1、 摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为陈四楼煤矿 1.8Mt/a 新井设计。陈四楼煤矿位于河南省永城市，井田南北长约 12km，东西宽约 6km，勘探面积约 72km2。此井田中只有 3 煤层厚4.18m，2 煤层厚 2.95m，这两层煤从厚度和赋存条件是可采煤层。井田工业储量为 30396 万 t ，矿井可采储量 20467 万 t，矿井服务年限为 87.4 年。井田开拓采用立井单水平开拓，设置辅助水平。采煤方法采用一次采全高综合机械化采煤，工作面布置为带区式布置。大巷布置为轨道大巷进风兼辅助运输，皮带大巷运煤兼回风。矿井通风方式为中央并列式，采煤工作面采用 U
2、 型通风方式，掘进工作面采用局部通风机通风。矿井总进风量为 3782.16m3/min，通风阻力容易时期为 820.8Pa，困难时期为1168Pa。矿井巷道等积孔容易时期为 2.62m2，困难时期为 2.18 m2。通过计算决定选用 2K60No.24 轴流式通风机，其能满足矿井对风量的要求。综上所述，陈四楼矿通风系统简单，合理，稳定，满足通风要求，抗灾能力强。专题部分题目是综合防尘技术在陈四楼的应用，探讨了煤层注水以及在水中添加活性剂和使用磁化水改善煤层注水效果，采煤机外喷雾系统，顶板支架喷雾系统，进、回风顺槽的防尘措施，掘进面的防尘措施以及各种喷嘴的选择和安装等内容。通过研究，为陈四楼矿的
3、防尘工作和防止瓦斯突出提出了理论依据，极大的增强了煤尘事故预防的准确和可靠性。翻译部分主要内容为矿井通风空气的流动特点。英文题目为：Characteristics of coal mine ventilation air flows关键词：陈四楼矿井; 新井通风设计; 综合防尘; 空气流动特点全套图纸，加 153893706ABSTRACTThis design consists of three parts: The general part, the special part and the translation part.The productive capacity is 1.8 m
4、illion tons per year. The Chensilou minefield lies in the special area of Yong Cheng city, Henan province. Total area of the mine is 72 km2. The boundary of the minefield runs 12 km on north south and 6 km on west east on average. There are two main seamsthe third layer with thickness of 4.18 meters
5、 and the second one with thickness of 2.95 meters. According to the thickness and deposit, the two coal layers are able seams. The industrial storage of the mine field is 30396 million ton, the reserves exploitable in the whole mine field is 20467 million ton，and its service life is 87 years, with o
6、nly one working faces is used in the mine. One standards development are used in the Mine shaft pioneering,with subinclined shaft extension.The Coal mining use a high-wide integrated mechanized mining,with face layout of the belt-type layout.The track roadway with the airflow into are mainly used to
7、 transported the coal while the belt roadway are used to the auxiliary transport with the return of airflow.The method of whole mine ventilation is central juxtapose ventilation system.The ventilation of the dead-end working places is the application of the auxiliary ventilation by the auxiliary fan
8、s. The total amount of wind required is 3490 m3/min, and the ventilation resistance 386.7 Pa at easy period while difficult period of 602.7 Pa. The equivalent orifice is 3.26 m2 when easily period whlie difficult period is 2.62m2.So I choose the 2K60No.24 with the axial-flow as the main fan which ca
9、n meet the need of the whole airflow of the requirement.In summary, the Chensilou mine ventilation system is simple, reasonable, stable and meet the ventilation requirements of fighting ability.The special part is the integrated dust of the application in Chensilou mine .The content is to discusse c
