1、0太原理工大学继续教育学院毕业设计说明书毕业生姓名： 专 业：采矿工程学 号： 指 导 教 师： 所属系（部）： 1目 录第一章 矿井概况11.1 井田地质特征11.2 煤层的埋藏特征51.3 井田境界与储量91.4 矿井开拓11第二章 采区基本开采条件132.1 矿井开拓方式及采掘部署132.2 生产水平、采区及采掘工作面布置132.3.采区大巷布置及特征13第三章 采煤方法及采区巷道布置143.1 采煤方法的选择及其依据143.2 顶板管理方式及支架选型153.3 作面长度、年推进度和生产能力计算153.4 采区布置15第四章 采区运输系统、排水系统164.1 采区运输154.2 采区排水
2、系统174.3 采区供电系统第五章 采区通风与安全5.1 采区通风系统5.2 风量配备5.3 通风构筑物5.4 安全措施第六章 采区巷道规格及支护方式6.1 巷道断面和支护方式6.2 掘进工作面个数及主要机械设备6.3 井巷工程量第七章 采煤工作面采煤工艺及劳动组织第八章 采区主要经济技术指标参考文献2致谢第一章 矿井概况1.1 井田地质特征冠裕煤矿位于山西省平定县冠庄村村南，地理坐标为北纬 374010374232，东经 11332191133553。北距平定县城 15km，距阳泉市25km，东距 207 国道 7km，其间有简易公路联接。经平定、阳泉与太旧高速公路和石太铁路线相接，可通往全
3、国各地，交通较为便利。故本矿区煤炭外运条件良好。井田位于太行山北段西侧。为低中山地貌。地形总体呈南高北低,沟谷多呈南北向分布，形态多呈“U”型。地形最高点位于井田西南部山梁，标高 1326m，最低点位于井田北部，阳胜河河床，标高 915m。最大相对高差 311m。本区属海河流域，子牙河水系，井田北界外有阳胜河，由西向东流。其特点是夏季雨量集中，易发洪水；冬、春两季雨量很小，以致出现断流。属季节性河流。井田内各沟谷，雨季雨水除渗入地下外，均流入阳胜河。平定县属暖温带大陆性气候，四季分明。冬季少雪，春季多风，夏季雨量集中，多晴朗凉爽天气。据平定县气象站 19581980 年共 23 年的资料统计，
4、基本情况如下：历年平均降水量 601.1mm，且主要集中在 7、8、9 三个月内。其中 1963 年 8 月 5日一天内降雨量达 173.6mm，为本县有记录以来之最大降雨量；历年平均蒸发量为1888.1mm，蒸发量为降雨量的 34 倍；年平均气温 9.3，一月份最冷，平均气温为-6，月平均气温最低-9.7。七月份最热，平均气温为 22.5，月平均气温最高23.6；年平均风速为 2.1m/s，多为西北风；无霜期 169 天，最大降雪度为 25cm，每年 11 月底开始地冻，翌年 3 月份解冻，最大冻土深度 60cm。据中国地震动峰值加速度区划图 ，本区动峰值加速度值为 0.1g，相等于原地震烈
5、度七度区。现采用一对斜井开拓，主副井井口均位于井田东北部。井筒沿 S55W 方向，2230倾角延深进入井田见煤，设有+620 水平轨道运输大巷。大巷采用矿车运输，3井口配备绞车提升，通风方式为中央并列抽出式。该矿投产时间不长，目前井下开采范围不大，井下涌水量为 80-140m3/d，矿井属高瓦斯矿井。井田东与平定煤矿二坑相邻，东南和南后峪煤矿交界，东北为平定煤矿一坑。西、北与阳煤集团相邻。据了解，未发现周边煤矿有越界开采现象，对本矿生产未产生不利影响本井田深积地层由老至新为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、第四系
