采礦工程畢業(yè)設計（論文）-潞安集團五陽煤礦1.5 mta井型設計【全套圖紙】

1、<p>　　中 國 礦 業(yè) 大 學</p><p><b>　　本科生畢業(yè)設計</b></p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　姓 名： 學 號： </p><p>　　學 院： 應 用 技 術 學

2、院 </p><p>　　專 業(yè)： 采 礦 工 程 　 </p><p>　　設計題目： 潞安集團五陽煤礦1.5 Mt/a井型設計 </p>&

3、lt;p>　　專 題： 煤塵防治技術現(xiàn)狀與發(fā)展研究 </p><p>　　指導教師： 職 稱： 副教授 </p><p>　　2011年 6 月 徐州</p><p>　　中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書</p&g

4、t;<p>　　學院 應用技術學院 專業(yè)年級 采礦07-2班 學生姓名 </p><p>　　任務下達日期： 2011 年 2 月 28 日</p><p>　　畢業(yè)設計日期： 2011 年 3 月 7日 至 2011 年 6 月 10 日</p><p>　　畢業(yè)設計題目：潞安集團五陽煤礦1.5 Mt

5、/a井型設計</p><p>　　畢業(yè)設計專題題目：煤塵防治技術現(xiàn)狀與發(fā)展研究</p><p>　　畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：</p><p>　　根據(jù)畢業(yè)設計大綱要求，畢業(yè)設計內(nèi)容包括一般部分、專題部分和翻譯部分共三部分。一般部分包括礦區(qū)概述及井田地質特征、井田境界和儲量、礦井工作制度及服務年限、井田開拓、準備方式、采煤方法、井下運輸、礦井提升、礦井通風及安全、和礦

6、井基本技術經(jīng)濟指標共十章。專題部分題目為煤塵防治技術現(xiàn)狀與發(fā)展研究。翻譯部分The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”。</p><p>　　按照畢業(yè)設計大綱的內(nèi)容，獨立、認真完成全部工作量，說明書和設計圖紙按照設計要求進行編排和繪制。按照時間分配，及時完成階段任務，保證設計進度。

7、</p><p>　　院長簽字： 指導教師簽字：</p><p>　　中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書</p><p>　　指導教師評語（①基礎理論及基本技能的掌握；②獨立解決實際問題的能力；③研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：<

8、;/p><p>　　成 績： 指導教師簽字：</p><p>　　年 月 日</p><p>　　中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書</p><p>　　評閱教師評語（①選題的意義；②基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及

9、創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：</p><p>　　成 績： 評閱教師簽字：</p><p>　　年 月 日</p><p>　　中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績</p><p><b>　　摘 要</b

10、></p><p>　　本設計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。</p><p>　　一般部分是潞安礦業(yè)集團五陽礦150萬t/a新井設計。全篇共分為十章：礦區(qū)概述及井田地質特征、井田境界和儲量、礦井工作制度和設計生產(chǎn)能力及服務年限、井田開拓、準備方式―帶區(qū)巷道布置、采煤方法、井下運輸、礦井提升、礦井通風設計和礦井基本經(jīng)濟技術指標。</p><p>　

11、　五陽礦位于山西省長治市，礦井總面積約為36km2，井田走向平均長4.8km，傾向平均寬7.5km。井田內(nèi)有3#煤可采，平均厚度為5.8m，煤層賦存穩(wěn)定，為近水平煤層，傾角4°～8°，平均5°。井田內(nèi)工業(yè)儲量為28626.4萬，可采儲量為20439.6萬t。礦井正常涌水量400 m3/h，屬于低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險，沒有自然發(fā)火現(xiàn)象。</p><p>　　五陽煤礦設計年生產(chǎn)能力為

12、150萬t/a，服務年限為97年。工作制度為“四六”制。礦井的采煤方法為帶區(qū)采用傾向長壁綜合機械化放頂煤開采。礦井為三水平開拓。礦井有3個立井：主井主要用于提煤，副井用于提升材料、人員和矸石，風井用于回風。開拓水平設置在+710m、+470m和+300m。</p><p>　　礦井一個工作面達產(chǎn)，采用綜放工作面，年生產(chǎn)能力為150萬t/a。工作面長度為170m，煤的運輸采用膠帶輸送機運輸，輔助運輸采用礦車。礦井通

13、風方式為中央并列式通風。</p><p>　　專題題目是煤塵防治技術現(xiàn)狀與發(fā)展研究。</p><p>　　翻譯部分是將一篇有關煤炭科技的英文翻譯成漢語。英文題目是“The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”。</p><p>　　關鍵

14、詞：綜放；膠帶運輸；長壁開采；錨桿</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design consists of three parts: the general part, the special part and the translated part.</p><p>　　The general

15、 part is a new design of WuYang Mine in ChangZhi coal department. It has ten chapters: an outline of the mine and mine field geology, boundary and reserves, productive capacity and service life and working area, transpor

16、tation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine.</p><p>　　The WuYang Mine field lies in the ChangZhi city of ShanXi province, The total ar

17、ea of the mine is36km2. The boundary of the mine field runs 4.8km on north south and 7.5km on west east on average. There is two exploring layer: No.2 and No.15 and the average thickness of the seam is5.8m. It is stable

18、and fluty inclined. It’ s dip angle is from 4 degree to 8 degree, and is5 degree on average. The normal flow of the mine is 400m3/h. The coal dust has explosion hazard, and the seam has’t self-combust</p><p>

19、;　　The productive capacity of WuYang Mine is 1.5 million tons per year, and it’s service life is 97 years. Four shifits per day,six hours per shift.Only one working system is used in the mine. The mine has three level. I

