宇煤矿8#煤层井田开拓开采与矿井通风设计毕业设计论文Word文件下载.docx

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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，最大相对瓦斯涌出量为7.09m3t。

属于低瓦斯矿井。

1.3.7煤尘爆炸性及自燃倾向性

井田内4、8、9号煤层自燃倾向性等级均为Ⅱ类，为自燃煤层，煤尘均有爆炸性。

1.3.8地温、地压

矿井生产过程中观测，未发现地温异常现象，本区属地温正常区。

1.4井田水文地质

1.4.1地表水

井田内无常年性流水，只发育一些较小的沟谷，这些沟谷平时干涸，遇大雨或暴雨常发洪水，水流以井田东部山梁为分水岭，东部向东南汇入矾石沟，再向南汇入汾河，西部向西南、西北汇入陵足沟，再向南汇入汾河。

1.4.2井田主要含水层

1.4.2.1中奥陶统灰岩岩溶含水层

为一套浅海相碳酸盐岩沉积，自下而上划分为下马家沟组（O2x），上马家沟组（O2s），峰峰组（O2f）。

与矿井充水关系最大的是上马家沟组和峰峰组，梭峪勘探区西界外分布奥灰的大面积露头区，据矿区资料，上马家沟组下段（O2s1）厚19.61～41.96m，一般20m，岩性多为角砾状泥灰岩；

或夹薄层石灰岩，为一隔水层段。

中段（O2s2）厚71.29～157.00mm，一般120m，岩性为厚层石灰岩，厚14.25～48.80m，岩溶不太发育，为一弱含水层；

上段（O2s3）厚49.24～118.97m，一般60m，岩性以厚层石灰岩为主，一行贿受贿裂隙岩溶发育，为主要含水层段之一。

峰峰组下段（O2f1）厚10.02～59.09m，一般25m，岩性为角砾状泥灰岩夹石膏层，为一隔水层段。

上段（O2f2）厚23.94～69.81m，一般60m，岩性为厚层状石灰岩夹泥灰岩，石灰岩岩溶发育，邻区钻孔中曾见有1m高的溶洞，该段为主要含水层之一。

据区域水文地质资料，水位标高840m左右，富水性中等。

水化学类型为HCO3—CaMg型，矿化度为395.84mgl，总硬度13.94790德国度，酸度0.2045mgl；

碱度3.8782mgl，总固形物285mgl，PH值7.81，属于弱碱性，微硬水，水质清澈，透明无味，符合生活饮用水标准。

本含水层为井田主要含水层。

1.4.2.2太原组砂岩、灰岩裂隙、岩溶含水层

含水层由L1、K2、L4三层灰岩及其间的中～粗粒砂岩组成，含灰岩段20～27m，平均23m左右，L1常变为泥灰岩，层位稳定，厚度2.08～2.50m。

K2质纯，厚度1.00～3.16m。

L4层位稳定，厚度1.08～2.95m。

由于埋藏较深，井田内灰岩裂隙及岩溶均不甚发育，富水性弱。

据勘探资料，水位标高1070.99m。

1.4.2.3山西组砂岩裂隙含水层

本组较稳定的砂岩是03号煤上部的中砂岩，其次为K3砂岩。

K3砂岩厚度变化化大。

据梭峪勘探区在山西组与下石盒子组混合抽水试验水位降低19.31m时，单位涌水量0.044Ls·

m；

平均渗透系数0.146md；

水位标高1104.16m。

属弱含水层。

1.4.2.4石盒子组砂岩裂隙水层

据勘探资料，原梭峪区有8个孔在下石盒子组涌水，有15个孔不返水，钻孔单位涌水量0.0042～0.0174LS·

m，渗透系数0.00022～0.20md，水位标高1006.23～1102.09m，水质属重碳酸硫酸钙镁型。

1.4.2.5上第三系上新统和第四系全新统、中上更新统含水层

上第三系上新统地层主要分布在沟头和沟谷两侧，岩性主要为红土，底部为砂砾石层，含水层以砂砾石为主，红土中也有垂直裂隙，含有一定地下水，但水量很小，一般单泉流量＜1.0Ls，属弱富水含水层。

第三系第四系砂砾岩含水层多位于当地侵蚀基准面以上，分布不广，富水性弱。

1.4.3隔水层

1.4.3.1石炭系上统太原组、二叠系下统山西组隔水层

太原组、山西组地层中所含的泥岩、砂质泥岩为上覆含水层的相对隔水层，单层厚度0.5～10m，呈现状分布于各灰岩、砂岩含水层之间，减弱或阻隔了各含水层之间的水力联系。

