煤礦開采技術(shù)-采礦工程畢業(yè)設(shè)計

1、 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)生姓名：趙 志 文專業(yè)：采礦工程學(xué)號：0504121028指導(dǎo)教師：孟 瑞 泉所屬系（部）：資 源 系二九年五月太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評閱書題目： 麥地掌煤礦150萬噸礦井初步設(shè)計 資 源 系 采礦工程 專業(yè) 姓名 趙志文 設(shè)計時間：2009 年03月15日-2009年06月10日 評閱意見：成績： 指導(dǎo)教師：（簽字） 職務(wù)： 200 年月日太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計答辯記錄卡 資源 系 采礦工程 專業(yè) 姓名趙志文答 辯 內(nèi) 容問 題 摘 要評 議 情 況 記錄員： （簽名）成 績 評 定指導(dǎo)教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00

2、分制，指導(dǎo)教師為30%，答辯組為70%。 專業(yè)答辯組組長：（簽名）200 年月日摘 要本次設(shè)計是開采麥地掌煤礦02、6、8#煤層，煤層厚度分別為4.0m、1.86m、2.14m，煤層間距分別為60m、40m。據(jù)井田外圍資料調(diào)查該井田為高瓦斯礦井，上組煤瓦斯涌出量平均為14.24m3/t，下組煤為35.22 m3/t。煤層均有爆炸危險性。煤的自然傾向等級為不易自燃。根據(jù)礦井涌水量預(yù)測，該礦井正常涌水量為1255m3/d，涌水量最大時為1600 m3/d。本井田位于清徐縣城北約10km處，其間有清徐古交公路相通。清徐縣城距太原市約40km,其間有307國道相通。井田內(nèi)地形雖較復(fù)雜，但村與村之間均有

3、簡易公路相聯(lián)，可通行卡車。所以工業(yè)廣場的位置位于陳家坪附近，采用立井開拓，主、副立井及風(fēng)井的斷面分別為33.2m2、19.625 m2、19.625 m2。開拓方案一：從陳家坪附近向北開掘東運輸、軌道、回風(fēng)大巷至北部井田邊界，然后再從陳家坪向西開拓南運輸、軌道大巷，再向北掘進西運輸、軌道、回風(fēng)大巷。開拓方案二：在陳家坪的南側(cè)掘進運輸、軌道和回風(fēng)大巷，然后在井田西側(cè)掘進西運輸、軌道、回風(fēng)大巷至北部邊界。方案一、二的工業(yè)廣場都位于陳家坪附近。根據(jù)比較開拓工程量可視為相同，但在技術(shù)方面方案二技術(shù)比較差，且工作面推進方向太長，設(shè)備要求高，所以選擇開拓方案一。開拓方案一劃分為四個盤區(qū)，整個井田劃分為38

4、個條帶，首采區(qū)定為中央一盤區(qū)，盤區(qū)儲量為20.4Mt 。礦井達產(chǎn)時的首采工作面位于一號盤區(qū)，該盤區(qū)劃分為11個條帶，工作面長度為180m，推進長度為1950m，回采工藝采用后退式、綜采一次性采全高機械化采煤法，采用“三八制”作業(yè)制度。采空區(qū)采用全部跨落法管理頂板。礦井通風(fēng)采用抽出式通風(fēng)，礦井總風(fēng)量為125m3/s。困難時期和容易時期的風(fēng)阻分別為1751 、2960 。通風(fēng)機的型號為，其風(fēng)量范圍為54-184m3/s,風(fēng)壓范圍為1200-3690。關(guān)鍵詞：礦井開拓、采煤方法、綜合機械化采煤Abstract The design is the exploitation of MaiDiZhang

5、02,6,8 # coal mine, coal seam thickness was 4.0 m, 1.86m, 2.14m, seam pitch was 60 m, 40m. According to data mine the external investigation of the mine field for the high-gas coal mine, the coal gas emission in an average of 14.24m3/ t, the next group of coal to 35.22m3 / t. Seam of both the risk o

6、f explosion. Grade coal to natural tendency not spontaneous combustion. According to mine discharge forecast, the normal discharge of mine for 1255m3/ d, Chungs largest water at 1600 m3/ dThe Coal Mine in Qingxu county, 10 km NATO, which has Gujiao Qingxu to the same highway. Qingxu county from the

7、Taiyuan city about 40 km, which has the same 307 National Road. Although the mine in more complex terrain, but between the village and village roads are linked to simple, can use trucks. Therefore, the location of Industry Square in the vicinity of Chen Jia Ping, a shaft development, Lord, vice shaf

8、t ventilation shaft and the section were 33.2 m2, 19.625 m2, 19.625 m2. Develop a programme for the Chen-ping from the vicinity of the north east is necessary to develop the transport, rail, air return roadway to the north mine the border and then west from Chen Jia Ping pioneering South transport,

9、rail tunnel, and then north tunneling West transport, track , To the wind tunnel. Option 2 is in the south of Chen Jia Ping tunneling transport, rail and air return roadway, and then in mine excavation west of the West transport, rail, air return roadway to the northern border. Option 1, two are loc

10、ated in the industrial plaza near Chen Jia Ping. According to comparison can be regarded as pioneering works of the same, but the technical programme in the reverse transport, and face the direction of advancing too long, equipment requirements, so I chose to develop a programme. Develop a programme

