采礦工程畢業(yè)設計（論文）-朱集礦井1.5Mta新井設計【全套圖紙】.doc

第V頁目 錄全套圖紙，加153893706一般部分1 礦井概況與地質特征11.1井田概況11.1.1位置與交通11.1.2地形地貌及水系11.1.3氣候與氣象11.1.4地震烈度21.1.5礦區(qū)經(jīng)濟概況21.1.6水源及電源21.2井田地質特征21.2.1地層21.2.2構造41.2.3水文地質特征41.3煤層特征51.3.1煤層特征51.3.2煤質61.3.3 煤層開采技術條件72 井田境界和儲量92.1井田境界92.1.1井田范圍92.1.2開采界限92.1.3井田尺寸92.2井田地質勘探102.3礦井地質儲量102.3.1儲量計算基礎102.3.2礦井地質儲量計算102.3.3礦井工業(yè)儲量計算112.4 礦井可采儲量122.4.1井田邊界保護煤柱122.4.2工業(yè)廣場保護煤柱122.4.3斷層保護煤柱142.4.4風井保護煤柱142.4.5大巷保護煤柱142.4.6礦井可采儲量153 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限163.1礦井工作制度163.2礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限163.2.1確定依據(jù)163.2.2礦井設計生產(chǎn)能力163.2.3礦井服務年限163.2.4井型校核174 井田開拓184.1井田開拓的基本問題184.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置184.1.2階段劃分和開采水平的確定204.1.3井田劃分204.1.4主要開拓巷道204.1.5開拓方案比較214.2礦井基本巷道294.2.1井筒294.2.2井底車場及硐室334.2.3大巷344.2.4巷道支護395 準備方式帶區(qū)巷道布置405.1煤層地質特征405.1.1帶區(qū)位置405.1.2帶區(qū)煤層特征405.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構造情況405.1.4水文地質405.1.5地質構造405.1.6地表情況405.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)405.2.1帶區(qū)準備方式的確定405.2.2帶區(qū)巷道布置415.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)415.2.4帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率445.3帶區(qū)車場選型計算455.3.1帶區(qū)車場的形式455.3.2帶區(qū)車場的調車方式455.3.3帶區(qū)主要硐室布置456 采煤方法476.1采煤工藝方式476.1.1帶區(qū)煤層特征及地質條件476.1.2確定采煤工藝方式476.1.3回采工作面參數(shù)486.1.4回采工作面采煤機、刮板輸送機選型486.1.5采煤工作面支護方式506.1.6端頭支護及超前支護方式536.1.7各工藝過程注意事項546.1.8采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)556.2 13101首采工作面回采巷道布置586.2.1回采巷道布置方式586.2.2回采巷道參數(shù)587 井下運輸647.1概述647.1.1井下運輸設計的原始條件和數(shù)據(jù)647.1.2運輸距離和貨載量647.1.3礦井運輸系統(tǒng)647.2帶區(qū)運輸設備選擇657.2.1設備選型原則657.2.2帶區(qū)設備的選型657.2.3帶區(qū)運輸能力驗算677.3大巷運輸設備選擇688 礦井提升708.1礦井提升概述708.2主井提升708.2.1箕斗708.2.2提升機708.2.3鋼絲繩技術特征718.2.4提升能力驗算718.3副井提升729 礦井通風及安全749.1礦井通風系統(tǒng)的選擇749.1.1礦井通風系統(tǒng)的基本要求749.1.2礦井通風系統(tǒng)的確定749.1.3帶區(qū)通風系統(tǒng)的確定759.2礦井風量計算769.2.1通風容易時期和通風困難時期采煤方案的確定769.2.2各用風地點的用風量和礦井總用風量809.2.3風量分配及風速驗算839.2.4通風構筑物849.3礦井通風阻力計算849.3.1計算原則859.3.2礦井最大阻力路線859.3.3礦井通風阻力計算859.4選擇礦井通風設備899.4.1選擇主要通風機的基本原則899.4.2通風機風壓的確定909.4.3主要通風機工況點919.4.4 主要通風機的選擇及風機性能曲線929.4.5電動機選型949.6安全災害的預防措施949.6.1預防瓦斯和煤塵爆炸的措施949.6.2預防井下火災的措施959.6.3防水措施9510 礦井基本技術經(jīng)濟指標96參考文獻97專題部分 深井軟巖巷道礦壓觀測實例分析與研究981 前言981.1工程地質概況981.1.1巷道斷面及形狀981.1.2巷道層位981.1.3巷道頂?shù)装鍘r性991.1.4巷道掘進區(qū)段地質構造991.1.5瓦斯地質991.1.6水文地質991.1.7地溫1001.2巷道支護形式1001.2.1支護類型1001.2.2支護材料及規(guī)格尺寸、參數(shù)1002.