范各庄矿150万吨新井设计毕业设计.doc

华北科技学院毕业设计设计总说明本设计包括两部分：一般部分和专题部分。一般部分是河北开滦集团范各庄矿150万吨新井设计。全篇共有十篇，依次是：矿区概述及井田地质特征，井田境界及储量，矿井工作制度和设计生产能力，井田开拓，采区巷道的布置，采煤方式，井下运输，矿井提升，矿井通风与安全，矿井基本技术经济指标。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。开滦矿务局范各庄矿位于河北省唐山市古冶区境内，矿井井田走向5.73公里，倾向长度为2.8公里。井田面积15.38平方公里。井田内可采煤层共2层，分别为9号煤层和12号煤层，9号煤层为主采煤层，煤层赋存稳定平均厚度4.15米，平均倾角12度。井田内工业储量为1.98亿吨，可采储量为1.47亿吨。相对瓦斯涌出量为0.12 m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.73m3/min，属于低瓦斯矿井。煤层无自然发火现象。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。该矿井设计年生产能力为150万吨，服务年限为70年。采用双立井两水平开拓采区开采。开采水平标高为-475和-750两个水平。矿井采用走向长壁一次采全高全部垮落综合机械化采煤法。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。矿井布置一个综采面，工作面长度为200米。煤的运输采用胶带输送机。矿井风机工作方式为抽出式，矿井通风方式为中央分列式通风。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。专题部分为综放工作面采空区自然发火的规律及防治关键词：井田开拓；采煤方式；通风安全；综合机械化The Brief Introduction of the DesignThe design includes two parts: a general part and special part.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。The general part of the Group of Hebei Kailuan Fangezhuang mine 1.5 million tons of new wells design. A total of 10 full papers, were: an overview of mining and mine geology, mine level and reserves, mine production capacity and design of work systems, mine development, with the layout of roadway, mining methods, underground transport, mine hoist, mine ventilation and security.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。Bureau of Mines Fangezhuang Kailuan mine is located in Tangshan City, Hebei Province guye district territory to mine Waida 5.73 kilometers, inclined to a length of 2.8 kilometers. Mine area of 15.38 square kilometers. Mine coal seam with a 2 layer, respectively, on the 9th and the 12th coal seam, the main coal seam No. 9 coal seam, coal storage stability of the average thickness of 4.15 meters, with an average inclination of 12 degrees. Mine industrial reserves of 198 million tons, recoverable reserves of 147 million tons. Gas emission relative to 0.12 m3 / t, the absolute amount of gas emission 0.73m3/min, a low-gas coal mine. Seam-free spontaneous combustion phenomenon.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。The designed annual production capacity of the mine 1.5 million tons, length of service for 70 years. Two-level dual-shaft mining area to open up mining. Mining the level of elevation for the two levels of -475 and -750. Mine used to take a long time the entire wall falling all integrated high-mechanized coal mining law.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。Mine layout of a fully mechanized coal mining face, face length of 200 meters. The use of coal belt conveyor transport. Mine fans for taking the type of work, ventilation points out for the central ventilation.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。