1、第 1 页中国矿业大学 07 级毕业设计目录全套图纸，加 1538937061 矿区概况及井田地质特征 51.1 矿区概述 51.1.1 地理位置及交通条件 51.1.2 地形特点及居民点分布 .51.1.3 工农业生产和原料及电力供应 51.1.4 矿区气候条件 61.1.5 矿区水文及工农业供水 .61.2 井田地质特征 .61.2.1 井田地形及勘探程度 61.2.2 井田煤系地层 61.2.3 井田地质构造 81.2.4 井田水文地质 91.3 煤层特征 111.3.1 可采煤层特征 111.3.2 煤层围岩性质 121.3.3 煤质 121.3.4 煤的含瓦斯性 121.3.5 煤的
2、工业用途 131.3.6 煤尘的爆炸性 131.3.7 煤的自然发火倾向 .132 井田境界和储量 .142.1 井田范围 142.1.1 井田面积 .14第 2 页中国矿业大学 07 级毕业设计2.2 矿井工业储量 .142.2.1 储量计算的步骤 .142.2.2 井田地质勘探 152.2.3 工业储量计算 152.3 矿井可采储量 .162.3.1 安全煤柱 .162.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 .162.3.3 矿井可采储量 183 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .193.1 矿井工作制度 .193.2 矿井设计生产能力及服务年限 .193.2.1 矿井设计生产能力的确定
3、.193.2.2 矿井服务年限的确定 193.2.3 第一水平的服务年限 204 井田开拓 .214.1 井田开拓的基本问题 .214.1.1 井田开拓的基本问题 214.1.2 井筒形式及位置的确定 .214.1.3 工业场地位置、形状及面积的确定 .224.1.4 开采水平的确定 .224.1.5 主要开拓巷道 224.1.6 方案比较 .224.2 矿井基本巷道 .314.2.1 井筒 314.2.2 井底车场及硐室 .314.2.3 主要开拓巷道 335 准备方式 215.1 煤层的地质特征 .415.1.1 主采煤层的地质特征 415.1.2 主采煤层的煤层结构 415.1.3 主采
4、煤层的顶底板特征 .415.1.4 主采煤层的瓦斯、水文、煤层爆炸性和自燃发火性 .415.1.5 主采煤层的地质构造 425.1.6 与开采有关的特征 .425.2 采区巷道布置及生产系统 425.2.1 采区准备方式确定 .425.2.2 采区内区段的确定 .425.2.3 采区上山的确定 .42第 3 页中国矿业大学 07 级毕业设计5.2.4 采区开采的确定 .435.2.5 采区的通风和通风设施 .435.2.6 采区的运输系统 .445.2.7 采区各巷道的掘进方法 .445.2.8 采区的生产能力 .455.2.9 采区采出率计算 .455.3 采区车场选型 .465.3.1 采
5、区车场的形式、线路布置 465.3.2 采区主要硐室的布置 466 采煤方法 .486.1 采煤工艺方式 .486.1.1 采区煤层特征及地质条件 .486.1.2 确定采煤工艺方式 486.1.3 确定回采工作面长度、推进方向、推进度 496.1.4 回采工作面破煤、装煤方式的确定 506.1.5 采煤机的工作方式 516.1.6 回采工艺 526.1.7 工作面运煤 526.1.8 工作面支护 536.1.9 合理采放、放顶步距、放煤方式的确定比 .566.1.10 劳动组织和循环作业图表 .576.1.11 工作面吨煤成本 586.2 回采巷道布置 .606.2.1 回采巷道布置 606
6、.2.2 回采巷道支护 606.2.3 确定回采巷道断面及其具体施工技术要求 607 井下运输 .637.1 概述 637.1.1 井下运输设计的原始条件和数据 637.1.2 矿井运输系统 637.1.3 运输距离和货载量 647.2 采区运输设备选型 647.2.1 井下运输方式 647.2.2 回采巷道运输设备选型 647.2.3 准备巷道运输设备选型 .667.3 大巷运输设备选型 687.3.1 皮带运输大巷设备选型 687.3.2 轨道运输大巷设备选型 68第 4 页中国矿业大学 07 级毕业设计8 矿井提升 .718.1 概述 718.1.1 井下提升设计的原始条件和数据 718
