采矿工程毕业设计（论文）-阳煤一矿2.4Mta新井设计.doc

摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为阳煤一矿2.4mt/a新井设计。阳煤一矿位于山西省阳泉市西北面，交通便利。井田走向（东西）长约10km，倾向（南北）长约6.7km，井田总面积为47.8km2。主采煤层为15号煤，平均倾角为3，煤层平均厚度为6.91m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为459.33mt，矿井可采储量312.52mt。矿井涌水量不大，矿井正常涌水量为64m3/h，最大涌水量为140m3/h。矿井瓦斯涌出量较高，为高瓦斯矿井。煤尘无爆炸危险性。阳煤一矿设计年生产能力为2.4mt/a，服务年限为93a。矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”制。井田为双立井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车设备。矿井通风方式为分区式通风。矿井的采煤方法为综采放顶煤一次采全高开采，工作面长度为200m。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-盘区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分题目是大采高综采支架适应性研究。主要采用规范论证和实证分析的手段，对大采高下的支架适应性技术进行了研究。翻译部分主要内容题目为extra-thick seam caving gas emission laws and comprehensive management（特厚煤层综放开采瓦斯涌出规律及综合治理）。关键词：新井设计 放顶煤 支架适应性abstractthis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part.the general part is a new design of yangquan mine. yangquan mine lines in northwest of yangquan in shangxi province. the traffic of road and railway is very convenience to the mine. the run of the minefield is 10 km ,the width is about 6.7 km，well farmland total area is 47.8 km2.the fifteen is the main coal seam, and its dip angle is 3 degree. the thickness of the mine is about 6.91m. the proved reserves of the minefield are 459.33 million tons. the recoverable reserves are312.52 million tons. the normal flow of the mine is 64 m3 percent hour and the max flow of the mine is 140 m3 percent hour. the mineral well gas gushes the deal higher, for high gas mineral well. coal doesnt contain bang risk.the designed productive capacity is 2.4 million tons percent year, and the service life of the mine is 93 years. the working system “two nine-one six ” is used in the yangquan mine. it produced 330d/a.the well farmland is a single level in an inclined well to expand. the level elevation is +712 m. the ventilated way under shaft is parallel ventilation.the colliery adopts coal method is the alignment long the wall synthesizes to mechanize to