采矿工程毕业设计.docx

1、采矿工程毕业设计摘 要谢桥煤矿2.4 Mt/a的新井设计。谢桥煤矿位于淮北平原西南部，交通便利。井田走向（东西）平均长度为7.29 km，井田倾向（南北）平均长度为2.48 km。主采煤层为8号煤层，平均倾角为13.9，平均厚度为3.42 m，井田地质简单。井田工业储量为271.79 Mt，可采储量174.27 Mt，矿井服务年限为55.86 a。矿井正常涌水量为105 m3/h。矿井绝对瓦斯涌出量较高，属高瓦斯矿井。煤层自燃倾向性为不自燃易自燃，煤尘爆炸性强。根据井田地质条件，确定采用立井三水平开拓，暗斜井延深至-1 025 m的开拓方式。将主采煤层划分为三个水平，水平标高分别为：-685

2、m、-855 m、-1 025 m。设计首采区为西二采区，采区划分四个区段。工作面长度191 m，采用综合机械化采煤法，全部跨落法处理采空区。矿井年工作日为330 d，工作制度为 “三八”制，两班生产，一班检修。生产班每班4个循环，日循环数为8。 大巷采用带式输送机运煤，辅助运输采用1.5 t固定箱式矿车。主井装备两对12 t双箕斗提煤，副井装备一对1.5 t矿车双层四车罐笼担负辅助运输任务。矿井采用两翼对角式通风方式。关键词：谢桥煤矿；立井三水平暗斜井延深；采区准备方式；综合机械化采煤法；两翼对角式通风；ABSTRACTXieqiao mine 2.4 Mt / a of the new w

3、ell design. Xieqiao Coal Mine of Huaibei Plain in the southwest, and convenient transportation. Ida to (something) the average length of 7.29 km, Ida orientation (north-south) the average length of 2.48 km. Main Coal Seam No. 8 coal seam for the average inclination of 13.9 , an average thickness of

4、3.42 m, Minefield easy. Ida industrial reserves of 271.79 Mt, recoverable reserves of 174.27 Mt, the service life of mine to 55.86 a. Mine the normal discharge to 105 m3 / h. Mine certainly higher gas emission, a high-gas coal mine. Spontaneous combustion tendency of coal spontaneous combustion is n

5、ot spontaneous , coal dust explosive strength.According to Ida geological conditions, to determine the level of use of three-shaft development, Inclined Shaft -1 025 m deep to the pioneering approach. The main coal seam is divided into three levels, the level of elevation were: -685 m, -855 m, -1 02

6、5 m. Design of the mining area for the west district, divided into four sections mining area. Face length of 191 m, using mechanized mining method, all the inter-drop treatment gob. Mine in working for the 330 d, system of work for the 38 system, two classes of production, a group of maintenance. Pr

7、oduction class size 4 cycles, day 8 cycles.Roadway by conveyor to transport coal, auxiliary transport by 1.5 t fixed box tub. Equipped with two pairs of main shaft 12 t double Skip to mention coal, 1.5 t shaft equipped with a pair of four-car double-deck tramcar bear cage auxiliary transport task. W

8、ith wings on the corner of Mine Ventilation.Key words: Xieqiao mine; shaft and three levels deep Inclined Shaft; Mining Area manner; mechanized mining method; wings diagonal ventilation;1 矿井概述及井田地质特征1.1 矿井概述1.1.1 位置与交通谢桥煤矿位于淮北平原西南部，行政区划属安徽省颖上县管辖。其中心南距颖上县城20 km，东南至风台县城约34 km。如图1-1所示。地理坐标： 东经116193611

9、6288，北纬324553324840。谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西端，潘谢公路直达井口，淮阜铁路从矿区南部通过，西有颖上陈桥公路通过，向南与颖上风台公路相接，交通较为方便。图1-1 井田交通位置图1.1.2 地形、水系谢桥矿区属淮河冲积平原，矿区内地势平坦，沟渠纵横，地面标高+24+25 m，济河两岸标高+20+22 m，局部+19 m，标高低于+20 m地段雨季易发生内涝。矿区主要水系济河，上接颖河的永安闸，自西至东横贯矿区中部，向东汇入西肥河，济河以蓄水抗旱为主，兼排过多降水，在永安闸与谢桥闸之间水位标高保持在+23.50 m，蓄水400500 万m3，夏季为洪水期，历史上最高洪水位为

