梁宝寺二号井毕业设计学士学位论文.doc

山东科技大学学士学位论文 矿区概述梁宝寺二号井毕业设计学士学位论文摘 要本文根据对梁宝寺二号井资料的学习和研究，遵照煤矿安全规程和煤炭工业设计规范的要求，充分运用所学的知识，根据3煤的开采范围，计算出3煤的储量、生产能力和服务年限，对梁宝寺二号井行设计。在设计中尽量做到安全、高效、绿色，把梁宝寺煤矿二号井建成高产高效的矿井，为我国的煤炭生产作出贡献。本设计是梁宝寺煤矿二号井新井设计。本井田面积约95.2806km2，可采储量106.941Mt。生产能力1.2Mt/a，服务年限63.7年。矿井采用立井单水平开拓，水平标高1020m，采用上下山开采，采区划分尽量以自然断层为界，以改善大巷及上下山压力状况，将井田划分为四个采区。矿井东部（五采区）采用倾斜长壁开采，利用东翼大巷作为采区准备巷道。西部（六采区）DF395断层以东煤层采用上山开拓，DF395断层以西煤层采用倾斜长壁开采，利用西翼大巷作为采区准备巷道。采区采用后退式全部跨落法采煤、采煤工艺为综采放顶煤采煤，每一采区设3条上山即运煤、轨道和回风上下山，中部车场联系顺槽和上下山。矿井初期采用中央边界通风，风井口安装矿用防爆对旋轴流式通风机进行混合抽出式通风，并制定了安全技术措施。关键词：储量计算；矿井开拓；井田划分；巷道布置ABSTRACTBased on the information of the new Station coal study and research, in accordance with the requirements of the Coal Mine Safety Regulations and the coal industry design specifications, and fully use the knowledge learned, according to the coal mining area, the calculated coal reserves regional design, production capacity and length of service. As far as possible in the design of safe, efficient, green, Liangbaosi coal mine built a high yield and efficiency of mine, to contribute to Chinas coal production.The design is LIANGBAOSI 2nd Mine well design. The minefield area of about95.2806km2 recoverable reserves of106.941Mt. Production capacity of 1.2Mt / a, the service life of 51.4 years.Mine using the vertical shaft single-level open up the level of elevation-1020m, using the park mining division of mining area is bounded by natural faults as far as possible, to improve the roadway and the pressure on the downhill situation, Ida is divided into four mining area.Using a single long wall mining area, retreat all across the drop-mining method, mining process is fully mechanized top coal mining to each mining area is located three mountains namely coal, rail and air return down the mountain, the central depot the contact crossheading and the park.Mine early use of the central boundary ventilation, wind wellhead installed axial