10、oal injection, add active agent in the water and use water to improve coal injection magnetic effect, the shearer with spray system. the spray the roof stent system,the measures of in and out wind Gate, the excavation of the dust and various measures of the nozzle selection and installation. Through
11、 research, for the Chensilou mine dust and gas outburst to prevent a theoretical basis, greatly enhanced the accuracy coal dust accident prevention and reliability.The translation part is characteristics of coal mine ventilation air flows Key words: Chensilou mine; The design of ventilation system;
12、Comprehensive and dust control technology ； Characteristics of coal mine ventilation air flows 中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 目 录1. 矿区概述及井田地质特征 .11.1 矿区概述 .11.1.1.交通位置 11.1.2.自然地理概况 11.1.3.矿井建设的外部条件 21.2.井田地质 .31.2.1.地形 31.2.2.井田勘探程度 31.2.3.井田的水文地质特征 41.2.4.地温 61.3.煤层 .71.3.1.煤层埋藏条件 71.3.2.煤层围岩性质 71.3.3.煤质 71
13、.3.4.瓦斯、煤尘、煤的自燃性 82. 井田开拓 .92.1.井田境界及可采储量 .92.1.1.井田境界 92.1.2.井田储量 92.1.3.矿井设计生产能力及服务年限 112.2.井田开拓 .122.2.1.井田开拓的基本问题 122.3.矿区基本巷道 .202.3.1.大巷运输设备选择 262.3.2.矿井提升 293. 采煤方法及采区巷道布置 303.1.煤层地质情况 .303.1.1.煤层的埋藏条件 303.1.2.带区煤层特征 303.1.3.地质构造 303.1.4.顶底板特性 303.1.5.水文地质 303.1.6.地表情况 313.2.带区巷道布置及生产系统 .313.
14、2.1.带区的位置与划分 313.2.2.采区巷道布置及其主要峒室 313.2.3.带区车场及主要硐室的布置 313.2.4.生产系统 323.2.5.带区内同采工作面数的确定 323.2.6.煤层和工作面的开采顺序和接替顺序 323.2.7.确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式 33中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 3.2.8.确定带区生产能力和采出率 353.3.采煤方法 .363.3.1.采煤工艺方式 373.3.2.回采巷道布置 424. 矿井通风 444.1.矿井通风系统选择 .444.1.1.确定矿井主要通风机通风方法 444.1.2.确定矿井通风方式 454.2.采
15、区通风 .474.2.1.采区和回采面通风方式 474.2.2.通风构筑物 494.2.3.采煤工作面实际需要风量 494.2.4.备用面需风量的计算 514.3.掘进通风及峒室通风 .514.3.1.掘进工作面的需风量 514.3.2.掘进通风方法的选择 524.3.3.掘进工作面设备选择 531）风筒的择 .534.3.4.峒室所需风量 544.4.矿井所需风量 .554.4.1.矿井总风量计算 554.4.2.矿井风量分配 554.5.矿井通风阻力 .564.5.1.通风容易时期和困难时期的确定 574.5.2.矿井通风容易和困难时期的阻力计算 604.5.3.矿井通风总风阻 604.5
16、.4.矿井通风等积孔 604.5.5.矿井通风系统的分析与评价 614.6.矿井主要通风机选型 .614.6.1.矿井自然风压的计算 614.6.2.通风机的选择 624.6.3.电动机的选择 654.7.矿井反风措施及装置 .664.7.1.矿井反风的目的和意义 664.7.2.矿井反风设施的布置 664.7.3.对矿井通风设备的要求 664.7.4.矿井通风配套装置 674.8.概算矿井通风费用 .685. 矿井安全技术措施 705.1.矿井安全技术概况 .705.1.1.煤质概况 705.2.自然灾害概述 .70中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 5.2.1.矿井自然发火概况 70
17、5.2.2.矿井瓦斯、 715.2.3.矿尘 725.3.事故预防及处理计划的编制 .745.4.煤层注水防治瓦斯与粉尘 .755.4.1.煤层注水技术原理 755.4.2.水在煤层中的渗透及影响渗透的因素 765.5.煤层注水方式 .775.5.1.煤层注水压力 785.5.2.单孔注水量和注水流量 795.5.3.单孔注水时间 795.5.4.采注间隔时间 795.5.5.采注衔接 805.5.6.钻孔 805.5.7.钻孔参数 805.5.8.封孔 825.5.9.注水 84专题部分 .851. 前言 852. 尘源简析 862.1.综采工作面尘源分析 .862.2.掘进工作面尘源分析
