潘北矿课程设计大

1、本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书潘北煤矿开拓开采通风设计及工作面上隅角瓦斯治理措施潘北煤矿开拓开采通风设计及工作面上隅角瓦斯治理措施PANBEI MINE VENTILATION DESIGN AND MANAGEMENT MEASURES ABOUT MASHGAS FROM THE UPPER CORNERS OF THE WORKING PLACE 学院（部）： 能源与安全学院 专业班级： 安全 08-4 班 学生姓名： 杨 冰 指导教师： 何启林教授 2012 年 06 月 01 日安 徽 理 工 大 学毕业设计任务书专业、班级 安全 08-4 姓名 杨冰 日期 2012.06.0

2、1 1设计题目 潘北煤矿开拓开采通风设计 （专 题） 工作面上隅角瓦斯治理措施 2设计原始资料：潘北矿初步设计说明书;13-1 煤底板等高线。3设计文件：图：开拓平面图前后期；矿井剖面图；东一采区平、剖面图； 通风系统立体示意图前后期；通风网络图前后期。潘北矿毕业设计说明书一份。4. 设计任务下达日期：3 月 25 日。5. 设计完成日期：6 月 1 日。6. 设计各章节答疑人： 部分 部分 部分 部分 部分 部分 7. 指导教师 何启林教授 8. 教研室负责人 9. 系负责人 潘北煤矿开拓开采通风设计及工作面上隅角瓦斯治理措施摘要矿井是一个复杂的动态系统，具有与其他工业不同的特点，局部地区而

3、言，除了某些地区因为煤层埋藏较浅或埋藏于山中采用露天开采或平硐开拓外，其主要特点是地底作业，工作环境恶劣，因此通风和安全措施显得尤为重要。全局而言，各煤田所处的经济地理位置不同，煤层地质条件多种多样，开采方法也就多种多样。随着煤矿资源的深度开采以及开采规模的扩大，煤矿开拓开采水平与安全生产技术措施水平都有了很大的提高。 本次设计按照煤矿设计规范 、 矿井设计指南 、 煤矿安全规程等规范的要求，对淮南矿业集团潘北煤矿进行开拓开与采通风设计。设计针对潘北矿具体的条件，内容包含：井田概况及地质特征、矿井开拓开采设计、通风设计、安全生产措施,以及专题部分等。井田概况主要包括矿区的地理、地形和交通；矿井

4、的地理位置、井田范围；矿区的气象条件、地震烈度、电源和水源的概况；井田地质特征、煤层及煤质概况以及水文地质条件概况等。 矿井开拓分别论述了主井、副井、混合井的位置选择、采区的划分、水平的划分以及开采顺序、采区的布置及各巷道的布置等。通风设计主要包括矿井通风系统的选择、矿井所需风量的计算及分配、矿井容易时期、困难时期的通风阻力计算以及对通风设备的选择等。安全技术措施包括井下瓦斯预测和抽采、开采突出危险煤层的安全措施、粉尘防治、防火措施、防水措施以及矿井降温措施等。 关键词：矿井设计，开拓开采，通风安全关键词：矿井设计，开拓开采，通风安全PANBEI MINE VENTILATION DESIGN

5、 AND MANAGEMENT MEASURES ABOUT MASHGAS FROM THE UPPER CORNERS OF THE WORKING PLACEABSTRACTABSTRACTThe mine is a complicated dynamic system,having remarkable different characteristics from other industry,speaking of the partial region,apart from some regions adopting open-air mining or even way openi

6、ng up because the coal seam buries shallow or in the mountain,its main characteristic is working underground,bad working environment ,so the ventilating and the safety measure is of particular importance.On the whole,we have various mining methods based on the difference of economic geographical pos

7、ition,the various geological condition of the coal seam.Along with coal mine resources depth mining as well as the mining scale expansion, the coal mine development mining level and the safety in production technology measure level all had the very big enhancementThis design according to the design

8、specification, the coal mine design guidelines, the coal mine safety procedures of specification, huainan mining group integrating coal mining on pioneering and ventilation design. The design aims at the coal mine of panbei, the content includes the general situation of the mine field and its geolog

9、ical characteristics, the opening up of the mine,the ventilating design and the technological measure of the coal mine safety.The general situation of the mine field mainly includes the geography, the topography and the traffic of the mine area; The geographical position of the mine,the range of the

10、 mine field; The meteorological condition of the mining area, the general situation of earthquake intensity, the power and the source of water; and the geological feature of the mine field、the coal seam、 the outline of the coal quality and the general situation of the hydro geological condition , et

11、c.The opening up section of the coal mine discussed separately on the choice of position of the main mine 、the auxiliary mine、the mixed mine、the division of the level and the exploiting area and the exploiting order、the disposal of mining area and the tunnel,etc. The coal mine ventilation design mai

12、nly includes the choice of the ventilating system of the mine 、the calculation and the distribution of the necessary wind quantity of the mine 、the calculating of the ventilation obstruction of the whole mine and choice of the ventilation facilities of easy period, difficult period, etc.The safety t

