XX煤业3090万吨年改扩建盘区开采设计毕业论文

1、xxxx 煤业煤业 30-9030-90 万吨万吨/ /年改扩建盘区开采设计年改扩建盘区开采设计 摘 要：本设计以 xx 煤矿地质勘探资料为基础， 进行了 30-90 万 吨/年改扩建盘区开采设计。分别论述了采区储量和生产能力、采区方案 设计和采区生产系统、开采顺序以及采区的布置和装备、各巷道的布置 等。为 xx 煤矿改扩建提供施工依据。 关键词: 煤矿；改扩建；开采设计 目目 录录 引引言言1 第一章第一章井田概况及井田地质特征井田概况及井田地质特征2 第一节井田概况3 第二节矿井地质特征4 第二章第二章井田境界与储量井田境界与储量17 第一节井田境界17 第二节资源储量17 第三章第三章矿

2、井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限21 第四章第四章井田开拓方式井田开拓方式21 第五章第五章采区布置及装备采区布置及装备24 第一节采煤方法24 第二节采区布置32 第六章第六章井下运输与提升井下运输与提升34 第七章第七章矿井通风与安全矿井通风与安全34 第一节概况34 第二节矿井通风37 第三节灾害预防及安全装备42 第八章第八章矿井设计主要经济技术指标矿井设计主要经济技术指标56 参考文献参考文献 谢谢辞辞61 引引言言 本设计以 xx 煤矿地质勘探资料为基础，以煤矿开采方法 ， 煤 矿安全规程 ， 采煤概论 ， 煤矿地质学 ， 通风安全学 ， 井巷工程 和矿山压力与岩

3、层控制等资料为依据，进行了采区生产系统的设计。 本说明书首先介绍了矿井概况及地质特征，详细说明了设计采区的 范围、煤层煤质、瓦斯地质以及水文地质等基础资料。 在地质资料的基础上，进行了采区开采设计。分别论述了采区储量 和生产能力、采区方案设计和采区生产系统、开采顺序以及采区的布置 和装备、各巷道的布置等。 第一章第一章 井田概况及矿井地质特征井田概况及矿井地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 xx 煤业东北距 xx 市 15km，马（村）巴（公）公路于井田 中部通过，经该公路向北 3km 可达沁（水）辉（县）公路，沿沁（水） 辉（县）公路再往东 8km 可接 20

4、7 国道、12km 后至 xx 市东部可上 二（连浩特）广（州）高速公路晋（城） 长（治）段、晋（城） 长（治）二级公路，东距太（原）焦（作）铁路线 8km，最近的 煤炭集运站为距井田西部 1.5km 的兰花集团唐安煤矿煤炭集运站，该矿 与上述沁辉公路及铁路间有村用柏油路相通，交通便利。 二、地形地势二、地形地势 该井田位于太行山西缘南段、沁水煤田盆地之东南缘，井田西部为 低山区，中东部为丘陵，地貌形态属侵蚀性低山丘陵区，总的地势为 西高东低，最高点位于井田西部黄花岭，海拔 1019.0m，最低点位于井 田中部的崔家庄西北处，海拔 818.0m，最大相对高差 201.0m。 三、水文三、水文

5、井田位于太行山南段西麓，井田中南部有一小型东宅水库。许河 从井田外西北部 2.2km 处由西向东流过，最终汇入丹河。属黄河流域沁 河水系。 四、气象及地震四、气象及地震 该区属大陆性气候特征。据高平市气象站近 10 年观测资料：平均 气温为 10.23，最高气温为 38.6，最低气温为-22.8；年降水量为 281.71117.6mm， 69 月份降水量占全年的 70%左右；年平均蒸发 量约为 1571mm，干旱指数为 1.58，属半湿润区；该区夏季多南风，冬 季多西北风，最大风力十级。一般为 34 级；全年无霜期 180 天左右， 每年 11 月至次年 3 月为结冰期，冻土深度一般为 0.3

6、00.56m。 史载，xx 市最早一次地震为公元 167 年 6 月 18 日的 xx 地震，至 1956 年的 1700 多年间，共发生地震 42 次，其中强度 45 级以上的地 震有 8 次。根据山西省地震基本烈度区划图，该区处于临汾和邢台两大 地震带之间为相对稳定区，属太行山亚弱地震带，基本烈度为 6 度。 据中华人民共和国 gb500112001建筑抗震设计规范该区地震 设防烈度为 6 度区，地震动峰值加速度为 0.05g。 第二节第二节 矿井地质特征矿井地质特征 一、地质构造一、地质构造 （一）区域地质 1、区域地层 平南 xx 煤业井田位于沁水煤田东部，处于晋城煤炭国家规划矿区 东

7、部。区域地层自下而上：古生界（奥陶系、石炭系、二叠系） 、中生 界（三叠系） 、新生界（上第三系、第四系） 。详见区域地层简表 2-1- 1。 2、区域构造 平南 xx 煤业井田位于沁水煤田东部，太行复背斜之西翼，晋获褶 断带南部西侧。受新华夏系多字形构造影响，该区构造线大多呈北东东 向。区域大型断裂较发育：有近北东东向的庄头正断层等，北北东向的 长治正断层、高庙山正断层、高平正断层等。区域地层总体走向近北北 东向、向西倾的单斜地层，尚发育有宽缓的次级褶曲。详见区域构造纲 要图。 3、区域含煤特征 区域主要含煤地层为山西组和太原组；山西组含可采煤层 1 层（3 号） ，太原组含可采煤层 1-2

