沈家峁煤矿煤层90万吨a初步设计毕业论文.doc

沈家峁煤矿煤层90万吨/a初步设计毕业论文目录毕业设计（论文）任务书1中文摘要i英文摘要iii目录v第一章 井田概述和井田地质特征1第一节 矿区概述1一、矿区地理位置及交通条件1二、地形地貌2三、地表水系2四、气候及地震2五、矿区经济概况及工业、农业生产情况2六、四邻关系2七、水源和电源情况3第二节 井田地质特征3一、井田主要含水层3二、井田主要隔水层4三、水文地质类型5四、矿井充水因素分析5五、矿井涌水量预算6六、矿井主要水害及其防治措施6第三节 煤层的埋藏特征6一、井田地层6二、井田构造9三、煤层及煤质9四、其它开采技术条件11第二章 井田境界与储量13第一节 井田境界13第二节 地质储量计算13一、储量计算范围和工业指标13二、储量计算方法13三、储量计算参数的确定14四、资源储量计算结果14第三节 可采储量计算14第三章 矿井工作制度及生产能力16第一节 矿井工作制度16第二节 矿井设计生产能力16第三节 矿井服务年限16第四章 井田开拓17第一节 井田开拓方案17一、方案比较17二、矿井开拓方案技术经济比较17三、工业场地位置的确定19四、开采水平的划分19五、回风大巷和集中下山位置的确定19六、采区划分及开采顺序19第二节 达到设计生产能力时工作面的配备19一、移交生产时的工作面数目、位置及生产能力的计算19二、工作面产量计算20第三节 井筒20一、井筒数目及用途20二、井筒布置及装备20第五章 矿井基本巷道及建井计划22第一节 井筒、石门和大巷22二、巷道断面和支护形式23第二节 井底车场23一、井底车场形式23二、井底车场硐室23第三节 建井工作计划24一、施工准备的内容与进度24二、矿井移交标准24三、井巷施工平均成巷进度指标25四、井巷主要连锁工程的确定25五、三类工程施工组织的基本原则25六、建井工期26七、加快建井速度的措施和建议26第六章 采煤方法28第一节 采煤方法的选择28一、采煤工艺和主要采煤设备的选择28二、工作面回采方向33三、端头支护与超前支护33第二节 盘区巷道布置33一、盘区回采率和工作面回采率33二、采区布置35第七章 大巷运输及设备37第一节 运输方式37一、主要运输：37二、辅助运输：37三、运输系统37四、设计的依据37第二节 设备选型38一、 矿车选型38二、 各类矿车数量38三、煤炭运输设备选型39四、 辅助运输设备选型43第八章 提升设备44第一节 主斜井提升设备44第二节 副斜井辅助提升设备46第九章 矿井通风与安全50第一节 风量的计算50一、按井下同时工作的最多人数计算50二、按采煤、掘进、硐室等实际需风量计算50第二节 矿井通风系统和风量分配52一、通风方式52二、风井数目、位置、服务范围及服务年限52三、通风系统和风量分配:52第三节 计算负压及等积孔53一、计算原则53二、计算方法54第四节 选择矿井通风设备55一 设计依据56二 通风设备校验56三、反风措施57第五节 安全生产技术措施57一、预防瓦斯爆炸的措施57二、预防煤尘爆炸的措施58三、预防火灾的措施58四、预防水灾的措施59五、预防顶板事故的措施59六、避灾路线59第十章 经济部分60第一节 矿井设计概算60一、井巷工程概算的编制依据60二、井巷工程概算的编制方法60第二节 计算劳动定员和劳动生产率61一、定员范围61二、定员的依据61三、定员的方法61第三节 技术经济指标表63参考文献65致 谢666565第一章 井田概述和井田地质特征第一节 矿区概述一、矿区地理位置及交通条件沈家峁煤矿位于中阳县城北约8km处，东部无邻煤矿，西接朱家店煤矿，南邻苏村煤矿和七头山煤矿，北连后王社煤矿和张子山煤矿。行政区划隶属中阳县张子山乡沈家峁村。孝柳铁路和307国道从中阳县城通过，沈家峁煤矿有简易公路与中阳县和307国道相通，距307国道约4km，交通较为便利（见图1-1-1交通位置图）图1-1-1 交通位置图二、地形地貌井田地处晋西黄土高原，地形主要以黄土台、塬、峁、梁及黄土冲沟为主，侵蚀切割严重，地形复杂。地势总体东北高西南低。最高处位于井田北部，海拔1246.7m，最低处位于井田西南的沟谷底部，海拔1070.0m，相对高差约176.7m，属低中山区。三、地表水系本区属黄河流域，山川河水系。井田内无常年性河流，仅在雨季有短暂洪水向西流入南川河。四、气候及地震该矿位于晋西黄土高原，属温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴天较多。年平均降水378mm（19561984年），年最大降水量为811.5mm（1964年），年最小降水量为326.9mm，降雨量多集中在7、8、9三个月内，年平均蒸发量为14821941mm，蒸发量大于降雨量。