《采矿学课程设计》word版.doc

采 矿 学 课程设计说明书 姓名： jiajia 学号： 班级： 题目： 评语： 指导教师： 职 称： 2014 年 01 月 04 日 I 设计感受 这次采矿学课程设计在郭老师的悉心指导下，一周内设计内容全部完成。这次开 拓设计的每个细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导，要感谢您的谆谆教诲。 这次设计煤层地质构造条件理想，设计煤层平均倾角 15 度左右。过程中，充分利 用采矿学上所学知识，结合煤层构造实际情况，以安全第一和达产为原则，从技术和 经济上着手，设计出一套在技术上可行，经济上优越的现代化大型矿井煤层组采区开 采方案。 在编制课程设计说明书的过程中，对采矿学上所学知识又梳理了一边。对采矿方 面的许多专业知识比以前的认识更深了，在说明书上所附的各计算示意图和插图均用 工程绘图软件 AutoCAD 绘制，在这个过程中对使用 CAD 绘制采矿工程图形有了新的认 识，重新温习了许多绘图命令以及了解了最新的制图标准。如何利用先进的技术标准、 规范、合格的采矿工程图是我们采矿人必须关注并解决的问题，在以后的学习和工作 中要继续认真的学习深造。 在这次设计过程中，我对回采巷道的设计有了更进一步的理解和认识，学到了许 多知识，在以零号图纸为画板手工绘制带区巷道布置平面图，CAD 绘制平面图和带区 巷道布置剖面图的过程中，使自己又得到了很大的锻炼。通过这次课程设计，让我经 历了一个带区从设计到开采的全过程，这将是我以后学习和工作的财富，为我以后的 学习和工作有着很大的指导和帮助。 最后再次感谢知道我和帮助我完成此次课程设计的郭老师，谢谢。 I 目目 录录 1.矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征-1 1.1 矿区概述-1 1.1.1 地理位置及交通条件-1 1.1.2 矿区内经济状况-1 1.1.3 矿区气候条件-1 1.1.4 矿区水文及工农业供水-1 1.2 井田地质特征-1 1.2.1 井田地形及勘探程度-2 1.2.2 井田煤系地层-3 1.2.3 井田地质构造-4 1.3 煤层特征-4 1.3.1 煤层埋藏条件和特征-4 1.3.2 煤层的围岩性质-6 1.3.3 煤层露头及风氧化带-6 1.3.4 煤层特征-7 2.带区境界及储量带区境界及储量-11 2.1 境界-11 2.1.1 井田划分的原则-11 2.1.2 划分井田的方法-11 2.1.3 井田境界-11 2.2 工业储量-12 2.3 可采储量-12 2.3.1 永久煤柱留设-12 3.带区参数带区参数-13 3.1 倾斜长度-13 3.2 走向长度-13 3.3 生产能力-13 3.1.1 回采工作面长度及推进度-13 3.1.2 回采工作面单产-13 3.1.3 带区生产能力-13 3.1.4 带区服务年限-13 4.带区巷道布置带区巷道布置-14 4.1 带区巷道布置-14 4.1.1 带区准备方式的确定-14 4.1.2 工作面推进方向的确定-14 4.1.3 带区开采顺序-14 4.2 生产系统-14 4.2.1 运煤系统-14 4.2.2 辅助运输系统-15 4.2.3 通风系统-15 II 4.2.4 排矸系统-15 5.采煤方法采煤方法-16 5.1 采煤方法和回采工艺-16 5.1.1 地质概况及煤层赋存-16 5.1.2 采煤方法的确定-16 5.1.3 采高及截深-16 5.2 回采工艺-16 5.3 生产组织方式-17 5.4 回采巷道布置-17 5.5 顶板与煤壁管理措施-17 5.5.1 顶板管理方法-18 5.5.2 支护材料及规格-18 5.5.3 工作面支架布置方式-18 5.5.4 柱排距-18 5.5.5 回采顺序及要求-19 6.主要技术经济指标主要技术经济指标-20 6.1 主要结论-20 6.2 主要技术经济指标-21 参参 考考 文文 献献-22 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 1 1.矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 地理位置及交通条件 井田位于江苏省徐州市铜山县境内，距徐州市约 22 公里。 