采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

目錄前言11 礦區(qū)概述及井田特征21.1 礦區(qū)概述 21.2 井田及其附近的地質(zhì)特征31.3 煤質(zhì)質(zhì)量及煤質(zhì)特征62 井田境界與儲量132.1 井田境界132.2井田的儲量 143 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度173.1 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限173.2 礦井的一般工作制度194 井田開拓20 4.1 井筒形式及井筒位置的確定204.2 開采水平的設(shè)計(jì)244.3帶區(qū)劃分及開采順序274.4 開采水平、回風(fēng)水平及井底車場284.5 開拓系統(tǒng)綜述335 帶區(qū)巷道布置365.1 設(shè)計(jì)帶區(qū)的地質(zhì)概況及煤層特征415.2 帶區(qū)形式435.3 帶區(qū)的劃分及層間聯(lián)435.4帶區(qū)車場及硐室435.5 采準(zhǔn)系統(tǒng)及生產(chǎn)系統(tǒng)465.6 帶區(qū)開采順序465.7帶區(qū)巷道斷面尺寸、支護(hù)方式475.8 帶區(qū)的巷道掘進(jìn)率、采區(qū)回采率496 采煤方法516.1采煤方法的選擇516.2 重點(diǎn)設(shè)計(jì)煤層及圍巖條件516.3 工作面長度的確定516.4 采煤機(jī)械的選擇及回采工藝方式的確定 536.5 循環(huán)方式的選擇及循環(huán)圖表的編制627 建井工期及開采計(jì)劃667.1 建井工期及施工組織設(shè)計(jì)667.2 開采順序678 礦井通風(fēng)708.1 概述70 8.2 礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 708.3 總風(fēng)量的計(jì)算與風(fēng)量分配 728.4 礦井總風(fēng)壓及等積孔的計(jì)算758.5 通風(fēng)設(shè)備的選擇798.6 礦井災(zāi)害防治綜述819 礦井運(yùn)輸與提升859.1 概述859.2 帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇859.3 主要巷道運(yùn)輸設(shè)備的選擇859.4 提升8610 排水9210.1礦井涌水9210.2 排水設(shè)備的選擇9210.3 水泵設(shè)計(jì)9310.4 水倉設(shè)計(jì)9411 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)9611.1全礦人員編制9611.2 勞動生產(chǎn)率9711.3 成本9711.4 全礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)9912 結(jié)論10313致謝104參考文獻(xiàn)105附錄A 譯文106附錄B 外文文獻(xiàn)113前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生鍛煉自己動手操作和理論相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生通過設(shè)計(jì)能夠全面系統(tǒng)的運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識，掌握礦井設(shè)計(jì)的方法、步驟及內(nèi)容，培養(yǎng)自己的實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)禁的工作態(tài)度，培養(yǎng)自己的科學(xué)研究能力，提高了編寫技術(shù)文件和運(yùn)算的能力，同時也提高了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力及其他方面的能力整個畢業(yè)設(shè)計(jì)的地質(zhì)資料是在學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)中得到的，鍛煉了學(xué)生收集資料的能力，同時指導(dǎo)教師又對每個學(xué)生的題目做了修改，使每個學(xué)生都有自己的設(shè)計(jì)題目，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、獨(dú)立解決問題的能力。本設(shè)計(jì)是鐵法礦務(wù)局大興三礦3.00Mt/a新井設(shè)計(jì)在所收集地質(zhì)材料的前提下，由指導(dǎo)教師給予指導(dǎo)，并合理運(yùn)用平時及課堂上積累的知識，查找有關(guān)資料，力求設(shè)計(jì)出一個高產(chǎn)、高效、安全的現(xiàn)代化礦井。本設(shè)計(jì)說明書從礦井的開拓、開采、運(yùn)輸、通風(fēng)、提升及工作面的采煤方法等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，并在很多處進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較論述了本設(shè)計(jì)的合理性，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的全部內(nèi)容同時說明書中要求圖文并茂，使設(shè)計(jì)的內(nèi)容更容易被理解、接受書中有不妥之處請老師提出指正。