0.9Mta新井初步设计

1、1 0.9MT/A 新井初步设计 目目 录录 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.3 1.1 矿区概述 .3 1.2 井田地质特征 .5 1.3 煤层特征 .8 2 井田境界和储量井田境界和储量.12 2.1 井田境界 .12 2.2 矿井工业储量 .12 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.17 3.1 矿井工作制度 .17 3.2 矿井生产能力 .18 3.3 矿井服务年限 .18 4 井田开拓井田开拓.20 4.1 井田开拓的基本问题 .20 4.2 矿井基本巷道 .32 5 准备方式准备方式-采区巷道布置采区巷道布置.44 5.1

2、 煤层的地质特征 .44 5.2 采区巷道布置及生产系统 .46 5.3 采区车场选型 .51 6采煤方法采煤方法.53 6.1 采煤工艺方式 .53 6.2 回采巷道布置 .67 2 7 井下运输井下运输.69 7.1 概述 .69 7.2 采区运输设备选择 .71 7.3 大巷运输设备选择 .72 8 矿井提升矿井提升.75 8.1 概述 .75 8.2 主副井提升 .75 9 矿井通风矿井通风.77 9.1 矿井通风系统选择 .77 9.2 矿井所需风量 .93 9.3 全矿通风阻力的计算 .98 9.4 矿井主要通风机选型 .102 9.5 防止特殊灾害时期的安全措施 .109 10

3、矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标.111 参考文献：参考文献：.113 致致 谢谢.115 3 1 矿区概述及井田地质特征 1.1矿区概述 1.1.1 交通位置交通位置 新驿矿井位于山东省西南部的兖州市境内，东南距兖州市19km,西 北距汶上县城20km。 区内交通方便。兖(州)新(乡)铁路从井田南侧穿过，西到荷泽与 京九铁路相连，至新乡与京广铁路相接，东至兖州与京沪线和兖(州)石 (臼所)铁路连通。兖州汶上公路自井田东北穿过，井田内乡村级公路 四通八达。详见交通位置图(图1-1)。 4 济南 郑州 徐州 邯郸 开封 商丘 兖州 济宁 泰安 至北京至北京至北京 至广州 至九龙 至上海

4、至焦作至西安 至连云港至石臼港至青岛 50km 矿区位置 肥城 东平 汶上 宁阳 梁山 嘉祥 巨野 金乡 鱼台 菏泽 定陶 成武 郓城鄄城 新乡 图图 1-1 交通位置图交通位置图 1.1.2地形地貌地形地貌 井田内地势平坦，地面标高在43.35m52.78m之间，地势北高南低， 地形坡度1.2。区内为农田，农业发达，主要农作物为小麦、玉米和 棉花。 1.1.3气象及地震情况气象及地震情况 本区为温带半湿润季风区，属海洋与大陆间过渡性气候，四季分 明。年平均气温13.6C，月平均最高气温34.3C，日最高气温41.6C；月 平均最低气温-9.5C，日最低气温-19.4C，年平均降雨量659.3

5、9mm，年 最大降雨量1186mm，日最大降雨量177.1mm；降雨多集中在7、8月份， 春季雨量少；年平均蒸发量1765.60mm。春、夏季多东及东南风，冬季 多北及西北风，平均风速2.3m/s，最大风力8级。历年最大积雪厚度 0.15m，最大冻土厚度0.31m。 本矿井工业场地地震烈度，按山东省建委鲁建设发1997243号文 山东省各县（市、区）地震烈度表为7度。 5 1.1.4 矿区开发及工农业生产概况矿区开发及工农业生产概况 本井田位于兖州市西北约19km，南部为兖州矿区，西南部有近年 建成投产的葛亭煤矿(60万t/a)，运河煤矿(150万t/a)、唐阳煤矿(60万t/a)。 临沂矿业

6、集团建成投产的古城煤矿(90万t/a)位于兖州城区的东北。上述 矿井在建设、生产、管理等方面积累了丰富的经验，为本井田的开发建 设奠定了坚实的基础。 本矿井所在的宁阳汶上煤田为冲积平原，土地肥沃，农作物主要 以小麦、玉米为主。 矿井建设所需主要建筑材料，除钢材、木材及部分水泥需外地采 购外，其余的砖、瓦、沙石等建筑材料，均可由当地供应。 1.1.5电源条件电源条件 位于本井田北部的新驿镇附近有新驿35kV变电所，在井田南部颜 店镇附近拟建颜店110kV变电所。 1.1.6矿区水文情况矿区水文情况 井田内地下水系可以作为矿井供水水源，可供矿井选择水源有第 四系冲积层砂层水和奥灰水，供水水源可靠。

7、 结合邻近生产矿井取水情况，井田内的第四系砂层含水丰富，水 质较好，初步确定第四系上组砂砾层水作为该矿井的供水水源。 井田内地表水系为河流，主要是氵 光氵 府河，其次是杨家湾和黄狼沟。 由于第四纪中组粘土类隔水层发育良好，因此，各基岩含水层与地表水、 大气降水无直接水力联系。 本矿井工业广场地势北高南底，原地形标高48.6m左右，历史上曾 受过洪水内涝威胁，57年、60年、63年雨量较大，1964年该区遭受历史 上最大的暴雨袭击，黄浪沟普遍漫益。经过实地调查，当时地面上水 0.30.5m，此值与水利局计载的数据相符，据此推算最高水位 49.1m。1964年洪水按1703年以来第三位洪水考虑，水

