采矿工程毕业设计（论文）-范各庄南矿180万吨新井设计

1、华北科技学院毕业设计目录全套图纸加扣 3346389411或3012250582设计总说明1The Brief Introduction of the Design2绪 论31 矿区概述及井田地质特征71.1矿区概述71.1.1井田地理位置及交通条件71.1.2地形、地貌及居民点分布71.1.3矿区的气候条件81.1.4工农业生产和原料及电力供应81.1.5矿区水文及工农业供水81.2井田地质特征91.2.1井田地质构造91.2.2井田煤系地层101.2.3井田的水文地质特征141.3煤层特征141.3.1煤层埋藏条件141.3.2煤层情况151.3.3煤层的围岩性质161.3.4煤质161.

2、3.5瓦斯和二氧化碳181.3.6煤层的自燃倾向182 井田境界和储量192.1 井田境界192.1.1 井田范围192.1.2开采界限192.1.3井田尺寸192.2井田工业储量192.2.1勘探类型、钻孔及勘探线分布192.2.2储量等级的圈定202.2.3煤层最小可采厚度212.2.4井田地质勘探212.2.5工业储量计算212.3矿井可采储量222.3.1安全煤柱留设原则222.3.2矿井永久保护煤柱损失量232.3.3矿井可采储量243 矿井工作制度和设计生产能力263.1 矿井工作制度263.2 矿井设计生产能力及服务年限263.2.1确定依据263.2.2矿井设计生产能力的确定2

3、63.2.3矿井服务年限263.2.4矿井第一水平服务年限273.2.5井型校核274 井田开拓294.1井田开拓的基本问题294.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标294.1.2工业场地的位置314.2 矿井开拓设计方案比较314.2.1 开采水平和阶段高度的确定314.2.2 采区划分324.2.3开采水平大巷的布置334.2.4 井底车场形式的选择334.2.5 方案比较345.矿井基本巷道395.1井筒395.2井底车场及硐室435.3主要开拓巷道466.采煤方法和采区巷道布置536.1煤层地质特征536.1.1 采区基本情况536.1.2 采区煤层特征536.1.3 煤层顶底板岩石

4、构造情况536.1.4 水文地质536.1.5 地质构造536.1.6 煤尘和瓦斯536.2采煤方法和回采工艺546.2.1 选择采煤方法546.2.2 综放工作面回采工艺设计556.3采区巷道布置及生产系统646.3.1确定采区走向长度656.3.2确定区段斜长和区段数目656.3.3煤柱尺寸的确定666.3.4采区上下山的布置666.3.5区段平巷的布置676.3.6联络巷道的布置676.3.7采区运输、通风运料等系统的确定676.3.8采区巷道686.3.9确定采区生产能力746.3.10 计算采区回采率746.4采区车场设计及硐室756.4.1 采区上部车场形式的选择756.4.2 采

5、区中部车场的选择756.4.3 采区下部车场的选择766.4.4 采区主要硐室的布置777井下运输807.1 系统基本概述807.1.1 基本概况807.1.2 井下运输系统807.2 采区运输设备807.2.1 主运输设备807.2.2 采区辅助运输857.3 大巷运输设备选型877.3.1 主运输大巷设备选型877.3.2 辅助运输设备选型877.3.3 运输设备能力验算888 矿井提升898.1 设计依据898.1.1 主井提升898.1.2 副井提升898.2 主副井提升设备的选型908.2.1 小时提升量908.2.2 合理的提升速度908.2.3 一次提升循环时间908.2.4 一

6、次合理提升量的确定918.3 提升钢丝绳的选择计算938.4 提升机与天轮的选择计算938.4.1 滚筒（或摩擦轮）直径的确定938.4.2 天轮的选择948.5 提升电动机的预选948.5.1 电动机功率的估算948.5.2 估算电动机转数959 矿井通风设计及安全969.1 矿井通风系统的选择969.1.1 选择矿井通风系统969.1.2 选择矿井主要通风机的工作方法979.1.3 选择矿井通风方式989.1.4矿井通风系统平面图1019.2 全矿所需风量的计算及其分配1019.2.1 矿井风量计算原则1019.2.2 矿井风量计算方法1029.2.3 风速验算1089.3 全矿通风阻力计

7、算1109.3.1 矿井通风总阻力计算原则1109.3.2 矿井通风阻力计算1109.3.3 井总风阻及总等积孔计算1119.4 矿井通风设备的选择1129.4.1 矿井通风设备的要求1129.4.2 选择主要通风机1125）选择电动机1149.5概算矿井通风费用1141）电费计算1149.6安全技术措施1159.6.1 防治瓦斯1159.6.2 防治煤尘1169.6.3 防治水11610 矿井基本技术经济指标117参考文献118煤矸石综合利用技术的探讨1211.前言1212煤矸石的组成与危害1212.1 来源1222.2 组成1222.3煤矸石的分类1232.4煤矸石的危害1232.4.1

