采矿工程毕业设计（论文）-东周窑矿4号煤层1.5Mta新井设计

1、山西大同大学本科生毕业设计中文题目: 东周窑矿4号煤层1.5Mt/a新井设计 英文题目: 1.5Mt/a Nii design of No. 4 coal seam in Dong Zhou yao学 院: 煤炭工程学院 姓 名: 学 号: 专 业: 采矿工程 班 级: 16级采矿专升本2班 指导教师: 职 称: 完成日期: 2018 年 5 月 27 日摘 要本设计为同煤集团东周窑煤矿4#煤层，年产量为150万吨。该煤层的储量为20752.04万吨。区内煤层赋存比较稳定，断层少，煤层倾角平均为5，煤层厚度平均为5m。该煤层范围内整体地质条件相对来说简单。按照实际掌握的地质资料情况进行盘区巷道

2、布置和准备方式的初步设计，4号煤层第一盘区首采面的开拓方式。本次设计采取综合机械化放顶煤回采工艺，采煤方法采用走向长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区，并且对盘区巷道、机械设备、运输和通风等每一个生产系统的设施进行选型计算，完成了对盘区的最初设计。矿井灾害防治是针对瓦斯、火灾、水害、粉尘等对对开采过程中的影响。对其矿山救护队的重点培养，以备不时之需。矿井已经全部采取综合机械化生产，采取尖端的技术装备和参阅已经达到高产能高效率的现代化矿井的成功的经，实行一矿一井一面，高产能高效率的安全矿井。以达到最大的经济效益与社会财富。关键词：走向长壁；放顶煤；综合机械化；高产能高效率；安全生产全套图纸加扣 3

3、346389411或3012250582 ABSTRACTThis design is 4# coal seam of Tong Zhou coal mine in Tong Coal Group, with an annual output of 1 million 500 thousand tons. The reserves of the coal seam are 207 million 520 thousand and 400 tons. The occurrence of coal seams in the area is relatively stable, with few f

4、aults, the average coal seam inclination is 5 degrees, and the average thickness of coal seam is 5m. The overall geological condition of the coal seam is relatively simple. According to the actual geological data, a preliminary plan for the layout and preparation of the roadway is carried out, and t

5、he first mining face of the No. 4 coal seam is first developed. This design adopts a comprehensive mechanized caving coal mining technology, the mining method adopts the long wall mining method, the goaf is treated with all the cross fall method, and the selection and calculation of the facilities o

6、f each production system, such as the roadway, mechanical equipment, transportation and ventilation, have been selected, and the initial plan of the disk area is completed.Mine disaster prevention is aimed at the impact of gas, fire, water and dust on the mining process. The key points of the mine r

7、escue teams should be trained for emergency needs. The mine has all adopted comprehensive mechanized production, adopted the advanced technical equipment and read the successful experience of the modern mine with high productivity and high efficiency, and carried out a mine with a mine, one side, hi

8、gh productivity and high efficiency. In order to achieve the greatest economic benefit and social wealth.Key words：Heading for long wall； top coal caving；comprehensive mechanization；high productivity and high efficiency； safe production目 录1井田概述及井田地质特征11.1 井田概述11.1.1地理位置11.1.2交通位置11.2 自然地理11.2.1 地形地貌

9、及河流11.1.2气象11.1.3 地震31.3井田地质特征31.3.1 井田地层31.4 井田构造61.5井田内含水层101.5.1煤层101.5.2可采煤层152井田储量和服务年限182.1储量计算方法182.2储量主要参数的确定182.2.1可采储量192.2.2边界煤柱192.2.3工业广场煤柱损失192.2.4 巷道煤柱损失192.2.5 断层煤柱损失192.2.6 设计煤柱损失202.2.7 矿井设计可采储量202.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限202.2.1 矿井的工作制度203 井田开拓布置223.1 确定开拓方式的主要原则223.2井田开拓开采223.3井筒形式的选

10、择223.4确定工业广场233.5盘区式划分及其布置233.5.1巷道布置243.5.2生产系统253.6矿井基本巷道263.6.1 井筒263.6.2井底车场263.6.3 井底车场的调车方式273.6.4井底车场各硐室布置274盘区布置324.1煤层地质特征324.2盘区巷道布置324.3盘区布置方案324.4盘区主要生产系统324.4.1煤的运输324.4.2辅助运输334.4.3通风系统334.4.4排水系统345采煤工艺355.1采煤方法选择的依据355.1.1四号煤层顶底板情况355.1.2瓦斯涌出情况355.1.3煤的自燃与煤尘爆炸性355.2采煤方法的选择355.3综合机械化放

