宁汶煤矿矿井通风设计矿井防灭火毕业论文.doc

宁汶煤矿矿井通风设计矿井防灭火毕业论文目 录摘要：1Abstract:2引言11 矿井概况21.1 矿区概况21.1.1 交通位置21.1.2 地形地势和气象21.1.3 矿区经济概况、工业、农业等情况31.2 井田地质概况31.2.1 地质特征31.2.2 地质构造41.2.3煤层及煤质61.3 矿井安全概况71.3.1 水文地质特征71.3.2 瓦斯赋存状况112 矿井储量与生产能力132.1 井田境界及储量132.1.1 井田境界132.1.2 井田地质储量及工业储量132.2矿井生产系统152.2.1运输、提升152.2.2通风、排水162.2.3供电系统162.3矿井生产能力及服务年限172.3.1 矿井工作制度172.3.2 矿井生产能力及服务年限173 井田开拓及采区通风183.1 井田开拓方案183.1.1 开拓方式183.1.2 井口与工业场地位置选择183.1.3 井筒数目位置183.1.4水平划分及标高183.2 矿井基本巷道193.2.1 主井、副井193.2.2 区段布置203.2.3 采区基本参数253.2.4 采区通风系统273.3 掘进通风283.3.1 掘进通风的设计原则283.3.2 局部通风方法283.4掘进工作面所需风量计算及风机选型293.5掘进通风设备选择303.6局部通风机的选择313.6.1、确定局部通风机的工作参数313.6.2局部通风机选型323.6.3通风构筑物的设置与主要通风机附属设备323.6.4 主要通风机附属设备设置与要求334 矿井通风设计354.1 选择矿井通风系统的原则354.2 拟定矿井通风系统354.2.1 确定矿井主扇的工作方法354.2.2 选择矿井的通风方式364.3 计算和分配矿井总风量374.3.1需风量计算方法的选择374.3.2风量计算原则384.3.3矿井风量计算384.3.4风量分配404.4 计算井巷通风总阻力414.5 选择矿井通风设备464.5.1 基本要求464.5.2 基本数据的确定474.5.3主要通风机选型合理性分析494.6 选择电动机505 安全专篇-矿井防灭火525.1概况525.2开采煤层自燃预测及防治措施525.2.1煤的自燃分析预测525.2.2煤层的自燃预防措施535.2.3各种防灭火方法555.3井下外因火灾防治及装备585.3.1电气事故引发的火灾防治措施及装备585.3.2胶带输送机着火的防治措施及装备595.3.3其它火灾的防治措施及装备595.3.4井下防火构筑物595.4地面建筑防火605.4.1建筑物的耐火等级605.4.2建筑物主要承重构件的耐火性能615.4.3防火分区及安全疏散615.4.4装修材料、消防材料库62结论63参考文献64致谢65附录66引言纵观国外的通风技术发展，许多国家很早就开始了对矿山通风的研究，他们对矿井通风的合理性参数和矿井通风网络的优化进行了研究，并根据瓦斯、CO、粉尘浓度等参数对通风机进行调速、降低能耗,智能化程度高，对通风系统的安全性和抗灾行业做出很大贡献。日本有的金属矿山针对矿井的集中化生产，采用现代化的通风技术，保证了矿井的合理供风。波兰研制了集控件，计算，调速于一体的矿井通风系统，将各种参数汇集到井上微机，由微机多各种参数进行处理，微机还能根据井下风的要求对通风机进行调速和风量控制，并可绘制出井下立体通风图，达到矿井通风的先进水平。德国，日本和俄罗斯采用固热涂层。德国研制了TFC系列动叶可调式通风机，该通风机可根据矿井开采所需风量和风压，可以在不停机的条件下及时合理地调节叶片安装角度，达到节能作用。我国矿井通风技术在吸收了世界各国的先进理念的基础上，也取得了众多引人注目的成果，近十年来，矿井通风系统的技术改造和建设正沿着多元化的技术途径发展。但从总体上看，我国矿井通风的技术水平还处于相对落后的状态。通风系统的可靠性低，现有的轴流式通风机效率低，电耗大。矿井通风机在线监测水平低，控制能力弱，对通风机的故障诊断基本上还处于研究阶段。矿井通风在线监测系统是一个独立的系统，未能与整个矿井通风系统和矿山的安全生产相结合。矿山的风机管理信息化程度不高，不能及时反映风机的各种的运行情况和控制风机的运行，因此我国的矿井通风技术还有很大的发展与研究空间。另外本设计还从矿井防灭火方面对宁文煤矿进行了全面的分析，并提出了安全可行的技术措施。