采礦工程畢業(yè)設(shè)計論文內(nèi)蒙古永智煤炭公司煤層地下開采初步設(shè)計

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）題 目：內(nèi)蒙古永智煤炭公司3煤層地下開采初步設(shè)計學(xué)生姓名： 學(xué) 號：0867106334專 業(yè)：采礦工程班 級：采礦2008-4班指導(dǎo)教師： 摘 要礦井生產(chǎn)，其主要特點是地下作業(yè)，工作環(huán)境艱苦，自然條件復(fù)雜，通風(fēng)和安全措施顯得尤為重要。各煤田所處的地理位置不同，煤層地質(zhì)條件多種多樣，開采方法也就多種多樣。本設(shè)計是在永智煤礦原始地質(zhì)條件下作的礦井初步設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包含：井田概況及地質(zhì)特征、礦井開拓、通風(fēng)設(shè)計、礦井安全技術(shù)措施，以及專題采煤工作面瓦斯綜合治理等方面。 井田概況主要包括礦區(qū)的地理、地形和交通；礦井的地理位置、井田范圍；礦區(qū)的氣象條件、地震

2、烈度、電源和水源的概況；井田地質(zhì)特征、煤層及煤質(zhì)概況以及水文地質(zhì)條件概況等。礦井開拓分別論述了主井、副井位置選擇、采區(qū)的劃分、水平的劃分以及開采順序、采區(qū)的布置及裝備、各巷道的布置等。通風(fēng)設(shè)計主要包括礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇、礦井所需風(fēng)量的計算及分配、全礦井前期、后期的通風(fēng)阻力計算以及對通風(fēng)設(shè)備的選擇等。安全技術(shù)措施包括井下瓦斯預(yù)防、頂板管理、水災(zāi)預(yù)防、火災(zāi)預(yù)防、煤礦爆炸的預(yù)防及粉塵防治措施等。關(guān)鍵詞：礦井；開拓開采；通風(fēng)；安全。ABSTRACTThe coal field to the geography and varied geological conditions of coal, mini

3、ng methods have varied.Mine production, its main feature is underground work, work hard and complicated natural conditions, the ventilation and safety measures appears to be particularly important.This design is the mineral well first step design make under the condition of original geology of the m

4、ine of Yong Zhi Coal Mine, This design contents containment: The well farmland general situation and geology characteristic, the mineral wells expand, safe technique measure of well ventilated design, the mineral well, and the feature of coal face comprehensive management of gas, etc. The field gene

5、ral situation of the well includes geography, topography and traffic of the mining area mainly; The geographical position of the mine, field range of well; The meteorological condition of the mining area, general situation of earthquake intensity, the power and source of water; Characteristic of fie

6、ld quality of the well, coal seam, nature of coal general situation and hydro geological condition general situation, etc.It expound the fact separately mines open-ups by main shafts, Auxiliary shaft, waste rock well, level divide and exploit the divisions of person who adopt, person who adopt assig

7、n order and, every tunnel assign etc. equipment 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 the ventilation facilities

8、 of easy period, difficult period of the necessary wind quantity of the mine, etc.The safe practice measure includes in the pit the marsh gas is prevented a plank management, flood disaster prevention, a fire prevention, the prevention and dust prevention and cure measure, etc.Key Words: Mineral wel

9、l, expands to mine, well ventilated, safety.目 錄摘 要I第一章 井田概述及井田地質(zhì)特征11.1 礦區(qū)概述1 交通位置1 地形、地勢及河流1 資源整合前各礦現(xiàn)狀1 電源、水源情況4 主要建筑材料供應(yīng)情況41.2 地質(zhì)特征4 地質(zhì)構(gòu)造及煤層4 井田水文地質(zhì)條件6 其它開采技術(shù)條件8第二章 礦區(qū)范圍112.1 資源整合前各礦開拓現(xiàn)狀112.2 井田境界及儲量11 井田境界11 儲量12第三章 生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及一般工作制度173.1 礦井工作制度173.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定173.3 礦井服務(wù)年限17第四章 井田開拓方案194.1 井田開拓方式的

10、選定19 開拓方案19 方案比較及選擇22第五章 采礦方法235.1 采煤方法選擇23 工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備選型23 工作面支架23 采煤工作面采高、長度及年推進(jìn)度25 工作面回采方向26 采區(qū)及工作面回采率265.2 采區(qū)布置27 采區(qū)數(shù)目、位置和工作面生產(chǎn)能力計算275.3 巷道掘進(jìn)29 巷道斷面和支護(hù)形式29 掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及裝備30 礦井達(dá)產(chǎn)時采掘比例關(guān)系及矸石量預(yù)計30第六章 建井工期及開采計劃346.1 建井工期346.2 產(chǎn)量遞增計劃36第七章 礦井通風(fēng)377.1 概況37 礦井瓦斯涌出量377.2 礦井通風(fēng)38 礦井通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)38 礦井通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)38

11、 礦井風(fēng)量、風(fēng)壓及等積孔387.3 通風(fēng)設(shè)備457.4 大巷運輸及設(shè)備46 運輸方式的選擇46 主要運輸巷道斷面、支護(hù)方式、坡度47 無軌膠輪車選型47 運輸設(shè)備選型507.5 提升設(shè)備51 主提升設(shè)備51 主斜井提升配電控制裝置54第八章 排水568.1 礦山涌水量568.2 排水設(shè)備的計算與選擇56第九章 供電589.1 供電電源589.2 電力負(fù)荷589.3 送變電59 礦井供電電源59 電源線路59 地面35kV變電所599.4 地面供配電61 地面配電系統(tǒng)61 低壓電氣設(shè)備選型和高低壓電纜選型62 低壓電氣設(shè)備選型和高低壓電纜選型63 工業(yè)場地及建筑物照明63 防雷保護(hù)及接地64 生

