镇城底煤矿3.0Mta新井设计
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中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1 1 矿区概述 1 1 1 矿井地理位置 地形特点和交通条件概述 西山煤电集团公司镇城底矿位于西山煤田西北边缘 地处古交市西北 其地理坐标 为 东经 112 00 00 112 06 06 北纬 37 53 45 37 57 30 镇城底矿交通条件较好 距古交市 11 公里 距太原市 63 公里 太佳线从井田北部 穿过 太古岚铁路从井田北部经过 并备有铁路专用线 电源 矿区供电由屯兰变电站 110 35KV 馈出的专用铁塔架空线路 LGJ 3 150 35KV 分别来自红庙变电站 I II 段母线 矿安装 SF7 8000 35 SF9 8000 35 型 变压器各一台 供矿所有用电设备 农业 井田内经济作物以粮棉为主 一年两熟 夏季小麦 秋季玉米及棉花 古交 区近年来基础工业发展较快 正向着工农业共同发展的现代化中小型城市迈进 具体见矿区交通位置图 1 1 图 1 1 镇城底楼矿区交通位置图 1 1 2 矿区的气候条件 古交区属暖温带大陆气候 四季分明 春多风沙 夏热多雨 秋季凉爽 冬季干寒 年降雨最大 632 6mm 最小 172 lmm 平均 457 8mm 据太原气象台 27 年 1951 1977 的观测资料 年平均气温 9 4 一月份最冷 平均气温 7 七月份最热 平均气温 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 2 页 23 7 最高达 39 4 最低气温达 25 5 一般日最低气温于 10 月中旬降至 O 以下 翌年 4 月中旬方回升至 O 以上 平均年降水量 462 2mm 最大 749 1mm 最小仅 216 1mm 降水量约 62 集中于 7 8 9 三个月 全年多偏北风 年平均风速 2 4 米 秒 冬春季大 夏秋季小 最大 25 米 秒 瞬间极大风速曾出现 40 5 米 秒 最大冻土深度 77cm 本区没有地震记录 据国家地震局震发 875 号文件划定该地区地震烈度为 6 度地震 区 1 1 3 矿区的水文情况 水源 区内最大河流是汾河 它从井田的北部经雁门 成家曲由西向东流过 河床 宽约 700 米 常年流水 流量受上游的汾河水库制约 一般春季放水为农业灌溉和雨季 大量降水时流量大 河床坡度为千分之三 以侧向侵蚀为主 区内其它较大河谷还有 天池店河 阴家沟 歇马沟 官长沟等 流向皆为北东 汇入汾河 上述河谷多为季节性河流 日常流量很小或干涸 雨期随降雨量的大小变化 1 2 井田地质特征 该井田位于吕梁山脉中段的东翼 属中低山区 区内沟谷纵横 切割剧烈 除山头 部分为黄土覆盖外 其余均为基岩裸露 地形较为复杂 区内地势大体显西南高 东北 低之势 最高处为西南角 531 号钻孔处 标高为 1303 米 最低处为井田的东北部的汾河 河床处 标高在 1000 米左右 相对高差一般为 150 250 米 山头及山脊处较为平缓 为 新生界黄土层覆盖 沟谷多呈 V 字形 两侧基岩裸露 区内最大河流是汾河 它从井田的北部经雁门 成家曲由西向东流过 河床宽约 700 米 常年流水 流量受上游的汾河水库制约 一般春季放水为农业灌溉和雨季大量 降水时流量大 河床坡度为千分之三 以侧向侵蚀为主 区内其它较大河谷还有 天池店河 阴家沟 歇马沟 官长沟等 流向皆为北东 汇入汾河 上述河谷多为季节性河流 日常流量很小或干涸 雨期随降雨量的大小变化 古交区属暖温带大陆气候 四季分明 春多风沙 夏热多雨 秋季凉爽 冬季干寒 年降雨最大 632 6mm 最小 172 lmm 平均 457 8mm 据太原气象台 27 年 1951 1977 的观测资料 年平均气温 9 4 一月份最冷 平均气温 7 七月份最热 平均气温 23 7 最高达 39 4 最低气温达 25 5 一般日最低气温于 10 月中旬降至 O 以 下 翌年 4 月中旬方回升至 O 以上 平均年降水量 462 2mm 最大 749 1mm 最小仅 216 1mm 降水量约 62 集中于 7 8 9 三个月 全年多偏北风 年平均风速 2 4 米 秒 冬春季大 夏秋季小 最大 25 米 秒 瞬间极大风速曾出现 40 5 米 秒 最大冻土深度 77cm 本区没有地震记录 据国家地震局震发 875 号文件划定该地区地震烈度为 6 度地震 区 矿井给水由斜井潜水仓 3 台 D150 30 3 型水泵经付斜井分两路 一路供西下组 东 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 3 页 二系统 一路供南一 南二系统 地面供水由斜井潜水仓供水至水厂处理后进入工人村 水塔作生活用水 电源由屯兰 110KV 变电站供出双回路 35KV 电源至矿井 35KV 变电站 再由 35KV 变电 站馈出 6KV 线 40 路 分别供给矿井生产 通风 运输 排水及生活用电等 镇城底矿西北与地方资源相邻 多为年产 10 万吨以下的乡办矿 村办矿及社会办矿 均为斜井开拓 刀柱式开采 西南为马兰矿 是山西西山煤电股份有限公司在古交的第 四对大型矿井 并建有与生产相匹配的洗煤厂 该矿设备先进 煤质优良 机械化程度 高 是国有现代化矿井 东及东南为屯兰矿 是山西西山煤矿总公司在古交市开发建成 的第五对大型矿井 生产能力 400 万吨 并有与之配套的洗煤厂 是全国高产高效矿井 北部以汾河为界 汾河对岸是太原市煤气化公司炉峪口矿年产 50 万吨 本井田以肥煤 焦煤为主 煤的变质程度在水平分布上是由南向东北逐渐加深 牌 号是由肥煤逐渐过渡为焦煤 在剖面上是自上而下变质程度逐渐加深 上组煤以肥煤为 主 下组煤以焦煤为主 有害杂质的分布是上组煤含硫低 下组煤含硫高 灰分含量上 各层煤从上到下两头高 中间低 本井田的煤为优质肥焦煤 可用于化工 冶金 发电 等工业及民用 1 2 1 矿区地质特征 本井田精查地质勘探报告综合了历次勘探结果 对本井田主要褶曲 断层等基本探明 控制了地层变化规律 可采煤层的赋存特征 水文地质条件及煤质牌号 煤层分析资料基本 可靠 勘探程度能满足设计生产之要求 