采矿工程自考本科毕业论文皖北煤电集团五沟矿初步设计

1、辽宁工程技术大学采矿工程自考本科毕业论文 题目:皖北煤电集团五沟矿初步设计_准考证号: 姓名: 指导老师: 摘要 五沟煤矿位于淮北市濉溪县境内,北距淮北市约50km，东北距宿州市约35km。其南为界沟煤矿，西、北分别是淮北矿业集团的袁店煤矿和童亭煤矿。地理坐标为东经11636071163958，北纬3330053333362。经过多次地质勘探和补勘，查明矿区内储量丰富，煤层较稳定，适合建立现代化大型矿井。本矿西翼有瓦斯突出危险，属于煤与瓦斯突出矿井。经仔细阅读矿建井设计的有关资料和数据，并经经济技术比较，最终确定，矿井设计年生产能力为90Mt,服务年限为年。采用立井开拓，工业场地内设主、副、风

2、井，南、西两翼分别设两个采区。第一水平定于-430m。采用中央并列式通风，井下煤炭运输采用胶带运输方式。采煤方法为走向长壁采煤法采煤，工作面工艺根据不同煤层的实际情况分别采用综合机械化开采和放炮开采。在本说明书中，对井田的地质条件、井筒位置、主要设备、井底车场、采煤方法、采煤工艺都有详尽的说明，并赋有必要的插图。全部设计均严格参照煤炭工业设计规范以及煤矿安全规程中所规定的条款。关键词：煤层，五沟煤矿，开拓，通风ABSTRACT The Wugou coal mine located at Anhui province Suixi . 50km north from Huaibei county

3、 , northwest probably 35km from Suzhou . Its south for the Jiegou coal mine , west、north respectively is Yuandian coal mine and Tongting coal mine from Huaibei Mining(Group)Co.Ltd . Geographical coordinates is the east longitude from 11636 07 to 11639 58 , north latitude from 3330 05 to 3333 36 . Ar

4、ea coverage: North has the Wugou fault , South、West、East to Outcrop of Carboniferous Taiyuan Formation of a gray line . The longth from south to north approximately 4.5km , the width from east to west vary from 1.5 to 5.5km , area approximately 17.5km.And makes up after the multiple geological prosp

5、ecting compares, verifies the area storing quantity to be rich, the coal bed is stable, suits the establishment modernization large-scale mine pit. The west of the ore has coal and gas outburst , belongs to the coal and gas outburst mine .After the careful reading ore shaft building designs pertinen

6、t data and the data, and after the economical technical comparison, determined finally that mine pit design year productivity is 90Mt, the service life is 35.7 years. Uses the vertical shaft development, in the industry location supposes primary and secondary, and air shaft, south, west two wings su

7、ppose two working areas separately. The first level is decided - 430m. Uses the Central parallel to ventilate, the mine shaft coal transportation uses the adhesive tape transport mode. The coal-mining method to move toward long well mining coal law mining coal, the working surface craft basis differ

8、ent coal beds actual situation uses the synthesis mechanization to mine and to fire a gun separately mining. In this instruction booklet, to the well fields geological condition, the well chamber position, the major installation, the mine shaft station, the coal-mining method, the mining coal craft

9、has the exhaustive explanation, and has the essential illustration. The complete design strictly refers to the provision which Coal industry Design Standard as well as Coal mine safety Regulations stipulated. KEYWARDS：coal seam ,Wugou mine , exploitation , ventilation目录摘要1ABSTRACT21 矿区概况及地质特征11.1 井田

10、概况11.1.1 位置与交通11.1.2 地形与河流11.1.3 气候与气象11.1.4 地震烈度11.1.5 矿区内工矿企业及农业生产概况11.1.6 矿区水源、电源及通讯情况21.2 井田地质31.2.1 地层31.2.2 井田地质构造概述31.2.3 主要水文地质条件51.3 煤层特征81.3.1 煤系81.3.2 煤层91.3.3 煤质91.3.4 可采煤层顶、底板岩石力学特征101.3.5 冲击地压101.3.6 瓦斯101.3.7 煤的自燃与煤尘爆炸101.3.8 地温102 井田境界和储量172.1 井田境界172.1.1 井田范围172.1.2 井田开采界限172.2 矿井储量

