安全工程毕业设计（论文）-玉溪煤矿1.20Mta新井通风安全设计【全套图纸】 .doc

目 录一 般 部 分第一章 井田概况及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1 地理位置11.1.2 地形地貌11.1.3 矿区气候条件21.1.4 相邻矿井生产情况21.1.5 工农业生产及电力供应21.1.6矿区水文及工农业供水21.2 井田地质特征31.2.1 井田地层31.2.2 地质构造31.2.3 水文地质41.2.4 井田主要含水层41.2.5地温51.3 煤层特征51.3.1含煤地层51.3.2可采煤层特征61.3.3煤的特征61.3.4煤尘爆炸性71.3.5 煤的自燃71.4 井田勘探程度81.4.1 井田地质构造81.4.2 矿井开采条件评价8第二章 井田开拓112.1 井田境界及可采储量112.1.1 井田境界112.1.2可采储量122.1.3矿井永久保护煤柱损失量132.1.4矿井设计生产能力及服务年限152.2 井田开拓162.2.1 井田开拓的基本问题162.2.2确定井筒形式、数目、位置及坐标172.3矿井基本巷道182.3.1井筒182.3.2井底车场222. 4 大巷运输设备选择252.4.1主要运输大巷设备252.4.2胶带运输机运输能力验算262.5 矿井提升272.5.1主井提升272.5.2副井提升27第三章 采煤方法及采区巷道布置293.1 煤层的地质特征293.1.1煤层与煤质293.1.2煤层顶底板岩性293.1.3煤尘、瓦斯及自然情况293.2 盘区巷道布置及生产系统293.2.1巷道布置293.2.2 盘区车场及硐室303.2.3 开采顺序303.2.4回采巷道的支护方式313.2.5 盘区运输、通风及排水313.3采煤方法313.3.1 开采技术条件313.3.2 采煤方法的选择313.3.3回采工艺323.3.4确定回采工作面运煤方式323.3.5 采煤工作面参数323.3.6工作面生产能力验算333.3.7 工作面顶板管理方式、支架设备选型343.4回采巷道布置34第四章 矿井通风374.1矿井通风系统选择374.1.1 矿井概述374.1.2 矿井通风系统选择的基本原则374.1.3矿井通风方式的选择374.1.4矿井通风方法选择424.2采区通风434.2.1对采区通风的基本要求434.2.2工作面通风434.2.3 通风构筑物444.3 掘进通风444.3.1 掘进通风方法454.3.2 掘进工作面需风量计算464.3.3风筒设备的选型474.3.4风筒的风阻的计算484.3.5风筒的漏风风量备用系数的确定484.3.6局部通风机工作风量qf494.3.7局部通风机全风压ht494.3.8局部风机选择494.3.9掘进通风技术管理和安全措施494.4矿井所需风量504.4.1风量的计算原则504.4.2工作面所需风量的计算504.4.3备用面需风量的计算524.4.4硐室需风量524.4.5其它巷道所需风量524.4.6矿井总风量计算534.4.7矿井风量分配534.4.8 风速验算554.5矿井通风阻力574.5.1矿井通风阻力的计算规则574.5.2矿井通风容易与困难时期通风路线的确定574.5.3 矿井通风阻力的计算634.5.4全矿通风总阻力644.5.5矿井总风阻654.5.6矿井等积孔654.6通风机选型654.6.1选择通风机的基本原则654.6.2矿井自然风压664.6.3通风机的选择674.6.4选择电动机724.6.5 矿井主要通风设备要求724.6.6矿井反风措施及装置734.6.7 概算矿井通风744.7通风系统评价76第五章 矿井安全技术措施775.1矿井安全技术概况775.1.1设计的主要依据775.1.2主要工艺、产品、设备及主要危害概述775.2矿井火灾775.2.1矿井自然发火概况775.2.2矿井自然发火分析785.2.3发生火灾时通风系统调整795.2.4火灾避灾线路805.3矿井瓦斯805.3.1矿井瓦斯地质条件805.3.2瓦斯抽采的必要性805.3.3瓦斯抽采方式815.3.4 防止瓦斯积存的措施825.3.5 安全检查措施835.3.6 控制和消除引爆火源845.4矿尘845.4.1矿井风尘的危害845.4.2 综合防尘措施865.5事故预防及应急处理计划的编制86参考文献88专题部分90玉溪煤矿煤巷掘进工作面消突技术研究901.1煤与瓦斯突出危险性初步评价901.1.1 突出危险性评价指标901.1.2 矿井防突基本要求901.2 区域综合防突措施901.2.1 首采煤层区域性预测911.2.2 井筒（石门）揭煤区域突出危险性预测911.2.3 掘进工作面区域突出危险性预测921.2.4 回采工作面区域突出危险性预测921.3 区域防突措施概述931.3.1 