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列式计算为h=2.8×sin22.5°.回答完毕~
怎么算啊真心不会啊
患翘尾巴押丶加以劫
斜长=高÷sin22.5°=2.8÷sin22.5°=2.8÷0.3827=7.317米
这个sin是代表的什么
2.8/sin22.5=2.8/0..7711922
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0.996怎么来的
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纳林庙二矿3.0Mta新井设计薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究 (全套+cad图
中 国 矿 业 大 学本科生毕业论文姓 学 专名： 院： 业：学号： 矿 业 工 程 学 院 采 矿 工 程论文题目：纳林庙二矿 3.0Mt/a 新井设计薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究 专 题： 薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究 职 称： 副 教 授指导教师：2010 年 6 月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程 2006 级 学生姓名任务下达日期： 毕业论文日期： 毕业论文题目：年 年月 月日 日至 年 月 日纳林庙二矿 3.0Mt/a 新井设计毕业论文专题题目：薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究 毕业论文主要内容和要求： 按照采矿工程专业毕业设计大纲要求，完成一般部分纳林庙二矿 3.0Mt/a 新井设计和专题部分薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究，英译汉中文字 数 3000 以上。摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为纳林庙二矿 3.0 Mt/a 新井设计。 纳林庙二矿位于内蒙古自治区东胜煤田内， 交通便利。井田东西长约 6.38km，南北长约 3.88km，井田总面积为 22.40km2。主采煤层 为 4-1 号煤、4-2 号煤和 6-2 号煤，平均倾角为 3° ，煤层平均总厚为 16.30m。井田地质条 件较为简单。 井田工业储量为 34552 万 t，矿井可采储量 23054 万 t。矿井服务年限为 59.11a，涌水 量不大，矿井正常涌水量为 77.1m3/h，最大涌水量为 131m3/h。矿井瓦斯涌出量低，为低 瓦斯矿井。井田为双斜井单水平开拓。采用走向长壁采煤法，后退式开采，―次采全高， 全部陷落法管理顶板。 矿井年工作日为 330d，工作制度为D三八‖制。 专题部分题目是薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究。 翻译部分主要内容为关于锚杆的分析模型， 英文题目为： Effect of grout properties on the pull-out load capacity of fully grouted rock bolt。ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of NO.2 of Na Linmiao mine. The NO.2 of Na Linmiao lines in Dongsheng coalfield in Nei Menggu Autonomous region . The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 6.38 km ,the width is about 3.88 km， farmland total area is 22.40 N 2. The main coal seam of coalfield is the 4-1 ,4-2and well 6-2 coal.and its dip angle is 3 degree. The thickness of the mine is about 16.30m in all. The proved reserves of the minefield are 345.52 million tons. The recoverable reserves are 230.54 million tons. The designed productive capacity is 3 million tons percent year, and the service life of the mine is 59.11 years. The normal flow of the mine is 77.1 m3 percent hour and the max flow of the mine is 131 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal lower, for low gas mineral well.The coal field is a single level in an inclined well to expand.Working face reliacesdownlink one by one.Using thelongwall retreat mining. Each production team work for 8 hours.It produced 330d/a. The topics of special subject parts is Study Roof Movement rules with Shallow coal seam and thin bedrock. Translation part of main contentses is an analysis model concerning rock bolts, English topic is: effect of grout properties on the pull-out load capacity of fully grouted rock bolt.目一般部分录1 矿区概述及井田地质特征 ......................................................................................................... 1 1.1 矿区概述 ............................................................................................................................... 1 1.1.1 交通位置 ........................................................................................................................ 1 1.1.2 地形、地貌 .................................................................................................................... 1 1.1.3 河流及水体 .................................................................................................................... 2 1.1.4 气象及地震 .................................................................................................................... 2 1.1.5 矿区经济概况 ................................................................................................................ 2 1.1.6 水源及电源 .................................................................................................................... 2 1.2 井田地质特征 ....................................................................................................................... 3 1.2.1 井田地质构造 ................................................................................................................ 3 1.2.2 水文地质特征 ................................................................................................................ 5 1.3 煤层特征 ............................................................................................................................... 8 1.3.1 煤层 ................................................................................................................................ 8 1.3.2 煤层顶、底板 ................................................................................................................ 8 1.3.3 煤质 ................................................................................................................................ 9 1.3.4 瓦斯、煤尘及煤的自然 .............................................................................................. 11 2 井田境界和储量 ....................................................................................................................... 12 2.1 井田境界 ............................................................................................................................. 12 2.1.1 井田境界 ...................................................................................................................... 12 2.1.2 井田尺寸 ...................................................................................................................... 12 2.2 井田工业储量 ..................................................................................................................... 12 2.2.1 矿井地质勘探 .............................................................................................................. 12 2.2.2 矿井工业储量 .............................................................................................................. 13 2.3 矿井可采储量 ..................................................................................................................... 15 2.3.1 安全煤柱留设原则 ...................................................................................................... 