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采矿工程施工组织设计毕业论文前 言毕业设计是采矿工程专业本科教学中最关键、最重要的的一个环节，它由毕业实习和毕业设计两部分组成.三个多月的时间里，在各位指导老师，各位同学的关心和帮助下，我圆满的完成了设计工作。本矿井设计是根据XX煤矿的原地质资料进行编写的。设计中的一些重要数据和图表都是以其地质资料、底板等高线图、综合柱状图等为依据，按照毕业毕业设计大纲要求进行的。在进行设计过程中，严格依照煤矿安全规程和煤矿矿井采矿设计手册的要求计算和设计，注重加强基本理论、基本方法和基本技能方面的学习，并注重与其它课程的联系，特别是课本与规程的衔接与配合。设计主要分为：井田概况及地质特征、井田境界及储量、矿井设计生产能力及服务年限、井田开拓、矿井基本巷道、采煤方法和采区巷道布置、矿井通风及安全井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、矿井排水、环境保护等。设计在内容上以设计原理和设计方法为主线，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井的条件，采用合适的开采方法进行开采，解决了设计中的各种主要技术问题。例如在方案法中对矿井的开拓方式进行多方案比较后选定，在多目标决策中阐明了井筒位置的确定问题。此外，对某些设计技术课题（井田开拓），在几种方法中，从不同角度进行了论述。 本次设计得到了指导老师马岳谭以及采矿工程教研室各位老师的精心指导和大力帮助。在此，向各位老师表示诚挚的谢意！由于作者水平有限，加之时间仓促，本设计的错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正。目录第一章 矿(井)田地质概况61.1 矿（井）田位置及交通61.1.1交通位置61.1.2地形地貌71.1.3气象及水文情况71.1.4矿区概况71.2 地 质 特 征91.2.1地层91.2.2构造131.3 矿体赋存特征及开发技术条件131.3.1煤层及煤质131.3.3水文地质161.4矿井地质勘探类型及勘探程度评价20第二章 井田开拓212.1矿井设计生产能力及服务年限212.1.1矿井工作制度212.1.2矿井设计生产能力及服务年限212.2矿井境界及储量222.2.1井田境界222.2.2资源/储量222.3井田开拓232.3.1工业场地及井口位置的选择232.3.2井筒形式的确定242.3.3井筒数目的确定242.3.4井田内划分及开采顺序242.3.5阶段大巷的布置252.4井筒272.4.1井筒断面设计272.4.2井筒参数确定272.5井底车场292.5.1 井底车场形式选择及硐室布置292.5.2井底车场通过能力计算302.5.3 井底车场巷道断面选择和工程量计算302.6方案比较，确定开拓系统31第三章 大巷运输及设备383.1 大巷运输方式选择383.1.1大巷煤炭运输方式选择383.1.2大巷辅助运输方式选择383.2矿车393.2.1矿车车辆配备39第四章 采区布置及装备414.1采区布置414.2采区的划分414.3采煤方法424.3.1采区概况及地质特征424.3.2采煤方法及采煤工艺434.3.3采煤方法选择434.3.4 采煤方法选择的依据444.3.5综放开采的可行性分析454.3.6 综放工作面设计454.3.7回采工艺494.4工作面设备确定494.5劳动组织524.5.1循环方式和作业方式524.5.2劳动组织524.6技术经济指标分析53第五章 矿井通风与安全555.1 拟定矿井通风系统555.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算555.3计算矿井总风量565.4 矿井通风设备的选型615.5 计算矿井通风等积孔635.6 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施63第六章 矿井提升、运输、排水、供电设备选型696.1矿井提升设备选型696.1.1 提升方式696.1.2 主提升设备696.1.3 辅助提升设备706.2主运输设备选型736.3矿井排水设备选型746.3.1 排水设备概况746.3.2 中央采区排水设备选型：74第七章 环境保护767.1环境质量现状767.2主要污染源及污染物767.3资源开发对生态环境的影响与评价777.3.1采沉陷损害影响预测分析777.3.2采沉陷对耕地损害的预计评价787.3.3 开采对水资源的破坏影响797.3.4开采可能引起的地质灾害的预测797.4资源开采环境损害的控制与生态重建807.4.1控制开采引起地表建筑设施的开采方法807.4.2 开采引起损害的控制方法与土地复垦及生态重建设807.4.3矿区资源开采引起大气污染及燥声污染和地表塌陷的措施与方法827.5 矿区环境保护84参考文献致谢 第一章 矿(井)田地质概况1.1 矿（井）田位置及交通1.1.1交通位置本矿井位于陕西省彬长矿区南部，彬县县城以西约5km处的水帘乡境内，312国道西（安）兰（州）公路从矿区通过。