采矿安全工程毕业设计（论文）-赵桥井田150万吨新井初步设计【全套图纸】.doc

河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 赵桥井田通风初步设计赵桥井田通风初步设计 摘要：本设计是根据永城煤电集团赵桥矿的资料对赵桥井田作的初步设计，充 分考虑实际情况，综合考虑整个矿井的各个生产系统完成井田的开发。本井田 范围内，地质条件简单，瓦斯涌出量很小，涌水量较大，煤层无自燃倾向性。 井田面积约为 36.47km2，设计可采储量为 93.91Mt，年产量 1.5Mt/a，服务年 限 52.06a。采用单水平上下山开拓方式，分为 4 个带区，7 个采区，采用倾斜 长壁后退式采煤方法。矿井通风方式为中央并列式，采区和工作面均采用下行 通风方式，采用风机反转反风方式反风。采用单环卧式井底车场，轨道大巷运 料运人，皮带大巷运煤，副井下料下人，主井提煤。矿井采用集中排水方式。 关键词关键词：赵桥井田 矿井通风 初步设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 The Preliminary Design of Zhaoqiao Mine Ventilation AbstraAbstractct：This preliminary design is based on the data of YongCheng Coal and Electricity,fully considering practical situation.Comprehensive consider each production system of the wholly shaft to complete the exlloitation of the shaft.In this allotment the geologic condition is simple,the flowing quantity of gases is little,flowing of water is more，,the coal dust without spontaneous combustion.The allotment area is about 36.47km2,the desiged exploitable reserve is93.915Mt,the yearly output is 15Mt/a,the service life is 52.06a.The method of single level UP- AND-DOWN mountain exploiting was adopted.It was divided into eleven mining district.The first division adopt inline length wall backhand welding coalmining method.The other division adopt cross pitch length wall backhand welding coalmining method.The manner of mine ventilation adopt middle side by side type.The division and working face adopt down ventilation system.Adopt the fan reversaling the ventilation manner to resver the ventilation.Adopt single ring horizontai shaft station.The orbit main entry is used to transport people and material.The strap main entry is used to transport coal.Main shaft is used to lift coal and auxiliary shaft understrapper people and material.The shaft adopt concentrated drainage manner. KeywordsKeywords： Zhaoqiao mine mine ventilation the preliminary design 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 目录目录 1 引 言 .1 2 井田概况及井田地质特征 .3 2.1 井田概况 .3 2.2 井田地质特征 .5 3 井田储量、年产量及服务年限 .12 3.1 井田境界 .12 3.2 井田储量 .13 4 井田开拓 .20 4.1 概述 .20 4.2 井田开拓 .20 4.3 井筒特征 .25 4.4 井底车场及硐室 .28 4.5 开采顺序及采区、采煤工作面的配置 .31 5 采煤方法 .35 5.1 采煤方法选择 .35 5.2 采区巷道布置及生产系统 .35 5.3 回采工艺 .38 6 矿井运输、提升及排水 .41 6.1 井下运输 .41 6.2 矿井提升 .43 6.3 矿井排水 .53 7 矿井通风设计 .62 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 7.1 矿井通风系统的选择 .62 7.2 风量计算及风量分配 .64 7.3 采区通风设计 .68 7.4 掘进工作面通风设计 .72 7.6 主要通风机选型 .78 7.7 矿井反风措施 .82 7.8 矿井通风评价 .84 8 矿井安全技术措施 .87 8.1 防治水患 .87 8.2 防灭火 .87 8.3 防止瓦斯爆炸 .87 8.4 防尘 .88 8.5 顶板 .88 8.6 安全监测系统 .89 9 矿山环保 .90 9.1 污水处理 .90 9.2 消烟除尘及粉尘控制 .91 9.3 绿化、噪声控制及文物保护 .92 9.4 固体废渣处理 .92 9.5 地面塌陷与处理 .93 9.6 环境保护设施及投资 .96 结束语 .97 致谢 .98 参 考 文 献 .99 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 1 1 引 言 目前，随着全球经济的发展，能源作为经济发展的推进剂，他的消耗量也 剧增，煤炭作为老牌的能源，其消耗量也在剧增，现在煤炭已经出现供不应求 的局面。我国经济正在飞速发展，对煤炭的消耗量也在扩大，由原来的煤炭出 口国变成煤炭进口国。为了满足我国经济的发展，寻找新井田，开发新井田已 成为当务之急。 作为煤炭院校的毕业生，我们有责任为我国煤炭事业的发展做出自己的努 力。本次毕业设计就是设计一整个井田系统，毕业设计是有毕业实习和毕业设 计所组成的，毕业实习加深对实习矿井的认识、了解，同时还收集有关矿井的 地质资料，为后来的毕业设计奠定基础。 我所选的是河南省永城煤电有限公司赵桥煤矿，赵桥煤矿地处永城市去西 北向十公里左右，该地区位于黄淮平原，地势平坦，人口比较集中。该设计主 要考虑了该地的实际情况，因地制宜的设计，尽量采用新技术、新工艺、新设 备、新材料，在提高矿井生产工效和保证安全的情况下，尽量降低矿井的投资 成本，使煤矿花最少的钱，建最好的矿。 1.11.1 设计的指导思想设计的指导思想 严格遵守国家制定的各项有关煤炭工业安全、生产、设计、环保、建设程 序等的法律、规章制度等，充分解放思想，认真分析矿井井田的地形条件、地 质条件、煤层条件、水文地质条件、开采技术条件和外部现状，充分利用当地 的现有资源，体现矿井设计的集中化、机械化和技术经济的合理原则，结合实 际情况，科学、合理地确定各个系统，因地制宜地积极采用先进的科学技术、 先进的工艺、先进的设备和行之有效的操作方法，提高矿井的抗灾能力、经济 效益、管理水平，在保证安全生产的前提下最大限度地降低矿井基建投资，把 城厢煤矿建设成系统简单、机械化程度高、安全保障能力强、高产高效的现代 化矿井。 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 2 1.21.2 编制设计的依据编制设计的依据 本设计主要依据：城厢井田矿井储量地质概况。同时依据了河南理工大 学安全学院安全工程毕业设计大纲 、 毕业设计指导丛书 、以及安全工程 专业的课本煤矿开采学 、 通风安全学 、 煤矿地质学等相关专业书。同 时也参考了 2006 年修订的煤矿安全规程和煤炭工业设计规范相关政 策法规，以及采矿工程的相关课本矿山机械 、 井巷工程以及矿井设计 指南 、 采矿工程设计手册 、 矿井开采设计等相关工具书籍等。 本次设计涉及到矿井的几大系统，包括提升系统，运输系统，通风系统， 排水系统等。在设计开始前，我仔细研究了该矿的资质资料，这是一个低瓦斯 矿井，煤层埋深较浅。大学生活的学习在毕业设计中拉下帷幕，然而，另一幅 人生的帷幕又即将拉开。这次毕业设计既是一段学习的起点，又是另一种新的 学习的开始。我要以次为契机，努力并且尽量精彩的规划并设计着我的人生。 由于时间紧迫，体系繁多，加之本人水平有限，设计中难免存在不足之处， 还敬请各位老师及同学批评指正。 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 3 2 2 井田概况及井田地质特征井田概况及井田地质特征 2.12.1 井田概况井田概况 .1 交通位置交通位置 永城矿区陈集井田位于河南省永城县境内，为陈集乡所辖。