朱集煤矿.Mta新井设计-无轨胶轮车在煤矿井下的运用现状及发展趋势

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1、中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：矿业工程学院专业：采矿工程设计题目：朱集煤矿0.9 Mt/a新井设计专题：煤矿井下无轨胶轮车的运用现状及发展趋势指导教师：职称：副教授2012年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院矿业工程学院专业年级采矿工程2008级学生姓名任务下达日期：2012年1月8日毕业设计日期：2012年3月12日 至 2012年6月8日毕业设计题目：朱集煤矿0.9 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：无轨胶轮车在煤矿井下的运用现状及发展趋势毕业设计主要内容和要求：院长签字：指导教师签字：摘要一般部分针对淮南朱集矿井进行了井型为0.9Mt/a的新井设计。朱集矿井位于安徽省淮

2、南市境内，井田走向长约7.0km，倾向长约3.0km，面积约21km2。主采煤层为13-1#煤层，平均倾角25，平均厚度4m。井田工业储量为113.12Mt，可采储量53.09 Mt，矿井服务年限为42.1 a。矿井正常涌水量为342m3/h，最大涌水量为462m3/h；矿井相对瓦斯涌出量为10.3m3/t，属高瓦斯矿井。根据井田地质条件，设计采用双立井单水平开拓方式，井田采用全带区式布置方式，共划分为八个带区，两个盘区，轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷，布置在13-1#煤层底板岩层中。考虑到本矿井为高瓦斯矿井，矿井通风方式采用两翼对角式通风，并在开采前预掘底板瓦斯抽排巷进行瓦斯提前

3、卸压抽放。针对东一带区采用了带区准备方式，共划分7个分带工作面，并进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。针对13101工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为4.0m，平均倾角3，直接顶为泥岩，老顶为细砂岩。工作面采用长壁综采一次采全高采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。采用“三八制”工作制度，两班半生产，半班检修，截深0.8m，每天5个循环，循环进尺4.0m，月推进度120m。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。主井采用两套带平衡锤的16t箕斗提煤，副井采用一对1.5 t矿车双层四车窄罐笼和一个带平衡锤的1.5t矿车双层四车宽罐笼运料和

4、升降人员。专题部分题目为国内外无轨胶轮车的运用现状及发展趋势，结合在神东矿区、济三矿的运用，介绍了无轨胶轮车的性能特点，运用现状，主要车型，以及国产化进程，最后展望无轨胶轮车的发展趋势。翻译部分题目为A new coal pillars design method in order to enhance safety of the retreat mining in room and pillars mines，主要介绍了一种在利用房柱式开采时，可以提高煤柱安全性的煤柱设计方法。关键词：朱集煤矿；双立井；带区布置；两翼对角式；综采；沿空留巷；无轨胶轮车ABSTRACTThe general d

5、esign is about a 0.9 Mt/a new underground mine design of Zhuji coal mine. Zhuji coal mine is located in Huainan, Anhui province. Its about 7.0 km on the strike and 3.2 km on the dip,with the 21.0 km2 total horizontal area. The minable coal seam is 13-1# with an average thickness of 4.0 m and an aver

6、age dip of 3. The proved reserves of this coal mine are 113.12 Mt and the minable reserves are 53.09 Mt, with a mine life of 42.1 a. The normal mine inflow is 342 m3/h and the maximum mine inflow is 462 m3/h. The mine gas emission rate is 10.3 m3/t,which can be recognized as high gas mine.Based on t

7、he geological condition of the mine, this design uses a duel-vertical shaft single-level development method, and full strip preparation ,which divided into eight bands and two districts, and track roadway, belt conveyor roadway and return airway are all rock roadways, arranged in the floor rock of 1

8、3-1# coal seam. Taking into account of the high gas emission, mine ventilation method use two diagonal wings ventilation, and excaves bottom gas drainage roadway before mining to relief gas pressure in advance.The design applies strip preparation against the first band of East One which divided into

9、 5 stirps totally, and conducted coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing.The design conducted coal mining technology design against the 13101 face. The coal seam average thickness of this working face is 4.0 m and the average dip is3, the immediate roof is mud stone

10、 and the main roof is sand stone. The working face applies fullymechanized longwall full-height coal cavingmethod, and uses double drum shearer cutting coal which cuts twice each working cycle.Three-Eight working system has been used in this design and the depth-web is 0.8 m with five working cycles

11、 per day, and the advance of a working cycle is 4.0 m and the advance is 120 m per month.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and battery locomotive to be assistant transport. The main shaft uses double 16 t skips to lift coal with a balancehammer and the auxiliary sha

12、ft uses a twins narrow1.5 t four-car double-deck cage and a wide 1.5 t four-car double-deck cage to lift material and personnel transportation.The project section on the use of the trackless rubber_tyred car at home and abroad present situation and developing trend,In combination with the applicatio