15 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 .......................................................................................... 16 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限........................................................................... 18 3.1 矿井工作制度 ..................................................................................................................... 18 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 ......................................................................................... 18 3.2.1 确定依据 ...................................................................................................................... 18 3.2.2 矿井设计生产能力 ...................................................................................................... 18 3.2.3 矿井服务年限 .............................................................................................................. 18 3.2.4 井型校核 ...................................................................................................................... 19 4 井田开拓 ................................................................................................................................... 20 4.1 井田开拓的基本问题 ......................................................................................................... 20 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 .......................................................................... 204.1.2 工业场地的位置 .......................................................................................................... 22 4.1.3 开采水平的确定及盘区划分 ...................................................................................... 22 4.1.4 主要开拓巷道 .............................................................................................................. 22 4.1.5 方案比较 ...................................................................................................................... 22 4.2 矿井基本巷道 ..................................................................................................................... 28 4.2.1 井筒 .............................................................................................................................. 28 4.2.2 井底车场及硐室 .......................................................................................................... 31 4.2.3 主要开拓巷道 .............................................................................................................. 33 5 准备方式――无盘区巷道布置 ............................................................................................... 36 5.1 煤层地质特征 ..................................................................................................................... 36 5.1.1 煤层特征 ...................................................................................................................... 36 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 .......................................................................................... 36 5.1.4 水文地质 ...................................................................................................................... 36 5.1.5 地质构造 ...................................................................................................................... 36 5.1.6 地表情况 ...................................................................................................................... 36 5.2 无盘区巷道布置及生产系统 ............................................................................................. 36 5.2.1 无盘区准备方式的确定 .............................................................................................. 36 5.2.2 巷道布置 ...................................................................................................................... 37 5.2.3 生产系统 ...................................................................................................................... 38 5.2.4 区段巷道掘进方法 ...................................................................................................... 40 5.2.5 生产能力及采出率 ...................................................................................................... 40 6 采煤方法 ................................................................................................................................... 42 6.1 采煤工艺方式 ..................................................................................................................... 42 6.1.1 煤层特征及地质条件 .................................................................................................. 42 6.1.2 确定采煤工艺方式 ...................................................................................................... 42 6.1.3 回采工作面参数 .......................................................................................................... 43 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 ...................................................................................... 43 6.1.6 端头支护及超前支护方式 .......................................................................................... 46 6.1.7 各工艺过程注意事项 .................................................................................................. 47 6.1.8 回采工作面正规循环作业 .......................................................................................... 48 6.2 回采巷道布置 ..................................................................................................................... 50 6.2.1 回采巷道布置方式 ...................................................................................................... 50 6.2.2 回采巷道参数 .............................................................................................................. 50 7 井下运输 ................................................................................................................................... 52 7.1 概述 ..................................................................................................................................... 