8、 层（9、15 号） 。3、15 号煤层为区内主要稳 定可采煤层，9 号煤层为局部可采煤层，其余煤层为不可采煤层。 （二）构 造 受区域构造影响，井田总体为一走向近 ne、倾向 nw 的单斜构造， 在此基础上发育轴向 ne、nese 的短轴向背斜，地层倾角平缓，一般 28，井田内共发现 11 条断层（其中落差大于 5m 的 2 条）和 6 个陷 落柱 （见构造纲要图） 。现将井田褶曲、断层和陷落柱分别叙述如下 ： （1）褶曲 1） 、 s1背斜（黄花岑背斜） 发育于井田西部、轴部沿 201、736 号钻孔中间穿过，井田内延伸 长度 692m；轴向 ne，两翼基本对称，地层倾角 6左右。由大阳井

9、田勘 探时地质填图控制，井下巷道也发现，与地质填图相符。 2） 、 s2向斜（黄花岑向斜） 位于井田西部，轴部 s1背斜平行延展，井田内延伸长度 1065m；轴 向 ne，两翼基本对称，地层倾角 48。由大阳井田勘探时地质填图 控制，井下巷道也发现，与地质填图相符。 3） 、s3背斜 位于井田中偏西部，井田内延伸长度 3194m；轴向总体呈 ne，两 翼基本对称，地层倾角 24。由大阳井田勘探时地质填图发现。 4） 、s4向斜 位于井田中部，井田内延伸长度 2113m；轴向 nese，两翼基本 对称，地层倾角 3左右，由本次勘探控制。 5） 、s5向斜 位于井田东部，井田内延伸长度 1923m

10、；轴向近 sn，两翼基本对 称，地层倾角 24，由本次勘探控制。 （2）断层 井田内共发现 11 条断层，其中落差大于 5m 的 2 条，叙述如下： 1） 、 f1逆断层：由大阳井田勘探时 736 号钻孔控制，位于井田西 部。走向 ne，倾向 nw，倾角 72，最大落差 8m，区内延伸长度约 95m。 2） 、 f2正断层：位于井田中偏北部，由大阳井田勘探时地质填图 控制，井下巷道也发现，与地质填图相符。其走向近 sn，倾向 e，倾 角不详，落差 11m，区内延伸长度约 320m。 其余断层落差均很小，由 114 队勘探时填图所来，现地表难予辨认， 无法追索，对矿井开采影响不大。 （3）陷落柱

11、 通过以往地质工作和矿井巷道揭露，井田范围内共发现陷落柱 6 个， 陷落柱形态基本上都为近圆形和椭圆型，详见陷落柱控制一览表。 表 2-1-2 陷落柱控制一览表陷落柱控制一览表 长、短轴长度（m）备注 陷落柱位置形状 陷壁角 （） 3 号煤9 号煤15 号煤 x1中部椭圆形10469135100167130 x2中偏北部椭圆形703810575135105 x3中偏北部近圆形34256555 x4中部椭圆型903512870160100 x5中部近圆形 70 35266558 由大阳勘 探地质填 图及井下 巷道控制 x6中部近圆形262064589590 由大阳勘 探地质填 图控制 综上所述，

12、井田地质构造尚属简单，为一类。 二、煤层及煤质二、煤层及煤质 （一）含煤性 井田内含煤地层为太原组和山西组，不同的聚煤环境，形成了不同 的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的差异性。 太原组为一套海陆交互相含煤地层，含海相灰岩 3-6 层、含煤 2-9 层，编号自上而下为 6、7、8、9、10、11、12、13 及 15 号，其中 15 号煤层为全井田稳定可采煤层，9 号煤层为赋煤区稳定可采煤层，其余 煤层均不稳定、不可采，地层平均总厚度 83.10m，煤层平均总厚度 5.29m，含煤系数 6.37%，其中 9、15 号可采煤层平均总厚 3.95m，可采 系数为 4.75%，下部含煤性好，

13、上部含煤性稍差。 山西组为一套陆相含煤地层，共含煤 3 层，编号自上而下为 1、2、3 号，其中 3 号煤层为赋煤区稳定可采煤层，其余为不可采煤层。 地层平均总厚度 47.24m，煤层平均总厚度 6.10m，含煤系数 12.91%， 其中 3 号可采煤层总厚度 5.65m，可采系数 11.96%，含煤地层含煤性较 好。 区内山西组、太原组含煤地层平均总厚 130.34m，煤层平均总厚 11.20m，含煤系数 8.59%，其中 3、9、15 号可采煤层平均总厚 9.60m， 可采系数 7.37%。 （二）可采煤层 可采煤层为山西组的 3 号煤层及太原组的 9、15 号煤层（其特征见 表 2-1-

14、3） ，分述如下： 3 号煤层：位于山西组底部，上距中间砂岩 3.41m 左右。煤层厚度 4.676.65m，平均 5.65m，为赋煤区稳定可采煤层，含 0-1 层泥岩及炭 质泥岩夹矸，结构简单，煤层顶、底板多为粉砂岩、砂岩、泥岩、砂质 泥岩。 表 2-1-3 可采煤层特征表 煤层厚度 （m） 煤层间距 （m） 煤层结构 地层 单位 煤 层 编 号 最小-最大 - 平均 最小-最大 - 平均 矸石 层数 类 别 顶板 岩性 底板 岩性 稳定 程度 可采性 山 西 组 （p1s ） 3 4.67-6.65 - 5.65 0-1 简单 粉砂岩 细粒砂岩 泥岩 砂质泥岩 黄土 粉砂岩 中砂岩 泥岩

