安全工程畢業(yè)設(shè)計論文鳳凰山礦Mta新井通風(fēng)安全設(shè)計含全套CAD圖紙

1、目 錄全套設(shè)計，聯(lián)系153893706一般設(shè)計部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征31.1礦區(qū)概況3礦區(qū)地理位置3礦區(qū)交通條件3礦區(qū)地形特點3礦區(qū)居民點及工、農(nóng)業(yè)情況3礦區(qū)電力供應(yīng)3礦區(qū)氣候條件及地震條件3礦區(qū)水文情況31.2井田地質(zhì)特征3井田的勘探程度3井田煤系地層概述3井田地質(zhì)構(gòu)造3井田水文地質(zhì)特征3井下巖層地溫特性31.3煤層特征3煤層埋藏條件3煤層特征及圍巖性質(zhì)3煤的特征32 井田開拓32.1井田境界及可采儲量3井田范圍3井田境界32.2礦井工業(yè)儲量及可采儲量32.3礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限32.4井田開拓3井田開拓的基本問題3礦井基本巷道3大巷運輸設(shè)備選擇3礦井提升33.采煤方法及采區(qū)巷

2、道布置33.1煤層的地質(zhì)特征3帶區(qū)煤層特征3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況3水文地質(zhì)3地表情況33.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)3帶區(qū)準備方式的確定3帶區(qū)數(shù)目及位置3帶區(qū)巷道布置3帶區(qū)生產(chǎn)運輸系統(tǒng)3帶區(qū)主要硐室3帶區(qū)生產(chǎn)能力3帶區(qū)采出率33.3采煤方法3采煤工藝方式3回采巷道布置34礦井通風(fēng)34.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇3選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則3礦井主要通風(fēng)機工作方法的確定3確定礦井的通風(fēng)方式34.2帶區(qū)通風(fēng)3帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求3工作面通風(fēng)方式的選擇3工作面風(fēng)流方向的選擇3通風(fēng)構(gòu)筑物3回采工作面風(fēng)量3帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的評價34.3掘進通風(fēng)3掘進通風(fēng)方式的確定34.3.2 掘進工作面所需風(fēng)量計算34.3.3 掘進工作

3、面設(shè)備選擇34.3.4 掘進通風(fēng)技術(shù)管理和安全措施34.4礦井所需風(fēng)量3風(fēng)量計算的原則和方法3確定礦井所需風(fēng)量3確定礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的礦井用風(fēng)地點34.4.4 礦井通風(fēng)容易和困難時期的通風(fēng)網(wǎng)路圖及立體圖34.4.5 確定帶區(qū)、全礦的風(fēng)量分配及礦井所需的總風(fēng)量34.5礦井通風(fēng)阻力3礦井通風(fēng)阻力計算原則3容易和困難時期阻力計算3礦井最大阻力路線34.5.4 礦井總風(fēng)阻及總等積孔的計算34.6礦井主要通風(fēng)機選型34.6.1 主要風(fēng)機選型原則3礦井的自然風(fēng)壓與靜風(fēng)壓34.6.3 主要通風(fēng)機工況點的確定3電動機選型3礦井主要通風(fēng)設(shè)備的配置及要求34.7礦井反風(fēng)措施及裝置3礦井反風(fēng)的目的及意義3

4、主扇的附屬裝置3通風(fēng)機房布置圖34.8概算礦井通風(fēng)費用3電費3設(shè)備折舊費3材料消耗費3通風(fēng)工作人員工資費用3專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費和維護費及其他費用3礦井的噸煤通風(fēng)費用34.9 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的綜合評價35 礦井安全技術(shù)措施35.1礦井災(zāi)害概況35.2安全預(yù)防措施3一般安全預(yù)防措施3水災(zāi)預(yù)防措施3火災(zāi)預(yù)防措施3瓦斯防治措施3冒頂預(yù)防措施35.3礦井粉塵防治3礦井粉塵的危害3粉塵分布狀況35.3.3 粉塵防治的一般措施35.3.4 煤層注水設(shè)計35.4礦井粉塵事故的預(yù)防35.5礦井粉塵事故的處理35.6重大事故預(yù)防及處理計劃的編制3參考文獻.126專題部分3防滅火技術(shù)的研究31 前言32.

5、煤的自然發(fā)展過程32.1煤的自然發(fā)展過程32.2影響煤的自燃傾向性的外在因素32.3礦井火災(zāi)情況的介紹33、 礦井火災(zāi)防治34、 結(jié)論3翻譯部分英文原文3中文翻譯3致 謝31 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概況1.1.1礦區(qū)地理位置鳳凰山礦位于晉城市區(qū)北側(cè)5km處, 行政區(qū)區(qū)劃屬晉城市城區(qū)北石店鎮(zhèn)和澤州縣巴公鎮(zhèn)管轄。 地理坐標為北緯353321 353728，東經(jīng)1124911 1125324。據(jù)山西省國土資源廳2002年10月14日為該礦發(fā)放的號采礦許可證，井田范圍由28個坐標點連線圈定。井田北以楊莊北堆村連線為界，南和古書院礦相接，東與王臺鋪礦為鄰，西至白馬寺逆斷層，井田東西寬約4.3k

