煤矿采区通风设计 课程设计论文.doc

第1章矿区及安全概况井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1交通位置矿井位于黑龙江省鸡西市恒山区距鸡西西南12.5km处，距恒山区东南约3.7km。距恒山火车站约2km，矿井有专用铁路线与国铁连接，鸡图公路在矿井北面通过交通十分便利，见下图。1.1.2地势地形矿区内地形平坦，总体上东高西低，南高北低的趋势，周围被低山丘陵所环绕。东南最高标200m，最低标高98m，矿区内绝大部地区都在+66+68m标高之内。七星河位于矿区的西缘，自西南流向东北，汇水面积1315平方公里，平均流量10.1m3/s。最大流量（洪水期）665.0 m3/s。最小流量0.007 m3/s，几乎干枯。每年的12月到翌年4月为结冻期，7、8、9三个月为洪水期，历年来最高洪水位线标高在100m。1.1.3 气象本区处中温带湿润区,属大陆性多风气候,区内由11月至翌年4月为冻结期，冻结深度为1.5-2.0m，最高气温在零上27至31，最低气温在-29至-34，全年平均气温在零上0.5，处于亚寒带属大陆性季风气候，年降水量在390mm到700mm，平均年降水量为545mm。风向多为西北和西南，风力34级。小恒山矿无地震史。1.1.4矿区经济概况、工业、农业的情况矿区内以农业为主要经济形式，主要农作物有小麦、大豆、玉米等。除煤矿以外，矿区内尚有机修厂、木材厂、砖瓦厂、粮食加工厂等可为农业生产服务的工厂。1.2 井田地质特征1.2.1地质构造：小恒山矿区属于盆地在侏罗纪沉积之前的多次构造运动中，本地区来自近于东西方向，井田西北部煤层倾角在1618，井田中部煤层倾角在1416，井田南部煤层倾角在1825，都为单斜构造，局部有断层。1.2.2地质构造本井田内以弧形断裂为主，并由此而派生两组褶曲构造。井田内地层走向近南北，倾角一般为1525，局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。（1）断裂构造井田内断层按走向可分为三组，共有断层20条，其中北西到南北向组有4条，北东向组11条，北西向组5条。断层多为压扭性断裂，导水性差。（2）褶皱井田内主要褶皱有F8牵引褶曲和F7派生褶曲两组。F8牵引褶曲位于F8断层两侧，由F8断层两盘相互扭动产生。断层北侧为背斜，南侧为西斜。F7派生褶曲位于F7断层东段的北侧，属F7派生构造，轴向北东60，向南西倾伏，延展甚短，与 F7断层斜交。1.2.3煤层及煤质：本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组，该含煤组地层总厚度为930m，含煤50余层，煤层平均总厚36.29m，其中大部分为不可采煤层。可采及局部可采的煤层自上而下分别为5、9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26、29-1b号共14个煤层。各煤层平均总厚15.39m，倾角一般为1525，只有F7断层附近煤层倾角达40左右。井田内各可采煤层，按其在纵向剖面的分布规律及组合特征，可分为上、中、下三个煤层群。其中中层群含有9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26号共12个可采及局部可采煤层，而上层群和下层群分别有5号煤层和29-1b号煤层可采。井田内煤层属稳定不稳定，结构简单复杂，一般含12层夹矸，局部达34层，各煤层特征详见表1-1。 全井田煤层属低中灰、特低硫、中低磷、高发热量、易选中等可选、弱粘结中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，以长焰煤为主，气煤次之，可做为动力用煤和炼焦配煤。全井田煤的挥发份（Vadf）一般大于40%，各煤层平均Y值为4.78.9mm，灰分含量(Ad)一般为11.2322.81%，原煤全硫(Sd)为0.170.28%,磷(Pd)的平均含量为0.0070.05%，各煤层平均发热量为24.7229.26MJ/kg。171-1井 田 断 层 特 征 表序号断 层名 称性质产 状落 差（m）确 定 依 据控 制程 度可靠性走 向倾 向倾 角钻 探地 震1F2正NW60SW65702104003个孔实见，2个孔控制17条地震测线控制查 明可 靠2F15逆SNE65702003003个孔实见，16个孔控制19条地震测线控制查 明可 靠3F14逆EWS80601个孔实见2条地震测线控制查 明可 靠4F24逆EN50NW6020353个孔实见3条地震测线控制查 明可 靠5F25正EWS70401个孔实见基本查明较 可 靠6F8逆NE40NW507040904个孔实见，4个孔控制11条地震测线控制查 明可 靠7F18逆NE27NW55501个孔实见基本查明较 可 靠8F19逆NE40NW70501个孔实见2条地震测线控制查 明可 靠9F6逆NE45NW70701个孔实见2条地震测线控制查 明可 靠10F20逆NW20SW70502条地震测线控制基本查明较 可 靠续表1-1井 田 断 层 特 征 表序号断 层名 称性质产 状落 差（m）确 定 依 据控 制程 度可靠性走 向倾向倾 角钻 探地 震11F16逆NW10NW7025451个孔实见2条地震测线控制查 明可 靠12F17逆NW12NW6515402条地震测线控制基本查明较 可 靠13F61逆NW60NW7030402个孔控制2条地震测线控制基本查明较 可 靠14F12正SNE80701002个孔控制3条地震测线控制基本查明较 可 靠15F13正NW10NE751001501个孔实见，4个孔控制9条地震测线控制查 明可 靠16F52正SNW80752001个孔实见，2个孔控制5条地震测线控制基本查明较 可 靠17F55逆NE2040SE65701252351个孔实见，9个孔控制5条地震测线控制基本查明较 可 靠18F69逆NE25SE55501个孔实见初步查明较 可 靠19F11正NW45SW7525655条地震测线控制基本查明较 可 靠20F7逆NW30 -SNSE65707004个孔实见11条地震测线控制基本查明较 可 靠1.3矿井安全概况1.3.1水文地质特征小恒山受大气降水直接补给，岩石风化裂隙不发育，地下水呈裂隙水形式不丰富。