15、砂质泥岩 稳定 赋煤区 可采 9 1.00-1.55 - 1.27 0-1 简 单 粉砂岩 泥岩 砂质泥岩 石灰岩 细砂岩 粉砂岩 泥岩 砂质泥岩 赋煤区 可采 太 原 组 （c3t ） 15 1.863.90 - 2.63 29.1559.10 46.26 31.4049.98 36.71 0-2 简单 石灰岩 泥岩 砂质泥岩 炭质泥岩 泥岩 铝土质泥 岩 全区 可采 9 号煤层：位于太原组中上部，上距 3 号煤层 29.15-59.10m，平均 46.26m，煤层厚度 1.00-1.55m，平均 1.27m，为赋煤区稳定可采煤层， 局部含 1 层炭质泥岩夹矸，结构简单，煤层顶板多为泥岩、砂

16、质泥岩、 粉砂岩、砂岩，底板多为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。 15 号煤层：位于太原组底部，k2灰岩为其直接顶板，上距 9 号煤 层 31.40-49.98m，平均 36.71m，煤层厚度 1.863.90m，平均 2.63m， 为全井田稳定可采煤层，一般含 01 层泥岩及炭质泥岩夹矸，局部含 2 层泥岩及炭质泥岩夹矸，结构简单，煤层顶板多为 k2灰岩、泥岩，底 板为泥岩、铝土质泥岩。 （三）煤质 物理性质和煤岩特征 9 号煤层： 9 号煤层外观呈黑色、灰黑色，金属光泽，条带状结构，块状或层 状构造，粒状、阶梯状断口为主，贝壳壮次之，条痕为灰黑色，裂隙较 为发育，常见黄铁矿充填。宏观煤岩类型，以半

17、光亮型煤为主，少量光 亮型和暗淡型煤，煤岩组份以亮煤、镜煤居多，少量暗煤。 15 号煤层： 15 号煤层外观呈黑色、灰黑色，金属光泽，条带状结构，粒状、阶 梯状断口为主，贝壳壮次之，条痕为灰黑色，裂隙较为发育，常见黄铁 矿充填。宏观煤岩类型，以半光亮型煤为主，少量光亮型和暗淡型煤， 煤岩组份以亮煤、镜煤居多，少量暗煤。 煤类按照中国煤炭分类国家标准（gb5751-86） 进行分类，本井 田可采煤层为无烟煤，分类指标采用浮煤挥发分（vdaf） 、氢元素 （hdaf）进行分类，煤质特征根据中华人民共和国国家标准 （gb/t15224-2004， ）关于煤炭质量分级标准进行划分。综合张家 庄煤业、x

18、x 煤矿 3、15 号煤层井下测试结果和勘探钻孔煤芯煤样化学 结果： 3 号煤层为特低灰中灰、特低硫的无烟煤（wy03） 。 9 号煤层为低灰高灰、中硫中高硫、特低磷低磷的无烟煤 （wy03） 。 15 号煤层为低灰中灰、中硫中高硫、特低磷低磷的无烟煤 （wy03） 。 煤质及工业用途评价 煤类按照中国煤炭分类国家标准（gb5751-86） 进行分类，本井 田可采煤层为无烟煤，分类指标采用浮煤挥发分（vdaf） 、氢元素 （hdaf）进行分类，煤质特征根据中华人民共和国国家标准 （gb/t15224-2004， ）关于煤炭质量分级标准进行划分。综合张家 庄煤业、xx 煤矿 15 号煤层井下测试

19、结果和勘探钻孔煤芯煤样化学结果： 15 号煤层为低灰中灰、中硫中高硫、特低磷低磷的无烟煤 （wy03） 。15 号煤为无烟煤，含硫高，经洗选后可作为动力和化工用 煤。 三、其它开采技术条件三、其它开采技术条件 （一）瓦斯 根据 xxx 字20071565 号关于 xxx 市 2012 年度 30 万 t/a 以下 煤矿矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复 。xx 煤矿瓦斯绝 对涌出量 1.62m3/min，瓦斯相对涌出量 3.24m3/t，鉴定为低瓦斯矿井。 （二）煤尘及煤的自燃 根据 xx 省煤炭综合测试中心对本次勘探时采样及原 xx 市 xx 煤矿 和 xx 煤业有限公司工作面采样后

20、进行的煤尘爆炸性试验，测试结果详 见表 2-1-8。 表 2-1-8 煤尘爆炸性测试成果表煤尘爆炸性测试成果表 取样地点时间煤层号 火焰长度 （mm） 抑制煤尘爆炸 最低岩粉用量 c%） 有无爆炸性 xx 煤矿20081500无 xx 煤业2008300无 900无 104 号钻孔2010 1500无 900无 105 号钻孔2010 1500无 区内各矿煤层沉积相同且为相邻矿井，煤质接近，分析认为该区 3、9、15 号煤层煤尘无爆炸性。 根据 xx 省煤炭综合测试中心对本次勘探采样及原 x 市 xx 煤矿和 山 xx 煤业有限公司工作面采样后进行的自燃倾向性试验，测试结果详 见表 2-1-9

21、。 表 2-1-9 煤层自燃倾向性测试成果表 取样地点时间煤层 吸氧量 （cm3/g） 自燃倾向性等级鉴定结论 xx 煤矿2008151.18 不易自燃 xx 煤业200831.11 不易自燃 90.96 不易自燃 104 号钻孔2010 151.16 容易自燃 91.14 容易自燃 105 号钻孔2010 151.06 容易自燃 从表表 2-1-9 可看出，3 号煤层不易自燃煤层，9、15 号煤层为不易 自燃层容易自燃煤层。但从该区施工的钻孔 9、15 号煤层煤芯化验结 果看，9 号煤层原煤硫份 1.74%-5.33%，平均 2.93%，15 号煤层原煤硫 份 1.69%-4.16%，平均

