永智煤炭公司3煤层地下开采初步设计毕业论文

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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：内蒙古永智煤炭公司 3 煤层地下开采初步设计摘摘要要矿井生产，其主要特点是地下作业，工作环境艰苦，自然条件复杂，通风和安全措施显得尤为重要。各煤田所处的地理位置不同，煤层地质条件多种多样，开采方法也就多种多样。本设计是在永智煤矿原始地质条件下作的矿井初步设计，设计内容包含：井田概况及地质特征、矿井开拓、通风设计、矿井安全技术措施，以及专题采煤工作面瓦斯综合治理等方面。井田概况主要包括矿区的地理、地形和交通；矿井的地理位置、井田范围；矿区的气象条件、地震烈度、电源和水源的概况；井田地质特征、煤层及煤质概况以及水文地质条件概况等。矿井开拓分别论述

2、了主井、副井位置选择、采区的划分、水平的划分以及开采顺序、采区的布置及装备、各巷道的布置等。通风设计主要包括矿井通风系统的选择、 矿井所需风量的计算及分配、 全矿井前期、后期的通风阻力计算以及对通风设备的选择等。安全技术措施包括井下瓦斯预防、顶板管理、水灾预防、火灾预防、煤矿爆炸的预防及粉尘防治措施等。关键词：关键词：矿井；开拓开采；通风；安全；瓦斯综合治理。ABSTRACTThe coalfield to the geography and varied geological conditions of coal, mining methodshave varied. Mine produc

3、tion, its main feature is underground work, work hard andcomplicated natural conditions, the ventilation and safety measures appears to be particularlyimportant.This design is the mineral well first step design make under the condition of originalgeology of the mine of Yong Zhi Coal Mine, This desig

4、n contents containment: The wellfarmland general situation and geology characteristic, the mineral wells expand, safe techniquemeasure of well ventilated design, the mineral well, and the feature of coal facecomprehensive management of gas, etc.The field general situation of the well includes geogra

5、phy, topography and traffic of themining area mainly; The geographical position of the mine, field range of well; Themeteorological condition of the mining area, general situation of earthquake intensity, thepower and source of water; Characteristic of field quality of the well, coal seam, nature of

6、 coalgeneral situation and hydro geological condition general situation, etc.It expound the fact separately mines open-ups by main shafts, Auxiliary shaft, waste rockwell, level divide and exploit the divisions of person who adopt, person who adopt assignorder and, every tunnel assign etc. equipment

7、 ventilating shaft the choices of position things.The ventilation design includes the choice of the ventilating system of mine mainly,Calculation, distribution, the whole mine ventilation obstruction calculating and choice to theventilation facilities of easy period, difficult period of the necessar

8、y wind quantity of the mine,etc.The safe practice measure includes in the pit the marsh gas is prevented a plankmanagement, flood disaster prevention, a fire prevention, the prevention and dust preventionand cure measure, etc.The feature of coal face the comprehensive management of gas includes lane

9、 pumping outhigh-mining, bored pumped to the roof mining, gob-pipe pumping, the early use of the end ofalley-pumping out a variety of mining methods, such as comprehensive management ofnatural gas, thus blocking part of the gas, to reduce their put into the face.Key Words: Mineral well, expands to m

10、ine, well ventilated, safety, the comprehensivemanagement of gas.目录第一章第一章 井田概井田概述述及井田地质特征及井田地质特征1.11.1 矿区概述矿区概述1.1.1 交通位置交通位置内蒙古准格尔旗永智煤炭有限公司煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内，行政区划属准格尔旗神山镇。其地理坐标为：东经：11011071101229；北纬：393959 394208。矿区距主要交通干线包府公路和 109 国道约 6km，西北距东胜区约 20km。东胜区是鄂尔多斯市重要的交通枢纽，东西向有 109 国道，南北向有 210 国道，并有

11、包府公路及包神铁路通过，交通干线四通八达，交通便利。交通位置详见图 1.1。1.1.2 地形、地势及河流地形、地势及河流地形总体呈西北高东南低，相对高差为 95.4m 左右。最高点位于核实区北部，海拔标高 1434.10m，最低点位于东南部长捎沟中，海拔标高 1333.4m。最大的沟谷为核实区东界的石灰川，雨季常形成季节性流水，暴雨过后可形成短暂的洪流。沟中有水井数口，水深 7.03.0m。永智煤矿位于石灰川西侧的侵蚀性丘陵区。1.1.3 资源整合前各矿现状资源整合前各矿现状原准旗准格尔召黄天棉图村武当沟煤矿（以下简称原武当沟煤矿）与准格尔旗闹羊渠煤炭有限责任公司煤矿（以下简称原闹羊渠煤矿）进

12、行了整合，并将其外围无矿权争议的边角地段也一并划入 （以下简称新扩区） ， 划定矿区范围煤矿名称为准格尔旗永智煤炭有限公司煤矿。原武当沟煤矿颁发采矿许可证 ，证号为 1500000230488，有效期限至 2005 年 12图 1.1 交通位置图月，矿区面积为 0.5659km2，开采标高 13391335m，矿区范围由 4 个拐点圈定。原闹羊渠煤矿核准采矿许可证 ，证号为 1500000520304，矿区面积 2.2204km2，开采标高 13601318m，有效期至 2010 年 5 月，矿区范围由 6 个拐点圈定。准格尔旗永智煤炭有限公司煤矿，将原武当沟煤矿与原闹羊渠煤矿进行了整合，并扩

13、大了井田范围（其范围含原五当沟煤矿与原闹羊渠煤矿） ，面积 5.7371km2，开采标高13481241m，划定矿区范围由 6 个拐点圈定，见表 1.1。表 1.1 永智煤矿及原煤矿范围各拐点直角坐标一览表原武当沟煤矿拐点编号XY拐点编号XY14396565.0037431010.0034395570.0037431810.0024396125.0037431870.0044395780.0037431010.00原闹羊渠煤矿14395900.0037430302.0044392920.0037432070.0024394550.0037431350.0054393000.0037431810

