采矿工程毕业设计（论文）-开滦集团范各庄煤矿2.4Mta新井设计2

1、华北科技学院毕业设计（论文）设计总说明全套图纸加扣 3346389411或3012250582摘要本设计包括两个部分：一般部分和专题部分。一般部分为范各庄矿新井设计，全篇共分为十个部分：矿区概述及地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方式采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和设计矿井主要经济技术指标。范各庄矿井平均走向长度约为5850 m，平均倾斜长度约为2889 m，面积13.2平方公里。本井田内的可采煤层有5煤、7煤、9煤，厚度分别为3.5m、3.5m、5.5m总厚度为12.5m，倾角平均为13度。井田内工业储量2.9108吨，可

2、采储量1.8108吨。范各庄矿年设计生产能力240万t/a，服务年限56年。采用立井（斜井延伸）二水平跨上山开拓矿井采用走向长壁综合机械化采煤法。矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量，长度260m，煤在运输大巷的运输采用皮带运输。矿井的通风方式采用中央分列式通风。关键词：走向长壁；综合机械化；立井二水平跨上山开拓；中央分列式General description of the designAbstractThe design includes two parts: general and special parts.The general part of the fan Gezhuang m

3、ine Nii design, which is divided into ten parts: introduction, mining and geological characteristics of the Ida realm and reserves, the system of mine design and production capacity and service life, Ida, ready to develop way, roadway layout of coal mining method, underground transport, mine hoist,

4、mine ventilation and safety and design of mine main economic and technical indicators.Fangezhuang mine average strike length is about 5850 m, the average tilt length of about 2889 m, covering an area of 13.2 square kilometers. Honi Tachi coal seam 5 coal, 7 coal, 9 coal, thickness are respectively 3

5、.5m, 3.5m, 5.5m a total thickness of 12.5m, the average angle is 13 degrees. Ida industrial reserves of 2.9 * 108 tons, recoverable reserves of 1.8 * 108 tons.Fangezhuang mine annual production capacity of 2400000 t/a, the service life of 56 years. The shaft (shaft extension) two level mountain deve

6、lopment of mine used to fully mechanized longwall coal mining method.The layout of a fully mechanized mining face to ensure the mine production, length of 260m, using belt conveyor in coal transportation roadway transportation. The central FenLieShi ventilation ventilation of mine.Key word:Strike lo

7、ng wall; comprehensive mechanization; two horizontal shaft mountain development; the central march-past目 录设计总说明1一般部分91矿井概况及地质特征101.1矿区概述101.1.1井田地理位置及交通条件101.1.2地形、地貌111.1.3矿区的气候条件111.1.4工农业生产和原料及电力供应111.1.5矿区的水电供给情况121.1.6矿区的气候条件121.1.7矿区水文及工农业供水121.2井田地质特征121.2.1井田煤系地层121.2.2构造151.2.3井田的水文地质特征161.

8、3煤层特征161.3.1煤层埋藏条件161.3.2煤层情况161.3.3煤层的围岩性质171.3.4煤的特征181.3.5煤的含瓦斯性191.3.6煤尘的爆炸性191.3.7煤的自然发火倾向192井田境界和储量202.1井田境界202.1.1井田划分的依据202.1.2井田范围212.1.3勘探类型及储量等级的圈定212.1.4储量等级的圈定212.1.5矿井工业储量的计算212.1.6矿井储量汇编表243矿井工作制度、设计生产能力及服务年限243.1矿井工作制度243.1.1矿井年工作日数的确定243.1.2矿井工作制度的确定253.1.3矿井每昼夜净提升小时数的确定253.2矿井设计生产能

9、力及服务年限253.2.1矿井生产能力的确定253.2.2矿井服务年限及第一水平服务年限254井田开拓264.1井田开拓的基本问题264.1.1井筒形式及数目的确定264.1.2井筒位置的确定274.1.3工业广场位置、形状和面积的确定284.1.4开采水平数目、位置和标高的确定294.1.5开采水平大巷的布置294.1.6井底车场形式的选择294.1.7方案比较304.1.8矿井基本巷道345准备方式采区巷道布置455.1采区概况455.1.1采区位置、边界及范围455.1.2采区地质和煤质情况455.2采区巷道布置455.2.1区段划分455.2.2 采区上山布置465.2.3采区车场布置