6、中、上更新统。简述如下：本井田深积地层由老至新为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、第四系中、上更新统。简述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O 2f）主要为炭岩及豹皮状灰岩，其次为泥灰岩及薄层状白云质灰岩。底部为厚层状角砾状泥灰岩。下部岩溶较发育。本组厚约 170m 左右。2、石炭系中统本溪组（C 2b）全厚 3540m，平均 38.9m。平行不整合于奥陶系灰岩之上，本组地层由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩及石灰岩组成，夹有 12 层煤线。底部为“山西式铁矿” ，呈鸡窝状分布。其上为 G 层铝铝土矿，厚度变化较大。灰岩一般
7、有两层，含少量蜓科及海百合茎化石。3、石炭系上统太原组（C 3t）全厚 95120m，平均 105.6m。为本矿区主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组之中，岩性由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、浅灰、灰白色砂岩，3 层深灰色白灰岩以及 614 层煤组成。4、二叠系下统山西组（P 1s）平均厚 55.60m，为井田内主要含煤地层之一，它连续沉积于太原组之中。岩性主要由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰白色中粗粒砂岩组成。含煤 26 层。5、二叠系下统下石盒子组（P 1x）连续沉积于山西组之中，一般厚 87.5m，底部以 K8 砂岩与山西组分界。一般分上、4下两段：（1）绿色岩层段（P 1X1）底部 K
8、8 砂岩，为黄绿色厚层状粗砂岩，底部含小砾石、小菱铁矿结核及泥岩包体。分选、磨圆度均差，泥质胶结，疏松，表面呈球状风化，并有氧化铁浸染。全段主要由黑色泥岩、深灰色砂质泥岩、粉砂岩及灰色砂岩组成，夹有 12 层铝质泥岩及菱铁矿结核。下部夹有 36 层煤线。本段地层因地表风化后砂岩及砂质泥岩显示浅灰绿色色调，因而称绿色岩层段。全厚 4055m，平均 47.5m。（2）黄色岩层段（P 1X2）底部 K9 为灰色厚层状中粒砂岩，韵律性明显，底部为砂砾岩， 相变为细砂岩，分选、磨圆度不好。含煤屑及泥岩包体，呈斜层理或波状层理，泥质胶结，其上为浅灰色、绿灰色砂质泥岩、粉砂岩及灰色砂岩。有时可夹黑色泥岩和一
9、层煤线以及灰色铝土泥岩 12 层。上部砂岩带主要由 12 层灰白色粗中粒砂岩及 23 层灰绿色砂质泥岩组成。砂岩中含砾石，砂质泥岩中含紫斑。顶部为桃花泥岩。本段地层因地表风化后为姜黄、灰黄色，因而称黄色岩层段。全厚 3545m ，平均 40m。6、二叠系上统上石盒子组（P 2s）井田内大片出露，出露总厚度约 250m 左右，分上下两段。（1）红黄色岩层段（P 2 s1）其岩性下部以黄褐色砂质岩层为主，夹薄层灰绿色中细砂岩及泥岩。上部以黄绿色厚层状粗细粒砂岩为主，夹黄褐色及暗紫色砂质泥岩条带。全厚122.70172.90m，平均 150m。（2）褐色岩层段（P 2 s2）以狮脑峰砂岩（K 12）
10、为基底，由 23 层绿色含砾粗砂岩组成。中部夹由黄绿、紫或灰黑色薄层砂质泥岩，厚 40m 左右。向上为紫红、兰紫及暗黄色砂质泥岩、泥岩5及含紫色的黄绿色砂砾岩组成。砂岩多泥质胶结，疏松，容易风化。7、第四系中，上更新统离石黄土和马兰黄土（Q 2+3）以不整合覆盖在基岩之上。大多分布在山顶和山坡处，井田内分布较广。中更新统离石黄土（Q 2）：由红棕色、红黄色亚砂土及亚粘土组成，并含有钙质结核。上更新统离石黄土（Q 3）：为浅黄、黄灰色亚砂土或细粉砂土，孔隙度大， 垂直节理发育，底部含钙质结核。本统厚 040m，平均 22.5m。平昔矿区位于沁水坳陷的东部边缘北段，太行山隆起之西翼。基本构造形态为
11、一单斜，走向北西，向南西方向倾斜。在此单斜上又发育次一级波状褶曲。断层走向和褶曲轴向大多为北东，少数北西，陷落柱普遍发育。起控制作用的主要为新华夏构造体系。本井田位于沁水煤田阳泉矿区扩区（平定区）南部。现将井田内褶曲、断层及陷落柱等构造现象分述如下：1、褶曲： （1）史家沟-鸦凹向斜：位于井田东部，沿 N20E 方向穿过井田，轴部为 928号和 M10 号钻孔连线，轴部宽缓，两翼倾角 49 ，轴向延伸 5000m 以上。（2）杏庄向斜：位于井田东南部，轴向 N30E，井田内延伸距离1500m，M94，1224 号钻孔连线东侧为其轴部。（3）药林寺台沟背斜：位于井田东部，轴向 N30E，两翼倾角
