毕业设计(论文)-新街矿矿井施工组织设计

第一部分矿井设计的基本情况第一章矿井与矿体特征第一节矿井的自然条件一、地理位置新街井田大部位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政区划隶属伊金霍洛旗新街镇管辖；南部一部分位于陕西省榆林市神木县中鸡镇管辖。其地理坐标为：东经：109°48′45″～109°59′42″北纬：39°06′49″～39°15′45″井田具体范围位于鄂尔多斯台向斜北部侏罗纪煤田东胜区煤炭资源普查找煤区的南部边界一带，其井田范围由4个拐点坐标连线圈定，各拐点坐标见表。点号平面直角坐标地理坐标XY东经北纬14348314.2037403886.50109°53′11″39°15′45″24343029.0037397438.70109°48′45″39°12′51″34331755.9037405989.90109°54′47″39°06′49″44336762.8037413133.80109°59′42″39°09′34″勘探区为一多边形，南北最长约14.5km，东西最宽约8.5km，面积为123.32km2。二、交通状况井田内主要交通干道为省级306干线，在其东北部从西北向东南通过。在其周边有数条公路及铁路通过。其南北向的公路、铁路有：213省道、210国道和包—神铁路。现分述如下：1.213省道（东胜-大柳塔-神木）位于井田外的东部，距井田中心约25km，为柏油路面；2.210国道（包头-南宁）由北向南从井田外的西部通过，距本井田西部边界直线距离约5km；紧靠210国道之东包茂高速公路内蒙古段已修好通车。3.109国道位于井田的北部，距井田中心直线距离约75km；4.包—神铁路（包头-大柳塔）在井田外的东部沿乌兰木伦河通过。其中大柳塔站为神华集团煤炭外运的大型集装站，井田中心距大柳塔站直线距离约25km。从井田经新街镇北可到达鄂尔多斯市的东胜区，南可至陕西省的府谷县，亦可经306省道的中鸡镇到达榆林市。此外，准-东铁路建成后，也可为本井田的煤炭外运提供便利条件。109、210国道及包-神铁路均在鄂尔多斯市政府所在地的东胜区交汇。东胜区是鄂尔多斯市政治、经济、文化、通信中心和重要的交通枢纽，交通网络四通八达，北通包头市108km，南至包神铁路大柳塔车站78km，西达乌海市360km，东抵准格尔旗薛家湾镇120km。可见井田交通条件十分便利。矿区交通如图所示：三、地形地貌井田位于鄂尔多斯高原之东部，区域性地表分水岭——“东胜梁”的南侧，属黄土高原地带。区内地形总体趋势是北高南低，西高东低。最高点位于井田北东拐点处，海拔标高为1398.7m；最低点位于井田西南部边缘，海拔标高为1223.6m。最大地形标高差为175.1m；一般地形海拔标高在1330～1240m之间，一般地形标高差为90m左右。井田属高原侵蚀性丘陵地貌特征，大部分地区为低矮山丘，第四系广泛分布，西南角为沙丘，基岩—志丹群(K1zh)只在井田东北部山包及沟畔上有小范围出露，植被稀疏，地形较为简单。井田西界外由从西北向东南方向有扎莎克河，为一常年流水的河流，流量较小。区内发育的沟谷均为扎莎克河的支流。大气降水在地表形成的径流均由该河流入区外到红碱淖湖内。四、气象及特殊地质灾害井田气候特征属于干旱～半干旱的温带高原大陆性气候，太阳辐射强烈，日照较丰富，干燥少雨，风大沙多，无霜期短。冬季漫长寒冷，夏季炎热而短暂，春季回暖升温快，秋季气温下降显著。据鄂尔多斯市气象局历年资料：当地最高气温+36.6℃，最低气温为-27.9℃；年降水量为194.7～531.6mm，平均为396.0mm，且多集中于7、8、9三个月内；年蒸发量为2297.4～2833mm，平均为2534.2mm，年蒸发量为年降水量的5～10倍。区内风多雨少，最大风速为14m/s，一般风速2.2～5.2m/s，且以西北风为主。冻结期一般从10月份开始至次年5月份，最大冻土深度为1.71m，最多沙尘暴日为40d/a。井田位于鄂尔多斯台向斜东北缘，鄂尔多斯台向斜被认为是中国现存最完整、最稳定的构造单元。据“中国地震烈度区划图”，地震动峰值加速度为0.05g，井田对照地震烈度为Ⅵ度，属弱震区的预测范围。据调查，历史上无破坏性地震记载，也未有较大的泥石流、滑坡及塌陷等不良地质灾害现象发生。第二节矿井地质一、地层状况井田位于东胜煤田的南缘，为一几乎全部覆盖的隐伏井田。据地质填图及钻探成果对比分析，区内地层由老至新发育有：三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中统延安组（J2y）、侏罗系中统直罗组（J2z）、侏罗系中统安定组（J2a）白垩系下统志丹群（K1zh）、第四系（Q）。二、地质构造井田位于东胜煤田的南部，其构造形态与区域含煤地层构造形态一致，总体为一向南西倾斜的单斜构造，倾向220°～260°，地层倾角小于5°，从煤层底板等高线可看出，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大。在井田东中部比较平缓，在井田西部MK89、MK72、MK73一线，可能存在的构造所致，煤层底板等高线向东有逐渐抬高的趋势。区内未发现断裂和褶皱构造，亦无岩浆岩侵入。故该井田构造属简单类型。三、水文地质1.井田地形地貌、水文特征简述井田位于东胜煤田的南部，区域性地表分水岭“东胜梁”之南侧。全区地形总体上为北高而南低，在此基础上又表现为西高东低之变化趋势。最高点位于井田的东北部，海拔标高为1398.70m；最低点位于井田西南部边界，海拔标高为1223.60m。最大地形相对高差为175.10m；一般地形海拔标高在1330～1240m之间，一般地形相对高差为90m左右。井田内地形相对高差较大，切割强烈，沟谷发育，具侵蚀、剥蚀高原强烈切割的低中山地貌特征。井田内沟谷较发育，均为季节性沟谷，旱季无水，雨季可形成短暂的洪流，各沟谷在矿区内多呈南北向流动。在井田西界外发育有扎莎克河，区内沟谷均为其支沟。扎莎克河为一常年流水的河流，由北向南流入红碱淖湖。2.地下水的补给、径流、排泄条件（1）潜水井田潜水主要赋存于沟谷内第四系冲洪积砂砾石层中，潜水的主要补给来源为大气降水，次为深部承压水沿谷底的越流补给。由于本区降水量稀少，所以潜水的补给量较小。潜水沿河流流向径流，潜水的排泄方式主要为向河流下游的径流排泄，其次为人工挖井开采排泄、蒸发排泄以及向下部承压水的渗入排泄。（2）承压水井田承压水主要赋存于白垩系下统志丹群（K1zh）及侏罗系中统（J2）砂岩中，白垩系下统志丹群（K1zh）在区内零星出露，侏罗系中统（J2）没有出露。因此，侧向径流补给是承压水的主要补给来源，其次为大气降水的垂直渗入补给。承压水一般沿地层倾向即西南方向径流。承压水以侧向径流排泄为主，次为人工开采排泄。3.井田含水层水文地质特征根据井田内地下水的水力性质及赋存条件的不同，区内地下水可划分为两大类，即松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙承压水含水岩组。现分述如下：（1）松散岩类孔隙潜水含水岩组第四系上更新统、全新统（Q3-4）松散层潜水含水层岩性为灰黄色黄土、残坡积砂土（Q3-4）、冲洪积砂砾石（Q4al-pl）等，在区内广泛分布，冲洪积物主要分布在沟谷河床及阶地上，为松散层主要含水层。黄土、残坡积物主要分布在山梁坡地及沟谷两侧，多为透水不含水层。根据水文地质填图成果：含水层厚度2.20～3.50m，地下水位埋深0.50～1.00m，水井涌水量Q=0.256～0.322L/s。根据邻区铜匠川详查地质报告抽水试验成果：含水层厚度0～5.81m，平均2.2m，地下水位埋深0～2m左右，钻孔涌水量Q=1.405～5.618L/s，单位涌水量q=0.09～1.29L/s·m，渗透系数K=16.54～90.27m/d，地下水化学类型为HCO3～Ca·Mg型水，水质较好，含水层的富水性弱～中等，透水性能较强。因大气降水量较少，补给条件较差，补给量一般不大，但雨季补给量会明显增大。