1、中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页 目 录全套 cad 图纸，联系 1538937061 矿区概述及井田地质特征 .11.1 矿区概况 .11.1.1 交通位置 .11.1.2 矿区气候条件 .11.1.3 电源、主要建设材料供应条件 .11.1.4 矿区水文情况 .21.2 井田地质特征 .21.2.1 地形地貌、地层 .21.2.2 井田地质构造 .51.2.3 井田水文地质 .51.2.4 井下岩层地温 .71.3 煤层特征 .91.3.1 煤层埋藏条件 .91.3.2 煤层群层数 .91.3.3 煤的特征 .92 井田开拓 132.1 井田境界 132.2 矿井工业储
2、量 142.3 矿井安全煤柱 142.3.1 煤柱留设 142.3.2 各类煤柱损失计算 152.4 矿井设计可采储量 162.5 矿井设计生产能力及服务年限 17中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页 2.6 井田开拓 182.6.1 井田开拓的基本问题 182.6.2 矿井基本巷道 242.6.3 大巷运输设备的选择 342.6.4 矿井提升 353 盘区采煤方法及盘区巷道布置 373.1 煤层的地质特征 373.1.1 盘区煤层特征 373.1.2 煤的特征 373.1.3 煤层顶底板组成 373.1.4 煤层的瓦斯和水文地质 373.1.5 煤层的主要地质构造 373.2
3、 盘区巷道布置及生产系统 373.2.1 确定盘区走向长度、区内煤柱尺寸及区段斜长和数目 373.2.2 工作面辅助运输车场形式 383.2.3 确定盘区区段平巷、区段集中巷之间联络巷道形式，位置和布置方式 393.2.4 确定盘区主要硐室的布 置 393.2.5 确定盘区内开采顺序 393.2.6 盘区生产系统 403.2.7 盘区内各种巷道掘进方法 403.2.8 盘区生产能力 423.3 采煤方法 433.3.1 采煤工艺方式 433.3.2 回采巷道布置 594 矿井通风 614.1 矿井通风系统选择 614.1.1 矿井通风系统的设计原则及考虑因素： 614.1.2 矿井概况 614
4、.2 盘区通风 664.2.1 盘区通风总体要求 664.2.2 工作面通风方式 674.3 掘进通风 694.3.1 掘进通风方法 694.3.2 掘进面需风量计算 704.3.3 掘进面的设计 714.3.4 风筒设备的选型 724.3.5 风筒的风阻的计算 734.3.6 风筒的漏风风量备用系数的确定 734.3.7 局部通风机的选择 744.3.8 掘进通风安全技术措施 754.4 矿井需风量 754.4.1 矿井需风量计算的标准及原则 764.4.2 矿井需风量的计算 764.4.3 风量分配 794.5 矿井通风阻力计算 80中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页 4
5、.5.1 矿井通风阻力计算原则 814.5.2 矿井通风容易和困难时期阻力计算 814.5.3 矿井总风阻和等积孔计算 874.6 矿井主要风机选型 884.6.1 矿井通风设备的要求 884.6.2 主要风机选型 884.6.3 电动机选型 924.7 矿井反风措施及装置 934.7.1 矿井反风的目的和意义 934.7.2 反风方法及反风装置 934.7.3 区域性反风和局部反风 944.7.4 防爆门 944.7.5 扩散器 944.7.6 风硐 954.7.7 消音装置 954.7.8 通风机房布置图 954.8 概算矿井通风费用 954.8.1 风机消耗电费 954.8.2 设备折旧
6、费 964.8.3 材料消耗费用 964.8.4 通风工作人员工资费用 964.8.5 矿井每采一吨煤的通风总费用 974.9 阻止特殊灾害事故的安全措施 974.9.1 防治瓦斯爆炸的措施 974.9.2 防火措施 974.9.3 防尘制度 974.9.4 预防自燃的措施 985 矿井安全技术措施 985.1 矿井安全技术概况 985.2 矿井火灾 985.2.1 矿井自然发火概况 985.2.2 矿井自然发火分析 985.2.3 矿井早期预报自然发火的方法 .1005.2.4 煤的自燃预防措施 .1005.2.4 黄泥灌浆防灭火 .1015.2.5 氮气防灭火 .1055.2.6 井下机电
