平顶山一矿1.5Mta新井设计

第42页 中国矿业大学2011届本科生毕业设计目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1交通位置及交通条件11.1.2地形特点11.1.3矿区工农业及材料供给11.1.4矿区气候条件11.1.5矿区水文及地震情况21.2井田地质特征21.2.1 井田地形地势以及井田的勘探程度21.2.2 井田地层21.2.3 井田煤系地层概述31.2.4 井田地质构造41.2.5 井田水文地质71.3.1可采煤层特征71.3.2煤的特征81.3.3 地温102井田境界和储量112.1井田境界112.1.1 井田边界的确定112.1.2 井田赋存特征112.2矿井工业储量122.2.1 井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型122.1.2井田赋存特征122.2.1井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型122.2.2煤层可采厚度142.3矿井地质储量142.3.2各种煤柱损失计算152.3.3矿井永久保护煤柱损失量152.3.4矿井可采储量计算163 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限173.1矿井工作制度173.2矿井设计生产能力及服务年限173.2.1矿井设计生产能力的确定173.2.2确定依据173.2.3 各水平的服务年限173.2.4井型校核184 井 田 开 拓204.1井田开拓的基本问题204.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标204.1.2工业场地的位置214.1.3开采水平的确定及采区划分214.1.4主要开拓巷道224.1.5方案比较224.1.6开拓布置264.2矿井基本井筒巷道274.2.1井筒274.2.2井底车场及硐室274.2.3主要开拓巷道285 准备方式采区巷道布置375.1煤层的地质特征375.1.1煤层埋藏条件375.1.2煤的特征375.2采区巷道布置及生产系统375.2.1确定采区巷道布置及生产系统的原则375.2.2确定采区巷道布置385.2.3采区巷道布置参数确定385.2.4采区生产能力确定395.3采区车场选型设计406 采 煤 方 法416.1采煤工艺方式416.1.1采煤方法确定416.1.2工作面长度及推进长度确定426.1.3采煤工艺426.1.4支护436.1.5各工艺流程安全布置注意事项446.1.6劳动组织和循环作业图表466.1.7工作面成本(C)计算466.2回采巷道布置476.2.1采区巷道布置476.2.2回采巷道布置486.2.3煤柱尺寸的确定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 采区运输设备的选择527.2.1设备选型原则：527.2.2工作面刮板输送机选型和验算527.3主井运输设备选择537.3.1主运输设备选择537.3.2辅助运输大巷设备选择547.3.3运输设备能力验算558 矿井提升568.1矿井提升概述568.2主副井提升568.2.1主井提升568.2.2副井提升设备选型579 矿井通风及安全技术599.1 选择矿井通风系统599.1.1矿井概况599.1.2矿井通风系统的基本要求599.1.3矿井通风类型的确定609.1.4矿井主扇工作方法的选择619.1.5工作面通风方式的选择619.2矿井风量计算619.2.1矿井总风量计算619.2.2工作面所需风量的计算629.2.3备用面需风量的计算639.2.4掘进工作面需风量639.2.5硐室需风量649.2.6其它巷道所需风量649.2.7矿井总风量649.2.8风量分配659.3矿井风量计算669.3.1通风容易时期和通风困难时期最大阻力路线的确定669.3.2矿井通风阻力计算689.3.3矿井通风总阻力709.3.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔719.4选择矿井通风设备719.4.1选择主扇719.4.2电动机选型749.5安全灾害的预防措施759.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施759.5.2预防采空区失火759.5.3防水措施7610 设计矿井基本技术经济指标77参考文献78专题部分矿井小区域构造及防治水综合协同探测研究791前言791.1工程地质概况792主要物探仪器802.1矿井巷道地质探测仪KDZ1114-6B30802.2 WBD系列网络并行电法仪812.3瞬变电磁仪器YCS40(A)812.4 pulseEKKO PRO 专业型地质雷达823 瞬变电磁法前方探测水833.1 探测地球物理条件833.2 基本原理833.3 矿井瞬变电磁探测特点853.4 仪器设备853.5 现场探测布置及数据采集863.6 矿井瞬变电磁数据处理结果873.7瞬变电磁仪水探测结果分析893.8建议894 矿井巷道地质探测仪探测小区域方法904.1简介904.2震波勘探技术的原理904.2.1单点探测904.2.2反射共偏移探测914.3现场探测布置及数据采集924.4工作面隐伏地质构造探测934.4.1探测方法及数据采集934.5波形处理与分析944.6地质探测仪结果分析954.7方法选择及参数选择的重要性954.8小断层的对比方法965 结论97参考文献97翻译部分英文原文98中文译文104致 谢109 1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置及交通条件矿井位于平顶山市区的北部，其地理座标为：东经11311451132230，北纬334015334845。