煤矿采矿工程毕业设计 .doc

目 录第一章 井田地质概况21.1井田位置及交通21.1.1交通位置21.1.2地形、地貌21.1.3气象及水文情况21.1.4矿区概括31.2井田境界及储量41.2.1井田境界41.2.2储量41.3井田地层及地质构造41.4煤层赋存特征及开采技术条件61.4.1煤层及煤质61.4.2瓦斯，煤尘，煤的自燃性，地温等情况71.4.3水文地质71.5矿井勘测类型及勘探程度评价9第二章 矿井工作制度、生产能力及服务年限122.1矿井工作制度122.2矿井生产能力及服务年限122.2.1矿井生产能力122.2.1矿井服务年限122.2.3矿井储量，生产能力和服务年限的关系13第三章 井田开拓143.1井筒形式、数目及位置的确定143.1.1井筒形式的确定143.1.2井筒数目的确定143.1.3井筒位置的确定143.2开采水平的划分及布置153.2.1井田内划分及开采顺序153.2.2开采水平的划分及水平标高确定163.2.3阶段运输大巷和回风大巷的布置：163.3方案比较、确定开拓系统16第四章 采矿方法204.1采区的地质概况204.2采区的划分204.3采区巷道布置214.4采矿方法224.5巷道掘井22第五章 矿井通风与安全255.1影响矿井通风安全的因素分析255.2拟定矿井通风系统255.3矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算265.4矿井通风设备的选型315.5矿井通风等积孔的计算335.6概算矿井通风费用335.7预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施34第六章 排水设备选型39第七章 环境保护427.1环境现状及地面保护物概述427.2主要污染源及污染物447.3资源开发对生态环境影响与评价447.3.1开采沉陷损害影响预测分析447.3.2开采沉陷对耕地损害的预测评价457.3.3 开采对建（构）筑物的损害457.3.4开采对水资源的破坏影响467.3.5开采对矿区大气环境的影响467.3.6开采可能引起的地质灾害的预测467.4资源开采环境损害的控制与生态重建467.4.1控制开采引起地表建筑设施的开采方法。467.4.2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建467.4.3开采引起水资源的损害的控制方法477.4.4矿区资源开采引起大气污染的措施与方法477.5矿区环境保护与生态重建投资估算477.6主要结论48第八章 建井工期498.1移交标准498.2井巷工程量508.3建井工期518.3.1井巷掘井指标518.3.2井巷工程排队528.3.3建井工期52摘要：本次设计是大砭窑气化煤有限责任公司的初步设计，设计图纸5张，说明书共八张，。根据采矿工程的特点，重点设计为第三、四、五章，其他如设备选型，环境保护，建井工期仅做一般的选型计算。大砭窑煤矿位于榆林市，神木县城西南约20km，地处榆神矿区二期规划区的东北缘，行政区划隶属神木县西沟乡所辖。井田北依榆神二级公路，西北与凉水井井田相邻，西南和南部与香水河勘查区接壤。根据陕西省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：C），神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿在平面范围内由25个拐点坐标圈定而成。东西长6.4km，南北宽46km，面积25.4088km2。本井田的煤层埋藏较浅，煤层倾角小于1度。本井田内有多层煤，设计主要开采2层煤，煤层具有爆炸性和自然倾向性，矿井瓦斯属于低瓦斯矿井。本井田内划分为4个采区，采用平硐开拓方式。回采工艺采用后退式，单一长壁一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板，综合机械化回采工艺。采用“三八”作业制度。工作面的设备有双滚筒采煤机，滑移支架，破碎机，转载机等。本矿井设计年产量为120万吨。采用一套综采来满足产量的要求。矿井运输采用胶带运输作为主运输，矿井通风采用中央分列式通风方式，抽出式通风方法，由主副平硐进风，回风斜井回风。