采矿工程毕业设计（论文）-司马煤矿2.4Mta矿井设计【全套图纸】 .doc

中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 1 页 目目 录录 第一章 矿区概述及井田地质特征.1 第一节 矿区概述.1 第二节 井田地质特征.3 第三节 煤层特征.7 第二章 井田境界和储量15 第一节 井田境界.15 第二节 井田工业储量.15 第三节 矿井可采储量.18 第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限22 第一节 矿井工作制度.22 第二节 矿井设计生产能力及服务年限.22 第四章 井田开拓24 第一节 井田开拓的基本问题.24 第二节 矿井的基本巷道.33 第三节 主要开拓巷道.38 第五章 准备方式带区巷道布置43 第一节 煤层的地质特征.43 第二节 带区巷道布置及生产系统.43 第三节 带区车场选型设计.49 第六章 采煤方法50 第一节 采煤工艺.50 第二节 循环图表、劳动组织、主要技术经济指标.56 第三节 回采巷道布置.60 第七章 井下运输63 第一节 概述.63 第二节 带区运输设备选择.64 第三节 大巷运输设备选择.67 第八章 矿井提升70 第一节 矿井提升概述.70 第二节 主副井提升.70 第九章 矿井通风及安全73 第一节 矿井通风系统确定.73 第二节 矿井风量计算.76 第三节 矿井阻力计算.79 第四节 选择矿井通风设备.88 第五节 安全灾害的预防措施.92 第十章 设计矿井基本技术经济指标94 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 2 页 中国煤矿巷道矿压监测技术发展现状95 1 问题的提出 95 2 国内外冲击矿压现状 95 3 冲击矿压现象、特征及其分类 97 4 冲击矿压机理 98 5 冲击矿压影响因素 101 6 冲击矿压的监测 110 7 冲击矿压危险性的解除措施 115 8 结论 117 英文原文.119 shearer coal dust control measures to improve119 1 foreword.119 2 shearer structural improvements.119 3 ways to improve shearer spray nozzle121 4 other measures122 references：123 中文译文.124 采煤机煤尘防治措施的改进.124 1 前言 124 2 采煤机结构的改进 124 3 改进采煤机的喷雾方式 125 4 其它措施 126 参考文献：127 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 3 页 第一章 矿区概述及井田地质特征 第一节 矿区概述 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.1.2 地形、地貌地形、地貌 司马煤业位于山西省长治市西南部，沁水煤田长治勘探区的东部边缘地段，其地理 位置为北纬 360407361023，东京 11300331130530。选定的矿井工业场地位于 长治县苏店镇西申家庄村北侧 350 m 处，经坊煤矿铁路专用线以东的平地上，场地距长 治市约 8.5 km，南距长治县约 4 km，矿井隶属于山西潞安矿业集团石圪节煤业有限责任 公司（以下简称石圪节煤业公司） 1.1.2 地形、地貌地形、地貌 司马煤业地处太行山西侧，属长治断陷堆积盆地。地势较为平坦，最高点位于西南 角，标高+993.33 m，最低点位于西北部，标高+930.79 m，地形最大高差 62.54 m。 1.1.3 交通条件交通条件 区内交通极为方便。太(原)焦(作)铁路从井田西缘通过，接轨于太焦铁路小宋车站的 经坊煤矿铁路专用线从矿井工业场地西缘通过。207 国道和长(治)晋(城)高速公路分别从 矿井工业场地西侧 1.02km 处和 1.2km 处通过；长(治市)长(治县)县级公路(三级)从矿井工 业场地西侧 500m 处通过，长(治市)陵(川县)公路(三级)从矿井工业场地东侧 2.3km 处通过， 这两条公路均与 207 国道相接。 1.1.4 矿区内的工业和农业矿区内的工业和农业 长治县位于长治盆地东南部边缘，面积 484 km，人口约 30.3 万人，人口密度 625 人 /km，全县经济以煤炭工业为支柱产业。县域工业主要有采矿、冶铁、建材、食品、纺织 等，其次有化肥、陶瓷电石、玻璃皿等地方工业。主要农作物有小麦、谷子、玉米、薯 类和豆类等；经济作物有潞麻、油菜等。 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 4 页 图图 1.1 交通位置图交通位置图 1.1.5供电供水供电供水 根据石圪节煤业公司司马矿井筹备处与山西省电力公司长治供电分公司达成的供电 协议，司马矿井设 35 kv 双回路供电电源，一回电源引自城南 110 kv 变电站 35 kv 母 线，另一回电源引自韩店 110 kv 变电站 35 kv 母线，矿井工业场地设 35 kv 变电所， 矿井供电电源可靠。 本矿区浅层水和地表水均无利用价值，矿井供水水源考虑取用水量丰富，水质优良 的奥灰水。另外，矿井涌水排至地面经净化处理达到复用水标准后，可用于选煤厂生产 和井下消防洒水，矿井水源比较可靠。 1.1.6 气候条件气候条件 区内属大陆性气候，昼夜温差较大。