14、.0034394550.0037432100.0064394660.0037430310.00永智煤矿14396862.0037430270.0044394550.0037432099.0024396566.0037431010.0054392890.0037432043.0034396125.0037431870.0064393900.0037430110.00根据内蒙古自治区东胜煤田铜匠川详查区永智煤矿煤炭资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明中，核实煤层实际赋存标高调整为 13801214m。本井田东侧邻准格尔旗神山煤炭有限责任公司乌兰哈达机井队煤矿、伊盟准格尔旗鑫源煤矿；南侧邻准格尔

15、旗炭窑渠煤炭有限责任公司煤矿。相邻煤矿基本情况见表 1.2。1.1.4 电源、水源情况电源、水源情况（一）电源情况从矿井工业场地北方西 1km 处的柛山镇 110kV 变电站 35kV 的不同母线段引两回路35kV 电源线路作为永智煤矿的永久电源。 当任一回路故障停电时， 另一回路能担负全部负荷。35kV 电源线路导线：LGJ-95。表 1.2 相邻煤矿基本情况一览表矿山名称证号面 积（km2）生产规模（万 t/a）准格尔旗神山煤炭有限责任公司乌兰哈达机井队煤矿15000005101661.83030伊盟准格尔旗鑫源煤矿15000005201420.6336准格尔旗炭窑渠煤炭有限责任公司煤矿1

16、5000005303450.3259（二）水源情况井田内无经济、可靠的地表水可利用。本矿生活用水和部分生产用水由内蒙古科源水务有限公司供给，矿方在本矿建两个 500m3蓄水池，一个正常使用，一个备用清污。矿井建成后，井下正常涌水量为 1020m3/h，可作为井下消防洒水用水，经净化处理后使用，不足部分可由地面供水系统供给。1.1.5 主要建筑材料供应情况主要建筑材料供应情况矿井所需钢材、木材、水泥、各种设备市场上能够满足建设需求；砖、石、砂及石灰等本地可满足需求。1.21.2 地质特征地质特征1.2.1 地质构造及煤层地质构造及煤层（一）地质构造1)区域构造东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔

17、多斯台向斜东胜隆起区。本区具体位置处于东胜隆起区中东部。鄂尔多斯台向斜在我国大地构造分区上为一典型地台构造。四周为 EW、SN 向的古老结晶岩系所环绕。其北为内蒙地轴（阴山山脉） ，南为秦岭地轴（秦岭山脉） 、东侧为山西中隆起区（吕梁山） 、西侧为南北向构造带（贺兰山、桌子山、六盘山）四周山系由于受大的地壳运动华力西期、燕山期地壳运动的影响，多成为巨大的逆掩断层和倾伏倒转褶曲。而在其内部盆地较稳定沉积了具有重要经济价值的煤田。台向斜内部构造特征是前震旦系为基底的鄂尔多斯台向斜，它在每次造山运动中基本表现了一定程度的稳定性。台向斜内部地层多呈假整合接触，个别地层中具不整合接触。地层倾角平缓，基本

18、上为一小范围广阔的向斜构造，除台向斜北部基岩隆起地带有较大断层外，其它地区偶尔出现一些落差较小的断层。本区位于东胜煤田的东南部，其构造形态与区域构造形态一致，总体为一向南西倾斜的单斜构造，倾向 210230，倾角一般 13。地层产状沿走向及倾向均有变化，但变化不大。沿走向发育有宽缓的波状起伏。找煤区内断裂构造不发育，只有为数不多的小断裂，未发现褶皱构造。无岩浆岩侵入。2)矿区地层核实区为高原侵蚀性丘陵地貌，基岩沿沟谷两侧出露，山梁上以第四系为主。根据矿区地质图及钻孔揭露，地层由老至新为：三叠系上统延长组（T3y） ，侏罗系中下统延安组（J1-2y） ，侏罗系中统直罗组（J2z） 、安定组（J2

19、a） ，白恶系下统迳川组(Kjc)、东胜组(K1ds)及第四系（Q） 。（二）煤层1)含煤底层及含煤性铜匠川详查区含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y）及中统直罗组（J2z） ，其含煤岩系主要为陆缘碎屑岩组成的陆相沉积地层，沉积环境为冲洪积相、泥炭沼泽相和湖泊相为主的大型内陆盆地。 延安组 （J1-2y） 为主要含煤地层， 厚度 200220m， 平均 210m，共含煤 14 层，总厚度 19.53m，含煤系数 9.3；其中含主要可采煤层 4 层(3-1、4-1、5-1及 6-1中)，煤层稳定程度为较稳定类型；次要可采煤层 8 层，煤层稳定程度为较稳定不稳定类型。直罗组（J2z）底部含 1

20、 煤组，层位划分对比为 1-1、1-2 号煤层，一般均不可采。煤层倾向西南，倾角一般 25。2)煤层对比铜匠川详查区煤层属陆相含煤建造，环境变化多异，煤层经分岔合并尖灭受冲蚀基底隆起沉降的一系列变化，致使煤层变的较为复杂。但详查区煤组及主要煤层较稳定，局部岩性及层间距有变化，采用沉积旋回对比法、测井物性反映特征对比法、标志层对比法、古生物对比法、煤层做标志层对比法、煤层层位间距对比法进行煤层综合对比，特别是该区围岩与煤层物性差异明显，地球物理测井易于区别，测井对煤层定性，采用 5DL、HGG .20、DLW、HGG0.50 参数曲线对煤层进行定厚解释可靠；煤层深度、厚度、结构准确、清楚。对比依

21、据比较充分。综上所述，报告中主要可采煤层对比可靠，次要可采煤层对比基本可靠。1.2.2 井田水文地质条件井田水文地质条件（一）区域水文地质东胜煤田属鄂尔多斯黄土高原的一部分，北部是库布其沙漠，南部是毛乌素沙漠，地处半干旱沙漠高原气候。大部分地区被黄土覆盖，地表植被稀少，覆盖率极低。年降水量少，蒸发量大，大气降水大部分以地表径流形式排泄于黄河，地表受后期流水冲蚀作用形成树枝状冲沟，沟谷纵横，构成较复杂的地形地貌特征。（二）井田水文地质依据铜匠川详查报告所述，本区含水岩组基本上可分为两大类：松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组。本次煤炭资源储量核实，参照原报告区域性成果，

