显德汪煤矿1.5Mta新井设计3

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）显德汪煤矿1.5Mt/a新井设计 深井巷道支护技术 采矿07-7题目： 姓名： 学号： 班级： 二一一年六月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 10074831 学 院： 矿业学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 显德汪煤矿1.5Mt/a新井初步设计 专 题： 深井巷道支护技术 指导教师： 职 称： 教授 2011 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业学院 专业年级 采矿工程07级 学生姓名 任务下达日期： 2011 年 1 月 14 日毕业设计日期：2011 年 3 月 14 日至 2011 年 6 月 9 日毕业设计题目：显德汪煤矿1.5Mt/a新井初步设计毕业设计专题题目：深井巷道支护技术毕业设计主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、显德汪煤矿1.5Mt/a新井设计。2、完成专题： 3、翻译一篇3000字以上的专业英语文章。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为显德汪煤矿150万t新井设计，共分10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。显德汪煤矿位于河北省邢台市，交通十分便利。井田走向长度为3.407km,倾斜长度4.463 km。水平面积15.21 km2，倾斜面积15.44 km2。井田内主采煤层一层，即2#煤层，平均倾角8，煤层平均厚3.72 m，井田工业储量为16058万t，可采储量12311万t，矿井服务年限为61.23 a。煤层硬度系数f2.3，煤质牌号为贫煤无烟煤。本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量为2.42 m3/min，CO2绝对涌出量为8.23 m3/min。矿区综采，机掘的最大最小煤尘浓度和平均浓度为137.8 mg/m3，86.8 mg/m3；102mg/m3；根据煤炭科学研究总院重庆分院对2#的自燃倾向性和发火期进行的鉴定确定为不易自然煤层，自然发火期一般为68个月。矿井采用双立井单水平开拓，前期采用中央并列式通风，后期采用中央边界式通风。一矿一面，采煤方法为长壁大采高一次采全厚采煤法。煤炭主运输采用胶带胶带运输机，辅助运输采用电机车。矿井年工作日为330 d，每天净提升时间16 h。矿井工作制度为：实行“三八”制。专题部分题目是深井巷道支护技术。翻译部分是一篇关于煤矿开采对环境影响评价的论文，英文原文题目为：THE RESEARCH ON COAL MINGING ENVIRONMENTAL IMPACT POST ASSESSMENT煤炭开采对环境影响的评价关键词：新井设计；大采高一次采全厚；中央并列式ABSTRACTThis design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 1.5Mt/a new underground mine design of Xiandewang coal mine. It contains ten chapters: 1.overview and the geographical features of the mining field; 2.boundary and reserves of the mining field; 3.working system, designed mine capacity and mine life; 4.development of mining field; 5.preparation in strip district; 6.coal mining method; 7.underground conveying; 8.mine exaltation; 9.mine ventilation and safety technology; 10.the basic technical and economic index.Xiandewang coal mine lies in Xingtai,Hebei province. The traffic is very convenient. Its about 3.407 km on the strike and 4.463km on the dip,with the 15.21km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 2 with an average thickness of 3.72m and an average dip of 