采矿工程毕业设计（论文）-东周窑矿4号煤层2.4Mta新井设计

1、 山西大同大学本科生毕业设计中文题目： 东周窑4号煤层2.4Mt /a新井设计 英文题目：2.4Mt /a New design of No. 4coal seam of Dong Zhou Yao mine 学 院： 煤 炭 工 程 学 院 姓 名： 学 号：专 业： 采矿工程 班 级：16采矿专升本二班 指导教师： 达 职 称： 完成日期： 2018年 05 月 27 日摘 要本课题主要讲述和研究的是大同煤矿集团有限责任公司东周窑矿井山4号煤层的建井开拓于运营时遇到的种种问题与矿井施工设计，其主要内容包括东周窑矿井的井田情况概括，井筒的设计施工，井底车场的设计施工以及主要巷道的设计。井田概

2、况，是对东周窑矿井的地理位置，地形地貌，水文条件，气候条件，煤层情况等等各种基本情况的综合概括。井筒，井底车场，巷道等矿井主要设施的设计目的是为了，最大限度的合理利用矿井设施，以确定最为经济合理安全的施工方案。关键词：煤矿开采；巷道布置；安全；全套图纸加扣 3346389411或3012250582ABSTRACThis topic mainly narrates and studies all kinds of problems and mine construction design which are encountered during the operation of the No.

3、 4 coal seam in the coal mine of the East Zhou kiln of the East Zhou kiln of the Datong Coal Group Co. The main contents include the generalizations of the well field in the East Zhou kiln, the design and construction of the wellbore, the design and construction of the bottom of the well, and the ma

4、in alley. The design of the road.The general situation of Ida is a comprehensive summary of the basic conditions, such as the geographical position of the Dong Zhou kiln, the topography and geomorphology, the hydrologic condition, the climate conditions, the coal seam and so on.The purpose of the de

5、sign of the main facilities of the shaft, the bottom of the well, the roadway and other mines is to make the best use of the mine facilities to determine the most economical and safe construction plan.Keywords: coal mining; roadway layout; safety;目 录1 井田概述11.1 井田概述11.1.1 地理位置11.1.2 交通条件11.1.3 地形地貌21

6、.1.4 水文条件21.1.5 气候条件21.1.6 地震简况21.1.7 矿区开发简史31.2 井田地质特征41.2.1 地质构造41.3 煤层特征91.3.1 煤层的埋藏条件91.3.2 厚度变化特征111.3.3 可采煤层121.3.4 煤质131.3.5 工艺性能161.3.6 煤类172 矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限182.1 项目资源条件182.2 设计主要特征182.2.1 设计生产能力182.2.2 矿井的工业储量182.2.3 可采储量192.3 矿井设计生产能力及服务年限192.3.1 矿井设计生产能力的确定192.3.2 矿井及水平服务年限203 井田开拓213

7、.1 井田内地质构造、老窑、煤层及水文等条件对开拓开采的影响213.1.1 井田内地质构造213.1.2 老窑情况213.1.3 煤层及水文等条件213.2 井田开拓213.2.1.主井井筒形式及数目的选择213.2.2 副井井筒形式的选择233.2.3 井筒数目及用途243.2.4 工业场地位置243.3 井底车场及硐室243.3.1 车场形式254 井下开采274.1 采区布置274.1.2 采区巷道布置274.1.3 采煤工作面布置274.1.4 采区煤炭运输、辅助运输、通风及排水各系统274.1.5 采煤方法选择284.2 工作参数294.2.1工作面长度294.2.2采煤工作面生产能

8、力294.2.3 回采工作面主要设备304.2.4 回采工艺304.2.5 循环作业315 井下运输335.1 煤炭运输方式及设备335.1.1 大巷煤炭运输方式的选择335.1.2煤炭运输设备335.2 辅助运输方式及设备345.2.1 大巷辅助运输方式的选择345.2.2 辅助运输任务的确定355.2.3 其它辅助运输设备366 通风与安全386.1 瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算386.1.1 瓦斯386.1.2 煤层自燃倾向性及煤尘爆炸性426.1.3 地温及其它426.2 矿井通风436.2.1矿井通风主要设施436.2.2 防止漏风和降低风阻的措施436.3 矿井瓦斯灾害防治446.