井筒（石门）揭煤工作面区域防突措施931.3.2盘区巷道及首采工作面掘进巷道区域防突措施941.3.3 回采工作面区域防突措施951.4 区域防突措施检验951.4.1 区域措施效果检验要求951.4.2 井筒（石门）揭煤工作面区域防突措施效果检验961.4.3掘进工作面区域防突措施效果检验971.4.4 回采工作面区域防突措施效果检验981.5 区域验证991.5.1 井筒（石门）揭煤工作面区域验证991.5.2 掘进工作面区域验证1001.5.3 回采工作面区域验证1012.1局部综合防突措施1012.1.1局部综合防突措施基本程序1012.2首采煤层局部突出危险性预测1022.2.1 煤巷掘进工作面突出危险性预测1022.2.2 回采工作面突出危险性预测1022. 3 局部防治突出措施1022.3.1 煤巷掘进工作面防突措施1032.3.2 回采工作面防突措施1032.3.3 工作面措施效果检验1032.3.4 煤巷掘进和采煤工作面防突措施效果检验1033.1 结论104参考文献105翻译部分107英文原文107中文译文117致 谢126全套图纸，加153893706一般部分 中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第70页第一章 井田概况及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1 地理位置玉溪井田位于山西省南部、樊庄普查区的东南部，行政区划隶属沁水县胡底乡所辖，其地理坐标为：东经11236201124100，北纬354215354500。曲（沃）辉（县）公路从本井田南部通过，向西经端氏镇、沁水县城，在侯马与大运公路相通；向东在高平市与207国道交会；侯月铁路经过端氏镇，距本井田约17km，向西在侯马与南同蒲线接轨，向南在月山与太焦铁路相交，交通尚称方便。交通位置如图1-1。交通位置图1-1 表1-1溪矿井至邻近各县、市的里程表 单km名称沁水县阳城县晋城市高平市长治市里 程51426826761.1.2 地形地貌本区位于山西高原东南部，太行山脉南端。区内地形总体为北高南低，沟谷纵横，地形起伏较大，东北最高，最高点位于东北角山梁，标高+1223.1m；西南最低，最低点位于胡底村东樊庄河谷，标高+759.1m，相对高差464m。南部为樊庄河谷，走向近东西向及nee向，与区内最发育的一组节理走向一致。谷底较平缓，宽140400m，坡降1.6；井田中北部为樊庄支谷及山梁，呈nne向羽状分布，与该方向的一组节理相吻合，沟谷呈“v”字型尖谷，为侵蚀强烈的中低山区。1.1.3 矿区气候条件本区属东亚季风区暖温带半湿润地区，大陆气候显著，四季分明。夏季午间较热，早晚凉爽，雨水较多；冬季气候寒冷，雨雪稀少；春秋季雨少风多。据沁水县气象局资料，当地年平均气温10.2，极端最高气温达37.4(1991年7月12日)，最低-18.7（1990年2月4日），无霜期180天，最大冻土深度43cm，最大风力为10级。降雨多在六、七、八三个月，年降水量最大891.2mm，最小412.5mm，年平均蒸发量1584.78mm。据县志记载，从1140年至今，该区共发生地震28次，其中破坏性地震8次。根据国标50011-2001建筑抗震设计规范，本区位于沁水县境内，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，属第一组。1.1.4 相邻矿井生产情况由于煤层埋藏深，井田范围内无小窑开采。井田西部为胡底煤矿，立井开拓，设计生产能力0.30mt/a，目前正在建设过程中。东南部为王坡矿为生产矿井，斜井开拓，生产能力1.50mt/a。井田面积约27.79km2，南北长约5.2km，东西倾斜宽7.5km，精查面积为13.21km2，主要可采煤层为3、9、15号煤层，地质储量约3.7亿t，可采储量1.11亿t。井下布置1个放顶煤综采工作面，以“一井一面”达到1.50mt/a的生产能力。1.1.5 工农业生产及电力供应沁水县胡底乡煤炭储量丰富，煤炭开发作为支柱产业之一，较为发达，伴随采石、建材等矿业发展，带动其他行业发展，矿区劳动力主要从事工矿业生产及相关产业，部分人从事农业生产。本矿采用35kv 供电，一回35kv电源引自规划的端氏220kv变电站，输电线路为lgj2150/8km，另一回电源引自马村110kv变电所，输电线路为lgj2150/8km。马村110kv变电所现有2台主变压器，容量分别为31.5和40mva。该站一回电源引自东沟220kv变电站，输电线路为lgj-240/28.4km，另一回电源引自高平110kv变电所，输电线路为lgj-95/9.43km。该站向唐安、东周、野川等35kv变电所供电。端氏在建的220kv变电站主变容量2150mva，一回220kv电源引自晋城500kv变电站，输电线路为lgj2300/38.4km，另一回220kv电源引自芹池220kv变电站，输电线路为lgj2300/26.3km。