采矿工程毕业设计（论文）-卧龙湖煤矿1.2Mta新井设计（全套图纸）.pdf

目目 录录 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 . 2 1.1 矿区概述 . 2 1.2 水文地质 . 7 1.3 煤层特征 . 9 2 井田境界和储量井田境界和储量 . 13 2.1 井田境界 . 13 2.2 矿井工业储量 . 13 2.3 矿井可采储量 . 15 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 . 19 3.1 矿井工作制度 . 19 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 . 19 3.3 井型校核 . 20 4 井田开拓井田开拓 . 21 4.1 井田开拓的基本问题 . 21 4.2 矿井基本巷道 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5 准备方式盘区巷道布置准备方式盘区巷道布置 . 错误！未定义书签。 5.1 煤层的地质特征 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 盘区巷道布置及生产系统 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6 采煤方法采煤方法 . 错误！未定义书签。 6.1 采煤工艺方式 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.2 回采巷道布置 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 7 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术 . 错误！未定义书签。 7.1 矿井概况、开拓方式及开拓方法 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 7.2 矿井通风系统的确定 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 7.3 矿井风量计算 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 . 27 参考文献参考文献 . 28 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 矿区地理位置矿区地理位置 卧龙湖煤矿位于安徽省濉溪县铁佛、岳集境内，东距百善煤矿约 15 km，北以省界与河 南省永城县毗邻，南北长约 89 km，东西宽约 3.54 km，面积约 30 km 。其地理座标为 （探矿权登记座标见表 1- 1）： 东经：11626451163000 北纬：334515335230 全套图纸设计，加 153893706 区内交通方便，周围铁路及公路纵横交错，具有完备的交通网络。宿（州）永（城） 公路从煤矿东北缘横穿而过，濉（溪）岳（集）公路纵横南北。公路与附近的青阜铁路、 津沪铁路、陇海铁路相接。因此矿井产出的煤炭能够轻而易举的运往全国各地，有利于矿区 的长远发 展。矿区 地理位置 详见交通 位置图 1-1。 图图 1-1 交通位置交通位置 表表 1-1 探矿权登记坐标探矿权登记坐标 序号 东 经 北 纬 序号 东 经 北 纬 1 1162645” 334545” 21 1162930” 335215” 2 1162645” 334630” 22 1162930” 335200” 3 1162700” 334630” 23 1163000” 335200” 4 1162700” 334715” 24 1163000” 334745” 5 1162715” 334715” 25 1162900” 334745” 6 1162715” 334730” 26 1162900” 334645” 7 1162730” 334730” 27 1162845” 334645” 8 1162730” 334800” 28 1162845” 334630” 9 1162745” 334800” 29 1162830” 334630” 10 1162745” 334845” 30 1162830” 334615” 11 1162800” 334845” 31 