采矿工程毕业设计（论文）-顾桥矿井1.5Mta新井设计【全套图纸】 .pdf

第 1 页 目目 录录 1 井田概述及地质特征井田概述及地质特征 . 1 1.1 井田概述 . 1 1.1.1 井田地理位置及范围 1 1.1.2 矿区气候与气象 . 1 1.1.3 地形与河流 . 2 1.1.4 地震 . 2 1.1.5 外部建设条件 . 2 1.2 井田地质特征 . 3 1.2.1 地层 . 3 1.2.2 构造 . 3 1.2.3 煤系及煤层 . 4 1.2.4 水文地质 . 4 1.2.5 其它开采技术条件 5 1.3 煤层特征 . 5 1.3.1 煤层埋藏条件 . 5 1.3.2 可采煤层及其围岩特征 6 1.3.3 煤的特征 . 7 2 井田境界与储量井田境界与储量 . 10 2.1 井田境界 . 10 2.1.1 井田范围 . 10 2.1.2 开采界限 10 2.1.3 井田尺寸 . 10 2.2 井田地质勘探 . 10 2.3 矿井地质储量 . 10 2.3.1 地质资源储量 . 10 2.3.2 工业资源/储量 13 2. 4 矿井可采储量 . 13 2. 4.1 安全煤柱留设原则. 13 2. 4.2 矿井永久保护煤柱损失量 . 14 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 . 17 3.1 矿井工作制度 . 17 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 . 17 3.2.1 矿井设计生产能力确定依据 17 3.2.2 矿井设计生产能力的确定 17 3.2.3 矿井服务年限 . 18 3.2.4 井型校核 18 4 井田开拓井田开拓 . 19 4.1 矿井开拓的基本问题 . 19 第 2 页 4.1.1 井筒形式，数目，位置及坐标确定 19 4.1.2 阶段划分和开采水平设置 21 4.1.3 阶段和开采水平参数 21 4.1.4 工业广场位置、形状及面积确定 22 4.1.5 主要开拓巷道 . 23 4.1.6 开拓延伸方案 . 23 4.1.7 确定开拓方案 . 23 4.2 矿井基本巷道 . 33 4.2.1 井筒 . 33 4.2.2 井底车场及硐室 . 37 4.2.3 主要开拓巷道 . 39 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置 . 44 5.1 煤层地质特征 . 44 5.1.1 带区位置 . 44 5.1.2 带区煤层特征 . 44 5.1.3 主要可采煤层顶底板岩石力学特征 44 5.1.4 水文地质 . 44 5.1.5 地质构造 . 44 5.1.6 瓦斯 . 45 5.1.7 地温 . 45 5.1.8 地表情况 . 45 5.2 带区巷道布置及生产系统 . 45 5.2.1 带区准备方式的确定 45 5.2.2 带区巷道布置 . 46 5.2.3 带区生产系统 . 46 5.2.4 带区内巷道掘进方法 47 5.2.5 带区生产能力及采出率 47 5.3 带区车场选型设计 . 48 5.3.1 带区车场的形式 . 48 5.3.2 带区车场的调车方式 49 5.3.3 带区主要硐室布置 49 6 采煤方法采煤方法 . 50 6.1 采煤工艺方式 . 50 6.1.1 带区煤层特征及地质条件 50 6.1.2 确定采煤工艺方式 50 6.1.3 回采工作面参数 . 51 6.1.4 回采工作面采煤机、刮板输送机选型 51 6.1.5 采煤工作面支护方式 53 6.1.6 端头支护及超前支护方式 56 6.1.7 各工艺过程注意事项 57 6.2 回采巷道布置 . 60 6.2.1 回采巷道布置方式 60 第 3 页 6.2.2 回采巷道参数 . 60 7 井下运输井下运输 . 66 7.1 概述 . 66 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 66 7.1.2 煤层及煤质 . 66 7.1.3 运输距离和运输设计 66 7.1.4 矿井运输系统 . 67 7.2 带区运输设备选择 . 68 7.2.1 设备选型原则： . 68 7.2.2 带区设备的选型 . 68 7.2.3 带区运输能力验算 70 7.3 大巷运输设备选择 . 70 8 矿井提升矿井提升 . 72 8.1 矿井提升概述 . 72 8.2 主井提升 . 72 8.2.1 箕斗 . 72 8.2.2 提升机 . 72 8.2.3 钢丝绳技术特征 . 73 8.2.4 提升能力验算 . 73 8.3 副井提升 . 74 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 . 77 9.1 矿井通风系统的选择 . 77 9.1.1 矿井通风系统的基本要求 77 9.1.2 矿井通风系统的确定 77 9.1.3 采区通风系统的确定 79 9.2 矿井风量计算 . 79 9.2.1 通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定 79 9.2.2 各用风地点的用风量和矿井总用风量 83 9.2.3 风量分配及风速验算 86 9.2.4 通风构筑物 . 87 9.3 矿井通风阻力计算 . 87 9.3.1 计算原则 . 87 9.3.2 矿井最大阻力路线 88 9.3.3 矿井通风阻力计算 88 9.3.4 矿井通风总阻力 . 89 9.3.5 矿井总风阻及总等积孔 90 9.4 选择矿井通风设备 . 