井田中心南距 永城县城 8km，地理坐标：东径 1162220，北纬 300035。 矿区北靠陇海铁路，东临京沪铁路。青（龙山）阜（阳）铁路从矿区东南 约 20km 处穿过，西有拟建中的京九铁路商阜段。永城县城距商丘车站 95km； 徐州车站 97km；宿州车站 74km，其间均有柏油路相连。区内主要村镇之间亦 有简易公路相通，交通运输堪称方便，见交通图 2-1。 图 2-1 矿区交通图 .2 自然地理概况自然地理概况 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 4 井田位于黄淮冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地 面标高 32.4936.50m，一般为 3235m 之间，相对高差 3m 左右。地表广为 巨厚的新生界松散冲积物所覆盖。 区内地表水系不甚发育，最大的河流沱河在井田南部 2km 处流过，井田内 用于灌溉的沟渠纵横交错，沱河属于淮河水系，发源于商丘市东北之响河，自 东南流入安徽省的新汴河，全长 120km，其流量受大气降水控制，年平均流量 12m3/s，有记载的最大流量 384m3/s（1963 年） 。 本区属于半湿润、半干旱的大陆性气候，冬春干旱，夏秋多雨，四季分明。 据永城气象站资料： 气温：1974-1984 年观测，月平均最高气温 26.89（7 月份） ，最低- 0.32，年平均 14.3。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 1022.5mm（1977 年） ，最小为 630.4mm，年平均 813.6mm，日最大降雨量 207 mm（1957 年 7 月 14 日） ，一次最大降雨量为 443.4mm， （1965 年 7 月 5 日18 日） 。 蒸发量：历年最大蒸发量 1985.7mm（1978 年） ，最小 1603.2mm（1975 年） ， 平均 1745.4mm。 相对湿度平均 6873.16。 冬春季多西北风，夏季多东北风，偶有东南风，最大风速 18.3m/s（1982 年 4 月 12 日） 。 每年 12 月至翌年 3 月为降雪和冰冻期，最大冻土深度 19cm。 据中国地震度表载，本区属六度地震区。河南省地震局受永城煤炭工 业联合公司委托，提出“永城县地震基本烈度鉴定意见书” （184 予震烈字第 002 号文） ，该文分析了地质构造及本区地震史之后，认为“本区不可能发生 六级左右地震，主要是受邻近区强震影响。其地震基本烈度六度是适宜的” 。 对提出“鉴于永城煤炭储量丰富，发展远景可观，据此，对特别重要的工程和 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 5 建筑物，可提高一度防设” 。 .3 矿井建设的外部条件矿井建设的外部条件 矿井工业场地至矿区集配站的铁路专用线里程 15.86km，将与矿井同步建 设。新老两条永砀公路，分别自工业广场两侧经过，将矿井工业场地与铁路干 线和土产材料产地连通，交通条件较好。 矿井永久电源，由永城 220kv 变电站供给。由地方集资兴建的永城 110kv 变电站，可作为本矿井建井期的施工电源。为了确保施工安全，另一电源可取 自新庄矿井。矿区热电站应尽快建设。 经初步勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论其水量和水质均可满足本矿 井永久水源的要求。 矿井北部的芒山，生产白灰、石子、料石等土产材料。由国家统一分配的 水泥、钢材、木料等亦可通过公路运至本矿。 矿井建设的外部条件比较落实，可靠。 2.22.2 井田地质特征井田地质特征 .1 地层地层 陈集煤田为华北型沉积，地层分区属华北区，鲁西分区，徐州分区的范畴。 本井田无基岩出露，全部被新生界冲积层覆盖，缺失上奥陶统至下石炭统，三 迭系至第三系古新统两段。钻探揭露的基岩地层上至石千峰组（平顶山砂岩） 。 下至中奥陶统马家沟灰岩，厚度约为 1100m。自下而上叙述如下： （1）中奥陶统马家沟组，由白云质灰岩，灰岩组成，井田揭露厚度 3045.20m。 （2）石炭系，假整合于中奥陶统之上。 中统本溪组，由铝质泥岩及山西式铁矿组成，厚度 222m。平均 8.78m； 上统太原组，由 911 层薄至中厚层状灰岩和泥岩、沙质泥岩及粉、细矿岩组 成，间夹不可采煤层 35 层，厚度 93164m，平均 133m。 （3）二迭系，揭露厚度 961.2m，下统齐全，上统k6标志层以上夺被剥 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 6 蚀。 山西组，厚度 89.94131.78m，平均 106.43m，由泥岩、砂岩及煤层组成。 二2煤炭赋存于中部，下以k3灰岩标志层顶界与石炭系分界，上以 k4鲕状铝 质泥岩底界与下石盒子组分界。 