8、煤矸石对环境的危害1232.4.2 煤矸石自燃的危害1232.4.3 危害生态环境和破坏自然景观1232.4.4 淋溶水污染1242.4.5 其他灾害1243煤矸石利用途径1243.1国外现状1243.2国内现状1253.3 发电1253.5 制备化工产品1263.5.1 制备铝系产品1263.5.2 制备硅系产品1263.5.3 制备钛白粉1263.6 农业应用1263.6.1 生产肥料1263.6.2 改良土壤1273.7 其他应用1273.7.1矸石中黄铁矿的回收1273.7.2生产沸石1273.7.3 利用煤矸石充填复垦和作路基材料1283.7.4煤矸石生产轻骨料1284 影响煤矸石综

9、合利用的关键因素及解决措施1284.1 原矿选择1284.2 产品与市场定位1284.3 工艺路线1294.4 煅烧技术和相关设备的选择1294.5 分级压滤工序1305 水泥工业大型装备国产化的思考1316 结语132参考文献:134致 谢135139设计总说明本设计包括两个部分：一般部分和专题部分。一般部分为开滦矿务局范各庄南矿新井设计，全篇共分为十个部分：矿井概括及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。范各庄井田，矿井东西长约为2600m，南北宽约为5700m，面积为18.2k

10、m2。井田内的可采煤层为5煤、7煤、9煤，其中主采为5煤，该煤层赋存稳定，平均厚度5米。倾角平均为13，为缓斜厚煤层。井田内工业储量2.468108t，可采储量1.521108t。矿井涌水量为1140/h，相对瓦斯涌出量0.649，属于瓦斯矿井，煤层无煤尘爆炸危险性和自然发火现象。范各庄矿年设计生产能力180万t/a，服务年限60.4年。采用立井二水平开拓，第一水平标高-400m，第二水平标高-600m。矿井采用单一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，煤的运输采用胶带输送机运输，架线式电机车牵引1.5t固定式矿车运料。矿井的通风方式采用中央分列式通风

11、。关键词：走向长壁；综合机械化；立井综合开拓；二水平The Brief Introduction of the DesignThis design including two parts: general part and special part.The general part is a new design of Fangezhuang Mine in Kailuan Group. It has ten chapters: the outline of the mine and coalfield geology, boundary and reserves, the designed

12、annual production capacity, service life and working area, underground transportation, lifting, ventilation and safety, the economy and technology index of the mine.The Fangezhuang coal field lies in the city of Hebei province. The boundary of the mine runs 2.6 km from west to east and 5.7km from no

13、rth to south on average. The total area of the mine is about 18.2 km2. there are three available seams:5#,7#, 9#.They buried stably and belonging to lesser pitching coal seam, with the average angle 13degree. The industry reserves of the mine are 246.8million tons and the usable 152.1million tons. T

14、he average flow of the mine water is from 1140 m3/h. It is a lower gas mine. The coal dust dont have explosion hazard, and the seam has self-combustion tendency.The production annual capacity of Fangezhuang mine is 1.2 million tons, and its service life is 60.4 years. There are 2 levels in the mine.

15、 The first development level located at the -400m, the second is 600m. The mining method is fully mechanized along the coal bed strike.There is only one working face in the mine. The length of the face is 180m. Use of coal transport belt conveyor transport, overhead line electric locomotive traction

16、 1.5t fixed tub haul. The form of ventilation is the limitrophe to the coalfields center.Key words： longwall ; Full-mechanized; the primary slant hole and secondary shaft; two levels 绪 论大学四年的学习，让我掌握了较多的专业知识，能过这次毕业设计和毕业答辩，更让我了解到了理论与实际的差距，同时也感受到了自己在专业课方面的一些不足之处。 本设计为开滦集团范各庄南煤矿1.8 Mt/a矿井设计，根据毕业实习时在开滦范各

17、庄煤矿所收集来的地质条件，以及指导教师所分的课题方向，本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括了井田开拓、采区设计、采煤工艺、通风安全等方面的设计。本矿井倾斜长度约为2.6 km ，走向长约为5.7 km，在本井田内共有3 层煤，分别为5煤、7 煤、9 煤。它们的厚度依次为 5m、4 m、3.2 m，总厚度为 12.2m。煤倾角平均为13 。本井田内可采储量为1.406亿t ，服务年限为60.4 a 。本设计采用双立回风立井二水平集中综合开拓。采煤方法为单一走向壁采煤法，采煤工艺为综合机械化一次采全高开采，采空区处理方法为全部垮落法。 本设计通过多方案比较和综合技术比较以及相应的经济比较优化设计