90 9.4.1 选择主要通风机的基本原则 90 9.4.2 通风机风压的确定 91 9.4.3 主要通风机的选择及风机性能曲线 . 93 9.4.4 电动机选型 . 95 第 4 页 9.6 安全灾害的预防措施 . 95 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 95 9.6.2 预防井下火灾的措施 96 9.6.3 防水措施 . 96 10 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标 . 97 参考文献参考文献 . 98 专题部分专题部分 . 99 岩巷快速施工技术现状与支护趋势岩巷快速施工技术现状与支护趋势 . 99 1 绪论绪论 99 1.1 问题的提出 . 99 1.2 岩巷掘进的发展现状 . 99 1.2.1 钻爆法施工掘进 . 100 1.2.2 岩巷综合机械化掘进 101 2 巷道的掘进技术巷道的掘进技术 102 2.1 巷道施工的基本工艺过程 . 102 2.1.1 凿岩爆破 . 102 2.1.2 装岩与运输 . 104 2.2 水平巷道机械化配套 . 105 2.2.1 岩巷施工机械化作业线 105 3 快速掘进的影响因素及其解决技术措施快速掘进的影响因素及其解决技术措施 108 3.1 快速掘进定义 . 108 3.2 快速掘进的影响因素 . 108 3.2.1 施工工艺 . 108 3.2.2 掘进设备 . 109 3.2.3 地质条件 . 110 3.2.4 施工组织管理 . 110 3.3 实现快速掘进的技术措施 . 111 3.3.1 采掘平衡 . 111 3.3.2 施工设备的研究与选择 112 3.3.3 科学的施工组织管理 112 3.3.4 完善的快速掘进配套设施 113 3.3.5 不断改进的施.工方法及施工工艺 . 113 4 支护趋势支护趋势 113 4.1、锚喷支护 113 4.2、u 型钢支架 114 4.3、砼大弧板支护 114 4.4、联合支护 114 5 结论结论 115 第 5 页 翻译部分翻译部分 . 118 英文原文英文原文 . 118 中文译文中文译文 . 127 致致 谢谢 . 134 全全套图纸，加套图纸，加 153893706 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页 1 井田概述及地质特征 1.1 井田概述 1.1.1 井田地理位置及范围井田地理位置及范围 顾桥井田位于安徽省风台县西北， 距县城约 20 km， 归凤台县管辖。 东西宽 33.5 km， 平均约 3.4 km，南北长 67.9 km，平均约 7.5 km，面积约 27.1 km2。地理座标为东经 11626151163700，北纬 324347325230。 阜阳市 蚌埠市 宿州市 毫州市 商丘市 徐州市 连云港市 宿迁市 淮安市 扬州市 巢湖市 南京 合肥 六安市 顾桥矿 淮南市 江 苏 省 安 徽 省 河 南 省 图图 1- 1- 1 交交通通位位置置图图 区内有凤台利辛公路通过，外围有凤台蒙城、凤台颍上阜阳、潘集谢桥等 主要公路。淮南阜阳铁路经过井田南缘。西淝河流经本区南部入淮河，可通 50 t 级船只， 交通方便。 1.1.2 矿区矿区气候气候与与气象气象 本区属季风温暖带半湿润气候， 季节性明显， 夏季炎热， 冬季寒冷。 年平均气温 15.1 ， 极端最高气温 41.2 （1966 年 8 月 8 日） ，极端最低气温- 22.8 （1969 年 1 月 31 日） 。 年平均降雨量 926.30 mm，最大 1723.5 mm（1954 年） ，最小 471.9 mm（1966 年） ，日最大 降雨量 320.44 mm ,小时最大降雨量 75.3 mm。降雨多集中在 6、7、8 三个月，约占全年的 40%。年平均蒸发量 1610.14 mm，最大 2008.1 mm（1958 年） ，最小 1261.2 mm（1980 年） 。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页 蒸发量大于降雨量，潮湿系数近似 0.5。春夏两季多东南风、东风，秋季多东南、东北风， 冬季多东北、西北风。平均风速 3.18 m/s，最大风速 20 m/s。年初霜期在 11 月上旬，终霜 期为次年 4 月中旬，无霜期 191238 d。初雪一般在 11 月上旬，终霜在次年 3 月中旬，雪 期 72127 d，最长 138 d，最短 26 d，最长连续降雪 6 d，日最大降雪量 16 cm 。冻结及 解冻无定期，一般夜冻日解。冻结深度 412 cm，最大冻结深度 30 cm。 1.1.3 地形与河流地形与河流 本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成 内涝以外，地面标高一般为+21+24 m。总体地势为西北高、东南低。 永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘 外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟 渠。 1.1.4 地震地震 根据中国地震烈度区划图（1990） 的使用规定，本井田地震基本烈度为 6 度。 1.1.5 外部建设条件外部建设条件 1）交通运输条件优越 顾桥井田位于安徽省淮南市凤台县城西北约 20 km 处，地理坐标为东经 1162615 1163700， 北纬 324347325230。 