十礦新井設計煤礦畢業(yè)設計說明書.doc

十礦新井設計_煤礦畢業(yè)設計說明書摘 要這次畢業(yè)設計我所做的是十礦新井設計。它包括井田地質、開拓、開采、運輸、提升、通風、排水以及其它幾個方面。十礦新井設計主要包括以下幾部分：1井田概述。礦井的地質、地理位置、煤層等基本情況的概述。2井田開拓。礦井井田內的可采儲量，礦井生產能力及服務年限的確定。以及水平的劃分，井筒位置的確定，經濟比較部分，采區(qū)的劃分，井底車場線路計算，硐室布置等部分。3采區(qū)設計及開采方法。主要介紹采區(qū)的設計、開采的技術和技巧、采區(qū)巷道布置及回采系統(tǒng)的構成以及采區(qū)各峒室的布置和采區(qū)的工作制度。4礦井生產中的提升、運輸、通風、排水方式的確定及其所用設備額選型計算與相關的硐室布置等。為了實踐并且把這四年所學的知識轉化成為真正的成果，針對十礦的實際情況我提出了多種開采方案和設想。例如，長壁工作面采煤法在開采緩傾斜煤層的過程中，在老頂周期性跨落和其它因素的影響下，采用沿空掘巷的方式進行回采、掘進和維護。另外，本設計是我的一個初步淺顯的設計，在設計中引用方法也一定存在問題，請各位老師批評指正。并且本設計采用AutoCAD2007輔助設計，減少了繪圖的困難并且增加了圖紙的可讀性。真心感謝李新旺老師在設計中給予我的認真指導，讓我學到了很多，我會繼續(xù)努力學習，不斷豐富自己。謝謝！關鍵詞: 地質 開拓 采煤方法 通風 瓦斯AbstractThis graduation design is about the new mine planning for ten coal mine. It involves the geology, development, operation, transportation, haulage, ventilation and drainage, among other respects, in special terms;1. Summary of the mine, this chapter mainly introduces the position, geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3. Design of mining districts and retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and mining in the main mining district.4. Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. In order to practice and reinforce the wealth of the knowledge learned in the past four years, I try my best to introduce various state-of-the-arts when respecting the specific situation of ten coal mine. For instance, long wall mine on the inclination, long wall mining on the strike with top coal drawing, and among others, drifting and retaining gateways along goaf are preferred in the design. In addition, the design connects operational situation of a mine with a college students ability to elementary scientific research. Whats more, it has been completed with the aid of AutoCAD2007, which streamlined the design process dramatically and lessened the hardness of drawing significantly.Thanks for Mr. Li Xinwang giving me so much direction, which let me learn much more. I will try my best to study in order to enrich myself in the future. Thank you!Keywords: geological : development mining method ventilation methane.