10、1954年7月，实测标高24.42224.743 m。济河属本矿井地表最大水体，对矿坑开采无充水影响。1.1.3 气象矿区气候温和，属季风暖温带半湿润气候，春秋温和雨少，夏季炎热多雨，冬季寒冷多风。年平均气温15.1 ，最高气温（1966年8月8日）41.4 ，最低气温（1969年1月31日）21.7 ；春秋季多东南、东北风，夏季盛东南风，冬季多东北西北风，平均风速为3.28 m/s，最大风速20 m/s；年平均降水量为926.33 mm，雨量多集中在七、八两个月。全年蒸发量1242.9 mm，全年无霜期214.7天，冻结期最早为11月10日（1968年），最晚可至次年3月16日（1959年）

11、。冻土最深可达19 cm（1977年1月6日）。1.1.4 电力供应供电电源来自张集220 kV变电所，有二回110 kV输电线供至矿井工业场地110 kV变电所。1.2 井田地质特征1.2.1 勘探程度井田在不同时期、不同勘探阶段由不同单位施工单位施工的钻孔共计229个，工程量147 367.14 m，其中水文孔35个，工程量16 664.66 m，抽（提）水26次，利用各类样品741个；二维地震补充勘探测线42条，测长185 km；三维地震4 462个物理点。在构造简单，煤层稳定较稳定的地质条件下，已有钻孔形成400800 m线距的基本勘探线，线上孔距一般不大于500 m；线间一般都有加密

12、孔。高分辨率二维地震补充勘探，主测线距300400 m（局部为700800 m），联络线距400 m，控制了4号煤层露头至-720 m范围内的构造形态。在井田的东翼和西翼进行的高分辨率三维地震勘探，查明和基本查明了两区域内落差5 m以上断层，控制了煤层的赋存形态。1.2.2 井田地层本矿区为全隐蔽区，根据钻探揭露的地层，自老而新简述如下（如图1-2所示）：1.地层（1）古生界 寒武系（）：据矿区北部八1孔揭露，为浅灰浅灰绿色，薄层厚层状结晶灰岩，夹有泥质灰岩、泥灰岩、紫色页岩和少量粉细砂岩。灰岩中有时含海绿石，局部具带状结构。揭露厚度24.54 m。 奥陶系中下统马家沟组（O1+2）：区内有水

13、1、八6、七-八11、补6等孔探至奥灰，最大揭露厚度56.89 m。为浅灰、棕灰、浅肉红色灰岩、白云质灰岩，泥晶细晶结构，浑浊状块状层理。顶部夹有数层薄层状紫红色、灰绿色泥岩。近年来安徽区测队在马家沟组之上分出老虎山组并定为中统。此次将原马家沟组统称为中下统。 石炭系（C）石炭系中统（C2）：据区内水1、八6、七-八11孔所见，为浅灰，青灰色铝质泥岩，夹紫红、锈黄色铁质及黄铁矿，局部具淋滤现象。厚3.055.40 m，平均4.67 m。与下伏奥陶系马家沟组呈假整合接触，缺失下统。石炭系上统（C3）：据水1、八6、水217孔揭露，厚102.84104.35 m，平均103.38m。由13层灰岩与

14、泥岩、细砂岩相间组成，局部具有燧石、黄铁矿结核，含薄煤或炭质页岩56层，均不稳定，不可采。灰岩中多产海相动物化石：海百合茎、腕足类、珊瑚及蜒等。特别是底部厚层灰岩中富产蜓。二叠系（P）：总厚约897 m。分上下两统四个组，即下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组。以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，含煤24层，总厚19.32 m，含煤系数为2.2%。整合于太原组之上。其中山西组、上、下石盒子组可分为两个含煤段，上部石千峰组，厚约170 m，不含煤层。为一套杂色岩层，以灰色、灰绿色泥岩和粉砂岩为主，含较多紫红色花斑，夹数层灰白色细中砂岩或石英砂砾岩。砂岩中常发育交错层理，偶见植物化石碎片。（2）

