1、中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 I 页目 录一 般 部 分1 矿区概述及井田地质特征 .31.1 矿区概述 31.1.1 矿区地理位置 .31.1.2 矿区气候与气象 .31.1.3 地形与河流 .31.1.4 地震烈度 .31.1.5 外部建设情况 .31.2 井田地质特征 31.2.1 地层 .31.2.2 构造 .31.2.3 煤系与煤层 .31.2.4 水文地质 .31.2.5 其他开采技术条件 .31.3 煤层特征 31.3.1 煤层埋藏条件 .31.3.2 可采煤层及其围岩特征 .31.3.3 煤的特征 .32 井田境界与储量 .32.1 井田境界 32.1.1 井田
2、境界划分的原则 .32.1.2 开采界限 .32.1.3 井田尺寸 .32.2 矿井工业储量 32.2.1 地质资源储量 .32.2.2 矿井工业储量计算 .32.3 矿井可采储量 32.3.1 矿井可采储量初算 .32.3.2 工业广场煤柱 .33 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .33.1 矿井工作制度 33.2 矿井设计生产能力及服务年限 33.2.1 确定依据 .33.2.2 矿井设计生产能力 .33.2.3 矿井服务年限 .33.2.4 井型校核 .34 井田开拓 .34.1 井田开拓的基本问题 3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 II 页4.1.1 确定井筒形式、
3、数目、位置 .34.1.2 阶段划分和开采水平设置 .34.1.3 井田划分 .34.1.4 主要开拓巷道 .34.1.5 开拓方案比较 .34.2 矿井基本巷道 34.2.1 井筒 .34.2.2 井底车场及硐室 .34.2.3 大巷 .35 准备方式 带区巷道布置 .35.1 煤层地质特征 35.1.1 带区位置 .35.1.2 带区煤层特征 .35.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 .35.1.4 水文地质 .35.1.5 地质构造 .35.1.6 地表情况 .35.2 带区巷道布置及生产系统 35.2.1 带区准备方式的确定 .35.2.2 带区巷道布置 .35.2.3 带区生产系统 .
4、35.2.4 带区内巷道掘进方法 .35.2.5 带区生产能力及采出率 .35.3 带区车场选型设计 36 采煤方法 .36.1 采煤工艺方式 36.1.1 带区煤层特征及地质条件 .36.1.2 确定采煤工艺方式 .36.1.3 回采工作面参数 .36.1.4 回采工作面采煤机、刮板输送机选型 .36.1.5 采煤工作面支护方式 .36.1.6 端头支护及超前支护方式 .36.1.7 各工艺过程注意事项 .36.1.8 采煤工作面正规循环作业 .36.2 回采巷道布置 36.2.1 回采巷道布置方式 .36.2.2 回采巷道参数 .37 井下运输 .37.1 概述 37.1.1 井下运输设计
5、的原始条件和数据 .37.1.2 运输距离和运输设计 .37.1.3 矿井运输系统 .37.2 带区运输设备选择 37.2.1 设备选型原则 .3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 III 页7.2.2 带区设备的选型 .37.2.3 带区运输能力验算 .37.3 大巷运输设备选择 38 矿井提升 .38.1 矿井提升概述 38.2 主副井提升 38.2.1 主井提升 .38.2.2 副井提升 .39 矿井通风及安全 .39.1 矿井通风系统的选择 39.1.1 矿井通风系统的基本要求 .39.1.2 矿井通风系统的确定 .39.1.3 带区通风系统的确定 .39.1.4 通风容易时
6、期和通风困难时期采煤方案的确定 .39.2 矿井风量计算 39.2.1 各用风地点的用风量和矿井总用风量 .39.2.2 风量分配及风速验算 .39.2.3 通风构筑物 .39.3 矿井通风阻力计算 39.3.1 计算原则 .39.3.2 矿井最大阻力路线 .39.3.3 矿井通风阻力计算 .39.3.4 矿井通风总阻力计算 .39.3.5 矿井总风阻和等积孔计算 .39.4 选择矿井通风设备 39.4.1 选择主要通风机的基本原则 .39.4.2 通风机风压的确定 .39.4.3 电动机选型 .39.4.4 主要通风机附属装置 .39.5 安全灾害的预防措施 39.5.1 预防瓦斯爆炸的措施