根据山西省电力公司晋城供电分公司的关于兰花科创玉溪煤矿有限责任公司供电意向的函“泽电发展函字20081号文”，同意向本矿井供电，供电电源可靠。1.1.6矿区水文及工农业供水本区属黄河流域沁河水系，流经本区的樊庄河为固县河支流，属季节性河流，雨季有短暂洪流，旱季长期断流，向西在东山村附近流入固县河，向南于端氏镇汇入沁河。本矿井工业场地紧靠樊庄河谷布置，沟内第四系松散孔隙水和二叠系砂岩裂隙水水量较丰富，可作为矿井基建期间生活用水或生产期间的部分生活用水。同时综合利用矿坑水，可满足矿山生产的用水需要。因此，矿井的生产、生活用水有保障。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地层区内地层出露条件较好，为二叠系上统上石盒子组上段、石千峰组、三叠系下统刘家沟组，第四系地层零星分布。区内地层由老到新为：奥陶系中统上马家沟组(o2s)，奥陶系中统峰峰组(o2f)，石炭系中统本溪组(c2b)，石炭系上统太原组(c3t)，二叠系下统山西组(p1s)，二叠系下统下石盒子组(p1x)， 二叠系上统上石盒子组(p2s)，二叠系上统石千峰组(p2sh)，三叠系下统刘家沟组(t1l)，第四系中更新统(q2)，第四系上更新统(q3)，第四系全新统(q4)。1.2.2 地质构造本区位于沾尚武乡阳城北北东向褶带南段东部。由区域构造控制本区整体地层为东高西低。同时位于坳褶带南端部主轴附近，任何一期构造运动都会在区内有所显现，但幅度不可能太大，形成轴向弯曲次级的宽缓褶曲，勘探区范围内没有发现断层，也无岩浆岩体侵入，构造属简单类。现将各褶曲、及小构造特征分述如下：1. 褶曲：区内共有褶曲5条，轴向近南北向、nne向为主，呈“)(”形。（1）金地坡向斜：位于窑凹岭以东，井田东边界附近，轴向北部n45e，南端转为n15e。轴部出露p2sh1、p2sh2、 p2s3地层，植被较密，少量黄土覆盖，东部植被较密。两翼倾角为23，区内长500m，南北逐渐消失。由露头及两翼产状控制。控制较可靠。（2）王回背斜：位于王回、12-1孔等一线，轴向北部为n45e，南部为n52w，呈向西凸出的弧形。轴部出露p2s3、p2sh1、p2sh2地层，局部黄土覆盖。东翼倾角为24，最大为10；西翼倾角为26，最大为8。区内长4500m北南向东延出井田。由露头及两翼产状控制。控制可靠。（3）东岭向斜：位于东岭山梁，轴向北端部为n12w，北部转为n40w，中部近南北向南端转为n35e，呈向东凸出的弓形。轴部出露p2sh2、p2sh1、p2s3地层，局部第四系覆盖。东翼倾角为26，最大为8；西翼倾角为28；最大为10。区内长4850m，南北延出井田。由露头及两翼产状控制。控制可靠。（4）朝阳坡背斜：位于山神坪、朝阳坡、玉溪以西等一线，轴向北部为n22w，中部由n45w转为n30e，南部n65e，呈向东凸出的弓形。轴部出露p2sh2、p2sh1 、p2s3地层，部分黄土覆盖。东翼倾角为24，最大为16；西翼倾角为25，最大为6。区内长6000m南北延出井田。由露头及两翼产状控制，控制可靠。（5）红沙窑向斜：位于红沙窑村附近，轴向西部为n51w，向东于红土洼附近转为n5w，呈向东北凸出的弧形。轴部出露p2sh1、p2s3地层，东西均黄土覆盖。北东翼倾角为25，最大为6；西南翼倾角为25，最大为8。长1950m，南北尖灭于黄土之中。由露头及两翼产状控制。控制可靠。2. 节理及裂隙井田内节理不太发育，一般以两组为主，规律性不强总体以走向6095一组最发育，其次走向为120135和170175及530等三组较发育。一般谷坡上部，山梁顶部较发育，0.10.8米1条，多显张性，部分节理较不规则，延伸不远即消失，为风化和构造裂隙。沟谷中节理不发育，一般大于1米1条，常达1.52米1条，节理走向平直、规则，延伸较远，主要为构造节理。3号煤顶板裂隙发育外，其它钻孔裂隙少见，岩芯较完整。综上所述：区内地层产状平缓，仅有方向单一为数不多的宽缓褶皱。由于区内无断裂破碎带，构造裂隙不发育，各含水层垂向水力联系很小，导致地表泉水出露较多，而深部各含水层涌水量很小。浅层地下水分布于向斜轴部并以泉的形式排泄。除陷落柱附近对煤层、煤质及开采技术条件有所影响外，其余影响不大。区内构造属简单类型。1.2.3 水文地质井田位于延河泉域北边界剥蚀山区，沟谷切割较深，出露二叠系、三叠系及第四系松散堆积物。井田主要河流樊庄河发源于老马岭一带，属于固县河的支流，为季节性河流，东西横穿井田。枯水期流入井田东边界王回村时流量为4.34l/s，王回村以南50m消失形成地下水；在其下游玉溪村出露,流量为14.34l/s，然后又消失形成地下水；在南边界外出露，河床较窄，多为卵、砾石及砂、粘土组成，砾石磨园度及分选差。