采矿工程毕业设计（论文）-石台煤矿1.5Mta新井设计（全套图纸）.doc

中国矿业大学2013届本科生毕业设计（论文）一般部分第 71 页中国矿业大学2013届本科生毕业设计（论文）1 矿区概述及井田地之特征1.1 矿区概述闸河煤田位于安徽省北部，北起徐州市以南6公里，南至濉溪县城。南北长约45公里，东西宽约48公里，面积约250平方公里。全套图纸，加153893706 石台煤矿隶属安徽省淮北矿业集团有限公司，位于闸河煤田中部偏东，西南距安徽省淮北市约15 km，东北距江苏省徐州市约40km。石台矿区内有矿区专用铁路线，向南经符夹线至符离集站，可通往华东各工业城市。公路可直通徐州、宿州、阜阳等地区，在矿区北侧8公里可进入连霍高速公路，东临合徐高速公路，与全国构成交通网路，交通方便。交通位置如下图1.1：图1.1 矿区交通位置图石台矿井田南北长约3.3-7.5 km，东西宽约1.6-3.5 km。设计面积约为17 km2。其井田边界如下：南与张庄矿相邻。西接岱河矿。东以张庄向斜轴与永固井田相连。北至14线北侧煤层变薄区。石台煤矿位于（皖）淮北平原中部，属季风暖温带，半湿润气候。石台矿区范围内，夏季炎热多雨。冬季寒冷多风，春秋两季气候暖和，年平均温度14.5度，一年之中7、8月份天气最热，最高温度一般为35-40度。极端最高气温41.1度，出现在1972年6月11日。12月至次年2月天气最冷，最低温度一般为零下12至18度，极端最低气温零下23度，出现在1955年1月7日。土壤冻结一般出现在12月中旬至次年2月中旬，冻土深0.3 m。石台煤矿年平均降水量862.29 mm，降雨多集中在6至8月份的雨季。月最大降水量1500 mm。石台矿区春夏季以东南、东风为主，冬季多北风。年平均风速为3.1m/s，其中月平均最大风速为3.7 m/s。9月份平均风速最小，为2.4 m/ s。影响该井田的地表水系主要有东侧闸河、西侧龙河、闸河由北向南流经该井田，洪水位一般为+35.90m，历年（1982年7月22日）的最高洪水位为36.586 m，高出井口1.586 m。拦碱河位于闸河西侧，为静水河，水位变化不大。龙河自北向南流经该井田，洪水位一般为+31.36 m，历年（1982年7月22日）的最高洪水位为32.26 m，另在龙河东侧有人工河道和塌陷积水，河流及塌陷积水均受季节控制。1.2 井田地质特征1.2.1井田地形石台矿区地势平坦，由于山系影响，呈东北偏高、西南偏低的平原地形。矿区海拔标高：+32.0至+36.5 m。矿区范围内，因煤层地下开采，造成地表塌陷水，塌陷最深可达3.2m，一般2.3m。塌陷区范围约12万km2。井田的勘探程度：矿井投产前，井田内共施工钻孔135个，工程量43610 m，网度为6.8个/ km2，投产后共施工钻孔126个，工程量46835.95 m。见下表：表1-1 历年钻探施工情况表施工日期/年钻孔数/个工程量/个施工单位备注195819628726577.72325队61个有测井资料196519664817032.31皖煤三勘全部测井197719815713697.34局勘全部测井19823818084.66局勘全部测井19841994197315.13局勘全部测井1994178.09本矿全部测井1997117660.73局勘全部测井普查：石台煤矿井田原属于22井田的一部分，于1958至1962年由安徽省地质局325队进行普查找煤，共施工钻孔87个，工程量26577.72 m，并对其中61个钻孔进行了测井，并编制了22井田普查地质报告。精查：1965至1966年由原华东煤炭工业公司基本建设公司第三勘探队在闸河煤田后石台孜勘探区进行精查勘探，其中有48个钻孔17032.31 m的工程量落在现石台井田范围内，并对此48个钻孔全部进行了测井，1966年由第三勘探队提交了闸河煤田后石台孜勘探区精查地质勘探报告。井田煤系地层概述：石台井田位于闸河煤田的中部偏东，所处地质构造位置为华北淮地台鲁西隆起徐州褶断带的西侧，本区地层自上而下有第四系，二叠系，石炭系等。第四系厚32.0764.59 m，上部主要为松散砂和粘性土，下方全部为粘土和砂质粘土含煤地层下二叠统下石盒子组，厚度为180210 m，含7#、8#、9#煤层。下二叠统山西组，厚度为120145 m，含10号煤组，石炭系太原群厚度为125140m，其中夹多层薄煤，不具备开采价值。各煤层分布的地质综合柱状图如图1.2所示。1.2.2 井田地层特征由钻孔揭露本井田地层由老至新为石炭系、二叠系、第四系，其中石炭系、二叠系为本区主要含煤地层，以下分别进行叙述：中石炭统本溪组C2b假整合于中奥陶统老虎山组石灰岩之上，厚度为2238 m，一般为30 m。上部以浅灰灰白色隐晶质石灰岩为主、夹紫色泥岩；下部为灰白棕色，紫色铝质泥岩。底部铁质结核较多。上石炭统太原组C3t与本溪组整合接触，为一套海陆交互相沉积，厚度为120145 m ,平均厚137.5m。