七台河新兴煤矿矿井毕业设计Word格式.docx
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，井田南部煤层倾角20～30°
，整个井田为一向南倾斜呈弧形展布的单斜构造。
井田内的地质构造以断层为主，根据多年来生产实践和勘探资料，现确定井田内的断层共有26条。
井田内的断层构造可分为四组，现分述如下：
第一组与煤层走向斜交，走向一般在N30～50°
W，属X性断层，断层面比拟平直，倾角一般在55～70°
左右，为正断层。
属于这组断层的有：
F11、F3、F7、F8、F4、FB、F47、F26、F14、F48、F52、F10等。
其中落差较大的F4号断层作为划分井区的界限，F11,F14是划分井田矿界的主要构造。
第二组与煤层走向斜交，局部近于平行，走向N45～80°
E，属压扭性断层，常被第一组切割，这组断层在井田内不太发育，属于这组断层的有：
F27、F43、F02、F1等，其中F27号断层构成了矿井南部与桃七三区的界限。
第三组与煤层走向近于直交，走向SN～S10°
E，属于X性断层，在走向上延伸不远即尖灭消失，落差一般不大，这组断层有FE、F42、F29、F13、F40、F30、F01等。
第四组与煤层走向斜交，走向N30°
W，属于压扭性断层，与第二组断层走向近于平行，断面疏缓，倾角一般在50°
左右，是逆断层。
这组断层在井田内很少发育，只有FD，F03属于这种性质的断层。
桃七三区经过多年勘探，现已查明，区内断层共计29条，其中
界
系
群
组
段
厚度
分布
X围
岩性特征
接触关系
第
三
0～280
第6
线东
侧普
遍发
育
本系由浅绿，绿色泥质粉砂岩与浅灰色、分选甚差，磨圆度不好的细砂岩组成。
胶结不良成半胶结，粒度由上而下变粗。
中
生
下
白
垩
统
鸡
西
穆
棱
5线
南侧
发育
本组主要由粉砂岩、泥岩组成，次为细砂岩夹少量中砂岩，全组岩石颜色较其下部的城子和组偏浅，上中部根本不含煤，本组被早白垩纪辉绿岩侵入。
城
子
和
上
0～270
全区
本组由灰白色砂岩，灰浅灰色砂岩和粉砂岩与细砂岩互层组成夹有薄层凝灰岩，粒度由上而下由细变粗。
为便于比照，划分为上中下三段，主要煤层集中于中段，本组被早白垩纪岩浆分二期侵入。
220～374
0～230
元
古
麻
山
本区
外围
构造
盆地
基地
主要由黑云母片花岗麻岩，石英片岩，石英岩，绿泥石片岩，片岩等组成。
被前古生界粗粒、斑状黑云母花岗岩侵入。
图1—2煤系地层综合图
正断层8条，逆断层21条，特别是F4、F27、F18、F7T、F5、F8六条断层横贯全区，煤层特征详见表1—1：
表1—1断层一览表
序
号
断层
编号
性质
产状
落差
m
可靠
性
走向
倾向
倾角
1
F14
正
NW
WS
70o
100-250
较可靠
2
F26
NE
60-70o
20-120
1.2.3煤层赋存状况与可采煤层特征
煤层赋存状况见可采煤层特征详见表1—2：
表1—2可采煤层特征表
煤层号
煤厚
层间距
〔m〕
可靠性
47
2.4
全局可靠
24
48
2.6
23
49
3
80
51
1.3
20
58
1.2
25
60
0.8
210
63
65
0.9
50
67
0.7
68
1.2.4岩石性质、厚度特征
岩石主要物理力学性质指标详见表1—3
表1—3岩石主要物理力学性质指标
名称
容重
kg/cm3
孔隙度
抗压
强度
102kg/m3
抗拉强度102kg/cm3
变形模量102kg/cm3
弹性
模量kg/cm3
细砂岩
2.0～2.6
5～25
2～20
0.5～0.4
0.5～8
1～10
中砂岩
2.3～2.6
5～15
1～15
0.2～1.5
0.8～8
2～8
泥质岩
2.7～2.8
1.6～5.2
12.83
0.6～2.0
2～7
5～10
粉砂岩
2.2～2.7
5～20
5～20
0.5～2.0
1～8
1.2.5井田内水文地质情况
七台河发源于本区南部山区，为倭肯河支流，河宽20米左右，水深0.30米左右，平常期流量为0.5～1.5立方米/秒，洪水期流量为10～200立方米/秒，属季节性河流，该河位于本区西部，泾流方向由南向北，垂直煤系地层走向，根本切割本矿区全部煤系地层，对矿区的开发有一定的影响。
第四纪疏松含水层主要分布在本区北部和西部七台河两侧，呈条带状分布。
七台河冲积层宽约1500米，厚度约10米，其中含水层厚约6米，岩性主要为灰-灰绿色砂岩和碎石，分选不良，微含粘土胶结，粒径一般为10～40毫米，大者可达100毫米，成份主要是安山岩、石英岩和砂岩，多呈棱角状或半圆状。
单位涌水量为0.2～1.12公升/秒米，渗透系数为5～40米/日。
地下水化学类型为HCO3-NaCa水。
冲积层与煤系地层为不整合接触，其间无隔水层，所以冲积层地下水与煤系岩层地下水联系是比拟密切的。