最高气温为 32.5，最低气温为-21.7。11月份结冰, 次年3月解冻，最大风速日平均值为3.1m/s。据山西省地震局编印的山西省地震烈度区划表，中阳县属6度区。五、矿区经济概况及工业、农业生产情况区内农作物以谷子、玉米、高梁、豆类为主，粮食不能自给，工业以采煤、炼焦、水泥、发电等工矿企业为主。六、四邻关系沈家峁煤矿东部无邻煤矿，西接朱家店煤矿，南邻苏村煤矿和七头山煤矿，北连后王社煤矿和张子山煤矿。（见四邻关系图1-1-2）图1-1-2 四邻关系图七、水源和电源情况（一）水源情况据该矿地质报告，本区位置在黄河流域，山川河水系，区内第四系砾石层含水较深，水质较好，为本矿生产、生活用水的主要水源。井下排水经处理后可作为该矿生产和消防用水水源，矿井水源能够满足矿井建设和生产的需要。（二）电源情况山西中阳沈家峁煤业有限公司双回路电源分别引自中钰热电厂的35kV线路和中钢110kV变电站的35kV线路，电源条件能够满足矿井建设和生产的供电要求。第二节 井田地质特征一、井田主要含水层（一）第三系上新统砾石含水层矿区内松散层中第四系不发育，第三系广泛分别于沟谷两侧或沟底。下部为一层胶结或半胶结的砾石层，在沟谷中易形成小泉，供人畜用水，水量一般很小，当有较好的补给源时，为富含孔隙水层。（二）二叠系下统下石盒子组砂岩含水层本组含水层一般由数层中粒粗粒砂岩组成，总厚约20m，其间多隔以泥岩、粘土岩等，本组含水层水位为基岩最高者。据金春乔家沟井田精查时抽水试验结果，单位涌水量q=0.00072 L/s.m，k=0.0018m/日，水量较小，含水微弱，水质属重碳酸硫酸型，为软的淡水。（三）二叠系下统山西组砂岩含水层本组主要含水层为03号煤与4号煤之间的中粒砂岩，该含水层稳定连续，测井曲线上反映明显，厚度59m，泥质和钙质胶结。据金春乔家沟井田精查时在矿区南132号孔抽水试验结果，q=0.000107L/s.m，k=0.000413m/d；110号孔抽水试验结果，q=0.00065 L/s.m，k=0.00153m/d。富水性较差，水质类型为S04.HC03-Ca.Mg.Na，其它砂岩层不稳定，且厚度小，多不含水。（四）石炭系上统太原组灰岩、砂岩含水层本组中有L5、K2、L1三层灰岩，其平均厚度L5为2.9m、K2为2.4m，L1为8.2m，中间多隔以细砂岩和砂质泥岩等，间距在10m以内。L5灰岩厚度小，岩芯较完整，含水相对较弱，K2灰岩中有溶蚀裂隙，其间多充填炭屑，裂隙面凸凹不平，为灰岩中相对富水的一层。L1灰岩节理裂隙发育，并具有溶蚀现象，灰岩间有泥岩或炭质泥岩相隔，富水性也较弱。采用相当埋深的64号孔和110号孔资料，本矿区太原组灰岩水的单位涌水量应在0.01490.25 L/s.m之间，本含水层水质为HC03.S04-Mg.Na型。本组10号煤层上部为一层稳定的细粒砂岩，厚约515m，泥质胶结，其含水性比山西组砂岩含水层差，故其厚度虽大，也为弱含水层。（五）奥陶系中统石灰岩含水层本组含水层区域上属于柳林泉城，柳林泉位于本区西二十余公里的柳林城附近，流量2.53.5m3/s，出露标高801m左右。奥陶系中统地层岩性以石灰岩、白云岩为主，夹泥灰岩、泥岩、石膏。由于本层的含水性主要取决于裂隙及岩溶的发育程度，因此，灰岩的埋藏深度对其含水性起着极大的作用。资料表明，当灰岩埋藏深大于347m时，岩层裂隙及岩溶极不发育，含水性微弱；当灰岩埋藏深度小于267m时，岩层裂隙及岩溶颇发育，含水性显著增强。推算矿区内灰岩埋深大部分在351408m之间，仅南部高家沟内埋深小，介于237280m之间。矿区南5km的132号孔，在401452m段抽水，水量甚微，西北约9km的51号详查孔在391410m段抽水，单位涌水量仅为0.00076L/s.m，矿区灰岩埋深均浅于上述两孔的试验层段，故含水性应增强。因没有相当深度的可靠抽水资料，故矿区该组地层富水性不能作定量分析，本区奥陶系灰岩水位标高推断约在900m左右。据张子山煤矿在其技改井南部所打约600深的深井，取奥灰水作生活用水和工业用水，该井地面标高约1070m，起初静水位标高900m以上，现净水位标高远低于900m。总之，矿区主要含水层中，太原组灰岩和奥陶系灰岩含水较丰富，对开采影响较大，其它含水层富水性差，含水微弱，对开采影响很小或无影响。二、井田主要隔水层区内煤系中只有03号煤与4号煤之间的砂岩、太原组灰岩含水性较好，其余均可视为相对隔水层，隔水性能较好的主要有：（一）第三系红色亚粘土隔水层该层在三个钻孔中均有出露，厚约061.17m。（二）二叠系下统山西组4号煤上泥岩及粉砂岩隔水层该层连续性好，分布于全区，厚10m左右。（三）石炭系本溪组隔水层石炭系本溪组为一套泥岩、铁铝岩、粘土岩地层，厚20m左右，隔水性能较好。