采矿工程毕业设计（论文）-桑树坪煤矿二矿开采设计.doc

全套图纸加扣 3012250582设计题目: 桑树坪煤矿二矿开采设计专 业：采矿工程本 科 生： （签名）_指导老师： （签名）_摘 要本设计所做为桑树坪煤矿3号煤层。该井田3号煤地质条件简单，全井田内煤层资源总量35203万t，设计可采储量26402.2万t，设计生产能力300万t/a，服务年限62.8a。本矿井采用斜井单水平开拓。设置两个井筒，即主斜井、副斜井。井田进行盘区划分，条带式开采，采用一次采全高走向长壁综合机械化采煤法。主斜井采用采用胶带输送机运输，副斜井采用无轨胶轮车辅助运输提升。本矿井田面较大，且为高瓦斯矿井，采用分区式通风系统，抽出式通风方式，每个盘区都有自己独立的回风立井。关 键 词：斜井开拓 一次采全高走向长壁综合机械化采煤法 抽出式通风 高瓦斯 回风立井设计类型：模拟型Subject: The design of underground mining for the Sangshuping 2 coal mineSpecialty: Mining EngineeringName: Cao Bao ( Signature ) _Instructor: Xiao Jiang ( Professor) ( Signature ) _AbstractThe design for Sangshuping coal mine 3 coal seam in weinan is good. The mine3 coal geological conditions of coal seams in simple, Jeoni Da gross of resource of3520300000 T, design of recoverable reserves 264022000 T, design production capacity of 3000000t/a, length of service62.8a.The mine used single smooth development of inclined shaft. Set of two shaft, the main shaft, auxiliary inclined shaft. a mining full height to long wall full mechanized mining method. Main shaft adopts the conveyer belt, the auxiliary shaft winch using trackless vehicles transportation. The mine field is big, as the high gas mine, using the segmental ventilation system, exhaust ventilation mode, each panel has its own independent air return Shaft .Key words: inclined shaft of full-seam mining strike long wall full mechanized mining method of exhaust ventilation in high gas mine，air return ShaftThesis: simulation model 目 录第一章矿（井）田概况及地质特征11.1矿（井）田概况11.1.1位置及交通11.1.2地形地貌21.1.3气象及水文情况21.1.4矿区概况21.2矿（井）田地质特征41.2.1地层41.2.2地质构造61.3矿体赋存特征及开采技术条件61.3.1煤层61.3.2 煤质81.3.3瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况91.3.4水文地质111.4矿（井）田勘探类型及勘探程度评价12第二章 井田开拓132.1矿(井)田境界及储量132.1.1井田境界132.1.2资源/储量152.2矿井设计生产能力及服务年限182.2.1矿井工作制度182.2.2矿井设计生产能力192.2.3矿井设计服务年限192.3 井田开拓202.3.1工业场地及井口位置的选择202.3.2井筒形式的确定212.3.3井筒数目的确定212.3.4井田内划分及开采顺序222.3.5 开采水平的划分及水平标高确定222.3.6 阶段运输大巷和回风大巷的布置222.4开拓方案比较确定232.5井筒272.5.1井筒断面设计272.6井底车场312.6.1井底车场型式的选定31第3章 大巷运输及设备333.1大巷运输方式选择333.1.1大巷煤炭运输方式的选择333.1.2.