关键词：井田 通风 采矿方法 安全第一章 井田地质概况1.1井田位置及交通1.1.1交通位置神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿位于神木县城西南约20km，行政区划隶属神木县西沟乡所辖。地理坐标为：东经：110°21110°27；北纬：38°4438°49。本井田北依榆神二级公路（S204省道），西与凉水井井田相邻，西南和南部与香水河勘查区接壤；东西长6.4km，南北宽46km，井田面积25.4088km2。西（安）包（头）铁路从煤矿北界附近通过，与京包线、神（木）黄（骅）线相接，榆神二级公路（S204省道）沿矿区北面穿过，东至神木县城8km，到达府谷县城95km，南抵榆林103km，本井田交通便捷。1.1.2地形、地貌本井田地处陕北黄土高原北部，毛乌素沙漠南缘，主要以黄土沟壑地貌为主，低洼处多有沙土覆盖。主要沟流两侧多有第三系红土和基岩出露。地形总趋势是西高东低，区内最高点在榆西老公路105里程碑以西，海拔标高+1273.2m， 最低点为下中咀峁以南约4km处的三道沟沟谷，海拔标高+1081.00m，一般高程为+1200m，相对最大高差为192.20m。区内有两条基本东西走向的山梁，一条沿榆西老公路一线展布；另一条沿上中咀峁下中咀峁一带展布。它们形成分水岭，控制着区内东西向两条较大沟流（华皮湾下中咀峁沟和海子沟-阳园则沟）的走向。沟两侧支沟密布成树枝状，且多呈“V”字型，沟梁相间，沟深坡陡，表现出强剥蚀地貌特征。1.1.3气象及水文情况气象：本区为典型的温带干旱、半干旱大陆性气候，特点是冬季严寒，春季多风，夏季酷热，秋季凉爽，昼夜温差悬殊，四季冷热多变。本区干旱少雨，年蒸发量大。全年无霜期短，10月初上冻，次年4月初解冻。据神木县气象站观测资料：多年平均气温8.4 极端最高气温38.9 极端最低气温-28.4 多年平均降水量435.7mm多年平均相对湿度56% 多年平均绝对湿度7.6毫巴多年平均风速2.2m/s 极端最大风速25m/s年最多风向NW 多年最大冻土深度146cm多年平均气压910毫巴全年降水量分配很不均匀，多以暴雨形式集中在79月份，约占全年降水量的68%。不同年份降水量变化大。区内无大的河流，只有四条沟流，属窟野河水系，分别为：华皮湾-下中咀峁沟沟流，该沟流沿华皮湾下中咀峁沟一线分布，长约4500m，河床宽约1020m，河床坡角1.5°,流量：2.97l/s，最高洪水位线3m左右。溪水无色无嗅无味，涓涓细流，蜿蜒清澈，属常年性溪流。水源主要为降雨和泉水补给。依地形向东而流。其上游筑有南沟水库。海子沟阳园则沟沟流：沿海子沟阳园则沟一线展布,长约3500m，河床宽1015m，河床坡角1.6°。流量2.97l/s，流速0.40m/S，最高洪水位线3m左右。为常年性溪流。溪水无色无嗅无味，清沏透亮，没有污染。水源主要为降雨和泉水补给。在海子沟附近建有下六道沟水库。以上两条沟流在下中咀峁以东约6公里处汇合向东流入窟野河。后圪柳沟沟流和七道沟沟流：后圪柳沟沟流的上游在区内筑有水库，水源主要是降雨和泉水，泉水常年流出，致沟流具常年性；七道沟沟流为季节性沟流，其上游在井田范围内筑有水库，水源以季节性降雨为主，造成沟流和水库皆具季节性，这两条沟流向北流入西沟，再入窟野河。井田内现有水库6座，小的如池塘，大的延沟伸展，形成了陕北地区特有的自然风貌。南沟水库：位于华皮湾-下中咀峁沟沟流上游，基底为煤系地层，坝高约15m，最大库容量大约69万m3。目前水深约5m，储水约13.2万m3，水库主要用途是灌溉和养殖。下六道沟水库：位于海子沟附近基岩上,坝高约15m,最大库容约15万m3。现水深约3m，储水量大约1.16万m3，水库的主要用途是灌溉。后圪柳沟水库：筑于后圪柳沟上游，最大库容约1200 m3，现存水400 m3左右。区内泉水较多，主要分布在沟壑地带，是沟流的主要水源。泉水水源主要是地表水渗入，泉水出露点多在基岩面，所发现的泉眼皆为下降泉。1.1.4矿区概括本区地处陕西省北端，人口稀少，人口密度1520人/km2。以汉族为主，是汉、蒙、回等民族居住地区，民风淳朴、社会风气良好。由于土地沙漠化和水土严重流失，以及多年来交通条件落后，致使工业基础比较薄弱，农村生活条件相对落后，社会文化生活尚不发达。