一般由十二层灰岩及薄层海相灰色细砂岩、粉砂岩组成，含不可采薄煤7层。顶部为一层厚812 m的黑色海相泥岩，泥岩中可见海百合及少量腕足类化石和黄铁矿结核。上部第一层灰岩为浅灰色结晶质，厚度稳定，一般2m左右，是本区主要标志层（K1）之一。石灰岩层厚度大于8m者有第3、4、12等层，其中第四层灰岩最厚（1525m），灰岩中含遂石的由第4、9、10、12等层。组内含薄煤7层，煤层总厚度为3.74 m。下二叠统山西组与下伏地层整合接触。为一套以砂岩、粉砂岩为主其中夹有泥岩、煤层的过渡相沉积，厚度约110182 m，一般为135 m ,含6、7两个煤组，煤层总厚0.79 m ,6煤层局部可采，7煤不可采。7煤组以下主要为灰色粉砂岩，76煤组间主要为灰白色细中粒砂岩及粉砂岩。顶部为细砂岩与灰色粉砂岩互层，水平层里发育，呈片状，系6煤层底部良好标志之一。6煤组以上为灰白色细中砂岩，夹粉砂岩，上部1015 m，多为灰绿色，紫红色泥岩、粉砂岩，无层理。图1.2 石台煤矿地层综合柱状图下二叠统下石盒子组（P2/1xs）与山西组整合接触，厚170230 m,一般195 m，大致可分为上下段。下段为主要含煤层，厚80110 m,一般90 m，底部为浅灰灰白色铝质泥岩，无层理，层位及厚度稳定，系良好标志层（k2）之一。中部以深灰色泥岩及含菱铁质细砂岩为主，含主采煤层3煤层和4煤层，煤层总厚9.5 m。上段厚80120 m,主要由灰、紫色泥岩、粉砂岩组成，局部为中细粒砂岩。底部常发育一厚度为815 m的灰白色中粒砂岩。上二叠统上石盒子组（P1/2ss）与下伏地层整合接触，总厚度大于663.5 m，为一陆相沉积。底部为一厚1263 m，一般40 m的灰白色中粗粒砂岩。硅钙质胶结，坚硬，为区内主要标志层（K3)之一。下段厚230280 m，以灰绿色碎屑为主，夹杂色泥岩，含薄煤23层，煤层总厚度0.65 m，仅1#煤层局部达可采厚度，无开采价值。上段厚度大于390.3 m，上部为灰白暗紫色粗巨粒砂岩，含砾石，成分复杂；下部以细碎屑岩为主，稍具鲕状结构，夹杂色斑块等。第四系（Q）与下伏地层不整合接触，厚2373 m，一般40 m，由北向南、由东向西渐厚。上部为棕红色、灰色粘土及砂质粘土；中部由粘土和粉砂组成，夹细、粉砂34层，厚48 m;下部为棕黄色、桔红色粘土夹砾石，厚637 m ,一般23 m，岩性均一，塑性较好，分布稳定，并含大量砾石和钙质、铁锰质结核。1.2.3 地质构造石台井田位于闸河复式向斜的中部，张庄向斜西翼，主体构造为张庄向斜。南部以褶曲为主，北部以断裂为主。区内岩浆侵蚀范围广泛。（1）褶曲张庄向斜：位于井田东部，轴向N326E，轴向SE倾斜，枢纽起伏，东陡西缓，东翼地层倾角4075，西翼地层倾角525，其核部地层为上石盒子组，北部因F3断层轴向呈弧形弯曲，为一不对称向斜盆地，此褶曲贯穿全井田。（2）断层井田仅有一条断层。断层是正断层，倾角为4060，落差为1537 m。（3）岩浆侵入活动和岩溶塌陷现象及其对煤层的影响井田内岩浆岩分布范围广泛，岩石种类以辉绿玢岩为主，次为花岗斑岩。各类岩石分布规律是：辉绿玢岩主要分布于井田东部及中部13线以东地区，花岗斑岩分布于井田13线以北，岩浆岩在煤层中呈床状、透镜状、串珠状、岩墙状及其它不规则分布，垂向上可有多层。井田内岩浆侵蚀面积达12.9平方km，由于岩浆的侵蚀作用，煤层部分或全部被吞蚀或蚀变为天然焦，未开采区14.3 km2，其中岩浆侵蚀面积11.3 km2，占79.0%，非岩浆侵蚀区3.0 km2，残余煤层不可采及煤层全被岩浆岩吞蚀的无煤区面积为6.3 km2，不可采区占未采区总面积的44%。岩浆侵入2#、3#、4#、6#煤层。2#、4#、6#煤层仅局部受岩浆侵蚀影响，且范围小；3#煤层受岩浆侵蚀影响严重，且面积广泛。岩浆侵入煤层时，靠其热力作用使煤层部分或全部变为天然焦或煤层全部被岩浆吞蚀，导致井田大面积无煤区的出现。同时岩浆侵蚀作用也使煤质发生很大变化，由岩浆体向四周各煤类一般呈环带状，即：随距岩浆岩的距离由小到大，煤种依次为天然焦、无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤。1.2.4 水文地质根据以往勘探阶段的简易水文观测，抽水实验成果及生产中实际水文地质资料的分析，将井田自上而下划分为6个含水组和2个隔水层。（1）主要含水层特征第四系全新统孔隙含水组以粉砂、细砂为主，砂层厚度48 m,中间被砂质粘土或粘土砂层分隔成34层，多呈透镜状分布，水力性质为承压水，砂层上部为粘土或砂质粘土覆盖，全层总厚2132 m,一般在27 m左右。地表以下56 m为潜水。砂层含水组钻孔单位涌水量为q=0.24 ml/s.m，渗透系数k=12 m/d，水质类型为HCO3-CL-Ca-Mg型。风氧化带含水组以风化砂岩裂隙为主，厚度15 m左右。该组富水性大小与基岩露头的岩性、裂隙发育程度有关。一水平生产时，浅部突水点水量较大，就是受到风氧化带水的影响。