大陽煤礦初步設計—

1、目錄第一章 井田概況及地質(zhì)特征.3第一節(jié) 井田概況.3第二節(jié) 地質(zhì)特征.5第二章井田開拓.22第一節(jié) 井田境界及儲量.22第二節(jié) 礦井設計生產(chǎn)能力和服務年限.25第三節(jié) 井田開拓.26第四節(jié) 井筒及井底車場.27第三章大巷運輸及設備.27第一節(jié)大巷運輸方式的選擇.27第二節(jié)大巷運輸設備選型.28第四章采區(qū)布置及裝備.30第一節(jié)采煤方法.30第二節(jié) 采區(qū)布置.34第三節(jié) 巷道掘進.36第五章通風和安全.39第一節(jié)概況.39第二節(jié) 礦井通風.39第六章礦井主要設備.48第七章建井工期.52第一節(jié)建井工期.52第二節(jié)產(chǎn)量遞增計劃.54第八章技術(shù)經(jīng)濟.55第一節(jié)勞動定員及勞動生產(chǎn)率.55后記.56主要

2、參考文獻.58第一章 井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 井田概況一、位置交通大陽煤礦井田位于晉城市郊區(qū)西北，屬山西省沁水煤田高平礦區(qū)大陽精查區(qū)。礦井工業(yè)場地位于晉城市北偏西約35km處，地理座標東徑11243451125037.5，北緯353730354500。井田東西寬約3.57km，南北長約46.5km，面積32.09km2。本礦井交通比較方便，太（原）焦（作）線從井田東側(cè)通過，向南可與焦枝、京廣及隴海線相接，向北至修文與同蒲線相接。礦井鐵路專用線在太焦線上的北板橋站接軌，全長12.79km，1983年7月1日已開通營運。公路運輸北可到長治、太原，南至焦作，西到候馬；晉城大陽下村東溝晉城環(huán)行公路經(jīng)

3、過礦區(qū)，區(qū)內(nèi)交通尚屬方便。二、地形、地勢及河流井田位于太行山中南段西側(cè)，沁水向斜東南翼。井田中部煤系地層及第四系組成了丘陵與河谷地帶，在河谷兩側(cè)發(fā)育著三級階地，分別高出河床12m、510m、20m左右。全區(qū)地形西高東低，相對高差一般為200300m，海拔標高一般在+880+1300m間，地形坡度為2040。區(qū)內(nèi)有兩大水系：一是丹河，發(fā)源于高平縣境內(nèi)，全長約120km；另一是沁河，發(fā)源于沁源縣境內(nèi)，全長300km。這些河流均向南流，切太行山，在河南省境內(nèi)注入黃河。本井田位于上述兩河流中段分水嶺附近，井田內(nèi)的支流見表1-1-1。河流大體垂直于巖層走向，逆向而流，旱季時石盒子泉水補給，雨季時河水猛漲

4、，最高洪水位高出河床3-4m，但河徑不長，均消失于東部奧陶系地層中。根觀測資料，這些河流的富水期往往與淺層潛水的高水位、富水期相吻合，有著一定的水利聯(lián)系。為此，煤礦開采時，唐安、古周、上村一帶地表水的滲透將成為礦井主要充水水源之一。井田內(nèi)有大周、上游及大陽三個水庫，其庫容量分別為40、30、20萬m3。三、氣象與地震本區(qū)屬大陸性氣候，氣候干燥，據(jù)晉城氣象站19561964年的觀測資料；雨季集中在79月，年降雨量為4371010mm，年蒸發(fā)量為1732mm，旱季為12月至翌年2月。68月氣候較高，最高溫度可達36；12月至翌年2月氣溫最低，最低溫度為-23。最大凍土深度為42cm，結(jié)冰期與降雪期

5、從11月至翌年4月。冬季多西北風，夏季多東南風，最大風力為67級，一般為34級。根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖，本區(qū)動峰值加速度為0.05g，相當于原地震烈度為七度。四、水源礦井永久水源取自奧陶系石灰?guī)r巖溶含水層，含水豐富、水質(zhì)良好，目前在工業(yè)場地及生活區(qū)均有一眼奧灰水源井，井下涌水處理后可供井下消防、灑水及選煤廠生產(chǎn)用水，現(xiàn)有水源可以滿足改擴建的生產(chǎn)及生活用水要求。故礦井供水水源可靠。五、電源礦井兩回35kv供電電源均以架空方式接引。現(xiàn)有兩回電源:一回引自下村110kv變電站35kv母線，架空線路導線lgj-120鋼芯鋁絞線，避雷線gj-25鋼絞線（全線架設），鋼筋混凝土門型桿，送電距離5k

6、m，線路壓降1.7%，作為礦井主電源;另一回電源引自馬村110kv變電站35kv母線，架空線路導線lgj-120鋼芯鋁絞線，避雷線gj-35鋼絞線（全線架設），鋼筋混凝土門型桿，送電距離6km，線路壓降3.18%，作為礦井的備用電源。當任一回路停電時，另一回路能擔負礦井全部負荷。六、建筑材料建筑所需材料，當?shù)厥袌隹蓾M足供應，除黃砂需由火車從外地調(diào)運外，其它材料均可在本地區(qū)購到，且材料價格合適，能夠滿足礦井建設的需要。第二節(jié) 地質(zhì)特征一、地質(zhì)特征（一）地層井田內(nèi)地層包括：第四系、第三系、二迭系上統(tǒng)上石盒子組、二迭系下統(tǒng)下石盒子組及山西組、石炭系上統(tǒng)太原群、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組。地層特征自上而下分述

