采矿工程毕业设计（论文）-清水营四矿8.0 Mta新井设计.doc

毕业设计总说明设计总说明本设计的的的一般部分为清水营四矿8.0 Mt/a的新井设计，根据毕业实习时在清水营所收集来的地质条件，以及指导教师所分的课题方向，本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括了井田开拓、采区设计、采煤工艺、通风安全等方面的设计。本矿井倾斜长度约为6.07km，走向长约为10.4km，在本井田内共有2层煤，且全部为厚煤层，平均厚度分别为2号煤层9m，3号煤层6m,煤层平均倾角为8。本井田内可采储量为959.90Mt，服务年限为85.71a。本设计采用主斜井副立井综合开拓，大巷采用带宽为1600mm的胶带输送机运输，辅助运输采用无极绳牵引连续机车。采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化放顶煤开采，采空区处理方法为全部垮落法。一般部分的设计通过多方案比较和综合技术比较以及相应的经济比较优化设计，其中开拓方案的比较，以大量的经济数据来核算，以便使设计更加合理。同时在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的受力等情况以及国内外的先进经验对倾斜长壁综放面倾斜长度及走向长度的合理确定进行了理论分析，这样使建成的矿井更加与实际相符。本设计的专题部分，随着矿井开采规模的加强和开采向纵深方向发展，巷道围岩越来越多地呈现出软岩特性，软岩巷道的支护与维护问题更为突出。软岩巷道支护技术是当前煤炭系统亟待解决的关键问题，是我国岩石力学发展战略的首要任务之一。本文首先说明了国内外对煤矿软岩巷道变形机理的学术理论、研究现状和存在的问题，根据相关理论，结合现场施工实践着重阐述煤矿软岩巷道变形机理，并以之为指导进行现场施工实际效果监测，最后通过总结施工效果，结合软岩巷道变形机理的研究结果，提出了预防和控制软岩巷道变形的相应措施。 【关键词】：井田开拓；走向长壁采煤法；综合机械化放顶煤开采 目录Graduation General InformationThe design of a general part Qingshuiying a mine 8 Mt / a of the new well design, according to an internship at the graduation of a mine in Qingshuiying collected by the geological conditions and sub-topics teachers guide the direction of This design is mainly the construction of the new mine, including mine field exploration, mining area design, mining techniques, ventilation and safety aspects of design. The length Mine tilt of about 6.07km, to length for the 10.4km, in the Ida total of 2 layers of coal, and all for the thick coal seams, with an average thickness of coal seam No. 2, respectively 9m,3 seam 6m, an average of Inclined seam to 8 . Recoverable reserves within the mine field as 959.90Mt, service life is 85.71a. This design uses the main shaft layered integrated auxiliary shaft opening, roadway with a bandwidth of 1600mm of belt conveyor transport, auxiliary transport with continuous endless rope traction locomotive. Longwall mining method for mining law, mining technology for integrated mechanized top coal caving, gob approach for all caving method. General part of the design through a multi-program comparison and more comprehensive