15、中生界三叠系（T）：据区内构1等5个孔所见，最大揭露厚度396.19 m，为一套红色地层。由棕红、砖红及紫红色的砂岩、粉砂岩和泥岩组成。分选性及磨园度都较差。同下伏地层石千峰组整合接触。（3）新生界 第三系（N）第三系（）“红层”：红层厚052.04m，平均6.64m。由紫红色、灰白色大小不等岩块及砂、砾岩混杂组成。主要为坡积物，偶夹固结粘土薄层。 第四系（Q14）上部含水层组：厚101.35143.40 m,以灰色、灰黄色中粗砂、细粉砂为主，次为粘土质砂间夹砂质粘土。上部30 m受大气降水和地表水补给，水量较富，水质较好，是矿区的主要供水水源。2.含煤地层（1）石炭系上统太原组（C3）由灰岩

16、、砂岩、泥岩和煤层相间组成，厚103.38 m，含煤56层，薄而不稳定，均不可采，无经济价值。（2）二叠系山西组、下石盒子组二叠系山西组、下石盒子组是本区主要含煤地层，总厚约187 m，可分二个含煤段，分述如下： 山西组（）：即第一含煤段，厚约71 m。底部为灰黑色富含腕足类化石的泥岩、砂质泥岩，其上为砂泥岩互层，浑浊层理发育，具虫孔构造，夹菱铁结核。下部含煤层1层。中上部以粉砂岩、泥岩为主，夹一至二层灰白色石英砂岩、中细砂岩，局部含煤砾及泥质包体。1号煤层上25 m左右有时见一薄煤层。 下石盒子组（）：即第二含煤段，厚约116 m，为本区主要含煤段之一，含煤系数达10%。含煤811层，编号为

17、49号煤层，其中可采煤层3层，即4号、6号和8号煤层。底部为含砾中粗砂岩，具冲刷现象。其上发育一套花斑状泥岩、带状泥岩和铝质泥岩。中部常见薄层状粉细砂岩、砂泥岩互层，具浑浊层理和底栖动物通道，含舌形贝。8号煤层与5号煤层顶板常发育石英砂岩、中细砂岩。上部以灰色、深灰色泥岩为主，夹有细中砂岩和石英砂岩。8号煤层、5号煤层顶板多产植物化石。1.2.3 地质构造1.区域地质构造淮南煤田位于秦岭纬向构造带南亚带的北缘，东接郯（城）庐（江）断裂，西连周口凹陷，北毗蚌埠隆起，南岭合肥凹陷由于受到南北向应力的挤压，致使淮南煤田的主体构造形迹呈近东西向展布，并在淮南复向斜之南北两翼发育了一系列走向压扭性逆冲断

18、层，又因受新华夏系构造的复合干扰，从而使得煤田内构造的完整性和煤层的连续性遭到不同程度的破坏。向斜盆地内部地层平缓，一般为1020。由一系列宽缓褶皱组成，谢桥古沟向斜，陈桥潘集背斜，为其主要构造成分。2.矿井地质构造谢桥矿位于谢桥向斜西段的北翼，为一走向北7080西，倾向南815的单斜构造。地层倾角一般在1015，虽局部地段发育有较小的褶曲，造成地层起伏，但波幅较小，地层产状总体上变化不大，单斜构造特征明显。受区域构造的影响，井田内断层稀少，一般规模较小，对煤层的影响、破坏作用较弱，规模较大断层主要为井田边界断层或发育在井田深部，且以北东、北北东向斜切正断层为主。矿井主要断层特征见表1-1。表

19、1-1 井田断层特征及控制程度表序号断层名称性质落差/m断 层 产 状走向长度/km控制程度走 向倾向倾角1F1正300600N721EN6983W716.8查明2F2正025N3040ES5060E703.6查明图1-2 地质综合柱状图3F3正030N3040ES5060E654.2查明4F4正020N030EN6090W602.8查明1.2.4 水文地质本井田水文地质边界东临张集煤矿，以F4断层以东约2.3 km的人为边界为界；西接刘庄煤矿，以F1断层为界；北起1号煤层露头；南至8号煤层-1 000 m水平。由此包围形成封闭的地质小块段，构成独立的水文地质小单元。井田属裂隙类充水矿床，水文