觀測內容和測站設置1012.1觀測內容1012.2測站設置1012.3礦壓觀測儀器1013 巷道表面收斂規(guī)律1033.1巷道兩幫位移規(guī)律1033.1.1巷道兩幫位移量演化規(guī)律1033.1.2巷道兩幫位移速度演化規(guī)律1033.2巷道頂?shù)装逦灰埔?guī)律1053.2.1巷道頂?shù)装逦灰屏垦莼?guī)律1063.2.2巷道頂?shù)装逦灰扑俣妊莼?guī)律 . 1063.3巷道表面收斂規(guī)律分析1074 巷道頂板深部圍巖位移規(guī)律1094.1巷道頂板深部圍巖位移量演化規(guī)律1094.2巷道頂板深部圍巖位移速度演化規(guī)律1115 深部圍巖破壞分區(qū)規(guī)律1145.1觀測方案及測站設置1145.2圍巖破壞分區(qū)圖1145.2.1圍巖破壞程度分類1145.2.2圍巖破壞程度分區(qū)圖1165.3深部圍巖破壞分區(qū)規(guī)律1186 結論1196.1 礦壓規(guī)律總結1196.2支護方式、支護參數(shù)及時機的選擇1206.3存在問題及建議120參考文獻120翻譯部分 The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling121INTRODUCTION121METHODOLOGY121RESULTS121TECHNIQUES OF REDUCTION122CONCLUSIONS124數(shù)值模擬中原位巖體與實驗巖體的力學特性關系1311前言1312研究方法1313研究結果1314換算方法1315結論134致 謝139中國礦業(yè)大學2010屆本科生畢業(yè)設計 第23頁1 礦井概況與地質特征1.1井田概況1.1.1位置與交通朱集東井田屬朱集井田27勘探線以東部分，位于安徽省淮南市潘集區(qū)與懷遠縣交界處的武前莊與騎龍莊一帶，行政區(qū)劃隸屬淮南市潘集區(qū)和懷遠縣，井田東南距淮南市洞山約38km，地理坐標:東經(jīng)11645001165345，北緯325015325430。井田東西長約7.0 km，南北寬約3.0 km，面積21 km2。本井田內陸路交通較為便利。南鄰潘集礦區(qū)，有淮阜鐵路穿過，西至阜陽與京九線連接；公路經(jīng)潘集鎮(zhèn)，可達蚌埠、阜陽、徐州、合肥等地；北部有茨懷新河可以通航，可連接淮河航運，如圖1-1-1所示。圖1-1-1 朱集礦交通位置圖1.1.2地形地貌及水系本井田地處淮河沖積平原，地形平坦，地面標高一般在+22.4+23.4m，東北部有明龍山低矮山丘，最高點標高126m，總體趨勢為北東高、南西低。淮河為鄰近本井的主要河流，歷史最高洪水位標高為+25.63m（1954年7月29日），兩岸地勢低洼，雨季淮河水位上漲易成內澇；北部茨懷新河為人工開挖水利工程，寬約200m，向東連接淮河。井田內尚有部分人工溝渠，屬農灌季節(jié)性水渠。1.1.3氣候與氣象本井田所在地屬季風暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，冬冷夏熱。該地區(qū)年均氣溫15.1，兩極氣溫分別為41.4和-21.7；一般春季多東南風，夏季多東南及東風，秋季多東風及東北風，冬季多東北風及西北風，平均風速3.3m/s，最大風速22m/s；年均降雨量893.74mm，最大達1723.5mm，降雨一般集中在6、7、8三個月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪厚度16cm；土壤的最大凍結深度為30cm。1.1.4地震烈度根據(jù)已掌握的地震歷史資料，淮南市屬于許昌淮南地震帶，從地震活動性、斷裂構造、地形變化及第四紀地質、地貌等方面的情況來看，許昌淮南地震帶在新構造時期，活動是比較明顯的。國家地震局1979年10月，在淮南地區(qū)進行地應力普查，在7km的深度截面地應力相對大小等值線圖和斷裂構造分析，明顯地存在北西西向的地應力高值區(qū)，存在一條東西向、一條北東向的深大斷層。根據(jù)中華人民共和國國家標準GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范的附錄A，本地區(qū)建筑工程抗震設計時所采用的抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g。1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟概況井田所在地淮南市潘集區(qū)總面積600平方公里，轄五鎮(zhèn)五鄉(xiāng)一個街道辦事處，人口43萬，其中農業(yè)人口35萬。氣候溫和，四季宜人，物阜民豐，人杰地靈。潘集區(qū)致力于工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設，取得了顯著成績。潘集區(qū)煤電資源十分豐富。已探明煤炭總儲量37億噸，建有潘一礦、潘東、潘三3座現(xiàn)代化特大型煤礦。年設計總產(chǎn)1000萬噸。區(qū)內有平圩發(fā)電有限公司，裝機容量達120萬千瓦。2004年正在開工建設的潘北煤礦，年生產(chǎn)能力400萬噸；田集電廠460萬kW和平圩第二電廠260萬kW超臨界燃煤機組也已開工建設；裝機容量460萬kW的潘集電廠建設工程前期準備工作正在進行。預計到2010年，區(qū)境內煤炭年產(chǎn)量達2300萬噸，發(fā)電裝機容量達720萬kW，將成為華東地區(qū)一個重要的能源基地。