本煤田是属于裂隙冲水为主的矿床，岩层富水性主要取决于岩层裂隙发育程度和补给条件，岩层富水性是有层的规律，同时也存在垂直分带规律。
生产实际中随着开采面积的增大，涌水量增加，随着开采深度的增加，涌水量减小，浅部风化裂隙带是矿床主要充水地段。
1.2.6沼气、煤尘与煤的自燃性
1.瓦斯：
新兴四矿属于低瓦斯矿井。
2.煤尘：
煤尘爆炸指数为36.4，属于有爆炸危险的煤层。
3.煤的自燃：
本矿目前无自然发火测定资料，历史上各煤层均无自然发火现象。
1.2.7煤质、牌号与用途
1.煤的物理性质
本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成分主要是亮煤、暗煤，夹镜煤丝带，丝炭较少，黑色光亮，内生裂隙发育，质脆，黑色，条带状，层状结构，其煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型。
镜下鉴定为：
煤岩组成多是凝胶物基质体，色鲜红，以镜煤化物质为主，树脂胶体占次要地位，矿物杂质多见，主要是石英、长石、高岭石、方解石和云母，尤其以长石和粘土质泥岩多见。
2.煤的化学性质
原煤灰分变化较大，一般在20～30%。
净煤灰分一般在10%左右，胶质层厚度一般在9～15mm，挥发分一般在30～39%，硫含量一般在0.2%左右，磷含量一般在0.01～0.02%，属低硫、低磷煤，发热量一般在7000大卡/公斤左右。
根据化验资料，按照中国煤炭分类国家标准，本矿区的各煤层挥发分差距不大，胶质层厚度也根本相近，主要以煤的粘结指数GRI为依据。
GRI〈65的定为气煤，GRI〉65的定为1/3焦煤，本矿区参与储量计算的14个煤层，除51层和65层为气煤外，其他煤层均为1/3焦煤。
煤的变质作用以区域变质作用为主。
主要工业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤次之。
第2章井田境界、储量、服务年限
2.1井田境界
2.1.1井田周边状况
2.1.2井田境界确定的依据
由于本矿区内的断层落差较大，如西部的F14断层，北部74层露头线为界，南部至桃七三区，北部与新立矿相邻，44号煤层-800标高，东界为F11断层，属于水平划分。
2.1.3井田未来开展情况
新兴四矿远景储量开发区为桃七三区，位于本矿区南部2.5公里处,桃七三区的勘探区X围为：
东起F7断层，与桃山矿生产区相邻；
西部以F14号断层为界；
北以F27号断层为界，与新兴矿生产区相邻；
南以F8号断层为界。
东西走向长6.5公里，南北倾斜宽2.5公里，面积约6.25平方公里。
2.2井田储量
2.2.1井田储量的计算
设计井田X围内的煤层有47#、48#、49#、51#、58#、60#、63#、65#、67#、68#十层，各煤层储量计算边界与井田境界根本一致。
矿井储量是指矿井内所埋藏的具有工业价值的煤炭数量。
它不仅包含着煤在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度与开采技术条件。
矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。
矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和。
矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。
矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道与上下山保护煤柱后乘以带区回采率的储量。
2.2.2保安煤柱
保护煤柱的设计原那么如下：
（1）在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进展圈定；
（2）地面受护面积包括受护对象与周围的保护带；
（3）当受护边界与煤层走向斜交时，应该根据基岩移动角求得垂直于受护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱；
（4）立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于400米的以边界角圈定，小于400米的以移动角圈定。
为了安全生产，本设计矿井依据《煤矿安全规程》，留设保安煤柱如下：
1.边界断层留设30m～50m保安煤柱；
2.井田内部断层留设30m保安煤柱；
3.河流两侧各留设15m保安煤柱；
4.地面建筑物留设20m保安煤柱；
5.煤层大巷两侧煤柱各宽50～100m；
按以上方法计算得：
工业广场煤柱损失：
11.6Mt；
断层、边界、巷道保安煤柱损失：
20Mt；
总损失量：
31.6Mt。
2.2.3储量计算方法
1.工业储量计算