7、 .39.5.2 煤尘的防治措施 .39.5.3 火灾的预防措施 .39.5.4 水灾的预防措施 .39.5.5 其他安全措施 .310 设计矿井基本技术经济指标 .3参考文献 .3专 题 部 分浅谈高瓦斯煤层自我解放瓦斯抽采技术 .30 引言 .3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 IV 页1 我国矿井瓦斯抽采现状及方法分类 .31.1 我国矿井瓦斯抽采现状 31.2 瓦斯抽采方法分类 32 瓦斯抽采的理论基础 .33 煤矿瓦斯抽采技术的发展 .34 适合我国瓦斯赋存条件的抽采方法 .34.1 顺层密集长钻孔抽采本层瓦斯 34.2 网格式穿层钻孔抽采本层瓦斯 34.3 顶板走向长钻
8、孔抽采邻近层瓦斯 34.4 厚煤层开采下的采空区煤层气抽采 34.5 综合瓦斯抽采 35 瓦斯抽采技术的一个应用实例 .35.1 概述 35.2 晋城煤业集团矿井瓦斯抽采模式 35.2.1 矿井双系统瓦斯抽采 .35.2.2 建立区域性递进式抽采 .35.2.3 采煤工作面瓦斯抽采 .35.2.4 掘进工作面瓦斯抽采模式 .35.3 小结 36 结语 .3参考文献 .3翻 译 部 分英文原文 .3中文译文 .3致 谢 3全套图纸，加 153893706一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置顾桥井田位于安徽省风台县西北，距县城约 20km，归凤台县管辖。东西宽
9、33.5km，平均约 3.4km，南北长 67.9km，平均约 7.5km，面积约 27.1km2。地理座标为东经 11626151163700，北纬 324347 325230，如图 1.1 所示。阜 阳 市 蚌 埠 市宿 州 市毫 州 市商 丘 市 徐 州 市 连 云 港 市宿 迁 市 淮 安 市扬 州 市巢 湖 市 南 京合 肥六 安 市顾 桥 矿 淮 南 市 江 苏 省安徽省河南省图 1.1 交通位置图区内有凤台利辛公路通过，外围有凤台蒙城、凤台颍上阜阳、潘集谢桥等主要公路。淮南阜阳铁路经过井田南缘。西淝河流经本区南部入淮河，可通 50 t 级船只，交通方便。1.1.2 矿区气候与气象
10、本区属季风温暖带半湿润气候，季节性明显，夏季炎热，冬季寒冷。年平均气温15.1，极端最高气温 41.2（1966 年 8 月 8 日） ，极端最低气温-22.8（1969 年 1 月31 日） 。年平均降雨量 926.30mm，最大 1723.5mm（1954 年） ，最小 471.9mm（1966 年） ，中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页日最大降雨量 320.44mm ,小时最大降雨量 75.3mm。降雨多集中在 6、7、8 三个月，约占全年的 40%。年平均蒸发量 1610.14mm，最大 2008.1mm（1958 年） ，最小1261.2mm（1980 年） 。蒸发
11、量大于降雨量，潮湿系数近似 0.5。春夏两季多东南风、东风，秋季多东南、东北风，冬季多东北、西北风。平均风速 3.18m/s，最大风速 20m/s。年初霜期在 11 月上旬，终霜期为次年 4 月中旬，无霜期 191238d。初雪一般在 11 月上旬，终霜在次年 3 月中旬，雪期 72127d，最长 138d，最短 26d，最长连续降雪 6d，日最大降雪量 16cm 。冻结及解冻无定期，一般夜冻日解。冻结深度 412cm，最大冻结深度30cm。1.1.3 地形与河流本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般为+21+24 m。总体地势为西北高
12、、东南低。永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。1.1.4 地震烈度根据中国地震烈度区划图（1990） 的使用规定，本井田地震基本烈度为 6 度。1.1.5 外部建设情况1）交通运输条件优越顾桥井田位于安徽省淮南市凤台县城西北约 20km 处，地理坐标为东经 1162615 1163700，北纬 324347325230 。潘谢矿区铁路自东向西穿过本井田，交通方便（如图 1-1 所示） 。井田南部有阜（阳）淮（南）铁路，潘谢矿区铁路从矿井井口附近通过，矿井煤炭产品可通过上述铁路
