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

1、华北科技学院毕业设计目录全套图纸加扣 3346389411或3012250582摘要11矿区概述及井田地质特征51.1矿区概述51.1.1井田地理位置及交通条件51.1.2地形、地貌及居民点分布51.1.3矿区的气候条件61.1.4工农业生产和原料及电力供应61.1.5矿区水文及工农业供水61.2井田地质特征61.2.1井田地质构造61.2.2井田煤系地层71.2.3井田的水文地质特征81.3煤层特征101.3.1煤层埋藏条件101.3.2煤层情况111.3.4煤质122井田境界和储量152.1井田境界152.1.1井田划分的依据152.1.2井田范围152.1.2开采界限152.1.3井田尺

2、寸152.2井田工业储量162.2.1勘探类型、钻孔及勘探线分布162.2.2储量等级的圈定162.2.3煤层最小可采厚度172.2.4井田地质勘探172.2.5工业储量计算172.3矿井可采储量182.3.1安全煤柱留设原则182.3.2矿井永久保护煤柱损失量192.3工业广场保护煤柱的留设202.3.3矿井可采储量203矿井工作制度、设计生产能力及服务年限213.1矿井工作制度213.1.1矿井年工作日数的确定213.1.2矿井工作制度的确定213.1.3矿井每昼夜净提升小时数的确定213.2矿井设计生产能力及服务年限213.2.1确定依据213.2.2矿井设计生产能力的确定213.2.3

3、矿井服务年限213.2.4矿井第一水平服务年限223.2.5井型校核224井田开拓244.1井田开拓的基本问题244.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标244.1.2工业场地的位置264.1.3风井的位置264.2矿井开拓设计方案比较264.2.1开采水平和阶段高度的确定264.2.2采区划分284.2.3方案比较294.3矿井基本巷道344.3.1井筒344.3.2井底车场及硐室364.3.3主要开拓巷道395采煤方法和采区巷道布置445.1煤层的地质特征445.1.1煤层埋藏条件445.1.2煤质445.2采区巷道布置455.2.1确定采区走向长度465.2.2确定区段斜长和区段数目46

4、5.2.3煤柱尺寸的确定465.2.4采区上下山的布置475.2.5顺槽的布置475.2.6联络巷道的布置475.2.7采区运输、通风运料等系统的确定475.3采区车场设计485.3.1采区上部车场形式的选择485.3.2采区中部车场的选择485.3.3采区下部车场495.3.4采区主要硐室布置515.4采区采掘计划535.4.1采区主要巷道参数确定535.4.2采区生产能力585.4.3采区回采率586采煤方法596.1采煤工艺方式596.1.1采煤方法初选596.1.2确定采煤工艺方式596.1.3落煤与装煤596.1.4运煤616.1.5支护626.1.6采空区处理646.2回采巷道布置

5、646.2.1回采巷道布置方式简述646.2.2回采巷道护巷方法667井下运输677.1系统概述677.1.1基本概况677.1.2井下运输系统677.2采区运输设备677.2.1工作面刮板输送机的选择677.2.2带式输送机747.3轨道大巷运输设备797.3.1矿车选择797.3.2矿用电机车运输设备选型设计797.3.3列车中矿车数量的确定807.3.4电机车台数的计算807.4运输大巷运输设备818矿井提升828.1设计依据828.1.1主井提升828.1.2副井提升828.2主副井提升设备的选型828.2.1小时提升量828.2.2合理的提升速度828.2.3一次提升循环时间838.

6、2.4一次合理提升量的确定848.2.5计算一次提升循环提升时间Tx和所需的提升速度vm848.3 提升钢丝绳的选择计算858.4提升机与天轮的选择计算878.4.1滚筒（或摩擦轮）直径的确定878.4.2天轮的选择878.4.3提升机强度校验888.4.4摩擦衬垫比压888.5提升电动机的预选888.5.1电动机功率的估算898.5.2估算电动机转数898.6提升机与井筒的相对位置908.6.1井架高度908.6.2尾绳环高度909通风与安全919.1矿井通风系统的选择919.1.1选择矿井通风系统的原则919.1.2选择矿井主要通风机的工作方法929.1.3选择矿井通风方式929.2全矿所

