1、山西大同大學本科生畢業(yè)設計中文題目: 東周窯礦4號煤層1.5Mt/a新井設計 英文題目: 1.5Mt/a Nii design of No. 4 coal seam in Dong Zhou yao學 院: 煤炭工程學院 姓 名: 學 號: 專 業(yè): 采礦工程 班 級: 16級采礦專升本2班 指導教師: 職 稱: 完成日期: 2018 年 5 月 27 日摘 要本設計為同煤集團東周窯煤礦4#煤層，年產(chǎn)量為150萬噸。該煤層的儲量為20752.04萬噸。區(qū)內(nèi)煤層賦存比較穩(wěn)定，斷層少，煤層傾角平均為5，煤層厚度平均為5m。該煤層范圍內(nèi)整體地質(zhì)條件相對來說簡單。按照實際掌握的地質(zhì)資料情況進行盤區(qū)巷道

2、布置和準備方式的初步設計，4號煤層第一盤區(qū)首采面的開拓方式。本次設計采取綜合機械化放頂煤回采工藝，采煤方法采用走向長壁采煤法，用全部跨落法處理采空區(qū)，并且對盤區(qū)巷道、機械設備、運輸和通風等每一個生產(chǎn)系統(tǒng)的設施進行選型計算，完成了對盤區(qū)的最初設計。礦井災害防治是針對瓦斯、火災、水害、粉塵等對對開采過程中的影響。對其礦山救護隊的重點培養(yǎng)，以備不時之需。礦井已經(jīng)全部采取綜合機械化生產(chǎn)，采取尖端的技術裝備和參閱已經(jīng)達到高產(chǎn)能高效率的現(xiàn)代化礦井的成功的經(jīng)，實行一礦一井一面，高產(chǎn)能高效率的安全礦井。以達到最大的經(jīng)濟效益與社會財富。關鍵詞：走向長壁；放頂煤；綜合機械化；高產(chǎn)能高效率；安全生產(chǎn)全套圖紙加扣 3

3、346389411或3012250582 ABSTRACTThis design is 4# coal seam of Tong Zhou coal mine in Tong Coal Group, with an annual output of 1 million 500 thousand tons. The reserves of the coal seam are 207 million 520 thousand and 400 tons. The occurrence of coal seams in the area is relatively stable, with few f

4、aults, the average coal seam inclination is 5 degrees, and the average thickness of coal seam is 5m. The overall geological condition of the coal seam is relatively simple. According to the actual geological data, a preliminary plan for the layout and preparation of the roadway is carried out, and t

5、he first mining face of the No. 4 coal seam is first developed. This design adopts a comprehensive mechanized caving coal mining technology, the mining method adopts the long wall mining method, the goaf is treated with all the cross fall method, and the selection and calculation of the facilities o

6、f each production system, such as the roadway, mechanical equipment, transportation and ventilation, have been selected, and the initial plan of the disk area is completed.Mine disaster prevention is aimed at the impact of gas, fire, water and dust on the mining process. The key points of the mine r

7、escue teams should be trained for emergency needs. The mine has all adopted comprehensive mechanized production, adopted the advanced technical equipment and read the successful experience of the modern mine with high productivity and high efficiency, and carried out a mine with a mine, one side, hi

8、gh productivity and high efficiency. In order to achieve the greatest economic benefit and social wealth.Key words：Heading for long wall； top coal caving；comprehensive mechanization；high productivity and high efficiency； safe production目 錄1井田概述及井田地質(zhì)特征11.1 井田概述11.1.1地理位置11.1.2交通位置11.2 自然地理11.2.1 地形地貌

9、及河流11.1.2氣象11.1.3 地震31.3井田地質(zhì)特征31.3.1 井田地層31.4 井田構(gòu)造61.5井田內(nèi)含水層101.5.1煤層101.5.2可采煤層152井田儲量和服務年限182.1儲量計算方法182.2儲量主要參數(shù)的確定182.2.1可采儲量192.2.2邊界煤柱192.2.3工業(yè)廣場煤柱損失192.2.4 巷道煤柱損失192.2.5 斷層煤柱損失192.2.6 設計煤柱損失202.2.7 礦井設計可采儲量202.2 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限202.2.1 礦井的工作制度203 井田開拓布置223.1 確定開拓方式的主要原則223.2井田開拓開采223.3井筒形式的選

10、擇223.4確定工業(yè)廣場233.5盤區(qū)式劃分及其布置233.5.1巷道布置243.5.2生產(chǎn)系統(tǒng)253.6礦井基本巷道263.6.1 井筒263.6.2井底車場263.6.3 井底車場的調(diào)車方式273.6.4井底車場各硐室布置274盤區(qū)布置324.1煤層地質(zhì)特征324.2盤區(qū)巷道布置324.3盤區(qū)布置方案324.4盤區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)324.4.1煤的運輸324.4.2輔助運輸334.4.3通風系統(tǒng)334.4.4排水系統(tǒng)345采煤工藝355.1采煤方法選擇的依據(jù)355.1.1四號煤層頂?shù)装迩闆r355.1.2瓦斯涌出情況355.1.3煤的自燃與煤塵爆炸性355.2采煤方法的選擇355.3綜合機械化放

