1、中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号： 21070025 学 院： 应用技术学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 五阳煤矿 2.4Mt/a 新井设计 专 题： 综放开采工作面高产高效综述 指导教师： 职 称： 讲师 2011 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 采矿工程 07 级 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2011 年 3 月 8 日毕业设计日期： 2011 年 3 月 10 日至 2011 年 6 月 6 日毕业设计题目： 五阳煤矿 2.4Mt/a 新井设计毕业设计专题题目：综放开采工作面高产高效综述毕业设计主要内容
2、和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1.五阳煤矿 2.4Mt/a 新井设计2. 综放开采工作面高产高效综述3.翻译一篇 3000 字以上的与本专业有关的英语文章院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决
3、实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分是潞安矿业集团五阳矿 240 万 t/a 新井设计。全篇共分为十个部分：矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度
4、和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、矿井通风设计和矿井基本经济技术指标。五阳矿位于山西省长治市，矿井总面积约为 38.5km2，井田走向平均长 4.8km，倾向平均宽 7.5km。井田内有 3#煤可采，平均厚度为 5.8m，煤层赋存稳定，为缓倾斜煤层，倾角 512，平均 10。井田内工业储量为 280.16Mt，可采储量为 200.08Mt。矿井正常涌水量 400 m3/h，属于低瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险，没有自然发火现象。五阳煤矿设计年生产能力为 240 万 t/a，服务年限为 64.1 年。工作制度为“四六”制。矿井的采煤方法为采区采用走
5、向长壁综合机械化放顶煤开采，带区采用倾向长壁综合机械化放顶煤开采。矿井为两水平混合开拓。矿井有一对立井：主井主要用于提煤，副井用于提升材料、人员和矸石。开拓水平设置在+650m 和+450m 。矿井一个工作面达产，采用综放工作面，年生产能力为 240 万 t/a。工作面长度为250m，煤的运输采用轨道运输，辅助运输也采用矿车。矿井通风方式为两翼对角式通风。专题是一篇论文，文章主要分析了实现综放开采工作面高产高效参数等综合方法。翻译部分是将一篇有关煤炭科技的英文翻译成汉语。英文题目是“The Features and Prevention of the Gas Pouring from the
6、Breaking Coal-bed of the Comprehensively”。关键词：综放；矿车运输；长壁开采；锚杆AbstractThis design consists of three parts: the general part, the special part and the translated part.The general part is a new design of WuYang Mine in ChangZhi coal department. It has ten chapters: an outline of the mine and mine field
7、 geology, boundary and reserves, productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine.The WuYang Mine field lies in the ChangZhi city of ShanXi province, The total area of t
8、he mine is 38.5 km2. The boundary of the mine field runs 4.8km on north south and 7.5km on west east on average. It is stable and fluty inclined. It s dip angle is from 5 degree to 12 degree, and is 10 degree on average. The normal flow of the mine is 400m3/h. The coal dust has explosion hazard, and
9、 the seam hast self-combustion tendency.The productive capacity of WuYang Mine is 2.4 million tons per year, and its service life is 64.1 years. Four shifits per day,six hours per shift.Only one working system is used in the mine. The mine has two level. It gets two vertical shafts: the main shaft i
10、s for lift coal and the subsidiary is for lift material and personals. The designed development level should be located at the level of +650m and +450m.There is only one working area in the mine. It is used comprehensive mechanized coal face and its productive capacity is 2.4 million tons per year.