8、利部门推算其重 现期已接近百年一遇。设计将49.1m作为矿井井口及要害建筑防洪设计 标高。 矿井井口及主要建筑物室内地坪标高为49.80m，其他建筑物及场 地一般均在49.10m以上，以确保矿井安全。 1.2 井田地质特征 1.2.1井田地形井田地形 井田内地势平坦，地面标高在43.35m52.78m之间，地势北高 6 南低，地形坡度1.2。 1.2.2勘探程度评述勘探程度评述 新驿井田范围67 km2，全区各勘查阶段共施工51个钻孔，其中精查 孔18个。在构造较复杂，煤层较稳定至不稳定的地质条件下，共施工精 查二维数字地震测线93.95km，物理点6205个；初期采区三维地震2.7 km2，

9、物理点3091个，并进行了相应的测井、测量以及采样测试等工作。 基本完成了精查地质任务。 井田内地质构造形态已查明，主要断层已查明或基本查明，煤层 对比清楚可靠，对煤层特征、煤质、开采条件均已查明，水文地质条件 基本查明。总之，所提精查地质报告能够作为设计的编制依据。 1.2.3 含煤地层含煤地层 本区的含煤地层自下而上依次为石炭系的本溪组、太原组和二叠 系下统的山西组，含煤25层，可采或局部可采5层，赋存于太原组和山 西组地层中，现分述如下： 1.二叠系下统山西组(P11) 厚34.2098.60m，平均77.52m，是本区主要含煤地层。主要由浅 灰、灰白色中、细粒砂岩及灰黑色粉砂岩、泥岩和

10、煤层组成，砂岩含量 较高。 上部以泥岩、粉砂岩为主，夹薄层砂岩。中下部以砂岩为主，夹 泥岩、粉砂岩薄层，砂岩含量较高，砂岩中见有粉砂岩泥岩包裹体和煤 线。斜层理发育，含海绿石。 底部泥质含量增多，常为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，且细砂岩 中见有粉砂岩泥岩包裹体。波状及浑浊状层理发育，见底栖动物通道， 为一良好标志层，与下伏太原组顶部的黑色海相泥岩、泥质粉砂岩为连 续沉积。 本组内3号煤层厚度大，储量丰富，为本区主采煤层。 本区为从海陆交互相向陆相发展的过渡相沉积，与下伏太原组为 整合接触。 2.石炭系上统太原组(C3) 全井田普遍发育，厚157.80178.45m，平均170.30m，为本井田主

11、 要含煤地层之一。由灰灰黑色粉砂岩、泥岩、浅灰色中、细砂岩、石 灰岩及煤层组成。含石灰岩12层，其中三、十下灰厚度大且稳定；五、 七、八灰较稳定，其它石灰岩局部发育，有相变现象。含煤20层，其中 7 16、17煤层为较稳定煤层，全区大部分可采；15上煤层为局部可采煤层。 本组地层为典型的海陆交互相沉积，岩相旋回明显，粒度韵律清楚，主 采煤层、标志层层位稳定，易于对比。以十二灰顶界为本组底界并与下 伏地层呈整合接触。 本组石灰岩与黑色海相泥岩富含蜓、牙形刺、腕足以及瓣鳃、腹 足、菊石、珊瑚、棘皮动物，有孔虫等化石，以蜓类化石最为丰富，并 以蜓类、牙形刺化石组合不同而成为太原组石灰岩与本溪组石灰岩

12、之主 要区别。本组植物化石主要是孵脉羊齿和椭园楔叶，同时有较多星轮叶 化石。 3.石炭系中统本溪组(C2) 厚度32.4037.60m53.45m，平均厚度35.00m，主要由紫红色、灰 绿色泥岩，粉砂岩和薄层石灰岩组成，偶见19煤层。 含石灰岩四层(十二、十三、十四、十五灰)。底部常为一层灰紫、 紫红等杂色铝铁质泥岩(山西式铁矿层)，与下伏中、下奥陶统为假整合 接触。 本组地层为以海相为主的海陆交互相沉积。本组产较丰富的蜓科 及牙形刺海相动物化石。 1.2.4地质构造地质构造 本井田总体为一向斜构造，即半坡店向斜，南部以长沟支五断层 为界，北半部3号煤层最大埋深800m，地层倾角15左右。

13、本井田内主要有北东向、北西向和近南北向三组正断层，该区自 南向北分别被长沟断层及其支断层、郓城支断层等几条北东向北倾断层 切割成阶梯状断块。 1.褶曲 井田内次一级褶曲不发育，全区以半坡店向斜为主，向斜轴由南 北转北东，延展长约10km。 2.断层 区内断裂构造在北部比较发育，共解释断层53条，孤立断点9个 8 P1 1 2 2 1 P P 4.76 3.40-7.10 0.40 0.00-1.16 0.30 0.00-0.60 0.00-0.80 0.00-0.65 44.50 28.27-56.65 0.35 0.00-0.40 15.74 15.15-16.32 3.59 0.72-7.

