毕业设计煤矿开采技术

. 职业技术学院毕业设计说明书毕业生：xxx专业：煤矿开采技术学号：xxxxxxxxx指导教师xx所属系（部）：资 源 系二0一x年x月54 / 62职业技术学院毕业设计评阅书题目：新景矿佛洼分区采区设计说明书资源系 煤矿开采技术 专业 xxx设计时间：201x 年x月xx日20xx 年xx月xx日评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：201年月日职业技术学院毕业设计答辩记录卡系专业 答 辩 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员：（签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答辩组组长：（签名） 201年月日目 录毕业设计说明书I目录i前言ii第一章矿井概况1第一节井田概况2第二节地质特征3第三节矿井开拓概况11第二章采区基本开采条件14第一节境界与储量14第二节设计生产能力与服务年限19第三节井筒与硐室20第三章采区巷道布置与装备22第一节采煤方法22第二节采区巷道布置26第三节采区巷道布置方案的选择27第四节巷道掘进30第四章技术经济32第一节劳动定员与劳动生产率32第二节采区主要技术经济指标33第五章采区通风与安全37第一节概况37第二节采区通风方式与系统39第三节采区风量的计算与分配39第四节采区总风压与等积孔的计算42第六章安全技术措施46第一节安全通风措施46第二节其他安全技术措施48总结52主要参考文献资料53致54前 言一、编制依据1、新景矿地质测量部门于2004年12月编制的阳煤集团新景矿南条带补充勘探地质报告。2、阳煤集团XX公司文件阳煤通字2005204号文关于确定新景矿芦北3号煤采区为突出煤层、新景矿为突出采区的通知。3、矿方提供的有关现状资料。4、国家有关煤炭工业的规程、规和技术政策等。二、设计的指导思想在贯彻执行煤炭工业政策、法规、条例的前提下，以安全生产、经济效益为中心，以采区资源条件、开发条件为基础，以市场需求为导向，充分利用采区已有的井巷和设施，采用国外先进的生产技术和设备，以高产高效分区为模式，简化生产系统，力争达到少投入、多产出、见效快、效益好的目的，把佛洼分区建成技术先进、安全高效的现代化分区。三、设计的主要特点1、佛洼分区设计生产能力为3.5Mt/a。采用一次设计、一次建成投产的移交方式。2、设计在本分区中部的佛洼村东南侧附近新建一对进回风立井。进风立井装备梯子间、排水管、压风管、消防洒水管以与动力电缆等，为进风井兼安全出口；回风立井为专用回风井。形成佛洼风井除提升之外相对独立的供电、通风、排水、压风等系统。3、井下主运输采用胶带输送机，可实现从佛洼分区到芦分区直至地面胶带输送机一条龙连续运输，用人少、效率高、故障率低、安全性好，有利于实现集中自动化控制与管理。辅助运输采用无极绳连续牵引绞车牵引1.5t系列矿车运输，可以保证本区辅助运输的连续性。主辅运输的连续性为新景矿的高产高效提供了有利条件。4、本分区井下巷道除525轨道大巷少量延伸、佛洼风井井筒与井底部分硐室外其余巷道均沿煤层布置，分区移交生产时井巷总工程量为23670m，其中岩巷为2170m，占9.2%，煤巷为21500m，占90.8%。5、本区移交生产时，共布置两个综采工作面、四个综掘工作面、四个普掘工作面。6、佛洼风井工业场地总平面布置，充分结合地形的特点，因地制宜地布置在三个台阶上，场地布置紧凑而合理，场地运输环节简单，土方工程量较少。四、主要技术经济指标1、水平划分与水平标高：本区划分为两个水平，一水平标高为+525m，二水平标高为+420m。2、本区移交生产时井巷总工程量为23670m，其中岩巷为2170m，煤巷为21500m，万吨掘进率为68m。3、风井场地建（构）筑物总体积：26844.0m3；总面积： 3590.2m2。4、分区原煤全员效率为19.3t/工；5、分区职工在籍总人数为707人；6、分区建设总工期为18个月，其中施工准备期3个月，建井工期12个月，设备安装试运转3个月。7、分区建设总投资为40647.54万元，吨煤投资为116.14元。五、存在的主要问题1、本分区各煤层瓦斯含量高、生产能力大，生产中应加强通风系统和瓦斯抽放系统的管理、检测和调整工作，以保证采区安全生产。2、建议地质部门对佛洼分区西部区域进行补充勘探，进一步提高该区域的储量级别和勘探精度，以满足下一阶段设计和生产的需要。3、在佛洼进回风立井之间补打一个井筒检查孔，以便为井筒的设计和施工提供可靠的依据。4、建议在副立井井底与芦进风井底设蓄电池机车充电检修硐室，该硐室为独立通风硐室。第一章 矿井概况一、概述（一）新景矿概况煤业集团XX公司新景矿（以下简称新景矿）是由原三矿的一期改扩建新增井田部分（西部区）与三矿竖井重新组建的采区。1997年7月，三矿改扩建一期工程竣工投入生产，1998年阳煤集团命名为新景矿。为便于管理，2004年阳煤集团决定将三矿竖井划给新景矿，对新景矿进行改扩建，采区设计生产能力由3.2Mt/a增至7.5Mt/a。1、开拓方式采区采用主斜井、副立井的综合开拓方式。其开拓分为两个水平，分别为+525水平和+420水平。