1、榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計論文說明書題 目 恒益煤礦五盤區(qū)采區(qū)設(shè)計專業(yè)班級 12級采礦班學(xué)生姓名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 填表時間：2021 年 11 月 12 日前 言畢業(yè)設(shè)計是采礦工程專業(yè)最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使本專業(yè)學(xué)生運用大學(xué)階段所學(xué)的知識聯(lián)系礦井生產(chǎn)實際進行礦井開采設(shè)計，并就本專業(yè)范圍的某一課題進行較深入的研究。以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力，是學(xué)生走上工作崗位前進行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是對一個采礦工程技術(shù)人員的根本訓(xùn)練。此次畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)國家煤炭建設(shè)的有關(guān)方針、政策，結(jié)合設(shè)計礦井的實際情況，遵照采礦專業(yè)畢業(yè)設(shè)計大綱的要求，在收集、整理、查閱大量資料的前提下，

2、運用自己所學(xué)的專業(yè)知識獨立完成設(shè)計的。通過本次設(shè)計，我看到了許多以往自己欠缺的地方，提高了綜合能力，知識水平有了一定的提高。本次設(shè)計的指導(dǎo)老師為蘇建軍教授，他在許多方面給予了珍貴意見，為了幫助我們順利、正確地完成畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)常加班加點，犧牲了大量的工作時間和業(yè)余時間，在此表示衷心的感謝和深深的敬意！由于本人水平有限，設(shè)計中難免存在錯誤和缺乏，懇請各位老師不吝指正。 2021 年11 月12日目 錄前 言2摘 要5Abstract6第一章 井田概況及地質(zhì)特征8第一節(jié) 礦井概況8一、地理概況8第二節(jié) 礦井建設(shè)外部條件11一、交通運輸條件11二、電源條件12三、水源條件12四、其他建設(shè)條件12第三節(jié)

3、 礦產(chǎn)資源條件12一、構(gòu) 造12二、煤 層13三、水文地質(zhì)條件16四、其他開采技術(shù)條件23第四節(jié) 礦井資源/儲量25第五節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力與效勞年限28一、建設(shè)規(guī)模28二、 礦井設(shè)計效勞年限29第六節(jié) 井田開拓29一、井田特征29二、設(shè)計資源整合實施方案的主要原那么30四、水平劃分34五、主要巷道的布置34六、井田開拓和主要生產(chǎn)系統(tǒng)35第二章 設(shè)計五盤區(qū)地質(zhì)概況38第一節(jié) 盤區(qū)自然狀況38一、盤區(qū)情況38第二節(jié) 盤區(qū)地質(zhì)概況38一、地質(zhì)構(gòu)造38二、 煤層及頂?shù)装迩闆r39三、瓦斯及煤塵40四、礦井水對盤區(qū)開采的影響41第三章 五盤區(qū)儲量、生產(chǎn)能力與效勞年限42第一節(jié) 盤區(qū)儲量42一、盤區(qū)工業(yè)儲

4、量及可采儲量42第二節(jié) 盤區(qū)生產(chǎn)能力42一、 采煤工作面長度及推進度42二、 采煤工作面生產(chǎn)能力43三、 盤區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面數(shù)43四、 盤區(qū)生產(chǎn)能力和驗算43五、盤區(qū)效勞年限44第四章 五盤區(qū)方案設(shè)計45第一節(jié) 采煤方法的選擇45一、 采煤方法45第二節(jié) 盤區(qū)巷道布置45一、 盤區(qū)設(shè)計方案的選擇45二、 盤區(qū)參數(shù)確實定47三、 盤區(qū)巷道掘進47第三節(jié) 盤區(qū)開采順序和盤區(qū)硐室48一、 盤區(qū)開采順序48二、 盤區(qū)硐室位置、尺寸、支護形式48第五章 采煤工藝49第一節(jié) 采煤工藝方式和工藝過程49一、 采煤工藝方式49二、 落煤49三、 裝煤和運煤及支護49四、 采空區(qū)處理50第二節(jié) 采煤工作面生

5、產(chǎn)技術(shù)管理50一、 循環(huán)方式、作業(yè)形式50二、 勞動組織和和工人出勤表和技術(shù)經(jīng)濟50三、主要平安技術(shù)措施51第六章 盤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)53第一節(jié) 盤區(qū)運輸系統(tǒng)53一、 運輸系統(tǒng)和運輸方式53二、運輸設(shè)備和運輸能力53第二節(jié) 盤區(qū)通風(fēng)和排水系統(tǒng)54一、 礦井通風(fēng)概況54二、 盤區(qū)排水系統(tǒng)55第七章 盤區(qū)平安技術(shù)和經(jīng)濟技術(shù)56第一節(jié) 盤區(qū)平安技術(shù)措施56一、 危險有害因素56二、 平安措施56第二節(jié) 盤區(qū)技術(shù)經(jīng)濟57第八章 盤區(qū)設(shè)計附圖58參考文獻59致 謝60摘 要本次設(shè)計是恒益煤礦五盤區(qū)設(shè)計，井田位于陜西省府谷縣西北約68Km處，煤礦交通興旺，有鐵路，公路。根據(jù)資料調(diào)查井田為低瓦斯礦井，煤層有爆炸性

6、；資料顯示礦井設(shè)計采用的礦井涌水量為：正常涌水量20m3/h, 最大涌水量30m3/h。五盤區(qū)位于二水平標(biāo)高為+1167m。五盤區(qū)，可采儲量為3.79Mt。效勞年限3.0年。與四盤區(qū)、六盤區(qū)、七盤區(qū)相鄰，先采四盤區(qū)、五盤區(qū)，再采六盤區(qū)最后采七盤區(qū)。本次設(shè)計只考慮五盤區(qū)。煤層傾角小于1，采用走向或傾向長長壁式采煤法采煤，通風(fēng)方式為中央并列式，井筒為兩進一回，主要巷道也為兩進一回。五盤區(qū)巷道主要以系統(tǒng)簡單合理、工程量省、少掘巖巷、多掘煤巷、有利通風(fēng)為原那么進行布置，布置三條主要大巷主運輸大巷、輔助運輸大巷、回風(fēng)大巷。5盤區(qū)設(shè)計方案為兩個，經(jīng)過經(jīng)濟、技術(shù)比擬，方案I的優(yōu)點明顯多于方案II選方案I，三