11、The length of the longwall face is 250m. The coal is transported by carrage and the solid car is used in the ancillary transport. The method of mine ventilation in this shift is zone.The special part is a paper that it is about the analyze of the functions of coal mine Working Face characterization,
12、 numerical modeling, risk assessment and remediation-technique selection are effectively integrated.The translated part is to translate a paper about mining technology into Chinese. And its title is “The Features and Prevention of the Gas Pouring from the Breaking Coal-bed of the Comprehensively Mec
13、hanized Mining Face”.Keywords：transported by carrage ；Longwall Mining目 录一般部分1 矿区概况与井田地质特征 .11.1 矿区概况 11.1.1 矿区地理位置.11.1.2 交通位置.11.1.3 当地天气气候和降水量.21.1.4 矿区水文情况.31.2 井田地质特征 31.2.1 地层.31.2.2 构造.41.2.3 水文地质特征.41.3 煤层特征 51.3.1 煤层顶底板岩性特征.71.3.2 煤层瓦斯含量.81.3.3 煤尘和自燃情况.91. 4 矿井地温条件 .92 井田境界和储量 .102.1 井田境界 10
14、2.1.1 井田边界.102.2 矿井工业储量 102.2.1 井田勘探类型、钻孔及勘探情况.102.2.2 矿井工业储量的计算及储量等级的圈定.112.3 矿井可采储量 .112.3.1 储量损失.112.3.2 各种煤柱损失计算.112.3.3 矿井可采储量.133 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .143.1 矿井工作制度 .143.2 矿井设计生产能力及服务年限 .143.2.1 矿井设计生产能力的确定.143.2.2 矿井的服务年限.143.2.3 井型校核.154 井田开拓 .164.1 井田开拓的基本问题 164.1.1 井筒形式、数目的确定.164.1.2 主、副井井筒位
15、置的选择.164.1.3 风井位置的选择.174.1.4 工业广场的位置、形状和面积的确定.174.1.5 开拓方案及其比较.174.2 矿井基本巷道 .244.2.1 井筒.244.2.2 车场的型式和布置形式.274.2.3 场主井重车线的验算.284.2.4 场副井空重车线的验算.284.2.5 调车方式.284.2.6 车场峒室的布置.284.2.7 底车场的通过能力演算.294.3 主要开拓巷道 304.3.1 主要开拓巷道的支护方式.304.3.2 主要开拓巷道的特征.304.3.3 各主要开拓巷道的风速检验.305 准备方式 采区巷道布置 .345.1 煤层的地质特征 345.2
16、 采区巷道布置及生产系统 345.2.1 采煤方法及工作面长度的确定.345.2.2 采区巷道的联络方式.345.2.3 生产系统.345.2.4 确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式.345.2.5 确定带区生产能力和采出率.355.3 采区车场选型设计 .365.3.1 确定采区车场的形式.365.3.2 采区主要硐室布置.376 采煤方法 .396.1 采煤工艺方式 .396.1.1 采煤方法.396.1.2 回采工艺.396.1.3 工作面设备布置图见设计图纸.486.2 回采巷道布置 .516.2.1 采区巷道布置.516.2.2 保护煤柱尺寸的确定.527 井下运输 .557
17、.1 概述 557.1.1 井下运输设计的原始条件和数据.557.1.2 矿井运输系统.557.2 采区运输设备选择 567.2.1 工作面及运输顺槽运输设备的选择.567.2.2 采区辅助运输设备的选择.567.3 大巷运输设备选择 577.3.1 轨道大巷运输设备的选择.577.3.2 轨道大巷运输设备能力验算.588 矿井提升 .598.1 概述 598.2 主副井提升 598.2.1 主井提升.598.2.2 副井提升.609 矿井通风及安全技术 .629.1 矿井通风系统选择 629.1.1 确定矿井的通风系统.629.1.2 主要通风机的工作方式的确定.639.1.3 采区通风方式