采区以X=103000线为界将井田划分为南、北两个条带，即南条带和北条带。南条带以+525西一石门为界划分为东、西两个区，分别为芦分区和佛洼分区；北条带以准备开拓的+525三北石门为界划分为东、西两个区，分别为芦分区和保安分区。即全采区分为两个条带：南条带和北条带；四个分区：芦分区、佛洼分区、芦分区和保安分区。2、设计生产能力新景矿现设计生产能力为3.2Mt/a，改扩建后设计生产能力为7.5Mt/a，即：竖井分区为1.0Mt/a，芦分区为1.0Mt/a，佛洼分区为2.4Mt/a，芦分区为3.1Mt/a。新景矿现有生产采区为芦3号煤（两个采煤队，生产能力2.5Mt/a）、芦3号煤（一个综采队1.0Mt/a）、丈八一区（一个综放队1.5Mt/a）。准备采区为佛洼分区3号煤和芦分区8号煤。3、地面工业广场新景矿主工业广场位于黄沙嘴酒厂的西侧。在芦分区地面建有风井工业场地，布置有芦进、回风一对立井；芦进风立井井筒直径7.5m，装备JKMD2.84（1）型落地式多绳提升机，井筒布置一对1.5t单层双车多绳罐笼，担负芦分区和佛洼分区的矸石提升和芦分区的通风，兼作安全出口。芦回风立井井筒直径6.5m，为专用回风井，安装两台GAF35.5-16.8-1型轴流式通风机，一开一备，配套TD143/59-8型2000kW电动机。在芦分区地面建有风井工业场地，布置有芦进、回风一对立井，其进、回风井的布置、装备与井筒直径均与芦进、回风立井一样。（二）佛洼分区概况佛洼分区位于新景矿的西南部，东西长4600m，南北宽平均3200m，面积为14.76km2，主要可采煤层有3号、8号、15号煤。该分区东部与芦、芦分区相邻，靠东部约一半区域地质勘探程度较高、构造相对简单；靠西部约一半区域勘探程度较低，大部分为C级储量。目前佛洼分区正处于准备阶段，佛洼分区的525轨道大巷已掘出1400m左右，四条采区准备巷合计掘出3500m左右，靠分区东侧有五个回采工作面的顺槽巷道基本掘出。该分区还于2005年布置四个综掘头和多个普掘头，保证了南条带3号煤的正常生产衔接。第一节井田概况一、交通位置新景采区田位于市西部，距市中心11公里。地理坐标：东经11321101133117，北纬375107375631。佛洼分区四邻关系：东部为现生产的芦分区与芦分区，北部为新景矿北条带，西部为集团公司规划中的寿阳区七里河矿，西南部为市郊区保安煤矿，南部隔桃河为阳煤集团二矿。井田南部有石太铁路线沿桃岸横穿矿区，往西直达与南、北同蒲线接轨，往东至与京广线接轨。307国道沿桃岸横穿矿区，往西至，往东至。太旧高速公路横穿矿区南部，新景矿工业广场往西1km有太旧高速公路入口，四周均有公路通往各村镇，交通十分便利。至国主要城市的距离见表111；交通位置见图111。至国主要城市距离表1-1-1城市名称距离（km）11211939353213782139二、地形地貌与河流1、地形地貌井田位于太行山脉北段西侧，庙梁与绿岩脑分水岭以南，地势北部、西北部高，南部桃河低。全区山高坡陡、河谷深切，形成复杂的高山地貌。区最高点是西北部担山，高程为+1372.6米，最低点为桃河东部河床，高程为+721.0米。2、河流本区属于海河流域滹沱河水系，桃河是本区最大的河流，发源于西部寿阳高原的温家庄、太安泽、坪头等地一带。全长44km，河床宽约300400m，流域面积为503km2，由西向东横穿整个矿区南部，汇入滹沱河。平均流量仅为0.3m3/s，夏季流量一般为28m3/s，最大流量是1959年8月的2200m3/s。三、气象与地震情况气温：本区属暖温带大陆性气候。据气象站统计资料，年平均气温10.7，一月份最冷，平均气温为4.6C，最低气温为-19.1C。七月份最热，平均气温为24.3C，最高气温可达40.2。降雨量：矿区历年平均降雨量为609.8mm，降雨期主要集中在7、8、9三个月。历年平均蒸发量为1885.9mm，最大2831mm，最小1319mm。蒸发量大于降水量23倍，因而属于半干旱的大陆性气候。风向：夏季为东南、冬季为西北。最大风速为2.8m/s，一般为1.41.7m/s，年平均为1.7m/s。冻结期为11月中旬至次年的3月中旬，最大冻土深度为0.7m。据地震基本烈度区划图，该区地震烈度最大为7度。第二节 地质特征一、地质构造（一）井田地层在南条带围，根据地表出露和井下巷道钻孔揭露，最老的有奥系，最新的为第四系，现分述如下：1、奥系（O）： 1）、下奥统亮甲山组（O2 l）本组全厚为60140米，这段主要以灰白色的白云质灰岩和深灰色的石灰岩与白云质灰岩与石灰岩的互层组成，有时含有少量的燧石结核条带。2）、中奥统下马家沟组（O2 x）本组以厚层状的深灰色石灰岩为主，中下部夹厚层状的角砾状泥灰岩和白云质灰岩，局部夹薄层状的泥质灰岩。总厚度180190米左右。3）、中奥统上马家沟组（O2s）上段（O2s3）：为厚层状的深灰色石灰岩、灰黄色泥灰岩和深灰色角砾状石灰岩组成，厚6070米。中段（O2s2）：为巨厚层状的深灰色石灰岩微密质纯性脆，夹方解石细脉。顶部常夹一层黑色泥岩，在中部常夹一层比较薄的深灰黄色角砾状石灰岩，总厚为120米。下段（O2s1）：为巨厚层状的深灰色、灰色、白色、杂色角砾状泥质灰岩和少量的白云质灰岩组成，具豹皮状，裂隙多为泥质和石膏所充填，厚度8090米。