神马采矿工程矿新井设计毕业论文.docx

目录神马采矿工程矿新井设计毕业论文目 录第一章 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1 交通位置11.1.2 地形21.1.3 气象条件21.1.4 地震21.1.5 经济概况31.2 井田地质特征41.2.1 区域地质构造41.2.2 地层41.2.3 含煤地层81.2.4 构造91.2.5 水文地质91.3 煤层、煤质及其它有益矿产101.3.1 煤层101.3.2 煤质101.3.3 其它有益矿产111.3.4 瓦斯、煤尘和煤的自燃11第二章 井田境界和储量132.1 井田境界132.1.1 井田的范围132.1.2 井田的拐点坐标132.2 井田的工业储量132.2.1 工业储量的估算范围及计算方法132.2.2 矿井的工业储量142.3 矿井可采储量142.3.1 保护煤柱的留设原则142.3.2 矿井永久煤柱损失量142.3.3 矿井可采储量15第三章 矿井的生产能力、服务年限及生产制度173.1 矿井的生产能力及服务年限173.2 矿井工作制度17第四章 井田开拓184.1 概述184.1.1 井田概述184.1.2 井田开拓的基本问题184.2 井田开拓方式的确定194.2.1 井筒形式的确定194.2.2 井筒位置的确定194.2.3 井筒数目的确定214.2.4 工业场地的位置214.2.5 开采水平及采盘区的划分214.2.6 主要开拓巷道214.2.7 方案比较224.3 井筒274.3.1 主立井274.3.2 副立井284.3.3 回风立井294.4 井底车场及硐室304.4.1 井底车场304.4.2 井底车场各硐室布置344.4.3 井底车场示意图364.5 主要开拓巷道364.6 开拓系统的综述38第五章 采区巷道布置及采煤方法405.1 采区地质特征405.1.1 采区的位置405.1.2 采区煤层特征405.1.3 开采煤层的瓦斯及煤尘情况405.1.4 煤层顶底板岩石构造情况415.2 采煤方法和回采工艺425.2.1 采煤方法的选择425.2.2 回采工艺435.2.3 工作面设备选型465.2.4 工作面长度的确定505.2.5 支护方式515.2.6 正规循环方式和劳动组织方式535.2.7 机电设备的使用、维护、检修及搬运555.3 开采巷道和生产系统595.3.1 概述595.3.2 盘区生产能力和服务年限605.3.3 盘区形式615.3.4 盘区盘区划分615.3.5 盘区储量及回采率615.3.6 盘区生产系统615.4 盘区车场设计及硐室625.5 盘区采掘计划645.5.1 盘区巷道的断面和支护形式645.5.2 盘区巷道的掘进方法和作业方式645.5.3 盘区工作面配备及三量管理645.5.4 工作面推进速度、生产能力、盘区回采率65第六章 矿井运输与提升666.1 概况666.2 采区运输设备的选择666.3 主要巷道运输设备的选择676.3.1 煤炭运输方式676.3.2 辅助运输方式696.4 主井提升设备选型计算706.4.1 主井提升原始数据706.4.2 提升容器的确定706.4.3 钢丝绳的选择706.4.4 提升机的选择726.4.5 提升电动机的选择736.4.6 提升机相对井筒的位置736.4.7 提升系统的总变位质量746.4.8 对防滑性能的分析776.4.9 提升机提升能力的验算776.4.10 防滑能力验算786.5 副井提升设备的选择786.5.1 罐笼的选择786.5.2 钢丝绳的选择796.5.3 提升机的选择79第七章 矿井通风与安全817.1 矿井概况、开拓方式及开采方法817.1.1 矿井地质概况817.1.2 开拓方式817.1.3 开采方法817.1.4 变电所、充电硐室、火药库827.1.5 工作制、人数827.2 矿井通风方式与通风系统的选择827.2.1 矿井通风系统的基本要求827.2.2 矿井通风方式的选择827.2.3 矿井主要通风机工作方式选择837.2.4 盘区通风系统的要求847.2.5 工作面通风方式的选择857.3 盘区及全矿所需风量857.3.1 工作面所需风量的计算857.3.2 备用面需风量的计算877.3.3 掘进工作面需风量877.3.4 硐室需风量887.3.5 其他巷道所需风量887.3.6 矿井总风量887.3.7 风量分配897.4 矿井通风阻力计算907.4.1 矿井通风总阻力计算原则917.4.2 矿井最大阻力路线917.4.3 矿井通风阻力计算917.4.4 矿井通风总阻力927.4.