计算公式如下：
块段储量=块段面积/cos（平均倾角）×
平均厚度×
容重。
2.可采储量计算
ZK=〔ZC－P〕×
C
式中
ZK—可采储量；
ZC—工业储量；
P—永久煤柱损失；
C—采区回采率。
回采要求：
中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%。
经各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为119.215Mt。
2.2.4储量计算的评价
本设计井田的各类储量计算严格按照有关规定执行，由人工完成，计算依据严格的科学计算方法以与合理的参数计算而得计算过程比拟细致，计算结果比拟准确。
矿井可采储量汇总详见表2—1：
表2—1矿井可采储量汇总
煤厚/m
工业储量/Mt
永久损失/Mt
开采损失/Mt
可采储量/Mt
一
水
平
17.8
2.86
1.49
12.8
19.3
3.11
1.61
13.89
22.27
3.51
1.87
16.03
9.7
1.55
1.17
6.98
8.9
1.42
1.08
6.4
5.9
0.94
0.76
4.2
6.9
1.1
0.83
4.97
5.2
0.63
3.74
二
17.4
2.784
2.116
12.5
18.8
3.008
2.256
13.536
21.7
3.472
2.604
15.624
9.4
1.504
1.128
6.768
8.7
1.392
0.684
6.264
5.8
0.928
0.696
4.176
6.5
1.04
0.78
4.68
5.1
0.816
0.612
3.672
总计
14.5
212.77
34
25.788
152.982
2.3矿井工作制度、生产能力与服务年限
2.3.1矿井工作制度
根据《设计规X》规定：
〔1〕矿井年工作日按330天计算；
〔2〕矿井每昼夜四班工作，其中三班进展采、掘工作，一班进展检修；
〔3〕每日净提升时间16h。
2.3.2矿井生产能力确实定
一.根据《煤炭工业矿井设计规X》，矿井的设计生产能力应为：
大型矿井：
1.20、1.50、1.80、2.40、3.00、4.00与以上〔Mt/a〕；
中型矿井：
0.45、0.60、0.90〔Mt/a〕；
小型矿井：
0.09、0.15、0.21、0.30〔Mt/a〕。
除上述井型以外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。
二.矿井设计生产能力方案比拟
本矿井已查明的工业储量为16557.8Mt，估算本井田内工业广场煤柱，境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的10%，各可采层均为中厚煤层，按矿井设计规X要求确定本矿的采区采出率为80%，由此计算确定本井田的可采储量为11921.5Mt。
2.3.3矿井服务年限
根据地质报告的资料描述，井田内的煤储量丰富，地质构造比拟简单，煤层生产能力大以与煤层赋存深等因素，初步决定采用大型矿井设计，并设计矿井生产能力为1.2Mt/a，按照公式：
P=Z/AK
式中:
P—为矿井设计服务年限，a；
Z—井田的可采储量,Mt；
A—为矿井生产能力,Mt/a；
K—为矿井储量备用系数，一般取1.4；
计算得：
P=91a；
经与《煤矿安全规程》和采矿设计手册相核对，确定91a为比拟合理的服务年限。
第3章井田开拓
3.1概述
3.1.1井田内外与附近生产矿井开拓方式概述
新兴四矿周边均由落差数百米的大型断层作为矿界，与邻区无采动影响。
矿井采用双立井开拓方式。
3.1.2影响本设计矿井开拓方式的原因与其具体情况
井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：
〔1〕总体设计和矿井生产能力要求井；
〔2〕煤层赋存和开采技术条件；
〔3〕地形地貌和地面外部条件；
〔4〕技术装备和工艺系统条件；
〔5〕田地质和水文地质条件；
〔6〕施工技术和设备条件等。
对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比拟后确定。
影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：
〔1〕地表因素
本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部与中部皆为山岗地带，岗沟起伏较缓,地表平均标高+70m。
〔2〕煤层赋存情况
整个井田的煤层上部标高在+50m，下部标高在-800整个矿共有十层可采煤层，全区发育。
煤层走向长度为3.95公里，倾向长度为2.05公里。
本井田煤层属于倾斜中厚煤层，平均倾角在25°
左右。
3.2矿井开拓方案的选择