三、水文地质类型井田4号煤层上部下石盒子组含水层为间接充水含水层，因与其隔有30余m的砂泥岩隔水层，且富水性弱，故对其影响极小。山西组砂岩含水组为其直接充水含水层，单位涌水量为0.0001070.00065 L/s.m。根据上述情况并参照矿井地质报告中矿井水文地质类型分类标准综合分析，本矿井水文地质类型应为简单型。6号煤层稳定，L5灰岩为其直接充水含水层，但其富水性相对弱。依据矿井地质报告中矿井水文地质类型分类标准综合分析，井田6号煤层矿井水文地质类型应为简单型。10号煤层厚而稳定，直接砂岩充水含水层富水性弱，太原组灰岩为间接充水含水层，单位涌水量为0.01490.25 Ls.m。该含水层富水性较强，对该煤层开采将产生较大影响。奥陶系灰岩水位高于10号煤层底板。根据该区开采10号煤层的矿井涌水量情况，参照矿井地质报告中矿井水文地质类型分类标准综合分析，井田10号煤层矿井水文地质类型应为中等-复杂型，即10号煤层如和奥灰水无水力联系，矿井水文地质类型为中等型；如和奥灰水有水力联系，矿井水文地质类型为复杂型。四、矿井充水因素分析（一）井田周边生产矿井水文地质特征井田开采4号煤层时，据调查，井下涌水主要来自顶板淋水和井筒及采空区渗水，一般涌水量不大于5m3/h，雨季时较大。周边邻近矿涌水量均小，正常涌水量小于60m3/d。井田周边皆为煤层实体，没有越界开采。（二）矿井充水因素分析区内多年降水量为374.4577.7mm，由于地形坡度较陡，植被不发育，地形有利于自然排水，对入渗补给地下水条件差，只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗对于太原组砂岩含水层，由于其上有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给是很少的。4号煤层的直接充水含水层是山西组砂岩含水层，间接充水含水层为下石盒子组砂岩含水层、太原组含水层。6号煤层的直接充水含水层是L5灰岩含水层，间接充水含水层为山西组砂岩含水层、太原组砂岩、其它灰岩含水层。10号煤层的直接充水顶板是太原组砂岩、灰岩含水层，山西组砂岩含水层，奥陶系含水层为间接充水含水层。综上所述，井田中在可采煤层下部虽有较丰富的岩溶裂隙水，但其上有较厚较稳定的隔水层存在，目前还没有发现可沟通各含水层的断裂构造存在，致使各含水层之间水力联系差。为此，矿井充水水源主要是煤系地层中砂岩、灰岩裂隙含水层中的地下水。五、矿井涌水量预算据地质报告，采用“大井法”和含水系数法预算的4、6、10号煤层涌水量，预计矿井达到涉及生产能力90万t/a时，正常涌水量为138m3/h，最大涌水量为207m3/h。六、矿井主要水害及其防治措施奥陶系灰岩含水层含水丰富，静水位标高约为810m左右，距离井田内10号煤层底板标高最低处约20m，如无较大断层和无炭柱形成10号煤层和奥灰水的水力联系通道，开采10号煤层是比较安全的，因此，在开拓延伸过程中要重视矿井地质和矿井水文地质工作，生产中对较大断层和无炭柱要严格留设防水煤柱。总之，矿井潜在水害威胁为奥灰突水涌入巷道，在今后的开采中要加强防范，采取“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的综合防治措施，密切注视井下水文地质条件变化和断层、陷落柱等构造现象的出现，对井下逐日排水量作好观测、记录，若发现异常，立即采取有效措施，防止水害发生。此外，考虑到该矿坑口位于沟谷处，为防止雨季洪水涌入坑道，需在坑口附近构筑防洪坝，以防洪水造成水害事故。第三节 煤层的埋藏特征一、井田地层 井田内地表几乎被上第三系上新统和第四系所覆盖。井田内发育的地层有：奥陶系中统，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，二叠系上统上石盒子组，上第三系上新统，第四系中、上更新统及全新统。对矿区地层由老到新叙述如下：（一）奥陶系中统(O2)以深灰色、灰色巨厚层状石灰岩及白云质灰岩为主，夹灰和黄色泥灰岩，灰岩致密、坚硬，质地纯净，地表及浅部溶洞发育，直径由数厘米至数米。顶部侵蚀面下有石膏带，厚度为20.7931.44m，再下为深灰色角砾状灰岩，富含珠角石等化石。井田内仅有20号钻孔探至本层位0.80m，岩性为淡红色石灰岩。（二）石炭系中统本溪组(C2b) 以灰色灰黑色泥岩、砂质泥岩及灰白色砂岩组成，常夹13层不稳定之石灰岩，单层厚度在1.02.0m间，含蜓类化石，有两层不稳定之煤层。 井田仅在20号钻孔揭穿，厚度为20.73m。与下伏的奥陶系中统石灰岩为平行不整合接触。（三）石炭系上统太原组(C3t) 该组地层总厚为83.39102.46m，平均93.74m。