大巷辅助运输方式的选择333.2矿车343.2.1矿井车辆配备343.3运输设备选型353.3.1电机车选型353.3.2带式输送机选型37第4章采(盘)区布置及装备384.1采(盘)区布置384.1.1移交生产和达到设计生产能力时的盘区数目及位置384.1.2采区参数的确定394.2采煤方法404.2.1采煤方法选择404.2.2采煤工艺404.2.3工作面设备确定434.2.4采煤工作面劳动组织474.3巷道掘进484.3.1、盘区巷道布置方案的确定484.4技术经济指标分析52第5章 矿井通风与安全545.1拟定矿井通风系统545.2矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算555.3计算矿井总风量575.4矿井通风设备的选型605.5计算矿井通风等积孔625.6预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板事故的安全技术措施645.6.1预防瓦斯645.6.2防火655.6.3防矿尘655.6.4预防水灾665.6.5预防顶板冒落事故675.7矿井下安全避险“六大系统”685.7.1监测监控系统685.7.2井下人员定位系统685.7.3紧急避难系统695.7.4压风自救系统695.7.5供水施救705.7.6通信联络70第六章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型716.1矿井提升设备选型716.2主运输设备选型716.3矿井排水设备选型727.1移交标准747.3.1井巷掘进指标757.3.2井巷工程排队757.3.3建井工期76致 谢79参考文献804 前 言大四最后一个学期，马上就要毕业进入工作岗位，本次毕业设计也是我们最后一次在校学习的机会了。经过大四三个多月的努力，在各位老师，同学的关心和帮助下，我圆满地完成了毕业设计任务。毕业设计是学生锻炼自己动手能力和理论相结合的重要环节，学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识，掌握矿井设计的方法、步骤及内容，培养自己的实事求是、理论联系实际的工作作风和严肃的工作态度，培养自己的科学研究能力，提高了编写技术文件和运算的能力，同时也提高了计算机的应用能力等其他方面的综合能力。本次设计是在毕业实习收集的资料,图纸基础上,根据煤炭工业设计规范及采矿工程设计大纲的要求完成的，基本上符合了有关煤炭工业设计规范的规定，通过做本次设计，使我全面复习巩固和加深所学的专业基础知识。本设计是陕煤桑树坪煤矿，生产能力3.0Mt/a。并合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并在较多处进行了技术和经济比较，论述了本设计的合理性，完成了毕业设计要求的全部内容。此毕业设计能够圆满完成离不开各位专业课老师以及同学的帮助，对此我深表感激。但是由于时间紧，内容繁杂，以及本人水平有限，设计中不免会存在错误或不足之处，恳请各位老师及同学批评指正。 设计人:曹宝 2014年6月第一章矿（井）田概况及地质特征1.1矿（井）田概况1.1.1位置及交通桑树坪井田位于韩城矿区最北端，黄河之西岸，南距韩城市约46.5km，行政区划属韩城市桑树坪镇管辖。井田东以黄河及11号煤层露头为界；西以3号煤层+140m等高线为界；北以纬线3961000为界；南与下峪口井田相毗邻。其地理坐标为：东经11030001103500 ，北纬354000354730。本矿交通运输条件较为便利。矿井工业场地位于凿开河之北岸，韩（城）宜（川）公路自南而北穿过井田东部，距工业场地约3 km；下（峪口）桑（树坪）铁路专用线与国铁西（安）侯（马）线在下峪口车站接轨，全长12 km。1.1.2地形地貌本区地处渭北黄土高原，属构造剥蚀低山丘陵地貌。由于第四纪以来地壳的不断上升，历经强烈的剥蚀，加之地表水长期冲刷、切割，造成区内沟壑纵横交错，梁峁蜿蜒曲折。沟壑多呈“V”字型，两侧基岩大片裸露，山顶多为黄土覆盖。区内地形总体趋势为西北高，向东南方向逐渐降低。地表高程以西北部的三朗庙+1044 m为最高，以东部黄河水平+378 m为最低，最大高差666 m；一般在600m800 m之间。黄河自北而南流经井田东部，区内河流均属黄河水系。凿开河自西而东流经井田中部，汇入黄河；此外尚有许多季节性流水的冲沟，较大者有泉沟、赵家山沟、解家沟、马家塔沟、薛家沟、柳家山东沟、南沟、庙张岭沟等。1.1.3气象及水文情况本区属大陆性半干旱气候区，年蒸发量大于降水量。