交通：铁路，徐沛路与陇海铁路在该井田南部相交，铁路专用线与徐沛铁路在刘集 站接轨。公路，井田东部有徐沛公路通过，矿用公路在唐沟站与徐沛公路连接，交通极 便。交通位置图见图 11。 大 运 河 张 集 矿 沙塘 131.8 云龙湖 板河 大刘庄矿 卧牛山 眼防所 徐州 徐州 173.3 九里山 南岗 杨屯 刘集 小 楼 矿 矿 河 夹 庞庄矿 张 徐州 卧 牛 矿 新 河 矿 王庄矿 杭 咤城 京 图 11 交通位置图 1.1.2 矿区内经济状况 投产以来，累计生产煤炭 5500 多万吨，销售收入 155 亿元，实现利润 60 亿元，是 安徽省目前产量最高、效益最好的特大型现代化煤矿。矿井先后获得全国煤炭工业特级 安全高效矿井、全国煤炭科技创新型矿井、全国煤炭行业特级高产高效矿井、全国煤炭 双十佳 矿井、全国质量效益型先进企业、全国文明矿井等荣誉称号。 1.1.3 矿区气候条件 1、矿区气候性质及气温变化： 据地质报告提供徐州气象站资料：本矿区气候属南温带鲁淮区，具有长江与黄河流 域气候的过度性质，但接近北方气候的特点。气候温和，四季明显，日照充足，春秋季 1.矿区概述及井田地质特征 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 2 短，入冬和回暖较早，冬寒干燥，夏热多雨。春秋干旱突出，并伴有寒潮、霜冻、风雪、 台风、冰雹和暴雨等灾害性天气出现。 气温：历年年平均为 14.2 摄氏度，最高气温 40.6C， （1972 年 6 月 11 日） ，最低温度 零下 22.6 摄氏度（1969 年 2 月 6 日） ，35.2 摄氏度以上高温天数年平均为 11 天，零下 10 摄氏度的低温年平均 6 天。 2、雨季时间、年平均及最大降雨量： 据徐州气象站 1951-1982 年资料，历年平均降雨量 866.7 毫米，最大降雨量出现在 1962 年，达 1360 毫米，最少降雨量出现于 1953 年，仅为 595.2 毫米。降雨量多集中在 每年夏季的 6-8 月，平均为 511.2 毫米，占全年降雨量的 59%，年平均降雨为 32 天，暴 雨日年平均仅为 4 天，日最大降雨量为 255.5 毫米。 3、结冰及解冻日期、最大冻结深度、最大积雪厚度： 据徐州气象站资料，本区河港封冻日期，平均在 12 月底-1 月低最早 12 月 15 日，最 晚为 1 月 30 日。历年最大冻土厚度为 24 厘米（1968 年 1 月 2 日） ，最早解冻日期为元 月 1 日、 （1974 年） ，最晚为 2 月 21 日（1957）年，平均解冻日期为 1 月 22 日，最大积 雪厚度为 25 厘米（1964 年 2 月 15 日） 。 4、全年最大频率风向和最大风速： 本区历年四季风向均为偏东风为主，ENE 频率为 13%，年平均风速为 30 米/秒，年平 均大风日为 15.3 天，34 月最多，最大风速为 19.3 米/秒（1952 年 5 月） ，瞬时最大风 速曾达 12 级。台风直接影响本区平均 3-5 年一次，而台风倒槽影响本区较多，年均有一 次，多出现在 8-9 月。常常带来暴雨。 1.1.4 矿区水文及工农业供水 矿区内地表水系重要有废黄河和桃园河两条河流。 废黄河，斜穿井田西南部，呈北西-东南延展，河道宽浅，河床大部分干枯，为季节 性河流。两岸筑有防洪堤坝，堤坝标高+43 米+44 米. 桃园河，为一条季节性河流，由西向东流入京杭运河，只有尾端和支流伸入井田东 部，河道较浅，讯期泄水，排涝，旱期断流。 在井田以东约 15 公里，有徐州地区最大地表水体微山湖（全湖面积 644 平方公里） 湖面水位常年标高+31 米+33,最高洪水位 36.9 米（1957 年） 。自 1958 年以来，微山湖 大堤多次进行培修，堤顶标高一般增高到+38.5 米+39.5 米,堤宽为 6 米10 米,同时开 挖了京杭运河。疏竣了流通河道，兴建了配套、节制、灌溉等工程。基本上解决了洪水 危害。 1.2 井田地质特征 1.2.1 井田地形及勘探程度 本矿区位于黄淮冲击平原，地势平缓，微向东及北东倾斜，地面标高+35 米+45 米， 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 3 地面坡降为千分之一。 