22、并结合本区实际情况，对核实区内水文地质条件进行评价。1)松散岩类孔隙潜水含水层组(1)、第四系冲洪积潜水含水层（Q4al+pl） ：主要分布于核实区内各沟谷底部，特别是水塔沟和纳林沟底部，分布范围狭窄，面积较小，一般随着沟伸展方向呈条带状分布，厚度变化较大，最大厚度几米，薄者 12m 左右。含水层的岩性以各种粒级砂、砂砾石为主，其水位、水量受大气降水及地表径流影响较大。区内无抽水试验资料，据铜匠川区详查报告中对乌兰木伦河流域的测定，单位涌水量 q=0.091.45L/s.m。（2） 、第四系残坡积潜水含水层（Q3-4） ：分布于核实区内东西两侧、山丘顶部及斜坡一带，分布零星且位置相对较高，属透

23、水不含水层。2)碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组根据铜匠川区详查报告所述，该含水岩组可划分为五个含水带和三个隔水层。核实区未见第三系（N）出露，故第含水带不存在，仅有四个含水带和三个隔水层。现分述如下：（1） 、含水带（J3K1zh） ：岩性由灰绿、灰紫色各粒级砂岩、含砾粗砂岩及粉砂岩及砂质泥岩组成，厚度 051.50m，平均 17.16m。该层在本区的南部较厚，东北部被剥蚀。含水性不均匀，局部含水丰富。根据有关资料；单位涌水量 q=0.092.04L/s.m。此层虽属间接充水含水层，但局部涌水量较大，对未来矿井充水将有一定的影响。（2） 、第一隔水层（侏罗系中统安定组 J2a 的上部）

24、：在不整合界面附近，岩性为砂质粘土岩和砂质泥岩。厚度 4.8423.62m，平均 13.72m，个别地段因冲刷厚度变薄。属隔水性能较差的层位。（3） 、含水带（J2zJ2a） ：岩性为灰白、灰绿、紫红色的中、细砂岩，局部为含砾粗砂岩。据详查区 800 号钻孔抽水试验资料：含水层厚度 63.77m，为弱孔隙裂隙承压水，水位标高 1321.84m，水位降深 24.82m，涌水量 Q=0.548L/s。单位涌水量q=0.0221L/s.m，渗透系数 k=0.039m/d。水温 13，水质为 C1-HCO-K+Na+型水。（4） 、第二隔水层（J2z 下部J1-2y3 上部） ：岩性为砂质泥岩、砂质粘

25、土岩，泥岩、粉砂岩，厚度 2.5110.92m，平均 5.45m。属隔水性能相对较好的岩段。（5） 、含水带（J1-2y3 上部6 煤组下部） ：岩性为灰白中、粗砂岩及煤层。据邻区资料，单位涌水量 q=0.0006470.0088L/s.m，渗透系数 K=0.002670.00924m/d，富水性弱，属弱孔隙裂隙直接充水含水带。水质为 HCO-K+Na+Ca+Mg+型和HCO-K+Na+型水，矿化度 0.1010.125g/L，PH 值 7.38.5，总硬度 1.8311.1 德国度。（6） 、第三隔水层（位于 6 煤组的下部） ：岩性以浅灰深灰色砂质泥岩为主，厚度 0.637.08m，平均

26、3.68m。属隔水性较差的层位。（7） 、V 含水带（J1-2y1 下部T3y 上部） ：含水层岩性以灰白色、灰绿色粗细砂岩为主。据邻区资料，单位涌水量 q=0.00467L/s.m，渗透系数 k=0.00586m/d，富水性弱，属弱孔隙裂隙承压水。水质为 SO4-HCO-K+Na+型和 HCO-SO4-CI-K+Na+型水，矿化度 1.2831.145g/L，PH 值 7.98.3，总硬度 2.0220.3 德国度。(三)矿井涌水量根据矿区原开采的闹羊渠煤矿及五当沟煤矿井下涌水量， 预计永智煤矿达到设计生产能力 90 万 t/a 时矿井正常涌水量为 10m3/h，最大涌水量为 20m3/h。

27、1.2.3 其它开采技术条件其它开采技术条件（一）煤层顶底板情况报告对区内主要可采煤层 3-1、5-1 和 6-1中煤层顶板进行了力学性质样品采集试验。顶板岩性主要为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，局部为细、中砂岩。其岩石力学强度测试结果总结如下：1)3-1 号煤层顶板岩性为砂岩、泥岩。抗压强度 8.2191kg/cm2，平均 124.24kg/cm2；普氏系数0.5526.4，平均 9.95；比重 2.622.66t/m3，平均 2.64 t/m3； ，容重 1.922.21 t/m3，平均 2.12 t/m3；孔隙率 16.326.72%；平均 19.91%；含水率 6.5010.47%，平均 7

28、.95%；抗剪强度 4662，平均 54；正应力 823，平均 15；剪应力 1424，平均 19；内摩擦角 3341，凝聚力 8 kg/cm2（二）瓦斯铜匠川详查区对主要可采煤层采集了瓦斯测试样，测定结果如下：3-1 号煤层：甲烷（CH4）含量 0.010.04cm3/g，平均 0.018cm3/g；CO2 含量 0.130.53cm3/g，平均 0.2425m3/g，属氮气（N2）带；另根据原闹羊渠煤矿 2005 瓦斯等级鉴定报告， 瓦斯绝对涌出量为 0.34m3/min， 相对涌出量为 1.63m3/t，二氧化碳绝对涌出量为 1.18m3/min，相对涌出量为 5.66m3/t，煤矿属低

