《采礦工程畢業(yè)設計（論文）-張小樓礦2.4Mta新井設計（全套圖紙）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《采礦工程畢業(yè)設計（論文）-張小樓礦2.4Mta新井設計（全套圖紙）（45頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、目 錄一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質特征.11.1 礦區(qū)概述.11.1.1 礦區(qū)地理位置.11.1.2 礦區(qū)經濟狀況及礦區(qū)電力供應 .11.1.3 礦區(qū)氣候條件.21.1.4 礦區(qū)地形地貌和水文情況.21.1.5 地震.21.2 井田地質特征.21.2.1 井田的地形，井田的勘探程度 .21.2.2 井田地質構造、最主要的地質變動 .51.2.3 井田的水文地質特征.61.3 煤層特征.61.3.1 煤層賦存情況.61.3.2 煤層的圍巖性質.71.3.3 煤的特征.72 井田境界和儲量.112.1 井田境界.112.1.1 井田范圍.112.1.2 開采界限.112.1.3 井田尺寸.112

2、.2 井田工業(yè)儲量.112.2.1 井田地質勘探.112.2.2 礦井地質儲量.112.2.4 礦井設計儲量.132.2.5 礦井設計可采儲量.132.2.6 工業(yè)廣場煤柱.143 礦井生產能力、服務年限及工作制度 .163.1 礦井工作制度.163.2 礦井設計生產能力及服務年限.163.2.1 確定依據.163.2.2 礦井設計生產能力和礦井服務年限 .163.2.3 井型校核.174 井田開拓.184.1 井田開拓的基本問題.184.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 .184.1.2 工業(yè)場地的位置.194.1.3 開采水平的確定及采區(qū)劃分.194.1.4 主要開拓巷道.204.1

3、.5 方案比較.204.2 礦井基本巷道.304.2.1 井筒.304.2.2 井底車場及硐室.354.2.3 主要開拓巷道.374.2.4 巷道支護.385 準備方式采區(qū)巷道布置.425.1 煤層地質特征.425.1.1 采區(qū)位置.425.1.2 采區(qū)煤層特征.425.1.3 煤層頂?shù)装鍘r石構造情況.425.1.4 水文地質.425.1.5 地質構造.425.1.6 地表情況.435.2 采（帶）區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng) .435.2.1 采（帶）區(qū)準備方式的確定.435.2.2 采區(qū)位置及范圍.435.2.3 采煤方法及工作面長度的確定 .435.2.4 確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護方式及通風

4、方式.435.2.5 煤柱尺寸的確定.435.2.6 采區(qū)巷道的聯(lián)絡方式.445.2.7 采區(qū)接替順序.445.2.8 采區(qū)生產系統(tǒng).445.2.9 采、帶區(qū)內巷道掘進方法.455.2.10 采區(qū)生產能力及采出率.455.3 采區(qū)車場選型設計.475.3.1 確定采區(qū)車場形式.475.3.2 采區(qū)主要硐室布置.486 采煤方法.506.1 采煤工藝方式.506.1.1 采區(qū)煤層特征及地質條件.506.1.2 確定采煤工藝方式.506.1.3 回采工作面參數(shù).516.1.4 回采工藝及工作面設備選型.516.1.5 采煤工作面支護方式.566.1.6 端頭支護及超前支護方式.576.1.7 各工

5、藝過程注意事項.586.1.8 回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè).596.2 回采巷道布置.626.2.1 回采巷道布置方式.626.2.2 回采巷道參數(shù).627 井下運輸.657.1 概述.657.1.1 井下運輸設計的原始條件與數(shù)據 .657.1.2 運輸距離和貨載量.657.1.3 井下運輸系統(tǒng).657.2 采區(qū)運輸設備選型.677.2.1 設備選型原則.677.2.2 采區(qū)運輸設備的選型及能力驗算 .677.3 大巷運輸設備選型.697.3.1 運煤設備.697.3.2 輔助運輸大巷設備選擇.708 礦井提升.728.1 礦井提升概述.728.2 主副井提升.728.2.1 主井提升.728.2

6、.2 副井提升.749 礦井通風及安全.779.1 礦井通風系統(tǒng)選擇.779.1.1 礦井概述.779.1.2 礦井通風系統(tǒng)的基本要求.779.1.3 礦井通風方式的確定.779.1.4 主要通風機工作方式選擇.789.1.5 采區(qū)通風系統(tǒng)的要求.799.1.6 工作面通風方式的選擇.799.1.7 回采工作面進回風巷道的布置 .809.2 采區(qū)及全礦所需風量.819.2.1 采煤工作面實際需要風量.819.2.2 備用面需風量的計算.829.2.3 掘進工作面需風量.829.2.4 硐室需風量.839.2.5 其它巷道所需風量.849.2.6 礦井總風量.849.2.7 風量分配.849.3

7、 礦井通風總阻力計算.859.3.1 礦井通風總阻力計算原則.859.3.2 確定礦井通風容易和困難時期 .859.3.3 礦井最大阻力路線.869.3.4 礦井通風阻力計算.889.3.5 礦井通風總阻力.909.4 選擇礦井通風設備.919.4.1 選擇主要通風機.919.4.2 電動機選型.949.4.3 主要通風機附屬裝置.959.5 防止特殊災害的安全措施.959.5.1 瓦斯管理措施.959.5.2 預防煤塵災害的措施.969.5.3 預防井下火災的措施.979.5.4 預防井下水災的措施.9710 礦井基本技術經濟指標.98參考文獻.100專題部分張小樓微震規(guī)律分析研究.1011

8、 引言.1011.1 微震簡介.1011.1.1 微震概念及危害.1011.1.2 影響礦井微震的主要因素及礦井微震的顯現(xiàn)特征.1021.1.3 微震與沖擊地壓的關系.1021.1.4 國內外微震及沖擊礦壓概況.1031.2 微震檢測系統(tǒng).1031.2.1 系統(tǒng)結構.1041.2.2 微震監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理.1041.2.3 微震 SOS 系統(tǒng)震源定位方法.1041.2.4 微震監(jiān)測信號時頻分析.1052 張小樓概況.1062.1 礦井概況.1062.2 沖擊礦壓顯現(xiàn) .1072.3“破裂 -沖擊地壓”關系評價原理.1083 微震規(guī)律綜述.1093.1 95206 工作面附近及下山區(qū)域微震頻次

