采礦工程自考本科畢業(yè)論文皖北煤電集團(tuán)五溝礦初步設(shè)計(jì)

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程自考本科畢業(yè)論文 題目:皖北煤電集團(tuán)五溝礦初步設(shè)計(jì)_準(zhǔn)考證號(hào): 姓名: 指導(dǎo)老師: 摘要 五溝煤礦位于淮北市濉溪縣境內(nèi),北距淮北市約50km，東北距宿州市約35km。其南為界溝煤礦，西、北分別是淮北礦業(yè)集團(tuán)的袁店煤礦和童亭煤礦。地理坐標(biāo)為東經(jīng)11636071163958，北緯3330053333362。經(jīng)過多次地質(zhì)勘探和補(bǔ)勘，查明礦區(qū)內(nèi)儲(chǔ)量豐富，煤層較穩(wěn)定，適合建立現(xiàn)代化大型礦井。本礦西翼有瓦斯突出危險(xiǎn)，屬于煤與瓦斯突出礦井。經(jīng)仔細(xì)閱讀礦建井設(shè)計(jì)的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)，并經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，最終確定，礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為90Mt,服務(wù)年限為年。采用立井開拓，工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)主、副、風(fēng)

2、井，南、西兩翼分別設(shè)兩個(gè)采區(qū)。第一水平定于-430m。采用中央并列式通風(fēng)，井下煤炭運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸方式。采煤方法為走向長壁采煤法采煤，工作面工藝根據(jù)不同煤層的實(shí)際情況分別采用綜合機(jī)械化開采和放炮開采。在本說明書中，對(duì)井田的地質(zhì)條件、井筒位置、主要設(shè)備、井底車場(chǎng)、采煤方法、采煤工藝都有詳盡的說明，并賦有必要的插圖。全部設(shè)計(jì)均嚴(yán)格參照煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范以及煤礦安全規(guī)程中所規(guī)定的條款。關(guān)鍵詞：煤層，五溝煤礦，開拓，通風(fēng)ABSTRACT The Wugou coal mine located at Anhui province Suixi . 50km north from Huaibei county

3、 , northwest probably 35km from Suzhou . Its south for the Jiegou coal mine , west、north respectively is Yuandian coal mine and Tongting coal mine from Huaibei Mining(Group)Co.Ltd . Geographical coordinates is the east longitude from 11636 07 to 11639 58 , north latitude from 3330 05 to 3333 36 . Ar

4、ea coverage: North has the Wugou fault , South、West、East to Outcrop of Carboniferous Taiyuan Formation of a gray line . The longth from south to north approximately 4.5km , the width from east to west vary from 1.5 to 5.5km , area approximately 17.5km.And makes up after the multiple geological prosp

5、ecting compares, verifies the area storing quantity to be rich, the coal bed is stable, suits the establishment modernization large-scale mine pit. The west of the ore has coal and gas outburst , belongs to the coal and gas outburst mine .After the careful reading ore shaft building designs pertinen

6、t data and the data, and after the economical technical comparison, determined finally that mine pit design year productivity is 90Mt, the service life is 35.7 years. Uses the vertical shaft development, in the industry location supposes primary and secondary, and air shaft, south, west two wings su

7、ppose two working areas separately. The first level is decided - 430m. Uses the Central parallel to ventilate, the mine shaft coal transportation uses the adhesive tape transport mode. The coal-mining method to move toward long well mining coal law mining coal, the working surface craft basis differ

8、ent coal beds actual situation uses the synthesis mechanization to mine and to fire a gun separately mining. In this instruction booklet, to the well fields geological condition, the well chamber position, the major installation, the mine shaft station, the coal-mining method, the mining coal craft

9、has the exhaustive explanation, and has the essential illustration. The complete design strictly refers to the provision which Coal industry Design Standard as well as Coal mine safety Regulations stipulated. KEYWARDS：coal seam ,Wugou mine , exploitation , ventilation目錄摘要1ABSTRACT21 礦區(qū)概況及地質(zhì)特征11.1 井田

10、概況11.1.1 位置與交通11.1.2 地形與河流11.1.3 氣候與氣象11.1.4 地震烈度11.1.5 礦區(qū)內(nèi)工礦企業(yè)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況11.1.6 礦區(qū)水源、電源及通訊情況21.2 井田地質(zhì)31.2.1 地層31.2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造概述31.2.3 主要水文地質(zhì)條件51.3 煤層特征81.3.1 煤系81.3.2 煤層91.3.3 煤質(zhì)91.3.4 可采煤層頂、底板巖石力學(xué)特征101.3.5 沖擊地壓101.3.6 瓦斯101.3.7 煤的自燃與煤塵爆炸101.3.8 地溫102 井田境界和儲(chǔ)量172.1 井田境界172.1.1 井田范圍172.1.2 井田開采界限172.2 礦井儲(chǔ)量

11、計(jì)算方法172.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)及方法172.2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算182.3 礦井可采儲(chǔ)量182.3.1 各類保護(hù)煤柱留設(shè)原則182.3.2 留設(shè)安全煤柱量計(jì)算192.3.3 井田可采儲(chǔ)量213 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限223.1 礦井工作制度223.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限223.2.1 礦井生產(chǎn)能力確定的原則223.2.2 確定生產(chǎn)能力考慮的主要因素223.2.3 礦井服務(wù)年限233.3 井型校核244 礦井開拓254.1 礦井開拓方案設(shè)計(jì)254.1.1 井田開拓方式254.1.2 井筒、工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)254.1.3 礦井開采水平的劃分284.1.4 采區(qū)劃分303