29、瓦斯煤矿。参考上述结果，该地区瓦斯含量深部略高于浅部。全区均属瓦斯风化带，瓦斯等级为低级。随着开采深度的加大，瓦斯含量有可能聚集，提请矿方在开采中经常进行瓦斯测试，防止瓦斯爆炸。（三）煤尘根据核实报告中介绍，铜匠川详查报告对 4-1 煤层的煤尘爆炸指数测定，当火焰长度为 650750m 时，岩粉增加量为 80%，煤尘具有爆炸性。四、煤类、煤质与煤的用途（一）煤的物理性质颜色一般为黑至褐黑色，条痕黑褐色。暗淡光泽，部分无光泽或土状光泽，并见有沥青光泽的镜煤和亮煤条带，在煤层层面上多见丝绢光泽的丝炭。比重小，性脆，硬度2 左右。在煤层的节理和裂隙中含方解石和黄铁矿薄膜或结核。内生裂隙发育，断口呈参

30、差状，其中镜煤和亮煤呈贝壳状断口。条带状结构，块状或层状构造。具水平和微斜层理，易风化。火焰不大，残灰为粉末状，灰白、黄灰色。（二）煤岩特征本区煤岩类型为暗淡型和半暗淡型， 煤岩成分以暗煤为主， 含较多丝炭和少量亮煤。显微煤岩组分中以镜质组和丝质组含量最高或较高，半镜质组次之，稳定组分大多数为零。镜质组和丝质组二者之和一般在 80%以上，镜煤最大反射率在 6471%之间，属微镜惰煤。第二章第二章 矿区范围矿区范围2.12.1 资源整合前各矿开拓现状资源整合前各矿开拓现状准格尔旗永智煤炭有限公司根据内蒙古自治区国土资源厅于2006年4月10日以“内国土资采划字20060112 号”文划定矿区范围

31、批复，将原准旗准格尔召黄天棉图村武当沟煤矿（与准格尔旗闹羊渠煤炭有限责任公司煤矿进行了整合，并将其外围无矿权争议的边角地段也一并划入，划定矿区范围煤矿名称为准格尔旗永智煤炭有限公司煤矿。原武当沟煤矿始建于 1997 年， 1998 年投产。 设计生产能力 6 万 t/a， 主采 3-1 煤层，经技改，现实际生产能力已达 15 万 t/a。主巷向北偏东掘进，深度约 600m。矿井采用一对主副中央并列平硐开拓，区段前进，房柱式采煤，炮采落煤，农用车运输。据煤矿提供的采掘资料，截至 2005 年底共采出原煤 25 万 t，消耗煤炭资源量 51 万 t，矿井煤炭回采率为 49%。原闹羊渠煤矿始建于 1

32、990 年，由煤矿自行组织设计，矿井利用主副两个小角度斜井开采 3-1 号煤层，设计年生产能力 6 万 t/a，2004 年经技改生产能力提高为 15 万 t/a。开采方式为区段前进，工作面后退，中央边界式通风，炮采，小型拖拉机运输。矿井在生产过程中未发现瓦斯，顶板砂质泥岩有掉渣、掉块现象。根据矿井实际开采情况，开采的 3-1 号煤层实际厚度为 2.583.50m。据煤矿提供的采掘资料，截至 2005 年底煤矿共采出原煤 201 万 t，消耗煤炭资源量 473 万 t，矿井煤炭回采率达到 42%。2.22.2 井田境界及储量井田境界及储量2.2.1 井田境界井田境界永智煤矿井田地理座标为：东经

33、：11011071101229北纬： 393959 394208根据内蒙古自治区国土资源厅发内国土资采划字20060112 号文 划定矿区范围批复 ，整合后的永智煤矿井田范围由 6 个拐点圈定，其拐点直角坐标见表 2.1。表 2.1 矿区范围拐点坐标序号XY序号XY14396862.0037430270.0044394550.0037432099.0024396566.0037431010.0054392890.0037432043.0034396125.0037431870.0064393900.0037430110.00智煤矿井田东西宽 1.9km，南北长 3.万 m，井田面积 5.737

34、1km2。本井田东侧邻准格尔旗神山煤炭有限责任公司乌兰哈达机井队煤矿、伊盟准格尔旗鑫源煤矿；南侧邻准格尔旗炭窑渠煤炭有限责任公司煤矿。相邻煤矿基本情况见表 2.2。表 2.2 相邻煤矿基本情况一览表矿山名称证号面 积(km2)生产规模(万 t/a)准格尔旗神山煤炭有限责任公司乌兰哈达机井队煤矿15000005101661.83030伊盟准格尔旗鑫源煤矿15000005201420.6336准格尔旗炭窑渠煤炭有限责任公司煤矿15000005303450.32592.2.2 储量储量（一）矿井资源量矿井资源量1)矿井资源量工业指标及估算范围（1）工业指标根据 DZ/T0215-2002煤、泥炭地质

35、勘查规范规定：不粘煤，煤层倾角25，井采，其资源储量估算采用的工业指标如下：、最低可采厚度：0.80m；、原煤最高灰分(Ad)：40%；、原煤最高硫分(St.d)：3%；、原煤最低发热量(Qnet.d)：17.0mJ/kg。（2）估算范围内蒙古自治区国土资源厅于 2006 年 4 月 10 日以“内国土资采划字 2006 0112 号”文划定矿区范围批复的矿区边界线、煤层露头线和最低可采厚度边界线。本次核实的可采煤层为 2-1中、3-1、4-1中、5-1 及 6-1中共 5 层。2)估算方法核实区地质构造简单，煤层倾角近于水平，水文地质条件简单，煤质变化小，主要可采煤层稳定程度为较稳定类型。依

