采矿工程毕业设计（论文）-孙疃煤矿1.8Mta新井设计【全套图纸】 .pdf

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 姓 名： 学 号： 学 院： 矿矿 业业 工工 程程 专 业： 采采 矿矿 工工 程程 设计题目： 孙疃煤矿孙疃煤矿 1.8mt/a 新井设计新井设计 专 题： 浅谈寺河矿瓦斯治理和利用技术浅谈寺河矿瓦斯治理和利用技术 指导教师： 职 称： 副教授副教授 二一一年六月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 学院 矿业工程 专业年级 采矿工程 2007 级 学生姓名 任务下达日期：任务下达日期： 2011 年年 1 月月 14 日日 毕业论文日期：毕业论文日期：2011 年年 3 月月 14 日至日至 2011 年年 6 月月 16 日日 毕业论文题目：孙疃煤矿毕业论文题目：孙疃煤矿 1.8mt/a 新井设计新井设计 毕业论文专题题目：浅谈寺河矿瓦斯治理和利用技术毕业论文专题题目：浅谈寺河矿瓦斯治理和利用技术 毕业论文主要内容和要求：毕业论文主要内容和要求： 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究 内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总 体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等） ： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识 解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程 度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等） ： 成 绩： 评阅教师签字 年 月 日 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘摘 要要 本设计包括三个部分：一般设计部分、专题设计部分和翻译部分。 一般部分为孙疃矿 1.8 mt/a 的新井设计。孙疃煤矿位于安徽省淮北市濉溪县境内，其 南与任楼矿井接壤，北与杨柳井田毗邻，东北距宿州市约 23km。井田内有多条公路可至 淮北市、宿州市和蒙城县。井田外东侧、西北侧和南侧分别有京沪铁路、濉阜铁路和矿区 铁路青（疃）芦（岭）支线经过。交通十分方便。 全井田南北走向长 9.57km，东西倾斜宽 35km，面积约 40.7km2。主采煤层一层，即 10 号煤层，平均倾角 17，厚约 2.73 m。井田工业储量为 308.24 mt，可采储量 234.41 mt， 矿井服务年限为 93.01 a。井田地质条件简单。表土层平均厚度 50 m；矿井正常涌水量为 383 m3/h， 最大涌水量为520 m3/h； 煤层硬度系数f=2.3； 矿井绝对瓦斯涌出量为1.84 m3/min， 属低瓦斯矿井；煤层有自燃发火倾向，发火期 36 个月，煤尘具有爆炸危险性。 根据井田地质条件，提出四个技术上可行开拓方案。方案一：立井单水平上下山开采， 水平在- 550m, 煤层大巷；方案二：立井单水平上下山开采， 在- 550 水平，岩层大巷；方 案三：立井两水平暗斜井开采 延伸至- 900 m 水平；方案四：立井两水平开采，立井井延 伸至- 900 m 水平。通过技术经济比较，最终确定方案三为最优方案。将主采煤层划分为两 个水平，一水平标高- 550 m，二水平标高- 900 m，因井田走向大断层将井田分为南北两部 分，井田南部为一水平服务范围，井田北部为二水平服务范围。 设计首采区采用采区准备方式，工作面长度 250 m，采用一次采全高采煤法，全部跨 落法处理采空区。矿井采用“三八”制作业，两班生产，一班检修。生产班每班 4 个循环， 日进 8 个循环，循环进尺 0.8 m，日产量 5454.54 t。 大巷采用带式输送机运煤，辅助运输采用 1.5 t 固定箱式矿车。主井装备一套 12 t 双箕 斗和一套 12 t 单箕斗带平衡锤提煤，副井装备一对 3 t 矿车双层单车罐笼带平衡锤担负辅 助运输任务。矿井采用两翼对角式通风。通风容易时期矿井总需风量 4150 m3/min，矿井通 风总阻力 1588 pa，风阻 0.33 ns2/m8，等积孔 2.07 m2，矿井通风容易。矿井通风困难时期 矿井总风量 4150 m3/min，矿井通风总阻力 2200pa，风阻 0.46 ns2/m8，等积孔 1.75m2，矿 井通风中等困难。设计矿井的吨煤成本 110 元/t。 专题部分题目是浅谈寺河矿瓦斯治理和利用技术。