潘谢矿区铁路自东向西穿过本井田， 交通方便 （如 图 1- 1 所示） 。井田南部有阜（阳）淮（南）铁路，潘谢矿区铁路从矿井井口附近通过， 矿井煤炭产品可通过上述铁路西接京九线，东达京沪线，进而可运往全国各地，南部通有 袁（集）李（凤郢子）矿区公路；井田中部有凤（台）利（辛）省道；东部边缘有凤 （台）蒙（城）公路。矿井进场道路从凤（台）利（辛）公路延接入矿，只有 687 m 长的距离；另外，井田内的永幸河、西南外缘的西淝河均可通行民船，继而与淮河相接， 形成水上运输通道。因此，顾桥矿井对外交通十分方便。 2）供电电源可靠 经计算， 顾桥矿井及同建的选煤厂的最大用电负荷为 100000 kw， 其中矿井 10000 kw。 矿井地面设 110 kv 变电所 1 座；其 2 回供电电源接自芦集 220 kv 区域变电所。经淮南矿 业（集团）公司与淮南供电部门协商，供电部门业已同意由芦集 220 kv 变电所分配给本矿 井 2 个 110 kv 出线间隔，并签订了供电协议。另外，供电部门计划在顾桥镇附近建设 1 座 220 kv 区域变电所。若建设时间允许，顾桥矿井 2 回 110 kv 线路也可考虑接自该变电 所，因此矿井供电电源可靠。 3）供水水源丰富可靠 本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成 内涝以外，地面标高一般为+21+24 m。总体地势为西北高、东南低。 永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘 外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟 渠。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页 矿井及选煤厂最高日用水量为 11939.5 m3，其中水眼井需日供水量 2941.5 m3。本井田 地下水资源十分丰富。新生界第二含水组水质均符合饮用水标准，含水组沙层较厚，水量 丰富，水质优良，可作为矿井饮用水等生活用水水源；另外，矿井井下排水量较大，正常 涌水量为 850 m3/h，经深度净化处理后也可满足矿井生产用水的要求，因此矿井供水水源 丰富可靠。 1.2 井田地质特征 1.2.1 地层地层 顾桥井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系和 新生界。地质综合柱状图如附图 1- 2 所示。 3 2 60.2801.50 25 20310.45 02.59 9-1 9-2 322638 0.0300.50 64110.2201.20 8593.10 0.897.23 5446640.0801.00 10 11-2 11-2 11-3 4254.0500.9012 2134.5601.8513-1下 738 4.651.7 8.25 13-1 12915 0.1801.2013-2 42100.24 01.6914 6559743.0000.7515 7 6 5 4 12 7 0.42 0.39 0 0 3.00 2.04 16 17-1 5248680.9704.3517-2 下部以石英砂岩为主，中部主要是粘 土岩，砂质粘土岩局部具鲕状，上部 灰白色，石英砂质岩夹灰色粘土岩类。 砂岩成份主要为石英。分选性及磨圆 度中等，胶结物泥质、硅质。为滨海 三角洲相沉积。本段含煤6层，出11-2 煤层为稳定可采煤层外，其余均为不 可采。 是主要含煤段之一，含煤6层，其中 13-1煤层为稳定的主采煤层，13-1下 煤层为局部可采煤层。岩性主要为砂 岩和粘土岩，底部为灰白色砂岩下部 花斑状含鲕粒粘土岩为主要标准层之 一，属滨海湖沼相沉积。 本段以青灰色，灰绿色为主要特征。 含煤三层（16、17-1、17-2煤层）， 其中17-2煤层为局部可采煤层。底部 为灰白色砂岩，中下部为灰白-灰绿 色粉细砂岩或统粘土岩类组成互层， 上部为灰-深灰色砂质粘土岩及粉砂 岩为主，偶夹花瓣状粘土岩。砂岩以 长石、石英砂岩为主，分选性及滚圆 度较差，属滨海湖沼相沉积。 岩 性 简 要 特 征 110 120 73 四 五 子 盒 石 三 系 迭 二 界 生 古 上 厚 度 含 煤 段 名 称 地层柱状 1:500 平均最小平均最小最大最大 间距（m）厚 度（m） 煤 厚 情 况 组统系界 地层系统 组 上 统 图图 1- 2- 1 顾桥顾桥煤矿地煤矿地层综合柱层综合柱状状图图 1.2.2 构造构造 本井田位于淮南复向斜中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带。煤系地层总体 形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为 59的反“s”型单斜构造。其中发育有一系列 宽缓褶曲和断层。根据褶曲和断层发育特点，可将本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中 部简单单斜区、中南部“x”型共轭剪切区和南部单斜构造区四部分。 经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探，全井田共查出小陈庄背斜、胡桥 子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲 4 个。发现断层 167 条，其中正断层 137 条， 逆断层 30 条，大致可分为近东西向、北西向和北东向三个断层组。