7、條大巷開拓?；夭晒に囉煤笸耸?，綜合機械化傾向長壁采煤法。采用“四六制作業(yè)。采空區(qū)采用全部垮落法和液壓支架管理頂板。礦井通風(fēng)方法為壓入式，方式為中央并列式。本礦最大特色輔助運輸系統(tǒng)采用無軌膠輪車，選用防爆低污染柴油機無軌膠輪車直達運輸方式，無中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，輔助人員少，快捷方便效率高?！娟P(guān)鍵詞】礦井資料、盤區(qū)設(shè)計、綜合機械化傾向長壁采煤法AbstractThisdesignishengyifivepaneldesignofcoalmineislocatedatabout68kmnorthwestofshaanxifugucounty,trafficdevelopedcoalmine,railway,h

8、ighway.Accordingtodataresearchfieldforlowgasmines,coalseamhaveexplosive;Accordingtotheminewaterinflowforminedesign:normalwaterinflow20m3/h,maximumyield30m3/h.Fiveplateareaislocatedinthesecondlevelelevationfor+1167m.Fiveareacoversanareaof8.28km2,recoverablereservesof3.79Mt.Theservicelifeof3.0years.An

9、dthefourpanel,apanelofsixorsevenplatearea,adjacenttopickfourpanel,apaneloffive,thenpickbyapanelofsixlastsevenpanel.Thisdesignonlyconsiderfivepanel.CoalseamdipAngleisless than 1,adopttowardsorinclinedlongwallminingmethod ofcoalmining,ventilationwayasthecentralside-by-side,wellborefortwointoone,themai

10、nroadwayfortwointoone.Fiveareamainlybysimpleandreasonablesystemofroadway,thequantitiesoftheprovinces,littledigrock,muchdiggingcoalroadway,goodventilationfortheprincipleoflayout,arrangementofthreemainalleys(maintransportationalleys,auxiliarytransportationalleys,returnairalleys).5paneldesignschemefort

11、hetwo,througheconomicandtechnicalcomparison,theadvantagesoftheschemeIsignificantlymorethantheplanI,IIchoosethreeadit.Extractionprocesswithregressivetype,comprehensivemechanizedlongwallcoalminingmethod.Use38operations.Mined-outareawithalltheroofcavingmethodandhydraulicsupportmanagement.Mineventilatio

12、nmethodispressedintothetype,forthecentralside-by-side.Themostdistinctivefeatureofthemineauxiliarytransportationsystemadoptsrubber_tyredcar,useexplosion-proofdieselrubber_tyredcarlowpollutiondirecttransportationmode,notransitlink,supportpersonnel,lessconvenientandhighefficiency.【 key words 】 mine dat

13、a, the panel design, comprehensive mechanization of oblique longwall coal mining method第一章 井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 礦井概況一、地理概況1、井田位置及交通恒益煤礦位于陜西省府谷縣西北約68Km處，行政區(qū)劃隸屬府谷縣老高川鄉(xiāng)管轄。地理坐標(biāo)在北緯391213391501，東經(jīng)11032301103440之間。煤礦向西北直距內(nèi)蒙新街鎮(zhèn)，東勝市，包頭市，向東直距府谷縣，山西陽方口，向南直距神木縣城，神木北站，向西南直距榆林市，西安市567.7 km。榆林機場已開通榆林至西安、榆林至北京航線，即將開通太原、銀川等

14、大城市航班。榆林新機場已投入運營，可起降大型客機。鄂爾多斯機場已開通鄂爾多斯至西安、鄂爾多斯至北京等大城市航班。交通可謂四通八達，公路、鐵路和航空運輸快捷方便。本區(qū)交通條件較為便利。野大公路沿煤礦的西部、南部邊界附近通過，建成通車的西安包頭鐵路和神木黃驊鐵路，南與隴海線相接，北與京包線相連，向東有大秦、神黃兩條西煤東運線通道與京九、京廣線相接隴，形成了四周與全國運輸網(wǎng)絡(luò)的相互銜接，將為本區(qū)煤炭資源開發(fā)注入了新的運輸活力位置及交通情況詳見圖1-1。 2、地形地貌及氣象條件煤礦位于陜北黃土高原北端，毛烏素沙漠東南緣，地貌單元屬黃土梁峁區(qū)，地表根本被第四系黃土所覆蓋，基巖在西部、北部溝谷中恒益煤礦圖

15、1-1 位置及交通情況示意圖沿大板兔川、東南部沿板凳溝及其支溝出露，北部高南部低，最高處位于整合區(qū)北部的黃梁，標(biāo)高，最低處位于煤礦的東南部板凳溝，標(biāo)高，最大相對高差156m。據(jù)府谷縣氣象觀測資料，年平均溫度，極端最高氣溫38.9，極端最低氣溫-24，年平均降雨量mm，年最大降雨量819.1mm1967年，最小降雨量108.6mm1965年，雨季多集中在七、八、九月份；年平均蒸發(fā)量1907.2，是降雨量的45倍。年平均相對濕度 56，年平均絕對濕度7.61毫巴，屬濕度過低或微濕度帶。3、地表水特征煤礦屬于黃河一級支流窟野河次級支流大板兔川的流域范圍，雖然溝谷發(fā)育，但因氣候枯燥，降雨微弱、地形破碎