7、如下：（1）第四系（q）中更新統(tǒng)（q2）：底部為紫紅色砂質(zhì)粘土；中部為灰紅色砂礫層，半膠結(jié)；上部為紫紅色亞粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核。厚510m。上更新統(tǒng)（q3）：為灰黃色亞粘土，孔隙度大，局部含櫟石，層理不清，厚08m。全新統(tǒng)（q4）：為現(xiàn)代沖積層及淡黃色亞砂土組成，厚030m。（2）第三系（n）本層為紅色粘土，具鐵錳質(zhì)斑點，含砂量少，鮞狀結(jié)構(gòu)，有滑感，與下伏地層呈不整合接觸，厚07m。（3）二迭系上統(tǒng)上石盒子組（p12）本層總厚約600m，分為三段。上段為黃綠色粗、細粒粉砂巖，紫紅色泥巖，細、中、粗、巨粒砂巖組成，砂巖呈透鏡狀者較多，厚116.83138.95m，一般約100m，井田內(nèi)出露不全；中段

8、為粗、中、細粒砂巖，粗、細粒粉砂巖及泥巖等組成，底部砂巖含礫石較多，厚212.65247.37m，一般228m；下段為黃綠色粗、中粒砂巖，粗、細粒粉砂及紫紅、黃綠色泥巖組成，底界為一層粗粒砂巖，中夾三層不穩(wěn)定的薄層錳鐵礦，厚264.19281.72m，一般271m。（4）二迭系下統(tǒng)下石盒子組（p21）本層由淺灰、灰黑色中、細粒砂巖，粗、細粒粉砂巖，泥巖等組成。底部為一層中、粗粒砂巖，與山西組呈整合接觸。頂部常為一具鮞狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育穩(wěn)定的桃紅色鋁土質(zhì)泥巖，為上下石盒子組分界之主要標志。下距3號煤95105m，全組厚61.6582.28m，一般71m。（5）二迭系下統(tǒng)山西組（p1s）由灰黑色中、細粒

9、砂巖，粗、細粒粉砂巖、泥巖及煤組成。含煤25層，其中3號煤為可采。3號煤頂為中、細粒砂，常有15mm的黑色條事或包裹體。本層全厚48.9168.85m，一般58m。（6）石炭系上統(tǒng)太原組（c3t）本層為主要含煤地層，由砂巖、泥巖、煤及石灰?guī)r組成。含煤811層，石灰?guī)r46層，其中局部可采和可采煤層為5號、9號和15號。為海陸交替相沉積，與下伏地層呈平行不整合接觸，厚度74100.61m，一般為83m。（7）石炭系中統(tǒng)太系組（c2b）巖性及厚度變化較大，由灰色鋁土質(zhì)泥巖、灰白色中細砂巖、粉砂巖組成，局部夾薄層煤線，屬濱海想沉積，與下伏中奧陶統(tǒng)峰峰組地層，呈平行不整合接觸。厚度14m。（8）奧陶系中

10、統(tǒng)馬家溝組（q2）本層巖性為青灰色、厚層、質(zhì)母子 、性脆的石為巖。裂隙和溶洞發(fā)育，頂部常為淺黃色石灰?guī)r，厚度400m左右。（二）地質(zhì)構(gòu)造井田位于太行山復式背斜西翼，沁水盆地東翼南端，晉獲褶斷帶的西側(cè)。區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為寬緩背斜，軸向近南北向，軸線向北傾伏，東翼地層走向為南北向，西翼地層走向為北東西南向，傾角36。井田南東部邊緣有一鐵廠正斷層，斷距50m，傾角75。綜觀井田地質(zhì)構(gòu)造應屬簡單類型。二、煤層特征（1）地層及構(gòu)造本井田總的地層走向為北東2535，傾角312，褶曲為井田主要控制性構(gòu)造，小斷裂及環(huán)狀陷落亦為井田之構(gòu)造特點。全井田共12條褶曲、15條斷層，井田內(nèi)褶曲、斷層特征詳見表121、表12

11、2。褶曲構(gòu)造對開采影響不大，大多數(shù)斷層的斷距都不大，大于30m的斷層僅1條（北嶺正斷層，斷距45m），其余斷層的斷距均小于20m。已發(fā)現(xiàn)的環(huán)狀陷落柱13個，最大直徑200m，面積0.03km2，最小直徑60m，面積0.0036km2，對開采將帶來一定影響。表121 主要褶曲特征表序號名 稱位 置軸 向延展長度（km）兩翼地層傾角（）東 翼西 翼1香山向斜香山n28w1.3388142王家莊向斜王家莊及西大陽南山n6en29w3.68116163黃花嶺向斜黃花嶺東n30e2.0272124溝頭向斜溝頭以東n31w1.481265劉家莊向斜南社劉家莊n11e2.25474196金漳背背斜金漳背西大

12、陽南山n30w7.06125197黃花嶺背斜黃花嶺n38e1.42124118西牛莊背斜西牛莊北n18e0.748569石板河背斜石板河水庫南n57e1.0376910溝頭背斜溝頭以東n36e1.371991811劉家莊背斜劉家莊西北端n18w南端n52e2.041991812萬里向斜萬里向斜n20w1.0911818（2）地震補充勘探情況本次探測在香山探測區(qū)，面積約0.8km2。探測區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)3個巖溶陷落柱和2條落差均在三米左右的正斷層。具體表現(xiàn)如下：測區(qū)東北部發(fā)育有1個巖溶陷落柱和1條斷層，分別用x1、f1表示。其中x1水平剖面形態(tài)為近橢圓狀，長軸近東西向，長約120m，短軸約80m，面積