11、计算方法172.2.1 储量计算参数及方法172.2.2 矿井工业储量计算182.3 矿井可采储量182.3.1 各类保护煤柱留设原则182.3.2 留设安全煤柱量计算192.3.3 井田可采储量213 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限223.1 矿井工作制度223.2 矿井设计生产能力及服务年限223.2.1 矿井生产能力确定的原则223.2.2 确定生产能力考虑的主要因素223.2.3 矿井服务年限233.3 井型校核244 矿井开拓254.1 矿井开拓方案设计254.1.1 井田开拓方式254.1.2 井筒、工业广场设计254.1.3 矿井开采水平的划分284.1.4 采区划分303

12、24.1.6 煤层群分组及开拓巷道334.1.7 矿井开拓系统方案334.2 矿井基本巷道384.2.1 井筒384.2.2 井底车场434.2.3 主要开拓巷道534.3 矿井提升575 采区巷道布置及回采工艺606060605.1.3煤层瓦斯、自燃特征605.1.4水文、地质构造60606060615.2.3煤层开采顺序、工作面个数及接替顺序626263645.3 采煤方法、回采工艺及生产系统6666665.3.3 采区生产系统66715.3.5 安全技术措施7477786矿井通风及安全79797979796.2.3 矿井需风量计算836.2.4 矿井风量分配836.2.5 矿井通风阻力计

13、算846.2.6 容易时期和困难时期的通风立体示意图和通风网络图8789896.3.1 对矿井主要通风设备要求926.3.2 对反风、风硐的基本要求926.3.3 矿井安全及工业卫生927 设计矿井的基本经济指标100结论102参考文献103致谢1041 矿区概况及地质特征11 井田概况1.1.1 位置与交通五沟井田位于淮北市濉溪县境内,北距淮北市约50km，东北距宿州市约35km。地理坐标为东经11636071163958，北纬3330053333362。井田内有淮六公路以及宿州至阜阳公路通过，经此可通往宿州市、淮北市和蒙城县等地。东北有淮北矿区铁路青（疃）芦（岭）专用线，该线上的李槽坊站距

14、井田约7km。交通运输十分方便。见图1-1。1.1.2 地形与河流 本井田位于淮北平原中部，地势平坦，自然地面标高26.3727.67m，一般27.00m左右。浍河流经井田北部，属淮河水系，为中型季节性河流。此外井田内尚有纵横交错的人工沟渠。1.1.3 气候与气象；年平均降雨834mm，雨量多集中在7、8月份；全年蒸发量1400mm；全年无霜期为208220天；冻结期一般在每年12月上旬至次年2月中旬。1.1.4 地震烈度 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）中附录A的有关规定，本井田所在地的抗震设防烈度为6度，设计基本加速度值为0.05g。1.1.5 矿区内工矿企业及农业生产概况

15、 本井田位于淮北矿区临涣区中部，其行政区归属濉溪县管辖。 该区勘探程度较高，有生产矿井9对，分别为临涣、海孜、童亭、许疃、任楼、孙疃、杨柳、界沟和青东，生产矿井可以为本矿井的建设和生产提供有益的经验；规划矿井有袁店一井、袁店二井和单集等3对，且已筹备进行勘探工作。其中袁店矿设计生产能力为300Mt/a，为淮北矿区最大的矿井。目前，矿区内无小窑开采。 本区为农业耕作区，耕作习性为麦豆二熟制。现今，农业生产机械化程度较低，种植业生产单调，粮食作物比重大，经济作物比重小，农业经济结构单一，以种植业为主，农、林、牧、副、渔五业不协调。图1-1 五沟煤矿交通位置示意图1.1.6 矿区水源、电源及通讯情况

16、 井田内地下水资源丰富，本勘探区新生界第一、二含水层（组）水质良好，是最好的供水水源，矿井水源可靠。 五沟矿井位于宿州市西南部。该矿井东南处有南坪220/110/35kV变电站，该站现有两台120MVA变压器，以一回220kV送电线路向南经芦集220kV区变与淮南电厂相联，向北与淮北电厂相联，以一回110kV线路北经六里110kV变电站与宿县电厂相联；矿井东北处有电力系统新建的220kV杨柳变电所，该站设计规模为2120MVA主变，目前站内安装一台SFPSZ9-120MVA/220kV220/110/35kV主变，另安装一台110kV、31.5MVA临时主变。其一回220kV线路与淮北电厂相联

17、，另一回220kV线路与蒙城220kV区域变电所相联。两变电所均有35kv接线间隔，可为本矿井提供电源。故本矿井电源充沛可靠。 皖北煤电集团公司通信中心至下属各矿通信站SDH光纤通信网络均已建成，本矿井光纤链路可从距离较近的任楼矿井接入。1.2 井田地质1.2.1 地层 本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、第三系和第四系。1奥陶系中下统揭露厚度为51.37m，岩性为灰褐色、灰棕色层状石灰岩，致密性脆，裂隙发育，质不均，具豹皮状构造。2石炭系（1）中统本溪组：最大揭露厚度为23.83m，岩性为灰白色、紫红色铝质泥岩，富含铝，致密性脆。（2）上统太原组：最大揭露