4）、中奥统峰峰组（O2f）由深灰色石灰岩和泥灰岩组成，在中部含有大量的石膏，呈似层状和脉状水平分布，最大厚度可达48米，夹于石灰岩和泥灰岩之间，底部还常出现12层角砾状的泥质灰岩和角砾状的石灰岩，全组总厚160190米。2、中石炭统组（C2b）：本组平行不整合于奥系峰峰组之上，岩性为灰黑色、黑色的砂质泥岩、泥岩、灰白色细中粒砂岩、灰色的铝质粘土岩以与23层的深灰色石灰岩组成。在灰岩下部，常夹一层无开采价值的薄煤层。下部层段以铝质岩为主，上部层段以砂泥岩为主。三层灰岩以下部一层最厚，多在7米左右，最上一层较薄，多在1.0米以下。本组总厚最大可达52米，最小41.95米，平均50.7米，总的趋势是东部较厚，西部较薄。3、上石炭统组（C3t）：组是本区主要含煤岩系之一，连续沉积于组地层之上。全组厚度107.33140.60米，平均125米。由灰黑色、黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细中粒砂岩和煤层组成。全组共有3层石灰岩和9层煤层，其中，主要可采煤层2层（15号、12号）局部可采煤层4层，含煤系数11.9%。4、下二叠统组（P1s）：组也属于本区的主要含煤岩系，连续沉积于组煤系地层之上，在本区东部的一些沟谷中有出露。厚度东部较厚，可达75.2米，西部地区较薄，最小为43.7米，平均为56米左右。主要为灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细粗粒砂岩和煤层组成。共含有煤层6层，其中，主要可采煤层1层（3号），局部可采煤层1层（6号），含煤系数7%。5、二叠系下石盒子组（P1x）：下石盒子组出露于本区东部，连续沉积于组地层之上，根据岩性和特征，大致分为三段：1）、绿色岩层段（P1x1）由灰黑色砂质泥岩与灰白带绿色的砂岩组成，底部为一层灰白色的细粗粒砂岩（K8），厚度平均为58米，此层砂岩层位稳定，在地表出露标志明显，是良好的标志层，也是本段的基底砂岩。在本段中部，一般多为细粒砂岩，有时相变为砂质泥岩。下部多为砂质泥岩，含12层鲕状和鳞片状的粘土岩夹菱铁矿结核，在一些局部地区有时还出现23层煤线，上部多为粗粒砂岩。本段由于地表风化后砂岩与砂质泥岩呈浅绿色，因而称绿色岩段。总厚度36-105米。2）、黄色岩层段（P1x2）本段由灰黑色砂质泥岩与黄绿色中粒砂岩组成。底部为一层灰白色的中粗粒砂岩（K9），其特征是泥质胶结疏松易风化，厚度较大，一般多在10米左右，该层砂岩层位比较稳定，在地表出露比较明显，是本组的良好标志层，属于本段的基底砂岩。在砂岩中常含有菱铁矿，呈扁豆状薄层分布，常呈球状风化。本段岩层在地表风化后多呈灰黄色，因而称黄色岩层。总厚度平均为50米左右。3）、砂岩段（P1x3）本段主要由12层灰白色中粗粒砂岩和23层黄绿色砂质泥岩与一层黄红色和灰白色的铝质粘土岩组成，全厚28-50米。顶部为一层58米厚的黄红色、灰白色的铝土泥岩（K10），由于含铁质，风化后铁质侵染，呈红白色，犹如桃花，故名桃花泥岩。本层层位稳定，厚度变化不大，在地表出露标志明显，是本段良好的标志层。本段的中部与下部，均系两层厚度较大的中粗粒砂岩，砂岩中常含有砾石，局部为细砾岩，该层砂岩多属于硅质胶结，坚硬耐蚀力强，在地表因风化常形成断崖陡壁。6、二叠系上石盒子组（P2s）：本组总厚度为305米左右，连续沉积于下石盒子组地层之上。根据其岩性特征，主要分为三个层段，由上往下依次为：1）、黄红色岩层下段（P2s1）本段为黄红色、灰绿色砂质泥岩、泥岩与细粒砂岩组成。砂岩不稳定，呈透镜状和扁豆状，连续性差。泥岩中含有大量的紫斑。总厚度5577米左右。2）、黄红色岩层上段（P2s2）本段主要为黄色、紫色、黄褐色的砂质泥岩与红绿色的砂质泥岩组成。上部为紫色与黄褐色，下部为黄色、黄绿色，含透镜状砂岩，变化大，连续性差。在本段的底部为一层灰绿色的中粗粒砂岩（K11），亦称中间砂岩，厚度一般为10米左右。成分以石英为主，胶结较好，但分选较差。该层砂岩层位稳定，在地表出露标志明显，是本段中的良好标志层。本层砂岩由于胶结较好，耐风化，在地表常形成陡崖，同时含水性也较好，在一些向斜部位，常形成下降泉。砂岩的顶面，常分布一层0.30.6米厚的锰铁矿，但连续性差，全段总厚度为52-93米。3）、褐色岩层段（P2s3）本段出露于西部较高的山顶部位，主要由紫红色、暗黄色的泥质岩和砂质泥岩与灰白色、黄绿色和紫色的砂砾岩组成，并含有铁矿。在本段的底部是一层巨厚的灰白色砂砾岩（K12），称狮脑峰砂岩。该层砂岩为硅质胶结，砾石为石英、蛋白石和燧石，粒度不等，最大可达23厘米。由于胶结致密，岩石坚硬，耐蚀力强，常形成断崖陡壁。由于此层砂岩厚度较大，层位稳定，标志明显，是本区上石盒子组中的良好标志。砂岩底部常夹有一层0.10.2米暗绿色砂质泥岩，是良好的不透水层，因此在一些低洼处，常出现一些狮脑峰砂岩含水的下降泉。本层砂岩在本区的分布情况是北厚南薄，从马家坡村往北逐渐分为两层，中间被一层黄绿色的砂质泥岩所分割，全层总厚度为50-160米。7、二叠系石千峰组（P2sh）主要分布于本区西部的高岭，佛洼以北的担山和双足山顶一带，底部为一层浅红色含砾石的中粗粒砂岩（K13），连续沉积于上石盒子组地层之上。砂岩厚度一般1015米，层位比较稳定，标志明显，为本组良好的标志层。