20、地质条件简单。1.含隔水层主要含水层由岩溶裂隙含水层、裂隙含水层、孔隙含水层三部分组成。各类含水层对矿床开采的影响程度，又可分为直接充水含水层和间接充水含水层，各含水层之间均有有效隔水层和相对隔水层间隔，其特征如下：（1）新生界松散层含、隔水层（组）松散层厚度194.10485.64 m，平均厚度363.26 m；总体呈南薄北厚的趋势。南部古地形起伏明显，根据沉积规律和区域对比，以及谢桥井田煤系上复第三系“红层”隔水性评价补勘验证报告，可大致分为上部含水层（组）、上部隔水层（组）、中部含水层（组）、中部隔水层（组）及底部“红层”等五部分。（2）基岩含、隔水层二叠系砂岩裂隙含水层（段）含水分布在

21、煤层和泥岩之间，裂隙局部发育，全矿井漏水钻孔36个，经7次抽水试验资料：水位标高22.0727.096 m，q=0.00460.0872 l/s.m，K=0.01210.440 m/d，水质ClNa型，矿化度0.851.85 g/l，水温21260 ，富水性弱，以储存量为主，补给水源有限。 1号煤底板隔水层段：其厚12.0821.37 m，平均厚度16.44 m。岩性为泥岩，砂岩相间，在自然状态下，对1煤底板太原组灰岩水能起隔水作用。 太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）：平均厚度103.38 m，含灰岩13层，平均累厚56.84 m，占组厚55%，其中3、4、12三层灰岩最厚，平均厚度为7.52

22、 m、11.03 m、12.01 m，占灰岩总厚的54%，其余均为薄层灰岩。灰岩之间为泥岩、砂岩及薄煤层，地下水运动以层流为主。 本溪组隔水层段：厚3.055.40 m，平均4.67 m，为浅灰色铝质泥岩，分布稳定，起相对隔水作用。 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）：全区有6个钻孔揭露，厚度14.54104.35 m，岩性为浅灰肉红色，致密白云质灰岩，厚层状，漏水孔2个，漏水孔率33%，据七-八11孔抽水试验资料，水位标高23.66 m，q=0.000369 l/s.m，水质ClNa型，矿化度2.3 g/1，富水性极弱。2.矿井涌水量煤系砂岩裂隙含水层富水性弱，且以储存量为主，在主要煤层露头范

23、围之内，为隔水层覆盖，与松散层孔隙含水层无直接水力联系。此外，基岩强风化带可视为阻水层。因此，在开采48号煤层时，水文地质条件简单，可按裂隙类充水矿床来考虑，水文地质条件属简单。而在开采1煤层时，水文地质条件中等偏复杂，应按岩溶裂隙底板进水为主的充水矿床来考虑。根据地质报告预测，开采前期矿井正常涌水量为105 m/h，最大涌水量为132 m/h；开采后期正常涌水量为498 m/h，最大涌水量为515 m/h。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件井田为一走向北偏西7080，倾向南815的单斜构造，其形状基本呈一矩形，井田内煤层起伏较小，赋存稳定。根据部分潜部煤层煤质资料，测井曲线及邻矿区资料

24、，确定本区新生界面往下垂深30 m为风氧化带。1.3.2 煤层区内含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组及下石盒子组。石炭系太原组含煤56层，薄而不稳定，无开采价值，为非勘探对象。二叠系山西组及下石盒子组，总厚约187 m，共含定名煤层24层，总厚19.32 m，含煤系数为10%。计算储量煤层为4层，自下而上依次为1号、4号、6号、8号煤层，总厚11.0 m，占煤层总厚的56.9%。井田内可采煤层共4层，煤层倾角一般1015，平均倾角13.9。各可采煤层分述如下：1. 1号煤层：为区段稳定较稳定的全区可采煤层，厚度09.24 m，平均3.02m。上距4煤层平均为88.82 m。变异系数5

25、7%，可采系数95%。区内煤层厚度大而稳定，七西线以西厚07.79 m，平均2.18 m，变异系数60%，为较稳定区段；以东厚度09.24 m，平均4.7 m，变异系数37%，为稳定区段。煤层结构较简单，局部含12层炭质泥岩或泥岩夹矸。2. 4号煤层：为区段稳定较稳定的全区可采煤层，厚度04.23 m，平均2.22 m。上距5煤层平均7.50 m，。变异系数41%，可采系数94%。补线以西煤层发育良好，厚度稳定，厚度1.124.33 m，平均2.46 m，变异系数26%，为稳定区段；以东煤层厚度02.80 m，平均1.49 m，变异系数58%，为较稳定区段。煤层结构简单，局部含12层炭质泥岩或