9、統(tǒng)計分析.1093.2 95206 工作面附近及下山區(qū)域微震時序分析.1113.3 礦震空間演化規(guī)律 .1184 工作面及下山附近危險性分析.1204.1 褶曲影響.1204.2 斷層影響 .1214.2.1 斷層圍巖聚能誘沖分析.1214.2.2 過斷層群前期微震活動分析.1224.2.3 解危后微震活動變化規(guī)律.1235 結論.124參考文獻.125翻譯部分波形對砂巖疲勞特性的前后影響.1261 引言.1262 巖石樣品和測試裝備.1263 巖石性質的評價.1284 實驗結果和討論.1304.1 巖石疲勞強度 .1304.2 巖石的變性特征 .1314.3 巖石能量反應.1325 總結.1

10、33致 謝.134中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 6 頁1 礦區(qū)概述及井田地質特征1.1 礦區(qū)概述1.1.11.1.1 礦區(qū)地理位置礦區(qū)地理位置全套圖紙，加 153893706龐莊煤礦張小樓井位于徐州市西北銅山縣柳新鎮(zhèn)和劉集鎮(zhèn)境內，距徐州市區(qū) 13km。東鄰江蘇天能集團柳新煤礦，西鄰徐州礦務集團夾河煤礦，南鄰龐莊井。 （交通位置見圖 1-1） 。礦區(qū)鐵路專用線在夾河站與隴海線和夾符線相連，礦井東鄰京福高速公路，東距京杭大運河 8km，徐沛公路從井田內穿過，交通十分便利。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 7 頁圖 1-1 龐莊煤礦張小樓井交通位置示意圖 1.

11、1.21.1.2 礦區(qū)經濟狀況及礦區(qū)電力供應礦區(qū)經濟狀況及礦區(qū)電力供應礦區(qū)工業(yè)發(fā)展迅速，已形成鑄造、釀酒、繅絲、紡織、塑編、木材加工、機械制造等八大工業(yè)體系，工業(yè)產品 100 余種。礦區(qū)農副產品資源豐富，有優(yōu)質小麥、 “無公害水稻” 、 “高蛋白玉米”等糧食作物 7.4 萬畝，蕓豆 5000 畝，黃皮洋蔥 1000 畝、脫毒土豆1000 畝、東北毛茄 1000 畝、越冬甘蘭 1000 畝、大沙河無籽西瓜 14000 畝、優(yōu)質紅富干蘋果 4000 畝、桑園 5000 畝。礦井 110kV 主電源引自沛縣 220kV 變電站，備用電源引自龐莊 110kV 變電站，由110kV 線路送至距礦井 11

12、0kV 變電站。1.1.31.1.3 礦區(qū)氣候條件礦區(qū)氣候條件本區(qū)屬南溫帶黃淮區(qū)，氣象具有長江流域與黃河流域的過渡性質，接近北方氣候的特點，入冬和回春均較旱，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。春季常有干旱及寒潮、霜凍等自然災害，但四季分明，氣候溫和。降水表現(xiàn)為集中度高，年變化大，形成春季易旱，盛夏易澇的氣候特點。土地最大凍結深度 29mm，每年凍結期在十一月上旬至翌年三月下旬解凍，全年風向頻率多為東南偏東風，四季風向變化較大，春夏多東南風，秋冬多偏北風，年平均風速 3.2m/s，最大風速 20m/s。據沛縣氣象站歷史資料：氣溫：年平均氣溫 13.8C，日最高氣溫 40.70C（1966 年 7 月

13、18 日） ，日最低氣中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 8 頁溫-21.3C（1967 年 1 月 4 日） 。降水量：年平均降水量 811.7mm，最大年降水量 1178.9mm（1977 年） ，最小降水量550mm（1968 年） ，最大日降水量 340.7mm（1971 年 8 月 9 日） ，降水多集中于 7、8 月份，占全年降水量的 60%。蒸發(fā)量：年平均最大蒸發(fā)量 1873.5mm（1968 年） ，最小蒸發(fā)量 1273.9mm（1985） 。本區(qū)屬于季風型大陸性氣候。1.1.41.1.4 礦區(qū)地形地貌和水文情況礦區(qū)地形地貌和水文情況本井田地表屬黃泛沖積平原，地

14、面平坦，地面標高+36+38m，地勢西高東低。塌陷區(qū)積水:積水區(qū)常年水位+34.3m；雨季最高水位+36.25m（1982 年 7 月 22 日） 。拾屯河:從礦區(qū)南部露頭自西向東入丁萬河，全長 13Km。為季節(jié)性河流。拾新河:1977 年 12 月銅山縣在礦區(qū)中部自西北向東南人工開挖而成，常年積水，水深 56m，河床不連續(xù)且與塌陷區(qū)積水連成一片。除上述地表水體外，尚有零星的魚塘和縱橫交錯的排水溝渠分布。因此，礦區(qū)地表水系較為發(fā)育。1.1.51.1.5 地震地震徐州地區(qū)地震烈度為 7 度，根據 1956 年科學出版社資料，徐州地區(qū)地震記錄始于公元 522 年，訖于 1937 年，即 1415

15、年間發(fā)生地震 21 次。其中破壞性地震占了 37 次。影響較大的有 1502 年 10 月 17 日地震，壞城垣民舍；1668 年 7 月 25 日山東莒縣郯城8.5 級地震，1937 年 8 月 1 日山東渮澤 7 級地震。本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約 100km，該斷裂帶為一長期活動的強地震帶。1.2 井田地質特征1.2.11.2.1 井田的地形，井田的勘探程度井田的地形，井田的勘探程度徐州煤田位于中朝準地臺山東隆起區(qū)的南端，徐州復背斜的西端。若按地質力學劃分：是秦嶺東西向構造帶的北支和新華夏第二隆起帶的交匯部位，其東側緊鄰郯廬大斷裂。故本區(qū)是幾個大構造帶的交匯地，構造復雜。區(qū)內蓋層發(fā)育