13、西接京九线，东达京沪线，进而可运往全国各地，南部通有袁（集）李（凤郢子）矿区公路；井田中部有凤（台）利（辛）省道；东部边缘有凤（台）蒙（城）公路。矿井进场道路从凤（台）利（辛）公路延接入矿，只有 687m 长的距离；另外，井田内的永幸河、西南外缘的西淝河均可通行民船，继而与淮河相接，形成水上运输通道。因此，顾桥矿井对外交通十分方便。2）供电电源可靠经计算，顾桥矿井及同建的选煤厂的最大用电负荷为 100000kW，其中矿井10000kW。矿井地面设 110kV 变电所 1 座；其 2 回供电电源接自芦集 220kV 区域变电所。经淮南矿业（集团）公司与淮南供电部门协商，供电部门业已同意由芦集 2
14、20kV 变电所分配给本矿井 2 个 110kV 出线间隔，并签订了供电协议。另外，供电部门计划在顾桥镇附近建设 1 座 220 kV 区域变电所。若建设时间允许，顾桥矿井 2 回 110kV 线路也可考虑接自该变电所，因此矿井供电电源可靠。3）供水水源丰富可靠本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般为+21+24m 。总体地势为西北高、东南低。永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计
15、 第 3 页矿井及选煤厂最高日用水量为 11939.5m3，其中水眼井需日供水量 2941.5m3。本井田地下水资源十分丰富。新生界第二含水组水质均符合饮用水标准，含水组沙层较厚，水量丰富，水质优良，可作为矿井饮用水等生活用水水源；另外，矿井井下排水量较大，经深度净化处理后也可满足矿井生产用水的要求，因此矿井供水水源丰富可靠。1.2 井田地质特征1.2.1 地层顾桥井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系和新生界。地质综合柱状图如附图 1.2 所示。3260.281.50 503145299- 326380.0.541212 8593.00897.3 464811-
16、1-34254.00.912 136853-下 784.517.21 1291003- 40.241.694 65973075576541270.4393.024167- 52860.5下 部 以 石 英 砂 岩 为 主 ， 中 部 主 要 是 粘土 岩 ， 砂 质 粘 土 岩 局 部 具 鲕 状 ， 上 部灰 白 色 ， 石 英 砂 质 岩 夹 灰 色 粘 土 岩 类 。砂 岩 成 份 主 要 为 石 英 。 分 选 性 及 磨 圆度 中 等 ， 胶 结 物 泥 质 、 硅 质 。 为 滨 海三 角 洲 相 沉 积 。 本 段 含 煤 6层 ， 出 1-2煤 层 为 稳 定 可 采 煤 层
17、外 ， 其 余 均 为 不可 采 。是 主 要 含 煤 段 之 一 ， 含 煤 6层 ， 其 中13-煤 层 为 稳 定 的 主 采 煤 层 ， 13-下煤 层 为 局 部 可 采 煤 层 。 岩 性 主 要 为 砂岩 和 粘 土 岩 ， 底 部 为 灰 白 色 砂 岩 下 部花 斑 状 含 鲕 粒 粘 土 岩 为 主 要 标 准 层 之一 ， 属 滨 海 湖 沼 相 沉 积 。本 段 以 青 灰 色 ， 灰 绿 色 为 主 要 特 征 。含 煤 三 层 （ 16、 7-1、 7-2煤 层 ） ，其 中 17-2煤 层 为 局 部 可 采 煤 层 。 底 部为 灰 白 色 砂 岩 ， 中 下
18、部 为 灰 白 灰 绿色 粉 细 砂 岩 或 统 粘 土 岩 类 组 成 互 层 ，上 部 为 灰 -深 灰 色 砂 质 粘 土 岩 及 粉 砂岩 为 主 ， 偶 夹 花 瓣 状 粘 土 岩 。 砂 岩 以长 石 、 石 英 砂 岩 为 主 ， 分 选 性 及 滚 圆度 较 差 ， 属 滨 海 湖 沼 相 沉 积 。 岩 性 简 要 特 征10207四五子盒石 三系迭二界生古上厚度含煤段 名称 地 层 柱 状 1:50平 均最 小 平 均最 小最 大最 大 间 距 （ m）厚 度 （ m）煤 厚 情 况组统系界 地 层 系 统组上统图 1.2 顾桥煤矿地层综合柱状图1.2.2 构造本井田位于淮
19、南复向斜中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带。煤系地层总体形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为 59的反“S” 型单斜构造。其中发育有一系列宽缓褶曲和断层。根据褶曲和断层发育特点，可将本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中部简单单斜区、中南部“X” 型共轭剪切区和南部单斜构造区四部分。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探，全井田共查出小陈庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲 4 个。发现断层 167 条，其中正断层 137条，逆断层 30 条，大致可分为近东西向、北西向和北东向三个断层组。为设计方便，将多数断层除去，只