附区域地层划分及主要特征表 1 1 煤田和井田的地质构造及其相互关系属新华夏构造体系次一级多字型构造盆地的一 部分 又位于祁吕贺山字型构造东翼内带的中部 阳曲 孟县纬向亚带 即 37 50 38 20 之间 西南端 太岳山经向构造北延处的东侧 按构造形迹特征及其组合规律 初步 将西山煤田划分为三个构造体系 即经向构造 新华夏构造以及施枢构造 经向构造展 布煤田向泰山式断裂展布在经向构造以东 呈带呈束出现 煤田西北 东南有帚状构造展示 表 1 1 区域地层划分及主要特征表 地层系统 代号 厚度 m 主要岩性 全新 统 Q4 0 30 主要以沙砾为主 砾石成分为砂岩 石 灰岩 混杂沙土 分选不好 与下伏基岩呈 不整合接触 第四 系 上更 新统 马兰组 Q3 0 20 为黄灰色黄土 与下伏基岩呈不整合接 触 与 O2呈平行不不整合接触 新 生 界 第 三 系 中更 新统 离石组 Q2 0 30 为淡红色粘土 砂质粘土 中下部含磊 量钙质结核 本组多与保德组同地赋存 不 整合覆盖在下伏岩层之上 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 4 页 上新 统 保德组 N2b 0 55 底部为砾石 砾石成分以石灰岩 变质 岩为主 上部为鲜红色粘土 含粉砂 细砂 成分较多 夹 2 3 层粘土 灰色中厚层状长 石 石英砂岩 不整合覆盖在下伏岩层之上 中统 二马营组 T2er 50 73 灰色中厚层状长石 石英砂岩 上部夹紫色泥岩 砂质泥岩 和尚沟 组 T1h 151 167 底部为含砾砂岩 其上为紫红色 褐红 色砂质泥岩 泥岩夹细砂岩 中 生 界 三 迭 系 下统 刘家沟 组 T11 452 475 砖红色 紫红色中细粒砂岩及薄一中厚 层状紫色 紫红色粉色砂岩互层 夹有紫红 色砂质泥岩 粉砂岩层理发育 石千峰 组 P2sh 115 紫红色中厚层状中 细粒石英长石砂岩 与青灰 砖红色砂质泥岩 粉砂岩互层 顶 部夹数层结核状 扁豆状淡水灰岩 紫红色 中厚层状中 细粒石英长石砂岩与青灰 砖 红色砂质泥岩 粉砂岩互层 顶部夹数层结 核状 中统 上石盒 子组 P2s 400 岩性以灰绿色 黄绿色 紫色 葡萄紫 色砂质泥岩 泥岩为主 夹有灰白色粗一中 粒砂岩 含二层锰铁矿结核 与下伏基岩呈 不整合接触 下石盒 子组 P1x 110 上部为灰色 灰绿色 灰黄色泥岩 碎 屑岩互层 下剖夹 1 3 导层煤线 底部以骆 驼脖砂岩 与下伏基岩呈不整合接触 二 迭 系 下统 山西组 P1s 45 为一套泥质岩 碎屑夹煤层的沉积 01 02 03 1 4 号煤赋存于本组中 是主要 含煤地层之一 底部以北岔沟与下伏基岩呈 不整合接触 上统 太原组 C3t 104 由灰黑色泥岩 砂岩 粉砂岩 4 6 层石 砂岩 6 8 层煤组成 6 7 8 9 号煤赋存 其中 是主要含 煤地层之一 底部以晋祠砂 岩与下伏基岩呈不整合接触 石炭 系 中统 本溪组 C2b 35 与下伏基岩呈不整合接触 底部为透镜 状山西式铁矿和铝土岩 其上由砂岩 砂质 岩 泥岩 石灰岩 半沟灰岩 及煤线组成 古 生 界 奥 陶 系 O 580 分下统和中统 与下伏岩系连续沉积 为灰色 兰灰色石灰岩 黄褐色泥灰岩 白 云质灰岩互层产出 井田位于马兰向斜东翼 受新华夏系泰山式断裂的控制 大面积地质走向北西 30 60 度 倾向南西 倾角膜 2 10 度 基本呈一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造 断层多分 布在井田的西北部 呈地垒地堑赋存 本井田位于西山煤田西北部 按山西省构造体系的划分 太原西山煤田属新华夏构造体 系次一级多字型构造盆地的一部分 又位于祁吕贺山字型构造东翼内带的中部 阳曲 孟县 纬向亚带 即 37 50 38 20 之间 西南端 太岳山经向构造北延处的东侧 按构造形迹 特征及其组合规律 初步将西山煤田划分为三个构造体系 即经向构造 新华夏构造以 及施枢构造 经向构造展布煤田向泰山式断裂展布在经向构造以东 呈带呈束出现 煤田 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 5 页 西北 东南有帚状构造展示 井田位于马兰向斜东翼 受新华夏系泰山式断裂的控制 大面积地质走向北西 30 60 度 倾向南西 倾角膜 2 10 度 基本呈一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造 断层多分 布在井田的西北部 呈地垒地堑赋存 近代冲积层 分布于河谷 一般厚 10 20m 由复以砂质粘土的砾 砂层组成 三 地质构造 1 褶曲 本井田小型波状褶曲发育 明显的较大断层有三条 鲜则背斜 元家山向斜 起特 征见表 表 1 2 背斜表 序号 名称 位置 轴向 算作延伸长度 1 鲜则背斜 井田西部边缘 SN 向 5 2 元家山向斜 鲜则背斜以东 SN 向 3 8 3 东大岭向斜 井田东南部 NE30 60 5 2 断层 本井田内断层较多 均属于高角度正断层 断距 5 米以上者有 66 条 其中断距 30 以上者有 7 条 100 米以上者有 4 条 最大断层距达 180 米 走向以 NE35 65 者居多占 三分之二 本井天断层赋存有以下规律 层成组出现 本井天共出现两组 每组断距 10 米以上者 4 6 条 并伴生许多成 束出现的小断层 走向为 NE 方向 组距 2500 3000 米 断层断距一般为北东方向大 向南方向变小 带有压扭性质为起特点 绝大多数断层走向为北东 35 65 度 均为高角度正断层 3 节理 本区节理与断层发育之处 节理相应发育 按方向分主要两组 一组北东 50 度 另 一组北西 35 度 节理交角近于垂直 因而被切割的岩块近似正方形 形成细格状棋盘格 式构造 4 滑坡及陷落 发育于河谷两侧和山坡地带 屯兰河和原平河两岸更为发育 鹿壮后一个大滑坡东 西延伸近 1 5 千米 滑坡分布较广 但影响深度不大 1 2 2 矿区的水文地质情况 太原西山东山地区和太原盆地构成一个完整的水文地质单元 三者之间有着一定的 水力联系 东 西山地区地下水向太原盆地汇集 除部分水量由大泉排泄外 其余部分 向南运移 但由于彼此之间构造格局的不同 边界条件的差异 各自又为次级独立的水 文地质单元 