11、顶煤365.4回采工艺365.5综放工作面的设备选型及配套375.5.1工作面配套设备的选择375.5.2其设备设备选型及配套应遵循以下原则：375.5.3 进刀方式405.4采煤工作面循环作业图表的编制425.4.1组织循环作业并编制循环图表425.4.2综放工艺455.4.3采空区的处理465.4.4劳动组织465.4.5主要技术经济指标475.5综合机械化采煤过程中应注意事项486矿井的运输与提升496.1运输496.1.1主要运输496.1.2辅助运输516.2提升527矿井灾害防治及安全措施537.1防止瓦斯积聚措施537.2矿井火灾防治537.3矿井粉尘防治547.4 矿井水害防治

12、547.5 矿山救护55参考文献57致 谢58山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计1 井田概述及井田地质特征1.1 井田概述1.1.1地理位置本设计矿井的名称为大同煤矿集团有限责任公司东周窑矿井。东周窑煤矿井田位于山西省大同市左云县东部位置，东起到东周窑村，西至左云县城东方；北起到云西堡村，南至井儿沟村，隶属于山西省大同煤矿集团有限责任公司。井田南北最长7.167km，东西最宽7.940km，面积为2.97km2。设计矿井能力为150万吨/a，允许批准开采4#煤层。1.1.2交通位置山西省大同煤矿集团有限责任公司东周窑矿井井田东北距大同市约60km,西距左云县县城约15.5km,西

13、北边界有109国道通过；东周窑井田内设置有东周窑煤炭集运站，与北京包头路线、大秦路线、北同蒲路线相连；东周窑煤矿井田内的乡村、各个煤矿之间有简易的公路相通，通往全国各地方，交通十分便利。详见图1-1交通位置图。1.2 自然地理1.2.1 地形地貌及河流东周窑煤矿井田地处山西黄土高原和内蒙古高原的过渡地带，属于晋西北低山丘陵区，为黄土丘陵地貌，地形起伏平缓，冲沟发育。地势南高北低，一般海拔标高13481502m，最高海拔标高1605.9m，最低海拔标高1217.2m，最大相对高差385.7m。东周窑煤矿井田多被第四系黄土所覆盖，冲沟中能见到零散的白垩系和侏罗系地层露出。1.1.2气象东周窑煤矿全

14、年气温较低，年平均气温为5，一月均温零下15，8月均温18-26，以年温差与日温差大为特点，极端最高温度为39，极端最低温度为零下34，一般日温差在21左右。1-1 交通位置图年降雨量分配很不均匀，年降水量多集中在7、8、9三个月，约占全年降水量的6171，年最大降水量为627.3mm，年最小降水量为258.3mm，年平均蒸发量为1857.8mm。风沙天气占全年的31左右，多集中在冬、春季。1.1.3 地震同煤集团东周窑煤矿矿区内的地震基本烈度属于度区，地震动峰值的加速度为0.14g。区内地震情况见表1-1。表1-1 近井田地区地震情况统计表（Ml3.0级）序号地震日期年月日地震地点震中位置震

15、级（Ml）北纬东经11022.4怀仁大同3907113016.521305.5怀仁大同3908113016.531307大同41333-1368应县51582.3大同40001120661626灵丘浑源392411412771676.9朔州8康熙22年忻州91962.6.5左云4024112064.5101970.3.29阳高水沟寺4014113303111977.2.2右玉4011112155121978.6.01大同盘道3952113334.9131988.7.31大同盘道3952113333.0141989.11.18大同阳高6.1151992.12.26大同后郭家坡4010113043

16、.3161995.11.13大同新荣镇4017113143.4171995.11.29大同周家店4004113173.1181997.2.10大同长胜店4000113303.3191997.2.11大同长胜店4000113313.0201997.2.16大同李王涧4002113323.2211998.3.10大同侯大庄4000113253.71.3井田地质特征1.3.1 井田地层东周窑煤矿的井田位于大同煤田的西部，地表裸露的地层是由老到新的，有侏罗系下统永定庄组，中统大同组、云冈组，白垩系下统左云组地层，第三系上新统，第四系更新统、全新统。钻孔所揭露的地层有二叠系、石炭系及奥陶系。现按照地层层

17、序由老到新的分述如下：1.奥陶系下统冶里组(O1y)东周窑矿井主要的岩性为厚层状结晶白云质灰岩薄层泥岩和黄绿色泥岩。在ZK728、ZK822、ZK1518、ZK2322、ZK1520、ZK2310六个抽水孔中揭露110m未见底。据资料记载含化石有：链房螺(Hormotooma.sp.)正形贝(Orthlis.sp.)蛇卷螺(Ophileata.sp.)树笔石(Dendrogtraptus.sp.)。和下伏寒武系的地层呈现整合接触的状态。2.石炭系中统本溪组(C2b)底部为一层极不稳定的山西式铁矿，沿其走向、倾向常相变为含铁泥岩、泥岩。下部为灰紫色、灰绿色致密块状铝土泥岩，中上部为灰白色、灰褐色

