据其岩性组合，本组可分为下部石灰岩段，中部砂泥岩段和上部石灰岩段。上段由深灰灰色、黑灰色泥岩、沙质泥岩石灰岩及一8、一9煤层组成，局部夹细粒砂岩和粉砂岩。共含石灰岩3层（L7、L8、L9），石灰岩中含大量蜓科动物化石，具黄铁矿结核及燧石团块。其中L8石灰岩厚度大，层位稳定，为全区标志层之一。该段厚15.1819.20m，平均厚18.34m。中部由深灰色黑灰色泥岩、沙质泥岩、薄层状粉砂中粒砂岩、石灰岩、煤层等组成。含不稳定石灰岩三层（L62、L61、L5、）和六层不稳定煤（一72、一71、一62、一61、一52、一51煤）。该段厚10.21m，平均厚15.69m。下段由深灰色黑灰色泥岩、沙质泥岩、中厚层状石灰岩、煤层等组成。夹薄层粉砂岩和细粒砂岩。含石灰岩四层（L4、L3、L2、L1），石灰岩中含蜓科及蜿足类动物化石及燧石团块，其中L石灰岩厚度大，层位稳定，为全区标志层之一。含煤37层，其中一11煤层厚02.00m，平均厚1.35m，属大部可采煤层，一22煤层厚01.07m，平均厚0.72m，属局部可采煤层，其余煤层均不可采。该段厚8.1215.36m,平均厚10.80m。 二叠系（P）a. 山西组（P1sh）上部为灰深灰色泥岩、沙质泥岩和鲕状铝质泥岩，含植物化石碎片夹砂岩薄层；中部为深灰灰黑色泥岩，沙质泥岩、煤层及中细粒砂岩组成；下部为深灰色泥岩、沙质泥岩、粉砂岩和中细粒砂岩和煤层组成。本组发育煤层有二3、二2、二1和二0煤层，其中二1煤层为全区普遍可采的厚煤层。本组厚76.38146.66m，平均112.10m。与下伏太原组呈整合接触。b. 下石盒子组（P1x）本组地层由灰、浅灰、灰绿色泥岩、沙质泥岩为主，局部具紫斑，产植物化石碎片。中夹灰、灰绿灰白色中粗粒石英砂岩。本组厚208.19342.56m，平均269.49m。第一岩性段：为灰紫、灰绿、灰色泥岩、沙质泥岩，局部含铝质较高，具紫斑及鲕粒，产少量植物化石碎片。中部夹灰绿灰白色中粗粒石英砂岩，具斜层理。平均厚94.06m。第二岩性段：为灰绿灰白色中粒石英砂岩，成分主要为石英、次为少量硅质岩屑，分选中等，呈次棱角状，含泥岩包裹体，具波状层理，硅泥质胶结。底部含细砾。平均厚10.50m。第三岩性段：为灰、紫灰、灰绿色泥岩及沙质泥岩，含铝质，具紫斑及鲕粒，产少量植物化石碎片。中部夹灰绿灰白色中细粒石英砂岩，底部含砾石，具斜层理。平均厚73.01m。第四岩性段：为浅灰青灰色中细粒石英砂岩，含少量岩屑及长石，分选中等，次棱角状，具斜层理。含泥岩包裹体，孔隙式硅泥质胶结。层面含炭质。平均厚6.50m。第五岩性段：为灰色、青灰色、泥岩及沙质泥岩，含铝质，具紫斑及菱铁质鲕粒，产少量植物化石碎片。中夹23层青灰色、灰绿色中细粒长石石英砂岩，具斜层理。平均厚71.52m。第六岩性段：为浅灰色铝土质泥岩，致密块状，呈蜡状色泽，局部具紫斑，中下部夹菱铁质鲕粒及豆状结核。具镜检资料，有凝灰岩和火山碎屑岩岩屑，俗称A层铝土。平均厚4.81m。第七岩性段：为浅灰灰色泥岩，局部为深灰色，含铝质，盛产植物化石碎片。层面含炭质，夹薄层细粒长石石英砂岩。平均厚4.49m。第八岩性段：为绿灰浅灰色，中细粒石英砂岩，含少量燧石和深灰色泥岩包裹体，上部为粉砂岩，底部为砾岩，具冲涮面，硅泥质胶结，呈交错层理。称砂锅窑砂岩，是与下伏山西组分界之砾岩。平均厚4.60m。c. 上石盒子组（P2s）岩性主要为灰、灰绿色，局部夹灰紫色泥岩、沙质泥岩，灰色中粒砂岩。底部田家沟砂岩为灰绿灰白色中厚层状中粒石英砂岩，底部含砾岩，砾径23mm，具泥岩包裹体及交错层理，分选性差，硅质交接。视电阻率曲线呈高祖反映，为一良好分界标志层。该组平均厚268.71m，与下伏石盒子组整合接触。d. 石千峰组（P2sh）本组平均厚338.56m。与下伏上石盒子组整合接触。根据岩性沉积特征分为四段，自上而下为：一段：为灰绿、浅灰灰白色、中细粒长石岩屑砂岩和中细粒长石岩屑杂砂岩，由23个分层组成，成分主要为石英、次为肉红色长石和暗色岩屑，分选较差，次棱角状，接触式钙泥质胶结。