采矿工程毕业设计（论文）-原相煤矿90万吨矿井初步设计

山西工程技术学院毕业设计说明书目录第一节 井田概况1第二节 地质特征3第三节 煤层的埋藏特征8第二章 井田境界与储量15第一节 井田境界15第二节 地质储量15第三节 可采储量16第三章 矿井工作制度及生产能力18第一节 矿井工作制度18第二节 矿井生产能力及服务年限18第四章 井田开拓20第一节 井田开拓方式的确定20第二节 达到设计生产能力时工作面的配备23第五章 矿井基本巷道及建井计划25第一节 井筒25第二节 井底车场及硐室26第三节 建井工作计划27第六章 采煤方法29第一节 采煤方法的选择29第二节 确定带区布置和要素31第三节 回采工艺及劳动组织32第三节带区的准备与工作面接替35第七章 井下运输37第一节 运输系统和运输方式的确定37第二节 运输设备的选择和计算37第八章 矿井提升40第九章 矿井通风与安全43第一节 风量的计算43第二节 矿井通风系统和风量分配46第三节 计算负压及等积孔47第四节 选取扇风机48第五节 安全生产技术措施50第十章 经济部分53参考文献59全套图 纸加扣 3346389411或3012250582第一节 井田概况一、交通位置原相煤矿位于山西省古交市原相村以东，距古交市区约14km，古交至太原既有太(原)古(交)一岚(县)铁路，又有太佳公路相连，铁路里程54km，公路里程49km。矿区内，自古交沿原平川至清徐、交城均有公路相通，交通方便。二、地形地势本区位于吕梁山脉中段东翼，地势南高北低，最高点在井田南部麻沿岭，标高1596.8.8m，最低点在井田北部原平川河谷，标高1235m，最大相对高差361.8m。井田内沟谷纵横，切割剧烈，地形复杂，山顶黄土广布，沟谷两侧基岩裸露，属剥蚀侵蚀中山地貌，间有山间宽谷地貌。三、河流本区属黄河流域汾河水系，原平南川河为井田内仅有的河流，在井田西北部流过，属季节性河流，干旱时断流，雨季流量增大，一般流量为30L/s左右。四、气象及地震 井田属大陆性季风气候区域，气候冷热多变，昼夜温差较大，四季分明，年平均气温9.5，降水量主要集中在7、8、9月份，年降水量338.1632.6mm，蒸发量为771.91240.1mm，蒸发量是降水量的2倍。霜冻期为10月中旬至次年的34月份，最大冻土深度为0.50.8m。风向以西北风为主。五、经济概况区内居民多数从事农业生产，少数人参加煤炭采掘或其它工业生产。矿区内多为贫脊的山地，农作物以小米、高梁为主，畜牧业也占有一定比例。区内工业较少，主要是乡村、个体办小冶炼，其它工业不发达。建材除钢材、水泥外，其它如石灰、砖瓦、砂石均可就地解决。六、矿区开发史本区煤层埋藏较深，未受到小窑开采破坏，与井田相邻的西山煤电集团公司马兰矿、屯兰矿、东曲矿已开采数年，其地质条件和开采煤层的技术条件与本矿井相差不大，其建设和生产经验可作为本矿借鉴。七、水源、电源情况1、水源区内奥灰水水量丰富,可作为矿井生产、生活及消防用水水源，另外井下排水经处理后可作为井下消防洒水及地面生产用水。2、电源矿井供电电源一回引自该公司焦化厂35kv变电站，另一回电源引自该公司焦化厂自备电厂。第二节 地质特征一、地层原相井田位于太原西山煤田西部，井田内基岩裸露良好，出露地层多为石千峰组，仅在原平南川沟谷两侧有上石盒子组地层出露。下石盒子组及以下地层均为钻孔揭露，新生界分布于山顶上或沟谷内。现由老到新分述如下：1.奥陶系中统(O2)厚400m左右，与下伏地层连续沉积，为煤系的底盘。煤田西部、北端广泛分布，黄褐色泥灰岩、白云质灰岩互层。奥陶系侵蚀面之下20-70m可见二个石膏带，厚度分别为30m和20m，间夹白云质灰岩。石膏带多呈灰色致密块状硬石膏。成为白色纤维石膏充填于角砾状白云质灰岩之间。井田内钻孔揭露最大厚度为89.40m(9号孔)。2.石炭系中统本溪组(C2)本组平行不整合于奥陶系中统之上。底部为山西式铁矿，呈鸡窝状分布。其上由砂质泥岩、砂岩、石灰岩夹煤线组成，属海陆交互相沉积。井田内仅9号钻孔揭露该组地层，厚45.50m。3.石炭系上统太原组(C3)本组为井田内主要含煤地层之一，底部以灰白色-粗粒石英砂岩K1(晋祠砂岩)与下伏本溪组整合接触，海陆交互相沉积。由灰黑色泥岩、粉砂岩、砂岩、石灰岩及4-5层煤组成，主要可采煤层6、8、9号煤赋存其中，地层厚度80.16-97.64m，平均87.77m。本组主要标志层分述如下：晋祠砂岩(K1)：为本组基底砂岩，岩性为灰色-灰白色粗、中粒砂岩，成分以石英为主，分选、磨圆度不佳，常夹泥岩、煤或砂岩碎块。钙质或粘土质胶结，底部含砾石。多为斜层理及波状层理，主要为河床相沉积，井田内仅两个钻孔(9、M97)揭露该层砂岩，厚5.00-5.27m，平均5.14m。庙沟灰岩(L1)：岩性为灰色石灰岩，富含动物及海百合茎化石。