采矿工程毕业设计（论文）-顾桥矿井1.5Mta新井设计【全套图纸】.doc

第5页目 录1 井田概述及地质特征11.1井田概述11.1.1井田地理位置及范围11.1.2矿区气候与气象11.1.3地形与河流21.1.4地震21.1.5外部建设条件21.2井田地质特征31.2.1地层31.2.2构造31.2.3煤系及煤层41.2.4水文地质41.2.5其它开采技术条件51.3 煤层特征51.3.1煤层埋藏条件51.3.2可采煤层及其围岩特征61.3.3煤的特征72 井田境界与储量102.1井田境界102.1.1井田范围102.1.2 开采界限102.1.3井田尺寸102.2井田地质勘探102.3矿井地质储量102.3.1地质资源储量102.3.2工业资源/储量132. 4矿井可采储量132. 4.1安全煤柱留设原则132. 4.2矿井永久保护煤柱损失量143 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限173.1矿井工作制度173.2矿井设计生产能力及服务年限173.2.1矿井设计生产能力确定依据173.2.2矿井设计生产能力的确定173.2.3矿井服务年限183.2.4 井型校核184 井田开拓194.1矿井开拓的基本问题194.1.1井筒形式，数目，位置及坐标确定194.1.2阶段划分和开采水平设置214.1.3阶段和开采水平参数214.1.4工业广场位置、形状及面积确定224.1.5主要开拓巷道234.1.6开拓延伸方案234.1.7确定开拓方案234.2矿井基本巷道334.2.1井筒334.2.2井底车场及硐室374.2.3主要开拓巷道395 准备方式带区巷道布置445.1煤层地质特征445.1.1带区位置445.1.2带区煤层特征445.1.3主要可采煤层顶底板岩石力学特征445.1.4水文地质445.1.5地质构造445.1.6瓦斯455.1.7地温455.1.8地表情况455.2 带区巷道布置及生产系统455.2.1带区准备方式的确定455.2.2带区巷道布置465.2.3带区生产系统465.2.4带区内巷道掘进方法475.2.5带区生产能力及采出率475.3带区车场选型设计485.3.1带区车场的形式485.3.2带区车场的调车方式495.3.3带区主要硐室布置496 采煤方法506.1 采煤工艺方式506.1.1带区煤层特征及地质条件506.1.2确定采煤工艺方式506.1.3回采工作面参数516.1.4回采工作面采煤机、刮板输送机选型516.1.5采煤工作面支护方式536.1.6端头支护及超前支护方式566.1.7各工艺过程注意事项576.2回采巷道布置606.2.1回采巷道布置方式606.2.2回采巷道参数607 井下运输667.1概述667.1.1矿井设计生产能力及工作制度667.1.2煤层及煤质667.1.3运输距离和运输设计667.1.4矿井运输系统677.2带区运输设备选择687.2.1设备选型原则：687.2.2带区设备的选型687.2.3带区运输能力验算707.3大巷运输设备选择708 矿井提升728.1矿井提升概述728.2主井提升728.2.1箕斗728.2.2提升机728.2.3钢丝绳技术特征738.2.4提升能力验算738.3副井提升749 矿井通风及安全779.1矿井通风系统的选择779.1.1矿井通风系统的基本要求779.1.2矿井通风系统的确定779.1.3采区通风系统的确定799.2矿井风量计算799.2.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定799.2.2各用风地点的用风量和矿井总用风量839.2.3风量分配及风速验算869.2.4通风构筑物879.3矿井通风阻力计算879.3.1计算原则879.3.2矿井最大阻力路线889.3.3矿井通风阻力计算889.3.4矿井通风总阻力899.3.5矿井总风阻及总等积孔909.4选择矿井通风设备909.4.1选择主要通风机的基本原则909.4.2通风机风压的确定919.4.3 主要通风机的选择及风机性能曲线939.4.4电动机选型959.6安全灾害的预防措施959.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施959.6.2预防井下火灾的措施969.6.3防水措施9610 矿井基本技术经济指标97参考文献98专题部分99岩巷快速施工技术现状与支护趋势991绪论991.1问题的提出991.2岩巷掘进的发展现状991.2.1钻爆法施工掘进1001.2.2岩巷综合机械化掘进1012巷道的掘进技术1022.1巷道施工的基本工艺过程1022.1.1凿岩爆破1022.1.2装岩与运输1042.2水平巷道机械化配套1052.2.1岩巷施工机械化作业线1053快速掘进的影响因素及其解决技术措施1083.1快速掘进定义1083.2快速掘进的影响因素1083.2.1施工工艺1083.2.2掘进设备1093.2.3地质条件1103.2.4施工组织管理1103.3实现快速掘进的技术措施1113.3.1采掘平衡1113.3.2施工设备的研究与选择1123.3.3科学的施工组织管理1123.3.4完善的快速掘进配套设施1133.3.5不断改进的施.