18、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、钙质泥岩夹一薄层含生物碎屑灰岩(K1灰岩：俗称口泉灰岩)；本组厚3041 m，一般厚32 m。本组地层含化石有：纺锤蜓(Fusulina.sp.)珊瑚(Chaetetec.sp.)海百合茎(Crinoidea)石燕(Spirifer.sp.)等化石。本组与下覆下奥陶系冶理组呈低角度不整合接触。3.石炭系上统太原组(C3t)是区内主要含煤地层之一。4.二叠系下统山西组(P1s)是区内主要含煤地层之一。5.侏罗系下统永定庄组(J1y)为河湖相冲湖积物。下部为灰白色和浅黄色粗砂岩及含砾砂岩为主的岩石，中部为灰、灰白和黄褐色中细砂岩、粉砂岩夹砂质泥岩石，上部以紫红、灰绿、杏黄

19、(互层)的杂色砂质泥岩石、以粉砂岩为主，颜色渐渐变深，粒度渐渐变细。在原精查勘探中，采集孢粉样，经南京古生物研究所鉴定分析结果，本组孢粉组合特征如下：蕨类植物孢子有Deltoidosporaturgidorimasa具唇三角孢Concavisporitestoralis膨胀凹边孢Punctatisporites sp圆形光面孢（未定种）。裸子植物的花粉有：Eucomiidites troedssonii型假杜仲粉。Chasmatosporites hians敞口广开粉。Pseudopicea.sp.假云杉粉(未定种)。以上组合所展现的特征面貌，显示出早侏罗世的一些性质。6.侏罗系中统大同组(J

20、2d)该区内主要的含煤地层之一。仅在东周窑煤矿井田东部零星露出。主要的岩性为灰白色中砂岩、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层。底部以K11砂岩与永定庄组整合接触。本组厚度170241m，一般厚度221m。3号煤层位于大同组上部，结构单一，煤层厚度由0.71-3.96m，一般2.502.81m，顶板为中砂岩，底板为砂质泥岩，与2号煤层间距约16m，与4号煤层间距约21m。7号煤层位于大同组中上部，结构简单，多有一层0.2m的夹矸，煤层厚度由0.55-3.01m，一般1.50-2.49m，顶板是砂质泥岩组成，底板为砂质泥岩组成，全矿区比较稳定;与5号煤层间距约7.9m，与6号煤层间距约1

21、9.9m。11-2煤层的结构为中厚煤层，比较简单，煤层的厚度0.011.45m，一般为1.21m，顶板的岩性是细砂岩，底板的岩性是具有粘结性的粘土质泥岩石。11-2号煤层的间距为10.116.2m。 13-2号煤层是全区比较稳定的煤层，其结构比较复杂，煤层的厚度为0.457.57m，一般24m。顶板和底板的岩性是砂质泥岩。与13-1号煤层间距2.26.3m。本组含有的蕨类植物孢子有：Cyathiditesminor.小桫罗孢、Osmundacidites willmanii威氏紫萁孢、Neoraistrckia gristhorpensis格里斯索普新叉瘤孢、Lycopdiumsporites

22、 Laevigtus光滑石松孢、Lycopodiumsporites Clavatoides石松孢Duplexisporitesgyratus园形旋脊孢；含裸子植物花粉有：Psophosphaera.sp皱球粉(未定种)Ginkgocycadophytus.nitidus明亮银杏苏铁杉。Cerebropollenites mesozoicus中生脑粉。Callialasporites.dampieri敦普寇粉Quadraeculina limbata有边四字粉。Protopicea.vilujinsis维柳伊原始假云彩粉。Pseudopicea.variadilliformis多变假云杉粉。化

23、石有：卡勒莱新芦木亲近种Neocalamites abbcorrerei大同锥叶蕨Coniopteris tatungensis(产于生产窑4号煤层顶板)似银杏Ginkgoites.sp。7.侏罗系中统云冈组(J2y)东周窑井田东南部零星露出。由一套灰白色、灰黄色、局部为砖红色巨厚层状中粗粒砂岩石组成。8.白垩系下统左云组(Kz)一套具有紫灰色砾岩和红色泥岩的不等厚的相互层碎屑岩地层。纵向上可分为三段：第一段以砂岩为主，夹砾状灰岩凸镜体或中厚层状结晶灰岩，其砾石彼此镶嵌，砾石表现其明显的动力痕迹（如压坑、刻划条痕等）化石稀少；第二段一般为砾岩与含砾泥岩不等厚互层，局部地段的砾岩中可见少量砾石表

