采矿工程毕业设计（论文）-五阳煤矿180万ta新井设计.doc

华北科技学院毕业论文设计总说明五阳180万t/a新井设计，全篇共分为十个部分：矿井概括及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力及服务年限、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。五阳井田其东西长约8.8km，南北长约4.2km，面积约37km2。井田内的主要可采煤层为3煤,该煤层赋存稳定，平均厚度4.5米。倾角平均为11，为缓斜煤层。井田内工业储量23700万吨，可采储量16800万吨。矿井平均涌水量为240m3/h，相对瓦斯涌出量8.99m/t，属于低瓦斯矿井，煤层没有爆炸危险性，无自然发火现象。五阳矿年设计生产能力180万t/，服务年限67年。采用立井两水平开拓，第一水平标高590m，第二水平标高390m,矿井采用大采高一次采全高开采，矿井布置两个个综采工作面保证全矿井的产量，一个进行开采，一个做准备，工作面长度200m，矿井的通风方式采用对角式。关键词：新井设计；年生产能力；立井两水平开拓Design General InformationWu Yang 1.800,000 t/a new well design, entire altogether divides into ten parts: Mine pit summary and well field geological feature, well field boundary and reserves, mine pit work routine and design productivity and service life, well field development, working area tunnel arrangement, coal-mining method, underground haulage, mine hoist, mine ventilation and security and mine pit major economic technical specification. Wu Yang well field its north and south long approximately 88km, thing long approximately 4.2km, area approximately 37km2. . In the well field mainly may mine coal the level is 3 coals，this coal bed tax saves stably. The inclination angle is equally 11, is the gentle coal bed. In well field commercial production 237,000,000 tons, recoverable resources 168,000,000 tons. The mine pit welling up water volume is 240m3/h equally, relative gas discharge measures 8.99 m /t, belongs to the low gaseous mine, the coal bed explosion hazard, not spontaneous combustion phenomenon. Fan Gezhuang ore year design productivity 1,800,000 t/, service life in 67. Uses the vertical shaft two level developments, first horizontal elevation 590m, second horizontal elevation 390m. The gathering adopted a high time to gather all the high extraction, the mine pit arranges a synthesis to pick the working surface to guarantee that the entire mine pit the output, Mining and carry out a prepared,face length 200m, the mine pit well ventilated way uses