采矿工程毕业设计（论文）-淮南矿业集团顾桥矿初步设计【全套图纸】

河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） i 前前 言言 采矿毕业设计是采矿专业全部教学进程中的最后一个环节。它是我们在完 成本专业教学计划规定的学习内容之后，通过综合运用各学科的理论知识，根 据某一矿井的实际情况,对其进行的系统化设计，这对提高我们理论分析和解 决采矿工程技术问题的能力有着现实的实践意义，所以这也是采矿专业的核心。 设计是在我们搜集、整理和运用资料的基础上，通过贯彻执行矿产资源 法 、 煤炭法 、 煤炭工业技术政策 、 煤矿安全规程 、 煤炭工业矿业设计 规范之后，再进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、 排水及通风的设计计算。所有这些都能培养我们分析问题、解决问题的综合能 力和撰写技术文件、绘制工程图件的基本技能。 衷心感谢院领导和采矿教研室的老师的帮助和辅导，尤其要感谢我的导师 郭保华老师，在这三个月里，正是他认真、耐心、详细的辅导，才使我能 按时、按质的完成毕业设计。 由于本人知识水平和知识范围的限制，设计中难免有不当和错误之处，恳 请批评指正。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） i 摘摘 要要 本设计是根据安徽省淮南矿业集团顾桥矿井的实际情况进行的初步设计。 设计的井田面积为 23 平方公里，矿井年产 90 万吨，井田内煤层赋层较深，倾 角较小，平均厚 3.1m，地质结构简单，瓦斯涌出量相对较大，煤层有自然发火 倾向，矿井涌水量大。 设计采用立井单水平暗斜井开采的开拓方式，采用条带式准备方式，采用 倾斜长壁采煤方法，综合机械化的回采工艺，主要对矿井开拓方式、准备方式、 采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了设备选 型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统 和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。在设计过程中，尽 量采用先进的技术和设备，提高矿井的机械化装备水平和生产效率。 关键词：关键词：开拓方式 准备方式 采煤方法 机械化 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） ii ABSTRACT The designation is based on actual situation of Gu Qiao pit of the Huainan Mining Group in An hui for the the preliminary design. There are 23 square kilometres of well field area and 900,000 tons of coal annually to be designed, whose coal bed gives deeper layer and inclination is smaller, the average thick is about 3.1m, geological structure is simple, the volume of gas poures out relatively larger, coal bed has natural fireing tendency, pit has large amount of water. The designation uses Lijin open secret inclined shaft mining method and belt- ready way. In addition to using skewed towards long walland methods, integrating mechanized stoping techniques, That is the main way to open up the pit, preparing forms, coal mining methods for preliminary design. As well as transport, ventilation, drainage systems and other production equipment models calculated to pit various production systems described in the production process, Besides, I want to describe various production systems of the pit and the interlinkages between the production relations and the constraints on the statement. In the design process, I try to use advanced technology and equipment to improve mine