1 矿井概况1.1 矿区概况1.1.1 交通位置宁汶煤田位于山东省西南部的汶上县境内,属全隐蔽华北型石炭二迭系含煤区，行政区划属济宁市管辖。地理坐标：东经116031/00/116035/30/，北纬35039/00/35041/30/，东西长约6.8km，南北宽约4.6km，面积约31.4km2。兖(州)新(乡)铁路横穿井田南侧，距济宁火车站38km。西到菏泽与京九铁路相连，至新乡与京广铁路相接，东至兖州与京沪铁路线和兖(州)石(臼所)铁路连通。105国道在井田西侧约7km处经过，兖(州)汶(上)公路横贯井田东北侧，公路四通八达，交通十分方便（如图1-1）。图1-1 交通位置图1.1.2 地形地势和气象区内地形平坦，地面标高+42.2345.68m，地势东北高西南低，地形坡度0.82。本区为温带半湿润季风区，属于大陆性气候，四季分明。据济宁气象站1959年1月至1998年11月的观测资料：年平均气温为13.5。多年平均最低气温月为1月，日平均最低气温-9.8。1996年12月月平均气温最低，为-9.8；日最低气温-19.4(1964年2月18日)；7月份气温最高，月平均最高气温34.3(1957年7月)；日最高气温41.6(1960年6月21日)。年平均降水量688.86mm，最小347.90mm(1988年)，最大1186.0mm(1964年)。降雨多集中在78月份，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)。年平均蒸发量1765.60mm。春夏两季多东及东南风，冬季多北及西北风，平均风速2.3m/s；最大风力8级。历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.31m。1.1.3 矿区经济概况、工业、农业等情况本井田所在汶上县面积877km2,人口72.6万人,人口密度每平方公里828人。1999年国民生产总值24.2亿元。其中:农业总产值15.2亿元，农作物总面积146.2万公倾，粮食作物面积7.1万公倾(主要以种植小麦、玉米、棉花、油料等为主)，经济作物 (主要为疏菜、瓜果、畜牧业和水产业)。工业总产值7.1亿元，骨干企业为凤皇集团。经济结构单一，工业基础薄弱、经济欠发达。但近年来随着改革的发展，其它建设、环保、交通邮电、商业旅游、外经外贸、科技教育、文体卫生、社会生活等正随着外部环境的发展而不断的发展。该区地下矿床(煤)的开发与利用，必将带动本区的工农业生产，加速当地经济发展。该煤田已建有唐阳、保安、石桥等矿井，新驿矿井正在建设当中。本井田南部为唐阳煤矿(45万t/a)，已建成投产。东部为新驿煤矿(45万t/a) 正在建设当中。1.2 井田地质概况1.2.1 地质特征 井田内地层自上而下有第四系、侏罗系上统、二迭系上统上石盒子组、下统下石盒子组、山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组、奥陶系中下统。现分述如下：1.第四系(Q)地层厚165.40282.30m，平均243.26m。东及东南部厚，西、西北部变薄。由粘土、钙质粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成，分为上、中、下三组。上组：厚85.60100.60m，由棕黄、灰黄色砂、砂砾层、粘土质砂及粘土、砂质粘土相间沉积而成，砂层松散且透水性和水质较好。中组:厚68.2094.60m，由灰绿色、褐黄色粘土、砂质粘土夹砂层组成，主要以隔水性能为主，为重要的隔水层。下组：厚49.40102.80m，以灰绿、灰黄色中、细砂夹粘土、砂质粘土组成，含砂24层，富水性中等。本系属河湖相沉积与下伏地层呈不整合接触。2.侏罗系上统蒙阴组(J3)：本组地层仅汶106钻孔揭露，厚度235.40m，分上下两个亚组。本组地层底部多有紫红色砂砾岩，与下伏地层呈不整合接触，易于区分。3.二迭系(P)上统上石盒子组(P21)：最大残留厚度421.70m，平均194.36m，井田南部保留较厚。本组属干热条件下的河湖相沉积。下统下石盒子组(P12)：残留厚25.3068.90m，平均48.94m，属温湿、干热过渡条件下的内陆河湖相沉积。与下伏山西组地层呈连续沉积，标志层不明显。