目前工业主要以小型矿山为主，消费的轻工产品主要由外地运入。农作物以谷物、豆类、玉米为主，经济作物有葵花、土豆等，畜牧业以猪、羊为主，属自给自足的农村经济。随着榆神矿区的开发和神延铁路的建成通车，区内人民已摆脱封闭，迈向文明，迅猛的与城镇文明相融合，一副朝气蓬勃、蒸蒸日上的气象已经呈现，尤其西部大开发和榆神矿区能源重化工基地的建设，使煤炭工业迅速成为地区的支柱产业，拉动了区域经济的飞速发展。大砭窑煤矿始建于1931年，1957年转为地方国有煤矿，1985年国家投资750万元进行扩建，1995年投资735万元对矿井进行了技术改造。1997年10月改制为神木县大砭窑气化煤有限责任公司。于2004年11月彻底改制为股份企业。注册资金9600万元。大砭窑煤矿机械化改造前生产能力0.15Mt/a，采用平硐开拓方式。已有工业场地位于井田北部西沟南侧的子沟大砭窑沟内，该场地内布置了主、副平硐两条井筒，主平硐采用带式输送机运输，副平硐采用无轨防爆柴油机车运输。已有风井场地位于工业场地南部约1.3km处的四道沟东侧坡地上，该场地内布置了回风斜井井筒。三条井筒向西南方向布置至5-2煤层后，南北向沿煤层底板布置三条大巷，分别为辅助运输大巷、带式输送机大巷和回风大巷，目前三条大巷已向南延伸至纬线m处附近。回采工作采用大巷条带式双翼布置，已有大巷两侧已经基本采空。主变电所、主排水泵房、主要水仓及井下消防材料库等井底主要硐室已经形成。工作面采煤方法为房柱式，采煤工艺落后，机械化水平低、资源回收率低，安全管理难度大。为提高矿井安全生产管理水平，近年来矿方先后投资对部分系统进行了改造，为实现机械化开采创造了条件。为进一步提高矿井生产安全水平，根据国家四部门发布的关于推进小型煤矿机械化的指导意见，大砭窑气化煤有限责任公司提出对煤矿进行机械化改造，从而进一步改善矿井安全条件，建设本质安全型矿井。1.2井田境界及储量1.2.1井田境界神木县大砭窑煤矿地处榆神矿区二期规划区的东北缘，行政区划隶属神木县西沟乡所辖。井田北依榆神二级公路，西与凉水井井田相邻，西南和南部与香水河勘查区接壤。根据陕西省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：C），神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿在平面范围内由25个拐点坐标圈定而成。东西长6.4km，南北宽4.06.0km，面积25.4088km2。1.2.2储量2006年神木县矿业地质测量管理站对神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿的资源储量进行了检测，其提交了陕西省神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿资源储量检测说明书，陕西省国土资储备200783号文予以备案。根据储量检测结果及煤矿提供的采掘工程平面图，截止2012年6月底，扣除动用储量，矿井保有地质储量为51.296Mt，工业资源/储量为42.58Mt，设计可采资源/储量为25.46Mt。1.3井田地层及地质构造(一) 井田地层据钻孔揭露和地质填图资料，本井田范围内地层从老到新依次为：三迭系上统永坪组（T3y）、侏罗系中统延安组（J2y）、第三系上新统保德组（N2b）、第四系中更新统离石组（Q2L）、第四系全新统风积砂（Q4eol）、第四系全新统冲积层（Q4al），地层一览表详见表1-3-1，从老至新分述如下：1. 三迭系上统永坪组（T3y）在煤矿北部边界出露79m，在下中咀峁附近沟底出露14m。据以前资料，厚度一般为80200m。岩性为一套灰绿色巨厚层状的中、细粒长石石英砂岩。2. 侏罗系中统延安组（J2y）延安组（J2y）为煤矿区的含煤地层，与下伏永坪组（T3y）呈假整合接触部遭剥蚀。根据钻孔揭露，区内保存延安组第一段（J2y1）和延安组第二段（J2y2），残存厚度0134.10m。在永坪组（T3y）零星出露地段缺失。因矿区东低西高，东部遭剥蚀强烈，保存厚度从西到东依次减薄。(1) 延安组第一段（J2y1）岩性组合以粗、中粒长石石英砂岩为主，次为浅灰色到深灰色细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩夹少量黑色泥岩。