the opposite angle type. key word: The new well design year productivity vertical shaft two levels developKey word: New well design; year productivity vertical shaft ;two level developments目录1 矿区概述及井田地质特征81.1 矿区概述81.1.1 地理位置及交通条件81.1.2 地形、地貌特征91.1.3 矿区气候条件及水文91.2 井田地质特征91.2.1 煤系底层特征91.2.2 井田地质构造101.2.3 井田水文地质141.3 煤层特征141.3.1 煤层埋藏条件141.3.2 可采煤层的特征141.3.3 煤的特征151.3.4 煤的含瓦斯性151.3.5 煤的爆炸性和煤的自燃倾向性152 井田境界及储量172.1 井田境界172.1.1井田划分的依据172.1.2井田范围172.2 井田工业储量172.2.1 勘探类型及储量等级的圈定172.2.2煤层最小可采厚度182.2.3矿井工业储量的计算182.3 井田可采储量192.3.1保护煤柱储量及可采储量的计算193 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限223.1 矿井工作制度223.2矿井设计生产能力及服务年限223.2.1 校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力的要求223.2.2 校核各种辅助生产环节的能力223.2.3 校核储量条件234 井田开拓244.2 井田开拓的基本问题244.1.1井田开拓方式的原则244.1.2 确定井筒形式、数目及配置244.1.3确定井口及工业广场位置254.1.4确定开采水平和阶段高度264.1.5 开采水平布置及井底车场选型264.1.6 采区划分及其布置274.2矿井开拓设计方案比较284.2.1开拓方案技术比较284.2.2 开拓方案经济比较304.2.3 综合比较304.3 矿井基本巷道324.3.1井筒324.3.2 井底车场364.4 主要巷道开拓384.4.1 各种巷道的断面形式及其参数384.4.3 巷道掘进及支护工艺385 采区巷道布置435.1 煤层地质特征435.1.1 煤层的地质特征435.1.2 煤质特征435.1.3 煤层顶、底板条件435.1.4 每层的含瓦斯特征445.1.5水文地质特征455.1.6煤尘的爆炸性和自燃发火危险性455.1.7地质构造455.1.8地表特征455.2 采区巷道布置及生产系统455.2.1确定采区走向长度455.2.2确定区段斜长和区段数目455.2.3煤柱尺寸的确定465.2.4采区上山的布置465.2.5区段平巷的布置475.2.6联络巷道的布置475.2.7综采对采区巷道布置的要求475.2.8采区运输、通风运料等系统的确定475.3 采区车场设计485.3.1 采区上部车场形式的选择48采区上部甩车场，如图5-3所示。485.3.2 采区中部车场的选择495.3.3 采区下部车场的选择及设计505.3.4 采区主要硐室的布置545.4 采区采掘计划565.4.1 采区主要巷道参数确定565.4.2 确定采区生产能力615.4.3 计算采区回采率626.采煤方法636.1 采煤方法和回采工艺636.1.1选择采煤方法636.1.2确定回采工作面长度及工作面推进度636.1.3确定开采方向636.2采煤工作面回采工艺设计646.2.1.综采工作面的设备选型及配套646.2.2综采工艺方式的选择676.2.3. 采煤机的工作方式和进刀方式676.2.4采煤机滚筒螺旋的选择686.2.5.综采工作面巷道布置及端头支架686.2.6.综采面组织循环作业及循环图表的编制686.3综采工作面巷道布置方式697 井下运输717.1采区运输设备717.1.1 刮板输送机的选择计算717.1.2带式输送机的设计计算757.1.3带式输送机系统布置777.2大巷运输设备807.2.1各环节运输方式807.2.2采区运输设备选择817.2.3矿车选择817.2.4矿用电机车的选型818矿井提升838.1设计依据和主要内容838. 2提升容器的选型计算838. 