7、设备及硐室防火措施 .1065.3 矿井粉尘 .1065.3.1 矿井粉尘的危害 .1065.3.2 防尘措施概况 .1085.3.3 喷雾洒水系统 .1095.3.4 煤层注水设计 .1115.4 事故预防及处理计划的编制 .115参考文献： 120专题部分 121中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页 煤矿安全监测监控系统简析 1211 煤矿安全监测监控系统的发展历程 1211. 1 国外煤矿监测监控技术的发展 1211. 2 煤矿监测监控技术在我国的发展应用 1222 各系统在煤矿安全生产中的作用 1222.1 煤矿监测监控系统的组成 .1222.1.1 系统功能 .124
8、2.1.2 系统特点 .1252.1.3 系统在“一通三防”管理工作中的作用 .1262.2 顶板离层报警计算机监测系统 .1272.2.1 系统组成 .1272.2.2 工作原理 .1272.2.3 顶板离层报警计算机监测系统安装后特点及效果 .1282.3 中央泵房井下主排水泵自动化控制系统 .1282.3.1 系统组成 1282.3.2 数据自动采集与检测 1282.3.3 自动轮换工作 1292.3.4 自动控制 1292.3.5 动态显示 1292.3.6 通讯接口 1292.3.7 系统功能及特点 1302.3.8 排水系统的意义 .1302.4 高低压开关远程监控系统 .1302
9、.4.1 系统构成 .1312.4.2 监控功能及主要技术指标 1322.4.3 使用效果 1332.5 工业电视监控系统 1332.5.1 系统组成 .1332.5.2 系统主要功能特点 1332.5.3 系统的作用 .1343 目前系统主要问题分析及解决方案 1343.1 系统误报警 1343.1.1 产生误报警的原因分析 1343.1.2 解决方法 1353.2 系统防雷击能力 1353.2.1 原因分析 1353.2.2 解决方案 1363.3 断馈电状态监测 1363.3.1 管理上严格要求: 1363.3.2 技术上针对不同的现场研究不同的解决途径: 1364 我国煤矿监测监控系统
10、的发展趋势 1374.1 发展全面的监测监控专家系统 1374.2 研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器 137中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页 4.3 合理的规范通信协议 1374.4 实现全面化的网络管理 1375 小结 .137参考文献： 138翻译部分 140英文原文 .140中文译文 .145致 谢 149中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 交通位置大同振兴煤矿位于大同市南郊区，东临同煤集团矿区。矿井地理位置较为优越，矿井距大同市 25 公里，毗邻 109 国道以及同煤铁路专线，西距左云县 30
11、 公里，南距太原市 335km。交通十分方便。交通位置详见图 1-1。图 1-1 矿区交通位置图1.1.2 矿区气候条件本区属大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，最高气温 36，最低气温-26 ，年平均气温 7.56。每年 7、8、 9 月份为雨季，年平均降雨量 380.9mm，年平均蒸发量2174.7mm，为年降雨量的 5 倍。冰冻期为 10 月上旬至次年 4 月下旬，最大冻土深度1.50m，最大积雪厚度 230mm。年主导风向为西风，最大风速达 20m/s。本地区抗震设防烈度为 8 度。1.1.3 电源、主要建设材料供应条件供电现状：振兴煤煤矿地面广场现有 6kV 变电所一座，该所主要供给振兴
12、煤矿井上、下用电，站内设有 315kVA 变压器一台。其供电电源一回引自距本矿西北 3.5km 处的高山 35kV 变电站 6kV 母线上，导线为 LGJ95，线路全长约 3.5km，该电源作为矿井主电源；另一回中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页 引自南郊区 35kV 变电站的 6kV 母线上，导线为 LGJ35，线路全长约 3.5km，作为本矿井保安备用电源。主要通风机电源引接于振兴煤矿工业场地地面现有 6kV 变电所电源上，导线分别为 LGJ95、LGJ35，线路全长约 1km。其他电源：大同市南郊 110kV 变电站，距离本矿约 10 km，可作为矿井机械化升级改造后的