在煤矿大部分地区底部为粗、中粒砂岩，呈假整合上覆于永坪组（T3y）之上。中部以粉砂岩、细砂岩为主，上部以砂岩、砂质泥岩为主，顶部为5-2煤。(2) 延安组第二段（J2y2）基本全区分布，厚度17.26111.81m，平均61.08m。本段地层以灰色粉砂岩、细砂岩和粉砂质泥岩为主,夹煤层、炭质泥岩和菱铁矿泥岩透镜体，含4号煤组。岩层底部为中、粗粒砂岩，厚度0.5m1.9m，平均1.25m局部为细砂岩；中部粉砂岩、深灰色泥岩、砂质泥岩和泥质粉砂岩为主，中部含4-4煤薄层，局部夹中、细粒砂岩。上部以泥质粉砂岩、灰色粉砂岩为主，局部夹细砂岩薄层，含4-3下煤和4-3煤，4-3煤位于顶部。上段厚075.53m，平均34.0m，在Db5号孔附近遭剥蚀而缺失，整体呈东薄西厚。岩性下部以灰白色中、细粒长石石英砂岩为主，局部夹灰色粉砂岩及泥岩。中部和上部以灰色粉砂岩，粉砂质泥岩为主，并与灰白色中细砂岩组成互层，夹泥岩、炭质泥岩和菱铁矿泥岩透镜体，粉砂岩中保存垂直层面的虫孔痕迹。中部含4-2、4-2下煤，4-1煤位于顶部，为三角洲前沿的浅水湖泊相沉积。(3) 第三系上新统保德组（N2b）分布于区内梁峁一带，厚度变化大，3.58m81.20m，一般厚度为12m。在北部梁峁一带沉积较厚，约43.6m81.20m；钻孔揭露的厚度在3.58m12.75m。岩性为一套浅棕红色粘土,含水平层状的钙质结核层，与下伏地层呈不整合接触。(4) 第四系中更新统离石组（Q2l）分布于南部梁峁，厚度426m，一般厚度15m。岩性为浅棕黄色亚砂土、亚粘土，夹数层分散状钙质结核，具有柱状节理。(5) 第四系全新统风积沙（Q4eol(e)）全区分布，多覆盖于其它地层之上，厚度016.25m。为浅黄色细砂、粉砂，成份以石英、长石为主，有少量黑色矿物及岩屑。(5) 第四系全新统冲积层（Q4al）主要分布于华皮湾-下中咀峁沟和海子沟-阳园则沟沟底，一般厚度04m左右，多为砾石和粗砂，分选性和磨园度均差。(二) 含煤地层延安组（J2y）为煤矿区的含煤地层，根据钻孔揭露，区内保存延安组第一段（J2y1）和延安组第二段（J2y2），残存厚度0134.10m。在永坪组（T3y）零星出露地段缺失。二、地质构造本井田地处鄂尔多斯拗陷盆地伊陕单斜区之内，地层总体形态呈走向NNE，倾向NWW，倾角不大于1的单斜构造。三迭系在中部保存有一NE向展布的古高地，在区内相对高差38.47m。高地东侧宽缓,西侧相对陡峭，最大坡角1°。这一古高地控制着后期的沉积环境，顶部煤系地层沉积较薄，向周边逐步增厚。经过地质调查和勘探工程揭露,没有发现断层、折曲构造，矿井生产也未发现有断裂现象。1.4煤层赋存特征及开采技术条件1.4.1煤层及煤质煤层本井田含煤地层为侏罗系中统延安组，共含煤3层，自上而下编号依次为：4-3、4-3下、5-2煤层，其中：全区可采煤层1层（5-2），其余为不可采。可采煤层平均厚度2.46m左右，有北厚南薄之趋势，。5-2煤层位于延安组第一段的顶部，埋深在56.95m到166.08m，为本区的主采煤层，在华皮湾下中咀峁沟底一带和阳园则下中咀峁附近沟中有一定较小范围的自燃区，全区可采，可采面积22.99 km2。煤层厚度1.443.51m，平均2.46m，煤厚由北向南逐渐减薄。煤层结构简单较简单，在底部含13层夹矸，矸石岩性为炭质泥岩或粉沙岩。(一) 物理性质及煤岩特征1. 物理性质5-2煤层为黑色,条痕褐黑色,暗淡光泽,参差状断口为主，部分棱角状、阶梯状断口。内生裂隙1015条/5cm，裂隙被方解石脉或薄膜填充，层面见黄铁矿星散状斑点分布。线理状结构为主，部分均一状结构，水平层理。2.宏观煤岩类型及特征5-2煤层煤岩成份以暗煤、丝炭为主，夹少量镜煤条带或透镜体，丝炭沿层面呈长条带状或透镜状分布，厚度约13mm，并可见到破碎程度不等的炭化植物叶片和茎杆薄片。5-2煤层中上部一般含有褐色菱铁质鲕粒或钙泥质结核，直径16mm，密度3.74.2t/m3，并富集成层，厚度一般15cm。