20、留有 2 条主要特征断层，其特征见表 1.1。表 1.1 断层特征表断层名称 性质 走向 倾向 倾角/ 落差/m 延展长度/km 控制程度FD108 正 近 WE 近 NS 65 0-30 2.5 查明F114 正 近 WN-ES 近 WS-EN 70-75 40-80 3 查明1.2.3 煤系与煤层本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内二叠系含煤层段总厚 734m，含煤 33 层，煤层总厚度为 30.08m，含煤系数为 4.10%，自下而上依次分为 7 个含煤段。在中、下部厚约 490m 的一五含煤段中，集中分布 9 层可采煤层，平均总厚 2
21、2.92m，约占煤层总厚的 80%。其中 13-1、11 -2 煤层为主要可采煤层，平均总厚 7.75m。1.2.4 水文地质本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的矿床，其富水性属简单中等，与地表水体无水力联系。（1）主要充水因素本井田基岩被厚度介于 224.10576.00m 之间的西北厚、东南薄的新生界松散层所覆盖。按松散沉积物组合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分为 4 个含水组、4个隔水组和 1 个碎石层。其中第三隔水组除在局部古地形隆起处变薄或缺失外，绝大部分分布稳定，厚度一般为 3055m，系其上、下含水层间的良好隔水层。第四含水组在七线以北与基岩
22、直接接触，厚度多为 3080m，系基岩含水组的主要补给水源。底部的碎石层若与含水层接触时，有可能起到一定的导水作用。二叠系砂岩以中、细粒为主，局部裂隙发育，一般为钙质充填，富水性弱，以储存量为主，且因间夹泥岩和煤层，含水组之间在自然状态下无密切的水力联系。但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏时，上、下含水层之间有可能互相沟通，从而导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。石炭系太灰岩溶裂隙含水组主要由自上而下编号的 13 层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成。其中第 1、3、4、5 和 12 层灰岩分布稳定,并以第 3、4 和 12 层灰岩厚度较大。该含水组上距 1 煤层较近，一
23、般为 1620m ，且灰岩水压较高，如果直接开采 1煤层，必将因太灰的水压超过 1 煤层底板隔水层抗压强度而引发突水事故。潘谢矿区资料表明：奥陶系灰岩中下部岩溶裂隙比较发育，虽分布不均，但富水性弱中等，系太灰的主要补给水源。本井田断层带多为泥岩和粉、细砂岩碎块充填，并呈胶结状，正常情况下可起到相对隔水作用。但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层带又未被泥质和岩屑所充填，或受到采动影响，导致断层活化，破坏了地下水的水力均衡，断层带则很可能成为地下水突溃的主要途径。综上所述，本井田新生界第四含水层孔隙水、二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页
24、裂隙水对井下开采均有较大影响。但是，只要在可采煤层浅部留设适当的防水煤柱，四含水一般不致于溃入矿坑而对煤层开采构成大的威胁。这样，二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为本矿井开采的主要充水因素。（2）矿井涌水量预计本次设计的矿井涌水量预计范围为一水平的首采区。预计方法为顾桥井田电子版精查地质报告汇编中采用的水文地质比拟法。经与新庄孜矿井实测涌水量比拟表明：开采 4-117 -2 煤层时矿井正常涌水量为 250m3/h，最大涌水量为 420m3/h。另外，开采 1煤层时，经实施疏水降压等措施后，太灰的涌水量为 265m3/h。考虑到井下洒水、井筒淋水和防火灌浆用水等因素的影响，矿井开采 4