1162815” 334615” 12 1162800” 334930” 32 1162815” 334600” 13 1162745” 334930” 33 1162800” 334600” 14 1162745” 335130” 34 1162800” 334545” 15 1162730” 335130” 35 1162745” 334545” 16 1162730” 335200” 36 1162745” 334530” 17 1162830” 335200” 37 1162715” 334530” 18 1162830” 335230” 38 1162715” 334515” 19 1162845” 335230” 39 1162700” 334515” 20 1162845” 335215” 40 1162700” 334545” 1.1.2 自然地理概况自然地理概况 区内地势平坦，地面标高在+30 m 左右，浍河从矿井西南流过，南沱河流经矿井东北缘。 矿井内有米沟（东西向）及清沟（南北向）等季节性沟渠穿过。 本区气候温和，属季风温暖带半湿润气候，年平均气温 14.1 ，年平均降水量 837 mm， 雨量多集中在七、八两个月。年蒸发量 1400 mm，全年无霜期 218天左右，冰冻期一般在十 二月至次年二月。 气温：1974- 1984年观测，月平均最高气温 26.89 （7月份），最低气温- 0.32 ，年 平均温度 14.1 。日最高气温 41 (1959 年 7 月 30 日)，最低- 19 (1957年 2月 21日)。 降雨量：最大降雨量 1022.5 mm（1977年），最小为 630.4 mm，年平均 813.6 mm；日 最大降雨量 207 mm(1957年 7月 I4日)，一次最大降雨量为 443.4 mm ( 1965年 7月 5日- 18 日)。 蒸发量：历年最大蒸发量 1985.7 mm（1978年），最小 1603.2 mm，(1975年)，平均 1745.4 mm。 相对湿度平均 68%- 73.16%。 冬春季多西北风，夏季多东北风偶有东南风，最大风速 183 m/s(1982年 4月 21日)。 每年 12 月至翌年 3月为降雪和冰冻期，最大冻土深度 19 cm。 1.1.3 矿井周边情况矿井周边情况 本矿井处于淮北煤田的西部，东北有刘桥一矿及刘桥二矿，东与百善煤矿相望，东南有 临涣、海孜及童亭等三对生产矿井。2002 年各煤矿生产情况为：刘桥一矿年产量 90 万吨 （设计 60 万吨） ，主采煤层为 8 煤层及 10 煤层；刘桥二矿年产量 160 万吨（设计 120 万吨） ， 主采煤层为 8 煤层及 10 煤层；百善煤矿年产量 160 万吨（设计 90 万吨） ，主采煤层为 10 煤 层；海孜煤矿年产量 120 万吨（设计 120 万吨） ，主采煤层为 7、8 及 10 煤层；临涣煤矿年 产量 150 万吨（设计 150 万吨） ，主采煤层为 7、8 煤层；童亭煤矿年产量 90 万吨（设计 90 万吨） ，主采煤层为 7、8及 10煤层。 1.1.4 以往地质工作以往地质工作 本矿井地质勘探工作自 1959 年开始进行，至 1973 年详查勘探结束，共施工钻孔 64 个， 工程量 32866.15 m。 一、普查找煤阶段一、普查找煤阶段 原省地矿局 325 队于 1959 年 4 月在本区普查第三、第四系石膏矿，发现本区赋存煤层， 随即对煤层进行了普查勘探，其中位于本矿井内钻孔 3个,工程量 1031.43 m。 二、详查阶段二、详查阶段 1965 年，原华东煤炭基建公司物测队进入本区开展工作，并提交了电法、磁法勘探报 告。1971 年 5 月，原省燃化建设物测队地震一队来本区开展地震勘探，并于 1973年 9月提 交了安徽省濉溪铁佛地区地震勘探报告。 安徽煤田地质局第三勘探队遵照省燃化局及省燃化建设公司指示，于一九七一年八月进 入此区勘探。同年七月、十二月先后编制了卧龙湖煤矿第一批钻孔设计、卧龙湖勘探 第二批钻孔设计，两个设计均得到省燃化建设公司主管部门负责同志同意。矿井内共施工 钻孔 61 个，工程量 31834.72 m。其中 8- 3、8- 4 两孔因未取得系统测斜资料而不予利用，工 程量 797.39 m；另启封延深钻孔 1个（j9），工程量 439.21 m。进行抽水试验 3次。 2001 年 12 月，安徽煤田地质局第三勘探队对本区资料重新进行整理，提交了安徽省 濉溪县卧龙湖勘探区详查地质报告，报告编制范围北至省界，南至 13勘探线；西以 F2 断 层为界，东至 F7断层。