煤层显微煤岩类型以暗淡煤为主，次为半暗煤，少量半亮煤(二) 化学性质1工业分析(1) 水分水分（Mad）：原煤空气干燥基水分在4.747.67%之间，综合平均值5.966.24%；(2) 灰分（Ad）原煤干燥基灰分为6.2412.69%，平均值9.34%，标准差1.95；(3) 挥发分产率（Vdaf）浮煤干燥无灰基挥发分在36.1439.97%之间，平均值37.8438.24%；2. 煤中的有害组分(1) 硫分（St·d）原煤干燥基全硫为0.190.50%，平均值0.34%，标准差为0.07，属全硫变化小的特低硫煤层。(2) 磷（pd）磷（Pd）含量在0.0230.074%之间，综合平均值0.0110.040%，属低磷分煤。(3) 砷（Ad）、氯（C1）砷（As,d）含量极微，在12PPm之间，属级含砷煤；氯（CId）含量在0.0180.077%之间，平均值0.048%，属特低氯煤。(三) 工艺性能粘结性指数（CR·I）：测试表明，大多数为0，少量为2。焦油产率（Tar,d）：在8.312.7%之间，综合平均值10.611.9%，属富油煤。化学活性（）及热稳定性（TS）：1100温度下，煤对二氧化碳的还原率为81.0%，表明化学反应性好；850温度下，测得煤粒（>6mm）的热稳定性能（TS+6）为84.5%，属稳定性好的煤。煤灰结渣性（CIin）：测试成果表明，本区5-2煤层为中等强结渣煤。1.4.2瓦斯，煤尘，煤的自燃性，地温等情况一、瓦斯5-2煤层瓦斯自然成分：二氧化碳（CO2）021，甲烷（CH4）为0，瓦斯分带属二氧化碳-氮气带（即CO2N2）。根据陕煤局发20082号陕西省煤炭工业局关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复，2006年瓦斯绝对涌出量为0.14 m3/min，相对瓦斯涌出量为0.34m3/t；2007年瓦斯绝对涌出量为0.16m3/min，相对瓦斯涌出量为0.37m3/t；2007年CO2相对涌出量4.14m3/t。该矿属低瓦斯矿井。根据2010年陕西煤炭科学研究所对本矿井瓦斯鉴定结果，2010年瓦斯绝对涌出量为0.42 m3/min，相对瓦斯涌出量为0.97m3/t； CO2相对涌出量2.26m3/t，该矿属低瓦斯矿井。二、煤尘:井田内5-2煤层煤层爆炸测试结果显示，5-2煤具有爆炸性危险性。煤的自燃倾向性:根据井田现有地质报告，5-2煤层属自燃煤层。 三、地温:本区属地温正常区，无地热危害1.4.3水文地质一、水文：(一) 地表水井田中南部有海子沟阳园则沟及华皮湾下中咀峁沟两条主沟，流经区内长度分别约为3.54.5km,两侧支沟最长的约2km。主沟虽属长年性沟流，但流量不大，均小于0.5m3/s。两侧支沟少量为常年沟流，一般以季节性沟流为主、水量较小。(二) 井田内主要含（隔）水层1. 新生界松散层孔隙潜水含水层(1) 第四系全新统风积沙层含水层（Q4eol）全区大面积分布，西部大面积连续覆盖，中东部呈片沙状覆盖于黄土梁峁或局部基岩上，厚度大者16.25m以上，一般13m，以细、粉沙为主、疏松、孔隙度大、透水性好，利于降水入渗，多为透水不含水层，一般与下伏含水层组成统一含水层。(2) 第四系全新统冲积层含水层（Q4al）分布于两条主沟中，岩性以细至中粒沙为主，结构松散孔隙大，透水性好，含水层厚度最大不足5m，一般1m左右。因其分布有限，厚度较小，不具供水意义。(3) 第四系中更新统离石组黄土和第三系上新统保德组红土含水层 (Q2l + N2b)离石组黄土主要出露于井田中南部及西北边部,厚度最大26m左右，一般15m，保德组红土主要出露于煤矿中北部及南部局部,钻孔厚度3.5512.75m、一般8.7m。含水层为其中的亚沙土及钙质结核。(4) 松散层中相对隔水层离石组黄土和保德组红土中的亚粘土、粘土分布稳定、厚度较大时，在局部可形成松散层含水层与煤系地层间较好的相对隔水层。2. 基岩裂隙潜水含水层(1) 侏罗系中统延安组裂隙潜水含水层（J2y）区仅出露延安组第一段及第二段地层，含水层为其中的细至粗粒砂岩，含水层厚度13.0468.40m、一般35.17m，水位埋深1.126.0 m，单泉流量 0.0911.0L/S，属弱含水层。 延安组第一段含水层（J2y1）全段地层厚11.3930.39m，平均20m左右，含水层为其中的细至粗粒长石石英砂岩，含水层厚度3.2016.92，一般8.88m，岩性以泥质、钙质胶结为主，岩性较致密，含水性较差，基本属极弱含水层。 