采矿工程毕业设计（论文）-姚桥煤矿5.0Mta新井设计【全套图纸】.doc

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）全套图纸，加153893706题目： 姚桥煤矿5.0Mt/a新井设计 深部矿井巷道稳定与支护技术研究 姓名： 学号： 班级： 采矿工程2008-6班 二 一 二 年 六 月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 姚桥煤矿5.0 Mt/a新井设计 专 题： 深部矿井巷道稳定与支护技术研究 指导教师： 职 称： 讲 师 2012年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程2008级 学生姓名 任务下达日期：2012年1月8日毕业设计日期：2012年3月12日 至 2012年6月8日毕业设计题目： 姚桥煤矿3.0 Mt/a新井设计毕业设计专题题目： 煤层瓦斯抽放技术毕业设计主要内容和要求：以实习矿井姚桥煤矿条件为基础，完成姚桥煤矿3.0Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于高瓦斯煤层抽放技术的专题论文。翻译一篇3000字以上的专业英语论文，题目为“Analysis and control on anomaly water inrush in roof of fully-mechanized mining field”。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般设计部分、专题设计部分和翻译部分。一般部分为姚桥矿5.0 Mt/a的新井设计。姚桥煤矿位于江苏省沛县和山东省微山县境内，昭阳湖西畔，距江苏省徐州市西北大约82km，距沛县县城约17km，距微山县县城约10km。区内铁路交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨，支线直达姚桥煤矿。井田走向（东西）长平均约10 km，倾向（南北）长平均约3.5km，井田水平面积为36 km2。主采煤层一层，即7号煤层，平均倾角10，厚约9.45 m。井田工业储量为517.46Mt，可采储量393.51 Mt，矿井服务年限为60.54 a。井田地质条件简单。表土层平均厚度163 m；矿井正常涌水量为325 m3/h，最大涌水量为465 m3/h；矿井瓦斯含量很低，属低瓦斯矿井；煤尘具有爆炸危险性。井田开拓方式为立井两水平上下山立井石门延深开拓。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用绞车加矿车加单轨吊运输运料。矿井通风方式前期采用中央分列式通风，后期采用两翼对角式通风。矿井年工作日为330d，工作制度为“三八”制。一般部分共包括10章：1、矿区概述及井田地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井工作制度及设计生产能力；4、井田开拓；5、准备方式-采区巷道布置；6、采煤方法；7、井下运输；8、矿井提升；9、矿井通风与安全技术；10、矿井基本技术经济指标。专题部分题目是深部矿井巷道稳定与支护技术研究。翻译部分是一篇关于在掘进工程中煤与瓦斯突出防治技术的研究与应用，英文原文题目为：Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal关键词：姚桥煤矿；立井；两水平；上下山开采；采区布置；放顶煤；中央分列式ABSTRACTThis design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 5.0 Mt/a new underground mine design of yaoqiao coal mine. YaoQiao coal mine is located in peixian ,jiangsu and WeiShanXian shandong province county territory, west bank zhaoyang lake, is apart from the jiangsu xuzhou northwest about 82 km, is apart from the county of about 17 km peixian county, about 10 km away from WeiShanXian county. The railway traffic is convenient, xu (state) pei (the chariot) railway private sidings, sand pond and longhai railway line in international standards, regional direct YaoQiao coal mine. Its about 10 km on the strike and 3.5 km on the dip,with the 