12、为 7左右。轴部为 M30 号孔与 M4 号孔以西 100m 处之连线。井田内延伸距离 3400m 左右。（4）马道岭向斜：位于井田西部，轴向 N60E，延伸距离 1600 余 m，轴部宽缓，西翼倾角 58。2、断层：井田内断层较少，落差不大，都为高角度正断层。FM60：走向 N10E，倾向 NW，延伸 500m。落差 2m。6FM61：走向 N5E，倾向 NW，倾角 650，延伸 240m，落差 8m。FM62：走向 N10W，倾向 SW，延伸 200m，落差 5m。FM63：走向 SN，倾向 W，倾角 600，延伸 200m，落差 7m。3、陷落柱：井田内陷落特别发育。全井田共有陷落柱 5
13、0 个，平均每平方公里 3个，其中 3 个为井下巷道发现。陷落形态多为园形及椭园形，一般常见的直径为 10100m （地表） ，陷壁角6580，一般多在 75 左右。陷落柱围岩以二叠系石盒子组地层居多，陷落体中岩层时代都新于围岩，陷落体部分被黄土掩盖，有一部分为煤矿坑下所揭露。综上所述，井田井田范围褶曲和陷落柱发育，地层倾角 510，断层少且落差小，总体分析，本井田地质构造总体应为类，即中等类。2.2 煤层的埋藏特征石炭系上统太原组（C 3t）及二叠系下统山西组（ P1s）为本井田主要含煤地层，共含煤 15 层，由上而下编号为 1、2、3、5、6、8 1、8 2、8 4、9 上 、9、11、1
14、2、13、14、15 号。其中 16 号位于山西组；8 115 号位于太原组，煤层总厚 13.12m，煤系总厚 161.20m，含煤系数 8.5%。井田内零星可采、局部可采、全部可采煤层有 3、6、8 1、9、15 号三煤层。现将可采煤层分述如下：1、3 号煤层：赋存于山西组中上部，上距 K8 砂岩平均 20m 左右，见煤点厚度0.111.16m，平均 0.64m，为一局部可采的不稳定煤层。井田内在井田北东部的743、908、M3 钻孔、东南部的 M7、1224 钻孔两块控制达可采厚度。煤层一般不含夹矸，结构简单，顶板多为砂质泥岩、粉砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。2、6 号煤层：赋存于山西组下部
15、，下距 K7 砂岩一般 2.55.0 m。上距 3 号煤层13.428.87m，平均 21.14m。煤层厚度 0.071.30m，平均 0.68m，为不稳定煤层，在7井田的东南部 M 92、M 94 和 1218 号孔处分布小片可采区。不含夹矸，结构简单。顶板多为砂质泥岩、粉砂岩，底板多为泥岩、砂质泥岩。3、8 1 号煤层：位于 K7 砂岩下 10m 左右，见煤点厚 0.102.75m ，平均 1.44m，在冶 85 号、911 号和 22 号、715 号处分布小片不可采区，全井田大部分可采，属薄煤层，结构较简单，局部含 12 层夹矸。顶板多为砂质泥岩、泥岩，局部为粉、细砂岩，底板多为砂质泥岩
16、、粉砂岩，局部为细砂岩。属较稳定的大部可采煤层。煤层厚度由东向西呈增厚趋势。4、9 号煤层：位于太原组上部，上距 8 号煤层 7.9516.04m，平均 13.4m。该煤层为一局部可采的极不稳定的薄煤层，煤层厚度 02.60m，平均 0.67m。可采区分布于井田南部，井田北部多属尖灭区。煤层结构简单，仅局部含一层夹石。顶板为细砂岩、粉砂岩、炭质泥岩和砂质泥岩、泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩，局部为细砂岩和粉砂岩。5、15 号煤层：位于太原组底部，K 2（四节石灰岩）灰岩之下，距 K2 灰岩一般13.5m 左右。为一全区稳定可采的厚煤层，煤层厚度 4.328.64m, 平均 6.30m。最大厚度为
