采矿学课程设计.pdf

《采矿学课程设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采矿学课程设计.pdf（116页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第1 1章章 矿（井）田地质概况矿（井）田地质概况1.11.1 矿（井）田位置及交通矿（井）田位置及交通1.1.11.1.1 交通位置交通位置一、位一、位 置置哈拉沟矿井位于陕西省神 木县西北 部 55km 处的乌兰木 伦河东 侧，属大柳塔镇管辖，地理坐标东经1100941-110 1835，北纬 391702-39 3516，井 田范 围南 界为哈 拉沟，以 35、47、226 号钻孔 连线为界，与大柳塔井 田相邻；北界以过 18 号钻孔 沿 NE60 方向引线为界，与石圪台井田相邻。东以七概沟及陕蒙省界为界，与新庙预留区相邻；西以乌兰木伦河为界，与上湾、补连塔井田隔河相望。井田东西 长

2、8.4-11km，南北宽 8.3-10km，井田面积 81.49km2。二、交二、交 通通哈拉沟煤矿位于陕西省神 木县大柳 塔镇以北 4.5 公里，南距 神木县 城 55公里，北距内蒙古鄂尔多斯市98 公里，西距内蒙新街镇50 公里。包（头）神（木）铁路及包（头）府（谷）公路由煤矿西缘纵贯南北，向北可达包头、呼和浩特，向 南至神 木北站经 神（木）延（安）、西（安）延（安）铁路可达 西安，经 神（木）朔（州）铁路 可达山西乃 至全国各 地。见交通 位置示 意图。-1-图图 1-11-1交通交通 示意示意 图图-2-1.1.21.1.2 地形地貌地形地貌哈拉沟煤矿位处陕北黄土 高原北部 与毛乌素

3、 沙漠东南缘 的接壤 地带，地势总体中东部高，西部低，地形起伏较大，最低点在哈拉沟与乌兰木伦河交汇处海拔 1084.10m；最高点在井田北部讨素傲包,海拔 1349.6m，相对高差 265.5m；一般地面海 拔标高为 1200-1300m。井田大部分为风沙堆积区，沙丘连绵波状起伏，或为平 缓沙地，地表植被 稀疏，沟 谷两侧基 岩断续裸露。区内沟流分属两支水系，以 陈家 坡、郝家壕、讨 素傲包 及后圪台一 线为分水岭。该分水岭以西为乌兰木伦河水系，有三元沟、沙沟、哈拉沟等；沟流均自东向西汇入乌兰木伦河；以东为饽牛川水系，有七概沟及其次级沟流郝家沟、召圪台沟等；自西北 向东南在 本井田之 南约 3

4、km 处汇入饽 牛川。乌兰木伦河，河谷平坦宽阔，为河流侵蚀堆积地貌。发源于内蒙古鄂尔多斯市西南巴 定沟，在 本井田南 约 35km 处的神 木县店塔附 近与饽 牛川汇合后 称窟野河。多 年平均流 量为 7.4m3/s，年径 流量 1.2-3.4 亿 m3，最大 日平均流量为 23.86m3/s，年输 沙量 309-123000万 t。该 河从本井 田西缘由北 向南流 过，河道宽约 1000m。1.1.31.1.3 气象及水文情况气象及水文情况气象本区属北温带半干旱大陆 季风性气 候，冬季 严寒，夏季 酷热，春季风频，秋季凉爽，四季冷热 多变，日 夜温差悬 殊。干旱 少雨，蒸发 强烈，降雨集中，

5、全年无霜期 较短，10 月初 上冻，次年 3 月解冻。主要气象参数如下（据神 木气象站）：-3-年平均气温 8.4oC极端最高气温 38.9 oC(1966.6.21)极端最低气温 -28.49oC(1958.1.16)多年平均降雨量 435.7 mm日最大降雨量 136.3mm(1959.7.21)枯水年降雨量 108.6 mm(1965)丰水年降雨量 819.1 mm(1967)多年平均蒸发量 1774.1mm多年相对湿度 56平均风速 2.2m/s极端最大风速为 25 m/s最大冻土深度 1.46m水文情况哈拉沟 矿井 位于 乌兰 木伦河 中游东岸，井田地形 特征呈中东 部高，西部低特点

6、，地面海拔 标高 1084.1-1349.6m，相对高 差 265.5m。地貌以风 砂堆积沙丘、砂梁，流水风蚀砂丘、砂梁地貌为主，其间发育冲沟、洼地等微地貌单元，中东部有红土出露，是井田地表水的分水岭，向两侧地形逐渐变低，分属于乌兰木 伦河与勃 牛川水系。井田 内及周边 发育的常年 性河（沟）流 有乌兰木伦河、七概沟、哈拉沟、沙沟、三元沟等；地表水体水库共有4 座，分别为瓷窑湾水库、郝 家壕水库、召圪台水 库、王家坡水库。地 表水系及水体 1991年井田勘探 时流量库 容统计如 下：-4-各河（沟各河（沟）流流）流流 量统计量统计 表（表（19911991 年）年）名称流量极值（L/S）乌兰木

