采矿工程毕业设计（论文）-潞安矿业集团五阳矿1.5Mta新井设计【全套图纸】.doc

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）题目： 五阳煤矿1.5 Mt/a新井设计 煤矿充填开采理论与技术 姓名： 学号： 21080023 班级： 采矿工程2008-1班 二 一 二 年 六 月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 21080023 学 院： 应用技术学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 五阳煤矿1.5Mt/a新井设计 专 题： 煤矿充填开采理论与技术 指导教师： 职 称： 讲师 2012年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 采矿08-1班 学生姓名 任务下达日期： 2012 年 2 月 20 日毕业设计日期： 2012 年 3 月 5日 至 2012年 6 月 4 日毕业设计题目：五阳煤矿1.5 Mt/a新井型设计毕业设计专题题目：煤矿充填开采理论与技术毕业设计主要内容和要求：根据毕业设计大纲要求，毕业设计内容包括一般部分、专题部分和翻译部分共三部分。一般部分包括矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度及服务年限、井田开拓、准备方式、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、和矿井基本技术经济指标共十章。专题部分题目为：煤矿充填开采理论与技术。 翻译部分为：“The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”。按照毕业设计大纲的内容，独立、认真完成全部工作量，说明书和设计图纸按照设计要求进行编排和绘制。按照时间分配，及时完成阶段任务，保证设计进度。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分是潞安矿业集团五阳矿1.5Mt/a新井设计。全篇共分为十章：矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度和设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方式带区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风设计和矿井基本经济技术指标。五阳矿位于山西省长治市，矿井总面积约为36km2，井田走向平均长4.9km，倾向平均宽10.5km。井田内有3#煤可采，平均厚度为5.8m，煤层赋存稳定，为近水平煤层，倾角48，平均5。井田内工业储量为27247.7万t，可采储量为19405.4万t。矿井正常涌水量400 m3/h，属于低瓦斯矿井，煤尘没有爆炸危险，没有自然发火现象。五阳煤矿设计年生产能力为1.5Mt/a，服务年限为92年。工作制度为“四六”制。矿井的采煤方法为带区采用倾向长壁综合机械化放顶煤开采。矿井为三水平开拓。矿井有3个立井：主井主要用于提煤，副井用于提升材料、人员和矸石，风井用于回风。开拓水平设置在+710m、+470m和+300m。矿井一个工作面达产，采用综放工作面，年生产能力为1.5Mt/a。工作面长度为170m，煤的运输采用胶带输送机运输，辅助运输采用矿车。矿井通风方式为中央并列式通风。专题题目是煤矿充填开采理论与技术。翻译部分是将一篇有关煤炭科技的英文翻译成汉语。英文题目是“The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”。