镇城底矿井田就处在太原西山地下水系统的补给迳流区 镇城底矿井田地下水可分为四种类型 奥陶岩溶裂隙水 汾河及大沟谷中第四系冲积 层的孔隙水 石炭二迭系风化裂隙潜水及石炭二迭系薄层灰岩 砂岩裂隙承压水 其中 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 6 页 以奥陶系石灰岩岩溶裂隙水为主 我矿组织专业人员对我矿水文地质条件进行综合分析 根据各种不同水源 水害的危害程度制定不同的针对性措施 确保矿井安全生产 参见 奥灰水等水压线图 1 奥陶系中统含水层组 本组在井田内大多埋藏较深 岩性以石灰岩为主 泥灰岩 角砾状泥灰岩次之 石灰岩及泥灰岩为含水层 以前者含水性较好 由于角砾状泥灰岩 位于侵蚀面下 30 余米 由次生石膏和泥质所胶结 裂隙及岩深溶极不发育 可视为隔水 层 2 太原群石灰岩含水组 由 L1 K2 L4 三层石灰组成 其段距约 20 米 K2 最厚 平均 2 8m 岩性纯 为主要含水层 L1 厚 1 96m 不稳定 岩性为泥灰岩 因 之含水性差 本组埋藏较深 裂隙 岩溶均不发育透水性及含水性均差 水位标高为 964 18 1038 19m 3 山西组砂岩含水组 以 K3 和 2 号 4 号煤间砂岩组成 埋藏较深 极少出露 含 水性差 水位标高 964 04m 沟谷中源于本组的下降泉较多 但流量小 并随降雨季节 而变化 最大泉流量 0 61m s 所以本组含水性很差 并且愈深愈差 本组水位标高最高 为 993 13 1042 92m 图 1 2 镇城底矿水文地质图 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 7 页 4 石盒子组砂岩含水组 以厚层砂岩为主 出露范围较广 但一般含水性差 只是 风化裂隙带砂岩含水性及透水性较好 沟谷中源于本组的下降泉较多 但流量小 并随 降雨季节而变化 最大泉流量 0 61m s 所以本组含水性很差 并且愈深愈差 本组水位 标高最高 为 993 13 1042 92m 5 第四系全新统砂砾含水层 由砾石及砂层组成 厚约 10 15m 渗透性强 易接受 降水及地表水补给故富含潜水 如汾河冲积层 水位一般小于 2m q 0 87 9 321 smk 9 38 53 08m d 屯兰河冲积层以姬家庄往下游水量丰富 q 2 5 10 41 smk 40 6 96 68m d 水位一般 5m 以内 姬家庄至鹿庄间潜流泄出量可达 851 s 水质良好 属 HCO3 SO4 Ca Mg 型矿化度 245 310mg l 1 2 3 瓦斯 煤尘和煤的自燃 二采区采煤工作面绝对瓦斯涌出量最大为 1 2m min 掘进工作面瓦斯涌出量最大 为 0 3m min 在南四采区开拓工作面送巷过程中 瓦斯涌出呈增大趋势 而且南四采 区与高瓦斯矿井屯兰矿相邻 预计南四采区的瓦斯涌出较大 镇城底矿煤尘具有爆炸性 2004 年 8 月经西山煤电有限责任公司测试中心进行煤尘 爆炸性鉴定 结果为 3 煤层的煤尘爆炸指数为 32 20 8 煤层的煤尘爆炸指数为 26 31 镇城底矿开采的煤层为 8 煤和 3 煤 3 煤层为三类 为有可能自燃发火的煤层 8 煤层为二类 易自燃发火的煤层 1 3 煤层特征 本井田含煤地层为华北型石炭 二叠系含煤建造 主要含煤地层为太原组和山西组 本井田内可采及局部可采煤层 7 层 分别为 2 上 3 8 10 下 15 上 16 上 17 煤 3 煤为本井田最重要的可采煤层 容重 1 35t m3 煤厚 5 33 12 17 米 平均厚 8 75 米 为全区可采的稳定煤层 8 煤 煤厚 6 01 7 01 米 平均厚 5 61 米 为全区可采的稳定 煤层 其它 5 层煤由于硫分大于 3 其储量已划为暂不能利用储量 本井田煤层以 3 煤和 8 煤为主 煤层稳定性为 d 1 3 1 可采煤层特征 本井田含煤地层为华北型石炭 二叠系含煤建造 主要含煤地层为太原群和山西组 含煤地层平均总厚为 249m 共含煤 24 26 层 煤层平均总厚度 29 82m 含煤系数为 7 9 其中可有可采煤层 7 层 厚为 24 95m 主要可采煤层分述如下 1 2 上煤 位于山西组中上部 距山西组顶界 15 39m 平均 25m 煤厚 0 1 07m 平均 0 61m 厚度变化较大 可采点多分布在 3 线以南及 13 线至 16 线之间 未 发现有夹石 直接顶板常为厚 3 5m 的泥岩或砂质泥岩 老顶为灰白色中粒砂岩 底板 多为厚 4 6m 的砂质泥岩 有时相变为粘土岩和细砂岩 下距 3 煤 32m 属结构简单部 分可采不稳定煤层 2 3 煤 是本区最重要的可采煤层 位于山西组的下部 距山西组底界 10m 左 右 距三灰 50m 左右 厚度 5 33 12 17m 平均 8 75m 层位稳定 厚度变化不大 全 区可采 结构简单 有 7 个钻孔发现有夹石 厚 0 03 1 25m 直接顶板为深灰色 厚 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 8 页 3m 左右的砂质泥岩 有少数孔伪顶为泥岩 老顶是灰白色含黑色矿物较多的中粒砂岩 底板为 5 7m 的且有清楚波状层理及生物扰动构造的细砂岩 常相变为灰黑色的砂质泥 岩 有时为泥岩 3 8 煤 位于太原群上部 属中厚煤层 厚 6 01 7 01 m 平均 6 61 m 厚度变 化大 除 30 1 孔和 13 2 孔发现有 0 25 和 0 06m 厚的泥岩夹矸外 其余各孔无夹矸 顶 底板多为深灰色的砂质泥岩 9 线至 14 线间顶板多为中 细砂岩 底板往往相变为细砂 岩和粉砂岩 8 煤上距 3 煤 40m 左右 下距三灰 10m 左右 为结构简单全区可采的较稳 定煤层 4 10 下煤 位于太原群中部 上距五灰和三灰各为 16m 及 34m 左右 煤厚 0 1 1m 平均 0 67m 属薄煤层 煤厚变化较大 可采点主要分布在 15 勘探线至 F5 断 层之间 全区仅仅 5 个孔发现有夹石 夹石厚度均在 0 05 0 15m 顶板多为深灰色的 细砂岩或中砂岩 有时逆变成砂质泥岩 厚度约 3 5m 10 下煤属结构简单 部分可采 的较稳定煤层 5 15 上煤 薄煤层 位于太原群中下部 煤厚 0 1 46m 平均 0 76m 可采点 主要分布在 9 线至 