畢業(yè)設(shè)計采礦工程專業(yè)興無煤礦南采區(qū)120萬噸初步設(shè)計

1、摘摘 要要 畢業(yè)設(shè)計是采礦工程專業(yè)最后一個教學環(huán)節(jié)，其目的是使本專業(yè)學生運用 大學階段所學的知識聯(lián)系礦井生產(chǎn)實際進行礦井開采設(shè)計，并就本專業(yè)范圍的 某一課題進行較深入的研究。 中國是世界最大產(chǎn)煤國，煤炭在中國經(jīng)濟社會發(fā)展中占有極重要的地位。 煤炭是工業(yè)的糧食，我國一次能量消費中，煤炭占 75%以上。煤炭發(fā)展的快慢， 將直接關(guān)系到國計民生。作為采礦專業(yè)的一名學生，我很榮幸能夠為祖國煤炭 事業(yè)盡一份力。 本設(shè)計所選題目為山西省柳林縣興無煤礦南采區(qū) 4#煤層 1.20mt/a 井田 初步設(shè)計 ，在所收集地質(zhì)材料的前提下，由指導教師給予指導，并合理運用 平時及課堂上積累的知識，查找有關(guān)資料，力求設(shè)計出

2、一個高產(chǎn)、高效、安全 的現(xiàn)代化礦井。 本設(shè)計理論聯(lián)系實際，從礦井的開拓、開采、運輸、通風、提升及工作面 的采煤方法等各個環(huán)節(jié)進行了詳細的敘述，并進行了技術(shù)和經(jīng)濟比較。論述了 本設(shè)計的合理性，完成了畢業(yè)設(shè)計要求的內(nèi)容。同時設(shè)計說明書圖文并茂，使 設(shè)計的內(nèi)容更容易被理解和接受。在設(shè)計過程中，得到了指導老師的詳細指導 和同學的悉心幫助，在此表示感謝。由于設(shè)計時間和本人能力有限，難免有錯 誤和疏漏之處，望老師給予批評指正。 關(guān)鍵詞：井田設(shè)計 采煤方法 礦井通風 abstract graduation design is the last mining engineering teaching, its

3、 purpose is to make the students use the university stage knowledge contact mine actual production the mine design, and the professional range of a subject for a more in-depth study. china is the worlds largest coal producing country, coal in chinas economic and social development plays an important

4、 role in. coal is industrial commissariat, our country primary energy consumption, coal accounted for more than 75%. coal development speed, will be directly related to the beneficial to the peoples livelihood. as mining specialized student, i am very honored to coal for the country contribute force

5、. the design of the selected topic of shanxi province liulin county colliery mining area 1.20mt/a coal mine south of 4# preliminary design , in the collection of geological material under the premise, guided by the teacher to give guidance, and rational use of peacetime and class of accumulated know

6、ledge, find the relevant information, and strive to design a high yield, high efficiency, safety modern mine. the design of integration of theory with practice, from the mine development, mining, transport, ventilation, and enhance the working face coal mining method and other aspects were described

7、 in detail, and the technical and economic comparison. discusses the rationality of the design, completed the graduation design content. at the same time the design specification with illustrations, make the design of the content more easily understand and accept. in the design process, guided by th

8、e teachers guide students in detail and help, in this thank. due to the design time and i limited capacity, hard to avoid mistakes and omissions, hope the teacher to give the criticism. key word：ida design coal mining method mine ventilation 目目 錄錄 摘摘 要要.1 abstract.2 目目 錄錄.3 第一章第一章 井田概況及地質(zhì)情況井田概況及地質(zhì)情況

9、 .5 第一節(jié) 礦井概況 .5 第二節(jié) 井田概況 .5 第三節(jié) 井田地質(zhì)特征 .9 第二章第二章 井田開拓井田開拓.20 第一節(jié) 井田境界及儲量 .20 第二節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務年限.23 第三節(jié)井田開拓.24 第四節(jié) 井筒及裝備 .27 第五節(jié) 井底車場及硐室 .28 第三章第三章 大巷運輸及設(shè)備大巷運輸及設(shè)備.29 第一節(jié) 運輸方式的選擇 .29 第二節(jié) 礦車.30 第三節(jié) 運輸設(shè)備選型 .31 第四章第四章 采區(qū)布置及裝備采區(qū)布置及裝備.39 第一節(jié) 采煤方法 .39 第二節(jié) 采區(qū)布置 .45 第三節(jié) 巷道掘進 .47 第五章第五章 通風和安全通風和安全 .50 第一節(jié) 概況.50

10、 第二節(jié) 礦井通風 .52 第三節(jié) 安全.63 第六章第六章 地面生產(chǎn)系統(tǒng)地面生產(chǎn)系統(tǒng).65 第一節(jié) 煤質(zhì)及其用途 .65 第二節(jié) 煤的加工 .65 第三節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng) .66 第三節(jié) 輔助設(shè)施 .67 第七章第七章 礦井主要設(shè)備礦井主要設(shè)備.69 第一節(jié) 主副井提升設(shè)備 .69 第二節(jié) 通風設(shè)備 .70 第三節(jié) 排水設(shè)備 .71 第四節(jié) 壓風設(shè)備 .74 第八章第八章 建井工期建井工期.75 第一節(jié) 建井工期 .75 第二節(jié) 產(chǎn)量遞增計劃 .76 第九章第九章 技術(shù)經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟.77 第一節(jié) 勞動定員.77 第二節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟指標 .77 致致 謝謝.80 參考文獻參考文獻.81 附附 錄錄.8

11、2 第一章第一章 井田概況及地質(zhì)情況井田概況及地質(zhì)情況 第一節(jié)第一節(jié) 礦井概況礦井概況 山西柳林興無煤礦有限責任公司為合法的煤礦生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)，企業(yè)類型為有限責 任公司，采礦許可證號 c1400002009101220041023，煤炭生產(chǎn)許可證號 201423270139。 興無煤礦始建于 1929 年，1968 年進行技術(shù)改造并投產(chǎn)，井田開拓方式為斜井開 拓。1983 年經(jīng)地縣核定，礦井生產(chǎn)能力 0.07mt/a，1989 年產(chǎn)量 0.10mt。1991 年 5 月 貸款 l.04 億元實施了礦井 0.60mt/a 擴建，1995 年 7 月擴建完成，擴建能力為 0.60mt/a；礦井改擴建