目 錄第一章 礦區(qū)概述及井田地質特征11.1礦區(qū)概述11.2煤層特征及媒質8第二章 井田開拓132.1井田境界及可采儲量13第三章 礦井生產能力和服務年限183.1礦井工作制度183.2礦井設計服務年限18第四章 井田開拓204.1井田開拓的基本問題204.2井筒204.3工業(yè)廣場確定214.4階段參數(shù)確定214.5確定開拓方案224.6礦井基本巷道31第五章 采煤方法及采區(qū)巷道布置395.1煤層的地質特征395.2采區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng)395.3采煤方法47第六章 礦井運輸與提升576.1大巷運輸方式576.2皮帶選型576.3輔助運輸576.4礦井提升57第七章 礦井通風607.1礦井通風系統(tǒng)選擇607.2采區(qū)通風637.3掘進通風667.4礦井所需風量737.5礦井通風阻力787.6礦井主要通風機選型847.7概算礦井通風費用917.8防止特殊災害的安全措施92第八章 礦井排水系統(tǒng)948.1 概述948.2 排水設備選型948.3 水倉及水泵房1008.4 排水技術經濟指標103第九章 技術經濟指標104第十章 煤礦新技術106致 謝108參考文獻109河北工程大學畢業(yè)設計（論文）第一章 礦區(qū)概述及井田地質特征1.1礦區(qū)概述1.1.1礦井地理地形和交通(1)地理位置平頂山煤田位于河南省中西南部，分布于平頂山寶豐、襄城縣、葉縣、郟縣、魯山縣境內，平頂山煤田有平頂山礦區(qū)和韓梁礦區(qū)組成的。平頂山礦區(qū)東起沙河、汝河交匯地帶附近，南至湛河北岸、西至紅石山、北至汝河，東西走向長達38公里，南北寬約1020公里，含煤面積550平方公里。韓梁礦區(qū)位于平頂山西部，位于寶豐、魯山縣境內，走向長約18公里，寬約4公里，含煤面積80平方公里。(2)地形特點平頂山煤田屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)澠池確山小區(qū)，地處汝河以南，沙河之北的伏牛山余脈低山丘陵地帶，地勢西北高東南低。自西向東紅石山、龍山廟、擂鼓山、落鳧山、平頂山、馬棚山、焦贊山綿延不斷，山脈呈北西走向，組成分區(qū)的地表分水嶺。海拔高度一般在400600米之間。(3)交通條件礦區(qū)有專用鐵路與國鐵京廣線、焦支線相連接，國鐵京廣線、焦支線分別通過礦區(qū)東部和西部，孟廟鐵路線通過平頂山市與京廣線、焦支線相連接；東距京廣線孟廟火車站70km，西距焦支線寶豐火車站28km。礦區(qū)專用鐵路線與孟寶線平頂山東站相接。公路以平頂山市為樞紐，有柏油公路通向附近各縣市，東與四通八達的許南公路相連，交通便利。平煤集團公司十礦位于河南省平頂山市區(qū)東部，程平路何莊北，西距平頂山市區(qū)中心約6km，南距平頂山東站5km，如圖1-1所示1.1.2礦區(qū)氣候條件根據(jù)平頂山歷年的氣象資料，本區(qū)屬暖溫帶大陸性半干燥季風氣候，四季分明，春多風干旱，夏炎熱多雨，秋晴和日照足，冬寒冷少雪。年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量為1323.6mm（1964），最小降雨量為373.9mm（1966），雨季一般集中在79月份。歷年平均蒸發(fā)量為2269.2mm，年最大蒸發(fā)量2825mm，蒸發(fā)量大于降雨量。年平均氣溫為15，最高氣溫42.6（1968.7.18），最低氣溫-18.8（1955.1.30）。常年風向多為北西和北東，以北西風的風速最大，為24m/s；無霜期大致190-220天，最大積雪厚度為16cm，凍土最深22cm。圖 1-1平煤十礦交通位置圖1.1.3礦區(qū)水文本區(qū)屬于淮河上游水系。礦區(qū)地表水系不發(fā)達，沙河、汝河流經礦區(qū)的南部和北部邊緣，沙河距礦區(qū)最近3.2km，最大洪峰流量3300m3/s，旱季流量0.8m3/s；汝河流經煤系之上，最大流量3000m3/s，旱季流量0.28m3/s。湛河在煤田南部自西向東流過。湛河寬50m左右，流量0.087.8m3/S；沙河寬150250m，流量0.85120m3/S。河上游為白龜山水庫。井田范圍發(fā)育著沖溝和季節(jié)性小溪，多數(shù)溝寬1520m，平時為干溝。井田東南部地勢平坦，泄水條件不好，易積水形成小面積內澇洼地。比較大的月臺河發(fā)源于尹充村沖溝，從井田中部流過，屬間歇性小河。該河受大氣降水補給，冬季河床干涸斷流，雨季呈涓涓細水，大雨時山洪暴發(fā)，經沖溝匯入河中，汛期歷史最高洪水位可達92m，最大洪峰流量8000m3/h。1.2.1井田地形十礦井田位于平頂山煤田東部，平頂山市東北部平頂山、馬棚山之間的山口以南的開闊山前沖積平原上。井田的東南部為開闊的沖積洪積平原，西北部為砂巖組成的山嶺，山脊平緩，山坡陡峭，約為30，向南逐步過渡到平原。地勢是西北高，東南低。