麒麟煤矿15万吨开采设计说明书 毕业设计

贵州大学本科毕业论文（设计）作业指导书本科毕业论文（设计）题目麒麟煤矿开采设计学院贵州大学专业采矿工程班级采矿101学号20102446学生姓名张力指导教师吴建琼2014年9月30日贵州大学本科毕业论文（设计）作业指导书前言本次设计主要是考察自己在工作学习期间所掌握专业知识的程度,通过设计可以使自己加深对专业知识的理解,弥补在学习中的不足,同时也为自己以后的工作打下坚实的基础。本设计是以实习矿井麒麟煤矿所收集的地质资料作为基础资料,这些资料包括地质地形图，煤层底板等高线图，煤层综合柱状图等图件，以及地质资料。查阅参考资料有采煤学、矿山电工学、采矿设计手册、矿山压力及控制等参考资料，矿井设计包括井田开拓、采区准备和采煤方法，以及巷道掘进、矿井提升、运输、通风、排水、动力供应等各个生产系统，矿井开采设计主要应解决井田开采煤技术方案和确定各项开采参数，如确定井田的开拓方式、新平开拓、延深方案、采准巷道布置及生产系统，选择采煤方法，确定阶段垂高、采区走向长度、采煤工作面长度等等。所选择的方案及参数要在技术上优越，经济上合理，安全上可靠。为此，我们在设计时应遵守以下基本原则第一，矿井设计必须贯彻国民经济建设有关方针政策，特别是煤炭工业的各项具体政策，应有全局观点。第二点，矿井设计应在立足国情的前提下，满足技术上先进，经济上合理，安全可靠适用，并要为矿井发展留有余地。在目前，还应特别注意提高经济效益、社会效益和环境效益，以取得较好的综合业绩。第三点，在设计中，应理论联系实际，尽量运用所学的科学技术知识，应拓宽思路，在不违反国家方针政策和技术规范的前提下，大胆采用国内外先进技术和设计方法。贵州大学本科毕业论文（设计）作业指导书内容摘要麒麟煤矿位于普安向斜南翼东段，地层主要呈北西南东走向，倾向北东，倾角638，为一单斜构造。本区属亚热带高原季风气候，气候温和湿润，冬无严寒，夏无酷暑，四季宜人。全年雨量充沛，雨季多集中在57月。交通条件比较方便。根据贵州省国土资源厅2011年7月颁发的普安县三板桥麒麟煤矿采矿许可证（副本，证号C5200002011081120116428），井田面积23329KM2，开采深度由1650M至1300M标高。井田呈不规则多边形，走向长17KM，倾斜宽15KM。采区内准采标高（1650M1300M）内矿井保有资源量为613万吨（122B）。矿井设计年产量为15万吨/年，服务年限162年，该矿现布置有三个井口，分别为主斜井、副斜井、回风斜井。井田划分为1个水平（水平标高为1450M）。首采1号煤层平均厚度19M。井田为单一构造，构造为中等，煤层平均倾角625，属近水平缓倾斜煤层。设计采用走向长壁后退式采煤法，采用全部垮落法管理顶板。首采工作面采用炮采。通风方式为中央并列式，机械抽出法。关键词井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、通风方式贵州大学本科毕业论文（设计）作业指导书目录第一章总论411项目概况412井田概况4121交通位置4122地形地貌4123地表水4124气象4125地震4126地温513井建设的资源条件5131井田地层及地质特征5132煤层6133煤质7134水文地质条件8135其它开采技术条件12136井田勘探程度及资源/储量13第二章井田开拓及开采1521井田境界及可采储量1522矿井生产能力及服务年限1823井田开拓2024井下开采22第三章矿井通风与安全2231瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算22311瓦斯资源分析22312瓦斯抽放方法2232矿井通风23321通风方式及通风系统23322矿井瓦斯涌出量23323矿井风量、风压及等积孔23324通风设施、防止漏风和降低风阻的措施2933矿井瓦斯灾害防治29贵州大学本科毕业论文（设计）作业指导书34矿井火灾防治30341煤层自燃发火倾向性30342煤层自燃发火的防治措施30343火灾的防治措施3035矿井粉尘防治31351粉尘爆炸指数及煤尘的爆炸性31352防尘措施3136矿井水害防治31361水患类型及威胁程度31362矿井水害防治措施3137矿山救护3238矿井“六大系统”设计34381人员定位系统34382监测监控系统34383压风自救系统34384供水施救系统34385通讯联络系统35386紧急避险系统35第四章矿井主要设备选型3541运输提升设备35411主斜井胶带运输机35412运输石门胶带运输机37413运输上山胶带运输机39414副斜井提升设备41415轨道上山运人设备4542通风设备48421通风机设计依据48422通风机选型计算48423主要通风机选型49424电动机功率验算4943排水设备50431排水方式50432设计依据50433选型计算结果50434排水管53435水仓容积及断面的确定53436主要水泵房和通道布置及安全出口5344压风设备53441供风方式53442设计依据54443选型计算54贵州大学本科毕业论文（设计）作业指导书444初步估算空压机必须的出口压力55445选型结果55446压气管路直径的计算5545瓦斯抽放55第五章地面设施5651地面生产系统5652地面运输5653总平面布置及防洪排涝5654供电5755供排水5856采暖通风与空调58第六章环境保护与水土保持5861项目建设和生产对环境的影响5862环境保护与水土保持措施5963环境影响评价59第七章职业卫生与消防6071劳动安全职业卫生6072消防设施60第八章技术经济6281组织机构及人力资源配置6282投资估算及资金筹措6283经济效益初步测算及分析6284主要技术经济指标62贵州大学本科毕业论文（设计）第1页1第一章总论11项目概况井田位于普安向斜南翼东段，地层主要呈北西南东走向，倾向北东，倾角638，为一单斜构造。