25、-117 -2 煤层时的正常涌水量按 280m3/h 计取。矿井开采范围发展到-900m 时，正常涌水量尚需增加 165m3/h，最大涌水量增加260m3/h。1.2.5 其他开采技术条件（1）主要可采煤层顶底板岩石力学特征本井田主要可采煤层顶板主要由泥岩、砂质泥岩和少量砂岩组成；底板均为泥岩和砂质泥岩。顶、底板泥岩、砂质泥岩的抗压强度较低，平均介于 342513kg/cm 2，砂岩的抗压强度较高，平均介于 5711224kg/cm 2。但总体来看，本井田主要可采煤层顶、底板岩石工程地质条件比较差，巷道支护和顶板管理比较困难。（2）瓦斯本井田共采集 13-1、11 -2、8、7 -2、6 -2
26、 和 1 煤层瓦斯样 125 个。根据本井田主要煤层瓦斯测试成果与潘谢矿区生产矿井瓦斯资料综合分析，工作面相对瓦斯涌出量平均为12.85m3/t，工作面瓦斯绝对涌出量最大为 46.06m3/min，本矿井应属高瓦斯矿井。随着矿井开采深度的增加，局部可能出现煤与瓦斯突出现象。（3）煤尘与自燃本井田可采煤层除 6-2 和 1 煤层不自燃很易自燃以外，其余均为很易自燃煤层。主要可采煤层的煤尘均具有强爆炸性。（4）地温根据淮南矿区九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地的恒温带深度为自地表向下30m，恒温带温度为 16.8。已有测温资料表明：本井田属于以地温异常区为主的高温区，平均地温梯度为 3.08/100
27、m。从纵向上看，垂深 500m 处平均地温在 31以上，已达一级高温区；垂深 700m 处平均地温在 37 左右，已进入二级高温区；垂深在 800m 处平均地温高达 40以上。预计-780m 水平地温可达 37.743.7，平均 40.1。从横向上看，地温等值线的走向具有与煤层底板等高线走向基本一致的变化趋势。鉴于本井田地温较高，有关部门应引起高度重视，并采取积极的降温措施，以防各类热害发生。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件该井田表土层厚，煤层埋藏深，倾角 59，平均 6，属近水平煤层，走向大致沿南北方位，倾向东西方位。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页顾桥精查钻孔在
28、基岩界面下至少取芯 30m 或 20m，根据岩芯观察，岩石风化带一般不超过 30m。在基岩界面垂深 30m 以内取煤样 11 个，其中 10m 内 1 个，1020m 3 个，2030m 7 个。煤芯鉴定和煤质化验均表明，煤层的水份、灰份和发热量随取芯深度远离界面而逐渐趋于正常。距界面 2030m 的 7 个化验资料中，六 7 孔 6-2 煤层，距基岩界面25.24 m，具风化现象，此处风化较深，与砂岩顶板有关，其余 6 个样均无明显风氧化现象。四 9 孔超过 30m，煤岩芯鉴定和化验指标均无风氧化现象。因此，再结合邻区地质报告确定的风氧化带深度，将本区风氧化带深度确定为距基岩界面垂深 30m
29、。表 1.2 风氧化带情况表 孔号 煤名 底板深度 新地层深 度 距基岩界面深 Wf(%)Ag(%)Vf(%)QfDT大卡/公斤47 1 492.85 484.35 8.05 - - - -六 1 13-1 497.71 487.90 9.81 3.23 39.77 - -十二北 4 11-2 449.56 433.00 16.56 9.53 27.63 37.34 4728六 7 6-2 487.94 462.70 25.24 3.71 27.15 34.77 -四 9 11-2 519.75 488.10 31.65 1.43 21.24 36.84 63041.3.2 可采煤层及其围岩特
30、征1）本井田煤层稳定性如下：稳定煤层 3 层：13 -1、11 -2、4 -1 煤，煤层平均总厚 11.01m。较稳定煤层 4 层： 8、5 -1、4 -2、 3 煤，煤层平均总厚 10.08m。不稳定煤层 2 层：7 -2、1 煤，平均煤厚 1.83m。2）可采煤层特征见表 1.3：表 1.3 可采煤层特征表煤层厚度 /m煤层 最小最大平均含夹矸层数 煤层结构 可采范围 稳定性13-1 1.708.254.65 12 较简单 全区可采 稳定11-2 0.897.233.10 12 较简单 全区可采 稳定8 0.253.942.23 12 较简单 全区基本可采 较稳定7-2 02.870.98
