采矿学说明设计

1、采矿学说明书_毕业设计本设计包括两部分：一般部分和专题部分。一般部分为林南仓300万吨新井设计，全篇共有十部分：矿井概括及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。林公里。井田内可采的共有2层煤，煤层赋存稳定，11煤层厚度54.5m，2煤层厚度4.54m，平均倾角为16°，为缓倾斜煤层。井田内工业储量2.2亿t，可采储量2.1亿t。相对瓦斯涌出量为1.2m3/min属于低瓦斯矿井，煤层有自燃发火现象。该矿井设计年生产能力为300万t，服务年限为60年。采用双单水平开拓，水平为5

2、00m，矿井采用单面走向长壁综合机械化开采。矿井布置一个双滚筒综采工作面，长度为200m,煤在大巷的运输采用皮带运输。矿井通风方式为采区边界式。专题部分主要内容是：煤巷锚杆支护关键理论与技术探讨锚杆支护是现代煤矿支护的一种重要支护方式，在煤矿生产中扮演着很重要的角色。介绍煤矿开发出的锚杆支护成套技术，采用成套技术系统，必要时配合注浆加固，能够有效控制巷道围岩的强烈变形，并取得良好的支护效果。锚杆支护已经成为煤巷主要的支护形式, 多年来国内外的实践证明, 锚杆锚索支护是煤巷经济、有效的支护方式, 特别是在大断面巷道得到广泛的应用, 是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。尤其是现代技术及实

3、践表明锚网锚喷技术是目前较成熟的技术。- i -abstractthis design contains two parts: the general part, the dissertation part.the general part is a new design of linnancang mine in kailuan coal department. it has ten chapters: the outline of the mine and the mine filed geology, boundary and reserves, the designed product

4、ive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine.the linnancang mine filed lies in the tangshan city of hebei province. the boundary of the mine filed runs 4.2km from west to e

5、ast and 2.13.3km from north to south on average. the total area of the mine is about 14.5 km2.there is only three payable seam: no. 7. no.9 and no.12, and the average thickness of the seam is 9.3m. it is stable belong to fluty inclined, with the average angle 14 degree. the industry reserves of the

6、mine filed are 212 million tons and the useable reserves are 161 million tons. the average flow of the mine is from 1.2m3/min. it is a low gassy mine. the coal dust has explosion hazard, and the seam has self-combustion tendency.the productive capacity of xuzhou mine is 1.8 million tons per year, an

7、d its service life is 63.9 years. thereare 2 levels in the mine. the fist development level has be located at the level of -400m and the second is 650m.the coal minning method is fully mechanized mining to the strike with sublevel caving in inclined coal seam.there is only one working face in the mi

8、ne. the length of the face is 200m. coal is transported by the tramcar with the capacity of 3t.the method of mine ventilation in this shift central boundary ventilation.the main content of the special part is:the reason and its prevention and cure counterplans of the work faces roof accident.roof ac

9、cident is one of the biggest latent dangers for the production in the work face. distincting accuratly all kinds of the roof accident and adopting the valid control measure is very important for the safety production in the work face. this text analysis the reason of the work faces roof accident and

10、 advances actually the concrete control measure of preventing from roof accident.keyword: recoverable reserves length of service vertical shaft development full-mechanized目录一般部分绪 论大学四年的学习，让我掌握了一定的专业知识，通过这次毕业设计和毕业答辩，更让我了解到了理论与实际的差距，同时也感受到了自己在专业课方面的一些不足之处。本设计为开滦集团林南仓矿3mt/a的新井设计，根据毕业实习时在林南仓矿所收集来的地质条件，以

11、及指导教师所分的课题方向，本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括了井田开拓、采煤工艺、采区设计、通风安全等方面的设计。本矿井走向长度为5km，倾向长度为3.5km，在本井田内共有2个可采煤层即11，12煤层，为中厚煤层，煤层平均倾角为16°。本井田内设计可采储量为2.2亿吨，服务年限为60a。煤的工业牌号为气煤。本设计采用立井开拓，分煤层大巷布置。运输大巷采用胶带输送机运煤，轨道大巷采用10t架线式电机车牵引1.5t固定车厢式矿车运输物料及人员。采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤，采空区处理方法为全部垮落法。本设计通过多方案比较和综合技术比较以及相应的经济比较优化设计

12、，其中开拓方案的比较，以大量的经济数据来核算，以便使设计更加合理。同时在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的受力等情况以及国内外的先进经验进行分析，这样使建成的矿井更加与实际相符。通过本次毕业设计，我学到更多的采矿专业知识，更重要的是，让我所学的理论知识与实践结合了起来，从而也为我以后的工作打下良好的基础。1.矿井概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置位于河北省唐山市北偏东约13公里处，南距马家沟矿6公里，距原京山铁路开平车站10公里，东距陡河发电厂4.5公里。行政区域属唐山市开平区管辖，林南仓铁路运输北至秦皇岛，南至天津，西至唐山，东至山海关、京唐港；各县乡之间均有简易公