fans, exhaust ventilation, and to develop security measures.Keywords:calculation of reserves; mine development; mine field divided; roadway arrangement131目 录1 矿区概述11.1 矿区概况11.2井田地质特征及煤层特征32 开采范围及生产能力152.1 开采范围及储量152.2 生产能力及服务年限193 井田开拓213.1 井田开拓方式及井口位置213.2 大巷布置及采区划分303.3 井筒373.4井底车场及主要硐室424 采区布置464.1 采煤工艺及采煤方法464.2 首采区布置484.3工作面布置及参数644.4 综采工作面回采工艺704.5 巷道掘进与掘进机械714.6 劳动组织735 矿井生产系统775.1 矿井通风系统775.2 矿井排水系统855.3 矿井提升系统866 安全技术措施956.1 预防瓦斯和煤尘956.2 预防火灾996.3 矿井防治水101参考文献102致 谢104附 录1051 矿区概述1.1 矿区概况1.1.1 交通位置梁宝寺井田位于山东省西南部，行政区划归嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。地理座标为东经11608411161516，北纬352934353642。井田东西宽约411km，南北长约15km，面积约135km2。本区交通方便，兖（州）新（乡）铁路经井田南部从嘉祥县城通过。该铁路从嘉祥县城向东56km至兖州，与京沪线相连；向西259km经菏泽至新乡与京广线接轨。京九铁路从井田西南部的菏泽经过。南部济宁机场已开航，可直达北京、广州等地。区内有公路直达梁山、郓城、巨野、嘉祥、济宁等城市。另有京杭运河从井田东侧通过。（交通位置如图1.1）图1.1 交通位置图1.1.2 地貌水系本区属黄河冲积平原，地势平坦，地势略呈西南高东北低，地面标高一般为+37+40m，自然地形坡度为0.2。水系比较发育，河流沟渠纵横成网，主要河流有红旗河、靳庄沟、赵王河，并与区内各沟渠相贯通，且多系人工开掘的季节性河流，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排涝。1.1.3 气象本区属温带半湿润季风区海洋大陆性气候，气候温和，四季分明。年平均气温13.9，日最高气温42.4，最低气温18.7。最早冻结期为12月，最迟解冻期为翌年3月，最大冻土深度为0.31m，最大积雪0.15m。年平均降雨量650mm，年最大降雨量1088mm（1964年），日最大降雨量156.2mm，雨季集中在78月份。该区春夏多南风及东南风，冬季多北及西北风1.1.4 地震根据中国地震动参数区划图（GB 183062001）确定：本区地震动反应谱特征周期为0.40s，地震动峰值加速度为0.05g。地震烈度度。1.1.5 矿区内工农业生产、建筑材料等概况本区地处冲积平原，沟渠纵横，土地肥沃，村庄稠密，农、副、林业生产发达。在工业方面，除乡镇企业外，其井田东南部的济东矿区、济北矿区、兖州矿区均已建成投产，并取得了良好的效益。梁宝寺煤矿一号井(浅部井)已经投产，这些矿区的生产建设经验，为本矿井的建设和生产提供了宝贵经验。本区主要农作物有小麦、棉花、玉米、红薯、大豆等由于土地肥沃，本区小麦单产一般为300500kg亩。井田内村庄稠密，3(3上)煤层赋存区内大小村庄80个，其中梁宝寺为镇政府所在地。村庄对煤层开采的影响较大，因此矿井生产期间应根据国家政策，有计划的妥善处理占地和迁村事宜。建材来源：矿井建设中钢材、木材等材料主要由外地供应，水泥、砖、瓦、砂、石等材料均可由当地或附近解决。1.1.6 区域电源和水源本煤田附近已建有荷泽发电厂及济宁发电厂，荷泽发电厂的装机容量为95万kW，济宁发电厂的装机容量为30万kW。在嘉祥县城东北建有萌山110kV变电所，在嘉祥县城建有嘉祥110kV变电所另规划新建嘉祥220/110kV变电所，新建嘉祥220/110kV变电所电源来自济宁发电厂和荷泽发电厂；在本煤田内有大张楼110kV变电所，也可以通过梁宝寺浅部井110KV变电所转供。因此本矿井供电电源可靠。根据现有水文地质资料，奥灰水含水层富水性强，水质较好，可作为本矿井供水水源。矿井水经处理后，可满足矿井生产、生活用水。现已投入生产的梁宝寺一号井供水水源取自奥灰水，有成功的经验可取，所以本矿井水源充足。