31、 一般不含 简单 局部可采 不稳定5-1 0.835.212.93 12 较简单 全区可采 较稳定4-2 0.374.131.70 一般不含 简单 全区基本可采 较稳定中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页4-1 0.334.483.26 一般不含 简单 全区可采 稳定3 0.436.433.22 一般不含 简单 全区可采 较稳定1 02.010.85 一般不含 简单 局部可采 不稳定（1）1 煤厚度为 02.01m，平均煤厚 0.85m，厚度一般在 11.5m，煤层结构简单，井田中部局部可采。（2）3 煤厚 0.436.43m，平均煤厚 3.22m，厚度由西向东变薄，煤层结构简
32、单，局部与 1 煤合并，煤质变化小，属较稳定煤层。顶板砂岩含泥质包体,易于对比,底板多为泥岩或砂质泥岩。是本区主要可采煤层。（3）4 -1 煤厚度为 0.334.48m，平均煤厚 3.26m，厚度一般在 34m，厚度变化很小，仅个别点不可采，为构造原因变薄，全区基本可采。（4）4 -2 煤厚度为 0.374.13m，平均煤厚 1.70m，全区基本可采，煤层厚度变化不大，仅个别点不可采。（5）5 -1 煤厚度为 0.545.21m，平均煤厚 2.93m，全区可采。（6）7 -2 煤厚度为 02.87m，平均煤厚 0.98m，煤层结构简单。二十五线以西大部分尖灭，以东形成局部可采，煤质变化小，属不
33、稳定煤层。（7）8 煤厚度为 0.253.94m，平均煤厚 2.23m，厚度由东向西变薄，全区基本可采。（8）11 -2 煤厚度 0.897.23m，平均煤厚 3.10m。结构较简单，夹矸为岩质泥岩，少有泥岩。煤层上部砂体发育，浅部顶板为中细石英砂岩，其余地区为泥岩，底板以泥质岩为主。煤层稳定，变异系数 27.9%。（9） 13-1 煤煤层厚度为 1.708.25m，平均煤厚 4.65m，结构较简单，常见 12 层夹矸，顶底板多泥岩，局部顶板为细砂岩。煤厚变异系数为 25.6%，属稳定煤层。1.3.3 煤的特征1）化学性质（1）水份（Mad）各煤层原煤空气干燥基水份平均值为 1.411.91%
34、，1 煤最小，17 -2 煤最大。（2）灰份产率（Ad）中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页各煤层原煤干燥基灰分平均值为 15.6929.46%，属中灰富灰煤。1 煤灰份最低，以低灰为主，一般为 1020%；6 -2 煤、8 煤、11 -2 煤、13 -1 煤、17 -2 煤以中灰为主；13 -1 下煤、7 -2 煤、4 -1 煤为中富灰煤。精煤灰份平均为 7.4211.33%，除 17-2 煤、13 -1 下煤高于 10%外，其余均低于 10%，以 1 煤最低。（3）挥发份产率（Vdaf）精煤干燥基挥发份产率在井田内的变化范围在 33.1545.48%之间，各煤层平均值为35
35、.7341.75% ，在地层剖面上有从上向下变小趋势。（4）硫与磷含量全硫：各煤层原煤全硫平均含量为 0.270.93%，属特低硫煤，以 1 煤、4 -1 煤含量最高，向上呈逐渐降低趋势。全硫中以可燃硫（硫化物硫和有机硫）为主，硫酸盐硫含量极少。例如 751 孔 1 煤全硫含量为 1.72%，其中硫化物硫为 0.84%，有机硫为 0.85%，硫酸盐硫为 0.03%。磷：各煤层原煤磷含量为 0.00580.0355%，13 -1 煤、11 -2 煤和 8 煤属低磷煤，其余煤层均属特低磷煤。（5）煤灰溶点和灰成份本区各煤层灰熔点变化在 11501500之间，平均为 13071500，属高熔至难熔煤
36、。各煤层灰成份 SiQ2 含量平均值为 46.2160.75%， Al2O3 平均含量为25.6933.78% ，二者合计平均含量为 72.7191.42%，属难熔组份，其含量高，灰熔点也高。灰熔点随组份变化而变化，随易熔组份 Fe2O3、CaO、MgO、或 S 含量的增加而降低。2）煤层的牌号及用途顾桥井田在九层可采煤层中，11 -2 煤、1 煤层有气煤和 1/3 焦煤两种煤类。其中 11-2煤层的 1/3 焦煤有储量 26656.42 万 t，占本煤层总储量的 61%，1 煤层 1/3 焦煤储量16025.04 万 t，占总储量 27%。全区 1/3 焦煤总储量为 42681.46 万 t
37、，占总储量 16%，其它 7 层煤全部属于气煤。井田可采煤层属中灰富灰、特低硫、低磷特低磷、富油高油、高溶难溶煤灰的气煤和 1/3 焦煤。可作良好的配焦、化工和动力用煤。3）瓦斯该矿井是高瓦斯矿井，各煤层的瓦斯含量见表 1.4。表 1.4 各煤层不同水平瓦斯含量计算值一览表 单位：(m 3/t)水平 (m)煤层 -600 -780 -850 -950 -100013-1 1.96 5.54 6.94 8.93 9.9211-2 2.70 6.10 7.42 9.31 10.268 3.63 9.39 11.63 14.83 16.436-2 4.97 8.99 10.55 12.78 13.8
