精品宇煤矿8#煤层井田开拓开采与矿井通风设计毕业论文.docx

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精品宇煤矿8#煤层井田开拓开采与矿井通风设计毕业论文

宇煤矿8#煤层井田开拓开采与矿井通风设计

姓名：

郭玉岗

专业：

矿井通风与安全

学院：

太原理工大学继续教育学院

站点：

（西山教委站）

宇煤矿8#煤层井田开拓开采与矿井通风设计

摘要

本设计主要对矿井概况、井田开拓方式、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、煤矿灾害防治等六章进行了设计，其中以矿井通风为重点，进行了详尽的阐述和计算，附有图纸。

灾害防治作为煤矿安全生产的必要前提，因此在设计的最后专门编写一章对其进行阐述。

井田开拓方式：

斜井开拓，倾向长壁综采一次采全高采煤法。

矿井采用主斜井、副斜井进风，回风立井回风的中央并列式通风系统。

局部通风采用局部通风机压入式通风。

主通风机通风方法为机械负压抽出式通风。

关键词：

井田开拓；矿井通风设计；采区巷道布置

第一章矿井概况

1.1井田自然概况

1.1.1交通位置

银宇煤矿位于古交市西北7km，白家沟村一带，行政区划隶属梭峪乡管辖。

地理坐标为：

东经112°06′46″-112°08′12″，北纬37°58′11″～37°59′10″。

矿区西距太佳公路约2.5km，距镇城底铁路专用线约3.5km，与太佳公路相连，交通方便。

银宇煤矿位于吕梁山脉关帝山东翼与云中山端交接处，属褶皱蚀中山区，沟谷发育，切割深度90～160m，地势总体为东北高西南低。

最高点位于井田东部山梁，标高为1327m，最低点位于井田西部，标高为1130m，最大相对高差197m。

1.1.2河流水系

本井田地表水系属黄河流域汾河水系，井田内无常年性河流，只发育一些较小的沟谷，这些沟谷平时干涸，遇暴雨或大雨时形成洪水，井田北部沟谷向西北，南部沟谷向西南汇入汾河，井田东部沟谷向东汇入后背沟，再向东南汇入矾石沟，矾石沟向南汇入汾河，属汾河水系。

1.1.3气象及地震情况

区内为温带大陆性季风气候，年内四季分明，春季多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽短暂，冬季寒冷干燥。

多年平均气温9.6℃。

全年无霜期120～180天，每年11月底霜冻，翌年3月初解冻。

最大冻土深度80cm，年均降水量为426.1mm，大多集中在7～9月份，占全年降水量的60%以上，年平均蒸发量2093.8mm，为年均降水量的近5倍。

1.1.4矿井供电

银宇煤矿在本矿区西北约1.0km处建有35kV变电站一座，站内设2台20MVA变压器，有10kV出线间隔；该35kV变电站双回路电源，分别引自火山35kV变电站和镇城底110kV变电站35kV不同母线段。

两变电站均能满足本矿生产用电量的要求。

在矿井工业场地建有10kV变电所1座，两回10kV电源分别引自本矿区35kV变电站10kV母线段，导线型号均为LGJ-150mm2，输电距离约1.0km。

两回电源线路一回工作，一回（带电）备用。

当一回线路故障时，另一回仍能保证全矿井负荷用电。

1.1.5矿井供水

地面供水水源：

银宇煤矿已与古交市梭峪乡白家沟村民委员会签订了供水协议书，主井工业场地生产和生活用水由古交市梭峪乡白家沟村提供。

井下供水水源：

矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为60m3/h,涌水排至地面后，经净化处理达标后，作为矿井井下消防、洒水及井下用水设施用水水源。

1.1.6井田内小煤窑开采情况

据调查，井田内2+3号煤层存在一处小窑破坏区，位于井田东北部，面积为289350m2，2002年关闭，具体开采情况不明。

1.2井田地质

1.2.1地层

井田内山梁一般为新生界地层覆盖，沟谷两侧多为基岩出露。

所见地层有古生界二迭系下统山西组和下石盒子组、新生界第三、四系。

1.2.1.1奥陶系中统峰峰组

一般厚85m左右，分为上、下两段。

下段：

厚10.22～59.06m，一般25m左右。

为一套灰色、灰黄色角砾状泥灰岩。

角砾成分为石灰岩、泥灰岩碎块，呈棱角状。

常夹有层状隐晶质石膏或脉状纤维质石膏（称第一石膏带）。

上段：

厚23.94～69.81m，一般60m左右。

岩性为深灰色厚层状石灰岩，致密坚硬，裂隙发育，中部有时夹灰黄色薄层状泥灰岩。

1.2.1.2石炭系中统本溪组

全厚20.72～44.22cm，平均31.12m.平行不整合于奥陶系之上底部为铁矿，呈鸡窝状分布，厚0～3.21m，平均1.90m左右；本区埋藏浅，钴孔所见亦多为褐铁矿。

