wyy-荆各庄矿15Mta采区设计

1、课程设计. ：.；课程设计阐明书姓名： wyy 学号：2021xxxxxxxx 班级： 采矿B125 标题： 荆各庄矿1.5Mt/a采区设计 评语： 指点教师： 赵启峰 职 称： 讲师 2021 年 7 月 10 日 I目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc27570 1 矿区概述及井田地质特征 PAGEREF _Toc27570 1 HYPERLINK l _Toc27651 1.1 矿区概述 PAGEREF _Toc27651 1 HYPERLINK l _Toc12976 1.1.1交通位置 PAGEREF _Toc12976 1 HYPERLINK l _To

2、c24058 1.1.2 地形、地貌 PAGEREF _Toc24058 1 HYPERLINK l _Toc7067 1.1.3 河流及水体 PAGEREF _Toc7067 2 HYPERLINK l _Toc11244 1.1.4 气候及地震 PAGEREF _Toc11244 2 HYPERLINK l _Toc18505 1.1.5 矿区经济概略 PAGEREF _Toc18505 2 HYPERLINK l _Toc20597 1.1.6 矿区水文水源及电源 PAGEREF _Toc20597 2 HYPERLINK l _Toc4251 1.2 井田地质特征 PAGEREF _T

3、oc4251 3 HYPERLINK l _Toc25 1.2.1 井田地质构造 PAGEREF _Toc25 3 HYPERLINK l _Toc3605 1.2.2 煤系地层 PAGEREF _Toc3605 4 HYPERLINK l _Toc5314 1.2.3 水文地质 PAGEREF _Toc5314 8 HYPERLINK l _Toc23775 1.2.4 其他有益矿物 PAGEREF _Toc23775 9 HYPERLINK l _Toc30151 1.2.5 地质勘探程度 PAGEREF _Toc30151 9 HYPERLINK l _Toc1602 1.3 煤层特征

4、PAGEREF _Toc1602 10 HYPERLINK l _Toc30314 1.3.1 煤层 PAGEREF _Toc30314 10 HYPERLINK l _Toc26526 1.3.2 煤层顶、底板 PAGEREF _Toc26526 10 HYPERLINK l _Toc7087 1.3.3 煤质 PAGEREF _Toc7087 11 HYPERLINK l _Toc16994 1.3.4 瓦斯 PAGEREF _Toc16994 11 HYPERLINK l _Toc14275 1.3.5 煤尘及煤的自燃 PAGEREF _Toc14275 13 HYPERLINK l _

5、Toc17566 2 井田境界与储量 PAGEREF _Toc17566 14 HYPERLINK l _Toc6855 2.1 井田境界 PAGEREF _Toc6855 14 HYPERLINK l _Toc5906 2.2矿井储量计算 PAGEREF _Toc5906 14 HYPERLINK l _Toc1804 2.2.1矿井工业储量 PAGEREF _Toc1804 14 HYPERLINK l _Toc9465 3采区参数 PAGEREF _Toc9465 17 HYPERLINK l _Toc27730 3.1 倾斜长度 PAGEREF _Toc27730 17 HYPERLI

6、NK l _Toc17697 3.2 走向长度 PAGEREF _Toc17697 17 HYPERLINK l _Toc23442 3.4 采出率 PAGEREF _Toc23442 17 HYPERLINK l _Toc11869 3.5 煤柱尺寸 PAGEREF _Toc11869 18 HYPERLINK l _Toc9691 3.6 煤仓容量 PAGEREF _Toc9691 18 HYPERLINK l _Toc13376 4 采区巷道布置 PAGEREF _Toc13376 20 HYPERLINK l _Toc22628 4.1 采区巷道布置 PAGEREF _Toc22628

7、 20 HYPERLINK l _Toc2546 4.1.1 采区预备方式确实定 PAGEREF _Toc2546 20 HYPERLINK l _Toc14219 4.2 消费系统 PAGEREF _Toc14219 20 HYPERLINK l _Toc21346 4.2.1 运煤系统 PAGEREF _Toc21346 20 HYPERLINK l _Toc29314 4.3 车场选型设计 PAGEREF _Toc29314 21 HYPERLINK l _Toc28208 4.3.1 采区上部车场方式的选择 PAGEREF _Toc28208 21 HYPERLINK l _Toc32

8、48 4.3.2 采取中部车场方式的选择 PAGEREF _Toc3248 22 HYPERLINK l _Toc16710 4.3.3 采区下部车场的选择及设计 PAGEREF _Toc16710 22 HYPERLINK l _Toc25911 5 采煤方法 PAGEREF _Toc25911 24 HYPERLINK l _Toc7797 5.1采煤方法和回采工艺 PAGEREF _Toc7797 24 HYPERLINK l _Toc1272 5.1.1地质概略及煤层赋存 PAGEREF _Toc1272 24 HYPERLINK l _Toc22123 5.1.2 采煤方法确实定 P

9、AGEREF _Toc22123 24 HYPERLINK l _Toc24583 5.1.4综采任务面的设备选型及配套 PAGEREF _Toc24583 25 HYPERLINK l _Toc25223 5.2回采工艺 PAGEREF _Toc25223 28 HYPERLINK l _Toc29057 5.2.1 回采工艺方式 PAGEREF _Toc29057 28 HYPERLINK l _Toc25559 5.2.2 采煤工艺 PAGEREF _Toc25559 29 HYPERLINK l _Toc18164 5.3 消费组织方式 PAGEREF _Toc18164 30 HYP