26、泥岩夹矸。3. 6号煤层：为区段较稳定的大部可采煤层，厚度04.75 m，平均2.34 m。上距7-1煤层为23.58 m。变异系数62%，可采系数79%。七西线以西煤层发育良好，厚度大而稳定，两极值为0.474.90 m，平均2.75 m，变异系数41%，为较稳定区段；以东多不可采或尖灭，厚度03.27 m，平均0.63 m，变异系数163%，为不稳定区段。煤层结构较简单，一般含夹矸12层，局部多达34层，岩性为炭质泥岩及泥岩。4. 8号煤层：为主要可采煤层，赋存稳定，厚度1.366.04 m，平均3.42 m。上距11-2煤层平均为86.70 m。变异系数27%，可采系数99%。煤层结构简

27、单，局部含炭质泥岩夹矸一层。各可采煤层特征见表1-2。表1-2 可采煤层特征煤层厚度/m间距/m结 构倾角/（）容重/tm-3顶底板岩性稳定程度最小最大平均最小最大平均夹矸层数结构类型顶板底板109.243.0212较简单10151.35石英砂岩粉细砂岩较稳定74.89104.7688.82404.232.2212简单10151.38砂质泥岩泥岩较稳定4.0230.857.50604.752.3414较简单10151.38砂质泥岩泥岩较稳定14.3287.7251.3881.366.043.4201简单10151.37泥岩砂质泥岩稳定1.3.3 煤层顶、底板1. 1号煤层：直接顶以砂质泥岩、泥

28、岩为主，局部为粉细砂岩；基本顶则以中细砂岩及石英砂岩为主，层位稳定；底板为砂岩、泥岩（或砂泥互层）及粉细砂岩为主。2. 4号煤层：直接顶以砂质泥岩（或互层）、泥岩为主，厚度一般在35 m，基本顶为粉细砂岩，厚度3 m左右。3. 6号煤层：顶板以泥岩及砂质泥岩为主，局部为粉砂岩，底板为砂质泥岩及泥岩。4. 8号煤层：直接顶以泥岩、砂质泥岩为主，厚度5 m左右；基本顶为细、中砂岩，层位稳定，八线以东多为砂岩及石英砂岩；底板为泥岩及砂质泥岩。各煤层顶、底板岩石物理性质见表1-3。1.3.4 煤的特征1.煤的物理性质1号、4号、6号、8号煤层均以半亮型煤为主，局部属半亮半暗型煤，褐色黑色，油脂弱玻璃光

29、泽，条带状结构，夹镜煤条带及少量丝炭，条痕棕黑色，参差状断口，内生裂隙较发育。裂隙面常附有黄铁矿薄膜，性脆，易碎成块状和粉粒状，硬度小。本区主要煤层煤质稳定，煤类较单一，为气煤，仅1号、4号煤层局部块段有少量1/3焦煤。特低低硫分、特低低磷、中灰分煤为主、中等发热量、高熔灰分、富焦油。各煤层煤表1-3 可采煤层顶底板岩石物理性质采样层位岩 石名 称自然状态下抗压强度/MPa普氏硬度系数比重容重/tm-3一 般变异范围1号煤层顶板石英砂岩47.8543.0552.554.92.692.40砂 岩127.4565.45203.9513.02.682.54粉砂岩34.8523.9546.254.02

30、.652.561号煤层底板砂 岩53.9537.4582.755.02.662.47粉砂岩68.6524.15108.857.02.662.46砂质泥岩131.05122.85145.4513.02.612.58泥 岩34.3512.9552.854.02.672.646号煤层顶板砂 岩78.8577.4580.258.02.762.638号煤层顶板石英砂岩269.65215.75316.7520.02.612.50砂 岩45.2527.0563.45-2.692.56砂质泥岩29.4523.8544.053.02.662.53泥 岩49.0536.1564.016.02.662.568号煤层底板泥 岩34.3521.7562.154.02.622.59质特征见表1-4。2.煤的工业用途各可采煤层的工业用途有下列三个方向：（1）良好的配焦用煤。1煤层硫分稍高