7、需风量的计算及其分配929.2.1矿井风量计算原则929.2.2矿井风量计算929.3通风阻力的计算969.3.1矿井通风阻力的计算原则969.3.2矿井通风阻力的计算969.3.3井总风阻及总等积孔计算989.4通风设备的选择999.4.1矿井通风设备的要求999.4.2选择主要通风机999.4.3选择电动机1019.4.4电费计算1019.5矿井灾害防治1029.5.1防治瓦斯1029.5.3防灭火1029.5.4防治水10310矿井基本经济技术指标104参考文献105专题部分107提高综采放顶煤回采率研究109摘要109关键词1091.引言1102.我国综放开采技术发展的基本情况1102

8、.1综放开采技术的优越性1102.1.1高产高效1102.1.2节省掘进工程量，缓和采掘关系1102.1.3经济效益好1102.1.4安全性能高1102.1.5 为矿井实现集中化生产创造了条件1112.2综放开采技术理论工作的滞后1112.3综放开采的回采率现状概述1113综放开采煤炭损失分析1123.1综放开采煤炭损失构成1123.2综放开采顶煤损失的分类与计算1133.2.1端头损失1133.2.2架间损失1133.2.3初采损失1143.2.4末采损失1143.2.5放间损失1143.2.6工艺损失1153.2.7底煤损失1154 影响综放面顶煤放出率及回采率的因素分析1154.1综放面

9、顶煤放出率影响因素分析1154.1.1放煤步距1154.1.2放煤工艺1164.1.3液压支架放煤口的高度1164.1.4煤的强度和硬度1164.1.5煤层倾角和顶煤厚度1165提高综放开采回采率的措施1165.1优化放煤工艺1165.1.1按煤层厚度、顶煤充分破坏及均匀下降确定放煤方式1175.1.2按顶煤上方矸石与采空区冒落研石同时到达放煤口确定放煤步距1175.1.3选择合理的放煤口间距1175.1.4合理的放煤顺序1185.2减少初、末采损失1185.2.1减少初采损失1185.2.1减少末采损失1185.3减少工作面端头损失1195.4加大顶煤破碎度1195.4.1煤体超前高压孔注水

10、1195.4.2超前深孔预裂爆破1195.4.3工作面爆破松动顶煤1195.5回收上下顺槽的顶煤和减少浮煤损失1205.5.1回收上下顺槽的顶煤1205.5.2减少浮煤损失1205.6优化综放采区设计1205.6.1选择可放性好的煤层1215.6.2优化工作面布置参数1215.6.3合理留设采区区间煤柱、区段煤柱1215.6.4实行无煤柱开采1215.7加强综放开采的生产技术管理1225.7.1加强工作面地质探测和巷道掘进管理。1225.7.2加强储量监督管理，健全计量管理。1225.7.3加强煤矿工人技术培训，提高采放技术，增强工人的责任感。1225.7.4加强放顶煤工艺现场监督管理1236

11、.结论123参考文献124致谢1259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。范各庄井田位于河北省唐山市。矿井平均走向长度约为5770m，平均倾斜长度约为2820m，面积16.7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4.5m、5m、4m，总厚度为13.5m。倾角平均为13度，为缓倾斜厚煤层。井田内工业储量3.342108吨，可采储量2.238

12、108吨。范各庄矿年设计生产能力240万t/a，服务年限66.6年。采用立井两水平加暗斜井开拓：一水平标高-400m；二水平标高-650m。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180m，煤在运输大巷的运输采用底卸式矿车运输，辅助运输采用矿车运输。矿井的通风方式采用中央分列式通风。关键词：走向长壁；综采；立井；两水平；中央分列式AbstractThe design includes two parts : the general part and special subject part. The general part is a new design

13、 for Fangezhuang mine, the text is divided into 10 sections : Overview of mine and geological features, Mine realm and reserves, mine system design and production, mine exploration, mining area roadway layout, mining method, Underground transport, upgrading mine, and mine ventilation and mine safety

14、 technology major economic indicators. The Fangezhuang coalfield locates in the city of Tangshan in Hebei Province. The average strike length of the coalfield is 5,770 m. The inclination length of the coalfield is 2,820m with an area of 16.7 square kilometers. There are three coal seams in this coal

15、field, No.5coal seam, No.7 coal seam , No.9 coal seam. Their thickness are 4m、5m、4.5m and the total thickness is 13.5 meters. The average angle is 10 degrees, belongs to gently inclined medium thickness seam. The industrial reserve is 334Mt, the workable reserve is 223Mt. The annual design productio

16、n capacity of Fangezhuang mine is 2.4Mt/a and the service life is 66.6 years. It use shaft single level upward and downward development: the level elevation is-400m. The mine method is the inclined longwall comprehensive mechanization mining method.It make a fully mechanized coal face to meet the wh