adopt once the all and high method mines. the length of working-face is 240 m.this design includes ten chapters: 1.an outline of the mine field geology; 2.boundary and the reserves of mine; 3.the service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.the layout of panels; 6.the method used in coal mining; 7.transportation of the underground; 8.the lifting of the mine; 9.the ventilation and the safety operation of the mine; 10.the basic economic and technical norms.special subject part: special subject is . translate the part: extra-thick seam caving gas emission laws and comprehensive management.keywords：new well design sublevel caving support core 目 录一 般 部 分1矿区概述及井田地质特征21.1矿区概述21.1.1地理位置21.1.2交通条件21.1.3地形、地貌及河流31.1.4气象与地震31.2井田地质特征41.2.1水文地质条件41.2.2地质构造51.2.3含煤地层61.2.3水文地质条件91.3煤层特征101.3.1煤层与煤质101.3.2煤层顶底板岩性141.3.3矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、地温及冲击地压142井田境界和储量172.1井田境界172.2矿井工业储量172.2.1井田勘探情况172.2.2矿井工业储量182.2.3矿井可采储量193矿井工作制度、设计生产能力及服务年限233.1矿井工作制度233.2矿井设计生产能力及服务年限233.2.1矿井设计生产能力的确定依据233.2.2矿井设计生产能力233.2.3矿井服务年限243.2.4井型校核244井田开拓264.1井田开拓的基本问题264.1.1井田开拓的基本问题264.1.2井筒形式及位置的确定274.1.3工业场地位置、形状及面积的确定284.1.4开采水平的确定284.1.5主要开拓巷道284.1.6方案比较294.2矿井基本巷道354.2.1井筒354.2.2井底车场及硐室354.2.3主要开拓巷道395准备方式盘区巷道布置445.1煤层的地质特征445.1.1盘区位置及范围445.1.2盘区煤层特征445.1.3顶底板情况445.1.4水文地质445.1.5其它地质因素445.1.6地表情况445.2盘区巷道布置及生产系统455.2.1盘区巷道布置455.2.2盘区工作面布置及接替455.2.3盘区生产系统455.2.4盘区巷道掘进方法465.2.5盘区生产能力及采出率465.3盘区车场及主要硐室485.3.1盘区车场485.3.2盘区主要硐室486采煤方法496.1采煤工艺方式496.1.1采煤方法496.1.2工作面各项参数496.1.3采煤工艺496.1.4工作面设备选型与配置526.1.5工作面顶板管理及支架选型536.1.6工作面端头支护及超前支护方式566.1.7工作面劳动组织和主要技术经济指标576.2回采巷道布置596.2.1回采巷道布置方式596.2.2回采巷道断面及支护方式607井下运输627.1概述627.2大巷运输设备选择627.2.1煤炭运输方式627.2.2辅助运输方式637.2.3运输设备能力验算648矿井提升668.1概述668.2矿井提升方式669矿井通风及安全技术689.1概述689.1.1矿井概况689.1.2煤层赋存条件689.1.3矿井开拓开采技术条件689.2矿井通风系统的确定699.2.1矿井通风方式的确定699.2.2盘区通风系统的基本要求709.2.3工作面通风方式的确定709.2.4矿井主扇通风方法的确定729.3矿井风量的计算与分配739.3.1采煤工作面所需风量的计算739.3.2掘进工作面所需风量的计算759.3.3峒室所需风量的计算769.3.4其它巷道所需风量的计算769.3.5矿井总风量的计算779.3.6矿井总风量的分配779.4矿井通风总阻力的计算779.4.1绘制通风系统图779.4.2确定矿井最大通风阻力路线789.4.3矿井最大通风阻力路线上各段通风阻力计算789.4.4全矿通风总阻力789.4.5矿井等积孔的计算849.5矿井通风设备的选择849.5.1矿井自然风压的计算849.5.2主扇静风压计算859.5.3计算通过通风机的风量859.5.4计算通风机的风阻869.5.5通风机实际工况点的确定869.5.6电动机选型869.6防止特殊灾害的安全措施889.6.1预防瓦斯灾害的一般性措施889.6.2预防井下火灾的措施899.6.3预防井下水灾的措施89专 