底部颗粒较粗，含石英砾岩，局部为砾岩。含泥质包裹体。间杂暗紫色、灰绿色泥岩、沙质泥岩。该组砂岩厚84.16m，为一良好标志层，俗称平顶山砂岩。二段：为紫红、灰绿、暗紫色泥岩及沙质泥岩，含钙质及少量铝土质，局部夹薄层细粒砂岩。三段：为紫红紫灰色中细粒石英砂岩，含少量白云母片，硅泥质胶结。具交错层理，分选性好、含泥岩包裹体及砾石，砾径为310mm。间夹紫红、灰绿色泥岩及沙质泥岩。四段：为紫红色细粒砂岩、粉砂岩，主要成分为石英、次为长石和暗色岩屑，含泥质包裹体，具波状层理，钙泥质胶结。间夹薄层砂质泥岩。本段中下部有数层同生砾岩，砾径210mm。 新第三系上统鹤壁组（N2h1）上部为褐黄、棕黄、浅棕色粘土，下部为粘土夹砾石，局部夹薄层砾石层。本系厚75260m，平均155.00m。与下伏基岩呈角度不整合接触。 第四系（Q）区内为第四系广泛覆盖，岩性主要为褐黄色黄土，下部为砾石层。本系厚2.5034.00m，平均16m。与下伏第三层呈角度不整合接触。1.2.2构造 区域构造鹤壁煤田位于华北古板块南缘，太行构造区西部太行断隆带，构造相对简单，伴有发育烈度不同的褶皱。总的构造形态为走向NS、倾向WE、倾角1520°的单斜构造。构造线多呈雁行式、地垒、地堑构造相间出现。 井田构造鹤煤六矿3号井位于鹤壁煤田东部太行断隆的东缘，总体构造形态为地层走向近SN，倾向WE，倾角1020 °，一般为15°左右的单斜构造。主要构造形迹为轴向近EW、向E倾伏的一系列宽缓背、向斜与煤矿中部近SN、NE向德小型背、向斜相复合和WE向正断层。a. 断裂本区主要影响断层有6F6断层，另外就是西部边界断层6F12、6F6、F40、主要参数见下表1-2。 表1-2 主要地质构造特征序号名称断层面走向倾角（°）落差（m）16F12W-E604026F6SW-NE65203F40W-E751601.2.3水文地质特征根据以往区域水文地质研究，本矿所处区域水文地质单元西界北起铜冶，向南经天喜镇、鹤壁集、许家沟一线为界，为一仅南北向延伸的中奥陶统 与中石炭统的岩层接触带。东部以青羊口断裂为界，南端在新村一带与西部边界相交，该边界在深部起阻水作用。该单元北界尚未查明。本单元主要由石炭系、二叠系与新第三系碎屑岩组成，含水组岩性主要为灰岩、砂岩和砾岩，相对隔水岩为泥岩、沙质泥岩等，是一个以裂隙岩溶水和裂隙水为主的多层含水结构。下伏中奥陶统裂隙岩溶含水组水量丰富，水压力高。单元内断裂发育，岩层走向近南北，向东缓倾斜。本单元与西部水文地质单元的小南海天喜镇泉域、许家沟泉域两个二级水文地质单元由水力联系。本矿位于该水文地质单元的中部。 地表水区内地势西高东低，为丘陵地貌，地表被第四系黄土和第三系粘土及砾石层覆盖。流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河，发源于距井田34km的西部山区，流向由西向东注入卫河的支流汤河。两河流域均属季节性河流，旱季河床干枯，雨季陈家湾河最大洪水流量702.4m.3/s，洪水位标高+134.3m，寺湾河最大洪水流量322.5m3./s，洪水位标高+137.6m，井田内河床基底为5080m第三系粘土，阻水性能极佳，使得地表水与基岩地下水不发生水力联系，对矿床开发无影响。 含水层根据以往勘探资料（岩性、结构、富水性、赋存特征等）及二煤层开采已来的生产实践，将矿井范围内含水层划分成五个，分述如下：a. 中奥陶统灰岩含水层O2f灰岩含水层位于二1煤层下102.39183.50m，矿区西部山区广泛出露，补给条件好。区内有20个钻孔揭露该层，揭露最大厚度123.4m（76水源孔），据区域资料：O2f灰岩含水层厚度397.97m。岩溶发育的大致规律是：0100m以裂隙为主，有少量溶洞，洞内充填有铝土质砂岩；100200m，裂隙和溶洞都不发育；200300m，岩洞发育，以溶洞为主。该层厚度大，补给充足，富水性强，水头高，是二1煤层底板威胁最大的间接充水水源。据76水源孔抽水实验资料：q=0.541L/s.m，水质类型为HCO3Ca型水。