1 礦區(qū)概述及井田特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 交通位置大興井田位于鐵法煤田的西南部，隸屬遼寧省鐵嶺市鐵法區(qū)小明、蔡牛鎮(zhèn)所轄，地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 12333151233635，北緯 422136422527。 該井田北與大隆井田毗鄰，以15、16號斷層及72煤層525米等高線為界，東鄰曉南井田以3、31、2、35號斷層為界，西界為55、56號斷層，南以煤層最低可采厚度邊界線為界。南北走向長6.4公里，東西寬3.2公里，面積為20.48平方公里。 本區(qū)東部有長（春）大（連）鐵路，可由鐵嶺車站及沈陽大青專次列車直通該礦區(qū)，并且在礦區(qū)各井田均有礦用鐵路線相連。另外該區(qū)有瀝青路面公路多條，四通八達(dá)，相距鐵嶺市約32公里，每天有通往沈陽、撫順、彰武等地的客車，另有通往沈陽、遼陽的列車，交通運(yùn)輸十分便利。1.1.2 自然地理井田的地貌成因類型可分為剝蝕堆積和沖洪積兩種類型。第一種地貌成因類型，由殘坡積層和坡洪積層組成。位于井田西南角的孤山子一帶。是由殘坡積層所構(gòu)成的低山丘陵，地面標(biāo)高一般為75104.6米，最大地面相對高差29.6米，而在東北部左家崗子和西南部后孤山子一帶，則由坡洪積層所構(gòu)成的平緩平原，地面標(biāo)高一般7083.00米左右，最大地面相對高差13.00米。第二種地貌成因類型，由沖洪積層組成。位于井田中部的四家子一帶，是由該層所構(gòu)成的較高平坦平原，地面標(biāo)高一般64.3075.00米左右，最大相對高差10.70米?？傊摼锏孛鏄?biāo)高64.30110.00米，最大相對高差45.7米，平均地面標(biāo)高73.14米，一般相對高差8.84米。該井田內(nèi)無較大河流，僅在井田中部有兩條季節(jié)性小河，一是遼河屯小河，另一個是四家子小河，兩條小河都是雨季河水增多，枯季幾乎斷流。本區(qū)處于平原內(nèi)，多風(fēng)少雨，春旱冬寒，屬大陸性氣候，一般春、秋、冬三季多風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，春季多西南風(fēng)，大至89級，小至23級，有“三天不刮，不叫鐵法”之說法。降雨多集中在每年的七、八份，年降雨量最大達(dá)到1065.8毫米（1959年）。蒸發(fā)量最大值達(dá)到2028.4毫米（1962年）。年平均氣溫7度左右，最高達(dá)到35.8（1962年6月16日），最低達(dá)到34.3（1965年1月11日）。歷年凍土深度一般在110厘米左右，凍土一般時間為當(dāng)年10月至翌年5月，本區(qū)地震強(qiáng)度6級左右。1.2 井田及其附近的地質(zhì)特征1.2.1 井田地層井田地層皆同區(qū)域地層，地表僅出露有黑云母安山巖，粗面巖，正長斑巖，其它均被第四系所掩覆。據(jù)鉆孔資料所見有中生界侏羅系、白堊系及新生界第四系，由下而上分述如下：（一）中生界（）1、侏羅系上統(tǒng)阜新組（3）,為井田內(nèi)唯一含煤地層，本組分為四段：（1）底部砂礫巖段（3）該段賦存較深，僅于煤田北部柏家溝及三家子局部地區(qū)有出露。下部以灰綠色、暗褐色砂礫巖為主，分選不好，礫石成分以花崗片麻巖、石英巖礫為多，礫徑一般為2025厘米，最大1米左右。上部以灰色、深灰色砂巖為主，夾有礫巖，組成成分較雜，礫徑一般0.55厘米，具波狀及斜波狀層理。該 段厚約500米左右。（2）下含煤段（）由灰黑色、灰白色、灰色砂巖、泥巖和煤層、炭泥巖組成。僅在井田西部和南端巖石為雜色，深灰色的粗砂巖，含礫砂巖及砂礫巖和少許泥巖、煤層，其巖石碎屑以長石、石英巖為主，泥質(zhì)膠結(jié)，并有輝綠巖呈復(fù)式巖床侵入。該段厚約130200米，一般厚160米。產(chǎn)有Coniopteris（布列雅錐葉蕨）、Nilssonia（東方焦羽葉）等植物化石。該段共含煤22層，分別為121、122、12上、12、131、13、1411、1412、141、142、1521、1522、1523、152、1531、153、161、162、16上、16、171、172煤層，其中12、13、141、152、16層煤為本井田主要可采煤層，其余均為局部可采煤層。（3）中部砂巖、泥巖段（）本段為灰白色、灰色細(xì)砂巖夾粗砂巖、泥巖組成，層理發(fā)育，膠結(jié)致密，硬度略大，厚度4070米，一般50米左右。（4）上含煤段（）由灰、灰白、灰黑色砂巖、泥巖、含礫砂巖、礫巖及煤層組成，夾有菱鐵礦結(jié)核體，具斜波狀層理。局部亦有輝綠巖呈復(fù)式巖床侵入該段。該段厚150300米，一般約200米左右。產(chǎn)有Coniopteris等化石。該段共含煤23層，分別為21、22、231、23、33、421、422、423、42上、42、6、721、722、723、72上、72、8、92、93、9、101、102煤層，其中23、42、72、8、9為本井田主要可采煤層，其余均為局部可采煤層。2、白堊系下統(tǒng)孫家灣組（）,本組最大特征是以顏色區(qū)分為兩段：（1）下部灰綠色砂巖段（）夾有灰色粗砂巖、泥巖及不等粒砂礫巖層，泥質(zhì)膠結(jié)，厚度300米左右，并與侏羅系呈假整合或平行不整合接觸。（2）上部紫色砂巖、礫巖段（）本段以紫色為最大特征，以不等粒砂礫巖、礫巖和砂巖組成，間夾薄層泥巖，膠結(jié)為泥質(zhì)松軟。本井田該層多被無芯鉆進(jìn)，厚約150300米。（二）新生界第四系（）：上部由黃色或灰褐色的亞粘土所組成，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，全井田皆有分布。下部以砂、砂礫石為主，中夾砂層，底部較粗，一般礫徑5毫米左右，平均厚度15米左右，與白堊系呈不整合接觸。1.2.3 水文地質(zhì)一、含水層該井田可分為三個含水層1、第四系砂礫孔隙承壓含水層該層賦存于粘土及亞粘土下部，主要由黃色及灰白色砂及砂礫所組成的沖洪積層。