13、路，交通方便。具体交通情况见林南仓矿交通位置图(图1-1)。图1-1 林南仓矿交通位置图1.1.2 地形、地貌本区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北西南方向起伏伸展的低山丘陵。从东往西有巍山(+290m)、凤山(+180m)、小梁山(+100m)和菀豆山(+38m)，由菀豆山向西南倾没于平原之下。由巍山向东北低山丘陵接连绵延，地势逐渐增高，直到青龙山标高达+493.01m。在井田北面约7公里为由震旦纪灰岩构成的低山丘陵，东西方向横伏，这两条低山丘陵在井田东面的青龙山一带相汇合。低山丘陵的伸展方向与地层走向方向一致。井田内地势平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面标高为

14、+38.8m(湾35孔)，南端标高为+23.85m(湾补6孔)，倾向陡河。1.1.3 河流及水体流经本区东南边的陡河，发源于北部山区，上游由二支汇成，东支称管河，发源于丰润县福山寺管泉，西支称泉水河，发源于丰润县赵庄上水路。二支水流在双桥村北侧汇合，向南流经唐山市区，下游汇集石榴河，向南流入渤海。河北省水利厅于1965年在双桥村一带修建了陡河水库，水库大坝距井田东端的最近距离为2200m。陡河及陡河水库虽然距井田区甚近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散沉积物，而且存在有隔水作用的粘土层，对本矿充水没有直接的影响。唐山地区气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大。1.1.4

15、 水源及电源矿井生活用水水源取自处理后的浅层地表水；工业用水取自处理后的井下排水。全矿目前生活工业耗水量为8.43m3/min,井上矿内生活及工业耗水为6.0m3/min，工房生活耗水为1.62m3/min ，其他村庄为0.81m3/min。地面建有一座变电站，三条35kv的高压电源分别从贾安子、后屯输入，总长度29km，主变共有三台，总容量为6300 kva×3，其中两台变压器并联运行，一台备用。1.1.5 气象本区大气降水一般集中在七、八、九月份。据19791998年气象资料统计：年降水量最大值为899.6mm(1987年)，最小值为317.45mm(1997年)，平均值为596

16、.85mm。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造林南仓井田隶属于开平煤田，位于开平向斜的西北侧。开平煤田位于燕山南麓，是一个北东向的大型复式含煤向斜构造，其东侧与山海关台拱(级构造单元)为邻；南部则伸入华北断坳(级构造单元)之中。地质力学体系上处于天山-阴山纬向构造带、新华夏系构造带和祁吕贺兰山山字形的三个巨型构造体系的交汇部位。林南仓矿井田位于开平向斜的西北侧，中隔凤山-缸窑背斜自成一盆状向斜。南北长约8.01 km，东西宽约10.59 km，面积约84km2。断裂构造和褶曲是井田内的主要构造形式，并由此造成含煤地层的产状起伏变化、节理裂隙纵横发育。地层：林南仓煤系地层由石炭系中统唐

17、山组，上统开平组、赵各庄组及下二叠系大苗庄组、唐家庄组等组成，煤系地层的形成时代属于石炭纪和二叠纪。岩性以砂岩、泥岩为主，基底地层为中奥陶系马家沟组石灰岩，分布于煤田周边地带，与煤系地层呈不整合接触。本井田与开平煤田其它构造单元的地层特征基本相似，下面按着由老至新的地层顺序描述如下：(1)奥陶系中统马家沟组(o2) 本组为岩性单一、质纯的碳酸盐岩相沉积，以厚层状灰褐色淡玫瑰色的豹皮状灰岩为主，夹薄层状白云质灰岩。后种岩石多赋存于本组地层上部。其顶部大约50m以上部分属古风化带，最顶部20m风化程度甚强，常呈土黄色，向下渐弱，岩石呈黄灰斑状杂色。在风化壳中，溶孔溶洞发育，部分层段呈蜂窝状。含水性

18、甚强，裂隙及孔洞内有浅灰浅黄色铝土岩充填物。 (2)石炭系(c) 下界为奥陶系中统马家沟组石灰岩顶面，两者为平行不整合接触。上界为煤11顶板含海相动物化石之泥岩顶面。该层与上覆的二叠系地层呈整合接触。本组一般厚度为210m。 石炭系中统唐山组(c2) 直接覆盖于奥陶系石灰岩之上，上至k3唐山灰岩顶界面，一般厚度75m。 本统地层以粘土岩和粉砂岩为主,各种岩石大致百分比如下:粘土岩占42.1，粉砂岩占31.2，砂岩占19.9，石灰岩占6.8。 石炭系上统(c3)分上下两组，下组称开平组c31 ，上组称赵各庄组c32 。上组是林南仓矿井田重要的含煤地层，本统地层一般厚度为135m。 a.开平组c3