6、m，南北長約7.5km，面積29.3485km2。1.1.2礦區(qū)交通條件井田東側(cè)2km處有太（原）焦（作）鐵路、太（原）洛（陽）公路和晉（城）長（治）高速公路通過，井田至太焦鐵路晉城北站間有礦區(qū)專用鐵路連接。井田南側(cè)7km處有晉（城）陽（城）、晉（城）焦（作）高速公路通過，西側(cè)30km處有侯（馬）月（山）鐵路通過。井田處交通可謂四通八達。由井田經(jīng)由鐵路、公路向北可到長治、太原，向南可至焦作、鄭州，向西可達侯馬、西安，交通運輸十分便利。礦井交通位置見圖1111.1.3礦區(qū)地形特點井田位于太行山西側(cè)，澤州盆地北端，地表呈現(xiàn)為侵蝕的低山丘陵地貌。井田內(nèi)溝壑縱橫，梁嶺綿延，地形比較復(fù)雜?？傆^井田，北部

7、和東南部基本為第四系黃土覆蓋，屬丘陵區(qū)，中南部基巖大片出露，地勢相對較高，為低山區(qū)。井田總的地勢為南高北低，西高東低。地形最高點位于南部邊界處山梁，標高1018.6m。最低點位于東北邊界處，標高762.4m，最大相對高差356.2m。1.1.4礦區(qū)居民點及工、農(nóng)業(yè)情況整個晉城礦區(qū)跨越晉城市和陽城、沁水兩縣，面積為6795km。1985年底統(tǒng)計資料人口為1184000人。本區(qū)處于太行山西坡，土質(zhì)比較肥沃，主要農(nóng)作物有玉、谷子、小麥和高梁，由于農(nóng)田水利基本建設(shè)發(fā)展較快，畝產(chǎn)水平逐年提高。工業(yè)主要有冶煉、化肥、水泥、發(fā)電、農(nóng)機、副食品加工及手工業(yè)等。尤其近幾年地方小煤礦發(fā)展較快，1985年資料統(tǒng)計小

8、煤礦民發(fā)展到468處，原煤產(chǎn)量達到970.1萬t。1.1.5礦區(qū)電力供應(yīng)鳳凰山礦礦井雙回35kV電源引自晉城煤業(yè)集團公司老區(qū)110kV中心變電站的312和315出線間隔，線路采用鐵塔與水泥電桿架空敷設(shè)。地面工業(yè)場地現(xiàn)有一座35/6kV變電所兩座，供礦井擔(dān)負工業(yè)場地、選煤廠、生活區(qū)、風(fēng)井場地、井下等用電負荷。變電站于2006年全部更新改造，電氣保護為微機自動化保護系統(tǒng)，設(shè)施完善，保護齊全。3號煤層（一水平）中央變電所，采用單母線分段結(jié)線方式，供電由工業(yè)廣場35kV站和6kV站母線614、628開關(guān)出線兩趟電纜，電纜型號為MYJV3150，敷設(shè)在主皮帶機斜井井筒。1.1.6礦區(qū)氣候條件及地震條件晉

9、城市屬暖溫帶大陸性氣候。四季分明，溫和宜人，日照充足，無霜期長。據(jù)晉城市氣象站資料，年平均氣溫11，極端日最低氣溫-22.8(1956年1月21日)，極端日最高氣溫38.6(1967年6月4日)。晉城市雨季為6、7、8三個月，年平均降雨量622.7mm，最小295.9mm(1965年)，最大1010.4mm(1956年)。年平均蒸發(fā)量1783mm，最小1393.3mm(1989年)，最大2428.3mm(1965年)。降雨量遠低于蒸發(fā)量，年蒸發(fā)量是降雨量的23倍。冬、春季多西北風(fēng)，夏、秋季多東南風(fēng)和南風(fēng)，風(fēng)力一般34級，最大6級左右。每年10月中旬至來年4月中旬為霜凍期，全年霜期150180d

10、。最大凍土深度43cm。本區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候。四季分明，溫和宜人，日照充足，無霜期長。據(jù)晉城市氣象站資料，年平均氣溫11，極端最低氣溫22.8（1956年1月21日），極端最高氣溫38.6（1967年6月4日）。雨季為6、7、8三個月，平均年降水量622.7mm，最小295.9mm（1965年），最大1010.4mm（1956年）。平均年蒸發(fā)量1783mm，最小1393.3mm（1989年），最大2428.3mm（1965年），年蒸發(fā)量是降水量的23倍。本區(qū)冬、春季多西北風(fēng)，夏、秋季多東南和南風(fēng)，風(fēng)力一般34級，最大6級左右。每年10月中旬至來年4月中旬為霜凍期，全年霜期150180d。最大

11、凍土深度43cm。根據(jù)國家建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB500112001），晉城市為6度地震烈度區(qū)。1.1.7礦區(qū)水文情況晉城市屬黃河流域沁河水系。井田北部有四義河，南部有車渠河，呈樹枝狀展布，均屬季節(jié)性河流。井田內(nèi)溝谷縱橫，松散層廣泛分布，蓄水能力強，第四系潛水多生成于此。井田內(nèi)有水庫、水池多處，由于多年干旱失修，大多數(shù)除雨季外，常年無水。常年有水的較大水庫有：東四義人工湖，容量52萬m3；山耳東水庫，庫容量147萬m3；車渠水庫，庫容量45萬m3。四義河發(fā)源于二仙掌，經(jīng)柏楊坪、李莊、山耳東、四義、巴公、泊村流入丹河，全長9.5km，徑流面積20km2，流量0.00740.675L/s。車渠河發(fā)源