52 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 .................................................................................. 52 7.1.2 煤层及煤质 .................................................................................................................. 52 7.1.3 运输距离和货载量 ...................................................................................................... 527.1.4 矿井运输系统 .............................................................................................................. 52 7.2 运输设备选择 ..................................................................................................................... 53 7.2.1 设备选型原则： .......................................................................................................... 53 7.2.2 运输设备选型及能力验算 .......................................................................................... 53 7.3 大巷运输设备选择 ............................................................................................................. 55 7.3.1 主运输大巷设备选择 .................................................................................................. 55 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 .............................................................................................. 55 7.3.3 运输设备能力验算 ...................................................................................................... 56 8 矿井提升 ................................................................................................................................... 57 8.1 矿井提升概述 ..................................................................................................................... 57 8.2 主副井提升 ......................................................................................................................... 57 9 矿井通风及安全 ....................................................................................................................... 59 9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法 ..................................................................................... 59 9.1.1 矿井地质概况 .............................................................................................................. 59 9.1.2 开拓方式 ...................................................................................................................... 59 9.1.3 开采方法 ...................................................................................................................... 59 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 ...................................................................................... 59 9.1.5 工作制、人数 .............................................................................................................. 60 9.2 矿井通风系统的确定 ......................................................................................................... 60 9.2.1 矿井通风系统的基本要求 .......................................................................................... 60 9.2.2、矿井通风方式的选择 ............................................................................................... 61 9.2.3、矿井主扇工作方式选择 ........................................................................................... 61 9.2.4、矿井通风系统的要求 ............................................................................................... 62 9.2.5、工作面通风方式的选择 ........................................................................................... 62 9.3 矿井风量计算 ..................................................................................................................... 63 9.3.1 工作面所需风量的计算 .............................................................................................. 63 9.3.2 备用面需风量的计算 .................................................................................................. 65 9.3.3 掘进工作面需风量 ...................................................................................................... 65 9.3.4 硐室需风量 .................................................................................................................. 66 9.3.5 其它巷道所需风量 ...................................................................................................... 66 9.3.6 矿井总风量 .................................................................................................................. 66 9.3.7 风量分配 ...................................................................................................................... 67 9.4 矿井阻力计算 ..................................................................................................................... 68 9.4.1 矿井最大阻力路线 ...................................................................................................... 68 9.4.2 矿井通风阻力计算 ...................................................................................................... 73 9.4.3 矿井通风总阻力 .......................................................................................................... 74 9.4.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 .......................................................................... 74 9.5 选择矿井通风设备 ............................................................................................................. 759.5.1 选择主扇 ...................................................................................................................... 75 9.5.2 电动机选型 .................................................................................................................. 77 9.6 安全灾害的预防措施 ......................................................................................................... 77 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 ...................................................................................... 77 9.6.2 预防井下火灾的措施 .................................................................................................. 78 9.6.3 防水措施 ...................................................................................................................... 78 10 设计矿井基本技术经济指标 ................................................................................................. 