20、t gets two vertical shafts: the main shaft is for lift coal and the subsidiary is for lift material and personals. The designed development level should be located at the level of +700m , +470m and +300m.</p><

21、p>　　There is only one working area in the mine. It is used comprehensive mechanized coal face and its productive capacity is 1.5 million tons per year. The length of the longwall face is 170 m. The coal is transported

22、 by carrage and the solid car is used in the ancillary transport. The method of mine ventilation in this central ventilation.</p><p>　　The translated part is to translate a paper about mining technology into

23、 Chinese. And it’s title is “The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”.</p><p>　　Keywords：transported by carrage；Longwall Mining</p><p><b>　　

24、目 錄</b></p><p>　　1 礦區(qū)概況與井田地質特征1</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概況1</b></p><p>　　1.1.1礦區(qū)地理位置1</p><p>　　1.1.2交通位置1</p><p>　　1.1.3氣候和降水量2</p>

25、;<p>　　1.1.4礦區(qū)水文情況3</p><p>　　1.2井田地質特征3</p><p><b>　　1.2.1地層3</b></p><p><b>　　1.2.2構造4</b></p><p>　　1.2.3水文地質特征4</p><p>

26、<b>　　1.3煤層特征5</b></p><p>　　1.3.1煤層頂?shù)装鍘r性特征7</p><p>　　1.3.2煤層瓦斯含量8</p><p>　　1.3.3煤塵和自燃情況9</p><p>　　1. 4礦井地溫條件9</p><p>　　2 井田境界和儲量10</p&g

27、t;<p>　　2.1井田境界10</p><p>　　2.1.1井田邊界10</p><p>　　2.2礦井工業(yè)儲量10</p><p>　　2.2.1井田勘探類型、鉆孔及勘探情況10</p><p>　　2.2.2礦井工業(yè)儲量的計算及儲量等級的圈定11</p><p>　　2.3 礦井可采儲

28、量11</p><p>　　2.3.1儲量損失11</p><p>　　2.3.2各種煤柱損失計算11</p><p>　　2.3.3礦井可采儲量13</p><p>　　3 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限14</p><p>　　3.1 礦井工作制度14</p><p>　　

29、3.2 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限14</p><p>　　3.2.1礦井設計生產(chǎn)能力的確定14</p><p>　　3.2.2礦井的服務年限14</p><p>　　3.2.3井型校核15</p><p><b>　　4 井田開拓16</b></p><p>　　4.1井田開拓的基本問

30、題16</p><p>　　4.1.1井筒形式、數(shù)目的確定16</p><p>　　4.1.2主、副井井筒位置的選擇16</p><p>　　4.1.3風井位置的選擇17</p><p>　　4.1.4工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定17</p><p>　　4.1.5開拓方案及其比較17</p>

31、;<p>　　4.2 礦井基本巷道24</p><p>　　4.2.1井筒24</p><p>　　4.2.2車場的型式和布置形式26</p><p>　　4.2.3副井空重車線的驗算27</p><p>　　4.2.5車場硐室的布置27</p><p>　　4.3主要開拓巷道28</p

32、><p>　　4.3.1主要開拓巷道的支護方式28</p><p>　　4.3.2主要開拓巷道的特征28</p><p>　　4.3.3各主要開拓巷道的風速檢驗28</p><p>　　4.3.4主要開拓巷道28</p><p>　　5 準備方式—帶區(qū)巷道布置32</p><p>　　5.

33、1煤層的地質特征32</p><p>　　5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)32</p><p>　　5.2.1采煤方法及工作面長度的確定32</p><p>　　5.2.2帶區(qū)巷道的聯(lián)絡方式32</p><p>　　5.2.3生產(chǎn)系統(tǒng)32</p><p>　　5.2.4確定帶區(qū)各種巷道的尺寸、支護方式及通風方式

34、32</p><p>　　5.2.5確定帶區(qū)生產(chǎn)能力和采出率33</p><p>　　5.3 帶區(qū)車場選型設計34</p><p>　　5.3.1確定帶區(qū)車場的形式34</p><p>　　5.3.2帶區(qū)主要硐室布置34</p><p><b>　　6 采煤方法36</b></p&

35、gt;<p>　　6.1 采煤工藝方式36</p><p>　　6.1.1采煤方法36</p><p>　　6.1.2回采工藝36</p><p>　　6.1.3工作面設備布置圖見設計圖紙45</p><p>　　6.2 回采巷道布置49</p><p>　　6.2.1帶區(qū)巷道布置49<

36、/p><p>　　6.2.2保護煤柱尺寸的確定49</p><p><b>　　7 井下運輸52</b></p><p><b>　　7.1概述52</b></p><p>　　7.1.1井下運輸設計的原始條件和數(shù)據(jù)52</p><p>　　7.1.2礦井運輸系統(tǒng)52&

37、lt;/p><p>　　7.2帶區(qū)運輸設備選擇52</p><p>　　7.2.1工作面及運輸斜巷運輸設備的選擇52</p><p>　　7.2.2帶區(qū)輔助運輸設備的選擇52</p><p>　　7.3大巷運輸設備選擇53</p><p>　　7.3.1軌道大巷設備的選擇53</p><p&g

38、t;<b>　　8 礦井提升55</b></p><p><b>　　8.1概述55</b></p><p>　　8.2主副井提升55</p><p>　　8.2.1主井提升55</p><p>　　8.2.2副井提升56</p><p>　　9 礦井通風及安全技術

39、58</p><p>　　9.1礦井通風系統(tǒng)選擇58</p><p>　　9.1.1 礦井通風系統(tǒng)的基本要求58</p><p>　　9.1.2 礦井通風方式的選擇58</p><p>　　9.1.3主要通風機的工作方式的確定59</p><p>　　9.1.4帶區(qū)通風方式的選擇59</p>

