采矿工程毕业设计（论文）-汝箕沟矿150万新井设计.doc

目 录摘要前言第1章 矿井地质概况- 5 -1.1矿井位置及交通- 5 -1.1.1交通位置- 5 -1.1.2 地形、地貌、气候及地震烈度- 5 -1.1.3地表水文- 5 -1.2矿井境界及储量- 8 -1.1.1储量计算原则及方法- 8 -1.3矿井地层及地质构造- 8 -1.4煤层赋存特征及其开采技术条件- 10 -1.4.1煤层及煤质- 10 -1.4.2煤层自然发火、瓦斯、煤层及其地热等- 13 -1.4.3水文地质- 15 -1.5矿井勘探类型及其勘探程度评价- 17 -第二章 矿井工作制度、生产能力及其服务年限- 18 -2.1矿井工作制度 .- 18 -2.2矿井生产能力及其服务年限- 18 -2.2.4 矿井生产能力的确定- 19 -第三章 井田开拓- 19 -3.1 井筒形式、数目及位置的确定- 19 -3.1.1 井筒形式的确定- 19 -3.1.2 井筒数目的确定- 21 -3.1.3 井筒位置的确定- 21 -3.2.1井田内划分及开采顺序- 24 -3.2.2 开采水平的划分及水平标高的确定- 25 -3.3.3 主要巷道的布置方式和位置选择- 25 -3.3 井底车场- 26 -3.3.1 井底车场形式选择及峒室布置- 26 -3.3.2 井底车场线路设计- 27 -33、3井底车场通过能力计算- 27 -334 井底车场巷道断面选择和工程量计算- 28 -3.4 方案比较、确定开拓系统- 28 -第四章 采矿方法- 30 -4、1、1 采区概括及地质特征- 30 -4、1、2煤层赋存及顶板情况- 30 -4.1.3矿井涌水量- 32 -4.1.4瓦斯- 32 -4.1.5煤尘- 34 -4.2采区的划分- 34 -4.2.2采区内主要采煤参数的确定- 34 -4、2、3采区内划分方法和结果表述- 36 -4、2、4工作面编号- 36 -4.3 采区巷道布置- 37 -4.4采区生产安排- 40 -4.4.2工作面接替- 41 -4.5采煤方法- 41 -4.5.1采煤方法的选择- 41 -4.5.2回采工艺的设计- 42 -4.5.3采煤工作面生产管理制度和劳动组织- 50 -4.5.4工作面主要技术经济指标- 54 -第5章 通风与安全- 54 -5.1、风量计算- 54 -5.2矿井通风阻力计算- 55 -54 矿井通风设备选型- 58 -5.4.1、计算通风机的风压- 58 -5.4.2通风机的工况点- 58 -第六章 矿井主要设备- 59 -6.1.1选型计算所需的原始资料- 59 -6.1.2 主斜井提升设备选型- 59 -6.1.3 副斜井提升设备选型- 60 -6.2主运输设备选型- 60 -6.2.1 带式输送机选型- 60 -6.2.2 刮板输送机选型- 63 -6.2.3电机车选型- 64 -6.2.4工作面设备选型- 66 -6.3 矿井排水设备选型- 69 -6.3.1 工作水泵必须的排水能力- 69 -6.3.2排水系统参数- 70 -6.4 供电设备选型- 70 -第七章：环境保护- 71 -7.1 环境保护设计依据环境现状及地面保护物概述- 71 -7.1.1自然状况- 71 -7.1.2地表水系- 71 -7.1.3气候条件- 71 -7.1.4环境质量现状- 72 -7.2主要污染源及污染物- 73 -73 资源开发对生态环境影响与评价- 74 -731 开采沉陷损害影响预测分析- 74 -732 开采沉陷对耕地损害的预计评价- 75 -733 开采对建筑物的损害- 76 -734 开采对水资源的破坏影响- 76 -7.3资源开发对生态环境影响与评价- 77 -7.3.1资源开发对生态环境影响- 77 -7.3.2环境影响评价- 79 -7.4资源开采环境损害的控制与生态重建- 79 -7.4.2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建- 79 -7.4.3 采引起水资源的损害的控制方法- 80 -7.4.4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法- 81 -第八章 建井工期- 83 -8.1移交标准- 83 -8.2井巷工程量- 84 -831 井巷工程排队- 85 -833 建井工期- 86 -致 谢- 88 -参考文献- 89 -第1章 矿井地质概况1.1矿井位置及交通 1.1.1交通位置 白芨沟井田位于汝箕沟矿区北部，行政区划隶属石嘴山市，井田南北长约6.3公里，东西宽约2.5公里，面积15.8平方公里，矿区地理位置：东经10608，北纬3906。本井田交通便利，平汝铁路支线经呼鲁斯太、石炭井在平罗车站与包兰铁路干线相接，可通往全国各地，矿区公路向南38公里与109国道相通，可达石嘴山市和自治区首府银川等地。 