新庄矿1.20Mta新井设计毕业设计说明书.docx

《新庄矿1.20Mta新井设计毕业设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新庄矿1.20Mta新井设计毕业设计说明书.docx（136页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分。一般部分是新庄矿1.20Mt/a新井设计。全篇共分为十章：矿井概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方式带区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。新庄矿位于豫、皖两省交接的永城市东部。井田东部及北部以人为边界与安徽皖北矿务局刘桥二矿分界，西以王庄断层（F21)与葛店煤矿广大区毗邻，南至煤层露头线，南北长约6.9Km东西宽约3.2Km，面积约22.1 Km2。矿区内公路、铁路纵横交错，四通八达，交通十分便利。二2煤层为可采煤层，厚度为4.5m，平均倾角为

2、6。矿井正常涌水量300m3/h。矿井属于低瓦斯矿井,煤尘无爆炸危险性，并且煤层无自燃发火倾向。新庄矿井设计年生产能力为1.20Mt/a，服务年限为63.3a。矿井工作制度为“三八”制。矿井的采煤方法主要为倾斜长壁大采高一次采全厚综合机械化开采。矿井开拓方式为立井两水平开拓。矿井布置一个工作面生产，一个工作面备用，年生产能力为1.20Mt/a。工作面长度为228m。运输大巷采用胶带运煤，大巷辅助运输采用采用卡轨车运输材料和矸石。矿井通风方式为混合通风方式，矿井初期采用中央并列式通风，后期采用混合式通风。专题部分主要介绍的是新庄矿井防治水的过程研究。 目 录 一般设计部分1 矿区概述及井田地质特

3、征1 1.1 矿区概述1 1.2 井田地质特征3 1.3 煤层特征102 井田境界和储量13 2.1 井田境界13 2.2 矿井工业储量14 2.3 矿井可采储量163 矿井工作制度及设计生产能力、服务年限21 3.1 矿井工作制度21 3.2 矿井设计能力及服务年限214 井田开拓24 4.1 井田开拓的基本问题24 4.2 矿井基本巷道365 准备方式-带区巷道布置48 5.1 煤层的地质特征48 5.2带区巷道布置及生产系统49 5.3带区车场选型设计53 5.4带区主要洞室546 采煤方法56 6.1 采煤工艺方式56 6.2 回采巷道布置737 井下运输75 7.1 概述75 7.2

4、 带区运输设备选择76 7.3 大巷运输设备选择778 矿井提升80 8.1 概述80 8.2 主副井提升809 矿井通风与安全849.1 矿井概况849.2 矿井通风系统的确定889.3 矿井风量计算939.4 选择矿井通风设备999.5 安全技术措施10210 矿井基本技术经济指标105专题部分新庄矿井防治水设计探讨 107一般部分 - 128 - 1 矿区概述及井田地质特征11矿区概述111 矿区地理位置与交通新庄矿位于豫、皖两省交接的永城市东部，行政区划分苗桥、茴村两乡管辖，上级主管部门为河南省神火集团，地理位置为东经1163715，北纬335525。该矿西至永城市24Km，东距安徽省

5、淮北市19 Km，西北120 Km可达京九、陇海西两主干铁路的交通枢纽-商丘车站，东北94 Km到津浦、陇海两铁路之枢纽-徐州车站，矿区内部有专用运煤铁路与陇海铁路相连，省道永淮公路从矿区穿过，矿区内公路、铁路纵横交错，四通八达，交通十分便利。优越的地理位置为煤炭市场的开发创造了得天独厚的条件，交通位置图见图11。 图11 新庄矿交通位置图112 矿区气候条件 本区属于黄淮冲积平原，区内地势平坦，地面标高+30.3m左右。 矿区为半干燥大陆性气候，夏季多东南风，冬季多西北风。据永城气象站气象资料表明，70年代中间气候明显变化，1970年1973年夏季多东风和东北风，冬季多西风和西北风。最大风速