22、2.65%，故 9、15 号煤层应为容易自燃煤层。 （三）地温及地压 根据 xx 煤矿、yy 煤业及周边生产矿井生产情况，各矿井在井下 生产中未曾发现地温、地压异常现象，应属地温、地压正常区。 （四）顶底板条件 9 号煤层: 老顶：为中细砂岩、粉砂岩，局部为石灰岩，厚 1.258.34m，一 般厚 3.68m，根据本次勘探时采样做的顶板物理力学性质成果，其抗拉 强度 4.56.3mpa，平均 5.3mpa；抗压强度 99.6116.4mpa，平均 105.7mpa；内摩擦角 42374324，平均 4301,为坚硬岩层。 直接顶：主要为灰黑色泥岩，厚 0.345.20m，平均 2.55m。根据

23、本 次勘探时采样做的顶板物理力学性质成果，其抗拉强度 0.51.6mpa， 平均 1.1mpa；抗压强度 12.036.0mpa，平均 26.4mpa；内摩擦角 32 413550，平均 3348,为软弱岩层。 底板：主要为黑灰色泥岩、砂质泥岩，厚 0.809.61m，平均 4.60m。根据本次勘探时采样做的底板物理力学性质成果分析，其抗拉 强度 0.62.9mpa，平均 1.2mpa；抗压强度 16.059.2mpa，平均 30.5mpa；内摩擦角 33293750，平均 3446,为软弱岩层。 15 号煤层： 伪顶：紧接煤层的顶板。井田内局部发育，一般为黑色薄层状泥岩， 厚 03.56m，

24、平均 0.50m。当伪顶不发育时，煤层直接直接顶板接触， 属软弱岩层。 直接顶：深灰色，为一坚硬、厚层状的石灰岩（k2） ，一般其均与 煤层接触。厚 4.1312.24m，平均 8.42m。根据本次勘探时采样做的顶 板物理力学性质成果，其抗拉强度 1.76.2mpa，平均 4.0mpa；抗压强 度 40.8116.4mpa，平均 77mpa；内摩擦角 40204256，平均 41 43，为半坚硬岩层。 直接底：为铝土泥岩，厚 3.117.86m，平均 5.52m。根据本次勘探 时采样做的底板物理力学性质成果，其抗拉强度 0.41.5mpa，平均 0.9mpa；抗压强度 12.035.2mpa，

25、平均 25.6mpa；内摩擦角 31 273729，平均 3429，为软弱岩层。 在开采 15 号煤层时应考虑其底鼓的影响，因为据本次勘探资料该 煤层与中奥陶统间距最大为 11.53m，且铝土质泥岩吸水能力较强，当其 遇水后，由于泥岩具有吸水性，会引起整体岩层膨胀。 老底：为奥陶系中统峰峰组石灰岩，根据本次勘探时采样做 的顶板物理力学性质成果分析，其抗拉强度 4.6mpa，抗压强度 77.9mpa，内摩擦角 4321，为坚硬岩层。 四、水文地质四、水文地质 1、地表水 井田河流水系不发育，南部有一小型水库东宅水库。井田西北边 界外 2.2km 有许河，流向由东北转为东东北向，最高洪水位 898

26、.6m，最 终汇入丹河，属黄河流域沁河水系。东宅水库是一座集防洪、灌溉、水 产养殖综合利用的小型水库枢纽工程，枢纽由大坝、溢洪道、卧管输水 洞等建筑物组成，控制流域面积 2.2 平方公里，设计总库容 55 万立方， 其中防洪库容 15 万立方，兴利库容 30 万立方，死库容 10 万立方。经 2007 年 12 月实测，淤积库容为 12.6 万立方米，淤积后库容为 44 万立方 米。水库设计防洪标准为 30 年一遇，100 年一校核，现达 10 年一遇防 洪标准。水库下游保护着 1 个村庄，0.2 万亩耕地，2000 口人。设计灌 溉面积 2000 亩。 井田内沟谷多为“v”字型黄土冲沟，一般

27、无水，雨季沟谷可有溪水。 由于井田地势西高东低、中部高南北两侧低，故其北部各沟谷雨季汇水 流入许村河，该河位于黄花岭西侧，受黄花岭阻挡，流向为东北，于唐 西村南部流向转为东东北，在唐西村东南部洪水位标高 875m 左右；南 部汇水东宅水库，该水库为当地蓄洪、泄洪水库，泄洪通道。许河最高 洪水位在黄花岭西侧为 898.60m，但因其受黄花岭阻挡，洪水不能逾越 黄花岭，许河在唐西村东南部最高洪水位 875m 左右。 井田北部地势均高于部的许河河床，其最低凹处位于平南 xx 煤业 井田西北部，即位于南北向穿过的巴（公）马（村）公路北部唐西 村东南许河河床南岸，故井田北部最高洪水位为许河在唐西村东南部

28、最 高洪水位，即 875m 左右；井田南部最高洪水位为东宅水库泄洪通道最 高洪水位，即 864m。 区内原 xx 煤矿、yy 煤业的主、副井标高位于当地最高洪水位以上， 洪水不能灌入井筒。 2、矿区内主要含水层 井田含水层自下而上有奥陶系中统马家沟组石灰岩岩溶裂隙含水层、 石炭系上统太原组砂岩裂隙及石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系下统山西 组、下石盒子组砂岩裂隙含水层及第四系松散岩类孔隙含水层。 （三）井田充水因素分析 1、地表水及含水层水对煤层开采的影响 区内第四系广泛，第四系松散砂砾层孔隙地下水，含水层主要为砂 砾卵石类，主要分布于其下部，该含水层地下水大气降水关系密切，接 受为大气降水补给，