10、475.2.4采区硐室简介495.3采区准备505.3.1采区巷道的准备顺序506采煤方法516.1采煤方法和回采工艺516.1.1选择采煤方法516.1.2采煤工作面工艺设计516.1.3回采工艺546.2综放工作面巷道布置577矿井运输597.1采区运输设备597.1.1刮板输送机的选择计算597.1.2带式输送机的设计计算617.2大巷运输设备647.2.1矿车选择648矿井提升678.1设计依据678.1.1主井提升678.1.2副井提升678.2提升容器的选型计算678.2.1小时提升量678.2.2合理的经济提升速度678.2.3一次提升循环时间688.2.4一次合理提升量的确定6

11、98.2.5计算一次提升循环提升时间Tx和所需的提升速度vm698.3提升钢丝绳的选择计算698.4提升机与天轮的选择计算718.4.1滚筒（或摩擦轮）直径的确定718.4.2天轮的选择718.5提升机与井筒的相对位置728.5.1井架高度728.5.2尾绳环高度729矿井通风及安全739.1通风系统确定因素739.1.1选择通风系统的原则739.1.2通风系统的确定739.2采区通风系统选择769.2.1采煤工作面通风类型的确定779.2.2掘进通风局部通风机通风系统789.2.3通风容易和通风困难两个时期位置的确定799.3全矿所需风量的计算及其分配799.3.1井风量计算原则799.3.

12、2矿井风量计算799.3.3矿井风量的分配839.3.4风速的验算849.4全矿通风阻力的计算869.4.1通风阻力计算原则869.4.2矿井通风总阻力计算879.4.3矿井总风阻879.4.4全矿井巷通风阻力的计算879.5矿井通风设备的选择899.5.1矿井通风设备的要求909.5.2选择主要通风机909.5.3电动机的选择929.6矿井灾害防治技术939.6.1防治瓦斯939.6.2防治煤尘939.6.3防治火灾949.6.4防治水9410矿井基本技术经济指标95专题部分971煤矿采准巷道支护概述1001.1准备、回采巷道在支护上的差异1001.2巷道支护理论1001.3巷道支护工艺发展

13、1012采准巷道支护金属架梁支护1012.1U型钢拱形可缩性金属支架支护1012.2梯形金属支架支护1032.2.1梯形金属支架结构形式1043采准巷道支护锚杆支护1053.1锚杆支护的优点1053.2锚杆支护理论1053.3支护材料技术参数的确定1063.3.1锚杆材质和直径及数量的确定1063.3.2锚固方式的选定1064采准巷道支护锚网支护1074.1锚网支护概述1074.2巷道锚网支护现行设计方法1074.3锚网支护设计1075采准巷道支护联合支护1085.1联合支护形式综述1085.2支护参数设计1096采准巷道支护方式的的比较1107总结1118参考文献：112致 谢113一般部分

14、范各庄矿240万吨新井设计1矿井概况及地质特征1.1矿区概述1.1.1井田地理位置及交通条件开滦精煤范各庄矿业分公司地处河北省唐山市古冶区境内，距京山线10.2km，有专线铁路与京山线古冶站相通，并与开滦吕家坨、林西、唐家庄、热电厂有铁路连接。井田范围内有古奔公路，往南与唐港高速相连，向北连接京沈高速。水路交通东有秦皇岛海港码头，西有塘沽新港，南有京唐港码头。公路、铁路、海运极为便利，开滦精煤范各庄分公司有良好的运输环境。（附图1 开滦煤矿井田地理位置图）图1-1 井田地理位置图图11其地理坐标为：东经：113281133030北纬： 39333934201.1.2地形、地貌范各庄井田是被第四