其上为不稳定的G层铝土岩，厚0～8.23cm，平均3.5m左右；银灰或浅灰色，团块状，具鲕状结构，常与铁矿共生，有时呈侵染状或透镜状赋存于铝土泥岩之中。

个别点见铁矿、铝土岩同时尖灭，代之以砂岩或砂质泥岩直接覆于奥陶系中统（O2）之上。

中、上部由灰黑色泥岩、深灰色粉砂岩、灰色砂岩及浅色粘土岩组成，夹不稳定灰岩1～2层及煤线1～2层。

主要为浅海相、过渡相；总的旋回结构明显，为海陆交互相沉积。

1.2.1.3石炭系上统太原组

与下伏本溪组整合接触，属海陆交互相沉积，系井田主要含煤地层之一。

全厚95.26～123.77m，平均113.13m。

按岩性、岩相和沉积旋回的不同，可分为上、中、下三段。

下段：

自K1砂岩至8号煤顶。

基底K1（晋祠）砂岩在本井田不甚发育，厚1.00～4.20m，平均2.50m，多为灰色中细粒砂岩，泥质胶结，含铁质，横向变化较大，有时相变为砂质泥岩；其上为一组黑灰色、灰色过渡相及陆相沉积，岩性以砂质泥岩、粉砂岩为主，夹粘土岩及不稳定砂岩，含11、10、9、8号煤层，其中8、9号可采。

中段：

自L1至L4灰岩顶。

本段以碎屑岩为主，有三层灰岩。

其中L4灰岩全区稳定。

K2灰岩有时由三角洲相碎屑沉积（称马兰砂岩）所替代。

L4下为零星可采的薄煤层—7号煤层。

上段：

自L4灰岩顶至K3砂岩底，以过渡相为主。

中、下部由各粒级砂岩组成；上部以泥质岩为主，夹6号薄煤（不可采）及菱铁矿层（相当L5灰岩层位）。

本段不含或很少含化石。

1.2.1.4二叠系下统山西组

全厚37.50～51.45m，平均41.50m，与下伏太原组呈连续沉积，为井田主要含煤地层之一。

基底K3（北岔沟）砂岩在井田一带不甚发育，多系河漫、河床相沉积，为灰色、灰白色中细粒砂岩，有时相变为粉砂岩或泥质岩，厚0～7.47m，平均3.92m。

K3砂岩沉积之后，其上以陆相沉积及含煤厚度大为特征。

主要由黑灰或深灰色砂质泥岩、深灰色粉砂岩、灰色砂岩组成。

旋回结构较为明显，岩性变化不大。

含煤4～5层，分别为02、03、1、2+3、4号煤层，其中2+3、4号煤层稳定可采。

03号煤层以上受河床变迁的影响，地层厚度岩性变化比较大。

1.2.1.5二叠系下统下石盒子组

全厚71.22～118.90m，平均85.35m，以K4（骆驼脖）砂岩为基底与下伏西组整合接触。

本组依岩性及色调的不同，以K5砂岩分为上、下两段。

下段（P1x1）：

厚33.10～52.40m，平均42.35m，以深灰色、灰色、灰绿色砂质泥岩、粉砂岩为主，夹黄绿色砂岩，呈互层状，下部常含1～2层煤线。

上段（P1x2）：

厚38.12～66.48m，平均43m，以灰绿色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩力主，间夹黄绿色砂岩及灰色泥岩。