18、的选择.639.1.4 工作面通风方式.639.1.5 确定矿井通风容易时期和困难时期及矿井用风地点.649.2 采区及全矿所需风量 679.2.1 按井下同时工作的最多人数计算.679.2.2 采煤工作面所需风量计算.679.2.3 掘进工作面所需风.699.2.4 硐室需风量计算.699.2.5 其他用风巷道的需要风量计算.709.2.6 矿井总风量计算.719.2.7 确定采区及全矿的风量分配并确定矿井所需总风量.719.3 全矿通风阻力的计算 719.3.1 矿井通风总阻力计算原则.719.3.2 通风容易时期和困难时期的确定.719.3.3 矿井通风阻力计算.719.3.4 矿井总风
19、阻等积孔计算.749.4 通风机选型 759.4.1 确定风机设计工况点.759.4.2 对矿井通风设备要求.789.5 防止特殊灾害的安全措施 799.5.1 瓦斯管理措施.799.5.2 煤尘的防治.799.5.3 火的防治.799.5.4 水的防治.809.5.5 其他安全措施.809.5.6 避灾线路.8010 设计矿井基本技术经济指标 .81参 考 文 献 .83综放开采高产高效综述 .851 综采放顶煤工艺分析 .851.1 放顶煤综采工艺过程分析 851.2 放顶煤开采采放工艺匹配方式分析 851.3 综放工作面设备能力匹配 862 综采放顶煤工艺系统的优化方针 .872.1 问
20、题的提出 872.2 综采放顶煤系统分析 872.3 模拟模型的构造及说明 883 优化综放工艺 提高工作面单产 .903.1 工作面简介 903.2 综放工作面现场工艺过程测定 .904 优化放煤工艺 提高煤炭采出率 .934.1 问题的提出 .934.2 放煤工艺分析 .934.3 放煤试验及数据统计 .944.4 结论 .945 关于实现综放面高产高效的一些参数优化问题的探讨 .955.1 采煤机进刀方式 955.2 三种工作方式的技术因素分析 955.3 提高综放设备能力 966 复杂地质条件综放工作面高产高效设计 .976.1 问题提出 .976.2 优化设计原则的确定 .976.3
21、 工作面高产高效设计方案 .976.4 几点体会 .987 综放开采高产高效工艺模式简述 .9971 顶媒冒放性好的缩放面高产高效工艺模式 .9972 “三软”不稳定厚煤层高产高效工艺模式 .9973 大倾角厚煤层综放开采高产高效工艺模式 .997.4 较薄厚煤层综放开采高产高效工艺模式 .9975 “两硬”厚煤层综放开采高产高效工艺模式 .1008 结束语 .101参考文献 .102英文原文 .104The Features and Prevention of the Gas Pouring from the Breaking Coal-bed of the Comprehensively
22、Mechanized Mining Face .104中文翻译 .108综采放顶煤瓦斯涌出的特点及防治 108致 谢 .111一般部分中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页1 矿区概况与井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 矿区地理位置五阳煤矿是潞安矿区最北部的一对大型矿井。行政区划隶属襄桓县所辖，矿井范围北以两川断层为界，南以文王山断层为界，西起勘探区边界，东至 15-3号煤层露头，南北长约 4.8km，东西宽约 7.5km，矿井面积为 38km2，该矿距襄桓车站 3.5km，距长治 45km ,太焦线穿越矿区，交通方便。区内地势属丘陵，交差不大。地面标高一般 930m 左右
23、。1.1.2 交通位置潞安矿区地处山西省东南部沁水煤东部边缘中段，地跨长治。太（原）焦（作）铁路纵贯矿区东部。邯（郸）长（治） ，太（原）焦（作）铁路在长治北站交会。太（原）焦（作）线北接石太、同蒲线，南接陇海线。矿区至太原，长治，邯郸，洛阳等地都有汽车相通，交通极为方便。长治到各周边主要城市铁路间距离见表 1-1；长治到各周边主要城市铁路间距离见表 1-2；长治交通位置见图 1-1。表 1-1 到各周边主要城市铁路间距离名称 起至站 距离/km太（原）焦（作）线 长治太原 280太（原）焦（作）线 长治新乡 217邯（郸）长（治）线 长治邯郸 220表 1-2 长治到各周边主要城市铁路间距离