13、echnique measures include the safety monitoring control system; the safety measures of preventing the gas and the exploiting of the dangerous bursting coal seam ; the prevention and cure of the dust of the coal; the fire prevention measures; waterproof measures; the decreasing temperature measures;

14、pit shaft frost-proof measures ; the roof management; upgrade, transportation and electricity usage safety; industrial and civil construction contradicting earthquake etc.KEYWORDS： mine design,exploitation,ventilaition safety目录 摘要.ABSTRACT绪论11 井田概况及地质特征.21.1 井田概况.2位置与交通.2地形与河流.2气候与气象.3地震烈度.31.2 地质特征

15、.3地层.4构造.4煤系与煤层.4煤质.4水文地质.5其它开采技术条件.62 开拓开采设计.82.1 井田境界与储量.8井田境界.8煤炭资源/储量 .82.2 矿井设计生产能力及服务年限.10矿井工作制度.10矿井设计生产能力.10矿井服务年限.132.3 井田开拓.13开拓方式.13主、副井口及工业场地位置选择.13水平划分及水平标高.15主要巷道布置.18开采顺序.18采区划分及配采计划.182.4 井筒、井底车场及硐室.19、井筒.19井壁结构.19井底车场及硐室.202.5 采区设计.22采区基本概况.22采区上山、区段平巷的布置.223 矿井通风.273.1 概 况.273.2矿井通

16、风系统选择的依据及主要内容矿井通风系统选择的依据及主要内容.错误！未定义书签。矿井通风系统的选择.错误！未定义书签。选择通风系统主要应考虑的因素.错误！未定义书签。矿井通风方式的选择.错误！未定义书签。、采区通风系统选择.错误！未定义书签。3.3 矿井风量计算及风量分配.31矿井总风量的计算.31通风阻力计算及风速校核.44通风设备的选型设计.48选择主要电动机.54概算矿井通风费用.554 安全措施.574.1. 574.2 矿井瓦斯防治.57.57.58.58.60.61.624.3 工作面降温措施.624.4 火灾防治.63.63.63.64.65.65.654.5 防尘措施.654.6

17、 防治水措施.674.7 井下其它事故的防治.68.68.68.69 5 工作面上隅角瓦斯治理措施专题研究.70 5.1 前言705.2 上隅角高瓦斯产生机理705.3 上隅角瓦斯治理方法7070735.4 结论81 总结82主要参考文献.83致谢.84绪论绪论毕业设计是对学生大学四年所学知识的综合检验和总结，是对以前知识的提升，也是参加工作前的一次实战演习。同时通过毕业设计将自己所学知识再一次的复习巩固，可将大学四年所学的知识融会贯通，提高自身分析和解决实际问题的能力，为以后的工作和学习打下坚实的基础。本次设计是针对潘北矿 13-1 煤层、8 煤层进行开拓开采设计的，设计前在潘北矿进行了为期

18、一个月的毕业实习，通过收集与整理资料，对该矿的地理位置、矿井地形及水文地质有了较为全面而系统的认识，并且对该矿可采煤层和采煤通风、安全措施等方面有了更详细明确的了解。 在本次毕业设计中，根据潘北矿的自然地理条件，综合在课堂上所学的理论知识，在原始数据条件下对该矿作矿井初步设计。设计内容包括：矿井开拓开采，具体采区设计，矿井通风系统设计，对矿井进行风量计算、配风并计算通风阻力，主要通风设备和电动机的选择及费用计算，编写该矿主要灾害的防治措施，同时专题部分对工作面注氮防灭火技术进行了一些研究等。设计的主要依据：在新型、高效的基础上选择回采方法，选用最经济的设备，在符合矿井设计指南 、 煤矿安全规程

19、 、 采矿设计手册 、 煤炭工业设计规范的情况下设计最优的通风方案，在有可能的情况下提出多个方案并对其进行经济、技术上的比较，选择优者。本次设计共分两部分：第一部分：潘北矿初步设计 其分为四个章节：1、矿井概况及井田地质特征；2、矿井开拓开采设计；3、矿井通风设计；4、安全生产措施；第二部分：工作面上隅角瓦斯治理措施专题研究本次设计受到了安全教研室各位老师特别是何启林老师的精心指导和同学们的帮助，在此对他们表示衷心的感谢！由于本人所学有限，实践经验也比较少，本次设计必然存在众多不足之处。敬请各位领导、老师给予批评、指正。1 井田概况及地质特征1.1 井田概况 位置与交通潘北井田位于安徽省淮南市

20、西北约 30km 处，行政区划隶属淮南市潘集区管辖。淮（南）阜（阳）铁路从井田南部经过，潘谢矿区铁路专用线直达其东邻潘一矿；井田南缘的潘集镇公路四通八达，可至淮南、凤台、阜阳和合肥等地；此外，井田外南侧约 20km 处尚可转接淮河水运。交通十分方便.图图 1-1 井田交通图井田交通图 地形与河流本井田地处淮河冲积平原，地形平坦，地面标高一般在+21.00+23.00m 左右，总体趋势为西北高、东南低。淮河为邻近本井田的主要河流，流经淮南时水位标高一般在+15.00m 左右，历史最高洪水位标高为+25.63m（1954 年 7 月 29 日） 。本井田南缘的泥河，自西北向东南经青年闸入淮，其两岸

