安全工程毕业设计（论文）-铁北矿1.5Mta新井通风与安全设计【全套图纸】 .doc

中国矿业大学2013届本科毕业设计（论文）姓名学号21096223专业班级安全2009-1论文题目铁北矿1.5mt/a新井通风与安全设计矿井应急预案研究与建设指导教师归档人归档日期备注lw 2011-2013-2安全09-1中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名 学 号：21096223学 院： 应用技术学院 专 业： 安全工程 论文题目： 铁北矿1.5mt/a新井通风与安全设计 专 题： 矿井应急预案建设与研究 指导教师： 职 称： 讲师 2013 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 应用技术学院 专业年级 安全09-1班 学生姓名 任务下达日期：2013 年 2月 25日毕业论文日期：2013 年 3月 11 日 至 2012 年 6 月 1日毕业论文题目：铁北矿1.5mt/a新井通风与安全设计毕业论文专题题目：矿井应急预案建设与研究毕业论文主要内容和要求：毕业设计由一般设计、专题和外文翻译三部分组成。一般设计部分：题目为铁北矿1.5mt/a新井通风与安全设计。主要内容包括矿区概述及井田地质特征，井田开拓，采煤方法及带区巷道布置，矿井通风，矿井安全技术措施部分。专题部分：题目为矿井应急预案建设与研究设计要求：独立完成上述设计内容，方案论证、计算、分析要正确，专题要有自己的见解，结论要合理。说明书条理要清楚，论述充分，文字通顺，符合专业技术用于要求，图纸完备、正确。 翻译部分：题目为使用钻窝灌浆法预防，控制和熄灭煤层火灾 翻译要求：译文字数不少于3000字，语句通顺、完整，语义准确。 院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文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）：全套图纸，加153893706成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文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论文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论文答辩及综合成绩答 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：一般设计部分、专题部分和翻译部分。一般部分是铁北煤矿1.5mt/a新井通风安全设计。全篇共分为五章：矿区概述及井田地质特征、井田开拓、采煤方法及带区巷道布置、矿井通风和矿井安全技术措施。铁北煤矿位于内蒙古境内，倾斜宽约4.6km，走向长7.8km，勘探面积约35.3km2。本设计开采2号煤层，煤厚约为6.5m，煤层倾角57，平均6，属于近水平煤层。井田工业储量为322.86mt，矿井可采储量217.5mt。铁北矿瓦斯绝对涌出量为10.4m3/min，相对涌出量为3.3m3/t，为低瓦斯矿井。煤尘有爆炸危险，煤层有自燃发火倾向。铁北煤矿新井设计年生产能力为1.5mt/a，服务年限为96a。矿井工作制度为“三八”制。矿井的采煤方法为倾斜长壁综合机械化一次采全高。开拓方式为立井单水平开拓。矿井布置一个工作面生产，一个工作面备用，年生产能力为1.5mt/a。工作面长度为165m。煤炭运输方式为连续胶带运输。矿井通风方式为抽出式通风，风井布置方式为中央并列式。专题部分主要介绍的是矿井应急预案建设与研究，对矿井各种灾害进行危险性分析与研究，并制定出相应的措施，并未可能发生的灾害制定了灾害应急预案。翻译部分为使用钻窝灌浆法预防，控制和熄灭煤层火灾，针对煤矿火灾进行预防。关键词；铁北矿；开拓；煤层；安全措施;通风abstractthis design consists of three parts: general parts, the special part and the translation part.the general part is the new mine ventilation safety design of 1.5mt per year in tiebei mine. it contains five chapters: the general conditions of the mine and the field geological