36 km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 7 with an average thickness of 9.45 m and an average dip of 10. The proved reserves of this coal mine are 517.46 Mt and the minable reserves are 393.51 Mt, with a mine life of 60.54 a.The geological condition of the mine is relatively simple. The normal mine inflow is 325 m3/h and the maximum mine inflow is 465 m3/h. The mineral well gas gushes is lower, It is a low gas mineral well and its a coal seam liable to explosion.The mine is two levels in an main shaft which well location is stonegate to expand. The central laneway use wheel mounted belt conveyor to transit coal, mining trucks are used for winch , tramcar and monorail hoist transportation in the roadway. The mine ventilation way by the central FenLieShi, later the two wings diagonal type.The working system “three-eight” is used in the chensilou mine. It produced 330 d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.The topic of special subject parts is the research of support technology for deep mine laneway .The translated academic paper is about Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal.Keywords：YaoQiao mine; shaft; Two level; up-dip and down-dip minging; Block layout; sublevel caving hydraulic support; the center of march-past.中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第 V 页目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征31.1矿区概述31.1.1地理位置与交通情况31.1.2矿区气候条件31.1.3矿区水文情况31.1.4地震31.2井田地质特征31.2.1井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系31.2.2井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况31.3煤层特征32 井田境界和储量32.1井田境界32.2矿井工业储量32.2.1构造类型32.2.2矿井地质储量32.2.3矿井工业储量32.3矿井可采储量32.3.1矿井可采储量32.3.2工业广场煤柱留设33 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限33.1矿井工作制度33.2矿井设计能力及服务年限33.2.1确定依据33.2.2矿井设计能力及生产年限33.2.3井型校核34 井田开拓34.1井田开拓的基本问题34.1.1井筒形式的确定34.1.2井筒位置的确定34.1.3工业广场位置选择34.1.4开采水平的确定及采（带）区的划分34.1.5方案比较34.2矿井基本巷道34.2.1井筒34.2.2开拓巷道34.2.3井底车场及硐室35 准备方式采区巷道布置35.1煤层的地质特征35.1.1采区煤层特征35.1.2 地质构造35.1.3水文地质35.1.4 地表情况35.2 采区巷道布置及生产系统35.2.1 采区位置及范围35.2.2 采煤方法及工作面长度的确定35.2.3 煤柱尺寸的确定35.2.4 采区上山布置35.2.5 确定采区各种巷道尺寸、支护方式及通风方式35.2.6 采区巷道的联络方式35.2.7工作面接替顺序35.2.8 采区生产系统35.2.9 采区内各种巷道的掘进方法35.2.10 采区生产能力35.3 