矿井南至西安市155km，向西至长武35km到长武县城与宝庆公路相接。规划中的第二条陇海铁路线沿泾河北岸穿过，东至咸（阳）铜（川）铁路的三原站130km与西韩线相接，西至甘肃平凉南站与宝中线相接,南经新丰镇车站与西（安）（安）康铁路相接，北与西（安）包（头）线相接。西（安）平（凉）铁路建成后，矿区交通十分方便,见图1-1-1。图2-1-1交通位置图1.1.2地形地貌本区属陇东黄土高原东南部，井田内南高北低，南部为沟谷切割的塬、峁、沟壑地貌，北部为泾河台地和河川。塬面标高一般为+1040+1060m，河川标高一般为+830m左右，相对高差为180200m。区内塬面窄小且破碎，冲沟及黄土崖发育，地形复杂。1.1.3气象及水文情况本区冬春干旱，夏季炎热，秋季多雨，属暖温带半干旱大陆季风气候。四季比较分明，雨热同期，气温日差较大，干湿季节分明。年平均气温8.411.0，极端最高气温40.0，极端最低气温22.5。年平均降水量516617mm，雨季多集中在夏秋季，占年降水量的72%。夏季降水势猛雨急，地表迳流较大，易形成洪涝灾害；秋季雨势较缓多为淋雨。由于地理条件因素的影响，降水受地形影响，塬面多于川道。夏季短而凉，冬季长而冷，气温垂直变化比较明显，昼夜温差大，其灾害性天气全年都有发生，但有明显的季节性和地域性差异，主导风向为西北风，平均风速为1.4m/s，大风多出现在冬季，最大风力为7级。冰冻期为12月上旬翌年3月上旬，最大冻土层厚度为57cm。年均日照时数1938.82199.0小时之间，年生理辐射平均在0.2190.235MJ/cm2之间。本区属泾河流域。泾河自西向东流经井田北部边界，流量随季节变化很大，枯水期最小流量为1m3/s，洪水期最大流量为15700m3/s。年平均为57.7m3/s。其支流水节沟自南而北穿越井田东部，为常年流水河道，流量为0.0142.4m3/s。1.1.4矿区概况1. 矿区开发情况彬长矿区属隐伏煤田，XX矿井位于矿区南部附近的水帘区，水帘区除XX煤矿外，其余均为中、小型矿井，目前矿区的大佛寺矿井（3.0 Mt/a）、亭南矿井（0.45Mt/a）。本矿区是一个待开发的大型矿区，矿区总规模17.0Mt/a，共规划有大佛寺、胡家河、孟村、小庄四对大型矿井，雅店备用区和杨家坪远景区，亭南、官牌、蒋家河三个地方矿和一个地方矿开采区，即水帘区。矿区行政机构及中心居住区位于本井田内东部泾河北岸的鸭河湾，辅助与附属企业位于彬县县城对岸的朱家湾，规划中的西（安）平（凉）铁路由东南进入彬县县境后，在彬县县城对岸的朱家湾设彬县车站，再由彬县车站向西，过鸭河湾后跨泾河，在大佛寺矿井工业场地东北处转向北西，在安化村附近设有大佛寺车站。2.矿区经济情况彬县系陕甘宁老区，位于陕西咸阳市西北部，全县总面积1183km2，人口约31.94万人，其中农业人口约28.86万人，人口密度270人/km2，全县农业经济已由粮经二元结构调整为粮、经、草三元结构。种植农产品主要有小麦、玉米、大豆，经济作物以油菜、烤烟为主；水果主要有梨、大枣、苹果、柿子、核桃等。工业现有卷烟、煤炭、电力、医药、化工等3.水源电源 电源：本矿井已在原6kV变电所旁新建的一座35/10kV变电所。35/10kV变电所其两回电源一回引自朱家湾电厂，另一回引自彬县录长110kV变电站，矿井电源可靠。水源：矿井工业场地内打深井取洛河砂岩水作为矿井生产、生活用水。根据彬长矿区总体规划，将在长武亭口建设一座水库，坝址位于亭口镇上游的姚家村附近，而黑河是泾河最大的支流，年平均流量2.5亿m3。两岸植被好，河水含沙量少，其控制水流域面积4235km2。坝址处黑河河底高程为+850m ，坝高53m，坝长470m，总库容量3.03亿m3，有效库容2.07亿m3，该水库的建设将为XX生产、生活提供更为可靠的永久水源。 1.2 地 质 特 征黄陇侏罗纪煤田地处鄂尔多斯盆地南缘，形成于鄂尔多斯盆地发展中期。彬长矿区位于黄陇侏罗纪煤田的中段。区域出露的地层有三叠系、侏罗系、白垩系、第三系和第四系。区域构造上彬长矿区位于鄂尔多斯盆地南部的渭北挠褶带北缘的庙彬凹陷，庙彬凹陷的主体构造为以东西向宽缓褶皱构造为主，断裂构造少见。1.2.1地层井田内地层由老至新为： 1. 上三叠统延长群胡家村组（T3h） 地表无出露，井田东侧6km外的鸣玉池以东泾河两岸见本群铜川组（T3t）及胡家村组（T3h）地层。岩性以灰深灰色泥岩和浅灰色细中粒砂岩为主，底部为油页岩层。