29、雨季含水性强，无雨季节可干枯。 井田内 3、9、15 号煤层埋藏深度的总体趋势为由西北向东南递浅， 其中 3、9 号煤层在井田东南部有出露，受第四系松散砂砾层孔隙地下 水影响。 基岩风化带地下水，区内普遍为第四系粘土及少量砂砾石所覆盖， 由于风化壳底部多为泥岩及粉砂岩类，起到一定的隔水作用，可构成风 化基岩承压水面，接受大气降水及地表水外补给，有利于地下水循环运 动，可畅通无阻地排泄于区外。 石炭系石灰岩裂隙岩溶和二叠系碎屑岩地下水，其间有厚度不等的 泥岩阻隔，相互间水力联系微弱，主要以相互平行的层间径流为主，主 要由太原组 k2、k3、k4、k 5等灰岩岩溶裂隙各含水层组成，本次钻孔 揭露岩

30、芯较完整，水蚀现象不普遍，均进行了简易水文地质观测，由于 以上灰岩岩溶裂隙较发育，充填物较少，钻探在揭露它们时部分发生漏 水或冲洗液消耗量大、水位下降等现象。据 s203 号孔抽水试验资料， 单位涌水量 q0.00374l/sm，富水性弱。但不排除局部 k2-k 5等灰岩岩 溶裂隙发育，局部富水性大，可对 9、15 号煤层开采造成突水影响。 井田中南部有一小型水库，主要汇集雨季沟谷中汇水，无大的水体 补给，设计库容 55 万 m3，其中防洪库容 15 万 m3，兴利库容 30 万 m3，死库容 10 万，淤积后库容为 44 万 m3，坝顶高程 866m，泄洪通道 最高标高为 864m。开采此区

31、段煤层时应留设防水煤柱。 许河从井田外西北部 2.2km 处由西向东流过，最终汇入丹河。属黄 河流域沁河水系，该河流对下部含水层具垂向、侧向补给，使下部含水 层富水性增加，开采煤层接近该河流时应留设防水煤柱。 2、构造对矿井充水因素的影响 井田总体为一走向近 ne、倾向 nw 的单斜构造，在此基础上发育 轴向 ne、nese 的短轴向背斜，地层倾角平缓，一般 28，井田内 共发现 11 条断层（其中落差大于 5m 的 2 条）和 6 个陷落柱。 据调查，在井下的实际生产开采过程中，遇到断层及陷落柱时，除 顶板有少量淋水且很快淋干，其中向斜构造对层间地下水有汇集的作用， 将使向斜轴部的含水层富水

32、性增强。正断层具导水性，逆断层属压扭性， 推测导水性可能微弱。陷落柱可能沟通各含水层，成为矿井充水因素之 一。 （四）矿井水害防治措施 （1） 、加强对突水先兆的识别，坚持“预测预报，有掘必探，先探 后掘，先治后采”的探放水原则。 （2） 、井田内及周边分布有许多采空区，在靠近开采时，必须弄清 其采空区范围、巷道布置、采空区积水情况等，预留一定的保安煤柱， 以防突水灾害发生。 （4） 、加强对井田内钻孔封孔情况检查，预防地表水沿孔向井下渗 入。对揭穿奥灰岩溶水的深井，巷道及采煤工作面应保持相当的安全距 离，防止井管受外力破裂，一旦破裂涌水，其涌水量将增大，发生水害 事故。 （4） 、井下巷道沿

33、煤层布置，受煤层起伏影响较大，巷道中可能发 生积水现象，在矿井生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水 窝，由小水泵将积水排出，确保井下巷道畅通。 （5） 、定期清理水仓、水沟。 （6） 、雨季来临前要及时清理地面防洪沟渠，加强因回采所造成地 面塌陷及地裂缝的检查，做好地面塌陷坑及地裂缝的填埋工作，并用粘 土夯实高出地表，防止洪水危害矿井。 （7） 、随时踏勘地表是否有裂缝、塌陷存在，并及时给予填堵。 （8） 、做好井下巷道测量与应密闭巷道的密闭工作，做好井下地质 与水文地质记录与观测工作，井下应有每日矿坑涌水量实测的记录日志， 分析涌水量变化与降雨、开采地质条件变化的关系，一旦发现异常，

34、应 及时分析原因，采取果断的技术措施。 第二章第二章井田井田境界及储量境界及储量 第一节第一节 井田境界井田境界 依据 xx 省国土资源厅 2009 年 8 月为平南 xx 煤业颁发的 c1400002009111111221 号采矿许可证 ，批准开采 315 号煤层，井 田面积 9.7282km2，生产规模为 90t/a，净增能力 60 万 t/a。具体范围由 以下 13 个拐点（1980 西安坐标系，6带）连线圈定（详见表 3-2-1） 。 井田南北最长 2.7km，东西最宽 5.246km，井田面积 9.7282km2。 第二节第二节资源储量资源储量 （一）地质储量 1、储量计算范围和工

35、业指标 （1）储量计算范围 表 2-2-1 井田范围表井田范围表 1980 年西安坐标系1954 年北京坐标系 点号x 坐标y 坐标点号x 坐标y 坐标 1395120.8719666537.321395610019666606 2132155.8519666537.322395422519666606 3391175.8419663641.283395422519663710 43951110.8319663641.284395340019663710 53911350.8319662481.275395340019662550 63954175.8419662481.26639542251

36、9662550 73912275.8419661731.257395422519661800 83954456.8419661731.258395455519661800 93952226.8419661291.259395450619661360 103955320.8519661291.2410392227019661360 113922220.8519662481.2611395537019662550 123955550.8619662481.2612395600019662550 1980 年西安坐标系1954 年北京坐标系 点号x 坐标y 坐标点号x 坐标y 坐标 13395444