17、ole mine production, the coal face is 180m, the transport equipment in the main entry is transport of belt. The ventilation mode of this mine is two-wing mode.Keywords：the longwall; comprehensive mechanization; shaft ;two levels 一般部分一般部分范各庄煤矿2.4Mt/a新井设计1矿区概述及井田地质特征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

18、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。见图1.1范各庄南矿井田位于开平向斜的东南翼，东南部以F0断层（毕各庄）为界，西南与钱家营矿相连，西北部边界与吕家坨矿相连，东部以14煤层潜伏露头线为界，西部与5煤层800m等高线与吕家坨矿为界。范各庄矿井田走向长度5.77km，倾斜长度2.82 km，井田面积16.7km2。矿井地理坐标

19、：东经113度28分，北纬39度33分。图1.1开滦矿区矿井分布及交通位置平面图1.1.2地形、地貌及居民点分布范各庄南矿井田是被第四系冲积层所覆盖，冲击层的厚度为54-424米平均为80米。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+31+23m。由于受多年开采的影响，矿区中含有两个落差较大的断层。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

20、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。1.1.4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

21、.5矿区水文及工农业供水因为煤系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，井田外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。井田西面的沙河流向大致与井田地层走向平行。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

22、进入污水净化站进行处理，净化水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井田地质构造范各庄南矿井田位于开平煤田的东南翼。范各庄南矿井田的主体构造为井田北翼的向斜和南单轴翼毕各庄区域的毕各庄向斜，是由于开平向斜在发育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。毕各庄向斜主要为钻探工程控制，向斜轴呈NW向，枢纽呈马鞍状起伏较大，沿轴线形成小型盆地。井田内较大的断裂构造主要分布于毕各庄向斜区域：一组是以F1大断层为主的断层带，走向呈NNE向。F1断层为正断层，落差达50余米，向北发育，一直切过唐家庄

23、井田。F1断层为喜马拉雅运动中产生的次一级构造；另一组是以F0断层为主的断裂构造带。F0断层为F1大断层的伴生构造。断层见表1-1。表1-1 主要地质构造表断层倾向倾角0落差m类型备注F0SWW70841437正断层向北、向南延展落差逐渐减小，该断层贯穿整个单斜构造区F1NWW8850正断层断层上盘的煤系地层与下盘的奥陶纪灰岩对接，成为井田东南部的自然边界F2NWW7010正断层随着断层向上部煤层发育，落差逐渐减小1.2.2井田煤系地层范各庄南矿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

24、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1-2为范各庄南矿井田地层划分表。1）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米，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。2）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，

25、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。3）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。4）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，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。5）唐家庄组属二叠系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约270米

26、。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5

27、6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

28、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。1.2.3井田的水文地质特征范各庄南矿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

29、-14S砂岩组含水层，它们是矿井的主要出水来源。矿井涌水量为39t/min，矿井最大涌水量为3180t/min。矿井涌水量无季节性变化，不受大气降雨的直接影响。因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降雨后，大部分从地表流走，少部分渗入地下，首先形成潜水，然后再慢慢地向下渗透到底部卵砾石层，形成孔隙承压水。通过基岩隐伏露头补给煤系地层，然后经构造和裂隙渗入巷道和采空区，变成矿井涌水。地表水体与第四系冲积层中的潜水层水量呈互补关系。在雨季地表水体水位高于潜水层水位，地表水补给潜水；在旱季地表水体水位低于潜水位，潜水补给地表水。地表水体和大气降水一样，在正常情况下，只是通过渗透补给冲积层底部卵砾石含

30、水层，间接补给煤系地层。（1）地下含水层及其特征在煤系地层中，对矿井直接充水的含水层是5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层、512煤层间砂岩裂隙承压含水层和1214煤层间砂岩裂隙承压含水层。5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层：该层在5煤层顶板以上，平均厚度约74.4米，岩性主要为中、细砂岩及粉砂岩。该层裂隙发育，含水较丰富。采掘过程中大都表现为淋滴水，局部表现为涌水现象。该含水层在井田东部、西南部隐伏露头区与第四系冲积层底部砾石含水层直接接触，并接受其补给。在井田北部、西部分别与吕家坨矿、钱家营矿相连。整个含水层在井田范围内具有典型的裂隙水特点，节理裂隙较为发育，充水及导水性较好，含水较为丰富，单位涌水量为