16、，屬北方型。中生代印支-燕山運動對本區(qū)影響甚大，使本區(qū)地層發(fā)生褶皺、斷裂并伴有巖漿活動。 井田內無基巖出露，現(xiàn)據區(qū)外露頭所見及鉆孔揭露資料，將井田地層自下而上簡述如下：（1） 、寒武系()井田鉆孔未見，僅在礦區(qū)外圍群山有出露。主要分布于徐州復背斜的軸部，與下伏地層震旦系(Z)呈假整合接觸。下部以砂頁巖為主，夾薄層狀灰?guī)r；中、上部則由中厚層狀灰?guī)r組成。（2） 、奧陶系(O)僅見于少數(shù)鉆孔，是徐州復背斜構造的兩翼主要地層組成部分。也是煤系地層的沉積基底。區(qū)內只發(fā)育有下統(tǒng)和中統(tǒng)，上統(tǒng)缺失。其中：奧陶系下統(tǒng)(O1)：與下伏地層寒武系呈整合接觸關系。下部由中厚層竹葉狀白云巖、泥質白云巖、頁片狀泥質灰?guī)r、

17、鈣質白云巖及厚層狀灰?guī)r組成。上部的馬家溝組則由中厚層巨厚層的豹皮狀灰?guī)r組成，頂部夾有紫灰色薄層鈣質白云巖，厚 450530m，平均 484m。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 9 頁奧陶系中統(tǒng)閣莊組(O2g)：厚 65.270.9m 平均 68m。由青灰色黃灰灰色薄中厚層鈣質白云巖、白云質灰?guī)r、白云巖組成。（3） 、石炭系(C)系地層僅發(fā)育有中統(tǒng)和上統(tǒng)，下統(tǒng)缺失。1、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)本組地層厚 17.842.7m，平均 27m，假整合于奧陶系之上。是在奧陶系中統(tǒng)之后地殼整體長期上升、剝蝕夷平的基礎上廣泛海侵的淺海相沉積。其巖性自下而上為：下部：為紫色、灰綠色頁巖(相

18、當于華北山西式鐵礦層位)，含鐵不均勻，厚度較小，一般在 6m 左右，系本組與下伏奧陶系之分界標志層。中部：為淺灰色鋁土質頁巖，厚度多小于 5m。上部：淺灰色厚層狀石灰?guī)r，含黃鐵礦，夾透鏡狀頁巖，厚約 16m。2、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)本組地層厚 124.0208.2m，平均 156.0m。為本區(qū)主要含煤地層之一。整合于本溪組之上，為海陸交互相沉積，主要有灰白灰黑的灰?guī)r、頁巖、砂質頁巖組成，夾極不穩(wěn)定穩(wěn)定薄煤 710 層，可采者兩層。各層石灰?guī)r中常含有豐富的蜓科、腕足類及海百合化石。（4） 、二迭系(P)區(qū)內二迭系地層沉積有下統(tǒng)-山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組。現(xiàn)分述如下： 1、二迭系下

19、統(tǒng)山西組（P11 s）本組地層厚 96.5145.4m，平均 113.0m。為本區(qū)主要含煤地層之一。整合于太原組地層之上，為近海河湖沼澤相沉積。主要由灰色頁巖、砂質頁巖、灰色粉砂巖及石英砂巖組成。中、下部以石英砂巖為主，其次為深灰灰白色頁巖、砂質頁巖組成。夾穩(wěn)定極不穩(wěn)定的薄中厚煤層 46 層，其中 7 煤為穩(wěn)定可采煤層，8、9 煤為局部可采煤層。各煤層上、下的頁巖中常含有保存較為完整的植物化石，常見有櫛羊齒、楔葉木、輪木、丁氏蕨等。2、二迭系下統(tǒng)下石盒子組(P12 x)本組厚：170.7299.0m，平均 217.0m，為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于山西組地層之上，為內陸湖泊沼澤相沉積。主要由

20、灰綠深灰色砂質頁巖組成，上部以灰色為主，下部以深灰色為主。自上而下夾數(shù)層雜色頁巖。含煤 69 層，其中 1、2 煤可采。本組下部的煤層附近地層中常保存有較為完整的植物化石：辨輪木、輪木、蘆木、大羽羊齒、柯特木和丁氏蕨等。3、二迭系上統(tǒng)上石盒子組（P21 s）厚 3.9269.2m，平均 250m，整合于下石盒子組之上。為炎熱氣候下內陸河湖相沉積。以雜色、灰綠色，灰色砂頁巖、頁巖為主夾灰綠色、淺灰色細中粒砂巖，中下部時夾有煤線及炭頁巖，底部為灰灰白色石英長石粗粒含礫砂巖，間夾灰色，雜色頁巖。為本組與下統(tǒng)下石盒子組分界標志層，產煙葉大羽羊齒、劍形瓣輪木等化石。（5） 、第四系(Q)區(qū)內厚度 52.

21、7124.0m，平均 76.0m，不整合于各地層之上，主要由礫石、砂礓、粘土、亞粘土、粉砂土和腐植土組成。井田范圍內由東南向西北逐漸增厚。地質綜合柱狀圖 如 1-2 所示：中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 10 頁OOO老虎山下統(tǒng)奧陶系本溪中統(tǒng)石灰?guī)r鋁質泥巖24.4152.01下石盒子組P12系疊二生界古巖性簡述巖石名稱標志層及煤層編號柱狀1：500層厚（ ）組統(tǒng)系界地層單位118.89淺灰色、層狀、性脆、微晶結構、純質，高角度裂隙發(fā)育。淺灰色到暗紅色、中厚層狀、含有鐵質結核上統(tǒng) 太原組泥巖、粉砂巖、砂巖灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片石炭系下統(tǒng)P1山西組P11100.551

