采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、摘要本設(shè)計(jì)收集了北辛窯煤礦的地質(zhì)資料及圖紙，在此基礎(chǔ)上按照國(guó)家規(guī)程規(guī)范的規(guī)定，提出了開(kāi)拓開(kāi)采方案，確定了主要技術(shù)參數(shù)，撰寫了本說(shuō)明書。本次設(shè)計(jì)的澤州天安朝陽(yáng)煤業(yè)煤礦井田面積4.24k，年產(chǎn)量0.6Mt。井田內(nèi)煤層賦存較為穩(wěn)定，可采煤層有兩層，分別是11號(hào)、12號(hào)煤層，煤層傾角為2-6°。11號(hào)煤層平均煤厚4.02m，12號(hào)煤層平均厚度6.03m。整體地質(zhì)條件比較復(fù)雜。該礦為瓦斯礦井，煤層為自燃煤層，煤塵具有爆炸性。根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)資料情況主要對(duì)礦井開(kāi)拓方式、準(zhǔn)備方式和采煤方法進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。本礦井設(shè)計(jì)采用斜井單水平開(kāi)拓方式，綜合機(jī)械化回采工藝。采煤方法，采用全部垮落法處理采空區(qū)。礦井前

2、期采用中央并列式通風(fēng)，后期分區(qū)通風(fēng)，并對(duì)礦井運(yùn)輸、礦井提升和礦井通風(fēng)等各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備選型計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，盡可能采用先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備，以及對(duì)礦井安全技術(shù)措施和環(huán)境保護(hù)提出要求，完成整個(gè)礦井的初步設(shè)計(jì)。礦井全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，采用先進(jìn)技術(shù)和借鑒已實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一礦一面高產(chǎn)高效礦井從而達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：斜井開(kāi)拓、綜合機(jī)械化采煤方法、全部垮落法管理頂板Abstract mine tThis design is a collection of Shanxi Beixinyao coal mine geological data and dr

3、awings, on the basis of in accordance with the provisions of national regulations proposed exploitation scheme, determined the main technical parameters, writing this manual.Zezhou Tian Chaoyang Coal Mine Area in the design of 13.6476 square meters, the annual output of 0.9Mt. Ida internal coal seam

4、 occurrence is relatively stable, can coal seam has two levels, are 1, No. 2, coal seam, seam dip angle of 0-10. The average coal thickness of No. 1 coal seam is 1.84M, and the average thickness of coal seam is 2.7m, 2. Overall geological conditions are more complex. The mine is a high gas coal mine

5、, coal spontaneous combustion of coal, coal is explosive. According to the actual geological data, the coal mine exploration way, preparation method and coal mining method were preliminarily designed. The design of mine inclined single level to develop, the comprehensive mechanized coal mining.Coal

6、mining method, adopt all caving method to deal with goaf. The central parallel ventilation, the late District ventilation, and theransportation, mine upgrading and mine ventilation and other production systems for equipment selection calculation. Design in accordance with the existing economic and t

7、echnological conditions, as far as possible the use of advanced mining technology and equipment, and on mine safety technology measure and the environmental protection request, to complete the preliminary design of the whole mine. All mine mechanization, using advanced technology and reference has a

8、chieved a modern high-yielding and efficient mine experience, realize side of a mine high yield and efficiency of mine to achieve good economic and social benefits. Keywords: inclined shaft development system, comprehensive mechanized coal mining method, roof caving method前言大學(xué)生在老師的指導(dǎo)下做畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)最后一

9、個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使本專業(yè)學(xué)生運(yùn)用大學(xué)階段所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系礦井生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)，并就本專業(yè)范圍的某一課題進(jìn)行較深入的研究。以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是學(xué)生走上工作崗位前進(jìn)行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是對(duì)一個(gè)采礦工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家煤炭建設(shè)的有關(guān)方針、政策，結(jié)合設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，遵照采礦專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱的要求，在翟英達(dá)老師的指導(dǎo)下，并且收集、整理、查閱大量資料的前提下，運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我看到了許多以往自己欠缺的地方，提高了綜合能力，知識(shí)水平有了一定的提高，由于本人水平有限，錯(cuò)誤難免，懇請(qǐng)各位老師指正。本次設(shè)計(jì)的

10、指導(dǎo)老師為張百勝老師，他在許多方面給予了寶貴意見(jiàn)，為了幫助我們順利、正確地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)常加班加點(diǎn)，犧牲了大量的工作時(shí)間和業(yè)余時(shí)間，在此表示衷心的感謝和深深的敬意！由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和不足，懇請(qǐng)各位老師不吝指正。 學(xué)生：王必強(qiáng) 2015年4月 摘要1Abstract2前言21、井田概述和井田地質(zhì)特征41.1井田概述41.1.1交通位置41.1.2地形地貌51.1.3氣象及地震情況7 1.2井田地質(zhì)特征71.2.1井田位置與范圍7 1.2.2地質(zhì)勘查工作8 1.2.3區(qū)域地質(zhì)91.2.4井田地質(zhì)131.2.5井田水文地質(zhì)14 1.3煤層的埋藏特征15 1.3.1煤層的賦存特征

11、151.3.2埋藏層數(shù)161.3.3煤層的圍巖性質(zhì)16 1.3.4煤的性質(zhì)及品種172、井田境界與儲(chǔ)量20 2.1井田境界202.1.1井田境界202.2地質(zhì)的儲(chǔ)量的計(jì)算20 2.2.1資源儲(chǔ)量估算范圍202.2.2儲(chǔ)量估算的工業(yè)指標(biāo)21 2.2.3現(xiàn)保有資源儲(chǔ)量 21 2.2.4工業(yè)儲(chǔ)量21 2.3可采儲(chǔ)量的計(jì)算212.3.1井田邊界煤柱22 2.3.2村莊煤柱 22 2.3.3可采儲(chǔ)量 222.2.4開(kāi)采損失233、礦井工作制度及生產(chǎn)能力233.1.1礦井工作制度 233.1.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力233.1.3礦井服務(wù)年限244、井田開(kāi)拓24 4.1井田開(kāi)拓方式的確定24 4.2井筒315、