10、ERLINK l _Toc26477 5.3.1 劳动组织及循环图表+ PAGEREF _Toc26477 30 HYPERLINK l _Toc4 5.4 回采巷道布置 PAGEREF _Toc4 32 HYPERLINK l _Toc488 5.4.1 回采巷道布置方式 PAGEREF _Toc488 32 HYPERLINK l _Toc11315 5.2.2 回采巷道断面及支护 PAGEREF _Toc11315 32 HYPERLINK l _Toc9372 5.2.3 掘进任务面主要设备 PAGEREF _Toc9372 32 HYPERLINK l _Toc32760 5.5 顶

11、板与煤壁管理措施 PAGEREF _Toc32760 32 HYPERLINK l _Toc24779 6 主要技术经济目的 PAGEREF _Toc24779 34 HYPERLINK l _Toc25484 6.1 主要结论 PAGEREF _Toc25484 34 HYPERLINK l _Toc12742 参 考 文 献 PAGEREF _Toc12742 36课程设计第 页第 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1交通位置荆各庄矿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，东距陡河发电厂4.5公里。行政区域属唐山市开平区管辖。交通非常方便，铁路：一条通往陡

12、河电厂的公用线，并与吕陡线在井田交汇；另一条经马家沟矿业公司与京山线的开平站相联。公路：北10与京沈高速公路、102国道相联，南7经开平与205国道、津秦高速公路相联，构成了比较完好的交通网。交通位置如图1-1。图1-1 荆各庄井田交通位置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

13、丘陵在井田东面的青龙山一带相集合。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+38.8m湾孔，南端标高为23.85m湾补孔，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集合，向南流经唐山市区，下游聚集石榴河，向南流入渤海。河北省水利厅于1965年在双桥村一带建筑了陡河水库，水库大坝距井田东端的最近间隔 为2200m。陡河及陡河水库虽然距井田区较近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散堆积物，而且存在有隔水作用的

14、粘土层，对本矿充水没有直接的影响。1.1.4 气候及地震唐山地域气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大，属于典型的温带大陆性气候。自十五世纪有记载以来，唐山滦县一带共发生有感地震100余次，震级大于4.7级的10次，其中6级以上2次。1976年发生7.8级大地震后，国家地震局测定本矿区地震烈度为八度。1.1.5 矿区经济概略矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、水稻，间杂有果园、菜园等。本矿井建立期间，所需求建立资料，除钢材、木材和部分水泥需由国家方案供应外，其它砖、石、砂等土产资料，均由当地供应，满足建立需求。矿区已建有110KV中央变电所，向本矿井供电的四回35K

15、V输电线路已建成送电。1.1.6 矿区水文水源及电源矿井建矿初期涌水量为24.4565.66m/min，平均为32.76 m/min，目前矿井涌水量15.65 m/min。19831986年分别在南翼1331及东翼1148建立两个疏水中心，1331初期涌水量最大到9.5 m/min，1148初期最大涌水量到达4.80 m/min。至1998年底1331及1148总涌水量分别为0.93 m/min、1.48 m/min。从1995年4月始又在井田向斜轴部建立2080疏水中心，1997年底主体工程完工，最大涌水量为5.20 m/min，普通涌水量为3.73 m/min，至1998年底测得其涌水量为

16、5.12 m/min。疏水中心排放的清水经过管路抽到地面供生活用水，其它涌水排到-375m或-475m水仓经过排水系统排至地面灌溉农田或经东翼塌陷坑沉淀，周游后经后屯大渠流入陡河。地面水源荆各庄矿地面水源共有三处：即东水源井、西水源井小学校院内和矸子山水源井。荆各庄矿部分生活用水及工业用水取自地面水源。井下水源本矿原井下清水源有两个即1331及1148疏放水中心，在1988年完成对其钻孔水的搜集，水量合计5.0 m3/min，全部用于消费及生活用水。这两个水源均取自第V含水层即5煤以上砂岩裂隙承压水，该水源由于涌水量逐年减小，到2000年根本放弃运用。如今井下清水源有2080疏水中心，出水水源

17、为第V含水层，该疏水中心于1998年施工终了，共打钻孔32个，初期涌水量为3.50 m3/min，其后由于遭到下伏煤层开采涉及钻孔等要素的影响，水量逐渐衰减，现已下降至1.0 m3/ min。由于今后将遭到3090柱开采的涉及，估计其水量仍将减小。目前矿内生活及工业用水总计为3.04 m3/ min，矿井水利用量仅为1.0 m3/ min，不能满足需求量，其他只能靠地面水源井供应。矿区已建有110KV中央变电所，向本矿井供电的四回35KV输电线路已建成送电。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造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3.5 km，东西宽约3.