character, mining field deploitation, the excavating coal method and disposal of laneway in mining area, mine ventilation and the mineral well safety technical measures.the tiebei mine lies in the city of zha lei in nei meng gu province. the boundary of the minefield runs 4.6km on north south and 7.8 km on west east on average. the total area of the mine is 35.3 km2. there is one main seamthe second layer with thickness of 6.5 meters. the inclination degree of the seams are 37, 5 on average,a flat seam. the industrial storage of the mine field is 322.86 million tons and the recoverable reserves of the whole mine field is 217 million tons. the gas absolute emission of the tie bei mine is 10.4m3/min, and the relative emission is3.3m3/t, so it is a mine with low content of methane. the coal dust is explosive and the coal seams have the tendency of spontaneous combustion.the production capacity of tie bei mine is 1.5 million tons per year, and its service life is 96 years. the labor system of the mine is “three-eight”. mine mining method for comprehensive mechanization mining long wall to full height and the exploiting method of single level. the first level elevation is 495m. the mine layout one working face putting into production and another reserved, with the production capacity of 1.5 million tons per year. the length of the working face is 165m.the coal is transported by rubber belt convey continuously. mine ventilation for the exhaust ventilation air shaft arrangement for the retrograde ventilation.special section mainly introduces the prevention technology. the coal mine meets an emergency to prepare case construction and research and carry on risk analysis and establishment to correspond safe measure to coal mine various disaster.the mineral well disaster that may take place drew up to meet an emergency to prepare a case.the translation part is prevention, control and/or extinguishment of coal seam fires using cellular grout.keywords: tiebei mine; exploit ;coal seam; safety measure; ventilation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11.1.2地形与地貌11.1.3河流11.1.4气象与地震21.1.5水源及电源21.1.6人文及区域经济21.1.7其他地面建筑物情况21.1.8环境状况31.1.9现有煤炭运销和经济效益情况31.2井田地质特征31.2.1井田地质构造31.2.2水文地质41.3煤层及煤质51.3.1煤层51.3.2煤层顶、底板71.3.3煤质71.3.4瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃82 井田开拓92.1井田境界及可采储量92.1.1井田境界92.1.2可采储量112.1.3工作制度、设计生产能力及服务年限142.1.4井型校核152.2井田开拓162.2.1井田开拓的基本问题162.2.2矿井基本巷道252.2.3大巷运输设备选择362.2.4矿井提升403 采煤方法及带区巷道布置443.1煤层的地质特征443.1.1煤层的埋藏条件443.1.2带区煤层特征443.1.3煤层顶、底板特征443.1.4煤层的瓦斯、水文地质特征453.1.5地质构造463.1.6地表情况463.2带区巷道布置及生产系统463.2.1首采带区概况463.2.2带区准备方式的确定473.2.3带区数目及位置473.2.4带区巷道布置483.2.5带区生产系统483.2.6带区内巷道掘进方法及尺寸、支护方式及通风方式493.2.7带区生产能力及采出率503.2.8带区车场及轨道线路523.2.9带区主要硐室布置533.3采煤方法563.3.1采煤工艺方式563.3.2回采巷道布置方式684 矿井通风714.1矿井通风系统选择714.1.1矿井概况714.1.2矿井通风系统的基本要求714.1.3矿井通风方式的确定724.2带区通风764.2.1带区通风方式的要求764.2.2带区工作面通风系统的确定774.2.3工作面风流方向的确定784.2.4通风构筑物794.2.5回采工作面风量804.3掘进通风814.3.1掘进通风的基本要求814.3.2局部通风方法和布置方式824.3.3掘进面需风量计算834.3.4掘进面的设计844.3.5掘进工作面设备选型844.3.6掘进通风安全技术管理864.4矿井所需风量884.4.1风量计算的标准884.4.2矿井需风量计算的原则894.4.3矿井所需风量计算894.4.4矿井风量分配904.4.5风速验算924.5矿井通风阻力934.5.1矿井通风阻力的计算原则944.5.2矿井通风路线的确定944.5.3矿井通风阻力的计算964.5.4矿井通风总阻力和总等积孔的计算984.6矿井主要通风设备选型994.6.1主要风机选型原则994.6.2矿井通风设备的要求：994.6.3矿井主扇静风压与工作风量1004.6.4主要通风机实际工况点确定1014.6.5电动机选型1044.7矿井反风措施及装置1064.7.1矿井反风技术及使用条件1064.7.2矿井反风的目的和意义1064.7.3矿井反风方式及反风装置1064.8概算矿井通风费用1084.8.1电费(w1)1084.8.2设备折旧费1084.8.3材料消耗费1094.8.4通风工作人员工资费用1094.8.5专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费及其他费用1094.8.6矿井的吨煤通风费用1095 矿井安全技术措施1105.1矿井安全技术概况1105.1.1煤层赋存特征1105.1.2瓦斯涌出特征1105.1.3煤尘爆炸性及自然1105.1.4矿井涌水量1105.2矿井火灾1105.2.1煤矿自然发火概括1105.2.2矿井自然发火分析1115.2.3防止煤层自燃发火的预报及监测措施1155.2.4防灭火措施1165.2.5预防性灌浆防灭火1175.2.6预防火灾事故1255.3矿井瓦斯1265.3.1矿井瓦斯涌出概况1265.3.2预防瓦斯爆炸技术措施1265.4矿尘1275.4.1矿井粉尘防治的重要性1275.4.2矿井粉尘的危害1275.4.3本矿井粉尘情况概况1295.4.4矿井防尘措施1295.4.5煤层注水设计130专题部分1 事故应急预案建设的意义及原则1361.1应急预案建设的意义1361.2事故应急救援方针1361.3事故应急救援原则1361.4应急预案适用范围1362 