1.1.7 迁地及土地征用梁宝寺井田地面村庄稠密，影响3煤开采的村庄80个，居民19153户，压煤面积占煤层赋存面积的94，其中在本矿井井田范围的村庄有23个。矿井生产过程中，应结合当地小城镇建设规划，对地面村庄搬迁进行合理规划安排。1.2井田地质特征及煤层特征1.2.1 地层及地质构造1）地层本井田地层属华北型沉积，含煤地层为石炭二迭系。地层特征见表1.1表1.1 地层特征表地层系统厚度（m）主 要 岩 性界系统组最小最大平均新生界Kz第四系（Q）94.90146.3116.85主要由粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成，顶部有薄层泥炭，遍布全区。东北部较薄，西部较厚，与下伏地层呈不整合接触。上第三系（N）195.23368.73280.84主要由半固结粘土、砂质粘土及粉砂、细砂组成。上段大半未固结，局部微固结；下段大部微固结，部分半固结。西北部厚，东部和南部较薄，与下伏地层呈不整合接触。古生界Pz二迭系（P）上二迭统(P2)上石盒子组(P12)0620.55主要由杂色泥岩、粉砂岩、灰绿色中、细砂岩组成。南部被剥蚀，向北厚度逐渐增加。与下石盒子组呈整合关系。下二迭统(P1)下石盒子组(P21)22.9062.7042.88上部以杂色泥岩、粉砂岩夹灰绿色砂岩，下部为灰白色砂岩夹灰绿色泥岩、粉砂岩，底部以不稳定的厚层状砂岩与山系组分界。山西组(P11)48.60115.8078.66为主要煤系地层，以灰灰白色中、细砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩及煤组成。本组含煤3层，自上而下有2、3（3上）、3下煤层，其中3（3上）煤层为本区主采煤层。与下伏地层呈连续沉积。石炭系(C)上统(C3)太原组(C3t)121.81233.70185.74主要由灰灰黑色粉砂岩、泥岩及灰白色砂岩、薄层石灰岩及煤层组成，含11层石灰岩，以三灰、十下灰最为稳定，是煤岩层对比的良好标志。含煤24层，其中16煤层大部可采，17煤层局部可采。与下伏地层呈连续沉积。中统(C2)本溪组(C2b)12.0026.9518.96由杂色泥岩、粉砂岩、石灰岩及灰色细砂岩组成，本组有2层石灰岩，十三灰分布较稳定。与下伏奥陶系地层呈假整合关系。奥陶系(O)中、下统(O1+2)可达742以中厚层状灰岩为主，夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层泥岩，岩溶较发育，为本区主要含水层。2）地质构造梁宝寺井田位于巨野向斜东翼，为一东界F1断层、西界F13断层组成的地堑构造。区内地层呈南浅北深的趋势，因受区域断层的控制，形成以梁宝寺向斜为骨干向北倾伏收敛的“裙边状”褶曲构造，并伴生北东向及北西向断层组，构造复杂程度中等。（1）地层产状及主要褶曲全区呈宽缓褶曲构造，次一级褶曲发育，翼部倾角较缓，为510，受F1、F13断层的影响，东、西地段地层倾角较大，一般为20左右，局部达30。纵观全区，地层倾角呈南部缓、西部陡的趋势。浅部地层大致走向为东西向。深部因梁宝寺向斜影响，地层走向呈现向北开口的“V”字形。区内褶曲以贯穿全区的梁宝寺向斜为骨架构造，主要褶曲有10条，见表1.2表1.2 主要褶曲一览表序号褶曲名称延伸长度(km)幅度(m)跨度(km)两翼地层倾角(度)查明程度1王庄向斜112020012515南部基本查明，中、北部已查明2南宋庄背斜10050135南部基本查明，中、北部已查明3梁宝寺向斜175025026510中部已查明，南部和北部基本查明4黄河李背斜8010012520南部基本查明，中、北部已查明5申庄向斜9020012515南部基本查明，中、北部已查明6贺庄背斜4040125查明7程庄向斜53080125基本查明8武寨背斜608012510基本查明9杜垓向斜7012012510基本查明10李庄背斜1008012515基本查明（2）断层本区共发现断层75条，除F26为逆断层外，其余均为正断层。