18、4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似不断径3.5 km的亚圆形，面积约9 km2。断裂构造和褶曲是井田内的主要构造方式，并由此呵斥含煤地层的产状起伏变化、节理裂隙纵横发育。根据井田内各区段构造特征的差别，可将井田划分为三个构造块段。西翼块段：本块段西部和北部至基岩露头线，东部至F5 断层及荆各庄向斜轴线位置，南部至F3断层。南北长3500 m，东西宽500900 m，包括西一采区、西二采区和二程度轴西采区。块段内地层由东向西逐渐变陡，倾角1555，断裂构造极为发育，且多数为冲断层，断层面倾角普通为大于45，正断层少见。断层走向主要为NNE向，为井田内构造最复杂地段。东翼块段：其范围西至井田

19、向斜轴线，北至F16 断层及7号剖面线，南至F3断层，包括东翼采区及二程度轴东采区。东西长2500 m，南北宽1500 m。区内地层产状普通较为平坦，倾角多在15以下，以断裂构造为主，且多为正断层，断层面倾角多在60以上，逆断层以逆掩断层方式多见，断层面倾角经常小于65，断层走向呈NW向或NNW向。中南块段：其范围西至西翼块段，北至基岩风化带，东南至东翼块段。东西长1500 m，南北宽1000 m。区内地层产状平缓，倾角015，以NW向的正断层较为发育，构造复杂程度介于西翼块段和东翼块段之间。主要褶曲构造荆各庄井田本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

20、偏东倾伏，倾伏角约56。向斜轴线西侧地层产状急陡，而东侧那么较为舒缓，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。在井田东部有一舒缓横向褶皱，轴线方向N43E，长700 m，宽300 m，两翼倾角510。在井田中南部有一小型背斜，轴线方向N40E，长600 m以上，背斜西部一翼产状较陡，倾角2560，东部那么地层较舒缓，倾角1525。背斜脊部张性断裂非常发育，同时煤岩层均有拉伸变薄景象，2095、2097、2099、2020S泄水巷等工程对其均有控制。主要断层构造井田内主要断层有：FF断层组：这是三条密集平行陈列的逆断层，位于井田南部，构成了井田

21、的天然边境，三者均为逆掩断层，走向60，倾角南东,断层面倾角60，累计落差70145m，延伸长度3500m。这组断层在地质及水文地质方面对井田起着非常重要的作用。F正断层：位于井田中部，是井田内极为重要的断层。断层走向近东西，倾角60，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，部分达0.11.1m，因此曾一度具有很强的充水性，给延深工程的施工带来许多困难。经过延深工程2020S泄水巷、2090探巷、2095、1320、1119等井巷工程控制，该断层的展布延伸与落差变化已根本搞清。F断层是轴东采区与南翼采区、东翼采区与南翼采区的天然界限。F正断层：位于井田中部,

22、F断层南侧，走向近东西向，断层面倾角60，落差830m。由于其走向与F根本一致而倾向相反，因此在两断层间构成了较大的地堑构造。F断层延伸长度500m,主要控制工程有2020E、2049、2020W、2020S泄水巷、2090及钻孔荆放3。FE正断层：位于井田东翼的西南端并向轴东采区延伸，走向近东西，倾角60，最大落差10m，延伸长度950m。断层面平直，断层上盘或下盘有煤层拉薄景象。由于该断层落差大，使回采任务面无法跨越，给东翼采区及轴东采区采面正常布置带来很大的困难。控制工程主要有2097、2095、1、2、3、荆孔。F逆断层：位于井田西一采区，走向呈NNE向，倾角60，最大落差28m，延伸

23、长度500m以上，断层带宽0.30.5m，为泥质充填，断层面擦痕明显，两盘牵引景象明显，使煤岩层倾角变化较大，最大可达60以上。断层落差向深部有增大趋势。控制工程有1294、1292、1210、1214。节理或裂隙节理或裂隙是井田内发育最广泛的地质构造，按其走向大致可以分为三组，即:NNE向、NEE向、NNW向，由此构成了纵横交错的节理发育系统。1.2.2 煤系地层荆各庄井田隶属开平煤田，位于开平向斜的西北侧。开平煤田地层属华北型堆积。煤田古生代地层广泛分布，石炭-二叠系为含煤岩系，各系、统间多以整合或假整合接触表1-1。含煤地层大多为第四系黄土覆盖，但也有零星出露。表1-1 区域地层界系统年

24、代组厚度m新生界第四系Q不整合洼里组0890上古生界二叠系上统280古冶组346下统唐家庄组180大苗庄组79石炭系上统赵各庄组74开平组70中统C2唐山组平行不整合马家沟组65下古生界奥陶系中统O2345下统亮甲山组115冶里组203寒武系上统凤山组68长山组48崮山组82中统张夏组120下统馒头组150景儿峪组263元古界震旦系上统迷雾山组1200杨庄组400下统高于庄组600太古界大红峪黄崖关组不整合五台群450前震旦Ar荆各庄井田含煤地层为石炭系上统和二叠系下统，基底为中奥陶统马家沟组灰岩，含煤地层特征与开平煤田其它井田根本一样，所揭露的地层有变化的地段主要在9煤以上至6煤及12-2煤

25、以下至15煤，其层间距及岩性不同，含煤地层由老到新情况如下：石炭系C下界为奥陶系中统马家沟组灰岩顶面，两者为平行不整合接触；上界为11煤顶板含海相动物化石之泥岩顶面。该层与上覆的二叠系呈整合接触，本组普通厚度为210 m。石炭系中统唐山组C2该组直接覆盖于奥陶系灰岩之上，上至K3唐山灰岩顶界面，普通厚度75 m。本统以粘土岩和粉砂岩为主，粘土岩占42.1%，粉砂岩占31.2%，砂岩占19.9%，石灰岩占6.8%。本组岩相变化是由滨海湖泊相碎屑堆积过渡为海相灰岩堆积，交替出现三个堆积旋回，即：-1、-2、-3，构成一个渐进的相序。本组中含三层薄层灰岩，均含有丰富海相动物化石，由下而上简称为K1、

