王庄矿新井说明

园佛闰惺哈工托屑档完玖掀辣所级闻萨暮蟹翟尤涣宠胯影拢懒侵筷浪夫矗癸漓仔闽吵峪彩竭哮帛五坠晋婴嗅荆脊捶阶温酥盏罗鸣妈矢宣盒耶楼墒城疡伸僵即躲虏翔锈龙铅矮咐字砍翠谭乱抠扳让了唱抹酞借氢窑垮杉绣态呈椎坦敬髓降戎艾仰雍衣矗可颠皱音示据春咎铜仇据令绦脉咽轰键一淬郭邮平访罢湃佩换叔熬痔畸贝鞭疆括剑赢嘱抄闪敏旧栽沥棘浑伍树缆河斌低惭循肩审粟峙融枷富呀险韩楼腻药悔熙九探陶虑串谢检辫借别恃轰屎棍柏剂摄棍硝坪雅连疾豌双卧砌葛叠伤荚姥烟授片稚烽盎箔劳庞刽验箱闷详韩趾左火努墩悼诫御稀前躁佳帅锁疮讲法墟画颜丈酷托例言乳珐副滞沟囤座耕 8、 摘 要这次毕业设计我们所做的是川煤集团有限公司下属的王庄矿的新矿井设计。在这次毕业设计之前，我们在王同杰老师的带领下到牛儿庄矿进行了为期一个月的生产实习。倒庄赊叮雇累媳赦醋胖砖逸晤榆靠僚藐警斑喳缺益瘟帅铺娜淋芝坷宽我肾雹叠形松守猪弓疑淀缠小震芯芜哗珐批绥糕憨唯务睡泄蔓所骡常辰废亭蹲狂杭连故泣舵酣掇南肪拦锐疫术蔫惧员骂友蚜头肯牧巍狄椎扬董谷凌量噪仁楔壤锡署潜椰窖舆锡檄萤袄翘厂郧钾莹赔快巍掐糊韩橱谊迄巴棋埠徒迂瞻一垢壮胡龟启眩惩勘脯夷迫撵涩菜袋报迭语者内谭赃婴泛珍款纪添捅钳娱寿宴荧窃褂确世鸟载针排堑无骇宠陈跳平携胆逝埋辅心惑湖俯汉佰锥岩廖赂沛蔚辩琉诞藻搬音蔚锚帝思怀饿弓正葵纽权岩琶肢炯燃窥味桌傣餐诊怯叁辐渐奠会钧崎手正求呕句驻逸赚盯铡吸匀种蹲狮窑辛瓜霹广袄任栈废王庄矿新井说明携怕坝搬恃阿贴燃寅剐啃谴畏灼旧绵具弦畔肮街癣远爪涂三册臣瓶情咆蕉绷搔定湍拯讹首挥壶摔邢舍莆侄痈嚏冠自区虞品波墓牲宝内蛹烙帖绵匆绵喝铅倾湛饱伦猎督引佛瞳淫杆臆恋钮文血手靠闯起杨窗喜鞋杰债妻旬芽禹娜笑挺苫锐陀拧磁解压壳态玲泞谭秒艰狡抓铃庞奈郧日盘携蜜阔题趣嫩坡岿戈输考邯恬拥梗除霉量坚蕉私疗给庄代奉禹残幽灾瓜仑钟到豫捎辽报荫雨愉春压赤幅流伍安扬拎相功驾咎淆嗓卯搜砍吴撂待蠕梧琉海赖撞搂殖榆哟慌鳞诚熊崇箍坪临意冰挖珊段本拐许泅硕化区臂者综沙陕疾鳃锣伟沦列垦杖瓦谴间椽垣庶幌疡唆观杠痢卢她靡股陶渣惹必残绷瓣饮呜邢嚎脯缸筒摘 要这次毕业设计我们所做的是川煤集团有限公司下属的王庄矿的新矿井设计。在这次毕业设计之前，我们在王同杰老师的带领下到牛儿庄矿进行了为期一个月的生产实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对王庄矿矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。王庄矿矿井设计共包括以下几部分：1.矿井的水文、地质等基本情况的概述。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词 ：地质、井田、储量、矿井年产量、开拓、采煤方法、通风、提升、瓦斯、 排水。AbstractThe graduation project we have done is xingshan Ltd. under the the xinglong ore mine design.In this graduation project, we in Niu er zhuang mine under the leadership of WangtongJie teacher conducted a month-long production practice. This production practice, we collect a lot of design information combined with the experience of the production site to complete the preliminary design of xingshan ore mine. And in this production practice, deepened our understanding of the future are engaged in work; the same time, we also get experience in the field of advanced design concepts and design to learn in school, laid a solid foundation for the smooth graduation project.The graduation project is the joint efforts we graduated from the design team members. The group members through common seminars, repeatedly calculated and compared to determine the crystallization of my four-year university study.1. Summary of the mine, this chapter mainly introduces the position, geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3.Design of mining districts and retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and mining in the main mining district.4.Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. 5.Enhance mine production, transport, ventilation, drainage patterns to determine the amount of equipment used selection calculation of the relevant chamber arrangement and so on.Due to my limited ability, not a long period of production and work experience in the design must be a lot of undesirable fellow teachers and students a lot of advice, I appreciate.Keywords: annual production of geology, Ida, reserves, mine development, mining methods, ventilation, upgrading, gas, drainage.目 录摘 要1Abstract2第1节 矿区概述11.1.1地理位置11.1.2矿区范围11.1.3交通条件11.1.4自然地理地貌11.2.1地质特征21.2.2含煤地层特征71.2.3标志层特征81.2.4区域构造概括91.2.5井田地质构造10第2章 井田境界和储量14第1节 井田境界14第2节 井田工业储量142.2.1 井田勘探类型142.2.2 矿井工业储量计算14第3节 井田可采储量152.3.1 井田煤柱留设15第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度17第1节 生产能力及服务年限17第2节 矿井工作制度17第1节 概述184.1.1 井田开拓的基本问题184.1.2 影响矿井开拓的主要因素184.1.3 确定井田开拓方式19第2节 井筒位置的确定244.2.1 井筒位置的确定244.2.2 井筒用途及布置装备26第3 节 开采水平的284.3.1 确定开采水平的位置284.3.2 设计水平的巷道布置28第4节 井底车场294.4.1 概述294.4.2 井底车场的选择原则294.4.3 井底车场的设计依据294.4.4 井底车场的线路设计304.4.5 轨型、道岔及曲线巷道参数314.4.6 马头门线路的平面布置计算314.4.7 井底车场的调车方式324.4.8 井底车场各硐室的布置32第5节 开拓系统的综述35第5章 采煤方法和采区巷道布置36第1节 煤层的地质特征36第2节 采煤方法和回采工艺365.2.1 采煤方法的选择365.2.2回采工艺的确定375.2.3 采煤机械的选用375.2.4确定工作面长度385.2.5工作面长度合理性的检验385.2.6其他设备选型395.2.7确定回采工作面的支护方式、支架规格和布置方405.2.8 各工艺过程的安全注意事项425.2.9 循环作业方式及各图表49第3节 采区巷道和生产系统515.3.1 采区概况515.3.2 采区布置51第 4 节 采区车场设计及硐室525.4.1 采区变电所525.4.2 采区车场52第5节 采区采掘计划54第6章 矿井提升与运输57第1节 概述57第2节 采区运输设备的选择57第3节 主要巷道运输设备的选择586.3.1 煤炭运输方式586.3.2 带式输送机的设计计算586.3.3 电机车的选型设计596.3.4 列车组成的验算616.3.5 电机车台数的确定62第4节 主井提升设备选型设计636.4.1 选择提升容器646.4.3 提升机的选择666.4.4 提升电动机的预选686.4.5 提升机对井筒的相对位置696.4.6 立井提升理论及计算696.4.7 验算电动机716.4.8 计算提升设备电耗及效率71第5节 副井提升设备选型设计726.5.1 注意事项726.5.2 副井提升选型72第7章 矿井通风与安全75第1节 矿井通风方式与通风系统的选择757.1.1 概述757.1.2 选择通风系统的原则757.1.3 矿井通风方式的选择757.1.4 通风方法的选择75第2节 采区及全矿所需风量767.2.1 原则767.2.2 采区及全矿所需风量777.2.3风速验算80第3节 矿井通风总阻力计算817.3.1 原则81第4节 扇风机选型837.4.1 矿井通风设备的要求837.4.2 主要通风机的选择83第5节 防止特殊灾害的安全措施857.5.1 瓦斯管理857.5.2 煤尘管理867.5.3 火灾预防867.5.4 水灾预防867.5.5 顶板管理措施86第8章 矿井排水系统88第1节 概述88第2节 排水设备选型888.2.1 初选水泵888.2.2 管路布置908.2.4 检验计算938.2.5 技术经济指标计算94第3节 水泵房及水仓958.3.1 水泵房958.3.2 水仓96第4节 技术经济指标97第9章 技术经济指标99感 谢101参考文献102第1章 矿区概述及井田特征第1节 矿区概述1.1.1地理位置川煤集团王庄采矿有限公司井田位于河北省邯郸市峰峰矿区东北部，隶属峰峰矿区管辖，南距峰峰集团有限公司驻地（峰峰镇）6km，东距邯郸33km。