采矿工程毕业设计（论文）-安顺煤矿1.2Mta新井设计2.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： 应 用 技 术 学 院 应 用 技 术 学 院 专 业： 采 矿 工 程采 矿 工 程 设计题目： 安顺煤矿 1.2 mt/a 新井设计安顺煤矿 1.2 mt/a 新井设计 专 题： 安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术 安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术 指导教师： 职 称： 副 教 授 副 教 授 2012 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院应用技术学院 专业年级采矿 09-8采矿 09-8 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ：任 务 下 达 日 期 ： 2011 年年 10 月月 15 日日 毕业设计日期：毕业设计日期： 2012 年年 3 月月 10 日至日至 2012 年年 6 月月 6 日日 毕业设计题目：毕业设计题目： 安顺煤矿安顺煤矿 1.2 mt/a 新井设计新井设计 毕业设计专题题目：安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术毕业设计专题题目：安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 主要内容分为一般部分、专题部分和英文翻译：分别为安顺煤矿主要内容分为一般部分、专题部分和英文翻译：分别为安顺煤矿1.2 mt/a新井 设计；安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术； 新井 设计；安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术；a new mode of coal mining under buildings with paste- like backfill technology。要求是在规定的时间内保质保量完 成大纲要求的内容。 。要求是在规定的时间内保质保量完 成大纲要求的内容。 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 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 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 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 要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为安顺矿 1.2mt/a 新井设计，共分十章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田 境界及储量；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；10.矿井基本技术经 济指标。 安顺煤矿位于贵州省安顺市北面，交通便利。井田走向长约 3.5 km，倾向长约 6.5 km， 井田总面积为 21 km2。主采煤层为 3 号煤，平均倾角为 4，煤层平均总厚为 3.6 m 。井田 工业储量为 119.92 mt，可采储量 82.84 mt，矿井服务年限为 51.3 a。井田地质条件简单。 矿井正常涌水量为 50 m3/h，最大涌水量为 110 m3/h；煤质牌号为无烟煤 3；矿井绝对瓦斯 涌出量为 8.92 m3/min，属高瓦斯矿井；煤层无自燃发火倾向，煤尘不具有爆炸危险。 矿井采用双立井单水平开拓，前期采用中央并列式通风，后期采用两翼对角式通风。 一矿一面，采煤方法为大采高一次采全厚综采采煤法。煤炭运输采用钢丝绳芯胶带，辅助 运输采用矿车运输。 矿井年工作日为 330 d，每天净提升时间 16 h。矿井工作制度为：实行“三八”制。 专题部分题目： 安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术。 翻译部分英文原文题目： “a new mode of coal mining under buildings with paste- like backfill technology”。 关键词：双立井开拓 ；盘区 ；综合机械化采煤 。 