石盒子组上段裂隙含水组以中粗粒砂岩为主，顶部为一厚层粗砂岩（K3）,裂隙较发育，钻孔揭露时有漏水现象，漏失量13 t。石盒子组下段（3#煤）裂隙含水组以中、细砂岩为主，砂岩厚度1545 m，一般在25 m左右，从3#煤层顶板第一层砂岩到铝质泥岩间的砂岩所组成。3#煤层顶板砂岩分布不稳定，多数为粉砂岩、细砂岩互层。该含水组砂岩裂隙不发育，富水性较弱。钻孔单位涌水量q=0.0000850.0624 ml/s.m，渗透系数k=0.000470.202 m/d，水质类型属于CL-Na或CO-CL-Na型。山西组裂隙含水组（6#煤层含水组）以中、细粒砂岩为主，厚度1550 m，一般25 m左右，为6#煤层的直接顶板，裂隙不发育，富水性弱，钻孔单位涌水量q=0.077 ml/s.m，水质类型属于HCO-SO-Ca-Mg型水。该组水量较为丰富，水质量好，是工业广场和工人村饮用水的水源。（2）主要隔水层特征及隔水性能第四系更新统隔水层以粘土、砂质粘土及粘土、砂质粘土夹砾石或者钙质结核组成，厚度637 m，一般23 m，位于全新统含水砂层之下，覆盖于基岩之上。该层分布较为稳定，而且粘塑性好，同时又与砾石或钙质胶结紧密，是一个良好的隔水层，隔断了风氧化带含水组和全新统孔隙含水组之间的水力联系，山西组底部隔水层以黑色泥岩、粉砂岩及泥岩互层为主，厚度在25 m左右，岩性致密，隔水性能较强，分布较稳定，为太原组与山西组之间的良好的隔水层。（3）各含水组之间的水力联系从上述各含水组、隔水层的划分可见，水量较为丰富的含水组有三个：第四系全新统孔隙含水组、石盒子组中上段裂隙含水组和太原组裂隙岩溶含水组。第四系全新统孔隙含水组受大气降水和地表水的影响比较大，地表水和大气降水是该含水组的主要补给水源，但由于在全新统含水组与基岩之间有更新统隔水层，这样就隔断了全新统含水组与以下各含水组之间的水力联系，所以大气降水及地表水对煤系地层没有直接影响。石盒子组上段裂隙含水组的水量为静储量，没有外界补给水源，随着出水时间的增长，而被逐渐疏干。太原组灰岩岩溶含水组富水性很强，水压较大，但有太原组顶部黑色泥岩隔水层，隔断了灰岩水与上部各含水组之间的水力联系。灰岩水对3煤层开采是没有影响的，但在该矿后期开采6#煤层时，太灰水应该引起注意。二叠系各含水组间距较大，多在100 m以上，各组之间一般不发生水力联系。但在开采下部煤层时，冒落高度影响不到上部含水组。（4）矿井涌水量矿井生产初期涌水量相对较少，其中1976年最小，为90.8 t/h，1995年涌水量最大，为246.9 t/h。随开采范围和深度的增加，涌水量有增大的趋势。在生产初期（19761983），涌水量增大的比较明显，但在19841988年，涌水量反而减少，估计是砂岩水补给不足的缘故。（5）矿井水文地质类型从上述内容可知，该矿井主要充水岩层是受采掘破坏或影响的3#煤层顶底板砂岩裂隙含水组，含水组充水裂隙稍发育，补给条件一般。砂岩含水组的单位涌水量，年平均涌水量最大为246.9 t/h。采掘工程有时受水害影响，但不威胁矿井安全，防治水工作易于进行。根据煤炭部一九八四年五月颁发的煤矿水文地质类型分类依据，该矿井水文地质类型属于中等型。1.3 煤层特征1.3.1 地层的含煤特性概述井田内含煤地层为石炭二叠系，以二叠系下石盒子组为主，山西组次之，区内煤系地层总厚1131 m，含煤22层，其中以3#煤层和4#煤层主采，5#、6#煤层局部可采，煤层总厚12.4 m，含煤系数为0.84%。1.3.2 主要煤层特征（1）二叠系上石盒子组煤层1#煤层该煤层位于K3砂岩之下10.623.4 m，一般15 m左右，距3煤层之上190230 m，一般210 m左右，井田内共有86个钻孔穿过其层位。由于钻探多未取芯，仅利用测井成果，研究程度较差。井田内见煤点共12个，煤厚0.141.09 m，平均0.65 m，达可采者只有4个点平均煤厚0.97 m；变异系数为60%.1煤层为极不稳定的薄煤层，仅见零星可采点。（2）二叠系下石盒子组 2#煤层该煤层位于K2铝质泥岩之上3555 m，一般为45 m，下距3#煤层15 m左右，井田内共有195个钻孔穿过其层位，见煤点95个，占49%，煤厚0.131.07 m，平均煤厚0.55 m，可采点只有11个，占见煤点的12%，可采点平均煤厚0.96 m。2#煤层有13个分层，以22煤层较好，21、23煤层仅有零星见煤点，为极不稳定的不可采煤层。22煤层在井田内共有94个见煤点，煤厚0.020.99 m，平均0.52 m,可采点11个，平均煤厚0.87 m,主要分布于井田南部，即05线间，8线以北，煤层平均厚度为0.36 m,可采指数为0.05，变异系数为86%，为极不稳定零星可采之薄煤层。煤层局部受岩浆侵蚀影响变为天然焦。 3#煤层该煤层为井田内主要可采煤层，位于K2铝质泥岩之上2535 m，一般30 m左右，井田内共有196个钻孔穿过其层位，其中见煤点达192个（另4个钻孔因断层未见煤），见煤点占98%.