7、.1.2 主、副井提升方式 718.2 主井提升 718.2.1 主井提升设备选型 718.2.2 钢丝绳的选择计算 .738.2.3 提升机验算 .738.2.4 天轮 .748.2.5 提升能力 .748.3 副井提升 748.3.1 副井提升设备选型 .748.3.2 钢丝绳的选择计算 .748.3.3 提升机验算 .758.3.4 配套电动机选择 .759 矿井通风及安全技术 .769.1 矿井通风系统的选择 769.1.1 矿井通风系统的确定 769.2 采区及全矿井所需风量 869.2.1 采区所需风量 869.2.2 全矿所需风量 899.3 矿井通风阻力的计算 899.3.1
8、矿井风量分配与通风阻力的计算方法 899.3.2 矿井通风阻力的计算 959.4 通风机选型 979.4.1 主扇风量 979.4.2 通风机的选择 979.5 防止特殊灾害的安全措施 1009.5.1 防尘措施 1009.5.2 防突水应急措施 1009.5.3 防止瓦斯及防止火灾措施 10010 设计矿井井基本技术经济指标 .103专题部分 .104参 考 文 献 .121英文原文： .123第 5 页中国矿业大学 07 级毕业设计中文译文 .132致 谢 .1381 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通条件葛泉矿井位于沙河市下解村附近，北距邢台市约 18 km
9、。本矿井铁路专用线与京广铁路相通，公路交通四通八达，交通相当便利。交通位置图 1-1。 图 1-1 交通位置示意图1.1.2 地形特点及居民点分布皇 寺上 马 庄赵 古 庄西 黄 村张 安 北尹 支 江白 塔皇 台 底大 贾 乡龙 化 李 村喉 咽大 油 村洛 阳留 客西 葛 泉西 毛 村北 高 岗南 高 田 村 高 村青 介 西 里东 韩东 南 张东 薛 屯邵 屯南 大 树石 相旧 周岭 南南 石 门会 宁官 庄南 大 郭太 子 井羊 范十 里 亭綦 村沙 河 城白 塔 新 城东 汪贾 宋祝 村豫 让 桥大 屯 永 福 庄个个东 郭 村任 县南 和邢 台 市河 郭阎 里东 坚 固京深高速京广
10、线图 1 交 通 置 示 意 图第 6 页中国矿业大学 07 级毕业设计区内为第四系冲积平原，地形平坦，地面标高+42.46+64.58 m，地势由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。矿区范围内分布有大小村庄 15 个，大部分分布在井田边界。另外，在矿区南部有大片职工住宅区。1.1.3 工农业生产和原料及电力供应沙河市煤炭储量丰富，煤炭开发作为该市支柱产业之一，较为发达，伴随采石、建材等矿业发展，带动其他行业发展，矿区劳动力主要从事工矿业生产及相关产业，部分人从事农业生产，沙河市经济较为发达。工程供电电源取自葛泉矿井 110 kV 变电站。葛泉矿井现有 110 kV 变电站一座，两回 35 kV
11、 电源均引自邢台电力公司所属的中关220 kV 区域变电站。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。1.1.4 矿区气候条件本区历年最高气温为 42 ，历年最低气温为-21 ，年平均气温为 18 左右。本区年降雨量在 300600 mm 之间，且集中在 7、8、 9 三个月，年蒸发量一般为 16002000 mm 之间。冻结期为 11 月至次年 2 月，最大冻土深度为 0.44 m，最大积雪厚度 150 mm。年最多风向为东南风，历年最大风速 18 m/s。本区地震烈度为 6 至 7 度。1.1.5 矿区水
12、文及工农业供水区内有一条季节性河流沙河，河水流向为西北至东，沙河原为长年流水，地叉分合无常，因上游朱庄水库建成蓄水，故成季节性河流。沙河全长 76 km，河床宽 10420 m，曾测得最大流量为 568 m3/s，流量随季节变化，由干枯断流至洪水泛滥，与第四系有水力联系。在葛泉井田范围内，沙河长 7 km。井田内沙河河床宽 2090 m，河堤经加固后实测标高为+45.50 +52.91 m，历年最高洪水位为+39.62+60.87 m。井田工业场地内利用井筒检查孔补，抽取奥灰水做为水源井，经抽水试验，q=2.3991 L/sm。出水量大，且水质良好，可满足新建井生产生活用水。1.2 井田地质特