mechanized equipment and production efficiency. Keywords: explore ways preparation ways coal mining methods mechanization 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 1 目目 录录 第一章 矿井概况及井田地质特征 .1 第一节 矿井概况 .1 一、位置与交通 .1 二、地形与河流 .1 三、气候与气象 .2 四、地震 .2 第二节 地质特征 .2 一、地层 .2 二、构造 .2 三、煤系及煤层 .3 四、煤质 .3 五、水文地质 .3 六、其它开采技术条件 10 第三节 勘探程度与建议 13 一、勘探程度评述 13 二、建议 13 第二章 矿井储量、年产量及服务年限 15 第一节 井田境界 15 一、井田境界 15 二、工业指标 15 第二节 井田储量 15 一、矿井工业储量 15 二、矿井设计储量 16 三、矿井设计可采储量 17 第三节 矿井年产量及服务年限 19 一、矿井工作制度 19 二、矿井设计生产能力 19 第三章 井田开拓 21 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 2 第一节 概述 21 第二节 井田开拓 21 一、提出方案 21 二、方案比较 22 第三节 井筒特征 25 一、井筒断面尺寸 25 二、井壁的支护材料及井壁厚度 27 三、井筒深度 27 第四节 井底车场 29 一、井底车场形式的选择 29 二、线路总平面布置 29 三、井底车场通过能力计算 36 四、确定井底车场主要巷道断面 38 五、井底车场硐室 38 六、其他硐室 40 第五节 开采顺序及带区、采煤工作面的配置 40 一、开采顺序 40 二、保证年产量的同采采区数和工作面数 41 第六节 井巷工程和建井工期 43 第四章 采煤方法 47 第一节 采煤方法的选择 47 第二节 带区巷道布置及生产系统 48 一、带区斜长的确定 48 二、煤柱尺寸 48 三、巷道布置 48 四、带区斜巷的布置 48 五、带区联络巷道及下部车场 49 六、带区硐室 49 七、带区生产系统 50 第三节 回采工艺设计 50 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 3 一、概述 50 二、综采工作面回采工艺设计 52 第五章 矿井运输、提升及排水 61 第一节 矿井运输 61 一、井下运输系统和运输方式的确定 61 二、带区运输设备的选型 62 第二节 矿井提升 63 一、主井提升设备选型计算 63 二、副井提升容器的确定 68 第三节 矿井排水 74 一、概述 74 二、排水设备选型计算 74 第六章 矿井通风与安全技术措施 81 第一节 矿井通风系统的选择 81 一、选择原则 81 二、选择矿井主扇的工作方法 82 三、选择矿井通风方式 82 第二节 风量计算及风量分配 83 一、风量计算 83 二、风速验算 85 第三节 全矿通风阻力计算 87 一、计算原则 87 二、计算方法 87 三、计算矿井总风阻及总等积孔 91 第四节 扇风机选型 91 一、选择主扇 91 二、选择电动机： 93 三、防止漏风和降低风阻的措施 93 第五节 矿井安全技术措施 94 一、概述 94 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 4 二、预防瓦斯爆炸的措施 94 三、粉尘的综合防治 95 四、预防井下火灾措施 96 五、矿井水灾的预防措施 96 第七章 矿山环境保护 97 第一节 环保设计依据和采用的标准 97 一、设计依据 97 二、环保标准 97 第二节 主要污染源及治理措施 97 一、污废水排放 97 二、环境空气污染 98 三、噪声及绿化 98 第三节 地表沉陷及其治理 98 第四节 水土流失防治措施 98 结论 .100 致谢 .101 参考文献 .102 附录 A 英文翻译（原文） .103 附录 B 英文翻译（译文） .109 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 1 第一章第一章 矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征 第一节第一节 矿井概况矿井概况 一、位置与交通 顾桥井田位于安徽省淮南市凤台县城西北约 20km 处，地理坐标为东经 11626151163700，北纬 324347325230。 井田内有凤（台）阜（阳）和凤（台）利（辛）公路纵贯；井田外东 部经有凤（台）蒙（城）公路，南部通有袁（集）李（凤郢子）矿区公路 和淮（南）阜（阳）铁路。潘谢矿区铁路自东向西穿过本井田。井田内的永 幸河和西南外缘的西淝河均可通航民船，并可转接淮河水运。交通方便（见图 1-1-1） 。 图 1-1-1 交通位置图 二、地形与河流 本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、 雨季易成内涝以外，地面标高一般为2124m。总体地势为西北高、东南 低。