实习报告.docx

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实习报告

前言

本采区设计是根据鹤壁煤电三矿的原资料进行编写的。

设计中的一些重要数据和图表都是以三矿的地质资料、地质勘探图、底板等高线图、综合柱状图等为依据，严格依照《毕业毕业设计大纲》的要求进行的。

在本人的努力及老师的指导下，注重思想性、科学性、启发性、实践性。

在进行设计过程中，严格按照《煤矿安全规程》和《设计规范》的要求，注重加强基本理论、基本方法和基本技能方面的学习，并结合设计的经济效益、安全观念和所学专业知识。

勇于创新认真完成了毕业设计的全部内容。

设计主要分为九大部分：

包括井田概况及地质特征，采区地质概况采区储量与生产能力，采区方案设计，采煤工艺，采区生产系统，采区施工设计，安全技术措施等。

设计在内容上以设计原理和设计方法为主线，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井的条件，采用先进的开采方法进行开采，解决了设计中的各种主要技术问题。

由于学识水平和实践经验有限，加上时间的仓促，本设计中难免出现某些缺点和错误，在此恳请各位老师提出宝贵意见，进行批评指导。

2007.12.24

目录

第一章矿井概况

第一节井田地质概况

第二节地质特征

第三节矿井生产状况

第二章采区地质情况

第一章井田概况及地质特征

第一节井田地质概况

一．地理位置及交通位置

鹤壁三矿位于鹤壁煤田中部，矿井北至F11，F13断层，西部以二.1煤层露头为界，南距鹤壁市中心4.4km，距京广铁路汤阴车站21km，鹤壁铁路支线从本矿工业广场穿过，距鹤壁北站1千米，鹤壁集至汤阴公路从本矿东北穿过，公路及铁路交通方便。

矿井南北走向5㏎,东西走向4.5㏎，面积15.6㎡交通位置图详见图1-1-1。

二．地形地貌

本区处于太行山及华北平原过度地带，地势北西高，东南低。

区内呈低缓丘陵地貌，最高为黄牛坡北岭，海拔+247m，最低为酉河河谷，海拔+140m，沟谷大致南北走向。

三.地表水

区内有两条小河经过，汤泉河位于本井田南翼，发源于北圣沟村角的汤泉，向东流经较场，罗村而流出井田，平均流量0.3~0.4m3/s，洪水期最大流量25.44m3/s,河流经鹤壁集，马驹河村，位于井田北部边界，水源来源于一矿井下排水和鹤壁集工业废水，常年有水，平时流量很小。

四．气象及地震

本区属北温带大陆干旱性气候，根据有关气象资料，1958年以来，鹤壁矿区气候温和，光热资源充足，年日照时日数为2331.6h左右，日照率53.2%，年平均气温为15.3℃，最高气温42.3℃，最低气温-15.5℃年平均相对温湿度60%，平均绝对湿度为11.63mpa。

年均降雨量673.65mm多集中在7、8月，年降雨量最大值1394.1mm，最小值266.6mm，年平均降雨量679.8mm，年最大蒸发量为mm2695.0mm，年最小蒸发量1859.3mm年平均蒸发量为2264.1mm。

年主导风向为南北向，平均风速3.4m/s最大风速23m/s。

冻土深度一般为0.3-0.4m.

根据两年的统计资料，8月至来年2月多为北风，最大风速23m/s。

3月至7月，多为南风，最大风速14m/s

根据国家质量技术监督局发布“中华人民共和国国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》”，鹤壁市地震动峰值为0.2g对应的基本烈度为Ⅷ度。

五．矿区煤炭生产以及规划概况

鹤壁煤电股份有限公司是鹤壁煤业有限责任公司控股的股份公司，公司2004年在册员工19437人，资产总额19.97亿元，主营业务收入15.03亿元，利润总额1.79亿元，净利润1.18亿元。