26、K2、K3灰岩。第一层灰岩K1出如今距奥陶灰岩顶界面大约38 m处，第二层灰岩K2出如今K1之上12 m处，第三层灰岩K3出如今K2之上大约25 m处，称之为唐山灰岩，该层灰岩呈浅灰褐色，中厚层状，质纯，厚2.5 m左右，厚度大，层位稳定，含有大量的蜓科和珊瑚化石，易于同其它岩石相区别。石炭系上统C3该统分上下两组，下组称开平组 ，上组称赵各庄组 。上组是荆各庄井田重要的含煤地层，本统普通厚度为 m。开平组：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。本组普通厚度76.59 m，以粉砂岩为主，粘土岩含量减少，粘土岩占10.1%，粉砂岩类占52.6%，砂岩类占3

27、1.4%，灰岩占2.9%。岩相组合上为浅海相薄层泥质碳酸盐岩和泻湖海湾相粉砂岩及砂岩堆积物的交替堆积。包含-4、-5、-6三个较大的旋回，每一旋回都是由海相灰岩起经过渡相堆积，又为海相堆积覆盖。本组内赋存三层灰岩，由下而上命名为K4、K5、K6，其中K5灰岩为深灰色泥质生物碎屑岩，时而接近钙质粘土岩，含灰白色的动物介壳，富集成层，与深灰色泥质灰岩交替成细带状，构成明显的程度层理和程度波状层理，极易区别于其它灰岩。厚度薄但比较稳定，普通为0.11.3 m，平均0.55 m。在K5灰岩底板，赋存三个煤层即：14煤，普通厚度为0.10.8 m，平均0.4 m；15煤甲，普通厚度为0.10.5 m；1

28、5煤，普通厚度为0.14.29 m，平均1.12 m，部分到达可采。本组出现了含煤堆积，是典型的海陆交相互堆积序列。赵各庄组：下限为赵各庄灰岩K6顶板，上限为11煤顶板泥岩的顶界面。普通厚度为60 m，本组为重要的含煤地层。本组以粉砂岩为主，其次为砂岩，粉砂岩类38.3%，砂岩类29.5%，煤层17.4%，粘土岩14.8%。岩相组合主要是泻湖海湾相和泥岩沼泽相交替堆积，同时在泻湖海湾相之后出现有湖滨三角洲相。自堆积赵各庄灰岩K6之后，海水大规模后退，而每次海进的幅度都比较小。该阶段堆积环境相对稳定，是成煤的最好时期。本组含有5个含煤层，即： 121/2煤、12煤、12-1煤上煤线、11煤。其中

29、12煤、11煤两层可采。二叠系下统P1下界为11煤顶板的泥岩顶面，为整合接触；上界为A层矾土质粘土岩的顶板，井田内该层大部分被冲蚀掉。本统普通厚度为235.76 m，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。大苗庄组上限为5煤顶板中粗粒砂岩底界面，受古河流冲刷，冲蚀的下切深度并不一样，在井田西部不仅5煤受剥蚀，而且6、7、8煤均受不同程度的影响。下限为11煤顶板粘土岩的顶界面。本组普通厚度为90.36 m，最小厚度为65 m湾水。本组以粉砂岩和砂岩为主，粘土岩也较多，粉砂岩类占36.2%，砂岩类占30.2%，粘土岩类占19.2%，煤层占14.4%。主要是泻湖海湾

30、相、三角洲相及泥炭沼泽相堆积等岩相组合。在本组顶部出现大陆河流冲积相堆积。本组有6个含煤层即：5、6、7、8、10煤，其中8煤、10煤部分可采。唐家庄组()下限为5煤顶部的粗砂岩底板，与下伏大苗庄组呈不整合接触。上限为A层铝土质粘土岩之顶板。井田范围内A层及其以上地层全部剥蚀。本组普通厚度为145.4 m。本组岩性组合主要是中、粗砂岩和粉砂岩，夹有少量的泥岩；为河流堆积相和湖泊堆积相岩相组合。本组大致可分三段，反映出三次较大的河流活动周期。下部砂岩段：以粗粒和中粒砂岩为主，间夹薄层细砂岩、粉砂岩或砾岩，呈灰绿色或浅灰色，颗粒成分以乳白色石英为主，约占70%，含有燧石、云母片及蓝色、红色、绿色、

31、紫色矿物岩屑，分选及磨圆度均较差，具程度、斜交及收敛型层理，泥质、钙质及高岭土质孔隙胶结，含有完好的植物叶片及高特木化石。本段普通厚度为48.7 m，是煤系上部最重要的含水地层。中部砂岩段：灰、绿、暗紫等杂色中细砂岩、粉砂岩、薄层砾岩及薄层粘土岩互层，以中细砂岩为主，成份主要是石英，其次为长石，少量的燧石及云母片。泥质或高岭土质充填式或接触式胶结，分选及磨圆度较好，具波状、缓波状、断续波状层理，含大量的植物叶片化石，本段也是煤系上部重要的含水层。本段普通厚度65.7 m。上部砂岩段：以中粗粒砂岩为主，浅灰色，岩石成分以乳白色石英为主，约占60%，次为肉红色长石，约占15%，暗色燧石约占10%，