下部为灰色砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，含8、10号煤层，其中10号煤为本区可采煤层。上部为三层石灰岩(L1、K2、L5)与灰黑色砂质泥岩、泥岩和砂岩等互层，灰岩富含腕足类动物化石，含6号和7号煤层。基底为灰白色中粒砂岩。 井田内除20号孔外，其余钻孔所见不全，都是终孔于10号煤层底板。20号孔太原组厚度为86.82m，与下伏本溪组整合接触。（四）二叠系下统山西组(P1S) 该组地层总厚为59.2487.62m，平均76.21m。为灰白色砂岩、灰色及灰黑色砂质泥岩、泥岩互层，砂岩多不稳定，由上而下含02、03、4、5上、5下煤层，与下伏太原组整合接触。（五）二叠系下统下石盒子组(P1x) 该组厚度为60.8281.76m，平均72.0lm。岩性为灰绿、黄绿色砂岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩。与下伏山西组整合接触。（六）二叠系上统上石盒子组(P1S) 井田内大多数钻孔所见不全，上段地层已被剥蚀。本组厚度为0149.0m，平均74.5m。岩性为黄绿色砂岩与紫色、黄绿色砂质泥岩、泥岩互层，泥岩中含完好的植物化石。下部黄绿色岩层较多，上部为紫色岩层。与下伏下石盒子组整合接触。（七）上第三系上新统(N2) 该地层不整合于下伏地层之上，区内广泛分布。厚度为061.17m，平均26.44m。下部为一层胶结或半胶结的砾岩，砾石为石灰岩及变质岩。上部是暗红色砂质粘土，夹钙质结核薄层，产三趾马化石。（八）第四系中、上更新统(Q2+3) 中更新统(Q2)为棕黄色砂质粘土夹棕红色粘土条带及钙质结核层。厚度为060m，一般40m左右。上更新统(Q3)为淡黄色粉砂土，疏松，具大孔，垂直节理发育，底部见砾石薄层。厚度为030m，一般20m左右。中、上更新统区内地表大面积出露，多分布在山顶或山坡上，于下伏地层不整合接触。（九）第四系全新统(Q4)为近代冲积、洪积层，系砾石、卵石、砂及砂土的层状或混合堆积，分布于区内大的冲沟中，厚度为05m。（见图1-3-1地质柱状图）图1-3-1地质柱状图二、井田构造井田构造简单，基本上为一单斜，岩层走向北西东南，倾向西南，倾角5左右。井田内发现三条正断层。F1正断层：在井底车场南部所遇，产状为SEl4870，延伸230m左右，落差5m。F2正断层：在井田中部所遇，产状为NE6270，延伸310m左右，落差5m。F3正断层：在井田东南部所遇，产状为SWl8370，延伸至井田外，井田内延伸190m左右，落差5m。井田内未见陷落柱、岩浆岩等其它构造现象，总体构造属简单。三、煤层及煤质（一）含煤性井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。其中山西组平均厚76.21m，共含煤5层，含02号、03号、4号、5上号、5下号煤层，含煤平均总厚3.18m，含煤系数4.17，其中4号为可采煤层，平均厚度2.8m，可采含煤系数1.05。太原组平均厚度93.74m，共含煤4层，自上而下依次为6、7、8、10号煤层，含煤平均总厚8.50m，含煤系数9.07，其中6号、10号为可采煤层，平均总厚7.77m，可采含煤系数8.29。（二）可采煤层井田内共有3层可采煤层，自下而上山西组有：4号煤层。太原组有：6号、10号煤层。其中6号、10号煤层全区可采。4号煤层全区可采。目前批准开采的煤层为4、6、10号煤层。可采及局部可采煤层以厚度、结构及煤层间距列入表1-3-1。现自上而下叙述如下：表1-3-1 可 采 煤 层 特 征 表煤层厚度(m)间距(m)结构夹矸数变异系数稳定性可采系数可采性顶底板岩性最小最大平均最小最大平均顶板底板42.013.413.011.4916.514.15 15.8523.0820.65简单78.7l%稳定1.0全井田可采中砂岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩、中砂岩61.662.652.15简单(02)16.31%稳定1.0全井田可采灰岩泥岩104.256.446.11简单(24)10.85%稳定1.0全井田可采砂质泥岩砂质泥岩、细砂岩4号煤层位于山西组下段中部，为本区的主要可采煤层，顶板岩性一般为砂质泥岩或中砂岩，底板岩性一般为砂质泥岩或中砂岩。该煤层厚度为2.013.41m，平均厚度为3.0m，此煤层赋存稳定，厚度变化不大，全区可采。6号煤层位于太原组上部，L5灰岩之下，灰岩作为6号煤层的直接顶板，底板为细砂岩。该煤层厚度为1.662.65m，平均厚度为2.15m，全区可采，煤层结构简单。