下统山西组(P11)：厚39.8088.40m，平均69.07m，是本区主要含煤地层。主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及灰黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成，砂岩含量较高。本组内含煤4层(1、2、3上、3(3下)，其中3(3下)煤层厚度大，储量丰富，为本区主采煤层。本区为从海陆交互相向陆相发展的过渡相沉积，与下伏太原组为整合接触。4.石炭系(C)：包括上统太原组和中统本溪组。太原组(C3)：全井田普遍发育，厚175.20179.80m，平均177.50m，为本井田主要含煤地层之一。含石灰岩12层，其中三、十下灰厚度大且稳定。含煤19层，大部分煤层厚度小于可采厚度，仅16煤层局部可采，但可采面积小。本组地层为典型的海陆交互相沉积。以十二灰顶界为本组底界并与下伏地层呈整合接触。本溪组(C2)：厚度31.20m，偶见19煤层。底部常为一层灰紫、紫红等杂色铝铁质泥岩，与下伏中、下奥陶统为假整合接触。本组地层为以海相为主的海陆交互相沉积。5.奥陶系中下统(O1O2)据邻区钻孔揭露地层总厚800m左右，本区揭露厚度34.16m，岩溶较发育，为本区主要含水层。1.2.2 地质构造本井田处在汶泗向斜的南翼，区内主要有北东向、北西向、近东西向和近南北向四组正断层，根据地震勘探资料解释，勘探区总体为一向斜构造。地层产状一般1018，局部受构造影响地层倾角变陡，可达30。1.褶曲：区内褶曲较发育，且以近南北向为主，东西向不发育。2.断层：区内断裂构造比较发育，共解释断层66条，孤立断点3个，其中H100m的断层有15条；100mH50m的断层有7条；50mH20m的断层有15条；20mH10m的断层有8条；H14001390(14)精煤0.320.410.37(12)粘结指数GR.I618779(14)磷Pd(%)原煤0.0050.0300.0125(13)胶质层厚度Y(mm)11.013.012.0(13)精煤0.0030.0250.011(14)煤 类QM45(9) QM44(1)1/3JM35(4)1.3 矿井安全概况1.3.1 水文地质特征1.含水层 井田内含水层自上而下依次为第四系砂、砾层孔隙含水层，山西组3煤层顶、底板砂岩裂隙含水层，太原组三灰、十下灰岩溶裂隙含水层及中奥陶统石灰岩岩溶裂隙含水层。 其中3煤层顶、底板砂岩为开采上组煤的直接充水含水层。 第四系砂、砾层孔隙含水层；井田内第四系厚度变化趋势为东及东南部厚，西及西北部变薄。东北角汶8-2孔附近最厚达282.30m，为冲洪积物，按其沉积环境、岩性组合、水文地质特征，结合物性特征，分为上、中、下三组，其中上、下两组为含水段，中组为相对隔水段。上组(Q上)；由棕褐黄色、灰黄色砂、砂砾层、粘土质砂及粘土、砂质粘土相间沉积而成。厚85.60100.60m，一般厚90m左右。砂层松散，透水性较好，含较稳定的砂层59层，砂层厚2.7044.20m。据济宁三号井田精查阶段抽水试验，水位高程32.6833.40m，单位涌水量0.7751.521L/s.m，矿化度0.630.67g/L，属强富水孔隙含水层，为工农业生产及生活用水主要水源。下组(Q下)；由灰绿、灰黄色中、细砂粘土质砂夹粘土、砂质粘土组成。厚49.40102.80m，一般厚80.0m左右，含砂210层砂层厚24.3053.00m。初期采区范围内，第四系下组底部多为粘土和砂质粘土。汶12-3和汶20-2孔对本组进行抽水试验，单位涌水量为0.009130.0658L/s.m，水位高程为29.6929.83m，富水性较弱，水化学类型为HCO3-Ca.Na和HCO3.SO4-Na.Ca型，矿化度0.3560.431g/L。该组覆盖于各基岩含水层隐伏露头之上，是各基岩含水层的补给水源。 山西组3煤层顶、底板砂岩裂隙含水层；3(3下)煤层顶板砂岩以灰白色中、细砂岩为主，局部为粗砂岩，厚11.5043.52m，平均30.01m；底板砂岩多为灰白色细砂岩，局部为中、粗砂岩，厚3.2016.70m，平均7.76m；3(3下)煤层顶、底板砂岩厚19.8055.30m，平均37.77m，局部裂隙较发育，被方解石充填。共有20个钻孔穿过3(3下)煤层顶、底板砂岩，仅在南部汶101孔冲洗液漏失量0.64m3/h，漏水孔率5.0%，充水空间不发育。