Thematic part of top-coal caving face goaf spontaneous combustion of the Regulation and Control籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。Key words: Mine development; mining; ventilation security; comprehensive mechanization預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。华北科技学院毕业设计一般部分目 录设计总说明渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.1 矿区概况1擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.1.1 交通位置1贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.1.2 地形、地貌及居民点分布1坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1.1.3 矿区水文及工农业供水2蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。1.1.4 矿区气候条件2買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。1.1.5 工农业生产和原料及电力供应2綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。1.1.6 地震2驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。1.2 井田地质特征3猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。1.2.1 井田地形及勘探程度3锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。1.2.2 地质构造3構氽頑黉碩饨荠龈话骛。1.2.3 煤系地层3輒峄陽檉簖疖網儂號泶。1.2.4 水文地质6尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。1.3 煤层特征6识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。1.3.1 煤层埋藏条件6凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。1.3.2 可采煤层特征6恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。1.3.3 瓦斯8鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。1.3.4煤尘及煤的自然发火倾向8硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2 井田境界和储量9阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。2.1 井田境界9氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。2.1.1 井田划分的依据9釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。2.1.2 井田范围9怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。2.2 矿井工业储量10谚辞調担鈧谄动禪泻類。2.2.1 勘探类型及储量等级的圈定10嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。2.2.2 储量等级的圈定10熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。2.2.3 煤层最小可采厚度10鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。2.2.4 矿井工业储量的计算10纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。2.2.5 可采储量12颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。2.2.6 井田储量汇总表16濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3 矿井工作制度、设计生产能力和服务年限17銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。3.1 矿井工作制度17挤貼綬电麥结鈺贖哓类。3.2 矿井设计生产能力及服务年限17赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。3.2.1确定依据17塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3.2.2 矿井生产能力的确定17裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。3.2.3 矿井及第一水平服务年限的核算17仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。4 井田开拓19绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。4.1 井田开拓的基本问题19骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。4.1.1 井筒形式及数目的确定19瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。4.1.2 工业广场及井筒位置的确定21鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。4.1.3 开采水平的确定21栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。