14 线间 800 水平以浅和 4 线以南 26 线以南深部多数钻孔未达层位 或受构造破坏而断失 因而煤层控制程度较差 全区 9 点发现含有泥岩或砂质泥岩夹石 一层 厚 0 04 0 5m 煤层顶板为一薄层泥灰岩 九灰 厚 0 1 82m 往往为砂质泥 岩所代替 底板为比较厚的灰色细 中砂岩 厚 10m 左右 含炭屑和植物化石 下距十 一灰岩 28m 左右 为简单结构 局部可采的不稳定煤层 6 16 上煤 位于太原九下部 薄煤层 煤厚 0 1 61m 平均 0 8m 厚度变化较 小 全区大部分可采 不可采点主要分布在 15 线以东 26 线以南 1000m 以深的钻孔 多未达层位 控制程度较差 含夹石 1 2 层 厚 0 1 0 2m 直接顶板为十下灰岩 上 距 3 煤 160m 左右 底板多为厚 2m 左右的灰黑色铝土质的泥岩 局部变成深灰色彩的 砂质泥岩 15 线以东大部可采 煤层本身层位稳定 厚度变化近于稳定 为结构较复杂 的较稳定煤层 7 17 煤 位于太原群下部 上距十下灰 14m 左右 层位稳定 全区大部分可采 煤层厚 0 28 1 3m 平均 0 9m 14 线以东由于构造复杂 煤层常被断薄 26 线以南及 1000m 以深钻孔多未达层位 控制较差 含夹石 1 2 层 厚 0 05 0 19m 顶板十一灰 为薄层灰岩 一般厚 1m 左右 不稳定 常相变为粉砂岩或泥岩 底板为浅灰色具鲕状 结构的泥岩 17 煤属结构较复杂 大部分可采的较稳定 稳定煤层 主要可采煤层顶板经采样实验 气力学性质见表 1 2 1 表 1 2 主要可采煤层顶板特征表 煤层 顶板 类别 顶板冒落性能 岩性 岩块实验单向抗压强度 10 4pa 3 中等冒落的 砂质泥岩 细砂岩 泥岩 4811 8 9476 6 8 中等冒落的 砂质泥岩 细砂岩 泥岩 4811 8 9476 6 1 3 2 煤的特征 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 9 页 井田内各煤层为多种用途煤种 即可以做为炼焦配煤 又可做为各种动力及民用燃 料用煤 山西组煤层属半暗型煤 条带状结构 层理不明显 本组可采煤层 2 上煤层属中灰 特低硫 特低磷 高发热量 高熔灰份煤 易洗选一号气煤 3 号煤为低灰 特低硫 低磷 低砷 高发热量 高熔灰份易洗 优等回收率的二号气煤 太原统煤层以半亮型煤为主 层里分界明显 在层理面及裂隙中 常见方解石及黄 铁矿薄膜 太原群中可采煤层属低灰 富硫 高发热量 粘结性较强 灰熔点较低 易 选 可与低硫煤做配焦煤 属二 三号气煤 3 号煤层有 7 个钻孔发现有夹石 厚 0 03 1 25m 容重为 1 35t m3 煤层硬度指数 f 2 3 范围 8 号煤层在 30 1 孔和 13 2 孔发现有 0 25 和 0 06m 厚的泥岩夹矸外 其余各孔无夹 矸 1 3 3 瓦斯 本矿井为低瓦斯矿井 瓦斯鉴定结果为矿井 CH4 2 54m3 t CO2 4 45m3 t 根 据 煤矿安全规程 第 133 条之规定 镇城底矿为低瓦斯矿井 无煤和瓦斯突出现象 1 3 4 煤尘 据煤芯煤样爆炸性实验 煤尘爆炸指数 36 41 故各煤层均有爆炸性危险 且随开 采深度的增加煤尘爆炸指数为上升趋势 1 3 5 煤的自燃 据煤芯煤样测定结果 自燃发火等级为 II 类 各煤层都有程度不同的自然发火倾向 山西组煤自燃发火的倾向不大 太原群煤均存在自燃发火的可能性 特别是 16 上 煤 自燃发火的倾向更大 根据邻矿资料 本区各煤层均应按有自燃发火倾向考虑 据矿实际生产资料统计发火期一般在3 6月 最短发火期为48天 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 10 页 2 井田境界和储量 2 1 井田境界 在煤田划分为井田时 要保证各井田有合理的尺寸和境界 使煤田各部分都能得到 合理的开发 煤田范围划分为井田的原则有 1 要充分利用自然条件划分 在可能的条件下 应尽量利用地形 地物 地质构造 水文地质以及煤层特征等自然条件 以减少煤柱损失 提高资源采出率 充分保护地面 设施 2 要有与矿区开发强度相适应的井田范围 要保证井田范围与矿井生产能力相适应 有足够的储量和服务年限及合理的尺寸 3 照顾全局 处理好与临矿的关系 4 直线原则 井田的划分应尽量采用直线或折线 有利于矿井的设计和生产管理工 作的开展 根据以上划分原则 以及考虑到镇城底煤矿煤田内地质构造等原因 本井田在能满 足生产开发强度的前提条件下 不但要考虑了自然条件原因 而且要考虑到矿区的整体 规划 故将镇城底煤矿的井田范围 西以太岚路东侧煤柱线及屯兰矿煤柱线 即 Z1 Z8 Z12 Z17 各点连成为界 东至 F33 断层 北以 F18 断层及 D1 D5 各点连成 与单家村煤矿为界 南以 31 勘探线及 1200 米煤层地板等高线为界 井田东西走向 6 5km 南北宽 2 5km 井田面积约 16 62km2 2 2 储量计算 2 2 1 矿井地质资源量 1 把整个井田划分为三块地质块段如图 2 1 图 2 1 地质储量计算分块图 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 11 页 2 各地质块段面积 平均倾角 煤厚见表 2 1 表 2 1 3 煤地质资源储量计算表 储量 块号 倾角 cos 平面面积 m 2 煤层面积 m 2 煤厚 m 容重 t m 3 万 t I 9 0 9988 4516092 29 4521743 29 8 75 1 35 5341 31 II 10 0 9985 6241090 17 6250733 89 8 75 1 35 7383 68 III 10 0 9985 5868502 78 5877570 77 8 75 1 35 6942 88 合计 16625685 2 16650047 9 19667 87 号地质块段平均倾角为 9o 1 号地质块段平均倾角为 10o 号地质块段平均倾角为 10o 在图上量取其面积分别为 s 4516092 29m 12 s 6241090 17m 2 s 5868502 78m 3 矿井地质储量 ZZ s h 其中 S 煤层的面积 m2 h 煤层平均厚度 m r 煤的容重 取 1 35 t