1.1.6水源及電源本礦井供水水源分為兩部分，即地下水和處理后的礦井水。由于礦井所在地區(qū)地表水系不發(fā)達，且受季節(jié)性影響較大，因此設計選擇地下水作為本礦井供水水源。為充分利用和開發(fā)水資源，對井下排水經(jīng)過凈化處理達標后，作為工業(yè)場地生產(chǎn)用水水源。本礦井位于淮南市潘集區(qū)，鄰近有淮南、洛河、平圩發(fā)電廠，蘆集、丁集和古溝220kV區(qū)域變電所。本礦井兩回路110kV電源一回路取自于丁集220kV區(qū)域變電所，導線采用LGJ-185，長度約為22.6km，另一回路取自新建的古溝220kV區(qū)域變電所，導線采用LGJ-185，長度約為26km。1.2井田地質特征1.2.1地層本井田為全隱蔽含煤區(qū)，鉆探所及地層由老到新依次有奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、第三系和第四系。（1）奧陶系中下統(tǒng)（O1+2）為石炭、二疊系含煤地層的基底，區(qū)內無鉆孔穿過，南鄰潘四井田十西線水四5孔穿過厚度96.78m。巖性主要為灰色、致密、厚層狀、硅質灰?guī)r及白云質灰?guī)r、質純、堅硬、性脆為其特征。頂部為白云巖；下部為灰?guī)r、泥質灰?guī)r。（2）石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）假整合于奧陶系之上，區(qū)內僅有23-1孔揭露到五灰。南鄰潘四井田水四11、九10兩孔揭示該組厚度分別為114.24m和112.05m。底部為46m厚的鋁質泥巖，為淺灰色微帶青灰色，具紫紅及銹黃色花斑，局部具鮞狀結構。鮞粒分布不均，其余巖層由灰色、深灰色灰?guī)r、粘土巖、砂質粘土巖和中細砂巖組成。局部有巖漿巖侵入，灰?guī)r1013層，總厚49.5m。其中12灰分布穩(wěn)定且較厚，一般9.5119.34m。含不可采薄煤層79層，為本區(qū)含煤地層之一。其巖相以淺海相沉積為主，亦具過渡相及泥炭沼澤相。（3）二疊系（P）二疊系平均總厚964.44m，底部以灰?guī)r與太原組分界，二疊系整合于太原組之上。分為下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組，其中山西組、上、下石盒子組為含煤地層，石千峰組為非含煤地層，不是本次研究對象。山西組和上、下石盒子組為主要勘探對象，揭露厚度649.95799.1m，平均厚730.83m，含煤28層，總厚28.58m，含煤系數(shù)為3.91%，自下而上劃分為七個含煤段。山西組和下石盒子組各為一個含煤段，上石盒子組有五個含煤段。其中下部四個含煤段為礦井主要開采對象。（4）三疊系（T）是一套棕紅色碎屑巖，由棕紅、紫紅色、灰白色砂巖、粉砂巖、泥巖組成，砂巖成份以石英、長石為主，見暗色礦物、白云母片及小礫石，鈣質膠結，水平層理。厚度不詳，5-1孔揭露厚度87.54m。與下伏石千峰組呈整合接觸。（5）下第三系（E）揭露厚度0548.78m，主要分布在北部邊界F201斷層附近，由一套棕紅色為主的雜色砂、礫巖、砂質泥巖、泥巖組成，礫石成分以石英礫巖、石英砂巖、灰?guī)r為主，礫徑360mm，多呈次棱角狀次圓狀，膠結物為泥質和粉砂質，固結程度較好。礫巖一般層厚幾米到二十幾米，最大厚度可達70m。與下伏地層呈不整合接觸。（6）上第三系（N）上第三系中新統(tǒng)下段（N 1 1）厚037.20m，平均10.28m，由棕紅色、褐黃色砂礫、粘土礫石和礫石組成，局部夾有薄層粘土，屬殘坡積相沉積，與下伏地層呈不整合接觸。上第三系中新統(tǒng)上段（N 2 1）厚0113.90m，平均厚74.94 m，以灰綠色粘土和砂質粘土為主，間夾粉、細砂13層，局部砂層較厚，但其砂層含泥質較高。屬河湖相沉積全區(qū)分布穩(wěn)定，只在北部井田邊界4個鉆孔缺蝕。上第三系上新統(tǒng)（N2）厚54.00186.24m，平均厚110.50 m，由灰綠、土黃色及灰白色中砂、細砂、粉砂及粘土質砂組成，夾砂質粘土或粘土35層，局部粘土層較厚。屬河湖相沉積全區(qū)分布穩(wěn)定。（7）第四系（Q）厚87.40108.94m，平均100.20m，以灰黃色、土黃色中砂、細、粉砂、砂質粘土為主，次為粘土間夾粘土質砂，富含砂礓和鐵猛結核與蚌殼碎片，屬河流相及河漫灘相沉積。1.2.2構造本井田位于淮南煤田東北部，淮南復向斜的次級褶皺朱集唐集背斜及尚塘耿村集向斜的東段，總體構造形態(tài)為一連續(xù)的背、向斜，北部為朱集唐集背斜，南翼與潘集背斜北翼構成寬緩向斜，背、向斜軸向為北西西向，沿軸向有所起伏，其中發(fā)育有部分次級褶曲。按其構造特點來劃分，本井田可分為三大塊段：七線以東為一走向為北東，傾向北西的單斜構造，地層傾角一般在5左右；七二十一線為一寬緩背斜，系朱集唐集背斜延伸部分，背斜軸部與兩翼高差一般為3050m，地層傾角一般27。全井田共發(fā)現(xiàn)30條斷層，其中17條為正斷層，13條逆斷層。按斷層落差分：最大落差大于等于100m的6條，小于100m而大于等于50m的1條，小于50m大于等于30m的11條，小于30m的斷層12條。斷層的延展方向以北西西和北西向為主，次為北東向。本井田構造復雜程度屬簡單類型。1.2.3水文地質特征（1）主要水文地質條件新生界松散層含、隔水層（組）：本井田新生界松散層厚度兩極值為150.40394.30m，平均厚為295.92m，其厚度變化規(guī)律是由北向南、由東向西逐漸增厚。