12、24.1.6 煤層群分組及開拓巷道334.1.7 礦井開拓系統(tǒng)方案334.2 礦井基本巷道384.2.1 井筒384.2.2 井底車場(chǎng)434.2.3 主要開拓巷道534.3 礦井提升575 采區(qū)巷道布置及回采工藝606060605.1.3煤層瓦斯、自燃特征605.1.4水文、地質(zhì)構(gòu)造60606060615.2.3煤層開采順序、工作面?zhèn)€數(shù)及接替順序626263645.3 采煤方法、回采工藝及生產(chǎn)系統(tǒng)6666665.3.3 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)66715.3.5 安全技術(shù)措施7477786礦井通風(fēng)及安全79797979796.2.3 礦井需風(fēng)量計(jì)算836.2.4 礦井風(fēng)量分配836.2.5 礦井通風(fēng)阻力計(jì)

13、算846.2.6 容易時(shí)期和困難時(shí)期的通風(fēng)立體示意圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖8789896.3.1 對(duì)礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求926.3.2 對(duì)反風(fēng)、風(fēng)硐的基本要求926.3.3 礦井安全及工業(yè)衛(wèi)生927 設(shè)計(jì)礦井的基本經(jīng)濟(jì)指標(biāo)100結(jié)論102參考文獻(xiàn)103致謝1041 礦區(qū)概況及地質(zhì)特征11 井田概況1.1.1 位置與交通五溝井田位于淮北市濉溪縣境內(nèi),北距淮北市約50km，東北距宿州市約35km。地理坐標(biāo)為東經(jīng)11636071163958，北緯3330053333362。井田內(nèi)有淮六公路以及宿州至阜陽公路通過，經(jīng)此可通往宿州市、淮北市和蒙城縣等地。東北有淮北礦區(qū)鐵路青（疃）蘆（嶺）專用線，該線上的李槽坊站距

14、井田約7km。交通運(yùn)輸十分方便。見圖1-1。1.1.2 地形與河流 本井田位于淮北平原中部，地勢(shì)平坦，自然地面標(biāo)高26.3727.67m，一般27.00m左右。澮河流經(jīng)井田北部，屬淮河水系，為中型季節(jié)性河流。此外井田內(nèi)尚有縱橫交錯(cuò)的人工溝渠。1.1.3 氣候與氣象；年平均降雨834mm，雨量多集中在7、8月份；全年蒸發(fā)量1400mm；全年無霜期為208220天；凍結(jié)期一般在每年12月上旬至次年2月中旬。1.1.4 地震烈度 根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）中附錄A的有關(guān)規(guī)定，本井田所在地的抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本加速度值為0.05g。1.1.5 礦區(qū)內(nèi)工礦企業(yè)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況

15、 本井田位于淮北礦區(qū)臨渙區(qū)中部，其行政區(qū)歸屬濉溪縣管轄。 該區(qū)勘探程度較高，有生產(chǎn)礦井9對(duì)，分別為臨渙、海孜、童亭、許疃、任樓、孫疃、楊柳、界溝和青東，生產(chǎn)礦井可以為本礦井的建設(shè)和生產(chǎn)提供有益的經(jīng)驗(yàn)；規(guī)劃礦井有袁店一井、袁店二井和單集等3對(duì)，且已籌備進(jìn)行勘探工作。其中袁店礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300Mt/a，為淮北礦區(qū)最大的礦井。目前，礦區(qū)內(nèi)無小窯開采。 本區(qū)為農(nóng)業(yè)耕作區(qū)，耕作習(xí)性為麥豆二熟制?，F(xiàn)今，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度較低，種植業(yè)生產(chǎn)單調(diào)，糧食作物比重大，經(jīng)濟(jì)作物比重小，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)單一，以種植業(yè)為主，農(nóng)、林、牧、副、漁五業(yè)不協(xié)調(diào)。圖1-1 五溝煤礦交通位置示意圖1.1.6 礦區(qū)水源、電源及通訊情況

16、 井田內(nèi)地下水資源豐富，本勘探區(qū)新生界第一、二含水層（組）水質(zhì)良好，是最好的供水水源，礦井水源可靠。 五溝礦井位于宿州市西南部。該礦井東南處有南坪220/110/35kV變電站，該站現(xiàn)有兩臺(tái)120MVA變壓器，以一回220kV送電線路向南經(jīng)蘆集220kV區(qū)變與淮南電廠相聯(lián)，向北與淮北電廠相聯(lián)，以一回110kV線路北經(jīng)六里110kV變電站與宿縣電廠相聯(lián)；礦井東北處有電力系統(tǒng)新建的220kV楊柳變電所，該站設(shè)計(jì)規(guī)模為2120MVA主變，目前站內(nèi)安裝一臺(tái)SFPSZ9-120MVA/220kV220/110/35kV主變，另安裝一臺(tái)110kV、31.5MVA臨時(shí)主變。其一回220kV線路與淮北電廠相聯(lián)

17、，另一回220kV線路與蒙城220kV區(qū)域變電所相聯(lián)。兩變電所均有35kv接線間隔，可為本礦井提供電源。故本礦井電源充沛可靠。 皖北煤電集團(tuán)公司通信中心至下屬各礦通信站SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)均已建成，本礦井光纖鏈路可從距離較近的任樓礦井接入。1.2 井田地質(zhì)1.2.1 地層 本井田為全隱蔽含煤區(qū)，鉆探所及地層由老到新依次有奧陶系、石炭系、二疊系、第三系和第四系。1奧陶系中下統(tǒng)揭露厚度為51.37m，巖性為灰褐色、灰棕色層狀石灰?guī)r，致密性脆，裂隙發(fā)育，質(zhì)不均，具豹皮狀構(gòu)造。2石炭系（1）中統(tǒng)本溪組：最大揭露厚度為23.83m，巖性為灰白色、紫紅色鋁質(zhì)泥巖，富含鋁，致密性脆。（2）上統(tǒng)太原組：最大揭露