煤层厚0.111.72 m，平均煤厚5.91 m，可采点184个，占见煤点的95%；可采点平均煤厚6.36 m，煤层结构简单复杂，含03层夹矸，厚0.051.30 m，平均1.15 m，大致以童台向斜为界，井田北部煤层结构简单，局部含一层夹矸；井田南部五采区及1采区南部和三采区南部有13层夹矸，夹矸厚0.11.3 m，平均1.36 m，岩性一般为泥岩和粉砂岩；井田深部煤层因岩浆侵蚀影响，不同程度的被吞蚀或被蚀变为天然焦，如1采区中下部、2采区、二采区及四采区的下部、五采区的最南部，尤其三水平。岩浆侵蚀区煤层厚度变化大，并有大面积无煤区，出现了大面积的天然焦。3#煤层平均煤厚7.3 m，可采系数0.86，可采范围内煤层变异系数为28.7%，为较稳定的中厚煤层，是本矿的主要可采煤层。 4#煤层该煤层位于3#煤层之下，主要分布于井田23线以南，其次是12线中部，井田内共有196个钻孔穿过其层位，其中见煤点仅33个，占16.8%，煤层厚0.154.27 m，平均煤厚0.74m，达可采者6个，占18%，除23线与0线间之东侧煤层较厚（0.935.36m）,其余仅个别点可采，且在23线以南，可采范围内煤层平均厚3.50m。 5#煤层该煤层位于K2煤层之上13 m左右，而在971孔等附近仅6 m左右，主要分布于井田东北部、西南部和东部。井田内穿过5煤层位的钻孔有196个，其中见煤点77个，占39%，煤层厚0.163.03 m，平均煤厚0.77 m，达可采者29个，占37.7%，可采范围内煤层平均厚1.33 m，可采范围主要分布于13线以东、35线西部、610线东部、1213-14线中部，煤层结构简单，由于古河流冲刷，使5#煤层变薄或尖灭。5#煤层平均厚为0.32 m，可采指数为0.16，变异系数为83.7%，属极不稳定局部可采薄煤层。（3）二叠系山西组煤层本煤层含6、7两个煤组，其中6煤组为局部可采煤层。而6煤组又分为三个分层，即6上、61、62煤层，61、62两个分层相对稳定，局部可采；6上煤层极不稳定，不可采，仅有11个孔见煤，厚0.10.58 m，平均0.37 m，井田内平均0.06 m。现将61、62及7煤层分述如下： 61煤层61煤层位于山西组中部，K1灰岩之上5565m，一般60 m，主要分布于井田的西南部，其次是井田北部，井田内有112个钻孔穿过其层位，见煤点仅62个，占55%，煤层厚0.102.08 m，平均煤厚0.66 m，达可采者20个，占32%，可采范围内煤层平均厚1.10 m，可采范围主要分布于05线间，其次是9线及12线处。煤层结构简单，由于古河流冲刷，使煤层变薄或尖灭。61煤层平均厚为0.41 m，可采指数为0.19，变异系数为89.6%，属极不稳定局部可采薄煤层。 62煤层煤层位于K1灰岩之上4555 m，一般50 m左右 ，主要分布于714线间，井田南部仅零星分布，井田内有112个钻孔穿过其层位，见煤点仅35个，占31%，煤层厚0.151.28 m，平均煤厚0.57 m，达可采者10个，占29%，可采范围内煤层平均厚0.89 m，可采范围主要分布于89线及1214线间。62煤层煤层结构简单， 62煤层平均厚为0.23 m，可采指数为0.10，变异系数为80.1%，属极不稳定局部可采薄煤层。 7煤层位于62煤层之下2535 m，一般30 m，K1灰岩之上20 m左右。井田内共有32个钻孔穿过其层位，见煤点仅有7个，煤层厚0.310.66 m，平均煤厚0.42m，井田内平均0.09 m，无可采点，为极不稳定局部可采薄煤层。（4）石炭系太原组煤层区内控制钻孔较少，共计7个钻孔，且资料不全，仅有3个钻孔穿过太原组地层，其余只穿过2灰或3灰，就见煤情况简述如下：井田内共含太原组煤层7层，煤厚0.20.79 m，在3灰、89灰、12灰下均有个别见煤点，煤厚分别为0.73 m、0.96 m和0.73 m，其余皆为不可采煤层。煤层结构简单，但因该组煤层埋深大，地压高，就现有生产技术条件，煤层开采经济价值不大。1.3.3 煤层顶底板1煤层：顶底板多为泥岩、粉砂岩。2煤层：顶板为泥岩或粉砂岩，其上以灰白色中细粒长石、石英砂岩为标志，底板为泥岩。3煤层：顶板一般为泥岩或粉砂岩，夹有薄层细砂岩，局部顶板为细砂岩，底板为泥岩。4煤层：顶板一般为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，部分为细砂岩，底板为泥岩。各可采煤层特征见表1-2：表1-2 可采煤层特征表煤层及 标志层煤层 结构 稳定 程度顶板岩性底板岩性层间距范围 平均值可采性1煤层简单极不 稳定泥岩 粉砂岩 泥岩10.623.38 14.78不可采 K3煤层130189.41 159.62煤层简单极不稳定泥岩 粉砂岩 粉砂岩 泥岩5.5525.10 15.51不可采3煤层简单复杂较稳定泥岩 粉砂岩 泥岩4煤层简单极不 稳定泥岩泥岩11.230.791.3.4 煤质（1）煤质概述区内煤层因受区域变质影响及岩浆侵入接触变质影响，煤类以焦煤为主，其次为贫煤、瘦煤、无烟煤；煤层部分受岩浆侵蚀严重，成为天然焦。