14、67 3.48 0.00-3.28 0.38 0.00-0.57 80.75 70.43-90.85 77.52 34.20-98.60 27.90-113.30 45.32 太 原 组 山 西 组 下 石 盒 子 组 上 统 下 统 P （m） （m） 物 性 分 段 柱 状 平均值 两极值 平均值 两极值 名 称 厚度间 距 组统系界 煤 层 及 标 志 层地 层 系 统 P1 1 P12 1:500 1 2 3 3下2 一 5 6 三 全井田普遍发育，厚157.80m178.45m，平均170.30m，为本井田主要含煤地层之一。由灰灰黑 色粉砂岩、泥岩、浅灰色中、细砂岩、石灰岩及煤组成，

15、含石灰岩12层，其中三、十下灰厚度 大且稳定；五、七、八灰较稳定，其他石灰岩局部发育，有相变现象。含煤19层，其中16、17煤 层为较稳定煤层，全区大部分可采；15上煤层为部分可采煤层。本组地层为典型的海陆交互相沉 积，岩相旋回明显，粒度韵律清楚，主采煤层、标志层层位稳定，易于对比。以十二灰顶界为本 组底界并与下伏地层呈整合接触。普、精查阶段通过对三灰进行的3次抽水试验，钻孔单位涌水 量0.01080.1933l/s.m，富水性弱中等，矿化度0.44610.549g/l，水质属HCO3-NaHCO3-Cl- Na.Ca型水。 太原组（C3） 1 1 石炭系（C） 物性特征：本组地层各种参数曲线

16、幅值变化较大，以中高电阻率的砂岩和高阻煤层构成主体， 上部有低阻泥岩，以3煤层视电阻率、伽玛伽玛曲线幅值最高，自然伽玛幅值 最低，中子含氢指数最大，岩石强度最低（无烟煤、天然焦的视电阻率、中子含氢指数依次降低 ，视密度、声速依次升高）。本井田3煤层出现分叉合并现象，3煤层之间多为中高阻砂岩 ，对于3煤层随分叉间距的增大，煤层间岩性由低阻泥岩过渡为中高阻 砂岩。P1 界面到3煤层底板为海退沉积模式，曲线呈倒粒序形态反映，有时3煤层底部砂岩切割 下伏太原组地层，使P1 界面下降，测井曲线呈河道砂岩的桶状反映。煤层结构单一、地层层 理，裂隙等构造有明显显示。 Limitisporites sp. V

17、itreisporites sp. Calamospora sp. Lepidendron oculus-felis Cordaites principalis Tacniopteris nystroemil Tingia carbonica Neuropterrs sp. Sphenopteris sp. Callipteridium sp. Emplectopteris triangularis Pecopteris sp. 本组产丰富的植物化石及孢粉化石，主要有： 本区为从海陆交互相向陆相发展的过渡相沉积，与下伏太原组为整合接触。 1 下统山西组（P1 ） 厚34.0098.60m，平均

18、77.52m，是本区主要含煤地层，主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及 黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成，砂岩含量较高。在3煤层顶底板有岩浆岩侵入，岩性为闪长岩 ，对区内煤层有变质作用，形成天然焦，面积较小，只在井田的西北角。 上部以泥岩、粉砂岩为主，夹薄层砂岩。中下部以砂岩为主，夹泥岩、粉砂岩薄层，砂岩含量 较高。斜层理发育，含海绿石。 底部泥质含量增多，常为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，且细砂岩中见有粉砂岩泥岩包裹体。波 状及浑浊状层理发育，见底栖动物通道，为一良好标志，与下伏太原组顶部的黑色海相泥岩、泥 质粉砂岩为连续沉积。3煤顶、底板砂岩抽水试验，水位标高27.6432.61m，单位涌水量0.003

19、 3060.044l/s.m，富水性弱，矿化度0.29420.5737g/l，水质属HCO3-NaHCO3.Cl-Na.Ca型水， 为开采煤层的直接充水含水层。 本组3号煤层厚度大，储量丰富，为本区主要煤层。 岩性、物性及水文特征描述 古 生 界 图图 1-2 地质综合柱状图地质综合柱状图 3.岩浆岩 9 在本井田西部有一中性岩浆岩侵入体，侵入层位以顺3煤层侵入为 主，因而对3煤层影响较大，使3号煤层被吞蚀或变成天然焦，降低了煤 的经济价值。 1.2.5井田的水文地质特征井田的水文地质特征 1.含水层 井田内含水层自上而下依次为第四系砂、砾层，山西组3号煤层顶、 底板砂岩，太原组三灰、十下灰及

20、中奥陶统石灰岩，其中3号煤层顶、 底板砂岩、太原组十下灰分别为开采上组煤与下组煤的直接充水含水层， 奥灰为开采下组煤的底鼓充水含水层。 2.井田水文地质类型 开采3号煤层的直接充水含水层为3号煤层顶、底板砂岩，富水性 弱，在其露头附近，3号煤层冒裂高度可达第四系下组砂砾层含水层， 其富水性弱中等。因此本井田3上煤层的水文地质类型为裂隙类简单 型，在开采15上煤层的直接充水含水层为七九灰间的薄层灰岩及砂岩， 开采16、17煤层的直接充水含水层为十下灰及十一灰，据简易水文观测 资料漏水点均较少，在长沟断层及其支断层与奥灰形成对口，且奥灰与 17煤平均间距仅47.87m，但精查阶段仅有2孔揭露下组煤