6、16m/s（1971年3月西北风）。年平均气温14，最高气温41（1957年7月3日），最低温度19.3。矿区内降雨多集中在6月8月。最大年降雨量1518.6mm（1963年），最低年降雨量537.7mm（1966年）。冬季12月至翌年3月为降雪期，11月至翌年4月为冻土期，最大冻土厚度为19cm。矿区所在地区历史上没有发生过较大地震。据中国地震目录第二集称，自公元925年以来，安徽省萧县等一带曾发生强烈地震38次，按基本烈度表记载，永城烈度小于6度。113 矿区的水文情况永城市地下水资源丰富，新生界地下水质较好，水量水位较稳定，是理想的供水水源，可满足生产、生活用水。本区属淮河水系，区内无地

7、表水体，自北而南有曹沟，王引河、运粮河等三条季节性小河，自西北向东南流入安徽省境内汇于淮河。因地势平坦，一般河谷宽缓，河床较浅，水流坡度很小。雨季洪水期，近河低洼地段常积水内涝成灾；据永城市水利局资料，1963年汛期，在二牛、黄饭棚、大小新庄一带积水深0.51.0m。最高洪水位31.79m。干旱季节，河水位一般低于地下水位，成为排泄地下水的渠道。有沱河向东注入安徽省的新汴河，中南部有王引河，最大排洪量12.278 S/m3。1973年7月14日最高水位：王引河+30.63m，水深2.7m左右；曹沟+30.42m，水深1.96m。王引河、曹沟均属人工渠道，水位随季节变化，冬季有干涸现象。工业广场

8、的附近一带历史最高水位标高不大于+31.69m。矿区开发建设的过程中逐步完善排涝工程，内涝基本解除，地表水对矿井开采及矿区建设没有危害。114水源、电源、劳动力及建材来源矿井用水主要分为地面用水和井下用水。地面用水主要是由二眼水源井及一座水厂来供应；井下降尘用水采用井下排水经处理后再返回井下。矿井采用双回路供电，一路来自永城电厂，另一路来自淮北渠沟变电站。矿区位于豫东大平原上的人口稠密区，劳动力资源比较丰富。土产建筑材料砖、瓦、石子和料石均可就地供应，钢材、木材和水泥等物资可经公路及铁路直接运至矿井工业广场。115矿井附近的工农业情况新庄矿附近地主要厂矿企业有：东部有安徽省皖北矿务局刘桥二矿，

9、西部有葛店矿、神火工业园和永煤集团车集煤矿。矿井所在地为黄淮冲积平原，地势平坦，农业比较发达，主要农作物为：小麦、玉米、大豆、棉花。永城市现有耕地面积160104亩，多属粘沙两合土。主要粮食作物有小麦、玉米、大豆、高粱、谷子等，主要经济作物有棉花、花生、芝麻、油菜和蔬菜等，是优质小麦生产基地，全国粮棉油百强县。12井田地质特征12 .1 井田地质构造一 、地层井田含煤层由下至上有太原群、山西组、下石盒子组、上石盒子组。太原群（C3t）厚134m149m，平均138m。岩性主要由隐晶质灰岩、泥岩组成，其次为砂质泥岩及砂岩。顶部灰岩稳定，厚2m左右，为K3标志层；底部灰岩厚13m17m，一般15m

10、，以含燧石结核为主要特征，为K2标志层。山西组（P1S）厚110m，由灰至灰黑色泥岩、砂质泥岩及白色细致粗粒砂岩组成。下石盒子组（P1XS）厚73m113m，平均108m。由砂岩、砂质泥岩组成。底部为鲕状铝质泥岩，为K4标志层。上石盒子组（P2SS）厚度大于400m，底部为K5砂岩标志层与下石盒子组分界；上部紫色斑块泥岩夹厚层砂岩，以K6长石石英砂岩为较稳定的标志层。新庄煤矿属于华北地层区鲁西分区徐州小区，矿区内无基岩出露，全被新生界所覆盖。根据钻孔揭露，区内地层由老到新依次发育有奥陶系中统马家沟组；石炭系中统本溪组，上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组和新生界第三系、第四

11、系。其中石炭二叠系为主要含煤地层。（1）奥陶系中统马家沟组（O2m）井田内仅106孔及Y21 孔揭露该组地层，其厚度大于39.93m，岩性为灰色厚层状石灰岩,质较纯，裂隙发育，具缝合线及方解石细脉。与上覆本溪组呈平行不整合接触。（2）石炭系1）中统本溪组（C2b）本组地层仅两个钻孔揭穿，厚度为8.9714.20m，平均11.58m。与下伏马家沟组呈平行不整合接触。下部为紫红色铁质泥岩（古风化壳沉积），含砂质及铝土质包裹体；上部为浅灰色铝土质泥岩，含鲕粒及黄铁矿散晶，为K1 标志层。以铝土质泥岩（K1）顶界面与太原组分界。2）上统太原组（C3t）本组地层厚度94.72168.17m，平均146.