西北部有平頂山，北部為馬棚山，山的相對標高為360m460m，平原一般+80+100m。井田最高峰馬棚山海拔462.7m。本井田地質勘探工作始于1953年9月，先后由中南地質局401勘探隊、河南省地質局、中南煤炭工業(yè)管理局煤田地質125勘探隊、126勘探隊、河南省地質局五隊、平頂山礦務局地質處勘探隊、煤炭部129勘探隊等七個單位，在該井田內進行了地質勘探工作，共施工鉆孔142個，鉆探進尺80700.6米。1.2.2井田煤系地層十礦井田內地層層序自下而上為：寒武紀張夏組、固山組；石炭系太原組；二疊系山西組；第三、四系。明顯的從海相沉積通過海陸交互相沉積，逐漸變?yōu)殛懴虺练e。 地層未受區(qū)域變質和巖漿活動影響。其中石炭系太原組、二疊系山西組、石盒子組為含煤地層，含煤地層總厚度近800m。地層由老到新為：(1) 寒武系上統(tǒng)崮山組（3g）本組地層為煤系沉積基底。巖性為灰深灰色厚層狀白云質灰?guī)r，具不明顯的細鯢狀結構。上界是本溪組鋁土質泥巖底面，鉆孔揭露厚度大于50m。(2) 石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）井田缺失下石炭統(tǒng)，中上石炭統(tǒng)也發(fā)育不全。太原組下以 底部灰?guī)r底面與本溪組分界，上以頂部灰?guī)r頂面或己煤底板砂巖底面與山西組分界，呈整和接觸。厚4780m，平均66.28m，由煤層、灰?guī)r、砂質泥巖及砂巖組成。含庚組煤67層，多以灰?guī)r為頂板，煤層較薄，層位穩(wěn)定，基本不可采。（3） 二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）上以砂鍋窯砂巖底面與下石盒子組分界，山西組與下伏太原組地層連續(xù)沉積，整和接觸，厚80119m，平均93.70m，為石炭二疊系含煤層段。由深灰到黑色粉砂巖和泥巖、砂質泥巖及細中粗石英砂巖和煤層等組成。含煤14層。本井田范圍內己15、己16-17煤層較穩(wěn)定，為十二礦主要可采煤層；上部不含煤。（4）二疊系下統(tǒng)石盒子組 (P1x)上以丙組煤頂板砂巖底面即田家溝砂巖與上石盒子組分界，下以砂鍋窯砂巖底面與山西組分界，整和接觸，厚358m左右，依據(jù)巖性組合及含煤特征分為三、四、五煤段。三煤段（戊組）：厚約121160m，平均142.11m。本段底界為砂鍋窯砂巖，一般為15m左右。四煤段（丁組）：厚1694m，平均75.23m，含煤39層，以丁6為本區(qū)主要可采煤層，丁5局部可采，劃歸一礦開采。五煤段（丙組）：厚70.5110.5m，平均91.33m，含煤25層，其中丙3穩(wěn)定。只能小規(guī)模開采。(5) 二疊系上統(tǒng)石盒子組 (P2x)下起田家溝砂巖底界，上至平頂山砂巖底界。該組厚246370m，平均352m左右，由淺灰色中、細粒砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖及薄煤組成。含煤屬不可采之列。(6) 二疊系上統(tǒng)石千峰組（P2sh）本組在井田北部平頂山、馬棚山一帶出露于山脊，大面積遭受剝蝕，厚度360462m，其下部為灰白色，淺肉紅色巨厚層不等粒長石石英砂巖即平頂山砂巖，厚120m左右；中部有紫紅色砂巖夾紫紅色泥巖120160m，上部為紫紅色厚層狀中粗粒砂巖具暗紅色鐵質斑點，厚120余m，無煤層沉積。與下伏地層呈整和接觸。(7) 第四系（Q）除北部山梁有基巖裸露外，第四系松散沉積物遍布井田，與下伏地層呈不整和接觸。厚度0150余m，北薄南厚。由暗黃色、棕黃色粘土、砂質粘土、含砂質粘土及礫石組成。頂部為耕植土壤。圖1-2戊組煤地質綜合柱狀圖1.2.3井田地質構造及特征(1)地質構造十礦井田位于平頂山煤田東段，主體構造為一樞紐向北西傾伏的寬緩向斜構造-李口向斜。十礦礦區(qū)的主體構造為一寬緩的復式向斜，即李口向斜，并伴生著一些一級的背斜和向斜。十礦位于李口向斜南翼，處于、二級構造郭莊背斜和牛莊向斜上。(2)主要斷層特征礦井田位于李口向斜南西翼中東段，主體構造為向北東傾斜的單斜。褶曲A、郭莊背斜：位于郭莊一線，在地表不顯現(xiàn)，軸向與牛莊向斜平行，但收斂與展開方向與牛莊向斜相反，即背斜西北端呈封閉收斂，東南展開；背斜北翼即李口向斜南翼，向西消失于一礦28勘探線附近，東延縱貫十二礦，延伸長度6km以上，該背斜軸北距李口向斜軸3.0km。走向300310，與李口向斜基本平行，兩翼不對稱，南西翼傾角58，北東翼傾角527，在-320m標高附近傾角最大，軸部稍緩。背斜南東端揚起，北西端傾伏，傾伏角46，脊斜軸稍有起伏，呈鼻狀構造。丁、戊組煤層同產狀，己組煤層波狀起伏，在軸部常產生小褶皺。在背斜西北端被郭莊逆斷層切斷，斷層與褶曲軸交角1020。由于背斜傾伏端和揚起端相對推移，背斜軸線產生了“S”型彎曲。 B、牛莊向斜：位于牛莊東工人鎮(zhèn)一線，規(guī)模與郭莊背斜近似，兩軸間距0.50.6Km，褶曲軸面平行，兩翼對稱，北東翼傾角58，南西翼傾角510。