采矿工程毕业设计（论文）-普安县地瓜镇宏发煤矿开采设计.doc

贵州大学毕业论文（设计） 1 附表 a.2： 本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计） 普安县地瓜镇宏发煤矿开采设计普安县地瓜镇宏发煤矿开采设计 学学 院：院：贵州大学职业技术学院 专专 业：业： 采矿工程 班班 级：级： 采矿工程 学学 号：号： 20102570 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 2012 年年 9 月月 18 日日 附表 a.4 贵州大学毕业论文（设计） 2 贵州大学本科毕业论文（设计）贵州大学本科毕业论文（设计） 诚信责任书诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计） ，是在导师的指 导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经 发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日 期： 2012 年 9 月 18 日 贵州大学毕业论文（设计） 3 目目 录录 前前 言言 3 第一章第一章矿区概况及井田地质特征矿区概况及井田地质特征4 第一节矿区概况 .4 第二节矿井建设的外部条件 .5 第三节井田地质特征 .6 第二章第二章井田境界及储量井田境界及储量14 第一节井田境界及可采储量 .14 第三章第三章矿井工作制度、矿井设计生产能力及服务年限矿井工作制度、矿井设计生产能力及服务年限17 第二节矿井设计生产能力及服务年限 .17 第四章第四章井田开拓井田开拓18 第一节井田开拓 .18 第二节井筒数目及位置 .19 第三节水平划分及开采顺序 .22 第四节井筒、硐室、井底车场 .20 第五章第五章准备方式准备方式22 第一节煤层的地质特征 .22 第二节采区巷道布置及生产系统 .25 第六章第六章井下开采井下开采26 第一节采煤方法 .26 第二节回采巷道布置 .29 第三节巷道掘进 .29 第七章第七章矿井通风矿井通风33 第一节瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算 .33 第二节矿井通风 .49 第八章第八章矿井主要设备选择矿井主要设备选择59 第一节提升运输设备 .59 第二节通风设备 .67 第三节排水设备 .69 第四节压气设备 .71 第五节瓦斯抽采设备 .74 第九章第九章矿山安全矿山安全80 第一节矿山灾害综述 .80 第二节防治瓦斯 .82 第三节煤与瓦斯突出防治 .105 第四节防灭火 .133 第五节防治水 .144 贵州大学毕业论文（设计） 4 第六节顶板冒落灾害的防治 .156 第七节粉尘灾害防治 .160 第十章第十章技术经济指标技术经济指标166 贵州大学毕业论文（设计） 1 摘摘 要要 本设计是对普安县地瓜镇宏发煤矿所作的矿井设计。 宏发煤矿矿井 井田面积为 3.14km2， 年产量 30 万 t， 自然地质条件简单， 17-1#煤 层为中厚煤层， 平均厚度 1.5m。矿井瓦斯涌出量大，为高瓦斯矿井， 煤尘具有爆炸危险性，矿井涌水量较小。设计采用平硐两个水平开拓， 区段式准备，高档普采开采，采用全部垮落法处理采空区，主要对矿井 开拓方式、准备方式和采煤方法进行了设计，对矿井运输、提升、通风、 排水等生产系统进行了设计和设备选型计算。设计时根据现有经济技术 条件，尽可能采用先进的开采技术和设备，并根据宏发煤矿的实际情况， 提出了抽采利用瓦斯的安全措施，以期实现矿井安全并达到较好经济效 益。 关键词关键词：煤矿；矿井初步设计；高瓦斯；开采方法；安全措施 贵州大学毕业论文（设计） 2 abstract the preliminary mine design is for hongfa mining of fenglian group in guizhou province. the area of hongfa mining is 3.14 square kilometers and it yearly output is three-hundred trillion. the design is based upon the actual nature term and geology of hongfa at present, whose average thickness is 1.5 meters. the gas of the mining is high so it is a high gas mining, but the coal of the mining can not erupt and the water of the mining is low. the design adopts the lean mining with two-level up and down to expand the mine plus fully mechanized mining method for the whole seam district for