已探明含煤地层风化裂隙带总深度在4060m，而强风化裂隙带在5060m以内。1.3.2瓦斯情况根据地质报告提供的采样资料，井田内瓦斯含量为0.073.38ml/g，-500m以上瓦斯含量均低于2ml/g，但地质报告没有明确说明矿井瓦斯等级，本设计根据采样数据分析，结合小恒山矿实际开采情况，暂定本矿井初期为低瓦斯矿井。1.3.3煤的自燃与煤尘爆炸据地质报告及小恒山矿实际开采情况，矿井煤尘有爆炸危险，煤层为不易自燃。第二章 矿井储量与生产能力2.1 井田境界及储量2.1.1井田境界根据小恒山矿区总体设计，本矿井的井田境界为，北部边界：以F2断层为界；南部边界：以F11断层为界；东部边界：以各煤层露头及F55、F7断层为界；西部边界：以16号煤层-900m等高线垂直投影为界。井田南北走向长2.55.0km，平均4.5km，东西倾斜宽2.05.0km，平均4.0km，井田面积约为18.0km2。因本井田浅部为各煤层露头，深部为16号煤层-900m等高线垂直投影。而井田走向两翼的F11、F2断层均为落差大于100m以上的断裂构造，属自然境界。因此，设计认为本矿井井田境界确定合理。2.2.2矿井储量本矿井工业储量A+B+C级合计为194.251Mt，其中一水平-450m以上工业储量为72.974Mt，-450-700m工业储量为67.461Mt。扣除开采困难的呆滞煤量、防水煤柱、断层煤柱、工业场地煤柱和井筒煤柱，以及开采损失煤量后，全矿井设计可采储量为120.746Mt，其中一水平-450m以上设计可采储量为42.452Mt，-450-700m设计可采储量为50.585Mt。开采损失煤量是按各采区的煤层平均厚度选取的采区回采率，即薄煤层85%，中厚煤层80%，厚煤层75%。对于本矿区防水煤柱计算，由于在本井田范围内，第四系含水层与煤系地层之间大部分被第三系隔水层所阻隔，但在812勘探线的煤层露头部位第三系缺失，形成“天窗”。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，计算出本矿井“天窗”部位最大防水煤柱高度为70.2m，其底界标高最大达-170m,非“天窗”部位最大防水煤柱高度均小于各煤层风氧化带高度（垂高30m）。另外，从井田内第三系地层底面标高看，一般为-100-140m，再加上30m风氧化带，开采上限标高为-130-170m，因此，设计考虑风氧化带底界面标高的变化较大，为便于巷道布置与回采，将开采上限与防水煤柱综合考虑，暂定本井田开采上限标高为-175m，其-175m以上工业储量3.373Mt。但由于初期移交的南一上采区和北一上采区位于“天窗”之下，结合小恒山矿实际开采情况，为确保安全，设计首采区开采回风水平标高为-190m。同时，也可探明矿井实际涌水情况，为更为合理的确定开采上限标高提供依据。2.2矿井设计生产能力及服务年限2.2.1矿井工作制度本矿井设计年工作日330d，每日三班作业，边采边准。每班工作8h，每天净提升时间为16h。2.2.2矿井设计生产能力根据已批准的小恒山矿总体设计安排，小恒山矿设计生产能力为0.9Mt/a。2.2.3矿井及各水平服务年限按生产能力0.9Mt/a计算，储量备用系数取1.4，则矿井和一水平上山部分（-450m以上）服务年限分别为96a和34a。矿井服务年限：T=Z/（AK）式中 T：矿井服务年限 Z：矿井可采储量 A：矿井年产量 K:：矿井储量备用系数 T =120.746/（0.901.4）=96a一水平服务年限：T1= Z1/（AK）=42.452/(0.901.4)=34a第3章 井田开拓及采区通风3.1井田开拓方案3.1.1开拓方式：本井田的特点是：(1)第三系地层及第四系冲积层较厚，第四系地层为142157m，且富含水。第三系地层为050m，为此，井筒需采用特殊方法进行施工。(2)井田内共有14个可采及局部可采煤层，煤层层数多，层间距较大，且多为薄煤层。(3)地势平坦，煤层埋藏深（142207m），井田面积大。(4)井下沿走向划分采区的块段较少。根据上述特点，设计确定本矿井采用立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。3.1.2 井筒开拓方式在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式（平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓）等四种方式。开拓方式依据井筒 （或平硐）与煤层位置的不同又有若干分类。本矿井开拓方式为立井开拓。由于本井田地势平坦，开采煤层位于深部表土较厚，并根据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，因此确定本井田采用双立井开拓。并且采用立井开拓具有以下优点：1、便于井筒延伸2、适应性强，技术成熟可靠； 3、井筒短，提升速度快，提升能力大；4、通风断面大，风阻小，满足大风量要求；5、对于开采深部赋存煤层有好处。6、工作的环节少，人员上下较方便3.1.3 井筒位置、数目及坐标的确定本井有三个立井。主提升立井坐标为x：422535，y：5023260；副立井坐标为x：422455，y：5023250。风井坐标为x:422575 y:5023240主井用以提升煤及兼作进风井,副井作为提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。回风井主要用于