12、產(chǎn)系統(tǒng)649.5 井下供配電65第十章 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)6810.1 勞動定員及勞動生產(chǎn)率6810.2 建設(shè)項目資金概算68 固定資產(chǎn)投資概算68 概算編制依據(jù)69 資金來源及建設(shè)期貸款利息7010.3 生產(chǎn)成本7110.4 技術(shù)經(jīng)濟分析及評價72 年銷售收入、銷售稅金及附加的估算7210.4.2 利潤、投資利潤率及投資利稅率的計算73 礦井設(shè)計主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)74參考文獻(xiàn)78致謝詞79第一章 井田概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 交通位置內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗永智煤炭有限公司煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)，行政區(qū)劃屬準(zhǔn)格爾旗神山鎮(zhèn)。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：110°1107

13、110°1229；北緯：39°3959 39°4208。礦區(qū)距主要交通干線包府公路和109國道約6km，西北距東勝區(qū)約20km。東勝區(qū)是鄂爾多斯市重要的交通樞紐，東西向有109國道，南北向有210國道，并有包府公路及包神鐵路通過，交通干線四通八達(dá)，交通便利。交通位置詳見圖1.1。1.1.2 地形、地勢及河流地形總體呈西北高東南低，相對高差為95.4m左右。最高點位于核實區(qū)北部，海拔標(biāo)高1434.10m，最低點位于東南部長捎溝中，海拔標(biāo)高1333.4m。最大的溝谷為核實區(qū)東界的石灰川，雨季常形成季節(jié)性流水，暴雨過后可形成短暫的洪流。溝中有水井?dāng)?shù)口，水深7.03.0m

14、。永智煤礦位于石灰川西側(cè)的侵蝕性丘陵區(qū)。1.1.3 資源整合前各礦現(xiàn)狀原準(zhǔn)旗準(zhǔn)格爾召黃天棉圖村武當(dāng)溝煤礦（以下簡稱原武當(dāng)溝煤礦）與準(zhǔn)格爾旗鬧羊渠煤炭有限責(zé)任公司煤礦（以下簡稱原鬧羊渠煤礦）進(jìn)行了整合，并將其外圍無礦權(quán)爭議的邊角地段也一并劃入（以下簡稱新擴區(qū)），劃定礦區(qū)范圍煤礦名稱為準(zhǔn)格爾旗永智煤炭有限公司煤礦。原武當(dāng)溝煤礦頒發(fā)采礦許可證，證號為，有效期限至2005年12圖1.1 交通位置圖月，礦區(qū)面積為0.5659km2，開采標(biāo)高13391335m，礦區(qū)范圍由4個拐點圈定。原鬧羊渠煤礦核準(zhǔn)采礦許可證，證號為4，礦區(qū)面積2.2204km2，開采標(biāo)高13601318m，有效期至2010年5月，礦區(qū)

15、范圍由6個拐點圈定。準(zhǔn)格爾旗永智煤炭有限公司煤礦，將原武當(dāng)溝煤礦與原鬧羊渠煤礦進(jìn)行了整合，并擴大了井田范圍（其范圍含原五當(dāng)溝煤礦與原鬧羊渠煤礦），面積5.7371km2，開采標(biāo)高13481241m，劃定礦區(qū)范圍由6個拐點圈定，見表1.1。表1.1 永智煤礦及原煤礦范圍各拐點直角坐標(biāo)一覽表原 武 當(dāng) 溝 煤 礦拐點編號XY拐點編號XY14396565.0037431010.0034395570.0037431810.0024396125.0037431870.0044395780.0037431010.00原 鬧 羊 渠 煤 礦14395900.0037430302.0044392920.003

16、7432070.0024394550.0037431350.0054393000.0037431810.0034394550.0037432100.0064394660.0037430310.00永 智 煤 礦14396862.0037430270.0044394550.0037432099.0024396566.0037431010.0054392890.0037432043.0034396125.0037431870.0064393900.0037430110.00根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)東勝煤田銅匠川詳查區(qū)永智煤礦煤炭資源儲量核實報告礦產(chǎn)資源儲量評審備案證明中，核實煤層實際賦存標(biāo)高調(diào)整為1380

17、1214m。本井田東側(cè)鄰準(zhǔn)格爾旗神山煤炭有限責(zé)任公司烏蘭哈達(dá)機井隊煤礦、伊盟準(zhǔn)格爾旗鑫源煤礦；南側(cè)鄰準(zhǔn)格爾旗炭窯渠煤炭有限責(zé)任公司煤礦。相鄰煤礦基本情況見表1.2。1.1.4 電源、水源情況（一）電源情況從礦井工業(yè)場地北方西1km處的柛山鎮(zhèn)110kV變電站35kV的不同母線段引兩回路35kV電源線路作為永智煤礦的永久電源。當(dāng)任一回路故障停電時，另一回路能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷。35kV電源線路導(dǎo)線：LGJ-95。表1.2 相鄰煤礦基本情況一覽表2（二）水源情況井田內(nèi)無經(jīng)濟、可靠的地表水可利用。本礦生活用水和部分生產(chǎn)用水由內(nèi)蒙古科源水務(wù)有限公司供給，礦方在本礦建兩個500m3蓄水池，一個正常使用，一個備用

