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摘要：本设计根据铜川矿务局下石节煤矿的实际情况并结合专业知识，提出二个可行性方案开拓下石节井田并进行比选，得出平硐单水平开拓比较合理，采用走向长壁式工作面一次采全高综合机械化采煤方法开采下石节井田。关键词：下石节井田 平硐斜井开拓 综采一次采全高采煤方法AbstractABSTRACT：This article accords to the real circumstances of xiashijie mine of compan tongchuan, and combines specialty knowledge , and puts forward two reclaimable scheme advance ,it draws up drift coal team in single main level that is jointly reclaimed, this method is reasonable .It mines coal weam xiashijie mine by the longwall continuous method .y of KEYWORDS: xiashijie mine adit slope development drift coal team longwall mining method2目 录第1章 矿田地质概况及地质特征11.1 矿田概括11.1.1 位置及交通11.1.2 地形地貌11.1.3 气象及水文情况21.1.4 矿区概况31.2 矿田地质特征31.2.1 地层31.2.2 地质构造61.3 矿体赋存特征及开采技术条件81.3.1 煤层及煤质81.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性、地温情况121.3.3 水文地质131.4 矿田勘探类型及勘探程度评价14第2章 井田开拓152.1 矿田境界与储量152.1.1 井田边界152.1.2 储量162.2 矿井设计生产能力及服务年限202.2.1 矿井工作制度202.2.2 矿井设计生产能力202.2.3 矿井设计服务年限212.2.4 矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系212.3 井田开拓222.3.1 工业场地及井口位置的选择222.3.2 井筒形式的确定232.3.3 井筒数目的确定232.3.4 井田内划分及开采顺序232.3.5 开采水平的划分及水平标高的确定242.3.6 阶段运输大巷和回风大巷的布置242.4 开拓方案比较确定252.5 井筒292.6 井底车场342.6.1 井底车场形式选择及硐室布置342.6.2 井底车场通过能力计算35第3章 大巷运输及设备363.1 大巷运输方式选择363.1.1 大巷煤炭运输方式选择363.1.2 大巷辅助运输方式选择373.2 矿车373.2.1 矿车车辆配备373.3 运输设备选型383.3.1 电机车选型383.3.2 带式输送机选型39第4章 采区布置及设备404.1 采区布置404.1.1 移交生产和达到设计能力时的盘区数目及位置404.1.2 采区巷道布置404.2 采煤方法404.2.1 采煤方法选择404.2.2 采煤工艺414.2.3 工作面设备确定434.2.4 采煤工作面劳动组织434.3 巷道掘进454.4 技术经济指标分析48第5章 矿井通风与安全495.1 拟定矿井通风系统495.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算495.3 计算矿井总风量535.4 矿井通风设备的选型545.5 计算矿井通风等积孔555.6 概算矿井通风费用555.7 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板事故的安全技术措施565.7.1 预防瓦斯565.7.2 防火575.7.3 防矿尘59第6章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型636.1 矿井提升设备选型636.2 主运输设备选型646.3 矿井排水设备选型666.4 压缩空气设备选型67第7章 环境保护697.1 环境现状及地面保护物概述697.2 主要污染源及污染物707.3 资源开发对生态环境影响与评价717.3.1开采沉陷损害影响预测分析717.3.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价727.3.3 开采对建（构）筑物的损害727.3.4 开采对水资源的破坏影响727.3.5 开采对矿区大气环境的影响737.3.6 开采可能引起的地质灾害的预测737.4 资源开采环境损害的控制与生态重建737.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法737.4.2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建747.4.3 开采引起水资源的损害的控制方法747.4.4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法757.5 矿区环境保护与生态重建投资估算767.6 主要结论76致 谢77参考文献：7831摘要摘要：本设计根据铜川矿务局下石节煤矿的实际情况并结合专业知识，提出二个可行性方案开拓下石节井田并进行比选，得出平硐单水平开拓比较合理，采用走向长壁式工作面一次采全高综合机械化采煤方法开采下石节井田。关键词：关键词：下石节井田 平硐斜井开拓 综采一次采全高采煤方法2AbstractABSTRACT：This article accords to the real circumstances of xiashijie mine of compan tongchuan, and combines specialty knowledge , and puts forward two reclaimable scheme advance ,it draws up drift coal team in single main level that is jointly reclaimed, this method is reasonable .It mines coal weam xiashijie mine by the longwall continuous method .y of KEYWORDS: xiashijie mine adit slope development drift coal team longwall mining method3前 言毕业设计是采矿工程专业培养计划中最后一个，也是最关键、最重要的一个教学环节，也是采矿专业本科学习的最后一个环节，在专业教育中占有非常重要的地位。毕业设计是有毕业实习和毕业设计所组成的，毕业实习加深对实习矿井的认识与了解，同时还收集有关矿井的地质资料，为后来的毕业设计打好基础。毕业设计是采矿工程专业对本专业所学知识的全面复习和巩固，加深理解所学的专业知识，并系统的熟悉矿山开采设计、建设、生产以及安全的各个环节和系统的掌握有关知识，为以后从事矿井设计、建设、安全技术工作、技术管理工作及经营管理工作做好准备。对矿山开采规划与设计基本知识能力进行系统的教育，对矿山开采，矿山安全筹划等知识和技术全面，系统的应用能力的初步训练，对综合分析和解决生产实际问题的能力的培养，对矿山规划与设计基础技能（绘图技能、文字表达与计算机技能等）的全面的初步的训练。了解矿山开采中的有关政策、法规，熟悉并能正确应用有关规定。1、概况、概况下石节煤矿位于陕西省铜川市耀州区瑶曲镇，距铜川市约 54 公里。矿区有 2.5 公里专用运煤铁路直通咸铜铁路梅七支线瑶曲站，铜瑶公路直达矿区与 210 国道相接，交通十分方便。井田中心坐标为东经 10851，北纬 3513。井田范围东止荒草湾至上石节一线的煤层露头线，西到断头川北侧的 4-2#煤层零点边界线，南与陈家山煤矿毗连，北与崔家沟煤矿隔七木桥背斜相望，处于泾、洛两水系分水岭的泾水一侧，山峦重叠，沟谷纵横，地形复杂。地表最高点+1654m，最低点+1300m，相对高差 354m，区内黄土覆盖面积较少，多为山坡森林覆盖，自然景观绮丽壮观。