采矿工程毕业设计.docx

河北工程大学摘 要本设计的井田面积为13.55平方千米，年产量90万吨。井田内煤层赋存比较稳定，煤层倾角平均14°，平均煤厚4.01m，整体地质条件比较简单，沼气和二氧化碳含量相对较低，涌水量也不大。根据实际的地质资料情况进行井田开拓和准备方式的初步设计，该矿井决定采用单立井上下山开采，煤层采用采区上下山联合布置的开拓方式，设计采用综合机械化一次采全高回采工艺，倾斜长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区。并对矿井运输、矿井提升、矿井排水和矿井通风等各个生产系统的设备选型计算，以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求，完成整个矿井的初步设计。矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词：立井、倾斜长壁、一次采全高、综合机械化、高产高效 Abstract These designed allotment area for 13.55 square kilometers，Yearly Output ninty trillion. Allotment intrinsically ocurrence of coal seam compare stabilize，coal seam pitch eighttwelty acid，average coal thick 4.01m，integrally nature condition compare simplicity， Both methane and carbon dioxide content relatively low, and neither do inflow of water no large either. On the basis of Preliminary Design，said shaft opt in adopt three vertical shaft fluctuate mountain exploitation，coal seam grouping band region fluctuate mountain co- disposal 'mode of opening，design adopt comprehensive mechanization full-seam mining stopper art，incline longwall method，treat goaf with whole straddle alight law from actual geologic information instance proceed allotment exploit and stand-by mode. The Preliminary Design of the both both combine versus mine haul, shaft exaltation, shaft drain and ventilation of mines isopuant systemic equipment lectotype count，as well as versus shaft technical safety measures and environmental protection claim，complete wholly shaft. Both shaft whole realize mechanization，adopt advanced techniques and use for reference afterwards realize high yield highly active modernization shaft 'experience，realize one mine not both high yield highly active shaft thereby