21、地势低洼，雨季易成内涝；而井田北缘的黑河，流向也与泥河一致，系一条用于农田灌溉的人工沟渠。 气候与气象本井田所在地区属过渡带气候，四季分明，冬冷夏热。该地区每年春、夏季多东南风及东风，秋季多东南风及东北风，冬季多东北风及西北风，平均风速 3.3m/s，最大风速 22m/s；年均气温 15.1，极端最高气温 41.4，极端最低气温-21.7；年均降雨 893.74mm，最大 1723.50mm，雨量多集中在 6、7、8月份；雪期一般在每年 11 月上旬至次年 3 月中旬，最大降雪量 16cm；土壤的最大冻结深度为 30cm。 地震烈度根据建筑抗震设度。计规范（GB50011-2001） 的有关规

22、定，本井田所在地区抗震设防烈度为 7。 1.2 地质特征（一）地层井田为全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有：奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系、第四系。本井田新生界松散层厚 277.40m486.60m。（二）构造井田处于潘集背斜和尚塘耿村集向斜共翼部位，总体为一单斜构造，主要发育 3条大断层，分别为 F1、F66 和 F72，贯穿整个矿井，受褶曲和大断层影响，矿井中、小断层特别发育，大致可以分为两组：一组与 F66、F72 断层一致的走向逆断层，一组与 F1 断层一致的斜切正断层。地层倾角沿走向、倾向分区明显。沿走向：从东到西逐渐增大。井田东边界至工广东保护煤柱线：1030；工广保

23、护煤柱线内：3035；西一采区：3540；西二采区：4075。沿倾向划分：F66 断层以南：1075；F66、F72 断层之间：510，F72 断层以北：05。即表现为浅缓、中陡、深缓的反“S”形特征。结合精查地质报告 、 西翼补充勘探报告 首采区三维地震勘探报告 ，全井田发育尚塘耿村向斜，共发现断层 82 条。按落差大小分类，50m 断层 7 条，20m50m 断层 16 条，20m 断层 59 条.综合分析本区段构造属中等偏复杂。 地层潘北井田为全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。构造 本井田位于淮南煤田潘集背斜北翼的中东部，总体构造形态

24、为一走向北西、倾向北东、倾角多为 1025（仅西端近 70）的单斜。井田内除南缘中东部的潘集背斜和北缘的尚塘耿村集向斜为区域性褶曲以外，尚未发现明显的次一级褶曲。在安徽省淮南煤田潘北井田精查地质报告（1985.12.） 中，本井田范围内有落差大于等于 20m 的断层 25 条，其中正断层 5 条，逆断层 20 条。若按最大落差大小来分，分别有大于等于 100m 的 5 条，小于 100m 而大于等于 50m 的 5 条，小于 50m 而大于等于 20m 的 15 条。断层的走向以北西向和北西西向为主，近东西向次之，北东向极少。2004 年，本井田又对首采区进行三维地震勘探工作，共发现断层 12

25、1 条，其中新发现断层 116 条。通过三维地震勘探，修改了 F66断层的走向，确定了 F72断层的倾向与平面位置，重新解释了 F1断层，并查明了区内小构造的分布状况，对今后矿井生产具有较强的指导意义。井田内未见岩浆岩和岩溶陷落柱。总体来看，本井田的构造复杂程度为中等。 煤系与煤层本井田的含煤地层为石炭系和二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内的二叠纪煤系总厚约 713m，共含煤 32 层，煤层平均总厚 38.80m，含煤系数 5.4%。在 32 层煤层中，共有可采煤层 15 层，平均总厚 35.97m，约占煤层平均总厚的 92.7%；其中 13-1、5-2、3 和

26、1 为稳定煤层，平均总厚 16.75m，约占可采煤层总厚的46.6%；16-3、11-2、8、7-1、5-1、4-2、和 4-1为较稳定煤层，平均总厚 14.31m，约占可采煤层总厚的 39.8%； 16-2、11-1、6-1和 4-2 上为不稳定煤层，平均总厚 4.91m，约占可采煤层总厚的 13.6%。本井田可采煤层以简单结构为主，多为大部可采全区可采，煤层的稳定性属稳定较稳定型。 煤质本井田可采煤层主要属低富灰、特低中硫、特低低磷、高挥发份、富高油、中等高发热量和具中强粘结性的气煤与 1/3 焦煤，尚有部分 1/2 中粘煤，绝大部分极难洗选。工业上主要可作动力用煤和配焦用煤。 水文地质1

27、、水文地质条件及主要充水因素（1）. 第四系松散层含、隔水组本井田基岩被厚度 243.57396.80m 的西北厚东南薄的第四系所覆盖。按照松散沉积物的组合特征及其含、隔水性能的不同，可将第四系自上而下大致分为全新统弱含水组（Q） 、上更新统上部隔水组（Q2）及下部含水组（Q1） 、中更新统上部含水组（Q3） 、中部弱含水组（Q2）及下部隔水组（Q1）和下更新统含水组（Q）计 5 个孔隙含水组和 2 个隔水组。其中中更新统下部隔水组（Q1）厚064.90m，平均 32.13m，主要由固结粘土和砂质粘土组成，间夹中细砂和砂砾薄层；粘土类累厚 058. 06m，平均 27.95m，除在十线北端的古