32、并含有少量的云母碎片，高岭土质充填式胶结，暗色矿物定向陈列，显现微斜层理，具韵律分选，含斜立的炭化植物干枝体，与下伏地层呈冲刷接触。本段为井田第含水层风化带，普通厚度为31.0 m。1.2.3 水文地质矿井的补给水源和含水层。大气降水及其对矿井涌水量变化的影响 荆各庄矿的水文地质条件属复杂型，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 KK砂岩裂隙承压含水层 K煤12砂岩裂隙承压含水层 煤9煤7砂岩裂隙承压含水层 煤5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 第四系中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层其中与矿井消费较亲密的为、。本区大

33、气降水普通集中在七、八、九月份。据19791998年气候资料统计：年降水量最大值为899.6mm1987年，最小值为317.45mm1997年，平均值为596.85mm。补给关系是： 大气降水、等各基岩含水层。矿井直接充水含水层荆各庄矿直接充水含水层有KK砂岩裂隙承压含水层、K煤12砂岩裂隙承压含水层、煤5以上砂岩裂隙承压含水层。矿井间接充水含水层冲积层含水层该含水层厚100379.67m。它本身为一矿井间接充水含水层，它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亲密。奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压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

34、组成，据勘探资料阐明，施工的13个孔穿过灰岩总长度451.51m，因溶洞或宏大裂隙呵斥钻具骤然下陷的有10个孔25个段落，溶洞最大直径为1.13m，冲洗液失去循环。在井田东南部，因构造FF断层组作用与巨厚的第四系冲积层相互接触，添加了灰岩裂隙发育程度。1.2.4 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，它们的详细情况如下：耐火粘土6煤底板粘土岩厚1.01.5 m，灰或深灰色，团块状构造，含鲕粒及菱铁矿结核，有植物细根。井田西半部被剥蚀。15煤底板粘土岩厚约1.5 m，浅灰色团块状构造，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，

35、浅灰色，组织致密、细腻、鲕状及豆状构造，含黄铁矿散晶及菱铁矿结核。铝土矿G层铝土质粘土岩厚约5.5 m，灰或紫灰杂色，鲕状和豆状构造，含黄铁矿及菱铁矿结核，底部时现砾状构造表4-12，目前暂时不具备开采价值。铁矿在G层铝土矿和中奥陶统马家沟组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，不具备开采价值。稀有元素根据稀有元素测试结果表4-13，铀的含量均低于0.003%，锗的含量在7煤、10煤两个层煤中有个别点的档次大于0.003%，其他均低于0.0025%，镓的含量仅6煤有个别点的档次达0.003%，其他均低于0.0025%，阐明井田内赋

36、存稀有元素，但是档次低，无工业价值。1.2.5 地质勘探程度自1998年以来，荆各庄矿业分公司运用各种物探方法对井上下进展解释和推断，提早进展预测预告，主要完成的任务为：2001年委托河北省煤田地质局物测地质队，对井田西三采区进展了三维综合地震勘探，解释断层52 条，其中正断层36条，逆断层16条，按断层的评级规范及地质义务要求，对落差5m的断层进展了评定；查明了区内9煤、11煤、12煤的赋存形状、厚度变化趋势，底板深度误差不大于1，并探明了区内各煤层隐伏露头位置；查明了第四系底界面起伏形状及其底部砾石层厚度的变化趋势；定性解释了9煤、12煤顶底板岩性及岩相变化趋势；对西三采区内地应力的分布形

37、状给予了研讨；解释了区内第四系底部砾石层的富水性及采区北部9煤顶板7煤底板、12煤底板15煤顶板、奥陶系灰岩各含水层的富水性；查明了区内无直径大于等于20 m的陷落柱；确定了F3、F4断层的产状，解释了F4为富水断层。1.3 煤层特征1.3.1 煤层井田含煤地层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和12煤，平均总厚度8.0m，可采含煤系数3.6%，可采煤层集中在赵各庄组和大苗庄组，表1-2。表1-2 煤系含煤情况地层关系地层厚度m所含煤层可采煤层系统组层数煤层二叠系下统唐家庄145.4

38、12小煤线无大苗庄90.3675、6、7、8、9-1、9-2、10无石炭系上统赵各庄60.00511、煤线、1211、12开平76.59314、15、16无中统唐山75.001煤线无井田内的两层可采煤层及两层部分可采煤层的构造、厚度及普通特征描画如下：煤11：井田内厚度自3.684.34m，平均5.01m。倾角为1.516.3，平均为5.2，黑色块状条带状构造，玻璃光泽，以亮煤为主，夹镜煤及亮煤条带，含黄铁矿结核，光亮型煤，含夹矸一层，但夹石分布不稳定，在东翼采区1114见到厚度达0.5m的泥岩夹矸，褐红色，易碎,具油脂光泽。煤层的容重为1.50 t/m。煤12：为矿井主采煤层，厚度为3.82