公司所属矿井保有储量544.25Mt可采储量264.55Mt，6对生产矿井，2004年年产量6.127Mt另有三座洗煤厂年入洗能力3.60Mt。

公司目前拥有三、四、六、八、九，十矿六对主力井和坑口电厂。

集团公司目标能力为2007年煤炭产量稳定在7.00Mt以上，公司资产总额和销售收入均超过50亿元。

六.现有水源，电源概况

<一>水源

目前矿井的水源为奥陶系灰岩水。

取水方式：

井下钻孔，现有6个钻孔。

其中5个使用，总取水量为5493m3/

<二>电源

目前矿井现有一座35/6kv变电所，设主变2台，型号为SI-7500/35，7500kv,35/6kv双回路35kv电源分别取自大湖110kv变电站（导线型号为LGT—150/5.5Km），和康加110kv变电站（导线型号为LGJ_150/2.02Km）。

第二节地质特征

一.地质构造

三矿井田位于鹤壁煤田中部，地层走向NNE倾向SE倾角8~480，平均210左右，井田构造以断层为主，褶曲不发育，构造线展布方向以NNE，NE向为主，现将三矿井田的主要构造分述如下：

（一）断层

目前矿井共发现47条断层，落差大于5m以上的断层共有41条，落差大于50m以上的主要断层有9条，各主要断层的特性如下：

1.F16断层:

浅部系三、五矿井井田分界断层，深部交与F40-3断层，延展长度大于3km，走向N510E倾向SE，倾角680，落差50-115m。

2.F20断层：

该断层与F16断层相互平行，向东交于F16断层，浅部同F16断层均为三、五矿井井田分界断层，延伸长度大于1.3km，走向N600E，倾向S300E倾角450落差40-180m.

3.F3断层：

67-3，383-1两孔控制，389-25，389-14，389-27孔见到，走向N470E，倾向NW，倾角43-700，落差70-85m

4.F40断层：

为三矿井田东部边界断层，为三矿和六矿边界断层，走向N100E，倾向NE，倾角400-570，落差155-450m延伸长度大于4km。

5.F40-1断层：

为三矿深部和六矿的边界断层，有16-29，676-22，585-4钻孔，揭露，南北延伸合并入F40断层，走向N400E，倾向NE倾角47-600，落差200-375m左右，延伸长度1.5km.

6.F40-3断层：

有18-4、16-6、17-31、42-2、585-7，等孔控制，走向N50~45oN，中部向东南弯曲呈弓型，倾向500，倾角60-160m，落差，延伸长度大于4Km。

7.F42断层：

位于新青农场以西，北起F20断层，向南西方向尖灭。

走向N250E，倾向NW，倾角500，落差50m，延伸长度950m。

该断层42-1,389-34孔见到。

（二）褶皱

三矿井田内发育的褶皱有五矿向斜；323背斜，321向斜，以及322背斜四个明显的褶曲，褶曲搌布方向N430-600E近于平行，呈多字形排列，向斜南翼（背斜北翼）较缓，是在同一边界条件下，南部向NNE北部向SSW的压扭作用下形成的。

另外，323背斜与321背斜相接处，呈现出鞍状构造，这是由于地层产状的明显变化，致使321向斜轴发生扭转的缘故，各褶皱特征见表1-2-2。

（三）井田的构造特征

从井田内揭露的构造行迹来看，井田边界断层较发育，边界断层在起行迹形成的过程中由于派生应力场的作用，起附近形成叫多的小断层，这些小断层在平面上的搌布方向有一定的规律性，尤其是在两条较大的断层交接复合部位，派生构造的密度明显增加，井田中部以褶皱构造为主，形成一套褶曲构造。

本井田的复杂程度属中等。

枢纽走向

两翼夹角

两翼产状

长度

1

321

向斜

N530-570E

SE翼

走向：

S40

倾向：

NE

倾角：

0-170

NW

走向：

N190-260E

倾向NE，倾角0-260，

2

322

背斜

＞120

SE翼

走向S210—770W

倾向：

SE倾角5-210

NW

3

323

背斜

＜120

二.煤层

本井田含煤地层为石炭系本溪群、太原群和二选系山西组，总厚度平均210m，发育两个煤组，即一煤组和二煤组，共含煤层24层，总厚度11.47m，含煤系数5.46%，山西二1煤为主要可采煤层，太原群一11煤大部分可采，一22煤局部可采。

