1、- 1 -目录毕业设计说明书摘要 .- 3 -1 矿区概况及井田地质特征 .- 4 -1.1 矿区概况 .- 4 -1.2 井田地质特征 .- 7 -1.3 煤层特征 .- 21 -2 井田境界和储量 .- 24 -2.1 井田境界 .- 24 -2.2 储量 .- 24 -2.3 矿井可采储量 .- 26 -3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .- 29 -3.1 矿井工作制度 .- 29 -3.2 矿井设计生产能力及服务年限 .- 29 -4 井田开拓 .- 30 -4.1 井田开拓的基本问题 .- 30 -4.2 矿井基本巷道 .- 33 -5 准备方式-采区巷道布置 .- 40
2、-5.1 煤层的地质特征 .- 40 -5.2 采区巷道布置及生产系统 .- 41 -5.3 采区车场选型设计 .- 44 -6 采煤方法 .- 45 -6.1 采煤工艺方式 .- 45 -6.2 回采巷道布置 .- 46 -7 井下运输 .- 48 -河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 2 -7.1 概述 .- 48 -7.2 采区运输设备选择 .- 48 -7.3 大巷运输设备选择 .- 48 -8 矿井提升 .- 56 -8.1 概述 .- 56 -8.2 主副井提升 .- 56 -9 矿井通风及安全技术 .- 57 -9.1 矿井通风系统选择 .- 57 -9.2 防止特殊灾害
3、的安全措施 .- 58 -10 设计矿井基本技术经济指标 .- 62 -参 考 文 献 .- 65 -河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 3 -毕业设计说明书摘要刘河井田位于河南省永城市东北 21km 处，永夏矿区东北部，行政区划属于永城市刘河乡管辖。矿井设计生产能力为 450kta，服务年限 24.9a，鉴于矿井外围还有丰富的资源 ，可以补勘后申请利用，矿井主要环节均留有富裕，其中井筒提升可以满足年产 600kt 原煤的要求。设计推荐立井开拓方式，以一对立井 2 个水平开拓全井田，第一水平标高-400m，第二水平标高-575m。立井表土段施工方法为冻结凿井。鉴于本矿井属低瓦斯矿且含量
4、不大，根据国内箕斗井回风的成功经验，设计推荐初期采用中央并列式通风方式，利用箕斗井兼作回风井，既满足矿井通风要求，又减少了初期投资。后期在井田南部石河村附近建一回风立井，形成中央边界式通风方式。本井田煤层平均厚度 2.67m，设计一次采全高。选用高档炮采采煤方法，全部陷落法管理顶板。根据煤层赋存条件及开拓部署，首采区域，煤层倾角 312，布置倾斜长壁后退式开采。河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 4 -1 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 地理位置刘河井田位于河南省永城市东北 21km 处，永夏矿区东北部，属于永城市刘河乡管辖，茴村刘河公路从井田中部穿过，在茴村与永城徐
5、州公路相接。1.1.2 地形特点井田位于黄淮冲积平原中部，地势平坦，地面标高+32+36m，相对高差 14m。区内第四系全新统亚粘土夹粘土广泛分布，松散沉积物厚度稳定，本区地貌类型属堆积地形。1.1.3 交通条件刘河井田距附近主要城市距离：距商丘火车站 95km，距徐州88km，距夏邑车站 55km，距百善集车站 30km，距新庄矿铁路装车站 14km，区内公路四通八达，交通便利。矿井交通位置见附图1.1.4 矿区内煤矿分布及其他工业和农业生产情况本区所在永夏矿区为豫东重要煤炭基地之一，区内有永煤集团和神火集团所辖 7 对煤矿以及为煤炭工业服务的工矿企业。农业方面，本区耕地多为旱地，农作物以小