13、征1.2.1 井田地形及勘探程度该煤田构造形态为一宽缓的不对称倾伏向斜,轴向北东东，向东倾伏。向斜内次一级宽缓褶皱发育,伴有为数不多的断裂构造。葛泉井田为于该煤田向斜的轴部和深部,倾角平缓,一般 39 ,平均 7,最大 18,最小近水平状态。井田的勘探程度：全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，完成钻孔 145 个，地震物理点 3466 个，平均每平方公里有 2.13 个，地震物理点 23.9个，共计工程量为 10621.27 m，其中水文钻孔 3 个，为 1865.61 m 。第 7 页中国矿业大学 07 级毕业设计1.2.2 井田煤系地层葛泉井田地表全为新生界地层所覆
14、盖，根据钻孔揭露，井田内发育的地层由老至新依次为奥陶系中统马家沟组与峰峰组；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第四系。现分组叙述如下：(1)奥陶系（O）1)奥陶系中统下马家沟组（O 2x）按岩性可分为三段：下段（O 2X1）：薄层、薄板状钙质页岩。厚 717 m ，一般 12 m 左右。中段（O2x 2）：含白云质和泥质角砾灰岩。厚 17 78 m，平均 47.50 m。上段（O2x 3）：灰岩与白云质角砾灰岩互层，局部夹薄层泥灰岩。厚 75110m，平均 95 m。2)奥陶系中统上马家沟组（O 2S）按岩性可分为三段：下段（O 2S1）：钙质泥岩、
15、角砾白云灰岩和薄层泥灰岩。厚 1780 m ，一般 35 m。中段（O 2S2）：花斑状灰岩，夹 12 层角砾状灰岩，白云质灰岩与白云岩，纯灰岩。厚 59.39102.06 m，一般 73.82 m。上段（O 2S3）：角砾状灰岩，厚层灰岩和纯质灰岩与白云质灰岩互层。厚76.5591.00 m，一般 83.78 m。3)奥陶系中统峰峰组（O 2f）按岩性可分为三段：下段（O 2f1）：岩性为泥质灰岩、白云质灰岩、含白云角砾状泥质灰岩、角砾状灰岩。厚 1482.63 m，一般 47.95 m。中段（O 2f2）：厚层状、巨厚层状结晶灰岩、致密灰岩、局部夹泥质灰岩、底部为角砾岩。厚 66.8111
16、5.3 m，平均 75.13m。上段（O 2f3）：主要为白云质角砾岩。厚 13.6225.87 m，一般 21.07 m。(2)石炭系（C）1)中石炭统本溪组（C 2b）主要由泥岩、粉砂岩及石灰岩组成，夹不稳定薄煤层（10 ）及薄层中细粒砂岩。厚9.7633.94 m，平均 22.88 m。与峰峰组为不整合接触。2)上石炭统太原组（C 3t）井田主要含煤地层之一，由粉砂岩、中粒砂岩、石灰岩及煤层组成。发育灰岩 46层，含煤 69 层。底部中砂岩为太原组与本溪组分界，与本溪组为整合接触。总厚130.28181.00 m，平均 153.74 m。(3)二叠系（P ）1)下二叠统山西组（P 1S）
17、为过渡相碎屑岩沉积，是井田又一主要含煤地层。由中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。该组中下部含煤 24 层。厚 44.187.65 m，平均 59.53 m。2)下二叠统下石盒子组（P 1X）为泥岩、中细砂岩组成，在中部偏下两层中粗砂岩之间夹有一层铝土岩，最下一层第 8 页中国矿业大学 07 级毕业设计通称“骆驼脖”砂岩，全区普遍发育，是一辅助对比标志。该组地层厚 169.62191.12 m，平均 183.76 m。3)上二叠统上石盒子组（P 2S）岩性以粉砂岩及砂质泥岩为主，夹数层中细粒含砂砾岩和铝土质泥岩。平均厚度 260 m 左右。(4)第四系（Q）本区覆盖于各时代地层之上，与各地层呈角度不