8. The proved reserves of this coal mine are 160.58 Mt and the minable reserves are 123.11Mt, with a mine life of 61.23 a. The geological condition of the mine is relatively simple. The absolute mine gas is 2.42m3/min,and the absolute carbon dioxide is 8.23 m3/min .The maximum and minimum coal dust density and average is 137.8 mg/m3，86.8mg/m3；102 mg/m3，16.2 mg/m3. It is bituminous coal with low mine gas emission rate and coal unspontaneous combustion tendency, and its a coal seam unliable to dust explosion,according to the research made by the branch of CCRI in Chongqing.This mine adopts vertical shaft development with single mining level and exhaust ventilation, centralized juxtapose earlier and radial later. The adopted coal winning method is longwall mining with fully mecharized mining technology. The belt conveyor is applied to transport coal and motor vehicles are used in the auxiliary conveying. We work 330 days per year, and exaltate 16 hours one day .The “threeeight” working system is applied for coal mining. The monographic study is about technologies of roadway in deep mine fields. The translated academic paper is about tcoal mining environment post assessment .Its title is that the research on coal mining environment post assessmen.Keywords：the design of mine;fully meacharized technology; centralized juxtapose ventilation目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1交通地理位置11.1.2地形地貌和水文情况11.1.3矿区经济状况21.1.4矿区的气候条件21.1.5矿区的地震情况21.2 井田地质特征21.2.1井田的地形，煤系地层概述21.2.2井田的地质构造31.2.3井田的水文地质特征41.3 煤层特征61.3.1煤层埋藏条件61.3.2煤层群的层数71.3.3煤层的围岩性质71.3.4煤的特征82 井田境界和储量92.1井田境界92.1.1井田范围92.1.2开采界限92.1.3井田尺寸92.2矿井工业储量102.2.1储量计算基础102.2.2地质、工业储量计算102.3矿井可采储量122.3.1安全煤柱留设原则122.3.2矿井永久保护煤柱损失量132.3.3 矿井可采储量133 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限153.1矿井工作制度153.2矿井设计生产能力及服务年限153.2.1确定依据153.2.2矿井设计生产能力153.2.3矿井服务年限153.2.4井型校核164 井田开拓174.1井田开拓的基本问题174.