18、清污。礦井建成后，井下正常涌水量為1020m3/h，可作為井下消防灑水用水，經(jīng)凈化處理后使用，不足部分可由地面供水系統(tǒng)供給。1.1.5 主要建筑材料供應(yīng)情況礦井所需鋼材、木材、水泥、各種設(shè)備市場上能夠滿足建設(shè)需求；磚、石、砂及石灰等本地可滿足需求。1.2 地質(zhì)特征1.2.1 地質(zhì)構(gòu)造及煤層（一）地質(zhì)構(gòu)造1)區(qū)域構(gòu)造東勝煤田大地構(gòu)造分區(qū)屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區(qū)。本區(qū)具體位置處于東勝隆起區(qū)中東部。鄂爾多斯臺向斜在我國大地構(gòu)造分區(qū)上為一典型地臺構(gòu)造。四周為EW、SN向的古老結(jié)晶巖系所環(huán)繞。其北為內(nèi)蒙地軸（陰山山脈），南為秦嶺地軸（秦嶺山脈）、東側(cè)為山西中隆起區(qū)（呂梁山）、西側(cè)為南北向構(gòu)造

19、帶（賀蘭山、桌子山、六盤山）四周山系由于受大的地殼運動華力西期、燕山期地殼運動的影響，多成為巨大的逆掩斷層和傾伏倒轉(zhuǎn)褶曲。而在其內(nèi)部盆地較穩(wěn)定沉積了具有重要經(jīng)濟價值的煤田。臺向斜內(nèi)部構(gòu)造特征是前震旦系為基底的鄂爾多斯臺向斜，它在每次造山運動中基本表現(xiàn)了一定程度的穩(wěn)定性。臺向斜內(nèi)部地層多呈假整合接觸，個別地層中具不整合接觸。地層傾角平緩，基本上為一小范圍廣闊的向斜構(gòu)造，除臺向斜北部基巖隆起地帶有較大斷層外，其它地區(qū)偶爾出現(xiàn)一些落差較小的斷層。本區(qū)位于東勝煤田的東南部，其構(gòu)造形態(tài)與區(qū)域構(gòu)造形態(tài)一致，總體為一向南西傾斜的單斜構(gòu)造，傾向210230°，傾角一般13°。地層產(chǎn)狀沿走向

20、及傾向均有變化，但變化不大。沿走向發(fā)育有寬緩的波狀起伏。找煤區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，只有為數(shù)不多的小斷裂，未發(fā)現(xiàn)褶皺構(gòu)造。無巖漿巖侵入。2)礦區(qū)地層核實區(qū)為高原侵蝕性丘陵地貌，基巖沿溝谷兩側(cè)出露，山梁上以第四系為主。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)圖及鉆孔揭露，地層由老至新為：三疊系上統(tǒng)延長組（T3y），侏羅系中下統(tǒng)延安組（J1-2y），侏羅系中統(tǒng)直羅組（J2z）、安定組（J2a），白惡系下統(tǒng)逕川組(Kjc)、東勝組(K1ds)及第四系（Q）。（二）煤層1)含煤底層及含煤性銅匠川詳查區(qū)含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組（J1-2y）及中統(tǒng)直羅組（J2z），其含煤巖系主要為陸緣碎屑巖組成的陸相沉積地層，沉積環(huán)境為沖洪積相、泥

21、炭沼澤相和湖泊相為主的大型內(nèi)陸盆地。延安組（J1-2y）為主要含煤地層，厚度200220m，平均210m，共含煤14層，總厚度19.53m，含煤系數(shù)9.3；其中含主要可采煤層4層(3-1、4-1、5-1及6-1中)，煤層穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定類型；次要可采煤層8層，煤層穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定不穩(wěn)定類型。直羅組（J2z）底部含1煤組，層位劃分對比為1-1、1-2號煤層，一般均不可采。煤層傾向西南，傾角一般25°。2)煤層對比銅匠川詳查區(qū)煤層屬陸相含煤建造，環(huán)境變化多異，煤層經(jīng)分岔合并尖滅受沖蝕基底隆起沉降的一系列變化，致使煤層變的較為復(fù)雜。但詳查區(qū)煤組及主要煤層較穩(wěn)定，局部巖性及層間距有變化，采用

22、沉積旋回對比法、測井物性反映特征對比法、標(biāo)志層對比法、古生物對比法、煤層做標(biāo)志層對比法、煤層層位間距對比法進(jìn)行煤層綜合對比，特別是該區(qū)圍巖與煤層物性差異明顯，地球物理測井易于區(qū)別，測井對煤層定性，采用5DL、HGG .20、DLW、HGG0.50參數(shù)曲線對煤層進(jìn)行定厚解釋可靠；煤層深度、厚度、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確、清楚。對比依據(jù)比較充分。綜上所述，報告中主要可采煤層對比可靠，次要可采煤層對比基本可靠。1.2.2 井田水文地質(zhì)條件（一）區(qū)域水文地質(zhì)東勝煤田屬鄂爾多斯黃土高原的一部分，北部是庫布其沙漠，南部是毛烏素沙漠，地處半干旱沙漠高原氣候。大部分地區(qū)被黃土覆蓋，地表植被稀少，覆蓋率極低。年降水量少，蒸發(fā)量

23、大，大氣降水大部分以地表徑流形式排泄于黃河，地表受后期流水沖蝕作用形成樹枝狀沖溝，溝谷縱橫，構(gòu)成較復(fù)雜的地形地貌特征。（二）井田水文地質(zhì)依據(jù)銅匠川詳查報告所述，本區(qū)含水巖組基本上可分為兩大類：松散巖類孔隙潛水含水巖組和碎屑巖類孔隙、裂隙潛水承壓水含水巖組。本次煤炭資源儲量核實，參照原報告區(qū)域性成果，并結(jié)合本區(qū)實際情況，對核實區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件進(jìn)行評價。1)松散巖類孔隙潛水含水層組(1)、第四系沖洪積潛水含水層（Q4al+pl）：主要分布于核實區(qū)內(nèi)各溝谷底部，特別是水塔溝和納林溝底部，分布范圍狹窄，面積較小，一般隨著溝伸展方向呈條帶狀分布，厚度變化較大，最大厚度幾米，薄者12m左右。含水層的巖性以