利用钻孔 109个，工程量 46261.80m，获得能利用储量 9408万吨， 天然焦储量 11610万吨。其中与本报告相同范围内共有钻孔 64个，获得能利用储量 8247万 吨，天然焦储量 9715万吨。 表表 1-2 各阶段勘探工程量统计各阶段勘探工程量统计 勘探阶段 施工时间 钻 探 工 程 孔 数(个) 工程量(m) 抽 水(次) 普查找煤 1959- 1961 3 1031.43 详 查 1965- 1973 61 31834.72 3 合 计 64 32866.15 3 1.1.5 地层地层 区域内除灵壁、泗县、濉溪、涡阳的石弓、龙山等地有震旦、寒武、奥陶系地层及烈山、 白土有石炭、二叠系地层出露外，其它均为第四系所覆盖。地层由老至新有青白口系、震旦 系、寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。 矿井内钻孔揭露的地层有石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组和石 千峰组以及上第三系和第四系。从老至新分述如下： （一）石炭系上统太原组（C3t） 本矿井太原组揭露不全。据临涣煤矿资料，本组地层厚 133.21 m，含灰岩 912层，中 下部各灰岩下发育有薄煤层，含煤 6层，总厚 3.45 m，煤层薄而不可采。 顶部一灰为浅灰色，方解石晶体粗大，富含动物化石，其顶界面为山西组与太原组的分 界。 本组与下伏地层本溪组整合接触。 （二）二叠系（P） 矿井内揭露地层有山西组、下石盒子组、上石盒子组及石千峰组。 1、下统山西组（P1s） 为本矿井主要含煤地层之一，厚 69120 m，平均 100 m。岩性主要由灰白色细碎屑岩 及分选较差、厚度不大的中细粒砂岩组成。本组底部沉积有一厚度稳定、岩性均一致密的海 相粉砂岩层，其间常见有成岩期生成的菱铁质结核。 本组中部含可采煤层 10煤层；下部含 11煤层，一般不可采。 本组与下伏地层太原组整合接触。 2、下统下石盒子组（P1xs） 为本矿井主要含煤地层。厚 167245 m，平均 215 m。岩性主要由粉砂岩、泥岩及煤层 组成，以灰色为主，少量绿色及暗斑。上部含较多菱铁质，下部砂岩增多，并具有多种类型 的层理：波状层理、缓波状层理、槽状层理等，反映出较强的水动力条件。 本组含 4、5、6、7、8等五个煤层（组），6、7、8煤层为可采煤层。 本组以 8煤层下铝质泥岩底界与山西组分界，其与山西组整合接触。 3、上统上石盒子组（P2ss） 矿井内最大揭露厚度 388.35 m（6- 7孔），其上界不详。岩性主要为泥岩、粉砂岩，浅 灰微显绿色，局部含紫斑。3煤层下富含菱铁鲕粒，并具薄层含铝质泥岩。 本组含 1、2、3等三层煤层（组），一般不可采。 本组与下伏地层下石盒子组整合接触。 4、上统石千峰组（P2sh） 本区 F2 断层上盘有少量揭露（2- 7、B2- 8孔）。岩性主要为紫红色砖红色砂岩、粉砂 岩及少量泥岩组成。 本组不含煤层，其为干旱、氧化环境下的沉积产物。 本组与下伏地层整合接触。 （三）上第三系、第四系（N+Q） 厚 195.00255.80 m，平均为 233.80 m。由浅黄色、棕黄色、灰绿色粘土、砂质粘土及 各类砂层、粘土质砂层组成，局部有少量小砾石。 与下伏地层不整合接触。 本矿井煤系地层为石炭系、二叠系。石炭系无可采煤层，未作为勘探对象。二叠系含煤 地层自下而上分为山西组、下石盒子组及上石盒子组。 （一）二叠系含煤地层特征 1、下统山西组（P1s） 厚 93127 m，平均 108 m，含 10、11两层煤层（组）。据沉积环境及岩性特征，其可 分为上、下两段。 (1)下段：自太原组一灰顶至 10煤层，厚 4373 m，平均 53 m。底部为深灰色、灰黑 色泥岩或粉砂岩，向上岩石粒度逐渐变粗，近 10 煤层处发育一层浅灰色叶片状砂岩，具波 状、透镜状、混浊状层理，层面上多白云母片，具底栖动物通道，含菱铁质结核及黄铁矿颗 粒。 (2)上段：自 10煤层至铝质泥岩，厚 4370 m，平均 55 m。岩性由砂岩、粉砂岩和泥 岩组成。再向上发育一层灰灰绿色长石石英砂岩，其胶结疏松，俗称泡砂岩。 