preparation. the design mainly details upon the development pattern, preparation pattern and mining method and transportation, drainage, hoisting, ventilation and water discharge are also described and calculated for production system. advanced equipment and technology are at their best utilized in view of present and give a measure to down gas and for mining safe and good economic. keywords: coal mine preliminary mine design, high gas, mining method, technical safety measures. 贵州大学毕业论文（设计） 3 前前 言言 经过 一段时间 的学习，让我掌握了较多的专业知识，通过这次课程设计， 更让我了解到了理论与实践的差距，同时也感受到了自己在专业课方面的 一些不足之处。 根据收集来的 资料 ，本设计主要 是关于新矿井的开拓 建设。 设计通过多方案比较和综合技术比较以及相应的经济比较优化设计，其中 开拓方案的比较，以及大量的经济数据来核算，以便使其更加合理。同时 在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的赋存条件 以及国内外的先 进的经验 ，这样使 设计 更加 合理 。 通过本次课程设计，使我学到了更多的采矿专业知识，加深了我对所学 专业知识的理解和认识，更重要的 是，通过课程设计也培养了我们个人在实 践中的发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养了我们实事求是的科学态 度和严谨的工作作风，为将来在工作岗位上更好的发挥自己的能力奠定了坚实 的基础。 再则，由于自己在学习过程中对于所学知识的理解以及接收能力有限，所 以在设计过程难免会出现错误，希望老师以及同学给予批评指正。 贵州大学毕业论文（设计） 4 第一章第一章 矿区概况及矿区概况及井田地质特征井田地质特征 1.1 矿区概况矿区概况 1.1.1 地理位置及交通状况地理位置及交通状况 位置：地瓜镇宏发煤矿位于普安县地瓜镇地瓜镇，属地瓜镇管辖。 根据贵州省国土资源厅下发的采矿许可证(证号：c5200002011051120113327，采 用西安 80 坐标)，普安县地瓜镇宏发煤矿矿界由 4 个拐点坐标圈定。开采深度：由 +1675m 至+1200m 标高，矿区面积 3.14km2，走向长 2.73 km ，倾向长 1.15 km，矿区 范围拐点坐标见表 1-1-1。 表 1-1-1 宏发煤矿矿区范围拐点坐标表 直角坐标 序号 横坐标（x）纵坐标（y） 1 2843929.935494901.69 2 2842945.935495626.69 3 2842091.935492620.69 4 2843276.935492620.69 面积：3.14km2 开采标高+1675m+1200m 交通：普（安）兴（义）公路从矿区边穿过，距普安县城约 17km，距兴义市约 90km。距南昆铁路红果站约 70 公里，交通较为方便。 1.1.2 自然地理自然地理 （1）地形地貌）地形地貌 矿区内地势总体为南西高北东低，海拔标高一般在 15001800m，最高点位于矿 区南西部岩底下村北东的一大山，海拔标高 1869.0m，最低点位于矿区北东梁岭子村 南部冲沟中，海拔标高 1420m，相对高差 449.0m。 （2）气象）气象 矿区属中亚热带高原性季风气候，年平均气温 14左右，区内无霜期较长，具有 雨热同季，四季不分明，冬无严寒，夏有酷暑的气候特点。每年 68 月为雨季，雨 量较充沛。 （3 3）地表水）地表水 矿区除北东部下厂河外无其它地表水，下厂河为山区雨源型河流，由北西向东从 矿区的北东边界穿过，河床粗糙，水流湍急，流量变化较大，雨季山洪飞瀑，河水暴 涨，枯水季节流量较小。地表水主要受大气降水控制。 北东部下厂河为本区最低侵蚀基准面，标高 1418 米。 1.1.31.1.3 矿区内工农业生产概况、矿区煤炭生产建设及规划概况矿区内工农业生产概况、矿区煤炭生产建设及规划概况 （1 1）矿区内工农业生产概况）矿区内工农业生产概况 矿区内人口主要从事农业，次为矿产开发业。粮食及经济作物主要是玉米、水稻、 油菜和烤烟等。矿产开发以煤炭和黄金为主，煤炭资源尤为丰富。 贵州大学毕业论文（设计） 5 （2 2）矿区内煤炭生产建设及规划概况）矿区内煤炭生产建设及规划概况 宏发煤矿由原普安县地瓜镇兴强联办煤矿、坳上联办煤矿而成，整合后生产能力 21 万 t/a，2009 年变更为 30 万 t/a，已获得 30 万 t/a 采矿许可证。 贵州省普安县宏发煤矿矿区内采矿历史久远，当地居民祖祖辈辈就在当地采煤自 用，据可考的老窑有上百年的历史，但开发程度低。 