15、系冲积层所覆盖。地貌简单，地表平坦，地势呈现北高南低，坡度12左右，地表海拔标高+32+25m。由于受多年开采的影响，矿区南北各有一个塌陷坑，随开采的进行而逐步扩大并有大量的积水。矿区范围内分布有大小村庄15个，大部份分布在井田边界。另外，在矿区南部有大片职工住宅区。1.1.3矿区的气候条件矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年的7、8、9三个月降雨量占全年降雨量的76。年平均气温10.8C，常年最高气温

16、37.6C，最低气温-22.6，冻土深度0.50.7m，结冰期：11月中旬至次年的3月中旬。1.1.4工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。进入矿中央变电站的电源计四趟。其中两趟是电网吕家坨变电站35kV输电线，接中央变电站后，以6000V电压馈送一水平；另外两趟是开滦林西发电厂35kV输电线，接矿中央变电站后，以6000V电压馈送至二水平。1.1.5矿区的水电供给情况我矿工业、生活用水均从地面自备深水

17、井和井下清污分流工程取水；进入矿中央变电站的电源线计四趟，其中两趟是电网吕家坨变电站35千伏输电线，另外两趟是开滦林西电厂35千伏输电线。1.1.6矿区的气候条件矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年的7、8、9三个月降雨量占全年降雨量的76。年平均气温10.8C，常年最高气温37.6C，最低气温-22.6，冻土深度0.50.7m，结冰期：11月中旬至次年的3月中旬。1.1.7矿区水文及工农业供水因为煤系

18、地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田内沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为29.572m。井田西部有沙河流过，流向大致与地层走向平行。沙河为季节性河流，冬季河水近似干枯，只有林西、唐家庄等矿排放水流过。夏季流量显著增加，最高洪峰达142.8m3/s，流速1.69m2/s。本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为HCO3CaNa，矿化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井每日排水量约为4500 m3，全部进入污水净化站进行处理，净化水

19、主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。1.2井田地质特征1.2.1井田煤系地层范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表1-1为范各庄井田地层划分表。（一）、唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约56米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（层），含1、 2、3三层灰岩，以3灰岩发育较好，层位稳定，厚度一般为2.53.2

20、米，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。(二)、开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约52米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含4、5、6三层质地不匀的薄层灰岩和一层局部可采的14煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表1-1为范各庄井田

21、地层划分表。表11 范各庄矿井田地层划分简表地质时代建组起止层位地层接触关系厚度含煤性主 要 特 征系统组第四系由地表至基岩面不整合整合整合整合整合整合假整合2195主要由砂、粘土、卵石组成。二迭系上统古冶组红色砂岩底面至A层顶面120.0不含煤主要由中砂岩、粉砂岩组成下统唐家庄组A层顶面至5煤层顶面269.7含煤线4-5层主要由中砂岩、粉砂岩组成大苗庄组5煤层顶板至11煤层顶板69.4含煤6层可采4层即5、7、8、9煤由砂岩、粉砂岩、煤和泥岩组成。石炭系上统赵各庄组11煤层顶板至K6灰岩顶面86.4含3层煤即可采的11、12、12半煤由砂岩、粉砂岩、煤组成开平组K6灰岩顶面至K3灰岩顶面51

22、.7含煤13层，仅14煤局部可采主要由粉砂岩、泥岩组成，夹三层分布不稳定的灰岩中统唐山组K3灰岩顶面至奥陶灰岩顶面55.8含13层不稳定薄煤线以粉砂岩为主，细砂岩次之，间夹三层灰岩，底部为G层铝矾土岩奥陶系中统开平组由灰岩、白云岩等组成(三)、赵各庄组属石炭系上统。上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约86米，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含二至三层可采煤层，即11煤、12煤、12半煤。岩性与开平组相比颗粒变粗，接近陆相沉积。(四)、大苗庄组属二迭系下统。上部止于5煤层顶板，下伏赵各庄组，厚度约67米。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，