1.1.2 地形、地貌、气候及地震烈度 汝箕沟矿区地处贺兰山北段，处于高山环绕沟谷纵横的地貌环境，地形南北高中间低，井田内地形标高在+1718+2102米之间，卡布梁沟是井田内最主要的山洪外泄通道，平时只有少量潜水和地表迳流。本地区远离海洋靠近腾格里大沙漠，为大陆性气候，干燥少雨，蒸发量远大于降雨量，7月最高气温达35，元月最低气温为-33，最大降雨量381.4毫米/年，最大蒸发量2720.7亳米/年，风季为11月至次年4月，最大风速10级，冬季多西北风，冻土带深度可达0.81.2米，地震烈度为7度。1.1.3地表水文井田内发育的卡布梁沟、白芨沟、榆树沟、大峰沟四条大沙沟，平时少量的生产、生活废水及泉水经此流出矿区，这些沙沟雨季均为山洪通道，由于地表坡度大，河床狭窄，洪水在短时间内可迅速排泄出矿外。本井田受水面积：西、北两侧以分水岭为界，南以大峰沟为界，东以井田为界， 总计受水面积约50平方公里。1982年8月3日最大一次降水量为83毫米，历时半小时，白芨沟、卡布梁沟根据测算的洪水流量，白芨沟下游为686.6米3/秒，卡布梁沟457.7米3/秒。这次洪水使矿区生产、生活及居民住宅等地面设施遭受较大灾害，洪水从卡布梁沟河床边+1760m平峒涌入井下，致使+1760m巷道被淹1.5米深，因此今后要加强对地表洪水的防御工作本区属中高山大陆性气候，最大降水量381.4毫米/年，最小降水量68.1毫米/年，最大蒸发量2720.7毫米/年。雨季多集中于六、七、八、九四个月，大气降水是本井田地下水补给主要来源，在一般降水量情况下，降水渗入广泛出露的砂岩层和分布面积不大的第四系冲积、坡积层中，当降水量较大时，少部分水渗入地下，大部分汇集于沙沟排出区外。第四系冲积层在卡布梁沟、榆树沟、白芨沟、大峰沟的沟谷中呈带状分布，岩性为松散的砂砾层，厚度10米左右，透水性好，水量大。根据采掘工程揭露的水文特征认为，凡是位于沙沟底部的巷道，都具有淋水或涌水，距沙沟较远处的巷道则无水或仅有滴水，当回采工作面接近沙沟且标高低于侵蚀基准面时，有淋水和滴水，说明沙沟冲积层孔隙潜水与裂隙承压水之间有着密切的水力联系。需要说明的是，近年来由于井田内一些小煤窑乱挖乱采，使卡布梁沟、榆树沟的河床煤柱遭到不同程度破坏。从1996年以来先后发现有五次河床塌陷，特别是1997年8月13日8月14日两天降雨量85.4毫米，造成北卡拉沟河床塌陷，预计涌入小窑洪水量为13.2万米3，积水面积17.5万米2，淹没了银川市煤矿、矿业公司煤矿和二炮长缨煤矿的部分巷道和工作面。白芨沟矿经过168天排水，总计排水量51.3万米3，随着时间的推延，地表渗漏，积水量将逐渐增大，给今后矿井生产留下重大水害隐患。矿区概括 ，井田南北长约6.3公里，东西宽约2.5公里，面积15.8平方公里。白芨沟矿区群山环绕，沟谷狭窄，地势南北高，中部低。由于受地形限制，铁炉只能沿井田西部煤层露头附近通过，井田煤层倾角平缓呈盆状向斜构造，不适用于平硐立井开拓，因此该井田采用斜井开拓主副井和人行井是该井田的三个主要井筒。主副井口位置选在井田西翼北部的马岭子，人行井口位置选在井田中部的红石头沟。人行井工业场地虽有井筒浅，惊吓两翼均衡的优点。但由于场地地势低，铁炉支线展线要绕行，工程浩大，不宜设主副井工业场地。味弥补单翼开采的缺点。主副井为倾斜开凿。因主副井场地面积窄小，仅可布置一些主要生产和辅助生产设施，儿生活福利。职工住宅以及部分辅助生产设施大都建筑在地势较平的人行井场地。 由于煤层呈盆状向斜构造，轴部又很平缓，赋存较浅，层间距小，主要可采二煤层的平均垂深仅为250m，所以采用以单水平上下山方式开拓全井田。因井田内地势起伏变化很大，煤层露头参差不齐，权衡了各采取山上的长度，水平高程定为1675m。+1675m主要运输大巷鱼主要石门的联合布置形式。煤层采用金属网假顶倾斜分层走向长臂全部跨落法管理顶板的采煤方法。井底车场形式。纵列式环形车场。1.2矿井境界及储量1.1.1储量计算原则及方法在储量计算中，本设计以设计报告提供的储量计算资料为依据，按照最低可采厚度0.8m、原煤灰分小于40%的地质储量为工业储量；厚度在0.8m0.7m之间、小而孤立、不符合开采条件的煤层地质储量为暂不能利用储量的原则，用块段法进行储量计算。1、工业储量：矿区工业储量为22225.6万吨。（附工业储量总汇表）工业储量汇总表 煤层储量（万t）工业储量暂不能利用储量ABABCABC二层22225.612644.8778420428.81796.822225.62.矿区储量损失 矿区总储量损失为3589.8万吨，其中包括工作面损失，煤柱损失和其他损失。可采储量为14908.6万吨。1.3矿井地层及地质构造 本井田为高山地形，地层裸露，煤层易于观测，煤系地层为下侏罗统延安组，构造条件简单，煤质优良单一，无火成岩侵入。