12、完成后業(yè)主自己投資建成了 0.10mt/a 小型選煤廠；2003 年礦 井核定生產(chǎn)能力為 0.70mt/a，2003 年2004 年期間，對礦井采掘、提升、通風、瓦 斯抽放、供電系統(tǒng)以及排水、供熱、除塵、通信等進行了技術(shù)改造，系統(tǒng)能力達到 1.20mt/a，洗煤廠生產(chǎn)能力改擴建為 0.90mt/a。本設(shè)計為興無煤礦南采區(qū) 120 萬噸/ 年初步設(shè)計，礦井裝備一個綜采工作面，2 個綜掘工作面，2 個普掘工作面，按照年工 作 300 天，每天 3 班作業(yè)，日凈提升時間 14h 工作，保證礦井采、掘生產(chǎn)。 第二節(jié)第二節(jié) 井田概況井田概況 一、井田位置與交通一、井田位置與交通 興無井田位于山西省柳林縣

13、境內(nèi)，工業(yè)場地位于柳林縣莊上鎮(zhèn)莊上村，南距柳林 縣縣城 6km，距太原 240 km。 柳（林）石（樓）公路從該礦工業(yè)場地通過，并與太（原）軍（渡）公路相 接，太（原）軍（渡）高速公路從礦井工業(yè)場地北側(cè)穿過，在柳林縣城留有出入路 口；孝（義）柳（林）鐵路已建成運營多年，通過該鐵路經(jīng)南同蒲鐵路可將煤炭運 往全國各地。 井田位置及交通情況見圖 1-1-1。 二、地形、地勢二、地形、地勢 井田地處山西省西部河東煤田中段，呂梁背斜西翼青龍城勘探區(qū)內(nèi)，屬低山丘陵 區(qū)。井田內(nèi)溝谷縱橫，侵蝕、沖刷劇烈，大面積為黃土覆蓋，地勢西北低，東南高， 地形復雜，地貌多變。井田內(nèi)最高點海拔+1096m（雙棗圪垯） ，最

14、低點海拔+847m（前 元莊）,最大相對高差約 250m。 三、河流與水體三、河流與水體 該井田范圍屬于黃河水系，三川河支流。三川河由東向西經(jīng)井田的鄰區(qū)礬水溝井 田北界在軍渡匯入黃河。河流常年流水，年平均流量 5.34-9.45m3/s，洪峰最大流量 為 2260m3/s。 井田范圍內(nèi)無大的水系、河流。灰塌則河為區(qū)內(nèi)主要河流，從南東向北西旁流經(jīng) 礦井工業(yè)場地北側(cè)在柳林縣城附近匯入三川河。灰塌則河發(fā)源于礦井南部山區(qū)，長約 60km，為季節(jié)性溪流，由小泉補給。根據(jù)調(diào)查，近 60 年洪水期最大流量為 267m3/s， 礦井工業(yè)場地附近水深 8.0m（1972 年） ，工業(yè)場地地坪與河道相對高差 10

15、15m，河 道兩側(cè)地形坡度大，洪水排泄通暢，工業(yè)場地不受洪水威脅。 四、氣象、地震四、氣象、地震 本區(qū)屬典型的大陸性氣候，春季干旱無雨，夏季炎熱多雨，秋季溫度、濕度適中， 冬季寒冷干燥，日平均最高氣溫 25.6，最低氣溫為-6.5，一般 1 月份氣溫最低， 7 月份氣溫最高，12 月份開始冰凍，第二年 3 月份開始解凍，最大凍土厚度為 0.91m；日平均最大風速 3.1m/s；年降雨量 374.4577.7mm，大多集中在 7、8 月份； 年蒸發(fā)量 1711mm。 按照國家地震局和建設(shè)部發(fā)布的中國地震烈度區(qū)劃圖（1990） 、山西省抗震辦 公室 1993 年 6 月編制的山西省工程抗震設(shè)防烈度

16、圖 ， 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 （gb500112001）附錄 a 劃分，井田所在區(qū)域抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計基本地震加 速度值為 0.05g。 五、水源、電源及通信情況五、水源、電源及通信情況 （一）水源 礦井所在區(qū)域地面水系不發(fā)育，加之工業(yè)設(shè)施的建設(shè)，地表水有一定污染，如流 經(jīng)工業(yè)場地的灰塌則河，水質(zhì)污染比較嚴重，無法作為礦井水源利用。地下淺層水和 深層灰?guī)r水豐富，可以作為礦井供水水源。目前礦井建有 3 眼水源井（井深 342m，靜 止水位 54m，含水層涌水量 800t/d） ，向礦井提供工業(yè)和生活用水，每口井的供水能力 50m3/小時。兩口井供給礦井生產(chǎn)用水，一口井向生活區(qū)供水，滿足礦井

17、用水需要。多 年使用證明，水源供水穩(wěn)定，水質(zhì)符合要求。 （二）電源 興無煤礦現(xiàn)有 35kv 變電所一座，兩回電源進線，一回 35kv 電源引至穆村 110kv 變電所，線路長 9.39km，導線型號 lgf-120mm2；另一回 35kv 電源引至青龍 110kv 變 電所，線路長 6.625km，導線型號 lgj-120 mm2。 穆村 110kv 變電所，雙電源進線，一回引自中陽金羅 220kv 變電所，另一回引自 柳林大電廠 220kv 變電所。該 110kv 變電所現(xiàn)有主變 20000kva 一臺，40000kva 一臺。 青龍變電所共有三回電源進線，一回引自柳林大電廠 220kv 變