为设计方便，将多数 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页 断层除去，只留有 2 条主要特征断层，其特征见表 1- 2- 1： 表表 1- 2- 1 断层特征表断层特征表 断层名称 性质 走向 倾向 倾角/ 落差/m 延展长度/km 控制程度 fd108 正 近 we 近 ns 65 0- 30 2.5 查明 f114 正 近 wn- es 近 ws- en 70- 75 40- 80 3 查明 1.2.3 煤煤系系及煤及煤层层 本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含 煤层段。井田内二叠系含煤层段总厚 734 m，含煤 33 层，煤层总厚度为 30.08 m，含煤系 数为 4.10%，自下而上依次分为 7 个含煤段。在中、下部厚约 490 m 的一五含煤段中， 集中分布 9 层可采煤层，平均总厚 10.11 m。其中 13- 1、11- 2煤层为主要可采煤层，平均总 厚 8.44 m；17- 2、13- 1下、7- 2和 4- 1为局部可采煤层，平均总厚 2.97 m。 1.2.4 水水文地质文地质 本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的矿床，其富 水性属简单中等，与地表水体无水力联系。 （1）主要充水因素 本井田基岩被厚度介于 224.10576.00 m 之间的西北厚、东南薄的新生界松散层所覆 盖。按松散沉积物组合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分为 4 个含水组、4 个隔水组和 1 个碎石层。其中第三隔水组除在局部古地形隆起处变薄或缺失外，绝大部分 分布稳定，厚度一般为 3055 m，系其上、下含水层间的良好隔水层。第四含水组在七线 以北与基岩直接接触，厚度多为 3080 m，系基岩含水组的主要补给水源。底部的碎石层 若与含水层接触时，有可能起到一定的导水作用。 二叠系砂岩以中、细粒为主，局部裂隙发育，一般为钙质充填，富水性弱，以储存量 为主，且因间夹泥岩和煤层，含水组之间在自然状态下无密切的水力联系。但是，若被断 层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏时， 上、 下含水层之间有可能互相沟通， 从而导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。 石炭系太灰岩溶裂隙含水组主要由自上而下编号的 13 层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩 和薄煤层组成。其中第 1、3、4、5 和 12 层灰岩分布稳定,并以第 3、4 和 12 层灰岩厚度较 大。 该含水组上距 1 煤层较近，一般为 1620 m，且灰岩水压较高，如果直接开采 1 煤层， 必将因太灰的水压超过 1 煤层底板隔水层抗压强度而引发突水事故。 潘谢矿区资料表明： 奥陶系灰岩中下部岩溶裂隙比较发育， 虽分布不均， 但富水性弱 中等，系太灰的主要补给水源。 本井田断层带多为泥岩和粉、细砂岩碎块充填，并呈胶结状，正常情况下可起到相对 隔水作用。但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层带又未被泥质和岩屑所 充填，或受到采动影响，导致断层活化，破坏了地下水的水力均衡，断层带则很可能成为 地下水突溃的主要途径。 综上所述，本井田新生界第四含水层孔隙水、二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂 隙水对井下开采均有较大影响。但是，只要在可采煤层浅部留设适当的防水煤柱，四含水 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页 一般不致于溃入矿坑而对煤层开采构成大的威胁。这样，二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰 岩溶裂隙水便成为本矿井开采的主要充水因素。 （2）矿井涌水量预计 本次设计的矿井涌水量预计范围为一水平的首采区。预计方法为顾桥井田电子版精 查地质报告汇编中采用的水文地质比拟法。经与新庄孜矿井实测涌水量比拟表明：开采 4- 117- 2煤层时矿井正常涌水量为 194 m3/h，最大涌水量为 230 m3/h。另外，开采 1 煤层 时，经实施疏水降压等措施后，太灰的涌水量为 205 m3/h。考虑到井下洒水、井筒淋水和 防火灌浆用水等因素的影响，矿井开采 4- 117- 2煤层时的正常涌水量按 420 m3/h 计取。 矿井开采范围发展到- 900m 时，正常涌水量尚需增加 190 m3/h，最大涌水量增加 210m3/h。 1.2.5 其它开采技术条件其它开采技术条件 （1）主要可采煤层顶底板岩石力学特征 本井田主要可采煤层顶板主要由泥岩、砂质泥岩和少量砂岩组成；底板均为泥岩和砂 质泥岩。顶、底板泥岩、砂质泥岩的抗压强度较低，平均介于 342513 kg/cm2，砂岩的抗 压强度较高，平均介于 5711224 kg/cm2。但总体来看，本井田主要可采煤层顶、底板岩 石工程地质条件比较差，巷道支护和顶板管理比较困难。 （2）瓦斯 本井田共采集 13- 1、11- 2、8、7- 2、6- 2和 1 煤层瓦斯样 125 个。