泥岩质纯细腻，水平纹理发育；砂岩分选好，胶结致密均匀层理。 2. 侏罗系 (1) 下统富县组（J1f）地表无出露，沉积中心偏井田东南，厚度为038.73m。岩性为灰灰绿色铝质泥岩、泥质粉砂岩、细粒砂岩，底部偶见角砾岩，砾石成分为三叠系砂岩和泥岩；具质纯、细腻、光滑、遇水膨胀，容重为2.55t/m3。泥岩呈团块状，松软易破碎，含鲕状菱铁矿结核。(2) 中下侏罗统延安组（J1-2y）井田内地表无出露，仅在井田以东5km外的南沟有出露。根据岩性、岩相、沉积旋回及含煤性自上而下分为上、中、下三个含煤段。分述如下： 下含煤段：全井田分布，东南部边缘受彬县背斜隆起影响，有变薄趋势，水帘乡以西及侯家砭西部底部隆起区最薄，分别为16.64m和19.22m，南部同沉积向斜区，相对较厚，一般超过35m，最厚达37.67m。其岩性下部富含铝土质泥岩、砂质泥岩及铝土质粉砂岩、厚度为23m，最厚达14.5m，中部为主采4煤层，上部为灰色、深灰色泥岩含炭质泥岩及丰富的植物化石。中含煤段：分布广、厚度大、保存完整，厚度为2745m，岩性下部为灰白色粗砂岩或中细粒砂岩为主，中夹泥岩或泥质砂岩，常见一煤线，上部以砂质泥岩、泥岩为主，夹中细砂岩。上含煤段：井田内普遍分布，但由于受直罗组冲刷，残存厚度变化大，最薄为13.22m，最厚28.38m，一般为2025m，岩性底部为厚层灰白色砂岩，中部为灰色砂质泥岩、泥岩夹中细砂岩，夹两层煤线，顶部地层区内缺失。容重为2.302.60t/m3，抗压强度小于250kg/cm2。 (3) 中侏罗统直罗组（J2z） 井田内水帘沟、上沟有出露。岩性为灰绿、紫红色泥岩，砂质泥岩、粗砂岩与含砾粗砂岩。砂岩分选差，胶结不均匀，厚18.8538.81m，容重2.242.31t/m3，抗压强度79148kg/cm2。(4) 中侏罗统安定组（J2a） 在水帘沟大圣庙以南有出露。岩性为棕红、紫红、灰紫等色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩及含砾粗砂岩，含钙质结核，分选差、胶结疏松，遇水膨胀，厚70.25131.00m，抗压强度小于200kg/cm2，稳定性差。 3. 白垩系下白垩统志丹群（K1z） 井田内仅见志丹群下部地层，即底部宜君组和下部洛河组，该群与下伏地层假整合接触，组间为连续沉积。(1) 宜君组（K1z1）该组为志丹群底部砾岩，地面见于大圣庙沟底，除井田东南小部分外，区内均有沉积，东部水帘乡最薄，为22.50m，一般多为33.035.0m，井田中部厚度最大为38.80m。岩性为紫杂色砾岩，砾石成份主要为花岗岩、石英岩块、脉石英、燧石并见有少量石灰岩块。砾径515，次圆浑圆状、分选差、多为钙质胶结、胶结较紧密、无层理。(2) 洛河组（K1z2） 该组地层在井田内中生界地层中出露最广，水帘沟的XX以北，泾河两岸及其支沟均有出露。由于井田位于该组沉积东南部边缘地带以及新生界的冲刷剥蚀，致使残留地层厚度变化较大，井田东南部无保存，向西北逐渐变厚，姜渠南塬钻孔内最大厚度为164.5m，北部河谷地区，由于新生界河道冲刷剥蚀强烈，相对两侧变薄。岩性为棕红色块状中粗粒砂岩夹浅棕色砂砾岩45层，局部夹薄层暗棕色泥岩，砾石成份及滚圆度同下伏宜君组，砾径一般为510。砂岩为长石石英砂岩，多为铁质接触式胶结，胶结松散，孔隙良好，多呈巨厚层块状构造，大型斜层理发育。 4. 上第三系上新统三趾马层（N2） 位于塬面黄土层下部，不整合于中生界各组地层之上，各沟谷两岸均有分布，地表剖面为82m，为浅棕红色粘土层。粘土：致密，坚硬，裂隙发育含小钙质结核，具膨胀性。底部见浅灰棕色，浅棕色砂层及砂砾石层。砂层及砾石分选差，未胶结，局部地段钙质胶结，其压缩性低。 5. 第四系的更新统（Q1-Q3）及全新统（Q4）在井田内发育良好，更新统组成厚的塬面黄土，底部为下更新统（Q1）与下伏三趾马不整合接触，为浅棕色砂质粘土层，含分散状大姜石结核及不明显退化古土壤层，厚约40m。矿区地层综合地质柱状图见图1-2-1。图2-1-1矿区地层综合地质柱状图1.2.2构造本井田位于彬长矿区南部大佛寺向斜东端南翼，北邻亭口背斜，南靠彬县背斜，为北倾或北西倾斜的简单的单斜构造，北部位于大佛寺向斜轴部，地层平缓，倾角0 3，中南部倾角为5 8。南部位于彬县背斜北翼挠褶带，地层倾角较陡，一般1214。依据构造形态及地层倾角变化，将井田内构造分为两部分，以X10、X11、CK12孔连线为界线，南部为倾斜带，北部为平缓起伏带，现将分带段分述如下: 1. 北部平缓起伏带：该带近于大佛寺向斜轴部，自南而北，地层趋于平缓，南部倾角可达5，北部倾角0 2，其间有小的波状起伏，如北部的侯家砭以西，中部的水帘乡一带，成煤前后为小的隆起，富县组地层无沉积，煤层也较两侧沉积薄。小隆起两侧相对较低，成煤前后地层、煤层沉积较厚。