《采矿学》课程设计说明书.docx
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《采矿学》课程设计说明书
《采矿学》课程设计说明书
华北科技学院《采矿学》课程设计
《采矿学》
课程设计说明书
姓名：
学号：
班级：
采矿B101
题目：
《采矿学》课程设计 评语：
指导教师：
段绪华 职称：
教授
20XX年7月12日
华北科技学院《采矿学》课程设计
1矿井概述及井田地质特征...........................................................................................................3
矿区概述............................................................................................................................3井田地质特征....................................................................................................................4煤层特征............................................................................................................................82井田境界和储量...........................................................................................................................9
井田境界............................................................................................................................9矿井工业储量....................................................................................................................9矿井可采储量..................................................................................................................10
永久煤柱留设........................................................................................................10
3工作制度和设计生产能力及服务年限.....................................................................................12
矿井工作制度..................................................................................................................12矿井设计生产能力及服务年限......................................................................................124矿井开拓方式..............................................................................................................................12
确定井筒位置..................................................................................................................12确定井田开拓方式..........................................................................................................13确定开采水平位置，标高及水平垂高..........................................................................13确定运输大巷布置及位置..............................................................................................145准备方式--带区巷道布置..........................................................................................................14
煤层的地质特征..............................................................................................................14
可采煤层的基本概况............................................................................................15煤层顶底板地质条件............................................................................................15带区巷道布置及生产系统..............................................................................................15
区段斜长确定........................................................................................................15带区上山位置及布置方式....................................................................................16带区内工作面的接替顺序....................................................................................16带区内各种巷道的掘进方法................................................................................16带区生产能力及采出率........................................................................................16带区车场选型设计..........................................................................................................17