10号煤层位于太原组中部，顶底板岩性常为砂质泥岩，偶见炭质泥岩或细砂岩，底板为细砂岩。该煤层厚度为4.256.44m，平均厚度为6.11m，厚度变异系数仅为10.85，煤层厚而稳定，全区可采。煤层结构较复杂，常有14层泥岩或炭质泥岩夹矸，单层夹矸厚度为0.050.40m不等。（三）煤质物理性质：区内各煤层的物理性质基本相同，颜色为黑色、黑灰色、条痕为褐黑色，玻璃光泽，内生裂隙不发育，断口呈参差状不规则状，容重1.281.66tm3，硬度中等，一般为23。宏观煤岩特征：各煤层的宏观煤岩特征相近，一般以亮煤、暗煤为主，少量为镜煤、丝炭，宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型，一般呈条带状、线理状结构，均一状结构次之，层状构造为主，块状构造次之。显微煤岩特征：本区仅有4号煤两个点的资料，其显微组分基本相同，有机组分以镜质组为主，丝质组次之，稳定组分未能在镜下与镜质组分开，故本区的镜质组包含了稳定组分，镜质组一般为71.873.6，丝质组含量为18.419.8。无机矿物组分以粘土质为主，一般78，同时还见少量的硫化物。各种显微煤岩组分特征明显，镜质组以无结构镜质体为主，结构镜质体次之或少量，丝质组以氧化丝质体为主。火焚丝质体少量，粘土质一般呈充填细胞腔或团块状分布。本区煤的显微煤岩类型一般为混合亮暗煤、混合暗亮煤。煤的化学性质：根据矿方勘探地质报告资料和该矿取样化验成果，井田可采煤层主要煤质特征详述如下：4号煤层：水分(Mad)： 原煤0.361.12，平均0.73。洗煤0.370.85，平均0.68；灰分(Ad)：原煤4.4419.81，平均12.62。洗煤2.637.23，平均5.72；挥发分(Vdaf)：原煤17.9223.86，平均19.99。洗煤17.8023.18，平均19.74；全硫(Std)：原煤0.421.08，平均0.63。洗煤0.451.09，平均0.65；磷(Pd) ：原煤0.0080.009，平均0.085。洗煤0.00160.006，平均0.0039。由上所述，4号煤层灰分主要为特低灰、次为低灰和中灰，硫分主要为特低硫、次为低中硫、中硫，磷为特低磷。属特低-中灰、特低-中硫、特低磷煤。6号煤层：水分(Mad)：原煤0.451.68，平均0.94。洗煤0.501.45，平均0.92；灰分(Ad)：原煤9.4121.42，平均15.6。洗煤4.809.19，平均7.01；挥发分(Vdaf)：原煤16.8122.53，平均19.24。洗煤15.2619.04，平均16.21；全硫(Std)：原煤0.62.32，平均1.62。洗煤0.971.43，平均1.14；磷(Pd)：原煤0.0030.004，平均0.035。洗煤0.00050.0065，平均0.0025。由上所述，6号煤层灰分为低到中灰，硫分为低到中高硫，磷则为特低磷，属低-中灰、低-中高硫、特低磷煤。10号煤层：水分(Mad)：原煤0.421.51，平均0.93。洗煤0.401.13，平均0.86；灰分(Ad)：原煤9.4820.92，平均15.96。洗煤5.077.58，平均6.35；挥发分(Vdaf)：原煤14.8719.59，平均15.80。洗煤15.2023.16，平均15.95；全硫(Std) ：原煤1.072.52，平均1.60。洗煤0.481.19，平均1.08；磷(Pd) ：原煤0.0090.057，平均0.033。洗煤0.00580.018，平均0.0117。由上所述，10号煤层灰分为低到中灰，硫分为低中到中高硫，磷则为特低到中磷，属低-中灰、低中-中高硫、特低-中磷煤。煤的发热量：4号煤层原煤发热量(Qnet.v.d)29.6436.82 MJ/kg，平均36.28MJ/kg；精煤发热量(Qnet.v.d)36.8336.25 MJ/kg，平均36.96MJ/kg。6号煤层原煤发热量(Qnet.v.d)35.3836.48MJ/kg，平均36.06MJ/kg；精煤发热量(Qnet.v.d)36.4736.78 MJ/kg，平均36.61MJ/kg。10号煤层原煤发热量(Qnet.v.d)27.7736.19MJ/kg，平均35.72MJ/kg；精煤发热量(Qnet.vd)36.4836.73 MJ/kg，平均36.57MJ/kg。均属特高发热量煤。煤的粘结性：4号煤粘结性指数为80.9991.95，平均86.5，属强粘结性煤。6号煤粘结性指数为68.1576.38，平均72.2，属中强粘结性煤。10号煤粘结性指数为33.8257.87，平均42.93，属中粘结性。