盐津县福沿煤矿毕业设计说明书.doc

中国矿业大学16届本科生毕业设计（论文）福沿煤矿0.45Mt/a新井设计方案毕业论文目 录摘 要I第一章 矿井概况及地质特征1第一节 矿区概述1第二节 井田地质特征4第三节 煤层特征9第二章 井田境界和储量14第一节 井田境界14第二节 矿井工业资源/储量14第三节 矿井设计资源/储量、矿井设计可采储量15第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限17第一节 矿井工作制度17第二节 矿井设计能力及服务年限17第四章 井田开拓19第一节 井田开拓的基本问题19第二节 矿井基本巷道23第五章 准备方式-采区巷道布置31第一节 煤层的地质特征31第二节 采区巷道布置及生产系统32第三节 采区车场和硐室布置33第六章 采煤方法34第一节 采煤工艺方式34第二节 回采巷道布置44第七章 井下运输46第一节 概述46第二节 采区运输设备选择46第三节 大巷运输设备选择59第八章 矿井提升60第一节 概述60第二节 提升设备及选型60第九章 矿井通风及安全技术62第一节 矿井通风系统选择62第二节 防止特殊灾害的安全措施72第十章 设计矿井基本技术经济指标80第一章 矿井概况及地质特征第一节 矿区概述一、交通位置福沿煤矿位于盐津县城北东10方向，距县城35 km。属滩头镇管辖。地理坐标为：东经：10415291041819北纬：281531281645。盐津县内有内昆铁路、渝昆高速公路通过，矿区有5km简易公路与内昆铁路滩头火车站相通，经此南下可至贵阳、昆明，北上可达宜宾、成都。渝昆高速路北连宜宾、成都、重庆，南抵昭通、昆明，交通较为方便（详见图1-1-1）。盐津县至邻近市、县的公路里程见表1-1-1。表1-1-1 盐津县至邻近主要市、县交通里程表里程(km)昆明市昭通市大关县水富县宜宾市筠连县高县公路48913979.191.41204780铁路7211365087113二、地形地貌矿区位于四川盆地向云贵高原过渡地带。山脉走向与主要构造线方向一样，呈北东南西向展布。矿区内地形东西高中间低，南部高北部低，地形多呈反向坡，平均坡度角为3040。矿区内沟谷十分发育，地形切割强烈。位于矿区中部的五道河为最低点，海拔+495m，是矿区内的最低侵蚀基准面。最高点为矿区东北矿界的的无名山，海拔+1210.7m，相对高差715.7m。属构造侵蚀剥蚀中山地貌。三、地表水系矿区地表水系属关河支流五道河流域，矿区内沟谷十分发育，但多为季节性溪沟。五道河由矿区中部由南向北径流，是矿区内的主要河流，主要接受地表径流、泉水和矿井水的补给，雨后溪沟流水出现暴涨暴落，且持续时间比较短暂，流量为0.435612.2988m3/s。切割整个煤系地层，对矿井开采有较大影响。图1-1-1 交通位置图五道河的小支流纸笕沟，发源于T1f2地层中，横切地层走向延伸，在福沿煤矿主平硐北侧汇入五道河，下游为常年流水，主要接受泉水和大气降水的补给，2010年7月27日测得流量为0.0584m3/s，下游切割煤层，对煤矿开采有一定影响。四、气象矿区属于中亚热带湿润季风气候，秋夏天气晴朗，冬春雨雾绵绵。据气象站观测资料，区内年最大降雨量1575.4mm（1973年），最小降雨量781.2mm（1972年），多年平均年降雨量1071.5mm，月最大降雨量212mm； 每年69月份为雨季，降雨量占全年平均降雨量的68.20。多年平均蒸发量为1002.1mm，10月次年5月为干旱期。年平均气温17，极端最高气温34.3，最低气温2.6。主导风向为西北风及西南风，而7级以上大风多为西南风，年平均风速为2.64.8m/s，最大风速为21m/s。五、地震2012年09月07日11时19分，云南省昭通市彝良县与贵州省毕节地区威宁彝族回族苗族自治县交界发生5.7级地震， 12时16分，彝良县又发生5.6级地震；盐津县有强烈震感，受灾严重；2010年10月18日上午5时49分，云南省昭通市盐津县发生4.6级地震。根据中国地震烈度动态参数区划图（1：400万）、建筑抗震设计规范（GB500112010），盐津县地震抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g，所属的设计地震分组为第一组。六、经济概况盐津县位于云南省东北部地区，内昆铁路、渝昆高速公路纵贯县境南北，交通便捷，处于长江经济带、攀西六盘水经济区的腹心地带，是赤水河经济区、长江经济带的重要组成部分，置于国家重点工程溪洛渡、向家坝电站建设前沿。该县经济相对落后，57.2%的收入来源于农业耕种。滩头镇位于盐津县东北部关河东西岸，距县城30km，区内居民以汉族为主，杂居少数苗族；由于区内地形切割强烈，坡陡地贫，旱地多、农田少，农作物以玉米、红薯、土豆为主，大米、小麦产量均低；经济作物以烟叶、药材为主，产量有限；矿产资源主要以煤炭、石灰石为主，水力资源主要以关河、五道河的水资源为主。