18、厚度为132.40m，含1012层灰岩，岩性以浅灰色石灰岩为主，其次为深灰色泥岩、粉砂岩，少量细砂岩。3二叠系（1）下统山西组：地层厚度85160m，平均105.21m，岩性由砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤组成，含10、11两个煤组。（2）下统下石盒子组：地层厚度约为235290m，平均250.10m，主要由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤层组成。（2）上统上石盒子组：厚约633.6m，主要由砂岩、泥岩和煤层组成。4上第三系（1）中新统：分为上部、下部和底部三部分。上部岩以灰绿色、棕黄色、棕红色粘土、砂质粘土为主；下部以灰白色泥灰岩，钙质粘土及灰绿色、棕黄色、棕红色半固结状粘土、砂质粘土为

19、主，上部和下部的总厚度为57.9090.60m，平均78.40m；底部以砾石、砂砾、粘土砾石、粘土质砂为主，厚度为12.5556.70m，平均34.50m。（2）上新统：厚度65.30111.50m，平均86.30m，分为顶部、上部和下部三部分。顶部以灰绿色、浅棕红色、土黄色砂质粘土为主，夹12层薄煤层；上部以土黄色、浅肉红色、灰白色细砂、中砂为主；下部以土黄色、浅肉红色、灰白色细砂、中砂及少量粗砂、粘土质砂为主。4第四系厚度为51.7091.60m，平均74.20m，以土黄色、灰黄色砂质粘土、粘土质砂及粉细砂为主。1.2.2 井田地质构造概述 本井田位于淮北煤田童亭背斜的西翼中段，总体构造形

20、态为一轴向由中北部的南北向渐变为南部的北西向的向斜，其间发育有次一级的向背斜。向斜两翼地层西侧稍陡，东侧稍缓。地层倾角一般在1015，仅局部（F9F10断层之间）达到40。受北东向断层影响，井田被切割成多个宽窄不等的条块。全井田共组合断层19条（小于10m的断层多数未组合），均为正断层。按最大落差来分，大于等于100m的断层有7条，小于100m而大于等于50m的1条，小于50m而大于等于30m的断层3条，小于30m的8条。断层的展布方向以北东向为主，仅北界五沟断层为近东西向。断层主要特征见表1-1。本井田未见岩浆岩和陷落柱。本井田构造复杂程度属中等偏复杂类。表1-1 五沟井田主要断层特征名称性

21、质走向倾向倾角（）落差（m）区内长度（km）查明程度备注五沟断层正EWS70400查 明井田边界F1正NENW700-10查 明F2正NESE700-60查 明F2-1正NESE700-15查 明F3正NENW7020-100查 明F4正NESE700-40查 明F5正NESE700-10查 明F6正NENW700-45查 明F6-1正NENW700-15查 明F7正NESE700-20查 明F8正NENW700-20查 明F9正EWNENENNWNW70100查 明井田边界F10正NENW700-20查 明F11正NESE700-15查 明F12正NENW7030-150查 明F13正NEN

22、W7040-120查 明F14正NENW7010-280查 明F14-1正NENW700-30查 明F16正EWS7080-100查 明1.2.3 主要水文地质条件 1地表水井田内无大的地表水体，仅在井田外北部有浍河自西北向西南流过，但仅属季节性河流，对矿井开采没有影响。2新生界松散层含、隔水层（组）本井田基岩被厚度为262.36287.05m的北东薄南西厚的新生界松散层所覆盖。按照沉积物的组合特征和含、隔水性能的不同，可将新生界松散层自上而下依次分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计4个含水层（组）和3个隔水层（组）。其中三隔主要由粘土和砂质粘土组成，夹砂层或粘土质砂。该隔水层粘土层

23、可塑性好，膨胀性强，分布稳定，厚度大，平均约61.50m，隔水性能良好，是井田内重要的隔水层（组），可使其上覆地表水及一、二、三含水与下伏四含水和基岩含水层水失去水力联系。四含主要由砾石、砂砾、粘土砾石、砂层及粘土质砂等组成，间夹04层的薄层粘土，厚度为6.1239.19m，平均20.70m，其泥质含量较高，地下水补给条件较差，一般富水性弱，但直接覆盖于煤系地层之上，是矿坑充水主要补给水源。3基岩含、隔水层（段）（1）二叠纪煤系含、隔水层（段）二叠纪煤系由砂岩、泥岩、粉砂岩和煤层等组成，并以泥岩、粉砂岩为主，总体富水性弱，以储存量为主。根据可采煤层的赋存位置，可将其大致分为3煤上隔水层（段）、

