1、中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 论 文姓 名： 学 号：21056046学 院： 应用技术学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 羊东矿井 1.2Mt/a 新井设计 专 题： 煤与瓦斯突出的现状及分析 指导教师： 职 称： 2009 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 应用技术学院 专业年级 采矿 05-3 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2008 年 10 月 15 日毕业论文日期：2009 年 3 月 10 日至 2009 年 6 月 6 日毕业论文题目：羊东矿井 1.2Mt/a 新井设计毕业论文专题题目： 煤与瓦斯突出的现状及分析毕业论文主要内容和要求：按采矿工
2、程毕业设计大纲要求，完成羊东矿井 1.20Mt/a 新井设计。专题为煤与瓦斯突出的现状及分析，翻译为 3000 字符的英译汉文章。院长签字： 指导教师签字：摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分是羊东矿井 1.2Mt/a 新井设计。全篇共分为十章：矿井概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度、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、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。羊东矿井位于河北省邯郸市西部，是峰峰矿区最东边一个矿井，交通便利。井田走向长约 5.6km，倾向长约 3.0km，井田总面积为 16.8km2
3、。主采煤层为 2 号煤，平均倾角为 13，煤层平均总厚为 6.5m，井田地质条件较为简单。矿井工作制度为“三八”制。矿井的采煤方法主要为走向长壁综合机械化放顶煤开采，矿井开拓方式为双立井开拓方式。矿井布置一个工作面生产，一个工作面备用，年生产能力为 120 万t/a，工作面长度为 162 m。运输大巷采用胶带输送机运煤，大巷辅助运输采用电机车运输材料和矸石。矿井前期采用中央分列式通风，后期采用两翼对角式的通风方式。专题部分题目是煤与瓦斯突出的现状及分析。翻译部分的英文题目为“Analysis of main roof breaking form and Its mechanism during
4、 first weighting in longwall face”。关键词：综放工作面 服务年限 含煤地层 储量 顶板 采出率全套图纸，加 153893706ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translation part.The general part is the new mine design of Yangdong mine with the capacity of 1.2 million tons per year. is divided
5、 into 10 chapters : Overview of mine and mine geology, mine realm and reserves, the system of mine, design and production capacity and service life, mine development, preparation method-panel design, mining methods, underground transportation, Mine Hoist and transport, mine ventilation and mine safe
6、ty and the major economic and technical index. Yangdong mine lines in West of Handan in HeBei province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The geological structure of this area is simple. The run of the minefield is 5.6 km ,the width is about 3.0km，the area is 16.8 2.Th