工方法及施工工艺1134支护趋势1134.1、锚喷支护1134.2、U型钢支架1144.3、砼大弧板支护1144.4、联合支护1145结论115翻译部分118英文原文118中文译文127致 谢134全套图纸，加153893706中国矿业大学2011届本科生毕业设计第11页1 井田概述及地质特征1.1井田概述1.1.1井田地理位置及范围顾桥井田位于安徽省风台县西北，距县城约20 km，归凤台县管辖。东西宽33.5 km，平均约3.4 km，南北长67.9 km，平均约7.5 km，面积约27.1 km2。地理座标为东经11626151163700，北纬324347325230。图1-1-1 交通位置图区内有凤台利辛公路通过，外围有凤台蒙城、凤台颍上阜阳、潘集谢桥等主要公路。淮南阜阳铁路经过井田南缘。西淝河流经本区南部入淮河，可通50 t级船只，交通方便。1.1.2矿区气候与气象本区属季风温暖带半湿润气候，季节性明显，夏季炎热，冬季寒冷。年平均气温15.1 ，极端最高气温41.2 （1966年8月8日），极端最低气温-22.8 （1969年1月31日）。年平均降雨量926.30 mm，最大1723.5 mm（1954年），最小471.9 mm（1966年），日最大降雨量320.44 mm ,小时最大降雨量75.3 mm。降雨多集中在6、7、8三个月，约占全年的40%。年平均蒸发量1610.14 mm，最大2008.1 mm（1958年），最小1261.2 mm（1980年）。蒸发量大于降雨量，潮湿系数近似0.5。春夏两季多东南风、东风，秋季多东南、东北风，冬季多东北、西北风。平均风速3.18 m/s，最大风速20 m/s。年初霜期在11月上旬，终霜期为次年4月中旬，无霜期191238 d。初雪一般在11月上旬，终霜在次年3月中旬，雪期72127 d，最长138 d，最短26 d，最长连续降雪6 d，日最大降雪量16 cm 。冻结及解冻无定期，一般夜冻日解。冻结深度412 cm，最大冻结深度30 cm。1.1.3地形与河流本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般为+21+24 m。总体地势为西北高、东南低。永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。1.1.4地震根据中国地震烈度区划图（1990）的使用规定，本井田地震基本烈度为6度。1.1.5外部建设条件1）交通运输条件优越顾桥井田位于安徽省淮南市凤台县城西北约20 km处，地理坐标为东经11626151163700，北纬324347325230。潘谢矿区铁路自东向西穿过本井田，交通方便（如图1-1所示）。井田南部有阜（阳）淮（南）铁路，潘谢矿区铁路从矿井井口附近通过，矿井煤炭产品可通过上述铁路西接京九线，东达京沪线，进而可运往全国各地，南部通有袁（集）李（凤郢子）矿区公路；井田中部有凤（台）利（辛）省道；东部边缘有凤（台）蒙（城）公路。矿井进场道路从凤（台）利（辛）公路延接入矿，只有687 m长的距离；另外，井田内的永幸河、西南外缘的西淝河均可通行民船，继而与淮河相接，形成水上运输通道。因此，顾桥矿井对外交通十分方便。2）供电电源可靠经计算，顾桥矿井及同建的选煤厂的最大用电负荷为100000 kW，其中矿井10000 kW。矿井地面设110 kV变电所1座；其2回供电电源接自芦集220 kV区域变电所。经淮南矿业（集团）公司与淮南供电部门协商，供电部门业已同意由芦集220 kV变电所分配给本矿井2个110 kV出线间隔，并签订了供电协议。另外，供电部门计划在顾桥镇附近建设1座220 kV区域变电所。若建设时间允许，顾桥矿井2回110 kV线路也可考虑接自该变电所，因此矿井供电电源可靠。3）供水水源丰富可靠本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般为+21+24 m。总体地势为西北高、东南低。永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。矿井及选煤厂最高日用水量为11939.5 m3，其中水眼井需日供水量2941.5 m3。本井田地下水资源十分丰富。新生界第二含水组水质均符合饮用水标准，含水组沙层较厚，水量丰富，水质优良，可作为矿井饮用水等生活用水水源；另外，矿井井下排水量较大，正常涌水量为850 m3/h，经深度净化处理后也可满足矿井生产用水的要求，因此矿井供水水源丰富可靠。