24、3煤上、下砂岩（K3砂岩）含水层（段）、4煤上、下隔水层（段）、78煤上、下砂岩裂隙含水层（段）、8煤下隔水层（段）、10煤上、下砂岩裂隙含水层（段）和10煤下至太灰间隔水层（段）。然而，由于煤系砂岩发育不均，其间又有泥岩等隔水层存在，因而，正常情况下，煤系砂岩裂隙含水层（段）之间无密切的水力联系。（2）石炭系太灰岩溶裂隙含水层（段）石炭系太原组由石灰岩、泥岩、粉砂岩及薄煤层组成；其中含灰岩1012层，平均厚度约75m。浅部的14灰岩溶裂隙发育，水动力条件好，富水性强。该组上距102煤层一般在32.0067.38m之间，平均为47.20m，10煤与该组之间岩性较为致密，裂隙不发育，隔水性能较好

25、。根据安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告提供的资料，正常情况下，在-440m水平以浅开采102煤层一般不会发生底鼓或灰岩突水事故。但是若为断层切割，太灰水则有可能沿导水断层或受采动影响而活化的断层上突，对矿井构成巨大威胁。因此，在井下开采时，必须尽可能避开上述地段，并采取积极的探水和降压等措施，谨防突水灾害的发生。（3）奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层（段）区域资料表明：奥陶系灰岩总厚度在500m左右，主要由浅褐色、肉红色致密块状、性硬隐晶质厚层状白云质灰岩组成，一般浅部岩溶裂隙发育，富水性强，导水性好，但因其远离主要可采煤层，正常情况下对煤层开采影响较小。4断层破碎带本井田内断层破碎带主要由泥岩和粉砂

26、岩组成，砂岩碎屑少量，充填物多为泥质，钻探过程中未见漏水，抽水也无水，说明破碎带富水性较弱，导水性差。但是，由于本井田内部分断层落差较大，往往导致太灰与煤层间距缩小或彼此对接，或者受采动影响而导致断层活化，则很可能引发重大突水事故，直接威胁矿井开采的安全。综上所述，本井田新生界四含孔隙含水层（组）、二叠纪煤系砂岩裂隙含水层（段）和石炭系太灰岩溶裂隙含水层（段）对井下开采影响较大。但是，如果在可采煤层的浅部必要地段留设适当高度的防水煤柱，四含水一般不致于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。因此，本井田的水文地质条件属以裂

27、隙充水为主的中等类型。矿井水文地质特征见表1-2。本矿井开采水平为-430m，采用安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告所提供的-500m水平涌水量的预计结果，矿井正常涌水量为387m3/h，最大涌水量为473m3/h；太灰可能突水量为629m3/h。考虑到井筒淋滴水、防火灌浆用水和井下洒水，矿井的正常涌水量和最大涌水量分别取414m3/h和500m3/h。表1-2 矿井水文地质特征地 层含、隔水层（段）最小最大平均（m）主要水文地质特征水位标高(m)单位涌水量(L/sm)渗透系数(m/d)矿化度(g/L)水质类型界系统组新生界一含以粉砂和粘土质砂、细砂为主，夹薄层粘土、砂质粘土，受大气降水和地表水

28、补给，富水性较强HCO33Na、HCO3一隔以砂质粘土、粘土为主，分布较稳定，夹03层砂或粘土质砂组成，大部分地段隔水性较好二含主要由细砂、粉砂为主，次为云母，砂层在本矿南部不太发育，分布不稳定，厚度变化大且薄二隔主要由粘土、砂质粘土夹12层薄砂层组成，粘土结构致密，塑性较强，分布较稳定，大部分地段隔水性较好三含主要由中砂、细砂、粉砂和粘土质砂夹粘土或砂质粘土组成，砂层厚度变化大，含水性不均一，富水性中等三隔主要由粘土和砂质粘土夹砂层、粘土质砂组成，粘土以厚层状为主，可塑性好，膨胀性强，分布稳定，隔水性好四含主要由砾石、砂砾、粘土砾石、粗砂、中砂及粘土质砂等组成，夹有薄层粘土夹砾石、粘土、砂质