7、e two is the main coal seam, and its dip angle is 13 degree. The thickness of the mine is about 6.5m in all. “three-eight” working system is adopted. Mining methods is fully mechanized long wall top coal caving mining. The mine is explored with double shafts. There are a working face and a reserved
8、face, and the production capacity is 1.2 million tons per year. The length of face is 162 m. The big lane of transportation uses the adhesive tape to transport the coal, and the big lane assistance transportation uses the electric locomotive to transport material and the gangue. The way for roadway
9、auxiliary is central compound ventilates. Mine pre-past by the central ventilation, the two wings of the latter part of a diagonal ventilation.The topic of special subject part is “ Present stata and analysis of coal and outburst ”.The English topic of translation part is “Analysis of main roof brea
10、king form and Its mechanism during first weighting in longwall face”.Keywords :Comprehensive caving face; Service life; Coal-bearing sequences; Reserve; Roof; Recovery 目 录一般部分ABSTRACT.71 矿区概述及井田地质特征 .11.1 矿区概述 .11.1.1 井田交通位置 11.1.2 地形及地貌 21.1.3 河流及水体 21.1.4 气象及地震 21.1.5 工农业生产和主要建材供应 .21.1.6 水源及电源 21
11、.1.7 邻近矿井概况 .31.2 井田地质特征 .31.2.1 井田地层 31.2.2 地质构造 .61.2.3 地温 61.3 煤层及煤质 .61.3.1 煤层赋存条件 .61.3.2 煤质 .71.3.3 区域水文地质 .81.3.4 瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃 .82 井田境界和储量 .102.1 井田境界 102.1.1 井田边界 102.1.2 开采边界扩大的可能性 102.2 矿井储量 102.2.1 储量计算基础 112.2.2 地质储量 Z 计算 112.2.3 工业储量计算 122.2.4 设计储量 Zs 计算 .132.3 矿井设计可采储量 ZK .142.3.1 工业广场
12、煤柱留设 .152.3.2 井筒煤柱和大巷煤柱损失 163 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .173.1 矿井工作制度 173.2 矿井设计能力 173.2.1 矿井设计生产能力的确定 173.3 矿井服务年限 173.3.1 矿井服务年限的确定 173.3.2 第一水平服务年限 184 井田开拓 .194.1 井田开拓的基本问题 194.1.1 井硐的形式、数目、位置 194.1.2 工业场地位置、形式和面积 214.1.3 开采水平的确定及阶段划分 224.1.4 大巷布置 244.1.5 井底车场的布置 254.1.6 矿井开拓延伸方案 264.2 开拓方案 264.2.1 可行开