关键词：综放 胶带运输 长壁开采 锚杆ABSTRACTThis design consists of three parts: the general part, the special part and the translated part.The general part is a new design of WuYang Mine in ChangZhi coal department. It has ten chapters: an outline of the mine and mine field geology, boundary and reserves, productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine.The WuYang Mine field lies in the ChangZhi city of ShanXi province, The total area of the mine is36km2. The boundary of the mine field runs 4.9km on north south and 10.5km on west east on average. There is two exploring layer: No.2 and No.15 and the average thickness of the seam is5.8m. It is stable and fluty inclined. It s dip angle is from 4 degree to 8 degree, and is5 degree on average. The normal flow of the mine is 400m3/h. The coal dust has explosion hazard, and the seam hast self-combustion tendency.The productive capacity of WuYang Mine is 1.5 million tons per year, and its service life is 92 years. Four shifits per day,six hours per shift.Only one working system is used in the mine. The mine has three level. It gets two vertical shafts: the main shaft is for lift coal and the subsidiary is for lift material and personals. The designed development level should be located at the level of +700m , +470m and +300m.There is only one working area in the mine. It is used comprehensive mechanized coal face and its productive capacity is 1.5 million tons per year. The length of the longwall face is 170 m. The coal is transported by carrage and the solid car is used in the ancillary transport. The method of Project topics is theory and technology of mined-out area filling.The translated part is to translate a paper about mining technology into Chinese. And its title is “The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”.Keywords：transported by carrage Longwall Mining目 录1 矿区概况与井田地质特征11.1矿区概况11.1.1矿区地理位置11.1.2交通位置11.1.3气候和降水量21.1.4矿区水文情况31.2井田地质特征31.2.1地层31.2.2构造41.2.3水文地质特征41.3煤层特征51.3.1煤层顶底板岩性特征71.3.2煤层瓦斯含量81.3.3煤尘和自燃情况91. 