3提升钢丝绳的选择计算848.4提升机与天轮的选择计算8585 副井提升869矿井通风与安全889.1矿井通风系统的选择889.1.1选择矿井通风系统的原则889.1.2 选择矿井主要通风机的工作方法899.1.3 选择矿井通风方式909.2 全矿所需风量的计算及其分配919.2.1 矿井风量计算原则919.2.2 矿井风量计算方法919.2.3 风速验算959.3 通风阻力的计算969.3.1 矿井通风阻力的计算原则969.3.2 矿井通风阻力计算969.4 矿井通风设备的选择989.4.1 矿井通风设备的要求989.4.2 选择主要通风机989.4.3 选择电动机1009.4.4 电费计算1019.5 矿井灾害防治1019.5.1 防治瓦斯1019.5.2 防治煤尘1029.5.3 防灭火1029.5.4 防治水10310矿井基本技术经济指标104参 考 文 献:105矿井水灾防治1071.基本概念和理论概述1081.1 矿井水灾的现状1081.2 研究矿井水灾的意义1081.3 矿井水灾发生必须局部的基本条件：1091.4 矿井水灾的影响因素1101.5 矿井充水程度的指标1112 矿井防治水1132.1 地面水防治技术1132.2 井下防治水技术1142.2.1 做好矿井水文观测和水文地质工作1142.2.2 井下探水1152.2.3 疏放排水1182.2.4 截水1202.2.5 矿井注浆堵水1223 矿井突水事故的处理1243.1矿井突水征兆1243.1.1与承压水有关断层水突水征兆1243.1.2 潜水突水征兆1243.1.3 老空水突水征兆1243.2 矿井突水的应急措施1253.3水灾处理的一般原则1253.4 矿山救护队处理透水事故的行动要点1263.5 抢救长期被困在井下的避难人员时应注意的问题1273.6矿井水灾 时期井下避难人员生存条件的分析1273.7恢复被淹矿井的方法及安全措施129参考文献：130一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通条件潞安矿区地处山西省东南部，沁水煤田东部边缘中段，地跨长治市、潞城市、襄垣县、屯留县、长子县。山西省潞安环保能源开发股份有限公司隶属的五阳煤矿位于潞安矿区北东部边缘，属长治市襄垣县管辖。其地理坐标：东经11258251130509，北纬362646363347。井田范围南以文王山北正断层为界，北至西川正断层，东起15-3#煤层露头线（经线38418000），西至经线38408000。南北长约13km，东西宽约10km，面积约为78.3649km2。五阳煤矿交通条件较为便利。太焦铁路线自北而南横穿井田，襄垣火车站、五阳火车站位于井田之内，本矿铁路专用线与五阳站相接。邯长、太焦铁路在长治北站交会。太焦线北接石太、同浦线，南接陇海线。图11 五阳煤矿交通位置图1.1.2 地形、地貌特征潞安矿区位于太行山中段西侧，长治盆地之西部。隶属的五阳井田位于矿区东北部。纵观其地貌特征，属黄士高原的低山丘陵地带，地势较为平坦，呈南高北低，西高东低。大多为黄士所覆盖，局部零星出露中奥陶系地层及二叠系地层，冲沟发育。最高点位于本区南文王山北断层附近，海拔为+945.50m，最低点位于漳河河谷，海拔+854.00m，最大高差为91.50m。1.1.3 矿区气候条件及水文本区属暖温带大陆气候。年平均气温8.9，月平均最低气温-6.9(一月)，最高气温22.8(七月)。年降水量为414917mm，年平均为583.9mm。年蒸发量为1493.81996.3mm，年平均为1731.84mm。降水量多集中在7、8、9三个月。日最大降水量为109.7mm(1972年7月7日)。风向多为西北风，最大风速1420m/s。冻土期为每年十一月至次年四月，最大冻土层深度为55cm。本井田主要河流为浊漳河西源和南源，属海河流域漳河水系，浊漳河南源由南而北流经井田南部，其支流有绛河、岚水、淘清河等。浊漳河由西向东流入井田北缘，其支流有淤泥河，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。1.2 井田地质特征1.2.1 煤系底层特征本区主要含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）及二叠系下统山西组（P1s），现分述于下：1）、石炭系上统太原组（C3t）：该组为一套典型的海陆交互相沉积，并形成四个明显的旋回韵律结构，其厚度为89.2139m，平均厚度103m，岩性为灰色、深灰色石灰岩，灰色、灰白色细、中、粗粒石英砂岩，灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，泥岩及煤层。其中夹815层煤，发育四层稳定的石灰岩（K2、K3、K4、K5、）及一层不稳定的石灰岩（K6）。测井物性反映：煤层一般为高电阻、低密度、低伽玛。石灰岩为高电阻、高密度、低伽玛。因此标志明显。该组产植物化石碎屑及动物化石。