区内工业不发达，生产规模较小，加大煤炭资源的开发对当地的经济发展有一定的促进作用。七、地面建（构）筑物及设施矿区范围内主要地层未发现珍贵的动植物化石遗迹和具有典型意义的地层剖面、构造、地貌景观等，不属于地质遗迹保护地。区内无名胜古迹、动植物生态保护及旅游景观保护区。矿区范围内具有少量村庄和零星民房散户与乡村公路，大部分村庄均位于矿区开采范围外，栗子村27户人家全部已经搬迁至福沿二号井的坝子里，矿区范围内无需留设保护煤柱。八、矿区开发简史区内煤炭资源区划属兴隆场煤矿区，该矿区是盐津县的主要含煤区，有17个小型生产矿井，不属国家规划矿区，该区煤炭资源开采历史悠久，福沿煤矿周边有小煤窑2个，现已关闭。第二节 井田地质特征一、地形地貌矿区属于构造剥蚀低中山地貌，山脉总体呈西南-东北向展布，与构造线基本一致，总体地势北东和西部高、中部低，地形坡度3050，区内沟谷发育。矿区范围内最高点位于矿区范围东北部的无名山头，标高+1210.70m,最低点位于矿区范围中部的五道河，标高+495m，为矿区最低基准侵蚀面,相对高差715.70m。二、井田勘探程度根据矿井地质构造特征和C3、C5煤层的稳定程度，确定的勘探类型正确，基本工程间距选定恰当。利用19个C3巷道见煤点，13个C5巷道见煤点，施工勘探钻孔5个，每平方公里工程点数量达到6个。工程布置达到煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T02152002）对相应资源/储量类别的要求，各类资源/储量空间分布适当，全区探明的保有资源储量占总保有量的37%，探明的+控制的储量占保有量的54%，可以满足矿井设计的需要，勘探控制程度较高。三、地层矿区出露地层由老至新为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2）、宣威组（P2x），三叠系下统卡以头组（T1k）、飞仙关组（T1f）、永陵镇组（T1y）及第四系(Q4)。各岩层主要特征如下：（一）二叠系上统（P2）1、峨嵋山玄武岩组（P2）出露于矿区的西北部，地貌多为高地或山脊，厚300m左右，矿区范围内未见底，以灰绿、墨绿色杏仁状、气孔状玄武岩、凝灰岩组成。2、宣威组（P2x）出露于矿区北部，呈条带状分布，出露面积0.69km2。为本区的含煤地层，由于易风化，故地貌上多以沟谷、山坳的形式出现。厚125.34152.64m，平均厚度139.99m，与下覆地层呈不整合接触。以C5煤层底板为界分上下两段。1）上段（P2x2）岩性主要由粉砂岩、细砂岩、泥岩、泥质粉砂岩、粘土岩、煤层（线）组成，厚度32.8143.25m，平均厚度36.92m。按照岩性组合特征从上到下一般分19小层，分述如下：深灰色粉砂岩、砂质泥岩、灰色粘土岩、细砂岩为主，薄中厚层状构造，显水平层理，夹煤线，含植物化石与少量草黄色菱铁矿结核，厚度3.317.28m,平均厚度5.57m。C1煤层：半亮型煤，厚0.281.13m，平均厚度0.60 m。灰色泥岩，含植物化石，厚度1.152.13m，平均厚度1.79m。深灰色砂质泥岩，泥状结构，薄中厚层状构造，显水平层理，含大量植物化石和少量菱铁矿结核。厚度1.623.58m，平均厚度2.71m。深灰色粉砂岩，含少量植物叶片化石与少量草黄色菱铁矿结核，夹深灰色砂质。厚度2.067.80m，平均厚度3.75 m。深灰色砂质泥岩，泥状结构，薄中厚层状构造，显水平层理，含大量植物化石和少量菱铁矿结核。厚度0.873.43m，平均厚度1.95m。深灰色粉砂岩，含少量植物叶片化石与少量草黄色菱铁矿结核，夹深灰色砂质。厚度1.124.06m，平均厚度2.76 m。灰-浅灰色粘土岩，含草黄色球粒状菱铁矿。厚度0.141.80m，平均厚度0.89 m。深灰色粉砂岩，含少量植物叶片化石与少量草黄色菱铁矿结核，夹深灰色砂质。厚度1.214.30，平均厚度2.21m。浅灰色粘土岩，顶部夹炭质泥岩，含植物化石，含灰色肾状菱铁矿结核。厚度0.242.01，平均厚度0.79m。C3煤层，黑色半亮型煤，稳定性好，可采。厚度0.901.54，平均厚度1.13m。浅灰色泥岩，含植物化石，厚度0.442.21，平均厚度1.54m。浅灰色细砂岩，局部夹深灰色砂质泥岩。厚度1.785.12m，平均厚度3.14m。深灰色粉砂岩，含少量植物叶片化石。厚度1.565.48m，平均厚度2.91m。浅灰色粘土岩，底部夹炭质泥岩，含植物化石，厚度0.220.51m，平均厚度0.36m。C4煤层，黑灰色半暗-暗淡型煤，局部可采，厚度0.000.87m，平均厚度0.42 m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度0.633.57m，平均厚度2.17 m。C5煤层，黑色半暗型煤，厚度0.98m2.62m，平均厚度1.37m。