1.2井田地质特征1.2.1地层顾桥井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系和新生界。地质综合柱状图如附图1-2所示。图1-2-1 顾桥煤矿地层综合柱状图1.2.2构造本井田位于淮南复向斜中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带。煤系地层总体形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为59的反“S”型单斜构造。其中发育有一系列宽缓褶曲和断层。根据褶曲和断层发育特点，可将本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中部简单单斜区、中南部“X”型共轭剪切区和南部单斜构造区四部分。经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探，全井田共查出小陈庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲4个。发现断层167条，其中正断层137条，逆断层30条，大致可分为近东西向、北西向和北东向三个断层组。为设计方便，将多数断层除去，只留有2条主要特征断层，其特征见表1-2-1：表1-2-1 断层特征表断层名称性质走向倾向倾角/落差/m延展长度/km控制程度FD108正近WE近NS650-302.5查明F114正近WN-ES近WS-EN70-7540-803查明1.2.3煤系及煤层本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内二叠系含煤层段总厚734 m，含煤33层，煤层总厚度为30.08 m，含煤系数为4.10%，自下而上依次分为7个含煤段。在中、下部厚约490 m的一五含煤段中，集中分布9层可采煤层，平均总厚10.11 m。其中13-1、11-2煤层为主要可采煤层，平均总厚8.44 m；17-2、13-1下、7-2和4-1为局部可采煤层，平均总厚2.97 m。1.2.4水文地质本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的矿床，其富水性属简单中等，与地表水体无水力联系。（1）主要充水因素本井田基岩被厚度介于224.10576.00 m之间的西北厚、东南薄的新生界松散层所覆盖。按松散沉积物组合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分为4个含水组、4个隔水组和1个碎石层。其中第三隔水组除在局部古地形隆起处变薄或缺失外，绝大部分分布稳定，厚度一般为3055 m，系其上、下含水层间的良好隔水层。第四含水组在七线以北与基岩直接接触，厚度多为3080 m，系基岩含水组的主要补给水源。底部的碎石层若与含水层接触时，有可能起到一定的导水作用。二叠系砂岩以中、细粒为主，局部裂隙发育，一般为钙质充填，富水性弱，以储存量为主，且因间夹泥岩和煤层，含水组之间在自然状态下无密切的水力联系。但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏时，上、下含水层之间有可能互相沟通，从而导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。石炭系太灰岩溶裂隙含水组主要由自上而下编号的13层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成。其中第1、3、4、5和12层灰岩分布稳定,并以第3、4和12层灰岩厚度较大。该含水组上距1煤层较近，一般为1620 m，且灰岩水压较高，如果直接开采1煤层，必将因太灰的水压超过1煤层底板隔水层抗压强度而引发突水事故。潘谢矿区资料表明：奥陶系灰岩中下部岩溶裂隙比较发育，虽分布不均，但富水性弱中等，系太灰的主要补给水源。本井田断层带多为泥岩和粉、细砂岩碎块充填，并呈胶结状，正常情况下可起到相对隔水作用。但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层带又未被泥质和岩屑所充填，或受到采动影响，导致断层活化，破坏了地下水的水力均衡，断层带则很可能成为地下水突溃的主要途径。综上所述，本井田新生界第四含水层孔隙水、二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水对井下开采均有较大影响。但是，只要在可采煤层浅部留设适当的防水煤柱，四含水一般不致于溃入矿坑而对煤层开采构成大的威胁。这样，二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为本矿井开采的主要充水因素。（2）矿井涌水量预计本次设计的矿井涌水量预计范围为一水平的首采区。预计方法为顾桥井田电子版精查地质报告汇编中采用的水文地质比拟法。