7、伦河280-12850七概沟哈拉沟沙沟8.15-1913.6饮马泉18-4025.7521.279-30.60993-23425.092140.85流量平均值（L/S）3539调查水库统调查水库统 计表（计表（19911991 年）年）水库名称瓷窑湾水库郝家壕水库召圪台水库王家坡水库水面标高（m）平均水深（m）坝体与补给来源库容（m）备注1188.5451259.501276.601294.501.753.003.002.00沙土坝、沟流沙土坝、沟流3000020003沙土坝、Q3S泉水90000沙土坝、Q3S泉水80十几年来，随 着矿井 建设及井田内 煤矿、小窑开采，降 水量逐 年的减 小，

8、国家出台的 退耕还林 政策使得 井田内植 被恢复，涵养 水分增 强，水土流 失减小等因素，使得井田水文地质条件有了一定的变化，井田内所有的水库库容减小，甚至干涸；仅库容较大的水库还残留一定的库容。地表水系流量相对都有减小，减小幅度在2335%之间，三 元沟 饮马泉附近 的瓷窑湾 煤矿关闭，水文地 质条件恢复，泉水流量影响较小，现流量在原流量范围之内。二 00 四年矿井在02201、02202 工作面 地质 及水 文地质勘查 时观测的地 表水流 量如下-5-名称哈拉沟项目实测流量值（L/S）92.5910.4834.36哈拉沟根据供水资料沙沟饮马泉备注各河（各河（沟）流沟）流 流量统流量统 计表

9、（计表（20042004 年）年）1.1.41.1.4 矿区概况矿区概况1.矿区开发情况一、矿区现有矿井生产概 况哈拉沟 煤矿 原为 神木 县县办 煤矿，1986 年矿 建开始，1990 年投 产，设计生产能 力 30 万 t/年。1995 年进 行扩建,生产 能力达 到 60 万 t/年。开拓了主斜井（现为 2 号平硐）、副斜井和斜风井，用普通房柱式炮采法，共开采了 18 个工 作面。矿井投入生产的井筒共五 条，包括 主斜井、1 号平硐、2 号平 硐、立风井和斜风井。各井筒主 要参数如 下：主 斜 井井 筒 斜 长4 2 3.2 0米倾 角-1 4 方 位6 0 1 号 平 硐井 筒 斜 长

10、1 6 3 米倾 角-4.5 方 位6 2 2 号 平 硐井 筒 斜 长6 7米倾 角-5.5 方 位6 2 斜 风 井井 筒 斜 长2 3 米倾 角-2 0 方 位6 0-6-二、老二、老 窑分布窑分布 情况情况在哈拉沟煤矿范围内的煤矿：一、哈拉沟矿（神木）：位于 矿井西 南部，井田面积为17.4217km2，1986年矿建开始，开采 2煤层，1990 年投产，原为原神 府公司与神木县合办的中型矿井，设 计生产能 力 30 万 t/年。2000 年 10 月移交 神东煤 炭分公司管 理，并由陕西省 资源厅颁 发了采矿 许可证，证号为 6100000021633。采 用旺格维利房柱式采煤 方法

11、，生产规 模达 300 万 t/年。现有的哈拉沟煤矿是在该矿基础上改扩建形成 的。二、前石畔矿：位于井田西部瓷窑湾火车站附近。原为神府公司与绥德县人民政府合 办的企业。井田面 积 13.91km2；设计生产能力45 万 t/年。由陕西省资源厅颁 发了采矿 许可证，证号为 61000000320298。1986 年矿建开始，开采 2-2 煤层。井田生产方式为斜井-平硐开拓，房柱式炮采，中央抽出式通风，胶带机运输。2003 年神东 煤炭 公司与 绥德县政 府达成了接 收井田 的协议，已办理了转让登 记手续。目前该矿 已经封闭。三、瓷窑湾煤矿：位于井田西北角，1986 年 8 月矿建开始，开采2-2

12、煤层，本煤矿最初由原华能精煤公司与陕西省佳县人民政府联办，1993 年由佳县独办。1998 年陕 西省 地矿 局颁 发采矿许可 证，2004 年 3 月换新 证（采矿许可证号 6100000430055），生产规模 45 万吨/年；井田面积10.275km2。平硐开拓，房柱式炮采，中央抽出式通风，胶带机运输。2004 年神东 煤炭公司与 佳县人民政府达成协议，已办 理了 转让登 记手续。目前该矿已 经封闭。矿区经济情况-2-7-本区国民经济状况欠发达，各种 设施比较 落后。以 农业为 主，主要 农作物有玉米、土豆、谷子、蔬菜等，粮食可以自给。近年来，工业发展迅速，以煤炭、电力、化工等企 业带动

