安全工程毕业设计（论文）-卧龙湖煤矿150万吨新井设计（含全套CAD图纸）.doc

本科生毕业论文 姓 名： 学 号： 学 院： 专 业： 安全工程安全工程 论文题目： 卧龙湖煤矿卧龙湖煤矿 150150 万吨新井设计万吨新井设计 专 题： 卧龙湖瓦斯抽放设计卧龙湖瓦斯抽放设计 指导教师： 职 称： 教授教授 20092009 年年 6 6 月月 徐州徐州 毕业论文任务书 学院 应用技术学院 专业年级 安全工程 2005 学生姓名 张昌虎 任务下达日期：任务下达日期： 20092009 年年 1 1 月月 2020 日日 毕业论文日期：毕业论文日期：20092009 年年 3 3 月月 1515 日至日至 20092009 年年 6 6 月月 2020 日日 毕业论文题目：毕业论文题目： 卧龙湖煤矿卧龙湖煤矿 150150 万吨新井设计万吨新井设计 毕业论文专题题目：毕业论文专题题目： 卧龙湖煤矿瓦斯抽放设计卧龙湖煤矿瓦斯抽放设计 毕业论文主要内容和要求：毕业论文主要内容和要求： 毕业设计由一般部分和专题部分两部分组成。 一般设计部分：一般设计部分：题目为卧龙湖煤矿 150 万吨新井设计。主要内容包括矿井概 述及井田地质概况、井田开拓、采煤方法及采区巷道布置、矿井通风、矿井安全 技术措施部分。 专题部分：专题部分：卧龙湖瓦斯抽放设计。针对全矿的瓦斯赋存状况，应用立交钻孔 的方法，选择合理的管道及布置方式，对工作面煤层预抽瓦斯，以达到安全生产 的目的。 设计要求：设计要求：独立完成上述设计内容，方案论证、计算、分析要正确，专题要 有自己的见解，结论要合理。说明书条理要清楚，论述充分，文字通顺，符合专 业技术用语要求，图纸完备、正确。 院长签字： 指导教师签字： 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 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 毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 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 本设计包括两部分，即矿井设计部分（一般部分）和专题部分。 一般部分是皖北煤电集团卧龙湖煤矿 150 万吨/年井型设计，其内容共分五 个部分。 1井田概况及井田地质特征，本矿地质构造较复杂，井田南北长约 9 11km,东西宽约 3.54km.煤层倾角平均 10 度，煤厚 4.66m。矿井服务年限 67.3 年。 2开拓开采设计根据煤层赋存条件及煤炭设计规范，确定矿井立井单水平 开拓方式。 3采煤方法设计，本矿采用了综合机械化采煤，工作面长 220m。本矿井共 分为 6 个带区，采用了倾斜长壁跨落法采煤。 4矿井通风设计，根据矿井开拓条件，采用中央并列抽出式通风系统。风 量分配由里向外计算，工作面采用“u”型上行后退式通风，掘进工作面采用局 部通风机压入式通风，根据通风容易、困难时期的最大阻力选择 bdno20 型主要 通风机，矿井用风机反转反风。 5.矿井安全技术措施 文中就卧龙湖煤矿的自然发火性做出了评估，并采取了灌浆防火的措施，对 防火灌浆的流程进行了全面系统的阐述。 全套设计图纸，联系全套设计图纸，联系 153893706153893706 关键词：关键词： 矿井开拓；矿井通风；防火灌浆 abstract the design includes two parts, namely, mine design of the (general) and thematic part. general is part of the group of wanbei wolong lake coal mine 1.5 million tons / year well-designed, its content is divided into five parts. 1. minefield survey and mine geology, geological structure of the mine complex, the south-north mine about 9-11 km, a width of things 3.5-4 km. seam average 10- degree angle, coal thick 4.66 m. mine 67.3 years of service. 