24、各種粒級砂、砂礫石為主，其水位、水量受大氣降水及地表徑流影響較大。區(qū)內(nèi)無抽水試驗資料，據(jù)銅匠川區(qū)詳查報告中對烏蘭木倫河流域的測定，單位涌水量q=0.091.45L/s.m。（2）、第四系殘坡積潛水含水層（Q3-4）：分布于核實區(qū)內(nèi)東西兩側(cè)、山丘頂部及斜坡一帶，分布零星且位置相對較高，屬透水不含水層。2)碎屑巖類孔隙、裂隙潛水承壓水含水巖組根據(jù)銅匠川區(qū)詳查報告所述，該含水巖組可劃分為五個含水帶和三個隔水層。核實區(qū)未見第三系（N）出露，故第含水帶不存在，僅有四個含水帶和三個隔水層?，F(xiàn)分述如下：（1）、含水帶（J3K1zh）：巖性由灰綠、灰紫色各粒級砂巖、含礫粗砂巖及粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組成，厚度051

25、.50m，平均17.16m。該層在本區(qū)的南部較厚，東北部被剝蝕。含水性不均勻，局部含水豐富。根據(jù)有關(guān)資料；單位涌水量q=0.092.04L/s.m。此層雖屬間接充水含水層，但局部涌水量較大，對未來礦井充水將有一定的影響。（2）、第一隔水層（侏羅系中統(tǒng)安定組J2a的上部）：在不整合界面附近，巖性為砂質(zhì)粘土巖和砂質(zhì)泥巖。厚度4.8423.62m，平均13.72m，個別地段因沖刷厚度變薄。屬隔水性能較差的層位。（3）、含水帶（J2zJ2a）：巖性為灰白、灰綠、紫紅色的中、細(xì)砂巖，局部為含礫粗砂巖。據(jù)詳查區(qū)800號鉆孔抽水試驗資料：含水層厚度63.77m，為弱孔隙裂隙承壓水，水位標(biāo)高1321.84m，

26、水位降深24.82m，涌水量Q=0.548L/s。單位涌水量q=0.0221L/s.m，滲透系數(shù)k=0.039m/d。水溫13，水質(zhì)為C1-·HCO-K+Na+型水。（4）、第二隔水層（J2z下部J1-2y3上部）：巖性為砂質(zhì)泥巖、砂質(zhì)粘土巖，泥巖、粉砂巖，厚度2.5110.92m，平均5.45m。屬隔水性能相對較好的巖段。（5）、含水帶（J1-2y3上部6煤組下部）：巖性為灰白中、粗砂巖及煤層。據(jù)鄰區(qū)資料，單位涌水量q=0.0006470.0088L/s.m，滲透系數(shù)K=0.002670.00924m/d，富水性弱，屬弱孔隙裂隙直接充水含水帶。水質(zhì)為HCO-K+Na+·C

27、a+·Mg+型和HCO-K+Na+型水，礦化度0.1010.125g/L，PH值7.38.5，總硬度1.8311.1德國度。（6）、第三隔水層（位于6煤組的下部）：巖性以淺灰深灰色砂質(zhì)泥巖為主，厚度0.637.08m，平均3.68m。屬隔水性較差的層位。（7）、V含水帶（J1-2y1下部T3y上部）：含水層巖性以灰白色、灰綠色粗細(xì)砂巖為主。據(jù)鄰區(qū)資料，單位涌水量q=0.00467L/s.m，滲透系數(shù)k=0.00586m/d，富水性弱，屬弱孔隙裂隙承壓水。水質(zhì)為SO4-·HCO-K+Na+型和HCO-·SO4-·CI-K+Na+型水，礦化度1.2831.1

28、45g/L，PH值7.98.3，總硬度2.0220.3德國度。(三)礦井涌水量根據(jù)礦區(qū)原開采的鬧羊渠煤礦及五當(dāng)溝煤礦井下涌水量，預(yù)計永智煤礦達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力90萬t/a時礦井正常涌水量為10m3/h，最大涌水量為20m3/h。1.2.3 其它開采技術(shù)條件（一）煤層頂?shù)装迩闆r報告對區(qū)內(nèi)主要可采煤層3-1、5-1和6-1中煤層頂板進(jìn)行了力學(xué)性質(zhì)樣品采集試驗。頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖，局部為細(xì)、中砂巖。其巖石力學(xué)強度測試結(jié)果總結(jié)如下：1)3-1號煤層頂板巖性為砂巖、泥巖?？箟簭姸?.2191kg/cm2，平均124.24kg/cm2；普氏系數(shù)0.5526.4，平均9.95；比重2.622

29、.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7.95%；抗剪強度4662°，平均54°；正應(yīng)力823°，平均15°；剪應(yīng)力1424°，平均19°；內(nèi)摩擦角33°41，凝聚力8 kg/cm2（二）瓦斯銅匠川詳查區(qū)對主要可采煤層采集了瓦斯測試樣，測定結(jié)果如下：3-1號煤層：甲烷（CH4）含量0.010.04cm3/g，平均0.018cm3/g；CO2含量0.130.53cm3/g，平均0.2425m