16、、植被稀少、水土流失等因素，以致地表水流量有限，且多屬季節(jié)性河流，較大的河流為西部的大板兔川，雖常年流水，但水量甚微，受降雨影響十分顯著。煤礦地處大板兔川的上游，東南部板凳溝及其支溝沙峁溝均為季節(jié)性溝流。4、人文經(jīng)濟狀況本區(qū)地處塞外，地域廣、人煙稀、風(fēng)沙大、土地貧。居民以漢族為主，人口密度510人km2，民風(fēng)淳樸，熱情好客，社會風(fēng)氣良好。以前主要為農(nóng)業(yè)區(qū)，土地貧瘠，農(nóng)作物有谷子、玉米、大豆、糜子等，經(jīng)濟作物有葵花籽、花生等，畜牧業(yè)以羊、牛為主，農(nóng)業(yè)根底設(shè)施差，生產(chǎn)技術(shù)條件落后，屬自給自足型經(jīng)濟，副業(yè)、牧業(yè)也不興旺，且無大型工礦企業(yè)，工業(yè)根底較為薄弱，屬貧困地區(qū)。改革開放以來，隨著神府礦區(qū)的開發(fā)

17、和交通、信息網(wǎng)的建成及完善，社會各項建設(shè)事業(yè)蓬勃開展，人民生活水平大幅度提高，小城鎮(zhèn)建設(shè)步伐日新月異，原有面貌大有改觀。近年來，榆林能源重化工基地建設(shè)步伐明顯加大，煤炭開發(fā)已成為府谷縣國民經(jīng)濟的第一大支柱產(chǎn)業(yè)，也是陜北能源化工基地建設(shè)的核心產(chǎn)業(yè)。5、地震烈度本區(qū)位于鄂爾多斯臺向斜寬緩的東翼陜北斜坡上，地殼活動相對微弱。據(jù)歷史記載僅公元1448年在榆林發(fā)生過級地震，烈度為6度；1621年5月在府谷孤山一帶發(fā)生過6.7級地震，烈度為6度，此后再未發(fā)生過4級以上地震。鄰省區(qū)曾發(fā)生過其它一些較大地震，本區(qū)僅為有感區(qū)，如1996年5月30日，距本區(qū)約350公里的內(nèi)蒙古包頭市發(fā)生級地震，本區(qū)僅有震感。近百

18、年來本區(qū)從未發(fā)生過大的地震，雖有幾次小的地震，但烈度僅在度 ，屬無震區(qū)。根據(jù)?陜西省工程抗震設(shè)防烈度圖?1993年10月的烈度劃分，本區(qū)地震動峰值加速度Pg，地震烈度小于度。第二節(jié) 礦井建設(shè)外部條件一、交通運輸條件本區(qū)交通條件較為便利。野大公路沿煤礦的西部、南部邊界附近通過，建成通車的西安包頭鐵路和神木黃驊鐵路，南與隴海線相接，北與京包線相連，向東有大秦、神黃兩條西煤東運線通道與京九、京廣線相接隴，形成了四周與全國運輸網(wǎng)絡(luò)的相互銜接，將為本區(qū)煤炭資源開發(fā)注入了新的運輸活力位置及交通情況詳見圖。二、電源條件本礦的10kV電源一回路引自秦家溝35K變電站，另一回路引自秦家溝10K開閉所，電源可靠。

19、三、水源條件地表水和第四系松散層潛水,水源充足。四、其他建設(shè)條件區(qū)內(nèi)磚瓦、石灰等建筑材料生產(chǎn)單位較為普遍，石材及井下支護用料石均可就地取材。錨桿、鋼材可就地購置。第三節(jié) 礦產(chǎn)資源條件一、構(gòu) 造恒益煤礦地質(zhì)構(gòu)造簡單，為一走向北北東、傾向北西西、傾角小于 1的單斜構(gòu)造，無大的斷裂及褶皺發(fā)育，無巖漿活動痕跡。根據(jù)三道溝井田勘探二維地震勘探成果：解釋推斷區(qū)內(nèi)小斷層點4個，均為高角度正斷層，傾角7075，落差69m，斷層點由于落差小，對地層煤層的展布形態(tài)影響不大，但對未來礦山建設(shè)設(shè)計與開采有一定影響。本區(qū)含煤地層由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤組成，由于細(xì)碎屑巖和煤具有較強的塑性，砂巖具有較強的脆性和較高的強度

20、，砂巖作為整個煤系巖層變形的骨架，在砂體之間有泥巖和粉砂巖分布，而這些不同巖石的交接處及軟弱巖層本身，易引起局部應(yīng)力集中并發(fā)生相對位移形成斷層的部位?？傊旱V地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀變化不大，沒有大的斷裂，沒有巖漿活動，屬簡單構(gòu)造。二、煤 層1、煤層數(shù)煤系地層自下而上分為段，每段各含一個煤組，自上而下編為13號煤組。延安組層段劃分及煤層編號示意圖恒益煤礦范圍內(nèi)有比照意義的煤層是1-2、22、31、32，其中主要可采煤層是3-1、 3-2，次要可采煤層是2-2。1-2煤層只有2個鉆孔揭露，為不可采煤層。2、煤層賦存的平面特征本區(qū)可采煤層總厚度為m，平均m，其厚度變化趨勢為北部較厚，向南部逐漸變薄

21、。含煤系數(shù)為%，平均6.25%，可采含煤系數(shù)%，平均5.96%，其變化趨勢與厚度變化趨勢根本相符。在南部因2-2煤層遭受剝蝕，而造成可采煤層總厚度減少左右。煤層特征如下表1-3-1：表1-3-1 煤層特征一覽表巖段煤層號煤層厚度結(jié)構(gòu)層間距可采類型穩(wěn)定類型兩極值平均值點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)面積可采率%極 值平 均2-22.38(18)0.1544一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。18.21.2622.24.88局部可采不穩(wěn)定3-102.401.67230.4457一般含1夾矸0.64m，多粉砂巖，少量泥巖，結(jié)構(gòu)較簡單。大部可采穩(wěn)定3-202.331.88(20)89一般含1夾矸0.49m，多粉砂，少量泥巖、細(xì)