run up to favorable economic benefit and social benefit. Keyword： Vertical shaft, incline length wall, full-seam mining, comprehensive mechanization, high yield highly active 目 录目 录11 矿区概况及井田地质特性51-1 矿区概况51.2 井田地质特征91.3 水文地质151.4 其它开采技术条件：182井田境界和储量20 2.1 井田境界202.2 井田储量203矿井的生产能力、服务年限及工作制度244 井田开拓254.1概述254.2 井田开拓254.3 井筒特征314.4 井底车场344.5 开采顺序及采区回采工作面的配置444.6 井巷工程量和建井周期475 采煤方法495.1 采煤方法的选择495.2 采区巷道布置及生产系统505.3 回采工艺设计545.4 采区采掘计划586 矿井运输、提升596.1 矿井运输596.2 矿井提升677 矿井通风与安全技术措施787.1 矿井通风系统的选择787.2 风量机算及风量分配797.3 全矿通风阻力计算837.4 扇风机选型877.5 矿井安全技术措施908 矿井排水929 技 术 经 济 指 标10110 技术综述10310.1 本设计所采用的新技术、新设备、新方法10310.2设计综述104感 谢106参 考 资 料107 1 矿区概况及井田地质特性1-1 矿区概况 1.1.1 交通位置黄沙一矿位于峰峰矿区南部，北距峰峰集团16km，地理位置为东经114°2，北纬36°15。井田北部隶属于邯郸市峰峰矿区界城镇管辖，井田南部井田则位于磁县黄沙镇境内。黄沙一矿交通较为方便，有彭黄铁路（彭城至黄沙一矿）运煤专线直达矿区，长约7km，经孙庄矿、彭城站至马头与京广线相连。峰峰市区至黄沙乡柏油公路直达黄沙矿，长约10km，参见图1-1。图1-1 黄沙一矿交通位置示意图1.1.2气象、水文（1）气象本区属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。全年的总体气候特征为：雨量集中，光照充足，无霜期较长，光热资源丰富，降雨主要集中在每年的79月。依据峰峰矿区气象站19972007气象观测资料，近十年多年平均降雨量500.1mm，年最大降雨量728.7mm（2000年）（1998年雨水不是很大吗，请核实一下），最小降雨量271.5mm（1997年），多年平均蒸发量1678mm，56月份蒸发量最大。历年最高气温42（2005年），历年最低气温-11.1（2002年），高温主要出现在每年的7月份，低温多出现在当年的12月份或次年的1月份。风向随季节变化，冬季以北风为主，夏季多东南风，历年最大风速17m/s，多年平均无霜期233天。（2）水文在井田北部柳条老鸦峪一带存在一走向东西，标高+230m左右的分水岭，将井田划分为南、北两个水系。北部属滏阳河水系，主要有柳条、界城河沟自南向北流过，平水期流量小于120m3/h，暴雨季节流量可达3050m3/s，枯水期干枯；中南部属漳河水系，现将主要水体分述如下： 漳河：位于井田南部边缘，是本区最大的河流，发源自山西省，蜿蜒于太行山后流入渤海。河流流量0.1m3/s9200m3/s，河床下部属新生代松散层沉积，自西向东逐渐变厚。 郑家河：为井田内主要河流，河内常年有水，上游泉水是河流的主要来源，最大流量为25m3/min，经南黄沙三街村东与矿井排水沟（黄沙西沟）交汇后汇入漳河。河流上游有石盒子地层出露，下游皆为第四系沉积物。 黄沙西沟和东沟：为季节性河沟，旱季主要接纳矿井排水，雨季最大流量可达30m3/s，黄沙西沟在井田上部煤系地层露头区通过。 大跃峰渠：由西向东自井田分水岭一带通过，标高为+230m左右，设计流量为45m3/s，为料石与砂浆砌筑。 小跃峰渠：自西向东流经井田南部后汇入东武仕水库，设计标高为+165m，流量为45m3/s，为料石及砂浆砌筑。 