根据本井田主要煤层瓦 斯测试成果与潘谢矿区生产矿井瓦斯资料综合分析，工作面相对瓦斯涌出量平均为 13.215m3/t，工作面瓦斯绝对涌出量最大为 46.06m3/min，本矿井应属高瓦斯矿井。随着矿 井开采深度的增加，局部可能出现煤与瓦斯突出现象。 （3）煤尘与自燃 本井田可采煤层除 6- 2 和 1 煤层不自燃很易自燃以外，其余均为很易自燃煤层。主 要可采煤层的煤尘均具有强爆炸性。 （4）地温 根据淮南矿区九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地的恒温带深度为自地表向下 30 m， 恒温带温度为 16.8 。已有测温资料表明：本井田属于以地温异常区为主的高温区，平 均地温梯度为 3.08 /100 m。从纵向上看，垂深 500 m 处平均地温在 31 以上，已达一 级高温区；垂深 700 m 处平均地温在 37 左右，已进入二级高温区；垂深在 800 m 处平 均地温高达 40 以上。预计- 780m 水平地温可达 37.7 43.7 ，平均 40.1 。从横 向上看，地温等值线的走向具有与煤层底板等高线走向基本一致的变化趋势。鉴于本井田 地温较高，有关部门应引起高度重视，并采取积极的降温措施，以防各类热害发生。 1.3 煤层特征 1.3.1 煤层埋藏条件煤层埋藏条件 该井田表土层厚，煤层埋藏深，倾角 59，平均 6，属近水平煤层，走向大致沿南 北方位，倾向东西方位。 顾桥精查钻孔在基岩界面下至少取芯 30 m 或 20 m，根据岩芯观察，岩石风化带一般 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页 不超过 30 m。在基岩界面垂深 30m 以内取煤样 11 个，其中 10 m 内 1 个，1020 m3 个， 2030 m 7 个。煤芯鉴定和煤质化验均表明，煤层的水份、灰份和发热量随取芯深度远离 界面而逐渐趋于正常。距界面 2030 m 的 7 个化验资料中，六 7 孔 6- 2 煤层，距基岩界面 25.24 m， 具风化现象，此处风化较深，与砂岩顶板有关，其余 6 个样均无明显风氧化现象。 四 9 孔超过 30 m，煤岩芯鉴定和化验指标均无风氧化现象。因此，再结合邻区地质报告确 定的风氧化带深度，将本区风氧化带深度确定为距基岩界面垂深 30 m。 表表 1- 3- 1 风氧化带情况表风氧化带情况表 孔号 煤名 底板 深度 新地层 深 度 距基岩 界面深 wf (%) ag (%) vf (%) qfdt 大卡/公斤 47 1 492.85 484.35 8.05 - - - - 六 1 13- 1 497.71 487.90 9.81 3.23 39.77 - - 十二北 4 11- 2 449.56 433.00 16.56 9.53 27.63 37.34 4728 六 7 6- 2 487.94 462.70 25.24 3.71 27.15 34.77 - 四 9 11- 2 519.75 488.10 31.65 1.43 21.24 36.84 6304 1.3.2 可可采煤采煤层层及其及其围围岩特征岩特征 1）本井田煤层稳定性如下： 稳定煤层 3 层：13- 1、11- 2、4- 1煤，煤层平均总厚 9.31 m。较稳定煤层 4 层： 8、5- 1、 4- 2、3 煤，煤层平均总厚 10.08 m。不稳定煤层 2 层：7- 2、1 煤，平均煤厚 1.83 m。 2）主要可采煤层特征见表 1- 3- 1： （1）1 煤 厚度为 02.01 m，平均煤厚 0.85 m，厚度一般在 11.5 m，煤层结构简单，井田中 部局部可采。 （2）3 煤 厚 0.436.43 m，平均煤厚 3.22 m，厚度由西向东变薄，煤层结构简单，局部与 1 煤 合并，煤质变化小，属较稳定煤层。顶板砂岩含泥质包体,易于对比,底板多为泥岩或砂质 泥岩。是本区主要可采煤层。 （3）4- 1 煤 厚度为 0.334.48 m，平均煤厚 3.26 m，厚度一般在 34 m，厚度变化很小，仅个别 点不可采，为构造原因变薄，全区基本可采。 （4）4- 2 煤 厚度为 0.374.13 m，平均煤厚 1.70 m，全区基本可采，煤层厚度变化不大，仅个别 点不可采。 （5）5- 1 煤 厚度为 0.545.21 m，平均煤厚 2.93 m，全区可采。 （6）7- 2 煤 厚度为 02.87 m，平均煤厚 0.98 m，煤层结构简单。二十五线以西大部分尖灭，以 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页 东形成局部可采，煤质变化小，属不稳定煤层。 （7）8 煤 厚度为 0.253.94 m，平均煤厚 2.23 m，厚度由东向西变薄，全区基本可采。 （8）11- 2 煤 厚度 1.894.05 m，平均煤厚 3.21 m。一般厚 2.53.6 m，全区可采，煤层厚度变化 小，变化规律明显（厚度突变点均为构造煤） ，煤层结构较简单，局部有 12 层夹矸，井 田东部局部煤层被岩浆岩侵蚀，煤质变化很小，变异系数 24.68%，属稳定煤层，先期地段 稳定程度较其它地段好。顶板砂质泥岩，富含植物化石，底板为泥岩或砂质泥岩，煤层上 下各有 12 层薄煤，分别为 11- 1、11- 3 煤，均不可采。煤层下部 30 m 处有一层花斑状砂 质泥岩，是对比 11- 2 煤层依据之一，对比可靠。是本区主要可采煤层。下距 8 煤层平均 82.98 m。为本设计的主采煤层。 （9） 13- 1 煤 煤层厚度为 2.95.3 m，平均煤厚 4.8 m，全区可采。 