王学文--通风专业设计

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1、潞安职业技术学院专业证书班矿井通风课 程 设 计矿井通风与安全专业王学文二一年八月第一部分 昌泰矿井概况第一章 井田概况一、地理概况1、交通位置山西寿阳潞阳昌泰煤业煤矿位于寿阳县解愁乡荣家沟红花堙村之间。矿区地理坐标：东经：1131156- 1131315，北纬：375927-380049。井田位于寿阳县城北东约11.5方向、直线距离11km处，寿阳盂县公路在井田北侧经过，距太旧高速公路约12km，距石太铁路寿阳火车站11km，交通位置便利 。2、地形地貌井田位于太行山北端与晋中盆地之间的低山丘陵区，地表多被黄土覆盖，地形较为平缓，但土梁与冲沟发育。地形总体东部高、西部低，最高点位于井田东南角

2、，标高为1370.1m，最低点位于西部沟谷中，为1172.1m，最大相对高差198m。3、水系本区属黄河流域、汾河水系的潇河的级支流白马河的上游支沟。井田内无大的河流，河谷常年干涸，雨后有短时间的洪水。4、气象及地震情况该区属大陆性气候，四季分明。冬春多风，气候干燥，夏秋多雨，雨量大多集中在69月份。年平均气温7.6，一月份最低，平均气温-8.8，极端最低气温为-26.2。7月份最高，平均气温21.6，极端最高气温为37.5；年均降水量为235.3806.2mm，平均505.41mm。日最大降水量107.3 mm。降水量多集中在69月份，尤以8、9月降水量最多；蒸发量年平均为1754.16 m

3、m，年最高达2265.0mm，年最低1483.8mm；霜冻期为9月中旬至次年4月中旬，年无霜期约148天；年平均冻土深度0.904m，最大冻土深度1.11m，最小0.65m；风向夏为东南风，冬为西北风，年平均风速2.48m/s,最大月平均风速3.9 m/s(1979年1月), 最小月平均风速1.0 m/s(1988年9月)。寿阳地震观察点于1976年建成,至今无地震记录。据晋中地震局编制的晋中地震史料汇编，寿阳县1949-1985年间发生的地震，最大为1969年8月4日发生的地震，震级为4级，较小的为1903年5月3日发生的地震，震级为1.4级。一般为23.5级。山西省地震局于1982年编绘的

4、全省地震分布及破坏地震预测图表明：本区处于两个较大地震带之间，东部为昔阳和顺地震带，西部为大同太原临汾地震带；本区位于两带之间的盂县寿阳弱活动区，按山西省地震局颁布的地震基本烈度区划图本区应属6级烈度区。寿阳地区根据矿井建设抗震设防烈度GB18306-2001为7度，设计基本地震加速度为0.1g。5、主要自然灾害二、井田开发概况：山西寿阳潞阳昌泰煤业矿井为2023年11月资源兼并重组整合矿井。由寿阳县昌泰煤业矿井和寿阳金鑫城煤业矿井两个矿井兼并重组而成，本次兼并重组整合，寿阳金鑫城煤业矿井被列为关闭矿井，要求2023年年底关闭。兼并重组整合后，井田面积3.7252km2，批准开采615下号煤层

5、，矿井生产能力60万t/a。三、地质构造寿阳矿区位于沁水煤田的西北端，阳曲-盂县纬向构造带南翼。东西两侧受太行径向构造带和新华夏系构造的控制。受区域构造的影响，寿阳矿区地层总体走向近东西向，向南倾的单斜地层，大型断裂较少，宽缓次级褶曲较发育。井田位于寿阳矿区的东北部边缘，随着多年的开采对其构造形态控制较好。发育有小型正断层3条、陷落柱18个、较大的向斜2个和背斜1个，构造较发育。地层总体走向近东西向，倾向南。受宽缓的向斜和次级小向斜的控制，部分地段地层产状变化。地层产状较平缓，倾角5-14。下面将主要构造介绍如下：正断层F1：位于井田西南部，两端延伸出井田，延伸长度1500。走向约265，断面

6、倾向750，倾角70-80，断面总体倾向南西，倾角70-80，最大断距（落差）30。正断层F2：位于井田东部，东端延伸出井田，西端尖灭，延伸长度1250。走向约270，断面倾向0，倾角75。最大断距（落差）4。正断层F3：位于井田东南部，东端延伸出井田，西端尖灭，延伸长度1300。走向约265，断面倾向175，倾角80。最大断距（落差）30。陷落柱井田内共发现18个，多分布于井田西南部，形状为椭圆形。大小2050-80120，该陷落柱内岩层扭曲变形，岩层、岩石杂乱破碎，陷落柱内煤层被破坏而不能开采。向斜C1：枢纽位于井田中部，为主要褶皱，影响井田内地层产状。枢纽走向265，北翼地层产状较陡，倾

7、角在815之间。南翼较平缓，倾角在513之间。向斜C2：枢纽位于井田东北部，为次要褶皱，影响井田内东北-东部地层产状。枢纽走向总体北北东向 ，枢纽平面上呈蛇形弯曲，并向南西倾伏。西北翼地层产状较陡，倾角在714之间。南东翼较平缓，倾角在513之间。此外还有次级小背斜和小向斜。未发现岩浆岩。综上所述，井田地质构造复杂程度为中等。四、地层井田位于沁水煤田寿阳矿区寿阳东详查勘探区的北部老区。井田内地表大部分被第四系松散层覆盖，现根据寿阳详查地质报告有关地质资料，结合本矿开拓、掘进井巷工程揭露的地质资料，将井田内地层由老至新叙述如下：1、中统峰峰组（O2f）全组厚约155m。该组地层连续沉积于下伏马家