2）、二叠系下统山西组（P1s）：该组为陆相沉积，其厚度为39.20m至85.85m，平均厚度约60m，岩性为灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰白色中、细粒石英砂岩及煤层。其中夹煤14层。中下部发育的3#煤为全区稳定的可采煤层，厚度为1.50m7.90m,平均厚度为5.73m。测井物性反映：煤层表现为高电阻、低密度、低伽玛。由于3#煤层发育、厚度大且稳定，其本身即为明显的标志层。该组产植物化石碎屑。地层单位煤层编号厚度(M)层间距(M)发育程度可采性稳定性开采状况层位厚度山西组P1s1#局部局部不稳定不稳定8.862#偶尔不可采不稳定不稳定18.273#全区可采稳定稳定主采26.20太原组C3t6#局部局部稳定不稳定5.438#局部偶尔不稳定不稳定10.379#局部局部不稳定不稳定9.3310#局部局部不稳定不稳定12.2611#局部偶尔较稳定不稳定3.8012#局部局部稳定不稳定7.6014#大部局部稳定不稳定23.50151#全区大部稳定不稳定拟采1.72152#大部局部稳定不稳定1.90153#全区可采稳定较稳定拟采各地层层位及特征表 表111.2.2 井田地质构造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，构造线方向大致为北东东和北东方向褶曲；地层总体倾向南西，倾角一般为10；地下3#煤层层位附近呈带状分布有陷落柱。1）.褶曲井田内主要褶曲是天仓向斜，与其伴生的次级褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝沟向斜、十字道背斜、五阳背斜、东周背斜。其轴向除崔村向斜为北北东向外，其余均为北东东向。天仓向斜横贯井田中央，为本井田的控制性构造。褶曲的共同特点是：向西倾伏，两翼倾角520，一般10左右，仅天仓向斜和崔村向斜靠近枢纽部分有大于20甚至达25。天仓向斜幅度在100m以上，其它在20m至80m之间。小黄庄断层以北至西川断层之间由崔村向斜和大郝沟向斜构成煤层的基本形态，而小黄庄断层以南至文王山北断层之间以中部的天仓向斜构成井田的基本形态。兹将主要褶曲叙述如下：（1）崔村向斜：位于井田北部，向斜两翼分别为西川断层和东南上断层截切。向斜轴部南西端自王家庄断层、下峪村、崔村至西川东部附近，向北略偏西方向呈弧线弯曲延伸出区。轴向为北东3540，向西南倾伏，两翼岩层较陡，东南翼约20，西北约18，幅度在50m左右，区内延伸约3.50km。（2）大郝沟向斜：位于王家庄断层南，小黄庄断层北，经兴庄村南，大郝沟村附近向东北延伸，向斜轴在兴庄附近为北75东，过铁路东转为北65东。轴部西端为山西组地层往东逐渐变为太原组地层，两翼对称，倾角10左右，分别为王家庄断层和小黄庄断层切割，长约7.5km。（3）天仓向斜：位于井田中部，横贯东西，为井田内部一级控制性构造。东经东李村至甘村北过天仓村，向西延伸出区外。轴向北75东，向西南倾伏，倾伏角约10左右，两翼岩层倾角1020之间，一般为10。北翼较南翼陡，仅在靠近枢纽部分有大于20达25左右。历次勘探和井下巷道及生产实践控制查明。（4）十字道背斜：位于井田中部小黄庄断层以南，天仓向斜以北。西自矿区外往东经付村至马家窑过大黄庄，十字道村向东延伸出矿区外。呈平缓倾角513南翼1013。向斜轴在付村附近为北75，在大黄庄附近为北85东，十字道以东转为北70左右，一般起伏50100m，东部精查控制查明,生产实践研究证实，西部南峰扩区补充勘控制查明。（5）五阳背斜：位于井田东南部，西起洛江沟村北的五149号钻孔附近，经范家沟村北过五阳村南部，延伸出井田东部边界，轴向约北75东，与天仓向斜大致平行，向西南倾伏，两翼倾角平缓，北翼12，南翼7左右，为一不对称褶曲。西山底区精查控制查明，煤层底板等高线可清楚显示。（6）东周背斜：位于井田西南，西自井田外经东周村到五201钻孔往东背斜逐渐减弱。轴向北75东，两翼产状不对称，北翼陡约10，南翼缓约7左右。南峰扩区补勘控制查明。2）.断层在褶曲形成过程中，由于背斜轴部张引力的作用发育有高角度正断层，构成地垒、地堑构造，它们是五阳井田常见的断层组合形成，直接控制和影响含煤岩系的分布，发育规律和煤层开采。井田控制性断层从北向南：西川正断层、王家庄正断层、小黄庄正断层、崔家庄3#、2#、1#正断层、文王山北正断层落差均大于100m，落差10010m的中型断层有：东南上正断层、仓上1#、2#正断层、西王桥正断层、南峰正断层、西大巷正断层、果园正断层、东周正断层等。详见报告附表一。区内共揭露大小断层198条：其中正断层195条、逆断层3条。