据长治县气象站观测统计，最热月 7 月份，平 均气温 22.4 ，极端最高气温 38.1 ，出现在 2005 年 6 月 24 日；最冷月在 1 月份， 平均气温-5.0 ，极端最低气温-22.2 ，出现在 1984 年 12 月 24 日。年平均日照时数 2460.8 小时，年相对湿度为 65，年平均雾日数 30 天，年最大积雪深度 28 厘米，最大 雪压为 4.1 g/cm，气温-29.0 -37.6 ，平均 9.7 ；年降水量 320.80-923.80 mm，平均 549.50 mm，年平均蒸发量 1740.4 mm。 夏季多东南风，冬季多西北风，最大风力 10 级，无霜期 176.7 天，冻土深度 63cm， 属温带半湿润区。 1.1.7 水文情况水文情况 本区属海河流域漳河水系，井田内无长年性的河流及大的地表水体，只在雨季下暴 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 5 页 雨时，有少量水聚积于沟谷中，短时沿沟排泄。 1.1.8 地震地震 根据中国地震局 gb18306-2001 图 a1中国地震动峰值加速度区划图 ，本区地震动 峰值加速度为 0.10g，对应地震烈度为度区。 第二节 井田地质特征 1.2.1 井田的地形井田的地形 矿区位于晋(城)-获(鹿)褶断带南段的主要构造形迹长治大断裂的西侧，西临武乡-阳 城坳褶带。区内构造受新华夏构造体系的控制，其构造形迹亦呈多字型排列规律，总体 呈走向 nne、倾向 nw、倾角 7左右的单斜构造，并伴有宽缓褶曲和少量断裂，区 内无岩浆岩侵入。 区内第四系松散层覆盖较厚，很少基岩出露。 1.2.2 井田的勘探井田的勘探 1.1958 年 4 月-1959 年 1 月，山西煤田地质勘探 114 队在进行长治南北普查时，在本 矿区内施工普查钻孔 7 个，钻探进尺 2630.65 m，1959 年 12 月提交了沁水煤田长治南 北普查区地质报告 ，山西省煤管局地质勘探局复审技术委员会于 1962 年 8 月 28 日以第 002 号决议书审批通过该报告 。 2. 1980 年-1983 年，先后由煤炭部第一勘探公司物测队与 144、148 队地震分队合作 在长治普查区及长治-长子区分别进行过地震的概、详查工作，其中在本矿区内施工地震 测线 17 条，计测线长 57.3 km，所获资料基本控制了东部边界 3 号煤层露头，1985 年 12 月提交了长子-长治地震详查报告 ，煤炭部第一勘探公司于 1986 年 8 月以(87)煤勘字 第 12 号文批准，资料可靠，但地震点数量不详，也无法评价其质量。 3.1982 年 10 月-1986 年 12 月，山西煤田地质勘探 114 队在长治南详查区施工时，在 本矿区内施工详查钻孔 15 个，钻探进尺 6915.43 m。1987 年 10 月提交长治勘探区详查 地质报告 ，1988 年 2 月 10 日山西省煤炭工业管理局以第 8801 号文批准了该报告。 4.1990 年 5 月-1992 年 4 月，山西省煤炭地质勘探二队在长治苏店井田精查勘探时， 在本矿区内施工钻孔 12 个，钻探进尺 4667.39 m，1992 年 5 月山西省煤炭地质勘探一队 提交了山西省长治市苏店煤矿精查地质报告 ，但未见其审查批准书。 1.2.3 地层的概述地层的概述 (一) 地层 司马煤业范围内全部为第四系黄土覆盖。现依据井田内钻孔资料将各主要地层由老 到新简述如下： 1.奥陶系中统(o2) 为煤系地层基底，钻孔揭露最大厚度 261.31m(2102 号孔)，分为上马家沟组(o2s)和峰 峰组(o2f)。 上马家沟组(o2s)：钻孔揭露最大厚度 70m 左右，岩性主要由石灰岩、夹泥灰岩、白 云质灰岩组成。 峰峰组(o2f)：钻孔揭露厚度 161.82200m 左右，平均 176.21m。岩性主要由石灰岩、 泥灰岩、白云质灰岩夹石膏层组成。 2.石炭系(c3t) 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 6 页 (1)中统本溪组(c2b)：厚 3.2029.60m，平均 10.44m。与下伏奥陶系地层呈平行不整 合接触。主要为属泻湖潮坪相沉积为主的灰-深灰色的泥岩、砂质泥岩沉积，夹石灰岩 及薄煤层，底部含铁铝质泥岩，含菱、黄铁矿结核和大量动植物化石。 (2)上统太原组(c3t)：主要含煤地层之一，厚 92.90121.31m，平均 107.57m。主要 由灰深灰色砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层及石灰岩组成，层理构造发育，动植物化石丰 富，为一套海陆交互相沉积。按岩性组合特征可分为三段： 一段(c3t1)：从 k1 砂岩底至 k2 灰岩底，厚 11.8830.48m，平均厚 17.62m，以灰 灰黑色泥岩为主，夹钙质泥岩、泥灰岩，局部夹粉砂岩，含煤 23 层，其中 15 号煤层 全区可采，14 号煤层大部分可采。 二段(c3t2)：由 k2 灰岩底至 k4 灰岩顶，厚 25.6041.20m，平均厚 35.02m，为深 灰灰黑色泥岩、砂质泥岩，夹细粒砂岩和粉砂岩，有石灰岩、泥灰岩 45 层(主要为 k2、k3、k4)，含煤 3 层，均不可采。 三段(c3t3)：由 k4 灰岩顶至 k7 砂岩底，厚 47.6668.45m，平均厚 54.93m，为深 灰灰黑色的泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩及细粒砂岩，见石灰岩或泥灰岩 23 层，含煤层 57 层，其中 9 号煤层为全区可采煤层，8-2 号煤层为大部分可采煤层，其它均不可采。 