王學(xué)文--通風(fēng)專業(yè)設(shè)計

1、潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)證書班礦井通風(fēng)課程設(shè)計礦井通風(fēng)與安全專業(yè)王學(xué)文O一O年八月第一部分 昌泰礦井概況第一章 井田概況、地理概況11 56 -113° 13' 15，北緯：37° 59' 27 -38° 00' 49。井田11.5°方向、直線距離 11km 處,壽陽盂縣公路在井田北側(cè)經(jīng)過,距太 距石太鐵路壽陽火車站11km，交通位置便利。1 、交通位置 山西壽陽潞陽昌泰煤業(yè)有限公司煤礦位于壽陽縣解愁鄉(xiāng)榮家溝紅花堙村之間。礦區(qū)地 理坐標(biāo)：東經(jīng)： 113° 位于壽陽縣城北東約 舊高速公路約 12km，2、地形地貌井田位于太行山

2、北端與晉中盆地之間的低山丘陵區(qū)， 地表多被黃土覆蓋， 地形較為平緩， 但土梁與沖溝發(fā)育。地形總體東部高、西部低，最高點位于井田東南角，標(biāo)高為 1370.1m，最低點位于西部溝谷中，為1172.1m,最大相對高差198m。3、水系本區(qū)屬黃河流域、汾河水系的瀟河的I級支流一白馬河的上游支溝。 井田內(nèi)無大的河流, 河谷常年干涸，雨后有短時間的洪水。4、氣象及地震情況該區(qū)屬大陸性氣候，四季分明。冬春多風(fēng)，氣候干燥，夏秋多雨，雨量大多集中在 9月份。年平均氣溫7.6 C, 一月份最低，平均氣溫-8.8 C,極端最低氣溫為-26.2 C。7月份最高，平均氣溫21.6 C,極端最高氣溫為37.5 C；年均降

3、水量為235.3 806.2mm平均505.41mm日最大降水量107.3 mm。降水量多集中在6 9月份，尤以8、9月降水量最多；蒸發(fā)量年平均為1754.16 mm,年最高達(dá)2265.0mm年最低1483.8mm霜凍期為9月中旬至次年4月中旬，年無霜期約148天；年平均凍土深度0.904m,最大凍土深度1.11m,最 小0.65m；風(fēng)向夏為東南風(fēng)，冬為西北風(fēng)，年平均風(fēng)速2.48m/s,最大月平均風(fēng)速3.9 m/s（1979年 1 月）, 最小月平均風(fēng)速 1.0 m/s（1988 年 9月）。壽陽地震觀察點于 1976 年建成,至今無地震記錄。據(jù)晉中地震局編制的晉中地震史 料匯編,壽陽縣 19

4、49-1985 年間發(fā)生的地震,最大為 1969年 8月 4日發(fā)生的地震,震級為 4級,較小的為 1903年 5月 3日發(fā)生的地震,震級為 1.4 級。一般為 23.5 級。山西省地震局于 1982 年編繪的全省地震分布及破壞地震預(yù)測圖表明：本區(qū)處于兩個較大地震帶之間，東部為昔陽和順地震帶，西部為大同太原臨汾地震帶；本區(qū)位于兩帶之間的盂縣壽陽弱活動區(qū)， 按山西省地震局頒布的地震基本烈度區(qū)劃圖本區(qū)應(yīng)屬 6級烈度區(qū)。壽陽地區(qū)根據(jù)礦井建設(shè)抗震設(shè)防烈度GB18306-200為7度，設(shè)計基本地震加速度為 0.1g 。5、主要自然災(zāi)害、井田開發(fā)概況：山西壽陽潞陽昌泰煤業(yè)有限公司礦井為 2009年11 月資

5、源兼并重組整合礦井。由壽陽縣昌泰煤業(yè)有限公司礦井和壽陽金鑫城煤業(yè)有限公司礦井兩個礦井兼并重組而成， 本次兼并重組整合，壽陽金鑫城煤業(yè)有限公司礦井被列為關(guān)閉礦井，要求2010 年年底關(guān)閉。兼并重組整合后，井田面積3.7252km2,批準(zhǔn)開采615下號煤層，礦井生產(chǎn)能力60萬t/a 。三、地質(zhì)構(gòu)造壽陽礦區(qū)位于沁水煤田的西北端，陽曲 -盂縣緯向構(gòu)造帶南翼。東西兩側(cè)受太行徑向構(gòu)造帶和新華夏系構(gòu)造的控制。受區(qū)域構(gòu)造的影響，壽陽礦區(qū)地層總體走向近東西向，向南傾的單斜地層，大型斷裂較少，寬緩次級褶曲較發(fā)育。井田位于壽陽礦區(qū)的東北部邊緣， 隨著多年的開采對其構(gòu)造形態(tài)控制較好。 發(fā)育有小型正斷層 3 條、陷落柱

6、 18 個、較大的向斜 2 個和背斜 1 個，構(gòu)造較發(fā)育。地層總體走向近東西向，傾向南。受寬緩的向斜和次級小向斜的控制，部分地段地層產(chǎn)狀變化。地層產(chǎn)狀較平緩，傾角 5-14 °。下面將主要構(gòu)造介紹如下：正斷層F1 :位于井田西南部，兩端延伸出井田，延伸長度1500m。走向約265°，斷面傾向750°,傾角70-80。，斷面總體傾向南西，傾角 70-80。，最大斷距（落差）30m。正斷層F2：位于井田東部，東端延伸出井田，西端尖滅，延伸長度1250m。走向約270°，斷面傾向 0°，傾角 75°。最大斷距（落差） 4m。正斷層F3：位于