9、3.1 防治瓦斯措施446.3.2 预防瓦斯爆炸的措施446.4 矿井火灾防治456.4.1 煤层自燃倾向性456.4.2 煤层自燃防治措施456.4.3 防尘措施456.4.4 采掘工作面防尘措施466.4.5 防爆措施486.5 矿井水害防治487 地面生产系统497.1 煤质及其用途497.2 煤的加工方法497.3 矸石系统497.4 辅助设施498 地面运输518.1 地面运输概况518.1.1 地区交通运输状况518.1.2 煤炭外运方式518.2 标准轨距铁路518.2.1 概况518.2.2 既有线现状51参 考 文 献54致 谢55山西大同大学煤炭工程学院2018届本科毕业设

10、计1 井田概述1.1 井田概述1.1.1地理位置大同煤矿集团有限责任公司东周窑矿井位于美丽的大同市南郊左云县店湾镇。东起与东周窑村，西至左云县城东；北起云西堡村，南至井儿沟村现在隶属于同煤集团旗下地煤公司。1.1.2交通条件选定的矿井工业场地位于左云县境内，井田北东距大同市大约60km,西距左云县县城大约15km,邻近西北边界有109国道通过；井田内有东周窑煤炭集运站，与京包线、大秦线、北同蒲线相连通；井田内各乡镇村庄与各煤矿之间都有简易公路相连通，可以通往全国的各地，交通十分方便快捷。图1-1 交通位置1.1.3地形地貌东周窑井田地处于山西黄土高原向内蒙古高原的过渡地带，属晋西北低山丘陵区，

11、为黄土丘陵地貌，地形的起伏不大，呈冲沟发育。地势南高北低，通常海拔的标高为13501500m，最高海拔标高达到1607.9m，最低海拔标是1219.2m，最大相对高差为388.7m。井田内多被第四系的黄土所覆盖，冲沟中可见零散的白垩系和侏罗系地层出露。1.1.4水文条件井田内水系不发育，较大的水系是十里河上游段，在近井田的西北边界外由西南向东北方向流过，只有一段流经于井田北部。十里河常年都有水，往东北流入御河，再汇入桑干河之中。1.1.5气候条件本区都属于半干旱大陆性季风气候，冬季寒冷、夏季酷热，气候比较干燥，风沙较多。全年气温都比较低，年平均气温为5左右，月均温度为零下14，7月均温17-2

12、5之间，以年温差与日温差大为主要特点，极端最高温度可达到39.9，极端最低温度为35，通常日温差在20左右。年降雨量分布十分不均匀，年风沙天气可以占到整年的的30，大多集中在冬、春两季。历年冻土月份为11月份开始到第二年4月份结束，最大冻土深度可达到1.61m。1.1.6地震简况区内地震基本烈度属于度区，地震动峰值加速度为0.15g。区内地震情况见表1-1。表1-1 近井田地区地震情况统计（Ml3.0级）序号地震日期年 月 日地震地点震中位置震级（Ml）震源 深度（km）备注北纬东经11022.4怀仁大同3907113016.5因资料来源不同，部分地震日期、位置、震级及震源深度数据缺失。213

13、05.5怀仁大同3908113016.531307大同41333-1368应县51582.3大同40001120661626灵丘浑源392411412771676.9朔州8康熙22年忻州91962.6.5左云4024112064.5101970.3.29阳高水沟寺4014113303111977.2.2右玉4011112155121978.6.01大同盘道3952113334.9131988.7.31大同盘道3952113333.024141989.11.18大同阳高6.1151992.12.26大同后郭家坡4010113043.3161995.11.13大同新荣镇4017113143.417

14、171995.11.29大同周家店4004113173.120181997.2.10大同长胜店4000113303.315191997.2.11大同长胜店4000113313.015201997.2.16大同李王涧4002113323.28211998.3.10大同侯大庄4000113253.78222001.6.28大同王官屯4017113391.1.7矿区开发简史井田中有生产矿井、老小窑共89个，其中以废弃的矿井有43个，生产矿井有46个。有矿产开发许可证的是41个，其中经储量已核查的矿井有18个，未核查的矿井有20个，未换证停产的有3个。主要开采煤层为下煤组二叠系山4#煤层。有许可证的4

15、1个矿井见表1-2（载止2007年5月）。581.2井田地质特征1.2.1地质构造井田位于大同向斜西北翼。地层总体为一缓倾斜单斜构造。地层走向为185190；倾向为95100；倾角为210，一般为为35左右。现简述如下： 1.褶皱图1-2 东周窑井田构造纲要大同煤田位于山西断裂隆起区的北部地区，北东侧以竹林寺至麦胡图断裂为界，与燕山台褶带西端之阳高的天镇隆起接壤，北西侧则以麦胡图的威远堡断裂为界限，山西断裂隆起区之凉城隆起、偏关隆起相邻，南东以口泉断裂为界，东邻桑干河新断陷，南西端南屯的大川一带因抬高和元子河下切使其与平鲁煤田断开，大同煤田即云冈向斜呈北东40方向延伸，长为85km，宽为304