由于岩浆侵入影响煤类在顺层方向上和垂向上都有变化，其基本变化规律是：距岩浆岩体近的煤层变质程度高于距岩浆岩体远的煤层，顺层方向上煤层受岩浆热力影响变质的范围比垂向上大，沿岩浆侵入方向煤层变质的厚度由大到小，垂向上煤层的变质情况也有差异。岩浆侵入体顶部的煤层变质程度高于岩浆岩底部的煤层，岩浆岩体厚度越大周围煤层变质程度越高，其影响范围越大，高变质的各煤类厚度越大；煤类围绕岩体由中变质到变变质，平面上呈带状分布，由岩体向外依次为天然焦、无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤，但除焦煤外，其它各煤类的厚度一般很小，垂向上煤层的上部较下部变质程度高。（2）各煤层分述2#煤层：2#煤层受岩浆侵入影响范围很小，除个别孔（构1孔等）受岩浆侵蚀影响变质程度增高为瘦煤外，其余一般为焦煤，仅21孔处为肥煤。2煤黑色发亮，油脂光泽，属光亮型煤，其性脆，参差状、贝壳状断口。分析结果见下表：中等挥发份（Vdaf），挥发份及胶质层厚度（y）在区内变化很小，坩埚粘结性56，属低硫、低磷、中等灰分、粘结性和结焦性较好的煤层，可作为炼焦用煤。3#煤层：3#煤层以焦煤为主，其次有肥煤、贫煤、瘦煤、无烟煤等，另有大面积的天然焦，焦煤在井田广泛分布，其物理性质和煤岩特性：黑色发亮、光亮型、油脂光泽，煤岩成分以亮煤和镜煤为主，其中夹有暗煤和丝炭的透镜体，一般条带结构不明显，近似均一结构，内生裂隙发育，脆度较大，机械强度小，易于破碎，常具贝壳状断口。灰分（Ad）中灰为主，灰分Ad=6.8155.10%，平均22.38%，一般23.5%.在空间上6号断层附近、二水平出现高灰分。挥发分（Vdaf）和胶质层（y）区内变化不大，随着煤的变质程度增高，其挥发分和胶质层减小。硫（St.d）：小于0.62%，以无机硫为主，选后硫含量有所增高。发热量（Qb.d）：Qb.d=13.8936.77MJ，平均29.26MJ。磷（Pg）：小于0.0044%.灰渣：SiO2+AL2O383%贫煤和瘦煤在区内分布较少，厚度较小，一般位于岩浆岩和天然焦附近，灰分为23.27%27.62%，硫含量低，磷含量小于0.05%，原煤发热量为27.0925.17MJ/Kg，可作为动力煤。无烟煤和天然焦质硬、容重大，平均在1.8 t/m以上，着火点高。主要分布于井田东部，在井田的东部边缘也有分布。灰分Ad=23.6327.41%，挥发分Vdaf=5.987.2%；发热量Qb.d=22.6925.27MJ/Kg.粘结性丧失，可作为民用或化工用煤。肥煤井田内分布较少，位于井田北部81-28孔及南部97-1孔附近。灰分Ad=15.03%，挥发分Vdaf=29.04%，发热量Qb.d=30.30MJ/Kg。3#煤的化学指标和工艺性能向岩浆岩方向变化规律如下：灰分和碳元素增高；挥发份、发热量、氢元素含量减少，胶质层厚度减小；粘结性和结焦性变坏，甚至失去粘结性。4#煤层以焦煤为主，其次是瘦煤。瘦煤仅分布于井田西部边缘及1线中部，厚度不足0.7 m,其余为焦煤。焦煤灰分Ad=24.99%，可采区为24.56%；挥发分Vdaf=23.09%，可采区为25.17%；硫含量St.d=0.53%，发热量：Qb.d=26.14 MJ/Kg。见下表1.3.5.煤层与瓦斯赋存规律石台煤矿-相对瓦斯涌出量在4.93 m/t.d以下根据煤矿安全规程属低瓦斯矿井。1.3.6.煤的自燃和煤尘爆炸性煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为21%。煤层具有自燃发火倾向，最短发火期为6个月。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田边界在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：（1）要充分利用自然条件划分，在可能的条件下，应尽量利用地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，以减少煤柱损失，提高资源采出率，充分保护地面设施；（2）要有与矿区开发强度相适应的井田范围，要保证井田范围与矿井生产能力相适应，有足够的储量和服务年限及合理的尺寸；（3）照顾全局，处理好与临矿的关系；（4）直线原则，井田的划分应尽量采用直线或折线，有利于矿井的设计和生产管理工作的开展。根据以上划分原则，以及考虑到石台煤矿煤田内地质构造强度大等原因，本井田在能满足生产开发强度的前提条件下，不但要考虑了自然条件原因，而且要考虑到矿区的整体规划，故将石台煤矿四周境界定为：南与张庄矿相邻；西接房庄矿和岱河矿；东以张庄向斜轴与永固井田相连；北至14线北侧煤层变薄区。