井田内出露地层由老至新依次有二叠系上统峨眉山玄武岩组，上统龙潭组，三叠统系下统飞仙关组以及第四系地层，含煤地层为龙潭组。井田地表水系属珠江流域南盘江水系。井田内无山塘、水库及大的河流通过，仅有顺向小溪沟。在井田范围内无村寨，只有零星住户。12井田概况121交通位置井田至320国道025KM（为碎石路面），经320国道（为三级公路）至镇胜高速公路普安县城入口10KM，经320国道（为三级公路）至普安县城12KM，交通较为方便（见交通位置图）。122地形地貌井田总体为中山地貌，单面山地形。123地表水井田地表水系属珠江流域南盘江水系。井田内无山塘、水库及大的河流通过，仅有顺向小溪沟。124气象本区属亚热带高原季风气候，气候温和湿润，冬无严寒，夏无酷暑，四季宜人。全年雨量充沛，雨季多集中在57月。据普安县气象局资料年平均降水量150110MM，日极端最高气温335，日极端最低气温65，月均气温151，年均气温1315，年无霜期270290天，年平均相对湿度78。125地震据贵州省城乡建设保护厅1993年12月编制的贵州省地震烈度区划图，井田范围内地震烈度为6度区。贵州大学本科毕业论文（设计）第2页2126地温矿井生产过程中未发现地温异常，属正常的地温区。井田交通位置图13井建设的资源条件131井田地层及地质特征地层贵州大学本科毕业论文（设计）第3页3井田出露地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3）、龙潭组P3L、三叠系下统飞仙关组T1F、第四系Q，现从老到新分述如下二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3）分布于井田南部，区内无出露。岩性为绿灰色玄武岩、拉斑玄武岩，上部夹多层凝灰岩，局部夹砂泥岩及薄煤12层；顶部为一层凝灰岩。厚度301M。二叠系上统龙潭组P3L分布于井田南部，是井田主要含煤地层，为一套海陆交互相沉积。岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、泥质灰岩、煤层等组成。具水平层理、波状层理、交错层理，含腕足类、瓣鳃类、介形虫等动物化石，产大羽羊齿、鳞木等植物化石，含植物化石碎片、煤核等。组内连续沉积，含煤1329层，一般20层左右，主要可采煤层为1、17煤层，局部可采煤层为26、27、28煤层。龙潭组厚约430M。与下伏地层呈假整合接触。三叠系下统飞仙关组T1F分布于井田北部，岩性主要为灰绿色、灰色、紫灰色、灰紫色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、灰岩等，具波状层理、交错层理，产瓣鳃类及腕足类动物化石，厚约550M。根据岩性组合及颜色变化共分为两段，分述如下第一段T1F1主要为灰绿色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩，夹细砂岩、鲕状灰岩及泥质灰岩，产瓣鳃类、舌形贝等动物化石，底部具水平层理及植物化石碎片，厚约134M。与下伏地层呈整合接触。第二段T1F2岩性主要为灰紫色、紫灰色、紫红色薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，夹灰岩、细砂岩、泥岩，产瓣鳃类、腕足类动物化石，厚约416M。第四系Q主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物，厚020M，与下伏地层呈不整合接触。构造井田位于普安向斜南翼东段，地层主要呈北西南东走向，倾向北东，倾角638，为一单斜构造。井田内次级褶曲不发育，但断裂构造较发育，发现断层20条，即F1、F2、F7、F9、F10、F11、F12、F13、F14、F15、F17、F18、F19、F21、F22、F23、F25、F26、F4031、F4032断层，其中，F12、F21、F23、F25、F26、F4031、F4032断层对煤层有一定的破坏。132煤层含煤性龙潭组为该矿主要含煤地层，总厚度约430M。煤层总厚度约762M，含煤系数约贵州大学本科毕业论文（设计）第4页4177。可采煤层井田内主要可采煤层为1、17号两层。分述如下1号煤层位于龙潭组顶部，为本区主要可采煤层。煤层厚091403M，平均厚约190M。煤层厚度变化不大，属较稳定煤层。该煤层含006020M的泥岩夹矸12层。煤层顶板为泥质粉砂岩或泥质灰岩；底板为泥岩及粉砂岩。17号煤层位于龙潭组中上部，上距1煤层约116M，煤层厚度变化较大，煤层厚083950M，平均厚约158M，属较稳定煤层。该煤层一般含夹石12层，夹石单层厚005057M。煤层顶板为粉砂岩，局部为泥质粉砂岩；底板为泥岩。133煤质物理性质及煤岩特征物理性质本区煤层为黑色、灰黑色，玻璃光泽及似金属光泽，条带状和线理状结构，层状及块状构造。以参差状断口为主，部分为棱角状及阶梯状断口，粉末状及块状，裂隙中可见方解石薄膜、粘土矿物及黄铁矿等充填物。煤岩特征宏观煤岩特征区内煤层的煤岩成份以亮煤及暗煤为主，镜煤次之，少有丝炭。由各种煤岩成份组成的煤岩类型有半亮型和半暗型。条带状和线理状结构，层状、块状及粒状构造。显微煤岩特征有机显微组份以镜质组为主，惰质组次之，无稳定组。镜质组以无结构镜质体为主，常见均匀基质体、镜质体、少许木质镜质体、碎屑镜质体，偶见镜质浑园体。