一、地层自新到老描述如下。第四系：为冲积、洪积、坡积层，系砂砾、砾石及砂质土构成，多分布于沟谷和山脚边坡地带，厚07米，与下伏地层呈不整合接触。中侏罗统直罗组（J2Z）：上部为黄绿色粉砂岩夹薄层细砂岩，灰白色中粒、粗粒厚层砂岩，偶见煤线，系湖相及河床相沉积；底部为浅灰到灰白色厚层粗粒砂岩；分选性差，呈次棱角状，以石英为主，含云母碎屑，硅质胶结，局部为泥质胶结。本组地层厚158米，其间有石英脉侵入，含植物碎片化石。下侏罗统延安组（J1Y）：为井田含煤系地层，上部系河床相-泥炭沼泽相，岩性为灰白色石英厚层粗砂岩，中粒砂岩夹主要煤层（二层煤）；下部为河床相-泥炭沼泽相-湖相，岩性为灰白色石英粗砂岩、粉砂岩及煤层（三、四、五、六、七层煤），底部为细砂岩或鲕状中粒砂岩、细砂岩，总厚231米。本组地层中有石英脉侵入，与下伏地层呈平等不整合接触。上三迭统延长群（T3Y）：为灰白色到黄绿色巨厚砂岩、粉砂岩及泥岩组成，上部泥岩中偶夹薄煤层或煤线，厚度不详。本群地层中有石英脉侵入。二、地质构造本井田为一东缓西陡、北端抬起的盆状向斜，地质条件比较简单，除向斜翼部有一些宽缓褶皱外，无较大的断裂构造。受井田西部木葫芦沟背斜、确台沟向斜和小松山逆掩断层影响，向斜西翼发育次级小褶皱和小型断层数十条，对矿井生产和采掘工程的布置影响甚小。1褶皱井田位于汝箕沟向斜北端，东翼地层较缓（20），西翼地层较陡（30），向斜轴北端抬起向南西倾伏，轴的倾角由北而南变化为12-8-5，轴向为N15-20E。东翼地层平缓，褶皱稀少，西翼发育有轴向近南北的次级褶皱，幅度一般在10-20米左右。2断层井田内无大型断裂构造，仅在向斜西翼因受剪切应力作用产生少量逆断层，这些断层走向与地层走向交角很小，落差不大，仅F1逆断层落差达50米（135、128钻孔揭露），F1断层走向55，倾向南东，该断层自检1孔向北倾角变大，很快变为褶曲而尖灭。F1断层向南以水平位移为主，上盘发育小型牵引褶皱和次一级小断层，使煤系地层重复，向南尖灭于井田外三迭系地层中。该断层走向延展达3700米。原勘探报告共有17条断层，主要以逆断层为主，断层的展布方向多数为NE向，NW向少见，倾角在2067之间，断距一般在245米，延展长度一般在253700米，井下实见断层共有15条（落差小于2米的断层没有统计），其中逆断层占13条，正断层很少，只有2条，断层的展布方向多数为NE向，NW向少见，倾角2465，断距一般在330米，延展长度1201500米，经过多年矿井生产井巷工程的揭露，证实本井田西翼地质构造较复杂，断层的展布规律多为NE向，NW向少见，预测其将对下部煤层有一定影响1.4煤层赋存特征及其开采技术条件1.4.1煤层及煤质 1、煤层煤层顶底板物理力学性质根据试验结果，抗压强度甚高，抗剪切强度次之，抗拉强度最小，顶板不易冒落，生产中要给予足够重视。底板较好。矿井在92年对北一采区5321工作面煤层顶底板进行了常用指标的测定及顶底板分类，老顶级别类，直接顶类，底板类别类。本井田含煤地层为下侏罗统延安组，厚231米，可采及局部可采煤层共六层，编号为二（二层煤又分为二1、二2、二3层）、三、四、五、六、七层，总厚24.68米，含煤系数10.68%。各煤层特征分述如下：二层煤：为本井田主要可采煤层，属较稳定型厚-特厚煤层，上距木葫芦沟底部砂岩71.6米，煤层总厚0-29.36米，平均厚18.33米，含夹矸1-8层，夹矸不稳定，难以对比，煤层中部的薄层夹矸成透镜体状，厚度0.02-5.07米。接近煤层顶板的一层夹矸和接近煤层底板的两层夹矸呈煤层分叉中的楔状，在西翼南部+1700m水平以上煤层被冲蚀，勘探线附近煤层上部有一层薄夹矸向北逐渐增厚。井田北部二层煤分叉为二1、二2、二3层，从北部勘探线向南二2层与二3层合并，即勘探线以北有二2层分叉层，夹矸厚0-14.51米，平均厚度5.01米，二2分叉层属不稳定型煤层，结构复杂，并有冲蚀变薄带，局部可采，煤厚0-10.03米，平均厚2.18米，局部含有两层夹矸。除井田中部-勘探线东翼二1层与二3层合并外，其它均有二1分叉层，夹矸厚0-32.13米，平均厚11.20米，二1层分叉属不稳定型煤层，结构较复杂，局部可采，分叉层煤厚0-5.29米，平均厚2.22米，局部含有4层夹矸。二3层煤为井田的主要可采煤层，除井田北部受冲蚀有一变薄带外，其它地段均可采，煤层厚由北向南逐渐增厚。二层煤具有厚度大和部分顶板为冲蚀性粗砂岩、砂砾岩的特点，煤层对比可靠。三层煤：为本井田较稳定的中厚煤层，结构较复杂，上距二3层煤由北向南8-73米，平均45.1米。本层煤厚0-4.02米，平均1.40米，井田中部线东翼两侧不可采，煤层含夹矸1-5层，大部分为1-2层，夹矸厚0.02-0.99米，平均0.1-0.3米，该煤层对比可靠。