成分以石英、長石、花崗片麻巖礫為主，一般礫徑25毫米，最大礫徑2030毫米。分選性一般，部分帶有棱角，上細(xì)下粗。其分布詳見圖 41。除3線以北的西北角局部存在一般厚28米的含水層外，15線基本不存在該含水層。主要是在中部59線和913由西向東呈扁豆?fàn)罘植加谘睾觾蓚?cè)。一般厚度218米，最大厚度20.17米（174孔），最小厚度1.90米（622孔），平均厚度8.58米。其底板最大深度27.93米（624孔），最小深度6.76米（173孔），平均深度19.82米。13線以南的西南角出現(xiàn)局部坡洪積砂礫孔隙承壓含水層，一般厚度216米。最大厚度18.10米。總之，該層最大厚度20.17米（174孔），最小厚度 1.50米 （731孔）， 平均7.75米。含水性，據(jù)959孔抽水試驗(yàn)0.309公升秒米，13.92米日。水位標(biāo)高66.55米。水質(zhì)為HCO3CaKNa型水。該層水主要補(bǔ)給來源為大氣降水，在枯季排泄于地表水。2、白堊系玄武巖、砂礫巖裂隙承壓弱含水層該層頂板與第四系底板呈不整合接觸，其底板與侏羅系含煤組頂部泥巖隔水層頂板相接。其巖性上部主要由紫紅色粗砂巖、砂礫巖及中期噴發(fā)玄武巖復(fù)合層所組成。下部則由灰綠色粗砂巖、砂礫巖復(fù)合巖層所組成。而上、下兩部又均夾泥巖、粉、細(xì)砂巖復(fù)合隔水夾層。井田北部（7線以北），基本圍繞3線的473、611兩個孔變厚160440米。中部（712線）東西兩側(cè)較厚，中間較薄，一般在200米左右。南部 （1215線），向南逐漸增厚80560米，一般厚400米左右。總之，該層最大厚度576.28米（南排8號孔），最小厚度1.76米（950孔），平均厚度225.41米。其底板最大深度710.24米（737孔)，最小深度364.90米（989孔）。該含水層之間夾泥巖、粉、細(xì)砂巖復(fù)合隔水夾層，起很大相對隔水作用。最大厚度437.29米（628孔），最小厚度21.35米（950孔），平均厚度210.49米。含水性按垂直分帶：、上覆40.2079.03米深的強(qiáng)風(fēng)化帶，簡易水文觀測消耗量比較大，一般大于5M3H以上，富水性較強(qiáng)。根據(jù)井田抽水試驗(yàn)，其含水性可分為南北兩部，南強(qiáng)北弱。 、位于強(qiáng)風(fēng)化帶下部，屬于中部的次弱風(fēng)化帶。深度170260米，含水性較弱。按井田抽水試驗(yàn)鉆孔，其含水性可分為南北兩部，也是南強(qiáng)北弱。、位于次弱風(fēng)化帶下部，也就是白堊系含水層下部，深度487.22米。含水性很弱，也同樣可分為南北兩部，南強(qiáng)北弱?？傊摵畬友a(bǔ)給來源主要靠上部水的垂直微弱滲透，排泄趨向深部，逕流條件差。3、侏羅系含煤組粗砂巖及砂礫巖裂隙承壓微弱直接充水含水層該層頂板為侏羅系含煤組頂部泥巖隔水層底板，底板為171層煤底板。其巖性主要由灰白色粗砂巖、砂礫巖復(fù)合巖層所組成。賦存于4、7、14、15層煤頂板和上、下煤組之間的河床相及粗砂巖,砂礫巖。由井田四周向中南部隨底板加深（630.881257.00米）而增厚20200米。該層最大厚度215.83米，最小厚度1.45米，平均厚度79.87米。最大深度1257.00米，最小深度630.88米。該含水層之間夾泥巖、粉、細(xì)砂巖復(fù)合隔水夾層，起很大的隔水作用。其最大厚度417.95米，最小厚度32.92米，平均厚度284.67米。含水性：按井田鉆孔抽水試驗(yàn)，該含水層可分為北部微弱區(qū)和南部強(qiáng)微弱含水區(qū)。總之，該含水層主要補(bǔ)給來源為白堊系間接充水含水層的微弱垂直滲透，又處于深部閉合、鹽化微循環(huán)環(huán)境中。逕流條件極其微弱，排泄條件極差。1.3 礦層質(zhì)量及礦層特征1.3.1 煤層及可采煤層本井田含煤地層為下二迭系山西組及上石炭系的太原組，計(jì)含煤14層。17煤層賦存于山西組，814層于太原組。4-2煤、7-2煤、12煤、13煤、15-2煤全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，余者皆為沉積不穩(wěn)定的煤層，雖有局部可采點(diǎn)，但因構(gòu)不成大塊段無法開采，現(xiàn)將主要可采煤層自上而下分別敘述如下：1)4-2煤層：位于山西組底部，為全區(qū)發(fā)育的可采煤層，為簡單結(jié)構(gòu)煤層，煤變化不大，平均厚度為4.3米。頂板厚層狀黑白相間條帶狀細(xì)粉砂巖。其底板為厚層狀粉砂巖。2)7-2煤層：位于太原組頂部，為全區(qū)發(fā)育的可采煤層，平均厚度3.0米。頂板為粗砂巖，海相泥巖。底板為粘土質(zhì)粉砂巖。3)12煤層：位于太原組上中部，全區(qū)發(fā)育，平均厚度3.0米。頂板厚層狀海相泥巖，底板為粘土巖。4）13煤層：位于太原組下中部，全區(qū)發(fā)育，平均厚度2.0米。頂板厚層狀細(xì)砂巖，底板為粗砂巖，海相泥巖。5）15-2煤層：位于太原組下部，全區(qū)發(fā)育，平均厚度2.5米。頂板厚層狀海相泥巖，底板為粘土巖。1.3.2 瓦斯、煤塵、自然發(fā)火1、瓦斯成分及自然含量在精查補(bǔ)充勘探階段，從42、72、12、13、152 等煤層中，采取瓦斯解吸煤樣157個，通過化驗(yàn)和計(jì)算，絕對瓦斯涌出量：80m3/min。相對瓦斯涌出量：10m3/t。2、瓦斯變化的幾點(diǎn)趨勢、瓦斯含量相對高出的部位，往往是接觸變質(zhì)煤，特別是天然焦分布的地方。、由于輝綠巖的侵入，接觸變質(zhì)作用的影響，隨著煤層賦存深度的增加，而瓦斯含量相對增高的趨勢表現(xiàn)雖然不明顯，但仍有所表現(xiàn)。、瓦斯分帶：本井田根據(jù)瓦斯成分（CH4），將瓦斯分成兩個帶，即CH4帶(CH480%，N2=2080%）和N2、CH4帶（N2、CH4均為2080%）。這兩個帶以CH4帶為主，N2、CH4帶只是呈小片分布于煤層中。