13、拓方案 264.3 矿井基本巷道 344.3.1 井筒 344.3.2 井底车场 394.3.3 井底车场硐室 414.3.4 井底车场巷道及硐室支护 424.3.5 井底车场铺轨 424.4 主要开拓巷道 425 准备方式-采区巷道布置 485.1 煤层的地质特征 485.1.1 首采区位置 485.1.2 煤质与地质情况 485.1.3 顶底板构造特征 495.2 采区巷道布置及生产系统 495.2.1 确定采区巷道布置及生产系统的原则 495.2.2 确定采区巷道布置 505.2.3 采区数目及位置 515.2.4 采区巷道布置参数确定 515.2.5 采区生产系统 525.2.6 采区
14、内巷道掘进方法 535.2.7 采区生产能力确定 555.2.8 采区采出率 575.3 采区车场选型设计 .575.3.1 车场 575.3.2 采区主要硐室的布置 596 采煤方法 .616.1 采煤工艺方式 .616.1.1 采区煤层特征及地质条件 616.1.2 采煤方法确定 616.1.3 回采工作面参数的确定 626.1.4 回采工艺及其设备 636.1.5 工作面运输方式及运输机械 646.1.6 工作面支护方式及支架选型 666.1.7 端头支护及超前支护方式 686.1.8 采煤工艺 696.1.9 各工艺流程注意事项 716.1.10 回采工作面吨煤成本 .736.1.11
15、 回采工作面正规循环作业 .756.2 回采巷道布置 .776.2.1 回采巷道布置方式 776.2.2 回采巷道参数 777 井下运输 .807.1 概述 807.1.1 井下运输设计的原始条件 807.1.2 煤层及煤质 807.1.3 矿井运输系统 807.1.4 运输距离和货载量 827.2 采区运输设备的选择 827.2.1 设备选型原则： 837.2.2 采区运输设备选型及能力验算 837.2.3 采区辅助运输 867.3 大巷运输设备选型 887.3.1 大巷运输方式 887.3.2 胶带运输大巷设备选择 887.3.3 辅助运输大巷设备选择 898 矿井提升 .898.1 矿井
16、提升概述 908.2 主副井提升 908.2.1 主井提升 908.2.2 副井提升设备选型 908.2.3 井上下人员运送 919 矿井通风及安全 .929.1 矿井通风系统的确定 929.1.1 矿井概况 929.1.2 选择矿井通风系统原则 929.1.3 主要通风机工作方法的确定 939.1.4 确定矿井的通风方式及方案比较 949.1.5 采区通风 999.1.6 工作面通风方式的确定 .1009.2 采区及全矿井所需风量 .1019.2.1 回采面所需风量的计算 .1019.2.2 备用面所需风量的计算 .1029.2.3 掘进工作面需风量计算 .1039.2.4 硐室需风量 .1
17、049.2.5 其它巷道所需风量Qd .1049.2.6 矿井总风量计算 .1059.2.7 矿井风量分配及风速验算 .1069.3 矿井通风阻力的计算 .1089.3.1 矿井通风阻力 .1089.3.2 矿井最大阻力路线和通风网络图 .1099.3.3 矿井总风阻、等积孔计算 .1159.4 矿井主要通风机选型 .1159.4.1 矿井自然风压 .1159.4.2 主要通风机选型 .1179.4.3 电动机选型 .1219.4.4 矿井主要通风设备的配置及要求 .1229.5 防止特殊灾害的安全措施 .1229.6 避灾线路 .12410 设计矿井基本技术经济指标 .125专题部分 .12
18、8煤与瓦斯突出的现状及分析 .128摘 要 128第一章 概况 129第二章 煤与瓦斯突出的规律 130第三章 煤与瓦斯突出得预测 133第一节 突出危险区域预测 133第二节工作面突出危险性预测 136第三节 突出强度预测 142第四章 煤与瓦斯突出防治原则和分类 146第一节 制定防突措施的原则 146第二节 防突措施的分类 147翻译部分 .161英文原文 .161中文译文 .168致 谢 .174一般部分中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 井田交通位置羊渠河矿井位于太行山的支脉鼓山的东麓。是峰峰集团所属最东边的一个生
19、产矿井。其行政区划属于河北省邯郸市峰峰矿区，区内设县级人民政府。羊东井田位于羊渠河矿井的深部，距峰峰集团 9.5km，距邯郸市约30km 。本区以南 4km 有邯郸磁山马头 邯郸环行铁路上的新坡车站，东距京广铁路马头站 10km，新坡羊渠河矿 小屯矿铁路专用线环绕井田南侧和北侧，马峰正线公路和复线公路从本区南侧穿过，林史公路综贯本区南北，交通十分便利，见图 11 邯 郸 市武 安峰 峰 矿 区 磁 县岳 城 讲 武 城 临 漳国 道省道 东国 道东东东 东东东东东东东东东东东东东 邯 济 铁 路观 台都 党 新 坡 马 头康 城大 社 淑 村峰 峰 羊 渠 河 矿中国矿业大学 2009 届本科