8、沟组地层之上，根据岩性分两个岩性段：二段（O2f2）由白云质泥岩、角砾状灰岩、泥灰岩组成，泥质含量较高，含大量石膏，呈薄层状或条带状，局部岩溶发育，厚度85m左右；一段（O2f1）由灰色厚层状石灰岩及花斑状灰岩组成，质纯，岩溶不发育，厚度70m左右。2、石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）本组地层平行埠整合于奥陶系灰岩之上，岩性由灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩及灰岩组成，夹薄层及煤线2层，含灰岩2层，层位较稳定并有煤线发育，底部为山西式铁矿及G层铝土矿，组厚40-70m，平均厚度为49.62m。（2）上统太原组（C3t）本组地层连续沉积于下伏本溪组地层之上，厚度约136.53m。主要

9、岩性由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色泥岩、4层灰岩及煤层组成，含煤10层，主要可采煤层为8、9、12、15-1、15-2煤，底部发育有一层中粗粒砂岩（K1）与本溪组分界。灰岩中含大量的蜓科及海百合茎化石，砂质泥岩及粉砂岩中含大量鳞木、轮叶、脉羊齿等植物化石。3、二叠系（P）（1）下统山西组（P1s）本组地层连续沉积于太原组地层之上，平均厚54.41m。岩性由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色中粗粒砂岩及黑色煤层组成。砂岩5层，煤6层，其中6号煤层局部可采，砂质泥岩及粉砂岩中含大量的植物化石及碎片。（2）下统下石盒子组（P1x）本组地层连续沉积于山西组地层之上，平均厚度约95m。岩性由灰黑色泥岩、砂质泥

10、岩、中细粗粒砂岩组成，泥岩中富含植物化石及碎片。下部发育2-3层煤线，砂岩中常具炭化面，底部发育一层5m左右的中粗粒砂岩，为K8砂岩，本组顶部发育一层紫红色具桃花斑块的铁铝质泥岩，具鲕状结构，为上、下石盒子组的标志层。（3）上统上石盒子组（P2s）本组地层连续沉积于下石盒子组地层之上，厚度约450m。岩性由砂质泥岩、泥岩及中细砂岩组成，底部发育一巨厚层状的中粗粒石英砂岩（K10）与下石盒子组为界，常发育一不稳定的锰铁矿层及1-2层中粗粒砂岩。本井田内因剥蚀层位发育不全，残留地层厚度约30m。4、第四系（Q）（1）中上更新统（Q2+3）本组地层不整合覆盖于各地层之上，厚度0-40m，主要由红色粘

11、土、亚粘土组成，夹钙质结核层，井田内地表大面积分布。（2）全新统（Q4）主要由沿季节性洪水冲沟分布，为现代河床冲积，洪积物由砂土卵石组成，厚0-15m。五、煤层（一）含煤性本井田含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。山西组含1、2、3、4、5、6号6层煤层，其中6号煤层局部可采，其它煤层不可采。太原组含8、9、11、12、12下、13、15上、15下、16、16下共10层煤，其中8、9、12、15上、15下号煤层可采，其它煤层不可采。地层总厚度190.94m，共含煤11层，煤层总厚度14.41m，总含煤系数为7.5%。（二）可采煤层兼并重组后采矿证批准开采6、8、9、12、15上、

12、15下号煤层，各可采煤层叙述如下：1、6号煤层 位于山西组底部，煤层厚度0-2.60m，平均0.96m。结构简单，一般不含夹矸，局部含1层夹矸，顶、底板为砂质泥岩、泥岩，该煤层在井田北部被剥蚀，南部尖灭无煤。属全区较稳定局部可采煤层。但根据矿方提供资料，6号煤层被破坏，已不可采，因此本次设计不考虑6号煤层的开采，6号煤储量亦不做计算。2、8号煤层位于太原组顶部，上距6号煤层底板7.2012.05m，平均8.67m。煤层厚度02.35m，平均1.77m。结构简单，一般不含夹石，局部含1层夹矸。顶板为砂质泥岩、泥岩、中砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩、细砂岩。该煤层在井田中北部被剥蚀，东部尖灭无煤。属较

13、稳定大部可采煤层。3、9号煤层位于太原组近顶部，上距8号煤层2.0020.75m，平均8.60 m。煤层厚度1.202.40m，平均1.88m。煤层结构简单，一般含夹石1层，局部不夹矸。顶板为砂质泥岩、泥岩、粗砂岩、细砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩、粗砂岩。中北部剥蚀，属全区稳定大部可采煤层。4、12号煤层位于太原组中部，上距9号煤层29.9061.20m，平均49.06m。煤层厚度0.452.25m，平均1.62m。煤层结构简单，一般含1层夹矸，局部不夹矸。顶、底板为砂质泥岩、泥岩、灰岩。井田南部煤层厚度小于最低可采厚度，属全区较稳定大部可采煤层。5、15上号煤层位于太原组下部，上距12号煤层1

14、5.3543.50m，平均33.14m。煤层厚度1.7011.00m，平均3.92m。煤层结构较复杂，一般含夹矸15层，局部不含夹矸。顶板为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩、灰岩、粗砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩、粗砂岩。属全区稳定可采煤层。6、15下号煤层位于太原组下部，上距15上号煤层015.40m，平均6.69m。煤层厚度0.905.45m，平均3.73m。煤层结构较复杂，部分不含夹矸，部分含13层夹矸。顶板为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩、灰岩、粗砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩、粗砂岩。属全区稳定可采煤层。六、煤质1、煤的物理性质和煤岩特征煤的颜色为黑色。条痕黑至褐色；玻璃光泽或强玻璃光泽，条带状结构，层状