矿井基本情况1372.1矿井生产概况1372.2医疗条件1372.3交通条件1372.4应急救援条件1372.5应急通信保障1373 瓦斯窒息、燃烧爆炸专项应急预案1373.1瓦斯窒息、燃烧爆炸危害程度分析1373.2瓦斯窒息、燃烧爆炸事故的预防1373.2.1防止瓦斯积聚的措施1373.2.2防止瓦斯引燃的措施1393.2.3防止瓦斯爆炸的措施1393.3处理瓦斯爆炸事故的措施1413.4瓦斯灾变处置措施1423.5灾变现场人员处置措施1424 煤尘爆炸灾害专项应急预案1434.1煤尘爆炸程度分析1434.2煤尘爆炸事故的预防1434.2.1预防煤尘堆积、飞扬的措施1434.2.2防止及隔绝煤尘爆炸的措施1444.2.3处理煤尘爆炸事故的措施1444.3防止事故扩大的措施1444.4煤尘灾变处置措施1454.5灾变现场人员处置措施1455 矿井火灾事故专项应急预案1455.1火灾危害程度分析1455.2矿井火灾事故的预防1465.2.1外因火灾的预防1465.2.2内因火灾事故的预防1465.3处理矿井火灾事故的措施1475.3.1制定救援计划遵循的原则1475.3.2三类火灾的应急处理措施1485.3.3处理别的场所火灾事故的措施1506 矿井水灾事故专项应急预案1516.1水灾危害程度分析1516.2井下水灾事故的预防1516.2.1井田地表防治水的预防1516.2.2井下防治水的预防1526.2.3回采工作面防治水的预防1526.3应急处置和救援程序1547 矿井顶板事故专项应急预案1557.1顶板危害程度分析1557.2顶板事故的预防1557.2.1采煤工作面顶板事故的预防措施1557.2.2掘进工作面预防顶板事故措施1567.2.3救援程序和应急处置158参考文献158翻译部分英文原文160翻译论文170致 谢176第 113 页中国矿业大学2013届本科毕业设计（论文）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1.位置扎赉诺尔矿务局铁北矿井，位于扎赉诺尔煤田的西北部。地理坐标：东经11745306040；北纬492615273015。行政区局内蒙古自治区呼伦贝尔盟满洲里市扎赉诺尔区。西距满洲里市29km，东距海拉尔市160km，至哈尔滨市908km。2.交通滨州铁路横贯井田南侧。矿区内设有专用铁路与滨洲线连接。至各旗（县）均有公路相通，交通方便。图1-1铁北井田交通位置示意图1.1.2地形与地貌该矿区位于大兴安岭西坡之内蒙古高原，但区内地形平坦，一般标高在+544.30m544.60m之间。东西面环山，多为1530。左右的缓坡状丘陵。南北方向为平坦草原。1.1.3河流煤田内水体颇多，木得那亚旧河床在煤层露头以外仅200500m。井田南、西侧并流经井田之上的人工河（达赉湖浅水渠、即木得那亚河改道工程），南通达赉湖，北入海拉尔河，流经中苏边界，最后注入黑龙江。海拉尔河床平坦，汛期河水有时出槽，有时使工人河逆向流动。1.1.4气象与地震(1)气象本区属大陆性气候，冬季严寒而漫长，冬寒夏热、温差变化大夏季炎热而短暂，寒署变化剧烈，昼夜温差大。最低气温-42.7，最高气温为37.4，年平均气温5.07.8。十月至翌年四月为结冰期，最大冻土深度1.5m。积雪厚度一般在512。雨量多集中在六、七、八月份，年最大降雨量371.4。一般为250330，年蒸发量12001500，为降雨量的4.5倍。(2)降水量全年降雨量多集中在6、7、8月份，占全年降水量的6070蒸发量为12001500mm，为降水量的四倍多，常年发生春旱。蒸发量以810月为最大。其它月份很少降雨，年最大降雨量为1985年的371.4mm，一般年份降雨量为250.00330.00mm，日最大降雨量为1984年8月11日的112.10mm。年积雪厚度一般在512.00mm。(3)风全年最大频率风向为西南风，一般风速为25m/s，最大为20m/s，风力一般为23级，最大为级。(4)地震根据中国科学院出版刊物报导，本区为无震区。过去十多年只凭感觉发生过次地震。1979年2月6日地震部门报导，在达赉湖地区发生过5.3级地震，震中在达赉湖西岸。最近呼盟地区地震局图件表明，本区为6级震区。1.1.5水源及电源（1）电源情况矿井供电电源灵泉二电厂，发电机组能力为25000kw,该矿地面设35kv变电所一座，两回电源线路引入，一回引自灵泉发电厂，另一回引自110kv区域变电站，两回路电源线路一路为lgj-120架空线路，线路长度为6km，另一路为lgj-120架空线路，线路长度为11.5km。两路电源线路距离适合，供电电源可靠。（2）水源情况矿区无论地表水，地下水均比较丰富，建设水源比较方便。