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标174.1.2工业场地的位置184.1.3开采水平的确定及带区划分184.1.4主要开拓巷道194.1.5方案比较194.2 矿井基本巷道254.2.1井筒254.2.2井底车场及硐室264.2.3主要开拓巷道275 准备方式带区巷道布置345.1煤层地质特征345.1.1带区位置345.1.2带区煤层特征345.1.4水文地质345.1.5地质构造345.2带区巷道布置及生产系统345.2.1带区准备方式的确定345.2.2带区巷道布置355.2.3带区生产系统365.2.4带区内巷道掘进方法375.3带区车场选型设计386 采煤方法406.1采煤工艺方式406.1.1带区煤层特征及地质条件406.1.2确定采煤工艺方式406.1.3回采工作面参数406.1.4回采工作面破煤、装煤方式416.1.5回采工作面支护方式426.1.6端头支护及超前支护方式436.1.7各工艺过程注意事项446.1.8回采工作面正规循环作业466.2回采巷道布置476.2.1回采巷道布置方式476.2.2回采巷道参数487 井下运输507.1概述507.1.1矿井设计生产能力及工作制度507.1.2煤层及煤质507.1.3运输距离和货载量507.1.4矿井运输系统507.2带区运输设备选择517.2.1设备选型原则：517.2.2带区运输设备选型及能力验算527.3大巷运输设备选择537.3.1主运输大巷设备选择537.3.2辅助运输大巷设备选择547.3.3选择电机车547.3.4设备选择547.3.5运输设备能力验算558 矿井提升578.1矿井提升概述578.2主副井提升578.2.1主井提升578.2.2副井提升599 矿井通风及安全619.1矿井通风系统选择619.1.1 矿井概况619.1.2 矿井通风系统的基本要求619.1.3 矿井通风方式的确定619.1.4 主要通风机工作方式选择639.1.5 带区通风系统的要求639.1.6 工作面通风方式的选择649.1.7 回采工作面进回风巷道的布置649.2带区及全矿所需风量659.2.1采煤工作面实际需要风量659.2.2掘进工作面需风量669.2.3硐室需风量679.2.4其它巷道所需风量689.2.5矿井总风量计算689.2.6风量分配689.3矿井通风总阻力计算699.3.1矿井通风总阻力计算原则699.3.2确定矿井通风容易和困难时期709.3.2矿井通风阻力计算719.3.3矿井通风总阻力759.3.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔759.4选择矿井通风设备769.4.1选择主要通风机769.4.2电动机选型789.4.3矿井主要通风设备及装备要求789.5防止特殊灾害的安全措施799.5.1瓦斯管理措施799.5.2煤尘的防治799.5.3预防井下火灾的措施799.5.4防水措施8010 设计矿井基本技术经济指标82参 考 文 献84专题部分深部矿井巷道支护技术86摘要861问题的提出862 深井巷道的矿压规律与特点872.1深井巷道概念872.2 深井矿压规律882.2.1地应力概念882.2.2 主应力方向对巷道稳定的影响883开采深度与巷道围岩的变形关系893.1中国的研究893.2前苏联的研究894 影响巷道稳定的因素904.1 稳定性系数904.2 影响因素分析914.2.1 岩石力学性质914.2.2 围岩结构914.2.3 围岩物相914.2.4 地质构造应力914.2.5 地下水与水温914.2.6 巷道布置与开挖顺序914.2.7巷道断面尺寸和形状914.2.8支护材料与结构形式914.2.9支护参数924.2.10施工工艺与质量925深部巷道围岩变形规律及其支护对策925.1深部巷道围岩具有软岩的力学特征925.2 巷道围岩稳定性分类925.3深部围岩巷道载荷特征946深井巷道支护技术946.1深井巷道变形规律946.2深井巷道支护957深井锚杆支护技术967.1 锚杆支护理论967.2采用大直径、高强度、大延伸量锚杆1007.3增大锚杆预紧力1017.4提高锚杆锚固力1017.5改善锚索性能1027.6加固帮、角关键部位1037.7完善锚杆支护监测系统1048 深井软岩巷道支护1049结论104参考文献104翻译部分英文原文107THE RESEARCH ON COAL MINING ENVIRONMENTAL IMPACT POST ASSESSMENT107中文译文113煤炭开采环境影响后评价113I 煤炭开采对环境的影响113A.煤炭开采对水资源的影响113B.煤矿开采对土地资源的影响113C. 煤炭开采对大气的影响114II.煤炭开采对环境影响后评价的概念和内容114B.煤炭开采对环境影响后评价的主要内容115III.总结116致 谢117一般部分中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第 36 页1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通地理位置显德汪煤矿位于邢台市西南约35km，南部与邯郸地区武安市相接。东距京广铁路褡裢车站25km，有两条主要公路邢（邢台）渡（渡口）、邢（邢台）都（都党）及通向各村的简易公路，交通极为方便（如图1-1）。图1-1 显德汪煤矿交通位置图1.1.2地形地貌和水文情况显德汪煤矿井田位于太行山中段东麓山前丘陵地带，地势西高东低，海拔在194.10339.6m之间，地表起伏较平缓，基岩裸露面积较小，属山前冰碛台地地形。1.1.3矿区经济状况邢台有丰富的矿藏资源、农副产品资源和水利资源。