28、隆起处变薄或缺失外，一般分布稳定，质韧而粘，具膨胀性，系良好的隔水层。下更新统含水组（Q）厚091.70m，平均 58.25m。一般上部的砂砾层累厚 066. 10m，平均 28.96m，富水性不均一，侧向径流补给微弱，以静储量为主，且东部多呈片状分布，向西则渐厚并直覆于基岩之上。下部的半岩化中、细砂层中含粗砂和砾，泥、钙质胶结，间夹砂质粘土和泥灰岩，富水性弱，与其上部的砂砾层组成统一的含水体。该含水组是矿井开采的间接充水水源。（2）. 二叠纪煤系砂岩裂隙含水组本组以中、细砂岩为主，局部为粗砂岩，位于主要可采煤层和泥质岩之间，砂岩累厚 43.10137.00m，平均 112.00m，厚度不稳定

29、，富水性较弱，以储存量为主。该含水组是矿井开采的直接充水水源。（3）. 石炭系太灰岩溶裂隙含水组本组总厚 112.05114.24m，平均 113.15m，主要由自上而下编号的 13 层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成。其中灰岩平均累厚 49.50m，且以 3、4 和 12 灰较厚。灰岩岩溶裂隙发育不均，富水性弱较强。该组上距 1 煤层较近，介于11.5135.97m 之间，平均 17.74m，尽管其地下水以静储量为主，但在区域范围内富水性较强，且水压较高，如果直接开采 1、3 煤层，有可能引发大的突水事故。该含水组是开采 1、3 煤层的直接充水水源。（4）. 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水组本组

30、揭露厚度 3.8196.78m，为厚层状灰岩，局部裂隙发育，具水蚀现象，富水性中等，且以静储量为主，补给水源不足，其与石炭系太灰岩溶裂隙含水组和新生界下更新统含水组（Q）水力联系均不密切。（5）. 断层带井田内断层带多由粘土岩和粉、细砂岩组成，钻探中未见漏水现象，抽水基本无水，说明煤系中断层带富水性较弱，导水性较差。但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层带又未被岩屑或泥质物充填，或受采动影响，导致断层活化，破坏了地下水的水力均衡，断层带很可能成为地下水突溃的主要途径。综上所述，本井田第四系下更新统孔隙含水组（Q） 、二叠纪煤系砂岩裂隙含水组和石炭系太灰岩溶裂隙含水组对井下开采影响较大

31、。但是，只要在可采煤层的浅部留设适当高度的防水煤柱，第四系下更新统孔隙水一般不致溃入矿坑而对井下开采构成大的威胁。这样，二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为矿井开采的主要充水因素。本井田 164 煤层属裂隙充水矿床，水文地质条件简单；1 煤层属以底板进水为主的岩溶充水矿床，水文地质条件中等。2 、矿井涌水量根据安徽省淮南煤田潘北井田精查地质报告（1985.12.） 提供的资料，本矿井一水平（-600m）开采 164 煤层（面积为 5km2）时的正常涌水量为 540m3/h，最大涌水量为 690m3/h；1 煤层开采时，太灰的正常底鼓水量为 180m3/h，最大底鼓水量为310m3/

32、h。尽管本矿井的一水平已经调整为-650m，但-650m 以浅的实际开采范围比地质报告中的 5km2小，因此，按照潘北井田精查地质报告中使用的方法和参数预计的矿井涌水量小于地质报告的计算值。为此，本设计仍然采用安徽省淮南煤田潘北井田精查地质报告（1985.12.） 中提供的正常涌水量和最大涌水量。考虑到在建设和生产过程中可能受井筒淋水、井下洒水和防火灌浆等因素的影响，矿井的正常涌水量和最大涌水量分别取 603m3/h 和 753m3/h。 其它开采技术条件1主要可采煤层顶、底板岩石工程地质特征本井田主要可采煤层顶板多为粘土岩和砂质粘土岩，局部为砂岩，粉砂岩和砂页岩互层少量；底板以粘土岩为主，砂

33、质粘土岩次之。一般情况下，砂岩比较坚硬，局部裂隙比较发育，受构造影响部位易碎；粘土岩和砂质粘土岩一般致密、性脆、易碎；粉砂岩和砂页岩互层的坚硬程度及破碎情况均介于砂岩与粘土岩之间。根据 13-1、8 和 1 煤层顶板岩石物理力学试样的测定结果，按照煤炭科学研究总院的煤层顶板分类标准划分，三层主要可采煤层顶板类别均介于不稳定坚硬之间。2瓦斯根据 13-1、11-2、8 和 1 煤层的实测甲烷含量与其埋深之间建立的回归方程计算结果分析得知：本井田的瓦斯风化带底界位于基岩顶界面下垂深平均约 150m 处；煤层的甲烷含量在一定深度范围内有随深度增加而增高的趋势。主要可采煤层实测甲烷含量最大值见表 1-