其次为樊庄河支流，主要有金地坡沟谷，王回村西沟谷，玉溪北沟谷，西部洞沟一带等，上游均有常年性流水，下游多入渗q4砂、砾石层中，至樊庄河附近时均已消失，属于季节性河流，受大气降水影响较大。1.2.4 井田主要含水层1奥陶系中统岩溶裂隙含水层该含水层位于延河泉域北边界奥陶系岩溶裂隙含水层厚层覆盖区，属于弱迳流带。井田内该含水层可分为下马家沟组，上马家沟组及峰峰组含水层。岩性主要为石灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩等。井田内有4个钻孔揭露奥陶系灰岩，其余均只钻进至3号煤层底。最大埋深862.04m，最小埋深505.85。其中揭穿峰峰组地层，厚度分别为115.85和113.57m；揭露上马家沟组地层分别为70.27m和190.96m。在钻进过程中，消耗量及水位均无明显变化。消耗量变化为0.0250.396m3/h，一般为0.135m3/h；钻探上取芯率高，岩芯完整，仅局部见细小垂直裂隙；对该段进行水文地质测井，未发现明显含水层；而对奥陶系中统石灰岩含水层的抽水试验；13-1号孔为抽干，水位埋深372.90m标高为505.09m；14-3号孔单位涌水量为0.0056l/s.m，渗透系数0.0326m/d，水位埋深205.46m，标高为593.92m。以上种种原因均说明该区奥陶系中统峰峰组及上马家沟组石灰岩含水层富水性较弱。井田东部存在陷落柱，说明存在岩溶发育地段，上马家沟中段或下马家沟组，存在局部地段富水，在实际工作生产中应引起足够重视。2石炭系上统太原组含水层该含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，井田内无出露。井田内有四个钻孔揭穿，该层位即0801、1202、13-1及14-3。主要含水层由数层砂岩裂隙含水层及k2、k3、k5灰岩岩溶裂隙含水层构成。其中k2为15号煤层顶板直接充水含水层，层厚稳定，一般厚6.288.67m，平均7.92m； k3一般厚2.905.30m，平均3.81m；k5一般厚2.004.05m。三层石灰岩均发育有垂直裂隙，方解石脉充填，偶见小溶孔。在该含水层中钻进时冲洗液消耗量及水位无明显的变化，消耗量最大为0.20m3/h，最小为0.04m3/h，一般为0.08m3/h。井田内该含水层未进行抽水试验，邻区资料，该含水层除局部因构造影响富水外，一般富水性弱。3二叠系下统山西组含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内无出露。含水层主要由中-细粒砂岩组成。厚度1.5115.02m，平均8.97m。含水空间以砂岩裂隙为主，是3号煤层顶板直接充水含水层。钻进过程中最大消耗量为0.242m3/h，最小为0.026m3/h，一般0.161m3/h，水位无明显的变化。据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0010.00281l/s.m，渗透系数为0.00730.0105m/d，为富水性弱的含水层，水质属cl-k+na型或clhco3-k+na。4二叠系上统砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，含水层主要由粗细粒砂岩组成，含水空间以风化裂隙及砂岩裂隙为主，泉分布于向斜轴部，一般泉流量小于0.3l/s，按矿区水文地质工程地质勘探规范天然泉水流量富水性划分为弱富水性含水层，水质属hco3-ca. mg型水。5基岩风化带含水层该含水层厚度由风化裂隙发育程度而异，13-1号孔可达93.37m，含水层主要由粗-细砂岩组成，含水空间以风化裂隙为主，钻进过程中最大消耗量为10.476m3/h(13-2号钻孔)，最小消耗量0.025m3/h，(13-1号钻孔)，一般1.322m3/h，据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0083l0.0455l/s.m，渗透系数0.02150.0937m/d,水位标高+877.29m和+743.10m,属于弱富水性含水层,水质属hco3-ca.mg型或hco3-k+na。6第四系松散层砂、砾含水层该含水层为松散岩类孔类隙水，含水层主要由砂、卵、砾石层等组成，主要分布于樊庄河谷及山间沟谷地带，富水性差异较大，受分布位置，补给条件及岩性组合的影响，局部富水性较好，如玉溪铁厂水井(26号)出量可达40m3/h，水质属hco3-ca型。7. 井田主要隔水层8石炭系中统本溪组底至上统太原组15号煤层底隔水层主要由泥岩、砂质泥岩砂岩、等组成，厚度7.5119.67m，阻隔奥陶系中统岩溶裂隙水对上覆煤层的影响。9二叠系砂岩层间隔水层由泥岩、铝质泥岩等具塑性的岩石组成，平行分布于各砂岩含水层之间。与砂岩含水层形成平行复合结构，起到层间隔水作用，阻隔各含水层垂向水力联系。