40、<p>　　9.1.5工作面通風方式60</p><p>　　9.1.6確定礦井通風容易時期和困難時期及礦井用風地點60</p><p>　　9.2帶區(qū)及全礦所需風量63</p><p>　　9.2.1按井下同時工作的最多人數(shù)計算63</p><p>　　9.2.2采煤工作面所需風量計算63</p>&l

41、t;p>　　9.2.3掘進工作面所需風65</p><p>　　9.2.4硐室需風量計算65</p><p>　　9.2.5其他用風巷道的需要風量計算66</p><p>　　9.2.6礦井總風量計算66</p><p>　　9.2.7確定帶區(qū)及全礦的風量分配并確定礦井所需總風量67</p><p>　

42、　9.3全礦通風阻力的計算67</p><p>　　9.3.1礦井通風總阻力計算原則67</p><p>　　9.3.2通風容易時期和困難時期的確定67</p><p>　　9.3.3礦井通風阻力計算67</p><p>　　9.3.4礦井總風阻等積孔計算70</p><p>　　9.4通風機選型71<

43、;/p><p>　　9.4.1確定風機設計工況點71</p><p>　　9.4.2對礦井通風設備要求74</p><p>　　9.5防止特殊災害的安全措施75</p><p>　　9.5.1瓦斯管理措施75</p><p>　　9.5.2煤塵的防治75</p><p>　　9.5.3火的

44、防治75</p><p>　　9.5.4水的防治76</p><p>　　9.5.5其他安全措施76</p><p>　　10 設計礦井基本技術經(jīng)濟指標77</p><p><b>　　專題部分80</b></p><p>　　煤塵防治技術現(xiàn)狀與發(fā)展研究80</p>&l

45、t;p>　　1 煤塵的產(chǎn)生，來源及危害81</p><p>　　2 國內(nèi)外煤塵防治技術現(xiàn)狀85</p><p>　　3． 沉積煤塵參與爆炸的條件92</p><p>　　4 瓦斯爆炸誘導沉積煤塵爆炸的實驗研究101</p><p><b>　　5 結論110</b></p><p>

46、;<b>　　翻譯部分113</b></p><p><b>　　英文原文113</b></p><p><b>　　中文譯文：121</b></p><p>　　致 謝128</p><p><b>　　一</b></p>&

47、lt;p><b>　　般</b></p><p><b>　　部</b></p><p><b>　　分</b></p><p>　　1 礦區(qū)概況與井田地質特征</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概況</b></p><p&g

48、t;　　1.1.1礦區(qū)地理位置</p><p>　　五陽煤礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄桓縣所轄，礦井范圍北以兩川斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至15-3號煤層露頭，南北長約4.8km，東西寬約7.5km，礦井面積為36km2，該礦距襄桓車站3.5km，距長治45km ,太焦線穿越礦區(qū)，交通方便。區(qū)內(nèi)地勢屬丘陵，交差不大。地面標高一般+950m左右。</p>&l

49、t;p><b>　　1.1.2交通位置</b></p><p>　　潞安礦區(qū)地處山西省東南部沁水煤東部邊緣中段，地跨長治。太（原）焦（作）鐵路縱貫礦區(qū)東部。邯（鄲）長（治），太（原）焦（作）鐵路在長治北站交會。太（原）焦（作）線北接石太、同蒲線，南接隴海線。礦區(qū)至太原，長治，邯鄲，洛陽等地都有汽車相通，交通極為方便。長治到各周邊主要城市鐵路間距離見表1-1；長治到各周邊主要城市鐵路間距

50、離見表1-2；長治交通位置見圖1-1。</p><p>　　表1-1 到各周邊主要城市鐵路間距離</p><p>　　表1-2 長治到各周邊主要城市鐵路間距離</p><p>　　圖1-1 長治市交通位置圖</p><p>　　1.1.3氣候和降水量</p><p>　　該區(qū)事故于溫暖帶大陸性氣候，年平均氣溫為-

51、6.9℃（一月），最高氣溫為22.8℃（七月）。極端最低氣溫為-29.1℃（1972年1月27日），日最高溫度為37.4℃（1972年7月5日）。年降雨量為414～917mm年平均為583.9mm年蒸發(fā)量為1493.8～1996.3mm，年平均為1713.84mm。降雨量多集中在7、8、9三個月。日最大降雨量為109.7mm（1972年7月7日）。風向多為西北風，最大風速為14～16m/s。凍土期為每年十月至每年四月。最大凍土深度為75

52、cm。</p><p>　　1.1.4礦區(qū)水文情況</p><p>　　井田內(nèi)主要河流有濁漳河西源和南源。西源由西而東流入礦區(qū)，而南源由西南匯入，并于礦區(qū)中部匯合。南、西二源匯合后，由南而北至襄垣城東流出礦區(qū)，總匯水面積約750km2。并在井田外兩河上游分別建有漳澤水庫和后灣水庫。而區(qū)內(nèi)無大的地表水體。</p><p>　　煤層露頭附近有一條季節(jié)性河流——淤泥河，自

53、南而北流淌，一般流量為360m3/h。另外，流經(jīng)本井田的濁漳河南源，為一常年有水河流，其最高洪水位857.65m（1953.6.15），最大流量224m3/s，局部對煤層頂板含水層有明顯的入滲補給。</p><p><b>　　1.2井田地質特征</b></p><p><b>　　1.2.1地層</b></p><p>