18、整合接触。1)下更新生统(Q1)为河川冰期堆积物,又称底部冰碛卵砾层，总厚 15.10164.82 m ，一般厚 45m 左右。卵砾石直径 101000 mm。2)中更新生统（Q2）由数层含细砾中粗砂组成，砂层之间夹薄层状砂质粘土。厚 3485 m，区内保留厚10 m 左右。3)上更新生统（Q3）坡、洪、冲积物，由粘土、粉砂、卵砾石等组成，薄厚不一，且不连续。4)全新统（Q 4）现代河床卵、砾石层及风成沙丘。厚度 40 m 左右。1.2.3 井田地质构造葛泉井田位于该煤田向斜的核部和深部，地质构造复杂程度属较简单，以宽缓的褶皱为主，伴有一定数量的断裂构造。(1)褶皱构造葛泉井田受区域地质构造的
19、制约，井田内地层产状平缓，致使地层产状不论其走向、倾向和倾角变化均不大。地层走向大致以东为主，倾向北西或南东，倾角一般 39，平均 7，最大可达 18（断层带除外） ，最小接近水平状态。次级褶皱大部属宽缓的、短轴的、波状褶皱，背斜、向斜相邻相间、定向排列，轴向总的以北东至北东东向为主，井田南端因受峄山断层影响，褶皱轴向转为东西至北西向。褶皱轴不仅在平面上有弯曲，而且在剖面上有起伏（见表 1-1） 。(2)断裂构造本井田经勘探发现和证实的主要断层有 7 条（见表 1-2） 。落差较大的断层大部分都分布在井田的东部和北部边缘，构成井田和煤田的自然边界。断层以高角度的正断层为主，影响生产的大断层两条
20、。所有的正断层不论间距大小，都切割次级褶皱。井田内未发现岩浆岩侵入活动。第 9 页中国矿业大学 07 级毕业设计6m描 述79峰缝组中统下古生界 O2fC2b3TP1S本溪组中统 太原组上统山西组下石河子组上石河子组厚度柱 状 1： 50代号组统系界 第四系新生界上古生界 二 叠系石炭系奥陶系下统上统地 层 系 统 煤层号QP2SP1X 0.5由 数 层 砾 石 中 粗 砂岩 组 成 ， 夹 薄 层 砂 质黏 土 粉 砂 等 ， 底 部 为卵 石 层 。 岩 性 以 灰 色 粉砂 岩 及 砂 质 泥 岩 为主 ， 夹 数 层 中 细 粒含 砂 砾 岩 和 铝 土 质泥 岩 。 岩 性 以 浅
21、-深 灰 色 泥 岩及 中 细 砂 岩 为 主 ， 中 部 为 中粗 砂 夹 一 层 铝 土 岩 ， 下 部 为一 层 砂 岩 是 一 辅 助 对 比 标志 。 以 灰 色 -灰 黑 色 中 细 砂 岩 ，粉 砂 岩 和 煤 层 组 成 ， 含 煤 2-4层 ,各 煤 层 均 不 可 采 。 深 灰 色 粉 砂 岩 ， 中 粒 砂岩 和 石 灰 岩 ， 含 煤 6-9层 ， 9煤 可 采 。浅 灰 -灰 色 泥 岩 ， 粉砂 岩 及 石 灰 岩 ， 夹 不 稳定 薄 煤 层 。 灰 色 -灰 白 色 泥 质 灰 岩 ，白 云 质 灰 岩 及 白 云 质 角 砾 岩 。综 合 地 层 柱 状 图
22、1.2.4 井田水文地质(1)区域水文地质条件葛泉井田位于百泉水文地质单元。该单元最大径流长度达 49 km，最大循环深度至标高-650 m。排泄点达活泉处标高+71.5 m，百泉处标高+55.0 m。(2)井田水文地质条件1)含水层特征葛泉井田含水层从上向下划分为四个含水组共十二层。第四纪砂砾卵石层孔隙潜水含水组第含水层全新统砂卵石层孔隙潜水极强含水层 1 含水层第 10 页中国矿业大学 07 级毕业设计该层以石英砂岩砾石为主，片麻岩、岩浆岩砾石为次。砾径 0.20.4 m 不等，最大可达 1 m 左右，充填不等粒砂。主要分布在沙河河床、河漫滩及低洼阶地一元构造的下部。出露厚 040 m，一
23、般 20 m 左右。水位埋深 1.6315.7 m，一般 2.05.0 m。为极强含水层。中更新统砂层孔隙潜水弱含水层 2 含水层主要由顶部冰积泥砾，中下部中粗砂组成，夹薄层亚粘土和亚砂土层数层，厚约 10 m，主要分布南部丘陵顶部及夷平面黄土之下。为含水性弱的孔隙含水层。下更新统砾石层孔隙潜水弱含水层 3 含水层砾石成分单一，为石英砂岩，砾径 101000 mm 不等。充填物为不等粒径砂或砂粘土。厚 15.1146.82 m，为含水性弱的孔隙含水层。二叠系砂岩裂隙水承压弱含水层第含水组。石盒子组砂岩裂隙承压弱含水层 4 含水层。以中粗砂岩为主，底部含砾夹粉砂岩、砂岩。裂隙不发育，且为泥质冲填