12、于小車渠，經(jīng)大車渠、北石店、水東流入丹河，井田內(nèi)長1.5km，徑流面積6km2，流量0.0180.214L/s。兩河的共同特點是，旱季上游基巖泉水補給地表水，雨季河水泛濫，淹沒一級階地，因此，水量變化非常之大，上游有小型水庫數(shù)座，這些水流、水體均能不同程度地下滲補給地下水。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田的勘探程度晉城礦務(wù)局勘探隊于19711973年施工鉆孔15個，19831985年施工鉆孔24個，進尺4951.75m。結(jié)合生產(chǎn)過程中收集的地質(zhì)資料，于1975年12月，由晉城礦務(wù)局編制了鳳凰山井田綜合地質(zhì)報告。為滿足現(xiàn)代化礦井建設(shè)和地質(zhì)測量標準化的需要和810年編制1份礦井地質(zhì)報告的要求，鳳凰

13、山礦收集整理169個鉆孔及礦井生產(chǎn)過程中積累的地質(zhì)、煤質(zhì)、水文等資料，于1990年8月編制了晉城礦務(wù)局鳳凰山礦井地質(zhì)報告。山西煤炭工業(yè)管理局以統(tǒng)晉煤生字(1991)第676號文批準了該報告，并被評為省局的優(yōu)質(zhì)礦井地質(zhì)報告，批準儲量A+B級28860.3萬t，A+B+C級38252萬t，A+B級占A+B+C級的75.4%。隨著鳳凰山礦由150萬t/a擴大為400萬t/a，要盡快進行3、9、15號煤層的合理配采，首先要在第一水平奧灰靜水位上取得經(jīng)驗成為生產(chǎn)發(fā)展的急需。為此，晉城礦務(wù)局于1990年5月1991年底對鳳凰山礦下組煤(9、15號)進行了補充勘探工作，共補孔31個，進尺9622.46m。同

14、時，收集了鉆孔資料99個以及相應(yīng)的煤質(zhì)、水文地質(zhì)資料，晉城礦務(wù)局地質(zhì)處于1992年12月編制了晉城礦務(wù)局鳳凰山礦井水平延深(開采下組煤)補充勘探地質(zhì)報告。該報告于1993年5月13日經(jīng)山西煤炭工業(yè)管理局審查，以統(tǒng)晉煤生字(1993)第436號文予以批準。批準儲量如下：9號煤層：A+B+C+D級7254.0萬t，A+B+C級工業(yè)儲量6733.5萬t；15號煤層：A+B+C+D級9576.5萬t，A+B+C級工業(yè)儲量8714.4萬t。9、15號煤層儲量均較1990年批準的儲量減少，其主要原因是山西省煤資委(1990)第280號文對晉城礦務(wù)局東區(qū)9、15號煤層重新劃界，鳳凰山礦井田北部面積減少1.5

15、km2。井田內(nèi)私開的無證小煤礦甚多，多為季節(jié)性開采，時采時停，極難統(tǒng)計和防范，給鳳礦的正常生產(chǎn)帶來極大的危害，其主要危害有三：1. 導(dǎo)致鳳礦通風(fēng)系統(tǒng)紊亂，瓦斯治理難度加大；2. 放炮回采，極大地威脅鳳礦井下礦工的生命安全；3. 回采率極低，嚴重浪費煤炭資源。1.2.2井田煤系地層概述井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組，總厚141.48m，含煤13層，煤層總厚14.25m，含煤系數(shù)為10.07%。山西組厚58.25m。含煤4層，編號為1、2、3、4號，煤層總厚7.08m，含煤系數(shù)為12.15%。其中1、2、4號煤層均不可采，唯3號煤層為主要可采煤層，平均厚6.10m，可采含煤系數(shù)為10.47%。

16、太原組厚83.23m。含煤9層，編號為5、7、8-1、8-2、9、11、12、13、15號，煤層總厚7.17m，含煤系數(shù)為8.61%。其中9、15號為主要可采煤層，其余各煤層均不可采?？刹煽偤?.97m，可采含煤系數(shù)為4.77%。1.2.3井田地質(zhì)構(gòu)造1、褶曲井田內(nèi)褶曲比較發(fā)育，共發(fā)育中小型褶曲9條，其中3條背斜，6條向斜。由于受近東西向擠壓運動影響，褶曲軸向大都呈北北東向，僅個別為北北西向。褶曲幅度一般不大，兩翼地層較為平緩，傾角多在25之間，局部可達1225。受白馬寺逆沖斷層的影響，井田內(nèi)形成了擠壓牽引而成背、向斜構(gòu)造：、二仙掌向斜(Z1)位于井田西部二仙掌村東至山耳東村一線，井田內(nèi)長約3