54、　　本井田廣為第四系黃土所覆蓋，局部地帶有二疊系石盒子組地層，零星出露，據(jù)以往地質資料和新近資料，將本井田地層發(fā)育情況由老到新敘述如下：</p><p>　　1）奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組O2s</p><p>　　井田鉆孔揭露最大厚度為99.27m，巖性為深灰色巨厚層狀石灰?guī)r，淺灰色白云質灰?guī)r、泥灰?guī)r。局部夾石膏層。石灰?guī)r呈豹皮狀，含珠角石、腹足類，有孔蟲等化石，分布于井田南部文王山北斷層下。

55、</p><p>　　2）奧陶系中統(tǒng)峰峰組O2f</p><p>　　該組厚度為120米左右，巖性為淺灰、深灰色厚層狀石灰?guī)r，灰色厚層狀白云質灰?guī)r，夾灰色中厚層狀泥灰?guī)r。與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　　3）石炭系中統(tǒng)本溪組C2b</p><p>　　該組厚度3.5～29.92m，平均8.5m。巖性以灰色塊狀鋁土泥巖為主，局部發(fā)育灰

56、白色中厚層狀細粒石英砂巖，灰色砂質泥巖，底部為山西式鐵礦層。有時見及不穩(wěn)定的薄煤層或煤線。井田東南郭莊附近有出露。與下伏地層呈假整合接觸。</p><p>　　4）石炭系上統(tǒng)太原組C3t</p><p>　　本組厚度89.2～139m，平均厚度103m。是本區(qū)的主要含煤地層之一。巖性主要為灰、灰黑色石灰?guī)r，灰、灰白色細～粗粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖，砂質泥巖，泥巖，夾8～15層煤，其中可

57、采煤層1～7層。泥巖多含鐵質結核及植物化石碎片，致密堅硬；砂巖有時常相變?yōu)樯百|泥巖及泥巖。本組發(fā)育四層較穩(wěn)定的石灰?guī)r及一層局部發(fā)育不穩(wěn)定的石灰?guī)r，屬典型的海陸交互相沉積，旋回結構明顯，且?guī)r性巖相較為復雜。與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　　5）二疊系下統(tǒng)山西組P1sh</p><p>　　本組厚度59.20～85.85m，平均厚度約70m。是本區(qū)主要含煤地層，巖性主要為灰白、灰色中

58、-細粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖、砂質泥巖互層，含植物化石碎片，含煤1～4層。其中下部的3#煤層為主要可采煤層，平均厚度5.73m，底部以一層灰白色中厚層狀細或中粒石英砂巖（K7）與太原組分界，為濱海三角洲沉積。與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　　6）二疊系下統(tǒng)下石盒子組P1x</p><p>　　本組厚度83.46～151.90m，平均厚度約110m。巖性變化較大，頂部為紫紅、紫

59、灰色等雜色含鮞粒厚層狀鋁質泥巖，砂質泥巖。（俗稱桃花泥巖）中，底部為灰白、灰色石英砂巖為主（K8）。巖層顏色由淺到深的變化反映氣侯由溫暖潮濕漸變?yōu)檠谉岣稍?。為上三角洲平原～沖積平原沉積。與下伏地層呈整合接觸。</p><p>　　7）二疊系上統(tǒng)上石盒子組P2s</p><p>　　本組厚度一般在300m左右。巖性由紫紅、紫灰等雜色泥巖或砂質泥巖及灰、灰白和黃綠色石英砂巖組成。為半干熱氣侯條

60、件下，沖積平原沉積。與下伏地層呈整合接觸。</p><p><b>　　8）第四系Q</b></p><p>　　其厚度0～80.17m，平均約32.73m。是本井田主要覆蓋層，巖性為棕黃、淺黃色亞粘土，含砂質粘土，夾姜結石層,局部有礫石,頂部為植耕土，近漳河一帶為古河床及河漫灘沉積。與下伏地層呈不整合接觸。</p><p>　　鑒于本井田歷次

61、地質資料的地層劃分標準不甚統(tǒng)一，本次地層劃分主以2001年《五陽煤礦礦井生產(chǎn)地質報告》中的地層劃分為標準進行統(tǒng)一，區(qū)域地層基本與此一致。五陽井田歷次進行分帶區(qū)精查，補勘精查，對煤系地層的控制程度較高，但對含煤地層系統(tǒng)研究較差，特別是對本井田含煤地層沉積環(huán)境缺乏系統(tǒng)的分析研究。</p><p><b>　　1.2.2構造</b></p><p>　　礦井構造特征是：寬緩

62、褶曲相伴生大，中型交角度正斷層和次級小型斷裂。構造線方向多為南北方向，褶曲有崔村向斜，大郝溝向斜，十字道背斜，五陽背斜。</p><p>　　與褶曲相伴生較大的構造主要有控制礦井范圍的西川斷層，文王山斷層及發(fā)育在礦井內(nèi)的王家莊斷層，小黃莊斷層。崔家莊1.2.3號斷層，走向多呈北東方向，落差均在100m以上落差在10—100m的斷層有東南上斷層，倉上１號斷層，1505斷層，倉上2號斷層，西王橋斷層，五陽斷層等。其產(chǎn)

63、狀與較大斷層基本一致。其中南豐正斷層：位于南豐村南、大黃莊、十字道村南一線，大黃莊村西走向為北50°東，傾向東南，傾角70°，落差5～60m，大黃莊村東，走向北82°東，傾角70°，落差7～25m，東在西王橋村北附近分叉尖滅，西在南—45號鉆孔附近尖滅。有地震測線和鉆孔控制，井下生產(chǎn)巷道揭露，已查明。礦井內(nèi)無陷落柱。</p><p>　　五陽井田處于上述二級構造帶之間，受晉