为8号煤之顶板，此灰岩分布广泛，全井田发育，厚0.80-5.07m，平均2.93m。毛儿沟灰岩(K2)：位于7号煤与L1之间。深灰色含少量动物化石，在井田北部及东部该灰岩较发育，其它区域缺失。厚0-2.5m，钻孔见K2点平均厚1.44m。斜道灰岩(L4)：位于7号煤层之顶，深灰色厚层状，下部有时变为泥灰岩，顶部含较多的动物化石及残骸。全井田普遍发育，厚度0.99-2.37m，平均2.46m。东大窑灰岩(L5)：位于本组上部，深灰色厚层状，质纯，含少量动物化石。全井田广泛分布，仅北部10号孔缺失，厚度0-2.86m，平均0.83m。4.二叠系下统山西组(P11) 本组为井田内主要含煤地层之一。以北岔沟砂岩(K3)与下伏太原组整合接触。属陆相沉积，K3砂岩全井田普遍发育，厚1.80-7.65m，平均7.37m，岩性为灰白色石英、长石砂岩、粘土质胶结，分选不好，次棱角状。斜层理发育，含粉砂质包裹体及炭质包裹体。K3以上为一套泥岩、碎屑岩夹煤层的沉积，0l-4号煤赋存于其中。其中2号煤层全井田稳定可采。全组厚39.45-68.57m，平均61.05m。5.二叠系下统下石盒子组(P21)底部以K4(骆驼脖砂岩)与下伏地层呈整合接触。K4厚度变化较大，1.40-10.30m，平均4.03m。为粗中粒石英砂岩，分选不好，次棱角状，粘土质、钙质胶结，斜层理发育，厚度及岩性变化较大，不易对比。其上为灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩、砂岩，顶部经常可见鲕状、豆状结构的含有紫斑的粘土泥岩(俗称桃花泥岩)，是确定上下石盒子组K6砂岩的良好辅助标志。全组厚88-142.8m，平均109.81m。6.二叠系上统上石盒子组(P21)厚400m左右，据岩性可分为上、下两段：下段(Pl-12)：以K6砂岩与下伏地层整合接触。K6为一层灰绿色中-粗粒石英、长石砂岩，底部含砾，泥质胶结，分选性差，次棱角状，斜层理发育，一般厚8m左右，稳定性差。其上为灰绿、紫色泥岩与灰绿色砂岩互层，中上部夹黄色泥岩、下部夹铝质泥岩。含铁锰质鲕粒。厚200m左右。上段(Pl-22)：以一层含有肉红色正长石较多的黄绿色砂岩(K7)为基底，K7砂岩底部含有石英、燧石砾，分选、磨圆度不佳，交错层理十分发育，厚一般10m左右。其上为砂质泥岩夹有薄层砂岩，砂质泥岩黄绿色渐少，紫色也渐变为绛紫色，厚200m左右。7.二叠系上统石千峰组(P22)：在井田内广泛出露，厚200m，底部以一层紫色厚层状含砾中-粗粒砂岩(K8)与上石盒子组分开，砾石多为肉红色石英及燧石，磨圆度较好，分选不佳。泥质胶结，疏松，风化后呈浑圆状，厚度7m左右。其上以紫色、砖红色为主的砂质泥岩与砂岩互层，间夹3-4层结核状淡水灰岩。8.新生界第三系上新统(N2)分布于井田中部沟谷两侧，厚0-55m，平均20m，不整合覆盖于下伏基岩之上。底部为胶结或半胶结状砾岩，砾石以石灰岩、变质岩为主，磨圆度较好，上部为鲜红色粘土，含粉砂质较多，夹2-2层钙质结核。9.第四系中更新统(Q2)厚0-30m，平均7m，多与保德红土同地赋存。不整合覆盖于下伏基岩之上，为淡红色粘土、砂质粘土，中下部含大量钙质结核。10.第四系上更新统(Q3)广泛分存于井田中部及东部山梁之上，与Q2平行不整合接触。本组为黄灰色黄土，垂直节理发育，底部有卵状钙质结核，地表多为耕地。厚0-20m，平均10m。11.第四系全新统近代冲积层(Q4)主要分布于原平南川及其它沟谷底部，厚0-30m，平均7m，与下伏基岩为不整合接触，主要以砂、砾石为主，砾石成分以砂岩、石灰岩等为主，分选不好。二、地质构造原相井田位于太原西山煤田马兰向斜西翼，井田内主要褶曲构造为马兰向斜,受其控制，地层总体走向NNW-NWW，与褶曲轴基线平行，倾角平缓，一般10，断裂构造在井田北部较发育，均为正断层，北东向展布，井田北部以原相北断层(Fl65)为边界，与马兰井田分开，断层落差70m。井田内主要褶曲、断层、岩浆岩及陷落柱分述如下：1.褶曲马兰向斜：马兰向斜为太原西山煤田的一级褶曲构造，呈“S”型展布，在井田东北角穿过，走向NNW-NWW，本井田位于马兰向斜南段的向斜轴部及西翼，受其控制，井田内地层走向NNW-NWW，倾角5左右。2.断层原相北正断层(F165)：位于原相村北，走向北东，倾向北西，倾角70-80，落差50-70m，延伸约6000m，为井田北界。原相南正断层(F168)：位于原相村，走向北东，倾向南东，倾角60-75，在井田内地表出露较差，井田内5号钻孔在施工过程中钻穿该断层，山西组及太原组地层均受到破坏，煤层缺失，终孔层位为奥陶系石灰岩，通过分析钻探及测井资料认为该断层在5号孔内落差80m左右，断层破碎带宽度约60m。综合分析该断层落差10-80m，井田内延伸约3500m。3.