23、为主要含煤地层之一。含可采煤层四层，即5煤、7煤、8煤、9煤。6煤层分布普遍，但不可采。(五)、唐家庄组属二迭系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约270米。岩性以粗中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹层薄煤线。岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰和紫红色，均属于陆相沉积。范各庄井田煤系地层的形成过程均属于近海型沉积。其中石炭系的唐山组、开平组和赵各庄组属于海陆交互相沉积，二迭系的大苗庄组和唐家庄组属于近海陆相沉积。整个煤系地层厚度、煤层层数、旋回结构明显清晰，易于对比。从相旋回的特征分析，中石炭世地壳升降运动频繁，引起大面积的海侵和海退，沉积了一套海陆交互相地层。由于

24、地壳运动短暂而频繁，不宜泥炭堆积，故没有形成可采煤层。在这时期地形比较平坦，海侵和海退范围广泛，沉积了三层薄层灰岩，即1、2、3灰岩。中石炭世地层厚度较薄，约为56 米，相旋回结构清晰，易于对比。晚石炭世地层以缓慢上升为主，聚煤作用活跃，海相地层逐渐减少，过渡相地层增多，且出现河流冲积相沉积。在晚石炭世早期地壳运动还比较频繁，且很不稳定，沉积了三层薄层灰岩，即4、5、6灰岩，到后期地壳运动趋于稳定，适宜植物生长与堆积形成了本井田的可采煤层，即11、12煤层和局部可采煤层12半煤层、14煤层。晚石炭世厚度约为138米，相旋回结构比较清楚。早二迭世地壳运动仍以上升为主，上升幅度由小渐大，海退范围逐

25、渐扩大，沉积了一套近海陆相地层，湖泊、沼泽遍布，沉积了四层稳定和较稳定可采煤层（5、7、8、9煤层）。到二迭世中晚期，气候由温润转向干燥，不宜植物的生长。中期只形成薄煤层，到晚期聚煤作用已进入尾声。下二迭统地层厚度约为337米。从煤系地层形成过程来看，地壳运动在中石炭世、下二迭世是以上升为主，上升幅度由小到大，由缓慢上升到直线上升。从岩相来看，为近海相过渡相大陆相。从成煤环境看，则为滨海平原到内陆湖泊。正是由于地壳运动由弱到强，从海相逐渐转为陆相，在这种地壳相对稳定时期，才沉积了本井田的可采煤层。1.2.2构造1.区域构造开平煤田位于燕山南麓，煤系地层为石炭二迭系。开平主向斜是煤田的主要构造骨

26、架，呈复式向斜构造。向斜的总体轴向为NE向，自古冶以北主向斜轴逐渐转为东西向。向斜两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：一组由杜军庄背斜、黑鸭子向斜、吕家坨背斜、塔坨向斜、毕各庄向斜及南阳庄背斜等组成；另一组出现在宋家营以南，由李新庄向斜、刘唐堡背斜组成，其规模不如前者。东南翼断层不很发育，规模亦较小，多见于褶皱构造的轴部，正断层较多，逆断层较少。2.井田构造(1)褶曲 范各庄井田的主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼毕各庄区域的毕各庄向斜，是由于开平向斜在发育

27、过程中北部受青龙山东西构造带影响，主向斜轴在古冶以北发生偏转呈东西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造。(2)断层 井田内共有一条大断层，F6走向东南西北，两条倾角都较大，都属于正断层。（详见断层一览表1-2）表1-2 断层一览表名称性质断层面走向倾向倾角（）落差（m）水平断距（m）影响范围F6正断层东西南北南北86043较小1.2.3井田的水文地质特征范各庄井田水文地质情况复杂，煤系上下各有一个含水层，上为冲积层强含水层，其为厚度不等的卵石层，下有一黏土层有隔水作用；下为奥灰含水层。它们之间联系密切，以煤层露头线为联系，相互沟通，煤层地质有两个含水层：5S顶板砂岩含水层和12S-14S砂岩