18、.862.3.防尘工作的重点 .872.4.防治煤矿粉尘应遵循以下基本原则： .872.5.防尘工作的指导方针 .873. 综放面的综合防尘 883.1.2101 综采面概况 883.1.1.表面活性剂和接触角 893.1.2.煤样吸湿速度试验 913.1.3.结 论 923.2.磁化水加强注水效果 .923.2.1.磁化水的理化特性 923.2.2.磁场对岩石水饱和度的影响 933.2.3.磁场对水的粘度系数的影响 933.2.4.磁场对水结构的影响 933.2.5.磁化水强化煤层渗透机理 933.2.6.磁化水对煤表面的润湿作用 943.2.7.结 论 953.3.采煤机外喷雾系统 .95
19、3.3.1.喷嘴布置 963.3.2.喷嘴选型 973.3.3.喷嘴安装 97中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 3.3.4.装置运行 973.4.顶板支架降尘 .973.4.1.移架时自动喷雾降尘装置 983.5.进、回风顺槽防尘 .1013.5.1.转载点喷雾降尘 1013.5.2.带式输送机自动喷雾降尘 1023.5.3.喷嘴选型 1023.5.4.进、回风顺槽风流净化水幕 1033.6.掘进工作面防尘技术 .1043.6.1.机掘工作面主要降尘技术 1043.6.2.机掘工作面主要防尘技术 1043.7.防爆及隔爆措施 .1053.7.1.预防煤尘爆炸 1053.7.2.隔绝瓦斯
20、煤尘爆炸措施 1053.8.个体防护 .1073.9.加大煤尘管理力度 .1084. 结语 .108参考文献： 112英文翻译原文 114中文翻译 121致 谢 127中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 1 页 1. 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1. 交通位置 永城矿区陈四楼井田位于河南省永城市境内，为陈集、城厢、顺和县所辖。井田中心南据永城县城 8KM。地理坐标：东径 11615001162615，北纬 335630340730。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20Km 处穿过，西有拟建中的京九铁路商阜段。永城县城距商丘车站 95K
21、M，徐州车站 97KM;宿州车站 74KM，期间均有柏油公路相连，区内主要村镇之间亦有简易公路相通，交通运输堪称方便。见交通运输图 1.11.1.2. 自然地理概况井田位于黄淮海冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地面标高 32.4936.50m，一般为 32m 至 35m 之间，相对高差 3m 左右。地表广为巨厚的新生冲积物所覆盖。区内地表水系不甚发育，最大的河流沱河在井田南部 2KM 处跳过，井田内用于灌溉的沟渠纵横交错。沱河系淮河水系，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 120KM，其流量受大气降水控制，年平均流量 12m3/s,有记载的最大流量 384
22、m3/s(1963 年)本区属半湿润、半干旱的大陆性气候，冬春干旱，夏秋多雨，四季分明。据永城气象站资料：气温：19741984 年观测，月平均最高气温 26.89（7 月份） ，最低气温零下 0.32，年平均 14.3。日最高气温 41（1965 年 7 月 30 日） ，最低零下19（1957 年 2 月 21 日） 。降雨量：最大降雨量 1022.5mm(1977 年)，最小为 630.4mm，年平均813.4mm；日最大降雨量 207mm（1965 年 7 月 15 日18 日） 。蒸发量：历年最大蒸发量 1985。7mm（1978 年） ，最小 1603.2mm（1975 年） ，年
23、平均 1745.4mm。相对湿度平均 6873.16%。冬春季多西北风，夏季多东北风，偶有东南风，最大风速 183m/s（1982 年4 月 12 日） 。每年 12 月至翌年 3 月份为降雪和冰冻期，最大冻土深度 19cm.据中国地震烈度表载，本区为六度地震区。河南省地震局受永城煤炭工中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 2 页 业联合公司委托，提出“永城县地震基本烈度鉴定书” ，该文在分析了地质构造及本区地震史以后，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适宜的” 。又提出“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
24、要的工程建筑物，可提高一度设防” 。煤炭部基建司对陈四楼矿井方案设计审查意见明确：“建筑物均按 6 度设防，但对六大要害系统按 7 度的构造措施设计。 ”1.1.3. 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 15.86KM，将与矿井同步建设。新、老两条永砀公路，分别自工业广场两侧经过，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，由拟建中的永城 220KV 变电站供给。由地方集资兴建的永城县 11KV 变电站，可作为本矿井建井时期的施工电源。为确保施工安全，另一电源可取自新庄矿井。矿区热电站应尽快建设。经初步勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论水