24、，最大厚度 139.20 m，为一含水性弱的裂隙含水层。山西组砂岩裂隙承压极弱弱含水层 5 含水层。石炭系石灰岩裂隙岩溶承压极弱弱含水组第含水组野青石灰岩裂隙岩溶承压极弱弱含水层、 6 含水层裂隙全部或半充填。为极弱弱含水层。伏青石灰岩裂隙岩溶承压极弱含水层 7 含水层，该层岩性不纯含泥质或炭质，属含水性极弱的裂隙岩溶含水层。大青灰岩裂隙岩溶承压中等含水层 8 含水层本层蜂窝状溶孔和小溶洞发育，裂隙多被方解石或泥质充填或半充填，本层厚2.259.63 m，一般 5 m 左右。为富水性中等裂隙岩溶承压含水层。本溪石灰岩裂隙岩溶承压弱含水层 9 含水层本层蜂窝状溶洞和裂隙发育，被泥质和铝质充填或半
25、充填。厚 2.6611.72 m，一般7 m 左右。为弱含水层。奥陶系石灰岩裂隙岩溶承压强含水组含水组从井田奥灰水位观测孔一号看，目前水位标高为+53.937 m。峰峰组石灰岩裂隙岩溶承压强含水层 10 含水层该层分上下两段，总厚 59.21108.57 m，平均 79.35 m，下段裂隙发育，顶部有方解石充填，下部有溶洞可见，富水性强。上马家沟组石灰岩裂隙岩溶承压强含水层 11 含水层含水层厚 70.50150.37 m，平均 114.7 m。溶蚀裂隙发育，岩面裂隙率 1024%，岩层破碎，属强富水含水层。下马家沟组石灰岩裂隙岩溶承压含水层 12 含水层该层含水层总厚 92.00188.00
26、 m，平均 142.5 m。分上下两段，上为强含水段，下段为弱含水段。综上所述，孔隙潜水含水层，直接覆盖在各煤层与基岩之上，但水量不大，易于疏干，将来不会对矿井开采构成威胁；奥灰含水层与上覆本溪组地层呈假整合接触，且奥灰顶面距下组煤 9 煤底板 3855 第 11 页中国矿业大学 07 级毕业设计m，是开采 9 煤的主要充水水源。2)主要隔水层第四系底砾石含水层与石盒子砂岩含水层之间隔水层厚 113.78 m，厚度大，层位稳定，隔水性好。大青灰岩含水层与本溪灰岩含水层之间厚 25.9047.89 m，平均 38.31 m，主要为粉砂岩夹薄层砂岩和煤层，隔水性较好。本溪组灰岩含水层与峰峰组灰岩含
27、水层之间相隔 5.5021.00 m，平均 13.40 m，主要有铝土岩等。全区稳定，有一定隔水能力。上述各隔水层的阻隔水能力，可能随着采动影响而发生弱化。(3)井田内地下水的补给、径流和排泄第四系底部砾石与中部砂层间在井田内有一层厚 45 m 的粘土隔水层，隔绝了中部砂层和底部砾石层与煤系地层含水层的水力联系，西部基岩露头区补给煤系含水层。煤系各含水层间均有较稳定的隔水层，在正常情况下，地下水在本区层内自西向东流动。(4)矿井涌水量矿井正常涌水量 249 m3/h，突水水量 713 m3/h。(5)水文地质条件评价综上所述，矿区内经多种手段勘探，各种结论比较吻合，构造、断层及含水层各种条件更
28、为清楚可靠。根据矿井水文地质规程开采水平标高为-650 m 时，确定本区水文地质类型为中等。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层特征葛泉井田倾角平缓，一般 320，平均 16，最大 20，最小近水平状态。煤系和煤层沉积稳定，标志层明显。葛泉井田含煤地层为中石炭统本溪组、上石炭统太原组和下二叠统山西组。本井田开采的煤赋存于太原组地层。现对开采的煤层分述如下：7 煤层：位于太原组中部，厚度平均为 0.5 m，不可采。9 煤层：9 号煤层是井田内厚度最大的可采煤层，为太原组下部一层可采煤层。平均厚 6 m。表 1-3 可采煤层特征一览表评价指标煤层编号煤层厚度等级平均厚度（m） 稳定程度 结构 夹石
29、层数厚度（m）7 极 薄 煤 层0.5 稳定 简单9 厚煤层 6.0 稳定 简单 0100.101.3.2 煤层围岩性质第 12 页中国矿业大学 07 级毕业设计直接顶板以粉砂岩（64.2）为主，厚 1.0012.88m ，平均 3.14 m。次为泥岩（29.7）和细砂岩（6.1） ，节理发育，破碎易冒落，局部区域发育一层炭质泥岩伪顶，厚 0.3 m，老顶厚 1020 m，为中细砂岩，厚层状，硅质胶结，属最坚固至坚固岩石，抗压强度 9001300 kg/cm2。煤层直接底板一般为深灰色粉砂岩，次为灰色细砂岩，局部区域发育一层铝土质泥岩伪底。1.3.3 煤质表 1-4 葛泉矿井检孔煤芯煤样化验成