17、井田东南部的 M5 号孔，厚达 8.64m。最小厚度为井田中部 934 号孔，厚度仅为 4.32m。煤层结构较复杂，一般含夹矸 13 层, 局部可达 5 层，部分则不含夹矸。顶板多为砂质泥岩、泥岩，局部为粉、细砂岩；底板多为炭质泥岩，局部为砂质泥岩、泥岩和铝质泥岩。可采煤层特征见表 1-2-1。表 1-2-1 煤层特征表含煤层段煤层号煤层厚度（m）最小-最大平均煤层间距（m）最小-最大平均结构 可采性 稳定性山西 3 0.11-1.16 简单 不可采 不稳定80.64 13.4-28.8721.14组60.07-1.300.68简单 不可采 不稳定7.46-24.2915.87810.10-2
18、.751.41较简单 大部可采 较稳定7.95-16.0413.490.00-2.600.67简单 局部可采 极不稳定太原组 C3t154.32-8.646.2978.89-94.1876.18复杂全井田可采稳定煤质概述1、物理性质井田 3 号煤以镜煤、亮煤为主，属光亮型及半光亮型煤；6 号煤以镜煤、亮煤为主，属光亮型及半光亮型煤，夹暗煤条带；8 1号煤煤岩类型属光亮型及半光亮型，以镜煤、亮煤为主，多为金刚光泽；9 号煤为光亮型及半亮型煤，以镜煤、亮煤为主，夹暗煤条带；15 号煤层为光亮型及半亮型煤，以镜煤、亮煤为主，夹暗煤条带，金刚光泽或似金属光泽，煤质坚硬，煤芯大多呈柱体。2、化学性质及工
19、艺性能根据钻孔煤芯煤样化验结果和该矿取样分析资料，本井田各可采煤层化学性质及工艺性能如下：（1）3 号煤层：水分(Mad)：原煤为 2.04%；浮煤为 1.97%。灰分(Ad)：原煤为 15.49%；浮煤为 8.02%。挥发份(Vdaf) ：原煤为 8.49；浮煤为 7.36。3 号煤层属低灰、特低硫、特低磷、特高热值之无烟煤。（2）6 号煤层：9水分(Mad)：原煤为 0.82%-2.02%，平均为 1.42%；浮煤为 1.44%。灰分(Ad)：原煤为 10.31-31.79%，平均为 21.05%；浮煤为 9.58%。挥发份(Vdaf) ：原煤为 7.22-13.20%；平均为 10.21
20、%；浮煤为 8.05%。6 号煤层属低灰中灰、中高硫、特低磷、特高热值之无烟煤。（3）8 1 号煤层：水分（Mad ）：原煤 0.502.06%，平均 1.43%，精煤 0.553.13%，平均1.40%。灰分（Ad）：原煤 15.1935.92%，平均 23.17%，精煤 7.3810.94%，平均 8.88%。挥发分（Vdaf）：原煤 8.2815.12% ，平均 10.42%，精煤 6.937.84%，平均7.45%。全硫(St.d)：原煤 1.9814.89%，平均 5.31%，精煤 0.511.45%，平均 0.81%。磷（Pd）：精煤 0.0020.024%，平均 0.008%。发
21、热量（Qb.ad ）：原煤 34.2937.42MJ/kg，平均 35.0MJ/kg。81 号煤层属中富灰、中高硫、特低低磷、高发热量之无烟煤。（4）9 号煤层：水分（Mad ）：原煤 0.833.12%，平均 1.66%，精煤 0.762.44%，平均1.48%。灰分（Ad）：原煤 14.0327.69%，平均 20.12%，精煤 8.3111.57，平均 11.65%。挥发分（Vdaf）：原煤 7.6910.49% ，平均 8.94%，精煤 6.308.15%，平均 7.56%。全硫(St.d)：原煤 0.492.93%，平均 1.26%。精煤 0.490.97%，平均 0.68%。磷（Pd）：精煤 0.0020.004%，平均 0.003%。发热量（Qb.daf）：原煤 35.0235.85MJ/kg，平均 35.29 MJ/kg。9 号煤层属低富灰、特低高硫、低磷、高发热量之无烟煤。（5）15 号煤层：水分（Mad ）：原煤 0.793.01%，平均 1.82%，精煤 0.633.04%，平均