15、构造；断口以参差状为主，次为贝壳状；内生裂隙较发育，太原组下部煤层含黄铁矿结核。宏观煤岩组分以半亮煤为主，镜煤及暗煤次之，丝炭少见，宏观煤岩类型以半亮型煤为主。井田内钻孔未做煤岩鉴定工作，据东湾矿及井田南部901钻孔资料汇总如见表2-1-2。表2-1-2 煤岩鉴定结果汇总表煤 层有机组分无机组分镜 质体半 镜质 体丝 质体壳 质体粘 土类硫 化物 类碳 酸盐 类氧 化物 类小 计70.86.922.35.90.4006.370.46.123.59.30.10.20.19.71266.27.026.813.20.90.40.214.715上74.05.420.67.43.80.5011.715下

16、58.611.230.215.400.60.216.2有机组分主要以镜质体，其次以丝质体和少量半镜质体。镜质体为浅灰色，以无结构镜质为主。半镜质体为灰白色，多为结构半镜质体。丝质体为黄-黄白色，以结构丝质体为主，碎屑丝质体次之。无机组分主要为粘土类，含少量方解石、石英。粘土呈浸染状，少量为块状或充填胞腔状。黄铁矿呈球粒状或填充胞腔状。据井田西部P108钻孔资料：镜煤最大反射率（R0max）在2.0182.422之间，属VI变质阶段，随煤层埋深的增加，R0max逐渐增大。2、煤的化学性质井田内钻孔多无煤芯及煤质分析测试资料，根据寿阳(东)详查区和周边矿井分析测试资料，各煤层煤质成分指标汇总见表2

17、-1-3。（1）灰分各煤层灰分为11.44-28.24%，平均13.58%,属低灰煤,浮煤干基灰分为7.38-7.10%，平均7.50%。9号煤层原煤干基灰分为12.27-18.76%，均为中灰煤，洗选后煤的灰分降到10%以下。（2）挥发分各煤层的浮煤挥发分在10.38-16.18%，总体自上而下随煤层层位的降低而减小。表2-1-3 煤质特征汇总表 煤层Ad（%）St,d(%)Qb,d Qnet,ar(MJ/kg)Vdaf(%)Pd(%)Cdaf(%)Hdaf(%)6原煤17.840.6835.7528.020.006浮煤6.490.4714.4892.014.048原煤20.180.7835

18、.1627.100.04浮煤8.540.6013.610.0391.613.989原煤22.230.6234.8526.320.027浮煤8.210.5713.610.00991.603.9912原煤20.671.9235.1226.930.02浮煤9.871.2612.5291.104.0215上原煤18.432.7435.0827.810.016浮煤7.781.3811.860.00793.163.8115下原煤28.240.8334.1324.030.024浮煤9.620.5911.550.00691.173.90（3）全硫含量6、8、9、15下号煤层含硫量平均为0.62%0.83%，1

19、2、15上号煤层含硫量平均为1.92%2.74%。（4）发热量各煤层干基弹筒发热量在26.61-35.75 MJ/kg之间，干基低位发热量在24.03-30.03之间。（5）元素组成区内外钻孔及矿井只有6、8、9号煤的元素分析结果，结合寿阳东调查地质报告，各煤层的元素组分均以碳元素为主，一般在90以上，氢含量在4以上，其余组分占少量。（6）煤灰特征本井田内无煤灰成分资料，根据寿阳东调查地质报告资料（见表2-1-4），各煤层的灰分均以酸性矿物为主，占76.0788.82；酸碱比在0.080.25之间，15号煤最高；结渣指数15号煤最高为0.62，属中等的，其余煤层均小于0.1，属低的一类；结污指

20、数在0.020.09之间，均属低的一类。各煤层的ST均大于1250C，属高熔灰分。以上指数说明，煤在燃烧时，对锅炉膛和管束的腐蚀性不大。表2-1-4 煤灰特征汇总表 煤层下碱性矿物总量9.548.168.7219.047.18酸性矿物总量86.8188.8288.5876.0787.80碱酸比0.110.090.100.250.08结渣指数0.070.070.060.620.05结污指数0.070.030.050.090.0214001400140013501400（7）热稳定性据寿阳东调查区的1302孔及901孔的15号煤热稳定性资料，TS+6为74，属热稳定性好的煤。（8）煤对二氧化碳反应

21、性本井田内无资料，据901钻孔资料，8、15煤在900时的二氧化碳还原率分别为4.82和9.84，到1100的二氧化碳还原率仅为39.51和54.53，反应性较差。3、煤中有害组分及煤的可选性（1）有害组分煤中有害组分主要是灰分、硫分、磷、氯和砷等。各煤层的灰分在9.54-32.92之间，全硫含量12号煤较高外，其余煤层为低硫煤。据寿阳东调查地质报告：各煤煤层为特低-低磷煤，砷含量小于3PPm。氯含量在0.006-0.021之间。 （2）煤的可选性本井田内无可选性资料，119队在本井田东部的富东煤业及本井田南部901钻孔采有8、9、15煤的简易可选性煤样。本井田与之相邻，其结果可以借鉴。假定浮

22、煤灰分10时，从可选性曲线图中可以查处：8号煤：理论分选密度大于1.77，浮煤回收率99，0.1含量小于5，属极易选煤。见表2-1-5。表2-1-5 8号煤层13-0.5mm级浮沉试验综合表 密度（kg/L）产率（%）Ad(%)累计（%）分选密度0.1浮物沉物密度（kg/L）产率（%）产率Ad产率Ad全级100.0010.39-1.317.202.8117.202.8182.8011.971.474.3959.647.5176.846.4623.1023.441.520.0914.7516.4991.598.078.4135.641.66.525.3425.5096.939.033.0753.