21、，十下灰亦未 进行抽水试验，故下组煤的水文地质类型有待进一步勘探查明。 3.矿井涌水量 精查地质报告采用大井法，矿井设计初期开采3号煤层时正常涌水 量195m3/h。考虑井下消防洒水、防尘用水、煤层注水、防火灌浆等因 素，确定矿井正常涌水量按250 m3/h考虑。现在正常矿井涌水量为 48m350m3/h. 1.3 煤层特征 1.3.1煤层埋藏条件煤层埋藏条件 1.煤层状况及风化带 新驿井田处于汶泗向斜南翼。区域主要褶皱方向为北东向北东 东向。井田总体为一向斜构造，即半边店向斜，以长沟支五断层为界， 3号煤层最大埋深750m，地层倾角平均15左右。 3煤层：东起煤层露头及F15断层，西至煤层露

22、头及探矿权登记边 界，南起长沟断层及探矿权登记边界，北至探矿权登记边界，3煤层面 积19.31 km2。 15上煤层：东起煤层0.70m可采边界，西至煤层露头及探矿权登记 10 边界，南起长沟支一断层及0.70m可采边界，北至探矿权登记边界，面 积23.86 km2。 16煤层：东起煤层露头及探矿权登记边界，西至煤层露头及探矿 权登记边界，南起长沟断层及探矿权登记边界，北至探矿权登记边界， 面积54.35 km2。 17煤层：东起煤层露头及探矿权登记边界，西至煤层露头及探矿 权登记边界，南起长沟断层及探矿权登记边界，北至探矿权登记边界， 面积54.03 km2。 2.煤层风氧化带 根据本区煤质

23、化验和岩芯观察资料，并参照邻区资料，统一划定 自基岩顶向下垂深20m为煤层风氧化带深度，有钻孔揭露资料者以实际 资料为准。 勘探区内3号煤层底板标高在-130m-760m左右，最浅部位于东南 角煤层露头部位，最深部位于勘探区西北角向斜轴部。 3.岩浆岩： 井田西北部有一中性岩浆岩侵入体，侵入于山西组地层中，对3煤 层及煤质有不同程度的影响。 井田内的岩浆岩侵蚀区皆位于井田北翼。在北翼西南部,岩浆岩顺3 煤层侵入。根据区内3个实际揭露岩浆岩钻孔及三维地震资料，共圈定 岩浆岩侵蚀区焦煤面积2.034 km2。 由于岩浆的侵蚀，使3号煤层变成天然焦，降低了煤的经济价值， 由于岩浆岩的接触变质、同化混

24、染作用使煤的物理、化学性质发生变化， 灰分增高，挥发分降低，有害成份增加。因此，由于岩浆岩的侵蚀，使 煤层稳定性降低，煤质变差，储量减少，可采性变差。 1.3.2煤层煤层 本区含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均总厚 248m。共含煤 25 层，其中山西组含煤 5 层，太原组含煤 20 层，平均 总厚 15.21m，含煤系数 6.13%。大部和局部可采煤层 5 层，平均总厚 6.70m，占煤层总厚的 44.05%。其中 3 煤层平均厚 3.48m，占可采煤层 总厚的 51.94%，是本区的主采煤层。 1.3 煤层 位于山西组中上部，煤层 0.727.67m，平均 3.48m。下距三灰

25、 70.4390.85m，平均 80.75m。 11 厚度变异系数为 31.82%。一般不含夹石，部分孔中见 1 层夹石， 岩性为泥岩、炭质泥岩或粉砂岩。顶板主要为泥岩、粉砂岩，少数为中、 细砂岩，个别孔见炭质泥岩、泥岩伪顶。底板主要为泥岩、粉砂岩，少 数为细砂岩。汶 137、汶 7-3、汶 12-1 号孔不可采，可采面积 30.73 km2，除冲刷区外全区可采,为井田主要可采煤层，属较稳定煤层。 表表 1-1 可可 采采 煤煤 层层 特特 征征 表表 2.15上煤层 位于太原组下部，九灰为直接顶板，下距十下灰平均 32.70m。煤层 厚度 0.301.12m，平均 0.77m。厚度变异系数为

26、 31.06%。结构简单， 一般不含夹石，部分钻孔含 1 层夹石。直接顶板九灰厚度为 0.200.55m，其上为泥岩、粉砂岩。底板为细砂岩、粉砂岩、泥岩。 可采面积 23.86km2，可采范围内平均厚度 0.89m，为井田主要可采煤层 之一，属不稳定煤层。 3.16 煤层 位于太原组下部，十下灰为其直接顶板，下距 17 煤层 煤层夹石 煤层名 称 全区厚度 (m) 最小最大 平均(点数) 结构 稳定 性 可采 性 间距(m) 最小最大 平均(点数) 层 数 主要岩石 3 0.253.71 3.48(20) 简单 较稳 定 大部 可采 0.727.67 3.59(20) 0 1 泥岩 炭质泥岩粉