30、果表煤层号化验项目7 9原煤 5.01 1.77Mad(%)精煤 1.44 0.64原煤 20.32 19.28Ad(%)精煤 6.83 10.46原煤 12.30 11.13Vd(%)精煤 15.10 9.85原煤 15.43 13.78Vdaf(%)精煤 16.20 11.00原煤 2 3焦渣特性精煤 2 2原煤 67.38 69.59FCD(%)精煤 78.07 79.69原煤 0.60 2.53St,d(%)精煤 0.50GR.I(%) 精煤 0.0 0.0比重液 精煤 1.40 1.40净煤回收(%) 精煤 32.00 29.0牌号 贫煤 贫煤类代码 PM11 PM111.3.4 煤
31、的含瓦斯性补孔可采煤层中采取了 3 个瓦斯样，运用解吸法对可采煤层中的瓦斯含量及成分进行了测定，成果见表 1-5。 N2 为 48.0076.63%。由上可知各煤层瓦斯含量较低，属低瓦斯区，与本区情况基本一致。表 1-5 葛泉南翼风井检查孔瓦斯煤样测试成果表煤层 工业分析 瓦斯含量(ml/克燃质) 瓦斯成分（% ） 采样 深度 （m）第 13 页中国矿业大学 07 级毕业设计Mad Aad Vdaf CH4 CO2 CH4 CO2 N29 1.77 12.94 12.82 1.10 0.28 41.75 10.25 48.00 557.851.3.5 煤的工业用途主要作为动力煤，用于发电厂，亦
32、是非常好的民用煤。1.3.6 煤尘的爆炸性各煤层均存在煤尘爆炸的危险性。根据煤炭科学研究总院重庆分院 2005 年 6 月 30日的化验结果, 9 号煤煤尘没有爆炸性。1.3.7 煤的自然发火倾向各煤层均有自然发火的倾向，属二类自燃，发火期一般为 36 个月，最短发火期为18 天，本矿井煤的自燃发火等级为 12 级，即容易自燃发火至自燃发火。根据煤炭科学研究总院重庆分院 2005 年 6 月 27 日的化验结果, 9 号煤二类,自燃。2 井田境界和储量2.1 井田范围葛泉矿井位于沙河市下解村附近，北距邢台市约 18km。矿井走向长 3.1 公里，倾斜第 14 页中国矿业大学 07 级毕业设计宽
33、 1.8 公里，面积约为 5.88 平方公里。2.1.1 井田面积井田平均走向长 3.1km。井田的平均水平宽度 1.8km。井田的水平面积按下式计算：S=H*L (2-1)式中：S井田的水平面积，k m 2; L井田的平均走向长度，km;H井田的平均水平宽度，km;则井田的水平面积为：S LH3.11.8=5.9k m 2图 21 井田境界示意图2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算的步骤为保证储量具有足够的可靠性，在进行矿井储量技术时，应按照下列步骤进行。1）原始资料的检查储量是确定矿井生产能力的基础。因此，首先对计算储量用的各类原始地质资料进行全面的研究和审核。2）确定勘探类型并选择不
34、同储量级别的勘探密度当对勘探工程作出可靠性的评价以后，应根据规范，确定勘探类型与选择不同储量级别的勘探密度，以此编制储量计算平面图。3）确定不同储量级别的边界线按照不同的煤层，参照其勘探类型规定的各级储量计算所需要的勘探密度，结合设第 15 页中国矿业大学 07 级毕业设计计矿井的具体地质条件，分别确定其不同储量级别的边界线。4）选择储量计算的方法根据地质构造、煤层变化、勘探工程等情况，结合煤矿设计的具体要求，选择合理的储量计算方法，以保证计算出的储量可靠，满足设计要求。2.2.2 井田地质勘探本井田先后进行了精查地质勘探和地震补充勘探，基本查明了井田的地质条件和水文地质条件，基本查明了井田地
35、质构造、煤层附存条件及其它开采技术条件。井田内钻孔分布均匀勘探详细。9 号煤平均可采厚度为 6.00m，结构简单，煤层倾角 18-20。2.2.3 工业储量计算矿井主采煤层为 9 号煤层，工业储量计算采用地质块段法。根据地质勘探情况，将矿体划分为 3 个块段，按下式计算：Zi=SiMii (2-2)式中：Zi各块段的储量，Mt；Si各块段的真实倾斜面积，k m 2。 ；Mi各块段内煤层的厚度，m；i各块段内煤的容重，t/ m 3。表 2-1 各块段面积：倾斜面积 平均煤厚 容重 储量块段名称 新储量分类 (K m2) (m) (t/ m3 ) (Mt)块段一 111b 1.35 5.73 1.