下石盒子组，厚度 48.63112.27m，平均 74.92m，由泥岩、砂质泥岩、 砂岩及三煤组成，以k5砂岩标志层底界与上上石盒子分界。 上石盒子组，钻孔穿见厚度 728.98m，共分四段，每段底部都以一层稳定 的砂岩标志层相分界，其岩性组成也是以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩为主， 不含具有工业价值煤层。 （4）新生界 井田内覆盖层中，仅有第三系和第四系。厚度 300430m，平均 348.73m，由粘土、亚粘土、亚沙土及中、细、粉砂交互成层.上第三系为河湖 相沉积，直接覆盖于古生界之上。 详见井田地层划分表 2-2。 .2 地质构造地质构造 新华夏体系及东西向构造构成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部 的孔庄芒山背斜组成。 陈集井田位于永城隐伏背斜之西翼，总体走向 NNW，倾向 SWW。而井田内 部走向变化较大，几经折转，大体呈一“弓”字形。由于受多期构造运动的影 响，褶曲，断裂及岩浆岩均较发育。地层倾角在露头处局部较大，0203 线 及 65 线以北多在 2030，中部 810，向深部逐渐变小，一般为 48，局部 810。 （1）褶曲 井田内褶曲比较发育，65 线以北尤甚。分为近南北向及近东西向两组； 近南北向褶曲有陈四楼向斜、小赵营背斜、高六湾向斜、李古同背斜及周庄向 斜等。其中陈四楼向斜位于井田的南端，后四个褶曲位于井田北端，为一连续 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 7 而有规律的褶曲构造。 近东南向的自南向北有八里庙向斜、胡庄背斜、小陈庄向斜及汉陈向斜等。 其中汉陈向斜南北两翼分别受 P13及 P18断层所切割，视其全貌为一地堑式向 斜构造。 表 2-2 地层划分表 界系统组段符号标志层代号 最小、最大/平均 厚度（m） 第四系 + 新 生 界第三系 R2 300430/348.73 石千峰组一 P2sh1K9 残厚 51 四 P2S4K2172 三 P2s3K7200 二 P2s2K6233 上 二 叠 统 上 石 盒 子组一 P2s1K5 81.65150.68/124.08 下石盒子组 P1xK4 48.63112.27/74.92 二 叠 系 下二 叠统山西组 P1s 89.94131.78/106.43 上统太原组 C3tK3 K2 123.09201.86/151.54石炭系 中统本溪组 C2bK1 2.022.0/8.74 古 生 界 奥陶系中统马家沟组 O2m 揭穿 40 （2）断裂 井田内断裂构造均为正断层，据葛店煤矿井下及芒山地表所见，推定断层 面倾角均为 70，发现并已控制的断层 13 条，以 NNE 向断裂为主，近东西向 断裂也较发育，奇特的是井田深部出现了“环状断裂” 。 断层特征及控制情况，见表 23。 （3）岩浆活动 据测定，井田内岩浆岩活动大致有两个期次：基性岩偏老为华力西运动晚 期产物，酸性岩为燕山运动早晚期产物。基性岩主要为辉绿岩，一般在三煤 组中顺煤层侵入三4、三22、三5煤层中，呈岩脉或岩席产出，酸性岩主要为 闪长岩类及花岗岩类，呈岩墙及岩席产出，侵入二2煤层中。受岩浆岩侵入影 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 8 响地段，使煤层结构复杂，或变为天然焦，降低了煤层的经济价值。 表 23 断层特征及控制情况 断层产状顺 序 号 编号性质走向倾向 长度 km 落差 m 可靠程度备注 1F6 正 N37WNE4.0130 可靠 2F9 正环形内侧 2.6420 较可靠 3F2 正 N15EW6.320 较可靠 4F11 正 N70ESE5.185 可靠 5F10 正 N43ESE1.563 较可靠 6F26 正 N6EW1.640 较可靠 7F15 正 N12EW1.550 可靠 8F24 正 N14EW1.035 较可靠 9F25 正 N3EW0.737 可靠 10F13 正 N62WN4.590 可靠 11F23 正 N66WN1.650 可靠 12F18 正 N59WS6.6160 可靠 13F22 正 N50WSW1.7 170可靠 南部边界断层 环形断层 西部边界断层 北部边界断层 .3 煤层煤层 井田内含煤地层自下而上为石炭系上统太原组。二迭系下统山西组，下石 盒子组及二迭系上统上石盒子组。共含煤 1720 层，煤层总厚 13.85m。其中 有经济价值的为下而 2 迭统的山西组及下石盒子组。该两含煤地层总厚度平均 181m，煤层总厚 10.42m，含煤系数 58%，其中山西组的二2煤层为主要可采煤 层，下石盒子组中可采和大部可采的煤层有三1、三22、三4。