本组含植物化石有： Sphenopteris tenuis 弱楔羊齿 Pecopteris taiyuanensis 太原栉羊齿 Pecopteris Orientalis 东方栉羊齿 Pecopteris cyathea 木沙罗栉羊齿 Taeniopteris multinervis 多脉带羊齿 Crodaites Principalis 带科达 Tingia hamuguchii 菱齿叶 2、下石盒子组（P1xs） 厚 165244 m，平均 207 m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，含 4、5、6、7、 8 等五个煤层（组），其中 6、7、8煤层为可采煤层。本组底界铝质泥岩为浅灰灰白色， 具紫斑、黄斑，含菱铁鲕粒，层位较稳定，为良好的标志层。 本组含植物化石有： Pecopteris hemitelioides 简脉栉羊齿 Fascipteris hallei 弧束羊齿 Cordaites Principalis 带科达 Lobatannularia ensifolia 剑瓣轮叶 Lobatannularia lingulata 舌瓣轮叶 3、上石盒子组（P2ss） 区内最大揭露厚度 388.35 m，岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤组成。含 1、2、3等三个 煤层（组），一般不可采。分为两段： (1)3 煤组下：厚 2484 m，平均 58 m，岩性由砂岩、粉砂岩和泥岩组成，底部 K3砂 岩为浅灰灰白色中粗粒石英砂岩，具韵律层理及斜层理。下部含少量紫斑，含分布不均的 菱铁鲕粒和铝质。 (2)3 煤组上：岩性为杂色泥岩、粉砂岩及砂岩，砂岩由下而上石英含量逐渐减少，长 石含量相应增加。 本组含植物化石有： Taeniopteris angustifolia 狭带羊齿 Taeniopteris taiyuanensis 太原带羊齿 Pecopteris hemilelioides 简脉栉羊齿 Annularia gracilescers 纤细轮叶 Cordaites principalis 带科达 Stigmaria ficoides 脐根座 （二）含煤地层沉积环境 1、山西组沉积环境 早二叠世早期，由于阴山古陆的抬升，陆地向南扩展，导致了海水自北向南退出，呈现 出一个山前冲积平原、滨海平原与泻湖海湾环境所组成的海退式古地理景观。本区属远离剥 蚀区的滨临浅海环境，岩性以粉砂岩、泥岩为主，少量粗碎屑岩。10煤层下海相泥岩普遍 发育，应属泻湖海湾相；而 10煤层之上则逐渐过渡为滨海湖泊相、三角洲相及河床相。从 地层剖面上看，旋回结构明显，常常发育几个河床相湖泊相旋回。 2、下石盒子组沉积环境 随着海退的进一步扩张，本区下石盒子组过渡相沉积减少，陆相沉积增多，以三角洲沉 积相为主，在此沉积环境下，形成了 6、7、8等多层可采煤层。由其岩性组合情况看，本组 沉积环境可分为两段，下段为 6煤层下，其沉积相由水下三角洲相依次过渡到湖泊相、沼泽 相及泥炭沼泽相；6 煤层上则形成 4 个陆相旋回，相序自河床相开始，至湖泊相告终。 3、上石盒子组沉积环境 本组与下石盒子组连续沉积。3煤下为三角洲平原相，其沉积环境相对稳定，3煤层较 为发育。3 煤层上岩石呈灰绿色，含紫斑，波状层理发育，其为潮坪沉积相。 淮北煤田构造框架属纬向构造体系与北北东向新华夏系相互作用的结果，主要表现为北 北东向构造改造早期的纬向构造。从构造区划看，淮北煤田位于华北板块东南缘，豫淮坳陷 的东部，东以郯庐断裂为界与杨子板块相接，南以蚌埠隆起与淮南煤田相邻。区内构造受东 西向构造及郯庐断裂所控制，加上多期构造运动迭加的结果，使得区内形成了东西向大断裂 及北北东向大断裂网状交错的构造格局。在煤系地层的后期改造中则形成一系列短轴褶曲构 造，其轴向多为北北东向。 1.2 水文地质 1.2.1 地形和地表水地形和地表水 淮北煤田位于淮北平原的北部，在地貌单元上属于华北大平原的一部分，为黄河、淮河 水系形成的冲积平原。除肖县、濉溪、宿县北部有震旦、寒武、奥陶系岩层出露形成剥蚀残 丘低山外，绝大部分地区被第四、第三系松散层覆盖，形成平原地形。低山的海拔标高为 180408 m，平原地面标高一般为 2050 m。地势总体上由西北向东南微微倾斜。 本区河流均属淮河水系的一部分，主要有濉河、新汴河、沱河、浍河及涡河等，它们自 西北流向东南汇入淮河，流经洪泽湖然后入海。这些河流均属季节性河流，河水受大气降水 控制，雨季各河水位上涨，流量突增；枯水期间河水流量减少甚至干涸。各河年平均流量 3.5272.10 m3/s，年平均水位标高为 14.7326.56 m。 