煤矿开采技术毕业论文 (2)

1、摘要：1、详细查明了井田地质构造，发育有5条断层，其中落差最大为20m在井田的西部边界处，其余4条断差在5-8m间，对井田内煤层开采影响不大。2、井田工程地质条件，2号煤层为中等，9+10号煤层为简单。2号煤层煤尘具有爆炸危险性，9+10号煤层煤尘具有爆炸危险性；2号煤层不易自燃，9+10号煤层自燃。无地温、地压异常。3、井田内可采煤层为2号、9+10号两层。2号煤层厚0.471.20m，平均厚0.95m。为较稳定煤层，井田内大部可采；9+10号煤层厚4.145.60m，平均厚4.80m，为稳定煤层，井田内全区可采。4、2号煤层为特低灰-中灰、特低硫-低硫、中热值-高热值贫煤；9+10号煤层为

2、特低灰-中灰、高硫分、中热值-特高热值无烟煤。5、 井田内2、9+10号煤层采空区中有积水，且9+10号煤层部分块段为带压开采，突水系数为0.061MPa/m，存在奥灰水突水危险，2、9+10号煤层水文地质条件为中等。关键词:井田,地质目 录第一章 井田概况和地质特征1 第一节 矿区概述1 第二节 井田地质特征1第二章 井田境界与储量3 第一节 井田境界3 第二节 地质储量的计算3第三章 矿井工作制度生产能力4 第一节 矿井工作制度4 第二节 矿井生产能力及服务年限4第四章 井田开拓方式5 第一节 井口位置、形式、数目5 第二节 垂高及开采水平的规划6第五章 矿井基本巷道7 第一节 井筒、石门

3、与大巷7 第二节 井底车场7第六章 采煤方法8 第一节 采（盘）区地质条件与选定的采煤方法8 第二节 采（盘）区巷道布置和要素10 第三节 回采工艺10第六章 井下运输与提升11 第一节 运输方式11 第二节 矿井提升11第七章 矿井通风与安全13 第一节 风量的计算13 第二节 矿井通风系统和风量分配13参考文献13浅谈煤矿开采技术第一章 井田概况和地质特征第一节 矿区概述一、矿区地理位置及交通条件山西中强福山煤业有限公司水地庄煤矿位于浮山县城东，与浮山县直线距离6.25Km处的水地庄村东侧、南北两侧一带，行政区划隶属天坛镇管辖。重组后井田东西宽2740m，南北长4000m，面积8.4763

4、km2。地理坐标为111°5355111°5544，北纬35°5630111°5840。二、矿区的工农业生产建设概况矿区内有村庄及矿井工业广场，洗煤厂等工业设施。区内多为山区荒地和林地，以杂草丛生为主，南、北部山上生长有落叶松树，覆盖率40%左右。第二节 井田地质特征一、井田所属位置据山西地质志井田所处区域构造位置为塔儿九原山陷隆的中北部之东与郭道安泽南北向褶带之间的浮山断裂带中。二、井田地质构造本井田位于吕梁太行断块之沁水块坳的次级构造单元，郭道安泽近南北向褶带中南段西部边缘。该褶带走向北北东，北宽南窄，褶皱排列较为紧密，成组出现的褶皱表现为若断若续。

5、但因井田处于褶皱带西部边缘，受邻近构造带影响，井田内构造特征表现为中部、东部以褶皱为主，西侧断裂发育，使地层、煤层均受破坏，但总体倾向以南东为主，倾角一般3°-11°。主要褶皱、断裂特征如下：1、褶曲井田内发育三条轴向北北东向褶皱，编号分别为Z1、Z2、Z3、Z4。Z1背斜：发育在井田的中部，轴向为北北东向，两翼地层倾角5°-10°，轴向延伸3500m。Z2向斜：发育在井田的南东部，轴向为北东向，两翼地层倾角6°-11°，1基本为一对称舒缓向斜，轴向延伸1500m。2、断层F1正断层：该断层位于井田的西部边界附近，断层走向为近南北，倾

6、向西，倾角70°，落差最大达20m。对井田煤层开采影响不大。井田内延伸长度2200m。F2正断层：位于井田的西部，F1正断层东300m左右，该断层走向N15°E，倾向NNE，倾角70°。落差6m。井田内延伸长度1200余m。南端与F1断层相交。综上所述，井田内断层较发育，但断距较小，5-8m间，对煤层、地层的破坏影响较小；褶皱多属宽缓褶曲，对煤层、地层没有明显影响。井田内未见陷落柱及岩浆活动。因此，本井田构造类型属简单类型。三、水文地质概况1、井田水系分布井田地表水主要有三大沟谷，从北而南依次为清水河、浑水河、柏村河。清水河、浑水河平时干枯无水，雨季有水均由东向西