矿区已建成达赉湖水源日产量13000吨供全矿区工、农业用水。矿井水经净化处理后用于井下消防洒水及地面灌溉，做为补充水源。1.1.6人文及区域经济扎赉诺尔历史悠久，源远流长。有史以来，北方很多民族活动在这块土地上，尤其在近代史上蒙古族和汉族在这里共同生活、和睦相处，形成了汉族文化与蒙元文化在这里共展，游牧文化与农耕文化在这里相邻，中原文明与草原文明在这里交汇，晋、陕、蒙民俗文化在这里共融的特有民族文化现象。1.1.7其他地面建筑物情况扎赉诺尔矿区是具有百年开发历史的老矿区，矿区行业门类齐全，建筑材料如水泥、预制构件、砖瓦等均能生产，部分建筑材料需就近外购,满足矿井建设的需要。矿区内除蔬菜种植外，多为草原畜牧业。矿区职工待业子弟较多，劳动力来源比较充裕。矿务局有砖瓦厂一处，年生产能力1000万块，基本满足矿区发展需要。另外扎赉诺尔矿区有煤矸石砖瓦厂一处，也可以为矿区所用。矿区周围多为火成岩无石场。1.1.8环境状况本矿区位于呼伦贝尔大草原，地表呈丘陵构造，地形简单，地貌单元属冲击平原。境内水资源丰富，湖沼星罗棋布，地表水对污染物的稀释能力较强，环境容量很大。矿区原有自然景观为辽阔草原，植被在中国植被区划分中属于温带草原大兴安岭森林草原地带。由于人类活动及自然灾害的影响，草原植被已遭到破坏，局部出现了沙化迹象。1.1.9现有煤炭运销和经济效益情况扎赉诺尔矿务局铁北矿井，位于扎赉诺尔煤田的西北部。公司成立于1985年，前身为原国有企业扎赉诺尔矿务局煤炭工业公司，现为股份制民营企业,是集煤炭、煤化工、电力、集装、路桥、金融投资、房地产、生态旅游开发为一体的大型能源企业。集团公司下设有3座矿井和1座露天矿，2004年核定能力为5.43mt/a，拥有员工2000多名。2005年签订煤炭销售合同约7.00mt，2005年核定能力为6.86mt/a。截至2004年12月底，扎煤公司资产已达16.0亿元，净资产9.3亿元，销售收入4.3亿元。公司成立以来累计生产煤炭近300mt，上缴税费10多亿元。矿区现有煤炭产量已供不应求,经济运行情况良好，财务状况良好。1.2井田地质特征1.2.1井田地质构造本井田位于扎赉诺尔含煤盆地中部，为一宽缓不对称向斜构造，其轴向主要呈北20东方向，北端向东偏转轴向2530，两翼地层倾角均较平缓，西翼略陡，一般35，浅部有时可达7，东翼略为平缓，一般23，浅部有时可达5。本井构造另一特点是含煤地层不同层段沉积中心沿盆地轴向作有规律的侧向迁移。煤层群沉积中心在新开河以东-走向剖面一带；煤层群沉积中心在新开河以西-走向剖面附近。地层倾角由上至下由大变小，煤层群倾角为37，煤层群倾角为25。井田内断裂构造不发育，仅在东部边界附近2728线、30线上见有一小型缓坡状平卧断层，区内长度约2km，该断层由90118、90109、90120、90110钻孔控制，富水性、导水性较差，断层较可靠。井田内未见岩浆岩活动1.2.2水文地质井田位于扎赉诺尔煤田地貌单元的中部低洼平坦地带，地下水流向受盆地地质构造、海拉尔河丰枯水位影响，呈北东南西与煤层走向基本一致，顺层而流，丰水期向呼伦湖方向排泄，枯水期向额尔古纳河方向排泄。井田水文地质特征与一般煤田的水文地质特征不同，主要特点是煤层含水。煤层含水层是主要直接充水含水层和强导水层，煤层含水层是裂隙含水，煤层顶、底板岩层含水层是以裂隙含水层为主的弱含水层，甚至是隔水层，第四系砂砾含水层也是主要含水层和强导水层。第四系中粘土、亚粘土及砂层中的厚层淤泥可视为隔水层：分布于新开河西与原木得那亚河东岸，于第四系地质剖面3、4、5、剖面，厚410m，于第四系第2地质剖面q27孔见有4m厚的淤泥，但呈不连续状。粘土、亚粘土分布面积约占井田面积三分之一，但井田大部分面积仍为粉、细砂裸露区，大气降水可直接渗入补给，砂砾层中地下水仍起着连通作用。图1-2综合柱状图（1）含水层井田内含水层按时代划分为第四系、伊敏组和大磨拐河组三个大含水煤岩组，按空间由上而下划分为第四系砂砾含水层和煤层及其顶、底板粗、中砂岩含水层共5个含水层。（2）第四系砂砾含水层广泛分布于煤系地层之上，岩性为砂砾、粗砂，以砂砾为主，呈灰灰绿色，分选差，砾石呈浑圆次圆状，砾石直径一般520mm，最大达40mm。厚度2.5013.30m，平均8.30m，一般在8.0010.00m左右，经抽水试验其水文地质参数q为5.476.14l/sm，k为59.6470.86m/，t为733.42744.18m2/d，s为1.3010-36.5610-3，a为1.1310-55.7210-5m2/d。其补给源为大气降水和春汛期冰雪融化地面积水之垂直渗透和丰水期新开河侧向补给，枯水期则侧向补给新开河。