按照沉積物的組合特征及其含、隔水情況，可將其自上而下大致分為一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含計4個含水層（組）和3個隔水層（組）。本井田三隔厚度大，一般074.85m，平均44.18m，分布范圍較穩(wěn)定（除北部5-1、9-4、11-5及23-1四個孔沉積缺失外），由灰綠色厚層粘土及砂質粘土和多層細砂組成，粘土致密，可塑性強，是井田內的重要隔水層（組），隔水性能較好；其下部第四含水層（組）厚度為025.40m，平均7.49m，該含水層（組）由細砂、砂礫層及粘土礫石組成，砂層間有薄層粘土、砂質粘土分布，且直接覆蓋于基巖含水層之上?；鶐r含水層（段）： 下第三系砂礫巖含水層（段）該含水層主要分布在井田的北部邊界，鉆孔揭露厚度為216.25548.78m，巖性主要為紫紅色礫巖和各粒級砂巖及砂質泥巖，據(jù)簡易水文觀測資料表明，該含水層富水性弱，對礦坑充水無直接影響。 二疊紀煤系地層含、隔水層（段）本井田煤系砂巖含水層巖性以中、細砂巖為主，局部為粗砂巖和石英砂巖，分布于煤層、粉砂巖和泥巖之間，巖性厚度變化較大，裂隙不發(fā)育，且具不均一性，各砂巖含水層之間均有泥巖、砂質泥巖、粉砂巖和煤層等隔水巖石分布，以儲存量為主，據(jù)井田內鉆孔抽水資料表明，各砂巖含水層富水性弱，正常情況下，煤系砂巖含水層之間無密切的水力聯(lián)系。 太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含隔水層（段）本井田石炭系太原組灰?guī)r埋藏較深，鉆孔未揭露全層厚度，據(jù)區(qū)域資料表明，地層總厚110130m左右，含灰?guī)r13層，其中第3、4、12等三層灰?guī)r厚度大，分布穩(wěn)定，巖溶裂隙較發(fā)育外，其余均為薄層灰?guī)r。本井田太原組一灰上距3煤層底板平均間距32.30m，天然狀態(tài)下無水力聯(lián)系，但因太灰的水壓較高，已超過3煤層下隔水層（組）巖石的抗壓強度，若直接開采3煤層，水力平衡即遭破壞，勢必造成其煤層底板突水事故的發(fā)生。因此，在開采3煤層之前，必須采取疏水降壓等措施，謹防災害發(fā)生。斷層帶：本井田斷層較發(fā)育，共查出斷層30條，其中正斷層17條，逆斷層13條，鉆孔穿過斷點3個。斷層破碎帶主要以泥巖、粉砂巖為主，含砂巖碎塊，鉆探揭露斷層時，大多數(shù)斷層無漏水現(xiàn)象，結合區(qū)域和鄰近生產(chǎn)礦井，斷層一般是富水性弱，導水性差。但應謹防受采動影響而活化的斷層可能成為礦井突水的重要途徑。綜上所述，本井田新生界下部含水層（組）、二疊紀煤系砂巖裂隙含水層（段）和太灰?guī)r溶裂隙含水層（組）對井下開采影響較大。但是，只要在可采煤層的淺部留設適當高度的防水煤柱，正常情況下新生界下部四含對井下開采威脅較小，但僅在二十三線以東北部四含對1713煤層開采有充水威脅，其它塊段四含對各煤層開采無影響。這樣，二疊紀煤系砂巖裂隙水和太灰?guī)r溶裂隙含水層（組）便成為礦井開采的主要充水因素。故本井田在開采417煤層（組）時，以裂隙充水為主，水文地質條件簡單。（2）礦井涌水量預計根據(jù)安徽省淮南煤田朱集東井田煤炭勘探報告，本井田開采13-1#煤層時，采用比擬法，與潘一礦進行比擬，預計礦井涌水量，計算公式：、礦井涌水量，其中為潘一礦涌水量，正常涌水量為為186.32m3/h，最大涌水量為270.51 m3/h；、預算采用面積，其中朱集井田采用面積為10km2，潘一礦采用面積為9.3km2；、水位降深，其中朱集井田水位降深為975.95m，潘一礦水位降深為550m；經(jīng)計算，朱集礦井的正常涌水量為267m3/h，最大涌水量為387m3/h。考慮井筒淋水、井下灑水、防火灌漿等因素，因此礦井的正常涌水量取342m3/h，最大涌水量取462m3/h。1.3煤層特征1.3.1煤層特征本井田含煤地層為石炭系和二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。井田內二疊系含煤層段揭露厚度649.95799.10m，平均730.83m，共含煤28層，煤層總厚28.58m，含煤系數(shù)為3.91%，自下而上依次可分為7個含煤段?？刹擅簩庸灿?3層，分別為17-1、16-2、13-1、11-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、4-1和3煤層，平均總厚為21.58m。其中13-1、11-2、8、5-1和4-1煤層為主要可采煤層，平均總厚12.80m，約占可采煤層總厚的59.3%；17-1、16-2、11-1、7-2、6、5-2、4-2和3煤層為次要可采煤層，平均總厚8.78m?