精查阶段在汶14-1和汶22-1孔抽水试验2次，水位高程34.2337.06m，单位涌水量0.001630.00322L/s.m，富水性弱，矿化度0.5750.638g/L，水化学类型属HCO3-Na型，为开采3(3下)煤层的直接充水含水层。 太原组第三层石灰岩岩溶裂隙含水层；三灰厚2.404.70m，平均3.54m，浅部较薄，向深部渐厚，有21个钻孔穿过三灰，仅在浅部汶20-2孔漏水(漏失量1.0m3/h)，漏水孔率4.76%，充水空间不发育，汶18-1孔抽水试验，三灰厚3.80m，底板高程-625.33m，岩芯完整，抽水40分钟后抽干，水位高程28.17m，富水性弱。邻区新驿井田汶135孔(三灰底板高程-241.52m)抽水试验单位涌水量为0.193L/s.m，富水性中等，水化学类型为HCO3.CL-Na.Ca型，矿化度0.489g/L；而埋藏较深的汶7-1(底板高程-454.13m)和汶2-1孔(底板高程-333.09m)单位涌水量仅为0.01080.0688L/s.m，富水性弱。说明三灰富水性极不均一，浅部富水性中等，深部富水性变弱。 三灰上距3(3下)煤层43.9857.34m，平均51.08m，浅部三灰水因为有较厚的隔水层阻隔，对开采3(3下)煤不构成直接充水威胁，只有巷道穿过三灰时才会充水。 太原组十下灰岩溶裂隙含水层；厚3.555.55m，平均4.79m，全井田共有7个钻孔揭露十下灰，未发现漏水孔，充水空间不发育，汶24-1孔十下灰固定孔抽水试验，岩心完整，裂隙不发育，且被方解石充填，抽水试验出水5分钟即抽干，水位恢复极缓慢，说明其富水性极弱。据兖州煤田兴隆庄煤矿抽水试验资料，水位高程27.3140.73m，单位涌水量0.00020.27L/s.m，富水性极不均一，矿化度0.270.41g/L，水化学类型属HCO3-Cu-HCO3.CL-Ca型。奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层；井田内揭露奥灰钻孔1个(汶24-1)，揭露厚度34.16m，裂隙较发育，充填或不完全充填方解石脉。邻区新驿井田汶7-1孔漏水，漏水点上距奥灰顶界7.44m，漏失量大于15m3/h，奥灰埋深大于-600m，抽水试验水位高程29.18m，单位涌水量0.0274L/s.m，富水性弱，水化学类型为HCO3.SO4-Ca.Mg.Na型，矿化度0.584g/L。济宁煤田三号井田曾施工60个揭露奥灰孔，证明随着埋藏深度的不同，奥灰富水性具有明显的垂向变化规律，由于本井田揭露奥灰钻孔少，因此奥灰的富水性有待进一步勘探查明。 除上述含水层外，石盒子组砂岩共有18个钻孔穿过，有4孔漏水(漏失量0.636.0m3/h)，漏水点分别在石盒子组砂岩的上部或下部，充水空间较发育，但距3(3下)煤层最小间距71.58m，对开采3(3下)煤层无直接充水威胁。井田内含水层可分为：（1）第四系含水层：全区广泛分布，直接覆盖于第三系或煤系（天窗处）地层之上，由各粒级的砂、砾砂和砾石等组成。由南向北逐渐增厚，厚度120150m。根据第四系地层的划分，又分为上部含水层和下部含水层。（2）上部含水层：全区发育，厚度100110m，上部以中，粗砂及砾砂等组成，含水性和透水性好，单位涌水量3.833L/sm，渗透系数10.134m/d，是本区间接主要含水层。下部以细砂和中砂为主，粗、砾砂次之。单位涌水量0.5440.593L/sm，渗透系数1.2731.569m/d，均为孔隙承压水。（3）下部含水层：以细砂、砾砂组成，厚度2040m，含泥质较多。单位涌水量0.1070.554L/sm，渗透系数0.5222.839m/d，该层局部与上部含水层有水力联系，在天窗处补给煤系风化裂隙含水带。2.隔水层井田内隔水层自上而下主要有：第四系中组隔水层，石盒子组隔水层，16煤层下伏隔水层。（1）第四系中组隔水层由灰绿色、褐黄色粘土、砂质砂土夹砂层组成，厚68.2094.60m，平均81.99m，含砂层39层，砂层多为透镜状，连续性较差，粘土类地层约占本层总厚的70%，粘土层的隔水性能良好，能有效地阻止大气降水，地表水及第四系上组水与基岩含水层的水力联系。（2）石盒子组隔水层组上石盒子组残厚0518.60m，下石盒子组残厚068.95m，均以厚层泥岩、砂质泥岩为主，间夹中、细砂岩，能起到良好的隔水作用，阻止第四系水的下渗。