潜水含水层与大气降水及地表水体的水力联系非常密切，与下伏承压水含水层水力联系较小。该含水层为井田的间接充水含水层。（2）碎屑岩类孔隙、裂隙承压水含水岩组①白垩系下统志丹群（K1zh）～侏罗系中统安定组（J2a）、直罗组（J2z）孔隙、裂隙承压水含水层岩性上部为志丹群（K1zh）各种粒级的砂岩、砂砾岩及砾岩，夹砂质泥岩，在井田内地表零星出露，主要分布在陡峭沟谷两侧及山坡之上与冲沟之中；下部岩性为侏罗系中统安定组（J2a）、直罗组（J2z）浅黄色、青灰色中粗粒砂岩、含砾粗粒砂岩，紫红色、杂色粉砂岩及泥岩与砂质泥岩，井田内零星出露。志丹群（K1zh）与侏罗系中统安定组（J2a）、直罗组（J2z）含水层总厚度165.37～190.93m，平均180.51m，在井田内分布广泛，厚度巨大且稳定。根据施工的M14、MK51、MK60号钻孔抽水试验成果：地下水位埋深2.68～12.10m，水位标高1250.63～1287.90m，钻孔涌水量Q＝0.250～0.610L/s，单位涌水量q＝0.00951～0.0422L/s·m，渗透系数K＝0.00389～0.0186m/d，水温10℃，溶解性总固体352～459mg/L，pH值7.3～11.2，硝酸盐NO3含量12.40～21.25mg/L，F含量0.80～1.29mg/L，As含量0.000mg/L，地下水化学类型为HCO3-Ca·Mg及CO3～Ca·Na型水，水质较好，部分指标超过了饮用水卫生标准。由此可知，含水层的富水性弱～中等，地下水的径流条件差。含水层与上部潜水含水层有一定水力联系，与下部承压水含水层的水力联系较小。该含水层为矿床的间接充水含水层。②侏罗系中统延安组（J2y）碎屑岩类承压水含水层岩性主要为灰白色中粗粒砂岩、深灰色砂质泥岩，次为细粒砂岩、粉砂岩等，含煤层，全区赋存，分布广泛。根据本次勘探施工的M14、M15、MK27、MK30、MK33、MK73号钻孔抽水试验成果：含水层厚度20.23～70.51m，平均42.65m。地下水位埋深6.42～48.96m，水位标高1231.17～1287.08m，水位降深S=27.26～38.50m，涌水量Q=0.255～0.303L/s，单位涌水量q=0.00662～0.00954L/s·m，渗透系数K=0.00114～0.0388m/d，水温8～10℃，溶解性总固体186～352mg/L，pH值7.3～7.7，硝酸盐NO3含量10.62～12.40mg/L，F含量0.36～0.78mg/L，As含量0.000mg/L，地下水化学类型为HCO3-Ca、HCO3-Mg·Ca及HCO3-Ca·Mg型水，水质良好。因此含水层的富水性弱，透水性与导水性能差，地下水的补给条件与径流条件均较差。因延安组顶板隔水层的隔水性能较好，含水层与上伏潜水含水层及大气降水的水力联系均较小。该含水层为井田的直接充水含水层和主要充水含水层。③三叠系上统延长组（T3y）碎屑岩类承压水含水层岩性主要为灰绿色中粗粒砂岩、含砾粗粒砂岩，夹杂色砂质泥岩。钻孔揭露厚度不全，最大揭露厚度50.40m。据MK37号钻孔抽水试验成果：地下水位标高1192.32m，水位埋深104.40m，涌水量Q=0.143L/s，单位涌水量q=0.00530L/s·m，渗透系数K=0.00883m/d。水温9℃，溶解性总固体148mg/L，pH值7.9，NO3含量8.85mg/L，F含量0.30mg/L，地下水化学类型为HCO3-Ca·Mg型水，水质良好。含水层的富水性弱，透水性能差，与上部含水层的水力联系较小。该含水层为矿床的间接充水含水层。4.井田隔水层水文地质特征侏罗系中下统延安组顶部隔水层①位于2煤组顶板以上，岩性主要由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成，隔水层厚度6.37～13.49m，平均8.60m。隔水层的厚度较为稳定，分布也较为连续，隔水性能较好。②侏罗系中统延安组底部隔水层位于6煤组底部，岩性以深灰色砂质泥岩为主，次为粉砂岩、泥岩，隔水层厚度1.90～14.94m，平均10.68m。厚度较为稳定，分布较连续，隔水性能较好。5.地表水、老窑水对矿床充水的影响井田内没有水库、湖泊等地表水体，沟谷均无常年地表径流，地表水对矿床充水的影响一般不大，但井田沟谷发育，本区降水比较集中，多为大雨或暴雨，雨后会形成短暂的地表洪水。因此，井口要建在最高洪水位线以上，采取必要的防洪措施，预防地表洪水通过井口等通道进入矿坑；在采煤时，随时观测矿坑涌水量的变化情况，以防发生矿坑涌水事故。区内目前没有老窑。但近年来，随着东胜煤田的大规模开发建设，井田周围的生产矿井在逐年增加，采空区的面积与积水量也在不断增大。在开采过程中，不能越界开采，以防邻区矿井老窑水对矿坑涌水。6.矿井涌水量预测（1）矿床充水因素及其水文地质边界确定井田第四系全新统（Q4al+pl）冲洪积砂砾层孔隙潜水含水层的富水性中等，但距离煤层较远，志丹群（K1zh）潜水～承压水含水层的富水性弱～中等，侏罗系中统安定组（J2a）直罗组（J2z）承压水含水层富水性弱，煤系地层上部隔水层的隔水性能良好，煤层顶板冒裂带高度为111.06m，而J2a与J2z地层平均厚度为188.09m，所以冒裂带影响不到Q4eol与K1zh含水层，所以煤系地层上部潜水与承压水含水层是矿床的次要充水因素。侏罗系中统延安组（J2y）承压水含水层富水性弱，因其是含煤地层，所以也是矿床的直接与主要充水含水层，是矿床的主要充水因素。三叠系上统延长组（T3y）承压含水层富水性弱，是矿床的次要充水因素。本次主要预测先期开采地段内侏罗系中统延安组（J2y）承压水对矿坑的涌水量。假定本区水文地质边界条件为定水头、均质、近水平无限含水层，计算范围为先期开采地段范围。（2）矿井涌水量据《内蒙古自治区东胜煤田新街煤炭勘探报告》预测矿井先期开采地段正常涌水量为涌水量160m3/h。这次预测的是先期开采地段内开采时所形成的坑道系统最低开拓水平的涌水量。未来煤矿开采时，矿坑涌水量可能会增大。需要指出的是：①当巷道沟通第四系潜水、志丹群（K1zh）孔隙潜水～承压水时，矿坑涌水量则会明显增大，甚至发生透水事故。②随着矿井开采面积的扩大，矿井涌水量可能增大，应引起高度重视。7.井田水文地质勘查类型井田的直接充水含水层（J2y）以裂隙含水层为主，孔隙含水层次之，直接充水含水层的富水性微弱，补给条件和径流条件较差，以区外承压水微弱的侧向径流为主要充水水源，大气降水为次要充水水源；直接充水含水层的单位涌水量q<0.1L/s·m（q=0.00662～0.00954L/s·m），区内没有水库、湖泊等地表水体，沟谷内无常年地表径流，水文地质边界简单，地质构造简单。因此井田水文地质勘查类型划分为第二类第一型裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床。第三节煤层及其特征一、煤层数目及赋存情况（一）含煤地层及含煤性井田含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y）,其沉积基底为三叠系延长组(T3y)。据钻孔揭露延安组（J2y）总厚度为159.33～294.50m，平均208.81m。地层厚度总体表现为中部较厚，向西南部变薄。侏罗系中统延安组（J2y）在东胜煤田按照沉积旋回和岩性组合特征，可划分为三个岩段。现将各岩段地层特征分述如下：1.一岩段（J2y1）：由延安组底界至5煤组顶板砂岩底界。岩性组合为：底部以灰白色中、粗粒石英砂岩及细粒砂岩为主，具近水平层理，局部地段含砾，该砂岩分选较好，且石英含量高，为区域对比标志层；中部为灰白色砂岩与深灰色粉砂岩、砂质泥岩互层，具有透镜状层理和水平纹理；上部为浅灰、灰色砂质泥岩、泥岩，夹粉砂岩和细粒砂岩，发育有水平层理。该岩段含5、6、7煤组,含煤6层，即5-1、5-2、6-1、6-2、7号煤层。其中可采煤层4层,即、5-1、5-2、6-1、6-2煤层，有个别可采点的不可采煤层1层，即7号，该煤层厚度0～1.35m，见煤7个点，平均厚度为0.90m，仅在井田中南部有5个可采点分散赋存。