79专题部分薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究 ............................................................................... 81 参考文献 ..................................................................................................................................... 107翻译部分英文原文 ................................................................................................................................ 109 中文翻译 ................................................................................................................................. 125一 般 部 分中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第1页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司纳林庙煤矿二号井由原纳林庙二矿、纳林庙四矿、宏景 塔三矿整合而成。位于内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查区内，其行政隶属内蒙古自治区 鄂尔多斯市准格尔旗羊市塔镇管辖。 矿区交通以公路为主，铁路为辅。矿井距曹羊公路 14.5km，经曹羊公路 40km 与 109 国道相连。矿区距包神铁路石圪台集装站 46km，距沙圪堵站 42km，距包头 189km，至东 胜 89km，交通运输条件比较方便。详见交通位置图图 1.1。3 7 3 50 3 7 4 00 3 7 4 50 3 7 5 00 3 7 5 50包 白比例尺1:125万土默特左旗呼和浩特市11045国道铁 路包头市东河00呼包公路 京包铁路 呼呼4500黄 河公积板土默特右旗大清达拉特旗包 包44和林格尔县 公托克托县黄 河公 公 路东 神 高 铁 速曹丰 准4450内公蒙古自治区路 铁50准格尔旗路薛家湾镇路东清水河县路准 格鄂尔多斯市包109 曹国道准沙圪堵44胜4400煤沙沙圪台 （集装站）府 公羊尔 煤 田黄00田铁东伊金霍洛旗山河纳林塔公 路巴图塔路路大路峁乡陕河曲县西偏关县43新庙乡43羊市塔镇西 省3 7 5 00 3 7 5 5050新街镇50大柳塔3 7 4 50省3 7 3 503 7 4 00图 1.1 纳林庙交通位置图其地理坐标为： 东经： 110°31′12″――110°35′45″ 北纬： 39°22′34″―― 39°25′05″ 1.1.2 地形、地貌 矿区地形总体为西高东低，最高处位于矿区中西部南梁附近，海拔标高为+1415.2m； 最低点位于矿区南部沟底 Y19 号钻孔附近，海拔标高+1250m，最大地形标高差为 165m。 区内具典型的高原侵蚀性丘陵地貌特征，植被稀少，枝状沟谷十分发育，地形较为复杂。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第2页1.1.3 河流及水体 东胜煤田属温带半干旱大陆性气候，降水稀少且集中，年降水量 273.7～544.1mm，年 蒸发量 36.2mm。蒸发量一般为降水量的 3～7 倍，日照丰富，干燥多风。 在各种地质应力的长期作用下，煤田内地形切割强烈，沟谷纵横。煤田的南部为毛乌 素沙漠北缘； 西北部为库布其沙漠的东缘， 地貌特征属鄂尔多斯高原毛乌素沙漠的东北缘， 具侵蚀性丘陵地貌特征。 煤田内湖泊、水库零星分布，较大的湖泊均分布于D东胜梁‖以南，最大的为红碱淖， 面积约 80km2，水深在 5m 以上，蓄水约 6× 8m3。在D东胜梁‖两侧，众多沟谷呈D树枝状‖ 10 分布于区内，在南、北两侧的主要沟谷有：乌兰木伦河、勃牛川以及罕台川、哈什拉川、 西柳河等，均属黄河流域水系。除个别大的沟谷具较小的常年性地表迳流外，一般均为季 节性沟谷或干谷，雨季暴雨后均可形成洪流，水量大，历时短促，沿D东胜梁‖两侧分别于 南、北两个方向迳流，最终流入黄河。 1.1.4 气象及地震 本区属干旱、半沙漠高原大陆性气候，冬季寒冷且时间长，夏季炎热且时间短，温差 变化大， 据鄂尔多斯市气象局提供的气象资料： 年平均气温 6.1℃～8.8℃， 最高气温 38.3℃， 最低气温-30.9℃。全年降水量小且多集中在 7～9 月份。降雨次数少，多为大雨或暴雨， 年降水量 273.7～544.1mm，平均 398.8mm。蒸发量大于降水量，一般是降水量的 3～7 倍， 年蒸发量 36.2mm，平均 2108.2mm。冬、春季多风，最大风速 20m/s，平均风 速 2.3m/s，主要集中在 4～5 月和 10～11 月，常年风向以西北风为主。无霜期短，一般 165 天。霜冻、冰冻期长，有 195 天，结冰期一般从 11 月开始，次年 3 月份开始解冻，最大冻 土深度 1.50m。 本区无地震历史资料，据D中国地震烈度区划图‖划分，本区所处区域地震动峰值加速 度为 0.10g，地震烈度为 7 度，据了解本区近年来未发生过地震，为弱震区，在历史上无 破坏性地震记载。 1.1.5 矿区经济概况 矿区地理位置偏僻，多年来由于受交通条件制约，经济比较落后，居民以从事农业为 主，牧业次之，但由于土地贫瘠，可耕地少，农牧业均不发达。近几年来，随着东胜煤田 南部矿区的开发，交通运输条件有所改善，煤炭开采业正逐步成为本地区的主导产业和重 要经济来源之一。区内除煤炭开采行业外，无其它工业企业。 1.1.6 水源及电源 矿井用水取自井田西北勃牛川截伏流采工程，水量充足。采用管路输送至工业场分系 统处理后使用。另在工业场地北侧约 1.9km 沟内已建有一水源井，涌水量约 350m2/d，基 本满足矿井生活用水，作为矿井补充用水。还有矿井涌水经处理后可作为生产用水。 电力部门在矿井附近的川掌拟建一座 110/35kV 变电站，06 年底可投入使用；另外在 附近还有新庙 110/35kV 变电站。 本矿井的通信与川掌乡电信局汇接，距离本矿井 4km。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第3页1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造 东胜煤田地层区划属于华北地层区，鄂尔多斯地层分区，煤田内大部被风积沙及黄 土覆盖，基岩仅在乌兰木伦河，忽吉图沟以及地势较低或凸起处出露，依据地面地质及钻 孔资料可知，区内地层由老至新有：上三迭统延长组(T3Y)、中下侏罗统延安组(J1-2y)、中 侏罗统直罗组(J2Z)、中侏罗统安定组(J2a)、上侏罗―下白垩统志丹群、第三系(N2)及第四 系(Q)。详见东胜煤田区域地层图(图 1.2)。东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东南 边缘地带，基本构造形态表现为一单斜构造,地层走向 N25° W，倾向 S65° W，倾角 1° ～3° ， 具有宽缓的波状起伏，断层不发育。厚度(m) 地 层 单 位 最小～最大 平均 第四系 Q 第三系 R 全新统 Q4 更新统 Q3 上新统 N2 主要由风积砂层， 次为河流淤积、 洪 0～68.24 16.41 0～10.14 4.43 7.37～185.85 85.86 11.26～48.74 27.47 15.56～161.85 96.07 39.70～84.09 63.06 积层。 上部为淤积层， 黑色土壤， 底部为马 兰黄土。 上部为砂质粘土、 亚砂土， 下部为灰 砾岩夹砂岩。 上部以细、 粉砂岩为主。 下部为杂色 砾岩及含砾粗砂岩互层。 灰紫色砂质泥岩。 底部为浅黄色， 向 上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。 上部为细、 中粒砂岩。 底部为厚层状 粗粒砂岩，底部局部含 1 号煤层。 上部主要由中、细粒砂岩、粉砂岩、 砂质泥岩、 泥岩及 2 号煤组成。 底部 为粉砂岩及泥岩。 主要由粉砂岩、 砂质泥岩、 细砂岩和 3、4 号煤组组成。底部为厚层状中、 细粒砂岩。 主要为细砂岩、 粉砂岩及泥岩、 砂质 泥岩、煤组成。含 5、6 号煤组。底 部细中粒砂岩。 由中粒石英砂岩组成， 局部地段顶部 有明显的风化壳产物。 岩 性上侏罗、下白垩统志丹群 J3～K1zh 中 侏 罗 统 J2 上岩段 J1-2Y3 中下 侏罗统 J1-2 延安 组 J1-2Y 中岩段 J1-2Y2 直罗组 J2z 安定组 J2a33.10～78.30 63.77下岩段 J1-2Y113.66～96.97 64.96上三迭统 T3延长组 T3y＞132.80 图 1.2 煤田区域地层图中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第4页区内新生界分布广泛，含煤地层延安组沿沟谷两侧裸露地表。根据钻孔揭露成果和区 域资料整理， 区内沉积的地层从老至新有： 上三叠统延长组(T3y)， 中下侏罗统延安组(J1-2Y)， 第三系上新统(N2)和第四系(Q)。地层特征如下： (1)上三叠统延长组(T3y) 该组地层为煤系地层的沉积基底。岩性为灰绿、灰白色粗～中粒砂岩，局部地段为含砾砂 岩，夹灰绿色、薄层状砂质泥岩和粉砂岩。揭露厚度为 8.18～12.65 米之间，平均为 10.42 米。普遍发育大型板状、槽状交错层理是延长组的一个显著沉积特征。结合区域性的沉积 规律，说明本区延长组仍是典型曲流河沉积体系。 (2)中下侏罗统延安组(J1-2Y) 该组为本区的含煤地层,岩性为浅灰色细砂岩、少量中粒砂岩，灰色至深灰色粉砂岩、 砂质泥岩、泥岩和 4-1，4-2、5-1、5-2、6-2 和 7 号煤层，含有少量的钙质砂泥岩或泥灰岩。 该组地层厚度为 64.21m～239.88m，平均为 148.06m，与下伏地层呈假整合接触。 本组地层为一套以内陆盆地沉积为特征的碎屑岩含煤建造。依据其岩性、岩相及含煤 特征，将该组地层划分为中、下二个岩段，东胜煤田区域内发育的上岩段(J1-2Y3)地层在本 区内缺失，自下而上分述如下： 1 ○下岩段(J1-2y1): 为一套由中～粗粒砂岩或含砾粗砂岩组成的粗碎屑岩。岩石呈灰白色，碎屑成分主要 为石英，其矿物成熟度及结构成熟度均较高，粘土质胶结，具角度较缓的交错层理。中上 部为一套由砂岩、泥岩及煤层构成的含煤沉积。砂岩层厚度相对较小，横向上连续性较差， 具槽状交错层理。在粉砂岩及泥岩中发育水平层理、波状及透镜状层理，局部可见小型交 错层理、浪成沙纹交错层理。含丰富的植物化石，但一般保存不好，多为植物茎部及叶部 残片。该段发育 5-1、5-2、6-2 和 7 号四层煤。与下伏地层呈假整合接触。 本段含有主要可采煤层 6-2 号煤层，以厚度大，层位稳定、结构简单的明显标志居全 区之首。 2 ○中岩段(J1-2Y2)： 5 号煤组顶板砂岩至延安组顶界，该段的岩性主要为灰色、深灰色的粉砂岩、砂质泥 岩与 4-1、4-2 号煤层组成。局部常相变为粗砂岩及泥岩。在煤层底板常出现砂质粘土岩和 根土岩。尤其是在 4 号煤层底板，常可见到一层砂质粘土岩或粘土岩。该段岩层主要由灰 白色中～细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成，岩段厚度为 11.93～109.66m,平均 厚度 63.64m。分选、滚园度均较好。层理以波状及交错层理较为常见。 植物化石极为丰富，且保存完整。动物化石主要是瓣鳃类、介形类的淡水动物化石。 与下伏地层呈整合接触。 (3)第三系上新统(N2) 岩性为浅红色砂质粘土和砂土，含有丰富的呈层状发育的钙质结核。基本处于未完全 固结成岩的较疏松状态，在局部地段与黄土有相似特征。本组厚度为 0～88.50m, 一般为 30～40m。与下伏地层呈假整合接触。 (4)第四系(Q) 按成因可分为风积砂(Q4eol)，冲洪积物(Q4al+pl)，残积、坡积物及少量次生黄土 (Q3+4)。其中风积砂(Q4eol)，在本区广布，为地貌构成之主体；冲洪积物积的砂和粘土组中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第5页成，局部地段有少量次生黄土。 第四系地层厚度变化比较大，从 0.45～15.20m,一般厚度 10m。不整合于一切下伏地层 之上。 上述地层厚度详见表 1.1。 井田基本构造形态与东胜煤田整体构造形态基本一致，为一向南西倾斜的单斜构造， 地层倾角 1° ～3° 。褶曲与断层均不发育，无岩浆活动，属于构造简单地区。表 1.1 地 层 单 位 第四系 第三系 侏罗系 三叠系 中下统 上统 全新统(Q) 上新统(N2) 延安组 (J1-2Y) 延长组 J1-2Y2 J1-2Y1 T3Y 区域地层厚度 地层厚度(m) 最小 0.45 10.80 11.93 52.28 8.18 最大 15.20 72.70 109.66 130.22 12.65 平均 4.97 35.16 69.47 81.71 10.42 与下伏 地层接 触关系 不整合 不整合 整合 整合1.2.2 水文地质特征 东胜煤田位于区域水文地质分区的鄂尔多斯高原区东北部，区内无显著的山地，多为 波状起伏的丘陵和沙丘，地势相对平缓。海拔标高一般在 m。地形中部高，向 南北两侧逐渐降低。沿泊尔江海子～东胜市～潮脑梁一带地形较高，呈东西向延伸，海拔 标高+1400m～+1500m 左右，构成区域性地表分水岭，俗称D东胜梁‖。 东胜煤田属温带半干旱大陆性气候，降水稀少且集中，年降水量 273.7mm～544.1mm， 年蒸发量 36.2mm。