29、粘土、钙质粘土等，砂层厚度较大，分布较稳定，一般富水性较弱SO4. HCO3Na古生界二叠系上、下统上石盒子组山西组砂岩裂隙含水层（段）岩性由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等组成，并以泥岩、粉砂岩为主。分布较稳定，裂隙发育不均，地下水以储存量为主，富水性极不均一，是煤层开采的直接充水含水层或HCO3KNa石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层（段）75共含灰岩1012层，灰岩岩溶裂隙发育不均一，富水性也不均一，上距10煤底板正常在47.2m左右，是其底板直接充水含水层SO4Na奥陶系中下统老虎山组马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层（段）区域内500多米主要由厚层状石灰岩组成，岩溶裂隙较发育不均一，裂隙发育则富水

30、性强，裂隙不发育则富水性弱，由于距离煤层较远，正常情况下，对煤层的开采影响较小HCO341.3 煤层特征1.3.1 煤系本井田含煤地层为石炭系和二叠系，其中二叠系的山西组和上、下石盒子组为主要含煤层段。1.3.2 煤层 井田内主要含煤层段总厚约970m，共含10个煤层（组）计1827层煤，可采煤层有31、51、52、71、72、81、82和102计8层，煤层平均总厚15.27m，其中72、81、82和102煤为主要可采煤层，平均总厚10.69m，占可采煤层平均总厚的70.0。总体来看，本井田可采煤层以全区可采大部可采的中厚煤层为主，结构简单较简单，煤层的稳定性属稳较定型。可采煤层主要特征见表1

31、-3。表1-3 可采煤层主要特征表煤层厚度（m）最小最大平均平均间距（m）顶 板 岩 性底 板 岩 性结构可采指数稳定性31以泥岩为主以泥岩为主简 单100不稳定16051以泥岩为主以泥岩为主简 单71不稳定552以泥岩为主以泥岩为主简 单63不稳定4571以泥岩为主以泥岩为主较简单52不稳定572以泥岩为主，其次为粉砂岩，局部有细砂岩分布。以泥岩为主，其次是粉砂岩，个别孔为细砂岩。较简单86较稳定1581以泥岩为主，其次为粉沙岩，少数为细砂岩。以泥岩为主，其次为粉砂岩。较简单95较稳定782以粉砂岩为主，其次为泥岩，少数为砂岩或砂泥岩互层。以泥岩为主，少数为粉砂岩、细砂岩。较简单94较稳定8

32、0102以粉砂岩为主，其次是中砂岩、细砂岩和泥岩。底板以粉砂岩为主，其次为泥岩和砂质泥岩及砂岩。简单99较稳定1.3.3 煤质 本井田各煤层属低中灰中灰、特低低中硫、特低低磷和中高高热值的肥煤、焦煤、1/3焦煤以及少量气煤。其中洗精煤是良好的炼焦配煤，中尾煤可作发电厂动力用煤，沉矸可用于制砖等，原煤可用于动力、发电和民用等。可采煤层主要煤质特征见表1-4。主采煤层底板等高线图见图1-2、图1-3、图1-4、图1-5、图1-6.1.3.4 可采煤层顶、底板岩石力学特征 本井田可采煤层顶、底板多为泥岩和粉砂岩，砂岩少量。其中砂岩坚硬致密，顶底板较容易管理与维护；泥岩属于软岩类；粉砂岩性脆易碎，维护

33、困难。井田内可采煤层顶、底板相同岩石的物理力学性质差异不大，岩石力学强度一般为砂岩高于粉砂岩，粉砂岩又高于泥岩；而在断裂构造附近或风氧化带内任一种岩石的力学强度则均有明显降低。本矿井工程地质条件属中等。1.3.5 冲击地压本矿井无冲击地压煤层，邻近矿井也未见冲击地压煤层。1.3.6 瓦斯m之间，瓦斯成分及瓦斯含量的两极值分别为2.8499.45%和0.0013.85cm3/g33/min。综合各方面因素分析，本矿井西翼有煤与瓦斯突出危险的可能性，本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。1.3.7 煤的自燃与煤尘爆炸 根据地质报告提供的各煤层自燃倾向性采样测定结果， 31和52煤层为不自燃，51煤层为不自