18、厚度為132.40m，含1012層灰?guī)r，巖性以淺灰色石灰?guī)r為主，其次為深灰色泥巖、粉砂巖，少量細(xì)砂巖。3二疊系（1）下統(tǒng)山西組：地層厚度85160m，平均105.21m，巖性由砂巖、砂泥巖互層、粉砂巖、泥巖和煤組成，含10、11兩個(gè)煤組。（2）下統(tǒng)下石盒子組：地層厚度約為235290m，平均250.10m，主要由砂巖、粉砂巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖和煤層組成。（2）上統(tǒng)上石盒子組：厚約633.6m，主要由砂巖、泥巖和煤層組成。4上第三系（1）中新統(tǒng)：分為上部、下部和底部三部分。上部巖以灰綠色、棕黃色、棕紅色粘土、砂質(zhì)粘土為主；下部以灰白色泥灰?guī)r，鈣質(zhì)粘土及灰綠色、棕黃色、棕紅色半固結(jié)狀粘土、砂質(zhì)粘土為

19、主，上部和下部的總厚度為57.9090.60m，平均78.40m；底部以礫石、砂礫、粘土礫石、粘土質(zhì)砂為主，厚度為12.5556.70m，平均34.50m。（2）上新統(tǒng)：厚度65.30111.50m，平均86.30m，分為頂部、上部和下部三部分。頂部以灰綠色、淺棕紅色、土黃色砂質(zhì)粘土為主，夾12層薄煤層；上部以土黃色、淺肉紅色、灰白色細(xì)砂、中砂為主；下部以土黃色、淺肉紅色、灰白色細(xì)砂、中砂及少量粗砂、粘土質(zhì)砂為主。4第四系厚度為51.7091.60m，平均74.20m，以土黃色、灰黃色砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂及粉細(xì)砂為主。1.2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造概述 本井田位于淮北煤田童亭背斜的西翼中段，總體構(gòu)造形

20、態(tài)為一軸向由中北部的南北向漸變?yōu)槟喜康谋蔽飨虻南蛐保溟g發(fā)育有次一級(jí)的向背斜。向斜兩翼地層西側(cè)稍陡，東側(cè)稍緩。地層傾角一般在1015，僅局部（F9F10斷層之間）達(dá)到40。受北東向斷層影響，井田被切割成多個(gè)寬窄不等的條塊。全井田共組合斷層19條（小于10m的斷層多數(shù)未組合），均為正斷層。按最大落差來分，大于等于100m的斷層有7條，小于100m而大于等于50m的1條，小于50m而大于等于30m的斷層3條，小于30m的8條。斷層的展布方向以北東向?yàn)橹?，僅北界五溝斷層為近東西向。斷層主要特征見表1-1。本井田未見巖漿巖和陷落柱。本井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等偏復(fù)雜類。表1-1 五溝井田主要斷層特征名稱性

21、質(zhì)走向傾向傾角（）落差（m）區(qū)內(nèi)長度（km）查明程度備注五溝斷層正EWS70400查 明井田邊界F1正NENW700-10查 明F2正NESE700-60查 明F2-1正NESE700-15查 明F3正NENW7020-100查 明F4正NESE700-40查 明F5正NESE700-10查 明F6正NENW700-45查 明F6-1正NENW700-15查 明F7正NESE700-20查 明F8正NENW700-20查 明F9正EWNENENNWNW70100查 明井田邊界F10正NENW700-20查 明F11正NESE700-15查 明F12正NENW7030-150查 明F13正NEN

22、W7040-120查 明F14正NENW7010-280查 明F14-1正NENW700-30查 明F16正EWS7080-100查 明1.2.3 主要水文地質(zhì)條件 1地表水井田內(nèi)無大的地表水體，僅在井田外北部有澮河自西北向西南流過，但僅屬季節(jié)性河流，對(duì)礦井開采沒有影響。2新生界松散層含、隔水層（組）本井田基巖被厚度為262.36287.05m的北東薄南西厚的新生界松散層所覆蓋。按照沉積物的組合特征和含、隔水性能的不同，可將新生界松散層自上而下依次分為一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含計(jì)4個(gè)含水層（組）和3個(gè)隔水層（組）。其中三隔主要由粘土和砂質(zhì)粘土組成，夾砂層或粘土質(zhì)砂。該隔水層粘土層

23、可塑性好，膨脹性強(qiáng)，分布穩(wěn)定，厚度大，平均約61.50m，隔水性能良好，是井田內(nèi)重要的隔水層（組），可使其上覆地表水及一、二、三含水與下伏四含水和基巖含水層水失去水力聯(lián)系。四含主要由礫石、砂礫、粘土礫石、砂層及粘土質(zhì)砂等組成，間夾04層的薄層粘土，厚度為6.1239.19m，平均20.70m，其泥質(zhì)含量較高，地下水補(bǔ)給條件較差，一般富水性弱，但直接覆蓋于煤系地層之上，是礦坑充水主要補(bǔ)給水源。3基巖含、隔水層（段）（1）二疊紀(jì)煤系含、隔水層（段）二疊紀(jì)煤系由砂巖、泥巖、粉砂巖和煤層等組成，并以泥巖、粉砂巖為主，總體富水性弱，以儲(chǔ)存量為主。根據(jù)可采煤層的賦存位置，可將其大致分為3煤上隔水層（段）、