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 2 永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田 西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有 纵横交错的人工沟渠。 三、气候与气象 井田所在地区属季风暖温带半湿润气候，季节性明显，冬冷夏热。 该地区年均气温 15.1，两极气温分别为 41.2和-22.8；一般春、夏 季多东南及东风，秋季多东南及东北风，冬季多东北及西北风，平均风速 3.18m/s，最大风速 20m/s；年均降雨量 926.33mm，最大达 1723.5mm；雪期一 般在每年 11 月上旬至次年 3 月中旬，最大降雪厚度 16cm；土壤的最大冻结深 度为 30cm。 四、地震 根据中国地震烈度区划图（1990） 的使用规定，本井田地震基本烈度 为 6 度。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、地层 顾桥井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、 二叠系和新生界。 二、构造 本井田位于淮南复向斜中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带。煤 系地层总体形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为 515的反“S”型单 斜构造。其中发育有一系列宽缓褶曲和断层。根据褶曲和断层发育特点，可将 本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中部简单单斜区、中南部“X”型共轭剪 切区和南部单斜构造区四部分。 经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探，全井田共查出小陈庄 背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲 4 个。发现断层 67 条，其中正断层 37 条，逆断层 30 条，大致可分为近东西向、北西向和北东向 三个断层组。按落差大小来分，大于等于 100m 的 13 条，小于 100m 而大于等 于 50m 的 11 条，小于 50m 而大 于等于 20m 的 45 条，小于 20m 而大于等于 10m 的 63 条，小于 10m 的 35 条。此外，尚有 21 个孤立断点未能组合成断层。 主要断层特征见表 1-2-1。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 3 三、煤系及煤层 本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子 组为主要含煤层段。 井田内二叠系含煤层段总厚 734m，含煤 33 层，煤层总厚度为 30.08m，含 煤系数为 4.10%，自下而上依次分为 7 个含煤段。在中、下部厚约 490m 的一 五含煤段中，集中分布 9 层可采煤层，平均总厚 24.11m。其中 13-1、11-2 、8、6-2和 1 煤层为主要可采煤层，平均总厚 21.14m；17-2、13-1 下、7-2和 4-1 为局部可采煤层，平均总厚 2.97m。可采煤层主要特征详见表 1-2-2。 四、煤质 本井田可采煤层煤质稳定，煤种单一，属中灰富灰、特低硫、低磷特 低磷、富油高油、高熔难熔灰分、具较强粘结性的气煤和 1/3 焦煤。可作 良好的配焦和动力、化工用煤。各主要可采煤层煤质特征见表 1-2-3，煤的工 业分析见表 1-2-4。 五、水文地质 本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的 矿床，其富水性属简单中等，与地表水体无水力联系。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 4 表 1-2-1 主 要 断 层 特 征 名称性质走向倾 向倾 角(度)落差(m) 延展长度 (km) 可靠性名称性质走向倾向倾角(度)落差(m)延展长度(km)可靠性 F81正NEEN60653004.0可靠 FD92- 2 正NWSW700201.5可靠 F81-1正NEEN60652006.0可靠 FD92- 3 正NWSW750220.5可靠性差 F81-2逆NEES4550582707.0可靠 FD92- 6 正NWSW65700452.0可靠 F84逆NWS3065153006.0可靠F93正NESE750261.9可靠 F81-1逆NWSW5060332.0可靠F94正NWWS75800403.0可靠 F85逆NWS506512505.9可靠F94-1正NWNE500200.4较可靠 F86-1逆NWSW556501404.0可靠F94-2正NWNE308400.5较可靠 F85-3正NWNE257035402.0可靠F95正NESE700441.0可靠 F86正NEEEWSSES5570257012.0可靠F95-2正NWSW550480.9可靠 F86-1正NEES50550351.15可靠F97正NESE55650424.5可靠 F87正EWS55750705.6可靠F99正NESE60750201.1可靠 