新星礦井機電設(shè)備選型設(shè)計說明

1、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)校：科技大學(xué)：呼海龍日期：2013.12.1畢業(yè)設(shè)計題目：新星礦井機電設(shè)備選型設(shè)計畢業(yè)設(shè)計時間從 2013.11.17 至 2013.12.20 1. 畢業(yè)設(shè)計容要求： 按照本礦實際資料數(shù)據(jù)來設(shè)計，技術(shù)方面的設(shè)計要科學(xué)，通過論證來判斷設(shè)計的正確與否。 達到技術(shù)上可行，安全上可靠，經(jīng)濟上合理。 所選取的設(shè)備能滿足生產(chǎn)需要。 綜合分析成功實施礦井機電設(shè)備選型設(shè)計的對策和措施，指出實施礦井機電設(shè)備選型設(shè)計的關(guān)鍵因素，以與不這樣做的后果。 最后簡明扼要地進行總結(jié)，得出結(jié)論。畢業(yè)設(shè)計（論文）必須符合“湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 規(guī)格式”的要求。 （7）畢業(yè)設(shè)計圖紙規(guī)。2. 主要

2、參考資料1 本礦資料·地質(zhì)說明書·馬技字19702 榮立、何國緯、鐸等·采礦工程設(shè)計手冊·煤炭工業(yè)出版3 湖南省理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院·煤礦開采學(xué)4湖南省理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院·礦井開采設(shè)計5 湖南省理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院·煤礦開固定機械6 國樞等·通風(fēng)安全學(xué)·徐：中國礦業(yè)大學(xué)出版，20047 湖南省理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院·煤礦供電8 煤礦安全規(guī)程，2005年1月9煤礦固定機械手冊10煤礦大型機電設(shè)備手冊11煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)12煤礦井下供電三大保護裝置整定細則3. 畢業(yè)設(shè)計進度安排階段階 段 容起止時間1收集資料2007

3、.6.142007.8.202圖紙設(shè)計 2007.8.202007.11.143修改圖紙2007.11.142008.1.104編寫畢業(yè)論文2008.1.102008.5.255修改畢業(yè)論文2008.5.252008.6.20指導(dǎo)老師（簽名） _ 時間：_教研室主任(簽名) _ 時間：_系主任（簽名） _ 時間：_摘要 本設(shè)計選型嚴格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程、煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)的要求。本設(shè)計選型是從煤礦提升、排水、通風(fēng)、壓氣與井下采區(qū)供電等五方面進行選用；提升機是選用重型機械公司生產(chǎn)的TKD系列PLC電控系統(tǒng)；礦井排水是選用200D65型水泵；通風(fēng)是選用G4-73-11型抽風(fēng)機；井下供電變壓器是選用KBS

4、G型、電氣開關(guān)是選用QBZ系列綜合保護設(shè)備；運輸是選用韶力電機車廠生產(chǎn)的ZK7-6/250-D（I）型架線式變頻電機車等新設(shè)備；在每個設(shè)計階段中，堅持從實際出發(fā)，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，不斷提高煤礦機械化和安全裝備水平；做到布局合理，生產(chǎn)集中，并貫徹安全生產(chǎn)的方針，結(jié)合本礦實際條件，考慮技術(shù)經(jīng)濟合理性，作出正確的選擇和安排，選用符合本礦的實際設(shè)備型號。關(guān)鍵詞 運輸設(shè)備 礦井提升 礦井通風(fēng) 礦井排水 采區(qū)供電 壓氣設(shè)備目 錄第1章 前 言1第2章 礦區(qū)概述與井田地質(zhì)質(zhì)特征221 礦區(qū)概述222 井田地質(zhì)特征323 煤層特征624 水文地質(zhì)9第3章 井田境界與儲量1231 計算邊界與水平的劃分

5、1232 儲量12第4章 礦井工作制度與井型、服務(wù)年限1341 礦井工作制1342 礦井生產(chǎn)能力與服務(wù)年限14第5章 井田開拓1551 井筒形式、數(shù)目與位置的確定1552 開采水平的劃分與布置1753 方案比較確定開拓系統(tǒng)18第6章 井下運輸2161 井下運輸系統(tǒng)2162 采區(qū)運輸設(shè)備的選擇2163 主要巷道運輸23第7章 礦井提升2971 立井罐籠提升方式的確定與選型計算與容2972 立井罐籠提升容器的選擇3073 提升鋼絲繩選擇計算3274 礦井提升機和天輪的選擇計算3475 礦井提升機與井筒相對位置的計算3576 提升電動機的初選計算3777 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量3978 提升設(shè)備的運動學(xué)

6、分析與計算4079 提升設(shè)備的動力學(xué)分析與計算43710 提升電動機容量的驗算45711 提升設(shè)備的電耗與效率計算47第8章 礦井通風(fēng)與安全4981 水平通風(fēng)系統(tǒng)4982 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇5083 通風(fēng)機的選擇計算5184 防止災(zāi)害的安全措施56第9章 礦井排水5991 礦井排水系統(tǒng)5992 排水設(shè)備選型59第10章 動力供應(yīng)與照明68101 采區(qū)供電68102 壓氣供應(yīng)89103 照明90第11章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟指標91第12章 結(jié)束語93第1章 前 言畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際，提高我們分析問題和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。本人在編寫畢業(yè)設(shè)計書時，遵循了下列原則：1、在設(shè)計過程中，貫徹