12、礦井基本巷道及井底車場(chǎng)335.1井筒石門與大巷33 5.2井底車場(chǎng)及硐室6、采煤方法516.1采煤方法的選擇516.1.1首采帶區(qū)位置及煤層賦存情況516.1.2采煤方法的選擇516.2確定帶區(qū)巷道布置及要素526.2.1工作面參數(shù)的確定526.3回采工藝與勞動(dòng)組織556.3.1工作面機(jī)械設(shè)備選型556.3.2回采工藝606.3.3勞動(dòng)組織形式616.4帶區(qū)準(zhǔn)備與工作面接替626.4.1巷道斷面及支護(hù)形式626.4.2掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及掘進(jìn)設(shè)備626.4.3巷道掘進(jìn)指標(biāo)636.4.3工作面接替647、井下運(yùn)輸647.1運(yùn)輸方式的選擇647.1.1主運(yùn)輸方式的選擇647.1.2輔助運(yùn)輸方式的選擇6

13、57.2運(yùn)輸設(shè)備選型657.2.1輔助運(yùn)輸設(shè)備選型657.2.2主運(yùn)輸設(shè)備選型678、礦井提升688.1主斜井提升設(shè)備688.1.1主井運(yùn)煤設(shè)備688.1.2主井運(yùn)人設(shè)備688.2副斜井提升設(shè)備699、礦井通風(fēng)與安全719.1風(fēng)量的計(jì)算719.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量分配769.2.1通風(fēng)方式769.3計(jì)算負(fù)壓及等積孔789.3.1計(jì)算原則789.3.2計(jì)算方法789.3.2礦井總風(fēng)阻與總等積孔的計(jì)算809.4選取主要通風(fēng)機(jī)829.4.2設(shè)計(jì)依據(jù)829.4.3風(fēng)機(jī)選型計(jì)算829.5安全生產(chǎn)技術(shù)措施8510、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)8710.1勞動(dòng)定員和勞動(dòng)生產(chǎn)率8710.1.1定員范圍8710.1.2 定員依

14、據(jù)8810.2.3 定員方法88外文資料91 Use of Mineral Coal for Sorption Sewage Treatment91致 謝1051、井田概述和井田地質(zhì)特征1.1井田概述1.1.1交通位置 北辛窯煤礦東距大同市約 30km，北距新榮鎮(zhèn) 15km。行政區(qū)劃隸屬于大同市新榮區(qū)，礦區(qū)有簡(jiǎn)易公路向南 4km 至白廟處與 109 國(guó)道相接；向東 6km 與大同新榮鎮(zhèn)豐鎮(zhèn)的公路相連，向北到達(dá)新榮鎮(zhèn)。本礦距上深澗煤炭集運(yùn)站4km，距黃土坡煤炭集運(yùn)站 2.5km，并有公路相通，交通運(yùn)輸條件較為方便。詳見(jiàn)交通位置圖 1-1-1。 圖 1-1-1交通位置圖1.1.2地形地貌 本礦區(qū)屬

15、黃土高原平緩丘陵區(qū)，地表大面積被第四系黃土覆蓋，地勢(shì)較為平坦，黃土沖溝發(fā)育。區(qū)內(nèi)地形總體上北高南低，最高點(diǎn)位于西北部的北 65 三角點(diǎn)，高程+1305.4m，最低點(diǎn)位于井田東部溝谷，高程為+1214.0m，最大相對(duì)高差 91.4m。1.1.3河流 本區(qū)屬海河流域永定河水系桑干河北岸支系。井田處在十里河與淤泥河分水嶺部位，地勢(shì)較高，井田內(nèi)無(wú)大的河流，僅有少量沖溝，呈樹(shù)枝狀展布，平時(shí)干涸無(wú)水，在雨季有短暫散流匯入河道，向南流入十里河。十里河由西向東流經(jīng)馬 軍營(yíng)轉(zhuǎn)為南東匯入御河，再匯入桑干河。1.1.4氣象及地震情況 本井田屬中溫帶半干旱大陸性氣候，春季干旱，風(fēng)沙大，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季炎熱，氣候干

16、燥，風(fēng)沙嚴(yán)重。大同氣象臺(tái) 20062008 年的氣象資料記錄如下：一、氣溫 一般較低，年平均氣溫為 6.88.8，極端最高氣溫為 37，極端最低氣溫為26。日溫差一般在 20左右。二、降水量 主要集中在 79 月間，占全年降水量的 60%70%。年最大降水量為 520mm， 年最小降水量為 138mm，年平均降水量為 400mm 左右。三、蒸發(fā)量 年平均蒸發(fā)量一般為降雨量的 34 倍，在 16442105mm 之間。其中 57月蒸發(fā)量最大，約占全年蒸發(fā)量的 50%60%。四、風(fēng) 大同地區(qū)風(fēng)沙大，西北風(fēng)幾乎貫穿全年。每年有風(fēng)時(shí)間占全年時(shí)間 70%，多 集中于冬春季節(jié)。年平均風(fēng)速為 3.2m/s，

17、最大風(fēng)速可達(dá) 20m/s。大風(fēng)日數(shù) 1565 天，一般為 20 天左右。五、濕度 年平均相對(duì)濕度為 54%。 六、凍土凍結(jié)期從十一月至翌年四月中旬，最大凍土深度 1.6m。八、積雪歷年最大積雪厚度為 0.10m。九、地震 根據(jù) 1/300 萬(wàn)中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖（國(guó)標(biāo) GB18306-2001 圖 A1）2008 年版， 大同地區(qū)按度地震烈度設(shè)防，設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度為 0.10g。 大同地區(qū)屬地震頻發(fā)區(qū)，歷史上多次發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈地震，近年來(lái)主要地震情況 如下：（1）1962 年 6 月 5 日左云發(fā)生地震，震中位置北緯 40.4 度，東經(jīng) 112.6 度，震級(jí) 4.5。（2）1977 年 2 月