经与新庄孜矿井实测涌水量比拟表明：开采4-117-2煤层时矿井正常涌水量为194 m3/h，最大涌水量为230 m3/h。另外，开采1煤层时，经实施疏水降压等措施后，太灰的涌水量为205 m3/h。考虑到井下洒水、井筒淋水和防火灌浆用水等因素的影响，矿井开采4-117-2煤层时的正常涌水量按420 m3/h计取。矿井开采范围发展到-900m时，正常涌水量尚需增加190 m3/h，最大涌水量增加210m3/h。1.2.5其它开采技术条件（1）主要可采煤层顶底板岩石力学特征本井田主要可采煤层顶板主要由泥岩、砂质泥岩和少量砂岩组成；底板均为泥岩和砂质泥岩。顶、底板泥岩、砂质泥岩的抗压强度较低，平均介于342513 kg/cm2，砂岩的抗压强度较高，平均介于5711224 kg/cm2。但总体来看，本井田主要可采煤层顶、底板岩石工程地质条件比较差，巷道支护和顶板管理比较困难。（2）瓦斯本井田共采集13-1、11-2、8、7-2、6-2和1煤层瓦斯样125个。根据本井田主要煤层瓦斯测试成果与潘谢矿区生产矿井瓦斯资料综合分析，工作面相对瓦斯涌出量平均为13.215m3/t，工作面瓦斯绝对涌出量最大为46.06m3/min，本矿井应属高瓦斯矿井。随着矿井开采深度的增加，局部可能出现煤与瓦斯突出现象。（3）煤尘与自燃本井田可采煤层除6-2和1煤层不自燃很易自燃以外，其余均为很易自燃煤层。主要可采煤层的煤尘均具有强爆炸性。（4）地温根据淮南矿区九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地的恒温带深度为自地表向下30 m，恒温带温度为16.8 。已有测温资料表明：本井田属于以地温异常区为主的高温区，平均地温梯度为3.08 /100 m。从纵向上看，垂深500 m处平均地温在31 以上，已达一级高温区；垂深700 m处平均地温在37 左右，已进入二级高温区；垂深在800 m处平均地温高达40 以上。预计-780m水平地温可达37.7 43.7 ，平均40.1 。从横向上看，地温等值线的走向具有与煤层底板等高线走向基本一致的变化趋势。鉴于本井田地温较高，有关部门应引起高度重视，并采取积极的降温措施，以防各类热害发生。1.3 煤层特征1.3.1煤层埋藏条件该井田表土层厚，煤层埋藏深，倾角59，平均6，属近水平煤层，走向大致沿南北方位，倾向东西方位。顾桥精查钻孔在基岩界面下至少取芯30 m或20 m，根据岩芯观察，岩石风化带一般不超过30 m。在基岩界面垂深30m以内取煤样11个，其中10 m内1个，1020 m3个，2030 m 7个。煤芯鉴定和煤质化验均表明，煤层的水份、灰份和发热量随取芯深度远离界面而逐渐趋于正常。距界面2030 m的7个化验资料中，六7孔6-2煤层，距基岩界面25.24 m，具风化现象，此处风化较深，与砂岩顶板有关，其余6个样均无明显风氧化现象。四9孔超过30 m，煤岩芯鉴定和化验指标均无风氧化现象。因此，再结合邻区地质报告确定的风氧化带深度，将本区风氧化带深度确定为距基岩界面垂深30 m。表1-3-1 风氧化带情况表 孔号煤名底板深度新地层深 度距基岩界面深Wf(%)Ag(%)Vf(%)QfDT大卡/公斤471492.85484.358.05-六113-1497.71487.909.813.2339.77-十二北411-2449.56433.0016.569.5327.6337.344728六76-2487.94462.7025.243.7127.1534.77-四911-2519.75488.1031.651.4321.2436.8463041.3.2可采煤层及其围岩特征1）本井田煤层稳定性如下：稳定煤层3层：13-1、11-2、4-1煤，煤层平均总厚9.31 m。较稳定煤层4层： 8、5-1、4-2、3煤，煤层平均总厚10.08 m。不稳定煤层2层：7-2、1煤，平均煤厚1.83 m。2）主要可采煤层特征见表1-3-1：（1）1煤厚度为02.01 m，平均煤厚0.85 m，厚度一般在11.5 m，煤层结构简单，井田中部局部可采。（2）3煤厚0.436.43 m，平均煤厚3.22 m，厚度由西向东变薄，煤层结构简单，局部与1煤合并，煤质变化小，属较稳定煤层。顶板砂岩含泥质包体,易于对比,底板多为泥岩或砂质泥岩。是本区主要可采煤层。（3）4-1煤厚度为0.334.48 m，平均煤厚3.26 m，厚度一般在34 m，厚度变化很小，仅个别点不可采，为构造原因变薄，全区基本可采。（4）4-2煤厚度为0.374.13 m，平均煤厚1.70 m，全区基本可采，煤层厚度变化不大，仅个别点不可采。（5）5-1煤厚度为0.545.21 m，平均煤厚2.93 m，全区可采。（6）7-2煤厚度为02.87 m，平均煤厚0.98 m，煤层结构简单。二十五线以西大部分尖灭，以东形成局部可采，煤质变化小，属不稳定煤层。（7）8煤厚度为0.253.94 m，平均煤厚2.23 m，厚度由东向西变薄，全区基本可采。