軸部寬緩，南東端仰起，北西端傾伏，傾伏角4，略顯起伏，呈箕形構造。牛莊向斜北西段傾伏端在牛莊逆斷層南西盤，斷層走向與向斜軸交角1015。向斜南東揚起端向斜軸可能被F2逆斷層切斷，斷褶交角1030。向斜傾伏端和揚起端相對推移，軸線產生“S”型彎曲。斷層（見表） F2逆斷層：位于井田東部牛莊向斜揚起端南側，系鉆孔所見的推斷斷層。斷層走向270300，傾向北東，推斷落差30m，所見長度1.5km左右，且具有分支斷層。在斷層前緣有與斷層走向垂直的近南北向若干個小褶曲。斷層向西，在相應部位有落差8m左右的正斷層存在，這應是其伴生斷層。表1-1 主要斷層 名稱構造位置產狀落差延展長度控制程度走向傾向傾角趙莊逆斷層井田南部風化帶附近305330NE20703302500查明F2逆斷層井田西南風化帶北側270300N2301500查明1.2.4礦井水文地質特征 1、井田含水層與隔水層及水質井田有灰?guī)r巖溶裂隙含水層、砂巖裂隙含水層和松散巖類孔隙含水層。隔水層有泥巖、砂質泥巖、粘土巖和松散巖類粘土。A、寒武系中上統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙含水層與隔水層上統(tǒng)崮山組白云質灰?guī)r，平均厚68m，溶洞裂隙發(fā)育程度低，含水性較弱，單位涌水量0.00072.27L/s.m。滲透系數(shù)0.0009m/d，水質類型HCO3-CaNa、HCO3-CaMg，HCO3-Ca。中統(tǒng)張夏組鮞狀灰?guī)r，厚56124m，裂隙溶洞發(fā)育，含水性強，單位涌水量0.0027948L/s.m。寒武系下統(tǒng)饅頭組和中統(tǒng)毛莊組巨厚的泥巖、泥灰?guī)r、砂質泥巖為隔水層，阻隔了與下伏辛集組石英砂巖和震旦系石英巖含水層的水力聯(lián)系。B、石炭系太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層組與隔水層本溪組、太原組平行不整合于寒武系崮山組灰?guī)r古風化殼上，本溪組鋁土質泥巖隔水層厚度小而不均，難于阻隔上下含水層水力聯(lián)系。太原組灰?guī)r七層，總厚41.Om，上部灰?guī)r段含水層厚16.8m，上距已17煤層10m左右。鉆孔單位涌水量0.005318.0081L/s.m，滲透系數(shù)0.016863.13m/d，區(qū)域資料表明巖溶發(fā)育標高一般在-180m以上，局部在-440m深處也有巖溶現(xiàn)象。L2灰?guī)r含水豐富；L4灰?guī)r含水層夾于中部砂泥巖隔水層中，厚度小且不穩(wěn)定，多為透鏡體，巖溶發(fā)育程度差，含水性差。中部砂泥巖段厚24m，阻隔上、下灰?guī)r段的水力聯(lián)系。下部灰?guī)r段含水層包括兩層灰?guī)r，厚19.8m，單位涌水量0.00003512.842L/s.m，滲透系數(shù)0.00013829.761m/d。一礦、二礦、七礦、八礦井下鉆孔揭露最大出水量達237.8m3/h。 目前井田范圍內水位降至-159m以下。 C、戊組煤層頂板砂巖含水組與隔水層 從下石盒子組戊組頂板到丁組底板，其間主要有戊組老頂砂巖含水層(即D煤底板砂巖)和丁煤底板砂巖含水層，總厚20m左右。各厚10m左右，中間被厚近20m的原D煤段砂泥巖隔水層分開。含水組單位涌水量0.01110.0119L/s.m，滲透系數(shù)0.0520.054m/d。由于厚度小，含水性差，屬弱含水層。含水層隱伏露頭接受第四系底礫石含水層補給。 D、石千峰組砂巖裂隙含水層 位于煤系地層頂部，在井田分水嶺一帶出露。平頂山砂巖厚120m左右，石千峰紅色砂巖厚240350m，淺部風化裂隙發(fā)育，巖石較破碎，直接接受降水補給，含水性較強。李口向斜軸部26-17鉆孔成自流井，現(xiàn)作礦泉水。 G、第四系底部礫石含水層 第四系底部礫石層厚010m，由北而南變厚，覆蓋于基巖上，巖性為礫石夾粘土，屬坡積、洪積物，礫石層之上為含鈣質結核粘土隔水層。2、井田水文地質類型屬中等型水文地質條件礦井。1.2.5礦井涌水量經精查補充勘探資料計算并參照相鄰礦井實際涌水量資料，根據(jù)補充地質報告審查意見；本礦井涌水量不大。1.2煤層特征及媒質1.3.1可采煤層特征井田含煤地層有石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組。含煤巖系總厚度800m左右，含煤44層，煤層總厚度30.7242.21m，含煤系數(shù)3.44.7%。自上而下為甲，乙、丙、丁、戊、己、庚七個煤組。井田甲、乙、丙煤組無工業(yè)開采價值。甲1、乙2、丙3零星達到可采厚度，屬高灰高硫劣質煤，由于埋藏淺，只有小窯開采。最下部庚組煤薄，僅庚20局部可采，且為高硫煤。丁、己煤組根據(jù)公司規(guī)劃由相鄰的一礦、八礦開采，在這里不再描述。