矿产资源主要有煤,铁、瓷土、石膏、菱镁矿、兰晶石、重晶石、石墨等40多种。农业主要盛产棉花、小麦、玉米等；雪花梨、串枝红杏、辣椒、红枣、核桃、板栗等在国内外市场享有盛名。邢台地下水资源丰富，水质良好。市内有比较丰富的旅游资源，已开放的有：临城崆山白云洞，邢台县野沟门水库和白云山旅游区、沙河秦王湖风景区等。1.1.4矿区的气候条件本区属大陆性季风气候，四季分明，春季干旱多风沙，夏季炎热雨多，秋季干燥日照长，冬季寒冷雨雪少。根据沙河赵泗气象站19821992年资料，多年平均降水量497.0mm，雨季多集中在7、8月份，年平均气温13，多年平均蒸发量1719mm。风向以北、北东及南为主。 1.1.5矿区的地震情况邢台矿区处于地震烈度67度区。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、磁县以及邢台之间。因此，有发生地震活动的可能。1.2 井田地质特征1.2.1井田的地形，煤系地层概述邯邢煤田位于太行山东麓，华北盆地西缘。煤田西部为太行山隆起的中南段，整体走向呈北东向展布，由赞皇隆起和武安断陷组成。前者由太古代和少部分元古代变质岩系组成，后者主要由古生代地层组成。显德汪井田即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。显德汪井田为新生界地层全覆盖型井田，地层基本形态受NNE向的显德汪向斜控制。井田北部、西北部和东部北段为煤层隐伏露头区，以外为奥陶系灰岩隐伏露头。显德汪井田地表全为新生界地层所覆盖，所发育的地层自上而下依次为：第四系()、二叠系上统上石盒子组（）、下石盒子组（）、二叠系下统山西组（P1s）、石炭系上统太原组（C3t）、石炭系中统本溪组（C2b）、奥陶系中统峰峰组（）、马家沟组（），现简述如下：（1）第四系（Q）下部为冰碛红色泥砾、冰水沉积的杂色粘土、细砂、亚粘土及砂砾石等，一般厚40m；中部为冰碛粘土砾石层、透镜状砂层及红色亚粘土组成，一般厚30m；上部为多种成因的黄土，具垂直节理和大孔隙，一般厚210m。（2）二叠系（P）上二叠统上石盒子组（）：以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。平均厚度307.4m。下二叠统下石盒子组（）：以灰色、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝土质的砂质泥岩为主，中部和下部夹有23层中细粒砂岩。平均41.1m。下二叠统山西组（）：由灰色、深灰色、黑灰色中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。中下部含煤24层，平均83.8m。（3）石炭系（C）上石炭统太原组（）：由深灰色、灰色粉砂岩、灰至灰白色中细砂岩、46层灰岩和69层煤组成。平均厚度135.5m。中石炭统本溪组（）：主要由深灰色泥岩、粉砂岩及灰岩组成，夹不稳定薄煤一层，平均厚度17.56m。（4）奥陶系（）中统峰峰组（）：由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩组成。按岩性特征分为三段，总平均厚度167m 。中统上马家沟组（）：黄、浅红色白云质角砾状灰岩、蜂窝状灰岩、灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成。按岩性分为三段，总厚度平均246m。中统下马家沟组（）：由角砾状灰岩及蜂窝状泥质、白云质灰岩组成，按岩性分为三段，厚度大于144m。（5）煤层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，其次为石炭系中统本溪组。1.2.2井田的地质构造显德汪井田位于太行山隆起带与山前大断层之间的过渡地带，即武安断陷的北部。为一不完整的、被NNE向断层切割的NNE向显德汪向斜与NWW向栾卸向斜相复合的构造。井田东部规模较大的NNE向向斜称为显德汪向斜。该向斜宽缓开阔，略显波状起伏，向斜形态较清晰完整。在第12勘探线以南，发育一轴向NWW向的向斜，称为栾卸向斜。显德汪向斜与栾卸向斜之间还有李石岗向斜及李石岗南背斜等次级褶皱构造。区内大中型断层大多分布在显德汪向斜东翼及栾卸向斜西南翼，井田南半部有火成岩岩床侵入。现将显德汪井田主要构造简述如下： (1) 褶皱显德汪井田为一褶皱型井田，挤压揉皱及层滑构造发育，残余构造应力大，造成煤层顶底板岩石破碎，巷道围岩压力大。井田内褶皱构造的特点是：向斜形态完整清晰、延伸较长，背斜较模糊。NNE与NWW两组褶皱横跨复合，地层倾角830，一般1015左右。主要褶皱特征如表2-2。表2-2 主要褶皱构造特征一览表名称延伸长度区 内 变 化两翼倾角显德汪向斜6km轴部出露最新基岩为上二叠统上石盒子二段，向斜轴10线以北NNE向在上关一带仰起，10线以南SN向，14与17线向东呈弧形弯曲。东翼倾角10至15,平均12，西翼倾角较缓，平均8。栾卸向斜3km轴部出露最新基岩为上二叠统石盒子组二段。