36、4 7.8 块段二 111b 2.33 6.13 1.4 20.1块段三 111b 2.45 6.42 1.4 22.6合计 6.13 6.00 50.69 号煤平均厚度 6.00m，煤层倾斜面积 6.13km2 ，平均容重 1.4 t/m3 ，则 9 号煤总储量为：42.8Mt则 9 号煤层工业储量为：Zg2=50.6 Mt2.3 矿井可采储量2.3.1 安全煤柱计算矿井可采储量时，必须要考虑以下损失：1）工业广场保护煤柱：工业场地、井筒、水库等均留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星的村庄不留设保护煤柱；第 16 页中国矿业大学 07 级毕业设计2）井田境界煤柱损失；3）采煤方法所
37、产生的煤柱损失和断层煤柱损失；4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；5）其他损失。本井田中永久煤柱损失主要有：工业广场保护煤柱、井田境界煤柱损失和断层保护煤柱等。保护带、维护带的划分原则：1）各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，用裂隙角确定水库煤柱。2）维护带宽度：风井场地 20m,村庄 10m，其他 14.85m。3）断层煤柱宽度 50m,井田境界煤柱宽度 50m。2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设 50m 宽，则井田边界保护煤柱损失量可按下列公式计算：Z1=LbM/cos （公式 2-1）式中：Z 1边界煤柱损失量，
38、Mt；L边界煤柱长度，m；b边界煤柱宽度，井田境界煤柱在本井田一侧按 50m 留设；M煤层厚度，6.00m；煤的容重，1.4t/m 3。Z1=LbM=（251691115622504）/cos20506.001.4=2.1Mt2）断层保护煤柱根据葛泉矿井现场生产经验，断层按性质、落差大小及其对煤层破坏程度，断层煤柱留设如下：落差50m 的断层，两侧各留 50m 的煤柱；落差20m50m 的断层，两侧各留 30m煤柱；落差10m20m 的断层，两侧各留 20m 煤柱；落差10m 的断层不留设断层煤柱。断层保护煤柱留设 20m 宽，则断层保护煤柱损失量为：Zm=LbM （公式 2-2）式中： Z
39、2断层所留煤柱量，Mt；L断层边界煤柱长度，m；b断层所需留设煤柱宽度；M煤层厚度，6.00m；煤的容重，1.4t/m 3。Z2=460206.001.4/cos20=0.65 Mt3）根据煤炭工业矿井设计规范之规定，工业广场属二级保护，其围护带宽度为15m。工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五第 17 页中国矿业大学 07 级毕业设计条，工业场地占地面积指标见表 2-2。表 2-2 工业场地占地面积指标井 型(万t/a) 占地面积指标（公顷/10万t）240 及以上 1.0120-180 1.245-90 1.59-30 1.8本矿井设计生产能力为 0.6Mt
40、/a，所以取工业广场的尺寸为 450m200m 的长方形。煤层的平均倾角为 16，主井、副井及主要地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为 15m（实际工业广场的面积为 465m215m） 。工业场地的布置应结合地形、地物、工程地质条件及工艺要求，做到有利生产，方便生活，节约用电。由此根据上述已知条件，则工业广场保护煤柱压煤量为：Z9=1/2（ AD+BC）h mr （2-3）式中： AD工业广场保护梯形的下底，m；BC工业广场保护梯形的上底，m；h工业广场保护梯形的高，m；m煤层的厚度，6.00m；r煤的容重，1.4t/m 3。代入数据得：Z3=（698.3+709.7
41、）774.9/26.001.4=4.3 Mt4）井筒保护煤柱主、副、风井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为 0。5）其他保护煤柱其他煤柱损失如：大巷保护煤柱损失，采区保护煤柱损失等，按工业储量的 5%计算。Z4=Zg5%=50.65%=2.53 Mt6）矿井保护煤柱损失量如表 2-3 所示。表 2-3 保护煤柱损失量煤柱类型 损失量（Mt）井田边界保护煤柱 2.1断层保护煤柱 0.65工业场地保护煤柱 2.3其他保护煤柱 2.53合 计 9.582.3.3 矿井可采储量第 18 页中国矿业大学 07 级毕业设计矿井可采储量=（矿井工业储量-永久煤柱损失）矿井回收率，即：
42、Zk=( ZgP)C (2-4)式中： Zk 矿井可采储量；P保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久保护煤柱损失量；C采区采出率，根据煤炭工业矿井设计规范的规定，9 煤采出率取0.75代入数据，得 Zk (50.6-9.58)0.7530.3Mt图 2-3 工业广场保护煤柱3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度依据 2006 年颁发的煤炭工业矿井设计规范第 223 条规定，确定矿井的设计年工作日为 330d，矿井每昼夜净提升时间为 16 个小时。工作制度采用“ 三八制” ，每天三班作业，二班生产，一班检修，每班工作八小时。第 19 页中国矿业大学 0