本区属大陆性半干旱气候，四季分明，蒸发量大，雨水稀少，多集中于秋季，年降水量为 618.3-891.3mm，温度-23-35.4，冻结深度 0.6-0.72m，主要风向为西北风，地震基本烈度为 7 度。2、编制设计的依据、编制设计的依据1）.陕西省铜川矿务局下石节井田精查地质报告及其审批决议书；2）. 西安煤炭设计院关于铜川矿务局下石节煤矿可行性研究报告及项目建议书的咨询报告 ；3）.西安科技大学能源学院采矿工程于 2013 年 12 月编制的采矿工程专业毕业设计指4导书和采矿工程专业毕业设计大纲 ；4）.铜川矿务局下石节煤矿补勘地质报告；5）. 国家工程建设强制性条文及有关的设计规范、安全规程及技术规定。3、设计的指导思想、设计的指导思想按照建设安全高效、现代化矿井的模式进行设计。并遵守国家制定的各项有关煤炭工业安全、生产、设计、环保、建设程序等的法律、规章制度等积极采用新技术、新设备、新工艺，开拓思路，解放思想，引进国外先进设计思想及矿井管理模式，以经济效益为中心，改革矿井开拓布署和地面总体布置，认真分析矿井井田的地形条件、地质条件、煤层条件、水文地质条件、开采技术条件和外部现状，充分利用现有资源，体现矿井设计的集中化、机械化和技术经济的合理原则，结合实际情况，科学、合理地确定各个系统，因地制宜地积极采用先进的科学技术、先进的工艺、先进的设备和行之有效的操作方法，提高矿井的抗灾能力、经济效益、管理水平，在保证安全生产的前提下最大限度地降低矿井基建投资，把下石节煤矿建设成系统简单、机械化程度高、安全保障能力强、高产高效的现代化矿井5目 录第 1 章 矿田地质概况及地质特征.11.1 矿田概括.11.1.1 位置及交通.11.1.2 地形地貌.11.1.3 气象及水文情况.21.1.4 矿区概况.31.2 矿田地质特征.31.2.1 地层.31.2.2 地质构造.61.3 矿体赋存特征及开采技术条件.81.3.1 煤层及煤质.81.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性、地温情况.121.3.3 水文地质.131.4 矿田勘探类型及勘探程度评价.14第 2 章 井田开拓.152.1 矿田境界与储量.152.1.1 井田边界.152.1.2 储量.162.2 矿井设计生产能力及服务年限.202.2.1 矿井工作制度.202.2.2 矿井设计生产能力.202.2.3 矿井设计服务年限.212.2.4 矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系.212.3 井田开拓.222.3.1 工业场地及井口位置的选择.222.3.2 井筒形式的确定.232.3.3 井筒数目的确定.232.3.4 井田内划分及开采顺序.232.3.5 开采水平的划分及水平标高的确定.242.3.6 阶段运输大巷和回风大巷的布置.242.4 开拓方案比较确定.252.5 井筒.292.6 井底车场.342.6.1 井底车场形式选择及硐室布置.342.6.2 井底车场通过能力计算.35第 3 章 大巷运输及设备.363.1 大巷运输方式选择.363.1.1 大巷煤炭运输方式选择.363.1.2 大巷辅助运输方式选择.373.2 矿车.373.2.1 矿车车辆配备.373.3 运输设备选型.383.3.1 电机车选型.383.3.2 带式输送机选型.39第 4 章 采区布置及设备.404.1 采区布置.4064.1.1 移交生产和达到设计能力时的盘区数目及位置.404.1.2 采区巷道布置.404.2 采煤方法.404.2.1 采煤方法选择.404.2.2 采煤工艺.414.2.3 工作面设备确定.434.2.4 采煤工作面劳动组织.434.3 巷道掘进.454.4 技术经济指标分析.48第 5 章 矿井通风与安全.495.1 拟定矿井通风系统.495.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算.495.3 计算矿井总风量.535.4 矿井通风设备的选型.545.5 计算矿井通风等积孔.555.6 概算矿井通风费用.555.7 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板事故的安全技术措施.565.7.1 预防瓦斯.565.7.2 防火.575.7.3 防矿尘.59第 6 章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型.636.1 矿井提升设备选型.636.2 主运输设备选型.646.3 矿井排水设备选型.666.4 压缩空气设备选型.67第 7 章 环境保护.697.1 环境现状及地面保护物概述.697.2 主要污染源及污染物.707.3 资源开发对生态环境影响与评价.717.3.1 开采沉陷损害影响预测分析.717.3.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价.727.3.3 开采对建（构）筑物的损害.727.3.4 开采对水资源的破坏影响.727.3.5 开采对矿区大气环境的影响.737.3.6 开采可能引起的地质灾害的预测.737.4 资源开采环境损害的控制与生态重建.737.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法.737.4.2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建.747.4.3 开采引起水资源的损害的控制方法.747.4.4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法.757.5 矿区环境保护与生态重建投资估算.767.6 主要结论.76致致 谢谢.77参考文献：参考文献：.781第第 1 1 章章 矿田地质概况及地质特征矿田地质概况及地质特征1.11.1 矿田概括矿田概括.1 位置及交通位置及交通铜川矿务局下石节煤矿位于陕西省铜川市耀州区瑶区镇境内，东临著名的唐玉华宫森林公园，西临全国佛教名山香山寺，依山傍水，风景独秀。下石节井田位于黄陇侏罗纪煤田焦坪矿区的西南部，鄂尔多斯台向斜的南缘，行政区划分隶属于陕西省铜川市耀州区瑶曲乡，位于铜川市耀州区北部，距铜川市区约54km，铜川新区 45km，井田中心的地理坐标为东经 10851，北纬 3513；范围东至荒草湾上石节一线煤层露头边界线，西至断头川北侧的 4-2#煤层露点，南与陈家山矿田相接，北与崔家沟矿田相距七十桥背斜相望，其走向长度约为 4.0km，倾斜宽度约为3.3km，面积约为 13.2km2。下石节煤矿距铜川市区约 54km，铜川新区 45km，在梅七线站设有专线铁路，专用路线为 2.5km 铜(川)一瑶(曲)公路与矿井公路沟通，交通便利。.2 地形地貌地形地貌下石节煤矿属于焦坪矿区。焦坪矿区是一个煤炭地质区域概念, 位于陕西省铜川市北面. 是铜川矿务局两大自然矿区之一.下石节矿田位于石川河上游源头，河流主要为断头川河和草滩河；地表山沟居多，最高处是三棱山，其海拔为 1654m，最低处是瓦窑河的下游，海拔为 1300m；第四纪黄土覆盖面积较小，地面多为植被覆盖,沟谷纵横,森林茂密，山坡地带岩石裸露，大多数森林覆盖。综上所述，下石节矿田地形复杂，地表高差悬殊，虽然局部地带有起伏，但煤田构造简单。2下下石石节节矿矿区区交交通通位位置置图图渭渭南南零零口口新新丰丰镇镇临临潼潼灞灞桥桥西西安安市市泾泾阳阳高高陵陵独独李李村村三三原原闫闫良良龙龙阳阳镇镇蒲蒲城城富富平平庄庄里里梅梅家家坪坪耀耀县县黄黄堡堡铜铜川川市市王王石石凹凹宜宜古古村村柳柳林林沟沟王王家家河河红红土土镇镇广广阳阳高高阳阳镇镇罕罕井井镇镇白白水水金金锁锁关关宜宜君君瑶瑶曲曲庙庙湾湾陈陈家家山山下下石石节节马马兰兰镇镇焦焦坪坪镇镇前前河河黄黄陵陵北北图图 1-1-11-1-1 交通位置图交通位置图.3 气象及水文情况气象及水文情况气候气候：此地区属于暖温带半干旱大陆性季风气候区。气温：气温： 多年平均气温 10.6 度，极端最高 37.7 度（6 月） ，最低 18.2 度（1 月） 。降水：降水：累年平均降水量 588m，集中分布于 7 -9 月份为 54，蒸发量 1640mm；风况风况：向风速受到地形控制，盛行山谷风，主导风向为 NE，次主导风向为 SW，平均风速为 2.3m/s，最大 18m/s，静风频率塬区 18，谷区 1.1.4 矿区概况矿区概况下石节煤矿井田长 4 公里，倾斜宽约 3.3 公里，含煤面积 13.2 平方公里。