technical and economic comparison the corresponding optimal design, which compared to open up the program, a large amount of economic data to accounting in order to make design more reasonable. At the same time in the design process, combined with the mines geological conditions, seam by force of circumstances and experiences at home and abroad advanced longwall working face tilted toward the length of a reasonable length and to determine a theoretical analysis, so to build the mine more and more correct. With the mine scale enhance and the mine toward deep level,the wall of roadway more and more exhibits the characteristic of soft rock, the problem of the timbering and the maintenance of soft rock roadway is becoming more aculeated. The supporting technology of soft roadway is the key problem in the field of coal mining, as the primary objective of the rock mechanics development strategy in China. In this paper, the academic theory, the status of research, and the still-existing problem are talked. According related theory, adding the on-site construction practice, the mechanism of deformation of soft rock roadway in coal mine is elaborated as the core problem. On-site construction practice effect is monitored based on the theory, and is fed back to the theory of the deformation. Lastly, related prevention-control measures are put forward to the mechanism of deformation of soft rock roadway.【Keywords】: Mine Development; longwall mining method; mechanized top coal caving目录设计总说明I1 矿区概述及井田地质特征31.1 矿区概述31.1.1 地理位置及交通31.1.2 地形、地貌41.1.3 河流与水体41.1.4 气候特征41.1.5 地震41.2 井田地质特征51.2.1地层及地质构造51.2.2 井田地质51.3 煤层特征71.3.1 煤系地层71.3.2断层81.3.3煤层特征91.3.4瓦斯91.3.5煤尘101.3.6煤的自燃性101.3.7地温101.3.8物理性质和宏观煤岩特征101.4 本章小结112 井田境界和储量132.1 井田境界132.1.1 井田境界划分的原则132.1.2 井田境界划分的方法132.1.3 井田境界的划分132.2 井田工业储量142.2.1 储量计算基础142.2.2 井田地质勘探142.2.3 工业储量计算142.3 矿井设计储量和可采储量152.3.1 安全煤柱留设原则152.3.2 矿井永久保护煤柱损失量162.3.3 矿井设计储量172.3.4 矿井可采储量182.4 本章小结193 矿井工作制度和设计生产能力及服务年限213.1 矿井工作制度213.1.1 循环作业方式213.1.2 矿井工作制度213.2 矿井设计生产能力223.2.1 矿井设计生产能力的影响因素223.2.2 矿井设计生产能力223.2.3 矿井开采能力223.2.4 矿井开采能力校核223.2.5 