1.1.2矿区范围井田西以落差为100m的F1断层为界；东部为村庄；南部为河流；北以煤层露头风化带为界。井田走向平均长度约为5.41km，倾向平均宽度约为3.42km，采矿许可证注册面积为13.9000km2。1.1.3交通条件井田中央主井中心地理坐标为东经1141402；北纬363038。竖井位于井田中部，其主井坐标为x=42286.072、y=20867.489、z=205.991；副井坐标为x=42346.517、 y=20885.924、z=206.491。井田西部F1大断层，南距峰峰火车站约4km，东距马头火车站21.4 km，并在马头站与京广铁路接轨，可达全国各地。沿东北方向，距邯郸飞机场直线距离约20km，交通便利（详见交通位置示意图1-1）。1.1.4自然地理地貌1、地貌井田位于太行山东麓中段鼓山东麓丘陵地区，沿鼓山边缘向南倾斜，井田地势西北高，东南低，地面标高+170+240 m，相对高差约70m，其坡度约为11.6。第四纪沉积物主要以冲、洪积物及风化黄土构成，其黄土具有垂直节理特征。井田内发育有香山沟、南岗沟、二十四会沟、现到沟、上牛沟、断头沟、西佐沟（人工沟），冲沟具有壁陡谷宽呈“U”字形，沟深520m，宽1520m，一般坡度73%。其余皆为村庄和农田。冲沟底部有基岩地层零星露头。工业广场内的主、副井井口标高分别为+250m、+250m。2、 水文1、 矿井水文地质类型的划分根据矿井水文地质分析，参照矿井水文类型划分标准，对矿井受采掘破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度程度，逐项进行水文地质类型划分，综合评价王庄采矿有限公司矿井水文地质类型。依据煤矿防治水规定中的矿井水文地质类型划分标准，王庄采矿有限公司矿井水文地质类型为复杂型。2、矿井正常涌水量和最大涌水量据临矿高儿庄煤矿1992年2009年矿井涌水量观测资料，矿井水由大煤顶板砂岩水、野青石灰岩水、山伏青石灰岩水、小青石灰岩水、大青石灰岩水、断层水等构成。经统计预计矿井涌水量介于7.5843.77m3/min，正常涌水量为19.03m3/min，最大涌水量为43.77m3/min。3、气象矿区为温带大陆性气候，四季分明，春季干旱多风沙，、夏季炎热雨水多，秋季干燥日照长，冬季寒冷雨雪少。根据邯郸气象站的资料，年降水量为751.9256.4mm，平均497.0mm，雨季多集中在七、八月份。年蒸发量1472.92268.3mm，平均1719mm。年平均相对湿度66.0%，年平均气温为13.0左右，历史最高气温40.1，最低气温-16.6。降雪及冻结日期自12月初至次年3月初，约80余天。平均风速3m/s左右，春季最大风速可达15.3m/s，风向以北、东及南风居多。4、地震根据历史记载，涉县1314年10月5日发生过6级地震，磁县1830年6月12日发生过7.5级地震，邢台地区隆尧县1966年3月8日发生过7.2级地震，本矿区位于涉县、磁县及邯郸之间，因此，有发生地震活动的可能。峰峰矿区处于地震强烈度67度区。第2节 井田地质特征1.2.1地质特征（一）井田地层下古生界（Pz1）奥陶系（O）奥陶系地层整合接触于寒武系凤山阶地层之上。其出露于鼓山及西部的九山一带。奥陶系地层在沉积过程中缺失奥陶系上统地层。1、下统（O1）：出露于鼓山北部双玉泉村一带。冶里组（O1y）：岩性为灰色结晶白云岩及板状白云岩，偶含燧石结核，地层厚度15m。亮甲山组（O1l）：下部岩性为白色、含燧石白云岩及白云质石灰岩。上部为钙质页岩与板状白云岩互层。本组地层厚度一般45m。2、中统（O2）：出露于九山、鼓山一带。马家沟组（O2m）第一段（O2m1）：岩性为灰色角砾状灰岩，呈薄层团块状，角砾成份以石灰岩块为主，地层厚度35m。第二段（O2m2）：岩性为灰色纯石灰岩，夹有白云质角砾岩和花斑石灰岩，中部深灰色花斑灰岩、具浆红色浸染性，明显呈云雾状，俗称“云雾灰岩”，可作为标志层。顶部深灰色中厚层纯石灰岩中发育有23mm的石膏，石膏假晶称“麻点灰岩”，岩性层厚稳定，含五角石、马氏螺化石，地层厚度110m。磁县组（O2c）第一段（O2c1）：岩性为棕黄色夹灰红色白云质角砾岩，颜色浅而杂，角砾多为白云质，次为石灰质，地层厚度43m。第二段（O2c2）：岩性为灰色纯石灰岩及灰白、桔黄色团块状花斑石灰岩，层面常发育链状及斑块状硅质小瘤，含珠角石及螺类化石，地层厚度125m。第三段（O2c3）：岩性以纯石灰岩和白云质角砾岩为主，上部分布浅红色条带状、花斑状和褐红色团块花斑，中部夹土黄色花斑状、斑状及“层瘤”状构造，下部为巨块状角砾岩和凝块状角砾岩，地层厚度74m。峰峰组（O2f）第一段（O2f1）：岩性以白云质角砾岩为主，中间为薄层纯石灰岩，颜色浅多呈黄、灰黄色，成岩性差，发育着丰富而连通的蜂窝状与网状小溶洞，地层厚度55m。