13、n in ShenDong mining area, JiSan Mine, this paper introduces the performance characteristics of trackless rubber_tyred car, using situation, main models, and the localization process and the future development trend of trackless rubber_tyred car.The titleof the translated academic paper is A new coa

14、l pillars design method in order to enhance safety of the retreat mining in room and pillars mines . Mainly introduces a new type of room and pillar mining, can improve the safety of coal pillar coal pillar design method.Keywords:Zhuji coalmine; double vertical shaft; band mode; two diagonal wingsve

15、ntilation; comprehensive mechanized mining; gob-side entry retaining;trackless rubber_tyred car目 录一般部分1 矿井概况与地质特征11.1 井田概况11.1.1 位置与交通11.1.2 地形地貌及水系11.1.3 气候与气象11.1.4 地震烈度11.1.5 矿区经济概况21.1.6 水源及电源21.2 井田地质特征31.2.1 地层31.2.2 构造41.2.3 水文地质特征41.3 煤层特征61.3.1 煤层特征61.3.2 煤质71.3.2 煤层开采技术条件72 井田境界和储量102.1 井田

16、境界102.1.1 井田范围102.1.2 开采界限102.1.3 井田尺寸102.2 井田地质勘探102.3 矿井地质储量112.3.1 储量计算基础112.3.2 矿井地质储量计算112.4 矿井工业储量132.5 矿井可采储量13矿井设计资源/储量132.5.2 矿井设计可采储量143 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限183.1 矿井工作制度183.2 矿井设计生产能力及服务年限183.2.1 确定依据183.2.2 矿井设计生产能力183.2.3 井型校核194 井田开拓214.1 井田开拓的基本问题214.1.1 确定井筒形式、数目、位置214.1.2 阶段划分和开采水平的确定2

17、34.1.3 主要开拓巷道234.1.4 方案比较234.2 矿井基本巷道354.2.1 井筒35井底车场及硐室394.2.3 大巷41巷道支护455准备方式带区巷道布置465.1 煤层地质特征465.1.1 带区位置465.1.2 带区煤层特征465.1.3 煤层顶底板岩石构造情况465.1.4 水文地质465.1.5 地质构造465.1.6 地表情况465.2 带区巷道布置及生产系统475.2.1 带区准备方式的确定475.2.2 带区巷道布置475.2.3 带区生产系统475.2.4 带区生产能力及采出率506 采煤方法536.1 带区煤层特征及地质条件536.2 采煤工艺方式536.2

18、.1 确定采煤工艺方式536.2.2 回采工作面参数546.2.3 综采工作面的设备选型及配套546.2.4 各工艺过程注意事项596.2.5 工作面端头支护和超前支护616.2.6 循环图表、劳动组织、主要技术经济指标627 井下运输667.1 概述667.1.1 井下运输设计的原始条件和数据667.1.2 运输距离和货载量667.1.3 矿井运输系统677.2 带区运输设备选择687.2.1 设备选型原则687.2.2 带区设备的选型687.2.3 带区运输能力验算707.3 大巷运输设备选择718 矿井提升738.1 概述738.2 主副井提升738.2.1 主井提升73副井提升769

19、矿井通风及安全789.1 矿井通风系统的选择789.1.1 矿井概况789.1.2 矿井通风系统的基本要求789.1.3 矿井通风系统的确定789.1.4 带区通风系统的确定799.2 矿井风量计算819.2.1 通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定819.2.2 各用风地点的用风量和矿井总用风量849.2.3 风量分配及风速验算889.2.4 通风构筑物899.3 矿井通风阻力计算899.3.1 计算原则899.3.2 矿井最大阻力路线909.3.3 矿井通风阻力计算909.4 选择矿井通风设备939.4.1 选择主要通风机的基本原则939.4.2 通风机风压的确定939.4.3 主要通

20、风机工况点959.4.4 主要通风机的选择及风机性能曲线969.4.5 电动机选型979.5 安全灾害的预防措施989.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施989.5.2 预防井下火灾的措施999.5.3 防水措施9910 矿井基本技术经济指标100参考文献102专题部分国内外无轨胶轮车的运用现状及发展趋势1051 矿井辅助运输1051.1 矿井辅助运输1052.2 矿井辅助运输的现状1052 无轨胶轮车概述1062.1 性能特点1072.2 无轨胶轮机车的分类1072.3 适用条件1072.3 无轨胶轮车代表车型1082.3.1 国产型号1082.3.2 引进型号1114 无轨胶轮车与其他辅助运

21、输设备的比较1144.1 无轨运输与轨道运输的比较1144.2 无轨胶轮车，与其他无轨运输设备的比较1145 无轨胶轮车的运用现状1155.1 国内无轨胶轮车的运用1155.1.1 神东公司的运用情况1155.1.2 济三矿的运用情况1165.1.3 寺河矿的运用情况1185.1.4 影响原因1185.2 国外无轨胶轮车的运用1195.3 非煤矿山无轨胶轮车的运用1196 无轨胶轮车的缺陷1196.1 无轨防爆胶轮车故障率高1196.2 车辆购置费用和运行费用高1196.3 无轨防爆胶轮车设计制造缺陷1206.4 油耗大1206.5 其他问题1207 无轨胶轮车的发展趋势1207.1 国产化进