年平均相对湿度为62.4%，降雨量为536.8mm，最大积雪量12cm，最高气温42.6，最低气温-14.8，最大冻结深度为410mm，最大积雪厚度为120mm；风向以东北向为主，最大风力达9级，一般23级，最大风速17.6m/s。1.1.4矿区概况a)矿区开发情况韩城矿区开发历史久远，现代矿井1958年开始兴建，1970年随着西韩铁路的恢复上马，先后建成属韩城矿务局的5对大中小型矿井，改革开放后开采浅层露头煤的地方小煤矿也大批涌现。本世纪初，因资源枯竭或安全问题，绝大部分小煤矿已经关闭，局内两对中小型矿井也进行了破产改制。现尚保留经过升级改造的下峪口、象山及桑树坪3对大型矿井，总设计生产能力为4.80Mt/a。目前矿区还有较多小煤窑在开采，在桑树坪矿井井田沿煤层露头小煤窑遍布，经过国家的大力整治，数量大幅度减少。但还发生一些安全事故，直接影响矿井安全生产。 b)矿区经济情况农业生产条件良好，主要农作物有小麦、玉米等，粮食播种面积 42万亩，总产量1.66亿斤。经过多年农业产业结构调整，已形成了椒、果、菜、畜四大农业主导 产业，其中“大红袍”花椒以粒大、皮厚、色鲜、味浓而驰名中外，已形成百里三千万株生产规 模，总产达1600万公斤，产量占全国的1/6，年产值近3亿元，占到农民收入的40%，成为全国最大的花椒生产基地。 韩城市工业发展起步较早，形成煤炭、电力、焦化、冶金、建材等为支撑的工业生产体系，2008年原煤年产量5.625Mt，发电量97.9亿度，焦炭2.93Mt、水泥0.451Mt，钢铁2.086Mt。境内有韩城矿务局、韩城发电厂等大中型企业，以及中国500强企业、陕西第一、生产能力300万吨的龙门钢铁集团，单台机组发电量居西北第一、总投资130亿元、总装机容量240万千瓦的韩城二电厂。目前，全市已基本形成了“煤电”，“煤焦炭铁 钢”、“煤煤焦油炭黑”等三条产业链。c)矿井建设和生产所需主要材料的来源矿区地处中低山区，土地贫瘠，村庄稀疏，且多分散于沟峁崖畔，工业场地不占用村庄、良田，开采中对地面村庄按补偿考虑，不存在村庄迁村与征地困难的问题。普通水泥、钢材、砖、石、砂等建筑材料当地即可解决，高标号水泥、特种钢材、木材等需从区外购入。d)水源、电源及劳动力来源 矿井生产、生活水源，取用桑树坪矿井下奥灰涌水，该水源水量丰富，水质经软化消毒处理后可满足需要，因此矿井供水水源基本可靠。桑树坪煤矿现有工业场地设35kV变电所一座，内设2台容量为16000kVA变压器。两回35kV电源均引自矸石电厂35kV升压站，输电线路为LGJ-150/（8.229+6.769）km，下井电源引自地面35/6kV变电站，电压等级为6kV。平硐部分井下设1个变电所，斜井部分井下设2个变电所，由井下变电所向各用电点供电。b)水源条件矿井生产、生活水源，取用桑树坪矿井下奥灰涌水，该水源水量丰富，水质经软化消毒处理后可满足需要，因此矿井供水水源基本可靠。C)通信条件韩城矿区通讯较发达，通信光缆已接至各厂矿、乡镇。矿区局域网已建成投入使用，本矿通讯条件良好。d)小煤窑在井田沿煤层露头小煤窑遍布，经过国家的大力整治，数量大幅度减少。矿井目前已进入中深部开采，但浅部受小煤窑开采的影响，使之北一和北二风井遭到严重破坏，井筒已坍塌，断面变小，已直接影响矿井安全生产。e) 主要建筑材料供应条件本区地处中低山区，土地贫瘠，村庄稀疏，且多分散于沟峁崖畔，工业场地不占用村庄、良田，开采中对地面村庄按补偿考虑，不存在村庄迁村与征地困难的问题。普通水泥、钢材、砖、石、砂等建筑材料当地即可解决，高标号水泥、特种钢材、木材等需从区外购入。f) 外部建设条件综合评价矿井交通运输条件较为便利，电源、通讯、水源可靠，土地征用较易，具有良好的外部建设条件。1.2矿（井）田地质特征1.2.1地层 井田内出露地层由老到新依次为：奥陶系中统马家沟组、峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，二叠系上统上石盒子组、石千峰组及第四系。a)奥陶系中统上马家沟组（O2m2）井田内出露的主要为上马家沟组第三段，主要分布于井田东南部黄河沿岸。其岩性下部为白云岩夹石灰岩和灰质白云岩，上部为浅灰灰白色，中厚、厚层状石灰岩夹34层黄褐色薄层状泥灰岩。b)奥陶系中统峰峰组（O2f）连续沉积于上马家沟组之上，井田内发育峰峰组一段和二段。峰峰组一段岩性为浅灰灰褐色（风化后呈黄褐色）薄层状泥灰岩夹34层中厚层状白云质灰岩。峰峰组二段直接与煤系地层接触，岩性主要为厚层状灰深灰色石灰岩，白云质灰岩。该段地层中裂隙、岩溶发育，为一裂隙岩溶强含水层，是井田内主要充水水源之一。c)石炭系中统本溪组（C2b）本溪组出露于井田的东南边部一带。在井田范围内零星发育，厚度041.01m，平均5.16m。主要由灰白色石英含砾砂岩、中粒砂岩，铝质泥岩、砂质泥岩组成，局部夹煤线。与下伏地层为平行不整合接触。