22、粒砂巖，結(jié)構(gòu)較簡單。大部可采穩(wěn)定3、可采煤層特征區(qū)內(nèi)共有可采煤層3層，分別為2-2、3-1、3-2煤層。五盤區(qū)位于3-1煤層13-1煤層位于第巖段頂部，煤礦西部大板兔川及東南部板凳溝遭受剝蝕，煤層為大部可采煤層，可采面積6.10 km2。根據(jù)鉆孔及煤層露頭實測見煤點資料：煤礦內(nèi)見煤點23個，不可采點1個，其余均為可采點，可采的22個點中，中厚煤點18個，厚薄煤點4個。3-1煤層厚度02.40m，可采煤層厚度0.812.40m，平均厚度1.67m；屬中厚煤層，可采區(qū)煤層中東部厚而西南部薄，至大板兔川、板凳溝及其支溝遭受剝蝕。煤層含1層夾矸，局部2層夾矸，巖性以粉砂巖為主，其次為泥巖，厚度，煤層結(jié)

23、構(gòu)較簡單。埋深，平均，北部3-1煤層埋藏較深，西南部溝谷兩側(cè)埋藏較淺，本次施工的Z15-1鉆孔最薄，僅為，底板標(biāo)高12051185m。該煤層為中厚煤層，大部可采，煤層厚度變化較大，但規(guī)律性明顯，結(jié)構(gòu)較簡單；煤類為不粘煤31號BN31煤類單一，煤的灰分、硫分變化小，屬穩(wěn)定型煤層。2煤類、煤質(zhì)與煤的用途2-2、3-1、3-2煤層屬特低灰分、硫分變化小的特低硫分不粘煤31號BN31。原煤煤質(zhì)指標(biāo)一般分析統(tǒng)計表如下表1-3-4：表1-3-4 原煤煤質(zhì)指標(biāo)一般分析統(tǒng)計表煤層Mad(%)Ad(%)Vdaf(%)St,d(%)Qgr,d(MJ/kg)焦渣特征ARD2-210.39(4)(4)(4)(4)(4

24、)2(4)(4)3-1(8)(5)35.53(8)(8)(5)2(8)(5)3-2(7)(7)(7)(7)(7)2(7)(7)本區(qū)煤的水分(Mad%，煤層灰分Ad平均值6%左右，全硫平均在%以下。發(fā)熱量Qgr,d為，化學(xué)反響性強，熱穩(wěn)定性好。煤中有害元素砷、氯、氟、磷含量特低，是良好的動力用煤，氣化用煤，低溫干餾用煤。三、水文地質(zhì)條件一含隔水層水文地質(zhì)特征1、第四系全新統(tǒng)沖洪積Q4al孔隙潛水含水層主要分布于大板兔川、板凳溝及其支溝沙峁溝的溝谷中。巖性以灰黃色、褐黃色細(xì)砂、粉砂、亞砂土和亞粘土為主，底部多含有砂巖、粉砂巖角礫。厚度08m，一般3m，溝頭附近厚度較小，溝掌附近厚度較大。富水性弱中

25、等。2、中更新統(tǒng)黃土孔隙裂隙潛水含水層主要分布于煤礦梁峁之上。據(jù)鉆孔揭露及填圖資料，區(qū)內(nèi)厚度，平均。東城梁附近厚，向溝谷方向逐漸變薄，至溝谷及其兩側(cè)紅土及基巖出露。分水嶺附近厚，向溝谷方向逐漸變薄，至溝谷及其兩側(cè)紅土及基巖出露。巖性上部為灰黃色亞砂土，大孔隙，半固結(jié)，含星散鈣質(zhì)結(jié)核，亦具縱深垂直節(jié)理，分布于梁峁之上。下部為淺棕黃色亞粘土，其中夾多層古土壤層，含大小不等形態(tài)各異的分散狀鈣質(zhì)結(jié)核，偶含動物骨骼化石及碎片。地下水以孔隙水為主，但多呈疏干狀態(tài)，屬季節(jié)性出露。3、新近系上新統(tǒng)保德組紅土隔水層主要出露于煤礦西南部的板凳溝支溝溝谷西側(cè)及大板兔川支溝東側(cè)。鉆孔揭露厚度0，平均厚度，南峁梁附近厚

26、，向溝谷方向逐漸變薄，至溝谷及其兩側(cè)基巖出露。巖性為棕紅色粉質(zhì)粘土及亞粘土，密實，硬塑，夾似層狀鈣質(zhì)結(jié)核層，底部局部發(fā)育一層厚度13m的楔狀礫石層，不穩(wěn)定，礫石成分為砂巖、燒變巖等巖塊，砂質(zhì)充填，泥質(zhì)膠結(jié)。本組中前人曾發(fā)現(xiàn)三趾馬及其它動物骨骼化石，因而又稱之為“三趾馬紅土。單泉流量。該層紅土致密堅硬，且厚度較厚，孔隙裂隙均不發(fā)育，為區(qū)內(nèi)較好的隔水層。4、侏羅系中統(tǒng)延安組裂隙含水層煤礦范圍內(nèi)本次勘探的對象為延安組第、段，在填圖及鉆孔揭露、區(qū)域地層比照的根底上，依據(jù)巖性組合、沉積旋回結(jié)構(gòu)、含煤性進一步將其劃分為三個段，自下而上分別為延安組第、段，這三段在煤礦西部的大板兔川不同程度遭受剝蝕，其中第段