3.二叠系(p) (1)下统山西组(p1s)：为区内主要含煤地层之一，厚 45.6765.10m，平均 57.36m。 底部以 k7 砂岩与下伏地层呈整合接触，由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，中下部为主 要可采的 3 号煤层赋存部位。本组以色浅、含砂成分较高、交错层理发育、生物扰动构 造多、植物化石丰富为特点。属滨海三角州沉积。 (2)下统下石盒子组(p1x) k8 砂岩底k10 砂岩底，厚 43.0775.64m，平均 62.70m。以 k8 砂岩与下伏地层整 合接触。主要为浅灰色深灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩，顶部常含一较稳定的带 紫斑的鲕粒铝质泥岩，俗称“桃花泥岩”。 (3)上统上石盒子组下段(p2s1) 井田内最大残留厚度约 120m，底部 k10 砂岩与下伏地层呈整合接触。本组地层由灰 绿、紫红色砂质泥岩、泥岩、灰白、黄绿色中粗粒砂岩组成。 4.第四系(q) 中更新统、上更新统（q2+q3）：厚 22.69198.95m，平均 135.23m 主要由亚砂土、 亚粘土、粘土组成，底部含砾石层。 井田地质构造 总体呈走向 nne，倾向 nw，倾角 39的单斜构造，并伴有小型宽缓褶曲， 发现落差10m 的断层 7 条，落差10m 的 32 条。 。井田内无岩浆岩侵入，井田构造属简 单类。 井田内全部为第四系黄土覆盖，现根据钻孔、地震资料控制以及生产巷道揭露的情 况分述如下： 1.褶曲构造 信义村背斜：位于长治县农修厂和补-5 号钻孔一线，井田内延伸长约 1.8 km，南 段轴部走向约 n80e，北段轴部走向约 n60e，两翼地层倾角 46，西陡东缓，由地震 测线和钻孔控制，基本查明。 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 7 页 原家庄向斜：位于长治县农修厂东和补-5 钻孔东一线，井田内延伸长约 2.1 km， 轴部走向 n80e，n60e，两翼地层倾角 34，较为平缓，由地震测线和钻孔控制， 基本查明。 林移向斜：位于林移村西，井田内延伸长约 2.1km，轴部走向 n5en15e，两 翼地层倾角较为平缓，倾角 46，东陡西缓，由地震测线和钻孔控制，基本查明。 辛庄背斜：位于辛庄村东，井田内延伸长约 2.45km，轴部走向约 n15e，两翼地 层倾角较为平缓，倾角 34，由地震测线和钻孔控制，基本查明。 1.2.4 井田的水文地质特征井田的水文地质特征 .河流 井田内内无大的地表水体，仅在井田内有一条黑水河，为季节性河流，向北流长 12km 后汇入石子河，石子河也为季节性河流，最终汇入浊漳河南源。 .主要含水层 a.奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层 井田内施工钻孔奥灰揭露最大厚度为 261.31m，为 2102 号孔。该孔岩性上部为石灰 岩、厚 6080m；中部为石灰岩、角砾状石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩，厚 70m 左右； 下部为白云质灰岩、泥灰岩夹薄层石膏等，厚 30-50m。以石膏层底部作为 o2f 与 o2s 的 分界。峰峰组厚约 190mm。 根据井田内辛庄村生活水源井资料，该井奥灰最大揭露厚度为 160.00m。在埋深 520m-560m 处冲洗液全部漏失，不反水（属于 o2f 层段） ，到 565m 孔内出现岩粉，说明 该层段岩溶裂隙较为发育，为主要含水层段。依据该井抽水试验，单位涌水量 8.393l/s.m，渗透系数 15.988m/d，水位标高 636.79m，水化学类型为 so42-ca2+mg2+ 型，该含水层属极强富水性含水层。由此推测井田内奥灰水水位标高为 624643m 之间。 b.石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙含水层 本含水层主要由 k2、k3、k4、k5、k6 石灰岩组成，平均厚 20.10m，其中 k2、k5 岩溶裂隙较发育，其余均不发育。 据苏店精查施工的 19-2 号孔对该含水层组进行抽水试验，单位涌水量为 0.0036l/s.m。一采区北部补充勘探的补-7 号孔在该层段进行了注水试验，单位注水量为 0.027l/s.m，渗透系数为 0.103m/d，水位标高为 704.03m。补-9 号孔在该层段进行了注水 试验，单位注水量为 0.018l/s.m，渗透系数为 0.179m/d，水位标高为 437.00m。据 2009 年施工的补-15 孔抽水试验，单位涌水量 0.0000519l/s.m，渗透系数 0.000376m/d，水位标 高为 714.16m，水化学类型属 so42-hco3-k+na +型。根据上述试验资料，该含水层 属弱富水性含水层。一采区北部补充勘探的补-2、补-5 号钻孔钻进至该含水层组时孔内冲 洗液有漏失现象，上述两孔位于背斜轴部附近，说明在构造部位该含水层组存在富水的 可能。 c.二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层 该含水层组主要由 k7 砂岩及 k 砂岩组成，一般厚 9.70m。岩性以中、细粒砂岩为主， 裂隙局部发育，含水性不一。 