22、程1207.2 国产无轨胶轮车的优势与不足1227.3 国内外无轨胶轮车的发展趋势123参考文献：126翻译部分英文原文127中文译文141致谢153一般部分1 矿井概况与地质特征1.1井田概况1.1.1 位置与交通朱集煤矿属朱集井田27勘探线以东部分，位于安徽省淮南市潘集区与怀远县交界处的武前庄与骑龙庄一带，行政区划隶属淮南市潘集区和怀远县，井田东南距淮南市洞山约38 km，地理坐标:东经11645001165345，北纬325015325430。井田走向长约7km，倾向宽约3km，面积21km2。本井田内陆路交通较为便利。南邻潘集矿区，有淮阜铁路穿过，西至阜阳与京九线连接；公路经潘集镇，可

23、达蚌埠、阜阳、徐州、合肥等地；北部有茨怀新河可以通航，可连接淮河航运，如图1-1所示。地形地貌及水系本井田地处淮河冲积平原，地形平坦，地面标高一般在+22.4+23.4m，东北部有明龙山低矮山丘，最高点标高126m，总体趋势为北东高、南西低。淮河为邻近本矿井的主要河流，历史最高洪水位标高为+25.63m（1954年7月29日），两岸地势低洼，雨季淮河水位上涨易成内涝；北部茨怀新河为人工开挖水利工程，宽约200m，向东连接淮河。井田内尚有部分人工沟渠，属农灌季节性水渠。气候与气象本井田所在地属季风暖温带半湿润气候，四季分明，冬冷夏热。该地区年均气温15.1，两极气温分别为41.4和-21.7；一

24、般春季多东南风，夏季多东南及东风，秋季多东风及东北风，冬季多东北风及西北风，平均风速3.3m/s，最大风速22m/s；年均降雨量893.74mm，最大达1723.5mm，降雨一般集中在6、7、8三个月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪厚度16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。地震烈度根据已掌握的地震历史资料，淮南市属于许昌淮南地震带，从地震活动性、断裂构造、地形变化及第四纪地质、地貌等方面的情况来看，许昌淮南地震带在新构造时期，活动是比较明显的。国家地震局1979年10月，在淮南地区进行地应力普查，在7 km的深度截面地应力相对大小等值线图和断裂构造分析，明显地存在北西西向的

25、地应力高值区，存在一条东西向、一条北东向的深大断层。根据中华人民共和国国家标准GB50011-2001建筑抗震设计规范的附录A，本地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10 g。矿区经济概况井田所在地淮南市潘集区总面积600平方公里，辖五镇五乡一个街道办事处，人口43万，其中农业人口35万。气候温和，四季宜人，物阜民丰，人杰地灵。潘集区致力于工业化、产业化、城镇化建设，取得了显著成绩。潘集区煤电资源十分丰富。已探明煤炭总储量37亿吨，建有潘一矿、潘东、潘三3座现代化特大型煤矿。年设计总产1000万吨。区内有平圩发电，装机容量达120万千瓦。2004年正在开工

26、建设的潘北煤矿，年生产能力400万吨；田集电厂460万kW和平圩第二电厂260万kW超临界燃煤机组也已开工建设；装机容量460万kW的潘集电厂建设工程前期准备工作正在进行。预计到2010年，区境内煤炭年产量达2300万吨，发电装机容量达720万kW，将成为华东地区一个重要的能源基地。图1-1-1朱集矿交通位置图水源及电源本矿井供水水源分为两部分，即地下水和处理后的矿井水。由于矿井所在地区地表水系不发达，且受季节性影响较大，因此设计选择地下水作为本矿井供水水源。为充分利用和开发水资源，对井下排水经过净化处理达标后，作为工业场地生产用水水源。本矿井位于淮南市潘集区，邻近有淮南、洛河、平圩发电厂，芦

27、集、丁集和古沟220kV区域变电所。本矿井两回路110kV电源一回路取自于丁集220kV区域变电所，导线采用LGJ-185，长度约为22.6km，另一回路取自新建的古沟220kV区域变电所，导线采用LGJ-185，长度约为26km。1.2井田地质特征地层本井田为全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。（1）奥陶系中下统（O1+2）为石炭、二叠系含煤地层的基底，区内无钻孔穿过，南邻潘四井田十西线水四5孔穿过厚度96.78m。岩性主要为灰色、致密、厚层状、硅质灰岩及白云质灰岩、质纯、坚硬、性脆为其特征。顶部为白云岩；下部为灰岩、泥质灰岩。（2）石炭系