24、3煤上、下砂巖（K3砂巖）含水層（段）、4煤上、下隔水層（段）、78煤上、下砂巖裂隙含水層（段）、8煤下隔水層（段）、10煤上、下砂巖裂隙含水層（段）和10煤下至太灰間隔水層（段）。然而，由于煤系砂巖發(fā)育不均，其間又有泥巖等隔水層存在，因而，正常情況下，煤系砂巖裂隙含水層（段）之間無密切的水力聯(lián)系。（2）石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水層（段）石炭系太原組由石灰?guī)r、泥巖、粉砂巖及薄煤層組成；其中含灰?guī)r1012層，平均厚度約75m。淺部的14灰?guī)r溶裂隙發(fā)育，水動(dòng)力條件好，富水性強(qiáng)。該組上距102煤層一般在32.0067.38m之間，平均為47.20m，10煤與該組之間巖性較為致密，裂隙不發(fā)育，隔水性能較好

25、。根據(jù)安徽省濉溪縣五溝煤礦勘探地質(zhì)報(bào)告提供的資料，正常情況下，在-440m水平以淺開采102煤層一般不會(huì)發(fā)生底鼓或灰?guī)r突水事故。但是若為斷層切割，太灰水則有可能沿導(dǎo)水?dāng)鄬踊蚴懿蓜?dòng)影響而活化的斷層上突，對(duì)礦井構(gòu)成巨大威脅。因此，在井下開采時(shí)，必須盡可能避開上述地段，并采取積極的探水和降壓等措施，謹(jǐn)防突水災(zāi)害的發(fā)生。（3）奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）區(qū)域資料表明：奧陶系灰?guī)r總厚度在500m左右，主要由淺褐色、肉紅色致密塊狀、性硬隱晶質(zhì)厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r組成，一般淺部巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，導(dǎo)水性好，但因其遠(yuǎn)離主要可采煤層，正常情況下對(duì)煤層開采影響較小。4斷層破碎帶本井田內(nèi)斷層破碎帶主要由泥巖和粉砂

26、巖組成，砂巖碎屑少量，充填物多為泥質(zhì)，鉆探過程中未見漏水，抽水也無水，說明破碎帶富水性較弱，導(dǎo)水性差。但是，由于本井田內(nèi)部分?jǐn)鄬勇洳钶^大，往往導(dǎo)致太灰與煤層間距縮小或彼此對(duì)接，或者受采動(dòng)影響而導(dǎo)致斷層活化，則很可能引發(fā)重大突水事故，直接威脅礦井開采的安全。綜上所述，本井田新生界四含孔隙含水層（組）、二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙含水層（段）和石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水層（段）對(duì)井下開采影響較大。但是，如果在可采煤層的淺部必要地段留設(shè)適當(dāng)高度的防水煤柱，四含水一般不致于潰入礦坑而對(duì)井下開采構(gòu)成大的威脅。這樣，二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水便成為礦井開采的主要充水因素。因此，本井田的水文地質(zhì)條件屬以裂

27、隙充水為主的中等類型。礦井水文地質(zhì)特征見表1-2。本礦井開采水平為-430m，采用安徽省濉溪縣五溝煤礦勘探地質(zhì)報(bào)告所提供的-500m水平涌水量的預(yù)計(jì)結(jié)果，礦井正常涌水量為387m3/h，最大涌水量為473m3/h；太灰可能突水量為629m3/h?？紤]到井筒淋滴水、防火灌漿用水和井下灑水，礦井的正常涌水量和最大涌水量分別取414m3/h和500m3/h。表1-2 礦井水文地質(zhì)特征地 層含、隔水層（段）最小最大平均（m）主要水文地質(zhì)特征水位標(biāo)高(m)單位涌水量(L/sm)滲透系數(shù)(m/d)礦化度(g/L)水質(zhì)類型界系統(tǒng)組新生界一含以粉砂和粘土質(zhì)砂、細(xì)砂為主，夾薄層粘土、砂質(zhì)粘土，受大氣降水和地表水

28、補(bǔ)給，富水性較強(qiáng)HCO33Na、HCO3一隔以砂質(zhì)粘土、粘土為主，分布較穩(wěn)定，夾03層砂或粘土質(zhì)砂組成，大部分地段隔水性較好二含主要由細(xì)砂、粉砂為主，次為云母，砂層在本礦南部不太發(fā)育，分布不穩(wěn)定，厚度變化大且薄二隔主要由粘土、砂質(zhì)粘土夾12層薄砂層組成，粘土結(jié)構(gòu)致密，塑性較強(qiáng)，分布較穩(wěn)定，大部分地段隔水性較好三含主要由中砂、細(xì)砂、粉砂和粘土質(zhì)砂夾粘土或砂質(zhì)粘土組成，砂層厚度變化大，含水性不均一，富水性中等三隔主要由粘土和砂質(zhì)粘土夾砂層、粘土質(zhì)砂組成，粘土以厚層狀為主，可塑性好，膨脹性強(qiáng)，分布穩(wěn)定，隔水性好四含主要由礫石、砂礫、粘土礫石、粗砂、中砂及粘土質(zhì)砂等組成，夾有薄層粘土夾礫石、粘土、砂質(zhì)

29、粘土、鈣質(zhì)粘土等，砂層厚度較大，分布較穩(wěn)定，一般富水性較弱SO4. HCO3Na古生界二疊系上、下統(tǒng)上石盒子組山西組砂巖裂隙含水層（段）巖性由砂巖、泥巖、粉砂巖、煤層等組成，并以泥巖、粉砂巖為主。分布較穩(wěn)定，裂隙發(fā)育不均，地下水以儲(chǔ)存量為主，富水性極不均一，是煤層開采的直接充水含水層或HCO3KNa石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）75共含灰?guī)r1012層，灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育不均一，富水性也不均一，上距10煤底板正常在47.2m左右，是其底板直接充水含水層SO4Na奧陶系中下統(tǒng)老虎山組馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）區(qū)域內(nèi)500多米主要由厚層狀石灰?guī)r組成，巖溶裂隙較發(fā)育不均一，裂隙發(fā)育則富水