13、供电电源。主要建设材料供应条件矿井工业场地对外联络较为方便、交通便利，当地生产建筑石材、河沙、水泥、石灰等建设材料，其它建筑材料需从大同、朔州等地运入，完全可以满足矿井建设和生产的需要。1.1.4 矿区水文情况井田内河流主要有御河 ，属桑干河水系，河流由北向南从井田中部穿过，河床较为宽阔，为季节性河流，平常干涸无水，雨季时有山洪流过。矿井水源井下排水：矿井正常排水量为 128 m3/d ，最大排水量为 327m3/d。保证用水量为 90 m3/d。经过处理后的井下排水，达到井下消防洒水复用水质标准，可以作为矿井井下生产供水水源。深井水：本矿只能取用地下水，现已有一眼深井，取用奥灰水。涌水量约
14、40m3/h，已不能满足矿井生活生产用水，需要再打一眼深井，出水量要求不小于 50 m3/h，以满足矿井生活生产用水。1.2 井田地质特征1.2.1 地形地貌、地层本井田位于大同煤田东部，属中、高山区地貌，井田内山峰陡峭，沟谷纵横，地形十分复杂，东西两端为连绵峰梁，总体地势为东北高西南低，地形最高点标高为1672.8m，最低点标高为 1260m，最大相对高差 412.8m。地质勘探程度及存在问题1）本井田 3-5、8 号煤层大部分位于奥灰岩溶水水位之下，存在带压开采，需加强隐伏导水构造的探测工作，在采掘到以往施工的钻孔附近时，要注意封闭不良的钻孔，防止可能造成的水害。2）建议对周边小窑生产情况
15、做进一步的了解，加强对周边小煤窑生产现状的调查，以利于煤矿的安全生产。3）建议在井下巷道掘进时，采用井下钻探进一步了解 3-5 号煤层厚度变化情况。4）由于本井田内岩浆岩活动较为强烈，煤质受其影响而发生变质，应对其作进一步研究，并对其伴生有益矿产高岭岩做深入了解加以利用，从而提高煤矿的综合经济效益。井田地层振兴煤矿井田位于大同煤田东部边缘，区域地层叙述范围为大同煤田。区域内除震旦界、上奥陶统至下石炭统、三叠系沉积缺失外，其太古界、古生界、新生界均有不同厚度的沉积，总厚约 3101m 左右，大同煤田出露的地层由老至新见大同煤田区域地层表中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页 1-1
16、。表 1-1 大同煤田区域地层表界 系 统 组 厚度（米） 简 述全新统 2-5 由砾石、砂组成的冲积、洪积层。第四系Q4 中、上更新统 0-147 由黄色亚砂土、亚粘土组成上新统 静乐组 N2b 5-36 红色粘土层。新生界KZ第三系R 中新统 汉诺堡组 N1h 5-126 为玄武岩组成，分布于牛心山脉一带。上统 助马堡组 K2z 0-40 由浅灰色砂岩夹红色、绿色泥岩、泥灰岩组成。白垩系K 下统 左云组 K1z 0-276为一套砂砾层，主要分布于左云，右玉一带。云岗组 J2y 0-260 由紫红、黄绿色泥岩夹灰白色砂岩组成。中统大同组 J2d 0-220 灰白色砂岩与灰色泥岩及煤层组成。中
17、生界MZ 侏罗系 J下统 永定庄组 J1y 0-107 紫红色、灰绿色砂质泥岩、灰白色砂岩组成。石千峰组 P2sh 0-100 黄绿色含砾砂岩与紫红色砂质泥岩组成。上统上石盒子组 P2s 0-245 灰白色砂岩与紫红色、灰绿色粉砂岩组成。下石盒子组 P1x 79-143 灰白、紫红色砂岩与紫红、灰色砂质泥岩组成。二叠系 P下统山西组 P1s 34-68 灰白、灰色砂岩与深灰色粉砂岩、泥岩及煤组成。上统 太原组 C3t 37-130 灰白、灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩有煤层组层。石炭系C 下统 本溪组 C2b 26-39灰白色砂岩、深灰色泥岩、灰色夹紫红色泥岩组成。上马家沟组 O2s 0-184中统
18、下马家沟组 O2x 0-185亮甲山组 O1l 117-205奥陶系O 下统冶里组 O1y 85-105由南至北，由上而下逐渐变薄，并依次尖灭，在煤峪口附近全部尖灭。中统以石灰岩为主；下部以白云岩为主夹绿色泥岩组成。凤山组 3f 22-89长山组 3c 6-9上统崮山组 3g 55-62张夏组 2z 85-107中统徐庄组 2x 91-121古生界PZ寒武系下统 毛庄组 1mz 0-92由南至北，由新到老逐渐变薄并依次尖灭，在大同煤田北部的青磁窑以北全部尖灭。本系地层以石灰岩为主间夹绿或紫红色泥岩。太古界Ar集宁群 1600 由肉红色花岗片麻岩等组成。分布于大同新生代盆地边缘一带。区位于大同煤