17、.1km。軸向近SNN20E，西翼陡立，傾角1080，東翼寬緩，傾角35，為不對稱向斜。、山耳東北向斜(Z2)位于井田西部山耳東村北東，延展長2.3km。軸向N15E，西翼陡立，傾角1280，東翼寬緩，傾角56，為不對稱向斜。 、古洞墕背斜(Z3)位于井田北西部古洞墕村、西四義村北一線，井田內(nèi)延展長1.7km。軸向N10W，轉(zhuǎn)N45W，再轉(zhuǎn)N30E，兩翼傾角35。、四義背斜(Z5)位于井田中北部東四義村、東四義煤礦一線，井田內(nèi)長約3.7km。軸向N2045E，向南轉(zhuǎn)為N10W，東翼傾角414，西翼傾角58。、王莊向斜(Z6)位于興王莊村北東、墳上村、雙峰山煤礦一線，長4.2km。軸向N640E

18、，西翼傾角7，東翼傾角7。 、車渠背斜(Z12)位于大車渠村西、小車渠村北一線，長1.6km。軸向N3560W，兩翼傾角23。 、Z14背斜長1.7km，軸向N45W轉(zhuǎn)N30E再轉(zhuǎn)N5E，西翼傾角68，東翼傾角79。、Z15向斜長1.6km,軸向N515W,西翼傾角1012,東翼傾角46。、Z16背斜長1.7km，軸向N2045E，兩翼傾角35。、Z17向斜長2.5km，軸向N2030E，兩翼傾角14。2、斷層白馬寺逆沖斷層(F1)為井田的西部邊界，被第四系黃土所覆蓋，出露不清，且無勘探工程控制。走向N25E，傾向NW，傾角70，落差約40m。1.2.4井田水文地質(zhì)特征1、井田水文地質(zhì)條件1）

19、含水層主要含水層有第四系沖積層孔隙含水層、風(fēng)化殼裂隙含水層、二疊系砂巖裂隙含水層、石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水層組、奧陶統(tǒng)中統(tǒng)巖溶裂隙含水層組簡述如下：（1）、第四系沖積層孔隙含水層第四系孔隙潛水分布于四義河、車渠河等地段。一般含水層埋藏淺，直接接受大氣降水補給，受季節(jié)影響大。村民人畜用水多采自該潛水層，水質(zhì)硬度小，基本符合GB574985飲用水標準。（2）、風(fēng)化殼裂隙含水層風(fēng)化殼主要發(fā)育于二疊系地層裸露區(qū)或淺埋地帶，據(jù)215、253、510、1檢、2檢等水文孔抽水資料，其單位涌水量為0.00340.90L/sm，滲透系數(shù)為0.00751.94m/d，水位標高775.85820.41m。（3）、二疊

20、系砂巖裂隙含水層二疊系含水層主要為3號煤層老頂砂巖及石盒子組砂巖，含水性較弱。據(jù)215號孔和井田附近450號鉆孔抽水資料，單位涌水量為0.000350.059L/sm，滲透系數(shù)0.00170.342m/d。水質(zhì)類型為HCO3KNa型水，水位標高708.10778.97m。（4）、石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水層組石炭系含石灰?guī)r57層，其中含水層主要為K2、K5石灰?guī)r。K5灰?guī)r含水層厚0.4010.89m，單位涌水量為0.0060.07L/s.m，滲透系數(shù)0.1291.56m/d。K2灰?guī)r含水層厚1.2817.85m，單位涌水量0.00058L/s.m左右，滲透系數(shù)0.0038m/d，水質(zhì)類型為HCO3

21、CaMg型水，PH值7.3，水位標高762.40768.50m。由于埋藏較深，太原組灰?guī)r含水性較弱。（5）、奧陶統(tǒng)中統(tǒng)巖溶裂隙含水層組本井田奧陶系中統(tǒng)以中厚層狀石灰?guī)r為主，夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r。富水段主要是下馬家溝組灰?guī)r，井田處奧灰水位埋深約300400m，根據(jù)鳳礦水源井奧灰水位最新觀測資料和區(qū)域奧灰水水力坡度（1）推測，井田處奧灰水位標高約572.45582.55m，平均580m，流向由北向南，單井出水量10532174m3/d，總硬度162.6441.07mg/L，水質(zhì)類型為低礦化度HCO3SO4CaMg型水，是本區(qū)的主要供水水源。2）水文地質(zhì)條件評價井田內(nèi)斷裂不發(fā)育，一般無漏水現(xiàn)象。西部白馬寺

22、逆沖斷層是分隔晉城礦區(qū)二個儲水構(gòu)造的控制條件，不導(dǎo)水。斷層面與15號煤接觸標高為750m。奧灰水位標高580m，大大低于15號煤層。因此，在開采3、9、15號煤層時，白馬寺斷裂帶均無地下水害威脅。2、礦井涌水量預(yù)計根據(jù)山西省煤炭地質(zhì)公司提交的鳳凰山礦煤層地質(zhì)報告，預(yù)計全井田煤層開采：最大涌水量為18632m3/d（776m3/h），最小涌水量為5672m3/d（236m3/h），正常涌水量為9513m3/d（396m3/h）。其中：南翼、北翼分別獨立開采時：最大涌水量為9316m3/d（388m3/h），最小涌水量為2836m3/d（118m3/h），正常涌水量為4756m3/d（198m3/