此外，太原组中的泥岩、砂质泥岩、隔水性能良好，阻隔了各含水层之间的水力联系。 3.断层的导、富水性据兖州、济宁矿区多年开采经验证明，断层的导、富水性能主要取决于断层两盘岩层的富水性、裂隙发育程度、断层角砾岩的成份、胶结程度，其中断层对盘岩层的富水性及煤层与含水层的间距和断层导、富水性关系尤为密切。井田内共有9孔见12个断层点，均未发现漏水，表明断层带充水空间不发育。井田内F17断层及F17-6断层落差大于200m，最大落差660m，致使奥灰与3煤层对口接触，建议在采区接近较大断层时，留设足够的断层防水煤柱，以防奥灰水突入矿井。4.地下水的补给及排泄条件井田内无较大河流，大气降水与第四系上组含水层水力联系密切，由于第四系中组粘土类隔水层发育良好，因此各基岩含水层与地表水、大气降水无直接水力联系。井田内各基岩含水层露头均隐伏于第四系之下，接受第四系下组砂砾层水补给。随着工农业用水量增大，人工取水成为地下水的主要排泄方式。由于井田内无长期观测孔，因此各含水层的动态变化规律及其相互关系有待进一步查明。5. 井田水文地质类型开采3(3下)煤层的直接充水含水层主要为3煤层顶、底板砂岩，富水性弱，在其露头附近，开采3(3下)煤层冒裂带高度可达第四系下组砂砾含水层，其富水性弱，因此本井田开采3(3下)煤层的水文地质类型为裂隙类简单型。6.井田充水因素分析在煤层露头附近，第四系下组水会成为开采3(3下)煤层的冒裂充水含水层，因此在开采中，应保留一定的露头防水煤柱。井田内三灰上距3(3下)煤层43.9857.34m，平均51.08m，正常情况下第一水平(-340m)三灰水对开采3(3下)煤层无威胁。-400m以深，由于水压增大，隔水层较薄，三灰水存在底鼓突水的可能。 综上所述，开采3(3下)煤层的直接充水含水层为3(3下)煤层顶、底板砂岩含水层。在巷道穿过三灰时，则三灰成为巷道充水含水层。7.供水水源本井田第四系上组富水性强，为工农业用水主要取水含水层，可作为矿井的临时性供水水源，但可能存在工农业用水矛盾。井田北部房村至义桥一带奥陶系灰岩埋藏较浅(顶界埋深在500m左右)可能含有较丰富的地下水，建议将奥灰作为供水水源进行勘探。1.3.2 瓦斯赋存状况1.瓦斯、煤尘、煤的自燃本区3(3下)煤层瓦斯(CH4)含量和成分最高分别为0.002cm3/g燃和0.00%，二氧化碳(CO2)最高含量为0.031cm3/g燃，最高成分为0.88%。该区瓦斯含量低，应属瓦斯风化带范畴，但由于区内构造复杂，又有岩浆岩侵入，因此，在生产过程中应加强瓦斯管理，以防瓦斯聚集发生瓦斯爆炸事故。各煤层均有煤尘爆炸危险性。根据煤样测试结果，3(3下)煤层的自燃倾向性等级为不自燃。然而邻近葛亭井田、唐口井田资料表明，各煤层均属不易自燃易自然发火煤层，兖州、济宁生产矿井开采的3煤层均有自燃倾向。因此本矿井暂按煤层自然发火设计。2.地温本区恒温带深度为20m，恒温带温度为+5.6，每百米地温梯度为2.8。本区地温变化随深度增加而增高，影响地温变化的主要因素是自然增温率。因此，初步认为本地区地温为正常区，对矿井生产影响不大。3.煤层顶、底板本区含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均总厚246.70m。共含23层煤，其中山西组含煤4层，太原组含煤19层，平均总厚15.39m，含煤系数6.24%。可采煤层仅3(3下)煤层1层，平均厚4.20m，占可采煤层总厚的27.29%，是本区主采煤层。3上、16煤层在区内有部分可采点，但分布面积较小。另外9、15上、15下、17、18中煤层有个别点达可采。可采及局部可采煤层分述如下：（1）3上煤层位于山西组中上部，上距2煤层10.1411.46m，平均10.80m，下距3(3下)煤层1.6125.46m，平均11.35m。全区仅汶14-1、汶208、汶18-2、汶20-2号孔可采，煤层厚度0.992.55m，平均1.78m，厚度变异系数为30.90%。一般含1层夹石，岩性为泥岩、炭质粉砂岩，厚度0.050.7m。顶板主要为粉砂岩，少数为粗、细砂岩。底板主要为泥岩、粉砂岩，少数为细砂岩。 （2）3(3下)煤层位于山西组中上部，上距2煤层13.4552.90m，平均35.57m。下距三灰43.9857.34m，平均51.08m。