24、名称 起至站 距离/km长（治）太（原）线 长治太原 250长（治）邯（郸）线 长治邯郸 185长（治）临（汾）线 长治临汾 171中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页公 路铁 路长 治 市 交 通 位 置 图离 石乡 宁 侯 马 临 汾大 同朔 州 沂 州太 原 市 榆 次 阳 泉长 治 焦 作运 城图 1-1 长治市交通位置图1.1.3 当地天气气候和降水量该区事故于温暖带大陆性气候，年平均气温为-6.9（一月） ，最高气温为 22.8（七月） 。极端最低气温为-29.1（1972 年 1 月 27 日） ，日最高温度为 37.4（1972 年7 月 5 日） 。年降雨量为
25、 414917mm 年平均为 583.9mm 年蒸发量为 1493.81996.3mm，年平均为 1713.84mm。降雨量多集中在 7、8、9 三个月。日最大降雨量为中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页109.7mm（1972 年 7 月 7 日） 。风向多为西北风，最大风速为 1416m/s。冻土期为每年十月至每年四月。最大冻土深度为 75cm。1.1.4 矿区水文情况井田内主要河流有浊漳河西源和南源。西源由西而东流入矿区，而南源由西南汇入，并于矿区中部汇合。南、西二源汇合后，由南而北至襄垣城东流出矿区，总汇水面积约750km2。并在井田外两河上游分别建有漳泽水库和后湾水库
26、。而区内无大的地表水体。煤层露头附近有一条季节性河流淤泥河，自南而北流淌，一般流量为 360m3/h。另外，流经本井田的浊漳河南源，为一常年有水河流，其最高洪水位857.65m（1953.6.15） ，最大流量 224m3/s，局部对煤层顶板含水层有明显的入渗补给。1.2 井田地质特征1.2.1 地层本井田广为第四系黄土所覆盖，局部地带有二叠系石盒子组地层，零星出露，据以往地质资料和新近资料，将本井田地层发育情况由老到新叙述如下：1）奥陶系中统上马家沟组 O2s井田钻孔揭露最大厚度为 99.27m，岩性为深灰色巨厚层状石灰岩，浅灰色白云质灰岩、泥灰岩。局部夹石膏层。石灰岩呈豹皮状，含珠角石、腹
27、足类，有孔虫等化石，分布于井田南部文王山北断层下。2）奥陶系中统峰峰组 O2f该组厚度为 120 米左右，岩性为浅灰、深灰色厚层状石灰岩，灰色厚层状白云质灰岩，夹灰色中厚层状泥灰岩。与下伏地层呈整合接触。3）石炭系中统本溪组 C2b该组厚度 3.529.92m，平均 8.5m。岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状细粒石英砂岩，灰色砂质泥岩，底部为山西式铁矿层。有时见及不稳定的薄煤层或煤线。井田东南郭庄附近有出露。与下伏地层呈假整合接触。4）石炭系上统太原组 C3t本组厚度 89.2139m，平均厚度 103m。是本区的主要含煤地层之一。岩性主要为灰、灰黑色石灰岩，灰、灰白色细粗粒
28、石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩，夹 815 层煤，其中可采煤层 17 层。泥岩多含铁质结核及植物化石碎片，致密坚硬；砂岩有时常相变为砂质泥岩及泥岩。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育不稳定的石灰岩，属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，且岩性岩相较为复杂。与下伏地层呈整合接触。5）二叠系下统山西组 P1sh本组厚度 59.2085.85m，平均厚度约 70m。是本区主要含煤地层，岩性主要为灰白、灰色中- 细粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩互层，含植物化石碎片，含煤 14层。其中下部的 3#煤层为主要可采煤层，平均厚度 5.73m，底部以一层灰白色中厚层状细或中粒石英砂岩
29、（K 7）与太原组分界，为滨海三角洲沉积。与下伏地层呈整合接触。6）二叠系下统下石盒子组 P1x本组厚度 83.46151.90m，平均厚度约 110m。岩性变化较大，顶部为紫红、紫灰色等杂色含鲕粒厚层状铝质泥岩，砂质泥岩。 （俗称桃花泥岩）中，底部为灰白、灰色石英中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页砂岩为主（K 8） 。岩层颜色由浅到深的变化反映气侯由温暖潮湿渐变为炎热干燥。为上三角洲平原冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。7）二叠系上统上石盒子组 P2s本组厚度一般在 300m 左右。岩性由紫红、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩及灰、灰白和黄绿色石英砂岩组成。为半干热气侯条件下，冲