在砂砾含水层之上全区普遍发育一层灰色、分选均匀的粉、细砂，厚度为1.5011.30m，一般在4.006.00m，发育比较稳定。水位埋深1.08m，经邻区抽水实验其水文地质参数q为0.91l/sm，k为12.06m/d，t为159.07m2/d，s为0.11，a为1450.74m2/d。水温04，水化学类型为hco3clnamg水，地下水类型为承压水。煤层顶板粗砂岩含水层全区普遍发育，粗砂岩为泥质胶结，厚19.5430.30m，水位埋深0.60m21.79m，经邻区抽水试验其水文地质参数q为0.340.36l/sm，k为1.541.88m/d,t为24.1436.64m2/d，s为3.4810-33.5710-4，a为1.036.94104。水化学类型为hco3clnamg水，地下水类型为承压水。综上所述，井田构造复杂程度属于简单类型。矿井涌水量（1）充水因素经对勘探获得资料及邻近生产矿井水文资料综合分析，区内地形平坦，地表径流差，大气降水及春汛期冰雪融化，易于积聚，区内地表水系发育，新开河纵贯全区，地下水与大气降水、地表水关系密切。第四系地层广泛覆盖于煤系地层之上，大气降水和地表水通过垂直渗透于第四系砂层，煤田西侧地形较高，分布面积广，煤系地层倾角平缓，煤层及各含水层露头接受大气降水和地表水的垂直、顺层补给和顺层排泄。井田内抽水钻孔和长期观测孔未曾封闭，将会导致各含水层的水进入巷道，增大矿井涌水量。从矿井水文地质资料分析和井田区抽水试验资料分析，随降深增加和时间的增长，单位涌水量减小。随开采面积的增加，增大或减小关系不明显。（2） 矿井涌水量根据井田水文地质条件、充水因素及邻近生产矿井的水文资料，经扎煤公司采用比拟法预计，矿井正常涌水量为500m3/h，最大涌水量为900m3/h。1.3煤层及煤质1.3.1煤层井田内有、共2个煤层，属于本井开采的是煤层。根据地质报告批复，煤层水文地质条件复杂，如果开采煤，冒落带高度将波及到第四系含水砂层，存在突水可能；其他煤层属不可采煤层。煤：煤全区发育，是本井最主要可采煤层，煤层变化规律是北翼厚、南翼薄，沿倾向西翼厚、东翼薄，两翼向盆地中心由薄逐渐增厚，在向斜轴以西分岔前煤层最厚。在31线以北沿走向由南至北厚度一般20.0026.00m，厚度变化较小，仅西北边缘略薄，一般在18.0019.00m；在31线以南因分岔厚度变薄，一般14.00m左右，南部边缘9026孔煤厚仅13.3m。煤层结构简单，夹矸01层，局部23层，夹矸多位于煤层顶部或下部，厚度一般小于0.50m，夹矸为泥岩或炭质泥岩。表1.1井田西带区南部煤层特征煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均煤层层数煤层结构夹石层数夹石厚度(m)最小最大平均顶底板岩性与煤层间距(m)最小最大平均稳定性顶板底板5.9216.7012.4228复杂170.38.662.91粉砂岩、泥岩、局部细、中粗粒粉砂岩和砂砾岩泥岩，细粒砂岩119.16145.15130.09较稳定表1.2井田西带区北部煤层特征煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均煤层层数煤层结构夹石层数夹石厚度(m)最小最大平均顶底板岩性与煤层间距(m)最小最大平均稳定性顶板底板 15.017.5016.3212简单0100.320.04粉砂岩、泥岩、局部细、中粗粒粉砂岩和砂砾岩泥岩，细粒砂岩119.16145.15130.09稳定表1.3井田东带区南部煤层特征煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均煤层层数煤层结构夹石层数夹石厚度(m)最小最大平均顶底板岩性与煤层间距(m)最小最大平均稳定性顶板底板11.7917.4915.7715复杂080.474.541.99粉砂岩、泥岩、局部细、中粗粒粉砂岩和砂砾岩泥岩，细粒砂岩119.16145.15130.09较稳定表1.4井田东带区北部煤层特征煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均煤层层数煤层结构夹石层数夹石厚度(m)最小最大平均顶底板岩性与煤层间距(m)最小最大平均稳定性顶板底板15.8418.8617.6613简单0200.50.1粉砂岩、泥岩、局部细、中粗粒粉砂岩和砂砾岩泥岩，细粒砂岩119.16145.15130.09稳定1.3.2煤层顶、底板经对井田内可采煤层顶板30m，底板30m的岩性进行采样分析，岩性由泥岩、粉砂岩及粗中砂岩组成，以粗、中砂岩为多，泥质胶结，粗、中砂岩松散、抗压强度低。