按方向分为：东西向断层4条，南北向断层5条，北东向断层15条，北西向断层23条；按照落差划分，落差l00m的断层10条，落差50m100m的断层23条，落差30m700mNWSW701.84查明F1支3正090mNWSW701.55查明F2正120190mNWSW703.2查明F3正0390mNWNE706.0查明F3支正70mNWNE700.5查明F3-1正090mNWNE702.5查明F4正30150mNWSW704.8查明F4支1正055mNW-SSW-W700.9查明F4支2正2550mNWSW701.2查明F60正0120mNWNE701.6查明F15正0120mNESE704.5查明F15支正2050mNESE700.45查明F13正700mSNE703.8基本查明西边界F24正1000mEWS705.2基本查明F24支1正060mNWSW701.4基本查明X F7正030mNESE701查明XF8正030mNESE700.8基本查明XF9正030mNSW700.5基本查明X F10正090mNESW701.7查明XF11正070mNENW700.9基本查明XF13正060mNWSW701.8查明XF15正075mNWSW701.4查明XF16正040mNWSW700.7基本查明XF17正030mNWSW700.75基本查明XF18正060m近EWN701.2查明XF21正60mNWNE701.2基本查明XF23正030mNENW700.6基本查明F34正4080mNWNE701.4查明F35正055mNWNE701.4查明DF44正2040mNENW701.25查明DF49正050mNESE702.25查明F7正030mNESE701.40查明F8正070m近NEN701.60查明DF29正3040mNWSW700.15查明F32正045mNWWN701.56查明F10正0200mNENW60701.65查明F10支1正0120mNENW60701.50查明DF40正1040mNWSW701.0查明DF45正032mNENW700.29查明DF50正030mSNW700.43查明DF60正1065SNE60701.92基本查明DF61正1030mNWSW700.87基本查明F44正1070SNW702.0基本查明-查明F20正050mNWSW702.0查明F16正045mNWNE701.4查明F21正080mEWN701.00查明F26逆050mNEE451.71查明（3）岩浆岩全区共有78个钻孔，其中见岩浆岩25个钻孔，占32，主要分布于井田的中部及东部。根据岩浆岩侵入情况分析，岩浆是在煤系沉积之后的构造运动中沿构造裂隙带上升，遇到煤层及其它软弱岩层时顺层侵入；从侵入体的厚度看岩浆可能从本区东部侵入。本区岩浆岩侵入层位在三灰到十二灰之间，并以顺16煤层侵入为主，因而对16、17煤层的影响较大，使煤层部分被吞蚀或变成天然焦。因山西组3煤层距岩浆岩间距较大，煤层厚度未受影响，仅在本区中西部煤层变质程度略高。（4）冲刷本井田西南部3煤由于受冲刷影响，形成长约6000m，宽约18003000m的冲刷带。此冲刷带内煤层被冲刷变薄，形成不可采区，影响井田的采区划分和巷道布置。井田内主要地质构造如图1.2。1.2.2 煤层及煤质1）煤层本井田主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均地层总厚264.40m。共含煤27层，其中山西组含煤3层，太原组含煤24层，平均总厚8.70m，含煤系数3.3%。大部可采或局部可采的有山西组的3(3上)煤、太原组的16、17煤，稳定性较好，平均总厚4.74m，占煤层总厚54%。其中3(3上)煤层平均厚度3.36m，占可采煤层总厚的71%，为主采煤层。各煤层条件如综合地质柱状图如图1.3。图1.2 井田主要地质构造图图1.3 综合地质柱状图可采煤层特征表见表1.4表1.4 可采煤层特征表煤 层3（3上）1617煤层厚度（m）最小最大平均(点数)010.233.36(52)02.090.72(37)01.550.66(33)层间距（m）最小最大平均(点数)168.25226.31 0.348.07 198.47(21) 2.68(25)夹石层数040202主要岩性炭质泥岩泥岩炭质泥岩泥岩炭质泥岩泥岩煤层结构较简单简单简单稳定程度较稳定较稳定较稳定可采情况大部可采大部可采局部可采顶板岩性泥岩、粉砂岩石灰岩泥岩、粉砂岩底板岩性泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩2）煤质3(3上)煤层属低中灰、特低硫中硫、特低低磷、高挥发分、高发热量气煤，可选性良好。由于受岩浆岩影响，局部3(3上)煤出现弱粘煤、12中粘煤、13焦煤，对煤质有一定的影响，煤化程度高。3(3上)煤是良好的动力用煤及炼焦配煤。16煤和17煤为特低中灰、富硫高硫、特低低磷、高挥发分、高发热量气煤。受岩浆岩影响，局部出现弱粘煤、13焦煤、贫煤、无烟煤、天然焦。