16、0km，面积约为300km2。 大同煤田为一不对称的向斜构造，向斜北西翼较宽缓，南东翼较窄陡，部分区段地层倒转，其槽部地层为侏罗系，东南翼依次出露二叠、石炭、奥陶、寒武系及中下太古界集宁群。云冈向斜是一个石炭二叠及侏罗系含煤建造盆地。根据侏罗系永定庄组和大同组沉积厚度趋势面分析，沉积盆地总体走向为北东向，钻孔资料表明，永定庄组、大同组和云冈组依次向北超覆，所以构造盆地两侧无论地层分布还是岩层产状均极不对称。为此，该向斜盆地具有同沉积构造盆地性质。井田内褶皱构造为隐伏褶曲，仅能从煤层底板等高线图上所获得，由区内钻孔所控制。背斜：1号背斜：（BX1）位于井田中北部，总体轴向呈北东向“S”，形转折，

17、中部近东西向，向北东倾伏由ZK1607、ZK1508、ZK1409、ZK1411、ZK1312等孔所控制，延伸2300余米。2号背斜（BX2）：位于井田中北部，东部轴向北东，西部轴向转为近东西向，由ZK1807、ZK1809、ZK1712、ZK1613、ZK1514、ZK1415、ZK1316等孔所控制，延伸3500余米。3号背斜（BX3）：位于井田中南部，轴向北东，向北东倾伏，由ZK2516、J39、ZK2118三个孔所控制，延长1600余米。向斜：1号向斜（XX1）：位于井田中部，1号背斜东南侧，轴向北东，由ZK1611、ZK1512、ZK1413等孔控制，延伸500余米。2号向斜（XX2

18、）：位于井田中南部，2号背斜西北侧，轴向北东，向西南方向倾伏，由ZK2512、ZK2314、ZK2116、ZK2017、ZK1918等孔控制，延长3000余米。3号向斜（XX3）：位于井田中东部，2号背斜东南侧，轴向北东，向西南方向倾伏，由ZK2518、J10、J29、J18、ZK1823、ZK1724、ZK1625等钻孔所控制，延长4200余米。2.断层井田断裂构造有北东向、近南北向、北西向三组，共9条，均为正断层，其中北东向断裂有F8、F9、F12、F14、F17；北西向有 F4、F6；近南北向有F1。现分述如下：北东向断裂：F2正断层：为查明F2正断层，在其两侧施工了ZK718、ZK11

19、16、ZK1314、ZK1514、ZK1910、ZK2108、ZK2308、YZ1等孔，同时进行了二维地震勘探。通过上属工作认为区域性深大断裂F2并未通过本区。F8正断层：位于平峙村东，走向北东75，倾向北西，倾角77，落差15m，全长约700m，为南东盘上升，北西盘下降，由地表露头控制。F9正断层：位于北杏庄东，主要由J49、J55、J56钻孔控制，地表无出露，断层走向北东50，倾向北西，倾角80，落差030m，全长约2500m。是F1断裂的分支断裂。为南东盘上升，北西盘下降的正断层。F12正断层：位于平寺村北，是由J33、补32钻孔控制的，地表无出露。走向北东60，倾向南东，倾角75，落差

20、020m，全长约1100m。为北西盘上升，南东盘下降的正断层。F14正断层：位于东窑头（F1）断层西侧，北杏庄以北，由J49孔控制，地表无出露。断层走向北东70，倾向南东，倾角70，落差030m，全长约1600m。是F1断裂的分支断裂。为一北西盘上升，南东盘下降的正断层。F17正断层：该断裂构造，位于原F2断裂构造之西侧约750m，走向北东27，倾向北西297，倾角73。井田西北部由11线、9线、7线、4线控制，向北推测至井田外，区内长度约5km。落差064m，由南西向北东断距逐渐增大。本断裂构造是二维地震发现并解译的。北西向断裂：F4正断层：位于井田东部，在东周窑村以南，断层主要由地表露头控

21、制的。以北为上复的白垩系及第四系地层所掩盖，主要是由钻孔控制的， 11线由J3、J2两孔控制，在15线由J6、J5两孔控制。断层总体走向约北西30，倾向北东，倾角6575。为西盘上升，北东盘下降的正断层。断层落差060m。它在南东方向上伸出井田之外，在井田内延长约7000m。F6正断层：位于曹家沟村东北，17线以南，井田内出露长度约1500m,向南东延伸至井田外。走向北西30，倾向北东，倾角66，落差1520m，为南西盘上升，北东盘下降的正断层。近南北向断裂：F1正断层：位于井田南中部，走向近南北、倾向东。倾角70。沿走向呈“弧”型。井田内出露长度6.6km。断距530m，与F9、F14相交。