19、1：下限为唐山灰岩k3顶板，呈整合接触，上限为赵各庄灰岩k6之顶板，亦是整合接触。本组地层一般厚度76.59m，以粉砂岩为主，粘土岩含量减少。本组内赋存三层石灰岩，由下而上命名为k4、k5、k6，其中k5石灰岩为深灰色泥质生物碎屑岩，时而接近钙质粘土岩,厚度薄但比较稳定，一般为0.11.3m，平均0.55m。在k5石灰岩底板，赋存三个煤层即：煤14一般厚度为0.10.8m,平均0.4m;煤15甲一般厚度为0.10.5m;煤15乙一般厚度为0.14.29m,平均1.12m，局部达到可采。本组比较突出的特点是出现了含煤沉积，是典型的海陆交互相沉积序列。 b.赵各庄组c32：下限为赵各庄灰岩k6顶板

20、，上限为煤11顶板泥岩之顶界面。一般厚度为60m，本组为重要的含煤地层，其中11煤层位于本组上部，11煤层位于本组下部，都作为主要可采煤层。 本组地层以粉砂岩为主，其次为砂岩，各种岩石所占百分比如下：粉砂岩类38.3，砂岩类29.5，煤层17.4，粘土岩14.8。本组含煤层5层，即：煤11、煤12-1、煤12-1上煤线、煤11。二叠系下统1下界为煤11顶板之泥岩顶面，为整合接触。上界为层矾土质粘土岩之顶板，井田内该层大部分被冲蚀掉。本统地层一般厚度为235.76m，分上下两组，上组称唐家庄组，下组称大苗庄组，其中大苗庄组是重要的含煤地层。a.大苗庄组11上限为煤5顶板的中粗粒砂岩底界面，下限为

21、煤11顶板粘土岩之顶界面。本组一般厚度为90.36m，最小厚度为65m(湾水2)。本地层由粉砂岩、砂岩、粘土岩、5-10号煤层组成。b.唐家庄组12下限为煤5顶部的粗砂岩底板，与下伏大苗庄组呈不整合接触。上限为层铝土质粘土岩之顶板。林南仓矿井田范围内层及其以上地层全部剥蚀。本组一般厚度为145.4m。本组岩性组合主要是中、粗砂岩和粉砂岩，夹有少量的泥岩。本组地层大致可分三段，反映出三次较大的河流活动周期。 风化壳岩石特点：a.岩层显著变色，粘土岩和砂岩均变成浅黄色、灰白色或其它杂色。b.岩石硬度降低，产生风化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黄色充填物。c.岩石矿物发生淋滤分解作用。在垂直方向上，区内风

22、化壳具有分带性：a.上部强风化带：岩石受到强烈的风化作用，致使岩石发生了明显的变化，粘土岩和粉砂岩大部分变成了淡黄色，质软易碎，砂岩多呈褐黄色疏松状。石灰岩呈多孔状，该带含水性较弱，界于第四纪底部卵石层和下伏裂隙砂岩含水层之间，对上部卵石层水向下导入矿床起到一定的阻塞作用。b.下部弱风化带：岩石受到风化作用后产生风化裂隙，但岩体还比较完整，向下过渡到正常岩石。物理化学风化较弱，在裂隙两侧可见有区别于本岩层颜色的薄带，风化裂隙中饱含地下水，充水性较强。 第四系松散沉积物第四系地层不整合于各时期基岩之上，在井田范围内，厚度由北部100m向南逐渐增厚，至井田南端厚度达到379.67m，等厚线方向大致

23、东西延伸，其岩性由下而上大致可分为四层。a.底部卵砾石层：本层主要是由卵砾石、泥砾和粘土层所构成的多层结构层组。卵砾石成分主要是石英和燧石，含量占80以上，其次为条带状燧石灰岩，有稀少的花岗片麻岩，偶见紫色页岩，未曾见有火山岩砾。本层厚度分布不均，095m，一般为41m。b.中部粘土层：灰色、褐色和黄灰色粘土岩，可塑性强，局部夹薄层砂质粘土，偶见透镜状砂层，粘土层内含丰富的动物介壳，层位稳定，是冲积层内的重要标志层。本层一般厚度2090m，平均56.67m。c.中部卵石层：卵砾石成分主要是火山角砾岩，含量占70以上，其次为花岗片麻岩和石英岩，砾石多为火山岩砾，是区别于其它砾石层的重要标志。本层