采用地面抽采和综合利用 翻译部分是一篇关于工作面煤尘控制的研究的论文， 英文原文题目为： on the long wall of coal dust control 关键词：立井；上山开采；大采高；双巷掘进；两翼对角式 abstract this design includes three parts: general design part, project design part and translation parts. general part is sun tuan 1.8 mt/a mine of new wells design. sun tuan mine located in anhui province huaibei city. the coal mine, the south territory renlou coal mine with borders, north and northeast willow from suzhoushi compartmentalized adjoins, about 23km. there can be many highway compartmentalized suzhoushi and mengchengxian huaibei city, to. east, west and the field respectively jinghu railway, south sui railway and mining area was tuan) railway green (model (ridge) feeder after. the traffic is very convenient. whole field north- south 9.57 km long, 3 5km tilt width something km2, with a total area of about it. the lord caimeiceng layer, namely 10 obliquity 17, average coal seam, thick about 2.73 m. field 308.24 mt for industrial reserves, recoverable reserves 234.41 mt, the mine for a service life 93.01. field geological condition is simple. the topsoil average thickness 50 m; mine normal section for 383 m3 / h, maximum section for 520 m3 / h; coal seam hardness coefficient f = 2.3; for mine absolute gas flow- volume 1.84 m3 / min, belong to low gas mine; coal spontaneous combustion tendency, flaming a period of 3 6 months, coal- dust explosion hazard with. according to the geological conditions, compartmentalized proposes four technically feasible development plan. plan a single level down the shaft: mining, level dahang 550m, coal seam in - ; scheme ii: single level down the shaft mining, in - 550 level, rock dahang; plan 3: two levels inclined shaft mining extending to dark - 900 m level; plan 4: two level mining, cutting extends to the vertical wells - 900 m level. through the technical and economic comparison, ultimately determine the optimal scheme for option 3. will the lord caimeiceng divided into two levels, a level elevation - 550 m, two level elevation - 900 m, for large fault will be compartmentalized into compartmentalized is divided into two parts, compartmentalized south south service scope for a level for two level, northern no.1 service scope. design the first panel adopts mining ways to prepare, face, the time length 2.5 m in coal mining method, all the high across fell method processing goaf. mine using “38“ exercise, two class production, bus overhaul. every four cycle shift, rijin eight circulation, circulation 5454.54 0.8 m, daily output footage t.dahang introduced.in by belt conveyor by 1.5 t, auxiliary coveyance fixed box harvesters. equipped with a set of main shaft 