据 2102 孔抽水结果，水位埋深 72.78m，标高 876.10m，涌水量 0.057l/s，水位降深 30.64m，单位涌水量 0.00186l/s.m，渗透系数 0.0096m/d，水质属 hco3-cl- 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 8 页 ca2+mg2+k+na+型水。补-9 号孔在该层段进行了注水试验。单位注水量为 0.004l/s.m，渗透系数为 0.047m/d，水位标高为 849.83m。据补-15 孔抽水试验，单位涌水 量 0.0016l/s.m，渗透系数 0.0164m/d，水化学类型为 hco3-so42-ca2+k+na+。该 含水层属弱富水性含水层。 d.二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层 该含水层组主要由数层中、粗粒砂岩组成。裂隙虽较发育，但钻进中消耗量一般不 大。3 号煤层开采时形成的导水裂隙带可达该含水层组底部，从而成为 3 号煤层的间接充 水含水层。该含水层属弱富水性含水层。 e.基岩风化带裂隙含水层 为不同时代基岩与第四系接触带，岩性破碎，风化裂隙发育，深度 50m 左右。本矿 区 19-2 号孔对该含水层进行了抽水试验，水位埋深 80.95m，标高 857.85m，涌水量 0.260l/s，单位涌水量为 0.0036l/s.m，渗透系数 0.0068m/d，水位降深 72.32m，水质属 hco3- cl- k+na+型水，属弱富水性含水层。 f. 第四系冲洪积孔隙含水层 本矿区全部被第四系所覆盖，厚 36.1198.95m。由砂、砂砾层组成。据详查动态观 测资料，大气降水影响明显。据南寨 1、2 号井简检查孔，对第四系及民井抽水结果，单 位涌水量 0.020.17l/s.m。渗透系数 0.020.06m/d。为弱富水性中等富水性的含水层。 .井田主要隔水层组 a. 石炭系中上统隔水层组 该隔水层组是指奥灰顶界至 15 号煤层底板之间由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩等组成 的隔水层。一般厚 15m。主要阻隔下部奥陶系含水层与上部各含水层间的水力联系。 b. 二迭系砂岩含水层层间隔水层 主要由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成。呈层状分布于各含水层之间，形成平行复 合结构，阻隔各含水层间的垂向水力联系。 . 含水层的补给、排泄、迳流条件 第四系含水层在区内广为分布，该含水层主要受大气降水补给；基岩风化带含水层 在第四系覆盖比较薄的地段接受第四系含水层的补给。 .矿井水文地质类型 该矿井目前只开采 3 号煤层，故此处只对 3 号煤层矿井水文地质类型进行划分，按 照煤矿防治水规定 （以下简称“规定”） ，矿井水文地质类型划分的六个分类依据，分别 评述如下： 1）受采掘破坏或影响的含水层及水体 司马煤业有限公司 3 号煤层受采掘破坏或影响的第四系孔隙含水层，山西组砂岩裂 隙含水层补给条件差，补给水源少。据井田内补-15 号孔对山西组含水层组抽水试验，单 位涌水量为 0.0016l/s m，为弱富水性的含水层。按照规定第一分类依据，类别为简 单类型。 2）矿井及周边老空水分布状况 a、区内积水情况 据调查区内 3 号煤层存在采空积水区 6 处，经估算 3 号煤层老空积水量约为 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 9 页 140038m3，未来在采空区附近开采时，这些积水通过打放水孔可以排出，从而解除采空 积水对开采的影响。 根据该矿对井田内地面物探勘探，其内存在物探低阻异常区。采空区内，这些低阻 异常区可能存在采空积水，开采至附近时，应采取防范措施。 b、四邻矿井老空积水情况 该井田周边煤矿存在一定的采空积水，但积水位置、范围及水量基本清楚。 按照规定第二分类依据，为中等类型。 .矿井涌水量 该矿井目前只开采 3 号煤层，下组煤层因硫份高，受奥灰水的威胁较大，且距 3 号 煤层较远、不影响上组煤的开采，本次设计暂不予考虑。 根据地质报告提供的矿井涌水量计算结果，结合邻近矿井涌水量情况，预计司马矿 井达到 2.4 mt/a 设计生产能力时，正常涌水量为 220 m/h，最大涌水量为 300 m/h。 第三节 煤层特征 1.3.1 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征 本矿区区内构造受新华夏构造体系的控制，其构造形迹亦呈多字型排列规律，总体 呈走向 nne、倾向 nw、倾角 7左右的单斜构造，总的应属简单(偏中等构造)类(一 类)。井田南北长 3.105.95km，东西宽 4.175.90km，面积 29.5744km2。 1.3.2 煤层煤层 1、含煤性 煤矿内主要含煤地层为山西组和太原组，含煤 1016 层，含煤地层平均总厚 164.93m，煤层平均总厚 17.85m，含煤系数 10.82%。可采煤层平均总厚 14.72m，可采含 煤系数 8.92%。 山西组为主要含煤地层之一，地层总厚 45.6765.10m，平均 57.36m，一般含煤 13 层，煤层平均总厚 6.86m，含煤系数 11.96%。主要可采 3 号煤层位于本组中下部， 其余煤层为极不稳定的薄煤层，不具工业开采价值。 太原组为主要含煤地层之一，地层总厚 92.90121.31m，平均 107.57m。