大阳煤矿初步设计— .doc

目录第一章 井田概况及地质特征.3第一节 井田概况.3第二节 地质特征.5第二章井田开拓.22第一节 井田境界及储量.22第二节 矿井设计生产能力和服务年限.25第三节 井田开拓.26第四节 井筒及井底车场.27第三章大巷运输及设备.27第一节大巷运输方式的选择.27第二节大巷运输设备选型.28第四章采区布置及装备.30第一节采煤方法.30第二节 采区布置.34第三节 巷道掘进.36第五章通风和安全.39第一节概况.39第二节 矿井通风.39第六章矿井主要设备.48第七章建井工期.52第一节建井工期.52第二节产量递增计划.54第八章技术经济.55第一节劳动定员及劳动生产率.55后记.56主要参考文献.58第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、位置交通大阳煤矿井田位于晋城市郊区西北，属山西省沁水煤田高平矿区大阳精查区。矿井工业场地位于晋城市北偏西约35km处，地理座标东径11243451125037.5，北纬353730354500。井田东西宽约3.57km，南北长约46.5km，面积32.09km2。本矿井交通比较方便，太（原）焦（作）线从井田东侧通过，向南可与焦枝、京广及陇海线相接，向北至修文与同蒲线相接。矿井铁路专用线在太焦线上的北板桥站接轨，全长12.79km，1983年7月1日已开通营运。公路运输北可到长治、太原，南至焦作，西到候马；晋城大阳下村东沟晋城环行公路经过矿区，区内交通尚属方便。二、地形、地势及河流井田位于太行山中南段西侧，沁水向斜东南翼。井田中部煤系地层及第四系组成了丘陵与河谷地带，在河谷两侧发育着三级阶地，分别高出河床12m、510m、20m左右。全区地形西高东低，相对高差一般为200300m，海拔标高一般在+880+1300m间，地形坡度为2040。区内有两大水系：一是丹河，发源于高平县境内，全长约120km；另一是沁河，发源于沁源县境内，全长300km。这些河流均向南流，切太行山，在河南省境内注入黄河。本井田位于上述两河流中段分水岭附近，井田内的支流见表1-1-1。河流大体垂直于岩层走向，逆向而流，旱季时石盒子泉水补给，雨季时河水猛涨，最高洪水位高出河床3-4m，但河径不长，均消失于东部奥陶系地层中。根观测资料，这些河流的富水期往往与浅层潜水的高水位、富水期相吻合，有着一定的水利联系。为此，煤矿开采时，唐安、古周、上村一带地表水的渗透将成为矿井主要充水水源之一。井田内有大周、上游及大阳三个水库，其库容量分别为40、30、20万m3。三、气象与地震本区属大陆性气候，气候干燥，据晋城气象站19561964年的观测资料；雨季集中在79月，年降雨量为4371010mm，年蒸发量为1732mm，旱季为12月至翌年2月。68月气候较高，最高温度可达36；12月至翌年2月气温最低，最低温度为-23。最大冻土深度为42cm，结冰期与降雪期从11月至翌年4月。冬季多西北风，夏季多东南风，最大风力为67级，一般为34级。根据中国地震动峰值加速度区划图，本区动峰值加速度为0.05g，相当于原地震烈度为七度。四、水源矿井永久水源取自奥陶系石灰岩岩溶含水层，含水丰富、水质良好，目前在工业场地及生活区均有一眼奥灰水源井，井下涌水处理后可供井下消防、洒水及选煤厂生产用水，现有水源可以满足改扩建的生产及生活用水要求。故矿井供水水源可靠。五、电源矿井两回35kv供电电源均以架空方式接引。现有两回电源:一回引自下村110kv变电站35kv母线，架空线路导线lgj-120钢芯铝绞线，避雷线gj-25钢绞线（全线架设），钢筋混凝土门型杆，送电距离5km，线路压降1.7%，作为矿井主电源;另一回电源引自马村110kv变电站35kv母线，架空线路导线lgj-120钢芯铝绞线，避雷线gj-35钢绞线（全线架设），钢筋混凝土门型杆，送电距离6km，线路压降3.18%，作为矿井的备用电源。当任一回路停电时，另一回路能担负矿井全部负荷。六、建筑材料建筑所需材料，当地市场可满足供应，除黄砂需由火车从外地调运外，其它材料均可在本地区购到，且材料价格合适，能够满足矿井建设的需要。第二节 地质特征一、地质特征（一）地层井田内地层包括：第四系、第三系、二迭系上统上石盒子组、二迭系下统下石盒子组及山西组、石炭系上统太原群、奥陶系中统马家沟组。