采区车场选型设计35.3.1 确定采区车场形式35.3.2 采区主要硐室布置36 采煤方法36.1采煤工艺方式36.1.1采煤方法的选择36.1.2回采工作面长度的确定36.1.3工作面的推进方向和推进度36.1.4回采工作面斜巷参数36.1.5回采工作面落煤方式36.1.6采煤机进刀方式36.1.7装运煤36.1.8移架方式和移架顺序36.1.9推拉运输机方式36.1.10放煤方式36.1.11工艺流程36.2主要设备技术参数36.2.1液压支架36.2.2采煤机36.2.3工作面主运输设备36.2.4泵站36.2.5移动变电站36.3顶板管理36.3.1支护设计36.3.2工作面顶板管理36.3.3工作面上、下端头支架的操作及维护要求36.4劳动组织和工作面成本36.4.1劳动组织36.4.2工作面成本36.5回采巷道布置36.5.1回采巷道布置方式36.5.2回采巷道参数37 井下运输37.1 概述37.1.1 井下运输的原始条件和数据37.1.2 矿井运输系统37.2 采区运输设备的选择37.2.1 矿井运输设备选型应遵循以下原则37.2.2 工作面及顺槽运输设备选型37.2.3 上山运输设备选型37.3 大巷运输设备选择37.3.1 确定大巷的运输方式37.3.2 确定大巷运输设备37.3.3运输设备能力验算38 矿井提升38.1矿井提升概述38.2主副井提升38.2.1主井提升38.2.2副井提升38.2.3井上下人员运送39 矿井通风及安全技术39.1矿井概况39.1.1矿井地质概况39.1.2开拓方式39.1.3开采方法39.1.4变电所、充电硐室、火药库39.1.5工作制、人数39.2矿井通风系统的确定39.2.1矿井通风系统的基本要求39.2.2矿井通风方式的选择39.2.3矿井通风方法的选择39.2.4采区通风系统的要求39.2.5 工作面通风方式的选择39.2.6 回采工作面进回风道的布置39.2.7 通风构筑物39.3矿井风量计算39.3.1工作面所需风量的计算39.3.2备用工作面需风量计算39.3.3掘进工作面需风量计算39.3.4硐室需要风量的计算39.3.5其他巷道所需风量计算39.3.6矿井总风量计算39.3.7风量分配39.4全矿通风阻力的计算39.4.1计算原则39.4.2矿井最大阻力路线39.4.3矿井通风阻力计算39.4.4矿井通风总阻力39.4.5两个时期的矿井总风阻和总等积孔39.5矿井通风设备选型39.5.1主要通风机选型39.5.2电动机选型39.5.3 矿井主要通风设备的要求39.5.4对反风、风峒的要求39.6安全灾害的预防措施39.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施39.6.2预防井下火灾的措施39.6.3防水措施310 设计矿井基本技术经济指标3参考文献3专题部分深部矿井巷道稳定与支护技术研究3摘要31问题的提出32 深井巷道的矿压规律与特点32.1深井巷道概念32.2 深井矿压规律32.2.1地应力概念32.2.2 主应力方向对巷道稳定的影响33开采深度与巷道围岩的变形关系33.1中国的研究33.2前苏联的研究33.3德国的研究34 影响巷道稳定的因素34.1 稳定性系数34.2 影响因素分析34.2.1 岩石力学性质34.2.2 围岩结构34.2.3 围岩物相34.2.4 地质构造应力34.2.5 地下水与地温34.2.6 巷道布置与开挖顺序34.2.7巷道断面尺寸和形状34.2.8支护材料与结构形式34.2.9支护参数34.2.10施工工艺与质量34.3 巷道围岩稳定性分类34.3.1按围岩松动圈的分类方法34.3.2按围岩变形量的分类方法35深部巷道围岩变形规律35.1深部巷道围岩具有软岩的力学特征35.2 深部巷道围岩的变形特征35. 3深部围岩巷道载荷特征36深井巷道支护技术36. 1深井巷道变形规律36. 2深井巷道支护36.2.1深井巷道支护原理36.2.2支护结构形式36.2.3 支护方法及对策37深井锚杆支护技术37.1 锚杆支护理论37.2深部巷道围岩锚杆支护作用分析37.3采用大直径、高强度、大延伸量锚杆37.4增大锚杆预紧力37.5提高锚杆锚固力37.6改善锚索性能37.7加固帮、角关键部位37.8完善锚杆支护监测系统38 深井软岩巷道支护39 深部巷道高温及岩爆问题39.1高温问题39.2岩爆问题310 结论3参考文献3翻译部分英文原文3中文译文3致 谢3 中国矿业大学2012届本科生毕业设计（论文） 第129页一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置与交通情况 姚桥煤矿座落在江苏省沛县和山东省微山县境内，昭阳湖西畔，距江苏省徐州市西北大约82km，距沛县县城约17km，距微山县县城约10km。区内铁路交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨，支线直达姚桥煤矿。姚桥矿井工广距沛屯集配站8km。沛屯集配站距各大城市距离见表1-1。