25、质和水量均可满足本矿井永久水源的需求。矿区北部的芒山，生产白灰、石子、料石等土产材料。由国家统一分配的水泥、钢材、木材等亦可通过公路运至本矿。矿井建设的外部条件比较落实、可靠。中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 3 页 图 1.1 陈四楼矿交通运输图山 东河 南 江 苏 黄 海商 丘 永 城 徐 州夹 河寨 连 云 港淮 安南 京 镇 江 常 州 无 锡 苏 州 上 海南 通宣 城铜 陵 芜 湖格 溪口合 肥水家湖 蚌 埠阜 阳样 集夏 邑 青龙山 邳 县骆 马湖 宿 迁 清 江 市宝 应博 州安 徽陈 家 集芦 苓海青 町唐州漯 阜 线陇 线京 杭 运河淮 北 矿 务局淮 南矿 务
26、局青阜线 宿 县 煤 田 津 线阜 淮 线 淮 南 线 长 江白 唐 淮北 京郑 州永 城 矿 区 陈 四 楼 矿1.2. 井田地质1.2.1. 地形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，全部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，厚度约为 1100m。1.2.2. 井田勘探程度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中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 4 页 孔庄芒山背料组成。陈四楼井田位于永城隐伏背料之西冀
27、，总体走向 NNW，倾向 8WW。而井田内部走向变化较大，几经折转，大体呈一“弓”字形。由于受多期构造运动的影响，褶曲，断裂及岩浆岩均较发育。地层倾角在露头处局部较大，0203 线及 65 线以北多在 2030，中部810;向深部逐渐变小，一般为 48，局部 810。1、褶曲井田内褶曲比较发育，65 线以北尤甚。分为近南北向及近东西向两组。近南北向褶曲有陈四楼向斜，小赵营背、高六湾向斜、李古同背斜及周庄向斜等。其中陈四楼向斜位于井田的南端，后四个褶曲位于井田北端，为一连续而有规律的褶曲构造。近东西向的自南向北有八里庙向斜、胡庄背斜、小陈庄向斜及汉陈向斜等。其中汉陈向斜南北两翼分别受 F13 及
28、 F18 断层所切割，视其全貌为一地堑式向斜构造。2、断裂据侧定，井田内岩浆岩活动大致有两个井田内断裂构造均为正断层，影响开采的共有两条，其他均为小断层.表 1.1 主要断层表断层编号 F1 F2长度 6.6KM 2.6 KM走向 N39W N35W倾向 S S落差 160m 89m类型 正 正可靠性 可靠 可靠倾角 6070 563、岩浆活动井田内未发现岩浆活动。期次：基性岩偏老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 22、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，侵入二 2煤层中。受岩
29、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。中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 5 页 1.2.3. 井田的水文地质特征1、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 1 12 层，平均总厚 86.34m，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，q=0.0047.0t/sm ，K=0.623m/d。含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的枯土层，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
30、开采会具有一定影响。（2）二迭系砂岩裂隙，孔隙含水组：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，以静储量为主，易于疏干。q=0.1213t/sm ，K=0.5683.91m/d，水质类型为 SO4-N 型。（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)，次为砂岩。灰岩以 L2L3L4L7L8L9L10七层比较稳定，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净除。q=0.0006852.068t/sm ，K=0.004927.473m/d。水质类型 SO4 N ，矿化度2q/ L。（
31、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。q=0.00068515.7t/sm ，K=0.0027.473m/d。水质类型 SO4C N ，矿化度2.2064.43 q/ 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0.01t/sm，本应为简单类型，但 F18 以北存在太原组灰岩补给；（2）上覆新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于 3 0m 的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用；（3）下覆太原组
32、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50m 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 q0.001t/sm；（5）主采煤层顶底板岩层稳定；（6）矿床远离地表水体。中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 6 页 表 1.2 各煤层情况表煤质煤层名称煤层厚度 最小最大 平均 原煤灰分 Ad(%) 挥发分 vdaf(%) 原煤全硫 St，d(%) 发热量 QGr，daf(mj/kg)煤种牌号20.96 10.97 0.59 33.9321.09 8.44 0.54 33.60三 40-2.19 1.631.39 6.33 0.