地层特征自上而下分述如下：（1）第四系（q）中更新统（q2）：底部为紫红色砂质粘土；中部为灰红色砂砾层，半胶结；上部为紫红色亚粘土，含钙质结核。厚510m。上更新统（q3）：为灰黄色亚粘土，孔隙度大，局部含栎石，层理不清，厚08m。全新统（q4）：为现代冲积层及淡黄色亚砂土组成，厚030m。（2）第三系（n）本层为红色粘土，具铁锰质斑点，含砂量少，鲕状结构，有滑感，与下伏地层呈不整合接触，厚07m。（3）二迭系上统上石盒子组（p12）本层总厚约600m，分为三段。上段为黄绿色粗、细粒粉砂岩，紫红色泥岩，细、中、粗、巨粒砂岩组成，砂岩呈透镜状者较多，厚116.83138.95m，一般约100m，井田内出露不全；中段为粗、中、细粒砂岩，粗、细粒粉砂岩及泥岩等组成，底部砂岩含砾石较多，厚212.65247.37m，一般228m；下段为黄绿色粗、中粒砂岩，粗、细粒粉砂及紫红、黄绿色泥岩组成，底界为一层粗粒砂岩，中夹三层不稳定的薄层锰铁矿，厚264.19281.72m，一般271m。（4）二迭系下统下石盒子组（p21）本层由浅灰、灰黑色中、细粒砂岩，粗、细粒粉砂岩，泥岩等组成。底部为一层中、粗粒砂岩，与山西组呈整合接触。顶部常为一具鲕状结构，发育稳定的桃红色铝土质泥岩，为上下石盒子组分界之主要标志。下距3号煤95105m，全组厚61.6582.28m，一般71m。（5）二迭系下统山西组（p1s）由灰黑色中、细粒砂岩，粗、细粒粉砂岩、泥岩及煤组成。含煤25层，其中3号煤为可采。3号煤顶为中、细粒砂，常有15mm的黑色条事或包裹体。本层全厚48.9168.85m，一般58m。（6）石炭系上统太原组（c3t）本层为主要含煤地层，由砂岩、泥岩、煤及石灰岩组成。含煤811层，石灰岩46层，其中局部可采和可采煤层为5号、9号和15号。为海陆交替相沉积，与下伏地层呈平行不整合接触，厚度74100.61m，一般为83m。（7）石炭系中统太系组（c2b）岩性及厚度变化较大，由灰色铝土质泥岩、灰白色中细砂岩、粉砂岩组成，局部夹薄层煤线，属滨海想沉积，与下伏中奥陶统峰峰组地层，呈平行不整合接触。厚度14m。（8）奥陶系中统马家沟组（q2）本层岩性为青灰色、厚层、质母子 、性脆的石为岩。裂隙和溶洞发育，顶部常为浅黄色石灰岩，厚度400m左右。（二）地质构造井田位于太行山复式背斜西翼，沁水盆地东翼南端，晋获褶断带的西侧。区内主要表现为宽缓背斜，轴向近南北向，轴线向北倾伏，东翼地层走向为南北向，西翼地层走向为北东西南向，倾角36。井田南东部边缘有一铁厂正断层，断距50m，倾角75。综观井田地质构造应属简单类型。二、煤层特征（1）地层及构造本井田总的地层走向为北东2535，倾角312，褶曲为井田主要控制性构造，小断裂及环状陷落亦为井田之构造特点。全井田共12条褶曲、15条断层，井田内褶曲、断层特征详见表121、表122。褶曲构造对开采影响不大，大多数断层的断距都不大，大于30m的断层仅1条（北岭正断层，断距45m），其余断层的断距均小于20m。已发现的环状陷落柱13个，最大直径200m，面积0.03km2，最小直径60m，面积0.0036km2，对开采将带来一定影响。表121 主要褶曲特征表序号名 称位 置轴 向延展长度（km）两翼地层倾角（）东 翼西 翼1香山向斜香山n28w1.3388142王家庄向斜王家庄及西大阳南山n6en29w3.68116163黄花岭向斜黄花岭东n30e2.0272124沟头向斜沟头以东n31w1.481265刘家庄向斜南社刘家庄n11e2.25474196金漳背背斜金漳背西大阳南山n30w7.06125197黄花岭背斜黄花岭n38e1.42124118西牛庄背斜西牛庄北n18e0.748569石板河背斜石板河水库南n57e1.0376910沟头背斜沟头以东n36e1.371991811刘家庄背斜刘家庄西北端n18w南端n52e2.041991812万里向斜万里向斜n20w1.0911818（2）地震补充勘探情况本次探测在香山探测区，面积约0.8km2。探测区内共发现3个岩溶陷落柱和2条落差均在三米左右的正断层。具体表现如下：测区东北部发育有1个岩溶陷落柱和1条断层，分别用x1、f1表示。其中x1水平剖面形态为近椭圆状，长轴近东西向，长约120m，短轴约80m，面积约8800m2，为一开放型岩溶陷落柱。