30、3/g，屬氮氣（N2）帶；另根據(jù)原鬧羊渠煤礦2005瓦斯等級鑒定報告，瓦斯絕對涌出量為0.34m3/min，相對涌出量為1.63m3/t，二氧化碳絕對涌出量為1.18m3/min，相對涌出量為5.66m3/t，煤礦屬低瓦斯煤礦。參考上述結(jié)果，該地區(qū)瓦斯含量深部略高于淺部。全區(qū)均屬瓦斯風(fēng)化帶，瓦斯等級為低級。隨著開采深度的加大，瓦斯含量有可能聚集，提請礦方在開采中經(jīng)常進(jìn)行瓦斯測試，防止瓦斯爆炸。（三）煤塵根據(jù)核實報告中介紹，銅匠川詳查報告對4-1煤層的煤塵爆炸指數(shù)測定，當(dāng)火焰長度為650750m時，巖粉增加量為80%，煤塵具有爆炸性。四、煤類、煤質(zhì)與煤的用途（一）煤的物理性質(zhì)顏色一般為黑至褐黑色

31、，條痕黑褐色。暗淡光澤，部分無光澤或土狀光澤，并見有瀝青光澤的鏡煤和亮煤條帶，在煤層層面上多見絲絹光澤的絲炭。比重小，性脆，硬度2左右。在煤層的節(jié)理和裂隙中含方解石和黃鐵礦薄膜或結(jié)核。內(nèi)生裂隙發(fā)育，斷口呈參差狀，其中鏡煤和亮煤呈貝殼狀斷口。條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀或?qū)訝顦?gòu)造。具水平和微斜層理，易風(fēng)化。火焰不大，殘灰為粉末狀，灰白、黃灰色。（二）煤巖特征本區(qū)煤巖類型為暗淡型和半暗淡型，煤巖成分以暗煤為主，含較多絲炭和少量亮煤。顯微煤巖組分中以鏡質(zhì)組和絲質(zhì)組含量最高或較高，半鏡質(zhì)組次之，穩(wěn)定組分大多數(shù)為零。鏡質(zhì)組和絲質(zhì)組二者之和一般在80%以上，鏡煤最大反射率在6471%之間，屬微鏡惰煤。第二章 礦區(qū)范圍

32、2.1 資源整合前各礦開拓現(xiàn)狀準(zhǔn)格爾旗永智煤炭有限公司根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳于2006年4月10日以“內(nèi)國土資采劃字20060112號”文劃定礦區(qū)范圍批復(fù)，將原準(zhǔn)旗準(zhǔn)格爾召黃天棉圖村武當(dāng)溝煤礦（與準(zhǔn)格爾旗鬧羊渠煤炭有限責(zé)任公司煤礦進(jìn)行了整合，并將其外圍無礦權(quán)爭議的邊角地段也一并劃入，劃定礦區(qū)范圍煤礦名稱為準(zhǔn)格爾旗永智煤炭有限公司煤礦。原武當(dāng)溝煤礦始建于1997年，1998年投產(chǎn)。設(shè)計生產(chǎn)能力6萬t/a，主采3-1煤層，經(jīng)技改，現(xiàn)實際生產(chǎn)能力已達(dá)15萬t/a。主巷向北偏東掘進(jìn)，深度約600m。礦井采用一對主副中央并列平硐開拓，區(qū)段前進(jìn)，房柱式采煤，炮采落煤，農(nóng)用車運輸。據(jù)煤礦提供的采掘資料，

33、截至2005年底共采出原煤25萬t，消耗煤炭資源量51萬t，礦井煤炭回采率為49%。原鬧羊渠煤礦始建于1990年，由煤礦自行組織設(shè)計，礦井利用主副兩個小角度斜井開采3-1號煤層，設(shè)計年生產(chǎn)能力6萬t/a，2004年經(jīng)技改生產(chǎn)能力提高為15萬t/a。開采方式為區(qū)段前進(jìn)，工作面后退，中央邊界式通風(fēng)，炮采，小型拖拉機運輸。礦井在生產(chǎn)過程中未發(fā)現(xiàn)瓦斯，頂板砂質(zhì)泥巖有掉渣、掉塊現(xiàn)象。根據(jù)礦井實際開采情況，開采的3-1號煤層實際厚度為2.583.50m。據(jù)煤礦提供的采掘資料，截至2005年底煤礦共采出原煤201萬t，消耗煤炭資源量473萬t，礦井煤炭回采率達(dá)到42%。2.2 井田境界及儲量2.2.1 井田

34、境界永智煤礦井田地理座標(biāo)為：東經(jīng)：110°1107 110°1229北緯：39°3959 39°4208根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳發(fā)內(nèi)國土資采劃字20060112號文劃定礦區(qū)范圍批復(fù)，整合后的永智煤礦井田范圍由6個拐點圈定，其拐點直角坐標(biāo)見表2.1。表2.1 礦區(qū)范圍拐點坐標(biāo)序號XY序號XY14396862.0037430270.0044394550.0037432099.0024396566.0037431010.0054392890.0037432043.0034396125.0037431870.0064393900.0037430110.00永智

35、煤礦井田東西寬1.9km，南北長3km，井田面積5.7371km2。本井田東側(cè)鄰準(zhǔn)格爾旗神山煤炭有限責(zé)任公司烏蘭哈達(dá)機井隊煤礦、伊盟準(zhǔn)格爾旗鑫源煤礦；南側(cè)鄰準(zhǔn)格爾旗炭窯渠煤炭有限責(zé)任公司煤礦。相鄰煤礦基本情況見表2.2。表2.2 相鄰煤礦基本情況一覽表礦 山 名 稱證 號面 積(km2)生產(chǎn)規(guī)模(萬t/a)準(zhǔn)格爾旗神山煤炭有限責(zé)任公司烏蘭哈達(dá)機井隊煤礦1.83030伊盟準(zhǔn)格爾旗鑫源煤礦0.6336準(zhǔn)格爾旗炭窯渠煤炭有限責(zé)任公司煤礦0.32592.2.2 儲量（一）礦井資源量1)礦井資源量工業(yè)指標(biāo)及估算范圍（1）工業(yè)指標(biāo)根據(jù)DZ/T0215-2002煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范規(guī)定：不粘煤，煤層傾角25