28、组含水层，它们是矿井的主要出水来源。还有导水陷落柱12个，矿井涌水量为39t/min，矿井最大涌水量为318t/min。1.3煤层特征1.3.1煤层埋藏条件本区域煤系地层主要由石炭二叠系地层组成。主要可采煤层发育在石炭系上统的赵各庄组和二叠系下统的大苗庄组，基底为中奥陶统，上覆地层为上二叠统古冶组陆相碎屑岩。1.3.2煤层情况1、可采煤层：1）5煤层5煤层为简单结构煤层，煤层厚度02.49米，平均1.14 米，厚度变化尚有规律，西北薄，东南厚。在北翼塔坨向斜区除一水平北一采区局部可采外，其余均不可采。在中部单斜区二水平的南二采区局部、三四水平南二石门以北J27、吕37、吕18、83-1等孔控制

29、的范围均为大面积不可采薄煤，煤层顶板多直接为砂岩，属成煤建造期内冲刷造成的。另外，在一、二水平的南二采区和二水平的南三采区存在着内生河流冲刷，并冲蚀部分煤层。毕各庄向斜区除在南8剖面以南受大型断裂构造影响外，其余均在可采范围，为较稳定煤层。煤岩类型以光亮型煤为主，间夹半亮型煤。内生节理发育，性脆。煤的硬度f=0.30.5，容重1.36。5煤与7煤层的间距2943米，平均32.2米，由北往南逐渐变薄。2）7煤层7煤层为复杂结构厚煤层。煤厚1.856.16米，平均3.52米。煤层中夹有23层炭质成分含量很高的粉砂岩夹矸（俗称老碴），中间一层厚度较大，约0.4米，广泛发育、比较稳定。煤层厚度由北往南

30、逐渐变薄。在毕区7剖面以南煤厚多在3.0米以下，且受到412大型断裂构造带的影响。煤岩类型以半亮型和半暗淡型煤为主，中间夹12层暗淡型煤，底部为光亮型煤。煤层中节理裂隙发育，棱角状断口。煤的硬度f=0.40.9，容重1.57。3）9煤层9煤层为复杂结构的中厚煤层。煤层厚度0.133.45米，平均1.86米。含有12层泥岩、粉砂岩夹石。夹石分布广泛，变化较大，由北往南逐渐增厚，由0.1米至0.9米，在南二至南三石门，由于夹石厚达0.9米，将煤层分为两层。9煤层厚度的变化较大，多是由于煤层底板起伏变化较大和煤层顶板小型断层比较发育造成。煤岩类型以光亮型为主，下层以半亮型为主，界线明显。内生节理发育

31、，玻璃光泽。煤的硬度f=0.40.7，容重1.51。1.3.3煤层的围岩性质井田内主要煤层顶底板赋存情况表（见表1-3）表13 井田内主要煤层顶底板赋存情况煤层顶底板岩性厚度（米）特征及赋存情况5煤伪顶粉砂岩01.3岩石破碎，夹多层煤线，南三剖面以南出现煤线直接顶砂岩3.0水平层理，层理面附大量植物化石，富含泥质结核，成细层状或串珠状分布。老顶砂岩4.0硅质胶结，局部含钙质。直接底粉砂岩0.51.0含大量植物根化石。老底细砂岩2.03.0水平层理，分布稳定。7煤伪顶泥岩0.52.5一般在1.0米以下，岩性破碎，局部增厚可达2.5米，相变为粉砂岩或细砂岩。中夹一层煤线，顶部一层煤线与直接顶相隔。

32、直接顶粉砂岩2.43.5水平层理，含植物化石。井田中部厚度增大至68米，北翼及深部局部被冲蚀掉。老顶中砂岩0.56.0硅质胶结，坚硬。北翼及深部局部直接沉积于煤层上。直接底粉砂岩0.52.5南一石门以北厚度小于1.0米，松软破碎，含大量植物根化石，同时8煤层顶板，北翼局部缺失，直接为8煤层，即7、8煤层合群。南二石门以南逐渐增厚。老底细砂岩02.5层状结构，南二石门以南逐渐增厚。老底细砂岩3.0硅质胶结，呈块状结构，坚硬，普遍发育。9煤伪顶无伪顶。直接顶粉砂岩4.0含炭质成分及菱铁矿结核，小断层、节理十分发育，比较破碎。北三石门以北相变为细砂岩。老顶细砂岩4.5水平层理，层理面附炭质薄膜，分布