b. 太原组下段L2灰岩含水层C3L2灰岩含水层位于二1煤层下83.9135.32m，厚度一般58.5m，是二1煤层底板间接充水含水层。该层厚度小，补给条件一般，岩溶裂隙发育中等，富水性中等，含岩溶裂隙承压水。据大35孔抽水试验资料：原始水位标高112.86m，q=0.0146L/s.m，K=0.0978m/d，水质类型为HCO3Ca型水。c. 太原组上段L8灰岩含水层C3L8灰岩含水层位于二1煤层下，一般间距2035m，因断层影响，间距最小值出现在76-4（8.25m）、76补4（5.38m）两个孤立点位，C3L8灰岩厚度一般3.55.5m，属二1煤层底板直接充水含水层。由于其厚度小，补给条件差，以静储量为主，本区揭露该层的钻孔，无一孔发生漏水，裂隙不发育，富水性较弱，含岩溶裂隙承压水。据大46孔抽水试验资料：原始水位标高114.37m，K=0.137m/d,q=0.0123L/s.m，水质类型以HCO3CaMg型水为主。d. 二1煤层上60m砂岩含水层该层由二1煤层上60m范围内的中、粗粒砂岩组成，其中以S10为主，厚度1.528.6m，一般厚度8.4m，是二1煤层顶板直接充水含水层。其补给条件差富水性很弱，一般与其它含水层无水力联系，裁决揭露时均为滴水或淋水，并很快自行干枯，因此对开采无影响。据大35孔资料，原始水位标高104.12m。e. 第三、四系含水层包括第三系砾岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水。以接受大气降水补给为主，水量丰富，动态随季节变化。No浅22孔抽水试验资料：原始水位标高128.08m，K=2.72m/d，q=0.18L/s.m，水质类型以HCO3CaMg型水为主。 隔水层第三系底部粘土岩隔水层，分布广，厚度均匀，能有效阻隔第三系李岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水向下渗透。C3L8灰岩含水层与二1煤层一般间距2035m，由砂岩和砂质泥岩、泥岩组成，砂岩含水性差，砂质泥岩和泥岩隔水性良好，正常情况下，可以起到隔水作用。C3t中段沙泥岩互层，隔水性良好，正常情况下，可以起到阻隔太灰上、下段两水层的水力联系作用。C2b铝土质泥岩厚度一般10m以上，泥质成分高，隔水性良好，正常情况下能有阻隔O2f灰岩水向矿井充水。 含水层的水力联系及断层导水性a. 含水层间的水力联系各含水层间因具有相对稳定的隔水层，越流补给量小。从历年来已开采区的出水点资料看，二1煤层顶、底板砂岩和灰岩含水层出水点，出水持续时间都不太长，并自行疏干。由此说明在无断层影响下，区内C3L8、C3L2和O2f间屋水力联系。b. 断层导水性评价F40、F44断层带使奥灰与二1煤层及C3L8灰岩对接，马庄及建设两小矿在此带附近发生奥灰突水淹井并向本矿区透水，足以说明此带导水、富水性极佳，也是本区地下水的主要补给通道。在F618附近的10-1孔C3L8漏水，且形成局部一级高温区，说明该断层具有一定导水性，深部高温水沿此带向上顶托排泄。根据生产实践所揭示，区内NNE、NE方向断层导水性好，当断层落差较大沟通C3L2和O2f灰岩时，将形成富水带，给开采带来威胁。勘探阶段所进行的断层抽水试验揭示的断层导水性、富水性差，属天然状态下情况。而在生产条件下，因开采而导致原始平衡被打破，在形成新的平衡过程中，某些断层可能会由不导水转变为导水。经综合分析预计矿井的正常涌水量为240m3/h，最大涌水量为450m3/h。1.3煤层及煤质1.3.1煤层本区含煤地层包括石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组，其中山西组二煤组和太原组一煤组为本区主要含煤地层。含煤地层总厚805.29m，含煤22层，总厚10.71m，含煤系数1.33%。可采煤层厚8.83m，可采含煤系数1.1%。详见表1-3。