30、积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。8）第四系 Q其厚度 080.17m，平均约 32.73m。是本井田主要覆盖层，岩性为棕黄、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜结石层,局部有砾石,顶部为植耕土，近漳河一带为古河床及河漫滩沉积。与下伏地层呈不整合接触。鉴于本井田历次地质资料的地层划分标准不甚统一，本次地层划分主以 2001 年五阳煤矿矿井生产地质报告中的地层划分为标准进行统一，区域地层基本与此一致。五阳井田历次进行分采区精查，补勘精查，对煤系地层的控制程度较高，但对含煤地层系统研究较差，特别是对本井田含煤地层沉积环境缺乏系统的分析研究。1.2.2 构造矿井构造特征是：宽缓褶曲相伴生大，中型交角度正断
31、层和次级小型断裂。构造线方向多为南北方向，褶曲主要天仓向斜，呈北东纵贯矿井中央，两翼倾角一般 10左右，局部达到 20，幅达 200m，与其相伴生的次级褶曲有崔村向斜，大郝沟向斜，十字道背斜，五阳背斜。其轴向大致与天仓向斜一致。只是规模上，幅度上都小于天仓向斜。与褶曲相伴生较大的构造主要有控制矿井范围的西川断层，文王山断层及发育在矿井内的王家庄断层，小黄庄断层。崔家庄 1.2.3 号断层，走向多呈北东方向，落差均在100m 以上落差在 10100m 的断层有东南上断层，仓上号断层，1505 断层，仓上 2 号断层，西王桥断层，五阳断层等。其产状与较大断层基本一致。其中南丰正断层：位于南丰村南、
32、大黄庄、十字道村南一线，大黄庄村西走向为北 50东，倾向东南，倾角70，落差 6075m，大黄庄村东，走向北 82东，倾角 70，落差 725m ，东在西王桥村北附近分叉尖灭，西在南45 号钻孔附近尖灭。有地震测线和钻孔控制，井下生产巷道揭露，已查明。矿井内无陷落柱。五阳井田处于上述二级构造带之间，受晋获断褶带的控制和武阳凹褶带的影响主要形成低级，低序次的构造。本井田的基本构造特征为：向南西倾伏宽缓褶曲，伴有大中型、高角度正断层和次一级的小型断裂，构造线方向大致为北东东和北东方向褶曲；地层总体倾向南西，倾角一般为 10。1.2.3 水文地质特征本区主要河流为浊漳河南源和西源，属于海河水系漳河流
33、域。浊漳河由南向北经过矿区南部边缘，其支流有洚河，岚水河和青河等。浊漳河西源由西向东流经矿区北缘，其支流有淤泥河。浊漳河南源流入漳泽水库与其支流汇合，再向北与西源汇合。南、西二源汇合绕过五阳至襄桓城东与浊漳北源汇合。南、西二源在井田中央与西源汇合后，由南而北穿越井田，至襄垣城东与浊漳河北源汇合流出五阳井田。浊漳河河床宽达70110m 长年流水，流量为 1m3/s。而矿区内基本无地表河流。矿井涌水量一般为 400m3/h 左右，含水系数为 3.1 左右。井田内共有 11 个含水层：为灰岩裂隙溶洞含水层；为砂岩裂隙含水层；为风化壳及砂砾孔隙含水中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页层
34、。矿井涌水主要来源于煤层顶板以上各含水层。通过回采后形成的导水裂隙带和冒罗带涌入矿井。矿井水 PH 值为 78 属于弱碱性。各水层分布见含水层情况表 1-3。表 1-3 含水层情况表厚度（小大） 水位标高名称 代号平均岩性原始 现在QL/SmKm/d溶洞水 400 厚质灰岩 688.53 686.56 0.207 0.841.763.1112.01裂隙溶洞水7.3L1 灰岩 751.53 686.56 0.30.0026 0.00460.0070.935.49裂隙溶洞水 3.1L2 灰岩 761.52 686.56 0.30.0012 0.00562.985.50裂隙溶洞水 4.2L3 灰岩
35、761.52 686.56 0.0012 0.005606.65裂隙溶洞水 3.1L4 灰岩 856.53 686.56 0.0012 0.00562.132.6裂隙溶洞水 11.1S3 砂岩 856.53 0.0714 0.1321.4428.4裂隙溶洞水 8.2S4 砂岩 856.53 0.0714 0.1321.9522.4裂隙溶洞水 9.9S5 砂岩 856.53 0.0714 0.1323.5030.1裂隙溶洞水13.4砂岩 856.53 0.0714 0.1325.324.70裂隙溶洞水 12.47砂岩 856.53 0.0714 0.13235.045.0潜水 40.0风化壳冲积