张集井田从 1957 年至 2000 年共施工地震详查测线 51 条，测长 121.57 公里，地震 测线 49 条，测长 105.67 公里。地质钻孔 179 个，工程量 134000 米。 1、以往勘探工作： （1）5759 电法勘探，资料无法收集； （2）1975 年 12 月76 年 4 月，江苏地勘公司在张集进行地震详查勘探； （3）1974 年1976 年江苏煤田地探四、二队在张集精查勘探，提出了江苏省张 集勘探区精查地质报告（最终） ； 2、建井后补充勘探工作： （1）1984 年为验证物探效果，在张集东采区施工 4 个验证孔，工作量 2587.38 米； （2）1994 年为查明矿下部采区边界断层位置，7 煤构造形态及煤层厚度变化情况进 行勘探。 1.2.2 井田煤系地层 1、煤田和井田地质构造及其关系 本井田位于新华夏第二隆起带西侧，丰沛隆起带南侧，起构造以新华夏为主，受郯 庐带的影响，形成了张集背斜，李庄背斜，姚庄背斜一组褶皱和断裂带。在井田的西南 部由于燕山运动早期华夏系再次活动的加剧了原有的断裂，构成了火岩层侵入通道，形 成井田西南部，成岩株状入侵，使围岩拱起，媒质受热变坏，呈细脉状，岩株状侵入附 近的太原组和本溪组地层中，对本区煤层起了破坏性作用。 燕山运动后期，受郯庐断裂带左行扭动影响，是本井田东南部边界断层 F1 下盘想西 北急骤下降，落差很大，并以西部火成岩为砥柱，形成向西南收敛，向东北撇开。由于 紧密的褶皱和层见的强烈的滑动，从而是有的煤层变的很薄，尖灭。 2、地质年代、地层层序、沉积厚度和岩石特征： 徐州煤田处于丰沛隆起的南侧，张集井田属于徐州九里山外围煤田，夹于鲁西和两 淮煤田之间，根据地质物探资料、井田地层、下奥陶系贾汪组、小家屿组、马家沟组、 中奥陶系白土组、石炭系本溪组和太原组、二叠系山西组、上下是石盒子组、石子峰组 及第四系。 现就对煤系地层及第四系地层按生成次序概述如下： 1、 系中统本溪组，吼 8.0322.68 米，平均厚度 14.33 米，属滨海沉积。其岩性 为：上部为“十四”层灰白色石炭夹灰绿粘土层，富含黄铁矿结核，中下部为绿色泥岩， 和杂粉沙岩及薄层砂岩，底部为紫红色铁质泥岩和残余铁矿曾，与下地层曾平行不整合 接触。 2、石炭系中统太原组，厚 123.33187.16 米，平均 153.78 米，本组属滨海平原海 陆交互相沉积，有石灰岩、粉沙岩、泥岩、粘土层、中细沙岩几煤层组成，含石灰岩十 三层，各层在全区比较的稳定，尤以一、四、九、十、十二层灰岩特别突出，为本区标 志层。本组含煤 16 层，均为薄煤层，基本上都不可采，只有层在全区内稳定可采。 1.矿区概述及井田地质特征 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 4 其煤层赋存变化，沿走向自东向西变薄，沿倾向，浅薄深厚。 3、系山西组，厚 71.6159.61 米，平均为 108.92 米，本组为滨海冲积沉积，含煤 碎岩相与太原组呈整合接触，其岩性为：上部为泥岩，中细砂岩组成，偶夹 12 层煤线。 中部为 B、C 层煤含煤段， ，有中粗、细粒石英砂岩，粉沙岩及煤层组成。下部由粉沙岩 与细砂岩互层及泥岩组成。 4、系石盒子组，全组厚为 156.9274.5 米，平均 218 米，本组含煤广布分布，其 底部以灰绿或灰白色含砾中粗砂岩与山西组整合接触，含煤构造为海陆冲击平原陆相含 煤碎岩沉积，其岩性：上部由粉沙岩、泥岩夹薄层中细砂岩组成，中部以中厚层中粗砂 岩、细砂岩、粉砂岩，偶加煤线，下部为中组煤含煤段，有粉砂岩、粘土岩、中细顺眼 及煤层组成，含煤 1-8 层，一般四层，煤层总后为 3 米左右，均为不可采煤层。 5、二叠系上石盒子组，全组厚为 323.40586.35 米，平均为 426.91 米，井田内大 部分钻孔揭露，其底部以含砾、粒砂岩与下层呈整合接触。含煤屑及碎岩沉积。岩相主 要为泥岩粉砂岩、含砾粗砂岩，偶见薄煤。 6、第四系：有下更新统、中更新统、上更新统及全更新统组成。由东南往西北方向 逐渐加厚。总厚度在 93.59170.30 米之间，其岩性由粉砂岩、淤泥质沙质粘土、粘土 及砂岩等组成。 