1.4.3.2石炭系中统本溪组隔水层

本溪组厚度为23.92m，为一套以泥岩、粘土岩、铝土岩为主，夹薄层石灰岩和粉砂岩的地层，区域上分布连续稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水性好，为煤系地层良好的隔水底板，隔断了其上含水层与下伏岩溶含水层之间的水力联系。

1.4.4充水因素分析

1.4.4.1构造对矿床充水作用的影响

本井田构造中等，井田总体呈一单斜构造，倾向南东，倾角9～14°

，井田西北部发育二条正断层，断距4～5m，井田西边发育一正断层，断距25～30m，正断层多具导水性，开采正断裂面附近时有突水的可能性。

同时要注意隐伏构造对煤矿开采的影响。

1.4.4.2地下水与地表水的动态关系

地下水与地表水二者之间的动态关系是一般地表水发育时，则地下水的补给量增加，地下水量增大。

尤其是洪水期过后的1～2个月。

矿井淋水明显增加，说明大气降水对地下水的补给作用明显，另一方面矿坑外排水增加地表水的流量。

1.4.4.3地下水的补、迳、排条件

1）碳酸盐岩类岩溶水

井田外围北部有奥陶系灰岩大面积裸露，是岩溶地下水的补给区，其补给来源主要是大气降水；

岩溶地下水接受补给后，由西北向南运动，最终排向晋祠泉。

本井田属岩溶水迳流区，水位标高840m左右；

其排泄除晋祠泉排泄外，近年来人工开采也成为其主要排泄方式之一。

2）碎屑岩类裂隙水及碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水

裂隙水的补给主要是基岩裸露区接受大气降水的补给，与地表水接触地带，可接受其侧向补给后一般沿岩层倾斜方向运动，排向南东，在地层切割深处往往以泉的形式排出地表，另外人工开采和矿坑排水也是其排泄方式。

3）松散岩类孔隙水

其主要补给来源是大气降水，接受补给后，一般沿沟谷向下游运动，流向与地表水基本一致，其排泄方式附后蒸发排泄外，主要是人工开采或补给下伏基岩裂隙含水层。

1.4.4.4可采煤层充水因素

山西组主要可采煤层是2+3、4号煤层，其直接充水含水层是山西组和下盒组砂岩含水层，单位涌水量小于0.044Ls·

m，属弱富水性含水层，补给条件差，水文地质类型为简单。

太原组主要可采煤层是8、9号煤层，该层煤直接充水含水层为太原组三层石灰岩，富水性不均，一般富水性差。

局部裂隙发育段富水性中等，对生产有影响，水文地质类型为简单～中等。

井田内富水性中等的是中奥陶统岩溶含水层，其水位标高为840m，井田内9号煤层东南部，最低标高为990m，高于奥灰水位，对生产无影响。

水文地质类型为简单。

1.4.4.5矿井涌水量

矿井涌水量与产量有一定的相关性，可用类比法预计矿井涌水量。

据矿方提供资料，矿井兼并重组整合后生产能力0.6Mta，矿井正常涌水量30m3＝Qr（KlLHBγCK2）

式中：

Qr——工作面日产量，8号煤层采掘工作面年产量为0.6Mta，按330d计算，Qr＝1818t；

Kl——工作面正规循环率，K＝0.8；

K2——截割有效系数，K2＝0.95；

L——工作面长度，L＝150m；

H——工作面煤层厚度，H＝3.5m；

B——循环进尺，B＝0.6m；

γ——煤的容重，γ＝1.40tm3；

C——工作面平均回采率，C＝95%

n＝1818（0.8×

150×

3.5×

0.6×

1.40×

0.95×

0.95）＝5.7，取整数n＝6　　　

（5）采煤机割煤方式

采煤机双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的优点，因此工作面采用双向割煤方式。

采煤机在工作面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用率以及采煤机效能的发挥。

为减少工作面人员工作量，设计采用端部斜切进刀方式，进刀割煤长度30m。

工作面采用4班作业，3班生产，1班准备。

①采煤机计算割煤速度

Vc＝n（L＋30－Lc）（KcTd－nTc）

Vc——计算割煤速度，mmin；

n——工作面日循环数，n＝6；

Lc——采煤机总长，Lm＝9.3m；

30——进刀割煤长度，m；

Kc——采煤机平均日开机率，K＝0.6；

Td——工作面日生产时间，Td＝1080min；

Tc——采煤机进刀停顿时间，Td＝2min。

Vc＝6×

（150＋30－9.3）（0.6×

1080－6×

2）＝1.61mmin

②采煤机计算循环时间

T＝（L＋30－Lc）Vc＋Tc

T——采煤机计算循环时间，min；

Lc——采煤机总长，Lm＝9.3m；

Vc——采煤机计算割煤速度，mmin；

T＝（150＋30