1.3.3 煤的特征煤的特征 1）化学性质 （1）水份（mad） 各煤层原煤空气干燥基水份平均值为 1.411.91%，1 煤最小，17- 2 煤最大。 （2）灰份产率（ad） 各煤层原煤干燥基灰分平均值为 15.6929.46%，属中灰富灰煤。1 煤灰份最低，以 低灰为主，一般为 1020%；6- 2 煤、8 煤、11- 2 煤、13- 1 煤、17- 2 煤以中灰为主；13- 1 下煤、7- 2 煤、4- 1 煤为中富灰煤。精煤灰份平均为 7.4211.33%，除 17- 2 煤、13- 1 下 煤高于 10%外，其余均低于 10%，以 1 煤最低。 （3）挥发份产率（vdaf） 精煤干燥基挥发份产率在井田内的变化范围在 33.1545.48%之间，各煤层平均值为 35.7341.75%，在地层剖面上有从上向下变小趋势。 （4）硫与磷含量 全硫：各煤层原煤全硫平均含量为 0.270.93%，属特低硫煤，以 1 煤、4- 1 煤含量最 高，向上呈逐渐降低趋势。全硫中以可燃硫（硫化物硫和有机硫）为主，硫酸盐硫含量极 少。例如 751 孔 1 煤全硫含量为 1.72%，其中硫化物硫为 0.84%，有机硫为 0.85%，硫酸 盐硫为 0.03%。 磷：各煤层原煤磷含量为 0.00580.0355%，13- 1 煤、11- 2 煤和 8 煤属低磷煤，其余 煤层均属特低磷煤。 表表 1- 3- 2 可可采煤采煤层层特征特征表表 煤层 煤层厚度/m 含夹矸层数 煤层结构 可采范围 稳定性 最小最大 平均 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页 13- 1 0.909.39 4.80 12 较简单 全区可采 稳定 11- 2 1.894.05 3.21 12 较简单 全区可采 稳定 8 0.253.94 2.23 12 较简单 全区基本可采 较稳定 7- 2 02.87 0.98 一般不含 简单 局部可采 不稳定 5- 1 0.835.21 2.93 12 较简单 全区可采 较稳定 4- 2 0.374.13 1.70 一般不含 简单 全区基本可采 较稳定 4- 1 0.334.48 3.26 一般不含 简单 全区可采 稳定 3 0.436.43 3.22 一般不含 简单 全区可采 较稳定 1 02.01 0.85 一般不含 简单 局部可采 不稳定 （5）煤灰溶点和灰成份 本区各煤层灰熔点变化在 1150 1500 之间， 平均为 1307 1500 ， 属 高熔至难熔煤。 各煤层灰成份 siq2含量平均值为 46.2160.75%，al2o3平均含量为 25.6933.78%， 二者合计平均含量为 72.7191.42%，属难熔组份，其含量高，灰熔点也高。灰熔点随组 份变化而变化，随易熔组份 fe2o3、cao、mgo、或 s 含量的增加而降低。 2）煤层的牌号及用途 顾桥井田在九层可采煤层中，11- 2煤、1 煤层有气煤和 1/3 焦煤两种煤类。其中 11- 2煤 层的 1/3 焦煤有储量 26656.42 万 t，占本煤层总储量的 61%，1 煤层 1/3 焦煤储量 16025.04 万 t，占总储量 27%。全区 1/3 焦煤总储量为 42681.46 万 t，占总储量 16%，其它 7 层煤全 部属于气煤。井田可采煤层属中灰富灰、特低硫、低磷特低磷、富油高油、高溶 难溶煤灰的气煤和 1/3 焦煤。可作良好的配焦、化工和动力用煤。 3）瓦斯 该矿井是高瓦斯矿井，各煤层的瓦斯含量见表 1- 3- 3。 表表 1- 3- 3 各煤层不同水平瓦斯含量计算值一览表各煤层不同水平瓦斯含量计算值一览表 单位：单位：(m3/t) 水平 (m) 煤层 - 600 - 780 - 850 - 950 - 1000 13- 1 1.96 5.54 6.94 8.93 9.92 11- 2 2.70 6.10 7.42 9.31 10.26 8 3.63 9.39 11.63 14.83 16.43 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页 6- 2 4.97 8.99 10.55 12.78 13.89 1 2.38 5.80 7.13 9.03 9.98 4）煤尘爆炸危险性 主要煤层挥发份产率均大于 33%，火焰长度一般大于 100700 mm，平均可达 280 584 mm，岩粉量一般为 4070%,平均 4270%,煤尘爆炸指数一般为 35.3141.85%,平均 36.4140.87%。结合淮南矿区生产矿井煤层尘均有强爆炸性特征，本区主要煤层亦属于具 有强爆炸煤层。 5）煤的自燃倾向 淮南各生产矿井开采煤层都有自燃发火危险，一般发火期为 36 个月，其中以 8 煤、 11- 2煤和 13- 1煤的自燃倾向较强，发火次数最多。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 10 页 2 井田境界与储量 2.1 井田境界 2.1.1 井田范围井田范围 顾桥井田北起七勘探线，南止 f114断层，西自 1 煤层隐伏露头，东至 f114断层和 13- 1 煤层- 900m 底板等高线地面垂直投影线。 2.1.2 开采界限开采界限 本井田共含煤 9 层。其中主要可采煤层有 13- 1、11- 2、8、6- 2和 1 煤层计 5 层，次要可 采煤层有 17- 2、13- 1下、7- 2和 4- 1煤层计 4 层。由于 11- 2#煤层厚度大，赋存条件较好，故本 设计矿井仅考虑 11- 2#煤。 