20、生毕业设计 第 2 页1.1.2 地形及地貌羊东井田地表为一简单丘陵，由西向东缓缓倾斜，其坡度约为11.3，地面皆为村庄和农田。羊东井田西距鼓山 10km，东临华北平原，为山前缓倾斜盆地，地势西高东低，北高南低，西北最高+180m，东南最低+106m，区内沟谷发育，有两条 NWSE 向冲沟斜穿本区，一条近 EW 向冲沟自深部区南端横穿，沟宽 20100m，最宽处约 200m，沟深 510m，其余皆为农田。1.1.3 河流及水体羊东矿井内冲沟中建有 3 个水库及 1 个塘坝，汇水面积 540km 2，容水量 3000140000m 3。牤牛河发源于本区南端及中部冲沟，为季节性河流，流量随降水量变
21、化，旱季干凅或有小股流水，向东汇流于滏阳河。1.1.4 气象及地震本井田地处暖温带大陆性季风气候。每年十一月至次年三月为冬季，十一月中旬即可有下雪和薄冰，冬季干旱，有间断性雨雪，最大积雪厚度150mm。十二月中旬至次年二月上旬进入寒冷时节，日常气温在-10左右，冬春季节多北风和西北风，风力五至六级，大时七级以上，最大风速20m/s。三至五月气温明显回升至 1030之间，偶有间断性小、中雨。五至八月气温继续升高，最高可达 40左右，使人感到特别的闷热与燥热。七月中旬至八月末是雨季，常有中雨、大雨、暴雨和冰雹发生，年平均降水量 595.5mm,年平均蒸发量 1954.4mm。本区地震基本裂度为七度
22、。1.1.5 工农业生产和主要建材供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米，间杂有果园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需主要建筑材料砖、瓦、砂、石等建材当地或邻近地均有生产，钢材、木材、高标号水泥等可由外地购入，满足矿井建设的需要。1.1.6 水源及电源水源条件：目前工业场地和居住区的工业、生活用水均取自羊渠河矿-110m 水平的奥灰水，水质良好、水量充沛。中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 3 页电源条件：在羊渠河矿工业场地内有邯郸供电局所属的 110KV 羊二区域变电站，该变电站两回电源线路引自马头发电厂，现担负矿区东北部五对矿井及附属企业的供电任务。羊二地面变电所 6
23、KV 线路直接从羊二区域变电站进线，羊东矿井仍利用羊二地面变电所供电。故矿井供电电源可靠。1.1.7 邻近矿井概况羊东井田西面有二矿、五矿和牛儿庄矿，南面有九龙矿，北面有小屯矿、薛村矿和大淑村矿；二矿现已破产关闭，小屯矿和薛村矿为稳产矿井，五矿和牛儿庄矿为衰老减产矿井，九龙矿和大淑村矿为新矿井。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地层1、寒武系：分上、中、下三部分。寒武系下统其下部为土黄、暗紫及紫红色丐质页岩，砂质页岩夹薄层泥灰岩，灰绿色泥岩及白云质灰岩。上部为紫红、暗紫、深灰或黄绿色云母页岩、含钙质页岩，中厚一巨厚层竹叶状钙质白云岩、白云质灰岩、粉红色页岩等。含三页虫刺、山东盾壳虫等动物化石
24、，厚达 1788m 。寒武系中统下部为灰色后曾白云质泥灰岩、薄层鲡状含白云质灰岩、夹多层黄绿色、紫色页岩、暗紫、灰绿色含白云母页岩夹含云母泥质粉砂岩、结晶灰岩、鲡状含白云质灰岩及含海绿石白云质灰岩、含海绿石石英砂岩等。有华雷氏虫等三页虫。上部为中厚层鲡状含白云质灰岩、厚层鲡状灰岩、致密灰岩和结晶灰岩。厚度 250373m。寒武系上统分为上中下三部分。下部为灰色中厚泥岩条带灰岩、薄层竹叶状灰岩，中厚层致密灰岩夹有鲡状灰岩及黄绿色页岩互层；中部为灰紫、紫红色薄层，中层竹叶状灰岩，泥质条带致密灰岩，黄绿色页岩及泥质灰岩；上部为深灰色、灰黄色中厚层白云岩，花斑状细中晶白云岩。含三叶虫、笔石和腕足类等动
25、物化石。总厚为 140181m2、奥陶系地层在本区域分布有下奥陶统及中奥陶统，以整合关系覆于寒武系之上。下奥陶统上部分为浅灰黄色中厚，厚层含少量遂石条带中晶白云岩，有的相变为黄绿色薄层钙质页岩。含头足类治里角石化石。总厚中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 4 页54127m。中奥陶统层序齐全，可分性明显，普遍可划分为三组八段，现自上而下分述如下：(第八段 )以上覆中石炭统本溪组，呈假整合接触。本段主要岩性为32fO黄灰、灰黄、灰白色白云质角砾岩为主，夹薄层纯灰岩及纤维条文灰岩。本段厚 28m 左右。(第七段 )条灰、灰黑中厚层状花斑灰岩及纯灰岩，本段质地比较纯2f净，大多符合纯石灰岩