7、了國家的各項改革開放方針和煤炭工業(yè)的各項具體政策。2、在設(shè)計中，貫徹實事的精神，堅持從實際出發(fā)，深入調(diào)查研究，結(jié)合本礦資源、器材設(shè)備和技術(shù)等條件，編制出來的并符合實際的礦井設(shè)計。本礦井設(shè)計具有投資少，見效快，收益好的優(yōu)點。3、新礦井設(shè)計做到了布局合理，生產(chǎn)集中，系統(tǒng)完善，環(huán)節(jié)暢通，改進開拓部署，減少井巷工程量，特別是巖石工程量，以縮短建井工期。4、在設(shè)計中，大力進行技術(shù)創(chuàng)新，學(xué)習(xí)和總結(jié)國外先進科學(xué)技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合本地實際，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，提高煤礦機械化和安全裝備水平。5、設(shè)計時，堅持了工業(yè)廣場少占農(nóng)田，節(jié)約用地，并結(jié)合工程建設(shè)做到有利于農(nóng)田灌溉，改造良田，改善交通和促進農(nóng)業(yè)

8、發(fā)展等原則。居民區(qū)建立在無煤地帶。6、為考慮礦井的發(fā)展，進行了方案比較，既做定性分析，也做了定量計算，努力節(jié)約人力、物力、財力，做到少花錢，多辦事。7、礦井設(shè)計按照國家規(guī)定和國家批準的礦井精查地質(zhì)報告的要求編制而成，并且堅持設(shè)計程序。8、設(shè)計選型標準化、通用化，以國成批量供應(yīng)的型號為依據(jù)；新技術(shù)、新工藝是采用國試驗成功并鑒定批準的。9、礦井設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，均作了反復(fù)推敲的深入，作了細致地分析，充分考慮到了安全上可靠，技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理的問題。10、設(shè)計貫徹安全生產(chǎn)的方針政策，嚴格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程、煤礦工程設(shè)計手冊等技術(shù)文件編寫而成。11、在編寫過程中，由于本人的水平有限，資料搜集不全，設(shè)計

9、書還存在很多問題，希望老師多加批評和修改。第2章 礦區(qū)概述與井田地質(zhì)特征21 礦區(qū)概述211 礦井地理位置、交通情況本礦井位于永興縣復(fù)合鄉(xiāng)境、位于京廣鐵路之東，距馬田圩火車站14，地理坐標東徑112°5700112°5925，北緯26º061626°0906，面積4.52。鐵路：自京廣鐵路馬田圩火車站有煤礦專用鐵路至馬田煤業(yè)公司供銷科集中煤倉，全長約2；礦井有自營礦山專用762輕便鐵路通本井田，全長約15；公路：井田有公路經(jīng)高泉塘、芝蘭沖井田與馬田煤業(yè)公司總部至馬田圩與107國道和京珠高速公路相聯(lián)，故本井田交通尚屬較方便。詳見圖2-1-1圖2-1-1 馬

10、田礦業(yè)公司交通位置圖212 地形地貌本區(qū)屬丘陵區(qū)。山脈走向與地層走向（北東至南西）近于一致，地勢北高南低，最高點海拔標高為287.4m（鐵凹嶺），最低點為139.5m（家灣）。井田溝壑縱橫，但無大的地表水體,僅有源頭沖、黃沙沖與梓木小溪,干旱季節(jié)常有斷流現(xiàn)象,雨季流量：0.7462.120M3/秒。池塘、水庫星羅棋布。其中107線108線間的樟沖水庫為最大，蓄水量可達64萬m3。213 礦區(qū)氣候本區(qū)氣候?qū)賮啛釒貪裥詺夂?，最高氣溫?8.1（1976年8月上旬），最低氣溫為-8.3（19777年2月上旬），每年的78月份為高溫季節(jié)，最低氣溫在每年的12月至次年的2月份，年降雨量為1684.51

11、986.8mm，降雨集中在48月份雨量充沛季節(jié)。810月降雨稀少，多晴天。平均相對濕度80%，風(fēng)向多為北北西向，最大風(fēng)速25m/s。霜凍期出現(xiàn)在11月中旬至次年3月上旬止。地震烈度：5度。22 井田地質(zhì)特征221地層情況本礦井田出露之地層由新到老有：新生界第四系、中生界白堊系下統(tǒng)、侏羅系下統(tǒng)樟沖組、三迭系下統(tǒng)大冶組、古生界二迭系上統(tǒng)大隆組、龍?zhí)督M。現(xiàn)分述如下：新生界第四系（Q）：分布在山坡，山麓，沖溝等低洼地帶，主要為一套坡積、洪積、沖積成因的灰黃色、灰黃色亞粘土、粘土為主，其次為粉砂巖、砂巖碎塊，厚度為025.00m，平均厚度為2.86m。與下伏地層呈不整合接觸；中生界白堊系下統(tǒng)（K1）:分

12、布于本井田的西南角,即95勘探線以南，為一套陸相碎屑巖建造。主要由紫紅色的粉砂巖、細砂巖和砂質(zhì)泥巖所組成，底部含礫巖。薄至中層狀，可見12m厚的淺綠色石膏層。本井田出露厚度大于100m，與下伏地層呈不整合接觸。侏羅系下統(tǒng)樟沖組（J1z）：該組地層在井田大部分穩(wěn)伏殘存在老亭子斷層（F10）之下，僅在95101勘探線和103107線間沿F10斷層有少量出露。該組地層是一套山間盆地型的陸相沉積。中上部為中至粗粒砂巖其成份以石英為主，長石次之，泥質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)。地表風(fēng)化后呈米黃色的疏松狀，間夾14層泥巖。下部主要由紫灰色、淡綠色、灰色的礫巖、角礫巖、含鮞粒砂巖和粉砂巖、鋁土質(zhì)泥巖、泥巖與煤組成，含較多植

13、物化石。間夾不穩(wěn)定的煙煤03層，厚03.51m，一般不可采。井田有46個鉆孔穿過樟沖組地層，只有18個鉆孔見有煤層，其中7個孔煤層可采。在10909孔取樣經(jīng)煤巖鑒定反射率0.791.5%，平均1.1%,井田可見厚度為092.12m，平均31.59m，與下伏地層呈不整合接觸。三迭系下統(tǒng)大冶組（T1d）：分布在井田的東部，中深部的廣帶，即F10斷層上盤。為淺海相碳酸鹽建造。中上部是青灰色、灰色泥灰?guī)r夾細晶質(zhì)灰?guī)r；下部是深灰色泥灰色泥灰?guī)r、碎屑狀灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖。風(fēng)化后呈黃色、紫紅色，薄至厚層狀，水平層理。底部夾12層0.050.2m黃綠色的鋁土質(zhì)泥巖,為與大隆組分界的良好標志。石里山向斜大冶級厚度約