2. pioneering design based on coal mining and coal storage conditions of design specifications, determine the level of opening up the mine shaft-way. 3. mining method design, the use of an integrated mining coal mining mechanization, the face of 220 m. the mine is divided into six districts with using the tilt-down of long wall mining. 4.mine ventilation design, mine development in accordance with the conditions, tied for taking a central ventilation system. by the wind in the field of distribution, face a “u“ back-up ventilation, heading face pressure to use local fan ventilation, according to the ventilation easily, the most difficult period of major resistance option bdno20 fan, mine use fan reverse the anti-wind. 5.mine safety measures wolong lake, on the spontaneous combustion of coal to make an assessment and has taken measures to filling the fire, the fire was filling the process of comprehensive and systematic exposition. key words: mine development, mine ventilation, fire filling 目 录 一般设计部分一般设计部分 第一章第一章 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 矿区的位置与交通1 1.1.2 矿区的气候与气象1 1.1.3 矿区水源、电源及通信情况1 1.2 井田地质特征2 1.2.1 地层2 1.2.2 构造2 1.2.3 主要充水因素3 1.2.4 矿井涌水量4 1.2.5 地温5 1.3 煤层特征5 1.3.1 煤层特征5 1.3.2 煤的特征6 第二章第二章 井田开拓井田开拓9 2.1 井田境界及可采储量9 2.1.1 井田境界 9 2.1.2 储量 9 2.1.3 设计能力及服务年限.14 2.2 井田开拓 .15 2.2.1 井田开拓的基本问题.15 2.2.2 矿井的基本巷道 24 2.2.3 大巷运输设备的选择.31 2.2.4 矿井提升 .32 第三章第三章 采煤方法及采区巷道布置采煤方法及采区巷道布置.34 3.1 煤层的地质特征.34 3.1.1 开采条件.34 3.2 采区或带区巷道布置及生产系统.35 3.2.1 首采区位置选择.35 3.2.2 采区巷道布置.36 3.2.3 确定带区主要硐室的布置.37 3.2.4 确定煤层开采顺序，同时生产的煤层及回采工作面数目.37 3.2.5 确定带区生产系统.37 3.2.6 采区巷道的掘进方法和掘进通风方式 38 3.2.7 确定采区的生产能力.38 3.3 采煤方法.38 3.3.1 采煤工艺方式.38 3.3.2 回采巷道布置 .42 第第四四章章 矿矿井井通通风风 43 4.1 矿井通风系统选择.43 4.1.1 矿井概况 .43 4.1.2 选择通风系统.44 4.1.3 矿井通风方式的选择 44 4.1.4 矿井通风系统方案比较.46 4.1.5 矿井通风方法的选择.49 4.2 采区通风 .50 4.2.1 对采区通风系统的基本要求.50 4.2.2 工作面通风.51 4.2.3 通风构筑物.53 4.2.4 采区通风系统的合理性评价.53 4.3 掘进通风.53 4.3.1 掘进工作面的设计条件.54 4.3.2 局部通风方法及其布置形式.54 4.3.3 掘进工作面所需风量的计算.56 4.3.4 掘进通风设备的选型.57 4.3.5 掘进通风技术管理和安全措施.61 4.4 矿井所需风量.62 4.4.1 采煤工作面风量计算.62 4.4.2 硐室风量计算.64 4.4.3 矿井需风量计算.64 4.5 矿井通风阻力.67 4.5.1 计算的原则.67 4.5.2 通风容易时期和通风困难时期最大阻力路线的确定.68 4.5.3 全矿井巷通风阻力的计算.73 4.6 矿井主要通风机选型.76 4.6.1 矿井通风机的要求.76 4.6.2 主要通风机的选择.76 4.7 矿井反风措施及装置.83 4.7.1 矿井反风的目的和意义.83 4.7.2 反风方法及反风装置.83 4.7.3 区域性反风和局部反风.84 4.7.4 对风硐的要求.84 4.8 概算矿井通风费用.84 4.8.1.