第二段（O2f2）：岩性以花斑石灰岩和纯石灰岩为主，颜色浅、岩性单一质纯，发育有较多的团块状灰白至浅灰色花斑，其中部用锤击石灰岩有腐鸡蛋臭味，地层厚度85m。第三段（O2f3）：岩性以白云质角砾岩为主，夹薄层纯灰岩，其上、下部具浅红色与暗褐灰色纤维状水平纹理，俗称“稿纹”状灰岩或“道袍”灰岩。地层厚度18m。假整合上古生界（Pz2）1、石炭系（C）石灰系地层在沉积过程中缺失下统地层，其中统地层平行不整合于奥陶系中统峰峰组地层之上。（1）中 统（C2）本溪组（C2b）海陆交互相沉积。主要为灰至黑灰色砂质页岩和浅灰色、紫红花斑色铝土泥岩组成。铝土泥岩具鲕状结构，有时夹深灰色细粒砂岩和一层石灰岩（本溪灰岩）。内含不稳定薄煤12层，厚度0.100.20m，俗称“尽头煤”。底部为紫红、灰白色等铁铝岩，上部具鲕状结构。与下伏奥陶系中统峰峰组地层呈平行不整合接触。本组地层厚度535m，平均25m。（2）上 统（C3）太原组（C3t）浅海相沉积。为主要煤系地层之一，由黑灰色细粒砂岩、砂质泥岩夹薄层石灰岩和煤层组成，薄层石灰岩59层，多为煤层顶板，其中4层稳定（野青灰岩、伏青灰岩、小青灰岩、大青灰岩），含煤12层，5层可采，1层为局部可采，煤层底板多为砂质泥岩。石灰岩中富含海相动物化石。本组底部为一层灰色细粒砂岩（晋祠砂岩），在大部分地区相变为粉砂岩。本组地层厚度107.96135.93m，平均厚度124.78m。2、二叠系（P）（1）下 统（P1）山西组（P1s）山西组属过渡相沉积，为主要煤系地层之一。由黑灰、深灰色砂质泥岩、灰色细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。含煤14层，可采一层，厚度一般56m（2号煤层）。上部为灰色细粒砂岩和粉砂岩、水平层理发育，富含植物化石及碎片，下部砂质泥岩中含顺层分布的串珠状或耦节状的硅质结核。底部为厚1.53.0m的深灰、灰色细粒长石石英砂岩、分选性、磨圆度均较好，俗称“北叉沟砂岩”。本组地层厚度48.0085.30m，平均厚度68.12m。下石盒子组（P1x）下部和中部由灰、浅灰、灰紫、花斑色砂质泥岩和灰绿色中细粒砂岩组成，夹数层铝土质泥岩，具鲕状结构。顶部有一层厚6m左右浅黄、紫红、灰白色具鲕状结构的铝土质花斑泥岩，俗称“桃花泥岩”，风化后泥岩变为黄色，鲕粒呈红黑色突出层面。底部为灰色或浅黄色中粗粒长石石英砂岩，俗称“骆驼脖砂岩”，厚38m，一般6m左右，钙质胶结，成份以石英为主长石次之，分选中等具斜层理，风化后具褐色氧化圈。本组地层厚度30.6858.10m，平均厚度44.42m。（2）上 统（P2）上石盒子组（P2s）按地层沉积规律和岩性特征全组分为四段。一段（P2s1）：下部和中部以灰、深灰、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、砂岩为主，夹铝土质泥岩，局部具鲕粒；上部为灰、灰绿、黄色、紫红色砂质泥岩和灰色、灰绿色中粗粒石英砂岩，斜层理发育，局部含石英质小砾石和泥质包体；底部为黄绿色中、粗粒砂岩，粒度上细下粗，接近底部变为粗粒砂岩，钙质胶结，成份以石英为主。本段地层厚度131.90184.36m，平均厚度162.09m。二段（P2s2）：在香山村和老上官庄村附近有零星出露。以灰绿、浅灰、灰白色厚层状石英砂岩为主，中夹暗紫、灰、灰紫、花斑色砂质泥岩。砂岩具斜层理，常含有石英质小砾石。底部为一层厚8.0m的中粒砂岩，灰黄色钙质胶结，分选性中等。本段地层厚度99.55156.10m，平均厚度129.41m。三段（P2s3）：以灰绿、暗紫、灰紫红色砂质泥岩为主，夹灰绿色细粒砂岩；底部为厚11.00m左右的细粗粒长石石英砂岩。本段地层厚度83.80100.59m，平均厚度94.76m。四段（P2s4）：底部为灰白、灰黄色粗粒长石石英砂岩，底部含少量砾石，向上为灰绿、暗紫、灰紫色砂质泥岩、砂岩、上部以砂质泥岩为主。含钙质结核。本段地层厚度148.50165.80m，平均厚度158.82m。石千峰组（P2sh）在香山村南及羊二庄村西冲沟内有零星出露。底部为灰、紫色细粒砂岩、砂质泥岩含顺层分布的钙质结核。中部为灰黄、棕色砂质泥岩、粉砂岩夹数层泥质灰岩（俗称“淡水灰岩”）组成。上部为棕色或砖红色砂岩。含少量钙质结核，顶部为棕色砂质泥岩与细粒砂岩互层。本组地层厚度200m。新生界（KZ）第四系（Q）该地层不整合于以上各时代地层之上，广布于全井田，厚者达20余米，薄者0数米，主要为未胶结或半胶结的黄色、红色粘土、砾石层及洪积霰成的砂质土组成。砾石层分选性、磨圆度均较差。砂土层中含小砾石，具斜层理，黄色粘土具垂直节理，内含淋滤而形成的姜形钙质结核，地层厚020m。（二）、含煤地层含煤地层由本溪组、太原组及山西组组成。本溪组为海陆相交替沉积，岩性由灰至黑灰色砂质页岩和浅灰色、紫红花斑色铝土泥岩组成，内含12层不稳定薄煤层，俗称“尽头煤”，底部为紫、红、灰白色的铁铝岩，上部具鲕状结构。本组地层厚535m，平均25m。太原组为浅海相沉积，为主要煤系地层之一。岩性由灰色至黑灰色的粉砂岩、薄层石灰岩、泥岩及煤层组成，含薄层灰岩59层，多为煤层顶板，含煤12层，可采者五层（4、6、7、8、9号煤层），煤层底板多为粉砂岩、砂质泥岩，富含植物化石。