孔庄煤矿1.8Mta新井设计.doc

1、121目 录一般部分1 矿区概况及井田地质特征11.1 矿井概述11.1.1井田位置、范围、自然地理及交通11.1.2矿区工农业生产及矿区的原料供应和供电情况11.2 井田地质特征21.2.1井田内断层构造有如下规律：41.2.2岩浆岩倾入的情况41.2.3矿井水文地质41.3 煤层特征61.3.1含煤性61.3.2可采煤层61.3.3煤层围岩性质71.3.4煤的特征72 井田的境界和储量92.1井田境界92.2矿井工业储量92.2.1井田勘探情况92.2.2资源/储量类别划分92.2.3储量估算边界102.2.4工业储量估算方法及相关参数确定102.2.5地质总资源储量估算结果102.3矿井

2、可采储量112.3.1安全煤柱留设原则112.3.2矿井永久保护煤柱损失112.3.3矿井可采储量123 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限153.1矿井工作制度153.2矿井设计生产能力及服务年限15 3.2.1确定依据153.2.2矿井设计生产能力153.2.3服务年限153.2.4服务年限校核164 井田开拓174.1井田开拓的基本问题174.1.1井筒形式、数目及位置的确定174.1.2工业场地位置的确定184.1.3开采水平的确定184.1.4主要开拓巷道194.1.5开拓方案比较194.2矿井基本巷道294.2.1井筒294.2.2井底车场及硐室294.2.3主要开拓巷道315

3、准备方式-带区巷道布置405.1煤层的地质特征405.1.1带区煤层405.1.2水文地质405.1.3煤层地质构造405.1.4地表情况405.2带区巷道布置及生产系统415.2.1准备方式的确定原则415.2.2采煤方法及工作面长度的确定415.2.3带区巷道布置415.2.4生产系统425.2.5巷道掘进435.2.6带区生产能力及采出率435.2.7带区车场选型设计446 采煤方法466.1采煤工艺方法466.1.1带区煤层特征及地质条件466.1.2采煤工艺方式466.1.3回采工作面参数476.1.4工作面设备选型476.1.5顶板控制496.1.6回采工艺安全注意事项526.1.

4、7计算吨煤成本526.1.8正规循环作业546.2回采巷道布置556.2.1回采巷道布置方式556.2.2回采巷道参数557 井下运输577.1概述577.1.1矿井设计生产能力及工作制度577.1.2煤层及煤质577.1.3井下运输577.2带区运输设备的选择587.2.1矿井运输设备选型应遵循以下原则587.2.2设备选型及能力验算587.3大巷运输设备选择597.3.1大巷煤炭运输方式的选择597.3.2大巷辅助运输方式的选择607.3.3运输能力验算618 矿井提升628.1概述628.2主副井提升628.2.1主井提升系统628.2.2副井提升629 矿井通风及安全679.1矿井地质

5、、开拓、开采概况679.1.1矿井地质概况679.1.2开拓方式679.1.3开采方法679.1.4变电所、充电硐室、火药库679.1.5工作制、人数679.2矿井通风系统的确定679.2.1矿井通风系统的基本要求679.2.2矿井通风方式的选择689.2.3矿井通风方法的选择689.2.4带区通风系统的要求699.2.5带区通风方式的确定699.3矿井风量计算709.3.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定709.3.2各用风地点的用风量和矿井总用风量709.3.3风量分配769.4矿井阻力计算779.4.1计算原则779.4.2矿井最大阻力路线779.4.3计算矿井摩擦阻力和总阻力7

6、79.4.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔819.5选择矿井通风设备829.5.1选择主要通风机829.5.2电动机选型859.6安全灾害的预防措施859.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施859.6.2预防井下火灾的措施869.6.3防水措施8610 设计矿井基本技术经济指标87参考文献89专题部分煤矸石的特征及综合利用研究90翻译部分英文原文附件中文译文110致谢1171 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1井田位置、范围、自然地理及交通孔庄煤矿地处江苏省沛县和山东省境内，在沛县城北4km处，位于大屯矿区的最南端，是全掩盖区。南与沛县沛城矿、北与徐庄矿毗邻，东与山东枣庄矿务局接壤。