含煤 912 层，自上而下编号为 5、6、7、8-1、8-2、9、10、11、12、13、14、15 号煤层，煤层平 均总厚度 10.99m，平均含煤系数 10.22%，可采煤层平均总厚 8.08m，可采含煤系数为 7.51%。其中 15 号煤层煤矿内稳定可采，9、8-2、14 号煤层煤矿内大部分可采，其余煤 层为零星可采或不可采。 1.3.3 煤层及围岩性质煤层及围岩性质 煤矿内为 3、15 号煤层为全区可采煤层。8-2、9、14 号煤层为大部可采煤层。现将 其可采、大部可采煤层简述如下，见表 1-3-1。 (1).3 号煤层 为本矿主采煤层，本次设计的对象，位于山西组下部，上距 k8 砂岩平均 37.30m， 下距 k7 砂岩平均 10.38m，距 8-2 号煤层平均 53.05m。煤层厚 5.79m7.80m，平均 6.64m，西北部较厚东部较薄,煤层结构简单，局部含 12 层泥岩或炭质泥岩夹矸，厚 0.30m 左右。 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 10 页 煤层顶板一般为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩或砂岩；煤层底板为泥岩、砂质泥 岩，局部为砂岩或粉砂岩。 该煤层属全井田可采的稳定煤层，研究及控制程度均较高。 (2). 8-2 号煤层 位于太原组三段中下部，上距 3 号煤层约 53.05m，下距 9 号煤层 9.1214.12m，平 均 10.15m。煤层厚 0.451.78m，平均 1.26m，煤层结构简单，局部含 1 层泥岩或炭质泥 岩夹矸，厚 0.20m 左右。顶板为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩、砂岩；底板一般为细 粒砂岩，局部为泥岩、砂质泥岩。 该煤层属大部分可采的稳定煤层。 (3). 9 号煤层 位于太原组三段底部，上距 8-2 号煤层约 10.15m，下距 14 号煤层约 37.42m。煤层厚 0.762.15m，平均 1.49m。煤层结构简单，局部含 1 层泥岩或炭质泥岩夹矸，厚 0.30m 左右。煤层顶板一般为泥岩、泥灰岩；底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩。 该煤层属全区可采的稳定煤层。 (4).14 号煤层 位于太原组一段顶部，其顶板为 k2 灰岩，上距 9 号煤层约 37.42m，下距 15 号可采 煤层约 4.14m。煤层厚 0.601.56m，平均厚 0.93m。煤层结构简单，不含夹矸。煤层顶 板为石灰岩，局部含炭质泥岩伪顶，煤层底板为泥岩、砂质泥岩。 该煤层属稳定型大部可采煤层。 (5).15 号煤层 位于太原组一段下部，上距 14 号煤层约 4.14m，下距 k1 砂岩约 4.92m。煤层厚 3.505.70m，平均 4.55m，东南厚西北薄（见图 3-2） ，煤层结构复杂，夹 06 层泥岩或 炭质泥岩夹矸，一般夹 2-3 层，夹矸平均总厚 0.68m 左右。煤层顶板一般为泥灰岩、泥岩； 底板为泥岩、砂质泥岩、局部为铝质泥岩。 15 号煤层属稳定全区可采煤层。 综上所述，司马煤业范围内煤层为稳定型（一型） 表表 1.1 煤矿可采煤层特征一览表煤矿可采煤层特征一览表 煤层间距煤层厚度 地层 单位 煤层 编号 )(m平均 最大最小 )(m平均 最大最小 煤层结构 含夹矸层 数 可采性稳定性顶板岩性底板岩性 山西 组 3 64. 6 80. 779 . 5 简单0-2 层 全区 可采 稳定 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 泥岩 砂质泥岩 05.53 76.5912.47 8-2 26. 1 78. 145. 0 简单0-1 层 大部分 可采 稳定 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 细粒砂岩 砂质泥岩 15.10 12.1412 . 9 太 原 组 9 42.37 38.3867.27 49. 1 15. 276 . 0 简单0-1 层 全区 可采 稳定 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 泥岩 砂质泥岩 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 11 页 1.3.4 煤质煤质 3 号煤层：为低灰富灰、特低硫、高发热量、高熔灰分、中等结渣、反应性中等、 易选的瘦煤、贫瘦煤，以贫瘦煤为主，洗选后是良好的炼焦配煤，也是优质的电厂用煤 和民用煤。 8-2 号煤层：为中灰富灰、特低硫富硫、高发热量、高熔灰分、中等结渣、反应性 中等、难选的瘦煤、贫瘦煤，以贫瘦煤为主，洗选和脱硫后可用作炼焦配煤，也可用作 动力用煤和民用煤。 9 号煤层：为低灰富灰、低硫富硫、高发热量、高熔灰分、中等强结渣、反应性 中等、难选的瘦煤、贫瘦煤，洗选和脱硫后可用作炼焦配煤，也可用作动力用煤和民用 煤。 14 号煤层：为特低灰中灰、中硫富硫、高发热量、高熔灰分、强结渣、反应性中 等、难选的瘦煤、贫瘦煤，洗选和脱硫后可用作动力用煤和民用煤。 15 号煤层：为低灰富灰、富硫高硫、高发热量、高熔灰分、强结渣、反应性中等、 极难选的瘦煤、贫瘦煤，洗选和脱硫后可用作动力用煤和民用煤。 14 93 . 0 56. 160. 0 简单无 大部分 可采 稳定石灰岩 泥灰岩 泥岩 15 14 . 