4矿井地温条件92 井田境界和储量102.1井田境界102.1.1井田边界102.2矿井工业储量102.2.1井田勘探类型、钻孔及勘探情况102.2.2矿井工业储量的计算及储量等级的圈定112.3 矿井可采储量112.3.1储量损失112.3.2各种煤柱损失计算112.3.3矿井可采储量133 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限143.1 矿井工作制度143.2 矿井设计生产能力及服务年限143.2.1矿井设计生产能力的确定143.2.2矿井的服务年限143.2.3井型校核154 井田开拓164.1井田开拓的基本问题164.1.1井筒形式、数目的确定164.1.2主、副井井筒位置的选择164.1.3风井位置的选择174.1.4工业广场的位置、形状和面积的确定174.1.5开拓方案及其比较174.2 矿井基本巷道244.2.1井筒244.2.2车场的型式和布置形式264.2.3副井空重车线的验算274.2.5车场硐室的布置274.3主要开拓巷道284.3.1主要开拓巷道的支护方式284.3.2主要开拓巷道的特征284.3.3各主要开拓巷道的风速检验284.3.4主要开拓巷道285 准备方式带区巷道布置305.1煤层的地质特征305.2带区巷道布置及生产系统305.2.1采煤方法及工作面长度的确定305.2.2带区巷道的联络方式305.2.3生产系统305.2.4确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式305.2.5确定带区生产能力和采出率315.3 带区车场选型设计325.3.1确定带区车场的形式325.3.2带区主要硐室布置326 采煤方法346.1 采煤工艺方式346.1.1采煤方法346.1.2回采工艺346.1.3工作面设备布置图见设计图纸436.2 回采巷道布置476.2.1带区巷道布置476.2.2保护煤柱尺寸的确定477 井下运输507.1概述507.1.1井下运输设计的原始条件和数据507.1.2矿井运输系统507.2带区运输设备选择507.2.1工作面及运输斜巷运输设备的选择507.2.2带区辅助运输设备的选择507.3大巷运输设备选择517.3.1轨道大巷设备的选择518 矿井提升538.1概述538.2主副井提升538.2.1主井提升538.2.2副井提升549 矿井通风及安全技术569.1矿井通风系统选择569.1.1 矿井通风系统的基本要求569.1.2 矿井通风方式的选择569.1.3主要通风机的工作方式的确定579.1.4带区通风方式的选择579.1.5工作面通风方式589.1.6确定矿井通风容易时期和困难时期及矿井用风地点589.2带区及全矿所需风量619.2.1按井下同时工作的最多人数计算619.2.2采煤工作面所需风量计算619.2.3掘进工作面所需风639.2.4硐室需风量计算639.2.5其他用风巷道的需要风量计算649.2.6矿井总风量计算649.2.7确定带区及全矿的风量分配并确定矿井所需总风量659.3全矿通风阻力的计算659.3.1矿井通风总阻力计算原则659.3.2通风容易时期和困难时期的确定659.3.3矿井通风阻力计算659.3.4矿井总风阻等积孔计算689.4通风机选型699.4.1确定风机设计工况点699.4.2对矿井通风设备要求729.5防止特殊灾害的安全措施739.5.1瓦斯管理措施739.5.2煤尘的防治739.5.3火的防治739.5.4水的防治749.5.5其他安全措施7410 设计矿井基本技术经济指标75参考文献.76专题部分77煤矿充填开采理论与技术78 绪论781煤矿充填开采技术的发展前景78 1.1煤矿绿色开采的提出78 1.2煤矿充填开采的发展前景792煤矿充填开采技术现状81 2.1充填开采工艺应用概况81 2.2 充填开采对安全生产的影响分析.823煤矿充填开采技术的发展途径83 3.1基于关键层理论的开采沉陷控制原则84 3.2采空区部分充填技术84 3.3覆岩离层分区隔离充填技术854我国煤矿充填开采顶板控制技术的发展趋势855我国目前典型的几种充填开采工艺86 5.1巷柱式开采充填方法.86 5.2采用抛矸胶带输送机完成矸石充填.87 5.3长臂式膏体、矸石联合充填.886结论.93翻译部分95英文原文：96中文译文：104致 谢.110一般部分第18页中国矿业大学2012届本科生毕业设计1 矿区概况与井田地质特征1.1矿区概况1.1.1矿区地理位置五阳煤矿是潞安矿区最北部的一对大型矿井。