3、大興礦煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的測定在建井階段，撫順煤研所對7煤層進(jìn)行了突出危險(xiǎn)性的指標(biāo)測定。測定結(jié)果，煤的突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)3685，煤層突出 危險(xiǎn)綜合指標(biāo)D12.818.5。因此，撫順煤研所認(rèn)為具有突出危險(xiǎn)性。4、實(shí)際生產(chǎn)情況在建井和生產(chǎn)過程中，大興礦共發(fā)生4次煤與瓦斯突出現(xiàn)象，如表53：在生產(chǎn)過程中，97 年測得瓦斯相對涌出量為 11.31M3T，絕對涌出量為 78.8M3T；98 年測得相對涌出量為15.46M3T，絕對涌出量為79.88M3T。造成大興井田瓦斯含量較高的原因?yàn)椋夯鸪蓭r活動頻繁，接觸變質(zhì)煤分布廣泛，煤層埋藏深，透氣性差。因此在生產(chǎn)過程中，對瓦斯的防治工作要給予高度重視。二、煤塵在精查階段從947、987、992三個鉆孔中，采取了72、12、152 三個煤層共5個煤塵煤樣，鑒定結(jié)果：火焰長度約大于400MM，巖粉量約為80。在生產(chǎn)過程中，96、97、98年測得煤塵爆炸指數(shù)在48.3055.63之間。因此本井田各煤層的煤塵，有強(qiáng)爆炸性或有爆炸危險(xiǎn)。三、煤的自燃通過對九個還原樣與氧化樣的分析，由于著火點(diǎn)之差（T）均大于40，因此屬于易自燃煤。在生產(chǎn)過程中就發(fā)生過煤的自燃現(xiàn)象。如S5701等多個工作面出現(xiàn)過CO增大現(xiàn)象。自然發(fā)火期為36個月。1.3.3 煤質(zhì)一、煤種大興井田各煤層共有長焰煤、氣煤、不粘煤、弱粘煤、貧煤和天然焦等六個煤種。由于弱粘煤和貧煤零星分布，不成片，故把這兩個零星分布點(diǎn)，并入到不粘煤之中。這樣，煤層中煤種只有四個煤種，即長焰煤、氣煤、不粘煤和天然焦。1、煤種的變化規(guī)律大興井田各煤層以區(qū)域變質(zhì)作用為主，但接觸變質(zhì)作用也相當(dāng)嚴(yán)重，它嚴(yán)重地破壞干擾了區(qū)域變質(zhì)作用的規(guī)律性，使煤種界線復(fù)雜化。、長焰煤和氣煤的分布規(guī)律、隨著煤層賦存深度的增加，長焰煤分布面積逐漸縮小，而氣煤分布面積逐漸增大。例如23煤層，氣煤零星分布，絕大部分為長焰煤；而12煤層長焰煤只在東北角零星分布，絕大部分為氣煤。就長焰煤和氣煤而言，上煤組以長焰煤為主，下煤組以氣煤為主。、同一煤種隨著煤層賦存深度的增加，而碳含量略有增高。以上兩點(diǎn)變化規(guī)律，得出一個結(jié)論：就是本井田各煤層隨著煤層賦存深度的增加，而煤的變質(zhì)程度相對增高。、天然焦變化的幾點(diǎn)規(guī)律、輝綠巖侵入煤層中間，影響煤的接觸變質(zhì)程度最為嚴(yán)重。、輝綠巖侵入煤層底部，輝綠巖與煤層的距離較輝綠巖的厚度影響嚴(yán)重。也就是說輝綠巖離煤層距離越小，煤層易變成天然焦；當(dāng)距離不變，輝綠巖厚度越大，煤層易變成天然焦。、輝綠巖侵入煤層頂部，輝綠巖和煤層的距離對煤層變成天然焦的影響，較輝綠巖的厚度大得多。通過對接觸變質(zhì)煤的資料分析和研究，得出下面結(jié)論：在影響接觸變質(zhì)程度的三個主要條件中，以輝綠巖對于煤層的空間位置影響最為重要，其次是輝綠巖和煤層的距離，再其次是輝綠巖的厚度。、不粘煤的分布規(guī)律大興井田總的煤層變質(zhì)程度符合希爾特定律，但局部地段、局部煤層變質(zhì)程度異常。分析其原因是火成巖的侵入，造成火成巖發(fā)育區(qū)域煤的熱變質(zhì)程度增高。大興井田的不粘煤主要分布在火成巖巖床附近，該煤種與火成巖有著十分密切的關(guān)系。二、煤質(zhì)特征1、煤的物理性質(zhì)、長焰煤與氣煤煤為黑色，條痕微帶褐色，瀝青光澤，具參差狀、貝殼狀、階梯狀、眼球狀斷口。8、9、13煤層，眼球狀斷口比較發(fā)育；72、12、141煤層貝殼狀斷口比較發(fā)育。容重一般為 1.301.34，9、152、16 煤層等容重較高，一般為1.301.36。煤層硬度均不大。各煤層比較，42、8、9、13、16等煤層較硬；72、12、141等煤層較脆。各煤層中有兩組近于垂直煤層的節(jié)理，其中一條節(jié)理發(fā)育，近東西向。煤層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造：各煤層具線理狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造普遍發(fā)育，塊狀構(gòu)造只有個別煤層局部發(fā)育。、天然焦由于輝綠巖的侵入，煤層部分或全部變成天然焦。天然焦的顏色變淺、灰淺灰色，光澤增強(qiáng)為金鋼似金屬光澤，外生裂隙發(fā)育，內(nèi)有方解石充填。粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，比較堅(jiān)硬。、不粘煤其物理性質(zhì)介于長焰煤、氣煤天然焦之間。2、煤的化學(xué)性質(zhì)、水分各煤層凈煤水分略高于原煤水分，水分含量0.5615.54。一般凈煤水分在4.05左右，原煤水分在3.27左右。煤層水分含量從長焰煤、氣煤、不粘煤天然焦依次減小，隨著煤層賦存深度的增加，水分含量逐漸減小。、灰分除天然焦外，煤層灰分含量在5.6239.87之間，一般灰分含量在17.0022.73之間。在10 個主煤層中，72、9煤層灰分偏低，42、12、141、16煤層灰分略高，23、8、13、152煤層灰分偏高。、揮發(fā)分原煤揮發(fā)分略高于凈煤揮發(fā)分，氣煤揮發(fā)分略高于長焰煤，不粘煤揮發(fā)分則較低，一般低7，天然焦揮發(fā)分則更低。、發(fā)熱量煤的發(fā)熱量隨著灰分的增高而降低，隨著深度的增加而增高。 