煤矿主要运输大巷施工组织设计本科设计.docx

1、煤矿主要运输大巷施工组织设计本科设计.前言本设计是在毕业实习的基础上，结合收集的有关资料，把原那户沟联营煤矿和乌素沟煤矿整合进行改扩建。对其中的主要运输大巷进行设计，命名那户沟联营煤矿主要运输大巷施工组织设计。设计依据为 : 1）阳泉学院下发的关于2012届毕业设计（论文）说明书编制规范和矿建教研室编制的矿井建设专业毕业设计大纲。2）内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查外围那户沟联营煤矿煤炭资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书。3）内蒙古自治区煤田地质局117勘探队2006年6月编制的内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查区东侧那户沟联营煤矿煤炭资源/储量核实报告。4）鄂尔多斯市煤矿设计院2003年12月

2、编制的准格尔旗川掌镇那户沟联营煤矿改扩建方案设计。5）矿方提供的有关现状资料。6）国家有关煤炭工业的规程规范和技术政策等。 本设计充分利用了现有的工业场地，利用现有的主、副平硐及回风立井分别作为改扩建后的主、副井及回风井，主、副平硐位于井田中东部，位置合理便于开发全井田，工程量省，减少了矿井投资；地面设施充分利用了既有的工业场地，适度增加了地面设施；井下大巷沿主采煤层顶、底板布置，合理解决了立体交叉问题，大巷运输方式与井筒运输方式相协调；采区开拓大巷与采准巷道功能的“合二为一”，在开拓巷道两侧直接布置回采工作面，减少了生产环节及工作量；重点完善了影响本矿安全生产的煤尘爆炸、自燃发火、井下水三大

3、自然灾害防治措施的同时，健全了其它自然灾害的防治措施，为全矿井的安全生产打下了坚实基础；充分利用地面已有设施，地面布置紧凑合理、分区明确、线路简捷、占地面积小。 第一部分 矿井基本概况第一章 矿井概况及地质特征第一节 矿井概况一位置、交通（一）位置川掌镇那户沟联营煤矿位于东胜煤田勃牛川普查区东侧外围，行政隶属鄂尔多斯市准格尔旗川掌镇，其拐点坐标如表1-1-1所示。表1-1-1 那户沟联营煤矿拐点坐标表点号XY点号XY14381200.0037465338.00114380680.0037466140.0024381820.0037465420.00124380670.0037466960.00

4、34382920.0037465770.00134380340.0037466810.0044382770.0037466060.00144379740.0037466790.0054382554.0037466060.00154379460.0037466530.0064382360.0037466034.00164379280.0037466550.0074381012.0037466197.00174379280.0037465260.0084381000.0037466210.00184380600.0037465280.0094380950.0037466350.0019438007

5、0.0037465260.00104380720.0037466200.00204381200.0037465080.00井田面积3.6032km2，规化生产能力45万吨，开采深度从13101271m标高，核实后煤层赋存标高为13151274m。整合后的那户沟联营煤矿包括原伊东乌素沟煤矿、川掌镇那户沟联营煤矿及部分扩界区。整合前两个煤矿的矿区范围拐点坐标如表1-1-2所示。表1-1-2 那户沟联营煤矿整合前原煤矿坐标表矿 名点号XY点号XY那户沟煤矿14380350.0037465560.0054379750.0037466790.0024380680.0037466140.006437945

6、0.0037466530.0034380680.0037466960.0074379440.0037465930.0044380350.0037466810.00乌素沟煤矿14381200.0037465338.0084381012.0037466197.0024381700.0037465700.0094381000.0037466210.0034381820.0037465420.00104380950.0037466350.0044382920.0037465770.00114380720.0037466200.0054382770.0037466060.00124380500.0037

7、465800.0064382554.0037466060.00134380584.0037465300.0074382360.0037466034.00144381200.0037465080.00整合后的那户沟联营煤矿与原乌素沟煤矿、那户沟联营煤矿的相对位置见图1-1-1。图111（二）交通那户沟联营煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗西南部，矿区对外交通主要靠公路汽车运输。矿区距准（格尔）东(胜)铁路西营子火车集装站9km。曹（家石湾）羊（市塔）公路从矿区西侧通过。井田经曹羊公路至曹家石湾约33km与109国道相接，从曹家石湾沿109国道向西55km到达鄂尔多斯市东胜区，向东北78km可达薛家湾镇。