7、井田東南部，東端延伸出井田，西端尖滅，延伸長度1300m。走向約265°，斷面傾向 175°，傾角 80°。最大斷距（落差） 30m。陷落柱井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn) 18 個，多分布于井田西南部，形狀為橢圓形。大小20X50m-80X 120m，該陷落柱內(nèi)巖層扭曲變形，巖層、巖石雜亂破碎，陷落柱內(nèi)煤層被破壞而不能開采。向斜G:樞紐位于井田中部，為主要褶皺，影響井田內(nèi)地層產(chǎn)狀。樞紐走向265 °，北 翼地層產(chǎn)狀較陡，傾角在 815°之間。南翼較平緩，傾角在 5 13°之間。向斜Q:樞紐位于井田東北部，為次要褶皺，影響井田內(nèi)東北-東部地層產(chǎn)狀。樞紐走

8、向總體北北東向 ，樞紐平面上呈蛇形彎曲，并向南西傾伏。西北翼地層產(chǎn)狀較陡，傾角在714°之間。南東翼較平緩，傾角在 513°之間。此外還有次級小背斜和小向斜。未發(fā)現(xiàn)巖漿巖。綜上所述，井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。四、地層井田位于沁水煤田壽陽礦區(qū)壽陽東詳查勘探區(qū)的北部老區(qū)。 井田內(nèi)地表大部分被第四系 松散層覆蓋，現(xiàn)根據(jù)壽陽詳查地質(zhì)報告有關(guān)地質(zhì)資料，結(jié)合本礦開拓、掘進(jìn)井巷工程揭露的 地質(zhì)資料，將井田內(nèi)地層由老至新敘述如下：1、中統(tǒng)峰峰組（ O2f ）全組厚約155m該組地層連續(xù)沉積于下伏馬家溝組地層之上，根據(jù)巖性分兩個巖性段: 二段（ O2f 2）由白云質(zhì)泥巖、角礫狀灰?guī)r、泥灰?guī)r

9、組成，泥質(zhì)含量較高，含大量石膏，呈薄層狀或條帶狀，局部巖溶發(fā)育，厚度 85m左右；一段（Qf1 ）由灰色厚層狀石灰?guī)r及花斑狀 灰?guī)r組成，質(zhì)純，巖溶不發(fā)育，厚度 70m左右。2、石炭系（ C）1 ）中統(tǒng)本溪組（ C2b）本組地層平行埠整合于奧陶系灰?guī)r之上，巖性由灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰白色 砂巖及灰?guī)r組成，夾薄層及煤線 2 層，含灰?guī)r 2層，層位較穩(wěn)定并有煤線發(fā)育，底部為山西式鐵礦及G層鋁土礦，組厚40-70m,平均厚度為49.62m。2）上統(tǒng)太原組（ C3t ）本組地層連續(xù)沉積于下伏本溪組地層之上，厚度約136.53m。主要巖性由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、 灰白色泥巖、 4 層灰?guī)r及煤層組成

10、， 含煤 10 層，主要可采煤層為 8、9、12、15-1 、 莖化石，砂質(zhì)泥巖及粉砂巖中含大量鱗木、輪葉、脈羊齒等植物化石。15-2煤，底部發(fā)育有一層中一粗粒砂巖（K）與本溪組分界?；?guī)r中含大量的蜓科及海百合3、二疊系（ P）1）下統(tǒng)山西組（ P1s ）本組地層連續(xù)沉積于太原組地層之上，灰白色中粗粒砂巖及黑色煤層組成。砂巖平均厚54.41m。巖性由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、 5 層，煤 6 層，其中 6 號煤層局部可采，砂質(zhì)泥巖不可采。地層總厚度190.94m,共含煤11層，煤層總厚度14.41m,總含煤系數(shù)為7.5%。及粉砂巖中含大量的植物化石及碎片。2）下統(tǒng)下石盒子組（ P1x）本組地層連續(xù)

11、沉積于山西組地層之上，平均厚度約95m巖性由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、中細(xì)粗粒砂巖組成， 泥巖中富含植物化石及碎片。 下部發(fā)育 2-3 層煤線，砂巖中常具炭化面，底部發(fā)育一層5m左右的中粗粒砂巖，為K8砂巖，本組頂部發(fā)育一層紫紅色具桃花斑塊的鐵鋁質(zhì)泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，為上、下石盒子組的標(biāo)志層。3）上統(tǒng)上石盒子組（ P2s）本組地層連續(xù)沉積于下石盒子組地層之上，厚度約450m巖性由砂質(zhì)泥巖、泥巖及中細(xì)砂巖組成，底部發(fā)育一巨厚層狀的中粗粒石英砂巖（Ko）與下石盒子組為界，常發(fā)育一不穩(wěn)定的錳鐵礦層及 1-2 層中粗粒砂巖。本井田內(nèi)因剝蝕層位發(fā)育不全， 殘留地層厚度約 30m。4、第四系（ Q）1）中上更新

12、統(tǒng)（ Q2+3）本組地層不整合覆蓋于各地層之上，厚度0-40 m,主要由紅色粘土、亞粘土組成，夾鈣質(zhì)結(jié)核層，井田內(nèi)地表大面積分布。2）全新統(tǒng)（ Q4）主要由沿季節(jié)性洪水沖溝分布，為現(xiàn)代河床沖積，洪積物由砂土卵石組成，厚0-15m。五、煤層一）含煤性本井田含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。山西組含1、 2、 3、 4、5、 6號 6層煤層，其中 6號煤層局部可采，其它煤層不可采。太原組含8、 9、 11、 12、 12下、 13、 15 上、 15 下、16、 16下共10層煤，其中 8、 9、 12、 15上、 15下號煤層可采，其它煤層二）可采煤層兼并重組后采礦證批準(zhǔn)開采6、