矿井服务年限223.2.6井型校核223.3 本章小结224 井田开拓224.1 井田开拓的基本问题224.1.1 确定井筒的形式、数目、配置224.1.2 确定工业广场及井口位置224.1.3 确定开采水平和阶段高度224.2开拓方案比较224.2.1 提出方案224.2.2技术比较224.2.3 经济比较224.3 矿井基本巷道224.3.1 井筒224.3.2 井底车场及硐室224.3.3 主要开拓巷道224.4 本章小结225 准备方式225.1 煤层地质特征225.1.1 盘区位置225.1.2 盘区煤层特征225.1.3 煤层顶底板岩石构筑情况225.1.4 水文地质225.1.5 地质构造225.1.6 地表情况225.2 盘区巷道布置及生产系统225.2.1 盘区准备方式的确定225.2.2确定盘区的走向长度225.2.3 煤柱尺寸的确定225.2.4 盘区巷道布置225.2.5 盘区上下山的布置225.2.6 盘区生产系统225.2.7 盘区内巷道掘进方法225.2.8 盘区生产能力及采出率225.3 盘区车场选型设计225.3.1盘区上部车场形式的选择225.3.2盘区中部车场的选择225.3.3盘区下部车场的选择225.3.4 盘区主要硐室的布置225.4 本章小结226 采煤方法226.1 采煤工艺方式226.1.1选择采煤方法226.1.2 回采工作面参数226.1.3工作面的设备选型及配套226.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式226.1.5 采煤工作面支护方式226.1.6 端头支护及超前支护方式226.1.7 各工艺过程注意事项226.1.8 采煤工作面正规循环作业226.2 回采巷道布置方式226.2.1 回采巷道布置方式226.2.2 回采巷道参数226.3掘进工作面主要设备226.4本章小结227 井下运输227.1 概述227.1.1 矿井设计生产能力及工作制度227.1.2 煤层及煤质227.1.3 运输距离和货载量227.1.4 矿井运输系统227.2 盘区运输设备选择227.2.1 设备选型原则227.2.2 盘区运输设备选型及能力验算227.3 大巷运输设备选择227.3.1 主运输大巷设备选择227.3.2 辅助运输大巷设备选择227.4本章小结228 矿井提升228.1 矿井提升概述228.2 主副井提升228.2.1 主井提升228.2.2 副井提升228.3本章小结229 矿井通风及安全229.1 矿井地质概况229.1.1矿井地质概况229.1.2 开拓方式229.1.3开采方法229.1.4 变电所、火药库229.1.5 工作制、人数229.2 矿井通风系统的确定229.2.1矿井通风系统的基本要求229.2.2 矿井通风方式的选择229.2.3 矿井主要通风机工作方式选择229.2.4 盘区通风系统的要求229.2.5 工作面通风方式的选择229.3 矿井风量计算229.3.1 工作面所需风量的计算229.3.2 备用面需风量的计算229.3.3 掘进工作面需风量229.3.4 硐室需风量229.3.5 其他巷道所需风量229.3.6 矿井总风量229.3.7 风量分配229.4矿井通风阻力计算229.4.1矿井通风总阻力计算原则229.4.2通风容易和通风困难时期位置的确定229.4.3矿井通风阻力计算229.4.4矿井总风阻和总等积孔229.5 矿井通风设备的选择229.5.1 选择主要通风机229.5.2 电动机选型229.5.3 电费计算229.6 安全灾害的预防措施229.6.1 “一通三防”安全技术措施229.6.2 工作面支护及顶板管理安全技术措施229.6.3 工作面出口维护、支柱回撤及端头作业安全措施229.6.4 采煤、割煤安全技术措施229.6.5 采面刮板输送机安全技术措施229.6.6 拉转载安全技术措施229.6.7 用单体支柱吊支架，清理支架推移大杆安全技术措施229.6.8 巷道管理229.6.9 运料、搬运安全技术措施229.6.10 乳化液泵站管理措施229.6.11 过断层带、顶板破碎带安全技术措施229.6.12 爆破安全技术措施229.6.13 机电229.6.14 其它安全技术措施229.8本章小结2210 设计矿井基本技术经济指标22结 语22参考文献22“三软”煤层巷道围岩控制机理及支护参数研究221绪论221.1专题研究的背景和意义221.2软岩巷道工程支护理论的研究状况221.2.1国外研究状况221.2.2国内研究状况221.3存在的问题221.4 研究内容与方法222 煤矿软岩巷道工程特征及变形失稳的研究222.1地质软岩222.2 工程软岩222.3 软岩巷道变形破坏机制分析及特征222.4“三软”煤巷的工程特性及力学属性222.4.1“三软”煤巷工程力学特性222.4.2“三软”煤巷的力学属性222.5软岩巷道变形失稳的研究222.5.1软岩巷道变形破坏的特点及形式222.5.2影响软岩巷道稳定性的主要因素223 “三软”煤层巷道支护参数研究224事例：孔庄煤矿“三软”煤层巷道锚杆支护224.1 巷道断面224.2 支护结构224.3 锚杆支护设计参数225 软岩巷道变形的预防控制措施22参考文献22致 谢22一般部分第 13 页 共 139 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通（1） 井田位置与范围清水营四矿井田位于宁夏回族自治区中东部地区，西北距银川市约55km，西距灵武市约36km，行政区划属灵武市宁东(磁窑堡)镇管辖。