11、 was divided into four zones, the entire mine field is divided into 38 bands, the first mining area as a central one, panel reserves of 20.4 Mt. Mine production of the coal face in the first set on the 1st District, which was divided into 11 bands, face a length of 180 m, promote the length of 1950

12、m, using back-mining process, Fully-high one-time full-mechanized coal mining Law, the March 8 operating system. Gob-of-use of all management roof. Out of a ventilation shaft ventilation, the total air volume of mine for 125 m3/ s easy and difficult period during the Drag were 1751 Pa, 2960 Pa. Fans

13、 of the model FBCDZ-10-NO30D, its air volume range of 54-184 m3/ s, wind pressure range of 1200-3690 Pa. Key words: mine development, mining methods, fully mechanized coal minin 目 錄第一章 井田概述及井田地質(zhì)特征1第一節(jié) 礦區(qū)概述1一、井田位置及交通位置1二、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)概況2三、電源條件2四、水源條件2五、礦區(qū)的地形與氣象2六、主要建筑材料供應(yīng)條件3第二節(jié) 井田地質(zhì)特征3一、井田地質(zhì)層位3二、地質(zhì)構(gòu)造5三、煤層7

14、四、煤質(zhì)8五、瓦斯、煤塵和煤的自燃發(fā)火性9六、地溫10第二章 井田境界及儲量10第一節(jié) 井田境界10第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算10第三節(jié) 可采儲量的計算11第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力12第一節(jié) 礦井生產(chǎn)制度12第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限12一、礦井生產(chǎn)能力12二、礦井服務(wù)年限的計算13第四章 井田開拓14第一節(jié) 井田開拓方式的確定14一、確定開拓方式的主要原則14二、開拓方案的確定14三、開拓方案的比選16四、采區(qū)劃分及開采順序17第二節(jié) 達到設(shè)計生產(chǎn)能力時工作面的配備17第五章 礦井基本巷道及建井計劃20第一節(jié) 井筒、煤門、大巷、井底煤倉20第二節(jié) 井底車場22一、井底車場形式22二、井

15、底車場硐室22第三節(jié) 建井工作計劃23一、礦井建設(shè)方式23二、施工方法23三、礦井移交標準23四、施工進度指標確定24五、建井工期24第六章 采煤方法25第一節(jié) 采煤方法的選擇25一、采煤方法的選擇及其依據(jù)25二、回采工作面的個數(shù)、產(chǎn)量及裝備25三、回采工作面回采方向與接替26四、采區(qū)及工作面回采率26第二節(jié) 確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素27一、采區(qū)巷道布置方案一27二、采區(qū)巷道布置方案二27三、回采工藝27四、勞動組織形式29第四節(jié) 盤區(qū)的準備與工作面接替29一、巷道斷面和支護形式29二、掘進工作面?zhèn)€數(shù)和掘進面的機械配備30三、礦井采掘比例關(guān)系和掘進矸石率30四、工作面接替30第七章 井下運

16、輸31第一節(jié) 運輸系統(tǒng)和運輸方式的確定31第二節(jié) 運輸設(shè)備的選擇和計算31一、礦車、材料和人車31二、大巷內(nèi)運輸設(shè)備的選型和計算32第八章 礦井提升33第一節(jié) 主井提升33第二節(jié) 副井提升方式及設(shè)備37一、條件及情況簡述37二、設(shè)計依據(jù)38第三節(jié)礦井排水42一、排水系統(tǒng)的確定43二、設(shè)計依據(jù)43三、選型計算43第九章 礦井通風(fēng)與安全45第一節(jié) 風(fēng)量的計算45一、采煤工作面實際需要風(fēng)量的計算46二、掘進工作面實際需要風(fēng)量的計算48三、硐室實際需要風(fēng)量48四、其它用風(fēng)地點風(fēng)量49第二節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量分配49一、通風(fēng)方式49二、風(fēng)井數(shù)目、位置、服務(wù)范圍及服務(wù)年限49三、掘進通風(fēng)及硐室通風(fēng)49四

17、、通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量分配49第三節(jié)計算負壓和等積孔50一、計算原則50二、計算方法51第四節(jié) 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備54一、選擇主扇54二、選擇電動機56第五節(jié) 安全生產(chǎn)技術(shù)措施57一、煤塵爆炸的防止措施57二、煤及瓦斯突出的預(yù)防措施57三、礦井突然涌水預(yù)防措施58四、火災(zāi)預(yù)防措施58五、避難硐室和避災(zāi)路線58第十章 經(jīng)濟部分58第一節(jié) 礦井設(shè)計概算59一、井巷工程概算的編制依據(jù)59二、井巷工程概算的編制方法59三、礦建工程費用的計算方法60第二節(jié) 勞動定員和勞動生產(chǎn)率60一、定員范圍60二、定員依據(jù)61三、定員方法61四、計算勞動生產(chǎn)率62五、設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟指標62參考文獻66致 謝67外文資料68中文