18、，其中开拓方案的比较，以大量的经济数据来核算，以便使设计更加合理。同时在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的受力等情况以及国内外的先进经验对单一走向长壁一次采全高及走向长度的合理确定进行了理论分析，这样使建成的矿井更加与实际相符。 通过本次毕业设计，使我学到更多的采矿专业知识，加深了我对所学专业知识的理解和认识。更重要的是，通过做毕业设计也培养了我们个人在实践中发现问题、分析问题和解决问题的真实能力,培养我们实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为将来在工作岗位上更好的发挥自己的能力奠定了坚实的基础。 由于本人所学到的知识有限，所以在设计中难免出现些错误，希望各位老师、同学们给予批评指正。一

19、般部分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F1断层为界，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750m等高线与吕家坨矿为界。

20、范各庄南矿井田走向长度5.69km，倾斜长度2.6km，井田面积18.2km。矿井地理坐标：东经113度37分，北纬39度52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。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。矿区范围内分布有村庄1个，分布在井田东南部。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

21、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。1.1.4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

22、，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

23、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27360m3，全部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。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

24、达50余米，向北发育，一直切过唐家庄井田。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。1)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2)岩浆岩在井田精查勘探期间仅在范51孔的259.6米和331.65米深度发现有岩浆岩侵入。矿井投产后，在采掘开工程和补充勘探钻孔中又陆续揭露多

25、处岩浆岩侵入。到目前井田内已揭露了大量侵入到煤系地层中的岩浆岩体,岩浆岩侵入体呈岩墙式侵入到煤系地层中，总体走向为N515W。岩浆岩墙的岩体特征：岩层中揭露的岩墙厚度一般在3米以下，相带分布比较明显。边缘相中岩石呈黑绿色，斑晶很小，过渡相中岩石仍呈黑绿色，但斑晶很明显，多数达1毫米左右，少数可达2毫米，中间相岩石呈绿灰色，斑晶可达1.53厘米。在煤层中岩墙的宽度明显比岩层中增宽，局部有顺层侵入现象。相带分布不明显，没有斑晶，岩石呈灰色或灰白色。揭露后遇水风化，膨胀变软，显粘性有滑感。同一道岩墙在煤层和岩层的这种差异，可能是由于煤岩层的导热性差异，使岩浆体冷凝的速度不同造成的。岩浆岩成分的镜下鉴

26、定：岩浆岩侵入体岩石成分的镜下鉴定是1975年取样，委托河北煤田地质勘探公司中心化验室完成的。结果如下：肉眼描述：呈深灰色，致密块状构造，含鳞片状黑云母较多，有气孔构造。显微镜下观察：斑状结构，斑晶由橄榄石、辉石组成。大部分蚀变为绿泥石，也有蛇纹石化，碳酸岩化。基质：全晶体，由长石、黑云母、辉石组成。主要矿物：暗色矿物以橄榄石、辉石为主，轻微蚀变。其中以橄榄石蚀变强烈，含量为70，黑云母呈棕棕褐色，多色性显著，片状解理。0，1极完全平行消光，约占25以上。次生产物：方解石、白云石以粗大晶体充填在气孔中。定名：黑云母橄辉煌斑岩。岩墙与煤层的接触关系：在岩墙两侧，煤层受热接触变质作用影响形成天然焦

27、。随岩墙的宽度不同，天然焦的厚度也不同，最薄0.2米，厚的可达1.0米，在天然焦以外，煤层迅速恢复正常。靠近岩浆岩的天然焦层，煤层的结构也发生变化，呈与岩墙垂直的菱形柱状结构。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

28、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。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，

29、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

30、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。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、

31、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）。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。表12 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

32、岩面不整合整合整合整合整合整合假整合219.5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3层即5、7、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层煤即不可采的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51.7含煤13层主要由粉砂岩、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

33、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、白云岩等组成表1-2 煤层柱状图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-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19t/min，矿井最大涌水量为39t/min。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

34、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。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，91

35、1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。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。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。其标志层自上而下为：A铝铁质泥岩；五煤层底板砂岩；六煤层底板砂岩；11煤层顶板

36、；12煤层顶板；K6灰岩；K5灰岩；14煤层底板泥岩；K3灰岩；G层铝质泥岩。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15.6m。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13）表13 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3-5.96-177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