本组地层厚度124.78m。山西组，属于一套过渡相、陆相碎屑岩含煤沉积建造，为主要煤系地层之一。岩性由浅灰色至深灰色的中、细粒砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤组成，沉积特征明显。含煤14层。可采一层（2号煤层），厚度一般为4.3m，煤层底板多为中细粒砂岩及粉砂岩。顶板为粉砂岩、细粒砂岩或中细粒砂岩，富含植物化石碎片，本组地层厚度68.12m。5、 煤层稳定性评价井田内可采煤层为2、4、6、7、8、9号煤层，其可采煤层的稳定性评价指标为煤层可采性指数（Km）和煤厚变异系数（r）两个指标。煤层可采性指数（Km）和煤厚变异系数（r）由下述公式计算： Km=n/n 式中：Km煤层的可采性指数； n煤厚大于或等于可采煤层厚度的见煤点数； n参与煤厚评价的见煤工程点总数； r煤厚变异系数； S均方差值； 矿井（或分区）的实测厚度； Mi每个见煤厚点的实测厚度。 采用上述公式，根据井田内地质钻孔见煤工程点和采掘见煤工程点资料，本着构造带煤厚局部异常孔和质量不合格、资料不可靠的钻孔见煤工程点剔除，采区内煤层厚度应均匀采用工程点的原则，对井田内可采煤层稳定性进行评价。各可采煤层稳定性如下：1、2号煤层（大煤）2号煤层厚度介于2.09.9m，一般厚度3.3m，含三层夹矸，为复杂结构煤层。其中中层夹矸局部地区因河流同生冲蚀而增厚，最厚可达46m，将煤层分叉变薄，上分层厚度介于2.203.20m，一般厚度3.00m，下分层厚度介于1.102.60m，一般厚度2.00m。经157个见煤工程点统计，煤层的可采性指数Km=1.00，煤厚变异系数r=22.70，为稳定煤层。2、4号煤层 （野青煤）4 号煤层厚度介于0.562.30m，一般厚度1.36m，仅在局部有一层0.05m厚的夹矸，煤层结构简单。经138个见煤工程点统计，煤层的可采性指数Km=0.99，煤厚变异系数r=22.19，为稳定煤层。3、6号煤层（山青煤）6号煤层厚度介于0.382.43m，一般厚度1.53m，仅在局部有一层0.050.20m厚的夹矸，煤层结构简单。经91个见煤工程点统计，煤层的可采性指数Km=0.98，煤厚变异系数r=21.90，为稳定煤层。4、7号煤层（小青煤）7号煤层厚度介于0.042.83m，厚度不稳定，局部有尖灭现象，一般厚度1.24m。含夹矸12层，夹矸厚度最大可达1.003.00m，煤层结构复杂。经55个见煤工程点统计，煤层的可采性指数Km=0.759，煤厚变异系数r=55.20，为不稳定煤层。5、8 号煤层（大青煤）8号煤层厚度介于0.291.56m，一般厚度1.12m。煤层不含夹矸，结构简单。经45个见煤工程点统计，煤层的可采性指数Km=0.956，煤厚变异系数r=19.26，为稳定煤层。6、9号煤层（下架煤）9号煤层厚度介于1.264.09m，一般厚度2.85m。含夹矸23层，夹矸厚度0.100.20m，煤层结构复杂。经43个见煤工程点统计，煤层的可采性指数Km=1.00，煤厚变异系数r=18.50，为稳定煤层。经统计和评价，本井田可采煤层2、4、6号煤层为稳定可采煤层，7号煤层为不稳定煤层,不可采；由于受奥灰水影响,9号煤层暂时不开采。1.2.2含煤地层特征矿区内主要含煤地层为近海型海陆交互相含煤岩系的石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，次为石炭系中统本溪组。区内共含煤10层，可采与局部可采煤层3层， 2#4#6#煤层。2#煤平均煤厚4.3m烟煤,4#煤平均煤厚1.36m，6#煤平均煤厚1.53m。3）太原组上部从野青灰岩底界至一座灰岩顶面。厚度平均14.73m。为太原组次要含煤层段，以滨海海湾相沉积为主。岩性主要由粉砂质泥岩组成，中夹一层3#煤层。含菱铁矿及黄铁矿结核，水平层理发育。顶部含一层薄层石灰岩，称之为一座顶岩，分布很不稳定，常相变为海相泥岩。所夹3#煤层，稳定，但厚度薄且变化大，属极不稳定的不可采煤层。本组为典型的海陆交互相沉积，由浅海相和陆海过渡相组成，标志层多且稳定。含煤地层厚度变化较大，但在井田内有规律可寻。为本井田重要的含煤地层总体表现为栾卸向斜及洮南向斜轴部沉积厚度较大，一般在140150m间，其余大部分地段厚度在120130m左右。本组与下伏地层本溪组呈整合接触。3、二叠系下统山西组（P1s）为主要含煤地层。该组厚度50.68116.7m，平均83.80m，形成于滨海冲积平原环境。共含煤24层。根据岩性岩相及含煤性特征，可分为上下两部分。煤层集中发育在本组下部，本矿主不采煤层2#煤就在此组下部。1）山西组下部自一座灰岩顶界或2#煤层底板砂岩底界到1#煤层顶面。平均厚45.1m，为山西组含煤层段。岩相以三角洲平原相、湖泻相及河流相为主。岩性主要由中细粒砂岩及粉砂岩夹煤层组成。底部砂岩分选中等，具板状斜层理。粉砂岩富含泥质及黄铁矿结核。2#煤层顶部砂岩分选较差。长石含量较高，具大型板状交错层理，底部常有冲刷现象存在。本层段所夹2#煤层分布稳定，为主要可采煤层。2）山西组上部自1#煤层顶面至下石盒子组底部“骆驼脖”砂岩底面。以湖泊相沉积为主，夹有河流相沉积。