1.2.5地温11个孔有4个孔作了简易井温测量，最高井温为33.13(14-3孔的780m处)，最高地温梯度为2.37/100m，平均地温梯度为2.17/100m。3号煤层最高地温26.5(在10-2号孔780m处)，因此本井田3号煤层属于地温正常区。详见表1-2。表1-2 3号煤层钻孔地温测量 孔 号项 目10-212-313-114-33号煤层温度/深度(m)26.5/78026/72025/49024.57/420终孔测点温度/深度(m)27.1/79326/72030.8/72033.13/780百米地温梯度1.89/1002.3/1002.37/1001.78/1001.3 煤层特征1.3.1含煤地层煤层主要分布于山西组(p1s)、太原组(c3t)。 1.山西组(p1s)一般含煤13层，其中3号煤全区可采。主要可采煤层3号煤层位于本组下部，其余煤层为极不稳定的薄煤层，不具工业价值。 2.太原组(c3t)一般含煤67层，仅15号煤层达可采。主要可采煤层15号煤位于本组下段。其余煤层为极不稳定的薄煤层。1.3.2可采煤层特征1.号煤层位于山西组下部，平均厚度2.93m，距底板0.95m处，有一层较稳定的夹矸，其厚度平均为0.28m，岩性为泥岩或炭质泥岩。此外，在该层夹矸之上及煤层上部，尚有极不稳定的薄层夹矸。顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细粒砂岩。底板均为泥岩。该煤层厚度大且稳定，结构简单，全区可采，为稳定型可采煤层。下距号可采煤层82.80m84.54m，平均84.34m。2. 15号煤层位于太原组一段顶部，厚度1.202.30m，平均1.84m，在煤层中下部具一层0.05(1202孔)0.15m(13-1孔)，平均0.10m的泥岩夹矸。顶板为k2石灰岩，底板为泥岩。煤层结构简单，厚度较大，属稳定型可采煤层。各可采煤层特征见表13。表1-3可采煤层特征表含煤地层煤层编号煤层厚度(m)平均煤层间距(m)夹石层数煤层结构顶底板岩性稳定性可采性山西组32.12-7.202.9382.80-84.5484.341简单顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩底板为泥岩稳定全区可采太原组151.20-2.301.841简单顶板为2石灰岩，底板为泥岩稳定全区可采1.3.3煤的特征1煤的物理性质本井田内3、15号煤层均为黑色，条痕褐黑色，似金属光泽，条带状结构，断口贝壳状、阶梯状。3号煤层视(相对)密度1.46t/m3。15号煤层视(相对)密度1.49t/m3。2煤的化学性质各煤层煤质特征详见表1-4。3煤类及工业用途3号煤层为低中灰分、中磷、特低硫-低硫、特高热值、较高软化温度灰分之无烟煤。煤对co2反应性较低，精煤回收率属良等。为合成氨和动力用煤。井田内煤层为优质无烟煤，其块煤为我国化工行业，特别是合成氨工业紧缺的原料，国内每年缺口较大，具有很强的竞争力；末煤可作高炉喷吹及动力用煤。表1-4各煤层煤质化验汇总表煤 层 号315工业分析mad(%)原煤0.864.342.372.163.562.83精煤0.242.400.930.711.761.27ad(%)原煤11.7417.7614.2813.27-22.3617.91精煤7.0910.068.556.639.127.47vdaf(%)原煤7.439.178.076.669.068.17精煤6.488.786.966.076.466.26st,d(%)原煤0.330.730.442.536.654.61精煤0.270.460.411.302.321.80pd(%)原煤0.0160.0620.043qb,d(mj/kg)原煤27.8931.3530.1927.1530.7328.84精煤31.8333.1832.6333.17元素分析(精)cdaf(%)84.4493.2291.1991.4792.7792.12hdaf(%)3.103.393.243.003.223.11odaf(%)1.312.772.271.392.001.70ndaf(%)1.071.411.310.761.701.12煤灰成份分析(原)fe2o3+cao+mgo+k2o+na2o(%)6.9418.6715.56sio2+al2o3+tio2(%)74.7887.4278.84st1406精煤回收率(%)44.1178.4865.4346.5170.8760.91煤 类wy3wy31.3.4煤尘爆炸性据井田内钻孔采样测试，本井田3、15号煤层煤尘无爆炸危险性。1.3.5 煤的自燃据井田内钻孔采样测试，3号煤层t1-3为9-15，属不自燃煤层。15号煤层t1-3为18，亦属不自燃煤层。1.4 井田勘探程度1.4.1 井田地质构造本区地质工作历史悠久，系统工作始于1991年的樊庄普查。玉溪井田在该普查区东南部。