38、91 2.38 5.80 7.13 9.03 9.984）煤尘爆炸危险性主要煤层挥发份产率均大于 33%，火焰长度一般大于 100700mm，平均可达中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页280584mm，岩粉量一般为 4070%，平均 4270%，煤尘爆炸指数一般为35.3141.85%，平均 36.4140.87%。结合淮南矿区生产矿井各煤层煤尘均有强爆炸性特征，本区主要煤层亦属于具有强爆炸煤层。5）煤的自燃倾向淮南各生产矿井开采煤层都有自燃发火危险，一般发火期为 36 个月，其中以 8 煤、11-2 煤和 13-1 煤的自燃倾向较强，发火次数最多。中国矿业大学 2011 届
39、本科生毕业设计 第 10 页2 井田境界与储量2.1 井田境界 2.1.1 井田境界划分的原则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，处理好相邻矿井间的关系。2.1.2 开采界限13-1、11 -2 煤层为主要可采煤层，平均总厚 7.75 m。本设计矿井仅考虑 11-2#煤层。顾桥井田北起七勘探线，南止 F114 断层，西自煤层隐伏露头，东至 F114
40、断层和 11-2 煤层-900 m 底板等高线地面垂直投影线。2.1.3 井田尺寸全井田南北走向长平均约 7.52 km，东西倾斜宽平均 3.549 km 左右，面积约 28 km2。井田赋存状况示意图如图 2.1 所示。图 2.1 井田赋存状况示意图2.2 矿井工业储量2.2.1 地质资源储量1）地质资料依据（1）安徽省煤田地质局勘查研究院于 1997 年 6 月提交的安徽省淮南市顾桥井田勘探（精查）地质报告 ；（2） 审查批准安徽省淮南煤田顾桥矿井供水水文地质详细勘探报告决议书安徽-806.1232.1820.43416 一1一6一12一一9一9一9一8一1一 一53.7-3.17-803
41、.673.7-612.6-57 3.463.16-583.2-690 -704152.68一135-79436150360536295036285045904604610 3628036270 67-2843.945904604610-8403 2 24 20-18254929-73536290362750 360 3610 36203615036053629503628503628036270 36290362750 360 3610 362045804590460545804590465036250顾 桥 矿 矿 井 开 拓 平 面 图1:5036250 360 3650 3640 364
42、50 35360 3650 3640 36450 36504580 4784580458 -60-625-0-75-70-725-750-75-825-850-875-90-60-625-650-675-70-725-750-75-80-825-850-875 -90-625-650-675-70-725-750-75-0-825-850-875-6025-6075-75-80-8250 2.7一139-8中 国 矿 业 大 学 矿 业 工 程 学 院采 矿 工 程 专 业中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11 页省矿产储量委员会皖储决字（1989）049 号；（3） 淮南矿务局顾
43、桥矿井地震补充勘探报告批准书中国煤田地质总局煤地准字1996007 号；（4）矿方提供的建井过程中揭露的地质资料。2）储量计算基础（1）本次储量计算是按照煤、泥炭地质勘查规范DZ/0215-2002 要求的工业指标进行资源储量计算，炼焦用煤最低开采厚度为 0.7m，最高灰分不得超过 40%，最高硫分不得超过 3%；（2）储量计算厚度：夹矸厚度不大于 0.05m 时，与煤分层计算，复杂结构煤层的夹矸总厚度不超过每分层厚度的 50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；（3）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，本次储量计算只针对主采煤层，采用地质块段的算术平均法；