8、西营子火车集装站沿铁路东北至薛家湾镇与丰准铁路相接，向西至鄂尔多斯市东胜区与包神铁路相接，交通十分便利。交通位置详见交通位置附图1-1-2。二地形地貌井田位于鄂尔多斯高原东北部，鄂尔多斯高原为内蒙古高原主体部分之一。受黄河支流向源侵蚀的影响，井田内地形切割剧烈，“V”字形冲沟十分发育，呈树枝状分布，属典型的侵蚀性丘陵地貌类型。井田总体位于峁梁之上，四周被沟谷切割和包围，地形十分复杂。最高点位于井田中部的峁顶之上，海拔标高1387m；最低点位于井田东南边界与那户沟交界之处，海拔标高1251m；高差136m。区内一般标高13161360m，相对高差40m左右。 三河流水系井田位于东胜煤田区域性分水

9、岭“东胜梁”南侧，井田四周沟谷属于纳林川的上游。纳林川位于井田东侧，为黄河支流。上述沟谷除纳林川常年有溪流之外，其余均为季节性干谷。四气候条件及地震（一）气候条件本区属半沙漠、干旱半干旱高原大陆性气候，年平均温度6.2，最高温度为38.8,最低温度为-30.9,年降水量277.7544.1mm，平均401.6mm。年蒸发量为1749.72436.2mm，为年降水量的5倍。区内风多风大，平均风速2.3m/s，最大风速可达20m/s。无霜期短，一般165d，冰冻期195d，最大冻土深度1.5m。图112 交通位置图（二）地震 根据中国地震动峰值加速度区划图，本区地震动峰值加速度为0.10，对照烈度

10、为7度设防区。区内无泥石流、滑坡等不良地质灾害现象发生。五煤矿建设及生产情况内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗聚能煤炭集团有限公司那户沟联营煤矿位于准格尔旗川掌镇境内。由原那户沟联营煤矿和乌素沟煤矿整合而成。那户沟煤矿设计生产能力9万吨/年，后来因技改增效，生产能力提高到10万吨/年。矿井主采煤层为61煤层和62煤层，两层煤分别有各自开拓系统，开拓方式均为平硐单水平开拓。主平硐采用5t自卸车运输、主要担负提升煤炭、下料和进风任务；副平硐安设有扇风机、担负回风、排水、下电缆及辅助运输任务。井下设有两组大巷，即运输大巷和回风大巷，分别布置在61、62煤层底部。采煤方式为花点残柱式，放炮落煤，装载机装煤，5t

11、自卸车运煤至工业广场。全矿井采用中央并列式通风系统，机械抽出式通风方式。工业场地有简易生产系统，并布置有风机房、调度室、锅炉房、机修车间、灯房、浴室、食堂、办公楼、职工宿舍等。批准开采的井田面积为1.2545km2。乌素沟煤矿设计生产能力9万吨/年，后期规划生产能力21万吨/年。矿井主采61、62煤层，两层煤分别有各自开拓系统，开拓方式均为平硐单水平开拓，在61煤层有四个平硐井口，南、北部各有一组，61煤层基本全部采空。62煤层布置有一对平硐。主平硐采用5t自卸车运输、主要担负提升煤炭、下料和进风任务；副平硐安设有扇风机、担负回风、排水、下电缆及辅助运输任务。主、副井筒两翼已基本采空。采煤方式

12、为花点残柱式，放炮落煤，装载机装煤，5t自卸车运煤至工业广场。全矿井采用中央并列式通风系统，机械抽出式通风方式。工业场地有简易生产系统，并布置有风机房、调度室、锅炉房、机修车间、灯房、浴室、食堂、办公楼、职工宿舍等。批准开采的井田面积为1.5203km2。两煤矿整合后那户沟联营煤矿井田面积为3.6032km2。六煤田开发简史，现有生产、在建矿井和小窑分布及开采情况矿井位于东胜煤田浅部，四周小煤矿甚多，北东侧与准格尔旗保盈煤矿、乔家渠煤矿、吴家沟煤矿相邻，年生产能力一般1020万t，均开采61、62煤层，开采方式、地质情况大致相同，北西侧与陈二和煤矿相邻。矿井正常涌水量均小于5m3/d，在生产过

13、程中未发生过瓦斯及煤尘爆炸事故，也未发生过顶板大面积垮落和涌水现象，目前采掘条件下所反映的开采技术条件、水文地质条件及其它开采技术条件为简单类型。各煤矿在采掘时矿界周边留设20m保安煤柱，无越界开采现象及矿权纠纷。目前一些小煤矿已经停产关闭,有条件开采的正在申报。七电源条件那户构联营煤矿需新建一座10kV变电站，由乌日图高勒35kV变电站以10kV供电，导线型号LGJ-50/8，线路全长0.65km，作为一回供电线路；另一回供电线路从新建徐家梁35kV输变电工程10kV线路供出，供电距离2km。因此电源条件可靠。八水源条件地下水十分贫乏，且地下水水中溶解性总固体与PH值普遍偏高，故地下水一般无