31、0.328升秒米，渗透系数为0.339米昼夜，水质类型为重碳酸钙镁钠型或重碳酸钠型，属软水。512煤层间砂岩裂隙承压含水层：该含水层由几层互不联系的含水亚层组成，主要有57煤层间砂岩裂隙承压含水层，79煤层间砂岩裂隙承压含水层，911煤层间砂岩裂隙承压含水层、1112煤层间砂岩裂隙承压含水层。其中以57煤层间砂岩裂隙承压含水层和911煤层间砂岩裂隙承压含水层富水较强。该含水层在井田东部露头区接受第四系冲积层含水层的补给，煤层采掘过程中充水形式为顶板淋滴水和底板缓慢渗水，目前主要消耗其静储量。另外，7煤层采出后，通过回采冒落裂隙带接受上部5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层的补给。据抽水试验结果，单位涌

32、水量为0.00220.845升秒米，渗透系数为0.0121.725米昼夜。水质类型变化较大，为重碳酸钠钙镁型，重碳酸钙型，重碳酸、硫酸钙镁型，属软水，局部矿化度较高。121 4煤层间砂岩裂隙承压含水层：该段平均厚度约60米左右，岩性主要为中、粗砂岩、含砾粗砂岩。中部的一层含砾粗砂岩，裂隙发育、含水丰富，当开拓巷道通过该层时大多表现为裂隙出水。该含水层在井田东部、西南部与第四系冲积层底部卵砾石含水层直接接触，并接受其补给；在井田北部、西部分别与吕家坨矿、钱家营矿相连。在井田范围内，该含水层接受奥陶系灰岩含水层的补给，其补给途径大多是通过岩溶陷落柱、导水断层及导水裂隙等。由于构造发育的不均一性，导

33、致了该含水层在井田范围内富水性的不均一。在井口区及北翼，由于岩溶陷落柱及导水构造较为发育，1214煤层间砂岩组含水层与奥灰岩溶水联系密切，含水较为丰富，不易疏干。该含水层据范45孔抽水试验结果单位涌水量为0.845升秒米，渗透系数为1.725米昼夜。水质类型为重碳酸钙镁型，局部为重碳酸钙镁钠型和重碳酸钠型，属软水。（2）地质构造对矿井充水的影响范各庄南矿井田煤系地层下部以奥陶系石灰岩为基底，上部有巨厚冲积层覆盖。井田北部为单斜构造，南部为向斜构造，有良好的储水条件，地下水极易沿岩层的孔隙、裂隙集中而达到饱和，其结果使所有含水层均为承压状态。经钻孔实测奥陶系石灰岩含水层水压在-310水平为3.0

34、3.3兆帕，在-490米水平为4.85.0兆帕。突水与构造密切相关，断裂构造规模和力学性质以及区域内断裂构造的复杂程度是发生突水的重要因素。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。其标志层自上而下见表1-3表1-3 范各庄井田主要标志层表标志层名称厚度（米）稳定性主要特征A层铝铁质泥岩8.3稳定紫红色，含铝质成分较多。5煤层底板砂岩2.2稳定层理明显，层间清晰。6煤层底板泥岩4.7稳定铝质成分，含鮞状结构。11煤层顶板粉砂岩8.3稳定含泥质结核，

35、贝壳状断口。12煤顶板腐泥质页岩2.2稳定炭质成分很高K6石灰岩0.6不稳定局部被粉砂岩代替K5石灰岩0.7较稳定黑褐色厚度变化大14煤层底板泥岩6.6稳定有鮞状结构K3石灰岩3.2稳定含海相动物化石G层铝质泥岩11.5稳定鮞状结构明显，铝成分较高。1.3.2煤层情况1、含煤性：本区域内共发育5、7、8、9、11、12六个煤层。本区域总厚度为15.0m。煤系地层总厚度约为530m。含煤系数为2.8 。（详见煤层赋存情况表14）表14 煤层赋存情况表煤层厚度、倾角、结构、间距煤层名称煤厚m倾角结构层间距mkMr稳定性5平均513简单结构32.21.01.36较稳定最小-最大3.1-7.26-17

36、7平均413复杂结构71.01.57较稳定最小-最大3.4-5.45-188平均1.313简单结构9.30.941.56较稳定最小-最大0.8-1.57-159平均3.213复杂结构9.31.01.51较稳定最小-最大2.4-3.55-1511平均0.98单一结构13.41.39较稳定最小-最大0.6-1.26-1012平均1.213复杂结构1.42较稳定最小-最大0.7-1.48-172、可采煤层：1）5煤层5煤层为简单结构厚煤层，煤层厚度4.5米，厚度变化不是很大。煤层顶板多直接为砂岩，属成煤建造期内冲刷造成，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