d)石炭系上统太原组（C3t）太原组主要出露于井田东南部的沟谷中，是井田主要含煤地层之一，主要含由灰黑色中-细粒砂岩，石英砂岩、泥岩、海相石灰岩及煤层组成。按岩性可分为三段。下段：底部为石英砂岩（局部为石英砂砾岩），灰白色，厚层状，具大型板状斜层理，与本溪组地层直接接触；中部岩性以泥岩、砂质泥岩为主，间夹薄层粉砂岩，普遍含黄铁矿结核。上部为泥岩，下段厚度平均为17.59m。中段：以海相石灰岩和钙质粉砂岩为主，间夹少量泥岩、石英砂岩，含煤35层（编号为11号、10号、9号、8号，7号）。石灰岩（K2标志层）14层，厚度016m。含丰富的动物化石；中段厚度平均为26.84m。上段：岩性以砂质泥岩和粉砂岩为主，中夹12层中粒砂岩，一般不含煤，偶见6号和5号薄煤。上段厚度平均为17.31m。本组地层厚度43.01112.61m，平均61.71m，与下伏地层为整合接触。e)二叠系下统山西组（P1s）山西组主要出露于井田南部，是井田内的又一主要含煤地层。由浅灰、灰绿、黄绿色砂岩、粉砂岩，深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，其中2号，3号煤层为可采煤层。本组地层厚49.83100.68m，平均61.49m，与下伏地层为整合接触。f)二叠系下统下石盒子组（P1sh）下石盒子组主要出露于井田的中部和南部，岩性以浅灰、灰绿、黄绿色砂和砂质泥岩为主，中下部局部地段夹有煤线，地层厚度40m左右，与下伏地层整合接触。g)二叠系上统上石盒子组（P2sh）上石盒子组广泛出露于井田中、北部各沟谷中，其岩性以紫杂色，黄绿色砂质泥岩、粉砂岩为主，夹有中一粗粒砂岩及泥岩薄层。在本组底部为一层厚615m的灰白色中粗粒砂岩，层位稳定，井田内普遍发育。在其上5m左右处，有一层厚10m左右的湖泊相泥岩或砂质泥岩，在全区普遍发育，为一标志层（K5）。本组地层一 般厚度300m左右。h)二叠系上统石千峰组（P2s）石千峰组出露于井田的中部和北部，由于遭受剥蚀，不同地区发育层段不同。下部以灰绿、黄绿色粗粒砂岩为主，夹紫红色砂质泥岩及粉砂岩。近底部的一层砂岩，厚度达3050m，含砾石甚多，成分以石英为主，坚硬、致密；上部紫红色的砂质泥岩、粉砂岩增多，与灰绿色中粗粒砂岩呈不等厚互层；至顶部，砂岩变为浅红色。i)第四系（Q）井田范围内第四系分布广泛，直接覆盖于各时代的地层之上，与各地层均呈角度不整合接触。岩性以浅黄、黄色粉砂土及淡红色亚粘土为主，厚度一般0100m，平均15m左右。1.2.2地质构造 井田位于韩城矿区之北缘，构造比较简单，基本构造形态为一走向北北东，倾向北西西，沿走向与倾向有波状起伏的单斜构造，地层倾角一般在8左右。井田内大中型断裂不发育，自建矿、勘探以来，未发现断距大于10m的断层。煤层中所揭露的断层均为小断层。1.3矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1煤层a)2号煤层 2号煤层位于山西组中上部，为井田最上一层局部可采煤层，上距1号煤层3.2015.72m，平均9.08m。下距3号煤层6.0828.41m，平均14.47m。从走向上看，井田南部较厚，井田北部较薄，在倾向上看，中部较厚，浅部和深部较薄。在井田北部，煤层厚度均小于最低可采厚度（0.8m），且深部为煤层尖灭区，在井田中部地区，深部和浅部煤层均不可采，主要在井田中部有两块煤层可采区及一些零星煤层可采点，煤层可采厚度一般在0.81. 2m之间。，在井田南部，可采区分布范围较大，为2号煤层主要可采区，可采区还是主要分布在中部，煤层可采厚度仍然在0.81.2m左右，就全井田而言，2号煤层虽然不稳定，变化大，但由于其厚度小，在可采区范围内煤层厚度变化并不是很大。b)3号煤层 3号煤层位于山西组中下部，2号煤层之下平均14.47m处，下距山西组底界平均17.76m，在井田北部和南部煤厚相对较小，但变化幅度不大，煤厚比较稳定，井田中部煤层厚度较大，变化也大。在井田北部，煤厚变化在4.138.21m之间，厚度一般57m，比较稳定，沿倾向上看，特厚煤层主要分布在井田中部地区，浅部及深部煤层厚度又相对较薄，煤厚一般在7m以下。在特厚煤区之间，一般分布着厚度相对较薄的“薄煤区”，表现出煤厚度化呈厚薄相间的特点。这些特厚煤区呈串珠状或条带状展布，其展布方向为NNE及NE向，反映出其展布具有一定的方向性。而在井田南部即第3勘探线以南，煤层厚度小，变化也小，比较稳定，除在805、208孔处零星分布两块煤厚大于10m的特厚煤层外，其余地方煤厚多在46m之间，一般在5m左右。c)11号煤层11号煤层位于太原组中下部，为太原组唯一可采煤层。下距本溪组平均为17.57m，距奥灰岩顶面平均23m左右。上距K2灰岩8m左右。