14、供水意义。井田四周被沟谷切割，但由于沟谷位于纳林川上游，沟底的冲洪积层厚度不大，含水不丰富，也难以找到丰富的水源，因此煤矿生活用水和生产用水在目前条件下尚没有很好的解决途径。九其它建设条件本矿井具有方便的交通运输条件，电源、水源可靠，材料供应等其它条件配套，外部建设条件较为优越。 第二节 地质特征一地质构造及煤层（一）区域地层及构造1区域地层东胜煤田为侏罗纪含煤盆地赋存的中下统侏罗统含煤建造，其沉积基底为三迭系上统延长组，在沉积盆地的北缘为三叠系中统二马营组，在煤田东南边缘局部地区煤系地层与侏罗系下统富县组接触。煤系地层的上覆地层有侏罗系中统直罗组，安定组，白垩系下统志丹群；第三系上新统；第四

15、系上更新统马兰组、全新统。其区域地层特征表见表1-2-1：2区域构造矿井地层主要叙述上石炭统本溪组（C2b）、上石炭统太原组（C2t）、下二迭统山西组(P1s)、下二迭统下石盒子组（P1x）和上二迭统上石盒子组（P2s）。东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区，具体位置处于东胜隆起区的中东部。表1-2-1 东胜煤田区域地层表系统组厚度(m)最小最大岩 性 描 述第四系全新统（Q4）025为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。上更新统马兰组（Q3m）040浅黄色含砂黄土，含钙质结核，具柱状节理。不整合于一切地层之上。第三系上新统（N2）0100上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂

16、岩，下部为灰黄、棕红、绿黄色砂砾岩、砾岩，夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下统志丹群东胜组(K2lzh)40230浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、砂砾岩、泥岩与砂岩互层，夹薄层泥质灰岩，交错层理较发育。顶部常见一层中粗粒砂岩，含砾，呈厚层状。伊金霍洛组(K11zh)3080浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩、细砾岩，中夹薄层钙质细粒砂岩，斜层理发育，下部常见大型交错层理。与下伏地层呈不整合接触。侏罗系中统安定组（J2a）1080浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中粒砂岩，含钙质结核。直罗组（J2z）1278灰白、灰黄

17、、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩、中粒砂岩、 粗粒砂岩， 下部夹薄煤层及油页岩，含1煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。中下统延安组（J1-2y）78247灰灰白色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤层。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层呈整合接触。下统富县组（J1f）0110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩，夹砂岩；下部以砂岩为主，局部为砂岩与泥岩互层；底部为浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合接触。三叠系上统延长组（T3y）35312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗粒砂岩，夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。中统二马营组（T2er）87367以灰绿色含砂砾岩、砾岩，紫色

18、泥岩、粉砂岩为主。东胜煤田总的构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层走向由北向南呈弧形展布，煤田北部的高头窑、塔拉沟一带地层倾向S25WS30W，煤田中部的耳字壕、东胜区、塔拉壕一带地层倾向S45WS75W，煤田南部的布尔台、补连一带地层倾向S65WS80W，地层倾角一般为13，局部可达5。煤田内未发现紧密褶皱，但宽缓的波状起伏较为发育，波高一般小于20m，波长在500m以上。煤田内断层不发育，仅在浅部发现较为稀疏的高角度正断层，断距均小于20m。煤田内无岩浆岩侵入，构造属于简单类型。（二）井田地层及地质构造1井田地层井田内梁峁地带被新生界地层覆盖，含煤地层延安组沿沟谷两侧出露，根据地质填图和

19、钻孔资料揭露，井田内及外围赋存的地层由老至新有三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、第三系上新统（N2）、第四系（Q）。现将井田地层由老至新分述如下：1）三叠系上统延长组（T3y）该组为煤系地层的基底，主要出露于井田东南边界附近的白家沟及店内，岩性组合为一套灰绿色中粗粒砂岩，中夹深灰色、暗紫色砂质泥岩和粉砂岩。粗砂岩成分以石英、长石为主，含岩屑和黑色矿物，粘土质填隙。普遍发育大型板状、槽状交错层理，属典型的河道沉积物。利用钻孔仅揭露本组顶部，全组厚度不清。2）侏罗系中、下统延安组（J1-2y） 该组为含煤地层，在区域上可划分为三个岩段，含26五个煤组。由于本区位于东胜煤