18、翻譯72第一章 井田概述及井田地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概述一、井田位置及交通位置山西麥怡源煤業(yè)有限公司井田位于山西省清徐縣馬峪鄉(xiāng)及古交市邢家社鄉(xiāng)一帶，南距清徐縣城約10km，屬清徐詳查勘探區(qū)和邢家社普查區(qū)的一部分。行政區(qū)劃大部分屬清徐縣馬峪鄉(xiāng)管轄,北部局部屬古交市邢家社鄉(xiāng)管轄。地理坐標為：東經(jīng)11214001121812北緯 374230374545本井田位于清徐縣城北約10km處，其間有清徐古交公路相通。清徐縣城距太原市約40km,其間有307國道相通。井田內(nèi)地形雖較復(fù)雜，但村與村之間均有簡易公路相聯(lián)，可通行卡車、拖拉機等。礦井交通位置詳見圖1。本井田位于呂梁山脈中段東翼西山含煤盆地東南角，地勢

19、總體西北高、東南低，屬低中山地形，大部基巖裸露，黃土零星分布于緩坡及低山地區(qū)，土層薄、植被少，風(fēng)化作用強烈，溝谷多呈“V”字形。井田內(nèi)最高點在北部公雞冒，海拔標高1718.2m， 最低點在井田東南部白石溝內(nèi)，海拔標高1100m，最大相對高差618m。井田內(nèi)無大河流，只有較大的溝谷白石溝常年有流水，遇有大雨，山洪爆發(fā)、水量急增，向南經(jīng)清徐縣城流入汾河。 礦井交通位置圖1二、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)概況本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，主要農(nóng)作物有谷子、攸麥、豆類及油料等，近年工礦企業(yè)發(fā)展較快，主要為煤礦、化肥、建材、機械加工及制造業(yè)，其中煤礦為該區(qū)重要的支柱行業(yè)。三、電源條件本礦擬從平泉變電站引兩回供電線路，實現(xiàn)雙回路供電

20、，平泉變電站電壓等級為35kV。距本礦井工業(yè)場地17km。 四、水源條件井田及其鄰近白石溝、峪道川尚有少量地表水，當?shù)鼐用裼盟嗳∽缘谒南瞪暗[石層孔隙潛水或基巖裂隙水，但水量有限。礦井用水可取二疊系砂巖裂隙水作為供水水源。五、礦區(qū)的地形與氣象井田屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，一年四季分明，光照充足，冬季寒冷少雪，春季干旱多風(fēng)，夏季雨量集中，常出現(xiàn)洪水、冰雹災(zāi)害，秋季多為晴朗涼爽天氣。年平均氣溫10.2，一般一月份氣溫最低，平均6，七月份氣溫最高，平均氣溫24.1。 初霜期為十月中旬，終霜期為翌年的四月中旬,平均無霜期為184天。最大凍土深度61cm。年平均降雨量465.1mm，日最大降雨量152.5

21、mm。年平均蒸發(fā)量1798.3mm。風(fēng)向多為西北風(fēng)，年平均風(fēng)速2.4ms，每年8級以上大風(fēng)平均天數(shù)為18天。據(jù)山西省地震局資料， 太原市區(qū)內(nèi)地震基本烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。據(jù)記載,該區(qū)曾發(fā)生過多次地震災(zāi)害。 最烈者為1037年。據(jù)宋史記載 :宋仁宗、景佑4年12月，忻、代、并三州地震，忻州死亡19742人，傷5655人，牲畜5萬余頭。代州死亡759人，并州1890人。本井田靠近太原市區(qū)，近期所發(fā)生地震最高為5級。清徐、徐溝一帶發(fā)生過6級地震。六、主要建筑材料供應(yīng)條件該礦主要建筑材料如鋼材、木材等需外購解決，料石、磚、水泥、白灰等可就地解決，建筑材料的供應(yīng)能夠滿足礦井建設(shè)和

22、生產(chǎn)的需要。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征一 、井田地質(zhì)層位井田內(nèi)地表出露的地層有上石盒子組、石千峰組、劉家溝組及第四系，其余地層均為鉆孔揭露，現(xiàn)由老至新分述如下:1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組(O2f)據(jù)井田外鉆孔揭露。下段以淺灰、灰色角礫狀泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾脈狀及結(jié)晶狀石膏層，厚8097m。上段為深灰、 淺灰色厚層狀石灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r，厚3744m。全組厚117142m。2、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)底部以鐵鋁巖層與下伏峰峰組平行不整合接觸。巖性由深灰、淺灰及灰色細中粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖、石灰?guī)r及煤組成。全組厚20.0055.00m，平均32.84m。3、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)

23、底部以K1砂巖連續(xù)沉積于本溪組之上。巖性為深灰、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及淺灰色砂巖組成，含煤7層， 為井田主要含煤地層之一。全組厚58.2693.00m，平均74.68m。4、二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)底部以K3砂巖連續(xù)沉積于太原組之上,巖性為淺灰、 灰白色含礫細粗粒砂巖其上由深灰灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖及6層煤組成， 為井田另一主要含煤地層。全組厚42.0085.00m，平均61.00m。5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)底部以K4砂巖連續(xù)沉積于山西組之上，下部巖性為灰、深灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及細砂巖互層，夾12層薄煤線，中上部為黃綠、灰綠色粉砂巖、細砂巖及砂質(zhì)泥巖互層。全組厚72.0013