主采侏罗纪 42#煤层，厚度为 034 米，一般厚度为 1012 米，井田南部以 1004 和 1005 钻孔连线与陈家山井田相分，北部以无煤区为界，走向长 4 公里，东部以煤层露头为界，西部达无煤区，倾斜宽 33 公里，面积 132 平方公里。煤田为一倾斜西北，走向北东的单斜构造，浅部倾角 1530。煤系地层含有 2、3、4-1、4-2 四个煤层，属中侏罗纪直罗群与下侏罗纪延安群。4-2 煤层为主采层，一般厚 1012 米，最厚达 34 米。发火期 36 个月，最短 28 天，属特厚易燃煤层。煤尘爆炸火焰长度 860 毫米。煤炭着火温度 336C。3 号煤仅在上石节浅部与深部局部开采，一般厚 2 米，最厚达 5 米。4-2煤层结构与崔家沟同。煤种为不粘结长焰煤。直接顶板为粉砂岩与砂质泥岩。煤系地层下部为延长群，多为细、粉砂岩互层，其中粉砂岩易风化破碎。煤层顶底板岩层均含油气，局部地区呈鸡窝状油气储存，遇裂隙时，油气同时喷出。在生产过程中遇到过旧老窑采空区，一般没有大量积水，现生产小煤窑的涌水量一般为 1015 m3/d；小煤窑的瓦斯涌出量对开采深度有影响，开采深度大于百米，瓦斯涌出量可达 23m3/min，小于百米一般在 1m3/min。小煤窑生产的引起煤层的自燃发火和老窑有害气体聚积，对下石节煤矿的开采有一定的影响。局部地带有起伏，但煤田构造简单。1.21.2 矿田地质特征矿田地质特征.1 地层地层矿田内的地层由老到新分别是上三叠统延长群、下侏罗统富县组、中下侏罗统延安组、中侏罗统直罗组、下白垩统志丹群、以及第四系。1 上三叠统延长群上三叠统延长群它是次地区含煤地层的基底，钻孔揭露其表部 1030m，岩性为深灰色粉、细砂岩互层，夹煤线及泥岩薄层，含植物化石及黄铁矿结核。 侏罗系侏罗系4假整合沉积于三叠系之上，由底部花斑泥岩，中部煤系和上部砂岩组成，厚度90180m，一般在 140m。 下侏罗统富县组下侏罗统富县组：假整合沉积于延长群之上，岩性为紫杂色花斑泥岩，局部相交为灰绿色粉砂岩及砂质泥岩，团块状具滑面。常见鲕状结构，厚 037.20m，一般415m，厚度变化较大，分布较广。 中下侏罗统延安组中下侏罗统延安组：连续沉积于富县组之上，为此地区含煤地层；由深灰黑色粉砂岩、砂岩、煤层组成，含植物化石及黄铁矿结核和 1#、2#、3#、4#四个煤层。含煤总厚度一般 3-10m，最厚可达 15m。其中，4-2#煤层为主要可采煤层，3-2#为局部可采煤层。1#、2#煤层不可采，本组厚度 43.75172.06m，一般为 60110m。3、中侏罗纪直罗组：、中侏罗纪直罗组：连续沉积于延安组之上。由紫杂色粉砂岩和中粗粒砂岩组成；粒度自下而上由粗变细，底部为含砾粗砂岩，胶结松散。局部含油，厚度在21.98106.89m 之间，一般为 6080m，具有背斜薄、向斜厚的规律。三、下白垩统志丹群三、下白垩统志丹群只保存有宜君组、洛河组和环河华池组，厚度一般 200300m，最厚 519.05m，最薄只有 60.18m。1、宜君组：、宜君组：由紫杂色砾岩，夹含砾粗砂岩，砾石成分多为石灰岩，次为石英岩及其他岩块，粒径一般 1050mm，泥钙质胶结，厚度 2.0925.88m，一般厚是 1020m。2、洛河组：、洛河组：由紫杂色砾岩和砖红色砂岩所组成，上部以巨厚层状的砾岩为主，夹厚层状含砾砂岩，砾岩成分多为石灰岩，次为石英岩及其他岩块，粒径一般30100mm，下部以中粗砂岩为主，夹厚层砾岩。砂岩是大型斜层理，泥质胶结，一般厚度 200m。3、环河华池组：、环河华池组：只在山梁地段局部残存，岩性主要为紫灰色，杂色的粉砂岩及细砂岩，最大残存厚度 211.65m。四、第四系：四、第四系：不整合的覆盖在其他时代的岩层之上，在山坡主要为腐殖土，厚度 02m，山顶多为黄土，厚度较大，河谷多为卵石层，一般厚度 35m，最大 11.30m。5 地 层界 系统组层号 柱 状煤层标志层 M 厚组M厚最小 最大平均最小 最大平均煤层间距M岩 性 描 述化 石岩 相柱 状地壳升降曲线陆相旋回备 注2中 生界MZ新生界KZ第四系Q1环 河华池组K1Z33白 垩系K下 统 志丹群K1Z洛河组1Z2宜君组4567891011121314中统J2直罗组J2Z15161718192021222324252627282930313233343536三叠系T上延 长统群T3Y下统J1富县组J1f侏 罗系J中下统J1-2延安组J1-2y011.303.83011.302-5黄土，表土为腐植土，河谷内有河卵及砂沉积，厚度河谷厚，山坡薄0-211.6580.140-211.6550-100中细砂岩，灰-灰黄色，中厚-厚层状，主要成分石英，长石，夹粉砂岩和砂质泥岩薄层，具斜层理，分选差，次圆至次棱角状，泥质胶结。61.87-111.782.83砾岩：紫灰色，厚层状，砾石成分以石灰岩，石英岩为主，含少量燧石及其他岩浆岩，变质岩和沉积岩块，砾径一般30-100，个别可达250，分选差，次圆状，偏球状，钙泥质胶结，坚硬。12.85-64.9039.94中类砂岩，褐红色，中厚-厚层状，成份以石英-长石为主，含少量岩屑，分选差，夹薄层砾岩，具斜层理，泥质胶结，较松散。5.50-53.5827.08砾岩：紫灰色，厚层状，成份以石灰岩，石英岩为主，砾径30-100，夹薄层含砾砂岩，泥钙质胶结，坚硬。10.94-41.8226.38粗砂岩，褐红色，厚层状，成份石英，长石为主，含少量暗色矿物，夹砾岩薄层，底部为含砾砾岩，分选差，具斜层理，泥质胶结3.36-46.8922.90砾岩：紫灰色，厚层状，成份以石灰岩，石英岩为主，砾径一般30-100，分选差，次圆状，球度中等，泥钙质胶结。279.33-352.44300-330107.15-185.27145.35中粗砂岩，砖红色，厚层状，主要成分石英，长石，含少量暗色矿物，上部以中粒砂岩为主，下部粗砂岩为主，底部为含砾粗砂岩，分选差，具大型斜层理，泥质胶结，较松散。2.85-29.8815.392.85-29.8810-20砾岩，灰，紫红色，厚层状，砾石成分以石灰岩为主，次为石英岩和少量燧石及其他变质岩快，砾径一般10-50，局部相变为含砾粗砂岩，分选差，次圆状，泥质胶结。4.95-49.8323.521.20-42.3711.532.55-36.1213.202.00-38.5916.9919.86-169.7250-80粉砂岩，泥岩互层，紫杂色，粉砂岩，夹灰绿色泥岩，中厚层状-薄层状，松散。中细粒砂岩，紫红色，中厚层状，主要成分石英，长石，分选中等，泥质胶结，较松散，局部含油。含砾粗砂岩，紫杂色，中厚-厚层状，主要成分石英，长石，具斜层理，分选差，含砾，砾径一般2-5，泥质胶结，较松散。局部含油。1.25-22.158.031.81-17.958.77中粗砂岩，浅灰，紫灰色，灰绿色，局部为细砂岩，中厚-厚层状，主要成分石英，长石，具有斜层理，分选中等，泥质胶结1.10-20.367.69粉砂岩，砂质泥岩，泥岩互层，灰-暗灰色，紫灰色， 中厚-薄层状，含植物化石，局部有1-2层薄煤或煤线，为1#煤层位0.5-15.934.70中粗砾岩，浅灰-灰色，中粗粒长石，石英砂岩，中厚-厚层状，含少量暗色矿物及白云母，具斜层理，分选中等，泥质胶结0.5-25.916.90粉砂岩，灰-深灰色，中厚层状，含植物化石，泥质胶结0.5-0.650.252#煤2#煤层，勘探区零星出露，煤质较好1.5-35.009.35粉砂岩，泥岩互层，深灰色，薄-中厚层状，含植物化石，偶夹煤线，炭质泥岩薄层0.9-7.696.73细砂岩，灰-灰黑色，中厚层状，主要成分石英，长石，局部含油43.75-172.0660-1100.7-13.704.60粉砂岩，灰-深灰色，中厚层状，夹煤线，炭质泥岩，局部夹细砂岩薄层，含植物化石，泥质胶结0-6.292.243#煤，局部可采，一般为煤层组，可分为3#-1，3#-2，3#-3煤层，煤质较好煤1.85-29.8810.97粉砂岩，深灰-灰黑色，薄-中厚层状，常夹黑色泥岩，砂质泥岩，炭质泥岩，及灰白色细砂岩薄层，微波状及水平层理，含植物化石。0.9-30.7013.76中粗砂岩，浅灰-灰色，厚-中厚层状，主要成分石英长石，及少量云母和暗色矿物，含植物茎杆化石及泥岩团块，具波状斜层理，局部含油，钙质胶结，偶相变为粉砂岩，为区内主要标志层之一 0-8.052.94粉砂岩，深灰-灰黑色，薄层状-中厚层状，含植物化石，黄铁矿结核，偶夹煤线，为4#煤层直接顶板。0-5.860.654#-1 煤4#-1煤，为4#煤的上分层，局部可采，煤质较好，结构较简单0-11.001.39粉砂岩，深灰-灰黑色薄层状，含植物化石，偶夹煤线及炭质泥岩薄层，局部为砂质泥岩及泥岩，泥质胶结。4#-2 煤1.56-34.2810.51综 合 柱 状 图4#-2煤层，本区主要可采煤层，层状，质优性脆，内生裂隙发育，较坚硬，结构复杂，一般含矸2-4层，局部可达10层以上。