各煤层煤类依据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)划分，划分指标为精煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)、粘结指数(GR.1)、胶质层最大厚度(Y)。经依据上述分类指标进行划分，井田内4号、6号煤层煤类为焦煤，10号煤层煤类为瘦煤。（四）煤质及工业用途评价 根据前述的煤质特征，本区4号煤主要为特低灰、特低硫和特低磷的焦煤，完全可以满足炼焦用煤的要求，并经炼焦试验证明，所产出的焦炭达一级冶金焦炭。6号和10号煤主要为中灰和中硫煤，煤种分别为焦煤和瘦煤，粘结性也较4号煤差，经洗选后可作炼焦用煤或炼焦配煤。四、其它开采技术条件（一）瓦斯、煤层自燃性及煤尘区内黄土冲沟纵横交错，切割较深，含煤岩系山西组地层和太原组地层，少有出露，井田构造为单斜构造，东部外不远即为煤层露头，煤中瓦斯可沿煤层向上迁移到地表失散。根据瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果，井田瓦斯绝对涌出量为5.66m3/min，相对涌出量为11.31m3/t，为高瓦斯矿井。井田各可采煤层煤尘都有爆炸性，煤层均属易自燃煤层。该矿的瓦斯基础参数测定报告及矿井瓦斯抽放设计，该矿井的相对瓦斯涌出量为10.17m3/t，绝对瓦斯涌出量为28.25 m3/min。其中：4号煤层回采工作面绝对瓦斯涌出量为6.12m3/min， 6号煤层回采工作面绝对瓦斯涌出量为3.43 m3/min，10号煤层回采工作面绝对瓦斯涌出量为4.88m3/min，综掘进工作面绝对瓦斯涌出量为3.19 m3/min；属高瓦斯矿井。本次设计按高瓦斯矿井考虑。建议矿方尽快进行瓦斯等级鉴定和煤层自燃倾向性以及煤尘爆炸性测试，掌握煤层瓦斯涌出量及涌出规律以及与矿井产量的关系，及时调整矿井总风量和制定相应的安全生产措施，以确保矿井正常安全生产。（二）地温井田范围内未做过任何地温工作，精查勘探也未进行井温测量工作，本区无地压测试资料。据周边矿井开采情况，本区属地温正常区，无冲击地压等现象。矿井生产建设中应注意观测地温是否异常、是否有冲击地压等现象，特别是在井田开拓延深中要对地温、冲击地压资料进行收集，为生产提供可靠资料。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界沈家峁煤矿井田范围由9个拐点坐标连线圈定。井田面积6.55km2。详见井田范围拐点坐标表211。表211 井 田 范 围 拐 点 坐 标 表拐点编号坐标拐点编号坐标XYXY14143951.4219517479.9164141951.4119517479.9224143951.4319519199.9874141951.4019516429.9234142867.4319519500.9384143251.4119516429.9144141301.4219519500.0094143251.4119517479.9154141301.4119517479.93 第二节 地质储量计算一、储量计算范围和工业指标该公司批准开采4,6,10号煤层，本次估算了4,6,10号煤层资源储量，井田面积为6.55km2。储量计算的工业指标依据2002年12月中华人民共和国国土资源部颁发的煤、泥炭资源地质勘查规范规定执行，计算资源储量的工业指标为：煤层最低可采厚度0.7m(炼焦用煤，倾角小于25)；最高可采灰分为40；最高硫分为3，最低发热量22.1MJ/kg，夹矸剔除厚度0.05m。二、储量计算方法区内地层产状较缓，倾角一般不大于15，根据规范要求，采用伪厚度和水平投影面积估算资源/储量。因此，采用地质块段法，水平投影面积直接用求积仪在平面图上量取，并反复求三次以上，相邻两次数据误差不超过5，并用算术平均法来求得。公式如下：QSHD/1000式中： Q储量（kt）S块段储量计算面积（m2）H煤层平均伪厚度（m）D煤层平均容重（tm3）三、储量计算参数的确定1.煤层可采边界按1400000622455号采矿许可证批准的井田范围估算资源/储量。2.煤层厚度的确定煤层厚度主要利用巷道见煤点和钻孔资料，各块段储量估算厚度为块段内及邻区各见煤点煤层厚度的平均值。3.块段面积在储量估算平面图上利用MAPGIS成图软件直接求得，结果准确可靠。4.容重本次资源储量估算所采用的容重：4,6,10号煤层为1.40t/m3。四、资源储量计算结果共获得4,6,10号煤层资源/储量331+332+333为9307万t，资源/储量估算汇总见表2-2-1。