蒸发量一般为降水量的 3～7 倍，日照丰富，干燥多风。 在各种地质应力的长期作用下，煤田内地形切割强烈，沟谷纵横。煤田的南部为毛乌 素沙漠北缘； 西北部为库布其沙漠的东缘， 地貌特征属鄂尔多斯高原毛乌素沙漠的东北缘， 具侵蚀性丘陵地貌特征。 煤田内湖泊、水库零星分布，较大的湖泊均分布于D东胜梁‖以南，最大的为红碱淖， 面积约 80km2，水深在 5m 以上，蓄水约 6× 8m3。在D东胜梁‖两侧，众多沟谷呈D树枝状‖ 10 分布于区内，在南、北两侧的主要沟谷有：乌兰木伦河、勃牛川以及罕台川、哈什拉川、 西柳河等，均属黄河流域水系。除个别大的沟谷具较小的常年性地表迳流外，一般均为季 节性沟谷或干谷，雨季暴雨后均可形成洪流，水量大，历时短促，沿D东胜梁‖两侧分别于 南、北两个方向迳流，最终流入黄河。 根据区域地层分布情况及地下水的赋存条件，煤田内的含水岩组可归纳为两大类：新 生界第四系松散岩类孔隙潜水含水岩组和中生界碎屑岩类孔隙、裂隙潜水～承压水含水岩 组。现分述如下 (1)新生界松散岩类孔隙潜水含水岩组中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第6页1 ○第四系全新统冲洪积潜水含水层(Q4al+pl)：该含水层为煤田内分布较广且普遍含水的层段，岩性为各种粒级的砂、砂砾石，分布于D东胜梁‖南、北的各沟谷中。据现有钻探资 料 ， 该 层 在 D 东 胜 梁 ‖ 以 北 最 大 厚 度 为 15.98m ， q=0.116 ～ 0.579L/s? ， 水 质 类 型 以 m HCO3-Ca? 型为主；在D东胜梁‖以南该层最大厚度为 36.19m，q=0..360L/s? Mg m， 水质类型以 HCO3-Ca 型为主。其富不性南部比北部大。 2 ○第四系全新统风积砂潜水含水层(Q4eol)：主要分布在煤田南部及西北部的毛乌素沙 漠及库布其沙漠之中，为黄色的粉细砂，具较强的透水性，其富水性受基底围岩起伏及岩 性变化影响而差异较大。 富水性强的风积砂含水层， 在沟谷深切地段常以泉群的形式出露。 如在勃牛川东岸的卡坝儿沟及各锁沟，其流量可达 2.555～40.9L/s，水质类型以 HCO3-Ca 型为主，矿化度为 0.21～0.38g/L。泉的流量受降水影响，动态变化较大。3 ○第四系上更新统萨拉乌素组潜水含水层(Q3s)：该含水岩组均发育在D东胜梁‖以南， 且在煤田西南一带厚度较大，富水性相对较强。在其它地段一般富水性弱或不具富水性。 岩性以粉细砂为主，西南部最厚 107.03m(吉呼尔其)，q=0.L/s? m，水质类型以 HCO3-Ca 型为主，矿化度为 0.8g/L。 4 ○第三系上新统红土层(N2)：零星出露于本区西部及东部一带，上部为红色及棕红色 亚粘土层，成分以粘土质为主，含有分布不均的钙质结核，局部含砂量较高，未胶结。东 部一带较厚约 60～100m，一般 30m。该层不含水，为良好的隔水层。下部为浅桔黄、棕 红色砾石层，松散，泥质半胶结，砾径 1～15cm。地表偶见少量泉水出露。 (2) 中生界碎屑岩类孔隙、裂隙潜水、承压水含水岩组 1 ○上侏罗～下白垩统志丹群(J3～K1Zh)：该含水岩组除煤田的东南部没有外，其它地段均有分布，岩性以砾岩及粗粒砂岩为主，局部夹细粒砂岩及泥岩。一般呈东薄西厚之势， 最厚可达 500m 以上(454 号钻孔)，q=0.L/s? m，水质类型以 HCO3-K+Na、 HCO3-Ca? 型为主，矿化度为 0.25～0.30g/L。在浅部多为潜水，向深部可逐渐过渡为承 Mg 压水。 2 ○侏罗系中统(J2)：该含水岩组由安定组(J2a)、直罗组(J2z)地层构成。主要分布在煤田 的中部深部地区，在浅部及东部均遭后期剥蚀。含水层岩性以中、粗粒砂岩为主，一般由 东向西、由南向北逐渐加厚，最大厚度约 358m，q=0..0274 L/s? m，水质类型以 CL? HCO3-K+Na 型为主，矿化度 0.71～0.95g/L。水力性质多为承压水，局部为潜水。 3 ○侏罗系中下统延安组(J1－2y)：该组地层在煤田内广泛发育，岩性变化大，岩性组合 主要为灰色泥岩、粉砂岩与灰白色、浅灰色各种粒级的砂岩互层，含 6 个煤组。延安组总 厚 133.28～279.18m，q=0..0261 L/s? m，水质类型以 HCO3? CL-K+Na 型为主，矿 化度 0.10～17.5g/L。富水性弱，水力性质多为承压水，局部为潜水。 4 ○三迭系上统延长组(T3y)：该组地层在煤田内分布广泛，岩性以灰绿色中、粗粒砂岩 为主，夹泥质粉砂岩及泥岩。钻孔最大揭露厚度 78.75m，q=0..253L/ s? m，水质 类型为 CL-K+Na 型及 HCO3? SO4- Na 型，属孔隙、裂隙承压水。由于其岩性胶结致密， CL? 裂隙发育一般较差，富水性在煤田内大多数地段较弱。 以上碎屑岩类含水岩组中均夹有隔水岩层，岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及泥质粉 砂岩等，这些隔水层与各含水层呈互层组合在一起，形成各含水层承压顶、底板。 (3)第四系潜水中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第7页区内第四系潜水的补给均以接受大气降水为主。冲洪积潜水在沟谷深切地段亦接受其 它含水层以泉的形式排泄补给；风积砂含水层亦接受沙漠凝结水的补给。 冲洪积含水层的迳流受沟谷地形控制，一般沿D东胜梁‖两侧顺沟谷向南、北两个方向 迳流，进而排泄出区；风积砂含水层的迳流受下伏基岩地形控制，一般顺地形向低洼处迳 流，多以泉的形式在沟谷深切处排泄。强烈的蒸发，亦为本区第四系潜水排泄的重要途径。 (4)碎屑岩类孔隙、裂隙潜水、承压水 碎屑岩类含水层在浅部裸露区以大气降水为主要补给源，在第四系覆盖区亦接受其潜 水的渗透补给；在中深部则以侧向迳流补给为主。 碎屑岩类地下水的迳流受地形、含水层的水力特征及岩石渗透性能等多方面因素影 响，一般潜水在沟谷深切地段多沿倾向及层面迳流，以泉的形式排泄；在地形变化较小的 地段一般以侧向迳流的方式向深部运动，进而形成承压水。承压水的迳流在浅部地段多沿 岩层倾向即南西方向迳流；而在深部的滞流区则向南偏东方向迳流，进而排泄出区外。 本区各含水岩组的补给源均以贫乏的大气降水为主，煤田内地形切割强烈，降水排泄 畅通，且蒸发强烈，不利于大气降水的渗入补给。多旋回的碎屑岩沉积富含泥质，裂隙不 发育，导致煤田内地下水资源贫乏。 (5)矿床充水因素分析 1 ○本区气候干旱，降水稀少，年蒸发量是降水量的 5～8 倍，降水多集中在 7、8、9 三个月，且地形切割强烈，易形成集中排泄，渗入地下很少，地形、地貌均不具备储水条 件，不会造成矿井大量充水。2 ○本区构造简单，地层平缓，地层倾角小于 10° ，其构造轮廓为一平缓的单斜构造， 倾向基本为南西向。无断层及岩浆岩侵入，故不会因构造破碎带引起矿井充水。 3 ○ 煤系地层为沉积碎屑岩，钻孔抽水试验 q=0.093L/s? m，K=0.00250～ 0.00646m/d，含水层属弱富水性，加之矿区内沟谷发育，切割较深，浅部地下水多沿沟谷 渗出。深部地层由于岩石胶结致密，节理、裂隙不甚发育，地下水迳流不畅，形成了静水 压力大，水头高，水量小，以静储量为主要储水条件的地下水，故不能造成矿井大量充水。 4 ○矿区内及附近无大的地表水体，勃牛川虽流经矿区西部，雨季易暴发洪水，但距矿 区较远，且地形比矿区低，故洪水不会注入矿区。 5 ○据调查矿区附近北部有王家坡一家生产煤矿， 采空面积 1.8km2， 矿井排水量 50m3/d， 水量较小；东部有纳林庙二矿和四矿井两个煤矿，据调查得知，矿井涌水量较小。附近及区内无废弃的老窑，不会因老窑积水带来充水隐患。 (6) 涌水量预算 根据钻孔抽水试验资料为依据，对矿区 6-2 煤层进行矿井涌水量预算。 计算结果为：基岩涌水量 1851 m3/d，可作为未来生产矿井正常疏干排水的依据。当矿 井大面积采空，且未进行回填，发生大面积冒落，导水裂隙带与地表沟通时，矿井最大涌 水量可参照 6-2 号煤底板以上总涌水量 Q 总=3157m3/d，作为未来生产矿井最大疏干排水的 设计依据。勘探报告对特殊情况未作涌水量预算，生产部门在采掘中，应及时调整排水设 施，保证矿井的正常、安全生产。 综合分析，本区水文地质类型为二类一型，即以裂隙含水层为主的水文地质条件简单 的矿床。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第8页1.3 煤层特征1.3.1 煤层 区内含煤地层为中、下侏罗统延安组(J1-2Y)，该组地层厚度为 64.21～239.88 米，平均 厚度为 16.4 m，非全区发育，由于上岩段遭受剥蚀，厚度有一定变化。该组地层含煤 1～8 层，具有对比意义的 6 层。下部煤层发育较好，厚度较大、含煤性较好；上部煤层发育一 般，煤层较薄。 煤层倾角为 1° ～4° ,平均为 3° 。赋存情况见图 1.2(煤层综合柱状图) 区内煤层自上而下基本表现为五层煤，即 4-1、4-2、5-1、5-2、6-2、7 号煤层，其中 4-1、4-2 和 6-2 共三层煤达到可采，且 6-2 煤层为本区的主要可采煤层，在区内全部可采； 其它三层煤在工作区内均不可采。 (1) 4-1 煤层： 位于中下侏罗统延安组(J1-2Y)中岩段的上部， 主要在原宏景塔三矿范围内 发育，由于遭受剥蚀在原纳林庙四矿、原纳林庙二矿范围内基本缺失。赋存区内煤层厚度 平均 4.0m，煤层结构较简单，含夹矸 1～2 层，一般为 1 层夹矸，个别含有 3 层夹矸，厚 度为 0.15～0.80m，平均 0.64m。可采范围主要位于原宏景塔三矿范围内。 区内煤层厚度变化规律性较明显，结构较简单，煤类仅零星点为长焰煤，其他均为不 粘煤 。 (2) 4-2 煤层： 位于中下侏罗统延安组(J1-2Y)中岩段的下部， 由于遭受剥蚀在原纳林庙四 矿、原纳林庙二矿范围内大部分缺失。赋存区内煤层厚度平均为 6.0m。 。煤层结构简单， 不含夹矸或含 1 层夹矸，厚度为 0.20～0.65m，平均 0.35m。可采范围主要位于原宏景塔三 矿范围内。 区内煤层厚度变化规律性较明显，结构较简单，煤类局部地段为长焰煤，大部分为不 粘煤。 (3) 6-2 煤层：位于中下侏罗统延安组(J1-2Y)的下岩段的下部，全区发育。勘探资料中煤 厚平均为 6.3m。煤层结构简单，厚度变化不大，不含夹矸或含 1～2 层夹矸，岩性一般为 泥岩和炭质泥岩。全井田可采，原可采面积为 22.40km2。 区内煤层厚度变化很小，结构简单，煤岩类型单一，为不粘煤。 通过采掘实际揭露煤厚为 6.10～6.40m，平均为 6.30m。在距煤层底板向上 0.10-0.40m 之间局部发育一层 0.03-0.10m 的泥岩夹矸。 (4) 5-1 煤层位于中下侏罗统延安组(J1-2Y)的下岩段的上部，全层煤厚为 0.10～0.69m， 平均为 0.38m。5-2 煤层位于中下侏罗统延安组(J1-2Y)的下岩段的中部，全层煤厚为 0.20～ 0.55m，平均为 0.29m。7 号煤层位于中下侏罗统延安组(J1-2Y)的下岩段的下部，全层煤厚 为 0.20～0.75m，平均为 0.45m。三层煤均为不可采煤层。 1.3.2 煤层顶、底板 4-1 煤层：煤层顶板岩性为：砂质泥岩、泥岩、细砂岩；底板岩性为：泥岩、砂质泥 岩。该煤层与 4-2 号煤层间距为 17.75～24.05m，平均为 20.16m。 4-2 煤层：煤层顶板岩性为：砂质泥岩、泥岩、细砂岩；底板岩性为：泥岩、砂质泥 岩。该煤层与 6-2 号煤层间距为 68.3～75.5m，平均为 71.67m。 6-2 煤层：煤层顶板岩性为：砂质泥岩、泥岩、细砂岩、粉砂岩；底板岩性为：粉砂 岩、泥岩、砂质泥岩。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第9页1.3.3 煤质 区内煤肉眼鉴定呈黑色，条痕褐色,光泽暗淡，煤岩组份以亮煤为主,条带状结构,层状 构造，参差状断口,属半亮型煤。 各主要可采煤层的煤质特征分述如下： (1)化学性质 1 ○水分(Mad) 4-1、4-2 煤层原煤水分在 2.61～5.98%之间波动，平均为 4.48%；浮煤的水分，浮煤水 分在 3.74～8.56%之间波动，平均为 6.51%，洗选后水分有所增高。 6-2 煤层原煤水分在 2.12～9.17%之间波动，平均为 5.48%；浮煤水分在 4.03～9.02% 之间波动，平均为 5.70%，洗选后水分有所增高。2 ○灰分(Ad) 4-1、4-2 煤层的原煤的灰分，其值在 4.38～14.00%之间波动，平均 7.99%；浮煤的灰 分，浮煤灰分值为 3.10～5.90%，平均为 4.41%，洗选后灰分大大降低，为低灰分煤(LA)。 6-2 号煤的原煤的灰分，其值在 4.14～14.99%之间波动，平均 6.75%；有 16 个样品测 试了浮煤的灰分，浮煤灰分值为 3.33～5.46%，平均为 3.72%，洗选后灰分大大降低，为低 灰分煤(LA)。 3 ○挥发分(Vdaf) 4-1、4-2 煤层的原煤的挥发分，其值为 31.89～38.26%，平均值在 35.80%；浮煤的挥 发分，其值为 34.63～43.74%，平均值为 35.97%，洗选后挥发分略有增高，据减灰后的浮煤测值确定挥发分产率分级为中高挥发分煤(MHV)。 6-2 号煤的原煤的挥发分，其值为 31.89～38.26%，平均值在 35.80%；浮煤的挥发分， 其值为 32.76～43.74%，平均值为 35.79%，洗选后挥发分略有增高，据减灰后的浮煤测值 确定挥发分产率分级为中高挥发分煤(MHV)。 (2)煤中有害元素 1 ○全硫(St.d) 4-1、4-2 煤层的原煤的全硫，其值为 0.24～0.86%，平均值在 0.36%，浮煤的全硫，其 值为 0.21～0.36%，平均值在 0.27%，为特低硫分煤(SLS)。 6-2 号煤层的原煤的全硫，其值为 0.13～0.35%，平均值在 0.28%，浮煤的全硫，其值 为 0.16～0.28%，平均值在 0.21%，为特低硫分煤(SLS)。