F87-1正NENW600251.5可靠F100正NWNE7580151406.0可靠 F88正NWSW55600200.82可靠F101正NWNE750400.8可靠 F90正NWNE55600443.1可靠性差F102正NWSW60650203.5可靠性差 F90-1逆NWNE600270.83可靠性差F103正NENW6070501405.5可靠 F92正NWSW65750763.0可靠 FD103 -1 正NWSW700250.3较可靠 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 5 FD92- 1 正NWWS650201.0可靠F101逆NWNE60750972.6可靠 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 6 （一）主要充水因素 本井田基岩被厚度介于 224.10576.00m 之间的西北厚、东南薄的新生 界松散层所覆盖。按松散沉积物组合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大 致可分为 4 个含水组、4 个隔水组和 1 个碎石层。其中第三隔水组除在局部古 地形隆起处变薄或缺失外，绝大部分分布稳定，厚度一般为 3055m，系其上、 下含水层间的良好隔水层。第四含水组在七线以北与基岩直接接触，厚度多为 3080m，系基岩含水组的主要补给水源。底部的碎石层若与含水层接触时， 有可能起到一定的导水作用。 二叠系砂岩以中、细粒为主，局部裂隙发育，一般为钙质充填，富水性弱， 以储存量为主，且因间夹泥岩和煤层，含水组之间在自然状态下无密切的水力 联系。但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏时，上、 下含水层之间有可能互相沟通，从而导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。 石炭系太灰岩溶裂隙含水组主要由自上而下编号的 13 层灰岩与其间的泥 岩、粉砂岩和薄煤层组成。其中第 1、3、4、5 和 12 层灰岩分布稳定,并以第 3、4 和 12 层灰岩厚度较大。该含水组上距 1 煤层较近，一般为 1620m，且 灰岩水压较高，如果直接开采 1 煤层，必将因太灰的水压超过 1 煤层底板隔水 层抗压强度而引发突水事故。 潘谢矿区资料表明：奥陶系灰岩中下部岩溶裂隙比较发育，虽分布不均， 但富水性弱中等，系太灰的主要补给水源。 本井田断层带多为泥岩和粉、细砂岩碎块充填，并呈胶结状，正常情况下 可起到相对隔水作用。但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层 带又未被泥质和岩屑所充填，或受到采动影响，导致断层活化，破坏了地下水 的水力均衡，断层带则很可能成为地下水突溃的主要途径。 综上所述，本井田新生界第四含水层孔隙水、二叠系砂岩裂隙水和石炭系 太灰岩溶裂隙水对井下开采均有较大影响。但是，只要在可采煤层浅部留设适 当的防水煤柱，四含水一般不致于溃入矿坑而对煤层开采构成大的威胁。这样， 二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为本矿井开采的主要充水因素。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 8 表 1-2-2 可 采 煤 层 主 要 特 征 表 煤层 厚度（m） 最小最大 平均 间距 （m） 顶 板 岩 性底 板 岩 性结 构可采性稳定性 17-2 04.35 0.97 泥岩和中砂岩泥 岩简 单局部可采不稳定 104 13-1 1.708.25 4.65 泥岩，局部为细砂岩泥 岩较间接全区可采稳 定 1 13-1 下 01.85 0.56 泥 岩泥 岩简 单局部可采不稳定 74 11-2 0.897.23 3.10 浅部为中、细砂岩， 其它地段为泥岩 泥 岩简单较简单全区可采稳 定 80 8 05.15 2.52 古河流冲蚀处为石莫砂岩，其余为泥岩 泥岩，局部为含炭泥岩简 单大部可采较稳定 4 7-2 02.94 0.76 泥岩，局部为砂岩泥岩，局部为砂岩较间接局部可采不稳定 41 6-2 0.607.10 3.41 泥岩，局部为砂岩泥 岩简 单基本全区可采稳 定 40 4-1 05.20 0.68 泥 岩泥 岩简 单局部可采不稳定 1 1.8511.89 7.46 83 砂质泥岩，部分为砂岩砂质泥岩较复杂全区可采稳 定 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 9 表 1-2-3 可 采 煤 层 物 理 性 质 煤层 名称 颜 色 结构、构造光 泽煤岩成份煤岩类型其它 17-2 黑色 局部 灰黑 色 粉末状为主，少量块状、 鳞片状 暗淡光泽油脂光泽。 暗煤为主，亮煤次之， 夹少量镜煤条带。 半暗型为主，少 量半亮型。 13-1 黑 色 上部块状为主，下部粉末状为 主，局部少量鳞片，片状。 弱玻璃光泽玻璃光 泽 暗煤、亮煤为主，夹镜 煤条带。 半暗型半亮型。局部内生 裂隙发育 13-1 下 黑 色 块状为主，次为鳞片、片状粉 末状 暗淡光泽玻璃光泽 暗煤为主，次为亮煤， 夹少量镜煤条带。 