7、汇集于井田西部外柏村河河谷，然后汇入涝河于临汾注入汾河，汾河至河津县禹门口流入黄河，属黄河流域汾河水系。2、井田主要含水层井田内可划分15个含水层，由下而上分述如下：（1）奥陶系中统岩裂隙含水层隐伏于煤层之下。本组灰岩按上、中、下依次划分为峰峰组、上马家沟组、下马家沟组。强含水段主要为上、下马家沟组灰岩。上马家沟组厚度为40150m。上部峰峰组灰岩一般岩溶不发育。由深灰色厚层状灰岩夹薄层状泥灰岩及角砾状灰岩组成。据本井田北部约5Km的浮山春山井田内ZK103水文孔测得奥灰水水位标高618.21m，另据山西岩溶大泉资料推断本井田奥灰水位标高为605-625m。水质类型属重碳酸、硫酸钙镁水。（2）

8、石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩溶裂隙含水层。2（3）二叠系下统山西组碎屑岩含水层山西组碎屑岩含水层主要为2号煤层顶板以上由细、中粒砂岩组成，厚度变化大，平均12-13m，其含水层富水性与裂隙发育程度有关。单位涌水量0.0015L/s·m。属于裂隙弱富水性段。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界山西中强煤业有限公司水地庄煤矿井田面积8.4763Km2井田内无其它小煤矿生产。开采煤层9+10号，矿井能力0.90Mt/a。井田东西宽2740m，南北长4000m，面积8.4763 km2，由8个拐点坐（6°带）连线圈定，井田境界拐点坐标见下表。井田周围均为国有空白区，再无其它小

9、煤窑开采。第二节 地质储量的计算按照中华人民共和国地质矿产行业标准之煤、泥炭地质勘查规范有关规定进行资源/储量估算。1、矿井地质资源/储量（1）储量估算范围9+10号煤层，在井田上部2号煤层属于不可采区， 2号煤层平均厚0.58m，新立井见2号煤层厚0.6m，不具开采条件，主要开采9+10号煤层。在所圈定的2号煤层不可采范围内未进行资源/储量估算。井田内仅9+10号煤层为可采煤层，并估算了其资源储量。其它煤层均为不可采煤层。因此，未进行资源/储量估算。（2）工业指标井田内批采煤层为9+10号，其中9+10号煤类为无烟煤。煤层倾角25°，依据“煤、泥类地质勘查规范”中表E·2

10、煤炭资源估算指标：煤层厚度0.8m最高灰分（Ad）40%最高硫分（St,d）3%最低发热量（Qnet,d）17MJ/kg(PM)、22.1MJ/kg(WY)9+10号煤硫分含量较高，平均5.77%，由于作为化工用煤使用。本次3也对9+10煤资源/储量进行了估算。2、矿井工业资源/储量在全矿井保有的资源储量51.12 Mt 9 中，探明的及控制的经济基础储量（111b+122b）占总资源/储量的比例为77.8%，推断的内蕴资源量（333）占总资源/储量的比例为22.2%.根据煤炭工业矿井规范（GB502152005）及本井田的勘探情况，由于9+10号煤为稳定性好的煤层，对推断的内蕴经济资源量（3

11、33）9+10号煤可信度按90%考虑。因此，矿井工业资源/储量为49.09 Mt。3、矿井资源/储量据本矿井的具体地质条件和煤层赋存情况，所需留设的永久煤柱主要为井田边界、公路、地面建筑和村庄煤柱。（1）井田边界井田边界煤柱在本井田内一侧按20m留设，本矿井共留设井田境界煤柱2.03Mt。（2）地面建筑及村庄保护煤柱本井田范围内主要村庄为红花窑村压，压煤量较大，中强福山煤业有限公司已考虑与地方政府签订村庄搬迁协议，其他规模均较小，考虑搬迁，本次不再考虑村庄煤柱的留设问题。（3）断层及陷落柱煤柱本井田地质构造简单，可采区域内无断层、陷落柱，故不考虑留设断层及陷落柱煤柱。第三章 矿井工作制度生产能

12、力第一节 矿井工作制度矿井井下采用“四·六”作业制，即每天4班作业，3班生产，1班准备，每班工作6h；地面采用“三·八”作业制，即每天3班作业，2班生产，1班检修，每班工作8h。矿井每天净提升时间16h。第二节 矿井生产能力及服务年限4山西中强福山煤业有限责任公司生产能力根据井田储量和生产条件按0.9Mt/a进行。 经计算，矿井可采储量为49.99Mt，储量备用系数取1.3考虑，本矿井生产能力按0.90Mt /a计算，其服务年限为42.72。第四章 井田开拓方式第一节 井口位置、形式、数目一、井田共布置三个井筒主斜井、副斜井、回风立井。主斜井.副斜井及工业广场在井田中部，井