煤层两极厚度0.2410.8m，平均3.50m。从目前煤矿生产的情况来看，11号煤层共含矸三层，一般特点是，上、下夹矸较普遍，中层夹矸零星分布。钻孔中见一层夹矸者多为上层矸，见二层夹矸者多为上、下层夹矸。在井田北部，深部地区煤厚一般在3.04.0之间，浅部大部分地区在4.05.0m之间，在井田南部，煤层厚度变化要比北部稍大一些，煤厚从0.2410.80m。深部地区煤厚仍然变化不大，煤厚基本稳定在2.03.0m之间，东南角原上峪口井田区域煤厚一般小于2.0m。其余地区煤厚变化相对要大一些，其中共分布五块煤厚大于5.0m的厚煤区，其展布方向近似南北向。就全井田而言，沿走向看，北部煤层稳定性好，南部差，从倾向上看，深部和浅部煤层稳定性好，中部差。1.3.2 煤质 a)水分各可采煤层的水份含量均比较低，原煤的分析基水份（Mad）一般都在1.0%以下，2号煤层水分平均含量为0.82%，3号煤层水分平均含量为1.00%，11号煤层水分平均含量为0.70%， b）灰分 三层可采煤层的原煤灰份含量变化不大，灰份含量平均在20%左右，即均以中灰煤为主。2号煤层灰份含量相对较低一些，低灰煤分布范围较大，主要分布在井田的北部；中灰煤分布范围次之（主要分布在井田的南部），局部有小块富灰煤分布区。3号煤层中部大部分地区均为中灰煤分布区，在井田北部、深部有一部分低灰煤，此外，还零星分布一些小块富灰煤区。11号煤层绝大部分区域为中灰煤，其次有少量富灰煤分布，低灰煤仅零星分布几块。综上所述，2号煤层属中-低灰煤；3号煤层属低-中灰煤，11号煤层属中-富灰煤。经洗选后，各煤层精煤灰份含量一般能降至10%以下。 c)挥发分2号、3号和11号煤层原煤挥发份产率平均值分别为17.78%、16.57%和16.21%，表现出从上到下挥发份产率逐渐降低的规律。各煤层精煤挥发也是如此，2号煤层最高，挥发份平均值为16.36%，3号煤层次之，挥发份平均值为14.33%，11号煤层最低，挥发份平均值为14.29%。d) 发热量 2号、3号、11号煤层发热量平均值分别为27.95、28.85、27.88MJ/kg，弹筒分析基发热量2号、3号和11号煤层平均值分别为23.85、25.94、25.16 MJ/kg，低位干燥无灰基发热量2号、3号和11号煤层分别为27.48、33.40和32.05MJ/kg。相比而言，3号煤层发热量要高一些。e) 硫分2号煤层原煤全硫含量较低，均在1.00%以下，平均值0.49%，属特低硫煤。3号煤层原煤全硫含量变化较大（图1.3-14），最低0.21%，最高可达4.29%，平均值为0.85%。一般在1.50%以下，属特低-低硫煤，洗选后，精煤全硫含量平均值降至0.58%。11号煤层硫含量很高，从0.3811.78%，平均含量达4.17%，属富硫-高硫煤，井田的北部和中深部全为高硫煤分布区,洗选后的精煤，全硫含量仍达到0.547.16%，平均含量3.66%。精煤全硫含量之所以高，主要是硫的组成以有机硫为主，硫化铁硫次之，硫酸盐硫极少，故难以脱除f) 磷（P）2号煤层中磷的含量不高，从0.00080.0612%，平均0.0129%，一般Pd含量在0.01%以下，故2号煤层属特低-低磷煤。3号煤层中磷（Pd）的含量较高，从0.0030.3192%，平均0.045%，属低-中磷煤。11号煤层磷（Pd）的含量高于2号煤，低于3号煤，平均含量为0.0217%，属低磷煤。1.3.3瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况a)瓦斯 1975年，西安煤矿设计院曾根据当时的地质资料将桑树坪煤矿定为12 级瓦斯矿井。1976年井田精查报告提交之后，1977年经省煤炭管理局陕革煤基发便字003号文要求，改定为三级瓦斯矿井。斜井自1980年投产以后，历年瓦斯等级鉴定结果均属高沼气矿井（表1.3-21）。其中绝对瓦斯涌出量最小值4.10m3/min，最大值达23.00m3/min。相对瓦斯涌出量最小值17.1m3/t，最大值达53.3m3/t。瓦斯涌出量变化很大。1981年经抚顺煤研所鉴定为煤与瓦斯突出矿井。不论平硐还是斜井，瓦斯涌出来源主要是回采工作面。3号煤层瓦斯含量最小值1.08m3/t，（26号孔），最大值12.83m3/t（P5孔），平均值6.87m3/t，瓦斯含量优势区间主要集中在410m3/t间，其中低瓦斯点占22.3%，中瓦斯点占67.7%，富瓦斯点占10%。低甲烷区主要分布在井田边浅部地区，富甲烷区主要分布在南一采区中浅部临近下峪口井田边界区及井田西北深部地区。此外在北一采区深部，北二采区中部也有零星分布。其它大部分地区则主要为中甲烷含量分布区。其中凿开河两侧及南一采区深区地区甲烷较其它中甲烷区略低。