戊煤組：屬二疊系下石盒子組，上距丁組煤6080m，下距己煤組160180m。包括戊8、戊9、戊10、戊11、戊12、戊13，可采煤層為戊8、戊9-10?？刹晌旖M煤層上距丁6煤層90m左右，戊8煤層由東南向西北逐漸變薄，絕大多數(shù)厚度在1.855.48m之間，僅在西北隅煤厚小于0.8m，為戊8煤層不可采區(qū)。戊9-10煤層是主要的開采煤層，煤厚在1.254.07m之間，一般煤厚為3.2m左右，與戊8煤相似，由東南向西北逐漸變薄。戊11煤層僅西南角局部可采，煤厚1.31.7m，因本煤層富含夾矸，煤質欠佳，沉積不穩(wěn)定，為非主采煤層。戊8與戊9之間有兩層夾矸，厚48m，夾矸間有一煤線（0.10.2m），戊9與戊10中間含一層夾矸，夾矸厚度多在00.3m左右，僅個別地方達0.5m。戊10與戊11間砂巖沉積不穩(wěn)定在17m之間，戊8直接頂為致密泥巖，水平層理發(fā)育，厚5.40m，向上為17.94m的砂質泥巖，再向上為灰綠色細砂巖，厚約20.95m，戊11底板為灰色砂質泥巖偶夾透鏡狀砂巖，含菱鐵礦薄層及結核。 十礦李口向斜軸南翼，煤層傾角變化較大。表1-2 可采煤層特征表 煤層名稱煤層厚度（m）傾角（）穩(wěn)定性硬度夾矸厚（m）容重（t/m3）頂板巖性底板巖性戊81.855.484.5013穩(wěn)定中硬01.36泥巖，砂質泥巖，砂巖灰色泥巖，砂質泥巖戊9-101.254.073.2013穩(wěn)定中硬00.71.36泥巖，砂質泥巖，細砂巖灰色粒土泥巖1.3.2煤層圍巖性質煤層頂?shù)装鍘r由為砂巖、粉砂巖、砂質泥巖及泥巖互層組合，煤組煤層直接頂板大多數(shù)為砂質泥巖或泥巖，老頂一般為砂巖，少有偽頂，偽頂巖性為炭質泥巖。各煤層均以砂質泥巖及泥巖為直接底板，靠東部個別煤層直接底板有粉砂巖及砂巖。除己15煤層底板遇水膨脹外，其它煤層底板一般不底鼓，易管理。據(jù)鉆空巖芯物理力學試驗結果表明，其砂巖的抗壓強度平均5749.7104Pa、粉砂巖為4704104Pa、砂質泥巖為3941.6104Pa及泥巖為4385.5104Pa，各類巖石抗壓強度平均2940104Pa，屬中等穩(wěn)定頂板范疇。1.3.3 煤的特征（1）煤質戊組煤各分層特征：戊8為硬質塊狀半暗半亮煤，厚1.855.48m，平均4.5m，灰份21.7232.91%，揮發(fā)份30.5935.65%，膠質層厚度為28.938mm屬肥煤。戊9-10厚1.254.07m一般為3.2m，煤層頂?shù)子?.7m左右塊狀硬煤，中間為軟煤，其灰份16.8829.94%，揮發(fā)份26.2135.01%，膠質厚度2139mm。戊11厚度不穩(wěn)，本井田范圍內大多不可采，該層復雜含薄層夾矸多?；曳?438%，揮發(fā)份32%，膠質厚20mm。（2）煤的類別牌號本區(qū)煤質穩(wěn)定，根據(jù)井田內各煤層揮發(fā)份、粘結指數(shù)、膠質層最大厚度，結合中國煤炭分類國家標準（GB575286），對照中國煤炭分類簡表：井田可采煤層煤類為氣煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供動力用和煉焦用煤。戊8煤層為富灰、1/3焦煤、肥煤，戊9-10煤層為中灰、1/3焦煤，其共同為低硫、磷，具中等發(fā)熱量、極難選的煤類，宜作動力用煤。其煤質分析見表1-3。表1-3 煤質特征表 煤層名稱灰分（%）揮發(fā)分（%）水分（%）S（%）發(fā)熱量（KJ/kg）工 業(yè)牌 號戊827.1134.401.170.3424.23FM1/3JM戊9-1025.0633.971.160.3426.861/3JM（3）戊組煤（戊8、戊9-10）的物理特征主要以半暗型煤，其次為半亮型煤。黑色，條痕為棕黑色，弱玻璃光澤，以暗煤、亮煤為主，鏡煤和絲炭含量很少，一般呈透鏡狀和線理狀結構、層狀結構。據(jù)篩分試驗結果表明，原煤自然粒度粉煤占45.76%，視密度1.45 t/m3。散煤視密度0.88t/m3，硬度為2。經火焰試驗認為其易燃、長焰、煙濃、體積膨脹，焦渣疏松。煤中有機顯微組分占69-87%，無機顯微組分13-31%，在有機顯微組分中鏡質組含量54-85%，灰-灰白色以基質鏡質體為主，少量均質鏡質體和結構鏡質體，惰性組含量為12.43%，白色-亮黃白色的粗粒體和絲質體，常見半絲質體，穩(wěn)定組含量3-9%，深灰色小孢子體、角質體、栓質體及樹脂體等。無機顯微組分中主要有粘土類、黃鐵礦、方解石等。石英和粘土礦物多為基質鏡質體和粗粒體所膠結，屬原生礦物質。方解石和黃鐵礦呈脈狀分布在裂隙中，應屬原生礦物質。(4)戊組煤（戊8、戊9-10）的化學特征1）戊8煤層：原煤灰分產率26.95%，屬中灰煤，經洗選煤的灰分產率下降2-3倍，浮煤的灰分產率10.88%。2）戊9煤層：原煤灰分產率16.96%，屬低中灰煤，經洗選煤質明顯提高，灰分產率9.02%。3）戊10煤層：原煤灰分產率27.35%，屬中灰煤，經洗選煤質大有提高，灰分產率9.43%。