本次勘探资料显示，该层位在矿区中部较薄，向两侧逐渐增厚。2）下段（P2x1）岩性主要由粉砂岩、细砂岩、泥岩、砂质泥岩、粘土岩、煤层（线）组成，厚度90.43110.21m，平均厚度103.07m。按照岩性组合特征从上到下一般分27小层，分述如下：灰色粘土岩，含植物化石。厚度0.416.17m，平均厚度2.06 m。C7煤层，黑灰色半暗-暗淡型煤，厚度0.311.41m，平均厚度0.56m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度0.723.09m，平均厚度2.24 m。浅灰色细砂岩，局部夹深灰色砂质泥岩。厚度0.991.54 m，平均厚度1.30m。C8煤层，灰黑色暗淡型煤，不可采。厚度0.340.61 m，平均厚度0.43 m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度0.589.03m，平均厚度4.09 m。深灰色砂质泥岩，局部夹浅灰色粉砂岩，含大量植物叶片化石。厚度0.996.17 m，平均厚度2.72m。C9煤层，灰黑色暗淡型煤，不可采。厚度00.45 m，平均厚度0.23m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度2.894.09 m，平均厚度3.80 m。深灰色粉砂岩，含大量植物叶片化石。厚度1.546.76 m，平均厚度4.15 m。深灰色砂质泥岩，含草黄色球粒状菱铁矿结核与植物化石。厚度3.185.77 m，平均厚度4.48 m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度1.472.54m，平均厚度2.01 m。深灰色砂质泥岩，含草黄色球粒状菱铁矿结核与植物化石。厚度3.359.03m，平均厚度6.19 m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度0.495.98 m，平均厚度3.24 m。浅灰色细砂岩，局部夹深灰色砂质泥岩。厚度4.434.98 m，平均厚度4.71 m。灰色粘土岩，含植物化石。厚度6.716.96 m，平均厚度6.84 m。浅灰色细砂岩，局部夹深灰色砂质泥岩，厚度6.8510.92 m，平均厚度8.75 m。深灰色粉砂岩，含大量植物叶片化石，厚度12.7423.36 m，平均厚度18.05 m。灰色粘土岩，含植物化石，厚度2.552.67 m，平均厚度2.61 m。深灰色粉砂岩，含大量植物叶片化石，厚度2.123.04 m，平均厚度2.58 m。深灰色砂质泥岩，含草黄色球粒状菱铁矿结核与植物化石，厚度3.357.17 m，平均厚度5.26 m。灰色粘土岩，含植物化石，局部夹深色砂质泥岩，厚度1.362.55 m，平均厚度1.96m。浅灰色细砂岩，局部夹深灰色砂质泥岩，厚度1.132.12 m，平均厚度1.63 m。灰浅灰色菱铁质粘土岩，局部富集成菱铁矿，厚度3.626.44 m，平均厚度5.03 m。深灰色粉砂岩，含大量植物叶片化石，厚度1.774.48 m，平均厚度3.13 m。灰色粘土岩，含植物化石，厚度2.435.32 m，平均厚度3.88 m。浅灰色细砂岩，局部夹深灰色砂质泥岩，厚度0.900.99 m，平均厚度0.95 m。（二）三叠系下统（T1）1、卡以头组（T1k）灰绿色薄中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩。厚度26.27-55.80 m,平均厚度40.64 m。与下伏地层呈整合接触。2、飞仙关组（T1f）分布于矿区大部分范围，地貌常形成陡峻的山体，劈理发育，往往形成陡坡或悬崖峭壁，一般一段（T1f1）在地貌上形成陡坡，二至四段（T1f2T1f4）多形成陡崖。岩性主要为暗紫色、灰绿色中厚层状粉砂岩、细砂岩为主，局部夹薄层状粉砂质泥岩、泥岩及泥灰岩，一般含大量白色蠕虫状方解石和白色圆形状钙质斑点，局部含少量草黄色星点状黄铁矿和白色树枝状方解石条带。显水平层理，局部显交错层理，裂隙发育，方解石充填。地层露头处一般裂隙发育，常形成错综复杂裂隙，表面形成块状，深部裂隙逐渐减少。该岩组是煤系地层的上覆地层，与煤系地层呈整合接触。厚度426.8600.2m，平均厚度506.7m。根据前述分层标志从上至下分五段，分述如下：1）飞仙关组五段（T1f5）岩性为灰紫暗紫色薄中厚层状粉砂岩、细砂岩，夹少量灰灰绿色薄中厚层状灰岩、粉砂质泥岩，呈水平层理，底部为灰绿色薄中厚层状砂质泥岩、粉砂岩、深灰色中厚层状细砂岩。厚度80.50-158.60m,平均厚度127.10m。2）飞仙关组四段（T1f4）上部为暗紫色中厚层状细砂岩，夹暗紫色薄中厚层状泥岩；中部为暗紫色中厚层状泥质粉砂岩，夹暗紫色中厚层状粉砂岩、细砂岩；下部约为10米厚灰绿色中厚层状细砂岩，夹薄中厚层状粉砂岩。