四层煤：为井田内极不稳定煤层，结构复杂，井田内只有南北局部可采，上距三层煤2.5-34.5米，平均14.2米，煤层厚0-4.85米，平均厚0.95米，含夹矸1-3层，矸石厚0.02-0.46米，一般厚0.05-0.15米，本煤层对比可靠。四1层煤：系四层煤分叉形成，分布于井田北部A、勘探线附近，煤厚0.33-1.15米，平均0.74米，夹矸1-2层，厚0-0.2米，本煤层接近于可采厚度。五层煤：属井田内不稳定型的局部可采煤层，结构复杂，上距四层煤12-66.5米，平均25.1米，煤层厚0-3.58米，平均厚1.30米，第勘探线以北不可采，其它部位有多个钻孔无煤（37孔、48孔、120孔），含夹矸0-4层，厚0.02-0.46米，一般含夹矸1-2层，厚0.02-0.2米，煤层对比尚可靠。六层煤：属较稳定型局部可采薄煤层，结构复杂，上距五层煤6.5-31.7米，平均7.1米。煤层厚度0-3.54米，平均1.04米，井田东南部不可采，线西翼向南有分叉现象，井田北部个别钻孔（111孔、112孔）煤层为0，煤层含夹矸1-3层，厚0.02-0.55米，一般厚0.02-0.2米，本煤层对比基本可靠。七层煤：为本井田较稳定型的煤层，煤层厚度变化大，结构复杂，上距六层煤2.5-46.4米，平均15.4米。煤层厚度0-6.67米，平均1.66米，井田东南部不可采，含夹矸0-5层，厚0-1.17米，一般厚0.02-0.3米。七层煤在井田中南部有分叉现象，编号为七1、七2层，七1层局部可采，将来开采时应查清，本煤层对比基本可靠。有关煤层特征见表1-2-2。表1-2-2 煤层特征表 单位：米煤层煤层厚度煤层结构层间距煤层稳定程度顶板岩性底板岩性最小-最大平 均主要夹矸类型最小最大平均层数厚度二1层0-5.292.220-40.01-2.34较复杂不稳定粉砂岩粉砂岩二2层0-10.032.180-20.39-0.45较复杂0-32.1311.20不稳定二3层0-29.3613.931-80.02-5.07较复杂0-14.515.01较稳定粗砂岩、粉砂岩粉砂岩三层0-4.021.401-50.02-0.99较复杂8-73.045.1较稳定粗砂岩、粉砂岩泥岩、细砂岩四层0-4.850.951-30.02-0.46简单-复杂2.5-34.514.2极不稳定细砂岩、粉砂岩粉砂岩、细砂岩五层0-3.581.300-40.02-0.46简单-复杂12-66.525.1不稳定粗砂岩、粉砂岩细砂岩六层0-3.541.041-30.02-0.55简单-复杂6.5-31.77.1较稳定粉砂岩、泥岩粉砂岩、细砂岩七层0-6.671.660-50-1.17复杂2.5-46.415.4较稳定粉砂岩、泥岩细砂岩、粉砂岩2、煤质白芨沟井田煤质单一，各煤层均属低灰、低硫、中低磷、高发热量、易选的无烟煤，现将各层煤的煤质列表说明如下：（1）煤的物理性质和煤岩性质见表1-2-3。（2）煤质特征：本矿1972年投产，1976年开始商品煤灰分、挥发份、发热量、全硫的测定工作，多年来测定商品煤灰分在8.32%-14.31%，挥发份在7.37%-11.37%，全硫0.11%-0.34%。 3煤的工业性质（1）、 煤的工业牌号：从煤岩鉴定方法、标准样对比及各煤层精煤挥发分皆小于10%来判断,井田各层煤属第阶段-无烟煤，全井田煤质变化规律是：自北而南、自浅而深、自上而下逐渐加深的趋势，但均未超出无烟煤变化范围，只表1-2-3 煤的物理性质及煤岩成份表 煤层号物理性质煤岩成份宏观煤岩类型结 构构 造有机质矿物成份矿物存在状态变质程度二1层以半亮型为主，次为光亮型线理条带状水平层理二2层二3层以光亮型为主，次为半光亮型条带状含鲕状菱铁矿水平层理92.5以菱铁粘土为主以单独存在为主三层以光亮型为主，次为半光亮型条带状含鲕状菱铁矿水平层理78.3以粘土为主以单独存在为主四层光亮-半光亮型条带线理状水平层理89.0以粘土为主以浸染状为主五层光亮-半光亮型条带状水平层理93.6以粘土为主以单独存为主六层光亮型条带线理状水平层理94.7以粘土为主以单独存在为主七层光亮型条带状水平层理90.7以粘土为主以单独存在为主井田北部变质稍低。（2）、 煤的工业用途：太西煤广泛用于民用、化工、冶金、环保等方面，其产品创汇价值高，是我国煤炭出口的主要煤种之一，由于其独特的物理特性和化学活性，在国际上享有盛誉。其主要用途：用于高炉喷吹，作为铁矿粉的烧结燃料；可供化肥厂造气，炼制电石的原料；制作虑料的原料；是生产碳素制品的好原料；制造活性炭和载体活性炭的优质原料；作为测定罗加指数的标准煤样；制作热压型焦；是理想的民用煤。1.4.2煤层自然发火、瓦斯、煤层及其地热等 （一）、瓦斯井田各煤层自露头向下垂深80米以上，由CO2带逐渐为氮气沼气带，煤层在80米以下为沼气带，煤的最大吸附能力一般为15.2-19.8m3/t，已属高沼区。