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔937.5 选择矿井通风设备947.5.1 选择风机的基本原则947.5.2 选择主要通风机947.5.3 电动机选型967.6 防止特殊灾害的安全措施977.6.1 预防瓦斯的措施977.6.2 预防粉尘的措施987.6.3 防止井下火灾的措施987.6.4 防水措施997.6.5 顶板管理1007.6.6 防突管理100第八章 矿井排水1018.1 概述1018.1.1 概况1018.1.2 排水系统概述1018.2 排水设备选型1018.2.1 初选水泵1018.2.2 管路的确定1038.2.3 管道特性曲线及工况的确定1038.2.4 检验计算1058.3 水仓及水泵房1068.3.1 水仓1068.3.2 水泵房1068.4 矿井排水技术经济指标107第九章 技术经济指标109第十章 煤矿新技术111感谢语113参考文献114IV河北工程大学毕业设计（论文）说明书第一章 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置神马煤矿位于河北省武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1.1）。图1.1 交通位置图1.1.2 地形矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。地势北高南低，最高标高达355.77m，最低标高为246.86m，最大高差108.91m。矿区范围内全为新生界近代和下更新统松散沉积物所覆盖。除现代河谷和黄土分布的低平地带外，余者均为下更新统的冰碛泥砾和冰水沉积的灰绿、灰白夹褐红色粘土。在卵石表面可见到擦痕和压坑，卵石大小不一，大者直径可达0.8m，由红色粘土及砂充填。1.1.3 气象条件本区为温带大陆性气候，四季分明，春旱、夏热、秋雨、冬寒，根据武安市气象站资料统计，年降雨量介于1472mm（1963年）135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），降雨多集中在7、8、9三个月。年蒸发量2000mm左右。平均气温12.6,最高温度41.3(1968年6月11日)，最低温度-19.9(1967年1月15日)。降雪及冻结日期自11月中旬至次年3月初，约90余天，最大冻结厚度41cm。平均风速2.7m/s左右，最大风速22.7m/s，风向北东，北北东居多。邯郸矿区地处中纬度地带，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，风沙盛行，夏季炎热多雨，秋季晴朗，寒暖适中。据武安气象站资料，多年平均气温12.6，月平均气温最低为-3.4（1月份），最高为26.4（7月份），极端最低气温为-19.9（1967年1月5日）；极端最高气温为42.5。多年平均日照时数为2297，年日照百分率平均为52%，平均无霜期192天，霜冻期一般为每年11月中旬左右至次年3月份，约120余天。积雪最大厚度14.0016.00cm，冻土最大深度42.00cm。风向多为南风和西北风，年平均风速2.7m/s，极端最大风速29m/s。本区降水主要受太平洋东南季风气候影响，因距海洋较远，故而偏少，多年平均降水量为560mm，历年最大降水量为1472.7mm（1963年），最小降水量为135.0mm（1966年），月最大降雨量1026.3mm(1963年8月)，最大日降雨量286.3mm（1963年8月4日），降水主要集中在夏季，汛期一般在69月份，降水量占全年总量的76%。年最大蒸发量2792.9mm(1960年)，最小1257.1(1964年)，年平均1977.2mm，月最大蒸发量495mm(1972年6月)。主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等。1.1.4 地震本区位于环太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，本区所属地震动峰值加速度分区为0.100.15g。据河北省历史地震资料，历史上有记载并影响到本区的地震有：（1）1314年10月5日在涉县、武安（北纬365，东经1138）发生6级地震，地震烈度8，坏官民庐舍，涉县死326人，武安死14人。（2）1708年10月26日在永年（北纬367，东经1147）发生5.5级地震，地震烈度7，震倒城垛数十处，坏民舍无数，人多露宿。沙河县同年地震。（3）1805年在邢台（北纬371，东经1145）发生5级地震，地震烈度6，屋有坏者，沙河县亦震。（4）1830年6月12日在磁县（北纬364，东经1142）发生7.5级地震，地震烈度10，山崩地裂，涌出黄黑沙土，井水浸溢，漳、洼两河涸，房屋倒塌十之八九，达20余万间，压死5485人。受波及的武安县房屋倒塌无数，城垣坍塌，半成废墟。地震波及邯郸、武安、广平、肥乡、永年、馆陶等县。（5）1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东的马兰、白家寨一带，发生6.8级强烈地震，震源深度10公里，震中烈度为9度强。极震区面积300平方公里。