36、据现行有关规范、规程及规定，采用地质块段法估算资源储量。3)矿井资源/储量估算结果储量核实报告中，对原报告在井田内估算的 2-1中、3-1、4-1中、5-1 及 6-1中共 5 层煤进行了煤炭资源储量估算。对已开采的 3-1 煤层的煤炭资源储量，根据矿方提供、鄂尔多斯市矿山地质测量检查站实测，经准格尔旗国土资源局审核认定的采掘工程平面图进行了消耗资源储量估算。a、矿井地质资源储量根据核实报告中储量资源估算结果表(表 2.3)，储量核实后井田内各矿井均为进行生产。永智煤矿现保有地质资源储量为 7019 万 t,其中控制的内蕴基础的资源储量(122b)为 2094 万 t，推断内蕴经济资源量(33

37、3)为 4925 万 t。其中 3-1 号煤地质为 1701 万 t，4-1中号煤地质储量为 1697 万 t，5-1 号煤地质储量为 2515 万 t，6-1中号煤地质储量为 1106万 t。b、矿井工业资源/储量计算矿井工业资源/储量按下式计算：矿井工业资源/储量122b+2M22+333kk可信度系数，取 0.9经计算，矿井工业资源/储量为 6034 万 t，其中 3-1 号煤工业资源/储量为 1665.2 万t，4-1中号煤工业资源/储量为 1667.8 万 t，5-1 号煤工业资源/储量为 2361.3 万 t，6-1中号煤工业资源/储量为 1032.2 万 t。矿井工业资源/储量见

38、表 2.3。表 2.3 矿井工业资源/储量计算表单位：万 t煤层编号地质资源储量工业资源/储量122b2M22333k小计3-1170134310013580.91665.24-1中169740510012920.91667.85-12515978015370.92361.36-1中110636807380.91032.2合计70192094039406726.5c、设计储量/储量计算该矿井为整合新建矿井，原有井筒及大巷均不予利用。 原闹羊渠煤矿和五当沟煤矿开采的 3 号煤采空区均按 30m 留设保护煤柱。矿井设计储量/储量计算方法：矿井工业储量/储量减去矿井永久煤柱损失。矿井永久煤柱损失考虑

39、了井田境界、采空区、风氧化带等留设保安煤柱的损失。井田境界煤柱按 20m 宽留设；采空区煤柱按 30m 宽留设；煤层露头风氧化带边界煤柱按 60m 宽留设。经计算，矿井设计资源/储量为 5694 万 t，其中 3-1 号煤设计资源/储量为 1522.8 万t，4-1中号煤设计资源/储量为 1618.7 万 t，5-1 号煤设计资源/储量为 2255.8 万 t，6-1中号煤设计资源/储量为 915.4 万 t。矿井设计资源/储量见表 2.4。表 2.4 矿井设计资源/储量计算表单位：万 t煤层编号工业资源/储量永久煤柱损失设计资源/储量井田境界风氧化带采空区小计3-11665.277.83.4

40、61.2142.41522.84-1中1667.849.10049.11618.75-12361.3105.500105.52255.86-1中1032.243.00043.0915.4合计6726.5275.43.461.2340.06385.5d、矿井设计可采资源/储量计算矿井留设的开采保护煤柱包括：矿井工业场地、开拓大巷等安全煤柱。主要巷道间煤柱按 30m 宽留设，巷道两侧煤柱均按 30m 宽留设。矿井工业场地及井筒保护煤柱是在其边线外留出保护等级围护带宽度，然后按照各岩层的移动角计算出各岩层的水平移动长度，所有岩层水平移动长度之和即为围护带外煤柱的宽度。矿井设计可采资源/储量按下式计算

41、：ZK=（ZS-P）C式中：ZK矿井设计可采资源/储量，万 t；ZS矿井设计资源/储量，万 t；P开采煤柱损失，万 t；C采区回采率；3-1，4-1中，6-1中均为中厚煤层，C 取 0.9 ；5-1 属厚煤层，C取 0.75。经计算，矿井设计可采资源/储量为 4974 万 t，其中 3-1 号煤设计可采资源/储量为1259.8 万 t，4-1 中号煤设计可采资源/储量为 1386.3 万 t，5-1 号煤设计可采资源/储量为1565.7 万 t，6-1 中号煤设计可采资源/储量为 762.2 万 t。矿井设计可采资源/储量详见表 2.6。表 2.6 矿井设计可采资源/储量汇总表单位：万 t煤层

42、矿井设计资源/储量开采保护煤柱损失采区回采率 C设计可采资源/储量工业场地主要巷道小计3-11522.839.983.11230.91259.84-1中1618.725.452.978.30.91386.35-12255.854.6113.6168.20.751565.76-1中915.422.246.368.50.9762.2合计6385.5142.1295.94384974第三章第三章生产能力、服务年限及一般工作制度生产能力、服务年限及一般工作制度3.13.1 矿井工作制度矿井工作制度矿井设计年工作日 330d，每天三班作业，其中两班生产，一班准备，每班工作 8h。每日净提升时间 16h。

43、3.23.2 矿井设计生产能力的确定矿井设计生产能力的确定综合确定矿井井型为 90 万 t/a，其理由如下：1、矿井设计可采储量为 4974 万 t，按煤炭工业矿井设计规范中矿井井型与矿井服务年限的合理匹配关系，矿井井型确定为 90 万 t/a，服务年限为 39.5a。2、开采技术条件较好，外运渠道畅通，具备建设 90 万 t/a 的井型条件。3、矿井开采的煤层煤质牌号为不粘煤。是良好的动力用煤及民用煤，市场缺口很大，供不应求，随着国内外煤炭市场对此煤种需求量的日益增大，该煤种的价格优势将会进一步体现出来，市场潜力巨大，开发前景相当广阔。结合矿井可采储量、井筒提升能力、井下工作面的装备水平和煤

44、矿外运条件，矿井井型宜确定为 90 万 t/a。3.33.3 矿井服务年限矿井服务年限矿井服务年限按下式计算：T=Zk/(AK)式中：T服务年限,a；Zk矿井设计可采储量，万 t；A矿井设计生产能力，万 t/a；K储量备用系数，取 1.4。矿井设计服务年限为：TZk/ (AK)=4974/（1.590）=39.5a第四章第四章 井田开拓方案井田开拓方案4.14.1 井田开拓方式的选定井田开拓方式的选定4.1.1 开拓方案开拓方案设计从表土层厚度、煤层埋藏深度、煤层产状以及井田水文地质条件等方面分析，井田适合于斜井开拓方式。结合矿井井型、煤层赋存条件、井筒提升设备、井下开拓布置和回采面装备水平等