每吨煤的通风电费 85 4.8.2 设备折旧费.85 4.8.3.材料消耗费用 86 4.8.4.通风区队全体人员的工资费86 4.8.5.通风仪表的购置费和维修费 86 4.9 阻止特殊灾害事故的安全措施.86 4.9.1 防治瓦斯.87 4.9.2 防火.87 4.9.3 防水.87 4.9.4 防尘.87 4.9.5 防自燃.88 第五章第五章 矿井安全技术措矿井安全技术措施施.88 5.1 矿井安全技术概况.88 5.2 矿井火灾.88 5.2.1 矿井自然发火概况.88 5.2.2 矿井自然发火分析.89 5.2.3 预防煤炭自燃发火的措施.92 5.3 防火灌浆系统及参数确定.93 5.3.1 灌浆材料选择 93 5.3.2 灌浆方式的确定 93 5.3.3 地面制浆工艺流程.94 5.3.4 灌浆参数确定.95 5.3.5 输送倍线的计算 95 5.3.6 灌浆量计算 95 5.3.7 灌浆管道系统设计.97 卧龙湖煤矿瓦斯抽放设计卧龙湖煤矿瓦斯抽放设计.103 1.矿井概况 .103 1.1 构造 .103 1.2 煤层与煤质 .104 1.3 矿井储量及矿井生产能力 .104 1.4 井田开拓 .105 1.5 矿井通风 .105 1.6 矿井瓦斯 .105 2.建立瓦斯抽放系统的必要性 .106 2.1 建立瓦斯抽放系统是落实瓦斯管理十二字方针的需要 .106 2.2 抽放瓦斯的必要性106 2.3 抽放瓦斯的可行性107 2.4 瓦斯抽放效果预计107 3.瓦斯抽放方法钻孔布置及参数 .109 3.1 1801 采面立体交叉钻孔预抽未卸压煤层瓦斯.109 4.瓦斯抽放管路及设备 .112 4.1 管径的选择 .112 4.2 管网阻力计算 .113 4.3 泵的选型 .113 5.瓦斯泵房及机房设施 .114 5.1.瓦斯泵房地点的选择 .114 5.2.瓦斯泵房的建筑要求 .115 5.3 瓦斯泵房的管路布置及附属装置 .115 5.4 瓦斯泵房供电 .115 5.5 瓦斯泵房避雷设施 .116 5.6 瓦斯放空管 .116 6.抽放瓦斯管路中的安全装置 .116 6.1 阀门116 6.2 放水器116 6.3 防爆阻火器 .116 7.瓦斯抽放劳动组织配备 .117 8.矿井瓦斯利用 .117 9.瓦斯抽放交叉钻孔打钻安全措施 .118 参考文献：参考文献：.120 中文译文中文译文123 英文译文英文译文130 致致 谢谢.134 一 般 部 分 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 1 页 第一章 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.11.1.1 矿区的位置与交通矿区的位置与交通 卧龙湖井田位于安徽省濉溪县铁佛与岳集境内，东北距濉溪县城约 35km。 本井田东南部有濉（溪）岳（集）公路穿过，井田外东北有宿（州） 永（城）公路经过，公路与附近的青阜铁路、津沪铁路和陇海铁路相接，交通方 便。见图 1.1. 图 1.1 矿井地理位置图 与本矿邻近的有百善、刘桥一矿、恒源煤电公司、车集等矿井，百善矿已 有数十年的开采历史，其它三矿也有多年的开采历史，为本矿井的建设和生产提 供了有益的经验。 本矿井井田范围内无小窑开采。 1.1.21.1.2 矿区的气候与气象矿区的气候与气象 本井田所在地属季风暖温带半湿润气候，四季分明，冬冷夏热。 一般年均气温 14.1；年均降雨 837mm，雨量多集中在 7、8 月份；全年蒸 发量 1400mm；年无霜期在 218 天左右；冰冻期一般在每年 12 月至次年 2 月。本 井田的主要自然灾害为内涝。 1.1.31.1.3 矿区水源、电源及通信情况矿区水源、电源及通信情况 1.水源 本井田地势较为平坦，自然地面标高在+28.50+31.61m，平均 +30.40m，总体趋势为西北高、东南低。井田内无较大河流，仅有一些人工开挖 的农灌沟渠。浍河从井田外西南方向流过，属季节性河流，一般每年 7、8 月份 水位较高，枯水季节水位较低甚至干涸。自从 1967 年新汴河开挖以来，本井田 所在地区未发生过大的水患。 本井田地表水与下伏煤系含水层之间没有联系，因而，地表水对矿坑充水没 有影响。 本矿井水源分为两部分，即地下水和处理后的矿井水。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 2 页 因矿井所在地区地表水系不发达，且受季节性影响较大。