13、，地方经济 较为富裕。1.21.2 矿（井）田地层及地质构造矿（井）田地层及地质构造1.2.11.2.1 地层地层矿井 地面大部 分为第 四系 松散沉积 物所覆 盖，仅在乌兰 木伦河 东岸 及其大的支沟上有 基岩出露。据大 量钻 孔揭露 及地质填 图资料，井田地 层由老至新 有：三叠系上统 永坪组（T3y），侏罗系中、下统延安组（J1-2y），中统直罗组（J2z），安定组（J2a），第三系及第四系。含煤地 层侏罗 系中下 统延安组（J1-2y）属湖泊三角洲沉积。在横向岩性变化较大，但在垂向上具有明显的层韵结构。据岩、煤层组合特征、物性特征及古生物组合 特征，可分 为五个中 级旋回岩 段，每段含

14、 一个煤组自 上而下 依次为15 煤组，煤层位于各段顶部。1.2.21.2.2 构造构造本区地层总体呈倾向 SW 的单斜构 造，起伏 不大，见宽 缓的起 伏，倾角一般小于 1。在矿井南部有一条小规模正断层，无岩浆岩侵 入，整体 来讲构 造简单。一、褶 曲从煤层底板等高线图上明 显可见地 层产状在 不同地段略 有差异。大致以 断-8-层为界，以东为一近 乎水 平的“平台”，坡降 仅 610，局部有 低缓“凹盆”或“穹窿”。断层西侧一般倾角小于1,坡降 1214。平面表 现为呈“S”状展布的箕状，鼻状构造相间出现，但波幅小于10m，翼宽大于750m，一般箕状构造翼宽 较大，最 大可达 2.5 公里

15、。以上构 造对矿井 开拓基本没 有影响。二、断层井田几乎没 有影响开 采的大断 层，零星分布一 些小断层，对开 采没有任何 影响。三、其它构 造在哈拉沟煤 矿井田内 无岩浆岩 侵入、无 岩溶陷落 柱的分布。1.31.3 矿体赋存特征及开采技术条件矿体赋存特征及开采技术条件1.3.11.3.1 煤层及煤质煤层及煤质1.煤层此次设计是对井田 3 号煤层的开 采设计，3 号煤 层厚度 0.74m3.50m,平均厚度 2.34m.自西 北向 东南 呈变 薄趋势，厚煤区 位于井田西 部。含煤系 数在平面上变化规律 与上述可 采煤层总 厚度基本 相同，含 煤系数 1.9-10.7，平均 6.8；富煤区一般

16、 为 6.5-9.0，变 化趋势自 西北向东 南减小，自 南向北 增大。局部 变化异常点与 可采煤层 总厚度变 化一致，煤层特 征表见下 图。-9-煤含平煤极小值-极均层大值段系段平均值号数厚编(m)(%(m)号0.74-3.5032.340.80煤层特征数可变可稳变煤层结构采标准异采定概情差系概程比况数率度结构单全区可采三37.46.20.340.0.3一,个别点含一层矸.较稳定908图图 1-3-1 31-3-1 3 号煤层号煤层 特特征表征表2.煤质煤层呈黑色，条痕褐黑色，弱沥青沥 青光泽，断口参差状、阶梯状为主，部分棱角状和贝壳状。煤层有机显微组分含量很高，其平均值变化在97.2-98

17、.4%之间，其中镜质组含量平均值为27.4-58.4%，丝质组 34.9-53.4%，镜质组反射 率在 0.456-0.576之间，属 I 煤化 阶段，即 低煤化度烟 煤。1.3.21.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况1.瓦斯-10-哈拉沟井田 3 号煤层 勘探取 瓦斯样 作测试分 析，其煤 层瓦斯含量 数据见 表。煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 及成及成 分表分表煤层号3N290.14 98.34CO2 1.66 5.15CH4瓦斯成分(%)重烃0瓦斯含量(ml/g 可燃质)N2CO20.01 0.04CH400.02重烃

18、04.71由表可得出，井田内 3 号煤层瓦 斯含量为 0.01 0.06ml/g 可燃质,平均0.035ml/g 可燃质，煤层自然瓦斯以N2为主，占90.14-98.34%，CO2次之，占 1.66-5.15%，CH4少量甚至微弱，占0-4.71%，重烃为零，瓦斯分带属CO2-N2带。2.煤尘井田内个煤层的煤尘爆炸 指数在 32.43 40.16%之间。根 据矿井 主采的 3号煤层煤尘 爆炸 性鉴 定数 据，3 号煤层 抑制煤尘爆 炸最低岩粉 量为 70%，火焰长度大于 400mm。煤 尘有 强爆 炸危 险。3.地热本井 田属 无高 温地 热危 害的 地温 正常带，地温梯度 为 2.93 10