矿井主要生产原煤，先在储煤场进行简单的人工选矸，再运至洗煤场进行脱硫， 主要供电厂作发电用煤，同时也供当地工矿企业及民用。 主要用户为兴义电厂及民用。同时可销往广东、广西、湖南、四川、重庆和云南 等省（市）区。 1.1.4 原有工程、设备利用情况原有工程、设备利用情况 （1 1）工业广场）工业广场 工业广场未发生变更，布置在主平硐、排水平硐井口附近。地面工业广场生活设 施配备齐全，生产设施除污水处理系统、储煤场外，其余设施尚未完善。其水、电、 路均利用已有设施。 （2 2）井下已有巷道）井下已有巷道 该矿除水仓、采区变电所、采区避难硐室、联络巷外，井筒、主石门、采区下山、 首采面回采巷道均已形成。 （3 3）设备利用情况）设备利用情况 该矿现有主要设备不可利用，只有一些煤电钻、凿岩机等小设备可利用。 (4)矿井采空区情况矿井采空区情况 该矿采空区位于矿井北部（原坳上联办，主采 26） ，面积约 400m330m，以及 17 号煤层露头线附近（老窑，开采 17 号煤层） ，面积约 260m130m。 1.21.2 矿井建设的外部条件矿井建设的外部条件 1.2.1 运输条件及评述运输条件及评述 普（安）兴（义）公路从矿区边穿过，距普安县城约 17km，距兴义市约 90km。 距南昆铁路红果站约 70 公里，交通较为方便。 1.2.2 电源条件及评述电源条件及评述 设计采用双回路供电。根据普安县政府对本区供电规划，该矿 i 回路电源来自 35kv 下厂河变电站，10kv 宏发线，距离 1.2km，导线型号：lgj-70；ii 回路电源来 自 35kv 普安变电站，10kv 下地主线鲁沟支线，距离 2km，导线型号：lgj-70。 矿井验收前矿井必须双回路供电，并与之落实签订供电协议，保证对矿井进行可 靠供电。 1.2.3 水源水源 （1）生活及供水施救用水水源）生活及供水施救用水水源 设计为两处泉水（距工业广场 150m、320m，1593m、1610m） ，其丰水期水源 流量可达到1500m3/d；枯水期可达到800m3/d，矿井生活用水量 390.7m3/d，因此水量 满足生活用水需要，由于未做水质检验，应经水净化器处理，其水质符合 cj94-2005 饮用净水水质标准。 （2）生产用水、井下消防洒水用水水源）生产用水、井下消防洒水用水水源 贵州大学毕业论文（设计） 6 设计推荐经矿井工业场地井下水处理站混凝沉淀、过滤、消毒后的井下水，作该 矿井下生产用水和工业场地、井下消防洒水用水水源。生产用水为处理后的矿井水， 该矿正常涌水量为 1390m3/d，生产用水 208.8m3/d，满足要求。 1.3 井田地质特征井田地质特征 1.3.1 矿区地质矿区地质 1 1、区域地层、区域地层 区域出露有二叠系(p)、三叠系(t)、侏罗系(j)、第四系(q)等，区域地层见表 1-3- 1。 表 1-3-1 区域地层简表 系统组(群) 地层代号及接触关 系 厚度 （m） 矿 产 第四系q020 上 统遂 宁 组j3sn160 上沙溪庙组j2s133190铜 中统 下沙溪庙组j2x110180油页岩、铁 侏罗系 下中统自流井群j1-2zl320680 上 统二 桥 组t3e160270 法郎组t2f 狮子山组 中统 关岭组 松子坎组t2s138236 永宁镇组茅草铺组t1ynt1m346480 三叠系 下统 飞仙关组夜 郎 组t1ft1y310560 长兴、大隆组p3c+d2075 龙 潭 组p3l310550煤上统 峨眉山玄武岩组p30250 茅 口 组p2m120320 栖 霞 组p2q136350 二叠系 中统 梁 山 组p2l2066煤 上 统？ 石炭系 下 统大 塘 组c1d1836 2 2、矿区地层、矿区地层 矿区内出露最老地层为二叠系上统峨嵋山玄武岩组（p3） 、龙潭组（p3l） ，三叠 系下统（t1） ，最新地层为第四系（q） 。现由老到新依次叙述于下： （1）峨嵋山玄武岩组（p3） 仅见顶部灰绿色斑状玄武岩，其顶为一层厚度不等的凝灰岩。厚度不详。与上覆 地层呈假整合接触。 （2）龙潭组（p3l） 灰色、深灰色、浅灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、细纱岩、石灰 岩、泥质灰岩、煤等组成，为矿区主要含煤地层，产腕足、瓣鳃类及螺类等动物化石， 贵州大学毕业论文（设计） 7 植物化石有大羽羊齿、蕉羊齿、栉羊齿等。厚266.17333.14m，平均299.88m。 （3）三叠系下统(t1) 矿区内出露不全，仅在矿区北西部有三叠系下统飞仙关组(t1f )分布。 飞仙关组第一、二段（t1f1+2）：灰绿色泥质粉砂岩，粉砂质泥岩、粉砂岩、细 纱岩，薄至中厚层状，底部产动物化石。厚164.78-226.03m，平均194.61m。 飞仙关组第三段（t1f3）：暗紫色、灰紫色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、 薄至中厚层状，矿区出露不全。 （4）第四系（q） 零星分布于区内地层之上及河沟、低洼处，含煤地层之上较厚。岩性为灰、褐灰、 黄灰色粉质土、砂质土、砾石等，一般厚度约 020m。与下伏地层呈不整合接触。 3 3、构造、构造 宏发煤矿位于青山向斜北西翼北段（即盘南背斜南东翼北段）地层走向北东 （30-50） ，地层倾角1030。