12、90m。与下伏本溪组呈整合接触关系。主要由薄层中厚层状石灰岩、深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、薄层细砂岩及薄煤层组成，是本井田的含煤地层之一。石灰岩一般1013层，自下而上依次编号为L1L13。薄煤层一般610层，多数集中于中下部，自下而上依次编号为一1一10 ，除一4 煤层局部可采外，其余均不可采。本组以其顶部的黑色海相泥岩顶面与山西组分界。根据岩性组合特点，依其岩性组合特征自下而上可明显地划分为底部砂泥岩段、下部灰岩段、中部砂泥岩段、上部灰岩段四个岩性段。底部砂泥岩段：从K 1 标志层顶面到一2 煤层底板，平均厚16.93m。主要由浅灰色泥岩、细砂岩组成，中夹砂质泥岩及粉砂岩条带，偶尔含

13、一1 薄煤层。其中的细砂岩具斜层理，富含黄铁矿结核。下部灰岩段：从一2 煤层底板到L3 灰岩顶面，平均厚32.59m。主要由中厚层状隐晶质灰岩（L2L3）及二层薄煤层（一2、一3）相间组成，中夹泥岩或砂质泥岩。下部的L2 灰岩含燧石结核，垂直裂隙及方解石细脉发育，含蜒科化石，其厚度较大，层位稳定，构成一2 煤层的直接顶板，为本井田K2 标志层。中部砂泥岩段：从L3 灰岩顶向至一7 煤层底板，平均厚36.62m。主要由灰白色泥岩、砂质泥岩组成，中夹薄层状灰岩（L5 、L6）及二层不可采薄煤层（一5、一6）底部为含夹矸的局部可采煤层（一4）。泥岩富含植物化石，L5 、L6 灰岩含蜒科化石，分别构成

14、一5、一6 煤层的直接顶板。上部灰岩段：从一7 煤层底板至L13 灰岩之上的黑色海相泥岩顶面，平均厚60.76m。岩性以灰岩为主(L7L13)，中夹泥岩、砂质泥岩及细粒砂岩，含不可采薄煤24层（一7一10）。最上一层灰岩（L13）富含海百合茎等生物化石碎屑，色杂而粗糙，全区发育，层位稳定，厚度变化不大，一般2.63m左右，为本井田K3 标志层。其上为一黑色致密状海相泥岩，富含植物化石及不规则石英脉，层位较稳定，为本井田辅助标志层（S1）。本段以S1 标志层顶面与山西组分界。（3）二叠系（P）下界起于黑色致密状海相泥岩（S1）顶。根据古生物化石组合规律及岩性特征，自下而上划分为山西组、下石盒子组

15、、上石盒子组。各组之间以及和下伏太原组之间均为整合接触。其中山西组、下石盒子组、上石盒子组为含煤地层。根据沉积旋回、煤岩层特征及其组合规律划分为七个煤段，其中山西组为二煤段，下石盒子组划分为三五煤段，上石盒子组划分为六八煤段。1）下统山西组（P1sh）上界止于K4紫斑泥岩底面，厚度84.71136.32m，平均102.70m。与下伏太原组地层整合接触。主要由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂质及煤层组成，为本井田主要含煤地层之一。含煤23层，自下而上为二1二3 ，其中二2 煤层全区普遍可采。下部为灰深灰色泥岩、砂质泥岩及中、细粒砂岩，含极不稳定薄煤1层（二1）。砂岩以石英为主，长石次之，泥

16、质胶结，局部含黄铁矿散晶，交错层理发育；泥岩含植物化石。中部主要由粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，夹薄层细砂岩，含全区稳定可采煤层二2 煤。二2 煤底板富含植物根部化石，可见波状层理及脉状层理；二2 煤顶板为砂质泥岩或中细粒砂岩（S2 ，与予西大占砂岩相当），为本区辅助标志层。上部主要由中细粒砂岩、砂质泥岩夹薄层泥岩组成。顶部为含紫色斑块泥岩、具鲕粒，俗称小紫泥岩。2）下统下石盒子组（P 1x）上界止于田家沟砂岩（K7）底面，与下伏山西组呈整合接触，厚319.31541.49m，平均厚428.16m。据其岩性特征自下而上可分为三煤段、四煤段和五煤段。三煤段：为本井田的又一主要含煤地层，上界止于四煤