根據(jù)本礦的煤質情況及當?shù)厥袌龅男枨?，本礦生產的原煤和經加工的塊煤主要用于電廠、熱電廠和分散客戶，可主要作為電力、船舶、鍋爐用煤及其他工業(yè)用煤，另外還可作為良好的煉焦用煤。(5)煤的容重經過化驗分析得出戊煤為1.36t/m3。硬度中硬,普氏硬度為23。(6)瓦斯本井田在勘探階段，馬棚山及高皇廟礦區(qū)共采了19個鉆孔瓦斯樣，其中馬棚山礦區(qū)14個，高皇廟礦區(qū)5個。從鉆孔分析看，瓦斯含量甚低，沼氣含量一般在0.230.68ml/g，最高為1.46ml/g。二氧化碳含量一般0.010.04ml/g，最高0.07ml/g。 A、煤層瓦斯壓力和瓦斯含量近期在井田地面布置了十幾個測試瓦斯壓力鉆孔，比較成功的有7個鉆孔，測試結果：戊9-10煤層標高-307.5m，垂深495m，瓦斯壓力13個大氣壓。在相應地點取煤樣做吸附試驗戊9-10煤層瓦斯含量值為7.77m3/t；戊9-10垂深508m，瓦斯含量值8.10m3/t等。 B、煤層瓦斯預測 根據(jù)防治煤與瓦斯突出細則第22條，預測煤層突出危險性中的單項指標為煤層瓦斯壓力P0.6Mpa時為具有突出危險煤層。戊8及戊9-10煤層實測瓦斯壓力均小于單項指標值。區(qū)內各主要可采煤層CH4平均含量為0.0390.124cm3/g可燃質；CO2各煤層平均含量為0.3460.503cm3/g可燃質。各主要可采煤層瓦斯自然成分以N2為主占64.9177.24；CO2次之，19.2833.62，CH4含量僅占3.389.11。全礦井相對瓦斯涌出量為1.0m3/t.d，絕對瓦斯涌出量為3.92m3/min，根據(jù)2001版煤礦安全規(guī)程，因系鉆孔采樣，測定結果低于實際瓦斯含量，參考鄰區(qū)一、二、三、四、八礦瓦斯資料，設計礦井時定為低瓦斯礦井。(7)煤塵及其爆炸性根據(jù)勘探資料，本礦各煤層煤塵爆炸指數(shù)為33.0348.38，戊組煤37.5238.09，屬存在煤塵爆炸危險的煤層。1997年平煤(集團)公司通風管理中心實驗室，對各主要可采煤層煤塵爆炸性鑒定結果，仍為存在煤塵爆炸性危險的煤層。(8)煤的自燃性根據(jù)近十年(19881997年)內鄰礦發(fā)火次數(shù)統(tǒng)計，計算出百萬噸發(fā)火率為0.092，煤層自燃發(fā)火期戊組煤46個月。主要可采煤層自燃傾向等級為易自燃煤層。所以設計中應該提高采掘速度，合理安排回采與掘進之間的關系，盡量減少煤巷空閑情況的出現(xiàn)，采空區(qū)要求封閉嚴實，以防止余煤的自燃。1.3.4地溫和地壓（1）地溫 本次統(tǒng)計補勘鉆孔29個，對深部18個孔進行了測溫，測溫數(shù)據(jù)可靠。根據(jù)中科院地質所與集團公司對平頂山礦區(qū)進行的地溫分析，確定礦區(qū)恒溫帶深度在25m左右，溫度17.2。根據(jù)十礦井由內的測溫孔資料分析，十礦井田恒溫帶深度2530m，溫度17.1 。 鉆孔測溫數(shù)據(jù)的校正 井田內的測溫鉆孔為簡易測溫孔，采用中性點法校正測溫孔的巖石溫度，中性點采用經驗法求得，中性點的深度為鉆孔深度的0.60.66倍，溫度為實測溫度?？椎椎脑紲囟葹閷崪y溫度加1.2。 戊10煤層底板地溫狀況 根據(jù)鉆孔測溫資料和井下巷道測溫資料分析，戊10煤層底板的溫度為25.844.3，地溫趨勢為自南向北隨深度增加而相應升高，煤層等溫線與煤層底板等高線的展布趨勢基本一致，戊10煤層底板標高約-600m以淺至-350m為一級高溫區(qū)(3137)，約-600m以下深度為二級高溫區(qū)(37)。 影響井田地溫的原因 平頂山煤田為一地壘構造，中間的基巖相對抬升，四周被高角度正斷層切割后下降，被高熱阻的第四系沖積層覆蓋，大地熱流相對集中于中間的基巖，形成典型的基底抬高型地熱異常區(qū)。平頂山礦區(qū)的地溫梯度平均在3.23.5/1OOm，十礦井田正處于平頂山礦區(qū)主體構造李口向斜南翼，馬棚山位于井田中部，馬棚山南北兩側均覆蓋有第四系沖積層，南側較厚，北測較薄。因此，井田地溫受李口向斜大地熱流側向作用和南北兩側的沖積層的熱阻大、大地熱流相對集中兩種因素的影響。 （2）地壓 地壓與開采深度有關。根據(jù)臨礦實測，埋深超過600m，頂板壓力加大、底鼓強、巷道變形快、維護周期短。地壓與構造部位有關，即邊界條件變化大的部位地壓大， 地壓是客觀存在，其防治方法第一是埋深超過600m決不能跳采，第二是地質條件變化大部位加強支護。根據(jù)資料數(shù)據(jù)可知由于礦井開采深度大，溫度過高，所以應在深部開采時應采取相應的降溫措施。第二章 井田開拓2.1井田境界及可采儲量2.1.1井田境界本井田在能滿足生產開發(fā)強度的前提條件下，主要考慮了自然條件原因，將十礦四周境界定為：南以各煤層露頭為界；北至李口向斜軸部，以戊煤組-800m底板等高線分界；標高西以26勘探線與一、二礦相鄰；東以20勘探線與八礦為界。