13、田边界附近，在浮山沁水县级公路水地庄处，回风立井场地选在驼腰村西。1、井筒数目及用途：矿井，共布置三个井筒：即：主斜井、副斜井、回风立井。各井筒用途如下：主斜井：井口标高+894.6。斜长540m。倾角24°34，三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2 。落低9+10号煤层，标高+699m。装备带宽B1000mm的胶带机，担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。副斜井：井口标高+916.00m，井底标高+698.00m，半圆拱断面，井筒净宽4.5m，净断面15.1m2，倾角29°56，斜长408m。采用单钩串车提升。选用JK-3.5/20型提升机，担负

14、排矸、运送材料、下放设备、上下人员等任务兼做进风井和安全出口。2、井筒井壁结构主斜井（已有）：表土段采用现浇钢筋混凝土支护方式，支护厚度500mm。基岩段采用锚网喷支护方式，喷层厚度150mm。副斜井：表土段采用现浇钢筋混凝土支护方式，支护厚度500mm。基岩段采用锚网喷支护方式，喷层厚度150mm。二、井口位置、工业场地以及开拓布置方案的主要原则（1）尽量利用现有地面工程及设施设备，以减少基建投资。（2）地面平坦、开阔，场地挖方填方量小，工程地质条件好，能够满足50.9Mt/a的要求。（3）靠近公路、交通方便，运输距离短。（4）井口及工业场地尽量位于储量中心，减少井下运输、通风、井巷工程费用

15、。2、井田开拓方案基于上述原则，根据本矿井煤层赋存特点，结合现有井筒、地面工业场地及井下条件，提出两个开拓方案进行技术经济比较。方案一（三井筒方案）主斜井.副斜井及工业广场在井田中部，井田边界附近，在浮山沁水县级公路水地庄处，回风立井场地选在驼腰村西。本方案的特点是两进一回采用中央边界式通风.主斜井井口标高+894.6m。斜长472m。倾角24°34，落底标高+698m。三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2 。担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。副斜井井口标高+903.3m。斜长408m，倾角29°56，落底标高+699m。半圆拱断面，净宽4.5

16、m,净高3.35m。净断面积15.1m2。该井筒担负排矸、运送材料、下放设备、人员运输等任务，兼做进风井和安全出口。回风立井井口标高+960m,井筒净直径5m,净断面19.6m2，垂深276m。担负回风任务，井筒内安装有梯子间，兼做安全出口。第二节 垂高及开采水平的规划采用单水平沿煤层开拓，全井田划分一个水平，井底车场设在9+10号煤层，水平标高+699m.服务年限为42.72（a）。主要运输大巷的布置方式和位置选择井田中部，主、副斜井井底向东方向布置矿井集中胶带机运输大巷和集中轨道运输大巷至井田东边界，平行轨道巷间隔20米布置一条总回风大巷至井田东边界回风立井。形成开拓系统1. 盘区划分本井

17、田内共有一层可采煤层9+10号煤层，全区可采。根据井田内地质构造6及煤层赋存特点以及采空区的范围，结合工作面装备水平，为适应安全高效综合产业工作面的布置要求，确定大采区尺寸、增加工作面推进长度、尽量减少工作面搬家次数，提高矿井单产及效率。根据上述原则及本井田的井田范围，结合井田开拓部署、大巷位置、煤层赋存情况、工作面推进长度、生产规模、煤层厚度变化情况、构造分布情况、装备水平及国内外安全高效矿井生产经验等因素，确定全井田分煤组共划分为三个采区，即北采区、南一采区和南二采区。2. 开采顺序根据井田内地质构造及煤层赋存特点，首先开采北采区；南一采区，为接续盘区。工作面均采用后退式回采。第五章 矿井

18、基本巷道第一节 井筒、石门与大巷矿井，共布置三个井筒：即：主斜井、副斜井、回风立井。各井筒用途如下：主斜井：井口标高+894.6。斜长540m。倾角24°34，三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2 。落低9+10号煤层，标高+699m。装备带宽B1000mm的胶带机，担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。井筒内有3寸压风管；2寸静压管；主电缆；及人行阶梯。副斜井：井口标高+916.00m，井底标高+698.00m，半圆拱断面，井筒净宽4.5m，净断面15.1m2，倾角29°56，斜长408m。采用单钩串车提升。选用JK-3.5/20型提升机，担负排