（8）11-2煤厚度1.894.05 m，平均煤厚3.21 m。一般厚2.53.6 m，全区可采，煤层厚度变化小，变化规律明显（厚度突变点均为构造煤），煤层结构较简单，局部有12层夹矸，井田东部局部煤层被岩浆岩侵蚀，煤质变化很小，变异系数24.68%，属稳定煤层，先期地段稳定程度较其它地段好。顶板砂质泥岩，富含植物化石，底板为泥岩或砂质泥岩，煤层上下各有12层薄煤，分别为11-1、11-3煤，均不可采。煤层下部30 m处有一层花斑状砂质泥岩，是对比11-2煤层依据之一，对比可靠。是本区主要可采煤层。下距8煤层平均82.98 m。为本设计的主采煤层。（9） 13-1煤煤层厚度为2.95.3 m，平均煤厚4.8 m，全区可采。1.3.3煤的特征1）化学性质（1）水份（Mad）各煤层原煤空气干燥基水份平均值为1.411.91%，1煤最小，17-2煤最大。（2）灰份产率（Ad）各煤层原煤干燥基灰分平均值为15.6929.46%，属中灰富灰煤。1煤灰份最低，以低灰为主，一般为1020%；6-2煤、8煤、11-2煤、13-1煤、17-2煤以中灰为主；13-1下煤、7-2煤、4-1煤为中富灰煤。精煤灰份平均为7.4211.33%，除17-2煤、13-1下煤高于10%外，其余均低于10%，以1煤最低。（3）挥发份产率（Vdaf）精煤干燥基挥发份产率在井田内的变化范围在33.1545.48%之间，各煤层平均值为35.7341.75%，在地层剖面上有从上向下变小趋势。（4）硫与磷含量全硫：各煤层原煤全硫平均含量为0.270.93%，属特低硫煤，以1煤、4-1煤含量最高，向上呈逐渐降低趋势。全硫中以可燃硫（硫化物硫和有机硫）为主，硫酸盐硫含量极少。例如751孔1煤全硫含量为1.72%，其中硫化物硫为0.84%，有机硫为0.85%，硫酸盐硫为0.03%。磷：各煤层原煤磷含量为0.00580.0355%，13-1煤、11-2煤和8煤属低磷煤，其余煤层均属特低磷煤。表1-3-2 可采煤层特征表煤层煤层厚度/m含夹矸层数煤层结构可采范围稳定性最小最大平均13-10.909.394.8012较简单全区可采稳定11-21.894.053.2112较简单全区可采稳定80.253.942.2312较简单全区基本可采较稳定7-202.870.98一般不含简单局部可采不稳定5-10.835.212.9312较简单全区可采较稳定4-20.374.131.70一般不含简单全区基本可采较稳定4-10.334.483.26一般不含简单全区可采稳定30.436.433.22一般不含简单全区可采较稳定102.010.85一般不含简单局部可采不稳定（5）煤灰溶点和灰成份本区各煤层灰熔点变化在1150 1500 之间，平均为1307 1500 ，属高熔至难熔煤。各煤层灰成份SiQ2含量平均值为46.2160.75%，Al2O3平均含量为25.6933.78%，二者合计平均含量为72.7191.42%，属难熔组份，其含量高，灰熔点也高。灰熔点随组份变化而变化，随易熔组份Fe2O3、CaO、MgO、或S含量的增加而降低。2）煤层的牌号及用途顾桥井田在九层可采煤层中，11-2煤、1煤层有气煤和1/3焦煤两种煤类。其中11-2煤层的1/3焦煤有储量26656.42万t，占本煤层总储量的61%，1煤层1/3焦煤储量16025.04万t，占总储量27%。全区1/3焦煤总储量为42681.46万t，占总储量16%，其它7层煤全部属于气煤。井田可采煤层属中灰富灰、特低硫、低磷特低磷、富油高油、高溶难溶煤灰的气煤和1/3焦煤。可作良好的配焦、化工和动力用煤。3）瓦斯该矿井是高瓦斯矿井，各煤层的瓦斯含量见表1-3-3。表1-3-3 各煤层不同水平瓦斯含量计算值一览表 单位：(m3/t) 水平 (m)煤层-600-780-850-950-100013-11.965.546.948.939.9211-22.706.107.429.3110.2683.639.3911.6314.8316.436-24.978.9910.5512.7813.8912.385.807.139.039.984）煤尘爆炸危险性主要煤层挥发份产率均大于33%，火焰长度一般大于100700 mm，平均可达280584 mm，岩粉量一般为4070%,平均4270%,煤尘爆炸指数一般为35.3141.85%,平均36.4140.87%。结合淮南矿区生产矿井煤层尘均有强爆炸性特征，本区主要煤层亦属于具有强爆炸煤层。5）煤的自燃倾向淮南各生产矿井开采煤层都有自燃发火危险，一般发火期为36个月，其中以8煤、11-2煤和13-1煤的自燃倾向较强，发火次数最多。 2 井田境界与储量2.1井田境界2.1.1井田范围顾桥井田北起七勘探线，南止F114断层，西自1煤层隐伏露头，东至F114断层和13-1煤层-900m底板等高线地面垂直投影线。2.1.2 开采界限本井田共含煤9层。