0-3.81.10炭质泥岩，黑色，薄层状，为4#-2煤直接底板，有时为劣质煤。0-2.920.66粉砂岩，深灰-灰黑色，中厚层状。局部发育，含植物化石及黄铁矿。0-3.400.454#-2下煤4#-2下煤，局部发育，煤质较好，发亮型，组分以亮煤为主。0-10.841.72粉砂岩，深灰色，中厚层状，含植物化石，局部发育，夹炭质泥岩，煤线。0-15.785.84泥岩，灰色，含铝质泥岩，团块状，含植物根茎化石，局部为砂质泥岩，含黄铁矿结核，称根土岩。0-30.9011.980-30.97-16花斑泥岩，紫杂色，团块状泥岩，含鲕粒，具滑面，局部相变为灰绿色粉砂岩及砂质泥岩，厚度变化大，但层位稳定，可作为区域地层对比的标志层。细砂岩，灰-灰绿色细砂岩和深灰色粉砂岩互层，成份以石英，长石为主，具水平层理及波状斜层理，含植物化石，夹煤屑煤线，局部有含油砂岩透镜体，裂隙较发育。K1ZJ2J2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1fT3y图例砾岩含砾砂岩粗砂岩中砂岩细砂岩粉砂岩砂质泥岩泥岩含铝质泥岩炭质泥岩煤层河床相河漫相湖相闭流沼泽相黄土沼泽相地层厚度缩减线地层整合接触线地层不整合接触线地层假整合接触线植物化石相变符号1：500图图 1-2-2 地质综合柱状图地质综合柱状图.2 地质构造地质构造一、断裂构造及褶皱构造下石节矿田受区域地质构造的控制，总体构造为一向北西倾斜的单斜构造，深部以新民村向斜为主体，呈一向斜构造；断裂构造不甚发育，但在主体构造上发育了次级褶皱构造，并伴随小型断裂构造和起伏变化现象，总之，矿田构造不算很复杂。1、单斜构造矿田浅部为一向北西倾斜的单斜构造，煤层倾角一般为 5-19，局部有起伏变化，沿煤层走向发育一煤层变化带，倾角在 20以上，最大可达 30以上，裂隙发育，并伴有小型断裂构造。2、褶皱构造褶皱构造主要由各勘探阶段钻孔所控制发育于矿田深部以新民村向斜为主体形成了次级褶皱构造。褶皱构造的发生和发展受到区域构造的影响，具有明显的继承性。含煤地层沉积厚度小，煤层结构简单。主要褶皱构造：桦树渠背斜：分布在井田与陈家山井田交界处，为向北西倾没的鼻状背斜，井田内延伸约 130m，轴部缺失延安组和直罗组下部地层，两翼倾角 1520，局部可达25以上。七木桥背斜：位于矿田和崔家沟矿田交界处，轴向北偏西 60，轴部出露延长群和富县组两地层，两翼为侏罗系地层，约 2500m。新民村向斜：位于矿田的 1004-8940-8946 号钻孔一线，为深部水平的主要褶皱构造，轴向北偏东 36，两端呈弧形向东弯曲，西延进入陈家山矿田，延展 3000m 以上，两翼倾角平缓，一般在 5以下。8935 号钻孔，延安组厚度达 162.43m，其中 4-2#煤层以下沉积厚度为 25.44m，并沉积了 4-2#煤层的底煤，8940 号钻孔延安组厚度 172.06m，4-2#煤层以下厚度为 21.98m，富县组厚度 28.02m；向斜翼部沉积厚度相对较薄。 次级褶皱构造：王台背斜：位于矿田 8945-8949-8955 号钻孔一线，轴向北偏东 30，向西南倾没，延展约 1000m，两翼煤层倾角 10，幅度大约 40m，轴部煤系沉积厚度小。 7草滩向斜：分布在 8944-8950-8954 号钻孔一线，轴向北 65东，向北渐转为北偏东20，延展约 1600m，幅度约 20m。3、断裂构造在浅部有小断裂构造，主要集中于煤层变化带和煤层沉积较厚的部位且落差一般小于 3m，个别可达 1015m 以上，断层走向多为北东、北西向组，且常具有一定的组合规律。据有关资料分析，断裂构造主要分布在浅部煤层变化带及其附近，走向延伸长度不大，垂向上一般在煤层底部较顶部明显，延至煤层顶板及基底，三叠系岩层逐渐减弱甚至消失。总观井田断裂构造特征，预计深部也不会有较大型的断裂构造出现，小型断裂构造亦较浅部少，有待进一步证实。详见主要断层特征表 表表 1-2-21-2-2 主要断层特征表主要断层特征表 序号名称性质断层面走向断层面倾向倾角落差（m）1F11正断层3101302082F8正断层3101306053F2逆断层1203003584F10正断层3101304525F7正断层1002806556F9正断层1203005047F6逆断层115295557断层群的影响范围：走向约 8001000m，倾向约 200400m。4、构造的影响、褶皱构造的影响褶皱构造对含煤地层及煤层的沉积起了控制作用，一般向斜部位厚，煤层结构复杂。、断裂构造的影响矿田内没有较大的断裂构造，而有小型断裂构造存在。这些小型断裂构造对煤层、煤质及矿井生产都带来一定的影响；断裂构造可使煤层破碎，煤质降低，增加瓦斯涌出量，影响矿井的安全生产。8、煤层顶底板起伏变化的影响矿田内煤层顶底板起伏变化较为普遍，形成压力梁构造和底板隆起现象，直接影响采掘设计、生产。1.31.3 矿体赋存特征及开采技术条件矿体赋存特征及开采技术条件.1 煤层及煤质煤层及煤质1.1.煤层煤层矿田内含 1#、2#、3#、4#煤层，煤层总厚度 1-10m，最后 10m，平均 3m，其中 4-2煤层全区可采，为主采煤层，3#煤层局部可采，其它煤层均为不可采煤层。煤系地层自上而下分层如下：1、延安群：、延安群：含主要可采煤层 4-2#煤层，厚度一般为 1-10m。、泥岩：、泥岩：紫杂色，灰绿色，含铝土，具有滑感，团块状，易碎，常有鲕状结核，一般厚 810m。、根土岩、根土岩：粉砂质，灰深褐色，含植物根部化石，较坚硬，有鲕状结构，一般厚 56m。、炭质泥岩、炭质泥岩：大部分地区为 4-2#煤层的直接底板，厚度 07.6m。、4-2#煤煤：一般厚度 1-10m，中部有夹矸一、两层，局部上部夹矸变厚致使将此夹矸上部的煤层划分为 4-1#煤，4-1#煤层最厚为 2.5m。、4#煤层：煤层：直接顶板为灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，大部分含植物化石及黄铁矿结核，水平层理，一般厚 23m。2、直罗群、直罗群：岩性和厚度变化均较大，中部含局部可采煤层 12 层，厚度 7110m，一般为 49m。 、中粗粒砂岩、中粗粒砂岩：厚度 037m，为一大型透镜体，局部地区相变为砂砾岩或粉砂岩，含植物化石、黄铁矿结核、煤屑和煤块。、中部含煤组、中部含煤组：灰黑色，细粉砂岩互层，厚度 073m，具有缓波状，微斜状等层理，含黄铁矿结核及植物化石或其碎片。中下部含油中粗砂岩，粗砂岩下部夹 3#煤层，总厚度 06.26m。9、紫层：、紫层：灰紫色、砂质泥岩，稳定，一般厚度 1012m。含黄铁矿结核，时而夹含油中砂岩，近底部常夹 0.10.01m 黑色含碳质泥岩；在无煤区紫色岩层广泛分布在整个直罗群地层中。1、1#煤层煤层：仅在部分地区见其层位，厚度 0.010.1m，含炭质的黑色泥岩（在紫层下部） 。2、2#煤层煤层：位于直罗群中上部，厚度 01.50m，仅在井田中部衣食村附近可采。3、3#煤层煤层：局部可采煤层，位于直罗群中下部，结构复杂，常有夹矸一层，形成两个煤分层，厚度 05.07m。井田东半部浅部和深部可采，尤其深部断头川附近为直罗群沉积中心，3#煤发育，成厚煤区，较有开发价值。同时在直罗群也出现复杂煤层，薄煤层、多次出现煤线。4、4#煤层煤层：位于延安群中上部，局部又分为 4-1#煤层和 4-2#煤层。4-1#煤层在井田中心部分出现，5 个见煤点达可采厚度，一般厚度 5m。4-2#煤层为本区的主要可采煤层，位于延安群中上部。厚度 1-10m，一般厚度 3m，较稳定；煤厚度变化主要受煤层沉积时古地形及地壳不均衡沉降运动控制，在古隆起地带之间的凹陷地带，煤层沉积的较厚，一般在 10m 以上，草滩村附近达到最大 34m。 表表 1-3-1 煤层特征表煤层特征表煤厚（m）煤层间距（m）夹矸层数顶底板特性顺序煤层编号两极值一般两极值一般层数类型煤层可靠程度顶板底板赋存范围0不可采粉砂泥岩粉砂泥岩12#01.450.462391223#06.293.6414局部可采粉砂泥岩泥岩下阶段56128341#01.650.730不可采粉砂岩粉砂泥岩052442#0.89324全部可采粉砂岩炭质泥岩全区093542#底03.81.65不可采中粗砂岩粉砂岩 2.煤质10此矿田的主要可采煤层为 4-2#煤层。煤的岩石类型宏观为半亮型，条带状结构，层理构造。其上部以光亮型为主，其次为半亮型，夹丝炭薄层，韩黄铁矿结核，质脆易碎，裂隙较发育，多充填方解石及黄铁矿，具贝壳状断口，沥青及玻璃光泽，粉色黑褐。向下渐过渡为半暗及暗淡型煤，坚硬无光泽，灰分增高，裂隙不发育，与底板炭质泥岩为过渡关系。 