煤层厚度1.406.24m，平均4.20m，厚度变异系数为28.81%。一般含1层夹石，部分孔中见2层夹石，岩性主要为炭质泥岩、粉砂岩，也有泥岩、细砂岩。顶板主要为泥岩、细砂岩，次为中砂岩、粉砂岩，个别孔有粉砂岩、泥岩伪顶。底板主要为砂质泥岩、泥岩，少数粉砂岩、细砂岩，个别孔有粉砂岩、细砂岩伪底。汶8-2号孔和中北部为冲刷区，汶14-1、汶208、汶18-2、汶20-2号孔为3上、3下煤层分叉区，其余均为合并区，汶8-1、汶14-1、汶208、汶18-3、汶20-21号孔由于受下部岩浆岩侵入的影响，均变质为1/3焦煤。可采面积14.36km2，除冲刷区、断缺点外全区可采。为井田主要可采煤层，属较稳定煤层。（3）16煤层位于太原组下部，十下灰为其直接顶板，下距17煤层5.2012.35m，平均9.67m，煤层厚度0.471.20m，平均0.95m，厚度变异系数为27.37%。一般含一层夹石，夹石岩性多为炭质砂岩、泥岩，少数为粉砂岩、细砂岩。顶板主要为石灰岩，少数有炭质粉砂岩伪顶。底板主要为泥岩，少数为砂质泥岩、粉砂岩。该煤层仅有4个可采点，可采面积3.80km2，可采范围内平均厚度1.07m，汶208号孔不可采(0.47m)，且为无烟煤，汶8-1号孔在九灰下见岩浆岩，152.43m未穿透，根据现有资料分析，在井田东部和北部该煤层受岩浆岩影响严重，煤层可采性较差。第 71 页 共 66页2 矿井储量与生产能力2.1 井田境界及储量2.1.1 井田境界根据鲁国土资能200229号文批准的井田精查地质报告义桥井田边界范围为探矿权登记边界（直角坐标点见表2-1-1），其地理坐标为：东经116031/00/116035/30/，北纬35039/00/35041/30/，东西长约6.8km，南北宽约4.6km，面积约31.4km2。西距汶上县城区12km。 表2-1-1义桥井田范围直角坐标点 点号经 距（Y）纬 距（X）12045625039515092204630393951478320463020394685542045622839468862.1.2 井田地质储量及工业储量（一）地质储量根据本井田精查地质报告，煤层最低可采厚度按0.7m计算，井田范围内3（3下）、3上、16煤地质储量为9861.8万t。其中工业储量为5826.0万t。（二）设计储量矿井工业储量减去断层煤柱、井田边界煤柱、村庄煤柱即为矿井设计储量。 1、断层煤柱按断层落差大小，两侧各留一定宽度的安全煤柱：落差H50m的断层两侧各留50m；落差30mH50m的断层两侧各留30m；落差H30m的断层两侧不留。上组煤断层两侧储量列为能利用储量。2、防水煤柱为防止第四系下部砂、砾层孔隙水溃入井下，开采时需留设一定的防水煤柱。根据兖矿集团防水煤柱的留设经验，综采放顶煤防水煤柱高度为煤厚的912倍，3（3下）煤层厚度平均4.2m。据此计算本矿井防水煤柱为37.850.4m。本矿井防水煤柱按50m留设，生产中应根据实测资料予以调整。3、井田边界煤柱井田南部及东部各留40m井田边界煤柱与唐阳矿井为界。4、村庄煤柱本井田地面村庄较多，村庄压煤分下述三种情况。一种是村庄较小，但压煤量较大，如驻驾圈村户数为270户，压煤量为420.5万t，且基本为初期开采煤量，因此必须搬迁。二是村庄较大，压煤量较少，煤层埋藏较深，煤层较薄，且为后期开采块段，如孙旺、北辛庄、西孙吾等，则采用条带开采方式，不搬迁村庄，该部分压煤按50计算设计储量。三是村庄较大，但压煤量也较大，如岗上、豆村、沈营等约1100户，其村庄煤柱连接成片，压3（3下）煤1181.6万t，煤层厚度大，埋藏浅，且为接续采区，对该类压煤则经方案比较后确定村庄是否搬迁，不搬迁时设计储量按40考虑。根据上述情况，经计算矿井设计储量：岗上等村庄不搬迁时为3364.7万t，搬迁为4126.3万t。详见表212。表212矿井设计储量计算表 单位：万t内容煤层工业储量各种煤柱设计储量合计断层煤柱边界煤柱防水煤柱村庄煤柱小计不搬迁3上305.584.844128.8176.73364.73（3下）5520.51150.891.724.11065.92332.53188搬迁3上305.584.884.8220.74126.33（3下）5520.51150.891.724.1348.31614.93905.6（三）可采储量矿井设计储量扣除工广煤柱、开采损失后即为可采储量。