按落差大小统计：大于50m11条，大于1050m17条，510m的27条，15m断层有81条，小于1m的断层62条。均不同程度地影响生产。除个别逆断层外，均为高角度正断层,断层倾角6585,一般为7075。断层延伸方向分两组，其中主要一组为NEE向，常在N6085E之间，一般为N7080E；另一组为NE向，常在N4550E之间。现将主要断层简述如下：（1）西川正断层：为井田北部自然边界，走向北50东，倾向东南，倾角70，落差125200m，北侧上升南侧下降。（2）东南上正断层：位于井田北部，西起王家庄煤矿向东经东南上村与赵家庄之间至西河底村西北尖灭，延伸长度约4.5km，倾角70，落差2047m，北侧下降南侧上升，与西川断层构成一地堑构造。（3）王家庄正断层：位于井田北中部，由西向东经兴庄村和王家庄村，倾向北西，倾角70，落差王家庄村东80m左右，到兴庄村附近猛增到240m，区内延伸5.1km。（4）小黄庄断层：位于井田北中部，横贯井田东西，经管道村，小黄庄村，张家庄村总体走向北75东，过襄垣火车站呈缓“S”型弯曲，倾向南东，一般倾角70，落差变化较大，小黄庄以西约290m左右，小黄庄村附近为85m，到崔家庄以北变为110m左右，由西向东逐渐减小，与王家庄断层构成一地垒构造。沿走向上有36、72、87、五217、五31、五45等钻孔控制，已查明。（5）崔家庄3#正断层；位于付村、马家庄、张家庄村南一线，走向北75东，倾向北西，倾角70，落差由西向东增大，西部20m，中部增到70m，东部约50m，全长大于10km，沿走向上有地震测线和34、五29、五97、五38等钻孔控制，已查明。（6）崔家庄2#正断层：位于井田中东部，崔3#断层南，过崔家庄村向东在五4号钻孔不远尖灭。该断层在五78钻孔和29号孔之间分叉，一支以原方延伸约80m左右尖灭，向东延伸出井田。走向北75东，倾向南东，倾角75，落差西部约10m，中部100165m，东部约210m，落差由西向东逐渐增大。另一支向南偏西呈凹型延伸，落差由4045m变为20m左右，过铁路于崔家庄3#断层附近尖灭，五78、五28、82号钻孔控制，已查明。（7）崔家庄1#正断层：位于崔家庄村南，走向北75东，倾向北，落差由东向西渐小，崔家庄以东130m，以西为40m，向西与崔2#断层相交后不远尖灭，向东延伸出3#煤层露头。（8）仓上正断层（1#、2#）：位于仓上村南，由西向东延伸切割露头线穿出井田，走向北80东，倾向南，倾角60左右，落差由东向西渐小，一般为860m，过铁路不远尖灭，井下巷道揭露、控制。已查明。（9）西王桥正断层：位于西王桥村东，走向北85东，倾向南，倾角75，落差最大40m，西端分叉尖灭，长约1.52km，井下巷道揭露，控制已查明。（10）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6075m，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。（11）西大巷正断层：位于南峰沟，西李村一线，东过西大巷在五194孔附近尖灭，西在南峰村东尖灭，全长约3km，走向北50东，倾向东南，倾角75，落差一般为1260m，南峰沟村以西逐渐减小，有地震测线及五224、五192控制，西大巷揭露，已查明。（12）果园东断层：位于南峰沟村南，向西为西大巷断层截断，向东过7506工作面尖灭，全长约2km，走向近东西，倾向北北西，倾角75，落差由西向东减小，最大15m，有南51和7506工作面控制，已查明。（13）东周正断层：位于韩家庄、东周村南一线，区内长约4.2km，向西穿出井田西界，向东与文王山北断层相交尖灭。走向东西，倾向南，倾角75，落差中部小约12m，东、西部大2860m，沿走向有五198、南23、南44等孔控制，已查明。（14）文王山北正断层：为井田南部边界，位于东周，西周村一带东延伸出井田与晋获断裂相交，西至李村在红石沟与文王山南断层相交，走向北80东，倾向北西，倾角75，区内最大落差500m，沿走向有水I02-02、五64、五68号孔揭露，地表多处出露，控制程度较高，为已查明断层。由于大多数构造为沉积后期地壳运动形成，区内又无岩浆侵入，因此对本区煤质变化不产生影响。3）.陷落柱五阳井田内岩溶陷落柱较发育，从目前钻探和生产资料来看，岩溶陷落柱主要集中在天仓向斜轴两侧，共发现51处，其中井下揭露42个，钻孔揭露2个，电法勘探发现7个，横截面大多呈椭园形，长短轴比一般为20:17，长轴多垂直于底板等高线，即与构造线方向近垂直，短轴则平行于构造线方向。柱体截面大小不一，最大可达97750m2,一般为4400m2,接触面呈锯齿状，常以7585倾角的反漏斗状向深部延伸。