1、中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计全套图纸，加 153893706姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 陈四楼矿 1.5 Mt/a 新井设计 专 题： 高应力大变形巷道卸压机理及技术现状 指导教师： 职 称： 副教授 2011 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程 07 级 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 年 月 日毕业设计日期： 年 月 日至 年 月 日毕业设计题目： 陈四楼矿 1.5 Mt/a 新井设计毕业设计专题题目：高应力大变形巷道卸压机理及技术现状 毕业设计主要内容和要求：根据采矿工
2、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、陈四楼矿 1.5 Mt/a 新井设计。2、完成专题：高应力大变形巷道卸压机理及技术现状。3、翻译一篇 3000 字以上的专业英语文章。主要内容为波兰硬煤开采研究的发展趋势，英文题目为：Directions of changes of hard coal output technologies in Poland。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
3、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 日目 录摘 要
4、 .3ABSTRACT 31 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 自然地理概况 31.1.3 矿区开发历史及生产建设规划 31.1.4 矿井建设的外部条件 31.2 井田地质特征 31.2.1 地层 31.2.2 地质构造 31.2.3 水文地质 31.3 煤层特征 31.3.1 煤层 31.3.2 煤质 .31.3.3 开采技术条件 .31.3.4 勘探程度及存在问题 32 井田境界和储量 .32.1 井田境界 32.2 矿井工业资源储量 32.2.1 构造类型 32.2.2 煤层稳定类型 32.2.3 矿井工业储量 32.3 矿井可采储量
5、 .32.3.1 井田边界保护煤柱 32.3.2 工业广场煤柱 32.3.3 井筒保护煤柱 32.3.4 断层保护煤柱 32.3.5 大巷保护煤柱 32.3.6 矿井设计可采储量 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 33.3 井型校核 .34 井田开拓 .34.1 井田开拓的基本问题 34.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 34.1.2 工业场地的位置 34.1.3 开采水平的确定及带（采）区划分 34.2 矿井基本巷道 .34.2
6、.1 井筒 34.2.2 井底车场及硐室 34.2.3 主要开拓巷道 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 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 .35.3.1 带区车场的形式 35.3.3 带区主要硐室布置 36 采煤方法 .36.
7、1 采煤工艺方式 .36.1.1 带区煤层特征及地质条件 36.1.2 采煤工艺方式选择 .36.1.3 回采工作面参数 36.1.4 回采工艺及工作面设备选型 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 回采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 井下运输设计的原始条件与数据 37.1.2 运输距离和货载量 37.1.3 井下运输系统 37.2 带区运输设备选型 .37.2.1 设备选型原则 37.2.
8、2 带区运输设备的选型及能力验算 37.3 大巷运输设备选型 .37.3.1 运煤设备 37.3.2 辅助运输设备选择 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 矿井通风系统选择 .39.1.1 矿井概述 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 矿井通风容易与困难时期的确定 39.2 带区及全矿所需风量 .39.2.1 采煤工作面实际需风量 39.2.2 掘进工作面实际需风量 39.2.3 硐室需风量 39.2.4 其它巷道需风量 39.2.5
9、矿井所需总风量 39.2.6 风量分配及风速验算 39.3 矿井通风阻力计算 .39.3.1 矿井通风阻力计算原则 39.3.2 矿井最大阻力路线 39.3.3 计算矿井摩擦阻力和总阻力： 39.3.4 矿井通风总阻力 39.4 矿井通风设备选型 .39.4.1 主要通风机选型 39.4.2 电动机选型 39.4.3 主要通风机附属装置 39.5 防治特殊灾害的安全措施 .39.5.1 预防瓦斯灾害的措施 39.5.2 预防煤尘灾害的措施 39.5.3 预防井下火灾的措施 39.5.4 预防井下水灾的措施 310 设计矿井基本技术经济指标 .3参考文献 .3高应力大变形巷道卸压机理及技术现状