45、因素，考虑了两个开拓方案进行技术经济比较，现分述如下：方案一： （详见图 4.1）主斜井回风斜井副斜井图 4.1 开拓方案一不利用矿井工业场地，另在井田中东部石灰川西岸新建一工业场地。在工业场地内沿东西方向布置三个井筒开拓全井田，各井筒间距 40m。分别叙述如下主斜井净宽 3.5m，倾角 16，斜长 397.2m，净断面 10.06m2。井筒内装备一条带宽1.0m 的带式输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，兼做进风井。副斜井净宽 4.5m，倾角 6，斜长 414.0m，净断面 15.38m2。采用防爆无轨胶轮车担负全矿井的辅助提升任务，兼做进风井和安全出口。回风斜井净径 3.0m，倾角 30，斜

46、长 215.4m，担负矿井回风任务，兼做安全出口。永智煤矿批准开采 3-1、4-1中、5-1、6-1中号四层煤，各可采煤层特征见表 1.2。根据各煤层的间距、主要可采煤层的赋存特征和可采储量等情况，设计以两个水平开拓全井田，初期以+1307m 水平为第一水平开采的 3-1、4-1中号煤层，后期将以+1240m水平开采的 5-1、6-1中号煤层。主斜井落底至各煤层，各煤层煤通过溜煤眼分别溜至主斜井。副斜井一水平落底至4-1中号煤层，后期开采二水平时在 4-1中号煤辅助运输大巷一侧以 6暗斜井与副斜井反方向延伸至 6-1中号煤层；副斜井在 3-1 号煤和 5-1 号煤见煤点以甩车场联络 3-1 号

47、煤和5-1 号煤辅助运输大巷。回风斜井落底至各煤层，并在各煤层见煤点通过联络巷联系各煤层回风大巷。一水平在 4-1中号煤层布置一水平主变电所、主水泵房、水仓等硐室，二水平在 6-1中号煤层布置二水平主变电所、主水泵房、水仓等硐室。各煤层均布置胶带运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷三条大巷，各条大巷相互平行，间距均为 30m。井下主运输均采用胶带输送机。大巷辅助运输均采用防爆无轨胶轮车运输。矿井采用中央并列式通风系统，主、副斜井进风，回风斜井回风。矿井通风方式为机械抽出式。两个水平均各划分为两个采区，各采区采用走向长壁开采。方案二： （详见图 4.2）方案二在工业场地选择、水平划分上与方案一相同，

48、不同点为：在工业场地上沿井田边界南偏东 8方向新建主斜井、副斜井和回风斜井三个井筒，各井筒延伸方式与方案一相同。井筒在各煤层见煤点以南北方向布置集中胶带运输大巷、集中辅助运输大巷和集中回风大巷。然后各煤层均沿东西方向布置胶带运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷三条大巷。一水平在 4-1中号煤层布置一水平主变电所、主水泵房、水仓等硐室，二水平在 6-1中号煤层布置二水平主变电所、主水泵房、水仓等硐室。各煤层均布置胶带运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷三条大巷，各条大巷相互平行，间距均为 30m。矿井通风系统与采区化分均与方案一相同。4.1.2 方案比较及选择方案比较及选择上述两方案各有利弊，其优缺点如

49、下：方案一优点： （1）井巷工程量小，全井田开拓工程量比方案二少 2835m；（2）开拓布置简单，运输转载环节少；（3）向下水平延伸方便；缺点： （1）保护煤柱损失大；方案二优点： （1）保护煤柱损失少；缺点： （1）全井田开拓工程量比方案一多 2835m；（2）开拓、运输环节复杂；（3）工业场地填挖方工程量大。通过以上比较，设计推荐方案一。第五章第五章 采矿方法采矿方法5.15.1 采煤方法选择采煤方法选择初期开采的 3-1 号煤层煤层厚度为 2.403.50m，平均 3.09m。煤层结构较简单，一般不含夹矸。其顶板岩性主要为砂质泥岩、粉砂岩，局部为中、细粒砂岩，底板岩性主要为砂质泥岩，局部

50、地段相变为细粒砂岩。对比可靠，全区可采，煤层稳定程度属较稳定类型。综上所述，适合于综合机械化开采。根据 3-1 号煤层的赋存状况和井田开拓特征，确定矿井一水平采用长壁综采一次采全高的采煤方法，顶板采用下行全部垮落法管理。5.1.1 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型矿井以一个生产采区、一个综采工作面保证矿井设计生产能力。在此前提下，结合工作面采高、3-1 号煤层的煤质特征对工作面采煤、装煤、运煤方式进行确定和设备选型。工作面主要设备配备详见表 5.1。5.1.2 工作面支架工作面支架液压支架的阻力是支架设计中最基本的参数，支架所有结构的强度都由此决定。设计

51、采用“估算法”计算液压支架工作阻力。估算法首先考虑支撑冒落带岩层的重量。ahRSPcos8 . 9式中：P支架承受的荷载，kN；S支架支护的顶板面积，m2，为 7.1m2；r顶板岩石视密度，t/m3，为 2.2t/m3；h冒落带岩石的高度（直接顶厚度） ，m；M采高，m，为 3.09m；K岩石碎胀系数，取 1.251.5；煤层倾角， （） ，为 1；上式可写成：P（24）9.8SrMcosa一般用上限，即P49.8SrMcosa计算中再考虑支架受力不均衡量的安全系数 1.52，则P（68）9.8SrMcosa则：P（68）9.87.12.23.09cos12837.63783.5（kN）3-1