23、271.71.531.1834.5598.119.341.8964.950.3544.5698.469.471.5469.59+1.81.5469.59100.0010.39小计100.0010.39煤泥3.559.75总计100.0010.379号煤：理论分选密度为1.56，浮煤回收率71，因分选密度小于1.7，故以扣除沉矸后为100计算，1.0含量为22.99，属中等可选煤，见表2-1-6。15号煤：理论分选密度1.47，浮煤回收率62，扣除沉矸后为100计算，0.1含量为63，属极难选煤，见表2-1-7。4、煤类及工业用途评价各煤层的浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)在10.38-16.1

24、8%之间，确定8、9、12、15、15号煤层贫煤。各煤层为良好的动力、化工及民用用煤。表2-1-6 9号煤层13-0.5mm级浮沉试验综合表 密度（kg/L）产率（%）Ad(%)累计（%）分选密度0.1浮物沉物密度（kg/L）产率（%）产率Ad产率Ad全级100.0021.91-1.32.712.142.712.1497.2922.4644.686.5647.396.3152.6135.971.463.0018.3215.6365.718.9134.2946.831.527.759.4326.1175.1411.0724.8654.691.616.537.1034.8682.2413.1217

25、.7662.621.710.423.3242.4885.5614.2614.4467.251.85.241.9250.3487.4815.0512.5269.841.93.601.6857.8489.1615.8610.8471.70+2.010.8471.70100.0021.91小计100.0021.91煤泥1.1117.12总计100.0021.86表2-1-7 15号煤层13-0.5mm级浮沉试验综合表 密度（kg/L）产率（%）Ad(%)累计（%）分选密度0.1浮物沉物密度（kg/L）产率（%）产率Ad产率Ad全级100.0020.49-1.48.826.578.826.5791.1

26、821.841.467.2458.4211.7467.2411.0632.7639.851.571.4313.0122.7080.2512.9519.7551.151.615.982.9729.2683.2213.5316.7855.021.74.091.1229.7684.3413.7515.6656.831.82.321.2034.6485.5414.0414.4658.671.915.66+1.914.4658.67100.0020.49小计100.00煤泥0.21总计100.005、煤的风氧化本井田无煤的风氧化资料，参照寿阳东调查地质报告，风氧化带深度为基岩下垂深30米，或露头线内推1

27、00m为风氧化煤。七、水文地质：该矿现采8、9、15下号煤层，直接充水含水层主要为老顶砂岩裂隙含水层和K2灰岩岩溶裂隙含水层，属弱含水层。同时兼有采空区积水沿煤层底板向采区巷道的渗漏，据目前井下涌水情况，矿井涌水量不大。矿井水文地质条件类型属简单型。八、其它开采技术条件：（一）可采煤层顶底板性质根据山西省沁水煤田寿阳（东）勘探区详查地质报告，顶板泥岩、砂质泥岩的抗压强度为37.3468.70Mpa，砂岩的抗压强度为62.52124.85Mpa，石灰岩的抗压强度为41.94228.44Mpa。底板泥岩、砂质泥岩的抗压强度为37.4479.58Mpa。1、8号煤层顶板砂质泥岩、泥岩、中砂岩。部分老

28、顶为K7砂岩，泥岩和砂质泥岩为伪顶。砂岩顶板岩石坚硬稳定。泥岩和砂质泥岩顶板岩石较松软，稳定性差；底板为砂质泥岩、泥岩、细砂岩，砂质泥岩、细砂岩为中等稳定的底板，泥岩底板不稳定，易发生底鼓不良地质灾害。2、9号煤层顶板为砂质泥岩、泥岩、细砂岩、粗砂岩。粗砂岩、细砂岩、砂岩顶板岩石较坚硬稳定。泥岩和砂质泥岩顶板岩石较松软，稳定性差；底板为砂质泥岩、泥岩、粗砂岩，砂质泥岩、粗砂岩为稳定的底板，泥岩底板不稳定，易发生底鼓不良地质灾害。3、12号煤层顶板为为K4灰岩，砂质泥岩、泥岩多为伪顶。灰岩顶板岩石较坚硬稳定。泥岩和砂质泥岩顶板岩石较松软，稳定性差；底板为砂质泥岩、泥岩、灰岩，砂质泥岩、灰岩为稳定

29、的底板，泥岩底板不稳定，易发生底鼓不良地质灾害。4、15上号煤层顶板为为K2灰岩和粗砂，砂质泥岩、泥岩多为伪顶。灰岩、粗砂岩顶板岩石较坚硬稳定。泥岩和砂质泥岩顶板岩石较松软，稳定性差；底板为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、粗砂岩，砂质泥岩、粗砂岩为稳定的底板，泥岩和炭质泥岩底板不稳定，易发生底鼓不良地质灾害。5、15下号煤层顶板为为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩、灰岩、粗砂岩，灰岩、粗砂岩顶板岩石较坚硬稳定。泥岩和砂质泥岩顶板岩石较松软，稳定性差；底板为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、粗砂岩，砂质泥岩、粗砂岩为稳定的底板为粗砂岩、砂质泥岩为稳定的底板，泥岩和炭质泥岩底板不稳定，易发生底鼓不良地质灾害。（二）瓦斯

30、据晋中市2023年度30万t/a以下煤矿矿井和二氧化碳涌出量量鉴定结果的批复（市煤安2023号）,原昌泰煤矿开采8、9号煤层，瓦斯相对涌出量为7.0m3/t，绝对瓦斯涌出量为2.73m3/min。二氧化碳相对涌出量为2.85m3/t，绝对涌出量为1.11m3/min，属低瓦斯矿井；原金鑫城煤矿矿井瓦斯相对涌出量4.98m3/t，绝对涌出量为1.6m3/min。二氧化碳相对涌出量3.33m3/t，绝对涌出量为1.07m3/min，属低瓦斯矿井。本井田内虽为低瓦斯矿井，但开采中仍需加强通风工作，以防瓦斯局部聚积造成爆炸或人窒息事故。（三）煤尘据原昌泰煤矿采取8、9号煤层样委托山西省煤炭工业局综合测