煤质分析表煤质分析表 原煤分析煤层名称厚度牌号Wf%Ag%Vr%4-2#煤30 . 98 . 0（31）不粘煤2.62 6.864.46（31）10.77 23.4415.33（31）32.25 39.9136.03（31）原煤分析9QSgDrQTDTQ坩埚粘结性0.13 3.821.09（25）5773 68006477（24）7228 77797672（24）14煤灰成分 %2iS O23Fe O23Al OCaOMgO31.28 47.7642.01（12）4.13 27.529.91（12）12.58 23.9919.29（12）7.22 22.6416.13（12）0.86 3.361.79（12）煤灰熔点 T1（变形温度）T2（软化温度）T3（熔融温度）1048 14001188（10）1101 14001232（10）1126 14001256（10）各种硫 %（全硫）gQS（硫酸盐硫）gLyS（黄铁矿硫）oLrS（有机硫）gYiS0.131.590.82（8）0.01 0.040.02（8）0.02 0.970.41（8）0.09 0.660.39（8）11由表可知，4-2#煤层煤质稳定，属于不粘煤，为中灰、中硫、低磷煤，挥发分多在32.2539.91%之间，中灰熔点（T2为 1232）熔融温度为 1256，热稳定性18.5%、，机械强度为 78.2%，活性测定当温度增高至 1000时，6pK33.8%pK11.8%pK还原性在 3977%之间，故初步认为可作气化用煤。2#、3#、4-1#煤亦为不粘煤。 煤质综合成果表煤质综合成果表原煤分析稀散元素分析Pg %R（容重）Ce（PPM）Co（PPM）U（PPM）0.0035 0.09960.0471（12）1.26 1.371.30（15）0.08 4.261.37（12）2.07 7.804.33（12）0.40 1.170.56（8）精 煤 分 析Wf%Ag%Vr%gQS2.8310.255.65(29)3.89 7.215.69(29)32.07 40.0836.31(29)0.16 1.470.53(20)精 煤 分 析rDTQ坩埚粘性Cr%Hr%7906 80557957(3)1480.25 83.3882.11(17)4.72 5.364.92(17)精 煤 分 析Nr%Or%精选比重回收率0.74 1.000.88（17）10.28 12.8111.42（11）1.41.521.00 64.3139.43（28）低 温 干 馏（热解水）%fzW（焦油）%fT（半焦）%fK（气体）%fT6.6110.038.09（9）5.53 9.206.96（9）77.31 84.4681.10（9）2.60 5.803.80（9）12水分 wf%灰分 AG%挥发分 V%硫 SQg%磷 Pg%发热量 Q6.1117.2236.321.550.02686285级别（mm）占全样%Ag%V%S%02556.9720.7933.510.27255023.5220.3133.820.18+5019.5110.4235.440.24总计100.0020.4233.960.22其灰分变化，深部煤层变薄至尖没部分增高，中部煤层变薄处灰分亦增高。总之，井田内灰分变化不大，低灰至中。纵向变化是向下灰分增高，个别大高灰煤。煤中稀散元素镓的含量较高（4.33PPM） ，铀、锗一般不高，在 603 号、7.2 号钻孔底板中稀散元素含量较高。.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性、地温情况瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性、地温情况1.煤的自燃发火煤的自燃发火本井田煤层的变质程度较浅，T（在同一煤中还原样和氧化样的着火点之差）为1047，平均为 31.75，自燃倾向性等级为一级。发火期 36 个月，最短 28 天。 表表 1-3-2 煤的自燃倾向性质试验结果表煤的自燃倾向性质试验结果表 T1-3（）%煤的化学成分（%）采样工程T0氧化样还原样原煤样氧化程度Va，dfCrOrMa，d8938 号孔20.0313.0333.0323.050.0034.176.468941 号孔45.5302.5348.0316.533.5033.504.308949 号孔10.0340.0350.0334.038.3738.375.038956 号孔24.0334.0358.0349.534.3734.374.603081 号孔44.0318.0362.0346.035.0835.0881.3211.595.932061 号孔47.0310.0357.0328.034.2034.2081.4512.265.672.瓦斯：瓦斯：矿田取瓦斯煤样进行分析，自然瓦斯成分：CH4 4080%，CO2 18%，N2 1555%。除矿田浅部及东西两个凹陷边缘部分沼气成分偏高属高沼气带，其余全是氮气、沼气带，瓦斯含量平均 3.5ml/g 可燃物。瓦斯吨当量二级，局部可能增高。3.煤尘煤尘134-2#煤层煤尘爆炸指数分别为 35.4%和 33.80%，火焰长度大于 400mm，阻止煤尘爆炸的最低岩粉量分别为 65%和 50%，其估计皆有爆炸危险。矿田内自然瓦斯成分及含量表矿田内自然瓦斯成分及含量表 自然瓦斯成分钻孔号采样深度（m）代表厚度（m）CH4CO2N2CH4含量Ml/g备注603332.96333.4679.344.4116.253.69603333.46333.960.592.344.203.062.30801486.20487.241.0433.001.9645.101.441004479.54480.040.545.298.1646.553.491204384.22384.770.5566.709.305.60140658.706.4134.897.261602290.04290.590.5572.131.1329.992.801604506.00507.001.0099.141.861.171701327.74328.290.5571.5010.4918.016.091701330.36330.760.4044.192.8852.932.191701332.91333.380.4739.513.6756.822.3217010.4059.638.6731.702.09200122.858.0869.070.694.地热地热通过对补勘钻孔 8944 和 8948 两钻孔进行井温测量，其井底温度分别为 27.24和25.35 ，则矿井无异常高温区。.3 水文地质水文地质矿田境内么有较大的自然和人为水体；地表水流仅在衣食村、荒草湾等处小型沟谷中分布。影响矿井开采的岩层为凤凰山砾岩以下的岩层，如下：1、洛河砂岩、洛河砂岩：裂隙潜水。泉流量多为 0.01L/s，仅在荒草湾流量达 0.3L /s。钻孔钻进中一般冲洗液的消耗量很小。据一号孔抽水试验，其 q2矿井通风困难时期 ： 1.19QhA难难难 =1.19 156.251623.566 =4.612所以矿井的通风无论在什么时期，矿井通风都比较容易。5.65.6 概算矿井通风费用概算矿井通风费用费用如下：设备投资共 770 万元，土建的投资为 150 万元，平均一年的电费为57418.6 万元。5.75.7 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板事故的安全技术措施预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板事故的安全技术措施.1 预防瓦斯预防瓦斯矿井瓦斯是严重威胁煤矿安全生产的主要因素之一。预防瓦斯是煤矿设计的重要内容。 瓦斯防治措施:1、防止瓦斯积聚矿井生产初期为瓦斯矿井，后期为高瓦斯矿井，届时需建立瓦斯抽放系统，减少工作面、采空区的瓦斯含量，达到安全生产的目的。矿井在整个生产过程中应严防瓦斯积聚现象的发生。矿井通风须做到有效、稳定和连续不断，使采掘工作面和生产巷道中瓦斯浓度符合煤矿安全规程要求，要切实加强矿井通风管理、采空区管理、独头盲巷管理，加强瓦斯与有害气体的监测、监控工作。设计为井下配足风量，为矿井配备了安全监控系统，可随时对矿井通风状况及瓦斯等有害气体的浓度进行实时监测，并在有害气体超限时及时报警以便及时采取相应的措施进行处理，防止瓦斯事故的发生。2、防止瓦斯引燃对生产中可能引火的热源实行严格的监控，机电设备及各类电器设施的选型设计应依据矿井作业环境，在性能上要达到本质安全的程度；安全监管制度应行之有效。设计要求井下各工种实考核准入制，并配备了井下人员监测和跟踪系统可以随时掌握井下人员的状态，确保井下人员按规范操作。