井田范围：井田境界为北以Q44钻孔水平向北950m为界；南至公路向南300m；西以风氧化带为界；东至Q15钻孔水平向东1550m。南北长约10.4Km，东西宽约6.07km，井田水平面积约63.13km2。（2） 井田交通清水营四矿8.0Mt/a新井设计经过多年建设，本区已形成较为完善的公路网。银(川)古(窑子)王(家圈)高速公路及国道307线沿本井田南部东西向穿过，向西经灵武市、吴忠市及青铜峡镇可接国道109线和包兰铁路，向东经盐池县、定边县可达榆林、延安、太原等地。包(头)兰(州)国铁干线于矿区西部约85km处南北向通过，接轨于大坝车站的灵武铁路专用线，已于1995年10月建成通车，目前已延伸至灵武矿区古窑子车站，并通往各大矿区，线路全长70km，拟建的太中银铁路从井田南部通过。另外，井田距离银川河东机场约48km，可通过银(川)古(窑子)王(圈梁)高速公路直达机场，井田交通位置见图1-1。1.1.2 地形、地貌井田内地形为低山丘陵，西高东低，南高北低，间有植被。井田内最大高程点位于南端的杨家庄(1404号钻孔附近)，海拔高度为1240m，最低高程点位于井田北端唐家湾，海拔高度为1130m，相对高差约110m。1.1.3 河流与水体区内无常年地表迳流，仅在井田北端长城南侧的边沟有水流，源头在清水营一带。上游平时无水，仅中、下游有细小水流，自东而西经横城勘探区北端在临河汇入黄河，迳流量一般为2.8540.5L/s，矿化度低，可供饮用。1.1.4 气候特征本区属半干旱半沙漠大陆性气候。据灵武市气象资料，年最高气温41.40(1953年)，最低-28(1954年)，气候干热，昼夜温差大。降雨多集中在7、8、9月份，年降雨量最大为299.1mm，最大年蒸发量达2771mm，蒸发量为降雨量的十倍左右。无霜期短，约在5月中旬至9月底。风季多集中在春秋两季，最大风力达8级，一般为45级，多为北及西北风，春季时有沙尘暴天气出现。冰冻期自每年10月下旬至翌年3月下旬，最大冻土深度为1.09m(1968年2月)，一般为0.51.0m。1.1.5 地震本区居鄂尔多斯盆地西缘断褶带中部，属吴忠地震活动带。地震震中多分布在黄河沿岸，10101991年间发生大地震11次，震级4.95.5级之间，近期弱震时有发生。地震活动在空间上以吴忠、灵武两地相互转移，呈一密集的地震分布。近期与历史上的地震活动位置比较接近，反映了构造活动至今仍在持续进行。根据宁夏地震烈度区划图，勘查区地震烈度为度，地震动峰值加速度在0.15g。1.2 井田地质特征1.2.1地层及地质构造（1） 区域地层及构造 区域地层根据全国地层多重划分对比研究宁夏回族自治区岩石地层(1996年)岩石地层的划分成果，鸳鸯湖矿区属晋冀鲁豫地层区(V4)、华北西缘地层分区(V41)、桌子山-青龙山地层小区(V41-2)。根据区域地质资料，桌子山-青龙山地层小区(V41-2)为中生代拗陷区，以中生代地层最为发育。古生代地层被广泛发育的中、新生代地层所掩盖，埋藏较深。仅在矿区西北部的横城和西南部的韦州煤田有零星出露，缺失三叠侏罗系沉积，新生界普遍发育。 区域构造宁夏以青铜峡固原断裂为界将境内划分两个一级大地构造单元，其东北侧为华北地台，西南侧属秦祁褶皱带。根据宁夏回族自治区煤炭资源预测与评价报告(1994年第三次煤田预测)构造划分成果，鸳鸯湖矿区属华北地台(A)、南北向逆冲构造带(A2)、桌子山-横山堡逆冲带(A23)。本区东临鄂尔多斯台拗，西接六盘山弧形构造带，呈一南北向之狭长地带，其南北方向均延至区外。（2） 矿区地层及构造 矿区地层鸳鸯湖矿区第四系广泛发育，基岩零星出露，根据钻孔揭露资料，矿区内地层由老到新依次有：三叠系(T)、侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、侏罗系上统安定组(J3a)、白垩系下统宜君组(K1y)、洛河组(K11h)、古近系上统清水营组(E3q)和第四系(Q)。 矿区构造矿区主体构造为鸳鸯湖背斜，走向近南北，向南倾伏。在矿区南北两端分别伴生有次一级褶曲。1.2.2 井田地质井田内大部分地区被第四系(Q)所覆盖，仅在井田西南部有零星基岩出露。