abstract this design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. the general design is about a 1.2 mt/a new underground mine design of the anshun coal mine. it contains ten chapters: 1.overview and the geographical features of the mining field; 2.boundary and reserves of the mining field; 3.working system, designed mine capacity and mine life; 4.development of mining field; 5.preparation in strip district; 6.coal mining method; 7.underground conveying; 8.mine exaltation; 9.mine ventilation and safety technology; 10.the basic technical and economic index. the anshun coal mine lies in the north side of anshun, guizhou province, which is apart form midtown. its about 6.5 km on the strike and 3.5 km on the dip, with the 21 km2 total horizontal area. the minable coal seam of this mine is only 3 with an average thickness of 3.6 m and an average dip of 4. the proved reserves of this coal mine are 119.92 mt and the minable reserves are 82.84 mt, with a mine life of 51.3 a .the geological condition of the mine is relatively simple. the normal mine inflow is 50 m3/h and the maximum mine inflow is 110 m3/h. it is blind coal 3 with high mine gas emission rate but no coal spontaneous combustion tendency, mine absolute gas emission is 8.92 m3/min, gas is mine; coal seam no spontaneous combustion tendency, coal- dust explosion danger has not. this mine adopts skew shaft with one mining level, by the central paratactic type ventilation, later the two wings diagonal type ventilation. the adopted coal winning method is longwall mining on the dip with large mining height. the belt conveyor is applied to transport coal and harvesters transport is used in the auxiliary conveying. we work 330 days per year , and hoist 16 hours one day .the “threeeight” is applied for coal mining. the monographic study is anshun coal mine gas outburst control technology. the translated academic paper is “a new mode of coal mining under buildings with paste- like backfill technology”。 keywords：dual shaft pioneering; panel area ; mechanized coal mining . 一 般 部 分 目 录 1 矿井概述及井田地质特征矿井概述及井田地质特征 . 1 1.1 矿区概述 . 1 1.1.1 交通位置 . 1 1.1.2 地形地貌、水系 . 1 1.1.3 气象及地震 . 2 1.1.4 矿区经济概况 . 3 1.1.5 矿井电源、水源情况 . 3 1.2 井田地质特征 . 3 1.2.1 地层 . 3 1.2.2 地质构造 . 3 1.2.3 水文地质 . 5 1.2.4 勘探程度 . 7 1.3 煤层特征 . 7 1.3.1 煤层 . 7 1.3.2 煤质煤种 . 8 1.3.3 瓦斯、煤尘、自然发火及地温 . 8 2 井田境界和储量井田境界和储量 . 11 2.1 井田境界 . 11 2.1.1 井田范围 . 11 2.2 矿井储量 . 11 2.2.1 矿井地质储量 . 11 2.2.2 矿井工业储量 . 11 2.2.3 矿井设计资源储量 . 12 3 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 . 16 3.1 工作制度 . 