、碳、氫含量碳含量一般在80.34左右，氫含量一般在5.1左右。碳的含量有隨著煤層賦存深度的增加而增高的趨勢。不粘煤這種趨勢不明顯。就全井田而言，長焰煤、氣煤、不粘煤的碳、氫含量比較穩(wěn)定，只是不粘煤氫含量略低些。、含焦油率本井田5個主要可采煤層（4-2、7-2、12、13、15-2）的長焰煤和氣煤平均焦油率，均在8以上，最高達(dá)13.83，屬富油煤。10個主要可采煤層不粘煤的焦油產(chǎn)率，除7-2、13煤層為富油煤外，其余均為含油煤。、化學(xué)活性從井田內(nèi)7個鉆孔，4個煤層中，采取10個化學(xué)活性樣?；?yàn)結(jié)果為CO2還原率太低，當(dāng)溫度在900時，平均僅為4.77，不能做氣化用煤。、灰分結(jié)渣性從924孔4煤層中，采取1個灰分結(jié)渣樣。試驗(yàn)結(jié)果，屬強(qiáng)結(jié)渣性。、灰成分長焰煤、氣煤的SO2、A23的含量較高，而不粘煤、天然焦含量較低；長焰煤、氣煤的F2O3、CO、MO的含量較低,而不粘煤、天然焦的含量較高。、灰熔點(diǎn)長焰煤、氣煤的灰熔點(diǎn)較高，不粘煤、天然焦的灰熔點(diǎn)較低，這與灰成分有關(guān)。長焰煤、氣煤、不粘煤屬高熔灰分；天然焦屬低熔灰分。、硫、磷含量硫含量上煤組含量比下煤組高；長焰煤、氣煤比不粘煤和天然焦高；原煤硫含量高于凈煤。硫含量（SQ%）一般在0.50，屬特低低硫煤層。磷含量(Pg %)原煤高于凈煤，一般為0.0070.015，屬低磷煤層。、砷（A2O3）、氯（CI）砷含量上煤組變化較大，在1.610ppm之間，下煤組比較穩(wěn)定，變化小，在55.6ppm之間。上煤組氯含量較低；變化在0.00320.0068之間，下煤組氯含量較高，變化 在0.0110.03之間。、可選性根據(jù) 我礦洗煤廠提供的原料煤入洗0.1含量約為10，屬于易選煤。、生產(chǎn)原煤灰分經(jīng)過對近幾年生產(chǎn)原煤灰分的統(tǒng)計(jì)，42煤層原煤灰分一般在37左右，72煤層原煤灰分在27左右。與精查補(bǔ)報(bào)告原煤灰分預(yù)計(jì)基本一致，略高兩個百分點(diǎn)。、煤的工業(yè)用途綜上煤質(zhì)的指標(biāo)，本井田的長焰煤、氣煤和不粘煤可做動力用煤；長焰煤和氣煤可做煉油用煤；氣煤可做煉焦配煤。 圖1-1綜合柱壯圖Figure 1 -1-strong comprehensive plan2 井田境界與儲量2.1 井田境界2.1.1 井田境界 井田以南北為走向，東西為傾向。其井田境界：該井田北與大隆井田毗鄰，以15、16號斷層及72煤層525米等高線為界，東鄰曉南井田以3、31、2、35號斷層為界，西界為55、56號斷層，南以煤層最低可采厚度邊界線為界。井田走向長7.5千米，傾向?qū)?.8千米，井田面積約28.5平方公里。邊界煤柱的留法及尺寸：1)井田邊界礦柱留30米。2)井田淺部防水煤柱斜長50米。3)斷層煤柱每側(cè)各為20米。 2.1.2 鄰近井田的開發(fā)情況及與本礦的影響本井田西部為大隆礦，西南部與曉南礦相鄰，均以斷層或勘探線為界，現(xiàn)分述如下 ： 1） 大隆井田 大隆井田位于小山井田西側(cè)，以斷層F76、F14、F19為界，大隆礦井于1966年9月開始興建，1972年12月開始投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為92萬噸。后經(jīng)改擴(kuò)建井型為180萬噸的現(xiàn)代化大型礦井，開采4，7兩層煤。由于大隆井田與小山井田邊界斷層的控制程度不同，有待于在今后的生產(chǎn)中進(jìn)一步確定。 2） 曉南井田 曉南井田位于小山西南部，以 F19 斷層為界，曉南礦井1971年10月開始籌建，于1980年9月28日建成投產(chǎn)，礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為90萬噸，后經(jīng)技術(shù)改進(jìn)，擴(kuò)建成年產(chǎn)量為180萬噸的大型現(xiàn)代化的礦井，進(jìn)入90年代后，逐步實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，現(xiàn)開采煤層為2與4-2兩個煤層。2.1.3 論述所定邊界的合理性本井田以斷層為邊界，充分利用自然條件。在井田范圍內(nèi)，儲量、煤層賦存及開采條件均與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。井田內(nèi)有足夠的儲量和合理的服務(wù)年限。井田走向長度大于傾斜長度，有五層煤，可保證礦井各個開采水平有足夠的服務(wù)年限。階段高度及階段斜長適當(dāng)，礦井通風(fēng)、井下運(yùn)輸較容易。 根據(jù)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴(kuò)展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定7： 1)首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡單，儲量可靠，開采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場保護(hù)煤柱邊界線。 2)開采煤層群時，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨(dú)布置采區(qū)。 3)開采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開采，一般不得分采分運(yùn)。 綜上所述，礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場的東北部，采區(qū)儲量豐富，有利于運(yùn)輸。