10、.31.卸压支护现状 31.1 卸压支护原理 31.2 卸压与支护关系分析 32.深井高应力巷道卸压法防治底臌技术分析 32.1 数值模型的建立 32.2 巷道围岩变形分析 32.2.2 采用卸压措施后巷道的变形及应力分布 .33.薄煤层作为保护层开采的卸压机理 33.1 保护层的卸压机理 .33.3 技术分析 .34.软岩大变形巷道卸压与可控大变形支架支护技术现状 34.1 矿井概况 .34.2 大变形软岩巷道破坏特征 .34.3 大变形软岩巷道支护难点分析 .34.4 巷道卸压与可控大变形支架支护技术 .34.5 小 结 .35、软岩巷道爆破卸压技术分析 .35.1 软岩巷道爆破卸压的作用
11、特征 .35.2 影响爆破卸压效果因素分析 .35.3 爆破卸压效果测试系统 .35.4 巷道收敛变形观测点 .35.5 小结 .36 总结 3参考文献: 3外文资料原文 .3Directions of changes of hard coal output technologies in Poland3A b s t r a c t ： .3中文译文： .3波兰硬煤开采技术研究的发展趋势 .3致 谢 .3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为陈四楼 1.5 Mt/a 新井设计。陈四楼煤矿位于河南省永城市西北郊区，
12、交通较为便利。井田倾向（东西）长约 3.80 km，走向（南北）长约 5.08 km，井田总面积为19.00 km2。主采煤层为 2 号煤层，平均倾角为 9.73，煤层平均厚度为 5.50 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为 151.23 Mt，矿井可采储量 100.79 Mt 。该矿井服务年限为 51.71 a，涌水量不大，矿井正常涌水量为 600 m3/h，最大涌水量为 650 m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。井田为立井加暗斜井延深两水平开拓；长壁放顶煤采煤法；矿井通风方式为中央并列式。矿井年工作日为 330d，工作制度为“三八” 制：两班生产、一班准备。一般部分共包括
13、10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度设计、生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风及安全；10.设计矿井基本技术经济指标。专题部分题目是高应力大变形巷道卸压机理及技术现状。主要是对当前国内煤矿中高应力和巷道大变形地质条件下，卸压机理的综述以及技术现状的分析。翻译部分主要内容为波兰硬煤开采研究的发展趋势，英文题目为：Directions of changes of hard coal output technologies in Poland。关键词：立井；两水平开采；放顶煤；双巷掘
14、进；中央并列式中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part.The general part is a new design of Chensilou mine. Chensilou mine lines in north-west of Yongcheng in Henan province. The traffic of road and railway is convenien
15、ce to the mine. The width of the minefield is 3.80 km ,the width is about 5.08 km，well farmland total area is 19.00km2.The two is the main coal seam, and its average dip angle is 9 degree. The thickness of the mine is about 5.50 m in all. The proved reserves of the minefield are 151.23 Mt. The recov
16、erable reserves are 100.79 Mt. The designed productive capacity is 1.5 Mt percent year, and the service life of the mine is 51.7 years. The normal flow of the mine is 600 m3 percent hour and the max flow of the mine is 650 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal lower, for low gas mine
17、ral well.The well farmland is two levels in vertical shaft development;the cole mine is the longwall mining;the centralized ventilation.The working system “three-eight” is used in the Chensilou mine. It produced 330 d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Bou
18、ndary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine;