19、矸、运送材料、下放设备、上下人员等任务兼做进风井和安全出口。井筒内有4寸静压管一趟；4寸排水管两趟；及人行阶梯。第二节 井底车场一、井底车场位置及形式的选择副斜井井底在9+10号煤层中设有平车场，长度100m，可以同时存放空重矿车60辆，通过能力较大，主要为辅助提升服务，矿井实际运输量较小，车时形式简单，调车方便，工程量省。7二、井下硐室名称及位置主斜井井底硐室有：井底煤仓。副斜井井底硐室有：等候硐室、医疗硐室、井下消防材料库、中央变电所、中央水泵房、管子道、中央水仓、爆破材料发放硐室等。井底煤仓采用直煤仓，井底煤仓直径8m。垂高30m。现浇钢筋混凝土支护，容量1200t。井底水仓有主、副水仓

20、组成，主水仓有效长度90m。容积900m3,副水仓有效长度60m。容积600m3,采用调度绞车牵引1.5吨矿车人工清理。9+10号煤井底煤仓直径8m。垂高30m。现浇钢筋混凝土支护，容量1200t。矿井正常涌水量为12.5m3/h，8小时涌水量为100m3，水仓总容积1500m3，大于100m3，符合煤矿安全规程第280条要求。井下爆破材料库为壁槽式，总体积200m3。采用独立通风。三、井底车场主要巷道及硐室的支护方式及支护材料副斜井井底车场采用半圆拱断面、锚网喷支护方式，喷层厚度150mm；井下爆破材料发放硐室、中央水泵房、中央变电所及水仓采用半圆拱断面，现浇混凝土支护方式，支护厚度350m

21、m；管子道和井下消防材料库采用半圆拱断面，锚网喷支护方式，喷层厚度150mm；井底煤仓采用现浇钢筋混凝土支护，支护厚度400m。第六章 采煤方法第一节 采（盘）区地质条件与选定的采煤方法1、煤层开采条件（1）地质构造8401工作面位于吕梁太行断块之沁水块坳的次级构造单元，郭道安泽近南北向褶带中南段西部边缘。该褶带走向北北东，北宽南窄，褶皱排列较为紧密，成组出现的褶皱表现为若断若续。但因井田处于褶皱带西部边缘，受邻近构造带影响，井田内构造特征表现为中部、东部以褶皱为主，褶皱多属宽缓褶曲，对煤层、地层没有明显影响。西侧断裂发育，但断距较小，5-8m间，对8煤层、地层的破坏影响较小，总体倾向以南东为

22、主，倾角一般3°-11°。井田内未见陷落柱及岩浆活动。因此，本井田构造类型属简单类型。（2）工程地质9+10号煤层：伪顶为泥岩或炭质泥岩，较薄，随采随落，直接顶和老顶为K2石灰岩，石灰岩厚度4.908.85m平均4.83m。脆性顶板，易管理。9号煤层顶底板力学试验成果，顶板抗压强度22.6-39.6MPa，抗拉强度3.93-4.47MPa，抗剪强度3.89-5.51MPa；底板粉砂岩抗压强度18.2-27.9MPa，抗拉强度1.62-4.33MPa，抗剪强度3.63-8.04MPa。底板属软弱-中硬岩性，发生底鼓的可能性较小。2采煤方法的选择根据本矿井的地质条件、煤层赋存特

23、征和矿井生产规模，考虑9+10号煤开采提出大采高综采一次采全高和综采放顶煤一次采全高两种采煤方法进行比选。方案一： 综采放顶煤一次采全高采煤法放顶煤综采采煤法就是在厚及特厚煤层的底部布置回采工作面，采用滚筒式采煤机、放顶煤液压支架、刮板输送机及其他附属设备进行配套联合生产，除用采煤机正常割煤外，还利用矿山压力或辅以人工松动方式使工作面上方顶煤破碎，并随着工作面的推进从液压支架的上方或后方放出并回收的一种采煤方法。方案二 ：大采高综采一次采全高采煤法大采高综采一般认为是指分层高度和采煤机割煤高度大于3.5m的综采。我国于上世纪七十年代末从德国引进了部分大采高液压支架和相应的采煤、运输设备，与此同