26、要求，用锤击有腐鸡蛋臭味。风化后溶井、溶槽、小溶洞极为发育，是本统主要富水段之一，厚 87m。(第六段 )灰褐、灰黄、黄灰色白云质角砾岩、中夹薄层纯灰岩。上12fO下部发育蜂窝状与小溶孔，层位稳定，可作标志层，厚 55m。(第五段 )深灰 灰黑灰黄灰白及灰色纯灰岩和白云质角砾岩为32s主。下部具巨块状同生角砾状和凝块状角砾岩，溶洞发育，本段厚 73m。(第四段 )黑灰、浅灰及灰色纯灰岩和团块状花斑灰岩为主。中部富2s含角砾石及螺类化石。亦是中奥陶统富水段之一。厚 119m。(第三段 )中上部以灰黄、浅红色白云质角砾岩为主；下部为灰黄绿12sO色薄层状钙质页岩及薄层状泥质，白云质灰岩互层。厚 5
27、1.8m。(第二段 )灰色、深灰色花斑灰岩和纯灰岩为主，夹有灰黄色白云质2X角砾岩。顶部中厚纯灰岩，普遍发育石盐，石膏假晶、大小为 23mm，称麻点灰岩，其岩性层厚稳定，可作标志层。中部深灰色花斑灰岩，中厚层状花斑为绛红色沾染性明显呈云雾状、称云雾状岩，可作标志层。本段厚105m。(第一段 )灰色厚层快状角砾岩，底部为黄色松散白云质角砾岩。厚12XO64m。3、石炭系：本系只有中、上统、缺失下统。中统本溪组( )：假整合于奥陶系之上。以深灰色粉砂岩、砂质泥岩bC2和灰白色铝土质泥岩为主，有时含有一层不可采煤层（10 号煤） ，俗称尽头煤。底部为紫红色铝土质泥岩。本溪组厚 1520m 。上统太原
28、组( )：连续沉积在本溪组之上。为主要含煤地层，主要岩t3性味黑色、深灰色粉砂岩、浅灰、灰白色细粒砂岩、中粒砂岩、灰岩及煤层。其中灰岩 8 层，煤层 912 层。煤层顶板含丰富的植物化石、石灰岩内含有动物化石。各煤层及石灰岩沉积稳定，均为地层综合对比的良好标中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 5 页志。本组厚 100140m。4、二叠系：连续沉积在石炭系地层之上。下统山西组( )连续沉积在石炭系太原组之上。为深灰、灰黑色粉砂sP1岩，砂质泥岩与浅灰、灰白色细砂岩及煤层，含煤 13 层，其中可采煤层一层，为主要含煤地层之一。本组一般为 70m 厚。下统下石盒子组( )，其岩性为黄绿、灰
29、黄、紫等杂色中，厚层细、X1中粒砂岩、页岩、砂质页岩，及少量炭质页岩及鲡状结构泥岩，偶尔夹有煤线。本组厚 65m。上统上石盒子组，根据本组的岩层、岩性特征又可在分出次一级的地层单位段，共分为四段，现分各段由上往下略述：四段( )：为紫暗、深灰等杂色粉砂岩夹灰绿、灰白色细至粗粒砂岩42SP和灰绿、灰白色中至粗砂岩组成，顶部为猪肝色页岩夹数层粘土，底部为含砾粗砂岩。三段( )：灰黄、紫黄中粒砂岩、暗紫、灰绿色粉砂岩和灰黄、黄绿32S色页岩互层，底部为一层厚至中厚层中粒砂岩与二段分界。二段( )：上部为暗紫、紫、黄绿色或具紫斑粉砂岩、页岩、泥岩夹2SP灰白、灰黄、黄绿色粗砂岩、粉砂岩、页岩中局部可见
30、鲡状结构，下部以灰白色厚层含砾粗砂岩与一般分界。一段( )：灰黄、暗紫、浅黄绿带紫斑页岩、细砂岩互层并夹有透镜状中粗砂岩，含有羊齿类植物化石。上十盒子组总厚 492m。上统石千峰组( )：上部为紫红色页岩，薄层细砂岩及紫红、紫灰色shP2细粉砂岩、细砂岩，钙质胶结。粗砂岩和页岩中含大量的 钙质结核。中部为细粉砂岩、页岩中夹数层泥灰岩，其层位稳定可作标志层。下部为暗紫、紫红色细粉砂岩，粉砂岩中顺层分布大量的瘤状钙质结核。底部为夹褐色微薄层状硅质岩。厚度达 450m 以上。5、三叠系：连续沉积在二叠系之上，分中、下二统。中统流泉组( )：为紫黄、灰黄、黄色厚层中粒砂岩夹薄层砂岩，其中tT2夹一层不
31、稳定的紫绿色页岩，厚 105m。下统和尚沟组( )：为紫红、暗紫红薄层板状与厚层细砂岩、粉砂岩h1夹暗紫色薄层状页岩，底部为一层紫红色页岩，厚 234m。下统流家沟组( )：为暗紫、浅紫红色薄层至厚层细砂岩、砂岩及少量tT1中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 6 页粉砂岩，含同生砂岩砾石，定向排列明显，有时候形成似层状，中部夹砾石层。厚 477m。6、第三系(N) ：以不整合关系覆盖于其它各系地层之上。为灰黄紫色的细粒至中砂岩、粉砂岩及黄绿、黄红和紫色砂质粘土，顶部约 30m 以上的青灰色砾岩，砾质石灰岩、砂钙质胶结。厚度不详。7、第四系(Q) ：为红黄色粘土、砂质粘土，卵石、碎石、