表2-2-1 煤层储量估算汇总表 单位：万t煤层编号111b333 111b 111b+333 (%)合计4号1755.3463.879.092219.16号136759569.67196210号3444.5168067.725124合计65662738.89307第三节 可采储量计算矿井设计资源/储量（矿井工业资源/储量永久煤柱损失）矿井工业资源/储量=331+332+333k=6566+2738.80.9=9030.2可信度系数k取0.9；永久煤柱损失包括井田边界煤柱及井筒保护煤柱等。设计可采储量=（设计资源/储量-工广和大巷保护煤柱）采区回采率矿井设计可采储量用下式计算： 式中：Zk设计可采储量，万t；Z设计工业储量，万t；P工广及大巷等保护煤柱损失，万t；C采区回采率，取80。各种永久煤柱留设如下：井田边界煤柱为20m；大巷两侧煤柱按30m留设；集中下山之间和两侧煤柱按30m留设,工业场地按级保护，村庄按级保护考虑，各留设10m围护带，按45表土移动角、基岩移动角（72）下推计算。按照可采储量的计算公式，经过计算，矿井工业资源/储量9030.2万t,设计资源/储量6360.2万t。矿井可采储量汇总见表2-3-1。表2-3-1 矿井设计储量计算表 单位：万t煤层工业资源/储量永久煤柱损失设计储量井田边界断层村庄大巷及工业广场合计4号2172.7168462582226941478.76号1902.5164452242176501252.510号4956.528613855334813253631.5合计9030.2618229103578726706360.2第三章 矿井工作制度及生产能力 第一节 矿井工作制度矿井设计年工作日为330d，每天四班生产，三采一准，每天净提升时间为16h。第二节 矿井设计生产能力矿井生产能力的确定，主要考虑以下几方面因素：1储量因素：本矿地质条件简单，煤层赋存稳定，矿井保有工业资源/储量为9030.2万t，设计可采储量为。2开采能力因素：本矿由于开采范围较小,4、6、10号煤层为中厚煤层，因此，生产能力不宜过大。3生产环节因素：矿井采用斜井开拓，主斜井和井下运输大巷均采用胶带输送机运输煤炭，运输能力大。副斜井和辅助运输大巷均采用绞车牵引矿车运输,在大巷两侧布置条带开采，生产系统简单，可以满足90万t/a生产能力的要求。4市场需求因素：本区4号煤主要为特低灰、特低硫和特低磷的焦煤，完全可以满足炼焦用煤的要求，并经炼焦试验证明，所产出的焦炭达一级冶金焦炭。6号和10号煤主要为中灰和中硫煤，煤种分别为焦煤和瘦煤，粘结性也较4号煤差，经洗选后可作炼焦用煤或炼焦配煤，煤质优良，市场需求前景好，因此，适当加大开发力度不仅能产生显著的经济效益，而且能产生较好的社会效益。综合考虑以上因素，并结合矿井外部条件，经过技术分析比较后，确定矿井年生产能力为90万t/a，服务年限为47.1a。第三节 矿井服务年限矿井服务年限按下式计算： 式中：T矿井设计服务年限，a； Zk可采储量，万t； A设计生产能力，万t/a； K储量备用系数，取1.5。第四章 井田开拓第一节 井田开拓方案一、方案比较根据4号，6号，10号煤层井田地形、煤层埋藏和外运条件,提出了两个开拓方案：方案一：在沈家峁南侧开主、副斜井，回风立井回风，4号6号10号三层煤联合开采，在井田东部工业广场西侧新开主、副斜井至10号煤层底板,主斜井井筒倾角25，斜长513m,铺设胶带输送机,担负全矿煤炭提升任务，并兼作进风井和安全出口。副斜井井筒倾角23，斜长427m,采用单钩串车提升,担负全矿井的人员、材料、设备、矸石等辅助提升任务，同时布置所需综合管线，并兼作进风井和安全出口。回风立井,断面直径4.5m,井筒深146m,担负全矿回风任务，并兼作安全出口。主、副井落底后布置井底车场和硐室，大巷布置在10号煤层中，在井田倾向中央10号煤层中由东向西分别掘进集中运输、轨道。回风大巷布置在4号煤层中，对于东侧煤层，南北布置运输，轨道。回风大巷布置在4号煤层中，通过运输和回风巷道及车场与各井筒相连。把井田划分为三个采区，东北部为一采区，东南部为二采区，西部为三采区，采区内布置走向长壁综采工作面，按4号，6号，10号煤层之间相互关系,先开采4号煤层，东北方第一采区。（详见井田开拓方案一平面图4-1-1和剖面图4-1-2）方案二：沈家峁南侧开主、副斜井，回风立井回风，4号6号10号三层煤联合开采，在井田东部工业广场西侧新开主、副斜井至10号煤层底板,主斜井井筒倾角25，斜长513m,铺设胶带输送机,担负全矿煤炭提升任务，并兼作进风井和安全出口。副斜井井筒倾角23，斜长427m,采用单钩串车提升,担负全矿井的人员、材料、设备、矸石等辅助提升任务，同时布置所需综合管线，并兼作进风井和安全出口。回风立井,断面直径4.5m,井筒深146m,担负全矿回风任务，并兼作安全出口。主、副井落底后布置井底车场和硐室，三层煤层联合布置，运输大巷和轨道大巷沿10号煤层南北方向布置，回风大巷布置在4号煤层中，将井田划分为两个采区，东侧为一采区，西侧为二采区，采区内布置倾向长壁综采工作面，先开采4号煤层一采区北部。