砂岩往上由紫红色、砖红色的泥岩和砂质泥岩与细粒砂岩所组成，上部夹数层扁豆状的淡水灰岩，该组由于颜色鲜艳，与下伏石盒子组极易区别，但在本区因风化剥蚀，出露不全，最大出露厚度达80米左右。8、第四系（Q）第四系地层以不整合覆于各时代地层之上，大多分布于一些比较平坦的山顶和平缓的山坡地带。由于露头零星分布，岩性变化甚大，在对比上有一些困难，大致分为中上更新统的马兰黄土和黄土（Q2+Q3）。1）、中更新统组（Q2l）浅棕黄微带红色的粉砂土和亚粘土，富含钙质结核，并夹有12层古土。此层粉砂土较致密，局部地段钙质较高，质较坚硬。古土壤有大孔构造，有黑色的植物遗留根孔，总厚度020米左右。2）、上更新统马兰组（Q3 m）马兰黄土普遍分布于山梁和一些比较平缓的山坡上，与中更新统呈不整合接触或直接覆与基岩之上。岩性为浅黄色的亚砂土和细粉砂土，孔隙较大，垂直节理发育，由于水流的切割作用，常形成两壁陡峭不易坍塌，在冲沟发育地区，还常常形成一些黄土立柱。本层中钙质结核较多，常形成结石状，全组总厚度020米。9、全新统（Q4）本组主要分布于河谷1、2级阶地和河滩中，为现代河床冲积和洪积以与一些坡积，其岩性为砂卵石、碎石与粉砂组成。根据在桃河勘探资料，冲积层结构上下多为砂卵石，中间普遍有一层12米厚的黄褐色亚粘土。全统厚度为1020米，另外在一些山麓，由于地壳的上升，侵蚀切割，地形陡峻，岩层的软硬相间的组合，因耐蚀力的不同，在一些坚硬厚度较大的岩层中，常形成断崖陡壁，又经长期的风化和重力作用，断崖和陡壁发生崩塌和滑落，形成了较多的滑坡堆积物，呈零星分布，厚度不等，应属全新统的堆积。厚度多在1020米左右。（二）地质构造新景采区田位于矿区大规模单斜构造的西部，即太行山背斜西翼，寿阳向斜东翼，是沁水煤田的东北部分。煤层赋存呈东北部高而西南部低的态势，倾角一般6一10。井田褶皱构造在平面上大体呈北北东北向展布，以波状起伏的短轴褶皱构造为主，呈背向斜相间，斜列式、平列式组合，特别在局部地区，还出现一些小型的帚状、环状、S形等组合。在垂直剖面上多以上部比较开阔平缓，下部比较弯曲或紧闭的平行褶皱为主要特征。但在一些局部地区也出现一些不协调的层面褶皱，这些不同形态，不同组合的褶皱群，构成了本区构造的主体轮廓。二、瓦斯、煤尘、煤的自燃与地温1、瓦斯根据新景矿地质测量部门提供的新景矿南条带补充勘探地质报告资料，本采区瓦斯主要来源于回采工作面、掘进工作面与已采区瓦斯涌出，采区瓦斯相对涌出量平均为16.0m3/t，绝对涌出量平均为78m3/min。2、煤尘本区对3号煤层取样进行了煤尘爆炸性试验，结果为3号煤层具有煤尘爆炸危险性。见表1-2-2 。煤尘爆炸性试验表 表1-2-2钻孔号煤厚煤尘爆炸挥发分V%火焰长度%加岩粉量%有无爆炸性原煤精煤3181.981050有10.949.163392.261050有10.979.943421.971050有10.339.773-682.73550有11.529.013、煤的自燃根据省煤炭工业局综合测试中心检验报告：3号、8号煤层均无自燃发火性。依据相邻采区情况，15号煤层有自燃发火性。4、煤与瓦斯突出依据省煤炭工业局晋煤安发2005270号文“关于确定阳煤集团新景矿芦北区3#煤层为突出煤层、新景矿为突出采区的批复”，确定新景矿为煤与瓦斯突出采区。5、地温与地压本区煤系地层平均地温梯度值为1.6-2/100m。本区属地温地压正常区。三、水文地质（一）含水层与隔水层1、奥系马家沟组石灰岩含水层组本层主要为岩溶裂隙水，是矿区主要含水层，也是矿区主要供水水源。它广泛出露于矿区的东部和北部的广区。西部埋藏较深，一般水位多在300800m，东部较浅。本层厚度在700800m左右，由深灰色的厚层状石灰岩夹薄层状泥灰岩和中厚层状的角砾状石灰岩组成，裂隙和溶隙比较发育，在上部的峰峰组中含有似层状和凸镜状的石膏层，混合厚度约10m左右。本区主要含水层为上马家沟组上段与下段几层角砾状石灰岩含水，岩溶裂隙和含水量很不均匀。静止水位一般在+390+400m之间。2、中石炭统组含水层组本层主要由灰白色和黑灰色的铝质岩和粘土岩、深灰色石灰岩、灰白色细砂岩、少量的薄煤层组成。三层石灰岩均具有不同程度的透水性和含水性，本层的透水性比较强。3、上石炭统组含水层组本组主要含水层有：K2灰岩（四节石）、K3灰岩（钱石）、K4灰岩（猴石）与上部的第一砂岩和K6（第二）砂岩。K2灰岩位于组的下部，厚度612m。K3、K4灰岩厚度较薄，含水量甚小。4、二叠系组含水层组本组主要含水层：K7砂岩（第三砂岩）、S4砂岩（6号煤老顶）和S5砂岩（3号煤老顶），此三层砂岩裂隙均不太发育，因此含水性较差。5、二叠系石盒子组含水层组本组地层在区广泛出露，主要含水层有K8砂岩（下石盒子组基底砂岩）、K9砂岩（黄色岩层段的底部砂岩）、K11砂岩（红黄色岩层段的中间砂岩）、K12砂岩（上石盒子组的狮脑峰砂岩）等四层。K8砂岩，厚度一般710m，为中粗粒砂岩。K9砂岩与K8砂岩间距80m左右，厚度一般在10m左右，为中粗粒砂岩。K11砂岩位于上石盒子组红黄色岩层段上段和下段之间，平均厚度为10m左右，层位也比较稳定，由中粗粒砂岩组成。