東南部劃分為一個采區(qū)，有利于礦井的均衡生產(chǎn)、運(yùn)輸較為集中和減少巷道的開拓費(fèi)用。所以井田劃分是合理的。2.2 井田的儲量2.2.1 井田儲量的計(jì)算原則71)按照地下實(shí)際埋藏的煤炭儲量計(jì)算，不考慮開采、選礦及加工時的損失。2)儲量計(jì)算的最大垂深與勘探深度一致。對于大、中型礦井，一般不超過1000米。3)精查階段的煤炭儲量計(jì)算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致。4)凡是分水平開采的井田，在計(jì)算儲量時，也應(yīng)該分水平計(jì)算儲量。5)由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭，如在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱，要分別計(jì)算儲量。6)煤層傾角不大于15度時，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲量。7)煤層中所夾的大于0.05米厚的高灰煤（夾矸）不參與儲量的計(jì)算。8)參與儲量計(jì)算的各煤層原煤干燥時的灰分不大于40%。2.2.2井田的工業(yè)儲量礦井的工業(yè)儲量：勘探地質(zhì)報(bào)告中提供的能利用儲量中的A、B、C三級儲量。 本井田的工業(yè)儲量的算： Zg =21565969/cos10(4.3+3+3+2+2.5) 1.35=4.396億噸 （2-1）其中 4-2煤儲量：21565969/cos104.31.35=1.277億噸 （2-2）7-2煤儲量：21565969/cos1031.35=0.891億噸 （2-3）12煤儲量： 21565969/cos1031.35=0.891億噸 （2-4）13煤儲量：21565969/cos1021.35=0.594億噸 （2-5）15-2煤儲量：21565969/cos102.51.35=0.742億噸 （2-6）表2-1工業(yè)儲量計(jì)算表Table 2 -1 industrial reserves calculation table煤層號4-27-2121315-2工業(yè)儲量/億噸1.2770.8910.8910.5940.742總計(jì)/億噸4.3962.2.3 礦井的地質(zhì)損失和永久礦柱損失因?yàn)榫飪?nèi)有個大斷層，需要留設(shè)保護(hù)煤柱：Z1=69233/cos1014.81.35=142.2（萬噸） （2-7） Z2=39292/cos1014.81.35=80.1（萬噸） （2-8） 因?yàn)檫吔缧枰粼O(shè)邊界保護(hù)煤柱：Z3=623648/cos1014.81.35=1271.4(萬噸） （2-9）總計(jì)永久煤柱損失： Zy=Z1+Z2+Z3 =1493.7（萬噸） （2-10）礦井的設(shè)計(jì)儲量：Zs=Zg-Zy=4.396-0.14937=4.246(億噸) （2-11）2.2.4 礦井的設(shè)計(jì)可采儲量礦井的設(shè)計(jì)可采儲量是指礦井的設(shè)計(jì)儲量減去工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱量后乘以采區(qū)回采率的儲量。礦井設(shè)計(jì)可采儲量的計(jì)算礦井工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失的計(jì)算4-2煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失： 912124/cos101.354.3=0.05億噸 （2-12）7-2煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失： 923135/cos101.353=0.04億噸 （2-13）12煤層工業(yè)廣場煤柱梯形損失： 1001321/cos101.353=0.04億噸 （2-14）13煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失：1015735/cos101.352=0.028億噸 （2-15）15-2煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失：1017625/cos101.352.5=0.035億噸 （2-16） 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失量：Zgy=0.05+0.04+0.04+0.028+0.035=0.193億噸 （2-17）所以礦井的設(shè)計(jì)可采儲量為:Zk=(Zs- Zgy) C （2-18）式中：Zk礦井設(shè)計(jì)可采儲量； Zs礦井可采儲量； Zgy礦井工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失量； C礦井采區(qū)的回采率，厚煤層不低于0.75，中厚煤層不低于0.8，薄煤層不低于0.85。所以，本礦井設(shè)計(jì)可采儲量Zk=(Zs-Zgy) C=（4.246-0.193）0.75=3.04億噸 （2-19）3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度3.1 礦井的年產(chǎn)量及服務(wù)年限3.1.1 說明礦井的年產(chǎn)量礦井的年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）確定的合理與否，對保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭儲量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場銷售量等許多因素有關(guān)。