24、时开始国产的大采高液压支架和采煤机的研制和试验工作，经过二十多年的努力，已取得了明显的进展。大采高采煤法一般适合煤层厚度为3.55.5m，煤层及顶底板中硬以上的地质条件。目前大采高工作面最大采高已达7.0m，随着大采高设备和技术的进步，大采高综采已成为我国高产高效矿井的主要采煤方法之一。9第二节 采（盘）区巷道布置和要素一、首采区位置及首采工作面的确定矿井为3个生产盘区，即:北采区和南一采区和南二采区。北采区东西长1620m左右，南北宽1685m左右，面积约2.279km2.南一采区东西长1250m左右，南北宽1685 m左右，面积约2.106km2. 南二采区东西长1405 m左右，南北宽1

25、685 m左右，面积约2.367km2.首采北采区。二、选型原则综采工作面的采、装、运、支工序全部机械化。矿井规模定位在二十一世纪现代化大型矿井，生产高度集中，工作面生产能力大。从目前综采的发展趋势看，安全高效的综采工作面要求加大工作面长度，加大截深，选用能切割硬煤的特大功率采煤机，提高采煤的切割速度，相应要求提高移架速度，与大运量的重型可弯曲刮板输送机相匹配，搞好端头支护，采用长距离顺槽胶带输送机。针对这些要求，对于综采系统考虑了以下原则：1、机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到高产高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到

26、采运平衡，最大限度地发挥综采优势。2、为综采工作面创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，采用大功率综掘机掘进，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。第三节 回采工艺1、回采工艺9+10号煤综采放顶煤工艺：根据综采放顶煤的实际生产工艺，目前放煤工艺主要有单轮顺序放煤、多轮顺序放煤、单轮间隔放煤以及多轮间隔放煤。单轮顺序放煤容易混入矸石，如果实行“见矸关门”的原则，煤炭损失太大。10多轮顺序放煤和多轮间隔放煤统称为多轮放煤。多轮放煤顶煤丢失严重，放煤时间长，影响开机率，不利于工作面实现高产高效。根据本矿井煤层的赋存条件

27、及厚度、煤层结构和顶底板岩性，选择分段放煤，段内采用单轮间隔多口放煤工艺。2、回采率9+10号煤首采工作面及采区回采率的计算9+10号煤为综采放顶煤工作面，机采回采率为93%，顶煤可放部分的回收率为85%，顶煤不可放部分包括起始线不放煤长度（取6m），距离停采线不放煤长度（取9m），工作面上下端头各有3架支架不放顶煤，长度共计11.2m。第七章 井下运输与提升第一节 运输方式地面材料、设备等从副斜井JK-3.5/20型单滚筒提升机牵引矿车井底车场JD-2.5型调度绞车牵引矿车集中轨道运输大巷JD-2.5型调度绞车牵引矿车9+10号层车场JD-2.5型调度绞车牵引矿车9+10号层轨道运输大巷JD

28、-2.5型调度绞车牵引矿车9+10号层工作面轨道运输顺槽JD-2.5型调度绞车牵引矿车、掘进工作面JD-11.4型调度绞车牵引矿车。矸石运输与材料运输系统方向相反。第二节 矿井提升本矿井主井采用斜井开拓，矿井生产能力为90万t/a，工作制度为330d/a，提升时间16h/d，每天三班生产，一班检修。主斜井安装带式输送机，担负原煤的提升。根据矿井生产能力、开拓方式、采区及工作面布置等条件，主斜井原煤提升采用钢绳芯深槽角强力胶带输送机。井底煤仓的原煤通过大型给煤机、经主斜井胶带输送机输送至主斜井井口房，再转载至地面生产系统。（2）带式输送机选型计算输送物料：原煤，粒度0300mm、散密度：=0.9

29、t/m3、输送量：Q=250t/h、11主斜井井筒总长472m，提升高度：197米；倾角24.5°。副斜井提升设备(一) 资料1、提升任务（1）最大班下井人数 91人（2）矸石 20车/班（3）设备 10车/班（4）材料 12车/班2、最大件为液压支架，最大件重24 t（包括特制平板车重）。3、提升容器：选用MG1.7-9B，1.5吨固定矿车。自重974kg，取1000kg。升降液压支架采用特制平板车。4、井筒倾角30°，斜长410m，单钩提升，机械提人。(二)方案概述经验算，选用一台JK-3.5/31.5型提升机可以满足升降最大件等辅助提升任务，选用绳速3.0m/s。根据目前常用的电动机及电控类型，本提升机配套电动机选择直流电动机，型号为Z560-2A 630kW，660V 520r/min。固定天轮：TSG-3000。钢丝绳：40NAT6×19SFC1670ZZ881590 GB89182006。(三)选型计算井口、井底为平车场，每钩限挂3辆矿车。人员上下采用斜井人车，选用XRB8-6/4型，首车1辆（自重1800 kg），尾车2辆（自重950 kg），每节乘座8人