6、麦和玉米为主。河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 5 -矿井交通位置图河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 6 -1.1.5 矿区的电力供应来源主供电源取自神火工业园 220KV 变电所，备用电源取自葛店北风井。1.1.6 矿区的气候条件本区为半湿润、半干旱的大陆性气候。夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。年平均气温 14.4，最高气温 41.5(1966 年 7 月 18日)，最低气温-23.4(1969 年 2 月 15 日)。多年平均降水量 871.3mm，年最大降水量 1518.6mm (1963 年)，年最小降雨量 556.2mm (1973 年)，降雨集中在 78 月，占全
7、年总降水量 50%，年均蒸发量 1821.1mm，丰水周期一般为 810 年，干旱周期一般为 1025 年。降雪和冰冻约在本年 11 月至翌年 3 月底，最大冻土深 21cm。夏季多东南风和南风，冬季多西北风和西风，年平均风速3.4m/s，最大风速 20m/s。1.1.7 矿区的水文情况区内地表水系不发育，无河流通过，区外自北向南有王引河、沱河两条季节性河流，两河流均属于淮河水系，具有雨季流量剧增、旱季干旱无水、暴雨后地表水排泄不良以致积水内涝成灾的情况。王引河位于井田外东部，1956 年实测最大流量 46.6 m3/s，最高水位 39.70m。沱河位于井田外西部，1963 年 8 月 9 日
8、实测最高水位34.79m，流量 384m3/s。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地形井田位于黄淮冲积平原中部，地势平坦，地面标高+32+36m，相对高差 14m。区内第四系全新统亚粘土夹粘土广泛分布，松散沉积物厚度稳定，本区地貌类型属堆积地形。河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 7 -1.2.2 井田勘探程度本井田的勘探属于精查勘探1.2.3 井田地层概述本区属华北地层区鲁西分区徐州小区。本井田全部被新生界所履盖，据钻孔揭露，地层由老至新有：奥陶系中统、石炭系、二迭系、第三系和第四系。简述于下:1.2.3.1 中奥陶统马家沟组（O 2）本组厚 206.56423.32m，井田内钻孔
9、揭露最大厚度 50.60m。上部为灰色薄中厚层白云岩夹泥岩、白云岩及灰岩，下部为中厚层豹皮灰岩、白云质灰岩、含硅质结核灰岩，具缝合线致密质纯，含少量头足类化石，与下伏地层为整合接触。1.2.3.2 石炭系（C）（1）中石炭统本溪组（C 2）区内有 4 个钻孔揭露，其厚度为 19.8040.04m，平均29.36m，岩性由浅灰色含铝泥岩、暗紫红色铁质泥岩、砂岩组成，中下部铝质泥岩为本区标志层（K 1） ，含有较多鲕粒及大量黄铁矿结核，本组底部为古风化壳，常见有紫红色含铁质砾状包裹体的铝质泥岩，与下伏 O2 地层呈假整合接触。（2）上石炭统太原群（C 3）本群厚度 90.53111.84m，平均厚
10、度 100.32m，由石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩及砂岩和煤层组成，含煤 46 层，多集中在中下部。本群底部以一 1煤底板与本溪组分界，呈整合接触。根据岩性特点，本群可划分为三段：太原群下段：从一 1 煤层底界L 4灰岩顶界，平均厚度 31.13m，该段主要由L1 L4四层石灰岩及薄煤层组成。底部为 L1+2厚层状灰岩，其上部夹燧石团块及黄铁矿结核，厚度大（11m 左右）且稳定，为本区标志层（K 2） 。中部为泥岩和砂质泥岩，具水平层理和小型波状层理，含少量黄铁矿和菱铁矿结核。上部为 L4、L 4灰岩，可见蜓类和海百合茎化石，L 4含燧石结核。太原群中段：从 L4灰岩顶界L 7灰岩底界，岩性主