44、（4）煤层容重:主采煤层 11-2 煤和 13-1 煤平均容重为 1.40 t/m3。3）井田地质勘探本井田历经找煤、普查、详查、精查四个阶段，勘探面积约 28km2。根据煤、泥炭地质勘查规范本次估算资源储量钻探工程基本线距见表 2.1。 表 2.1 资源储量钻探工程基本线距表各级储量钻探工程基本线距 /m煤层类型 煤层探明的 控制的 推断的稳定煤层 13 500 1000 2000稳定煤层 11 500 1000 20004）储量计算本勘探区主采煤层为 13-1 和 11-2 煤层，采用地质块段法来划分储量块，根据等高线和钻孔的疏密程度将井田分为 A、B、C、D 四个块段，井田块段划分如图
45、2.2，根据每个面积小块的等高线水平间距和高差计算出面积小块的煤层倾角，用 CAD 命令计算面积小块的水平面积，由此可计算得出每个块段的不同储量，矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。再根据： cosSmZ（2.1）式中：Z 矿井地质储量， tS 井田块段面积，m 2m 煤层平均厚度，m煤层的容重，1.40t/m 3各块段煤层的倾角。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 12 页图 2.2 井田块段划分示意图由式 2.1 及井田块段划分图，得各块段地质储量计算见下表 2.2：表 2.2 矿井地质储量计算表煤层厚度（m）块段名称 倾角() 面积(m 2)13-1 11-2 储量核算（Mt
46、）A 9 2031816 22.3B 6 2838080 31.0C 5 4171626 45.4D 5 179337064.65 3.10195.3则矿井地质储量：Z =294.0Mt2.2.2 矿井工业储量计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般也就是列入平衡表内的储量。矿井工业储量：地质资源量中探明的资源量 331 和控制的资源量 332，经分类得出的经济的基础储量 111b 和 122b、边际经济的基础储量 2M11 和 2M22，连同地质资源量中推断的
47、资源量 333 的大部，归类为矿井工业储量。 工 业 资 源 /储 量3k次 边 际 经 济 的 资 源 量 2S边 际 经 济 的 基 础 储 量 M经 济 的 基 础 储 量 1b次 边 际 经 济 的 资 源 量边 际 经 济 的 基 础 储 量经 济 的 基 础 储 量推 断 的 资 源 量控 制 的 资 源 量 2探 明 的 资 源 量地 质 资 源 量36150360536295036285045904604610 3628036270 67-283.945904604610-84.2023.0323.89 24.5 24.03-61825.4923.19-736.522.1804
48、341 一1一6一1一10一9一9一一8一 一37-7-806737-616-57 16-5-7415-86.2336290362750 360 3610 36203615036053629503628503628036270 36290362750 360 3610 362045804590460545804590465036250顾 桥 矿 矿 井 开 拓 平 面 图1:5036250 360 3650 3640 36450 35360 3650 3640 36450 36504580 4784580458 -60-625-725-750-75-0-825-850-875-90-60-62
49、5-650-675-70-725-750-75-80-825-850-875 -90-625-650-675-70-725-750-75-80-825-850-875-6025-6075-75-80-8250 2.7一139-82.6一135-794中 国 矿 业 大 学 矿 业 工 程 学 院采 矿 工 程 专 业AMtBtCt DMt中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 13 页储量的分配探明储量、控制储量、推断储量按 6：3：1 分配，经济基础储量、边际经济基础储量按 90%、10% 分配,次边际经济基础储量不计。各种储量分配见表 2.3：表 2.3 矿井工业储量计算表探明储量 (t) 控制储量 (t)类别经济储量(t) 边际储量(t) 经济储量(t) 边际储量(t)推断储量(t)数量 158782571 17642508 79391285 88212