其特征表见表 2-4。 二2煤层为一稳定较稳定，结构简单（偶含有泥岩夹矸一层）的中厚煤 层。除井田西部受岩浆岩侵入影响变质为天然焦或不可采外，全区稳定可采。 三1煤层层位稳定，平均厚度 1.30m，其可采范围集中在 08 线以南。04 线以南以单层结构为主，以北渐为双层结构，未受岩浆岩破坏。 三2 22 2煤层较稳定，平均厚度 1.5m，受岩浆岩破坏范围约占十分之一，从 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 9 南向北单层结构渐变为双层至三层结构。 三4 4煤层为一较稳定不稳定煤层。可采范围内平均厚度约为 1.6m。单层 与双层结构的穿见层次基本相等，受岩浆岩影响的范围占三分之一，煤层变质 为天然焦，而且结构变得复杂。 表 2-4 可采煤层特征一览表 .4 煤质煤质 二2煤层低灰份，特低硫、砱、高发热量；理论分选比重 1.7 时，可选性 为易选至极易选；化学活性好；抗碎强度及热稳定性中等，可作动力及民用煤， 亦可用于气化。 三煤组各煤层煤质的共同特点是，中至富灰分（三1煤为富灰），特低硫、 砱、高熔点、中止高发热量；理论分选比重为 1.7 时，选性中等；化学活性一 般不佳；热稳定性差中等；强结渣，不易磨。可作动力、发电及民用煤。 可采煤层厚度 （m） 围岩性质煤层 名称 最小最大平均 煤层 平均间距 （m）顶板底板 煤层结 构 煤层稳定 性 三5 0.81.300.965.32 泥岩 砂质泥岩 细砂岩 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 简单较稳定 三4 0.822.311.605.90 泥岩 砂质泥岩 细砂岩 泥岩 砂质泥岩 炭质泥岩 较简单较稳定 三22 0.812.661.507.85 泥岩 砂质泥岩 中-细粒砂 岩 泥岩 砂质泥岩 细-粉砂 岩 较简单较稳定 三1 0.852.031.305.03 泥岩 砂质泥岩 细粒砂岩 泥岩 炭质泥岩 砂质泥岩 较简单较稳定 二2 0.803.852.4581.03 泥岩 砂质泥岩 中-粗粒砂 岩 泥岩 砂质泥岩 细砂岩 简单 稳定-较稳 定 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 10 各煤层煤质主要特征见表 2-5。 表 2-5 各煤层煤质特征表 煤层名称 水分 M % 灰分 A % 挥发份 V % 含硫量 % 含磷量 % 发热量 Q J/g 二2 1.5413.7413.560.460.00447124 三 22 1.0925.760676059 三4 1.3022.2716.360.660.00546354 .5 水文地质水文地质 （1）含水层及隔水层特征 自上而下分为四个含水组： 新生界孔隙含水组：区内松散地层沉积为冲积及湖积，其厚度受古地 形影响而东薄西厚，南薄北厚。含水砂层一般为 112 层，平均总厚 86.34m。浅部以大气降水垂直渗入为主，中部及深部以水平侧向渗透为主。属 孔隙承压水。Q=0.0047.0L/sm，k=0.623m/d。含水沙层之间及其与基岩 之间厚度比较稳定的粘土层形成天然的隔水屏障，局部地段与基岩处有透镜状 砂层，所谓“天窗” ，对浅部开采会有一定影响。 二迭系砂岩裂隙，孔隙含水组：主要由上、下石盒子组及山西组砂岩 裂隙孔隙承压水组成。其补给方式以水平侧向渗透补给为主，渗透能力差，富 水性弱，径流滞缓，以静储量为主，易于疏干。 q=0.1213L/sm，k=0.5683.91m/d。 石炭系灰岩裂隙含水组：主要含水层为石灰岩，为砂岩。灰岩以 L2、L3、L4、L7、L8、L9、L10地层比较稳定，岩溶裂隙比较发育，但多被泥岩 或钙质泥岩填充。补给方式为远方侧向补给渗透。 q=0.0006852.068L/sm，k=0.004927.473m/d。 奥陶系岩溶裂隙含水组：区域范围内，在安徽省闸河煤田东西两侧出 露，本煤田仅在芒山有局部出露，岩溶发育，富水性强。补给方式以远方水平 渗透为主。Q=0.00068515.7L/sm，k=0.0027.473m/d。 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 11 （2）井田水文地质条件 井田水文地质条件类型为中等简单，其主要依据是： 直接充水含水层，三煤层和二煤层顶板砂岩含水性弱，单位涌水量一 般小于 0.01L/gm，本应为简单型，但 F18 以北存在太原组补给； 上复新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于 30m 的粘土层阻隔，正 常地段对煤系地层无充水作用； 下伏太原组灰岩含水层与二2煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层厚 度在 50m 以上，正常地段二2煤层的开采不存在底板突水的威胁； （3）矿井预计涌水量 井田南部和西部均以断层构成阻水边界，东部煤层露头与粘土隔水层相连， 只有北界 F11 断层使二2煤与对盘太原组灰岩相接，可视为弱补给边界。 