16、17煤层可用作炼焦配煤，但此两层煤因硫分较高经过洗选后仍要控制配煤比，或应用“缚硫焦”工艺，则能使各煤层硫分均符合炼焦配煤的要求。各煤层煤质特征见表1.5表1.5 可采煤层煤质特征表3（3上）1617原煤精煤原煤精煤原煤精煤工业分析（%）水分Mad1.093.322.49(43)1.493.282.52(42)1.584.222.53(21)1.763.852.34(20)1.434.02.38(18)1.522.642.15(18)灰分Ad11.3724.9816.42(42)3.829.176.74(43)7.1624.4014.68(21)3.8610.836.02(21)6.1025.4814.18(18)2.617.224.66(18)挥发分Vdaf28.1242.5537.15(43)23.5242.2937.55(44)4.2044.3432.51(22)4.9245.6731.86(22)16.6845.4939.51(18)16.2245.9340.48(18)元素分析（%）炭Cdaf81.1186.8683.26(39)80.8893.1484.85(21)80.3088.7382.88(18)氢Hdaf4.876.065.42(40)1.645.944.69(20)4.295.855.40(18)氮Ndaf1.481.691.58(41)1.121.481.37(19)1.301.501.44(17)全硫St.d(%)0.241.860.72(42)0.311.360.63(41)2.545.874.01(22)1.964.132.98(21)2.855.743.97(17)2.444.033.15(18)磷Pd(%)0.0050.0310.013(36)0.0020.0200.009(36)0.0020.0420.013(20)0.0020.0180.006(17)0.0030.0360.017(17)0.0020.0180.009(13)发热量Qb.ad(MJ/kg)23.8729.1127.21(42)29.9033.3131.33(32)22.4131.4128.00(21)30.8132.5531.74(15)24.1132.5928.68(18)31.4234.1332.57(16)粘结指数GRL89364(44)09964(22)09878(18)胶质层厚度Y(mm)42313(43)02516(20)02718(18)1.2.3水文地质井田范围内属黄河冲积平原，煤系地层被新生界、古生界二叠系上、下石盒子组地层深层覆盖，为全隐蔽井田。由于上覆隔水性能良好的第四系和二叠系石盒子组岩层，隔离了地表水和第四系含水层，对矿井开采无影响。本井田地处东西两侧边界大断层F1和F13所组成的地堑块段，两侧的奥灰地层抬升与煤系地层各含水层对口，在局部地段有可能对煤系含水层侧向补给。煤层顶底板砂岩及太原组三灰是3煤层直接充水含水层，但赋水性较弱，补给条件差。钻孔过断层时均未发现冲洗液漏失或明显消耗现象，这说明钻孔所穿过的断层带本身的含水性弱，导水性差。1）充水含水层本区从上至下共划分有6个主要含水层组：第四系砂砾层、上第三系砂层、石盒子组砂岩、3煤顶底板砂岩、太原组三灰、十下灰及中奥陶统石灰岩。其中3煤顶、底板砂岩和太原组三灰为开采上组煤的直接充水含水层；十下灰及中奥陶统石灰岩为开采下组煤的直接充水含水层。2）隔水层本区隔水层大多与含水层相间分布，沉积连续，厚度稳定，隔水性能良好，自上而下大致可分为四个隔水层组：第四系、上第三系粘土类隔水层、二迭系石盒子组隔水层、煤系地层隔水层、本溪组隔水层。3）断层导水性井田内断层较发育，经观察穿过断层的钻孔，断层带的岩层较破碎，含泥质且大多被破碎的原岩物质所充填，钻孔穿过时均未发现冲洗液漏失或明显消耗现象，这说明断层带本身的含水性较弱，导水性较差。4）水文地质类型本区上组煤的直接充水含水层为3煤层顶、底板砂岩和太原组三灰。其中3煤顶、底板砂岩裂隙含水层的单位涌水量0.02270.0483LS.m，富水性弱；三灰岩溶裂隙含水层的单位涌水量0.01210.1338LS.m，富水性弱至中等。上述两含水层的补给条件均较差，故本区上组煤的水文地质类型为裂隙、岩溶类简单中等类型。下组煤的直接充水含水层为太原组十下灰和奥灰。十下灰的单位涌水量为0.0713LS.m，富水性较弱，但基底奥灰含水层的富水性强，补给较充沛，采下组煤时有底鼓突水的威胁，故下组煤的水文地质类型为岩溶类复杂型。5）矿井涌水量及矿井排水量本矿井主采3煤层，生产过程中的主要充水含水层为3煤顶、底板砂岩和太原组三灰。