故设计选择地下水 作为生活、消防和部分生产用水水源。设计采用新生界第一含水层（组）作为供 水水源。 矿井正常涌水量为 603m3/h，经净化处理后水质能够达到生产用水标准，可 考虑回用。 在矿井建设期间和投产初期，矿井水处理站尚未建成投产或井下涌水量较小 时，可由水源井提供或补充该部分生产用水。 2.电源 卧龙湖矿井地面建有 35kv 变电所。根据矿井邻近电网现状，经方案比 选的结果确定：卧龙湖井田东部约 18km 处海孜 110kv 区域变电所，具有向卧龙 湖矿井供电的条件，且电源可靠。另外， 本井田西北约 8km 处河南省境内有沱滨 110kv 变电所，经初步调研，也具备向 本区提供电源的条件。 3.通信 皖北煤电集团有限责任公司通 信中心至下属各矿通信站sdh光纤通信 网络均已建成。根据卧龙湖矿井的地理 位置，本矿井光纤链路宜从距离较近的 百善矿井接入。sdh光纤链路从公司通 信中心经百善矿井沿本矿井铁路专用线 经本矿井工业场地将线路引入本矿井通 信站。公司通信中心至公用网的中继扩 容与本地网发展相一致。 1.2 井田地质特征 1.2.11.2.1 地层地层 矿井内钻孔揭露的地层从老至新有： 石炭系太原组，二叠系山西组、下石盒 子组、上石盒子组和石千峰组，上第三 系和第四系。地质综合柱状图见下图： 1.2.21.2.2 构造构造 本井田位于徐宿弧形构造西缘、丰 涡断裂东侧和赵庄背斜北翼。其中 4 线 以南为倾向北北东的单斜构造；4 线以 北为由短轴状的张大庄背斜与孟庄向斜 组成的褶曲构造。总体来看，地层倾角 较 为平缓，多在520之间，局部达 40。 本井田地质勘查及三维地震勘探共 查出断层 50 条，其中正断层 49 条，逆 0-5.77 1.26 0-7.68 0.74 0-2.71 7煤 2.47 60 0-20 2.19 0-4.31 35 25-45 煤6 煤8 煤10 40-85 号 编 煤层及特征岩层 厚度间距 最大最小 平 均 米 柱 状 图 1:500 卧龙湖煤矿地质柱状图 图 1.2 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 3 页 断层 1 条。若按断层的最大落差来分，则有大于等于 100m 的 8 条，小于 100m 而 大于等于 50m 的 6 条，小于 50m 而大于等于 20m 的 6 条，小于 20m 的 30 条。断 层的延展方向以近南北向和北东向为主，北西向较少。断层主要特征见表 1-1。 井田内尚有孟庄向斜和张大庄背斜等褶曲构造。 本井田岩浆岩普遍发育，由浅至深面积渐增。岩浆主要以顺层侵入的方式入 侵煤层，不仅使煤的变质程度增高，而且使煤层变薄或被侵蚀，从而导致煤层的 可采性变差。 勘探阶段未发现岩溶陷落柱。 本井田构造复杂程度为中等偏复杂。 1.2.31.2.3 主要充水因素主要充水因素 本井田为全隐蔽含煤区，基岩上覆厚度为 195.00255.80m 的西北厚东南薄 的新生界松散层。按照沉积物的组合特征和含隔水性能的不同，可将松散层自上 而下依次分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计 4 个含水（组）和 3 个隔水层（组） 。其中三隔主要由粘土和砂质粘土组成，分布稳定，厚度较大， 粘土质纯致密，可塑性好，膨胀性强，可以有效地阻隔其上覆地表水和一、二、 三含水与其下伏四含水和基岩水的联系；四含主要由粘土质砂、粘土砾石和砂层 组成，厚度小，平均 4.30m，泥质含量高，富水性弱，且仅分布在 4 线以北。因 其下距可采煤层较远， 表 1-1 断 层 主 要 特 征 表 断层性质走 向倾向倾角落差（m） 查明程 度 f2正近 snw70100查明 f4正n34en64ese70100145查明 f5正n50en7wnnw700380查明 f6正近 sne 4070 0100查明 f6-1正近 sne 4070 030查明 f7正n30wn5we70100查明 f9正n43en3we701860 基本查 明 f10正n50en28ese700114查出 f13正n15wsw70165205查明 f14正n20wsw70020查明 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 4 页 f15正nnew700120查明 f15-1正nnew70070查明 f16正n25wn5ee701360查出 f17正n10ee70020查出 df2正nenw70055查明 df3正nenw70050查明 df5正nnesee70030 基本查 明 f2-1 正 nenw55 020可靠 f5-1 正 snw70 065可靠 df1 正 sne70 045可靠 注：表中所列均为最大落差大于等于 20 m 的断层。 