根据钻孔揭露及地质填图资料，井田内地层由老至新依次有：三叠系上统上田组(T3s)、侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、侏罗系上统安定组(J3a)、白垩系下统宜君组(K1y)、古近系上统清水营组(E3q)和第四系(Q)。简述如下： 三叠系上统上田组(T3s)在井田西南部井田边界以外有零星出露。钻孔揭露最大厚度为119.45m，据邻区以往资料其最大沉积厚度为756m。上田组(T3s)地层由一套河湖相杂色碎屑岩沉积组成，为侏罗系延安组(J2y)含煤沉积的基底。岩性主要为黄绿、灰绿色厚层状砂岩，夹灰、深灰色粉砂岩、泥岩及薄层含铝土质泥岩。 侏罗系中统延安组(J2y)在井田内没有出露，为一套内陆湖泊三角洲沉积，是井田内主要含煤地层。钻孔揭露厚度245.01304.86m，平均276.50m，地层厚度整体由西向东有逐渐变薄趋势，最厚点位于Q405号钻孔附近。岩性由灰、灰白色长石石英砂岩，深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩、煤和少量含铝质泥岩组成。含煤30余层，富含植物化石。底部以一套浅白或黄色带红斑的粗粒砂岩或含砾粗粒砂岩，与下伏三叠系上田组(T3s)呈假整合接触。 侏罗系中统直罗组(J2z)在井田南部赵家豁场附近有零星出露，为一套干旱及半干旱气候条件下的河流湖泊相沉积。钻孔揭露厚度378.40526.09m，平均429.12m，地层厚度由西向东有增厚的趋势。岩性主要为灰绿、蓝灰、灰褐色夹紫斑的中、细粒砂岩和粉砂岩，夹少量的粗粒砂岩和泥岩，砂岩的成熟度较低，分选性差，孔隙式胶结为主。底部为一厚层灰白、黄褐或红色含砾粗石英长石砂岩，俗称“七里镇”砂岩，砂岩底部含石英小砾石。与下伏延安组含煤地层呈冲刷整合接触。 侏罗系上统安定组(J3a)在井田内没有出露，主要赋存于井田的中东部地区。为一套干燥气候条件下河流、湖泊相红色沉积，俗称“红层”。钻孔揭露最大残留厚度438.98m。岩性以灰褐、紫红、紫褐色粉砂岩和泥岩为主，夹灰白、灰绿色中细粒砂岩，砂岩中常具板状及槽状层理。底部普遍有一层褐红色砂岩与下伏直罗组地层呈整合接触。 白垩系下统宜君组(K1y)在井田冲沟中，大面积出露。是一套近陆源区的冲、洪、坡积粗碎屑岩沉积。钻孔揭露厚度9.92230m，平均114.51m，总体为南薄北厚。岩性为一套灰、浅红及灰白色砾岩夹薄层砂岩。砾岩成份以石英岩、花岗岩及花岗片麻岩为主，砾径0.10.2m，最大可达1m，多为扁圆状，分选差，砂质及硅质胶结，较坚硬，呈不整合于下伏安定组之上。 古近系上统清水营组(E3q)仅在井田东部及北部有零星分布。钻孔揭露厚度在7.4097.42m，岩性由紫红色亚粘土及红土组成，不整合于下伏老地层之上。 第四系(Q)井田内广泛发育，底部为白垩系砾岩风化残留卵砾石和钙化结核；中部为冲淤积的黄沙土；顶部为现代风积沙丘及沙土层。钻孔揭露厚度1.3025.63m，平均6.55m，不整合于各系地层之上。1.3 煤层特征1.3.1 煤系地层井田含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y)，根据沉积旋回、标志层及煤层等，将延安组划分为五段，每段含12个沉积旋回。该组含煤地层，总体上是第一段、第三段、第五段粒度较粗，其它二个岩段粒度相对较细。自下而上分述如下： 延安组第一段(J2y1)段厚25.3468.43m，平均43.92m，厚度呈现为井田南北两端较厚、中部较薄，沿勘探线向东有增厚趋势。岩性特征：下部以灰白色砂岩为主(宝塔山砂岩)，夹粉砂、泥岩，具大型槽状、板状交错层理；上部为细粒砂岩、粉砂岩、泥岩，具小型交错层理、波状及水平层理。沉积环境：主要为河流体系的冲积平原相(旋回1)，向上渐变为堤泛沉积，整体呈现下粗上细的沉积特点。煤层的发育程度主要受古河道的控制。 延安组第二段(J2y2)在井田中北部较厚，向南、北方向逐渐变薄。岩性特征：以灰灰白色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹薄层泥岩和煤层。以小型交错层理、沙纹层理、水平层理最为发育。除含丰富的植物化石及化石碎片外，动物化石及动物活动遗迹化石也高于第一段。沉积环境：由浅湖三角洲体系的三角洲前缘相(旋回2)和三角洲平原相(旋回3)组成。该段含煤层数多，多数较薄，其稳定性总体向上变好，煤层位于每个层序的顶部。 延安组第三段(J2y3)厚度在井田南北两端较厚、中部较薄，由西向东逐渐变厚。岩性特征：下部以灰灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，砂岩一般多位于旋回的中下部，具水平层理；上部以灰灰白色粉砂岩、细粒砂岩夹煤层为主。沉积环境：由二个典型的向上变粗的三角洲平原相组成(旋回4、旋回5)。该段沉积稳定，聚煤作用强，在每个旋回的顶部发育有厚煤层。 延安组第四段(J2y4)在井田南部较厚，向北逐渐变薄。