惰质组以结构丝质体、结构半丝质体为主，多见木镜丝质体、木镜半丝质体，次为碎屑丝质体，偶见丝质浑园体及丝质菌类体。无机显微组份以粘土类为主，硫化物类和氧化物类次之，碳酸盐类少量。粘土矿物以细分散状、斑点状为主，局部为浸染状，少许充填胞腔。石英以细粒状、微细粒状散布于基质中，少许充填胞腔和裂隙。黄铁矿以微粒状、星点状、球粒状散布于煤岩及顶、底板围岩中，少许充填胞腔。贵州大学本科毕业论文（设计）第5页5化学性质及煤类工业分析各煤层主要煤质指标详见如下表表242表242可采煤层原煤煤质分析成果表顶底板岩性煤层编号煤层平均厚度（M）煤层平均间距（M）倾角（度）煤层夹矸数稳定性煤层结构顶板底板109140319062512较稳定复杂粉砂岩、灰岩泥岩1161708395015862512较稳定简单粉砂岩泥岩煤类1号煤层为中灰、中高硫、特高热值瘦煤。17号煤层为低灰、中硫、特高热值贫煤。煤的用途井田内1煤层、17煤层适宜化工用煤及动力用煤，经洗选后可制碳素材料或制造电石。有益矿产铁矿产于上二叠统龙潭组龙潭组P3L地层底部，矿体薄，品位低，含铝硅高，目前工业尚不能利用。黄铁矿以微粒状、星点状、球粒状散布于煤岩及顶、底板围岩中，含量低，不具工业价值，并影响煤岩质量。镓（GA）、镉（GE）由于含量低，目前尚不能利用。煤层内风氧化带的确定矿山未采风、氧化带煤层样，根据矿山原生产井及老窑开采情况，煤层风氧化带为煤层露头往下垂深约20M。134水文地质条件地表水系井田地表水系属珠江流域南盘江水系。井田内无山塘、水库及大的河流通过，仅有顺向小溪沟。井田的最低侵蚀基准面为1615M。贵州大学本科毕业论文（设计）第6页6含、隔水层峨嵋山玄武岩组（P3）弱含水层分布于井田南部，区内无出露。岩性为绿灰色玄武岩、拉斑玄武岩，上部夹多层凝灰岩，局部夹砂泥岩及薄煤12层；顶部为一层凝灰岩。厚度301M。该组含少量基岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层。由于该组阻隔，使富水性强的茅口组对煤矿的开采无影响。二叠系上统龙潭组P3L弱含水层分布于井田南部，是井田主要含煤地层，为一套海陆交互相沉积。岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、泥质灰岩、煤层等组成。具水平层理、波状层理、交错层理，含腕足类、瓣鳃类、介形虫等动物化石，产大羽羊齿、鳞木等植物化石，含植物化石碎片、煤核等。组内连续沉积，含煤1329层，一般20层左右，主要可采煤层为1、17煤层，局部可采煤层为26、27、28煤层。龙潭组厚约430M。含裂隙水，富水性弱。该层裂隙水主要靠大气降水补给。矿井在掘进该层时，没有遇到大的突水点，仅部分巷道顶、底、帮有渗水、滴水、淋水现象。三叠系下统飞仙关组（T1F）裂隙水含水层根据岩性组合分为两段第一段T1F1主要为灰绿色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩，夹细砂岩、鲕状灰岩及泥质灰岩，产瓣鳃类、舌形贝等动物化石，底部具水平层理及植物化石碎片，厚约134M。该组浅部含风化裂隙水，深部含少量构造裂隙水。地表未发现泉水，富水性弱。第二段T1F2岩性主要为灰紫色、紫灰色、紫红色薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，夹灰岩、细砂岩、泥岩，产瓣鳃类、腕足类动物化石，厚约416M。由于上部有泥质灰岩，岩溶发育，富水性强。第四系Q弱含水层主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物，厚020M。由于厚度薄，富水性弱。地表发现的泉水，流量较小，为0039L/S，枯季流量更小，甚至干枯。井田含煤地层为龙潭组，煤系地层顶部为飞仙关组及第四系，底部为玄武岩组。煤系地层顶部第四系为弱含水层，厚度为020M；飞仙关组为弱含水层，厚度为550M，与1号煤层的距离为40M；煤系地层底部玄武岩组为弱含水层，厚度为301M，与17号煤层的距离为296M。1号煤层距飞仙关组底界40M，17号距玄武岩组顶界296M。最低侵蚀基准面为1615M，井田内煤层的最低赋存标高为1300M，最低点水压为315MPA。根据煤矿防治水规定，当水压与煤层距含水层之间的距离之比小于006MPA/M，不会引起底板突贵州大学本科毕业论文（设计）第7页7水，井田开采范围内，开采17煤层时，水压与煤层距含水层之间的距离之比为0081MPA/M，小于006MPA/M，据此推算开采1300M标高以上的17煤层时是安全的，因此，不需要采取疏水降压措施。断层带水文地质特征井田内F10、F19、F21、F26断层易造成强含水层与煤层拉近或直接造成矿井突水，发育于以塑性岩石为主的含煤地层中的小断层也具有微弱的含水、导水性能，对矿井充水有一定影响。特别是F26断层横跨井田，将1号、17号煤层断开，容易将地表水和岩溶水导入煤层，是矿井的主要充水因素。充水因素分析充水水源地表水矿区内地表水为山间雨源型小溪，主要受大气降水及地形控制，矿区内小冲沟发育，沟水动态变化极大，季节性变化十分显著，雨季暴涨，旱季流量较小或干枯。冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，沿沟溪一带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。水塘井田内地表无水塘。溪沟井田仅有顺向小溪。沿溪沟一带开采煤层时，冲沟、溪沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部或深部开采的直接充水水源。