继这次地震之后，3月22日在宁晋县东汪镇分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，地震震源深度9公里，震中烈度为10度，极震区面积约137平方公里，东汪镇一带房屋几乎全部塌平，地裂冒水，村内外宽大裂缝纵横交错，裂缝宽0.7m以上，绵延数十米至数公里不等。沙河县以褡裢、显德旺等地较重，倒房394间，严重破坏324间，山区有6处大滑坡，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，此次地震一直延续到5月15日，4.9级以上地震达10次之多。这一地震群统称为邢台地震。（6）1972年10月12日7时在沙河县西秦庄公社樊下曹一带（北纬3657.5，东经11418.5）发生5.2级地震，地震烈度6，先听到爆破声大的巨响，随即感到地面上拱，激烈跳动，房屋个别倒塌，余震持续到10月18日。1.1.5 经济概况神马煤矿位于武安市境内。武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。2005年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿元。综合经济实力在2003年再进全省“十强”，2004年晋位全省“三强”、并跨入全国“百强”。武安市矿藏丰富，以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、钨等共20余种。矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。1.2 井田地质特征1.2.1 区域地质构造本区位于古华北波状聚煤坳陷的西缘，太行隆起的东侧，含煤地层为华北型石炭二叠系海陆交互相沉积，盖层为第四系冰碛物，基底为中奥陶统石灰岩，含煤地层为石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组，在漫长的海侵-海退过程中形成了石炭二叠系含煤地层，主要可采煤层为山西组底部的2煤层和太原组上部的6煤层。太原组以滨海-浅海相旋回为主，岩性以灰岩为主，夹粉砂岩、泥岩和煤层，旋回厚度小而数目多。太原组煤层除6煤层外其余煤层多为薄煤层，且连续性差，多形成于海退末期，直接顶板多为灰岩。海水的频繁进退使聚煤作用较为短暂，难于形成较厚的煤层。故发育的煤层大多为不可采的薄煤或煤线。二叠纪山西组，随着海水东撤，本区主要为河口三角洲、滨海湖泊及过度相沉积，富煤带呈近南北向展布，煤层厚度一般较大。2煤层底板为厚层的中、细粒砂岩或粉砂岩，为以河流相为主的三角洲平原沉积，由河流砂坝、分流河道、天然堤和泥炭沼泽等组成。在废弃后的分流河道之上或分流河道之间的低洼地带形成泥炭沼泽相的2#煤层。适宜的环境使森林植物生长茂盛，为泥炭的堆积提供了丰富的物源。长期稳定的成煤条件，使2#煤层具有厚度较大、结构较简单、分布广等特点。早二叠世晚期下石盒子组以后，本区主要为半湿润-干燥气候条件下的陆相沉积，无煤层发育。1.2.2 地层本区为全掩盖区，地层由老到新有：奥陶系、石炭系、二叠系及新生界。现分述如下：一、奥陶系（一）中统（O2）峰峰组（O2f）为煤系地层基底，地表未出露，由灰、青灰色、深灰色厚层状灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、花斑状灰岩、薄层泥灰岩组成，含海相动物化石Actionceras sp。局部夹石膏层，灰岩中见缝合线构造。本组厚度155m左右，岩溶裂隙发育，按岩性可分两段。下部：（奥陶系七段）：为灰色、深灰色、浅灰色巨厚中厚层致密灰岩，微晶隐晶结构，夹白云质灰岩、花斑状灰岩、条带状灰岩及少量薄层泥灰岩、大理石化灰岩，局部夹石膏层，顶部有角砾状灰岩，灰岩中局部具缝合线构造。灰岩夹肉红色薄层白云质灰岩，具不发育的花斑状结构。厚度40-69m。上部（奥陶系八段）：深灰色、浅灰色厚层夹中厚层、巨厚层微晶灰岩或花斑状灰岩，泥质含量较高。顶部夹多层黄褐色、杂色中厚层角砾状灰岩。厚度约100m。二、石炭系（一）中统（C2）1、本溪组（C2b）与下伏奥陶系峰峰组假整合接触。本组厚度：1520m，平均约18m。岩性大致可分四部分：底部为紫色、灰色铝土质泥岩、粉砂岩，具鲕状结构。夹赤铁矿层（山西式铁矿）一般厚0.200.50m，局部为含铁砂岩,含铁量很低。下部为灰色、紫褐色铝土质泥岩，粉砂岩及中细粒砂岩，具鲕状结构，含少量植物化石。中部为本溪灰岩及煤层，灰岩为深灰色，隐晶结构，致密块状，含少量筳科及其它动物化石，含不规则团块状燧石。上部为黑色、深灰色粉砂岩、细粒砂岩、泥岩、普遍含铝土质，具鲕状结构，发育水平层理及缓波状层理，含少量植物化石。（二）上统（C3）2、太原组（C3t）与下伏本溪组整合接触。本组厚度125150m，一般厚度140m。本组为本区主要含煤地层，以浅海相、滨海相、过渡相为主，底部以灰、灰黑色粉砂岩、细粒砂岩与本溪组为界。