20、田浅部，煤系地层遭到广泛地剥蚀。因此，延安组在本区发育不全，根据地质填图，延安组在井田内仅残存一岩段中下部，含6煤组，二、三岩段和2-5煤组已被剥蚀殆尽。在核实区西侧的b3钻孔周围，可见二岩段残留层位。本区赋存的延安组一岩段中下部岩性组合以细碎屑岩为主，具体岩性为灰深灰色粉砂岩、砂泥岩和泥岩互层，中夹透镜状河道砂岩，属三角洲平原沉积。6#煤组一般含煤两层，编号分别为6-1、6-2煤层，均为本区可采煤层。根据b1、b2、b3三个钻孔统计，延安组厚度53.1475.13m，平均64.53m；与下伏地层延长组呈假整合接触。3）第三系上新统（N2） 区内广泛出露和赋存，岩性组合为一套浅红色半固结的砂质

21、泥岩和泥岩，含丰富的似层状钙质结核。钻孔揭露厚度12.2613.39m，平均12.83m。与所有老地层不整合接触。4）第四系(Q)根据成因可划分为冲洪积物 (Q4al+pl)和残坡积物(Q3-4)。冲洪积物主要分布在冲沟沟底，由季节性洪积砂、砾石和杂基填隙物构成。残坡积物岩性随基岩岩性不同而变化，一般为次生黄土，残积角砾，坡积砾石及砂土等构成。第四系地层厚度一般小于5m。与下伏地层呈不整合接触。2井田内地质构造井田位于东胜煤田东南部，构造形态与东胜煤田区域构造特征基本一致，为一向南西倾斜的单斜构造，倾向200260，倾角13，由于发育宽缓的波状起伏，使岩煤层产状沿走向和倾向均有变化。井田内没有

22、发现断层和明显褶皱，也无岩浆岩侵入，故井田构造复杂程度属于简单类型。二煤层及煤质（一）煤层井田内具有开采价值的煤层有两层，现将可采煤层的主要特征分述如下：16-1煤层：位于延安组一岩段（J1-2y1）中部，沿区内沟谷两侧出露，煤层有自燃现象，使其顶板在火烧后呈浅红紫色。煤层结构简单，含1层夹矸，该煤层对比可靠，层位稳定，属较稳定煤层。与6-2煤层间距13.1018.56m，平均15.68m。26-2煤层位于延安组一岩段（J1-2y1）下部。在区内沟谷两侧出露，沿煤层露头有自燃现象，并在其顶板形成浅红紫红色的烧变岩。煤层结构较简单，含夹矸13层，夹矸累计厚度0.070.44m，岩性为灰色泥岩。煤

23、层顶底板岩性均为深灰色灰色砂质泥岩。该煤层对比可靠，层位稳定，属较稳定煤层。两煤层主要特征详见表1-2-2。表1-2-2 可采煤层主要特征表煤层编号自然厚度利用厚度煤层结构煤层间距煤层埋深可采程度稳定性评 价最小最大平均（点数）最小最大平均（点数）夹矸层数夹矸厚度最小最大平均（点数）最小最大6-12.182.352.79(5)2.103.302.70(5) 1 0.050.1313.1018.5615.68(3)093大部可采较稳定6-23.735.804.43(6)3.455.734.16(6)130.070.440108大部可采较稳定(二)煤质1物理性质和煤岩特征1）物理性质本区煤呈黑色，

24、条痕褐黑黑褐色，弱沥青光泽沥青光泽，局部可见油脂光泽；内生裂隙发育，裂隙常被方解石、黄铁矿薄膜充填，煤层中含少量黄铁矿结核；断口一般为阶梯状、参差状；条带状线理状结构，层状块状构造；性脆，摩氏硬度2左右；燃点300C左右，燃烧试验为剧燃，燃烧时火焰不大，残灰为灰白灰黄色粉状。2）煤岩特征（1）宏观煤岩特征。类型为半亮型。（2）显微煤岩特征。根据国际显微煤岩类型分类原则确定，井田内可采煤层的显微煤岩类型为微镜惰煤。（3）变质程度。井田内可采煤层的变质阶段为烟煤阶段，区域变质作用是煤变质的主要因素。2煤的化学性质、工艺性能及煤类1）煤的化学性质6-1煤层：本区6-1煤层属低灰、中高挥发分、特低硫、