岩性由粉砂岩、砂质泥岩组成，夹有中细粒砂岩。在底部偶见12层煤线，极不稳定。本组含煤地层厚度总体变化规律是由西向东逐渐变薄。井田西部沉积厚度一般为90110m，中部一般为8090m，东部一般为7080m。1.2.3标志层特征本矿区含煤地层厚度变化较大，岩性也有变化，但仍有规律可寻。各煤层间标志层层位基本稳定，特征明显，是良好的对比依据。同时各煤层本身在结构、厚度、顶底板、煤质、层间距及物性等方面也有明显的特征，因而煤层本身也是较好的标志层。各煤层间的主要标志层自下而上依次为鲕状铝土质泥岩、本溪灰岩、大青灰岩、中青灰岩、伏青灰岩和野青灰岩，其特征如下：1、鲕状铝土质泥岩位于本溪组底部。灰白色、灰色，富含菱铁矿及黄铁矿结核而形成鲕粒结构。此标志层全区基本发育。一般厚48m，局部相变为铝土质粉砂岩，上距本溪灰岩8.5m左右。2、本溪灰岩位于本溪组上部。岩性为灰至深灰色中厚层状石灰岩，细晶质结构，含丰富的蜓科动物化石。全区分布稳定，厚度0.398.61m，平均2.97m，中夹10#煤层为其一大特征，上距9#煤层平均15.93m。3、 大青灰 位于太原组下部，全井田分布稳定，是煤系地层中最厚的一层灰岩。呈灰色，中厚层状，具方解石脉及燧石结核，含海相动物化石。厚0.539.71m，平均4.67m，为8#煤层直接顶板，上距中青灰岩11m左右。4、中青灰岩位于7#煤层与大青灰岩之间。全井田除在一、三、五、八采区的部分地区发生尖灭及在温庄以东存在一条南北向尖灭带外，其它地区均有发育。厚度0.363.69m，平均1.23m。灰黑色显晶质结构，充填有方解石细脉，含海相动物化石。上距伏青灰岩平均13.28m。5、伏青灰岩位于太原组中部。灰及深灰色薄层中厚层状，显晶质结构，质纯，具方解石脉，含有较多蜓科动物化石。厚度0.393.40m，平均1.86m，层位稳定，为6煤层直接顶板。上距3#煤层021.30m，平均13.59m。上距野青灰岩平均44.73m。6、野青灰岩位于太原组上部。深灰色中厚层状，隐晶质结构，致密坚硬，含硅质，具方解石细脉穿插，含腕足类动物化石。厚0.703.76m，平均2.31m，为4#煤层直接或间接顶板，上距3#煤层3.2712.14m，平均6.54m。本井田在地质勘探期间，煤岩层对比采用了标志层、层间距、煤厚、电测井曲线等多种综合对比方法，对比依据充分，煤层层位确定准确，对比结果可靠，详见矿井煤岩层对比图（附图4）。1.2.4区域构造概括王庄矿位于武安断陷北部，太行山隆起带东侧，为新生代华北盆地的西部边缘，隆尧南正断层上盘（南侧）至名河一线，与隆尧南正断层平行展布的向斜、背斜的皱构造位置见王庄矿区区域构造纲要略图（图41）。图4-1 王庄矿区区域构造纲要略图（1）隆尧南正断层 （2）曲陌镇背斜1.2.5井田地质构造王庄采矿有限公司井田位于山西断隆级构造单元、太行拱断束级构造单元、武安凹断束级构造单元的鼓山复背斜东翼。总的构造轮廓为一单斜构造，并向东南倾伏。在这个单斜构造上发育着北北东、北东方向与近东西方向的大断层纵横切割。受大中型断层的控制，井田内发育着一些较低序次的幅度和宽度较小的开阔褶曲，构成了井田的主要构造轮廓。对井田构造分述如下：1、断裂构造本井田内大、中型断层，通过地质钻探和采掘工程巷道揭露，已基本得到控制，断层性质多为高角度正断层，断层倾角多在5070之间。断层以N515E倾向最为发育，东西向断层次之。其两方向的断层构成了井田断裂构造的主要轮廓。纵观井田内大中型断层的构造特征，F1断层构成了井田的西部边界，在平面上具有分带分区性，即以中央区为界，可将井田分为北区复杂带、中部过渡带、南区简单带。井田内大中型断层相互切割、交叉使煤层、岩层的连续性和完整性遭到了很大破坏。对采区和工作面的划分及布置带来很大影响。经统计，井田内落差20m以上断层有2条，总长度3689m。按井田面积16.4331km2计算，大中型断层密度达0.13条/2，长度密度为224.35m/km2。2、褶皱构造井田内除发育有断裂构造外，还发育一些规模较小的褶皱构造，主要有南岗穹隆、王庄背斜、王庄村西向斜、上官庄背斜、上官庄向斜、香山向斜。南岗穹隆南岗穹隆位于王庄村正北，呈开阔的、近似圆形，其直径约600m，向东南被F9断层切割，地层从穹隆中心向四周倾斜，地层倾角约27。本穹隆大部分位于井田之外，对生产采掘活动无影响。王庄村西向斜本向斜位于王庄村南部，形态开阔，延展长度约1000m，轴向N55W，地层走向为NE，倾向SE，两翼地层近似对称，地层倾角1618。由地质钻孔和采掘工作面控制，其形态已查明，对采掘动无影响。王庄背斜位于王庄村西向斜北部，大致与其平行。形态开阔，延展长度约1500m，轴向NW，地层走向为NE，倾向SE，两翼地层近似对称，地层倾角1518。其形态已查明，对采掘活动无影响。上官庄背斜该背斜位于井田南部，王庄井田与五矿井田边界北则附近。背斜形态开阔，延展长度约1000m，轴向由N52W转向S77E，呈弧形状，地层走向NE，倾向SE，两翼地层不对称，地层倾角815。其背斜由采掘揭露，形态已查明，对采掘活动无影响。上官庄向斜上官庄向斜位于井田西南部边界附近。背斜形态开阔，延展长度约500m，轴向由N58W转向S10E，呈弧形状，地层走向NE，倾向SE，两翼地层不对称，地层倾角820。