14、770m。井田最深的9919孔控制大冶組灰?guī)r厚為360m。與下伏地層呈不整合接觸。古生界二迭系上統(tǒng)大隆組（P2d）：沿地層走向分布于大冶組與龍?zhí)督M之間，為一套淺海相硅質(zhì)巖建造。上部為深灰色簿層狀硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)泥巖，具有13層（厚210cm）凝灰?guī)r；中部是深灰色簿層狀硅質(zhì)巖與黑色簿層狀硅質(zhì)泥巖互層。下部是黑色簿層狀硅質(zhì)泥巖夾少量硅質(zhì)灰?guī)r，含較多動物化石。菱形節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化后呈褐黃色的菱形碎塊。底部有一層菱鐵質(zhì)灰?guī)r,細晶質(zhì),中厚層狀,裂隙多,被方解石充填,形如網(wǎng)狀。產(chǎn)海百合莖、腕足類等化石。是在隆組與龍?zhí)督M分界的良好標志。全組厚35.92201.10m,平均109.51m,與下伏龍?zhí)督M地層呈整合接觸

15、。龍?zhí)督M（P2L）：地表由于F10、F7等斷層的破壞，無完整地層剖面存在，僅沿井田的西北緣，即F10斷層下盤有少量出露，為一套過渡相的含煤建造。由中至細粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖與煤組成，本井田的龍?zhí)督M厚度為454m,根據(jù)巖性、含煤性、古生物等特征分為上段與下段。2.2.1.1 上段（P2L2）自上而下可劃分為簿層砂巖組（P2L26）、2煤組（P2L25）、3煤組（P2L24）、45煤組（P2L23）、6煤組（P2L22）、7煤組（P2L21）。厚度247.00，現(xiàn)分述如下：1. 簿層砂巖組（P2L26）：位于煤系的頂部，其上即為大隆組。由礦砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖石與煤層組成，富含動

16、物化石。厚7.0066.00，平均37.36m。現(xiàn)由上而下分述如下：灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、局部相變?yōu)榉凵皫r。薄層狀，水平至微波狀層理，含較多的不規(guī)則瘤狀黃鐵礦結(jié)核與黃鐵礦晶體，少量透鏡狀菱鐵質(zhì)結(jié)核。厚度024.12m,平均7.92m。富含植物化石碎片。1煤層極不穩(wěn)定,般不可采。厚01.39m,平均0.22m。2. 細砂巖（P2L2k）：位于1煤層之下，深灰色，簿層狀，水平至緩波狀層理，層面凹凸不平，致密堅硬，斷口油脂光澤。富含動物化石，石英含量高，常夾極不穩(wěn)定的煤線，砂巖總厚7.0040.68，平均厚29.22左右，厚度穩(wěn)定，分布普遍，是煤系上段的一個主要標志層。3. 2煤組（P2L25）：灰

17、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖。局部為粉砂巖，簿層狀，水平層理，含較多透鏡狀、似層狀菱鐵質(zhì)結(jié)核，煤系上段的中上部，總厚840.32，平均厚約19.97。底部為2煤層，極不穩(wěn)定，僅偶爾可采。厚01.65，平均厚為0.11。4. 3煤組（P2L24）：灰白色、灰色，中細與中粒石英砂巖，中厚層狀，斜層理、緩波狀層理，溶蝕空洞發(fā)育，以石英砂巖為主，細中粒狀結(jié)構(gòu)，分選性較好。厚度18.5049.40，平均厚為37.73。底部為3煤層，其極不穩(wěn)定，大部分不可采。煤厚為03.65，平均厚為0.48。5. 45煤組（P2L23）：主要由細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與煤層組成。上部為細砂巖：灰色，簿層狀，緩波狀層理，層面具有形

18、印模，具植物化石碎片，夾粉砂巖，其底部為4煤層位。下部為砂質(zhì)泥巖、局部為粉砂巖：灰黑色、簿層狀，水平層理，富含似層狀菱鐵質(zhì)結(jié)核細小石英脈垂直層面密集分布。厚14.7057.04，平均厚為35.25。底部為5煤層，為本井田局部可采煤層。厚010.34，平均厚為1.18。6. 6煤組（P2L22）：是由中細粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與煤層組成。厚為36102，平均厚為72.55。其6煤層位于6煤組底部，為井田主要可采煤層。厚. 019.38，平均厚為3.51。7. 7煤組（P2L21）：由中至細粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與煤層組成。自上而下由灰黑色粉砂巖；細粒石英砂巖；灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖組成；其7

19、煤層極不穩(wěn)定，僅偶爾可采。2.2.1.2 下段（P2L1）井田地表表出露,而鉆孔僅探至“動物化石泥巖”和“螺底砂巖”附近?！皠游锘鄮r”：一般為砂質(zhì)泥巖或泥巖，灰黑色，薄層狀，水平層理，質(zhì)軟易碎，產(chǎn)較多的小個體瓣鰓類和腹足類化石。該層中部往往有一層細砂巖或粉砂巖與不穩(wěn)定的簿煤12層。此層為龍?zhí)督M上、下段分界標志層。厚度120m。平均8.36m?！奥莸咨皫r”：一般為中、細粒砂巖，深灰色，中厚層狀，主要為以水平層理的細砂巖、粉砂巖或互層組成。細砂巖多呈暗綠色，地表風(fēng)化后呈灰綠色、土黃色、紫紅色，具球狀剝蝕。間夾34層含有大量微體動物化石的砂質(zhì)泥巖，偶爾夾13層薄煤。經(jīng)前人人測定的龍?zhí)督M下段的厚度