4.1.4采区划分及其布置22辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。4.2 开拓方案比较23峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。4.2.1提出方案23詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.2.2技术比较25则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4.2.3经济比较27胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.2.4 综合比较32鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。4.3 矿井基本巷道32稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。4.3.1 井筒32陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。4.3.2 井底车场35沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。4.3.3 主要开拓巷道37钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5 采区巷道布置41懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。5.1 煤层地质特征41謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。5.1.1 可采煤层概况41呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。5.1.2 煤种及煤质变化42莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。5.1.3 各煤层顶底板岩性42麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。5.1.4 煤尘和瓦斯42納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。5.2 采区巷道布置及生产系统43風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。5.2.1 确定采区走向长度43灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。5.2.2 确定区段斜长和区段数目43铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。5.2.3 煤柱尺寸的确定44攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。5.2.4 采区上下山的布置44趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。5.2.5 区段平巷的布置45夹覡闾辁駁档驀迁锬減。5.2.6 联络巷道的布置45视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。5.2.7 采区运输、通风运料等系统的确定45偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。5.3 采区车场设计45緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。5.3.1 采区上部车场形式的选择45騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。5.3.2 采区中部车场的选择46疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。5.3.3 采区下部车场的选择及设计47镞锊过润启婭澗骆讕瀘。5.3.4 采区主要硐室的布置52榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。5.4 采区采掘计划54邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。5.4.1 采区主要巷道参数确定54嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。5.4.2 确定采区生产能力60该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。5.4.3 计算采区回采率61劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。6 采煤方法62臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。6.1 采煤方法和回采工艺62鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。6.1.1 选择采煤方法62穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。6.1.2 综采工作面回采工艺设计62隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。6.2 综采工作面巷道布置方式69浹繢腻叢着駕骠構砀湊。7 井下运输70鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。7.1 系统基本概述70惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。7.1.1 基本概况70贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。7.1.2 井下运输系统70嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。