11、頂煤365.4回采工藝365.5綜放工作面的設備選型及配套375.5.1工作面配套設備的選擇375.5.2其設備設備選型及配套應遵循以下原則：375.5.3 進刀方式405.4采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制425.4.1組織循環(huán)作業(yè)并編制循環(huán)圖表425.4.2綜放工藝455.4.3采空區(qū)的處理465.4.4勞動組織465.4.5主要技術經(jīng)濟指標475.5綜合機械化采煤過程中應注意事項486礦井的運輸與提升496.1運輸496.1.1主要運輸496.1.2輔助運輸516.2提升527礦井災害防治及安全措施537.1防止瓦斯積聚措施537.2礦井火災防治537.3礦井粉塵防治547.4 礦井水害防治

12、547.5 礦山救護55參考文獻57致 謝58山西大同大學煤炭工程學院2018屆本科生畢業(yè)設計1 井田概述及井田地質(zhì)特征1.1 井田概述1.1.1地理位置本設計礦井的名稱為大同煤礦集團有限責任公司東周窯礦井。東周窯煤礦井田位于山西省大同市左云縣東部位置，東起到東周窯村，西至左云縣城東方；北起到云西堡村，南至井兒溝村，隸屬于山西省大同煤礦集團有限責任公司。井田南北最長7.167km，東西最寬7.940km，面積為2.97km2。設計礦井能力為150萬噸/a，允許批準開采4#煤層。1.1.2交通位置山西省大同煤礦集團有限責任公司東周窯礦井井田東北距大同市約60km,西距左云縣縣城約15.5km,西

13、北邊界有109國道通過；東周窯井田內(nèi)設置有東周窯煤炭集運站，與北京包頭路線、大秦路線、北同蒲路線相連；東周窯煤礦井田內(nèi)的鄉(xiāng)村、各個煤礦之間有簡易的公路相通，通往全國各地方，交通十分便利。詳見圖1-1交通位置圖。1.2 自然地理1.2.1 地形地貌及河流東周窯煤礦井田地處山西黃土高原和內(nèi)蒙古高原的過渡地帶，屬于晉西北低山丘陵區(qū)，為黃土丘陵地貌，地形起伏平緩，沖溝發(fā)育。地勢南高北低，一般海拔標高13481502m，最高海拔標高1605.9m，最低海拔標高1217.2m，最大相對高差385.7m。東周窯煤礦井田多被第四系黃土所覆蓋，沖溝中能見到零散的白堊系和侏羅系地層露出。1.1.2氣象東周窯煤礦全

14、年氣溫較低，年平均氣溫為5，一月均溫零下15，8月均溫18-26，以年溫差與日溫差大為特點，極端最高溫度為39，極端最低溫度為零下34，一般日溫差在21左右。1-1 交通位置圖年降雨量分配很不均勻，年降水量多集中在7、8、9三個月，約占全年降水量的6171，年最大降水量為627.3mm，年最小降水量為258.3mm，年平均蒸發(fā)量為1857.8mm。風沙天氣占全年的31左右，多集中在冬、春季。1.1.3 地震同煤集團東周窯煤礦礦區(qū)內(nèi)的地震基本烈度屬于度區(qū)，地震動峰值的加速度為0.14g。區(qū)內(nèi)地震情況見表1-1。表1-1 近井田地區(qū)地震情況統(tǒng)計表（Ml3.0級）序號地震日期年月日地震地點震中位置震

15、級（Ml）北緯東經(jīng)11022.4懷仁大同3907113016.521305.5懷仁大同3908113016.531307大同41333-1368應縣51582.3大同40001120661626靈丘渾源392411412771676.9朔州8康熙22年忻州91962.6.5左云4024112064.5101970.3.29陽高水溝寺4014113303111977.2.2右玉4011112155121978.6.01大同盤道3952113334.9131988.7.31大同盤道3952113333.0141989.11.18大同陽高6.1151992.12.26大同后郭家坡4010113043

16、.3161995.11.13大同新榮鎮(zhèn)4017113143.4171995.11.29大同周家店4004113173.1181997.2.10大同長勝店4000113303.3191997.2.11大同長勝店4000113313.0201997.2.16大同李王澗4002113323.2211998.3.10大同侯大莊4000113253.71.3井田地質(zhì)特征1.3.1 井田地層東周窯煤礦的井田位于大同煤田的西部，地表裸露的地層是由老到新的，有侏羅系下統(tǒng)永定莊組，中統(tǒng)大同組、云岡組，白堊系下統(tǒng)左云組地層，第三系上新統(tǒng)，第四系更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。鉆孔所揭露的地層有二疊系、石炭系及奧陶系。現(xiàn)按照地層層

17、序由老到新的分述如下：1.奧陶系下統(tǒng)冶里組(O1y)東周窯礦井主要的巖性為厚層狀結(jié)晶白云質(zhì)灰?guī)r薄層泥巖和黃綠色泥巖。在ZK728、ZK822、ZK1518、ZK2322、ZK1520、ZK2310六個抽水孔中揭露110m未見底。據(jù)資料記載含化石有：鏈房螺(Hormotooma.sp.)正形貝(Orthlis.sp.)蛇卷螺(Ophileata.sp.)樹筆石(Dendrogtraptus.sp.)。和下伏寒武系的地層呈現(xiàn)整合接觸的狀態(tài)。2.石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)底部為一層極不穩(wěn)定的山西式鐵礦，沿其走向、傾向常相變?yōu)楹F泥巖、泥巖。下部為灰紫色、灰綠色致密塊狀鋁土泥巖，中上部為灰白色、灰褐色