20、自159368.57m，平均厚184m,含有植物與動物化石。與下伏當(dāng)沖組呈假整合接觸。222 構(gòu)造本井田位于石里山向斜中段西翼，構(gòu)造位置處于南嶺緯向構(gòu)造帶以北，耒臨南北向構(gòu)造與湘東南新華復(fù)合部位。井田為一單斜構(gòu)造，但次一級褶曲非常發(fā)育，并伴生斷裂。地層走向北東40°50°傾角一般為40°左右。2.2.2.1 褶曲在F10 斷層之下穩(wěn)伏一組由北西向南東排列的褶曲，褶曲軸線近天真無邪平行，為北東30°40°，與石里山向斜軸的走向基本一致。背斜由北東向南西傾伏，傾伏角6度左右；向斜則自南西向北東崛起。按橫剖面上褶曲軸面位置與翼部巖層的產(chǎn)狀劃分，應(yīng)屬斜

21、歪褶曲。向斜北西翼緩，南東翼陡。軸面略向南東歪斜度自北東往南西逐漸增大，軸面傾斜劇烈，兩翼極不對稱，向南東翼倒轉(zhuǎn)。2.2.2.2 斷裂1.F5、F6、F7、F8走向逆斷層：該組斷層面的走向與褶曲軸近于平行，落差由南西往北東，由地表向深部逐漸減小。（1）F5走向逆斷層該斷層地表位于高泉塘井田，原高泉塘井田精查報告中稱月形坪斷層。斷層面走向北東32度，傾向南東，傾角5360度，落差6470m。（2）F6走向逆斷層地表位于96107勘探線，長約2.7km。走向北東5055度，傾向面東，傾角4365度，落差1478m。（3）F7走向逆斷層在高泉塘井田精查報告中命名為沙盤背逆斷層。走向北東3550度，長

22、2km過104勘探線后被F10斷層切斷。斷層面傾向南東，傾角1050度，落差1056m。斷層的破碎帶發(fā)育構(gòu)造透鏡體、斷層角礫巖、糜棱巖、斷層泥等；斷層面上和附近的巖上可見與水平擦痕和斜沖擦痕；斷層面呈舒緩波狀，其附近的巖層呈現(xiàn)強烈的擠壓狀態(tài)，屬壓性兼扭性斷裂。(4）F8走向逆斷層向北東延展過99線之后被F10斷層切斷，長約1km。斷層走向與F7斷層基本一致經(jīng)北東50度，傾向南東，傾角50度左右，落差1530m。該斷層仍是F7走向逆斷層的分支構(gòu)造，并與其組成了剖面上的“入”字型構(gòu)造。上述四條斷層，從地表到深部均有較多工程點控制。斷層性質(zhì)、產(chǎn)狀、落差較可靠。其中F5、F6、F7斷層對6煤層破壞性較

23、大，F(xiàn)8斷層對6煤層無大的影響。2. F10走向逆斷層為石里山向西翼規(guī)模最大的斷裂，縱貫全井田。走向北東3550度，傾向南東，傾角3245度，落差不詳。3. F15走向逆斷層位于96112勘探線之間的大冶灰?guī)r之中，長約4km，走向北東3040度，傾向南東，傾角6576度，落差 80130m。對可采煤層并無影響。4. F11斜交逆斷層F11斷層落差較大，為本井田南部天然邊界。23 煤層特征231 煤層特征本井田龍?zhí)督M上段厚約247，含煤10多層，而層位較穩(wěn)定的自上而下編號為：3、5、6、7煤層。煤層總厚平均為5.84，含煤系數(shù)為2.4%。主要可采煤為6煤層,局部可采為5煤層,3、7煤層僅偶爾可采

24、現(xiàn)將各煤層描述如下:表2-3-1所示。3煤層直接頂為灰白色中粒砂巖，局部黑灰色砂質(zhì)泥巖。底板為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。煤厚03.65米,平均厚0.48?？刹?7個點，可采率27%。煤層結(jié)構(gòu)簡單。5煤層直接頂、底板均為黑色砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。煤厚010.34米，平均厚1.18米?？刹?8個點，可采率51%，可采圍分布零星。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常24個煤分層，最多者達十余層，夾矸多為泥巖或炭質(zhì)泥巖，在見煤的鉆孔中有26個點夾17層夾矸，占44%。高泉塘礦井在南二橫硐和北四橫硐均已穿見5煤層，并在北四橫硐布置了一個采區(qū)，但由于厚度變化急劇，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可采點頻繁出現(xiàn)，加上頂板傾角變化大，開采困難，停止回采

25、。注銷儲量49.8萬噸。綜合上述，5煤層沿走向與傾向厚度變化大，可采率低，且分布零星，屬極不穩(wěn)定的局部可采煤層。6煤層頂板巖性變化較大，通常直接頂為黑灰色的粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，局部為細砂巖。煤層底板為深灰色粉砂巖或細砂巖。煤厚019.38米，平均3.51米，可采64個點，可采率71%。該煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般23個分層，其夾矸為泥巖、粉砂巖，個別為砂巖。據(jù)礦井資料夾矸多呈透鏡狀，長一般220米，寬5米左右。厚度變化劇烈，但有規(guī)律可尋。綜合上述，6煤層全區(qū)大部分可采，具突然增厚、變薄現(xiàn)象，但有一定規(guī)律可尋，屬較穩(wěn)定至不穩(wěn)定，趨向不穩(wěn)定的煤層。7煤層直接頂、底板為灰黑色砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，底板偶爾有砂巖