1.2.3 井田地质构造 1、构造形态 本井田总体成单斜构造，地层走向由东向西为：北东向，近东西渐变为北西向；井 田东北部出现近南北向，上煤层露头在西部走向近南北，地层总体向南倾，倾角为 914，倾角由浅向深逐渐减小，至井田南部及较大断层附近倾角又开始变大。 2、断裂构造 本井田中部及东部断裂构造简单，断层稀少，而西南部构造发育复杂，有一大的正 断层，落差比较大，两侧节理较发育。 3、褶皱构造 井田内发育着次一级的宽缓褶皱，褶曲比较发育，且具有短轴宽缓的特点，特别是 井田西部、南部褶曲更发育，褶曲轴向成北东东至近东西向，与区域褶曲轴向基本一致。 综上所述，井田地层产状变化有一定的规律性，基本上随褶皱轴向变化而变化，与 淮阴山脉的走向、倾向大体一致，其倾角具有浅大深小的特点，背斜平缓,本井田属于地 质构造简单,倾角平缓,以波状起伏为主的类井田。 4、水文地质 张集煤矿位于半封闭的腾县背斜储水构造水文地质单元的西南侧，本区是一个相对 封闭的断块型水文地质构造煤系。第四系含水层组与煤系地层各含水层的水力联系较弱， 断层导水性较弱，为含水层之间水力联系不密切，加之煤系地层埋深较大。深部地下水 循环缓慢，补给不良，排泄不畅。 矿井水文地质规程中矿井水文地质条件分类标准， 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 5 张集井田属于水文地质条件简单型的矿井。矿井充水来源主要是山西组砂岩裂隙水，太 原组灰岩岩溶裂隙水。目前，张集煤矿正常涌水量为 86m3/h。矿井最大涌水量平均为正 常矿井涌水量的 1.3 倍。 1、含水层与隔水层 （1）第四系地层，井田内发育完全，由下更新统、中更新统、上更新统及完全更新 统组成，由东南向西北逐渐增厚，总厚度为 93.59163.65 米。按沉积时代，由新到老叙 述如下： 全新统，为黄河泛滥相和湖沼相沉积，厚度 13.518.45 米之间，主要有黄色含粘土 粉岩、砂质粘土、淤泥质砂质粘土组成，据邻取、区抽水资料，单位涌水量为 0.0076 升/ 秒每米，水位标高+31.22641.3714 米季节性变化，水质属弱碱性及硬淡水。 上更新统埋藏深度为 31.6939.60 米，厚度为 16.422.20 米，为冲积相湖沼相沉积， 有黄褐、砖红色粘土、砂质粘土及粉细杉组成。底部见分散浆块，厚度稳定，粘土 16 层，总厚 5.6515.30 米，平均 10.48 米。单位涌水量为 0.360.91 升/秒每米。属弱碱性， 弱矿化度极硬水。 中更新统，埋藏深度为 67.787.51 米，厚度 32.6948.09 米,平均 37.91 米。为河 床相湖沼相沉积，岩性主要为浅砖红色粉砂、中细砂、砂姜粘土、砂质粘土及粘土组成。 总厚度为 14.9632.50 米，平均 24.96 米，厚度比较稳定，具有良好的隔水性能。本统 上部有一稳定的粘土和砂质粘土层，厚度为 7m，连续性好，为较好的隔水层。水位标高 为+35.30 米，单位涌水量 0.334 升/秒每米。 下更新统埋藏深度为 82.20m118.40 米,厚 8.050.7 米东南部发育不全，基岩隆 起区厚度较薄，为河床、河漫、湖沼相沉积。岩性主要为黄土、棕黄色含砾粘土、砂质 粘土钙质层组成。粘土 29 层，厚度稳定，其上部有一稳定的粘土层厚 516 米，平均 厚度 10 米，分布连续，为良好的隔水层。单位涌水量为 0.20060.52 升/秒每米。水位 标高为-12.03+24.13 每。 （2）上第三系中新统上新统，主要见于井田西北中深部，埋藏深度为 101163.65 米，平均 131.46 米，厚 0.035.16 米，为浅湖相沉积，岩性主要由厚层灰绿色粘土、 薄层细砂及粘土质砂砾组成。据 8 个钻孔资料表明，以厚层粘土为主，厚 2.031.61 米， 平均 18.20 米，隔水性能较好。 （3）石千峰组，深部有 22 个钻孔资料表明，厚度 485.95 米，上部为泥岩、粉砂岩 夹薄层细砂组成，为相对隔水段。下部由 16 层中粗粒砂岩组成，节理裂隙不发育，富 水性较弱。 （4）上石盒子组，平均厚度为 426.95 米，含水平均 4 层，由砾中粗砂岩组成。含 水砂岩厚度 5.266.70 米，平均 26 米，富水中等，对煤层开采无影响。 （5）下石盒子组，厚度 156.90274.50 米，平均 218 米，由粉砂岩、泥岩、煤层 及中细砂岩含水层组成。