第四系孔隙水井田内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。龙潭组弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。小煤矿采空区积水原老井内存在着一定的巷道或采空区积水，是矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。充水通道岩石天然节理裂隙井田内龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙较发育，而深部则贵州大学本科毕业论文（设计）第8页8发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部细砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。人为采矿冒落裂隙采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。断层破碎带井田内断层或矿井发育小落差断层，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。原小煤矿老窑破坏区或采空区区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，大部分被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。老窑大多有积水。因此，开采浅部煤层时，应预防老窑水涌入。井田内原小煤矿废弃采面或巷道会成为采空区积水，当开采煤层至老窑或采空区时，巷道勾通采空区会成为充水充道。充水方式对于各可采煤层，由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为老窑、采空区巷道、岩溶管道导水，因此目前矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主；矿井进一步向深部开采后，有从上部采空区积水突水的可能。矿井涌水量目前生产矿井涌水量通过实际调查，该煤矿在正常生产时，矿井正常涌水量为10M3/H，最大涌水量为20M3/H。矿坑涌水量预测方法的确定矿井位于接受大气降水的补给区，矿井充水主要因素为龙潭组煤系及飞仙关组地层，矿井涌水量采用比拟法计算。水文地质参数的确定及矿井涌水量计算结果本矿及邻近煤矿无相关资料，矿井涌水量预算公式采用QFKFQ矿井涌水量（M3/H），F预算面积（M2），KF单位面积含水率（M3/M2）。本矿采空面积为126043M2,矿井正常涌水量为10M/H。贵州大学本科毕业论文（设计）第9页9因此，正常时KF793105M3/M2；最大时KF159104M3/M2矿井预算面积为848417M21425M水平以上。矿井预计涌水量Q正常FKF848417M2793105M3/M2673M3/HQ最大FKF848417M2159104M3/M21349M3/H根据计算结果，矿井预测未来涌水量为6731349M3/H，总体上看，矿井涌水量一般。本设计按正常涌水量70M3/H，最大涌水量140M3/H来进行水泵的选型。水文地质类型井田属以顶板进水为主的裂隙充水矿床，水文地质复杂程度为中等，水文地质条件为中等类型。135其它开采技术条件瓦斯等级鉴定根据贵州省能源局文件关于黔西南州煤炭局关于上报黔西南州2010年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告的批复（黔能源发2010801号），普安县三板桥麒麟煤矿瓦斯绝对量584M3/MIN，二氧化碳绝对量231M3/MIN，鉴定等级为高瓦斯。煤层瓦斯含量资源/储量核实报告没有提供煤层瓦斯含量、瓦斯压力等相关资料。根据经验公式，预测各煤层最低标高时的瓦斯含量，预测结果见表244。表244矿井各煤层最低开采标高时瓦斯压力、瓦斯含量表WHP煤层M3/TMPA12036420171910455煤层自燃倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2004年11月提交的1号煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告，1号煤层为自燃煤层；根据贵州省煤田地质局实验室2008年8月提交的17号煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告，17号煤层为自燃煤层。矿井煤层按自燃设计。在煤矿开采生产过程中，应加强通风管理，暂时不用的巷道和废弃的巷道要及时密闭，采面回采结束后要按规定及时密闭。煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2004年11月提交的1号煤层的煤尘爆炸性鉴定贵州大学本科毕业论文（设计）第10页10报告，1号煤层的煤尘有爆炸性；根据贵州省煤田地质局实验室2008年8月提交的17号煤层的煤尘爆炸性鉴定报告，17号煤层的煤尘无爆炸性。矿井煤层的煤尘按有爆炸性设计。煤矿开采生产过程中应坚持湿式作业，搞好防尘工作，确保安全文明生产和矿工的身体健康。136井田勘探程度及资源/储量勘探程度19671970年，贵州省六盘水煤田地质勘探公司一九八队开展了包括本区在内的九峰勘探区的普查勘探工作，提交了盘县煤田普安九峰勘探区普查勘探地质报告。该矿区位于九峰勘探区南部。