26、。煤厚04.02米，平均0.34米?？刹蓛H8個點，可采率14%。煤層結(jié)構(gòu)簡單。詳情見煤層特征表231。表2-3-1 煤層特征表煤層號穿過層位見煤點可采點可采率(%)煤 厚煤層結(jié)構(gòu)煤層穩(wěn)定性間 距最小最大最小最大變異系數(shù)(%)平均(m)平均(m)36237172703.65簡單極不穩(wěn)定14.787.00.48574593851010.34143復(fù)雜極不穩(wěn)定37371021.18690896471019.38126較復(fù)雜較穩(wěn)定至不穩(wěn)定677.4893.517592181404.02簡單極不穩(wěn)定390.34232 煤質(zhì)主采6煤層灰分一般在10%左右，走向和傾向變化不大，變化圍均在低灰之。煤種為無煙煤

27、。詳情見煤層分析資料表2-3-2。表2-3-2 煤層分析資料表煤層煤層工業(yè)分析膠質(zhì)層厚度(m/m)粘結(jié)性水分(%)灰分(%)硫分(%)磷分(%)可燃性揮發(fā)分(%)發(fā)熱量(卡/g)3煤0.9819.430.615.7951.924.670.783.898124.060.79.624.535.9122.6213.030.560.010.060.0383.2410.35.81342076226818.47 3.95.524.736.229.347.780.533.083.643.366984736871762.3.2.1 煤的物理性質(zhì)與煤巖特征主采6煤層為黑色，具弱金剛光澤，以粉末狀再膠結(jié)為主，夾有

28、片狀和細條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，斷口呈土狀。滑面多，多為質(zhì)軟易碎的粉煤，塊煤極少量，比重1.41.6，由暗煤與亮煤組成，屬半暗型煤。6煤層鏡質(zhì)組合含量普遍較高，一般9098.7%,絲質(zhì)組含量低，一般在10%以下。煤巖結(jié)構(gòu)以均一狀結(jié)構(gòu)為主，礦物雜質(zhì)少，一般在10%以下。煤巖類型為亮煤亞型。成煤環(huán)境可能以較深積水還原環(huán)境為主。煤化階段屬無煙煤。2.3.2.2 煤的化學(xué)性質(zhì)本礦井主要可采的6煤層與其它局部可采煤層，屬于特低硫、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)無煙煤。全礦區(qū)煤的平均灰分為16.32%，全硫含量一般低于1%，發(fā)熱量一般為7063大卡/kg，水分小于5%。煤層變質(zhì)程度高，本礦井主要可采的6煤層與其它局部可采煤

29、層，屬于特低硫、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)無煙煤，為優(yōu)質(zhì)動力用煤和民用煤。233 瓦斯與煤塵鉆孔瓦斯煤樣測試與瓦斯分帶本井田瓦斯樣采用“真空罐”法采取,先后在28個鉆孔中采瓦斯樣42個進行脫氣和分析。根據(jù)瓦斯分析資料,各煤層均保存有一定數(shù)量的瓦斯。6煤層分析結(jié)果,自然瓦斯成份:CH4=2787%,N2=043%,CO2=724%。運用瓦斯分帶理論,6煤層中瓦斯成份隨深度可以大致劃分為二個帶如下表233:6煤層瓦斯帶劃分結(jié)果表 表2-3-3瓦 斯 帶名 稱瓦斯成份（%）分帶依據(jù)（孔）10809-479915、10108、10208、1071110314、10317、10319、1051110902、1091

30、2等孔。10-168069801、9917、10008等孔。本礦井屬低瓦斯礦井,相對瓦斯涌出量為6.8m3/t·日,無煤(巖)和瓦斯突出,無煤層自然發(fā)火傾向,無煤塵爆炸危險性。2.3.3.1 煤塵和自燃根據(jù)鄰近愛和山井田所作的3個煤塵爆炸試驗資料，煤質(zhì)為：，。爆炸性試驗火焰長度與巖粉量為零，得出無煤塵爆炸性的結(jié)論。本井田6煤值一般小于7%，煤質(zhì)與其基本一樣，完全具有可比性，且揮發(fā)分對可燃物的百分比在1%以下，故6煤層一般屬無煤塵爆炸危險性的煤層。本井田煤種屬無煙煤，生產(chǎn)井和老窯調(diào)查尚未發(fā)現(xiàn)煤炭自燃現(xiàn)象，煤質(zhì)含硫低，變質(zhì)程度高，應(yīng)屬不易自燃的煤層。2.3.3.2 地溫未發(fā)現(xiàn)地溫異常區(qū)。

31、一般垂深第增加100米地溫增加1度，個別鉆孔，在垂深超過400米后，每加深100米，地溫增加2度。24 水文地質(zhì)241 地表水本井田較大的地表水流有源頭沖溪、黃沙沖溪、梓木溪。小溪雨季流量，旱季流量。小溪的流量統(tǒng)計特征值，其離差系數(shù)。小溪的年地下徑流量。上述小溪的主要流徑大冶組地層，對煤層開采影響小。井田水庫較多，主要的有瓦泥塘、豆子塘、樟沖水庫。其中位于井田邊緣107108勘探線間的樟沖水庫為最大，蓄水量約64萬立方米。由于水庫距主要開采煤層垂深四百余米，所以對未來礦井充水沒有影響。242 巖層含水性第四系（Q）：一般是沖積、坡積的松散沉積物，主要由礫石、砂、亞砂土、亞粘土組成。一般厚2.8

32、6m,含孔隙水。泉水流量。水質(zhì)為低礦化度的型。白堊系下統(tǒng)（）：主要由褐紅色粉砂巖組成，厚度大于100m。含水弱。樟沖組（）：由泥巖、粉砂巖、中至粗粒砂巖、礫巖與角礫巖組成。平均厚31.59m,中至粗粒砂巖裂隙率0.0272.5%,吸水率0.621.16%。含孔隙裂隙水。粉砂巖、礫巖與角礫巖等含水微弱。水質(zhì)為低礦化度的型。大冶組（）：以泥灰?guī)r為主厚360m，裂隙率01.334%,泉水涌水量含水微弱。水質(zhì)為低礦化度的型。大隆組（）：由硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖等組成，平均厚約110m，裂隙率00.433%。泉水涌水量。由于硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖,巖石致密,裂隙率低,可以視為相對隔水層。水質(zhì)為低礦化度的型