22、070.4砂巖、粉砂巖、泥巖泥巖和粉砂巖7號煤灰黑黑色、條帶狀下統(tǒng)P1泥巖、砂質泥巖泥巖、砂質泥巖淺灰色到深灰色、灰白灰到、深灰色、灰綠色上統(tǒng)P2上石盒子組P21泥巖、少量細粒砂巖及中粒砂巖泥巖、中粒砂巖泥巖、砂質泥巖、細中粒砂巖顏色變雜，紫紅色、灰綠色增多顏色變雜，紫紅、灰綠增多顏色變雜，灰色、灰綠色增多16.11336.41含礫粗粒砂巖砂淺紫紅色灰綠色、肉紅色、淺紫色，砂層結構松散第四系Q76細砂、粘土、粉砂、砂質粘土石千峰組P?27737086228.319號煤153泥巖、砂質泥巖、中粗粒砂巖粒砂巖棕黃、棕灰色、灰褐色圖 1-2 綜合柱狀圖1.2.21.2.2 井田地質構造、最主要的地質

23、變動井田地質構造、最主要的地質變動張小樓井田位于徐州煤田九里山向斜中段張小樓背斜北翼。該背斜僅在 13-115 線的露頭部位有所顯露，其核部為奧陶系中統(tǒng)地層。F1 號逆斷層基本沿背斜軸部切割，因中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 11 頁此形成一個不完整背斜，南翼僅殘存很少山西組、太原組煤系地層。北翼保存相對較完整，但也被幾條大中型斷層縱橫切割，略顯破碎。該井田整體呈一走向北東、傾向北西上陡下緩的鏟式單斜構造，淺部地層傾角一般在 2440、深部地層傾角 515。13-116-1 勘探線間淺部露頭部位的煤層分別被落差 20.0m 以上的 F18、F15、F14、F0、K3、K1、

24、K6 等斷層切割，破壞了淺部單斜構造形態(tài)。深部則表現(xiàn)為兩個寬緩的向斜和兩個寬緩的背斜。從斷層走向看，大致可分兩組：一組為北東向斷層，其走向大致與張小樓破背斜軸向一致，基本可視為走向斷層，這組斷層有 F0、F1、F2 、F14、F15、F16、F1-1、F1-2、龐 5、RF1、K3、K6；另一組為北西向斷層，大體與淺部背斜軸向相正交或斜交，基本上可視為傾向斷層。井田被一條大斷層切割，落差 050m，傾角 7075。鉆探及采掘活動中至今尚未發(fā)現(xiàn)有陷落柱，另據三維高分辨地震勘探資料顯示：深部地震勘探區(qū)未發(fā)現(xiàn)直徑大于 10m 的陷落柱。截止目前，區(qū)內尚未發(fā)現(xiàn)有火成巖侵蝕。1.2.31.2.3 井田的

25、水文地質特征井田的水文地質特征張小樓地區(qū)基巖含水層，包括第四系砂巖或砂礫層空隙含水層、二迭系砂巖裂隙含水層和山西組下部砂巖裂隙承壓含水層。雖然各含水層是來自大氣降水入滲，但各含水層含水量不大，均為富水性中等含水層組，只有山西組下部砂巖裂隙承壓含水層為開采7 煤直接充水含水層。隔水層為第四段粘土隔水層組和石炭系本溪組砂礫巖隔水層組，其中第四段粘土隔水層組厚度 57129m，平均 72m，該層作為隔水層組，對控制上部含、含水垂直向下入滲補給含起到了抑制作用，其良好的隔水性能對阻礙基巖含水層接受第四系上部水及大氣降水的補給起到了關鍵的作用。礦井的歷年涌水量的變化范圍為 20160m3/h，水文地質屬

26、于簡單型，全井田最大涌水量為 160m3/h，正常涌水量為 140m3/h。1.3 煤層特征1.3.11.3.1 煤層賦存情況煤層賦存情況本礦井賦存煤層自上而下為：7、9 兩層可采煤層。走向：東西走向。傾向：北偏西。傾角及其變化：230。煤層的露頭深度：-250m。各煤層特征(見表 1-1)，分述如下。表表 1 1- -1 1 龐莊煤礦張小樓井賦存煤層情況一覽表龐莊煤礦張小樓井賦存煤層情況一覽表煤層號穿過點數(shù)可采點數(shù)不可采點數(shù)缺失點數(shù)兩極厚度平均值 (m)可采指數(shù)變異系數(shù)煤層穩(wěn)定程度71716018.511.310.001.007%穩(wěn)定91414002.503.63.001.003%穩(wěn)定1)

27、7 煤層7 煤層為本礦區(qū)主采煤層之一。厚度 8.511.3m，平均厚度 10m，局部有 0.2m 左右的夾矸 1 層，夾矸巖性主要為頁巖，偶爾也可見砂頁巖；煤層傾角 025；7 煤上距分界砂巖 43.9660.46m，平均間距 52.27m 左右；7 煤下距 9 煤間距 12.1717.85m，平均中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 12 頁間距 15.00m；煤層可采性指數(shù) Km1.00，變異系數(shù) 7。直接頂為灰白色砂質頁巖或中細粒砂巖，厚度 0.2029.77m，平均厚 5.81m 老頂多為砂質頁巖或中細粒砂巖；直接底為深灰色砂質頁巖，偶見中細粒砂巖或粉砂巖，厚度 0.55

28、25.23m，平均厚度7.58m。綜合評價 7 煤為穩(wěn)定的厚煤層。2) 9 煤層9 煤層為本礦區(qū)主采煤層之一。9 煤上距 7 煤間距 12.1717.85m，平均間距15.00m；9 煤下距太原組一灰間距 24.128.9m，平均間距 25.3m 左右；煤層厚度2.503.6m，平均厚度 3m；煤層傾角 025；煤層可采性指數(shù) Km1，變異系數(shù)3。直接頂板多為灰白色細粒砂巖或砂頁巖互層，厚度 6.4333.78m，局部有0.30.6m 厚的頁巖偽頂；直接底板多為頁巖或砂頁巖，偶見粉砂巖，厚度0.596.08m，1.49m。綜合評價 9 煤為穩(wěn)定的中厚煤層。1.3.21.3.2 煤層的圍巖性質煤