（详见井田开拓方案二平面图4-1-3）二、矿井开拓方案技术经济比较两个开拓方案的技术比较见表4-1-1，经济比较见表4-1-2。表4-1-1 开拓方案技术比较表主要优点主要缺点方案一1、工业广场位于神家峁村，煤炭外运方便,减少了修筑外运公路投资；2、在工业广场掘主、副斜井比原设计主、副斜井长度短，掘进工程量少，运输方便，运输能力大；3、井下主要巷道掘进工程量少,掘进费用低；4、工作面推进长度大，搬家次数少；5、回风为上行风,通风阻力小；6、初期工程量少,投产快；7、总的掘进工程量少；1、后期开采西侧煤层时需要在开掘三条大巷，增加工程量。 方案二1工业广场位于神家峁村南侧，煤炭外运方便,减少了修筑外运公路投资；2、在工业广场掘主、副斜井比原设计主、副斜井长度短，掘进工程量少，运输方便，运输能力较大；1、回风为下行风,回风距离长，通风阻力大，需要加大巷道断面；2、由于开采煤层为高瓦斯，易自然煤层，采区轨道和运输平巷服务时间长，易自然，不易维护，表4-1-2 开拓方案经济比较表序号项 目单位方案一方案二1主井掘进工程量m5136142副井掘进工程量m4274433风井掘进工程量m1462494井筒掘进费万元89010435井底车场掘进工程量煤巷m岩巷m75756井底车场掘进费万元1121127大巷掘进工程量（煤巷）运输大巷m32252575轨道大巷m33502762回风大巷m322525758大巷掘进费万元392631749运输平巷，轨道平巷工程量（煤）轨道顺槽m15251800运输顺槽m1525180010运输平巷，轨道平巷掘进费用万元1143135011开切眼m180180费用万元4545总的掘进费 万元611613其中初期掘进费万元2626309714建井工期月21.623通过以上技术、经济比较可以看出,方案一总的掘进费和总费用最低，煤炭外运方便,减少了修筑外运公路投资；主、副斜井比二方案设计主、副斜井长度短，掘进工程量少，运输方便，运输能力大；井下主要巷道掘进工程量少,掘进费用低；工作面推进长度大，搬家次数少；回风为上行风,通风阻力小；初期工程量少,投产快；总的掘进工程量少, 掘进费用低等优点，故推荐方案一。三、工业场地位置的确定通过技术、经济比较,确定利用位于井田西部（沈家峁村南部）作为工业场地。煤炭外运方便,减少了修筑外运公路投资；此处煤层埋藏较浅，井筒掘进工程量少，运输方便；回风为上行风,通风系统简单,总的掘进工程量少,投产快；此处属黄土高原地形地貌，地势东南高而北西低，地形、地貌条件可以满足建设90万t/a矿井工业场地的需要。四、开采水平的划分根据方案一的开拓部署,在10号煤层底板+920m标高设置一个开采水平，联合开采4号，6号，10号煤层。五、回风大巷和集中下山位置的确定根据煤层赋存和开采技术及运输条件,井下回风大巷大致沿4号煤层布置，运输大巷，轨道大巷位于井田中部沿10号煤层倾斜方向布置。根据煤层赋存和围岩条件，回风大巷和集中皮带、轨道、均采用半圆拱断面,锚喷支护。六、采区划分及开采顺序根据选定的开拓方案一,井田内共划分为3个盘区,大巷北侧为一盘区，南侧为二盘区，井田西侧为三盘区。第二节 达到设计生产能力时工作面的配备一、移交生产时的工作面数目、位置及生产能力的计算移交生产及投产时在主、副井筒附近布置一个工作面，工作面位于井田中部，工作面长度150m，采用“四六”制工作制度，日进度5.4m，年工作日按330d计算，正规循环系数取0.85。二、工作面产量计算4号煤年产量： Q3=Lhatc式中：L回采工作面长度，150m h设计采高，3.0m a日进度，5.4m t年工作日，330d 正规循环系数，取0.85 原煤容重，1.4t/m3 c工作面回采率，中厚煤层取95%代入已知参数得： Q3=90.6万t/a掘进出煤按日产工作面产量10%考虑，一个工作面配备两个掘进面临考虑Q3= Q310% = 9万t/aQ= Q3+ Q3=90.6万t/a + 9万t/a = 99.6万t/a可以满足矿井改扩建设计生产能力90万t/a的要求。矿井投产时工作面特征见表4-2-1采区名称 采 煤 工 作 面个数装 备煤层平均厚度（m）采高（m）长度（m）年推进度（m）年生产能力（万t）一采区1采煤机3.03.0150151499.6第三节 井筒一、井筒数目及用途矿井移交生产时共布置三个井筒，即主、副斜井和回风立井。1、主斜井：担负全矿井煤炭提升任务，兼作进风井和安全出口。2、副斜井：担负全矿井材料、设备、矸石及人员提升任务，兼作进风井和安全出口。3、回风立井：担负全矿井回风任务，兼作安全出口。二、井筒布置及装备1、主斜井：井筒倾角25，斜长513m,净断面14