对于采煤层有直接影响的含水层是煤层顶部米，以内 15 层的 中细砂岩，水位标高+37.09 米,单位涌水量 0.017 升/秒每米，富水性差。 （6）山西组，厚 71.64159.61 米。上、下部由泥岩、粉砂岩夹薄层细砂岩组成， 1.矿区概述及井田地质特征 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 6 中部为含煤段，对 B、C 煤层有直接影响的是 B 层煤顶部 40 米以内的砂岩含水层和 C 煤 层的顶板砂岩。B 煤层顶部砂岩 17 层，总厚度为 4.1540.51 米，平均 15.87 米。一 般距煤层 8 米左右，岩性为细中粒石英砂岩，高角度裂隙较发育。C 层煤顶板，为中细 粒长石英砂岩，12 层，平均厚度 17.39 米。抽水资料，水位标高+36.21+20.02 米， 单位涌水量 0.0241.5 米/秒每米。 （7）太原组，厚 123.38187.16 米，由石灰及中细砂岩、岩溶含水层及砂岩粘土 岩、煤层组成。最大涌水量为 120m3/时，正常涌水量 2.040 米.3/时，由于补给条件差， 矿井生产排水量不断消耗其静水量，是可以疏干的其它各层灰岩情况有待以后查明。 （8）本溪组（C2） ，厚度 8.0322.68 米，平均 14.23 米。由灰岩、粘土岩、粉砂 岩、铝土岩及铁质泥岩组成。邻近抽水试验，单位涌水量 0.0020.038 升/秒每米。可 视为相对隔水层。 （9）奥陶系（0）有 13 个钻孔资料揭露，厚度 5.2575.44 米，前后有 5 次抽水试 验,32 个 长期观察孔，水位标高+36.76-6.43 米，单位涌水量 0.05366.18 升/秒每 米，富水性不均一。以静水储量为主，补给不足，且于太原组岩溶含水层有着水力联系。 2、断层导水性 根据钻孔资料分析，断层一般的破碎带一般不明显，钻孔抽水证明，断层一般导水 性比较的差。在断层尖灭端或两条断层相交处，因应力集中，岩石破碎，裂隙发育，含 水层导水性增强，隔水岩层性能相对减弱，断层导水性相对增强。 3、地下水的补给条件及水力条件 井田西南部有各含水层隐伏露头带，又被 F1 正断层所截。并有一隆起块段，四周环 以弱透水岩层，有被较稳定的粘土隔水层的第四系覆盖，基岩裂隙岩溶水不受大气降水 的直接补给从抽水试验资料看，地下水补给条件不良。 矿井直接充含水层是石盒子组中组煤顶部砂岩，山西组 B、C 煤层顶板砂岩裂隙含 水层和太原组十灰、十二灰、岩溶含水层及已被揭露的四灰。直接补给途径和部位，主 要通过第四系底部沙砾层，基岩露头风化裂隙带，从上复第四系底部含水层孔隙及下部 高水头的奥陶岩溶裂隙水获得补给，构成水力联系。 采用邻近矿井（庞庄）齐全的矿井涌水量资料及该矿 1974 年以来积累的涌水量计算， 和降深资料参加回归计算，又考虑了抽水试验成果，其涌水量为：正常涌水量为 86 米 3/h，最大涌水量为 112 米3/h。 1.3 煤层特征 1.3.1 煤层埋藏条件和特征 本矿区煤层埋藏较深，地面标高为+43 米，煤层露头线为-120 米，煤层最深超过-900 米。共有八层煤，分别为中 3、中 4、B1上、B1下、C1上、C1下、7、9 煤层，但除了 7 煤层厚度为 3.0 米外，其余均为不可采煤层。 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 7 7 煤位于太原组中下部，平均厚度为 3.0 米,煤层倾角平均为 11.6 度。上距层 24 米。 下距层煤为 28 米，老顶为粉细砂岩。井田内共有 96 个钻孔穿过，可采点 93 个，不可 才采点 1 个，层位不清楚点为 2 个。煤层赋存稳定，煤层变化不大，为稳定煤层。 1.3.2 煤层的围岩性质（见表 1-1） 1.矿区概述及井田地质特征 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 8 表 1-1 7 煤顶底板特征 类别直接顶老顶直接底老底 名称粗砂岩粉细互层粗砂岩细砂岩 厚度2.2610.001.754.56 硬度（f）4-68-104-68-10 强度米 pa450500400500 1.3.3 煤层露头及风氧化带 本井田煤层被百米左右的冲积层覆盖，经风氧化带取样试验，水分增高，粘结性、 发热量、结焦性、灰熔点、燃点、碳、氢等降低。