题 部 分1支撑掩护式支架适应性分析931.1支架承载力确定931.2支架承载力分析与讨论951.3支撑力平衡区的计算971.4液压支架稳定工作的条件1022大采高液压支架主要技术参数确定1032.1合理工作阻力确定1042.2初撑力确定1062.3初撑力与额定工作阻力的关系1072.4带压移架立柱残余支撑力确定1082.5支护高度1093结语110翻 译 部 分英文原文112中文译文122参考文献129致 谢131 中国矿业大学2009届毕业设计论文 第130页一般部分1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置山西国阳新能股份有限公司一矿位于山西省阳泉市西北部和盂县东南部，井田位于山西省沁水煤田的北部，太行复背斜西翼，矿区位于山西省阳泉市西北部和盂县东南部，东南距阳泉市10km，地跨阳泉和盂县两市县，行政区划属山西省阳泉市。其地理坐标：东经11321101133111北纬375317375851。1.1.2交通条件一矿的交通运输条件极为方便，工业广场旁有铁路专用线与电气化双轨石太线阳泉车站接轨，运距10km。一矿的公路往南行2km经赛鱼口，和太旧高速公路以及307国道线相连，与阳泉、平定、盂县、寿阳等各市县结成公路网。阳泉市内有一路公共汽车和阳煤集团矿交车直达一矿，交通十分便利。见一矿交通位置示意图1-1。图1-1一矿交通位置示意图1.1.3地形、地貌及河流本井田位于太行山北段西翼，以落雁垴庙梁佛爷梁王兰山刘备山分水岭呈大致东西向横贯井田中南部，形成中部高而南北低的地势。井田内地形切割强烈，南坡较北坡更甚，“”字形、“”字形冲沟极为发育，其山脊与沟谷多数呈大致北北东向排列于分水岭两侧，尤如羽状，形成了复杂的中低山地形地貌。最高点落雁垴，标高为+1369.3m，北坡最低点为皇后村前的召山河谷，标高为+1035m，南坡最低点为一矿沸腾锅炉房旁的蒙村河床，标高为+766.3m，一般相对高差为300m左右。本井田总的地形地貌特征是：坡陡谷深，地表裸露、植被较少。本井田河流属海河流域的滹沱河水系。分水岭南坡为桃河水系，主要有保安沟河、芦湖沟河和蒙村河等河流。分水岭北坡为温河水系，主要有召山河、燕龛河、元子沟河、白家沟河、鸽子塄沟河等支流，都自南而北注入10km以外的温河。这些水系的基本特点是受季节性控制明显，为间歇性河流，冬、春季节往往干涸无水，唯到每年的69月份雨季时，常因山洪暴发流量剧增，切割强烈。矿井所在工业场地的蒙村河最大流量为367200m3/h，最高洪水位为803.8m、老坪沟河最大流量为255502.80m3/h。1.1.4气象与地震本井田属于暖温带大陆性半干旱季风气候。四季分明，日照充足。年最大降水量866.4mm，最小降水量240.4mm，平均降水量566.5mm；年最大蒸发量2381.9mm，最小1319.1mm，平均蒸发量1885.9mm；蒸发量大于降水量3倍多。年平均气温最高17.1，最低-5.5，历年平均10.9；阳泉极端最高气温40.2，最低气温-19.1。1959年4月14日，风速为28m/s(w风)，历年平均风速1.7m/s。盂县最大风速为20.7m/s，历年平均2.6m/s。在1989年8月24日20时10分至20时25分，阳泉市遭到1次罕见的飓风暴雨、冰雹的袭击，最大风力12级，最大风速35m/s，为阳泉市历史上罕见。月最大绝对湿度34.l毫巴，最小0.4毫巴，历年平均8.9毫巴。最早初霜期为1980年9月23日、终霜期为1963年4月29日，最大冻土深度0.68m。山西省地震局于1982年编绘的全省地震分布及破坏性地震(烈度大于七度)预测图表明，本井田位于昔阳-和顺县地震带北部边缘。该带由于地处太行山经向断裂带的边缘，是历史上的地震多发带，在省内其活动性仅次于大同太原临汾带。根据国家地震局1976年9月中国地震基本烈度区划资料(1/3百万)及晋震发业字(1984)第110号文，阳泉矿区除昔阳县境内基本烈度为七度区外，其余地区均为六度区，本井田处于地震基本烈度的六度区。从历史上看阳泉地区未发生过六级以上大地震，一般在4.55.0级。1.2井田地质特征1.2.1水文地质条件1）主要含水层本井田含水层多属局部孔隙裂隙含水层。