K12砂岩位于上石盒子组的中上部，由一套灰白色的粗砂岩和砾岩组成，厚度为2535m左右，砂岩的底部是一层灰色的泥岩，属不透水层，因此本层含水较好，但由于层位较高，多裸露于地表，经长期风化和剥蚀，风化裂隙和荷载裂隙比较发育，因此含水以下降泉形式全部泄出地表。6、第四系全新统、河床冲积层和坡积层含水层组本区冲积和坡积层，主要集中分布在桃河、马家坡河、芦湖沟河、保安沟河、蒙村河的河床与两岸的阶地。坡积层主要分布在一些沟谷的两岸和山麓地带。这些现代沉积，是本区浅层水的主要源地，可视为相对隔水层。（二）井田水文地质条件新景矿位于矿区的西部，由于受寿阳向斜的影响，煤层埋藏相对较深，地表水的补给条件相对变差，井下涌水量变小。主要含水的岩层与区域的含水层基本一样，在煤系地层中，组有五层，即K2、K3、K4、K5、K6 ，除K2、K6在局部地段富水相对较好一些外，其它三层均较差。在组煤系中，主要含水层有三层，即K7、S4、S5砂岩。这些砂岩分布较广，层位比较稳定，但厚度变化较大，在井下开采中的涌水量极小。上述含水层的储存量非常小，补给条件也非常差。井田开采过程中揭露的断层均为中、小断层，构造破碎带不发育，对矿床充水的作用和影响不大，揭露的陷落柱基本不含水，只是在雨季向斜部位出现少量涌水。（三）主要充水因素分析煤系地层中的裂隙水和下部组层段的岩溶水以与大气降水的渗入和采空区低洼地带中的老空水，是本区采区的主要充水水源。1、裂隙水：本区构造裂隙不太发育，多数层间裂隙，规模较小，连通性差，大多以节理、劈理等形式出现。断裂的形式相对较少，没有直通地表的构造裂隙。因此，本区因构造裂隙的补给条件相对较差。2、老采空区积水：由于上部煤层采空，在一些低洼部位常形成老采空区积水。（四）奥灰水对开采的影响预计本区西部15号煤层的最低底板标高为290米，奥灰水位标高为400米，煤层底板标高比奥灰水位标高低110米，煤层底板距奥灰水顶面66.32米，根据采区水文地质规程对安全隔水层厚度计算如下：t=L（2L28KpH）1/2L4Kp其中：t安全隔水层厚度，m； L采掘工作面底板最大宽度，m；隔水层岩石容重，t/m3； kp 隔水层岩石抗强度，t/m2； H隔水层底板承受的水头压力，tf/ m2；井田基本构造形态为单斜，在此基础上发育有宽缓褶曲和短轴褶曲，断层稀少，属简单略偏中等，基本适宜于机械化开采。2、对高级储量区围、储量计算的评价本分区东部区域紧邻现生产的芦与芦分区，储量级别较高，对东区布置移交工作面比较有利。本区储量计算采用地质块段法，符合本井田煤层平缓、构造简单、勘探工程分布比较均匀的特点；储量计算采用的参数比较合理，计算结果可靠性较高。可以做为采区设计的依据。3、对地质资料的评价、存在的问题与应补充勘探工作的建议该地质报告通过分析对比、钻探和物探等勘探手段，基本上探明了各可采煤层的赋存状况和水文地质情况；初步查明了井田的主要地质构造和煤质、煤的利用情况；并对主要煤层的开采技术条件进行了认真的分析研究。但报告中还有一些问题需要进行补充和完善。（1）井田西部区域钻孔稀疏（佛洼风井西部只有3个钻孔），绝大部分为C级储量，勘探程度达不到初步设计要求，对地质构造的控制程度不够。建议对西区移交工作面区域提前进行三维地质勘探工作。（2）建议采区在建设和生产过程中，注意隐伏断层和陷落柱的发现和研究，与时采取措施以确保采区安全生产。（3）据有关区域水文地质资料，本井田西南部与8号煤层以下煤层对奥灰水有承压现象，需要尽快进行补充水文地质勘探，然后准确确定其承压围边界和水头压力，然后根据各煤层与地段的地质条件针对性地制定合理的开采方案和防治水措施。第三节 矿井开拓概况一、开拓方式新景矿采用主斜井、副立井的综合开拓方式，工业广场位于黄沙嘴酒厂的西侧。主斜井巷道净宽4.8m，倾角13.5，装备带宽1.4m的胶带输送机，并设检修道。主要负担采区的煤炭提升任务，兼作进风井与安全出口。副立井井筒直径7.5m，装备JKD3.54（2）型多绳提升机，井筒布置一套三层四车带平衡锤的宽罐笼，用于采区人员、材料与设备的提升，兼作进风井。该井装备为一次设计分期安装，一期工程安装一套，预留另一套安装位置。在芦分区地面建有风井工业场地，布置有芦进、回风一对立井；芦进风立井井筒直径7.5m，装备JKMD2.84（1）型落地式多绳提升机，井筒布置一对1.5t单层双车多绳罐笼，用于芦分区和佛洼分区的矸石提升和芦分区的通风，兼作安全出口。采区设置两个水平，分别为+525m水平和+420m水平，目前采区仅在+525m水平进行生产，+420m水平还未开拓。+525水平的主运输采用胶带输送机，辅助运输采用12t防爆特殊型蓄电池电机车牵引1.5t系列矿车。二、运输方式的选择（一）大巷煤炭运输方式根据采区开拓部署、煤层赋存条件，考虑现有主要运输巷道煤炭运输均采用胶带输送机的实际情况，同时又考虑到佛洼分区的生产能力大，需要运输的连续性与可靠性作保证。所以，设计确定佛洼分区煤炭运输仍采用胶带输送机运输方式。（二）大巷辅助运输方式目前井下辅助运输均采用轨道运输方式，为简化运输环节，达到井下运输的统一性，设计确定佛洼分区辅助运输仍采用轨道运输系统。三、主要运输巷道断面、支护方式、坡度1、分区胶带巷采用矩形断面，巷道净宽4.4m，净高3.0m，净断面面积13.2m2，金属网锚喷锚索联合支护，巷道坡度为610左右。巷道铺设带宽1200mm的胶带输送机。