24、面具有动力痕迹（压坑、条痕等）；第三段一般也呈砾岩与泥岩不等厚相互层，并夹有较多的泥灰岩团块及层状泥灰岩，其泥内常见较多的动、植物化石。本组层的厚度为31421m，一般性的厚度是210m。9.第三系上新统(N2)为浅棕红色砂质粘土，厚07.2m，一般厚度5.3m。10.第四系中上更新统(Q2+3)下部是浅棕红色的亚粘土，其名为Q3厚3.15.3m，上部为马兰黄土(Q3)，呈浅黄或黄褐色，分选好，结构疏松，垂直节理发育，常形成黄土陡坎和黄土悬崖厚912m。1.4 井田构造同煤集团东周窑煤矿井田处于大同向斜的西北翼。地层的总体为缓倾斜地单斜构造。地层走向184190；倾向95100；倾角210，一

25、般为35.3左右。同煤集团东周窑煤矿井田内构造所受到区域应力场的制约，其最主要表现是两期，燕山运动的构造应力场是由北西、南东方向所挤压，形成了大同向斜结构。喜马拉雅运动构造应力场发生较大变化，主要受右旋剪切拉张作用，使原先形成的压性断裂转变为张性，其表现形式为以小型褶皱构造为主。井田内褶皱构造为隐伏褶曲，仅能从煤层底板等高线图上获得。详见图1-2东周窑井田构造纲要图。图1-2 东周窑井田构造纲要图1.褶皱构造：背斜：1号背斜：（BX1）位于该井田中北部，总体轴向呈东北向“S”，形转折的，中部接近东西方向，向东北倾伏是由ZK1708、ZK1609、ZK1408、ZK1412、ZK1311等孔所控

26、制，延伸2301余米。2号背斜（BX2）：位于井田中北部，东部轴向北东，西部轴向转为近东西向，由ZK1808、ZK1809、ZK1711、ZK1613、ZK1514、ZK1425、ZK1316等孔所控制，延伸3501余米。3号背斜（BX3）：位于井田的中南部位，轴向是北东，向东北方向倾伏，由ZK2416、J38、ZK2128三个孔位所控制的，延长约1600多余米。向斜：1号向斜（XX1）：位于井田的中部位置，在1号背斜的东南侧，轴向是东北方向，由ZK1621、ZK1522、ZK1412等孔位控制，延伸有500多余米。2号向斜（XX2）：位于井田的中南部位置，在2号背斜的西北侧，轴向是东北，向西

27、南方向位置倾伏，由ZK2522、ZK2324、ZK2115、ZK2017、ZK1928等孔位控制，延长约3000多余米。3号向斜（XX3）：位于井田的中东部位，2号背斜东南侧，轴向北东，向西南方向倾伏，由ZK2518、J10、J29、J18、ZK1823、ZK1724、ZK1625等钻孔所控制，延长4200余米。2.断裂构造同煤集团东周窑煤矿的井田断裂构造是由东北向、近南北向、北西向这三组组成，共由9条，均是正断层，其中的北东向断裂有F8、F9、F12、F14、F17；北西向有 F4、F6；近南北向有F1。现分述如下：北东向断裂：F2正断层：为查明F2正断层，在其两侧施工了ZK718、ZK11

28、16、ZK1314、ZK1514、ZK1910、ZK2108、ZK2308、YZ1等孔，同时进行了二维地震勘探。通过上属工作认为区域性深大断裂F2并未通过本区。F8正断层：位于平峙村东，走向北东75，倾向北西，倾角77，落差15m，全长约700m，为南东盘上升，北西盘下降，由地表露头控制。F12正断层：位于平寺村北，是由J33、补32钻孔控制的，地表无出露。走向北东60，倾向南东，倾角75，落差020m，全长约1100m。为北西盘上升，南东盘下降的正断层。F17正断层：该断裂构造，位于原F2断裂构造之西侧约750m，走向北东27，倾向北西297，倾角73。井田西北部由11线、9线、7线、4线控

29、制，向北推测至井田外，区内长度约5km。落差064m，由南西向北东断距逐渐增大。本断裂构造是二维地震发现并解译的。北西向断裂：F6正断层：位于曹家沟村东北，17线以南，井田内出露长度约1500m,向南东延伸至井田外。走向北西30，倾向北东，倾角66，落差1520m，为南西盘上升，北东盘下降的正断层。近南北向断裂：F1正断层：位于井田的南中部位，走向接近南北、倾向东方。倾角70。沿走向呈“弧”型。井田内出露长度6.6km。断距530m，与F9、F14相交。地表没有出露。都是由钻孔所控制的，在18线剖面上，由J2和J18两孔所控制；在21线剖面上，由J22和J39两个钻孔位所控制； 27线由J56