13、8、9、12、15上、15 下號煤層，各可采煤層敘述如下：1、 6 號煤層位于山西組底部，煤層厚度1 層夾矸，頂、底板為砂質(zhì)泥巖、0-2.60m，平均0.96m。結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾矸，局部含泥巖，該煤層在井田北部被剝蝕，南部尖滅無煤。屬全區(qū) 較穩(wěn)定局部可采煤層。但根據(jù)礦方提供資料， 6號煤層被破壞，已不可采，因此本次設(shè)計不考慮 6號煤層的開采， 6 號煤儲量亦不做計算。2、8 號煤層位于太原組頂部，上距 6號煤層底板7.20 12.05m,平均8.67m。煤層厚度0 2.35m,平均1.77m。結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾石，局部含1層夾矸。頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、中砂巖, 底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂

14、巖。該煤層在井田中北部被剝蝕，東部尖滅無煤。屬較穩(wěn)定大 部可采煤層。3、9 號煤層位于太原組近頂部，上距8號煤層2.00 20.75m,平均8.60 m煤層厚度1.20 2.40m,平均1.88m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含夾石1層，局部不夾矸。頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粗砂 巖、細(xì)砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粗砂巖。中北部剝蝕，屬全區(qū)穩(wěn)定大部可采煤層。4、12 號煤層位于太原組中部，上距9號煤層29.90 61.20m,平均49.06m。煤層厚度0.45 2.25m,平均1.62m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含1層夾矸，局部不夾矸。頂、底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、 灰?guī)r。井田南部煤層厚度小于最低可采厚度，屬全區(qū)較穩(wěn)

15、定大部可采煤層。5、15 上號煤層位于太原組下部，上距12號煤層15.35 43.50m,平均33.14m。煤層厚度1.70 11.00m,平均3.92m。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般含夾矸 1 5層，局部不含夾矸。頂板為炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r、粗砂巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗砂巖。屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。6、15 下號煤層位于太原組下部，上距 15上號煤層0 15.40m,平均6.69m。煤層厚度0.90 5.45m,平均3.73m。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，部分不含夾矸，部分含1 3層夾矸。頂板為炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r、粗砂巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗砂巖。屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。六、煤質(zhì)1、煤的物

16、理性質(zhì)和煤巖特征煤的顏色為黑色。條痕黑至褐色；玻璃光澤或強(qiáng)玻璃光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造；斷 口以參差狀為主，次為貝殼狀；內(nèi)生裂隙較發(fā)育，太原組下部煤層含黃鐵礦結(jié)核。宏觀煤巖組分以半亮煤為主，鏡煤及暗煤次之，絲炭少見，宏觀煤巖類型以半亮型煤為 主。井田內(nèi)鉆孔未做煤巖鑒定工作，據(jù)東灣礦及井田南部901鉆孔資料匯總?cè)缫姳?-1-2。煤 層有機(jī)組分無機(jī)組分鏡質(zhì) 體半鏡 質(zhì) 體絲質(zhì) 體殼質(zhì) 體粘土類硫化 物 類碳酸 鹽 類氧化物 類小 計870.86.922.35.90.4006.3970.46.123.59.30.10.20.19.71266.27.026.813.20.90.40.214.715上

17、74.05.420.67.43.80.5011.715下58.611.230.215.400.60.216.2表 2-1-2煤巖鑒定結(jié)果匯總表有機(jī)組分主要以鏡質(zhì)體,其次以絲質(zhì)體和少量半鏡質(zhì)體。鏡質(zhì)體為淺灰色，以無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)為主。半鏡質(zhì)體為灰白色,多為結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體。絲質(zhì)體為黃 -黃白色，以結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體為主,碎屑絲質(zhì)體次之。無機(jī)組分主要為粘土類,含少量方解石、石英。粘土呈浸染狀，少量為塊狀或充填胞腔 狀。黃鐵礦呈球粒狀或填充胞腔狀。據(jù)井田西部P108鉆孔資料：鏡煤最大反射率（Rfmax）在2.018 2.422之間，屬VI變質(zhì) 階段，隨煤層埋深的增加，R0max逐漸增大。2、煤的化學(xué)性質(zhì)井田內(nèi)鉆孔多無

18、煤芯及煤質(zhì)分析測試資料， 根據(jù)壽陽（東）詳查區(qū)和周邊礦井分析測試資料，各煤層煤質(zhì)成分指標(biāo)匯總見表2-1-3。（1）灰分各煤層灰分為11.44-28.24%，平均13.58%,屬低灰煤,浮煤干基灰分為7.38-7.10%，平9號煤層原煤干基灰分為12.27-18.76%，均為中灰煤，洗選后煤的灰分降到 10%下。均 7.50%。(2)揮發(fā)分煤層Ad (%St,d (%)Q,dQet,ar(MJ/kg)Vdaf(%)Pd(%)Cdaf(%)Hdaf (%)原10.14-25.150.40-1.6635.750.0066煤17.840.6828.02浮 煤6.490.4712.33-16.1814.

19、4892.014.04原9.85-35.150.38-2.5035.160.048煤20.180.7827.10浮 煤8.540.6012.80-14.1813.610.0391.613.98原10.26-39.420.29-1.8734.850.0279煤22.230.6226.32浮 煤8.210.5712.80-14.1813.610.00991.603.99原10.67-30.330.92-4.1735.120.0212煤20.671.9226.93浮 煤9.871.2612.14-13.1312.5291.104.02原8.22-31.290.79-7.4835.080.01615煤

20、18.432.7427.81上浮 煤7.781.3810.72-13.1211.860.00793.163.81原13.46-39.830.21-4.1534.130.02415煤28.240.8324.03下浮 煤9.620.5910.38-13.7111.550.00691.173.90各煤層的浮煤揮發(fā)分在10.38-16.18%，總體自上而下隨煤層層位的降低而減小。表 2-1-3煤質(zhì)特征匯總表全硫含量(3)9、15下號煤層含硫量平均為0.62%0.83%, 12、15上號煤層含硫量平均為1.92%2.74%。發(fā)熱量間。各煤層干基彈筒發(fā)熱量在 26.61-35.75 MJ/kg之間，干基低