19、0m。4.煤的自燃倾向性井田内 3 号煤均 为自 燃易自然 煤层。1.3.31.3.3 水文地质水文地质（一）新生界松散层孔隙潜水-11-1.第四系 河谷 冲积 层潜 水主要分布于井 田西部 乌兰木伦河沿 岸。岩 性为砂砾卵石，沙层，各地段相差较大,一般厚 4-12m，水位埋深 0-1m，水柱高度 3.17-3.27m。单位涌水量0.065-0.1832l/s.m，渗 透 系 数 1.94-7.29m/d，富 水 性 中 等 到 弱，水 质 为HCO3-Ca.Na型水，矿 化度 为 0.25-0.31g/l。2.上更新 统河、湖 积层 潜水上更新统河、湖积层 潜水含水层即 萨拉乌 苏组含水层，

20、是井田 内最主要的含水层。岩性为黄褐色中细砂、粗砂、含粉砂及粘土透镜体，底部局部含小砾石。其沉积厚度受古地形制约，一般在古河槽中心沉积较厚，而向两侧逐渐变薄。3.上新统 三趾 马红 土隔 水层（N2）三趾马 红土主要分 布于井田 中东部。厚 0.9-69.04m，平均 19.72m。岩性为浅红、棕红色粘土及亚粘土，含钙质结核，大部与基岩直接接触，是井田内良好的隔水层。局部底 部含砾石，呈钙质 胶结或未 胶结，形成 局部的 透水层。（二）中生界碎屑 岩类裂隙 承压水1.直罗组 裂隙 承压 水分布广泛，仅 局部缺 失。岩性为浅 灰色、灰白色中、细 粒砂岩、粉砂岩及泥岩，平均厚度32.58m；含水层

21、为中、细粒砂岩及粗砂岩，泥质胶结，平均厚度 21.48m。上部泥岩、砂质泥岩风化后易于软化，与第三系红土一起形成隔水层，故直罗组地下水在井田内为承压水；下部岩石完整，裂隙不发育。单位涌水量 0.00681 l/s m，渗透系数 0.0367m/d，富水性弱到极弱，水质为 HCO3-Mg Ca型水，矿化 度为 0.17g/l。-12-2.延安组 裂隙 承压 水延安组 厚度 119.09-227.12m,平均厚度 174.93m。含水层为灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩。厚度 变化大，常呈透镜体状产出，间夹以浅灰色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩隔水层，从而组成了复合型互层状含水岩组段。含水层水位标高1121.8

22、7-1229.50m，钻 孔 涌 水 量0.018-0.349l/s，单 位 涌 水 量0.00108-0.02183l/s.m，渗透系数 0.001321-0.01573m/d，属富水性弱至极弱含水岩组。浅层水质为HCO3-Na 型水，矿化度 0.247g/l，向深层水质逐渐变差，成为 HCO3.Cl-Na或 Cl-Na 型水，矿化 度大于 1g/l。1.41.4 矿（井）田勘探类型及勘探程度评价矿（井）田勘探类型及勘探程度评价依据构造形态、断层和褶曲的发育情况以及受岩浆岩影响程度，井田为简单构造；依 据煤层厚 度、结构 及其变化 和可采情 况，煤层为 稳定煤 层。第第2 2章章 井田开拓井

23、田开拓2.12.1 矿（井）田境界及储量矿（井）田境界及储量2.1.12.1.1 井田境界井田境界神府煤田神木北矿区前石畔井田既现在哈拉沟矿井范围（以下简称哈拉沟矿井）是国家计委在 1991 年以计建设（1991）262 号文件批准由神华集团前身华能精煤公司规划开采的井田，面积 85km2。1993 年 10 月 20 日，原华能精煤公司在华能煤基字（1993）第 405 号文件关于前石畔、瓷窑湾矿井缩小井田范围的批复中根据矿区总体设计以及原榆林行署共同签定的关于解决前石畔、瓷 窑湾煤矿问题座谈纪要明确-13-了哈拉沟矿井除主体矿井外另含三个小矿井，即前石畔矿井（绥德）、瓷窑湾矿井（佳县）、哈

24、拉沟矿井（神木），并确定了各小矿井的范围。1992 年，由原华能精煤公司委托陕西煤田地质局一八五队完成勘探（精查），1994 年 2 月 18 日，陕西省矿产储量委员会通过评审，以陕储审字（1994）004 号决议书批准井田储量 111005 万吨。井田走向长度大约 11km,倾向宽度大约 9km,井田面积约 81.49km。井田拐点坐标如下：点号12345纬距（X）经距（Y）点号66428600554270052986005089200508910033128003824100372110034176003086000678910纬距（X）经距（Y）532970054381005647200

25、596100061760003050900307270029828002892100277100022.1.22.1.2 资源资源/储量储量（1）矿井地质资源根据矿井煤层底板等高线及储量计算图，通过计算得到矿井地质资源量为24604万吨。（2）矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、河流煤柱、井田境界煤柱和地面建筑物、构筑物等永久保护煤柱损失量后的资源/储量为矿井设计资源/储量。经计算，本井田去除井田境界、铁路、乌兰木伦河等永久保护煤柱后，矿井设计资源/储量为 24380-14-万吨。（3）矿井设计可采储量矿井设计可采储量为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量