19、10.The basic economic and technical norms.Special subject parts of topics is “the discharging pressure mechanism and technical situation of roadways with the high stress and large deformation”. Mainly aims at the discharging pressure mechanism and technical situation of roadways with the high stress
20、 and large deformation in the domestic coal mine In the current situation. Translation part of main contents is about “Directions of changes of hard coal output technologies in Poland”.Keywords：shaft; two level mining; top coal caving; double thunnel drivage; centralized juxtapose ventilation.中国矿业大学
21、 2011 届本科生毕业设计 第 2 页一般部分中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置永城矿区陈四楼井田位于河南省永城市境内，为城厢、陈集、顺和乡所辖。井田中心南距永城老县城 8 km；地理坐标：东经 1162220“，北纬 300035“。矿区北靠陇海铁路，东临京沪铁路，青（龙山) 阜（阳）铁路从矿区东南约 20 km 处穿过，西有京九铁路商阜段。永城老县城距商丘车站 95 km，至徐州车站 97 km，宿州车站 74 km，其间均有柏油公路相连。区内主要村镇之
22、间亦有简易公路相通，交通运输堪称方便。详见矿区交通位置图 1-1。1.1.2 自然地理概况井田位于黄淮冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地面标高+32.49 m +36.50 m，一般在 +32 m 至+35 m 之间，相对高差 3 m 左右。地表广为巨厚的新生界松散冲积物所覆盖。区内地表水系不甚发育，最大的河流沱河在井田南部 2 km 处流过。井田内用于灌溉的沟渠纵横交错。沱河属淮河水系，发源于商丘市东北之响河，向东南流入安徽省的新汴河，全长 120 km，其流量受大气降水控制，年平均流量 12 m3/s，有记载的最大流量 384 m3/s（ 1963 年） 。本区属半湿润、
23、半干旱的大陆性气候，冬春干早，夏秋多雨，四季分明。据永城县气象站资料：气温：19741984 年观测，月平均最高气温 26.89 （7 月份） ，最低-0.32 ，年平均卫 14.3 。日最高气温 41 (1959 年 7 月 30 日)，最低-19 (1957 年 2 月 21 日)。降雨量：最大降雨量 1022.5 mm（1977 年） ，最小为 630.4 mm，年平均 813.6 mm；日最大降雨量 207 mm(1957 年 7 月 I4 日)，一次最大降雨量为 443.4 mm ( 1965 年 7 月 5日18 日)。蒸发量：历年最大蒸发量 1985.7 mm（1978 年） ，
24、最小 1603.2 mm，(1975 年)，平均1745.4 mm。相对湿度平均 68%73.16%。冬春季多西北风，夏季多东北风偶有东南风，最大风速 183 m/s(1982 年 4 月 21 日) 。每年 12 月至翌年 3 月为降雪和冰冻期，最大冻土深度 19 cm。据中国地震烈度表载，本区属六度地震区.河南省地震局受永城煤炭工业中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页（84）豫震烈字第 002 号文)，该文在分析了地质构造及本区地震史之后，认为.“本区不可能发生六级左右地震，主要是受邻区强震影响，其地震基本烈度六度是最适宜的。 ”又图1-1陈四楼矿井交通位置图1-图上上MK
25、03上上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上上上河 南山东 江苏上上 上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上上 上上上 上上上上上上上上上上上上上上上 上 海上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上 交 通 位 置 图中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页提出“鉴于永城煤炭储量丰富，现已投入建井，将来发展远景可观，据此建议，对特别重要的工程和建筑物，可提高 1 度设防。 ”煤炭部基建司对陈四楼矿井方案设计审查意见明确：“建筑物地震烈度均按 6 度设防，但对六大
26、要害系统按 7 度的构造措施设计。 ”1.1.3 矿区开发历史及生产建设规划矿区现有生产矿井葛店煤矿、新庄煤矿、车集煤矿等 8 处。另外，矿区已经逐步形成了煤矿产业链，除部分大件煤矿机械外，基本可以满足煤矿建设需要。1.1.4 矿井建设的外部条件矿井工业场地至矿区集配站的铁路专用线正线里程 15.86 km。新、老两条永砀公路，分别自工业场地两侧经过，将矿井工业场地与铁路干线和土产材料产地连通，交通条件较好。矿井永久电源由永城 220 kV 变电站供给。地方集资兴建的永城 110 kV 变电站，可作为本矿井建井期的施工电源。为确保施工安全，另一回电源可取自新庄矿井。矿区热电站应尽快建设。经初步