27、砂 岩 148.56(6) 15上 0.301.12 0.77(13) 简单 不稳 定 大部 可采 0 1 泥岩 31.3950.13 38.28(11) 16 1.002.10 1.42(15) 较简 单 较稳 定 全区 可采 0-2 炭质泥岩泥岩 粉砂岩 17 0.651.50 1.03(15) 简单 较稳 定 大部 可采 3.7213.56 10.59(14) 0-1 泥岩 炭质泥岩 12 3.7213.56m，平均 10.59m。煤层厚度 1.002.10m，平均 1.42m，厚 度变异系数为 26.46%。一般含一层夹石，夹石岩性多为炭质砂岩、泥 岩，少数为粉砂岩、细砂岩。顶板主要为

28、石灰岩，少数有泥岩伪顶。底 板主要为泥岩，少数为粉砂岩、细砂岩、中砂岩。全区可采，可采面积 54.35km2，可采范围内平均厚度 1.42m，为井田主要可采煤层之一，属 较稳定煤层。 4.17 煤层 位于太原组下部，下距太原组底界 10.1016.80m，平均 13.60m。 煤层厚度 0.651.50m，平均 1.03m，厚度变异系数为 18.56%。部分含 一层夹石，夹石岩性多为泥岩、炭质泥岩。顶板主要为石灰岩、粉砂岩、 泥岩。底板主要为泥岩，部分为粉砂岩。全区仅汶 7 号孔不可采，其余 均可采，可采面积 54.03km2，可采范围内平均厚度 1.06m，为井田主要 可采煤层之一，属较稳定

29、煤层。 1.3.3煤质煤质 本井田各煤层以气煤为主，西北部汶8、651孔因受岩浆岩侵入的影 响，3煤层变为天然焦，在此两孔周围煤的变质程度会加深，局部会出 现贫煤、无烟煤或天然焦。 3煤层为低中灰、低硫、高发热量、高熔难熔灰分、低磷。15上、 16、17煤层属低中灰、高硫、低磷、高发热量、低高熔灰分。各煤层 为高油煤，具有良好的结焦性能，成焦率高。 1.3.4其它开采技术条件其它开采技术条件 1.各煤层顶底板岩性特征 (1)3 煤层：顶板以泥岩为主，厚 0.702.83m，次为粉砂岩，厚 1.757.44m，偶见泥岩伪顶，厚 0.35m。底板以泥岩、砂质泥岩为主， 厚 1.908.10m，局部

30、为粉砂岩，厚 0.966.80m。其顶、底板岩石力学 性质为： 泥岩强度指数 2035MPa；粉砂岩抗压强度为 36.21MPa，强度指数为 3045MPa，细砂岩强度指数为 3540MPa。 (2)15上煤层：顶板以石灰岩(九)为主，底板以泥岩、粉砂岩为主。 泥岩、砂质泥岩强度指数为 2248MPa，细砂岩强度指数为 3650MPa，石灰岩(九)强度指数为 6090 MPa。 (3)16煤层：顶板为石灰岩(十下)，底板以泥岩为主。其顶、底板岩石 力学性质为：石灰岩抗压强度为80.35MPa，强度指数为68100MPa， 13 泥岩抗压强度为3.24MPa，强度指数为2332MPa。 (4)1

31、7煤层：顶板以石灰岩(十一)为主，次为泥岩、粉砂岩。底板以 泥岩、砂质泥岩为主。其顶、底板岩石力学性质为：石灰岩强度指数 5080MPa，泥岩强度指数2631MPa，砂质泥岩与粉砂岩强度指数 4148MPa。 根据上述煤层顶、底板特征，结合邻近生产矿井实际资料，本井田 勘探（精查）地质报告认为： 3 煤层顶板为不稳定稳定，底板为不 稳定较稳定；15上煤层顶板为较稳定顶板，底板为不稳定较稳定； 16 煤层顶板为稳定顶板，底板为不稳定较稳定；17 煤层顶板为较稳 定稳定，底板为不稳定较稳定。 2.瓦斯、煤尘及煤的自燃 本井田各煤层瓦斯 (CH4)含量和成分最高分别为 0.004cm3/g燃和 0.

32、86%，二氧化碳(CO2)最高含量为 0.262cm3/g燃。根据钻孔测得的瓦斯 含量和临区井田资料对比分析，该区瓦斯含量低，应属低瓦斯矿井。 各煤层均有煤尘爆炸危险性。 各煤层原样着火温度变化在 312358之间，还原样与氧化样着 火点之差为 614，煤的自燃倾向性等级为不自燃。然而下组煤黄铁 矿结核含量较高，在潮湿状态易氧化并放出热量，易自然发火。 3.地温 本区平均地温梯度1.67/100m，属地温正常区。3上煤层处于正常地 温区，16、17煤层除北部小局部范围内一级高温区外处于正常地温区。 2 井田境界和储量 2.1 井田境界 2.1.1 井田境界井田境界 根据新驿井田勘探精查地质报告