平煤股份一矿至平顶山站9公里，通过矿区专用铁路可直达漯宝铁路。漯宝铁路连接京广、焦柳两大铁路干线。平顶山站至京广铁路70公里，至焦柳铁路28公里。以平顶山市为交通枢纽，有柏油公路沟通各县市，交通极为方便，见图1-1。1.1.2地形特点平煤股份一矿位于平顶山矿区中部，平顶山、落凫山位于井田中部，二山南陡北缓，基本呈单面山形，走向近东西，地势北高南低，形成本井田范围内的分水岭。南北两侧冲沟发育，多为季节性冲沟。主、付井口位于落凫山南麓，主井口标高为+75.0米。平顶山海拔+411.13米，落凫山海拔+492.70米，井田内山间冲沟发育。 图1-11.1.3矿区工农业及材料供给本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，均能满足建设需要1.1.4矿区气候条件本区为大陆性半干旱气候，年蒸发量大于降雨量，四季分明，夏季炎热，冬季寒冷。1、气温最高气温+42.6（966年7月19日），最低气温-18.8（1955年1月3日），历年平均气温+14.9。2、降水量年最大降水量1323.6mm（1964年），最小降水量373.9mm（1966年），年平均降水量742.6mm，月最大降水量357mm（1957年7月），连续最大降水量285.2mm，最长连续降水天数9天（1964年4月13-21日）。雨季集中在7、8、9月。3、蒸发量年最大蒸发量2825mm（1959年），年最小蒸发量1490.5mm（1964年），月最大蒸发量408.9mm（1959年7月），月最小蒸发量40.7mm（1957年1月）。4、冻土平均绝对湿度13.5mm，平均相对湿度67%,冰冻期是11月到第二年3月，最大冻土深度14cm。5、风速最大风速24m/s，平均风速2.8m/s，常年主风向为北东向。1.1.5矿区水文及地震情况1、河 流井田内没有大的河流，无常年性河流，只有季节性小溪冲沟，雨季有水、晴后断流，在三水平井田范围内有竹园水库一个，南侧冲沟汇集入湛河，北侧冲沟汇集入竹园水库（目前为平顶山电厂排灰场），在井田西北角有姚孟电厂排灰场2、地震据历史记载，河南省有8次大地震，7次对本地区有较大的破坏，1556年叶县地震时的记载有“声如擂鼓，山裂石飞，毁屋人死”的强烈破坏。1820年在许昌地区发生的一次大地震震级6级，震中烈度8度， 破坏房屋无数，受灾169个村庄。地震基本烈度：一九七零年九月二十五日中国科学院中南构造研究鉴定平顶山地区基本烈度为七度强，一九七七年七月国家地震局南京地震大队再次确认平顶山地区基本烈度为七度1.2井田地质特征1.2.1 井田地形地势以及井田的勘探程度1.地形与地势：平煤股份一矿位于平顶山矿区中部，平顶山、落凫山位于井田中部，二山南陡北缓，基本呈单面山形，走向近东西，地势北高南低，形成本井田范围内的分水岭。南北两侧冲沟发育，多为季节性冲沟。主、付井口位于落凫山南麓，主井口标高为+75.0米。平顶山海拔+411.13米，落凫山海拔+492.70米，井田内山间冲沟发育。2.井田的勘探程度：全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成勘探线21条，平均间隔500m；钻孔119个，共计工程量为40639.57m，其中水文钻孔6个，共计工程量为3732.65m。根据勘探情况，矿区的地质条件已基本清楚。1.2.2 井田地层1、太古界-太华群依据岩性划分为赵案庄组和铁山庙组。零星出露于平顶山煤田南部鲁叶断层以北，厚度2950m。2、上元古界-震旦系出露于平顶山煤田南部鲁叶断层以北，厚2100-3940m，自下而上分为：1)、下统（1）马家河组，相当熊耳群，灰绿、紫红色变质安山玢岩，杏仁状变质安山玢岩夹绢云母绿泥片岩，变质凝灰质砂砾岩。与下伏地层不整合接触。厚1580-2220m。2)、中统依据岩性划分为云梦山组、白草坪组、北大尖组。厚580-1000m。3)、上统依据岩性划分为崔庄组、三教堂组、洛峪组、罗圈组。厚约810m。3、寒武系出露于平顶山煤田韩庄矿、梁洼矿以西，常王村四周及白龟山水库北侧。主要由灰色灰岩、中细粒石英砂岩、砂质泥岩及粉砂岩组成，厚度375-1250m。由下而上依次为：1）下统:辛集组、馒头组。2）中统：毛庄组、徐庄组、张夏组。3）上统：崮山组。4、石炭系（C）本区域内仅发育有本溪、太原组地层。由深灰色铝土泥岩、灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。间夹菱铁质泥岩，含海绵针化石的硅质泥岩薄层，灰岩5-9层，一般7层，含煤10-17层，其中可采一层。底部为灰-深灰色铝土泥岩，具鲕状结构，含黄铁矿结核。与下伏地层假整合接触。厚30-85m。5、二叠系（P）区内二叠系平均厚850m。