本组岩性以浅灰、灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，夹灰岩7层，含煤12层。本组含丰富植物、动物化石；微细层理，水平层理发育。灰岩自下而上分别为：下架灰岩、大青灰岩、中青灰岩、小青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩和一座灰岩。其中厚度较稳定者4层，分别为大青、中青、伏青、野青灰岩。灰岩一般为深灰黑灰色，可见大量海百合茎及蜓化石。可采及局部可采煤层有4、6、7、8、9号煤，其中6煤层为本组主要可采煤层，不可采或零星可采煤层有3、4下、5、5上、7上、7下煤层。三、二叠系（一）下统（P1）1、山西组（P1s）与下伏石炭系太原组整合接触。本组厚度6070m，一般厚度65m。本组由浅灰灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩，深灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，含煤3层。上部1上煤层不可采，1号煤层局部可采，下部为厚而稳定的2号煤层，为本区主要可采煤层。本组按岩性大致可分为三个沉积旋回：底界至2#煤层顶板：一般厚度10m。底界粉砂岩、细粒砂岩或灰白色中粒砂岩（相当于北岔沟砂岩）与太原组分界。向上为黑、白相间粉砂岩、细粒砂岩，具波状层理和透镜状层理，含较多植物化石及菱铁质结核。2号煤层直接顶板为深灰色含丰富植物化石的粉砂岩，可相变为中、细粒砂岩。2煤上部砂岩到1煤顶板：一般厚15m。1煤层间接顶板为浅灰、灰白色厚层状中、粗粒砂岩，发育斜层理，层面富含炭屑及白云母片，含泥质包裹体，夹镜煤条带。向上为深灰色粉砂岩、泥岩，局部相变为中细粒砂岩。1煤上部砂岩到本组顶界：一般厚40m，为灰色、灰白色厚层细粒砂岩、中粒砂岩夹粉砂岩，局部地段含铝土质，具鲕状结构，含菱铁矿结核，中下部夹三层薄煤。1煤层直接顶板为灰色粉砂岩或细粒砂岩，含椭圆形菱铁矿结核，含较多植物化石。2、下石盒子组（P1x）与下伏山西组整合接触。本组厚度32.2072.40m，一般厚度60m。本组底部以浅灰灰白色厚层含砾粗粒砂岩（相当于骆驼脖砂岩）与山西组分界，底界砂岩含泥质团块，局部夹微带紫色粉砂质泥岩，风化后较松散。上部为铝土质粉砂岩、泥岩及细粒砂岩，具鲕状结构，颜色有一定变化，主要为灰、灰绿色，植物化石较少，偶夹煤线，局部含砾。北部粉砂岩及铝土质泥岩中普遍含赤铁矿大鲕粒，集结成瘤状、葡萄状集合体。（二）上统（P2）1、上石盒子组（P2s）：与下伏下石盒子组整合接触。本组共分四个岩性段，岩性特征如下：一段：本段厚度118.73181.07m，一般厚度154m。底部以灰绿、灰白色厚层中粗砂岩、含砾粗粒砂岩与下石盒子组分界，砂岩具斜层理，含泥质团块，风化后较松散。下部为灰绿、灰、紫花斑色铝土质粉砂岩、泥岩及薄层细粒砂岩，具鲕状结构，含有少量植物化石，夹三层灰白色厚层含砾石英砂岩，北部以紫色为主且含豆状铁质结核。中部为灰白色厚层状具斜层理的含砾粗粒石英砂岩，具斜层理，一般厚815m。中上部为灰色、灰绿色、紫色铝土质粉砂岩、泥岩夹中及细粒砂岩，局部夹灰白色厚层石英粗粒砂岩。局部泥岩具鲕状结构，局部含少量植物碎片化石。二段：本段厚103.10133.46m，一般厚度120m。本段以中粗粒砂岩含量高为主要特征。底部以灰白色、灰微带紫的厚层含砾石英粗粒砂岩与一段为界，砾石多为石英岩、硅质岩等，成层分布。具韵律分选的大型斜层理，一般厚40m，质地坚硬，可作磨石材料，普遍沉积，是良好的标志层。中上部为灰绿、紫花、灰黄等色铝土质粉砂岩、细粒砂岩、泥岩及灰白色厚层含砾石英砂岩，砾石多为石英岩、硅质岩等，成层分布，粉砂岩具鲕状结构。上部夹数层灰白色长石石英砂岩，具大型斜层理。三段：本段厚84.80120.07m，一般厚度100m。底部以灰微带浅紫、灰白色厚层含砾石英砂岩与二段为界。本段岩性为灰紫、紫花、灰黄、灰绿色粉砂岩夹灰白色、浅灰色细粒砂岩、厚层中粒长石石英砂岩。局部含铝土质、具鲕状结构，局部夹砖青色粉砂岩或薄层细粒砂岩。四段：本段厚约165m。本段岩性为紫色、紫花色、灰黄色粉砂岩、细粒砂岩夹数层灰白色厚层状含砾粗粒砂岩。底部以灰白色、灰黄色厚层含砾粗粒砂岩与三段分界，砂岩中含有泥质团块，具不清晰的韵律分选。顶部的紫红色、暗紫色粉砂岩、细粒砂岩普遍沉积。2、石千峰组（P2sh）与下伏上石盒子组整合接触。本组厚度200-250m，一般厚220m。底部以黄色、灰绿、紫灰色中厚层含砾粗粒砂岩与上石盒子组分界，局部相变为细粒砂岩、粉砂岩。一般厚34m，砾石为石英砾，砾径520mm。其上为厚1020m的紫灰色泥岩、砂质泥岩。下部为砂、泥岩互层，砂岩多为浅灰色，细粒中厚层状，成分以石英、长石为主，含云母较少，颗粒分选较好，磨圆度一般，钙质胶结，交错层理及波状层理较为发育，泥岩一般为鲜红色或紫红色，含有较多瘤状钙质结核，厚自10cm至12m不等。上部主要为紫红色薄层状泥岩，夹灰色细粒砂岩及青灰色钙质泥岩薄层，局部含大量钙质结核，泥岩层面含大量细碎云母片，钙质泥岩一般厚1020cm，性较软，质不纯，含有大量砂、泥质。