断层f1的产状为：倾向se，落差3m左右，延伸长度约104m，为一正断层。探测区西南部发育有2个岩溶陷落柱和1条断层，分别用x2、x3、f2表示。其中x2水平剖面形态为近椭圆状，长轴为近东西向，长近100m，短轴约60m，面积约4800m2， 为一封闭型岩溶陷落柱。x3水平剖面形态为近椭圆状，长轴为近北走向，长近110m，短轴约60m，面积约5200m2，为一开放型岩溶陷落柱。断层f2的产状为：倾向ne28，倾角60，落差3m左右，延伸长度约200m，为一正断层。表122 主要断层特征表序号断层名称性质落差（m）断层产状走向长（km）备 注走向倾向倾角（）1陈家庄断层正11n3ese750.32毕家庄断层正20北n27e南s47wse750.73毕家庄东断层正8n8ese700.44武家庄断层正20n23ese700.125古寨北断层正5n14ese500.56北岭断层正45n55ese850.537西掘山断层正1020北n5e南s37wsw3.78上河掌断层正5n35wsw0.849上河掌北断层正14n1525w0.1隐状断裂地表未断10上村断层正15n30enw780.211金漳北断层逆1617n30w1.5隐伏断裂12黄花岭断层逆18n38e0.5隐伏断裂13张庄断层逆19n5040w不明隐伏断裂14洼头沟断层逆5n30w不明隐伏断裂三、煤层井田内共含煤1016层，总厚度15.74m。局部可采及可采煤层为4层，总厚10.97m。太原群含煤811层，含煤系数8%。其中9号与15号煤全井田可采；5号煤在勘探线以南可采；15号煤在勘探以北厚1.352.60m，以南为3.287.01m，结构复杂，含夹石45层。山西组含煤25层，煤层总厚6.71m，含煤系数11%。3号煤为主要可采煤层，在背斜轴部煤层常变薄，平均厚度6.20m，结构较复杂，含夹石23层。各可采煤层特征见表123。表123 可采煤层特征见表含煤地层煤层厚 度间距（米）结构稳定性可采情况最小一最大平均（m）山两组34.427.896.204548较复杂稳定全区可采太原组90.541.751.20简单稳定大部可采3036151.354.552.97复杂稳定全区可采四、煤质本煤田各层煤可燃基挥发分vr实出率为5.96%8.27%，为单一无烟煤种。其变质程度由北往南有逐渐增高趋势，各煤层间自上而下变质程度有所增高。太原群煤层灰分普遍较高，山西组煤层灰分较低。从实际生产资料分析，山西组煤层灰分多在14%以下。山西组煤层含硫量低，属低硫煤；太原群煤层9号煤为高硫煤（4.42%），5号和15号煤屡富硫煤（分别为2.91%和3.65%）。各煤层发热量均较高。15号煤从灰分为评价其可选性是良好的，但含硫量大，且为有机硫，故其洗选困难。其它各层煤（3号煤含硫量低，不包括在内）均未作硫的可选性试验，但从煤芯样洗煤分析结果看，硫分大多在1%2.5%，这对煤的利用亦有一定影响。总之，3号煤层厚度大且稳定，挥发分低，发热量高，灰分易选，灰熔点高（在1400以上）是优质无烟煤。太原群煤也具有3号煤之优点，唯其含硫量高。各可采煤层煤质特征见表124。表124 可采煤层煤质特征表煤层号水分wf(%)灰分ag()挥发分 (洗煤)vr（）硫分sgq(%)发热量qbt（mj/kg）30.454.771.8912.0918.6415.040.568.277.510.300.390.3335.44150.621.941.3614.5135.4420.525.967.126.482.573.502.9135.31191.013.382.2014.4127.5419.576.137.707.132.856.584.4235.282150.853.211.889.8624.3318.115.978.106.712.435.423.6535.006五、瓦斯、煤尘、煤的自燃发火及地温情况1、瓦斯根据晋城市安全生产监督管理局200574号文件转发省安监局关于晋城市国有及21万吨/年以上乡镇煤矿2004年度矿井瓦斯等级鉴定的批复的通知，该矿井瓦斯绝对涌出量为15.16m3/min，瓦斯相对涌出量为5.34m3/t，该矿为低瓦斯矿井。2、煤尘据山西省产品质量监督检验所m20021230号检验报告，山西兰花集团大阳煤矿煤尘火焰长度为0，岩粉用量亦为0，无煤尘爆炸危险性。