12 t double skip and a set of 12 t single skip belt balance hammer carry coal, a 3 t harvesters pregrouting equipment with double bikes for balance hammer cage auxiliary coveyance task. mine using two- wing diagonal type ventilation. mine ventilation easy period should always be airflow 1027- 1032 m3 / min, mine ventilation total resistance 1588 pa, wind resistance 0.33 n s2 / m8, accumulate hole 2.07 m2, such as mine ventilation easy. mine mine ventilation difficult times total volume air 1027- 1032 m3 / min, total resistance of mine ventilation 2200pa, wind resistance 0.46 n s2 / m8, accumulate hole 1.75 m2, such as mine ventilation medium difficulty. design the tons of coal mine cost 110 yuan/t. the projects section discusses the topic is sihe coal mine gas treatment and utilization technology. using ground extraction and comprehensive utilization translation part is an article about the control of mining coal- dust, the original english essay titled: on the wall of dust control to decorative keywords: vertical shaft; up the hill mining; big mining height; double roadway excavation; two- wing diagonal type 目 录 一般部分一般部分 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 矿区地理位置 1 1.1.2 矿区气候条件 1 1.1.3 矿区的水文情况 1 1.2 井田地质特征 . 1 1.3 煤层特征 . 1 1.3.1 主要水文地质条件 . 1 1.3.2 可采煤层 . 3 1.3.3 煤的特征 3 1.3.4 瓦斯，煤尘及自燃，地温 3 2 井田境界与储量井田境界与储量 . 6 2.1 井田境界 . 6 2.2 矿井储量计算 . 6 2.2.1 构造类型 . 6 2.2.2 矿井工业储量 6 2.2.3 矿井可采储量 8 2.2.4 工业广场煤柱 . 9 3 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 . 11 3.1 矿井工作制度 . 11 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 . 11 4 井田开拓井田开拓 . 13 4.1 井田开拓的基本问题 . 13 4.1.1 井筒形式的确定 13 4.1.2 井筒位置的确定采（带）区划分 15 4.1.3 工业场地的位置 16 4.1.4 开采水平的确定 17 4.1.5 矿井开拓方案比较 17 4.2 矿井基本巷道 . 21 4.2.1 井筒 . 21 4.2.2 井底车场及硐室 . 22 4.2.3 主要开拓巷道 . 28 4.2.4 巷道支护 . 28 5 准备方式准备方式采区巷道布置采区巷道布置 . 32 5.1 煤层地质特征 . 32 5.1.1 采区位置 . 32 5.1.2 采区煤层特征 . 32 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 . 32 5.1.4 水文地质 . 32 5.1.5 地质构造 . 32 5.1.6 地表情况 . 32 5.2 采区巷道布置及生产系统 . 32 5.2.1 采区位置及范围 . 32 5.2.2 采煤方法及工作面长度的确定 . 32 5.2.3 确定采区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式 . 33 5.2.4 煤柱尺寸的确定 . 33 5.2.5 采区巷道的联络方式 . 33 5.2.6 采区接替顺序 . 33 5.2.7 采区生产系统 . 33 5.2.8 采区内巷道掘进方法 . 34 5.2.9 采区生产能力及采出率 . 34 5.3 采区车场选型设计 . 35 5.3.1 确定采区车场形式 . 35 5.3.2 采区主要硐室布置 . 37 6 采煤方法采煤方法 . 38 6.1 采煤工艺方式 . 38 6.1.1 采区煤层特征及地质条件 . 38 6.1.2 确定采煤工艺方式 . 