岩性特征：旋回6下部岩性为灰白色中粗粒砂岩，底部常含砾石，向上岩性为灰黑色粉砂岩、泥岩与灰色细粒砂岩互层，夹薄层炭质泥岩及煤层，具大型板状、槽状交错层理；旋回7下部岩性为灰、灰白色细中粒砂岩，横向上常过渡为粉砂岩、泥岩。上部岩性以灰、灰黑色泥岩为主，夹12层分布较广局部可采煤层。具小型交错层理、沙纹层理、水平层理。沉积环境：由两个三角洲平原相组成(旋回6、旋回7)。煤层多位于各旋回的上部和顶部，砂岩多集中各旋回的中下部。 延安组第五段(J2y5)在井田的中部较厚，向东南方向逐渐变薄。岩性特征：旋回8全区发育。下部以灰白色砂岩为主，上部以灰、灰黑色泥岩、粉砂岩为主，顶部普遍发育有一层厚煤层，具大型板状、槽状交错层理；旋回9在区内大部分地段不发育。下部为灰、灰白色中细粒砂岩，上部为灰、灰黑色粉砂岩、泥岩，顶部常受到直罗组底部砂岩(七里镇砂岩)的冲刷，具小型交错层理，波状层理、沙纹层理、水平层理。沉积环境：由三角洲平原相(旋回8)和河流体系的冲积平原(旋回9)组成，均具正粒序特征，本段含二、三煤层。综上所述：延安组聚煤作用是在三叠系起伏不平的基底上发展起来的。其含煤地层的沉积环境是以河流作用为主的湖泊三角洲面貌，在井田内发育大型鸟足状河流入湖三角洲。延安组的形成经历了冲积平原、浅湖三角洲又复向冲积平原过渡的充填演化过程。每一充填阶段均具有明显的周期性变化，这种充填形式决定了井田内中侏罗世的聚煤特点，表现为聚煤作用主要发生于废弃的三角洲平原之上，并形成井田内各主要煤层。1.3.2断层a. F1正断层该断层位于井田北部，其延展长度约3200m。自西向东走向由N50E，渐变为N70EN42E、倾向SE，倾角约6772，落差3080m，落差由上到下变大。b. F2正断层该断层位于井田东部，其延展长度约970m，走向为N45W、倾向NE，倾角约7075，落差023m，属可靠断层。表1-1 井田断层情况一览表采用编号地震编号断层位置性 质断 层 产 状断层落差（m）延展长度（m）可靠程度控 制 情 况走 向倾 向倾 角(度)F1DF10井田北部正N50ESE677230803200可靠地震解释F2f1井田东部逆N25WWS461525970可靠地震解释1.3.3煤层特征 (1) 二煤是本井田最主要的可采煤层，位于含煤地层最上部，全区发育，分布面积63.13km2，煤层稳定，全部可采。上距直罗组与延安组分界线016.40m，平均2.13m，大部分地段与J2z/J2y分界线直接接触。井田内见煤点45个，其中：煤层可采厚度7.2510.31m，平均9m，属特厚煤层。厚度变化总体呈现为：自西向东、自北向南逐渐变薄，层位较为稳定，结构简单。顶板岩性为直罗组底部含砾粗粒砂岩、粉砂岩。井田内大部分地区直罗组底部砂岩与煤层直接接触，在13勘探线以南地区顶板岩性多为粉砂岩；底板岩性以粉砂岩为主。综上所述：二煤为厚煤层，厚度有一定的变化且规律明显，结构简单，煤类以长焰煤为主，不粘煤次之，全区可采，属稳定煤层。(2) 三煤上距二煤平均100m，与二煤的层间距较为稳定。层位较为稳定，基本全区可采，不可采点多为砂体冲刷，可采面积63.07km2。井田内见煤点45个，其中：不可采煤层点占6%、薄煤层点占18%、中厚煤层点占76%。煤层厚度5.247.06m，平均6.15m，可采厚度5.246.91m，平均6m，属厚煤层。井田中部较厚，向南、向北逐渐变薄。含夹矸01层，厚度为0.040.26m。夹矸岩性以粉砂岩、炭质泥岩为主，少量泥岩，多位于煤层的上部，层位较为稳定，结构简单。顶板岩性以粗粒砂岩、细粒砂岩为主，粉砂岩次之；底板岩性多为粉砂岩及泥岩。综上所述：三煤为厚煤层，厚度变化小，结构简单，煤类以长焰煤为主，不粘煤次之，基本全区可采，但在井田中部出现不可采范围，属较稳定煤层。1.3.4瓦斯整个勘探过程中全井田共采集了43个瓦斯样品，其中：普、详查阶段采取了31个、本次勘探采取了12个。根据瓦斯样品测试结果，井田内各煤层瓦斯含量很低，总量最大不超过1.74ml/g可燃质。仅三煤层有两个钻孔甲烷（CH4）含量为0.0171ml/g可燃质和0.03ml/g可燃质，其它均为零；二氧化碳（CO2）含量在0.031.74ml/g可燃质之间，平均为0.24ml/g可燃质。自然瓦斯成分以氮气为主，一般大于80%，其次为二氧化碳，在0.1538.10%之间，绝大部分煤层的甲烷成分为零。经收集井田周边的三个煤矿近三年来测定的瓦斯涌出量可知：甲烷（CH4）相对涌出量最大1.669m3/t，最小0.332m3/t；二氧化碳（CO2）相对涌出量最大3.428m3/t，最小0.59m3/t；相对瓦斯总涌出量最大4.53m3/t，最小0.984m3/t；各矿井瓦斯总涌出量均小于10m3/t日，属低瓦斯矿井。1.3.5煤尘井田内共采取煤尘爆炸性测试样82个，试验结果表明：煤层的火焰长度大部分大于400mm，岩粉用量在4595%之间，均属有爆炸性危险的煤层。