27、完全被剝蝕。5、燒變巖空洞裂隙潛水煤礦范圍內(nèi)燒變巖主要分布于煤礦南部各大溝谷的邊坡地段，2-2煤層自燃后頂板塌落及后期風(fēng)化作用，裂隙孔洞發(fā)育的燒變巖帶，因其均在侵蝕基準(zhǔn)面以上，處于臨空狀態(tài)。一般水平延伸較淺，且連片性小，故地下水多被疏干或水量很小。故含水層含水也很微弱。二地下水的補給、逕流、排泄條件1、地下水動態(tài)變化特征地下水、地表水動態(tài)變化受氣象等因素影響，每年6、7、8三個月為雨季，降水量相對集中，同時氣溫最高，蒸發(fā)量最大。此期間大板兔川、板凳溝及沙峁溝小溪流量最大。9、10、11三個月降水量相對減少，致使地表水及泉的流量也相應(yīng)減少，從12月開始到翌年1、2月為流量相對穩(wěn)定的冰凍時期。3、

28、4、5月因解凍，地表水、地下水水量均有增大現(xiàn)象。因此，煤礦內(nèi)地下水動態(tài)以氣象型為主。2、地下水補給、逕流及排泄條件前述地下水動態(tài)特征，顯示了地下水的主要補給來源是大氣降水。其次為局部地段地表水就地補給基巖風(fēng)化帶潛水?；鶐r風(fēng)化帶以下潛水及承壓水，那么主要通過透水“天窗接受上覆風(fēng)化帶潛水補給，同時，也存在煤礦外圍側(cè)向逕流的補給?；鶐r風(fēng)化帶潛水含水層，由于露頭處風(fēng)化裂隙及燒變巖裂隙孔洞較發(fā)育，易于接受大氣降水的直接滲入補給；一般情況下，河床中的沖洪積層水補給河水，雨季及洪水發(fā)生時，那么河流補給沖洪積層潛水；在第四系黃土層覆蓋區(qū)，大氣降水直接滲入黃土層中，同時黃土層潛水與其下伏的基巖風(fēng)化帶潛水構(gòu)成一體

29、，成為雙層結(jié)構(gòu)的潛水含水層。局部地段，因黃土層與新近系保德紅土接觸，可形成上層滯水。煤礦內(nèi)潛水含水層的富水性變化較大，當(dāng)?shù)匦?、地貌有利于降水的大面積會聚和滲入補給時，往往形成地下水的相對富集地段。煤礦內(nèi)潛水含水層水位具多層性，地下水流動有多向性。地下水流一般由地形較高的分水嶺地帶，河間地塊，洼地的邊緣流向河谷區(qū)及洼地開口處排泄。從總體上看，基巖風(fēng)化帶以下的承壓含水層，位于基準(zhǔn)面以下的，因埋藏較深，地下水逕流緩慢乃至滯流狀態(tài)。三水文地質(zhì)勘探類型煤礦地質(zhì)構(gòu)造簡單，礦床直接充水含水層的單位涌水量小于m。地表水水量稀少，大氣降水為地下水的主要補給來源，煤礦主要可采煤層及含水層均位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，

30、地形有利于地表水及地下水的天然排泄。因此，根據(jù)?礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探標(biāo)準(zhǔn)?GB12719-9及?煤、泥炭地質(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)?中有關(guān)規(guī)定，本煤礦屬于以裂隙含水層為主的水文地質(zhì)條件簡單類型二類一型。四礦床充水因素分析1、充水因素分析依據(jù)本區(qū)水文地質(zhì)條件及煤層上覆基巖結(jié)構(gòu)類型，礦井充水方式可分為直接充水和間接充水兩種，它們均具有一定的充水水源和充水途徑。1充水水源大氣降水大氣降水是地下水及地表水的補給來源。因此，礦床充水都直接或間接與大氣降水有關(guān)。區(qū)內(nèi)多年平均降水mm，且多集中在79月份，占全年降水量的55.5%，最大日降水量mm。據(jù)小窯調(diào)查，礦井涌水量隨季節(jié)有不同的變化，其一般滯后半天至一天時間，故

31、大氣降水為礦井充水的間接水源。地表水區(qū)內(nèi)地表水體主要是大板兔川河水，局部地段煤層開采后形成的冒落帶及導(dǎo)水裂隙帶將溝通地表水體，使其成為直接充水水源，局部地段導(dǎo)水裂隙帶與風(fēng)化裂隙帶勾通，地表水通過風(fēng)化裂隙帶進入礦坑，成為間接充水水源。地下水本區(qū)地下水極不豐富。煤系地層含水層是煤層的直接充水含水層，侵蝕基準(zhǔn)面以上煤層頂板砂巖含水層，水量小，富水性弱，平硐開采易于排水。當(dāng)煤層開采過程中，冒落帶及導(dǎo)水裂隙帶與風(fēng)化裂隙潛水溝通時，使其成為直接或間接充水水源。2充水通道區(qū)內(nèi)充水通道主要是人為因素引起的，即煤層開采后形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶，它是礦坑充水的人工通道。對3-1、3-2號煤層開采后形成的導(dǎo)水裂隙

32、帶進行分析。依據(jù)?礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探標(biāo)準(zhǔn)?及本區(qū)煤層頂板巖層的工程地質(zhì)特征，其冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶最大高度按中硬類巖石的公式計算，即：Hc=34M，本次采用Hc=4MHt=100M /3.3n +式中：Hc冒落帶最大高度mHt導(dǎo)水裂隙帶最大高度mM累計采厚m ；n煤分層層數(shù)當(dāng)M時，n1；當(dāng)M時，n2；當(dāng)M時，n3計算結(jié)果為：3-1煤層冒落帶高度為，平均；導(dǎo)水裂隙帶最大高度，平均。在開采3-1煤時，區(qū)內(nèi)大部地段均出現(xiàn)導(dǎo)水裂隙帶與風(fēng)化裂隙溝通或與2-2煤老窯溝通，使老窯水與下部基巖水貫穿加劇礦井的威脅。3-2煤層冒落帶高度為，平均；導(dǎo)水裂隙帶最大高度，平均。在開采3-2煤層時，應(yīng)注意3-1煤層