經(jīng)分析比較，設(shè)計(jì)認(rèn)為礦井的生產(chǎn)能力確定為300萬噸/年不僅是可行的，也是合理的，理由如下：1)儲量豐富煤炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一。本井田內(nèi)可采的煤層達(dá)到5層，保有工業(yè)儲量為4.396億噸，按照300萬噸/年的生產(chǎn)能力，能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。2)開采技術(shù)條件好本井田煤層賦存穩(wěn)定，井田面積大，煤層埋藏較深，傾角小，結(jié)構(gòu)簡單，水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層結(jié)構(gòu)單一，適宜綜合機(jī)械化開采，可采煤層均為厚煤層，適合高產(chǎn)高效工作面開采。3)具有先進(jìn)的開采經(jīng)驗(yàn)近年來，“高產(chǎn)高效”工藝在煤礦成產(chǎn)中有了很大發(fā)展，而且該工藝投入少、效率高、成本低、效益好、生產(chǎn)集中簡單、開采技術(shù)基本趨于成熟。綜上所述，由于礦井優(yōu)越的條件及外部運(yùn)輸條件，有利于把本礦井建設(shè)成為一個高產(chǎn)、高效礦井。礦井的生產(chǎn)能力為300萬噸是可行的、合理的。3.1.2 礦井的服務(wù)年限礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宜按工作日330天計(jì)算，每天凈提升時間為16小時。根據(jù)設(shè)計(jì)，工作面長220米，滾筒采用750毫米，一個工作面生產(chǎn)，一天割10刀，煤的比重為1.35噸/立方米，工作面的采出率為95%。所以礦井的生產(chǎn)能力為： 2200.75104.31.3595%330=300萬噸 （3-1）滿足礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力每年300萬噸。 根據(jù)煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，在計(jì)算礦井服務(wù)年限時，儲量備用系數(shù)宜采用1.31.5，本礦井采用1.3。 由礦井的服務(wù)年限計(jì)算公式6： P=Zk/AK （3-2） 式中： Zk礦井設(shè)計(jì)可采儲量； A礦井的年產(chǎn)量； K礦井儲量備用系數(shù)，一般取1.3 P=ZkAK =3.040.031.3 =78年根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限應(yīng)符合下列規(guī)定，新建礦井及其第一水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于表內(nèi)各年限值表3-1新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限Table 3 -1 new mine design service life礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）煤層傾角25煤層傾角2545煤層傾角456.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515本礦井服務(wù)年限為78年按要求大于其規(guī)定值，所以服務(wù)年限合理。3.1.3 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增加的可能性 建井后產(chǎn)量出現(xiàn)增大，其可能性為：1)因在設(shè)計(jì)中考慮90%的面正規(guī)循環(huán)率，投產(chǎn)后，由于技術(shù)管理水平的提高，可突破90%的面正規(guī)循環(huán)率，故產(chǎn)量會增大。2)礦井的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計(jì)能力，提高了年產(chǎn)量。3)工作面的回采率提高，導(dǎo)致在相同的條件下，產(chǎn)量也會增加。4)采取地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲量及較好的開采條件。3.2 礦井的一般工作制度3.2.1 礦井的工作日數(shù)礦井的年工作日數(shù)為330天。3.2.2 礦井的工作班數(shù)、落礦班數(shù)、每班工作時數(shù)礦井實(shí)施“三八”工作制，即每晝夜兩個半采煤工作班和半個檢班。采煤班內(nèi)進(jìn)行“落、裝、運(yùn)、支、移”工序工作，準(zhǔn)備班進(jìn)行回柱放頂，設(shè)備檢修，推移轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸平巷膠帶輸送機(jī)等工作；檢修班內(nèi)進(jìn)行檢修設(shè)備，以提高生產(chǎn)率。出煤班為兩班半，三個班每班工作八個小時。3.2.3 每晝夜提升時數(shù)每晝夜凈提升時數(shù)為16小時。