向上与三叠系之间呈渐变过渡关系，无明显分界。本组夹淡水灰岩（泥灰岩）3层，为灰白色，结晶程度不好，局部相变为钙质泥岩，厚0.105m，一般23m，呈团块状、不规则状、疙瘩状，成层性不好，局部可顺层尖灭，一般35层，野外极易辨认，是良好的标志层。淡水灰岩外表呈灰白色至淡青色，致密坚硬，常含有红色硅质条带。本组地层最明显特征是含淡水灰岩及钙质结核。四、第四系（Q）超覆于各时代地层之上。底部多为一层灰绿色含砾粘土或含砾亚砂土，砾石成分为石英、石灰岩及岩浆岩，磨圆度较差，砾径210cm。中下部以褐黄色粘土、亚粘土为主，含少量肉红色石英质卵石。上部厚约3050m，为松散的卵石，含少量亚粘土。卵石成分以肉红色石英岩为主，另有少量的岩浆岩及石灰岩。磨圆度好，砾径510cm。卵石、见有刨蚀凹月面、压坑、擦痕等冰碛物特征。除山坡、河床之外，均被第四系薄层黄土覆盖。第四系厚度6.45173.00m，平均厚度93.90m。1.2.3 含煤地层本井田的主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组。地层总厚度200240m，平均220m，共含煤16层，煤层总厚13.08m，总含煤系数5.9，其中主要可采煤层2层，可采总厚度9m，可采含煤系数4.6，其中太原组和山西组为主要含煤地层。一、山西组（P11s）地层厚度6070m，平均65m。岩性以灰、深灰色粉砂岩、砂质泥岩与浅灰色、灰白色细粒至中粒砂岩为主。底部常以一层灰、深灰色细、中粒砂岩或粉砂岩与太原组分界，整合接触。下部为砂质泥岩，泥岩偶夹煤线。中部以灰、深灰色中、细粒砂岩、粉砂岩为主，间夹灰黑色砂质泥岩、泥岩，含煤3层，编号分别为1上、1、2，煤层总厚7.56m，总含煤系数7.0。位于该组下部的2#煤层为主要可采煤层，1煤层为局部可采煤层。可采煤层总厚6m，可采含煤系数6.4。2#煤夹矸深灰色(晶质)水云母粘土岩是极可靠的标志层。上部为灰色砂质泥岩、泥岩，局部具泥质或菱铁质细鲕粒结构，间夹粉砂岩，细粒砂岩。本组地层中含有丰富的植物化石，尤以各煤层顶板植物化石居多，其中常见的有猫眼鳞木和苛达木等。动物化石仅在少数钻孔中偶尔发现，多为瓣腮类，常与植物化石共生。山西组地层沉积是在海退渐远的大环境条件下以三角洲相为主的沉积。沉积环境决定了岩性和煤层的变化。二、太原组（C3t）总厚125150m，平均140m。岩性以灰、深灰色粉砂岩和灰、浅灰色细粒至中粒砂岩组成，局部见粗粒砂岩或含砾粗粒砂岩，间夹石灰岩47层，其中沉积普遍，厚度稳定者有大青、中青、伏青和野青灰岩四层，为良好标志层；其余下架、小青和一座灰岩仅局部或偶有沉积。含煤层14层，煤层总厚8.36m，总含煤系数6.0%。从上到下煤层编号为3#、4#、4下#、5上#、5#、5下、6#、7上#、7#、7下#、8上#、8#、9#，其中主要可采煤层为6#煤层，其余均为局部可采或零星可采煤层。可采煤层总平均厚度3m，可采含煤系数6%。位于太原组底部的8、9#煤层受岩浆岩侵入影响严重。本组地层粉砂岩中含丰富植物化石，常见的有翅羊齿和栉羊齿植物化石。灰岩中海相动物化石丰富，常见的网格长身贝，纺缍蜒、希瓦格蜒及海百合茎等。太原组是以浅海入侵频繁的海陆交替相沉积，每个沉积旋回中陆相、过渡相、海相几乎齐全，但以过渡相较为发育，沉积旋回韵律明显。从太原组所含47层灰岩（或海相泥岩）在地层剖面中的分布、间距、厚度可以看出，海水侵入的间隔由下至上逐渐增大，而侵入强度逐渐变弱以至消失。1.2.4 构造邯郸矿区位于太行山东麓，华北盆地西缘。区域构造上属于中朝准地台（）山西断隆（）太行拱断束（）武安拗断束（）武安向斜的西翼，燕山和喜马拉雅山运动控制了区域的构造形态，主构造线方向为西东向。在构造体系上归属新华夏构造体系，煤田西部为太行山隆起中南段，矿区呈北北北东向展布，由赞皇隆起和武安断陷组成。前者由太古代和少量元古代变质岩系组成，后者主要由古生代地层组成。由于西侧太行山隆起的上升和东侧华北盆地的沉降，使邯邢煤田形成走向NNE近SN、西边翘起、东边倾降、并具波状起伏的翘倾断块。煤田边界断层多为NEE走向的正断层，煤田内现勘探出四条较大的正断层。区内主要断层见表1.1。表1.1 井田内断层特征表序号断层代号断层性质断层倾角断层落差区内长度断层走向1F1正断层70401612we2F2正断层60252002we3F3正断层65301675we井田基本构造形态为一单斜构造，以断裂构造为主，褶曲次之。断裂方向以北北东及北东向最为发育，以高角度正断层为主，将矿区切割成若干小型的地垒、地堑和断块。地层在第10地质剖面线以北近南北走向，倾向东。第10地质剖面线以南走向转为北东，倾向南东。地层倾角510，一般68。1.2.5 水文地质矿区为一单斜构造，水文地质条件相对简单。本区开采上部煤层时，水文地质类型属于坚硬裂隙岩层为主的水文地质条件简单偏中等的矿床；如果开采下层煤，则为以裂隙岩溶岩层为主的水文地质条件复杂的矿床。