17、段底砂岩（K5）底面，厚69.59168.59m，平均102.31m。由灰深灰色泥岩、铝土质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩及煤层组成。共含煤37层，多数集中于中部，自下而上为三1三9 ；其中三2 煤层比较稳定，基本全区可采，三5 煤层浅部可采，属局部可采煤层，三3 煤层局部可采，三1 及三4 煤层仅偶尔可采，三6 、三7 、三9煤层均不可采。底部由浅灰色铝土质泥岩、细砂岩及粉砂岩夹薄层泥岩组成。铝土质泥岩富含菱铁质鲕粒，且鲕状结构，层位稳定，特征明显，容易辨认，为本井田K4 标志层。中部由灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、细中粒砂岩组成，含煤5层（三1三5）,多含植物化石，为主要含煤段；上部以中细粒

18、砂岩、泥岩为主,中夹薄层砂质泥岩及不稳定薄煤层（三6三9）。含植物化石碎片，砂岩局部较粗，偶含泥砾。四煤段：上界止于五煤段底砂岩（K6）底面，厚71.79148.30m，平均121.12m。由泥岩、砂质泥岩、细中粒砂岩，夹薄层粉砂岩及13层不可采薄煤层（四1、四2、四3）组成，为本区的次要含煤地层。底部为浅灰色中细粒砂岩，厚2.9532.12m，平均14.51m，成分以石英为主，次为长石及燧石，偶见云母片及不透明铁质矿矿物，颗粒呈次圆状次棱角状，分选较好，含泥质条带，硅泥质胶结，斜层理发育，该砂岩特征明显，易于辨认，为本井田良好标志层（K5）。五煤段：上界止于田家沟砂岩（K7）底面，厚177.

19、98224.6m，平均204.73m。由灰灰紫色泥岩、砂质泥岩、砂岩组成，中部有时含23层不稳定薄煤层（五1、五2、五3）或炭质泥岩。底部为灰灰白色中粗粒砂岩，厚5.2329.13m，平均15.68m，成分以石英为主，含少量长石及燧石。硅质胶结，具交错层理。颗粒呈次圆次棱角状，分选较差。底部含砾石，胶结物中含伊利石、绢云母及其它粘土矿物，易与K2 砂岩区别，为本井田良好标志层（K6）。3）上统上石盒子组（P 2s）自K7中粒砂岩底至“平顶山砂岩”底，地层厚约350m，与下伏下石盒子组呈整合接触。主要由灰绿色、灰色、紫花色泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤线组成,据煤、岩层组合特征分为六、七两个煤段。井田

20、内主要残存六煤段地层,西外缘残存有七煤段地层。六煤段：由灰绿色、紫花色砂质泥岩、粉砂岩及薄层砂岩等组成。底部为中细粒砂岩，含较多云母片，厚一般5m左右，为K7砂岩标志层；下部含数层灰黑褐色硅质海绵岩，其菱形节理发育，坚硬，为一辅助标志层，本段岩层自然曲线为细锯齿状的高值段。井田内残存本段地层厚29.388.2m，平均64.84m。七煤段：由灰绿、紫花色砂质泥岩，粉砂岩及灰绿色、灰白色中细粒砂岩组成，含铁质结核，局部夹黑色泥岩及铝土岩，底部为灰白灰绿色中粗粒砂岩，含小砾石，厚一般5m，为K8砂岩标志层。（4）新生界（KZ）1）新近系（N）本系地层平均厚度16.78m，与下伏地层呈角度不整合接触。