矿井自1972年投入生产以不，历年矿井瓦斯等级鉴定均为高瓦斯矿井，由于地质条件不同，瓦斯涌出量差别很大，白芨沟矿为一多煤层开采矿井，而且现开采的二层煤又是一特厚煤层，经分析，井田二层煤瓦斯涌出量有一定规律，从纵向上看浅部瓦斯涌出量比深部小，由浅向深递增，从横向上看井田北部瓦斯涌出量比南部小。宁煤生发（1998）34号文关于一九九七年国有重点煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果的批复白芨沟矿定为高瓦斯、低二氧化碳矿井。影响本井田瓦斯赋存的主要有褶曲、围岩、煤层埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角、断层等因素。1、褶曲：白芨沟井田为一封闭的向斜盆地构造，是瓦斯储存的良好场所，而且瓦斯不易散失，向斜轴部瓦斯涌出量比两翼大。2、围岩：二层煤直接顶板为粗砂岩、粉砂岩（井田北部为粗砂岩，南部绝大部分为粉砂岩），如南二采区2221工作面，在轨道上山的北部煤层顶板为粉砂岩，相对瓦斯涌出量均小于29米3/吨。轨道上山南部煤层顶板为粉砂岩，相对瓦斯涌出量均小于39米3/吨，由此得出粗砂岩顶板岩石密度小、孔隙大，瓦斯容易沿孔隙逸出，而粉砂岩顶板岩石较致密，瓦斯不易逸出，瓦斯含量较高。3、煤层埋藏深度：白芨沟井田二层煤最大埋深300米，最小为零，大部分平均为200米，除南部边界外，其它地方煤层露头全部暴露地表。从资料及附图可以得出结论，煤层埋藏越深，瓦斯涌出量越大，反之，瓦斯涌出量越小。4、煤层厚度：根据统计资料分析，煤层瓦斯含量随着煤层厚度的增大而增大。5、煤层倾角：煤层倾角大，便于煤层中瓦斯沿煤层向地表逸散，因此，瓦斯涌出量就小，煤层倾角小，不利于瓦斯的扩散，因而瓦斯涌出量就大。6、断层：位于煤层露头附近落差较大的断层，使断开的煤层同透气性好的粗砂岩相接触，断层面附近瓦斯得到释放，该处瓦斯涌出量较断层两盘距层间30米以外的瓦斯涌出量小，将这种断层按低开放性断层处理。同时在井田内还分布着相当一部分落差在20米以下的逆断层，这些断层位于地表深处并切割煤层，破坏煤层结构，使煤层节理紊乱，煤层中的游离瓦斯和吸附瓦斯在断层面聚集，形成高瓦斯区，将这些断层按闭合性断层处理。通过以上综合分析，基本上掌握了瓦斯赋存情况，得出本矿井田南部瓦斯含量大、煤尘小；北部瓦斯含量小、煤尘大的规律瓦斯抽放和利用情况：白芨沟矿自90年建立泵房抽放瓦斯以来，截止97年底累计抽放瓦斯纯量已达8665.81亿米3。其中97年抽放量为2478.2万米3抽放浓度为7585，抽出的瓦斯分工业和民用两部分利用，工业主要用于炭黑厂、锅炉房，民用主要用于3000多户居民做饭和取暖。通过预抽，煤层中的瓦斯含量大大减少，降低了工作面的配风量，从面节省了能源，保证了矿井的安全生产。（二）、煤尘经1973年10月重庆煤研所鉴定，确定本矿井存在煤尘爆炸危险，爆炸指数为11.9413.74。在1997年鉴定，宁煤生发（98）34号文批复，爆炸指数10.0915.08。（三）、煤层自燃井田内各层煤均有自燃发火现象，井下煤层自燃发火期经辽宁煤研所19781981年四次鉴定，确定南一、南二风化带煤层属于一类有很容易自燃发火倾向的煤层，其它均为三、四类有可能自燃发火倾向煤层，发火期为一年。1.4.3水文地质 井田内发育的卡布梁沟、白芨沟、榆树沟、大峰沟四条大沙沟，平时仅有少量的生产、生活废水及泉水经此流出矿区，这些沙沟雨季均为山洪通道，由于地表坡度大，河床狭窄，洪水在短时间内可迅速排泄出矿外。本井田受水面积：西、北两侧以分水岭为界，南以大峰沟为界，东以井田为界， 总计受水面积约50平方公里。1982年8月3日最大一次降水量为83毫米，历时约半小时，在白芨沟、卡布梁沟根据测算的洪水流量，白芨沟下游为686.6米3/秒，卡布梁沟457.7米3/秒。这次洪水使矿区生产、生活及居民住宅等地面设施遭受较大灾害，洪水从卡布梁沟河床边+1760m平峒涌入井下，致使+1760m巷道被淹1.5米深，因此今后要加强对地表洪水的防御工作。本区属中高山大陆性气候，最大降水量381.4毫米/年，最小降水量68.1毫米/年，最大蒸发量2720.7毫米/年。雨季多集中于六、七、八、九四个月，大气降水是本井田地下水补给主要来源，在一般降水量情况下，降水渗入广泛出露的砂岩层和分布面积不大的第四系冲积、坡积层中，当降水量较大时，少部分水渗入地下，大部分汇集于沙沟排出区外。第四系冲积层在卡布梁沟、榆树沟、白芨沟、大峰沟的沟谷中呈带状分布，岩性为松散的砂砾层，厚度10米左右，透水性好，水量大。根据采掘工程揭露的水文特征认为，凡是位于沙沟底部的巷道，都具有淋水或涌水，距沙沟较远处的巷道则无水或仅有滴水，当回采工作面接近沙沟且标高低于侵蚀基准面时，有淋水和滴水，说明沙沟冲积层孔隙潜水与裂隙承压水之间有着密切的水力联系。需要说明的是，近年来由于井田内一些小煤窑乱挖乱采，使卡布梁沟、榆树沟的河床煤柱遭到不同程度破坏。