31、试中心进行煤尘爆炸性试验，结果为：8号煤层火焰长度为5mm，加岩粉量分别为30，煤尘具有爆炸危险性。9号煤层火焰长度为10mm，加岩粉量分别为45，煤尘具有爆炸危险性。原金鑫城煤矿15上号煤层火焰长度为3mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为25，煤尘具有爆炸危险性。（四）煤的自燃据原昌泰煤矿采取8、9号煤层样委托山西省煤炭工业局综合测试中心进行煤自燃倾向性测试，8号煤层吸氧量0.90163/，自燃等级级，为不易自燃煤层。8号煤层吸氧量0.63633/，自燃等级级，为不易自燃煤层。据原金鑫城煤矿采取15上号煤层测试，吸氧量1.243/，自燃等级级，为不易自燃煤层。（五）地温和地压据寿阳（东）详查区资

32、料，恒温带的深度为60，温度为9.45，平均地温梯度为2.29/100，地热增温率为垂直增温43.67升高1。据该矿及邻矿开采情况，井下也未发现有地温地压异常现象，属地温地压正常区。第二章 矿井及采区生产概况一、井田开拓开采1、井田境界、储量、设计能力及服务年限根据山西省国土资源厅2009年12月30日颁发的采矿许可证(副本，证号)，井田南北宽约2.56km，东西长约3.09km，面积3.7252km2，批准开采6、8、9、12、15上、15下号煤层，批准生产能力60万t/a。昌泰矿井井田境界由以下7点坐标连线圈定，详见表3-1-1。表3-1-1 井田境界拐点坐标表（西安坐标系）拐点编号经距（

33、X）纬距（Y）1点4210212.2319693080.122点4208812.2319693670.133点4209402.2419695020.134点4209882.2419694815.135点4210452.2519696200.136点4211387.2519695795.137点4210787.2419694420.13根据晋煤重组办发202398号文关于晋中市寿阳县煤矿企业兼并重组整合方案的批复”以及山西省国土资源厅于2009年12月30日为本矿井换发的采矿许可证，结合矿井实际情况确定矿井设计生产能力为60万t/a，全矿井工业储量/资源量40.4Mt，设计可采资源量15.09M

34、t，在资源量方面具备了建设0.60 Mt/a矿井的基本条件。本矿井各煤层均为良好的民用及动力用煤，市场前景良好。本矿井开采技术条件较好，煤层赋存稳定，水文地质条件简单，地质构造类型中等，适宜进行综合机械化开采，为矿井稳产奠定了基础。优良的设备性能为建设高产高效矿井提供了保证。根据潞安、阳泉等矿区生产经验，只要采、掘、运、支等主要环节采用新材料、新工艺、新技术、新设备，并加强生产管理，完全可以满足矿井设计产量的要求。本区具有便利的交通条件，为矿井建设及煤炭外运创造了优越条件。综上所述，矿井设计生产能力为0.60Mt/a是合理的，也是完全必要的。矿井服务年限：矿井服务年限按下式计算：T=Zk/(A

35、K)其中：T-矿井服务年限，a；A-矿井设计生产能力，0.60Mt/a；Zk-矿井设计可采资源量，15.09Mt；K-资源量备用系数，取1.3。则矿井服务年限为：T=Zk/(AK)15.09（0.61.3）=19.3（a）即：矿井可服务19.3a。2、井田开拓：（1）井田内8、9号煤层尚有部分可采，15上号煤层局部已开采，12、15下号煤层尚未开采，且赋存稳定。12号煤层大部可采，15上、15下号煤层全区可采，是矿井的主采煤层，也是本次设计的重点对象。根据各煤层的间距及煤质特征，埋藏最浅位于最上层的8、9号煤层应设置一个水平作为上组煤开采，15上、15下号煤层另设一个水平作为下组煤开采，12号

36、煤层作为一个辅助水平进行开采。在主井工业场地处，15号煤层埋藏深度约200m左右，井筒所穿越岩层的水文地质条件简单。设计从井筒垂深、煤层产状以及井田水文地质条件等方面分析，适宜于采用斜井开拓方式。在选定的工业场地，结合煤层赋存条件以及主、辅提升量等因素，通过进行技术经济分析，确定方案如下：利用主、副井工业场地作为兼并重组后的工业场地，在副井工业场地建立行政福利区，在主井工业场地新开凿一个主斜井和一个副斜井，作为矿井工业区，利用原金鑫城煤矿回风立井作为本矿的回风立井。以三个井筒开拓全井田。主斜井：井口标高+1205.00 m，倾角15，净宽5.0m，净断面17.32m2，斜长906.0m，落底于

37、15号煤层下方30m的岩层中。装备800mm宽的钢绳芯胶带输送机和架空乘人器，担负矿井的煤炭及人员提升任务，铺设台阶，兼作进风井和安全出口。副斜井：井口标高+1205.00 m，倾角20，净宽4.0m，净断面12.28m2，斜长599.0m，落底于+1000水平。装备单钩串车，担负矿井的设备、材料及矸石的提升任务，铺设台阶，兼作进风井和安全出口。回风立井：利用现净径4.0m的回风立井作为矿井的回风立井，净断面12.57m2，垂深198m，已落底于15号煤层。担负矿井的回风任务，装备梯子间，兼作矿井的安全出口。全矿井以两个水平开采：一水平标高+1080m，开采井田内8号、9号煤层；二水平标高+1