21、主要由弱固结半固结的灰绿色粘土、砂质粘土组成，偶夹粉、细粒薄砂层，局部可见泥钙及粉、细砂胶结的砂卵石，粘土中夹有姜石；底部常发育粘土层。顶界以上覆第四系底部的深黄色细砂层底面为界。2）第四系（Q）本系地层呈近水平状，平均厚度135.24m，与下伏上第三系呈角度不整合关系。顶部为松散的土黄色粘土；中下部以土黄色灰绿色粘土，砂质粘土及淡黄色粉、细砂层为主，局部含钙质结核及砾石，不固结或微弱固结状。粉细砂层以石英为主，长石次之，并含少量白云母碎片及暗色矿物，透水性较强。二、构造永夏煤田位于华北古板块南缘，嵩箕构造区东部永城断隆带，其总体构造形态为一轴向NNE的复式褶皱，构造线展布方向以NNE向为主，

22、近NW向断层次之。构造线多呈雁行式、背斜、地垒、地堑构造相间出现。煤田内局部有岩浆岩侵入。其主要构造形迹为燕山晚期（K2E1），华南古板块与华北古板块对接后，华南陆块向北俯冲，华北陆块向南仰冲，形成板内陆壳强烈压缩，此时该区区域应力场为NEE向挤压，在次应力作用下，形成区内NEE向断裂及岩体侵入。岩体侵入煤层时有发现，如陈四楼煤矿、葛店煤矿、张大屯煤矿、刘桥煤矿及肖县西南部等；它不仅使煤层形态、厚度发生重大变化，亦常使煤层被吞食或变质为天然焦。印支期由于华北、华南古板块间残留海最终封闭，两板块对接、碰撞、挤压，导致永夏煤田构造变形，引起东西向构造；燕山早期两板块发生左型走滑运动，同时太平洋板块

23、向NWW方向俯冲，引起煤田内NW向构造形迹，并形成以褶皱、断裂为主的NNE向构造；燕山晚期华北陆块向南仰冲，华南陆块向北俯冲，引起本煤田近SN向挤压、近EW向拉张的区域应力场，从而使NNE向断裂进一步发展，形成煤田内相间排列的NNE向断陷和断隆，并整体抬升，遭受风化削蚀，与此同时，板块俯冲引起的热效应，造成大规模中酸性岩体沿断裂侵入；喜山期太平洋板块向欧亚板块俯冲，造成地壳表层拉张沉降，该区接受上第三系和第四系沉积。喜山运动不仅使先期断裂发生继承性活动，而且在上第三系中产生褶皱和断层，使上第三系与第四系呈现角度不整合接触关系。本区属秦岭纬向构造之东延伸部分，与新华夏系反复接合。在区内形成永城背

24、斜。背斜轴在芒山柏山一线，呈东北15方向，在永城葛店至安徽百善一带形成帚状构造。新庄井田构造属百善帚状构造的一部分。因而，其构造形态亦受帚状构造所控制。地层倾向北北西至北北东，倾角810，向深部倾角变缓为45，其规律是：在-200m水平以上为12左右；在-200m-650m水平逐渐变为54。沿走向的倾角变化是：走向的倾向变化和沿倾向的倾角变化，形成了次一级的舒缓状褶曲，其轴向与区域形态一致，即由北北西至近于北。整个井田为单斜构造。较大的断层构造受百善帚状构造制约，有一定规律，近南北者以正断层为主，近东西者为逆断层为主。井田内在勘探中共发现断层1条：黄饭棚断层（F4），分布于井田中南部，走向北北

25、西，断层面倾向西西南，倾角35。北东盘上冲，南西盘相对下降，落差35m，为一逆断层。西北端消失于张庄西部，向东南尖灭于501孔附近，走向约3.9 Km。该断层切割前松向斜的轴部，破坏了向斜的横向连续性。主要地质构造特征见表1.1，井田综合柱状图见图1.2。表1.1 主要地质构造特征表序号名称断层性质断层面走向断层面倾向倾角（）落差（m）1黄饭棚断层逆断层北北西西西南3525122 水文地质特征（1）地表水特征井田内无大的地表水体，自北而南有曹沟、王引河、运粮河等三条季节性人工小河，自西北流向东南。因地势低洼平坦，一般河谷宽缓、河床较浅，水流坡度很小。雨季洪水期，河水位水上涨，近河低洼地段，平地