向斜西端伸出井田边界向斜轴向SEE向，经栾卸村北延至井田中部，被F10、F5错断向东与显德汪向斜复合后，又被F9断层截断。西部EW向、中部及东部NWW向。北翼平均倾角6，南翼平均倾角12。李石岗向斜2km与显德汪向斜基本平行展布，规模较小。向斜轴近SN向。10线以北清晰显示，以南与其它构造复合较模糊。东翼倾角较缓平均7，西翼较陡，平均13(2)断层显德汪井田揭露的断层绝大多数为压扭性正断层，走向以NNE向为主。大中型断层主要集中在井田的东南部，井田西北部小断层与层滑构造发育。井田内现已发现大、小断层693条，落差2030m的断层2条，落差1020m的断层12条，落差510m的断层15条。（3）岩浆岩本区自燕山运动以来，岩浆侵入活动频繁，使煤系地层受到不同程度的影响。岩浆活动对4#煤层以上影响不大，而对6#煤层以下均有不同程度的影响，尤其对9#煤层影响严重。据测算，9#煤层受岩浆岩吞蚀、部分吞蚀及直接接触影响的面积约3.5Km2，占9#煤层总面积的18.6%。1.2.3井田的水文地质特征井田范围内没有常年性地表水，季节性的小溪流有中关小溪、栾卸小溪和紫牛湾小溪。虽然位于井田外围，但仍处于井田所属水文地质单元。对本矿井具有间接充水意义的河流有南沙河和马会河等。根据岩性、结构、富水特征及其对开采煤层的影响程度，参考区域含水岩组情况，矿区含水层（组）划分如下：1）新生界松散类孔隙潜水含水组全新统砂砾石含水组呈条带状分布于中关、栾卸小溪等沟谷之内，主要为冲洪积相卵砾石层。厚013.00m，平均4.00m。渗透系数13.0m/d，钻孔单位涌水量0.662L/sm，水位标高198.2m，为HCO -Ca型水，富水程度中等。中更新统砂砾石含水层全区大面积分布，主要由粒径180cm冰碛砾石组成，厚8.0081.64m，一般30m。渗透系数0.692m/d，钻孔单位涌水量0.125L/sm，水位标高280.04m，为HCO -Ca型水。富水程度中等。下更新统砂层含水层出露于显德汪、新村、柳泉、上关一带。厚10.0080.14m。渗透系数4.055.72 m/d，钻孔单位涌水量0.09380.609 L/sm，水位标高230.89242.77m。富水性中等，但极不均一。井田内小煤窑井筒多见此层，且含水。以上各含水层动态受季节影响明显，在17勘探线以北该组富水性较强，工作面回采时应多加注意。2）二叠系砂岩裂隙承压含水组下石盒子组砂岩含水层厚0.5042.79m，一般14.37m。矿井揭露时最大涌水量为60m3/h，后逐渐减小至少量淋水，钻孔单位涌水量0.004330.0231 L/sm，一般0.0137L/sm，其渗透系数为0.02620.311m/d，一般0.0974m/d，水位标高+198.75+216.87m，一般+213.58m。水化学类型为HCO3Cl-Na水，矿化度0.309g/L。井田东、北部富水性稍强。但总体呈弱富水性。山西组砂岩含水层厚023.29m，平均9.95m，不稳定。井下在一轨道三中、二中材料上山揭露该含水层时，最大涌水量40 m3/h；在三采区石门揭露该含水层时，涌水量为23 m3/h，一月后基本疏干。据钻孔抽水试验，单位涌水量0.0178 L/sm，渗透系数0.14m/d，水位标高+171.74+269.62m，一般+215.66m，水化学类型为HCO3Cl-NaCa型和HCO3SO4NaMg型水，矿化度0.427m/d。主要富水区集中于16线以北，属弱富水含水层。为开采1、2号煤时的主要直接充水水源。3）石炭系灰岩岩溶、裂隙承压含水组野青灰岩含水层厚0.73.76m，平均2.31m。钻孔抽水试验单位涌水量0.0005750.120 L/sm，平均0.0603 L/sm，渗透系数5.010.0154m/d，一般0.729m/d。为HCO3Cl-Ca型水。17勘探线附近、井田的北及西北部富水性稍强。总体富水程度中等偏弱。伏青灰岩含水层厚0.393.40m，平均1.86m。钻孔抽水试验，单位涌水量为0.00274L/sm，渗透系数为0.0166m/d。富水区主要集中于17线附近及北、西北翼的浅部。富水性弱偏中等，为HCO3Na-Ca型水。本溪灰岩含水层厚度08.00m，平均4.13m，单位涌水量0.106L/sm，渗透系数3.38m/d，水位标高+215.34+265.16m，一般+247.59m（1975年）。总体富水性中等，7勘探线以北地区富水性稍强。4）奥陶系灰岩岩溶、裂隙承压含水组本区奥陶系灰岩含水层富水性极不均一，具有明显的分带性，在垂向上按岩性、结构及富水性可分为三组八段。其中二、四、五、七段为含水段，七段富水程度最强；一、三、六、八段，可视为隔水层。富水部位主要集中在-250m以浅的上马家沟灰岩二、三段和下马家沟灰岩二段。由平面分布情况来看，井田内统计的漏水钻孔多分布在西部，并且涌水量大于100以上的钻孔包括水7、放2、水9、放3、放1、奥观13等，均集中在井田的西部，应为强富水区。由于受显德汪向斜与栾卸向斜影响，两向斜轴部附近的含水层深埋，使水循环变缓，勘探期间的涌、漏水点分布少，应属富水性相对较弱区。第三组（峰峰组）灰岩含水层层厚89.00168.00m，裂隙发育。