3、煤的自燃发火性据山西省产品质量监督检验所m20021230号检验报告，山西兰花集团大阳煤矿，煤层吸氧量为1.2506cm3/g，煤层自燃等级为级，属不易自燃煤层。4、地温据区域资料及多年的矿井生产证实，本地区地温和地压均未出现过异常现象，预计将来地温、地压变化不会给煤矿的正常生产带来大的影响。5、主要煤层顶底板岩性特征3号煤层顶板在井田西部为粗粒粉砂岩与细粒粉砂岩，东部为粗粒粉砂岩，中部为粗、中、细粒砂岩，平均厚8.89m，其底部常有一层0.201.00m泥岩或细粒粉砂岩为伪顶。直接底板为00.5m的粘土泥岩，其下为细粒砂岩。3号煤层及顶底板岩石的孔隙率、透水性、饱和含水率：（1）上分层容重为1.39g/cm3，中分层容重为1.41g/cm3，下分层容重为1.40g/cm3，平均值为1.40 g/cm3，直接顶板泥岩干容重2.61 g/cm3，细粉砂岩的干容重为2.66 g/cm3，顶板中砂岩干容重为2.81 g/cm3。孔隙率：上分层孔隙率为6.44%，中分层孔隙率为9.09%，下分层孔隙率为12.67%，平均值为9.40%，泥岩孔隙率为0.76%，细粉砂岩为1.32%，中砂岩为0.94%。（2）天然含水率：上分层为3.799%，中分层为3.078%，下分层为3.539%，平均值为3.472%。浸泡含水率：上分层为6.284%，中分层为5.919%，下分层为5.489%，平均值为5.897%。浸泡使3号煤层的含水率增加2.425%。（3）单轴抗压强度：上分层为8.53mpa，中分层为13.36mpa，下分层为8.35mpa，平均值为10.08mpa，泥岩为24.37mpa，细粉砂岩为62.07mpa，中砂岩为48.45mpa。（4）浸泡软化系数（单轴抗压强度）：上分层为0.86，中分层为0.70，下分层为0.72，平均值为0.76，属于浸泡软化程度中等煤层。（5）内摩擦角：上分层为36.6，中分层为38.5，下分层为30.5，平均值为35.2，泥岩为43.1，细粉砂岩为49.5，中砂岩为44.6。5号煤顶板为粗粒粉砂岩、细粒砂岩或石灰岩，平均厚3.72m。底板为粘土质泥岩或泥岩。9号煤顶板为细粒砂岩或粗粒粉砂岩，厚2.578.00m，平均4.95m，其底有一层00.5m的泥岩为伪顶。底板为粗粒粉砂岩。15号煤顶板为k2石灰岩，厚7.0311.69m，平均8.95m。底板为粘土泥岩。六、井田水文地质井田位于太行山中南段西侧，沁水向斜东南翼。区内有两大水系：一是丹河，发源于高平县境内，全长约120km；另一是沁河，发源于沁源县境内，全长300km。这些河流均向南流，切太行山，在河南省境内注入黄河。本井田位于上述两河流中段分水岭附近。1、含水层本区出露有奥陶系、石炭二迭系及第三系、第四系地层。按地下水分类可分为溶洞水、裂隙水以及孔隙水三类。本井田主要含水层有八层，自上而下分述如下：（1） 第四系冲积层为孔隙潜水，由砂砾层、亚砂土组成，局部承压，全厚约25m。由于地下水水位及含水层埋藏浅，为当地主要用水水源。单位涌水量为0.00351.78l/s，渗透系数为0.04616.5m/d，富水期为810月，贫水期为14月，水质为hco3so4-camg（或na）型水。（2） 基岩风化壳为裂隙潜水，局部承压。据钻孔资料，一肌低处、浅部的风化壳要比高处、深部的风化壳的富水性强，风化深度3050m。单位涌水量为0.000560.265l/s，渗透系数为0.001352.68m/d，水质为hco3so4（或cl）-camg型水，矿化度一肌小于500mg/l，地下水位变化幅度在0.91.3m，富水期810月，贫水期14月。（3）二迭系上石盒子 组中部砂岩为层间裂隙水，中粒砂岩组成，平均厚15.57m，出露泉水较多，大者流量为0.3512l/s，水质为hco3cl（或so4）-camg型水，矿化度小于300mg/l。但本层出露位置较高，地下水排泄条件好，流量随季变化，变化幅度小于4倍。（4）二迭系山西组k8砂岩、下石盒子组k9砂岩含水组为层间裂隙水，中粒砂岩，平均厚k8为4.46m，k9为6.41m，但厚度变化大。k8有时为3号煤的直接顶板，水位标高为+829.62+880.72m，水质为hco3so4-cana（或mg）型水。本含水层的水为矿井充水水源之一，一般位于浅部沟谷地段顶板滴水较多，背斜及深部近于无水。（5）太原群k5石灰岩为溶洞裂隙水，平均厚3.13m，发育稳定。