18、2 日右玉地震，烈度為度。（3）1989 年 10 月 18 日，在大同縣冊(cè)田鄉(xiāng)和陽(yáng)高縣友宰鄉(xiāng)之間發(fā)生 6.1 級(jí)地 震，震源深度地下 1315km，破壞較為嚴(yán)重。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田位置與范圍 山西中新北辛窯煤業(yè)有限責(zé)任公司位于大同市新榮區(qū)上深澗鄉(xiāng)新村、北辛窯村及東梁村一帶，行政區(qū)劃隸屬大同市新榮區(qū)。 井田的地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 113°0048113°0306；北緯40°081740°0915。 山西省國(guó)土資源廳 2009 年 12 月 28 日為該公司頒發(fā)了采礦許可證號(hào)為C14000020-09121220054132，開(kāi)采侏羅系 11、1

19、2 號(hào)煤層，其他均為不可采煤層。井田形狀呈不規(guī)則多邊形，南北平均寬約 1.57km，東西平均長(zhǎng)約2.70km，面積為4.24km2。井田范圍由以下拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定表-1-2-1點(diǎn)號(hào)緯距(m)X經(jīng)距(m)Y點(diǎn)號(hào)緯距(m)X經(jīng)距(m)Y1 4447470.60 19671758.842 4447497.6019671758.853 4448593.60 19673379.854 4448621.5919674739.865 4448019.59 19674749.866 4447000.0019673500.007 4447000.00 19671738.851.2.2地質(zhì)勘查工作一、以往地質(zhì)勘查

20、工作 大同煤田開(kāi)采歷史悠久，基礎(chǔ)地質(zhì)工作開(kāi)展較早，地質(zhì)研究程度較高。大同煤田最早的地質(zhì)工作有王竹泉先生于 1917年進(jìn)行過(guò)的地質(zhì)調(diào)查，并著山西大同、左云、懷仁、右玉煤田地質(zhì)。 勘探工作始于 1938 年，以日本人森田日次子為首的調(diào)查組，在大同煤田進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查工作，先后施工 10 個(gè)鉆孔，測(cè)繪1:5 萬(wàn)地形，并 進(jìn)行地質(zhì)填圖。根據(jù)煤層賦存條件及交通情況，將大同煤田劃分為北、中、南三部分，并編著有大同煤田研究，對(duì)大同煤田有了初步認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)。 新中國(guó)成立后，大同煤田進(jìn)入大規(guī)模的地質(zhì)勘探工作。為適應(yīng)勘探任務(wù)的需要，1952年剛成立的大同礦務(wù)局鉆探公司（現(xiàn) 115 隊(duì)）先后對(duì)大同煤田進(jìn)行過(guò)不同比例尺的

21、地質(zhì)測(cè)量與地質(zhì)勘探工作，如 1954-1955 年先后完成了云崗區(qū) 92km21/萬(wàn)地質(zhì)測(cè)量和 1/5000 地形測(cè)量，為今后各勘探區(qū)提供了可靠資料。第 115 頁(yè) 1956 年煤炭工業(yè)部地質(zhì)勘探總局 115 勘探隊(duì)，在大同煤田云崗西井 田進(jìn)行了普查勘探工作，面積 750km2，提交報(bào)告時(shí)只完成 345 km2，施工 鉆孔 23 個(gè)，于 1956 年 12 月提交大同煤田云岡西區(qū)普查地址報(bào)告本報(bào)告利用該時(shí)期施工鉆孔 1個(gè)（普14）。1956 年煤炭工業(yè)部地質(zhì)勘探總局 115 勘探隊(duì)，在大同煤田云崗西井 田進(jìn)行了普查勘探工作，面積 750km2，提交報(bào)告時(shí)只完成 345 km2，施工 鉆孔 23

22、 個(gè)，于 1956 年 12 月提交大同煤田云崗西區(qū)普查地址報(bào)告本 次報(bào)告利用該時(shí)期施工鉆孔 1個(gè)（普 14)。1965 年-1966 年 10 月，山西煤田地質(zhì)勘探 115 隊(duì)，在大同煤田云崗礦區(qū)四臺(tái)溝井田進(jìn)行了精查勘探工作，面積 118 km2，施工鉆孔 37個(gè)，工程9934.05m，采取煤芯煤樣 122 個(gè)，煤層煤樣 4個(gè)，于 1966 年 12月提交山西省大同煤田云崗礦區(qū)四臺(tái)溝精查勘探區(qū)地質(zhì)報(bào)告本月獲山西省儲(chǔ)委批準(zhǔn)。1978 年 12 月原大同礦務(wù)局重編該區(qū)地質(zhì)報(bào)告。扣除上深澗、黃土坡煤礦范圍，面積約剩為 101 km2，本 礦位于勘探區(qū)北部北緣，本次報(bào)告利用該時(shí)期鉆孔 1 個(gè)（臺(tái) 1