3.2.1井硐形式和井口位置
1.井筒形式：
开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：
〔1〕
井田地质和水文地质条件；
〔2〕
煤层赋存和开采技术条件；
〔3〕
地形地貌和地面外部条件；
〔4〕
技术装备和工艺系统条件；
〔5〕
施工技术和设备条件；
〔6〕
总体设计和矿井生产能力要求等。
综合以上各种条件，开拓方案类型有以下几种：
①平硐开拓
②斜井开拓
③立井开拓
根据该设计矿井的实际情况，设计采用双立井开拓。
2.井口位置：
井口位置的选择需要综合考虑以下因素：
〔1〕井下条件：
①在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量根本平衡；
②井筒应尽量避开或少穿地质与水文复杂的地层或地段；
③勘探程度与初期工程量。
〔2〕地面条件：
①井筒位置应选在比拟平坦的地方，并且满足防洪设计标准；
②井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；
③井口与工业场地位置必须符合环境保护的要求；
④工业场地不占或少占用良田；
⑤井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。
考虑三种方案：
井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；
井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小；
井筒位于井田深部时，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层与井通延伸有利；
本井田煤层均为倾斜中厚煤层，井田走向长度较大，但倾斜长度不大，从有利井下运输和保证第一水平合理的服务年限出发，也应该将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此比拟可初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部。
3.2.2开采水平数目和标高
〔1〕本设计井田水平标高确实定主要考虑了以下几个因素：
〔2〕合理的水平服务年限；
〔3〕煤层赋存条件与地质构造；
〔4〕生产本钱；
〔5〕水平接替；
〔6〕井底车场与其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。
根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：
方案一：
井田划分两个开采水平；
一水平运输标高-350m，二水平运输标高为-800m。
一水平实行上山开采，二水平上山开采。
方案二：
井田划分三个开采水平，一水平标高-300m，二水平标高-600m，三水平标高-800m。
各水平均实行上山开采，水平储量与服务年限详见表3—1：
表3—1水平储量与服务年限
方案
水平
储量〔Mt〕
服务年限〔a〕
方案一
一水平
77.50
46.1
二水平
75.59
44.9
方案二
30.00
42.00
24.2
三水平
81.09
41.8
从该表中可知，方案二的一水平服务年限达不到规X要求的服务年限，水平储量严重不足，而方案一的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于30年的根本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，吨煤本钱相对较低。
故采用方案一的水平划分方法，即划分两个开采水平，水平运输标高分别为-100m和-800m，两水平均采用上山开采。
3.2.3开拓巷道的布置
开拓巷道是指为全矿井、一个水平或假设干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和主要风井等。
〔一〕运输大巷的布置：
运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输以与通风、排水和管线敷设，服务年限较长。
煤层群开拓时，主要巷道布置方式一般可分为三类：
〔1〕单层布置：
自井底车场开掘主要石门后，分煤层设置水平运输大巷。
〔2〕分组集中布置：
在煤层群中，相近的煤层为一组设分组集中大巷，由分组集中运输大巷开采区石门与各采区煤层联系。
自井底车场开掘主要石门与个分组集中大巷贯穿。
〔3〕集中布置：
在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷，
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