已揭露的陷落柱多在403450m水平以浅，因大部分处在奥灰水位之上，所以一般无水。从揭露的陷落柱分析，具有以下特征：陷落柱密集分布于天仓向斜轴附近约600m的范围内，与向斜轴中和面以下的拉张性破碎带有关，有利于地下水的流动及岩石崩塌而形成陷落柱。陷落柱长轴方向多与向斜轴垂直，这与拉张断裂有关，在平面上陷落柱相对密集。陷落柱附近常伴有小断层，如6#与25#陷落柱。陷落柱接触面呈锯齿状。柱体内岩性杂乱无章，大小不等，产状不好，岩性胶结不好。陷落柱个别渗水，如25#陷落柱，打钻微渗水，27#、28#陷落柱漏水，特别是6#陷落柱1984年发生突水。陷落柱相对下沉距离3080m。柱体内掘进巷道压力大、易发生底鼓，如2#陷落柱。南-16钻孔在420m揭露陷落柱，上段420496m，软岩层较破碎，破碎层段岩芯采取率82%，496m以下岩芯产状明显紊乱，倾角3090不等，说明重力下流作用较大。沿陷落柱接触带煤层变得破碎，松软，其产状变化不大。在地形、地貌上无明显特征。1.2.3 井田水文地质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。1.3 煤层特征 1.3.1 煤层埋藏条件位于山西组中下部，厚度3.605.20m，平均厚度4.5m，最薄点位于井中东部的五157孔，全区总体上稳定，无明显变化趋势，风化带内可见最小煤厚为0.22 m。含夹矸02层，夹矸厚度最大0.10m，最小0.01m，平均0.06m，纯煤厚度5.69m。夹矸岩性多为炭质泥岩，少数为泥岩。煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩。底板岩性为黑色泥岩、粉砂岩。属结构简单。该煤层全区稳定可采且厚度大，为本井田正在开采煤层，因此对该煤层的控制研究程度均很高。据上分析,确定3#煤层为稳定型。1.3.2 可采煤层的特征位于山西组中下部，厚度大且层位稳定。物性反映明显，一般呈高电阻，低密度，低伽玛。本身为良好的对比标志层。上距K8砂岩约36m左右。下距K5石灰岩约33m左右。对比程度可靠。煤层名称煤厚m倾角结构硬度容重稳定性3平均4.511简单结构1.01.4较稳定最小-最大3.6 -5.24-14煤层赋存情况表 表121.3.3 煤的特征为黑色，细中条带状结构，层状构造，条痕色为黑色，强玻璃光泽，裂隙较发育，呈阶梯状或贝壳状断口。经取样测试3#煤视相对密度为1.35，1.41；散密度为849950kg/m3；安息角为37.237.3度；摩檫角为2024。1.3.4 煤的含瓦斯性五阳煤矿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4.81 m3/t，属低瓦斯矿井，从近6年的矿井瓦斯及二氧化碳涌出量的情况统计见表6-5，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，存在高瓦斯区，如76采区瓦斯涌出量曾达到23m3/min，为高瓦斯区。 日期（年）绝对涌出量(m3/t)相对涌出量(m3/t)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3#煤层瓦斯及二氧化碳涌出量表 表1-31.3.5 煤的爆炸性和煤的自燃倾向性3#煤层分别在1996年的补充勘探以及2001年、2004年76采区取样作了煤尘爆炸性和自燃倾向性试验，结果见表1-4。孔号自燃倾向性试验煤尘爆炸试验原样 （）还原 （）氧化 （）还原氧化（）自燃倾向性结论火焰长度（mm）加岩粉量（%）爆炸性结论南-541642640917不易自燃2535有南-1139540439113不易自燃1240有南-154084124039不易自燃2050有南-1940741840117不易自燃1535有南-2042242841612不易自燃1525有南-224064124039不易自燃830有南-314064114029不易自燃2050有南-3640441239814不易自燃1235有南-4939640238814不易自燃1040有76皮带巷38040037921有可能自燃3075有76皮带巷38539238012不易自燃1055有3# 煤层煤尘爆炸性及自燃倾向性鉴定报告 表1-4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。2 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1井田划分的依据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、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2、保证井田有合理尺寸；3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。