，F(xiàn)對主采煤層分述如下：（1）13-1煤層：含煤面積37.04km2，可采面積36.57km2，僅11-5孔因巖漿侵蝕不可采，賦存標高在-350-960m之間，煤層厚度0.776.43m，平均4.00m，屬結構簡單、全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層；其中七線二十一線賦存標高在-810-920m之間，大部分賦存于-850-870m之間；（2）11-2煤層：含煤面積37.16km2，可采面積33.3km2，賦存標高在-350-1000之間，煤層厚度05.02m，平均3.32m，屬結構簡單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線二十一線賦存標高在-870-980m之間，大部分賦存于-920-940m之間；（3）8煤層：含煤面積37.68km2，可采面積34.74km2，有1處不可采區(qū)，2處巖漿侵蝕區(qū)，賦存標高在-500-1100之間，煤層厚度05.77m，平均2.99m，屬結構簡單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線二十一線賦存標高在-960-1070m之間，大部分賦存于-990-1030m之間；（4）5-1煤層：含煤面積37.97km2，可采面積27.22km2，有4處不可采區(qū)，2處巖漿侵蝕區(qū)，賦存標高在-1000-1180之間，煤層厚度05.77m，平均2.99m，屬結構簡單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線二十一線賦存標高在-1040-1110m之間，大部分賦存于-1050-1080m之間；（5）4-1煤層：含煤面積37.29km2，可采面積33.28km2，有1處不可采區(qū)，2處巖漿侵蝕區(qū)，賦存標高在-550-1160之間，煤層厚度05.77m，平均2.99m，屬結構簡單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線二十一線賦存標高在-1060-1130m之間，大部分賦存于-1060-1090m之間。表1-3-1 主要可采煤層特征表煤層煤層厚度/m下距煤層/m穩(wěn)定性結構可采性最小最大平均13-10.776.434.0066.36穩(wěn)定簡單全區(qū)可采11-205.021.324.67較穩(wěn)定簡單大部可采805.772.9910.16較穩(wěn)定簡單大部可采5-104.071.368.77較穩(wěn)定簡單大部可采4-105.953.1371.13較穩(wěn)定簡單大部可采1.3.2煤質本井田可采煤層煤質穩(wěn)定，主要為中灰、中高高揮發(fā)分、特低低硫、特低低磷、富油高油、中高熱值、具強粘結性的氣煤，1/3焦煤次之。其洗精煤是較為理想的煉焦配煤，洗中煤或原煤可作為動力用煤，其主要可采煤層煤質特征見表1-3-2。表1-3-2 主要可采煤層煤質特征表煤層Mad/%Ad/%Vdaf/%St.d/%Pd/%Qgr.d/MJkg-1Y/mm煤 類13-10.702.54/1.4015.1736.22/23.6835.6444.49/40.480.260.0010.14026.209.021.0/14.81/3JM、QM11-20.563.18/1.4716.3637.38/25.5031.4743.18/37.270.360.0030.10925.198.019.0/13.61/3JM、QM80.703.16/1.4616.4639.18/24.7725.6041.85/37.090.240.0030.04625.597.030.0/15.01/3JM、QM5-10.663.12/1.4012.5338.96/25.3925.5441.84/36.190.780.0020.03325.680.022.0/14.41/3JM、QM4-10.652.44/1.3716.0139.72/24.7024.2642.36/35.240.450.0020.08325.739.029.0/16.21/3JM、QM1.3.3 煤層開采技術條件（1）煤層頂?shù)装迩闆r本井田主要可采煤層頂、底板主要以泥巖為主，次為中、細砂巖。泥巖特別是炭質泥巖、含炭泥巖，厚度小，抗壓強度低，多屬軟巖，穩(wěn)定性差中等。粉砂巖和砂泥巖互層屬中等堅硬巖類，細砂巖、中砂巖膠結良好，巖石堅硬致密，抗壓強度高，穩(wěn)定性好，工程地質條件良好。礦床淺部基巖風化帶巖體質量差，斷層帶巖石破碎，均屬軟弱結構面，故本井田礦床工程地質條件為中等類型。主要煤層的頂?shù)装迩闆r見表1-3-3：表1-3-3 主要可采煤層賦存狀況表煤層均厚/m頂板巖性底板巖性13-14.00泥巖，少數(shù)為砂質泥巖，粉、細砂巖泥巖，少數(shù)為砂質泥巖、粉、細砂巖11-23.32泥巖，少數(shù)為粉、細砂巖泥巖，少數(shù)為粉、細砂巖82.99泥巖，局部為砂質泥巖、粉、細砂巖泥巖，局部為砂質泥巖、粉、細砂巖5-11.36泥巖、砂質泥巖，少數(shù)為粉、細砂巖泥巖、砂質泥巖，少數(shù)為粉、細砂巖4-13.13泥巖，少數(shù)砂質泥巖、粉、細砂巖泥巖，少數(shù)砂質泥巖、粉、細砂巖（2）瓦斯通過對瓦斯測試資料分析，本井田共采測瓦斯煤樣364個，實際利用272個，采樣深度在-710.25-1227.22m之間，瓦斯含量兩極值為021.53m3/t，瓦斯含量較高，各煤層瓦斯含量分布特征與地質構造條件有著密切的關系。沼氣帶位于基巖頂界面下垂深435m以深。13-1煤層：瓦斯含量為0.0515.21m3/t，平均瓦斯含量為4.94m3/t，首采塊段13-1煤層瓦斯含量為0.0510.94 m3/t。11-2煤層：瓦斯含量為013.50m3/t，平均瓦斯含量為4.41m3/t(-970m以淺)，-970m以深僅一個點，含量為4.18m3/t。首采塊段11-2煤層瓦斯含量：0.0513.5 m3/t。另外通過對79個煤樣進行煤與瓦斯突出危險性測定，其中17-1、13-1、11-2、8、5-2、5-1、4-2、4-1煤層的突出危險性綜合指標k值均有大于15的樣品，由此表明上述煤層均有煤與瓦斯突出危險。因此，本礦井按煤與瓦斯突出礦井設計。