7、井田范围：西起徐沛铁路，东至原刘仙庄断层位置，南以21号煤层露头为界，北到8号煤层-950m水平垂直投影。井田东西走向13.0km，南北宽约3.4km，面积约46.8km2。本区属黄淮冲击平原，为第四系全掩盖区。地势平坦，地形西高东低，地表广泛分布古黄河泛滥的砂质粘土。陆地部分标高为33.035.5m，井田东部位于微山湖及京杭大运河水体下，湖区地势平坦，标高一般32m左右。本区气候具长江流域与黄河流域的过度性质，属季风型大陆气候，冬季严寒干燥，夏季炎热多雨，年平均气温13.4，日最低气温-21.3（1967年1月4日），最高气温40.7（1966年7月18日）。年平均降雨量788.93mm，最

8、高达1178.9mm（1971年），最低仅492.4mm（1981年）。春夏多东南风，秋冬多偏北风，全年以东南偏东风为主，平均风速3.3m/s，最大达20m/s，雷雨期在49月间。据国家地震局1976年9月地震裂度区划分资料，本区为7度（强）地震区。大屯矿区交通方便。自营徐（州）沛（屯）铁路专用线至沙塘站与陇海线接轨可达全国各地；区内公路四通八达，南经沛县至徐州市，北经鱼台至济宁市，东至山东藤州、枣庄市；井田东部有京杭运河，可供100吨级船舶航行，见图1.1。图1.1 交通位置图1.1.2矿区工农业生产及矿区的原料供应和供电情况（1）工、农业生产情况矿区工业主要以煤炭产业为主，区内煤矿较多，是

9、徐州地区煤炭的主要产地，生产的煤炭除供应本地区使用外，还向南部地区供应；矿区农业以大豆、小麦、红薯、玉米、棉花为主，粮食基本可以自给。（2）矿井建设及生产时的原料供应、供电情况 矿区建设及生产时所使用的原料在本地区内皆可自给。如区内石灰岩和粘土可制成料石、水泥等供矿区建设和生产时使用。矿区内电力供电由公司电厂两路35KV线路供电。（3）工业及居民用水矿区供水分工业和生活用水两部分。工业用水主要由矿井排水净化后提供；生活用水则由五口水源井提供，水源井水质好，符合饮用水国家标准。1.2 井田地质特征孔庄井田位于大屯矿区最南端，属于山东地台“鲁西穹折”的丰沛背斜之北翼，靠近背斜轴部，构造形态为一倾向

10、北西的单斜构造。地层走向NE5090E，陆地部分地层走向一般在60左右，湖下区部分的地层走向变化大，主要原因是受井田的大断层的影响，地层走向NE5090E，倾向北西，地层倾角1115，在断层附近的产状稍有变化。本区受地域构造运动影响，构造以断裂为主，断层较发育，且多为张扭性正断层为主，褶曲不发育。构造受先期北东向应力影响，断层多为以北东为主。后期背斜形成后又受张应力影响，即“先扭后张”，由于背斜轴部断裂发育，岩浆多从背斜轴部断裂带涌出，形成时期为燕山期。北东向断层产生早于北西向断层，被北西向断层切割。根据勘探及井下开拓资料，断层大致都平行展布，倾向一致，断层面倾角都较大。北东向大断层呈现北西升