1普查阶段19911992年，山西煤田地质勘探114队在樊庄区进行了普查勘探，并于1993年5月提交了樊庄勘探区普查地质报告，该报告经山西煤炭工业管理局审批获得通过。2详查阶段2002年8月至2003年1月，山西煤田地质勘探114队在玉溪井田进行了详查勘探并于2003年3月提交了山西省沁水县玉溪井田3号煤层详查地质报告，同年7月该报告经山西省国土资源厅审批通过。3. 勘探阶段2003年8月至2004年1月，山西煤田地质勘探114队完成玉溪井田26.172km2面积3号煤层勘探的野外施工，竣工钻孔11个，计工程量6874.1m，其中水文孔810.38m。2004年3月提交了山西省沁水煤田玉溪井田3号煤层勘探报告，该报告于2004年6月国土资源部以“国土资储备字2004205号”文进行了储量备案。共获得探明的、控制的和推断的资源量(331+332+333)为216.69mt，其中先期开采地段全部为探明的和控制的资源量(331+332)，共计99.84mt，探明的资源量(331)占本地段资源量的71.54%。本次设计玉溪井田面积29.79km2，除西北角约4.45km2面积位于樊庄普查区外，其余地段均已达到了勘探程度。1.4.2 矿井开采条件评价井田勘探采取3号煤层钻孔瓦斯煤样10个，15号煤层瓦斯样1个(为不合格样品)；详查阶段采取3、15号煤层瓦斯样6个；普查阶段采取3、15号煤层瓦斯样2个。3、15号煤层均以甲烷为主，其次为氮气和二氧化碳，重烃微量。根据所测煤层瓦斯成份分析，本井田3号煤层瓦斯分带可划分为沼气带和氮气沼气带。3号煤层瓦斯等值线详见下图从3号煤层甲烷(ch4)含量等值线图上可以看出，本区东部煤层瓦斯含量较中、西部煤层瓦斯含量低。往西煤层埋藏深度增大，瓦斯含量亦逐渐增大。井田内地质构造以背、向斜为主，伴有少量陷落柱。这些构造的产生对瓦斯含量的分布有一定的影响。靠近背斜轴部瓦斯含量较低。而位于背斜、向斜翼部瓦斯含量较高。综上所述，本井田3号煤层为高瓦斯区，煤层埋藏深度及褶曲构造是控制本井田瓦斯含量的主要因素，这是由于随煤层埋藏深度增大，煤层本身及围岩透气性降低。井田内以宽缓的背、向斜为主，煤层产状平缓，造成瓦斯运移路线长，阻力大、去气难，有利于瓦斯的聚集和保存。因此，今后在开采煤层时，瓦斯将成为危害井下安全生产的一个主要因素。井田地面大部分为中低山区，地形总体趋势北高南低，标高+759.1+1223.1m，相对高差464m。井下煤层为一向西倾斜的单斜构造，煤层倾角8。其中初期开采的3号煤层底板标高+190+450m。井田内可采煤层只有3号煤层，下部15号煤层平均硫分大于3%，为高硫煤，且受奥灰水的威胁，暂不能开采。3号煤层位于山西组下部，平均厚度2.93。3号煤层赋存稳定，结构简单，煤层赋存稳定。3号煤层有煤与瓦斯突出危险，在生产施工中应该引起高度重视，做好防突和瓦斯抽采，防止发生煤与瓦斯突出。井田内3号煤层瓦斯含量较高，在平面上东部煤层埋藏较浅处瓦斯含量较低，中部和西部瓦斯含量较高，首采区应选择在瓦斯含量较低处，以利于尽快达产，并能逐步摸清瓦斯赋存特征，掌握治理方法。第二章 井田开拓2.1 井田境界及可采储量2.1.1 井田境界在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1.要充分利用自然条件划分，在可能的条件下，应尽量利用地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，以减少煤柱损失，提高资源采出率，充分保护地面设施；2.要有与矿区开发强度相适应的井田范围，要保证井田范围与矿井生产能力相适应，有足够的储量和服务年限及合理的尺寸；3.照顾全局，处理好与临矿的关系；4.直线原则，井田的划分应尽量采用直线或折线，有利于矿井的设计和生产管理工作的开展。山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司取得的玉溪井田探矿权境界由12个拐点坐标圈定，其地理坐标为东径：11236201124100，北纬354215354500，井田形状呈台阶状。详见表21。表21探矿权边界拐点坐标序号xy序号xy13959098.019647362.673954068.719650841.423957248.319647393.483955455.819650817.833957229.619646262.593955468.719651572.043955380.219646292.9103957318.119651540.553955367.719645538.8113957331.219652294.463953980.6123959180.619652262.7井田走向长5.2km，倾斜宽5.06.4km，面积29.79km2。