表现在煤层底板等高级上出现1020m起伏差，该带除倾角平缓的小起伏外，无断裂构造。2. 南部倾斜带：位于井田南部，为一单斜构造，地层北倾转为北西西倾斜，倾角12 14，平均13，西部地层倾角有变小的趋势。地表未见断裂存在。总之，井田为简单的单斜构造，只是因所处构造位置不同，其倾角大小有变化，小断裂构造发育在井田南缘，而在高级储量区范围内不发育。井田南部倾斜带在煤层开采过程中应注意小断裂构造的影响。1.3 矿体赋存特征及开发技术条件1.3.1煤层及煤质 1. 煤层井田内含煤地层为中下侏罗统延安组，厚度为55.50m94.21m，自下而上分为三个含煤段，共7层煤，仅4煤厚度大、分布广、结构简单，为井田唯一可采煤层，其余煤层由于结构复杂，煤层极不稳定，煤层薄，均不可采。4煤下距延安组含煤地层底部1.4814.13m（X2），上距中含煤段底部砂岩0.336.72m（X10）。煤层大致呈东西走向，向北倾斜。煤层倾角0 14，南部倾角大，一般12 14，北部倾角小，一般0 8。煤层厚度13.8718.50m（X2），平均16.76m，煤的容重1.32t/m3。4号煤层结构简单，一般在煤层上部与底部有夹矸24层，最多7层，岩性为泥岩、炭质泥岩与泥质粉砂岩。夹矸厚度0.050.25m，最大0.4m左右，含矸率0.84.7%。2. 煤质 可采煤层4煤为黑色，沥青暗淡光泽，参差状断口，条痕黑褐染手，易燃，燃烧时浓烟、长焰、不熔化。强度中等，块煤率约50%左右。镜煤最大反射率0.62%，为低变质之腐植烟煤。 井田内13个钻孔，全部取煤芯样进行分析，其结果为低灰（平均14.23%）、低硫（0.521.47%）、特低磷（小于0.01%）、含油的不粘煤。精煤挥发份平均30.01%，Y值及粘结指数均为0，灰成份以氧化硅及三氧化二铝为主，氧化钙亦较高，氧化铁仅8.02%，为高熔灰份，T21286。 有害元素磷、氯、砷及稀散元素锗、镓、铀均很低，达不到工业品位和有损健康的程度。 原煤QgDT平均为28.06MJ/kg，计算其低位发热量QfGW亦大于25.08 MJ/kg。虽不具粘结性，不能作为冶金用焦炭的原料，但为良好的动力用煤、气化用煤和民用燃料。1.3.2瓦斯赋存状况，煤尘爆炸危险性，煤的自然性及地温情况 1. 瓦斯本井田共有瓦斯资料10余个，据分析自然瓦斯成份以氮气为主，深部瓦斯量增加，可燃物含量0.010.72ml/gr（瓦斯）。瓦斯分析成果详见表XX井田钻孔瓦斯检验结果表取样孔号煤的自然瓦斯成份（%）CH4mg/gr采样方式瓦斯分带(抚顺煤研所分带法)CH4 CO2 N2 X2.86.80解吸式氮化带X218.1577.30解吸式氮气二氧化碳带X36.7411.1865.920.14解吸式氮气二氧化碳带X33.413.8074.150.09解吸式X631.0043.560.72解吸式氮气二氧化碳带X64.8877.990.02解吸式氮气带X812.656.1277.000.12解吸式氮气甲烷带X812.6180.960.14解吸式氨气甲烷带X94.2787.89解吸式氮气带X93.6588.61解吸式氮气带X1015.872.7463.330.52解吸式氮气带X1018.311.9563.060.66解吸式氮气甲烷带CK120.4724.8374.700.01集气式氮气甲烷带水帘矿21.300.4564.40解吸式氮气甲烷带依据2005年8月抚顺分院所编制的彬县煤炭有限责任公司XX煤矿瓦斯等级鉴定报告书：矿井绝对瓦斯涌出量为35.49m3/min，相对瓦斯涌出量为5.99m3/t，为低瓦斯矿井。2. 煤尘据重庆煤研所对井田3个钻孔、7个煤样鉴定，其火焰长度为50400mm以上，岩粉量4060%，Vr值30%以上，结论有煤尘爆炸危险。检验结果见表煤尘爆炸试样检验成果表采样孔号火焰长度()岩粉用量(%)不燃物含量(%)结 论X3大于4006064.8有爆炸危险X3大于4005560.77有爆炸危险X6大于3005560.88有爆炸危险X6大于4006066.10有爆炸危险X6505060.98有爆炸危险X73005058.20有爆炸危险X7704054.10有爆炸危险3. 煤的自燃该井田共采集燃烧点试验样7个，原煤着火点最低335，最高345，着火温度降低值t一般为1217，V值大于30%，C含量大于80%，结论为自燃发火煤层。实际在水帘煤矿、城关煤矿一般采空区35个月就发生自燃。4. 地温 井田内地温梯度最小为3.1/100m，最大为3.8/100m。煤层底板最低温度为24.2，最高温度为26.2。XX井田是属于地温正常区。5. 煤的顶、底板岩性矿井开采的4煤层为特厚煤层，煤层直接顶为泥岩、砂质泥岩与细砂岩，南厚北薄，平均厚度15m；基本顶为灰白色粗砂岩、浅灰色灰色粉砂岩及砂质泥岩互层，砂岩块状致密，厚度为75.9m，抗压强度小于100kg/m2,属半坚硬的中等冒落顶板。