分上、下二统，下二叠统又分为山西组及下石盒子组，上二叠统又分为上石盒子组及石千峰组，主要由灰色中细粒砂岩、粉砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤层组成，含煤34-60层。现从老到新如下：1）下统（P1）：山西组、下石盒子组。2）上统（P2）：上石盒子组、石千峰组。6、三叠系（T）主要由浅红色中细粒砂岩、紫红色粉砂岩及砂质泥岩、泥岩组成，厚约1600m。由下而上为：1）下统（T1）：刘家沟组、和尚沟组。2）中统（T2）：二马营群（T2E）。3）上统（T3）：延长群（T3Y）。7、第四系（Q）主要由卵石、亚粘土及粘土组成，厚0-150m。1.2.3 井田煤系地层概述井田内地层出露较差，含煤地层为上石炭统太原组、二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组，其中以二叠系山西组及下石盒子组为重要含煤地层。1、石炭系中统本溪组（C）底界以铝土泥岩与下伏寒武系呈平行假整合接触。岩性以深灰色铝土泥岩和薄煤层组成，含菱铁矿，煤厚0-0.4m。2、石炭系上统太原组（C3t）为含煤地层最下含煤段。底界以底部铝土泥岩与下伏寒武系呈平行假整合接触。岩性以深灰色石灰岩、黑色泥岩、深灰色砂质泥岩和浅灰色细、中粒砂岩，煤层组成，间夹菱铁质硅质泥岩薄层化石。含煤4-8层，其中一4煤沉积稳定，井田内普遍可采，本段顶界止于泥灰岩之上的黑色海相泥岩之顶。平均厚度79m。3、山西组（P1sh）平均厚度85m，与下伏太原组地层连续沉积。岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细-中粒长石石英砂岩和煤层组成。本段含煤3-5层，其中二2(己15)、二12(己16)、二11(己17)煤层部分发育较好，为井田内次要可采煤层。二煤组煤层在井田内沉积连续性较差，在-240m水平以深出现了大片薄煤层带和无煤带，属不稳定煤层。4、下石盒子组（P1x）1）、三煤组平均厚度92m。由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、灰白色细、中粒砂岩和劣质薄煤组成，劣质薄煤2-3层。2）、四（戊）煤组平均厚度146.0m。由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、灰白色细、中粒砂岩和煤层组成，含煤5-9层， 其中四3（戊8）、四22（戊9）、四21（戊10）为井田内主采煤层。该煤组沉积较稳定，发育良好，全区内普遍开采。3）、五（丁）煤组平均厚度84m。由紫色泥岩、砂质泥岩、灰色粉砂岩、灰白色细-中粒长石石英砂岩和煤层组成。含煤3-5层，五21煤为井田内主要可采煤层；五22煤层局部可采，属较稳定煤层；丁4煤层井田内偶见可采点，属不稳定煤层。含煤段上部 为细、中粒砂岩，颜色灰白-纯白，含杂色较少；泥岩和砂质泥岩中含紫色斑和暗斑；含煤段下部具紫斑和暗斑、含米黄色大鲕粒及豆粒和不规则的菱铁质结核。4）、六(丙)煤祖平均厚度93m。由灰-深灰色泥岩、砂质泥岩，灰-灰白色细-中粒砂岩和煤层组成。含煤2-5层，六2煤层部分可采。本段砂岩内含杂质比五煤组稍高，泥岩和砂质泥岩中，局部具紫斑、含菱铁质鲕粒。5、上石盒子组（P2sh）七、八、九煤组平均厚度293m，由灰绿色、浅灰色泥岩、灰绿色粉砂岩、灰色细、中粒砂岩和煤层组成。九煤组虽含煤多层，但均为薄煤层或炭质泥岩。八煤组虽也含煤多层，但只是薄煤层、煤线或炭质泥岩。1.2.4 井田地质构造图1-2 综合柱状图本井田位于主体构造李口向斜西南翼中段。基本构造为一走向N55-75W，向NNE倾斜的平缓单斜构造。地层倾角512，一般68，井田内2629勘探线深部最大倾角22。井田内构造简单，褶皱一般不发育。煤层沿走向虽有小的起伏，但大断层稀少，仅在井田中、深部发现落差在20-40m的正、逆断层四条，并伴有次一级宽缓向斜和背斜，井田内小断层较发育。1）褶皱1、郭庄背斜位于尹充村野猪岭一线，走向北60西，向北西倾伏，东北翼倾角815，西南翼倾角611倾伏端在28勘探线东侧岳家小窑附近出露较明显，向东南沿至十矿，区内延展长度800m。26-8孔、26-6孔、和27-16孔有控制。2、牛庄向斜位于丁家村及老沟村一线。轴向与郭庄背斜大致平行。呈北西向展布。由十矿进入本井田，倾伏于老沟附近。区内延展长度600m。地表全被黄土掩盖，从26、27勘探线剖面图看，26-12孔、27-15孔、27-9孔，井下四2+321171采面、四2+321151采面、四2+321191采面、四321210采面均有控制。2）断层1、牛庄逆断层（F1）走向N35-45W，倾向NE，倾角40，落差925m，井田内延展长度1600m，西北端消失在28勘探线西侧附近，东南端延伸至十矿井田内。该断层钻孔控制严密，26-12孔、27-9孔28-13孔均有控制。本井田五四煤三东大巷、车场、五四煤三轨道、皮带上山及十矿井田巷道内均有揭露。2、竹园逆断层（F2）走向N35W，倾向NE，倾角40，落差7-20m。30-14孔，五2121150采面和五煤一下山、四煤一下山均有揭露。四煤组煤层落差比五煤组煤层大。井田内延展长度1000m。 表1。1 主要断层一览表 编号名称及性质走 向倾向倾角落差(m)延展长度(m)控制程度F1F2牛庄逆断层竹园逆断层N35-45WN35WNENE40409-2513-2015001000可靠可靠据井田内五、四煤已开采的采区揭露情况看，本井田内小断层较发育，在这些断层中，以高角度小断层的正断层为主，逆断层较少。