其他煤层均属于不稳定薄煤层分部范围小，没有工业价值，但在地层对比中有重要意义。

二1煤层位于山西组底部S10砂岩之下，底为S9砂岩，下距L8灰岩35m，结构比较简单，煤层厚5.95~9.23m，平均8.26m,属稳定特厚煤层，煤层下部有2~3层夹矸，比较稳定的夹矸，有一层，厚度0.0~0.67m,平均0.30m,夹矸上下煤厚平均1.7~2.0m。

三.煤的物理性质

二1煤为黑色，玻璃~金刚光泽，条带灰色略带浅灰色，属半亮型煤，具条带状结构，比重1.38左右，松软易碎。

四、水文地质

（一）水文地质的概况

井田地貌属太行山山前缓丘陵地貌，地势西高东低，海拔高度在+140～+280m之间。

丘陵和沟谷大致呈南北向，区内有东马驹河、黄斗坡、刘家沟、胞泉、胡家沟等几个村庄。

矿区西部奥陶系灰岩广泛出露，石灰系地层在山前零星出露。

本井田为第三、四系地层所覆盖。

井田内有两条小河经过，汤泉位于本井田南翼，发源于孙圣沟村西北角的汤泉，向东流经教场，绕村而流出井田，平时流量6.3～0.4m3/s,洪水期最大流量25.44m3/s。

菱河：

流经鹤壁集，马驹河村，位于井田边界。

（二）生产矿井水文地质条件

三矿自1985年12月稳定生产以来，巷道揭露断层出水4次，1977年7月掘进101上山回风巷遇到落差13m的断层，L8灰岩水从巷道涌出，涌水量达80m3/h。

1979年北翼新轨道下山掘进时，揭露一落差1.3m的断层，L8灰岩水沿断层涌出，初时涌水量1m3/h，而后逐渐增大到20m3/h。

（三）矿井涌水量计算。

三矿多年开采实践证明，涌入矿井的水来自两方面，来自顶板的是S10砂岩水；来自底版的有L8灰岩水，L2灰岩水，O2灰岩水以及底版S9砂岩水，其中主要为L8据1999年统计资料，矿井正常涌水量为286.26m3/h,其中顶板砂岩水31.49m3/h,底板水254.77m3/h

-550m~-800m涌水量计算，分底板和顶板两部分。

1、顶板水

据以往回采情况，顶板砂岩水随回采面积增大而略有增加，故采用比拟法计算：

Q顶=Q0

=31.49×

=59.43m3/h

式中：

F——-550m以下首采面积3.49（km）2

F0——二、三水平回采面积0.98（km）2

Q0——相应的顶板砂岩涌水量31。

49m3/h

2、底板水

据本矿一、二水平放水实验资料

Q1=157m3/hS1=86m

Q2=302m3/hS3=313m

采用曲度判别法，判别涌水量方程类型为指数关系（n=1.97）即Q=

sb求得

=16.60b=51

在-550以下L8灰岩放水后，动水位降至-800，水位降深约为937m，由此求得-550m~-800m开采期间矿井涌水量为Q底=

sb=16.6×9370.51=498m3/h

上述水量不含O2灰岩水和L2灰岩水直接，涌入矿井的突水量，该水量目前尚难以计算，在临近断层带部位须做好放水工作，以防断层带突水导致O2、L2灰岩水大量涌入矿坑。

五、开采技术条件

（一）可采煤层顶底板

二1煤直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩，厚2.65~29.22m，平均厚度10.20m。