25、低磷煤。6-2煤层：本区6-2煤层属于低灰分、中高挥发分、特低硫、低磷煤。2）煤的工艺性能 （1）发热量。均属于特高热值煤。（2）气化性能煤对CO2的反应性。本区内煤对CO2反应性较好，是良好的气化用煤。结渣性。属于中等结渣煤。热稳定性。属于高热稳定性煤。 （3）低温干馏。属于富油煤。 （4）灰成分、灰熔融性。本区煤灰成分中Al2O3含量较低，平均值仅14.83%，故本区6-2煤层灰熔融性（ST）在10501340之间，平均1220，属较低软化温度灰（RLST）。（5）粘结性。不具粘结性。（6）煤中腐植酸和苯抽出物。本区煤中腐植酸含量2.59.9%之间，属于低腐植酸煤。苯抽出物一般在0.260

26、.46之间，属低等。（7）可选性。根据“中国煤炭可选性评定标准”，采用“0.1含量法”进行评定，6-2煤层0.1含量0.59.5%，均小于10%，属于易选煤。3煤的工业用途1）煤质评述（1）本区可采煤层均属低灰、特低硫、低磷的不粘结煤（BN31）。（2）各可采煤层为特高热值煤，气化性能好、热稳定性好、抗碎强度高、煤灰熔融性偏低。（3）煤中腐植酸含量低、苯抽出物低、焦油产率高，为低腐植酸、低苯抽出物的富油煤。（4）煤层具中强结渣性。（5）煤层可选性为易选煤。2）煤的利用方向（1）本区煤中有害成分低，发热量高，是良好的民用和动力用煤。适用于火力发电、各种锅炉及蒸汽机使用，也可以在建材工业、化学工业

27、中做焙烧材料。（2）气化用煤。本区主要可采煤层化学反应性好，抗碎强度高，热稳定性好，可用为城市气化和工业气化用煤。（3）形体加工。随着煤炭机械化程度的不断提高，粉煤产出率会逐渐增加，可用煤粉加粘结剂成形制做煤砖、煤球及蜂窝煤等。三瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃及地温（一）瓦斯据资源储量核实报告中提供的资料，在5个钻孔中采取了6-2煤层瓦斯煤样，并对其测定了瓦斯成分及含量。瓦斯成分分带均在二氧化碳氮气带之内，属瓦斯风化带。故井田内6-2可采煤层为低沼气煤层。（二）煤尘据所采62煤层简选样煤尘爆炸性试验结果，火焰长度大于400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80%，表明62煤层具有煤尘爆炸危险性。（三）

28、煤的自燃矿区内为低变质的不粘煤，煤中水分含量低，挥发分产率高，化学活性好，其自燃发火趋势必然很强，据煤层自燃发火趋势样测试结果，62煤层还原样与氧化样之差为1521，着火温度小于305，故62煤层为易自燃煤层。（四）地温据原普查报告钻孔简易测温结果，区内地温变化属地温正常区，对矿井开采不会有地热危害。四水文地质条件（一）地形、地貌、地表水井田位于东胜煤田东南部，地形中部较高，东西两侧较低，四周被沟谷切割，峁梁总体呈南北向分布，其西侧的沟谷为纳户沟，大致呈南北向，由北向南迳流，至井田南部边界转为NWSE方向，井田东部的沟谷为店沟和白家沟，大致呈东西方向，由西向东迳流。上述所有谷沟均为井田东侧纳林

29、川的支流。平时干涸无水，雨后可形成短暂的洪流。纳林川流域面积2142km2，河长91km，平均流量4.14m3/s，最大流量8610m3/s。井田内无地表水体及较大沟川，一般对煤矿开采不会造成大的水害。（二）含隔水层水文地质特征井田含水岩组的划分与区域含水岩组划分基本一致，依据原普查地质报告成果，区内含水岩组划分为两大类，即松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组。现对其分述如下：1松散岩类孔隙潜水含水岩组(1)第四系（Q）根据成因可分为残坡积砂土、砾石和现代冲洪积层。残坡积层主要分布在峁梁和山坡，该层透水而不含水；冲洪积层主要分布在沟底之中，根据原报告民井抽水试验调查成果，地下水位埋深0.408.00m,涌水量0.00267.5000L/s，单位涌水量0.4230.920L/sm，水温911，溶解性总固体429583mg/L,PH值7.47.6,水化类型HCO3SO4CaKNaMg型水。该含水岩组的富水性极不均匀，大沟川内富水性较强，地形较高处富水性一般较弱。(2)第三系（N2）岩性为浅红色砂质泥岩，位于峁梁和沟谷上部，为相对隔水层。2碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含岩组井田内具有水文地质意义的碎屑岩类含水岩组