暗淡型半暗型， 少量半亮型。 11-2 黑 色 块状粉末状，少量鳞片、片 状 暗淡光泽油脂光泽。 亮煤、暗煤为主，夹少 量镜煤条带。 半暗型半亮型。 8 黑 色 粉末状为主，次为块状， 、片 状、鳞片状 弱油脂光泽油脂光 泽 暗煤、亮煤为主，夹少 量镜煤条带及丝炭。 半暗型半亮型。 7-2 黑 色 碎块、块状为主，次为粉末状 弱玻璃光泽玻璃光 泽 暗煤为主，亮煤次之， 夹少量镜煤条带。 半暗型。 6-2 黑 色 粉末状为主，次为块状，鳞片 状，片状 弱玻璃光泽玻璃光泽 少量暗淡光泽 暗煤、亮煤为主，夹少 量镜煤条带及线炭。 半亮型半暗型。部分地区下部 煤质较上部好 4-1 黑 色 块状为主，局部粉状和片状油脂光泽。 暗煤、亮煤为主，夹少 量镜煤条带和丝炭。 半暗型半亮型。 1 黑 色 粒状，粉末状为主，少量块状、 鳞片状 弱油脂光泽油脂光 泽，少量玻璃光泽。 暗煤、亮煤为主，夹少 量镜煤条带及丝炭。 半亮型半暗型。局部内生裂障发 育，含黄铁矿 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 10 表 1-2-4 煤层煤质特征汇总表 牌号 水分 Mf(%) 灰分 Ag(%) 灰分 Ag精煤 (%) 灰发份 Vr(%) 胶质层厚 Y(m) 粘结指数 G 容重(cm3) 含硫量 S(%) 含磷量 P(%) 发热量 Q（J/g） Tf(%)T2() 项 目 数 煤 值 层 名 称 最小最 大 平均(数) 最小最大 平均(数) 最小最大 平均(数) 最小最大 平均(数) 最小最 大 平均(数) 最小最 大 平均(数) 最小最 大 平均(数) 最小最 大 平均(数) 最小最大 平均(数) 最小最大 平均(数) 最小最 大 平均(数) 最小最大 平均(数) 17-2焦煤 0.732. 68 1.91(21) 17.7632. 63 25.10(19) 8.5413.9 4 10.71(17) 38.3342. 84 39.88(17) 717 10.8(10) 7184 75.4(5) 1.271. 65 1.41(10) 0.250.8 2 0.39(16) 0.00120.0 119 0.0036(6) 53096626 5936(15) 7.1311. 86 9.61(6) 119015 00/3 1396(50) 13-1气煤 0.702. 63 1.52(82) 11.1832. 31 19.20(82) 7.4014.0 7 9.81(80) 37.9345. 48 41.75(79) 816.5 11.7(68) 44.290 71.7(20) 1.241. 55 1.40(61) 0.120.6 1 0.27(75) 0.00070.0 988 0.0308(43) 58758435 6621(77) 10.216. 99 13.48(24) 120515 00/12 1388(19) 13-1下焦煤 0.802. 26 1.49(13) 21.4235. 98 29.46(13) 8.9314.2 2 11.33(11) 37.9644. 52 41.48(11) 911.5 10.3(5) 6274 68(2) 1.251. 56 1.44(9) 0.170.7 2 0.325(11) 0.00270.0 033 0.0031(3) 49036384 5665(12) 10.012. 34 10.81(8) 1500/3 1500(3) 11-21/3 焦煤 1.022. 65 1.76(77) 15.4632. 80 21.38(76) 5.5513.4 1 8.20(75) 33.9639. 87 36.53(75) 6.513.5 10.2(65) 6093 78.7(13) 1.331. 60 1.39(43) 0.282.0 6 0.62(66) 0.00110.0 446 0.0105(37) 54966746 6293(62) 7.5112. 34 9.82(16) 128515 00/14 1303(6) 81/3 焦煤 0.712. 67 1.76(60) 12.3430. 32 21.35(60) 6.5313.0 8 9.15(56) 33.1539. 53 36.71(56) 6.521.5 11.4(46) 3584 73.7(13) 1.301. 50 1.41(26) 0.121.0 1 0.37(50) 0.00070.0 166 0.0095(23) 54457070 6253(49) 7.2511. 30 9.45(15) 127015 00/5 1386(8) 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 11 7-21/3 焦煤 0.562. 36 1.59(27) 16.6033. 00 24.48(26) 6.9814.6 4 9.50(26) 34.1838. 32 36.82(26) 913 10.8(16) 5385 75.8(9) 1.351. 63 1.43(14) 0.190.8 1 0.48(22) 0.00150.0 057 0.0028(11) 51956732 5962(23) 7.9810. 30 9.45(5) 1500/3 1500(3) 6-2 气煤、 1/3 焦煤 0.603. 