表1-3 含煤地层含煤特征表含煤地层煤层厚度(m)含煤地层厚度(m)含煤系数(%)备注上石盒子组0268.710下石盒子组0269.490山西组7.62112.16.8含煤4层,其中二1煤全区可采太原组3.07121.832.52含煤17层,均不可采 本溪组0.0233.160.06含一0煤层不可采合计10.71805.291.33共含煤22层本区可采煤层主要为山西组二1煤层。其特征详见表1-4。二1煤层位于二叠系下统山西组的下部，层位稳定，其顶板为黑色泥岩或砂质泥岩，老顶为细中粒砂岩（俗称大占砂岩），为本区良好标志层；煤层底板为泥岩或砂质泥岩，老底为灰色细中粒长石石英砂岩。1.3.2 煤质 物理性质二1煤：黑色，条痕为褐色或黑灰色，强玻璃金刚光泽。以粉状、碎块状煤为主，夹少量块状煤。视密度1.38t/m3，真密度1.48t/m3，孔隙率6.8%。表1-4 可采煤层及顶底板岩层特征表序号名称煤厚(m)倾角围岩性质煤牌号硬度容重最小最大平均顶板底板1二14.7213.518.120°黑色泥岩或砂质泥岩泥岩或砂质泥岩贫瘦煤1二1 煤岩特征二1煤：宏观煤岩类型以半亮型及半暗型次之。据镜下鉴定，二1煤层有机组分含量平均为90.4%，其中镜质组、半镜质组为80.6%，占有机组分的89.2%，并以镜质组为主，镜质组多呈均匀无结构镜质体，偶见木镜质体，呈微透镜状，有时分布有矿物及丝炭碎片，胞腔结构明显而完整。半镜质组结构呈不均匀状，偶显团粒状，并有较强的反射力。半丝质组和丝质组为9.8%，占有机组分的10.8%。具有明显的木质结构，胞腔中常充填有粘土矿物及少量微粒状硫铁矿，方解石、石英颗粒偶尔见及，镜质组平均最大反射率（R°max）为1.612.21%，平均1.86%。无机组分含量为9.6%，并以粘土类为主，占无机组分85.4%，其次为碳酸盐和氧化物，硫化物和其它含量甚微。表1-5 煤的工业分析表序号名称牌号水分（）灰分（）挥发分%含硫%含磷%胶质层厚（m）发热量（MJ/kg）1二1贫瘦煤0.281.757.7033.3812.9219.640.610.620.0160.03010.5014.9633.731.4井田勘探程度鹤壁煤田早在1950年就由当时的平原省工业厅探矿队进行过初步勘探，其范围仅限于当时的鹤壁一、二井田（今鹤壁一矿）和小西天矿附近。1953年初，鹤壁矿井由省营改为中央国营，拉开了矿区大规模建设的序幕，大规模的地质勘探工作由此开始。“一五”期间，先后在陈家庄、杨家庄、校场、梁峪、罗村、陈家湾等井田进行了勘探，提交供建井用精察地质报告7个，共探明能利用储量5.08亿吨。与鹤壁六矿相关的地质勘探情况如下：1957年，中南煤田地质勘探局127勘探队在陈家湾区普查地质报告的基础上，直接对该区进行精查勘探，勘探手段为钻探，勘探范围：浅部为二1煤层露头，深部至-300m等高线，北以F40断层为界，勘探面积4.2km2。于同年10月提交了陈家湾勘探区地质精查报告，提交二1煤层A2+B+C1级储量5831.68万吨。1959年，河南省煤田地质局103勘探队提交了后营地质精查报告，勘探区范围为F70断层、陈家湾河及F47断层为界，南以F45断层为界，北为F40断层，东至煤层底板-550m等高线。走向长6.5km，倾向宽0.61.4km，面积6.6km2。本次勘探采用了钻探与电测井相结合的勘探方法，获得储量8883.7万t。后武汉煤矿设计院及有关单位根据陈家湾勘探区地质精查报告及后营地质精查报告资料情况，按照煤炭工业部的建议和意见，决定将两勘探区储量合并，以扩大鹤壁六矿的设计能力。随后，河南省煤炭地质局103勘探队又补充施工一孔（后13孔），孔深579.01m，终孔层位为C3L8灰岩，并在原后营地质精查报告的基础上，于1959年9月提交了陈家湾井田深部地质补充报告，共提交二1煤层A2+B+C1级储量6149.71万t，其中A2+B级储量624万t，1963年2月，河南省矿产储量委员会对该报告进行复审，认为本报告质量低劣，只能作为普查找煤报告，应重新勘探。