37、f=2.53，容重1.36。5煤与下伏的6煤间距810米，与7煤层的间距2943米，平均32.6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5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。煤层厚度由北往南逐渐变薄。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=12.5，容重1.57。7煤与下部8煤层间距变化较大，间距015米。在井口区7、8煤层合群，往南间距逐渐增大，在井田北翼7、8煤层间距为0.30.5米。3）9煤层9煤层为复杂结构的中厚煤层

38、。煤层厚度4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，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，玻璃光泽。煤的硬度f=22.5，容重1.51。与下伏11煤层间距5.321.0米，平均9.3米。1.3.3煤层的围岩性质井田内主要可采煤层顶底板赋存情况表（见表1-3）1.3.3煤质井田各煤层由腐植煤构成。其宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，镜煤和丝炭较少；其煤岩类型以半亮型煤和半暗型煤为主，光亮煤较少，具条带状-线状层理。显微煤岩组分以镜质组

39、占绝对优势。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。赋存于陆相大苗庄组的5煤、7煤、8煤、9煤则灰分较高，发热量较低，但煤的含硫量低。均属于难选或非常难选煤。各煤层的原煤工业分析和洗精煤工业分析见表4-4和表4-5。1.3.4瓦斯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。1.3.5煤层的自燃倾向可采煤层5、7、9煤层的自燃倾向的时间均较长，不易自燃，不做考虑。表13 井田内主要可采煤层

40、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粉砂岩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。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

41、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。9煤直接顶粉砂岩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。老底细砂岩3.0硅质胶结，坚硬，局部相变为粉砂岩。表4-4 原煤工业分析综合表项目灰分 Ag（%）硫分 S（%）挥发分 Vr（%）发热量

42、（大卡/克）灰熔融性煤质牌号备注5煤层10.7820.870.530.9834.0339.2040407902135015001、2号肥煤为主，局部气肥煤15.820.7436.9459017煤层26.7238.290.430.5827.7336.80552076521、2号肥煤为主，局部肥焦煤和气肥煤在井田东南翼煤层结构复杂，夹石增厚，灰分增大。31.090.4729.8660609煤层24.1731.701.052.4430.6338.7146007630117015001、2号肥煤南翼煤层下部夹石层增厚，灰分增加。28.801.6335.106016表4-5精煤工业分析综合表 项 目5煤

43、层7煤层9煤层工业分析水分Wf （%）0.970.800.87灰分Ag （%）5.4110.0214.86挥发分Vr （%）38.1628.1832.17粘结性7-86-87硫分S （%）0.660.651.13发热量QT（卡/克）801376237729碳 Cr86.2587.8486.71氢 Hr5.635.145.33氮 Nr1.561.671.54氧 Or4.984.775.45硫 Sr0.630.661.69横向厚度（mm）32.1919.588.43纵向厚度（mm）23.5624.5531.53曲线类型之 字之 字之 字煤 质 牌 号2肥气1肥煤2肥煤2井田境界和储量2.1井田境界

44、2.1.1井田划分的依据在煤田划分为井田时，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井田范围东部边界：以14煤层的基岩露头为界。西部边界：以与钱家营相交处为边界。南部边界：以钻孔12号和24号钻孔的连线。北部边界：以钻孔11号和32号钻孔的连线。西北部是以与吕家坨相交处为边界。2.1.2开采界限井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包

45、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。总厚度530m，含煤14层，可采煤层3层，分别为5、7、9煤层。其中主采煤层为7号煤层，5、9煤层为后期储备资源开采。矿井设计只针对7号煤层。开采上限：5号煤层以上无可采煤层。开采下限：9号煤层以下无可采煤层。2.1.3井田尺寸井田的最大和最小走向长度都为5.77Km，所以平均长度为5.77Km。井田的最大倾向长度为3.08Km，最小的倾向长度2.57 Km，平均长度为2.82Km。煤层的最大倾角为130，最小倾角为100，平均为130，井田平均水平宽度为2.82Km。井田的水平面积按下式计算：S=HL式中: S井田的水