岳城水库：位于井田南端，坝高51.5m，坝顶标高为+155.5m，设计最高水位154.8m，最大库容10.91亿m3。1961年该水库开始蓄水，设计服务年限为100年。1.1.3 自然地理黄沙一矿井田位于九山、鼓山南部之间，区内属剥蚀型的低丘陵地区，山头秃平，四周平缓，冲沟开阔，山与沟之间呈多级阶地出现。区内最高海拔标高为+234.7m，最低标高位于漳河北岸约为+130m，地形起伏较大1.1.4地震自公元前230年开始有地震记载以来，历史上临近地区曾发生过多次地震（参见表1-1），并波及到峰峰矿区。距离矿区最近影响最明显的是1830年6月12日的磁县发生的7.5级强烈地震（据沈旺生撰写的磁州地震大灾纪略）。此次强烈地震共造成二十余万间房屋倒塌，万余人（记录在册仅为5485人）丧生，地震波及邯郸、成安、武安、安阳、临漳等县。其次是1966年3月8日5时29分及22日16时19分，邢台市区隆尧县白家寨、宁晋县东汪先后发生6.8级和7.2级强烈地震（将这一地震群统称为邢台大地震），震源深度10km左右，震中烈度为910度。邢台大地震波及60多个县，受灾面积达23000km2，毁坏房屋500余万间，8064人丧生，3.8万余人受伤。矿区震级为34级，无房屋倒塌和人员伤亡。依据根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），峰峰矿区地震基本烈度为度，地震动峰值加速G为0.15g。表1-1 历史上附近区域地震统计表编号地震时间地震名称震级震中烈度备注1334河北临漳吸西南56VVII2953.11河北大名县4.5VI31314.10.5河北涉县武安6VIII41538河北深县5VI51708.10.26河北永年县5.5VII61791.2.11河北深县5VI71805.6.25河北邢台5VI81814.2.4河南省汤阴5.2VII91830.6.12河北磁县7.5X101882.12.2河北深县6VIII111889.10河北大名县5VI121966.3.6河北宁晋南5.2VII131966.3.8河北隆尧5.15.22次141966.3.11河北隆尧5.0151966.3.15河北隆尧4.8161966.3.20河北巨鹿5.15.6VI171966.3.22河北宁晋东汪5.27.2X4次181966.3.22河北新河西南5.15.62次191966.3.22河北省隆尧东4.9201966.3.24河北省隆尧东5.2211966.3.25河北省新河5.0221966.4.6河北省巨鹿5.3231966.4.10河北省宁晋4.9241966.4.20河北省巨鹿4.9251966.4.20河北省隆尧5.3261966.5.6河北省隆尧4.9271966.7.19河北省隆尧5.1281967.10.10河北省巨鹿4.7291968.5河北省隆尧4.75.02次1.2 井田地质特征1.2.1 区域地质简况峰峰矿区大地构造位置位于中朝准地台（I）、山西断隆（II）、太行山拱断束（III）、武安凹断束（）的东南部，东太行山山前深断裂，于华北断拗（II）的临清台陷（III）毗邻。从区域资料分析，自中生代以来，本区先后经历了两次来自不同方向挤压应力的构造运动。中生代晚期至燕山运动期间，太平洋库拉板块向西北俯冲于华北板块之下，因俯冲带不断消融使地温、升高而造成地幔上拱，使其东部变为活动大陆边缘。太行山深断裂表现异常活跃，太行山区开始慢慢隆起，同时在隆起上升过程中遭受剥蚀。随着燕山运动的加剧，挤压应力不断增强，塑性较强的沉积盖层形成轴向近NE的褶皱以及与其配套的NNW和NNE向两组断裂构造。随着挤压应力的进一步增强，以及北西向挤压应力和地幔上拱的联合作用下，导致NENNE向断裂大规模活动，并伴随发生大量岩浆活动。新生代喜山运动时期，由于印度板块与欧亚板块碰撞，构造应力场发生改变，挤压应力转为ENSW向。由于该区域主要处于NWSE向拉张应力场中，新生的断裂和复合断裂的活动剧裂，后期断裂追踪、改造、贯通先期断裂，并受到先期断裂的限制，使区域构造更加复杂。