24、厚度为1337m，平均26.7m。d.上部砂粘土层：由中厚层状或厚层状粘土、亚粘土、粉砂和砂类松散沉积物交替组成，地层延续不很稳定，多呈透镜体形式赋存。上部一般为粘土层，而下部多为砂层，呈浅黄色，粘土为土黄色或灰黄色，浅部为灰色或褐灰色。本层厚度7090m，平均为81.00m。综合地质柱状图如图1-2所示。林南仓矿井田自身即为一个盆状向斜，向斜轴线偏居西侧，近南北延伸，中部略向西呈弧形弯曲，并向南偏东倾伏，倾伏角约56°。向斜轴线西侧地层产状急陡，而东侧则较为舒缓，同时向斜边缘较之中部地层产状陡。这种构造特征直接影响了井田不同区域断裂构造的性质和发育程度。断层(1) f1正断层：位于

25、井田西南部，是井田内极为重要的断层。断层走向近南北，倾角55°78°，最大落差35m，延伸长度达1100余米，该断层不仅落差大，而且断层破碎带宽，局部达0.11.1m，因此曾一度具有很强的充水性，f16断层是西一采区与西二采区、东一采区与东二采区的天然界线。1.2.2 水文地质林南仓矿的水文地质条件属复杂型，共有八个含水层，自下而上分别为：奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层()、k2k6砂岩裂隙承压含水层()、k612煤砂岩裂隙承压含水层()、9煤7煤砂岩裂隙承压含水层()、5煤以上砂岩裂隙承压含水层()、风化带裂隙、孔隙承压含水层()、第四系底部卵石孔隙承压含水层()、第四系

26、中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层()。其中与矿井生产较密切的为、。其中矿井直接充水含水层有、；矿井间接充水含水层有冲积层含水层、。各含水层分述如下：(1)奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层()本含水层为含水丰富的含水层，该含水层厚度大于600m。岩性由质纯的豹皮状灰岩和白云质灰岩组成，据勘探资料表明，施工的13个孔穿过灰岩总长度451.51m，因溶洞或巨大裂隙造成钻具骤然下陷的有10个孔25个段落，溶洞最大直径为1.13m，冲洗液失去循环。 该含水层单位涌水量为0.0020.267m3/min.m，平均为0.122m3/min.m，渗透系数为0.51232.609m/d ，平均为10.889m

27、/d ，其水质特征为：hco3-一ca2+型，硬度为6.239.61德国度，总矿化度为131216mg/l，ph=7.88.3。奥陶系石灰岩至最下可采煤层煤11之间距158m,其间有两个含水层,即k2k6及k6煤12岩裂隙含水层，其厚度分别为100m、20m。其下为隔水岩层，即g层铝土k2，厚4068m，其岩性从上而下分别为鲕状粘土岩、粉砂岩、钙质粘土岩，k1石灰岩、石英砂岩、粉砂岩、g层铝土，这套岩层隔水性能较好。(2)k2k6砂岩裂隙承压含水层该含水层位于石炭系中统唐山组的k2灰岩和石炭系上统赵各庄组的k6灰岩之间，厚度100m，岩性以粉砂岩和细砂岩为主。岩石胶结物多为钙泥质。本层岩石裂隙

28、非常发育，且以倾向裂隙为主，宽度较大，多呈直立密集分布。该含水层在垂向上以k6灰岩、煤15底板、煤16底板含水较丰富。本含水层单位涌水量为 0.0050.083 m3/min.m，平均为 0.032m3/min.m，渗透系数为1.2967.816m/d ，平均为3.486m/d ，属于含水丰富的含水层。水质类型为hco3-ca2+mg2+型淡水，总硬度为9.12德国度，ph=7.89。(3)k6煤12砂岩裂隙承压含水层该含水层位于石炭系上统赵各庄组的k6至煤11底板之间，厚度20m，岩性以砂岩和粉砂岩为主，岩石胶结物多为硅质，垂直层面的构造裂隙很发育，裂隙充填物多为钙质。从水平方向看，含水层厚

29、度由西向东呈递增趋势，导水裂隙发育率东部较西部高。该含水层在垂向上，以煤12底板、煤12-1/2底板、k6灰岩含水较丰富。本含水层单位涌水量为0.0020.206 m3/min.m，平均为0.042m3/min.m，渗透系数为0.25319.793m/d，平均为6.360m/d ，属于含水丰富的含水层。水质类型为hco3-ca2+mg2+型淡水，总硬度为12.27德国度，固型物含量为241mg/l，ph=7.85。(4)煤5以上砂岩裂隙承压含水层该含水层位于二叠系下统的大苗庄组的煤5唐家庄组上界。岩性以粉砂岩及砂岩为主。砂岩胶结物多为钙、硅、泥质。本层岩石裂隙非常发育，且以倾向裂隙为主，宽度较