22、地表没有出露。是由钻孔控制的，在19线剖面上，由J1和J19两孔控制；在21线剖面上，由J21和J38两个钻孔控制； 27线由J56、J55两孔控制。上属断裂除F17为本次补充勘探发现外，其余均为以往不同时期勘探成果，其落差，是在评价侏罗系煤层的结论，各断层向深部石炭系延伸落差相对减小。3.岩浆活动云斜煌斑岩在井田广泛分布，颜色为灰灰黑色，全晶质斑状结构，块状构造，斑晶暗色矿物为褐色黑云母，浅色矿物微带条板状斜长石，含量约10%；基质由暗色矿物假像、斜长石、磷灰石、菱铁矿组成，具碳酸盐化、粘土化，含量约90%。对井田煤层、煤质破坏作用较强呈岩床侵入太原组上段5煤及上下部、山西组山4煤层及上下部

23、。对5煤层大部有破坏作用，对山4煤层北部有影响。辉绿岩：分布于井田西部，ZK1514、 ZK1508和ZK1613附近，呈脉状产出，灰黑色，辉绿结构，块状构造，矿物成份由基性斜长石（60%）、辉石（30%）组成，付矿物有磁铁矿约（6%）、角闪石少量。呈岩墙侵入，走向主要为NE与NNE向，偶见NW向，岩墙宽度一般1m左右，最大3m。出露面积有限对区内煤层破坏作用微弱。玄武岩：分布于井田北部由ZK718、ZK720、ZK819等孔控制。黑色，隐晶质结构，块状构造，镜下鉴定成分主要由基性斜长石、辉石及少量橄榄石组成。具碳酸盐化及纹石化。侵位于白垩系及其以上地层中，呈岩床、岩丘产出，对煤层无影响。本区

24、岩浆岩具体活动和侵入时代可见三期，一是印支期的云斜煌斑岩（绝对年龄值2.22.4亿年）；二是燕山期的辉绿岩（绝对年龄值1.151.4亿年）；三是喜马拉雅期的玄武岩。综上所述：井田构造复杂程度属于简单的类型。4.陷落柱井田中经本次勘探经综合研究发现的陷落柱有9个。产状变化最大的孔是ZK1215、ZK1623两孔。其产状变化的大小和角砾发育程度的不同正说明了钻孔所控制陷落柱的不同部位所致。图1-3 陷落柱结构模式示意根据二维地震成果及本次勘探直接验证和间接验证情况，认为二维地震发现的异常区，基本应该属煤层陷落柱。现将区内陷落柱由左到右，由上到下的顺序编号进行分述：XL1：位于第9线为一长160m，

25、宽140m的圆形，推测落差56m,面积约22400m2。是由二维地震推测的YC5异常区。XL2：位于第11及12线，在11线为二维地震异常（YC6），12线由ZK1215孔控制并验证，为一近南北向长柱状，长700m，宽300m，面积约210000m2，落差约45m。XL3：位于第13线由ZK1320、ZK1318、普55三钻孔控制，落入二维地震推断区呈心形，长轴方向近东西向，长1100m,宽720m，面积约792000m2，落差约100120m。XL4：位于ZK1710孔，并被该孔所控制，形态为一亚梨形，长轴方向近东西向，长约450m、宽约300m，落差30100m。XL5：位于第15线，由Z

26、K1516孔控制，呈椭圆形，长轴500m，短轴400m面积约200000m2。落差西部约110m，东部约40m。1.3 煤层特征1.3.1煤层的埋藏条件井田含煤地层包含的有上煤系大同组及下煤系太原组、山西组。由于上煤系已经被开发利用，补勘工作是针对下煤系展开的，现将下煤系太原组、山西组叙述于后：图1-4 下煤系沉积旋回示意1.上石炭系太原组(C3t)底部以K2砂岩为界平行整合于本溪组之上。主要岩性为灰白色中砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、灰黑色泥岩及煤层。 图1-5 K2标志层等厚线图1-6 厚度变化特征2.下二叠系山西组(P1S)底部以K3砂岩（其厚度变化特征详见插图）与太原组整合接触。图1