该岩段厚度78.29～150.72m，平均115.74m。该岩段地层与下伏延长组（T3y）呈平行不整合接触。2.二岩段（J2y2）：位于延安组中部，该岩段界线从5煤组顶板砂岩底界至3煤组顶板砂岩底界。岩性主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩，灰色粉砂岩和深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，局部含少量植物化石，并发育有平行层理。砂岩成分为以石英为主、长石次之，含岩屑及云母碎片，泥质填隙。含3、4煤组，含煤2层，即3-1、4-1煤层，均为可采煤层。3-1煤层全区可采，厚度大，结构简单为本井田主要对比标志，在4-1与3-1煤层间，普遍沉积1层薄煤层，厚度0～0.60m,平均0.47m。据钻孔资料统计，该岩段厚度43.56～107.38m，平均63.40m。3.三岩段（J2y3）：位于延安组上部，该岩段界线从3煤组顶板砂岩底界至延安组顶界。岩性以灰白色细～粗粒砂岩为主，夹灰色、深灰色粉砂岩和砂质泥岩，发育有平行层理和水平纹理。砂岩成分为以石英为主、长石次之，含岩屑及植物化石碎片。本组地层遭后期河流冲刷残留无几，含2煤组，含煤1层，即2-2中煤层，为局部可采煤层。但仅在M01、MK04、MK07、MK13、MK14号孔赋存该煤层，煤层厚度0～2.40m。该岩段厚度3.12～75.31m，平均29.67m。井田含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y），地层厚度为159.33～294.50m，平均208.81m。井田内含煤9～19层，一般为14层左右，煤层总厚12.91～25.36m，平均19.85m，含煤系数9.51%。其中含可采煤层7层，可采煤层总厚9.69～18.51m，平均14.58m，可采煤层系数7%。井田内含煤地层含煤层数多，但可采煤层,尤其是全区可采煤层为其少数。（二）煤层全井田内共有可采煤层7层，即2-2中、3-1、4-1、5-1、5-2、6-1、6-2煤层。其中3-1、4-1、5-2、6-1煤层为稳定煤层，而5-1、6-2为较稳定煤层，其各可采煤层特征见表。现将其特征详述如下：表可采煤层特征表煤组号煤层号煤层厚度（m）可采厚度（m）层间距（m）可采程度对比可靠程度稳定程度最小值～最大值平均值（点数）最小值～最大值平均值（点数）最小值～最大值平均值（点数）2煤组2-2中0.20～2.401.39（9）1.36～2.151.63（7）20.29～46.6036.43（9）局部可采较可靠不稳定3煤组3-14.30～6.916.23（121）4.05～6.896.13（121）全井田可采可靠稳定15.12～46.9428.17（114）4煤组4-10～3.351.72（115）0.92～3.101.78（109）大部可采可靠较稳定22.11～43.7433.37（114）5煤组5-10～2.301.12(120)0.80～2.301.06(111)局部可采较可靠较稳定10.62～24.5015.61（119）5-20.21～2.921.65(121)0.80～2.701.57(118)大部可采可靠较稳定5.90～36.4417.10（108）6煤组6-10～7.652.15(108)0.90～6.052.13(101)大部可采可靠较稳定1.05～36.5917.62（102）6-20～6.812.57(116)0.80～5.432.38(105)大部可采可靠较稳定1.2-2中煤层位于2煤组中下部，井田内东北部发育，其余地段遭剥蚀（井田内121钻孔，有9个穿过，7个可采），2-2中煤层局部可采，可采区集中在东北部。据9个钻孔统计：煤层自然厚度0.20～2.40m，平均1.39m。可采厚度1.36～2.15m，平均1.63m。该煤层结构较简单，一般不含夹矸。大部不可采,仅在东北部小面积可采。全区7个可采点，其中7个可采点较集中，赋煤区内煤层厚度变异系数48%，全区面积123.87km2，可采面积7.07km2，面积可采系数5.7%。2-2中煤层为对比较可靠、局部发育局部可采的不稳定煤层。与下部的3-1煤层间距20.29～46.60m，平均36.43m，变化不大，间距变异系数21%。顶板岩性主要为砂质泥岩和粉砂岩局部为细粒砂岩，底板岩性主要为砂质泥岩及细粒砂岩。2.3-1煤层全区可采，是井田的主要可采煤层之一。煤厚4.30～6.91m，平均6.23m。可采煤层厚度4.05～6.89m，平均6.13m。该煤层结构简单,小部分煤层下部夹有一层0.20m左右泥岩夹矸，大部无夹矸。厚度变化小，煤层厚度中西部较厚，对比可靠,层位稳定。井田内121钻孔，有121个穿过，121个可采，储量利用厚度变异系数7%，自然厚度变异系数7%，点数可采系数100%，面积可采系数100%，属全区可采的稳定煤层。与4-1煤层间距15.12～46.94m，平均28.17m。变化不大，间距变异系数11%。顶板岩性为砂质泥岩；底板岩性以砂质泥岩、泥岩为主，其次为粉砂岩。3.4-1煤层是井田的主要可采煤层之一，煤厚0～3.35m，平均1.72m。可采煤层厚度0.92～3.10m，平均1.78m。该煤层少部分含1层夹矸(夹矸厚度0.15～0.71m)，结构简单，厚度变化不大，煤层厚度有由东向西增厚之势，对比可靠,层位稳定。井田内121钻孔，有121个穿过，有7个沉缺，109个可采，储量利用厚度变异系数22%，自然厚度变异系数29%，点数可采系数90%，面积可采系数65%，属大部可采的较稳定煤层。与5-1煤层间距22.11～43.74m，平均33.37m。该煤层顶板岩性以砂质泥岩为主，局部为粉砂岩、细粒砂岩；底板岩性以砂质泥岩为主，局部为粉砂岩、细粒砂岩。4.5-1煤层为井田主要可采煤层之一，煤层厚度0～2.30m，平均厚度1.12m。可采煤层厚度0.80～2.30m，平均厚度1.06m。该煤层结构较简单，一般夹有1～2层夹矸，厚度0.22～0.77m，夹矸多为泥岩、砂质泥岩。厚度变化不大，总体从西向东增厚。井田内121钻孔，有121个穿过，有2个沉缺，111个可采，储量利用厚度变异系数为20%，自然厚度变异系数30%，点数可采系数92%，面积可采系数70%，属大部可采，对比较可靠的较稳定煤层。与下伏5-2煤层间距10.62～24.50m，平均15.61m。煤层顶板岩性，以砂质泥岩为主，次为中、细粒砂岩，底板岩性以砂质泥岩为主，次为细粒砂岩、粉砂岩、泥岩。5.5-2煤层为井田内主要可采煤层，全井田只有M19、MK02、MK21号孔为不可采见煤点。煤层厚度0.21～2.92m，平均厚度1.66m，可采煤层厚度0.80～2.70m，平均1.58m。该煤层结构较简单，少数见煤点含夹矸1～2层，夹矸厚度从0.21～0.74m，岩性为砂质泥岩，个别为泥岩。全井田层位稳定，对比可靠，井田内121钻孔，有121个穿过，118个可采，储量利用厚度变异系数24%，自然厚度变异系数31%，点数可采系数98%，面积可采系数94%，属大部可采较稳定煤层，与下伏6-1煤层间距5.90～36.44m，平均厚度17.10m。该煤层顶板岩性：以砂质泥岩为主，局部为细粒砂岩、粉砂岩，底板岩性：以砂质泥岩为主，局部为泥岩，粉砂岩。6.6-1煤层为井田主要可采煤层，煤厚0～7.65m，平均2.15m。可采煤层厚度0.90～6.05m，平均2.13m。该煤层有半数含夹矸，含夹矸1～3层，一般含夹矸0～1层，夹矸厚度为0.12～0.62m，岩性为砂质泥岩、泥岩。厚度变化不大，属结构较简单，对比可靠,层位稳定煤层。井田内121钻孔，有121个穿过，有4个沉缺，有9个与6-2煤层合并，119个可采（包括合并区9个钻孔），储量利用煤层厚度变异系数36%，自然厚度变异系数47%，点数可采系数98%，面积可采系数69%，对比可靠的全井田大部可采的较稳定煤层。顶板岩性以砂质泥岩为主，个别为粗粒砂岩和粉砂岩，底板岩性以砂质泥岩为主，局部为泥岩、粉砂岩。