m 3 a 煤层平均倾角 代入上式可得 3 号煤的地质储量为 ZZ3 19667 87 万 t 8 号煤的地质储量为 ZZ8 14857 67 万 t 所以 可得矿井的地质储量为 34525 54 万 t 表 2 2 8 煤地质资源储量计算表 储量 块号 倾角 cos 平面面积 m 2 煤层面积 m 2 煤厚 m 容重 t m 3 万 t I 9 0 9988 4516092 29 4521743 29 6 61 1 35 4034 98 II 10 0 9985 6241090 17 6250733 89 6 61 1 35 5577 84 III 10 0 9985 5868502 78 5877570 77 6 61 1 35 5244 85 合计 16625685 2 16650047 9 14857 67 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 12 页 2 2 2 矿井工业资源 储量 矿井工业资源 储量按式 2 1 计算 Zg Z111b Z122b Z2m11 Z2m22 Z333k 2 1 式中 Zg 矿井工业资源 储量 Z111b 探明的资源量中经济的基础储量 Z122b 控制的资源量中经济的基础储量 Z2m11 探明的资源量中边际经济的基础储量 Z2m22 控制的资源量中边际经济的基础储量 Z333 推断的资源量 k 可信度系数 取 0 7 0 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 根据钻孔布置 在矿井地质资源量中 60 是探明的 30 是控制的 10 是推断的 根据煤层厚度和煤质 在探明的和控制的资源量中 70 的是经济的基础储量 30 的 是边际经济的基础储量 Z111b 34525 54 60 70 14500 73 Z122b 34525 54 30 70 7250 36 Z2m11 34525 54 60 30 6214 60 Z2m22 34525 54 30 30 3107 30 由于地质条件简单 k 取值 0 9 Z333 k 34525 54 10 k 3107 30 即 Z g Z111b Z122b Z2m11 Z2m22 Z333k 34180 29 万 t 2 2 3 矿井设计资源 储量 矿井设计资源 储量按式 2 2 计算 Zs Zg P1 2 2 式中 Zs 矿井设计资源 储量 P1 断层煤柱 Pd 井田边界煤柱 Pb 地面建筑物煤柱等永久煤柱损失量之和 断层煤柱损失量 Pd 的计算 Pd Sh 251654 87 8 75 1 35 297 27 万 t 其中 S 表示断层边界煤柱面积 m2 直接在平面图上量取得 井田边界煤柱损失量 Pb 的计算 Pb3 BLh 30 18298 23 8 75 1 35 757 71 万 t Pb8 BLh 30 18298 23 6 61 1 35 572 40 万 t Pb 1330 11 万 t 其中 B 表示井田边界煤柱宽度 m 本设计留设 50m 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 13 页 L 表示井田边界煤柱周长 m 在平面图上量取 矿井设计资源 储量按式 2 2 计算 Zs Zg P1 34180 29 297 27 1330 11 32552 91 万 t 注 安全煤柱留设原则 1 工业场地 井筒留设保护煤柱 对较大的村庄留设保护煤柱 对零星分布的村庄 不留设保护煤柱 2 各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定 用岩层移动角确定工业场地 村庄煤 柱 3 维护带宽度 风井场地 20m 村庄 10m 工业广场保护煤柱 20m 4 根据经验井田边界保护煤柱留 30m 断层保护煤柱的留设按落差大于 50m 时 断 层两侧各留 40m 落差小于 50m 时 两侧各留 30m 本矿井井田内的两条大断层的落差 均小于 50m 因此在两侧各留 30m 的保护煤柱 表 2 1 煤柱尺寸 煤柱种类 煤柱宽度 m 备注 勘探境界 0 可采境界 0 两井田之间 40 各留 20 米 火成岩体边界线 参照变质区范围 断层做两矿井境界 断层两侧各留 30 指不含承压水断层 露头线 垂深不大于 20 丘陵山地 覆盖层不含水 断层境界 30 断层不含承压水 2 2 4 矿井设计可采储量 矿井设计可采储量按式 2 3 计算 Zk Zs P2 C 2 3 式中 Zk 矿井设计资源 储量 P2 工业场地 Pg 主要井巷煤柱损失量之和 Ph C 采区采出率 厚煤层不小于 75 中厚煤层不小于 80 薄煤层不小于 85 1 工业广场煤柱损失量 Pg 的计算 工业广场保护煤柱 矿井的设计生产能力为 3Mt a 根据上述规定 工业场地的占 地面积应为 30 公顷 取南北长 600m 东西长 500m 的矩形布置工业场地 工业广场布 置在井田的中央 工业场地及风井场地保安煤核算的岩移角量参数 经对有关矿区调查 科研部门征求意见并参考邻近矿井实测资料 确定为 本地区表土移动角 45 岩层移 动角为 75 上山移动角 75 下山移动角 65 工业场地占地面积 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 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 14 页 条 工业场地占地面积指标见表 2 2 表 2 2 工业场地占地面积指标 井 型 万 t a 占地面积指标 公顷 10 万 t 240 及以上 1 0 120 180 1 2 45 90 1 5 9 30 1 8 根据 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程 第 72 条 工业广场围 护宽度为 15m 表 2 3 建筑物保护等级与围护带宽度 建筑物保护等级 围护带宽度 m 20 15 10 5 工业广场煤柱损失的计算公式如下 Pg S M cos 2 2 式中 Pg 永久煤柱损失煤量 Mt S3 3 煤层煤柱的面积 2104847 m 2 S8 8 煤层煤柱的面积 2178207 m2 M 