24、6.00m，平均97.33m。6、二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)井田內(nèi)大范圍出露，依據(jù)巖性特征分為上下兩段:下段(P2s1):底部以K6砂巖連續(xù)沉積于下石盒子組之上,巖性以黃綠、灰綠色泥巖及細砂巖、粉砂巖為主,夾紫色、 暗紫色砂質(zhì)泥巖,中、下部含錳鐵質(zhì)結(jié)核。本段厚157.50223.83m,平均192.04m。上段(P2s2):K7砂巖底至K8砂巖底，厚224-247m，平均233m， 巖性為暗紫、 黃灰、灰綠色砂質(zhì)泥巖和中、粗粒砂巖互層。 本段以蘭灰色砂質(zhì)泥巖及砂巖中含肉紅色長石為其特征。砂巖中長石含量自下而上增多。K7砂巖以上含有1-2層鐵錳質(zhì)結(jié)核， 呈透鏡狀分布，厚0.5m。7、二疊系上

25、統(tǒng)石千峰組(P2sh)K8砂巖底至K9砂巖底。厚124.4145.0m，平均122.4m。與P2s地層連續(xù)沉積。巖性為紫紅色泥巖與黃綠色中、粗粒砂巖互層。紫紅色泥巖中含2-3層泥灰質(zhì)或鈣質(zhì)結(jié)核。 砂巖成分肉紅色長石含量更多。K8為紫色含礫粗砂巖。成分為長石石英雜砂巖，長石為肉紅色，雜基為灰綠色泥質(zhì)和粉砂質(zhì)。厚510m，厚層狀， 分選及磨圓度較差，全區(qū)普遍發(fā)育。8、三疊系下統(tǒng)劉家溝組(T1l)底界為K9砂巖，該組地層出露不完整，出露厚226m。與P2sh地層連續(xù)沉積。巖性以紫紅色薄板狀中細粒砂巖為主，間夾少量灰綠、紫紅、暗紫色砂質(zhì)泥巖。砂巖具交錯層理。K9為暗紫色含礫粗砂巖，具灰綠色條帶。成分含

26、有少量肉紅色長石及硅質(zhì)巖屑較多。厚層狀，磨圓度較好。9、第四系中上更新統(tǒng)(Q23)不整合覆蓋于下伏巖層之上，中更新統(tǒng)(Q2)為紅色土，含鈣質(zhì)結(jié)核，上更新統(tǒng)(Q3)為黃土，垂直節(jié)理發(fā)育。厚1.2145.00m，平均8.65m。10、第四系全新統(tǒng)（Q4）主要分布于井田北部峪道川及其他溝谷內(nèi)，為近代河床沖積形成的礫石、卵石、及泥沙等，厚025m，平均10m左右。地層綜合柱狀圖詳見圖2二、地質(zhì)構(gòu)造西山煤田位于祁呂賀山字型構(gòu)造東翼及新華夏系的復(fù)合部位。清交礦區(qū)處于西山煤田東南邊緣，礦區(qū)總體為一走向北東、向北西傾斜的單斜構(gòu)造，在此背景上發(fā)育著一系列褶曲和斷裂構(gòu)造。本井田處于清交礦區(qū)東北角，井田構(gòu)造總體表現(xiàn)

27、為走向近南北，向西傾斜的單斜構(gòu)造，局部受武家崖背斜、張家山向斜和峪道川向斜的影響，使地層走向發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)折，地層傾角一般25，局部可達717。井田內(nèi)斷層稀少，有陷落柱及滑波等構(gòu)造，井田內(nèi)未見巖漿巖，總之，井田構(gòu)造屬簡單類。1、褶曲(1)武家崖背斜位于井田東南部武家崖村一帶，走向北東5560,北翼傾角10，南翼68，幅度約40m，走向長約1400m， 與其南部張家山向斜為一組。(2)張家山向斜位于武家崖背斜以南張家山村一帶，與武家崖背斜平行展布，北翼傾角10左右，走向長約2000m。(3)峪道川向斜位于井田北部邊界附近，與杜兒坪斷層交叉，平行延伸，北翼較陡，623，南翼較緩1018，軸部為劉家

28、溝組地層。(4)童子川向斜位于井田西部，走向近南北，向東凸出，呈弧形展布，延伸度約2000m左右，東翼地層傾角較大1015左右，西翼地層較緩,59,屬兩翼寬緩的不對稱向斜。(5)岳家灣背斜位于井田西部邊界附近，軸線走向N25W，延伸長度約1500m左右，西翼地層傾角810，屬兩翼對稱的寬緩背斜。2、斷層(1)杜兒坪正斷層(F1)走向北東53-55，傾向北西，傾角75-79，落差25-50m，最大落差150m，構(gòu)成官地礦和杜兒坪礦的井田邊界。(2)F2正斷層位于杜兒坪正斷層以南100270m，與其平行延伸構(gòu)成地壘，走向北東55，傾向南東，傾角85，落差1020m，延伸長度8km 左右。3、陷落柱