28、上统太原组（C3t）假整合于奥陶系之上，区内仅有23-1孔揭露到五灰。南邻潘四井田水四11、九10两孔揭示该组厚度分别为114.24m和112.05m。底部为46m厚的铝质泥岩，为浅灰色微带青灰色，具紫红及锈黄色花斑，局部具鲕状结构。鲕粒分布不均，其余岩层由灰色、深灰色灰岩、粘土岩、砂质粘土岩和中细砂岩组成。局部有岩浆岩侵入，灰岩1013层，总厚49.5m。其中12灰分布稳定且较厚，一般9.5119.34m。含不可采薄煤层79层。为本区含煤地层之一。其岩相以浅海相沉积为主，亦具过渡相及泥炭沼泽相。（3）二叠系（P）二叠系平均总厚964.44m，底部以灰岩与太原组分界，二叠系整合于太原组之上。分

29、为下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组，其中山西组、上、下石盒子组为含煤地层，石千峰组为非含煤地层，不是本次研究对象。山西组和上、下石盒子组为主要勘探对象，揭露厚度649.95799.1m，平均厚730.83m，含煤28层，总厚28.58m，含煤系数为3.91%，自下而上划分为七个含煤段。山西组和下石盒子组各为一个含煤段，上石盒子组有五个含煤段。其中下部四个含煤段为矿井主要开采对象。（4）三叠系（T）是一套棕红色碎屑岩，由棕红、紫红色、灰白色砂岩、粉砂岩、泥岩组成，砂岩成份以石英、长石为主，见暗色矿物、白云母片及小砾石，钙质胶结，水平层理。厚度不详，5-1孔揭露厚度87.54m。与

30、下伏石千峰组呈整合接触。（5）下第三系（E）揭露厚度0548.78m，主要分布在北部边界F201断层附近，由一套棕红色为主的杂色砂、砾岩、砂质泥岩、泥岩组成，砾石成分以石英砾岩、石英砂岩、灰岩为主，砾径360mm,多呈次棱角状次圆状，胶结物为泥质和粉砂质，固结程度较好。砾岩一般层厚几米到二十几米，最大厚度可达70m。与下伏地层呈不整合接触。（6）上第三系（N）a.上第三系中新统下段（N1 1）厚037.20m，平均10.28m，由棕红色、褐黄色砂砾、粘土砾石和砾石组成，局部夹有薄层粘土，属残坡积相沉积，与下伏地层呈不整合接触。b.上第三系中新统上段（N 2 1）厚0113.90m，平均厚74.

31、94 m，以灰绿色粘土和砂质粘土为主，间夹粉、细砂13层，局部砂层较厚，但其砂层含泥质较高。属河湖相沉积全区分布稳定，只在北部井田边界4个钻孔缺蚀。c.上第三系上新统（N2）厚54.00186.24m，平均厚110.50 m，由灰绿、土黄色及灰白色中砂、细砂、粉砂及粘土质砂组成，夹砂质粘土或粘土35层，局部粘土层较厚。属河湖相沉积全区分布稳定。（7）第四系（Q）厚87.40108.94m，平均100.20m，以灰黄色、土黄色中砂、细、粉砂、砂质粘土为主，次为粘土间夹粘土质砂，富含砂礓和铁猛结核与蚌壳碎片，属河流相及河漫滩相沉积。构造本井田位于淮南煤田东北部，淮南复向斜的次级褶皱朱集唐集背斜及尚

32、塘耿村集向斜的东段，总体构造形态为一连续的背、向斜，北部为朱集唐集背斜，南翼与潘集背斜北翼构成宽缓向斜，背、向斜轴向为北西西向，沿轴向有所起伏，其中发育有部分次级褶曲。按其构造特点来划分，本井田可分为三大块段：七线以东为一走向为北东，倾向北西的单斜构造，地层倾角一般在5左右；七二十一线为一宽缓背斜，系朱集唐集背斜延伸部分，背斜轴部与两翼高差一般为3050m，地层倾角一般27；二十一线以西由北部隆起和南部凹陷两部分组成，其中北部隆起为轴向北西的背斜构造，地层倾角一般在2030，局部达40，南部凹陷为尚塘耿村集向斜，向斜北翼地层较缓，地层倾角一般在35，南翼地层较陡，地层倾角一般在2530，局部达

33、50。全井田共发现30条断层，其中17条为正断层，13条逆断层。按断层落差分：最大落差大于等于100m的6条，小于100m而大于等于50m的1条，小于50m大于等于30m的11条，小于30m的断层12条。断层的延展方向以北西西和北西向为主，次为北东向。本井田构造复杂程度属简单类型。1.2.3水文地质特征（1）主要水文地质条件新生界松散层含、隔水层（组）本井田新生界松散层厚度两极值为150.40394.30m，平均厚为295.92m，其厚度变化规律是由北向南、由东向西逐渐增厚。按照沉积物的组合特征及其含、隔水情况，可将其自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计4个含水层（组）和