含水层的富水性与控水地形、构造有关，一般在向斜地段含水较多，其它部位含水性极弱。（1）中奥陶统马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层：北丈八井主皮带斜井和3t底卸煤仓揭穿奥陶纪灰岩19.5m，其岩性坚硬、质纯、致密，未发现溶孔。据邻区钻孔抽水试验资料，本层地下水的总硬度为56.74(德国度)，硫酸盐为315.93mg/l，ph值为7.1，属弱碱性水。（2）石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层：主要由k2、k3、k4石灰岩、k1砂岩及“怪砂岩”组成，总平均厚度为31.49m。（3）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层：主要由3号煤层顶板砂岩和k7(砂岩)组成。（4）二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层：由灰白色的k8(砂岩)和灰色k9(中粒砂岩)组成。k8(砂岩)为本组的基底，k9(砂岩)位于本组的中下部，总平均厚度为15.90m。（5）二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层：主要由灰白、灰绿色的k11(中粗粒砂岩)和k12(含砾中粗粒砂岩)组成。1.2.2地质构造1）区域构造阳泉矿区位于沁水盆地东北边缘、新华夏系第三隆起带中段西侧、祁吕贺山字型前弧东翼以东。较低序次的娘子关帚状构造、寿阳局部经向构造(西洛南北向褶皱带)分处矿区东西两侧。北抵阳曲盂县东西褶皱带，老庙山莲花状构造位居矿区南部。新华夏系较低序次的武乡阳城凹皱带呈北北东向纵贯整个矿区。由于经过多次不同时期、不同方式、不同方向区域性构造运动的综合作用，特别是受新华夏系太行隆起带及山西中部纬向构造带阳曲盂县东西褶断带的影响，本区形成了一个东北高而西南低，沿北西走向、南西倾向的大规模的单斜构造，在这个单斜面上，次一级的构造以波状起伏的短轴褶皱构造为主，层间的小型断裂构造次之。2）井田构造一矿井田位于矿区大单斜的西北部，其构造形态基本上呈一单斜状，其走向为北西，倾向为南西。沿单斜走向和倾向均发育有次一级的较平缓的褶皱群和层间断裂构造，局部地段发育有陡倾挠曲，本井田陷落柱较发育，大部为砂岩及泥岩。（1）褶皱在井田单斜上发育的次一级的规模较大的褶皱构造有15条，有神庙沟背斜、元子沟、西土活向斜、狮子坪、路家庄背斜、白家沟、杏梁、虎峪村西向斜、鸽子崖背斜、碾子沟向斜、虎峪村东背斜、杨家峪西、葫芦山向斜、杨家峪、红简沟、周家山背斜、烟嘴、高家沟、常家山向斜、皇后村东、石板沟背斜，西沟向斜、巨沟村背斜。（2）断层一矿井田内落差大于20m的大中型断层有两条，其特征见表1-1。落差小于20m的断层特征见表1-2。表1-1 大中型断层特征表断层名称性 质落差产 状延伸长度影响煤层备 注f29逆断层25m270501050m12号、15号1-10号钻孔揭露f12逆断层20m11065200m15号北丈八井主皮带斜井揭露表1-2 小型断层特征表煤层断层性质h20m20mh5m5mh1m条数长度条数长度条数长度15号正断层/5450281790逆断层21250101200523530（3）节理本井田节理比较发育，可分为四组：第一组n80en85e，第二组n5wn10w，第三组n20en30e，第四组n40wn50w。第一组与第二组为一“x”型节理，第三组与第四组为另一“x”型节理。分别构成棋盘格式构造。第一、二组为走向近直交的共轭剪节理。nnw向一组多具扭张性，发育程度较高，有参差不齐的断口；nee向的一组一般结构面紧闭，地表发育较弱。第三、四组为斜交或近直交的共轭“x”型节理。结构面力学性质为扭张性。一般nw向一组节理面呈弱锯齿状参差不齐，有时被方解石充填。ne向一组节理面平整紧闭。该组节理在本井田的西部及北部较发育，常在砂岩层面上构成棋盘格式型。并且有时在地表或井下组成阶步状构造群，把地层和煤层切成小块。（4）岩溶陷落柱一矿井田内岩溶陷落柱广泛发育，目前在井田内共发现陷落柱381个，其中绝大部分为井下采掘工程所揭露，据已采区证实的统计资料，地面调查和勘探查明的陷落柱有15个，只占陷落柱总数的3.9%。1.2.3含煤地层本井田为石炭二叠纪煤系地层，即为本溪组、太原组和山西组。太原组含煤性最好、其次为山西组，本溪组含煤性最差。现根据井田地质资料由老到新叙述如下：1）石炭系中统本溪组由灰色、浅灰色铝土岩、铝土质泥岩、粉砂岩、细砂岩和石灰岩组成。铝土岩、铝土质泥岩具有鲕状结构，以底部的铝土岩较稳定。在井田西部本组的顶部和中上部有铝土质泥岩，且上部的铝土质泥岩较稳定，厚约4m左右。铝土含量底部一层最高，al2o3含量高达40%以上。