岩浆岩在井田西部距井田7km处有狐偃山火成岩，火成岩多呈岩床或岩脉，沿断层裂隙带或煤层等软弱地层侵入，为倾斜体。岩体主要为正长斑岩，斑晶较大，多呈方柱状，地表风化后呈黄灰色、白色。从区域构造来看，火成岩应属中生代燕山期的产物。据马兰矿井地质资料，该火成岩体在北社断层以东约2000m的范围内对煤层及煤质有不同程度的破坏和影响。再往东对煤层、煤质均没有影响，据此推断狐偃山火成岩对本井田内煤层、煤质均没有影响。4.陷落柱井田在勘探过程中未发现陷落柱，据马兰矿井地质资料分析，在马兰井田西北部陷落柱较发育，这一地段煤层埋藏较浅，再往东及东南陷落柱不发育，本井田位于马兰井田西南外围，煤层埋藏深度大，故推测本井田陷落柱不发育。综合分析全井田地质构造特征，井田地质构造属简单类即一类。图1-2-1 井田综合地址柱状图 第三节 煤层的埋藏特征（一）煤层井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤14层，自上而下编号依次为01、02、03、1、2、3、4上、4、6、7、8、9、10、11号。含煤地层总厚148.82m，煤层总厚13.2lm，含煤系数8.9。可采及局部可采煤层有02、2、4、6、8、9号6层，煤层总厚11.24m，可采含煤系数7.6。山西组赋存01-4号8层煤，煤层总厚5.76m，地层厚61. 05m，含煤系数9.4。可采及局部可采煤层有02、2、4号3层，煤层总厚4.24m，可采含煤系数6.9。太原组赋存有8-11号6层煤，煤层总厚7.84m，地层厚87.77m，含煤系数8.9。可采煤层有6、8、9号3层，煤层总厚7.00m，可采含煤系数8.0。各可采煤层赋存情况详细叙述如下：1、02号煤：位于山西组上部，K4砂岩之下23.57m，在井田内除P18号孔0.50m外，其余均可采。煤层厚0.50-2.60m，平均1.64m，属薄-中厚煤层，不含或含l-2层夹石，顶板多为泥岩及砂质泥岩，底板多为泥岩及粉砂岩。02号煤层与下伏的03号煤层在井田西北部大面积合并为一层，统称02号煤层，一般含一层层位较稳定的夹石，夹石多为泥岩或砂质泥岩，上分层即02号煤层，下分层即03号煤层。在井田的西北部为合并区，煤层厚度最大，向东南逐渐分叉变薄。煤层厚度也从1号孔的2.60m，向东南角的P18号孔逐渐变薄为0.50m，变化规律比较明显。本煤层在井田内属大部可采的较稳定煤层。2、2号煤：位于山西组中部，上距02号煤层5.3l-11.58m，平均7.30m，煤层厚度1.40-2.1lm，平均1.83m，属中厚煤层，一般不含夹石。厚煤带在井田的东北部的2、8、1l号孔附近，向东北、西南、南部逐渐变薄，但到西南角的7、P17号孔又有变厚的趋势。顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩及粉砂岩。本煤层属全井田可采的稳定煤层。3、4号煤：位于北岔沟(K3)砂岩之上，有时以其为直接底板，上距2号煤层5.93-13.82m，平均9.35m，间距变化较大，煤层厚度0-2.00m，平均0.77m，属薄煤层，厚度变化较大。可采范围主要集中在井田东部的P10、8、P18号孔连线一带及西南角的7号孔附近，可采面积约占全井田的38。结构简单，不含或含一层夹石。顶板多为砂质泥岩或泥岩，底板多为粉砂岩或泥岩。本煤层属局部可采的不稳定煤层。4、6号煤：位于东大窑(L5)石灰岩或相当层位海相泥岩之下，上距L5石灰岩5.08-11.Om，平均7.45m。上距K32.62-16.73m，平均13.08m。煤层厚0-1.62m，平均1.22m，属薄-中厚煤层，厚度变化除P17号孔0点外，井田的东南部较薄，向西、南、北逐渐变厚，变化规律较明显。不含或偶含一层夹石。顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥岩或泥岩。本煤层属大部可采的较稳定煤层。5、8号煤：位于太原组庙沟灰岩(L1)之下，上距6号煤层30.85-44.85m，平均38.1lm，上距2号煤层平均间距为77.23m左右。煤层厚度1.54-5.61m，平均3.73m，属中-厚煤层，结构复杂，含l-4层夹石，夹石为泥岩或炭质泥岩，顶板为L1石灰岩或泥灰岩，局部具炭质泥岩或泥岩伪顶，底板多为砂质泥岩或泥岩，局部为炭质泥岩伪底。煤层最薄点在井田中部的9号孔附近，厚1.54m，向四周逐渐增厚，但到西部的7号孔附近，又有变薄的趋势，本煤层属全井田可采的稳定煤层。6、9号煤：位于太原组的中下部8号煤层之下，石炭系最下一层煤层。上距8号煤层2.89-11.10m，平均5.94m。煤厚1.26-2.56m，平均2.05m，属中厚煤层，结构简单。顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥岩或泥岩。