1、工业广场保护煤柱参照邻近矿区开采后地表塌陷观测资料，结合本井田的地质情况，暂推荐第四系地层移动角取45，煤系地层取75。2、开采损失开采范围内，3上煤层基本为中厚煤层，其开采损失取20；3（3下）煤层基本为厚煤层，其开采损失取25。井田的可采储量为： （2-1）式中：Z工业储量，万t； P煤柱损失量，万t； C1地损系数15； C2设计（开采）损失10；经计算，矿井可采储量：岗上等村庄不搬迁时为2473.3万t，搬迁后为3046.7万t。详见表213。表213矿井可采储量计算表 单位：万t内容煤层设计储量煤柱及开采损失可采储量合计工广煤柱开采损失小计不搬迁3上176.735.335.3141.42473.33（3下）318878.8777.3856.12331.9搬迁3上220.744.144.1176.63046.73（3下）3905.678.8956.71035.52870.1根据矿井可采储量的计算结果，搬迁岗上等几个村庄时可采储量增加500多万t，可增加经济效益4亿多元，而村庄搬迁费用不足1亿元，所以搬迁村庄开采经济上是合理的。目前太平煤矿正在试验一种新型的采空区充填方式，即在地面向采空区打钻孔，并通过钻孔向采空区注入一种胶体，这种胶体凝固后强度大增，并支撑上覆岩层，从而减小地表下沉。如果这项试验成功，地面村庄不搬迁也可大幅度提高回采率。经上述分析，设计暂推荐岗上等村庄搬迁方案。另外，矿井尚有3557.9万t D级储量，除去F17-6、F17断层以西煤层埋藏较深，开采难度较大外，还有其东侧浅部的1292.1万t可以回采，且煤层厚度较大。故将该部分煤量作为后备采区储量，生产到一定时期经进一步勘探提高级别后予以开采。目前按30计算可采储量为387.7万t。这样矿井的可采储量为3434.4万t。2.2矿井生产系统2.2.1运输、提升1.主井提升设备主井井口标高+45m，井底装载标高水平-315m，井口卸载标高+20.8m，井筒直径5.0m，装备一对6t单绳箕斗。 选用2JK-3.5/20E型单绳缠绕式提升机，滚筒宽度1.7m，配交流电机YR560-8 710kW 6kV 737 r/min 提升速度6.75 m/s。 提升机采用PCL控制，电阻调速低频自动化系统。2.副井提升设备副井井口标高+45m，井底水平-335m，井筒直径5.0m，装备一对1t单层单车罐笼（一宽一窄）。 3.井下煤炭运输采用胶带输送机，集中下山胶带输送机带宽1000mm，运量600t/h。井下辅助运输选用ZK76/550型架线式直流电机车牵引1t矿车。初期选用电机车2台(1台工作，1台备用)。2.2.2通风、排水1.通风设备本矿井为低瓦斯矿井，通风方式为中央并列抽出式，副井进风，主井回风。矿井初期风量为75m3/s，负压为1221.2Pa，开采二十年内最大风量为95m3/s，负压为2490.9Pa。投产初期选用两台BDK62(B)10NO26轴流式通风机，其中一台工作，一台备用。矿井初期采用YBFe355L2-12型、132kW、380V、590r/min四台防爆电动机，困难期采用YBFe355L2-8型、200kW、380V、740r/min四台防爆电动机。2.排水设备本矿井井口标高+45m，井底标高-335m，正常涌水量为200m3/h。 选用PJ1507型排水泵三台，正常时一台工作，一台备用，一台检修，最大时开两台。 配YFJ5002-4 710kW 6kV 1480r/min电动机，敷设排水管路二趟。矿井涌水直接经副井井筒排至地面。2.2.3供电系统1.供电电源本矿井电源电压选择35kV，电源分别引自汶上110kV变电所和中都220kV变电所,导线截面均选为LGJ-95,线路长分别约为10km和8km。 2.电力负荷估算全矿用电负荷估算如下：设备总装机容量： 10435kW工作设备总容量： 8809kW有功功率： 7548.6kW考虑0.85的重合系数有功功率： 4886.32kW吨煤电耗： 23.94kWh/t3.送变电主变容量根据矿井用电负荷计算，设计选用两台35/6kV 5MVA主变压器两台。4.地面供配电矿井35/6kV变电所的35kV、6kV和0.4 kV侧均为单母线分段式接线系统，两台主变同时工作，采用分列运行。变电所采用全室内布置，分上下两层。5.