11、要由泥岩、砂质泥岩、中、细粒砂岩、薄煤层组成，时夹薄层石灰岩，平均厚度 31.50m。该段是太原群薄煤较发育段，含煤一般 3 层，厚度 0.40.76m，均无工业价值。河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 8 -太原群上段：从 L7灰岩底界L 10灰岩顶界，平均厚度 37.69m。以厚层状石灰岩为主，夹泥岩、砂质泥岩及粉砂岩。该段 L7、L 8灰岩厚度较大且稳定，单层厚度一般 58m，顶部石灰岩为本区标志层（K 3） ，平均厚度 2.35m。1.2.3.3 二迭系（P）本区二迭系划分为下二迭统山西组、下石盒子组，上二迭统上石盒子组，平顶山组及石千峰组，总厚度 1700m 左右，分述于下。
12、（1）下二迭统（P 1）山西组（P 11）该组地层厚度 82.06109.81m，平均 92.87m，它由一套灰深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩及煤层组成，共含煤14 层，位于中部的二 2煤层全区可采，为本区主采煤层。顶以 K4下的沙锅窑砂岩底界，下至 K3石灰岩顶为界。根据岩性岩相本组可分为三段：山西组下段：由深灰色、灰色中细粒砂岩为主，夹泥岩、砂质泥岩及风砂岩组成，沉积构造主要是水平层理，脉状层理，透镜状层理及波状层理。山西组中段：由二 2煤层、泥岩、粉砂岩及细粒砂岩组成。煤层底板多为深灰色泥岩、砂质泥岩，36 勘探线以南煤层顶板多为细粒砂岩，距二 2煤顶 10m 左右，局部发育二
13、 3、二 4煤层，但不可采，从岩性岩相分析，二 2煤层受三角洲平原上的分流河道和决口扇冲刷，故局部有砂体与二 2煤接触，并使煤层变薄。山西组上段：由灰浅灰色泥岩、砂质泥岩及中细粒砂岩组成。下石盒子组（P 12）本组为煤系主要含煤段之一，由灰深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细中粒砂岩和煤层组成，厚度 65.64112.64m，平均厚度86.58m，含煤 211 层，其中三 22、三 32、三 4煤较为发育，仅三32煤小面积可采。底部以一层厚 3.46m 的细中粒砂岩（相当于砂窝窑砂岩）与山西组分界，顶部以 K5砂岩底界与上石盒子组分界，呈整合接触关系。根据岩性岩相本组可分为三段：底部砂岩段：底部以
14、中、细粒砂岩（相当于砂窝窑砂岩） ，底界到三 1煤底界。该段以泥岩为主，底部的砂窝窑砂岩 38 线附近相变为粉砂岩和砂质泥岩，其他地段较为稳定，厚度 09.42m，一般厚度 3.46m，易辨认，其上为灰灰白色泥岩和高岭石泥岩。厚层状高岭石泥岩富含菱铁质鲕粒，高岭石含量在 8085%，厚度稳定，河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 9 -一般在 4.9m 左右，分布面积广，岩性特殊，为良好的标志层（K 3） 。中部含煤段：自三 1煤底界到三 4煤顶界，该段为下石河子组煤层富集段，共含煤 210 层,从整体上来看，该段中部的中、细粒砂岩层又截然地把三 1、三 2与三 3、三 4煤分成上下两个
15、小的含煤组。下部以灰色泥岩、煤层组成，含煤 14 层，即三 1、三 21、三 22、三 23、煤，其中三 23煤层不稳定，局部见可采点，其他煤层极不发育。中部以中粒砂岩为主，夹砂质泥岩、泥岩，该层砂岩厚度较稳定，全区发育，是区分三 2、三 3煤层的重要标志，岩性为灰深灰色，成分以石英为主，少含长石、暗色矿物。上部为深灰色灰色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩，含煤 16 层，即三 31、三32、三 33、三 41、三 42等煤层，局部三 32分叉成两层上部砂泥岩段：岩性以砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及三 5煤组成，三 5煤属极不发育煤层。（2）上二迭统上石盒子组（P 1 2）第一段（P 1-1 1）：本