1.2.2 含、隔水层（组、段）含、隔水层（组、段） 该区新生界松散层的沉积厚度受古地形控制，厚度变化大，除少数基岩裸露区外，厚度 为 40500 m，其变化规律是自北向南、自东向西逐渐增厚，从地层剖面上可划分为四个含 水层（组）和三个隔水层。（局部地区缺失四含、三含或三隔）。 二迭系含煤地层根据主采煤层的赋存层位，一般分为四个砂岩裂隙含水层（段）和五个 隔水层（段）。 另有石炭系太原组和奥陶系两个石灰岩岩溶裂隙含水层（段）。 （一）含水层（组、段）水文地质特征 根据区域含水层的含水介质条件、赋存空间分布，可划分为新生界松散层孔隙含水层 （组）、二迭系主采煤层砂岩裂隙含水层（段）和太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层 （段），其主要水文地质特征见表 1- 3。 表表 1-3 区域含水层水文地质特征表区域含水层水文地质特征表 含水层名称 厚 度 q(l/s.m) K(m/d) 富水性 水 质 类 型 新生界一含 15- 30 0.1- 5.35 1.03- 8.67 中强 HCO3- Na.Mg 新生界二含 10- 60 0.1- 3 0.92- 10.95 中强 HCO3.SO4- Na.Ca HCO3- Na.Ca 新生界三含 20- 80 0.143- 1.21 0.513- 5.47 中等-强 SO4.HCO3- Na.Ca HCO3.SO4- Na.Ca 新生界四含 0- 57 0.00024- 2.635 0.0011- 5.8 弱强 SO4.HCO3- Na.Ca HCO3.Cl- Na.Ca 3 煤砂岩(K3) 含水层(五含) 20- 60 0.02- 0.87 0.023- 2.65 弱-中等 HCO3.Cl- Na.Ca SO4- Ca.Na 5 煤砂岩 含水层(六含) 3- 30 0.0024- 0.7563 0.0075- 12.89 弱-中等 SO4- Na.Ca 7-8 煤砂岩 含水层(七含） 20- 40 0.0022- 0.12 0.0066- 1.45 弱-中等 HCO3.Cl- Na.Ca SO4- Ca.Na 10 煤上下砂岩含水 层(八含) 25- 40 0.003- 0.13 0.009- 0.67 弱-中等 HCO3.Cl- Na HCO3- Na 太原组灰岩 含 水 层 47- 135 0.0034- 11.4 0.015- 36.4 弱强 HCO3.SO4- Ca.Mg SO4.Cl- Na.Ca 奥陶系灰岩 含 水 层 约 500 0.0065- 45.56 0.0072- 60.24 强 HCO3- Ca.Mg SO4.HCO3- Ca.Mg （二）隔水层（组、段）的水文地质特征 1、新生界松散层隔水层（组） 除第四含水层（组）直接覆盖在煤系之上外，新生界第一、二、三含水层（组）之下分 别对应有第一、二、三隔水层（组）分布。隔水层分布稳定，粘土塑性指数为 19- 38，隔水 性能较好，尤其是第三隔水层（组），以灰绿色粘土为主，单层厚度大，可塑性强，塑性指 数 21- 38，膨胀量近 13.7%，隔水性能良好，是区域内重要的隔水层（组）。 2、二迭系隔水层（段） 主要由泥岩及粉砂岩组成。对应各主采煤层砂岩裂隙含水层（段），划分为五个隔水层 （段）：12煤隔水层段（K3 砂岩上）、4煤隔水层段（K3砂岩下），7煤上隔水层段，8 煤下铝质泥岩隔水层段和 10煤下海相泥岩隔水层段，它们的隔水性能一般较好。 （三）地下水补给、排泄条件 1、新生界含水层（组） 一含以大气降水补给为主，水平迳流补给次之，排泄方式为垂直蒸发和人工抽取，一含 上部水和地面水体互补。二、三含以区域层间径流补给为主，局部在第一、二隔水层（组） 较薄地段，一、二、三含之间将产生越流补给，地下水主要为水平迳流和排泄。四含地下水 以区域层间迳流补给为主，在矿区通过煤系地层浅部风化裂隙垂直渗透排泄至井下。 2、二迭系煤系砂岩裂隙含水层（段） 其地下水在浅部受新生界四含补给，区域层间径流补给微弱。总的来说补给水源不足， 处于封闭或半封闭的水文地质环境，地下水迳流缓慢。在矿区，由于受矿井排水影响，各主 采煤层砂岩裂隙含水层（段）地下水位呈下降趋势。 3、石炭系太原组和奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段） 二者部分地带在北部裸露区受大气降水补给，向南部平原地区径流和排泄，它们一般浅 部岩溶裂隙发育，富水性较强，尤其是奥灰水，在局部富水性极强。 