34、2。表表 1-11-1 部分主要可采煤层实测最大甲烷含量一览表部分主要可采煤层实测最大甲烷含量一览表煤 层13-111-281甲烷含量（m3/t）16.708.617.069.57底板标高（m）-879.65-820.15-694.20-781.12距基岩界面深度（m）580.33452.86395.35471.67注：本表资料源于安徽省淮南煤田潘北井田精查地质报告（1985.12.）。本矿井为高瓦斯矿井，考虑到邻近生产矿井（潘一、潘三等）的实际资料，矿井主要设备等暂按煤与瓦斯突出矿井考虑。3.煤尘与煤的自燃本井田可采煤层的爆炸指数均大于 33%，表明均有煤尘爆炸危险。本井田可采煤层的自然发火

35、倾向介于不自燃很容易自燃之间。但据邻近生产矿井资料，所采煤层均有自然发火倾向，发火期为 36 个月，且以 13-1、11-2和 8 煤层自燃性较强，发火次数最多。4.地温根据九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地的恒温带深度为自地表向下垂深 30m，相应的温度为 16.8。本井田地温梯度除局部大于 3.00/hm 以外，一般均小于 3.00/hm，属地温正常区。从纵向上看，本井田地温有随深度增加而增高的趋势，且下部煤层比上部煤层高；在横向上则具有西高东低、南高北低的特点。根据地温与深度之间建立的相关关系式预测，井田内一级高温区的平均深度在-500-700m 之间，二级高温区的平均深度在-700m 以

36、下。有关部门在今后的建设和生产过程中对此应予以充分重视，并采取积极的降温措施，确保职工的身体健康和生产的正常进行。2 开拓开采设计2.1 井田境界与储量井田境界1.原井田境界潘北东井田位于淮南潘谢矿区的中偏北部，其东与潘二矿接壤，西与潘北西井田毗邻，南、北分别为潘一矿和朱集井田。根据已经中国国际工程咨询公司咨询评估并获得国家发展和改革委员会批复的淮南潘谢矿区总体开发规划 ，本井田东起 F1 断层，西止十一勘探线；南自 F1（东部）断层和 F9（西部）断层，北至尚塘耿村集向斜轴或各煤层-900m 底板等高线的地面垂直投影线。井田面积约 18.40km2。2.调整后井田境界2005 年 9 月，矿

37、井建设项目部委托安徽煤田地质局勘查研究院以安徽省淮南煤田潘北井田精查地质报告（1985.12.） 、 淮南矿业（集团）公司潘北首采区三维地震勘探报告（2004.11.） 为基础，结合 5 个井筒检查孔（主检 1、主检 2、副检、风检1、风检 2）资料，编制了淮南矿业集团潘北煤矿电子版地质报告汇编 ，潘北东井田即潘北井田的东段。鉴于地质构造方案发生变化，作为原井田东界的 F1 断层已向南、东偏移，且东北部煤层底板等高线也有所改变，地质报告汇编时对井田范围作了局部调整。2007 年 12 月，安徽煤田地质局勘查研究院受淮南矿业（集团）公司委托，根据潘北井田精查地质报告及潘北矿井首采区三维地震勘探报

38、告和井筒检查孔等地质资料，编制了安徽省淮南煤田潘北煤矿资源/储量核实报告 。该报告中的潘北东井田范围即为上述调整后范围：东起 F1 断层，西止十一勘探线；南自 1 煤层露头，北至尚塘耿村集向斜轴和 13-1 煤层-900m 底板等高线地面垂直投影线。全井田东西走向长 7.5km，南北倾斜宽 1.32.7km，面积约 15.0km2。煤炭资源/储量1.资源/储量核算通过对煤炭资源/储量核算可知，潘北东矿井共有查明煤炭资源（111b+122b+333）345294.0kt，其中探明的经济基础储量（111b）110502.3kt，控制的经济基础储量（122b）74313.6kt，推断的内蕴经济资源量

39、（333）160478.1kt。另外在井田东部界外尚有 17697.7kt 的资源/储量，按照国土资函2007726 号文（关于安徽省淮南、淮北煤炭国家规划矿区矿业权设置方案的批复） ，该部分资源 /储量属潘二煤矿所有，但考虑到煤矿开采的合理性，这部分资源/储量应由潘北东矿井开采较为合适。2.煤炭资源/储量分类1)煤炭资源/储量分类按照现行煤炭工业矿井设计规范 （以下简称设计规范）的要求，设计应对煤炭资源/储量进行可行性研究。鉴于安徽省淮南煤田潘北煤矿资源/储量核实报告中关于煤炭资源/储量的分类结果基本可行，能够满足设计对煤炭资源/储量分析的要求，因此，本次设计不再进行煤炭资源/储量分类工作。