根据地质报告3煤层顶底板砂岩和三灰的涌水量为262.0m3/h和39.0m3/h，考虑到井筒淋水、防火灌浆回水、消防洒水等因素的影响，设计确定矿井正常排水量为340.0m3/h，考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性，矿井最大排水量取690.0m3/h。1.2.4 其它开采技术条件1）煤层顶板力学性质3(3上)煤层顶板多为泥岩、粉砂岩岩组，部分块段为中、细砂岩组。其抗压强度值，测井计算为25.858.2MPa，岩样测试为17.667.4MPa，变化较大，岩石的完整程度差，故多为较稳定至不稳定顶板。3煤底板岩性主要为泥岩、粉砂岩岩组，仅局部块段为中、细砂岩岩组。其抗压强度值，测井计算为13.342.9MPa，岩样测试结果为37.7975.4MPa，岩石的完整程度较差，所以3煤底板应为较稳定不稳定底板。2）瓦斯本井田3(3上)煤层采取瓦斯样22件，其成分和含量最高为92.23和5.315cm3/g.r。瓦斯含量与岩浆岩对煤层影响及煤层厚度和煤层埋藏深度有关，煤层厚度大，埋藏深及受岩浆岩影响的地段，瓦斯含量相对较高。根据钻孔测得的瓦斯含量资料，本区瓦斯含量较低，但由于区内各煤层埋藏较深，在开采过程中应做好通风工作，以防瓦斯聚集，发生瓦斯爆炸。3）煤尘爆炸及煤的自然倾向各煤层煤尘爆炸性试验结果表明火焰长度变化于0700mm之间，扑灭火焰的岩粉量为080，所以各煤层均有煤尘爆炸危险性。各煤层原样着火温度变化于322403之间，还原样与氧化样着火点之差(T)变化于426之间，所以各煤层属易自燃煤。根据临近矿区生产矿井实际资料，各煤层均有自燃发火倾向，如南屯煤矿自1978年至1982年每年都有发火现象，发火期为448个月，发火位置为回风巷、开采线、停采线、老塘等。本区各煤层均有自燃发火倾向，在今后的开采过程中应采取防火措施。4）地温本区平均地温梯度0.99C/100m，其中非煤系地层平均地温梯度为0.61C/100m；煤系地层平均地温梯度为1.37C/100m；煤系基底为巨厚奥陶系石灰岩含水层，导热性能良好，地温梯度小于煤系地层，一般在1.20C/100m；其它含水层段受水动力条件影响地温梯度也普遍小于非含水层段地温梯度。同钻孔，揭露奥灰前后地温梯度略有不同。一般揭露奥灰后，全孔平均地温梯度升高，而在南部F10和F8断层之间，揭露奥灰后全孔平均地温梯度降低，且煤系地层地温偏低，分析原因是该区域温度较低的浅层水（主要是第三系含水层的水）补给奥灰水所致。根据3煤层、16煤层底板地温等值线图，地温等值线基本与煤层底板等高线平行，即煤层埋藏越深地温越高。煤层温度总体呈东南低、西北高之势，局部受构造影响，地温分布略有变化。在北部，3、16煤层处于一级高温区，16煤层局部存在二级高温区，3煤层仅在西北部存在很小面积的二级高温区。根据本矿井补充勘探报告，本井田恒温点深度及温度采用50m和18.9，本矿井属地温正常区，地温随煤层埋深增加而升高。3煤层900m水平以浅原始岩温均低于31，9001100m水平原始岩温在3137，为一级高温区。山东科技大学学士学位论文 开采范围及生产能力2 开采范围及生产能力2.1 开采范围及储量2.1.1 井田境界尺寸及面积梁宝寺井田位于山东省西南部，行政区划归嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。地理座标为东经11608411161516，北纬352934353642。梁宝寺井田属于国家煤炭基地巨野矿区规划主要井田之一，属巨野向斜东翼孤立含煤块段，东、西边界皆为落差大于700m的断层，南部开采边界为一号井北翼采区边界，北部边界为煤层-1200m等高线，其范围根据2011年8月国土资源部颁发的采矿许可证（证号：C1000002010061110070549）所圈定的，共由12个拐点坐标（见表2.1），井田南北长约11.4km东西宽约8.4km，面积95.2806km2。地理坐标为：东经11608411161516，北纬352934353642。表2.1 梁宝寺井田矿区范围拐点坐标表点号坐标点号坐标XYXY13933264.0439432384.2673936794.1439422604.2323932064.0539431044.2483941404.1639422974.2733929634.0639428044.2093940554.1339426164.2843930664.0739426924.21103942729.1239429089.3153931054.1039423244.19113939164.0839431594.3063932704.1239422344.20123936034.0639432154.28开采标高从40米至-1200米2.1.2 储量及开采损失本矿井主采3煤，16、17煤受奥灰水威胁，设计将这两层煤作为后备储量，暂不进行开拓时的考虑。