断层密度3.2条/万m2。走向多为NE向和NW向。从小断层的分布情况看，由西向东发育程度减弱，由浅入深断层密度有减小的趋势，但断层落差有变大的趋势。从小断层的延展长度可以看出：走向断层落差越大，延展长度也较大，但条数少。斜交断层落差变动幅度较大，延展长度100700m，一般200300m。3）构造对煤层开采的影响1、断层对煤层的影响表现为煤层的连续性遭到破坏，在一定程度上影响采面划分和采掘生产。由于断层的影响，使原设计的巷道改变方向，穿断层增加了掘进难度，降低掘进效率。遇到落差大的断层，造成丢三角煤，甚至较大面积的煤无法开采，降低了回采率。2、井田内NW向断层具张扭性，可视为开放性断层，小断层的发育，增加了瓦斯涌出量，在生产中，随着开采深度的增加，应加强对断层附近瓦斯涌出量的监测预报工作。3.4.4岩浆活动本井田一水平未发现岩浆岩侵入，二水平五煤一采区21130和21150采面及四煤一采区21191和21210采面发现多处岩浆岩侵入，侵入形式为岩墙，侵入最宽23m，走向大致N45E，现发现延伸长度240m左右。侵入时代为燕山运动期，侵入岩为基性橄榄玄武岩。由于岩浆岩的侵入破坏了煤层的连续性，对采掘有一定的影响。但对煤质影响不大。有时在岩脉附近有天然焦出现。岩浆岩在井田内侵入范围：29勘探线以西300m，以东100m，五21煤层-200-275m水平，四煤组煤层-290-360m水平。1.2.5 井田水文地质井田内主要含水层为中、上寒武系、上石炭系太原组碳酸盐裂隙岩溶含水岩组，其次为五、四、二煤组顶板砂岩及平顶山砂岩裂隙含水层和第四系沙砾石层。近十年来由于采掘范围的不断扩大，人为疏放的增强，五、四煤层顶板砂岩含水层地下水多被疏放或局部疏干，一般以滴淋水为主，寒灰岩溶及上石炭系太原组碳酸盐裂隙岩溶含水在一矿开采五、四煤下部，对其开采影响不大，加之加强了水害预报及探放水工作，未曾发生突水事故，确保了矿井的安全生产。1.3 煤层特征1.3.1可采煤层特征1、含煤性本井田含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和上、下石盒子组。自上而下划分为甲、乙、六（丙）、五（丁）、四（戊）、二（己）、一（庚）等七个煤组。含煤地层总厚780米，含煤七组43层（有编号的煤层23层），其中甲、乙、丙、丁煤组无可采煤层。煤层总厚约20米。含煤系数为3.3%，可采煤层3组4层，总厚约10米，可采含煤系数为1.92%。2、煤层性质六2（丙3）煤层位于下石盒子组六（丙）煤段中部，上距田家沟砂岩（B12）47米，煤厚0.20-1.75米，平均煤厚0.90米。煤层结构简单，局部含夹矸厚0.05-0.55米，属不稳定煤层。在26-29勘探线间大面积不可采，33-36勘探线间-350米以线为不可采区。五21（丁5）煤层位于下石盒子组五（丁）煤段中上部、上距六（丙）3煤层84米。该煤层一水平已全部采动，二、三水平部分可采。煤厚0.1-0.55米，平均煤厚0.3米，属较稳定煤层。在29勘探线-500米以深、30-32勘探线-400米以深出现大面积不可采区，二水平中部及35勘探线-300米左右各有一不可采区。煤层结构简单，偶见一层夹矸0.1-0.55米厚。五22（丁6）煤层为本井田主要可采煤层之一，位于下石河子组五（丁）煤段中部，上距五21（丁5）煤层十米左右，沉积稳定，发育良好。该煤层一水平已全部采完，二、三水平煤厚0.2-0.75米，平均煤厚0.4米，属全区可采稳定煤层。该煤层结构简单，含夹矸0-2层，厚0.1-0.2米。四（戊）煤组位于下石河子组四（戊）煤段中上部。本井田四（戊）组煤层最为发育，厚度大，为主要可采煤层，但结构复杂，分叉合并现象普遍，其变化情况按其范围可分为以下几种类型（夹矸厚度0.7米为分合层线）：一类：四3（戊8）、四22（戊9）、四21（戊10）均为独立煤层（四（戊11）独立分层，不可采），分布在26-30勘探线之间-250米以下、30-34勘探线间-350米以下及34-36勘探线-50米以下。四3（戊8）煤层：上距五2（丁6）煤层80米，煤厚0.25-3.81米，平均煤厚1.93米。属较稳定煤层。煤层结构简单，仅在26-29线间-300米以深含1-2层夹矸（厚0.05-0.41米）。四22（戊9）煤层：上距四3（戊8）煤层0.7-18.5米，煤厚0.35 -2.88米，平均煤厚1.07米，属较稳定煤层。煤层结构简单，仅在27-29勘探线-550米以深存在一不可区。四21（戊10）煤层：上距四22（戊9）煤层0.7-16.0米，煤厚0.85-4.15米，平均煤厚2.42米，为较稳定煤层。含夹矸1-4层，常见1-2层夹矸厚0.01-0.54米。井田内全部可采。二类：四3（戊8）、四22（戊9）、四21（戊10）合层区（四（戊8-10）：在26-34勘探线，从风化带至-250米之间，煤厚3.99-8.90米，平均4.5米，含夹矸3-7层，煤层层位和厚度稳定，沉积连续性好，全部可采，变异系数17%，为稳定煤层。三类：四22（戊9）、四21（戊10）合层区（四（戊9-10）：分布在30-34勘探线-250-350米之间，煤厚1.99-7.34米，平均4.34米（含夹矸3-5层）。全部可采，变异系数40%，为较稳定煤层。