35 1.61(64) 12.7736. 99 20.81(63) 5.8913.8 5 9.56(62) 34.4640. 47 38.20(63) 1016.5 12.5(50) 24.990 74.73(15) 1.241. 55 1.37(25) 0.272.8 5 0.51(55) 0.00110.0 100 0.0036(30) 49777118 6394(56) 7.513.0 2 11.20(15) 132515 00/5 1426(10) 4-11/3 焦煤 0.952. 40 1.74(14) 18.9737. 39 27.57(13) 7.1411.0 6 8.51(10) 33.4737. 30 35.73(11) 912 10.3(3) 3286 78(1) 1.291. 52 1.38(4) 0.401.5 3 0.93(9) 0.00190.0 032 0.0025(4) 48846428 5732(10) 6.609.3 8 8.26(3) 148015 00/1 1490(2) 1 气煤、 1/3 焦煤 0.652. 12 1.41(67) 8.2732.9 7 15.69(66) 4.3715.2 2 7.42(66) 33.7542. 26 36.86(67) 10.520 14.1(63) 27.893 79.5 1.251. 54 1.35(31) 0.234.9 6 0.903(61) 0.00140.0 744 0.0109(32) 55217609 6893(62) 9.4312. 68 10.76(15) 115015 00/2 1307(22) 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 12 （二）矿井涌水量预计 预计方法为顾桥井田电子版精查地质报告汇编中采用的水文地质比拟 法。经与新庄孜矿井实测涌水量比拟表明：矿井开采 11-2 煤层时的正常涌水 量按 850m3/h 计取，最大涌水量增加 1000m3/h。 六、其它开采技术条件 （一）主要可采煤层顶底板岩石力学特征 本井田主要可采煤层顶板主要由泥岩、砂质泥岩和少量砂岩组成；底板均 为泥岩和砂质泥岩。顶、底板泥岩、砂质泥岩的抗压强度较低，平均介于 342513kg/cm2，砂岩的抗压强度较高，平均介于 5711224kg/cm2。但总体 来看，本井田主要可采煤层顶、底板岩石工程地质条件比较差，巷道支护和顶 板管理比较困难。望有关部门加强井下工程地质研究工作，确保矿井建设与生 产的安全。 （二）瓦斯 本井田共采集 13-1、11-2、8、7-2、6-2和 1 煤层瓦斯样 125 个。其中主要 可采煤层瓦斯测试成果见表 1-2-5。 根据本井田主要煤层瓦斯测试成果与潘谢矿区生产矿井瓦斯资料综合分析， 本矿井应属高瓦斯矿井。随着矿井开采深度的增加，局部可能出现煤与瓦斯突 出现象。 （三）煤尘与自燃 本井田可采煤层除 6-2和 11-2 煤层不自燃不很易自燃以外，其余均为很 易自燃煤层。主要可采煤层的煤尘均具有爆炸性。 （四）地温 根据淮南矿区九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地的恒温带深度为自地表 向下 30m，恒温带温度为 16.8。 已有测温资料表明：本井田属于以地温异常区为主的高温区，平均地温梯 度为 3.08/100m。从纵向上看，垂深 500m 处平均地温在 31以上，已达一 级高温区；垂深 700m 处平均地温在 37左右，已进入二级高温区；垂深在 800m 处平均地温高达 40以上。预计-780m 水平地温可达 37.743.7， 平均 40.1。从横向上看，地温等值线的走向具有与煤层底板等高线走向基本 一致的变化趋势。鉴于本井田地温较高，有关部门应引起高度重视，并采取积 极的降温措施，以防各类热害发生。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 13 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 14 表 1-2-5 主 要 可 采 煤 层 瓦 斯 测 试 成 果表 瓦斯含量 (m3/t)瓦斯成份 （%）煤 层 新地层厚度 （m） 基岩盖层厚度 （m） CH4CO2CH4CO2N2 13- 1 )26(96.396 40.48931.311 )26(41.349 05.75765.22 )26(0302 . 5 215.130551 . 0 )26(4593 . 0 7148 . 2 0503 . 0 )26(31.74 77.9788 . 1 )26(69 . 7 51.3131 . 0 )26(00.18 63.7300 . 0 11- 2 )16(02.420 95.51698.345 )16(15.324 02.54244.78 )16(5233 . 4 851.120288 . 0 )16(6699 . 0 0936 . 2 0210 . 0 )16(74.72 70.9380.39 )16(86 . 8 69.2456 . 2 )16(40.18 01.4600 . 0 8 )15(89.437 95.51620.379 )15(35.298 62.53118.144 )15(4726 . 6 102.203487 . 