煤层底板为铝土质泥岩与铝土质粉砂岩，厚度310m。有时见泥质伪顶或伪底，厚度小，一般为0.2m左右。1.3.3水文地质(一) 矿区水文概况本区洛河、宜君组主要含水层除矿区东南部局部缺失外，其余全区分布，厚度为0500m。区内宜君洛河组含水层厚度由东到西、由南到北逐渐变厚，其富水性由南到北、由东到西逐渐增强。其富水性为弱中等区。本井田位于矿区东南部，含水层厚度一般为0198.50m，上覆松散类岩层，与第四系全新统砂卵砾石含水层构成结构不同而具统一水位的潜水含水层，属富水性微弱区。(二) 井田水文地质1. 地表水矿井附近地表水体主要是泾河。泾河是由陕西省水利厅管理的一条较大河流。洪水频繁，暴涨暴落。河床受洪水淘刷，导致主河床摆动，洪水泛滥，淹没农田。两岸分布的天然石咀，对河势起约束作用，使河道成藕节状发育，河谷宽在1000-1500m，根据水利部门资料，该河段最小流量为1m3/s，洪水期最大流量为15700m3/s，年平均为57.7m3/s。2. 含水层与隔水层(1) 第四系孔隙性含水岩组（Q）沿泾河河谷呈带状分布之全新统（Q4）洪冲积物，厚412m。上部以浅棕黄色砂质粘土为主，下部为含泥砂的卵砾石层。民用水井出水量：最大65m3/h，最小30m3/h，富水性中等。补给来源以大气降水为主。马兰组新黄土Q3为透水而不含水的地层，离石组老黄土Q2和午城组古黄土Q1均为相对隔水层。(2) 第三系上新统三趾马层孔隙、裂隙性含水岩组（N2）广布于基岩之上，各沟谷两岸均有出露。上部以浅棕红色砂质粘土为主，厚约50m。致密，塑性强，为良好的隔水层。下部为未胶结点半胶结之暗灰棕色砂砾石为主，厚约30m，以大气降水渗入补给为主，属弱富水性的含水层。多见下降泉，流量不大，一般0.10.2L/s，个别上升泉流量较大，多在0.5L/s左右。(3) 下白垩系洛河、宜君组裂隙承压含水岩组（K1z1+2）为区内主要含水岩组。其上部以泥岩、粉砂岩为主的华池环河组（K1z3+4）相对隔水层，分布在井田以外。井田内仅分布洛河、宜君组地层，各沟谷广泛出露。洛河组岩性以综红色块状中粗砂岩为主，具大型斜层理为其特征。夹45层浅灰棕色砂砾岩，局部含暗棕色泥岩或砂质泥岩薄层。其中之砂层砾岩夹层，由于致密坚硬，耐风化，常成为无华池环河组隔水层，宜君组为一套灰紫杂色的砾岩和砂砾岩，钙质胶结，细密坚硬无层理。两组地层为一统一的含水体，其厚度在井田内最大为198.50m(X8号孔)，最小为59.70m(X1号孔),15长4号孔地带因剥蚀而缺失.由大气降水渗入补给,井田附近的164、165、193号孔对此含水组进行了抽水试验，结果：S=16.74651.780mQ=1.3506.279L/sq=0.05740.234L/sm鉴于此含水岩组分布广，厚度大，储供水潜力大，列为强富水性的含水岩组。(4) 侏罗系裂隙承压含水岩组（J）由侏罗系各组地层组成。岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，含少量中、粗砂岩及煤层含水层，余则均为相对隔水层。安定组（J2a）底部砂岩、直罗组（J2z）底部砂岩、延安组（J1-2y）之局部砂岩以及8号煤层为主的含水岩组。 安定组、直罗组在井田之外进行钻孔抽水试验，结果富水性很微弱。S=64.3989.71mQ=0.00450.00487L/sq=0.000050.00008L/sm延安组没有抽水试验资料，水帘煤矿19781984年的情况是：井下水主要为煤层水，次为老窑积水，日排水量最大为232m3，最小为80m3，富水性亦很微弱。补给来源：安定组含水层在沟谷出露地段，可获得降水及地表水渗入补给，但受出露面积小等条件限制，补给量有限。延安组含水层，处于封闭状态，仅能从上覆岩获得补给，其量更小。(5) 侏罗系下统富县组隔水层（J1f）厚度为2530m，主要由泥岩及砂质泥岩组成，为隔水层。(6) 上三迭系铜川组（T3t）煤系基底，岩性是泥岩、砂质泥岩和粉砂岩互层，为相对隔水岩层。2. 地下水、地表水与大气降水之间的关系降水补给含水层，河床以上的含水层补给河水，河水补给河床以下的含水层。由于河床以下岩层的渗透性微弱，故河床以下岩层接受河水的补给量远小于河床以上含水层对河水的补给量，故河水流量仍显示下游流量大于上游的特征。3. 矿井水文地质评述本井田内未发现断层，煤层埋藏深度一般为350500m，位于当地侵蚀基准面以下。白垩系下统宜君洛河组含水层不直接参与矿井充水，仅侏罗系直罗组和延安组含水层为矿井直接充水含水层。其直接充水含水层埋藏深，裂隙不发育，补给条件不良，导水性差，迳流滞缓，富水性弱。按煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T0215-2002），该井田水文地质勘探类型为“二类一型”，以裂隙充水为主，矿井水文地质条件简单。