26、后乘以采区回采率。即：矿井设计可采储量矿井设计资源/储量工业场地和主要井巷煤柱煤量开采损失。采区回采率：根据设计布置，3 号煤层采区回采率为 90%。矿井设计可采储量为 21111 万吨。2.1.32.1.3安全煤柱安全煤柱井田边界以外有包神铁路及包府铁路，乌兰木伦河沿井田边缘。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程，均按I 级保护级别维护，通过计算留设以下煤柱：1、井田境界煤柱宽度取 20m；2、煤层大巷两侧煤柱宽度各留 100m；3铁路及乌兰木伦河保护煤柱宽度取 100m。(本井田煤层为近水平煤层，围护带下伏各煤层按表土层移动角=45，基岩层移动角 75)-15-井田可井田

27、可 采储量采储量 汇总表汇总表单位：Mt矿矿井井开开工工业业煤煤 层层资资源源/储储量量公公井井田田、路路、火火烧烧铁铁路路边边界界河河流流铁铁塔塔库库、庙庙宇宇、计计场场地地地地面面炸炸药药合合巷巷、工工业业合合计计合合计计输输电电线线路路、井井筒筒、大大永永久久煤煤柱柱损损失失矿矿井井设设工工业业场场地地和和主主要要井井计计资资源源巷巷煤煤柱柱/储储量量失失损损采采储储量量采采设设计计可可246.3042.242.243.80249.539.5324.3211.1182.22.2 矿井工作制度矿井工作制度矿井年工作日为330d。本矿井主要采掘设备均为 国产，设 备可靠性 强、日常维 修及维

28、 护量较小，因此矿井工 作制度采 用“四 六”制，三班 生产，一 班准备，日净 提升时间 16h。设计确定矿井设计生产能 力按矿区 总体规划 为 3Mt/a，矿井生产能力的确定主要 考虑了以 下因素：-16-1资 源量本次设计哈拉沟矿井 3 号煤层 面积 81.497km2，地质资 源量估 算为 24604万吨，工业 资源/储量 24380万吨，扣 除各种煤 柱和开采损 失后，设计可采储量 21111 万吨，有条件建设3.0Mt/a 设计生产能 力的大型矿 井。按设计 规范对矿井服务年 限的规定，本矿井 井型为 3.0Mt/a 时，服务年限满足规范要求。但井型再增大 后，矿井 服务年限 则不能

29、满 足规范要 求。2开 采技术条 件本井田地质构造及水文地 质条件简 单，煤层赋存 条件好，埋藏浅、瓦斯低，煤层平缓。主采的 3 号煤层 均为 中厚煤层，适合采用 一次采 全高综采工 艺开采，工作面生产 能力较大。3煤 质及市场 条件好哈拉沟井田煤质优良，具 有“三低 一高一富”的特点，即：低 灰、低硫、低磷、高 发热量、富油煤。煤 类以长焰煤（41）为 主，次为不粘煤（31），各煤层煤类单一，是优质的环保型煤和化工原料用煤，目前其深加工的产品在国内、国外市 场上供不 应求。4煤 炭外运销 售条件 优越包（头）西（安）线，神（木）朔（州）线，包（头）神（木）线，包（头）府（谷）线，与 井田相接

30、，外运条 件卓越。5有 先进的经 验可以 借鉴神东矿区被专家 称为新世纪的中国“煤都”，依靠科技进 步，成功创建了千万吨矿井群、千万吨综采工作面、百人千万吨矿井高产高效新模式，不断实现神东公司 高产高效 建设的新 跨越。同 一煤田、相似的 开采技 术条件，为哈拉沟建设特大 型矿井提 供了可以 借鉴的经 验。综上所述，设计认为矿区总体规划批复的3.0Mt/a 设计生产能 力是合 适的。2.2.3矿井 服务 年限矿井服务年限按下式计算：TZ/（KA）-17-式中：T 矿井服务 年限，a；Z 矿井设计 可采储 量，Z 211.11Mt；A 矿井设计 生产能 力，A 3.0Mt/a；K 储量备用 系数

31、，取 1.3。T54.67a2.32.3 井田开拓井田开拓2.3.12.3.1影响开拓方式的主要因素影响开拓方式的主要因素 1 本 次设计哈 拉沟 3 号煤层 范围走向长 约 10.0km，倾向 宽约 9km，面积81.49704km2。地质 资源 量为 246.04Mt，工业资源/储量为 243.80Mt，矿 井设计可采储量 为 211.11Mt。储量丰富，地质构造简单，区内无大的断裂及褶皱构造，也无岩 浆岩侵入。2 3 号煤层 基本 全区 可采 煤层，煤层 厚度为 0.74 3.50m，平均厚度 2.34m；3.3 号煤层 煤层 结构 简单，分 布范围 大小均匀。4地面地形简 单，合适的工

