煤矿0.9Mt╱a新井设计

1、 中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 林立深林立深 学 号： 2106004421060044 学 院： 应用技术学院应用技术学院 专 业： 采矿工程采矿工程 设计题目： 新驿煤矿新驿煤矿 0.9Mt/a 新井设计新井设计 专 题： 近距离煤层群上行开采技术研究近距离煤层群上行开采技术研究 指导教师： 王旭锋王旭锋 职 称： 讲师讲师 2010 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院应用技术学院 专业年级 采矿采矿 06-2 学生姓名 林立深林立深 任任务务下下达达日日期期：2010 年年 3 月月 15 日日毕业设计日期：毕业设计日期：2010 年年 3 月

2、月 15 日日 至至 2010 年年 6 月月 1 日日毕业设计题目：新驿煤矿毕业设计题目：新驿煤矿 0.9Mt/a 新井设计新井设计毕业设计专题题目：近距离煤层群上行开采技术研究毕业设计专题题目：近距离煤层群上行开采技术研究毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 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

3、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 况回 答 问 题提 出 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。一般部分为新驿煤矿0.9Mt/a新井设计。新驿矿井位于山东省西南部的兖州市境内，东

4、南距兖州市19km，西北距汶上县城20km。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。平均倾角15。井田工业储量为106.96Mt，矿井可采储量73.75Mt。矿井服务年限为63.1a，涌水量不大，矿井正常涌水量为195m3/h，最大涌水量为250m3/h。矿井瓦斯绝对涌出量1.275.56 m3/min，为低瓦斯矿井。井田为立井单水平开拓。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用 1t 固定箱式矿车设备。矿井通风方式为两翼对角式通风。矿井年工作日为 330d/a，工作制度为“三八”制。一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和

5、储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-采区巷道布置；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。专题部分题目：近距离煤层群上行开采研究。翻译部分：加强信息分析研究 为安全生产提供战略性信息支持关键词：新井设计 ；立井 ；单水平 ；一次采全高 ；综合机械化 ABSTRACTThe design includes three parts: general part, special part and the translation part. The General part Xinyi mine 0.9Mt/

6、a new well design.Xinyi mine is located in Yanzhou, Shandong Province within the southwest, southeast from the Yanzhou 19km, 20km northwest away from county Wenshang. Ida flat topography, the ground elevation of 43.35m 52.78m between the low-lying north to south, slope 1.2 . The average angle 15 . I

7、da Industrial reserves 106.96Mt, mine recoverable reserves 73.75Mt. The service life of mine as 63.1a, discharge is not, mine is the normal discharge 195m3 / h, the maximum discharge is 250m3 / h. Absolute emission of gas 1.27 5.56 m3/min, for the low gas mine.Ida is a single lever shaft. Roadway by

8、 belt conveyor to transport coal, auxiliary transport by 1t fixed box tub equipment. Mine ventilation for the two wings of the angle of ventilation.Mine in working for the 330d / a, system of work for the Three Eight system.General part of the total, including 10 chapters: 1. Mine outline and the Mi

9、ne geological characteristics; 2. Ida realm and reserves; 3. Mine work system and design capacity, length of service; 4. Ida develop; 5. Preparation methods - Roadway layout ; 6. mining method; 7. underground transport; 8. Mine; 9. mine ventilation and safety technology; 10. mine the basic technical

10、 and economic indicators. Thematic part of the title: close up coal mining research group. Translation components: strengthening of information analysis to provide strategic information to support safetyKeywords: New Well Design ;Shaft ;Single-level ;Mining all high ;Mechanized 目目 录录一般设计部分一般设计部分1 矿区

11、概述及井田地质特征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 地形地貌.11.1.3 气象及地震情况.11.1.4 矿区开发及工农业生产概况.21.1.5 电源条件.21.1.6 矿区水文情况.21.2 井田地质特征.21.2.1 井田地形.21.2.2 勘探程度评述.21.2.3 含煤地层.21.2.4 地质构造.31.2.5 井田的水文地质特征.51.3 煤层特征.51.3.1 煤层埋藏条件.51.3.2 煤层.61.3.3 煤质.71.3.4 其它开采技术条件.92 井田境界和储量井田境界和储量.102.1 井田境界.102.1.1 井田境界.102

12、.2 矿井工业储量.102.2.1 地质勘探简介.102.2.3 矿井工业资源/储量 .112.2.4 矿井设计资源/储量 .122.2.5 矿井设计可采储量.123 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.143.1 矿井工作制度.143.1.1 确定依据.143.2 矿井生产能力.143.3 矿井服务年限.144 井田开拓井田开拓.164.1 井田开拓的基本问题.164.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标.164.1.2 工业场地的位置.184.1.3 开采水平的确定.184.1.4 主要开拓巷道.19 4.1.5 方案比较.194.2 矿井基本巷道.