37、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35.9米，平均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f=2.53，容重1.36t/m3。（2）7煤层7煤层为复杂结构厚煤层。煤厚3.45.4米，平均4米。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

38、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 t/m3。（3）9煤层9煤层为复杂结构的中厚煤层。煤层厚度2.43.5米，平均3.2米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 t/m3。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1-4）表1-4 井田内主要可采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

39、串珠状分布。老顶砂岩4.0硅质胶结，局部含钙质。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。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。深部局部直接沉积于煤层上。直接底粉砂岩0.52.5直接为8煤层，即7、8煤层合群。老底细砂岩02.5层状结构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。老顶细砂岩4.5水平层理，层理面附炭质薄膜，分布稳定。老底细砂岩3.0硅质胶结，

40、坚硬，局部相变为粉砂岩。1.3.4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1-5和表1-6。表 1-5 原煤工业分析综合表项目灰分 Ag（%）硫分 S（%）挥发分 Vr（%）发热量（大卡/克）灰熔融性煤质牌号备注5煤层10.7820.870.530

41、.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1-6 精煤工业分析综合表 项 目5煤层7煤层9煤层工业分析水分Wf （%）0.970.800.87灰分

42、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 Nr 1.561.671.54氧 Or4.984.775.45硫 Sr 0.630.661.69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1.3.5瓦斯和二氧化碳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

43、斯都不大。根据范各庄矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告，矿井瓦斯相对涌出量：0.649m/t，矿井瓦斯绝对涌出量：5.89m/min，矿井瓦斯等级鉴定为瓦斯矿井。CO2的相对涌出量1.67-9.73米3吨。1.3.6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，只有12煤层具有自然发火的倾向，发火期最短一般在11个月，不过其为不可采煤层，不做考虑。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 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，大致为范21号和范26号钻孔的连线。南部边界：以钻孔范22号和范26号钻孔的连线。北部边界：以钻孔范1号和范5号

44、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5号煤层，7、9煤层为后期储备资源开采。矿井设计只针对5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5.69Km，所以平均长度为5.69Km。井田的最大倾向长度为2.6Km，最小的倾向长度1.82Km，平均长度为2.4Km。煤层的最大倾角为160，最小倾角为7

45、0，平均为130，井田平均水平宽度为3.2Km。井田的水平面积按下式计算： S=HL （2-1）式中 S井田的水平面积，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=5.693.2=18.2（2）井田赋存情况示意图如图2-1所示。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，使完成钻孔45个，地震物理点487个，平均每平方公里有2.5个，地震物理点27个，共计工程量为6621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.6

46、1m。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；图2-1井田赋存情况示意图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2.4 m。2.2.4井田地质勘探委托煤航（

47、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。5号煤层最小可采厚度3.1m，最大可采厚度为5.9m，平均为5m。2.2.5工业储量计算矿井主采煤层为5号煤层，采用地质块段法。7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A、B、C、D四个块段，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： S

48、A=4.73Km2 SB=3.68Km2 SC=1.777Km2 SD=2.94Km2按下式计算： Zg= （2-2）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，0则5号煤层的工业储量：Zg5=9161.16万t7、9煤层工业储量的计算数据如表2-1所示：表2-1 煤层工业储量煤层总面积(Km2)平均厚度(m)容重(t/m3)平均倾角07号12.63541.57139号14.8643.21.5113 7、9煤层工业储量按下式计算： Zg=SMr/cos （2-3）式中： Zg工业储量，万tS水平面积，Km2M煤层厚度，mr平均容

49、重，t/m3平均倾角，0则7号煤的工业资源储量为：Zg7=12.635/cos1310641.57104=8143.50万t9号煤的工业资源储量为：Zg9=14.864/cos131063.21.51104=7371.21万t总的工业储量Zg= Zg5+ Zg7+ Zg9 =9161.16+8143.50+7371.21=24675.87万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。

50、3）维护带宽度：工业场地为20m，村庄为10m，4）断层煤柱宽度为30m，井田边界为50m，风氧化带为50m。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1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.82.3.2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7.84Mt。2）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6.57Mt。3）煤层露头保护煤柱：煤层露头煤柱留设50m宽，则煤层露头保护煤柱损失量为1.84Mt。4）村庄保护煤柱：村庄维护带的宽度为10m，则村庄保护煤柱损失量为5.38Mt。5）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13.57 Mt。各种煤柱损失量见表2-4。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7.84断层保护煤柱6.57煤层露头保护煤柱4.78村庄保护煤柱5.38工业场地保护煤柱19.40合计43.97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/m2015