23、h）。每翼各布置一個盤區(qū)開采時：最大涌水量為4658m3/d（194m3/h），最小涌水量為1418m3/d（59m3/h），正常涌水量為2378m3/d（99m3/h）。1.2.5井下巖層地溫特性松散覆蓋層情況井田內(nèi)廣為第四系黃土覆蓋，基巖出露面積約占井田面積的25%，主要分布于中部的山梁及溝谷地段，大部分為下石盒子組及上石盒子組中、下部地層。地溫晉城礦區(qū)地溫梯度為1.64100m。據(jù)此推算，鳳凰山礦開采時井下溫度不會超過20，對井下生產(chǎn)影響不大。1.3煤層特征1.3.1煤層埋藏條件根據(jù)山西省區(qū)域地質(zhì)志按斷塊構(gòu)造學(xué)說的劃分方案，晉城礦區(qū)位于華北斷塊區(qū)呂梁太行斷塊沁水塊坳東部次級構(gòu)造單元沾尚武

24、鄉(xiāng)陽城北北東向褶帶南段?？傮w呈北北東向展布，沁水煤田的范圍與塊坳相當。沁水塊坳是一個被斷裂圍限的矩形斷塊，主體部分出露二疊系和三疊系，周緣翹起，下古生界出露。沁水塊坳形成于中生代，是受水平擠壓形成的坳陷。相對周緣構(gòu)造單元而言，沁水塊坳較穩(wěn)定，變形強度由邊緣向內(nèi)部減弱。塊坳主體部分發(fā)育開闊的北北東向短軸褶曲，兩翼巖層傾角一般小于20，邊緣斷層多為逆沖性質(zhì)，尤其是東西兩側(cè)邊緣均向外側(cè)逆沖，顯示了水平擠壓特征。沁水塊坳東側(cè)以晉(城)獲(鹿)斷裂帶與太行山塊隆相接。該斷裂帶是一條區(qū)域性的大斷層，省內(nèi)延展超過320km，總體走向北北東。表現(xiàn)為由西向東位移的逆沖斷裂帶。由于變形強度的差異，尤其是后期隆升剝

25、蝕和改造的差異，晉獲斷裂帶表現(xiàn)為分段特征。黎城以北基巖露頭區(qū)，逆沖斷裂保存完好，變質(zhì)基底逆沖于下古生界之上。黎城以南線形構(gòu)造仍然十分清楚，南段莊頭斷層至?xí)x城之間地表出露為由古生界組成的線形褶皺，而白馬寺逆沖斷層即是其組成部分。本井田處于沁水塊坳東南側(cè)，緊靠晉獲斷裂帶東緣，而白馬寺逆沖斷層即井田的西部邊界，構(gòu)造形態(tài)與其密切相關(guān)。井田內(nèi)除西部白馬寺逆沖斷層外，斷裂不發(fā)育，主要為北北東向的寬緩的背、向斜和短軸的背向斜，未發(fā)現(xiàn)巖漿活動?？偟恼f來，構(gòu)造仍屬較簡單類。1.3.2煤層特征及圍巖性質(zhì)井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組，總厚141.48m，含煤13層，煤層總厚14.25m，含煤系數(shù)為10.07%

26、。山西組厚58.25m。含煤4層，編號為1、2、3、4號，煤層總厚7.08m，含煤系數(shù)為12.15%。其中1、2、4號煤層均不可采，唯3號煤層為主要可采煤層，平均厚6.10m，可采含煤系數(shù)為10.47%。太原組厚83.23m。含煤9層，編號為5、7、8-1、8-2、9、11、12、13、15號，煤層總厚7.17m，含煤系數(shù)為8.61%。其中9、15號為主要可采煤層，其余各煤層均不可采?？刹煽偤?.97m，可采含煤系數(shù)為4.77%。3號煤層：位于山西組中下部，上距K10砂巖約100m左右，上距K8砂巖約31m左右，下距K7砂巖16m左右，下距9號煤層約64m左右。煤厚4.549.63m，平均6.

27、10m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，含03層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸。其厚度變異系數(shù)()為10%，可采性指數(shù)(Km)為1，屬穩(wěn)定可采的厚煤層。該煤層的控制及研究程度均較高。頂板為炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖、砂巖。炭質(zhì)泥巖的抗壓強度為135kg/cm2，普氏硬度系數(shù)為1.4，單向抗拉強度為8.1kg/cm2。底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，有炭質(zhì)泥巖偽底。砂質(zhì)泥巖的抗壓強度688kg/cm2，普氏硬度系數(shù)為6.3，軟化系數(shù)0.705。老底砂巖的抗壓強度614kg/cm2。9號煤層：位于太原組二段K4上石灰?guī)r之下，下距K4石灰?guī)r約2.50m。煤厚0.806.00m，平均1.70m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾矸，局部含