18、電所，一回引自汾陽 220kv 變電所，還有一回引自中陽金羅 220kv 變電所，現(xiàn)有 2 臺 20000kva 主變運行， 明年準備增容改造更換至兩臺 40000kva 的主變。 興無煤礦 35kv 變電所內(nèi)安裝 sz9-6300/35 355%/10.5 變壓器 2 臺，35kv 側(cè)采 用單母線，10kv 側(cè)為單母線分段運行，兩臺變壓器分列運行。 （三）通信 目前柳林縣已實現(xiàn)電話程控化，國家通訊網(wǎng)已覆蓋全區(qū)。礦井通信可通過局域通 訊網(wǎng)與外部通訊網(wǎng)匯接。 六、井田內(nèi)小窯分布及開采情況六、井田內(nèi)小窯分布及開采情況 本井田煤層賦存穩(wěn)定，目前井田內(nèi)及周邊有多個具有開采證的小煤礦，本項目實 施過程中

19、必須加強對小煤礦的監(jiān)督與管理，禁止越界開采。 七、遷村、土地征用情況七、遷村、土地征用情況 井田范圍較大村莊有前元村、后元村、曹家山、山頭村等。業(yè)主安排前期開采區(qū) 的后元村（壓煤面積 0.56km2）進行搬遷，其他村莊按留設(shè)煤柱考慮，井田保留村莊 共壓煤 27.61mt。礦井建設(shè)過程中，就村莊下壓煤進行專題研究，比較論證村莊搬遷 與壓煤開采。建議有關(guān)部門將“村莊壓煤開采”與“農(nóng)村城鎮(zhèn)改造”統(tǒng)一協(xié)調(diào)，將 “煤炭開采區(qū)治理”和“村莊搬遷”統(tǒng)一協(xié)調(diào)。 第三節(jié)第三節(jié) 井田地質(zhì)特征井田地質(zhì)特征 一、井田地層一、井田地層 井田內(nèi)地表黃土覆蓋面積較大，僅在東部邊界及溝谷中零星出露，井田勘探鉆孔 資料證明，井

20、田地層由老至新有奧陶系（o） 、石炭系（c2） 、二疊系（p2） 、第三系(n)、 第四系(q)，各地層特征簡述如下： 奧陶系（o）：厚度約 430.20m，其中峰峰組厚 83.50m，馬家溝組厚 346.70m。 鉆孔在本區(qū)揭露最大厚度為 21.51m,巖性主要為深灰色厚層狀石灰?guī)r，上部含較多鐵 質(zhì)而呈棕紅色，下部較純呈乳白色。 石炭系中統(tǒng)本溪組（c2b）：為一套鐵鋁巖、鋁土質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、 石灰?guī)r組成的海陸交互相沉積，與下伏地層呈平行不整合接觸。 下部為鋁土質(zhì)泥巖局部鉆孔含鐵質(zhì)較富，為山西式鐵礦；中部沉積三層灰?guī)r，較 穩(wěn)定，上部主要為泥巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖等，本組地層沉積厚度較穩(wěn)定，

21、厚度為 37.1044.10m，平均 42.82m。與下伏奧陶系峰峰組地層呈平行不整合接觸。 石炭系上統(tǒng)太原組（c3t）：為一套泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r、鋁土質(zhì) 泥巖、煤層組成的海陸交互相沉積，為主要含煤地層，底部 k1 砂巖(閻家灣砂巖)在本 區(qū)沉積較穩(wěn)定，相當于太原西山剖面的晉祠砂巖，是太原組與本溪組的分界層。 本組四層灰?guī)r(l1、k2、l4、l5)，五層煤層(6、7、8、9、10 號)在全區(qū)沉積穩(wěn)定， 變化規(guī)律明顯，均可作為本組的標志層，本組厚度為 74.1094.80m，平均 92.56m。 與下伏中石炭統(tǒng)本溪組呈整合接觸。 二疊系下統(tǒng)山西組（p1s）: 為砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖煤層

22、等組成的海陸交互 相向陸相過渡的含煤沉積，為本區(qū)的主要含煤地層，中部兩層煤層(4、5 號)為本區(qū)的 主要可采煤層。中間一層黑色泥巖全區(qū)穩(wěn)定沉積，上部為灰黑色泥巖夾煤線。 本組厚度 30.8068.91 m，為平均 60.61m，厚度在全區(qū)變化較小。與下伏太原組 地層呈整合接觸。 二疊系下統(tǒng)下石盒子組（p1x）: 主要由灰綠、灰白色、灰黑色泥巖、砂巖、 砂質(zhì)泥巖及小量紫紅色泥巖組成的陸相沉積、沉積厚度為 113.27m 左右，與下伏山西 組地層連續(xù)沉積。 下段：以砂巖、泥巖沉積為主、下部為中、細砂巖沉積，中部為泥巖沉積，上部 為砂巖沉積；頂部為灰黑色泥巖沉積，含鋁土，厚度為 33.0049.70

23、m。 上段：主要為泥巖、砂巖沉積，頂部為紫紅色泥巖沉積，是上、下石盒子組分界 的標志層，本段厚度為 72.0090.00m。 與下伏山西組地層呈整合接觸。 二疊系上統(tǒng)上石盒子組（p2s）: 為一套砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖 組成的陸相沉積，本井田只有少部分鉆孔揭露此段地層。本組地層厚度為 147.09m。 下段：以灰白色砂巖，灰綠色-紫色泥巖沉積為主。本段厚度為 30.03m。 中段：主要為砂巖、泥巖沉積。本段厚度為 117.06m。 與下伏地層石盒子組巖層呈整合接觸。 第三系(n)、第四系(q)：厚度 38.9m 左右，主要由黃土及紅土組成；另外有少 量沖積的砂礫層，砂層和次生的黃土等

24、，與下伏上二疊統(tǒng)上石盒子組呈角度不整合接 觸。 二、含煤地層二、含煤地層 井田內(nèi)含煤地要為二疊系下統(tǒng)山西組（p1s）和石炭系上統(tǒng)的太原組（c3t） ，含煤 地層總厚度 153.17m，共含煤 910 層，含煤地層特征簡述如下： 山西組:本組含煤地層厚度 36.8068.91m，平均厚度 60.61m，含煤層及煤線 45 層，煤層總厚度 7.27m，含煤系數(shù) 11.99%。穩(wěn)定可采煤層 2 層，4、5 號煤層全區(qū) 沉積穩(wěn)定，巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、煤層、煤線組成的陸相碎屑沉積。本 組沉積的特點主要是巖性在橫向、縱向上變化較大，巖性、巖相變化規(guī)律不太明顯。 本組含煤建造類型主要以三角洲相為