1、含水层本区含水层自上而下依次为：第四系砂砾石及砂层、二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩，山西组大煤顶板砂岩、太原组野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩、奥陶系灰岩，共计7个含水层。其中，大煤顶板砂岩、伏青灰岩、大青灰岩及奥灰为煤层开采时的主要充水含水层。2、隔水层在各含水层之间，普遍赋存有良好的相对隔水层（以下称隔水层）。矿区东部覆盖层下段普遍分布1570m厚的土类（粘土、砂质粘土、砂土）隔水层，层位较稳定，连续性较好，可阻挡地表水及潜水向下渗漏。二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩与山西组大煤顶板砂岩含水层之间，赋存有4050m左右的泥质岩层，这套岩层厚度稳定，岩石完整。在正常情况下能够起到良好的隔水作用。当大煤回采塌陷后有效充水裂隙带将会勾通石盒子组一段砂岩含水层。大煤顶板砂岩，野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩各含水层之间，均赋存有3040m的粉砂岩、胶结致密的细粒砂岩及裂隙不发育的岩浆岩，可视为隔水层。6#煤下距伏青灰岩37m，岩性为黑色粉砂岩。因厚度小，裂隙发育，隔水性差，所以在开采6#煤层时，伏青灰岩是坑道充水的主要含水层。大青灰岩下距奥灰一般为37m左右，岩性主要为粉砂岩及铝土泥岩，穿插有岩浆岩。奥灰第八段（O28）也视为隔水层，这样便增加了隔水层厚度。1.3 煤层、煤质及其它有益矿产1.3.1 煤层本区含煤地层包括本溪组、太原组和山西组。含煤地层总厚度200240m，一般220m左右。含煤16层，煤层总厚度约14.34m，含煤系数6.5。含煤地层由于标志层较多，层间距比较稳定，测井曲线特征明显，煤层易于对比。可采与部分可采煤层有：1、2、4、6、7、8、9等7层，煤层总厚度13.08m，可采煤层含煤系数5.2，2#、6#层为主要可采煤层，总厚度9m。2#煤层位于1#煤之下，相距1520m。为本区主要可采煤层，基本全区可采，煤层厚度0.555.94m，平均厚度3.54m。纵观全区厚度无明显变化。含夹矸1-2层，通常煤层下部含1层粉砂岩夹矸，厚0.080.82m，平均夹矸厚0.26m。煤层可采性指数94，煤层厚度变异系数10，属较稳定煤层。煤层顶底板岩性为粉砂岩，局部顶底板为细粒砂岩。6#煤位于伏青灰岩上部，上距2#煤60m，煤层厚度3m，大部可采，煤层结构简单。1.3.2 煤质按照我国现行的煤炭分类标准中国煤炭分类国家标准，结合本矿区煤样的化验资料分析确定，本区煤类以高变质无烟煤为主，部分为天然焦。其中，1、2、4、6、7等五层煤主要是无烟煤，仅个别小块段因与岩浆岩接触演变为天然焦。太原组底部的8、9两层煤，因广泛受到岩浆侵入的影响，部分为天然焦。1.3.3 其它有益矿产根据勘探资料，矿区内尚未发现可供利用的其它有益矿产。1.3.4 瓦斯、煤尘和煤的自燃1、瓦斯2004年5月至2007年5月，山东省煤田地质局第三勘探队和第二勘探队在神马煤矿进行勘探，分别对2#煤层采取了6孔6个瓦斯样，现场解吸无气。分析结果(见表6-6)表明：其瓦斯(CH4)成分和含量最高分别为67.60%和2.493cm3/g，二氧化碳(CO2)成分和含量最高为0.03%和0.206cm3/g，氮气(N2)成分和含量最高为99.94%和3.703cm3/g。2#、6#煤层均属于瓦斯N2带，瓦斯含量低，平均含量分别为0.693ml/g。煤层瓦斯成分以氮气为主，次为二氧化碳、甲烷气体；瓦斯含量普遍低，应属瓦斯风化带。本区各煤层瓦斯含量不高，但由邻区和本井田生产资料来看，局部利于瓦斯储存的地段（如背斜轴部）瓦斯可达二级，郭二庄煤矿和贺庄煤矿均为一级瓦斯矿，但局部地段可达二级。另外，本区有岩浆侵入，使煤层变质程度增高，煤层有产生气体的条件，某些地段如果赋存条件良好，瓦斯含量可能会相对聚集，因此，在生产过程中应加强瓦斯管理，以防瓦斯聚集发生瓦斯爆炸事故。2、煤尘依据煤炭科学研究总院抚顺分院对神马煤矿2#、6#煤煤尘爆炸性鉴定报告，煤样水份Wf4.70%，灰份Af7.08，挥发份Vf4.70，Vr 5.35，无火焰长度，鉴定结果为煤尘无爆炸性。根据河北煤田地质研究所对矿井2#煤层煤尘爆炸性煤样鉴定报告，矿井2号煤煤样水分0.83，干基灰分17.87，干基无灰基挥发分5.90，无火焰长度，鉴定结果为煤尘无爆炸性。邻近章村井田、郭二庄煤矿、显德汪煤矿等生产矿井开采上组煤均未发生过煤尘爆炸，但郭二庄煤矿下组煤补充勘探报告试验资料表明下组煤有煤尘爆炸性。神马深部扩大区勘探试验结果表明8#、9#煤均无煤尘爆炸性，但采样数量较少，结论有一定的片面性。3、自燃倾向性依据煤炭科学研究总院抚顺分院对神马煤矿2#煤自燃倾向煤样鉴定报告，自燃倾向等级为三类，不易自燃。