16 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 . 16 3.2.1 确定依据 16 3.2.2 矿井生产能力 . 16 3.2.3 矿井服务年限 17 4 井田开拓井田开拓 . 18 4.1 井田开拓的基本问题 . 18 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 18 4.1.2 工业场地的位置 19 4.1.3 开采水平的确定及采盘区划分 19 4.1.4 主要开拓巷道 19 4.1.5 方案比较 19 4.2 矿井基本巷道 . 24 4.3.1 井筒 . 24 4.2.2 井底车场及硐室 27 4.2.3 主要开拓巷道 30 5 准备方式准备方式- 盘区巷道布置盘区巷道布置 . 35 5.1 煤层地质特征 . 35 5.1.1 首采盘区位置 . 35 5.1.2 首采盘区煤层特征 . 35 5.1.3 顶底板构造特征 . 35 5.2 盘区巷道布置及生产系统 . 35 5.2.1 盘区准备方式的确定 . 35 5.2.2 盘区巷道布置及生产系统 . 35 5.2.3 盘区生产系统 36 5.2.4 盘区内巷道掘进方法 37 5.2.5 盘区生产能力确定 . 38 5.3 盘区车场选型设计 . 40 5.3.1 车场 40 5.3.2 盘区变电所 . 40 5.3.3 盘区溜煤眼 . 40 5.3.4 盘区主要硐室 . 41 6 采煤方法采煤方法 . 42 6.1 采煤工艺方式 . 42 6.1.1 盘区煤层特征及地质条件 42 6.1.2 采煤工艺方式的确定 42 6.1.3 回采工作面参数确定 42 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 44 6.1.5 工作面采煤、运煤机械的选型 46 6.1.6 回采工作面支护方式与支架选型 50 6.1.7 工作面顶板管理 52 6.1.8 各工艺过程注意事项 54 6.1.9 回采工作面吨煤成本 55 6.1.10 工作面劳动组织和作业循环图表 . 56 6.2 回采巷道布置 . 58 6.2.1 回采巷道布置方式 58 6.2.2 回采巷道参数 58 7 井下运输井下运输 . 61 7.1 概述 . 61 7.1.1 矿井生产能力及工作制度 . 61 7.1.2 煤层及煤质 . 61 7.1.3 运输距离和货载量 . 61 7.1.4 矿井运输系统 . 61 7.2 盘区运输设备选择 . 62 7.2.1 设备选型原则 . 62 7.2.2 盘区运输设备选型及能力验算 . 62 7.3 大巷运输设备选择 . 64 7.3.1 胶带大巷设备选择 . 64 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 . 64 7.3.3 辅助运输能力验算 . 66 8 矿井提升矿井提升 . 67 8.1 矿井提升概述 . 67 8.2 主副井提升 . 67 8.2.1 主井提升 . 67 8.2.2 副井提升设备选型 . 68 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 . 69 9.1 矿井通风系统的确定 . 69 9.1.1 矿井概况 . 69 9.1.2 选择矿井通风系统原则 69 9.1.3 主要通风机工作方法的确定 70 9.1.4 确定矿井的通风方式及方案比较 70 9.1.5 盘区通风 . 72 9.1.6 工作面通风方式的确定 . 73 9.2 采区及全矿井所需风量 . 73 9.2.1 回采面所需风量的计算 73 9.2.2 备用面需风量 . 74 9.2.3 掘进工作面需风量 . 75 9.2.4 硐室需风量 76 9.2.5 其它巷道所需风量qd 76 9.2.6 矿井总风量计算 76 9.2.7 矿井风量分配及风速验算 77 9.3 矿井通风阻力计算 . 78 9.3.1 矿井通风阻力 . 78 9.3.2 通风阻力路线和通风网络图 . 79 9.3.3 矿井通风阻力计算 . 81 9.3.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 83 9.4 选择矿井通风设备 . 84 9.4.1 选择主要通风机 . 84 9.4.2 电动机选型 . 86 9.4.3 主要通风机附属装置 . 87 9.4.4 矿井主要通风设备要求 . 87 9.5 安全灾害的预防措施 . 88 9.5.1 预防瓦斯爆炸的措施 . 88 9.5.2 煤尘的防治措施 . 88 9.5.3 火灾的预防措施 . 88 9.5.4 水灾的预防措施 . 88 9.5.5 其他安全措施 . 89 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 . 90 结结 束束 语语 92 参参 考考 文文 献献 . 93 安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术安顺煤矿瓦斯突出综合治理技术 . 95 第一节 瓦斯突出可能性分析 96 1.1 煤层特征及地质构造 96 第二节 矿井设计中防突措施 97 1.2.1 突出资料来源及可靠性评价 . 97 1.2.2 矿井开拓方式和采区布置 . 