此次构造运动期间，太行山深断裂以西继续抬升并遭受剥蚀，以东的平原区大幅度下降，并形成了巨厚的新生界沉积物。两期不同方向挤压应力构造运动的结果，致使峰峰矿区主体构造线方向呈NNENE展布，控制矿区构造格架的大型褶皱为鼓山紫山背斜。该背斜将矿区分为东西两部分，西侧为武安和村向斜，东侧为向SEE缓倾的单斜，在此基础上发育极为宽缓的小型褶曲，参见图1-2。图1-2 峰峰矿区构造略图（1）断层矿区内断裂构造密集，以NNE及NE走向断层最发育，NWW 向次之，NW向仅以小断裂形式出现。不同走向的断层相互切错，将煤系分割成若干小型地垒、地堑及阶梯状单斜断块组合等构造形态。断层发育具有以下特点： 断层性质以正断层占绝对优势，煤田勘探揭露的数百条断层中，仅发现羊东井田和梧东井田各有一条小型逆断层； 断层具有多期活动性，多数为压扭性正断层； 断层平面组合为“S”形，反映扭动走滑特点。（2）褶皱矿区内较大褶皱为鼓山复背斜，它以滏阳河为起点，其背斜轴向南呈近于南北，向北渐变为北10°东左右，延伸到局电视塔以南略有倾伏，后被断裂所切割，其走向偏向西北。鼓山背斜以东总的来看为单斜构造，但发育着斜裂式的次一级的小型背向斜，并呈规律地分布在各井田之中。主要包括：牛薛穹隆（北15°东），大力公司背斜（北34°东），一矿穹隆（北12°15°东），大峪背斜（北10°东），再向东由北至南有：薛村向斜（北10°东），黄沙穹隆（北18°东），牛儿庄向斜（北20°东）等。鼓山复背斜与九山之间，为和村孙庄向斜，它有许多小型椭园形向斜呈串珠状联接起来，并在它们的两翼发育着成排成列的背向斜构造。向斜构造东翼有：彭城向斜（北10°东）、街儿庄背斜（北30°东）、界城背斜（北15°）。西翼有：大沟港背斜（北15°东）、王看背斜（北10°东）、王风向斜（近南北）。向西又有胡村背斜（北20°东）、南山背斜（北20°东）、三合背斜（北25°东）、都党背斜（北15°东）、观台向斜（北15°东）。鼓山复背斜两翼的背向斜，除和村孙庄向斜随鼓山山势从北部向南由北东北西北北东北西转动外，其它的背向斜的轴向同样以倾伏端向东摆动，而东南端恰与之相反。排列以北北东及北东方向，大致呈雁行排列形式，成行成列地分布在矿区。.1.2.2 矿井地质1.2.2.1 地层黄沙一矿井田位于峰峰矿区的西南部，为半掩盖区，仅西部和北部自老至新以次出露奥陶系峰峰组、石炭系本溪组、太原组，二迭系山西组、石盒子组及零星出露的石千峰组。在勘探深度范围内，揭露的地层由老至新依次为：奥陶系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系地层，各地层的主要特征参见图1-3。图1-3黄沙一矿地层综合柱状图黄沙一矿井田位于鼓山复背斜及和村彭城向斜南端，总体上为一走向NE、倾向SEE（东北部地层倾向为NEE）的单斜构造，地层倾角一般为°左右，原井田倾角较缓，平均倾角为14°左右。（1）古生界奥陶系中统（O2)峰峰组（O2f）第一段（O2f1)：本段为一套褐黄、浅红色白云质灰岩及白云质角砾状灰岩。角砾以白云质为主，石灰质次之，棱角清楚，大小不等，胶结紧密，风化后蜂窝状溶化发育，中部夹一层24m纯灰岩，底部一层为厚度23m不甚稳定的白云质灰岩，厚度4072m，平均55m。第二段（O2f2)：上部及中部为深灰色中厚层纯灰岩与花斑状灰岩互层，花斑自下而上有大变小，由褐黄、灰黄色渐变为灰白、白色，纯灰岩锤击具臭鸡蛋味。顶底部纯灰岩常含燧石结核，零星分布于层面。厚度6395m，平均85m。第三段（O2f3)：上部为缟纹状灰岩，韵律清晰，呈浅黄色或白色。下部为角砾状灰岩，风化后角砾清晰，胶接物为白云质。厚度828m，平均18m。该组地层在本区的西部莲花山出露，一直延续至申家庄小稳坡山一带，区内25个钻孔揭露厚度为0.557.59m，与上覆地层呈假整合接触。（2）上古生界石炭系中统（C2)本溪组（C2b)：假整合于奥陶系之上，厚度5.7920m，平均厚9m。上部为浅灰色深灰色粉砂岩，内含尽头煤一层，厚00.11m。中下部为灰色具鲕状结构的铝土岩，风化后层面显铁锈色氧化簿膜。