23、1）。1983 年 5 月-1984 年 12 月，山西煤田地質(zhì)勘探 115 隊(duì)，在大同煤田云崗礦區(qū)四臺(tái)溝井田（河北區(qū)）進(jìn)行了補(bǔ)充勘探工作（屬四臺(tái)溝井田精查 區(qū)一部分），面積 37 km2，施工鉆孔 19 個(gè)，工程量 6071.18m，井筒檢查孔 1 個(gè)，工程量 230.44m，總計(jì)工程量為 6381.62m，采取煤芯煤樣 125 個(gè)，瓦斯樣 6 個(gè)，煤層煤樣 2 個(gè)，于 1985 年 3 月提交了山西省大同煤 田云崗礦區(qū)四臺(tái)溝井田（河北區(qū)）補(bǔ)充勘探地質(zhì)說(shuō)明書本次報(bào)告利用 該時(shí)期施工鉆孔 2 個(gè)（S6、補(bǔ) 19）。 1986 年 9 月、1987 年 7 月和 1993 年 5 月，大同礦務(wù)局

24、地質(zhì)處服務(wù)公司，在本礦井田南部進(jìn)行了勘探補(bǔ)孔，計(jì) 3個(gè)。本次報(bào)告利用界內(nèi)四臺(tái)16 號(hào)孔 1 個(gè)，界外四臺(tái) 14 號(hào)和 9308 號(hào)鉆孔 2 個(gè)。1991 年 6 月，大同礦務(wù)局四臺(tái)工程處委托 216 隊(duì)編寫了四臺(tái)礦建 井地質(zhì)報(bào)告共收集鉆孔資料 10 個(gè)，其中：43462、43463、43451、43453、 43454、43443、43445 等 7 個(gè)鉆孔為本報(bào)告采用，總進(jìn)尺 1969.82m。 2007 年 6 月，原北辛窯煤礦自己組織運(yùn)用 TXU-75 鉆機(jī)，從 11#鉆至12#層，打了探 1、探 2 兩個(gè)孔，其中探 1 煤厚 1.52 米，層間距 13.1 米，探 2 煤厚 1.45

25、米層間距 11.2 米，并進(jìn)行了測(cè)量工作，但無(wú)煤質(zhì)資料。 本井田位于大同煤田云崗礦區(qū)四臺(tái)溝勘探區(qū)的中部偏東。 以往歷次勘探工作，均以鉆探為主，測(cè)井驗(yàn)證為輔，配合地質(zhì)填圖、采樣化驗(yàn)工作，勘探方法是合理的，所獲勘探成果可靠。 本報(bào)告采用的地形圖為 1977 年大同礦務(wù)局航測(cè)圖，比例尺為 1/5000，1956 年黃海高程系，等高距為 5m；地質(zhì)部分 采用 1983 年山西煤田地質(zhì)公司制印廠縮制的 1/萬(wàn)地形地質(zhì)圖轉(zhuǎn)繪而成， 圖紙的內(nèi)容和精度符合現(xiàn)行規(guī)范，可滿足建設(shè)礦井用圖要求。二、本次勘查工作 重組前三個(gè)礦井自建設(shè)以來(lái)，一直對(duì)礦井地質(zhì)及礦井水文地質(zhì)都給予 足夠的重視，各礦設(shè)立了地質(zhì)技術(shù)部門。在建設(shè)

26、過(guò)程中，堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與 綜合分析的原則，以多種手段對(duì)煤層、煤質(zhì)、構(gòu)造、瓦斯、開(kāi)采技術(shù)條件 及礦井儲(chǔ)量等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)編錄。尤其對(duì)影響安全生產(chǎn)的地質(zhì)因 素加以重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行分類研究，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)和防止各類事故 的發(fā)生。同時(shí)，以礦井地質(zhì)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，在認(rèn)真分析、研究所取得的 第一手資料基礎(chǔ)上，科學(xué)的總結(jié)礦井煤炭資源分布賦存規(guī)律，從而有效地 指導(dǎo)和解決煤礦生產(chǎn)中所遇到的各種地質(zhì)問(wèn)題，為礦井安全生產(chǎn)，設(shè)計(jì)部 署提供了可靠的技術(shù)保證。本次工作中調(diào)查了整合前的三座煤礦各煤層采掘狀況以及采空區(qū)積 水、積氣、火區(qū)情況。收集了以往資料，實(shí)地觀測(cè)了煤層厚度、產(chǎn)狀、涌水形式、涌水量以及斷裂構(gòu)造等。本次編

27、制報(bào)告共利用各勘探時(shí)期在該井田施工的鉆孔 15 個(gè)，其中界內(nèi)孔 12 個(gè)，界外孔 3 個(gè)?？傔M(jìn)尺 4529.38m。1.2.3區(qū)域地質(zhì) 一、區(qū)域地層 區(qū)域內(nèi)除震旦系、上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)、三疊系沉積缺失外，其太古界、古生界、新生界均有不同厚度的沉積，總厚約 3143m 左右。 二、區(qū)域構(gòu)造大同煤田位于天山陰山東西向構(gòu)造帶的南側(cè)，新華夏系第三隆起帶中段的北端，祁呂賀山字型構(gòu)造前弧東翼與六棱山反射弧之間，西鄰呂梁經(jīng)向構(gòu)造的西石山脈，東隔口泉山脈與新華夏系晚期的新生代大同斷陷盆地接壤，南以洪濤山背斜與寧武煤礦田相隔，東北為來(lái)自燕山運(yùn)動(dòng)的側(cè)壓力而形成的青磁窯逆斷層，構(gòu)成煤田東北部的天然邊界。大同煤田基本

28、為一向斜構(gòu)造，向斜軸由云岡東北方夏家莊起，呈南北向，在云岡石窟東略向南，延至興旺莊則大彎曲，其方向?yàn)?N40°50°E，至常流水附近，略示 N30°40°E，而后呈北東南西方向延伸，至 中部煤田則變?yōu)?N40°50°E，至南部煤田則大轉(zhuǎn)變，再變?yōu)槟媳狈较?，向斜軸偏于東為不對(duì)稱之向斜?？傮w上為一個(gè)北-北東向的向斜構(gòu)造。大同煤田主要構(gòu)造形跡有侏羅紀(jì)末期燕山運(yùn)動(dòng)形成的大同向斜及東南緣逆斷層、逆掩斷層和喜山期在此基礎(chǔ)上形成的口泉山前斷裂。三、區(qū)域含煤特征大同煤田賦存有上下兩套含煤巖系，其中下煤系為石炭二迭系含煤巖系，為海陸交互相含煤建造，上煤