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 10 页煤层 层厚(m)岩性描述砂质粘土：浅红色，成分以粘土及粉砂质组成，未胶结，疏松，与下覆地层 呈不整合接触。 细砂岩：灰白色，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，细粒结构，块 状构造，泥质胶结，较坚硬，发育小型交错层理。 泥岩：深灰色，层状结构，块状构造，断口平坦状，较坚硬，发育水平层理， 含大量植物化石碎片。 煤：黑色，似层状结构，块状构造，暗淡光泽，主要成分以暗煤为主，含少 量镜煤及丝炭，性脆，硬度小，为暗淡型煤。 泥岩：灰黑色，层状结构，块状构造，断口平坦状，发育小型水平层理，含 大量植物化石碎片，较坚硬。 细砂岩：灰白色，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，细粒结构，块 状构造，磨圆度中等，分选性差，泥质胶结，较坚硬，发育大型交错层理。 泥岩：深灰色，层状结构，块状构造，断口平。坦状，较坚硬，发育小型水 平层理。 煤：黑色，似层状结构，块状构造，暗淡光泽，主要成分以暗煤为主，少量 镜煤及丝炭，断口平坦，性脆，硬度小，为暗淡型煤。 砂质泥岩：深灰色，层状结构，块状构造，参差状断口，主要成分以泥质为 主，少量砂质，含植物化石碎片，小型水平层理。 细砂岩：灰白色，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，细粒结构，块 状构造，磨圆度中等，分选中等，泥质胶结，较坚硬，发育大型交错层理。 煤：黑色。似层状结构，块状构造。断口平坦状，暗淡光泽。主要成份以暗 煤为主，含少量镜煤及丝炭,性脆,硬度小,为暗淡型。 砂质泥岩：深灰色，层状结构，块状构造，参差状断口，主要成分以泥质为 主，少量砂质，含植物化石碎片，水平层理。 细砂岩：灰白色，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，细粒结构，块 状构造，磨圆度中等，分选性中等，泥质胶结，较硬。 煤：黑色。似层状结构，块状构造，暗淡光泽。主要成份以暗煤为主，少量 镜煤及丝炭。断口平坦状。性脆，硬度小，为暗淡型煤。 砂质泥岩：深灰色，层状结构，块状构造，参差状断口，主要以泥质为主， 少量粉砂质，发育小型水平层理。 泥岩：灰黑色，层状结构，块状构造，断口平坦状，较硬，发育小型水平层 理。 粉砂岩：灰色，成份以石英，长石为主，少量暗色矿物，粉砂状结构，块状 构造，参差状断口，较坚硬，分选中等，泥质胶结。 细砂岩：灰白色，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，细粒结构，块 状构造，磨圆度中等，分选中等，泥质胶结，较坚硬，发育大型交错层理。 泥岩：灰黑色，层状结构，块状构造，断口平坦状，较坚硬，含大量植物化 石碎片，发育小型水平层理。 煤：黑色，似层状结构，块状构造，主要以暗煤为主，少量镜煤及丝炭，暗 淡光泽，断口平坦状，性脆，硬度小，为暗淡型煤。 泥岩:灰黑色,层状结构,块状构造,平坦状断口,含大量植物化石碎片,发育小 型水层理。 细砂岩：灰色。成份以石英、长石为主。含少量暗色矿物，细粒结构，块状 构造，较坚硬。参差状断口，泥质胶结，发育大型交错层理。 砂质泥岩：深灰色。层状结构，块状构造。断口平坦状，发育小型水平层 理。含大量植物化石碎片。 煤：黑色。似层状结构，块状构造。断口平坦状,暗淡光泽,以暗煤为主,含 少量镜煤及丝炭,性脆，硬度小,为暗淡型煤。 砂质泥岩:深灰色,层状结构,块状构造,断口平坦,含少量植物化石碎片,发育 小型水平层理。 细砂岩：灰白色。成份以石英、长石为主，含少量暗色矿物。细粒结构，块 状构造。分选中等，较坚硬。参差状断口。发育小型交错层理。20.42 19.10 2.68 44-14-2 5-1 6-1 710.20 5.80 7.84 6 6.69 15.34 0.38 7.43 3.995-2 0.2911.52 4.80 19.52 3.60 2.10 6.26 0.60 6.18 1.80 0.45 1.37 5.79图 1.3 煤层综合柱状图中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计2 ○磷(P)第 11 页4-1、4-2 煤层磷含量原煤位于 0.002～0.025%之间，平均值在 0.013%；浮煤为 0.010～ 0.027%之间；平均值在 0.022%，属低磷分煤(LP)。 6-2 号煤层磷含量原煤位于 0.001～0.030%之间，平均值在 0.013%；浮煤为 0.004～ 0.037%之间；平均值在 0.022%，属低磷分煤(LP)。 3 ○砷(AS) 区内各主要可采煤层砷含量值均在 0～2 ppm 之间，相当于 0.00～0.02× 10-4 之间，为 一级含砷煤(ⅠAs)，符合食品工艺燃烧用煤之需求。 4 ○氟(F) 区内各可采煤层氟含量值均在 191 ppm 以下。5 ○氯(Cl) 区内各可采煤层氯含量平均在 0.048～0.059%之间，为低氯煤(LC1)，对工业利用影响 甚微。1.3.4 瓦斯、煤尘及煤的自然 (1)瓦斯 勘探在钻孔中采集了瓦斯样，利用解吸法试验结果见表 1-2-6，均含很低的残存瓦斯， 经过室内脱气分析，瓦斯成分以氮气为主，其次为二氧化碳气，多数钻孔无甲烷气，为二 氧化碳～氮气带。表 1.2煤 层 号 6-2 0.00～0.01 0.00(5) 0.00～0.11 0.04(5) 0.00～4.83 0.97(5) 7.22～12.03 9.08(5) 87.95～92.38 89.95(5) 二氧化碳～氮气带 CH4 瓦斯含量(ml/g) CO2 CH4瓦斯含量汇总表自然瓦斯成分(%) CO2 N2 瓦斯分带(2)煤尘 6-2 煤层简选样煤尘爆炸鉴定结果：火焰长度均大于 400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉 量为 80%，其结论均为有爆炸性。煤层挥发份是煤尘爆炸的重要影响因素，区内 6-2 煤层 挥发份较高，均在 30%以上，所以本区 6-2 煤层有煤尘爆炸危险性。 (3)煤的自燃 据测区内 6-2 煤层自燃倾向等级属于易自燃煤，着火温度小于 305℃。这是煤层露头 自燃和开采后煤堆积自燃的主要因素。另据内蒙煤矿设计院对部分电厂用煤资料调查：东 胜煤田煤自然发火期为 40～60 天，堆积高度、堆积方式均是煤堆自燃的影响因素。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 12 页2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田境界 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合 理的开发。煤田范围划分为井田的原则有： (1)井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应； (2)保证井田有合理尺寸； (3)充分利用自然条件进行划分，如地质构造(断层)等； (4)合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。 2.1.2 井田尺寸 矿区为一不规则多边形，东西最长 6.38km，南北最宽 3.88km，面积 22.40km2。批准 开采标高为+1164～+1300m，井田尺寸图见图 2.1。2.2 井田工业储量2.2.1 矿井地质勘探 本矿井本区基本构造形态与东胜煤田整体构造形态基本一致，为一向南西倾斜的单斜 构造，地层倾角 1° ～3° 。褶曲与断层均不发育，无岩浆活动，故该区的构造复杂程度为简 单类型。00 00 00 00 436 4500436 4500436 4000436 4000436 3500436 3500436 3000436 3000436 2500436 2500436 2000436 2000436 1500436 1500436 1000图 2.1 井田边界示意图中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 13 页全区共见可采煤层三层，即 4-1、4-2、6-2 号煤层，其中 6-2 号煤层为本区的主要可采 煤层，且该煤层在区内资源储量所占比例较大为 56.6%。因此从总体上看，以 6-2 号煤层 做为标准，评价矿区的煤层稳定程度是合理的。6-2 号煤层煤厚变化较小，规律性较明显。 结构简单～较简单；煤类单一，煤质变化很小，从矿区整体来看均为不粘煤，该煤层在全 区可采，为稳定煤层。故区内煤层稳定程度确定为稳定型。 综上所述，本区构造复杂程度及煤层稳定程度，依照《煤、泥炭地质勘查规范》关于 勘查类型的划分原则，勘查类型确定为：构造复杂程度为简单型，煤层稳定程度为稳定型， 即一类一型。 2.2.2 矿井工业储量 本区地质构造简单，地层产状平缓，倾角小于 15° 。采用地质块段法进行资源储量估 算，利用煤层伪厚度、水平投影面积、容重(视比重)值三者之积计算资源储量，计算公式 为： Q = s? d m? 式中：Q―煤炭资源储量，Mt； s―煤层水平投影面积，km2； m―煤层利用厚度，m； d―煤层容重值，t/m3；均为 1.4t/m3。 因区内煤层倾角一般在 15° 以内，故采用水平投影面积、煤层的伪厚度估算煤层资源 储量。 对于 4-1 号煤层 Q4-1 = s? d m? s =8.39(km2)；m =4.0(m)；d =1.4(t/m3) Q4-1 = 46.98(Mt)中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 14 页436 4500436 4500436 4000436 4000436 3500436 3500436 3000436 3000436 2500436 2500436 2000436 2000436 1500436 1500436 1000图 2.2 4-1 煤层赋存状况对于 4-2 号煤层： Q4-2=s? d m? s =12.02(km2)；m =6.0(m)；d =1.4(t/m3) Q4-2=100.97(Mt)00 00 00 00 436 4500436 4500436 4000436 4000436 3500436 3500436 3000436 3000436 2500436 2500436 2000436 2000436 1500436 1500436 10002.3 4-2 煤层赋存状况图中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 15 页对于 6-2 号煤层: Q6-2 = s? d m? s=22.40(km2)；m=6.3(m)； d=1.4(t/m3)； Q6-2 = 197.57(Mt)59500436 4500? 1210?1200?1 19 0?11 80436 3000?1170436 2500436 2500436 2000?1160436 1500? 1150图 2.4 6-2 煤层赋存状况则 4-1、4-2、6-2 煤层总工业储量为： Q4-1 + Q4-2 + Q6-2 = 345.52(Mt)2.3 矿井可采储量2.3.1 安全煤柱留设原则 (1)工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不 留设保护煤柱； (2)各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用表土层移动角和岩层移动角确定工业 场地、村庄煤柱； (3)维护带宽度：工业广场维护带宽度取 15m； (4)落差超过 100m 的断层保护煤柱宽度 50m，井田境界煤柱宽度为 50m； (5)工业场地占地面积，根据《煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明》中第十五 条，工业场地占地面积指标见表 2.1。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 16 页表 2.1 井 型(万 t/a) 240 及以上 120-180 45-90 9-30工业场地占地面积指标 占地面积指标(公顷/10 万 t) 1.0 1.2 1.5 1.82.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 (1)井田边界煤柱： 井田边界各煤层均留设 40m 保护煤柱。 通经计算井田边界煤柱总量 为 508.7 万吨。 (2)煤层露头煤柱 井田内 4-1、 煤层有大范围的煤层出露地表， 4-2 使煤层风化氧化； 在井下开采过程中， 部分地区的冒裂带进入地表，易造成地表水注入井下影响生产。同时，冒落产生的裂隙会 成为漏风通道，引起自然发火。因此，煤层露头需留保护煤柱。根据本井田的地质条件， 暂按煤层露头向内 50m,以此圈定露头安全煤柱。 通经计算 4-1、 煤层露头煤柱量分别为 4-2 475 万 t、879 万 t。表 2.2 煤层 名称 4-1 4-2 6-2 合计 .8
工业资源/储量 井田边界煤柱 98 213 526.8 837.86 1354 矿井设计资源/储量计算表 保护煤柱 煤层露头煤柱 475 879 小计 573