30、性強(qiáng)，裂隙不發(fā)育則富水性弱，由于距離煤層較遠(yuǎn)，正常情況下，對(duì)煤層的開采影響較小HCO341.3 煤層特征1.3.1 煤系本井田含煤地層為石炭系和二疊系，其中二疊系的山西組和上、下石盒子組為主要含煤層段。1.3.2 煤層 井田內(nèi)主要含煤層段總厚約970m，共含10個(gè)煤層（組）計(jì)1827層煤，可采煤層有31、51、52、71、72、81、82和102計(jì)8層，煤層平均總厚15.27m，其中72、81、82和102煤為主要可采煤層，平均總厚10.69m，占可采煤層平均總厚的70.0?？傮w來看，本井田可采煤層以全區(qū)可采大部可采的中厚煤層為主，結(jié)構(gòu)簡單較簡單，煤層的穩(wěn)定性屬穩(wěn)較定型?？刹擅簩又饕卣饕姳?

31、-3。表1-3 可采煤層主要特征表煤層厚度（m）最小最大平均平均間距（m）頂 板 巖 性底 板 巖 性結(jié)構(gòu)可采指數(shù)穩(wěn)定性31以泥巖為主以泥巖為主簡 單100不穩(wěn)定16051以泥巖為主以泥巖為主簡 單71不穩(wěn)定552以泥巖為主以泥巖為主簡 單63不穩(wěn)定4571以泥巖為主以泥巖為主較簡單52不穩(wěn)定572以泥巖為主，其次為粉砂巖，局部有細(xì)砂巖分布。以泥巖為主，其次是粉砂巖，個(gè)別孔為細(xì)砂巖。較簡單86較穩(wěn)定1581以泥巖為主，其次為粉沙巖，少數(shù)為細(xì)砂巖。以泥巖為主，其次為粉砂巖。較簡單95較穩(wěn)定782以粉砂巖為主，其次為泥巖，少數(shù)為砂巖或砂泥巖互層。以泥巖為主，少數(shù)為粉砂巖、細(xì)砂巖。較簡單94較穩(wěn)定8

32、0102以粉砂巖為主，其次是中砂巖、細(xì)砂巖和泥巖。底板以粉砂巖為主，其次為泥巖和砂質(zhì)泥巖及砂巖。簡單99較穩(wěn)定1.3.3 煤質(zhì) 本井田各煤層屬低中灰中灰、特低低中硫、特低低磷和中高高熱值的肥煤、焦煤、1/3焦煤以及少量氣煤。其中洗精煤是良好的煉焦配煤，中尾煤可作發(fā)電廠動(dòng)力用煤，沉矸可用于制磚等，原煤可用于動(dòng)力、發(fā)電和民用等?？刹擅簩又饕嘿|(zhì)特征見表1-4。主采煤層底板等高線圖見圖1-2、圖1-3、圖1-4、圖1-5、圖1-6.1.3.4 可采煤層頂、底板巖石力學(xué)特征 本井田可采煤層頂、底板多為泥巖和粉砂巖，砂巖少量。其中砂巖堅(jiān)硬致密，頂?shù)装遢^容易管理與維護(hù)；泥巖屬于軟巖類；粉砂巖性脆易碎，維護(hù)

33、困難。井田內(nèi)可采煤層頂、底板相同巖石的物理力學(xué)性質(zhì)差異不大，巖石力學(xué)強(qiáng)度一般為砂巖高于粉砂巖，粉砂巖又高于泥巖；而在斷裂構(gòu)造附近或風(fēng)氧化帶內(nèi)任一種巖石的力學(xué)強(qiáng)度則均有明顯降低。本礦井工程地質(zhì)條件屬中等。1.3.5 沖擊地壓本礦井無沖擊地壓煤層，鄰近礦井也未見沖擊地壓煤層。1.3.6 瓦斯m之間，瓦斯成分及瓦斯含量的兩極值分別為2.8499.45%和0.0013.85cm3/g33/min。綜合各方面因素分析，本礦井西翼有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的可能性，本礦井按煤與瓦斯突出礦井設(shè)計(jì)。1.3.7 煤的自燃與煤塵爆炸 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的各煤層自燃傾向性采樣測(cè)定結(jié)果， 31和52煤層為不自燃，51煤層為不自

34、燃不易自燃，71、72、81、82和102煤層為不自燃易自燃。各煤層均具有煤塵爆炸危險(xiǎn)。1.3.8 地溫 本井田恒溫帶深度為自地表向下垂深30m，恒溫帶溫度為/hm，該礦井地溫類型為基底凹陷型，屬正常地溫背景下的地溫正常區(qū)，但個(gè)別點(diǎn)地溫梯度相對(duì)較高。根據(jù)計(jì)算的平均地溫梯度推算，本礦井的一級(jí)高溫區(qū)（31）深度約為545m，二級(jí)高溫區(qū)（37，基本無熱害。圖1-2 10煤底板等高線圖圖1-3 71煤底板等高線圖圖1-4 72煤底板等高線圖圖1-5 81煤底板等高線圖圖1-6 82煤底板等高線圖2 井田境界和儲(chǔ)量2.1 井田境界2.1.1 井田范圍2。2.1.2 井田開采界限本井田含煤地層為石炭系和二

35、疊系，其中二疊系的山西組和上、下石盒子組為主要含煤層段。井田內(nèi)主要含煤層段總厚約970m，共含10個(gè)煤層（組）計(jì)1827層煤，可采煤層有31、51、52、71、72、81、82和102計(jì)8層，煤層平均總厚15.27m，其中72、81、82和102煤為主要可采煤層，平均總厚10.69m，占可采煤層平均總厚的70.0?？傮w來看，本井田可采煤層以全區(qū)可采大部可采的中厚煤層為主，結(jié)構(gòu)簡單較簡單，煤層的穩(wěn)定性屬穩(wěn)較定型。本設(shè)計(jì)只針對(duì)10煤層。開采上限以-300m防水煤柱線為界，留設(shè)煤柱60m。開采下限以五溝斷層和-800m煤層底板等高線交面線為界。五溝斷層留設(shè)煤柱100m。東西邊界線同井田東西范圍。2.