7.2 采区运输设备70薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。7.2.1 主运输设备70齡践砚语蜗铸转絹攤濼。7.2.2 采区辅助运输74绅薮疮颧訝标販繯轅赛。7.3 大巷运输设备76饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。7.3.1 矿车选择76烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。7.3.2 矿用电机车的选型77鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。8 矿井提升78撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。8.1 设计依据78踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。8.1.1 主井提升78婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。8.1.2 副井提升78譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。8.2 主副井提升设备的选型79俦聹执償閏号燴鈿膽賾。8.2.1 小时提升量79缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。8.2.2 合理的提升速度79骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。8.2.3 一次提升循环时间79癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。8.2.4 一次合理提升量的确定80鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。8.3 提升钢丝绳的选择计算81榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。8.4 提升机与天轮的选择计算82逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。8.4.1 滚筒（或摩擦轮）直径的确定82幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。8.4.2 天轮的选择82誦终决懷区馱倆侧澩赜。8.5 提升电动机的预选83医涤侣綃噲睞齒办銩凛。8.5.1 电动机功率的估算83舻当为遙头韪鳍哕晕糞。8.5.2 估算电动机转数83鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。9 矿井通风与安全85筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。9.1 矿井通风系统的选择85韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。9.1.1 选择矿井通风系统85涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。9.1.2 选择矿井主要通风机的工作方法86钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。9.1.3 选择矿井通风方式87戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。9.2 全矿所需风量的计算及其分配88購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。9.2.1 矿井风量计算原则88嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。9.2.2 矿井风量计算方法88虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸。9.2.3 风速验算92與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。9.3 全矿通风阻力计算94結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴。9.3.1 矿井通风总阻力计算原则94餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。9.3.2 矿井通风阻力计算94爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。9.3.3 井总风阻及总等积孔计算96锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。9.4 矿井通风设备的选择96曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。9.4.1 矿井通风设备的要求96轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。9.4.2 选择主要通风机96嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。9.4.3 选择电动机99讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。9.4.4 电费计算99兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪。9.5 矿井灾害防治技术100繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠。9.5.1 防治瓦斯100鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼。9.5.2 防治煤尘101眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗。9.5.3 防治水101闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳。10 矿井基本技术经济指标102檁傷葦开阈灯伞馑諧粮。