34、3个隔水层（组）。本井田三隔厚度大，一般074.85m，平均44.18m，分布范围较稳定（除北部5-1、9-4、11-5及23-1四个孔沉积缺失外），由灰绿色厚层粘土及砂质粘土和多层细砂组成，粘土致密，可塑性强，是井田内的重要隔水层（组），隔水性能较好；其下部第四含水层（组）厚度为025.40m，平均7.49m，该含水层（组）由细砂、砂砾层及粘土砾石组成，砂层间有薄层粘土、砂质粘土分布，且直接覆盖于基岩含水层之上。基岩含水层（段）a.下第三系砂砾岩含水层（段）该含水层主要分布在井田的北部边界，钻孔揭露厚度为216.25548.78m，岩性主要为紫红色砾岩和各粒级砂岩及砂质泥岩，据简易水文观测资

35、料表明，该含水层富水性弱，对矿坑充水无直接影响。b.二叠纪煤系地层含、隔水层（段）本井田煤系砂岩含水层岩性以中、细砂岩为主，局部为粗砂岩和石英砂岩，分布于煤层、粉砂岩和泥岩之间，岩性厚度变化较大，裂隙不发育，且具不均一性，各砂岩含水层之间均有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和煤层等隔水岩石分布，以储存量为主，据井田内钻孔抽水资料表明，各砂岩含水层富水性弱，正常情况下，煤系砂岩含水层之间无密切的水力联系。c.太原组石灰岩岩溶裂隙含隔水层（段）本井田石炭系太原组灰岩埋藏较深，钻孔未揭露全层厚度，据区域资料表明，地层总厚110130m左右，含灰岩13层，其中第3、4、12等三层灰岩厚度大，分布稳定，岩溶裂隙较

36、发育外，其余均为薄层灰岩。本井田太原组一灰上距3煤层底板平均间距32.30m，天然状态下无水力联系，但因太灰的水压较高，已超过3煤层下隔水层（组）岩石的抗压强度，若直接开采3煤层，水力平衡即遭破坏，势必造成其煤层底板突水事故的发生。因此，在开采3煤层之前，必须采取疏水降压等措施，谨防灾害发生。断层带本井田断层较发育，共查出断层30条，其中正断层17条，逆断层13条，钻孔穿过断点3个。断层破碎带主要以泥岩、粉砂岩为主，含砂岩碎块，钻探揭露断层时，大多数断层无漏水现象，结合区域和邻近生产矿井，断层一般是富水性弱，导水性差。但应谨防受采动影响而活化的断层可能成为矿井突水的重要途径。综上所述，本井田新

37、生界下部含水层（组）、二叠纪煤系砂岩裂隙含水层（段）和太灰岩溶裂隙含水层（组）对井下开采影响较大。但是，只要在可采煤层的浅部留设适当高度的防水煤柱，正常情况下新生界下部四含对井下开采威胁较小，但仅在二十三线以东北部四含对1713煤层开采有充水威胁，其它块段四含对各煤层开采无影响。这样，二叠纪煤系砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙含水层（组）便成为矿井开采的主要充水因素。故本井田在开采417煤层（组）时，以裂隙充水为主，水文地质条件简单。（2）矿井涌水量预计根据安徽省淮南煤田朱集东井田煤炭勘探报告，本井田一水平（-970m）开采13-111-2煤层时，采用比拟法，与潘一矿进行比拟，预计矿井涌水量，计算公式

38、：（1-1）式中：、矿井涌水量，其中为潘一矿涌水量，正常涌水量为186.32m3/h，最大涌水量为270.51 m3/h；、预算采用面积，其中朱集井田采用面积为10km2，潘一矿采用面积为9.3km2；S、水位降深，其中朱集井田水位降深为975.95m，潘一矿水位降深为550m；经计算，朱集矿井的正常涌水量为267m3/h，最大涌水量为387m3/h。考虑井筒淋水、井下洒水、防火灌浆等因素，因此矿井的正常涌水量取342m3/h，最大涌水量取462m3/h。太灰岩溶裂隙含水层的突水量为1152m3/h。1.3煤层特征煤层特征本井田含煤地层为石炭系和二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要

39、含煤层段。井田内二叠系含煤层段揭露厚度649.95799.10m，平均730.83m，共含煤28层，煤层总厚28.58m，含煤系数为3.91%，自下而上依次可分为7个含煤段。可采煤层共有13层，分别为17-1、16-2、13-1、11-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、4-1和3煤层，平均总厚为21.58m。其中13-1、11-2、8、5-1和4-1煤层为主要可采煤层，平均总厚12.80m，约占可采煤层总厚的59.3%；17-1、16-2、11-1、7-2、6、5-2、4-2和3煤层为次要可采煤层，平均总厚8.78m。现对主采煤层分述如下：（1）13-1煤层：含煤面积37.