含煤地层倾角较大，一般为1529；上覆 地层倾角较小，一般为1221。总体构造形态为一走向北东南西向，倾向南东的 单斜构造。 矿区内地表未发现次一级褶曲及断层，区内总体构造复杂程度类型属简单。 1.3.2 煤层煤层 1 1煤系地层煤系地层 本区含煤地层为龙潭组系海陆交互相含煤建造，由碎屑岩、生物化学岩及煤组成。 含煤地层平均厚299.0 m，含煤23-41层，一般为29层，19煤层以上含煤9-11层，一般9 层；19煤层底板以下含煤14-30层，一般20层。矿区内可采煤层5层，即17-1、17- 2、19、23、26号煤层，其中17-1、19、26号煤层为全区可采，17-2、23煤层不稳定。 2 2可采煤层特征可采煤层特征 17-2、19、23、26 号煤层特征如下： 1、17-1号煤：含 0-1 层夹矸，结构简单，直接顶板产羊齿类植物化石，原煤全硫 平均 4.31%，属中高硫分煤，为全区可采煤层。 2、17-2号煤：含 0-1 层夹矸，结构简单，直接顶板产羊齿类植物化石，原煤全硫 为平均 2.86%，为中高硫分煤，全区最厚煤层。 3、19 号煤：含 0-2 层夹矸，结构中等，直接顶板产动物化石，原煤全硫平均 1.37%，属中硫分煤。 4、23 号煤：含 0-2 层夹矸，结构中等；根据周边资料，原煤全硫平均 5.13%， 属高硫分煤。 5、26 号煤：含 0-2 层夹矸，结构中等，原煤全硫平均 5.45%，属高硫分煤，为 全区硫分最高的煤层。矿区内可采煤层特征见下表 1-3-2。 表1-3-2 可采煤层主要特征 煤层厚度(m)顶 底 板 岩 性 顺序 区域 组 煤层 名称 最大最小平均 层间距(m) 煤层夹 矸数 稳定性 煤层 倾角(度) 煤种 顶 板底 板 1 龙潭 组 17-11.761.601.693.7402 基本稳 定 1529无烟煤 泥质粉砂岩、粉砂 质泥岩 泥质粉砂岩、 粉砂岩或泥岩 贵州大学毕业论文（设计） 8 217-22.530.51.3601 基本稳 定 1529无烟煤 泥质粉砂岩、粉砂 质泥岩 泥质粉砂岩、 粉砂岩或泥岩 20.56 3191.430.771.1702 较稳定1529无烟煤 泥质粉砂岩，粉砂 质泥岩或泥质灰岩、 石灰岩 底板为泥岩或 粉砂质泥岩 115.20 4232. 10.341.2502 基本稳 定 1529无烟煤 粉砂岩或泥质粉砂 岩 泥质粉砂岩或 粉砂岩 5264.582.133.03 23.74 02 较稳定1529无烟煤 粉砂质泥岩或泥岩 粉砂质泥岩或 泥岩 1.3.3 煤质煤质 （一）物理性质和煤岩特征（一）物理性质和煤岩特征 1 1物理性质和煤岩特征物理性质和煤岩特征 1）物理性质 该煤层开采后大部分为条带状结构，以线理至细条带，中条带状结构为主，局部 有中至宽条带状结构。 2）煤岩特征 根据中华人民共和国国家标准 gb/t5589-1995显微煤岩类型分类和中华人民 共和国煤炭行业标准 mt/t263-1991 烟煤宏观类型的划分与描述确定，主要可采 煤层宏观煤岩类型 17-1、17-2、19 号煤层为半亮型；微观煤岩类型 17-1、17-2、19 号煤 层为微镜惰煤： a有机组分：区内所做可采煤层煤岩鉴定后有机组分大致分为镜质组和惰质组 两大类。镜质类常见为基质镜质体，均质镜质体，少量结构镜质体，碎屑镜质体，偶 见团块镜质体和胶质镜质体。惰质组多见半丝质体，氧化丝质体，次为碎屑 丝质体， 少量微粒体，偶见分泌体等。 b无机组分 以粘土矿物为主，少量石英、黄铁矿及方解石 见表 2-1-2。 2 2煤的简易可选性煤的简易可选性 根据矿山提供资料：该矿区可采煤层为中等可选至极难选煤层。 3 3煤的用途煤的用途 根据煤层的化学性质和工艺性能，各煤层可用于动力、民用煤。 表 1-3-3 可采煤层煤质特征表 煤层编号煤样类别 水(mad)% 最大-最小 灰份 ad(%) (平均) 挥发份 daf(%) (平均) 全硫 std (%) (平均) 发热量 qgr,d (mj/kg) 煤 类 原煤1.3120.9612.474.1327.444 17-1 浮煤0.723.839.321.97 原煤1.77 16.51-30,59 23.55 11.63-12.45 12.04 1.39-4.33 2.86 29.11-23.47 26.29 17-2 浮煤9.63 原煤2.2719.6212.321.3725.96 19 浮煤1.515.249.860.96 原煤 35.01-30.64 32.83 12.59-15.32 13.96 3.75-8.57 5.13 21.47-23.21 22.34 23 浮煤7.147.071.85 26原煤1.2619.9712.195.4527.745 无 烟 煤 贵州大学毕业论文（设计） 9 浮煤0.724.788.581.9733.902 1.3.4 开采技术条件开采技术条件 水文地质条件水文地质条件 1地表水 矿区除北东部下厂河外无其它地表水，下厂河为山区雨源型河流，由北西向东从 矿区的北东边界穿过，河床粗糙，水流湍急，流量变化较大，雨季山洪飞瀑，河水暴 涨，枯水季节流量较小。地表水主要受大气降水控制。 北东部下厂河为本区最低侵蚀基准面，标高 1418 米。 