钻孔单位涌水量0.05880.392L/sm，渗透系数0.055331.64m/d，一般6.76m/d。地面1号、4号水井及井下3号、5号、7号、9号水井均取水于该层。九十年代地面1号、风井1号、7号水源井水位标高+109+130m，一般+110m左右。富水性强，目前水位+65m。第二段（上马家沟组）灰岩含水层厚202320m。钻孔单位涌水量0.02140.139L/sm；出水量在250左右。该层的第二、第三段（O22-2、O22-3）裂隙、溶隙、小溶洞较发育，富水性相对较强。第三段（下马家沟组）灰岩含水层厚度约75120m，岩溶裂隙发育，面裂隙率36%。钻孔单位涌水量0.33.0 L/sm，富水程度强。水化学类型为HCO3Cl-Ca型，矿化度0.250. 28g/L。5)燕山期闪长玢岩风化裂隙承压含水层该组/层出露于沙河南部紫牛湾小溪西南；侵入中奥陶统灰岩和煤系地层。厚056.9m，平均26.88m。节理裂隙较发育，强风化带深度一般为1020m。据钻孔抽水试验单位涌水量0.0605L/sm，渗透系数0.29m/d，影响半径71m，水位标高176.99 m（1975年1708孔）；井田南部富水程度稍强。水化学类型为HCO3SO4Na-Mg型，矿化度0.818g/L。在局部构造破碎带内可形成钻孔涌水量达80.2的强富水区，但总体呈弱富水性。正常情况下该含水层组对矿井充水威胁不大。矿井正常涌水量为60，最大涌水量为80。1.3 煤层特征1.3.1煤层埋藏条件2号煤层赋存较浅，煤层最高标高为+140m，最低为-160m。煤层整体呈四周高中间低的趋势，类似于盆地。其中井田东翼倾角较大，最大为25，最小为17,平均20。井田西翼倾角较小，最大为13，最小为5，平均6。1.3.2煤层群的层数显德汪煤矿主要可采煤层为2#、9#，4#、6#、7#、8#为大部分或局部可采煤层，2下#煤层是2#煤层的分叉煤层，仅小块可采，3#煤层仅个别达到可采厚度。现从上到下分述如下：(1）1#煤层1#煤层位于山西组中部，为井田最上一层煤层。下距2#煤层3.0929.80m，平均19.71m。1#煤层最厚0.262.83m，平均1.42m，煤层厚度多集中在1.21.8m之间。煤层一般含矸12层，夹矸平均厚0.15m，煤层平均厚：上分层0.78m，下分层0.58m。1#煤层厚度变异系数（）分别为31.3%、22.9%、35.7%，可采指数（Km）分别为0.94、1.00、0.94，应属较稳定煤层。(2）2#煤层2#煤层是井田内主要可采煤层，位于山西组底部，1#煤层之下3.5030.50m，平均17.90m。2#煤厚度0.4514.71m，平均3.72m，全区可采。煤层厚度多集中在2.14.5m之间。煤矿已采区煤层结构较复杂，距煤层底板0.20.3m处有一层0.2m左右的炭质泥岩夹矸，煤层中、下部有一层夹矸，厚00.60m，其厚度和层位均不稳定。9#煤层位于太原组底部，为本井田主要可采煤层之一。上距8#煤层1.2242.58m，平均12.43m，下距本溪灰岩7.3123.50m，平均15.93m。9#煤层真厚0.4514.71m，平均3.35m，全区可采。煤层厚度多集中在2.14.5m之间。煤厚变化值也大。且北部大于南部，西部大于东部。东南部煤层受火成岩和断层影响，煤厚多在3.0m以下。9#煤层结构复杂，含矸07层，煤层愈厚，夹矸层数愈多，夹矸总厚度在12勘探线以北大于0.5m， 12勘探线以南，夹矸总厚多小于0.5m，用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属较稳定煤层。1.3.3煤层的围岩性质 直接顶板按岩性及稳定性分为二类：一类为粉砂岩或砂质泥岩组成的顶板，其中以粉砂岩为主。主要分布在井田西部，约占井田面积的二分之一。厚度一般2.04.0m，具水平层理，强度中等，节理及顺层滑动构造发育，岩层破碎且整体性较差，单向抗压强度67.8MPa。据生产实践，直接顶板初次跨落步距810m，稳定性差，管理困难，属不稳定型顶板（I类）。第二类为灰白色、中厚层状细粒、中粒砂岩构成的顶板，同时也是老顶，厚0.7319.27m，一般310m。具不规则波状层理及斜层理。硬度中等，节理发育稀疏。主要分布在井田东部，呈南北向展布。据采煤实践证明，该类顶板较易管理，属中等稳定型顶板（II类）。直接底板为粉砂岩或砂质泥岩，其中以砂质泥岩为主，一般厚1.43.7m。层理不发育，常与其下的薄煤层组成复合底板，节理及层滑面发育，质软破碎，遇水膨胀较严重，支撑力弱。工作面来压期间，支架或支柱有钻底现象。1.3.4煤的特征各煤层均为高变质煤，为黑色灰黑色，受构造破坏，裂隙十分发育，煤体结构多为碎裂结构和碎粒结构，硬度较小，机械强度低。燃烧时难燃、无烟，无火焰或火焰短，不熔不膨胀。视相对密度无岩浆岩区1.401.50，岩浆岩区1.60。煤岩成分由镜煤，亮煤、暗煤和丝炭组成。太原组各煤层以半亮型为主，山西组1#、2#煤层则以半亮型和半暗型为主，含有较少量的暗淡型煤。1#、2#、9#各主要可采煤层煤分布着贫煤和无烟煤两大类，各煤层煤类以三号无烟煤为主，局部为贫煤。