16、段从底部的 K5砂岩底界面至 K6砂岩底界，呈整合接触，厚度 98.56147.94m，平均厚度 119.96m，岩性以泥岩、砂质泥岩、细粒中粒砂岩为主，局部含煤线。底部 K5砂岩为灰浅灰色，中细粒砂岩，局部为粉砂岩，具交错层理和缓波状层理，含黑色泥岩包体，经显微鉴定：岩性以石英为主，岩屑、长石次之，颗粒呈次园状，分选较好，特征明显，易辨认，为良好标志层，厚度 3.0621.16m，平均厚度 7.06m。中部及上部以粉砂岩、砂质泥岩为主，夹细中粒砂岩，局部具紫斑，上部含煤线及碳质泥岩，相当于四煤层层位。第二段（P 1-2 2）：底部以 K6砂岩底界面至 K7 砂岩底界，本段以灰色、暗紫红色、灰
17、绿色泥岩，砂质泥岩，砂岩及薄煤层（五 1、五 2、五 3、等不可采煤层）组成，厚度 219.10m，仅有 4011 孔揭露。底部灰白色中粗粒石英砂岩（K 6） ，底部含细砾，具交错层理，硅质胶结，分选性较好，呈次园状次菱角状，厚度9.5440.40m，平均厚度 20.90m，全区稳定，易与 K5砂岩区别。中部及上部以粉砂岩、砂质泥岩为主，呈灰色及紫红色，中部可见五煤，厚度小，不稳定，局部泥岩中含细小菱铁质鲕粒，本段底层与下伏地层呈整合接触。第三段（P 1-3 2）：本段底以 K7砂岩底界面至 K8砂岩底界，岩性以灰绿色、紫红河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）- 10 -色粉砂岩、砂质泥岩
18、、泥岩、薄层砂岩组成，厚度181.90222.00m，平均厚度 214.82m。底部 K7砂岩，浅灰灰绿色，中细粒结构，成分以石英为主，次为长石，硅泥质胶结，厚度变化较大，不稳定。该段地层与下伏地层呈整合接触关系。第四段（P 1-4 2）：本段以底部 K8 砂岩底至平顶山砂岩（P 2 2）底，与下伏地层呈整合接触关系，该段岩性为灰绿色、紫红色和紫斑泥岩，砂质泥岩、粉砂岩、夹薄层绿色中细粒砂岩。底部的 K8 砂岩为灰绿色灰白色，中粒结构，成分以石英为主，常含石英细砾石，硅质胶结，较坚硬，厚度 12.22m（仅有4011、42-10 孔揭露） ，全段厚度 145.57193.15m，平均厚度165
19、.12m。（3）平顶山组（P 2 2）：本段主要岩性为灰白色中粗粒砂岩，局部为细粒，中部常夹紫红色、灰绿色砂质泥岩及泥岩薄层。成分以石英为主，次为长石及少量暗色矿物，每分层底部均含石英细砾，正粒序较为明显，硅质胶结，分选较差，为次园菱角状，空隙式基底式胶结，岩性特殊，易于辨认，是寻找含煤地层的重要标志（K 9） ，42-10 孔揭露厚度为 115.94m，与下伏地层呈整合接触。（4）石千峰组（P 3 2）：本段地层由细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成，局部夹有紫红设砂质泥岩，其特点是颜色较杂，以灰绿色为主，含钙质结核，中细粒砂岩以石英为主，硅泥质胶结，42-10 孔揭露厚 112.92m，与下伏地层
20、呈整合接触。1.2.3.4 上第三系（N）本系以粘土、砂质粘土为主，成岩较好，弱固体半固体，夹细中粒砂 49 层，厚度 2.2017.5m，粘土及砂质粘土为灰绿色及紫斑含钙质结核。下部具一层 32.80m 的亚粘土，岩性为绿色，含铝质、细腻，具可塑性。该系底部大部分为亚粘土，局部为砾石层及细砂岩，厚度 108.10177.05m，平均厚度 142.81m，与下伏地层呈不整合接触，这就是俗称的“天窗区” 。1.2.3.5 第四系（Q）本系由黄土、灰黄色粘土、砂质粘土夹细砂及中砂层，成岩较差，不固（胶）结弱固（胶）结，上部一般为砂质粘土、粘土及细砂，较松散，透水性强，底部为砂层与下伏地层（N）呈不整合接触，厚度 68.33113.40m，平均厚度 87.15m。