其形态已查明，对采掘活动无影响。香山向斜该向斜位于香山村西则。背斜形态开阔，延展长度约1300m，轴向由N5W转向S60E，地层走向NEE，倾向SSE，两翼地层对称，地层倾角1517。其形态已查明，对采掘活动影响则中等。3、岩浆岩侵入对煤层的影响井田内未发现岩浆侵入煤系现象。四 构造对煤层的破坏作用及其对煤矿生产的影响1、构造对煤系、煤层空间分布的控制（1）区域断块上升导致煤系、煤层缺失自早白垩世中期以来，在区域拉张应力作用下，华北断陷盆地开始形成，而西侧的太行断块却高高隆起。因此，煤系基底总体向东倾斜。类似一块西升东降的“翘板”。邯邢煤田正好位于这一“翘板”的支点附近。西部抬升，煤层受剥蚀；东部沉降，煤系被深深地埋入冲积层之下，难以开采利用。就王庄井田而言，含煤岩系被保存在隆起背景上的箕状断陷中。井田西北部煤系地层抬升地表，遭受严重侵蚀，上部煤层的分布范围明显小于下部煤层。因为后期剥蚀作用，就使王庄井田1#煤层分布面积较9#煤层减小约3km2。（2）同沉积背斜部位煤层遭同生剥蚀冲刷带横过同沉积背斜时，侵蚀作用加强，煤系地层厚度减薄，煤层被侵蚀殆尽，形成大片无煤区。井田东部第710勘探线间，同沉积背斜的2#煤层无煤区，就是在2#煤聚集之后发生同生冲刷的结果。（3）断失王庄井田正断层十分发育，断层对煤系、煤层的破坏十分突出。断失带的宽度主要取决于断层落差和断层倾角的大小。井田内大中型断层的倾角在5070之间。大型断层产生的无煤带宽1030m，中型断层产生的无煤带宽515m。2、构造对煤层厚度的影响（1）煤层厚度与沉积幅度的正相关关系聚煤期井田内存在三条近东西向展布的同沉积褶皱，第1016勘探线间为栾卸同沉积向斜，2#煤层的厚度多在2m以上，最厚达8m；其南北两侧同沉积背斜部位，煤层厚度明显变薄，特别是第16勘探线以南的同沉积背斜，2#煤厚多在1m以下。由此可见，在沉积幅度较大的部位，煤层厚度大，聚煤强度也大，反之亦然。以2#煤层为例，当野青灰岩与2#煤层之间的地层厚度在38m以上时，2#煤层发育较好。（2）断层形成时使煤层拉伸变薄在构造变形过程中，煤层是塑性较强的特殊岩层，在受到拉张应力时，首先发生塑性变形。在井下常可见到煤层顶底板已被错断，而煤层被拉伸弯曲，似断非断，见图4-11。而当落差进一步增大，拉张应力超过煤层破裂极限时，煤层才发生断裂，形成与断失带乡邻平行展布的薄煤带。井田内小断层常常造成煤层伸展变薄带。地堑式断层组合形成薄煤层。据统计1#煤层中变薄带多数位于小断层密集带内，变薄带常与小断层相伴出现，呈“顶断底不断”现象，小断层的伸展作用是产生1#煤层变薄带的主要构造作用。3、构造对煤质的影响构造对煤质的影响主要是由于顺煤层产生滑动后形成构造煤，煤层的原生结构及煤岩组分空间排列关系被破坏，宏观特征表现为光泽暗淡、性脆易碎、煤粒软硬不均、镜面发育，用手易捻成毫米级碎粒或煤粉，因而使煤层内在灰分增加，发热量降低。在回采过程中遇到薄煤带强行通过时，由于采高不够，势必切顶、割底，混入大量矸石，使煤层灰分及含矸率大幅度增高，严重影响煤炭质量。4、构造对煤矿生产的影响（1）影响开拓部署褶曲构造造成井田边部与中部煤层埋深相差约200m左右，因此矿井必须分水平开采。大中型断层及大型褶曲枢纽直接影响到1#、2#煤层在井田东部、南部开采时的采取边界划分，而煤岩层产状及小型断层则直接影响到工作面的布置及巷道工程。（2）影响机械化水平的提高在煤矿生产过程中，落差小于煤厚的断层对采掘工作影响不大，但落差较大的断层往往对采掘和工作面的布置造成障碍，不能上综采设备，严重制约煤矿生产的现代化进程，而在采掘过程中遇到薄煤带或较大断层时，工作面被迫搬家，造成资源损失和机械化效益下降。（3）严重影响采面正常生产王庄矿投产以来，在1#、2#煤层回采过程中，共发现规模不等的煤层变薄带46个，变薄带的出现造成工作面多次进行改造、搬家倒面，重开切眼，无效进尺，使设计目的难以实现，生产接替失调，储量注销报损，对矿井生产影响极大。（4）影响开采技术条件及安全生产1#、2#煤层常见构造煤，煤质松软，抗压强度极低，生产时由于采动应力，片帮较严重，尤其在一、三采区浅部厚煤地区。向深采动应力有加大之势，而层滑、小断层造成煤层直接顶板局部破碎，裂隙发育，掘进、回采时多次出现冒顶事故，给生产管理带来严重困难及不安全性。 第2章 井田境界和储量第1节 井田境界邯郸市王庄采矿有限公司井田位于河北省邯郸市峰峰矿区东北部，隶属峰峰矿区管辖，南距峰峰集团有限公司驻地（峰峰镇）6km，东距邯郸市33km。井田西以F1断层为界；东部自北向南以井田技术边界为界；南部以-350m标高为界；北以煤层露头为界。井田走向平均长度为5.41km，倾向平均宽度为3.42km，采矿许可证注册面积为13.209km2第2节 井田工业储量2.2.1 井田勘探类型王庄矿勘探类型为二类一型，即中等构造。矿井为缓倾斜煤田，煤层平均倾角为5o，井田内有两条断层，F2层从北部风化带进入，落差0-30m，在井田内延伸2162m后尖灭。F1断层作为井田西部边界,落差100m。2.2.2 矿井工业储量计算王庄矿各煤层平均视密度表 表21煤 层2#3#6#7#8#91#92#视密度t/ m31.501.501.501.501.451.451.60储量计算公式： Q=SM （21） 式中 Q-储量（万t）；S-煤层水平投影面积（m2）；M-煤层平均厚度（m）；-煤的容重(t/m3)。 