30、大，多呈直立密集分布。 本含水层可分为下段(a)、上段(b)。下段(a)：在煤5以上60m厚，为一河床相砂岩，与下伏地层呈冲刷接触，在井田西部和中部直接冲刷至煤5或煤6，甚至冲刷至煤7或煤8，本段单位涌水量为0.0070.117 m3/min.m，平均为0.052m3/min.m，渗透系数为1.9858.945m/d ，平均为4.952m/d ，其水质特征为：hco3-一na+一ca2+型淡水，硬度为7.8612.64德国度，固形物含量234297mg/l，ph=8.08.4。上段(b)：位于煤5以上60100m即厚度40m，本段顶板直接与基岩风化带连接。本段单位涌水量为0.0110.016m

31、3/min.m，平均为0.013 m3/min.m，渗透系数为1.7222.059m/d ，平均为1.843m/d ，其水质与下段同。(5)冲积层含水层该含水层厚100379.67 m。它本身为一矿井间接充水含水层，补给上述三个直接充水含水层。其中底部卵砾石孔隙承压含水层对基岩含水层补给关系最密切。(6)底部卵砾石孔隙承压含水层()位于冲积层下部。含水层由不等粒的砂砾、卵石、粘土颗粒组成，总的方面看，本层是个比较均质的含水层。根据含水层的厚度和抽水试验的结果可知，该含水层由北向南逐渐变厚，渗透系数k由北向南逐渐变小，富水性由西向东逐渐增强。本含水层单位涌水量为0.0530.231 l/sm，平

32、均为0.129 l/sm，渗透系数为7.46432.748 m/d，平均为10.455 m/d，为含水丰富的含水层。(7)区域岩溶地下水的补给、径流和排泄林南仓矿区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北西南方向起伏伸展的低山丘陵。矿井的岩溶较发育，含水层水通过岩溶裂隙进入矿井。地下径流以扩散流为主，动态变化相对稳定，年变幅小，常具多年周期性变化，局部发育溶孔溶隙及小管道共同组成的强含水段或强径流带。岩溶地下水的排泄通过地下径流的的方式流入河流，另外矿上的疏排水使矿井的排泄能力得到很大的提高。(8)矿井涌水量依观测结果，全矿总涌水量最大为15.61 m3/ min，最小涌

33、水量为14.99 m3/ min，一般为15.24 m3/ min，其中清水10.25 m3/ min，混水4.99 m3/ min。一水平涌水量为9.11 m3/ min，其中东翼3.56 m3/ min、西翼4.19 m3/ min、煤仓为0.1 m3/ min、水仓1.0 m3/ min主、副井筒0.13 m3/ min。二水平为6.13 m3/ min。1.2.3 其他有益矿物井田内的有益矿产有耐火粘土、铝土矿、铁矿以及赋存于煤中的某些稀有分散元素。现简述如下：(1)耐火粘土6煤底板粘土岩厚1.01.5 m，灰或深灰色，团块状结构，含鲕粒及菱铁矿结核，有植物细根。井田西半部被剥蚀。15

34、煤底板粘土岩厚约1.5 m，浅灰色团块状结构，含鲕粒及菱铁矿结核，顶部有植物根。g层粘土岩顶部厚约4.5 m，浅灰色，组织致密、细腻、鲕状及豆状结构，含黄铁矿散晶及菱铁矿结核。(2)铝土矿g层铝土质粘土岩厚约5.5 m，灰或紫灰杂色，鲕状和豆状结构，含黄铁矿及菱铁矿结核，底部时现砾状结构。(3)铁矿在g层铝土矿和中奥陶统马家沟组石灰岩之间有一巢窝状铁矿层，由黄铁矿、赤铁矿和褐铁矿聚合而成。比重甚大，厚度极不稳定，约0.2 m左右。以上的铝土矿及铁矿因直接覆盖于奥陶石灰岩之上，水文地质条件复杂，当前不具备开采价值。(4)稀有分散元素根据稀有元素测试结果(表4-13)，铀的含量均低于0.003%，

35、锗的含量在7、10煤两个层煤中有个别点的品位大于0.003%，其余均低于0.0025%，镓的含量仅6煤有个别点的品位达0.003%，其余均低于0.0025%，说明井田内赋存稀有元素，但是品位低，无工业价值。1.3 煤层特征1.3.1 煤层林南仓井田煤系主要由石炭系上统和二叠系下统组成，含煤地层总厚约450 m，共含大小煤层十九层，煤层总厚达25.3 m，含煤系数5.7%，其中可采煤层共两层， 11、12，平均总厚度9.5 m，可采含煤系数3.6%，可采煤层集中在赵各庄组和大苗庄组。井田十九层煤中， 11、12煤为主要可采煤层，其它煤层为不可采或局部可采煤层，现分述主要可采煤层。11煤：为矿井主