33、。龍?zhí)督M上段():由中細粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖與煤組成,厚247m,裂隙率0.1023.311%。中細粒砂巖含孔隙裂隙水,而粉巖砂質(zhì)泥巖含水極微,可視為相對隔水層。其中主要可采6煤頂板中細粒砂巖吸水率是0.341.31%,單位涌水量是,含水微弱,對煤層開采影響甚微。水質(zhì)為低礦化度的型, 或低礦化度的型。龍?zhí)督M下段():由砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與薄煤組成,平均厚184m。含水微弱。此外,以風(fēng)化營為為主形成的風(fēng)化裂隙帶,一般厚15140m。含風(fēng)化裂隙水。由于接近地表,風(fēng)化裂隙水的補給、逕流、排泄條件較好。在山坡處常形成上層滯水,在沖溝、低洼處可形成潛水。水質(zhì)為低礦化度的型。243 斷層的導(dǎo)

34、水性本井田以平行地層走向的壓扭性斷層為主,其主要斷層有和、。在探槽中見斷層,斷層的壓扭性特征明顯。將其斷裂帶具體劃分為:角礫巖帶、糜棱巖帶、裂隙密集帶、影響帶。角礫巖帶:礫石有砂巖、硅質(zhì)巖、菱鐵質(zhì)灰?guī)r。礫石長軸方向按擠壓褶皺軸向排列，最大礫徑20。糜棱巖帶:被擠壓破碎的細粒物質(zhì)呈扁平的透鏡狀或鱗片狀。裂隙密集帶：有裂隙、剪裂隙。裂隙被石英、亞粘土等物質(zhì)充填，剪裂隙平直細小。影響帶：裂隙較少。角礫巖和糜棱巖帶被擠壓緊密，組成物質(zhì)中以有很多細粒物質(zhì)，含水極其微弱。裂隙密集帶和影響巖帶由于裂隙被充填，只能有少量含水。、斷層雖然對煤層的破壞性較大，但其力學(xué)性質(zhì)屬壓扭性，斷層兩盤煤系地層的含水性微弱，加

35、之補給條件受到限制，所以對礦井充水影響不大。244 老窯水在本井田出露有3、4煤層露頭，沿煤層露頭分布了一些老窯。老窯在不同程度上都有積水，其動態(tài)隨季節(jié)變化明顯，流量0.02710m3/s。水質(zhì)為低礦化度的型。綜上所述，本井田無較大的地表水體，巖層的含水性弱，斷層的導(dǎo)水性差，老窯水不能直接對礦井充水產(chǎn)生影響。井田中的地下水（除風(fēng)化裂隙水外），由于受到上述因素的影響，其補給、逕流、排泄條件極差。245 礦井涌水量該礦井位于高泉塘礦井的深部，深部礦井的充水條件完全不同于淺部礦井。由于煤層埋藏深，大氣降水、老窯水等不能直接對它產(chǎn)生影響，而煤系地層與其上、下覆巖層含水性均弱，不可能構(gòu)成較大的充水水源。

36、因此礦井的充水通道，主要是開采時與淺部礦井相通，其次是井筒、未封閉好的鉆孔等。故未來礦井充水水源是淺部礦井水，井筒水，未封閉好的鉆孔等滲下來的水。由于本礦井是位于高泉塘礦井的深部，所以其礦井涌水量的大小是由淺部高泉塘礦井的涌水量而決定的，因而選擇了由相關(guān)分析所建立的高泉塘礦井涌水量回歸方程式：高泉塘+100水平以上現(xiàn)在實際開采面積占原報告儲量計算面積的40%?，F(xiàn)+60m水平以上開采面積為，用40%的系數(shù)確定本井田開采面積是，總計。正常涌水量與最大涌水量的比值見下表2-4-1表2-4-1 正常涌水量與最大限度涌水量的比值 1977年1979年1980年正 常涌水量最 大涌水量最大正 常涌水量最

37、大涌水量最大正 常涌水量最 大涌水量最大正常正常正常從上表得正常涌水量與最大涌水量的比較值是。礦井涌水量的計算結(jié)果見下表2-4-2。表2-4-2 礦井涌水量計算結(jié)果開采面積 （）最大計 算 式計 算 結(jié) 果正常正常涌水量()最大涌水量()礦井如果同淺部礦井相通(除去井筒等一部分來的水),近年來由于小煤窯的亂開采，在實際當(dāng)中其正常涌水量達到了,最大涌水量達到了。246 礦區(qū)供水情況馬田礦業(yè)公司已在耒河大河灘處建立起整個礦區(qū)供水系統(tǒng)。此外井田周圍確實無較之更適合的水源。在幾次的中間性審查中，省局、礦務(wù)局等單位已同意新星井的飲用水由馬田礦業(yè)公司供水系統(tǒng)給予解決。第3章 井田境界與儲量礦井井田邊界圍的

38、儲量，是通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭計算標準的全部儲量，又稱礦井總儲量。它反應(yīng)了煤炭資源的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量和勘探程度。同時，它也是礦井設(shè)計的基礎(chǔ)條件。31 計算邊界與水平的劃分311 計算邊界本井田參與儲量計算的6煤層,其計算邊界:淺部和北東以-150水平為界,南西至F11斷層上盤,深部止于F10斷層下盤。312 水平的劃分經(jīng)與生產(chǎn)設(shè)計部門共同商榷,分三個水平計算儲量:第一水平:-300m。第二水平:-450m。第三水平:-600m。6煤層因深部被F10斷層破壞,故只計算到F10斷層下盤。313 計算塊段的劃分原則上按剖面線(線距約500m),分水平分級別進行劃分。但因本井田次一級