13、約8800m2，為一開放型巖溶陷落柱。斷層f1的產(chǎn)狀為：傾向se，落差3m左右，延伸長度約104m，為一正斷層。探測區(qū)西南部發(fā)育有2個巖溶陷落柱和1條斷層，分別用x2、x3、f2表示。其中x2水平剖面形態(tài)為近橢圓狀，長軸為近東西向，長近100m，短軸約60m，面積約4800m2， 為一封閉型巖溶陷落柱。x3水平剖面形態(tài)為近橢圓狀，長軸為近北走向，長近110m，短軸約60m，面積約5200m2，為一開放型巖溶陷落柱。斷層f2的產(chǎn)狀為：傾向ne28，傾角60，落差3m左右，延伸長度約200m，為一正斷層。表122 主要斷層特征表序號斷層名稱性質(zhì)落差（m）斷層產(chǎn)狀走向長（km）備 注走向傾向傾角（）

14、1陳家莊斷層正11n3ese750.32畢家莊斷層正20北n27e南s47wse750.73畢家莊東斷層正8n8ese700.44武家莊斷層正20n23ese700.125古寨北斷層正5n14ese500.56北嶺斷層正45n55ese850.537西掘山斷層正1020北n5e南s37wsw3.78上河掌斷層正5n35wsw0.849上河掌北斷層正14n1525w0.1隱狀斷裂地表未斷10上村斷層正15n30enw780.211金漳北斷層逆1617n30w1.5隱伏斷裂12黃花嶺斷層逆18n38e0.5隱伏斷裂13張莊斷層逆19n5040w不明隱伏斷裂14洼頭溝斷層逆5n30w不明隱伏斷裂三、

15、煤層井田內(nèi)共含煤1016層，總厚度15.74m。局部可采及可采煤層為4層，總厚10.97m。太原群含煤811層，含煤系數(shù)8%。其中9號與15號煤全井田可采；5號煤在勘探線以南可采；15號煤在勘探以北厚1.352.60m，以南為3.287.01m，結(jié)構(gòu)復雜，含夾石45層。山西組含煤25層，煤層總厚6.71m，含煤系數(shù)11%。3號煤為主要可采煤層，在背斜軸部煤層常變薄，平均厚度6.20m，結(jié)構(gòu)較復雜，含夾石23層。各可采煤層特征見表123。表123 可采煤層特征見表含煤地層煤層厚 度間距（米）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采情況最小一最大平均（m）山兩組34.427.896.204548較復雜穩(wěn)定全區(qū)可采太原組90

16、.541.751.20簡單穩(wěn)定大部可采3036151.354.552.97復雜穩(wěn)定全區(qū)可采四、煤質(zhì)本煤田各層煤可燃基揮發(fā)分vr實出率為5.96%8.27%，為單一無煙煤種。其變質(zhì)程度由北往南有逐漸增高趨勢，各煤層間自上而下變質(zhì)程度有所增高。太原群煤層灰分普遍較高，山西組煤層灰分較低。從實際生產(chǎn)資料分析，山西組煤層灰分多在14%以下。山西組煤層含硫量低，屬低硫煤；太原群煤層9號煤為高硫煤（4.42%），5號和15號煤屢富硫煤（分別為2.91%和3.65%）。各煤層發(fā)熱量均較高。15號煤從灰分為評價其可選性是良好的，但含硫量大，且為有機硫，故其洗選困難。其它各層煤（3號煤含硫量低，不包括在內(nèi)）均未

17、作硫的可選性試驗，但從煤芯樣洗煤分析結(jié)果看，硫分大多在1%2.5%，這對煤的利用亦有一定影響?？傊?，3號煤層厚度大且穩(wěn)定，揮發(fā)分低，發(fā)熱量高，灰分易選，灰熔點高（在1400以上）是優(yōu)質(zhì)無煙煤。太原群煤也具有3號煤之優(yōu)點，唯其含硫量高。各可采煤層煤質(zhì)特征見表124。表124 可采煤層煤質(zhì)特征表煤層號水分wf(%)灰分ag()揮發(fā)分 (洗煤)vr（）硫分sgq(%)發(fā)熱量qbt（mj/kg）30.454.771.8912.0918.6415.040.568.277.510.300.390.3335.44150.621.941.3614.5135.4420.525.967.126.482.573.5

18、02.9135.31191.013.382.2014.4127.5419.576.137.707.132.856.584.4235.282150.853.211.889.8624.3318.115.978.106.712.435.423.6535.006五、瓦斯、煤塵、煤的自燃發(fā)火及地溫情況1、瓦斯根據(jù)晉城市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局200574號文件轉(zhuǎn)發(fā)省安監(jiān)局關于晉城市國有及21萬噸/年以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦2004年度礦井瓦斯等級鑒定的批復的通知，該礦井瓦斯絕對涌出量為15.16m3/min，瓦斯相對涌出量為5.34m3/t，該礦為低瓦斯礦井。2、煤塵據(jù)山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所m20021230號檢驗報告