底部为不稳定的山西式铁矿，呈结核或透镜状赋存，有时被紫红色含铁质泥岩代替。该层在井田西部柳条上庄申家庄一带均有出露。本段厚5.7920m平均厚9m左右含纺锤虫羊等动植物化石。石炭系上统（C3）太原组（C3t）：连续沉积于本溪组之上，厚度111.77132.57m， 平均124m，是本区的主要煤系地层，在井田西部尚庄至申家庄一带均有出露。太原组为一套黑灰色粉砂岩，灰白色中细砂岩互层，中夹68层海相薄层石灰岩，为海陆交互相沉积，共含煤12层，其中可采煤层有4层（6#、7#、8#、9#）。局部可采一层（4#）,其余煤层不可采，在粉砂岩内含丰富的厥类、苛达木、鳞木等植物化石，尤其是煤层顶底板含量最多。石灰岩内含腕类，蜒科化石，各可采煤层及石灰岩沉积稳定，均为良好的标志层，底部“晋祠砂岩”相变为深灰色砂质泥岩，从下架煤下推4m左右为本组分界。 二迭系下统（P1） 山西组（P1S）：连续沉积于石炭系之上，厚度50.4390.62m，平均厚60m，是本区主要含煤地层。主要为粉砂岩及中细粒石英长石砂岩沉积，内含煤层25层，其中可采一层（2#大煤），局部可采一层（1#小煤），其他各煤层均不可采，本组含羊齿类、鳞木、轮木等化石，以大煤底板砂岩与太原组分界。下石盒子组（P1X）：为一套黄棕紫红色粉砂岩，夹灰绿色中细砂岩和紫红色鲕状铝土岩，厚度34.2264.3m，平均厚度54m。底部为灰色或灰绿色中细粒砂岩，俗称“骆驼脖子砂岩”，其中以长石石英为主，分选中等，斜层理发育，钙质胶结，分布稳定，厚522m，为下组分界标志层。上石盒子组（P2S）第一段（P2S1）：本段主要岩性以灰、灰绿色带紫斑状粉砂岩夹有数层灰、灰绿色中细粒砂岩。下部有一层灰色带紫斑泥岩，俗称“桃花泥岩”，底部为层厚512m灰绿色中细粒砂岩，分布稳定，本段厚141.0189.7m，平均163m。第二段（P2S2）：以灰白色长石石英细粒砂岩为主，层间夹暗紫、灰绿及紫红色粉砂岩和泥岩。砂岩35层以上，粒度韵律较明显，时有黄铁矿结晶，钙质或泥质胶结。本段地层岩性，厚度较稳定，为地层对比的标志层，厚度102132.45m，平均厚度116m。第三段（P2S3）：以暗紫、灰绿灰黄、深灰色粉砂岩、泥岩为主，中夹薄层细粒砂岩。上部有34层厚0.150.30m褐绿色铝质泥岩，致密坚硬，节理发育，可作本段标志层。底部为一层黄灰、黄绿色中厚层中粗粒砂岩，分选性差，含小砾石，钙质胶接。本段厚85.99110.86m，平均厚103m。第四段（P2S4）：上部为暗紫色泥岩，含有星点状钙质结核，分布稳定，颜色及岩性可作标志层。中部粉砂岩为主，夹数层紫、灰紫、灰绿、黄绿色中细粒砂岩，成分以石英、长石为主，含少量石英砾石及黑色燧石砾，硅质或钙泥岩胶结。底部为厚层状灰白、灰黄色中粗砾砂岩，含石英，正长石为明显特征。具有不太明显的波状层理及斜层理，钙质胶结。本段厚128.55161.9m，平均146m。石千峰组（P2Sh）：上部为紫红色粉砂岩、泥岩与薄层细砂岩互层，细砂岩成份以石英、长石及云母为主，水平层理发育并具有斜层理。粉砂岩、泥岩含钙质结核。中部夹有312m厚层泥灰岩与泥岩互层，泥灰岩一般23层，颜色为灰白色，局部带有紫斑，有时含灰岩角砾。下部由暗紫色泥岩和细粒砂岩组成，泥岩富含姜状钙质结核，底部为一层暗紫色或灰黄色中粒砂岩，常含有燧石及少量泥岩、砂质泥岩碎块，钙质胶结，平均厚126m。（3）新生界第三系(R)：不整合于二迭系地层之上，厚度0.20160m，平均厚度75m。岩性以砾岩、粘土、亚粘土、亚砂土、砂土、细中粗粒砂组成，砂层呈半胶结状态，并随地形起伏而变化，厚度由西向东逐渐加大，底部石英砂岩、砾岩或粘土岩。第四系(Q)：不整合于第三系或其他地层之上，主要为灰黄色、红色的砂、粘土、黄土等松散沉积物，主要分布于河沟山谷，山顶山坡为薄层，厚度043m，一般5m左右。1.2.2.1矿井地质1）断层该矿井区域内有若干小断层，并且多为正断层，但是由于这些小断层的范围和落差都很小，在开采过程中基本不受影响。 在位于井田南部有两条大断层其中F12范围达2500米，落差5-100米，因此将其作为东南部的边界。