18、細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖夾一薄層含生物碎屑灰?guī)r(K1灰?guī)r：俗稱口泉灰?guī)r)；本組厚3041 m，一般厚32 m。本組地層含化石有：紡錘蜓(Fusulina.sp.)珊瑚(Chaetetec.sp.)海百合莖(Crinoidea)石燕(Spirifer.sp.)等化石。本組與下覆下奧陶系冶理組呈低角度不整合接觸。3.石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)是區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一。4.二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)是區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一。5.侏羅系下統(tǒng)永定莊組(J1y)為河湖相沖湖積物。下部為灰白色和淺黃色粗砂巖及含礫砂巖為主的巖石，中部為灰、灰白和黃褐色中細砂巖、粉砂巖夾砂質(zhì)泥巖石，上部以紫紅、灰綠、杏黃

19、(互層)的雜色砂質(zhì)泥巖石、以粉砂巖為主，顏色漸漸變深，粒度漸漸變細。在原精查勘探中，采集孢粉樣，經(jīng)南京古生物研究所鑒定分析結(jié)果，本組孢粉組合特征如下：蕨類植物孢子有Deltoidosporaturgidorimasa具唇三角孢Concavisporitestoralis膨脹凹邊孢Punctatisporites sp圓形光面孢（未定種）。裸子植物的花粉有：Eucomiidites troedssonii型假杜仲粉。Chasmatosporites hians敞口廣開粉。Pseudopicea.sp.假云杉粉(未定種)。以上組合所展現(xiàn)的特征面貌，顯示出早侏羅世的一些性質(zhì)。6.侏羅系中統(tǒng)大同組(J

20、2d)該區(qū)內(nèi)主要的含煤地層之一。僅在東周窯煤礦井田東部零星露出。主要的巖性為灰白色中砂巖、粗砂巖、細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層。底部以K11砂巖與永定莊組整合接觸。本組厚度170241m，一般厚度221m。3號煤層位于大同組上部，結(jié)構(gòu)單一，煤層厚度由0.71-3.96m，一般2.502.81m，頂板為中砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖，與2號煤層間距約16m，與4號煤層間距約21m。7號煤層位于大同組中上部，結(jié)構(gòu)簡單，多有一層0.2m的夾矸，煤層厚度由0.55-3.01m，一般1.50-2.49m，頂板是砂質(zhì)泥巖組成，底板為砂質(zhì)泥巖組成，全礦區(qū)比較穩(wěn)定;與5號煤層間距約7.9m，與6號煤層間距約1

21、9.9m。11-2煤層的結(jié)構(gòu)為中厚煤層，比較簡單，煤層的厚度0.011.45m，一般為1.21m，頂板的巖性是細砂巖，底板的巖性是具有粘結(jié)性的粘土質(zhì)泥巖石。11-2號煤層的間距為10.116.2m。 13-2號煤層是全區(qū)比較穩(wěn)定的煤層，其結(jié)構(gòu)比較復雜，煤層的厚度為0.457.57m，一般24m。頂板和底板的巖性是砂質(zhì)泥巖。與13-1號煤層間距2.26.3m。本組含有的蕨類植物孢子有：Cyathiditesminor.小桫羅孢、Osmundacidites willmanii威氏紫萁孢、Neoraistrckia gristhorpensis格里斯索普新叉瘤孢、Lycopdiumsporites

22、 Laevigtus光滑石松孢、Lycopodiumsporites Clavatoides石松孢Duplexisporitesgyratus園形旋脊孢；含裸子植物花粉有：Psophosphaera.sp皺球粉(未定種)Ginkgocycadophytus.nitidus明亮銀杏蘇鐵杉。Cerebropollenites mesozoicus中生腦粉。Callialasporites.dampieri敦普寇粉Quadraeculina limbata有邊四字粉。Protopicea.vilujinsis維柳伊原始假云彩粉。Pseudopicea.variadilliformis多變假云杉粉?；?/p>

23、石有：卡勒萊新蘆木親近種Neocalamites abbcorrerei大同錐葉蕨Coniopteris tatungensis(產(chǎn)于生產(chǎn)窯4號煤層頂板)似銀杏Ginkgoites.sp。7.侏羅系中統(tǒng)云岡組(J2y)東周窯井田東南部零星露出。由一套灰白色、灰黃色、局部為磚紅色巨厚層狀中粗粒砂巖石組成。8.白堊系下統(tǒng)左云組(Kz)一套具有紫灰色礫巖和紅色泥巖的不等厚的相互層碎屑巖地層?？v向上可分為三段：第一段以砂巖為主，夾礫狀灰?guī)r凸鏡體或中厚層狀結(jié)晶灰?guī)r，其礫石彼此鑲嵌，礫石表現(xiàn)其明顯的動力痕跡（如壓坑、刻劃條痕等）化石稀少；第二段一般為礫巖與含礫泥巖不等厚互層，局部地段的礫巖中可見少量礫石表