26、小沟及南部采空区沿陷地表常积水内涝成灾，地表水补给地下水。1963年井田内除村庄高地外，平地积水1m左右，在二牛、黄饭棚一带水深0.731m，最高水位在前、后松一带达31.69m。由于近几年地下水位下降，河道基本长时间干涸、断流。（2）含水层的水文地质特征新庄井田含水层组有奥陶系灰岩含水层、太原群灰岩含水层（）、二迭系砂岩含水组（）、新生界砂砾石孔隙含水组（）。奥陶系灰岩含水层：据区域资料表明，距二2煤层底板180m左右，单位涌水量0.1123.15l/sm渗透系数0.1695.0195m/d。富水性强，但具有不均一性，对矿井开采影响不大。.太原群灰岩含水层（）：含灰层810层，厚度变化大，单

27、层厚度薄者12.3m，厚者13.4117.85m，厚度累计平均64m。顶部第一层灰岩（K3）厚度2m左右，上距二2煤底面5068m，平均58m，裂隙与岩溶现象不甚发育，富水程度具有不均一性。据301孔混合提水资料，单位涌水量渗透系图1.2井田综合柱状图数1.98 m/d，308与309孔对上部四层灰岩混合抽水资料，单位涌水量分别为0.00046l/sm与3.69l/sm，渗透系数分别为0.001487 m/d和9.064m/d。二迭系砂岩含水组（）：1山西组砂岩裂隙孔隙含水组（下），单位涌水量0.048l/sm，渗透性系数0.371m/d，水位标高+27.28m。2下石盒子组砂岩裂隙孔隙含水组

28、（上），单位涌水量0.036l/sm，渗透性系数0.064m/d，水位标高+26.71m。3上石盒子组砂岩裂隙孔隙含水组，K5、K6砂岩单位涌水量分别为0.121l/sm与0.672l/sm，渗透系数分别为0.568 m/d和2.33m/d。风化带裂隙水，单位涌水量0.023l/sm，渗透性系数0.118m/d。新生界砂砾石孔隙含水组（）：下部为粘土、粉细砂和泥质钙质胶结的砂卵砾石含水层，一般埋藏在90m以下，钻孔单位涌水量为0.00798 l/sm，渗透系数为0.029 m/d；中部以褐色粉细砂和黄色细纱细中砂为主，埋深2090m，含水沙层24层，厚度7.0632.8m，平均18.33m，含

29、水丰富，钻孔单位涌水量为0.640.72l/sm，渗透系数为3.614.9 m/d；上部主要为埋藏在20m以内的粉细砂，含砂12层，平均厚度10m左右，单位涌水量为1.566.7l/sm。三煤组煤层顶板均有厚度不同的泥岩、砂质泥岩隔水层。其中水的主要来源是煤系地区本身的砂岩裂隙水，还有风化带裂隙水，其它含水层组，因受相应的隔水层所阻，一般不易造成矿床充水。断层导水性 井田东南部土楼断层。据刘桥井田149孔抽水实验。单位涌水量为0.0012升/秒.米。水量小而断流。其它均无抽水资料。西界王庄断层属张扭性构造落差大。可能含水丰富。开采时应采取有效防水措施。对区内落差大于50米的断层。有可能与太原灰

30、岩对口。也应引起注意。13 煤层特征131 煤层特征煤层及其顶底板岩性特征本井田煤系地层总厚820m，含煤27层。其中可采煤层为山西组二2煤、下石盒子组的三2、三3、三5煤，共计四层。山西组含煤系数3.24，下石盒子组含煤系数3.3。共划六个煤组：一煤组位于太原群，含煤多达10层，一般57层；二煤组位于山西组中部，含煤最多4层，一般2层；三煤组位于下石盒子组，最多7层，一般25层；四煤组位于上石盒子组下部，含煤最多3层，一般2层；五、六煤组均位于上石盒子组中部，五煤组含煤最多3层，六煤组含煤1层。普遍可采者二2煤及三2煤层局部可采者一4煤，三3、三5煤层局部不可采。余者偶见可采点，多属不可采煤