29、系為侏羅系陸相含煤巖系。本井田位于十里河以北，只賦存了上部含煤巖系，含煤地層為侏羅系大同組。大同組由灰、灰白色砂巖、灰黑色泥巖、粉砂巖及煤層等組成。巖系中水平層理及交錯(cuò)層理發(fā)育，屬中侏羅世早期沉積為一套陸相含煤建造。全組可分為三個(gè)大的沉積旋回，由底界（K11）至 11 號(hào)煤層頂為第一旋回，以河流相、河漫灘相的細(xì)、粉砂巖和泥沼相的含煤沉積為主，本區(qū)含 11、12號(hào)煤層，達(dá)到可采深度，為大同組最佳聚煤期；自11號(hào)煤層頂至 7 號(hào)煤層頂為第二旋回，以湖泊相的粉砂巖、粉細(xì)砂巖最為發(fā)育，河流相砂巖和泥沼相含煤沉積稍次，本旋回成煤條件較差，煤厚一般不大，本區(qū)含煤 4 層，均未達(dá)到可采厚度；7 號(hào)煤層以上煤

30、層為第三旋回，以濱 湖三角洲相砂巖、湖泊相粉砂巖及泥沼相含煤沉積為主，成煤條件部好， 含 2、3、4、7 號(hào)煤層。本組含豐富的動(dòng)、植物化石及孢粉。（后面的設(shè)計(jì)只針對(duì)11、12號(hào)煤層，其他煤層不提）1.2.4井田地質(zhì)一、地層井田內(nèi)多為黃土覆蓋，基巖僅出露于溝谷底部及山脊，奧陶系、 石炭系二疊系地層已缺失，根據(jù)鉆孔和井筒揭露情況，地層由老至新有：1、寒武系中統(tǒng)徐莊組（2x） 上部巖性主要為灰色中厚層狀灰質(zhì)白云巖、石灰?guī)r，下部為紫灰色頁(yè)巖夾薄層含砂屑白云質(zhì)灰?guī)r，底部淺紅色鈣質(zhì)砂巖，本區(qū)揭露地層厚度約41m。二、侏羅系（J）1、下統(tǒng)永定莊組（J1y）巖性為灰紫色、紫紅、灰褐、灰黃色中粗砂巖、粉砂巖、細(xì)

31、砂巖、砂質(zhì)泥巖、白色中粗粒砂巖，底部為 K8 灰白色含礫中粗砂巖，本組地層揭露厚度為 34.2-56.69m，平均 45.66m。與下伏地層呈角度不整合接觸。2、 中統(tǒng)大同組（J2d） 井田主要含煤地層，巖性以灰、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖互層為主，夾少量灰白色中-粗砂巖。含煤 15 層之多。底 部以灰白色含礫粗砂巖（K11 ）與下伏地層呈整合接觸。本組厚度為 134.93230.3m，一般厚度為 189.12m。3、 中統(tǒng)云岡組（J2y） 巖性以灰白、灰黃色中粗砂巖、砂礫巖為主，其中礫石磨圓度好一一般呈橢球狀，分選性差，大小不勻，巖石中交錯(cuò)層理發(fā)育，底部為灰白色長(zhǎng)石、石英

32、粗砂巖（K21）與下伏地層呈平行不整合接觸。地層厚度為 085.30m，平均 53.19m。 4、白堊系下統(tǒng)左云組（K1z） 巖性以雜色礫巖、紫紅、暗紫色砂質(zhì)泥巖、粗砂巖組成，礫石成分為片麻巖、石灰?guī)r、砂巖、石英、燧石等，上部膠結(jié)疏松，下部堅(jiān)硬，由南 向北逐漸加厚，本井田西部發(fā)育，厚度為 049.23m，平均 33.16m。與下 伏地層為角度不整合接觸。 5、第四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）上部為淺黃色及黃褐色松散狀黃土，下部為棕紅色亞砂土及亞粘土，多含鈣質(zhì)結(jié)核，垂直節(jié)理發(fā)育，分布廣泛，厚度為 015.5m，平均為 10m，井田內(nèi)分布廣泛。三、構(gòu)造 本井田位于大同煤田向斜西北翼，西北部呈單斜構(gòu)造，

33、走向WE，傾向NS，傾角 26°；井田東部為向斜構(gòu)造，其軸向大致東西向,樞紐向東傾伏，兩翼傾角為 23°，南部發(fā)育一穹窿構(gòu)造。井田內(nèi) 11 號(hào)層開(kāi)采揭露 3 條正斷層，落差3-5 m，F(xiàn)1 斷層位于井田東南部，延伸長(zhǎng) 560m； F2 斷層位于井田南部，延伸長(zhǎng) 250m；F3 斷層位于井田南部礦界邊緣，延伸長(zhǎng) 580m。斷層對(duì)煤礦生產(chǎn)影響較小。（見(jiàn)井田斷層一覽表） 表1-2-2 井田斷層一覽表編號(hào)走向傾向傾角落差(m)性質(zhì)位置F1NW 20°NE20°SW705正井田東南部F2SE85°SW705正井田南部F3NW 20°NE21&#