其中主要可采煤层有13-1、11-2、8、6-2和1煤层计5层，次要可采煤层有17-2、13-1下、7-2和4-1煤层计4层。由于11-2#煤层厚度大，赋存条件较好，故本设计矿井仅考虑11-2#煤。2.1.3井田尺寸全井田南北走向长平均约7.52 km，东西倾斜宽平均3.549 km左右，面积约28 km2。2.2井田地质勘探本井田历经找煤、普查、详查、精查四个阶段，勘探面积约27 km2。根据煤、泥炭地质勘查规范本次估算资源储量钻探工程基本线距见表2-2-1。 表2-1- 1 资源储量钻探工程基本线距表煤层类型煤层各级储量钻探工程基本线距/m探明的控制的推断的稳定煤层1350010002000稳定煤层11500100020002.3矿井地质储量2.3.1地质资源储量1）地质资料依据（1）安徽省煤田地质局勘查研究院于1997年6月提交的安徽省淮南市顾桥井田勘探（精查）地质报告；（2）审查批准安徽省淮南煤田顾桥矿井供水水文地质详细勘探报告决议书安徽省矿产储量委员会皖储决字（1989）049号；（3）淮南矿务局顾桥矿井地震补充勘探报告批准书中国煤田地质总局煤地准字1996007号；（4）矿方提供的建井过程中揭露的地质资料。2）储量计算基础（1）本次储量计算是按照煤、泥炭地质勘查规范DZ/0215-2002要求的工业指标进行资源储量计算，炼焦用煤最低开采厚度为0.7 m，最高灰分不得超过40%，最高硫分不得超过3%；（2）储量计算厚度：夹矸厚度不大于0.05 m时，与煤分层计算，复杂结构煤层的夹矸总 50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；（3）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，本次储量计算只针对主采煤层，采用地质块段的算术平均法；（4）煤层容重:主采煤层11煤层平均容重为1.40 t/m3。3）储量计算本勘探区主采煤层为13-1和11-2煤层，采用地质块段法来划分储量块，根据等高线和钻孔的疏密程度将矿体划分为甲乙丙丁四个块段，井田块段划分如图2-3-1，用算术平均法求得各块段的储量，矿井地质资源储量即为各块段储量之和。煤层倾角一般在5 9之间，平均倾角为6，采用煤层垂直厚度及煤层水平投影面积估算储量，估算公式如下：Zi = 100 SiMiRi/cosi （2-3-1）式中：Zi各块段地质资源储量，万t； Si各块段的在煤层地板等高线的投影（水平）面积，km2；M 各块段11煤层和13煤层的平均厚度之和，m；Ri各块段内煤的容重，取平均值为1.40 t/m3；i各块段内煤的煤层平均倾角，。由上式可计算出各块段的地质储量见表2-3-2。 表2-3-2 各块段的地质资源储量序号平均倾角i /（）11层平均厚度Mi /m13层平均厚度Mi /m平均厚度之和Mi /m容重Ri /tm-3水平面积Si /km2真实面积/km2地质资源储量Zi /万t甲92.784.637.411.402.892.923209.20乙63.134.827.951.402.912.933260.05丙53.244.878.111.404.774.795431.42丁53.504.818.311.4017.5917.6620549.14所以矿井地质资源是各块段储量之和，即：Z = Z甲+ Z乙+ Z丙+ Z丁= 32449.81（万t）324.50（Mt）其中探明的60%、控制的30%、推断的10%，探明的包括111b和2M11，控制的包括122b和2M22，推断的为333，矿井各级储量分类见表2-3-3。表2-3-3 矿井地质资源储量分类表矿井地质资源储量 /Mt探明的控制的推断的60%30%10%80%20%80%20%100%111b2M11122b2M22333155.7638.9477.8819.4732.45中国矿业大学2011届本科生毕业设计第12页图2-3-1 矿井储量计算中国矿业大学2011届本科生毕业设计第81页2.3.2工业资源/储量矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般也就是列入平衡表内的储量。矿井工业储量：地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部，归类为矿井工业储量。 工业资源/储量333k次边际经济的资源量2S22边际经济的基础储量2M22经济的基础储量122b次边际经济的资源量2S11边际经济的基础储量2M11经济的基础储量111b推断的资源量333控制的资源量332探明的资源量331地质资源量储量的分配探明储量、控制储量、推断储量按6：3：1 分配，经济基础储量、边际经济基础储量按90%、10% 分配，次边际经济基础储量不计。