F15在井田南部中央，范围约为1000米，落差约为510米，在开采的过程中采取过断层相应的措施即可。F12断层：为黄沙矿东南部边界断层，走向近SN，总体倾向W，落差25100m，倾角75°，延展长度2500 m。F15断层：为黄沙矿南部中央，走向近WE，总体倾向W，落差5-15m，倾角45°，延展长度1000m。与355、梧32、梧37及各剖面煤层对比控制，为较可靠断层。2）褶皱井田内地层总体较为平缓，地层倾角14°左右，仅发现3个开阔褶曲田，对采区划分影响较小。依据评定标准，黄沙矿褶皱复杂程度类型评定为b类。3）岩浆岩井田内很少受岩浆岩侵入的影响，依据评定标准，黄沙矿岩浆岩侵入对煤层的影响程度类型评定为Ic类。1.3 水文地质按岩溶水的补给、径流、排泄条件进行水文地质分区，峰峰矿区属于邯邢水文地质单元的南单元，即峰峰水文地质单元。该单元西起长亭涉县断层，东至矿区东界奥陶系灰岩埋深-500m标高起，北起北洺河地下分水岭，南至漳河南地下分水岭，总面积2404km2。1.3.1 地下水的补给、径流、排泄条件 （1）地下水补给 区域地下水的主要补给来源是大气降水和局部地区沟谷河床渗漏。奥陶系灰岩裂隙岩溶地下水，大气降水入渗补给区主要位于鼓山、九山露头和西部及西北部岩溶发育的灰岩裸露区，除接受地区降雨渗入补给外，还接受西部、西北部山区裂隙岩溶地下水的侧向补给。由于区域内裂隙岩溶含水层均为厚层含水层，且裂隙岩溶发育，各含水层通过众多断裂构造发生水力联系，山区裂隙岩溶含水层与矿区奥陶系裂隙岩溶含水层，构成统一的含水层。山区沟谷和河流的渗漏是区内地下水的集中补给来源。 河谷渗漏补给主要位于西北部洺河，渗漏段主要位于河床为灰岩的河段。主要集中在南洺河常年有水的地区，如小店阳邑段、木井一带、沙名西寺庄地段。十里店-磁山段河床南岸奥灰裸露区，主要在雨季和洪水季节形成渗漏补给地下水。南部漳河流经的区城内的河床地段虽然大部分为Z1、2、O1、O2灰岩河床，但由于河底分布有一层具有良好隔水性能的冰积泥砾层，只有特大洪水年份，洪水倒灌渗入河床两侧灰岩裸露区的裂隙岩溶，才能补给地下水。矿区范围内第四系松散含水层及砂岩含水层一般接受降水补给，煤系地层灰岩含水层除接受渗漏补给外，在构造条件下局部接受下伏奥陶系灰岩地下水的补给。此外，从张家头至峰峰矿区的跃峰渠渗漏补给也是一个局部的地下水补给区。（2）地下水径流地下水径流主要受地层产状、构造和地形因素的控制，局部范围受水动力条件的影响，区域奥灰水总体流向为自西向东或略向东南。南部总体流向为北东方向，流经石场、申家庄、前辛安地段进入和村盆地后，沿东北方向经上庄一孙庄一彭城流入黑龙洞泉群排泄区；北部地下水的流向总体呈南东方向，途经崔炉、八特、利泰公司一带自西北进入和村盆地后向东南方向流动，至黑龙洞泉群排泄区；鼓山东受构造控制，地下水总体流向自北向南到黑龙洞泉群排泄区。地下水汇入峰峰矿区相对集中的地段是南洺河北岔口青碗窑、白土和观台等地段，受地下分水岭影响，局部向东北方向流动；在和村盆地北张庄附近，由于鼓山断裂部分地段沟通了东、西两侧奥灰水的水力联系，使西部奥灰水径流到东部，与鼓山东奥灰水汇合，构成了鼓山东径流带。单元内强径流带主要受构造和地势控制，总体分布在鼓山背斜、莲花山背斜和贾壁东山背斜的东翼（九山），弱径流带主要分布在区内规模较大的向斜和地堑展布的地段。 受矿山排水的影响，在各井田内形成了多个地下水局部径流带。（3）地下水排泄 地下水排泄方式主要包括泉群自然排泄和人工排泄（矿区内工、农业用水和矿山排水）两种排泄方式。黑龙洞泉群位于鼓山南段黑龙洞村、响堂寺一带，由大小60余个泉点组成，以黑龙洞泉、娘娘庙泉，郭家庄泉、广胜泉为主，泉群出露标高+122.84+132.0m，是矿区奥灰水的自然排泄方式。泉群的形成是由于东侧断层和煤系地层阻水，使奥灰水流动受阻，地下水沿断层导水地段及构造复合部位溢出成泉。泉水多年平均流量67m3s，最大为32m3s（1963年），最小流量1.7m3s（1985年），近年来由于人工排泄量增大，泉流量日趋减少。 