据区域资料，含水性浅部与深部差异很大，钻孔单位涌水量最大达24l/s，小者为0.000149l/s。地下水有着向深部补给的趋势，富水决定于裂隙发育程度及补给条件。（6）太原群k2石灰岩为层间溶洞裂隙水，平均厚8.95m，发育稳定，由于下部铝土岩受强烈溶蚀作用及构造影响，易于风化，失去隔水作用，因此溶洞内大部分没有藏水。单位涌水量为0.0000440.00044l/s，渗透系数为0.000310.0031m/d，水位标高+782.2+782.13m，水质为hco3cl-cana型水，含水微弱。本层为15号煤层直接顶板，开采时交为主要充水水源，特别是浅部，对溶洞裂隙发育浅层水的直接渗透补给地段，应予以重视。（7） 奥陶系石灰岩为溶洞裂隙水，由厚层石灰岩及薄层泥岩组成，全厚约400余米。地下水总的向南东及南西流，由于丹河、沁河的切割，形成大量的裂隙泉，流量分别在0.35.44m3/s，对地下水具有排泄作用。本区未进行抽水试验，据区域钻孔资料，含水层上弱下强，中下部单位涌水量在0.714.22l/s，水质为hco3so4-camg型水，地下水活动性强，含水丰富，为良好的供水水源。1996年大阳煤矿在工业广场打一水井，测得奥陶静水位标高为564m，且水质良好。2、水文地质条件与地质构造关系本井田以波状起伏构造为主，断层少、落差小、发育着一些环状陷落，这些破碎带一般为泥质物充填，在钻进中遇漏水少，但872号孔断层破碎带及811号孔的环状陷落破碎带遇严重漏水，造成局部水文地质条件复杂化。本区上层潜水，受地壳上升运动的影响，形成大量沟谷网的深切。一般受地形控制，发育于河谷低地。煤系地层裂隙水，受单斜构造的控制，随着埋藏深度的增加，由东向西，裂隙逐渐变少，渗透性逐渐变弱。奥陶系含水层随丹河、沁河侵蚀基准面的下切，水位下降。各含水层水排泄于沟谷，汇集地表水，漏失于东部奥陶系地层中，促使地下水上弱下强，仅有部分之河谷低地形成局部的富水带，井田水文地质条件简单。3、矿井充水条件及水力联系煤系地层含水微弱，各含水层间又有着一定隔水层，一般情况下没有水力联系。将来矿井充水，主要来自煤层顶部含水层的直接渗透，或部分构造破碎带水的渗入。矿井涌水量将随埋藏深度季节而变化。对于底部含水层水的涌入可能性小，但在构造破碎带仍应引起重视。本井田3号煤充水条件简单，9号、15号煤由于直接顶板或间接顶板为石灰岩（分别为k5、k2），分布着含水性差异很大的溶洞裂隙水，使矿井充水条件造成复杂化。本井田分布大量的老窑及现在仍在开采中的小煤矿，由于其开采给地水水的赋存创造了广泛的积水空间，给本井田今后的开采造成了诸多不利因素。另外，井田内奥陶静水位标高为564m，而井田西部边缘15号煤层底板标高低于564m，因此今后在开采中应特别注意奥陶突水。4、矿井涌水量目前矿井生产期的涌水量较小，只有500m3/d左右。现生产盘区的正常涌水量为50m3/h，最大涌水量为60m3/h。考虑到开采深度逐渐增加，生产能力逐渐扩大等因素，矿方提供的全矿井设计正常涌水量为100m3/h，最大涌水量为120m3/h。七、矿井充水因素分析现依据井田水文地质条件将井田矿坑充水因素分析如下：1、大气降水对矿坑充水的影响大气降水通过基岩裂隙及松散堆积物孔隙渗入地下，在裂隙沟通的情况下进入矿坑(主要是3号煤矿坑)，是矿坑充水的重要来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响随之具有明显的动态变化特征。2、地表水及断层对矿坑充水的影响根据观测资料，区内河流的富水期往往与浅层潜水的高水位、富水期相吻合，有着一定的水利联系。为此，煤矿开采时，唐安、古周、上村一带地表水的渗透将成为矿井主要充水水源之一，形成矿坑充水的补给边界。地表水可通过岩土层的孔隙、裂隙及断层破碎带对矿坑充水。河水在近河地段是矿坑充水的主要因素之一。3、老窑水对矿坑充水的影响本井田分布大量的老窑及现在仍在开采中的小煤矿，由于其开采给地水水的赋存创造了广泛的积水空间，给本井田今后的开采造成了诸多不利因素。矿井东部煤层露头线附近，有金章贝聚祥煤矿、中窑煤矿、西街煤矿、向东联营煤矿；南部又窑坪煤矿、中村煤矿；西南有王坡煤矿；北及东北又庄头煤矿。该矿采空区已在3号煤层中部形成了2.6km2的采空区。