4 井田開拓4.1 井筒形式及位置的確定4.1.1 井筒形式的確定礦井開拓就井筒形式來說，一般有以下幾種形式:平硐、立井、斜井和混合式下面就幾種形式進(jìn)行技術(shù)分析，然后進(jìn)行確定采用哪種開拓方式平硐開拓的優(yōu)點(diǎn)是井下出煤不需要提升轉(zhuǎn)載即可由平硐直接外運(yùn)，因而運(yùn)輸環(huán)節(jié)和運(yùn)輸設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低但一般就適用與煤層埋藏較淺，平硐適合在較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)很顯然，這種開拓方式不適合本礦井斜井與立井相比，井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，速度快、地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單因而投資較少，建井期較短，斜井適用與煤層埋藏較淺，傾角較大的傾斜煤層且按照皮帶斜井設(shè)計(jì)時，傾角不超過17度的話，此時斜井的長度是非常大的，立井開拓的適用性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯水文等自然條件的限制，立井井筒短，通風(fēng)阻力小，對深井更為有利。本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，用立井開拓不會造成影響，再有一大好處就是井筒開鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零對煤炭提升極為有利。對于本礦井來說平硐和斜井都是不適合的，所以混合式就更不能采用。根據(jù)1規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定儲量比較豐富等特點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用立井開拓。4.1.2 井筒的位置井筒位置與井筒形式，用途是密切聯(lián)系的，確定井筒位置是井田開拓的一個重要問題，合理的井筒位置應(yīng)對井下開采有利，井筒的開掘和使用安全可靠，且地面工業(yè)廣場的布置合理，本設(shè)計(jì)井田采用立井井筒，選擇井筒位置主要考慮以下幾個方面的因素1：1)盡可能使井筒煤柱少壓煤，地面工業(yè)廣場要布置合理，少占良田。2)井筒位置要盡可能在井田儲量中心或盡可能地靠近井田儲量中心。3)井筒位置的確定應(yīng)首先考慮有利于第一水平的開采，并兼顧下水平的開采，以減少第一水平的工程量，加快建井速度，并保證第一水平有足夠的服務(wù)年限。4)為了使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難，以及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層具有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)及維護(hù)。5)有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤塊段，首采區(qū)應(yīng)少遷村或不遷村。6)水源、電源較近，礦井設(shè)在鐵路專用線短，道路布置合理。如圖所示圖4-1井筒位置剖面圖Figure 4 -1 shaft location profiles表4-1井筒斷面及位置Tablet.4-1 Table of economic comparison井筒名稱井筒用途凈斷面/m2井筒長度/m井口位置坐標(biāo) 經(jīng)緯坐標(biāo)主 井提煤進(jìn)風(fēng)33.1792542448-91458副 井運(yùn)料、運(yùn)矸進(jìn)風(fēng)、行人33.1790542540-91342 風(fēng) 井 回風(fēng)兼作安全出口23.7588542781-91284主井、副井、風(fēng)井?dāng)嗝鎴D見圖4-2、4-3、4-4主井、副井、風(fēng)井井筒及其裝備技術(shù)特征見表4-2、4-3、4-4主井、副井、風(fēng)井具體位置參見開拓系統(tǒng)平、剖面圖圖4-2主井?dāng)嗝鎴DFigure 4 -2 main shaft section map表4-2 井筒斷面特征Tablet 4-2The diagram of the feature of wells凈斷面/m2掘進(jìn)斷面/m3掘進(jìn)體積/m3混凝土消耗/萬噸33.1735.130682.258.4 圖4-3 副井?dāng)嗝嫣卣鱂ig.4-3 The diagram of subsidiary biggest feature表4-3井筒斷面特征Tablet 4-7The diagram of the feature of wells井筒直徑/米用途井筒長度/米傾角/度提升容器井筒支護(hù)6.5進(jìn)風(fēng)運(yùn)料90590雙層罐籠混凝土 圖4-4 風(fēng)井?dāng)嗝嫣卣鱂ig.4-4 The diagram of wind wells biggest feature表4-4井筒斷面特征Tablet 4-4 The diagram of the feature of wells井筒直徑/米用途井筒長度/米傾角/度提升容器井筒支護(hù)5.5回風(fēng)88590無混凝土4.1.3 井筒數(shù)目的確定根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，生產(chǎn)礦井必須至少有兩個能行人的通到地面的安全出口，本設(shè)計(jì)礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬噸，采用立井開拓，主井使用兩對16噸箕斗提升，副井使用一對雙層四車（1噸）罐籠提升，風(fēng)井內(nèi)設(shè)螺旋梯子間，與副井一起作為安全出口，故開采水平時，井筒數(shù)目有三個，它們是主井、副井、風(fēng)井。4.2 開采水平的設(shè)計(jì)4.2.1 水平高度的確定本設(shè)計(jì)井田煤層平均傾角為10，屬近水平煤層，再加之井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，故可采用傾斜長壁采煤法，根據(jù)煤層間距，考慮