专题部分前言：106鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。1煤炭自燃107弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩。1.1煤炭自燃机理107调谇續鹨髏铖馒喪劉薮。1.2煤炭自燃的一般规律及发火期107厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃。1.2.1煤炭自燃条件107苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤。1.2.2煤炭自燃过程107鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞。1.3煤的自然发火期109箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫。2采空区自燃环境分析110顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧。2.1采空区浮煤厚度110漬閫熾诀团諳赓戰餛锰。2.2松散煤体空隙率110鐸輜澠顶嫻塊謂斕痹廪。2.3采空区漏风强度氧气分布111抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚。2.4 工作面推进速度111贼組櫻種愨单蝕渾潷骡。2.5 采空区围岩原始温度112圓漣檸賡捣蕷舻燁錘泽。3 采空区遗煤的发火特点及“三带”的划分113蟄彎擼鯁棖佇緡癟椠贊。3.l采空区遗煤自然发火特点113义淨擁扪殴胁纸窺钣鳧。3.2 采空区“三带”分布规律113绥骅懸缙澀鷂禍紳撻粮。3.2.1采空区“三带”概述113馒锁開钥焖緒珏編軻錙。3.2.2采空区“三带”划分114獄质嶇僅痺鲒潰脫帧開。3.2.3采空区“氧化带”自燃危险分析115鍥苋娛殫秽笾殇蕢谬藓。4.工作面采空区防火技术与实践116杂砖墳雖紜飯曇覡墾騾。4.1 注氮防灭火技术116轼栀嗶鑊绷瘍懔諍訝澤。4.1.1综采放顶煤工作面采空区注氮防灭火工艺116尋头厭呛羈阴帥讕匦赞。4.1.2 无煤柱开采综放工作面采空区注氮防灭火工艺117訪齙剛玺苏滥夹趕萤凭。4.2 利用水泥砂浆防治已封闭采空区发火119写韞僂谌虛鍤囈辮褻糝。4.2.1 防灭火措施120罴醬畝饼誊歿凑鈑繳锱。4.2.2实施效果121鲢診龄師該铃書銨鴇开。4.3自泥阻化泥浆法预防综放面采空区自然发火122磚緙鹅綱谩擞鴻鑌纸蘚。5 结论124鬮煒鳍輥賠還鲂隊驼骡。参考文献125毕懍鲅鵑较惻飾顳矯泾。致谢126钆歷驾无醬赔隽驍韉贈。- 5 -一般部分范各庄矿150万吨新井设计1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 交通位置范各庄矿业分公司位于开平向斜之东南翼，北距古冶火车站10.2km，地理坐标为东径11328，北纬3933。井口北部及西北部与吕家坨矿业分公司相接；西及西南部与钱家营矿业分公司相邻；东部及南部以14煤层基岩露头为界。井田南北走向长49005000m，东西倾向13002500，全井田总面积为9.64平方千米。矿井南有京唐港，东有秦皇岛港，西有塘沽港，公路、铁路、海运极为便利。开采深度标高为-250 -750m。详见范矿井田位置图（图1-1）。徠鲣饮脸铄尝鏍鯢炀憑。图11 范各庄煤矿地理位置图1.1.2 地形、地貌及居民点分布范各庄井田是被第四系冲积层所覆盖。地貌简单，地表平坦，地势呈现北高南低，坡度12左右，地表海拔标高+32+25m，井田西部有沙河流过，流向大致与地层走向平行。沙河为季节性河流，冬季河水近似干枯，只有林西、唐家庄等矿排放水流过。夏季流量显著增加，最高洪峰达142.8m3/s，流速1.69m2/s。由于受多年开采的影响，矿区南北各有一个塌陷坑，随开采的进行而逐步扩大并有大量的积水。謂镊颇铵鋃誼铰鸚镉糁。矿区范围内分布有大小村庄15个，大部分分布在井田边界。另外，在矿区东部有大片职工住宅区。1.1.3 矿区水文及工农业供水因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田西部沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为29.572m，最高洪峰达142.8m3/s，流速1.69m2/s。变赵陧涼镦囑釧亿殮錙。本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为HCO3CaNa，矿化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井每日排水量约为4500 m3，全部进入污水净化站进行处理，净化水主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。荟蓥闶漸陸讣轾减鈿異。1.1.4 矿区气候条件矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年的7、8、9三个月降雨量占全年降雨量的76。年平均气温10.8C，常年最高气温37.6C，最低气温-22.6，冻土深度0.50.7m，结冰期：11月中旬至次年的3月中旬。鹏筛镐討颛办費叹摄虏。1.1.5 工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。糝殒锔雋駛鶯诼垆辐驄。进入矿中央变电站的电源计四趟。其中2趟是电网吕家坨变电站35kV输电线；另外2趟是开滦林西发电厂35kV输电线。頜层铢壶鲜儀計尧當涇。1.1.6 地震自十五世纪有记载以来，唐山滦县一带共发生有感地震100余次，震级大于4.7级的10次，其中6级以上2次。1976年发生7.8级大地震后，国家地震局测定本矿区地震烈度为八度。滚伛钮硕鷙耸蒋忆貯赠。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地形及勘探程度施工地面地质孔5个，进尺2737.35米，井下地质孔201 个，进尺13237.17米；地面水文地质探查孔13个，进尺8055.14米，井下水文孔210个，进尺22496米。通过对新获得的地质及水文地质资料的分析，对范各庄井田的地质构造、水文地质条件及煤层赋存情况有了进一步的认识。铣饜酝贻龙鵠臚拧奥凭。1.2.2 地质构造范各庄井田位于开平煤田的东南翼。开平煤田位于燕山南麓，煤系地层为石炭二迭系。开平主向斜是煤田的主要构造骨架，呈复式向斜构造。