29、本井田在勘探過程中，地表發(fā)現(xiàn)兩個陷落柱，鉆探過程中有兩個鉆孔又遇陷落柱，說明本井田陷落柱較發(fā)育。本井田東鄰官地煤礦，在開采過程中證明本地區(qū)陷落柱較發(fā)育，且多數(shù)未塌陷到地表，單個陷落柱在平面上呈圓形或橢圓型，在剖面上呈倒錐形，對煤層的破壞直徑一般50100m。據(jù)官地礦采掘資料平均16個/km2陷落柱，陷落柱面積占開采面積的4.5。本井田與官地井田地質(zhì)條件類似。預(yù)計井田內(nèi)共有陷落柱250個左右。三、煤層1、含煤性井田含煤地層為山西組及太原組,含煤地層總厚136.68m, 含煤13層，依次為02、03、1、2、3、4、6、7、8上、8、9、10、11號， 煤層總厚為10.71m，含煤系數(shù)7.89，其

30、中02、6、8號煤層全井田穩(wěn)定可采煤層， 2號煤層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層，其余煤層均不可采，可采煤層總厚為8.40m，可采含煤系數(shù)6.19。太原組是井田內(nèi)主要的含煤地層之一，總厚74.68m，含煤7層，依次為6、7、8上、8、9、10、11號，煤層總厚5.94m，含煤系數(shù)為7.95。其中6、8號煤層全井田穩(wěn)定可采,可采煤層總厚4.00m，可采含煤系數(shù)6.70。其余煤層均不可采。山西組是井田內(nèi)另一主要含煤地層,總厚62.00m,含煤6層， 依次為02、03、1、2、3、4號，煤層總厚4.77m，含煤系數(shù)為7.82。02號煤層屬穩(wěn)定可采煤層， 其余煤層均不可采，可采煤層總厚4.00m，含煤系數(shù)5.

31、56%。2、可采煤層井田內(nèi)可采煤層有山西組的02號煤層及太原組的6、8號煤層，現(xiàn)將其分述如下:（1）02號煤層位于山西組上部，煤層厚3.414.35m，平均4.00m，本層屬可采的穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)簡單，不含或含一層夾石?？刹蓞^(qū)占井田全部，可采面積約占井田面積的98%左右。頂板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，底板多為泥巖或砂質(zhì)泥巖。（2）6號煤層位于太原組上部,七里溝砂巖之上,L5灰?guī)r之下,厚1.55-2.25m，平均1.86m，井田東部較厚,西部較薄。結(jié)構(gòu)中等，含12層夾石，屬全井田可采的穩(wěn)定煤層，頂板為炭質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r或砂質(zhì)泥巖；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖或中粒砂巖。（3）8號煤層位于太原組下部，厚1.

32、812.65m，平均2.14m，煤層厚度變化不大，煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含1層夾石，局部不含或含23層夾石。屬全井田可采的穩(wěn)定煤層。頂板巖性多為炭質(zhì)泥巖，局部為細粒砂巖，底板多為砂質(zhì)泥巖，局部為細中粒砂巖。四、煤質(zhì)1、煤質(zhì)特征：02號煤層 : 低中高灰、特低硫中硫、特低磷的貧瘦煤和瘦煤;6號煤層 : 低中高灰、低高硫、 特低磷的貧瘦煤和貧煤;8號煤層 : 低中中灰、低高硫、 特低磷的貧煤。2、工業(yè)用途：井田煤層為瘦煤、貧瘦煤、貧煤，其工業(yè)用途主要可作動力用煤和民用煤，亦可作氣化用煤和煉焦用配煤。作氣化用煤時，應(yīng)加催化劑，提高煤對二氧化碳的反應(yīng)活性。表1 煤層特征表地層煤層號平均層間距（m）厚度（m

33、）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性夾矸層數(shù)頂、底板巖性頂板底板最小-最大平均山山西組023.30簡單穩(wěn)定可采01泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖泥巖、砂質(zhì)泥巖1720.54簡單穩(wěn)定全區(qū)不可采01砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖細粒砂巖、砂質(zhì)泥巖43太太原組61.86中等穩(wěn)定全區(qū)可采12炭質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖泥巖、砂質(zhì)泥巖、中粒砂巖4081.81-2 .652.14簡單穩(wěn)定全區(qū)可采01炭質(zhì)泥巖、細粒砂巖泥巖、砂質(zhì)泥巖、中-細粒砂巖1390.44簡單穩(wěn)定全區(qū)不可采12炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖、細粒砂巖表2 煤層煤質(zhì)特征表煤號項目0268Ad(%)原煤33.07(8)31.35(13)17.54(13)精煤12.81(9)7.6

34、4(13)5.12(12)Vdaf(%)原煤15.65-25.3719.73(9)15.60(11)14.56(12)精煤14.01(9)13.81(12)11.72(11)St,d原煤0.58(9)2.71(13)2.98(12)精煤0.54(9)1.31(1)1.34(12)Pd(%)精煤0.003(3)0.005(6)0.011(5)Qnet,vadMJ/kg原煤25.017(2)32.825(精)25.807-30.6128.21(2)G精煤33.74(8)0-124.44(7)0-0.020.003(7)Y(mm)精煤5.9(4)0-81.88(8)0-40.8(5)煤 類PS、SM