19691972年，贵州省地质矿产局一八队对包括本矿区在内的盘县幅进行了120万区域地质调查工作。1999年1月，普安县矿产资源管理局委托贵州省地矿局一六地质大队对包括本区在内的三板桥煤矿区开展地质简测工作，并编写了贵州省普安县三板桥镇煤矿区地质简测报告。2006年12月，贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心受麒麟煤矿业主的委托，在矿区范围内进行了地质调查工作，并于2006年12月提交了贵州省普安县三板桥麒麟煤矿资源/储量核实报告，该报告经贵州省国土厅组织专家评审通过，文号为黔国土资储备字2007180号。该报告批准麒麟煤矿（准采标高1650M1300M范围内）保有资源量（122B）613万吨。上述报告对矿区水文地质、工程地质及其它开采技术条件作了概略评述，对矿区煤层厚度、产出层位、空间位置、矿体形态、产状、煤层特征等已初步查明，对本矿区煤层的开采具有一定的指导意义，同时也为本次工作提供了大量基础地质资料。资源/储量根据贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心2006年12月编制的贵州省普安县三板桥麒麟煤矿资源/储量核实报告及批复（黔国土资储备字2007180号）截止2007年5月17日底，准采标高（1650M1300M）内矿井保有资源量为613万吨（122B）。问题及建议加强对井田内小窑、老窑、采空区开采和积水情况的调查，并将具体位置标注在井上下对照图上，在采掘过程中，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”水害防治十六字原则，防止老窑、采空积水对矿井开采的影响。必须对采空区积水进行疏放，并对可能的突水区域采取相应的预防措施，防止突水，保证矿井安贵州大学本科毕业论文（设计）第11页11全生产。井田内地面建、构筑物必须留设足够的安全保护煤柱，同时需随时观察地面有无滑坡、塌陷等情况。在今后的生产过程中，必须进一步对地面建筑物进行一次全面的调查测量，将建筑物的具体位置测量上图，并留设好保护煤柱，严禁乱挖乱掘保安煤柱；如需在建筑物下采煤，事先必须请有资质的设计部门进行专门的“三下”采煤开采方案设计，并报上级有关部门批准后，方可在保安煤柱内按批准的开采方案和措施。在生产中必须做好一年一度的矿井瓦斯等级鉴定工作，并根据鉴定结果及时调整通风、瓦斯管理方案。根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“黔安监管办字2007345号关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见对煤与瓦斯突出矿区和突出危险矿区的煤矿建设项目，凡未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定的，一律按煤与瓦斯突出矿井设计。根据中国矿业大学（北京）2011年4月编制的普安县三板桥麒麟煤矿17号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告及批复（黔能源煤炭2011359号），17号煤层有突出危险，因此，该矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理。建议该矿井及时请具有资质的单位对1号煤层进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，对矿井防治煤与瓦斯突出提供科学的依据；经煤与瓦斯突出危险性鉴定后，按鉴定结论进行管理。由于水文地质工作程度低，其矿井涌水量准确性较差，矿井生产建设期间应注意收集相关资料，确定矿井涌水量，以利于今后的生产。及时探清断层产状、性质等，为下一步的开采提供地质依据。矿井内断层在生产过程中应留设好防水煤柱，防止突水事故的发生。贵州大学本科毕业论文（设计）第12页12第二章井田开拓及开采21井田境界及可采储量211井田境界根据贵州省国土资源厅2011年7月颁发的普安县三板桥麒麟煤矿采矿许可证（副本，证号C5200002011081120116428），井田范围由7个拐点坐标圈定（拐点坐标见表121），面积23329KM2，开采深度由1650M至1300M标高。井田呈不规则多边形，走向长17KM，倾斜宽15KM。212储量矿井资源量根据贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心2006年12月编制的贵州省普安县三板桥麒麟煤矿资源/储量核实报告及批复（黔国土资储备字2007180号）截止2007年5月17日底，准采标高（1650M1300M）内矿井保有资源量为613万吨（122B）。各煤层资源量汇总见表311。表311资源量统计表单位万吨类别煤层135300353326000260合计61300613122B资源量（万吨）备注333资源量（万吨）334资源量（万吨）合计（万吨）矿井地质资源量地质资源/储量122B6131612（万吨）说明该矿已进入联合试运转阶段，在联合试运转期间，1号煤层开采及损失资源量10万吨。矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量122B612（万吨）矿井设计利用资源/储量矿井设计利用资源/储量为矿井工业资源量减去设计计算的断层煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物等永久煤柱损失量后的资源/储量。即矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量永久煤柱损失61266931265190151341（万吨）永久煤柱损失的计算A断层煤柱损失断层两侧各留设20M煤柱。贵州大学本科毕业论文（设计）第13页13B防水煤柱损失采空区防水煤柱采空区长留设煤柱宽度采高比重C地面永久煤柱在井田范围内无村寨，零星住户采取搬迁措施。D井田境界煤柱以所划定的井田开采边界的铅垂线至所采煤层的投影线内推20M计算。煤柱留设宽度的计算详见第四章第六节矿井水害防治。煤柱的具体见表312、表313、表314。表312断层煤柱损失表单位万吨计算式编号L长度B宽度容重H煤厚计算损失结果1122B64002014819359917122B6800201441583094合计6693LBH表313掘进时防水煤柱损失表单位万吨计算式编号L长度B宽度容重H煤厚计算损失结果1122B150030148191265合计1265LBH表314井田境界煤柱损失表单位万吨计算式编号L长度B宽度容重倾角H煤厚计算损失结果1122B2100201481719123517122B14002014417158666合计1901LBHCOS矿井设计可采储量矿井设计可采储量（矿井设计资源/储量地面工业场地井巷保护）回采率M（513415725）8036493（万吨）工业场地保护煤柱其保安煤柱留设原则，首先在地形图上均以边界外推划出20M围护带，然后按65塌陷角投影到煤层上圈定压覆面积，然后计算煤柱。井筒保护煤柱其保安煤柱留设原则，首先在地形图上均以边界外推划出20M围护带，然后按65塌陷角投影到煤层上圈定压覆面积，然后计算煤柱。井筒、工业场地保护煤柱具体见表315。贵州大学本科毕业论文（设计）第14页14表315井筒、工业场地煤柱损失表单位万吨计算式编号S平面积容重H煤厚计算损失结果1122B9210014819279317122B1195001441582932合计5725SHCOS1号、17号煤层为中厚煤层，采区回采率为80；表316各种煤柱汇总表资源量编号1352352609929101279308210467260260376222429320815446合计612612985951341572536493井筒和工业场地保护煤柱（万吨）可采储量（万吨）矿井地质资源量（万吨）矿井工业资源/储量（万吨）永久煤柱（万吨）矿井设计资源/储量（万吨）采区回采率22矿井生产能力及服务年限221矿井工作制度矿井设计年工作日为330天，日工作制度井下工人按“四六”工作制；地面工人及其他人员按“三八”工作制；井下工人每天四班作业，三采一准，每班工作六小时，地面工人每天三班作业，每班工作八小时。矿井每天净提升时间为16H。222矿井生产能力确定矿井设计生产能力的主要原则符合矿区总体规划以及当地国民经济发展规划。立足于已探明、控制的资源/储量及范围，并考虑长远的发展。客观地对井田地质构造、煤层赋存条件、可利用资源/储量及其分布、煤层开采技术条件（特别是瓦斯）等进行分析研究。考虑瓦斯限产、煤层合理开采顺序，按照合理集中生产的原则，对工作面和采区生产能力和接替关系进行认真的分析。充分考虑矿井外部运输条件、电厂对燃煤的需求和部分优质块煤外销的可能性。充分考虑到现有技术水平和科技进步，经多方案技术经济比较及投入产出的评价，以最佳整体效益为目的，对设计生产能力进行科学决策。矿井设计生产能力的确定矿井设计生产能力是反映矿井总体面貌的综合性指标，为使矿井设计生产能力更趋于合理，进而取得良好的投资效益，设计对井田构造、煤层赋存、开采技术条件等地质条件进行研究；对确定矿井生产能力基础的地质储量进行了分析；根据本井田具贵州大学本科毕业论文（设计）第15页15体条件和邻近矿区生产水平，对回采工作面和采区生产能力进行剖析预测；对煤炭市场的需求及外运条件进行了调查研究；对不同井型的投入产出进行综合比较。根据井田地质构造、煤层赋存条件，设计提出15万T/A、21万T/A及30万T/A三个井型方案进行对比。设计推荐生产能力15万T/A规模，主要理由如下从资源量分析矿井地质资源量612万T，工业资源/储量612万T，设计可采储量36493万T。分别按15万T/A、21万T/A及30万T/A三个井型方案计算矿井服务年限为162A、116A、81A。从服务年限来看，21万T/A、30万T/A规模的服务年限满足不了设计规范要求；15万T/A规模服务年限基本满足设计规范要求。以上分析可以看出，本井田的资源条件建设15万T/A生产规模的矿井比较合适。井田地质构造井田位于普安向斜南翼东段，地层主要呈北西南东走向，倾向北东，倾角638，为一单斜构造。井田构造复杂程度属中等类型。煤层赋存条件及开采技术条件煤层赋存条件井田内出露地层由老到新有二叠系上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、三叠系下统飞仙关组及第四系，含煤地层为龙潭组，含可采煤层2层，从上至下分别是1号、17号煤层，其平均厚度分别为19M、158M，为中厚煤层。井田内1号与17号煤层之间的层间距为116M。煤层倾角625，属近水平缓倾斜煤层。开采技术条件区内煤层顶板多为灰岩、粉砂岩，底板为粉砂岩。泥岩在开采过程中易破坏，荷载力较小，抗压强度低，且亲水性较强，极易软化，在开采过程中可能会产生底鼓现象，特别在开采深部煤层时甚至可能会产生底板隆破的现象，因此要引起足够的重视。矿井水文地质属中等类型，按煤尘无爆炸性和不易自燃设计，按高瓦斯矿井设计。工作面参数及采区、工作面生产能力工作面主要参数工作面长度的合理与否是实现工作面高产稳产的因数之一，一般情况下，加大工作面长度可获得较高的产量，提高劳动生产率，降低吨煤成本，但是，工作面长度过长亦会给工作面生产带来很多不利因素，反而不利于顶板控制及工作面的管理，影响安全生产。