6#、7#、8#、9#煤的水分为2.232.67%，其它煤层煤的水分为1.501.85%，风氧化的煤水分明显增高，达3.11%以上，最高达20.78%。贫煤可作气化、动力和民用煤；无烟煤除可作动力和民用外，块煤可作化工原料，经过一定加工，粉状煤可供高炉喷吹燃料，而少量的贫瘦煤经洗选后其精煤可作配焦用煤。各煤层灰分变化较大，3#、6下#、8#煤层属低灰煤； 1#、2#、4#、5#、6#、7#、9#、10#煤层属中灰煤。各煤层经1.41.5比重液洗选后灰分大大降低，浮煤灰分一般在8%左右。各煤层中1#、2#煤层属特低硫煤；3#、4#、5#、6#、6下#和9#煤层属中高硫煤；7#、8#和10#煤层属高硫煤。经过浮选太原组各煤层硫分含量有较大幅度降低，脱硫率在40%以上。依据现行磷含量和砷含量分级标准，3#、4#、6下#煤层属特低磷分煤；2#、6#、8#、9#、10#煤层属低磷分煤；1#、7#煤层属中磷分煤。各煤层原煤砷均属一级含砷煤。m3/t全矿井相对瓦斯涌出量5.087.26 m3/t，矿井瓦斯主要来自西翼，其相对涌出量4.818.81 m3/t，东翼相对涌出量2.194.86 m3/t，1#煤相对涌出量1.454.09 m3/t，2#煤相对涌出量1.922.95 m3/t，9#煤相对涌出量1.02 m3/t。全矿井二氧化碳相对涌出量2.086.51 m3/t，西翼相对涌出量2.875.54 m3/t，东翼相对涌出量1.421.91 m3/t， 1#煤相对涌出量0.602.93 m3/t，2#煤相对涌出量0.735.82 m3/t，9#煤相对涌出量0.96 m3/t。根据煤矿安全手册规定属低瓦斯矿井。根据煤炭科学研究总院重庆分院对1#、2#、9#煤层煤尘爆炸鉴定：1#、9#煤具有爆炸性，2#煤无爆炸性。根据煤炭科学研究总院重庆分院对1#、2#、9#煤的自燃倾向性进行鉴定， 1#、2#、9#煤层自燃倾向性为三类，属不易自燃。随开采深度的增加和延深新水平，1#、2#、9#煤层应取样作煤尘爆炸性和自燃倾向性鉴定。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田范围东部边界：F1断层，与章村矿三、四井相邻；西部边界：煤层露头线；南部边界：2108钻孔和1902钻孔连线及1603、1630、1608、1730号钻孔连线为界；北部边界： K2E及第3勘探线；2.1.2开采界限井田内含煤地层为二迭系下统山西组及石炭系下统太原组，总厚169.64 m，含煤10层。其中含可采煤层1层，为2#煤层。其中9#煤层作为后期储备资源开采。矿井设计只针对2#煤层。开采上限：2#煤层以上无可采煤层。下部边界：2#煤层以下无可采煤层。2.1.3井田尺寸井田的走向最大长度为3.905 km，最小长度为1.722 km，平均长度为3.407 km。井田倾向方向的最大长度为4.657 km，最小长度为4.270 km，平均长度为4.463 km。煤层的倾角最大为27，最小为0，平均为10。井田的水平面积按下式计算：S =H L （2.1）式中： S井田的水平面积，m2；H井田的平均水平宽度，m；L井田的平均走向长度，m；则，井田的水平面积为：S =3.4074.46= 15.44（km2）图2-1 井田赋存状况示意图2.2矿井工业储量2.2.1储量计算基础本次储量计算是按照煤、泥炭地质勘查规范DZ/0215-2002要求的工业指标进行资源储量计算。1）最低可采厚度为0.80 m。2）最高可采灰分不大于40%。3）最低发热量不低于17.0 mJ/kg。4）最高硫分不大于3%。5）煤层容重：2#煤层容重为1.42 t/m3。2.2.2地质、工业储量计算本矿井工业储量为2#煤层和9#煤层储量之和。矿井主采煤层为2#煤层，采用地质块段法。9#煤层按算术平均值计算。2#煤层工业储量计算：根据地质勘探和钻孔分布情况，将矿体划分为K1、K2等四个块段，块段划分如图2-2。 图2-2 井田分块示意图块段内，用算术平均法求得每块段的储量，煤层总储量即为各块段储量之和：按下式计算：Zi = SiMiRi （2.2）式中：Zi各块段储量，万t。Si各块段的面积，万m2。Mi各块段内煤层的厚度，m。Ri各块段内煤的容重，均为1.42 t/m3。所以矿井的地质储量如下表2-2-3：块段块段面积/m2平均厚度/m平均倾角/煤容重/t/m3储煤量/t总储量/tK13958023.9773.7861.522565612.579793420.22K21993369.9493.8951.511675743.3K33566193.8513.9581.521337351.9K43067831.9143.56191.517326175.6K51250561.4273.6721.56888536.96即Zg= Zk1+Zk2+Zk3+Zk4 =7979.34万吨矿井地质报告中给出的9#煤层的面积为17.5Km2，容重为1.42 t/m3 平均厚度为3.35m，平均倾角为10，则储量为Zg=8406.29万吨；矿井的总地质储量为Zg=163.85 