行政区划隶属襄桓县所辖，矿井范围北以两川断层为界，南以文王山断层为界，西起勘探区边界，东至15-3号煤层露头，南北长约4.95km，东西宽约10.5km，矿井面积为36km2，该矿距襄桓车站3.5km，距长治45km ,太焦线穿越矿区，交通方便。区内地势属丘陵，交差不大。地面标高一般+950m左右。1.1.2交通位置潞安矿区地处山西省东南部沁水煤东部边缘中段，地跨长治。太（原）焦（作）铁路纵贯矿区东部。邯（郸）长（治），太（原）焦（作）铁路在长治北站交会。太（原）焦（作）线北接石太、同蒲线，南接陇海线。矿区至太原，长治，邯郸，洛阳等地都有汽车相通，交通极为方便。长治到各周边主要城市铁路间距离见表1-1；长治到各周边主要城市铁路间距离见表1-2；长治交通位置见图1-1。表1-1 到各周边主要城市铁路间距离名称起至站距离/km太（原）焦（作）线长治太原280太（原）焦（作）线长治新乡217邯（郸）长（治）线长治邯郸220表1-2 长治到各周边主要城市铁路间距离名称起至站距离/km长（治）太（原）线长治太原250长（治）邯（郸）线长治邯郸185长（治）临（汾）线长治临汾171图1-1 长治市交通位置图1.1.3气候和降水量该区事故于温暖带大陆性气候，年平均气温为-6.9（一月），最高气温为22.8（七月）。极端最低气温为-29.1（1972年1月27日），日最高温度为37.4（1972年7月5日）。年降雨量为414917mm年平均为583.9mm年蒸发量为1493.81996.3mm，年平均为1713.84mm。降雨量多集中在7、8、9三个月。日最大降雨量为109.7mm（1972年7月7日）。风向多为西北风，最大风速为1416m/s。冻土期为每年十月至每年四月。最大冻土深度为75cm。1.1.4矿区水文情况井田内主要河流有浊漳河西源和南源。西源由西而东流入矿区，而南源由西南汇入，并于矿区中部汇合。南、西二源汇合后，由南而北至襄垣城东流出矿区，总汇水面积约750km2。并在井田外两河上游分别建有漳泽水库和后湾水库。而区内无大的地表水体。煤层露头附近有一条季节性河流淤泥河，自南而北流淌，一般流量为360m3/h。另外，流经本井田的浊漳河南源，为一常年有水河流，其最高洪水位857.65m（1953.6.15），最大流量224m3/s，局部对煤层顶板含水层有明显的入渗补给。1.2井田地质特征1.2.1地层本井田广为第四系黄土所覆盖，局部地带有二叠系石盒子组地层，零星出露，据以往地质资料和新近资料，将本井田地层发育情况由老到新叙述如下：1）奥陶系中统上马家沟组O2s井田钻孔揭露最大厚度为99.27m，岩性为深灰色巨厚层状石灰岩，浅灰色白云质灰岩、泥灰岩。局部夹石膏层。石灰岩呈豹皮状，含珠角石、腹足类，有孔虫等化石，分布于井田南部文王山北断层下。2）奥陶系中统峰峰组O2f该组厚度为120米左右，岩性为浅灰、深灰色厚层状石灰岩，灰色厚层状白云质灰岩，夹灰色中厚层状泥灰岩。与下伏地层呈整合接触。3）石炭系中统本溪组C2b该组厚度3.529.92m，平均8.5m。岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状细粒石英砂岩，灰色砂质泥岩，底部为山西式铁矿层。有时见及不稳定的薄煤层或煤线。井田东南郭庄附近有出露。与下伏地层呈假整合接触。4）石炭系上统太原组C3t本组厚度89.2139m，平均厚度103m。是本区的主要含煤地层之一。岩性主要为灰、灰黑色石灰岩，灰、灰白色细粗粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩，夹815层煤，其中可采煤层17层。泥岩多含铁质结核及植物化石碎片，致密坚硬；砂岩有时常相变为砂质泥岩及泥岩。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育不稳定的石灰岩，属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，且岩性岩相较为复杂。与下伏地层呈整合接触。5）二叠系下统山西组P1sh本组厚度59.2085.85m，平均厚度约70m。是本区主要含煤地层，岩性主要为灰白、灰色中-细粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩互层，含植物化石碎片，含煤14层。其中下部的3#煤层为主要可采煤层，平均厚度5.73m，底部以一层灰白色中厚层状细或中粒石英砂岩（K7）与太原组分界，为滨海三角洲沉积。