煤层厚度的总趋势是，中、南部厚，东北、西北部薄，规律性不太明显，本煤层属全井田可采的稳定煤层。（二）煤质1、物理性质和宏观煤岩特征煤的颜色为黑色，玻璃光泽，偶有丝绢光泽，参差状，贝壳状，内生裂隙发育。外生裂隙较发育。以条带状结构为主，并有线理状，透镜状结构，构造以层状构造为主，也有块状构造。宏观煤岩组分以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，丝炭少量。宏观煤岩类型以半亮型煤、半暗型煤为主，暗淡型、光亮型煤较少。 2、显微煤岩特征本井田煤层有机显微组分以镜质组为主，均占75以上，其次为丝质组，一般10-7，最少为半镜质组5左右；无机显微组分一般5-7，其中以粘土类为主，硫化铁类少量或极少量，个别有碳酸盐类。无机组分以分散状、充填状、团块状、粒状分布于煤中。镜质组油浸最大反射率1.38-1.76，随煤层层位降低而变大。因井田采样点少，分布范围小，平面分布规律性不明显。本井田煤变质阶段属第阶段，即焦煤阶段。3、化学性质和工艺性能及煤类本井田有可采煤层6层，分别为02、2、4、6、8、9号，其中02、2、8、9号为主要可采煤层。灰分(Ad):各煤层原煤灰分平均值17.89-31.10，9号煤最低，4号煤最高。02号煤为19.28，为低-中灰分煤，2、6、8号煤在20-22之间，为中灰分煤，9号煤亦为低-中灰分煤，4号煤为中-高灰分煤。各煤层精煤灰分平均值6.99-8.99，9号煤最小，02号煤7.74，其余均大于8。硫分（St.d）：各煤层原煤硫分平均值0.39-2.52，02号煤最低，8号煤最高。02号煤为特低硫，2、4号煤为低硫，9号煤为低中硫，6号煤为中硫，8号煤为中高硫。各煤层精煤全硫平均值0.4l-1.25，02、2、9号煤小于0.5，4、6号煤小于1，8号煤1.28。挥发分（Vdaf）：各煤层原煤挥发分平均值17.48-22.76，除4号煤受原煤灰分影响偏高外，从02号到9号煤，随层位降低而变小。各煤层精煤挥发分平均值7.52-20.05，除4号煤外，其它煤层随层位降低而变小。磷（Pd）：各煤层原煤磷含量平均值0.005-0.0ll，除02号煤0.011，为低磷外，其余均小于0.0l，为特低磷煤。各煤层精煤磷含量平均值0.002-0.07，除6号煤0.07外，其余均小于0.01。粘结指数、胶质层厚度：各煤层粘结指数27.982.1，随煤层层位降低而变小。各煤层胶质层厚度5.5-7mm，除4号煤值高于02、2号煤外，其它煤层均随煤层层位降低而变小。发热量（Qgr.v.d）:各煤层原煤高位发热量平均值23.38-29.65MJkg。4号煤最小，9号煤最大。除4号煤为中高发热量煤外，其余煤均为高发热量煤。可磨性：各煤层哈氏可磨指数均大于100，说明本井田煤层易于磨碎。煤对CO2的反应性：在温度950时，各煤层对CO2的还原率为4.3-13.9，一般小于10，表明本井田煤的反应性很低。煤类：按现行中国煤炭分类标准(GB5751-86)，本井田煤的主要分类指标为Vdaf(900)、G，辅助指标为Y、b。据此，对本井田各煤层煤类进行划分，结果表明：02、2号煤为焦煤，4、6号煤以焦煤为主，个别或局部为瘦煤；8号煤以焦煤、瘦煤为主，局部为贫瘦煤；9号煤以瘦煤为主，局部为贫瘦煤、焦煤。可选性：本井田没有生产大样资料，只在本次勘探9号孔中采用2、8、9号煤的简选样资料。另外，相邻马兰矿的02号煤简选样，2、8号煤的生产大样资料均可利用。据此认为本井田02、2、8、9号煤为中等可选(新划分标准)，精煤回收率为良等。煤质及工业用途评价：02号煤为低中灰、特低硫、低磷、中等可选的焦煤(灰分、硫分、磷、可选性均为新标准级别)；2号煤为中灰、低硫、特低磷、中等可选的焦煤；4号煤为中高灰、低硫、特低磷的焦煤；6号煤为中灰、中硫、特低磷的焦煤。8号煤为中灰、中高硫、特低磷、中等可选的焦煤、瘦煤；9号煤为低中灰、低中硫、特低磷、中等可选的瘦煤、焦煤；主要可采的02、2、8、9号煤层灰分较低，可选性较好，磷含量极低，砷、氯含量低；仅8号煤原煤硫分高，且精煤硫仍达1.28，9号煤原煤硫分高，但精煤硫仅0.47。总的来看，本井田主要可采煤层煤质好。本井田煤属炼焦用煤，除8号煤因硫分高有较大障碍外，其它煤层均为优良的炼焦用煤。（三） 瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1、瓦斯根据焦作工学院2004年5月提供的山西金业煤焦化集团有限公司原相煤矿瓦斯涌出量预测报告，矿井生产能力0.9Mt/a时，02号煤层相对瓦斯涌出量为21.46m3 /t。综上所述，井田内02号煤层瓦斯含量高，为高瓦斯矿井。 2、煤尘地质勘探中在井田内9号钻孔中采取煤尘爆炸样5个，试验结果表明各煤层均有爆炸性。3、煤的自燃地质勘探中在井田内9号孔采有煤的自燃样5个，试验结果表明还原样与氧化样的差值T。