表1-1 沛屯集配站距各大城市距离铁路沛屯集配站至 单位：km沙塘徐州连云港上海浦口北京兖州石臼所63.382.4305833422893243.4543.4区内公路交通也十分方便，徐州至济宁省级公路从矿井西侧穿过，东与京沪高速公路相连。京杭大运河从矿区东部通过，可供100吨级机船常年航行，水路交通也较为方便。矿井交通位置图见图1-1。1.1.2矿区气候条件姚桥煤矿所在地气候属北温带鲁淮区气候，具有长江流域和黄河流域过渡性特点。冬季多在大陆性冷高压控制下，天气寒冷干燥；春季冷暖气团交错，天气多变，干旱少雨夏季处于副热带高压边缘，高温多雨；秋季阳光充足，天高气爽，四季分明。年平均降雨量789.2mm，平均降水日81.8d，雨季开始67月，极端降水1178mm/a（1971年）和492.4mm/a（1981年），最大日降水量393mm/d（1971年）。1.1.3矿区水文情况姚桥井田地貌属黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖地区，矿井陆地部分地势平坦，略向东倾斜，陆地地面高程33.5437.47m，东部昭阳湖湖底高程为30.0033.00m，湖内常年积水。井田内较大的地表水体有：1、东部昭阳湖二级坝以北，井田所及部位长年积水，水位标高一般为33.0034.00m，最高水位36.90m，湖水面积602km2，湖容量为3817Mm3，最低水位32.02m，湖水面积87km2，湖容量18 Mm3，每年1月份湖面冰封，57月份湖水减少难以通航。京杭大运河位于湖陆交界处，本井田范围内与湖水贯通。杨屯河贯穿井田中部，水面宽4050m，全年可通航。沿河位于井田西端，大部分时间干枯。1.1.4地震姚桥煤矿位于大地构造体北断块区的南部，秦岭东西构造带东段，新华夏系第二隆起带的西侧，东距郯城庐江断裂带约150km，西距聊城断裂带约160km，附近有丰邳断裂、沛县断裂、微山断裂等次一级断裂构造。矿区具有发生五级左右地震的条件。较大地震条件不明显，造成破坏性影响的主要是来自邻区的大震。国家地震局1976年9月地震烈度区划资料本区属七度地震区。图1-1 矿区交通位置图1.2井田地质特征1.2.1井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系井田处于江苏省沛县杨屯镇与山东省微山县张楼乡境内，北以F19断层为界与上海大屯能源股份有限公司龙东煤矿接壤；南以F14断层为界与上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿相邻；西北以F19断层为界与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻，东为山东微山崔庄煤矿。姚桥井田的范围：以国土资源部2009年2月19日批准的采矿许可证中25个拐点坐标圈定的范围为准，井田面积走向长度10km，倾斜长度3.5 km，采矿登记面积为36km2，开采深度为-135m-1300m。由于本井田范围第四系冲积层较厚，无小煤矿及老窑。姚桥煤矿矿区范围拐点坐标见表1-2。表1-2 姚桥煤矿矿区范围拐点坐标 点号XY点号XY点号XY5386108539498000338635003949800013864850394980004386200039498000238645003949800003386525039498000043865100394960700638655003949192089386325039488000053865950394836009038640903949000088386281039486500G386313539486305I38626873948294518386210039482940H386297039485813K38622453948238519386116039484500203859500394852702238582303948710087385954039480500213858270394865902338587003948925086386017039481250853860670394932001.2.2井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况该井田第四系冲积层广泛分布，为全掩盖式煤田，最老地层为寒武系凤山组（3 f），最新地层为第四系（Q）。现将地层由老至新分述如下：1、寒武系凤山组（3 f）：最大厚度60.78m，岩性主要为浅灰灰色泥晶灰岩、鲕粒灰岩、夹少量竹叶状灰岩。与上覆地层整合接触。2、奥陶系（O）：奥陶系地层最大厚度为569.30m，灰色、厚中厚层状，以白云岩、白云质灰岩为主,多具水平层理。与上覆地层假整合接触。3、石炭系（C）(1)、本溪组（C2b）：两极厚度26.64m41.46m，平均厚度37.40m左右，中下部由泥岩、砂质泥岩组成，夹薄层灰岩；上部以浅灰灰白色石灰岩为主，夹薄层灰绿色泥岩。与上覆地层整合接触。(2)、太原组（C3t）：本组地层两极厚度为146.29m182.63m，平均厚度160m左右，为一套海陆交互相含煤沉积地层。本组有灰岩1415层，全井田稳定。可采煤层17号和21号位于本组中下部。与上覆地层整合接触。