与下伏地层呈整合接触。6）二叠系下统下石盒子组P1x本组厚度83.46151.90m，平均厚度约110m。岩性变化较大，顶部为紫红、紫灰色等杂色含鲕粒厚层状铝质泥岩，砂质泥岩。（俗称桃花泥岩）中，底部为灰白、灰色石英砂岩为主（K8）。岩层颜色由浅到深的变化反映气侯由温暖潮湿渐变为炎热干燥。为上三角洲平原冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。7）二叠系上统上石盒子组P2s本组厚度一般在300m左右。岩性由紫红、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩及灰、灰白和黄绿色石英砂岩组成。为半干热气侯条件下，冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。8）第四系Q其厚度080.17m，平均约32.73m。是本井田主要覆盖层，岩性为棕黄、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜结石层,局部有砾石,顶部为植耕土，近漳河一带为古河床及河漫滩沉积。与下伏地层呈不整合接触。鉴于本井田历次地质资料的地层划分标准不甚统一，本次地层划分主以2001年五阳煤矿矿井生产地质报告中的地层划分为标准进行统一，区域地层基本与此一致。五阳井田历次进行分带区精查，补勘精查，对煤系地层的控制程度较高，但对含煤地层系统研究较差，特别是对本井田含煤地层沉积环境缺乏系统的分析研究。1.2.2构造矿井构造特征是：宽缓褶曲相伴生大，中型交角度正断层和次级小型断裂。构造线方向多为南北方向，褶曲有崔村向斜，大郝沟向斜，十字道背斜，五阳背斜。与褶曲相伴生较大的构造主要有控制矿井范围的西川断层，文王山断层及发育在矿井内的王家庄断层，小黄庄断层。崔家庄1.2.3号断层，走向多呈北东方向，落差均在100m以上落差在10100m的断层有东南上断层，仓上号断层，1505断层，仓上2号断层，西王桥断层，五阳断层等。其产状与较大断层基本一致。其中南丰正断层：位于南丰村南、大黄庄、十字道村南一线，大黄庄村西走向为北50东，倾向东南，倾角70，落差560m，大黄庄村东，走向北82东，倾角70，落差725m，东在西王桥村北附近分叉尖灭，西在南45号钻孔附近尖灭。有地震测线和钻孔控制，井下生产巷道揭露，已查明。矿井内无陷落柱。五阳井田处于上述二级构造带之间，受晋获断褶带的控制和武阳凹褶带的影响主要形成低级，低序次的构造。本井田的基本构造特征为：向南西倾伏宽缓褶曲，伴有大中型、高角度正断层和次一级的小型断裂；地层总体倾向南西，倾角一般为5。1.2.3水文地质特征 本区主要河流为浊漳河南源和西源，属于海河水系漳河流域。浊漳河由南向北经过矿区南部边缘，其支流有洚河，岚水河和青河等。浊漳河西源由西向东流经矿区北缘，其支流有淤泥河。浊漳河南源流入漳泽水库与其支流汇合，再向北与西源汇合。南、西二源汇合绕过五阳至襄桓城东与浊漳北源汇合。南、西二源在井田中央与西源汇合后，由南而北穿越井田，至襄垣城东与浊漳河北源汇合流出五阳井田。浊漳河河床宽达70110m长年流水，流量为1m3/s。而矿区内基本无地表河流。矿井涌水量一般为400m3/h左右，含水系数为3.1左右。井田内共有11个含水层：为灰岩裂隙溶洞含水层；为砂岩裂隙含水层；为风化壳及砂砾孔隙含水层。矿井涌水主要来源于煤层顶板以上各含水层。通过回采后形成的导水裂隙带和冒罗带涌入矿井。矿井水PH值为78属于弱碱性。各水层分布见含水层情况表1-3。表1-3 含水层情况表名称代号厚度（小大）岩性水位标高QL/SmKm/d平均原始现在溶洞水400厚质灰岩688.53686.560.2070.841.76裂隙溶洞水3.1112.01L1灰岩751.53686.560.30.00260.00460.0077.3裂隙溶洞水0.935.49L2灰岩761.52686.560.30.00120.00563.1裂隙溶洞水2.985.50L3灰岩761.52686.560.00120.00564.2裂隙溶洞水06.65L4灰岩856.53686.560.00120.00563.1裂隙溶洞水2.132.6S3砂岩856.530.07140.13211.1裂隙溶洞水1.4428.4S4砂岩856.530.07140.1328.2裂隙溶洞水1.9522.4S5砂岩856.530.07140.1329.9裂隙溶洞水3.5030.1砂岩856.530.07140.13213.4裂隙溶洞水5.324.70砂岩856.530.07140.13212.47潜水35.045.0风化壳冲积层872.530.31851.11240.01.3煤层特征矿井主要含煤地层为二迭统山西组及上石炭统太原组煤系厚度：山西组：59.2085.85m,太原组：89.2129.02m。