带区下部车场选型设计........................................................................................17带区主要硐室的布置......................................................................................................17
带区煤仓................................................................................................................17带区绞车房............................................................................................................18带区变电所............................................................................................................19
6采煤方法......................................................................................................................................20
采煤工艺方法的确定......................................................................................................20
带区地质条件和煤层赋存条件............................................................................20回采工作面长度和推进度以及推进方向............................................................20回采工作面的破，装，运煤方式及其设备选型................................................21劳动组织表............................................................................................................25工作面正规循环作业图表.....................................................................................27回采巷道布置..................................................................................................................27
确定回采巷道布置形式.......................................................................................27回采巷道支护.......................................................................................................27确定回采巷道断面及其具体施工技术要求.......................................................28
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7设计矿井基本的技术经济指标.................................................................................................28总结..............................................................................................................................................29
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1矿井概述及井田地质特征
矿区概述
回坡底煤矿隶属于霍州煤电集团公司。
其矿井工业场地位于山西省洪洞县城西北刘家垣镇回坡底村东处，距洪洞县城25km，距赵城发煤站17km，紧邻赵—克公路，公路交通方便。
图1-1地理及交通位置
矿区内经济状况
本区多为山地，农产品主要有小麦、棉花、玉米、谷子、高粱、薯类、大豆等。
工业生产以煤炭、电力、建材、化工为主。
矿区气候条件
本区地处低山黄土丘陵区，四季分明，昼夜温差较大。
据洪洞县气象站观测
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资料，降水量－,年平均降水量,蒸发量－,年平均蒸发量,蒸发量大于降水量倍，冬春少雨，夏末秋初雨水较大，且多集中在7、8、9三个月。
年平均气温℃,结冰期在11月下旬至次年3月上旬,最大冻土深度为530mm。
无霜期180天左右。
夏季多东南风，冬季多西北风，最大风速18m/s，属温暖带季风型大陆气候。
矿区水文及工农业供水
井田内无经济、可靠的地表水可利用。
地下奥陶系石灰岩含水层可做为矿井永久水源之一，但需做进一步的勘探工作。
矿井建成后，井下正常排水量为120—240m3/h，经处理后可作为井下消防洒水及地面生产、防尘洒水、绿化等用水水源。
井田地质特征
井田地形及勘探程度
矿区位于吕梁山南端东麓，汾河西岸，地形切割强烈，沟谷纵横形成了以黄土梁、塬、峁为特征的低山基岩丘陵地貌。
主要山梁走向近南北向，沟谷纵横，地形复杂。
最高点位于区西北边界沟北村东北山梁，标高，最低点位于东北边界沟谷，标高，相对高差。
井田煤系地层含煤地层
区内含煤地层为中石炭统本溪组、上石炭统太原组和下二叠统山西组及下石盒子组，其中太原组和山西组为主要含煤地层。
太原组地层含煤层12层，其中全区稳定可采煤层2层，现就主要的含煤地层叙述如下：
石炭系上统太原组
太原组泥岩、粉砂岩、石灰岩及煤层组成，夹不稳定砂岩。
厚－，平均。
厚度变化在走向上大致为南西部厚、北东部及中部地带较薄；倾向上厚度变化不大。
本组地层的沉积为滨海三角洲平原及前缘沉积，期间发生了三次较大的海侵，形成潮下低能带的三层石灰岩沉积，该组岩性、岩相稳定，旋回结构明显。
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下二迭统山西组（P1）
本组地层K7砂岩底至K8砂岩底。
岩性主要中、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。
厚－，平均，含煤层7层，其中较稳定大部可采煤层1层，零星可采或不可采煤层6层。