28、12層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸。其厚度變異系數(shù)()為38%，可采性指數(shù)(Km)為1，屬較穩(wěn)定可采煤層。其控制及研究程度較高。該煤層為三角洲平原上泥炭沼澤沉積，在支流間灣處形成的煤層較厚，在廢棄河道上形成的煤層較薄。頂板為K4上石灰?guī)r，時有炭質(zhì)泥巖偽頂,有時為泥巖、砂質(zhì)泥巖或砂巖。K4上石灰?guī)r的抗壓強度為1527kg/cm2。相變后抗壓強度大大減低，開采中不易管理。底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為石灰?guī)r或砂巖。泥巖抗壓強度為154 kg/cm2。15號煤層：位于太原組一段頂部，K2石灰?guī)r之下，上距9號煤層29m左右，距3號煤層94m左右，下距K1砂巖4m左右。煤厚0.985.50m，平均2.27m。煤層結(jié)

29、構(gòu)簡單較復(fù)雜，含04層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸。其厚度變異系數(shù)()為31%，可采性指數(shù)(Km)為1，屬較穩(wěn)定可采煤層。其控制及研究程度與3、9號煤層比較，相對較差一些。頂板為K2石灰?guī)r，時有炭質(zhì)泥巖或泥巖偽頂。K2石灰?guī)r抗壓強度為1572 kg/cm2，是不易冒落的堅硬頂板。底板為泥巖、鋁土泥巖，有時為炭質(zhì)泥巖或粉、細粒砂巖。底板含鋁土質(zhì)較高，具可塑性，遇水易膨脹變軟，抗壓強度為391 kg/cm2。可采煤層特征詳見表1.1表1.1 可采煤層特征表地層單位煤號煤厚（m）間距（m）結(jié)構(gòu)（夾矸數(shù)）厚度變異系數(shù)()可采性指數(shù)定性采性頂板巖性底板巖性統(tǒng)組下二疊統(tǒng)山西組34.549.636.1064.52簡單

30、（01）101穩(wěn)定全區(qū)可采泥巖砂質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖上石炭統(tǒng)太原組90.806.001.70簡單（02）381較穩(wěn)定全區(qū)可采石灰?guī)r泥巖砂質(zhì)泥巖29.42151.355.502.33中等（04）311較穩(wěn)定全區(qū)可采石灰?guī)r泥巖鋁質(zhì)泥巖1.3.3煤的特征（1）、煤的物理性質(zhì)表1.2 主 要 標 志 層 情 況 一 覽 表地層單位標志層號巖石名稱厚度(m)層間距(m)巖性特征P1xK8細粒砂巖3.006.0031.20灰、深灰色細中粒長石石英雜砂巖。P1s3煤4.549.636.10厚度大且穩(wěn)定。15.88K7細粒砂巖1.0111.085.07深灰色薄層狀細粒砂巖，具波狀層理。4.37C3tK6石灰?guī)r0

31、.503.020.86深灰色，夾似層狀燧石。9.57K5石灰?guī)r0.4010.893.58深灰色，致密堅硬，含方解石脈及小斑晶，產(chǎn)豐富的動物化石。層位穩(wěn)定。24.23K4上石灰?guī)r0.153.650.96深灰色，為9號煤直接頂，含動物化石。4.21K4石灰?guī)r0.984.991.48深灰色，堅硬致密，質(zhì)不純，具星點狀黃鐵礦。含豐富的動物化石。8.46K3石灰?guī)r0.975.502.68深灰色，致密堅硬，偶夾燧石條帶，含黃鐵礦。產(chǎn)動物化石。5.18K2石灰?guī)r1.2817.859.11深灰色，致密性脆，夾燧石條帶，中部含泥質(zhì)。含豐富的動物化石。厚度大且穩(wěn)定。6.54K1細粒砂巖02.00灰深灰色細粒石英砂

32、巖，硅質(zhì)膠結(jié)，堅硬?？偟闹v，3號煤以光亮型煤為主，半亮型煤為輔。煤為黑色，條痕亦為黑色，斷面呈貝殼狀，不染手，金剛似金剛光澤，堅硬致密，堅固性系數(shù)為1.08。煤的真(相對)密度和視(相對)密度分別為1.601.62和1.50左右?？紫堵?1.9由于煤本身致密堅硬，加之煤層結(jié)構(gòu)簡單，宏觀煤巖類型結(jié)構(gòu)簡單再加井田內(nèi)構(gòu)造簡單，煤層受擠壓、剪切力小，所以，3號煤成塊率高，產(chǎn)塊率高達70%左右。據(jù)山東礦院白俊仁教授的資料，3號煤大塊煤(50100mm)的抗碎強度在84.5%93.4%之間，屬高強度煤。3號煤的哈氏可磨性指數(shù)在3245之間。應(yīng)該指出的是，3號煤接近底部常有1層厚約0.500.60m的軟煤，

33、外觀破碎，不見層理、構(gòu)造，光澤和顏色有別于正常煤，用手或器械輕輕摳或刨即落下，而不成塊。9、15號煤的煤巖特征和機械性能與3號煤相近。但在外觀上常見黃鐵礦結(jié)核和晶體，特別是15號煤。由于變質(zhì)和灰分的增加，煤變的更加致密，真(相對)密度和視(相對)密度略有增加，而煤的孔隙率略有下降。煤的產(chǎn)塊率亦很高。（2）、煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)組成見表4-2-3表4-2-3 煤 質(zhì) 成 果 匯 總 表煤 層 號3915原 煤精 煤原 煤精 煤原 煤精 煤工業(yè)分析(%)灰分(Ad)14.28(60)5.31(20)16.18(33)7.59(21)17.78(18)5.82(13)揮發(fā)分(Vdaf)5.46(20