21、位發(fā)熱量在24.03-30.03之(5)元素組成區(qū)內(nèi)外鉆孔及礦井只有 6 8、9號煤的元素分析結(jié)果，結(jié)合壽陽東調(diào)查地質(zhì)報告，各煤層的元素組分均以碳元素為主，一般在 90%以上，氫含量在4%以上，其余組分占少量。(6)煤灰特征本井田內(nèi)無煤灰成分資料，根據(jù)壽陽東調(diào)查地質(zhì)報告資料(見表2-1-4 )，各煤層的灰 分均以酸性礦物為主，占76.07 88.82 %;酸堿比在0.08 0.25 %之間，15號煤最高；結(jié) 渣指數(shù)15號煤最高為0.62，屬中等的，其余煤層均小于0.1，屬低的一類；結(jié)污指數(shù)在0.02 0.09之間，均屬低的一類。各煤層的 ST均大于1250° C,屬高熔灰分。以上指數(shù)

22、說明，煤在燃燒時，對鍋爐膛和管束的腐蝕性不大。煤層6891515下堿性礦物總 量9.548.168.7219.047.18酸性礦物總 量86.8188.8288.5876.0787.80堿酸比0.110.090.100.250.08結(jié)渣指數(shù)0.070.070.060.620.05結(jié)污指數(shù)0.070.030.050.090.02ST°C> 1400> 1400> 1400> 1350> 1400表 2-1-4煤灰特征匯總表(7)熱穩(wěn)定性據(jù)壽陽東調(diào)查區(qū)的1302孔及901孔的15號煤熱穩(wěn)定性資料，TS+6為74%，屬熱穩(wěn)定 性好的煤。(8)煤對二氧化碳反應(yīng)性

23、本井田內(nèi)無資料，據(jù)901鉆孔資料，8、15煤在900C時的二氧化碳還原率分別為 4.82 % 和9.84 %，到1100C的二氧化碳還原率僅為39.51 %和54.53 %，反應(yīng)性較差。3、煤中有害組分及煤的可選性(1)有害組分煤中有害組分主要是灰分、硫分、磷、氯和砷等。各煤層的灰分在9.54-32.92 %之間，全硫含量12號煤較高外，其余煤層為低硫煤。據(jù)壽陽東調(diào)查地質(zhì)報告：各煤煤層為特低-低磷煤，砷含量小于3PPm氯含量在0.006-0.021 %之間。(2)煤的可選性本井田內(nèi)無可選性資料，119隊在本井田東部的富東煤業(yè)有限公司及本井田南部901鉆孔采有8 9、15煤的簡易可選性煤樣。本井

24、田與之相鄰，其結(jié)果可以借鑒。假定浮煤灰分10%時，從可選性曲線圖中可以查處:8號煤：理論分選密度大于1.77 %，浮煤回收率99%,± 0.1含量小于5%,屬極易選煤。見表2-1-5 。表2-1-58 號煤層13-0.5mm級浮沉試驗綜合表密度(kg/L)產(chǎn)率 (%Ad(%)累計(%分選密度± 0.1浮物沉物密度(kg/L )產(chǎn)率(%產(chǎn)率Ad產(chǎn)率Ad全級100.0010.39-1.317.202.8117.202.8182.8011.971.474.391.3-1.459.647.5176.846.4623.1023.441.520.091.4-1.514.7516.499

25、1.598.078.4135.641.66.521.5-1.65.3425.5096.939.033.0753.271.71.531.6-1.71.1834.5598.119.341.8964.951.7-1.80.3544.5698.469.471.5469.59+1.81.5469.59100.0010.39小計100.0010.39煤泥3.559.75總計100.0010.379號煤：理論分選密度為1.56，浮煤回收率71%，因分選密度小于1.7，故以扣除沉矸后為100%計算，± 1.0含量為22.99 %，屬中等可選煤，見表2-1-6 。15號煤：理論分選密度1.47，浮煤回

26、收率62%，扣除沉矸后為100%計算，± 0.1含量為63%，屬極難選煤，見表2-1-7 。4、煤類及工業(yè)用途評價各煤層的浮煤干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)在10.38-16.18%之間，確定8、9、12、15、15號 煤層貧煤。各煤層為良好的動力、化工及民用用煤。表2-1-69 號煤層13-0.5mm級浮沉試驗綜合表30密度（kg/L）產(chǎn)率（%Ad(%)累計（%分選密度± 0.1浮物沉物密度（kg/L）產(chǎn)率（%產(chǎn)率Ad產(chǎn)率Ad全級100.0021.91-1.32.712.142.712.1497.2922.46131.444.686.5647.396.3152.6135.9

27、71.463.001.4-1.518.3215.6365.718.9134.2946.831.527.751.5-1.69.4326.1175.1411.0724.8654.691.616.531.6-1.77.1034.8682.2413.1217.7662.621.710.421.7-1.83.3242.4885.5614.2614.4467.251.85.241.8-1.91.9250.3487.4815.0512.5269.841.93.601.9-2.01.6857.8489.1615.8610.8471.70+2.010.8471.70100.0021.91小計100.0021.9

28、1煤泥1.1117.12總計100.0021.86表2-1-715 號煤層13-0.5mm級浮沉試驗綜合表密度（kg/L）產(chǎn)率（%Ad(%)累計（%分選密度± 0.1浮物沉物密度（kg/L）產(chǎn)率（%產(chǎn)率Ad產(chǎn)率Ad全級100.0020.49-1.48.826.578.826.5791.1821.841.467.241.4-1.558.4211.7467.2411.0632.7639.851.571.431.5-1.613.0122.7080.2512.9519.7551.151.615.981.6-1.72.9729.2683.2213.5316.7855.021.74.091.7-