30、、J55两孔控制。上属断裂除F17为本次补充勘探发现外，其余均为以往不同时期勘探成果，其落差，是在评价侏罗系煤层的结论，各断层向深部石炭系延伸落差相对减小。3.陷落柱井田中经本次勘探经综合研究发现有陷落柱。在平面上呈点式陷落，没有延长，多数在相邻剖面上没有对应位置，无规律。这一特征在剖面图、煤层底板等高线图上反映清淅。在钻孔内则以其岩层产状杂乱无章，时而水平，时而陡倾，在不同孔深可由090间变化。其产状变化的大小，角砾发育程度的不同正说明钻孔所控制陷落柱的不同部位所致。陷落柱结构模式示意图1-3。图1-3 陷落柱结构模式示意图1.5井田内含水层在地表未出露的地方，根据钻孔所揭露出的，岩性是以白

31、云岩、白云质灰岩和灰岩为主的，岩层的层面比较平缓，倾角小于5,在该井田的西南部地层的倾角逐渐变陡。在于井田东部位和中南部位，ZK1518、ZK1831钻孔在钻到石灰岩地层段的时候，并没有发现明显的泥浆渗漏现象，岩石的裂隙和溶蚀的裂隙发育不完全，在井田的北部位与西部位，在石灰岩中钻进的时候，冲洗液所消耗的量非常严重，孔口出现不返水现象。ZK728、ZK2212孔测井的资料中所反应出多处强富水的含水层段，勘探的过程中发现有岩溶陷落柱一共9个，特别是ZK728孔在399.05m440.65m。白云质灰岩是极易破碎的，岩石的质量指标（RQD）仅11.5%，在短柱状岩心中见溶蚀孔洞，孔洞最大长轴45cm

32、。在432.85438.45m处见到溶蚀孔洞的发育呈现出蜂窝状黄铁矿化烦的白云岩石。在孔深438.45m、440.20m处有钻具突落现象，突落高度分别为2.50m和1.0m。下部是灰岩慢慢变的完整，岩石的质量指标有61%以上。井田内的石灰岩所在的地下水位埋深约130.60142.36m，水位标高1181.71-1246.79m，其中的富水性很不均匀，ZK728钻孔位的抽水试验，测出单位的出水量为1.301L/sm，渗透系数10.1m/d，ZK1528钻孔单位出水量0.0016L/sm，渗透系数仅0.03m/d，其中钻孔的单位出水量相差有数百倍。石灰岩中所含有的地下水水质类型为HCO3ClNa水

33、。地下水的温度在ZK718钻孔中是18，ZK1518的钻孔中是16。1.5.1煤层该井田的含煤地层有上煤系的大同组及其下煤系的太原组、山西组。由于上煤系已经被开发利用完了，所以对补勘工作针对下煤系所展开的，现在将下煤系的太原组、山西组的叙述置后：下煤系沉积旋回示意图1-4。上石炭系太原组(C3t)根据岩性组合特征将本组划分成上、下段两个岩性段：下段：本段为该矿区内主要的含煤地层，厚度为40m左右，可以划分为23个沉积旋回，下旋回底部的K2中砂岩、细砂岩，相当于晋祠砂岩，本段和下伏本溪组的地层分界有明显标志。K2砂岩之上的粉砂岩，灰黑色的砂质泥岩、泥岩等等。图1-4 下煤系沉积旋回示意图图1-5

34、 K2标志层等厚线图上段：本段为区内主要含煤地层，厚约30m，岩性以粗、中砂岩为主，其次为细砂岩、泥岩及煤层。自上而下由粗到细沉积韵律，可划分为2个沉积旋回，下部旋回含9、11煤层，上部旋回含9煤层。其中11煤为厚煤层，该煤层大部受到煌斑岩侵入的影响，有时候可以分为两层，有时候分为三层。8、9煤层不可采，零散的出现单孔可采点。本组厚度为4098.89 m，平均73.12 m。含煤系数17.18。本组地层含化石有：首要科达树(Cordaiter principalisGemGein)、锚眼鳞木(Lepid odendro nocalis felis)、假卵形脉羊齿(Neuiopteris psu

35、dowata)。砂岩分选磨圆差、胶结松散。图1-6 太原组地层等厚线图下二叠系山西组(P1S)底部以K3砂岩（其厚度变化特征详见插图1.2.3-4）与太原组整合接触。主要岩性为灰色、深灰色粗砂岩、中砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩及煤层。本组厚13138m，平均59m。含煤6层，即山4、山5、山7、山8、山9、山11号等煤层，其中4号煤层为较稳定的大部分可采煤层。其它各个煤层多数是单孔见煤的不可采煤层。本组含煤系数为4.4%。本组含有的化石为：羊齿（Pecopterirs wongii halle）、畸楔叶（Sphenohyllunm.sp.）thonii。1.5.2可采煤层该采区内有