32、砾石及流砂组成。局部有半胶结现象，是现代河床沉积，即洪积卵石、黄土、砂土等，分布普遍。1.2.2 地质构造羊东矿井与羊渠河矿属于同一构造块段即三边下降，中间抬起之似地垒构造块段。井田内地质构造简单，井田东部、南部和北部有数条断层，其构筑规律以 NNE、NEE 向断裂为主，其走向为 N2560E 或近东西向，倾向 NE 或 SE，倾角一般 6070，其中大断层倾角较缓（F16、F2） ，地层走向一般 N3050E ，倾向 SE。地层倾角一般1020。北部及东部有数条断层束组成的复杂断裂带，中部构造较简单。1.2.3 地温据详查勘探资料，本区地温梯度为 0.94/100m，横温带在 50100m左
33、右，地温变化范围在 11.5017.00之间，属地温正常区1.3 煤层及煤质1.3.1 煤层赋存条件本区含煤地层为二迭系下统山西组，石炭系上统太原组和中统本溪组，含煤地层总厚度 175242m，一般为 210m，共含煤 17 层，其中可采和局部可采煤层 6 层，平均可采厚度 12.80m。可采煤层从上至下依次为 2 号、4 号、6 号、7 号、8 号、9 号煤层。2、4 号煤层为上组煤，6、7、8、9 号煤层为下组煤。下组煤因受奥灰水的威胁暂不能开采，不参与储量计算，本设计只考虑上组煤的开采。2 号煤（大煤）是最上一层的开采煤层，也是最厚的一层煤，分布稳定。煤层厚度 4.017.24m，平均
34、6.5m,本煤层普遍存在一层粉砂夹矸，厚中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 7 页0.10.2m，位于煤层下部，距底板 1.3m 左右。本煤层顶板多为黑色粉砂岩，次为黑色泥岩或砂泥层岩互层，底板为粉砂岩，少数泥岩及细粒砂岩。4 号煤（野青煤）位于 2 号煤之下 35m，分布稳定，煤层厚度2.22.6m，平均 2.4m，底板为坚硬的中细粒砂岩。各煤层特性见表 12煤厚（m）煤层结构含煤地层编号 名称 最小最大平均煤层间距（m）稳定程度顶板岩性底板岩性可采程度 评价夹矸层数最小最大山西组2 大煤5.717.346.5稳定粉砂岩粉砂岩可采较简单030.060.684 野青煤2.22.62.
35、4稳定石灰岩粉砂岩可采 简单010.070.416 山青煤0.801.911.34稳定石灰岩粉砂岩局采 简单010.060.357 小青煤0.201.650.89稳定石灰岩粉砂岩局采较简单020.100.41太原组8 大青煤0.511.661.1035302028稳定石灰岩粉砂岩局采 简单1.3.2 煤质本区煤的变质程度在贫煤和瘦煤之间，中部及北部以贫煤为主，南部以瘦煤为主，西南角有少量焦煤。原煤灰分较高，一般在 10.0643.84平均 24.72，除 8 号煤属低中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 8 页灰外，其他各煤层均属中灰-富灰。各煤层精煤挥发分都较低，一般在1120。原煤
36、发热量都在 35588J/g 之间。各煤层硫分含量变化较大，从 0.1614.16。2 号煤为特低硫，其余为中硫-富硫-高硫。磷含量除 2号煤为中磷外，其余各煤层为低磷或特低磷。1.3.3 区域水文地质1. 区域水文地质概况羊东矿井位于鼓山东部水文地质单元内。区域内主要含水层有石盒子组砂岩承压含水层；中奥陶统灰岩裂隙岩溶承压含水层和上石炭统太原组薄层灰岩含水层。前者为矿井充水的主要来源，后者是威胁矿井开采的主要含水层。2. 井田地表河流羊渠河井田地表无常年河流及湖泊，仅有几条东西向的冲沟，沟内排泄西部各矿之矿坑水，沟内虽有少量的石盒子砂岩露头，但渗入量很少，也很难观测。在这些沟内，有许多附近修
37、建的小型水库，其容积 13 万 3不等。通过对地表积水区在井下设立的观测站进行观测，证明地表水体对我矿井下开采无直接影响。3. 区域水文地质特征羊东井田位于羊渠河矿深部，与羊渠河矿属同一水文地质单元。主要含水层有奥灰、大青、伏青和野青灰岩、大煤顶板灰岩、石盒子组砂岩等。但对煤层开采构成威胁的是奥灰含水层及局部地段接受奥灰补给的大青、伏青灰岩含水层。奥灰含水层与 2、4 号煤的间距分别为 115m、80m 。本区奥灰埋藏深，位于深部滞流区，富水性相对较弱。但奥灰水静储量大，水头压力大，深部下组煤开采受到威胁。大青灰岩含水层水位已疏降至约-360 水平，且疏放水量不大。但断层落差较大使奥灰水与大青
38、或伏青灰岩接触或接近时对开采将构成威胁。伏青灰岩含水层以静储量为主，在不接受奥灰补给时不会对上组煤开采造成威胁。4. 矿井涌水量根据本矿水文地质条件和及邻区实际生产状况，确定本矿井正常涌水量为 8.62 m3/min，最大涌水量为 9.75m3/min。1.3.4 瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 9 页1. 瓦斯：羊渠河矿 2004 经省煤炭办批复，对本区 2 号煤瓦斯涌出量进行了预测，矿井开采瓦斯相对涌出量为 11.5m3/t，绝对涌出量为45.5m3/min,属高瓦斯矿井。2. 煤尘：根据鉴定材料本矿各煤层煤尘均有爆炸危险。3. 自燃：无自燃发火现象。