2.1.2井田賦存特征根據(jù)以上劃分本井田東西走向長4.8km；南北傾斜寬6.56km；水平含煤面積31.5km2。 圖2-1 井田賦存狀況示意圖2.1.3礦井工業(yè)儲量戊8 煤層工業(yè)儲量按下式計算： Zg1=SMr/cos （2.1） = SM11/cos=31.54.51.36/cos8=194.7 Mt戊9-10煤層工業(yè)儲量按下式計算：Zg2=SM22/cos =31.53.21.36/cos8 = 138.5Mt礦井工業(yè)儲量= Zg1+ Zg2 =194.7 Mt+138.5Mt = 333.2 Mt式中： Zg工業(yè)儲量，t；戊9-10S井田面積, m2； M1戊8煤層平均厚度，4.5m； M2戊9-10煤層平均厚度，3.2m；1戊8煤的平均容重，1.36t/m3；2戊9-10煤的平均容重，1.36t/m3；煤層平均傾角，8；其中高級儲量為：269.6Mt，約占工業(yè)儲量的80.9%，符合設計要求。2.1.4礦井可采儲量2.1.4.1 計算可采儲量時，必須要考慮以下儲量損失（1）工業(yè)廣場保安煤柱；（2）井田境界煤柱損失；（3）采煤方法所產生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）其它各種損失。2.1.4.2礦井各種煤柱損失量計算（1）本礦井開采時，由于村莊稀疏且規(guī)模較小，開采初期時無影響，在后期開采時宜采用搬遷解決；井田內無鐵路河流影響。因此煤柱損失只需考慮工業(yè)廣場保安煤柱損失、斷層煤柱損失、井筒保護煤柱損失、大巷保護煤柱損失及井田邊界煤柱損失。（2）工業(yè)廣場保安煤柱設計：本礦井設計年生產能力為240萬t/a，按煤礦設計工業(yè)規(guī)范，見表2-1。 表2-1 工業(yè)場地占地指標 井型（萬噸/年）占地面積指標（公頃/10萬噸）240以上1.01201801.245901.59301.8本設計工業(yè)廣場占地面積應取24公頃，長、寬分別為600m、400m；工業(yè)廣場按級保護留圍護帶寬度為15m?；鶐r上山移動角為70；基巖下山移動角為72；表土層移動角為45；基巖走向移動角為70。則按垂直剖面法計算工業(yè)廣場壓煤730.2萬t，見圖2-2。圖2-2 工業(yè)廣場戊9-10煤柱設計戊9-10煤的面積=（1054.16+897.8）862.152 =841441.157t戊9-10煤的壓煤量=面積/cos8戊8煤的平均煤厚戊8煤的平均容重 =841441.1573.21.36 =3081801.64t圖2-3工業(yè)廣場戊8煤柱設計戊8煤的面積=（927+815）7842 =682864m2戊8壓煤量=面積/cos8戊8煤的煤厚戊8煤的平均容重 =682864cos84.51.36 =4220198.36t工業(yè)廣場壓煤量=戊8壓煤量+戊9-10煤的壓煤量 =4220198.36t+3081801.64t =730.2萬t（4）其它煤柱留設：本礦井斷層不多，且落差不大，又位于井田南部風化帶北側且基本平行，所以只留設斷層北側50m保護煤柱也作為井田南部邊界；井田東、西部各留邊界煤柱50m；北部以李口向斜軸為邊界留邊界煤柱50m；風井設在工業(yè)場地內，與工業(yè)場地保護煤柱重合，損失不再計算。 利用求積法結合算術平均法計算得出其它煤柱總量為2787.9萬t。（5）煤柱留設總量為730.2+2787.93518.1萬t。2.1.4.3礦井可采儲量計算礦井的可采儲量計算公式為： Zk=(Zc-P)C (2.2) =（33320-3518.1）0.8式中： Zk 礦井可采儲量，萬t；Zc礦井工業(yè)儲量，33320萬t；P永久煤柱損失，3518.1萬t；C采區(qū)采出率，按設計規(guī)程規(guī)定本區(qū)內煤層屬于中厚煤層，取0.8。計算得出本礦井的可采儲量為：23841.5萬t 第三章 礦井生產能力和服務年限3.1礦井工作制度根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定礦井年工作日定為330天。礦井日凈提升時間確定為14小時。由于本礦井采用了聯(lián)合集中布置，且煤層埋深較大，因此大部分巷道布置在巖石中，為了減少提升人員時間，增加副井的提矸時間；以及采區(qū)走向較長導致個人上下班時間較長，生產設備先進，工人勞動強度低等因素，設計認為采用“三八”工作制，其中二班半采煤，半班準備，每班工作8小時最為合理。3.2礦井設計服務年限本礦井的生產能力主要考慮了以下幾點：（1）生產強度與地質條件的符合，本礦井地質構造簡單，儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，傾角不大，煤層屬于中厚煤層，變化不大；（2）礦井生產能力與工業(yè)儲量符合煤炭工業(yè)設計規(guī)范要求；（3）當?shù)孛禾渴袌鲂枨笄闆r，目前煤炭市場很好，本礦井的煤質屬于市場緊缺煤種；（4）開采條件較簡單，技術裝備先進，且地處中原交通運輸便利。