36、稳定、较稳定可采煤层是山4、5、8-1、8-2。现在将区内所有主要的可采煤层分述于后4号煤层。晚古生代早期，本区同华北其它地区一样结束了隆起剥蚀期，当时大同地区为一向南微倾的倾斜平原，而后首先沉积了本溪期的泻湖及半封闭碳酸盐台地沉积体系，沉积物主要为砂岩、泥岩、泥灰岩，对中奥陶世以来的剥蚀基底起到填平补齐的作用。沉积环境主要为泻湖、潮坪、碳酸盐台地，局部有泥炭沼泽发育。从镜下鉴定石灰岩中生物碎屑有磨蚀，指示其为在水动力条件较高的潮间带微异地搬运堆积在水动力条件较弱的潮下带沉积。泥岩的微量元素分析，B151ppm，B/Ga比为3.68，Sr/Ba比为1.11，V/Ni比为3.48。均反映出咸水环

37、境的介质条件。砂体的分布、岩石特性、沉积构造充分反映了潮坪沉积或潮道沉积特征。图1-7 K3标志层等厚线图表1-2 资源/储量汇总表资源量类别煤类煤层号合计山458-18-2331CY49758810851622301QM961699910615BN210926912873665RN89415412435WY544544PM137137小 计1738199731234339697332CY165653172764051155266249QM24981043583599BN4734807661719RN19763992375WY4141PM5050小 计190633333488611277574

38、033333CY705831311102381094059547QM81123137341BN166257321744RN59104163WY13831383PM小 计713932983105541150262178总 计26202836982938836620175908分布于井田北部及南部，顶底板岩性以泥岩为主，有时为粘土质泥岩或粘土岩。与下部5号煤层间距为11.4481.58m,平均47.15m。煤层厚度为0.36.07m，平均厚度5m。详图1-9山4煤层等厚线图。图1-9 山4煤层等厚线图2 井田储量和服务年限2.1储量计算方法井田内地层倾角小于15，采用水平地质块段法进行资源/储量估

39、算。估算公式：Q=SMD/10 2-1式中， Q资源量/储量；万吨； S水平投影面积，km2； M块段平均采用厚度，m； D视密度，t/m3。东周窑煤矿井田的总资源/储量约为175908万吨，其中：已经探明的内蕴经济资源量39697万吨，所控制的内蕴经济资源量为74033万吨，推断出的内蕴经济资源量62178万吨。其中所探明的、控制的资源量和占总资源量的65%。2.2储量主要参数的确定1.面积的确定 CAD查询法2.煤层厚度的确定块段内煤厚采用块段内各见煤点，生产实测煤厚的算术平均值，各见煤点储量估算煤厚按以下确定。使用CAD查询功能可知井田投影面积：S= 29645769.5076m2井田工

40、业储量Zg=Sh 2-24#煤Zg=29645769.5151.4/10000=20752.04万吨2.2.1可采储量矿井设计储量计算矿井设计储量=矿井工业储量永久煤柱损失经计算，矿井设计储量为19699.32万吨，2.2.2边界煤柱井田边界得长度是6976m，取边界保护煤柱为30m。则边界煤柱损失：P1=732.5万吨2.2.3工业广场煤柱损失表2-1 矿井工业场地占地面积指标井型与设计生产能力（万吨/年）占地面积指标（公顷/10年）2403000.70.81201800.91.045901.21.39301.5备注：占地面积指标中小井取大值、大井取小值。本次所设计的矿井年产量为150万吨/

41、年。则煤矿的工业工厂占地面积为1.5105。东周窑煤矿4#煤层为近水平煤层，根据东周窑地质资料平均深度H1=923.23m。则工业场地压煤面积为168645m2。所以工业广场煤柱损失为：P2=47.22万吨2.2.4 巷道煤柱损失根据CAD图设计可得巷道保护煤柱损失。即则巷道柱煤损失P4=231万吨2.2.5 断层煤柱损失断层煤柱煤炭损失P5，P5=42万吨2.2.6 设计煤柱损失P= P1+P2+P3+P4+ P5=1052.72亿吨2.2.7 矿井设计可采储量矿井可采储量按下式计算： 2-3式中，矿井设计可采储量，万吨；矿井工业储量，万吨；可采煤柱损失，万吨；工作面回采率，薄煤层取C=97

