东周窑煤矿4#煤层开采设计.doc

1、摘 要早在明清时期，大同口泉大块就在全国赫赫有名，是中国煤炭最早的品牌，北京、天津一带的煤商都用口泉大块作为招徕顾客的商标。时至今日，大同的老人们说起口泉大块来依然津津乐道。地煤东周窑煤矿正在开采的侏罗纪煤系，是最好的动力用煤，被称为世界动力煤细粮。一般的煤每公斤发热量5000-6000大卡, 煤灰分在10%-20%，大同煤每公斤发热量达约8000大卡，煤灰分只有5-8%。大同煤硫、磷含硫小于1%，含磷只有0.29%，大同煤挥发分含量在30%-34%间，很容易点燃，宜于制煤气，是加工转化成煤化工产品的好原料，且硬度高，运输方便。关键词：倾斜长壁；综采；立井；单水平；中央并列式ABSTRACTA

2、s early as the Ming and Qing dynasties, Datong Kou Quan Bu is famous in the whole country, it is the earliest brand of coal in China, and coal merchants in Beijing and Tianjin use Kou Quan Bu as a trademark to attract customers. To this day, the old people of Datong still enjoy talking about the mou

3、th spring.The Jurassic coal measures, which are being exploited in the East Zhou coal mine coal mine, are best power coal, which is called the world power coal fine grain. The general coal has 5000-6000 calories per kilogram, the coal ash is divided into 10%-20%, the Datong coal has about 8000 calor

4、ies per kilogram, the coal ash is only 5-8%. Datong coal sulfur, the phosphorus content is less than 1%, the phosphorus content is only 0.29%, Datong coal is only coal. Volatile content is between 30%-34%. It is easy to ignite. It is suitable for making gas. It is a good raw material for processing

5、and converting into coal chemical products, with high hardness and convenient transportation.Keywords：the inclined longwall; comprehensive mechanization; shaft ;single levelupward 目 录1 井田概况及矿井建设条件11.1 井田概况11.1.1 交通位置11.1.2 自然地理11.1.3 矿区经济概况11.1.4 矿区开发简史11.2煤层81.2.1可采煤层81.2.2 工艺性能121.3 水文地质121.3.1井田内

6、含水层121.3.2奥灰水对矿井开采影响131.3.3矿井涌水量141.4工程地质151.4.1 煤层顶底板岩性特征162 井田储量及服务年限172.1矿井的工业储量172.1.1储量计算方法172.1.2储量主要参数的确定172.2可采储量182.2.1 边界煤柱182.2.2 工业广场煤柱压煤182.2.3 陷落柱煤柱损失192.2.4 其他煤柱损失192.2.5 总设计煤柱损失192.2.6 矿井设计可采储量192.3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限202.3.1 矿井的工作制度202.3.2矿井设计生产能力确定202.3.3 矿井及水平服务年限的计算203 井田开拓223.1 井

7、口及矿井工业场地选择223.1.1 方案的提出223.1.2 方案比选及推荐方案223.2 井田开拓233.2.1 井筒形式的选择233.2.2 开拓部署253.2.3 水平划分及标高293.2.4 大巷布置293.2.5 采区划分及接替293.3井筒303.3.1 井筒数目及用途303.3.2井筒布置及装备303.4井底车场及硐室303.4.1 车场形式303.4.2 空重车线长度的确定、列车运行及调车方式等313.4.4 井底车场巷道和井底硐室支护334 井下开采344.1 采区布置344.1.1 首采区特征344.1.2 采区巷道布置344.1.3 采区硐室354.1.4采区煤炭运输、辅

8、助运输、通风及排水系统354.2 采煤方法364.2.1 采煤方法364.3 采煤工艺方式374.3.1 采煤方法的初选374.3.2 采煤工艺选择及其依据374.3.3 落煤与装煤374.3.4 运煤394.3.5 支护414.3.6 处理采空区435 通风与安全445.1 瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算445.2 矿井通风455.2.1 矿井通风方式及矿井通风系统455.2.2 矿井风量、风压及等积孔的计算455.2.3 风量分配515.2.4通风网路解算及负压计算526 提升、通风、排水和压风设备556.1 提升设备556.1.1 主斜井提升设备556.2 通风设备616.2.1 通风方式

9、和通风系统616.2.2 通风设备选型626.3 排水设备656.3.1 主排水设备65参 考 文 献69致 谢701 井田概况及矿井建设条件1.1 井田概况1.1.1 交通位置井田北东距大同市约60km,西距左云县县城约15km,邻近西北边界有109国道通过；井田内有东周窑煤炭集运站，与京包线、大秦线、北同蒲线相连；井田内各乡村、各煤矿之间有简易公路相通，通往全国各地，交通十分方便。详见图1-1交通位置图。1.1.2 自然地理1)地震区内地震基本烈度属度区，地震动峰值加速度为0.15g。区内地震情况见表1.1.3 矿区经济概况井田地处大同市左云县境内，煤炭资源丰富，煤质优良，是我国重要的动力