27、勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论其水量和水质均可满足本矿井永久水源的要求。矿区北部的芒山生产白灰、石子、料石等土产材料。水泥、钢材木材等建材亦可通过公路运至本矿。矿井建设的外部条件比较优越、可靠。1.2 井田地质特征1.2.1 地层永城煤田为华北型沉积，地层分区属华北区、鲁西分区、徐州小区的范畴。本井田无基岩出露，全都被新生界冲积层所覆盖，缺失上奥陶统至下石炭统、三迭系至第三系古新统两段。钻探揭露的基岩地层上至石千峰组（平顶山砂岩)，下至中奥陶统马家沟灰岩，厚度约 1100 m。自下而上叙述如下:1、中奥陶统马家沟组(O 2m)，由白云质灰岩、灰岩组成，井田内揭露厚度 3045.20 m。2
28、、石炭系(C 23)，假整合于中奥陶统之上；中统本溪组（C 2b)，由铝质泥岩及山西式铁矿组成，厚度 222 m，平均 8.78 m；上统太原组（C 3t） ，由 911 层薄至中厚层状灰岩和泥岩、砂质泥岩及粉、砂岩组成，间夹不可采煤层 35 层，厚度 93164 m，平均 133 m；3、二迭系(P)，揭露厚度 961.2 m，下统齐全，上统 K6 标志层以上多被剥蚀；下石盒子组（P 1x） ，厚度 48.63112.27 m，平均 74.92 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及三煤组组成，以 K5 砂岩标志层底界与上石盒子分界； 山西组（P 1S） ，厚度 89.94131.78 m，平均 10
29、6.43 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。二 2 煤层赋存于中部，下以 K3 灰岩标志层顶界与石炭系分界，上以 K4 鲕状铝质泥岩底界与下石盒子组分界；中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页上石盒子组（P 2s） ，钻孔穿见厚度 728.98 m，共分四段，每段底部都以一层稳定的砂岩标志层相分界（K 5K9） ，其基岩组成也是以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩为主，不含具有工业价值的煤层。4、新生界（R 2）井田内覆盖层中，仅有上第三系和第四系，缺失下第三系。厚度 300430 m，平均348.73 m。由粘土、亚粘土、亚砂土及中、细、粉砂交互成层。上第三系为河湖相沉积，直接覆
30、盖于古生界之上。详见井田地层划分表 1-1。 （后附矿井综合柱状图）1.2.2 地质构造 新华夏体系及东西向构造构成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部的孔庄芒山背斜组成。陈四楼井田位于永城隐伏背斜之西冀，大致呈单斜构造，总体走向 NNW，倾向SWW。受多期构造运动的影响，褶曲、断裂均较发育。地层倾角在露头处局部较大，向深部逐渐变小，一般为 310，局部 1015。1、褶曲 井田内褶曲比较发育，近东西向的自南向北有八里庙向斜、吕庄向斜等。2、断裂井田内断裂构造均为正断层，据葛店煤矿井下及芒山地表所见，推定断层面倾角均为70。发现并已被控制的断层 4 条，以 NNE 向断裂为主，近东西向断裂也
31、较发育。断层情况详见表 1-2。3、岩浆活动据侧定，井田内岩浆岩活动大致有两个期次：基性岩为华力西运动晚期产物；酸性岩为燕山运动早晚期产物。基性岩主要为辉绿岩，一般在三煤组中顺煤层侵入三 4、三 、2 三 5 煤层中，呈岩脉或岩席产出；酸性岩主要为闪长岩类及花岗岩类，呈岩墙及岩席产出。受岩浆岩侵入影响地段，使煤层结构复杂，或变为天然焦，降低了煤层的经济价值。1.2.3 水文地质表 1-1 井田地层划分表地 层 系 统 厚度（m）最小-最大界 系 统 组 段 符 号 标志层代号平 均300-430新 生 界第四系|第三系R2348.73石千峰组 P2Sh1 K9 残厚 51四 P2S4 K8 1
32、72三 P2S3 K7 200古生界二叠上二叠上石盒 二 P2S2 K6 233中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页统 子组 P2S1 K5 81.65-150.68124.0848.53-112.27下石盒子组P1x K474.92系下二叠统山西组P1s89.94-131.78 106.43上统太原组Cat K3 K2 123.09-201.86151.542.0-22.0石炭系 中统本溪组Cab K18.78奥陶系 中统 马家沟组 Ozm 揭穿 40表 1-2 断层特征及控制情况断 层编 号 性 质延展方向倾 角（ ）长 度（m）落 差（m）可靠度1F正 东西 53 130
33、7.02 33 A2正 东西 65 2318.07 37 A3正 东西 60 3507.57 50 B1、含水层及隔水层特征自上而下分为四个含水组：1）新生界孔隙含水组：区内松散地层沉积为冲积及湖积，其厚度受古地形影响而东薄西厚、南薄北厚。含水砂层一般为 112 层，平均厚 86.34 m。浅部以大气降水垂直渗入为主，中部及深部以水平侧向渗透为主。属孔隙承压水，不易疏干，q=0.0047.0 /sm，K =0.623 m/d。含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的粘土层，形成天然的隔水屏障，局部地段与基岩处有透镜状砂层，即所谓“天窗” ，对浅部开采会具有一定影响。2）二迭系砂岩裂隙，孔隙含