40、这样，本矿井煤炭资源/储量即有111b、122b 和 333 计 3 个类型。2)煤炭资源/储量根据上述分类，本矿井共有查明煤炭资源（111b+122b+333）345294.0kt，其中探明的经济基础储量（111b）110502.3kt，控制的经济基础储量（122b）74313.6kt，推断的内蕴经济资源量（333）160478.1kt。3.资源/储量分析1)矿井地质资源量根据设计规范中有关资源/储量计算的规定，矿井地质资源量由查明煤炭资源组成。因此，本矿井地质资源量即包括 111b、122b 和 333 计三部分，共有 345294.0kt。2)矿井工业资源/储量按照设计规范中有关资源/储

41、量的计算要求，矿井工业资源/储量由查明煤炭资源的大部分组成。因此，本矿井工业资源/储量即包括 111b、122b 和大部分 333，其中大部分 333 以 333 乘以其可信度系数 k 表之。为使大部分 333 确定得更趋合理，本次对可信度系数 k 值首先从井田的构造复杂程度考虑，再结合各可采煤层的稳定性综合选取。3) 矿井设计资源/储量（1）永久煤柱量a防水煤柱：按照现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中有关规定，结合本井田第四系底部含、隔水组（层）的分布特点，本次在可采煤层隐伏露头处留设松散含水层防水煤柱。共有防水煤柱量 22677.4kt。实际开采中，可根据具体情况，结

42、合实测岩移资料，在确保安全的前提下，对防水煤柱高度进行必要的调整。b断层煤柱：根据安徽省淮南煤田潘北煤矿资源/储量核实报告 ， “在高级储量块段内，根据断层的大小，对煤层的影响程度等情况，分别在断层两侧各扣留3050m 为断层煤柱，划为推断的资源储量。 ”共有断层煤柱量 11378.7kt。当然，在正式开采之前，断层煤柱的具体尺寸尚必须按照取得的地质与水文地质基本参数计算确定。c井界煤柱：鉴于本井田与潘北西井田以十一勘探线为界，按照现行煤矿安全规程的要求，必须留设井界煤柱。本次于井界内侧暂留 20m 宽度为之，共有井界煤柱量 2431.3kt。（2）矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量扣除 3

43、6487.4kt 永久煤柱量后，共有矿井设计资源/储量285231.4kt。4)矿井设计可采储量（1）工业场地煤柱量按照现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中淮南矿区地表移动实测参数（=41，=70，=66-22sin，=66）计算，本矿井工业场地共有煤柱量 75870.4kt。（2）开采损失根据设计规范中有关资源/储量计算的规定，该矿井各可采煤层的开采损失按属于厚煤层、中厚煤层和薄煤层分别乘以 25%、20%和 15%的采区回采损失率计算，共有46974.2kt。（3）矿井设计可采储量矿井设计资源/储量扣除工业场地煤柱量和开采损失后，共有矿井设计可采储量162386.8kt

44、；其中-650m 以浅为 66732.7kt，占矿井设计可采储量的 41.1%。2.2 矿井设计生产能力及服务年限 矿井工作制度矿井年工作日 330 天，日净提升时间 16h。考虑到国家煤炭工业“十一五”规划对井下用工工作制度的政策性倾向，本矿井井下暂采用“三八”制，每天 3 班作业，其中 2班生产、1 班检修；地面也采用“三八”制，每天 3 班作业，其中 2 班生产、1 班检修。矿井设计生产能力从矿井建设的外部条件、资源条件、开采技术条件、建设单位管理能力和煤炭市场需求等方面分析，设计认为潘北东井田宜建大型矿井。结合矿井开拓部署，对矿井的生产能力，本设计提出了 2 个方案进行比选。方案：矿井

45、生产能力 2.40Mt/a该方案矿井移交时在工业场地内设主井、副井和中央回风井共 3 个井筒。主井净直径 6.0m，装备 1 套 27t 双箕斗，配 1 台 JKMD-4.54（）型及 1 台 JKMD-44（）型落地多绳摩擦轮提升机，用于辅助提升兼进风，并设梯子间，作为矿井的1 个安全出口。中央回风井净直径 7.0m，主要用于矿井回风，设梯子间，作为矿井的另 1 个安全出口。矿井移交时投产东一-490m 以浅（13-111-1）采区 1 个 13-1 煤层综采面。矿井移交总工程量为 15324.239m，建设工期为 36.1 月，矿井静态投资为 249616.16 万元。方案：矿井生产能力为

46、 1.80Mt/a该方案移交时工业场地内井筒数目同方案，仅主井及中央回风井井筒直径及主井井筒提升设备不同。主井净直径 5.0m，装备 1 套 16t 双箕斗，配 JKMD-3.54（）型落地多绳摩擦轮提升机，用于提煤；中央回风井净直径 6.0m，主要用于矿井回风，设梯子间，作为矿井的另 1 个安全出口。矿井投产时移交采区及工作面同方案，工程量及工期也同方案。该方案矿井静态投资为 226096.64 万元。 以上 2 个方案技术经济比较见表 1-2。表表 1-21-2 井型方案比较表井型方案比较表 方 案项 目方案（2.40Mt/a 井型）方案（1.80Mt/a 井型）设计生产能力（Mt/a）2