泥岩、粉砂岩、细砂岩有随深度增加，抗压强度增高的规律。而粗、中砂岩的抗压强度没有明显变化。一般规律是煤层的抗压强度普遍较高，岩石抗压强度较低，岩石随粒度变粗而抗压强度变低。1.3.3煤质（1）煤类及其分布规律煤是本井主要可采煤层，以褐煤为主，长焰煤次之。（2）本区煤呈黑褐色，条痕褐色，弱沥青光泽，断口多呈平坦状、贝壳状及参差状，性脆易碎，易风化，可见龟裂现象。见有不发育的内生裂隙。煤的结构常以条带状为主，线理状、透镜状次之。煤的构造多为水平层理；煤的硬度系数为2.5，长焰煤视密度为1.251.33g/cm3，平均为1.29g/cm3。真密度为1.471.62g/cm3，平均为1.53g/cm3。褐煤视密度为1.281.37g/cm3，平均为1.31g/cm3。真密度为1.541.63g/cm3，平均为1.58g/cm3。（3）褐煤的化学性质煤的水分（mad）：一般在6.90%12.29%之间，平均为10.17%。煤的灰分（ad）：一般在6.38%24.04%之间，平均为14.23%。煤为中灰煤。挥发分（vdaf）：一般在39.71%45.01%之间，平均为42.52%。全硫（st,d）：一般在0.24%0.61%之间，平均为0.39%。属特低硫煤。磷分(pd):一般在0.004%0.026%之间,平均为0.013%。煤属中磷煤。粘结指数（gri）：均为0。透光率（pm）：一般在23%45%之间，平均为33%。发热量（qb,ad）：一般在19.65mj/kg23.96mj/kg之间，平均为21.72mj/kg。恒湿无灰基高位发热量（qgw-a.gn）：一般在21.49mj/kg22.60mj/kg之间，平均为22.12mj/kg。（4）长焰煤的化学性质煤的水分（mad）：一般在5.20%9.06%之间，平均为7.19%。煤的灰分（ad）：一般在9.18%22.40%之间，平均为14.20%。、煤为低灰煤。挥发分（vdaf）：一般在40.94%45.71%之间，平均为41.91%。全硫（st,d）：一般在0.14%0.47%之间，平均为0.32%。属特低硫煤。磷分（pd）：一般在0.007%0.065%之间，平均为0.02%。属低磷煤。粘结指数（gri）：最小为0，最大为3，一般多为0。透光率（pm）：一般在54%68%之间，平均为62%。发热量（qb,ad）：一般在23.19mj/kg24.96mj/kg之间，平均为24.32mj/kg。恒湿无灰基高位发热量（qgw-a.gn）：一般在23.38mj/kg26.15mj/kg之间，平均为24.63mj/kg。1.3.4瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃（1）瓦斯与本矿井邻近生产井均为低瓦斯矿井。本井勘探阶段采集了6个孔13个瓦斯测试结果，根据井筒检查钻瓦斯鉴定资料，l3孔煤瓦斯含量总计为0.53ml/g。铁北矿瓦斯相对涌出量3.3m3/min。因此，本井按低瓦斯矿井设计。（2）煤尘根据褐煤层、长焰煤层的煤尘爆炸测试结果，均有爆炸性。与本矿井邻近生产矿井爆炸指数为42.9%，具有爆炸危险性。因此，本井煤尘有爆炸危险性。（3）煤的自燃煤属容易自燃煤层，根据井田内着火点的测试结果，煤层小于305c。故本矿井煤属容易自燃，自燃发火期为36个月。（4） 地温本矿井无地温危害。2 井田开拓2.1井田境界及可采储量2.1.1井田境界一、井田划分的原则扎赉诺尔矿务局铁北矿井，位于扎赉诺尔煤田的西北部。井田形态不规则的多边形。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。应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存状况、煤质分布规律、开采技术条件、矿井生产能力和开拓方式，并结合地貌地物等因素，进行技术比较后确定。实际的井田划范围和形状差异很大，煤田范围划分为井田的一般应遵循以下原则有：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、地质构造、水文地质以和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、要有与矿井生产能力相适应的井田范围，有足够的储量和服务年限及合理的尺寸；3、统筹兼顾，照顾全局，要处理好与相邻矿井的关系；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。5、留有余地，当煤层可采厚度较大、开采条件好时，先建成中小型矿井，有利于后期扩建或新建大型矿井。