33、43 30.65贫、无烟、天然焦23.97 15.80 0.56 35.4120.88 1.10 0.72 33.7521.21 8.52 0.59 33.59三 2 0-2.90 1.531.39 7.85 0.78 28.85瘦、贫、无烟、天然焦25.04 14.80 0.48 35.7321.39 11.22 0.66 33.9421.21 8.48 0.58 34.43三 1 0-5.78 1.325.96 6.55 0.84 29.40瘦、贫、无烟、天然焦15.90 10.27 0.48 34.3713.79 8.13 0.51 34.67二 23.90-4.50 4.023.98
34、7.12 0.67 32.46贫、无烟、天然焦3、矿井预计涌水量井田南部和西部均以断层构成阻水边界，东部煤层露头与粘土隔水层相接，只有北界 F11 断层使二 2煤与对盘太原组灰岩相接，可视大弱补给边界。采用“集水廊道”法计算，矿井预计正常涌水量 894m3/h（其中：K 5砂岩 328 m3/h.，三煤组 291 m3/h，二煤组 275m3/h；最大涌水盘1627m3/h。 ）1.2.4. 地温地温：二 2煤层在-650 m 以深，除 63 至 65 线范围地温低于 31，其余均高于 31，属一级热害区；三 22 煤层仅在 0312 孔至-650m 以深出现小范围的一级热害区。中国矿业大学
35、2008 届本科生毕业论文 第 7 页 井田内其余地段地温均属正常。1.3.煤层1.3.1. 煤层埋藏条件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。共含煤 1720 层，煤层总厚 13.85m。其中有经济价值的为下二迭统的山西组及下石盒子组。 该两含煤地层总厚度平均 181m，煤层总厚 10.42m，含煤系数 58%。其中山西组的二 2煤层为主要可采煤层，下石盒子组中可采和大部可采的煤层有三 1、三 22、三 4三层。其特征见表 1.2。二 2煤层为一稳定较稳定、结构简单（偶含泥岩夹歼一层)的中厚煤层。除井田西部受岩浆岩侵入的影响变质为天然焦
36、或不可采外，全区稳定可采。三 1 煤层，层位稳定，平均厚度卫 1.30m，其可采范围集中在 08 线以南。04 线以南以单层结构为主，以北渐变为双层结构，未受岩浆岩破坏。三 22煤层，较稳定，平均厚度 1.5m，受岩桨岩破坏范周约占十分之一，从南向北由单层结构渐变为双层至三层结构。三 4煤层为一较稳定不摇定煤层。在可采范围内平均厚度约为 1.6m，单层与双层结构的穿见层次基本相等，受岩浆岩影响的范围约占三分之一，煤层变质为天然焦，而且结构变得复杂。1.3.2. 煤层围岩性质二 2煤层顶板以中细砂岩及砂质泥岩为主，其中中砂岩约占 55%,砂质泥岩约占 45，井田中部 1731 线多为砂质泥岩，两
37、端以砂岩为主，局部顶板为岩浆岩。其抗压强度为：砂质泥岩 389544kg/cm 3，砂岩 3061264kg/cm 3。底板多为泥岩和粉砂岩。其抗压强度为：砂质泥岩 236864kg/cm 3，砂岩 7331393kg/cm 3。三 22煤层顶板以泥岩及细砂岩为主，其中泥岩约占 60，砂岩、岩浆岩约占40。井田中部 1730 线多为砂岩及少量岩浆岩，井田两侧以泥岩为为主，其抗压强度为：泥岩 246kg/cm3，砂岩 943kg/cm3。底板以泥岩、砂质泥岩及粉、细砂岩为主，其抗压强度为：泥岩 246kg/cm3，砂岩 300545kg/cm 3。1.3.3. 煤质各煤层均为高编制阶段的年青无烟