10、煤生产基地，开采历史悠久。大同煤矿集团有限责任公司目前在矿区内共有生产矿井15个。此外，矿区内也有规模化地方煤矿多个，小煤窑更是星罗棋布，煤炭工业是大同市的主要工业产业。农业主要以玉米、谷子、山药、莜麦等为主。1.1.4 矿区开发简史井田中有生产矿井、老小窑共89个，其中废弃的矿井43个，生产矿井46个。有矿产开发许可证的41个，其中经储量已核查的矿井18个，未核查的矿井20个，未换证停产的3个。主要开采煤层为上煤组侏罗系7#、11#、12#、13#；下煤组二叠系山4#煤层。图1-1 交通位置图1、同煤集团地煤东周窑煤矿地煤东周窑煤矿为大同煤矿集团大同地方煤炭公司下属生产矿井之一，该矿井于19

11、82年建井，批采3、7、10-1、10-2、11-1、11-2、12、13号煤层，井田面积12.7319km2，批准生产规模30万吨/年，2008年山西省煤炭工业局以晋煤行发【2008】152号关于大同市东周窑煤矿机械化采煤升级改造有关事项的批复文件，批准大同市东周窑煤矿为机械化采煤升级改造矿井，将生产能力由30万吨/年提升至90万吨/年。北纬：400040400234东经：11249451125330井田内可采煤层有10-1、11-1、11-2、12、13号煤层，除13号煤层部分采空，其它煤层均已采空，截止2011年底剩余可采储量为240万吨。矿井从2006年开采13号煤层，主要集中在矿井西

12、部的303、404二个盘区，目前303盘区基本已采空，404盘区采掘集中在井田西南部，预估计3年后地煤东周窑煤矿关井报废。1 区域地层1)中下太古界集宁群右所堡组：分布于云冈东侧的雷公山及大同煤田东侧。其下部为基性火山喷发沉积经深度变质而成的辉石麻粒岩夹浅粒岩，上部浅粒岩夹矽线石柘榴石石墨片麻岩。区内出露厚度大于4000m。2)古生界寒武系：分布于大同煤田东西两侧，不整合于集宁群之上。寒武系中统毛庄组：砖红色泥质页岩(普遍含食盐假晶)，薄层细砂岩，泥灰岩，厚2860m。寒武系中统徐庄组：下部为白色或紫红色石英砂岩，上部为砂质白云岩及鲕状灰岩等，厚86105m。寒武系中统张夏组：浅灰深灰色中厚至

13、巨厚层鲕状灰岩夹少量薄层泥灰岩，厚100m。寒武系上统崮山组：灰深灰色薄层条带状灰岩夹竹叶状灰岩及鲕状灰岩，厚60100m。寒武系上统长山组：灰紫色竹叶状灰岩及竹叶状白云岩，厚30m。寒武系上统风山组：薄层泥质灰岩竹叶状灰岩夹薄层紫色页岩，上部为白云质灰岩及白云岩，厚75105m。3)奥陶系：分布于大同煤田北西、南东及西南侧，与寒武系整合接触。奥陶系下统冶理组：下部为薄层灰岩竹叶状灰岩，中上部为厚层白云岩常含燧石结核，厚50135m。奥陶系下统亮甲山组：下部为含燧石结核厚层白云，上部为白云岩夹泥质白云岩，厚5197m。奥陶系中统下马家沟组：下部为含砂白云质页岩，薄层泥质白云岩，上部多为灰岩及豹

14、皮灰岩，厚25110m。奥陶系中统上马家沟组：分布于大同煤田西段外侧，下部为白云质灰岩，上部为豹皮（蠕虫状）灰岩，厚138m。4)上古生界中石炭系本溪组(C2b) 、太原组（C3t）、二叠系山西组（P1s）为本井田的下部含煤层位，亦是本次补充勘探层位，该含煤岩系及以上的中、新生界地层，在井田范围出露较全。2.井田构造井田位于大同向斜西北翼。地层总体为一缓倾斜的单斜构造。地层走向185190；倾向95100；倾角210，一般为35左右。井田内构造受区域应力场所制约，主要表现为两期，燕山运动构造应力场为由北西、南东方向挤压，形成大同向斜，喜马拉雅运动构造应力场发生较大变化，主要受右旋剪切拉张作用， 图1-2 东周窑井田构造纲要图使原先形成的压性断裂转变为张性，其表现形式为以小型褶皱构造为主，伴有断裂构造及煤层陷落柱。详见东周窑井田构造纲要图插图1-2。1)褶皱构造：井田内褶皱构造为隐伏褶曲，只能从煤层底板等高线图上得知，由区内钻孔所控制。背斜：1号背斜：（BX1）位于井田中北部，总体轴向呈北东向“S”，形转折，中部近东西向，向北东倾伏由ZK1607、ZK1508、ZK1409、ZK1411、ZK1312等孔所控制，延伸2300余米。2号背斜（BX2）：位于井田中北部，东部轴向北东，西部轴向转为近