52、 号煤埋深 43.22111.47m，平均 80.85m。确定工作面属有一定影响的浅层地压工作面，支架工作阻力需加以安全系数。则：PK(2837.63783.5)=5107.76810.3（kN）K浅层地压影响系数，取 1.8；设计选用型号为 ZZ6800/17/35 支撑掩护式液压支架，其支护顶板面积为 7.1m2，工作阻力 6800kN，初撑力 6180kN，支撑高度 17003500mm，支架重量 21.5t。矿方可与支架厂定制。3-1 号煤工作面端头过渡支架初步选用 ZTF6500-20/32 型液压支架，工作阻力6500kN，支护高度 2.03.2m。工作面超前 20m 采用 DZ3

53、2 型单体液压支柱配 HDL-3000 型型钢梁支护。5.1.3 采煤工作面采高、长度及年推进度采煤工作面采高、长度及年推进度1、采煤工作面采高井田内 3-1 号煤层平均厚度 3.09m，设计确定采煤机割煤高度 3.09m。表 5.1 3-1 号煤回采工作面主要机械配备表设备名称设备型号功率(kW)单位数量备总其中备用备用双滚筒采煤机MGTY300/730-1.1D375台1可弯曲刮板输送机SGZ800/6302315台1破碎机PCM160200台1刮板转载机SZZ830/200160台1可伸缩胶带输送机SSJ1200/2250500台2液压支架ZZ5600/17/27架11010端头支架ZT

54、F6500-20/32架51乳化液泵站LBR400/31.5A250台2喷雾泵站KMPB320/1075台1注液枪DZ-Q1把31小水泵ID65-50-1605.5台4注水、探水钻机MAZ-20011台1阻化剂喷射泵WJ-242.2台1井下移动分离制氮机MD-30055台1单体液压支柱DZ32根15030型钢梁HDL-4000根8020超前支 护2、采煤工作面长度矿井首采区为一采区，依据首采区煤层赋存特征和矿井设计规模，参照煤炭工业矿井设计规范的有关规定，综合确定综采工作面长度为 150m。3、采煤工作面年推进度3-1 号煤采煤工作面采煤机截深为 0.8m，设计采工作面每个循环进一刀，循环进度

55、为 0.8m，设计每班循环次数为 4 次，即每天 8 个循环，则日循环进度为 0.88=6.4m。采煤工作面年推进度按下式计算：年推进度日循环进度年工作日循环率3-1 号煤采煤工作面年推进度=6.43300.75=1584(m)5.1.4 工作面回采方向工作面回采方向采煤工作面采用后退式回采，相邻工作面间采用依次顺序采。5.1.5 采区及工作面回采率采区及工作面回采率井田内 3-1 号煤层为中厚煤层，依据煤炭工业矿井设计规范 ，3-1 号煤采区回采率取 90%，工作面回采率为 95%；5.25.2 采区布置采区布置5.2.1 移移交交生生产产和和达达到到设设计计生生产产能能力力时时的的采采区区

56、数数目目、位位置置和和工工作作面面生生产产能能力力计计算算(一)采区数目和位置根据矿井开拓部署，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 1 个生产采区。采区内 3-1 号煤层赋存较稳定，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。(二)矿井生产能力计算1、采煤工作面生产能力计算采煤工作面生产能力按下式计算：A采=MlLrC式中：A采回采工作面年产量，t/a；l回采工作面长度，150m；M回采工作面采高，3-1 号煤层采高为 3.09m；L回采工作面年推进度，3-1 号煤层为 1584m；r煤的视密度，3-1 号煤层为 1.24t

57、/m3；C工作面回采率，3-1 号煤层工作面回采率为 95。则 A采1503.0915841.240.9586.49（万/a）掘进煤量按回采煤量的 5计算，则掘进煤量为：A掘86.4954.32（万 t/a）全矿井年产量为：AA采A掘86.494.3290.81（万 t/a）可满足矿井 90 万 t/a 设计生产能力的要求。矿井达到设计生产能力时采区回采工作面特征见表 5.2。表 5.2 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煤层平均厚度(m)机 采 高 度(m)年 推 进 度(m)生 产 能力(万t/a)3-1 号煤采区1综采工作面3.093.09158490二、采区巷

58、道布置1、采区巷道布置依据推荐井田开拓方案，矿井首采区开采煤层为 3-1 号煤采区。首采工作面位于大巷南侧靠近工业场地附近，回采工作面采用倾斜长壁开采，回采工作面胶带运输进风顺槽、材料运输进风顺槽和材料运输回风顺槽分别沿 3-1 号煤层底板布置。胶带运输进风顺槽直接与胶带运输大巷相接，担负工作面的煤炭运输任务；材料运输进风顺槽跨过胶带运输大巷与辅助运输大巷直接相连接，担负工作面的辅助运输任务及胶带顺槽胶带机安装、检修等材料运输任务；材料运输回风顺槽直接与回风大巷相接，并通过联络巷与辅助运输大巷相连接，联络巷中设两道双向风门，担负工作面的回风任务及工作面安装、搬家时的主要辅助运输任务；其中材料运

59、输进风顺槽为与下一工作面共用的顺槽巷道。首采工作面以三条顺槽形回采工作面完善的运输、通风、排水、供电及井下消防洒水系统，相邻顺槽间距 20m。回采方式为采区内采用前进式开采，工作面采用后退式开采，相邻工作面依次顺序开采。首采区巷道布置详见图 4-1-1、图 4-1-2、图 4-1-3。三、采区煤炭运输、辅助运输、通风及排水系统三、采区煤炭运输、辅助运输、通风及排水系统1、运煤系统采煤工作面(可弯曲刮板输送机)胶带运输进风顺槽(可伸缩胶带输送机)胶带运输大巷（强力带式输送机）3-1 号煤煤仓主斜井(强力带式输送机)地面。2、辅助运输系统（1）主要材料运输系统地面材料设备副斜井(防爆无轨胶轮车)3