19、，山西蘭花集團大陽煤礦煤塵火焰長度為0，巖粉用量亦為0，無煤塵爆炸危險性。3、煤的自燃發(fā)火性據(jù)山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所m20021230號檢驗報告，山西蘭花集團大陽煤礦，煤層吸氧量為1.2506cm3/g，煤層自燃等級為級，屬不易自燃煤層。4、地溫據(jù)區(qū)域資料及多年的礦井生產(chǎn)證實，本地區(qū)地溫和地壓均未出現(xiàn)過異?，F(xiàn)象，預計將來地溫、地壓變化不會給煤礦的正常生產(chǎn)帶來大的影響。5、主要煤層頂?shù)装鍘r性特征3號煤層頂板在井田西部為粗粒粉砂巖與細粒粉砂巖，東部為粗粒粉砂巖，中部為粗、中、細粒砂巖，平均厚8.89m，其底部常有一層0.201.00m泥巖或細粒粉砂巖為偽頂。直接底板為00.5m的粘土泥巖，其下為

20、細粒砂巖。3號煤層及頂?shù)装鍘r石的孔隙率、透水性、飽和含水率：（1）上分層容重為1.39g/cm3，中分層容重為1.41g/cm3，下分層容重為1.40g/cm3，平均值為1.40 g/cm3，直接頂板泥巖干容重2.61 g/cm3，細粉砂巖的干容重為2.66 g/cm3，頂板中砂巖干容重為2.81 g/cm3?？紫堵剩荷戏謱涌紫堵蕿?.44%，中分層孔隙率為9.09%，下分層孔隙率為12.67%，平均值為9.40%，泥巖孔隙率為0.76%，細粉砂巖為1.32%，中砂巖為0.94%。（2）天然含水率：上分層為3.799%，中分層為3.078%，下分層為3.539%，平均值為3.472%。浸泡含水

21、率：上分層為6.284%，中分層為5.919%，下分層為5.489%，平均值為5.897%。浸泡使3號煤層的含水率增加2.425%。（3）單軸抗壓強度：上分層為8.53mpa，中分層為13.36mpa，下分層為8.35mpa，平均值為10.08mpa，泥巖為24.37mpa，細粉砂巖為62.07mpa，中砂巖為48.45mpa。（4）浸泡軟化系數(shù)（單軸抗壓強度）：上分層為0.86，中分層為0.70，下分層為0.72，平均值為0.76，屬于浸泡軟化程度中等煤層。（5）內(nèi)摩擦角：上分層為36.6，中分層為38.5，下分層為30.5，平均值為35.2，泥巖為43.1，細粉砂巖為49.5，中砂巖為44

22、.6。5號煤頂板為粗粒粉砂巖、細粒砂巖或石灰?guī)r，平均厚3.72m。底板為粘土質(zhì)泥巖或泥巖。9號煤頂板為細粒砂巖或粗粒粉砂巖，厚2.578.00m，平均4.95m，其底有一層00.5m的泥巖為偽頂。底板為粗粒粉砂巖。15號煤頂板為k2石灰?guī)r，厚7.0311.69m，平均8.95m。底板為粘土泥巖。六、井田水文地質(zhì)井田位于太行山中南段西側(cè)，沁水向斜東南翼。區(qū)內(nèi)有兩大水系：一是丹河，發(fā)源于高平縣境內(nèi)，全長約120km；另一是沁河，發(fā)源于沁源縣境內(nèi)，全長300km。這些河流均向南流，切太行山，在河南省境內(nèi)注入黃河。本井田位于上述兩河流中段分水嶺附近。1、含水層本區(qū)出露有奧陶系、石炭二迭系及第三系、第四

23、系地層。按地下水分類可分為溶洞水、裂隙水以及孔隙水三類。本井田主要含水層有八層，自上而下分述如下：（1） 第四系沖積層為孔隙潛水，由砂礫層、亞砂土組成，局部承壓，全厚約25m。由于地下水水位及含水層埋藏淺，為當?shù)刂饕盟础挝挥克繛?.00351.78l/s，滲透系數(shù)為0.04616.5m/d，富水期為810月，貧水期為14月，水質(zhì)為hco3so4-camg（或na）型水。（2） 基巖風化殼為裂隙潛水，局部承壓。據(jù)鉆孔資料，一肌低處、淺部的風化殼要比高處、深部的風化殼的富水性強，風化深度3050m。單位涌水量為0.000560.265l/s，滲透系數(shù)為0.001352.68m/d，水質(zhì)為

24、hco3so4（或cl）-camg型水，礦化度一肌小于500mg/l，地下水位變化幅度在0.91.3m，富水期810月，貧水期14月。（3）二迭系上石盒子 組中部砂巖為層間裂隙水，中粒砂巖組成，平均厚15.57m，出露泉水較多，大者流量為0.3512l/s，水質(zhì)為hco3cl（或so4）-camg型水，礦化度小于300mg/l。但本層出露位置較高，地下水排泄條件好，流量隨季變化，變化幅度小于4倍。（4）二迭系山西組k8砂巖、下石盒子組k9砂巖含水組為層間裂隙水，中粒砂巖，平均厚k8為4.46m，k9為6.41m，但厚度變化大。k8有時為3號煤的直接頂板，水位標高為+829.62+880.72m