本组地层的沉积继承了太原期的沉积特点，不同的是在海退作用占主导地位前提下，该组下部为三角洲平原过渡带沉积，上部为上三角洲分流河道的洪泛平原沉积。
总之，本区主要含煤地层太原组和山西组地层，通过各组地层厚度及各标志层研究分析，总的认为其岩性岩相横向上变化不大且具有一定的规律性。
井田地质构造
本区处于万安详查勘探区的北部。
下张端正断层下团柏正断层为其南北自然边界，其构造形迹展布服从于区域构造规律，基本走向为北东向。
扩区内除西部及南西部零星出露上石盒子组地层及第三系地层外，东部大面积为黄土覆盖，根据钻探成果，结合地表地质调查，历次勘查在区内共发现15条断层。
除北部上团柏断层与南东边界下团柏断层规模较大外，其余多为落差5－25m的小型断层，均为走向北东的正断层。
回坡底煤矿井下揭露小断层13条,落差一般为1-5m,地层倾角平缓，一般为5－15°，总体地层走向北东向，倾向北西。
南、北边界附近与大断层相伴生有宽缓的背、向斜，轴向和地层总体走向一致，亦为北东方向。
地表及钻孔中均未见到陷落柱，但在原回坡底矿界范围内10、11号煤层井下揭露14个规模较小的陷落柱。
纵观全区，构造复杂程度应属简单类。
详见地质构造纲要图。
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图1-2地质构造纲要图
1）上团柏断层
位于扩区北部边界附近，走向NEE，倾向SE，向北东、南西延伸出区外，区内全长约5km。
断层北侧中奥陶统地层出露，东段附近沟谷中可见下盘中石炭统本溪组地层与上盘的上二叠统上段地层直接接触，落差550m。
2）下团柏断层
位于扩区东南部边界，走向N60°E，倾向SE，为南东盘下降的正断层，落差280－350m，地表下盘自西向东依次出露P2s1、P1x2、P1x1、C3t3地层，上盘为黄土覆盖，并受91号和92号钻孔，W9和96号钻孔，团-14和105号钻孔的控制，该断层本区延伸,两侧基本被新生界地层覆盖,落差350m。
向区外北东没入汾河。
3）F19断层
为团柏扩区勘探施工的901号钻孔揭露的正断K9砂岩下部地层（P1x1）与K7砂岩上部地层接触，落差45m，倾向SE，因地表黄土覆盖，无出露点，但据区内整体受力状态及断层总体走向推断该断层超产奖同为N35°E，延伸长1100m。
4）F20断层
为团柏扩区勘探1201号钻孔所揭露的断层，据钻孔揭露缺失9号煤层底板至11号煤层底板岩层，为正断层，据推断断层走向为N53°E，倾向SE，延伸长约500m，地表黄土覆盖，无出露点。
5）其它断层
其它断层大部分在沟谷中有出露点或有钻孔，揭露均为正断层，倾向南东，落差多小于20m，详见表1-3
表1-3断层特征表
号断层编F1N35°E断层产状落差（m）70°15性质延伸长度（m）900控制情况83号孔遇断1层P1x断开SE正6
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F2F3F4N70°EN45°EN35°ESESESE75°65°70°2055正正正1350800370P2s地层中断开P2s地层中断开P2s地层中断开北东部P2s地层中断开1西南部P2s地层中断开P2s地层中断开P2s、P2s地层中断开P2s地层中断开P2s、P1x地层中断开P2s地层中断开P2s地层中断开501号孔遇断层,2C3t断开901号孔遇断层,P1s缺失1201号孔遇断层,1C3t断开311211212111F5N35°ESE70°5正900F6F7F9F10F11F16F18N35°EN40°EN70°EN40°EN15°EN33°EN34°ESESESESESESESE70°70°70°70°70°65°65°551088515正正正正正正正400860370400350330740F19N35°ESE65°45正1350F20N53°ESE75°15正6003）褶曲
本区大部被新生界地层覆盖，仅在沟谷中有基岩零星出露，故据零星基岩露头和地质产状及钻孔控制的煤层底板标高，查明有4条宽缓的背、向斜构造，现分述如下：
1号向斜
位于901、501号钻孔一线北侧与上团柏正断层间。
轴向与断层走向大致平行，为上团柏断层上盘下降的牵引作用所形成的构造。
轴部零星出露上石盒子组上段地层，倾向5-8°，区内延伸长约。
1号背斜
位于团-12、604号钻孔一线，轴部北北东向，两翼倾角，北东翼约7°左右，南东翼5°左右，轴部在沟谷中出露P2s1和P2s2地层，延伸长左右,该背
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斜受地面地质产状和团-12、604号钻孔对轴部的控制以及503、603、401、504号钻孔对两翼的控制，基本向北北东倾伏。
3号背斜
位于下团柏断层北西侧，为下团柏断层牵引形成的褶曲构造，轴向北东东—南西西向，北翼倾角5°左右，南翼受下团柏断层影响为10°左右。
轴部出露P1s，P1x地层。
区内延伸长约。
轴部及两翼受团-14及506号钻孔的控制,基本向北东东倾伏。
4号背斜
位于89、90号钻孔西侧一线。
轴向近南北向，两翼倾角5°左右，延伸长约1km。
轴部及两翼受89、84、90、83号钻孔及地质产状的控制,基本向北倾伏。
4）陷落柱
扩区内大部被新生界地层覆盖，地表及钻孔未发现陷落柱，且从钻孔资料分析奥灰岩溶不甚发育，反映O2f地下水活动性弱，陷落柱不易生成，在回坡底矿井下揭露有陷落柱6个，又据北西界相邻团柏煤矿调查资料陷落柱的发育密度为14个/km2，推断本区陷落柱在一些地区较发育，只是远不及团柏煤矿。
总之，本区地层走向西部变化不大，区内断层走向基本为北东向，倾向南东，落差小，延伸短，地表及钻孔未发现陷落柱，属构造复杂类。
煤层特征
太原组10、11号两层煤层厚度变化不大或具规律性，间距稳定，煤层厚度变化不大，间距变化不大。
10号煤层
位于太原组下段上部，上距9号煤层平均间距。
厚度，平均。
一般不含夹矸或含一层夹矸，局部含2层夹矸。
结构简单。
顶板为黑色泥岩，厚度约，底板为粉砂岩，顶底板较好管理。
10号煤层属稳定型全区可采煤层。
11号煤层
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位于太原组下段下部，上距10号煤层平均间距。
厚度，平均厚度。
一般含2-3层夹矸，个别点含4-5层夹矸。
顶板为厚约的黑色泥岩伪顶，直接顶为厚约2m的灰黑色泥岩，底板为石英砂岩，较好管理。
11号煤层属稳定型全区可采煤层。
2井田境界和储量
井田境界
井田范围西北以上团柏断层为界，东南以下团柏断层为界，井田形状为不规则多边形，井田以西南-东北为走向，以东南-西北为倾向，走向全长为，倾向全长为。
煤层倾角为2-8度，平均倾角为4度，水平面积为平方公里，倾斜面积为平方公里。
本矿的井田境界以下列标高来确定；西北：
以上团柏断层为界；东南：
以下团柏断层为界；西南：
以11煤700m等高线为界；东北：
以11煤400底板等高线为界。
矿井工业储量
本矿井设计只对10煤层和11煤层进行开采设计，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基本依据，煤炭工业储量是煤层面积、容重及厚度相乘所得，其公式一般为：
Zg=S×M×R
其中：
Zg——矿井的工业储量；
S——井田的倾斜面积，平方公里； M——煤层的厚度，9m；
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R——煤的容重，吨/立方米；则：
Zg=×9×=13365万t
矿井可采储量
1）边界煤柱可按下列公式计算
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