1.2.1.6上第三系上新统保德组

全厚0～25m，一般10m左右。

以砾岩为基底不整合于下伏基岩之上。

砾石成分以石灰岩、变质岩为主，胶结较好。

其上为棕红色粘土，含粉、细砂质较多，上部含2～3层钙质结核层。

1.2.1.7第四系中上更新统

下部为中更新统离石组，全厚0～30m，平均7m左右。

以淡红色、浅红色粘土及砂质粘土力主，中下部含钙质结核3～5层，底部常有1～2层半胶结状砂砾层。

不整合覆于较老地层之上。

其上为上更新统马兰组，全厚0～25m，一般3m左右。

主要为灰黄色黄土，含粉、细砂、垂直节理发育，底部有豆（卵）状钙质纬核，与下伏地层呈不整合接触。

1.2.2构造

本井田处于吕梁山隆起东翼，西山煤田平缓不对称向斜的北部。

本井田褶曲构造较发育，轴向北东的白家沟背斜穿过井田西部，背斜西北翼在井田内走向北北西，倾向西，倾角约9°左右；东南翼地层走向北东，倾向东南，倾角约13°。

在井田中部发育一个宽缓的向斜构造，轴向与白家沟背斜近平行，向南倾伏，其西北翼为白家沟背斜的东南翼，其东南翼地层走向北西，倾向西南，倾角约8°左右。

井田断裂构造较发育，现分述如下：

1.2.2.1.F44正断层

位于井田西北边界附近，走向北东,倾向西北，倾角80°，落差25～29m，井田内延伸长度约1400m。

1.2.2.2F57正断层

位于井田北部，走向北东，倾向东南，倾角65°，落差5m，井田内延伸长度约300m。

1.2.2.3F58正断层

位于井田北部，走向北东78°东，倾向南，落差4m，井田内延伸长度约为600m。

1.2.2.4F94正断层

位于井田西南部，走向北45°东，倾向西北，倾角60°，落差5m，井田内延伸长度200m左右。

井田内未发现岩浆岩等构造和侵入岩体。

另外，在井田西南部，361钻孔施工时，揭露一个陷落柱，361钻孔位于陷落柱边缘，推断陷落柱长轴直径经50m左右。

总的来说，该井田地质构造属于简单类型。

1.3煤层特征

1.3.1含煤地层及含煤性

本井田主要含煤地层为太原组、山西组，共含煤11层，自上而下为02、03、1、2+3、4、6、7、8、9、10、11号，其中2+3、4、8、9号煤层为全区可采煤层，03、1、7号煤层为零星可采煤层。

含煤地层平均总厚154.63m，煤层平均总厚13.52m，含煤系数8.74%，可采煤层平均总厚11.13m，可采含煤系数7.20%。

1.3.1.1山西组

山西组平均地层厚度41.50m，含煤平均总厚7.37m，含煤系数17.76%。

1.3.1.2太原组

太原组平均地层厚度113.13m，含煤平均总厚6.15m，含煤系数5.44%。

1.3.2可采煤层

本井田可采煤层有2+3、4、8、9号煤层。

1.3.2.12+3号煤层

位于山西组中部，上距下石盒子组K4砂岩20m左右，煤层厚度0.50～4.53m，平均3.11m，稳定，全井田可采，结构简单，有时含有一层夹石，夹石最大厚度1.10m。

顶板岩性可砂质泥岩或细砂岩，底板岩性为细砂岩或砂质泥岩。

1.3.2.24号煤层

位于山西组下部，上距2+3号煤层4.40～12.33m，平均7.66m。

井田内稳定可采，煤层厚度2.12～3.55m，平均3.06m，结构简单，无夹石。

煤层顶板岩性为细砂岩或砂质泥岩。

底板岩性为砂质泥岩或粉砂岩。

1.3.2.38号煤层

位于太原组下段顶部，上距4号煤层56.51～60.35m，平均57.83m。

煤厚2.15～4.35m，平均3.50m。

全区稳定可采，结构简单，有时含1层夹石。

为井田主要稳定可采煤层之一。

顶板为泥灰岩或石灰岩。

底板为砂质泥岩或粉砂岩。

1.3.2.49煤层

位于8号煤下4.88～12.03m，平均8.67m。

煤厚0.79～2.18m，平均1.78m。

厚度稳定，全井田可采，结构简单，有时含1～2层夹石。

顶底板岩性均为细砂岩或砂质泥岩。

各煤层赋存特征见表2-1-1。

表2-1-1可采煤层特征

地层

煤层

厚度

（m）

间距

（m）

结构（夹石层数）

稳定性

可采性

顶底板岩性

顶板

底板

山西组

2+3

0.5-4.53

3.11

4.40-12.33

7.66

简单（0～1）

稳定

全区

可采

砂质泥岩细砂岩

细砂岩砂质泥岩

4

2.12-3.55

3.06

简单无夹石

稳定

全区

可采

细砂岩砂质泥岩

砂质泥岩细砂岩

56.51-60.35

57.83

太原组

8

2.15-4.35

3.50

简单（0～1）

稳定