36、层 872.53 0.3185 1.1121.3 煤层特征矿井主要含煤地层为二迭统山西组及上石炭统太原组煤系厚度：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页山西组：59.2085.85m,太原组：89.2129.02m。共含煤 15 层，其中山西组 4 层（14号）太原组（515 号煤）含煤系数为 6.7%。煤层倾角为 512平均倾角为 10煤质的硬度为 f=0.81.5 中等硬度。各煤层层位及特征见表 1-4；主要可采煤层特征见表 1-5；煤质特征见表 1-6；煤碳工业价值分析见表 1-7。表 1-4 各地层层位及特征表地层单位煤层编号 厚度/m 层间距/m发育程度层位稳定性 可采
37、性开采状况 备注00.701#0.07 局部 不稳定 局部00.608.862# 0.15 偶尔 不稳定 不可采0.227.90 18.27山西组P1sh3# 5.75 全区 稳定 可采 主采01.16 26.206#0.70 局部 稳定 局部00.90 5.438#0.20 局部 不稳定 偶尔01.88 10.379#0.56 局部 不稳定 局部01.70 9.3310#0.44 局部 不稳定 局部00.90 12.2611#0.35 局部 较稳定 偶尔01.09 3.8012#0.30 局部 稳定 局部01.00 7.6014#0.30 大部 稳定 局部0.101.90 23.50151#
38、 0.92 全区 稳定 大部 拟采01.71 1.72152# 0.57 大部 稳定 局部0.742.92 1.90太原组C3t153# 1.59 全区 稳定 可采 拟采表 1-5 主要可采煤层特征最小最大煤 号 厚度/m平均夹石层数 稳定性3 1.357.905.8 2 稳定15-1 0.101.88 02 稳定中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页0.6315-3 0.462.061.6 02 不稳定表 1-6 煤质特征胶质层 元素分析 熔 点煤层 Xmn Ymm Cdaf Hdaf Ndaf Odaf T1 T2 T3煤种3 25 14 90.0 5.04 1.68 3.2
39、3 1500 1500 1500 瘦煤15-1 23 8 1500 1500 1500 贫煤15-3 19.6 8.5 86.1 4.04 1.45 5.34 1230 1230 1240 贫煤由于 15-3 号煤层平均厚度为 0.63m 小于最薄可采煤层，并且分布不稳定，所以定位为不可采煤层。除以上主要可采煤层外，还有 5，9，10，11，13，15-3 等局部可采煤层。表 1-7 工业价值分析Mad/% Ad/% St.d/% Pd/% Vduf/%煤 号原 净 原 净 原 原 净3 0.87 1.59 13.2 9.0 0.34 0.002 17.811.3.1 煤层顶底板岩性特征主要开
40、采对象 3 号煤层顶板一般为砂岩，泥岩，伪顶，直接顶，老顶通常同时存在。伪顶多为黑灰色泥岩,厚 0.080.20m，随着采煤冒落。直接顶有灰黑色泥岩、粉砂岩、细砂岩组成，厚度为 1.33.6m 其抗压强度在 75905kg/cm 2,一般在搬移支柱后即冒落，为类稳定中等顶板。老顶多为砂岩，硬度大，厚度不稳定，一般厚为 6.59.0m 最大可达28m，其单向抗压强度 3801310kg/cm 2，一般不易冒落，会造成周期来压。地板多无伪底，只有直接底，岩性对为黑色泥岩，厚度达 0.20.6m 底板多为砂岩，其抗压强度为 4191918kg/cm 2，普式硬度为 48 。15-3 号煤层顶板多为泥
41、岩及粉砂岩，厚度变大，中等硬度，属于易冒落顶板。顶板以泥岩及粉砂岩为主，老底多为细砂岩，胶结为中等胶结。煤层的埋深及顶底板岩层见综合柱状图 1-2。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页粉 砂 岩1.35 7.90两 极 厚 度 （ m） 一 般 厚 度 （ m）岩 石 名 称综 合 柱 状 煤 (3#)煤 (4#)煤 (4#)煤 (15（ -1） #)煤 (15（ -3） #)黑 色 泥 岩黑 色 粉 砂 岩粉 砂 岩深 灰 色 粉 砂 岩黑 色 粉 砂 岩灰 黑 色 粉 砂 岩泥 岩黑 灰 色 粉 砂 岩细 砂 岩大 青 灰 岩火 成 岩黑 色 铝 土 质 粉 砂 岩粗 粒
42、砂 岩粉 砂 岩细 砂 岩粉 砂 岩粉 砂 岩粉 砂 岩 10.76 29.6710.63 16.4.2 8.63.8 5.85.8 10.2 4.70 12.870 7.431.9 .5046 2060 .740 2.9 .08.4 15.86.9 10.35.36 1.380 2.765.89 .650 .62.0 1.3 . 1.3 5.0.685.80.35.341.61.73.87.2512.50.473.3.855.115.7.523.20.530.291.66.481.4.6475.94图 1-2 综合柱状图1.3.2 煤层瓦斯含量3#煤层瓦斯含量为 1.56017.502mL/