24、面具有動力痕跡（壓坑、條痕等）；第三段一般也呈礫巖與泥巖不等厚相互層，并夾有較多的泥灰?guī)r團塊及層狀泥灰?guī)r，其泥內(nèi)常見較多的動、植物化石。本組層的厚度為31421m，一般性的厚度是210m。9.第三系上新統(tǒng)(N2)為淺棕紅色砂質(zhì)粘土，厚07.2m，一般厚度5.3m。10.第四系中上更新統(tǒng)(Q2+3)下部是淺棕紅色的亞粘土，其名為Q3厚3.15.3m，上部為馬蘭黃土(Q3)，呈淺黃或黃褐色，分選好，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，常形成黃土陡坎和黃土懸崖厚912m。1.4 井田構(gòu)造同煤集團東周窯煤礦井田處于大同向斜的西北翼。地層的總體為緩傾斜地單斜構(gòu)造。地層走向184190；傾向95100；傾角210，一

25、般為35.3左右。同煤集團東周窯煤礦井田內(nèi)構(gòu)造所受到區(qū)域應力場的制約，其最主要表現(xiàn)是兩期，燕山運動的構(gòu)造應力場是由北西、南東方向所擠壓，形成了大同向斜結(jié)構(gòu)。喜馬拉雅運動構(gòu)造應力場發(fā)生較大變化，主要受右旋剪切拉張作用，使原先形成的壓性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿裕浔憩F(xiàn)形式為以小型褶皺構(gòu)造為主。井田內(nèi)褶皺構(gòu)造為隱伏褶曲，僅能從煤層底板等高線圖上獲得。詳見圖1-2東周窯井田構(gòu)造綱要圖。圖1-2 東周窯井田構(gòu)造綱要圖1.褶皺構(gòu)造：背斜：1號背斜：（BX1）位于該井田中北部，總體軸向呈東北向“S”，形轉(zhuǎn)折的，中部接近東西方向，向東北傾伏是由ZK1708、ZK1609、ZK1408、ZK1412、ZK1311等孔所控

26、制，延伸2301余米。2號背斜（BX2）：位于井田中北部，東部軸向北東，西部軸向轉(zhuǎn)為近東西向，由ZK1808、ZK1809、ZK1711、ZK1613、ZK1514、ZK1425、ZK1316等孔所控制，延伸3501余米。3號背斜（BX3）：位于井田的中南部位，軸向是北東，向東北方向傾伏，由ZK2416、J38、ZK2128三個孔位所控制的，延長約1600多余米。向斜：1號向斜（XX1）：位于井田的中部位置，在1號背斜的東南側(cè)，軸向是東北方向，由ZK1621、ZK1522、ZK1412等孔位控制，延伸有500多余米。2號向斜（XX2）：位于井田的中南部位置，在2號背斜的西北側(cè)，軸向是東北，向西

27、南方向位置傾伏，由ZK2522、ZK2324、ZK2115、ZK2017、ZK1928等孔位控制，延長約3000多余米。3號向斜（XX3）：位于井田的中東部位，2號背斜東南側(cè)，軸向北東，向西南方向傾伏，由ZK2518、J10、J29、J18、ZK1823、ZK1724、ZK1625等鉆孔所控制，延長4200余米。2.斷裂構(gòu)造同煤集團東周窯煤礦的井田斷裂構(gòu)造是由東北向、近南北向、北西向這三組組成，共由9條，均是正斷層，其中的北東向斷裂有F8、F9、F12、F14、F17；北西向有 F4、F6；近南北向有F1。現(xiàn)分述如下：北東向斷裂：F2正斷層：為查明F2正斷層，在其兩側(cè)施工了ZK718、ZK11

28、16、ZK1314、ZK1514、ZK1910、ZK2108、ZK2308、YZ1等孔，同時進行了二維地震勘探。通過上屬工作認為區(qū)域性深大斷裂F2并未通過本區(qū)。F8正斷層：位于平峙村東，走向北東75，傾向北西，傾角77，落差15m，全長約700m，為南東盤上升，北西盤下降，由地表露頭控制。F12正斷層：位于平寺村北，是由J33、補32鉆孔控制的，地表無出露。走向北東60，傾向南東，傾角75，落差020m，全長約1100m。為北西盤上升，南東盤下降的正斷層。F17正斷層：該斷裂構(gòu)造，位于原F2斷裂構(gòu)造之西側(cè)約750m，走向北東27，傾向北西297，傾角73。井田西北部由11線、9線、7線、4線控

29、制，向北推測至井田外，區(qū)內(nèi)長度約5km。落差064m，由南西向北東斷距逐漸增大。本斷裂構(gòu)造是二維地震發(fā)現(xiàn)并解譯的。北西向斷裂：F6正斷層：位于曹家溝村東北，17線以南，井田內(nèi)出露長度約1500m,向南東延伸至井田外。走向北西30，傾向北東，傾角66，落差1520m，為南西盤上升，北東盤下降的正斷層。近南北向斷裂：F1正斷層：位于井田的南中部位，走向接近南北、傾向東方。傾角70。沿走向呈“弧”型。井田內(nèi)出露長度6.6km。斷距530m，與F9、F14相交。地表沒有出露。都是由鉆孔所控制的，在18線剖面上，由J2和J18兩孔所控制；在21線剖面上，由J22和J39兩個鉆孔位所控制； 27線由J56