2含（隔）水层 1）峨嵋山玄武岩组 (p3)弱含水层 二叠系上统峨眉山玄武岩组(p3)：岩性为玄武岩，顶部为凝灰岩。呈条带状出 露于矿区北部。浅部含风化裂隙水。该组含水性弱。 2）二叠系上统龙潭组(p3l)弱含水层。 为主要含煤地层。岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、煤层等。呈条带状， 出露于矿北部边界附近。浅部含风化裂隙水和小煤矿积水。深部富水性减弱仅含微弱 基岩风化裂隙水和构造裂隙水，该组为一弱含水层。 3）三叠系下统飞仙关组 飞仙关组一、二段（t1f1+2）：岩性以灰黄、灰绿色砂岩、泥岩为主，东部夹灰岩 薄层。出露也较广。浅部含风化裂隙水，深部局部含构造裂隙水，东部所夹灰岩还见 有岩溶水。该组为一弱含水层。 4）第四系(q)弱含水层 以坡积、残积层为主，厚度不均，030.米，通常 20 米左右。大片残积层覆盖于 煤组之上，透水性强，往往有渗透性泉水出露，一般流量不大，为一弱含水层。 3老窑积水 矿区及周边老窑开采历史悠久，以斜井、平硐为主，老窑井口多沿煤层出露地带 分布，为季节性土法开采，以开采 17-1、17-2、19、23、26 号煤层为主，见煤后沿煤 层掘进，开采斜长一般 50250m，垂深一般 20m 左右，停采后多有积水，甚至与大 气降水水力联系。 4矿床充水因素 1）充水水源充水水源 （1）地表冲沟水 冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较 大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤 层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采 矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。 （2）第四系孔隙水 贵州大学毕业论文（设计） 10 矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对 煤矿开采影响小。 （3）三叠系下统飞仙关组第一、二段(t1f1+2)弱含水层（隔水层） 飞仙关组一、二段（t1f1+2）：岩性以灰黄、灰绿色砂岩、泥岩为主，局部夹灰岩 薄层。出露较广。浅部含风化裂隙水，深部局部含构造裂隙水。 （4）龙潭组弱裂隙含水层 该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，地下水以风化裂隙水为主，但随着深度 的增加含水量会变大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大若干倍。 该组为煤矿床开采的直接充水水源。 （5）老窑采空区积水 老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时， 采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。 5水文地质类型 根据储量核实报告评审备案，本矿区属以裂隙充水为主，水文地质条件中等。 6矿井涌水量 根据储量核实报告，矿井涌水量的预算采用以下公式： q = fkf q矿井涌水量（m3/d） ， f预算面积（m2） ， kf单位面积含水率（m3/ m2） 。 该矿现汇水面积估算约为2020000m2，矿井正常涌水量为15m/d，最大涌水量。 因此kf =2. 75104m3/m2 矿井预计汇水面积约为2020000m2 矿井预计正常涌水量： q = fkf=2020000m22.7510-4 m3/ m2=23.17 m3/h； 矿井预计最大涌水量： q = fkf=6303237m22.7510-4 m3/ m2=72.3 m3/h。 煤层顶底板煤层顶底板 117-1、17-2号煤层：顶板为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩，底板泥质粉砂岩、粉砂 岩或泥岩。 219号煤层：顶板为泥质粉砂岩，粉砂质泥岩或泥质灰岩、石灰岩，底板为泥 岩或粉砂质泥岩。 323号煤层：顶板为粉砂岩或泥质粉砂岩，底板为泥质粉砂岩或粉砂岩。 426号煤层：顶、底板多为粉砂质泥岩或泥岩。 顶板岩性为深灰色泥灰岩，层状，局部相变为泥岩、粉砂质泥岩，层位稳定， 岩性较稳定，产大量腕足类动物化石。 贵州大学毕业论文（设计） 11 底板岩性：顶部0.40m左右为含根泥岩，其下为粉砂岩或泥质粉砂岩、粉砂质泥 岩。 瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温 1、瓦斯：根据 2009、2010 年矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，2008、2009、2010 年三年度宏发煤矿均鉴定为高瓦斯矿井。 2、煤尘：根据贵州省煤田地质局实验室提交的煤层煤尘爆炸性鉴定报告；各煤层 煤尘鉴定均为煤尘有爆炸性，因此各层煤均按煤尘有爆炸性进行设计与管理。 3、自燃倾向性：根据贵州省煤田地质局实验室提交的煤层自燃倾向性鉴定报告； 各煤层鉴定均为自燃煤层，因此各层煤均按自燃煤层进行设计与管理。 