33、，其自然范围为：井田东、西部 边界以 17 煤层露头为界，北以新嘉驿断层和郓城支断层为界，南部以 长沟断层为界。井田东西长 35.3km,南北宽 4.25.9km，面积约 22.7km2。 新驿煤矿于 2008 年办理了新的采矿许可证，把原来的北部扩大区 纳入证内开采范围。所以开采上限和下部边界有扩大的可能性。 2.2 矿井工业储量 14 2.2.1 地质勘探简介地质勘探简介 新驿井田于 1958 年发现，其勘探阶段划分为： 19581996 年为 找煤阶段；19992000 年为普查阶段；20002001 年为精查阶段。在 勘探过程中采用地震、钻探、测井等各种勘探手段，取得了较好的效果。 1

34、.钻探 1958 年原华东煤田地质 123 队在本区找煤曾施工 6 个孔，工程量 1817.02m，1960 年 122 队施工 13 个孔，工程量 5029.17m，1966 年华 东二队施工汶 37、汶 53 号孔，工程量 988.15m，1977 年山东煤田地质 局第二勘探队施工 5 个孔，工程量 1730.61m，1996 年该局第三勘探队 施工汶 102 号孔，工程量 496.68m。各时期共施工钻孔 27 个，工程量 10061.63m。有 11 个孔进行了测井，实测 4167.70m。2001 年山东煤炭 地质局在普查基础上又施工精查钻孔 19 个，工程量 10000m。 2.物

35、探 山东煤田地质局物测队于 1996 年在本区施工概查地震测线 6 条， 测线长度 39.42km，物理点 1248 个。1999 年在本区施工普查地震测线 23 条，测线长度 80.78km，物理点 4296 个。2001 年山东煤炭地质工程 勘察研究院在原首采区首采面进行了二维地震勘探和三维地震勘探，二 维地震测线长 214.15km，物理点 11749 个，三维地震勘探面积 2.7km2，物理点 3091 个。 2.2.2 资源储量估算工业指标资源储量估算工业指标 本次煤炭资源储量核实沿用原精查报告的工业指标，依据煤、泥 炭地质勘查规范(DZ/T 0215-2002)，煤层的最低可采厚度

36、为 0.70m， 原煤灰份不大于 40。 矿井地质储量:ZZ= s h （2-1） 式中 S煤层的面积，m2； h煤层平均厚度，m； r煤的容重，取 1.35t/m . 3 a煤层平均倾角 所以矿井的工业资源储量为 ZZ =10803.6 万 t 15 67.0204 75.0 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.0 DF54 H=090m 55 70 -350 2.25 42.0 -400 0.28 DF103H

37、=085m 60 75 -500 -500 2.07 X -250 -300 -250 -300 -350 -400 -450 -500 -550 -600 -600 -500 -550 -650 -600 -550 -500 -450 -400 -450 -500 -550 -600 -650 -450 -400 -350 -300 -300 -250 -200 -150 -700 -650 -600 -550 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -650 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 X X X X X X X X

38、X X X X X X X X X X X . . . . . . . . . . . . . . . . . X X X X X X X X X X X X X X X X . . . . . . . . . . . . . . . . . + + + + -200 图图 2-1 井田赋存状况图井田赋存状况图 2.2.3 矿井工业资源矿井工业资源/储量储量 矿井工业资源/储量按式（2-1）计算： Zg = Z111b + Z122b+ Z2m11+ Z2m22+ Z333k （2-2 ） 式中 Zg矿井工业资源/储量； Z111b探明的资源量中经济的基础储量； Z122b控制的资源量中经济的

39、基础储量； Z2m11探明的资源量中边际经济的基础储量； Z2m22控制的资源量中边际经济的基础储量； Z333推断的资源量； 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。 根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%是探明的，30%是控制 16 的，10% 是推断的。 根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济 的基础储量，30%的是边际经济的基础储量。 Z111b=10803.6 60% 70% = 4537.51 万 t Z122b=10803.6 30% 70% = 2268.76 万 t Z2m11=1

40、0803.6 60% 30% = 1944.65 万 t Z2m22=10803.6 30% 30% = 972.32 万 t 由于地质条件简单，k 取值 0.9 Z333 k = 10803.6 10% k = 972.32 万 t 即： Zg = Z111b + Z122b+ Z2m11+ Z2m22+ Z333k = 10695.56 万 t 2.2.4 矿井设计资源矿井设计资源/储量储量 矿井设计资源/储量按式（2-2）计算： Zs = ( Zg - P1 ) （2-3） 式中 Zs矿井设计资源/储量； P1断层煤柱 Pd、井田边界煤柱 Pb、地面建筑物煤柱等永久 煤柱损失量之和； 断

41、层煤柱损失量 Pd的计算： Pd=Sh =（292226.92+423931.45）3.481.35 =211.74 万 t 式中 S表示断层边界煤柱面积，m2，直接在平面图上量取得； 井田边界煤柱损失量 Pb的计算： Pb=BLh =5021146.133.481.35 =496.72 万 t 式中 B表示井田边界煤柱宽度，m，本设计留设 50m； L表示井田边界煤柱周长，m，在平面图上量取； 矿井设计资源/储量按式（2-2）计算： Zs=(Zg-P1)= 10695.56-211.74-496.72=9981.7 万 t 2.2.5 矿井设计可采储量矿井设计可采储量 矿井设计可采储量按式（