3、加强瓦斯预测、预报工作，科学合理的为各作业场所配风。及时进行地质超前预测、预报工作，在弄清预设采区或预设工作面地质条件的基础上合理布置采准巷道，减少多余巷道，简化通风系统，对采空区、闲弃的独头巷道及报废不用的巷道必须及时封闭，消除瓦斯积聚条件。5.2 防火防火1、对外因火灾应采取如下措施：（1）矿井所选择的设备应具备本质安全的性能，各种保护齐全，动作灵敏可靠。严防电气设备失爆、过流、过负荷运行引起火灾。（2）及时清理可燃物，井下使用的棉纱头、布块、各类油料，以及巷道内的废坑木及时清理出井。（3）各类硐室采用不燃性材料支护，并设置防火门。（4）井下建立消防洒水系统，设置消防材料库，并经常保证有足够的消防材料。（5）井下机电硐室、井底车场和采掘工作面附近巷道中设置必要的消防器材料，供扑灭火灾之用。（6）布置皮带机等容易发热起火设备的巷道中设置消防“三通”，设备的防滑、煤位、跑偏等监测监控保护必须齐全、灵敏、可靠。井下胶带输送机装卸载硐室还安装了自动灭火系统。（7）主扇风机设有反风设施，当井下发生火灾时，可视具体情况采取反风措施，防止灾害事故扩大。（8）矿井安全监测、监控系统及火灾束管监测系统必须可靠、完善，对烟雾、CO等火灾标志性气体做到实时监测。（9）加强下井人员安全教育，严禁将打火机、火柴、烟草等引火物带入井下。矿工的劳动保护服、手套、毛巾等物品严禁以能发生静电的化纤织物制做。2、防止煤层自燃的措施（1）努力提高采区和工作面的回收率，使采空区尽量少丢或者不丢浮煤，减少发火的几率。（2）加强通风管理，杜绝向采空区漏风，消除煤的缓慢氧化自热。（3）适当加快工作面的推进速度，使工作面遗留的浮煤在自燃前进入采空区的窒息带，59消除采空区自燃发火对矿井安全生产的影响。（4）对煤层巷道采用锚喷等支护手段，隔绝空气与巷道表面松动煤体的接触，同时防止空气沿煤体孔隙、裂隙向煤体内渗漏。（5）对无法回收的浮煤及受震动影响造成煤体表面松碎的巷道表面应喷洒阻化剂，以延缓煤体氧化自热的过程。（6）火灾烟雾及标志气体的监测、监控与防治外因火灾的监测、监控相同。对煤层自燃灾害的防治除上述措施外，还采取灌浆防灭火、氮气防灭火、阻化剂防灭火等综合措施。3、建立灌浆防灭火系统（1）灌浆系统的选择根据该矿煤层赋存的条件，煤的碳化程度、水分、煤岩成分、含硫量、自然发火倾向及发火期和矿方的意见设计选择集中灌浆。根据斜风井地形特征，黄泥制浆池设在距井口约 70 米的山坡位置，此处比斜风井高出 15 米左右。供水水源取自主斜井上部的高位水池，通过 89mm 的钢管将水输送到黄泥灌浆站。（2）灌浆方法我国煤矿现在使用的预防性灌浆方法有：随采随灌和采后灌浆两种。随采随灌随采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。在灌浆工作中，灌浆与回采保持有适当距离，以免灌浆影响回采工作。随采随灌使用与自然发火期短的煤层。打钻灌浆在采前预灌、随采随灌、采后灌浆及消灭火区等方面均可应用。在每层底板运输巷或回风巷以及专门开凿的灌浆巷道内，每隔 1015m，向采空区打钻灌浆，钻孔直径一般为 75mm。灌浆钻孔必须打到采空区的空顶内，且钻孔应深入采空区内 56m，并在打钻后立即下套管（套管直下到见老塘为止） ，以利灌浆。埋管灌浆适用于回采工作面随采随灌。60在放定前沿回风道在采空区预先铺好灌浆管（一般预埋 58m 内外壁涂塑钢管） ，预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为 2030m，放定后立即开始灌浆。随工作面的推进，按放定步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆。洒浆用作埋管灌浆的一种补充措施。从灌浆管道接出一段胶管，沿倾斜向分段（一般 1020m 为一段）向采空区均匀洒浆。采后灌浆在采区或采区的一翼全部采完后，将整个采空区封闭灌浆。采后灌浆仅适用于发货期较长的煤层。由采空区两侧的石门向采空区打钻灌浆，或由邻近巷道向采空区上、中、下三段分别打钻灌浆，亦可在每一中间顺槽砌筑密闭插管灌浆（该方法多用于急倾斜水平分层工作面） ，在采空区周围形成一个泥浆防护带。钻孔间距一般为 1520m。本矿采用井下工作面随采随灌方法。从进风顺槽中的联络巷向工作面采空区灌浆。必要时，也可采用其它方法灌浆。为保证生产安全，采空区灌浆后必须脱水。4、设置监测系统本矿井安装了 KSS200 型型束管监测系统，做为氮气防灭火的配套设施，该系统具有自动化程度高、能够 24 小时连续监测、操作方便直观等特点。用户可根据需要建立数据库，对历史数据进行分析，也可与矿管理部门进行联机操作，实现数据共享。.3 防矿尘防矿尘 （1）预防煤尘1、深入研究和探索各煤层的特性及其在各种机械破坏作用下的粉尘产率特性，对于干硬、性脆、易粉化的煤层，宜采用煤体注水的方式改变煤体的特性，达到在机械破坏作用时减少自身产尘量的目的。612、在诸如采煤机、综掘机、放顶煤液压支架、转载机等各类对煤体能够形成机械破坏作用的装备及装置上配置能够与其运行同步联动的降尘喷雾装置，使各类机械运行时始终处于高压水雾的笼罩下，可大大降低煤尘的扩散量和减小扩散范围。3、保持采落的散体煤有适度的水分，防止其在移动的过程中产生飞尘；对于皮带机等速度较高的运输设备，当其运行方向与巷道风流逆向时，要适当控制风流的流速，防止风流吹起煤尘；对于煤仓等落差较大的受煤设施，设置必要的缓冲装置，以防煤体下落冲击形成煤尘飞扬。4、煤电钻等各种钻爆设备必须具备与钻机联动的钻孔注水功能，以实现湿式打眼，爆破作业时必须与水炮泥封孔、放炮喷雾等工序配合作业，降低作业点的产尘量。5、矿井设有完善的防尘、洒水、喷雾、水幕等风流净化系统，在矿井内各种可能产尘的场所，都能实现洒水、喷雾、水幕过虑等风流净化措施。6、定期冲刷、清扫巷道积尘，保持巷道清洁，并在巷道中每隔一定距离设置风流净化水幕过虑矿井空气，降低风流中的粉尘浓度。7、设置隔爆水棚，参照煤矿安全规程第 155 条有关规定，在各采掘工作面与其它区域的连接部位，各煤层、各采区与外部区域的连接部位等处设置隔爆棚，以达到扑灭火焰、降低火焰温度、减小灾害扩散范围的目的。8、消除点燃煤尘火源等措施与前述消除点燃瓦斯火源的措施相一致，不再赘述。9、应急水源保障，通往井下的消防洒水系统与地面生活饮用水水源相联结，可在灾变时为井下提供应急饮用水。 （2）预防水灾 对照煤矿防治水规定关于水文地质类型的分类依据，本矿井属复杂水文地质类型。因此应注意做好以下工作：1、在井田边界留设符合安全要求的矿界煤柱。及时密闭废弃的巷道，在有积水巷道的密闭墙上留设反流水孔，以便排出采空区积水，避免采空区及废弃的巷道中的积水给矿井生产造成安全隐患。2、在巷道掘进过程中，坚持“有凝必探，先探后掘，长探短掘”的原则，加强探放水管62理工作。设计配备了专门的探放水设备（MYZ100 探水钻） ，并要求有防水作业规程，制定发生水灾时应采取的治水措施和避灾路线。3、对采煤后地面产生的塌陷、裂缝要及时填堵封闭，雨季来临时做好防洪工作，以防地表水灌入矿井而发生事故。4、在井下中央水泵房、主变电所通道内设防水密闭门，泵房地面高出泵房入口处巷道底板 0.5m 以上，管子道与井筒相交处高出泵房地面 7m 以上。发生水灾时关闭密闭门，可保证矿井排水系统的正常运行。按煤矿防治水规定要求，在正常排水系统的基础上按矿井最大涌水量安装配备具有独立供电系统的潜水电泵排水系统。5、在井下主要巷道中布置有水沟，水沟断面面积满足矿井正常涌水、最大涌水时的排放要求，井下巷道低洼处配备排水设备，将积水排放至水沟，流至井底水仓。6、巷道水沟及井底水仓要定期清理，水泵要定期检修，以防突发性水患发生。7、采掘工作接近钻孔时，必须提前探水，查验钻孔封孔质量，严防钻孔导水。8、矿井生产中应进一步加强水文勘测，为矿井防、治水提供准确的基础资料。 （3）预防顶板冒落事故1、回采工作面采用全部跨落法管理顶板，工作面的支护设备选型与本煤层的顶板条件相适应，与工作面其它设备在空间配合上、动作协调上应保持高度的一致性，以实现有效的控制顶板。2、工作面运输巷和回风巷，超前支护区域长度为 20m，即在距工作面 20m 范围内在原有上下顺槽支护的基础上再用金属铰接顶配合单体液压支柱进行双排加强支护方式。3、工作面顶板破碎时支架前探梁要及时护顶护帮。4、采煤机割煤后必须及时移架，采煤和移架之间的空顶距离，应根据顶板的具体情况在作业规程中明确规定。5、设计配备了矿山压力测试仪器，在生产中应进行矿压观测，以摸清顶板活动规律，掌握顶板动态并获取准确的矿山压力资料。