延安组第二段含水层（J2y2）含水层为其中的细至粗粒长石砂岩、长石石英砂岩，砂岩累厚5.5877.34m，一般26.29m，静止水位埋深39.6052.12m。最大降深（S）19.2035.12m，Q0.2810.454L/S，q0.0080.0236L/S·m，K 0.01320.189m/d，R7178m。属弱含水层。该段含水层为基岩顶面至5-2煤层顶板，是区主要可采的5-2煤层的直接充水含水层。 延安组烧变岩含水层区内主要为5-2煤层顶板烧变岩，因本区煤层厚度不大，岩石烧变程度不高，加之特定的地形地貌等条件，烧变岩含水性微弱。(2) 三迭系上统永坪组裂隙潜水含水层（T3y）该组地层厚度区域上80200m，本区地表出露厚度3m左右，含水层为其中的中细粒长石砂岩，含水层厚度一般30m以上。(三) 地表水、地下水的补给、迳流及排泄条件（1）地表水的补给、迳流及排泄本区属半干旱大陆性气候，虽然年降雨量不大，但降雨较集中，有利于补给地表水，故使地表水流量变化大；井田内沟谷发育，地下水一般以下降泉的形式补给地表水，使其成为常年性河流。井田内为沟谷梁峁地形，有利于大气降水的迳流和排泄，因而在大雨过后数小时之内即可排泄到窟野河。（2）地下水的补给、迳流及排泄第四系潜水，主要接受大气降水补给为主，冲积层潜水也接受地表水的补给，其径流方向为由高处向低处运移，排泄形式以渗流为主，部分补给基岩水，垂直蒸发也是其排泄形式之一。基岩潜水，露头区接受大气降水补给，并接受区域部分侧向径流补给，也接受部分潜水的垂向渗透补给，还接受地表水的少量补给，其径流方向沿岩层倾向方向向深部径流运移，部分以人工取水的形式排泄。（3）矿井充水因素分析根据本区水文地质条件及煤层覆岩结构类型，未来矿井充水方式有直接和间接两种，本区矿井充水的主要通道是冒落带、导水裂隙带形成的裂隙，其次为基岩风化带裂隙。5-2煤层导水裂隙带高度通过数据分析，井田内5-2煤层冒落带高度7.0011.20m，均不超过基岩顶面，个别点超过基岩强风化带底界。导水裂隙带高度29.7544.54m，一般大于33m，井田内约有近一半的面积超过或接近强风化带底界，二者的迭合也势必加大导水裂隙带高度，故导水裂隙带应是本区矿井充水的主要通道。（4）充水强度分析5-2煤层导水裂隙带一般贯通上覆直接充水含水层，该层富水性弱。但中东部大沟两侧处导水裂隙带可能贯通至基岩顶面以上，松散层含水层可能溃入矿井，增大充水强度，巷道和煤层采掘到此区域时，地表水可能大量溃入，尤其是雨季洪水期更容易引发突水事故。矿井采掘中应严格执行煤矿防治水规定。坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，加强监测，采取有效的探放水预防措施，防治突水事故的发生。1.5矿井勘测类型及勘探程度评价一、井田勘查程度评价(一) 地质勘查报告编制简况1983年，陕西省煤田地质局一八五队提交了神木县大砭窑煤矿扩建勘探地质资料。经陕西省煤炭工业厅审查以“陕煤厅发（1984）180号批复。19861993年，陕西省煤田地质局一八五队提交了陕西省陕北侏罗纪煤田榆（林）北神（木）西大保当区普查地质报告。该报告经陕西省煤田地质局审查以“陕煤地发（1994）84号”文批复。陕西省煤田地质局一八五队于二OO五年七月提交的陕西省陕北侏罗纪煤田大砭窑煤矿补充勘探地质报告。(二) 勘查类型和勘查程度评价根据建设单位提供的陕西省神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿资源储量检测说明书，确定5-2煤层勘探类型为一类一型，并取得以下成果：1. 本矿井位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，为北西倾斜的单斜构造，产状平缓，倾角1°，区内未见大的断裂及褶曲构造。2. 水文地质勘探类为二类一型，评述了井田含、隔水层情况以及矿井充水因素，确定了本井田是以裂隙充水为主的。3. 5-2煤层结构基本查明，由北向南逐渐减薄，局部含23层夹矸，属稳定型煤层。煤层底板标高为+1120+1088m。4. 5-2煤层煤质指标基本查明，属特低灰、特低硫、特低磷、高热值的富有煤、挥发分产率高等特点，适宜动力、气化、低温干馏用煤。