岩石富含黄铁矿，尤以下部含量最高，局部可呈黄铁矿薄层，一般将下部富含铁铝质的岩层谓之铁铝岩层段，山西式铁矿亦系此层位。本组含灰岩24层，厚度一般为1米左右、以上下两层较稳定。本组含煤线。02层，不稳定且不可采，有时中部的煤线和灰岩呈现消长关系。砂岩以中部一层最发育，一般为石英砂岩。本组平均厚度为56.75m，有自东向西增厚的趋势。与下伏奥陶系中统峰峰组呈假整合接触。2）石炭系上统太原组太原组是本区主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组地层之上。全组厚度90130m，平均121.82m，由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩，灰白色细中粒砂岩，深灰色石灰岩和煤组成。有三层石灰岩，是本组煤层对比的典型标志层。含煤8层，其中12号、15号为主要可采煤层，8号、9号上、9号、13号为局部可采煤层，含煤系数910%。3）二迭系下统山西组山西组连续沉积于太原组之上，为本区主要含煤地层之一，含煤性较太原组略差。全组厚度4075m，平均57.79m。由灰白色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤组成。本组含煤6层，其中3号煤为主要可采煤层，6号煤为局部可采煤层，其余均不可采，含煤系数57%。地质综合柱状图见图1-2。图1-2地质综合柱状图1.2.3水文地质条件1）主要含水层本井田含水层多属局部孔隙裂隙含水层。含水层的富水性与控水地形、构造有关，一般在向斜地段含水较多，其它部位含水性极弱。（1）中奥陶统马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层：北丈八井主皮带斜井和3t底卸煤仓揭穿奥陶纪灰岩19.5m，其岩性坚硬、质纯、致密，未发现溶孔。据邻区钻孔抽水试验资料，本层地下水的总硬度为56.74(德国度)，硫酸盐为315.93mg/l，ph值为7.1，属弱碱性水。（2）石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层：主要由k2、k3、k4石灰岩、k1砂岩及“怪砂岩”组成，总平均厚度为31.49m。（3）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层：主要由3号煤层顶板砂岩和k7(砂岩)组成。（4）二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层：由灰白色的k8(砂岩)和灰色k9(中粒砂岩)组成。k8(砂岩)为本组的基底，k9(砂岩)位于本组的中下部，总平均厚度为15.90m。（5）二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层：主要由灰白、灰绿色的k11(中粗粒砂岩)和k12(含砾中粗粒砂岩)组成。广泛出露于本井田地表的分水岭两侧的山梁及山顶部位，多形成高山陡坎地貌。岩性坚硬，由于风化作用，地表裂隙发育。（6）第四系冲积、洪积孔隙含水层：由河卵石、砾石、滚石、砂、亚砂土等组成。主要分布在井田内河床或低凹地带。在蒙村河、召山河分布较厚，约1.68.7m。雨季含水丰富，旱季水量较小，潜水位随季节性变化明显。2）地表水本井田河流属海河流域的滹沱河水系，以落雁垴庙梁佛爷梁王兰山刘备山分水岭，呈大致东西向横贯井田中南部，形成中部高，南北低的地势。分水岭两侧地形切割强烈，形成“”字形、“”字形冲沟，其山脊与沟谷多数呈大致北北东向排列于分水岭两侧，尤如羽状，形成了复杂的中低山地形地貌。这些冲沟形成季节性河流，冬春干涸无水，69月雨季时，流量剧增。3）矿井涌水量该矿井目前为无承压水开采区。北丈八井正常涌水量约64m3/h，最大涌水量140m3/h，矿井涌水主要来自采空区积水，随着开采面积的增大、降雨量的增大、开采深度的加深，矿井涌水量将会逐渐增大。1.3煤层特征1.3.1煤层与煤质1）煤层该矿井开采3号、12号、15号层煤。3号煤层位于山西组中部，是山西组最主要的开采煤层，厚度最大2.95m，最小0.40m，平均为1.56m。局部地段，煤层出现分叉现象，含一层夹石，多为砂质泥岩，最厚为1.50m，最薄为0.10m，一般0.20.5m，但总体来看3号煤层属简单结构煤层。3号煤层煤厚度总的变化趋势为由东南向西北方向逐渐变薄。可采性指数为0.917，煤厚变异系数为39.5%，属较稳定煤层。12号煤层位于太原组中部，最大煤层厚度2.16m，最小为0，平均1.24m，一般含1层夹石，厚约0.20m左右，多为泥岩，结构复杂，夹石由东至西逐渐变厚，以至到中部、西部将其分成两层。由于夹石的增厚，该煤层就变得不可采。