34、176;SW702.5正井田東南部四、巖漿巖井田內(nèi)各煤層開(kāi)采時(shí)，未見(jiàn)巖漿侵入體，綜上所述，井田內(nèi)構(gòu)造類型為簡(jiǎn)單類型。 1.2.5井田水文地質(zhì)一、地表水井田及鄰區(qū)無(wú)常年性地表水體，大氣降水大都以地表徑流排出，部分垂直滲透松散地層和側(cè)向補(bǔ)給含煤巖系。井田西部邊界的跌水青溝、小蒜溝和陳家溝有季節(jié)性流水，匯入后所有溝前窯溝內(nèi)，成為礦井地下水的補(bǔ)給源。地表徑流主要來(lái)自雨季的山洪爆發(fā)，且時(shí)間短暫，雨后排泄很快，入滲量小。二、含水層1、侏羅系云岡組砂巖裂隙及其風(fēng)化殼含水層主要由基巖風(fēng)化物組成，埋深 30-80m，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，單位涌水量 0.178-0.22m3/s.m， 滲透系數(shù) 1.19m/d，水質(zhì)

35、類型為 HCO SOCa.Mg.Na 型，礦化度 865mg/L，總硬度為 581.9mg/ L ，PH 值為 7.9。 2、侏羅系大同組煤系層間砂巖裂隙含水層 巖性主要為粗、中、細(xì)砂巖，單層厚度為 8.25-21.0m，發(fā)育不穩(wěn)定。3在煤層采空段破壞了各含水層，使該含水層組處于半疏干或疏干狀態(tài)，單位涌水量 0.0062-0.019m3/s.m，滲透系數(shù) 0.061-5.07m/d，水質(zhì)類型為 HCOCa.Mg 型，礦化度 267mg/L，總硬度為 5176.72mg/ L，PH 值為 7.7。 3、寒武系石灰?guī)r溶裂隙含水層 巖性主要為灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖，厚50-190，裂隙不太發(fā)育，可溶性巖石很

36、少，富水性較弱。單位涌水量0.10m3/s.m，水質(zhì)類型為HSO4-CaMg型。本區(qū)灰?guī)r水位標(biāo)高為 1054-1057m 之間，高于批采的 11 號(hào)煤層底板，因此 11、12、13、14 號(hào)煤層均屬帶壓開(kāi)采。三、隔水層井田煤系地層中比較連續(xù)穩(wěn)定的隔水層為侏羅系永定莊組泥巖、砂質(zhì) 泥巖層組，據(jù)鉆探資料證實(shí)，永定莊組不含水或含水極弱，具有隔水性能。 它隔斷了煤系地層與寒武系巖溶含水層的水力聯(lián)系。1.3煤層的埋藏特征1.3.1煤層的賦存特征 本井田位于大同煤田向斜西北翼，西北部呈單斜構(gòu)造，走向WE，長(zhǎng)3000m;傾向NS ，傾角 26°,長(zhǎng)1680m；井田東部為向斜構(gòu)造，其軸向大致東西向,

37、樞紐向 東傾伏，兩翼傾角為 23°。埋藏西邊淺東邊深。1.3.2埋藏層數(shù) 一、11 號(hào)煤層 位于大同組下部，煤層厚度3.98-4.32，平均4.02，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含夾矸1層（厚度小于0.05m），全井田分 布，屬穩(wěn)定可采煤層。頂板為粉細(xì)砂巖，底板為粉、細(xì)砂巖。二、12 號(hào)煤層位于大同組下部，上距11煤層12.50-22.86，平均14.53。煤層厚度5.97-6.10m，平均6.03m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含夾矸1層(厚度小于0.05m），全井田分布， 屬穩(wěn)定可采煤層。頂板為砂質(zhì)泥巖。 表1-3-1 煤 層 特 征 一 覽 表煤 層 號(hào) 煤層厚度 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 層間距頂板巖性 底

38、板巖性 可采圍最小-最大 一般最小-最大 一般 113.98-4.32 4.02簡(jiǎn)單穩(wěn)定粉細(xì)砂巖 粉砂巖 全區(qū)12.50-22.86 14.53 125.97-6.106.03簡(jiǎn)單穩(wěn)定砂質(zhì)泥巖、粉砂巖 粉砂巖 全區(qū) 1.3.3煤層圍巖性質(zhì)一、煤層頂?shù)装鍘r石特征11 號(hào)煤層 頂板為灰色細(xì)粒砂巖，成分以石英、長(zhǎng)石為主，硬度中等，平均厚6.77m；底板為灰色粉細(xì)砂巖互層，厚 3.0-10.0m，平均 5.05m。12 號(hào)煤層 直接頂為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚度 1m，老頂為層狀中、細(xì)粗砂巖，厚度 5-10m；底板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖細(xì)、中砂巖。三、巖石工程地質(zhì)特征1、中粗砂巖：灰白色、淺灰色，成分以

39、石英為主，長(zhǎng)石次之，含巖 屑、云母，膠結(jié)物為泥質(zhì)、鈣質(zhì)，膠結(jié)良好，致密塊狀，膠結(jié)類型為基底式及孔隙式。2、細(xì)砂巖：灰白色、灰色，成分以石英為主，含云母和暗色礦物，致密堅(jiān)硬，多與砂質(zhì)泥巖互層，層理較發(fā)育，層面富集炭物質(zhì)，膠結(jié)類型。為鈣泥質(zhì)基底式。3、粉砂巖：灰色至深灰色，結(jié)構(gòu)致密，微層理發(fā)育，層面富集炭質(zhì) 及植物碎片，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。4、砂質(zhì)泥巖、泥巖：灰色、深灰色為主，灰黑色次之。結(jié)構(gòu)致密， 層理發(fā)育，常含有植物葉片化石，其堅(jiān)硬程度隨炭質(zhì)含量的多少有所差異。 三、巖石物理力學(xué)性質(zhì)和根據(jù)四臺(tái)溝井田的測(cè)試資料，巖石物理力學(xué)性質(zhì)如下： 1、細(xì)砂巖：容重24.0KN/m3,自然含水率2.52%，軟化系