2、采区轨道巷采用矩形断面，巷道净宽4.6m，净高3.2m，净断面面积14.72m2，金属网锚喷锚索联合支护，巷道坡度为610左右。巷道铺设600mm双轨，装备无极绳连续牵引绞车。3、采区回风巷采用矩形断面，巷道净宽4.4m，净高3.0m，净断面面积13.2m2，金属网锚喷锚索联合支护。三 大巷运输设备选型（一）大巷煤炭运输设备佛洼分胶带区大巷，担负着佛洼分区设计生产能力3.5Mt/a的煤炭运输任务。该巷全长（水平投影长）L=2540m，巷道现已安装一部带宽B=1200mm的钢绳芯胶带输送机510m，其技术参数为：带宽B=1200mm；带速V=3.15m/s；坡度：=13；运量Q=750t/h；配套电机2400kW，经校验其能力满足大巷运输要求。剩余大巷长（水平投影长）L=2030m，平均坡度：=6.5，本设计只需搭接一部胶带输送机运输即可，故选型时按一部胶带输送机进行选型计算。根据胶带大巷的特征与对煤炭运输设备的要求，结合回采工作面顺槽胶带机的选型情况，胶带大巷煤炭运输设备经计算选用一部带宽B=1200mm的钢绳芯胶带输送机。计算电机功率：N0=1197kW；安全系数n=8.6 7；其技术参数如下：带宽B=1200mm；带速V=3.15m/s；运量Q=750t/h；安装长度L=2050m；配套电机选用：YB型防爆电机三台，400kW，6KV,1000r/min；可控起动传输系统为CST420KS ，i=20.6316，3台；输送带选用B=1200mm，ST2500强力钢芯带，许用最大力为2500N/mm。传动滚筒直径Dg=1250mm；液压自动拉紧装置型号为：DYL-01，拉紧力的调节围17KN50KN，拉紧小车的最大行程10m,尾部车式拉紧，数量1台。制动器选用YWZ3-800/320-10型制动器，逆止器选用DSN型楔块式低速逆止器，均安装在低速轴上，逆止器由胶带输送机厂家按要求配套供应。四、大巷辅助运输设备佛洼分区+525轨道大巷采用12t防爆特殊型蓄电池电机车牵引1.5t系列矿车。佛洼分区辅助运输巷道为3号煤采区轨道巷，移交与达产时，该巷坡度基本在610之间，且起伏不平。其中东区轨道巷全长为2000m，西区轨道巷移交长度为850m左右，设计分别采用一部SQ-1600型无极绳连续牵引绞车牵引1.5t矿车运输。3、水平划分五、开采水平本区水平划分仍维持新景矿总体开拓布置方案中两个水平开拓开采的布置形式，即根据煤层层间距与开采技术条件将煤层分为上下两个煤组、两个水平，一水平为+525m水平，二水平为+420m水平。第二章 采区基本开采条件第一节 境界与储量一、佛洼分区开采境界佛洼分区位于新景矿的西南部，东部以y=86600与芦、芦分区为界，西部以y=82000与规划中的七里河井田为界，北部以x=103000与新景矿北条带为界，西南部为保安煤矿，南部隔桃河为阳煤集团二矿，分区东西长4600m，南北宽平均3200m，面积为14.76km2。二、储量（一）地质储量佛洼分区地质构造简单，煤层稳定。参加储量计算的煤层为3号、8号、15号煤层（注：本次设计未计算9号煤储量，其原因在开拓方案部分叙述）。根据煤炭资源地质勘探规，确定能利用储量最低可采厚度为0.8m，最高可采灰分为40%。1、储量计算方法储量计算方法采用地质块段法：计算公式：Q=SMD式中：Q储量 ，万吨 S水平投影面积 ，m2 M平均厚度 ，m D容重， t/m32、煤层厚度：根据南条带储量计算图，单独对佛洼分区的储量块段进行加权平均后计算得各煤层平均厚度分别为：3号煤2.25m；8号煤2.06m；15号煤5.23m。3、煤的容重：3号煤层为1.40t/m3；8号煤层为1.52t/m3；15号煤层为1.435t/m3；经计算，本分区保有地质储量分别为：3号煤为4646.4万吨；8号煤为4258.4万吨；15号煤为11033.8万吨；合计为19939万吨。（二）可采储量根据煤炭工业采区设计规的有关规定对本分区设计储量和设计可采储量进行计算，计算结果见表2-1-1、2-1-2。 设计储量计算表 单位：万吨表2-1-1煤层编号块段面积(km2)工业储量平均厚度(m)容重(t/m3)永久煤柱损失设计储量矿界高速公路小计314.764646.42.251.446.9359.4406.34240813.614258.42.061.5244.8410.6455.438031514.7611033.85.231.435133.51108.01241.59792合计19939225.218782103.217835设计可采储量计算表 单位:万吨 表2-1-2煤层编号设计储量开采煤柱损失开采损失设计可采储量大巷风井广场小计34240.1237.953.7291.6789.7315983803.0235.161.4296.5701.32805159792.3563.6178.4742.02262.66788合计178351036.6293.51330.13753.612752三、安全煤柱的留设井田煤柱的留设和计算方法如下：井田境界：留设20m煤柱；大巷：3号、8号煤两侧各留设30m煤柱；15号煤两侧各留设40m煤柱。建、构筑物按照保护等级外推围护带，表土按45移动角下推，遇基岩再按72移动角下推留设保安煤柱。村庄：按照集团公司搬迁规划，设计本分区村庄均未留设煤柱。