25、主，基本反映了溫室條件下形成的含煤建造。 太原組:本組地層厚 74.10m94.80m，平均 92.56m，含煤 56 層，煤層總厚度 7.75m，含煤系數(shù) 8.37%。6、8、9、10 號煤層全區(qū)沉積穩(wěn)定。巖性由石灰?guī)r、泥巖、 砂巖、鋁土質(zhì)泥巖、煤層等組成，煤層及煤線組成的海陸交互相沉積。 三、井田構(gòu)造三、井田構(gòu)造 興無井田位于呂梁背斜之西翼、地層走向大致為北北西至北西，傾向西南，傾角 一般 28，為一單斜構(gòu)造。井田內(nèi)構(gòu)造簡單，斷裂不發(fā)育，無大的褶曲，只是在井 田的中部發(fā)育一小褶曲，由 401、301、10-6 號鉆孔及煤層巷道控制。另外，礦井開采 時在井田中部發(fā)現(xiàn)有沖刷帶，4 號煤層厚度由

26、 2.5m 變成 0.70m，形狀大致呈八字形， 沖刷面積約為 0.18km2。初步推斷，沖刷作用造成 5、6 號煤層局部點滅。 四、煤層四、煤層 井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層 6 層(4、5、6、8、9、10)，各煤層特征敘述如下： 4 號煤層：為山西組煤層，井田內(nèi)主要穩(wěn)定可采煤層。煤層厚度 2.154.22m，平 均為 3.09m，煤層走向 nw317，傾向 sw227，傾角 08，結(jié)構(gòu)簡單，含 01 層 夾矸，夾矸厚度 00.50m。煤層頂板為中細粒砂巖、泥巖沉積；底板為泥巖，細砂巖 沉積。 5 號煤層：位于山西組底部，較穩(wěn)定的可采煤層之一。上距 4 號煤層 7.01m，厚度 為 0.451.90

27、m,平均為 1.24m,大部分可采,含一層夾矸,夾矸厚約 00.30m。煤層頂 板為一套湖泊相沉積,巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖；底板為一套湖泊沼澤相沉積，巖性為泥 巖、細砂巖。 6 號煤層：位于太原組 l5 灰?guī)r的下部，不穩(wěn)定，局部可采煤層。厚度 01.47m， 平均 0.79m。煤層頂板為一套淺海相石灰?guī)r沉積；底板為一套過渡相沉積,巖性為砂質(zhì) 泥巖。 8 號煤層：位于太原組的中部，上距 6 號煤層 23.93m，厚度 0.60m2.60m,平均 1.47m。結(jié)構(gòu)一般簡單，不含或含一層夾矸，局部含 23 層夾矸，在井田內(nèi)沉積基本 穩(wěn)定。頂板為石灰?guī)r，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。 9 號煤層：太原組煤層，全

28、區(qū)沉積穩(wěn)定，大部分可采，主要可采煤層之一。厚度 1.31m2.20m,平均 1.99m，含 12 層夾矸。煤層的頂?shù)装寰鶠橐惶组]流沼澤相泥巖， 砂質(zhì)泥巖沉積。 10 號煤層：太原組煤層，厚度 1.21m2.80m ,平均 2.00m,含 02 層夾矸，全區(qū) 沉積穩(wěn)定，大部分可采。煤層頂?shù)装寰鶠橐惶组]流沼澤相的泥巖，砂質(zhì)泥巖沉積。 本次設(shè)計開采的為 4#煤層。 可采煤層的厚度特征、可采性、煤層結(jié)構(gòu)及煤層穩(wěn)定程度見表 1-3-1。 表表 1-3-11-3-1 可采煤層特征表可采煤層特征表 頂?shù)装鍘r性 地 層 煤 層 煤層厚度(m) 最小最大 平均 煤層間距（m） 最小最大 平均 夾石 層數(shù) 可 采

29、 性 穩(wěn) 定 性 頂板底板 視 密 度 t/m3 4 2.15-4.22 3.09 01 全部 可采 穩(wěn)定泥巖細砂巖 1.43 山 西 組 5 0.45-1.90 1.24 01 大部 可采 較 穩(wěn)定 泥巖泥巖 1.49 6 0-1.47 0.79 0 局部 可采 不 穩(wěn)定 石灰?guī)r 砂質(zhì) 泥巖 1.58 8 0.60-2.60 1.47 03 大部 可采穩(wěn)定 石灰?guī)r泥巖 1.50 9 1.32-2.20 1.99 02 全部 可采 穩(wěn)定泥巖 泥巖 砂質(zhì) 泥巖 1.54 太 原 組 10 1.21-2.8 2.00 5.20-7.74 7.01 14.00-26.96 22.00 17.80-2

30、5.90 23.93 4.5-8.80 6.60 5.00-9.20 7.17 02 大部 可采 穩(wěn)定 泥巖 砂質(zhì) 泥巖 鋁土質(zhì) 泥巖 1.56 五、煤質(zhì)五、煤質(zhì) （一）煤的物理性質(zhì) 由煤芯煤樣及生產(chǎn)礦井開采的煤觀察，各煤層均為黑色粉末狀，玻璃光澤強玻 璃光澤，條痕為黑色略帶棕，內(nèi)生裂隙發(fā)育，硬度小，脆度大，煤巖組分以鏡煤、亮 煤為主，煤巖類型為光亮型煤。從本區(qū)采集的煤芯煤樣化驗結(jié)果來看，山西組煤層屬 中變質(zhì)程度的焦煤，太原組煤層屬變質(zhì)程度稍高的瘦煤。 （二）煤的化學性質(zhì) 本區(qū)煤質(zhì)的分類是依據(jù)“中國煤炭分類國家標準（gb5751-86） ”進行的，根據(jù)煤 質(zhì)化驗結(jié)果，4、5 號煤屬焦煤，8、9