34、水组：主要由上、下石盒子组及山西组砂岩裂隙孔隙承压水组成，其补给方式以水平侧向渗透补给为主，渗透能力差，富水性弱，迳流滞缓，静储量为主，易于疏干。q=0.1213 /sm，K=0.5683.91 m/d，水质类型为 SO4-Na。3）石炭系灰岩岩溶裂隙含水组：主要含水岩层为石灰岩(11 层)。灰岩以L2、L 3、L 4、 L7、L 8、L 9、 L10 七层比较稳定，岩溶裂隙比较发育，但多被泥质或钙质充填。补给方式为远方侧向渗透。q=0.0006852.068 /sm，K=0.004927.473 m/d。水质类型 SO4CaNa，矿化度2 g /l。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计
35、第 9 页4）奥陶系岩溶裂隙含水组：区域范围内，在安徽省闸河煤田东西两侧出露，本煤田仅在芒山有局部出露。岩溶发育，富水性强。补给方式以远方水平渗透为主。=0.00068515.7 /sm， 0.0027.473 m/d。水质类型 SO4CaNa，矿化度 2.2064.43 qKg/l。2、井田水文地质条件本井田水文地质类型为中等简单，其主要依据是：1）直接充水含水层，三煤层和二煤层顶板砂岩含水性弱，单位涌水量一般小于 0.01 /sm，为简单类型；2）上复新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于 30 m 的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用；3）下伏太原组灰岩含水层与二 2 煤层之间有砂岩
36、和泥岩组成的隔水层，厚度在 50 m以上，正常地段二 2 煤层的开采不存在底板突水的威胁；4）井田内断层富水性及导水性弱，q0.95，(煤层厚度变化系数)Km0.6035%55%表1-3主采煤层煤质特征表中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 15 页层中厚和厚煤层25%Km0.9525%Km0.8040%Km0.6565%KmKm0.8550%Km0.7075% Km0.70N376400970912085670 6030840816700836504650 0760736502 078650708-653.4优-6.5348优-7.21346优34.9658-415.8329优优5.
37、60-7.48优5-625.31优5.63优4-7-485.31优 -75.42优-7.38优9-48.93优 -51.349优 2-42.6优5 -462.59371 -514.72306-87.34优-5.243优634.8-9优-476.132优5-7 34-9167036702 6026070820810866503 0750718 06263056304-5.482优 -8.5934优 -3.7845优-2.43优5 -5.7346-27.34优5-32.51479 -.274优8 -36.24优-325.46优 -41.8397优5 -497.53优 64.27-.87优50 -9
38、0 0650614069630905105170562100516207-34.92优-2.37优5-37.145优 -74.1优5 -7.348优2-3.42优6-614.238优7-7.53优8-68.3优29-9.31854优优-90-70-650 -80-7075-500-40 -450-40-50-65060 -650-50-30 -450-650-60-5-50-50-650-600-7-7-750-70-650-70-70-750-70-50 -650-50-450 -50-4-60-50-6 -6505 -50-60-450 -50-450-70-650F29 53H=mF29
39、 3H=mF38 H=7mF13-60H=5mH=16mF9 H=m-5030图 2-1 井田赋存状况示意图中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 16 页-60-65070-70-750-50-70-650-70-70-750-70-50-5-60 -650-50-50-450 -50-40-60-40-350-50-60-50 -650-504 -70-50-60-450 -50-5-450-70-650F29 53H=mF29 3H=mF38 65H=7mF13-60H=5mH=16mF29 53H=mN37640970912085670 60384816708365046 076
40、0736502 07865078-653.40优-6.5348优-7.21346优34.9658-415.8329优优5.60-7.48优52.351优.63优47048.31优 -75.42优-7.38优948.93优 -51.349优 2-42.6优5 -462.59371 -14.706-87.34优-5.243优634.8-9优76.132优50-7 34-9167036702 6026070820810866503 0750718 6266304-5.482优 -8.5934优 -3.7845优-2.43优5 -5.7346-27.34优5-32.51479 -.274优8 -36.