共含煤15层，其中山西组4层（14号）太原组（515号煤）含煤系数为6.7%。煤层倾角为48平均倾角为5煤质的硬度为f=0.81.5中等硬度。各煤层层位及特征见表1-4；主要可采煤层特征见表1-5；煤质特征见表1-6；煤碳工业价值分析见表1-7。表1-4 各地层层位及特征表地层单位煤层编号厚度/m层间距/m发育程度层位稳定性可采性开采状况备注山西组P1sh1#00.708.86局部不稳定局部0.072#00.60偶尔不稳定不可采0.1518.273#0.227.90全区稳定可采主采5.826.20太原组C3t6#01.16局部稳定局部0.705.438#00.90局部不稳定偶尔0.2010.379#01.88局部不稳定局部0.569.3310#01.70局部不稳定局部0.4412.2611#00.90局部较稳定偶尔0.353.8012#01.09局部稳定局部0.307.6014#01.00大部稳定局部0.3023.50151#0.101.90全区稳定大部拟采0.921.72152#01.71大部稳定局部0.571.90153#0.742.92全区稳定可采拟采1.59表1-5 主要可采煤层特征煤 号厚度/m最小最大夹石层数稳定性平均31.357.905.82稳定15-10.101.880.6302稳定15-30.462.061.602不稳定表1-6 煤质特征煤层胶质层元素分析熔 点煤种XmnYmmCdafHdafNdafOdafT1T2T33251490.05.041.683.23150015001500瘦煤15-1238150015001500贫煤15-319.68.586.14.041.455.34123012301240贫煤由于15-3号煤层平均厚度为0.63m小于最薄可采煤层，并且分布不稳定，所以定位为不可采煤层。除以上主要可采煤层外，还有5，9，10，11，13，15-3等局部可采煤层。表1-7 工业价值分析煤 号Mad/%Ad/%St.d/%Pd/%Vduf/%原净原净原原净30.871.5913.29.00.340.00217.811.3.1煤层顶底板岩性特征主要开采对象3号煤层顶板一般为砂岩，泥岩，伪顶，直接顶，老顶通常同时存在。伪顶多为黑灰色泥岩,厚0.080.20m，随着采煤冒落。直接顶有灰黑色泥岩、粉砂岩、细砂岩组成，厚度为1.33.6m其抗压强度在75905kg/cm2,一般在搬移支柱后即冒落，为类稳定中等顶板。老顶多为砂岩，硬度大，厚度不稳定，一般厚为6.59.0m最大可达28m，其单向抗压强度3801310kg/cm2，一般不易冒落，会造成周期来压。地板多无伪底，只有直接底，岩性对为黑色泥岩，厚度达0.20.6m底板多为砂岩，其抗压强度为4191918kg/cm2，普式硬度为48。15-3号煤层顶板多为泥岩及粉砂岩，厚度变大，中等硬度，属于易冒落顶板。顶板以泥岩及粉砂岩为主，老底多为细砂岩，胶结为中等胶结。煤层的埋深及顶底板岩层见综合柱状图1-2。5.8图1-2 综合柱状图1.3.2煤层瓦斯含量3#煤层瓦斯含量为1.56017.502mL/gr，平均5.725mL/gr，变化较大。二氧化碳含量为0.010.47mL/gr，平均0.21mL/gr。瓦斯含量变化随着煤层埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。五阳煤矿2003年按照煤矿安全规程的要求，又对3#煤层矿井瓦斯等级及二氧化碳进行鉴定，瓦斯相对涌出量8.99m3/t，二氧化碳相对涌出量4.81m3/t，属低瓦斯矿井，全矿其采煤工作面瓦斯涌出量为12.21m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量为7.94m3/min，采空区瓦斯涌出量为8.28m3/min。从近6年的矿井瓦斯及二氧化碳涌出量的情况统计见表1.3-5，可以看出矿井瓦斯涌出量较小，但是由于受各种因素的影响瓦斯赋存极不均衡，局部地方瓦斯涌出量仍然较大，瓦斯相对涌出量曾达到23m3/t，为高瓦斯区。