42、2-3）计算： 17 Zk=(Zs -P2)C （2-4） 式中 Zk矿井设计资源/储量； P2工业场地 Pg、主要大巷煤柱损失量之和 Ph； C采区采出率，厚煤层不小于 75%，中厚煤层不小于 80%， 薄煤层不小于 85%。 （1）工业广场煤柱损失量 Pg 的计算： 表表 2-1 工业场地占地面积指标明细表工业场地占地面积指标明细表 本矿井为年产 0.9Mt 的大型矿井，工业场地的面积为 13.5 公顷，由 于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形，既长方 形长边为 450m，短边为 300m。 根据建筑物，水体，铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程第 72 条：工业广场围护宽度

43、为 15m。 查地质资料：本地区表土移动角 45，岩层移动角为 75，上山移 动角 75，下山移动角 65。用作图法求出工业广场保护煤柱量。(如图 2-2) 工业广场占地面积 S=135000m2 ，选取长为 450m, 宽为 300m. 另外根据规定留设 15m 的围护带宽度。所以，实际的工业广场面积为： S = 480330 =158400m2,短边垂直走向布置,长边沿倾向布置。 根据垂直刨面法设计保护煤柱的尺寸为：由画图得保护煤柱为 一断面为梯形的四棱体梯形短边长：1255m；梯形长边长：1349m。 地面工业广场煤柱损失量的计算： Pg = 437213.623.48 1.35 =70

44、0.70 万 t （2）主要大巷保护煤柱 Ph计算： Ph = BL8.75 1.35 井型（万吨/年）占地面积指标（公顷/10 万吨） 240 及以上1.0 1201801.2 45901.5 9301.8 18 式中 B-煤柱宽度，m,本设计主要大巷保护煤柱为 30m。 L-大巷保护煤柱总长度，在平面图上量取，其中有和工业广 场保护煤柱、边界保护煤柱重合的地方，所以只量取不重 合的。 主要大巷保护煤柱 Ph计算： Ph = BL3.481.35= 3044113.481.35 =62.17 万 t 矿井设计可采储量按式（2-3）计算： Zk=(Zg -P2)C =(9981.7-700.7

45、0-62.17) 0.8 = 7375.07 万 t 图图 2-22-2 工业广场煤柱留设图工业广场煤柱留设图 19 K A Zk T 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 ，矿井设计年工作日按 330d 计算。 每天三班工作，其中二个半班生产，半班检修，每天净提升时间为 14h。 3.1.1 确定依据确定依据 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

46、，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，交通，用户，供电，供水， 建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模，否 则应缩规模； 3.国家需求：对国家煤炭需求量的预测是确定矿区规模的一个重要 依； 4.投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期 短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。 3.2 矿井生产能力 在本矿井可行性研究报告中，经分析论证矿井设计生产能力为 0.9Mt/a。 3.3 矿井服务年限 本井田被三条大的断层切割，构造比较复杂，从三维勘探区的地 质资料分析，三维勘探区以

47、外区域的小断层将会增加，这些断层都会对 开采造成一定的影响。根据本井田地质构造较复杂、开采条件较差的实 际情况，储量备用系数取 1.3。 矿井服务年限的计算公式为： （3-1） 20 式中 T矿井的服务年限，a； Zk矿井的可采储量，万 t； K矿井储量备用系数，取 K=1.3； A矿井设计生产能力，万 t/a 则，矿井的服务年限为：T=7375.07/901.3=63.1a 3.4 井型校核 按矿井的实际煤层开采能力,辅助生产能力,储量条件及安全条件因 素对井型井型校核。 1.煤层开采能力 井田内 3 号煤层平均 3.48 m，赋存稳定，厚度变化不大。根据现代 化矿井“一矿一井一面”的发展模

48、式，可以布置一个大采高工作面保产。 2.辅助生产环节的能力校核 本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，主井提升容器为两对 14 吨底卸式提升箕斗，提升能力可以达到设计井型的要求，工作面生 产原煤一律用胶带输送机运到采区煤仓，运输能力很大，自动化程度很 高，原煤外运不成问题。辅助运输采用罐笼，同时本设计的井底车场调 车方便，通过能力大，满足矸石、材料及人员的调动要求。所以辅助生 产环节完全能够满足设计生产能力的要求。大巷辅助运输采用矿车运输， 运输能力大，调度方便灵活。 3.通风安全条件的校核 矿井有煤尘爆炸危险性，但瓦斯涌出量小，属低瓦斯矿井。矿区采 用压入式通风，设一条回风大巷，可以满足通风

49、要求。 4. 矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足 够的服务年限，满足煤炭工业矿井设计规范要求，见表 3-1。 表表3-1 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限 第一开采水平服务年限（a） 矿井设计生产 能力（万 t/a） 矿井设计服务 年限（a） 煤层倾角 45 600 及以上8040- 3005007035- 12024060302520 21 459050252015 930各省自定 4 井田开拓 4.1 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

50、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、位置及其互相联系和配合 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。 确定井筒的形式、数量和配置，合理选择井筒及工业场地的位置； 合理确定开采水平的数目和位置； 布置大巷及井底车场； 确定矿井开采程序，做好开采水平的接替； 进行矿井开拓延伸、深部开拓及技术改造； 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