36、°，井采，其資源儲量估算采用的工業(yè)指標(biāo)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%；、原煤最低發(fā)熱量(Qnet.d)：17.0mJ/kg。（2）估算范圍內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳于2006年4月10日以“內(nèi)國土資采劃字20060112號”文劃定礦區(qū)范圍批復(fù)的礦區(qū)邊界線、煤層露頭線和最低可采厚度邊界線。本次核實的可采煤層為2-1中、3-1、4-1中、5-1及6-1中共5層。2)估算方法核實區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角近于水平，水文地質(zhì)條件簡單，煤質(zhì)變化小，主要可采煤層穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定類型。依據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定，采用地質(zhì)塊段法估算資源

37、儲量。3)礦井資源/儲量估算結(jié)果儲量核實報告中，對原報告在井田內(nèi)估算的2-1中、3-1、4-1中、5-1及6-1中共5層煤進(jìn)行了煤炭資源儲量估算。對已開采的3-1煤層的煤炭資源儲量，根據(jù)礦方提供、鄂爾多斯市礦山地質(zhì)測量檢查站實測，經(jīng)準(zhǔn)格爾旗國土資源局審核認(rèn)定的采掘工程平面圖進(jìn)行了消耗資源儲量估算。a、礦井地質(zhì)資源儲量根據(jù)核實報告中儲量資源估算結(jié)果表(表2.3)，儲量核實后井田內(nèi)各礦井均為進(jìn)行生產(chǎn)。永智煤礦現(xiàn)保有地質(zhì)資源儲量為7019萬t,其中控制的內(nèi)蘊基礎(chǔ)的資源儲量(122b)為2094萬t，推斷內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(333)為4925萬t。其中3-1號煤地質(zhì)為1701萬t，4-1中號煤地質(zhì)儲量為1

38、697萬t，5-1號煤地質(zhì)儲量為2515萬t，6-1中號煤地質(zhì)儲量為1106萬t。b、礦井工業(yè)資源/儲量計算礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：礦井工業(yè)資源/儲量122b+2M22+333kk可信度系數(shù)，取0.9經(jīng)計算，礦井工業(yè)資源/儲量為6034萬t，其中3-1號煤工業(yè)資源/儲量為1665.2萬t，4-1中號煤工業(yè)資源/儲量為1667.8萬t，5-1號煤工業(yè)資源/儲量為2361.3萬t，6-1中號煤工業(yè)資源/儲量為1032.2萬t。礦井工業(yè)資源/儲量見表2.3。 表2.3 礦井工業(yè)資源/儲量計算表 單位：萬t煤層編號地質(zhì)資源儲量工業(yè)資源/儲量122b2M22333k小計3-117013431001

39、358×0.91665.2 4-1中16974051001292×0.91667.85-1251597801537×0.92361.3 6-1中11063680738×0.91032.2合計70192094039406726.5c、設(shè)計儲量/儲量計算該礦井為整合新建礦井，原有井筒及大巷均不予利用。原鬧羊渠煤礦和五當(dāng)溝煤礦開采的3號煤采空區(qū)均按30m留設(shè)保護(hù)煤柱。礦井設(shè)計儲量/儲量計算方法：礦井工業(yè)儲量/儲量減去礦井永久煤柱損失。礦井永久煤柱損失考慮了井田境界、采空區(qū)、風(fēng)氧化帶等留設(shè)保安煤柱的損失。井田境界煤柱按20m寬留設(shè)；采空區(qū)煤柱按30m寬留設(shè)；煤層

40、露頭風(fēng)氧化帶邊界煤柱按60m寬留設(shè)。經(jīng)計算，礦井設(shè)計資源/儲量為5694萬t，其中3-1號煤設(shè)計資源/儲量為1522.8萬t，4-1中號煤設(shè)計資源/儲量為1618.7萬t，5-1號煤設(shè)計資源/儲量為2255.8萬t，6-1中號煤設(shè)計資源/儲量為915.4萬t。礦井設(shè)計資源/儲量見表2.4。 表2.4 礦井設(shè)計資源/儲量計算表 單位：萬t煤層編號工業(yè)資源/儲量永久煤柱損失設(shè)計資源/儲量井田境界風(fēng)氧化帶采空區(qū)小計3-11665.277.83.461.2142.41522.8 4-1中1667.849.10049.11618.75-12361.3105.500105.52255.8 6-1中1032

41、.243.00043.0915.4合計6726.5275.43.461.2340.06385.5d、礦井設(shè)計可采資源/儲量計算礦井留設(shè)的開采保護(hù)煤柱包括：礦井工業(yè)場地、開拓大巷等安全煤柱。主要巷道間煤柱按30m寬留設(shè)，巷道兩側(cè)煤柱均按30m寬留設(shè)。礦井工業(yè)場地及井筒保護(hù)煤柱是在其邊線外留出保護(hù)等級圍護(hù)帶寬度，然后按照各巖層的移動角計算出各巖層的水平移動長度，所有巖層水平移動長度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。礦井設(shè)計可采資源/儲量按下式計算：ZK=（ZS-P）·C式中：ZK礦井設(shè)計可采資源/儲量，萬t；ZS礦井設(shè)計資源/儲量，萬t；P開采煤柱損失，萬t；C采區(qū)回采率；3-1，4-1中，6

42、-1中均為中厚煤層，C取0.9；5-1屬厚煤層，C取0.75。經(jīng)計算，礦井設(shè)計可采資源/儲量為4974萬t，其中3-1號煤設(shè)計可采資源/儲量為1259.8萬t，4-1中號煤設(shè)計可采資源/儲量為1386.3萬t，5-1號煤設(shè)計可采資源/儲量為1565.7萬t，6-1中號煤設(shè)計可采資源/儲量為762.2萬t。礦井設(shè)計可采資源/儲量詳見表2.6。 表2.6 礦井設(shè)計可采資源/儲量匯總表 單位：萬t煤層礦井設(shè)計資源/儲量開采保護(hù)煤柱損失采區(qū)回采率C設(shè)計可采資源/儲量工業(yè)場地主要巷道小計3-11522.839.983.11230.91259.84-1中1618.725.452.978.30.91386.