29、1.81.1229.7684.3413.7515.6656.831.82.321.8-1.91.2034.6485.5414.0414.4658.671.915.66+1.914.4658.67100.0020.49小計100.00煤泥0.21總計100.005、煤的風(fēng)氧化本井田無煤的風(fēng)氧化資料，參照壽陽東調(diào)查地質(zhì)報告，風(fēng)氧化帶深度為基巖下垂深 米，或露頭線內(nèi)推100m為風(fēng)氧化煤。七、水文地質(zhì):該礦現(xiàn)采& 9、15下號煤層，直接充水含水層主要為老頂砂巖裂隙含水層和 K2灰?guī)r巖溶裂隙含水層，屬弱含水層。同時兼有采空區(qū)積水沿煤層底板向采區(qū)巷道的滲漏，據(jù)目前井下 涌水情況，礦井涌水量不大。礦

30、井水文地質(zhì)條件類型屬簡單型。八、其它開采技術(shù)條件：一）可采煤層頂?shù)装逍再|(zhì)根據(jù)山西省沁水煤田壽陽（東）勘探區(qū)詳查地質(zhì)報告 ,頂板泥巖、砂質(zhì)泥巖的抗壓 強(qiáng)度為37.34 68.70Mpa,砂巖的抗壓強(qiáng)度為62.52 124.85Mpa,石灰?guī)r的抗壓強(qiáng)度為 41.94228.44Mpa底板泥巖、砂質(zhì)泥巖的抗壓強(qiáng)度為37.44 79.58M pa。1、8 號煤層頂板砂質(zhì)泥巖、泥巖、中砂巖。部分老頂為 K7 砂巖,泥巖和砂質(zhì)泥巖為偽頂。砂巖頂板 巖石堅硬穩(wěn)定。泥巖和砂質(zhì)泥巖頂板巖石較松軟,穩(wěn)定性差；底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂 巖,砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖為中等穩(wěn)定的底板,泥巖底板不穩(wěn)定,易發(fā)生底鼓不良地質(zhì)災(zāi)害。

31、2、9 號煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、 泥巖、細(xì)砂巖、 粗砂巖。粗砂巖、 細(xì)砂巖、砂巖頂板巖石較堅硬穩(wěn)定。泥巖和砂質(zhì)泥巖頂板巖石較松軟,穩(wěn)定性差；底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粗砂巖,砂質(zhì)泥巖、 粗砂巖為穩(wěn)定的底板,泥巖底板不穩(wěn)定,易發(fā)生底鼓不良地質(zhì)災(zāi)害。3、12 號煤層頂板為為 K4 灰?guī)r,砂質(zhì)泥巖、泥巖多為偽頂?；?guī)r頂板巖石較堅硬穩(wěn)定。泥巖和砂質(zhì)泥 巖頂板巖石較松軟,穩(wěn)定性差；底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰?guī)r,砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r為穩(wěn)定的底 板,泥巖底板不穩(wěn)定,易發(fā)生底鼓不良地質(zhì)災(zāi)害。4、15 上號煤層頂板為為 K2 灰?guī)r和粗砂, 砂質(zhì)泥巖、泥巖多為偽頂。 灰?guī)r、粗砂巖頂板巖石較堅硬穩(wěn)定。泥巖和砂質(zhì)泥巖頂板巖石較松軟

32、,穩(wěn)定性差；底板為泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗砂巖, 砂質(zhì)泥巖、粗砂巖為穩(wěn)定的底板,泥巖和炭質(zhì)泥巖底板不穩(wěn)定,易發(fā)生底鼓不良地質(zhì)災(zāi)害。5、15 下號煤層頂板為為炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r、粗砂巖,灰?guī)r、粗砂巖頂板巖石較堅硬穩(wěn) 定。泥巖和砂質(zhì)泥巖頂板巖石較松軟,穩(wěn)定性差；底板為泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗砂 巖,砂質(zhì)泥巖、粗砂巖為穩(wěn)定的底板為粗砂巖、砂質(zhì)泥巖為穩(wěn)定的底板,泥巖和炭質(zhì)泥巖底 板不穩(wěn)定,易發(fā)生底鼓不良地質(zhì)災(zāi)害。二）瓦斯據(jù)晉中市2008年度30萬t/a以下煤礦礦井和二氧化碳涌出量量鑒定結(jié)果的批復(fù)（市 煤安 2009號） ,原昌泰煤礦開采 8、9 號煤層，瓦斯相對涌出量為 7.0m3

33、/t ，絕對瓦斯涌 出量為2.73m3/min。二氧化碳相對涌出量為2.85m3/t，絕對涌出量為1.11m3/min，屬低瓦斯礦井；原金鑫城煤礦礦井瓦斯相對涌出量4.98m3/t，絕對涌出量為1.6m3/min。二氧化碳相對涌出量 3.33m3/t ，絕對涌出量為 1.07m3/min ，屬低瓦斯礦井。本井田內(nèi)雖為低瓦斯礦井， 但開采中仍需加強(qiáng)通風(fēng)工作， 以防瓦斯局部聚積造成爆炸或 人窒息事故。三）煤塵據(jù)原昌泰煤礦采取 8、9 號煤層樣委托山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心進(jìn)行煤塵爆炸性 試驗，結(jié)果為：8號煤層火焰長度為5mm加巖粉量分別為30%，煤塵具有爆炸危險性。9號煤層火焰長度為10mm加巖

34、粉量分別為45%，煤塵具有爆炸危險性。原金鑫城煤礦15上號煤層火焰長度為3mm抑制煤塵爆炸最低巖粉用量為25%，煤塵具有爆炸危險性。四）煤的自燃據(jù)原昌泰煤礦采取 8、9 號煤層樣委托山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心進(jìn)行煤自燃傾向 性測試，8號煤層吸氧量0.9016 cm3/ g,自燃等級m級，為不易自燃煤層。8號煤層吸氧量0.6363 cm 3/ g,自燃等級m級，為 不易自燃煤層。據(jù)原金鑫城煤礦采取15上號煤層測試，吸氧量1.24cm3/ g,自燃等級m級，為不易自燃煤層。五）地溫和地壓據(jù)壽陽（東）詳查區(qū)資料，恒溫帶的深度為60m,溫度為9.45 C,平均地溫梯度為2.29 C /100 m,地