其可采范围仅限于中部东部。且由东西分叉变薄。可采性指数为0.74，煤厚变异系数为32.1%，属不稳定煤层。15号煤层位于太原组下部，是组内及区内最主要的煤层，最大煤层厚度9.03m，最小4.77m，平均6.91m，一般含夹石14层，夹石厚度在0.11.0m之间，属复杂结构煤层。可采性指数为1，煤厚变异系数为13.30%，属稳定煤层。15号煤层由东北部到西南部为一厚煤带，而由西北到东南部则相间出现变薄带。一矿井田各可采煤层特征见表1-3，各煤层的间距见表1-4。2）煤质3号煤原煤灰分6.3019.22%，平均为13.76%；原煤挥发分9.8716.42%，平均为12.84%；原煤全硫0.370.53%，平均0.44%；原煤发热量27.8433.90mj/kg，平均30.99mj/kg；属中灰-特低硫、低磷、高发热量的贫煤和少量的无烟煤，煤质较好。12号煤原煤灰分12.1936.14%，平均为28.7%；原煤挥发分9.0825.40%，平均为16.23%；原煤全硫0.812.58%，平均1.19%；原煤发热量30.4332.67mj/kg，平均31.46mj/kg；属中灰、中硫、低磷、高发热量的无烟煤。15号煤原煤灰分4.7624.95%,平均15.04%；原煤挥发分6.2912.58%，平均9.29%；原煤全硫0.842.03%，平均1.57%；原煤发热量30.1132.51mj/kg，平均31.33mj/kg；属低灰、中硫、低磷、高发热量的无烟煤，煤质较好。3）煤类及用途表1-3 一矿井田煤层特征一览表 单位：m煤层名称煤层厚度最小-最大平均倾角赋存及可采情况视密度t/m3可采性指数km煤厚变异系数煤层结构稳定性类别评定山西组1#0-0.760.3310以下全区赋存不可采00简单不稳定煤层2#0-0.81.2510以下全区赋存一个点可采10简单不稳定煤层3#0.4-2.951.5610以下全区赋存大部可采1.390.91739.5%简单个别含1-2层夹石较稳定煤层4#0-1.050.3410以下全区赋存五个点可采5简单不稳定煤层5#0-0.90.3510以下全区赋存不可采00简单不稳定煤层6#0-3.850.8410以下部分赋存局部可采0.6963.4%简单不稳定煤层太原组8上#0-1.50.5610以下局部赋存局部可采0.5435.5%复杂不稳定煤层8#0-2.851.4210以下大部赋存局部可采0.5565.6%复杂极不稳定煤层9上#0-4.710.5310以下部分赋存局部可采0.6787.1%复杂极不稳定煤层9#0-2.440.6410以下大部赋存局部可采0.22788.7%复杂极不稳定煤层11#0-1.060.2510以下全区赋存不可采5简单不稳定煤层12#0-2.161.2415以下全区赋存大部可采1.430.7432.1%复杂不稳定煤层13#0-0.940.5515以下部分赋存局部可采0.7136.6%简单不稳定煤层15#4.77-9.036.9115以下全区赋存全部可采1.4113.3%复杂稳定煤层表1-4 煤 层 间 距 表 单位：m煤层编号间距煤 层平 均 厚 度1# (0.33)1#2# (0.28)7.772#3# (1.56)23.9215.873#4# (0.34)31.8523.806.374#5# (0.35)36.4928.4411.014.305#6# (0.84)43.2435.1917.7611.056.406#8上# (0.56)66.6358.5841.1534.4429.7922.558上#8# (1.42)69.5361.4844.0537.3430.6925.452.348#9上# (0.53)79.5271.4754.0447.3342.6835.4412.338.579上#9# (0.64)81.8473.7956.3649.6545.0037.7614.6510.891.799#11# (0.25)102.8494.7977.3670.6566.0058.7635.6931.8922.7923.4911#12# (1.24)114.19106.1488.7182.0077.3570.1147.0043.2434.1431.7111.1012#13# (0.55)122.73114.6897.2590.5485.8978.6555.5751.7842.6840.2519.647.3013#15# (6.91)158.70150.65133.22126.5121.86114.6291.5187.7578.6876.2255.6143.2735.4515#依据中国煤炭分类国家标准（gb5751-86）划分：现开采的煤层煤种以无烟煤为主，是良好的化工、动力用煤及电煤原料。除供给国家重点化肥厂、发电厂、钢厂喷粉外，还远销欧美及亚洲等一些国家。