为18-32，本井田煤层不自燃或不易自燃。4地温地质勘探中在8号钻孔中进行了井温测量，地温梯度为2.29100m，属地温正常区。（四）、水文地质1含水层(1)奥陶系中统石灰岩岩溶含水层组本统岩性以石灰岩和白云岩为主，其次为白云岩、角砾状泥灰岩及石膏等，含水层由多层石灰岩、泥灰岩组成，井田内无抽水试验资料，西邻马兰井田距井田7km处的547号孔上马家沟组与峰峰组混合抽水试验，单位涌出量为0.64Lsm，渗透系数为4.04md，水位标高951.25m。井田奥灰埋藏深，据推测，井田奥灰水富水性弱。井田内9号钻孔揭露奥灰89.40m，经稳定水位，水位标高971.55m。(2)太原组石灰岩溶蚀裂隙含水层组太原组碎屑岩中间夹有L1、K2、L4、L5等石灰岩、泥灰岩，一般单层厚度13m，赋存段距20m左右，位于煤层附近，是矿床的直接充水含水层，钻孔揭露本组时，水位及耗水量无变化，说明含水层富水性弱。马兰井田距本井田6-7km处的M46、563号孔抽水试验，单位涌水量为0.00006-0.0081L/sm，渗透系数为0.44m/d，水位标高1104.60-1206.06m。(3)山西组砂岩裂隙含水层组含水层主要为K3及2号煤至K4间的砂岩，K3砂岩厚约7m，为中-粗粒砂岩，2号煤至K4间砂岩不稳定，钻孔揭露山西组时，水位及耗水量基本无变化，说明含水层赋水性弱。(4)石盒子组及石千峰组砂岩裂隙含水层组井田内沟谷中广泛出露，含水层主要由多层砂岩组成，有少量小于0.10L/s的泉水出露，近地表风化裂隙带富水性较强。部分钻孔在本组涌水，井田南侧距井田3km处的P23号孔涌水量较大，据放水试验资料，井口流量为0.383Ls，单位涌水量为0.069Lsm，据推测本组深部含水层富水性弱。(5)第四系砂砾石层孔隙含水层分布于原平河河谷中的第四系砂砾石层，厚0-12m，含孔隙潜水。2隔水层奥陶系顶界至9号煤层底板间的岩层厚70m左右，以泥质岩类为主，可视为隔水层。石炭系、二迭系含水层间为较厚的泥质岩层，可视为隔水层。3水文地质条件评述井田内基岩含水层多数处于深埋区，受补给条件和岩溶、裂隙发育程度的控制，富水性弱，因此，井田水文地质条件简单。山西组煤层，其主要充水含水层为本组及其上邻近层的砂岩裂隙含水层，属裂隙充水矿床；太原组煤层，其主要充水含水层为本组的石灰岩溶蚀裂隙含水层，属岩溶充水矿床。井田内无矿井和老窑分布，矿井充水水源主要为二叠系砂岩裂隙含水层和石炭系太原石灰岩溶蚀裂隙含水层，这些含水层富水性均较弱，不会对煤层开采造成威胁。井田内9号煤层底板最低标高480m，奥灰至9号煤底板间隔水层厚度约70m左右，奥灰水位标高若按970m计算，煤层底板所承的水压可达4.8MPa，根据矿井水文地质规程中突水系数计算公式计算(采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度取l0m)，得出奥灰水对9号煤矿床突水系数可达0.08MPam，大于受破坏地段的临界突水系数0.06MPam，小于正常段的临界突水系数0.7MPam，考虑到奥灰富水性弱，奥灰水一般不会对煤层开采造成危害。4矿井涌水量地质报告提供的矿井涌水量估算值为45-60m3h，根据邻近的马兰矿井涌水量资料及井田内地质构造等情况分析，预计矿井正常涌水量120m3h，最大涌水量250m3h。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界一、井田境界根据山西省国土资源厅2004年2月颁发的古交原相煤矿采矿许可证(证号1400000410229)，本矿井田范围由以下四点坐标联线与北部断层自然边界组成： 1X4187310 Y37597475 2X4182650 Y37599330 3X4181180 Y37594820 4X4183630 Y37593800井田四周除北界以原相北断层为天然边界外，其余均为人为边界。井田西北与马兰井田以原相北断层为界，北邻屯兰井田，东北部与东曲井田相邻。井田形状为一较规则的梯形，东西长约4.8km，南北宽约4.0km，面积18.2504km2。第二节 地质储量地质储量参与储量计算的煤层有02、2、4、6、8、9号6层煤，计算范围以井田边界，可采边界线所限定。储量计算工业指标按煤炭资源勘探规范中炼焦用煤的标准确定，能利用储量的最低可采厚度为0.7m，最高可采灰分40；暂不能利用储量的最低可采厚度为0.6m，最高可采灰分50。井田内可采煤层均为近水平煤层，故采用水平面积和伪厚度计算储量。储量厚度面积容重表2-1 各煤层煤的容重表煤层编号0224689容重（t/m3）1.391.391.441.411.411.39经计算，全井田6层煤地质储量总计239930kt，其中能利用储量230680kt，暂不能利用储量2080kt。