4、二迭系（P）(1)、山西组（P11sh）：该组地层为井田内主要含煤地层，两极厚度64.16m130.83m，平均厚度105m左右，砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成，富含植物化石，含煤4层，其中7、8号煤层位于本组地层中下部，为井田内主要可采煤层。与上覆地层整合接触。(2)、下石盒子组（P21xs）：该组地层两极厚度200.57m297.13m，平均厚度242m左右，岩性主要由砂质泥岩、泥岩及砂岩组成，底部是一层厚而稳定的中、粗砂岩，平均厚度10m左右，下距山西组7号煤层60m左右。与上覆地层整合接触。(3)、上石盒子组（P12ss）：该组地层最大残厚为211.95m，岩性以砂质泥岩、泥岩为主；底部发育一厚层状中、粗粒砂岩。与上覆地层不整合接触。5、下白垩上侏罗统（K1+J3）井田内该地层最大残厚为448.76m，为一套干燥气候条件为主的内陆盆地沉积。与上覆地层不整合接触。6、第四系（Q）井田内该地层两极厚度为80.60m226.80m，平均厚度163m左右，自东向西，由南至北，该地层有逐渐增厚的趋势，岩性主要由粘土、砂质粘土、混粒土及各种粒级的砂组成。井田内断裂构造较发育，落差2m的断层共有378条，其中落差5m的断层共有138条，5m20m有88条，落差20m有50 条，大多数为高角度正断层，逆断层较少只有6条。 姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为N15E左右，中部和东部为N3040E， 靠近北部袁堂断层附近为NE向。湖区次一级褶曲较发育，地层在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以7勘探线为界，西翼浅部地层倾角为1216，中部及湖区地层倾角为58。平均10。1.3煤层特征姚桥井田含煤层有太原组、山西组、下石盒子组，平均地层总厚503米，含煤20余层，煤层总厚12.73m，可采煤层有山西组7号煤，含煤系数3.1。7煤层两极厚度9.23m9.56m，平均厚度9.45m，煤厚变异系数24%， 7号煤层厚度大多在9.40m9.48m之间，煤层结构简单，局部含夹矸23层，厚度0.042.42m，夹矸层位一般位于7号煤层中下部，为全井田可采的稳定型厚煤层。8煤层位于山西组地层下部，煤层厚度00.95m，平均厚度0.8m，煤厚变异系数35%，煤层厚度变化无明显规律，煤层结构简单，多为一层，局部为两层，夹矸两极厚度为12.73m，为不可采的较稳定煤层。17煤层厚度00.65m，平均厚度0.14m，结构简单，夹矸一层，局部两层，厚度0.050.92m，岩性多为泥岩、炭质泥岩，为不可采的较稳定煤层。21煤层厚度00.66m，平均厚度0.36m，以中厚煤层为主，21号煤层结构简单，一般含夹矸一层，少数含矸两层，厚度0.200.30m，岩性以泥岩为主，为不可采的稳定煤层。姚桥井田可采煤层为7号煤层，煤性脆，易碎成粉末状，坚硬程度多为松软级。天然焦为黑色钢灰色，光泽暗淡，硬度大，变质程度高者不染手。 姚桥井田煤层属于中等偏低变质的烟煤，各层挥发份产率普遍较高， 7号煤的平均挥发份产率为38.88%，平均灰分为14.31%，。原煤中的硫分主要以有机硫和黄铁矿形式存在。原煤全硫含量为0.74%，为低硫煤。 7号煤层高位发热量为28.03 MJ/Kg，属特高热值煤。 煤的工业分类按照中国煤炭分类国家标准（GB 5751-86）进行分类确定。7号煤层为气煤（QM），可作为炼焦配煤和良好的动力用煤。姚桥井田南、北、西三面被大断层切割，为补给不畅的相对隔水边界，但在袁堂断层局部及井田东南、西南煤层露头区存在水源补给，为一相对独立的封闭半封闭的水文地质单元。井田内主要含水层自上而下有：第四系松散砂层含水层、下白垩上侏罗统砾岩含水层、下石盒子组底部分界砂岩含水层、7煤顶底板砂岩裂隙含水层、太原组灰岩含水层、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。第四系粘土层发育，其中3隔、4隔岩性主要为粘土，厚度平均为33.56m、13.79m,且分布稳定，隔水性强，有效地阻隔了大气降水、地表水、第四系中上部砂层水与第四系底部含水层水、基岩地下水的水力联系。井田内7煤层距L4灰距离较大，其间地层主要为砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩、薄层灰岩组成，可以作为良好的隔水层，一般对7煤开采没有威胁。受袁堂断层的影响，断层下盘奥灰强含水地层与上盘煤系地层对接，奥灰含水层在袁堂断层局部区段与煤层顶板砂岩裂隙含水层及L4灰含水层产生水力联系，对矿井充水。由上述可知，矿井不仅接受直接揭露的含水层水的补给，同时也接受与之有水力联系的其它含水层水的间接补给。矿井历年年平均涌水量为325m3/h,年平均最大涌水量为465m3/h，1993年以来年平均涌水量为355 m3/h。矿井月平均最大涌水量577m3/h。500m水平平均涌水量200m3/h，最大涌水量577m3/h；650m水平平均涌水量100m3/h，最大涌水量193m3/h。