40、04km2，可采面积36.57km2，仅11-5孔因岩浆侵蚀不可采，赋存标高在-350-960m之间，煤层厚度0.776.43m，平均4.00m，属结构简单、全区可采的稳定煤层；其中七线二十一线赋存标高在-810-920m之间，大部分赋存于-850-870m之间；（2）11-2煤层：含煤面积37.16km2，可采面积33.3km2，赋存标高在-350-1000之间，煤层厚度02.02m，平均1.32m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中七线二十一线赋存标高在-870-980m之间，大部分赋存于-920-940m之间；（3）8煤层：含煤面积37.68km2，可采面积34.74km2，有1处不

41、可采区，2处岩浆侵蚀区，赋存标高在-500-1100 m之间，煤层厚度05.77m，平均2.99m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中七线二十一线赋存标高在-960-1070m之间，大部分赋存于-990-1030m之间；（4）5-1煤层：含煤面积37.97km2，可采面积27.22km2，有4处不可采区，2处岩浆侵蚀区，赋存标高在-1000-1180 m之间，煤层厚度04.07m，平均1.36m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中七线二十一线赋存标高在-1040-1110m之间，大部分赋存于-1050-1080m之间；（5）4-1煤层：含煤面积37.29km2，可采面积33.28km2

42、，有1处不可采区，2处岩浆侵蚀区，赋存标高在-550-1160之间，煤层厚度05.95m，平均3.13m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中七线二十一线赋存标高在-1060-1130m之间，大部分赋存于-1060-1090m之间。表1-3-1 主要可采煤层特征表煤层煤层厚度/m下距煤层/m稳定性结构可采性最小最大平均13-10.776.434.0066.36稳定简单全区可采11-205.021.324.67较稳定简单大部可采805.772.9910.16较稳定简单大部可采5-104.071.368.77较稳定简单大部可采4-105.953.1371.13较稳定简单大部可采煤质本井田可采煤层

43、煤质稳定，主要为中灰、中高高挥发分、特低低硫、特低低磷、富油高油、中高热值、具强粘结性的气煤，1/3焦煤次之。其洗精煤是较为理想的炼焦配煤，洗中煤或原煤可作为动力用煤,其主要可采煤层煤质特征见表1-2。表1-3-2 主要可采煤层煤质特征表煤层Mad（%）Ad（%）Vdaf（%）St.d(%)Pd（%）Qgr.d（MJ/kg）Y（mm）煤 类13-10.702.54/1.4015.1736.22/23.6835.6444.49/40.480.260.0010.14026.209.021.0/14.81/3JM、QM11-20.563.18/1.4716.3637.38/25.5031.4743.

44、18/37.270.360.0030.109/0.01325.198.019.0/13.61/3JM、QM、CY80.703.16/1.4616.4639.18/24.7725.6041.85/37.090.240.0030.046/0.01225.597.030.0/15.01/3JM、QM、FM5-10.663.12/1.4012.5338.96/25.3925.5441.84/36.190.780.0020.033/0.00825.680.022.0/14.41/3JM、QM、CY4-10.652.44/1.3716.0139.72/24.7024.2642.36/35.240.450.

45、0020.083/0.01225.739.029.0/16.21/3JM、QM、FM1.3.2 煤层开采技术条件（1）煤层顶底板情况本井田主要可采煤层顶、底板主要以泥岩为主，次为中、细砂岩。泥岩特别是炭质泥岩、含炭泥岩，厚度小，抗压强度低，多属软岩，稳定性差中等。粉砂岩和砂泥岩互层属中等坚硬岩类，细砂岩、中砂岩胶结良好，岩石坚硬致密，抗压强度高，稳定性好，工程地质条件良好。矿床浅部基岩风化带岩体质量差，断层带岩石破碎，均属软弱结构面，故本井田矿床工程地质条件为中等类型。主要煤层的顶底板情况见表1-3-3：（2）瓦斯通过对瓦斯测试资料分析，本井田共采测瓦斯煤样364个，实际利用272个，采样深度

46、在-710.25-1227.22 m之间，瓦斯含量两极值为021.53 m3/t，瓦斯含量较高，各煤层瓦斯含量分布特征与地质构造条件有着密切的关系。沼气带位于基岩顶界面下垂深435 m以深。13-1煤层：瓦斯含量为0.0515.21 m3/t，平均瓦斯含量为4.94 m3/t，首采块段13-1煤层瓦斯含量为0.0510.94 m3/t。11-2煤层：瓦斯含量为013.50 m3/t，平均瓦斯含量为4.41 m3/t(-970m以浅)，-970 m以深仅一个点，含量为4.18 m3/t。首采块段11-2煤层瓦斯含量：0.0513.5 m3/t。另外通过对79个煤样进行煤与瓦斯突出危险性测定，其中