39、4.35m，平均5.08m，煤层倾角为1.616.8，平均5.2。煤层黑色，块状构造，下部为条带状构造，质硬，玻璃光泽暗淡光泽，半亮半暗型，含夹石45层，最多达11层，为复杂构造煤层，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，致密巩固，厚度0.020.78m，平均0.39m。煤层的容重为1.35 t/m。表1-3 可采煤层特征序号煤层称号煤层厚度/m层间距/m倾角/()硬度容重稳定性最小最大平均111煤3.684.344.014012.20.4-0.71.35稳定212煤3.824.354.0812.20.4-0.91.35稳定1.3.2 煤层顶、底板11煤直接顶：灰黑色泥

40、岩，块状，致密细腻，贝壳状断口，含菱铁质透镜状结核及黄铁矿聚集体,含海相动物化石(在西翼1210、1214采到完好的动物介壳化石)层厚3.969.47m,平均6.65m。老顶：浅灰色灰白色细砂岩，块状，钙质基底式胶结，成分以石英为主，易风化，厚度不稳定，普通在0.658.23m之间，平均2.69m。直接底：灰灰白色带褐色泥岩或粘土质粉砂岩,泥质胶结，块状构造，含大量植物根化石，厚0.533.87m，平均1.85m。12煤直接顶：灰浅灰色条带状粉砂岩，程度波状层理、交错层理、透镜状层理，岩石致密巩固，部分夹细砂岩条带，使层理更加明显；厚度不稳定，在09.1m之间，平均厚4.0m。老顶：灰白色中细

41、砂岩，厚层状，高岭土质基底式胶结，易风化澎涨，呈泥状；矿物成分为石英及少量的暗色矿物，厚1.610.67m，平均厚6.52m。直接底：深灰色灰黑色矽质胶结的粉砂岩或细砂岩，岩性致密巩固，含大量沿层面分布的植物根化石，厚0.52.77m，平均1.5m。1.3.3 煤质据勘探报告和煤样化学分析测定结果表1-4，本井田可采煤层的蜕变程度较低，相当于气煤阶段。根据各煤种的分布情况，得出本井田煤的蜕变以区域蜕变为主。表1-4 各煤层煤质情况统计 工程煤层水分Mad%灰分Ad%挥发分Vdaf%全硫St,d%发热量Qgr,dMJ/Kg煤种112.0836.6841.862.633.6624.18气煤121.

42、5037.7342.040.4820.69气煤有害组分如下：灰分：各煤层灰分变化较大，煤样灰分及毛煤灰分统计见表1-5。表1-5 各煤层灰分统计煤层灰分%毛煤灰分%灰分增值%1116.7933.6816.891233.2737.924.66硫分：井田各煤层全硫平均含量为0.25%3.66%，其中12煤含量为0.48%，均低于1%，属低硫煤；11煤含硫量最高为2.63%3.66%，平均为3.07%，属富硫煤。其它形状硫含量中：有机硫占36%，黄铁矿硫占59%，硫酸盐硫占2.5%。磷分：磷分平均含量0.0080.0825%，其中11煤为特低磷煤，12煤为低磷煤。1.3.4 瓦斯矿井消费作业区域广，

43、构造方式多，多煤层开采，矿井对瓦斯进展了深化的研讨，并且把瓦斯的涌出量的丈量任务作为矿井消费的一个重要内容，2007年底对瓦斯涌出量丈量数据如表1-6。表1-6 2007年底矿井各区瓦斯等级鉴定测试区域气体称号三旬最大涌出量m3/min相对涌出量m3/t矿井瓦斯等级上年度瓦斯等级上年度矿井瓦斯涌出量瓦斯涌出量风排量总量绝对量m3/min相对量m3/t矿井CH44.394.391.25低低5.20.61CO210.4910.492.9710.832.9511煤CH42.822.821.67低CO22.192.191.3012煤CH40.370.370.24低CO21.001.000.66南翼CH

44、42.822.821.67低低0.630.30CO22.192.191.300.910.44东翼CH40.560.560.37低低0.210.18CO21.501.500.980.600.51西翼CH40.590.591.04低低0.711.70CO21.951.953.431.774.23一程度11煤CH40.270.270.47低CO20.710.711.25三程度11煤CH42.822.821.67低CO22.192.191.30三程度12煤层CH40.370.370.24低CO21.001.000.66轴东采区CH40.560.560.37低CO21.501.500.98南翼采区CH4

45、2.822.821.67低CO22.192.191.30西翼二采区CH40.590.591.04低低0.711.70CO21.951.953.431.774.233094任务面CH42.912.911.72低CO21.371.370.813322B任务面CH40.280.280.23低CO20.500.500.401291任务面CH40.310.310.55低CO20.570.571.00根据测定的根底数据，分析计算得出鉴定结果表1-6，本矿属低瓦斯等级。煤矿瓦斯是平安的重要隐患，应引起高度注重，要严厉执行之规定，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1-7 矿井瓦斯等级

46、鉴定结果瓦斯二氧化碳鉴定等级上年度鉴定等级全矿井采区全矿井采区相对量m3/t绝对量m3/min能否突出最大相对量m3/t相对量m3/t绝对量 m3/min最大相对量m3/t1.255.2否1.672.9710.491.30低低1.3.5 煤尘及煤的自燃煤尘荆各庄矿对11煤、12煤的煤尘的爆炸性进展了鉴定，数据如表1-8，结果显示鉴定煤层均有爆炸危险。表1-8 荆各庄矿实验室煤尘爆炸性鉴定采样地点煤层称号工业分析%爆炸性实验煤尘爆炸性鉴定结果水分Wad灰分Aad挥发性火焰长度mm抑制煤尘爆炸最低岩粉量%VadVdaf三程度3312112.259.7038.8544.1240090有爆炸性三程度3