4、地温 根据储量核实报告提供的资料，本矿无异常地温现象，属正常地温矿井。 5、 冲冲击击地地压压 储量核实报告及矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，本矿区内也 无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。 6、 煤与瓦斯突出危煤与瓦斯突出危险险性性 该矿未做煤与瓦斯突出危险性鉴定，根据黔安监管办字 345 号文件，普安县被划 定于煤与瓦斯突出区域。因此在未做突出鉴定之前须按煤与瓦斯突出矿井进行设计与 管理。 矿井建设过程中必须密切注意： 尽量减少斜巷等巷道揭煤的次数和频率； 制定专门的巷道揭煤、煤巷掘进、工作面回采相应防突措施并贯彻执行； 尽快委托有资质的部门进行煤与瓦斯突出危险性的鉴定工作； 委托有资质的部门作瓦斯抽放和防突专项设计 （四）工程地质条件及开采后的变化（四）工程地质条件及开采后的变化 1工程地质岩组的划分工程地质岩组的划分 矿区内工程地质岩组可划分为半坚硬岩组、软弱岩组及松散岩组四类。 半坚硬岩组：主要包括中微风化的三叠系下统飞仙关组第三段（t1f3）泥质粉 砂岩、第一、二段（t1f1+2）粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及二叠系上统龙潭组（p3l）细 砂岩、粉砂岩等碎屑岩。 软弱岩组：主要包括强风化的三叠系下统飞仙关组第三段（t1f3）泥质粉砂岩、 第一、二段（t1f1+2）粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及二叠系上统龙潭组（p3l）碎屑岩、 煤层等。 松散岩组：主要包括第四系碎屑岩残积、坡积土。 2岩土工程地质条件岩土工程地质条件 1）土体工程地质条件 （1）第四系碎屑岩残积、坡积土层 主要分布于含煤地层露头区，分布面积较大。由细砂岩、粉砂岩、泥岩等经长期 贵州大学毕业论文（设计） 12 风化、剥蚀后的残积、坡积物，土层厚度不大，缓坡及沟谷中稍厚，一般在10m，土 质多为碎石土、砂土、粉质粘土，土体呈松散或半固结状，分选性、胶结性差，透水 性较好，土体强度弱，压缩性高，受力后沉降量大，边坡容易失稳。 2）岩体工程地质条件 （1）上覆地层 含煤地层上覆围岩为碎屑岩，主要为飞仙关组第一、二段粉砂岩、泥质粉砂岩、 粉砂质泥岩，岩石多为薄中厚层结构，层理特征多为均匀层理、韵律层理或水平层， 以泥质胶结为主，泥质含量较高，靠近地表岩石容易遭受风化、剥蚀而形地残积土， 地下深部则岩石较完整。此种岩体结构特点是岩体分层多，受沉积因素影响，平面上 和剖面上岩相、厚度分布变化大。受各种结构面的相互影响，结构体形态以长方体、 板状体为主，该类岩体抗压强度中等，饱水后强度降低，当失去原岩应力平衡状态后， 以离层或沿滑动面滑脱失稳为主要表现形式。总体上该碎屑岩多为层状结构，少量碎 裂结构，属中等坚硬岩，岩体多数类，岩体质量中等，工程地质条件中等。在该类 岩石中掘进巷道时可能出现缩径、软岩挤出、片帮等不良工程地质现象。 （2）含煤地层 多以碎屑岩为主，局部夹碳酸盐岩。碎屑岩以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉 砂质泥岩、泥岩、铝土岩、煤层为主，多为层状结构，少量碎裂结构；碳酸盐岩以灰 岩、菱铁质灰岩为主，厚度普遍较小，多为块状结构，少量碎裂结构。该地层中硅质 细砂岩、灰岩、菱铁质灰岩属坚硬岩，力学强度高，遇水时不易软化；钙质细砂岩、 粉砂岩、泥质粉砂岩、铝土岩属中等坚硬岩组，力学强度中等，有一定遇水软化性； 粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层属软弱岩组，力学强度很低，遇水时极易软化， 塑性强，巷道掘至该层段时，易产生顶部塌陷及底鼓、片帮等现象。 该地层在地表浅部为中风化及强风化带，岩石容易碎裂，并伴有浅层风化裂隙水 出露，而随着深度的增加，风化程度逐渐减弱。 （3）下伏地层 含煤地层的下伏地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组。峨眉山玄武岩组岩石大部为 杏仁状构造，似层状或块状，属坚硬岩组，岩体致密坚硬，稳定性好，隔水性好，为 弱水层。 3）主采煤层顶底板工程地质条件 17-1、17-2号煤层 顶板为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩，底板泥质粉砂岩、粉砂岩或泥岩。 19号煤层： 顶板为泥质粉砂岩，粉砂质泥岩或泥质灰岩、石灰岩，底板为泥岩或粉砂质泥岩。 23号煤层： 顶板为粉砂岩或泥质粉砂岩，底板为泥质粉砂岩或粉砂岩。 贵州大学毕业论文（设计） 13 26号煤层： 顶、底板多为粉砂质泥岩或泥岩。 3工程地质条件预测评价工程地质条件预测评价 本矿区地形以中山为主。上覆地层和下伏地层岩石工程地质条件较好，含煤地层 局部地段存在粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤、小型断层破碎带等软弱层，17- 1、17-2、26号煤层顶板力学强度中等，19号煤层顶板力学强度较强。