鑒于以上因素，宜建大型礦井。故確定本礦井的年設計生產能力為240萬t/a。根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范礦井服務年限中規(guī)定。 表3-1我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限 礦井設計生產能力（Mt/a）礦井設計服務年限（a）第一開采水平設計服務年限（年）煤層傾角250煤層傾角250450煤層傾角4506.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515礦井服務年限的計算公式： T=Zk/（AK） (3.1) =23841.5/（1.4240）式中 T為水平服務年限，a;Zk礦井可采儲量，23841.5萬t；A礦井設計年生產能力，240萬t；K礦井備用系數(shù)，取1.4。由上式計算得出礦井服務年限的服務年限為80a。同理計算得出第一水平服務年限為36a。符合煤炭工業(yè)設計規(guī)范要求。 第四章 井田開拓4.1井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經濟比較，才能確定。4.2井筒（1）井筒形式的確定本礦井煤層傾角不大，部分為近水平煤層；表土層薄，平均25m,無流沙層；水文地質情況比較簡單，涌水量較小；區(qū)內地勢平坦，井筒不需要特殊施工,；煤層淺部埋深78m,但煤層傾向較長，煤深部埋深1100m,不適用斜井與平峒開拓。因此可采用立井開拓，延伸可采用立井延伸或采用暗斜井延伸方案或為一水平開采。根據(jù)本礦井的實際情況,經后面方案比較確定井筒形式為雙立井開拓。（2）井筒數(shù)目的確定：因現(xiàn)代設計要求一礦一面高產高效礦井，本礦井設計一對主、副立井和一個回風立井。主井提煤，副井運料。由于礦井走向小于傾向長度，而且礦井開采深度大，為便于后期通風，采用中央并列式通風。考慮后期通風困難時期在北部邊界外另外建設一個回風井。（3）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采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少；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；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、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)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于井田南部邊界距礦區(qū)專用鐵路很近，故為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田中部偏南邊界附近。經后面方案比較，為方便管理和減少壓煤損失確定將主、副、風井筒位置均設在井田中央工業(yè)廣場內。（4）設計井筒位置坐標見下表。表4-1 井筒坐標坐標XY主井38440308.33837378855.467副井38440317.43537378992.245風井38440386.36037378699.4184.3工業(yè)廣場確定1工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素：（1）盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局避免單翼開采，節(jié)省運輸及通風費；（2）占地盡量要少，減少壓煤，且交通方便；（3）工業(yè)場地的標高要高于礦區(qū)歷年最高洪水位； （4）主副井筒布置在地質條件較好的區(qū)域，確保井筒及井底車場的圍巖穩(wěn)定。（5）綜合考慮礦井的前期及后期生產，在保證總體工程量小的前提條件下，盡量減少初期投資。2、根據(jù)以上原則，結合本礦實際情況，工業(yè)場地的位置應布置在馬棚山南麓平緩的山坡上，2324勘探線之間，郭莊背斜上。此處地質資料詳細，位于儲量中心，整個礦井的運輸費用最省，沒有村莊干預；充分利用地形，減少工業(yè)廣場煤柱壓煤損失；另外此處地面標高高于歷年的最高洪水位；井底車場及井筒圍巖均穩(wěn)定。因此此處是最佳位置。即井田中部，主、副井井口附近。3、根據(jù)煤炭設計規(guī)范要求，工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表4-1工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為24公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向，南北長為600