2.1.2井田范围井田范围南以文王山北正断层为界，北至西川正断层，东起15-3#煤层露头线（经线38418000），西至经线38408000。南北长约13km，东西宽约10km，面积约为78.3649km2。3#煤层拐点28个，标高从830m至250m点号XY点号XYA14035600.0038408000.00A154041640.0038415800.00A24041100.0038408000.00A164041500.0038416280.00A34041300.0038409300.00A174040900.0038416160.00A44042780.0038408650.00A184040750.0038416070.00A54046360.0038411520.00A194040580.0038415720.00A64045500.0038412370.00A204041380.0038415660.00A74044005.0038411060.00A214041600.0038415960.00A84043400.0038412700.00A224040420.0038416070.00A94042500.0038412940.00A234040240.0038415900.00A104042220.038413140.00A244040160.0038415600.00A114042380.0038413680.00A254039850.0038415550.00A124041680.0038414100.00A264038840.0038414060.00A134040800.0038414400.00A274038260.0038415200.00A144041600.0038415440.00A284037320.0038415020.00五阳煤矿区范围拐点坐标 表2-12.2 井田工业储量2.2.1 勘探类型及储量等级的圈定根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。由于本矿井煤质稳定，煤类较多，水文地质条件复杂，煤系中有岩浆岩破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；对难以开采的小而孤立的块段，不圈定储量，不进行单独计算。2.2.2煤层最小可采厚度该井田煤层倾角小于11，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求，根据生产矿井储量管理规程的规定，确定煤层的最小可采厚度为3.60 m。2.2.3矿井工业储量的计算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。矿井工业储量一般即A+B+C级储量。井田范围内全区可采煤层为3号煤。计算数据的依据及方法：（1）投影面积：以1：10000煤层底板等高线图为基础，划分储量计算块段，块段形状规则的以几何图形求面积的方法计算，不规则的，则用求积仪在图上求得。（2）煤层厚度及倾角：计算块段储量使用的煤厚及倾角是按储量规程要求计算的控制该块段的工程揭露的各见煤点的煤厚及倾角平均值。（3）容重：计算块段储量使用的容重是1975年测定的数据。表2-2 单位：吨/米3煤层3煤容重140（4）设计回采率：我矿采用储量规程规定的各类煤层的回采率数据如表2-3 煤层3煤回采率75%2、储量计算公式：按生产矿井储量管理规程规定储量计算采用公式为：本井田面积约为37km2，可采煤层3煤层平均厚度为4.5米，煤的容重为1.40 t /m3,则井田工业储量为Zc：Zc = MS = 4.5371061.4/cos112.37108t 式中： Zc矿井工业储量, t ；M煤层煤层平均厚度,m ； S 井田面积, km2 ； 煤的容重, 取平均值为1.40，t/m3 。2.3 井田可采储量2.3.1保护煤柱储量及可采储量的计算1）计算井田内的工业储量时应考虑的储量损失为：（1）工业广场保护煤柱；（2）井田内村庄保护煤柱；(村庄已搬迁)（3）井田境界及地质构造保护煤柱；（4）采煤方法所产生的巷道煤柱；（5）采煤运输时的损失煤柱。2）工业广场保护煤柱工业场地的选择主要考虑以下因素：尽量位于井田储量中心，使井下有合理的布局；占地要少，尽量做到不搬迁村庄；尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位；尽量减少工业广场的压煤损失。