厚度77.50-108.30 m,平均厚度97.60 m。3）飞仙关组二加三段（T1f2+3）上部为暗紫色砂质泥岩夹粉砂质泥岩。中部为暗紫色细砂岩夹粉砂质泥岩，中厚层状，显斜层理。下部为暗紫色粉砂岩，中厚层状，显水平层理。厚度147.00-255.90 m,平均厚度191.27 m。4）飞仙关组一段（T1f1）本段为紫灰色中厚层状细砂岩、暗紫红色中层状砂质泥岩、泥岩互层，具微波状层理及小板状交错层理，见小型浪成波痕。偶见瓣鳃类动物化石，以灰绿色岩石大量出现作为与下伏地层的分界标志。厚度79.3-101.5 m,平均厚度90.8 m。3、永宁镇组（T1y）仅在矿区东南部边界一带小面积出露，矿区范围内未见顶。在地貌上常形成规模巨大的悬崖峭壁。区内仅出露永宁镇组下段（T1y1），岩性主要为灰色中厚层状泥质灰岩夹泥岩。厚度127.00-172.00 m,平均厚度162.60m。（三）第四系（Q4）该地层主要沿平缓山坡地段、山脚及河谷平坝地带零星分布，其类型为残坡积层及冲洪积层，物质成分为灰色、灰黄色、灰黑色砂质粘土、砂岩碎块及大小不等的砾石，厚度一般05m，平均厚度3m，与下伏基岩呈不整合接触。四、地质构造矿区位于贾村背斜南东翼，滩头新田剥蚀窗南翼近核部地段次级向斜的转折部。为单斜构造，地层走向近东西向，从南向北走向略向北偏转；地表倾角一般3050。矿区内大断层稀少，井下揭露一条断层F1，位于矿区中西部，走向80110，倾向170190，倾角约60，走向长度推断900m左右，断距约8m，局部错开煤层，对生产有一定影响。总体上来看，地质构造属简单类型。五、水文地质特征含水地层为二叠系下统宣威组、卡以头组、飞仙关组，含水类型为裂隙含水，被三叠系下统永宁镇组和二叠系上统峨眉山组玄武岩隔水层隔断，形成独立的含水单元，由大气降水和地表径流补给。根据煤矿防治水规定，矿区水文地质条件为顶板层间裂隙含水充水的中等类型。分析井田浅部生产矿井的排水资料，以及邻近的矿井的水文地质资料，采用水文地质比拟法的计算，福沿煤矿西翼+250m标高以上正常涌水量916.27m3/d，最大涌水量2373.47m3/d；东翼+200m标高以上正常涌水量1540.8m3/d，最大涌水量3370.56m3/d。第三节 煤层特征一、矿区煤层矿区含煤地层为宣威组，厚度140m，含煤616层，煤层总厚6.239.12m,含煤系数3.96.3%，其中可采煤层2层，C3、C5,可采总厚度2.47m，可采含煤系数1.79%。C3煤层：厚度为0.91.54m，平均厚度1.13m。煤层厚度稳定，结构简单，一般无夹矸，为稳定的全区可采煤层。C5煤层：厚度为0.982.62m，平均厚度1.34m。煤层厚度较稳定，结构简单，局部含一层夹矸，夹矸厚度0.22-0.35m。为稳定的全区可采煤层。可采煤层特征见表1-3-1。表1-3-1 可采煤层特征表 煤层名称煤层厚度煤层结构顶底板岩性煤层稳定性煤层可采性容重（t/m）最小-最大/平均（m）煤层间距（m）夹矸层数夹矸厚度（m）煤层倾角顶板底板C30.9-1.54/1.139.71002740泥岩、砂质泥岩、细砂岩粘土岩稳定全区可采1.5C50.98-2.4/1.3410.220.352740细砂岩泥岩泥岩、粉砂岩稳定全区可采1.5二、可采煤层顶、底板（一）、C3煤层C3煤层顶板常有0.311.50m的粘土岩、砂质泥岩，再上为厚层细砂岩；底板为灰色粘土岩。1、C3煤层顶板稳固性直接顶为深灰色薄至中厚层状细砂岩，局部含泥岩或粉砂质泥岩伪顶，厚2.354.50m。细砂岩致密坚硬，较难自然垮落，属级顶板，局部裂隙发育，需支护。泥岩伪顶一般随煤层开采而垮落。据井下调查，顶板整体质量较好，但遇到断层碎裂带或裂隙发育地带时岩石不能自稳，一般采用工字钢支护的方式进行护壁。2、C3煤层底板稳固性底板为深灰色薄层状细砂岩或深灰色薄层状泥岩，泥岩遇水后易发生底鼓，导致巷道围岩发生挤压破坏，引起冒顶、片帮的发生，局部裂隙发育地段需采用支护。细砂岩致密坚硬，稳固性较好，对开采影响不大。（二）、C5煤层C5煤层顶板为深灰色薄至中厚层状细砂岩；底板为浅灰色薄层状泥岩和粉砂岩。1、C5煤层顶板稳固性顶板为深灰色薄至中厚层状细砂岩或粉砂岩，伪顶为泥岩，局部地段含泥岩，易发生片帮，总体上顶板岩体质量中等，除局部裂隙发育带外其稳固性相对较好。 2、C5煤层底板稳固性底板一般为薄层状泥岩，一般厚2.273.59m，局部地段相变为泥质粉砂岩，薄层状构造，其下部210m和1822m的范围内有一层粉砂岩，由于泥岩层较厚，故C5煤层底鼓现象将较C3严重，容易引起巷道变形。三、煤质（一）物理性质C3煤层：为黑色，条痕为黑色，金刚光泽，参差状及贝壳状断口，呈块状产出，内生裂隙发育，外生裂隙不发育，比重、韧性较小。