25、，水質(zhì)為hco3so4-cana（或mg）型水。本含水層的水為礦井充水水源之一，一般位于淺部溝谷地段頂板滴水較多，背斜及深部近于無水。（5）太原群k5石灰?guī)r為溶洞裂隙水，平均厚3.13m，發(fā)育穩(wěn)定。據(jù)區(qū)域資料，含水性淺部與深部差異很大，鉆孔單位涌水量最大達24l/s，小者為0.000149l/s。地下水有著向深部補給的趨勢，富水決定于裂隙發(fā)育程度及補給條件。（6）太原群k2石灰?guī)r為層間溶洞裂隙水，平均厚8.95m，發(fā)育穩(wěn)定，由于下部鋁土巖受強烈溶蝕作用及構(gòu)造影響，易于風化，失去隔水作用，因此溶洞內(nèi)大部分沒有藏水。單位涌水量為0.0000440.00044l/s，滲透系數(shù)為0.000310.00

26、31m/d，水位標高+782.2+782.13m，水質(zhì)為hco3cl-cana型水，含水微弱。本層為15號煤層直接頂板，開采時交為主要充水水源，特別是淺部，對溶洞裂隙發(fā)育淺層水的直接滲透補給地段，應予以重視。（7） 奧陶系石灰?guī)r為溶洞裂隙水，由厚層石灰?guī)r及薄層泥巖組成，全厚約400余米。地下水總的向南東及南西流，由于丹河、沁河的切割，形成大量的裂隙泉，流量分別在0.35.44m3/s，對地下水具有排泄作用。本區(qū)未進行抽水試驗，據(jù)區(qū)域鉆孔資料，含水層上弱下強，中下部單位涌水量在0.714.22l/s，水質(zhì)為hco3so4-camg型水，地下水活動性強，含水豐富，為良好的供水水源。1996年大陽煤

27、礦在工業(yè)廣場打一水井，測得奧陶靜水位標高為564m，且水質(zhì)良好。2、水文地質(zhì)條件與地質(zhì)構(gòu)造關系本井田以波狀起伏構(gòu)造為主，斷層少、落差小、發(fā)育著一些環(huán)狀陷落，這些破碎帶一般為泥質(zhì)物充填，在鉆進中遇漏水少，但872號孔斷層破碎帶及811號孔的環(huán)狀陷落破碎帶遇嚴重漏水，造成局部水文地質(zhì)條件復雜化。本區(qū)上層潛水，受地殼上升運動的影響，形成大量溝谷網(wǎng)的深切。一般受地形控制，發(fā)育于河谷低地。煤系地層裂隙水，受單斜構(gòu)造的控制，隨著埋藏深度的增加，由東向西，裂隙逐漸變少，滲透性逐漸變?nèi)?。奧陶系含水層隨丹河、沁河侵蝕基準面的下切，水位下降。各含水層水排泄于溝谷，匯集地表水，漏失于東部奧陶系地層中，促使地下水上弱

28、下強，僅有部分之河谷低地形成局部的富水帶，井田水文地質(zhì)條件簡單。3、礦井充水條件及水力聯(lián)系煤系地層含水微弱，各含水層間又有著一定隔水層，一般情況下沒有水力聯(lián)系。將來礦井充水，主要來自煤層頂部含水層的直接滲透，或部分構(gòu)造破碎帶水的滲入。礦井涌水量將隨埋藏深度季節(jié)而變化。對于底部含水層水的涌入可能性小，但在構(gòu)造破碎帶仍應引起重視。本井田3號煤充水條件簡單，9號、15號煤由于直接頂板或間接頂板為石灰?guī)r（分別為k5、k2），分布著含水性差異很大的溶洞裂隙水，使礦井充水條件造成復雜化。本井田分布大量的老窯及現(xiàn)在仍在開采中的小煤礦，由于其開采給地水水的賦存創(chuàng)造了廣泛的積水空間，給本井田今后的開采造成了諸多

29、不利因素。另外，井田內(nèi)奧陶靜水位標高為564m，而井田西部邊緣15號煤層底板標高低于564m，因此今后在開采中應特別注意奧陶突水。4、礦井涌水量目前礦井生產(chǎn)期的涌水量較小，只有500m3/d左右。現(xiàn)生產(chǎn)盤區(qū)的正常涌水量為50m3/h，最大涌水量為60m3/h。考慮到開采深度逐漸增加，生產(chǎn)能力逐漸擴大等因素，礦方提供的全礦井設計正常涌水量為100m3/h，最大涌水量為120m3/h。七、礦井充水因素分析現(xiàn)依據(jù)井田水文地質(zhì)條件將井田礦坑充水因素分析如下：1、大氣降水對礦坑充水的影響大氣降水通過基巖裂隙及松散堆積物孔隙滲入地下，在裂隙溝通的情況下進入礦坑(主要是3號煤礦坑)，是礦坑充水的重要來源。礦

30、坑涌水量受降水的季節(jié)變化影響隨之具有明顯的動態(tài)變化特征。2、地表水及斷層對礦坑充水的影響根據(jù)觀測資料，區(qū)內(nèi)河流的富水期往往與淺層潛水的高水位、富水期相吻合，有著一定的水利聯(lián)系。為此，煤礦開采時，唐安、古周、上村一帶地表水的滲透將成為礦井主要充水水源之一，形成礦坑充水的補給邊界。地表水可通過巖土層的孔隙、裂隙及斷層破碎帶對礦坑充水。河水在近河地段是礦坑充水的主要因素之一。3、老窯水對礦坑充水的影響本井田分布大量的老窯及現(xiàn)在仍在開采中的小煤礦，由于其開采給地水水的賦存創(chuàng)造了廣泛的積水空間，給本井田今后的開采造成了諸多不利因素。礦井東部煤層露頭線附近，有金章貝聚祥煤礦、中窯煤礦、西街煤礦、向東聯(lián)營煤