现采3号煤层平均厚度2.93m，距底板0.95m处，有一层较稳定的夹矸，其厚度平均为0.28m，岩性为泥岩或炭质泥岩。此外，在该层夹矸之上及煤层上部，尚有极不稳定的薄层夹矸。晋城矿区总体规划中的玉溪井田境界拐点坐标见表22。表22晋城矿区总体规划中玉溪井田境界拐点坐标点号纬距 (x)经距 (y)点号纬距 (x)经距 (y)13959260.00019652260.00043953990.00019645853.00023954068.00019650841.00053959260.00019645853.00033954050.00019650087.000探矿权范围与总体规划中的井田范围对比见表21。1资源量估算范围本井田资源量估算的3号煤层为全区稳定可采煤层，估算范围与井田边界一致，资源量估算面积为29.79km2。煤层底板最低标高+220m，最高标高为+450m，最大垂深806m，煤层倾角8。2资源量估算的工业指标 本井田煤类为无烟煤，按可采煤层倾角25，确定其煤层最低可采厚度为0.80m，最高灰分(ad)为40%，最高硫分(st,d)为3%，最低发热量(qnet,d)为22.10mj/kg。33号煤层的视密度根据煤芯煤样测试结果，井田内煤类单一，各工程点煤层视密度变化不大，故取其算术平均值1.46t/m3，为本井田3号煤层资源量估算的采用视密度。4资源量估算方法井田内煤层赋存稳定，构造简单，煤类单一，煤层产状平缓，最大倾角为8，按照煤、泥炭地质勘查规范第8节中第“8.3”条第“8.3.5”款，利用煤层伪厚度和水平投影面积估算资源量。工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探厚度与质量均合乎开采要求，目前可供利用的列入平衡表内的储量，即a+b+c级储量。3号煤层工业储量按下式计算（公式2-1）： （公式2-1）式中： 煤层工业储量， ； 煤层面积,；煤层厚度，；煤的容重， ；煤层平均倾角， ；则3号煤层工业储量为：297900002.931.46/0.99=128.72(mt)2.1.2可采储量1.安全煤柱留设原则（1）根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第14条之规定，工业场地按i级保护级别维护，场地周围围护带宽度取20m，下伏煤层按表土层移动角=45，岩层移动角=73计算保护煤柱范围。（2）井田境界煤柱宽度取20m；大巷煤柱宽度取30m。（3）区内3号煤层位于奥灰水最高水位标高以下，为防止陷落柱导水，其外侧煤柱按50m留设。（4）井田内除樊庄河两岸村庄留设煤柱外，山区内的村庄或零散住户均按搬迁考虑。表2-3矿井工业场地占地面积指标井型(mt/a)占地面积指标(公顷/mt)2.40、3.00781.20、1.809100.45、0.9012130.09、0.30152.1.3矿井永久保护煤柱损失量1.井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设20m宽，边界煤柱可按下列公式计算 =sm r/ (公式2-2)其中： 边界煤柱损失量；s 边界煤柱面积；0.46km2；煤层厚度；2.93m；煤的容重；1.46t/m3；煤层平均倾角，80 =sm r/=0.462.931.46/0.99=1.99mt则井田边界保护煤柱损失量1.99mt。2盘区分界保护煤柱 =blm r/ （公式2-3) 其中： 盘区分界保护煤柱宽度取20m；大巷长度,5036m；煤层平均倾角，80 则： 盘=5036202.931.46/0.99=0.44mt3.工业广场保护煤柱工业场地的布置应结合地形、地物、工程地质条件及工艺要求,做到有利生产,方便生活,节约用电。由表2-1可确定本矿井工业广场的面积为12公顷,故设计工业广场的尺寸为300400m的长方形，面积为：120000m2。工业广场的中心处在井田走向中央，倾向中央偏于煤层中上部，主井、副井、地面建筑物均在工业广场内。工业广场按级保护留围护带宽度15m，因此，加上围护带，工业广场需要保护的尺寸为：长宽=430330=141900m2。工业广场面积由表2-1确定。 用作图法求出工业广场保护煤柱量,工业广场保护煤柱留设见图2-2。由此根据上述已知条件，可得出保护煤柱的尺寸为：由cad作图法可得工业广场保护煤柱尺寸为：s=矩形面积=长 宽=0.43km2,则工业广场压煤为：q = sm r/ (公式2-4)=0.432.931.46/0.99 =1.86mt4.大巷保护煤柱布置在煤层中的大巷，每边留设30m安全煤柱，大巷保护煤柱损失为1.26 mt。大巷保护煤柱损失量可按（式2-5）计算 (公式2-5)其中： 大巷保护煤柱宽度取30m；大巷长度,4488m；煤层平均倾角，80 则： zk=19044881.46/0.99=1.26mt矿井设计可采储量：矿井设计资源/储量减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱的煤量后乘以盘区回采率的资源/储量。