27、-7 标志等厚线1.3.2厚度变化特征本组厚13138m，平均59m（其厚度变化特征详见图1-8）。图1-8 厚度变化特征1.3.3 可采煤层区内稳定、较稳定可采煤层有山4、5、8-1、8-2。这里着重介绍山4号煤层表1-3 可采煤层特征煤层编号厚度（m）间距（m）煤层结构煤层顶板岩性煤层底板岩性煤层稳定性煤层可采性最小最大一般最小最大一般山40.36.072.5811.44-81.5847.1511.45-52.5726.801.29-16.634.11简单，12层夹矸泥岩泥岩稳定大部山4号煤层分布于井田北部及南部，顶底板岩性以泥岩为主，有时为粘土质泥岩或粘土岩。煤层结构简单，夹矸02层，一

28、般无矸，煤层较稳定大部分可采。详见图1-9。图1-9 4号煤层等厚线及煌斑岩侵入范围井田北部煌斑岩侵入该煤层对煤层有一定的破坏作用，对煤质具有加深变质作用。由长焰煤变为无烟煤。可采煤层特征表详见表1-4。表1-4 可采煤层特征煤层编号厚度（m）间距（m）煤层结构煤层顶板岩性煤层底板岩性煤层稳定性煤层可采性最小最大一般最小最大一般山40.36.072.5811.44-81.5847.1511.45-52.5726.801.29-16.634.11简单，12层夹矸泥岩泥岩稳定大部50.4616.385.64复杂，多层夹矸砂岩泥岩、粘土岩稳定全区8-10.04.932.30简单，02层夹矸泥岩、局部

29、中细砂岩粉砂质粘土岩稳定全区8-20.04.322.40简单，01层夹矸粉砂质粘土岩泥岩、局部中细砂岩稳定全区1.3.4 煤质1.工业分析1)水分（Mad）：山4号煤层原煤含量在1.56%6.82%，平均3.72%；5号煤层原煤含量由0.36%10.28%，平均3.81%；8-1号煤层原煤含量由0.56%7.37%，平均3.12%；8-2号煤层原煤含量由0.43%6.95%，平均3.10%；由此可见上部山4号、5号煤层水分高于8号煤层，煤层水分由下而上增高，与煤变质程度呈正相关。2) 灰分（Ad）：山4号煤层灰分变化具有由北向南增高之规律；原煤灰分山4号煤层平均值均大于29.00%，属高灰煤。

30、山4号煤层可采煤层的灰分在平面上的变化趋势详见图1-10。其山4号煤层变化规律具有由北向南增高之规律；图1-10 4层原煤灰分等值线3)浮煤 挥发分（Vdaf）：山4号煤层23.56%41.95%，平均35.27%；4)煤灰成分表1-5 煤灰成分煤层编号煤灰成分(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2SO3山4号38.25-59.3226.5-43.350.86-6.420.18-300.1-2.951.18-2.430.02-5.351.8935.563.514.590.761.690.895号32.18-71.6012.48-42.340.18-29.400.2-16.60.

31、10-7.820.64-2.670.02-6.4647.3532.687.024.531.661.361.038-1号31.32-65.1818.84-42.552.05-24.320.18-12.30.10-1.741.12-4.650-8.6044.5133.9811.473.040.351.771.578-2号37.75-63.5029.71-43.422.01-23.000.19-22.800.08-4.770.90-3.090.05-5.4545.5934.158.913.040.451.861.26从表中不难看出二氧化硅由上到下呈降低趋势，铝向下略有增高，三氧化硫向下增高较明显。2

32、. 煤的元素组成区内各煤层元素含量无明显变化，说明本区各煤层变质程度相近，其变化区间如下：Cdaf：由81.0482.11%；Hdaf：由4.775.12% ；Ndaf：1.321.39%；Odaf：10.6111.86%。表1-6 各煤层元素含量煤层编号元素分析Cdaf（%）Hdaf（%）Ndaf（%）Odaf（%）山4号79.6685.574.325.291.271.647.8313.975号74.4287.993.535.670.981.566.7218.438-1号79.8385.994.145.341.241.576.9912.168-2号79.1485.051.745.731.13

33、1.478.4013.84山4号煤层元素含量平均值为：Cdaf：81.04%；Hdaf： 4.87%；Ndaf： 1.39%；Odaf： 11.86%；3.煤的硫分及其它有害元素 硫分：原煤St，d(%)在全区从上到下逐渐增高，从低中硫煤至中高硫煤。表1-7山4号煤层硫分含量统计煤层编号全硫%硫化铁硫%硫酸盐硫%有机硫%山4号原0.243.950.120.970.000.010.231.040.970.430.000.52浮0.242.030.050.200.000.000.331.930.620.110.000.62分平面变化特征详见图1-11图1-11 山4号煤层硫分含量统计4.磷、氯、砷