30、、J55兩孔控制。上屬斷裂除F17為本次補充勘探發(fā)現(xiàn)外，其余均為以往不同時期勘探成果，其落差，是在評價侏羅系煤層的結(jié)論，各斷層向深部石炭系延伸落差相對減小。3.陷落柱井田中經(jīng)本次勘探經(jīng)綜合研究發(fā)現(xiàn)有陷落柱。在平面上呈點式陷落，沒有延長，多數(shù)在相鄰剖面上沒有對應位置，無規(guī)律。這一特征在剖面圖、煤層底板等高線圖上反映清淅。在鉆孔內(nèi)則以其巖層產(chǎn)狀雜亂無章，時而水平，時而陡傾，在不同孔深可由090間變化。其產(chǎn)狀變化的大小，角礫發(fā)育程度的不同正說明鉆孔所控制陷落柱的不同部位所致。陷落柱結(jié)構(gòu)模式示意圖1-3。圖1-3 陷落柱結(jié)構(gòu)模式示意圖1.5井田內(nèi)含水層在地表未出露的地方，根據(jù)鉆孔所揭露出的，巖性是以白

31、云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r為主的，巖層的層面比較平緩，傾角小于5,在該井田的西南部地層的傾角逐漸變陡。在于井田東部位和中南部位，ZK1518、ZK1831鉆孔在鉆到石灰?guī)r地層段的時候，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的泥漿滲漏現(xiàn)象，巖石的裂隙和溶蝕的裂隙發(fā)育不完全，在井田的北部位與西部位，在石灰?guī)r中鉆進的時候，沖洗液所消耗的量非常嚴重，孔口出現(xiàn)不返水現(xiàn)象。ZK728、ZK2212孔測井的資料中所反應出多處強富水的含水層段，勘探的過程中發(fā)現(xiàn)有巖溶陷落柱一共9個，特別是ZK728孔在399.05m440.65m。白云質(zhì)灰?guī)r是極易破碎的，巖石的質(zhì)量指標（RQD）僅11.5%，在短柱狀巖心中見溶蝕孔洞，孔洞最大長軸45cm

32、。在432.85438.45m處見到溶蝕孔洞的發(fā)育呈現(xiàn)出蜂窩狀黃鐵礦化煩的白云巖石。在孔深438.45m、440.20m處有鉆具突落現(xiàn)象，突落高度分別為2.50m和1.0m。下部是灰?guī)r慢慢變的完整，巖石的質(zhì)量指標有61%以上。井田內(nèi)的石灰?guī)r所在的地下水位埋深約130.60142.36m，水位標高1181.71-1246.79m，其中的富水性很不均勻，ZK728鉆孔位的抽水試驗，測出單位的出水量為1.301L/sm，滲透系數(shù)10.1m/d，ZK1528鉆孔單位出水量0.0016L/sm，滲透系數(shù)僅0.03m/d，其中鉆孔的單位出水量相差有數(shù)百倍。石灰?guī)r中所含有的地下水水質(zhì)類型為HCO3ClNa水

33、。地下水的溫度在ZK718鉆孔中是18，ZK1518的鉆孔中是16。1.5.1煤層該井田的含煤地層有上煤系的大同組及其下煤系的太原組、山西組。由于上煤系已經(jīng)被開發(fā)利用完了，所以對補勘工作針對下煤系所展開的，現(xiàn)在將下煤系的太原組、山西組的敘述置后：下煤系沉積旋回示意圖1-4。上石炭系太原組(C3t)根據(jù)巖性組合特征將本組劃分成上、下段兩個巖性段：下段：本段為該礦區(qū)內(nèi)主要的含煤地層，厚度為40m左右，可以劃分為23個沉積旋回，下旋回底部的K2中砂巖、細砂巖，相當于晉祠砂巖，本段和下伏本溪組的地層分界有明顯標志。K2砂巖之上的粉砂巖，灰黑色的砂質(zhì)泥巖、泥巖等等。圖1-4 下煤系沉積旋回示意圖圖1-5

34、 K2標志層等厚線圖上段：本段為區(qū)內(nèi)主要含煤地層，厚約30m，巖性以粗、中砂巖為主，其次為細砂巖、泥巖及煤層。自上而下由粗到細沉積韻律，可劃分為2個沉積旋回，下部旋回含9、11煤層，上部旋回含9煤層。其中11煤為厚煤層，該煤層大部受到煌斑巖侵入的影響，有時候可以分為兩層，有時候分為三層。8、9煤層不可采，零散的出現(xiàn)單孔可采點。本組厚度為4098.89 m，平均73.12 m。含煤系數(shù)17.18。本組地層含化石有：首要科達樹(Cordaiter principalisGemGein)、錨眼鱗木(Lepid odendro nocalis felis)、假卵形脈羊齒(Neuiopteris psu

35、dowata)。砂巖分選磨圓差、膠結(jié)松散。圖1-6 太原組地層等厚線圖下二疊系山西組(P1S)底部以K3砂巖（其厚度變化特征詳見插圖1.2.3-4）與太原組整合接觸。主要巖性為灰色、深灰色粗砂巖、中砂巖、粉砂巖、細砂巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層。本組厚13138m，平均59m。含煤6層，即山4、山5、山7、山8、山9、山11號等煤層，其中4號煤層為較穩(wěn)定的大部分可采煤層。其它各個煤層多數(shù)是單孔見煤的不可采煤層。本組含煤系數(shù)為4.4%。本組含有的化石為：羊齒（Pecopterirs wongii halle）、畸楔葉（Sphenohyllunm.sp.）thonii。1.5.2可采煤層該采區(qū)內(nèi)有