随着工农业的发展，工农业用水及矿井排水将成为本区地下水的主要排泄方式。1.3.2 地下水的动态特征 地下水的动态特征，取决于其补给、径流和排泄条件，同时受自然和人为因素的制约，区内地下水位的动态具有雨季上升，旱季下降的特点。据水位观测资料，降雨后一天甚至几小时后，地下水位即发生变化，水位上升至最高值时的时间，一般在山区滞后最大降雨期1030天，其它地区区滞后23个月。奥灰水具有集中补给，长年消耗，710年出现一次高水位的特点。从区域水位变化来看，不同区的水位变化存在明显的差异。西部山区灰岩裸露面积大，直接接受降雨补给，水位高，水位动态不稳定，年变幅大；在矿区范围，水位较西部山区低，受西部地下水侧向补给影响，地下水位动态相对稳定，矿区径流区范围内年变幅值一般为510m（1975年），排泄区年变幅值小，一般为24m。1.4 其它开采技术条件：黄沙井田内含煤地层为石炭系本溪组、太原组和二迭系山西组，煤系地层总厚度185220m，平均厚度为190m，共含煤1217层。其中大部分可采煤层有5层，分别为2#煤（大煤）、6#煤（山青煤）、7#煤（小青煤）、8#煤（大青煤）、9#煤（下架煤），局部可采煤层有3层，分别为1#煤（小煤）、3#煤（一座煤）、4#煤（野青煤）。本溪组含煤地层厚度为612m，平均厚度为10m，含一层尽头煤，煤层厚度小且极不稳定为不可采煤层；太原组含煤地层地层厚度为111.77132.57m，平均厚度124m，含煤1012层，煤层总厚度7.33m，含煤系数为5.91；二迭系山西组含煤地层地层厚度50.4390.62m，平均厚度为66m，含煤25层，煤层总厚度6.23m，含煤系数9.44。各煤层的基本信息参见表1-4煤层名称 厚度（m）煤层间距最小最大/平均（m）稳定程度煤层结构顶底板岩性煤种最小最大平均顶板底板小煤（1#）00.96较稳定简单砂质泥岩砂质泥岩0.611430/24大煤（2#）2.256.15稳定较简单、局部有夹石一层砂质泥岩砂质泥岩肥焦煤4.012447/35一座（3#）00.96较稳定简单砂质泥岩砂质泥岩肥煤0.69717/11野青（4#）0.231.00较稳定复杂灰岩砂质泥岩肥煤0.702641/35山青（6#）0.591.18较稳定简单、南部有夹石一层灰岩砂质泥岩肥煤0.891524/19小青（7#）0.311.55较稳定简单、夹石一层灰岩砂质泥岩肥煤0.852230/24大青（8#）0.491.07较稳定简单灰岩细砂岩肥焦煤0.780.53/2.5下架上（9#）0.712.17较稳定复杂、有夹石12层灰岩砂质泥岩肥焦煤1.32表1-4 黄沙一矿井田各煤层基本信息表黄沙区瓦斯含量较低， 1972年1982年鉴定平均相对瓦斯涌出量为2.08m3/t，1986年1988年三次鉴定为低沼，但是随着深度的增加瓦斯的涌出量也在增加。鉴定结果参见表1-5。黄沙区瓦斯鉴定结果统计表年别绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）矿井级别CH4CO2CH4CO22007年1.7113.371.4711.49低2008年1.8411.151.478.92低1988年2.5310.792.129.04低2005年11月经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定为三类、不易自燃，但煤尘爆炸指数为28.56，煤尘具有爆炸性。 目前，矿井正常涌水量123立方米/小时。但由于其他煤层较薄，9#煤层又接近奥灰水，故此矿的主采煤层为2#煤。2井田境界和储量2.1 井田境界井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确认。一般情况下以下列情况为界：1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界： 2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保安煤柱为界：3、以相邻矿井井田境界煤柱为界：4、人为的划分井田境界：北部边界以-勘探线为界；南至漳河北岸（20500经纬线）；西部边界以煤层露头分别和孙庄煤矿、上庄煤矿相邻；西南部以第勘探线及申家庄矿为界；东部以F12，并与三矿马家荒区和梧桐庄勘探区相邻。