47、17-1、13-1、11-2、8、5-2、5-1、4-2、4-1煤层的突出危险性综合指标k值均有大于15的样品，由此表明上述煤层均有煤与瓦斯突出危险。因此，本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。表1-3-3主要可采煤层赋存状况表煤层均厚（m）顶板岩性底板岩性13-14.00泥岩，少数为砂质泥岩，粉、细砂岩泥岩，少数为砂质泥岩、粉、细砂岩11-23.32泥岩，少数为粉、细砂岩泥岩，少数为粉、细砂岩82.99泥岩，局部为砂质泥岩、粉、细砂岩泥岩，局部为砂质泥岩、粉、细砂岩5-11.36泥岩、砂质泥岩，少数为粉、细砂岩泥岩、砂质泥岩，少数为粉、细砂岩4-13.13泥岩，少数砂质泥岩、粉、细砂岩泥岩，少数砂质

48、泥岩、粉、细砂岩（3）煤尘与煤的自燃本井田16-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、3煤层为自燃煤层，13-1、11-2、4-1煤层为容易自燃自燃煤层。各可采煤层均有煤尘爆炸危险。（4）地温根据九龙岗矿长观孔资料，井田所在地的恒温带深度为自地表向下垂深30m，相应的温度为16.8。根据已有测温资料，本井田的地温梯度为1.703.80/hm，平均为2.83/hm，基本属地温正常区。一级高温区（31）一般出现在-564m以下，二级高温区（37）一般出现在-736m以下，一水平平均地温为43.7，属二级高温区。鉴于本井田地温较高，需采取积极的降温措施，以防热害发生。（5）放射性及其

49、它有害气体本区经各勘探阶段，对钻孔测井及大量的煤、岩样品测试，均未发现有放射性异常和大量有害气体。（6）首采面综合柱状图本设计所选首采13#煤层，其综合柱状图如图1-3-1：图1-3-1主采煤层综合柱状图2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田范围本矿井属27勘探线以东，东南距淮南市洞山约38km，南及东南与潘四东和潘二矿井为邻。井田东、南至勘察登记范围，西至27勘探线，北至明龙山断层，走向长7.0km，倾向宽3.0km，面积约21.0km2。地面地形平坦，标高一般在+22.4+23.4m。2.1.2开采界限本井田共含煤28层，煤层总厚28.58m。其中可采煤层共有13层，分别为3、4-

50、1、4-2、5-1、5-2、6、7-2、8、11-1、11-2、13-1、16-2、17-1煤层，平均总厚为21.58m。13-1#煤层为主要可采煤层，平均总厚4.0m，由于13-1#煤层厚度大，赋存条件较好，故本设计矿井仅考虑13-1#煤层。2.1.3井田尺寸井田的走向最大长度为7.1km，最小长度为6.9km，平均长度为7.0km。井田的倾斜方向的最大长度为3.51km，最小长度为2.03km，平均长度为3.0km。煤层的倾角最大为5，最小为1，平均为3，井田平均水平宽度为2.9km。井田的水平面积按下式计算：S = H L（2-1）式中：S 井田的水平面积，m2H 井田的平均水平宽度，m

51、L井田的平均走向长度，m则井田的水平面积为：S =7.0 3.0 =21.0 km2，井田赋存状况示意图如图2-1-1所示。2.2井田地质勘探井田地质勘查类型为精查，属详细勘探。普查工作始于2003年9月，至2004年8月全部结束，安徽省煤田地质局勘查研究院于2004年11月提交了该普查地质报告。2005年1月17日，安徽省人民政府以专题会议纪要第7号文即关于朱集煤矿资源开发问题会议纪要决定，将朱集勘查区按资源储量大致相当的原则划分为两个井田，分别由淮南矿业（集团）有限责任公司和皖北煤电集团有限责任公司依法独立进行勘查开发。2005年1月31日，根据煤炭工业合肥设计研究院提交的淮南潘谢矿区朱集

52、井田开发方案，安徽省国土资源厅以皖国土资函200598号文即关于朱集井田划分与归属的函确定，以地震27线为界，将朱集勘查区划分为朱集东和朱集西两个矿井分别勘查开发，其中朱集东勘查区煤炭资源划归淮南矿业（集团）有限责任公司开发。2005年12月19日，淮南矿业（集团）有限责任责任公司与安徽省煤田地质局经对朱集东井田勘探工作的相关事宜协商后共同确定，由安徽省煤田地质局承担该井田的勘探工作。主采煤层13-1煤，煤厚0.776.43m，平均厚4.00m，可采区一般煤厚3.44.5m，结构简单。含煤面积21.0 km2，其中可采面积20.73 km2，可采面积占总面积的98.73%。图2-2-1井田赋存

53、状况示意图2.3矿井地质储量2.3.1储量计算基础（1）根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；（2）根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定：煤层最低可采厚度为0.70m，原煤灰分40%；（3）依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；（4）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；（5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比

54、较均匀，采用地质块段的算术平均法。矿井地质储量计算矿井可采煤层为13-1#煤、11-2#煤、8#煤、5-1#煤和4-1#煤。由于矿井井田形状规整，本区矿井储量采用网格法，将井田分为A、B、C、D四个块段（根据等高线疏密程度划分面积小块）具体分块情况见图2-3-1井田地质储量计算面积划分示意图，根据每个面积小块的等高线水平间距和高差计算出面积小块的煤层倾角，用CAD命令计算面积小块的水平面积，由此可计算得出每个块段的不同储量，矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。再根据：（2-2）式中Z矿井地质储量，tS 井田块段面积，m2m煤层平均厚度煤层的容重，1.4 t/m3 各块段煤层的倾角图2-3-1