39、褶曲發(fā)育,依據(jù)上述原則劃分的塊段常包括幾個小型向背斜,若遇此種情況,另以褶曲軸為界劃分小塊段,分別計算儲量。并在儲量計算表中列出,而在儲量計算圖上只注記大塊段儲量。另外考慮斷層上、下盤,背、向斜軸和煤層傾角的變化,有的小塊段越過了所劃定的勘探線。32 儲 量321 儲量計算儲量計算方法用塊段求積儀法，在平面圖上求出面積，然后用公式：儲量水平×seca×煤厚×容重，算出儲量。本井田構(gòu)造屬中等至復(fù)雜,趨向復(fù)雜。參與平衡表儲量計算的6煤層屬較穩(wěn)定至不穩(wěn)定,趨向不穩(wěn)定。故采用250m線距圈定B級儲量。500m線距圈定C級儲量。5煤層屬不穩(wěn)定的局部可采煤層,可采面積分布零星

40、,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,頂、底板難于管理,采掘工作困難。表3-2-1 5煤層儲量計算總表水平級別±0-150-150-300-300-450-450-600合計D78.930.227.411.1147.66煤層儲量計算如下總表3-2-2:表3-2-2 6煤層儲量計算總表級別水平能利用儲量（萬噸）高級儲量比例（%）BCD合計-150-300373.8750.6105.01229.43330-300-45024.9387.9129.2542.065-450-60058.779.2137.9總計398.71197.2313.41909.32521新增儲量398.7860.3313.41572.4表3

41、-2-2 全井田可采煤層地質(zhì)儲量總表煤層名稱工業(yè)儲量（萬t）遠景儲量（萬t）工業(yè)儲量占總儲量（%）尚難利用儲量（萬t）備注6煤1595.9313.421462.34礦井可采儲量計算公式： (3-1)式中 可采儲量，；礦井工業(yè)儲量，；保護煤柱、永久煤柱損失量，；采區(qū)回采率，取0.8。第4章 礦井工作制度和井型、服務(wù)年限41 礦井工作制度本礦設(shè)計每天三班工作，每班工作八小時制,每天工作16小時。回采工作面采取兩班生產(chǎn)一班準備，掘進工作面為三班生產(chǎn)。年工作日按330天計算。42 礦井生產(chǎn)能力與服務(wù)年限421 礦井生產(chǎn)能力本礦井主采六煤層地質(zhì)儲量為3481.7×104t?；夭陕拾?0%計算，

42、還扣除永久煤柱損失量186.3×104t，則可算出六煤層的可采儲量是1595.9×104t，其中第一水平可采儲量為420.3×104t。本礦井生產(chǎn)能力定為21×104t /a，即小型礦井，則第一水平的服務(wù)年限是11.4a，符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)的有關(guān)規(guī)定。422 礦井服務(wù)年限計算 (4-1)式中 T服務(wù)年限，a；Zk可采儲量，104 t；A年產(chǎn)量，104 t；K儲備系數(shù)，取1.4 。第5章 井田開拓5.1 井筒形式（峒）形式、數(shù)目與位置5.1.1 井筒（峒）形式由于本井田煤層賦存較深，表土層較厚，受地形等地理條件的限制無平峒開拓條件，因此只能考慮選擇立井、斜

43、井或其綜合方式開拓，在進行方案對比后將最終確定。5.1.2 井筒（峒）數(shù)目煤礦安全規(guī)程規(guī)定，每個生產(chǎn)礦井必須至少有2個能行人的通達地面的安全出口，每個出口間的距離不得小于30m。因此，井筒數(shù)目不能少于2個，根據(jù)本井田地質(zhì)構(gòu)造、煤層的瓦斯情況與設(shè)計生產(chǎn)能力，確定井筒數(shù)目為2個，一個為全能井（提升、行人、通風(fēng)、排水），另一個為通風(fēng)井筒（通風(fēng)，行人）。5.1.3 井筒位置井筒位置的選擇應(yīng)從以下幾方面條件綜合考濾面確定：5.1.3.1 地面條件1、工業(yè)場地占地面積；2、地形與工程地質(zhì)條件；3、煤的流向；4、生產(chǎn)建設(shè)條件與住宅區(qū)位置。5.1.3.2 井下條件1、按最小運輸功確定；2、根據(jù)地質(zhì)條件；3、煤

44、柱量；4、勘探程度和初期工程量。5.1.3.3 綜合確定井筒位置本井田因地理環(huán)境和煤層賦存條件的限制無平硐開拓條件，因此只能考濾斜井開拓和立井開拓。在綜合考濾上述幾方面條件以與礦井設(shè)計中的一些基本原則，提出兩個方案（即雙立井和主斜井、副井為立井）供選擇。井口位置視井峒形式而定，雙立井開拓時，井口位置在井田中上部；主斜井開拓時，井口可設(shè)于西南部，其它無合理井口位置可選。兩方案井筒（包括工業(yè)廣場）位置見圖5-1-1，方案對比見表5-1-1，井筒位置具體參數(shù)見表5-1-2。圖5-1-1 工業(yè)廣場位置比較圖表5-1-1 井筒（工業(yè)廣場）位置方案比較方案名稱優(yōu) 點缺 點立 井開 拓工業(yè)廣場所在處于山腳；

45、地質(zhì)條件較好，交通方便，便于運輸。對居民無影響，不占耕地。位于井田中上部，便于兩翼開拓。工業(yè)廣場所在地面積小；施工難度大。 斜 井開 拓工業(yè)廣場所在地地形平坦，地質(zhì)條件好，面積大；建筑施工很方便。 位置距井田中心較遠，交通不方便，不便于運輸；對居民影響較大，需要占用耕地。且靠近井田的一翼，不便于井下采區(qū)的布置和井下的運輸。通過以上對兩方案的綜合比較和分析，立井開拓方案技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理，因此，立井開拓方案為最合理的方案，即將工業(yè)廣場設(shè)在井田中上部。四、風(fēng)井位置風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯等級、井型大小、煤層賦存情況并結(jié)合通風(fēng)方式要求確定。當(dāng)采用立井開拓時，根據(jù)本井田的情況，宜采用中央并列式通風(fēng)系