19、田的中部东南边缘，地表覆盖少，属典型的低山丘陵地貌，区内基岩出露广泛。区内由下至上发育有太古界五台群、古生界寒武系、奥陶系、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及新生界第四系中、上更新统。现分述如下：1）太古界五台群（Ar3wt）为本区最古老的地层，为桃红色、肉红色的花岗片麻岩，主要成分为长石、石英、云母，其次为灰黑色的片麻岩和黑云母片麻岩，其中尚有花岗岩侵入体及角闪岩脉。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页 2）古生界（P Z）（1）寒武系（）紫红色的泥岩、砂质泥岩，中夹薄层泥灰岩，深灰色厚层状石灰岩中夹鲕状灰岩及结晶质灰岩，与下伏太古
20、界地层呈角度不整合接触，厚 190250m 。（2）奥陶系（O）本区煤系之基底，走向 N60E，倾向 NW，为深灰色、灰色厚层状及薄层石灰岩，厚约 400m，与下伏寒武系地层呈整合接触。（3）石炭系（C）本溪组（C 2b）：上部为灰黑色、灰色泥岩、砂岩、砂质泥岩，中部有一薄层灰黑色石灰岩，含有海百合茎、纺锤虫及蜿足类动物化石，厚 1.203.30m ，平均 2.57m，定名为标志层 K1；下部为青灰色及猪肝色铝土质泥岩，底部为一薄层呈条带状团块状的褐铁矿。本组地层钻孔揭露厚度为 34.0m，与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触。太原组（C 3t）：为主要含煤地层，厚度 101.80153.60m，
21、平均厚度 123.71m。岩性主要为灰白、灰褐色石英质中粗粒砂岩，灰色、黑灰色砂质泥岩和煤层，同时在煤层中含有黑色、灰褐色炭质泥岩、高岭质泥岩、高岭岩。在煤层的顶、底板及煤层中，含有黑色炭质泥岩和高岭质泥岩及高岭岩，本组地层稳定，厚度变化不大。底部为一层灰白、黄褐色的中粗粒砂岩，定名为标志层 K2。与下伏地层整合接触。（4）二叠系（P ） 下统山西组（P 1S）：本组岩性多为深灰色、灰黑色砂质泥岩、灰白色砂岩，有时夹薄层砾岩，含有四层不连续的薄煤层，仅极个别点可采。底部为灰白色砂砾岩及中粗粒砂岩，定名为标志层 K3，厚 1.016.30m，平均 6.89m，岩性和厚度变化较大。本组厚度 73.
22、0397.65m，平均 81.51m，与太原组地层整合接触。 下石盒子组（ P1x）：岩性以紫、黄、灰、绿色及杂色砂质泥岩、泥岩与灰白色、黄绿色砂岩互层为主，底部有一层灰白、灰黄色的砂岩或砂砾岩，定名为标志层 K4，厚08.40m，平均 3.40m。本组地层厚度 45.75103.13m，平均 59.79m，与下伏山西组地层整合接触。 上统上石盒子组（P 2s）：岩性主要是一套杂色的砂岩、砂砾岩、泥岩、砂质泥岩以及细粒砂岩与砂质泥岩互层，底部为黄绿色含砾粗砂岩及中粒砂岩，厚0.705.30m，平均 3.40m。本组厚 0197.75m，平均 61.38m。（5）侏罗系（J）下统永定庄组（J 1
23、y）主要分布于井田东北部，底部为灰白色中、粗粒长石石英杂砂岩，夹似层状透镜状层间砾岩，砾石成分主要为石英及硅质岩屑，磨圆度较好，斜层理发育。上部以紫红、灰绿色砂质泥岩为主，夹薄层细、中、粗粒砂岩，下部以灰白、紫红色砂岩为主，夹薄层砂质泥岩组成，底部 K8 砂岩厚 3.4010.80m ，平均 5.15。本组厚 024.60m，平均20.70m。上统大同组（J 2d）：井田范围内局部赋存，灰白色中、粗粒砂岩、残留厚度031.60m，平均 24.30m，与下伏地层整合接触。3）新生界第四系（Q）中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页 （1）全新统（Q 4）分布于井田如鹅毛口较宽广的沟
24、谷中，成分多为砾石细砂及次生黄土，井田内厚015.0m，一般 7.50m。（2）中上更新统（Q 23 ）黄色亚砂土及亚粘土，质地致密，垂直节理发育，不整合于各老地层之上，厚度不均，厚 017.25m，平均 4.25m。1.2.2 井田地质构造1）本区位于大同煤田中段东南边缘，总体构造形态为单斜构造，伴随有宽缓的波状起伏，煤层走向 N15-60E，倾向 NW，靠近井田东部边界倾角较大约 8左右，井田大部分煤层倾角在 1左右。井田内在 8 号煤层的开采中揭露了一条断层，其落差为 9m，倾角为 75，延伸长度为 1070 m。本井田未发现陷落柱。井田内主要可采煤层均受到煌斑岩岩床侵入影响，影响 3-