29、層的圍巖性質7 煤頂板多為砂(頁)巖、砂巖，底板多為灰色砂巖。煤層頂?shù)装寰唧w情況見表 1-2。表表 1 1- -2 2 7 7 號煤層頂?shù)装鍘r性號煤層頂?shù)装鍘r性頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度（m）巖 性 特 征老 頂砂 巖6.57.5灰白色中細粒砂巖，無節(jié)理，層理發(fā)育。直接頂砂(頁)巖3.3灰黑色砂頁巖，局部為灰白色中細粒砂巖。偽 頂頁 巖00.8灰黑色泥質頁巖。直接底砂頁巖5灰黑砂頁巖，內有結核結構。老 底砂 巖615灰色細中粒砂巖，層理發(fā)育，垂直裂隙發(fā)育，局部賦水。9 煤頂板多為砂巖、砂(頁)巖，底板多為灰色砂巖。煤層頂?shù)装寰唧w情況見表 1-3。表表 1 1- -3 3 9 9 號煤層頂?shù)装鍘r性號

30、煤層頂?shù)装鍘r性頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度（m）巖 性 特 征老 頂砂 巖6.28灰白色中細粒砂巖，無節(jié)理，層理發(fā)育。直接頂砂(頁)巖5.2灰黑色砂頁巖，局部為灰白色中細粒砂巖。偽 頂頁 巖00.8灰黑色泥質頁巖。直接底砂頁巖6.68灰黑砂頁巖，內有結核結構。老 底砂 巖23.81灰色細中粒砂巖，層理發(fā)育，垂直裂隙發(fā)育，局部賦水。1.3.31.3.3 煤的特征煤的特征物理性質:7 煤：黑黑褐色，呈油脂半暗淡光澤，鱗片狀及厚薄不等的條帶狀結構，條痕呈褐色，硬度 f=0.97，不規(guī)則斷口，內生裂隙發(fā)育，性脆易碎，為光亮半暗型煤。9 煤：與 7 煤物理性質相似，f=1.64。鏡下鑒定結果：帶狀結構明顯，局

31、部能看到有絲炭物質所組成的線理結構。有機組份主要有絲炭物質組成，有少量凝膠化物質及角質分子。煤層容重具體情況見表 1-4。表表 1 1- -4 4 可采煤層原煤實測及礦采用容重統(tǒng)計表可采煤層原煤實測及礦采用容重統(tǒng)計表煤層79測定值1.311.551.241.49礦采用值1.361.37化學性質: 煤層化學性質具體情況見表 1-5。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 13 頁表表 1 1- -5 5 可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表水份Mad(%)灰份Ad（%）揮發(fā)份Vdaf(%)硫份St,d(%)原煤)66(76.140.355.0)66(94.17

32、43.3664.7)65(86.3712.497.26)42(65.003.130.07精煤)53(09.203.396.0)66(94.1786.1096. 4)53(15.3801.4971.32)12(52.062.039.0原煤)74(87.198.399.0)74(26.1344.2448.6)66(76.140.355.0)53. 0(76. 066. 122. 09精煤)7(02. 254. 388. 0)70(55. 589.1187. 2)74(12.3797.4013.33)15(65. 014. 145. 01)、煤的揮發(fā)份（Vdaf）區(qū)內各主要可采煤層原煤揮發(fā)份平均在

33、36.0449.01%之間，均為高揮發(fā)份煤，揮發(fā)份最小為 9 煤，最大為 7 煤，揮發(fā)份值最高平均在 49.01%左右(見表 1-5)。從表中可看出太原組煤層揮發(fā)份高于山西組煤層揮發(fā)份。注：在 29 勘探線間，由于受到火成巖侵入，Z9、Z64、Z12、Z20、Z18孔揮發(fā)份值僅為 2.9412.44%，平均 9.64%，已變質為天然焦。2） 、元素分析區(qū)內各主要可采煤層碳、氫含量基本穩(wěn)定，干燥無灰基碳含量（Cdaf）平均在83.6284.60%之間，最小為 7 煤，最大為 9 煤；干燥無灰基氫含量（Hdaf）平均在5.275.50%之間，最小為 9 煤，最大為 7 煤；干燥無灰基氮含量（Nda

34、f）平均 1.42%；干燥無灰基氧含量（Odaf）平均在 8.949。53%之間。元素分析見表 1-6。表表 1 1- -6 6 可采煤層元素分析統(tǒng)計表可采煤層元素分析統(tǒng)計表煤層煤種Cdaf(%)Hdaf(%)Ndaf(%)Odaf(%)7氣煤)21(62.8381.8439.81)21(50. 577. 502. 5)21(42. 150. 168. 0)21(53. 959.1134. 89氣煤)27(60.8495.9226.83)27(27. 534. 629. 5)27(42. 161. 125. 1)27(94. 884.1378. 6煤的成份:1） 、水份（Mad）區(qū)內各可采煤層

35、原煤水份在 1.131.87之間變化，最小為 7 煤，最大為 9 煤。2） 、灰份（Ad）區(qū)內各可采煤層原煤灰份產率 13.2617.94，在有效灰份采樣層次中（見表 1-5） ，各煤層灰份產率10的占 20，1015的占 32，1525的占38，2540的占 10，可見區(qū)內煤層以低中灰煤為主。據各煤層煤芯煤樣統(tǒng)計結果：9、21 煤為低灰煤，7、17 煤為中灰煤。各煤層精層煤平均灰份產率為 4.528.58%，均屬特低煤。說明原煤中外在灰份較多，精選后大部份可剔除掉，另外，因火成巖侵入項目煤層中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 14 頁造成局部煤層變質為天然焦，以及采樣過程中泥

36、漿或夾矸的混入也是造成部分煤樣灰份增高的原因。表表 1 1- -7 7 煤層灰份產率級別數(shù)量統(tǒng)計表煤層灰份產率級別數(shù)量統(tǒng)計表原 煤 灰 份 產 率Ad10%Ad10-15%Ad15-25%Ad25-40%煤層點數(shù)點數(shù)點數(shù)點數(shù)合計點數(shù)769192932489146692432233123314674合計30314260557913201403） 、硫（St,d）區(qū)內各可采煤層平均含硫量變化較大，7、9 煤原精煤含硫量在量 0.520.67均為特低硫煤， （見表 1-5） 。4） 、灰份及灰融性、灰渣特征區(qū)內各主要可采煤層煤灰成份及灰渣均以 SiO2和 Al2O3為主，屬于酸性。煤灰的熔融性主要取