C5煤层：为黑色、灰黑色，条痕为灰黑色，参差状断口，内生裂隙不发育，外生裂隙发育，光泽暗淡，煤质坚硬，比重较大、韧性大，呈块状产出。（二）宏观煤岩特征C3煤层：半亮型煤，以镜煤、亮煤为主，暗煤次之，夹少量丝炭薄层，呈宽条带状结构。C5煤层：半暗型煤，以暗煤为主，亮煤次之，夹少量丝炭透镜体，呈细条带状结构。（三）化学性质、工艺性能1、C3、C5、煤层的工业分析结果详见表1-3-2。表1-3-2 C3、C5煤层工业分析结果表煤层煤种工业分析（%）MadAdVdafFCadC3原煤0.390.720.4929.7243.3934.6510.8414.7412.2748.0562.4057.09浮煤0.490.980.7012.9927.6220.059.1710.899.9764.6878.0671.49C5原煤0.330.990.5930.3248.9838.8512.2214.8313.2843.1960.9152.77浮煤0.521.420.889.1625.5517.827.1210.159.3266.5183.3373.892、煤灰成份主要为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、三氧化硫、二氧化钛及少量氧化镁等，见表1-3-3。表1-3-3 C3、C5煤层煤灰成分分析结果表煤 层煤灰成分分析（%）SiO2Fe2O3AL2O3CaOMgOSO3TiO2C360.8367.0764.529.6413.9311.587.2910.248.894.306.575.230.641.210.922.403.102.740.460.900.56C554.0866.5058.8113.6119.2016.305.2716.9810.732.288.064.830.401.611.002.136.723.390.461.800.903、全硫（St，d）C3煤层原煤硫分0.45%2.52%，平均0.89%；浮煤0.43%1.39%，平均0.85%。C5煤层原煤硫分0.59%5.77%，平均2.50%；浮煤0.62%2.83%，平均1.56%。4、有害元素分析（1）磷（P,d）C3煤层原煤0.006-0.013%，平均0.009%；浮煤0.004-0.070%，平均0.014%。C5煤层原煤0.009-0.014%，平均0.011%；浮煤0.004-0.015%，平均0.010%。（2）砷（As,d）C3煤层原煤1-8g/g，平均4.20g/g；浮煤1-2g/g，平均1.14g/g。C5煤层原煤3-98g/g，平均27.60g/g；浮煤1-8g/g，平均3.00g/g。根据煤中有害元素含量分级（GB/T 20475.1-2006），C3煤层原煤为特低磷煤，浮煤为低磷煤；C5煤层原煤为低磷煤，浮煤为特低磷煤。根据煤中砷含量分级(MT/T 803-1999)，C3煤层原煤为二级含砷煤、浮煤为一级含砷煤；C5煤层原煤为四级含砷煤、浮煤为一级含砷煤。5、稀散、放射性元素本次工作对C3、C5煤层分别作了镓、锗元素含量分析，结果见表1-3-4。表1-3-4 C3、C5煤层微量元素分析结果表煤层微量元素锗/Ged (g/g)镓/Gad (g/g)C31.003.001.604.006.005.00C51.001.001.004.0015.008.40分析结果表明，上述元素含量极微，均未达综合利用指标。6、煤的发热量煤的发热量分析结果见表1-3-5。表1-3-5 C3、C5煤层发热量分析结果表煤层煤种Qgr,ad（MJ/kg）Qnet,d（MJ/kg）C3原煤19.7824.8422.5619.3824.2822.28浮煤25.5731.3828.23C5原煤20.0924.1822.4819.7223.9322.22浮煤26.5232.6029.10根据煤炭质量分级（GB/T 15224.3-2004）发热量分级标准，C3、C5煤层原煤均为中热值煤（MQ）。本矿区煤层灰分高（HA），硫份低（LS），挥发分低（LV），固定炭中等，发热量高，可作为动力用煤。C3煤层原煤为二级含砷煤、浮煤为一级含砷煤；C5煤层原煤为四级含砷煤、浮煤为一级含砷煤，故不宜直接作为食品加工燃料或烘烤食品用煤。综上：C3煤层为高灰份、低硫份、中热值的二级含砷无烟煤； C5 煤层为高灰份、中高硫份、中热值的四级含砷无烟煤。四、矿井瓦斯矿井近四年的瓦斯等级鉴定结果见表1-3-6。表1-3-6 矿井瓦斯等级鉴定结果表年度CH4CO2瓦斯等级相对涌出量（m3/t）绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）绝对涌出量（m3/min）20124.510.465.110.52瓦斯矿井2013因矿井2013年未生产，矿井瓦斯依据上年度即2012年鉴定结果20144.890.555.330.65瓦斯矿井20154.950.395.450.43瓦斯矿井五、煤尘爆炸性矿井委托江西正源矿用设备检测站对C3和C5煤层做了煤尘爆炸性鉴定，鉴定结论为无煤尘爆炸性。