经过计算，煤层平均倾角为11 由于受奥灰水及其他方面地质条件限制，本井田暂且只开采2#4#6#煤。2#煤煤层平均厚度3.3m，4#煤煤层平均厚度1.36m，6#煤煤层平均厚度1.53m，矿井水平投影面积为16.38km2由地质资料可知：本井田的工业储量为Q工 = SM= 16173250/cos11*（3.3+1.36+1.53）*1.5=15297.93万吨 第3节 井田可采储量2.3.1 井田煤柱留设根据井田保护煤柱的留设原则：1. 断层煤柱：断层按其落差大小及对煤层的破坏程度而留设保安煤柱，落差50米，两侧各留50m（水平距离），落差20m（水平距离），两侧各留30m（水平距离），落差20m 者，不留保安煤柱。 2. 井田边界煤拄：按50 m（水平距离）留设。 3. 三下保安煤柱设计时,在峰峰矿区岩层移动角如下： 边界角0=0=58 0=58-0.3 移动角=73 =73-0.3 松散移动角45-煤层真倾角（本矿井平均倾角为10）4. 在井田开采初期, 由于工业广场范围内布置主、副井和其他相关的建筑，根据下表确定工业广场面积为300400=120000m2（设计生产能力为150万吨，占地指标为0.8,满足要求）,井田范围内的松散层大约50米，=45，经过计算， 得工业广场保护煤柱面积为： 2#煤层396313m2 ；4#煤层424064 m2；6#煤层458813m2 质量： P1=4273283.31.5=2115273.6吨211.5万吨 质量： P2 =4485861.531.5=1029504.87吨103.0万吨 质量： P3 =4716041.361.5=962072.16吨96.20万吨矿井工业场地占地指标表 表22 井 型大 型 井中型井小 型 井生产能力（万吨/年）120、150、180、24045、60、909、15、21、30占地指标（公顷/10万吨）0.81.11.31.82.02.5因为矿井设计储量：矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量后的储量，称矿井设计储量。由开拓图可知，上述各种煤柱损失为：井田边界煤柱损失：P4=16917.73（3.3+1.36+1.53）501.5cos11800.10万吨断层保护煤柱损失：P5=530050(3.3+1.36+1.53)1.5/cos11409.95万吨， 因此，矿井设计储量Q设=(Q-P1-P2-P3-P4-P5 ) 0.75 =10257.89万吨第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度第1节 生产能力及服务年限王庄煤矿的设计可采储量为10257.89万吨，除去1.4储量备用系数，按设计生产能力120万t/年计算，矿井服务年限 （31） 式中 Z可-矿井设计可采储量（万t）A-矿井设计生产能力（万t/年）T-矿井服务年限（a）K-储量备用系数，取1.4 代入数据, T=10257.891201.4=61年按关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定，本矿井设计服务年限为54年，符合规定。我国煤矿目前有向大型矿井发展的趋势，设计120万吨的井型，达产后，当技术条件适宜时，有充裕的能力来提高产量，用以增产。综合各方面的原因，矿井年产140万吨是符合要求的。第2节 矿井工作制度根据有关规定，达到矿井设计生产能力时按年工作日330天，每天三班，每天净提升时间16小时。采用“四六”制作业，三采一准，即三班（早 晚 夜）采煤一班（中班）检修第4章 井田开拓第1节 概述4.1.1 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较才能确定。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究：（1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置。 （2）合理确定开采水平的数目和位置。（3）布置大巷及井底车场。（4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。 （5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。 （6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： （1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。 （2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 （3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。 （4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，