该矿可采煤层为薄中厚煤层，设计结合工作面技术装备，确定矿井工作面长度为100M。工作面循环方式、作业方式的选择采用“四六”作业制，三采一准。设计工作面倾斜长100M，日循环进度24M，工作面正规循环率为095，则工作面年推进度为24330095634M。工作面年生产能力贵州大学本科毕业论文（设计）第16页161号煤层设计工作面倾斜长100M，煤层平均厚19M，容重148T/M3，工作面采出率取95（中厚煤层），则工作面年生产能力为100195351480951429万吨/年掘进出煤按10考虑，计算得掘进出煤为143万T，矿井生产能力为1572万T。（它煤层的生产能力计算见表321）。表321其它煤层的生产能力计算长度煤厚年推进度容重回采工作面掘进工作面矿井MMMT/M3（万吨）（万吨）（万吨）11001953514809514291431572171001586341440951371371507煤层编号回采率因此，当开采1号、17号煤层时，能达到矿井生产能力。矿井在工作面推进时，合理安排进度，严禁超能力生产。综上所述，从井下开拓部署、采区布置和工作面安排方面及生产管理等因素综合考虑，麒麟煤矿布置一个采区、一个工作面可以满足矿井15万T/A能力。223服务年限矿井服务年限按下式计算TZ可/（15A）式中T服务年限，年；Z可可采储量，万T；A设计年生产能力，万吨/年，按15万吨/年计算；15储量备用系数，取值1315，取15；T36493/（1515）162（年）23井田开拓231已有井巷工程该矿现布置有三个井口，分别为主斜井、副斜井、回风斜井。232井口位置及开拓方案选择井田划分为1个水平（水平标高为1425M），6个采区（1号煤层划分为3个采区，水平标高以上以F21断层为界，断层南翼为一采区，断层北翼为三采区，水平标高以下为二采区；17号煤层划分为三个采区，水平标高以上以F26断层为界，断层南翼为六采区，断层北翼为四采区，水平标高以下为五采区）。二采区在运输上山、轨道上山、回风上山底部施工二采区运输下山、二采区轨道下山、二采区回风下山（距离1号煤层20M）至深部矿界，贯通形成矿井开拓系统。通过正石门揭穿1号煤层，然后布置回采和掘进工作面。三采区在主斜井底部沿走向施工三采区运输大巷，然后施工三采区运输石门至1贵州大学本科毕业论文（设计）第17页17号煤层底板20M处，再沿倾向施工三采区运输上山（距离1号煤层20M）；副斜井底部沿走向施工三采区轨道大巷，然后施工三采区轨道石门至1号煤层底板20M处，再沿倾向施工三采区轨道上山（距离1号煤层20M）；回风斜井底部沿走向施工三采区回风大巷，然后施工三采区回风石门至1号煤层底板20M处，再沿倾向施工三采区回风上山（距离1号煤层20M），贯通形成矿井开拓系统。通过正石门揭穿1号煤层，然后布置回采和掘进工作面。四采区继续施工主斜井至1425M标高，然后施工四采区运输大巷至井田中部，再岩煤层倾斜施工四采区运输上山（距离17号煤层20M）；副斜井至1425M标高，然后施工四采区轨道大巷至井田中部，再岩煤层倾斜施工四采区轨道上山（距离17号煤层20M）；回风斜井底部施工回风斜巷至1号煤层底板20M处，再沿煤层倾斜施工四采区回风上山（距离17号煤层20M）至1425M标高，贯通形成矿井开拓系统。通过正石门揭穿17号煤层，然后布置回采和掘进工作面。五采区在四采区上山底部施工五采区运输下山、五采区轨道下山、五采区回风下山至深部矿界（距离17号煤层20M），贯通形成矿井开拓系统。通过正石门揭穿17号煤层，然后布置回采和掘进工作面。六采区在运输大巷内沿煤层倾斜方向施工六采区运输上山（距离17号煤层20M），轨道大巷内沿煤层倾斜方向施工六采区轨道上山（距离17号煤层20M），回风斜巷内沿煤层倾斜方向施工六采区回风上山（距离17号煤层20M），贯通形成矿井开拓系统。通过正石门揭穿17号煤层，然后布置回采和掘进工作面。根据水平划分与煤层赋存条件、开采方式及采煤机械化程度，为了使采区划分能够做到全井田合理开采，前后期统筹兼顾，均衡开采，本设计采区间的开采顺序为一采区二采区三采区四采区五采区六采区；煤层间开采顺序为，1号17号；采区间的开采顺序为区段下行式。233主要开拓大巷布置根据该矿的开拓布置，一、二采区开采时，不需要布置大巷；三采区开采时，须在主斜井、副斜井、回风斜井井底布置三采区运输大巷、三采区轨道大巷、三采区回风大巷；四采区开采时，须在主斜井、副斜井底部布置四采区运输大巷、四采区轨道大巷；五、六采区开始时，不需要布置大巷。234井底车场及硐室在轨道上山底部布置中央变电所、水仓和水泵房，水泵房的底板标高为1428M；轨道石门的一侧布置消防材料硐室；轨道上山上口布置绞车房，绞车房底板标高为153996M；运输上山内布置煤仓；副斜井底部布置井底车场、轨道上山底部布置采区车场。轨道上山底部设置永久避难硐室，运输绕道、轨道石门设置临时避难所。该矿生产能力小，炸药用量少，不设井下爆破材料发放硐室。贵州大学本科毕业论文（设计）第18页1824井下开采241首采区、首采面位置选择考虑矿井煤层分布、工业场地位置、现有巷道布置、初期投资、建井工期，首采区选择在一采区，首采工作面选择在1号煤层中，工作面编号为1111采面。242采煤方法与采煤工艺首采1号煤层平均厚度19M。井田为单一构造，构造为中等，煤层平均倾角625，属近水平缓倾斜煤层。设计采用走向长壁后退式采煤法，采用全部垮落法管理顶板。首采工作面采用炮采（该矿已进入联合试运转阶段，首采工作面已推进一段距离，剩下工作面走向长度短，仅73M，不适宜机采，故首采工作面采用炮采）,从接替工作面开采时采用机采。