34、燃不易自燃，71、72、81、82和102煤层为不自燃易自燃。各煤层均具有煤尘爆炸危险。1.3.8 地温 本井田恒温带深度为自地表向下垂深30m，恒温带温度为/hm，该矿井地温类型为基底凹陷型，属正常地温背景下的地温正常区，但个别点地温梯度相对较高。根据计算的平均地温梯度推算，本矿井的一级高温区（31）深度约为545m，二级高温区（37，基本无热害。图1-2 10煤底板等高线图图1-3 71煤底板等高线图图1-4 72煤底板等高线图图1-5 81煤底板等高线图图1-6 82煤底板等高线图2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围2。2.1.2 井田开采界限本井田含煤地层为石炭系和二

35、叠系，其中二叠系的山西组和上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内主要含煤层段总厚约970m，共含10个煤层（组）计1827层煤，可采煤层有31、51、52、71、72、81、82和102计8层，煤层平均总厚15.27m，其中72、81、82和102煤为主要可采煤层，平均总厚10.69m，占可采煤层平均总厚的70.0。总体来看，本井田可采煤层以全区可采大部可采的中厚煤层为主，结构简单较简单，煤层的稳定性属稳较定型。本设计只针对10煤层。开采上限以-300m防水煤柱线为界，留设煤柱60m。开采下限以五沟断层和-800m煤层底板等高线交面线为界。五沟断层留设煤柱100m。东西边界线同井田东西范围。2.

36、2 矿井储量计算方法2.2.1 储量计算参数及方法（1） 参数选取本矿井设计对五沟煤矿的5个主采煤层储量进行了计算，其参数选取及计算方法如下所述：1.每层厚度采用整个煤层厚度的平均值进行计算。各煤层煤层厚度情况如下：71 煤：厚度介于01.23m，平均厚度0.59m；72煤：厚度介于04.62m，平均厚度1.80m；81煤：厚度介于0.814.88m，平均厚度2.50m;82煤：厚度介于04.43m，平均煤厚2.63m；102煤：厚度介于0.5412.51m，平均煤厚3.86m；2.煤层倾角采用整个煤层平均倾角计算。为计算方便，计算时五个煤层平均倾角均采用7；3.以方格网上一方格为基本单位，用

37、方格网计算方法进行面积计算；5.为计算方便，各煤层看作近似平行；6.煤层最低可采厚度为0.70m；原煤灰分产率不超过40；各煤层均分煤类采用视密度的算术平均值。（2） 计算方法1.计算各煤层总面积；2.按储量=面积*煤层平均厚度*容重（Z=S*h*r）公式计算各煤层储量及整个矿井储量。2.2.2 矿井工业储量计算以10煤为计算对象，用方格网计算方法累积计算得到10煤面积为:10890624。由下式计算工业储量： Zgj=S * hi * r式中：Z-各煤层储量； S-各煤层面积； h-各煤层平均厚度；。10煤储量：Z10=108906241.37=62880000 t7-1煤储量：Z7-1=1

38、872500t7-2煤储量：Z7-2=11051400t8-1煤储量：Z8-1=19555400t8-2煤储量：Z8-2=20784000t由上面计算结果，则整个矿井工业储量为：Zg=Z7-1+Z7-2+Z8-1+Z8-2+Z10=1872500+11051400+19555400+20784000+62880000=116143300t2.3 矿井可采储量2.3.1 各类保护煤柱留设原则（1）工业场地、井筒留设保护煤柱。对于较大的村庄留设保护煤柱，对于零星分布的村庄不留设保护煤柱。（2）各类保护煤柱按照垂直断面法或垂线法确定，用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。岩层移动角按照建筑物、水体、铁

39、路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000）中有关规定，运用皖北矿区地表移动角（=42，=73，）。表土层厚度为262.36 287.05m ，设计取274.0m。（3）维护带宽度：工业广场按10m，村庄10m。（4）断层保护煤柱留设原则：一般按照常规留设，落差小于50m每边留设30m煤柱，落差大于50m而小于100m每边留设50m煤柱，落差大于100m每边留设100m煤柱。（5）工业广场占地指标，根据煤矿设计规范中有关规定，工业场地占地指标如下表所示：表2-1 工业场地占地面积指标表类别建设规模（万t/a）无选煤厂有选煤厂用地面积（hm）建设用地指标（hm/万t原煤）增加用地面积（hm）用

40、地面积（hm）建设用地指标（hm/万t原煤）大型600及以上500400300240180150120中 型906045小型型3021-15-9-6-2.3.2 留设安全煤柱量计算 （1）永久性煤柱损失量 1防水煤柱：根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000）中附录六的具体要求，结合本井田新生界底部含、隔水层的赋存特点，本次在各煤层的浅部暂留一定高度的防水煤柱，并暂时按照60m高度留设。针对10煤层，可得该煤层留设防水煤柱为12956.3kt。主采的五个煤层共留设防水煤柱为30781.3kt。实际开采中，可根据具体情况，结合实测岩移资料，对煤柱高度进行必要的调整。 2断