向斜的总体轴向为NE向，自古冶以北主向斜轴逐渐转为东西向。向斜两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：一组由杜军庄背斜、黑鸭子向斜、吕家坨背斜、塔坨向斜、毕各庄向斜及南阳庄背斜等组成；另一组出现在宋家营以南，由李新庄向斜、刘唐堡背斜组成，其规模不如前者。东南翼断层不很发育，规模亦较小，多见于褶皱构造的轴部，正断层较多，逆断层较少。撾鉬辙魇侨絢绾来诔緊。范各庄井田的主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼毕各庄区域的毕各庄向斜，是由于开平向斜在发育过程中北部受青龙山东西构造带影响，主向斜轴在古冶以北发生偏转呈东西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造（附图2 井田构造纲要图）。塔坨向斜在井田范围内已由钻探工程、井巷工程严密控制，向斜轴线总体呈东西向，枢纽呈弧形向北凸出。受塔坨向斜影响，往南伴生发育了北二背斜和井口向斜。毕各庄向斜主要为钻探工程控制，向斜轴呈NW向，枢纽呈马鞍状起伏较大，沿轴线形成两个小型盆地。賒調轧憊劌髋糾殡縣锲。到目前为止，井田内可能出现的大型构造已基本得到了控制。总的来看，塔坨向斜区、毕各庄向斜区构造比较复杂，形成的断裂构造多与区域构造应力场有关，有明显的规律性。中部单斜区构造相对比较简单。同时随着井田开发往深部延深，构造发育越来越复杂，断层落差增大，断层面形式多样化，对生产的影响也越来越大。垒羥赎緙呒窍砀渖虯异。1.2.3 煤系地层范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表1-2-1为范各庄井田地层划分表。衅璉贡釙壘颯狽狰侦虜。范各庄矿井田地层划分简表 表1-2-1地质时代建组起止层位地层接触关系厚度含煤性主 要 特 征系统组第四系由地表至基岩面不整合整合整合整合整合整合假整合219.5主要由砂、粘土、卵石组成。二叠系上统古冶组红色砂岩底面至A层顶面120.0不含煤主要由中砂岩、粉砂岩组成下统唐家庄组A层顶面至5煤层顶面269.7含煤线4-5层主要由中砂岩、粉砂岩组成大苗庄组5煤层顶板至11煤层顶板69.4含煤6层可采1层即9煤由砂岩、粉砂岩、煤和泥岩组成。 石 炭 系上统赵各庄组11煤层顶板至K6灰岩顶面86.4含3层煤12煤可采由砂岩、粉砂岩、煤组成开平组K6灰岩顶面至K3灰岩顶面51.7含煤13层主要由粉砂岩、泥岩组成中统唐山组K3灰岩顶面至奥陶灰岩顶面55.8含13层不稳定薄煤线以粉砂岩为主，细砂岩次之，间夹三层灰岩奥陶系中统开平组由灰岩、白云岩等组成（一）、唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约56米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（层），含1、 2、3三层灰岩，以3灰岩发育较好，层位稳定，厚度一般为2.53.2米，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。畝擱谎为寻瓊涞瞩肾骢。(二)、开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约52米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含4、5、6三层质地不匀的薄层灰岩和一层局部可采的14煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。綿嘮诠榉異阌欏箫鹉泾。(三)、赵各庄组属石炭系上统。上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约86米，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含一层可采煤层，即12煤。岩性与开平组相比颗粒变粗，接近陆相沉积。騶鸲记蒉戗渗摆绞絎贍。(四)、大苗庄组属二迭系下统。上部止于5煤层顶板，下伏赵各庄组，厚度约67米。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含可采煤层一层，即9煤。其它煤层分布普遍，但不可采。现闾袜镒攆錘惻缮騫凱。(五)、唐家庄组属二迭系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约270米。岩性以粗中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹层薄煤线。岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰和紫红色，均属于陆相沉积。镄辉蔺敘档檻岂苈祸紧。范各庄井田煤系地层的形成过程均属于近海型沉积。其中石炭系的唐山组、开平组和赵各庄组属于海陆交互相沉积，二迭系的大苗庄组和唐家庄组属于近海陆相沉积。整个煤系地层厚度、煤层层数、旋回结构明显清晰，易于对比。从相旋回的特征分析，中石炭世地壳升降运动频繁，引起大面积的海侵和海退，沉积了一套海陆交互相地层。由于地壳运动短暂而频繁，不宜泥炭堆积，故没有形成可采煤层。在这时期地形比较平坦，海侵和海退范围广泛，沉积了三层薄层灰岩，即1、2、3灰岩。中石炭世地层厚度较薄，约为56 米，相旋回结构清晰，易于对比。晚石炭世地层以缓慢上升为主，聚煤作用活跃，海相地层逐渐减少，过渡相地层增多，且出现河流冲积相沉积。在晚石炭世早期地壳运动还比较频繁，且很不稳定，沉积了三层薄层灰岩，即4、5、6灰岩，到后期地壳运动趋于稳定，适宜植物生长与堆积形成了本井田的可采煤层，即12煤层。晚石炭世厚度约为138米，相旋回结构比较清楚。早二迭世地壳运动仍以上升为主，上升幅度由小渐大，海退范围逐渐扩大，沉积了一套近海陆相地层，湖泊、沼泽遍布，沉积了一层稳定和较稳定可采煤层（9煤层）。到二迭世中晚期，气候由温润转向干燥，不宜植物的生长。中期只形成薄煤层，到晚期聚煤作用已进入尾声。下二迭统地层厚度约为337米。梟裥荞獰淪钲壚蚀颈鍥。从煤系地层形成过程来看，地壳运动在中石炭世、下二迭世是以上升为主，上升幅度由小到大，由缓慢上升到直线上升。从岩相来看，为近海相过渡相大陆相。从成煤环境看，则为滨海平原到内陆湖泊。正是由于地壳运动由弱到强，从海相逐渐转为陆相，在这种地壳相对稳定时期，才沉积了本井田的可采煤层。輟绀脑誒滢搂厨议犧異。