5. 5-2煤层顶底板基本查明，属中等稳定型顶板，底板以粉砂岩、粉砂质泥岩为主，无冒顶底鼓现象。本矿井煤层瓦斯含量很低，煤尘具有爆炸的危险性，煤层属自然煤层，区内地温情况正常。综上所述，本煤矿地质条件简单，煤层厚度稳定，煤质变化小，资源储量的地质可靠程度达到了控制的要求，基本满足本设计要求。(三) 存在问题及建议1. 根据现有资料显示，井田内村庄较多，井田内的大型村庄已经按相关规定留设了村庄保护煤柱，对于井田内的零星村庄，设计按搬迁考虑，建设单位在矿井生产前对影响生产的村庄制定详细的搬迁计划，并按相关规定提前进行搬迁前的赔偿事宜。2. 本井田煤层埋藏较浅，沟梁相间，地形支离破碎，地表存在两条较大沟流（华皮湾下中咀峁沟和海子沟-阳园则沟），沟两侧支沟密布成树枝状，且多呈“V”字型，近年来由于干旱少雨，沟流及支沟都已经干涸，但是在生产过程中不排除未来因顶板垮落甚至地面塌陷导致上部裂隙水和松散覆盖层潜水下泄至井下形成突水。建议矿方避开雨季回采并及时回填好塌陷区和封闭地表裂隙带，防止溃水溃砂。3. 本井田煤层埋藏浅，建议矿井在生产中应加强顶板垮落性及其参数的研究，做好顶板管理工作，防止顶板发生切顶现象。4. 本井田采煤历史悠久，老空区和废旧巷道较多，采空区积水及封孔质量不良的钻孔可能成为导水通道，建议矿井在生产过程中加强生产勘查，进一步查清老空区范围及老空区内积水、积气情况，并制定相应安全措施，以保证矿井生产安全。同时，矿井在生产过程中应密切注意地表沉陷区的塌陷情况，及时进行回填处理，矿井在未来生产中应采取措施，预防地表水通过采空区塌陷裂隙及断层破碎带溃入井下造成危害。5地表水库、鱼塘众多，属于淤地坝工程，少量为泉水汇集而成，近年来由于干旱少雨，大部分都已经干涸，建议矿方在生产过程中详细调查清各水库、鱼塘的位置及现状，回采过程中根据实际情况留设足够的保护煤柱等相关措施。6设计考虑到本井田煤层埋藏浅，顶板的垮落会导致涌水量的增大，由于本矿未做专项的水文勘查工作，本次设计暂按正常涌水量25m3/h，最大涌水量45m3/h进行井下排水设计，矿方应在矿井机械化改造施工前做专项的水文补充勘查工作，预测出可靠的全井田涌水量，本矿井下阶段设计和安全生产提供可靠依据。7由于工业场地位于沟底，建议矿方对工业场地进行工程地质勘查工作，查清工业场地工程地质的稳定性，防治山体滑动。8建设单位应进一步落实本矿井风井场地新建10kv配电室的上级电源联建110KV变电站的投运安排，签订供电协议，增强矿井供电可靠性。二、矿井开采条件评价1. 地质构造对开采影响的分析与评价煤矿地层总体形态呈走向NNE，倾向NWW，倾角不大于1的单斜构造。经过地质调查和勘探工程揭露,没有发现断层、折曲构造，矿井生产也未发现有断裂现象。2. 煤层对比的可靠性和稳定性分析及对开采的影响本井田内主采煤层赋存稳定，倾角平缓，有利于大规模采用综合机械化开采，充分发挥装备生产能力。3. 煤质资料分析与评价井田内主采煤层属特低低灰、特低低硫、特低低磷、高发热量的富有煤。是良好的动力用煤、气化用煤、低温干馏用煤。本矿井煤质优良、用途广泛，市场销售有充分保证。4. 水文地质及对开采影响的评价本井田水文地质条件简单，水文地质勘查类型属二类一型，即以裂隙含水层充水为主的水文地质条件简单的矿床。5. 瓦斯、煤层自燃、煤尘爆炸、地温及煤层顶底板等资料分析与评价本井田主采煤层瓦斯含量很低；地温正常，无地热危害；主要可采煤层的顶、底板稳定性较好。上述开采技术条件优越，有利于开采。本井田主采煤层具有自燃倾向，煤尘具有爆炸危险性。这将对开采产生不利影响。6. 结论本井田地质构造简单，煤层赋存稳定，倾角平缓，煤质优良，水文地质条件简单，开采技术条件总体优越，地质资源量可靠。总之，本井田具有建设现代化高产高效大型矿井的资源条件。第二章矿井工作制度、生产能力及服务年限2.1矿井工作制度设计矿井年工作日为330d，地面实行“三·八”作业制，井下实行“四·六”作业制，日净提升时间16h。2.2矿井生产能力及服务年限2.2.1矿井生产能力矿井生产能力确定的合理与否，对保证矿井能否迅速投产、达产和尽早发挥投资效益至关重要。矿井设计生产能力受井田地质条件、煤炭资源量、煤层赋存条件、采煤机械化装备水平及市场需求等诸多因素影响。