故对开采没有影响。 二叠纪煤系由泥岩、粉砂岩、砂岩、岩浆岩和煤层组成，且以泥岩、粉砂岩 为主，富水性弱中等，以储存量为主。其中对开采有影响的含水层（段）主要 有 3 煤上、下砂岩、5 煤上、下砂岩、68 煤上、下砂岩和 10 煤上、下砂岩。 然而，由于煤系砂岩裂隙发育不均，砂岩含水层（段）之间又有泥岩等隔水层存 在，因而，正常情况下，煤系砂岩裂隙含水层（段）之间无密切的水力联系。 石炭系太原组由灰岩、泥岩、粉砂岩和薄煤层组成。其中含灰岩 13 层，厚 约 54m。由于灰岩岩溶裂隙发育不均，仅浅部的 14 灰岩溶裂隙发育较好，因 而富水性强弱存有较大的差异。尽管其上距 10 煤层一般在 4564m 之间，且其 间岩性也较为致密，隔水性能较好，正常情况下开采 10 煤层一般不会发生底鼓 或灰岩突水事故，但是，若为断层切割，太灰水有可能沿导水断层或受采动影响 而活化的断层上突，对矿井构成巨大威胁。 本井田奥陶系无钻孔揭露。区域资料表明奥灰厚度在 500m 以上，灰岩岩溶 裂隙一般浅部比较发育，富水性较强。由于该组上距煤层较远，正常情况下对开 采无直接影响，但并不排除有向太灰补给或因井巷工程误遇导水断层、岩溶陷落 柱而对矿井构成巨大威胁的可能。 井田内断层带多为泥质充填，岩性较混杂，挤压和揉皱现象严重，钻探中未 见漏水现象，表明断层富水性弱，导水性差。但是，由于井田内部分断层落差较 大，往往导致太灰与煤层间距缩小或彼此对接，因而，直接威胁矿井生产的安全。 综上所述，本井田二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水对井下 开采影响较大，是矿井开采的主要充水因素。 本矿井的水文地质类型为水文地质简单中等。 1.2.41.2.4 矿井涌水量矿井涌水量 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 5 页 本矿井开采水平标高-535m，采用卧龙湖煤矿勘探地质报告提供的- 615m 水平的涌水量资料，正常涌水量为 493m3/h，最大涌水量为 839m3/h；太灰 可能突水量为 639m3/h。考虑到井筒淋水、井下消防洒水等因素影响，设计中正 常涌水量和最大涌水量分别取 603m3/h 和 839m3/h。矿井最大排水能力按 2000m3/h 设计。 1.2.51.2.5 地温地温 本井田恒温带深度为自地表向下垂深 30m,恒温带温度为 16.9。 本井田平均地温梯度在 3.00/hm 以上，属地温异常区。根据各钻孔测温资 料分析，矿井开采水平（-615m）内普遍存在一级热害。预计出现一级热害的深 度在 460500m；出现二级热害的深度在 640700m。 1.3 煤层特征 1.3.11.3.1 煤层特征煤层特征 本井田二叠系的山西组和下石盒子组含 6、7、8、10 计 4 层可采煤层，平 均可采总厚 5.86m。从全井田来看，各可采煤层受岩浆侵蚀均较为严重，煤层的 可采性偏低。本矿井煤层为黑色，粉末状碎块状，强玻璃光泽，性脆，裂隙发 育，断口粗糙。 本矿井为第三、四系松散层覆盖下的全隐蔽含煤区。本矿井未取到风氧化 煤样，浅部的 7-81和 8-92两孔在基岩面垂深 24.67m 及 20.63m 处各项煤质指标 均未受影响，故借鉴相邻矿井（刘桥一矿）以基岩面垂深 20m 作为风氧化带地底 界。勘探阶段未作风化带的含水性、导水性的勘探工作。矿井建设及生产期间应 对风化带进行专门的勘查工作，以补充风化带的水文地质资料。 若仅就 5-6 线以北而言，各可采煤层的岩浆侵蚀范围则比较小，煤层的稳 定性明显提高。本区可采煤层的结构简单较复杂，可采性介于局部可采大部 可采之间，稳定性属较稳定不稳定型。可采煤层主要特征见表 1-2。 本井田主采块段（56 线以北）煤层赋存特点，6、7、8 煤层钻孔平均厚度 分别为 1.1、1.5 和 2.12.4m；区内煤层倾角一般 520， 表 1-2 可采煤层主要特征表 煤 层 厚度 （m） 最小最 大 平均 平均 间距 （m） 顶 板 岩 性 底 板 岩 性 结 构 可采 性 稳定 性 6 02.71 0.74 4 线北多为 泥岩，粉 砂岩，砂 岩少量； 4 线南多为 岩浆岩， 少量泥岩， 粉砂岩 4 线北为泥 岩、粉砂岩； 4 线南主要 为泥岩，少 量砂岩，局 部为岩浆岩 简 单 局部 可采 不稳 定 7 05.77 1.26 13 4 线北多为 泥岩，粉 砂岩，砂 岩少量； 4 线北为泥 岩、粉砂岩； 4 线南主要 较 简 单 部分 可采 较稳 定 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 6 页 4 线南多为 岩浆岩， 少量泥岩， 粉砂岩 为泥岩，少 量砂岩，局 部为岩浆岩 12 4 线北及 10 线南以 泥岩、粉 砂岩 8 07.68 2.47 为主，偶 见砂岩； 其它地段 为岩浆岩 4 线北及 10 线南以泥岩、 粉砂岩为主， 偶见砂岩； 其它地段为 岩浆岩 较 复 杂 大部 可采 较稳 定 10 04.31 2.19 17 6 线至 7 线 间和 10 线 至 13 线间 多为泥岩、 粉砂岩、 少量砂岩， 其它地段 为岩浆岩 6 线至 7 线 间和 10 线 至 13 线间 多为泥岩、 粉砂岩、少 量砂岩，其 它地段为岩 浆岩 简 单 局部 可采 较稳 定 1.3.21.3.2 煤的特征煤的特征 1.