1.2.4 水文地质因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田内沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为29.572m。屡浔缱飛獼轄黨诼鐙虏。范各庄井田水文地质情况复杂，煤系上下各有一个含水层，上为冲积层强含水层，其为厚度不等的卵石层，下有一黏土层有隔水作用；下为奥灰含水层。它们之间联系密切，以煤层露头线为联系，相互沟通，煤层地质有两个含水层：5煤顶板砂岩含水层和12煤-14煤砂岩组含水层，它们是矿井的主要出水来源。诏弑缁岘睑慫龜贮沩驏。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件范各庄井田内的主要可采煤层中，下部的12煤层沉积于石炭系上统的赵各庄组，属海陆交互相沉积，煤层厚度的区域性变化相对比较稳定，规律性较强，且顶底板条件较好。上部的9煤层沉积于二叠系下统的大苗庄组，基本上属陆相沉积，由于沉积环境的复杂多变，对煤层厚度、结构及其顶底板均产生一定的影响，并往往伴随不同程度的河流冲刷。鳧冲经粮籩赂鸡躯铠潔。1.3.2 可采煤层特征1）9煤层9煤层为稳定的中厚煤层，厚度3.764.34m，平均为4.15m，煤岩类型以光亮型为主，下层以半亮型为主，界线明显。内生节理发育，玻璃光泽。煤的硬度f=0.40.7，容重1.50。聰駘絷轳终实騭逻顯赡。顶板情况：9煤层直接顶由于原始沉积和小型构造影响，沿走向及倾向均起伏不平，呈波浪状，厚度一般约6.0m，岩性为深灰色粉砂岩，致密均一,直立裂隙发育，其上为层状细砂岩，一般厚3.4m。鯧鋱窃鸨緶諏颤钻邇凯。底板情况：底板变化比顶板变化表现更为突出，起伏不平，岩性变化不大，一般为灰色、灰褐色的粉砂岩，含杂乱植物根化石，局部底鼓，厚1.03.0m。其下为硅质胶结的细砂岩，分布稳定，厚度约为5.0m。碱賢矫攝胆嘮闊锑恺緊。表1-3-1 可采煤层特征表煤层名称煤层厚度（m）层间距（m）倾角（）煤层牌号硬度容重稳定性最小最大平均9煤层3.764.344.1530121、2号肥煤0.40.71.50较稳定12煤层3.844.534.31122号肥煤0.31.11.50较稳定2）12煤层12煤层为复杂结构的中厚煤层，煤层厚度3.844.53米，平均4.31米。距底板约0.3米普遍含有一层0.10.2米厚的松软泥岩夹石。煤岩类型以光亮型和半光亮型为主。内生节理发育，玻璃光泽，贝壳状断口。煤的硬度f=0.31.1，容重1.50。阕蘆画腎藎觉锼镱赉锲。顶板情况：12煤层直接顶炭质含量很高，呈腐泥质泥岩，褐色条痕，分布比较稳定，与老顶之间存在明显层见滑动，厚度1.02.5m。老顶为致密粉砂岩，块状结构，含结核，顺层呈串珠状分布。溝礬爷銦蝈刚銪霁寧弃。底板情况：12煤层直接底为厚度0.36.0m的粉砂岩，岩石较完整，灰色块状结构。老底为致密粉砂岩，块状结构含结核，顺层呈串珠状分布，厚度约为4.0m。鈣槍滤党許蕁郐饫誥慮。表1-3-2 煤层顶底板情况表煤层顶底板岩性厚度特征及赋存情况9煤层伪顶无伪顶。直接顶粉砂岩4.0含炭质成分及菱铁矿结核，小断层、节理十分发育，比较破碎。北三石门以北相变为细砂岩。老顶细砂岩4.5水平层理，层理面附炭质薄膜，分布稳定。直接底粉砂岩2.0局部缺失。顶部含大量植物根化石。井田中部较厚。老底细砂岩3.0硅质胶结，坚硬，局部相变为粉砂岩。续表1-3-212煤层伪顶无伪顶。直接顶泥岩1.02.5炭质含量很高，呈腐泥质泥岩，褐色条痕，分布比较稳定，与老顶之间存在明显层见滑动。南四以南炭质成分逐渐减少成致密泥岩。老顶粉砂岩4.0致密，块状结构。含结核，顺层呈串珠状分布。直接底粉砂岩0.30.6南二石门以北较薄，松软含化石。南二至南五较厚，岩石完整，为灰色块状结构。下为12半煤层。南五石门以南12煤与12半煤基本合群。直接顶粉砂岩3.0灰色，含大量结核，顶部含大量根化石。老底砂岩为巨厚砂岩。1.3.3 瓦斯范各庄矿目前的生产主要在800m水平以上，根据历年矿井回风系统中瓦斯的相对涌出量的情况分析，本矿仍属于低瓦斯矿井。怿處浊浑诽買躦骟呛骣。1996年矿井瓦斯等级鉴定为：矿井瓦斯等级低瓦斯矿井；矿井瓦斯绝对涌出量：0.73m/min，矿井相对涌出量：0.12m/t.d。谢齿毁览賬缲财鳞蠼洁。1.3.4煤尘及煤的自然发火倾向在本矿北邻的吕家坨煤矿取样做煤尘爆炸性试验，结果为：火焰长度及岩粉含量均为零，属无爆炸危险煤层。各煤层均没有自然发火的倾向。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田划分的依据在煤田划分为井田时，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：吶韦桢阖践鴟諍齑蘭贍。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；3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。2.1.2 井田范围范各庄矿位于开平向斜之东南翼。矿井地理坐标：东经113度28分，北纬39度33分。东部边界：以14s煤层浅部露头与冲击层交线为界。北部边界：以1、2、3、4、5、6、7点连线与吕家坨矿为界，各点坐标见表2-1-1。表2-1-1 井田北部边界各点坐标表各点XY138663891567238670091950338720092553438720092700538720093200638720093700738720094507西部边界：以钻孔毕25、33、34孔连线及深部-800m与钱家营矿为界，浅部以14S煤层露头与冲击层交线为界。萊郦晋壩辭終裥俠輿擊。南部边界：以坐标点（382153，94311）、坐标点（381700，93455）和坐标点（381700，92200）的连线为界；同时浅部以可采煤层-400m水平底板等高线与唐山市古冶区第一煤矿为界。鷲诅捡瞇钗骘蓀剝黃絷。2.2 矿井工业储量2.2.1 勘探类型及储量等级的圈定1、井田勘探类型根据矿井勘探情况，其勘探类型为类型。2、钻孔及勘探线分布全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔145个，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.61m。纫绾懔賬鍘禅耧啞绵鍇。2.2.2 储量等级的圈定根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。