1.3.2煤层顶底板岩性一矿井田以采3号、15号煤层为主，并以12号煤层作为配采煤层。各煤层顶板一般比较平整，为砂质泥岩、泥岩，粉砂岩和石灰岩，局部为细中粒砂岩，顶板厚度一般不大，直接顶板类别一般为中等稳定顶板。顶板裂隙比较发育，尤其是3号煤层伪顶发育，且松软破碎易离层。12号和15号煤层顶板裂隙较发育，3号和12号煤层大面积发育冲刷，使煤层厚度变薄，顶板凹凸不平且岩石硬度大；各可采煤层大部都有伪底存在，为泥岩、砂质泥岩，一般比较平整，遇水膨胀成粉状，好在本井田地下水甚微，底鼓现象在工作面不多见，很少影响支护、采煤工艺及方法的选择。各开采煤层的岩石工程地质特征见表1-5。1.3.3矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、地温及冲击地压2006年矿井进行了瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定，北丈八井绝对瓦斯涌出量165.76m3/min，相对瓦斯涌出量14.05m3/t，二氧化碳绝对涌出量9.94m3/min，二氧化碳相对涌出量0.84m3/t，山西省煤炭工业局晋煤安发2007126号文件关于阳煤集团所属矿井2006年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，批复为高瓦斯矿井。煤炭科学研究总院重庆分院2006年10月20日25日对一矿丈八井的北翼分区、吴家掌分区、张华沟分区、杨坡堰分区的煤样进行鉴定，并出具了煤尘爆炸性和煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，15号煤层火焰长度0mm，加岩粉用量0%，煤尘无爆炸性；15号煤层煤样吸氧量1.251.40cm3/g干煤，煤层自燃等级为级，属不易自燃煤层（根据瓦斯等级鉴定结果的批复文件，15号煤层自燃等级为级，属煤层自燃煤层）。煤层名称(厚度)3# (1.56m)12# (1.24m)15# (6.91m)伪顶岩 性高岭石泥岩、砂质泥岩厚 度0.10.7m老顶岩 性细中粒砂岩细中粒砂岩石灰岩厚 度11.04m6.0m11.75m抗压强度2.941078.4868107pa2.87141071.06134108pa1.08878107pa初垮落距30m35m25m直接顶岩 性砂质泥岩、细砂岩黑色泥岩黑色泥岩厚 度4.83m3.6m1.09m裂 隙较发育较发育发育抗压强度3.58681078.6534107pa6.4974107pa与采高比3:13:10.71.1易冒落差随采随冒随采随冒随采随冒顶板凹凸情况基本平整基本平整平整伪底岩 性黑色泥岩砂质泥岩泥岩厚 度0.050.10m0.010.90m0.050.10m直接底岩 性砂质泥岩细砂岩砂质泥岩厚 度6.37m2.3m3.59 m抗压强度6.5415107pa5.9731107pa4.4149107pa底板凹凸情况基本平整基本平整平整煤 层 倾 角10以下15以下大部15以下，局部25以下表1-5 煤层的岩石工程地质特征 单位：m根据煤炭科学研究总院重庆分院2006年9月4日、10月22日对一矿丈八井的杨坡堰分区的煤样进行鉴定并出具煤尘爆炸性和煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，12号煤层火焰长度0mm，加岩粉用量0%，煤尘无爆炸性；12号煤层煤样吸氧量1.30cm3/g干煤，自燃等级为级，属不易自燃煤层。根据煤炭科学研究总院重庆分院2006年9月4日、10月25日对一矿丈八井的吴家掌分区的煤样进行鉴定,并出具了煤尘爆炸性和煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，3号煤层火焰长度10mm，加岩粉用量40%，煤尘有爆炸性；3号煤层煤样吸氧量1.101.35cm3/g干煤，自燃等级为级，属容易自燃煤层。据一矿井田地质勘探报告中的测温资料知，恒温带深度为3060m，温度为12左右、平均地温梯度为0.81.9/百m。按恒温带深度为45m来计算，现生产最深水平的深度为500m左右，地温为1621.5，属正常状态。预测未来最深水平的深度为700m左右，地温为17.625.3，仍属正常状态，对未来的生产活动影响不大。根据矿井井下调查，未发现地压异常现象，本井田属地压正常区。2井田境界和储量2.1井田境界该矿井田位于沁水煤田的北部，其井田边界及四邻关系见一矿井田赋存状况示意图2-1。即东部以经线96500为界，西部以经线86500为界，南起纬线104785、北止纬线111500；东邻阳泉煤业（集团）有限责任公司四矿，南邻阳泉煤业（集团）有限责任公司三矿；西邻七里河井田（规划井田）；北邻荫营煤矿及程庄井田（规划井田）。