1.2.3 区域矿井水文地质特征区域矿井水文地质特征 淮北煤田各矿正常涌水量为 100500 m3/h，矿坑直接充水水源为煤层顶底板砂岩裂隙 含水层，出水点水量大小与构造裂隙发育程度和补给源有密切关系，只要没有富水含水层补 给，一般水量呈衰减趋势，矿井初期开采时水量增长较快，投产几年后，涌水量渐趋稳定， 以后随采区接替和开采水平延深，矿井涌水量只是有所增长。 井下出现的出水点，大多为滴水、淋水，个别出水点涌水量较大，若不与石灰岩含水层 沟通，一般是开始水量较大，后逐渐减小甚至干涸。 勘探和生产矿井水文地质资料证实，淮北煤田断层一般富水性较弱，导水性亦差。 太原组石灰岩与 10煤层间距一般大于 50 m，在正常情况下不会发生“底鼓”突水，若 遇构造或岩溶陷落柱，使煤层与太灰以至奥灰含水层对口或间距缩短，太灰（或奥灰）水有 可能对矿坑产生直接充水，对生产产生大的危害。 例如相城矿二水平东大巷- 280 m 过 F5 断层滞后突水，水量为 750 m3/h，水源为太灰水。 1988 年 10 月杨庄煤矿 II617 工作面发生底板突水，水量 3153 m3/h，造成二水平被淹。 1996 年 3 月，任楼煤矿 7222 工作面发生岩溶陷落柱特大突水灾害，流量为 11854 m3/h， 高峰流量达 34570 m3/h，使年产百万吨煤炭的大型矿井停产半年多。突水水源主要是奥灰水。 综上所述，淮北煤田是被新生界松散层所覆盖的全隐伏型煤田。整个煤田是以孔隙水和 裂隙水为主要充水水源的矿床，在正常情况下，水文地质条件大多属于简单或简单中等， 但局部地区太灰、奥灰有可能大量突水，个别矿井水文地质条件也可为复杂类型。 卧龙湖矿井属于濉肖矿区，濉肖矿区为淮北岩溶水系统，南部以宿北断裂为界，东西部 分别受丰涡断层和黄殷断层控制，北部以地表的丘陵山地为分水岭，卧龙湖矿井则位于该岩 溶水系统的西南部。本区位于徐宿弧形构造的西缘，属大吴集复向斜西南部的次一级构造， 为一被多条断层切割的破裂背斜的西翼。其地表均为厚度 200多米的新生界松散层所覆盖， 以下地层依次为二迭系上、下石盒子组、山西组、石炭系太原组、本溪组，基底为奥陶系石 灰岩。 1.3 煤层特征 1.3.1 煤层煤层 本矿井可采煤层有 6、7、8、10等四层。 一、一、6 煤层煤层 位于下石盒子组中下部，为本矿井第一层可采煤层，煤厚 02.71 m,平均 0.74 m。煤层 结构简单，可采指数 35.2%，可采面积占 23.6%。该煤层 4- 5 线以南被岩浆侵蚀皆变质为天 然焦，其可采性大大降低，北区煤层稳定有所提高，可采指数 50.8%，可采面积占 40.1%。 该煤层属不稳定煤层。 二、二、7 煤层煤层 位于 6 煤下约 13 m，厚 05.77 m，平均 1.26 m。煤层结构较简单，可采指数 51.5%。 该煤层 5 线以北受岩浆影响较小，可采指数 68.3%，可采面积占 42.1%。就全矿井而言，该 煤层属不稳定煤层；而在北区，煤层可采范围连续稳定，可采面积占 65.1%，应属较稳定煤 层。 三、三、8 煤层煤层 位于 7 煤下约 12 m，其下约 20 m 发育一层铝质泥岩。煤层厚 07.68 m，平均 2.19 m。 煤层结构较复杂，可采指数 60.2%，可采面积占 46.9%。岩浆侵蚀区在 5线以南,就 5线以北 而言，其稳定性较高，可采指数可达 81.0%，可采面积占 89.3%，属较稳定煤层。 四、四、10 煤层煤层 位于山西组中部，下距太原组一灰约 50 m。煤厚 04.31 m，平均 1.67 m。该煤层受岩 浆侵蚀最为严重，仅在矿井西部 5- 6 线至 8 线残留一小块可煤层可采区。煤层（天然焦未计） 可采指数 25.4%。 表表 1-4 可可 采采 煤煤 层层 情情 况况 统统 计计 煤 层 项 目 6 7 8 10 夹 矸 (层数) 0 61 69 63 58 1 4 15 18 6 2 0 1 8 1 穿过点(个) 91 97 98 71 见煤点(个) 66 85 89 65 可采点(个) 32 50 59 18 不可采点(个) 17 12 6 2 天然焦点(个) 17 23 24 45 沉缺点(个) 9 4 3 0 断缺点(个) 3 4 5 4 岩浆岩点(个) 13 4 1 2 可采指数(%) 35.2 51.5 60.2 25.4 煤 厚(m) 02.71 0.74 05.77 1.26 07.68 2.19 04.31 1.67 1.3.2 煤质煤质 一、物理性质 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，视密 度为 1.341.57 t/m3；而天然焦则为铅黑色，块状，弱金属光泽，硬度大，脆度小，裂隙不 发育，视密度为 1.611.71 t/m3。 