31、礦；南部又窯坪煤礦、中村煤礦；西南有王坡煤礦；北及東北又莊頭煤礦。該礦采空區(qū)已在3號煤層中部形成了2.6km2的采空區(qū)。該礦回采工作面頂板實行了全部垮落，未有大的積水區(qū)，但仍存有一定積水，礦井開采中對此應引起高度重視，特別是臨近采空區(qū)和古空區(qū)開采時，應嚴格堅持“有疑必探，先探后掘”的原則，根據(jù)水頭壓力確定防水煤柱大小，留足保安煤柱，防范積水涌入巷道，造成水害事故。大陽煤礦在日常生產(chǎn)中已繪制有詳細的采掘工程平面圖，可以準確地預測采空區(qū)的位置，所以小窯積水、老空積水對礦井生產(chǎn)無太大的威脅。4、奧灰水對礦坑充水的影響井田內(nèi)奧陶靜水位標高為+564m，而井田西部邊緣15號煤層底板標高低于+564m，因

32、此今后在開采該區(qū)15號煤層中應特別注意奧陶突水問題。八、其它有益礦產(chǎn)1、山西式鐵礦：位于本溪組底部，出露于大陽、南社一帶，礦體呈雞窩狀及透鏡狀，平均厚5.42m，但分布不廣，儲量甚少，無工業(yè)開采價值。2、錳鐵礦：位于石盒子組地層，含礦體6層，其中1層具有工業(yè)價值，該層位于石盒子組底部，在井田西南角上村一帶賦存較好，一般厚2m，但變化較大，估計有2000萬t儲量。3、石灰?guī)r：奧陶系石灰?guī)r出露于東掘山、靳家莊一帶，質(zhì)純，可作為煉鐵溶劑及燒制水泥原料；太原組石灰?guī)r可做建筑石料。4、鍺：在勘探過程中對主要煤層增進行了測定，均未達到工業(yè)利用指標，無開采價值。九、地質(zhì)勘探程度及存在問題1、地質(zhì)勘探程度本井

33、田歷經(jīng)普查、詳查、精查勘探階段，共施工鉆孔83個，鉆探進尺18574.59m。其中精查勘探階段施工鉆孔73個，鉆探進尺17066.5m，巖芯采取率在75%以上的達84%。1999年又在香山探測區(qū)約0.8km2的范圍內(nèi)進行了地震補充勘探。通過以上工作，基本查清了井田構(gòu)造形態(tài)，對井田內(nèi)主要斷層、褶曲已查明，煤層對比較可靠，對煤質(zhì)、煤層特征、陷落柱 、開采技術(shù)條件等基本查明，基本能滿足礦井設計與生產(chǎn)建設的需要。2、存在問題和建議（1） 井田內(nèi)老窯及其它小煤礦甚多，可能會在地下形成老窯積水。由于對小煤窯邊界控制不夠，缺少小煤窯坑道實測圖。因此，在今后的開采中必須先探后采，有疑必探。（2） 礦井預計涌水

34、量資料不夠齊全。（3） 鉆孔的封閉雖按規(guī)程進行，但未經(jīng)檢查，生產(chǎn)中應引起重視。（4） 生產(chǎn)中要進一步落實奧灰水靜水位和水量。（5） 對巖溶陷落的性質(zhì)了解不夠，開采時尤其對不封閉的陷落及破碎帶要加強觀測，以策安全。（6）井田內(nèi)有水庫和村莊，已留有足夠的煤柱，以防水庫水進入礦井和避免村莊塌陷破壞，保證礦井安全開采。（7）建議對采空區(qū)范圍和受礦井開采影響的村莊范圍進行實測，以便為礦井后期設計和建設提供可靠的依據(jù)。（8）應積極處理好小窯的邊界問題，防止小窯越界開采。第二章井田開拓第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田境界山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司位于晉城市北偏西約35km處，西為王坡煤礦，東有

35、向東、中窯煤礦，北有莊頭、西周煤礦。其地理坐標為：北緯353730354500，東經(jīng)11243451125037。根據(jù)山西省國土資源廳2004年11月?lián)Q發(fā)的采礦許可證，證號為1400000421262，井田批準開采3號、9號、15號煤層，井田范圍由以下11個拐點圈定：1、 x=3953735.000 y=19661767.0002、 x=3955305.000 y=19655891.0003、 x=3955305.000 y=19654450.0004、 x=3951065.000 y=19656626.0005、 x=3950865.000 y=19656629.0006、 x=395087

36、1.000 y=19657009.0007、 x=3950361.000 y=19657017.0008、 x=3950345.000 y=19655997.0009、 x=3949579.000 y=19656009.00010、x=3949360.000 y=19656459.00011、x=3949379.000 y=19657299.000面積為22.5534km2。其中3號煤層面積需扣除大周煤礦、西周煤礦、金章背聚祥煤礦、西周窯嶺煤礦、向東聯(lián)營煤礦、中窯煤礦和廳山煤礦等七個煤礦占用本井田的范圍。二、井田儲量本次儲量計算的煤層為3號、9號和15號煤層，儲量計算邊界同井田邊界并除去采空區(qū)