3#煤层瓦斯及二氧化碳涌出量见表1-8，3#煤层瓦斯参数测试结果见表1-9。表1-8 3#煤层瓦斯及二氧化碳涌出量表日期/年绝对涌出量/m3min-1相对涌出量/m3t-1结论CH4CO2CH4CO2199815.9816.76.238.60低瓦斯矿井199917.0114.977.566.74低瓦斯矿井200015.1115.535.675.71低瓦斯矿井200114.185.03低瓦斯矿井200221.6116.056.584.15低瓦斯矿井20038.994.81低瓦斯矿井表1-9 3#煤层瓦斯参数测试结果表瓦斯参数年份煤的坚固性系数/f瓦斯放散初速度/P煤的等温吸附试验吸附常数ab20010.361930.06401.10420040.392228.84061.1011.3.3煤尘和自燃情况五阳煤矿煤类为焦煤，瘦煤和贫煤。煤的脆性较大，在机械化采煤程度高的今天，采煤作业过程中容易形成大量的煤尘。有对3号煤层的取样试验，反向火焰长度为550mm，一般为10mm左右；爆炸指数为17.6321.45%，一般为1819%属于危险型矿井。3#煤层的自燃倾向性等级鉴定结果表明：3#煤层煤尘具有爆炸性，属不易自燃煤层，但局部区段3#煤层有可能产生自燃。1. 4矿井地温条件生产矿井测量井下温度16左右，地温为1/100m属于地温正常地区。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田边界五阳矿是潞安矿区最北部的一对大型矿井。行政区划隶属襄桓县所辖，矿井范围北以两川断层为界，南以文王山断层为界，西起勘探区边界，东至15-3号煤层露头。矿井开采的上限标高+850m，由于矿井南北是以断层为界，西以勘探线为界，所以矿井下部开采边界在技术与经济进一步发达的情况下任然可以进一部探明，以扩大下部开采边界，增加井田的可采储量，延长服务年限，提高全矿的经济效益。矿井南北走向长度为4.95km；而东西倾向最长约为10.5km，最短约为9.2km，平均长9.5km。矿井总面积约为36km2。由于本矿井的煤层倾角为48平均倾角为5，属于近水平煤层，除去井田内有一大的断层影响，煤层赋存基本稳定。2.2矿井工业储量2.2.1井田勘探类型、钻孔及勘探情况自1957年以来，先后有17个单位施工钻孔241个，总进尺113297.54m。现分述如下：1）普查阶段的勘探工作 （1）长治市地质队 19571959年在李石门一带施工钻孔3 个，进尺是1064.80m。 （2）原省工业厅在1957年在漳河沟南施工3 个岩芯孔，进尺是952.16m。 （3）原山西省第一工业厅第一勘探总队561队于1957年元月十月，在黄土岗一带施工15 个钻孔，总进尺是4316.55m。2）提交过精查报告的勘探工作 （1）河山西煤田3队于1968年元月12 月在云架岭井田的精查报告重施工75个钻孔，有31个在本井田，进尺是17865.22m可采煤层的取样率是17.87。 （2）煤炭部一二九队于1975年元月11月编制显德旺井田的精查报告中施工135个钻孔，有17 个在本井田，共进尺是6270.09m，岩芯取样率仅6.77，可采煤层的取样率是79.75。3）生产补充勘探 （1）本局地质队于1962年1982年在井田内施工80个钻孔，共进尺是37783.19m，岩芯总取样率57.15，可采煤层的取样率是57.59，基本为全取芯，岩性描述内容较多。 （2）煤田二队于1981年9月到1982年6月完成7个钻孔，进尺4214.07m，全取芯有2 个孔，其余的是煤系取芯，分层细致，描述详细，内容较多，满足了生产矿井的需要。4）地质冶金部门的勘探资料 （1）山西地质局十二队于1970年12月1977年4月，在井田西北角施工22个钻孔，进尺12187.46m，终可到奥灰，平均岩芯取样 率42.9，但是分层较粗，描述简单。 （2）冶金部门施工钻孔冶金五一七队于1968年4月1979年3月在李石门一带施工14 个水源孔，在云架岭周围施工6个奥灰水文观测孔20个，总进尺十11609.41m。冶金五一八队于1965年1969年在西南部及西北部施工2个观测孔，5 个水源孔，总进尺是3599.42m。吉林冶金608队于1973年11月1974年元月在云架岭一带施工2个观测孔，进尺是880.57m，全孔取芯，描述简单，煤系资料可以参考。