从1996年以来先后发现有五次河床塌陷，特别是1997年8月13日8月14日两天降雨量85.4毫米，造成北卡拉沟河床塌陷，预计涌入小窑洪水量为13.2万米3，积水面积17.5万米2，淹没了银川市煤矿、矿业公司煤矿和二炮长缨煤矿的部分巷道和工作面。白芨沟矿经过168天排水，总计排水量51.3万米3，随着时间的推延，地表渗漏，积水量将逐渐增大，给今后矿井生产留下重大水害隐患。2、含水层特征整个汝箕沟矿区为侏罗系碎屑岩含煤构造为主体的裸露式长轴向斜，白芨沟井田处于矿区北半部，而且比汝箕沟井田低200-400米，本井田含水岩层被厚煤层和砂质泥岩层隔离，形成一个汇水构造的自流水盆地，砂岩含水层具有承压性质，接近沙沟的钻孔在钻探过程中一般均有涌水现象，个别钻孔涌水比地面高出12.75米。钻探过程中和简易水文与抽水试验表明，该地区岩层含水均微弱，如104钻+含水层水头高出地面8.459米，然而经抽水后水头立刻降到-60.835米，此深度的抽出量仅有0.2升/秒，q=0.0033升/秒米，停抽后192小时，水位才能恢复上来。综合上述，该矿区水文地质特征是水头高、水量小、受水面积大、补给来源小、泄水条件好。根据本矿区岩层充水特征，划分以下三个含水层：含水层：为中侏罗统直罗组粗砂岩，含薄层细、粉砂岩，平均厚39.79米，该组岩层充水较大，为本井田含水丰富的岩层，q=0.042升/秒米，水质属淡水。含水层：从直罗组底面到二层煤底面，岩层多为粗、中、细粒砂岩，平均厚度为5060米，该岩层充水比含水层小，q=0.0063升/秒米，水质为淡水。含水层：以二层煤至七层煤底面，岩性多为中、细粒砂岩，为该井田含水较弱的岩层，q+=0.003升/秒米。3、老窑区和小窑积水情况近年来在北三和北二采区北部、南三采区西部、南四采区南部、红梁地区二、三、七层煤露头处，有外单位小煤窑开采，形成小窑采空区。小窑采空区均有积水，特别是北二、北三采区小窑处于沙沟旁且低于侵蚀基准面，局部河床塌陷，积水范围、积水量较大，在今后采掘时务必作好防治水工作。本矿开采后形成的采空区，如果原工作面在开采时无水，则采空后少量的地表水渗入老空，如果原工作面在开采时有淋水、涌水现象，则采空后随时间的延长会有较大数量的积水，给下方工作面采掘造成威胁，北一采区二1层煤3312工作面1983年7月9日在掘进过程中，与1982年6月结束的5211工作面相通，突水1872m3，因此在今后采掘设计以及采掘施工过程中务必考虑井下防治水问题。4、断层充水性检1钻孔位于落差45米的F1逆断层上盘，穿过断层带深度43米，终孔后抽水，水位由21.93米降至54米，此时钻孔出水量为0.022升/秒，单位涌水量度q=0.00045升/秒米，经72小时水位恢复到22.92米的稳定水位，说明断层带充水也较小，南一采区在F1 断层上盘开采时没有淋水现象，仅有滴水，也证明了这一结论。在小构造发育的井田西翼开采过程中，小型逆断层一般不充水，导水性差，多数仅有滴水现象，开放型的小型正断层充水性不大，但却有着良好的出水通路，当构造所处位置低于侵蚀基准面时都有涌水现象。5、矿井涌水量根据白芨沟矿1971-2004年实测的矿井涌水量资料，年平均涌水量在74.5-232米3/小时。随着矿井延深，矿井涌水量将有所增大，特别是在雨季地表裂缝（塌陷）渗入的水，有可能造成井下涌水量突增现象，97年9月15日井下涌水量突增至441.48米3/小时，造成井下排水困难。根据本次技术改造的实际情况以及白芨沟矿提供的有关资料，设计按2.1Mt/a产量,采用比拟法对矿井涌水量重新进行了核算，确定本矿井正常涌水量为300m3/h，最大涌水量为500m3/h。1.5矿井勘探类型及其勘探程度评价白芨沟井田为汝箕沟矿区的一部分，于1958年由煤炭部地质局146队进行普查，1965年西北煤田地质局银川勘探队进行了精查，同年七月提出井田最终（精查）地质勘探报告，并经贺兰山煤炭工业公司审查批准。1987年石炭井矿务局地测处勘探队完成生产补充勘探报告，报经宁夏煤炭工业厅审查批准。以上勘探报告精度均符合国家有关规定，满足了矿井建设和生产需要。 井田内各煤层均属高变质程度的低灰无烟煤，瓦斯含量大，投产依赖矿井一直为高瓦斯且有煤尘爆炸危险矿井，各煤层均有自然发火倾向。该井田远离本区主要水系黄河，地表高程+1700m以上，远高于黄河侵蚀基准面，地下水与黄河水体无直接水里联系。因地处高山区，地面坡度大，泄水条件好，虽然汇水面积达50km，但气候干燥少于，地表水补给涞源贫乏，岩层含水性较弱，水文地质条件属于简单类型。根据历年矿井涌水统计，正常涌水量味120m3/h,最大涌水量为162m3/h，表土层厚0-7m。第二章 矿井工作制度、生产能力及其服务年限 2.1矿井工作制度 .1.矿井工作日按年300天计算。 2矿井每昼夜三班工作，采用“三八”制，综采工作面可采用“四六”制，也可以借鉴锁实习矿井的工作制度 3每天净提升时间为14H 2.2矿井生产能力及其服务年限 矿井生产能力是指矿井设计的年产量。