本矿井地质构造中等、煤层赋存较稳定的矿井，全矿井3(3上)煤层无333级储量。1）工业储量(1)参加储量计算的煤层为为3煤(2)地质报告储量计算范围：东起F1断层，西至F13断层，南至梁宝寺能源边界，北至各煤层底板-1200m等高线，最大计算面积95.273km2，计算深度至煤层底板-1200m等高线。-1200m以深不参加本井田的储量计算，可作为远景后备储量。(3)经过精查补充勘探，全矿井储量因煤厚增加587万t，A+B级储量提高2058万t。储量以精查补充勘探报告为准。(4)工业指标：本井田煤层以气煤为主，兼有弱粘煤、13焦煤、无烟煤等，依据煤炭资源地质勘探规范，最低可采厚度为0.70m；原煤灰分不大于40。(5)计算方法：本井田煤层倾角绝大部分在15以下，因此采用地质块段法直接在煤层底板等高线图上计算煤层储量。煤层倾角15时煤层厚度用伪厚，15时煤层厚度用真厚。(6)夹石处理夹石厚度0.05m者予以剔除；0.05m者计算在煤厚之内。夹石厚度0.70m且煤分层厚度大于等于夹石厚度时，则将上、下煤分层合并计算煤厚；煤分层小于夹石厚度时，则煤分层予以剔除。（7）煤层容重：主采煤层以气煤为主，平均容重为1.42吨每立方。经计算本井田内的工业储量为18942.11万t2）矿井可采储量（1）村下采煤损失储量本井田地处鲁西南平原地区，地面村庄稠密，压煤面积较大。随着时间的推移，人口的增长，经济的发展，村庄搬迁将越来越困难，对矿井的开采影响重大，因此设计对村庄搬迁作了规划。对影响3(3上)煤层开采的村庄，部分就近搬迁到井田外或冲刷带不可采区内；部分村庄集中到梁宝寺镇附近，形成村下采煤采区。对村下采煤采区实行条带法开采。经分析计算，其可采煤量为全部冒落法采煤可采煤量的40左右，为此将村下采煤采区的地质储量之60计入村庄下开采损失。村庄下压煤损失为1932.8万t。（2）煤柱损失储量断层煤柱落差大于100m的断层两侧各留100m；落差50100m的断层两侧各留50m；落差3050m的断层两侧各留30m。经计算断层煤柱5864.8万t。工业场地煤柱根据兖州、淮北、滕南矿井实测资料，结合本矿井实际情况，设计按新生界地层移动角43，煤系地层：走向及倾向上山方向移动角75，倾向下山方向移动角为75-0.7（为煤层倾角），以此圈定工业场地保护煤柱。根据有关有关设计规范和本矿井120t的产量，确定工业广场的面积。根据地表工业场地布置，确定工业广场宽a=450m，长b=450m。压煤平均厚度6.5m。确定工业广场保护煤柱尺寸：煤层为近水平，各个方向基本相同，不再分开考虑。根据地质条件，确定新生界厚度H=396m，煤系地层厚度h=638m。煤柱宽度=a+（Hcot43+hcot75）2 （2.1）经计算，工业场地煤柱损失共计2538.7万t。井田境界煤柱根据煤矿安全生产要求，井田南部边界与一号井相邻，要留有足够安全煤柱，以保证矿井的生产安全，根据计算井田境界煤柱储量为71.86万t。本矿井以厚煤层为主，只有局部地区为中厚煤层，为便于计算，采区回采率统一取0.75。矿井可采储量=(工业储量-煤柱损失)采区回采率 （2.2） =（18942.11-1932.8-71.9-2538.7）0.75 =10694.11万t根据以上计算结果，矿井可采储量10694.11万t矿井可采储量汇总表2.2。煤层地质储量/t煤柱损失村庄压煤/t可采储量/t断层煤柱/t边界煤柱/t工业场地/t3煤19608.815860.71472538.71932.810694.11表2.2 矿井可采储量汇总表2.2 生产能力及服务年限2.2.1 矿井工作制度及生产能力1）矿井工作制度矿井年工作日330d，地面每天三班作业（两班生产，一班检修），井下每天四班作业（三班生产，一班检修），每天净提升时间16h。2）矿井设计生产能力本井田主采煤层开采条件在华东地区属于较好的一类，储量丰富，地质构造程度中等，矿井为低瓦斯矿井，水文地质条件简单中等，其它开采技术条件相对较简单，高级别储量占矿井主采煤层资源量的79.6%，具备建设大型矿井的条件。