与下伏6-2煤层间距1.05～36.59m，平均17.62m，在西部MK26、MK72、MK15、MK24、MK25、MK87一带与下部6-2煤层合并。7.6-2煤层为井田的次要可采煤层，煤层厚度0～6.81m，平均2.57m，可采煤层厚度0.80～5.43m，平均2.38m。该煤层半数点含夹矸1～4层，一般含夹矸1～2层，厚度0.25～0.78m，岩性以砂质泥岩、泥岩为主，结构较简单～复杂型,厚度由北向南逐渐变薄，对比较可靠，层位稳定。井田内121钻孔，有121个穿过，有6个沉缺，105个可采，储量利用厚度变异系数46%，自然厚度变异系数58%，点数可采系数87%，面积可采系数74%，属全井田大部可采的较稳定煤层。其顶、底板岩性以砂质泥岩为主，局部为泥岩和砂岩。（三）主采煤层顶底板特征1.煤层顶底板岩石工程地质特征井田煤层顶底板岩石主要为砂质泥岩、细粒砂岩、粉砂岩，次为中粗粒砂岩。岩石的孔隙率4.29～30.30%，含水率为0.21～5.49%，吸水率1.44～9.07%，抗压强度自然状态7.4～70.7MPa，平均26.2MPa，吸水状态4.5～43.6MPa，平均13.8MPa。普氏系数0.76～7.21，抗拉强度0.21～3.49MPa，抗剪强度1.15～35.92MPa，软化系数0.21～0.94。岩石的抗压强度很低，大部分在30Mpa以下，抗剪与抗拉强度则更低，泥岩类吸水状态抗压强度明显降低，多数岩石遇水后软化变形，甚至崩解破坏，软化系数绝大部分小于0.75，为软化岩石，个别钙质填隙的砂岩或泥岩抗压强度稍高些，最高为70.7MPa。因此，煤层顶底板岩石大部分为软弱岩石，个别为半坚硬岩石与坚硬岩石，工程地质条件较差。2.煤层顶底板岩石的稳固性评价井田岩石质量指标（RQD）平均值61%，岩体质量指标（M）平均值为0.053，岩石质量中等，岩体完整性差，稳固性也较差。煤层顶底板岩石的力学强度较低，岩石多为软弱岩石，遇水软化变形，甚至有崩解破坏现象，因此，煤层顶底板岩石的稳固性较差。二、煤质特征1.煤的物理性质及煤岩特征（1）煤的宏观特征井田内煤呈黑色，条痕为褐黑色，沥青光泽，参差状、棱角状断口，内生裂隙较发育，煤层中见黄铁矿薄膜及结核。条带状结构，层状构造。宏观煤岩组分以暗煤、亮煤为主，见丝炭，属半亮型煤。（2）变质阶段井田内煤的变质程度低，变质阶段为烟煤Ⅰ阶段。井田内地质构造简单，无岩浆岩侵入，因此煤变质的主要因素是区域变质作用。2.煤的工业用途井田内煤为低～中水分、特低灰、特低硫～低硫、特低磷、高～特高热值的不粘煤及长焰煤，是良好的环保型民用及动力用煤，适用于火力发电、各种工业锅炉、蒸气机车等，也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。各煤层均为富油煤，可作低温干馏原料煤。煤对CO2反应性差，不宜作气化用煤。煤的热稳定性高，灰熔融性以低、高熔灰分为主，3-1煤层属难～中等结渣煤。三、其他开采技术条件1.瓦斯据《勘探报告》，钻孔瓦斯测试成果CH4含量0.00～0.11ml/g·燃，自然瓦斯成分中CH4含量0.00～9.65%，瓦斯分带属二氧化碳-氮气带。布尔台详查区测试成果钻孔瓦斯含量为0.01～0.47ml/g·燃，自然瓦斯成分中可燃气为0.00～47.66%，瓦斯分带为二氧化碳-氮气带及氮气-沼气带。依据邻近矿井状况，推测本矿井属低瓦斯矿井。2.煤尘各层煤尘爆炸指数一般在30～40%，易发生爆炸。M15、MK14、MK93号钻孔中煤层煤尘爆炸性试验结果：火焰长度＞400mm，抑止煤尘爆炸最低岩粉量65～80%，煤尘有爆炸性。3.煤的自燃据钻孔煤芯样自燃趋势测试结果，煤吸氧量在0.44～0.94cm3/g，自燃等级为Ⅰ～Ⅱ级，自燃倾向为容易自燃～自燃。自燃趋势试验成果见表。表自燃趋势试验成果表煤层号煤吸氧量cm3/g自然等级自燃倾向2-2中0.90(1)Ⅰ容易自燃3-10.70～0.800.78(2)Ⅰ容易自燃4-10.44-0.940.73(3)Ⅰ～Ⅱ容易自燃～自燃5-10.76-0.820.79(3)Ⅰ容易自燃5-20.54-0.810.72(3)Ⅰ～Ⅱ容易自燃～自燃6-10.67-0.770.72(2)Ⅰ～Ⅱ容易自燃～自燃6-20.64-0.790.72(2)Ⅰ～Ⅱ容易自燃～自燃4.地温井田煤层埋藏较浅，无地温异常。最高地温值25.80℃，平均地温梯度为2.36℃/100m,但由于本区在各可采煤层赋存深度范围内，地温普遍在二级高温区的温度（＜25℃），故确定本区地温对矿井开采有一定的地热危害。5.工程地质井田煤层顶底板岩石主要为砂质泥岩、细粒砂岩、粉砂岩，次为中粗粒砂岩。岩石的孔隙率4.29～30.30%，含水率为0.21～5.49%，吸水率1.44～9.07%，抗压强度自然状态7.4～70.7MPa，平均26.2MPa，吸水状态4.5～43.6MPa，平均13.8MPa。普氏系数0.76～7.21，抗拉强度0.21～3.49MPa，抗剪强度1.15～35.92MPa，软化系数0.21～0.94。岩石的抗压强度很低，大部分在30Mpa以下，抗剪与抗拉强度则更低，泥岩类吸水状态抗压强度明显降低，多数岩石遇水后软化变形，甚至崩解破坏，软化系数绝大部分小于0.75，为软化岩石，个别钙质填隙的砂岩或泥岩抗压强度稍高些，最高为70.7MPa。因此，煤层顶底板岩石大部分为软弱岩石，个别为半坚硬岩石与坚硬岩石，工程地质条件较差。矿井在生产过程中应加强顶底板的维护与管理，以保证生产安全。第四节矿区简况一、工业简况井田位于鄂尔多斯市东胜区以南65km。随着地方经济的不断发展，井田周围投资环境得到了较大的改善，道路交通、电力设施已初具规模，为未来矿井开采提供了较为便利的条件。井田内居民以从事农业、养殖业为主，部分居民开办乡镇企业，经济收入比较可观，已成为当地经济发展较快的地区之一。二、水电供应1.水源井田属干旱——半干旱地区，地表水及地下水资源较为贫乏，但井田沟谷发育，第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）潜水含水层的富水性较强，透水性与导水性能良好，地下水量丰富，水质良好，在较大的扎莎克河中采用大口井或地下截伏流法取水，可以获得较为丰富的地下水量，是未来井田的主要供水水源。未来煤矿开采，进行矿坑疏干排水时，可以采取矿坑水的排供结合综合利用，作为井田供水水源的一部分。矿井供水水源较为可靠。2.电源井田周边有新庙发电厂、东胜电厂、达拉特旗电厂、伊金霍洛旗电厂及薛家湾电厂等，其电力资源非常丰富，井田西北13km新街镇110kV变电站可为井田开发提供了充足的电力资源。因此，矿井电源可靠。3.通讯矿井现有固定电话对外联络。且移动通讯信号已覆盖本区。三、材料和劳动力来源矿井建设所用砂、石等材料可就地解决，水泥及钢材有蒙西水泥厂、包头钢铁公司供货，木材则需从外地调运。目前许多国有或集体企业的部分职工、当地的剩余劳动力以及周边地区外出务工人员均可成为井田开发的劳动力来源。第二章矿井的开拓与开采第一节矿井开拓一、井田界限及储量（一）井田界限新街井田大部分位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政区划隶属伊金霍洛旗新街镇管辖；南部一部分位于陕西省榆林市神木县中鸡镇管辖。其地理坐标为：东经109°48′45″～109°59′42″，北纬39°06′49″～39°15′45″。勘探区为一多边形，南北最长约14.5km，东西最宽约8.5km，面积为123.32km2。（二）储量1.矿井地质资源量本井田共有可采、局部可采煤层7层，各煤层编号自下而上为2-2中、3-1、4-1、5-1、5-2、6-1、6-2，其中3-1煤层为全井田主要可采煤层，2-2中、5-1煤层为局部可采煤层，4-1、5-2、6-1、6-2煤层为大部可采煤层。