64、～獲斷褶帶的控制和武～陽凹褶帶的影響主要形成低級，低序次的構造。本井田的基本構造特征為：向南西傾伏寬緩褶曲，伴有大中型、高角度正斷層和次一級的小型斷裂；地層總體傾向南西，傾角一般為5°。</p><p>　　1.2.3水文地質特征</p><p>　　本區(qū)主要河流為濁漳河南源和西源，屬于海河水系漳河流域。濁漳河由南向北經(jīng)過礦區(qū)南部邊緣，其支流有洚河，嵐水河和青河等。濁漳河西源由西

65、向東流經(jīng)礦區(qū)北緣，其支流有淤泥河。濁漳河南源流入漳澤水庫與其支流匯合，再向北與西源匯合。南、西二源匯合繞過五陽至襄桓城東與濁漳北源匯合。南、西二源在井田中央與西源匯合后，由南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽井田。濁漳河河床寬達70～110m長年流水，流量為1m3/s。而礦區(qū)內(nèi)基本無地表河流。</p><p>　　礦井涌水量一般為400m3/h左右，含水系數(shù)為3.1左右。井田內(nèi)共有11個含水層：Ⅰ～

66、Ⅴ為灰?guī)r裂隙溶洞含水層；Ⅵ～Ⅹ為砂巖裂隙含水層；Ⅺ為風化殼及砂礫孔隙含水層。礦井涌水主要來源于煤層頂板以上各含水層。通過回采后形成的導水裂隙帶和冒羅帶涌入礦井。礦井水PH值為7～8屬于弱堿性。各水層分布見含水層情況表1-3。</p><p>　　表1-3 含水層情況表</p><p><b>　　1.3煤層特征</b></p><p>　　礦

67、井主要含煤地層為二迭統(tǒng)山西組及上石炭統(tǒng)太原組煤系厚度：山西組：59.20—85.85m,太原組：89.2—129.02m。共含煤15層，其中山西組4層（1—4號）太原組（5—15號煤）含煤系數(shù)為6.7%。煤層傾角為4°～8°平均傾角為5°煤質的硬度為f=0.8～1.5中等硬度。各煤層層位及特征見表1-4；主要可采煤層特征見表1-5；煤質特征見表1-6；煤碳工業(yè)價值分析見表1-7。</p>&l

68、t;p>　　表1-4 各地層層位及特征表</p><p>　　表1-5 主要可采煤層特征</p><p>　　表1-6 煤質特征</p><p>　　由于15-3號煤層平均厚度為0.63m小于最薄可采煤層，并且分布不穩(wěn)定，所以定位為不可采煤層。除以上主要可采煤層外，還有5，9，10，11，13，15-3等局部可采煤層。</p><p&

69、gt;　　表1-7 工業(yè)價值分析</p><p>　　1.3.1煤層頂?shù)装鍘r性特征</p><p>　　主要開采對象3號煤層頂板一般為砂巖，泥巖，偽頂，直接頂，老頂通常同時存在。偽頂多為黑灰色泥巖,厚0.08～0.20m，隨著采煤冒落。直接頂有灰黑色泥巖、粉砂巖、細砂巖組成，厚度為1.3～3.6m其抗壓強度在75～905kg/cm2,一般在搬移支柱后即冒落，為Ⅱ類穩(wěn)定中等頂板。老頂多為砂

70、巖，硬度大，厚度不穩(wěn)定，一般厚為6.5～9.0m最大可達28m，其單向抗壓強度380～1310kg/cm2，一般不易冒落，會造成周期來壓。</p><p>　　地板多無偽底，只有直接底，巖性對為黑色泥巖，厚度達0.2～0.6m底板多為砂巖，其抗壓強度為419～1918kg/cm2，普式硬度為4～8。</p><p>　　15-3號煤層頂板多為泥巖及粉砂巖，厚度變大，中等硬度，屬于易冒落頂板

71、。頂板以泥巖及粉砂巖為主，老底多為細砂巖，膠結為中等膠結。煤層的埋深及頂?shù)装鍘r層見綜合柱狀圖1-2。</p><p>　　圖1-2 綜合柱狀圖</p><p>　　1.3.2煤層瓦斯含量</p><p>　　3#煤層瓦斯含量為1.560~17.502mL/g·r，平均5.725mL/g·r，變化較大。二氧化碳含量為0.01~0.47mL/g&#

72、183;r，平均0.21mL/g·r。瓦斯含量變化隨著煤層埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。五陽煤礦2003年按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，又對3#煤層礦井瓦斯等級及二氧化碳進行鑒定，瓦斯相對涌出量8.99m3/t，二氧化碳相對涌出量4.81m3/t，屬低瓦斯礦井，全礦其采煤工作面瓦斯涌出量為12.21m3/min，掘進工作面瓦斯涌出量為7.94m3/min，采空區(qū)瓦斯涌出量為8.28m3/min。從近6年的礦井瓦斯及二氧化碳涌出

73、量的情況統(tǒng)計見表1.3-5，可以看出礦井瓦斯涌出量較小，但是由于受各種因素的影響瓦斯賦存極不均衡，局部地方瓦斯涌出量仍然較大，瓦斯相對涌出量曾達到23m3/t，為高瓦斯區(qū)。3#煤層瓦斯及二氧化碳涌出量見表1-8，3#煤層瓦斯參數(shù)測試結果見表1-9。</p><p>　　表1-8 3#煤層瓦斯及二氧化碳涌出量表</p><p>　　表1-9 3#煤層瓦斯參數(shù)測試結果表</p>

74、<p>　　1.3.3煤塵和自燃情況</p><p>　　五陽煤礦煤類為焦煤，瘦煤和貧煤。煤的脆性較大，在機械化采煤程度高的今天，采煤作業(yè)過程中容易形成大量的煤塵。有對3號煤層的取樣試驗，反向火焰長度為5～50mm，一般為10mm左右；爆炸指數(shù)為17.63～21.45%，一般為18～19%屬于危險型礦井。</p><p>　　3#煤層的自燃傾向性等級鑒定結果表明：3#煤層煤塵