38、煤。二 2煤层低灰份，特低硫、磷，高发热量；理论分选比重 1.7 时，可选性为易选至极易选 ；化学特性好；抗碎强度及热稳定性中等，可作动力及民用煤，亦可用于气化。中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 8 页 三煤组各煤层煤质的共同点是，中至高灰分（三 1煤为富灰） ，特低硫、磷，高熔点，中至高发热量；理论分选比重 1.7 时，可选性中等；化学特性一般不佳；热稳定性差中等；强结渣，不易磨，可作动力、民用及发电用煤。1.3.4. 瓦斯、煤尘、煤的自燃性1.煤层顶底板二 2煤层顶板以砂岩为主，完整性和稳定性较好，顶板较易管理，底板一般不会发生“底鼓” ；三煤组各可采煤层由于层间距小，砂岩厚度
39、薄且稳定性较差。2.瓦斯井田内瓦斯含量普遍较低，一般小于 1cm3/g ；由于构造和岩桨岩的热力作用，仅个别点有富集现象（二 2煤层 6707 孔 6.56 cm3/g ，6919 孔 3.49 cm3/g ） ；瓦斯风化带分布很广很深，除个别富集点之外，都属瓦斯风化带，直至-800m 以深。 一般认为，瓦斯风化带界面处的相对瓦斯涌出量为 2 m3/td 左右。二 2煤层相对瓦斯涌出量为 2.0 m3/td3.煤尘无爆炸性到具弱爆炸性。4.各煤层均无自然发火倾向。5.地温二 2煤层在-650 m 以深，除 63 至 65 线范围地温低于 31，其余均高于 31，属一级热害区；三 2煤层仅在 0
40、312 孔至-650m 以深出现小范围的一级热害区。井田内其余地段地温均属正常。中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 9 页 2. 井田开拓2.1.井田境界及可采储量2.1.1. 井田境界“永城矿区总体设计”及井田精查地质勘探所确定的井田境界为：东起二 2煤层露头线，西至 F2 及 F9 断层；北起 F11 断层，南到 F6 断层与城郊井田为邻。井田南北走向长 12km ， 东西宽平均 6km，井田面积约 73km2。煤炭部“关于河南省永城矿区总体设计预审意见” ，将陈四楼井田北部边界由F11 向北推至 F8 断层，增加储量 4778 万 t，目的在于加大矿井服务年限。但该地段勘探程度
41、低，D 级储量占 46%以上，尚不能作为矿井设计的依据。因此，设计暂将其列为本井田的后备储量。2.1.2. 井田储量1、地质储量：储量计算边界为已划定的井田范围。平衡表内计算储量的煤层最低可采厚度为 0.8m。厚煤最高灰分为 40。三 5 煤层为一仅个别点达临界可采厚度的不稳定煤层，计入表外储量。全国矿产储量委员会审查批准的各级储量如下：全井田AB 十 C 级 30396 万 t其中 A 十 B 级 13053 万 tA 十 B/A 十 B 十 C 43另有 D 级(三 5 煤层) 1277 万 t天然焦 4151 万 t矿井高级储量的比例未达到地质勘探规范中应大于 50%的要求，其主要原因是
42、由于测井工作不符合规定，审查中较多的见煤点侧井资料降级所致。已无可挽回。鉴于本区物性条件良好，煤、岩物性差异明显，而且钻孔密度大，钻孔质量较高，可以认为储量是可靠的。2、可采储量（1）不能利用储量三 22及三 4煤层，在 F18 断层以北，仅零星块段可采，留设了防水煤柱之后，已无开采价值；三 4 煤层在 65 勘探线以北的浅部，受岩浆岩侵入破坏严重，大部地段为不可采区或天然焦区，难以构成正规的回采工作面。以上两项计 C 级储量 897 万吨，作为不能利用储量，不计入可采储量之内。中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 10 页 （2）各类永久煤柱及留设原则边界保护煤柱按下式计算 (2.1