31、、10 號煤為瘦煤，6 號煤層由于取樣不夠未作大 樣分析，但從全區(qū)煤質(zhì)的變化規(guī)律以及臨近井田（礬水溝井田）的煤質(zhì)資料分析，6 號煤層也為焦煤。在垂直分帶上，山西組煤層屬焦煤，太原組煤層除 6 號煤層外，其 余均為瘦煤。本井田的煤質(zhì)有隨埋藏深度的加深變質(zhì)程度加深的趨勢。 根據(jù)地質(zhì)報告，各煤層煤質(zhì)情況如下： 4 號煤層：水分（mad）：原煤 0.591.96%，平均 1.06%；浮煤 0.501.27%，平 均 0.59%。灰分（ad）：原煤 11.1620.69%，平均 15.71%；浮煤 7.5811.06%，平 均 8.66%。揮發(fā)分（vdaf）：原煤 21.9623.54%，平均 22.7

32、7%；浮煤 17.6721.19%,平 均 19.45%。全硫（st.d）：原煤 0.382.46%，平均 0.76%；浮煤 0.400.56%，平均 0.50%。發(fā)熱量(qgr.d)：原煤 34.9636.85mj/kg，平均 35.74mj/kg。膠質(zhì)層最大厚 度（y 值）：5.8615.80mm，平均 11.27mm。粘結(jié)性指數(shù)（gr.i）：40.590.6，平 均 72.9。元素分析:碳（cdaf）89.5189.70%，平均 89.61%；氫（hdaf） 4.474.60%，平均 4.54%；氮（ndaf）1.371.43%，平均 1.40%；氧（odaf） 3.913.94%，平均

33、 3.93%。該煤層為低灰-中灰、低硫分焦煤。 5 號煤層：水分（mad）：原煤 0.510.91%,平均 0.66%；浮煤 0.470.58%，平 均 0.52%。灰分（ad）：原煤 12.9226.42%，平均 19.97%；浮煤 5.9410.84%，平 均 7.78%。揮發(fā)分（vdaf）：原煤 20.7122.70%，平均 21.84%；浮煤 17.9818.80%，平均 18.55%。全硫（st.d）：原煤 1.153.12%，平均 2.01%；浮煤 0.681.15%，平均 0.84%。發(fā)熱量(qgr.d)：原煤 35.0335.87mj/kg，平均 35.14mj/kg。膠質(zhì)層最

34、大厚度（y 值）13.5mm。粘結(jié)性指數(shù)（gr.i）：65.279.0， 平均 70.7。元素分析:碳（cdaf）89.5090.17，平均 89.84%；氫（hdaf） 4.424.52，平均 4.47%；氮（ndaf）1.331.41，平均 1.38%；氧（odaf） 3.373.64，平均 3.51%，該煤層為特低灰-中灰、低硫分-中硫分焦煤。 6 號煤層：水分（mad）：原煤 0.922.01%，平均 1.47%?；曳郑╝d）：原煤 24.5735.54%，平均 30.0%。揮發(fā)分（vdaf）：原煤 27.5628.50%，平均 28.03%。 全硫（st.d）：原煤 1.642.23

35、%，平均 2.04%。發(fā)熱量(qgr.d)：原煤 31.9634.56mj/kg，平均 33.68mj/kg。該煤層由于采樣數(shù)量少，造成有些化學成份 未做，但根據(jù)本區(qū)煤質(zhì)的變化特點及鄰區(qū)同德井田的煤質(zhì)資料，該煤層為中灰、中高 硫焦煤。 8 號煤層：水分（mad）：原煤 0.601.28%，平均 0.83%；浮煤 0.261.35%，平 均 0.70%?；曳郑╝d）：原煤 11.9221.83%，平均 18.02%；浮煤 6.909.63%，平均 8.17%。揮發(fā)分（vdaf）：原煤 18.0319.58%，平均 18.82%；浮煤 15.7617.63%, 平均 16.68%。全硫（st.d）

36、：原煤 0.994.65%，平均 2.77%；浮煤 0.892.24%，平 均 1.66%。發(fā)熱量(qgr.d)：原煤 34.8935.95mj/kg,平均 35.55mj/kg，膠質(zhì)層最大 厚度（y 值）為 0。粘結(jié)指數(shù)（gr.i）：4.032.3，平均 21.6。元素分析:碳（cdaf） 90.2792.72%，平均 91.50%；氫（hdaf）4.414.78%，平均 4.60%；氮（ndaf） 1.321.42%，平均 1.37%；氧（odaf）2.993.15%，平均 3.07%。該煤層為低灰-中 灰、中低硫-高硫分瘦煤。 9 號煤層：水分（mad）：原煤 0.551.17%，平均

37、0.83%；浮煤 0.391.18%，平 均 0.67%?；曳郑╝d）：原煤 13.3922.36%，平均 17.60%；浮煤 6.8310.06%，平 均 8.36%。揮發(fā)分（vdaf）：原煤 17.7821.60%，平均 19.44%；浮煤 15.1517.99%,平 均 16.93%。全硫（st.d）：原煤 1.285.30%，平均 2.78%；浮煤 1.061.57%，平均 1.31%。發(fā)熱量(qgr.d)：原煤 34.7235.83mj/kg,平均 35.47mj/kg。膠質(zhì)層最大厚度 （y 值）：07.3mm，平均 3.9mm。粘結(jié)性指數(shù)（gr.i）：5.756.0，平均 38.3

38、。元 素分析:碳（cdaf）89.5289.82%，平均 89.67%；氫（hdaf）934.41%，平均 4.17%； 氮（ndaf）1.351.40%，平均 1.38%；氧（odaf）2.953.75%，平均 3.35%。該煤層為 低灰-中灰、中硫分-高硫分瘦煤。 10 號煤層：水分（mad）：原煤 0.671.39%，平均 0.97%；浮煤 0.441.39%， 平均 0.79%；灰分（ad）：原煤 19.5427.11%，平均 23.77%；浮煤 8.3411.30%， 平均 9.29%。揮發(fā)分（vdaf）：原煤 19.7121.55%，平均 20.50%；浮煤 16.3118.66%