33、采空后的小窯積水由于導(dǎo)水裂隙帶的貫穿，且在局部地段Z15-3鉆孔附近，直接與風(fēng)化裂隙溝通?？傊?，在開采3-1、3-2煤層時都應(yīng)注意導(dǎo)水裂隙帶的發(fā)育情況，嚴(yán)防生產(chǎn)礦井的淹井事故發(fā)生。3充水強度分析區(qū)內(nèi)各煤層頂部含水層含水微弱，富水性極差。雖然煤層大部地段導(dǎo)水裂隙帶均與風(fēng)化裂隙溝通，但大部煤層均處于侵蝕基準(zhǔn)面之上，礦井采煤時，水量很小，不會對礦坑造成威脅。但局部地段，如河流階地區(qū)及溝谷煤層開采后的導(dǎo)水裂隙帶與基巖風(fēng)化裂隙水或第四系孔隙潛水勾通后，礦坑充水量將會明顯增加，尤其是豐水季節(jié)，溝溪水較大時其礦坑充水量會成倍增加。 五礦井涌水量1、大井法將采區(qū)的整個坑道系統(tǒng)視作一大的集水井，采用承壓轉(zhuǎn)無壓公

34、式即：(2H-M)M-(H-S)2/(1gRO-Lgr0)式中：Q礦井涌水量m3/dK滲透系數(shù)m/dH水柱高度mM含水層厚度mS水位降深mRO引用影響半徑mr0引用半徑mR影響半徑m引用參數(shù)及計算結(jié)果見表1-3-2，因采區(qū)面積近似于不規(guī)那么多邊形面積，故引用半徑r0=P/2P為水平輪廓的周長，計算得值較為準(zhǔn)確。 表1-3-2 采區(qū)涌水量預(yù)算參數(shù)表 孔 號參 數(shù)1104孔資料滲透系數(shù)Km/d水柱高度H(m)含水層厚度M(m)水位降深S(m)影響半徑R(m)引用半徑r0(m)引用影響半徑R0 R0=r0+R(m)涌水量Q(m3/d)2、集水廊道法將整個勘探區(qū)視為一狹長廊道，形狀為三角形，計算公式如

35、下：Q=KMCH-HW/ L L=R=10S式中： Q涌水量m3/d K滲透系數(shù)m/dM含水層厚度m C勘探區(qū)周長mH水柱高度m L水位影響寬度mHW疏降后的承壓水柱高度mR影響半徑m S水位降深m引用參數(shù)及計算結(jié)果見下表1-3-3。 表1-3-3 采區(qū)涌水量預(yù)算參數(shù)表集水廊道法 參數(shù)MmCmKm/dHSmHWmLmQm3/d數(shù)值200600根據(jù)以上預(yù)測，礦井正常涌水量為20m3/h，最大涌水量為30m3/h。四、其他開采技術(shù)條件、煤層頂?shù)装?煤層頂板結(jié)構(gòu)22煤層：該煤層頂板類型以直接頂為主，厚度一般，為粉砂巖夾薄煤層。31煤層：該煤層頂板類型以直接頂為主，厚度一般，最大厚度為，為中巨厚層粉砂

36、巖夾薄煤層。3-2煤層：其頂板類型以根本頂、直接頂為主，巖性以薄-中厚層粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主，直接頂厚度一般2m，最大厚度，根本頂直接發(fā)育至土層；根本頂以厚層節(jié)理不發(fā)育的整體均質(zhì)的粉砂巖為主，局部中粒砂巖。根據(jù)1981年煤炭工業(yè)部頒發(fā)的?緩傾斜煤層工作面頂板分類?方案，本區(qū)強度指數(shù)值在3170MPa范圍內(nèi)，所以本區(qū)屬于類中等穩(wěn)定頂板。 2煤層底板 依?緩傾斜煤層采煤工作面底板分類?MT5531996標(biāo)準(zhǔn)，對未開采的新建礦井，工作面底板分類以煤層底板允許單向抗壓強度這一參考指標(biāo)進行分類，本區(qū)煤層底板主要由粉砂巖、細(xì)粒砂巖和砂質(zhì)泥巖組成。允許底板單向抗壓強度計算公式：RPC式中: RP允許底板單向

37、抗壓強度Mpa；RC巖石飽和抗壓強度Mpa。經(jīng)計算22、3-1、32煤層RP值分別為12Mpa、，煤層底板分別屬較軟類底板。、瓦斯：地質(zhì)報告認(rèn)為：煤的變質(zhì)程度低，雖有少量瓦斯溢出，但大多沿巖石裂隙逸散于大氣中，因此測試結(jié)果氣體總量很小。參照鄰近礦井，預(yù)測該礦瓦斯絕對涌出量為m3/min, 相對涌出量為m3/t，在礦井施工見到煤層時，及時做瓦斯樣品檢測，對礦井初期開采的2-2煤以及下部3-1和3-2煤瓦斯含量做出可靠的鑒定，以保證礦井平安生產(chǎn)。、煤塵：根據(jù)?陜北侏羅紀(jì)煤田三道溝井田勘探地質(zhì)報告?煤塵爆炸性試驗結(jié)論：22、3-1、3-2煤層火焰長度均大于400mm，巖粉用量在5570之間。煤的枯燥

38、無灰基揮發(fā)分Vadf與固定碳FCdaf之比遠(yuǎn)大于有爆炸性危險10%的界線。說明22、3-1、3-2煤層有爆炸性。、煤的自燃傾向性22、3-1、3-2煤層8個樣品的自燃傾向性試驗成果說明：原煤樣與氧化樣燃點之差在1428之間，屬易自燃煤層。本區(qū)煤枯燥無灰基揮發(fā)分Vdaf18，測試煤的吸氧量Vd3/g，屬類容易自燃煤層。、地溫該區(qū)地溫梯度為/100m，地溫梯度小于3/100m。本區(qū)屬于地溫正常區(qū)段，無地溫危害。、地壓本礦井為地壓正常區(qū)，無沖擊地壓。第四節(jié) 礦井資源/儲量 1、井田面積煤礦呈不規(guī)那么形狀，南北長2.0km，東西寬1.50km，面積約2。 根據(jù)陜西省國土資源廳對?府谷縣高老川鄉(xiāng)恒益煤礦