37、0.8719663211.2713394400019663280 1439544450.8719663211.2714394410019663280 本次设计资源/储量估算范围以采矿许可证载明界线为准。 （2）工业指标的确定 根据 2002 年国土资源部颁发的煤、泥炭地质勘查规范规定， 本井田 3、9、15 号煤层为非炼焦用煤，煤层倾角小于 25，工业指标按 如下标准执行： 最低可采厚度：非炼焦用煤 0.80 m（倾角小于 25） ； 最高可采灰分：40； 最高可采硫分：3； 最低发热量（qnet,d）22.1mj/kg。 2、储量级别划分 按照资源储量套改技术要求与xx 省矿产储量表 ，本矿

38、资源 储量类型套改为 111b、122b 和 333。 3、储量计算方法 井田内煤层倾角较小，一般为 28，煤层结构简单，赋存稳定， 采用地质块段法进行资源/储量估算。 估算公式如下： qshd1000 式中：q资源/储量（kt） ； s面积（m2） ； h平均厚度（m） ； d煤层平均容重（1.46 t/m3）。 兼并重组整合后全井田 3、9、15 号煤层保有资源/储量 34960kt，其 中 3 号煤层保有资源/储量 560kt，9 号煤层保有资源/储量 5510kt，15 号 煤层保有资源储量 28890kt。3 号煤层资源/储量位于原 xx 煤业有限公 司井田范围内。根据煤矿企业兼并重

39、组整合工作领导组晋煤重组办发 200944 号文件关于 xx 煤矿企业兼并重组整合方案的批复 ，允 许 xx 煤业有限公司按其采矿证规定日期过渡生产到 2011 年 10 月。待 平南 xx 煤业投产时，3 号煤层资源已无法再进行回采。本次初步设计 只设计开采 9、15 号煤层。全井田 9、15 号煤层保有资源储量详见表 3- 2-2。 表 2-2-2 全井田 9、15 号煤层保有资源储量计算表 单位 kt 资源/储量（kt） 煤层号煤类水平 111b122b333 （111b+122b） /（111b+122b+333）% 现保有 9wy+790368096087084.215510 15w

40、y+775218604360267090.7628890 合计255405320345089.7134400 （二）矿井设计储量 矿井设计储量计算公式如下： 矿井设计储量=工业资源储量永久煤柱损失 矿井工业资源/储量为 331+332+333k，k 为可靠性系数，本矿井 k 取 0.9。则该矿工业资源/储量 331+332+333k =25540+5320+34500.9=33965kt。 经计算，矿井设计储量为 24658kt。 矿井设计储量计算结果见表 3-2-3。 表 2-2-3 矿井设计储量计算表 单位 kt 永久煤柱损失煤 层 号 水平 工业资源/ 储量井田边 界 采空区、构造 及风

41、氧化带 地面建 筑 小计 设计 储量 9+79053422101090206033601982 15+7752862312144614272594722676 合计33965142415516332930724658 （三）矿井设计可采储量 矿井设计可采储量计算公式如下： 设计可采储量=（设计储量-开采煤柱损失）采区回采率 本矿 9 号煤层属中厚煤层，采区回采率取 85%。本矿 15 号煤层属 中厚煤层，采区回采率取 80%。 经计算，矿井设计可采储量为 17929kt。 矿井设计可采储量计算结果见表 3-2-4。 表 2-2-4 矿井设计可采储量计算表 单位 kt 开采永久煤柱 煤层号水平

42、设计 储量 工业场地大巷小计 开采损失 设计可采 储量 9+79019823801615412161225 15+775226768189781796417616704 合计24658119811392337439217929 三、安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法三、安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法 本设计建筑物保护煤柱尺寸的计算中，表土移动角取 =45，岩层 走向移动角、下山移动角、上山移动角 72，采用垂线法确定煤柱范围。 由于煤层倾角小，以投影面积与煤层平均厚度计算煤柱量。该井田 煤层埋藏较浅，较精确地测定岩层移动资料，对有效地保护地面建筑构 筑物及提高矿井生产效益均有重要作用，建议

43、矿井开采初期矿方应及时 进行岩层移动的观测工作，以实际测量资料为依据，对安全煤柱的尺寸 和范围作适当的调整。 井田边界煤柱 20m，大巷保护煤柱 30m，采空区边界煤柱20 m。井 筒按一级保护，工业场地按二级保护，和村庄按三级保护，再根据表土 层和基岩厚度（表土移动角45，基岩移动角72）计算保安煤柱。 第三章第三章 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度 设计矿井年工作日为 330d，每天四班作业，三班采煤，一班准备， 日净提升时间为 16h。 二、矿井设计生产能力 该矿开采技术条件比较优越，地面交通便利。依据 xxx 办发2007 56 号文件关于 xx

44、企业兼并重组整合方案的批复 ，该矿井设计生产 能力确定为 900 kt/a。 三、矿井服务年限 矿井服务年限按下式计算： t=zk/（ak） =17929/（9001.3） =15.32（a） 式中：t矿井设计服务年限，a； zk设计可采储量，17929kt； a矿井设计生产能力，kt/a； k储量备用系数，取 1.3。 经计算，矿井设计服务年限为 15.32a。 第四章第四章 井田开拓井田开拓方式方式 一、开拓方式一、开拓方式 xx 煤业共布置主斜井、副立井和回风立井三个井筒。 1、主斜井：主斜井一侧铺设胶带输送机，担负矿井的煤炭提升任 务，另一侧铺设单轨，担负矿井大件设备及长材料运输任务。

45、设台阶、 扶手，作为矿井一个安全出口，兼作进风井。井筒净宽 4.5m，斜长 385.1m，坡度 18，表土段采用混凝土砌碹支护，基岩段采用锚网喷支 护。 2、副立井：副立井担负矿井的辅助提升任务，装备双罐笼，设梯 子间，作为矿井一个安全出口，兼作进风井。井筒净宽 4.0m，垂深 141.7m，料石砌碹支护。 3、回风立井：回风立井装备梯子间，担负矿井的回风任务并作为矿 井的一个安全出口。回风立井井筒净直径5.0m，垂深 153.4m，锚网喷支 护。 二、水平划分及阶段垂高的确定二、水平划分及阶段垂高的确定 全井田开采 9、15 号煤层，设计采用两个水平进行开采，9 号煤层 水平标高+790m，