2.1.2 井田尺寸井田的走向最大长度为7.5km，最小长度为3.1 km，平均长度为5.5km，井田倾斜方向的最大长度为6.6km，最小长度为2.3 km，平均长度为4.5km。煤层的倾角最大为20，最小为5，平均17。 根据地质勘探情况，将矿体划分为A、B、C三个块段，各块段的面积分别测量三次，取其中的平均值作为其面积，井田的水平面积即为各块段平均面积之和如图2.1所示。图2.1 井田赋存状况示意图A块段的实际面积为 = 4949001.894 B块段的实际面积为 = 6844620.954 C块段的实际面积为 = 5571895.213 井田的实际面积为=+ = （2-1）矿井的实际面积为17.36551806 2.2 矿井的工业储量2.2.1 储量等级的圈定根据煤炭资源地质勘探规范及说明，石台矿地质构造属中等，主采3号煤层属较稳定煤层，5、6号煤层属不稳定煤层，因而3号煤层按类型圈定储量级别，5、6号煤层按类型圈定储量级别，各级别网度按照83年部颁生产矿井储量管理规程。岩浆岩地区煤层的储量级别参照集团公司生产矿井储量管理规程实施细则圈定。岩浆岩区不圈定A级储量。有下列情况之一者不圈定高级储量：（1）岩浆侵入规律不明显的块段；（2）在设计和生产中实际意义不大的小而孤立的块段；（3）大断层两侧各20m的块段（4）临近不可采边界的块段；（5）小构造发育地段。按部（87）煤生地字第73号文批准把天然焦列入暂难利用储量不再分级。2.2.2储量计算原则（1）容重的确定根据石台矿二水平延深勘探报告，即：82年淮北矿务局煤田地质勘探队测定结果，本次储量计算采用的3号煤容重为1.40t/ m，焦煤的容重为1.40 t/ m，无烟煤的容重为1.55 t/ m，天然焦的容重为1.80 t/ m。（2）煤厚及天然焦厚度的确定原则煤层中夹矸的单层厚度不大于0.05 m时，夹矸与煤合并计算；煤层中夹矸的单层厚度小于0.7 m时，煤分层不作为独立分层。煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时，上下煤分层厚度加在一起作为煤层的利用厚度； 煤层中夹矸的单层厚度等于或大于0.7 m时，被分开的煤分层作为独立煤层单独计算储量；岩浆侵蚀区煤厚及天然焦厚度确定原则：当钻孔连续既见天然焦又见煤时，两者分别达到可采厚度，分别计算；若天然焦可采，煤不可采，将煤与天然焦合并按天然焦计算；若煤层可采，天然焦不可采，按煤层计算储量，天然焦不参与计算；若两者均达不到最低可采厚度，而合并达到天然焦可采厚度，按天然焦计算。其余原则同1、2、3。（3）可采边界的确定 当相邻两孔皆见煤，且仅一个孔可采，按相邻两孔内插可采边界；当相邻两孔只有一个见煤并达可采，另一孔因非构造影响无煤时，取两孔连线中点作为O点内插可采边界。 对岩浆侵蚀区，当岩浆侵入煤层同一部位时，相邻两孔若其中一孔的残留煤层不可采，按相邻两孔内插可采边界；相邻两孔若其中一孔的残留煤层可采，另一孔为天然焦或岩浆岩，按1/4点内插煤与天然焦的界线（1/4为煤的界线，3/4为天然焦的界线），作为煤的可采边界。 天然焦可采边界确定原则相邻两孔的同一部位皆有天然焦，且只有一个达可采，按相邻两孔内插可采边界；相邻两孔的同一部位只有一个有天然焦且达可采，按1/4内插天然焦的界线。（4）煤种界线的划分原则焦煤煤种线以工程点圈定； 炼焦煤与动力民用煤交界以1/2间距为煤种界线；若天然焦及煤在钻孔中同时出现，以天然焦为主时，按天然焦的界线处理；以煤为主时，按1、2条处理。5）岩浆侵入界线的确定已采区及有煤巷的区段岩浆侵入边界由巷道及采煤面实见点圈定；未采区根据钻孔按1/4点内插，内插点靠近全煤孔。（6）风氧化带界线的确定根据回采揭露及原报告资料，风氧化带下界定为基岩露头向下垂深15 m。（7）各种煤柱界线的确定 工业广场煤柱按淮煤地字（85）第462号文确定； 井田边界内侧留20 m边界煤柱；2.2.3储量的计算本次储量计算采用地质块段法。(1)储量块段的圈定原则储量块段原则上由储量级别线、断层交面线、岩浆侵蚀边界线、煤柱线、采区及水平边界线、煤种线、煤层底板等高线、煤层倾角及厚度等确定。块段不穿过级别线、煤种线及构造线。（2）计算方法矿井主采煤层为3#，采用地质块段法。3号煤层工业储量计算根据地质勘探情况，将矿体划分为A、B、C三个块段，在各块段范围内，用算术平均法求得每个块段的储量，煤层总储量即为各块段储量之和。块段划分如图2.1：矿井实际总面积为17.36551806 km2所以3#煤的地质储量按下式计算= SR （2-2） 式中 3号煤工业储量，万吨； S 总面积，； 3号煤层的厚度，平均煤厚7.3m； R 3号煤的容重，为1.4 t/。 = 17.365518067.31.4=17747.55946万吨2.3 矿井可采储量2.3.1 安全煤柱留设原则 （1）断层煤柱宽度50m，井田境界煤柱宽度为20m;（2）各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。