11号煤层甲烷含量高低变化较大，最小值0.7m3/t，最大值15.81m3/t，平均值5.56m3/t，甲烷含量优势分布区间在37m3/t间，占60.1%。b)地热桑树坪井田在地质勘探阶段未开展过钻孔井温测量工作。目前矿井开采区域及深度范围内也未出现地温异常现象。据相邻下峪口井田勘探阶段测温资料，本区煤系及上覆地层平均地温梯度1.83/100m，恒温带深度38m，恒温带温度15。据此，仅以深度单因素考虑，推测本井田内，当煤层埋藏深度在800m左右时，有出现一级热害的可能，届时应采取降温措施。 c)瓦斯1矿井瓦斯的涌出特征（1）矿井瓦斯等级1975年，西安煤矿设计院曾根据当时的地质资料将桑树坪煤矿定为12 级瓦斯矿井。1976年井田精查报告提交之后，1977年经省煤炭管理局陕革煤基发便字003号文要求，改定为三级瓦斯矿井。斜井自1980年投产以后，历年瓦斯等级鉴定结果均属高沼气矿井（表1.3-21）。其中绝对瓦斯涌出量最小值4.10m3/min，最大值达23.00m3/min。相对瓦斯涌出量最小值17.1m3/t，最大值达53.3m3/t。瓦斯涌出量变化很大。其原因除受原煤产量及开采区煤层瓦斯含量大小影响之外，还与当年度生产工作面数及所采煤分层层位有很大关系。在瓦斯涌出形式上,不仅表现为普通涌出，而且已发生多次煤与瓦斯突出动力现象。1981年经抚顺煤研所鉴定为煤与瓦斯突出矿井。（2）矿井瓦斯灾害据记载，在浅部煤层开采过程中曾发生过多次瓦斯燃烧爆炸事故。1959年南沟煤矿开采2号煤层时，发生了3次瓦斯燃烧事故和一次瓦斯爆炸事故，死亡4人。1960年6月，原桑树坪矿开采3号煤层时发生瓦斯爆炸事故一次，死亡29人，井巷工程遭到了严重破坏。1979年4月30日，00423部队建井期间在施工2号煤1202绞车房硐室时发生瓦斯爆炸事故一次。1984年11月4日，采煤12队在掘进2号煤层3202新切眼时发生瓦斯煤尘燃烧事故一次，造成12人烧伤。另外，在井田浅部煤层露头及老窑破坏边界线附近，地方小煤窑开采中，也曾发生瓦斯爆炸事故。这些事故的出现，固然与通风不良和安全措施不力有关，但也反映了井田煤层瓦斯含量较大的特点。根据对本井田煤层瓦斯成分的测试成果可看出，主要可采的3号、11号煤层其瓦斯均是以CH4、N2和CO2为主要成分的混合气体。尽管各成分含量有较大变化，但CH4成分含量总体占主导地位，以3号煤层较高，平均达76.24%，11号煤层稍低，平均50.19%；随着煤层埋藏由浅而深，两层煤瓦斯成分均表现出较明显的变化规律，即CH4成分由低升高，N2成分逐渐降低，显示出明显的分带性。在埋深200m以浅地区，瓦斯成分以N2为主，CH4成分很低；在200300m埋深，则逐渐以CH4为主，N2为辅，在大约300m以深，则主要以CH4为主。1.3.4水文地质a) 地表水井田位于韩城矿区北端深部，黄河经本井田的东部，自北向南穿越全部新老地层。地表沟壑纵横，仅凿开河常年流水，其它沟谷属间歇性小溪，出露于河谷的泉水多为下降泉。凿开河流域面积较大，地面冲沟发育，坡降大，易于产生山洪，地面设施需确保防洪要求。b) 地下水矿井主要含水层为煤系及其上覆地层中的砂岩（灰岩）含水层及煤系基底奥陶系石灰岩含水层。由于受沉积作用的控制，含水层与隔水层相间存在，形成多层结构的复合承压含水体。煤系及其上覆地层中的砂岩和灰岩含水层的富水性与透水性不好，水力联系差，加上地形复杂，地表径流条件好，渗透有限，补充量不足等，其含水量都不大；同时受隔水层阻隔，各含水层之间多无水力联系。煤系基底奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层，含水丰富，水文地质条件复杂。C）老窑积水区内老窑主要分布在井田边浅部。沿凿开河两岸及黄河岸边，小窑密集，尤以西沟、南沟、杨家岭一带为甚，据调查，有128处之多。目前正在生产的与本矿有邻关系的煤矿有18个。矿井经过30多年的开采，沿倾斜方向逐渐进入深部开采，而小煤矿主要分布在矿井周边浅部，在坚持对周边小煤矿进行以定期监测为主，临时监测的同时分析矿井相邻关系和可能的采空积水区，采取留设煤柱隔水、边探边掘等方法保证矿井安全。在煤矿生产过程中，必须严格按探放水规程作业，严防老窑积水对大矿的破坏。D）矿井涌水量根据地质报告及历年涌水量，考虑本矿井深部煤层距离奥灰较近、底板涌水量有可能增加的因素，设计矿井正常涌水量为800m3/h，最大涌水量为1040m3/h。北部区域折减去现有南部区域涌水量，开采3号煤层时按正常涌水量为300m3/h，最大涌水量为500m3/h1.4矿（井）田勘探类型及勘探程度评价a)井田的构造复杂程度该井田位于韩城矿区之北缘，构造比较简单，基本构造形态为一走向北北东，倾向北西西，沿走向与倾向有波状起伏的单斜构造，地层倾角一般在8左右。井田内大中型断裂不发育，自建矿、勘探以来，未发现断距大于10m的断层。