42、%；中厚煤层取C=95%；厚煤层取C=90%。经计算，矿井设计可采量为万吨，见下表2-2：表2-2 矿井储量计算煤层工业储量设计储量可采储量4#20752.3219699.177291.12.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限2.2.1 矿井的工作制度矿井设计一年工作天数为300天。作业形式为“四六”制作业形式，即三个班在生产，一个班在检修。每班的工作时间为六小时。2.2.2 矿井及水平服务年限的计算矿井及水平服务年限均按下式计算： 2-4式中，服务年限；设计可采储量，万吨；设计生产能力，万吨/a；储量备用系数，取1.5。则：矿井及水平服务年限=19699.32/1501.578年。3

43、井田开拓布置3.1 确定开拓方式的主要原则1、确定井筒的形式、数目及其配置,合理选择井筒及工业场地的位置2、合理地确定开采水平数目和位置3、合理布置大巷及井底车场;4、确定矿井开采程序，做好开采水平接替；5、进行矿井开拓延深,深部开拓及技术改造;6、力求简化生产系统,尽量减少井巷工程量;7、尽可能提高机械化程度,提高生产效率,实现安全高效;8、投资少,工期短,见效快。3.2井田开拓矿井下布置有一个主水平一个辅助水平。辅助水平标高+920m，将4号煤层作为第一个可采煤层。根据辅助水平、一水平服务年限，本着系统简单、建设期短的目的，四个井筒均落底在一水平4号煤层底板岩石中。4号煤层作为首采煤层，首

44、采区布置在第一盘区，在4号煤层的第一盘区首采面装备一个放顶煤综采的工作面，可以把开采工艺变得简单，使其减少对工作面搬家的次数，容易适应煤层厚度的变化和地质构造条件的变化，工作面的出煤点较多，生产的集中化程度较高，使其首采工作面达到单产高、工效高、安全程度高。3.3井筒形式的选择井筒的主要功能是联系井上和井下。在矿井上，由于要布置矿井地面工业广场，井口的位置主要受到地表因素的影响，井筒在开凿的过程中掘进的难易程度和维护费用的支出，受到煤矿井下地质因素的影响。另一方面，井筒选择的位置和矿井所生产经营的技术经济相关性有关，因此井筒位置的选择还受到矿井技术经济相关性的约束力。选择井筒的位置，主要是在两

45、个方面表现：一方面是井口和井底沿井口走向方向和倾斜方向的位置;另一方面是井筒本身所在的岩层层位。根据以上分析1.井筒可以充分利用有利的地形，使其地面的生产系统和工业广场的布置合理化，最大限度的减少地面工业广场的土石方工程量。2.井口的标高应当高于当地历史最高的洪水位，并且具有良好的泄、排洪条件.免受洪水影响.3.井口所选择的位置要在地工程地质条件好的地方布置，要避免各种自然灾害如滑坡、崩坍、地表沉陷等的影响。4.当井筒距离林区比较近的时候，应当给井口处留设有充足的防火距离，避免森林发生火灾时矿井会受到一定的影响。5.井筒布置要充分考虑各种因人为因素造成的不好结果。特别注意的是地方性煤矿和乡镇、

46、个体煤矿等。3.4确定工业广场在工业广场区域内建、构筑物有主要生产区（主井场地及选煤厂）和辅助生产区。主要生产区：应当布置在主井所在的场地内，工业广场内主要应布置有主斜井井口和井口房、在主斜井里面的检修绞车房、变电所、检修设备材料堆放库、主井的井口广场、露天材料设备堆放的场所，以及洗选煤厂与井口房相接近的胶带运输机栈桥、筛分破碎车间、原煤仓、主厂房、浓缩车间及联建的集中供热锅炉房等选煤厂建、构筑物。辅助生产区：布设于副井工业场地中西部地带，主要布置有一立一斜的副井井口、井口房、提升绞车房、内燃机车库、坑木加工房、预制构件场、支护材料场，及综采设备组装及调试门式吊车场地。3.5盘区式划分及其布置

47、上(下)山盘区联合准备方式,亦有利于工作面集中生产上山盘区集中上山联合准备方式如下图所示,盘区内开采两层中厚煤层,自上而下为m1和m2煤层,煤层间距在15m左右,煤层平均倾角5,地质构造简单,瓦斯涌出量低。3.5.1巷道布置三条大巷的布置形式胶带运输大巷与轨道运输大巷则应布置在2号煤层底板的岩层中,回风大巷应当布置在2号的煤层中。1号煤层和2号煤层中的回采巷道是呈垂直布置的如图3-1。图3-1 巷道垂直布置图3.5.2生产系统m1号煤层的第一区段工作面在生产期间的生产系统如上图所示,m2号煤层第一区段工作面生产期间的生产系统如下图所示。为了维护生产系统,上下煤层工作面在上山附近应当留设煤柱。当