二、化学性质 各煤层主要煤质指标见表 1- 5。 表表 1-5 煤煤 质质 综综 合合 成成 果果 煤 层 Mad （%） A.d （%） Vdaf （%） St.d （%） P.d （%） Qb.ad (MJ/kg) Qb.daf (MJ/kg) 6 原 煤 0.69- 4.14 1.34(33) 16.65- 37.59 26.24(33) 3.14- 16.40 11.49(33) 0.16- 0.58 0.34(26) 0.0010- 0.1000 0.0115(17) 19.46- 29.21 25.42(23) 30.11- 40.89 34.47(23) 精 煤 0.56- 1.62 0.80(24) 0.13- 16.26 8.37(24) 7.11- 16.41 11.55(24) 0.31- 0.50 0.39(7) 0.0012- 0.0021 0.0017(6) 7 原 煤 0.52- 1.38 1.26(39) 15.96- 38.89 24.58(39) 2.93- 18.93 11.89(39) 0.16- 1.29 0.47(33) 0.0020- 0.0100 0.0065(19) 19.62- 29.69 25.39(33) 30.62- 35.72 34.35(33) 精 煤 0.61- 0.83 0.80(31) 3.56- 11.71 8.24(31) 7.40- 13.13 10.85(31) 0.45- 0.59 0.50(8) 0.0005- 0.0007 0.0006(2) 8 原 煤 0.55- 1.52 1.54(53) 11.76- 38.47 26.07(53) 2.59- 18.44 10.42(53) 0.06- 0.84 0.44(41) 0.0040- 0.0240 0.0070(26) 19.88- 28.51 24.30(41) 31.98- 44.15 34.48(41) 精 煤 0.51- 2.26 0.93(34) 3.86- 13.87 8.55(34) 4.23- 13.96 10.13(34) 0.42- 0.69 0.52(7) 0.0021- 0.0029 0.0024(3) 10 原 煤 0.57- 7.40 1.83(45) 10.97- 35.33 19.51(45) 3.21- 11.20 5.90(45) 0.08- 1.28 0.37(27) 0.0027- 0.0134 0.0063(15) 22.10- 29.22 26.06(34) 30.90- 35.45 33.15(34) 精 煤 0.79- 1.80 1.01(4) 5.51- 13.09 8.81(4) 4.94- 13.90 10.02(4) 0.51(1) 0.0009(1) 1.3.3 开采技术条件开采技术条件 一、顶底板特性一、顶底板特性 煤层顶板岩石结构简单，岩石的强度略高，中等厚度，直接顶为类，中等稳定顶板， 老顶为级来压明显老顶。由于矿压呈现规律，两带发育高度除与回采工艺有关外，还与采 场的地质构造和顶板的岩性变化有关，如直接顶由泥岩变为砂岩，其稳定程度将大大改变， 这在生产中应引起注意。 二、瓦斯二、瓦斯 本矿井瓦斯成分以 CH4为主，其含量平均值在 5cm3/g左右，但局部存在瓦斯富集，最 高值可达 14.11 cm3/g。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。 三、煤尘爆炸性三、煤尘爆炸性 本矿井精煤挥发分产率均小于 15%，理论上讲应无爆炸危险性;从测试结果看，本矿井 煤层亦无煤尘爆炸危险性。 四、煤的自燃四、煤的自燃 本矿井各煤层均为不易自燃至不自然煤层，其自燃发火等级属级。 五、地温五、地温 从各钻孔测温结果可知，本矿井开采水平内普遍存在一级热害。按地温梯度 3.31/百 米计算，出现一级热害深度为 460 m，出现二级热害深度为 640 m；按地温梯度 3.01/百 米计算，出现一级热害深度为 500 m，出现二级热害深度为 700 m。 2 井田境界和储量 2.1 井田境界 卧龙湖煤矿井田总体的走向呈北西至南东方向，总体倾向呈南西至北东方向。井田形状 大致呈矩形。井田南至边界断层，北至河南省界。井田东西长度最小 2699.8 m，东西长度最 大 3403.2 m，平均 3200 m。