0 )15(5235 . 0 7627 . 1 0592 . 0 )15(70.79 59.9930 . 7 )15(70 . 4 12.1241 . 0 )15(60.15 92.8900 . 0 6-2 )15(26.444 90.52720.379 )15(02.266 10.56846.67 )15(3465 . 5 9745 . 9 1374 . 1 )15(4810 . 0 6535 . 1 0437 . 0 )15(79.78 57.9732.35 )15(08 . 7 48.1239 . 0 )15(23.14 95.5300 . 0 1 )16(68.448 40.50135.390 )16(27.340 67.54151.151 )16(0334 . 6 7877.110600 . 2 )16(6725 . 0 6664 . 1 1141 . 0 )16(78.74 27.9633.28 )16(48 . 6 09.2060 . 1 )16(74.18 82.6802 . 0 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 15 第三节第三节 勘探程度与建议勘探程度与建议 一、勘探程度评述 顾桥井田从 1966 年至 1980 年间在原有勘探区内先后施工钻孔 387 个，井 田范围扩大后，又增加了原属张集、丁集二井田的部分钻孔 49 个、顾桥煤层 气测试井 1 个和井筒检查孔 7 个，全井田共有钻孔 444 个，钻探工程量 346528.70m。其中地质孔 407 个，工程量 326336.65m；水文孔 37 个，工程量 20192.05m，抽水 25 次。此外，还施工了供水水源详勘孔 56 个，工程量 5885.81m。上述钻孔绝大部分实施了测井工作。为配合原有勘探区的资源勘探 工作，还进行了光电和模拟地震勘探，共施工测线长 1661.08km，计 22786 个 物理点。为了进一步查明地质构造及主要煤层的赋存状况，1995 年又对原勘探 区大部分区段进行了高分辨率数字地震补充勘探，完成测线总长 781.5km，物 理点计 35470 个，目前即将完成首采块段三维地震勘探工作。实践证明：在资 源勘探过程中，采用地震先行、钻探验证、测井定厚的综合方法是合理的，地 震和钻探工程在一水平和首采区进行加密控制是正确的，而后期又对生产水平 和地质勘探程度偏低的深部及南部实施高分辨率数字地震勘探也是必要的。经 过上述各阶段勘探工作，控制了本井田总体地质构造形态，查明了主要断层和 褶曲的发育情况，查明了可采煤层层位、厚度、结构、可采范围和煤质特征， 查明了水文地质条件及供水水源的水质类型，确定了主要供水含水层，并对其 它开采技术条件作了详细了解，地质勘探研究程度是比较高的。因此，本井田 2001 年的精查地质报告汇编与其所依据的 1980 年的综合勘探精查地质报告、 1988 年的供水水文地质详勘报告、1995 年的地震补充勘探报告和 2001 年以前 施工的井筒检查孔资料，均可作为矿井设计的依据。 二、建议 （一）总体来看，本井田的钻孔密度并不太高。尽管中部和浅部钻孔较多， 但是，深部和南部钻孔偏少，除构造以外，其它地质特征的勘查程度尚比较低。 为确保矿井生产后期顺利接替，建议在适当时期追加一定量的钻探工程，进一 步查明或验证深部及南部地质特征。 （二）由于本井田先期施工的部分钻孔封闭质量较差，甚至有少量钻孔未 予封闭，因而对井下开采十分不利，尤其是那些至太灰终止的钻孔，封闭不好 或未予封闭，很可能成为矿井生产的隐患。为此，建议在矿井建设和生产过程 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 16 中，采取积极的预防措施，避免可能由此而造成的危害。 （三）本井田煤层下距石炭系太灰一般只有 1620m，如果直接开采，势 必会太灰水压过大而破坏 1 煤层的隔水底板，或沿落差较大且未被岩屑和泥质 物充填的断层向矿坑突水，对矿井安全构成巨大威胁。显然在矿井开采初期， 不能将 1 煤层作为首采对象，只有到矿井后期，才能考虑其开采问题。当然， 在后期正式开采 1 煤层之前，还需对太灰补做专门的水文地质工作，以便在掌 握可靠的水文地质资料的基础上，采取疏水降压等切实可行的措施，确保安全 生产。 （四）按照煤矿安全规程（2001） 的规定，煤的自燃倾向性分为容易 自燃、自燃和不易自燃三类，这一划分标准显然与此前分为很易自燃、易自燃、 不易自燃和不自燃四级具有较大变化。为确保井下生产的安全，建议对本井田 煤的自燃倾向性按新分类标准重新界定，以便根据新的分类结果，采取预防煤 层自燃的综合措施。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 17 第二章第二章 矿井储量、年产量及服务年限矿井储量、年产量及服务年限 第一节第一节 井田境界井田境界 一、井田境界 毕业设计的井田境界：北起 F87 断层，南至 F92 断层，西起煤层露头，东 至850m 煤层底板等高线。走向长为 5.3Km,倾向长为 3.9 Km。 参加储量计算的煤层为：11-2煤层。 煤层计算面积约 21Km2 ，煤层厚 0.897.23m，平均厚 3.1m，结构较简单。 煤层平均容重为 1.4t/ m3。 