43、)ZLbMR式中：Z边界煤柱损失量；L井田边界长度；b保护煤柱宽度；M煤层厚度；煤的容重。根据经验井田边界保护煤柱留 50m，断层保护煤柱的留设按落差大于 50m 时，断层两侧各留 40m，落差小于 50m 时，两侧各留 30m。本矿井井田内的几条大断层的落差均大于 50m，因此在两侧各留 40m 的保护煤柱。正断层上盘，按斯列萨廖夫公式计算的安全隔水层厚度，作为开采点与含水层之间的最小距离，在剖面图上确定其防水煤柱尺寸；正断层下盘考虑到断层的摆动及破碎带的宽度，其煤柱宽度以 30m 计。井田境界煤柱宽度取 40m。冲积层防水煤柱的留设，是根据其基岩岩性、基岩面上隔水层的厚度，分别采用议计规范
44、 2-75 条给出的公式，计算防水煤岩柱的留设高度。计算结果与用相邻矿区刘桥矿井生产实践经验公式计算结果基本相符。工业场地及风井场地保安煤柱的岩移角量参数，经对有关矿区调查、科研部门征求意见并参考临近矿井实测资料，确定为：=41；=70=67=71.5。井田内大小村庄密布，而且潜水位较高，为充分开发煤炭资源，本议计确定不留设村庄煤柱，采用长壁冒落法进行迁村采煤。表 2.1 各类永久煤柱损失煤层 工业场地煤柱基岩防水煤柱断层煤柱 井田境界煤柱合计二 2 660.1 585 723 14 2182.1三 1 25 69 185 11 390三 22 81.7 192 434 12 831.7三 4
45、 0 211 188 12 511总计 1266.8 1057 1630 49 3914.8（3）可采储量在矿井开采过程中，实际能够采出的煤只是工业储量的一部分，能够采出的这部分储量称为可采储量。可采储量可用下式计算：(2.2)CZpZbgk)(式中 井田可采储量，万 t;kZb不可利用储量，万 t中国矿业大学 2008 届本科生毕业论文 第 11 页 永久煤住损失，万 t,永久煤柱损失系指矿井开采期间不允许进p行回采的煤柱损失，它包括保护工业广场、井筒、建筑物、铁路、超高压输电线，以及为了矿井安全生产而留设的井田境界、断层、河流、湖泊等隔离煤柱。)，经过勘探，测得数据为 3914.8 万 t
46、。采区回采率，国家规定采区回采率一般不应小于：厚煤层C75%，中厚煤层 80%，薄煤层 85%。矿井可采储量=（工业储量-各类永久煤柱-不可利用储量）采区回采率.即：（30396-3914.8-897）80=20467.4 万 t2.1.3. 矿井设计生产能力及服务年限1 矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，矿井设计生产能力宜按工作日 330天计算，每天净提升时间宜为 16 小时。参考关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明 ，本矿井作业采取“四六”工作制，每日三班生产、出煤，一班检修，每日提升时间为 16 小时。2 矿井服务年限矿井生产矿井服务年限、年产量和储量之间的关系可用下式表示(2
47、.3)AKZTk式中 矿井设计服务年限，a；T矿井设计生产量，t/a；A储量备用系数，1.21.4。 （此系数是为了避免井田局部地K质变化，造成储量减小，致使矿井服务年限缩短设置的。地质构造简单的井田区小值，反之取大值。 ）代入式中 TZ k /(Ak)20467.4/(1801.3)87.4 年报据国家计委对“矿区总体说计”的批复意见，本矿井生产能力为 180 万t/a。设计经论证认为该井型是合理的。其主要依据如下：1、矿井地处我国“华东谋炭调入区带” ，煤种又属于“应优先开发的无烟煤” 。根据近期煤炭工业布局原则和开发方针，应加大其开发强度。2、井田工业储量约 3 0396 万 t，可采储量 20467.4 万 t，矿井服务年限约 87.4年。符合设计规范若干条文修改中关于服务年跟的规定。3、井田内地质构、水文地质及开采技术条件都比较简单，加上高度的采、掘、运机械化装备和系统简单的开拓部署，为提高生产集中化程度提供了有利条件。4、主要可采煤