4 76 . 7 12 . 1 55. 4 70. 550 . 3 复杂0-6 层 全区 可采 稳定 泥灰岩 泥岩 泥岩 铝质泥岩 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 12 页 表表 1.2 3、 8-2、9、14、15 号煤层煤质化验结果汇总表号煤层煤质化验结果汇总表 1.3.5 瓦斯、煤尘和煤的自燃瓦斯、煤尘和煤的自燃 1、瓦斯 煤 层38-291415 原 0.42-2.63 1.09 (45) 0.53-5.14 1.35 (31) 0.44-5.45 1.37 (33) 0.30-4.70 1.31 (31) 0.36-3.20 1.05 (44)mad (%) 浮 0.38-1.77 0.88 (45) 0.42-1.42 0.90 (29) 0.34-1.76 0.91 (32) 0.33-1.30 0.75 (29) 0.28-1.36 0.77 (41) 原 10.21-37.49 14.93 (45) 12.85-39.35 23.44 (30) 10.57-32.52 19.24 (33) 7.39-24.42 13.47 (31) 12.44-43.47 24.05 (44)ad (%) 浮 4.88-12.03 8.08 (45) 6.31-13.67 9.81 (28) 6.56-16.09 10.03 (32) 2.60-11.74 5.42 (29) 4.22-14.69 8.24 (41) 原 14.46-21.44 16.24 (45) 14.11-24.88 17.55 (31) 14.73-19.84 16.68 (33) 13.09-23.02 15.27 (31) 14.30-21.32 17.12 (43) 工 业 分 析 vdaf (%) 浮 13.76-16.37 14.90 (45) 13.05-17.90 15.16 (29) 12.96-17.21 15.47 (32) 12.08-14.80 13.48 (29) 12.32-18.07 13.96 (41) 原 0.21-0.71 0.38 (45) 0.62-8.04 2.00 (30) 0.51-4.53 2.15 (30) 1.91-7.71 3.61 (29) 1.94-8.68 5.24 (42)st,d (%) 浮 0.28-0.57 0.37 (43) 0.53-2.34 0.97 (28) 0.51-2.45 1.17 (30) 1.49-5.56 3.38 (26) 2.17-6.40 4.06 (40) 原 0.003-0.105 0.037 (14) 0.001-0.020 0.008 (10) 0.003-0.020 0.009 (8) 0.000-0.027 0.006 (11) 0.005-0.107 0.035 (14) 有 害 组 分 pd (%) 浮 0.002-0.062 0.024 (13) 0.001-0.013 0.005 (6) 0.001-0.011 0.003 (9) 0.001-0.003 0.002 (8) 0.015-0.058 0.029 (8) 原 27.07-32.57 30.60 (21) 19.18-31.13 26.05 (26) 22.82-32.61 27.95 (20) 26.43-33.18 30.20 (18) 17.34-30.29 25.36 (33) 发 热 量 qgr,d mj/kg 浮 26.06-33.03 30.08 (7) 28.56-31.69 29.83 (5) 30.46-33.02 31.82 (5) 29.36-33.33 31.61 (9) 粘结指数(gr,i)浮 6.0-25.6 14.0 (30) 0.0-45.0 9.43 (17) 0.0-19.0 8.0 (19) 0.0-17.0 3.1 (18) 0.0-11.8 1.64 (26) cdaf (%) 81.19-93.49 90.63 (33) 87.41-91.19 90.14 (20) 88.85-91.03 90.05 (22) 81.5-90.5 88.6 (19) 83.09-90.25 88.22 (28) hdaf (%) 4.16-4.68 4.38 (33) 4.09-4.62 4.35 (20) 4.08-4.78 4.41 (22) 3.77-4.33 4.03 (19) 3.05-4.30 4.02 (28) odaf (%) 0.65-3.69 2.78 (31) 2.08-4.36 3.04 (18) 2.41-3.96 2.91 (21) 1.10-5.07 2.25 (17) 1.00-2.95 1.98 (25) 元 素 分 析 (浮) ndaf (%) 1.14-1.69 1.50 (31) 1.16-1.56 1.34 (18) 1.13-2.00 1.38 (21) 0.98-1.36 1.11 (17) 0.90-2.30 1.15 (26) sio2+al2o3 +tio2 (%) 66.12-87.42 77.31 (24) 70.28-90.55 79.54 (10) 66.83-85.43 76.26 (13) 53.58-83.64 65.23 (12) 55.69-88.24 71.30 (22) fe2o3+cao+m go +k2o+na2o (%) 7.63-38.76 17.21 (24) 5.59-22.34 14.81 (10) 9.87-26.17 