矿井设计可采储量=矿井设计资源/储量（工业场地、井筒和井下主要巷道煤柱煤量）盘区回采率即： （公式2-6）式中：zk矿井可采储量，； p保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，； c采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；地方小煤矿不小于0.7。盘区回采率：3号煤层为厚煤层，取盘区回采率为75%； =（128.72 - 0.44 - 1.99 - 1.86 - 1.26）0.75 = 92.38mt经计算，矿井3号煤层设计可采储量为 92.38 mt。见表24。 表24矿井设计可采储量表 单位：mt煤层工业储量永久煤柱损失保护煤柱设计可采储量 盘区分界井田边界小计工业场地主要井巷小计3128.720.441.992.431.861.263.1292.38图2-1工业广场保护煤柱计算示意图2.1.4矿井设计生产能力及服务年限1. 矿井工作制度设计矿井年工作日330d。井下实行“四六”工作制，每天4班作业，3班生产，1班检修。地面实行“三八”工作制。每天净提升时间为16h。2. 矿井设计生产能力考虑到本井田主要可采煤层赋存稳定、倾角平缓、构造简单，开采条件优越，平均厚度达到2.93m，煤层生产能力大，储量也相对丰富，技术装备先进，经济效益好，媒质为优质无烟煤，交通运输便利，市场需求量大，鉴于以上因素，宜建大型矿井。故确定本矿井的年设计生产能力为1.20/mt /a。3. 矿井服务年限根据矿井的开拓部署，3号煤层用一个水平进行开采。按储量计算矿井服务年限：t=zk/（ka）式中： t矿井服务年限，a；zk矿井设计可采储量，mt；a矿井设计生产能力，mt/a；k储量备用系数，取1.35。则，矿井服务年限为：t92.38/(1.351.20)57a即按矿井设计可采储量计算的3号煤层服务年限为57a。表2-5 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限矿井设计生产能力矿井设计服务年限第一水平设计服务年限煤层倾角（mt/a）（a）456.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515上述计算的3号煤层服务年限满足设计规范大于50a的要求，此外，井田下部还有太原组15号煤层因其硫分高、埋藏更深而未考虑开采，将来随着脱硫技术的提高或用于化工用煤，该部分煤层也有可能被开采，届时矿井服务年限将大大延长。2.2 井田开拓2.2.1 井田开拓的基本问题1. 影响井田开拓方式及井口位置选择的主要因素(1)地面建设条件玉溪井田地处太行山与中条山结合部位，井田内地形条件较差，地貌大部分为中低山区，沟谷及山梁发育，地形比较复杂，只有井田南部樊庄河两岸地势相对平坦，有条件布置工业场地。(2)交通运输条件晋煤外运的两大铁路干线从本井田周边通过，西部为侯月铁路，东部为太焦铁路。规划建设的太焦与侯月铁路连接线（嘉峰至南陈铺）沿井田南部樊庄河通过，该连接线设计运量近期为10.00mt/a，远期15.00mt/a，该项目铁道部以“计长函2005407号”文已审批通过。(3)煤层赋存条件井田地面大部分为中低山区，地形总体趋势北高南低，标高+759.1+1223.1m，相对高差464m。井下煤层为一向西倾斜的单斜构造，煤层倾角8。其中初期开采的3号煤层底板标高+350+440m，埋深一般超过450m。井田内可采煤层只有3号煤层，下部15号煤层平均硫分大于3%，为高硫煤，且受奥灰水的威胁，暂不能开采。3号煤层平均厚度2.93m，赋存稳定，结构简单，煤层生产能力大。3号煤层可采储量92.38mt，高级储量主要分布在井田中南部，其中东南部已完成了三维地震勘探。(4)生产技术条件井田内3号煤层瓦斯含量较高，在平面上东部煤层埋藏较浅处瓦斯含量较低，中部和西部瓦斯含量较高，首采区应选择在瓦斯含量较低处，以利于尽快达产，并能逐步摸清瓦斯赋存特征，掌握治理方法。2 .井田开拓的主要技术原则根据本矿井的内外部建设条件、国家对煤炭项目建设的各项政策和矿区内类似矿井的成功经验，结合本井田的具体特点，在井田开拓方式主要考虑以下原则：(1)以经济效益为中心，依靠科技进步，积极采用先进技术，努力提高矿井机械化水平，把矿井建成“一井一面”的安全高效矿井，以提高矿井在未来市场上的竞争力。(2)简化矿井开拓布置，合理集中生产，节省井巷工程量，多做煤巷少做岩巷，以符合国家发展改革委和国家环境保护总局以发改能源20071456号文煤炭工业节能减排工作意见的要求，并降低造价，缩短建井工期。(3)根据本井田煤层瓦斯含量高的特点，结合矿区相邻矿井瓦斯抽采、加强通风等成功