98 1.2.3 采煤方法和工作面布置 . 98 1.2.4 矿井通风方式和通风系统 . 98 1.2.5 其它措施 . 99 第三节 区域防突措施 99 1.3.1 预抽煤层瓦斯 . 99 第四节 局部防突措施 102 第五节 防治突出安全防护措施 105 1.5.1 通风系统及通风安全设施 . 105 1.5.2 压风自救系统和避难硐室 . 106 1.5.3 瓦斯监测监控 . 106 1.5.4 其他安全防护措施 . 107 第六节 结论 107 英文原文英文原文 . 109 中文译文中文译文 . 115 参考文献参考文献 . 119 致致 谢谢 . 120 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 1 页 1 矿井概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 交通位置交通位置 安顺矿井位于贵州省安顺市以北 14km。行政区隶属安顺市轿子山镇、普定县白岩区 窝子乡、猫洞乡。地理坐标：东经 1055037.51055615，北纬 262000262345。 西抵锅圈岩、水洞，北至右仲、潘家龙场、来坊、木耳、可托一线，南至木头寨、平桥河、 倒堆寨、大洞口、本寨、各什一线。 井田内交通方便，国铁贵昆线，在安顺设有中间站，安顺煤矿至安顺已建有准轨铁路 专用线，专用线全长为 20.4km，为工业企业标准级线。滇黔公路干线经过安顺，安顺煤 矿至安顺有约 16km 的沥青路面公路相通。自安轿公路上的跳灯场已有约 5km 的公路通达 矿井工业场地。 井田交通位置见下图 1- 1- 1。安顺煤矿至主要城镇的公路或拟建铁路里程见表 1- 1。 安顺煤矿至主要城镇的铁路、公路里程表安顺煤矿至主要城镇的铁路、公路里程表 表表 1- 1- 1 名称 起止地点 经主要地点 全长(km) 铁路 安顺煤矿至贵阳 安顺 108 安顺煤矿至昆明 安顺 560 公路 安顺煤矿至贵阳 清镇 119 安顺煤矿至昆明 安顺 556 安顺煤矿至安顺市 跳灯 14 安顺煤矿至平坝 安顺 54 安顺煤矿至清镇 平坝 91 安顺煤矿至镇宁 安顺 44 安顺煤矿至普定 安顺 32 1.1.2 地形地貌、水系地形地貌、水系 井田内最高点为灯笼山，海拔标高+1703.6m，最低点为磨石河与右仲河的交汇处，河 床海拔标高+1298m，相对高差 200m400m。井田主体为断块构造低中山，峰面海拔标高 +1650m+1700m；井田南部因 fl 断层切割，使三迭系石灰岩地层降低，形成岩溶坡立谷， 谷面由东南向西缓慢下降，海拔标高+1420m1400m；井田北部，因 f2 断层切割形成条 形岩溶洼地，海拔标高+1350m+1300m；山脉与沟谷均以北东- 南西向展布。 区内各河流均汇入乌江支流的三岔河，属于乌江水系。井田南部平桥河为矿区主要地 表水体，源于安顺县蔡官屯附近。进入井田后，大致沿 f1 断裂流向西南。到水洞附近潜 入地下，以伏流形式排入白岩附近高羊河，流向转为正北。后又以伏流形式注入乌江支流 三岔河。在大洞口村附近最大洪水位标高为+1407.06m。洪水期流量 77.43m3/s，枯水期流 量 0.038m3/s，平水期流量 1.700m3/s。 井田北部主要有下面三条地表溪流，流量季节性差异较大，其主要补给水源为两侧地 下水。 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 2 页 图图 1-1 安顺煤矿交通位置图安顺煤矿交通位置图 右仲河：源于上黑石附近，经右仲，大致沿 f2 断裂流向西南。平水期流量 0.253m3/s， 枯水期流量 0m3/s，洪水期瞬时流量约为 10m3/s。 磨石河：源于小尖山附近，流向北西至 f2 断裂附近折向正北。与右仲河交汇后，越 过 f2 断裂注入 k29 落水洞，以伏流形式流向三岔河、流量随季节性变化。 寨头河：源于来腰鼓附近，流向北西。经水落岩后，折向北北东，越过 f2 断裂注入 k28 落水洞，也以伏流形式汇入三岔河。 乌江上游支流三岔河，从本煤田北部流过。距大洞口井田约 4km，自南西流向北东， 河床标高+1091.5m 降至+1041.2m，落差 50.3m，坡降 0.18%，枯水流量为 7.3m3/s。 1.1.3 气象及地震气象及地震 本区属潮湿多雨的亚热带气候。 据安顺地区气象站 1971 年1986 年资料，历年年平均降雨量为 1398.4mm，最大降雨 量(1979 年)为 1879.6mm，最小降雨量(1981 年)为 996.9mm。历年最大日暴雨量(1970 年 9 月 19 日)为 185.7mm，最大连续暴雨量(1976 年的 6 月 11 日至 6 月 28 月)为 258mm，最大 月降雨量(1979 年 7 月)为 648.7mm，最小月降雨量(1977 年 12 月) 为 3mm。 16 年来的气象资料表明：降雨多集中在 5 月9 月，4 月下旬6 月上旬常有冰雹， 且多为雷暴雨。7 月8 月为盛夏，11 月到次年 3 月多雾和细雨。 历年年平均气温 13.9，最高气温(1971 年 7 月 22 日)为 31.4，最低气温(1977 年 2 月 9 日)为- 7.6，最冷月(1 月)平均气温 4，最热月(7 月)平均气温 22，12 月到次年 2 月有间断冰冻和降雪。 