31、层。其中二2煤层为本设计的主采煤层。井田构造简单，煤层间距及厚度稳定，标志层明显。二2煤层：顶部为灰白色细砂岩，中央薄层深灰色泥岩，形成明显的沉积韵律和条带状层理，沿走向及倾向层位稳定，易于辨认，是控制该煤层的良好辅助标志。有个别地段相变为砂质夹薄层泥岩，但其条带状层理仍然显而易见。有的地段厚度变薄多为二煤组沉积发育所致。主要煤层特征表见表12。表12 可采煤层特征表煤组煤层一般厚度（m）煤层结构顶底板岩性稳定性可采程度倾角（）容重（t/m3）夹石层数夹石厚度顶板底板下石盒子组三501.90普遍含一层夹石一般为0.3m左右泥岩或砂质泥岩泥岩较稳定局部不可采5左右，近露头处变陡，为10左右1.4

32、51.11三301.70一般含一层夹石厚0.3m左右泥岩泥岩不稳定局部可采5左右，近露头处变陡，为10左右1.451.01三202.80无夹石砂岩泥岩和砂质泥岩较稳定可采5左右，近露头处变陡，为10左右1.451.83山西组二20.884.80无夹石泥岩、砂质泥岩有时为砂岩泥岩和砂质泥岩不稳定可采5左右，近露头处变陡，为10左右1.45132 瓦斯，煤尘及自燃在补充勘探过程中，共采瓦斯样17个，其中合格的3个，可作为参考的7个，分析结果为： 二2煤-300米水平以下多为N2CH4含量为0.14cm3/g5.06cm3/g。因此，根据煤炭资源地质勘探规范的规定。应属低沼气矿井。但应注意瓦斯有浅部

33、向深部增加的趋势。133煤质、煤的牌号与用途井田各可采煤层煤质稳定，均是由高等植物生成的高变质程度、中等灰分之单一工业牌号的无烟煤，低磷、低硫。所有可采煤层的煤质指标均达到了工业要求。煤的工业分析表见表13。表13 煤的工业分析表序号煤层名称牌号水分（）M灰分（）A挥发分（）V含硫量（）S发热量MJ/KgQ备注1234567891二2无烟煤1.0615.589.630.4729.67毛煤二2煤层块状，全亮型或暗，钢灰色，金刚光泽，主要由亮煤组成，呈中宽条带状结构，镜煤和亮煤均有所见。镜煤内生裂隙发育，其中充填有方解石薄膜。暗煤中夹有很少量理状亮煤，沿单垂直于层理的裂隙面上有黄铁矿片晶体，呈星点

34、状分布，单体在3mm以下。从试验结果可以看出，煤的热稳定性较差。从其它结果看，井田煤炭是良好的氮肥用煤。由于各可采煤层的热值高，灰分中的氮化镁含量低，砷的含量小于百M分之一点五，因而井田煤炭还可以用于水泥生产，火力发电、砖瓦、食品等工业，也是民用上好的生活燃料。2 井田境界和储量21 井田边界211井田范围井田东部及北部以人为边界与安徽皖北矿务局刘桥二矿分界，西以王庄断层（F21)与葛店煤矿扩大区毗邻，南以-140m煤层底板等高线为界。南北长约6.9Km东西宽约3.2Km，面积约22.1Km2。呈类似梯形。勘探区位于黄淮平原的东部，区内地势平坦，地面标高+31.2m，一般+31m左右，北低南高

35、，植树成林，呈曲流形绿色走廊。井田赋存状况示意图如图2.1212开采界限本井田煤系地层总厚800m，含煤27层。其中可采煤层为山西组二2煤、下石盒子组的三2、三3、三5煤，共计四层。山西组含煤系数3.24，下石盒子组含煤系数3.3。共划六个煤组：一煤组位于太原群，含煤多达10层，一般57层；二煤组位于山西组中部，含煤最多4层，一般2层；三煤组位于下石盒子组，最多7层，一般25层；四煤组位于上石盒子组下部，含煤最多3层，一般2层；五、六煤组均位于上石盒子组中部，五煤组含煤最多3层，六煤组含煤1层。普遍可采者二2煤及三2煤层局部可采者一4煤，三3、三5煤层局部不可采。余者偶见可采点，多属不可采煤层

36、。其中二2煤层为本设计的主采煤层。213井田尺寸走向长度最大3420m，最小2700m，平均长度为3160m。倾向长度最大7100m，最小6630m，平均长度为6920m。煤层的倾角最大为12o，最小为3 o，平均为6 o，井田平均水平宽度为6.95Km。井田的水平面积按下式计算：S=H*L （2.1）式中 S井田的水平面积，Km2； H井田的平均水平宽度，m； L井田的平均走向长度，m。矿井水平面积为S=22.08km2。图2.122 矿井工业储量221 储量计算基础（1）根据新庄井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。（2）依据煤、泥炭地质勘查煤炭资源量估算指标中无烟煤为：煤层最低可采厚