5 30.2 32360 单位：万 t 设计资源/储量(3)工业场地及井筒保护煤柱 主副井筒在工业广场内，第四、第三系松散地层及侏罗系岩石移动角分别按45° 、60° 2 计算。考虑15m的维护带，保护煤柱面积为63.83 km 。 (4)大巷保护煤柱 经计算大巷两侧均留 40m 煤柱，加上大巷间煤柱，6-2 煤层大巷煤柱宽度均为 160m。 大巷煤柱在开采后期可大部分回收。大巷穿过工业广场，故一部分保护煤柱与工广煤柱重 合，且经计算主副斜井的保护煤柱被大巷保护煤柱覆盖。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 17 页a?? ? ? ?b1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?a1? ?b1? ?b2 a2b2? ? a2? ?a2b2a? ?b? ?d? ? a? ? 2c? ? b? ? 2图 2.5 工业广场煤柱损失则工业广场保护煤柱净损失量；Q = s? d m? 式中：Q―保护煤柱净损失量，万 t， s―保护煤柱面积，km2；为 60.83km2； m―煤层厚度，m；为 6.3； d―煤层容重值，t/m3；均为 1.4。 Q = 536.5(万 t) (5)开采损失 按规范规定： 6-2 煤层为厚煤层取，25％。按上述方法计算，矿井 6-2 可采储量为 13699.3。 详见表 2.3。表 2.3 煤层 名称 6-2 设计资源/ 储量 19230.2 可采储量计算表 工业场地煤柱及开采损失 工业场地煤柱 536.5 大巷煤柱 428 99.3 开采损失 单位:万 t 可采储量4-1、4-2 为厚煤层的可采储量采出率分别不小于 75％，保护煤柱损失 5％，取则可采 储量分别为 2939.1 万 t、6415.92 万 t。矿井可采储量为 23054.32 万 t。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 18 页3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度根据《煤炭工业矿井设计规范》相关规定，确定矿井设计年工作日为 330 天，工作制 度采用D三八制‖，每天三班作业，两班生产，一班准备，每班工作 8 小时。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 确定依据 《煤炭工业矿井设计规范》第 2.2.1 条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开 采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确 定。 矿区规模可依据以下条件确定： (1)资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田 地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大； (2)开发条件：包括矿区所处地理位置(是否靠近老矿区及大城市)，交通(铁路、公路、 水运)，用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区 规模;否则应缩小规模； (3)国家需求：对国家煤炭需求量(包括煤中煤质、产量等)的预测是确定矿区规模的一 个重要依据； (4)投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规 模，反之则缩小规模。3.2.2 矿井设计生产能力地质资料可知：本井田储量丰富、地质结构简单、煤层稳定、开采技术条件好，有足 够的条件建成大型矿井，结合本井田的工业储量和开采储量最终选定矿井设计生产能力 3.0Mt/a。 3.2.3 矿井服务年限 矿井服务年限必须与井型相适应。 矿井可采储量 Zk、设计生产能力 A 矿井服务年限 T 三者之间的关系为： T= Zk/ (A? K) 式中: T――矿井服务年限，a； Zk――矿井可采储量，万 t； A――设计生产能力，万 t； K――矿井储量备用系数，取 1.3。 则，矿井服务年限为： T =0× 1.3) = 59.11a中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 19 页6-2 层煤层服务年限为： T =0× 1.3) = 35.13a 符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。 3.2.4 井型校核 按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校 核： (1)煤层开采能力 井田内 6-2 层煤层平均 6.3m，为特厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。根据现代化矿 井D一矿一井一面‖的发展模式，可以布置一个大采高工作面保产。 (2)辅助生产环节的能力校核 矿井设计为特大型矿井， 开拓方式为双斜井单水平开拓， 主斜井采用胶带输送机运煤， 副斜井采用无轨胶轮车车，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。工作面 生产的原煤经顺槽胶带输送机到大巷胶带输送机再经主斜井胶带运输机提升至地面，运输 能力大，自动化程度高。副井运输采用无轨胶轮车提升、下放物料，能满足大型设备的下 放与提升，运输能力大调度方便灵活 (3)通风安全条件的校核 矿井瓦斯涌出量小，属高低斯矿井，矿井采用中央式通风，设一条回风大巷，布置一 个风井，可以满足通风需要。 (4)矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足 《煤炭工业矿井设计规范》要求。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 20 页4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入媒体，建 立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、 数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种 开拓方式进行技术经济比较，才能确定。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。 (1)确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置； (2)合理确定开采水平的数目和位置； (3)布置大巷及井底车场； (4)确定矿井开采程序，做好开采水平的接替； (5)进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造； (6)合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较 后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： (1)贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在 保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资， 加快矿井建设； (2)合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产； (3)合理开发国家资源，减少煤炭损失； (4)必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创 造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态； (5)要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤 机械化、综掘机械化、自动化创造条件； (6)根据用户需要，应照顾到不同媒质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综 合开采。 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 (1)井筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最 复杂。 平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵 或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服 务年限要求。 斜井开拓与立井开拓相比：井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快， 井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单， 井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 21 页提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要。缺点是：斜井井筒长辅助提升能力少，提升 深度有限；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术 复杂。 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的 的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大， 可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利； 当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特 别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井筒施工技术复杂， 需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。 本矿井煤层倾角小，平均 1～4° ，为近水平煤层；纳林庙井田地面标高在+1250～ +1400m，呈西高东低状，煤层标高为+1150～+1200 m 呈东高西低状，井田范围内是山岭 地带；表土层薄，无流沙层；水文地质情况比较简单，涌水量小，因此可采用斜井开拓或 立井开拓。 (2)井筒位置的确定 井筒位置选择要有利于减少初期井巷工程量，缩短建井工期，减少占地面积，降低运 输费用，节省投资；要有利于矿井的迅速达产和正常接替。因此，可以按以下原则确定： 1 ○沿井田走向的有利位置 当井田形状比较规则而且储量分布均匀时，井筒的有利位置应在井田走向中央；当井 田储量呈不均匀分布时，应布置在储量的中央，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可 使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网路较短，通风阻力小。2 ○井筒沿井田倾斜方向的有利位置 井筒位于井田浅部时，总石门工程量大，但第一水平及投资较少，建井工期短；井筒 位于井田中部时，石门较短，沿石门的运输工程量较小；井筒位于井田的下部时，石门长 度和沿石门的运输工作量大，如果煤系基底有含水量大的岩层不允许井筒穿过时，它可以 延伸井筒到深部，对开采井田深部及向下扩展有利。从井筒和工业场地保护煤柱损失看， 井筒愈靠近浅部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。 3 ○有利于矿井初期开采的井筒位置 尽可能的使井筒位置靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道的工程量，节 省投资和缩短建井工期。 4 ○地质及水文条件对井筒布置影响 要保证井筒，井底车场和硐室位于稳定的围岩中，应尽量使井筒不穿过或少穿过流沙 层，较大的含水层，较厚冲积层，断层破碎带，煤与瓦斯突出的煤层，较软的煤层及高应 力区。 5 ○井口位置应便于布置工业广场 井口附近要布置主，副井生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统间 互相连接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，尽量避 免穿过村镇居民区，文物古迹保护区，陷落区或采空区，洪水浸入区，尽量避免桥涵工程， 尤其是大型桥涵隧道工程。 6 ○井口应满足防洪设计标准中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 22 页附近有河流或水库时要考虑避免一旦决堤的威胁及防洪措施。 根据以上原则，同时结合纳林庙井田的实际条件： a.全井田主要可采煤层 6-2 煤层厚 6.3 m，赋存稳定； b.本井田无断层，煤层平均倾角 3° ； c. 本区属黄河水系， 勃牛川从井田外西部通过， 是区外的主要沟川。 其支沟布尔洞沟、 哈业乌素沟、石令家沟、花兔沟和王家沟等均为季节性沟谷，旱季多为干沟，雨季可形成 地表溪流和洪流，水流汇入勃牛川，注入黄河。 综上所述：确定井筒位置位于具体是在矿区中部沟底附近此处地势平坦，煤炭便于运 输，省去排水设备，煤层埋藏较浅。 4.1.2 工业场地的位置 工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部。 工业场地的形状和面积：根据表 2.1 工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占 地面积为 30 公顷，形状为矩形，长边垂直于井田走向，长为 600m，宽为 500m。 4.1.3 开采水平的确定及划分 井田主采煤层为 6-2 号煤层，4-1、4-2 号煤层由于在矿区内发育不完全，近期暂不开 采，后期采用暗斜井延伸布置集中大巷分层开采 4-1、4-2 号煤层，本设计只针对 6-2 号煤 层。6-2 号煤层倾角平缓，为 1～4° ，为近水平煤层，故设计为单水平开采。 