46、15 号煤层水平标高+775m。 三、主要运输大巷及总回风道的布置方式和位置选择三、主要运输大巷及总回风道的布置方式和位置选择 为节省投资，加快施工速度，本设计将运输大巷、回风大巷均沿 15 号煤层顶板布置。9、15 号煤层巷道均沿煤层顶板布置。 四、矿井各水平、煤层、上下山和采区的开采顺序四、矿井各水平、煤层、上下山和采区的开采顺序 根据井田开拓布置，按照煤炭工业矿井设计规范要求，并结合 工作面技术装备和矿井兼并重组整合实际情况，设计井田 15 号煤层共 划分为五个采区，9 号煤层划分为一个采区，首采区为 15 号煤层 151 采 区。 采区开采顺序：151 采区152 采区153 采区90

47、1 采区154 采 区155 采区。 15 号煤层采区接续见表 3-4-3。 表表 3-4-3 采区接续表采区接续表 采区名称开采煤层设计开采储量(kt)生产能力(kt/a)服务年限（a） 1511539299003.36 1521549069004.19 1531522149001.89 901912259001.05 1541546579003.98 155159989000.85 五、保护煤柱留设及五、保护煤柱留设及“三下开采三下开采” 兼并重组整合后，平南 xx 煤业井田内村庄及建（构）筑物均留有 保护煤柱，不进行三下开采。 表 4-5-1 井 筒 特 征 表 井 筒 名 称主斜井副立

48、井回风立井 经距 y19663356.36019663545.46919663664.456 井 口 座 标 纬距 x3955703.3923955681.8373955680.402 井口/井底标高（m）894 /775908.056/766.3919.025/765.6 提升方位角（度）289309 井筒倾角（度）189090 井筒垂深、斜长（m）385.1147.1153.4 净4.95.05.0 表土5.96.06.0 井筒宽度（m） 掘 基岩5.15.25.2 净17.219.619.6 表土23.028.328.3井筒断面（m2） 掘 基岩18.321.221.2 表土500500

49、500支护厚 度 （mm） 基岩100100100 表土混凝土混凝土混凝土 井壁支护 支护材 料基岩锚网喷锚网喷锚网喷 井 筒 装 备胶带输送机 双罐笼 梯子间 梯子间 备 注安全出口安全出口安全出口 六、井底车场及硐室 1、井底车场形式的选定 根据井田开拓方式及提升量，设计主斜井井底车场为平车场，车场 型式简单，调车方便，工程量省。副立井井底车场为折返式车场。 2、井底车场空、重车线长度的确定及车场通过能力的计算 根据矿井生产能力及辅助运输量需要，设计确定主斜井井底车场长 度为 30m。调车方式为人工调车。 3、井底车场硐室名称及位置 本矿井底车场硐室有：主水泵房、主变电所、管子道、井底水仓

50、、 消防材料库、井底煤仓、上仓斜巷、煤仓通风巷、等候室、医疗室等。 井底水仓由主、副仓组成，为半圆拱型断面，混凝土支护，净断面 积 6.2m2，有效容积 1500m3。水仓清理采用调度绞车牵引 1t 矿车定期人 工清理。 主水泵房和主变电所布置在副立井井底北侧，由原主立井井底巷道 改造而成。长度分别为 30m 和 40m，矩形断面，锚网喷支护。设有管子 道，管子道与副立井相连接。 井底煤仓为净径 =8.0m 的圆形立仓，煤仓仓体长 26m，混凝土砌 碹厚 400mm，煤仓有效容量约为 1100t。煤仓下口设给煤机，直接装载 煤炭至主斜井带式输送机提升至地面。井底煤仓采用上抬式布置，从胶 带大巷

51、布置上仓斜巷至井底煤仓上口，井底煤仓上口通过煤仓通风巷与 主斜井井筒相通。 第五章第五章 采区布置及装备采区布置及装备 第一节第一节 采煤方法采煤方法 一、采煤方法的选择及其依据 根据地质报告，该矿 15 号煤层位于太原组底部，k2灰岩为其直接 顶板，上距 9 号煤层 31.40-49.98m，平均 36.71m，煤层厚度 1.86 3.90m，平均 2.63m，为全井田稳定可采煤层，一般含 01 层泥岩及炭 质泥岩夹矸，局部含 2 层泥岩及炭质泥岩夹矸，结构简单，煤层顶板多 为 k2灰岩、泥岩，底板为泥岩、铝土质泥岩。 根据 15 号煤层的赋存状况和井田开拓特征，结合矿井设计规模和 晋城地区

52、开采 15 号煤层的成功经验，确定矿井采用一次采全高长壁综 采的采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。 二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型 15 号煤层布置1 个综采工作面、2 个机掘工作面保证矿井900kt/a 的 生产能力。首采工作面设计长度为150m，推进长度约为1250m，采高 2.63m。顶板支护采用zz8000/18/35 型液压支架支护，全部垮落法管理顶 板。设计回采工作面采用mg250/600-wd 型采煤机割煤，sgz-764/264 型 刮板输送机运煤。设计循环进度0.6m，工作面最大控顶距5.76m，最小控 顶距5.16m。工作面端头采用配套端头支架支护。工作面顺槽超前