38 6.1.3 回采工作面参数 . 39 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 . 39 6.1.5 回采工作面支护方式 . 42 6.1.6 端头支护及超前支护方式 . 43 6.1.7 各工艺过程注意事项 . 44 6.1.9 回采工作面正规循环作业 . 45 6.2 回采巷道布置 . 48 6.2.1 回采巷道布置方式 . 48 6.2.2 回采巷道参数 . 48 7 井下运输井下运输 . 50 7.1 概述 . 50 7.1.1 井下运输设计的原始条件和数据 . 50 7.1.2 运输距离和货载量 . 50 7.1.3 矿井运输系统 . 50 7.2 采区运输设备选择 . 51 7.2.1 设备选型原则 . 51 7.2.2 采区设备的选型 . 51 7.3 大巷运输设备选择 . 53 7.3.1 运输大巷设备选择 . 53 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 . 53 8 矿井提升矿井提升 . 55 8.1 概述 . 55 8.2 主副井提升 . 55 8.2.1 主井提升 . 55 8.2.2 副井提升 . 57 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 . 59 9.1 矿井通风系统选择 . 59 9.1.1 矿井概况 . 59 9.1.2 矿井通风系统的基本要求 . 59 9.1.3 矿井通风方式的确定 . 59 9.1.4 主要通风机工作方式选择 . 60 9.1.5 采区通风系统的要求 . 61 9.1.6 工作面通风方式的选择 . 61 9.1.7 回采工作面进回风巷道的布置 . 62 9.2 采区及全矿所需风量 . 63 9.2.1 采煤工作面实际需要风量 63 9.2.2 备用面需风量的计算 64 9.2.3 掘进工作面需风量 64 9.2.4 硐室需风量 . 64 9.2.5 其它巷道所需风量 . 65 9.2.6 矿井总风量 . 65 9.2.7 风量分配 . 65 9.3 矿井通风总阻力计算 . 66 9.3.1 矿井通风总阻力计算原则 . 66 9.3.2 确定矿井通风容易和困难时期 . 66 9.3.3 矿井最大阻力路线 . 66 9.3.4 矿井通风阻力计算 . 70 9.3.5 矿井通风总阻力 . 72 9.3.6 总等积孔 . 73 9.4 选择矿井通风设备 . 73 9.4.1 选择主要通风机 . 73 9.4.2 电动机选型 . 75 9.5 防止特殊灾害的安全措施 . 78 9.5.1 瓦斯管理措施 . 78 9.5.2 煤尘的防治 . 78 9.5.3 预防井下火灾的措施 . 78 9.5.4 防水措施 . 78 10 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标 . 80 参考文献 . 82 专题部分专题部分 浅谈寺河矿瓦斯治理与利用技术浅谈寺河矿瓦斯治理与利用技术 . 84 1 矿井概况 84 2 矿井煤层地质及瓦斯赋存情况 84 2.1 地质特征 . 84 2.2 地质构造 . 84 2.3 煤层特征 . 85 2.4 瓦斯基础参数 . 85 3 矿井瓦斯 86 3.1 瓦斯赋存情况 . 86 3.2 瓦斯涌出情况 . 86 4 矿井生产情况 87 5 瓦斯综合治理状况和实用技术 87 6 瓦斯治理“十一五”期间取得的进展和主要成果 . 91 6.1 通风系统 . 91 6.2 瓦斯抽采 . 91 6.3 防治突出 . 91 6.4 监测监控 . 91 7 瓦斯治理指导思想、发展思路和规划目标 92 7.1 指导思想 . 92 7.2 发展思路 . 92 7.3 规划目标 . 92 8 矿井科研攻关规划 92 8.1 工作任务 . 92 8.2 重点项目 . 92 9 寺河矿未来几年瓦斯治理规划 93 9.1 矿井通风系统规划 . 93 9.2 矿井瓦斯抽采系统规划 . 93 10 瓦斯综合利用 94 10.1 瓦斯发电 . 95 10.2 民用燃气 . 95 10.3 汽车燃料和化工原料 . 95 10.4 积极参与 cdm 项目的运作 95 11 存在问题 96 12 结论 96 参考文献 97 翻译部分翻译部分 英文原文 100 中文原文 108 致致 谢谢 . 114 一 般 部 分 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 矿区地理位置矿区地理位置 孙疃井田位于安徽省淮北市濉溪县境内，其南与任楼矿井接壤，北与杨柳井田毗邻，东 北距宿州市约23km。 地理坐标为： 东经11643001164700， 北纬333115 333730。 井田内有多条公路可至淮北市、宿州市和蒙城县。井田外东侧、西北侧和南侧分别有京 沪铁路、濉阜铁路和矿区铁路青（疃）芦（岭）支线经过。交通十分方便。 如图 1 所示。 1.1.2 矿区气候条件矿区气候条件 本井田所在地区属季风暖温带半湿润气候，四季分明，冬冷夏热。 本地区一般春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风，平均风速 3m/s， 最大风速 18m/s；年均气温 14.4，最高气温 40.3，最低气温- 10.9；年均降雨 834mm， 且多集中在 7、8 月份；全年无霜期为 208220 天；冻结深度为 20cm。 