2.1.3 井田尺寸井田尺寸 全井田南北走向长平均约 7.52 km，东西倾斜宽平均 3.549 km 左右，面积约 28 km2。 2.2 井田地质勘探 本井田历经找煤、普查、详查、精查四个阶段，勘探面积约 27 km2。根据煤、泥炭 地质勘查规范本次估算资源储量钻探工程基本线距见表 2- 2- 1。 表表 2- 1- 1 资源资源储量储量钻探钻探工工程程基本基本线距表线距表 煤层类型 煤层 各级储量钻探工程基本线距/m 探明的 控制的 推断的 稳定煤层 13 500 1000 2000 稳定煤层 11 500 1000 2000 2.3 矿井地质储量 2.3.1 地质资源储量地质资源储量 1）地质资料依据 （1）安徽省煤田地质局勘查研究院于 1997 年 6 月提交的安徽省淮南市顾桥井田勘 探（精查）地质报告 ； （2） 审查批准安徽省淮南煤田顾桥矿井供水水文地质详细勘探报告决议书安徽省 矿产储量委员会皖储决字（1989）049 号； （3） 淮南矿务局顾桥矿井地震补充勘探报告批准书中国煤田地质总局煤地准字 1996007 号； （4）矿方提供的建井过程中揭露的地质资料。 2）储量计算基础 （1）本次储量计算是按照煤、泥炭地质勘查规范dz/0215- 2002 要求的工业指标 进行资源储量计算，炼焦用煤最低开采厚度为 0.7 m，最高灰分不得超过 40%，最高硫分 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11 页 不得超过 3%； （2）储量计算厚度：夹矸厚度不大于 0.05 m 时，与煤分层计算，复杂结构煤层的夹 矸总 50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度； （3）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀， 本次储量计算只针对主采煤层，采用地质块段的算术平均法； （4）煤层容重:主采煤层 11 煤层平均容重为 1.40 t/m3。 3）储量计算 本勘探区主采煤层为 13- 1和 11- 2煤层，采用地质块段法来划分储量块，根据等高线和 钻孔的疏密程度将矿体划分为甲乙丙丁四个块段， 井田块段划分如图 2- 3- 1， 用算术平均法 求得各块段的储量， 矿井地质资源储量即为各块段储量之和。 煤层倾角一般在 5 9 之间， 平均倾角为 6，采用煤层垂直厚度及煤层水平投影面积估算储量，估算公式如下： zi = 100 simiri/cosi （2- 3- 1） 式中：zi各块段地质资源储量，万 t； si各块段的在煤层地板等高线的投影（水平）面积，km2； m 各块段 11 煤层和 13 煤层的平均厚度之和，m； ri各块段内煤的容重，取平均值为 1.40 t/m3； i各块段内煤的煤层平均倾角，。 由上式可计算出各块段的地质储量见表 2- 3- 2。 表表 2- 3- 2 各块段的地质资源储量各块段的地质资源储量 序号 平均倾角 i /（） 11 层平 均厚度 mi /m 13 层平 均厚度 mi /m 平均厚 度之和 mi /m 容重 ri /tm- 3 水平面积 si /km2 真实面积 /km2 地质资源储量 zi /万 t 甲 9 2.78 4.63 7.41 1.40 2.89 2.92 3209.20 乙 6 3.13 4.82 7.95 1.40 2.91 2.93 3260.05 丙 5 3.24 4.87 8.11 1.40 4.77 4.79 5431.42 丁 5 3.50 4.81 8.31 1.40 17.59 17.66 20549.14 所以矿井地质资源是各块段储量之和，即： z = z甲+ z乙+ z丙+ z丁= 32449.81（万 t）324.50（mt） 其中探明的 60%、控制的 30%、推断的 10%，探明的包括 111b 和 2m11，控制的包括 122b 和 2m22，推断的为 333，矿井各级储量分类见表 2- 3- 3。 表表 2- 3- 3 矿井地质资源储量分类表矿井地质资源储量分类表 矿井地质资源储量 /mt 探明的 控制的 推断的 60% 30% 10% 80% 20% 80% 20% 100% 111b 2m11 122b 2m22 333 155.76 38.94 77.88 19.47 32.45 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 12 页 3631500363050036295003628500 - 695.96 459000460000 461000 3628000 3627000 ? 7 67- 28 21.52 23.98 5.22 459000460000461000 十五-十六孔 补十五1# 23.38 - 846.71 - 848.20 - 692.11 - 814.79 - 838.95 - 787.06 - 803.20 - 844.26 23.35 23.88 23.73 23.60 23.30 23.60 23.41 23.44 24.03 23.68 23.67 23.84 23.94 24.00 23.83 23.33 24.48 23.60 23.89 24.54 f114?70?75h=40?80m fd108?65h=0?30m fd108?65h=0?30m fd108?65h=0?30m 23.77 24.05 24.03 - 618.81 24.30 23.80 23.19 - 736.52 