53、支护采 用 dw31-25/100x 型单体支柱配合3.0m 型钢梁支护。 结合回采工作面采高、15 号煤层的煤质特征和机采设备配套情况， 对回采工作面采煤、装煤、运煤方式进行确定和设备选型。 1、采煤机 采煤机的主要参数包括：实际生产率、截深、滚筒直径、机面高度、 采高、调高范围、卧底量、牵引速度、牵引力、滚筒转速以及装机功率 等： 采煤机的生产率 qm=60hbvqk1k2 式中：qm实际生产率，t/h； h工作面平均采高，2.63m； b滚筒有效截深，0.6 m； 煤层容重，取 1.46 t/m3； vq给定条件下，可能的最大牵引速度，6m/min； k1采煤机技术上可能达到连续工作系数

54、，取 0.5； k2采煤机实际工作中达到连续工作系数，取 0.5。 q60hbvqk1k2602.630.61.4660.50.5=207.3t/h 滚筒直径 d 煤层最大厚度 3.9m，考虑支架支撑高度，设计确定滚筒直径为 1.8m。 截深 b 截深是采煤机一次循环的推进量，即一次截割的深度。为充分利用 煤的压张效应，采用截深为 0.6m。 采煤机截割电机功率 用单位能耗法确定采煤机的消耗功率 n 60bhvhw3.6（kw） 式中：b截深，0.6 m； h工作面平均采高，2.63 m； v最大牵引速度，6.0 m/min； hw采煤单位能耗，1.36kwh/m3； n 60bhvhw3.6

55、600.62.636.01.363.6214.6（kw） 考虑功率储备，采煤机的装机功率应为： n dk1 k2 n（kw） 式中：k1功率储备系数，取 1.25； k2硬煤或含硬矸，取 1.25。 n dk1 k2 n（kw） 1.251.25214.6335.3（kw） 根据计算结果，可以选取采煤机截割电机功率大于 335.3kw。 采煤机卧底量要求大于 200 mm。 采煤机的最小牵引速度要求大于 1 m/min。 采煤机的最大牵引力要求大于 500 kn。 采煤机的滚筒转速要求小于 60 rpm。 采煤机的灭尘，要求有内外喷雾系统。 根据采煤机选型结论，综合考虑矿井以后发展，推荐采煤机

56、最好选 用功率 335.3kw 以上的截割电机，功率 75kw 以上的牵引电机。 据此，设计选用 mg250/600-wd 型采煤机。 mg250/600-wdk 型采煤机总功率 598.5 kw。采用无链销轨电牵引 技术。mg250/600-wdk 型采煤机主要技术参数见表 5-1-1。 表表 5-1-1 采煤机主要技术参数采煤机主要技术参数 采高1.83.6m 适应煤质硬度f3.5 功率 2250kw、240kw 、 18.5 kw 煤层倾角35台数2+2+1 截深630mm 电 动 机 电压1140v 滚筒直径1.8m 牵引方式销轨式电牵引 喷雾灭尘方式内外喷雾 牵引力500 kn滚筒转

57、速41r/min 牵引速度011m/min 摇臂长度2030mm 摇臂摆动中心距6258 mm总重40 t 机面高度1426 mm 卧底量265 mm 制造厂 2、输送机 工作面刮板运输机的输送能力应 大于采煤机最大生产能力，一般 取 1.2 倍。工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构 相匹配。 根据刮板输送机选型计算结果，综合考虑各种因素，刮板输送机选 用 sgz-764/264 型刮板输送机，输送量为 700 t/h 满足生产需求。sgz- 764/264 型刮板输送机主要技术参数见表 5-1-2。 表表 5-1-2 刮板运输机主要技术参数刮板运输机主要技术参数 设备名称项目

58、单位技术参数 1、型号sgz-764/264 2、出厂长度m150 3、输送量t/h700 4、刮板链速m/s1.12 可弯曲刮板输送机 5、电动机型号2sj-132 功率kw2132 电压等级v1140 6、刮板链 型号26*92c 7、中部槽mm1500764222 型号整体铸造 3、转载机 顺槽转载刮板运输机的输送能力应和工作面刮板运输机相同，应大 于采煤机最大生产能力。 转载刮板运输机为 sgz764/132 型，其主要技术参数见表5-1-3。 表 5-1-3 sgz764/132 型转载机主要技术参数表 型 号 输送能力 （t/h） 输送长度 （m） 速度 （m/s ） 宽度 （mm

59、） 电机功率 （kw） 电压等级 （v） sgz764/132700 29.21.347641321140/660 4、锤式破碎机选型 破碎机安装在桥式转载机的水平段，与桥式转载机配套使用。破碎 机对工作面刮板输送机运出的大炭块进行破碎，在一个半闭合箱体内将 中部槽上输送的大炭块破碎。破碎机上装有灭尘及安全装置。 设计选用 pcm110 型破碎机，中部槽宽 764 mm，功率 110kw。其 主要技术参数见表5-1-4 表 5-1-4 锤式连续破碎机技术参数表 型号过煤能力（t/h） 破碎能力 （t/h） 电机功率 （kw） 电压等级 （v） 备注 pcm800100010001101140

60、5、带式输送机 根据工作面运煤能力的要求，选用dsj100 型可伸缩胶带输送机，其 主要技术参数见表5-1-5。 表 5-1-5 伸缩式胶带输送机技术参数表 技术参数单位数值 1、型号dsj100 2、输送量t/h1000 3、电动机功率kw2132 4、电压v380/660 5、皮带宽度mm1000 6、乳化液泵站 设计采用 mrb-400/31.5 型乳化液泵和 x10rx 型泵箱，两泵一箱， 其主要技术参数见表 5-1-6。 表 5-1-6 乳化液泵站技术参数表 项目单位数值 公称压力mpa31.5 公称流量l/min400 电机功率kw250 7、喷雾泵站 设计选择wpz320/6.3