36、2 礦井儲(chǔ)量計(jì)算方法2.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)及方法（1） 參數(shù)選取本礦井設(shè)計(jì)對(duì)五溝煤礦的5個(gè)主采煤層儲(chǔ)量進(jìn)行了計(jì)算，其參數(shù)選取及計(jì)算方法如下所述：1.每層厚度采用整個(gè)煤層厚度的平均值進(jìn)行計(jì)算。各煤層煤層厚度情況如下：71 煤：厚度介于01.23m，平均厚度0.59m；72煤：厚度介于04.62m，平均厚度1.80m；81煤：厚度介于0.814.88m，平均厚度2.50m;82煤：厚度介于04.43m，平均煤厚2.63m；102煤：厚度介于0.5412.51m，平均煤厚3.86m；2.煤層傾角采用整個(gè)煤層平均傾角計(jì)算。為計(jì)算方便，計(jì)算時(shí)五個(gè)煤層平均傾角均采用7；3.以方格網(wǎng)上一方格為基本單位，用

37、方格網(wǎng)計(jì)算方法進(jìn)行面積計(jì)算；5.為計(jì)算方便，各煤層看作近似平行；6.煤層最低可采厚度為0.70m；原煤灰分產(chǎn)率不超過40；各煤層均分煤類采用視密度的算術(shù)平均值。（2） 計(jì)算方法1.計(jì)算各煤層總面積；2.按儲(chǔ)量=面積*煤層平均厚度*容重（Z=S*h*r）公式計(jì)算各煤層儲(chǔ)量及整個(gè)礦井儲(chǔ)量。2.2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算以10煤為計(jì)算對(duì)象，用方格網(wǎng)計(jì)算方法累積計(jì)算得到10煤面積為:10890624。由下式計(jì)算工業(yè)儲(chǔ)量： Zgj=S * hi * r式中：Z-各煤層儲(chǔ)量； S-各煤層面積； h-各煤層平均厚度；。10煤儲(chǔ)量：Z10=108906241.37=62880000 t7-1煤儲(chǔ)量：Z7-1=1

38、872500t7-2煤儲(chǔ)量：Z7-2=11051400t8-1煤儲(chǔ)量：Z8-1=19555400t8-2煤儲(chǔ)量：Z8-2=20784000t由上面計(jì)算結(jié)果，則整個(gè)礦井工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg=Z7-1+Z7-2+Z8-1+Z8-2+Z10=1872500+11051400+19555400+20784000+62880000=116143300t2.3 礦井可采儲(chǔ)量2.3.1 各類保護(hù)煤柱留設(shè)原則（1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱。對(duì)于較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)于零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。（2）各類保護(hù)煤柱按照垂直斷面法或垂線法確定，用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角按照建筑物、水體、鐵

39、路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程（2000）中有關(guān)規(guī)定，運(yùn)用皖北礦區(qū)地表移動(dòng)角（=42，=73，）。表土層厚度為262.36 287.05m ，設(shè)計(jì)取274.0m。（3）維護(hù)帶寬度：工業(yè)廣場(chǎng)按10m，村莊10m。（4）斷層保護(hù)煤柱留設(shè)原則：一般按照常規(guī)留設(shè)，落差小于50m每邊留設(shè)30m煤柱，落差大于50m而小于100m每邊留設(shè)50m煤柱，落差大于100m每邊留設(shè)100m煤柱。（5）工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)，根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)規(guī)定，工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)如下表所示：表2-1 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)表類別建設(shè)規(guī)模（萬t/a）無選煤廠有選煤廠用地面積（hm）建設(shè)用地指標(biāo)（hm/萬t原煤）增加用地面積（hm）用

40、地面積（hm）建設(shè)用地指標(biāo)（hm/萬t原煤）大型600及以上500400300240180150120中 型906045小型型3021-15-9-6-2.3.2 留設(shè)安全煤柱量計(jì)算 （1）永久性煤柱損失量 1防水煤柱：根據(jù)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程（2000）中附錄六的具體要求，結(jié)合本井田新生界底部含、隔水層的賦存特點(diǎn)，本次在各煤層的淺部暫留一定高度的防水煤柱，并暫時(shí)按照60m高度留設(shè)。針對(duì)10煤層，可得該煤層留設(shè)防水煤柱為12956.3kt。主采的五個(gè)煤層共留設(shè)防水煤柱為30781.3kt。實(shí)際開采中，可根據(jù)具體情況，結(jié)合實(shí)測(cè)巖移資料，對(duì)煤柱高度進(jìn)行必要的調(diào)整。 2斷