13、284.2.1 井筒.284.2.2 井底车场.294.2.3 井底车场硐室.304.2.4 井底车场巷道及硐室支护.314.2.5 井底车场铺轨.314.2.6 主要开拓巷道.315 准备方式准备方式-采区巷道布置采区巷道布置.385.1 煤层的地质特征.385.1.1 煤层埋藏条件.385.1.2 煤质与地质情况.385.2 采区巷道布置及生产系统.395.2.1 采区数目及位置.395.2.2 采区走向长度的确定.395.2.3 确定区段和区段数目.395.2.4 煤柱尺寸的确定.405.2.5 采区上山布置.405.2.6 区段平巷的布置.405.2.7 采区内工作面的接替顺序.415

14、.2.8 采区生产系统.415.2.9 采区巷道的掘进方法.415.2.10 采区生产能力.425.2.11 采区采出率.425.3 采区车场选型.435.3.1 采区上部车场选型.435.3.2 采区中部车场选型.435.3.3 采区下部车场选型.445.3.4 采区主要硐室.446采煤方法采煤方法.466.1 采煤工艺方式.466.1.1 地质条件.466.1.2 采煤方法的选择.466.1.3 回采工作面长度、工作面推进长度和推进度.466.1.4 采煤工艺及设备.486.1.5 回采工作面支护方式.506.1.6 回采工作面吨煤成本.546.1.7 劳动组织和循环作业图表.566.2

15、回采巷道布置.566.2.1 回采巷道布置方式.566.2.2 回采巷道参数.567 井下运输井下运输.597.1 概述.597.2 采区运输设备选择.60 7.2.1 采区运煤设备的选择.607.2.2 采区辅助运输设备的选择.617.3 大巷运输设备选择.617.3.1 主要运输大巷运输设备.617.3.2 辅助运输大巷设备选择.628 矿井提升矿井提升.648.1 概述.648.2 主副井提升.649 矿井通风矿井通风.669.1 矿井通风系统选择.669.1.1 矿井概况.669.1.2 选择矿井通风系统原则.669.1.3 通风方法的确定.679.1.4 确定矿井的通风方式.679.

16、1.5 采区通风.719.1.6 工作面通风系统.729.1.7 矿井通风网络.749.1.8 通风系统立体图与网络图.749.2 矿井所需风量.799.2.1 回采面所需风量的计算.799.2.2 掘进工作面需风量.809.2.3 硐室需风量.819.2.4 其它巷道所需风量.819.2.5 矿井总风量及其分配.819.3 全矿通风阻力的计算.829.3.1 矿井通风阻力.829.3.2 矿井总风阻、等级孔计算.859.4 矿井主要通风机选型.869.4.1 矿井自然风压.869.4.2 主要通风机选型.879.4.3 电动机选型.889.4.4 矿井主要通风设备的配置及要求.919.5 防

17、止特殊灾害时期的安全措施.9110 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标.93专题设计部分专题设计部分1 绪论绪论.941.1 研究目的和意义.951.2 国内外研究现状.961.2.1 国外上行开采的主要研究现状.961.2.2 国内煤层(群)上行开采的主要研究现状.982 上行开采机理与技术上行开采机理与技术.992.1 上行开采机理.99 2.1.1 采场上覆岩层裂隙的变化规律.992.1.2 上行开采与围岩平衡.992.1.3 采动影响的时空关系.1002.1.4 上行开采的基本原则.1012.1.5 上行开采应采取的技术措施.1012.2 影响上行开采的主要因素.1012.2.1

18、 层间距.1012.2.2 采高.1012.2.3 采煤方法.1012.2.4 岩性及层间结构.1022.2.5 煤层倾角.1022.2.6 时间.1022.3 上行开采的判别研究方法.1022.3.1 缓倾抖及倾斜煤层.1022.3.2 急倾抖煤层.1053 认识与展望认识与展望.106翻译部分翻译部分英文原文.108中文译文.116参考文献参考文献.121致致 谢谢.123 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 1 页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。

19、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)。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

20、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659.39mm，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 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 2 页厚度0.31m。本矿井工业场地地震烈度，按山东省建委鲁建设发1997243

21、号文山东省各县（市、区）地震烈度表为7度。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

22、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。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、6

23、3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，

24、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，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 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 3 页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

25、，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

26、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

27、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

28、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。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。 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 4 页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3.岩浆岩 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 5 页P11221PP4.763.40-7.100.

29、400.00-1.160.300.00-0.600.00-0.800.00-0.6544.5028.27-56.650.350.00-0.4015.7415.15-16.323.590.72-7.673.480.00-3.280.380.00-0.5780.7570.43-90.8577.5234.20-98.6027.90-113.3045.32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P11P121:5001233下2一56三 全井田普遍发育，厚157.80m178.45m，平均170.30m，

30、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，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

31、。 太原组（C3）11 石炭系（C） 物性特征：本组地层各种参数曲线幅值变化较大，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

32、有明显显示。 Limitisporites sp. Vitreisporites 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

33、下统山西组（P1 ） 厚34.0098.60m，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2

34、7.6432.61m，单位涌水量0.0033060.044l/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 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 6 页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

35、层，山西组3号煤层顶、底板砂岩，太原组三灰、十下灰及中奥陶统石灰岩，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47.87