历年平均相对湿度 81 %，年平均蒸发量 1216.1mm。 本区多为南风和东北风。夏季多南风，冬季多东北风。历年最大风速 20m/s(1963 年 3 月 7 日)，风向南风。瞬时极大风速 37.1m/s(1983 年 5 月 12 日)，风向东北风。年平均风速 2.4m/s。 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 3 页 根据国家地震局 1990 年出版的中国地震烈度区划图 ，本地区地震烈度为六度。 1.1.4 矿区经济概况矿区经济概况 区内多为山区，工农业生产不发达。经济以农业为主，地势较高地区主产玉米；地势 低洼、水源丰富地区主产稻谷。附近的工业以电力、机械制造业为主，其余的纺织业、酿 酒业、建材业等均为小型生产。 1.1.5 矿井电源、水源情况矿井电源、水源情况 在安顺市东北建有安顺 110 kv 变电所； 在矿井东南方 4.5km 建有洋坪 110 kv 变电所； 在矿井东北方 4.7km 建有轿子山 35kv 变电所。 安顺电厂总装机容量 120 万 kw。 区内电源 充足。 井田内外的地下水，含水层厚度较大，厚 60m300m，迳流带宽 400m- 800m，其主要 含水层为三叠系下统永宁镇下段及飞仙关组上段岩溶裂隙含水层等。水质良好，经过滤消 毒的简单处理后即可作饮用水使用。且地下水位距地表仅 13m，赋存条件好，受矿井开 采影响小，是本矿井理想的永久供水水源。 1.2 井田地质特征 1.2.1 地层地层 井田内出露的地层由新至老为：三叠系永宁镇组、飞仙关组；二叠系大隆组、长兴组 及龙潭组上部地层；第四系地层以不整合零星覆盖于上述地层之上。 井田主要地层特征详见表 1- 2- 1。 井田地层特征表井田地层特征表 表表 1- 2- 1 地层系统 组段厚度(m) 系 统 组 段 代号 极值 均值 二叠 系 上统 峨嵋山玄 武岩组 p2 103.33 龙潭组 第一段 p2l1 64.16- 87.94 74.58 第二段 p2l2 50.50- 60.09 55.13 第三段 p2l3 67.89- 91.42 83.73 第四段 p2l4 43.34- 57.25 49.86 第五段 p2l5 109.49- 136.98 124.42 长兴组 p2c 16.79- 29.08 22.82 大隆组 p2d 10.60- 21.86 14.02 三叠 系 下统 飞仙关组 下段 ttf1 37.74- 61.58 46.07 上段 ttf2 57.31- 77.65 67.14 永宁镇组 下段 ttfyn 213.37 上段 ttfyn 30.00 第四 系 q 0- 60.09 4.00 1.2.2 地质构造地质构造 安顺煤矿位于黔北台隆南部以北，三岔河北东向褶断带大威岭背斜南西部。安顺煤矿 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 4 页 位处大威岭背斜西部倾伏端，地层走向自东向西由北西 320 渐变为正北，倾向自东向西由 南西渐变为近正西，倾角一般在 26左右。 井田四周为 fl、f2、f3 及 f5 四条主要断层围限。井田内断层稀少，构造形态除中部 b 线附近沿地层倾斜方向有一跨度较大而又极为宽缓的褶曲，边部有局部变异外，总体呈 较稳定的单斜构造，其构造复杂程度属简单类型。 按围限断层的不同规模和排列方向，可分为下列两组： （1） 、北东向断层组：为一组断距较大、延伸较长的区域性断层组。井田的南北边界 f1、f2 断层为其主要代表。 （2） 、 北西西向断层组： 为一组落差较小， 延伸有限的井田断层组。 井田东西边界 f3、 f5 断层为其主要代表。f9、f301 为 f3 派生的小断层。f50l、f502、f503 为 f5 派生的小 断层。这些均为延伸有限，落差较小的正断层。 井田内小断层稀少，破坏轻微。地表仅发现北西西- 北西向 f4、f12、f13 三条正断层， 其中 f4 断层平行 f5 断层，延伸贯穿井田西部，地层落差 12m。f12、f13 断层位于井田 中部，延伸数百米，地层落差 3m15m。 井田内节理发育不均匀，一般在断层旁侧及脆性岩石中较发育。 主要断层特征见表 1- 2- 2。 主主 要要 断断 特特 征征 表表 表表1- 2- 2 断 层 名 称 性质 地 点 长度 (m) 断移后的几何特征 起 止 重复 或缺 失 断层产状 地层落差 (m) 走向 方位 角 倾向 倾角 fl 正断 层 白岩区 以西 乐平区 附近 35000 缺失 55 70 se 69 81 东端 200 300 西端 750 f2 正断 层 白岩区 附近 三岔河 区域 20000 缺失 55 60 nw 50 70 东端 870 西端 400 f3 正断 层 郭家屯 白岩脚 10000 重复 280 310 ssw 56 74 东端 4060 西端数米 f5 正断 层 水洞各 什之间 龙头山 3000 缺失 280 300 ssw 59 70 110 f23 正断 层 北交 f3 南交 fl 缺失 40 50 sn 70左 右 90 f4 正断 层 300 340 (平行 f5) 12 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 5 页 1.2.3 水文地质水文地质 安顺煤矿井田为北东- 南西向的断块构造低中构成的地表分水岭。 