矿井预计正常涌水量 894m3/h，最大涌水量 1627 m3/h。 .6 开采技术条件开采技术条件 （1）煤层顶底板 二2煤层顶板以砂岩为主，完整性和稳定性较好，顶板较易管理，底板一 般不会发生底鼓，三煤组各可采煤层由于间距较小，砂岩厚度薄且稳定性较差。 （2）瓦斯 井田内瓦斯含量普遍较低，一般小于 1cm3/g，由于构造和岩浆岩的热力 作用，仅个别点有富集现象（二2煤层 6707 孔 6.56 cm3/g，6919 孔 3.49 cm3/g） ；甲烷风化带分布很广很深，除个别富集点外，都属于甲烷风化带，直 至800m 以深。一般认为，瓦斯风化带界面处的相对瓦斯涌出量为 2m3/d 左 右。将矿井低定为低沼气矿井管理。 （3）煤尘无爆炸性到具微爆炸性。 （4）各煤层均无自然发火倾向。 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 12 3 3 井田储量、年产量及服务年限井田储量、年产量及服务年限 3.13.1 井田境界井田境界 .1 井田境界井田境界 “赵桥矿区总体设计”及井田精查地质勘探所确定的井田境界为： 东起二2煤层露头线，西至 F9断层；北起 F13断层， 南到 F6断层与城郊 井田为邻.井田南北走向长约 8.5km，东西宽平均 4.29 km，井田面积约 36.465km2。井田边界见下图。 分 块 五 分 块 四 分 块 三 分 块 二 分 块 一 图 3-1 井田的形状和计算储量分块图 表 3-1 拐点坐标 拐点 xy A376646039445360 B376506039443920 C376237039445640 D375904039445030 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 13 续表 3-1 E375881039443730 F376287039440720 G376449039440720 H376494039439500 K376494039439500 3.23.2 井田储量井田储量 计算储量时把井田划分为三块，计算出各块的倾角，根据各块的面积和比 重计算矿井的贮量。划分情况见储量分块图层，计算步骤如下： .1 矿井工业储量矿井工业储量 分块一：煤层倾角见表 3-2，钻孔煤厚见表 3-3。 表 3-2 煤层倾角表 垂线 1234567 倾角 99591279 平均倾角 =8.6； 分块一的面积 S1=4096223.55m2； 保护煤柱面积 S2=427759.31m2； 表 3-3 钻孔煤厚度表 钻孔煤层厚度（m） 09120.9 08051.22 65022.7 07091.8 64082.3 煤层平均厚度 d=1.78m； 煤的比重取 q=1.5t/ m3； A+B+C 级为 S11.781.5COS=1106.13 万 t； A+B 级储量为（S1-S2）2.571.4COS=924.58 万 t。 分块二：煤层倾角见表 3-4，钻孔煤厚见表 3-5。 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 14 3-4 煤层倾角表 垂线 891011 倾角 15.311.510.619.4 平均倾角=14.2； 分块二的面积 S1=7812414.75m2； 保护煤柱面积 S2=390620.74m2； 表 3-5 钻孔煤厚度表 钻孔煤层厚度（m） 10043.07 67082.15 09063.08 67062.65 76162.49 09112.34 66043.00 65052.83 07070.65 07063.20 06090.43 05191.25 63091.75 煤层平均厚度 d=2.3m； 煤的比重取 q=1.5t/ m3； A+B+C 级储量为 S12.31.5COS=2780.23 万 t； A+B 级储量为（S1-S2）2.31.5COS=2641.22 万 t。 分块三 煤层倾角见表 3-6，钻孔煤厚见表 3-7。 表 3-6 煤层倾角表 垂线 1213141516 倾角 9981615 平均倾角=11.4； 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 15 分块三的面积 S1=5860510.52m2； 防水煤柱、断层煤柱的面积为 S2=293025.53m2； 表 37 钻孔煤厚度表 钻孔煤层厚度（m） 67033.10 76023.06 09053.60 09093.25 09102.42 09042.83 09032.90 66033.03 66023.08 66072.82 08112.74 08022.62 08122.66 65042.39 65032.68 07032.80 07052.80 07182.42 07192.75 64052.87 煤层平均厚度 d=2.8m； 煤的比重取 q=1.5t/m3； A+B+C 级为 S12.81.5COS=2510.95 万 t； A+B 级储量为（S1-S2）2.81.5COS=2385.4 万 t。 