东部边界的南部为F12断层，北部梧桐庄井田及马家荒区相邻，井田走向长7km ，东西宽约2.8 km.面积为13.55平方公里。2.2 井田储量 储量计算基础 （1） 根据黄沙一矿井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。 （2） 储量计算厚度：夹矸厚度不大于0.05m，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹矸厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层厚度作为储量计算厚度。 （3）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。 （4）煤层体积质量：煤层体积质量为1.5t/m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，用岩层移动角确定工业场地，村庄煤柱。 （3）断层煤柱宽度40m，井田境界煤柱宽度50m。 （4）维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其它15m。 （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书中第十五条，工业场地占地面积指标见表2.1。 井 型大 型 井中型井小 型 井生产能力（万吨/年）120、150、180、45、60、909、15、21、30占地指标（公顷/10万吨）1.21.51.822.1 矿井的工业储量矿井工业资源储量按下式计算: Zg=SMd （2.2） 得Zg=8150万吨式中 Zg矿井工业资源储量，Mt； 矿井煤层倾角在721°，平均14°。22.2 矿井的设计储量矿井设计储量按下式计算： Zs=（Zg-P1） 式中 Zs矿井设计资源储量，Mt； P1断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物、地面构筑物煤柱等永久煤柱损失量之和，Mt； 按照煤矿安全规程规定，由本矿井实际情况取井田境界煤柱为50m，断层保护煤柱为40m，则保护煤柱量如下表2.3所示：表2.3保护煤柱压煤量 名称 面积（） 比重（t/ m3） 煤厚（m） 压煤量（Mt） 井田境界煤柱 660475 1.54.01397.3断层F12煤柱130250 78.3断层F15煤柱9395556.522.3矿井的可采储量矿井设计可采储量为矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率所得到的储量。各种主要巷道的保护煤柱及可采储量见表223；矿井工业广场地保护煤柱留设见图221；工业广场保护煤柱设计计算参数见表224。表223 矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量(万吨)矿井设计储量（万吨）矿井可采储量（万吨）永久性煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量断层境界工业广场井下巷 道其他2#8150134.8397.37617.9235147无7235.9表224 工业广场保护煤柱设计参数表煤层倾角（°）煤厚（m）（°）（°）（°）（°）埋深（m）144.0158687575470图2-2-5 工业广场保护煤柱计算图3矿井的生产能力、服务年限及工作制度.3.1矿井工业制度根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况。规定该设计矿井年工作日为330天，每日三班工作，每日工作8小时，每日净提升时间数为16小时。3.2矿井服