41、24优-325.46优 -41.8397优5 497.3优56.257-.87优50 90 60614069630951051705621051620734.92优-2.37优5-37.145优 -74.1优5 -.348优2-3.42优6-614.238优7-7.53优8-68.3优29-9.31854优优-90-70-650 -80-7075-500-40 -450-40-50-00 -650-50-30 -450-650-60-5-50-0-650-5030图 2-2 地质储量图故将其确定为稳定煤层，即第一型，其它煤层的稳定类型据其发育程度确定为不稳定型。故工作区的勘查类型确定为二类一型
42、。评定煤层稳定类型的主、辅指标见表 2-1：2.2.3 矿井工业储量井田内含煤地层自下而上为石炭系上统太原组、二迭系下统山西组，下石盒子组及二迭系上统上石盒子组。其 中 二 2、三组煤层为可采煤层，主要可采煤层为二 2 煤层，其它为不可采煤层。 二 2 煤层为一稳定较稳定，结构简单(偶含泥岩夹矸一层)的厚煤层。全区稳定可采。该煤层全区发育，厚度变化较小，为 5.135.74 m，平均 5.50 m。层位稳定，煤厚变化相对较小，一般不含夹矸，结构简单，基本全区可采，属于较稳定煤层,储量丰富，其容重为 1.46 t/m3。根据煤炭工业设计规范 ，求得以下各储量类型的值：1、矿井地质资源量矿井地质资
43、源量可由以下等式计算：（2-1）0.1ZmF式中：矿井地质资源量，Mt；二 2 煤层平均厚度， m；二 2 煤层底面面积， m3；二 2 煤容重，t/m 3。已知 =5.50 m， =19021402.4 m 2， =1.46 t/m3，将其代入（2-1）式中可得：F中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 17 页=Z5.01924.160.1=152.75（Mt ）其中包括探明的资源量 （60%） ，控制的资源量 （30%） ，推断的资源量31Z32Z（10% ） ，地质块段划分如图 2-2。32 矿井工业储量矿井工业储量可用下式计算：（2-12123gbMZZZk2）式中：矿井工业储
44、量，Mt；g探明的资源量中经济的基础储量，Mt；1bZ控制的资源量中经济的基础储量，Mt；2探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt；M控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt；推断的资源量，Mt；3Z可信度系数，取 0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井， 值取k k0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井， 取 0.7。该式取 0.9。k因此： (60%310.9)g= （Mt）15.22.3 矿井可采储量由于陈四楼井田地质构造简单，地面无大的水域和河流，且基层上覆表土层厚，含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的粘土层，形成天然的隔水屏障，渗透能力差，富水性弱，迳流滞缓；下伏太原
45、组灰岩含水层与二 2 煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在 50 m 以上，正常地段二 2 煤层的开采不存在底板突水的威胁；地面村庄密布，为充分开发煤炭资源，本设计不留设村庄煤柱及防水煤柱，采用长壁冒落法进行迁村采煤。因此该井田永久煤柱只留井田边界保护煤柱和断层保护煤柱。本设计对井田内厚度 5.50m 的二 2 煤层进行开采设计，因此，井田内的各种永久煤柱损失按二 2 煤层进行计算。2.3.1 井田边界保护煤柱根据陈四楼井田实际情况，其井田边界保护煤柱宽度取 30 m，其中井田东部为煤层风化带，近乎无水，故不留边界保护煤柱，则用下式计算井田边界保护煤柱损失。（2-0.1jPHLm3）式中：
46、井田边界煤柱宽度，m；井田边界煤柱长度，m；L煤层厚度，m；中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 18 页煤层容重，t/m 3； 井田边界保护煤柱损失， Mt。jP已知 =30 m， =17731.3 m， =1.46 t/m3， =5.50 m，因此代入（2-3） ，可得：HL=30 17731.3 5.50 1.460.000001j=4.27（ Mt）2.3.2 工业广场煤柱根据煤炭工业设计规范有关条文，不同井型与其对应的工业广场面积见表 2-2。结合本设计井型（1.5Mt/a） ，应该是 18 公顷，即 0.18 km2，则工业广场的面积约为 0.18 km2。设计长轴定为 4
47、50 m，短轴定为 400 m。采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失，围护带的宽度取 20 m。垂直剖面图如图 2-1 所示。表 2-2 工业场地占地面积表井 型 /万 ta-1 占地面积/公顷（10 万 t）-1240 1.0120180 1.24590 1.5930 1.8表 2-3 陈四楼井田地质条件及岩层移动角 煤层厚度/m 煤层倾角 / 围护带宽度 /m 表土层移动角 /7.43 9.73 15 41走向移动角 / 上山移动角 / 下山移动角 / 71.5 70 67 由此可得工业广场保护煤柱面积：（2-120.5()SHL4） 式中：工业广场保护煤柱平面面积，m 2；梯形面的高，m
48、；煤柱上边长度， m；1L煤柱下边长度，m。2已知 =1088.92 m， =960.43 m， =1075.73 m，代入公式（2-4）可得：H1L2L=0.5 1088.92 （960.43+1075.73 ）S=1108607.67（m 2）所以煤层底板面积及煤柱损失量：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 19 页=1121214.18 m 2 ； =9.01 Mt。FgP2.3.3 井筒保护煤柱 井筒布置在工业广场中央，包括在工业广场保护煤柱中，不再累计。2.3.4 断层保护煤柱井田现已查明三条断层，即 ， ， 。其中 ， 可靠且可控制，故其两侧各留 30 1F231F2m 保护煤柱，