25、5 号煤层范围遍布全井田，煤层均遭破坏，只保留了煤层下部为正常煤。8 号煤层受其影响范围较小，只在中、西部的局部范围。2）侵入范围煌斑岩侵入厚度最小 15.35m，最大 35.70 m （H401 孔） ，侵入层数最大达 12 层，单层最低厚度 0.10 m，最大厚度 26 m （H406） 。本区中南部层数最多，侵入范围最大以H401、H402、H303 为中心向北、东西方向，厚度逐渐减小，本区 3-5 号煤层全部被侵入，煌斑岩侵入煤层使其发生变质，甚至炭化，而使煤层变薄，H303 号孔煤层全部硅化完全失去工业价值。煌斑岩侵入 8 号煤的范围较小，仅限于 H202、H203、H502 和鹅
26、2 四个孔，鹅 2 号孔煤层完全被破坏失去了工业价值，其余 3 个孔煤层中部遭岩浆岩破坏，但保留了顶底部分煤层。煌斑岩岩床形式侵入煤层，使其发生受热接触、变质、硅化、破坏了煤层原有厚度和结构; 煌斑岩厚度层数变化大，且无规律可言，对比困难，导致其煤层复杂化，影响了煤层稳定程度的评价，降低了煤层的工业利用价值。纵观本井田构造复杂程度属中等类别。1.2.3 井田水文地质1、地表水体井田内河流主要有御河 ，属桑干河水系，河流由北向南从井田中部穿过，河床较为宽阔，为季节性河流，平常干涸无水，雨季时有山洪流过。井田所处沟谷 1 全长约 4.3km，由西北向南从井田中部通过。其间发育有支沟2、3，2 流经
27、井田长约 1.2km。位于 1 沟东部，支沟 3 长约 1.0km。沟谷断面多呈“V”字型。2、含水层井田内依据地下水的含水介质类型，可划分为石灰岩岩溶裂隙含水层组、碎屑沉积岩裂隙含水层组和松散沉积物孔隙含水层组，下面按地层沉积顺序由老至新分述如下：（1）寒武奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页 该组地层由巨厚的石灰岩组成，其间岩溶分段发育，为本区煤系地层之下的主要含水层。补勘仅有一个钻孔揭露灰岩，并进行了抽水试验。在进行抽水试验前，对该区灰岩水井进行了了解调查，灰岩水位于 2006 年突然下降，致使许多过去的大口井（灰岩）干枯。邻区才沟煤矿于 200
28、6 年 10 月 18 日至 2007 年 1 月 25 日施工灰岩水井一口，井深500.60m，水位埋深 227.60m，渗透系数 1.00098m3/d，单井出水量 679.2m3/d，单井揭露灰岩厚度 104.48m，据 H401 钻孔抽水试验单位涌水量 0.006887L/sm，富水性弱，奥灰水位高程 1125.15m，水质类型为 ClHCO3-Ca2 Mg2 型水，矿化度 1.29。（2）太原组砂岩裂隙含水层本组地层为含煤地层，含水砂岩多间夹于泥岩、砂质泥岩和各煤层之间，厚约2045m 的粗粒、中粒砂岩，为本组的主要含水层段，由于煤层已进行开采，在 H401 钻孔 P1S C3t 段
29、混合抽水试验时，单位涌水量小于 0.00022L/sm，进行试验时，采用提筒，36 小时共计抽出水量 2298.6L，将水基本抽干，充分说明原已富水性弱的含水层，在近年开采过程中已被疏干，其水质类型为 SO42-HCO3-Ca2 Mg2 型水。（3）山西组砂岩裂隙含水层主要为分布于本组底部的含砾粗砂岩带及夹于泥岩、砂质泥岩间的粗粒砂岩、中砂岩，透水性良好，为下伏 3 号、3-5 号煤及开采井巷的主要充水含水层，由于区内煤层开采，该组含水层几乎被疏干，据 H401 号孔抽水试验，单位涌水量小于 0.00022L/sm，地下水质类型为 SO42-HCO3- Na Ca2 型水，矿化度 0.5g/L
30、。（4）石盒子组砂岩裂隙含水层含水层段主要为中粗砂岩及细砂岩，本次补勘未进行抽水试验。据邻区鹅 61 号孔抽水试验（1954 年） ，单位涌水量 0.0270.031L/sm，渗透系数 0.0050.006m/d，富水性弱，水质类型 HCO3-ClNa Mg2 型水。（5）风化壳含水层主要由上石盒子组风化砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，一般埋深 3070m ，它与地表水冲击层潜水有水力联系，富水性弱中等。（6）第四系冲积层本层厚 020m，主要堆积在沟谷阶地及河漫滩，为砂砾石及卵石，由于井田内发育的沟谷均为季节性沟谷，因此井田内该层含水层总体富水性弱，仅在雨季富水性相对较好。3）隔水层组本区唯一发育