井田之南为平桥河谷 地，平桥河为矿区主要地表水体。井田之北为右仲河谷地，主要有右仲河、磨石河、寨头 河三条地表溪流。各河流最后均流入井田之北 4km 的三岔河。 井田内长兴组岩溶裂隙含水层及龙潭组层状裂隙含水层为矿井直接充水含水层。井田 水文地质勘探类型属中等。 （1）含水层 1）龙潭组(p2l)层状裂隙含水层 本组上一个含水层与隔水层交互的含水岩组，其中 h2(s1)、h6、h8 三层灰岩是主要含 水段，含岩溶裂隙水，其余的灰岩及细砂岩，粉砂岩也含少量裂隙水。粘土岩则为相对隔 水层，在自然条件下，各含水段间无明显的水力联系。 本含水层的富水性极不均匀， 总的趋势是东部较西部富水性强， 浅部较深部富水性强。 当 m0、m8、m9煤层采空，顶板崩落后将产生较多的裂隙，使各含水段互相连通变成 一个整体含水层，成为矿井充水的主要因素。 2）第四系(q)孔隙含水层 本层主要为砂粘土夹碎石，含少量孔隙水，该层厚度不稳定，富水性弱，局部具隔水 作用，对矿坑充水无影响。 3）永宁镇组下段及飞仙关组段(t1yn1+tf2)岩溶裂隙含水层 永宁镇组下段为中厚层灰岩，中下部夹薄层泥灰岩。飞仙关组上段中上部为薄至中厚 层泥质灰岩，夹数层灰岩，底部为细晶灰岩。溶洞多发育在此层。排泄形式主要是泉水， 永宁镇组共有泉水 28 个，飞仙关组共有泉水 26 个。 该含水层泉水的共同特点是，动态极不稳定，雨后流量猛增，久旱则干涸。含水层平 均水位标高+1482.56m，由于下伏隔水层的阻隔，该含水层对矿坑充水无直接影响。 4）长兴组(p2c)岩溶裂隙含水层 该组岩层为燧石灰岩，根据其埋藏条件可分为东西两区。 磨石河，长仲沟以东，埋藏较浅，四周被切割暴露地表为潜水区。大部份地区由构造 裂隙或风化裂隙与上部含水层沟通，受上部含水层和大气降水的补给，地下水运动的总趋 势是北东流向南西。本含水层底部岩溶裂隙及裂隙状溶洞较发育，溶洞地下水运动以管道 流为主，渗流次之。 磨石河，长仲沟以西，埋藏较深，上覆 tlf2+p2d 隔水层，为承压水区。其补给来源为 含水层侧向补给和磨石河，长仲沟的渗入补给。富水性及导水性较东部地区差，地下水以 渗流为主。 本含水层共有泉水 5 个，泉水动态随降雨而变化。平均地下水位标高+1655.06m，该 层底界至 m0 顶界的厚度为 180200。一般情况下，长兴组含水层与龙潭组含水层间无明 显的水力联系。因距可采煤层距离较远，故影响不大。 （2）隔水层 1）飞仙关组下段及大隆组(tlf1+p2d)隔水层 飞仙关组下段为泥质灰岩与泥质粉砂岩互层。大隆组为硅质粘土岩夹少量粉砂岩及薄 层灰岩透镜体。这些岩层都具有良好的隔水性能。 1.2.3.1 断层破碎带对矿井充水的影响断层破碎带对矿井充水的影响 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 6 页 (1)边界断层 f1 断层上盘为永宁镇组溶洞含水层，富水性强，地下水位标高+1396+1411m。断层 下盘为长兴组岩溶裂隙含水层和龙潭组层状裂隙含水层。在地表风化带内断层上下盘有一 定的水力联系。深部断层破碎带胶结良好，透水性弱，可起一定的阻水作用。当开采时， 由于下盘水位大幅度下降，断层上下盘水位差较大，断层破碎带将失去阻水作用。上盘永 宁镇溶洞含水层对矿井的补给量，将取决于开采标高及保安煤柱的宽度。 f2 断层上盘为永宁镇组溶洞含水层，靠近煤田部分为地下水补给区，富水性较弱，地 下水位标高+1250m 左右，断层下盘为长兴组岩溶裂隙含水层及龙潭组层状裂隙含水层， 在自然状态下，该断层具局部阻水作用。当开采 m0的运输大巷高于断层上盘的地下水位 时，上盘的地下水对矿井无影响。 f3 断层破碎带胶结程度差， 但由于破碎带由粘土岩， 粉砂岩组成， 故仍有局部阻水性。 f4、f5 断层均有局部阻水作用。 (2)煤田内断层 煤田内断层多为 f1、f2、f3、f4 和 f5 的派生断层，断层破碎带宽度很小，唯断层两 侧节理裂隙发育，可能会造成局部突水。 1.2.3.2 矿井充水水源矿井充水水源 (1)降雨渗入补给是矿井充水的主要来源。 (2)上覆含水层孔隙和裂隙中的地下水以及老窑积水。 (3)溪沟水的垂直渗入。 (4)煤田南侧 f1 断层和煤田北侧 f2 断层的侧向补给。 综合上述，煤田内无较大的溪流通过，地层稳定，构造简单，矿井直接充水含水层为龙潭 组层状裂隙含水层，其富水性自上而下由强变弱，总体可视为弱富水含水层。煤田四周分 别由 f1、f2、f3、f5 相对阻水边界围限，大气降水为矿井充水的主要来源。回采阶段顶 板裂隙将沟通长兴组岩溶裂隙含水层，使之成为直接充水含水层。 煤田南北两侧以溶洞为主的岩溶裂隙含水层，由于矿井疏干将产生巨大的侧向静水压 力与直接充水含水层发生水力联系，成为间接充水含水层。 本煤田属以层状裂隙为主，顶底板直接进水，水文地质条件中等的裂隙充水矿床。 1.2.3.3 应注意的问题应注意的问题 (1)雨季溪沟水渗入矿井。 (2)磨石河下游切穿长兴灰岩，在该河下游开采时，注意突水现象发生。 (3)从胶泥坝经 zk711 至 w015， 在长兴组底部有一条溶洞裂隙发育带， 在此带之下开采时， 应注意突水。 (4)f1 断层影响带宽度较大，该带岩层破碎，裂隙发育，在其附近开采时，注意涌水情况， 以防突水。