35、PS、PMPM五、瓦斯、煤塵和煤的自燃發(fā)火性1、瓦斯據(jù)井田外圍調(diào)查資料，淺部生產(chǎn)礦井多數(shù)為高瓦斯礦井, 少數(shù)為低瓦斯礦井。上煤組礦井瓦斯涌出3.6027.44m3/t,平均14.24m3/t,下煤組礦井瓦斯涌出12.2557.48m3t，平均35.22m3/t,下煤組大于上煤組。據(jù)清徐煤管局對碾底煤礦瓦斯鑒定結(jié)果，該礦井為高瓦斯礦井。據(jù)井田內(nèi)及鄰近鉆孔02、2、6、8、9號煤層瓦斯含量試驗成果，各煤層含量1.078.15ml/g。據(jù)生產(chǎn)礦井及鉆孔瓦斯含量資料預(yù)測，本礦井瓦斯涌出大于10m3t，屬高瓦斯礦井。2、煤塵根據(jù)相鄰礦井資料，本礦井各煤層煤塵均有爆炸危險性。3、煤的自燃發(fā)火性據(jù)官地礦的測

36、定，煤的自燃傾向等級為不易自燃。六、地溫根據(jù)清徐詳查鉆孔測溫成果，地溫梯度均小于3100m，屬地溫正常區(qū)。第二章 井田境界及儲量第一節(jié) 井田境界山西麥怡源煤業(yè)有限公司井田位于山西省清徐縣馬峪鄉(xiāng)陳家坪、麥地掌村及古交市邢家社鄉(xiāng)陳家社村一帶。行政區(qū)劃大部分屬清徐縣馬峪鄉(xiāng)管轄,北部局部屬古交市邢家社鄉(xiāng)管轄。井田范圍由以下坐標點連線圈定: 1. X=4177764.793 Y=19608733.923 2. X=4180077.292 Y=19608703.453 3. X=4180096.783 Y=19610172.477 4. X=4181946.790 Y=19610147.761 5. X=

37、4181958.942 Y=19611053.457 6. X=4178873.633 Y=19614000.000 7. X=4177764.000 Y=19614000.000礦區(qū)形態(tài)為一不規(guī)則多邊形，井田東西最長處5260m，南北最寬處約4100m，井田面積14.9km2。第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算礦井地質(zhì)儲量包括平衡表內(nèi)儲量和平衡表外儲量。平衡表內(nèi)儲量是指在目前技術(shù)條件下煤層的主要質(zhì)量指標如灰分含量發(fā)熱量和經(jīng)濟技術(shù)指標如煤層厚度賦存條件等都符合工業(yè)要求可供開采的儲量。平衡表外的儲量是指煤層的質(zhì)量指標或經(jīng)濟技術(shù)指標不能滿足當前的工業(yè)要求,目前暫不能開采,但今后可能利用和開采的儲量。依據(jù)精查地

38、質(zhì)報告中所提供的可采煤層底板等高線及儲量計算圖,計算該井田的地質(zhì)儲量： （2.1）式中： M地 質(zhì) 儲 量 tS水平投影面積 m2H煤 層 厚 度 mD容 重 t/m3M=14.9(4.01.41+1.861.41+2.141.41) =168.1Mt第三節(jié) 可采儲量的計算 礦井可采儲量系指地質(zhì)儲量扣除各種煤柱損失及開采損失后的儲量。永久煤柱損失包括井筒及工業(yè)場地、村莊、開拓巷道、斷層、陷落柱及井田邊界和其它永久留在井下煤柱的損失。本井田已算明的工業(yè)儲量為168.072Mt。根據(jù)礦井設(shè)計規(guī)范要求,確定本井田的井田邊界煤柱取20m,估算本井田內(nèi)保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、建筑物等留置的永久煤柱

39、損失約占工業(yè)儲量的10%。礦井的采區(qū)回收率，根據(jù)煤炭工業(yè)煤礦設(shè)計規(guī)定的要求，薄煤層采區(qū)回收率不低于0.85；中厚煤層采區(qū)回收率不低于0.8；厚煤層采區(qū)回收率不低于0.75,按礦井設(shè)計規(guī)范要求：井田為中厚煤層確定采區(qū)采出率為0.8,由此可確定本井田的可采儲量: （2.2） = (168072000-16807200)0.8 =121.0Mt 式中: P保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、建筑物等留置的永久煤柱損失;C采區(qū)采出率0.8；工業(yè)儲量表3 礦井可采儲量匯總表 單位kt煤 層資 源 量煤 柱 損 失礦 井 設(shè)計 儲 量設(shè)計可采儲量村莊斷層礦界工廣大巷合計02號840361151258801055

40、254474431647736號3907717812275641282676537633701269608號449593250321799204379083643659929279合 計168072121012第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力第一節(jié) 礦井生產(chǎn)制度礦井正常工作的制度對其管理及生產(chǎn)的正常、高效運轉(zhuǎn)都是非常重要的。按照設(shè)計規(guī)程初步設(shè)計工作日數(shù)為330天，實行“三八”工作制度，即兩采一準，兩個采煤班，在采煤班內(nèi)進行“落、裝、運、支、移等工序，準備班進行回柱放頂、檢修設(shè)備、推移轉(zhuǎn)載機等工作。采煤班工作小時為8小時，每晝夜凈提升量為16小時。關(guān)于工作制度，按每班完成的循環(huán)次數(shù)應(yīng)為整數(shù)，即每一