从煤层生产能力、储量潜力、综合效益、煤炭销路等多方面分析，设计认为，矿井建成后的生产能力定为120万t/a，具有投资效益较好，服务年限适中、安全稳妥等优点，因此设计推荐矿井的设计生产能力为120万t/a。2.2.2 矿井服务年限考虑本矿井地质构造为中等，水文地质条件上组煤为简单到中等类型，煤层赋存较稳定，储量备用系数取1.4，经计算矿井服务年限为54.125a。矿井服务年限=可采储量/（设计生产能力储量备用系数） （2.3） =10694.11/（1201.4）=63.7(a) 资源储量为19608.81万t，工业资源储量为18942.11万t，设计资源储量为16285.01万t，可采储量为10694.11万t，设计生产能力120万t/a，服务年限为63.7a。山东科技大学学士学位论文 井田开拓3 井田开拓3.1 井田开拓方式及井口位置3.1.1 井田开拓方式由于本井田煤系地层上覆新生界松散层较厚，一般在280500m，平均398.2m，煤层埋藏深，倾角缓，故采用立井开拓方式。 另外本矿井煤层倾角较缓平均只有8度，赋存比较稳定，井田面积相对较小，为减少开拓工程量，综合考虑决定使用上下山开采。考虑到井田的整体状况：煤层埋藏较深、倾角较小、边界不适合布置集中回风巷，为了方便管理，减少工业广场压煤损失，缩短建井工期，宜采用中央边界式通风方式。3.1.2 井口及工业场地位置选择1）影响井口及工业场地位置选择的主要因素：（1）井田内煤系地层为南浅北深，煤系地层基底为奥陶系灰岩，井筒应避免受奥灰水影响。（2）井田发育东西向、北东向、北西向、南北向四组共50条断层，其中井田内有5条落差大于100m的断层，对井口位置选择有影响，特别F10断层组落差大，破碎带宽，构造较复杂，对井口位置选择有较大影响。（3）根据梁宝寺矿井开拓部署特点，深部井以开采煤层-900m以深为主，由于梁宝寺镇南部F6与F17断层之间的采区勘探程度较高，煤层赋存相对较浅，煤层厚度大，储量可靠，地质构造相对简单，便于矿井迅速达产，应作为首采区，所以井口位置应靠近首采区，以减少基建工程量。（4）小槽煤16、17煤层分布范围比3煤层大，但由于其含硫分高，受奥灰突水威胁，被列为设计暂不利用储量，故井口位置选择应立足3煤层开采的合理性。3(3上)煤层地质储量中心位于L8-2孔东北约500m处。（5）井田内表土层厚度大，分布规律大致为东南薄、西北厚，井口应尽量选择在表土层薄的地方。（6）井口位置选择要靠近3煤层初期开采的高级储量区和地质条件好的块段，以利矿井尽快达产。（7）为便于施工和维护，井底车场及硐室应处于较好的岩层中。根据浅部一水平及兖州和济东矿区经验，3(3上)煤顶、底板砂岩，层位好，易于施工和维护。（8）井田内地势平坦，村庄稠密，河网发育，农灌沟渠较多，井口及工业场地应尽量避开。2）井口位置方案比较选择根据以上影响因素，设计中统筹井田全局，兼顾前期与后期，井下与地面等各方面因素，本着“重前顾后，重下顾上”的原则，力求使井口位置的选择，有利于煤炭资源的有效合理开发和取得良好的经济效益。根据以上原则，施工维护和节省费用，提出如下方案。井口及工业场地位置如图3.1。方案一：井口位于双庙村西南侧，L83孔北370m处，井底水平标高为1020m，以1020m水平大巷分东、西两翼开拓，采用一个水平上下山开拓。初期移交DF321断层以东、1020m水平东翼大巷以南的五采区。方案一示意图如图3.2。方案二：井口位于双庙村西南侧，L83孔北370m处，井底水平标高为1020m，以1020m水平大巷分东北翼、东南翼、西两翼开拓，采用一个水平上下山开拓。方案二示意图如图3.3。方案三：井口位于位于L1孔西南110m处井田南部（浅部），在一水平下山部分扩建，采用暗斜井进行开拓,水平标高为708m。方案三示意图如图3.4。图3.1 井口与工业场地位置方案图图3.2 方案一示意图图3.3 方案二示意图图3.4 方案三示意图（1）以上方案各有自己的特点，下面将通过列表对各方案进行技术比较。井口位置方案技术比较见表3.1。表3.1 井口位置方案比较表 方案项目方案一方案二方案三1工业场地位置影响工业场地较开阔，受村庄影响，占用公路，圧煤多工业场地较开阔，受村庄环绕影响，圧煤多工业场地较开阔，受村庄影响较小，圧煤较少2进场公路进场公路较长进场公路短进场公路长3井筒工程量井筒工程量较大井筒工程量大井筒工程量较大4运输系统运输系统环节少，系统简单，运输费用少运输系统环节少。系统较简单，运输费用少运输系统环节多，系统复杂难管理，运输费用高5采区达产时间时间较短，时间较短时间长6施工及维护利于施工维护利于施工维护较利于施工维护7生产系统生产系统安全生产