37、度为0.8m，最高灰分为40%。最高硫分为3%，最低发热量为22.1MJ/kg。（3）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构的煤层夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度。 （4）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。（5）煤层体积质量：二号煤层体积质量为1.45t/m3。222计算参数（1）面积计算矿井主采煤层为二号煤层，采用地质块段法。根据地质勘探情况，将矿体划分为111b-1、111b-2、122b三个块段，在各块段范围内，用算术平均法求得每个块段的面积，煤层总面积即为各

38、块段面积之和。块段划分如图2.2所示。图2.2由图计算各块段面积分别为：S1=12.84/cos5=12.89km2；S2=5.33/cos7=5.37km2；S3=3.16/cos6=3.18km2根据水平、采区、勘探线划分块段，煤层倾角小于15的块段按水平面积计算，大于15的块段计算斜面积。（2）煤层倾角采用块段内的平均倾角。（3）厚度采用钻探测井及井巷中实测煤层厚度综合对比，剔除全部夹矸的纯煤厚度，块段内的厚度采用块段内的所有见煤点的平均厚度。工业储量计算ZSM （2.2）式中：Zi各块段储量，Mt；S计算面积，m2；M煤层厚度，m；煤的容重，取1.45t/m3。111b1块段储量：Z1

39、=12.894.51.45=84.11Mt111b2块段储量：Z2=5.374.51.45=35.04Mt122b块段储量：Z3=3.184.51.45=20.75Mt 则二号煤层工业储量：Zg= Z1 +Z2 +Z3=84.11+35.04+20.75=139.90Mt23 矿井可采储量231 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。岩层移动角为65、75、75，表土层移动角为45；3.维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其它15m；4.断层煤柱

40、宽度40m；5井田境界煤柱宽度为50m；6.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。232 矿井永久保护煤柱损失量（1）井田边界保护煤柱井田边界煤柱量P1为：P1=LAM （2.3）式中：P1边界煤柱损失量，Mt；L边界煤柱长度，m；M煤层厚度，为4.5m；煤的容重，取1.45t/m3；A煤柱的宽度，取50m。所以： P1=（7193+3384+3228+6768）504.51.45=6.69Mt（2）断层保护煤柱断层煤柱留设40m宽，则断层保护煤柱损失量为1.57Mt。（3） 矿井工业广场及相应的保护煤柱根据煤炭工业设计规范，我

41、国现有矿井的矿井工业场地占地指标如表2-1所示。表2-1 矿井工业场地占地指标井型小型中型大型占地指标，公顷/0.10Mt0.81.11.31.82.02.5根据煤炭工业设计规范规定工业广场面积为每0.10Mt0.81.1m2,由于本矿井设计生产能力为1.20Mt/a，取1m2/0.10Mt，所以设计工业广场的尺寸为300400=0.12Mt。所以，根据本矿井实际情况，矿井工业广场形状初步拟定为矩形，宽度拟定为300m，长度拟定为400m。规范要求工业广场的中心处于井田走向中央，倾向中央偏向煤层上部。 根据煤炭工业设计规范及煤矿开采方法中对矿井工业场地保护煤柱的要求及计算方法，采用垂直断面法计

42、算出矿井工业场地保护煤柱。超化井田各类岩层移动角如下：走向岩层移动角：75。上山方向岩层移动角：75。下山方向岩层移动角：65。表土层岩层移动角根据下列情况选取：（1）含水的或厚度超过10m的表土层，其移动角数值为3545。（2）干燥的表土层移动角数值等于55。井田表土层厚度在5.1175.94m之间，平均厚度为45.07m，显然符合第一种情况中表土层含水和厚度超过10m的要求，故取其表土层岩层移动角45。综上所述，本矿的地质条件及冲积层和基岩层移动角见下表：表2-2 地质条件和冲击层和基岩层移动角汇总表广场中心深度煤层倾角煤层厚度冲积层厚度-5305o4.519945o75o75o65o用垂直断面法计算工业广场保护煤柱的面积，具体过程如下：（1）确定