39、,平均 17.41%。全硫（st.d）：原煤 0.403.22%，平均 1.00%；浮煤 0.572.25%，平均 0.95%。發(fā)熱量(qgr.d)：原煤 33.9835.69mj/kg,平均 34.77mj/kg。膠質(zhì)層最大厚度（y 值）：7.912.3mm，平均 9.6mm。粘結(jié)性指數(shù) （gr.i）：13.091.0，平均 54.5。元素分析:碳（cdaf）89.4589.61%，平均 89.53%； 氫（hdaf）4.404.51%，平均 4.47%；氮（ndaf）1.391.46%，平均 1.43%；氧 （odaf）2.371.46%，平均 2.92%。該煤層為低灰-中灰、低硫分-高硫

40、分瘦煤。 從全區(qū)鉆孔煤芯煤樣分析，井田內(nèi)煤質(zhì)在平面方向上變化不大，在垂直方向隨深 度加深，煤的變質(zhì)程度增高，由焦煤到瘦煤；硫分也隨著深度的加深而增高，這規(guī)律 在 10 號煤層有所改變，10 號煤的硫分降低，可能是沉積環(huán)境所致。各煤層的水分、 灰分、發(fā)熱量等指標在井田范圍內(nèi)沒有明顯變化。 主要可采煤層煤質(zhì)特征見表 1-3-2。 表表 1-3-21-3-2 主要可采煤層煤質(zhì)特征表主要可采煤層煤質(zhì)特征表 煤層 編號 類別 水分 (wf)(%) 灰分 (ag)(%) 揮發(fā)分 （vr)(%) 硫分 (sqr)(%) 彈筒發(fā)熱量 （qdtr） (kg) 膠質(zhì)層厚度(mm) 粘結(jié)指數(shù) (gri) 視密度 (

41、t/m3) 煤種 原煤 0.59-0.96 1.06 11.16-20.69 15.71 21.96-23.54 22.77 0.38-2.46 0.76 8361-8813 8547 5.86-15.80 11.27 40.5-90.6 72.9 1.42-1.44 1.43 焦煤 4 精煤 0.50-1.27 0.59 7.58-11.06 8.55 17.67-21.19 19.45 0.4-0.56 0.50 焦煤 原煤 0.51-0.91 0.66 12.92-26.42 19.97 20.71-22.70 21.84 1.15-3.12 2.01 8316-8582 8403 13

42、.50 65.20-79.0 70.70 1.49 焦煤 5 精煤 0.47-0.58 0.52 5.94-10.84 7.78 17.98-18.80 18.55 0.68-1.15 0.84 焦煤 原煤 0.92-2.01 1.47 24.57-35.54 30.01 27.56-28.50 28.03 1.64-2.23 2.04 7842-8265 8054 1.58 焦煤 6 精煤焦煤 原煤 0.60-1.28 0.83 11.92-21.83 18.02 18.03-19.58 18.82 0.99-4.65 2.77 8343-8597 8501 0 4.0-32.3 21.6

43、1.49-1.50 1.50 瘦煤 8 精煤 0.26-1.35 0.70 6.90-9.63 8.17 15.76-17.63 16.68 0.89-2.24 1.66 瘦煤 原煤 0.55-1.17 0.83 13.39-22.36 17.60 17.78-21.62 19.44 1.28-5.30 2.78 8304-8568 8489 0-7.3 3.9 5.70-56.0 38.3 1.50-1.57 1.54 瘦煤 9 精煤 0.39-1.18 0.67 6.83-10.06 8.36 15.15-17.99 16.93 1.06-1.57 1.31 瘦煤 原煤 0.67-1.39

44、 0.97 19.54-27.11 23.77 19.71-21.56 20.50 0.40-3.22 1.00 8125-8534 8315 7.9-12.3 9.6 13.0-91.0 54.5 1.48-1.64 1.56 瘦煤 10 精煤 0.44-1.39 0.79 8.34-11.30 9.29 18.31-18.66 17.41 0.57-2.25 0.96 瘦煤 六、其他開采技術(shù)條件六、其他開采技術(shù)條件 （一）煤層頂、底板條件 4 號煤層頂板為中砂巖、細砂巖泥巖，泥質(zhì)膠結(jié)厚度在 10m 左右，局部節(jié)理、 裂隙發(fā)育。據(jù)興無煤礦及鄰近小窯揭露，該煤層頂板局部易冒落，尤其當煤層頂板為

45、 泥巖時易于冒落。該煤層底板為細砂巖，厚度 2.92m 左右。礦井開采過程中未發(fā)現(xiàn)底 鼓現(xiàn)象。 5 號煤層頂板為泥巖，厚度在 2.157.80m 之間，平均為 4.09m，從鉆孔巖芯來看， 該巖芯呈黑色塊狀、性脆，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，底板為黑色泥巖砂質(zhì)泥巖，呈塊狀， 厚度為 07.00m，平均 3.41m。 6 號煤層頂板為深灰色石灰?guī)r，質(zhì)脆，堅硬，厚度為 2.508.49m，平均 5.45m， 底板為灰色深灰色砂質(zhì)泥巖，局部節(jié)理、裂隙發(fā)育，厚度為 5.35m。 8 號煤層直接頂板為深灰色石灰?guī)r，堅硬，局部夾燧石條帶，厚度在 1.605.99m，平均 4.70m。底板為黑色泥巖，具斜層理，厚度為

46、 4.508.80m，平均 6.66m。 9 號煤層直接頂板為 8 號煤層的底板黑色泥巖，斜層理發(fā)育，厚度為 4.508.80m，平均 6.66m。據(jù)龍門塔煤礦井下揭露，該煤層頂板裂隙較發(fā)育，頂板不 易管理。底板為灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖，層理發(fā)育，巖石風化易碎，厚度在 5.009.20m，平均 7.17m。 10 號煤層直接頂板也為 9 號煤層的底板灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖，該巖石層理發(fā)育， 風化易碎，厚度在 5.009.20m，平均 7.17m。底板為深灰色鋁土質(zhì)泥巖，厚度在 1.209.30m 之間，平均 5.52m。 （二）瓦斯及二氧化碳 根據(jù)山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局文件（晉安監(jiān)煤字20064