48、开采近距离煤层群为厚煤层或煤层层数较多时,为了改善上(下)山的维护状况,可将上(下)山布置在煤层的底板岩层中。这种准备方式的优点是充分利用各煤层共用用运输上山和回风上山,在每个煤层中均布置用于辅助运输的轨道上山,这样更有利于装备的辅助运输。3.6矿井基本巷道3.6.1井筒斜井井筒布置，应符合下列规定：1 使用带式输送机作为主要提升的斜井井筒，带式输送机两边最突出的部分与巷道煤壁间距离不应该小于499mm，在带式输送机的另一侧应当设置检修道和人行道，如果有其他比较可靠的检修运输措施，则可以不设置检修道，只设置人行道便可；2 双钩提升的斜井井筒，应按双道布置；3 在斜井井筒采用单轨吊车、无轨胶轮车

49、作辅助运输的时候，设置的人行道宽度不能小于0.9m；4 若是采用人车接送人员的斜井，应当在井口或者井底适当的位置铺设人车存车线。5 斜井的井筒设计除了按照本规范规定之外，还应当符合国家现行的标准煤矿矿井断面及交岔点设计规范MTT 5024、煤矿矿井斜井井筒及硐室设计规范MTT 5025和现行煤矿安全规程的有关规定。3.6.2井底车场井底车场的布置形式应当根据大巷的运输方式、通过井底车场货载运量、井筒的提升方式、井筒和主要运输大巷之间的相互位置、地面生产系统的布置，还有井底车场的巷道布置及主要硐室所在围岩条件的种种因素，经过技术和经济相比较来确定。并应该符合下列相关的规定：1 大巷采用固定式矿车

50、运输时，宜采用环形式车场；2 按照井下煤炭和辅助运输的一系列规定，当采用底卸式和固定式矿车来完成运输时，应当采用折返和环形相互结合的形式来布置车场，并且应当与采区的装车站形式相统一；3 当大巷采用先进的带式输送机运煤时，辅助运输也采用相应的无轨胶轮车系统时，应当采用折返式的车场或折返式和环形式相结合的车场；若辅助运输采用有轨机车系统，则应当采用环形式车场；4 新建矿井在采用综合开拓的方式时，井下应当采用多种运输方式相结合的运输方式时，应该结合当下具体的条件来选择最优的方案。3.6.3 井底车场的调车方式井底车场应当采用符合生产的顶推调车的调车方式来作业。3.6.4井底车场各硐室布置 1.水仓水

51、仓应设置在井底车场水平以下，布置在井底车场较为稳定的底板岩石中。形成由两个独立的巷道组成，则是主水仓和副水仓,当其中进行一个清理时另一个可以正常使用。水仓应采用机械清理，射流泵清理水仓，沉淀浆排泥。2.中央水泵房中央水泵房应当铺设在井底车场和副井附近的空车线一侧，并且和中央变电所形成联合的硐室，中央水泵房是由泵房主体硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道和通道所组成。中央水泵房和中央变电所是相互联通的,他们中间用防火门所隔开.在泵房的中部位置用一条斜巷与副井相互联络,即为管子道，倾角不大于24。主体硐室和井底车场空车线一侧的巷道直接相连的巷道道内应当铺设运输轨道，再安装向外开的密闭门（既能防水又

52、能防火），门上应当装有便于密封的通风孔，以及在发生矿井灾害时可以隔绝通风。3.中央变电所中央变电所硐室所取宽度应为4m，硐室断面设置为三心拱形的，硐室的最大净高距离底板面为4m。为了方便于供电维护和管理，中央变电所和主要排水泵房应当联合布置，地面应当比其它的通道与井底车场所连接处的底板标高则高出0.51m。图3-2 井底车场图3-3 胶带大巷布置图表3-1 胶带大巷断面特征围岩类别煤巷锚杆排列方式矩形掘进断面（m2） 17.3锚杆排列间距（mm） 800净断面（m2） 15.3锚深（mm） 2000掘进尺寸（宽高，mm）4600,4800锚杆规格（L，mm） 190016喷射厚度（mm） 120净周长（m） 10.8锚杆型式树脂锚杆百米风阻（Pa）锚杆外露长度（mm） 120图3-4 轨道大巷断面图表3-2 轨道大巷断面特征围岩类别岩巷锚杆排列方式矩形掘进断面（m2）17.3锚杆排列间距（mm） 800净断面（m2）15.3锚深（mm） 2000掘进尺寸（宽高，mm）3600,4000锚杆规格（L，mm） 190016喷射厚度（mm）120净周长（m）14.8锚杆型式树脂锚杆