41、层煤柱：考虑到断层对井下可能造成的危害程度不同，本次暂按最大落差大于等于100m、小于100m而大于等于50m和小于50m，分别在断层两侧留设100m、50m和30m宽度作为断层煤柱，主采五个煤层共留设煤柱量25820.9kt。但是，在实际开采过程中，断层煤柱的具体尺寸必须按照取得的基本参数计算确定。（2）设计储量查明煤炭资源/储量中扣除防水煤柱、断层煤柱等矿井永久性煤柱损失量后为设计储量，共有56602.2kt。 （3）经济储量工业场地保护煤柱的留设按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000）中有关规定，运用皖北矿区地表移动角（=42，=73，）。本设计设计矿井年生产能

42、力90Mt/a，按表2-1取工业广场规格为330m330m，维护带宽度取10m。工业广场压煤计算如图2-1所示。 由图可知，工广保护煤柱地面投影为梯形，所以压煤量可以近似按照梯形进行计算，该梯形上底长961m，下底长1231m，高为1188.6m，煤层倾角近似按7=1197.5m。以10煤层为计算对象，得压煤量：Q=（961+1231）/21197.5去除与F3、F13断层保护煤柱重合的煤柱Q10由于各主采煤层倾角近似看做相等，因此煤层压煤的投影也近似于梯形，且与10煤相等。由此，可以计算出各煤层工广压煤量为：Q7-1Q7-2Q8-1Q8-2 图2-1 工业广场压煤计算图 为提高矿井投资效益，

43、本次设计将那些虽达到可采厚度，但由于地质条件等原因，造成技术上开采困难、经济上开采效益差的块段（如孤立块段或构造复杂块段等）划归非经济储量。经计算，全矿井共有非经济储量875.1kt。设计储量扣除保护煤柱量及非经济储量后，全井田共获得经济储量49609.6kt。2.3.3 井田可采储量 井田可采储量，是指井田经济储量扣除采区开采损失量后（矿井开采损失按12%计算），井田能够采出的煤量。全矿井共获得可采储量38507.2kt。 需要说明的是，上述38507.2kt可采储量中包括五沟镇压煤11446.6kt。查明煤炭资源/储量、设计储量及可采储量计算结果见表2-2。 表2-2 矿井查明煤炭资源/储

44、量、设计储量及可采储量汇总表3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度 设计矿井按煤矿设计规范确定年工作日为330d，每天三班工作，每班工作8h，其中两班生产，一班检修，每天净提升时间为16h。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 矿井生产能力确定的原则主要有以下几个原则：（1） 资源储量矿井地质储量，矿井工业储量，矿井设计利用储量，可采储量，采区回采率（厚75%，中厚80%，薄90%）。（2） 矿井地质和开采条件。（3） 技术装备，管理水平。（4） 矿井与水平服务年限要合理。3.2.2 确定生产能力考虑的主要因素本设计主要根据井田资源条件、地质及开采条件、企业技术装

45、备和管理水平，并充分考虑科学技术进步、外部建设条件等因素，依照投资少、出煤快、经济效益好的原则合理确定矿井建设规模。（一）煤炭资源条件 五沟井田自19561974年先后进行了找煤、临涣矿区总体普查、详查等勘探工作，累计施工钻孔30个。2003年11月2004年8月本区进行了勘探等工作，共完成钻孔70个，于2004年9月编制完成安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告。 本井田勘查程度高，储量可靠。2，且由于煤层受断层切割破坏较严重，埋藏较浅的区域相当部分处于风氧化带或防水煤柱中，造成煤层的可采面积减少。全井田查明的资源/储量为116143.3kt，全矿井共获得可采储量38507.2kt，其中102煤层

46、可采储量23764.9kt，占61.7%。（二）煤层赋存条件本井田为一向斜有限煤田，最大埋藏深度-680m。地层走向近南北，在井田南翼向斜轴发生扭转。向斜轴的东翼宽缓，西翼较陡，地层倾角一般在1020。全井田共有可采煤层8层，主要可采煤层4层（72、81、82、102），其平均厚度分别为1.80m、2.50m、2.53m、3.86m，属中厚厚煤层，煤层生产能力较大。但由于受构造的影响，各采区走向或倾向长度较小，工作面产量将受到一定制约。井田划分为3个采区块段，其中南二位于五沟镇之下。前期考虑搬迁五沟镇，矿井投资较大；本井田为一向斜构造，开采块段面积小，煤层倾角缓，中组煤和下组煤在开采顺序上存在