1.3.2煤的特征1、煤质及其类别：2、煤的用途：3、煤的容重：4、瓦斯含量：5、煤尘及其爆炸性：6、煤的自燃性表1.2可采煤层特征表煤层号厚度（m）顶板岩性底板岩性最小最大平均戊组3.74.7砂质泥岩、泥岩、粉、细砂岩砂质泥岩、泥岩、细砂岩4.21、煤质及其类别：本区煤质稳定，根据井田内各煤层挥发份、粘结指数、胶质层最大厚度，结合中国煤炭分类国家标准（GB575286），对照中国煤炭分类简表，山西组戊组，己组煤属气煤，为中硫低灰分。其煤质分析见表1-3-2。表1.3 各煤层的煤类及主要煤质指标煤层煤类原煤工业分析精煤工业分析AdVdaf (%)Qnet.ad(MJ/Kg)St.dAdVdaf(%)Qnet.ad(MJ/Kg)St.d戊组气煤17.9437.8626.330.656.8338.1530.680.522、煤的用途：根据本矿的煤质情况及当地市场的需求，本矿生产的原煤和经加工的块煤主要用于电厂、热电厂和分散客户，可主要作为电力、船舶、锅炉用煤及其他工业用煤，另外还可作为良好的炼焦用煤。3、煤的容重：经过化验分析得出戊组煤为1.4t/m3，己组煤为1.41t/m3。硬度中硬,普氏硬度为34。4、瓦斯含量：区内各主要可采煤层CH4平均含量为0.0390.124cm3/g可燃质；CO2各煤层平均含量为0.3460.503cm3/g可燃质。各主要可采煤层瓦斯自然成分以N2为主占64.9177.24；CO2次之，19.2833.62，CH4含量仅占3.389.11。全矿井相对瓦斯涌出量为3.9m3/t.d，绝对瓦斯涌出量为1.2m3/min，根据2001版煤矿安全规程，本矿井应属低瓦斯矿井。5、煤尘及其爆炸性：根据勘探资料及临矿的生产经验，综采、炮采、炮掘、机掘最大煤尘浓度和平均浓度分别为137.8mg/m3、63.8mg/m3、16.3mg/m3、16.7mg/m3、37.4mg/m3、10.4mg/m3、35.4mg/m3、16.2mg/m3。各煤层仰制煤尘爆炸最低岩粉量均在20以上，煤层无爆炸性。表1.4 各煤层瓦斯涌出量及煤尘爆炸指数煤层名称绝对瓦斯涌出量（m3/min）相对瓦斯涌出量（m3/td）煤尘爆炸指数（）戊煤0.560.8813.011、水份各煤层原煤分析基水份平均在0.79-1.4%之间。生产中煤样所测全水份含量一般在2.5-3.5%之间，生产大样则为6.5-8.5%。2、灰份(1)六2（丙3）煤层：原煤灰分产率约28.72%，属中灰煤，经洗选煤的质量明显提高，浮煤灰分产率11.66%。(2)五21（丁5）煤层：原煤灰分产率28.14%，属中灰煤，经洗选煤的质量明显提高，浮煤灰分产率10.83%。(3)五2（丁6）煤层：原煤灰分产率23.76%，属中灰煤，经洗选煤的质量明显提高，浮煤灰分产率9.7%。(4)四3（戊8）煤层：原煤灰分产率26.95%，属中灰煤，经洗选煤的灰分产率下降2-3倍，浮煤的灰分产率10.88%。(5)四22（戊9）煤层：原煤灰分产率16.96%，属低中灰煤，经洗选煤质明显提高，灰分产率9.02%。各煤层灰分总的变化特点：大体上由上而下逐渐降低，灰分的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。3、硫本井田除强还原环境下形成的一5（庚20）煤层，属高硫煤外，六2（丙3）煤层属中高硫煤，其余各煤层均属特低硫煤。(1)六2（丙3）煤层：原煤含硫量约2.98%，属中高硫煤，经洗选硫含量有所下降，但仍比其它煤层高。(2)五（丁）、四（戊）煤层：原煤全硫含量0.33-0.48%，属特低硫煤，经洗选全硫含量又有所下降。煤中硫成分分布的特点是：在垂向剖面中，以四（戊）煤组煤层较低，自此向上向下逐渐增高，形成一个马鞍形。各煤层全硫含量少于1.0%者，以有机硫为主，大于1.0%者，则以黄铁矿硫占多数，黄铁矿易脱硫，有机硫脱硫效果不佳。4、磷、氯、砷、氟本井田煤层含磷量大都低于0.01%，属特低磷煤，仅四21（戊10）煤在肥煤区出现低磷煤点。氯：各煤层含量均小于规定指标在（规定0.3%），实际最大0.22%。砷：各煤层含量一般都低于规定标准（8PPM），但五2（丁6）、二11（己17）、一5（庚20）煤层中的砷含量不甚稳定，有时大大超过规定。氟：以一5（庚20）煤层含量最高（最高达209.7PPM），其次为五2（丁6）、四3（戊8）、二12（己16）、二11（己17）。5、煤的工业用途评价煤的工业牌号及用途，见表2-1。6、煤质化学分析矿井范围内各煤层化学分析主要指标特征，见表2-2.1.3.3 地温本井田恒温带温度为17.2C，深度为25米。地温梯度平均值为3.02C/百米，属地温异常区。丁6煤层一级高温区-300 -500米之间，二级高温区在-500米以下，戊10煤层一级高温区在-200-500米区间内，二级高温区在-500米以下，己组煤层在-400米以下属二级高温区，-800米以下达50C以上。75-13孔进行了井温的测定，成果如下：表1.5 井温测定表孔深（m）6007008009001000温度（C）25.426.72830332井田境界和储量2.1井田境界2.1.1 井田边界的确定在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1、要充分利用自然条件划分，在可能的条件下，应尽量利用地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，以减少煤柱损失，提高资源采出率，充分保护地面设施；2、要有与矿区开发强度相适应的井田范围，要保证井田范围与矿井生产能力相适应，有足够的储量和服务年限及合理的尺寸；3、照顾全局，处理好与临矿的关系；4、直线原则，井田的划分应尽量采用直线或折线，有利于矿井的设计和生产管理工作的开展。