37、決于煤灰的化學成份，區(qū)內各煤層灰熔點溫度測試情況（見 1-8） 。表表 1 1- -8 8 可采煤層灰熔點溫度測試情況可采煤層灰熔點溫度測試情況軟化溫度（ST）煤層測試點數(shù)10001100-12501250-15001500級別79/54高-難熔灰份911/551低-高熔灰份從表中可以看出：7 煤為高難熔灰份；9 煤為低高熔灰份。5） 、瓦斯礦井瓦斯相對涌出量 6/t，絕對瓦斯涌出量為 11.32/min。二氧化碳相對涌出33量為 4.94/t，絕對涌出量為 6.29/min。隨著開采深度的加深，瓦斯涌出量有增加33的趨勢。按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定，日產一噸煤瓦斯涌出量在 10m3以下的礦井為低瓦

38、斯礦井，本礦為低瓦斯礦井。6)、煤層自燃性本區(qū)內各煤層的自燃發(fā)火期為 36 個月，結合煤層自燃傾向性試驗，礦井定為級自燃發(fā)火礦井，局部構造帶地段，煤層發(fā)火期變短，煤層自燃現(xiàn)象。7） 、煤塵本區(qū)綜采，機掘的最大最小煤塵濃度和平均濃度為337.8mg/m3、136.8mg/m3、189.4mg/m3，煤塵爆炸性指數(shù)在 43%左右，均屬于有煤塵爆炸危險性煤層。8） 、煤的用途區(qū)內煤質較為穩(wěn)定，據煤質化驗成果各主要煤質指標分級見表 1-9表表 1 1- -9 9 主要煤質指標分級一覽表主要煤質指標分級一覽表原煤灰份煤層精煤揮發(fā)份（Vdaf）Ad熔融性原煤含硫（Std）原煤發(fā)熱量（Qgr.d）粘結性煤類

39、符號數(shù)碼738.15中灰高-特低中高中等氣煤QM44中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 15 頁難熔937.12低灰低-高熔特低中高中等氣煤QM44從表中可以看出：山西組 7、9 煤可作為電力、船舶、鍋爐用煤及其它工業(yè)用煤，另外 7、9 煤可作為良好的煉焦配煤。9） 、地溫地溫梯度在 2.252.81C/100m 之間，平均為 2.52C/100m，屬于地溫正常區(qū)，但在-750m 以下區(qū)域，地溫普遍達到 30C 以上，深部甚至達到 40C，今后在這些區(qū)域從事采掘活動時，要采取相應的降溫措施，以保障作業(yè)人員的身體健康。 中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 16 頁

40、2 井田境界和儲量2.1 井田境界2.1.12.1.1 井田范圍井田范圍南部（淺部）：以 F1 斷層與龐莊井田為界；北部（深部）：至京福高速公路保護煤柱線；東部：以蘇煤司基（87）第 252 號文規(guī)定的西 1、西 2 和西 3 三個座標點的連線及其延長線與柳新井田為界；西部：以蘇煤司基（84）第 579 號文規(guī)定點連線與夾河井田深部為鄰。2.1.22.1.2 開采界限開采界限井田內含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組和二迭系下統(tǒng)下石盒子組，總厚 486m，含煤 20 層?？刹擅簩?2 層，為 7 號和 9 號煤層。其中 7 號和 9 號煤層在二迭系下統(tǒng)山西組，本組厚 113m，礦井設計

41、針對 7 號和 9 號煤層。開采上限：7 號煤層以上無可采煤層。下部邊界：9 號煤層以下無可采煤層。2.1.32.1.3 井田尺寸井田尺寸整個井田東西長約 4.80km、南北寬約 3.53km。開采深度為-250m-1200m。井田的水平面積按下式計算：S=HL （2-1）式中： S井田的水平面積，m2；H井田的平均水平寬度，m；L井田的平均走向長度，m。井田的水平面積為：S=4.83.53=16.94 (km2)2.2 井田工業(yè)儲量2.2.12.2.1 井田地質勘探井田地質勘探本礦區(qū)煤層傾角變化較大，淺部煤層傾角較大,深部煤層傾角較小,褶曲與斷層均較發(fā)育，為中等構造地區(qū)，屬于第二類。煤層穩(wěn)定

42、程度：本區(qū)有 1、2、7、9、20、21 為可采煤層，9-2煤為局部可采煤層；1 煤結構復雜，厚度變化大，為大部分可采的不穩(wěn)定煤層，2、7、9 煤為結構簡單到較復雜，煤層厚度變化規(guī)律明顯，屬大部分可采較穩(wěn)定中厚煤層，20、21 煤為薄煤層，結構簡單，但地質條件稍有變化即不可采，屬較穩(wěn)定薄煤層。只有7、9 煤層為主采煤層。2.2.22.2.2 礦井地質儲量礦井地質儲量本礦井傾角變化較大，所以計算礦井地質儲量時應劃分塊段來計算。根據本礦井勘探情況，決定把本礦井分成 6 個快段計算。地質塊段法就是根據一定的地質勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內可用算術平均法求得每個塊段的儲量

43、。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內至少應有一個以上的鉆孔。塊段劃分如圖 2-1 所示。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 17 頁圖 2-1 張小樓煤礦塊段劃分示意圖表表 2-1煤層塊段傾角/()塊段面積/km2煤厚/m容重/t/m3儲量/萬 t煤層總儲量/萬 t總儲量/萬 t23.791.9810.001.362990.420.781.5410.001.362288.530.131.7710.001.362782.828.471.3510.001.362088.32.616.6010.001.368985.376.363.5710.001.364885.224020.