55、块段法计算井田储量块段划分图由式2-2及矿井块段划分图，得各块段地质储量计算见下表2-3-1：表2-3-1矿井地质储量计算表块段名称倾角/面积/m2煤层厚度/m储量核算/MtA53118351.2417.53B14733381.926.51C37400581.541.50D22282978.112.79E43046278.317.10资源总储量115.43则矿井地质储量：Mt2.4矿井工业储量矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般也就是列入平衡表内的储量。矿井工业

56、储量：地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部，归类为矿井工业储量。图2-4-1 固体矿产储量分类表储量的分配探明储量、控制储量、推断储量按6：3：1 分配，经济基础储量、边际经济基础储量按90%、10% 分配，次边际经济基础储量不计。各种储量分配见表2-4-1：表2-4-1矿井工业储量计算表类别探明储量/Mt控制储量/Mt推断储量/Mt经济储量边际储量经济储量边际储量数量62.336.9331.173.4611.54合计69.2634.63Zg=111b+1

57、22b+2M11+2M22+333k（2-3）其中：k为可信度系数，取0.70.9，地质构造简单、煤层赋存稳定取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定取0.7。结合朱集矿的勘探资料，取k=0.8Zg=62.33+31.17+6.93+3.46+11.540.8=113.12Mt2.5矿井可采储量2.5.1矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量按式（2-4）计算：（2-4）式中：Zs矿井设计资源/储量；P1断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑保护煤柱等永久煤柱损失量之和。（1）井田境界保护煤柱损失煤量在井田边界留设30m宽的保护煤柱，井田边界的保护煤柱的压煤量按下式计算：z1=LWH(2-5)

58、式中：z1井田境界保护煤柱损失煤量，t；L井田边界长度，m；W井田边界保护煤柱宽度，30m；H煤层厚度，m；煤层的容重，1.4 t/m3。z1=202013041.4=3393768 t（2）断层保护煤柱损失煤量井田范围内有三年断层，断层F1位于工业广场保护煤柱范围内；断层ZF3，ZF4相邻，两侧各留保护煤柱30m，两条断层之间狭长的块段全部保留。断层保护煤柱按下式计算：Z2=（LW+S）H（2-6）式中：Z2断层保护煤柱损失量，t；L断层保护煤柱长度，m；S断层ZF3、ZF4之间的块段面积，m2；H煤层厚度，m；煤层的容重，1.4 t/m3。Z2=（220030+149419）41.4=12

59、06346.4 t朱集矿井的永久保护煤柱主要为井田境界保护煤柱和断层保护煤柱，即：P1=Z1+Z2=3.39+1.21=4.6 Mt则：ZS=Zg-P1=113.12-4.6=108.52 Mt2.5.2 矿井设计可采储量矿井设计可采储量按式（2-7）计算：（2-7）式中：Zk矿井设计可采储量；P2工业场地和主要井巷煤柱损失量之和；C采取采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。朱集矿主采煤层厚4 m，为厚煤层，固此处取C=75%。1）工业广场保护煤柱工业广场保护煤柱采用垂直剖面法计算得出，朱集矿井共设计三个工业场地，中央工业广场，东、西风井广场。（1）中央工广保护

60、煤柱压煤量计算工业广场的占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-5-1。表2-5-1工业广场占地面积指标表井型/Mta-1占地面积指标/ha0.1 Mt-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8矿井井型设计为0.9Mt/a，因此由表2-4-1可以确定本设计矿井的工业广场为0.14km2。但是考虑到近些年来建筑技术的提高，建筑物不断向空间发展，所以，工业广场的面积都有缩小的趋势，再加上本井田煤层埋藏较深，若取工广煤柱较大会造成大量的工广压煤，所以本设计取0.85的系数，则工业广场的面积约为0.12km2。建

61、筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第14条和第17条规定工业广场属于级保护，需要留设15m宽的围护带。本设计选定工业广场长为400m，宽为300m，新生界松散层厚度150.40394.30m，平均295.92m，结合本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角（表2-5-2）采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失。采用垂直剖面法计算所得各主采煤层工广保护煤柱面积及压煤量见下表2-5-3：求得工业广场总压煤量Z3=13.36 Mt采用垂直剖面法计算工业广场压煤示意图如图2-5-1所示。表2-5-2地质条件及岩层移动角煤层倾角/煤层厚度/m广场中心深度/m/34.0-85041667066表2-5-313-1#煤层工广煤柱压煤量计算表煤层厚度/m工广煤柱面积/m压煤量/t13-1#4238497913355882图2-5-1垂直剖面法计算工业广场保护煤柱（2）东西风