全井田煤炭资源量总量199045万t（不粘煤153203万t、长焰煤45842万t），均为查明矿产资源，其中：探明的内蕴经济资源量（331）49057万t（不粘煤39208万t、长焰煤9849万t）；控制的内蕴经济资源量（332）33827万t（不粘煤28966万t、长焰煤4861万t）；推断的内蕴经济资源量（333）116161万t（不粘煤85029万t、长焰煤31132万t）。各可采煤层算量面积：全井田面积为123.32km2，详见表。表全井田内各可采煤层可采面积汇总表单位：km2面积km2煤层号内蒙古范围内陕西省范围内合计备注探明的控制的推断的小计探明的控制的推断的小计2-2中2.092.094.984.987.07全勘查区面积为123.32km2。其中：内蒙古地段面积72.81km2，陕西省地段面积50.51km23-133.5723.8715.3772.812.563.0644.8950.51123.324-118.4413.3033.7165.451.4512.8514.3079.755-115.468.7540.5464.7521.4721.4786.225-217.0314.3735.4866.880.013.6646.0849.75116.636-116.036.2528.5050.780.4933.8834.3785.156-217.158.6135.8961.650.033.3725.8729.2790.922.矿井工业资源储量本次勘查对矿井资源/储量的评价和经济意义分类，只进行了概略评价，经济意义为内蕴经济的，分为探明的（331）、控制的（332）、推断的（333）三类。本报告的工业资源储量为：（331）+（332）+k（333）＝49091+33920+0.8×116034＝175838万t。式中可信度系数k取0.8。3.矿井设计资源储量①矿井应留设的永久保护煤柱井田内地质构造简单，未发现断层和大的褶曲及岩浆岩侵入。无需留设断层煤柱。井田内地表水系不发育，且沟谷不发育，仅有一条小河（无名称）常年有流水，但流量很小，在井田西南边缘有一红碱淖水体。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》中导水裂隙带高度的计算公式和，分别计算矿井开采过程中导水裂隙带高度50m和59m，小于井田含煤地层之上的白垩系下统志丹群最小厚度70.20m。故无名河只需采取地表防治水措施，无需留设防水煤柱，但应加强井上下观测严防地表水溃入井下。井田内村庄稀少，分布零散，人口不多，可采取搬迁措施，经济合理，可操作性强，故不留设村庄保护煤柱。但井田西北部的包茂高速公路和西南部的红碱淖需留设保护煤柱。综上所述，本矿井需留设的永久保护煤柱为井田境界、包茂高速和红碱淖保护煤柱。②工业场地及主要井巷保护煤柱矿井工业场地和井筒布置于井田中部，主要大巷南北向布置。工业场地煤柱可部分回收，大巷煤柱可大部回收。③煤柱留设方法及参数选择煤层倾角小于5°，受保护物轮廓规整，采取垂直剖面法留设保护煤柱。表土移动角取45°，基岩移动角取，。（1）井田境界保护煤柱取20m，包茂高速公路和红碱淖围护带取20m。（2）井筒自维护带为30m，大巷煤柱为40m。经计算，永久煤柱损失为5991万t。④矿井设计资源储量矿井设计资源储量为矿井工业资源储量减去永久煤柱的损失量后的资源储量，经计算矿井的设计资源储量为169847万t。4.矿井设计可采储量矿井设计可采储量＝［矿井设计资源储量储量－工业场地和主要井巷煤柱］×采区回采率。工业场地保护煤柱：对工业场地保护煤柱留设按I级保护级别围护，围护带范围取20m，因无地层移动实测数据，保护煤柱留设参数暂按表土层移动角45°，基岩移动角按，计算。主要井巷煤柱：主要井巷指主井筒、井底车场、大巷、石门及上、下山等，其煤柱留设按主要井巷两侧各留设40m保护煤柱，下伏各煤层按，移动角计算保护煤柱范围。开采损失及采区回采率：矿井采区回采率计算执行规范规定，即厚煤层不小于75%，中厚煤层不小于80%，薄煤层不小于85%；设计5-1煤层开采损失为15%，4-1、5-2、6-1和6-2煤层开采损失为20%，2-2中和3-1煤层开采损失为25%。经计算矿井可采储量为127009万t。二、矿井生产能力及服务年限1.矿井工作制度矿井设计年工作日330d，井下每天四班作业，三班生产、一班检修，每天净提升时间16h。2.矿井生产能力确定矿井生产能力主要考虑了以下因素：①矿井资源条件矿井参与储量的煤层共7层，其中主要可采煤层2层，分别为3-1煤层和6-2煤层。3-1煤层可采厚度为4.05m～6.89m，平均6.13m，其地质储量占全井田的46.6％；6-2煤层可采厚度为0.8m～5.43m，平均2.38m，其地质储量占全井田的10％，其余煤层均为薄及中厚煤层。井田地质储量为199045万t，其中推断的内蕴经济资源量（333）116034万t，占地质储量的58.3％。由以上分析可知：①主要可采煤层占井田储量的56.6％左右。②探明及控制的储量占全井田的41.49％。经计算矿井可采储量127009万t。国家发改委曾批复规划矿井生产能力240万t/a，矿井服务年限则为377.2a；若矿井生产能力400万t/a，矿井服务年限则为226.3a；矿井生产能力800万t/a，矿井服务年限113.2a；矿井生产能力达1500万t/a时，矿井服务年限为60.4a。考虑到矿井绝大部分为推断内蕴经济储量（333），井型与服务年限的协调关系，设计认为，矿井生产能力定为800万t/a时较为合理。②外部建设条件矿井交通方便，公路四通八达，包神铁路和新拟建的包西铁路在井田附近通过。本矿井铁路专用线拟于新街站附近接轨，矿井运输能力较大，能满足年运800～1000万t/a的要求。③国家对煤炭资源配置及市场需求随着国家建设的发展，对资源的需求将越来越大，经预测近几十年国家能源构成中煤炭还将占很大比重。从近几年可以看出，国家对煤炭有巨大的需求。根据国家对煤炭资源配置及市场需求，本矿井具有建设大型矿井的条件。④开采条件、煤层、技术装备、工作面生产能力井田属于高原侵蚀性丘陵地貌特征，大部分地区为低矮山丘，植被稀疏，地形较为简单。煤层埋深400m左右，矿井首采3-1煤层厚度4.05～6.89m，倾角1°～3°，可装备大采高液压支架和采煤机一次采全高，一个工作面生产能力可达到800万t／a。装备刮板输送机、可伸缩胶带机、大巷胶带机和主井大倾角胶带机实现煤炭连续运输；辅助运输采用无轨胶轮车可满足辅助运输的不均衡性和连续性；回风立井通风断面大、通风线路短、风阻小，可以满足大型矿井通风要求。矿井各环节能力可以达到800万t／a。综合对本矿井建设的资源条件及外部建设条件，可采用的技术装备与矿井管理水平，以及对市场前景和经济评价等多方面的综合论证、评价分析，并考虑业主意愿，矿井井型宜按大型矿井设计，生产能力以800万t/a较为适宜。通过对几种井型比较后，设计确定本矿井井型为800万t/a。3.矿井服务年限矿井服务年限计算如下：T=Zm／A·K式中T——设计计算服务年限，a；Zm——可采储量，Zm＝127009万t；A——年产量，A＝800万t/a；K——储量备用系数，取K＝1.4。经计算，矿井生产能力800万t/a，设计计算服务年限113.4a。一水平服务年限52.7a，符合《煤炭工业矿井设计规范》之规定，设计服务年限合理。三、井田开拓经过全面分析并考虑，本井田具体以下条件和特点：①第四系冲积层较薄，厚度在0～34.1m，平均10.19m。由冲洪积物、残坡积物及少量次生黄土、风积沙组成。第四系冲积层含水层主要补给来源为大气降水，本区降水量较小而且集中。因大气降水的补给量较小，所以补给条件较差。该含水层是下部第Ⅰ含水岩段的主要补给源，是矿区的间接充水含水层。②煤层埋藏较东胜矿区其它井田为深，煤系地层最上部的主要可采煤层（3-1煤层）埋藏深度为279.27～626.25m。③井田面积较大，地形复杂，起伏变化大，冲沟相对发育。矿床最低洪水侵蚀基准面标高＋1244.0m，矿井最低排泄面标高＋860.0m，最高洪水侵蚀面标高＋1295.3m。④煤层赋存较平缓，小于3°；井田内未发现断层，构造简单。⑤井田可采煤层较多，各煤层厚薄不一，煤系地层厚度达130m，仅煤系地层最上部的3-1煤层为厚煤层（6m左右），而且全井田可采，其他煤层均为薄及中厚煤层，且为局部可采煤层。