75、具有爆炸性，屬不易自燃煤層，但局部區(qū)段3#煤層有可能產(chǎn)生自燃。</p><p>　　1. 4礦井地溫條件</p><p>　　生產(chǎn)礦井測量井下溫度16℃左右，地溫為1℃/100m屬于地溫正常地區(qū)。</p><p><b>　　2 井田境界和儲量</b></p><p><b>　　2.1井田境界</b&g

76、t;</p><p><b>　　2.1.1井田邊界</b></p><p>　　五陽礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄桓縣所轄，礦井范圍北以兩川斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至15-3號煤層露頭。</p><p>　　礦井開采的上限標高+850m，由于礦井南北是以斷層為界，西以勘探線為界，所以礦井下部開采邊界在

77、技術與經(jīng)濟進一步發(fā)達的情況下任然可以進一部探明，以擴大下部開采邊界，增加井田的可采儲量，延長服務年限，提高全礦的經(jīng)濟效益。</p><p>　　礦井南北走向長度最長為4.95km，最短為4.6km，平均長度約為4.8km；而東西傾向最長約為8.1km，最短約為6.2km，平均長7.5km。礦井總面積約為36km2。</p><p>　　由于本礦井的煤層傾角為4°～8°平

78、均傾角為5°，屬于近水平煤層，除去井田內(nèi)有一大的斷層影響，煤層賦存基本穩(wěn)定。</p><p><b>　　2.2礦井工業(yè)儲量</b></p><p>　　2.2.1井田勘探類型、鉆孔及勘探情況</p><p>　　自1957年以來，先后有17個單位施工鉆孔241個，總進尺113297.54m?，F(xiàn)分述如下：</p><

79、;p>　　1）普查階段的勘探工作</p><p>　?。?）長治市地質隊 1957～1959年在李石門一帶施工鉆孔3 個，進尺是1064.80m。</p><p>　　（2）原省工業(yè)廳在1957年在漳河溝南施工3 個巖芯孔，進尺是952.16m。</p><p>　?。?）原山西省第一工業(yè)廳第一勘探總隊561隊于1957年元月～十月，在黃土崗一帶施工15 個鉆

80、孔，總進尺是4316.55m。</p><p>　　2）提交過精查報告的勘探工作</p><p>　　（1）河山西煤田3隊于1968年元月～12 月在云架嶺井田的精查報告重施工75個鉆孔，有31個在本井田，進尺是17865.22m可采煤層的取樣率是17.87％。</p><p>　?。?）煤炭部一二九隊于1975年元月～11月編制顯德旺井田的精查報告中施工135個鉆

81、孔，有17 個在本井田，共進尺是6270.09m，巖芯取樣率僅6.77％，可采煤層的取樣率是79.75％。</p><p><b>　　3）生產(chǎn)補充勘探</b></p><p>　?。?）本局地質隊于1962年～1982年在井田內(nèi)施工80個鉆孔，共進尺是37783.19m，巖芯總取樣率57.15％，可采煤層的取樣率是57.59％，基本為全取芯，巖性描述內(nèi)容較多。<

82、;/p><p>　?。?）煤田二隊于1981年9月到1982年6月完成7個鉆孔，進尺4214.07m，全取芯有2 個孔，其余的是煤系取芯，分層細致，描述詳細，內(nèi)容較多，滿足了生產(chǎn)礦井的需要。</p><p>　　4）地質冶金部門的勘探資料</p><p>　?。?）山西地質局十二隊于1970年12月～1977年4月，在井田西北角施工22個鉆孔，進尺12187.46m，終

83、可到奧灰，平均巖芯取樣 率42.9％，但是分層較粗，描述簡單。</p><p>　　（2）冶金部門施工鉆孔</p><p>　　冶金五一七隊于1968年4月～1979年3月在李石門一帶施工14 個水源孔，在云架嶺周圍施工6個奧灰水文觀測孔20個，總進尺十11609.41m。</p><p>　　冶金五一八隊于1965年～1969年在西南部及西北部施工2個觀測孔，5

84、個水源孔，總進尺是3599.42m。</p><p>　　吉林冶金608隊于1973年11月～1974年元月在云架嶺一帶施工2個觀測孔，進尺是880.57m，全孔取芯，描述簡單，煤系資料可以參考。</p><p>　　山西冶金217隊于1973年12月～1974年2月在井田的西南部施工2個觀測孔進尺1118.42m。僅有簡單的分層記錄，巖性沒有描述，煤層資料只能參考。</p>

85、<p>　　華北冶金勘探公司520隊在羅義村南施工找礦孔1 個，進尺717.65m，終孔為火成巖，層位不清。</p><p>　　2.2.2礦井工業(yè)儲量的計算及儲量等級的圈定</p><p>　　五陽礦礦井總體范圍不大，煤層較厚?？刹擅簩?#平均厚度為5.8m，井田內(nèi)有落差60多米的大斷層貫穿其中，煤層傾角平均α=5º，大部分標高位于+850～+200m之間，煤層平均

86、容重1.3t/m3。</p><p><b>　　礦井工業(yè)儲量：</b></p><p>　　煤容重取1.3t/m3，煤層傾角平均5°，煤厚平均為5.8 m。</p><p>　　工業(yè)儲量的計算公式見下式：</p><p>　　Zg=100S×M×r/cosα

87、 (2-1)</p><p>　　式中： Zg――工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　S――井田面積，km2；</p><p>　　M――煤層平均厚度，5.8 m；</p><p>　　r――煤的平均容重，1.3t/m3；</p><p>　　α――煤層平均傾角，5°；</p