38、000m，开采井田内15上号、15下号煤层，另外在二水平设辅助水平，水平标高+1020m，开采井田内的12号煤层。副斜井落底后进入+1000m水平车场，通过+1000m水平车场进入15号煤层与15号煤轨道大巷沟通；在副斜井斜长535m处布置12号煤甩车场进入12号煤层与12号煤层轨道大巷沟通；在+1000水平车场通过暗斜井进入8号煤层与上组煤轨道大巷沟通。根据井田内煤层赋存情况，沿兼并重组前两矿交界布置一组大巷，采用“三巷制”，各大巷间距30m。一水平所开采8号、9号煤层平均间距不到10m，因此8号、9号煤层采用联合开采，沿8号煤层布置一条轨道运输大巷、一条回风大巷，沿9号煤层布置一条胶带运输

39、大巷。开拓12号煤层的三条大巷均沿12号煤层布置。由于15号煤层分15上号、15下号两层煤，平均间距6.69m，因此15上号、15下号煤层采用联合开采，沿15上号煤层布置一条轨道运输大巷、一条回风大巷，沿15下号煤层布置一条胶带运输大巷。各组开拓大巷基本重叠布置。矿井通风方式采用机械抽出式，通风系统采用中央分列式。矿井煤炭运输采用胶带输送机运输，辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引1t矿车。3、井下开采采区数目、位置和工作面生产能力计算（1）首采区选择根据矿井开拓部署，结合矿井规模和采煤工作面装备水平，矿井移交生产和达到设计生产能力时，共布置一个生产采区即12号煤一采区。12号煤一采区位于井田东部

40、，区内煤层赋存稳定，储量可靠，地质构造及水文地质条件简单，对矿井及早达产和稳产高产均十分有利。（2）采区生产能力计算矿井兼并重组移交生产及达到设计产量时，在12号煤一采区中布置一个综采工作面，为了保证矿井生产的顺利接替，在12号煤中配备两个综掘工作面来保证矿井设计规模和正常生产接替。矿井实际生产能力即为回采工作面生产能力和掘进工作面掘进煤量之和。a、回采工作面生产能力按下式计算：A采回采工作面年产量，t/a；M采煤工作面机采高度，M1.62m；l回采工作面长度，150m； L工作面年推进度，1901m；r煤的容重，1.35t/m3；C1采煤工作面机采回采率，取0.95；故：A采=1.62150

41、19011.350.95=592441（t/a）59.24（万t/a）b、掘进工作面掘进煤量计算掘进煤量按回采煤量的10%计算，则掘进煤量为：A掘=59.240.1=5.92万t/ac、矿井生产能力计算A矿=A采+A掘=59.24+5.92=65.16万t/a可满足矿井60万t/a设计生产能力的要求。表5-2-1 达到设计生产能力时采区工作面特征表采区名称采煤工作面个数装备工作面长度(m)机采高度(m)放顶高度(m)日推进度(m)年推进度(m)生产能力（万t/a)一采区1综采1501.626.4190159.24二、矿井提升运输、通风、排水、压气设备1、提升设备根据井田开拓部署，主斜井装备胶带

42、输送机完成煤炭提升任务，并装备有架空乘人器，担负矿井人员下井任务；副斜井装备单滚筒缠绕式提升机，担负除人员以外的大件运送、提升矸石、升降材料及小型设备等辅助提升任务；回风立井为专用回风井。（1）主斜井本次设计在矿井工业场地新建主斜井，其倾角15，净宽5.0m。井筒内一侧装备一台带宽B=800mm的带式输送机担负全矿井的原煤提升任务，另一侧装备一台架空乘人器，担负矿井下井工人和带式输送机检修人员、设备的升降任务。主斜井带式输送机选型：B=800mm，Q=130.7t/h，v=2.0m/s，Lh=870.340m，H=234.815m，=15驱动方式采用头部单传动滚筒、单电机、变频软启驱动方式。电

43、动机：YPT355S1-4型，N=185kW，一台，380V；减速器：M3PSF70型，i=31.5，D=800mm，一台，带冷却风扇；逆止器：DSN050型，Tn=50kNm，一台；盘式制动器：KPZ-1000/36型，一台（电机一备一用，N=23.0kW）；胶带：钢绳芯胶带，ST=1250N/mm，阻燃、抗静电，满足MT668-2023要求；自控液压拉紧装置：ZY400型，拉紧行程7m，液压站泵站电机N=5.5kW，防爆。主斜井架空乘人器选型：选型结果如下：选用RJY型煤矿固定抱索器架空乘人装置乘人装置驱动轮直径：D=1250mm采用固定抱索器钢丝绳型号和绳速：20 ZBB 619S+FC

44、 1670 ZZ 220 147(GB8918-2006重要用途钢丝绳)， v=1.0m/s电动机：YB2-280S-6， N=45kW减速器：TPS315-50-3F型， i=50制动器：YWZB-400/45型总长：L=916m倾角：=15吊座间距：10m经计算吊座间距10m，运输线路长916m，绳速1.0m/s时，27min下井人员最大班69人全部运送完毕。（2）副斜井：矿井初期开采12号煤，后期开采15号煤，间隔56年，副斜井落底于15号煤层，采用单钩串车提升方式，装备单绳缠绕式提升机，担负由地面至井下轨道巷的提升矸石、升降材料设备及最重件(液压支架)等辅助提升任务。矿车及特制平板车技

45、术参数：1t固定式矿车，自重592kg，最大载重量1800kg；特制平板车自重3000kg。副斜井提升机房两回高压10kV电源、两回380V低压电源均引自矿井工业场地10kV变电所。电控设备选用提升机660V交流变频电控装置，PLC控制，网络化智能提升电控系统。选用KTX-15型斜井提升信号系统，完成提升信号发送，满足信号安全闭锁等要求，保证提升机的安全运行。2、 通风设备矿井兼并重组整合后，由主斜井、副斜井进风，回风立井回风。矿方现有两台FBCDZ-13型矿用防爆对旋轴流式通风机，风量范围为：2135 m/s。每台通风机配套两台YBF250型 255kW矿用隔爆型电动机。3、排水设备矿井采用