47、324121.6717.9533.0941.1640080有爆炸性一程度0090111.8440.7225.3744.177065有爆炸性一程度1426121.4840.3727.4747.245065有爆炸性煤的自燃为了探求荆各庄矿煤层的自燃发生规律，对9煤、11煤、12煤的自燃倾向性进展了测定表1-9，结果显示各煤层均自燃。表1-9 荆各庄矿煤层自燃倾向性鉴定煤层水分Mad%灰分Aad%挥发分Vdaf%全硫St.d%真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃倾向性等级111.5312.0642.447.441.480.67级121.1239.0939.750.311.750.60级2 井

48、田境界与储量2.1 井田境界荆各庄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3.5 km，东西宽约3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似不断径3.5 km的亚圆形，面积约9 km2。断裂构造和褶曲是井田内的主要构造方式，并由此呵斥含煤地层的产状起伏变化、节理裂隙纵横发育。 2.2矿井储量计算2.2.1矿井工业储量本矿井设计对11煤层进展开采设计，边境露头线为-120m，-1000m以下的煤炭储量尚未探明，作为矿井的远景储量。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。井田范围内的煤炭储量是矿井设计的根本根据，煤炭工业储

49、量是由煤层面积、容重及厚度相乘所得，其公式普通为：Zg=SMR其中：Zg矿井的工业储量； S 井田的倾斜面积，3484.8万平方米； M煤层的厚度，4 m； R 煤的容重，1.35吨/立方米；那么：Zg=3438.8x4x1.35=1881.8万t2.2.2矿井可采储量1边境煤柱可按以下公式计算Z=LbMR 其中：Z边境煤柱损失量； L边境长度， b边境宽度，取b=50； M煤层厚度，M=4； R煤的容重，R=1.35。那么井田的边境断层煤柱为：3.423.5210005041.35=372.6万t断层1断层： 2740/cos125041.35=75.6万t；2断层： 3075/cos125

50、041.35=84.9万t。2工业广场煤柱根据规定：井型为150Mt的工业广场的面积为1.2平方公顷/10万吨。所以取工业广场的尺寸为18平方公顷。煤层的平均倾角为12度，工业广场的中心处在井田走向的中央，倾向中央偏于煤层中上部，其中心处埋藏深度为-230m，该处表土层厚度为110m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级维护留维护带，宽度为15m。表2-1岩层挪动角广场中心深度/m煤层倾角煤层厚度/m冲击层厚度/m2401241104576.876.868.4由此根据上述以知条件，画出如图2-1所示的工业广场维护煤柱的尺寸图2-1 工业广场维护煤柱经计算得：梯形高度 h=73

51、0m梯形上底 AB=756m梯形下底 CD=808m得 S=1/2756+808730/cos112=583613.4 m2 那么：工业广场的煤柱量为： Zi=SMR式中：Zi工业广场煤柱量； S 工业广场压煤面积； M 煤层厚度，4m； R 煤的容重。那么：Zi=583613.441.35=315.2万t3防水煤柱虽然陡河及陡河水库虽然距井田区较近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散堆积物，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，因此可不设防水煤柱。总煤柱量=75.6+84.9+315.2+372.6 =848.3 万t4矿井的可采储量矿井的可采储量按下式计算： Zk=(Z

52、g-P)C 其中：Zk矿井的可采储量；万t Zg矿井的工业储量，计算得出Zg=1881.8万t； P 维护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留设的永久煤柱损失量，p=315.2 万t； C 采区采出率，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，本矿取0.75那么： Zk=18569.52-848.30.75 =13290.9万t开采年限13290.9150=88年课程设计3采区参数3.1 倾斜长度采区的倾斜长度就是阶段斜长，通常在矿井开辟部分确定阶段高度是曾经确定。在大巷位置曾经确定的情况下，各采区的斜长能够因煤层倾角变化而不同，但对于每一个采区来说根本上

53、是曾经确定的数值。我国新建的一些开采缓倾斜煤层的大型矿井，采用新型运输设备开采时，上山部分的斜长普通为10001500m，下山为7001200m。3.2 任务面长度150330=0.45万t1.3540.86L0.93=4500L =190m3.3 走向长度对综合机械化开采的采区，应以每个任务面能延续推进一年左右为宜，单翼开采的采区走向长度不小于1000m，有条件可到达2000m，双翼开采时，采区走向长度以不小于2000m为宜。本次设计采区走向长度按任务面年推进度计算，即采区的走向开采长度首先应该满足任务面年推进度：33060.82=3168米3.4 消费才干采区消费才干是采区内同时消费的采煤

54、任务面和掘进任务面产煤及采区消费系统可以保证的消费才干，以万t/a表示。本次荆各庄矿的采区消费才干即为矿井的消费才干，矿井的设计消费才干为150万吨/年，为已确定条件。任务面的日消费才干为：Q=19041.3560.80.93=4580.1吨3.4 采出率任务面的采出率为：厚煤层普通不小于93% ，中厚煤层不小于95% ，薄煤层不小于97%本次设计煤层平均厚度为4米属于厚煤层，因此采出率为0.933.5 煤柱尺寸由于本次设计是采区的设计因此对工业广场，井筒等维护煤柱暂不进展相应计算，虽然陡河及陡河水库虽然距井田区较近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散堆积物，而且存在有隔水作用的粘土层，对