氧含量突增，煤尘爆炸无火，煤质指 标的变化均为风化煤的特征，风氧化带深度为由冲积层底部向下 25 米。 1.3.4 煤层特征 1、煤质 本井田煤层属高陆等陆生植物生成的腐植煤类。煤层以深成变质为主，煤层工业牌 号以肥煤、焦煤为主，多为中等挥发分，粘结性强，结焦性好，特低硫，特底磷。 1) 水分：煤层原煤 Mad 一般为 0.51.70，水分标准差为 5.98，属中等变化。 2) 灰分：煤层中灰煤，一般值 1325，灰分标准差为 4.80，属变化小煤层。 3) 硫：各煤层均属特低硫煤。 4) 磷：煤层属低磷煤。 。 5) 发热量：各煤的 Qb.d 值约为 26.00 米 J/KG。 6) 煤的用途：本矿区洗精煤为配煤炼焦，中煤可作动力煤及民用。经热处理后可用 于小化肥工业。 7) 煤层属有煤尘煤炸危险。 8) 煤的自燃、各煤层属不自燃发火易自燃发火。 2、瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温 （1）瓦斯钻孔取样瓦斯测定结果如下 1-2 表。 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 9 表 1-2 瓦斯钻孔取样瓦斯测定结果 煤层中 3中 4 BC 0.95 -4.99 1. 41 1.31 -5.92 0.53 -4.89 0.00 1-3.6 0.001 -4.69 C H4 2.573.062.920.641.10 0.21 -1.41 1. 30 0.29 -4.95 0.34 -0.85 0.10 -1.46 0.22- 1.55 瓦 斯 含 量C O2 0.711.730.570.360.69 等级低 瓦斯 低 瓦斯 低 瓦斯 低 瓦斯 低 瓦斯 低瓦 斯 根据表可以知道各层煤瓦斯测定结果属低瓦斯矿井。 （2）煤尘爆炸危险性及煤的自燃性：据地质报告提供资料，中组煤煤尘指数为 29.4237.60%，参照邻近坨城和张小楼矿煤层有自然发火倾向的实际情况，煤尘具有爆 炸性。 （3）地温：徐州地区是北纬 3415，恒温带深度为 2530 米，温度为 16.6 摄氏度， 多年平均恒温度为 15.1 摄氏度，地温梯度值平均为 2.6 摄氏度/100 米，每 38.4 米增加 1 摄氏度。 各测量孔同深度地温差异见表 1-3 。 3、冲击地压 冲击地压现象已成为深部开采的一大难题，是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。 本矿井煤层埋藏深，有冲击地压危险。 影响冲击地压的主要因素有开采深度、煤层和顶底板岩石的性质和特征，地质构造 因素。除地质因素外，还有开采技术条件。各种因素间相互联系，又相互制约，往往是 几个影响因素同时作用。 1.矿区概述及井田地质特征 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 10 表 1-3 钻孔温度与深度关系表 序号钻孔号300 米()500 米()800 米()900 米() 140624.430.239.0 240925.732.4 341024.530.3 441327.533.542.3 541723.027.534.3 642122.827.434.539.1 742323.829.036.742.0 842924.028.9 943823.728.9 1044025.331.8 1144523.528.636.3 1245424.029.337.442.7 1345624.330.0 1445823.729.036.8 1546522.426.733.5 1647225.4 1747323.528.435.9 1847522.526.8 1947722.927.5 2048024.029.337.3 2147623.728.636.0 差异3.27.38.8 图 12 综合柱状图 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 11 -2 7 煤 粉砂岩 粉砂岩 粉砂岩 7 煤 粉砂岩 细砂岩 粉细砂岩 岩 石 名 称 累 计 层 厚 （m） 平 均 最 大 最 小 层厚（m） 综 合 柱 状 图 浅灰色，石英为主，泥硅质胶结，波状 层理，含黄铁矿薄膜。 