44、523.791.983.001.37903.720.781.543.001.37691.630.131.773.001.37841.028.471.353.001.37631.12.616.603.001.372715.496.363.573.001.371476.37259.131279.7根據煤炭工業(yè)設計規(guī)范 ，求得以下各儲量類型的值：礦井地質資源量可由以下等式計算：Zi= Si Mi 100/ (2-2)cos 中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 18 頁式中：各塊段儲量，萬 t。 Si各塊段的面積，km2。Mi各塊段內煤層的厚度，m。各塊段內煤的容重，t/m3 。 各塊

45、段內煤層的傾角。 將各參數(shù)代入（2-2）式中可得表 2-1，所以地質儲量為： =312.80（Mt）zZ2.2.3 礦井工業(yè)儲量礦井工業(yè)儲量根據鉆孔布置，在礦井地質資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據煤層厚度和煤質，在探明的和控制的資源量中，70%的是經濟的基礎儲量，30%的是邊際經濟的基礎儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。礦井工業(yè)儲量可用下式計算： （2-3）1111222 11222333gbbmmZZZZZZk式中： 礦井工業(yè)資源/儲量； gZ探明的資源量中經濟的基礎儲量；111bZ控制的資源量中經濟的基礎儲量；122bZ探明的資源量中邊際經濟的基礎儲量；2 11m

46、Z控制的資源量中邊際經濟的基礎儲量；2 11mZ推斷的資源量；333Z可信度系數(shù)，取 0.70.9。地質構造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，值取 0.9；kk地質構造復雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井，取 0.7。該式取 0.7。k131.38（Mt）111*60%*70%bzZZ65.59（Mt）12230%*70%bzZZ56.30（Mt）2 11*60%*30%mzZZ28.15（Mt）222*30%*30%mzZZ21.90（Mt）333*10%*zZkZk因此將各數(shù)代入式 2-3 得：303.42（Mt）gZ 2.2.42.2.4 礦井設計儲量礦井設計儲量礦井設計資源儲量按式（2-4）計算： （2

47、-4）1()sgZZP式中礦井設計資源儲量sZ斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱損失1P量之和。按礦井工業(yè)儲量的 3%算。則：294.31(Mt）1()303.42303.42 3%=sgZZP2.2.52.2.5 礦井設計可采儲量礦井設計可采儲量 （2-5）2()kkZZP C式中礦井設計可采儲量；kZ 工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設計資源/儲量的 2%算；2P中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 19 頁 C采區(qū)采出率，厚煤層不小于 75%；中厚煤層不小于 80%；薄煤層不小于85%。此處取 0.75。則：220.73（Mt）2()(294.

48、31 294.31 2%) 0.80kkZZP C2.2.62.2.6 工業(yè)廣場煤柱工業(yè)廣場煤柱根據煤炭工業(yè)設計規(guī)范不同井型與其對應的工業(yè)廣場面積見表 2-2。本礦井設計生產能力為 2.4 萬噸/年，所以工業(yè)廣場占地面積為 24 公頃，所以取工業(yè)廣場的尺寸為600m400m 的長方形。工業(yè)廣場位置煤層的平均傾角為 25 度，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為-600m，該處表土層厚度為 76m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內。工業(yè)廣場按級保護留維護帶，寬度為 15m。本礦井的地質掉件及沖積層和基巖層移動角見表 2-3，工業(yè)廣場保護煤柱如圖 2

49、-2。 表表 2-2井 型（萬 t/a）占地面積指標（公頃/10 萬 t）240 及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8表表 2-3 巖層移動角巖層移動角廣場中心深度(m)煤層傾角()煤層厚度(m)沖積層厚度(m)()()()()-6002510(3)7640757568中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 20 頁圖 2-2 工業(yè)廣場保護煤柱圖中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 21 頁3 礦井生產能力、服務年限及工作制度3.1 礦井工作制度根據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范相關規(guī)定，確定礦井設計年工作日為 330 天，工作制度采用“三八制”，每天

50、三班作業(yè)，二班生產，一班準備，每班工作 8 小時。礦井每晝夜凈提升時間為 16 小時。3.2 礦井設計生產能力及服務年限3.2.13.2.1 確定依據確定依據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范第 2.2.1 條規(guī)定：礦井設計生產能力應根據資源條件、外部建設條件，國家對煤炭資源配置及市場需求，開采條件、技術裝備、煤層及采煤工作面生產能力，經濟效益等因素，經多方案比較確定。礦區(qū)規(guī)模可依據以下條件確定：1、資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；2、開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市） ，交通（鐵路、公路、水運）

51、 ，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模；否則應縮小規(guī)模；3、國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據；4、投資效果：投資少、工期短、生產成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。3.2.23.2.2 礦井設計生產能力和礦井服務年限礦井設計生產能力和礦井服務年限張小樓井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角不是很大，厚度變化不大，開采條件相對簡單，技術裝備先進，經濟效益好，煤質為優(yōu)質氣肥煤，交通運輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。參照大型礦井服務年限的下限（大于50a）要

52、求，T 取 60 年，儲量備用系數(shù)取 1.4，則礦井設計生產能力 A 為： A=Zk/(TK)=220.73/(60*1.4)=2.63（Mt/a） （3-1）根據煤層賦存情況和設計可采儲量以及要滿足第一水平服務年限，按煤炭工業(yè)設計礦井設計規(guī)范規(guī)定，將礦井設計生產能力確定為 2.4Mt/a，在計算礦井服務年限：T=Zk/(AK) （3-2）式中：T礦井服務年限，a；Zk礦井可采儲量，Mt；A設計生產能力，Mt；K礦井儲量備用系數(shù)，取 1.4。則礦井服務年限為：T=220.73/(2.41.4)=65.7(a)中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 22 頁符合煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范要

53、求。第一水平劃分在-600m，采用上下山開采，下山采到-900m，第一水平面積為 5.48km2 ，第一水平平均傾角為 25，計算得第一水平地質儲量為 95.12Mt，減去保護煤柱和工業(yè)廣場煤柱得設計可采儲量為 73.46 Mt，所以第一水平服務年限為：1T=,73.46/（2.41.4）=21.9(a)1T符合煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范要求。3.2.33.2.3 井型校核井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1、煤層開采能力井田內 7 號煤層平均厚 10m、9 號煤層平均厚 3m，均為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面” 的

54、發(fā)展模式，7 號煤層布置一個放頂煤工作面保產。2、輔助生產環(huán)節(jié)的能力校核礦井設計為大型礦井，開拓方式為第一水平立井、第二、三水平暗斜井開拓，主立井采用箕斗運煤，副立井采用罐籠輔助運輸，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產的原煤經平巷膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經主立井提升至地面，運輸能力大，自動化程度高。副井運輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設備的下放與提升。大巷輔助運輸采用架線電機車運輸，運輸能力大，調度方便靈活。 3、通風安全條件的校核礦井煤塵有爆炸危險性，瓦斯涌出量不大，屬低瓦斯礦井，須采取預防煤層爆炸措施。礦井采用中央并列式通風，可以滿足通風需要