47、.40Mt/a1.80Mt/a矿井服务年限（a）50.166.8移交时井筒数目（个）33主/副/风井直径（m）6.0/8.1/7.05.0/8.1/6.0主井装备1 套 27t 双箕斗，配 JKMD-4.54()落地提升机，4000kW 电机1 套 16t 双箕斗，配 JKMD-3.54()落地提升机副井装备1 套 1.5t 双层 4 车双罐笼，配 JKMD-44()落地提升机。1 套 1.5t 双层4 车单宽罐笼带平衡锤，配 JKMD-4.54()落地提升机1 套 1.5t 双 7 层 4 车双罐笼，配JKMD-44()落地提升机。1 套 1.5t双层 4 车单宽罐笼带平衡锤，配 JKMD-

48、4.54()落地提升机井巷工程量 （m）15324.23915324.239万吨掘进率（m/万吨）63.8563.85出煤36.136.1建井工期（月）竣工36.136.1井巷工程投资（万元）52435.7649866.41矿井静态总投资（万元）249616.16226096.64吨煤静态投资（元）1040.071256.09方案与方案相比：1服务年限：全井田共有可采储量 162386.8kt。按方案计，矿井服务年限为50.1a，按方案计，矿井服务年限为 66.8a，方案服务年限稍长，方案服务年限较合适。2综采储量及年限：矿井有适合综采的储量 66294.1kt，按 2.40Mt/a 综采能力

49、计，综采可采 20.5a，稍短，综采强度稍大；按 1.80Mt/a 综采能力计，综采可采 27.3a，较为合适。3工业场地以东煤层倾角八线以东大部在 25左右，主采煤层为中厚及厚煤层，在该倾角条件下，中厚煤层及厚煤层综采面的单产能力一般在 1.82.2Mt/a 左右，考虑 8%的掘进煤，工作面生产能力应在 2.02.4Mt/a 左右。因此，当开采 20左右的厚煤层（如 13-1）时，综采面生产能力以 2.4Mt/a 为宜，开采中厚煤层时以 1.82.0Mt/a较合适。当开采中厚煤层时，矿井若搭配 1 个普采面开采，矿井生产能力也可达到2.40Mt/a。综上分析，矿井以 1 个厚煤层综采面或 1

50、 个中厚煤层综采面加 1 个普采面可实现2.40Mt/a 的生产能力。因此，为了提高矿井的投资效益，并考虑到目前煤炭热销，国家鼓励建设大型矿井，资金筹措较易等因素，本设计推荐井型方案，即矿井设计生产能力为 2.40Mt/a 方案。考虑到初期投产的东一（13-1）块段煤层厚度在1.736.28m，一般在 3.114.80m，煤层较厚，且八线以东倾角较小。为了减少矿井初期投资，设计推荐矿井移交时以 1 个 13-1 综采面保证矿井的生产能力。矿井投产后，根据煤层赋存、东翼工作面接续情况，适时打开西翼，来保证矿井的生产能力。矿井服务年限矿井设计生产能力 2.40Mt/a；考虑到矿井工业场地以东已做三

51、维地震勘探、井田东部外界属于潘二煤矿所有的 17697.7kt 的资源/储量宜由本矿井开采，矿井储量备用系数取 1.35；则矿井计算服务年限为 50.1a。2.3 井田开拓开拓方式根据本井田走向较长、面积较大、新生界松散层厚、煤层埋藏深、可采煤层数目多以及瓦斯较大、地温较高等特点，本设计确定采用立井、集中大巷、分区石门开拓方式。主、副井口及工业场地位置选择本设计对井口及工业场地位置考虑了 3 个方案方案：井口位置设于九东线 8 孔南约 100m.该方案：井底车场水平标高-650m，位于 11-2 煤层底板 8 煤层顶板砂质岩层中，地面标高+22.23m，井筒处表土厚 345.58m，工业场地压

52、煤量 75870.4kt。地面铁路专用线长 7.84km，场外道路全长 6.336km，地销煤公路全长 4.253km。根据该井位构造及煤层赋存情况，考虑到 F66 断层以北煤层赋存深度，该方案第二水平标高暂定-780m，井底车场位于 4-1 煤顶底板。该方案投产时移交-490m 以浅东一（13-111-1）采区 1 个 13-1 煤层综采面。移交井巷工程量 15324.239m。工期 36.1 月。方案：井口位置设于九线 4 孔西 190m 附近。该方案工业场地内井筒设置同方案，井底车场水平标高-650m，位于 11-2 煤层底板，地面标高22.25m，井筒处表土厚度 344.12m，工业场

53、地压煤量 75313.3kt。地面铁路专用线长 7.745km，场外道路全长 6.038km，地销煤公路全长 4.267km。该方案二水平标高暂定-750m。该方案移交时投产采区及工作面同方案。工期 42.6 月。方案：井口位置设于八线 20 孔附近。该方案工业场地内井筒设置同方案，井底车场水平标高-650m，位于 18 煤层顶板约 30m 左右岩层中，地面标高22.28m，井筒处表土厚度 322.28m，工业场地压煤量 49442.1kt。地面铁路专用线长 7.638km，场外道路全长 6.812km，地销煤公路全长6.765km。该方案移交时投产采区及工作面同方案。移交井巷工程量 1564