39、中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 10 页2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田边界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为：（1）井田范围内的储量，要与煤层赋存情况、开采条件和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。羊东矿井系羊渠河勘探区的深部，为羊渠河矿向东的自然延深部分。羊东矿井北部境界为 F22 断层，断距 230m310m ；南部以 F6 断层和第 17 勘探线与九龙矿相邻；东部以
40、 F19 断层和各煤层-1100m 等高线作为暂定边界；西部即以羊渠河矿井浅部开采范围。井田西北走向 5.6km，东西倾斜宽 3.0km，井田面积 16.8km2，煤层倾角 10 16，平均 13，属于缓倾斜 煤层。2.1.2 开采边界扩大的可能性根据地质资料，羊渠河矿-450m 水平以上煤炭资源已近枯竭，为满足矿井生产需要、缓解接替紧张以及为国家生产建设，将羊渠河矿深部扩大区划为羊东矿井进行开采，边界是以周围的几个相邻矿为界，已经没有开采边界在扩大的可能。2.2 矿井储量矿井储量是在划定的井田范围内，根据勘探资料计算而得，是进行矿井设计和生产建设的依据。本井田内可采煤 6 层，其编号自上而下
41、分别为：2、4、6、7、8、9 号煤，其中 2、4 号煤为上组煤，6、7、8、9 号煤为下组煤，下组煤受奥灰水威胁暂不能开采，不参与储量计算，本设计只考虑上组煤的开采，其中 2号煤为主要可采煤层，此矿井设计只针对 2 号煤层。中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 11 页2.2.1 储量计算基础1. 工业指标的确定依据煤炭工业矿井设计规范有关规定，储量计算中厚度、灰分指标要求见表 2.1。表 2.1 储量计算厚度、灰分指标储量类别 能利用储量 尚难利用储量煤 种 炼焦用煤 非炼焦用 褐煤 炼焦用煤 非炼焦用 褐煤缓斜煤层（0-25） 0.70 0.80 0.80 0.40 0.60 0
42、.70倾斜煤层（25-45） 0.60 0.70 0.70 0.40 0.50 0.60最低可采厚度/m 急斜煤层（45） 0.50 0.60 0.60 0.40 0.40 0.50最大灰分 40% 50%2. 其他计算依据（1）根据羊渠河矿井田地质详查勘探报告和地质组提供的煤层资料计算。（2）依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为 0.80m，原煤灰分不大于 40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为 0.700.80m。（3）依据国务院（1998）5 号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于 3%的矿井。
43、硫份大于 3%的煤层储量列入平衡表外储量。（4）储量计算厚度：夹石厚度不大于 0.05m 时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石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。（5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平稳，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均值。（6）煤层容重：2 号、4 号容重均为 1.35t/m3。2.2.2 地质储量 Z 计算根据储量计算公式（ 公 式 2-1）13CosrMS中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 12 页式中： 地质储量，万 t； ZS井田面积， m；M厚度，m；容重，1.35t/m。本井田内主要可采煤层为