35、熱增溫率為垂直增溫 43.67 m升高C。據(jù)該礦及鄰礦開采情況，井下也未發(fā)現(xiàn)有地溫地壓異?，F(xiàn)象，屬地溫地壓正常區(qū)。第二章 礦井及采區(qū)生產(chǎn)概況一、井田開拓開采1 、井田境界、儲量、設(shè)計能力及服務(wù)年限根據(jù)山西省國土資源廳2009年12月30日頒發(fā)的采礦許可證（副本，證號9、12、15 上、,井田南北寬約2.56km，東西長約3.09km，面積3.7252km2，批準(zhǔn)開采6、8、15下號煤層，批準(zhǔn)生產(chǎn)能力60萬t/a。昌泰礦井井田境界由以下 7點坐標(biāo)連線圈定，詳見表3-1-1 0拐點編號經(jīng)距（X）緯距（Y）1點4210212.2319693080.122占4208812.2

36、319693670.133點4209402.2419695020.134點4209882.2419694815.135點4210452.2519696200.136點4211387.2519695795.137點4210787.2419694420.13表 3-1-1井田境界拐點坐標(biāo)表（西安坐標(biāo)系）根據(jù)晉煤重組辦發(fā)200998號文關(guān)于晉中市壽陽縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)以及山西省國土資源廳于2009年12月30日為本礦井換發(fā)的采礦許可證，結(jié)合礦井實際情況確定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為60萬t/a ，全礦井工業(yè)儲量/資源量40.4Mt，設(shè)計可采資源 量15.09Mt，在資源量方面具備了建設(shè)0.60

37、 Mt/a礦井的基本條件。本礦井各煤層均為良好的民用及動力用煤，市場前景良好。本礦井開采技術(shù)條件較好，煤層賦存穩(wěn)定，水文地質(zhì)條 件簡單，地質(zhì)構(gòu)造類型中等，適宜進(jìn)行綜合機(jī)械化開采，為礦井穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。優(yōu)良的設(shè) 備性能為建設(shè)高產(chǎn)高效礦井提供了保證。 根據(jù)潞安、陽泉等礦區(qū)生產(chǎn)經(jīng)驗，只要采、掘、運、 支等主要環(huán)節(jié)采用新材料、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，并加強(qiáng)生產(chǎn)管理，完全可以滿足礦井 設(shè)計產(chǎn)量的要求。本區(qū)具有便利的交通條件，為礦井建設(shè)及煤炭外運創(chuàng)造了優(yōu)越條件。綜上所述，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為0.60Mt/a是合理的，也是完全必要的。礦井服務(wù)年限:礦井服務(wù)年限按下式計算:T=2k/(A K)其中:T-礦井服務(wù)

38、年限，a；A-礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，0.60Mt/a ;Zk- 礦井設(shè)計可采資源量， 15.09Mt；K-資源量備用系數(shù)，取1.3。則礦井服務(wù)年限為：T=Zk/(A K) = 15.09 -( 0.6 X 1.3 ) =19.3 (a)即：礦井可服務(wù) 19.3a。2、井田開拓：1 ）井田內(nèi) 8、 9 號煤層尚有部分可采， 15 上號煤層局部已開采， 12、15 下號煤層尚未開采，且賦存穩(wěn)定。 12號煤層大部可采， 15上、15下號煤層全區(qū)可采，是礦井的主采煤層，上、也是本次設(shè)計的重點對象。根據(jù)各煤層的間距及煤質(zhì)特征，埋藏最淺位于最上層的 8、9號煤層應(yīng)設(shè)置一個水平作為上組煤開采， 15上、15下號

39、煤層另設(shè)一個水平作為下組煤開采，1 2號煤層作為一個輔助水平進(jìn)行開采。在主井工業(yè)場地處，15號煤層埋藏深度約200m左右，井筒所穿越巖層的水文地質(zhì)條件簡單。設(shè)計從井筒垂深、煤層產(chǎn)狀以及井田水文地質(zhì)條件等方面分析，適宜于采用斜井開拓方式。在選定的工業(yè)場地，結(jié)合煤層賦存條件以及主、輔提升量等因素，通過進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定方案如下：利用主、副井工業(yè)場地作為兼并重組后的工業(yè)場地，在副井工業(yè)場地建立行政福利區(qū)，在主井工業(yè)場地新開鑿一個主斜井和一個副斜井， 作為礦井工業(yè)區(qū)， 利用原金鑫城煤礦回風(fēng)立井作為本礦的回風(fēng)立井。以三個井筒開拓全井田。主斜井：井口標(biāo)高+1205.00 m 傾角15°，凈寬

40、5.0m，凈斷面17.32m2，斜長906.0m,落底于15號煤層下方30m的巖層中。裝備800mn寬的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)和架空乘人器，擔(dān)負(fù)礦井的煤炭及人員提升任務(wù)，鋪設(shè)臺階，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。副斜井：井口標(biāo)高+1205.00 m 傾角20°，凈寬4.0m，凈斷面12.28m2，斜長599.0m,落底于+1000水平。裝備單鉤串車，擔(dān)負(fù)礦井的設(shè)備、材料及矸石的提升任務(wù)，鋪設(shè)臺階，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口?；仫L(fēng)立井：利用現(xiàn)凈徑© 4.0m的回風(fēng)立井作為礦井的回風(fēng)立井， 凈斷面12.57m2,垂深198m已落底于15號煤層。擔(dān)負(fù)礦井的回風(fēng)任務(wù)，裝備梯子間，兼作礦井的安全出口。全礦