山西冶金217队于1973年12月1974年2月在井田的西南部施工2个观测孔进尺1118.42m。仅有简单的分层记录，岩性没有描述，煤层资料只能参考。华北冶金勘探公司520队在罗义村南施工找矿孔1 个，进尺717.65m，终孔为火成岩，层位不清。2.2.2矿井工业储量的计算五阳矿矿井总体范围不大，煤层较厚。可采煤层3#平均厚度为5.8m，井田内有落差60多米的大断层贯穿其中，煤层倾角平均=5，大部分标高位于+850+200m之间，煤层平均容重1.3t/m3。矿井工业储量：煤容重取1.3t/m3，煤层倾角平均5，煤厚平均为5.8 m。工业储量的计算公式见下式：Zg=100SMr/cos (2-1)式中： Zg工业储量，万t；S井田面积，km2；M煤层平均厚度，5.8 m；r煤的平均容重，1.3t/m3；煤层平均倾角，5；故工业储量为：Zg=100365.81.3/cos5 =27247.7万t表2-1 地质资源分类地质资源量331332333百分比111b2M112S11122b2M222S22333k60%7%3%17%2%1%10%2.3 矿井可采储量2.3.1储量损失（1）工业广场保护煤柱；（2）井田边界煤柱损失；（3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；（4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；（5）其它各种损失。2.3.2各种煤柱损失计算（1）工业广场煤柱损失本矿井设计年生产能力为1.5Mt/a，按煤矿设计工业规范，占地面积应在1500.8/101501.1/10之间，即1216.5公顷之间，本设计工业广场取14公顷，长、宽分别为470m、300m，工业广场布置在井田的中央位置。3号煤层倾角5，五阳庄矿工业广场地面标高+950m，松散层厚度为50m，移动角=45，上覆岩层的边界角=75，下山移动角=66.6，平巷移动角=70。图2-1 工业广场保护煤柱工业广场围护带宽度为20m，根据垂直剖面法所作的工业广场保护煤柱的尺寸计算如图2-1所示：保护煤柱的水平面积S1=(749+786)665/2=510387.5m2则工业广场压煤为：Q1=S1Mr/cos (2-2) =510387.55.81.3/cos5 =398.6万t（2）井田边界保留的边界煤柱 井田边界长为27234m，边界煤柱留宽30m，则井田边界压煤量为：Q2=272345.8301.3/cos5=632.7万t (2-3)（3）断层保护煤柱由于断层落差较大，长度为4370m，断层两边各留煤柱50m，则断层保护煤柱损失是：Q3=43702505.81.3/cos5 (2-4) =342.6万t （4）永久保护煤柱总量为：Q=Q1+Q2+Q3 (2-5) =398.6+632.7+342.6 =1373.9万t2.3.3矿井可采储量可采储量的计算公式为：Z=(ZcQ)C (2-6) =（27247.71373.9）0.75 =19405.4万t式中： Z矿井可采储量，万t；Zc矿井工业储量，万t；Q永久煤柱损失，万t；C煤炭采出率，取0.75；3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度本矿井年工作日为330天，采用“四六”工作制，即三班采煤，一班检修，每班工作6小时。根据煤炭设计规范，矿井日净提L确定为16小时。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井设计生产能力的确定矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。五阳矿的实际情况：地质构造相对较简单，储量丰富，煤层赋存较稳定，为近水平煤层（倾角5），三水平开拓，主采3#煤层，平均厚度为5.8 m；瓦斯和水涌出量较小，采用综采放顶煤的开采方法。所以根据以上条件和五阳庄煤矿的最初设计，确定本矿井的年设计生产能力为1.5Mt/a。3.2.2矿井的服务年限根据矿井实际的地层和煤层特征，本矿井主采3号煤，均厚5.8 m，平均倾角5，赋存较稳定，为三水平开拓。服务年限的计算公式： (3-1)式中： T服务年限，a；Z可采储量，19405.4万t；A矿井设计年生产能力，为150万t；K矿井备用系数（1.3-1.5），取1.4。所以