46、集中排水方式，在副斜井井底设主排水泵房，井下涌水经副斜井井筒敷设的排水管路，直接排至矿井工业场地“井下水处理站调节池”。矿方现有D25307型水泵2台，配套电机30kW。主排水泵三回660V电源由井下主变电所直供。泵房内设矿用隔爆型真空电磁起动器，对水泵电动机直接起停控制。4、 压风设备在矿井工业场地现有一座压风机房，安装有1台VF-10/7型风冷型螺杆式空压机（额定排气量10m3/min，额定排气压力0.7MPa），沿主斜井敷设一趟574mm无缝钢管，为压风自救系统供风。井下设MLGF-16/7G型矿用防爆压风机（额定排气量16m3/min，额定排气压力0.7MPa），为掘进工作面风动工具供

47、风。由于设备老化、管路破损漏风严重，并且现有空压机房没有备用位置。本次设计新选设备，新建压风机房，以满足矿井用风需要。选用M110-2S型空冷型螺杆式空气压缩机三台，两台工作，一台备用。空压机额定排气量20.4m3/min，额定排气压力0.85MPa，配套380V，110kW电动机。压风机采用变电所直供方式供电。三回380V电源均引自矿井工业场地10kV变电所。压风机房设低压配电柜，为空压机配电、附属设备、压风机房照明等380/220V低压负荷配电。空压机配套起停控制系统，具有超温、过压等安全保护及调节控制功能。 三、矿井生产系统（一）运煤系统回采工作面(可弯曲刮板输送机)顺槽(转载机)顺槽(

48、可伸缩胶带输送机)12号煤胶带大巷(胶带输送机)溜煤眼井底煤仓(给煤机)主斜井(带式输送机)地面。（二）材料设备、矸石等辅助运输系统地面材料设备副斜井(提升绞车)+1020甩车场(调度绞车牵引矿车)12号煤轨道大巷（无极绳连续牵引车)工作面轨道顺槽(无极绳连续牵引车)回采工作面。掘进头矸石(调度绞车牵引矿车)12号煤轨道大巷（无极绳连续牵引车)+1020甩车场(调度绞车牵引矿车)副斜井(提升绞车) 地面排矸系统。（三）通风系统新鲜风流由副斜井、主斜井甩车场、清理撒煤斜巷12号煤轨道大巷、12号煤胶带大巷工作面胶带顺槽工作面。乏风由回风顺槽12号煤回风大巷总回风巷回风斜井(主扇风机)地面。（四）

49、排水系统工作面顺槽（小水泵）12号煤轨道大巷 （水沟）副斜井井底（主排水泵）副斜井（排水管）地面井下水处理站调节池。四、供电昌泰矿两回10kV电源引自潞阳矿区110kV变电站10kV不同母线段，线路选用LGJ-240钢芯铝绞线及YJV22-8.7/10 3x240电缆，送电距离约(0.9+0.1)公里。当任一回电源停止运行时，另一回仍能保证全矿全部负荷用电。为确保井下安全生产，根据安监总局18号令及煤矿安全规程的相关要求,各掘进面的局部通风机均采用双电源、双风机、三专供电。设计确定：各局部通风机的主备电源均引自设在采区变电所的两台专用变压器，主备局部通风机能自动切换。配电装置及瓦斯传感器与井下

50、安全监测控系统配合实现风电、瓦斯电闭锁。两回10kV电源引自主变电所，电源电缆选用MYJV22-8.7/10 3x95矿用交联钢带铠装电缆，长度约2x0.65km。该所10kV母线为单母线分段接线型式， 10kV侧选用PJG43-10矿用隔爆兼本安型高压真空配电装置，660V侧选用KJZ矿用隔爆兼本安型真空馈电开关，设有两台KBSG-200/10 10/0.69kV（局部通风机专用）及一台KBSG-315/10 10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器。本所以10kV电压向回采面、胶带顺槽掘进、轨道顺槽掘进、大巷掘进等处的移动变电站供电；以660V电压向轨道顺槽、轨道大巷小水泵、回风大巷小水泵及

51、大巷照明等低压负荷供电。昌泰矿工业场地10kV变电所各以两回10kV电源向副井提升机房、风井场地通风机房、生活区变电所、筛分间户内站及井下主变电所供电，以单回10kV电源向机修间户内站供电；以双回380V电源供电的负荷有：主井井口房、副井提升机房、联合建筑、主井空气加热室、副井空气加热室、生产消防供水系统及井下水处理站等，以三回380V电源向压风机供电，以单回380V电源向副井井口房及户外照明等供电。生活区变电所以双回380V电源向锅炉房及办公楼等供电；以单回380V电源向水源井、两座单身宿舍、生活供水系统、生活污水处理站、食堂、汽车库及户外照明等供电。五、给水、排水、采暖、通风及供热地面及井

52、下供水情况：生活供水系统该系统的供水对象是矿井工业场地生活用水，水源取自奥灰水。在工业场地打深井取水，井水由潜水泵提升并加消毒剂后进入生活供水系统高山水池，池水自流进入供水管网，供给各用水点使用。地面生产、消防供水系统该系统供水对象是工业场地地面生产、消防用水及地面绿化、道路洒水等。水源取自处理后的井下排水，水量不足时由深井水补足。地面生产、消防供水系统设800m3清水池两座，接纳处理后的井下排水。地面生产用水由日用泵供给，并设高山水池调节水量。消防用水由消防泵供给，消防采用临时高压制。井下排水：工业场地正常排水量为1649.163/d（最大排水量为3089.163/d）。其中井下正常排水量为