41、井以兩個水平開采：一水平標(biāo)高+1080m開采井田內(nèi)8號、9號煤層；二水平標(biāo)高+iooom開采井田內(nèi)15上號、15下號煤層，另外在二水平設(shè)輔助水平，水平標(biāo)高 +i020m開采井田內(nèi)的 12號煤層。副斜井落底后進(jìn)入+1000m水平車場，通過+1000m水平車場進(jìn)入15號煤層與15號煤軌 道大巷溝通；在副斜井斜長535m處布置12號煤甩車場進(jìn)入12號煤層與12號煤層軌道大巷 溝通；在 +1000水平車場通過暗斜井進(jìn)入 8號煤層與上組煤軌道大巷溝通。根據(jù)井田內(nèi)煤層賦存情況，沿兼并重組前兩礦交界布置一組大巷，采用“三巷制”，各大巷間距30m 一水 平所開采8號、9號煤層平均間距不到10m因此8號、9號煤

42、層采用聯(lián)合開采，沿8號煤 層布置一條軌道運輸大巷、一條回風(fēng)大巷，沿 9號煤層布置一條膠帶運輸大巷。開拓 12號煤層的三條大巷均沿 12號煤層布置。由于15號煤層分 15上號、15下號兩層煤，平均間距 6.69m，因此 15上號、 15下號煤層采用聯(lián)合開采，沿 15上號煤層布置一條軌道運輸大巷、一條回風(fēng)大巷，沿 15下號煤層布置一條膠帶運輸大巷。各組開拓大巷基本重疊布置。1t 礦車。礦井通風(fēng)方式采用機(jī)械抽出式，通風(fēng)系統(tǒng)采用中央分列式。礦井煤炭運輸采用膠帶輸送機(jī)運輸，輔助運輸采用無極繩連續(xù)牽引車牽引3、井下開采 采區(qū)數(shù)目、位置和工作面生產(chǎn)能力計算1 )首采區(qū)選擇根據(jù)礦井開拓部署， 結(jié)合礦井規(guī)模和采

43、煤工作面裝備水平， 礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力時，共布置一個生產(chǎn)采區(qū)即 12號煤一采區(qū)。12號煤一采區(qū)位于井田東部，區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，儲量可靠，地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件簡單，對礦井及早達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)均十分有利。2)采區(qū)生產(chǎn)能力計算礦井兼并重組移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量時，在12號煤一采區(qū)中布置一個綜采工作面，為了保證礦井生產(chǎn)的順利接替，在 12號煤中配備兩個綜掘工作面來保證礦井設(shè)計規(guī)模和正常生產(chǎn)接替。礦井實際生產(chǎn)能力即為回采工作面生產(chǎn)能力和掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量之和。a、回采工作面生產(chǎn)能力按下式計算:人采=M丨L r CA采回米工作面年產(chǎn)量，t/a ;M采煤工作面機(jī)采高度， M= 1.62m；l 回

44、采工作面長度，150mL工作面年推進(jìn)度，1901mr煤的容重，1.35t/m 3;G采煤工作面機(jī)采回采率，取0.95 ;故：A采=1.62 X 150X 1901 X 1.35 X 0.95=592441 (t/a ) 59.24 (萬 t/a )b、掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量計算掘進(jìn)煤量按回采煤量的10燦算，則掘進(jìn)煤量為:A 掘=59.24 X 0.1=5.92 萬 t/aC、礦井生產(chǎn)能力計算A礦=A采 +A掘=59.24+5.92=65.16 萬 t/a可滿足礦井60萬t/a設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。采區(qū)名稱采煤工作面?zhèn)€數(shù)裝備工作面 長度(m)機(jī)米咼度(m)放頂高度(m)日推進(jìn)度(m)年推進(jìn)度(m)生產(chǎn)

45、能力(萬 t/a)一采區(qū)1綜采1501.626.4190159.24表 5-2-1達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力時采區(qū)工作面特征表二、礦井提升運輸、通風(fēng)、排水、壓氣設(shè)備1、提升設(shè)備根據(jù)井田開拓部署，主斜井裝備膠帶輸送機(jī)完成煤炭提升任務(wù)，并裝備有架空乘人器，擔(dān)負(fù)礦井人 員下井任務(wù)；副斜井裝備單滾筒纏繞式提升機(jī)，擔(dān)負(fù)除人員以外的大件運送、提升矸石、升降材料及小 型設(shè)備等輔助提升任務(wù)；回風(fēng)立井為專用回風(fēng)井。1）主斜井本次設(shè)計在礦井工業(yè)場地新建主斜井，其傾角15°,凈寬5.0m。井筒內(nèi)一側(cè)裝備一臺帶寬B=800m啲帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)全礦井的原煤提升任務(wù)，另一側(cè)裝備一臺架空乘人器，擔(dān)負(fù) 礦井下井工人和帶式輸送機(jī)

46、檢修人員、設(shè)備的升降任務(wù)。主斜井帶式輸送機(jī)選型：B=800mmQ=130.7t/h , v=2.0m/s , Lh=870.340m, H=234.815m a =15°驅(qū)動方式采用頭部單傳動滾筒、單電機(jī)、變頻軟啟驅(qū)動方式。電動機(jī)：YPT355S1-4型, N=185kW臺，380V；減速器：M3PSF7型，i=31.5 , D=800mm一臺，帶冷卻風(fēng)扇;逆止器：DSN05（型，Tn=50kN m臺;盤式制動器：KPZ-1000/36型，一臺（電機(jī)一備一用， N=2X 3.0kW）;膠帶：鋼繩芯膠帶，ST=1250N/mm阻燃、抗靜電，滿足 MT668-2008要求;自控液壓拉緊裝

47、置：ZY400型，拉緊行程7m液壓站泵站電機(jī)N=5.5kW防爆。主斜井架空乘人器選型：選型結(jié)果如下：選用RJY型煤礦固定抱索器架空乘人裝置乘人裝置驅(qū)動輪直徑： D=1250mm采用固定抱索器鋼絲繩型號和繩速：20 ZBB 6 X 19S+FC 1670 ZZ 220 147(GB8918-2006重要用途鋼絲繩)， v=1.0m/s電動機(jī)： YB2-280S-6， N=45kW減速器：TPS315-50-3F 型，i=50制動器：YWZB-400/45型總長： L=916m傾角：a =15°吊座間距： 10m經(jīng)計算吊座間距10m，運輸線路長916m，繩速1.0m/s時，27min下井