60、-1 号煤辅助运输大巷（防爆无轨胶轮车）顺槽联络巷(防爆无轨胶轮车)材料运输回风顺槽(防爆无轨胶轮车)回采工作面。（2）辅助材料运输系统地面材料设备副斜井(防爆无轨胶轮车)3-1 号煤辅助运输大巷（防爆无轨胶轮车）材料运输进风顺槽(防爆无轨胶轮车)回采工作面。3、通风系统地面新鲜风流副斜井3-1 号辅助运输大巷胶带运输进风顺槽(材料运输进风顺槽)回采工作面(乏风)材料运输回风顺槽回风大巷回风斜井(主扇风机)地面。5.35.3 巷道掘进巷道掘进5.3.1 巷道断面和支护形式巷道断面和支护形式胶带运输大巷、 辅助运输大巷和回风大巷三条大巷断面为矩形断面， 采用锚喷支护。胶带运输进风顺槽、材料运输进

61、风顺槽和材料运输回风顺槽三条顺槽均采用矩形断面，锚喷支护。开切眼采用矩形断面，锚网支护。巷道断面详见图 C1162-122-114。5.3.2 掘进工作面个数及装备掘进工作面个数及装备根据采煤工作面年推进度，本着以保证矿井正常生产时合理的采掘关系为原则，矿井移交生产及达到设计生产能力时， 共布置二个掘进工作面， 其中一个大巷普掘工作面，一个顺槽综掘工作面。掘进工作面主要设备配备见表 5.3。5.3.3 矿井达产时采掘比例关系及矸石量预计矿井达产时采掘比例关系及矸石量预计矿井移交生产时，共布置两个煤巷掘进工作面，采掘比为 12。矿井投产后，新掘巷道绝大部分为煤巷。预计井下矸石量为 1.5 万 t

62、/a，井下掘进矸石不出井，均充填于横贯中。5.3.4 移交生产时井巷工程量移交生产时井巷工程量矿井达到设计产量时，井巷工程总量为 5124.2m，掘进总体积为 80603.9m3，其中硐室体积为 4394.2m3。井巷万吨掘进率为 56.9m。井巷工程量见表 5.4。表 5.3 掘进工作面主要设备表设备名称大巷普掘工作面顺槽综掘工作面型 号功率(kW)台数型 号功率(kW)台数煤巷掘进机EBZ-120191.51转载机JZP-100A101可伸缩胶带输送机SSJ800/90801局部通风机FBD-NO5.6223FBD-NO6.32302锚杆打眼安装机MJG-II101MJG-II101刮板输

63、送机SGD620/222222煤电钻MZS-12A1.23岩石电钻EZS-2.02.01喷雾泵站WPB-50/10111小水泵IS65-50-1605.53IS65-50-1605.52混凝土搅拌机安IV5.51安IV5.51混凝土喷射机PZ-5B5.51PZ-5B5.51蟹爪式装煤机ZMZ3-1728.51表 5.4 井巷工程量汇总表序号项目名称长度(m)掘进体积(m3)备 注表土岩煤巷半煤岩井巷硐室1井筒60553.19993.12硐室200254394.23主要巷道73.21504.4298.428389.84采区2410.137826.8小计60826.33939.5298.47620

64、9.74394.2合计5124.280603.9第六章第六章 建井工期及开采计划建井工期及开采计划6.16.1 建井工期建井工期一、施工准备的内容与进度根据本矿井的具体条件，结合有关规定，矿井从办妥土地征购、施工准备人员进场开始至井筒正式开挖之日止为施工准备期。在此期间的主要工作和任务是：1、完成施工需用的交通运输、供电、通讯、供水、排水及工业场地平整等“五通一平”工作。2、完成施工需要的供热采暖、机修加工、材料堆放、施工人员办公和膳宿等地面建筑和设施。应尽量考虑利用永久建筑和设施。3、完成井筒开工的工程准备，包括井筒检查钻孔及地面预注浆工作等。4、安排好主要材料、设备的供应和订货。5、通过招

65、标投标，优选、落实矿井施工队伍。6、做好对外协作工作，确保上述工作顺利进行。施工准备期内尚需完成以下工作：1、办理质量监督手续，并请煤炭工程造价管理站对项目工程合同进行开工前的复核。2、 矿井开工前两个月， 项目法人向煤炭工业基建管理部门报送开工申请报告，经批准后组织正式开工。根据上述准备工作量的大小，参考同类矿井建设经验，确定矿井施工准备期为 2 个月。二、矿井移交方式与移交标准1、矿井移交方式依据开拓部署，永智煤矿共布置主斜井、副斜井和回风斜井三个井筒，设计采用一次设计一次建成投产的移交方式。矿井达产时，井巷工程总长度为 5124.2m，掘进总体积为 80603.9m3。2、矿井移交标准矿

66、井矿建、土建、安装所有单位工程按设计标准全部建成；经试运转和试生产考核， 主要生产系统和设备性能良好， 可以形成设计生产能力；完成了环保、安全、消防等三个专篇。预验收，以及项目工程质量认证。三、井巷平均成巷进度指标井巷平均成巷进度指标是计算和确定矿井建设工期的依据和基础，其大小直接影响建设工期的长短。设计在对全国专业施工队伍施工水平调研的基础上，综合分析本矿井井巷布置、断面大小、提升运输及施工安全等具体的施工条件和特点，对井巷平均成巷进度指标进行确定，力求正确反映建设工期。井巷平均成巷进度指标如下：斜井井筒表土段：50m/月；斜井井筒基岩段：60m/月；岩巷：120m/月；半煤岩巷：200m/月；煤巷：综掘 500 m/月，普掘 300 m/月；硐室：岩 600 m3/月，半煤岩 1000m3/月，煤 1500m3/月。四、井巷主要连锁工程根据井巷工程施工进度安排结果(见图 16-1-1)，井巷主要连锁工程由回风斜井表土段、回风斜井基岩段、回风大巷、辅助运输大巷、胶带运输大巷、胶带运输进风顺槽、材料运输回风顺槽、工作面开切眼、材料运输进风顺槽等工程组成。施工工期 9 个月。五、三类工程