53、1440.003/d（最大排水量为2880.003/d），生活污水量为209.163/d。污水经处理后回用量为1144.983/d。其中井下排水回用于矿井生产用水、消防用水、井下生产用水等；生活污水回用于地面绿化、道路洒水用水及井下消防洒水用水等。雨水通过排水沟直接排入河谷内。井下消防洒水供水系统该系统供水对象是井下消防洒水用水，水源为处理后的井下排水和生活污水。井下水处理站清水池设重力流管道进入井下。生活污水处理站设100m3集水池一座，接纳处理后的生活污水，污水由潜水泵提升至地面，连接至井下消防洒水管道，接口处设专用止回阀，防止水源污染。防冻：井总进风量：80 m3/s，工业场地主斜井进风

54、量为：40m3/s；副斜井进风量为：40m3/s；冬季为防止井口及井下结冰，保证安全生产，在主、副斜井井口处各设一座空气加热室，通过加热机组将部分进风加热至40oC，与其余冷风混合为2oC后送入井下。加热热媒由本场地锅炉房设专管供P=0.3Mpa饱和蒸汽。主、副斜井加热设备均选用KJZ-35型加热机组各两台。主斜井热负荷为：136.9104W；副斜井热负荷为：136.9104W。地面锅炉设备：在工业场地设一集中锅炉房，根据地面各建筑物热负荷统计选用DZL4-1.25-A型蒸汽锅炉三台，供矿井地面建筑物采暖通风、井筒保温及浴室食堂等用热。采暖期三台锅炉全部运行，非采暖期只运行一台锅炉供浴室、食堂

55、等生活用热。锅炉辅机设备为锅炉厂配套供应，燃料选用本矿原煤。在锅炉房内设置一套软化水设备采用NLDZ-08 型全自动软水器一台，处理能力:15t/h。行政建筑采暖及浴室洗浴用热水交换均采用MNIP型变声速增压节能节电装置汽-水换热器；锅炉烟气除尘选用SCM-4型水浴脱硫除尘器除尘效率：9799%，脱硫效率达6080。锅炉房配备GBC-470I型联合刮板除渣机一台；每台锅炉配备CSM-4型单斗垂直上煤机一台。第二部分 矿井通风设计第一章 拟定矿井通风系统根据矿井采掘系统，确定合理的矿井通风通风系统。拟定矿井通风系统主要是拟定进风井与回风井的布置方式，矿井风流路线，矿井主要通风机的工作方法，这是矿

56、井通风设计的基础。矿井通风系统应和矿井的开拓、开采设计一起考虑，并通过技术、经济比较之后确定。确定的通风系统，应符合投产快、出煤多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。本矿井批复生产能力为60万t/a，为达到设计能力，设计考虑初期布置一个采区，装备一个综采工作面，配备两个综掘工作面和一个普掘工作面保证矿井60万t/a的设计生产能力。依据井田开拓部署及煤层赋存条件，矿井采用中央分列式通风系统，主斜井和副斜井进风，回风立井回风。矿井采用机械抽出式通风方式。矿井移交生产时，配备两个综掘工作面和一个普掘工作面，掘进工作面所需风量由局部扇风机压入式供给。副斜井井底主排水泵房及变电所、消防材料库等硐室利用主

57、扇负压通风，爆破材料发放硐室、采区变电所等采用独立通风。第二章 矿井风量计算一、风量计算依据煤矿矿井的供风是保证矿井工作人员正常劳动和安全生产的基本条件。矿井供风量也是确定矿井主要井巷断面尺寸和主要通风机能力的基础数据。依据煤矿安全规程和国家标准MTT 6341996煤矿矿井风量计算方法的规定，按下列要求进行风量计算，以及矿井通风管理中的风量分配与调节。二、风量计算原则无论矿井或采区的供风量，均按该地区各个实际用风地点，按照风量计算依据，分别计算出各个用风地点的实际最大需风量，从而求出该地区的风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，作为该地区的供风量。即由采、掘工作面、硐室和其他用风地点计算到各

58、个采区和全矿井总风量。三、矿井风量计算的基础资料1、新井设计、生产矿井的改、扩建和新水平延深时的采、掘工作面、硐室和其他用风地点的配置数量、工程设计、平面布置图和地质说明书。2、矿井和采、掘工作面瓦斯涌出量预测资料。瓦斯涌出量可按煤层瓦斯含量预测资料、瓦斯来源和开采条件等因素进行计算；或按矿井实际瓦斯涌出量和瓦斯梯度进行计算。当设计新井瓦斯资料不足时，也可参照邻近生产矿井的瓦斯资料进行计算。3、采、掘工作面和通风巷道风流温度预测资料。按矿井当地的气温、地温、井下机械设备等热源、其他热源和岩石的热物理性能，计算井下各通风巷道和采、掘工作面的风流温度。4、每个机械硐室的装机容量和运转的电动机总功率、爆破材料库的空间总容积和充电硐室中蓄电池机车同时充电的台数和吨数。三、矿井通风风量、风压（一）矿井风量计算根据煤矿安全规程第103条规定，矿井总风量计算如下：1、按矿井井下同时工作最多人数计算Q矿=4NK式中：N-井下同时工作最多人数，取75人；K-矿井通风系数，取1.25；Q-矿井总供风量，m3/min；则Q矿=4751.25375m3/min =6.25m3/s取Q矿=7m3/s。2、根据煤矿安全规程的要求，按采煤、掘进、独立通风硐室和其他地点实际需风量总和计算矿井的总风量。即：Q=（Q采Q掘Q硐+Q其它）K矿式中：Q采采煤工作面实际需风量的总和，m3/s；Q掘掘进工作面实际需风量的总