37、及小煤礦坡壞區(qū)。采空區(qū)范圍由大陽煤礦提供，小煤礦破壞區(qū)以山西省國土資源廳批準的開采范圍為界。5號煤層因其煤層薄，可采范圍小，儲量少而未參與計算。井田內(nèi)風氧化帶未計算儲量。根據(jù)地質(zhì)報告提供的各鉆孔巖芯煤樣的容重測試結(jié)果，然后取其平均值為各煤層的平均容重，各煤層的容重如下：3號煤層1.44t/m3；9號煤層1.41t/m3；15號煤層1.46t/m3。本礦井和淺部小煤窯已開采20多年，井田范圍內(nèi)剩余的地質(zhì)儲量,結(jié)合大陽煤礦提供的有關資料計算。儲量計算采用地質(zhì)塊段法，計算公式如下：q=dls式中：q塊段煤炭儲量，t；d煤的容重，t/m3；l塊段煤層平均厚度，m；s塊段煤層水平投影面積，m3。經(jīng)計算，

38、礦井能利用儲量為313.66mt，其中3號煤層為117.33mt。詳見表2-1-1。表211 礦井能利用儲量計算匯總表 單位：10kt煤層編號abc工業(yè)儲量a+b+ca+ba+b+c(%)能利用儲量a+b+c3786110362836117337611733979822841644472665472615176984534685149076914907合計10428117739165313667131366可采儲量的計算礦井設計可采儲量按下式計算：礦井可采儲量=（工業(yè)儲量-已采儲量、永久煤柱損失）采區(qū)回采率其中：采區(qū)回采率3號煤層取0.75，9號煤層取0.85，15號煤層取0.80。經(jīng)計算，礦

39、井設計可采儲量220.38mt，其中3號煤層可采儲量為74.96mt，各煤層可采儲量詳見表2-1-2。表2-1-2 礦井可采儲量匯總表 單位：10kt煤層設計能利用儲量永久煤柱損失開采損失可采儲量村莊水庫其它小計311733455292991175824997496947262859154430644365215149078402991561295272210890合計31366158068212013463586522038第二節(jié) 礦井設計生產(chǎn)能力和服務年限一、礦井工作制度礦井設計年工作日為300d，每日三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班準備；每日凈提升時間為14h。二、礦井設計生產(chǎn)能力結(jié)合井田煤

40、層埋藏深度、煤層賦存條件、開采技術(shù)條件、裝備水平、煤炭外運條件和市場需求等因素，確定礦井技術(shù)改造后的生產(chǎn)能力由900kt/a提高到1500kt/a，凈增600kt/a。三、礦井（3號煤）服務年限礦井（水平）服務年限按下式計算：t=z/（ak）式中：t礦井（水平）服務年限，a；z設計可采儲量，kt；a設計生產(chǎn)能力，kt/a；k儲量備用系數(shù)，取1.4。礦井服務年限：t=z/（ak）=22038/（15001.4）104.9（a）3號煤服務年限：t=z/（ak）=7496/（15001.4）35.6（a）則按1500kt/a規(guī)模，3號煤服務年限為35.6a 。第三節(jié) 井田開拓一、井田開拓現(xiàn)狀大陽礦井

41、3號煤層采用斜井單一水平開拓方式，工業(yè)場地布置有一對主、副斜井、南風井作為進風立井、北翼布置了一個回風立井。主副斜井落底后沿煤層走向平行布置有+750m水平軌道大巷和+750m水平膠帶大巷，在大巷兩側(cè)布置上下山采區(qū)開采。主斜井裝備1000mm膠帶輸送機，副斜鋪設600mm軌距串車提升；大巷煤炭運輸采用膠帶輸送機，輔助運輸采用架線電機車牽引1t系列礦車，采煤方法為輕型綜采放頂煤開采。二、井田開拓本次設計基本維持了原初步設計的井田開拓格局，只是根據(jù)地質(zhì)條件的變化對采區(qū)布置做了適當調(diào)整。方案一：井田共劃分成3個采區(qū)開采，即延伸現(xiàn)有一對大巷至井田北部，東西方向沿煤層傾斜方向布置北二采區(qū)下山至西部邊界處

42、，見圖231，進一步加大了北二采區(qū)的開采范圍。北一采區(qū)維持的現(xiàn)有劃分格局不變。方案二：即延伸現(xiàn)有一對大巷至井田北部，東西方向沿煤層傾斜方向布置北二采區(qū)下山至井田西中部，然后再延煤層走向南北布置三采區(qū)的開拓巷道。見圖232。井田西部煤炭由三采區(qū)開采。設計推薦方案一，其優(yōu)點是擴大了北二采區(qū)的開采范圍，減少采區(qū)接替次數(shù)，利于礦井的穩(wěn)產(chǎn)，同時也減少了回采工作面的搬家次數(shù)。第四節(jié) 井筒及井底車場本次設計主要針對井下采區(qū)布置及回采工作面進行，井筒及井底車場仍然維持原初步設計的參數(shù)。第三章大巷運輸及設備第一節(jié)大巷運輸方式的選擇一、煤炭運輸方式的選擇根據(jù)井田開拓布置，結(jié)合礦井現(xiàn)狀及主井提升方式，大巷運輸方式選