88、><p><b>　　故工業(yè)儲量為：</b></p><p>　　Zg=100×36×5.8×1.3/cos5º</p><p>　　=28626.4萬t</p><p>　　表2-1 地質資源分類</p><p>　　2.3 礦井可采儲量</p>

89、<p><b>　　2.3.1儲量損失</b></p><p>　?。?）工業(yè)廣場保護煤柱；</p><p>　?。?）井田邊界煤柱損失；</p><p>　?。?）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；</p><p>　?。?）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；</p><p>　　

90、（5）其它各種損失。</p><p>　　2.3.2各種煤柱損失計算</p><p>　?。?）工業(yè)廣場煤柱損失</p><p>　　本礦井設計年生產(chǎn)能力為150萬t/a，按《煤礦設計工業(yè)規(guī)范》，占地面積應在150×0.8/10～150×1.1/10之間，即12～16.5公頃之間，本設計工業(yè)廣場取14公頃，長、寬分別為470m、300m，工業(yè)廣場

91、布置在井田的中央位置。</p><p>　　3號煤層傾角α＝5，五陽莊礦工業(yè)廣場地面標高+950m，松散層厚度為50m，移動角ψ=45º，上覆巖層的邊界角δ=75º，下山移動角β=66.6º，平巷移動角γ=70º。</p><p>　　圖2-1 工業(yè)廣場保護煤柱</p><p>　　工業(yè)廣場圍護帶寬度為20m，根據(jù)垂直剖面法

92、所作的工業(yè)廣場保護煤柱的尺寸計算如圖2-1所示：</p><p>　　保護煤柱的水平面積S1=(749+786)×665/2=510387.5m2</p><p>　　則工業(yè)廣場壓煤為：Q1=S1×M×r/cosα (2-2)</p><p>　　=510387.5

93、15;5.8×1.3/cos5º</p><p><b>　　=398.6萬t</b></p><p>　?。?）井田邊界保留的邊界煤柱 </p><p>　　井田邊界長為27234m，邊界煤柱留寬30m，則井田邊界壓煤量為：</p><p>　　Q2=27234×5.8×30&#

94、215;1.3/cos5º=632.7萬t (2-3)</p><p><b>　?。?）斷層保護煤柱</b></p><p>　　由于斷層落差較大，，長度為4370m，斷層兩邊各留煤柱50m，則斷層保護煤柱損失是：</p><p>　　Q3=4370×2×50×5.8×1

95、.3/cos5º (2-4)</p><p><b>　　=342.6萬t</b></p><p>　?。?）永久保護煤柱總量為：</p><p>　　Q=Q1+Q2+Q3 (2-5)</p><p&g

96、t;　　=398.6+632.7+342.6 =1373.9萬t</p><p>　　2.3.3礦井可采儲量</p><p>　　可采儲量的計算公式為：</p><p>　　Z=(Zc－Q)×C (2-6)</p><p>　　=（28626.7－1373.9）

97、×0.75 =20439.6萬t</p><p>　　式中： Z——礦井可采儲量，萬t；</p><p>　　Zc——礦井工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　Q——永久煤柱損失，萬t；</p><p>　　C——煤炭采出率，取0.75；</p><p>　　3 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限<

98、/p><p>　　3.1 礦井工作制度</p><p>　　本礦井年工作日為330天，采用“四六”工作制，即三班采煤，一班檢修，每班工作6小時。根據(jù)煤炭設計規(guī)范，礦井日凈提L確定為16小時。</p><p>　　3.2 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限</p><p>　　3.2.1礦井設計生產(chǎn)能力的確定</p><p>　　礦

99、井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質條件、煤層賦存情況、開采條件、設備供應及國家需煤等因素確定。</p><p>　　五陽礦的實際情況：地質構造相對較簡單，儲量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為近水平煤層（傾角5°），三水平開拓，主采3#煤層，平均厚度為5.8 m；瓦斯和水涌出量較小，采用綜采放頂煤的開采方法。所以根據(jù)以上條件和五陽莊煤礦的最初設計，確定本礦井的年設計生產(chǎn)能力為150萬t/a。</p><

100、;p>　　3.2.2礦井的服務年限</p><p>　　根據(jù)礦井實際的地層和煤層特征，本礦井主采3號煤，均厚5.8 m，平均傾角5°，賦存較穩(wěn)定，為三水平開拓。</p><p>　　服務年限的計算公式：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中： T——服務年限，a；<

101、;/p><p>　　Z——可采儲量，20439.6萬t；</p><p>　　A—礦井設計年生產(chǎn)能力，為150萬t；</p><p>　　K—礦井備用系數(shù)（1.3-1.5），取1.4。</p><p>　　所以礦井的服務年限為：</p><p><b>　　T===97a</b></p>

102、<p>　　表3-1 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限</p><p>　　因為97年>50年，符合2003年我國設計規(guī)定的大型礦井（120~240萬t/a）服務年限至少在50年以上的標準，滿足設計要求。</p><p>　　第一水平（+710）服務年限為：</p><p>　　T===37 a 也符合水平服務年限規(guī)定。</p>

103、;<p>　　第二水平（+470）服務年限為：</p><p>　　T===24a 水平儲量及服務年限見表3-2。</p><p>　　第三水平（+300）服務年限為：</p><p>　　T===36a 水平儲量及服務年限見表3-2。</p><p>　　表3-2 水平儲量及服務年限</p><p&g

104、t;<b>　　3.2.3井型校核</b></p><p>　　通過對實際煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核：</p><p><b>　?。?）煤層開采能力</b></p><p>　　五陽礦井田3#煤層賦存穩(wěn)定的厚煤層，傾角為4º~8º，平均5°，地質結構簡