二、工业指标 区内煤层储量计算采用的工业指标，参照现行规范 ，统一为： 最低可采厚度 0.70m，最高可采灰份 40； 第二节第二节 井田储量井田储量 一、矿井工业储量 工业储量采用地质块段法，在煤层底板等高线上计算储量。本井田采用块 段法计算的各级储量，块段法是我国目前广泛使用的储量计算方法之一。 块段法是根据井田内钻孔勘探情况，由几个煤厚相近钻孔连成块段。根 据此块段的面积，煤的容重，平均煤厚计算此块段的煤的储量，再把各个经过 计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量。 计算公式：Q A M D10-4 其中：Q-工业储量（万吨） A-计算面积（m2） M-计算采用厚度（m） D-煤层平均容重（吨/m3） 矿井工业储量是勘探(精查）地质报告提供的“能利用储量”中的 A、B、C 三级储量之和，其中高级储量 A、B 级之和所占比例应符合表 2-2-1 的 规定。经块段法计算本设计矿井工业储量汇总见表 2-2-2。 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 18 表 2-2-1 矿井高级储量比例 简单中等复杂 地质开采条件 储量级 井 型 别比例（） 大 型 中 型 小 型 大 型 中 型 小 型 中 型 小 型 井田内 AB 级储量占总储量的 比例 4035253540202515 第一水平内 AB 级储量占本水 平储量比例 70604060503040 不作具体 规定 第一水平内 A 级储量占本水平 储量的比例 4030153020 不作具体规 定 不要求 表 2-2-2 矿井工业储量汇总表 工业储量（万吨）备注 煤层 名称 ABABCABC 11-2 煤层 1969.142367.714336.854633.938970.78 AB 级储量占总储量的 48.34 二、矿井设计储量 矿井设计储量等于矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井 田边界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失 量后的储量；计算公式如下： 矿井设计储量工业储量永久煤柱损失 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 19 永久煤柱为：井田境界、断层、铁路桥、村庄保护煤柱； 永久煤柱的留设：本井田范围内无河流、断层及其他构筑物，因此只需要 计算境界保护煤柱。 井田境界保护煤柱的留设：井田境界处保护煤柱均留设 25m。 计算得总的损失煤量为 159.71 万吨。 故，矿井设计储量工业储量永久煤柱损失 8970.78-159.71 8811.07 万吨 三、矿井设计可采储量 矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱 煤量后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量计算公式如下： 矿井设计可采储量（矿井设计储量保护煤柱损失）采区回采率 保护煤柱为：工业场地、风井场地、主要巷道及上、下山保护煤柱。 1、工业场地保护煤柱的计算： 按规范规定，年产 90 万 t/a 的中型矿井，工业场地占地面积指标为 1.2 公顷/10 万吨。故可算得工业场地的总占地面积：S1.2910.8 公顷 108000 m2。 工业广场占地面积为 270400m2,平面形状为矩形。根据垂直剖面可计算 工业广场的保护煤柱的留设：计算如下所示： 表 2-2-3 工业广场保护煤柱设计参数表 煤层倾角 （ ） 煤厚 （m） 松散层厚 （m） （ ） （ ） （ ） （ ） 埋深 （m） 43.19045707070700 其中：表土层移动角； 煤柱上山移动角； 走向方向移动角； 煤柱下山移动角； 用垂直剖面法留设工业广场保护煤柱如下图所示： 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 20 平面图 走向剖面倾向剖面 图 2-2-1 工业广场保护煤柱 上图中，四边形 ABCD 的面积即工业场地煤柱的压煤面积，经计算可得， 工业场地共压煤 326.4 万吨； 2、井下主要巷道设计煤柱损失计算 井下主要压煤巷道为皮带大巷、轨道大巷和回风大巷，三条水平大巷之间 设计间距为 30m，巷道两侧各留 40m 保护煤柱，计算出井下主要巷道设计煤柱 损失为 322.03 万吨。 矿井储量汇总表如下表 2-2-4 所示 河南理工大学本科毕业设计（论文）河南理工大学本科毕业设计（论文） 21 表 2-2-4 可采储量汇总表 矿井设计储量（万吨）矿井可采储量（万吨） 永久性煤柱损失设计煤柱损失 开 采 水 平 煤 层 名 称 工业 储量 （ABC ） 万吨 断 层 境 界 构 筑 物 其 他 设 计 储 量 工业 场地 井下 巷道 其 他 可 采 储 量 111-28970.780159.71008811.07326.4322.0306530.11 合 计 11-28970.780159.71008811.07326.4322.0306530.11 第三节第三节 矿井年产量及服务年限矿井年产量及服务年限 一、矿井工作制度 本矿井设计年工作日为 300 天。每天三班作业，其中二班生产、一班