煤层中所揭露的断层均为小断层。b)煤层的稳定程度2号煤层厚度走向上看在井田南部较厚，在井田北部较薄，在倾向上看，中部较厚，浅部和深部较薄。在井田中部地区，深部和浅部煤层均不可采，主要在井田中部有两块煤层可采区及一些零星煤层可采点，煤层可采厚度一般在0.81. 2m之间。就全井田而言，2号煤层属于不稳定煤层，但由于其厚度小，在可采区范围内煤层厚度变化并不是很大。3号在井田北部和南部煤厚相对较小，但变化幅度不大，煤厚比较稳定，井田中部煤层厚度较大，变化也大。在井田北部，煤厚变化在4.138.21m之间，厚度一般57m，比较稳定，确定3号煤层属较稳定煤层。11号该煤层也比较稳定，厚度变化不大，在井田北部，深部地区煤厚一般在3.04.0之间，浅部大部分地区在4.05.0m之间，第10勘探线以南的井田南部，煤层厚度变化要比北部稍大一些，煤厚从0.2410.80m。深部地区煤厚仍然变化不大，煤厚基本稳定在2.03.0m之间，东南角原上峪口井田区域煤厚一般小于2.0m。其余地区煤厚变化相对要大一些，其中共分布五块煤厚大于5.0m的厚煤区，其展布方向近似南北向。就全井田而言，沿走向看，北部煤层稳定性好，南部差，从倾向上看，深部和浅部煤层稳定性好，中部差。第二章 井田开拓2.1矿(井)田境界及储量2.1.1井田境界桑树坪煤矿大部分位于渭北石炭二叠纪煤田韩城矿区桑树坪井田内，很小一部分属韩城矿区北部普查区。该矿东邻黄河，南与韩城矿务局下峪口煤矿相邻，西以3号煤层+140m等高线与王峰井田相接，煤矿北部以纵坐标3961000纬线为界。该井田范围为2008年9月20日中华人民共和国国土资源部所发的编号为C1000002008091120000816采矿证所圈定的范围，矿区面积为49.1458 km2。采矿证批准开采范围由48点圈定（坐标为北京54坐标系、高程为黄海高程），其拐点坐标见下表井田拐点坐标表（48个拐点）编号XY编号XY编号XY局1394980019454510局1739595401945662513395330519460515局2395022519454820局1839600001945699514395275519460280局3395065019455000局1939606351945759015395234019460380局4395100019455075局2039610001945777316395232019460284局5395166019455180139610001946036017395208219460070局6395200019455300239586501946100018395188519460019局7395230019455000339585251946074519395206819459650局8395300019456140439573101946100020395127019459098局9395332519456260539572151946041521395112519459380局10395400019456295639569801946041522395090019459315局11395500019456680739564951946044523395058519459400局12395600019456800839553451946051524395036519459240局13395700019456490939546081946022525395007019459160局143958000194563501039544281946023026394960519459022局153958415194563501139542201946050427394949919458743局1639590001945647012395348219460504283948199194580192.1.2资源/储量1.矿井地质资源/储量矿井地质资源量为勘探地质报告提供的查明煤炭资源的全部，包括331、332、333。从矿井的资源储量类别看，探明的、控制的占总资源量的57.3%，其中探明的占总资源量的33.8%，控制的占总资源量的23.5%。推断的占总资源量的42.7%。矿井地质资源储量也可用右式计算 Zmirisi /cos式中：mi第 i 煤层平均厚度，m；ri第 i 煤层容重，t/m3； si第 i 煤层面积；根据桑树坪井田3煤层底板等高线及资源储量图，按地质块段法求得矿井地质资源量为434.27Mt。由勘探地质报告得知其中探明的内蕴经济资源量(331) 146.87Mt，控制的内蕴经济资源量(332)为101.88Mt，推断的内蕴经济资源量(333)为185.52Mt。勘探地质报告资源储量汇总见表2-2。 