该矿回采工作面顶板实行了全部垮落，未有大的积水区，但仍存有一定积水，矿井开采中对此应引起高度重视，特别是临近采空区和古空区开采时，应严格坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，根据水头压力确定防水煤柱大小，留足保安煤柱，防范积水涌入巷道，造成水害事故。大阳煤矿在日常生产中已绘制有详细的采掘工程平面图，可以准确地预测采空区的位置，所以小窑积水、老空积水对矿井生产无太大的威胁。4、奥灰水对矿坑充水的影响井田内奥陶静水位标高为+564m，而井田西部边缘15号煤层底板标高低于+564m，因此今后在开采该区15号煤层中应特别注意奥陶突水问题。八、其它有益矿产1、山西式铁矿：位于本溪组底部，出露于大阳、南社一带，矿体呈鸡窝状及透镜状，平均厚5.42m，但分布不广，储量甚少，无工业开采价值。2、锰铁矿：位于石盒子组地层，含矿体6层，其中1层具有工业价值，该层位于石盒子组底部，在井田西南角上村一带赋存较好，一般厚2m，但变化较大，估计有2000万t储量。3、石灰岩：奥陶系石灰岩出露于东掘山、靳家庄一带，质纯，可作为炼铁溶剂及烧制水泥原料；太原组石灰岩可做建筑石料。4、锗：在勘探过程中对主要煤层增进行了测定，均未达到工业利用指标，无开采价值。九、地质勘探程度及存在问题1、地质勘探程度本井田历经普查、详查、精查勘探阶段，共施工钻孔83个，钻探进尺18574.59m。其中精查勘探阶段施工钻孔73个，钻探进尺17066.5m，岩芯采取率在75%以上的达84%。1999年又在香山探测区约0.8km2的范围内进行了地震补充勘探。通过以上工作，基本查清了井田构造形态，对井田内主要断层、褶曲已查明，煤层对比较可靠，对煤质、煤层特征、陷落柱 、开采技术条件等基本查明，基本能满足矿井设计与生产建设的需要。2、存在问题和建议（1） 井田内老窑及其它小煤矿甚多，可能会在地下形成老窑积水。由于对小煤窑边界控制不够，缺少小煤窑坑道实测图。因此，在今后的开采中必须先探后采，有疑必探。（2） 矿井预计涌水量资料不够齐全。（3） 钻孔的封闭虽按规程进行，但未经检查，生产中应引起重视。（4） 生产中要进一步落实奥灰水静水位和水量。（5） 对岩溶陷落的性质了解不够，开采时尤其对不封闭的陷落及破碎带要加强观测，以策安全。（6）井田内有水库和村庄，已留有足够的煤柱，以防水库水进入矿井和避免村庄塌陷破坏，保证矿井安全开采。（7）建议对采空区范围和受矿井开采影响的村庄范围进行实测，以便为矿井后期设计和建设提供可靠的依据。（8）应积极处理好小窑的边界问题，防止小窑越界开采。第二章井田开拓第一节 井田境界及储量一、井田境界山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司位于晋城市北偏西约35km处，西为王坡煤矿，东有向东、中窑煤矿，北有庄头、西周煤矿。其地理坐标为：北纬353730354500，东经11243451125037。根据山西省国土资源厅2004年11月换发的采矿许可证，证号为1400000421262，井田批准开采3号、9号、15号煤层，井田范围由以下11个拐点圈定：1、 x=3953735.000 y=19661767.0002、 x=3955305.000 y=19655891.0003、 x=3955305.000 y=19654450.0004、 x=3951065.000 y=19656626.0005、 x=3950865.000 y=19656629.0006、 x=3950871.000 y=19657009.0007、 x=3950361.000 y=19657017.0008、 x=3950345.000 y=19655997.0009、 x=3949579.000 y=19656009.00010、x=3949360.000 y=19656459.00011、x=3949379.000 y=19657299.000面积为22.5534km2。其中3号煤层面积需扣除大周煤矿、西周煤矿、金章背聚祥煤矿、西周窑岭煤矿、向东联营煤矿、中窑煤矿和厅山煤矿等七个煤矿占用本井田的范围。二、井田储量本次储量计算的煤层为3号、9号和15号煤层，储量计算边界同井田边界并除去采空区及小煤矿坡坏区。采空区范围由大阳煤矿提供，小煤矿破坏区以山西省国土资源厅批准的开采范围为界。5号煤层因其煤层薄，可采范围小，储量少而未参与计算。