针对以上特点，确定矿井主要开拓原则如下：①鉴于本区煤层埋藏较深，冲积层薄，且不具备平硐开采条件。斜井开拓与立井开拓进行比较，择优选用。②井上下煤炭运输实现连续化。井口尽量选择在煤层埋藏较浅、地面标高较低、井田储量中心，又不受最高洪水位威胁的区域，考虑矿井年生产能力和矿井以后发展留有余地。力求尽早出煤，早见效益。③井下巷道尽量沿煤层布置，多做煤巷，少做岩巷，以节省投资，缩短建井工期。综上所述，确定井田采用主斜井、副立井和回风立井的斜－立混合开拓方式，井下布置胶带机运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷。第二节矿井开采一、采区布置本井田主要开采煤层，设计对采区接续关系、煤层开采条件，煤层分组等诸因素分析后，将井田划为3个采区（盘区）。回采工作面垂直于运输大巷回采，从井底车场依次排列。回采工作面沿东西向推采，区段长度4500m左右，宽度260m。区段两侧设胶带机运输顺槽和辅助运输顺槽。煤通过区段胶带运输顺槽经溜煤眼进入胶带机运输大巷；人员、材料、设备则经辅助运输大巷到区段辅助运输顺槽再到回采工作面。二、开采顺序采区为前进式，区内为后退式，煤层开采顺序为：先上后下或避开压茬关系厚薄煤层搭配开采，主要理由为：1.3-1煤层为主要可采煤层，能按时达产，创造较好效益，及时回收建设资金，开采时间长，和下部薄煤层搭配开采能使矿井和谐发展。2.3-1煤至4煤组间距28.17m，可以厚薄煤层搭配开采。三、投产标准矿井一次建成移交投产，矿井移交时以一个3-1煤层综采工作面保证矿井的生产能力。矿井建设工期40个月。第三章矿井的生产系统第一节矿井的主要生产系统一、运输系统1.煤的运输矿井主采煤层为厚及中厚煤层，煤层条件简单，适合机械化开采，而且煤层埋藏相对较浅，考虑到综采工作面机械化、连续化程度比较高，设计采用胶带运输机运输。2.辅助运输主要辅助运输工作内容为：运送人员、材料、坑木、水泥、砂石、矸石等。辅助运输工作量为：最大班下井工人数120人/班、坑木40m3/d、水泥、砂石30m3/d、饮水车2车/d、物料15t/d、其它20车/d、矸石485t/d、油脂20车/d，最大件（液压支架）重量46.5t。根据井上下条件，若采用有轨运输，地面及井下运输系统复杂，管理不便；无轨运输在当地使用比较普遍，煤层倾角很小，胶轮运输车可以直接进入采区，方便易行。本矿井瓦斯含量小，使用无轨胶轮车运输比较合适。其主要优点如下：①无需铺设轨道，不仅缩短工期，工业广场更加简洁。②设备、材料、矸石等可不转载，直接运送到指定地点。③适应综合机械化采煤的特点。④运输系统简单，辅助运输人员数量较少，人工费成本大大降低。3.主要运输设备特征①运输大巷胶带运输机主要参数为：带宽B=1600mm运量、Q=3000t/h、带速V=4m/s、带强ST3000、电动机4×630kW、CST传动装置4套，胶带输送机机长L=3000m,倾角0°～3°。②辅助运输设备辅助运输设备主要为无轨胶轮车。无轨胶轮车配备型号和规格见表。表无轨胶轮车配备数量表序号胶轮车名称胶轮车型号数量备注1运人胶轮车WC20R2井下人员运输2防爆无轨胶轮车WC3J5井下运送零散人员、管理人员指挥、送餐及救护3防爆无轨胶轮车WC3J5井下洒水4自卸式防爆脚轮车WCQ-5B30运送水泥、砂石、坑木、物料、矸石5材料铲运车FBZL163井下材料短途运输、清巷6支架搬运车FBL-553支架及大件设备运输7支架拖车CHT-505支架及大件设备运输4.主要运输巷道①胶带运输机大巷沿煤层底板布置，矩形断面，净断面19.10m2，布置有胶带运输机、消防洒水管路、通讯及信号电缆等；采用锚网喷支护，巷道坡度为1°～3°。②辅助运输大巷沿煤层底板布置，矩形断面，净断面18.60m2，主要运行无轨胶轮车，布置有消防及洒水管路、动力、通讯及信号电缆等；采用锚网喷支护，巷道坡度为1°～3°。③回风大巷沿煤层底板布置，矩形断面，净断面19.10m2，布置有消防及洒水管路，采用锚网喷支护，巷道坡度为1°～3°。二、提升系统本矿井设计规模800万t/a。采用立井斜井开拓，主斜井装备一条胶带输送机，直接将井下煤炭提升到地面；副立井装备二套非标罐笼配平衡锤提升设备，其中一套大罐笼配平衡锤提升系统用于提升无轨胶轮车，担负矿井的人员、矸石、材料、设备等辅助提升任务，小罐笼配平衡锤提升系统专门用于提升零散人员。年工作日330天，每天净提升时间16h。1.主斜井提升设备主斜井胶带运输机主要参数为带宽：B=1800mm、带速：v=4.5m/s、带强：σ=5400N/mm、运输能力：Q=3000t/h、机长：Lh=1640m、倾角：β=16°、提升高度：H=441m、传动滚筒直径：2040mm、托辊直径：194mm、电动机：YBP-4，4×2000kW，1500r/min（一台备用）、减速器：ML3PSF150，减速比31.5，4套、制动器：SHI252，4套、逆止器：1185NRT，2套、液压张紧装置：ZLY500J，1套。2.副井提升设备提升容器1个特制7700×3800mm2双层罐笼+1个平衡锤1个特制2500×1200mm2交通罐笼+1个平衡锤井筒直径（m）9.2m提升高度(m)417m提升机型号规格/台数JKM-4.6×6/一台JKM-2.4×2/一台布置方式塔式最大静张力(kN)1500150最大静张力差(kN)32030衬垫摩擦系数0.250.25提升速度（m/s）8.198.19最大班作业时间（h）4.10最大班下井人员时间（min）7.99电气传动方式交-交变频交流变频电动机型号TDBS2500-24YBFJ400-8功率(kW)2500200转速(r/min)34750摩擦轮(主导轮)轴中心高度(m)39.539提升钢丝绳型号49ZBB6×36WS+FC28ZAA6×36WS+FC直径(mm)4928每米质量(kg/m)8.972.83抗拉强度(Mpa)17701770钢丝破断拉力总和(kN)1746.5550.2根数及每根长度6×5102×510尾绳型号196×31ZBBP8×4×1967×15ZAAP8×4×7每米质量(kg/m)16.82.83抗拉强度(Mpa)13701370钢丝破断拉力总和(kN)2610406根数及每根长度3×4702×470客货两用电梯规格/台数1050kg/一台起重机规格/台数50/10t超卷扬/一台3.提升容器罐笼大罐笼（二层底板为活动型）交通罐笼型号GDG自重/kg610006000重量（去掉中间甲板、罐笼门和运人门）/kg50000本体高度/m124每次提升无轨胶轮车数辆2最大载人数（单层）/人15016平衡锤质量/kg75000/792506640三、井筒及工业场地位置选择1.工业场地位置选择综合分析井上下诸因素，井筒及工业场地位置受到以下因素制约：①地面属丘陵地形，北高南低，井田内有一条大的冲沟及其支流，且支流为尽头沟汇水面积小。②井田内冲沟（无名河）洪水排泄侵蚀面标高。③井田勘探程度和储量中心。④该区局部有稀疏树木。设计在选择井口及工业场地位置时主要对以下诸方面进行研究：①场地布置因地表为丘陵山地，可供工业场地选择的区域除密集林区外均可选择。②地面运输本区丘陵地貌、地形较复杂，井位选择在一定程度上取决于矿井对外运输的方式的选择和公路桥布置的难易程度。③煤层埋藏深度因整个井田煤层埋藏较深，冲沟发育，为减少井巷工程量，减少投资，尽量把井口布置在煤层埋藏较浅的地表平坦区域。④井下开采井筒尽量靠近井田储量中心；首采区要位于储量级别高、勘探程度高、构造简单、开采条件好的区域，为矿井顺利达产和长期稳定生产创造条件。综合上述因素确定井筒和工业广场位置。主井口位于无名河与其支流交汇处的西岸，即M04钻孔东南139m处，主井坐标X＝4341480、Y＝37403374、Z＝1277；副井主要考虑主井煤炭铁路运输方向布置在主井的东侧；回风井建在主井的南侧。2.各井筒参数矿井设计生产能力800万t/a。主斜井倾角16，°装备胶带运输机；副立井直径9.2m，用于提升运输材料和人员。