41、個循環(huán)不要跨班完成，否則不便于工序之間的銜接，施工管理也比較困難，不利于實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、 礦井生產(chǎn)能力礦山生產(chǎn)能力是礦山建設(shè)最重要的問題之一,生產(chǎn)能力確定的正確與否直接關(guān)系企業(yè)投資和經(jīng)濟效益的好壞,因此必須認真的深入的調(diào)查研究以確定好礦山的生產(chǎn)能力。根據(jù)實際情況、井田境界、煤層賦存條件、煤炭需求量及生產(chǎn)的需要和設(shè)計任務(wù)書，確定本井田年產(chǎn)量為1.5Mt/a。 二、礦井服務(wù)年限的計算礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限是衡量礦區(qū)開拓的主要內(nèi)容，它的大小體現(xiàn)了礦井的開采程度，它不但影響一個礦井的開采技術(shù)經(jīng)濟效果，而且影響到整個礦區(qū)乃至國民經(jīng)濟的發(fā)展。如果礦井生產(chǎn)能力確定過小，其

42、服務(wù)年限可能過長，將大量積壓已勘探的煤炭資源，反之若生產(chǎn)能力過大，可能造成礦井長期達不到設(shè)計產(chǎn)量或生產(chǎn)分散，接替緊張以致礦井服務(wù)年限過短，礦井很快報廢，機械設(shè)備不能發(fā)揮其應(yīng)有的能力，造成投資大收益小，且過短的服務(wù)年限會影響到其它工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此規(guī)程規(guī)定了大，中，小型礦井的服務(wù)年限以及生產(chǎn)能力與服務(wù)年限的關(guān)系式： （2.3）式中： T礦井服務(wù)年限， a礦井可采儲量， Mt A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力， Mt/aK儲量備用系數(shù)， 一般取1.3礦井服務(wù)年限：在井田范圍內(nèi)，根據(jù)井田可采儲量計算礦井設(shè)計服務(wù)年限121.0Mt，A=150萬t可計算出礦井的設(shè)計服務(wù)年限T ： 62年查設(shè)計規(guī)范可知，礦井生產(chǎn)能力

43、為150 Mt/a 時，設(shè)計服務(wù)年限應(yīng)該大于60 年。在這的年限62，故設(shè)計礦井滿足規(guī)范的要求。表4 我國各類井型的礦井和服務(wù)年限井 型設(shè)計生產(chǎn)能力(Mt/a)礦井服務(wù)年限特 大3.05.070大1.22.460中0.450.950第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓方式的確定一、 確定開拓方式的主要原則1、確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2、合理地確定開采水平數(shù)目和位置；3、布置大巷及井底車場；4、確定礦井開采程序，做好開采水平的接替 ； 5、進行礦井開拓延深，深部開拓及技術(shù)改造；6、力求簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量減少井巷工程量；7、盡可能提高機械化程度，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)安

44、全高效； 由于煤層埋深在450700m之間，埋藏深度較深，固只能考慮用立井開拓。二、開拓方案的確定1、工業(yè)場地位置的選擇本井田位于井田位于山西省清徐縣及古交市邢家社鄉(xiāng)一帶,位于清徐縣城北10km處，其間有清徐古交公路相通，本礦井生產(chǎn)原煤直接運往位于清徐縣的集團公司焦化廠，運輸條件優(yōu)越。本井田位于呂梁山脈中段東翼西山含煤盆地東南角，地勢總體西北高、東南低，屬低中山地形，大部基巖裸露，黃土零星分布于緩坡及低山地區(qū)，土層薄、植被少，風(fēng)化作用強烈，溝谷多呈“V”字形?？v觀全井田地勢，工業(yè)廣場選擇較困難，根據(jù)實地勘查，考慮地形條件結(jié)合煤層賦存情況及交通運輸情況，工業(yè)廣場可選擇于井田邊界,與陳家坪毗鄰且靠

45、近公路。工業(yè)廣場選擇于陳家坪附近，且靠近公路，工業(yè)廣場地面開闊，有足夠的場地布置主、副井地面生產(chǎn)系統(tǒng)；目前已具備較好的供電條件，地面運輸條件良好，供水距離較近，征地費用較便宜。根據(jù)上述技術(shù)分析，工業(yè)廣場選擇于此各有優(yōu)缺點，尚需結(jié)合井下開拓部署進一步經(jīng)濟比較來確定。2、井筒形式確定工業(yè)廣場位于9號鉆孔附近，該處煤層埋深約500m左右，故只考慮井筒形式選用立井開拓。采用主、副立井及三個專用風(fēng)井開拓方式，且由于該礦井為高瓦斯礦井 ，故設(shè)立專用回風(fēng)大巷，主副井均為進風(fēng)井。主立井X=4177972.964，Y=19612352.28，Z=1405作為主提升井，采用料石砌碹支護方式，主立井內(nèi)設(shè)置多繩提煤箕

46、斗。擔(dān)負全礦井的煤炭提升任務(wù)，井筒方位角為90，主井井筒兼作進風(fēng)井。副井X=4177900.25，Y=19612190.4，Z=1413.8.作為運送材料、進風(fēng)、提升矸石之用、提升工作人員及作為安全出口，井筒方位角為0，采用料石砌碹支護方式，擔(dān)負全礦井的矸石、材料、人員。這樣布置一是通風(fēng)能力不受限制；其次，這樣布置對于管理水平不高的地方礦來生產(chǎn)干擾小，易于管理。3、開采水平的劃分本礦井開采的02、6、8號煤層，各層平均厚度為4.0m、1.86m、2.14m ，層間距分別為60m、40m。由于本礦為近水平煤層,但由于02號煤于6、8號煤間距較大，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，綜合考慮采用多水平開拓。02號煤單