34、、氟：磷各煤层原煤为低磷煤，精煤磷含量除5号、8号煤仍为低磷煤之外，其余煤层均降为特低磷煤。各煤层含量情况详见表1-8表1-8 各煤层有害元素统计煤层编号有害元素磷氟（10-6）ppm砷（10-6）ppm氯（%）山4号0.0040.05124.00-444.002.00388.000.0050.0470.019107.4126.810.0191.3.5 工艺性能1.粘结性各煤层粘结指数(GR.I)值在072之间，胶质层（Y）值在010mm之间变化，焦块最终收缩度（X）值563，熔合状态为凝结熔合。属不粘中等粘结性煤。山4号煤层特征详见表1-9。表1-9 粘结特征煤层编号粘结指数焦渣特征Y(mm

35、)X(mm)熔合状态曲线型山4号0424041856凝结熔合平滑下降2.燃烧性能 发热量：原煤Qnet.ad一般在16.3030.63MJ/kg，影响发热量的主要因素是煤中矿物质含量，发热量随灰分产率成反比变化；各煤层分别为：山4号煤层由17.1327.07 MJ/kg，平均20.52MJ/kg。各煤层均属低热值煤。各煤层剔除Ad40%的统计3.低温干馏区内各煤层均属于含油煤，其中山4号油产率小于12%，属含油富油煤。表1-10 各煤层低温干溜测试结果统计煤层编号低温干留（%）化合水Wp,daf半焦Crad焦油Tarad焦型气体及损失山4号5.1210.0073.1588.202.9810.2

36、4AB3.76.581.3.6 煤类本区煤层变质类型属低变质煤，镜质体的最大反射率在0.650.67%之间，属于-变质阶段。PM%的透光率在87.0%95.0%之间，各煤层的透光率为200.37。胶体层Y的最大厚度小于20 mm。依据“中国煤炭分类标准”(GB5751-86)，以Vdaf值和G值为主要分类指标，Y值为参考指标对煤进行分类。整个地区以长火焰煤为主，其次为瓦斯煤，有零星的贫煤和无烟煤。山4号煤：以长焰煤为主，因指出的是在云煌岩侵入接触之上下零星出现小片气煤、无烟煤。 2 矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限2.1项目资源条件东周窑井田东西长15.8km，南北宽14.4km，国土资

37、源部国土资矿划字2006020号文划定范围由10个拐点圈定，详见插表。 表2-1 井田拐点坐标拐点编号矿区独立坐标54坐标(6带)经 距 （Y）纬 距（X）经 距 （Y）纬 距（X）1527632.334423765.751965582944253082534382.574428657.391966249844303143533333.644430432.761966141944320724532694.054431876.291966075544335055529356.824438061.561965731344396356528507.534437917.9019656466443947

38、77527703.824437631.501965566744391778525222.524435635.611965321944371399521480.334433873.9119649506443531410518603.314431417.68196466704432809井田内稳定、较稳定可采煤层有山4煤层、5、8-1、8-2。本说明书着重介绍山4煤层。2.2设计主要特征2.2.1设计生产能力矿井设计生产能力为240万t/a；2.2.2矿井的工业储量1.储量计算方法井田内地层倾角小于15，采用水平地质块段法进行资源/储量估算。估算公式：Q=SMD/10。式中： Q资源量/储量；万t

39、；S水平投影面积，k（m2）；M块段平均采用厚度，m；D视密度，t/m3。2.计算参数确定山4号煤层采用钻探测得确定的煤层平均厚度为5米，煤田面积经计算约为29645770m23. 矿井工业资源/储量根据煤炭工业矿井设计规范GB50215-2005中关于矿井工业储量的计算方法，矿井工业资源/储量= Zg=Sh经计算，矿井工业资源/储量为约为20750万t。2.2.3可采储量井设计可采资源储量为矿井设计资源储量中减去工业场地、井筒、主要巷道等保护煤柱煤量后乘以采区回采率得到的资源储量。各类煤柱均按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定计算，主要巷道两侧各留35m、巷间煤柱

40、35m、采其公式为：矿井设计储量=矿井工业储量永久煤柱损失经计算，矿井设计储量为19699.32万t。2.3矿井设计生产能力及服务年限矿井设计年工作日为330d，井下每天四班作业(其中三班生产，一班准备)，地面采用“三八”工作制，每日净提升时间16h。q2.3.1矿井设计生产能力的确定根据本井田煤层赋存条件、资源/储量、开采技术条件、装备水平、煤炭外运条件和市场前景等因素综合分析，本井田适合建设特大型矿井。因此，东周窑矿井生产能力确定为240t/a较合理。2.3.2矿井及水平服务年限矿井及水平服务年限均按下式计算：T=Z/(AK)式中：T服务年限，a；Z设计可采资源/储量，Mt；A设计生产能力