32、业场地 选择范围较多，工业 场地和井口位置应首先考虑沿铁路及 乌兰 木伦 河东岸 选择。5井田北部小 煤矿开采区作为地方 煤矿整合区由地方政 府及煤炭管理部门实施整合。井田开 拓应考虑 可阻止小 煤窑越界 开采本矿资 源的开 拓方式。2.3.22.3.2井田开拓主要技术原则井田开拓主要技术原则1矿 井设计生 产能力 3.0Mt/a，充分 考虑建井 条件。-18-2应用国内外 先进设备，提高生产 集中化水平，提高工 作面单产，简化生产环节。3井下开拓巷 道布置应根据煤层赋 存情况分煤组联合布 置，合理加大盘区尺寸，增加工作面推进长度，减少工作面搬家次数，充分发挥采掘设备的生产能力，适 应未来发

33、展的需要。4井下辅助运 输应采用被实践证明 设备性能较好，能够 实现连续运输的无轨胶轮车，以减少 辅助运输 环节的人 员及设备，提高运输 效率。5工业场地的 选择尽量靠近煤炭储 量中心，并考虑铁路 运出方向，方便煤炭外运。2.3.32.3.3井田开拓方案的选择井田开拓方案的选择2.3.3.12.3.3.1井口及工业场地位置方案井口及工业场地位置方案按照上述井田开拓主要技 术原则，通过现 场勘察，结合井 下条件，设计提出以下两个 工业场地 方案：方案一：北部场地方案该方案工业场地位于乌兰 木伦河北 部，瓷窑湾车 站东侧 以东，铁路 与矿区环线公路之 间的一块 场地上，标高 约为+1134.0m，

34、面积 10.81km。该场地附近煤层埋深 约 110m。矿井主、副、回风井均位于一个工业场地内。该方案的铁路装车线由 瓷窑湾车 站接轨，装车点设 在瓷窑湾 车站北侧。方案二：中部场地方案该方案工业场地分主、副井、回风井工 业场地。场地 标高+1170m 左右，面-19-2积约 7.624km。该场地附近煤层埋深约100m，井田中部离主副井场地东北侧约 3km 处。该方案的铁路装车线由瓷窑湾车站接轨，装车点设在瓷窑湾车 站南部。方案一的优点是生产集中、管理 方便，地 面土方量 小，工业场地工 程地质条件较好，对外运输方便，铁路专用线短，造价较低，井下开拓布置合理。其缺点是场地 较为狭窄，地面生产

35、 系统布置 紧张，现有 其他矿井对 其有一 定的影响，对矿井 现有的优 势利用很 少，场地 偏离储量 中心。方案二的优点是地势开阔、地面生产 系统布置灵 活，主井工 业场地 接近井田储量中心，井下工程量小，大部分利用了地面设施和井下优势，其缺点是主副井工业场 地分开布 置，不利 于集中 管理，铁 路专用线 造价较 高，工业 场地地处沙丘地带，工程地 质条件稍 差。综合 比较，方案二优势更加明显，故设计方案为中部场地方案。（见附图1）22.3.42.3.4 井筒形式及数目的确定井筒形式及数目的确定根据本井田的规模和开采 技术条件，矿井投 产时设三条 井筒，即主斜井、副斜井和回 风井。根据井筒开拓

36、位置的不同 和回风井 形式的差 异，提出以 下两种 方案：方案一：为便于交通运输，三条井筒的井口均布置在铁路东侧，三条井筒平行布置，井筒方位均为240。工业场地标高+1170m 左右，三条井筒井底均落于 3 号煤层，井底标高+1060m 左右。主斜井井口标高+1180m，倾角 13.6，-20-井筒斜长 514m，井筒内装备带式输送机；副斜井井 口标高+1170m，倾角 7.25，井筒斜长 958m，其内采用无轨胶轮车辅助运输；回风斜井井口标高+1185m，倾角 17，井筒斜长423m。井筒进入 3 号煤层后，沿同一方位布置一组煤层大巷，在井田中部附近再设一组南北 向大巷，两组 大巷 成“丁”

37、字 型布置。每组大 巷均有 三条，分别为胶带输送机 大巷、辅 助运输大 巷和回风 大巷。方案二：与方案一一样，为便于交通运输，将主、副井筒的井口均布置在铁路东侧，井筒方位 角均为 270。工业场地标高+1170 左右，两条井筒 井底均落于 3 号煤层，井底标高+1060 左右。主斜井井口标高+1180，倾角 13.6，井筒斜长 514m，井筒内装备带式输送机；副斜井井口标高+1170m，倾角 7.25，井筒斜长 958m，其内采用无轨胶轮车辅助运输。回风井采用回风立井，布置于井田中部，在距工业 场地东北 部 3km 左右。井筒进入 3 号煤 层后，沿 同一方 位布置一 组煤层大巷，由西 南横贯

38、东北，在井田中部 附近再设 一组南北 向大巷，两组大 巷成“丁”字型 布置。每组大 巷均有三条，分别为胶 带输送机 大巷、辅 助运输大 巷和回风大 巷。矿井采用两进一回的通风 方式（主、副井进 风，立井回 风）。通过对比，两个方案比较相似，但方案二先期投入少，且方案一在初期生产时，三条大巷压煤量庞大，靠近乌兰木伦河的三角煤过大，造成了不必要的浪费，方案 二则可以 有效的开 采这部分 煤炭。所 以综合比较 方案二 最为合适。故以方案二 作为井田 的开拓方 案。（见附图 2）2.3.52.3.5 井田内划分及开采顺序井田内划分及开采顺序-21-根据 本井田煤 层倾角 02的特点，以井下大巷为边界，