39、整合區(qū)勘探地質(zhì)報告儲量評審備案證明?。估算整合區(qū)范圍內(nèi)資源/儲量如下表2-1-1。表2-1-1 估算整合區(qū)范圍內(nèi)資源/儲量匯總表 單位：Mt 五盤區(qū)位于3-1煤層煤層編號煤 類視 密 度噸/米3采空區(qū)可供利用資源量 萬 噸村 莊保安煤柱萬噸合計采動量(萬噸)面 積萬米2331332333小計面 積萬米2331332333小 計2-2BN311443441286071079467011613393-1BN312592403898881833491009883-2BN31896430445177110654582181989合 計1441499798144137381708717743443162

40、、 3-1煤層資源儲量總量根據(jù)陜國土資儲藏202135號文?府谷縣高老川鄉(xiāng)恒益煤礦整合區(qū)勘探地質(zhì)報告儲量評審備案證明?。估算整合區(qū)范圍內(nèi)3-1煤層。 3-1煤層工業(yè)資源/儲量331級+332級+333K=9.44Mt。3-1煤層設(shè)計可采儲量a、3-1煤層設(shè)計資源/儲量工業(yè)資源/儲量減去各種永久性煤柱損失后井田邊界煤柱，平硐煤柱0.25Mt, 煤層露頭線邊界煤柱0.18Mt,村莊及地面建筑物煤柱為：。b、盤區(qū)回采率根據(jù)煤層厚度、開拓部署及采煤方法，依據(jù)?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?確定盤區(qū)回采率為80%，工作面回采率為95%。c、3-1煤層設(shè)計可采儲量設(shè)計資源/儲量減去工業(yè)場地煤柱0.15Mt工業(yè)場地

41、原設(shè)煤柱0.25Mt，考慮工業(yè)場地煤柱回采率為40%及主要巷道保護煤柱0.24Mt大巷原設(shè)煤柱0.48Mt，考慮大巷煤柱回采率為50%后乘以盤區(qū)回采率為：6.34Mt。表2-1-3 3-1煤層設(shè)計資源/儲量匯總表 單位：Mt工業(yè)資源/儲量設(shè)計資源/儲量保護煤柱設(shè)計可采儲量開采損失永久保護煤柱其他保護煤柱合計平硐村莊及地面建筑物井田邊界煤層露頭線邊界工業(yè)場地大巷3、礦井保有資源/儲量、礦井工業(yè)資源/儲量、礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量： 7.30Mt+6.34Mt+13.68Mt=27.32Mt 4、平安煤柱設(shè)計留有平安煤柱的地面建筑物、構(gòu)筑物及計算參數(shù)確定如下：1工業(yè)場地、井筒及地面建筑物、

42、構(gòu)筑物等保護煤柱采用垂線法計算。2計算保護煤柱時，表土層移動角=45，基巖走向移動角=70，基巖下山移動角=70，基巖暗斜井移動角=71。3井田邊界為20m，主要巷道間為35m。 4地面建筑物圍護帶寬度為10米，3-1煤層地面建筑物保安煤柱為32-48米。第五節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力與效勞年限一、建設(shè)規(guī)模生產(chǎn)能力是一個與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭資源量及煤質(zhì)、煤層賦存條件及建井條件、采煤機械化裝備水平等諸多因素有關(guān)的綜合問題。該礦煤層儲量較豐富，煤質(zhì)優(yōu)良，煤層賦存較穩(wěn)定，傾角平緩，構(gòu)造簡單，開采條件優(yōu)越，宜整合為t/a或/a的礦井。設(shè)計從以下幾個方面對設(shè)計生產(chǎn)能力進行論述：1、資源/儲量 煤

43、炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一。本盤區(qū)位于3-1煤層采儲量為3.79Mt。如設(shè)計生產(chǎn)能力0.60Mt/a，那么效勞年限4.5a，如設(shè)計生產(chǎn)能力為0.90Mt/a，那么效勞年限3.0a，均滿足?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?的要求。那么由于開發(fā)強度較低，且不符合礦井開拓能大那么大的原那么，因此，從資源/儲量分析，礦井合理的生產(chǎn)能力應(yīng)為0.90Mt/a。2、煤層賦存條件 3-1煤層為中厚煤層。因此，從煤層的厚度，以及我國目前的生產(chǎn)狀況來分析，盤區(qū)0.90Mt/a的生產(chǎn)能力是可行的。 3、煤層賦存情況及開采技術(shù)條件本井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡單，瓦斯含量低，各煤層頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定，開

44、采技術(shù)條件相對優(yōu)越。4、礦井開采的外部條件目前礦井交通條件良好，水、電、路均滿足礦井需求。綜上所述，確定盤區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力為t/a。2、 礦井設(shè)計效勞年限1、礦井工作制度盤區(qū)設(shè)計年工作日為330天，按四、六制作業(yè)，三班生產(chǎn)、一班檢修，每班凈工作6小時，礦井凈運輸時間為16小時。 2、盤區(qū)效勞年限經(jīng)計算，該3-1煤層保有資源儲量總量MtMt，那么礦井效勞年限為：T= = = 3.0(a)AK 0.91.4 式中： T計算效勞年限，a；ZK可采儲量，Mt；A礦井年產(chǎn)量，Mt；K該礦地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存較穩(wěn)定，K取。 第六節(jié) 井田開拓一、井田特征1、本盤區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單。2、煤層埋藏較淺，3-1煤層埋