46、平面积，m2; H井田的平均水平宽度，m; L井田的平均走向长度，m;则井田的水平面积为：S=5.572.82=16.27（2）井田赋存情况示意图如图2.1所示。图2.1 井田赋存情况示意图2.2井田工业储量2.2.1勘探类型、钻孔及勘探线分布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，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。2.2.2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

47、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，煤系中只有恨少量的岩浆岩破坏活动，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。总的来看，范各庄南矿地质构造复杂程度总体上偏简单；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；2.2.3煤层最小可采厚度该井田煤层倾角小于25，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求，根据生产矿井储量管理规程的规定，确定煤层的最小可采厚度为1.3 m。2.2.4井田地质勘探1977年至1987年，在井田北翼和南翼边界地区，共施工地质钻孔21个，进尺13226.21米，施工水文地

48、质钻孔37个，进尺19251.36米。（资料来源：中国统配煤矿总公司、开滦矿务局、范各庄矿，开滦矿务局范各庄矿地质报告书1979-1989，1989年9月17日）委托煤航（集团）实业发展有限公司进行了井田范围内的航空摄影测量和数字化成图，2005年提供了1：2000和1：5000两种比例的数字化图。2006年委托煤科总院唐山分院进行了井田范围内的5导线点的GPS测量工作，地面平面控制基本上满足了日常工作需要。2.2.5工业储量计算矿井主采煤层为7号煤层，采用地质块段法。5号、9号煤层采用算术平均法。根据地质勘探情况，将矿体分为1、2两个块段，在各个块段内用算术平均法球的每个块段的储量，煤层总储

49、量即为各块段储量之和，块段划分如图2.2所示。图2.2 地质块段划分由图计算各块段面积分别为：SA=7.4Km2 SB=8.9Km2 按下式计算：Zg= 式中: Zg工业储量，万tSi块段水平投影面积，Km2Mi块段内钻孔见煤厚度的均值，ma块段内煤层的平均倾角，则7号煤层的工业储量：Zg5=131.1百万t5、9煤层工业储量的计算数据如表2-1所示：表2-1煤层总面积(Km2)平均厚度(m)容重(t/m3)平均倾角05号15.24.51.36137号16.351.57139号15.841.51135、9煤层工业储量按下式计算：Zg=SMr/式中： Zg工业储量，万t S水平面积，Km2 M煤

50、层厚度，m r平均容重，t/m3平均倾角，0则5号煤的工业资源储量为：Zg7=15.2/1064.51.36104=102.2百万t9号煤的工业资源储量为：Zg9=15.8/10641.51104=100.9百万t总的工业储量Zg=Zg5+Zg7+Zg9=131.1+102.2+100.9=3.342亿t2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱留设原则1）对工业场地、井筒、地面建筑物留设保护煤柱2）各类保护煤柱按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、风井煤柱。冲积层层移动角为350，走向移动角为700，上山移动角为720，下山移动角为640。3）维护带宽度：工业场地。4）断层煤柱

51、宽度为30m，井田边界为50m，风氧化带为20m。5）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业广场占地面积指标见表2-2表2-2 工业场地占地面积井型Mta-1占地面积指标/ha(0.1Mt)-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8由于本矿井的设计生产能力为2.4Mt，因此工业广场的占地面积为24公顷，由于工业广场的长和宽的比值尽量接近4:3，因此本设计将工业广场的长设为600m，宽为400m。2.3.2矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱：井田边界保护煤柱留设50m宽，则井田边界保护煤柱损失量为10.4Mt。2

52、）断层保护煤柱：断层煤柱留设30m宽，则断层保护煤柱损失量为5.92Mt。3）煤层露头保护煤柱：煤层露头煤柱留设20m宽，则煤层露头保护煤柱损失量为2.02Mt。4）工业场地保护煤柱：由表2-3可知，工业场地按级保护，维护带宽度为20m，工业场地面积由表2-2确定，取22公顷，工业广场保护煤柱如图2.3所示，工业场地保护煤柱压煤量为17.34 Mt。各种煤柱损失量见表2-4。表2-3 建筑物保护等级与维护带宽度建筑物保护等级维护带宽度/m2015105表2-4 保护煤柱损失量煤柱类型储量/Mt井田边界保护煤柱10.4断层保护煤柱5.92煤层露头保护煤柱2.02工业场地保护煤柱17.34合计35.68受保护面积边界是由受保护建筑物和主要井筒的边界向外加上一部分备用量即维护带确定的。受保护建筑物边界一般不是直接以被保护建筑物的外边界为准，而是取平行于煤层走向或倾斜方向