表2-2 井田资源储量汇总表 单位：Mt煤 号面 积(1104m2)资 源 量331332333334合 计3煤4915.00146.87101.88185.520434.272.矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量Zg=331+332+333k=111b+122b+2M11+2M22+333k=146.87+101.88+185.520.8=397.17Mt式中：k可信系数，取0.8。因此，根据计算矿井工业资源/储量为397.17Mt。矿井工业资源/储量详见表2-3。表2-3 矿井工业资源/储量汇总表 单位：Mt煤层编号331332333333K合 计(331+332+333K)111b2M112S11122b2M222S223煤146.87101.88185.52148.42397.173.矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量减去各断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱量即得矿井设计资源/储量：Zsj =ZgPy 式中，Zsj矿井设计资源/储量，Mt；Zg矿井工业资源/储量，Mt；Py永久煤柱量，Mt。在煤层底板等高线图上绘出永久煤柱，经计算矿井永久煤柱损失为5.44Mt，则矿井设计资源/储量为352.03Mt。详见表2-4。表2-4 矿井设计资源/储量汇总表 单位：Mt煤层矿井地质资源量矿井工业资源储量永久煤柱损失矿井设 计资源储 量边界工业广场盘区煤柱铁路保护煤柱合 计3号煤434.27397.175.446.941.1631.645.14352.03合 计434.27397.175.446.941.1631.645.14352.034.矿井设计可采储量矿井设计资源/储量与主要井巷和工业场地煤柱量之差乘以采区回采率即得矿井设计可采储量： Zkc =（Zsj Pjp ）K式中，Zkc矿井设计可采储量，Mt； Zsj矿井设计资源/储量，Mt； Pjp设计主要井巷和工业场地煤柱量，Mt；K采区回采率，取75%。（1）大巷保护煤柱损失大巷保护煤柱损失可按右式计算：PHLmr式中：P大巷保护煤柱损失，Mt；H大巷长度，m；L大巷保护煤柱宽度，大巷两侧均留设40m宽的煤柱；M煤层厚度，6.46m；煤的容重，1.36t/m3。（2）工业广场保护煤柱损失根据煤炭工业设计规范第5-22条规定，不同井型与其对应的工业广场面积见表2-1-5。本设计取0.80的系数，则工业广场的面积为0.48km2。长轴定为800m，短轴定为600m。工业广场地面标高大约在500m左右，煤层标高大约在400m 左右。煤炭工业矿井设计规范第2.1.4条规定，矿井盘区回采率应符合：厚煤层不应小于75%；中厚煤层不应小于80%；薄煤层不应小于85%；矿井设计可采储量汇总见表2-7。表2-7 矿井可采储量汇总表 单位：Mt煤层矿井地质资源量矿井工业资源储量矿井设 计资源储 量工业场地和主要井巷煤柱开 采损 失可 采储 量工业场地及井筒大巷合 计3号煤434.27397.17352.038.3011.3519.6588.01264.02合 计434.27397.17352.038.3011.3519.6588.01264.022.2矿井设计生产能力及服务年限2.2.1矿井工作制度根据煤炭法的规定，依照煤炭工业技术政策、煤矿安全规程要求、依据煤炭工业矿井设计规范规定，结合矿井所在地域环境，矿井设计年工作日为330天。每天净提升时间为16小时。工作制度：“三八制”，每班工作八小时。作业方式：两班采煤，一班检修。2.2.2矿井设计生产能力 矿井设计生产能力与井田地质构造、水文地质条件、煤炭储量、煤层赋存条件、采煤机械化装备水平等诸多因素有关。井田储量丰富，煤质优良，煤层赋存稳定，埋藏浅，煤层倾角平缓，构造简单，开采条件优越，具备了建设大型高产高效矿井的条件。因此，本次设计针对电厂需煤量、矿井储量、煤层赋存、构造等特点及开采条件进行分析，认为矿井生产能力3.00Mt/a是合适的。其主要理由如下：1煤层赋存较浅、地质构造简单为建设高产高效矿井提供了可能本井田各煤层均为向西北倾斜的单斜构造，除井田北部边界有断裂构造及西部有挠褶带外，无其它大的地质构造。煤层埋藏东浅西深，东部埋深在30130m之间。开采的3层可采煤层层间距较小，具有采用斜井或平硐开拓，胶带输送机运输，矿井提升能力潜力大的特点。2 煤层开采条件较好，适合高产高效长壁工作面开采。本井田煤层赋存稳定，倾角平缓，一般在35，瓦斯含量低。煤层顶底板较稳定，主要开采煤层厚度适中，适合高产高效长壁工作面开采。3 矿井生产规模与市场及外运能力相协调综上所述，矿井设计最终生产能力推荐为3