17.80 (13) 9.96-33.82 22.44 (12) 7.62-37.80 21.60 (22) 煤 灰 成 分 分 析 (原) st () 1250-1500 1361 (21) 1240-1500 1392 (10) 1150-1500 1362 (10) 1130-1405 1268 (13) 1135-1500 1316 (16) 视(相对)密度 1.29-1.42 1.37 (21) 1.33-1.42 1.39 (4) 1.32-1.57 1.40 (9) 1.32-1.42 1.35 (12) 1.32-1.51 1.41 (14) 浮煤回收率(%) 21.08-93.10 59.08 (40) 16.60-87.20 45.06 (24) 25.00-86.00 54.11 (28) 23.00-83.10 57.62 (22) 20.90-80.00 42.16 (33) 煤类sm、ps sm、ps、 pm ps、pmps、pmps、pm 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 13 页 山西省煤炭工业厅文件晋煤瓦发【2011】467 号关于潞安矿业（集团）有限责任公司 2010 年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复，司马煤业属低瓦斯矿井。文件详细情况见矿井 瓦斯等级鉴定结果表 1-3-3。 表表 1.3 矿井瓦斯等级鉴定结果表矿井瓦斯等级鉴定结果表 根据潞矿通字【2011】567 号文“关于司马煤业有限公司3 号煤层矿井瓦斯涌出量预 测报告的批复”，司马煤业有限公司在区域生产采区生产时最大绝对瓦斯涌出量分别 为 18.59m3/min，在区域生产采区生产时最大绝对瓦斯涌出量分别为 33.71m3/min，结 合煤矿安全规程 （2011 版）的规定，预测司马矿井为低瓦斯矿井。 对涌出预测结果进一步分析还可知：回采工作面瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的 47.8%，掘进工作面瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的 1.6%；回采工作面瓦斯涌出中，本煤 层瓦斯涌出占 93.2%，邻近层瓦斯涌出占 6.8%。 2、煤尘 井田内各可采煤层煤尘爆炸性试验结果见表 1-3-4。从表中可以看出，各煤层煤尘均 具有爆炸危险性。 ch4co2 矿名 鉴定 年度 开采 煤层绝对涌出 量(m3/min) 相对涌出量 （m3/t） 绝对涌出量 (m3/min) 相对涌出量 （m3/t） 瓦斯 等级 200919.243.438.531.52 司马 矿 2010 3 30.415.95.891.14 低瓦斯 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 14 页 表表 1.4 各可采煤层煤尘爆炸性试验结果表各可采煤层煤尘爆炸性试验结果表 煤层钻孔号火焰长度（mm）加岩粉量（%）有无爆炸性 补-33070.0有爆炸危险性 补-75080.0有爆炸危险性 补-82070.0有爆炸危险性 补-122060.0有爆炸危险性 1105 风巷2560有爆炸危险性 2203 工作面4065有爆炸危险性 1103 工作面4065有爆炸危险性 3 2102 风巷3565有爆炸危险性 8-2 补-121030.0 有爆炸危险性 补-3 3070.0 有爆炸危险性 补-8 3080.0 有爆炸危险性9 补-122050.0 有爆炸危险性 补-52570.0 有爆炸危险性 补-82560.0 有爆炸危险性 补-73060.0 有爆炸危险性 14 补-123060.0 有爆炸危险性 补-73060.0有爆炸危险性 补-37070.0有爆炸危险性 补-82060.0有爆炸危险性 15 补-122030.0有爆炸危险性 结合煤炭科学研究总院重庆分院提交的煤尘爆炸性鉴定报告，3 号煤层抑制煤尘爆炸 最低岩粉量为 50，火焰长度为 20mm，煤尘有爆炸性危险。 3、煤的自燃 根据区内施工的补-12 号孔采样由河北省煤田地质研究所作 3 号、8-2 号、9 号、14 号、15 号煤层煤的自燃倾向性试验及 2007 年井下风巷、井下工作面采样由煤炭科学研究 总院重庆分院作 3 号煤层煤的自燃倾向性试验，测试结果详见表 1-3-5。 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 15 页 表表 1.5 3、8-2、9、14、15 号煤层自燃倾向性鉴定表号煤层自燃倾向性鉴定表 吸氧量 采样地点煤层号 cm3/g 自燃倾向等级 煤炭自燃 倾向性 补-1231.01类 不易自燃 1105风巷31.08类不易自燃 1102 工作面31.10类不易自燃 1103 工作面31.12类不易自燃 2102 风巷31.07类不易自燃 补 128-20.98类 不易自燃 补 1291.05类 不易自燃 补 12140.91类自燃 补 12150.78类自燃 从上表可看出，3 号、 8-2 号、9 号煤层自燃倾向等级为类，属不易自燃煤层，但 是 8-2 号和 9 号煤层局部原煤挥发分小于 18%，原煤全硫大于 2%，其自燃倾向等级应为 类，属自燃煤层；14 号、15 号煤层自燃倾向等级为类，属自燃煤层。 