48、人員最大班 69人全部運送完畢。（ 2）副斜井：礦井初期開采12號煤，后期開采15號煤，間隔56年，副斜井落底于15號煤層，采用單 鉤串車提升方式，裝備單繩纏繞式提升機(jī)，擔(dān)負(fù)由地面至井下軌道巷的提升矸石、升降材料 設(shè)備及最重件 （ 液壓支架 ） 等輔助提升任務(wù)。礦車及特制平板車技術(shù)參數(shù)：1t固定式礦車，自重592kg，最大載重量1800kg;特制平 板車自重 3000kg。副斜井提升機(jī)房兩回高壓10kV電源、兩回380V氐壓電源均引自礦井工業(yè)場地10kV變電 所。電控設(shè)備選用提升機(jī)660V交流變頻電控裝置，PLC控制，網(wǎng)絡(luò)化智能提升電控系統(tǒng)。選用 KTX-15 型斜井提升信號系統(tǒng)，完成提升信號

49、發(fā)送，滿足信號安全閉鎖等要求，保證提升機(jī)的安全運行。2、通風(fēng)設(shè)備FBCDZ-血13型礦用礦井兼并重組整合后，由主斜井、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。礦方現(xiàn)有兩臺防爆對旋軸流式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)量范圍為：2135 m3s。每臺通風(fēng)機(jī)配套兩臺 YBF250型2 X 55kW礦用隔爆 型電動機(jī)。3、排水設(shè)備礦井采用集中排水方式， 在副斜井井底設(shè)主排水泵房， 井下涌水經(jīng)副斜井井筒敷設(shè)的排水管路，直接排至礦井工業(yè)場地“井下水處理站調(diào)節(jié)池”。礦方現(xiàn)有D2530X 7 型水泵 2臺，配套電機(jī)30kW主排水泵三回660V電源由井下主變電所直供。泵房內(nèi)設(shè)礦用隔爆型真 空電磁起動器，對水泵電動機(jī)直接起?？刂?。4、 壓風(fēng)設(shè)備在

50、礦井工業(yè)場地現(xiàn)有一座壓風(fēng)機(jī)房，安裝有1臺VF-10/7型風(fēng)冷型螺桿式空壓機(jī)（額定排 氣量lOmVmi n，額定排氣壓力0.7M Pa），沿主斜井敷設(shè)一趟© 57X 4m無縫鋼管，為壓風(fēng)自救系統(tǒng)供風(fēng)。井下設(shè) MLGF-16/7（型礦用防爆壓風(fēng)機(jī)（額定排氣量16nT/min，額定排氣壓力 0.7MPa）,為掘進(jìn)工作面風(fēng)動工具供風(fēng)。由于設(shè)備老化、管路破損漏風(fēng)嚴(yán)重，并且現(xiàn)有空壓機(jī)房沒有備用位置。本次設(shè)計新選設(shè)備，新建壓風(fēng)機(jī)房，以滿足礦井用風(fēng)需要。選用M110-2S型空冷型螺桿式空氣壓縮機(jī)三臺，兩臺工作，一臺備用?？諌簷C(jī)額定排 氣量20.4m3/min，額定排氣壓力0.85MPa,配套380V

51、, 110kW電動機(jī)。壓風(fēng)機(jī)采用變電所直供方式供電。三回380V電源均引自礦井工業(yè)場地 10kV變電所。壓風(fēng)機(jī)房設(shè)低壓配電柜,為空壓機(jī)配電、附屬設(shè)備、壓風(fēng)機(jī)房照明等380/220V低壓負(fù)荷配電?？諌簷C(jī)配套起?？刂葡到y(tǒng)，具有超溫、過壓等安全保護(hù)及調(diào)節(jié)控制功能。三、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)一）運煤系統(tǒng)回采工作面（可彎曲刮板輸送機(jī)）-順槽（轉(zhuǎn)載機(jī)）-順槽（可伸縮膠帶輸送機(jī)）T12號煤 膠帶大巷（膠帶輸送機(jī)）-溜煤眼-井底煤倉（給煤機(jī)）-主斜井（帶式輸送機(jī)）-地面。二）材料設(shè)備、矸石等輔助運輸系統(tǒng)地面材料設(shè)備-副斜井 （提升絞車）-+1020 甩車場（調(diào)度絞車牽引礦車 ）-12 號煤軌道 大巷（無極繩連續(xù)牽引車

52、）-工作面軌道順槽 （無極繩連續(xù)牽引車 ）-回采工作面。掘進(jìn)頭矸石（調(diào)度絞車牽引礦車 ）-12號煤軌道大巷（無極繩連續(xù)牽引車 ）-+1020甩車場（調(diào)度絞車牽引礦車 ）-副斜井 （提升絞車） -地面排矸系統(tǒng)。三）通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流由副斜井、主斜井-甩車場、清理撒煤斜巷- 12 號煤軌道大巷、 12 號煤膠帶 大巷-工作面膠帶順槽-工作面。乏風(fēng)由回風(fēng)順槽- 12號煤回風(fēng)大巷-總回風(fēng)巷-回風(fēng)斜井 （主扇風(fēng)機(jī)） -地面。四）排水系統(tǒng)工作面順槽（小水泵）- 12號煤軌道大巷 （水溝）-副斜井井底（主排水泵）-副斜 井（排水管）-地面-井下水處理站調(diào)節(jié)池。四、供電昌泰礦兩回10kV電源引自潞陽礦區(qū)110kV變電站10kV不同母線段，線路選用LGJ-24