39、将3 号煤 层划分为 3 个盘 区，分别 为 31、32、33 盘区，31 盘区作为 首采盘 区。井下所 有大巷沿煤层布 置。服序号盘区名称可 采储 量(Mt)务年限（a）13160.3715.4518.3020.65主采煤层煤层倾角()2走 向长 度（m）采区尺寸倾 斜长 度（m）面 积（m）2备 注36.97.44.1630.623270.18327.17.34.0128.533380.553 F F下 min满足 垂度验 算最后计算输送带的安全系 数：n=BSt/F1=7.17n9输送带安全 系数满 足要。第第4 4章章 盘区布置及装备盘区布置及装备4.14.1 盘区布置盘区布置4.1.

40、14.1.1盘区划分盘区划分根据本矿井设计生产能力，结合井口 及工业场地 位置、煤层 赋存条 件及勘探控制程度、井田开拓布局，本着“工程省、投资少、见效快”的原则，并综-31-合考虑运输、通风、工作面接替等因素，设计确定矿井移交生产和达到设计能力时布置一 个盘区，31 盘区。31 盘区位于井田 东南部，盘区走向长约7.3km，倾斜宽 4km，面积 约 30km2。盘区内可采3 号煤层 厚度 1.09 2.78m,可采储量 60.37Mt。31 盘区 地质 储量 70.37Mt，可采储量 60.37Mt，按 3.00Mt/a生产能 力计算，盘区可 服务 15.45 年。31 盘区 3 号煤层 赋

41、存 稳定,厚度 适中,顶底板 中等稳 定,根据神 东矿区的经验,一个工 作面 可以 达到 3.00Mt/a，因此，矿 井移交生产 和达到 设计能力时，均在 31 盘区布置一 个综采 工作面。首采工作面长 度 300m，煤层厚 2.02 2.78m，平均 2.40m，工作面推进长度约 3km。除 31 盘区外，矿井后 期布置 32、33 盘区。32、33 盘区与 31 盘区以 西南至东北走向 大巷为界,位于 井田 西北部，走向长 约 7.3km,倾斜 宽 8km，32、33盘区内可采3 号煤层 厚度 0.743.50m，可 采储量 150.73Mt。32、33 盘区地质 总储量 164.03Mt

42、，可采 储量 150.73Mt，按 3.00Mt/a生产能力计算，盘区可 服务 38.95 年。4.1.24.1.2 盘区巷道布置盘区巷道布置盘区巷 道布置的主 要原则是 简化巷道 系统和运输 环节，并为无轨 胶轮车 运输创造条件；充分利用本井田煤层厚度适中，煤质中硬，顶底板条件较稳定的优势，尽可 能多做煤 巷，少做 岩巷。矿井首 采盘区为31 盘区，利用大 巷条带式 布置回采工 作面。根据开采、-32-运输及通风 需要，共 布置 三条 大巷，即胶带 输送机大巷、辅助 运输大 巷、回 风大巷，大巷 之间巷道 中心线间 距为 40m。4.1.34.1.3 盘区生产能力盘区生产能力全矿井移交生产和

43、达到设计能力时，共布置一个 31 盘区，盘区内共布置一个综采工作面、配备两套综合机械化掘进机组。综采工作面年生产能力为2.96Mt，综掘和炮掘工作面掘进煤量按0.14Mt/a 计算。则 31 盘区生 产能 力为 3.1Mt/a。盘区工作面特盘区工作面特 征表征表工作面盘 区名 称编 号装 备回采煤层31合 计掘 进综 采综 掘332.4采 高（m）工作面年 推长度进 度（m）400（m）3168生产能力（Mt）备 注年月2.960.247一个面0.140.01两个面3.100.2574.1.44.1.4、盘区主要硐室、盘区主要硐室本矿井 投产时,大巷条带 式布置回 采工作面,没有专门的 盘区巷

44、 道，主要 硐室均利用井 底主要硐 室。本矿井 供电系统简 单，移交时不 设盘区变 电所，从井下主 变电所 直接向采、掘工作面移 动变电站 供电。井 下布置一 个爆炸材 料发放硐室。设计初 期主斜井和 胶带输送 机大巷合 铺一台胶带 输送机，所选设 备运 输能力大，能满 足各工作 面的运输 要求。为方便后 期运输和 防止检修带 来的不 便，-33-设计煤仓。4.1.54.1.5 盘区主要生产系统盘区主要生产系统1.煤的运输可弯曲刮板输送机可伸缩胶带输送机工作面 工作 面运输巷 胶带输送机大巷主 斜井地 面。掘进工作面来煤，经其后配 套胶带输 送机到达胶 带输送 机大巷，进 入主煤流系统。2.辅