40、數(shù)0.797。 單軸抗壓強(qiáng)度50.2-99.7MPa，抗拉強(qiáng)度1.7-6.1MPa,內(nèi)聚力30.0MPa,內(nèi)摩 擦角35.7°，彈性模量12.5-47.9GPa,泊松比0.19-0.39。 2、粉砂巖：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度42.3-53.8MPa,抗拉強(qiáng)度1.7-4.3MPa, 內(nèi)聚力16.8MPa,內(nèi)摩擦角17.3°，彈性模量9.1-37.5GPa,泊松比0.25-0.35。 3、砂質(zhì)泥巖：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度 38.7MPa,抗拉強(qiáng)度 2.0-5.9MPa, 彈性 模量 27.4Mpa，泊松比 0.12。 頂板管理以頂板巖石的巖層結(jié)構(gòu)情況，特別是弱層、弱面的部位和巖層自身整體的工程地質(zhì)

41、特征為依據(jù)，并與開(kāi)采時(shí)的技術(shù)條件有關(guān)。就本井田煤層的頂板來(lái)看，與其它周邊煤礦相同，具有沉積環(huán)境類似，規(guī)律明顯，厚層狀堅(jiān)硬頂板的特征，工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度尚屬簡(jiǎn)單。1.3.4煤的性質(zhì)及品種一、物理性質(zhì)井田內(nèi)各煤層顏色均為黑色，條痕為褐色，弱玻璃-瀝青光澤，條帶狀-均一 狀結(jié)構(gòu)，層狀-塊狀構(gòu)造，平坦-貝殼狀斷口，硬度中等，一般為 23。宏觀煤巖特征相近，一般以半光亮型半暗型煤為主，煤層從上到下光亮煤 逐漸減少，暗淡煤則逐漸增多。煤的有機(jī)顯微組分中鏡質(zhì)組（V）為 22.95%39.38%，絲質(zhì)組（I）為 54.43% 71.50%，穩(wěn)定組（E）為 0.85%3.60%，自上而下鏡質(zhì)組呈降低趨勢(shì)，絲

42、質(zhì)組逐 漸增加。鏡質(zhì)組反射率 Rmax 一般在 0.682%0.746%之間，煤層處于變質(zhì)階段。煤的無(wú)機(jī)組分以粘土類為主，批采各層一般為 5.25%19.08%，呈自下而上 增加，硫化鐵類一般為 0.20%。各煤層視密度值為：11 號(hào)層 1.29t/m2，12 號(hào)層 1.27t/m3。二、化學(xué)性質(zhì) 各煤層原煤分析基水分平均在 2.115.06%之間，干燥基灰分平均在 8.72%26.26% ,全硫平均在 0.87%2.84%，揮發(fā)分平均在 26.57% 31.52%，干燥基高位發(fā)熱量平均在 25.4829.34MJ/kg。11號(hào)煤層：原煤水分（Mad）3.32%4.39%，平均 3.79%，灰

43、分7.62%10.99%，平均 9.39%，揮發(fā)份（Vdaf）29.27%32.02%，平均 30.65%，全硫（St.d）0.88%1.65%，平均 1.27%；浮煤水分（Mad）2.29%3.71%，平均 3.00%，灰分（Ad）4.01%4.06%，平均 4.04%，揮發(fā)份（Vdaf）28.53%33.99%，平均 31.26%，全硫（St.d）0.35%；原煤發(fā)熱量（Qgr.d）28.86MJ/kg，粘結(jié)指數(shù)為 5，該層煤為特低灰-低灰、低硫-中高硫、高熱值不粘煤（BN）。12 號(hào)煤層：原煤水分（Mad）2.98%4.46%，平均 3.92%，灰分1414.15%18.90%，平均 1

44、5.86%，揮發(fā)分（Vdaf）22.49%34.21%，平均28.35%，全硫1.394.29%，平均 2.84%，浮煤水分（Mad）1.59%2.71%，平均 2.15%，灰（Ad）2.74%5.52%，平均 4.13%，揮 發(fā)份（Vdaf）24.94%29.45%，平均 27.20%，全硫（St.d）0.270.42%， 平均 0.35%；原煤發(fā)熱量（Qgr.d）25.48MJ/kg，粘結(jié)指數(shù)為 0，該層煤為 低灰、中高硫-高硫、中熱值不粘煤（BN）。三、工藝性能 煤灰熔融性 ST1250-1350°C，為中等軟化溫度灰。 焦油產(chǎn)率一般 7%左右，屬含油煤，其中 11、12號(hào)煤層

45、為富焦油。 各煤層粘結(jié)性指數(shù)為 0-5，膠質(zhì)層 x 值一般在 0-0.5mm，y 值 20-38mm。以中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751-86）劃分煤類，本井田各煤層均為不粘結(jié)煤。 各煤層的元素含量差異不大，碳元素含量平均在 82.68%-84.85%，氫 元素含量平均在 4.59%-5.11%，氧元素含量平均在 9.54%-11.41%， 氮元 素含量平均在 0.70%-1.00%。各煤層的煤灰成分以 SiO2 為主，其次為 Fe2O3 和 Al2O3，二者之和可達(dá) 50%左右。五、可選性 1000.5mm 表1-3-2 入選原煤浮沉試驗(yàn)綜合表密度級(jí)(KG/L)占本級(jí)(%)占全樣(%)灰分

46、(%)硫分(%)1.474.82968.5954.7800.4061.4-1.55.1204.69316.8260.8261.5-1.61.7031.56126.0831.1931.6-1.70.8760.80336.8601.3631.7-1.81.0180.93344.4352.6371.8-2.00.7090.64952.1882.8992.015.74814.43576.1497.921小計(jì)100.00091.66918.0181.673 小計(jì)占總計(jì)97.4232.42518.0181.673煤泥2.57716.39520.8242.314 總計(jì)占本級(jí)(%)94.09418.0901.