根据煤的工业分析资料，煤中的挥发分(Vdaf)含量一般在37%左右，固定碳(FCd)含量一般在53%左右。经计算，本井田煤层的煤尘爆炸指数在40%左右（10%），因此，井田内各煤层的煤尘均有爆炸性危险。1.3.6煤的自燃性勘探阶段在井田内共采取煤的自燃倾向性样品共计108个，井田内的煤以长焰煤为主、不粘煤次之，变质程度低、挥发分高，特别是惰质组分高达60%左右，易吸氧氧化，着火点降低引起煤的自燃。经测试，井田内的煤层均属易自燃煤。1.3.7地温根据全井田63个测温孔资料统计，孔底温度达31以上的钻孔32个，占总测温孔的51%，其中：孔底温度达37以上的钻孔12个，占测温孔数的19%。因此，本井田有一、二级热害区存在，属地温异常区。从本区地温梯度变化规律和热害区的分布范围分析，地温场明显受构造的控制。区内构造形态以断层为主，地热沿层面传导较好，煤层露头和地层浅部为地热散失创造了条件，故浅部的地温梯度较小；一、二级热害区度主要分布在井田的深部。1.3.8物理性质和宏观煤岩特征（1） 物理性质：井田内各煤层的物理性质变化不大，均为黑色，沥青、丝绢光泽，平坦状、阶梯状、参差状断口，内生裂隙较发育。结构以条带状为主，构造多为层状。（2） 宏观煤炭类型：各煤层宏观煤岩成分以暗煤为主，夹镜煤条带，丝炭多沿层面呈长条带状或透镜体分布。宏观煤岩类型以半暗煤为主，部分半亮煤、暗淡煤。表1-2 煤层瓦斯含量测试结果综合表煤层样 品数 量（个）数值瓦斯含量（ml/g可燃质）自然瓦斯成分（%）瓦斯分带CH4CO2CH4CO2N2二5最大0.000.580.008.9999.85氮气带最小0.000.030.000.1591.01平均0.000.250.004.2595.75三3最大0.000.480.006.7996.85氮气带最小0.000.140.003.1593.21平均0.000.270.004.5495.461.4 本章小结本章首先叙述矿区的地理位置、交通情况、地形地貌特征、地质灾害、工农业发展情况，并且要简要说明矿区气候条件，包括年平均气温、最高温度、最低温度、结冻期、冻土深度、降雨量、风向、风速等；同时具体交代了矿区地面河流、湖泊、沟渠的分布、洪水位记录、居民用水水源、水质情况等。其次叙述了本区井田地质特征，主要包括井田地质特征、井田范围内地质构造、矿区水文地质情况。这些井田的基本地质情况，是本矿设计的最基础资料，也是整个矿井规划总的基础。最后叙述了矿区煤系地层情况、煤层的埋藏条件，包括煤层走向、倾向和倾角变化，煤层露头深度及分化带深度；煤层层数、煤的最大、最小和平均厚度，煤层的最大、最小和平均间距，煤层的稳定性、煤层特点、煤层编号和用途，煤层结构，全矿井以及各煤层瓦斯涌出量，煤尘爆炸危险性及爆炸指数，煤的自燃。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田境界划分的原则在煤田划分为井田（划归一个矿井开采的那部分煤田）时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1）井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2）保证井田有合理尺寸和足够的储量；3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）、煤层露头等；4） 统筹兼顾，照顾全局（合理规划矿井开采范围，处理好与相邻矿井间的关系）；5）为浅部矿井的发展留有余地；6）以直折线作为井田边界，尽量避免曲线，以利于矿井设计和生产管理。2.1.2 井田境界划分的方法1）按地质构造划分2）按煤层赋存形态划分3）按煤质、煤种分布划分4）按地形地物界限划分5）人为划分井田2.1.3 井田境界的划分本矿井主要根据井田划分的直折线原则，充分利用自然条件，人为划分井田的边界。具体为， 井田东部：以Q15钻孔水平向东1550m作为井田边界，边界处留50m的煤柱作为边界保护煤柱；南部：以公路向南300m为井田边界，同样预留50m的边界保护煤柱；西部：以风氧化带为界作为自然的井田边界，由于F1正断层和F2正断层落差分别为3080m和023m,因此都留设宽度为30m的保护煤柱。北部：以Q44钻孔水平向北950m为井田边界，同样预留50m左右的边界保护煤柱。上述界限范围内的煤田为本矿设计井田境界，以此境界内的煤层计算矿井设计储量，其中各个部分所留设的保护煤柱煤量均记为损失煤量。矿井西部以风氧化带为界，深部至+300m煤层底板等高线。井田呈近似矩形，平均走向长度为10.4km，平均倾向长度为6.07km，井田水平面积为63.13km2。2.2 井田工业储量2.2.1 储量计算基础井田范围内全区可采煤层为2煤和3煤，2煤为首采煤层，3煤为局部可采。1）计算数据的依据及方法：计算数据的求取（1）投影面积：以1：10000煤层底板等高线图为基础，划分储量计算块段，块段形状规则的以几何图形求面积的方法计算，不规则的，初略计算。