43、gr，平均 5.725mL/gr，变化较大。二氧化碳含量为 0.010.47mL/gr，平均 0.21mL/gr。瓦斯含量变化随着煤层埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。五阳煤矿 2003 年按照煤矿安全规程的要求，又对 3#煤层矿井瓦斯等级及二氧化碳进行鉴定，瓦斯相对涌出量 8.99m3/t，二氧化碳相对涌出量 4.81m3/t，属低瓦斯矿井，全矿其采煤工作面瓦斯涌出量为 12.21m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量为中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 10 页7.94m3/min，采空区瓦斯涌出量为 8.28m3/min。从近 6 年的矿井瓦斯及二氧化碳涌出量的情况统计见表 1.3-
44、5，可以看出矿井瓦斯涌出量较小，但是由于受各种因素的影响瓦斯赋存极不均衡，局部地方瓦斯涌出量仍然较大，瓦斯相对涌出量曾达到 23m3/t，为高瓦斯区。3#煤层瓦斯及二氧化碳涌出量见表 1-8，3 #煤层瓦斯参数测试结果见表 1-9。表 1-8 3#煤层瓦斯及二氧化碳涌出量表绝对涌出量/m 3min-1 相对涌出量/m 3t-1日期/年CH4 CO2 CH4 CO2结论1998 15.98 16.7 6.23 8.60 低瓦斯矿井1999 17.01 14.97 7.56 6.74 低瓦斯矿井2000 15.11 15.53 5.67 5.71 低瓦斯矿井2001 14.18 5.03 低瓦斯矿
45、井2002 21.61 16.05 6.58 4.15 低瓦斯矿井2003 8.99 4.81 低瓦斯矿井表 1-9 3#煤层瓦斯参数测试结果表煤的等温吸附试验吸附常数瓦斯参数年份煤的坚固性系数/f瓦斯放散初速度 / Pa b2001 0.36 19 30.0640 1.1042004 0.39 22 28.8406 1.1011.3.3 煤尘和自燃情况五阳煤矿煤类为焦煤，瘦煤和贫煤。煤的脆性较大，在机械化采煤程度高的今天，采煤作业过程中容易形成大量的煤尘。有对 3 号煤层的取样试验，反向火焰长度为550mm，一般为 10mm 左右；爆炸指数为 17.6321.45%，一般为 1819%属于危
46、险型矿井。3#煤层的自燃倾向性等级鉴定结果表明：3 #煤层煤尘具有爆炸性，属不易自燃煤层，但局部区段 3#煤层有可能产生自燃。1. 4 矿井地温条件生产矿井测量井下温度 16左右，地温为 1/100m 属于地温正常地区。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11 页2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田边界五阳矿是潞安矿区最北部的一对大型矿井。行政区划隶属襄桓县所辖，矿井范围北以两川断层为界，南以文王山断层为界，西起勘探区边界，东至 15-3号煤层露头。矿井开采的上限标高+850m，由于矿井南北是以断层为界，西以勘探线为界，所以矿井下部开采边界在技术与经济进一步发达的情况下
47、任然可以进一部探明，以扩大下部开采边界，增加井田的可采储量，延长服务年限，提高全矿的经济效益。矿井南北走向长度最长为 4.95km，最短为 4.6km，平均长度约为 4.8km；而东西倾向最长约为 8.1km，最短约为 6.2km，平均长 7.5km。矿井总面积约为 38km2。由于本矿井的煤层倾角为煤层倾角为 512平均倾角为 10，属于缓倾斜煤层，除去井田内有一大的断层影响，煤层赋存基本稳定。2.2 矿井工业储量2.2.1 井田勘探类型、钻孔及勘探情况自 1957 年以来，先后有 17 个单位施工钻孔 241 个，总进尺 113297.54m。现分述如下：1）普查阶段的勘探工作（1）长治市
48、地质队 19571959 年在李石门一带施工钻孔 3 个，进尺是1064.80m。（2）原省工业厅在 1957 年在漳河沟南施工 3 个岩芯孔，进尺是 952.16m。（3）原山西省第一工业厅第一勘探总队 561 队于 1957 年元月十月，在黄土岗一带施工 15 个钻孔，总进尺是 4316.55m。2）提交过精查报告的勘探工作（1）河山西煤田 3 队于 1968 年元月12 月在云架岭井田的精查报告重施工 75 个钻孔，有 31 个在本井田，进尺是 17865.22m 可采煤层的取样率是 17.87。（2）煤炭部一二九队于 1975 年元月11 月编制显德旺井田的精查报告中施工 135个钻孔，有 17 个在本井田，共进尺是 6270.09m，岩芯取样率仅 6.77，可采煤层的取样率是 79.75。3）生产补充勘探（1）本局地质队于 1962 年1982 年在井田内施工 80 个钻孔，共进尺是37783.19m，岩芯总取样率 57.15