43、35-12255.854.6113.6168.20.751565.76-1中915.422.246.368.50.9762.2合計6385.5142.1295.94384974第三章 生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及一般工作制度3.1 礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日330d，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作8h。每日凈提升時間16h。3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定綜合確定礦井井型為90萬t/a，其理由如下：1、礦井設(shè)計可采儲量為4974萬t，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范中礦井井型與礦井服務(wù)年限的合理匹配關(guān)系，礦井井型確定為90萬t/a，服務(wù)年限為39.5a。2、開采技術(shù)條件較好，外運渠道暢通，具備建

44、設(shè)90萬t/a的井型條件。3、礦井開采的煤層煤質(zhì)牌號為不粘煤。是良好的動力用煤及民用煤，市場缺口很大，供不應(yīng)求，隨著國內(nèi)外煤炭市場對此煤種需求量的日益增大，該煤種的價格優(yōu)勢將會進(jìn)一步體現(xiàn)出來，市場潛力巨大，開發(fā)前景相當(dāng)廣闊。結(jié)合礦井可采儲量、井筒提升能力、井下工作面的裝備水平和煤礦外運條件，礦井井型宜確定為90萬t/a。3.3 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算：T=Zk/ (A·K)式中：T服務(wù)年限,a；Zk礦井設(shè)計可采儲量，萬t；A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a；K儲量備用系數(shù)，取1.4。礦井設(shè)計服務(wù)年限為：TZk/ (A·K)=4974/（1.4×90）=39.

45、5a第四章 井田開拓方案4.1 井田開拓方式的選定4.1.1 開拓方案設(shè)計從表土層厚度、煤層埋藏深度、煤層產(chǎn)狀以及井田水文地質(zhì)條件等方面分析，井田適合于斜井開拓方式。結(jié)合礦井井型、煤層賦存條件、井筒提升設(shè)備、井下開拓布置和回采面裝備水平等因素，考慮了兩個開拓方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較，現(xiàn)分述如下：方案一：（詳見圖4.1）圖4.1 開拓方案一不利用礦井工業(yè)場地，另在井田中東部石灰川西岸新建一工業(yè)場地。在工業(yè)場地內(nèi)沿東西方向布置三個井筒開拓全井田，各井筒間距40m。分別敘述如下主斜井凈寬3.5m，傾角16°，斜長397.2m，凈斷面10.06m2。井筒內(nèi)裝備一條帶寬1.0m的帶式輸送機，擔(dān)負(fù)全

46、礦井的煤炭提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井。 副斜井凈寬4.5m，傾角6°，斜長414.0m，凈斷面15.38m2。采用防爆無軌膠輪車擔(dān)負(fù)全礦井的輔助提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口?；仫L(fēng)斜井凈徑3.0m，傾角30°，斜長215.4m，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼做安全出口。永智煤礦批準(zhǔn)開采3-1、4-1中、5-1、6-1中號四層煤，各可采煤層特征見表1.2。根據(jù)各煤層的間距、主要可采煤層的賦存特征和可采儲量等情況，設(shè)計以兩個水平開拓全井田，初期以+1307m水平為第一水平開采的3-1、4-1中號煤層，后期將以+1240m水平開采的5-1、6-1中號煤層。主斜井落底至各煤層，各煤層煤通過溜煤眼分

47、別溜至主斜井。副斜井一水平落底至4-1中號煤層，后期開采二水平時在4-1中號煤輔助運輸大巷一側(cè)以6°暗斜井與副斜井反方向延伸至6-1中號煤層；副斜井在3-1號煤和5-1號煤見煤點以甩車場聯(lián)絡(luò)3-1號煤和5-1號煤輔助運輸大巷?；仫L(fēng)斜井落底至各煤層，并在各煤層見煤點通過聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)系各煤層回風(fēng)大巷。一水平在4-1中號煤層布置一水平主變電所、主水泵房、水倉等硐室，二水平在6-1中號煤層布置二水平主變電所、主水泵房、水倉等硐室。各煤層均布置膠帶運輸大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷三條大巷，各條大巷相互平行，間距均為30m。井下主運輸均采用膠帶輸送機。大巷輔助運輸均采用防爆無軌膠輪車運輸。礦井采用中

48、央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。礦井通風(fēng)方式為機械抽出式。兩個水平均各劃分為兩個采區(qū)，各采區(qū)采用走向長壁開采。方案二：（詳見圖4.2）圖4.2 開拓方案二方案二在工業(yè)場地選擇、水平劃分上與方案一相同，不同點為：在工業(yè)場地上沿井田邊界南偏東8°方向新建主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井三個井筒，各井筒延伸方式與方案一相同。井筒在各煤層見煤點以南北方向布置集中膠帶運輸大巷、集中輔助運輸大巷和集中回風(fēng)大巷。然后各煤層均沿東西方向布置膠帶運輸大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷三條大巷。一水平在4-1中號煤層布置一水平主變電所、主水泵房、水倉等硐室，二水平在6-1中號煤層布置二水平主變電所、主