31、稳定的隔水层为本溪组，该组位于太原组煤系地层之下，上覆于奥陶系石灰岩，由于其岩性多以泥质岩类为主，具阻隔水作用，阻隔了其上部砂岩裂隙水和下部岩溶水的水力联系。补勘揭露本溪组钻孔仅有 H401，揭露厚度 34m。4）地下水补给、径流、排泄条件大气降水是本区地下水的主要补给来源，出露的基岩直接接受大气降水入渗补给，构成风化壳含水层地下水的主要来源，地下水迳流条件好，水循环迅速以溶滤作用为主，在地形底洼处以泉形式排出。山西组、太原组地层受上部隔水层泥岩、砂质泥岩阻隔，大气降水补给量极其有限，补给条件差，本井田未发现断层，不存在顺断层接受大气降水补给，奥陶系石灰岩含水层的越流补给，取决于本溪组隔水层发
32、育程度。地下水排泄小部分以泉形式排出，大部分从生产的矿井以矿井水的形式排出。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页 5）井田充水因素分析井田范围内 3 号、3-5 号煤层，据钻孔资料统计，大多与山西组底部厚层砂岩相隔薄层的泥岩、砂质泥岩，随着煤层开采，砂岩裂隙水直接进入矿井，故山西组底部砂岩裂隙含水层是煤层的主要充水因素。3-5 号与 8 号煤层间夹的中厚层砂岩，随着煤层开采，其裂隙水也会涌入矿井，从而成为太原组各煤层开采的次要充水因素。8 号煤底部有厚 1.7224.96m 的粗中粒砂岩，直接与 8 号煤层接触或仅隔薄层泥岩，在开采 8 号煤层时，底部砂岩作为直接充水含水层成为
33、 8 号煤的主要充水因素。6）矿井涌水量由于矿井涌水量与原煤产量不完全呈正比例函数关系，因此采用本矿矿井涌水量预算的矿井涌水量偏大。本矿投产预计年产原煤 120 万 t，平均日产原煤 3333 吨，依下式计算矿井涌水量：QKpP 式中Q预计矿井涌水量（m 3/d）P设计矿井日产量（ t）Kp吨煤含水系数由上式计算矿井涌水量在 128-327m3/d。根据上述涌水量预算结果，综合分析确定矿井涌水量正常采用 128m3/d，最大采用327m3/d。7）水文地质条件评述本区位于大同煤田中部的东南边缘，地表覆盖薄，属典型的低山丘陵地貌，黄土覆盖率低，植被稀少，降水少且强度集中，不利于大气降水的入渗补给
34、，石炭二迭系地层岩石胶结致密，虽受煌斑岩侵入影响，但节理裂隙不甚发育，富水性弱，奥灰岩溶据H401 钻孔揭露不甚发育，水位标高 1125.15m，高于 3-5、8 号煤层，最高高于 8 号煤层113.15m、高于 3-5 号煤层底板 68.15m，3-5、8 号煤层带压开采范围主要分布于井田北西部，其承受的水头压力 1.38MPa，突水系数 TS0.042Mpa ，正常地段突水的危险性小。井田水文地质类型为类型与类型，水文地质条件属简单类型。1.2.4 井下岩层地温本区在 H501、H303 两个钻孔中进行了简易测温工作，测试结果如下，H501 钻孔，孔深 346 米，最高温度为 21.71，
35、H303 钻孔，孔深 260 米，最高温度为 16.97，均达不到 31，所以本区在煤矿开采中不存在热害。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 9 页 柱 状 9.6.0-12 5.32C b 0.6-15 10.73-2.10 4.92-67 3C t 3.-52 30. 6.28-1.86.93-54 95.2-8307.9381.组上石盒子 2P s子1P 叠二下叠 3.0245-1 73.2605-96s 53.489-7 叠统系 上二 下石盒 1P x组山二 3.90-164146. 14.6.-52 107.6.-89J
36、 d2 4.1205-7.3 30-146.1组同J侏罗系 9.6侏罗 大中统 累 计最 小 -最 大平 均最 小 最 大 分 层 厚 度平 均层 厚系 统地 层 时 代组58K2K4K5K8K1, , , ., , , . , , . , .- - - , : .层 岩 性 描 述志 号标 (煤 )- 1248.6 57.2m, 53.2m - 0 3 W8 23 - - - 4 4 - - - 13 Q2+3 7 58 9.6定永庄组J y 16.94.8-61 .5m 43. 4 E12 7 17m 3 31 0.53.80m,1 5E17 W8 1.65m - 06 E2 8 1.0-