41、層煤柱：考慮到斷層對(duì)井下可能造成的危害程度不同，本次暫按最大落差大于等于100m、小于100m而大于等于50m和小于50m，分別在斷層兩側(cè)留設(shè)100m、50m和30m寬度作為斷層煤柱，主采五個(gè)煤層共留設(shè)煤柱量25820.9kt。但是，在實(shí)際開采過程中，斷層煤柱的具體尺寸必須按照取得的基本參數(shù)計(jì)算確定。（2）設(shè)計(jì)儲(chǔ)量查明煤炭資源/儲(chǔ)量中扣除防水煤柱、斷層煤柱等礦井永久性煤柱損失量后為設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，共有56602.2kt。 （3）經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱的留設(shè)按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程（2000）中有關(guān)規(guī)定，運(yùn)用皖北礦區(qū)地表移動(dòng)角（=42，=73，）。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)礦井年生產(chǎn)能

42、力90Mt/a，按表2-1取工業(yè)廣場(chǎng)規(guī)格為330m330m，維護(hù)帶寬度取10m。工業(yè)廣場(chǎng)壓煤計(jì)算如圖2-1所示。 由圖可知，工廣保護(hù)煤柱地面投影為梯形，所以壓煤量可以近似按照梯形進(jìn)行計(jì)算，該梯形上底長961m，下底長1231m，高為1188.6m，煤層傾角近似按7=1197.5m。以10煤層為計(jì)算對(duì)象，得壓煤量：Q=（961+1231）/21197.5去除與F3、F13斷層保護(hù)煤柱重合的煤柱Q10由于各主采煤層傾角近似看做相等，因此煤層壓煤的投影也近似于梯形，且與10煤相等。由此，可以計(jì)算出各煤層工廣壓煤量為：Q7-1Q7-2Q8-1Q8-2 圖2-1 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤計(jì)算圖 為提高礦井投資效益，

43、本次設(shè)計(jì)將那些雖達(dá)到可采厚度，但由于地質(zhì)條件等原因，造成技術(shù)上開采困難、經(jīng)濟(jì)上開采效益差的塊段（如孤立塊段或構(gòu)造復(fù)雜塊段等）劃歸非經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量。經(jīng)計(jì)算，全礦井共有非經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量875.1kt。設(shè)計(jì)儲(chǔ)量扣除保護(hù)煤柱量及非經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量后，全井田共獲得經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量49609.6kt。2.3.3 井田可采儲(chǔ)量 井田可采儲(chǔ)量，是指井田經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量扣除采區(qū)開采損失量后（礦井開采損失按12%計(jì)算），井田能夠采出的煤量。全礦井共獲得可采儲(chǔ)量38507.2kt。 需要說明的是，上述38507.2kt可采儲(chǔ)量中包括五溝鎮(zhèn)壓煤11446.6kt。查明煤炭資源/儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)儲(chǔ)量及可采儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果見表2-2。 表2-2 礦井查明煤炭資源/儲(chǔ)

44、量、設(shè)計(jì)儲(chǔ)量及可采儲(chǔ)量匯總表3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1 礦井工作制度 設(shè)計(jì)礦井按煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范確定年工作日為330d，每天三班工作，每班工作8h，其中兩班生產(chǎn)，一班檢修，每天凈提升時(shí)間為16h。3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1 礦井生產(chǎn)能力確定的原則主要有以下幾個(gè)原則：（1） 資源儲(chǔ)量礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工業(yè)儲(chǔ)量，礦井設(shè)計(jì)利用儲(chǔ)量，可采儲(chǔ)量，采區(qū)回采率（厚75%，中厚80%，薄90%）。（2） 礦井地質(zhì)和開采條件。（3） 技術(shù)裝備，管理水平。（4） 礦井與水平服務(wù)年限要合理。3.2.2 確定生產(chǎn)能力考慮的主要因素本設(shè)計(jì)主要根據(jù)井田資源條件、地質(zhì)及開采條件、企業(yè)技術(shù)裝

45、備和管理水平，并充分考慮科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、外部建設(shè)條件等因素，依照投資少、出煤快、經(jīng)濟(jì)效益好的原則合理確定礦井建設(shè)規(guī)模。（一）煤炭資源條件 五溝井田自19561974年先后進(jìn)行了找煤、臨渙礦區(qū)總體普查、詳查等勘探工作，累計(jì)施工鉆孔30個(gè)。2003年11月2004年8月本區(qū)進(jìn)行了勘探等工作，共完成鉆孔70個(gè)，于2004年9月編制完成安徽省濉溪縣五溝煤礦勘探地質(zhì)報(bào)告。 本井田勘查程度高，儲(chǔ)量可靠。2，且由于煤層受斷層切割破壞較嚴(yán)重，埋藏較淺的區(qū)域相當(dāng)部分處于風(fēng)氧化帶或防水煤柱中，造成煤層的可采面積減少。全井田查明的資源/儲(chǔ)量為116143.3kt，全礦井共獲得可采儲(chǔ)量38507.2kt，其中102煤層

46、可采儲(chǔ)量23764.9kt，占61.7%。（二）煤層賦存條件本井田為一向斜有限煤田，最大埋藏深度-680m。地層走向近南北，在井田南翼向斜軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)。向斜軸的東翼寬緩，西翼較陡，地層傾角一般在1020。全井田共有可采煤層8層，主要可采煤層4層（72、81、82、102），其平均厚度分別為1.80m、2.50m、2.53m、3.86m，屬中厚厚煤層，煤層生產(chǎn)能力較大。但由于受構(gòu)造的影響，各采區(qū)走向或傾向長度較小，工作面產(chǎn)量將受到一定制約。井田劃分為3個(gè)采區(qū)塊段，其中南二位于五溝鎮(zhèn)之下。前期考慮搬遷五溝鎮(zhèn)，礦井投資較大；本井田為一向斜構(gòu)造，開采塊段面積小，煤層傾角緩，中組煤和下組煤在開采順序上存在