计算公式如下：Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （2-3-2）式中：Zg 矿井工业资源/储量，Mt；111b 探明的资源量中的经济的基础储量，Mt；122b 控制的资源量中的经济的基础储量，Mt；2M11 探明的资源量中的边际经济的基础储量，Mt；2M22 控制的资源量中的边际经济的基础储量Mt；333 推断的资源量，Mt；k 可信度系数，本井田地质构造中等简单、煤层赋存稳定，因此k值取0.8。根据公式2-3-2及表2-3-3中的数据计算得矿井工业储量为318.01 Mt。此储量为11-2煤层和13-1煤层的地质资源储量，由于11-2下层煤厚度小且为局部可采煤层，因此本设计中把此储量作为矿井的工业/资源储量。2. 4矿井可采储量2. 4.1安全煤柱留设原则（1）工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；（2）各类保护煤柱按垂直剖面法确定，用表土层移动角、上山移动角、下山移动角、走向移动角确定工业场地、村庄煤柱；（3）维护带宽度20m，风井场地50 m，其他15 m；（4）断层煤柱宽度40 m，井田边界煤柱宽度50m；（5）根据毕业设计制图标准工业广场占地面积取300400 m。2. 4.2矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱根据实际情况，本井田留设的边界保护煤柱宽度为50m，F114断层作为本井田边界，不再重复留设保护煤柱。所以边界煤柱损失Zb为：（2-4-1）式中：Zb井田边界保护煤柱损失，万t。H井田边界煤柱宽度，50m；L井田边界长度， m；m煤层厚度，m；r煤层容重，1.4t/m3；带入数据得：Zb=(7895+3558+2402+2176+5838) 508.021.4=12.29(Mt) 2）断层保护煤柱本井田存在一条FD108断层，需在断层两侧各留设40m的保护煤柱，以确保安全开采。断层保护煤柱损失Zd为： （2-4-2）式中：Zd煤柱损失，t；L断层长度，m；m煤层厚度，m；煤层容重，t/m3。Zd=22398408.11.4=2.17（Mt）3）工业广场保护煤柱本矿井设计生产能力为1.5Mt/a，工业广场尺寸为300400 m，按照煤柱留设原则中松散层移动角和岩层移动角，采用垂直剖面法按下式计算：Z g= SMR10-6 （2-4-3）式中：Zg工业广场煤柱量，Mt；S工业广场煤柱真实面积，m2；M煤层平均厚度取，m；R煤层的容重，取平均值为1.40 t/m3。利用垂直剖面法得到工业广场保护煤柱的水平投影面积，有表土层移动角 = 45、上山移动角=70、下山移动角=66、走向移动角=67，工业广场保护煤柱示意图如图2-4-1。因此：S11=（1511+1641）1454/（2cos6）=2.30km2S11=（1568+1702）1510/（2cos6）=2.48km2Zg=2.301064.81.410-6+2.481063.21.410-6=26.3（Mt）4）风井井筒及大巷保护煤柱 主井、副井及中央风井井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内，无需留设保护煤柱。矿井主要大巷虽布置在煤层底板的岩层当中，但由于煤层埋藏较深，故暂留设50m保护煤柱。走向边界两风井也需要留设煤柱，具体如下：大巷保护煤柱：Zd=2（3279+3000）508.11.410-6=7.12（Mt）两风井保护煤柱：Zf =2（1181+1289）1215/（2cos6）8.11.410-6=34.23（Mt）5）经济不可采煤层11-2下煤层局部可采，属不稳定煤层，计算可采储量时将其扣除。综合以上内容，保护煤柱损失量见表2-4-1。表2-4-1 保护煤柱损失量序号煤 柱 类 型储量/ Mt1井田边界保护煤柱12.292断层保护煤柱2.173工业广场保护煤柱26.34井筒及大巷保护煤柱41.353）矿井设计资源储量根据采矿专业毕业设计文件规定，矿井设计资源储量可按下式计算：Zs = Z - P1 （2-4-4）式中：Z矿井设计资源储量，Mt；P1井田边界和断层保护煤柱，Mt。则有：Zs =318.01-12.29-2.17=303.55（Mt）4）矿井设计可采储量矿井设计可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：Zk=（Zs-P2）C （2-4-5）式中：Zk矿井设计可采储量，Mt；P2工业广场保护煤柱、井筒及大巷保护煤柱，Mt；C采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；本设计煤层属厚煤层，因此采区采出率取0.80。则有：Zk =（303.5 5-26.3-41.35）0.80=188.72(Mt）矿井储量汇总表见表2-4-2。