根据河北煤田地质研究所对矿井2#煤层煤样自燃倾向性鉴定报告，干煤吸氧量1.32，自燃倾向等级为三类，不易自燃。据调查，附近矿井及煤堆中未发现自燃现象。根据邻区资料原样燃点温度在370395。同一煤样的氧化样燃点温度比还原样燃点温度降低636。以往的研究成果表明：氧化样与还原样的燃点温度差大于40为易自燃煤，小于20则为不易燃煤。以上结果均为上组煤。神马深部扩大区化验结果表明上组煤为级不易自燃煤，与邻近生产矿井的调查结果相同。第二章 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田的范围井田范围：北以F1断层为界；南以第13地质剖面与浮云煤矿勘探区为界；西部以铁路保护煤柱为界；东面以龙凤乡镇保护煤柱为边界，地理坐标：北纬364010364347，东径11347091134832。井田的走向长度7260m，倾向长度为4430m，呈东西近似长条状，井田水平面积32.15km2。2.1.2 井田的拐点坐标表2.1 神马煤矿采矿许可证拐点坐标一览表点号XY119560104.504063968.50219553123.504064046.50319553123.504068444.50419559057.504068444.50519560870.504068074.00619558105.004064799.002.2 井田的工业储量2.2.1 工业储量的估算范围及计算方法工业储量的估算范围：以河北省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：1300000019861）核定范围为准,由于1#、4#、7#、8#、9#为局部或零星可采，因此，储量估算煤层为山西组的2号煤层及太原组6号煤层。2号煤平均厚度6m，6号煤平均厚度3m。本井田储量的估算方法是采用地质块段法，分煤层估算后汇总。其中的块段是以等高线，境界线，级别线，地质剖面线划分的。本矿煤层平均倾角7，以煤层平均真厚和斜面积估算资源储量。在煤层底板等高线图上求得各块段平面积和煤层倾角，估算时换算出斜面积、利用煤层真厚度、视密度估算煤炭资源量，块段面积采用计算机在AutoCAD程序下从15000底板等高线图直接求得，各煤层的视密度均采用1.6t/ m3。公式如下： QAcos()MD式中：Q工业储量(t)；A水平面积(m2)；D视密度(t/m3)；块段内地层平均倾角；M采用厚度（m）。2.2.2 矿井的工业储量2号煤工业储量：Q2=32150557.5cos(7)61.6=310963224.7t6号煤工业储量：Q6=32150557.5cos(7)31.6=155481612.4t矿井工业储量：Q=Q2+Q6=310963224.7+155481612.4=466444837.1t2.3 矿井可采储量2.3.1 保护煤柱的留设原则（1）边界煤柱矿区东部为乡镇及村庄，留设村庄保护煤柱，南部边界为浮云矿区，留设边界保护煤柱，西部边界为铁路主干线，留设铁路保护煤柱，北部边界为F1断层，留设断层保护煤柱，各保护煤柱尺寸均按50m。（2）断层煤柱 根据矿井实际情况，断层煤柱的留设原则为：落差大于50m的断层，两盘各留50m为断层煤柱；落差2050m的断层，两盘各留30m为断层煤柱；小于20m的断层不留煤柱。（3）工业场地保护煤柱工业场地保护煤柱按一级保护，围护带宽度20m，（4）煤柱重叠处理原则各种煤柱的重叠部分，按主次归入为主的煤柱中。例如：矿井边界煤柱与其它煤柱重叠部分列入边界煤柱，断层煤柱与工广煤柱等的重叠部分归入断层煤柱。2.3.2 矿井永久煤柱损失量（1）井田边界保护煤柱：根据AutoCAD程序下矿井开拓平面图测得井田边界总长度为23353.5m，则井田边界保护煤柱损失量Q损1为：Q损1=23353.550（6+3）1.6=16814520t（2）断层保护煤柱：井田内有F2、F3、F4三条断层，其落差均在2050之间，所以断层的两侧均留设30m的断层保护煤柱。三条断层的总长度为6172m。则断层保护煤柱的损失量Q损2为： Q损2=5182302（6+3）1.6=3917592t（3）工业广场保护煤柱：工业场地面积的确定是根据大型矿井设计生产能力每10万吨占地1公顷及洗煤厂洗选能力每100万吨占地0.8公顷计算所得。神马煤矿设计生产能力300万吨/年，工业场地的占地面积S为：S=300101+3001000.8=324000m2由此可得工业场地为长600米、宽540米的长方形，加上保护带宽度20米，在矿井开拓系统平面图上利用垂直剖面法测得工业广场水平投影面积（如图所示），在2号煤层的水平投影面积为942425m2，在6号煤层的水平投影面积为1044152.5m2。