一般按年产矿石量计算，对于煤矿是指年产原煤量。矿井生产能力是一个定值，而不是变值，矿井生产能力和矿井实际产量不同，矿井实际产量是指矿井每年实际生产的矿石量，可能高于生产能力，也可能低于生产能力，一般每年产量不同。一井一面：A=L*V。m*r*C。 式中：A一个工作面的生产能力，t: L回采工作面推进度,m： V工作面年推进度，m/a： M煤层采高，m： R煤层容重，t/m3 C工作面回采率，一般取0.930.97 A=150*300*0.8*4*9*1.43*0.97=169万t矿井生产能力150万t 矿井服务年限煤矿A=Zk/TK A矿井生产能力，t/a：Zk矿井可采储量，tT矿井服务年限，a：K储量备用系数，一般取1.4T=14908.6/1.4*150=70.9a。矿井服务年限为70.9年。2.2.4 矿井生产能力的确定 确定矿井生产能力是矿井设计的一项主要任务，是进行矿井各项系统和环节设计的提前和基础。矿井生产能力受多种因素影响，在确定时应综合考虑这些因素的影响。影响矿井生产能力的主要因素矿井储量：指矿井可采储量矿床赋存条件：指影响矿床开采的工业特征开采技术条件：指可以采用的采矿技术和生产装备经济条件：指可用作矿井建设和生产经营的资金技术与管理人才条件：主要指从事技术和管理工作人员及工人的素质和能力矿井生产能力的确定1 根据矿井储量，按照矿井生产能力与服务年限的匹配关系进行确定2 综合考虑矿床赋存条件、矿井可利用的技术、经济及其人才条件等，确定每个回采工作面的回采工艺，采矿参数、工作面的生产能力及其矿井同时生产的各个工作面的数目，讲该计算接过与表2.1.9中的标准值比较，小于他的最大标准值即为矿井可实现的最大生产能力。第三章 井田开拓3.1 井筒形式、数目及位置的确定3.1.1 井筒形式的确定斜井与立井相比，井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，一般无须大型提升设备，同类井型的斜井提升绞车也较立井需用的绞车型号小，因而初期投资少，建井期短。采用胶带输送机斜井开拓时，可以布置中央采区，利用主副斜井兼作中央采区的上山，从而可节约初期建井工程量，加快矿井建设。胶带斜井可以同时为几个水平提煤，这对上下水平过渡时期的提煤或多水平同时生产的提煤都有利。当矿井许增产而扩大提升能力时，更换胶带机也是比较容易的。与立井相比，斜井的缺点是：在自然条件相同时，斜井要比立井长的多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高；采用绞车提升时，提升速度较低、能力较少、钢丝绳磨损严重、动力消耗大、提升费用较高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多、系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较大，有条件时可采用钻孔下管路排水供电，但要为此留保安煤柱，增加煤柱损失；对生产能力特大的斜井，辅助提升的工作量很大，甚至需增开副斜井。另外，斜井的通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开进风或回风的立井兼作辅助提升，当表土为富含水的冲积层或流砂层时，斜井井筒掘进技术复杂，有时难以通过。立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。立井的井筒短、提升速度快、提升能力大，对辅助提升特别有利；对井型特大的矿井，可采用大断面的立井井筒，装备两套提升设备；井筒的断面很大，可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力较小，对深井更为有利。 白芨沟矿区群山环绕，沟谷狭窄，地势南北高，中部低。由于受地形限制，铁炉只能沿井田西部煤层露头附近通过，井田煤层倾角平缓呈盆状向斜构造，埋藏较浅，不适用于平硐立井开拓，因此该井田采用斜井开拓斜井与立井优、缺点对比 表311斜 井立 井优点优点井筒掘进技术和施工设备简单；地面工业建筑、井筒装备、井底车厂及峒室简单；一般无需大型提升设备；初期投资少，建井期短。立井井筒长度小，掘成后维护费用小；绞车提升速度快、提升能力大；沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度小；通风风路短，通风阻力小，可满足大风量要求。缺点井筒较长，围岩稳定性差时，维护费用较高；采用绞车提升，提升速度较低、能力较小、钢丝绳磨损严重，提升费用高；沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度都较立井大；井筒断面小，通风阻力大，通风风路长。