南北长度最小 7176.4 m，最大 9075.0 m，平均 8800 m。井田面 积约 30.22 km2。卧龙胡煤矿井田形状较为规整，井田示意图如图 2- 1所示。 图图 2-1 井田示意图井田示意图 2.2 矿井工业储量 2.2.1 井田井田构造构造 井田内煤层倾角最小 0，最大 8，平均 5。褶曲和断层较少，岩浆活动无影响，为中 等构造地区。 2.2.2 矿井工矿井工业储业储量量 工业储量是指井田范围内煤层厚度和质量符合开采要求的储量。 本矿井主采煤层为 8煤，该煤层较稳定，厚度变化不大，煤层厚度 2.22 m- 3.24 m，平均 3.0 m。不含有夹矸，属稳定煤层，储量较丰富，容重 1.40 t/m。 由于卧龙湖煤矿煤层倾角存在比较大的变化，起伏不定，最平缓处为 0，即水平状态， 而倾角最大可达 8，虽然利用平均倾角也可以计算，但势必存在较大误差，因此可用分块法 计算。 分块法即块段法，即将倾角大致相同的区域看做同一块段，分别计算。然后再将其加总， 可得总量。需要注意，分块的面积和和井田面积可以存在一定误差，但不能太大。而且每一 块内需有钻孔。 由分块法计算而得的储量较为精确，但这是建立在划分合理的基础之上的，因此我们在 划分块时要用心。 块段的划分情况如图 2-2 所示。 + + + + + + + + + + 图图 2-2 块段划分图块段划分图 根据规范设计资料，可以求各储量： 1、矿井地质资源量 矿井地质资源量可由以下等式计算： 0.000001ZmF=/cos (2-1) 式中：Z矿井地质资源量，Mt； m煤层平均厚度，m； F煤层平面面积，m； 煤容重，1.40 t/m3。 将各参数代入（2-1）式中可得表 2-2 表表 2-2 各各块块段段储储量量 煤层 块段 倾角/() 块段面积/km2 煤厚/m 容重/t/m3 储量/Mt 总储量/Mt 8# 1 8.0 8.95 3.0 1.40 37.96 127.59 2 5.5 3.39 3.0 1.40 14.30 3 6.5 6.56 3.0 1.40 27.73 4 3.8 11.30 3.0 1.40 47.60 所以地质储量为： z Z =127.59 Mt 2、矿井工业储量 根据钻孔情况，在矿井的所有地质资源量中，其中约 60%为探明的，30%控制，10%推 断。依据煤厚和煤的质量即物理化学性质，在探明控制的资源量中，70%是经济储量，30% 为边际经济基础储量。 矿井工业储量可用下式计算： 111122211222333gbbMM ZZZZZZk=+ （2- 2） + + + + + + + + + + 1 2 3 4 式中： g Z矿井工业资源/储量； 111b Z探明的资源量中经济的基础储量； 122b Z控制的资源量中经济的基础储量； 211M Z探明的资源量中边际经济的基础储量； 222M Z控制的资源量中边际经济的基础储量； 333 Z推断的资源量； k可信度系数，取 0.7- 0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，k值取 0.9； 地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井，k取 0.7。该式取 0.85。 111 *60%*70% bz ZZ=53.60 Mt 122 *30%*70% bz ZZ=26.72 Mt 211 *60%*30% Mz ZZ=22.96 Mt 222 *30%*30% Mz ZZ=11.48 Mt 333 *10%* z ZkZk=10.84 Mt 因此将各数代入式 2- 2得： g Z =125.6 Mt 2.3 矿井可采储量 在实际的采矿工作中，并不能将地质储量全部开采，这和采矿技术的先进性无关，是因 各种原因而需留设煤柱，用于保护井筒、地面建筑等。因此实际的可采储量不等于地质储量， 即小于地质储量。在煤矿设计中，我们要充分考虑各种各样的情况，计算各种煤柱，从而得 出可采储量，进而为更深层次的设计服务。 煤柱的类型主要有井田边界的煤柱、大巷保护煤柱、工广煤柱、井筒煤柱、地面煤柱等。 2.3.1 井田边界煤柱井田边界煤柱 边界保护煤柱指沿着井田边界留的煤柱，煤柱宽度根据实际情况选取。因为井田边界是 本矿井与其它矿井或区域的界限，因此需留一部分煤柱，这部分煤不可采。 由于卧龙湖煤矿大致呈矩形，北为河南省界，西南以一断层为界，因此其余部分边界煤 柱取 50 m。 煤柱量可按公式 2- 3计算： cos/ 1