33、稳定。直接底粉砂岩2.0局部缺失。顶部含大量植物根化石。井田中部较厚。1.3.4煤的特征井田内各主要可采煤层的煤种均为结焦性良好的1号、2号肥煤和气肥煤。煤质受沉积环境的影响，各煤层变化较大。造成原煤生产灰分增加的主要原因：一是生产管理过程中的产品质量意识差，产煤中人为混入大量矸石；二是由于个别煤层特殊的赋存条件，如存在伪顶、夹矸，或出现局部薄煤等。生产工艺不合理，出现采伪顶，夹石，破底板等，形成的大量矸石混入煤中，详见表14煤主要特征表、表15煤质情况表。 表14 煤的主要特征表物理特征煤层颜色光泽硬度容重煤岩类型5黑油脂0.3-0.51.36光亮7黑丝绢0.4-0.91.57光亮和半光亮9

34、黑玻璃0.4-0.71.51光亮和半光亮原煤工业指标煤层MAVSQ工业牌号515.8236.940.7459011、2号肥煤731.0929.860. 4760601、2号肥煤928.835.101.6360161、2号肥煤表15 煤质情况表项目煤层灰分（）硫分（）挥发分（%）发热量（卡/克）灰熔融性牌号5煤层13.9518.320.6638.3228.22150036#肥煤9.510.5739.2632.227煤层26.7238.290.430.5827.7336.8055207652150036#肥煤31.090.4729.86606028.920.6433.4863549煤层15.662

35、.2237.3328.7150036#肥煤25.371.5428.7625.641.3.5煤的含瓦斯性根据勘探阶段取样器采区主要煤层5、7、9煤层的瓦斯煤样化验结果，瓦斯都不大。根据范各庄矿2000年度矿井瓦斯等级鉴定报告，矿井瓦斯相对涌出量：0.42m/t，矿井瓦斯绝对涌出量：0.73m/min，矿井瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。1.3.6煤尘的爆炸性影响煤尘爆炸的主要因素是煤中的挥发分产率，煤的挥发分愈高，煤尘爆炸的危险性愈大。煤尘爆炸指数为38.3946，煤尘有爆炸性危险。1.3.7煤的自然发火倾向各煤层都没有发火倾向 2井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田划分的依据在煤田划分为井田时

36、，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2、保证井田有合理尺寸；3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。2.1.2井田范围范各庄矿位于开平向斜之东南翼。矿井地理坐标：东经113度28分，北纬39度33分。井田北部及西北部与吕家坨矿相接。西及西南部与钱家营矿相邻，两矿的技术边界未确定，暂以毕25孔与毕34孔联线，再经毕34孔与15孔联线延至9煤层-800米等高线上，作为范各庄矿与钱家营矿的储量计算边界。东部及南部以

37、14煤层的基岩露头为界。2.1.3勘探类型及储量等级的圈定1、井田勘探类型根据矿井勘探情况，其勘探类型为类型。2、钻孔及勘探线分布全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔145个，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.61m。2.1.4储量等级的圈定根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。由于本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质条件中等，煤系中无岩浆岩破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。总的来

38、看，范各庄地质构造复杂程度总体上偏简单，以新井以北中等，新井以南地质构造复杂程度较简单。邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；2.1.5矿井工业储量的计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量一般即A+B+C级储量。图2-1 工业储量图井田范围内全区可采煤层为5、7、9煤共3层煤。其中， 5煤平均厚度为3.5m，7煤平均厚度为3.5m，9煤层平均为5.5m，可采煤层总厚为12.5m。主采9煤层。计算数据的依据及方法：1、计算数据的求取（1）投影面积：以