47、27 號） 關(guān)于呂梁市石 樓縣原則河煤礦等三十七座礦井 2006 年度礦井瓦斯等級鑒定的批復中“2006 年度 礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定匯總表”：興無礦井 2006 年度開采煤層為 4 號煤 層，日均煤炭產(chǎn)量 2300t，礦井絕對瓦斯涌出量 58.23m3/min, 相對瓦斯涌出量 36.46m3/t，瓦斯鑒定等級為高瓦斯礦井，二氧化碳絕對涌出量 3.45m3/min，相對涌 出量為 2.16m3/t；2005 年度礦井實際產(chǎn)量 1.20 mt/a，實測礦井絕對瓦斯涌出量 46.907m3/min，相對瓦斯涌出量 33.176m3/t。2004 年度礦井核定生產(chǎn)能力 0.70mt/a，

48、 開采煤層為 4 號煤層，日均煤炭產(chǎn)量 813.8t，絕對涌出量 17.63m3/min, 相對涌出量 31.2m3/t。 根據(jù)地質(zhì)報告資料，本井田內(nèi)共采集瓦斯樣 3 個，其中 4 號煤層采樣 1 個，8 號 煤層采樣 1 個，10 號煤層采樣一個，采樣分析結(jié)果見表 1-3-3。 表表 1-3-31-3-3 鉆孔瓦斯鑒定成果表鉆孔瓦斯鑒定成果表 瓦斯含量總計 （ml/g.r） 自然瓦斯成分（%） 鉆孔號煤層 ch4co2ch4co2n2 60246.740.0394.000.615.39 40186.090.2489.452.323.24 4011010.250.1792.222.590.22

49、 4 號煤層采樣鉆孔為 602 孔，從瓦斯的測定結(jié)果看，自然瓦斯成分甲烷（ch4）的 含量大于 90%，屬甲烷（ch4）帶，沼氣的最大涌出量為 6.77m3/t。 8 號煤層在本井田內(nèi)埋藏較深，從 401 孔的采樣成果分析，8 號煤層的瓦斯含量也 較高，自然瓦斯成分甲烷(ch4)的含量大于 80%，屬甲烷(ch4)帶。 10 號煤層位于 8 號煤層的下部，從 401 孔的采樣成果來分析，10 號煤層的瓦斯含 量較 8 號煤層含量高，自然瓦斯成分甲烷(ch4)的含量為 92.22%，屬甲烷(ch4)帶。 根據(jù)礦井各煤層瓦斯樣的分析可以看出，煤層埋藏越深，煤層瓦斯含量具有增高 的趨勢。 興無礦井

50、2002 年 12 月至 2003 年 2 月通風瓦斯測定結(jié)果見表 1-3-4。工作面日產(chǎn) 量為 10001500t/d。 表表 1-3-41-3-4 礦井瓦斯涌出量統(tǒng)計表礦井瓦斯涌出量統(tǒng)計表 各地點風流中瓦斯涌出量(m3/min) 測定日期 4103 工作面2201 工作面2105 工作面礦井總回風流 2002 年 12 月 05 日 5.6210.5126.12 2002 年 12 月 15 日 6.768.7926.12 2002 年 12 月 25 日 6.394.6525.81 2002 年 12 月 30 日 7.938.2832.06 2003 年 01 月 05 日 6.508

51、.6533.66 2003 年 01 月 15 日 6.307.6731.53 2003 年 01 月 25 日 12.193.1328.95 2003 年 02 月 05 日 7.318.514.6129.05 2003 年 02 月 22 日 6.129.716.0235.35 經(jīng)過對歷年來礦井瓦斯資料的分析，本礦井瓦斯涌出量變化具有隨著開采深度的 增加而增大的特點。例如760m 開采水平的下山采區(qū)比上山采區(qū)瓦斯涌出量大，下山 開采部分下部區(qū)段比上部區(qū)段瓦斯涌出量大，全礦井瓦斯涌出量隨著風路加長，礦井 總回風流中瓦斯涌出量逐年增大，2002 年瓦斯最大涌出量為 32.06m3/min，20

52、03 年 2 月底已經(jīng)增大到 35.35m3/min。 根據(jù)生產(chǎn)過程中對瓦斯來源的分析，礦井瓦斯涌出量 5070%來自于回采工作面， 其余為掘進及采空區(qū)瓦斯，約占礦井總瓦斯涌出量的 3050%。 根據(jù)以上資料，興無礦井隨著開采深度的增加及對下伏煤層的開采，礦井瓦斯問 題將對礦井安全生產(chǎn)及生產(chǎn)能力的提高產(chǎn)生較大的影響，瓦斯將成為制約生產(chǎn)的關(guān)鍵 因素，風排和抽放瓦斯將成為防治瓦斯的基本手段，在合理配風前提下，依風定產(chǎn)是 防治瓦斯超限的必要手段。根據(jù)瓦斯排放能力合理確定礦井產(chǎn)量，采取相應的瓦斯治 理措施，是實現(xiàn)安全生產(chǎn)前提之一。 （三）煤塵 根據(jù)地質(zhì)報告，各煤層爆炸性測試如表 1-3-5。 表表 1

53、-3-5 煤層煤塵爆炸性表煤層煤塵爆炸性表 煤層 號 火焰長度 (mm) 加巖粉用 量(%) 爆炸 性 測試時間測試單位備注 42545有2006.4.12 國家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì) 量監(jiān)督檢驗中心 本礦 55060有2004.8.5 山西省煤炭工業(yè)局綜合 測試中心 本礦以北同德焦 煤有限公司 86030有2005.7.5 國家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì) 量監(jiān)督檢驗中心 本礦以西北新建 聯(lián)辦煤礦 96060有2006.4.10 國家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì) 量監(jiān)督檢驗中心 本礦以東曹家山 聯(lián)辦煤礦 另據(jù)與興無井田深部相鄰的沙曲礦井鉆孔采樣煤塵爆炸性試驗，各煤層爆炸指數(shù) 在 1831%之間，各煤層均有爆炸危險性。根據(jù)