11、南东降的阶梯状块段。次一级的北西向断层切割北东向断层。井田内大构造几乎切割第四系以下的所有岩层。本区为全掩盖式煤田，属华北型石炭二迭系含煤地层，区内揭露的最老地层中奥陶统（O2）。见图1.2地质综合柱状图，现将地层由老至新叙述如下：（1）中奥陶统（O2）区内揭露最厚为48.30m。岩性为浅灰色、灰褐色厚层状石灰岩、白云质灰岩，隐晶质，质较纯，质密坚硬，裂隙发育且被方解石及泥质充填，偶见有黄铁矿结核，与上覆地层假整合接触。（2）中石炭统本溪组（C2b）两极厚度为23.87m46.91m，平均厚度为33.92m。该组底部主要由紫红色含铁制泥岩及铝土质泥岩组成。含铁制泥岩发育较厚，铝土质泥岩发育厚度

12、不一。上部以灰白色、棕褐色灰岩为主，间夹灰色、灰绿色泥岩及铝土质泥岩，灰岩较纯，致密坚硬，裂隙发育，多间有方解石脉，有时见有黄铁矿斑点。灰岩内见有蜓科动物化石 。本统含灰岩系数为52%，不含煤。与上覆地层呈整合接触。（3）上石炭统太原组（C3t）两极厚度为137.97m161.96m，平均厚度为154.67m。由灰黑色、灰色砂质泥岩、砂岩、1617层灰岩及20层煤层组成，为一套海陆交互相含煤沉积。其特点是岩相旋回十分清楚，灰岩、煤层多而且薄，标志层明显，层间距稳定，易于对比。开采煤层17、21号煤层位于本组的中下部。在灰岩中富含蜓科、腕足类、珊瑚、海百合茎等动物化石。灰岩总厚度平均在34.82

13、m，含灰岩系数22.65%；煤层总厚度平均8.6m，含煤系数5.6%。与上覆地层呈整合接触。图1.2 综合柱状图（4）下二迭统山西组（P11Sh）改组为区内主要含煤地层。两极厚度92.67 136.13 m，平均厚度109.29m。由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩、砂岩组成，含煤34层富含植物化石。与上覆地层呈整合接触。（5）下二迭统下石盒子组（P21xs）改组地层在全区发育，两极厚度187.21m293.00m，平均厚度223.5m。在西部的浅部较薄，深部较厚，由西至东有变厚的总体趋势。岩性主要为杂色、灰绿色泥岩及灰白、灰绿色砂岩组成。下部含13层不稳定的煤线。根据岩性、岩相特征及测井曲线对比，

14、由下而上可分为两个区段： 下段（柴煤组段）：由底部分界砂岩向上至柴煤，厚度一般在75.5m左右。岩性主要为杂色、灰绿色、灰色泥岩及灰白、灰绿色砂岩组成。本段底部有一层厚而稳定的砂岩（称为分界砂岩），两极厚度3.0m23.0m平均9.35m，该层砂岩一般呈灰白色、灰绿色，中、粗结构，底部常含石英小砾石及泥包体。分界砂岩下距7号煤层54.8m90.5m，平均约73.00m。砂岩上下一般均有杂色鲕状泥岩，其底板为本组与山西组底层分界。上部的“柴煤组”厚度在40m左右，含大量植物化石和植物炭化体。上段（砂岩、泥岩段）：厚度比较稳定，两极厚度120.0m160.0m，平均148.0m左右。岩性主要为泥岩

15、、砂岩互层。泥岩为杂色，砂岩为灰绿、灰白色，多为细粒结构。本段鲕状结构较常见，含有较多的植物化石。与上覆地层呈整合接触。（6）上二迭统上石盒子组（P12SS）本组揭露最大残厚为321.56m。引其顶部与侏罗白垩系的底界砾岩或第四系呈不整合接触，故厚度变化较大，具西薄东的总体趋势。据测井曲线对比和分段取芯的岩性特征，该组分为两段：下段（奎山砂岩段）：两极厚度36.0m 58.0m，平均55.0m。岩性为紫红、灰绿紫色，中粗粒石英砂岩，间夹杂色泥岩、砂质泥岩。上段（泥岩段）厚度西部150m，东部240m，平均厚度220m，厚度变化大。岩性主要为杂色、紫红色、灰绿色泥岩、砂质泥岩组成，间夹灰绿色细砂岩。具部见有少