详见表2-2表2-2 矿井地质储量汇总表 kt地层煤层编号能利用储量暂不能利用储量合计BCDB+CB+C+D山西组02147401906033800338004456034360217020269204394043940394394047170717010008170小计2176045980717077740849104176086470太原组6432077202004020040225202056083138051390827708277038827709190703106050130501303850130小计547709717072940729403652073460总计865301441.507170230680237850382080239930第三节 可采储量一、矿井设计可采储量计算方法矿井设计储量矿井工业储量一永久性煤柱损失矿井设计可采储量(矿井设计储量一保护煤柱损失)带区回采率Z=（Zc-P）C式中Z表示矿井可采储量 Zc表示矿井工业储量 P表示保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量，本矿井按储量的10%计算 C表示带区采出率，所有涉及煤层均为中厚煤层，故取0.80即，本矿井可采储量为： Z=239930（1-10%）0.80=230680kt二、井设计可采储量计算的主要原则 1.永久性煤柱损失：包括工业场地、断层、井田境界、河流和村庄。2 .类煤田，保护性煤柱的留设按表土移动角45，岩层移动角72-0.5，走向移动角72计算。3. 井全井田上组煤设计可采储量46839kt，下组煤设计可采储量83846kt。全矿井设计可采储量合计为130685kt。第三章 矿井工作制度及生产能力第一节 矿井工作制度矿井工作制度对管理及生产的正常，高效运转都是非常重要的。依据规范矿井年工作日300d，采用三八制，每天两班生产，一班准备，每日净提升时间14h。 第二节 矿井生产能力及服务年限一、矿井设计年生产能力的确定与论证对矿井设计年生产能力的确定，设计从以下三个影响较大的方面进行了分析论证。1从建设单位的要求和矿井储量情况分析论证建设单位山西金业煤焦化集团有限公司基于公司焦化项目的配套考虑，要求矿井设计生产能力0.9Mt/a， 从井田设计可采储量130.685Mt及与之相匹配的服务年限104a分析，较为适合。2从井田内煤层埋藏条件分析论证本矿煤层埋深较大，开采深度达到500m，井筒工程投资相对较大，以此考虑井型不宜过小。3从井田内煤层开采技术条件分析论证井田内山西组02、2、4号三层煤可采厚度均较小，且煤层瓦斯含量较高，这些不利因素又制约着矿井生产能力不能过高。根据回采工作面年推进度的合理取值，根据煤层瓦斯含量较高，要求以风定产等综合分析，矿井设计年生产能力以0.91.2Mt/a较为适宜。综上所述，矿井设计年生产能力0.9Mt/a，主要生产环节留有1.2Mt/a能力，在开采技术上是可行的，投入与产出比亦较为合理。二、同时生产水平数矿井同一煤层阶段垂高较小，设计以单水平生产。山西组煤层联合开采，为一个生产水平。太原组煤层上距山西组8090m，以暗斜井延伸开采。三、矿井及各水平的服务年限矿井设计生产能力按0.9Mt/a计算，矿井服务年限为： =104 (a)式中 T 矿井设计服务年限，a； ZK 矿井可采储量，Mt；A 矿井设计生产能力，Mt/a；K 储量备用系数，取1.4。其中：第一水平(上组煤)服务年限37a，二水平(下组煤)服务年限67a。第四章 井田开拓第一节 井田开拓方式的确定一、工业场地位置的选择工业场地的位置决定着井筒的位置，由地面、井下一系列因素综合考虑确定。原相煤矿井田内地形复杂，沟谷纵横，切割剧烈，山顶黄土广布，沟谷两侧基岩裸露，工业场地的选择比较困难，经地面地形实地踏勘，并结合井田内煤层赋存特点，设计将矿井工业场地选择在原平河川原相乡北东侧lkm的河滩地带。场地往北距公司焦化厂约8km。二、井田开拓方案及技术经济比较1开拓方案古交原相煤矿煤层埋藏深，瓦斯含量大，井田构造为一平缓的单斜构造。结合地面地形条件，设计对井田开拓提出两个方案，分述如下：方案一：斜井开拓方案以一对斜井+730m单水平开发全井田上组煤，工业场地选择在原平河川原相乡北东lkm的河滩地带。主斜井井筒倾角22，斜长1356m，装备lm宽大倾角强力胶带输送机和架空乘人器，担负矿井主提升和人员升降；副斜井井筒倾角22，斜长1355m，装备1.5t矿车双钩串车作为辅助提升，在主斜井以南71m处布置专用回风立井。上组煤采用联合布置，由于4号煤层厚度太小，因此，沿2号煤层分别布置轨道运输大巷，胶带运输大巷，沿02号煤层布置两条回风大巷，采用“大扒皮”式开采，全井田上组煤共划分五个带区，首带区选择在一带区。