为了安全起见，应留足够的保护煤柱。 (5)注意老窑积水涌入矿井 1.2.3.4 矿井涌水量矿井涌水量 根据地质报告，矿井涌水量为： 开采 m0煤层时：正常涌水量:50m3/h； 最大涌水量：110m3/h 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 7 页 1.2.4 勘探程度勘探程度 贵州省地矿局 115 地质队是在地质局 116 地质队原有勘探成果的基础上，自 1983 年 4 月开始施工至 1986 年 11 月结束精查野外地质工作。于 1987 年 12 月提出了大洞口井田精 查地质报告，并于 1988 年经贵州省储委审查批准。2006 年 9 月贵州省地矿局一一五地质 大队根据原有地质资料和矿井建设揭露的情况，对安顺煤矿开展了资源储量核实工作，查 清了安顺煤矿划定矿区范围内各矿体的资源量以及矿山生产矿量的变化构成情况，提交了 贵州省安顺煤矿资源/储量核实报告 。 经精查勘探工作，查明了井田范围、规模以及地质构造特征；井田四周的边界断裂已 经控制；井田内可采煤层的赋存条件、空间位置、变化规律以及煤层特征均已查清。计算 储量的原则和方法正确，所获得的高级储量比例符合有关规定。煤的物理化学组分以及工 艺性质等均进行了详细的研究。煤的种类已经确定。井田的水文地质、工程地质以及地下 水补、径、排关系已经查明，并进行了矿井涌水量的预测。煤的瓦斯含量以及自燃趋势也 进行了较多的测试工作。各项工作均满足井田精查工作的要求。提交的精查地质报告可作 为矿井设计、建设和生产的地质依据。 1.3 煤层特征 1.3.1 煤层煤层 本井田含煤地层为上二叠统龙潭组，由细砂岩、粉砂岩、粘土质粉砂岩、燧石灰岩及 煤层等交替组成。共含煤 22 层，一般含煤 917 层，自上而下编号为 m0m18。可采煤 层 3 层，即 m0、m8、m9煤层，m0煤层大部可采，m8、m9局部可采。m0、m8、m9煤层 分别产于 p2l5 和 p2l3 中，其中 m0、均为稳定型煤层, m8、m9均为不稳定型煤层。地表 仅 m0煤层有部份出露，其余均隐伏地下。 含煤地层总厚度为 335.38m433.68m，平均厚度 387.72m。含煤总厚度为 8.44m，含 煤系数为 2.2%， 三层可采含煤层总厚度为 4.21m， 可采含煤系数为 1.1%。 主要标志层特征， 依据井田内煤系地层的岩石组合及可采煤层的产出特征，以煤系中 5 层燧石灰岩作为煤层 对比的标志层，即： m0煤层老顶灰层- 代号 sl p2l4 底部分段灰岩- 代号 s2 m8煤层老顶灰岩- 代号 s3 m9煤层老顶灰岩- 代号 s4 p2l2 底部分段灰岩- 代号 s5 各标志层均为灰色，深灰色中厚层燧石灰岩，灰黑色呈团块状、结核状。大致沿层面 分布，含较多腕足类等生物化石，特征明显，易于识别，井田范围内层位稳定，厚度具规 律性变化。 标志层与可采煤层层间距见表 1- 3- 1 标志层与可采煤层层间距标志层与可采煤层层间距 表表 1- 3- 1 层 界 sl底界mo 最小值 6.72 最大值 12.18 均 值 9.45 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 8 页 m0煤层： 俗称毛坡煤，产于 p2l5 地层中部，上距 sl 标志灰岩平均 9.45m，直接顶板为深灰色 粉砂质粘土岩，底板为深灰色粘土岩。煤层结构简单，一般含小于 0.05m 夹矸一层或不含 夹矸。煤层厚度 0m3.9m，平均 3.6m，厚度变化系数为 16%，属稳定型煤层。井田内有 八个大小不等的不可采薄化区，薄化面积占井田勘探面积的 7%。 可采煤层特征表见表 1- 3- 2 可采煤层特征表可采煤层特征表 表表 1- 3- 2 煤 层 厚度(m) 煤层结 构 顶底板岩性 稳定 性 容重 t/m3 可采 范围 最小 最大 平均 顶 板 底 板 m0 (毛 坡 煤) 0 4.81 3.6 较简单 直接顶 6.72m 12.18m,为粘 土 质 粉 砂 岩，粉砂质 粘土岩，粉 砂岩和粘土 岩，其上复 老 项 灰 岩 (s1) ， 平 均 5.24m 直接底板厚 2m 左右， 主 要为泥质粉 砂岩和粘土 岩 稳定 1.52 大部 可采 1.3.2 煤质煤种煤质煤种 煤种：本井田三层可采煤层均为三号无烟煤。 灰分：m0、层煤的钻孔样平均灰分分别为 20.79%为中灰煤。 硫分：各煤层的钻孔样硫分 m0为 1.6711.32%平均为 4.27%，属于高硫煤，煤中硫 分的赋存形态一般以黄铁矿的形式为主，占全硫量的 85%95%。 挥发分：m0层可采煤层原煤挥发分均在 10%以下。 发热量：m0层可采煤层原煤可燃物发热量一般都超过 34.75mj/kg。 m0煤层为中高强度煤。 1.3.3 瓦斯、煤尘、自然发火及地温瓦斯、煤尘、自然发火及地温 瓦斯：据精查地质报告，平均 ch4含量 m0煤层为 8.92m3/t；因此，本设计矿井应该着 重煤与瓦斯突出的管理。 各煤层瓦斯含量见表 1- 3- 3。 瓦斯含量除与煤层埋藏深度关系密切外，还与煤层本身的结构、构造特征有关；m0 煤层因受大面积塑性流动的搓揉挤压，增加了瓦斯在煤层中密闭聚集的条件，使 m0煤层 甲烷 （ch4） 高含量区的范围在平面上却比 m9煤层扩大一倍多。 