复审后降低了煤炭储量级别，核实二1煤层C1级储量127.8万t，C2级储量1927.7万t，地质储量为4186.5万t。1983年2月，鹤壁矿务局地测处对本矿南翼进行生产补勘，其范围上至-170m水平，下至-450m水平，南至六、八矿边界，北至中央轨道下山，面积约1.6km2。提交了六矿南翼生产补充勘探报告。19831986年，河南煤炭地质三队对原三、五、六矿深部进行详查，其范围西起原三、五、六矿深部边界（三、六矿为-350m，五矿为-400m煤层底板等高线），东止-880m煤层底板等高线，南以张庄向斜轴与八矿分界，北到中山断层F3，面积约21km2。勘探方法采用钻探与测井相结合的综合勘探方法，同时进行了1：10000的地质填图，最终提交了河南省鹤壁煤田三、五、六矿深部勘探区详查地质报告，获得总储量24753.32万t，其中二1煤层储量21469.35万t。该报告1988年5月由河南煤炭工业管理局审查批准。图1-2 地层综合柱状图2矿井储量、年产量及服务年限2.1井田境界本井田南起井田平面图上显示为75000线与八矿为界，西部以-60煤层地板等高线为界，北部以F40断层与五矿为界，东部至-300m煤层底板等高线，边界有17个拐角点见表格2-1井田南北走向4.2km，东西倾斜宽3.6km，井田面积16.2km2。表2-1 边界拐角点坐标拐角点编号xy拐角点编号xy1397500051549810398090351943523974785518875113982000518990339748255184511239794655180604397500051887813397930051773853976558519258143978930517370639779915200781539786255167357397876952041316397730551588383979625520395173976475515890939810555204412.2 井田储量2.2.1矿井工业储量 计算储量的工业指标 根据煤炭工业部颁发的生产矿井储量管理规定规定，计算储量的煤层工业指标如下：a. 最低开采厚度在煤层倾角小于25°时取0.80m，25°45°时取0.70m；b. 最高灰分指标为40；c. 夹矸剔除厚度，0.05m。 储量级别根据矿井地质条件类别，即地质构造中等，二1煤层稳定较稳定类型，结合井田生产补探的实际工程网度，本次储量计算采用小于375m工程网度圈定A级储量，以不大于750m工程网度圈定B级储量，小于1500m圈定C级储量。落差大于20m断层两侧3050m级公园广场和井筒保护煤柱作为永久煤柱储量。地质和水文条件复杂及控制程度较差的区段作为尚难利用储量。 储量块段划分划分各级储量块段原则上以相应控制程度的勘探线，煤层底板等高线，构造线等分界，对于小而孤立的块段，虽达A级或B级，未单独划分。倾角相差较大，划分为不同块段。 储量计算方法在计算储量时，由于矿区内煤层倾角的变化范围一般介于15°20°之间，采用斜面积和真厚度，采用的计算公式为：式中： 储量 万t平面积 m2煤层平均倾角 °M煤层平均真厚，md容重 ， 均采用1.38 t/m3 =16200000××8.1×1.38 =17222.07万t经计算：核实获得工业储量为17222.07 万t表2-2矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量(万t)备 注ABA+BCA+B+C二1煤层6725.222746.929472.147749.9317222.072.2.2矿井设计储量矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量；井田边境煤柱：井田边境保护煤柱在井田边境留设20m的保护煤柱，北部的断层边界煤柱以30m留设，则其煤柱损失量为：Q边=209.92万t、Q断=163.27万t。井田及工业场地保护煤柱的计算：按规范规定，年产150万t/a的大型矿井，工业场地占地面积指标为0.9公顷×10万吨。