则工业广场保护煤柱损失量Q损3为：Q损3=942425cos(7)61.6+1044152.5cos(7)31.6 =14164794.23t图2.1 工业广场保护煤柱示意图矿井永久煤柱损失量Q损为：Q损= Q损1+ Q损2+ Q损3=16814520+3917592+14164794=34896906t2.3.3 矿井可采储量矿井的可采储量T为：T=（Q- Q损）C 式中：T-可采储量(t)； Q-工业储量(t)；Q损-永久煤柱(t)；C-采区的采出率(本矿井取0.8)将各参数代入上式，可得矿井可采储量T为： T=(466444837.1-34896906)0.8=345238344.9t3.45亿吨第三章 矿井的生产能力、服务年限及生产制度3.1 矿井的生产能力及服务年限3.1.1 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，经多方案比较后确定。矿井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，则不能将矿区规模规定太大。(2)、开发条件：包括矿区所处的地理位置（是否靠近老矿区或者大城市）、交通（铁路、公路、水运）、用户、工覅按、供水、建筑材料及劳动力来源等。条件较好者，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、投资回收期短的应该加大矿区规模，反之则缩小规模。3.1.2 矿井设计生产能力神马矿井储量丰富，煤层赋存情况稳定，顶底板条件好，倾角小，厚度变化稳定，开采条件简单，并且交通便利；煤田煤质属良。综上所述，本井田适宜建设大型矿井。确定矿井设计生产能力为3.00Mt/a。3.1.3 矿井服务年限矿井的设计服务年限P可根据矿井的设计生产能力计算： P+T(AK)式中： A矿井的设计生产能力； K矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计取1.5，地方小煤矿可取1.3。将各参数代入可得，矿井的设计服务年限P为： P=34500(3001.4)=82年3.1.4 井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：（1） 煤层开采能力。井田内2号煤层平均6m，为特厚煤层，6号煤层平均3m，为中厚煤层，两层煤赋存稳定，厚度变化不大。根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一个放顶煤工作面。（2） 辅助生产环节的能力校核。矿井设计为大型矿井，开拓方式为立井加暗斜井多水平开拓（暂定）。工作面生产的原煤经顺槽胶带输送机到大巷胶带输送机运到井底煤仓，运输能力大，自动化程度高。副井运输负责提升、下放物料，能满足一般设备的下放与提升。大型设备材料可以通过风井下放。大巷辅助运输采用皮带运输，运输能力大，调度方便灵活。（3） 通风安全条件的校核。矿井煤尘无爆炸危险性，瓦斯涌出量小，属低瓦斯矿井，但仍需采取一定防止措施。矿井采用分区式通风，设两条回风大巷，东区、西区各布置一个风井，可以满足通风需要（暂定）。（4） 矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足煤炭工业矿井设计规范要求，见表3.1。表3.1 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力（万t/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平服务年限（a）煤层倾角45600及以上8040300500703512024060302520459050252015930各省自定3.2 矿井工作制度根据规定，达到矿井设计生产能力时按年工作日330天， 采用“四六”制作业，三采一准，即三班采煤一班检修，每班工作6小时。 第四章 井田开拓4.1 概述4.1.1 井田概述神马煤矿北以F1断层为界；南以第13地质剖面与浮云煤矿勘探区为界；西部以铁路保护煤柱为界；东面以龙凤乡镇保护煤柱为边界，井田的走向长度7260m，倾向长度为4430m，呈东西近似长条状，井田水平面积32.15km2。矿井的工业储量为4.66亿吨，可采储量为3.45亿吨，根据煤层的赋存条件和矿井可采储量，按照矿井设计规范的要求，将矿井设计生产能力定为300Mt/a，矿井的服务年限为70年。井田内可采煤层两层：2号煤和6号煤。2号煤厚度为6m，6号煤厚度为3m，主采煤层为2号煤层，煤层间距60m，4.1.2 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，简历矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较才能确定。井田开拓主要研究如何不知开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究：确定井筒的形式、数目和配置，合理学则井筒及工业场地的位置。合理确定开采水平的数目和位置。布置大巷及井底车场。确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。进行矿井开拓延深、深