49、水泵房、水倉等硐室。各煤層均布置膠帶運輸大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷三條大巷，各條大巷相互平行，間距均為30m。礦井通風(fēng)系統(tǒng)與采區(qū)化分均與方案一相同。4.1.2 方案比較及選擇上述兩方案各有利弊，其優(yōu)缺點如下：方案一優(yōu)點：（1）井巷工程量小，全井田開拓工程量比方案二少2835m； （2）開拓布置簡單，運輸轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少； （3）向下水平延伸方便； 缺點：（1）保護(hù)煤柱損失大；方案二優(yōu)點：（1）保護(hù)煤柱損失少； 缺點：（1）全井田開拓工程量比方案一多2835m； （2）開拓、運輸環(huán)節(jié)復(fù)雜； （3）工業(yè)場地填挖方工程量大。通過以上比較，設(shè)計推薦方案一。第五章 采礦方法5.1 采煤方法選擇初期開采的3-

50、1號煤層煤層厚度為2.403.50m，平均3.09m。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，一般不含夾矸。其頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為中、細(xì)粒砂巖，底板巖性主要為砂質(zhì)泥巖，局部地段相變?yōu)榧?xì)粒砂巖。對比可靠，全區(qū)可采，煤層穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定類型。綜上所述，適合于綜合機械化開采。根據(jù)3-1號煤層的賦存狀況和井田開拓特征，確定礦井一水平采用長壁綜采一次采全高的采煤方法，頂板采用下行全部垮落法管理。5.1.1 工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備選型礦井以一個生產(chǎn)采區(qū)、一個綜采工作面保證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。在此前提下，結(jié)合工作面采高、3-1號煤層的煤質(zhì)特征對工作面采煤、裝煤、運煤方式進(jìn)行確定和設(shè)備選型。工作面主要設(shè)備配

51、備詳見表5.1。5.1.2 工作面支架液壓支架的阻力是支架設(shè)計中最基本的參數(shù)，支架所有結(jié)構(gòu)的強度都由此決定。設(shè)計采用“估算法”計算液壓支架工作阻力。估算法首先考慮支撐冒落帶巖層的重量。式中：P支架承受的荷載，kN；S支架支護(hù)的頂板面積，m2，為7.1m2；r頂板巖石視密度，t/m3，為2.2t/m3；h冒落帶巖石的高度（直接頂厚度），m；M采高，m，為3.09m；K巖石碎脹系數(shù)，取1.251.5；煤層傾角，（°），為1°；上式可寫成：P（24）×9.8SrMcosa一般用上限，即P4×9.8SrMcosa計算中再考慮支架受力不均衡量的安全系數(shù)1.52，則

52、P（68）×9.8SrMcosa則：P（68）×9.8×7.1×2.2×3.09×cos12837.63783.5（kN）3-1號煤埋深43.22111.47m，平均80.85m。確定工作面屬有一定影響的淺層地壓工作面，支架工作阻力需加以安全系數(shù)。則：PK×(2837.63783.5)=5107.76810.3（kN）K淺層地壓影響系數(shù)，取1.8；設(shè)計選用型號為ZZ6800/17/35支撐掩護(hù)式液壓支架，其支護(hù)頂板面積為7.1m2，工作阻力6800kN，初撐力6180kN，支撐高度17003500mm，支架重量21.5t。礦

53、方可與支架廠定制。3-1號煤工作面端頭過渡支架初步選用ZTF6500-20/32型液壓支架，工作阻力6500kN，支護(hù)高度2.03.2m。工作面超前20m采用DZ32型單體液壓支柱配HDL-3000型型鋼梁支護(hù)。5.1.3 采煤工作面采高、長度及年推進(jìn)度1、采煤工作面采高井田內(nèi)3-1號煤層平均厚度3.09m，設(shè)計確定采煤機割煤高度3.09m。表5.1 3-1號煤回采工作面主要機械配備表設(shè)備名稱設(shè)備型號功率(kW)單位數(shù)量備總其中備用備用雙滾筒采煤機MGTY300/730-1.1D375臺1可彎曲刮板輸送機SGZ800/6302×315臺1破碎機PCM160200臺1刮板轉(zhuǎn)載機SZZ8

54、30/200160臺1可伸縮膠帶輸送機SSJ1200/2×250500臺2液壓支架ZZ5600/17/27架11010端頭支架ZTF6500-20/32架51乳化液泵站LBR400/31.5A250臺2噴霧泵站KMPB320/1075臺1注液槍DZ-Q1把31小水泵ID65-50-1605.5臺4注水、探水鉆機MAZ-20011臺1阻化劑噴射泵WJ-242.2臺1井下移動分離制氮機MD-30055臺1單體液壓支柱DZ32根15030型鋼梁HDL-4000根8020超前支 護(hù)2、采煤工作面長度礦井首采區(qū)為一采區(qū)，依據(jù)首采區(qū)煤層賦存特征和礦井設(shè)計規(guī)模，參照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，綜合確定綜采工作面長度為150m。3、采煤工作面年推進(jìn)度3-1號煤采煤工作面采煤機截深為0.8m，設(shè)計采工作面每個循環(huán)進(jìn)一刀，循環(huán)進(jìn)度為0.8m，設(shè)計每班循環(huán)次數(shù)為4次，即每天8個循環(huán)，則日循環(huán)進(jìn)度為0.8×8=6.4m。采煤工作面年推進(jìn)度按下式計算：年推進(jìn)度日循環(huán)進(jìn)度×年工作日×循環(huán)率3-1號煤采煤工作面年推進(jìn)