55、。4、礦井的設計生產能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應，保證有足夠的服務年限，滿足煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范要求，見表 3-1。表表 3-1 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限第一開采水平服務年限（a）礦井設計生產能力（萬 t/a）礦井設計服務年限（a）煤層傾角45600 及以上7035300500603012024050252015459040201515930各省自定中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 23 頁4 井田開拓4.1 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、

56、通風、排水和動力供應等生產系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經濟比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。1、確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2、合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3、布置大巷及井底車場；4、確定礦井開采順序，做好開采水平的接替；5、進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造；6、合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時

57、，應遵循下列原則：1、貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產高效創(chuàng)造條件。在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。2、合理集中開拓部署，簡化生產系統(tǒng)，避免生產分散，做到合理集中生產。3、合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4、必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產的有關規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態(tài)。5、要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。6、根據用戶需要，應照顧到不同煤質、煤種的煤層分別開采，以及

58、其它有益礦物的綜合開采。4.1.14.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標1、井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。平硐開拓受地形即埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當大的

59、提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點是：斜井井筒長輔助提升能力少，提中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 24 頁升深度有限；通風路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術復雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特

60、別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。本礦井煤層傾角較大，上部煤層平均 25，為緩傾斜煤層；煤層埋深較大，淺部埋深250m；表土層薄，有流沙層；水文地質情況比較簡單，涌水量??；因此不適合斜井和平峒開拓，井筒需要特殊施工，因此可采用凍結法立井開拓。經后面方案比較確定井筒形式為第一水平立井、第二水平暗斜井。2、井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不

61、遷村；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于井田內的煤層埋藏比較深，角度較大如果井筒布置在井田中央井筒會很深，石門也會很長，所以為了考慮初期的投資決定井筒布置在井田中央偏上。4.1.24.1.2 工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近。工業(yè)場地的形狀和面積：根據表 4-1 工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為 24 公頃，形

62、狀為矩形，長邊垂直于井田走向，長為 600m,寬為 400m。表表 4-1 工業(yè)場地占地面積指標工業(yè)場地占地面積指標井 型（萬 t/a）占地面積指標（公頃/10 萬 t）240 及以上1.0120-1801.245-901.59-301.84.1.34.1.3 開采水平的確定及采區(qū)劃分開采水平的確定及采區(qū)劃分本礦井煤層露頭標高為-250m，煤層埋藏最深處達-1200m，垂直高度達 950m，根據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為 200350m。井田主采煤層為 7 號和 9 號煤層，設計中只針對 7 號和 9 號煤層。煤層傾角較大，中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（

63、論文）第 25 頁傾角為 230，平均為 25，為緩傾斜煤層，所以設計為兩水平開采。第一水平標高-600m，采用采區(qū)式上下山開采，下山采到-900m，垂直高度 650m；第二水平標高-1130m，-1100m 標高以上采用采區(qū)式開采，此標高以下采用帶區(qū)式開采，垂直高度300m。具體劃分見圖 4-1。圖 4-1 張小樓采（帶）區(qū)的劃分4.1.44.1.4 主要開拓巷道主要開拓巷道1、運輸大巷的布置本礦井主采 7、9 號兩層煤，7、9 號煤層生產能力：可采儲量為 220.7Mt。兩層煤間距為 15m，劃分為一組煤，組間采用近距離煤層集中上山聯(lián)合準備方式。7 號煤層平均厚度為 10m，9 號煤層平均

64、厚度為 3m，賦存穩(wěn)定，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大，且煤質硬度不大。故礦井開拓大巷布置在巖層中，距煤層底板大約 25 m 處的砂頁巖中，留 30m 煤柱護巷。巖層大巷其優(yōu)點是巷道維護條件好，維護費用低，巷道施工能夠按要求保持一定方向和坡度，便于設置煤倉。由于礦井瓦斯涌出量不大，一條軌道大巷就可以滿足進風需要。再布置一條運輸大巷兼回風，共兩條大巷。運輸大巷比軌道大巷高 8m。2、井底車場的布置由于井底車場一般要為整個礦井服務，服務時間較長，故要布置在較堅硬的巖層中。本礦井布置位置選擇在煤層底板中。煤層底板為堅硬的砂頁巖。維護費用較低。4.1.54.1.5 方案比較方案比較1、提出方案根據以上

65、分析，現(xiàn)提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：第一水平立井、第二水平暗斜井、第三水平暗斜井開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-700m，第二、第三水平采用暗斜井，第二水平延伸到-1100m，第三水平延伸要-1200m，共三個水平。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 26 頁大巷均布置在巖層中。如圖 4-2。方案二：第一水平立井、第二水平暗立井、第三水平暗斜井開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-700m，第二水平采用暗立井延伸到-1100m，第三水平采用暗斜井延伸到-1200m，共三個水平。大巷均布置在巖

66、層中。如圖 4-3。方案三：第一水平立井、第二水平暗立井延伸開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-600m 采用上下山開采，下山采到-900m，第二水平采用暗立井延伸到-1130m，采用采區(qū)和帶區(qū)開采，共兩個水平。大巷均布置在巖層中。如圖 4-4。方案四：第一水平立井、第二水平暗斜井開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-600m 采用上下山開采，下山采到-900m，第二水平采用暗斜井延伸到-1130m，共兩個水平。大巷均布置在巖層中。如圖 4-5。圖 4-2 方案一 立井三水平開拓 二水平暗斜井延伸到-1100m 三水平暗斜井延伸到-1200m圖 4-3 方案二 立井三水平開拓 二水平暗立井延伸到-1100m 三水平暗斜井延伸到-1200m中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設計（論文）第 27 頁圖 4-4 方案三 立井兩水平開拓 二水平暗立井延伸到-1130m圖 4-5 方案四 立井兩水平開拓 二水平暗斜井延伸到-1130m2、技術比較以上所提四個方案大巷均布置在巖層中，方案一和方案二為三個水平，方案三和方案四為兩個水平，其主