47、壓茬關(guān)系，同一塊段內(nèi)中、下組煤不宜同時(shí)布置工作面，因而全礦井以布置12采區(qū)、12工作面為宜；結(jié)合淮北礦區(qū)工作面單產(chǎn)實(shí)際水平，本礦井最大生產(chǎn)能力在0.91.3Mt/a左右。33/t，但井田煤層埋藏淺，地壓、地溫不高，有利于提高工作面單產(chǎn)。（三）外部建設(shè)條件本礦井鐵路專用線北接淮北礦區(qū)青蘆鐵路線，經(jīng)此可西接青阜鐵路與京九線相聯(lián)，東接京滬線；井田內(nèi)有淮（北）六（安）公路通過，經(jīng)此可通往宿州市、淮北市和蒙城縣等地，交通十分方便。礦區(qū)附近有淮北一、二及宿東3座電廠，裝機(jī)總?cè)萘?700MW。井田東約22km有南坪220kV區(qū)域變電所，裝2臺(tái)120MVA主變，東北約9km有楊柳220kV變電所。楊柳變電所設(shè)

48、計(jì)規(guī)模為2120MVA主變。一回220kV線路與淮北電廠相聯(lián)，另一回以220kV線路與蒙城區(qū)域變電所相聯(lián)。故本礦井電源充沛可靠。（四）新型支護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用在巷道支護(hù)方面，錨注、錨梁網(wǎng)及錨索等新型支護(hù)形式正在淮北礦區(qū)推廣使用，以取代傳統(tǒng)的砌碹及金屬支架支護(hù)。新型的支護(hù)技術(shù)，不僅節(jié)約了支護(hù)費(fèi)用，提高了巷道支護(hù)質(zhì)量及巷道施工速度，而且可大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了工作面輔助作業(yè)時(shí)間，為保障工作面推進(jìn)度和工作面正常接替創(chuàng)造了條件。綜上所述，五溝礦井的資源可靠，外部建設(shè)條件優(yōu)越。3.2.3 礦井服務(wù)年限 本設(shè)計(jì)根據(jù)井田資源分布特點(diǎn)，結(jié)合礦井開拓布局、開采技術(shù)條件以及采場(chǎng)布置，就本礦井生產(chǎn)能力提出了0.6

49、0Mt/a和0.90Mt/a（主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)按1.20Mt/a能力設(shè)計(jì)）兩個(gè)井型方案，礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.2，可得服務(wù)年限分別為53.5a、35.7a。針對(duì)礦井0.60Mt/a和0.90Mt/a井型，設(shè)計(jì)分析如下：1本礦井4層主采煤層（72、81、82、102）平均厚度分別為1.80m、2.50m、2.53m、3.86m，屬緩傾斜較穩(wěn)定穩(wěn)定、中厚厚煤層，開采技術(shù)條件相對(duì)簡單，能夠保證礦井0.90-1.30Mt/a生產(chǎn)能力的工作面及采區(qū)正常交替。2礦井主要開采塊段多適合布置綜采，煤層生產(chǎn)能力大。3井田新生界松散層厚度較大，一般為273.6m，建井費(fèi)用較高，井型宜大不宜小。4按0.90Mt/a規(guī)模

50、，礦井計(jì)算服務(wù)年限為35.7a，礦井服務(wù)年限比較適中。5礦井資源屬國內(nèi)比較短缺的優(yōu)質(zhì)煤種，市場(chǎng)供應(yīng)緊張，宜適當(dāng)加大井田開發(fā)強(qiáng)度。6井型0.60Mt/a方案工作面回采工藝以高檔普采為主，限制了煤層生產(chǎn)能力的發(fā)揮，尤其是102煤層平均厚度3.86m，須采用分層開采，這樣不僅增加了回采巷道工程量和生產(chǎn)成本，且不利于礦井安全生產(chǎn)。7井型0.60Mt/a方案礦井通風(fēng)后期也必須考慮布置2個(gè)采區(qū)的可能，因此，與0.90Mt/a井型相比，井巷投資相當(dāng)。8井型0.90Mt/a（主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)按1.20Mt/a能力設(shè)計(jì)）方案，在構(gòu)造相對(duì)簡單、煤層賦存條件較好的塊段優(yōu)先采用綜采，可盡快發(fā)揮礦井資源效益，主井系統(tǒng)也能滿

51、足礦井增產(chǎn)的提升要求。綜上比較分析，結(jié)合淮北礦區(qū)生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)實(shí)踐，五溝礦井設(shè)計(jì)為0.90Mt/a井型比較合理可行，為滿足礦井增產(chǎn)的可能，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)按1.20Mt/a設(shè)計(jì)。因此本設(shè)計(jì)確定五溝礦井設(shè)計(jì)能力為0.90Mt/a。3.3 井型校核根據(jù)已經(jīng)確定的井型90萬噸/年，礦井生產(chǎn)能力計(jì)算，礦井服務(wù)年限為35.7年。第一水平服務(wù)年限35.7年。為發(fā)揮投資效益和保證礦井正常生產(chǎn)接替與穩(wěn)定發(fā)展，根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井與第一水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限不應(yīng)小于3-1表中數(shù)值：表3-1 礦井與第一水平服務(wù)年限表礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）第一水平開采設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）煤層傾角25煤層傾角25-45煤層傾角457035/6030/5025202035201515 五溝煤礦煤層平均傾角6左右，第一水平平均傾角25，礦井設(shè)計(jì)第一水平服務(wù)年限為35.7年，完全符合煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范。4 礦井開拓4.1 礦井開拓方案設(shè)計(jì)4.1.1 井田開拓方式 全面考慮各種因素，特別是井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件