105、單，易于采用放頂煤開采。據(jù)實習礦井生產(chǎn)實際，可布置一個綜采放頂煤工作面保產(chǎn)，煤層開采能力能滿足礦井設計生產(chǎn)能力。</p><p>　?。?）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核</p><p>　　本設計的礦井為大型礦井，開拓方式為雙立井多水平開拓。主井采用2對12t箕斗，提升能力大，能滿足提升方面的要求。大巷采用膠帶輸送機運煤，運輸能力也能達到要求，且機械化程度高。輔助運輸采用1.5噸固定廂式礦車，本設

106、計中井底車場采用環(huán)形車場。各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會影響生產(chǎn)能力。</p><p><b>　?。?）安全條件校核</b></p><p>　　本礦井瓦斯涌出量為8.99m3/t，屬于低瓦斯礦井。煤塵無爆炸性危險。水文地質條件簡單，涌水量較?。?00m3/h）。礦井采用中央并列通風方式，經(jīng)通風設計表明：通風滿足要求。井田內(nèi)小斷層較少，只有一個較大的斷層，對于開拓

107、有一定的影響，但是，對于影響生產(chǎn)的小斷層較少。所以，各項安全條件均可得到保證，不會影響礦井的年生產(chǎn)能力。</p><p><b>　?。?）儲量條件校核</b></p><p>　　規(guī)范規(guī)定，礦井的設計生產(chǎn)能力應與礦井的儲量相適應，以保證足夠的服務年限。井田的可采儲量為20439.6萬t，服務年限為97年，有利于礦井的長遠發(fā)展。</p><p>

108、;<b>　　4 井田開拓</b></p><p>　　井田開拓是在總體設計已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質報告和其它補充資料，具體體現(xiàn)在總體設計合理原則，將主要巷道由地表進入煤層，為開采水平服務所進行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定，主、副井和風井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、帶區(qū)劃分以及開采順序與通風運輸系統(tǒng)。</p><p>　　4.1井

109、田開拓的基本問題</p><p>　　4.1.1井筒形式、數(shù)目的確定</p><p><b>　　井硐形式的確定：</b></p><p>　　表4-1-1各井筒形式優(yōu)缺點比較及適用條件</p><p>　　根據(jù)自然地理條件、技術經(jīng)濟條件等因素，綜合考慮五陽煤礦的實際情況：</p><p>　　表

110、層土較薄，平均為50m，風化不太嚴重； </p><p>　　地勢起伏不平，地面標高平均+950m左右，煤層埋藏較淺，距地面垂深在150～750m之間，平均為400m左右；</p><p>　　礦井年設計生產(chǎn)能力為150萬t/a，為大型礦井。</p><p>　　綜上所述，本礦井采用立井開拓。</p><p>　　4.1.2主、副井井筒位置的

111、選擇</p><p>　?。?）井筒沿井田走向方向的有利位置</p><p>　　本井田形狀比較對稱，儲量分布比較均勻，在井田中上部存在一條落差比較大橫穿井田的大斷層，將井田天然地分為上下兩翼，故井筒的有利位置應在井田走向的儲量中央偏東，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)路較短，通風阻力小。</p><p>　　（2）井筒沿

112、井田傾斜方向的有利位置</p><p>　　立井開拓時，考慮到有一大斷層橫穿井田，初期應先采斷層下部的儲量，所以井筒應沿傾向偏下部布置，立井井筒位于井田傾斜方向的中上部略靠下部。</p><p>　?。?）盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒</p><p>　　確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護煤柱。為了減少工業(yè)廣場所壓煤柱，使鐵路煤柱和工業(yè)廣場保護煤柱有一

113、部分重合會減少保護煤柱的面積。所以工業(yè)廣場可布置在鐵路附近，并且可以保證在井田走向的中央。</p><p>　?。?）地質及水文地質條件對井筒布置的影響</p><p>　　要保證井筒、井底車場及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應力區(qū)。</p><p>　?。?）井口位置應便

114、于布置工業(yè)場地</p><p>　　井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術條件。</p><p>　　綜合以上六方面的因素，結合礦井實際情況，提出本礦井井筒布置位置如下：</p><p>　　主井井筒中心位置：經(jīng)距412850 m

115、，緯距4038500 m</p><p>　　副井井筒中心位置：經(jīng)距412300 m，緯距4038700 m</p><p>　　4.1.3風井位置的選擇</p><p>　　本井田煤層賦存條件比較好，屬于近水平煤層，中部靠上位置有一大斷層將井田分為上、下兩部分，用條帶開采。大斷層上部煤層埋深較淺，最淺處離地表只有70 m左右，礦井為低瓦斯礦井，所以采用中央并列式通

116、風，在井田中部掘一個風井，風井深250 m，在技術、經(jīng)濟上都比較好。</p><p>　　考慮到斷層下部右翼可以滿足礦井初期的開采要求，在此精確提出東風井的位置。</p><p>　　風井井筒中心位置：經(jīng)距412880 m，緯距4038470 m</p><p>　　4.1.4工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定</p><p>　　工業(yè)場地的選

117、擇主要考慮以下因素：</p><p>　　（1）盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局；</p><p>　?。?）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；</p><p>　?。?）盡量布置在地質條件較好的區(qū)域，同時工業(yè)場地的標高要高于最高洪水位；</p><p>　　（4）盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。</p><p>　　根據(jù)

118、以上原則和本礦井的實際情況，工業(yè)廣場與主副井筒布置位置相同，其面積及保護煤柱的大小詳見第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場面積14公頃，定為470 m×300 m的矩形。</p><p>　　4.1.5開拓方案及其比較</p><p><b>　　1）開拓方案</b></p><p>　　根據(jù)地質勘探資料，本井田只有3#煤層為可采煤層，煤層埋深