45、助运输(1)井下矸 石井下大巷均沿煤层布置，掘 进矸 石量很小，仅在工 作面运 输巷、回 风巷与大巷立交处 施工时产 生少量矸 石。井下矸石利 用无轨胶轮 车排至 废弃巷道或 运出地面。(2)材料及 设备井下所需的材料及设备，利用无轨 胶轮车，运至井下各 工作地 点。(3)人员下井人员从地面 乘坐运人无轨胶轮车 到各工作场所,或由 各工作地点到地面。3.盘区 采用 大巷 条带 式开 采，通 风系统为：主斜井胶带输 送机大巷-34-工 作面运输巷 工作 面副斜 井辅助 运输大巷工作面 回风 巷 回风 大巷 回风 立井地 面。4.排水井下水仓位于井田最低处，各工作 面巷道积水 可自流 或由小水泵

46、排至大 巷水沟内，自 流至井底 水仓内。4.24.2 采煤方法及工艺采煤方法及工艺4.2.14.2.1 采煤方法的选择采煤方法的选择本井田 含煤地层为 侏罗系延 安组，延安组为向西南微倾 的简单 地层，每千米降深 68m，层内 发育 宽缓 的波 状起伏及鼻 状隆起等 构造，地层 产状近 似水平，沿倾向、走向的产状变化不大。井田地质构造简单，平均倾角为13的单斜构造，无大断 裂及褶皱 存在，无 岩浆活动 痕迹。3 号煤层 在首 采 31 盘区 煤层厚度 1.09 2.78m，平均 2.40m；3 号煤 层顶板岩性以粉 砂质泥岩 和泥岩居 多，少量 为中粒砂 岩和炭质泥 岩，顶 板类别为 2类级中

47、等 稳定顶板；底板主 要为粉 砂质泥岩，次为泥 岩和泥 质粉砂岩，个别为炭 质泥岩，底板为 b类（中 硬）底板。3 号煤层 结构简单，煤 层含夹 矸 1层，个别地 段 24 层，岩性 以炭 质泥岩和泥 岩为主，次为粉砂质 泥岩和 粉砂岩。本井田 煤层顶板 富水性微 弱，3 号煤层上 覆基岩厚度 较大导 水裂隙带范 围较小，松散 层潜水及 地表水不 易进入井 下。根据 3 号煤层赋存条件，结合我国综采技术发展水平，3 号煤层 采用长 壁-35-综合机械化 开采易于 实现高产 高效，因此，设计确定 3 号煤层 采用长壁综 合机械化开采，一次采全 高，全部 垮落法管 理工作面 顶板。对于本 区边角煤

48、及 初期无法 一次采的 残留煤，后期将 采用连续采 煤机或 刨煤机进行回 收。4.2.24.2.2 工作面参数的选择工作面参数的选择1.工作面 长度工作面 长度是决定 其产量和 效率的主 要因素，适当加大 工作面 长度不仅可以减少工作 面的准备 工作量，提 高回采率，而且也可 以减少工作 面端头 进刀等辅助作业时间，有利于提高工作效率。根据近年来神东 矿区高 产高效综采 工作面 的 生 产 经 验，工 作 面 的 合 理 长 度 在 350 400m之 间，本 矿 井 生 产 规 模3.00Mt/a，投产时布置 首采 综采工作面，工作面长度取300m。待达产时，其他工作面布置 为 400m。2

49、.工作面 采高3 号煤层 在首 采 31 盘区 煤层 厚度 1.09 2.78m，平均 2.40m。采用一次 采全高综采。3.工作面 推进 长度近年来，为了减少工作面搬家次数，充分发挥设备的生产能力，工作面推进长度有不 断加大的 趋势。本矿井所在 的神府矿区 综采工 作面的推进 长度多 在3000m 以上，最长 已超 过 7000m。根据本矿 井的煤层赋 存条件、矿井生产 能力及工作面长 度，工作 面推进长 度定为 3500m 左右。-36-4.2.34.2.3 主要采煤设备选型主要采煤设备选型31 盘区 煤层 厚度 在 1.09 2.78m，平均 2.40m；32 煤层厚度 0.743.50

50、m，平均厚度 2.30m，两层煤均属中厚煤层，开采技术条件类似。故设计按31 盘区煤层条件统 一进行配 备选型，以方便设 备采购和 管理。主要采 煤设备选型 如下：(一)3 号煤设备选 型1.采煤 机据资料 统计,国外高 产高效 综采 工作 面的 开机率 取一 般在70%以上，最高超过 95%,国内神 东矿 区综 采工 作面的开机 率一般都在 80%以上。本矿井综采工作面设备全部国产,考虑到国产设备与引进设备的差距,本矿井综采工作面开机率取 70%。采 煤机 应具 有的 生产 能力：Qh=Qyf/DTK=3000000 1.3/(330 180.7)=938t/h1000t/h。式中：Qh设