煤层平均厚度 m 煤的平均容重 t m3 取 1 35 煤层平均倾角 取 7 则 代入公式可得 Pg 1604847 8 75 1678207 6 61 1 35 cos7 3418 19 万 t 2 主要大巷保护煤柱 Ph 计算 Ph BL 13 36 1 35 式中 B 表示煤柱宽度 本设计主要大巷保护煤柱为 30m L 为大巷保护煤柱总长度 在平面图上量取 其中有和工业广场保护煤柱 边界保护煤柱重合的地方 所以只量取 不重合的 主要大巷保护煤柱 Ph 计算 Ph BL 13 36 1 35 30 4114 26 13 36 1 35 222 61 万 t 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 15 页 矿井设计可采储量按式 2 3 计算 Zk Zg P2 C 32552 91 3418 19 222 61 0 85 24575 29 万 t 图 2 2 工业广场保护煤柱设计图 88 88 88 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 16 页 3 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 3 1 矿井工作制度 由 煤炭工业矿井设计规范 第 223 条规定 矿井的年工作天数为 330 天 采煤实行 三八制 两班半生产半班检修 每昼夜净提升小时数为 16 小时 3 2 矿井设计能力 3 2 1 矿井设计生产能力的确定 由 煤炭工业矿井设计规范 第 221 条规定 矿井生产能力主要根据井地质条件 煤层赋存情况 开采条件 设备供应及国家需煤等因素确定 古交矿区是国家重点生产炼焦基地 已探明的煤碳地质储量达到一个新的水平 45 亿 吨 另外本区兴建了炉峪口和嘉乐泉两对矿井 用来生产煤气秋出中焦煤 随着矿区 煤碳工业的发展 本区的钢铁 化肥 水泥等工业以及制砖业 烧石业 采矿业都在逐 步壮大 农业以产小麦 玉米 高梁 谷子为主 河滩地可产一部分蔬菜 该区人少地多 劳 动力资源充足 针对镇城底矿区地质构造简单 储量丰富 煤层赋存稳定 开采条件优越 开采条 件简单 技术装备先进 经济效益好 矿区交通便利 生活条件优越 供电 供水方便 宜建大型矿井 本矿区靠近工业较发达的华东工业区 交通运输便利 工业物资供应及煤炭运销条 件较好 电源 水源可靠 建筑材料大多可以就地解决 环境保护已采取措施 矿区及 附近居民均以农业为主 劳动力富余 具备了矿井建设的各种有利条件 结合本矿实际和当前技术水平 为了更好的发挥煤炭资源的经济效益 采用综合机 械化放顶煤的开采方法 本矿储量丰富 按照矿井设计规范规定 将该矿井生产能力预 定为 3 0 Mt a 3 3 矿井服务年限的确定 3 3 1 矿井服务年限的计算 矿井设计生产能力定为 3 0 Mt 根据设计可采储量 井型与服务年限之间的相适应 关系得 矿井的设计服务年限 T 可按下式计算 3 1 式中 T 矿井服务年限 a 矿井可采储量 Mt KZ A 矿井生产能力 Mt a K 储量备用系数 根据煤层赋存情况及水文 构造分析 并与邻近矿比较 煤层 的实际揭露不会变化太大 因此设计取储量备用系数 K 1 30 KAZ 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 17 页 由前面计算可知 ZK 245 75 Mt 则 T 245 75 3 0 1 3 63 a 60a 按 设计手册 规定 新建矿井设计生产能力 3 0 5 0 Mt a 的大型矿井服务年限应 大于 60a 本设计服务年限为 63 a 是符合要求的 3 号煤层为主采煤层是矿井第一开采水平 按 设计手册 规定 新建矿井设计生 产能力 3 0 5 0 Mt a 的大型矿井为缓倾斜煤层的第一水平服务年限应大于 25a 3 号每 层的可采储量为 139 51Mt 则其第一水平服务年限为 T 139 51 3 0 1 3 35 77 a 25a 本设计第一水平的服务年限为 35 77a 是符合要求的 参照 煤炭工业矿井设计规范 我国各类井型和第一水平服务年限见表 3 1 表 3 1 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限 第一开采水平服务年限 a 矿井设计 生产能力 万 t a 矿井设计 服务年限 a 煤层倾角 45 600 及以上 70 35 300 500 60 30 120 240 50 25 20 15 45 90 40 20 15 10 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 18 页 4 井田开拓 4 1 井田开拓的基本问题 用于开拓的井下巷道的形式 数量 位置及其相互联系和配合称为开拓方式 合理 的开拓方式 需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较 才能确定 本矿井开 拓需要考虑的因素是 1 镇城底矿区为在建的新矿区 规划开发有西曲和东曲 马兰 在建 及屯兰五对矿井 总设计规模为 1650 万 t a 屯兰井田内无生产小煤窑 仅在井田的北角古交镇附近有几 处很小 与四邻井田比较 本井田由于煤层埋藏较深 受小煤窑开采破坏程度最低 是 井田开发的有利条件之一 2 本井田位于西山煤田西北部 按山西省构造体系的划分 太原西山煤田属新华夏构 造体系次一级多字型构造盆地的一部分 又位于祁吕贺山字型构造东翼内带的中部 阳曲 孟县纬向亚带 即 37 50 38 20 之间 西南端 太岳山经向构造北延处的东侧 按构 造形迹特征及其组合规律 初步将西山煤田划分为三个构造体系 即经向构造 新华夏 构造以及施枢构造 经向构造展布煤田向泰山式断裂展布在经向构造以东 呈带呈束出 现 煤田西北 东南有帚状构造展示 3 井田位于马兰向斜东翼 受新华夏系泰山式断裂的控制 大面积地质走向北西 30 60 度 倾向南西 倾角膜 2 10 度 基本呈一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造 断层多 分布在井田的西北部 呈地垒地堑赋存 4 本矿井 3 号煤层赋存稳定 结构单一 地质条件简单 