34、)5.35(20)5.01(12)全硫(St,d)0.40(20)0.42(13)2.00(23)0.74(21)2.07(13)1.22(11)固定碳(FC)80.2378.86(18)75.66(9)磷(Pd)0.0292(6)0.0229(13)0.0021(2)發(fā)熱量(Qgr,v,d)(MJ/kg)30.31(7)29.42(18)28.25(9)各種硫(%)Sp1.71(18)1.15(9)Ss100.05(18)0.06(9)So0.39(18)0.86(9)精煤回收率(%)64.36(18)60.58(9)灰成分分析(%)SiO245.47(6)38.81(2)36.80(3)A

35、l2O338.72(6)32.77(2)24.70(3)Fe2O35.03(6)20.48(2)20.55(3)CaO6.02(6)4.19(2)9.31(3)MgO1.06(6)0.75(2)0.43(3)SO32.89(6)2.48(2)7.69(3)灰熔融性(ST)()1405-15001466(7)1500-15001500(2)1180-15001500(3)2 井田開拓2.1井田境界及可采儲量井田范圍鳳凰山礦位于山西省的東南部，晉城市城區(qū)、澤州縣境內(nèi)。行政區(qū)劃屬晉城市城區(qū)北石店鎮(zhèn)、澤州縣巴公鎮(zhèn)管轄。地理坐標為：東經(jīng)1124911”1125324”，北緯353321”353728”。

36、東部與王臺鋪礦相連，西部為白馬寺斷層，南部與古書院礦相連，北部以三號煤露頭線為界。面積：東西寬約4.3km，南北長約7.5km，井田面積29.3485km2。井田境界表2.1 3號煤層北部核減邊界拐點坐標編號XY編號XY編號XY139407725343301839412155325575393949653021723941127533400193941255532407639395505300843394118053341503940555532173373939980530265439414535331702139406215319733839400395301165394147053311

37、522394047053192039393935452982063941888533500233940585531620403939431529630739420915332432439403565315124139393905296148394208553305225394034053156542393947352942893942300532972263940115531489433939438529420103942307532610273939956531512443939466529357113942257532481283940094531206453939370529317123

38、9422955320262939403485313124639392475295951339420815322233039404155311504739383005291901439416675321683139403255311154839382005294401539415955323863239404505307804939379055293111639415545326373339401715306751739415775326713439402395305373號煤層資源/儲量估算面積為4.50km2；9號煤層資源/儲量估算面積為21.08km2；15號煤層資源/儲量估算面積為18.

39、28km2.井田賦存狀況示意圖2.2礦井工業(yè)儲量及可采儲量本設(shè)計礦井主采煤層為3#煤層，采用算術(shù)平均法。及煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積，容重及厚度相乘所得，其公式一般為：Zg =SMR/COS式中：Zg井田工業(yè)儲量，萬t； S井田水平面積，km2； M煤層的厚度，m； R煤層煤的容重，分別為1.45t/m3和1.49m； 煤層平均傾角，8。Zg =29.3485（6.11.45+1.71.49+2.331.49）/cos8 =43157.5萬t3#煤層工業(yè)儲量按下式計算:Zg=SM2r2cos8 （2-3）式中：Zg井田工業(yè)儲量，萬t。 S井田水平面積，29.3485km2。M23#煤層的厚度，6

40、.1m。R23#煤層煤的容重， 1.45t/m3 煤層平均傾角，8。Zg =29.3485（6.11.45）/cos8 =25706.11萬t可采儲量礦井可采儲量=（礦井工業(yè)儲量永久煤柱損失）礦井回收率。計算礦井可采儲量時，必須要考慮以下?lián)p失：工業(yè)廣場保護煤柱；井田境界煤柱損失；采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失和斷層煤柱損失；建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；其它損失。（1）安全煤柱的留設(shè)原則 工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護煤柱； 各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。巖層移動角為64、75、75，表土層移動角為45；

41、維護帶寬度：工業(yè)廣場維護帶15m； 斷層煤柱寬度35m； 井田境界煤柱寬度為20m； 露頭為50m； 表土平均厚度為77m；（2）工業(yè)廣場煤柱留設(shè)工業(yè)場地占地面積，根據(jù)煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明中第十五條，工業(yè)場地占地指標見下表。 表工業(yè)場地占地指標井 型大 型 井公頃/10萬t中 型 井公頃/10萬t小 型 井公頃/10萬t占地指標0.801.101.301.802.002.50注： 占地指標中包括圍墻內(nèi)鐵路站線的占地面積； 井型小的取大值，井型大的取小值； 在山區(qū)，占地指標可適當增加； 附近礦井有選煤廠時，增加的數(shù)值為同類礦井占地面積的3040%； 占地指標單位中的10萬t指礦