37、5 0.7-25 22 , , .36,.2816 19.24-7.25.0-71:0图 1-3 地址综合柱状图中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 10 页 1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件本井田含煤地层为二叠系下统山西组及石炭系上统太原组。山西组含煤地层厚73.03-126.68m，平均 79.24m，本井田内煤层仅零星赋存，且不可开采，含煤性差，含煤系数 0.90%。见地址综合柱状图 1.3。太原组含煤地层厚 101.80-153.60m，平均 123.71m，由上而下共含 8 层，编号为1、2、3-5、6、7、8、9、10 号煤层，其中 1、10 号层零星赋存，2、6、
38、7 号煤层局部赋存，8 号煤层大部赋存，3-5 号为主要可采煤层，8 号为大部可采煤层，煤层总厚23.31m，含煤系数 35%。大同煤田位于山西隆起北端，为一不对称的向斜构造，向斜轴总体为北东3035，煤田东南缘地层倾角较陡，一般为 3035，东部边缘，局部地层直立倒转，煤田中、西部地层倾角较平缓，大都在 10以下。1.3.2 煤层群层数山西组 4 号煤层和太原组 6、7、9、10 号煤层为局部或零星可采煤层,可采范围不大，太原组 3-5 号煤层为稳定可采煤层，2 号煤层受火成岩侵入破坏，基本无开采价值，故井田内具有开采价值的煤层仅为太原组 3-5 号煤层，分述如下：1）3-5 号煤层层位位于
39、 2 号煤层下 52.64-66.38m，平均 38.41m，全井田赋存并可采，鹅 2 号、H502 及 H202、H203 号钻孔受岩浆岩破坏无开采价值，其周边向南西至界外鹅 5 号钻孔，煤层因受岩浆岩侵入影响变质。煤层结构简单，局部含二层夹矸，属稳定型煤层，煤层厚 4.88-11.86m，平均 8.10m，顶板岩性为砂质泥岩、泥岩，局部高岭岩，底部为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩。煤层、中西、中南部变厚，东部煤层变薄。见图 2-3-3。本设计只针对 3-5 号煤层进行设计，简称 3-5 号煤层为 5 号煤层2）8 号煤层层位位于 3-5 号煤层下 21.23-36.90m，平均 24.18
40、m，结构单一，井田局部区域赋存，不稳定、局部范围可采，煤厚 0-1.50m，平均 0.81m。可采煤层特征见表 1-2。表 1-2 可 采 煤 层 特 征 表岩 性煤层及标志层煤层厚度最小-最大平均层间距最小 -最大平均 顶板 底板夹矸 可采性 稳定性3-5 4.88-11.868.10 25.48-67.5038.41 砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩 泥岩 0-2 全井田可 采 稳定8 0-1.500.81 21.23-36.9024.18 砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩 泥岩 0 局部可采 不稳定1.3.3 煤的特征1）物理性质中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 11 页 本区各煤层以弱玻璃
41、光泽为主，块状构造，条带状结构，参差状断口，条痕褐黑色，致密较坚硬。宏观煤岩以半亮型煤为主，光亮型、半暗型煤为辅，镜煤多呈细条带状或线理状分布，可见透镜状丝炭。内生裂隙较发育，充填有方解石脉，8 号煤含有颗粒状或结核状黄铁矿。2）化学性质煤质指标汇总见表 1-3、表 1-4。（1）水分：3-5 号煤层在 1.253.60%，8 号煤层在 1.134.99%。（2）灰分：原煤灰分产率主要可采煤层 3-5 号煤平均 32.58%，8 号煤平均 31.92%，两层煤平均都大于 29.0%，属高灰煤（GB/T15224.1-2004） 。（3）全硫：3-5 号煤层在 0.061.43%，平均值 0.4
42、6%，以低硫煤为主，有少部分为特低硫煤和零星的中硫煤。 8 号煤层在 0.48 6.24%，平均值 2.39%，其中W9、H203、H501、H502、H602 钻孔原煤的全硫大于 3.00%，属高硫煤。1.4 密度洗选后，3-5 号煤的硫分平均为 0.55%，较原含量高，8 号煤平均 0.77%，较原煤明显降低。各煤层的形态硫，3-5 号煤以有机硫为主，硫铁矿硫为辅，硫酸盐硫含量很少。8 号煤层以硫铁矿硫为主，有机硫次之，硫酸盐硫含量在 0.05%以下。（4）挥发分：各煤层的原煤挥发分在 10.7742.08%，浮煤挥发分在 11.9241.05%之间，正常煤的挥发分大部分大于 37.00%