（2）煤层厚度及倾角：计算块段储量使用的煤厚及倾角是按钻孔控制该块段的工程揭露的各见煤点的煤厚及倾角平均值。（3）容重：计算块段储量使用的容重为1.4。4）设计回采率： 厚煤层采区采出率不小于0.75，中厚煤层采区采出率不小于0.80，薄煤层采区采出率不小于0.85。2） 储量计算公式：（1）工业储量： 其中： 矿井工业储量； 煤层面积； 煤的容重。（2）可采储量：其中： 矿井可采储量； 永久保护煤柱损失量； 采区采出率。2.2.2 井田地质勘探 井田地质勘探类型为精查，属详细勘探。井田范围内钻孔分布：井田内钻孔分布较均匀。2号煤层最小可采厚度为7.25m，最大可采厚度为10.31 m,平均9 m, 容重为1.4，3号煤平均煤厚6m，容重为1.45。2.2.3 工业储量计算矿井主采煤层为2号煤层。由于煤层倾角较小，赋存稳定，故可按算术平均法计算工业储量。式中：i号煤层工业储量 i号煤层第j块段面积i号煤层厚度 ri号煤层体积质量则(2煤) = 63.25 + 37.93 + 76.10 + 113.65 + 50.65 + 76.30 + 38.05 + 38.43 + 98.66 + 44.23 + 51.28 + 63.38 + 88.45 = 840.42 Mt(3煤) Mt其中：为3煤煤层平均倾角所以矿井总工业储量：= 840.42 + 552.28 = 1392.70 Mt2.3 矿井设计储量和可采储量2.3.1 安全煤柱留设原则1）工业场地，井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱。2）各类保护煤柱按垂直面法或垂线法确定，用岩层移动角定工业场地，村庄煤柱。岩层移动角为70；表土层移动角为45。3）断层保护煤柱留30m，井田边界保护煤柱留50m，公路保护煤柱留100m。表2-1 工业场地占地面积指标井型/Mta指标/ha(0.1 Mta)2.4 及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.82.3.2 矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱：井田边界保护煤柱留设50 m宽，则井田边界煤柱损失量按下式计算：式中 A井田边界保护煤柱损失量 L井田边界长度 H煤层厚度 r煤层的体积质量所以(2煤) A=502370391.4 =14.93 Mt2)断层保护煤柱：断层煤柱根据设计要求可知要留设30 m宽。井田内有两个大断层，且落差大，在3煤中目前可知有若干断层。 式中 P断层保护煤柱损失量 L断层累计长度 H煤层厚度 r煤层的体积质量 所以(2煤) P=3021389091.4 =10.50 Mt3）工业场地保护煤柱：工业场地围护带宽度20 m，工业场地面积由表2.3.1确定，取24公顷。工业广场保护煤柱计算如图2.3.2所示：表土层厚度30m，表土层移动角为45，煤层倾角为7，上山移动角为70，下山移动角为60，走向移动角为65，2煤层厚度平均9m，3煤层厚度平均6m。矿井工业广场占地面积24公顷，24公顷=400600。故： 4)主要井巷保护煤柱：大巷中心距离为3060 m，大巷两侧的保护煤柱宽度各为50 m。5)公路保护煤柱：公路保护煤柱留设100 m宽，则公路煤柱损失量按下式计算：式中 D公路保护煤柱损失量 L公路长度 m煤层厚度 r煤层的体积质量所以(2煤) D=1002690091.417.39Mt图2-1 工业广场保护煤柱示意图各种保护煤柱损失量见表2-2表2-2 保护煤柱损失量煤柱类型储量/Mt井田边界保护煤柱14.93断层保护煤柱10.50工业广场保护煤柱18.69公路保护煤柱17.39合计61.512.3.3 矿井设计储量其中：断层煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量之和 P+A+D则（2煤）：840.42（10.50+14.93+17.39）=797.60Mt对于3煤，其按矿井工业储量的5%估算，则：552.28552.285%=524.67Mt所以矿井总设计储量：=797.60+524.67=1322.27Mt2.3.4 矿井可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量。按下式计算：式中 Z矿井可采储量，Mt 保护工业广场和主要井巷留设的永久保护煤柱损失量。Mt C 采区采出率。厚煤层不小于0.75，中厚煤层不小于0.80，薄煤层不小于0.85。而 其中：B 为工业广场保护煤柱； C为主要井巷保护煤柱。（2煤）：主要井巷保护煤柱C按矿井设计储量的1%估算 Z=797.60（18.69+797.601%）0.75 =578.20Mt（3煤）：其中按矿井设计储量的3%估算 =（5