43、7 级毕业设计3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 矿井设计生产能力的确定由煤炭工业矿井设计规范第 221 条规定：矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。矿区规模可依据以下条件确定：1）资源情况：矿井地质构造简单，储量丰富，煤层赋存稳定，开采条件优越，应将矿井定为较大的井型；煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿井规模定的太大；2）开发条件：包括矿区所处的地理位置，交通是否便利，用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等；3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；4）投资效果：投资少、工期短、生
44、产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。由于葛泉矿井田范围小，煤炭储量丰富，地质构造较简单，煤层生产能力大，开采技术条件好，矿区交通便利，生活条件优越，供电、供水方便，宜建小型矿井。结合本矿实际和当前技术水平，为了更好的发挥煤炭资源的经济效益，采用综合机械化采煤的开采方法。本矿储量丰富，按照矿井设计规范规定，将该矿井生产能力预定为 0.6Mt/a。3.2.2 矿井服务年限的确定矿井的设计服务年限 T 可按下式计算：(3-1)=*KZA式中：T 服务年限，a；ZK可采储量， Mt；A生产能力，Mt/a；K储量备用系数，根据 9 号煤层赋存情况及水文、构造分析，并与邻近矿比
45、较，因此设计取储量备用系数 K=1.3。由前面计算可知：ZK=30.3 则：T=30.3/(0.61.3 ) =41.4 a按设计手册规定：新设计的 0.6Mt 的小型矿井服务年限应大于 40a。本设计服务年限为 41.4 a，是符合要求的。即本煤矿的服务年限约为 41.4 a。3.2.3 第一水平的服务年限矿井服务年限见表 3-1。表 3-1 新建与改建矿井及第一开采水平设计服务年限矿井设计生产能力矿井设计服务年限第一开采水平设计服务年限（a） 改造后矿井服务年限/a第 20 页中国矿业大学 07 级毕业设计（Mt a） （a） 煤层倾角 25 煤层倾角2545 煤层倾角 456.0 及以上
46、 70 35 - - -3.05.0 60 30 - - 40501.22.4 50 25 25 20 30400.450.9 40 20 20 15 2030符合煤炭工业矿井设计规范要求。4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题4.1.1 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。1) 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道问题，具体有下列几个问题需认真研究:第
47、 21 页中国矿业大学 07 级毕业设计(1)确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；(2)合理确定开采水平的数目和位置；(3)布置大巷及井底车场；(4)确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；(5)进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造；(6)合理确定矿井通风、运输及供电系统。2) 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。本井田开拓方式的选择，主要考虑到以下几个因素：(1)为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约建设投资，加快矿井建设。(2)合理集中开拓部署，
48、简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。(3)合理开发国家资源，减少煤炭损失。(4)要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。(7)根据地测部资料可知，由于葛泉矿是低瓦斯矿井，无须对瓦斯进行抽放。(8)井田内煤层赋存平缓，地质构造简单，对矿井使用现代化设备、建设高产高效矿井有利。4.1.2 井筒形式及位置的确定1) 井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。平硐开拓受地形条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类型水平服务年限要求。斜井开拓与立井开拓相比：井筒施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少，地面工业建筑井筒装备、井底车场及硐室都比较简单，井筒延伸施工方便，生产干扰少，不易受底板含水煤层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可以满足特大型矿井提升需要；斜井