1.1.3 矿区的水文情况矿区的水文情况 本井田地处淮北平原中部，地势平坦，自然地面标高为+25.50+27.00m，一般在 +26.00m 左右。 井田内较大的河流为浍河， 自西北向东南从其中部流过。 浍河宽约 50150m， 深 35m， 两岸筑有河堤，属中小型季节性河流。二十世纪五、六十年代，本井田所在地曾发生三次较 大水灾， 且以 1965 年7月16日的为最。 据浍河水文站观测资料， 当时最大洪峰流量为865m3/s， 最高洪水位标高为+28.34m，致使该地区普遍积水 1m 左右。但自 1968 年新汴河开挖以后， 区域内泄洪能力大大增强，浍河水再未溢出河床，从而根除了本地区的水患。此外，井田内 尚有纵横交错的浍河支流和人工沟渠。 1.2 井田地质特征 孙疃井田位于安徽省淮北矿区临涣区的中偏东部，其北为人为边界，南止人为边界；西 自各可采煤层的风氧化带底界，东至各可采煤层-900m 底板等高线。全井田南北走向长 9.57km，东西倾斜宽 35km，面积约 40.7km 2 1.3 煤层特征 1.3.1 主要水文地质条件主要水文地质条件 (1)地表水 井田内最大的地表水体为浍河，其虽从井田中部流过，但只是中小型季节性河流，对矿 井开采没有影响。 (2)新生界松散层含、隔水层（组） 本井田新生界松散层厚度介于 153.70246.00m 之间，总体趋势为南厚北薄。按照沉积 物的组合特征及其含、隔水情况，可将新生界自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、 三含、三隔和四含计 4 个含水层（组）和 3 个隔水层（组） 。其中三隔的有效隔水厚度介于 5.8070.00m 之间， 平均 37.80m， 主要由粘土和砂质粘土夹薄砂层组成， 粘土以厚层状为主， 可塑性好，膨胀性强，普遍厚度较大，分布稳定，隔水性能良好，可以有效地阻止上覆地表 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 2 页 水及一、二、三含水向下溃漏。四含主要由粘土质砂、中细砂和砂砾等组成，纯厚介于 0 18.40m 之间，平均 5.00m 左右，厚度变化较大，分布不稳定，泥质含量高，富水性较弱，因 直覆于基岩各含水层与煤层之上，在天然状态下与下伏各含水层（段）均有一定的水力联系。 (3)基岩含、隔水层（段） 1)二叠纪煤系含、隔水层（段） 本井田二叠纪煤系主要由砂岩、泥岩、粉砂岩和煤层等组成，且以泥岩、粉砂岩居多。 根据可采煤层的赋存位置，可将二叠纪煤系大致分为 13 煤上隔水层（段） 、34 煤间含水 层（段） 、45 煤下隔水层（段） 、78 煤上下含水层（段） 、8 煤下10 煤上隔水层（段） 、 10 煤上下含水层（段）和 10 煤下太灰间隔水层（段） 。一般情况下，含水层（段）砂岩裂 隙不甚发育，富水性较弱，地下水主要受区域层间径流补给，且补给水源不足，以储存量为 主；而隔水层（段）则除 10 煤下太灰间这一区段局部受断层影响，导致彼此间距缩小、隔 水性能较差以外，其余均具良好的隔水作用。 2）石炭系太灰岩溶裂隙含水层（段） 井田内石炭系太原组总厚 131.52m，主要由灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和薄煤层组成； 其中含灰岩 12 层，灰岩累厚 69.53m，并以 3、4 和 12 灰厚度较大。地下水以层间径流补给 为主，且在浅部部分地段与四含有互补性。灰岩岩溶裂隙发育不均，富水性较弱，正常情况 下对 10 煤层开采影响不大。但是，当局部地段受断层切割而致 78 煤层和 10 煤层与太灰间 距缩小甚至彼此对口时，则很可能引发突水事故。因此，在井下开采时，必须尽可能避开上 述地段，并采取积极的探水和降压等措施，谨防灾害发生。 3）奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层（段） 区域资料表明：奥陶系灰岩总厚度在 500m 左右，主要由浅灰色厚层状石灰岩组成，一 般浅部岩溶裂隙发育，富水性强，导水性好，但因其远离主要可采煤层，正常情况下对煤层 开采影响较小。 (4)断层带 本井田断层虽比较发育，但主要具张扭性，且断层带又多为泥岩、粉砂岩和少量砂岩充 填， 一般情况下含水性弱， 导水性差， 与其它含水层间的水力联系也不甚密切。 淮北矿业 （集 团）公司孙疃煤矿首采区瞬变电磁勘探报告（2005.12.） 对 f7 和 f9 二断层所做的勘探资料 也已证明了本井田断层具有含水性较弱、导水性较差的特点。然而，实际开采过程中仍应谨 防少数导水性较好、富水性较强的断层，或受采动影响而局部活化的断层可能成为矿井突水 的重要途径。 综上所述，本井田新生界四含孔隙含水层（组） 、二叠纪煤系砂岩裂隙含水层（段）和石 炭系太灰岩溶裂隙含水层（段）对井下开采影响较大。但是，如果在可采煤层的浅部必要地 段留设适当高度的防水煤柱，四含水一般不致溃入矿坑而对井下开采构成大的威胁。这样， 二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为矿井开采的主要充水因素。因此，本 井田的水文地质条件属以裂隙充水为主的中等类型。 (5)矿井涌水量 根据安徽省濉溪县孙疃井田勘探（精查）地质报告（电子版） （2004.2.） 提供的资料， 本矿井一水平（- 540m）开采 310 煤层（面积为 5.885km2）时正常涌水量为 383m3/h，最大 涌水量为 520m3/h；太灰的可能突水量为 616m3/h。