二、确定井田四周境界根据内蒙古自治区国土资源厅内国土资采划字20030200号关于扎赉诺尔矿务局铁北矿划定范围的批复，本矿井田范围由以下6个拐点坐标定：图2-1铁北矿井田境界表2-1铁北矿井田境界拐点坐标表拐点号国家坐标(3)国家坐标(6)经距（y）纬距（x）经距(y)纬距(x)139553802.0005470823.00020553802.0005470823.000239555145.0005477995.00020555145.0005477995.000339555556.0005478600.00020555556.0005478600.000a39556800.0005477535.00020556800.0005477535.000b39556918.0005477621.00020556918.0005477621.000439558900.0005475950.00020558900.0005475950.000539557177.0005469762.00020557177.0005469762.000三、井田尺寸井田为不规则的多边形；井田东西走向长度最大7.985km，走向长度最小7.442km，走向平均长度7.713km，南北倾斜宽度最大4.839km，倾斜宽度最小4.198km，倾斜平均长度4.519km，井田面积35.3km2,井田周长为24.058m，井田内地层平缓，煤层的平均倾角约为5，最大为7。 井田的水平面积按下式计算： s=hl 式（21） 式此处已删除，完整版加153893706作面的风速不得低于0.25m/s；5)工作面回风流中瓦斯浓度不得超过1%；6)必须保证通风设施(风门、风桥、风筒)规格、质量要求；7)要保证风量按需分配，尽量使通风阻力小、风流畅通；8)机电硐室必须设在进风流中；9)采空区必须要及时封闭；10)要有压风自救管路、避灾路线、避灾硐室和局部反风系统。(3)带区进回风的选择带区进回风巷方式轨道平巷和运输平巷进风，回风平巷回风。(4)工作面上行风与下行风的确定本矿工作面为带区布置，不存在上下行风问题。综合考虑以上进风方式优缺点，本矿采用辅助运输大巷进风，专门的回风大巷回风，进风巷内设立风门，回风大巷和回风立井之间用石门连通。4.2.2带区工作面通风系统的确定采煤工作面的通风系统由采煤工作面的瓦斯、温度和煤层自然发火等所确定的，根据采煤工作面的进回风巷道的布置方式和数量，可将工作面通风系统可分为u型、y型、z型和w型，见图4-5、表4-3。图4.5 回采工作面通风类型表4.3工作面通风方式比较表优缺点通风方式优 点缺 点u型提前勘探煤层赋存情况，对于掌握瓦斯、火的发生发展规律有利，漏风小，巷道布置简单，维护容易.煤炭易自燃，上隅角易积聚瓦斯。风流线路长，阻力变化大。适用于瓦斯涌出量小的矿井。y型解决了上隅角瓦斯积聚问题，改善了工作环境，可实行沿空留巷，提高了回风效率。有利于上下平巷安装机电设备。需在采空区维护一条回风巷，维护费用高，维护时间长。适用于瓦斯涌出量大的矿井。z型z型前进式与u型前进式相比，巷道为进回风巷只需在一侧采空区下维护，且通风路线长度不变，后退式z型可改善上隅角瓦斯问题。风流线路短而稳定。z型前进式易上隅角瓦斯积聚；z型后退式，当采空区瓦斯涌出量大漏风量大时，回风巷瓦斯易超限。w型工作面通风量大。有利于满足上下工作面同采，有良好的作业环境，容易稀释工作面瓦斯。不适用于综采面。该设计矿井自然发火严重，为便于掌握瓦斯涌出规律及火的发生状况，确定采用u型通风，且该通风方式漏风小。本设计矿井采用一个工作面集中生产，因此带区通风系统及风量分配与全矿井基本相同。4.2.3工作面风流方向的确定按采煤工作面与风流方向不同可分为上行通风和下行通风两种，当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称为上行通风。否则是下行通风。按风流方向与煤流方向不同可分为同向与逆向。风流方向与煤炭运输方向一致时称为同向通风，否则为逆向通风。各自的优缺点对比见表表4.7 工作面风流方向比较风向优 点缺 点上行通风瓦斯自然流动的方向与上行风流方向相同，在正常风速情况下，瓦斯不易积聚和分层流动，工作面发生火灾时所产生火风压与通风压力作用方向一致，瓦斯浓度不会增加，着火点瓦斯爆炸的可能性小。上行风将煤炭运输过程中所溢散的瓦斯和煤尘带入工作面，增大了瓦斯和煤尘的浓度，风流受运输设备加热而使风流增温，倾角大于12的工作面应采用上行通风。下行通风瓦斯自然流动的方向与上行风流方向相反，瓦斯和空气混合能力强，正常风速不易局部瓦斯积聚和分层流动，回风流方向与煤流方