6-2 号煤层生产能力：可采储量为 15389.8 万 t，服务年限为 35.13a。 4.1.4 主要开拓巷道 6-2 号煤层平均厚度 6.3m，赋存稳定，倾角为 1～4° ，为近水平煤层，煤层厚度变化 不大，且煤质硬度大。故矿井开拓大巷布置在煤层中，留大煤柱护巷，大巷间距取 40m。 矿井瓦斯涌出量小，瓦斯主要成分以氮气为主，其次为二氧化碳气，多数区域无甲烷气体。 由于生产能力大，为简化生产系统，另布置一条回风大巷。再布置一条主运输大巷，一条 辅助运输大巷，共三条大巷。为便于在巷道交叉时架设风桥等构筑物，辅助运输大巷和主 运输大巷沿底板掘进，回风大巷沿顶板掘进。大巷位于井田中央，沿东西向布置。 4.1.5 方案比较 (1)提出方案 根据以上分析，现提出以下四种在技术上可行的开拓方案，分述如下： 方案一：斜井单水平开拓(井筒位于井田中央) 主、副井井筒均为斜井开拓，辅助运输采用无轨胶轮车，副斜井为 6° 。设一个水平。 风井为立井，回风大巷平行布置在主运输大巷和回风大巷的西侧。如图 4.1中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 23 页00 5000 50图 4.1 斜井单水平开拓方案二：斜井单水平开拓(井筒位于井田边界) 主、副井井筒均为斜井开拓，布置于井北部边界，大巷布置在煤层中，沿底板掘进， 回风大巷平行布置在主运输大巷和辅运大巷的北侧。如图 4.212°00 50图 4.2 斜井单水平开拓00 50方案三：主斜副立单水平开拓 斜井提煤运输能力大，立井辅助运输能力大，回风大巷平行布置在主运输大巷和回风 大巷的西侧。如图 4.300 50图 4.3 主斜副立单水平开拓00 50方案四：立井单水平开拓 主、副井井筒均为立井，布置于井田中央。回风大巷平行布置在主运输大巷和回风大 巷的西侧。如图 4.400 50图 4.4 立井单水平开拓00 50中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 24 页(2) 技术比较 以上所提四个方案大巷布置及水平数目均相同，区别在于井筒形式和井筒位置不同， 及部分基建、生产费用不同。 方案一、二主要区别在井筒位置不同，方案一井筒位于井田中央的储量中心，井下运 输距离短，运输费用相对较低，但井田中央煤层距地表距离大，井筒长，基建费用多，估 算费用见表 4.1；方案二井筒位于井田北部边界附近，地表具煤层近，井筒短，但井下大 巷运输距离长估算费用见表 4.2。经过以上技术分析、比较，再结合粗略估算费用结果， 见表 4.5。在方案一、二中选择方案一：斜井单水平开拓(井筒位于井田中央)。 方案三、四主井井筒形式不同。方案三主井为斜井，斜井的运输提升能力比立井大， 有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒也可作为安全出口，井 下一旦发生事故，人员也可从主斜井迅速撤离立，估算费用见表 4.3；方案二主井为立井， 井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，主要缺点是井筒施工 技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大估算费用见表 4.4； 。井田内 6-2 号煤层厚度大、倾角小、赋存稳定，涌水量小，立井的优点不突出，而 斜井的提升能力大的特点很适合 300 万 t 的特大型矿井的需要。经过以上技术分析、比较， 再结合粗略估算费用结果，见表 4.5,方案三、四中选择方案三。表 4.1 项目 主斜井 基建 费用 (万元) 副斜井 井底车场 表土段 基岩段 表土段 基岩段 煤巷 系数 1.2 涌水量(m3) 77.1 系数 1.2 斜井开拓(井田中央) 数量(10m) 7.2 43.3 14.4 86.1 100 费用合计(万元) 斜井提升 生产 费用 (万元) 排水 大巷运输 煤量(万 t) 15389.8 时间(h) 8760 煤量(万 t) 15389.8 费用合计(万元) 费用总计(万元) 提升高度(km) 0.505 服务年限(a) 63.45 平均运距(km) 1.5 基价(元/t? km) 0.42 基价(元/t) 0.32 基价(元/t? km) 0.35 基价(元)
32426 费用(万元) 37.23 174.20 74.75 346.40 324.26 费用：万元 费用小计 211.43 421.15 324.26 956.84 1.32 46.91 15903.75中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 25 页表 4.2 项目 主斜井 基建 费用 (万元) 副斜井 井底车场 表土段 基岩段 表土段 基岩段 煤巷 系数 1.2 涌水量(m3) 77.1 系数 1.2斜井开拓(井田边界) 数量(10m) 12.0 24.1 24.0 47.8 100 费用合计(万元) 斜井提升 煤量(万 t) 15389.8 时间(h) 8760 煤量(万 t) 15389.8 费用合计(万元) 费用总计(万元) 提升高度(km) 0.361 服务年限(a) 63.45 平均运距(km) 3.0 基价(元/t? km) 0.42 基价(元/t) 0.32 基价(元/t? km) 0.35 基价(元)
32426 费用(万元) 62.05 96.96 124.10 192.31 324.26费用：万元 费用小计 159.01 316.41 324.26 799.68 1.32 62.55 24362.23 单位：万元 费用(万元) 37.23 174.20 27.04 113.12 357.08 基价(元/t? km) 0.42 基价(元/t) 0.28 基价(元/t? km) 0.35 费用小计 211.43 140.16 357.08 708.67 0.505 9.90 12.48 15521.24生产 费用 (万元)排水 大巷运输表 4.3 项目 主斜井 基建 费用 (万元) 副立井 井底车场 表土段 基岩段 表土段 基岩段 煤巷 系数 1.2 涌水量(m3) 77.1 系数 1.2主斜副立开拓 数量(10m) 7.2 43.3 1.5 9.0 110 费用合计(万元) 斜井提升 煤量(万 t) 15389.8 时间(h) 8760 煤量(万 t) 15389.8 费用合计(万元) 费用总计(万元) 提升高度(km) 服务年限(a) 63.45 平均运距(km) 1.5 基价(元)
692 32462生产 费用 (万元)排水 大巷运输中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 26 页表 4.4 项目 主立井 副立井 井底车场 表土段 基岩段 基建费用 表土段 基岩段 煤巷 系数 1.2 涌水量(m3) 77.1 系数 1.2 1.5 10.0 1.5 9.0 120双立井开拓 数量(10m) 基价(元) 692 692 32426 提升高度(km) 0.33 服务年限(a) 65.7 平均运距(km) 1.5 费用(万元) 27.04 125.70 27.04 113.12 389.11 基价(元/t? km) 1.6 基价(元/t) 0.28 基价(元/t? km) 0.35单位：万元 费用小计 152.74 140.16 389.11 682.01 9.90 46.45 21328.46 单位：万元 方案三 主斜副立 367.54 21.24 100% 方案四 双立井 682.01 28.46 137%费用合计(万元) 立井提升 生产 费用 (万元) 排水 大巷运输 煤量(万 t) 15389.8 时间(h) 8760 煤量(万 t) 15389.8 费用合计(万元) 费用总计(万元) 表 4.5 方案 名称 基建费用(万元) 生产费用(万元) 合计(万元) 百分比 方案一 双斜井(井田中央) 956.84 03.75 102% 方案粗略比较汇总 方案二 双斜井(井田北翼) 799.68 62.23 156%(3)经济比较 方案一与方案三的详细经济比较见表表 4.6 和表 4.7，其最终汇总见表 4.8。 由经济比较可以看出，斜井开拓较之主斜井副立井综合开拓方式而言，其总费用仅多 出 1%，即从经济角度考虑，两方案差别不大，可以任选其一。两者均采用主斜井运输， 但是，由于辅助运输采用无轨胶轮车，灵活、方便，对辅助运输非常有利；但也有着压煤 量大的劣势。而在本设计中，斜井保护煤柱一部分与工业广场保护煤柱重合，一部分与大 巷保护煤柱重合。压煤量并比立井开拓并没有增多。 综合以上分析，确定本矿井开拓方案采用斜井单水平开拓方式。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 27 页表 4.6 项目 初期 基建 费用 (万元) 井底车场 后期 基建 费用 (万元) 生产 费用 (万元) 斜井提升 排水 顺槽运输 大巷运输 大巷维护 副斜井 主斜井 表土段 基岩段 表土段 基岩段 煤巷斜井费用 数量(10m) 7.2 43.3 14.4 86.1 100 基建费用合计(万元) 项目 大巷 数目 3 系数 1.2 涌水量(m3) 77.1 系数 1.2 系数 1.2 系数 1.2 长度(10m) 600 煤量(万 t) 15389.8 时间(h) 8760 煤量(万 t) 15389.8 煤量(万 t) 15389.8 大巷长度(m) 6000 生产费用合计(万元) 费用总计(万元) 基价(元) 24130 提升高度(km) 0.505 服务年限(年) 63.45 平均运距(km) 2 平均运距(km) 1.5 大巷数目 3 费用(万元) 1447.8 基价(元/t? km) 0.42 基价(元/吨) 0.32 基价(元/t? km) 0.35 基价(元/t? km) 0.35 基价(元/a? m) 20 基价(元)
32426 费用(万元) 37.23 174.20 74.75 346.40 324.26单价：万元 费用小计 211.43 466.91 324.26 956.84 费用小计7.01 27.4 .2 53.84表 4.7 项目 初期 基建 费用 (万元) 后期 基建 费用 (万元) 主斜井 副立井 井底车场 表土段 基岩段 表土段 基岩段 煤巷主斜副立井费用 数量(10m) 7.2 43.3 1.5 9.0 110 基建费用合计(万元) 项目 大巷 数目 3 长度(10m) 600 基价(元) 24130 费用(万元) 1447.8 基价(元)
692 32462 费用(万元) 37.23 174.20 27.04 113.12 357.08单价：万元 费用小计 211.43 140.16 357.08 708.67 费用小计 4343.4中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 28 页续表 4.7主斜副立井费用单价：万元斜井提升排水系数1.2 涌水量(m3) 77.1 系数 1.2 系数 1.2 系数 1.2煤量(万 t)15389.8 时间(h) 8760 煤量(万 t) 15389.8 煤量(万 t) 15389.8 大巷长度(m) 6000提升高度(km)0.505 服务年限(年) 63.45 平均运距(km) 2 平均运距(km) 1.5 大巷数目 3基价(元/t? km)0.42 基价(元/t) 0.28 基价(元/t? km) 0.35 基价(元/t? km) 0.35 基价(元/a? m) 26.89.90 5.57 43.2 26.15 单位：万元生产 费用 (万元)顺槽运输 大巷运输 大巷维护生产费用合计(万元) 费用总计(万元) 表 4.8 方案 名称 项目 初期基建费用(万元) 后期基建费用(万元) 生产费用(万元) 总费用(万元) 两方案详细比较汇总 方案二 斜井开拓 费用(万元) 956.84 53.60 33253.84 百分比 135% 100% 100% 101% 方案三 主斜井副立井开拓 费用(万元) 708.67 74.08 32826.15百分比 100% 100% 100% 100%4.2 矿井基本巷道4.2.1 井筒 由前章确定的开拓方案可知主副井均为斜井，在井田中央设置中央风井。一般来说， 立井井筒横断面形状有圆形、矩形两种。圆形断面的立井服务年限长，承压性能好，通风 阻力小，维护费用少及便于施工的特点。因此，风井采用圆形断面。而主副斜井则采用半 圆拱形断面。 (1)主斜井 位于矿井工业场地，担负全矿井 3.0Mt/a 的煤炭运输兼进风，并作为安全出口。井筒 内装备 B=1400mm 胶带输送机；设有一趟消防洒水管路，设有 600mm 轨距检修道。井筒 断面为半圆拱形，倾角为 12° 净断面面积为 16.8 m2。表土层掘进断面面积为 24.8m2； ， 2 基岩掘进断面面积为 18.3m 。井筒断面布置如图 4.5、图 4.6 所示。 (2)副斜井 副井井筒采用斜井，位于工业场地，以无轨胶轮车运输，担负全矿井设备、材料和人 员的提升和进风作用。 井筒断面是半圆拱形角度为 6o ， 井长 1005m， 500m 处设一缓坡， 在 坡长为 20m，以便于无轨胶轮车运输，同时井口下每 200m 设一停车硐时，上下会车时， 下行车进入硐室让上行车先行通过。井筒内铺设两趟排水管路，并铺设动力电缆及通讯电 缆。 净断面面积为 18.8 m2， 表土层掘进断面面积为 27.6 m2，基岩掘进断面面积为 20.6 m2。 井筒断面布置图如 4.7、4.8 所示。中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 29 页胶 带 中 心 线R2500625 75 615 510 95扶手6251400100125080050010083030830图4.5主斜井表土段断面图胶 带 中 心 线995R2500井 筒 中 心 线50025001500250061575扶手625 5 1501400150510 15001990图4.6 主斜井基岩