46、統(tǒng)，進風(fēng)井和回風(fēng)井并列在一個工業(yè)廣場地。具體位置見表5-1-2。表5-1-2 井筒位置位置表井筒名稱井口坐標井口標高(m)方位角井筒傾角井筒長（深）度 （m）用 途XY主井（進風(fēng)井）289147438396325171.1421.1行人提升進風(fēng)副井（回風(fēng)井）289150438396354171.8322.6行人回風(fēng)5.2 開采水平的劃分與布置5.2.1 井田水平劃分本井田的煤層平均傾角為40°，屬傾斜煤層，根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)對井田水平高度劃分的規(guī)定，本井田的水平垂高劃分應(yīng)在100-150m。本礦是作為小型礦井設(shè)計的，根據(jù)本井田的實際情況，劃分為3個水平，劃分情況見表5-2-1。因

47、第三水平地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存極不穩(wěn)定，在此設(shè)計中暫不作規(guī)化。表5-2-1 礦井水平劃分表階段名稱階段圍(m)階段垂高(m)可采儲量(萬t)服務(wù)年限(a)一水平-150-250100570.627.17二水平-250-3501004302420.49三水平-350-45010066.463.16合計1067.350.825.2.2 采區(qū)劃分與開采順序根據(jù)采區(qū)劃分的原則，結(jié)合我礦的實際情況。第一生產(chǎn)水平共劃分為六個采區(qū)，采區(qū)的具體尺寸見開拓系統(tǒng)圖。采區(qū)各參數(shù)見下表：表5-2-2 采區(qū)劃分與其參數(shù)采區(qū)編號單雙面別走向長度（m）傾向長度（m）采區(qū)煤層備注116雙6243006煤126雙5243006

48、煤136雙6483006煤146雙5843006煤166雙4205606煤5.2.3 大巷布置方式根據(jù)本礦的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存情況與水平劃分情況，各主要運輸大巷與石門均布置在距煤層底板約10-30m的巖層，水平運輸大巷與總回風(fēng)巷沿煤層走向方向布置，巷道應(yīng)盡量直線布置，上一水平運輸大巷可作為下一水平的回風(fēng)巷。5.3 方案比較，確定開拓系統(tǒng)5.3.1 影響礦井開拓的主要地質(zhì)因素本井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，除西部作為井田邊界的斷層外，井田圍沒有其他大的斷層，對開采影響不大。由于井田無其他生產(chǎn)礦井和老窯，也無強含水巖層，因此井田水文地質(zhì)條件簡單。主要含水層為第四系孔隙、砂質(zhì)礫巖含水層。第四系孔隙(Q)含水層:

49、由坡殘積層組成,殘積層厚5-10 m,降雨補給,蓄水能力差,透水性好.地下水補給來源主要是大氣降水，南部有董溪小溪滲透水，對開采影響不大。砂質(zhì)礫巖大面積覆于井田煤層之上，為中等含水的含水層,滲透性較弱. 如果巷道遇到該含水層，必須采取探防水措施并引起足夠的重視。5.3.2 預(yù)提開拓方案根據(jù)本礦井的實際情況，現(xiàn)提出三個可行的礦井開拓方案進行比較，對技術(shù)上可行的各方案進行初步分析比較，從中確定二個有價值的優(yōu)越方案，然后對這兩個方案進行詳盡的比較，并綜合考慮各種因素，最終確定一個技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的最佳方案?，F(xiàn)預(yù)提3個初選方案：方案1 立井兩水平開拓（開拓方案剖面圖見圖5-3-1）圖5-3-1方

50、案2 立井單水平、暗斜井開拓（開拓方案剖面圖見圖5-3-2）圖5-3-2方案3 反斜井、暗斜井延伸多水平開拓（開拓方案剖面圖見圖5-3-3）圖5-3-35.3.3 開拓方案技術(shù)比較各方案的技術(shù)比較見表5-3-1。表5-3-1 開拓方案技術(shù)比較表方 案優(yōu) 點缺 點方案11、井口位置接近井田中心，井下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn)量。2、井車場位于儲量中心，井下運輸運營費低。3、井上運輸距離短，地面營費最低。4、離原有鐵路專用線近，開工前只需修一條距離很短的鐵路即可與原鐵路專用線銜接，少占地，省投資。5、建井時間較短，建井初期投資相對較少，投產(chǎn)時間早。1、工業(yè)場地壓大量的開采條件較好的煤柱。2、沒有斜

51、井安全出口。3、需多開立井2×100m，階段石門和立井井底車場。方案21、井口位置接近井田中心，井下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn)量。2、井車場位于儲量中心，井下運輸運營費低。3、井上運輸距離短，地面營費最低。4、離原有鐵路專用線近，開工前只需修一條距離很短的鐵路即可與原鐵路專用線銜接，少占地，省投資。5、建井時間較短，建井初期投資相對較少，投產(chǎn)時間早。1、工業(yè)場地壓大量的開采條件較好的煤柱。2、沒有斜井安全出口。3、需多開暗斜井（18°，2×300m）和暗斜井的上、下部車場。方案31、掘進技術(shù)與施工設(shè)備簡單，掘進速度較快，便于施工和井筒延伸；2、建井時間短，初期投資少，石門短、掘進速度快，建井工期短。3、井車場位于儲量中心，井下運輸運營費低。5、建井時間較短，建井初期投資相對較少，投產(chǎn)時間早。井筒裝備備簡單。1、須設(shè)井筒保護煤柱，壓煤較多。3、井筒長，通風(fēng)阻力相對較大；4、主、付井維護費用高，斜井提升慢提升能力小、提升費用較高；5、離原鐵路專用線遠，相應(yīng)增加了運輸