47、690 各煤層的±0.1 含量在分選密度在 1.45-1.70 之間，扣除大于 2.0 的沉 矸后均低于 10%，可選性均為易選。六、瓦斯：根據(jù)大同市煤炭工業(yè)局同煤機(jī)字2007314 號(hào)文批準(zhǔn)的礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果：礦井瓦斯等級(jí)鑒定為瓦斯礦井。七、煤塵的爆炸性：根據(jù)山西煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心對(duì)各煤層煤樣檢定： 各煤層均具有爆炸性。因此今后開(kāi)采時(shí)應(yīng)不斷完善井下靜壓防塵灑水系統(tǒng)，減少粉塵危害。8、 煤的自燃性 根據(jù)山西煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心對(duì)各煤層煤樣檢定：煤層自燃等級(jí)為級(jí)，煤層自燃傾向性質(zhì)為容易自燃。各煤層的自燃發(fā)火期為 6 個(gè)月。2、 井田境界與儲(chǔ)量2.1井田境界2.1.1井田境

48、界 井田的地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 113°0048113°0306；北緯40°081740°0915。本井田位于大同煤田向斜西北翼，西北部呈單斜構(gòu)造，走向WE，東西最長(zhǎng)處為3.00km，最短處為1500km，平均長(zhǎng)約2.7km;傾向NS ，傾角 26°,南北最寬處為1680m，最窄處為600m，平均寬約 1.57km；井田東部為向斜構(gòu)造，其軸向大致東西向,樞紐向 東傾伏，兩翼傾角為 23°。埋藏西邊淺東邊深。井田形狀呈不規(guī)則多邊形，面積為4.24km2。井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定見(jiàn)表2-1-1：表2-1-1 井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)表點(diǎn)號(hào)緯距(m)X

49、經(jīng)距(m)Y點(diǎn)號(hào)緯距(m)X經(jīng)距(m)Y14447470.6019671758.8424447497.6019671758.8534448593.6019673379.8544448621.5919674739.8654448019.5919674749.8664447000.0019673500.0074447000.0019671738.852.2地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算2.2.1資源/儲(chǔ)量估算范圍本次資源儲(chǔ)量估算依據(jù)山西省國(guó)土資源廳 2009 年 12 月 28 日頒發(fā)的采礦許可證批準(zhǔn)的井田范圍及礦種和層位，為侏羅系大同組 11、12號(hào)煤層，井田總面積為4.24km2。本次儲(chǔ)量估算范圍為：11 號(hào)

50、煤層4.24km2，12 號(hào)煤層4.24km2 。2.2.2儲(chǔ)量估算的工業(yè)指標(biāo) 按中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DZ/T0215-2002）煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范附錄 E 表 E.1 規(guī)定執(zhí)行：一、最低可采厚度為： 0.80m；二、最高灰份（ Ad）：40%；三、最高硫份（Std）：3%；四、最低發(fā)熱量（Qnet.d） ：17.0MJ/kg。五、儲(chǔ)量估算平均煤厚采用塊段內(nèi)各見(jiàn)煤點(diǎn)純煤厚度。11號(hào)和12號(hào)煤層夾肝均小于0.05m，所以可忽略不計(jì)。2.2.3現(xiàn)保有資源量 井田依據(jù)鉆孔的質(zhì)量等級(jí)劃分成不同的儲(chǔ)量塊，分別為控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（11b）、探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（122b）和推斷的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量

51、（333）。煤層視密度值：11 號(hào)煤層 1.29t/m3 ； 12號(hào)煤層1.301.29t/m2。井田保有資源見(jiàn)表2-2-1。表2-2-1 井田保有資源/儲(chǔ)量計(jì)算匯總表煤層號(hào) 煤類資源/儲(chǔ)量（萬(wàn) t） 111b/總量% 122b/總量% 111b 122b 333 現(xiàn)保有 11RN 936 1159 149 2244 16.6820.66 12RN 1404 1739 224 3366 25.0230.99 合計(jì) 2340 2898 373 5611 41.7051.652.2.4工業(yè)資源/儲(chǔ)量 礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=11b+122b+333×k注：k可信度系數(shù)，取 0.70.9。地質(zhì)

52、構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，k值取 0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，k 值取 0.7。本井田各可采煤層均為全區(qū)開(kāi)采的穩(wěn)定煤層。因此，本礦井推斷的資源量（333）可信度系數(shù) k 取 0.9。經(jīng)計(jì)算礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為 5573萬(wàn) t，見(jiàn)表 2-2-2。 礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=111b122b333k23402898373×0.95573萬(wàn) t表 2-2-2 井田工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算表煤層號(hào)資源/儲(chǔ)量（萬(wàn) t）工業(yè)儲(chǔ)量煤類111b122b333k1193611591342229RN12 1404N合計(jì) 2340 289833555732.3可采儲(chǔ)量的計(jì)算2.

53、3.1井田邊界煤柱 根據(jù)礦井水文地質(zhì)規(guī)程規(guī)定，井田邊界留設(shè) 20m 邊界煤柱。 工業(yè)廣場(chǎng)及井筒護(hù)巷煤柱為地質(zhì)儲(chǔ)量的10%。2.3.2村莊煤柱井田范圍內(nèi)有西梁村一個(gè)村莊，位于井田西北部，村莊面積2055m2。根據(jù)村莊附近的鉆孔可知該村莊表土層距離11號(hào)煤層210m，松散層70m，基巖層140m。侏羅系地層巖移角煤系地層（基巖層）取 72°，第四系（表土松散層）取 45°。由此可計(jì)算出村莊保護(hù)煤柱的寬度為125m。村莊保護(hù)煤柱寬度=松散層厚度×tan45°+基巖層厚度×cot72°村莊保護(hù)煤柱寬度=70×tan45°+1