36、穩(wěn)定、較穩(wěn)定可采煤層是山4、5、8-1、8-2。現(xiàn)在將區(qū)內(nèi)所有主要的可采煤層分述于后4號煤層。晚古生代早期，本區(qū)同華北其它地區(qū)一樣結(jié)束了隆起剝蝕期，當時大同地區(qū)為一向南微傾的傾斜平原，而后首先沉積了本溪期的瀉湖及半封閉碳酸鹽臺地沉積體系，沉積物主要為砂巖、泥巖、泥灰?guī)r，對中奧陶世以來的剝蝕基底起到填平補齊的作用。沉積環(huán)境主要為瀉湖、潮坪、碳酸鹽臺地，局部有泥炭沼澤發(fā)育。從鏡下鑒定石灰?guī)r中生物碎屑有磨蝕，指示其為在水動力條件較高的潮間帶微異地搬運堆積在水動力條件較弱的潮下帶沉積。泥巖的微量元素分析，B151ppm，B/Ga比為3.68，Sr/Ba比為1.11，V/Ni比為3.48。均反映出咸水環(huán)

37、境的介質(zhì)條件。砂體的分布、巖石特性、沉積構(gòu)造充分反映了潮坪沉積或潮道沉積特征。圖1-7 K3標志層等厚線圖表1-2 資源/儲量匯總表資源量類別煤類煤層號合計山458-18-2331CY49758810851622301QM961699910615BN210926912873665RN89415412435WY544544PM137137小 計1738199731234339697332CY165653172764051155266249QM24981043583599BN4734807661719RN19763992375WY4141PM5050小 計190633333488611277574

38、033333CY705831311102381094059547QM81123137341BN166257321744RN59104163WY13831383PM小 計713932983105541150262178總 計26202836982938836620175908分布于井田北部及南部，頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，有時為粘土質(zhì)泥巖或粘土巖。與下部5號煤層間距為11.4481.58m,平均47.15m。煤層厚度為0.36.07m，平均厚度5m。詳圖1-9山4煤層等厚線圖。圖1-9 山4煤層等厚線圖2 井田儲量和服務年限2.1儲量計算方法井田內(nèi)地層傾角小于15，采用水平地質(zhì)塊段法進行資源/儲量估

39、算。估算公式：Q=SMD/10 2-1式中， Q資源量/儲量；萬噸； S水平投影面積，km2； M塊段平均采用厚度，m； D視密度，t/m3。東周窯煤礦井田的總資源/儲量約為175908萬噸，其中：已經(jīng)探明的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量39697萬噸，所控制的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量為74033萬噸，推斷出的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量62178萬噸。其中所探明的、控制的資源量和占總資源量的65%。2.2儲量主要參數(shù)的確定1.面積的確定 CAD查詢法2.煤層厚度的確定塊段內(nèi)煤厚采用塊段內(nèi)各見煤點，生產(chǎn)實測煤厚的算術平均值，各見煤點儲量估算煤厚按以下確定。使用CAD查詢功能可知井田投影面積：S= 29645769.5076m2井田工

40、業(yè)儲量Zg=Sh 2-24#煤Zg=29645769.5151.4/10000=20752.04萬噸2.2.1可采儲量礦井設計儲量計算礦井設計儲量=礦井工業(yè)儲量永久煤柱損失經(jīng)計算，礦井設計儲量為19699.32萬噸，2.2.2邊界煤柱井田邊界得長度是6976m，取邊界保護煤柱為30m。則邊界煤柱損失：P1=732.5萬噸2.2.3工業(yè)廣場煤柱損失表2-1 礦井工業(yè)場地占地面積指標井型與設計生產(chǎn)能力（萬噸/年）占地面積指標（公頃/10年）2403000.70.81201800.91.045901.21.39301.5備注：占地面積指標中小井取大值、大井取小值。本次所設計的礦井年產(chǎn)量為150萬噸/

41、年。則煤礦的工業(yè)工廠占地面積為1.5105。東周窯煤礦4#煤層為近水平煤層，根據(jù)東周窯地質(zhì)資料平均深度H1=923.23m。則工業(yè)場地壓煤面積為168645m2。所以工業(yè)廣場煤柱損失為：P2=47.22萬噸2.2.4 巷道煤柱損失根據(jù)CAD圖設計可得巷道保護煤柱損失。即則巷道柱煤損失P4=231萬噸2.2.5 斷層煤柱損失斷層煤柱煤炭損失P5，P5=42萬噸2.2.6 設計煤柱損失P= P1+P2+P3+P4+ P5=1052.72億噸2.2.7 礦井設計可采儲量礦井可采儲量按下式計算： 2-3式中，礦井設計可采儲量，萬噸；礦井工業(yè)儲量，萬噸；可采煤柱損失，萬噸；工作面回采率，薄煤層取C=97

42、%；中厚煤層取C=95%；厚煤層取C=90%。經(jīng)計算，礦井設計可采量為萬噸，見下表2-2：表2-2 礦井儲量計算煤層工業(yè)儲量設計儲量可采儲量4#20752.3219699.177291.12.2 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限2.2.1 礦井的工作制度礦井設計一年工作天數(shù)為300天。作業(yè)形式為“四六”制作業(yè)形式，即三個班在生產(chǎn)，一個班在檢修。每班的工作時間為六小時。2.2.2 礦井及水平服務年限的計算礦井及水平服務年限均按下式計算： 2-4式中，服務年限；設計可采儲量，萬噸；設計生產(chǎn)能力，萬噸/a；儲量備用系數(shù)，取1.5。則：礦井及水平服務年限=19699.32/1501.578年。3