依据矿井井型、风量及井筒装备水平，设计确定矿井初期布置三个井筒，即主斜井、副立井及回风立井，主要理由如下：①主井：考虑矿井生产能力及为矿井以后发展留有余地；煤炭运输可连续性；埋深417m，选择倾角16°皮带运输，净断面18.45m2。②副井：为减少建设工期和辅助运输距离，采用直径9.2m立井。布置一大罐和一交通罐。排水管路、消防洒水管路和电力信号电缆布置在副立井。③风井：根据煤层埋藏深度及回风要求回风井采用立井通风方式。开采后期在井田南部和北部在井下回风大巷附近开凿两个回风立井。综上所述：矿井初期在工业场地布置三个井筒：主斜井、副立井和回风立井。后期再布置两个回风立井：南部回风立井和北部回风立井。井筒参数见表。井筒名称井口坐标井口标高（m）井筒方位角井筒长度（m）井底标高（m）井筒倾角用途纬距（x）经距（y）主斜井434148037403374+1277.00142°1513+860.0016°提煤、进风、安全出口副立井4341498.71937403511.658+1277.00142°417+860.0090°提人、进风、下料回风立井4341415.97337403373.263+1277.00142°417+860.0090°回风、安全出口三、井底车场巷道和硐室1.井底车场的形式本矿井开拓采用了主斜井、副立井和回风立井三个井筒和井下三条大巷（胶带运输机大巷、辅助运输大巷和回风大巷）的布置方式，在井底车场布置时考虑到主要运行无轨胶轮运输车，故井底车场采用环形车场的布置方式。无轨胶轮运输车可以在井底车场内与辅助运输大巷、回风大巷发生联系。2.井底车场硐室名称及位置①主变电所硐室位于副井井底附近，与主排水泵房联合布置，底板高于与其连接的井底车场巷道0.5m以上，在与其连接的通路内设防水的密闭门和防火栅栏两用门。②主排水泵房硐室位于副井井底附近，与主变电所联合布置，底板高于与其连接的井底车场巷道0.5m以上，在与其连接的通路内设防水的密闭门和防火栅栏两用门。与主变电所联系的通路中设防火栅栏两用门。③管子道连接主水泵房和副井，连接副井处应高于主排水泵房7m以上。④水仓及清理斜巷位于副井井底附近，与主排水泵房联合布置，水仓能容纳8小时以上矿井正常涌水量，水仓与泵房连接的通道设置可靠的可控闸门。⑤井下消防材料库位于井底车场附近，辅助运输大巷和胶带运输机大巷之间。⑥换装硐室（设备组装站）位于井底车场附近，辅助运输大巷和胶带运输机大巷之间。⑦医务室位于井底车场附近，辅助运输大巷和胶带运输机大巷之间。⑧井下爆破材料库在副井底附近，矿井可根据需要布置相应硐室。⑨油脂库（加油站）位于井底车场附近，胶带运输机和回风大巷之间。⑩机车库（修理间、站）及其他硐室位于井底车场附近，胶带运输机和回风大巷之间。3.巷道和硐室支护井底车场主要巷道沿煤层底板掘进，一般采用锚喷网支护，锚杆为φ18mm树脂锚杆，长L＝1800mm，三花眼布置，锚杆间距0.7m；金属网的金属丝直径φ8mm；砼喷射厚度120mm。硐室一般采用料石砌碹或混凝土支护，厚度根据硐室跨度确定。第二节矿井的辅助生产系统一、通风系统1.通风方式：根据矿井开拓部置，设计确定本矿井通风系统为为中央并列式，设在工业场地的主斜井、副立井进风，回风立井回风。2.通风方法：采用机械抽出式。3.通风设备：选用FBCDZ-10-No34B型轴流式通风机2台，1台工作，1台备用，每台风机配2台矿用隔爆型电动机（2×500kW、580/min、10kV），初期一台电动机运行，配高压变频控制装置。4.通风系统：通风系统主要风流路线为：副立井→860m水平井底车场→辅助运输大巷（皮带运输大巷）→胶带运输机顺槽→工作面→辅助运输顺槽→回风大巷→风井。在以上系统中，为减小矿井的通风负压，进风路线中安排回采工作面的胶带运输机顺槽进风，辅助运输顺槽双巷回风，后期通风时在边界新开凿回风立井回风。二、压风系统1.风量需求矿井用风设备情况见表。用气地点设备耗气量(m3/min台)工作压力(MPa)名称型号规格工作台数（台）掘进工作面锚索钻机MQT-85J22.8混凝土喷射机ZP-II25～8风镐G1021.22.压风机选型空气压缩机选择2台SA250A型螺杆式空气压缩机，冷却方式为风冷，其中1台工作，1台备用，其性能参数如下：排气量：40.5m3/min排气压力：0.85MPa主电机功率：250kW3.压风管路根据井下压缩空气用量，主干管路选用φ219×5无缝钢管，支管路选用φ133×4无缝钢管。三、排水系统1.排水参数，如下：矿井正常涌水量 160m3/h矿井最大涌水量 192m3/h泵房底板标高 +860m主斜井井口标高 +1272m2.排水系统排水系统采用一级排水系统，在+860水平的井底车场附近设一中央水泵房，沿副井井筒敷设二趟排水管路，将井下涌水直接排到地面沉淀水池。3.排水设备选用MD280-65×7型耐磨多级离心泵3台，配YB630M1-4型（680kW、10kV、1480r/min）电动机。排水管路采用φ273×9的无缝钢管。排水设备参数见表。水泵型号MD280-65×7流量（m3/h）301.8扬程（m）449.3效率（%）74.62轴功率（kW）510.78台数（台）3电动机型号YB500-4功率（kW）680电压（kV）10转速（r/min）1480正常涌水量运行台数（台）1排水时间（h）12.72最大涌水量运行台数（台）2排水时间（h）7.91排水管道规格（mm）Ф273×9流速（m/s）1.58总趟数(趟)2四、供水系统矿井建设初期的生产、消防水量由地面给水系统提供。经井筒管路送至井下，由地面与井下高差产生的静压供水，经减压阀减压至工作压力后送至各用水点。供水管路采用Φ59×3mm无缝钢管。五、井下供电、照明、信号系统供电、照明、信号系统从地面通过电缆接送至井下井底车场。再从井底车场各硐室经过变压分线至各巷道和工作面。形成井下供电、照明、信号系统。六、安全技术措施本矿井为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，煤层有自燃倾向。本着安全第一、预防为主的原则，要切实防止各类灾害的发生。1.预防瓦斯爆炸的措施①建立瓦斯个体巡回检测和连续监测的双重监测系统，配备专职瓦斯检测人员，定时、定点和巡回检查，并在作业场所和主要风道口设瓦斯检查牌板。②瓦斯检测人员配备有光学瓦斯检定器，井下工作面配置有瓦斯指示警报仪。③建立瓦斯监测系统，对采、掘工作面、回风巷、主要机电设备硐室及其它必要地点的瓦斯浓度进行集中监测，对瓦斯浓度超限地点自动断电报警。④采、掘工作面和瓦斯易增高处，设置瓦斯报警仪。⑤加强通风管理，保证所有作业场所有足够风量。⑥废弃的巷道和盲巷及时密闭，并挂牌说明。⑦回风井口设有防爆门，必须经常检查保证灵活可靠。2.预防煤尘爆炸的措施本矿开采的煤尘具有煤尘爆炸危险，根据《煤矿安全规程》规定必须建立、健全防尘洒水系统，防止多种灾害的发生，保证矿井安全生产。①回采工作面采煤机和掘进工作面掘进机均设有效的内外喷雾装置以降低煤尘，防顶煤工作面液压支架放煤口设有喷雾降尘设施。②设立完善的井下洒水降尘系统，对各运输机转载点和其它可能产生煤尘的地点进行洒水降尘。对易聚积煤尘的巷道定期用水冲洗或人工清扫煤尘。③按《规程》规定设置隔爆水棚，以隔离相邻采区、相邻工作面和需要隔离的地点。④矿井配备煤尘检测仪器，定期测定井下主要作业处风流中的粉尘浓度，超限时立即处理。⑤严格按《煤矿安全规程》的规定选用电气设备，防止电火花引燃或引爆瓦斯煤尘。⑥井下发生内、外因火灾时均要及时扑灭，防止因火灾引燃、引爆瓦斯、煤尘。⑦井下各用风地点供给的风量必须符合《煤矿安全规程》规定，防止煤尘飞扬。3.预防井下火灾的措施（1）防止巷道内火灾产生防止失控的高温热源产生和存在。按《煤矿安全规程》及其执行说明要求严格对高温热源、明火和潜在的火源进行管理。尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离。防止产生机电火灾。防止摩擦引燃，防止胶带摩擦起火。胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统；防止摩擦引燃瓦斯。防止高温热源和火花与可燃物相互作用。另外为了防止火灾蔓延，在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。矿井地面和井下都必须设立消防材料库。在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。主要通风机必须具有反风系统或设备，反风设施，并保持其状态良好。（2）防止煤层自燃本矿煤层属于自燃发火煤层，因此应加强防灭火管理：1）防灭火管理措施合理布置开采巷道，选择综合机械化采煤，回采工作面快速推进，回采率很高，有利于防止自然发火。①生产中应提高工作面的回收率，减少采空区丢煤。②回采工作面采用全部垮落法管理顶板，顶板不冒落时必须采取人工强制放顶措施，使采空区较好的充填。③采空区次氧化带的长度一般为60～90m左右，为使在发火期内将浮煤甩入采空区窒息带，应根据自然发火期确定工作面推进度。④开切眼为工作面易发火地点，必须重点预防，掘进时应对冒顶区及时填充，开切眼掘完后应先喷洒阻化剂，并应加强监测。⑤在发火征兆明显处，用移动喷射泵喷洒，“氮气”胶体，覆盖煤体隔氧降温．⑥利用阻化剂或阻化凝胶进行堵漏、巷道冒顶填充、停采线附近的封堵和火区的处理等。⑦工作面上、下隅角挂风帘，采空区后方不留任何尾巷并严格封闭所有联络巷。⑧建立矿井黄泥灌浆灭火系统及井上、下消防材料库，备足消防材料，并定期对消防材料进行更换，严禁库存过期的消防材料。建立完善的井下消防洒水管网系统。⑨主要巷道和硐室采用砌碹和锚喷支护，封闭煤（岩）体，防止煤层自燃。⑩对于火区必须绘制火区位置关系图，所有火区和经常发火的地点都必须在图上注明，严格按《规程》规定管理火区，防止火区扩大而发生事故，并建立火区档案。2）通风方面的措施①回采工作面采完后及时封闭采空区，并加强对采空区密闭的检查、维护，防止漏风。②生产过程中加强对矿井通风设施的管理，定期进行检查和维修，保证通风系统处于正常的使用状态。③定期检查矿井反风设施，以便在井下发生火灾时能迅速有效的进行反风。④加强对井下通风巷道的维护，出现高冒区时及时清理浮煤并加强支护。⑤工作面上下隅角张挂风帘，阻止向采空区漏风；破碎煤壁及裂缝等漏风处，喷射高效速凝剂砂浆。⑥对主扇风机定期进行性能检测，掌握其特点，并随着季节变化及时调整主扇风机工况，确保用风点供风稳定、合理。3）检测方面的措施①装备胶带输送机的巷道中，在靠近机尾滚筒处设置检测温度和烟雾等火灾指示气体的传感器，出现火灾时可以迅速报警，便于组织抢救。②配备束管检测系统，便于及时掌握采掘工作面的气体成分。③做好工作面的防灭火预测、预报工作，定期检查回采工作面进、回风巷和工作面出煤点等地点煤壁的温度，发现高温点及时进行处理。④加强对风流中一氧化碳的检测，及时预报并处理出现的问题。4.预防井下水灾的措施①在井底车场设有水仓及排水泵房，在采区内各巷道均配备有管路及水泵。②该矿地表存在有较多的冲沟，在雨雪季节有水流通过，对于冲沟附近要经常检查，发现裂缝及时充实压严，必要时留设煤柱，防止水流入井下采空区。对易积水或流水不畅的冲沟，要在沟两侧修排水渠，将水集中排至下游安全地带。③在建设和生产中必须坚持有疑必探，先探后掘的综合防治水措施。第四章地面工业广场及民用建筑一、功能分区及平面布置工业场区地处无名河西岸，南北长794m，东西宽389m，占地30.89hm2。鉴于该矿煤层倾角较小，工业场地长轴方向与井下大巷一致，共留保护煤柱。据此设计自北向南依次布置有生活区及生产区，而辅助生产设施及公用工程设施则据其功能、性质和服务对象灵活处理，就近布置。二、生产设施生产设施集中布置在场区中部，自左而右依次为回风立井、主斜井和副立井。副立井位于主斜井东南约140m处。主要承担设备、建材下井及矸石提升、进风及人员升降任务。设计结合副立井及井口胶轮拖车运输等特点将与其密切相关的机修、设备、材料库、棚类辅助生产建筑就近有序布置，并留有足够的材料及回车场地，确保生产材料储、装、运便捷，车流通畅。主斜井位于副立井及回风立井中间，主要承担提煤、进风及检修人员升降任务。设计将主井井口房、原煤缓冲仓、筛分车间和成品煤仓由北而南依次串联布置。原煤由主斜井输送至地面后，沿走廊，抵车间。筛分后分别输往矸石仓和成品煤仓（后期则据选煤工艺输至选煤主厂房，加工后输至矸石仓和成品煤仓）。矸石由胶轮拖车装车，运至弃矸场；而成品煤则直接由成品仓向西输入铁路装车仓装车外运。煤流系统顺畅合理，贮、装场地开阔、宽敞，同时亦能满足汽车运输要求。选煤厂系二期工程，设计将其规划于筛分车间右侧；系统顺畅合理，布置疏密适中，厂前宽敞大方，能较好地满足选煤工艺要求且留有发展余地。回风立井布置在主斜井西南64m处，设有扇风机房、制氮车间及配电室。三、辅助生产及公用工程设施鉴于矿井供电引自工广西北侧13km处新街镇110kv变电站，水源亦在场区东侧无名河畔打井取水，设计将矿井变电所、蓄水池和矿井水处理类建、构筑物布置在场区西北隅，位于常年主导风向上风侧，供电、供水便利，环保条件较佳；而生活水处理及深井泵站则设于场区东侧靠近水源。锅炉房位于筛分车间西侧，靠近负荷中心，，上煤、除灰、排水均较就便。其它有关仓储运输类设施则据其服务对象，兼顾场内、外运输条件分别酌情布置，详见总平面图。四、行政管理及生活服务设施考虑到矿井工业场地远离城镇，设计兼顾风向、地形等自然条件，将单身宿舍、招待所、办公楼、职工食堂统一布置在工业场地北侧，与联合建筑共同组成场前生活区，并留有一定的绿化、美化用地。雕塑、灯饰点缀、绿地、喷泉衬托，足以形成一个简单、实用、美观、大方、雄伟、气派的场前生活区。五、场区绿化矿井工业场地所在地植被稀少，生态脆弱，少雨多风，加之矿井生产期间，煤炭储、装、运、筛，矸石、炉灰倒弃必将产生沙尘、尾气。为减少环境污染，设计在场区四周、道路两旁及空闲边角等多余地段留有绿化、美化用地，以利采取多种绿化措施，提高绿化效果，改善场区环境。总之，矿井工业场地平面布置疏密适中，功能分区合理，场内人流、物流、运输组织有序，能确保矿井生产、生活需要。工业场地围墙内占地30.89hm2，占地指标0.39hm2/0.1Mt，其主要技术经济指标详见表。序号项目名称单位数量备注1矿井规模Mt/a82工业场地内占地面积hm231.96含风井场地建构筑物占地面积m246767指基底占地面积各种专用场地占地面积m265000道路及人行道占地面积m2311706.0m宽，2.30km9.0m宽，1.93km绿化面积m2591263建筑系数%14.634专用场地占地系数%20.345道路人、行道占地系数%9.756场地绿化系数%18.507场地利用系数%63.228工业场地占地指标hm2/0.1Mt0.409场地挖方量m362685.56410场地填方量m3248063.895第五章矿井主要技术经济指标一、矿井技术经济指标本矿井年生产能力为8Mt/a，服务年限为113.4a。序号项目参数备注1矿井年生产能力8Mt/a2服务年限113.4a3瓦斯等级低瓦斯4煤自燃等级Ⅰ～Ⅱ级5通风方式负压通风6涌水量矿井正常涌水量160m3/h矿井最大涌水量192m3/h7开拓方式主斜井—副立井开拓回风立井8水平标高第一水平＋860m第二水平＋756m9采煤方法综合机械化采煤二、井田技术经济指标序号项目单位数量备注1井田面积km2123.322可采煤层数目层7部分煤层局部可采3开采最大层间距m81.36～132.334煤层倾角°0～35煤炭工业储量万t1758386煤炭可采储量万t127009三、移交标准矿井建设工程为一次建成并移交生产。移交生产时以一个3-1煤层高产高效综采工作面保证矿井设计生产能力800万t/a。为当年移交投产、当年达到设计年产量。

第二部分新街矿施工组织设计编写依据1.《煤矿安全规程》；2.《煤矿井巷施工规范》；3.《煤矿质量验收规范》；4.《煤矿建设安全规范》；5.《内蒙古自治区东胜煤田新街井田煤炭勘探报告》；6.内蒙古鄂尔多斯永煤矿业投资有限公司设计委托书。

第一章建井施工准备第一节