（3）煤塵與煤的自燃本井田16-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、3煤層為自燃煤層，13-1、11-2、4-1煤層為容易自燃自燃煤層。各可采煤層均有煤塵爆炸危險。 （4）地溫根據(jù)九龍崗礦長觀孔資料，井田所在地的恒溫帶深度為自地表向下垂深30m，相應的溫度為16.8。根據(jù)已有測溫資料，本井田的地溫梯度為1.703.80/hm，平均為2.83/hm，基本屬地溫正常區(qū)。一級高溫區(qū)（31）一般出現(xiàn)在-564m以下，二級高溫區(qū)（37）一般出現(xiàn)在-736m以下，平均地溫為43.7，屬二級高溫區(qū)。鑒于本井田地溫較高，需采取積極的降溫措施，以防熱害發(fā)生。（5）放射性及其它有害氣體本區(qū)經(jīng)各勘探階段，對鉆孔測井及大量的煤、巖樣品測試，均未發(fā)現(xiàn)有放射性異常和大量有害氣體。（6）首采面綜合柱狀圖本設計所選主采13-1#煤層，其綜合柱狀圖如圖1-3-1：圖1-3-1 首采面綜合柱狀圖2 井田境界和儲量2.1井田境界2.1.1井田范圍本礦井屬27勘探線以東，東南距淮南市洞山約38km，南及東南與潘四東和潘二礦井為鄰。井田東、南至勘察登記范圍，西至27勘探線，北至明龍山斷層，走向長7.0km，傾向寬3.0km，面積約21.0km2。地面地形平坦，標高一般在+22.4+23.4m。2.1.2開采界限本井田共含煤28層，煤層總厚28.58m。其中可采煤層共有13層，分別為3、4-1、4-2、5-1、5-2、6、7-2、8、11-1、11-2、13-1、16-2、17-1煤層，平均總厚為21.58m。13-1#煤層為主要可采煤層，平均總厚4.0m，由于13-1#煤層厚度大，賦存條件較好，故本設計礦井僅考慮13-1#煤層。2.1.3井田尺寸井田的走向最大長度為7.1km，最小長度為6.9km，平均長度為7.0km。井田的傾斜方向的最大長度為3.51km，最小長度為2.03km，平均長度為3.0km。煤層的傾角最大為5，最小為1，平均為3，井田平均水平寬度為2.9km。井田的水平面積按下式計算：S = H L （2-1）式中S 井田的水平面積，m2 H 井田的平均水平寬度，m L井田的平均走向長度，m 則井田的水平面積為：S =7.0 3.0 =21.0 km2，井田賦存狀況示意圖如圖2-1-1所示。圖2-1-1 井田賦存狀況示意圖2.2井田地質勘探井田地質勘查類型為精查，屬詳細勘探。普查工作始于2003年9月，至2004年8月全部結束，安徽省煤田地質局勘查研究院于2004年11月提交了該普查地質報告。2005年1月17日，安徽省人民政府以專題會議紀要第7號文即關于朱集煤礦資源開發(fā)問題會議紀要決定，將朱集勘查區(qū)按資源儲量大致相當?shù)脑瓌t劃分為兩個井田，分別由淮南礦業(yè)（集團）有限責任公司和皖北煤電集團有限責任公司依法獨立進行勘查開發(fā)。2005年1月31日，根據(jù)煤炭工業(yè)合肥設計研究院提交的淮南潘謝礦區(qū)朱集井田開發(fā)方案，安徽省國土資源廳以皖國土資函200598號文即關于朱集井田劃分與歸屬的函確定，以地震27線為界，將朱集勘查區(qū)劃分為朱集東和朱集西兩個礦井分別勘查開發(fā)，其中朱集東勘查區(qū)煤炭資源劃歸淮南礦業(yè)（集團）有限責任公司開發(fā)。2005年12月19日，淮南礦業(yè)（集團）有限責任責任公司與安徽省煤田地質局經(jīng)對朱集東井田勘探工作的相關事宜協(xié)商后共同確定，由安徽省煤田地質局承擔該井田的勘探工作。主采煤層13-1煤，煤厚0.776.43m，平均厚4.00m，可采區(qū)一般煤厚3.44.5m，結構簡單。含煤面積21.0km2，其中可采面積20.73km2，可采面積占總面積的98.73%。2.3礦井地質儲量2.3.1儲量計算基礎（1）根據(jù)本礦的井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；（2）根據(jù)煤炭資源地質勘探規(guī)范和煤炭工業(yè)技術政策規(guī)定：煤層最低可采厚度為0.70m，原煤灰分40%；（3）依據(jù)國務院過函（1998）5號文關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復內容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；（4）儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度；（5）井田內主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質塊段的算術平均法。2.3.2礦井地質儲量計算礦井可采煤層為13-1#煤、11-2#煤、8#煤、5-1#煤和4-1#煤。由于礦井井田形狀規(guī)整，本區(qū)礦井儲量采用網(wǎng)格法，將井田分為A、B、C、D四個塊段（根據(jù)等高線疏密程度劃分面積小塊）具體分塊情況見圖2-3-1井田地質儲量計算面積劃分示意圖，根據(jù)每個面積小塊的等高線水平間距和高差計算出面積小塊的煤層傾角，用CAD命令計算面積小塊的水平面積，由此可計算得出每個塊段的不同儲量，礦井地質總儲量即為各塊段儲量相加之和。