6、主要井巷及硐室支护选择根据煤矿矿井巷道断面及交岔点设计规范 、 煤矿矿井巷道断面及交岔点设计规范 、 煤矿矿井井底车场硐室设计规范 、 煤矿矿井井底车场设计规范 、 煤矿矿井采区车场和硐室设计规范等有关设计规定，运用工程类比法，设计矿井各断面及支护参数如下：主要巷道采用锚网、锚杆、钢带、锚喷联合支护，局63部采用锚索加强或与砼联合支护，主要硐室采用混凝土砌碹支护。7、生产巷道经常检查、维修，确保井巷始终处于良好支护状态。64第第 6 6 章章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型6.16.1 矿井提升设备选型矿井提升设备选型副井的提升：副井为主要的进风井，副井设置绞车主要提升矸石、下放材料等辅助提升，井筒的倾角为 17，由于绞车的提升长度的限制，所以采用两段提升，两者都是采用单钩提升，设备选型如下：车场型式为：甩车场.轨道暗斜井辅助提升量：最大班下井工人数 66 人，矸石 320 t/d，坑木 3m3/d，锚杆 2t/d，水泥、砂石20t/d，其它 4t/d。整体液压支架最大部件质量约 20t。提升容器及车组组成：运送人员提升 XRB15-9/6 型斜井人车一列，车组由两辆头车、两辆挂车组成，满载人数 60 人，车组自重 7706kg，载重 4200kg；提升矸石，下放水泥、砂石车组由 4 辆 1.5t 固定车厢式矿车组成，车组自重 3920kg，载重 10800kg；提升材料车组由 5 辆 1.5t 固定车厢式矿车组成，车组自重 4900kg，载重 7500kg；提升整体液压支架时，车组由 1 辆支架车组成，装载支架平板车自重按 3000kg 计算，载重 25000kg；提升其它物料的车组组成按提升材料车组折算确定。提升钢丝绳：选用 44 NAT 6V33FC 1470 ZS 1020 784 GB/T8918-1996 型钢丝绳一根，其主要技术参数为：钢丝绳名义直径44mm钢丝绳近似重量784kg/100m钢丝绳公称抗拉强度1470MPa钢丝绳最小破断拉力1020 kN最小钢丝破断拉力总和 1200.54 kN整根钢丝绳长度 1300m钢丝绳安全系数计算值：提升人员时 14.149提升最大部件(含重型平板车)28t 时 7.817.5所选钢丝绳符合要求。提升设备：提升设备的选型，由于防爆液压提升绞车操作简单，在国内各矿使用较为普遍，已经具有一定的运行维护经验，操作人员易于掌握，且全套设备价格较低，故设计确定选用防爆液压提升绞车。选用 JKY3/2.2B 型单卷筒防爆液压矿井提升机一台，其主要技术参数为：65卷筒直径3m卷筒宽度2.2m设计允许最大提升速度 整体运送液压支架时 2.0m/s其它提升作业时 3m/s钢丝绳最大静张力 160kN提升机配套主电动机功率 440KW电压 660V提升机校验：计算卷筒直径 Dg44602640mm4000mm；计算卷筒宽度(钢丝绳在卷筒上缠绕两层)Bg1974mm2200mm；计算钢丝绳最大静张力 FZ153.72kN160kN；计算电动机功率 P J422.72kW440kW。所选提升机符合要求。最大班设计作业时间：提升人员采用三阶段速度图，最大提升速度 3.00m/s，主加、减速度a1a30.5m/s2，提升长度 611m，一次提升循环时间 479.3s。提升矸石、材料、水泥、砂石等，采用七阶段速度图，最大提升速度 3.00m/s，主加、减速度 a1a30.5m/s2，提升长度 661m，一次提升循环时间 582.7s。最大班降送工人 2 次，提升矸石 14 次，降送水泥、砂石 1 次，其他作业 14 次，最大班设计作业时间约 3.13h，其中降送下井工人时间 16.00min60min。6.26.2 主运输设备选型主运输设备选型 主井提升下石节煤矿设计生产能力为 90 万 t/年。矿井开拓方式为平硐暗斜井开拓。主平硐采用轨道运输。矿井井下煤炭运输为胶带输送机运输系统。工作面来煤经顺槽胶带输送机直接转入暗皮带井胶带输送机，再经主平硐轨道运送至地面。大巷胶带输送机与主平硐之间煤仓容量约 300t。（一） 、设计依据矿井生产能力 90 万 t/年带式输送机运量 Q=500t/h主平硐井筒倾角 =0带式输送机长度 1441.0m带式输送机带宽 B=1000mm带式输送机运行速度 v=1.6m/s煤的松散容重 =1000kg/m3带式输送机工作制度 330d/a 、16h/d（二） 、胶带输送机选型计算1、暗皮带井输送带宽度校核：按输送能力的计算66QBKC 式中：B 胶带宽度，m K 断面系数，取 335 物料散密度，t/m3 V 带速，1.6m/s 速度系数，取 1.0C 倾角系数，1.0得出 B=0.9328m 按货载块度计算=2300+200=800mmmax2200Ba式中：amax 为货载最大块度的横向尺寸，取 300mm,根据以上计算结果，选用 B=1000mm、GX-3500 型钢丝绳牵引胶带输送机，可乘人和拉运煤炭。胶带强度 3500N/mm，胶带重量 44.23kg/m2，钢丝绳直径 40mm。2、运行阻力的计算：重段阻力：Wzh=(q+qd+q,g)Lgw,cos空段阻力：Wk=(qd+qg) Lgw”cos式中：q 每 m 输送带的载货质量，取 86.8 kg/m qd 每 m 输送带的质量，取 44.23kg/m2 L 输送机的铺设长度，1441m g 重力加速度，10m/s 输送机的铺设倾角 w,w” 输送机在重段、空段的运行阻力系数，均为 0.025 q,g，qg 重段、空段折算到单位长度上的托辊转动部分的质量，q,g=14.2 kg/m qg=5 kg/m经计算得 Wzh=119844.37N，Wk=17735.11N 3、用摩擦条件确定输送带张力W0=1.1（Wzh+ Wk）=151337.428N 4、输送机强度的校核maxGXBmS式中：B 输送带宽度，cm GX 钢绳芯输送带的抗拉强度，N/cm Smax 输送带中最大净张力，N计算得 m=10.3103500 1003370285、电动机功率的确定N=Fu*V/1000m=2500634/10000.85=1177Kw（二） 、刮板输送机选型1、输送能力的计算67Q=3600F=36000.1650.811=475.2t/h其中：F 溜槽上的最大货载断面积，取 0.165m2 货载装满系数，0.8 货载散集密度，0.9t/m3 刮板链的运行速度，取 1m/s2、运行阻力的计算重段运行阻力：=49753.13N00()cos()sinzhWqwq wLgqq Lg其中：Wzh 重段阻力，N q 每 m 长度上货载质量，64.6kg/m q0 每 m 长度上刮板链的质量，19.5kg/m L 输送机铺设长度，165m g 重力加速度，10m/s2 输送机铺设倾角，17 度 货载、刮板链在溜槽中的运行阻力系数，=0.7，=0.35wwww空段运行阻力：=3201.41N0( cossin)kWq Lg w得出总运行阻力为：W0=1.2（Wzh+Wk）=1.2(49753.13+3201.41)=63545.45N 3、电动机功率的校核Nmax=91.35Kw01000WvK其中：K 电动机功率备用系数，取 1.15 传动装置的总效率，取 0.8Nmin=6Kw01.1 2cos1000q w LvN= 65.2Kw22maxmaxminmin0.6KNNNN选用 70Kw 的电动机 1 台可满足要求。4、刮板链的强度验算本设计采用双链刮板输送机，取 Smin=5000N。根据得 Smax=26025.95N max005000cossinSLq fqwqqg所以刮板链的最大总张力 Szmax=1.2Smax=31231.14N。6.36.3 矿井排水设备选型矿井排水设备选型主排水设备选型1、设计依据矿井正常涌水量 135m3/h矿井最大涌水量 180 m3/h风井井口标高 +1260.0m68泵房底板标高 +940.0m暗斜井长度 1231m暗斜井坡度 10 17 2、排水系统本设计中，将+970 水平的水经风井排到地面。3、水泵和电动机的选择（1）排水能力：Q=1.2180=216 m3/h 选用 200D-659 型多级离心泵 3 台，一台工作，一台备用，一台检修。水泵工况点 258 m3/h，扬程 582m。（2）电动机 电动机功率：Nd=1.15 258 582 10203600 1023600 102 0.675KQHn =710kw选用 JBOT710M2-4 隔爆型电机，功率 710kw。电压 6kv，电流 107.5A，转速1485r/min。（3）排水管 主排水管选用无缝钢管，材质 20#钢。