排水系统根据2003年矿井地质报告预计正常涌水量为508m3/h，最大涌水量为609m3/h。井田水文地质条件复杂程度，综合评定为中等类型。7号煤层的直接顶板为灰黑色、深灰色砂质泥岩或泥岩，局部为中、细砂岩，一般厚度为34m，其上多发育一层灰灰白色中细粒砂岩，煤层顶板稳定性较好，以中等稳定为主，局部为稳定型。底板一般为深灰色砂质泥岩、泥岩，厚度一般为38m，以中等稳定型为主。 姚桥矿矿井瓦斯成份以二氧化碳为主，甲烷含量很低。瓦斯相对涌出量远远小于10 m3/t，属低瓦斯矿井。姚桥煤矿各主要可采煤层的可燃基挥发分都较高，均有爆炸性危险，且太原组各主要可采煤层的可燃基挥发分的平均较大，因此煤尘爆炸性更大。姚桥矿投产至今，已发生多次煤层自燃现象，发火原因多是因为采空区封闭不好、漏风等引起煤层自燃，处理方法多采用封闭、注浆、注水等方法灭火。恒温带深度为30m，恒温带的温度为16。地温梯度平均约为2.35/百米，属于地温正常区。图1-2 终合柱状图2 井田境界和储量2.1井田境界井田处于江苏省沛县杨屯镇与山东省微山县张楼乡境内，北以F19断层为界与上海大屯能源股份有限公司龙东煤矿接壤；南以F14断层为界与上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿相邻；西北以F19断层为界与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻，东为山东微山崔庄煤矿。姚桥井田的范围：以国土资源部2009年2月19日批准的采矿许可证中25个拐点坐标圈定的范围为准，井田面积走向长度10km，倾斜长度3.5 km，采矿登记面积为36 km2，开采深度为-135m-1300m。姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为N15E左右，中部和东部为N3040E， 靠近北部袁堂断层附近为NE向。湖区次一级褶曲较发育，地层在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以7勘探线为界，西翼浅部地层倾角为12度19度，中部及湖区地层倾角为5度10度。平均倾角为10度。2.2矿井工业储量2.2.1构造类型井田内断裂构造较发育，落差2m的断层共有378条，其中落差5m的断层共有138条，5m20m有88条，落差20m有50 条，大多数为高角度正断层，逆断层较少只有6条。 姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为N15E左右，中部和东部为N3040E， 靠近北部袁堂断层附近为NE向。湖区次一级褶曲较发育，地层在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以7勘探线为界，西翼浅部地层倾角为1216，中部及湖区地层倾角为58。图2-1井田赋存状况示意图2.2.2矿井地质储量参与矿井储量计算的煤层是7号煤，工业指标主要是煤层最低可采厚度为0.7m、天然焦为0.8m，最高可采灰份不大于40%。井工业储量是指在井田范围内，经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。根据矿井地质报告，重新编制了井田内主要可采煤层7号的1：5000煤层的底板等高线及资源储量估算图，在估算中，方法选择正确，块段重新划分合理，参数选用准确，估算结果可靠。本次参加储量估算的煤层有7号。 地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。图2-2 块段划分图矿井地质储量计算选取参数：1、井田范围内的各可采煤层储量计算是在1：5000煤层底板等高线图上采用地质块段法进行。计算公式为：Q = SM/COS （2-1）式中： Q-煤层储量 t；S-平面积 m2；-煤层倾角 ；M-煤层真厚 m；-煤层容重 t/m32、煤层视密度的确定：煤层视密度的确定，以全井田煤样测试的视密度值及煤层平均灰分等参数来确定视密度，计算公式为：D=DB+0.007AC - ARC式中：D-煤层视密度 ，t/ m3；DB-已知煤层各视密度测试点的视密度值的算术平均值t/ m3；AC-煤层灰分平均值；ARC-煤层已知视密度点的灰分算术平均值；0.007-经验系数。由实际矿井情况确定7号煤层视密度为1.383、块段平面积：在1：5000煤层底板等高线图上由计算机依据划定好的块段范围自动计算。4、块段煤厚：利用块段内及邻近见煤点采用厚度的算术平均值。5、倾角：以块段内等高线的平均宽度求取2.2.3矿井工业储量根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量由式计算。