另外， 由于煤田围限断裂， 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 9 页 各煤层均具张性或张扭性特征，于是其旁侧各煤层中的部分瓦斯却具有一定的释放作用。 相反煤田内部断裂稀少，密闭条件相对较好，尤其是在煤层的挠曲部位，瓦斯会相对聚集， 需防止突出现象发生。 各煤层瓦斯含量表各煤层瓦斯含量表 表表 1- 3- 3 煤层 样品件数 ch4含量（m2/t） 极值 均值 m0 30 2.1819.17 8.92 m9 21 4.6822.17 9.23 m10 1 7.67 7.67 m14 2 11.5511.98 11.77 煤尘：经测试证明，本矿井煤尘无爆炸危险。 煤的自燃： （1）精查地质报告提供的煤层自燃资料 精查地质勘探经对 75 件样品测试，煤样氧化态与还原态着火点的差值tl- 3 有 12% 样品45属于易自燃煤，88%样品25属于自燃煤，说明本矿井煤有可能自然发火。据 轿子山矿发火期为 6 个月，地面煤堆，矸石的发火期一般 34 月。 （2）重庆煤科分院鉴定的煤自燃倾向性等级 m0煤层鉴定结果自燃倾向性均为三类，即属不易自燃。 鉴定报告详见表 1- 3- 4。 煤自燃倾向性等级鉴定报告表煤自燃倾向性等级鉴定报告表 表表 1- 3- 4 贵州省安顺 煤田 采样日期： 鉴定日期 2005 年 7 月 22 日 采样 地点 煤 层 工业分析（%） 着火温度（） t 自燃倾向 性 mad ad vdaf t氧 t原 t还 总回 风巷 迎头 m0 0.87 14.78 7.68 378 385 402 28 三类， 不易 自燃 地温：根据煤田测试温度，平均地温剃度为 1.09- 1.76/100m，并根据煤田已揭露的 情况，能够说明本煤田属地温正常区，无高温热害。 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 10 页 图图 1-2 安顺煤矿综合柱状图安顺煤矿综合柱状图 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 11 页 2 井田境界和储量 2.1 井田境界 2.1.1 井田范围井田范围 井田境界应根据地质构造，储量，水文，煤层赋存情况，开采技术条件，开拓方式及 地貌，地物等因素，进行技术分析后确定。根据采矿手册规定一般井田划分的原则有 以下几条： （1）以大断层，褶曲和煤层露头，老窑采空区为界； （2）以山谷，河流，铁路，较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界； （3）以相邻矿井井田境界煤柱为界； （4）人为划分井田式：煤层倾角较小，特别是近水平煤层，用一垂直面来划分井田 边界；在倾斜或急斜煤层中，沿煤层的方向，常以主采煤层底板等高线为准的水平面划分。 根据以上原则及井田的实际情况，确定该井田南北长约 3.5km，东西长约 6.5km，面 积约 21km2，开采深度：+930m+1300m。 2.2 矿井储量 矿井储量是在划定的井田范围内，根据勘探资料计算而得，是进行矿井设计和生产建 设的依据。 本井田可采煤层有 3 层及 m0、m8、m9号煤层，m0号煤层厚 0m4.81m，平均 3.6m， m8、 m9煤层由于薄及地质条件复杂暂不具有开采价值，故不参与储量计算，其中 m0煤 层为主要可采煤层，此矿井设计只针对 m0号煤层。 2.2.1 矿井地质储量矿井地质储量 本煤田煤层产状平缓，煤层倾角 在 26左右，平均 4，属于近水平煤层。 煤层容重值的采用：m0 煤层容重为 1.52t/m3， 根据储量计算公式： zzs1m/cos (2- 1) 式中： zz矿井地质资源量，万 t； s1井田面积，m2； m可采煤层厚度，m； 煤层平均倾角，。 zz2110000003.61.52/cos411519.2 万 t 2.2.2 矿井工业储量矿井工业储量 以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计阶段的资源/储量间的关系如图 中国矿业大学 2012 届本科毕业设计 第 12 页 矿井工业资源储量计算： zgz111bz122bz2m11z2m22z333k (2- 2) 式中 zg矿井工业资源储量，万 t； z111b探明的资源量中经济的基础储量，万 t； z122b控制的资源量中经济的基础储量，万 t； z2m11探明的资源量中边际经济的基础储量，万 t； z2m22控制的资源量中边际经济的基础储量，万 t； z333k推断的资源量； k可信度系数，取 0.70.9，地质构造简单、煤层赋存稳定取 0.9；地质构 造复杂、煤层赋存不稳定取 0.7，因本井田地质构造简单、煤层赋存稳定， 故取 0.9。 根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。 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上式计算： z111b11519.260%70%4833.9 万 t z122b11519.230%70%2419.0 万 t z2m1111519.260%30%2073.5 万 t z2m2211519.230%30%1036.7 万 t 由于地质条件简单，k 取 0.