煤质及其用途 （一）物理性质 本井田无烟煤为黑色，粉末状碎块状，强玻璃光泽、性脆、裂隙发育， 断口粗糙；视密度为 1.341.57t/m3；而天然焦为铅黑色、块状，弱金属光泽， 硬度大，脆度小，裂隙不发育，视密度为 1.611.71t/m3。可采煤层的煤质特征 见表 1-3。 （二）化学性质 1水分（mad） 原煤平均水份含量 10 煤层略高，为 1.83%；其余煤层均 在 1.20%1.60%之间。从统计结果可知，6、7、8 煤层天然焦的 mad 值比贫煤高， 而 10 煤层因全井田皆受岩浆侵入的影响，二者 mad 相差不大，从剖面上看，从 上而下 mad 值有逐渐变大的趋势。 2灰分（ad） 本井田各煤层原煤灰分产率 10 煤层最低，平均为 19.51%；其它煤层平均在 2426%之间，属低中灰中灰煤；因受岩浆侵蚀的影 响，无烟煤灰分比天然焦灰分低。 3硫（s） 本井田原煤均属特低硫煤。在所有测试样点中，仅 7 煤层及 10 煤层各有一个样点 st.d1%。 4磷 本井田 6 煤层平均含磷量为 0.0115%，属低磷煤。其余煤层平均含 量均小于 0.01%，属特低磷煤。 5灰熔点 本井田各煤层灰分熔点测试资料较少。据测试结果，各煤层原 煤灰分以 sio2和 al2o3为主，二者占总量的 70%以上，应属酸性灰；10 煤层灰熔 点 st 平均在 11001250左右，属低灰煤。其余煤层灰熔点 st 大多大于 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 7 页 1400，属高熔灰。 2.煤质及工业用途评价 本井田各煤层因区域岩浆热变质及接触变质作用，煤的变质程度远高于正 常地质背景下因深成变质作用导致的煤的变质程度，属高变质煤甚至天然焦。各 煤层一般属低中灰中灰，特低硫、低特低磷，中高发热量煤，煤质牌号为贫 煤和无烟煤。可作为民用煤及动力用煤。 表 1-3 可 采 煤 层 煤 质 特 征 表 煤 层 mad(%) 最小 最大 平均 ad(%) 最小 最大 平均 vdaf(%) 最小 最大 平均 st.d(%) 最小 最大 平均 pd(%) 最小最 大 平均 qb.d(mj/kg) 最小最大 平均 qb.daf (mj/kg) 6 0.69 4.14 1.34 16.65 37.59 26.24 3.141 6.40 11.49 0.160 .58 0.34 0.0010 0.0100 0.0115 19.4629.2 1 25.42 30.11 40.89 34.47 7 0.52 1.38 1.26 15.96 38.89 24.58 2.931 8.93 11.89 0.161 .29 0.47 0.0020 0.0100 0.0065 19.6229.6 9 25.39 30.62 35.72 34.35 8 0.55 1.52 1.54 11.76 38.47 26.07 2.591 8.84 10.42 0.060 .84 0.44 0.0040 0.0240 0.0070 19.8828.5 1 24.30 31.98 44.15 34.48 10 0.57 7.40 1.83 10.97 35.33 19.51 3.211 1.2 5.9 0.081 .28 0.37 0.0027 0.0134 0.0063 22.1029.2 2 26.60 30.90 35.45 33.15 3.煤与瓦斯 本矿井瓦斯成分以ch4为主，其含量平均在5cm3/g左右，但存在瓦斯局部富集， 最高值可达14.58cm3/g（主井井筒检查孔8煤层） 。由于受后期构造运动的改造， 本矿井瓦斯分带现象不甚明显。 从瓦斯涌出量计算结果看，该矿井应为低瓦斯矿井；但从勘探地质报告上看，该 矿瓦斯局部富集，最高达 14.11cm3/g。根据卧龙湖勘察地质报告的评审意见书， 本矿井按高瓦斯矿井设计。矿井最大瓦斯绝对涌出量为 20.89 m3/min,最大相对 涌出量为 8.20m3/t。各煤层瓦斯特征见表 1-4。