根据以上划分原则，以及考虑到平煤矿区煤田内地质构造强度大等原因，本井田在能满足生产开发强度的前提条件下，主要考虑了自然条件原因，将平顶山井田四周境界定为：矿井东以26勘探线为界与十矿相邻，西以36勘探线为界与天安四矿、六矿相邻，五（丁）组煤层南起老窑采空区下界（+45+110m之间），北至-500米等高线；四（戊）组煤层南起露头北至-550米等高线；二（己）组煤层南起-240米北至-800米等高线。东西走向长5.6公里，南北倾斜宽4公里，最大面积22.4平方公里。南邻二矿，开采深度由50米至-800米标高，有效期60年。具体范围以2001年领取的证号为1000000140058的采矿许可证圈定范围为准。2.1.2 井田赋存特征根据以上划分本井田走向长5.4 km，井田倾向长5.6 km，面积28.6 km井田范围内共含有两层别为戊组己组煤层，煤层编号为22，9号煤层。1.根据平顶山井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.70.8m；3.依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4.储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5.井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。6.煤层容重：戊组煤层容重为1.4t/m3。2.2矿井工业储量2.2.1 井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型本井田地质勘探工作始于1953年9月，先后由中南地质局401勘探队、河南省地质局、中南煤炭工业管理局煤田地质125勘探队、126勘探队、河南省地质局五队、平顶山矿务局地测处勘探队、煤炭部129勘探队等七个单位，在该井田内进行了地质勘探工作，共施工钻孔142个，钻探进尺80700.6m。401队于1955年提交了河南省宝、叶、襄郏煤田平顶山矿区地质勘探报告，1987年一二九队提交了河南省平顶山煤田一、四、六矿深部扩勘地质探报告，2002年至今,矿井生产井下地质工作描述地质剖面89638m，编制完成采区地质说明书4份，掘进地质说明书213份，采面地质说明书176份，地质预报417份，水文地质观测378次。2.1.2井田赋存特征根据以上划分本井田走向长5.4km，井田倾向长5.6km。井田面积28.6km2，本井田范围内共含有两层煤，分别为戊煤己组煤层，煤层编号为22，9号煤层。1.根据平顶山井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.70.8m；3.依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4.储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5.井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。6.煤层容重：戊煤煤层容重为1.4t/m3。2.2.1井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型表2.1矿井各煤层边界拐点坐标一览一 （庚）煤 段坐标点号XY坐标点号XYA01013737213.0038437535.00A01123738013.0038435156.00A01023741200.0038438765.00A01133737672.0038434934.00A01033741960.0038437440.00A01143737483.0038435150.00A0103A3742000.0038436935.00A01153737134.0038435292.00A01043742235.0038436465.00A01163737047.0038435653.00A0104A3742245.0038435935.00A01173737316.0038435772.00A01053742415.0038435480.00A01183737314.0038435895.00A01063742840.0038434060.00A01193737674.0038436076.00A01073741510.0038433650.00A01203738040.0038436020.00A01083739438.0038432990.00A01213738155.0038436100.00A01093739102.0038435412.00A01223737765.0038436555.00A01103738960.0038435377.00A01233737475.0038437059.00A01113738933.0038435451.00标高: 从-140米至-800米二 （己） 煤 