44、 2 号，其平均厚度为 6.5m。为满足矿井生产能力需求、以及缓解工作面开采接替紧张，4 号煤兼作配采煤层，其平均厚度为 2.4m。表 2.2 地质资源储量表块段号 面积（m2） 煤厚（m） 容重（t/m 3） 倾角 a（） 储量（t）1 597600 8.7 1.35 14 7235888.662 806562.5 8.8 1.35 13 9834714.6673 877250 8.6 1.35 15 10544437.834 913500 8.8 1.35 15 11235510.925 976500 8.9 1.35 14 12095512.896 1030750 8.9 1.35 14
45、 12767485.827 1022250 8.7 1.35 15 12430195.938 1013200 8.8 1.35 13 12354322.089 1101600 8.9 1.35 15 13702996.1710 555762.5 8.9 1.35 14 6884006.63711 646000 8.9 1.35 13 7966427.17812 826500 8.7 1.35 14 10007466.4913 1008900 8.9 1.35 14 12496838.6614 929775 8.8 1.35 13 11337090.2215 901075 8.9 1.35 13
46、 11111994.3816 1125350 8.9 1.35 13 13877738.1217 1238200 8.9 1.35 13 15269396.4918 1185350 8.8 1.35 14 14517482.4719 360000 8.9 1.35 14 4459175.258合计 17116125 210128680.9由 表 计 算 地 质 储 量 Z 21012.868 万 t2.2.3 工业储量计算工 业 储 量 Zg 计 算表 2.3 矿 井 工 业 储 量 表中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 13 页经 济 基 础 储 量（ 111b）7564.63 万
47、 t探 明 的 资 源量 （ 331） 边 际 经 济 基 础 储 量（ 2M11）5043.01 万 t经 济 基 础 储 量（ 122b）3782.32 万 t控 制 的 资 源量 （ 332） 边 际 经 济 基 础 储 量（ 2M22）2521.54 万 t工 业储 量Zg推 断 的 资 源量 （ 333）2101.29 万 t工 业 储 量 Zg=111b+2M11+122b+2M22+333k （ 公 式 2-2）Zg工 业 储 量 ， 万 t;111b探 明 的 经 济 基 础 储 量 ， 万 t;2M11探 明 的 边 际 经 济 基 础 储 量 ， 万 t;122b控 制 的
48、 经 济 基 础 储 量 万 ， t;2M22控 制 的 边 际 经 济 基 础 储 量 ， 万 t;333推 断 的 资 源 量 ， 万 t。k系 数 ， 取 k=0.8。Zg=111b+2M11+122b+2M22+333k=756.468+504.312+378.234+252.156+210.13*0.8 20592.53 万 t2.2.4 设计储量 Zs 计算设计储量 Zs=Zgp1p2 pn （ 公 式 2-3）中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 14 页Zg工业储量，万 t;p1井田边界煤柱损失，万 t;p2断层边界煤柱损失，万 t;pn永久保护煤柱，如村庄、公路、铁路
49、等保护煤柱损失，本矿井中无村庄、公路、铁路故不用考虑。1 煤柱留设方法根据羊渠河矿和羊渠河矿周围矿井实际经验和依据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程之相关条款规定，部分煤柱的留设方法如下，见表 2.4。表 2.4 煤柱留设方法名 称 留 设 方 法工业广场 根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程第 72条：工业广场维护带宽度为 15m井田边界 边界煤柱 20m断 层 断层煤柱每侧 20m大 巷 大巷煤柱每侧 30m2 断层煤柱及井田边界煤柱损失羊东井田内共有 2 个断层，井田东、北翼有 2 个断层 F1、F2 ，其产状见第 1 章，各煤柱损失煤量见表 2.5。表 2.5 断层煤柱及井田边界煤柱损失煤柱损失量/ 万 t煤柱名称 2 号煤 4 号煤井田边界 314.27 116.04断 层 130.22 48.08