45、深為0米到117米。3、煤層厚度變化不大，3-1煤層為02.40米，平均1.67米。4、煤層傾角小于1。5、盤區(qū)為低瓦斯礦井，煤層為易自燃煤層，煤塵具有爆炸性。二、設(shè)計資源整合實施方案的主要原那么1. 力求開拓方式簡單，井巷工程量少，便于施工，建井工期短。2. 利于井下總體開拓布局，提升、運輸、通風(fēng)、排水等主要系統(tǒng)簡單合理，環(huán)節(jié)少、效率高，便于實現(xiàn)自動化控制、集中管理。3. 利于首采區(qū)選擇在構(gòu)造簡單、儲量豐富、控制程度高的區(qū)域，利于快速施工和移交后便于礦井生產(chǎn)能力按期達產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。4. 主、副平硐和回風(fēng)平硐盡可能集中布置或相距較近，利于集中管理，盡可能的節(jié)省初期投資，降低生產(chǎn)本錢，為礦井獲得較好

46、效益奠定根底。5.井口坐標(biāo)采用1954年北京坐標(biāo)系，1956年黃海高程系，井口位置為： 主平硐： X=4344748.0 Y=3三、資源整合實施方案經(jīng)對該整合礦井的地質(zhì)資料做認(rèn)真研究，屢次踏勘該礦地貌，并參考鄰近礦井的開拓布局、礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提出以下兩個技術(shù)上可行的方案作以比擬。1、方案I：三條平峒開拓，見圖ZF1086-109-1、ZF1086-109-2及插圖和。 2、方案II：主斜井、副平硐、回風(fēng)斜井，見圖ZF1086-109-4、ZF1086-109-5及插圖和。3、方案比擬：方案I：優(yōu)點：A、初期投產(chǎn)井巷工程量較少，可早日投產(chǎn)。B、地面工業(yè)場地好布置，平整

47、場地工程量較小，投資較少。C、三條平峒全為煤巷，開拓平峒不需投資。D、工業(yè)場地較集中，便于管理。缺點：通風(fēng)線路較長，通風(fēng)機能耗大，通風(fēng)本錢較高。方案II：優(yōu)點：通風(fēng)線路較短，通風(fēng)本錢較低。2-102-102-112-10缺點：A、初期投產(chǎn)井巷工程量較大，投產(chǎn)較遲，初期投資較多。B、主斜井有218米的巖巷、回風(fēng)斜井有176米的巖巷，井巷工程量較大。C、地面工業(yè)場地不好布置，平整場地工程量較大，投資較多。D、工業(yè)場地較分散，不便于管理。經(jīng)濟比擬表2-3-1 方案經(jīng)濟比擬表 工程方案井巷工程量主運輸設(shè)備數(shù)量主運輸設(shè)備能耗通風(fēng)設(shè)備能耗場地平整方案I00000方案II+197萬元0+20萬元4、資源整合

48、實施方案確實定：經(jīng)過以上經(jīng)濟、技術(shù)比擬，方案I的優(yōu)點明顯多于方案II，采用方案I。即：三條平峒開拓。四、水平劃分 本井田含三層煤，煤層間距較小。因此，全礦共設(shè)兩個水平，2-2煤層為一個水平，3-1煤層和3-2煤層合為一個水平，水平設(shè)在3-2煤層，即二水平。一水平標(biāo)高為+1217.3m ，二水平標(biāo)高為+1167m。五、主要巷道的布置1、主要巷道條數(shù)的選擇該煤層為易燃煤層，礦井主要巷道為三條，即：主運輸大巷、輔助運輸大巷、回風(fēng)大巷。 2、主要巷道的布置為兼顧上層煤的開采和下層煤的開拓準(zhǔn)備，3-1煤層的主暗斜井在距主平硐口488米處開口，北錯20米按-16度掘進73米見煤形成3-1煤層的主暗斜井，3

49、-1煤層的主暗斜井見煤后，北錯20米沿煤層掘進3-1煤層進風(fēng)平巷直至和煤倉上口貫穿；為兼顧上層煤的開采和下層煤的開拓準(zhǔn)備，3-1煤層的副暗斜井在距副平硐口622米處開口，北錯20米按-6度掘進205米見煤形成3-1煤層的副暗斜井；為兼顧上層煤的開采和下層煤的開拓準(zhǔn)備，3-1煤層的回風(fēng)暗斜井在距回風(fēng)平硐口564米處開口，北錯20米按-25度掘進45米見煤形成3-1煤層的回風(fēng)暗斜井，3-1煤層的回風(fēng)暗斜井見3-1煤層后，沿煤層掘進3-1煤層回風(fēng)平巷直至和3-1煤層回風(fēng)大巷貫穿；而3-2煤層的回風(fēng)暗斜井是在3-1煤層回風(fēng)暗斜井的末端開口南錯20米和回風(fēng)平硐在平面投影上重合按-25度掘進60米見3-2

50、煤，形成3-2煤層的回風(fēng)暗斜井。六、井田開拓和主要生產(chǎn)系統(tǒng) 本井田煤層埋藏較淺、賦存穩(wěn)定、開采技術(shù)條件優(yōu)越、水文地質(zhì)條件簡單，無露天開采和平硐開拓的自然條件；多水平立井開拓井筒延深困難，井筒裝備復(fù)雜、維修難度大、投資高、管理經(jīng)驗要求高；斜井開拓井下主運輸采用膠帶連續(xù)運輸方式，輔助運采用無軌膠輪車連續(xù)運輸方式，系統(tǒng)簡單，產(chǎn)出量大，在神府礦區(qū)廣泛使用，故設(shè)計采用該礦使用三個平硐可滿足礦井平安生產(chǎn)的需要。2.井田的劃分、開采水平數(shù)目和位置2。平硐內(nèi)敷設(shè)排水、供水、壓風(fēng)管路及動力、監(jiān)測和信號電纜。擔(dān)負(fù)運輸煤炭及進風(fēng)的任務(wù)。平硐斷面見圖2.4-1。2。平硐地板做硬化處理，鋪設(shè)300毫米的混凝土，平硐內(nèi)敷設(shè)供水管路及信號電纜。擔(dān)負(fù)運輸矸石、材料、設(shè)備及進風(fēng)的任務(wù)。平硐斷面見圖2