四、煤层与煤质（一）煤层1、可采煤层叙述本区开采石炭系上统组与二迭系下统组煤系地层，共含16层煤，其中l6号煤产于组，815号煤产于组。煤层总厚度18.63m，煤系地层总厚为181m，含煤系数为10.6。现将本区主要煤层情况分述如下：（1）2号煤层：大部分地区不可采，向北部逐渐尖灭，仅芦湖、坡头、家岩一带有一片可采区。见煤点厚度为01.42m，平均厚度为0.46m，可采区厚度一般仅0.8m，属薄煤层。（2）3号煤层：位于2号煤层下6.0526.63m，平均间距为11.75m。见煤点厚度为1.873.30m，平均厚2.25m。（3）6号煤层：距3号煤层7.6052.53m，平均间距23.5m，全区只有东部的家岩，中部的芦湖、高岭、新庄窝以与西部的枣园、旧街三片可采区，其余大部尖灭。（4）8号煤层：位于6号煤下11.7844.31m，平均间距25.48m，见煤点厚度0.483.30m，平均2.06m，属薄中厚煤层。本区域北部有一些不可采区（厚度小于0.8米）。（5）9号煤层：位于8号煤下0782857m，平均11.29m，见煤点厚度0003.48m，平均2.03m，属中厚煤层，该层在家山、东西畛一带尖灭，向南与南西方向变厚。（6）12号煤层：位于9号煤下9.1876.58m，平均31.63m，见煤点厚度0.711.76m，平均1.29m。该煤层在东西畛、候家山、家岩一带厚度较大，普遍1.Om以上，向南、向西方向厚度薄至不可采。（7）13号煤层：距12号煤层2.3527.55m，平均间距11.07m，见煤点厚度0.001.40m，平均0.74m。该煤层北部、西部尖灭，不可采，仅家岩、芦湖、新庄窝、旧街一带可采。（8）15号煤层：距13号煤层14.9263.92m，平均23.69m，见煤点厚度3.948.21m，平均5.23m，该煤层东部、北部厚度大，向西部新庄窝、旧街、枣园一带，由于下部夹石加厚，分出15下号煤，因而煤层厚度减到4m左右。为全区稳定主要可采煤层。（9）15下号煤层：为15号煤层下分层，距15号煤0.90一5.22m，平均1.92m，见煤点厚度0.183.83m，平均1.87m，单独分层出现在芦湖、东西畛两个不可采区，可采区主要分布于西部和西南部的保安、旧街一带，可采区属中厚煤层。2、主要可采煤层顶底板（1）3号煤层顶底板：顶板：分为伪顶、直接顶、老顶。伪顶：为灰黑色高岭石泥岩，厚度0.00-0.45m。直接顶：为灰-灰黑色砂质泥岩，厚度平均3.10m。老顶：为灰色中-粗粒砂岩，厚度平均为4.85m。底板：直接底为灰黑色砂质泥岩。老底为灰黑色砂质泥岩和细粒砂岩。（2）8号煤层顶底板：直接顶：为黑色泥岩，厚度平均为11.51m。老顶：为灰白色中粗砂岩，属K7砂岩。厚度最大可达20m，平均为5.64m。底板：为灰黑色砂质泥岩，厚度平均为3.83m。老底：为灰白色中粒砂岩，厚度平均5.15m，最大可达17.75m，为K6 砂岩。（3）15号煤层顶底板：直接顶板：为黑色泥岩，厚度在东部地区平均2.00m，最厚可达5.15m。西部地区逐渐变薄而尖灭，被石灰岩所代替。老顶：为灰黑色石灰岩（K2灰岩），平均厚度8.16m。底板：灰黑色砂质泥岩，东部地区较薄，平均厚度1.92m，最厚可达5.22m，西部地区较厚。老底为灰白色中粒砂岩（ K1砂岩），在东部地区较厚，西部地区变薄，平均厚度为8.45m，最厚可达22m。（二）煤质各煤层均为中高变质煤层，煤种属无烟煤。原煤灰分分别为3号煤16.54%；8号煤25.17%； 15号煤13.37%。硫分分别为：3号煤0.39%；8号煤1.02%； 15号煤2.33%。原煤挥发分分别为：3号煤10.55%；8号煤11.99%； 15号煤8.4%。各煤层发热量分别为：3号煤35.63MJ/kg；8号煤34.69MJ/kg； 15号煤35.58MJ/kg。可采煤层特征表表1-2-1煤层煤层厚度煤层间距煤层结构稳定性夹石层 最小最大平均(m)最小最大平均(m)31.873.302.2519.3896.8448.98 0.7828.57 11.29 9.1876.58 31.6317.2791.4734.76简单稳定018 0.483.30 2.06简单不稳定129 0.003.482.03简单不稳定1212 0.711.761.29简单不稳定0115 3.948.21 5.23复杂稳定13第二节 设计生产能力与服务年限一、工作制度根据煤炭工业采区设计规要求，本设计确定：1、年工作天数为350天，每天净提升时间为16小时。2、工作制度：采用三八制，其中二班生产，一班准备。二、分区设计生产能力的确定根据煤层赋存条件、可采储量、工作面装备水平等情况，确定本分区设计生产能力为3.50Mt/a，日生产能力为1万吨。其主要理由如下：1、本分区设计可采储量为12752万吨，其中，3号煤：3159万吨；8号煤：2805万吨；15号煤：6788万吨。储量丰富，煤层赋存稳定，煤层倾角6一10，适宜于综合机械化开采。2、依据地质报告，本区地质构造简单，断层、陷落柱稀少，水文地质条件简单，适宜布置高产高效工作面进行开采。3、集团公司经过多年开采，本矿已经积累了建设、管理特大型采区的丰富经验。为此，从资源、煤层开采条件以与管理水平等方面综合考虑，确定本分区设计生产能力为3.50Mt/a是比较合理的。