43、井田開拓布置3.1 確定開拓方式的主要原則1、確定井筒的形式、數(shù)目及其配置,合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置2、合理地確定開采水平數(shù)目和位置3、合理布置大巷及井底車場;4、確定礦井開采程序，做好開采水平接替；5、進行礦井開拓延深,深部開拓及技術改造;6、力求簡化生產(chǎn)系統(tǒng),盡量減少井巷工程量;7、盡可能提高機械化程度,提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)安全高效;8、投資少,工期短,見效快。3.2井田開拓礦井下布置有一個主水平一個輔助水平。輔助水平標高+920m，將4號煤層作為第一個可采煤層。根據(jù)輔助水平、一水平服務年限，本著系統(tǒng)簡單、建設期短的目的，四個井筒均落底在一水平4號煤層底板巖石中。4號煤層作為首采煤層，首

44、采區(qū)布置在第一盤區(qū)，在4號煤層的第一盤區(qū)首采面裝備一個放頂煤綜采的工作面，可以把開采工藝變得簡單，使其減少對工作面搬家的次數(shù)，容易適應煤層厚度的變化和地質(zhì)構(gòu)造條件的變化，工作面的出煤點較多，生產(chǎn)的集中化程度較高，使其首采工作面達到單產(chǎn)高、工效高、安全程度高。3.3井筒形式的選擇井筒的主要功能是聯(lián)系井上和井下。在礦井上，由于要布置礦井地面工業(yè)廣場，井口的位置主要受到地表因素的影響，井筒在開鑿的過程中掘進的難易程度和維護費用的支出，受到煤礦井下地質(zhì)因素的影響。另一方面，井筒選擇的位置和礦井所生產(chǎn)經(jīng)營的技術經(jīng)濟相關性有關，因此井筒位置的選擇還受到礦井技術經(jīng)濟相關性的約束力。選擇井筒的位置，主要是在兩

45、個方面表現(xiàn)：一方面是井口和井底沿井口走向方向和傾斜方向的位置;另一方面是井筒本身所在的巖層層位。根據(jù)以上分析1.井筒可以充分利用有利的地形，使其地面的生產(chǎn)系統(tǒng)和工業(yè)廣場的布置合理化，最大限度的減少地面工業(yè)廣場的土石方工程量。2.井口的標高應當高于當?shù)貧v史最高的洪水位，并且具有良好的泄、排洪條件.免受洪水影響.3.井口所選擇的位置要在地工程地質(zhì)條件好的地方布置，要避免各種自然災害如滑坡、崩坍、地表沉陷等的影響。4.當井筒距離林區(qū)比較近的時候，應當給井口處留設有充足的防火距離，避免森林發(fā)生火災時礦井會受到一定的影響。5.井筒布置要充分考慮各種因人為因素造成的不好結(jié)果。特別注意的是地方性煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、

46、個體煤礦等。3.4確定工業(yè)廣場在工業(yè)廣場區(qū)域內(nèi)建、構(gòu)筑物有主要生產(chǎn)區(qū)（主井場地及選煤廠）和輔助生產(chǎn)區(qū)。主要生產(chǎn)區(qū)：應當布置在主井所在的場地內(nèi)，工業(yè)廣場內(nèi)主要應布置有主斜井井口和井口房、在主斜井里面的檢修絞車房、變電所、檢修設備材料堆放庫、主井的井口廣場、露天材料設備堆放的場所，以及洗選煤廠與井口房相接近的膠帶運輸機棧橋、篩分破碎車間、原煤倉、主廠房、濃縮車間及聯(lián)建的集中供熱鍋爐房等選煤廠建、構(gòu)筑物。輔助生產(chǎn)區(qū)：布設于副井工業(yè)場地中西部地帶，主要布置有一立一斜的副井井口、井口房、提升絞車房、內(nèi)燃機車庫、坑木加工房、預制構(gòu)件場、支護材料場，及綜采設備組裝及調(diào)試門式吊車場地。3.5盤區(qū)式劃分及其布置

47、上(下)山盤區(qū)聯(lián)合準備方式,亦有利于工作面集中生產(chǎn)上山盤區(qū)集中上山聯(lián)合準備方式如下圖所示,盤區(qū)內(nèi)開采兩層中厚煤層,自上而下為m1和m2煤層,煤層間距在15m左右,煤層平均傾角5,地質(zhì)構(gòu)造簡單,瓦斯涌出量低。3.5.1巷道布置三條大巷的布置形式膠帶運輸大巷與軌道運輸大巷則應布置在2號煤層底板的巖層中,回風大巷應當布置在2號的煤層中。1號煤層和2號煤層中的回采巷道是呈垂直布置的如圖3-1。圖3-1 巷道垂直布置圖3.5.2生產(chǎn)系統(tǒng)m1號煤層的第一區(qū)段工作面在生產(chǎn)期間的生產(chǎn)系統(tǒng)如上圖所示,m2號煤層第一區(qū)段工作面生產(chǎn)期間的生產(chǎn)系統(tǒng)如下圖所示。為了維護生產(chǎn)系統(tǒng),上下煤層工作面在上山附近應當留設煤柱。當