深灰色，水平层理，致密块状，含海百 合茎及珊瑚化石。 深灰色，性脆、质均，水平层理。 深灰色，块状，水平层理，节理发育， 性脆易碎。 黑色，暗煤为主，粉末状。 深灰色，致密性脆，波状层理，含植物 化石。 黑色，上部以暗煤为主，夹镜、亮煤条 带。 深灰色，致密性脆，波状层理，含植物 化石。 黑色，半亮型，由亮、暗煤条带组成， 弱玻璃光泽。 深灰色，水平层理，含大量植物化石碎 片，东部发育较厚，局部含泥质。 浅灰色，石英为主，泥硅质胶结，水平 层理，富含植物化石，具菱铁质鲕粒。 岩 性 描 述 55.70 53.97 48.37 34.97 34.47 29.69 28.76 27.78 26.37 24.37 18.05 1.02 2.44 1.73 5.39 5.89 5.60 12.2314.5813.40 0.26 0.90 0.50 4.06 5.50 4.78 0.80 1.20 0.93 0.45 1.40 0.98 0.876.5 03.002 6.327.235.42 15.2516.0514.45 柱 状 （1:200） 一 灰 泥 岩 9 煤 2.采区境界及储量 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 12 2 带区境界及储量 2.1 境界 2.1.1 井田划分的原则 （1）要充分利用其自然条件划分井田。 （2）要有与矿区开发强度相适用的矿井数目和井田范围。 （3）要照顾全局。 （4）要为矿井的发展留有余地。 （5）井田划分的直（折）线原则。 （6）要达到安全、经济效果好。 2.1.2 划分井田的方法 （1）按地质构造划分井田。 （2）按煤层赋存条件划分井田。 （3）按媒质、煤种分布规律划分井田。 （4）按地形、地物界限划分井田。 （5）按伴生有益矿产富集带或其他开采技术条件划分井田。 （6）人为划分井田。 2.1.3 井田境界 本设计井田境界，北以-115 米煤层露头线为边界，南以大断层为边界，东以人为倾 斜法划分井田，西以与坨城矿界线为界。全矿井东西长约 5.875 公里，南北水平宽 3.573 公里，煤层平均倾角 11.6 度，井田倾斜长度约 3.648 公里。 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 13 2.2 工业储量 据生产矿井储量管理规程规定煤层最低可采厚度为 0.70 米，核定工业储量。 g= SHd/cos17180 万吨 其中：g 矿井的工业储量，吨 S 井田的水平面积，平方米 H 煤层的可采厚度，米 d 煤的容重，d1.4 t/m 煤层倾角，11.6 度 2.3 可采储量 矿井总的可采储量 Zk: Zk=Zg(1-10%)=15470 万吨 式中：Zg 矿井工业储量，吨 2.3.1 永久煤柱留设 按照比例系数计算。 3.采区参数 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 14 3 带区参数 本带区煤层埋藏较深，位于太原组中下部，平均厚度为 3.5 米,煤层倾角平均为 14.6 度。上距层 24 米。下距层煤为 28 米，老顶为粉细砂岩。煤层赋存稳定，煤层 变化不大，为稳定煤层。 3.1 倾斜长度 带区倾斜长度 1200m 左右，沿着标高-200m 下探到-500 以下。 3.2 走向长度 带区走向长度 2100m 左右。 3.3 生产能力 3.1.1 回采工作面长度及推进度 带区倾斜总斜长 1200 米，带区走向长度 2000 米，区段及水平安全煤柱 3.0 米，设 计 8 个条带。 循环进尺为 0.8 米，采用“三八”作业制，两采一准，一日双滚筒采煤机单向割 20 刀煤，每年按 330 天计算，则年推进度 0.8x20x330=468 米。 3.1.2 回采工作面单产 A1=L.n.m.r.c=4682503.51.4095%=52 万吨 式中，L 为年推进度，n 为工作面长度，m 为煤厚，r 为容重。 C 为工作面回采率 3.1.3 带区生产能力 A2=N.A1.B.K=25200001.10.95=108 万吨 式中：N 为采区内同时生产工作面个数，B 为掘进出煤率，K 为工作面产量不均衡系数。 