分块四 煤层倾角见表 3-8，钻孔煤厚见表 3-9。 表 3-8 煤层倾角表 垂线 1718192021 倾角 91110196 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 16 平均倾角=11； 分块四的面积 S1= 7552508.29m2； 防水煤柱、断层煤柱和天然焦的面积为 S2=377625.41m2； 表 39 钻孔煤厚度表 钻孔煤层厚度（m） 05102.52 05172.65 05052.10 62071.82 62102.88 04113.50 04202.37 04102.30 04082.10 04022.60 61062.75 03212.54 03122.45 03063.00 60123.45 60042.84 02102.13 02022.62 00062.90 煤层平均厚度 d=2.6m； 煤的比重取 q=1.5t/m3； A+B+C 级为 S12.61.5COS=3000.61 万 t； A+B 级储量为（S1-S2）2.81.5COS=2850.85 万 t。 分块五 煤层倾角见表 3-10，钻孔煤厚见表 3-11。 表 3-10 煤层倾角表 垂线 2223242526 倾角 1312211416 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 17 平均倾角=15.2； 分块三的面积 S1= 10778021.82m2； 防水煤柱、断层煤柱和天然焦的面积为 S2=538901.09m2； 表 311 钻孔煤厚度表 钻孔煤层厚度（m） 64022.43 64032.33 06021.85 06012.07 06072.85 06063.2 06032.70 63051.85 63022.44 63013.13 63072.86 05040.84 05032.35 05022.30 05012.70 04272.48 04262.60 04292.70 04222.20 04042.64 煤层平均厚度 d=2.5m； 煤的比重取 q=1.5t/m3； A+B+C 级为 S12.51.5COS=4188.28 万 t； A+B 级储量为（S1-S2）2.51.5COS=3978.86 万 t。 因此，整个井田的储量如下： 全井田 A+B+C 级 13586.2 万 t A+B 级 12780.91 万 t 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 18 .2 矿井设计储量矿井设计储量 本井田只有 F13、F39、F30、F29、Fd1五个断层需要留设断层防水煤柱，其 它全部为小断层不需要留设防水断层，因以 F13、F29位井田边界，井田边界煤 柱和这两断层防水煤柱合二为一，井田内，大小村庄密布，且潜水位较高，为 充分开发煤炭资源，本设计不留村庄煤柱，采用长壁冒落法迁村采煤。另外， 本井田需要设置冲积层防水煤柱。 正断层上盘，按斯列萨廖夫公式计算的安全隔水层厚度作为开采点与防水 层之间的最小距离，正断层的下盘考虑到断层的摆动及破碎带的宽度，其煤柱 宽度以 30m 计，井田境界煤柱宽度取 40m。 冲积层防水煤柱的留设，是根据其基岩性，基岩面上隔水层的厚度分别采 用设计规范2-75 条给出公式，计算防水煤岩柱的留设高度，计算结果与 相邻矿井刘桥矿井生产实践经验公式计算结果基本相符。 需要留设的断层防水煤柱和冲积层防水煤柱的总面积为 2.79km2。 井田平均煤厚 2.41m.煤层平均倾角 12.08。 根据公式（3-1）可得出断层防水煤柱和冲积层防水煤柱的总量为： 1031.42 万 t。 则矿井设计储量为：13586.21031.42=12554.8 万 t。 .3 矿井设计可采储量矿井设计可采储量 矿井设计可采储量=（矿井设计储量工业场地煤柱井下护巷煤柱不 可利用煤柱）采区回采率； 工业场地煤柱的面积为：1.8km2；井下护巷煤柱面积为：0.43km2； 根据公式（3-1）工业场地煤柱的总量为：658.7 万 t， 井下护巷煤柱的 总量为：157.4 万 t ； 则：矿井设计可采储量=（12554.8-658.7-157.4）80=9390.96 万 t。 