然而，本次设计已将一水平标高调整为 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 3 页 - 550m，但因其变动不大，故矿井涌水量仍然取用上述资料。 高庄镇 苗桥乡 徐楼镇 姬乡 五铺乡 赵集乡 祁集镇 韩村镇 杨柳乡 孙疃镇 永安镇 支河乡 淮北市 宿州市 濉溪县 图图 1 孙疃孙疃矿矿交交通通位位置置示意示意图图 1.3.2 可可采煤采煤层层 本井田可采煤层以大部可采的中厚煤层为主，结构简单较简单，煤层稳定性属较稳定 型；煤层对比可靠。其中 31、32、51、72、82 和 10 为可采煤层，平均总厚 10.15m，约占煤 层平均总厚的 90%；而 72、82 和 10 为主要可采煤层，平均总厚 6.39m， 主采煤层 10 号煤。 1.3.3 煤煤的的特征特征 本井田各可采煤层以低中高灰、特低低中硫、特低低磷、中高高挥发分、高 特高热值和具中强粘结性的 1/3 焦煤为主，气煤次之；主要可作炼焦配煤，也可用于工业 锅炉燃烧。 1.3.4 瓦斯，煤瓦斯，煤尘尘及及自燃自燃，地，地温温 (1)瓦斯 本井田瓦斯测试资料表明：矿井绝对瓦斯涌出量为 1.84 m3/min。通过对上述资料进一步 分析得知，本井田的瓦斯风化带底界大致位于地表下垂深 500m 处。 本井田瓦斯含量的分布特点表现为：从纵向上看，同一煤层的瓦斯含量有随煤层埋深的 增加而增高的趋势；从横向上看，各可采煤层的瓦斯含量在走向上变化不大，但在倾向上则 具有分带性，瓦斯含量等值线有与煤层底板等高线基本一致的变化趋势。 结合临近矿井瓦斯资料综合分析，设计暂按低瓦斯矿井考虑。 (2)煤的自燃 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 4 页 本井田 3 煤层为不自燃，5、8 煤层为自燃，7 煤层为容易自燃，10 煤层为很易自燃不 自燃。设计暂按容易自燃考虑。 (3)煤尘 本井田各可采煤层的可燃基挥发份产率均在 30%以上；煤尘爆炸性试验结果表明：各可 采煤层均有明显火焰，焰长均在 50mm 以上，最大达 550mm，约需加入 75%的岩粉量方可抑 制爆炸。显然，本井田各可采煤层均有煤尘爆炸危险。 (4)地温 本井田恒温带深度位于地表下垂深 30m 处，恒温带温度为 16.9。 本井田的地温类型为基底凹陷型。 地温梯度介于 2.003.61/hm 之间， 平均 2.71/hm， 属正常地温背景下的正常地温区。 根据主要可采煤层底板温度与其深度之间建立的相关关系式预测，本井田 72、82 和 10 煤层的 f11 断层南、北区段出现一级热害的深度分别均约在500m 和650m，且 72、82 煤 层在 21 线的深部局部还有二级热害区。 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 5 页 岩性描述 以黄色粉沙岩，亚粘土为主 黄色粘土和少量砂，底部有砾岩 棕红色含砂加亚粘土 棕红色泥质胶合砂，多以砾石为主 红色，棕色为主 灰色中粒砂岩 上部为灰色，紫色砂页岩，中 部为回绿色砂岩 主要为砂岩，有少量粉砂岩 柱状 组 岩石 名称 冲积层 砂粘土 泥砂岩 砂砾岩 粗砂岩 页岩 砂页岩 泥岩 砂岩 砂岩 上 石 盒 子 组 厚度 19.8 22 84 160 128 103 89.8 23.4 6.2 22.5 岩性以灰色为主 灰色粉沙质泥岩构成薄层互层 由泥岩，粉沙岩组成 主要由细砂岩，中砂岩组成 属奥陶系含水层，含水量极大 山 西 组 粉砂岩 泥岩 砂岩 泥岩 10煤 中砂岩 石灰岩 细砂岩 15.1 61.2 0.1 40.7 0.6 158.4 统系 第 四 系 第 三 系 全 新 统 更 新 统 界 新 生 界 上 古 生 界 二 叠 系 上 统 下 古 生 界 奥 陶 系 中 下 统 下 统 地层系统 上 新 统 下 石 盒 子 组 泥岩 粉砂岩 0.12 10.2 粉砂岩 细砂岩 3.2 6.6 19.5 深灰色泥岩组成 图图 1.2 孙疃孙疃矿矿综合柱状综合柱状图图 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 6 页 2 井田境界与储量 2.1 井田境界 孙疃井田位于安徽省淮北矿区临涣区的中偏东部，其北为人为边界，南止人为边界；西 自各可采煤层的风氧化带底界，东至各可采煤层- 900m 底板等高线。全井田南北走向长 9.57km，东西倾斜宽 35km，面积约 40.7km2。 2.2 矿井储量计算 2.2.1 构造类型构造类型 煤层内倾角为 1020，平均为 17 且沿走向略有扭曲的简单单斜。 2.2.2 矿井工业储量矿井工业储量 矿井工业储量是指在井田范围内，经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质 构造比较清楚。 本矿井设计对 8,10 号煤层进行开采设计，它们的厚度分别为 2.03，2.73m，结构简单 较简单，煤层稳定性属较稳定型；煤层对比可靠本次储量计算是在精查地质报告提供的 1： 10000 煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。 10 煤层，采用块段法计算工业储量。 