故可算得工业场地的总占地面积：S=0.9×15=13.5公顷=135000 m2。根据垂直剖面可计算工业广场的保护煤柱的留设：计算如下所示：工业广场占地面积为450×300m2,平面形状为矩形。煤层地质条件为：煤层倾角11°，煤层在受保护范围内中央的埋深H0=340m，地面标高140m，煤层地板标高-200m，松散层厚30m，此处煤厚8.1m。查的本井田各参数如下：45° 55° 73°其中：表土层移动角； 煤柱上山移动角； 走向方向移动角； 煤柱下山移动角； 煤层倾角；用垂直剖面法留设工业广场保护煤柱如下图所示：作图求出工业广场保护煤柱损失为Q工保=554.74万吨保护巷道煤柱与其它损失煤柱为1205.54万t故矿井的设计开采储量Q可：Q设Q工Q边Q断=17222.07209.92163.2716848.88万tQ可（Q设554.741205.54）×7511316.3万t2.2.3矿井设计可采储量矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。2.3 矿井年产量及服务年限矿井设计规范第2.2.3条规定：“矿井设计生产能力按年工作日330d，每日净提升16h”计算。每日三班作业，综采工作面可采用每日四班作业，每班工作六小时。根据本矿井的实际情况，本矿采用“四六制”作业方式，这种制度适合本矿采掘作业的特点，有利于保护工人的健康，提高工时利用率，提高设备和工作面的 利用率。搞好安全生产，稳定和提高采掘队，因此，本矿设计生产实行“四六制”作业方式。矿井设计生产能力的确定。本矿井田精查补充勘探后获得的地质储量为17222.07万t，而实际开采储量为11316.3万t，因此，储量丰富，而且井倾向剖面a-a 走向剖面b-b图2-1工业广场保护煤柱田内煤层赋存稳定，地质构造，及水文地质条件简单，开采技术条件较好，煤层生产能力大。同时，鹤煤集团的各矿实际生产能力都在90万t以上，各矿均为机械化采煤，并取得较好的技术经济效果，该集团已积累了管理大型矿井的经验。另外考虑到矿井有增产的可能，故本矿初步设定为150万t/a。表2-3 矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量矿井设计储量（Mt）开采水平永久煤柱设计储量设计煤柱损失可采储量断层边界工业场地井下巷道二117222.07163.27209.9216848.88554.741205.5411316.3合计二117222.07163.27209.9216848.88554.741205.5411316.3矿井服务年限按下式计算：T=式中：T矿井设计服务年限，a；矿井可采储量，Mt；ZK =11316.3 MtA矿井设计年产量，Mt/a；A=150 Mt/aK储量备用系数，K=1.31.5。K=1.4T=11316.3 /1.4×150=54a根据大型矿井的矿井设计服务年限为50a以上，而本矿的服务年限大于50a，故符合建立大型矿井。3井田开拓3.1概述井田开拓设计是研究确定由矿井地面进入煤层(或矿体)通达地下开采区的主要井巷布置和开掘工程。它要保证矿井生产时开采、掘进、运输、提升、通风安全、排水和动力供应等各系统能正常高效的运行。开拓设计关系列整个矿井的生产技术面貌和长远发展，直接影响基本建设时的建设工程量、工期、投资、质量和矿井投入生产后能否尽快达产、高产高效及安全生产等。开拓设计编制的主要依据是经国家批推的矿区总体规划和勘探(糟查)地质报告以及有关的基础资料。独立的矿井开拓设计要有批准的可行性研究报告和勘探(精查)地质报告以及有关的基础资料。开拓设计的内容一般包括：开拓方式(开拓并简的形式)；井筒位置及数量；开采水平的划分及上下山开采；主要巷道布置；采区划分和开采顺序（矿井延深及技术改造）。3.1.1矿区的开拓方式概述及评价矿区内从南到北现有为十矿，八矿，诗湾矿，六矿，五矿，三矿，二矿和十矿九对矿井。矿区内井田开拓方式多采用立井多水平上下山开拓，设置和不设置辅助水平以及大巷