51、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。 22 (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，使主要巷道经 常保持良好状态。 (5)要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、 新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。 (6)根据用户需要，应照

52、顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及 其它有益矿物的综合开采。 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标确定井筒形式、数目、位置及坐标 (1)井筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单， 斜井次之，立井最复杂。 平硐开拓受地形埋藏条件的限制，只有在地形条件合适，煤层赋存 较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业广场和引进铁路，上山 部分储量大致能满足同类型井型水平服务年限要求。 斜井开拓与立井开拓相比：井筒施工工艺、施工设备与工序比较简 单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒 装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产

53、干扰 少，不易受井底板含水层的威胁；主提升胶带机有相当大的提升能力， 可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦 发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长辅助提 升能力少，提升深度有限；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井 筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限 制，在采深相同的条件下，立井井筒短、提升速度快，提升能力大，对 辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿 井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水 层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造

54、和煤层产状均特 别法则的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井 筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂， 掘进速度慢，基本建设投资大。 由于本井田第四系地层较厚，厚度 162.40216.10m,平均 185.32m，富水性较强且含流沙层，煤层埋藏较深，井筒需采用特殊法 23 施工。因此井筒施工采用冻结凿井法进行冲积层的凿掘与砌筑。 (2)井筒位置的确定 井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择 对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有 重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。 选择井筒位置时要考虑以下主要原则：

55、有利于井下合理开采 A 井筒沿井田走向的有利位置 当井田形状比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位 置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量 的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下 运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一 侧，造成单翼开采的不利局面。 B 井筒沿煤层倾向的有利位置 在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量 让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。 有利于矿井初期开采 选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠 近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工

56、程量，节省投资和缩 短建井期。 尽量不压煤或少压煤 确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱，做到不 压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要 使地面工业场地尽量不压首采区煤层。 有利于掘进与维护 A 为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护， 应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。 B 为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通 过流沙层较厚的冲积层及较大的含水层。 C 为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的 地带及受采动影响的地区。 D 井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室

57、的 掘进和维护。 24 便于布置地面工业场地 井口附近要求地面平坦，高差不能太大，专用线短，工程量小及有 良好的技术条件，应尽量避免穿过村镇居民区、文物古迹保护区、陷落 区或采空冒落区、洪水侵入区；要尽量少占农田、果园经济作物区，尽 量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。为考虑长期运输的行车安 全和管理，要尽量避免与公路或其他农用道路相交，力求使接轨点位于 编组站配线一侧。 井口标高应高于历年的最高洪水位；还要考虑风向的影响，防 止污染。总之，选择井筒位置要统筹井田全局，兼顾前期和后期、地下 与地面等各方面因素。不仅要考虑有利于第一水平，还应兼顾其他水平， 适当考虑井筒延伸的影响。 通过以上

58、分析，考虑到本矿实际情况，为了减少煤柱损失，缩短煤 炭外运距离，减少运输费用，平衡井田前期、后期两翼的运输和通风系 统，主副井布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井 田。主井井筒位置布置方案也可选择在井田中上部。 (3)风井位置的选择 本井田煤层赋存条件比较好，属于缓倾斜煤层，井田范围大。根据 煤矿安全规程的要求该矿必须要有风井回风，技术可行、经济合理的原 则，工业广场应布置在井田储量中央处。风井井口位置的选择应在满足 通风条件的前提下，与提升井筒的贯通位置最短，并利用各种煤柱以减 少保护煤柱的损失。本矿井的边界煤柱为 50m，且采用两翼对角式通风， 故将风井井筒布置在边界煤柱内

59、，从而减少了煤柱的损失。 4.1.2 工业场地的位置工业场地的位置 工业场地的选择主要考虑以下因素： (1)尽量位于储量中心，使井下有合理的布局； (2)占地要少，尽量做到不搬迁村庄； (3)尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最 高洪水位； (4)尽量减少工业广场的压煤损失。 根据以上原则和本矿井的实际情况，工业广场与主副井筒布置位置 相同，即。井田中央。 工业场地的形状和面积：根据表 2-1 工业场地占地面积指标，确定 25 地面工业场地的占地面积为 13.5 公顷，形状为矩形，长边平行于井田 走向，长为 450m，宽为 300m。 4.1.3 开采水平的确定开采水平的确

60、定 开采水平划分依据及原则 开采水平的划分将影响矿井建设时期的技术经济指标，影响建井初 期工程量，影响基建投资。所以，开采水平的划分要合理。其所遵循的 原则如下： (1)具有合理的阶段斜长 合理的阶段斜长要便于煤炭的运输，便于辅助提升，方便行人。同 时还要考虑要有合理的区段数目。 (2)要有利于采区的正常接替 为保证矿井均衡生产，一个采区开始减产，另一个新的采区应投入 生产，必须提前准备好一个新采区。所以，一个采区的服务年限应大于 一个采区的开拓准备时间。由此可见，阶段斜长越长，采区储量多，采 区的服务年限就越长，越有利于采区的接替。 (3)经济上有利的水平垂高 我国多年的生产建设实际表明，开