表2-4-2 矿井储量汇总表煤层地质资源储量/Mt工业资源储量/Mt设计资源储量/Mt设计可采储量/Mt13-1和11-2324.50318.01303.55188.7211-2129.8127.2121.4275.49图2-4-1 工业广场保护煤柱图3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范2.2.3条规定，矿井设计年工作日为330d，每天净提升时间16 h。矿井工作制度采用“三八制”作业，二班生产、一班检修。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井设计生产能力确定依据煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定，矿区规模可依据以下条件确定：（1）资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井；（2）开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规模；（3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤中煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；（4）投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。顾桥井田储量丰富，煤层赋存较稳定，地质条件为中等简单，煤层为厚度变化不大的缓倾斜煤层，煤质为较好，交通运输便利，市场需求量大，宜建大型矿井。确定顾桥矿井设计生产能力为1.5 Mt/a。3.2.2矿井设计生产能力的确定本井田煤层倾角平均在6左右。其中主要以11-2煤层为主采煤层。可采范围内11-2煤层平均厚度3.2m左右。该矿井的两层可采煤层水文地质条件比较简单，煤层厚度变化不是特别大，故适合综合机械化开采，一次采全高。根据矿井实际的地层和煤层特征，本矿井主采11-2层煤，赋存稳定。矿井服务年限必须与井型相适应。根据本井田煤层赋存情况、井田水文地质情况及我国煤矿矿井井型分类。表3-2-1 井型分类序号井型矿井设计生产能力（万t/a）1大型矿井120、150、180、240、300、400、500及以上2中型矿井45、60、903小型矿井30推荐矿井设计生产能力为1.5 Mt /a。理由如下：（1）本井田的主采煤层都属于厚煤层，水文地质条件较好；（2）移交首采区的煤层条件适宜综合机械化开采，应充分发挥综采设备的潜力。因此矿井生产能力不宜过小；（3）在设备相同，工程量相仿的情况下，矿井生产能力越大，生产效率越高，矿井的综合经济小效益越好；（4）我国目前对煤炭的需求量急剧上升，本矿井煤炭除小部分本地消费外，大部分主要运往南方发达地区，以弥补煤炭需求缺口。3.2.3矿井服务年限根据煤炭工业设计规范矿井服务年限中规定：表3-2-2 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力/Mt/a矿井设计服务年限/a第一开采水平设计服务年限/a煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角456.0及以上7035-3.05.06030-1.22.4502520150.940201515矿井服务年限的计算公式： （3-2-1）式中: T矿井服务年限，a；Zk矿井可采储量，Mt；A设计生产能力, Mt；K矿井储量备用系数，取1.3；则，矿井服务年限为：T =188.72/(1.51.3) =96.8（a）由上式计算得出矿井服务年限的服务年限为96.8 a，煤炭工业矿井设计规范要求为50a，故矿井的服务年限满足要求。3.2.4 井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：（1）煤层开采能力井田内11-2煤为首采煤层，平均厚度3.2 m，为厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一到两个综采工作面保产。（2）辅助生产环节的能力校核矿井设计为大型矿井，主立井采用箕斗运煤，副立井采用罐笼辅助运输，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。副井运输采用罐笼提升、下放物料，能满足大型设备的下放与提升。大巷辅助运输采用皮带运输机运输，运输能力大，调度方便灵活。（3）矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足煤炭工业矿井设计规范要求。 4 井田开拓4.1矿井开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。1）井田开拓具体有下列几个问题需要确定：（1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地