48、開采近距離煤層群為厚煤層或煤層層數(shù)較多時,為了改善上(下)山的維護狀況,可將上(下)山布置在煤層的底板巖層中。這種準備方式的優(yōu)點是充分利用各煤層共用用運輸上山和回風上山,在每個煤層中均布置用于輔助運輸?shù)能壍郎仙?這樣更有利于裝備的輔助運輸。3.6礦井基本巷道3.6.1井筒斜井井筒布置，應符合下列規(guī)定：1 使用帶式輸送機作為主要提升的斜井井筒，帶式輸送機兩邊最突出的部分與巷道煤壁間距離不應該小于499mm，在帶式輸送機的另一側(cè)應當設置檢修道和人行道，如果有其他比較可靠的檢修運輸措施，則可以不設置檢修道，只設置人行道便可；2 雙鉤提升的斜井井筒，應按雙道布置；3 在斜井井筒采用單軌吊車、無軌膠輪車

49、作輔助運輸?shù)臅r候，設置的人行道寬度不能小于0.9m；4 若是采用人車接送人員的斜井，應當在井口或者井底適當?shù)奈恢娩佋O人車存車線。5 斜井的井筒設計除了按照本規(guī)范規(guī)定之外，還應當符合國家現(xiàn)行的標準煤礦礦井斷面及交岔點設計規(guī)范MTT 5024、煤礦礦井斜井井筒及硐室設計規(guī)范MTT 5025和現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程的有關規(guī)定。3.6.2井底車場井底車場的布置形式應當根據(jù)大巷的運輸方式、通過井底車場貨載運量、井筒的提升方式、井筒和主要運輸大巷之間的相互位置、地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置，還有井底車場的巷道布置及主要硐室所在圍巖條件的種種因素，經(jīng)過技術和經(jīng)濟相比較來確定。并應該符合下列相關的規(guī)定：1 大巷采用固定式礦車

50、運輸時，宜采用環(huán)形式車場；2 按照井下煤炭和輔助運輸?shù)囊幌盗幸?guī)定，當采用底卸式和固定式礦車來完成運輸時，應當采用折返和環(huán)形相互結(jié)合的形式來布置車場，并且應當與采區(qū)的裝車站形式相統(tǒng)一；3 當大巷采用先進的帶式輸送機運煤時，輔助運輸也采用相應的無軌膠輪車系統(tǒng)時，應當采用折返式的車場或折返式和環(huán)形式相結(jié)合的車場；若輔助運輸采用有軌機車系統(tǒng)，則應當采用環(huán)形式車場；4 新建礦井在采用綜合開拓的方式時，井下應當采用多種運輸方式相結(jié)合的運輸方式時，應該結(jié)合當下具體的條件來選擇最優(yōu)的方案。3.6.3 井底車場的調(diào)車方式井底車場應當采用符合生產(chǎn)的頂推調(diào)車的調(diào)車方式來作業(yè)。3.6.4井底車場各硐室布置 1.水倉水

51、倉應設置在井底車場水平以下，布置在井底車場較為穩(wěn)定的底板巖石中。形成由兩個獨立的巷道組成，則是主水倉和副水倉,當其中進行一個清理時另一個可以正常使用。水倉應采用機械清理，射流泵清理水倉，沉淀漿排泥。2.中央水泵房中央水泵房應當鋪設在井底車場和副井附近的空車線一側(cè)，并且和中央變電所形成聯(lián)合的硐室，中央水泵房是由泵房主體硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道和通道所組成。中央水泵房和中央變電所是相互聯(lián)通的,他們中間用防火門所隔開.在泵房的中部位置用一條斜巷與副井相互聯(lián)絡,即為管子道，傾角不大于24。主體硐室和井底車場空車線一側(cè)的巷道直接相連的巷道道內(nèi)應當鋪設運輸軌道，再安裝向外開的密閉門（既能防水又

52、能防火），門上應當裝有便于密封的通風孔，以及在發(fā)生礦井災害時可以隔絕通風。3.中央變電所中央變電所硐室所取寬度應為4m，硐室斷面設置為三心拱形的，硐室的最大凈高距離底板面為4m。為了方便于供電維護和管理，中央變電所和主要排水泵房應當聯(lián)合布置，地面應當比其它的通道與井底車場所連接處的底板標高則高出0.51m。圖3-2 井底車場圖3-3 膠帶大巷布置圖表3-1 膠帶大巷斷面特征圍巖類別煤巷錨桿排列方式矩形掘進斷面（m2） 17.3錨桿排列間距（mm） 800凈斷面（m2） 15.3錨深（mm） 2000掘進尺寸（寬高，mm）4600,4800錨桿規(guī)格（L，mm） 190016噴射厚度（mm） 120凈周長（m） 10.8錨桿型式樹脂錨桿百米風阻（Pa）錨桿外露長度（mm） 120圖3-4 軌道大巷斷面圖表3-2 軌道大巷斷面特征圍巖類別巖巷錨桿排列方式矩形掘進斷面（m2）17.3錨桿排列間距（mm） 800凈斷面（m2）15.3錨深（mm） 2000掘進尺寸（寬高，mm）3600,4000錨桿規(guī)格（L，mm） 190016噴射厚度（mm）120凈周長（m）14.8錨桿型式樹脂錨桿