43、擇為帶式輸送機運輸方式。大巷采用帶式輸送機運煤，運輸環(huán)節(jié)少，運輸能力大，運輸事故少，易于實現(xiàn)運輸集中控制，也是目前國內(nèi)大中型礦井普遍采用的運輸方式，利于礦井生產(chǎn)前后期的平穩(wěn)銜接。從投資分析，與電機車運輸方式比較，因其對巷道坡度要求不高，大巷可全部沿煤層布置，因而節(jié)省了井巷工程費用，普通帶式輸送機的設備費用也并非昂貴，相比電機車運輸，減少了鋪軌、架線、軌道維修費用，因此，帶式輸送機運輸方式總的說來投資并未增加。二、輔助運輸方式的確定結(jié)合礦井的現(xiàn)狀及礦井產(chǎn)量，本礦井初期可選擇的輔助運輸方式有、架線電機車、調(diào)度絞車牽引礦車和無極繩絞車牽引礦車兩種方式，鑒于本礦初期采區(qū)巷道幾乎全部沿煤層布置且有重型設

44、備運輸?shù)忍攸c，本著節(jié)省投資，易于操作的原則，設計確定初期輔助運輸方式為：平巷為架線電機車牽引礦車運輸，斜巷為調(diào)度絞車牽引礦車運輸，其優(yōu)點是技術(shù)工藝簡單，操作便利，對近水平及緩斜煤層產(chǎn)狀變化適應性強，較無極繩系統(tǒng)機動靈活，投資省。第二節(jié)大巷運輸設備選型根據(jù)礦井運量和巷道參數(shù)，井下大巷煤炭運輸設備的主要技術(shù)參數(shù)如下：一、+750m水平膠帶大巷一號帶式輸送機水平長：572.5m，傾角3左右；膠帶寬度：b=1200mm；輸送能力：q=1000t/h；帶速能力：v=3.15m/s；膠帶強度：st=1250n/mm；電動機：yb400m2-4 n=280kw減速器：m3rsf70+風扇+逆止器 i=25；

45、液力偶合器：24kxdb；制動器：ywz5 -500/201拉緊方式：液壓絞車自動拉緊。二、+750m水平膠帶大巷二號帶式輸送機水平長：1530，傾角2左右；膠帶寬度：b=1200mm；輸送能力：q=1500t/h；帶速能力：v=3.15m/s；膠帶強度：st=1250n/mm；電動機：yb400m2-4 n=2280kw減速器：b3sh11+風扇+逆止器 i=20；液力偶合器：24kxdb；制動器：ywz5 -500/201拉緊方式：液壓絞車自動拉緊。三、三號帶式輸送機（北二采區(qū)）水平長：596.6m，傾角216左右；膠帶寬度：b=1200mm；輸送能力：q=1500t/h；帶速能力：v=3

46、.15m/s；膠帶強度：st=1250n/mm；電動機：yb355-43-4 n=280kw減速器：flender直交軸減速機(帶逆止器及風扇) 2臺；液力偶合器：意大利傳斯羅伊產(chǎn)品 2臺 隔爆；制動器：液壓推桿制動器拉緊方式：液壓絞車自動拉緊。目前一、二號帶式輸送機已經(jīng)安裝完畢，三號帶式輸送機已經(jīng)定貨。第四章采區(qū)布置及裝備第一節(jié)采煤方法一、采煤方法選擇井田內(nèi)3號煤層傾角312，厚度4.427.89m，平均6.20m。屬全區(qū)穩(wěn)定可采的厚煤層。含23層夾矸，結(jié)構(gòu)較復雜。頂板一般為粗細粒粉砂巖，底板為粗細粒砂巖。煤層頂?shù)装鍘r性良好，適宜于綜采放頂煤開采。 根據(jù)3號煤層的賦存狀況和井田開拓特征，結(jié)合

47、礦井設計規(guī)模和大陽煤礦分公司綜采放頂煤開采3號煤層的實踐經(jīng)驗，確定礦井采用長壁中型綜采放頂煤一次采全高采煤法，全部垮落法管理頂板。二、工作面采、裝、運方式及設備選型根據(jù)推薦的開拓方案，本設計以2個生產(chǎn)盤區(qū)，2個綜放工作面保證礦井1500kt/a的設計生產(chǎn)能力。結(jié)合工作面采高、放煤高度、3號煤層的煤質(zhì)特性及蘭花集團公司通用的綜采放頂煤機組設備配套情況，對工作面采、裝、運煤方式進行設備的選型。3號煤回采工作面主要裝備3號煤設計回采工作面長度為140m，采高2.60m，放頂煤高度3.60m，采放比為1：1.385，保證礦井1500kt/a生產(chǎn)能力。412 主要裝備采煤機：mg160/375-w375

48、kw2臺可彎曲刮板輸送機：sgz-630/2642132kw4臺可伸縮膠帶輸送機：ssj1000/2160 21602臺破碎機：pcm-1000110kw2臺刮板轉(zhuǎn)載機：szz-764/110110kw2臺乳化液泵站：xrb200/31.5a132kw2套噴霧泵站：wpb320/6.345kw2套放頂煤液壓支架：zf3400-17/28264架過渡放頂煤液壓支架：zfg4000-18/328架主要采、掘機械及配套設備詳見表412。表4-1-1 回采工作面主要采煤機械配備表序號設備名稱型 號單位數(shù)量1雙滾筒采煤機mg160/375-w臺22可彎曲刮板輸送機sgz-630/264臺43破碎機pcm-1000臺24轉(zhuǎn)載機szz-764/110根25可伸縮膠帶輸送機ssj1000/2160根26放頂煤液壓支架zf3400-17/28部2647過度液壓支架zfg4000-18/32部88單體液壓支柱dz31根