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 8 页 表 1-4 各煤层瓦斯特征表 项目 煤 层 67810 ch4 0.34-11.34 4.23 0.95-12.91 5.58 0.03-14.58 6.28 0.08-0.16 0.13 瓦斯含量 (cm3/g) co2 0.05-1.22 0.34 0.05-1.38 0.36 0.07-3.36 0.51 0.04-0.08 0.06 n227.6522.7528.4352.78 ch465.0771.0865.0637.99 瓦斯成分 （%） co27.286.166.518.86 根据煤的还原样燃点与氧化样燃点之差t 确定煤的自燃倾向，井田勘探阶 段测定的各可采煤层自燃倾向性见表 1-5。测定结果，6、7、8、10 煤层均属于 不易自燃煤层。 表 1-5 煤的自燃倾向性测试表 煤层编号 67810 原样 )14(378 416362 )15(377 407365 )19(385 413368 )13(410 433390 氧化样 )14(371 415356 )15(370 405355 )19(375 411360 )13(404 424385 还原样 )14(392 451376 )15(388 414377 )19(396 427382 )13(420 436403 燃点 （） t )14(21 368 )15(18 319 )19(21 3511 )13(16 304 自燃倾向性类别不易自燃不易自燃不易自燃不易自燃 据勘探地质报告，本井田各主采煤层变质程度高，原煤的挥发份产率平均为 5.90%11.89%，理论上应无爆炸性；煤层爆炸性试验结果也显示，本井田各主采 煤层的煤尘均无爆炸危险。其自然发火等级属 iiiiv 级。 6、7、8、10 煤层的二氧化硅含量平均值分别 13.55、12.97%、13.25%和 8.71%。勘探地质报告关于煤层游历二氧化硅的含量资料及井田内各地层的岩石 化学组份未有报告，需在建井期间需补充检测。本矿井井巷所遇地层岩性以泥岩、 砂岩、粉砂岩为主。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 9 页 第二章 井田开拓 2.1 井田境界及可采储量 2 2. .1 1. .1 1 井井田田境境界界 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都 能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有： 1、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应； 2、保证井田有合理尺寸； 3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等； 4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。 卧龙湖井田位于安徽省濉溪县铁佛与岳集境内，东北距濉溪县城约 35km。东 起 f7 断层；西及西南 f2、f13 断层；南至灰岩露头；北至皖豫省界。全井田南 北长约 9-11km，东西宽约 3.5-4km，面积约 38 km2. 本井田共有 6、7、8、10 计 4 层可采煤层，平均总厚度 7.35m；共有地质储 量 232940kt，其中 56 线以北，共有地质储量 196620kt，占全井田储量的 84.5%；56 线以南仅局部块段可采，其余因受火成岩侵蚀变质为天然焦。 本矿井设计只对 8、10 煤层进行开采设计，边界露头线为-300m，8 煤层平 均厚度为 2.47m，10 煤平均厚度为 2.19m，-800m 以下的煤炭储量尚未探明，作 为矿井的远景储量。 10 8 10 8 界南河 f4 70 h100m f3 70h0-100m f2 70h13-60m f1 70h100m f5 70h0-55m f5 断层 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + f1 断层 4断层 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + f3断层 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 图 2.1 井田赋存状况示意图 2 2. .1 1. .2 2 储储量量 1.矿井地质储量 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 10 页 根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分 为 a、b、c、d 四级。 