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 16 页 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 17 页 第二章 井田境界和储量 第一节 井田境界 2.1.1 井田范围井田范围 据山西潞安集团司马煤业有限公司 2009 年 2 月 19 日换发的采矿许可证(证号 c1000002009021120004799)，井田南北长 3.105.95km，东西宽 4.175.90km，面积 29.558km2。 井田境界拐点坐标换算为 6 度带后见表 2-1-1。 表表 2.1 井田范围拐点坐标井田范围拐点坐标 54 坐标（6 度带）54 坐标（3 度带）80 坐标（3 度带） 拐 点 x 坐标y 坐标 拐 点 x 坐标y 坐标 拐 点 x 坐标y 坐标 14003319.0019682891.0014001840.0038412869.2314001793.4038412806.01 24002715.0019687343.0024001099.0538417298.9724001052.4638417235.79 33998576.0019686171.0033996999.6138416000.2333996952.9838415937.04 43997443.0019685105.0043995900.4038414900.1643995853.7738414836.96 53997315.0019680956.0053995900.4338410750.5153995853.7938410687.28 64000414.0019680859.0063999000.0038410749.1763998953.3838410685.94 2.1.2 开采界限开采界限 本区内主要含煤地层为山西组和太原组，区内含煤 12 层，编号分别为 1、2、3、5、7、8-2、9、11、12、13、14、15 号煤层，含煤地层平均总厚 162.10m，煤 层平均总厚 15.96m，含煤系数平均 9.85%。可采煤层平均总厚 15.03m，可采含煤系数 9.3%。 本次设计只针对 3 号煤层。 2.1.3 井田尺寸井田尺寸 井田南北长 3.105.95km，东西宽 4.175.90km，面积 29.558km。煤层倾向 114，平均 7 第二节 井田工业储量 2.2.1 储量计算基础储量计算基础 1、根据司马井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算； 2、依据煤炭资源地质勘探规范中关于动力用煤的标准确定：煤厚能利用储量最 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 18 页 低可采厚度为 0.8 m，煤的灰份指标能利用储量灰份最高不大于 40%（含 40%） ，暂不能 利用储量灰份最高不大于 50%（含 50%）超过 51%则不计储量,暂不能利用储量厚 0.7 m； 3、储量计算厚度：夹石厚度不大于 0.05m 时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的 夹石总厚度不超过每分层厚度的 50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度； 4、井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀， 采用地质块段的算术平均法； 5、煤层容重：3#煤层容重为 1.37t/m3； 2.2.2 井田地质勘探井田地质勘探 井田勘探方法以钻探、物探和测井为主，同事进行地面地质填图、生产矿井调查和 各种采样分析测试，方法正确，比较切合本井田煤层埋藏较深、赋存稳定和地质构造较 简单的实际。地质报告将井田勘探类型确定为一类一型，比较符合本井田的地质特征； 将控制各类储量的工程网度确定为 a 级 7501000 m，b 级 15002000 m，c 级 3000 m 是 合理的，基本符合本井田的实际情况。 首采区大部分处于井田高级储量区范围内，能够满足矿井设计的要求。储量计算采 用地质块段法，符合本井田煤层平缓、构造简单、煤层厚度变化小的特点。符合煤炭工 业设计规范要求 3#煤层厚 5.79m7.80m，平均 6.64m 2.2.3 工业储量计算工业储量计算 本设计矿井主采煤层为 3#煤层，采用地质块段法。 中国矿业大学 2013 届毕业设计（论文） 第 19 页 n 670 700 700 750 700 750 560 580 600 550 530 640 660 560 570 580 590 610 620 630 640 650 670 680 690 710 720 740 740 730 740 760 770 780 790 540 530 520 510 540 550 560 570 590 610 630 610 630 640 660 660 670 680 690 710 720 730 740 750 760 690 710 720 730 740 760 770 730 730 比例尺 日 期 总工程师 部 长 审 核 制 图 1:10000 煤层底板等高线图 山西潞安集团司马煤业有限公司 600 570 580 590 600 b b c c d d a a 由图计算各块段面积为： sa=5.354 km sb=13.661 km sc =5.826 km sd=4.712 km 矿井地质资源量按下式计算：