表土层移动角为，岩层移动角分为上山移动角和下山移动角，上山移动角，下山移动角。（3）工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对于零星分布的村庄不留设保护煤柱； （4）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第15条，工业场地占地面积指标见表2-1表2-1工业场地占地面积指标井型（万吨/年）占地面积指标（公顷/10万吨）240及以上1.01201801.245901.59301.8注：在山区，占地指标可适当增加； 井型小的取大值，井型大的取小值； 占地指标中包括围墙内铁路站线的占地面积； 占地指标单位中的10万t指矿井的年产量。 附近矿井有选煤厂时，增加的数值为同类矿井占地面积的3040%；2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量（1）井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设20 m宽，则井田边界保护煤柱损失量为1081.09万t。（2）断层保护煤柱断层煤柱留设50 m宽，则断层保护煤柱损失量为332.8万t。（3） 工业广场保护煤柱工业广场保护煤柱围护带宽度的选择如表2-2所示表2-2 建筑物保护等级与围护带宽度建筑物保护等级围护带宽度/m2015105工业广场保护煤柱按级保护留围护带宽度20m，工业广场面积由表2.1确定，取18公顷，工业广场保护煤柱如图。本矿井地质条件及冲击层和基岩移动角见表2-3表2-3 岩层移动角煤层号煤层倾角煤层厚度冲积层厚度 3煤177.3m36m45607070采用垂直剖面法计算工业广场下面的煤柱损失量。工业广场保护煤柱的留设见图2.2图2.2 工业广场保护煤柱留设图由图可以求出3号煤层工广的压煤量 3#煤的工业广场保护煤柱面积为：=梯形面积=(上宽+下宽)高/（2cos16.2） （2-3）则：梯形ABCD的实际面积为 998912.56 则：3号煤工业广场的煤柱量为：=SmR （2-4） 式中3号煤工业广场煤柱量； S3号煤工业广场面积，998912.56m2； m3号煤煤层厚度；7.3m； R3号煤煤的容重，1.4t/m3。则：=1020.88 (万吨)（4）井筒保护煤柱 因主、副井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在井田边界之外，故井筒保护煤柱损失量为零.各种保护煤柱损失量见表2.2。注:大巷保护煤柱算采区损失里。表2.3 保护煤柱损失量煤柱类型储量（万/t）井田边界保护煤柱1081.09断层保护煤柱332.80工业广场保护煤柱1020.88井筒保护煤柱0合计2434.772.3.3 矿井可采储量 矿井的可采储量是矿井设计的主要储量，可按下式计算：=(- P)C (2-5)式中矿井可采储量，万吨； P 工业场地、井筒、井田境界，大段层等留设的永久保护煤柱损失量。 C 采区采出率，厚煤层不小于75；中厚煤层不小于80；薄煤层不小于85。则矿井设计可采储 =（17747.562434.77） 0.75=11484.59万吨。 3 矿井工作制度、生产能力及服务年限3.1 工作制度 据煤炭工业矿井设计规范中规定，本次设计矿井年工作日为330天，采用“三八制”，每天正常三班作业，两班进行生产，一班进行维护与准备，每班工作时间定为8 小时.矿井昼夜净提升时间定为16小时。表3-1我国煤矿采煤工作面采用的工作方式作业方式工作制度两采一准三八制三采三准（三班采煤，采准平行）三八制两班半采煤，半班准备三八制三采一准四六制四班交叉（每班八小时，两班间重叠两小时）四六制3.2 生产能力及服务年限3.2.1 确定的依据 根据煤矿矿井设计依据，矿井设计规模的确定应根据资源条件，外部经济条件，国家经济发展需要，投资效果和均衡生产年限等进行全面分析，综合论证确定。（1） 资源条件 指煤田范围，煤层赋存条件，储量，地质构造，水文地质，开采技术条件及地形地貌等。对储量丰富，煤层赋存较浅，地质构造，水文简单，开采技术条件较好的煤田，应以建设大型或特大型矿井为主，兼顾建设一批中小型矿井，形成大中型矿井相结合的矿区。（2） 外部建设条件 指矿区的运输，供电，供水，信息网，当地建设材料，邻近矿区生产建设经验等，受外部建设条件制约时，矿区规模应适当缩小。（3） 国民经济或区域经济发展需要 这是矿区开发建设的前提和确定矿区规模的重要依据。要根据国家经济发展计划对煤炭的需求量，特别要认真调查和预测区域经济发展计划对煤炭的需求量，不调查不研究盲目建设会给国家和企业带来巨大的经济损失。（4） 投资效果 投资效果好是企业追求的的目标，建设投资少，施工工期短，生产成本低，生产效率高，投资偿还期短的矿区可以适当加大矿区规模建设，反之应缩小。在确定矿区建设规模时，可留有扩建发展的需要。