宜君、洛河砂岩为基岩主要含水层，其厚度及富水性在矿区变化很大。宜君、洛河砂岩厚度在矿区的西部、北部逐渐变厚，富水性也逐渐增强，在矿区东、南部逐渐变薄甚至尖灭，其富水性也变弱。而XX矿、大佛寺矿、火石嘴矿、水帘沟矿及蒋家河矿正好位于矿区东南部的宜君洛河砂岩微弱区。由于4煤层为巨厚煤层，上距宜君、洛河组裂隙承压含水岩组150m以上，采用综采放顶煤采煤法开采冒落高度大。根据煤炭科学总院北京开采所的评估意见：当开采厚度小于8.5m时，冒落裂隙带高度不可能波及宜君、洛河组砂岩含水层。另外根据井田内抽水钻孔的水文地质资料，宜君、洛河组含水层单位涌水量为0.03250.0346L/sm，小于1.0L/sm。矿井属裂隙充水含水层，为简单到中等的矿床，富水性弱。即使4煤层采用综采放顶煤开采冒落裂隙带高度达到宜君洛河砂岩含水层，矿井涌水量仍在正常涌水量范围内，也能保证安全开采。 4. 矿井水水质经地质勘探提供的水质资料，本矿井井下水为HCO3、Cl-Na型，PH值8.1，SO4含量为66.26mg/L，对铁、混凝土无腐蚀性。总硬度为32.0德国度，矿化度为1.22g/kg，属极硬的微碱水。未经处理不宜饮用。5. 矿井涌水量根据XX矿现有涌水的分析，矿井正常涌水量为215m3/h，(含黄泥灌浆淅出水量)矿井最大涌水量为305m3/h。1.4矿井地质勘探类型及勘探程度评价1. 矿井地质勘探的评价（1）彬县XX井田精查地质报告系陕西省186煤田地质队1985年5月提交，井田内地层、煤层对比基本清楚，获得储量较为可靠。（2） 本井田按一类一型勘探，井田为简单的单斜构造，只因所处位置不同，其倾角大小有变化，为此小断裂及裂隙构造在煤层由缓变陡的区域特别发育。（3） 矿井水文地质勘探类型是按煤层倾斜分层采煤法开采计算，煤层的冒落裂隙带顶面距宜君组底面45108m，将水文地质勘探类型定义为裂隙类简单型是合理的。本次将采煤方法设计为综采放顶煤采煤法，一次冒落高度大，对于放顶煤开采的冒落高度计算没有确切的计算公式，目前正由煤科总院特采室对XX矿正在进行冒落裂隙带的研究，不能确定其水文地质勘探类型。2. 矿井开采条件综合评价（1） 矿井可采的4煤层为特厚煤层，煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、细砂灰、白色粗砂岩岩，抗压强度小于100kg/cm2，属中等冒落顶板，煤层埋藏深度为360500m，不会发生冲击地压危害。（2）根据近年开采情况及相邻矿井对4煤瓦斯参数测定：瓦斯压力为0.6Mpa，百米钻孔瓦斯初始瓦斯流量0.029m/minhm。矿井不会有煤与瓦斯突出灾害。（3） 本井田为单斜构造，煤层赋存稳定，顶板易垮落，底板遇水膨胀。（4）井田内由近水平向倾斜煤层过渡地段裂隙发育，瓦斯可能局部增高，生产时应加强监测，严格管理，采取抽放措施，确保安全。21第二章 井田开拓2.1矿井设计生产能力及服务年限2.1.1矿井工作制度1.矿井年工作日为330天，每天净提升时间为16h。2.矿井地面工作人员采用“三八”工作制，井下工作人员采用“四六”工作制。2.1.2矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力为2.4Mt/a。矿井设计服务年限为53a。根据估算公式：A=ZK/T.K 式中：A矿井生产能力; Mt/aZK矿井可采储量; MtT矿井服务年限; aK储量备用系。T=128.124 /2.401.4T=53（a） 陕西地区本不属于煤炭短缺地区，但由矿井生产能力与服务年限的平衡关系以及当前和今后几十年市场对煤炭的需求量的要求，使得生产能力不能过低，故服务年限应相应缩短，通过考虑以上因素，服务年限定为53年。2.2矿井境界及储量2.2.1井田境界本井田位于彬长矿区南部，北临泾河，西兰公路，南为水帘矿区，以经距3880482为界划分，西为大佛寺井田，以纬距36499500为界划分，东为火石嘴井田。表2-2-1 井田拐点坐标一览表点 号纬距（X）经距（Y）136499500388048223650384938804823365034603880871436504063388134553650402038814666365043093881943736502362388277883650107438823979364995003882769主井365022403882592副井365022503882602井田的走向长度为（东西长度）：4.873km，倾斜宽度（南北宽度）为：2.295km，井田面积为：9.825k。2.2.2资源/储量（1）矿井地质资源量为207.150Mt。（2）矿井工业资源/储量为186.435Mt。（3）矿井设计资源/储量为180.481Mt。