42、井的年產(chǎn)量。工業(yè)場地的布置應(yīng)結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。根據(jù)上述規(guī)定，本井田工業(yè)場地占地面積S取值如下：占地面積指標?。篠=240萬t1公頃/10萬t=24公頃=240000故本礦井工業(yè)場地的面積為24公頃，由于長方形便于布置地面建筑，所以初步設(shè)定工業(yè)廣場為長方形，即長方形長邊為1000m，短邊為240m。用作圖法求出工業(yè)廣場保護煤柱量，工業(yè)廣場保護煤柱留設(shè)見圖。圖工業(yè)廣場保護煤柱邊界示意圖（3）礦井永久保護煤柱面積損失 井田邊界保護煤柱：井田邊界保護煤柱留設(shè)20m寬，則井田邊界長22521m，保護煤柱面積損失量為450420。 斷層保護煤柱：斷層

43、煤柱留設(shè)35m寬，則斷層保護煤柱面積損失量為：35420 m。 工業(yè)廣場保護煤柱：工業(yè)廣場按級保護留圍護帶寬度15m，工業(yè)廣場面積由表確定，取24公頃。工業(yè)廣場保護煤柱如圖。則工業(yè)廣場保護煤柱面積損失為：711149m。 大巷保護煤柱：大巷中心距離為30m，大巷兩側(cè)的保護煤柱寬度各為30m，則大巷保護煤柱面積損失量為500000 m。 井筒保護煤柱：主、副井井筒保護煤柱在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護煤柱在大巷保護煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護煤柱損失量為0。各種保護煤柱損失量見下表。表保護煤柱損失量m711149（4）可采儲量計算礦井的回收率沒有具體規(guī)定，一般為不低于60%，結(jié)合本礦實際情況，

44、為了充分利用煤炭資源，礦井回收率取75%。礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量，可按下式計算：Zk =（Zg-P）C （2-4）式中 Zk礦井可采儲量，萬t；Zg礦井工業(yè)儲量，萬t；P保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護煤柱損失量，萬t；c采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85；地方小煤礦不小于0.7。本設(shè)計取0.75。則，礦井設(shè)計可采儲量：Zk=(43157.5169.691.45（6.1+1.7+2.33)0.75=304.99 (Mt)2.3礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1）礦井工作制度（1）礦井年工作日數(shù)的確定按照

45、煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算。所以，本礦井設(shè)計年工作日數(shù)為330天。（2）礦井工作制度的確定礦井工作制度設(shè)計采用“三八”工作制，即二班采煤，一班準備，每班凈工作時間為8個小時。（3）礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定按照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間16小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴建。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為16小時。2）礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范第條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。

46、（1）礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模;否則應(yīng)縮小規(guī)模； 國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)； 投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。（2）、礦井生產(chǎn)能力的確定鳳凰山井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層少

47、，褶曲多，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進，經(jīng)濟效益好，媒質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無煙煤，交通運輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。確定本礦礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為2.4Mt/a。（3）礦井服務(wù)年限的核算礦井服務(wù)年限的計算公式為：T=Zk/KA式中：T礦井的服務(wù)年限，a；Zk礦井的可采儲量，萬t；K礦井儲量備用系數(shù)，取K=1.4；A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。由本章計算結(jié)果可知：礦井可采儲量為304.99萬t，則礦井服務(wù)年限為T=30499/2401.4 =90.7791a根據(jù)礦井開拓布置，現(xiàn)在3號煤層為礦井第一水平，其工業(yè)儲量為25706.11萬噸，可采儲量為T=25706.11/2401.4=

48、76.5a77a經(jīng)過礦井及第一水平服務(wù)年限的核算，二者均符合煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為240萬t/a。 表新建礦井設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（Mta）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限（a）煤層傾角25煤層傾角2545煤層傾角456.0及以上7035-3.05.0603/-1.22.4502520150.450.9402/15152.4井田開拓井田開拓是在總體設(shè)計已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報告和其它補充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計合理原則，將主要巷道由地表進入煤層，為開采水平服務(wù)所進行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定，主、副井和風(fēng)井的井筒形式、

49、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運輸系統(tǒng)。井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。（1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；（2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；（3）布置大巷及井底車場；（4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；（5）進行礦

50、井開拓延深，深部開拓及技術(shù)改造；（6）合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。井田開拓的基本問題1）井筒形式及數(shù)目的確定一般情況下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三種。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形埋藏條件的限制，只能在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及垌室都比立井簡單，井筒延深施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當

51、大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。與立井開拓相比，斜井開拓的缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大，管線長度長；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。根據(jù)自然地理條件、技術(shù)經(jīng)濟條件等因素，綜合考慮鳳凰山煤礦的實際情況：表層土較薄，風(fēng)化不太嚴重； 地勢起伏不平，煤層埋藏較淺；礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，為中型礦井。綜上所述，立井開拓和斜井開拓適合于本礦。2）井筒位置的確

52、定井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。選擇井筒位置時要考慮以下主要原則：（1）有利于井下合理開采 井筒沿井田走向的有利位置當井田形狀比較規(guī)則而儲量分布均勻時，井筒沿井田走向的有利位置應(yīng)在井田的中央；當井田儲量分布不均勻時，井筒應(yīng)布置在井田儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力小。應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。本井田形狀比較對稱，儲量分布比較均勻，地質(zhì)、水文條件簡單，為了減少井下運輸量，縮短通風(fēng)網(wǎng)路，通過以上分析，考慮到本礦實際情況：決定將井筒的位置設(shè)于井田中央。井筒沿井田傾斜方向的有利位置。立井開拓時，考慮到初期工程量和初期投資，以及整個