现根据本井田的具体条件，对本次机械化改造设计生产能力从如下几个方面进行论证，以确定合理的规模。1. 矿井资源量矿井工业储量为42.58Mt，设计可采储量为25.46Mt，储量备用系数按1.3考虑，按照0.90Mt/a、1.2 Mt/a、1.5 Mt/a生产能力计算，矿井服务年限分别为21.8a、16.3a和13.1a；从资源量考虑，矿井能力为1.50Mt/a是服务年限偏短，矿井生产能力为0.90Mt/a时矿井吨煤投资相对较大，设计认为1.20 Mt/a的生产能力较为合适。2煤层产出能力本井田可采煤层为5-2煤层，煤层结构简单，赋存稳定，煤层厚度1.443.51m，平均2.46m，结合当前采掘装备技术水平的发展现状，井下装备一个长壁综采工作面可达到1.20Mt/a生产能力。3. 煤层赋存条件和开采技术条件本井田煤层赋存稳定，倾角平缓，煤层结构简单，井田地质构造及水文地质条件简单，煤层瓦斯含量极低，煤层顶、底板稳定，开采技术条件优越，适合高产高效综合机械化开采。因此，矿井设计生产能力不受煤层开采技术条件的限制。4主辅提升、主辅运输条件本井田采用平硐开拓方式，系统简单，主提升、主运输采用带式输送机连续运输系统，运输能力大；辅助提升、辅助运输采用防爆低污染柴油机无轨胶轮车连续运输，无中转环节，机动灵活。因此，矿井设计生产能力不受主辅提升、主辅运输条件的限制。5市场销售本矿井生产的煤炭煤质优良，用途广泛，部分产品就地供给当地的电厂和焦化厂，剩余部分可运输至华北、京津或东南沿海地区销售。因此，市场销售方面对本矿井设计生产能力的限制较小。6. 矿井建设的外部条件本井田交通运输条件便利，供电电源落实，水源可靠，外部协作条件良好，矿井建设的外部条件具备。矿井设计生产能力不受矿井建设外部条件的限制。综上分析，设计确定本矿井机械化改造后生产能力为1.20Mt/a是合理、可行的2.2.2矿井设计服务年限矿井设计服务年限按下式计算：T=Z/k·A公式中：T矿井服务年限：a； Z矿井设计可采储量：Mt； k储量备用系数取：1.3；A矿井设计生产能力：Mt/a。矿井设计生产能力按1.20Mt/a计算，可采储量为25.46Mt，储量备用系数按1.3考虑，矿井可服务16.3a。2.2.3矿井储量，生产能力和服务年限的关系 （2-1）公式中：A矿服务年井设计生产能力：Mt/a； ZK矿井可采储量：Mt； T矿井设计限：a； K储量备用系数。煤炭工业矿井设计规范第2.2.6条规定：“计算矿井及第一水平设计服务年限时，储量备用系数宜采用1.31.5”。第三章 井田开拓 3.1井筒形式、数目及位置的确定3.1.1井筒形式的确定1地形地貌地形总趋势是西部及中北部高，北部较低、东部最低，相对最大高差192.2m。地貌总特点是西南部为风积沙漠及沙漠滩地区，沙丘波状起伏、连绵不断，沙丘间多夹一些大小、高低、方向不一、形状不同的沙漠滩地。中及东部为侵蚀黄土丘陵区，中部以横卧两条北东东向多有片沙覆盖的黄土梁峁为主，两侧为沟谷地区，分布三条近东西向的大沟，其两侧树枝状支沟发育，切割较深，地形支离破碎。2煤层赋存特征煤层结构简单较简单，倾角不到1°，在底部含13层夹矸，矸石岩性为炭质泥岩或粉沙岩。煤层厚度1.443.51m，平均2.46m，煤厚由北向南逐渐减薄。3水文地质特征本井田主要可采煤层虽位于当地侵蚀基准面以下，矿床主要含水层和强风化带岩石富水性弱，地下水补给条件差，水文地质边界简单，本区水文地质勘探类型应属以裂隙含水层充水为主、水文地质条件简单的矿床，即二类一型。4已有工程情况 本矿井属机械化改造矿井，原有巷道已送至井田中南部。为节约建设资金，加快建设进度，矿井改造应充分利用已有工程。该煤矿布置了主、副平硐两条井筒，主平硐采用带式输送机运输，副平硐采用无轨防爆柴油机车运输。3.1.2井筒数目的确定1. 井筒数目现状本矿井现有3条井筒，分别为主、副平硐和回风斜井，其中主、副平硐硐口位于工业场地内，回风斜井位于工业场地南侧1.5km处的风井场地内。2. 机械化改造后矿井井筒数目本次机械化改造后，井下布置一个综采工作面、两个综掘工作面和一个炮掘工作面。本次设计充分利用了原有系统和井筒，矿井采用中央分列式通风，抽出式通风方法。移交时布置4条井筒，分别为已有主平硐、副平硐、安全出口（原回风斜井）和新增