（4）矿井可采储量为128.124Mt。表2-2-2 矿井可采储量汇总表水平别煤层编号地质资源量工业资源/储量永久煤柱损失设计资源/储量工业场地和主要井巷煤柱开采损失 可采储量防水煤柱井田境界断层煤柱建筑物合计主要井巷工业场地合计4207.150186.43505.954005.954180.4814.2765.3739.64942.708128.124合计207.150186.43505.954005.954180.4814.2765.3739.64942.708128.1242.3井田开拓2.3.1工业场地及井口位置的选择1.工业场地位置的选择井田可以布置工业场地的位置有两处：第一处位于井田正北边西兰公路与井田边界围成的区域；第二处位于井田东边井田边界处。经过比较，把工业场地选在第一处，原因是第一处：（1）地面比较平整，挖填方量小，场地布置简单；（2）与外界联系（铁路、公路、水、电、通讯等）方便、顺畅，西兰公路工业场地边上经过；（3）有利于井地车场和主要运输大巷布置、减少工程量；（4）有利于首采区布置，在井筒附近的开采条件好、资源/储量丰富，且不迁村；（5）井田两翼资源/储量基本平衡，便于井下开采；（6）不占良田；（7）有利于井筒的布置；2.井口位置的确定井口坐标见表2-2-1。2.3.2井筒形式的确定主要井筒为：主斜井、副斜井。其中：主斜井倾角16，斜长1368m，装备胶带输送机，担负矿井煤炭提升、回风任务；副斜井倾角16.7，斜长1303m，装备双钩串车提升，担负矿井辅助提升，进风任务。2.3.3井筒数目的确定主要井筒为两个：主斜井、副斜井。其中：主斜井为主提升，担负矿井煤炭的提升，回风任务；副斜井为辅助提升，主要担负提升人员，运送材料，进风任务。2.3.4井田内划分及开采顺序通过运输大巷，轨道大巷将井田划分成南北两部分，北边采用盘区式划分成东西两个盘区，南边采用采区式划分成东西两个采区。表2-3-1 采区特征及参数一览采区编号单，双面别走向长（m）倾斜长（m）开采煤层数储量（Mt）生产能力（Mt/a）服务年限（a）1单2000600-1100132.1812.4142单2000600-1000130.1102.4123双20001000132.0212.4134双2100-25001000133.8122.4142.3.5阶段大巷的布置 共布置两条大巷：运输大巷，轨道大巷。运输大巷用作主运输，兼回风巷；轨道大巷用作辅助运输，兼进风巷。两条大巷都位于煤层底板中，运输大巷距离煤层底板22m，轨道大巷距离煤层底板18米。两条大巷都沿着东西方向布置，坡度为3。大巷断面特征及参数参数见表2-3-2.表2-3-2 大巷断面特征及参数一览序号井巷名称支护方式断面形状断面积（）运输方式允许风速净掘1运输大巷锚喷半圆拱11.111.9胶带6m/s2轨道大巷锚喷半圆拱13.514.5串车8 m/s 大巷断面见图2-3-3和2-3-4。图2-3-3运输大巷断面图 图2-3-4轨道大巷断面图2.4井筒2.4.1井筒断面设计主斜井装备普通胶带输送机，用于主提升；副斜井为串车斜井，采用矿车双钩提升，用于辅助运输。井筒断面为半圆拱，受力性能较好，承受顶压，测压能力都较大，用于服务年限较长的井筒。2.4.2井筒参数确定表2-4-2 井筒特征表序号井筒名称井口坐标（m）标高（m）方位角（）井筒倾角（）井筒长度（m）井筒用途井口井底XY1主井36502240388259284044036161368主提升2副井3650225038826028404453616.71303辅助提升井筒断面见图2-4-1和2-4-2。图2-4-1 主斜井断面图图2- 4-2 副斜井断面图2.5井底车场2.5.1 井底车场形式选择及硐室布置井底车场形式选择的原则：（1） 井底车场的通过能力应大于矿井生产能力，并有30以上的富裕量；（2） 调车简单、安全、方便，弯道及交叉点少；（3） 操作安全、符合规程、规范要求；（4） 井巷工程量小，建设投资少、速度快、时间短，便于维护生产成本低；（5） 施工方便，有利于各井筒间、井底车场巷道与主要巷道间迅速贯通，缩短建井时间。由矿井生产能力、车场用途和通过能力，井筒的形式和提升方式，大巷运输方式及矿车类型确定井底车场。井底车场设置的硐室主要有：副斜井系统硐室中央变电所，水泵房，水仓及等候室等，其他硐室有调度室，电机车修理间，人车停车场等。主排水泵房和主变电所联合布置，以便使主变电所向主排水泵房的供电距离最短，主排水泵房和主变电所布置在副井井筒与井底车场联接处附近，水泵房与变电所之间用耐火材料砌筑隔墙，并设置铁板门。关于中央水泵房中央变电所水仓的若干问题：水泵房与变电所之间用耐火材料砌筑隔墙，并设置铁板门;为防止井下突然涌水淹没井下，变电所与水泵房的底板标高高出井筒与井底车场连接处巷道轨面标高0.5m;在水泵房与变电所通往井底车场的通道设置密闭门;水仓共设两条且相互之间独立，互不渗透。