二1煤老顶为砂岩多为S10灰褐色中粒砂岩，层里多富集碳质及白云母片，厚度2.03~19.02，平均厚8.98m。

二1煤底版为黑色泥岩或砂质泥岩，厚度10.50~13.00m，平均11.5m。

二1煤直接顶板一般情况下能随采随落，不须采取强制落顶措施，若顶跨落步距20~25m，老顶跨落时对回采作业场所有较明显压力显现。

（二）瓦斯

据三矿开采以来积累了实际资料，一水平绝对瓦斯涌出量一般在7m3/min以下，相对瓦斯涌出量一般在9m3/t以下,属低瓦斯矿井。

二水平瓦斯涌出量比一水平有所增加。

一般绝对瓦斯涌出量在9~20m3/min之间，相对瓦斯涌出量更高，绝对瓦斯涌出量平均51m3/min，相对瓦斯涌出量为10~20m3/t，平均15.29m3/t。

六.瓦斯涌出一般规律

瓦斯随开采深度的增加而明显增加，1959年开采深度±0m，绝对瓦斯涌出量3.23m3/min，1984年开采深度-150m，绝对瓦斯涌出量14.1m3/min，2001年开采深度-400m，绝对瓦斯涌出量51m3/min。

形成这一规律的原因是由于覆盖层增厚，瓦斯不易逸散所致。

开采顺序不同，瓦斯涌出量的大小也随之变化。

分层工作面的第一分层，由于回采过程中及回采后，中、下层的瓦斯都往回采空间及老塘涌出，致使第一分层比下面好几层的瓦斯涌出量大的多。

第三节矿井生产状况

鹤壁三矿采用四六制，三采一准

（附矿井开拓平面图）

矿井开拓是立井开拓，井田根据多水平划分开拓，共有三个开采水平：

-50水平、-220水平、-550水平，现开采二1煤层，开采方式：

地下开采。

开拓方式：

立井开拓；采煤方法：

1967年进行水采扩建，1968年5月开始水采生产，1980年初水采下马，仅三、四分层及边角地段采用水采作配采。

水采改旱采以后，有三个高档普采队，一个炮采队，一次性采全高。

共有三个开采水平，其中-50水平已回采完（报废水平），-220水平正在生产（生产水平），-600水平（延伸水平）。

节制2006年11月底，我矿共动用储量5150.4万吨，累计采出量3166.8万吨，累计损失量1983.6万吨，保有储量14038.0万吨，可采储量449.4万吨，2006年度我矿共动用56.9万吨，（其中：

落煤损失8.1万吨，采区块短摊消18.8万吨，矿井永久煤柱摊消30.0万吨），采区回采率79.8%，矿井回采率65.2%。

主要采煤工作面有：

2109工作面、101工作面、26052

工作面、2808工、2814外段工作面、2003工作面。

2007年度计划回采产量115.0万吨，掘进产量按5.0万吨，实际年产量120.0万吨左右，回采率按80%计算，动用储量在150万吨左右，主要开采工作面：

2808工作面计划产量28.1万吨，21431作面计划产量4.9万吨，26052作面计划产量10.8万吨，28031作面计划产量11.5万吨，2122工作面计划产量；10.6万吨，21161作面计划产量14.8万吨，21211作面计划产量13.2万吨。

井筒位置大约在井田中央，分别为主井和副井，主井主要为提升煤炭，副井为提升人员、材料、矸石及进新鲜风流等用途，技术装备为绞车提升。

井底车场形式和通过能力（附井底车场简图）

主井卧式环形式车场

矿井主要通风、运输、排水、供电、压风、注浆、洒水系统简述；主要设备技术特征。

本矿区二.1煤层储备条件好，瓦斯含量高，逸散条件差，构造发育，煤炭的坚固性系数低，突出危险性指数高等特点，特别是在向斜轴部及附近、]断层尖灭处等地带采煤时应加强瓦斯涌出检测、通风和防尘以防患于未然。