36、采煤层，井田内厚度为0.374.22 m，平均厚度为5 m，煤层倾角为1217°，平均为16°。区内煤层厚度变化较大，总的变化趋势是：东翼、西翼采区厚度较大，而南翼采区则较薄，最厚点为湾33孔所见。煤层含1层夹矸，但夹矸分布不稳定。12煤：为矿井主采煤层，厚度为1.2711.58 m，平均4.5 m，煤层倾角为1116°，平均15.7°，区内煤层厚度形态变化较稳定。含夹矸4-5层，其中下部含一层分布极稳定的细砂岩夹矸，灰白色或浅灰色，条带状，致密坚硬，厚度0.020.78 m，平均0.39 m。各可采煤层特征见表1-1。表1-1可采煤层特征煤层煤厚/m平

37、均煤层间距/mminmax平均煤层结构(夹矸层数)稳定情况可采情况顶、底板特征顶板底板114.5851较稳定可采泥岩粉砂岩12445稳定可采粉砂岩细砂岩1.3.2 煤层顶、底板 11#煤层：直接顶为灰黑色泥岩，块状，含海相动物化石，平均6.65m；老顶为浅灰色灰白色细砂岩，块状，易风化，厚度不稳定，平均2.69m；直接底为灰灰白色带褐色泥岩或粘土质粉砂岩,块状构造，平均1.85m。12#煤层：伪顶为深灰色或黑色腐泥质泥岩，块状，厚度不稳定，时有尖灭，平均0.36m，老顶矿压显现等级为级；直接顶为粉砂岩，水平层理发育，易脱落，中上稳定性，平均1.62m。直接底为灰深灰色粉砂岩或细砂岩，块状，较坚

38、硬，平均厚1.76m，底板类别为。可采煤层及其顶底板的岩石力学性质见表1-2。表1-2可采煤层及其顶底板的岩石力学性质表层位密度g/cm3三轴抗剪参数抗压强度mpa抗拉强度mpa内聚力mpa内摩擦角11#煤顶板2.3538.2827°44´45.51.3911#煤底板2.5138.7830°39´60.11.7711#煤顶板2.59912.7626.9134°4136°57´71.5109.63.915.7311#煤底板2.59212.5812.6423°17´35°54´48.959

39、.83.13.811.3.3 煤质据林南仓地质报告提供的资料，本井田可采煤层的变质程度较低，相当于气煤阶段。根据各煤种的分布情况，得出本井田煤的变质以区域变质为主。林南仓井田各煤层均属腐植质煤，通过肉眼鉴定，颜色一般为黑色，玻璃光泽。块状构造，少数为条带状。煤岩组分以亮煤为主，镜煤及暗煤次之，丝炭少见。煤岩类型一般为光亮型或半光亮型、次为半暗型。各煤层煤质特征见表1-3。表1-3各煤层煤质特征表 项目煤层水分(%)灰分(%)挥发分(%)全硫(%)发热量mj/kg煤种磷精炼回收率%元素分析c%h%o%n%112.0836.6841.863.0724.18气煤0.0857.5080.45.112.

40、81.41.3.4 瓦斯由于林南仓矿生产作业区域广，构造形式多，多煤层开采，因而瓦斯涌出量因区域、构造部位及煤层的不同而有差异。因此，矿井对瓦斯进行了深入的研究，并且把瓦斯的涌出量的测量工作作为矿井生产的一个重要内容，根据测定的基础数据，分析计算得出鉴定结果(表6-3)，本矿属低瓦斯等级。煤矿瓦斯是安全的重要隐患，应引起高度重视，要严格执行煤矿安全规程之规定，建立健全各项有关瓦斯管理制度，采取广泛的、有效的预防措施。表1-4矿井瓦斯等级鉴定结果总表瓦斯二氧化碳鉴定等级上年度鉴定等级全矿井12煤全矿井12煤相对量(m3/t)绝对量(m3/min)是否突出最大相对量(m3/t)相对量(m3/t)绝

41、对量 (m3/min)最大相对量(m3/t)1.254.39否0.372.9710.491.00低低1.3.5 煤尘及煤的自燃林南仓矿对可采煤层的煤尘的爆炸性进行了鉴定，结果显示鉴定煤层有爆炸危险，因此，加强采掘作业现场灭尘工作，仍是当前安全工作的一个重要环节。矿井火灾的发生与发展，严重地影响着煤矿的安全生产，火灾的发生还极易引发煤尘瓦斯爆炸，因此矿井火灾是煤矿的重大自然灾害之一。针对煤层自然发火，进行煤的自燃倾向性鉴定，寻找比较敏感的标志气体，制定适合本地的防灭火措施是非常必要的。为了探索林南仓矿煤层的自燃发生规律，对11煤、12煤的自燃倾向性进行了测定,得出结论。煤层自然发火性情况及煤尘爆