地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块 段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，每个块 段内至少应有一个以上的钻孔。块段划分如图 2 所示。 根据煤炭工业设计规范 ，求得以下各储量类型的值： (1)矿井地质资源量 矿井地质资源量可由以下等式计算： 0.000001 z zm fg= （2-1） 式中： z z 矿井地质资源量，mt； m煤层平均厚度，m； f煤层底面面积，m 3； g煤容重，t/m 3。 将各参数代入（2-1）式中可得表 2-2，所以地质储量为： z z =311.37（mt） 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 7 页 图图 2 块段划分示意图块段划分示意图 -350 -200 -300 -250 -400 -650 -600 -450 -500 -550 -700 -900 -850 -750 -800 -650 -350 -450 -750 -400 -200 -250 -300 -550 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 8 页 表表 2- 2 煤层地质储量计算煤层地质储量计算 煤 层 块 段 倾角 /() 块段面积 /km2 煤厚 /m 容重 /t/m3 储量 /mt 煤层总储量 /mt 总储量 /mt 8# 1 12.3 8.7 2.03 1.36 23.47 132.80 311.37 2 16.6 8.5 2.03 1.36 22.49 3 8.0 11.1 2.03 1.36 30.35 4 10.6 4.9 2.03 1.36 13.30 5 12.1 16 2.03 1.36 43.19 10# 1 12.3 8.7 2.73 1.36 31.56 178.57 2 16.6. 8.5 2.73 1.36 30.24 3 8.0 11.1 2.73 1.36 40.81 4 10.6 4.9 2.73 1.36 17.88 5 12.1 16 2.73 1.36 58.08 （2）矿井工业储量 根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据煤层厚 度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础 储量，则矿井工业资源/储量由式计算。 矿井工业储量可用下式计算： 1111222 11222333gbbmm zzzzzzk=+ （2-2） 式中 g z矿井工业资源/储量； 111b z探明的资源量中经济的基础储量； 122b z控制的资源量中经济的基础储量； 2 11m z探明的资源量中边际经济的基础储量； 222m z控制的资源量中经济的基础储量； 333 z推断的资源量； k可信度系数，取 0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，k值取 0.9；地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井，k取 0.7。该式取 0.8。 111 *60%*70% bz zz=130.77（mt） 122 *30%*70% bz zz=65.38（mt） 2 11 *60%*30% mz zz=56.05（mt） 222 *30%*30% mz zz=28.02（mt） 333 *10%* z zkzk=28.02（mt） 因此将各数代入式 2-2 得： g z =308.24（mt） 2.2.3 矿井矿井可可采储量采储量 矿井设计资源储量按式（2-3）计算： 1 () sg zzp=- 式中 s z 矿井设计资源/储量 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 9 页 1 p 断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之 和。按矿井工业储量的 3%算。 则： 1 ()308.24308.24 3%= sg zzp=-=-298.99（mt） 矿井设计可采储量 2 () kk zzp c=- 式中 k z 矿井设计可采储量； 2 p 工业场地和主要井巷煤柱损失量之和，按矿井设计资源/储量的 2%算； c采区采出率，厚煤层不小于 75%；中厚煤层不小于 80%；薄煤层不小于 85%。 此处取 0.85。 则： 2 ()(298.99298.99 2%) 0.8 kk zzp c=-=-= 234.41（mt） 2.2.4 工业广场煤柱工业广场煤柱 根据 煤炭工业设计规范不同井型与其对应的工业广场面积见表 2-3。第 5-22 条规定： 工业广场的面积为 0.8-1.2 平方公顷/10 万吨。本矿井设计生产能力为 180 万吨/年，所以取 工业广场的尺寸为 360m600m 的长方形。煤层的平均倾角为 17 度，工业广场的中心处在井 田走向的中央，倾向中央偏于煤层中上部，其中心处埋藏深度为-550m，该处表土层厚度为 120-160m，主井、副井，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。本矿井的地质掉件及冲积层和基岩层移动角见表 2-4。 