井田东西走向长约10公里，南北宽约6.7公里，面积约47.8平方公里。图2-1井田赋存状况示意图2.2矿井工业储量2.2.1井田勘探情况该井田先后经过两次勘探工作。两次勘探共钻孔130余个，钻孔密度为2.3个/平方公里，基本上探明了井田地质构造和煤层的赋存条件。2.2.2矿井工业储量说明：本次设计只针对矿井15号主采煤层进行，15号煤层工业储量计算：根据地质勘探情况，将矿体划分为16个块，在各块范围内，用算术平均法求得每个块的储量，煤层总储量即为各块储量之和。块的划分见图2-2，各块储量见表2-1。图2-2井田储量划分示意图表2-1 各分块储量表 单位：mt分块序号123456789储量6.6118.7237.6425.1328.3794.2611.6033.7622.54分块序号10111213141516总计储量5.4639.1347.6025.0714.504.5944.35449.4则15号煤层工业储量：zg=z1z2z3z16 =6.61+18.72+37.64+44.35=459.33mt2.2.3矿井可采储量1）井田境界煤柱井田境界边界煤柱可按下列公式计算：z=lbm （公式 2-1）式中：z边界煤柱损失量，mt；l边界煤柱长度，m；b边界煤柱宽度，井田境界煤柱在本井田一侧按50m留设；m煤层厚度，6.91m；煤的容重，1.4t/m3。z=lbm=（58747252566152317472424777772719292653345000）/cos3506.911.410-6=14.48 mt2）断层煤柱落差小于10m的断层，两侧各留20m煤柱；落差1020m的断层，两侧各留25m煤柱；落差大于20m的断层，两侧各留30m煤柱。zm=lbm （公式 2-2）式中：z断层所留煤柱量，mt；l断层边界煤柱长度，m；b断层所需留设煤柱宽度；m煤层厚度，6.91m；煤的容重，1.4t/m3。zm=(990306.911.4/cos3 2+800206.911.4/cos3+150206.911.4/cos3)10-6=1 mt经计算断层煤柱为1 mt。3）工业广场煤柱工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-2。表2-2 工业场地占地面积指标井 型(万t/a)占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8本矿井设计生产能力为2.4mt/年，所以取工业广场的尺寸为400m600m的长方形。煤层的平均倾角为3，工业广场处表土层厚度为213m，主井、副井及主要地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为15m（实际工业广场的面积为430m630m）。本矿井的地质掉件及冲积层和基岩层移动角见表2-3。表2-3 岩层移动角广场中心深度煤层倾角煤层厚度冲击层厚度436m36.91m213m45707067.8由此根据上述已知条件，画出如图2-3所示的工业广场保护煤柱的尺寸：图2-3工业广场保护煤柱由上图可得出工业广场的煤柱量为z=sm/cos3 （公式 2-3）式中：z工业广场煤柱量，mt；s工业广场压煤面积，1.08km2；m煤层厚度，6.91m；煤的容重，1.4t/m3。则：z=1.086.911.4/cos3=10.46 mt4）大巷保护煤柱大巷两侧的保护煤柱宽度各为50m ，盘区划分带保护煤柱宽各为10 m,经计算大巷保护煤柱损失量总共为16.7mt 5）井筒保护煤柱主、副井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为0mt。6）矿井的可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：zk=（zgp）c （公式 2-5）式中：zk矿井可采储量，mt；p保护工业场地、井筒、井田境界、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，mt；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；15号煤层为厚煤层，取c=0.75。则zk= 459.33-(14.48+1+10.46+16.7) 0.75=312.52mt矿井储量汇总表见表2-4。表2-4 矿井储量汇总表 单位：mt工业资源储量煤柱损失矿井可采储量井田境界大断层工业广场459.3314.48110.46312.523矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明，确定本矿井工作制度为：按年工作日330d计算，“四六