42、炸性情况见表1-5。表1-5 煤层自然发火性情况及煤尘爆炸性情况煤层名称1112煤层自然倾向性等级自燃级自燃级最短自然发火期(月)8-128-12煤尘爆炸性鉴定结果有爆炸性有爆炸性煤尘爆炸指数41.7952.3239.7360.52根据测定结果有针性地采取防灭火措施，可以减少不必要的浪费和因火灾造成的损失。建立完善的工作制度和严格的检查管理制度，并采取相应的防范措施，煤的自燃发火是可以预防的。1.3.6 煤的工业用途评价井田内各煤层均属气煤，小牌号为气煤1号和气煤2号，根据9煤铁箱试验结果，煤的结焦性能较差，块度小，抗碎性及抗磨性能较差，不适于单独炼焦之用，但可以考虑作配焦用煤；煤的焦油含量较

43、高，属富油煤高油煤，可考虑煤的综合利用。由于煤的发热量均在18.0124.18mj/kg，可作为动力用煤。1.4 勘探程度及可靠性 本井田的精查工作量很大，除以往工作量以外，最后一次精查区内又钻了11个孔，16.7万余平米，基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。但由于地质构造复杂，相当一部分断裂仍是推定的。根据本区断裂的一般规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，再者由于煤层走向变化大，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在健井和生产过程中予以注意。矿井瓦斯等级，涌水量是根据矿井实际情况推算出来的。所以可靠性不足，待矿井建设投产后，根据实际生产情况重新确定。2.井田境界和储量2

44、.1 井田境界在煤田划分为井田时，要保证各井田有合适的尺寸和境界，使煤田的各部分都能得到合理的开发。井田的划分原则是：(1)井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。(2)保证井田有合适的尺寸。(3)充分利用自然等条件划分井田。(4)合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。2.1.1 井田范围林南仓井田东部、西部、南部、北部以人为划分井田边界线为界。东北部及西南部以冲积层下潜伏露头以下垂深30m处氧化风化带为界，深部以煤11盆状向斜底-700标高为最终深度。上述界限内的范围为本矿设计范围，以此计算设计储量。2.1.2 开采界限井田内含煤地层为井田煤系主要由石炭系上统和二

45、叠系下统组成，煤系总厚度约450 m，共含煤19层，其中可采煤层共二层，即11煤、12煤，可采煤层集中在赵各庄组和大苗庄组，平均总厚度9.5 m，可采含煤系数3.6%。林南仓矿井田中11煤为较稳定煤层，12煤为稳定煤层。其中主采煤层为11，12煤，11，12号煤层由于其厚度较低且含硫分较高，作为后期储备资源开采。矿井设计主要针对11，12煤层。开采上限：11，12号煤层风化带-150m。下部边界：11，12号煤层-900m。2.1.3 井田尺寸井田南北约3.5km，东西约5 km，面积约17km2。井田的走向最大长度为8.3km,最小长度为2.32km,平均长度为8km。井田倾斜方向的最大长度

46、为9.4km,最小长度为2.3km,平均长度为6km。11#煤层的倾角最大为17°，最小为12°，平均为16°。井田赋存状况示意图如图2-1所示 图2-1 2.1.4 井田未来发展情况林南仓井田东部、南部及西部都有井田开采，在横向上没有发展，而在纵向上随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层。2.2 矿井储量设计井田范围内计算的煤层为11#煤层。矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量。它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。矿井储量可分为矿井地质储量

47、、矿井工业储量和矿井可采储量。矿井工业储量是指平衡表内a+b+c级储量的总和。矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、井田境界煤柱、防水煤柱和已有的地面构筑物、建筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱、工业场地保护煤柱后乘以采区回采率的储量。2.2.1 储量计算基础(1)根据林南仓井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。(2)煤层厚度的确定：计算煤层采用各煤分层的累计厚度作为储量计算厚度，个别点夹矸分层厚虽大干0.7m，但不予分层计算。所有厚度大于0.05m的夹矸均不计入储量计算厚度。此外，在煤层顶部，当夹矸

48、分层厚大于其上煤分层厚；在煤层底部，当夹矸分层厚度大于其下煤分层厚度，并且煤分层厚度小于0.7m时，则该煤分层不参与储量计算。储量计算中凡煤层厚度不可靠者均不予采用。(3)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。2.2.2 井田地质勘探井田地质勘探类型为精查，属详细勘探。井田范围内钻孔分布：井田内北部边界附近、西北部边界附近及井田中部地区，钻孔布置相对较少；其他区域钻孔分布比较均匀，勘探详细。井田内高级储量a+b+c所占比列符合煤炭工业设计规范要求。由于本矿井属沉积稳定的近水平区，构造简单，煤层标志层明显稳定。煤层的主要质量指标和经济技术

49、指标都符合工业要求，能满足当前生产故可将地质储量作为工业储量。煤层最小可采厚度为0.8m。11煤层最小可采厚度为3.5m，最大可采厚度为7 m，平均厚度为5m.12煤平均厚度4.5m。2.2.3 矿井工业储量矿井工业储量的计算qa/cos×h×r式中 q矿井工业储量； a井田面积； 煤层倾角； h煤层平均厚度； r煤的平均容重 取1.4吨/立方米；将井田进行分块，计算各个分块的储量，再总和得矿井工业储量：q=22190.82万t2.3 矿井可采储量计算可采储量时，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