再根據(jù)： （2-2）式中Z礦井地質儲量，tS 井田塊段面積，m2m煤層平均厚度 煤層的容重，1.4 t/m3 各塊段煤層的傾角圖2-3-1 礦井塊段劃分圖由式2-2及礦井塊段劃分圖，得各塊段地質儲量計算見下表2-3-1：表2-3-1 礦井地質儲量計算表塊段名稱傾角/面積/m2煤層厚度/m儲量核算/Mt13-111-285-14-1A5325363941.322.991.363.1358.3B1697027241.322.991.363.13124.9C2618076941.322.991.363.13110.8D3453046841.322.991.363.1381.2資源總儲量375.2則礦井地質儲量：2.3.3礦井工業(yè)儲量計算礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內，經(jīng)過地質勘探，煤層厚度與質量均合乎開采要求，地質構造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內的儲量。礦井工業(yè)儲量是進行礦井設計的資源依據(jù)，一般也就是列入平衡表內的儲量。礦井工業(yè)儲量：地質資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟的基礎儲量111b和122b、邊際經(jīng)濟的基礎儲量2M11和2M22，連同地質資源量中推斷的資源量333的大部，歸類為礦井工業(yè)儲量。儲量的分配探明儲量、控制儲量、推斷儲量按6：3：1 分配，經(jīng)濟基礎儲量、邊際經(jīng)濟基礎儲量按90%、10% 分配，次邊際經(jīng)濟基礎儲量不計。各種儲量分配見表2-3-2：表2-3-2 礦井工業(yè)儲量計算表類別探明儲量/Mt控制儲量/Mt推斷儲量/Mt經(jīng)濟儲量邊際儲量經(jīng)濟儲量邊際儲量數(shù)量202.6122.5101.311.337.52合計225.1202375112.5601187Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （2-3）其中：k=0.8Zg=202.61+22.5+101.3+11.3+37.520.8=367.7 Mt2.4 礦井可采儲量2.4.1井田邊界保護煤柱根據(jù)朱集礦的實際情況，鑒于本井田大部分邊界為斷層邊界，按照煤礦安全規(guī)程的有關要求，井田邊界內側暫留30m寬度作為井界煤柱，則井田邊界保護煤柱的損失按下式計算。 （2-4）式中：P井田邊界保護煤柱損失，萬t。H井田邊界煤柱寬度，30m；L井田邊界長度，25980m；m煤層厚度，m；r煤層容重，1.4t/m3；代入數(shù)據(jù)得：P=3025980（4+1.32+2.99+1.36+3.13）1.4=14.0Mt2.4.2工業(yè)廣場保護煤柱工業(yè)廣場的占地面積，根據(jù)煤礦設計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標見表2-4-1。表2-4-1 工業(yè)廣場占地面積指標表井型/Mta-1占地面積指標/ha0.1Mt-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8礦井井型設計為1.5Mt/a，因此由表2-3-3可以確定本設計礦井的工業(yè)廣場為1.8km2。但是考慮到近些年來建筑技術的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場的面積都有縮小的趨勢，再加上本井田煤層埋藏較深，若取工廣煤柱較大會造成大量的工廣壓煤，所以本設計取0.70的系數(shù)，則工業(yè)廣場的面積約為0.12km2。建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程第14條和第17條規(guī)定工業(yè)廣場屬于級保護，需要留設15m寬的圍護帶。本設計選定工業(yè)廣場長為400m，寬為300m，新生界松散層厚度150.40394.30m，平均295.92m，結合本礦井的地質條件及沖積層和基巖移動角（表2-4-2）采用垂直剖面法計算工業(yè)廣場的壓煤損失。表2-4-2 地質條件及巖層移動角煤層傾角/煤層厚度/m廣場中心深度/m/34.0-85041667066采用垂直剖面法計算所得各主采煤層工廣保護煤柱面積及壓煤量見下表2-4-3：表2-4-3 各煤層工廣煤柱壓煤量計算表煤層厚度/m工廣煤柱面積/m壓煤量/t13-1#424577731373295311-2#1.32265147045930978#2.992660221111356855-1#1.36275924852536084-1#3.13287535312599797總壓煤量47315140求得工業(yè)廣場總壓煤量為：47.32Mt采用垂直剖面法計算工業(yè)廣場壓煤示意圖如圖2-4-1所示圖2-4-1 13-1#煤工業(yè)廣場保護煤柱計算示意圖2.4.3斷層保護煤柱井田13-1#煤層現(xiàn)已查明三條斷層，即F1，ZF3和ZF4，且F1位于工廣保護煤柱內，另兩條斷層皆可靠且可控制，故其兩側各留30 m保護煤柱，則其煤柱損失可由下式求得： （2-5）式中：Pf煤柱損失，t；Li斷層長度，m；m13-1#煤層厚度，m；煤層容重，t/m3。