54、6.447m。工期51.0 月。三个方案的开拓方案见（附图 1，附图 2，附图 3）3 个方案相比，方案虽然工业场地基本不压浅部煤，井筒表土段较薄，但其主要石门初期要穿 F66 和 F69 断层，井巷工程量大，巷道支护困难，工期长。另外，从首采区三维地震勘探资料来看，F72 断层的倾斜方向恰巧与精查地质报告所提供的倾斜方向相反，井底车场水平落在 F72 断层间；而且该井位处于 F66 以北，但 F66 以北可采储量少，故不予推荐。根据上述方案、的优缺点，考虑到方案进场道路布置时可以避开杨聚庄，东翼开采初期杨聚庄可以不搬迁，同时根据三维地震勘探资料，二水平可设在-780m，故推荐方案，即井位设于

55、九东线 8 孔南约 100m 附近。对井位设置也曾考虑过设在八西线 8 孔附近方案，其优点是工业场地东翼各煤层倾角均在 30以下，采区布置及开采方法比较简单，但该井位深部受 F77、F77-1 断层影响，井筒仅能延深至-680m 左右，这对开采深部煤层不利，故未予采用。井口位置方案技术经济比较见表 2-3-1表表 1-3 井口位置方案比较表井口位置方案比较表方 案比较项目 方案 I方案方案井口位置九东线 8 孔南约 100m九线 4 孔西 190m 附近八线 20 孔附近地形及地貌影响地形平坦，无村庄地形平坦，无村庄地形平坦，无村庄地表原始标高（m）+22.23+22.25+22.28表土厚度

56、（m）345.58344.12322.28移交井筒数目333水平标高（m）-650-650-650井底车场层位11-2 煤层底板与 8 煤层顶板岩层中11-2 煤层底板与 8 煤层顶板岩层间18 煤层顶板约 30m 左右岩层中首采区及工作面东一（13-111-1）采区 1 个 13-1 煤综采面东一（13-111-1）采区 1 个 13-1 煤综采面东一（13-111-1）采区 1 个 13-1 煤综采面工业场地煤柱（kt）75870.475313.349442.1铁路专用线（km）7.847.7457.638场外道路（km）6.3366.0386.812计15324.23914944.667

57、15646.447井 筒2058.62058.62058.6井底车场及大巷8867.3916332.8517812.137井 巷工程量(m)其中采 区4398.2486553.2165775.71井巷工程投资（万元）52435.7651120.8953521.47万吨掘进率（m/万 t）63.8562.2765.19建井工期（月）36.142.651.0 水平划分及水平标高1.水平标高的确定1)防水煤柱计算（1）防水煤柱的设计基础本井田第四系厚度介于 243.57396.80m 之间。按照沉积物的组合特征及其含、隔水情况，可将松散层自上而下大致分为全新统弱含水组（Q） 、上更新统上部隔水组（Q

58、2）及下部含水组（Q1） 、中更新统上部含水组（Q3） 、中部弱含水组（Q2）及下部隔水组（Q1）和下更新统含水组（Q）计 5 个孔隙含水组和 2 个隔水组。其中中更新统下部隔水组（Q1）除在十线北端的古隆起处变薄或缺失外，一般分布稳定，质韧而粘，具膨胀性，系良好的隔水层；下更新统含水组（Q）上部的砂砾层厚度平均 28.96m，富水性弱中等，以静储量为主，向西渐厚并直覆于基岩之上；下部的半岩化中、细砂层，富水性弱，与上部的砂砾层组成统一的含水体。该含水组是矿井开采的间接充水水源，必须留设防水煤柱。本井田可采煤层浅部的覆岩岩性属中硬型；煤层倾角绝大多数小于 55；基岩的风氧化带厚度为自松散层底界

59、向下垂深 30m。（2）防水煤柱的留设依据、计算公式及参数选取按照现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中有关规定，结合本井田第四系底部含、隔水组（层）的分布特点，本设计在可采煤层隐伏露头处均留设松散含水层防水煤柱。防水煤柱的计算公式为：Hsh=Hfe+Hb+Hli式中：Hsh防水煤柱高度；Hfe风氧化带厚度；Hb保护层厚度；因计算防水煤柱区段内的松散层底部无粘土层，故取Hb=6A，A=M /n；其中M 为累计采厚，n 为煤层分层数。Hli导水裂缝带高度；公式为：a. Hli=100M/（1.6M+3.6）-5.6 （倾角小于 55）b. Hli=100Mh/（7.5h+293

60、）-7.3 （倾角大于等于 55）其中 M 为煤层采厚，h 为阶段垂高，本次取 50m。（3）防水煤柱计算结果本井田 6 层可采煤层的防水煤柱计算结果见表 1-4。表表 1-4 可采煤层防水煤柱计算高度成果表可采煤层防水煤柱计算高度成果表煤 层最小最大平均（点数）16-349.6371.5659.89（9）13-159.3993.0772.58（7）11-263.5668.2465.29（5）870.3085.6679.16（6）4-180.8397.1687.27（7）176.6095.5087.92（8）2)回采上限标高的确定由于用以计算防水煤柱的钻孔中煤层及其覆岩的厚度不同，因而计算的煤