3.33.3 矿井年产量及服务年限矿井年产量及服务年限 年工作日为 330 天，每天三班作业，其中两班生产，一班检修。每天 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 19 净提升时间为 14 小时。 表 3-22 井田储量表 矿井设计储量（万 t）矿井可采储量（万 t） 永久煤柱损失设计煤柱损失 可采储 量 开采 水平 工业储量 （A+B+C ） （万 t） 断 层 煤 柱 境 界 煤 柱 构 筑 物 煤 柱 其 它 煤 柱 设计储量工业 场地 煤柱 井下 巷道 煤柱 其它煤 柱 - 450m 水平 13586.2 1031.4 2 000 12780.9 1 658. 7 157. 4 1031.4 2 10933.3 9 矿井设计服务年限： （3-2） KA Z T k 式中： T矿井设计服务年限，a； 矿井可采储量，万 t； K Z 矿井设计年产量，万 t/a； 储量备用系数，这里取 1.4。 则服务年限=52.0640a，符合建中型矿井的要求， KA Z T k 4 . 1150 39.10933 即此矿井设计年生产能力为 150 万，服务年限为 52.06。 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 20 4 4 井田开拓井田开拓 4.14.1 概述概述 .1 影响井田开拓方式的主要因素：影响井田开拓方式的主要因素： （1）新生界地层厚度 300430m，平均厚 348.73m，其厚度受古地形影响 而东薄西厚，南薄北厚。 （2）井田内水文地质条件属于中等到简单类型。二2煤层下距 L8灰岩平 均 78m，在正常地段不存在底板突水的威胁。 （3）低沼气矿井；煤层不自燃；煤尘无爆炸至弱爆炸性，开采技术条件 较简单。 （4）井田内煤层倾角平缓，一般多在 15以内，水文地质条件中等到简 单，具备上下山开采的条件。 （5）井田内水文地质条件属中等到简单类型。二2煤层下距 L8灰岩 78m，在正常地段不存在底板突水的威胁。 （6）地面村庄比较稠密。 （7）三煤组与二煤组之间采用“上行”开采顺序。 4.24.2 井田开拓井田开拓 综合考虑影响井田开拓的因素，主要矛盾是井田内划分，开采水平的数目 和设置，运输大巷的设置、井口及工业场地位置的选择。 先行确定的有：井筒形式、数目、位置，井底车场等。 本井田表土层很厚，需使用特殊施工法，宜采用立井，开凿一个主井、一 个副井、一个风井。 .1 技术可行方案技术可行方案 综合分析影响本矿井开拓的主要因素，提出了以下三个方案： 方案一：采用立井单水平上、下山开拓方式，水平大巷设置在-560m 处。 方案二：采用立井单水平上、下山暗斜井延伸开拓方式，水平大巷设置在- 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 21 560m 处。 方案三：采用立井两水平上山及上下山，立井延深开拓方式，共设置两个水平， 第一水平设置在-450m 处，采用上下山开拓，第二水平设置在-750m 处，采 用上山开拓。开拓图如图 3-1。 （a） （b） （c） 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 22 图 3-1 技术上可行的三种开拓方案 （a）方案一（立井单水平上下山） （b）方案二（立井单水平上下山暗斜井延伸） （c）方案三（立井两水平上山及上下山，立井延深） .2 技术比较技术比较 方案二和方案三的区别仅在于第二水平使用暗斜井开拓还是直接延伸立 井.两方案的生产系统简单可靠.两方案对比，方案三需要多开立井井筒 （2300m） ，阶段石门（1304m）和立井井底车场；并相应的增加了井筒和石 门的运输、提升、排水费用。而方案二则多开暗斜井井筒（倾角 8， 21364m）和暗斜井的上、下部车场；并相应的增加了斜井的提升和排水费用。 粗略估算（如表 3-1）表明：方案三的费用低于方案二，同时考虑到立井的提 升工作的环节少，人员上下较方便，在方案二中未计入暗斜井上、下部车场的 石门运输费用，以及方案三在通风方面优于方案二，所以决定选用方案三。 .3 经济比较经济比较 第一、第三方案有差别的建井工程量、生产经营工程量、基建费、生产经 营费和经济比较结果，分别汇总于 4-14-6。 表 4-1 方案粗略估算费用表 方案 项目 方案三方案二 立井开凿 石门开凿 井底车场 23002000010-4=900 1304536010-4=698.94 1000603010-4=603 主暗斜井开凿 副暗斜井开凿 上、下斜井车 场 1364703510- 4=959.574 1364770510- 4=1050.962 （300+500） 6000.310- 4=480.024 基建费 /万元 小计 2201.94 小计 2490.56 河南理工大学本科毕业设