47、獨進行巷道開拓為第一水平，水平標高為+930。第二水平的6、8號煤采用聯(lián)合布置水平標高為+830。先開采一水平一盤區(qū)，然后依次開采二、三、四盤區(qū)，接著進行井筒延伸至+830水平，進行第二水平的開拓部署。4、運輸大巷、軌道大巷及回風(fēng)大巷位置的確定由于02號煤有煤層爆炸性且為高瓦斯礦井，故采用三條大巷布置形式,大巷采用集中煤層大巷布置?；仫L(fēng)大巷、運輸大巷布置在煤層底板,回風(fēng)大巷位于兩條大巷之間。三條大巷在空間上錯開一定的距離約30m。5、井田開拓方案根據(jù)開拓方式布置原則、工業(yè)場地位置的選擇、煤層賦存條件和井田的形狀，在井筒、開采水平確定的基礎(chǔ)上，第一水平開采提出2個開拓方案。方案分述如下：方案一：

48、在02號煤層中布置井底車場后，沿Y=19612400附近由南向北布置一組大巷，大巷由南到北橫穿整個井田，大巷數(shù)目為3條，位于井底車場東側(cè)。三條大巷分別為東運輸大巷、東軌道大巷、東回風(fēng)大巷；然后再從陳家坪向西開拓南運輸、軌道大巷，再向北掘進西運輸大巷、西軌道大巷、西回風(fēng)大巷，各大巷之間的間距為30m。上述三組大巷將整個井田劃分為4個盤區(qū)，整個井田劃分為38個條帶。 其中，東大巷服務(wù)于1、2、4盤 區(qū)，西大巷和南大巷為3盤區(qū)服務(wù)。首采區(qū)定為中央一盤區(qū)，盤區(qū)儲量為20.4Mt，只需一個綜采面就可達產(chǎn)。開采順序：首先開采1盤區(qū)中的020101工作面；1盤區(qū)02號煤采完后由2盤區(qū)02號煤接替；2盤區(qū)02

49、號煤采完后，開采3盤區(qū)02號煤，最后開采4盤區(qū)02號煤。開拓方案一平面圖見4-1-1，開拓方案一剖面圖見4-1-2。方案二：沿著Y=19610200附近由南向北開掘一組大巷，大巷由南到北橫穿整個井田，大巷數(shù)目為3條，分別為西運輸大巷、西軌道大巷、西回風(fēng)大巷。再由西向東沿著井田邊界保護煤柱開拓三條大巷，分別為南運輸大巷、南軌道大巷和南回風(fēng)大巷。各大巷之間的間距為30m。上述兩組大巷將整個井田劃分為三個盤區(qū)，整個井田劃分為32個條帶。其中，南大巷服務(wù)于1盤區(qū)，西大巷服務(wù)于2、3盤區(qū)。首采區(qū)為1盤區(qū)。開采順序：初期開采1盤區(qū)中的02號煤，1盤區(qū)02號煤采完后，開采2盤區(qū)02號煤， 2盤區(qū)02號煤采完

50、后，開采3盤區(qū)02號煤。然后開采第二水平。開拓方案二平面圖見4-1-3三、 開拓方案的比選表5 開拓方案技術(shù)比較表優(yōu) 點缺 點 方案一運輸系統(tǒng)簡單，環(huán)節(jié)較少，運輸成本低；井田內(nèi)反向運輸少，生產(chǎn)經(jīng)營成本低；煤柱損失少；工作面推進距離適中，能充分發(fā)揮綜采優(yōu)勢；建井工期較長，初期投資較大。工作面?zhèn)€數(shù)多，搬家次數(shù)多。方案二兩大巷大部分呈水平布置，易于掘進及運輸；工作面?zhèn)€數(shù)少，搬家次數(shù)少。初期投資大，建井工期長；西大巷運輸環(huán)節(jié)較多；煤柱損失大；運輸環(huán)節(jié)復(fù)雜。 表6 開拓方案經(jīng)濟比較表方案一方案二初期工程量（m）911010400總工程量（m）3045032800初期投資（萬元）52415998總投資（萬元）1769419004根據(jù)比較可知方案一與方案二的井巷工程量可是為相同，所以從技術(shù)上比較由于方案二工作面推進方向較長，對設(shè)備要求高，所以綜合考慮選用第一方案。四、 采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)選定的開拓方案, 整個礦井劃分為兩個水平，四個帶區(qū)。礦井開采順序首先投產(chǎn)第一水平02號煤層的1帶區(qū)020101工作面，等1帶區(qū)采完后，接著開采2帶區(qū)、3帶區(qū)、4帶區(qū)。最后井筒向下延伸100m，開采第二水平6、8號煤層，巷道聯(lián)合布置，首先開采1帶區(qū)6號煤層，然后接著開采其他的帶區(qū)。第二節(jié) 達到設(shè)計生產(chǎn)能力時工作面