表表 2- 3 工业工业场场地地占占地地面积面积指标指标 井 型（万 t/a） 占地面积指标（公顷/10 万 t） 240 及以上 1.0 120- 180 1.2 45- 90 1.5 9- 30 1.8 表表 2- 4 岩层移动角岩层移动角 广场中心深度/m 煤层倾角 煤层厚度/m 冲击层厚度/m - 550 17 2.73 150 42 73 73.3 73 由此根据上述以知条件，画出如图 3 所示的工业广场保护煤柱的尺寸： 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 10 页 图图 3 工业广场保护煤柱工业广场保护煤柱 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 11 页 3 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 ，确定本矿井设计生产能力按年工作日 330 天计算，四六制作业（三班生产，一班检修） ， 每日三班出煤，净提升时间为 16 小时。 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 （1）矿井设计生产能力 因为本井田储量丰富，主采煤层赋存条件简单，井田内部无较大断层，比较合适布置大 型矿井，经校核后确定本矿井的设计生产能力为 180 万吨/年。 （2）.井型校核 下面通过对设计煤层开采能力、辅助生产能力、储量条件及安全条件等因素对井型加以 校核。 1）矿井开采能力校核 淮北孙疃矿 10 煤层为中厚煤层，煤层平均倾角为 17 度，地质构造简单，赋存较稳定， 但矿井瓦斯含量及涌水相对较大，工作面长度不一过大，考虑到矿井的储量可以布置两个 综采工作面同采可以满足矿井的设计能力。 2）辅助生产环节的能力校核 本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，主井提升容器为两对 9 吨底卸式提升箕斗， 提升能力可以达到设计井型的要求，工作面生产原煤一律用带式输送机运到采区煤仓，运输 能力很大，自动化程度很高，原煤外运不成问题。辅助运输采用罐笼，同时本设计的井底车 场调车方便，通过能力大，满足矸石、材料及人员的调动要求。所以辅助生产环节完全能够 满足设计生产能力的要求。 3）通风安全条件的校核 本矿井煤尘具有爆炸性瓦斯含量相对较高，属于高瓦斯矿井，水文地质条件较简单。矿 井通风采用对角式通风，矿井达产初期对首采只需先建一个风井即可满足矿井的通风需求， 后期再建一个风井，可以满足整个矿井通风的要求。本井田内存在若干小断层，已经查到且 不导水，不会影响采煤工作。所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产 能力。 4）储量条件校核 井田的设计生产能力应于矿井的可采储量相适应，以保证矿井有足够的服务年限。 矿井服务年限的公式为： t=zk/(ak) （3- 1） 其中：t - - - 矿井的服务年限，年； zk- - - 矿井的可采储量，234.41mt； a - - - - 矿井的设计生产努力，180 万吨/年； k - - - - 矿井储量备用系数，取 1.4。 则： t=234.41100/（1801.4） =93.01（年） 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 12 页 既本矿井的开采服务年限符合规范的要求。 注：确定井型是要考虑备用系数的原因是因为矿井每个生产环节有一定的储备能力，矿 井达产后，产量迅速提高，局部地质条件变化，使储量减少，有的矿井由于技术原因使采出 率降低，从而减少储量，为保证有合适的服务年限，确定井型时，必须考虑备用系数。 5）第一水平服务年限校核 由本设计第四章井田开拓可知，矿井是两水平斜井延伸，一水平在- 550m， 即本设计第一水平的服务年限符合矿井设计规范的的要求。 表表 3- 1 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表 矿井设计生产能力 （万 t/a） 矿井设计年限 （a） 第一水平设计服务年限 煤层倾角 45 600 及以上 70 35 300- 500 60 30 120- 240 50 25 20 15 45- 90 40 20 15 15 中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 13 页 4 井田开拓 4.1 井田开拓的基本问题 井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立 矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数 量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓 方式进行技术经济比较，才能确定。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。 确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置； 合理确定开采水平的数目和位置； 布置大巷及井底车场； 确定矿井开采程序，做好开采水平的接替； 进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造； 合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全