段坐标点号XY坐标点号XYB01013737490.0038437620.00B01143738198.0038435152.00B01023741395.0038438825.00B01153738160.0038435201.00B0102A3741975.0038437967.00B01163737991.0038435124.00B01033742175.0038437510.00B01173737672.0038434968.00B0103A3742280.0038437010.00B01183737496.0038435177.00B01043742445.0038436538.00B01193737158.0038435316.00B01053742450.0038436000.00B01203737080.0038435637.00B0105A3742870.0038435355.00B01213737346.0038435754.00B01063743165.0038434195.00B01223737340.0038435880.00B01073741510.0038433650.00B01233737677.0038436046.00B01083739644.0038433056.00B01243738196.0038435971.00B01093739612.0038433700.00B01253738190.0038435807.00B01103739348.0038433617.00B01263738565.0038435907.00B01113739102.0038435412.00B01273738309.0038436300.00B01123738960.0038435377.00B01283738075.0038436750.00B01133738933.0038435451.00标高: 从-60米至-800米四（戊）煤 段坐标点号XY坐标点号XYC01013736810.0038437415.00C01113740440.0038433298.00C01023741520.0038438870.00C01123738050.0038432550.00C0102A3742063.0038438000.00C0112A3737935.0038433150.00C01033742478.0038437055.00C01133739800.0038433655.00C0103A3742655.0038436073.00C01143739710.0038434040.00C01043743000.0038435365.00C01153738535.0038433680.00C01053743325.0038434250.00C01163738550.0038433560.00C01063743165.0038434195.00C01173737935.0038433380.00C01073741510.0038433650.00C01183737300.0038434998.00C01083740962.0038433465.00C01193737297.0038435522.00C01093740968.0038433310.00C01203737050.0038436440.00C01103740442.0038433185.00标高: 从130米至-650米五（丁）煤 段坐标点号XY坐标点号XYD01013737170.0038437525.00D01073741510.0038433650.00D01023741600.0038437525.00D01083738455.0038432655.00D0102A3742390.0038437525.00D01093738252.0038433615.00D01033742655.0038437525.00D01103738115.0038434146.00D01043742970.0038437525.00D01113737808.0038434610.00D0104A3743185.0038437525.00D01123737785.0038435690.00D01053743650.0038437525.00D01133737480.0038436570.00D01063743165.0038437525.00标高: 从150米至-600米六（丙）煤 段坐标点号XY坐标点号XYE01013739037.00,38438100.00E01063743775.0038434350.00E01023741955.0038439000.00E01073743190.0038434170.00E01033742655.0038437658.00E01083740815.0038433430.00E01043743115.0038436805.00标高: 从150米至-600米E01053743550.0038435285.002.2.2煤层可采厚度井田范围内含有煤层有两层煤，分别为戊煤、己组煤层，己煤层最小可采厚度为1.3m。戊煤煤层最小可采厚度为3.7m，最大可采厚度为4.7m。平均可采厚度为4.2m2.3矿井地质储量矿井主采煤层为戊煤煤层，采用地质块段法。煤层工业储量计算根据地质勘探情况，将矿体划分为A、B、C三个块段，在各块段范围内，用算术平均法求得每个块段的储量，煤层总储量即为各块段储量之和。块段划分如图2.2。 