井下生产原煤采用胶带输送机运输系统，并最终由主斜井提升至地面。副斜井井底车场设在440m水平，为双道起坡平车场，设空、重车线，存车线长度各为两列车长度，长度80m，采用8t蓄电池电机车调车，并辅以相应的重力自动滑行。车场内辅设30kg/m钢轨，轨距600mm。2.5.2井底车场通过能力计算= = 29.3万 t/a 式中N 井底车场年通过能力，t；Q 每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载矸石量、及其他材料设备等重量，t；T 每一调度循环时间，min；Ta 每年运输工作时间等于矿井设计年工作日数与日生产时间（min）的乘积，min；1.15 运输不均衡系数。通过能力富余系数=29.3/（24010%）=1.24，满足设计规范要求。带式输送机车场及硐室由带式输送机的机头硐室及相关硐室，机头变电所及电控室，井底煤仓，及相联系的巷道组成。车场见图2.5.3 井底车场巷道断面选择和工程量计算表 2-5-1 井底车场工程量表巷道硐室名称断面形状支护方式断面积（m2）长度（m）容积（m3）净掘净掘井底车场巷道半圆拱形锚喷8.9609.769175.015681709.575井下调度室矩形砌碹20.00024.7510.0200247.5中央水泵房半圆拱形锚喷11.75114.64315.0176.265219.645中央变电所半圆拱形锚喷13.32316.31732.0426.336522.144管子道半圆拱形锚喷5.3827.07310.053.8270.73水仓半圆拱形砌碹5.7757.861351.02027.0252759.211井底煤仓圆形砌碹28.2633.1615.0423.9497.4机车修理硐室半圆拱形锚喷12.38713.32324.0297.288319.752工具室矩形锚喷9.0009.6104.03638.44支架组装硐室半圆拱形锚喷11.75114.64320.0235.02292.86消防材料库半圆拱形锚喷12.38733.1621.0260.127696.36等候室半圆拱形锚喷5.7757.86119.0109.725149.359井底煤仓清理撤煤硐室半圆拱形锚喷11.75114.64336.4427.7364533.0052合计6241.2428055.9812.6方案比较，确定开拓系统一.概况井田的走向长度为（东西长度）：4.873km，倾斜宽度（南北宽度）为：2.295km，井田面积为：9.825k。本区属陇东黄土高原东南部，井田内南高北低，南部为沟谷切割的塬、峁、沟壑地貌，北部为泾河台地和河川。塬面标高一般为+1040+1060m，河川标高一般为+830m左右，相对高差为180200m。区内塬面窄小且破碎，冲沟及黄土崖发育，地形复杂。井田内含煤地层为中下侏罗统延安组，厚度为55.50m94.21m，自下而上分为三个含煤段，共7层煤，仅4煤厚度大、分布广、结构简单，为井田唯一可采煤层，其余煤层由于结构复杂，煤层极不稳定，煤层薄，均不可采。4煤下距延安组含煤地层底部1.4814.13m（X2），上距中含煤段底部砂岩0.336.72m（X10）。煤层大致呈东西走向，向北倾斜。煤层倾角0 14，南部倾角大，一般12 14，北部倾角小，一般0 8。煤层厚度13.8718.50m（X2），平均16.76m，煤的容重1.32t/m3。4号煤层结构简单，一般在煤层上部与底部有夹矸24层，最多7层，岩性为泥岩、炭质泥岩与泥质粉砂岩。夹矸厚度0.050.25m，最大0.4m左右，含矸率0.84.7%。矿井地质资源量为207.150Mt，工业资源/储量为186.435Mt，设计资源/储量为180.481Mt，可采储量为128.124Mt。可采煤层4煤为黑色，沥青暗淡光泽，参差状断口，条痕黑褐染手，易燃，燃烧时浓烟、长焰、不熔化。强度中等，块煤率约50%左右。镜煤最大反射率0.62%，为低变质之腐植烟煤。依据2005年8月抚顺分院所编制的彬县煤炭有限责任公司XX煤矿瓦斯等级鉴定报告书：矿井绝对瓦斯涌出量为35.49m3/min，相对瓦斯涌出量为5.99m3/t，为低瓦斯矿井。 二、矿井设计生产能力对矿井设计生产能力提出了年产3.0Mt/a, 2.4Mt/a和1.8Mt/a三个方案，经分析比较论证，矿井设计生产能力确定为2.4Mt/a，其理由如下:(1)井田内煤层赋存稳定，储量丰富，可采储量达128.124Mt，且主要集中在4号煤层，且煤层厚度13.8718.50m（X2），平均16.76m，煤层结构简单，一般在煤层上部与底部有夹矸24层，最多7层，岩性为泥岩、炭质泥岩与泥质粉砂岩。夹矸厚度0.050.25m，最大0.4m左右，含矸率0.84.7%。(2)