4.56 23.51 20.4 23.48 22.6 23.14 22.8 22.8 3.60 - 848.00 f114 h=3464m5075 f114 h=3464m5075 十一6 十二12 十一21 十二10 十二11 十三7 十三13 十三5 76 十四14 十四15 67- 3 十三12 79 109 十三3 十四10 十四9 断缺 十三14 十五7 十五12 十五3 十六9 82 十北7 十10 十9 十二9 十四8 66- 03 十六6 断缺 十六13 十南20 十一5 5.77 - 679.74 5.65 - 806.66 5.67 5.88 - 770.51 5.44 - 673.51 5.65 - 677.03 5.40 - 763.39 5.54 - 682.86 5.30 - 927.13 5.20 - 903.98 5.30 5.70 - 830.87 5.44 - 862.42 5.12 - 870.33 - 854.41 5.38 5.35- 819.74 - 776.03 5.20 5.42 - 726.84 4.92 5.37 - 746.94 5.30 - 836.14 5.26 4.96 5.26 - 774.83 - 787.44 - 845.73 4.87 - 800.68 5.92 - 651.67 5.44 5.26 - 633.58 4.48 - 746.92 - 704.15 水8 23.84 24.265.69 - 768.98 - 806.10 23.80 2 1 6 2 1 7 21 9 21 10 21 8 5.4 - 770.01 24.12 215 3629000 3627500 3630000 3631000 3632000 3631500 36305003629500 362850036280003627000362900036275003630000 3631000 3632000 458500459500460500 458500459500 465000 3632500 1:5000 顾 桥 矿 矿 井 储 量 计 算 图 3632500363300036335003634000 36345003635000 3633000363350036340003634500 3635000 458000 457800458000 457800 - 600 - 625 - 650 - 675 - 700 - 725 - 750 - 775 - 800 - 825 - 850 - 875 - 900 - 600 - 625 - 650 - 675 - 700 - 725 - 750 - 775 - 800 - 825 - 850 - 875 - 900 - 600 - 625 - 650 - 675 - 700 - 725 - 750 - 775 - 800 - 825 - 850 - 875 - 600 - 625 - 650 - 675 - 700 - 725 - 750 - 775 - 800 - 825 - 850 24.03 - 622.81 九8 5.44 26.39 九11 5.30 - 788.71 27.02 九12 5.32 - 862.71 24.03 - 632.81 八9 5.25 25.57 八10 5.26 - 688.71 26.87 八11 5.75 - 741.71 22.68 八12 5.55 - 794.71 26.47 八13 5.64 - 875.71 5.64 5.64 5.50 - 575 甲 9 32.1mt 乙 6 34.2mt 丙 5 57.0mt 丁 5 222.8mt 图图 2- 3- 1 矿井储量计矿井储量计算算 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 13 页 2.3.2 工业资源工业资源/储量储量 矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求， 地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设 计的资源依据，一般也就是列入平衡表内的储量。 矿井工业储量：地质资源量中探明的资源量 331 和控制的资源量 332，经分类得出的 经济的基础储量 111b 和 122b、边际经济的基础储量 2m11 和 2m22，连同地质资源量中推 断的资源量 333 的大部，归类为矿井工业储量。 储量的分配探明储量、控制储量、推断储量按 6：3：1 分配，经济基础储量、边际经 济基础储量按 90%、10% 分配，次边际经济基础储量不计。 计算公式如下： zg=111b+122b+2m11+2m22+333k （2- 3- 2） 式中：zg 矿井工业资源/储量，mt； 111b 探明的资源量中的经济的基础储量，mt； 122b 控制的资源量中的经济的基础储量，mt； 2m11 探明的资源量中的边际经济的基础储量，mt； 2m22 控制的资源量中的边际经济的基础储量 mt； 333 推断的资源量，mt； k 可信度系数， 本井田地质构造中等简单、 煤层赋存稳定， 因此 k 值取 0.8。 根据公式 2- 3- 2 及表 2- 3- 3 中的数据计算得矿井工业储量为 318.01 mt。此储量为 11- 2 煤层和 13- 1煤层的地质资源储量， 由于 11- 2下层煤厚度小且为局部可采煤层， 因此本设计中 把此储量作为矿井的工业/资源储量。 2. 4 矿井可采储量 2. 4.1 安全煤