54、上表的煤層爆炸性結(jié)果，參考沙曲礦 井測試結(jié)果，各煤層煤塵都具有爆炸危險性。因此，在今后開采中，應注意灑水防塵， 嚴格控制風速，以避免發(fā)生煤塵爆炸。 （四）煤的自燃（四）煤的自燃 根據(jù)地質(zhì)報告，4、5、8、9 號煤層煤的自燃傾向等級全為不自燃煤層。鑒定結(jié)果 如表 1-3-6。 表表 1.3-6 煤層自燃等級表煤層自燃等級表 煤層 號 吸氧量 (cm3/g) 自燃 等級 傾向性質(zhì)測試時間測試單位備注 40.5037不易自燃2006.4.12 國家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量 監(jiān)督檢驗中心 本礦 50.3496不易自燃2004.8.5 山西省煤炭工業(yè)局綜合測 試中心 本礦以北同德焦 煤有限公司 80.3902

55、不易自燃2005.7.5 國家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量 監(jiān)督檢驗中心 本礦以西北新建 聯(lián)辦煤礦 90.3793不易自燃2006.4.10 國家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量 監(jiān)督檢驗中心 本礦以東曹家山 聯(lián)辦煤礦 為確保礦井生產(chǎn)安全，6、10 號煤層按易自燃煤層考慮，礦井生產(chǎn)中仍應繼續(xù)進 行煤層自燃性鑒定，并對煤層的防滅火采取積極措施。 （五）地溫 據(jù)現(xiàn)本礦井開采 4 號和 5 號煤層的井下觀察，未發(fā)現(xiàn)有地溫異常。另據(jù)曹家山煤 礦精查勘探時對 czk5 號孔進行的簡易井溫測量，其地溫梯度為 0.93/100m。因此， 本井田屬于地溫正常區(qū)。 第二章第二章 井田開拓井田開拓 第一節(jié)第一節(jié) 井田境界及儲量井田境界及

56、儲量 一、井田境界一、井田境界 興無煤礦井田東與龍門塔、曹家山井田相鄰，南與陳莊、賀家社井田為界，西與 沙曲井田相鄰，北與礬水溝、薛莊井田為界。 依據(jù)山西同地源地質(zhì)礦產(chǎn)技術(shù)有限公司 2006 年 10 月提供的山西省柳林縣山西 柳林興無煤礦有限責任公司煤礦礦井地質(zhì)報告 、山西省國土資源廳 2009 年 7 月頒發(fā) 的采礦許可證（證號：c1400002009101220041023）和山西省煤炭工業(yè)局 2009 年 10 月 換發(fā)的煤炭生產(chǎn)許可證（證號：201423270139） ，興無煤礦批準開采 4、5、6、8、9 及 10 號煤層，井田范圍 4、5 號煤層由 9 個拐點圈定（拐點坐標見表

57、2.1-1） ， 6、8、9、10 號煤由 11 個拐點圈定（拐點坐標見表 2.1-3） 。由表中坐標可知，4、5 號 煤和 6、8、9、10 號煤的井田境界不完全相同，前者井田面積較后者小 0.22 km2。 本次礦井機械化采煤升級改造初步設(shè)計按照表 2-1-1 給定的拐點圈定的井田范圍 進行編制。井田走向長 5.4km，傾斜寬 2.9km，面積為 11.41km2。 表表 2-1-12-1-1 井田拐點坐標表（井田拐點坐標表（4 4、5 5 號號煤煤） 點號緯距(x)經(jīng)距(y)點號緯距(x)經(jīng)距(y) 14140115.00019490868.00064138980.00019495300

58、.000 24137000.00019493430.00074141052.00019494027.000 34136520.00019494390.00084140810.00019493415.000 44136890.00019495270.00094141000.00019493306.000 54137680.00019494890.000 表表 2-1-22-1-2 井田拐點坐標表（井田拐點坐標表（6 6、8 8、9 9、1 10 0 號號煤煤） 點號緯距(x)經(jīng)距(y)點號緯距(x)經(jīng)距(y) 14140540194905207414105219494027 2413700019

59、4934308414081019493415 34136520194943909414100019493306 441368901949527010414024519491225 541376801949489011414070019491000 6413898019495300 二、儲量二、儲量 （一）地質(zhì)儲量 礦產(chǎn)儲量(mineral reserves)的簡稱。泛指礦產(chǎn)的蘊藏量。 其表示方式有礦石儲量(簡稱礦石量)、金屬儲量(簡稱金屬量)或有用組分儲量、 有用礦物儲量等，多數(shù)以質(zhì)量(噸、千克、克拉)計，少數(shù)以體積(立方米)計。它不扣 除未來開采和加工時的貧化與損失。 儲量是礦產(chǎn)地質(zhì)工作的一

60、項主要成果，也是制定國民經(jīng)濟計劃，進行礦山建設(shè)的 重要依據(jù)。中國 1999 年固體礦產(chǎn)資源/儲量分類中的儲量指基礎(chǔ)儲量中的經(jīng)濟可 采部分，即在預可行性研究、可行性研究或編制年度采掘計劃的當時，經(jīng)過對經(jīng)濟、 開采、選冶、環(huán)境、法律、市場、社會和政府等諸因素的研究和相應修改，結(jié)果表明 在當時是經(jīng)濟可采或已經(jīng)開采的部分。用扣除了設(shè)計、采礦損失的可實際開采數(shù)量表 述。 根據(jù)地質(zhì)報告提供的各煤層地板等高線及資源儲量計算圖和儲量成果，依據(jù)批準 的井田范圍，以安全、合理、保護性開采井田內(nèi)稀有煤種資源為指導思想，按照下述 原則，本次設(shè)計對井田煤炭資源儲量進行了核算，結(jié)果見表 2-134。 能利用儲量:最低可采