43、，属高挥发分煤，部分因岩浆岩侵入煤层影响而降低了挥发分产率。表 1-3 原煤主要煤质指标汇总表 原 煤煤层 Mad%Ad%Vdaf%St.d%FC d%Qgr,dMJ/kg3-5 1.253.602.39（15） 21.6639.8132.58（15） 17.1840.2527.27（15） 0.061.430.46（15） 40.3654.1748.23（9） 18.2625.9520.89（13）8 1.134.991.98（16） 17.9940.6031.92（16） 27.3440.5235.02（16） 0.486.242.39（16） 34.7949.3942.20（16） 15
44、.2733.3024.26（16）表 1-4 密度级浮煤主要指标汇总表煤层 Mad% Ad% Vdaf% St.d% GR.I Ymm3-5 0.611.921.44（13） 7.9313.6710.49（13） 23.2739.8331.65（13） 0.370.980.55（13）18132.72（5）2.837.2711.00（5）8 0.423.191.28（16） 6.8616.1710.72（16） 24.3840.1235.66（16） 0.481.350.77（16）09050.49（7）72114（7）（5）元素分析（见表 1-5）表 1-5 元素分析成果汇总表1.4 密度级
45、浮煤层名Cdaf % Hdaf % Ndaf % Odaf %中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 12 页 3-5 78.1786.4083.62（9） 4.595.584.98（9） 1.301.591.46（9） 6.8214.809.94（9）8 82.7086.2583.74（5） 4.805.474.28（5） 1.271.461.33（5） 7.018.708.58（5）煤层中的元素含量，碳在 78.1786.40%，氢在 4.595.58%，氮在 1.271.59%，氧在 6.8214.80%。（6）稀散元素及有害元素（见表 1-6）：锗含量均低于 5ppm；镓含量在7
46、33.8ppm，仅有个别点大于 30ppm，平均在 2124.8ppm；铀含量在 2ppm 以下；钍含量在 221ppm；钒含量在 760ppm。总体各元素都未达到工业提取品位。表 1-6 稀散元素测定汇总表煤层 锗 ppm 镓 ppm 铀 ppm 钍 ppm 钒 ppm3-5 0.213.01.6（12） 17.929.1723.88（12） 240mm，加岩粉量 4570%，测定结论均为有爆炸性。振兴煤矿在井下采了 8 号煤煤样测定结论有爆炸性，本区属于有煤尘爆炸危险性煤层的井田。 表 1-8 煤尘爆炸性鉴定成果汇总表钻孔 煤层 火焰长度 mm 加岩粉量% 爆炸性H401 3-5 40 5
47、0 有H203 8 150240 6070 有振兴煤矿井下 8 50 45 有（3）煤层自燃倾向性中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 14 页 根据地质报告 3-5、8 煤煤层自燃倾向性均为自燃，自燃倾向性等级。参数见表 1-9。表 1-9 自燃倾向性等级测定成果汇总表钻孔 煤层 吸氧量 cm3/g） 自燃倾向性等级 自燃倾向性H401 5 0.56 自燃H401 8 0.410.47 自燃振兴煤矿井下 8 0.4876 自燃2 井田开拓2.1 井田境界一、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
48、）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。根据山西省国土资源厅 2007 年 6 月颁发的大同振兴煤矿采矿许可证 ，大同振兴煤矿井田由下列 10 个拐点坐标连线闭合构成。 见表 2-1。 表 2-1 井田境界拐点坐标表 国家 6 度带坐标 矿区独立带坐标矿井 拐点编 号纬距（x） 经距（y） 纬距（x） 经距（y）1 4422580 19670128 4420797.98 541878.052 4422595 19671042 4420797.62 542792.043 4422278 19670947 4420482.31 542691.744 4421880 19673154 4420047.35 544891.415 4419879 19673098 4418047.88 544801.826 4419996. 19