煤层倾角平均 7 平均 厚度 8 75 m 全区可采 为稳定煤层 结构简单 有 7 个钻孔发现有夹石 厚 0 03 1 25m 直接顶板为深灰色 厚 3m 左右的砂质泥岩 有少数孔伪顶为泥岩 老顶 是灰白色含黑色矿物较多的中粒砂岩 底板为 5 7m 的且有清楚波状层理及生物扰动构 造的细砂岩 常相变为灰黑色的砂质泥岩 有时为泥岩 5 本井田为一波浪单斜构造 煤层倾角 3 5 度 地质构造复杂程度属于第二类构造 中等 褶曲不发育 鲜则背斜在西部边缘 对开采的影响教小 井田西南部地质构造复 杂 除东大岭向斜构造外还有小断层 针对以上本设计采取以下措施 主要运输巷道避免放在向斜轴部 采煤以综采为主 各采煤面平行于煤层布置 不 至于因断层切割使综采工作面频繁搬迁等 这些构造虽给局部开菜采带来一定困难 但 对整个井田的开发影响不大 4 1 1 确定井筒形式 数目 位置及坐标 一 井筒形式的确定 井筒的形式有立井 斜井和平峒三种 一般情况下 平硐最简单 斜井次之 立井 最复杂 平峒开拓系统简单 施工方便 适用于煤层赋存较高的山岭 丘陵或沟谷地区 且便于布置工业场地和引进铁路 上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要 求 其受地形埋藏条件限制较大 斜井开拓是利用直通地面的倾斜井巷作为主副井的开 拓方式 相比较立井开拓 井筒施工工艺 施工设备与工序比较简单 掘进速度快 井 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 19 页 筒施工单价低 初期投资少 井筒延伸施工容易 对生产干扰少 不易受底板含水层的 威胁 缺点是斜井井筒长 辅助提升能力少 提升深度有限 对采用串车提升的斜井 井筒的倾角不宜大于 25 立井开拓的适应性较强 一般不受煤层倾角 厚度 瓦斯 水文等自然条件的限制 对于相同深度的矿井 立井的井筒短 提升速度快 提升能力大 对辅助提升特别有利 而且立井的井筒断面较大 通风阻力小 可满足高瓦斯矿井 煤与瓦斯突出矿井需风量 的要求 对深井更为有利 当表土层为富含水的冲积层或流沙层时 立井井筒比斜井容 易施工 对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田 立井更能兼顾井田浅部和深部不同 产状的煤层 二 工业广场及井筒位置的确定 井筒是井下与地面出入的咽喉 是全矿井的枢纽 井筒位置不但要与地面生产系统 工业场地布置相匹配 还要与开拓方式要相互协调 井筒的位置不仅直接影响建设和生 产初期的综合技术经济效益 并且对整个矿井生产期间都有重大影响 因此 井筒位置 一定要合理选择 选择井筒位置时需要考虑以下主要因素和原则 1 井下条件 在井田走向方向的储量中央或靠近中央位置使井田两翼可采储量基本平衡 在井田 倾斜方面 采用单水平开采时考虑上 下山合理的长度 井筒与运输大巷靠近 与井底 车场形成一体 多水平开拓时 要考虑各水平石门工程量总和最下的同时 首先考虑第 一水平的开采 开拓方式和井口位置选择时要考虑与初期移交达产采区的位置不能太远 井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段 尽量减少井筒及工业场地煤柱数 量 特别是要少压或不压前期开采条件好的煤层 2 地面条件 井筒位置应选在比较平坦的地方 井口标高满足防洪设计标准 井口要避开可能会 发生地面滑坡 岩崩 雪崩 泥石流等危险地区 工业场地要少占或不占良田且必须符 合环境保护的要求 井口位置要与矿区总体规划的交通运输 供电等布局相协调 本矿井走向长度较大地势平坦 主副井筒布置在储量中央 且两井筒的地面标高大于 历年最高洪水位标高 该处地势平缓开阔 且有公路至拟新建井口附近 在其附近建立 主斜井地面工业场地 主井 副井及回风井均布置在煤系地层二叠系上统龙潭组相对隔水层内 矿区地质 构造简单 稳定性较好 设计储煤场布置在主井西南面 临时矸石堆放场布置在储煤场的西南面 且距离井 口距离大于 80m 矿区以东南风为主 进风井口受粉尘 有害和高温气体侵入的可能性 较小 该矿主井 副井为进风井 井口距离坑木场 矸石山均大于 80m 且矸石山设在进 风井的主导风向下风侧 符合 煤矿安全规程 有关规定 满足进 回风井必须布置在 粉尘 有害和高温气体不能侵入的地方的要求 储煤场按全年风向频率布置在对工业场地污染最小的地点 与主井 副井井口的距 离大于 50m 符合设计规范要求 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 20 页 锅炉房布置在对进风井井口污染较小的地点 其距离大于 50m 符合设计规范要求 从以上可看出 进风井口均布置在粉尘 有害和高温气体不能侵入的地方 3 防洪设计标准 该矿的防洪标准采用国家标准 GB 50201 94 防洪标准 执行 为避免季节性雨水流入广场内 场内排水沟沿人行道 边坡脚和挡土墙下布置 排 水沟为 40cm 40cm 矩形截面 50 水泥浆砌片石修筑 防洪主要措施为 主井 副井及回风井井口及建筑物周围设截排水沟 水沟断面 40cm 40cm 工业广场内布置排水沟 经水沟流至污水处理池 应加强对水沟管理 防止堵塞 三 井筒数目的确定 根据煤层的赋存条件和矿区的地形地貌及生产能力 井筒数目可以因地制宜的选择 一个井田可采用两个 三个或多个井筒 1 两个井筒 根据 煤矿安全规程 规定 为安全和通风需要 一个矿井必须至少有两个通向地 面的出口 一般主井担负提煤和回风 副井担负辅助提升及进风 两个井筒工程量少 投资小 但漏风率大 通风费用高 一般适用于低瓦斯的中小型矿井 2 三个井筒 三个井筒 主井提煤 副井辅助提升和进风 风井回风 三个井筒的开拓可实现主 副井与风井对头掘进贯通 不但可以缩短整个矿井的建设工期 而且克服了两个井筒在 通风方面的缺点 3 多个井筒 当矿井因通风需要 在主副井分别是一个的基础上 开凿两个或两个以上的风井 另一个情况是特大型矿井井田分区开拓的需要 应用多井筒开拓 4 1 2 开采水平的确定及采区划分 一 开采水平的确定 1 根据水平服务年限 根据 煤炭工业设计规范 规定 为保证每个水平有足够的服务年限 根据下式计 算阶段垂高 4 1 若一个水平开采两个阶段 可用下式计算阶段斜垂高 