由于本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质条件复杂，煤系中无岩浆岩 破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。 邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量； 断层煤柱不圈定高级储量，一律降为 c 级储量。 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 储量一般即 a+b+c 级储量。 井田范围内全区可采煤层为 6 煤、7 煤、8 煤、10 煤 4 层煤。其中，本设计 只对 8 煤、10 煤进行设计，8 煤平均厚度为 2.47m，10 煤平均厚度为 2.19m， 可采煤层总厚为 4.66m。 矿井的工业储量根据经纬网网格法来计算。经过计算，得出井田范围内有 31 个经纬网格，煤层倾角平均倾角 10，完整方格个数为 28 个，不完整部分拼 合方格 3 个。 每个经纬网方格的面积为 s=10001000=1000000m2，煤的容重取 1.5 t/m3。 矿井工业储量的计算公式如下： zg = nsm/cos （式 2.1） 式中 zg矿井工业储量，万 t； s 每个经纬网方格的面积，m2； n经纬网方格数，个； m煤层平均厚度； 煤的平均容重，t/m3； 平均倾角，。 则矿井的工业储量为： zg = nsm/cos =1000000314.661.5/cos10 =197469kt 计算结果表明：本井田共有矿井地质储量（无烟煤）197469kt（见表 2-1） 。其 中 56 线以北主采块段 163504kt，占 82.8%。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 11 页 表 2-1 卧龙湖矿井地质储量汇总表 单位：kt 分区 煤 层 abca+b+cda+b+c+d 防 砂 断 层 tr 826684127613512930451517445 1018552142942813425309516520南翼 计452362691556326355761033965 86350200526356489966647496440 105341150214165662018504667064北翼 计116913507310522015198411520163504 合计16300288809880014398018940197469 2.矿井设计储量 因本矿井的开采对象为无烟煤，故本次不考虑天然焦的开采。 （1）矿井永久性煤柱损失 a防砂煤柱：为确保井下安全生产，根据本井田新生界的底部含、隔水层 的赋存特点，本次对 8、10 煤层的浅部暂留平均高度在 45m 左右的防砂煤柱，共 有储量 2830kt。 （6100+4600）454.661.35=2830kt b断层煤柱：考虑到断层对井下开采可能造成的危害程度不同，本次暂按 最大落差大于等于 100m、小于 100m 而大于等于 50m、小于 50m 而大于等于 20m 和小于 20m，分别在断层两侧留设 100m、50m、30m 和 20m 宽度作为断层煤柱， 共有储量 22062kt（已扣除工业场地煤柱重复部分） 。 (6790+7100) 1004.661.35=8738kt（边界断层） (2900+4700) 5024.661.35=4781kt 679010024.661.35=8543kt 总计：22062kt c井界煤柱：本井田的北部系人为边界，按照煤矿安全规程的要求， 必须留设井界煤柱。本次暂定在井界内侧留设 20m 宽度作为井界煤柱，共有储量 1162kt。 （6130+4638）204.661.5=1354kt （2）矿井设计储量 矿井地质储量中扣除防水煤柱、断层煤柱及井界煤柱等矿井永久性煤柱损 失后即为矿井设计储量，共有 171223kt。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 12 页 3.矿井可采储量 （1）保护煤柱损失 经计算工业场地保护煤柱储量为 6523kt。 矿井工业广场煤柱损失计算 本矿井设计生产能力为 150 万吨/年，煤层的平均倾角为 10，工业广场的 中心处在井田走向的中央，倾向偏于煤层中上部，其中心处埋藏深度为-535m， 该处表土层厚度为 281m，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。 根据设计规范规定，矿井工业场地占地面积指标如下表 2-2： 表 2-2 井型（万吨/年）占地面积指标（公顷/10 万吨） 240 以上 1.0 1201801.2 45901.5 9301.8 本井田设计井型为 150 万吨/