三、分区服务年限按下式计算：T=Z/（AK）式中：T服务年限，a； Z设计可采储量，万吨； A设计生产能力，万吨/a； K储量备用系数，取1.4；则：分区服务年限为T= 12752/（3501.4）26(a)其中分煤层服务年限分别为：3号煤为6.4年；8号煤为5.7年；15号煤为13.8年。第三节 井筒与硐室一、佛洼风井服务围佛洼风井服务于整个佛洼分区，该区东西长4600m，南北宽平均3200m，面积为14.76km2，可采煤层分别为3号、8号、15号，设计生产能力3.5Mt/a，风井服务年限为26 年。二、布置与装备 1、进风立井：井筒直径为6.5m，净断面为33.18m2，井筒装备梯子间、排水管、压风管、消防洒水管以与照明、动力、通讯电缆等，作为佛洼分区进风井兼作安全出口。2、回风立井：井筒直径为6.0m，净断面为28.27m2，为佛洼分区专用回风井。井筒特征见表2-4-1。井筒与断面见断面图册。三、井底硐室根据需要佛洼进风井分别在3号、15号煤层井底设有分区变电所、水泵房与管子道、水仓等硐室，上述硐室分别设于3号、15号煤进风石门处。其中3号煤马头门布置于3号煤层中，15号煤马头门布置于15号煤顶板上5米处的稳定岩层中，风井两侧的进回风石门与硐室均水平布置。设计风井井底水仓按采区水仓考虑，其容量以满足采区涌水与其佛洼分区用水量为主，由于分区用水量为2844m3/d，佛洼分区东西采区涌水量分别为10524=2520m3/d，因此分区水仓容量以2844244=474m3进行设计，根据水泵房的布置形式，设计将水仓布置在进风西石门的西北侧，水仓设主仓、副仓各一个，水仓净断面面积为7.19m2，长度为130m，有效容量为550m3，大于分区4小时的用水量474m3。3号、8号、15号煤层分别设有爆破材料库，爆破材料库为壁槽式，为独立通风硐室。佛洼风井井底巷道和硐室采用半圆拱断面，井筒与井底连接处（马头门）为混凝土碹支护，分区变电所、水泵房与管子道、水仓等硐室采用锚喷支护。佛洼风井井筒特征表 表2-4-1井 筒 名 称进 风 立 井 回 风 立 井井 口坐 标经距Y（米）101546.0101536.0纬距X（米）84138.084218.0井口标高（米）969.0958.0井 筒深 度（米）3号煤5104808号煤56053015号煤620600井筒直径（米）净6.56.0掘 进7.36.8井 筒断 面（米2）净33.1828.27掘 进41.8536.32砌 壁厚度（毫米）表土为600基岩为400表土为600基岩为400材 料砼碹砼碹井 筒 装 备梯子间、管道间第三章 采区巷道布置与装备第一节 采煤方法一、采煤方法选择佛洼分区初期开采3号煤层，3号煤层倾角平缓，一般为610，地质构造简单，煤层赋存稳定，平均厚度为2.25m，顶、底板均为砂质泥岩，为半坚硬岩石，适合于机械化开采。根据佛洼分区开拓部署和煤层的赋存情况，该分区达产时在3号煤同时布置两个回采工作面，为此，设计确定3号煤层回采工作面采煤方法为倾斜长壁综采，顶板管理方法采用全部垮落法。二、工作面采煤、装煤、运煤方式与设备选型本设计采用一个分区、两个综采工作面来保证采区3.5Mt/a的设计生产能力。在此前提下，结合回采工作面的采高和煤层特征，对回采工作面采煤和运煤设备进行设备选型。回采工作面采煤设备：由于3号煤层煤质较硬，设计选用MGTY300/700-1.1D型双滚筒采煤机割煤，采高为2.2m，电机功率为700kW。回采工作面运煤设备：选用SGZ-830/630型可弯曲刮板输送机，铺设长度为200m，输送能力为1000t/h，电机功率为2315kW。根据回采工作面运煤设备的运输能力，回采工作面运输顺槽运煤设备选用两部SSJ1000/1602型可伸缩胶带输送机，带宽为1000mm，输送能力为1000t/h，电机功率为1602kW，一部最大输送长度为1000m。机选用SZZ880/220型机，电机功率为220kW。达到设计生产能力时回采工作面特征见表4-1-回采工作面主要设备配备表表4-1-1 设备名称设备型号功率(kW)单位数量备用双滚筒采煤机MGTY300/700-1.1D700台1可弯曲刮板输送机SGZ-830/6303152台1刮板机SZZ880/220220台1可伸缩胶带输送机SSJ1000/16021602台2液压支架ZZ4400-16/33架130过渡支架ZT6000-17/35架4单体液压支柱DZ28-25/100根12030型钢梁HDC-4200根5010乳化液泵站WRB-200/31.5125台1喷雾泵站MZB-150/100100台1三、回采工作面支架选型与顶板管理方式1、回采工作面支护3号煤层平均厚度为2.25m，属中厚煤层，本设计回采工作面选用ZZ4400-16/33型支撑掩护式液压支架支护顶板，液压支架主要参数如下：初撑力：3960kN； 工作阻力：4400kN；支撑强度：0.65 MPa； 泵站压力：31.5MPa；支撑高度：1.63.3m； 重量：14t；最小控顶距：4.2m； 最大控顶距：5.0m；支架参数：长宽=58001500mm回采工作面顶板管理方式为全部垮落法。2、回采工作面端头与超前支护综采工作面端头支护配备4架ZT6000-17/35型与工作面支架相配套的过渡支架，并配备了DZ28-25/100型单体液压支柱120根和型钢梁40