此外本矿井和相邻矿井（铜厂沟煤矿、利燃煤矿）在以往生产过程中未发生过煤尘爆炸事故。因此本设计按无煤尘爆炸性进行设计。六、煤的自燃倾向性矿井委托江西正源矿用设备检测站对C3和C5煤层做了煤的自燃倾向性等级鉴定，鉴定结论为类，属不易自燃煤层。此外本矿井和相邻矿井（铜厂沟煤矿、利燃煤矿）在以往生产过程中未发生过煤层自燃现象。因此本设计按煤层不易自燃进行设计。第二章 井田境界和储量第一节 井田境界根据云南省国土资源厅2008年颁发的采矿许可证：5300000830231，矿区范围由9个拐点坐标圈定，走向长4.8km，倾向宽约0.82.1km，矿区面积4.8374km2 ，开采标高+900+200m ，见表2-1-1。表2-1-1 福沿煤矿矿区范围拐点坐标表拐点坐标(54北京坐标系)拐点坐标(80西安坐标系)拐点地理坐标编号XY编号XY编号经度纬度矿13129230.0035431860.00矿13129173.26735431779.773矿11041819281632矿23127400.0035431000.00矿23127343.25735430919.769矿21041748281532矿33127400.0035427200.00矿33127343.25635427119.748矿31041529281531矿43127550.0035427200.00矿43127493.25735427119.748矿41041529281536矿53128200.0035427600.00矿53128143.26035427519.750矿51041543281557矿63128200.0035429000.00矿63128143.26135428919.758矿61041635281558矿73128000.0035429000.00矿73127943.26035428919.758矿71041635281551矿83128200.0035429800.00矿83128143.26135429719.762矿81041704281558矿93129640.0035430650.00矿93129583.26935430569.767矿91041735281645矿区面积4.8374km2开采标高+900+200m福沿煤矿西邻铜厂沟煤矿，西北侧靠利燃煤矿。各矿井矿界关系明确，无矿权纠纷。第二节 矿井工业资源/储量一、矿井资源/储量根据云南省盐津县福沿矿生产勘探报告。截止2011年12月底，矿井保有资源/储量26530kt，其中111b类10740kt，122b类7750kt，331类380kt，333类7660kt。上述资源/储量中，包括河流影响带331+333类400kt,断层影响带333类210kt。二、工业资源/储量(Zc)按照煤炭工业小型矿井设计规范（GB503992006）的相关规定，对333储量进行折算得到矿井工业资源/储量，矿井构造简单、煤层稳定，可信度系数取0.9，则矿井工业资源/储量为：Zc10740775038076600.924998kt第三节 矿井设计资源/储量、矿井设计可采储量一、矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量按下式计算：ZsZcA1A2式中：A1采空区防隔水煤柱、五道河河保护煤柱煤量，kt；A2井田境界煤柱，kt。采空区防隔水煤柱：按25m留设，经计算煤柱量为125kt。五道河河保护煤柱：按最高洪水位，两边各取15m的围护带，表土层移动角按43，岩层水平移动角按73进行留设。经计算煤柱量为421kt。井田境界边界煤柱按25m留设，经计算煤柱量为315kt。矿井设计资源储量为：Zs24998125421315=24137kt二、矿井设计可采储量（Zk）矿井设计可采储量按下式计算：Zk(ZsA3A4)C式中：A3工业场地煤柱量，万吨；A4主要井巷煤柱量，万吨；C采区回采率，%，薄煤层取85%。主平硐工业场地、西风井工业场地位于煤层露头外，不留设保护煤柱。主平硐、暗斜井、运输大巷、车场、上下山巷道均布置于煤层底板岩层中，矿井设计可采储量：Zk(2413700)85%=20516kt矿井设计可采储量计算详见表2-3-1。