41、，10Mt/a；K储量备用系数，取1.4。由公式算的，矿井及水平服务年限 =19700/2401.554年3 井田开拓3.1 井田内地质构造、老窑、煤层及水文等条件对开拓开采的影响3.1.1井田内地质构造根据补勘报告，井田地质构造为简单类型，发育有9条断层和9个陷落柱，其中F1断层位于井田中部，走向近南北、倾向东，井田内出露长度6.6km，将井田分割为东西两部分，对井田开拓有一定影响，其余8条断层对矿井开拓开采影响不大； 9个陷落柱主要分布于井田西北部，对矿井开采有一定影响。3.1.2老窑情况井田内开采侏罗系煤层的地方小窑达89个，经过兼并重组整合后现有矿井6个；2011年12月，矿方委托山西

42、省地质勘查局二一七地质队编制完成了大同煤矿集团公司同发东周窑煤业有限公司采（古）空区积水、积气及火区调查报告，根据该报告，总的积水量为387.7万m3，虽然计算后矿井导水裂隙带小于侏罗系煤层与石炭系煤层层间距，正常情况下对矿井生产影响较小，但井田内发育有9条断层和9个陷落柱，在构造条件下不排除形成导水裂隙带，因此也应对上覆侏罗系小窑积水引起足够重视，进一步查明积水范围及积水量，坚定不移的执行“有掘必探，先探后掘”的原则，为矿井安全生产提供可靠地地质依据。3.1.3煤层及水文等条件井田内各可开采煤层均处于奥灰水水位标高以下，特别是8-1、8-2号煤层，设计通过突水系数计算，8-1、8-2号煤层底

43、板突水系数均大于0.06MPa/m，部分区域大于0.1MPa/m，因此奥灰水对开采8-1、8-2号煤层影响较大。3.2 井田开拓3.2.1.主井井筒形式及数目的选择为了满足井下煤炭的提升，需设置一主井，辅助提升及进风设置一副井。因为井田面积较大，先开采第一盘区,故工业广场内布置一风井。共计三个井筒。表3-1 井筒选择井筒形式优点缺点适应条件平硐开拓井下煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，工业设施简单，井巷工程量小，利于排水，掘进速度快，不留或少留工业场地煤柱，煤柱损失少。受地形即埋藏条件限制。适合煤层赋存较高的山岭、丘陵，或沟谷地区。立井开拓立井的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等

44、自然条件的限制1.施工复杂，设备多技术要求高；2.施工困难掘进速度慢；3.不能躲开煤层顶底板含水层。1.煤层埋藏较深，或冲击层厚；2.水文条件复杂，围岩不稳定需特殊施工；3.倾斜长度大，用立井开采兼顾小开采。斜井斜井1.地质条件较好井筒掘进技术简单;2.斜井开采每个水平井底车场易靠近储量中心;3.井口可靠近井田边界，工业广场留煤少;受地形及煤层埋藏条件限制。1.便于布置工业广场和引进铁路，2.水文地质条件好。续表3-1 井筒选择井筒形式优点缺点适应条件综合开拓可充分利用各种开拓方式的优点。根据本矿井实际情况，结合当前国内外主井井筒施工及生产使用现状、凿井方式、井下装卸载方式、井筒装备方式的差异

45、、安全可靠性等因素，主井井筒形式考虑确定井筒为主井使用斜井开拓。这种开拓方式的优点有：（主斜井）主要优点：1.主斜井施工在施工技术、地面设施、井筒装备等各方面都比较简单。2.主斜井装备大倾角强力带式输送机，实现煤炭从回采工作面到地面的“胶带一条龙”连续运输，效率高，提升能力大，故障率低，可靠程度高，便于实现集中控制和自动化，利于矿井稳产高产。3.主斜井井口布置在选煤厂工业场地，生产系统简单，省去了自井口到选煤厂的跨河输煤栈桥。4.主斜井铺设台阶后作为安全出口，可靠性及安全程度高。5.井下胶带可与主井胶带直接搭接，可取消井底煤仓，井上、下生产系统环节少、系统简单。6.提升设备投资略低。3.2.2

46、 副井井筒形式的选择根据本矿井实际情况，结合当前国内外井筒施工及生产使用现状、凿井优点有方式、井筒装备方式的差异、安全可靠性等因素，副井井筒形式采用立井开拓，这种开拓方式的优点有：1.井筒工程量相对较小。2.装备一个78003900mm特大型罐笼，5t无轨胶轮车运输可直接由特大型罐笼升降井，换装转运环节简单。3.2.3 井筒数目及用途根据推荐的井田开拓方案，矿井移交生产时布置主斜井、副立井及回风立井四个井筒，均位于矿井工业场地内。现将各井筒特征及用途分述如下：主斜井：布置于矿井工业场地西北约处的场地内，担负矿井的煤炭提升任务，铺设台阶，兼矿井进风井和安全出口。副斜井：担负矿井重、大件设备及长材