Mt矿井工业资源储量按下式2.3计算: Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k （2.3）式中 Zg矿井工业资源储量，Mt； Z111b探明的资源量重经济的基础储量，Mt； Z122b控制的资源量中经济的基础储量，Mt； Z2M11探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt； Z2M22控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z333推断的资源量，Mt；k可信度系数，取0.70.9，地质构造简单，煤层赋存稳定取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定取0.7.根据本矿实际条件，地质构造中等，煤层赋存较稳定，故取0.8。根据勘探地质报告，本矿井地质资源分类如下表2.2所示：表2.2 地质资源分类表 地质资源储量探明的资源储量控制的资源储量推断的资源量经济的基础储量边际经济的基础储量经济的基础储量边际经济的基础储量推断的储量111b2M11121b2M2233360%30%10%则矿井工业资源储量为： Zg=Z60%+Z30%+Z10%0.8=0.98163.85=160.58Mt。2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱留设原则1）工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；2）各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。岩层移动角为75，表土层移动角为40；3）断层煤柱宽度两侧各30 m，井田境界内侧煤柱宽度为20 m。4）维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其它15m。5）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明书中第十五条，工业场地占地面积指标见表2.1。表2.1 工业场地占地面积指标井型(Mt/a)占地面积指标（ha/0.1Mt）2.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.82.3.2矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留20 m宽，则井田边界保护煤柱损失量为150.26万t。2）断层保护煤柱断层F1煤柱留设30 m宽，则断层保护煤柱损失量为：68.96万t。3）工业广场保护煤柱工业广场按级保护留围护带宽度15 m，工业广场面积由表2.1确定，预选矿井设计生产能力为150万吨/年，所以取工业广场面积为18 公顷。工业广场保护煤柱如图2-3。则工业广场保护煤柱压煤量为344.71万t。4）大巷保护煤柱大巷中心距离为30 m，大巷两侧的保护煤柱宽度为50 m，则大巷保护煤柱损失量为147.312 万t。5）井筒保护煤柱主、副井井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内故井筒保护煤柱损失量为0。2.3.3 矿井可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：Zk =（ZgP）C （2.5）式中： Zk矿井可采储量，万t；P保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，万t表2-2 保护煤柱损失量序号煤 柱 类 型储 量（万t）1井田边界保护煤柱150.262断层保护煤柱68.963工业广场保护煤柱344.714大巷保护煤柱147.3125合 计669.24C采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；地方小煤矿不小于0.7。则，矿井设计可采储量：Zk =（160.58-6.70）0.8=123.11（Mt）显德汪矿井工业广场保护煤柱图如2-3图2-3工业广场保护煤柱显德汪矿区岩层移动角见表2-4。表2-4 岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角/()煤层厚度/m表土层厚度/m/()/()/()/()-14083.7280407575683 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范相关规定，确定矿井设计年工作日为330 d，工作制度采用“三八制”，每天三班作业，两班半生产，半班准备，每班工作8 h。矿井每昼夜净提升时间为16 h。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1确定依据煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。矿区规模可依据以下条件确