17中国矿业大学16届本科生毕业设计（论文）表2-3-1 矿井可采储量计算表（单位：万吨）煤层编号类别保有资源储量矿井工业资源储量永久煤柱损失矿井设计资源储量保护煤柱开采损失设计可采井田境界煤柱采空区防隔水煤柱五道河保护煤柱合计工业场地主要井巷合计储量C3111b48748705.720.96.62480.3800072.1408.3122b364364000036400054.6309.433117170077100002.17.9333309247.214.401226.4220.800041.6179.2小计11771115.214.45.7219.940.021075.18000170.4904.8C5111b58758703.531.24.73582.2700087.3494.93122b41141103.2503.25407.7500061.2346.5533121210088130002.410.6333457365.617.101330.1335.500046.5289小计14761384.617.16.7822.246.081338.52000197.41141.0826532499.831.512.542.186.12413.7000362.12051.6 18中国矿业大学16届本科生毕业设计（论文）第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限第一节 矿井工作制度设计年工作日330d，采用“三八”作业制度，按“自采自准” 、“三班掘进”的循环作业方式。第二节 矿井设计能力及服务年限一、设计年生产能力根据国家煤炭产业政策，矿井地质构造、煤层赋存条件、矿井保有资源/储量、开采技术条件、采煤方法、外部运输、供电、市场销售等因素综合分析，本次新井设计按450kt/a进行，理由如下： （一）、外部环境及市场条件1、福沿煤矿位于煤炭资源较丰富、经济较落后的盐津县，西部大开发的全面实施，为该矿的开发创造了有利条件。福沿煤矿作为盐津的主要骨干煤矿，适当加大开发强度，提高生产能力，既可保障华电电厂的电煤供应，又有利于将盐津县的煤炭资源优势变为经济优势，带动该地区的经济发展，改善当地人民的生产水平。2、本矿井块煤是优质的民用煤，除了本地的民用外，还销往昭通、鲁甸、水富、宜宾等县，市场竞争力强，供不应求。综上所述，本矿井煤炭产品市场广阔、前景好，矿井宜加大开发强度，矿井生产能力宜提高。（二）、资源条件矿井可采2层煤，均属全区稳定的可采煤层。矿井保有资源/储量26530kt，设计可采储量为20516kt。若按210kt/a计算，则矿井服务年限为69a，服务年限过长，投资回收期长，经济效益低，投资风险大。按450kt/a计算，则矿井服务年限为32.5a，服务年限符合煤炭工业矿井设计规范的规定，投资回收期较合理，能取得较好的投资效益。（三）、工作面布置矿井地质构造简单，煤层稳定，煤层倾角为2740，设计采用走向长壁采煤法，由于煤层的赋存条件，首采区煤层厚度较大，只需要布置“一区、一面”，即一个机采工作面可以达到矿井生产能力。（四）、外部运输区内有5km的简易公路与内昆铁路滩头火车站相通，滩头镇距盐津县城公路里程为30 km，路面较好；渝昆高速路北通宜宾、成都、重庆，南达昭通、昆明，交通较为方便，完全满足矿井扩建后煤炭外运的需要。由以上分析可以看出，从矿井资源条件、采掘部署、生产接替、市场需求等方面综合考虑，确定矿井设计生产能力为450kt/a是合理的。二、服务年限根据矿井地质构造复杂程度和煤层赋存情况及开采技术条件，储量备用系数取1.4，则矿井设计服务年限为：T式中：T矿井设计服务年限，a；Zk矿井设计可采储量，kt；A矿井设计生产规模，kt/a；K储量备用系数，取1.4。全矿井服务年限T20516/(4501.4) 32.5a全矿服务年限为32.5a，符合煤炭工业矿井设计规范的相关要求。其中矿井西翼服务年限15.5a（+400m标高以上服务年限9.8a，+400m标高以下服务年限5.7a）；东翼服务年限17 a（+528m 标高以上服务年限7.0a；+528m标高以下的服务年限10a）。另外，矿区范围内最低开采标高+200m以下、最高开采标高+900m以上的矿界外C3煤层尚有333类资源/储量1510kt，C5煤层333类资源/储量1940kt，可通过增划资源延长矿井服务年限。所以矿井设计生产能力为450kt/a，矿井服务年限为32.5a，满足煤炭工业矿井设计规范及有关技术政策要求。第四章 井田开拓第一节 井田开拓的基本问题一、影响矿井开拓方式的因素（一）矿井开采现状矿井西翼+530m标高以上的煤炭资源基本开采结束，东翼+550m标高900m长的三角范围内煤炭资源已基本采空。矿井没有接替采区，利用现有的开拓系统对深部资源进行开拓比较困难。工业场地地面地形相对开阔平整，可以利用部分现有设施，无需新建场外公路，适宜扩建后作为矿井的工业场地。（二）矿区地形地貌对开拓的影响矿区内地形东西高中间低，南部高北部低，地形多呈反向坡，平均坡度角为3040。矿区内沟谷十分发育，地形切割强烈。矿区地形比较陡峻，工业场地、排矸场地的选择比较困难，相比之下原工业场地相对平坦。具有布置平硐的条件。（三）地质构造对开拓的影响矿区总体为一单斜构造，地层走向近东西向，矿区内大断层稀少，构造简单，煤层倾角为2740，有利于矿井的整体开拓。（四）煤层及围岩工程地质条件对开拓的影响1、可采煤层2层, C3煤层平均厚度为1.13m，C5煤层平均厚度为1.34m。