由于本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质条件中等，煤系中无岩浆岩破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。颟灿忏騅锰顆繡奪鲔棄。邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；2.2.3 煤层最小可采厚度该井田煤层倾角小于25，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求，根据生产矿井储量管理规程的规定，确定煤层的最小可采厚度3.76m。潛愦巅怼閑貓简巒競虑。2.2.4 矿井工业储量的计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量一般即A+B+C级储量。鏟却审绪鞑闻癬惱颯驏。井田范围内全区可采煤层为9、12煤共2层煤。其中， 9煤平均厚度为4.15m，12煤层平均为4.31m，可采煤层总厚为8.46m。掳鱘壳郏餳涡烂摻玺灑。计算数据的依据及方法：1、计算数据的求取（1）投影面积：以1：5000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，则用AutoCAD在计算机上求得。赝鐨喾龉骐銻潑櫟闻赢。（2）煤层厚度及倾角：计算块段储量使用的煤厚及倾角是按储量规程要求计算的控制该块段的工程揭露的各见煤点的煤厚及倾角平均值。殼贈叹橈鯛槳栌滄滸击。（3）容重：计算块段储量使用的容重是1975年测定的数据（见表2-2-1）。表2-2-1 单位：吨/米3煤层9煤12煤容重150150（4）设计回采率：我矿采用储量规程规定的各类煤层的回采率数据（见表2-2-2）。表2-2-2 单位：吨/米3 煤层9煤12煤回采率80%80%2、储量计算公式：按生产矿井储量管理规程规定储量计算采用公式为：(1)块段地质储量=斜面积x煤厚x容重(2)块段可采储量=（Q1-P）x（1-n）x KQ1=工业储量；P=永久煤柱储量；n=地质及水文地质损失系数；K=设计采区回采率(3)煤层地质储量=该煤层各块段地质储量之和(4)水平地质储量=该水平各煤层块段地质储量之和(5)煤层可采储量=该煤层各块段可采储量之和(6)水平可采储量=该水平各煤层块段可采储量之和(7)全矿地质储量=各煤层地质储量之和=各水平地质储量之和(8)全矿可采储量=各煤层可采储量之和=各水平可采储量之和依据勘探钻孔见煤厚度，采用地质块段法计算。公式：Q = 式中：Q工业储量，万tSi块段水平投影面积，m2Mi块段内钻孔见煤厚度的均值，mA块段内煤层的平均倾角，度计算得井田内工业储量19877.667万t。2.2.5 可采储量1、矿井可采储量的计算矿井可采储量的计算公式如下：ZK =（ZgP）C式中：ZK矿井可采储量，万t； Zg矿井工业储量，万t；P保护煤柱损失煤量，万t；C采区采出率。根据煤炭工业矿井设计规范的规定，9、12煤层采出率取0.8。2、保护煤柱储量的计算1）计算井田内的工业储量时应考虑的储量损失为：（1）工业广场保护煤柱；（2）井田内村庄保护煤柱；（3）井田境界及地质构造保护煤柱；（4）采煤方法所产生的巷道煤柱；（5）采煤运输时的损失煤柱。2）工业广场保护煤柱受保护面积边界是由受保护建筑物和主要井筒的边界向外加上一部分备用量即维护带确定的。受保护建筑物边界一般不是直接以被保护建筑物的外边界为准，而是取平行于煤层走向或倾斜方向的与受保护建筑物外缘相连的直线所围成的面积，作为受保护建筑物的边界。襉藍动蔭鹗钣掙濰鋱縶。地面建筑物和主要井筒的保护煤柱是从受保护的边界起，按基岩移动角、和及表土层移动角所做的保护平面与煤层的交线来确定。煤层群开采时，应采用重复采动条件下的移动角值。伞箋内鍶乐捞忆瓊柠锴。基岩移动角和表土层移动角如图2-1所示。图2-1 岩层移动角示意图安全煤柱的留设与计算一般用垂直断面法求得。煤柱的留设的计算方法与步骤如下： (1)确定受保护面积如图所示，在开拓平面图上通过建筑物四个角分别做平行与煤层走向和倾斜的四条直线，得矩形abcd。在矩形的外缘加上15m宽的维护带，得受保护面积abcd。缅殲伤却兗輔宮礡酽弃。图2-2 用垂直断面法确定建筑物下安全煤柱(2)确定受保护煤柱通过受保护面积中心作一沿煤层倾斜剖面1在这个剖面上，由维护带的边缘点m1，n1起在表土层以=45度划两条保护线，即m1m2，n121n2。然后在基岩中在下山和上山方向按上山移动角=75和下山移动角=64.6作保护线，与煤层相交得n和k，则通过n和k的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。以同样的方法在平行煤层走向的剖面2，按走向移动角=75作保护线，得沿走向的煤柱边界AB和CD，将nk和AB，CD均绘制在平面图上，即得保护煤柱边界ABCD。煤柱是一个梯形。骊嘗丛烟协彈噜約戲虛。(3)煤柱煤量计算工业场地煤柱煤量=梯形面积煤层平均厚度煤层平均密度工业广场面积的取值，依据设计井型大小按煤矿设计规范中关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）之规定选取。畫價鸚诠喲贳區綢躉骤。表2-2-3 工业场地占地面积指标井型/Mta-1占地面积指标/ha（0.1Mt）-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8本矿井井型为150万吨/年，工业广场占地面积为：150101.2100001.80105 m2设计工业广场形状为长方形，长为470 m, 宽为390m。矿井的表土层厚度为50米，煤层平均倾角12，=75，=66，=12，冲击层移动角45，围护带宽度为15 m。鏜飘鳶颗奁娱侨聹屿洒。表2-2-4 地表层移动角及岩层移动角地表层厚度（m）()()()()5045757566经计算得：梯形高度h=1060m；梯形上底AB=620m；梯形下底CD=770m，得 S底=0.5（620+770）1060=736700m2。工业广场保护煤柱煤量= 梯形面积煤层平均厚度煤层平均密度 所以 9煤层工业场地煤柱量7367004.151.54585957.5t12煤层工业场地煤柱量7367004.311.54762765.5t故 总工业场地煤柱量9348723t3）断层保护煤柱根据有关规定，为保证矿井的安全生产，断层两侧各留30m保护煤柱。该矿区的断层总长为1940m。则断层保护煤柱储量约为：各煤层：21940308.461.5=1477116t4）边界保护煤柱根据有关规定，边界煤柱留20m。本井田边界长度为15663m。则边界保护煤柱