该矿采用走向长壁采煤法，采煤工作面采用单体液压支柱配合铰接顶梁支护顶板，齐梁齐柱式布置方式，柱距08M，排距10M，“三、四”排控顶，最大控顶距为42M，最小控顶距为32M，放顶步距为10M，全部垮落法管理顶板。回采工作面配备GMZ12型煤电钻2台，放炮落煤，工作面采用一台SGB420/30型刮板运输机，工作面运输巷选用一台SZB420/30转载机和一台DSJ65/20/22型胶带输送机，采用XRB2B80/200乳化泵两台。贵州大学本科毕业论文（设计）第19页19第三章矿井通风与安全31瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算311瓦斯资源分析根据贵州省能源局文件关于黔西南州煤炭局关于上报黔西南州2010年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告的批复（黔能源发2010801号），普安县三板桥麒麟煤矿瓦斯绝对量584M3/MIN，二氧化碳绝对量231M3/MIN，鉴定等级为高瓦斯。312瓦斯抽放方法本矿为单一煤层开采，各煤层均按突出设计，在采掘工作面作业前必须将煤层瓦斯降至75M3/T，采掘面消突后，其采面瓦斯涌出量主要来源为本煤层，邻近层瓦斯分别占采面瓦斯涌出量的10左右。由此可以看出，采掘面瓦斯涌出量很大部分来自本煤层。开采1号煤层时，为了预抽煤层瓦斯，解决煤层的突出问题以及减少开采时邻近煤层的瓦斯涌入，设计在1号煤层底板20M处布置底板瓦斯抽放巷，施工底板穿层钻孔对1号进行预抽（首采工作面已形成，且回采后只剩下73M，所以不考虑布置底板瓦斯抽放），为了减少回采时工作面的瓦斯涌出，工作面布置本煤层抽放钻孔进行预抽；回采时在采空区铺设瓦斯管进行留管抽放。钻场布置在底板瓦斯抽放巷一侧每隔50M左右施工一个钻场，钻场的规格为长宽高4318M，采用工字钢支护。钻孔布置在瓦斯抽放运巷每一个钻场内布置40个穿层抽放钻孔（每排5个，共8排），在底板瓦斯抽放风巷每一个钻场内布置35个穿层抽放钻孔（每排5个，共7排），钻孔深度以穿过煤层05M为准，且钻孔揭穿煤层位置不能与本煤层钻孔交叉。32矿井通风321通风方式及通风系统矿井按突出设计，根据矿井实际情况，通风方式为中央并列式。新鲜风流由主斜井、副斜井进入，乏风通过回风斜井排出。回采工作面和各掘进工作面均采用独立通风，采面采用“U型”通风，掘进工作面采用压入式通风。322矿井瓦斯涌出量根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）标准，采用分源预测法对矿井的相对瓦斯涌出量进行预测。经预测掘进工作面的最大瓦斯涌出量为132M3/MIN，贵州大学本科毕业论文（设计）第20页20采煤工作面的绝对瓦斯涌出量为516M3/MIN。323矿井风量、风压及等积孔一采区通风容易时期为开采1111采面时，一采区通风困难时期为开采1116工作面。矿井以一个工作面达到设计生产能力15万T/A，根据煤矿安全规程第103规定矿井需要的风量，按下列要求分别计算，并取其最大值。按最大班下井人数计算Q矿进4NK矿通式中Q矿进矿井总供风量，M3/S；N井下同时工作的最多人数，按50人计算；K矿通矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，取K125；。Q矿进450125250M3/MIN417M3/S。按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量计算通风容易时期（炮采）采煤工作面风量计算按采煤工作面绝对瓦斯涌出量计算采煤工作面按绝对瓦斯涌出量计算风量的公式为Q100Q绝K1002052410M3/MIN683M3/S式中Q绝采煤工作面绝对瓦斯涌出量，M3/MIN；根据预测结果，经抽采达标后矿井开采时采面的绝对瓦斯涌出量为205M3/MIN；K瓦斯涌出不均衡系数，炮采工作面可取1420，取2；按最大班出勤人数计算Q4N42080M3/MIN133M3/S式中N工作面最大班出勤人数按炸药使用量计算Q采25AC式中AC采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量，8KG。故Q采258200M3/MIN333M3/S按工作面温度计算Q采VCSCKI157010105M3/S式中VC工作面风速，15M/S；贵州大学本科毕业论文（设计）第21页21SC工作面平均断面，通风容易时期为开采1号煤层时，为70M2（采高（最大控顶距最小控顶距）/219（4232）/270）；KI工作面长度系数，取10。按风速验算QMIN15S157105M3/MIN175M3/SQMAX240S24071680M3/MIN28M3/S式中SC工作面平均断面，70M2；综合上述计算，采煤工作面按Q采105M3/S配风。掘进工作面风量计算按绝对瓦斯涌出量计算掘进工作面按绝对瓦斯涌出量计算风量的公式为Q100Q绝K1000492098M3/MIN163M3/S式中Q绝掘进工作面绝对瓦斯涌出量，M3/MIN；根据预测结果，经抽采达标后为049M3/MIN；按最大炸药消耗量计算Q25A254100M3/MIN167M3/S式中A掘进工作面最大炸药消耗量，约4KG。按工作面最大班出勤人数计算Q4N41040M3/MIN067M3/S式中N掘进工作最大班出勤人数，取10人按局部通风机实际风量计算Q掘Q扇I60025S式中Q掘掘进工作面实际需风量，M3/MINQ扇局部通风机实际吸风量