井田内风氧化带未计算储量。根据地质报告提供的各钻孔岩芯煤样的容重测试结果，然后取其平均值为各煤层的平均容重，各煤层的容重如下：3号煤层1.44t/m3；9号煤层1.41t/m3；15号煤层1.46t/m3。本矿井和浅部小煤窑已开采20多年，井田范围内剩余的地质储量,结合大阳煤矿提供的有关资料计算。储量计算采用地质块段法，计算公式如下：q=dls式中：q块段煤炭储量，t；d煤的容重，t/m3；l块段煤层平均厚度，m；s块段煤层水平投影面积，m3。经计算，矿井能利用储量为313.66mt，其中3号煤层为117.33mt。详见表2-1-1。表211 矿井能利用储量计算汇总表 单位：10kt煤层编号abc工业储量a+b+ca+ba+b+c(%)能利用储量a+b+c3786110362836117337611733979822841644472665472615176984534685149076914907合计10428117739165313667131366可采储量的计算矿井设计可采储量按下式计算：矿井可采储量=（工业储量-已采储量、永久煤柱损失）采区回采率其中：采区回采率3号煤层取0.75，9号煤层取0.85，15号煤层取0.80。经计算，矿井设计可采储量220.38mt，其中3号煤层可采储量为74.96mt，各煤层可采储量详见表2-1-2。表2-1-2 矿井可采储量汇总表 单位：10kt煤层设计能利用储量永久煤柱损失开采损失可采储量村庄水库其它小计311733455292991175824997496947262859154430644365215149078402991561295272210890合计31366158068212013463586522038第二节 矿井设计生产能力和服务年限一、矿井工作制度矿井设计年工作日为300d，每日三班作业，其中两班生产，一班准备；每日净提升时间为14h。二、矿井设计生产能力结合井田煤层埋藏深度、煤层赋存条件、开采技术条件、装备水平、煤炭外运条件和市场需求等因素，确定矿井技术改造后的生产能力由900kt/a提高到1500kt/a，净增600kt/a。三、矿井（3号煤）服务年限矿井（水平）服务年限按下式计算：t=z/（ak）式中：t矿井（水平）服务年限，a；z设计可采储量，kt；a设计生产能力，kt/a；k储量备用系数，取1.4。矿井服务年限：t=z/（ak）=22038/（15001.4）104.9（a）3号煤服务年限：t=z/（ak）=7496/（15001.4）35.6（a）则按1500kt/a规模，3号煤服务年限为35.6a 。第三节 井田开拓一、井田开拓现状大阳矿井3号煤层采用斜井单一水平开拓方式，工业场地布置有一对主、副斜井、南风井作为进风立井、北翼布置了一个回风立井。主副斜井落底后沿煤层走向平行布置有+750m水平轨道大巷和+750m水平胶带大巷，在大巷两侧布置上下山采区开采。主斜井装备1000mm胶带输送机，副斜铺设600mm轨距串车提升；大巷煤炭运输采用胶带输送机，辅助运输采用架线电机车牵引1t系列矿车，采煤方法为轻型综采放顶煤开采。二、井田开拓本次设计基本维持了原初步设计的井田开拓格局，只是根据地质条件的变化对采区布置做了适当调整。方案一：井田共划分成3个采区开采，即延伸现有一对大巷至井田北部，东西方向沿煤层倾斜方向布置北二采区下山至西部边界处，见图231，进一步加大了北二采区的开采范围。北一采区维持的现有划分格局不变。方案二：即延伸现有一对大巷至井田北部，东西方向沿煤层倾斜方向布置北二采区下山至井田西中部，然后再延煤层走向南北布置三采区的开拓巷道。见图232。井田西部煤炭由三采区开采。设计推荐方案一，其优点是扩大了北二采区的开采范围，减少采区接替次数，利于矿井的稳产，同时也减少了回采工作面的搬家次数。第四节 井筒及井底车场本次设计主要针对井下采区布置及回采工作面进行，井筒及井底车场仍然维持原初步设计的参数。第三章大巷运输及设备第一节大巷运输方式的选择一、煤炭运输方式的选择根据井田开拓布置，结合矿井现状及主井提升方式，大巷运输方式选择为带式输送机运输方式。大巷采用带式输送机运煤，运输环节少，运输能力大，运输事故少，易于实现运输集中控制，也是目前国内大中型矿井普遍采用的运输方式，利于矿井生产前后期的平稳衔接。