施工较复杂，井筒掘进速度慢；井筒延伸对生产有一定影响。3.1.2 井筒数目的确定 主副井和人行井是该井田的三个主要井筒。主副井口位置选在井田西翼北部的马岭子，人行井口位置选在井田中部的红石头沟。人行井工业场地虽有井筒浅，两翼均衡的优点。但由于场地地势低，铁路支线展线要绕行，工程浩大，不宜设主副井工业场地。为弥补单翼开采的缺点。主副井为倾斜开凿。因主副井场地面积窄小，仅可布置一些主要生产和辅助生产设施，而生活福利。职工住宅以及部分辅助生产设施大都建筑在地势较平的人行井场地 3.1.3 井筒位置的确定 (1) 工业场地位置选择原则工业场地应该有足够面积，能够满足布置地面生产设施的要求。相对比较平整。与外界联系方便（铁路、公路、水、电）尽量靠近矿体赋存的浅部，不压矿或少压矿。尽量不占良田，少占农田井筒尽量避免穿过流沙层、厚冲积层、含水量较大的地层、有煤和瓦斯突出的煤层、较大的断层和采空区。有良好的工程地质条件，不受岩崩、滑坡和洪水威胁。便于井下开采当地表平坦时，工业场地选择以方便井下生产为主，通常选在井田走向的储量中心、倾向的浅部；当地表为山地时，工业场地由于受地形限制选择余地小，通常有几个可供选择的区域，此时需从地面和井下生产两个方面进行综合分析比较。 井筒位置的确定 矿井共布置了3条主要井筒。采用分区式通风，每个采区的上山直通地面，形成采区专门的回风井。本矿属于高瓦斯矿井，通过风网计算，主、副井将无法满足通风要求，故需另开风井。从采区划分地形地势、有利于通风的角度考虑，风井将设在地面标高较低地势较平缓，工住宅以及部分辅助生产设施大都建筑在地势较平的人行井场地，由于兼做运输辅助运料井使用，并且标高较低，据大巷垂深较浅，固采用斜井形式。主斜井：倾角16，斜长725m，主井地面标高+1875m。方位角21418装备带宽为1200mm的胶带输送机。承担全矿井煤炭提升任务，兼作进风井。由于主副井筒倾角不同，主井设置检修道。副斜井：倾角20，斜长534m，副井地面标高为+1868m。方位角21418。装有600轨距的双轨轨道行人风井：倾角20，斜长312m，。行人风井口地面标高+1782m，方位角39452主斜井断面图图321 断面特征围岩类别支护方式断面积（m2）支护厚度（mm）掘进尺寸（mm）净周长（m）断面形状掘净宽高稳定基岩锚喷19.6818.211004800400014.82半圆拱副斜井断面图图322断面特征围岩类别支护方式断面积（m2）支护厚度（mm）掘进尺寸（mm）净周长（m）断面形状掘净宽高稳定基岩锚喷16.6814.321004000360012.96半圆拱3.2.1井田内划分及开采顺序 根据井田划分以及白芨沟矿区煤层赋存条件和地质构造等确定井田水平的划分。煤层呈盆状向斜构造，轴部又很平缓，赋存较浅，层间距小，煤层的平均垂深仅为250m，所以采用以单水平上下山方式开拓全井田。缓倾斜及以上矿体的划分规定表矿种第一级划分第二级划分第三级划分单元名称范 围划分方法单元名称范 围单元名称范 围煤矿阶段走向长与井田一致倾向人为划分分区式采区倾向长与阶段一致，走向人为划分区段走向长与采区一致，倾向人为划分条带式条带倾向长与阶段一致，走向人为划分分段式分段走向长与井田一致，倾向人为划分因井田内地势起伏变化很大，煤层露头参差不齐，权衡了各采取山上的长度，水平高程定为1675m。+1675m主要运输大巷和主要石门的联合布置形式。沿着+1675m主要运输大巷，由南翼向北翼方向开采，按划分的采区序号顺序开采。开采顺序是上山采用前进式开采顺序，工作面采用后退式开采方式。采区走向长度约为1200m。3.2.2 开采水平的划分及水平标高的确定由于煤层呈盆状向斜构造，轴部又很平缓，赋存较浅，层间距小，主要可采二煤层的平均垂深仅为250m，所以采用以单水平上下山方式开拓全井田。因井田内地势起伏变化很大，煤层露头参差不齐，权衡了各采取山上的长度，水平高程定为1675m。+1675m主要运输大巷鱼主要石门的联合布置形式。 3.3.3 主要巷道的布置方式和位置选择 根据矿井生产能力、通风以及规程、规范的要求，并结合矿井开拓布置、煤层厚度、顶底板岩性，以及地质条件、井上的工业设施和运输、开采巷道的布置等各方面因素，运输大巷延+1675标高环形布置与+1675主要运输石门联合布置，矿井属高瓦斯矿便于通风，在井田南翼。首采区附近设置行人回风井，便于行人和进风，煤层埋深较钱，煤层倾角小，采区上山直通地面形成斜井，用于回风。轨道上山可以负责采区运料。大巷采用半园拱断面，锚喷支护。辅助运输、回风大巷必要时底板可采用锚杆加固，防止巷道底板遇水底鼓。巷道间距30m，巷道两侧各留50m宽的煤柱保护主要运输巷道断面根据运输设备、通风和行人要求确定。大巷采用半圆拱断面，净宽5.0m，净高4.2m，净断面积16.8m2，采用树脂锚杆喷射混凝土支护，必要时挂钢筋网，底板采用