井下供配电下井电缆选用2回MYJV42 6/6kV 3240mm2交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套粗钢丝铠装电力电缆，每根长600m。根据煤炭工业技术政策和设计规范，矿井设计年工作日300d，每天三班作业，其中二班生产，一班检修，每天净提升时间14h。随着采掘综合机械化的发展和技术管理水平的提高，可以改变工作制度，增加生产和提升时间，以充分发挥机械化设备效能，达到增产和增效的目的。2.3矿井生产能力及服务年限2.3.1 矿井工作制度根据煤炭工业技术政策和设计规范，矿井设计年工作日300d，每天三班作业，其中二班生产，一班检修，每天净提升时间14h。随着采掘综合机械化的发展和技术管理水平的提高，可以改变工作制度，增加生产和提升时间，以充分发挥机械化设备效能，达到增产和增效的目的。2.3.2 矿井生产能力及服务年限1.矿井的年生产能力设计认为0.45Mt/a井型方案具有投资少，经济效益高。建井工期短，采区接续容易，生产集中，管理方便等优点，因此本设计推荐矿井生产能力仍为0.45Mt/a。2.矿井及各水平服务年限矿井年生产能力(0.45Mt/a)，采用1.4的储量备用系数，则矿井服务年限为54.5年。3 井田开拓及采区通风3.1 井田开拓方案3.1.1 开拓方式采用立井开拓方式。根据矿井生产能力、开拓部署、初期采区布置及排水、通风等因素，并参照邻近类似矿井的设计经验，矿井采用主、副两个井筒开拓整个井田。3.1.2 井口与工业场地位置选择井田开拓方式应根据矿井设计生产能力、地形地貌条件、井田地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、装备条件、地面外部条件等因素，通过多方案比较或系统优化后确定。 根据采矿设计规范和井田的实际情况，经过全面考虑，确定影响该井田的开拓方式选择的主要因素包括以下几个方面：（1）井田地质和水文地质条件；（2）煤层赋存和开采技术条件；（3）地形地貌和地面外部条件；（4）技术装备和工艺系统条件；（5）施工技术和设备条件；（6）总体设计和矿井生产能力要求等。结合本矿井的具体条件，特别是根据投产采区位置及地面设置工业场地的可能性，确定井口位于后义桥村以东开阔地带。地面标高+43.345.1m。3.1.3 井筒数目位置根据 1996第 214 号关于煤炭工程设计规定中第八条，“井口位置选择应尽可能靠近构造简单、储量可靠、开采条件好的地段，并应以第一水平开采的合理性为主，以减少前期开拓工程量”。本设计结合上述文件精神对井口位置进行优化比较。针对首采区所处位置，井口位置以第一水平开采的合理性为主，以减少前期开拓量、缩短建井工期为原则。根据矿井提升及通风要求，井筒基本位于井田中央，有主井、副井两个立井，本矿前期共开凿两条井筒，采用中央并列式通风；3.1.4水平划分及标高根据本井田煤层赋存状况，结合选定的井口位置，推荐采用两个水平开拓3煤层。一水平设置在-335m，第二水平标高南区为-540m，东区为-480m。水平间采用集中下山联络。3.2 矿井基本巷道3.2.1 主井、副井1.主井主要特征见表3-1-1，剖面图如图3-1。表3-1-1 主井特征井型45万吨/年井筒直径5m井深360m图31 主井剖面图2.副井主要特征见表表3-1-2 ，剖面图如图3-2。表3-1-2 副井特征表井型45万吨/年井筒直径5m井深380m 图32 副井剖面图3.2.2 区段布置 1.地质构造及煤层赋存条件本矿井集中开采3(3下)和3上煤层。初期采区范围：南界为F20断层，北到工业场地煤柱、YF29断层和3(3下) 、3上煤层冲刷边界；东为YF33断层，西以YF8断层为界，面积约1.7km2。区内地质构造相对较简单，除边界断层外，采区内共有大小断层14条。勘探程度高，大部分在三维勘探范围内，煤层赋存稳定，倾角一般在1018，局部达到30，煤质中硬。本采区有5个钻孔见3(3下)煤,煤层厚度3.324.93m，平均4.21m，煤层一般含夹矸1层，岩性为泥岩、粉砂岩，也有泥岩、细砂岩。煤层顶板为泥岩、细砂岩，次为中砂岩、粉砂岩。底板为砂质泥岩、泥岩，少数为粉砂岩、细砂岩，适合综采一次采全高采煤；有3个钻孔见3上煤，煤层厚度1.551.85m,平均1.70m，一般含夹矸1层，夹矸厚度最高达0.70m，岩性为泥岩和炭质粉砂岩，顶板主要为粉砂岩，底板主要为泥岩、粉砂岩。两煤层间距平