17-2、19、26号 煤层底板力学强度低中等，如果支护不良，可能出现顶板跨塌、片帮、底鼓、支架 下陷等工程地质问题，故本矿区工程地质条件为中等，在开采过程中应加强巷道顶、 底、帮的支护管理工作，预防不良事故发生。 本矿区各煤层均有很薄的粘土质伪顶，底板泥岩易泥化、底鼓，在采煤过程中应 设计预留煤柱，以防人为因素造成垮塌，在回采阶段，应边采边回填，避免地面沉降 等地质灾害的发生。 贵州大学毕业论文（设计） 14 第二章第二章 井田井田境界和储量境界和储量 2.1 井田境界及可采储量井田境界及可采储量 2.1.1 井田境界井田境界 根据贵州省国土资源厅下发的采矿许可证(证号：c5200002011051120113327，采 用西安 80 坐标)，普安县地瓜镇宏发煤矿矿界由 4 个拐点坐标圈定。开采深度：由 +1675m 至+1200m 标高，矿区面积 3.14km2，走向长 2.73 km ，倾向长 1.15 km，矿区 范围拐点坐标见表 2-1-1。 表 2-1-1 宏发煤矿矿区范围拐点坐标表 直角坐标 序号 横坐标（x）纵坐标（y） 12843929.935494901.69 22842945.935495626.69 32842091.935492620.69 42843276.935492620.69 面积：3.14km2 开采标高+1675m+1200m 2.1.2 可采储量可采储量 (1)(1)地质资源量地质资源量 根据 2007 年 12 月贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心提交的贵州省普 安县地瓜镇宏发煤矿资源储量核实报告 ，经贵州省国土资源厅核实，截至 2007 年 11 月，宏发煤矿评审备案的煤炭(准采标高+1675m+1200m)保有资源量(332)+(333) +(334)？)1588 万吨。其中，(332)855 万吨(其中硫大于 3%的 755 万吨)；(333)562 万吨(其中硫大于 3%的 415 万吨)；(334)？171 万吨(其中硫大于 3%的 69 万吨)。 该矿从 2009 年 9 月储量核实报告备案至今，已开采（332）资源量 9 万吨； （333）资源量 7 万吨。 表 2-1-2 矿井资源量汇总表 保有资源储量采空量项目 煤号 （332）（333）(334)？（332）（333） 17-1190551.32 17-2102 19100147 23 217692.51.6 26 5651435.23.4 小计 85556217197 合计 158816 (2)(2)矿井工业资源矿井工业资源/ /储量储量 该矿井矿井工业资源/储量按下式计算： 矿井工业资源/储量=(332)+(333)k(取 0.70.9，本矿井取 0.7) 贵州大学毕业论文（设计） 15 =855+5620.8=1304.6(万吨)。 式中：k为可信度系数，该矿取 0.8。 (3)(3)煤柱损失（煤柱损失（334334？资源量内煤柱未计算）？资源量内煤柱未计算） a)永久煤柱永久煤柱 1）井田边界保护煤柱：以所划定的矿区开采边界的铅垂线至所采煤层的投影线内 推 20m 计算； 332 资源量 17-1：长宽高容重680201.691.533.5 万吨 19：长宽高容重650201.171.52.3 万吨 26：长宽高容重620203.031.485.5 万吨 333 资源量 17-1：长宽高容重2120201.691.5310.9 万吨 19：长宽高容重2250201.171.57.9 万吨 23：长宽高容重1000201.251.53.7 万吨 26：长宽高容重2780203.031.4825 万吨 井田边界保护煤柱小计 332 资源量 11.3 万吨、333 资源量 47.5 万吨（折合 38 万 吨） 。 2）氧化带防水煤柱：可采各煤层均在井田范围内出露，但均已采空，按采空区防 水煤柱计算。 3）集中村寨保护煤柱：按 15m 维护带，表土层移动角取 =45，基岩移动角取 =70(煤层的倾角 =69)。井田范围内共有 3 处集中村寨需留保护煤柱，其中上煤 组一处，下煤组两处。 332 资源量 26：长宽高容重5201103.031.4825.6 万吨 333 资源量 17-1：长宽高容重1601201.691.535 万吨 19：长宽高容重1901501.171.55 万吨 23：长宽高容重8001601.251.524 万吨 26：长宽高容重310703.031.489.7 万吨 集中村寨保护煤柱 332 资源量 25.6 万吨、333 资源量 43.7 万吨（折合 35 万吨） 。 4）采空区边界煤柱：巷道在水淹区下掘进时，隔水煤柱的尺寸为 40m；在水淹区 下的同一煤层中进行回采时，隔水煤柱的尺寸为 35m；在水淹区下的煤层中进行回采 时，隔水煤柱的尺寸为 40m。 332 资源量 17-1：长宽高容重1200351.691.5310 万吨 19：长宽高容重1200351.171.57.3 万吨 贵州大学毕业论文（设计） 16 26：长宽高容重400353.031.485.5 万吨。 