图2-3-1 井田划分储量块由图计算各块段面积分别为：Sa= 18 Mm2；Sb= 5.1M m2；Sc= 4.5M m2；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，m2。Mi各块段内煤层的厚度，m。Ri各块段内煤的容重，均为1.4t/m3。A块段储量：Za = 184.21.40/cos5 = 10624（万t）B块段储量：Zb = 5.14.21.40/cos6 = 3015（万t）C块段储量：Zc = 4.54.21.40/cos16 =2752（万t）则戊煤煤层工业储量：Zg1 =Za+Zb +Zc =10624.2+ 3015.9+2752.3 =16392.4（万t）2.3.1计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失 1、工业广场保安煤柱；2、井田境界煤柱损失；3、采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；4、建筑物、河流、铁路等压煤损失；5、其它各种损失。2.3.2各种煤柱损失计算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70，表土层移动角为45；3.维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其他15m；4.断层煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度为20m；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中第十五条，工业场地占地面积指标见表2.2表2.2工业场地占地面积指标井 型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.82.3.3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设50m宽，则井田边界保护煤柱损失量为681.4万t。2.断层保护煤柱断层煤柱留设40m宽，则断层保护煤柱损失量为：112.2万t。3.工业广场保护煤柱因为本矿井采用井田边界斜井开拓，因此工业广场在井田边界，所以在井田范围内不留工业广场煤柱。4.大巷保护煤柱由本井田采用斜井方案三开拓，利用斜井布置工作面，在开采后期北部三角煤阶段布置带区开采，布置大巷留煤柱60m，大巷的保护煤柱为95万吨。5.井筒保护煤柱主、副井井筒保护煤柱根据采动影响关系，需要留大煤柱，风井井筒保护煤柱在煤层中留400m，故井筒保护煤柱损失量为334.3。各种保护煤柱损失量见表2.3表2.3 保护煤柱损失量煤 柱 类 型储 量（万t）井田边界保护煤柱681.4断层保护煤柱112.2大巷保护煤柱95井筒保护煤柱334.3合 计1222.6工业工场煤柱设计 图2-312.3.4矿井可采储量计算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 = （Zg-P）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；C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 =（16392.4-1222.6）0.75=11376.3（万t）Z111b 探明的资源量中的经济的基础储量；Z122b 控制的资源量中的经济的基础储量；Z2M11 探明的资源量中的边际经济的基础储量；Z222 控制的资源量中的边际经济的基础储量；Z333 推断的资源量。3 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天，由于本矿井采用了联合集中布置，且煤层埋深较大，因此大部分巷道布置在岩石中，为了减少提升人员时间，增加副井的提矸时间；以及采区走向较长导致个人上下班时间较长，生产设备先进，工人劳动强度低等因素，设计认为采用“三八”工作制，其中二班半采煤，半班准备，每班工作8小时最为合理。矿井每昼夜净提升时间为14小时3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井设计生产能力的确定本矿井的生产能力主要考虑了以下几点：1、生产强度与地质条件的符合，本矿井地质构造简单，储量丰富，煤层赋存稳定，煤层属于中厚煤层，煤层倾角较小；2、矿井生产能力与工业储量符合煤炭工业设计规范要求；3、当地煤炭市场需求情况，目前煤炭市场供不应求，本矿井的煤质属于市场紧缺煤种。平顶上井田储量丰富，煤层赋存稳定，顶底板条件好，断层褶曲少，倾角小，厚度变化不大，开采条件较简单，技术装备先进，经济效益好，媒质为优质无烟煤，交通运输便利，市场需求量大，宜建大型矿井。鉴于以上因素确定本矿井的年设计生产能力为150万t/a。3.2.2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定：1.资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；2.开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建