两可采煤层平均间距9.71m。2、C3煤层顶板常有0.311.50m的粘土岩、砂质泥岩，再上为厚层细砂岩。底板为灰色粘土岩。C5煤层顶板为深灰色薄至中厚层状细砂岩或粉砂岩，伪顶为泥岩，厚度0.400.90m；底板为浅灰色薄层状泥岩。（五）开采技术条件对开拓的影响矿区水文地质条件属以裂隙含水层充水为主的中等类型；属瓦斯矿井；煤层自燃属三类；煤尘无爆炸危险性。二、井口及工业场地位置的选择根据矿区范围内的地形地貌，地面交通运输状况及煤层赋存条件等因素，经多次现场踏勘，与业主反复研究，只有利用现工业场地进行扩建，可以利用部分现有工业场地设施，无需新建场外公路，井口工业场地扩建工程量较小，扩建所需的征地面积较少，可节省扩建的投资。三、矿井开拓方案确定（一）开拓方案由于矿井煤层赋存条件的特殊性，以主井筒与五道河为界将煤炭资源划分为东、西二翼。由于东部块段煤层倾角较大、资源储量控制程度低于西部，机械化开采困难。而西翼的煤炭资源的储量级别较高，倾角相对较缓，可以利用部分开拓巷道。因此设计先开采西翼，后开采东翼，共用地面工业场地和地面生产系统。开拓方案的变化主要体现在先期的西翼开拓方案上，设计提出以下两个方案：方案一：西翼平硐+暗斜井开拓方案西翼开拓：采用平硐+暗斜井开拓方式，即利用原+528m平硐作为改造后的矿井副平硐，利用已形成的暗斜井作为轨道暗斜井；在原主平硐东侧35m处新建主平硐，在主平硐内35m处布置皮带暗斜井，倾角23，落平于+400m标高，与轨道暗斜井连通；改造已形成的+400m底板运输大巷，继续向西翼掘进至一采区下部车场；改造利用+647m回风平硐作为矿井开采西翼时的回风平硐。划分一个水平（+400m水平），上、下山开采。东翼开拓：采用平硐开拓，新建+900m东回风平硐。新建+528m后期主平硐，硐口位于工业广场东部，明拱建设，跨越五道河后进入山体再往东部掘1069m至三采区下部车场，沿煤层底板布置三采区上山系统与回风平硐联通，向深部布置四采区下山系统。西翼开采13.5年后结束，此时封闭西翼井筒，开启东翼后期主平硐及东回风平硐。井田开拓方式平、剖面图分别见图3-3-1、图3-3-2。方案二：西翼平硐开拓方案西翼开拓：改造利用原主平硐，沿走向向西翼掘进1712m后布置采区车场和主要硐室，沿煤层倾向布置3条下山，在+250m标高落平；改造利用现+647m回风平硐作为矿井开采西翼时的回风平硐，与一采区回风下山连通，形成完整的开拓系统。划分一个水平，+528m水平，下山开采。东翼开拓同方案一。井田开拓方式平、剖面图分别见图4-1-1、图4-1-2。 (二)方案比较由于矿井东翼的开拓方案均一致，方案的比较主要是比较矿井西翼的开拓，开拓方案优缺点比较见表4-1-1。表4-1-1 开拓方案优缺点比较表方案优缺点方案一方案二优点1、可利用井巷工程多，工程量较方案二省；2、开拓巷道断面相对方案二小；3、建井工期相对较短，见效快；4、利于矿井增扩资源。1、采用一进一回，生产系统简单；2、煤炭和矸石只需要进行一次转运；缺点1、斜井提升、运送人员，运营费用高。2、煤炭和矸石需要进行二次转运。1、主平硐承担所有的运输，压力大，断面大；2、划分一个水平，下山距离长，水泵扬程大；3、井巷工程量大，施工期长，投资大。（三）开拓方式确定通过两个方案的比较，选择方案一作为矿井开拓方案。（四）开拓系统描述东、西两翼采用独立的两套生产系统进行开拓开采，共用地面工业场地和地面生产系统，先开采西翼，后开采东翼，西翼的煤炭资源开采结束关闭生产系统后，启用东翼的生产系统。1、西翼矿井采用平硐+暗斜井开拓方式，即利用原+528m平硐作为改造后矿井副平硐，利用已形成的暗斜井作为轨道暗斜井；新建主平硐、皮带暗斜井（主暗斜井），倾角23，落平于+400m标高，与暗斜井井底联通；改造利用已形成的+400m底板运输大巷，继续向西翼掘进865m布置一采区下部车场及主要硐室；改造利用现+647m回风平硐作为矿井开采西翼时的回风平硐。在距C5煤层20m左右的底板中于+405m标高起坡，顺岩层倾向布置一采区轨道上山、皮带及行人上山和回风上山。一采区轨道上山和皮带及行人上山于550m标高落平，回风上山于623m标高落平；通过石门揭穿C3煤层，然后布置回采巷道，通过回采巷道、采区巷道与+623m回风大巷、西回风平硐连通形成首采区的生产、通风系统。在+405m标高往深部延深3条下山至+250m标高落平，布置二采区下部车场，轨道下山、皮带及行人下山和回风下山连通就形成了二采区的开拓系统。2、东翼新建+900m东回风平硐，新建+528m后期主平硐，硐口位于工业广场东部，明拱建设，跨越五道河后进入山体再往东部掘1069m至三采区下部车场，沿煤层底板布置三采区上山系统与回风平硐联通，往深部伪斜布置四采区下山；四采区回风下山和三采区回风上山连通，三采区回风上山与+900m回风平硐连通，三、