47、下放等提升任务，铺设台阶、扶手，兼矿井进风井和安全出口以及担负普通材料、设备和人员及矸石辅助提升任务，兼矿井进风井。中央回风立井：担负矿井的回风任务，兼矿井安全出口。3.2.4工业场地位置工业场地位置选择的主要原则1.有利于矿井开拓部署，为矿井尽快达产创造条件。2.为了减少地面土方工程量，井口及工业场地位置的选择要充分考虑地形条件，应尽量选择在地势较平坦地段。3.充分考虑煤层赋存条件，根据煤层赋存特点，井口及工业场地位置的选择要有利于主要可采煤层初期首采煤层首盘区域的开采，并兼顾生产后期及其它煤层的开采，以减少初期井巷工程量和场地压煤量。4.充分利用现有工业场地和设施，以减少矿井投资。5.充分

48、考虑电源、水源和煤炭运输等外部条件，井口及工业场地位置应尽量靠近公路和铁路集装站，以减少进场公路长度及矿井生产营运费用。根据这些可以确定工业场地，工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部。工业场地的形状和面积：根据表2.2工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为14.4公顷，形状为矩形，长边垂直于井田走向。3.3井底车场及硐室井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。井底车场设计合理与否，要看其运输通过能力是否满足矿井生产需要，列车运行是否安全，施工是否方便和车场绕道工程是否节省等。井底车场型式的选择应考

49、虑以下因素：1.保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性；2.调车简单，管理方便，弯道及交叉点少；3.操作安全，符合煤矿安全规程及矿井设计规范；4井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成本低；5.施工方便，主、副井筒间以及井底车场巷道与主要巷道间能迅速贯通，缩短建设时间；6.当大巷或石门与井筒距离较远时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场。3.3.1 车场形式1. 副立井井底车场根据井田开拓方式、副立井井筒与辅助运输大巷的相对关系、井下辅助运输方式及井筒提升方式，设计在副立井井底的+859m水平布置了环形立式辅助运输井底车场，车场内不铺设轨道2.水仓水仓位于井底车场水平以

50、下，布置在井底车场稳定底板岩石中。由两个独立的巷道组成，即主水仓和副水仓,当一个清理时另一个正常使用。其作用是将矿井涌水暂时储存起来并予澄清,后由水泵排至地面。3.中央水泵房中央水泵房设在井底车场副井附近的空车线侧，并与中央变电所组成联合硐室，中央水泵房由泵房主体硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道组成。中央水泵房和水仓组成排水系统。水泵房形式采用卧式水泵吸入式。4.中央变电所中央变电所硐室宽度取4m，长度22m，硐室断面为三心拱形，硐室的最大净高居底板面3.5m。为便于供电维护、管理，中央变电所与主排水泵房联合布置，地面比其通道与井底车场连接处的底板标高高出0.5m。通往井底车场的通道

51、中设置容易关闭的防水防火密闭门。4 井下开采4.1 采区布置4.1.1采区巷道布置井田内各可采煤层倾角为35，为近水平煤层，因此井下巷道采用集中大巷布置方式，不布置采区上下山巷道，开拓巷道即为采区巷道。根据矿井首采区开采技术条件，一采区内回采工作面布置两条顺槽巷道，即：布置胶带、辅运顺槽两条巷道，工作面胶带顺槽直接与主斜井搭接，并通过联络巷与南辅运大巷相接，工作面辅运顺槽直接与南辅运大巷相接，并通过联络巷与南回风大巷相接。两条顺槽巷道均沿4号煤层底板布置。4.1.2采煤工作面布置设计4号煤层采用综采放顶煤采煤方法，我国综采放顶煤开始于1982年，20年来得到了迅速的发展，现综采放顶煤工作面单产已达到6.0Mt/a以上。东周窑矿井设计生产能力为240t/a，因此达到设计生产能力时在井下布置一个回采工作面。4.1.3采区煤炭运输、辅助运输、通风及排水各系统1.运煤系统在工作面铺设刮板输送机，分带运输斜巷铺设可伸缩式胶带输送机，运输大巷设置胶带，其运煤路线如下：采煤机割煤（支架放煤）前后刮板输送机转载机（破碎机）分带运输斜巷（顺槽）胶带运输大巷井底煤仓主斜井地面煤仓2.料运输系统回采工作面所需材料