333 资源量 17-1：长宽高容重800351.691.536.3 万吨 19：长宽高容重800351.171.54.9 万吨 23：长宽高容重1000351.251.56.6 万吨 26：长宽高容重700353.031.4811 万吨 采空区边界煤柱小计 332 资源量 22.8 万吨、333 资源量 28.8 万吨（折合 23 万吨） 。 5）河流防水保护煤柱：按 15m 维护带，表土层移动角取 =45，基岩移动角取 =70(煤层的倾角 =69)，大部分与村寨煤柱重合。 333 资源量 23：长宽高容重2002001.251.57.5 万吨 26：长宽高容重2302303.031.4824 万吨 河流防水保护煤柱小计 333 资源量 31.5 万吨（折合 25 万吨） 永久煤柱损失合计为 180.7 万吨。 b)工工业业广广场场煤煤矿矿 排水平硐位于下煤组煤层露头线外，不需要留设保护煤柱，主平硐位于上煤组煤 层露头线外，只需要留设下煤组保护煤柱。工业广场保护煤柱按 15m 维护带，表土层 移动角取 =45，基岩移动角取 =70(煤层的倾角 =69)，均为 332 煤柱。 332 资源量 26：长宽高容重2302803.031.4829 万吨 333 资源量 23：长宽高容重2002501.251.59.4 万吨 小计 332 资源量为 29 万吨、333 资源量为 9.4 万吨（折合 7.5 万吨） 。 c)井巷煤柱井巷煤柱 对于上煤组开采来说，主平硐、进风平硐、排水平硐及回风平硐均布置在 19 号煤 层底板下 15m 以外的岩层中，不需要留设保护煤柱。 一采区主石门底板揭穿 19 号煤层布置，两边留设 15m 保护煤柱。一采区主要下 山布置在 17-1煤层中，留设 15m 保护带后，按松散层移动角 45，基岩移动角取 65 计算煤柱。 对于下煤组开采来说，进风平硐、排水平硐已形成段位于 26 号煤层中，留设 20m 保护煤柱，但与村寨保护煤柱重合。 332 资源量 17-1：长宽高容重4201001.691.5310.8 万吨 19：长宽高容重4501301.171.510.2 万吨 贵州大学毕业论文（设计） 17 小计 332 资源量 21 万吨。 工业广场、主要井巷煤柱损失合计为 57.5 万吨。 （4 4）矿井设计资源）矿井设计资源/ /储量储量 矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱已采资源量 =1304.6-180.7-14.6=1109.3(万吨) （5 5）矿井设计可采储量）矿井设计可采储量 矿井设计可采储量=(矿井设计资源/储量-工业场地煤柱煤量-主要井巷煤柱煤量) 采区回采率 各煤层资源量、保有资源量、矿井工业资源/储量、矿井设计资源/储量、及矿井 可采储量统计见表 2-2-3。 表 2-1-3 工业资源/储量、设计资源/储量、可采储量统计见表 单位：万吨 采区可采储量 332333 回采率 () (万t) 17-1 190 5523431.5 202.5010.800.8153.36 17-2 0 0 19 100 147217.623.2 194.4010.200.85156.57 23 0 217173.634.5 139.107.300.85112.03 26 565 143679.491.5 587.9029.200.8446.96 合计855 562 1304.60180.701109.3057.50868.92 设计利用 储量（万 t） 工业场地、 主要井巷煤 柱(万t) 煤层编号 资源/储量类型 工业储量 (万t) 永久煤柱 损失(万t) 经计算，矿井可采储量为 868.92 万吨。 第三章第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 3.1 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 3.1.1 矿井工作制度矿井工作制度 根据煤炭工业小型煤矿设计规范 ，矿井设计年工作日数为 330 天。 工作制度为：地面采用“三八”制，井下采用“四六”制，井下日工作班数为 4 班， 每班 6h，三采一准，日净提升时间 16h。 3.2.1 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 该矿资源储量较丰富，煤层较稳定可采，矿井生产能力 300kt/a。 从以下几方面分析矿井达到 300kt/a 的生产规模的有条件的： 、1、资资源条件源条件 根据以上计算，该矿可采储量 868.92 万 t，储量满足 300kt/a 扩建条件。 、2、地地质质构造构造 宏发煤矿位于青山向斜北西翼北段（即盘南背斜南东翼北段）地层走向北东 贵州大学毕业论文（设计） 18 （30-50） ，地层倾角1030。含煤地层倾角较大，一般为1529；上覆 地层倾角较小，一般为1221。总体构造形态为一走向北东南西向，倾向南东的 单斜构造。 矿区内地表未发现次一级褶曲及断层，区内总体构造复杂程度类型属简单。 开采能力分析开采能力分析 该矿煤层为缓倾斜薄、中厚煤层，设计采用普采，达到 300kt/a 的生产能力是可 能的。 技术装备水平分析技术装备水平分析 设计采用平硐开拓，设 4 个井筒，采煤工作面