矿井下组煤距第一开采水平垂深约80m，下组煤开拓主、副运输采用暗斜井延伸方式，回风立井直接延伸，下组煤8、9号层间距5m左右，采用联合布置，下组煤中的6号煤层为大部可采煤层，位置处于上、下组煤中间，因此，6号煤开拓巷道单设置，与第一水平间仍采用下组煤开拓暗斜井联系。全井田下组煤同样划分为五个带区。为减少矿井通风阻力，后期在井田东部，张家山村西部700m处布置一个进风立井和一个回风立井。方案二：立井开拓方案以一对立井+800m单水平开发全井田上组煤，工业场地位置同方案一。主立井井筒净直径5.5m，垂深448.Om，井筒内装备一对12t箕斗，担负矿井主提升任务兼做进风井和安全出口；副立井井筒净直径6.5m，垂深448m，井筒内装备1.5t矿车双层四车罐笼一对，其中一个为加宽型，作为辅助提升，设专用回风立井。大巷布置及后期下组煤开拓延伸方式同方案一，全井田共划分为两个带区，首带区为一带区。2开拓方案比较方案一主要优点：（1）主斜井采用大倾角带式输送机提升煤炭，运输能力大，给矿井后期增产留有余地。（2）采用胶带输送机运输，运输连续，环节简单，易于实现自动化控制。（3）斜井井筒施工较立井井筒施工容易，施工安全。（4）斜井井筒装备及提升设备投资较立井井筒低。（5）斜井井筒落底点相对位于井田中央，高级储量区域。（6）斜井开拓井底车场巷道布置简单，车场巷道工程量少。（7）斜井井底装载系统较立井简单，巷道工程量少，设备投资低。（8）井下采用条带式开采，大巷运输环节少，运输系统简单。方案一主要缺点：（1）斜井井筒工程量大，井筒施工工期长。（2）初期井巷工程量较方案二多。方案二主要优点：（1）立井井筒工程量小，井筒施工工期短。（2）初期井巷工程量较方案一少。方案二主要缺点：（1）井筒落底点位于井田北部边界附近，远离井田储量中心。（2）立井井筒装备及提升设备投资较斜井井筒高。（3）立井井筒提升系统地面土建工程投资较斜井高。（4）立井井底装载系统较斜井复杂，巷道工程量多，设备投资高。（5）立井开拓井底车场巷道布置复杂，车场巷道工程量多。（6）立井井筒施工复杂，施工准备期及安装工期较斜井长。上述两方案从技术上分析比较，方案一优于方案二。两方案经济比较见表4-1-1。从表中可以看出主要井巷工程、土建工程及主要提升设备总投资方案一较方案二少657.5万元。经济上比较方案一优于方案二。三、水平划分及大巷布置井田内煤层平缓，倾角35，上组煤02、2和4号煤层，为近距离煤层群，设计考虑联合开采。根据本井田煤层赋存条件和开采条件，设计确定上组煤采用一个水平联合开采，水平标高为+730m。下组煤距上组煤约80m，考虑以暗斜井延深开拓新水平，下水平标高+650m。上组煤+730m水平共布置东西两翼两组大巷，分别为胶带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷，四条大巷，相互平行，胶带大巷、轨道大巷均沿2号煤层布置，回风大巷沿02号煤层布置。 表4-1-1 井田开拓方案可比项目经济比较表可比项目方案一（斜井方案）方案二（立井方案）方案一比方案二多+、少-井筒数目形式和井筒工程井筒数目（个）33井筒形式主斜井、副斜井、回风立井主立井、副立井、回风立井主井井筒长度（m）1356448副井井筒长度（m）1355448回风井井筒长度（m）440440井筒工程合计（m）31511336+187井筒工程造价（万元）1601.51047.6+553.9井筒装备主井井筒装备1m宽大倾角强力胶带架空乘人器1对12t箕斗矩形钢罐道副井井筒装备1.5t矿车双钩串车1对1.5t矿车双层四车罐笼矩形钢罐道井筒装备费用（万元）146.7604.5-457.8主要提升容器设备及造价主井提升容器STJ1000/2500大倾角强力输送机1对12t箕斗副井提升容器1.5t矿车双钩串车1对1.5t矿车双层四车罐笼其中一个加宽主井提升绞车架空乘人器JCJ1.60-37JKM-2.86/副井提升绞车2JK-3.0/30JKM-3.25/4主井提升机电机YR系列6kV、2800kW副井提升机电机YR系列6kV、280kWYR系列6kV、900kW主提升主要设备造价（万元）643.8587.5副提升主要设备造价（万元）234.6458.3主要提升设备造价合计（万元）878.41045.8-167.4提升系统土建工程造价主井提升井塔（绞车房）（m3）绞车房1172.0井塔9786.0副井提升井塔（绞车房）（m3）绞车房2771.0井塔8140.0提升系统土建工程造价（万元）59.9482.9123井底车场工程造价主井井底车场巷道（m）185310主井井底车场硐室（m3）680副井井底车场巷道（m）280500副井井底车场硐室（m3）800井底车场工程造价（万元）130.2293.4-73.2四、带区划分及开采顺序全井田上组煤共划分为五个带区，首带区布置在井底车场附近的一带区。