36、m，但精查阶段仅有2孔揭露下组煤，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

37、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，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化验和岩芯观察资料，并

38、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 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 7 页度的影响。 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

39、质、同化混染作用使煤的物理、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 7

40、0.4390.85m，平均80.75m。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30.253.713.48(20)简单较稳定大部可采0.7

41、27.673.59(20)01泥岩炭质泥岩粉砂岩148.56(6)15上0.301.120.77(13)简单不稳定大部可采01泥岩31.3950.1338.28(11)161.002.101.42(15)较简单较稳定全区可采0-2炭质泥岩泥岩粉砂岩170.651.501.03(15)简单较稳定大部可采3.7213.5610.59(14)0-1泥岩炭质泥岩 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 8 页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 31.06%。结构简单，一般不含夹石，部分钻孔含 1

42、 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 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，

43、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

44、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。各煤层主要煤质指标见表1-2。表表 12 煤质特征表煤质特征表 煤层项目315上1617原煤1.853.132.50(20)1.892.752.37(7)1.903.132.44(9)1.533.222.37(8)水分Mad(%)精煤1.463.202.38(19)2.073.142.51(7)2.103.252.72(9)1.493.162.56(8)原煤8.0126.8416.25(20)9.2321.4815.39

45、(7)8.4520.4915.17(8)8.9414.2312.05(7)灰分Ad(%)精煤4.589.176.66(19)5.097.416.06(7)3.396.744.90(9)2.676.664.62(8) 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 9 页原煤34.2841.4937.46(20)38.6347.2642.62(7)37.2944.6741.13(9)38.2043.7041.25(8)挥发分Vdaf(%)精煤36.2241.2338.46(19)39.7348.7643.80(7)37.9344.8041.50(9)39.1744.1841.85(8)原煤0.32

46、0.840.64(20)0.824.803.06(6)0.575.372.68(7)0.425.202.79(7)全硫St,d(%)精煤0.300.770.55(19)0.742.791.76(6)0.452.791.76(9)0.372.601.68(8)原煤0.0030.0270.011(20)0.0040.0220.011(7)0.0020.0870.022(9)0.0050.0570.021(8)磷Pd(%)精煤0.0020.0240.008(19)0.0020.0230.008(7)0.0020.0330.012(9)0.0020.0320.012(7)原煤23.3430.1427.

47、29(20)25.9030.5228.37(7)27.1430.6728.37(8)28.2830.7729.56(7)发热量Qb,ad(MJ/kg)精煤30.1631.9631.26(18)30.9533.0131.95(7)30.8433.4532.32(9)30.8933.9832.51(8)Cdaf精煤82.0383.8583.07(17)82.6283.1582.83(7)83.0484.0483.40(9)82.4383.6983.32(8)Hdaf精煤5.105.655.34(17)5.345.805.55(7)5.245.625.44(9)5.305.595.48(8)元素分析

48、(%)Ndaf精煤1.551.681.62(17)1.551.741.62(7)1.441.641.55(9)1.441.651.54(8)焦油产率Tar,d(%)8.7014.5011.58(19)12.5614.9813.73(7)10.3815.7113.18(9)12.0514.9013.89(8)灰熔融性ST()132014001400(17)112014001200(7)112014001220(9)114014001270(8)粘结指数GR.I508774(19)809889(6)729888(9)759989(8)胶质层厚度Y(mm)9.613.511.8(19)14.024.

49、018.5(6)11.524.017.8(9)10.525.017.5(8)煤 类QM45(17) QM44( 1 ) QM34( 1 )QM45(6)QM45(9)QM45(8)1.3.4其它开采技术条件其它开采技术条件 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 10 页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 36.21MP

50、a，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，泥岩抗压强度为3.24MPa，强度指数为2332MPa。(4)17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

51、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 0.86%，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。

52、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。 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 11 页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，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,

53、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.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 5029.17

54、m，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

55、.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 .3a煤层平均倾角 所以矿井的工业

56、资源储量为 ZZ =10803.6 万 t 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 12 页67.020475.0XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.43.0DF54 H=090m 55 70-3502.25 42.0-4000.28 DF103H=085m 60 75-500-5002.07X-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-

57、650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-650-500-450-400-350-300-250-200XXXXXXXXXXXXXXXXXXX.XXXXXXXXXXXXXXXX.+-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基础储量；Z2m11探明的资源量中边际经济的基础储量；Z2

58、m22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 tZ122b=10803.6 30% 70% = 2268.76 万 tZ2m11=10803.6 60% 30% = 1944.65 万 tZ2m22=10803.6 30%

59、 30% = 972.32 万 t由于地质条件简单，k 取值 0.9Z333 k = 10803.6 10% k = 972.32 万 t即： Zg = Z111b + Z122b+ Z2m11+ Z2m22+ Z333k = 10695.56 万 t 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 13 页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；断层煤柱损失量 Pd的计算：Pd=Sh=（292226.9

60、2+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 t2.2.5 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（2-3）计算：Zk=(Zs -P2)C （2-4）式中 Zk矿井设计资源/储量；P