已知t/m3，m，代入（2-5）可得：2.4.4風井保護煤柱按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程（2000版）中參數(shù)計算，取東西風井工業(yè)場地為100m100m，同樣采用垂直剖面法計算東西風井壓煤量為：3.2Mt2.4.5大巷保護煤柱取大巷保護煤柱的寬度為30m計算可得大巷保護煤柱總量為：1.07Mt綜上，礦井的永久保護煤柱損失量匯總見表2-4-4表2-4-4 永久保護煤柱損失量煤柱類型儲量/Mt井田邊界保護煤柱14.0斷層保護煤柱1.4大巷保護煤柱1.07東西風井保護煤柱3.2工業(yè)廣場保護煤柱47.32合計66.992.4.6礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按下式計算： （2-6）式中：Zk 礦井可采儲量，t；Zg 礦井的工業(yè)儲量，367.7Mt；P 保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量，66.99Mt；C帶區(qū)采出率；根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范2.1.4條規(guī)定：礦井的采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85。本設計礦井13-1煤層厚度為4m，屬于厚煤層，且為主采煤層，因此帶區(qū)采出率選擇0.75。則代入數(shù)據(jù)得礦井設計可采儲量：3 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限3.1礦井工作制度根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范2.2.3條規(guī)定，礦井設計宜按年工作日330d計算，每天凈提升時間宜為16h。礦井工作制度采用“三八制”作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修。3.2礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限3.2.1確定依據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范第2.2.1條規(guī)定：礦井設計生產(chǎn)能力應根據(jù)資源條件、開采條件、技術裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（1）資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井，煤田地質條件復雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模，否則應縮小規(guī)模；（3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產(chǎn)量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。3.2.2礦井設計生產(chǎn)能力本礦井井田范圍內煤層賦存簡單，地質條件較好，首采煤層平均厚度4m，煤層平均傾角25，屬近水平煤層，易于發(fā)揮工作面生產(chǎn)能力。全國煤炭市場需求量大，經(jīng)濟效益好。結合本礦區(qū)的煤炭儲量，確定本礦井設計生產(chǎn)能力為1.5Mt/a。3.2.3礦井服務年限礦井可采儲量、設計生產(chǎn)能力和礦井服務年限三者之間的關系為： （3-1）式中：T 礦井服務年限，a；ZK 礦井可采儲量，225.4Mt；A 設計生產(chǎn)能力，1.5Mt/a；K 礦井儲量備用系數(shù)。礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要有一定的儲備能力。例如局部地質條件變化，使儲量減少；或者礦井由于技術原因，使采出率降低，從而減少了儲量。因此，需要考慮儲量備用系數(shù)。煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范第2.2.6條規(guī)定：計算礦井及第一開采水平設計服務年限時，儲量備用系數(shù)宜采用1.31.5。結合本設計礦井的具體情況，礦井儲量備用系數(shù)選定為1.5。把數(shù)據(jù)代入公式3-1得礦井服務年限：3.2.4井型校核按礦井的實際煤層開采能力，運輸能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：（1）煤層開采能力的校核井田內13-1煤層為首采煤層，煤厚4m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。煤層傾角平均3，地質條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采大采高工作面來滿足井型要求。（2）運輸能力的校核礦井設計為大型礦井，開拓方式為立井單水平開拓。井下煤炭運輸采用鋼絲繩芯膠帶輸送機運輸，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，運輸連續(xù)、能力大，自動化程度高，機動靈活；井下矸石、材料和設備采用軌道運輸，運輸能力大，調度方便靈活。（3）通風安全條件的校核礦井采用兩翼對角式通風系統(tǒng)，抽出式通風方式，東西兩翼各布置一個回風井，可以滿足通風要求。（4）儲量條件的校核根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范第2.2.5條規(guī)定：礦井的設計生產(chǎn)能力與服務年限相適應，才能獲得好的技術經(jīng)濟效益。井型和服務年限的對應要求見表3-2-1。表3-2-1 我國各類井型的