从投资分析，与电机车运输方式比较，因其对巷道坡度要求不高，大巷可全部沿煤层布置，因而节省了井巷工程费用，普通带式输送机的设备费用也并非昂贵，相比电机车运输，减少了铺轨、架线、轨道维修费用，因此，带式输送机运输方式总的说来投资并未增加。二、辅助运输方式的确定结合矿井的现状及矿井产量，本矿井初期可选择的辅助运输方式有、架线电机车、调度绞车牵引矿车和无极绳绞车牵引矿车两种方式，鉴于本矿初期采区巷道几乎全部沿煤层布置且有重型设备运输等特点，本着节省投资，易于操作的原则，设计确定初期辅助运输方式为：平巷为架线电机车牵引矿车运输，斜巷为调度绞车牵引矿车运输，其优点是技术工艺简单，操作便利，对近水平及缓斜煤层产状变化适应性强，较无极绳系统机动灵活，投资省。第二节大巷运输设备选型根据矿井运量和巷道参数，井下大巷煤炭运输设备的主要技术参数如下：一、+750m水平胶带大巷一号带式输送机水平长：572.5m，倾角3左右；胶带宽度：b=1200mm；输送能力：q=1000t/h；带速能力：v=3.15m/s；胶带强度：st=1250n/mm；电动机：yb400m2-4 n=280kw减速器：m3rsf70+风扇+逆止器 i=25；液力偶合器：24kxdb；制动器：ywz5 -500/201拉紧方式：液压绞车自动拉紧。二、+750m水平胶带大巷二号带式输送机水平长：1530，倾角2左右；胶带宽度：b=1200mm；输送能力：q=1500t/h；带速能力：v=3.15m/s；胶带强度：st=1250n/mm；电动机：yb400m2-4 n=2280kw减速器：b3sh11+风扇+逆止器 i=20；液力偶合器：24kxdb；制动器：ywz5 -500/201拉紧方式：液压绞车自动拉紧。三、三号带式输送机（北二采区）水平长：596.6m，倾角216左右；胶带宽度：b=1200mm；输送能力：q=1500t/h；带速能力：v=3.15m/s；胶带强度：st=1250n/mm；电动机：yb355-43-4 n=280kw减速器：flender直交轴减速机(带逆止器及风扇) 2台；液力偶合器：意大利传斯罗伊产品 2台 隔爆；制动器：液压推杆制动器拉紧方式：液压绞车自动拉紧。目前一、二号带式输送机已经安装完毕，三号带式输送机已经定货。第四章采区布置及装备第一节采煤方法一、采煤方法选择井田内3号煤层倾角312，厚度4.427.89m，平均6.20m。属全区稳定可采的厚煤层。含23层夹矸，结构较复杂。顶板一般为粗细粒粉砂岩，底板为粗细粒砂岩。煤层顶底板岩性良好，适宜于综采放顶煤开采。 根据3号煤层的赋存状况和井田开拓特征，结合矿井设计规模和大阳煤矿分公司综采放顶煤开采3号煤层的实践经验，确定矿井采用长壁中型综采放顶煤一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板。二、工作面采、装、运方式及设备选型根据推荐的开拓方案，本设计以2个生产盘区，2个综放工作面保证矿井1500kt/a的设计生产能力。结合工作面采高、放煤高度、3号煤层的煤质特性及兰花集团公司通用的综采放顶煤机组设备配套情况，对工作面采、装、运煤方式进行设备的选型。3号煤回采工作面主要装备3号煤设计回采工作面长度为140m，采高2.60m，放顶煤高度3.60m，采放比为1：1.385，保证矿井1500kt/a生产能力。412 主要装备采煤机：mg160/375-w375kw2台可弯曲刮板输送机：sgz-630/2642132kw4台可伸缩胶带输送机：ssj1000/2160 21602台破碎机：pcm-1000110kw2台刮板转载机：szz-764/110110kw2台乳化液泵站：xrb200/31.5a132kw2套喷雾泵站：wpb320/6.345kw2套放顶煤液压支架：zf3400-17/28264架过渡放顶煤液压支架：zfg4000-18/328架主要采、掘机械及配套设备详见表412。表4-1-1 回采工作面主要采煤机械配备表序号设备名称型 号单位数量1双滚筒采煤机mg160/375-w台22可弯曲刮板输送机sgz-630/264台43破碎机pcm-1000台24转载机szz-764/110根25可伸缩胶带输送机ssj1000/2160根26放顶煤液压支架zf3400-17/28部2647过度液压支架zfg4000-18/32部88单体液压支柱dz31根