3.1.4 带区服务年限 T=N2/A2=10300000/10800001.3=7.3 年 式中：N2为带区可采储量，A2为带区生产能力。 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 15 4 带区巷道布置 4.1 带区巷道布置 4.1.1 带区准备方式的确定 一、方案 设置两条大巷在岩层中,沿煤层向上开掘平行巷道,打通后形成带区布置,进行条带开 采。 巷道布置简单，系统简洁明了。留煤柱少，随采随废。 二、方案 与采区下部车场联接的水平运输大巷、采区上部水平回风巷，通风、溜煤上山可布 置在煤层中。 试用条件范围广，对地形条件要求低。 本地区煤层平均厚度为 3.5 米,煤层倾角平均为 14.6 度。煤层赋存稳定，变化不大， 为稳定煤层，断层少，倾斜长度大，附合带区布置要求，以安全可靠，简单快捷，经济 最大化的原则，经过两种方案比较，选择方案较合理。 4.1.2 工作面推进方向的确定 由边界向中心，即沿着煤层底板等高线由西向东开采。 4.1.3 带区开采顺序 开采带区内采用后退式回采。从端头沿煤层向大巷开采，下行式开采。 4.2 生产系统 4.2.1 运煤系统 运煤系统：运到工作面下端的煤，经分带运输回风斜巷运至带区煤仓，再沿运输回 风大巷运向车场。 4.巷道布置 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 16 4.2.2 辅助运输系统 材料与设备从车场进入进风大巷，经由分带进风行人斜巷，上行运至工作面。 4.2.3 通风系统 新鲜风流由进风大巷进入，经由分带进风行人斜巷，上行运至工作面。污风从分带 运输回风斜巷进入回风大巷排出矿井。 4.2.4 排矸系统 大部分采空区充填，如需运出可由工作面经分带运输回风斜巷进入运输回风大巷运 出矿井。 采矿学课程设计 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 17 5 采煤方法 5.1 采煤方法和回采工艺 5.1.1 地质概况及煤层赋存 本井田总体成单斜构造，井田中部及东部断裂构造简单，断层稀少，而西南部构造发育 复杂，有一大的正断层，落差比较大，层产状变化有一定的规律性，与淮阴山脉的走向、 倾向大体一致。矿区煤层埋藏较深，可采的 7 煤位于太原组中下部，平均厚度为 3.0 米, 煤层倾角平均为 11.6 度，煤层赋存稳定，变化不。煤质指标的变化均为风化煤的特征， 低瓦斯矿井。 5.1.2 采煤方法的确定 由于本采区的煤层倾角 10-15，平均 14，属缓倾斜煤层，煤层沿走向，倾向变 化不大，煤层平均厚度 3.5 m，属厚煤层，故选择走向长壁式采煤法。 5.1.3 采高及截深 工作面采高 3.5m，采煤机截深 0.8m 5.1.4 综采工作面的设备选型及配套 （1）落煤：用双滚筒采煤机落煤自开缺口，一次采全高，采煤机双向割煤，往返一 次进两刀。 （2）装煤：利用采煤机滚筒的螺旋叶片和弧形挡煤板将煤装进工作面刮板运输机。 （3）运煤：装进工作面运输机的煤，拉运到顺槽转载机，转上顺槽皮带运输机，然 后到带区运输斜巷、井底煤仓、主斜井皮带运出地面。 5.采煤方法 School of Safety Mining, North China Institute of Science & Technology 18 综采工作面设备技术特征如下表： 设备名称设备型号功率单位数量 双滚筒采煤机 MXA-300/4.5300 台 1 液压支架 ZY3500/25/47 台 115 刮板输送机 SGD-730/320320 部 1 转载机 SZZ-730/110110 部 1 顺槽可伸缩胶带输送机 DSP-1080/1000125 部 2 乳化液泵站 XRB-110/32075 台 2 乳化液箱 X10RX 台 1 KSGZY-500/1.2500 KVA 台 1 KSGZY-630/1.2630 KVA 台 1 移动变电站 KSGZY-500/0.693500 KVA 台 1 5.2 回采工艺 采煤工艺要考虑到煤层的赋存状态。当前的生产、技术管理水平及本地区已取得的 采煤方法经验，现以本井田达产的首采区为主作业如下论述：主采区地质构造简单，煤 层均为中厚，倾角 1015左右，赋存较稳定，无夹矸，各煤层顶底板均为砂页岩和砂 岩。起伏很小，根据现有的开采技术水平及以往的