273 96.46.4 压缩空气设备选型压缩空气设备选型本设计采用集中供风方式，故确定在副井井口设立一个压风机站，井下风动工具配备如下：名称型号数量每台耗风量所需压力同时使用系数海拔高度修正系数风动工具磨损系数管网漏风系数风 钻ZY-24242.651.2风 镐03-111151.2考虑风钻，风镐及喷浆机均不同的使用条件下，经计算井下总耗风量为 78.5 立方米/分。69确定选用具有省电、轻巧占地面积少省油等优点的 L 系列的两级双缸水冷式 5L-40/8 型空气压缩机三台其中两台工作，一台备用。其技术特征为：排气量：40 立方米/分、主轴钻速 428 转/分、轴功率 220kw、一级缸：2 公斤/平方厘米二级缸：8 公斤/平方厘米、冷却水消耗量 7 立方米/时、传动方式：直联冷却方式采用冷却塔开启式。根据压风机冷却水消耗量选用 3BA-9A 型水泵三台。其中一台为冷水泵；一台为热水泵；另一台做公用备用。其排量为 25 立方米/时扬程 26.2M水泵配套电动机为 J42-2 型，4.5kw 380v，2960 转/分。 70第第 7 7 章章 环境保护环境保护7.17.1 环境现状及地面保护物概述环境现状及地面保护物概述一、自然状况下石节井田位于陕西铜川矿务局焦坪煤田。行政区划隶属于铜川市耀州区瑶曲镇，是铜川矿务局五大骨干矿井之一。井田内地形为低山丘陵地貌，西高东低,南高北低,间有植被，地形比较复杂，井田内最大高程点位于菜子梁，海拔高度为+1685.2m，最低高程点海拔高度为+1400m，相对高差约 285.2m。二、地表水系井田地表有草滩川和断头川两大川，川内有常年流水的小河，流量在 1.3611.52 立方 m/小时。三、气候条件该区域属于温带大陆性半干旱气候，四季分明，多季候风，雨雪不够充沛，蒸发量大，雨季多集中在 7、8、9 三个月。其基本气象资料为：年平均气温： 513.5 极端最高气温 37.5极端最低气温 -23.0平均降水量 645mm年平均蒸发量 1665.4mm年均无霜期 245d年日照时数 3049.6h主导风向 N、NW年平均风速 7m/s历年最大风速 20m/s四、社会环境概况该区经济较为落后，井田内的草滩川和断头川分布有草滩村、新民村等小村落，除此之外没有文物古迹和其他重要的建筑和构筑物，也没有大规模的工业厂矿。主要以农、牧业为主，农作物一年一熟。有荞麦、玉 m、马铃薯、胡麻等，为响应国家号召，实行“退耕还林” 、 “退牧还草”政策，农牧民以种草植树为主，经济来源主要靠筛砂、运输。五、环境质量现状711环境空气质量现状环境空气中，NO2 和 SO2 日平均浓度均未超标，符合 GB3095-1996环境空气质量标准二级标准限值要求。 2地表水环境质量现状井田内草滩川和断头川各断面所测项目中，PH、硫化物和 As-浓度均未超过GB3838-2002地表水环境质量标准中的 V 类标准； BOD5、CODcr 浓度在各断面也没有超标。3地下水环境质量现状从所测的地下水水质情况可以看出，浊度、总硬度、氟化物、大肠菌群和细菌总数没有超标。未超过 GB/T14848-93地下水质量标准类标准，说明该地区地下水质量较好，项目区地下水可以饮用。4声环境质量现状环境噪声昼间测值范围为 59.064.4dB(A)，夜间测值范围为 49.454.4dB(A)，可满足 GB3096-93城市区域环境噪声标准3 类标准要求。5生态环境现状该区是一个以自然土地资源和煤炭为经济动力的资源信赖性生态经济系统，农牧业生态系统是目前生态经济系统的主体。区内生物物种较贫乏，植物和动物群落结构均较简单；土壤侵蚀以风蚀为主，属中度侵蚀区。该区总的现状是：土地资源丰富，但生产力低、肥力差；土地利用率低。综合表现为生态脆弱、抗干扰能力差。因此，种草植树、保护和建设植被、防风固沙、控制土壤侵蚀就成了该区域国土整治的中心环节和长期艰巨的任务。7.27.2 主要污染源及污染物主要污染源及污染物一、项目建设产生的主要污染源和污染物如下所述：一、项目建设产生的主要污染源和污染物如下所述：1污废水包括矿井井下排水和工业场地生产、生活污废水。矿井井下排水主要是各含水地层的涌水和少量生产废水，其中污染物主要为悬浮的煤与岩的微粒，SS 含量约为 200600mg/L。预计井下水排水总量为 3600m3/d。72生产、生活污水来自本矿的工业场地办公楼、单身宿舍、浴室灯房联合建筑、食堂等处的排水，其排放量 860m3/d，主要污染物为有机物和油类。2废气和粉尘废气主要来自工业场地锅炉，矿工业场地锅炉房设计安装2台SZL15-1.25-A蒸气锅炉，烟囱高度 50m，上口直径 1.2m 采用文丘水膜除尘器，除尘效率 96%。冬季运行、夏季停止工作，夏季洗澡采用茶浴炉。烟气中主要污染物为烟尘和 SO2。其次还有生产环节中产生的煤粉尘。3固体废弃物固体废弃物主要是煤矸石和锅炉灰渣。矿井生产期每年排弃筛分矸石 32.0 万 t。正常生产掘进矸石 11 万 t。锅炉灰渣来自工业场地锅炉房，2 台锅炉排灰渣总量约 2156t/a 。另外还有少量的生活垃圾。4噪声矿井生产使用的通风机、锅炉鼓、引风机等生产设备均产生很强的噪声，声压级大于 90dB(A)及选煤厂生产设备噪声 90120 dB(A)。二、对生态环境的影响在矿井及选煤厂工业场地和井巷工程建设期，由于巷道的掘进、地面建筑物及道路、管线的开挖修建，将移动大量土方、弃土石渣，不仅占地，破坏原有地貌及植被，还会为产生新的水土流失提供物质来源。生产期由于煤层的开采将引起岩层移动、变形，使地表产生裂缝或塌陷，将不可避免地对地面建筑等设施造成不同程度的破坏，可能加剧当地的水土流失。7.37.3 资源开发对生态环境影响与评价资源开发对生态环境影响与评价.1 开采沉陷损害影响预测分析开采沉陷损害影响预测分析据环评报告，下石节煤矿井田开采面积不大，开采煤层累计厚度达 10 多 m，开采后预计最终最大下沉达 13m。井田内广大地区为山区丘陵，因受常期风化剥蚀，致使73基岩裸露，沟谷纵横，加以断崖峭壁，山上满山的碧翠苍松，因此，开采后会不会形成明显的下沉盆地，也不会形成积水区，但地对井田内的地形、地貌、景观、建筑物、交通设施和农业生产产生一定程度的影响，有可能造成山体滑坡或者泥石流等灾害。.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价开采沉陷对耕地损害的预计评价 开采对耕地资源的损害主要表现在如下几个方面： 1.开采形成的塌陷坑、下沉盆地以及地表裂隙等耕种无法进行，最终使耕地变为荒地； 2.开采引起山体岩石断裂和破碎，会引起次一级的环境灾害，造成水土流失，使耕地成为荒地； 3.山坡矸石山中的有害物质可以随雨水流到耕地当中，造成土壤污染。.3 开采对建（构）筑物的损害开采对建（构）筑物的损害由于该区域地表的村庄较小，且位于井田边界处，开采对村庄房屋等建筑物的损害比较小。.4 开采对水资源的破坏影响开采对水资源的破坏影响矿区开采对该区域水体结构的破坏形式多种多样。例如造成河流、湖泊、水库等地表水的泄漏；地表明河转为地下暗流；地下浅层水向深层泄漏等。所产生的主要后果有：1.破坏水源：河流、湖泊、水库等地表水体和地下浅层水是重要的工业、农业和生活用水。水源条件是矿区开发建设与发展的最基本条件之一。开采一旦造成对水源的破坏，将会影响矿区的生活、生产和发展。2.引起区域或流域生态变化：湖泊、水库水减少或枯竭必然会造成相应水体生态系统得变化或者破坏，河流水的减少或断流会引起全流域的生态变化或者破坏。3.引起更大的环境问题：由于缺水而影响农业、畜牧业的发展，引起植被破坏、土74地荒漠化等问题，甚至引起气候的变化等。.5 开采对矿区大气环境的影响开采对矿区大气环境的影响矿区大气污染主要包括固体颗粒物和多种有害气体。大气污染主要有两类：一是与煤矿生产有关，如矿井通风、煤炭储存、装卸和运输，矸石的堆积以及矸石山的燃烧等；二是由于矿区居民的生活和其他企业生产引起的。矿区大气中固体颗粒物主要产生于采掘面、煤炭和矸石的装卸点、储存和运输过程等与矿山开采有关的生产环节和过程中，还产生于矿区其他工业和生活燃煤装备。矿区大气污染中有害气体的种类很多，如 SO2、H2S、NO、NO2、CH4、CO、CO2等，来源广泛，例如来源于地层、爆破作业、煤炭燃烧、矸石燃烧以及矿区各种工业的生产过程等。.6 开采可能引起的地质灾害的预测开采可能引起的地质灾害的预测下石节井田位于黄土高原南部，区内黄土的覆盖较少，山坡地带岩石基本裸露。开采沉陷可以引起很多的地质灾害，例如：地质构造火化、塌陷坑、岩溶塌陷、山体滑坡、崩塌；冲击地压、矿震、煤与瓦斯突出等灾。1.地质构造火化：该区域内分布有一个断层群，煤层开采后。上覆岩层内部剧烈的移动变形可能传递到地表，可能导致该断层群的活化。2.山体