55、本矿充水没有直接的影响，因此不留防水煤柱。故本次设计中只需边境煤柱，且宽度为50m。3.6 煤仓容量1采区煤仓煤仓的方式及参数井巷式煤仓按煤仓的中轴与程度面的夹角分为垂直煤仓和倾斜煤仓两种。垂直煤仓普通为圆形断面，圆形断面利用率高，不易构成死角，便于维护，施工方便，施工速快。本矿带区煤仓都选用垂直煤仓。煤仓采用倾斜式圆形断面，倾角80,直径6m。斜长30m。煤仓容量合理的煤仓容量应在保证正常消费和运输的前提下，工程量最省。按采煤机延续割煤的产量计算：Q = Q0 + LMbC0kt式中： Q 采区煤仓容量，t；Q0 防空仓漏风留煤量，普通取510t； L 任务面长度，m； M 采高，m； b

56、进刀深度，m； 煤的容重，t/m3； C0 任务面采出率； kt 同时消费的任务面系数，综采时，kt = 1；那么煤仓容量为：8 + 19040.81.350.93=771.344t表3-1 煤仓容量与带区消费才干关系采区消费才干/万ta-130以下3045456060100以上区煤仓容量/t50100100200200300250500根据煤仓容量与带区消费才干关系表可知本次设计煤仓容量合理。课程设计课程设计4 采区巷道布置4.1 采区巷道布置4.1.1 采区预备方式确实定由于煤层的倾角为12度，又采区的顺应性强，所以采用采区预备方式。巷道布置如以下图所图4-1巷道布置图4.2 消费系统4.

57、2.1 运煤系统自采煤任务面带区运输斜巷带区煤仓运输大巷井底煤仓皮带主井。4.2.2 辅助运输系统 任务面设备资料经副井下放到井底车场，再用轨道运至井底换装站，换装给运料矿车，由运料矿车运至任务面。 副井井底车场换装站辅助运输大巷轨道上山回风顺槽任务面4.2.3 通风系统副井井底车场辅助运输大巷轨道上山运输顺槽任务面回风顺槽回风石门风井4.2.4 排矸系统出矸地为大巷、上下山的掘进头和煤仓施工地以及煤巷过断层处。出矸地辅助运输大巷井底车场矸石换装站副井4.2.5 供电系统地面变电站副井中央变电所主要运输大巷采区变电所运输顺槽任务面4.2.6 供水系统任务面回风顺槽轨道上山辅助运输大巷井底车场井

58、底水仓副井4.2.7 排水系统 任务面回风顺槽轨道上山辅助运输大巷井底车场井底水仓副井4.2.8 巷道掘进 采用双巷掘进的巷道掘进方式，这样的掘进方式可以有效的处理独头巷道掘进的通风问题。双巷掘进时，每隔100m开掘一个联络巷道，用作通风和行人。4.3 车场选型设计4.3.1 采区下部车场的选择及设计采区下部车场由采区装车站和辅助提升下部车场组合而成。主要根据装车地点的不同，采区下部车场可分为大巷装车式、石门装车式和绕道装车式三种。本采区采用大巷装车式下部车场。采区的辅助提升下部车场是采区掘进、出煤、出矸进料等的转运站，是采区下部车场的组成部分。大巷装车式下部车场的辅助提升车场多为绕道式。绕道

59、位于大巷顶板的称为顶板绕道，位于大巷底版的称为底版绕道。普通情况下。煤层倾角在12以上时，可采用顶板绕道；当煤层倾角较小时，即12以下时，采用底板绕道。结合布置采区具有长度较大的采区石门时，宜采用石门装车的下部车场。在选用顶板或底板绕道时，应留意轨道上山的起坡角，普通以不超越25为宜。由于本矿井煤层倾角在12以上，故本矿井下部车场的辅助提升车场采用顶板绕道式。顶板绕道式有分为三种：；立式、卧式、斜式。立式下部车场的布置紧凑，工程量省，调车方便；绕道出口交叉点间隔 装车站近，线路布置困难，绕道维护条件较差，倾角大于12的煤层运输大巷间隔 上山的起坡点较远且顶板围岩条件较好时采用。卧式下部车场的调

60、车方便，但工程量较大，线路布置简单，绕道的维护条件较好，当煤层倾角大于12，运输大巷间隔 上山起坡点近，围岩条件较好是采用。斜式下部车场工程量较省，调车较方便；绕道维护条件差。当煤层倾角大于12，不能立式布置而卧式工程量又太大时采用。根据此次设计的主采煤层特征和围岩条件，本矿井下部车场的辅助提升车场采用底板绕道下部车场。图4-4 采区下部车场1运输大巷；2轨道大巷；3行人斜巷；4轨道上山；5运输上山；6回风上山；12采区煤仓；4.3.2 采区上部车场方式的选择采区上部车场常用的有甩车场和平车场，平车场又有顺向和逆向等方式。平车场和甩车场的选择主要根据绞车房的布置和维护条件。本设计中煤层较厚，消