50、）建筑物、河流、铁路等压煤损失；5）其它各种损失。2.3.1 安全煤柱为保护地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业广场、规划中的大断层留设安全煤柱。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60，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，井田边界煤柱宽度为20m。(5)工业场地占地面积，根据煤炭工程设计暂行规定中第二十条规定，工业场地占地面积指标见表2-1

51、。表2-1工业场地占地面积指标井型/mt.a-1占地面积指标/ha.(0.1mt)-1460.450.62.430.70.81.21.80.91.00.450.91.21.3注：指标中小井取大值，大井取小值。2.3.2 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设30m，由底板等高线看出本井田边界周长为33.79km，则各煤层的井田边界保护煤柱损失量为：井田边界保护煤柱损失量为：4.992 mt。(2)断层保护煤柱：本井田存在三个落差较大的断层，断层的累计长度为2.7km，断层每侧留设保护煤柱30m宽，则煤层的断层保护煤柱损失量为：11#煤层: 2.7×1.62

52、×1.40×60=0.367 mt总的断层保护煤柱损失量为：1.189 mt。(3)大巷保护煤柱：大巷中心距离为50m，大巷两侧的保护煤柱宽度各为30m，则煤层的大巷保护煤柱损失量为：9.456×1.62×1.40×180+10.59×1.62×1.40×180=8.184 mt大巷保护煤柱损失量为：8.184 mt。(4)井筒保护煤柱：主、副井井筒保护煤柱在工业场地保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为0。(5)煤层露头安全煤柱：本矿区新生界厚100380m，底部含水层为第四

53、系卵砾石岩，其上覆盖了2090m厚的粘土层，故底部含水层富水性较弱，补给条件差，减小防水煤柱尺寸后水量不会增大很多，故本矿区留露头煤柱50m。另外可采取疏干或局部疏干采区新生界底含水、增大矿坑的排水能力，从而减少煤层露头煤柱尺寸。则煤层的露头保护煤柱损失量为：2.27×1.62×1.40×50=0.257 mt煤层露头保护煤柱损失量为0.257 mt。(6)工业场地保护煤柱： 保护煤柱的边界是从受保护范围的边界起，按移动角，和所作的保护面与煤层交线来确定的。保护煤柱的留设与计算一般用垂直剖面法求得，具体方法与步骤如下：a.确定受保护面积。如图2-3所示，在开拓平面

54、图上通过建筑物四个角分别做平行与煤层走向和倾斜的四条直线，得矩形abcd。在矩形的外缘加上15m宽的维护带，得受保护面积abcd。b.确定受保护煤柱。通过受保护面积中心作一沿煤层倾斜方向的剖面，在这个剖面上，由维护带的边缘点m1，n1起在表土层以划两条保护线，即m1m2，n1n2。然后在基岩中于下山和上山方向按上山移动角和下山移动角作保护线，与煤层相交得n和k，则通过n和k的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。以同样的方法在平行煤层走向的剖面，按其走向移动角作保护线，求得沿走向的煤柱边界ab和cd，将nk和ab，cd均绘制在平面图上，即得保护煤柱边界abcd。煤柱是一个梯形。垂直剖面法设计工

55、业场地保护煤柱如图2-3所示。本矿井工业场地按级保护，维护带宽度15m，工业场地占地面积由表2-1确定，取17公顷。本矿井的冲积层厚200m，冲积层移动角为45°，基岩移动角=70°、=73°，地面标高+30m，12#煤层见煤标高-200m，11#煤层见煤标高-115m。以上数据均来自于开滦矿务局地测处中国矿业大学测物系在全国矿山测量学术会议上发表的开平矿区地表移动规律综合分析材料中关于地表移动主要参数的计算所载。利用上述方法求11煤层的工业广场保护煤柱尺寸，得梯形上底ab=1210.82m，下底cd=1290.08m，高h=1035.98m，故梯形面积s=(ab

56、+cd)×h/2=1.295km2。工业场地煤柱煤量=梯形面积×煤层平均厚度×煤层平均密度则11#煤层的工业场地保护煤柱压煤量为2.652 mt各种永久煤柱储量损失之和p=2.652+0.257+1.184+1.189+1.992=5.6 mt2.3.3 矿井可采储量矿井可采储量z是矿井可以采出的储量，在求得各种永久煤柱的储量损失后，可按下式计算矿井可采储量： z=(zk-p)c 公式2-1式中：z矿井可采储量，mt； zk矿井工业储量，mt； p各种永久煤柱储量损失之和，mt； c采区回采率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.80；薄煤层不低于0.85。图2-3 垂直剖面法设计工业场地保护煤柱 结合2.2.3及2.3.2的相关数据，可得矿井设计可采储