表2-1 7号煤层地质储量计算煤层块段倾角/块段面积/km2煤厚/m容重/t/m3储量/万t煤层总储量/万t7号1105.609.501.387454.8652268.22286.649.421.388716.563127.519.431.389991.404194.339.411.385946.845109.309.491.3812367.35685.919.461.387791.21矿井工业储量可用下式计算： （2-2）式中：矿井工业资源/储量； 探明的资源量中经济的基础储量； 控制的资源量中经济的基础储量； 探明的资源量中边际经济的基础储量； 控制的资源量中经济的基础储量； 推断的资源量； 可信度系数，取0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井，取0.7，该式取0.9。得： 21952.65万t 10976.33万t 9408.28万t 4704.14万t 4704.14万t51745.54万t2.3矿井可采储量2.3.1矿井可采储量 矿井设计资源储量按下式计算： （2-3）式中矿井设计资源/储量断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失之和。按矿井工业储量的3%算。则：矿井设计可采储量下式计算： 式中矿井设计可采储量工业场地和主要井巷煤柱损失量之和，按矿井设计资源/储量的2%算；C采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。此处取0.8。则：2.3.2工业广场煤柱留设根据煤炭工业设计规范不同井型与其对应的工业广场面积见下表2-2，第5-22条规定：工业广场的面积为0.81.1公顷/10万吨。本矿井设计生产能力为500万吨/年，所以取工业广场的尺寸为700m750m的长方形。煤层的平均倾角为10，工业广场的中心处在井田走向的中央，倾向中央偏于煤层中上部其中心处埋藏深度为-500m，该处地面高程+35m，表土层厚度为80.60226.80m，平均163m。主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内，由于工业广场内有断层，地表建筑物在选址时要避开断层的影响带。工业广场按级保护标准留设维护带，宽度为15m。本矿井的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表2-3。表2-2 工业场地占地面积指标井型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8表2-3 岩层移动角煤层倾角煤层厚度/m冲击层厚度/m109.4516345757575由此根据上述以知条件，画出如图2-3所示的工业广场。保护煤柱的尺寸由CAD量的一个梯形的面积分别是：1645881.59m2 S7煤=1645881.59/cos10=1671271.97m2则：工业广场的煤柱量为：Z工=SMR式中： Z工工业广场煤柱量，万吨； S 工业广场压煤面积，； M 煤层厚度，7煤9.15m； R 煤的容重, 1.38t/m3。则： Z7煤=1671271.979.451.3810-4=2179.51万t图2-3 工业广场煤柱留设3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，三八制作业（两班半生产，半班检修），每日两班半出煤，净提升时间19h。3.2矿井设计能力及服务年限3.2.1确定依据煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、外部建设条件、回采对煤炭资源配置及市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素，经多方案比较确定。矿区建设规模可依据以下条件确定：（1）资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富、应加大矿区建设规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大。（2）开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市）、交通（铁路、公路、水运）、用户、供电、供水、建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规模。（3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤种、煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据。（4）投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。3.2.2矿井设计能力及生产年限姚桥矿井田储量丰富，煤层赋存稳定，顶底板条件好，断层褶曲少，倾角小，厚度变化不大，开采条件较简单，技术装备先进，经济效益好，煤质为优质动力煤，交通运输便利，市场需求量大，宜建大型矿井。井田的设计生产能力应与矿井的可采储量相适应，以保证矿井有足够的服务年限。参照大型矿井服务年限的下限（大于50a）要求，T取60a，储量备用系数取1.3，则矿井设计生产能力A为：A =Qk/( TK) （3-1）式中：T 矿井的服务年限，a； Qk-矿井的可采储量，万t； A 矿井的设计生产能力， 万t/a；