第二章采区地质情况

一.采区位置

采区二.4位于该矿井的西北部。

北临二.1采区，南面为二.5采区，东以F20断层为采区边界，西为采区边界，断层落差较大，不含水。

采区走向长度为2000m，倾斜长度1000m。

该采区与相临采区主采煤层为二1煤层，煤层平均厚度4m，煤层地质构造较稳定。

采区地面无明显建筑物，没有河流及铁路经过，大大减少了煤柱的留设。

（附井上下对照图，采区工程平面图，煤层底版等高线平剖面图）

二.地质构造

该采区地址构造比较简单，在采区东部有一F20断层，该断层落差比较大，地址构造简单，断层内没有含水层，比较稳定。

采区内无褶曲，陷落柱及火成岩的侵入情况，地址条件对煤层的开采几乎没有多大的影响。

三.煤层及顶底板性质

采区内可菜煤层为二1煤层和一1煤层，煤层平均厚度4m，煤层倾角190，煤质中硬，为黑色，玻璃~金刚光泽，条带黑色略带浅灰色，属半亮型煤，具条状结构，比重1.4m3／t。

二1煤层位于山西组底部S10砂岩之下，底为S9砂岩，下距L8灰岩35m，结构比较简单。

煤层直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩，厚度2.65~29.22m，平均厚度10.20m。

老顶为S10砂岩，多为灰褐色中粒砂岩，层理多富集碳质及白云母片，厚度2.03~19.02m，平均厚度8.98m，煤层底版为泥岩或砂质泥岩，厚度为10.50~13.00m，平均厚度11.5m。

煤层顶板一般情况下能随采随落，不需要采取强制落顶措施。

老顶垮落布距20~25m，老顶垮落对回采作业场所有一定的压力显现。

可采煤层主要特征

煤层

编号

见煤情况

厚度（m）

夹矸

距二1煤层间距（m）

可采

情况

稳定

程度

穿见空

——

见煤点

两极值

——

平均值

1数层点

——

2层点数

二.1

365

——

365

0.72-17.51

——

7.48

48

——

6

0

全区可采

较稳定

一.1

53

——

38

0-2.00

——

1.35

2

——

0

128.88

局部可采

不稳定

主采煤层二.1煤层为中厚煤层，中间无夹矸情况，无陷落柱、火成岩侵入等，地质构造简单，煤层厚度较稳定，煤层自然发火期为六个月，有自燃发火倾向，有爆炸性，指数为8，涌水量为2m3/min。

四．采区的瓦斯、煤尘情况

二.4采区内，瓦斯相对涌出量为12m3/t，属于高瓦斯矿井。

瓦斯随着开采的深度增加而增加，1959年开采深度±0m，绝对瓦斯涌出量3.23m3/min，1984年开采深度-150m，绝对瓦斯涌出量14.1m3/min，2001年开采深度-400m，绝对瓦斯涌出量51m3/min，形成这一规律的原因是由于覆盖层增厚，瓦斯不易逸散而致。

开采顺序不同，瓦斯涌出量的大小也随之变化。

鹤壁三矿的瓦斯随埋藏的深度增加而增加，同时受构造条件的控制，具有水平分带性，影响瓦斯水平分带的主要原因是断层性质、褶曲形式。

由于本采区所才煤层为单一煤层，位于矿井一水平，瓦斯涌出量较少，所以瓦斯对采煤工作影响不大。

采区内，煤尘爆炸指数为8，所以煤尘具有爆炸性。

四.采区水文地质

2401采区内，正常涌水量在2m3/min以下，煤层顶板为S10砂岩，顶板砂岩含水层裂隙发育程度较低，富水性差。

底板直接充水含水层为L8灰岩，该含水层钻孔单位涌水量0.02~1.01/s.m，矿井涌水量稳定在5m3/min以下，岩溶裂隙含水量为主要充水含水层，含水较少，对煤层开采影响较小。

采区边界有一F20断层，落差较大，断层两盘含水层对接，水压高的一侧通过断层补给水压低的一侧。

该采区没有对开采有影响的含水层，周围采区没有积水等特殊情况，含水层对本采区没有影响，所以该采区水文地质稳定。

跟