根据以上原则并结合本矿井的实际情况，并依据工业广场占地面积指标之规定(见表24),设计矿井生产能力180万吨，每10万吨煤所占的工业广场面积为1公顷. 井型:Mt/a占地面积指标:ha/0.1Mt2.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.90.31.8 工业广场定为矩形，长度为300m，宽度为400m.在工业广场矩形外缘加上20m宽的围护带,其工业广场压煤损失量由图2-5得出。地表层厚度为1020m，地表层移动角及岩层移动角见表2-4。表2-4 地表层移动角及岩层移动角地表层厚度（m）()()()()6045767666根据图2-4及各数据、三角函数的关系，解得梯形长为490m，宽为635m，高为480m，最终求得的工业广场压煤量为：P11/2*(490+635) *480*4.5*1.4/ cos11 =173.28万t3）断层保护煤柱根据有关规定，为保证矿井的安全生产，断层两侧各留40m保护煤柱。该矿区的断层总长为3500m。则断层保护煤柱损失约为：P2=(800*42.6+1200*56+1400*64+1200*52+550*41.3) *4.5*1.4/ cos11 =177.13万t4）边界保护煤柱根据有关规定，边界煤柱留20m。P3=72760*20*4.5*1.4/ cos11 =933。94万t5）村庄保护煤柱根据煤炭工业设计规范补充规定，为保证安全，村庄下必须留设保护煤柱。但是村庄已迁出，无需留村庄保护煤柱6）陷落柱损失P4 =380*200*0.5*4.5*1.4/ cos11 =5.4万t7)护煤柱总的储量损失为：P= P1P2P3=1732800+1771300+9339400+54000 =1289.95万t.8)采储量由下式计算： 式中：Zg-矿井工业储量，万t； P-保护煤柱损失储量，万t； C-采区回采率，取75%。则Zk=（23700-1289.75）*75%=1.68亿t 工业广场保护煤柱损失计算图3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度设计规范规定：“矿井设计生产能力按年工作日300d计算。每天3班作业，每天净提升时间为16h。” 根据本矿井的实际情况，本矿井的工作制度如下：年工作日数：300天； 每天净提升时间：16h；采用“三八”工作制。每班工作8h，两班出煤，第三班为检修准备班，以缩短煤矿工人的辅助劳动时间，减轻煤矿工人的劳动强度。3.2矿井设计生产能力及服务年限矿井生产能力是煤矿生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个重要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井生产能力是与井田划分紧密联系并相互适应的，是矿区总体设计应解决的重要原则问题。矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、储量、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。该井田可采煤层1层，煤层倾角很小，赋存稳定，影响生产的断层很少，瓦斯含量低，具备设计大型矿井的条件，故根据矿区现有生产矿井的实际生产水平以及国家对该煤的迫切需要，初步确定矿井年生产能力为180万t。3.2.1 校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力的要求矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，本矿井计划用一个采区的一个高产、高效工作面保证全矿井的产量。主采煤层厚度4.5 m，工作面长度200 m，采煤机截深0.6 m，每天进8刀，一年300 d ,工作面回采率95% ，则综采面的生产能力为： 能够满足矿井设计生产能力的要求。3.2.2 校核各种辅助生产环节的能力根据后面矿井运输提升部分的设计，矿井的各种辅助运输能力都能满足矿井生产能力的要求。本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。工作面生产的原煤一律用带式输送机运到煤仓，运输能力也很大，自动化程度较高，原煤外运不成问题。根据后面矿井运输提升部分的设计，矿井的各种辅助运输能力都能满足矿井生产能力的要求。3.2.3 校核储量条件矿井的设计生产能力应与矿井储量相适应，以保证矿井有合理的服