47、压茬关系，同一块段内中、下组煤不宜同时布置工作面，因而全矿井以布置12采区、12工作面为宜；结合淮北矿区工作面单产实际水平，本矿井最大生产能力在0.91.3Mt/a左右。33/t，但井田煤层埋藏浅，地压、地温不高，有利于提高工作面单产。（三）外部建设条件本矿井铁路专用线北接淮北矿区青芦铁路线，经此可西接青阜铁路与京九线相联，东接京沪线；井田内有淮（北）六（安）公路通过，经此可通往宿州市、淮北市和蒙城县等地，交通十分方便。矿区附近有淮北一、二及宿东3座电厂，装机总容量1700MW。井田东约22km有南坪220kV区域变电所，装2台120MVA主变，东北约9km有杨柳220kV变电所。杨柳变电所设

48、计规模为2120MVA主变。一回220kV线路与淮北电厂相联，另一回以220kV线路与蒙城区域变电所相联。故本矿井电源充沛可靠。（四）新型支护技术的推广应用在巷道支护方面，锚注、锚梁网及锚索等新型支护形式正在淮北矿区推广使用，以取代传统的砌碹及金属支架支护。新型的支护技术，不仅节约了支护费用，提高了巷道支护质量及巷道施工速度，而且可大大降低了劳动强度，减少了工作面辅助作业时间，为保障工作面推进度和工作面正常接替创造了条件。综上所述，五沟矿井的资源可靠，外部建设条件优越。3.2.3 矿井服务年限 本设计根据井田资源分布特点，结合矿井开拓布局、开采技术条件以及采场布置，就本矿井生产能力提出了0.6

49、0Mt/a和0.90Mt/a（主要生产环节按1.20Mt/a能力设计）两个井型方案，矿井储量备用系数取1.2，可得服务年限分别为53.5a、35.7a。针对矿井0.60Mt/a和0.90Mt/a井型，设计分析如下：1本矿井4层主采煤层（72、81、82、102）平均厚度分别为1.80m、2.50m、2.53m、3.86m，属缓倾斜较稳定稳定、中厚厚煤层，开采技术条件相对简单，能够保证矿井0.90-1.30Mt/a生产能力的工作面及采区正常交替。2矿井主要开采块段多适合布置综采，煤层生产能力大。3井田新生界松散层厚度较大，一般为273.6m，建井费用较高，井型宜大不宜小。4按0.90Mt/a规模

50、，矿井计算服务年限为35.7a，矿井服务年限比较适中。5矿井资源属国内比较短缺的优质煤种，市场供应紧张，宜适当加大井田开发强度。6井型0.60Mt/a方案工作面回采工艺以高档普采为主，限制了煤层生产能力的发挥，尤其是102煤层平均厚度3.86m，须采用分层开采，这样不仅增加了回采巷道工程量和生产成本，且不利于矿井安全生产。7井型0.60Mt/a方案矿井通风后期也必须考虑布置2个采区的可能，因此，与0.90Mt/a井型相比，井巷投资相当。8井型0.90Mt/a（主要生产环节按1.20Mt/a能力设计）方案，在构造相对简单、煤层赋存条件较好的块段优先采用综采，可尽快发挥矿井资源效益，主井系统也能满

51、足矿井增产的提升要求。综上比较分析，结合淮北矿区生产矿井的生产实践，五沟矿井设计为0.90Mt/a井型比较合理可行，为满足矿井增产的可能，主要生产环节按1.20Mt/a设计。因此本设计确定五沟矿井设计能力为0.90Mt/a。3.3 井型校核根据已经确定的井型90万吨/年，矿井生产能力计算，矿井服务年限为35.7年。第一水平服务年限35.7年。为发挥投资效益和保证矿井正常生产接替与稳定发展，根据煤炭工业矿井设计规范，矿井与第一水平的设计服务年限不应小于3-1表中数值：表3-1 矿井与第一水平服务年限表矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计服务年限（a）第一水平开采设计服务年限（a）煤层倾角25煤层倾角25-45煤层倾角457035/6030/5025202035201515 五沟煤矿煤层平均倾角6左右，第一水平平均倾角25，矿井设计第一水平服务年限为35.7年，完全符合煤矿工业矿井设计规范。4 矿井开拓4.1 矿井开拓方案设计4.1.1 井田开拓方式 全面考虑各种因素，特别是井田地质和水文地质条件