39、1：5000煤层底板等高线图为基础，划分储量计算块段，块段形状规则的以几何图形求面积的方法计算。（2）煤层厚度及倾角：计算块段储量使用的煤厚及倾角是按储量规程要求计算的控制该块段的工程揭露的各见煤点的煤厚及倾角平均值。倾角平均为13度。（3）容重：计算块段储量使用的容重是1975年测定的数据，见表2-1表2-1煤层5煤7煤9煤容重1361571512、储量计算公式：按生产矿井储量管理规程规定储量计算采用公式为：(1)矿井工业储量：Zg=斜面积x煤厚x容重式中 Zg为矿井工业储量(2)矿井设计储量：Zs=Zg-P1式中 Zs为矿井设计储量 P1为断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱等

40、永久煤柱损失量之和(3)矿井可采储量：Zk=( Zs-P2)C式中 Zk为矿井可采储量 P2为工业场地和主要井巷煤柱损失量之和 C为采区采出率，厚煤层取75%综上所述：矿井工业储量为： 5煤Z5=525005001.363.5cos13=68191326t 7煤Z7=605005001.573.5cos13=90831772t9煤Z9=595005001.515.5cos13=134992765t 合计：Zg= Z5+ Z7+ Z9=294015863矿井设计储量为：井田境界煤柱：根据规定，本井田长18814m，煤柱留50m5煤=18814503.51.36=4477732t 7煤=18814

41、503.51.57=5169146t9煤=18814505.51.51=7812513t井田境界煤柱=4477732+5169146+7812513=17459391t井田断层煤柱：根据规定，本断层长6924m，煤柱留30m5煤=6924603.51.36=1977494t7煤=6924603.51.57=2282842t9煤=6924605.51.51=3450229t井田断层煤柱=1977494+2282842+3450229=7710565t综上所述：P1=17459391+7710565=25169956tZs= Zg-P1=294015863-25169956=268845907t

42、矿井可采储量：工业场地煤柱:经计算工业广场压煤面积S=896712m2，示意图如下图所示5煤=8967123.51.36=4268349t7煤=8967123.51.57=4927432t9煤=8967125.51.51=7447193t合计=4268349+4927432+7447193=16642974t主要巷道布置在岩层中，故没有保护煤柱所以P2=16642974t所以Zk=( Zs-P2)C =（268845907-16642974）0.75=189152199t2.1.6矿井储量汇编表在井田内煤层工业储量和可采储量汇编成表，见表2-2：表2-2井田储量计算表（单位t）5煤7煤9煤合计

43、矿井工业储量6819132690831772134992765294015863矿井设计储量6173610083379784123730023268845907矿井可采储量1891521993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3.1.1矿井年工作日数的确定按照新版煤炭工业矿井设计规范规定：矿井设计生产能力按年工作日330天计算。所以，本矿井设计年工作日数为330天。3.1.2矿井工作制度的确定矿井工作制度设计采用“三八”工作制，即两班采煤，一班准备，每班工作时间为8个小时。3.1.3矿井每昼夜净提升小时数的确定按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井每昼夜提升时间14小时。这样充

44、分考虑了矿井的富裕系数，防止矿井因提升能力不足而影响矿井的增产或改扩建。因此本矿设计每昼夜提升时间为14小时。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井生产能力的确定由于范各庄矿井田范围大，煤炭储量丰富，地质构造较简单，煤层生产能力大，开采技术条件好，应建设大型矿井，初步确定矿井生产能力为240万t/年。3.2.2矿井服务年限及第一水平服务年限矿井服务年限的计算公式为： T= （31）式中 T矿井的服务年限，a；Zk矿井的可采储量，万t；K矿井储量备用系数，取K=1.4；A矿井设计生产能力，万t/a。由第二章计算结果可知：矿井可采储量为18915.2万t，则矿井服务年限为 T=18915.