（5） 符合均衡生产年限的规定 矿区建设规模应使矿区均衡服务年限符合煤炭工业技术政策和煤炭工业矿区总体设计规范的规定。保证矿区长期供应煤炭和投资效益。3.2.2 均衡生产服务年限 矿区均衡生产年限是矿区年产量长期保持建设规模的生产年限，是决定矿区建设规模的重要原则和依据。矿区建设规模偏大 ，均衡生产年限就偏短；反之，建设规模偏小，均衡生产年限就偏长。根据我国的国情，规定矿区规模和均衡服务年限，见表3-2 表3-2 矿区均衡生产年限表矿区建设规模/1510-158-105-83-51-3均衡生产年限/9080707060503.2.3 设计生产能力 根据现场的了解，石台煤矿共有三层煤可采，3号，4号，5号，3号为本矿井的主采煤层，4号，5号煤层均为局部可采煤层且采深较大，为矿井的后期可采煤层。3号煤层赋存量较大，工作面的接替条件较好，且以大面积的焦煤为主，根据前几章的计算，将设计生产能力定为1.5 Mt。3.2.4 矿井的服务年限 矿井设计服务年限是矿井设计时，按矿井可采储量，设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井设计开采年限。煤矿工业矿区总体设计规范中规定，矿井服务年限的大小必须与矿井的井型相适应。 矿井的可采储量，设计生产能力A和矿井的服务年限T三者之间的关系T= 式中；T矿井的服务年限，a； 矿井的可采储量，11484.59 万t； A矿井的设计生产能力,150万t； K矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.3 - 1.5本次设计中取1.3；则石台矿井3号煤层的服务年限为； T = 11484.09/(150*1.3)= 58.90 a 50 a ； 3号煤层采用两水平开采，第一水平设在标高为-600处，按井田总储量平均划分。一水平开采的总面积为8204989.1609，一水平在所划分的A和B两快中，分别计算出A和B所占的一水平的设计储量共计6079.3万t，去掉一水平中的大段层留设的50m的保护煤柱332.8万t,故一水平的可采储量实际为5746.5万t，故一水平的服务年限为38年符合设计的第一水平服务年限大于25年的规定。 经过矿井第一水平服务年限的校核，二者均满足煤炭工业矿井设计规范中的要求，故设计产量为1.5Mt,符合设计的要求。表3-3 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）第一开采水平服务年限（a）煤层倾角456.0及以上6035-3.05.05030-1.22.4402520150.450.930 2015150.090.3各省自定4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题 井田开拓是指为整个矿井和各个开采水平进行的总体性的井巷布置，工程实施和开采部署称为井田开拓。 井巷部署和工程实施包括设计和开掘由地表通达采区，盘区或带去的各种巷道。开采部署是对井田内各开采煤层的开采方法和顺序做出总体性的安排。 井田开拓解决的是矿井全局性的生产建设问题，是矿井开采的战略部署。井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区整体设计的原则的依据，对矿井开拓井巷布置和生产技术的解决方案作出抉择，对矿井内各部分煤层的开采作出原则性安排，主要内容是； 确定井筒位置及工业场地位置； 确定井筒形式，数目，功能，装备，断面，支护，深度及配置； 确定运输大巷和总回风道位置，数目，装备，支护，方向和坡度； 确定各煤层，各采区，盘区或带区的开采顺序，采掘接替和配采方式； 确定井底车场能力，形式，线路和硐室； 开掘井筒，井底车场，主石门，运输大巷，总回风道，采区石门等为全矿或开采水平服务的开拓巷道； 确定并实施开拓延深方案； 确定技术改造和改扩建方案； 开拓方式中每一项技术参数确定的是否合理，关系到矿井的基建工程量，初期投资，建设速度及整个矿井生产的长远利益，从而影响矿井的经济效益。矿井开拓方案一经实施，再发现不合理而改动，则将耽搁许多时间，浪费巨大的投资。因此，确定开拓问题，需要根据国家政策，综合考虑地质和开采技术等诸多因素，经全面比较厚确定。在解决开拓问题时，应遵循下列原则。 贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，在保证生产可靠和安全的前提下，减少开拓工程量，尤其是减少初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。 合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 合理开发资源，减少煤炭损失。 贯彻执行煤矿安全生产的有关规定，建立完善的生产系统，是主要井巷保持在良好的使用和围护状态。 适应国家当前的技术水平