该带区煤层赋存稳定，开采条件优越，带区上组煤设计可采储量为46839kt，服务年限37a。带区开采顺序为：一带区二带区三带区四带区五带区第二节 达到设计生产能力时工作面的配备根据煤炭工业设计规范规定，矿井设计移交生产标准为60万t以上的矿井：（1）井上，下各生产系统基本建成，并能进行安全生产。（2）“三量”达到标准。（3）回采工作面长度一般不小于设计回采工作面长度的50%（4）工业广场内的行政，公共建筑及其设施全部建成。（5）居民区及其设施基本建成。根据这些规定，设计本井田在井田02号煤一带区内首先投产，在投产初期首先在02号煤层一带区的1号工作面开采,在开采完1号工作面后 ,再开采2号工作面，依次顺序开采。 第五章 矿井基本巷道及建井计划第一节 井筒一、井筒用途、布置及装备（一）井筒数目及用途矿井移交生产及达产时，共开凿三个井筒，即主、副斜井和回风立井。各井筒用途分述如下：1、主斜井：担负全矿井煤炭提升和人员升降任务，兼作进风井和安全出口。2、副斜井：担负全矿井矸石、材料及设备等辅助提升任务，是矿井的主要进风井筒，兼作安全出口。3、回风立井：为专用回风井筒。后期在井田中东部开凿一对立井，作为后期矿井进、回风井。井筒特征见表5-1-1。（二）井筒布置及装备1、主斜井：井筒净宽4.9m，净断面17.02m2,倾角22，斜长1356.0m。装备一部带宽1000mm的大倾角带式输送机，另一侧设架空乘人器。井筒内设行人台阶。2、副斜井：井筒净宽4.5m，净断面15.78m2,倾角22，斜长1355.0m。井筒内铺设双轨，轨距600mm,轨型30kg/m。井筒内一侧设行人台阶和扶手。3、回风立井：井筒净直径4.5m，净断面7.90m2,垂深440.0m。井筒断面见图5-1-1。表5-1-1 井筒特征表井筒名称主斜井副斜井回风立井井口坐标X(m)418483341849104184762Y(m)375950783759507837595078倾角(度)2222 90长度(m位角(度)3213032130180宽度(m)净4.904.504.50掘5.104.705.10断面积(m2)净17.0215.7815.90掘18.1124.6120.42井筒支护砌碹厚度(mm)500500600材料混凝土混凝土混凝土锚喷厚度(mm)100100300材料锚杆、混凝土锚杆、混凝土混凝土用 途原煤提升人员升降辅助提升回风主要装备1m宽强力胶带架空乘人器1.5t矿牛双钩串车梯子间备 注（三）井壁结构1、主斜井：表土段采用钢筋混凝土碹支护，基岩段采用锚网喷支护。2、副斜井：表土段采用钢筋混凝土碹支护，基岩段采用锚网喷支护。3、回风立井：表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用混凝土碹支护。第二节 井底车场及硐室一、井底车场型式主、副斜井均落底于+730m水平，井底车场巷道及硐室基本位于2号煤层中。主斜井落底后利用清理撒煤巷直接与西翼轨道运输大巷相连。副斜井落底后设高、低道线路平车场，高道为空车线，坡度为11，低道为重车线，坡度为9，高、低道线路存车线长30m，采用矿车自动滑行并辅以人工推车调车方式，可满足矿井辅助提升要求。二、井底车场硐室在副斜井井底车场设有主变电所，主排水泵房、管子道、井底水仓、等候室、调度室及医务室，在西翼轨道运输大巷旁设有爆破材料发放硐室及消防材料库。井底车场巷道及硐室主要采用挂网锚喷支护形式。三、井底煤仓的形式和容积，井底煤仓的形式为圆形直立式煤仓，煤仓直径6.Om，有效容量800t，满足设计规范要求。煤仓下口设给煤机直接装载煤炭至主斜井胶带输送机上提升至地面。井底车场及硐室工程量见表5-2-1。表5-2-1 井底车场巷道及硐室工程量表序号巷道及硐室名称支护方式巷道长度（m）掘进体积（m3）备注巷道硐室1井底车场巷道挂网锚喷871431含把钩房2主变电所挂网锚喷6003主排水泵房挂网锚喷6004管子道挂网锚喷2505水仓混凝土碹17506人车等候室挂网锚喷9007调度室及医务室挂网锚喷608合计8714314160第三节 建井工作计划一、矿井建设方式矿井建设考虑采用一次设计，一次建成的方式，主要理由如下：1、分期建设、分期投产方式生产与施工相互干扰，对生产组织不利。2、有利于尽早向集团公司提供足量的煤炭。二、施工方法在矿建、土建、设备安装三类工程的施工中，应尽力提高机械化水平，三类工程的施工应充分利用时间和空间，采取平行交叉作业，加快建井速度，缩短建井工期。合理使用人、材、物力，提高矿井建设的经济效益，地面生产系统应与矿井同步建设，同步投入使用。三、矿井移交标准一个带区一个工作面，全部掘进设备安装到位。矿井布置有一对斜井和一个专用回风立井，移交生产时，装备一个综采工作面，井巷工程总长度15119m，掘进总体积197629.6m3。矿井主要生产系统工程和地面设施