45、22401.4=56a50a以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。第一水平服务年限的计算公式为： T1= （32）式中 T1第一水平的服务年限，a；Zk1第一水平的可采储量，万t；K矿井储量备用系数，取K=1.4；A矿井设计生产能力，万t/a。以下计算Zk1：5煤=335005001.363.5cos13=40302962t7煤=355005001.573.5cos13=49345984t9煤=345005001.515.5cos13=72449372t第一水平工业广场及第一水平境界煤柱=25372669综上所述Zk=136725649t1 T1=13672.52401.4=40a30a以上

46、结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。经过矿井及第一水平服务年限的核算，二者均符合煤炭工业矿井设计规范之规定，由规定对年产量120、150、180、240Mt的矿井服务年限不少于50年，300Mt的矿井服务年限不少于60年。又考虑到煤炭市场供求量的需求,故设计矿井的适宜年产量为240万吨,矿井最佳服务年限为56年。因此最终确定矿井的生产能力为240万t/a。4井田开拓4.1井田开拓的基本问题4.1.1井筒形式及数目的确定一般情况下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。斜井适用于井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。平峒适用于地形条件合适，煤层赋存较

47、高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。综合范各庄煤矿的实际情况：（1）表土层较厚，平均为50m，且风化严重；（2）地处平原，地势平坦，地面标高平均为+25m左右，煤层埋藏较深，距地面垂深在200800m之间。因此，斜井及平峒均不适用于范各庄矿。由于立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；在采深相同的条件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；井筒的断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的的要求，且阻力小，对深井更为有利；当表土层为富含水的冲积层或流沙层时，立井井

48、筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的煤层。因此，综合以上因素并结合范各庄矿的实际情况，确定井筒的形式为立井。本矿井采用一对立井开拓：主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐笼提升矸石，升降人员、设备、材料，且兼作进风井。副井安装梯子间，作为一个安全出口。考虑到范各庄井田范围较大，矿井通风方式经过比较后确定为中央分列式通风，风井安装梯子间，作为回风井并兼作安全出口。4.1.2井筒位置的确定井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。选择井筒

49、位置时要考虑以下主要原则：1、有利于井下合理开采（1）井筒沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。（2）井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。2、有利于矿井初期开采选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期

50、井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。3、尽量不压煤或少压煤确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱，做到不压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要使地面工业场地尽量不压首采区煤层。4、有利于掘进与维护（1）为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。（2）为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。（3）为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地区。（4）井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容

51、积硐室的掘进和维护。5、便于布置地面工业场地井口附近要布置主、副生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统之间互相联接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，专用线短，工程量小及有良好的技术条件，应尽量避免穿过村镇居民区、文物古迹保护区、陷落区或采空冒落区、洪水侵入区；要尽量少占农田、果园经济作物区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。为考虑长期运输的行车安全和管理，要尽量避免与公路或其他农用道路相交，力求使接轨点位于编组站配线一侧。另外，井口标高应高于历年的最高洪水位；还要考虑风向的影响，防止污染。总之，选择井筒位置要统筹井田全局，兼顾前期和后期、地下与

52、地面等各方面因素。不仅要考虑有利于第一水平，还应兼顾其他水平，适当考虑井筒延伸的影响。通过以上分析，考虑到范各庄矿实际情况：东西方向短，南北方向长及地质构造的影响。为了减少煤柱损失，缩短煤炭外运距离，减少运输费用，平衡井田南（前期）、北（后期）两翼的运输和通风系统，主副井布置在井田地质构造区并且靠近井田的中央。矿井通风方式为中央分列式。4.1.3工业广场位置、形状和面积的确定工业场地的选择主要考虑以下因素：（1）尽量位于井田储量中心，使井下有合理的布局；（2）占地要少，尽量做到不搬迁村庄；（3）尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位；（4）尽量减少工业广场的压煤损失。根据以上原则并结合本矿井的实际情况，工业广场与主副井筒位置相同，呈东西方向矩形。依据关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）之规定：井型在2.4Mt/a及以上，占地面积标准为1.0公顷/10万t。由此确定工业广场占地面积为24公顷。工业广场形状为矩形，其尺寸为：长宽=600m400m=240000m2。4.1.4开采水平数目、位置和标高的确定范各庄矿井田范围内煤层倾角718，平均13，为缓倾斜煤层。全区范围内可采煤层为5、7、9煤层，井田划分为2个开采水平，即一水平，标高360m，垂高220m，斜长9001