4 2 式中 H 阶段垂高 m T 水平服务年限 年 A 矿井年产量 t K 储量备用系数 取 1 3 CSMH ATKsin 2 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 21 页 阶段内煤层平均倾角 S 井田走向长度 m 煤的容重 取 1 45 C 采区回采率 取 0 85 2 一个水平上 下山开采时的阶段数 因为本矿井工业广场位于井田中央 为一个水平开采两个阶段 所以采用式 4 2 2 根据煤层赋存条件及地质构造 煤层倾角不同对阶段高度影响较大 急倾斜煤层受采动影响较大因此阶段不能太长 水平或近水平煤层按水平运输大巷两侧盘区上下山的长度来决定开采范围的大小 3 根据生产成本 合理的阶段高度应使吨煤成本低 劳动生产率高 当阶段高度增大 全井水平数目 减少 水平储量增加 分摊到吨煤折旧费减少 但阶段的斜长过大则会造成生产经营费 增加 此外还要增加初期投资延长建设时间 一般阶段垂高见表 3 2 表 3 2 阶段垂高 煤层倾斜 缓倾斜 倾斜煤层 急倾斜煤层 阶段高度 m 150 350 100 250 4 根据水平接替关系 在第一水平从投产起到减产为止的时间应大于新水平开拓准备需要的时间 一般情 况下 大型矿井采区的准备时间和井底车场 石门及主要运输大巷时间都需要 1 5 2 年 延深矿井需要 1 年 共计 4 5 年 所以在确定矿井的水平高度时 必须使第一水平的开 采时间大于开拓延深所需要的时间 二 采区划分 1 采区划分 1 采区划分依据及其合理性分析 划分原则 1 有足够的可采储量以满足采区服务年限 2 结合煤层赋存条件和构造条件 有利于井田开拓布置和适应工作面的布置 3 有利于减少井巷工程量和简化生产系统 采区划分 根据 煤炭工业设计规范 规定 采区划分应根据地质条件 煤层赋存条件 开采 技术条件及装备水平等经综合分析比较后确定 并应符合下列规定 1 当井田内有对采区巷道布置和工作面回采影响较大的断层或褶曲构造时 应以其 断层和褶曲轴部作为采区划分的自然边界 mCSMH 4 2985 03175 86502 7sin32ATKsin 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 22 页 2 当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层构造较少时 应按开采工艺 通风 运输和巷道维护要求 合理划分采区 3 开采有煤与瓦斯突出危险和突水威胁的煤层时 应按开采保护层 抽放瓦斯及单 独开采等技术措施要求 合理划分采区 4 井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响 当采区划分避不开时 宜避免工 作面回采方向和断层走向呈小角度斜交 5 近水平煤层开采 宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区 6 有条件时 应在井筒附近划分中央采区 4 1 3 主要开拓巷道 运输大巷服务于开采水平 用于布置整个水平的运输 通风 排水和供电等系统 服务时间长 当单水平开拓时 主要运输大巷服务于全矿井的生产 其使用年限同于矿 井的服务年限 所以 大巷的位置选择十分重要 一 运输 轨道 回风大巷的布置 煤炭工业矿井设计规范 第 3 3 1 条规定 开拓巷道布置应根据煤层赋存条件 地质条件 开采技术条件和矿井开拓 通风 运输方式等因素确定 并应符合下列规定 1 开采近距离多煤层时 宜采用集中或分组运输大巷布置方式 煤层 组 间距大 时 宜采用分层运输大巷布置方式 2 主要开拓巷道不得布置在有煤与瓦斯突出危险煤层中和严重冲击地压煤层中 3 近水平多煤层开采 采用分层或分组布置运输大巷时 宜将开采水平分层 组 运输大巷重迭布置 4 主要开拓巷道布置应避开应力集中区和活动断层 且不宜沿断层布置 运输大巷有岩石巷道和煤层大巷两种 采取沿煤层开拓大巷 沿大巷布置高产高效 工作面的开拓布置可减少开拓巷道工程量 与传统的开石门 岩石集中巷布置盘区方式 相比 掘进总工程量最高可少 80 其掘进率仅 145 7m 万 t 当煤层无煤与瓦斯突出危 险 无冲击地压 煤层顶底板围岩较稳定 煤层较坚硬 易维护 煤层起伏和断层 褶 皱小时 可保证巷道较为平直 保证运输设备运行 弱自燃发火 低瓦斯煤层在采取安 全措施在技术可行 经济合理时 应优先考虑采用煤层大巷 岩层大巷的优点是巷道维 护状况良好 维护费用低 利于通风 排水 但掘进费用高 掘进速度慢 井下和地面 矸石运输 处理系统比较复杂 矸石的排放对环境影响大 巷道施工要保持一定方向和 坡度 便于排水和设置煤仓 岩层大巷位置应避开开采形成的支撑压力的不利影响 按 围岩的性质 煤层赋存的深度 岩层大巷距煤层为 10 30 m 二 井底车场的布置 在立井单水平开拓时 井底车场和运输大巷一样要为整个矿井服务 因此布置与轨 道大巷一个水平的立井井筒落地处 要考虑井底车场的类型 井底水仓和中央水泵房及 变电所等硐室的布置 井底车场线路平面布置 车线长度 轨型 线路坡度 巷道断面 及通过能力计算等 应符合国家现行标准 煤矿矿井井底车场设计规范 MT T 5027 的 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 23 页 规定和现行 煤矿安全规程 的有关规定 其方案的选择要与矿井的运输能力相适应 井底车场巷道位置的选择 应符合下列规定 1 井底车场位置应选择在稳定坚硬岩层中 并应避开较大断层 构造应力区 强含 水层 不得布置在有突出危险和冲击地压的煤层中 来压这一结果 图 13 回风巷道变形量观测点 顶 板 基 点底 板 基 点两 帮 基 点 两 帮 基 点 图 14 运输机巷道变形量观测点 中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 24 页 图 15 8415 工作面深基点在顶煤与- 配套讲稿:
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- 镇城底 煤矿
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