伯方煤矿120万吨设计.doc

1、 第IV页目 录一般部分11 矿区概况及井田地质特征21.1矿区概述21.1.1交通位置21.1.2地形地貌21.1.4气象地震21.1.5矿区电源及建筑材料41.2井田地质特征41.2.1井田地形概况及勘探程度41.2.2井田地层构成41.2.3井田地质构造71.2.4井田水文地质71.3煤层特征81.3.1煤层埋藏条件81.3.2煤质91.3.3瓦斯、煤尘及自燃性101.3.4其他有益矿产102 井田境界和储量112.1井田境界112.1.1井田范围及尺寸112.1.2开采界限112.2矿井储量计算112.2.1储量计算依据112.2.2地质储量计算122.2.3工业储量计算132.3矿井

2、可采储量132.3.1矿井保护煤柱留设原则132.3.2矿井保护煤柱计算142.3.3矿井可采储量的计算143 矿井工作制度、设计服务年限及生产能力153.1矿井工作制度153.2矿井生产能力及服务年限153.2.1矿井生产能力设计原则153.2.2矿井设计生产能力及服务年限153.2.3第一水平服务年限校核164 井田开拓174.1井田开拓的基本问题174.1.1井筒形式的确定174.1.2井筒位置的确定184.1.3工业广场的位置204.1.4开采水平的确定204.1.5大巷与煤层间的关系204.1.6采带区接替顺序204.1.7开拓方案技术经济比较204.1.8开拓方案综合比较254.2

3、矿井主要巷道254.2.1井筒254.2.2井底车场及硐室294.2.3主要开拓巷道315 准备方式带区巷道布置345.1煤层地质特征345.1.1带区位置345.1.2带区煤层特征345.1.3煤层顶底板情况345.1.4水文地质355.1.5地质构造355.1.6地表情况355.2带区巷道布置及生产系统355.2.1确定带区巷道布置及生产系统的原则355.2.2带区巷道布置365.2.3带区生产系统365.2.4带区巷道掘进方法385.2.5带区生产能力及采出率385.3带区车场选型396 采煤方法416.1采煤工艺方式416.1.1带区煤层特征及地质条件416.1.2确定采煤工艺方式42

4、6.1.3回采工作面参数436.1.4放顶煤参数446.1.5工作面采出率计算456.1.6综采放顶煤工作面的设备选型及配套456.1.7采煤机工作方式506.1.8放顶煤工艺流程516.1.9工作面端头支护与超前支护536.1.10劳动与循环组织536.1.11工作面吨煤成本556.1.12综合机械化采煤过程中应注意事项576.2回采巷道布置586.2.1回采巷道布置方式586.2.2回采巷道参数587 井下运输617.1概述617.1.1矿井设计生产能力及工作制度617.1.2煤层及煤质617.1.3运输距离和辅助运输设计617.1.4矿井运输系统617.2带区运输设备选型627.2.1设

5、备选型原则627.2.2带区运输设备选型及能力校核627.3大巷运输设备选型647.3.1运输大巷设备选型647.3.2辅助运输大巷设备选型647.3.3运输设备能力验算668 矿井提升678.1矿井概况678.2主斜井提升678.2.1主斜井提升678.2.2检修道设备688.3副斜井运输699 矿井通风与安全709.1矿井概况709.1.1矿井地质条件709.1.2开拓准备方式709.1.3开采方法709.1.4井下硐室719.1.5工作制和人数719.2矿井通风系统的确定719.2.1矿井通风系统的基本要求719.2.2矿井通风方式选择719.2.3矿井通风方法选择739.2.4带区通风

6、系统要求749.2.5带区通风方式确定749.3矿井风量分配759.3.1回采工作面需风量759.3.2备用工作面需风量769.3.3掘进工作面需风量769.3.4井下硐室需风量789.3.5其他巷道需风量789.3.6矿井总风量789.3.7风量分配799.4全矿井巷通风阻力809.4.1矿井通风总阻力计算原则809.4.2通风容易时期和通风困难时期最大阻力路线的确定809.4.3计算全矿通风阻力849.5矿井通风设备选型859.5.1矿井通风机选型859.5.2电动机选型889.5.3对矿井通风设备要求889.5.4反风、风硐的基本要求889.6安全灾害的预防措施899.6.1预防瓦斯和煤

7、尘爆炸的措施899.6.2预防井下火灾的措施899.6.3防水措施89参考文献91专题部分92基于 3DS Max和VR-Platform 的采矿虚拟现实矿井系统开发93翻译部分114英文原文 Hydraulic Sluiced Longwall Mining without Supports115中文译文 长壁工作面无支护水力开采研究122致 谢128一般部分 第68页1 矿区概况及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置伯方井田位于山西省高平市城区西北约7km处的寺庄镇伯方村西，地理坐标为北纬354852355252，东经11247461125636，为沁水煤田高平矿区王报井田的一部分

8、。太（原）焦（作）铁路由矿井井田东部通过，该铁路向南与京广、焦柳及陇海线相接，并可转运至连云港港口和石舀所港口，向北至榆次与同蒲铁路相连。公路运输向北至长治、太原，南至晋城、焦作、洛阳、郑州，西至候马。矿井距207国道1.5km，并有专用铁路线9.87km，专用铁路从高平车站接轨，直通矿井工业场地，交通十分方便（见图1-1）。1.1.2地形地貌井田位于太行山中南段西侧，西侧的王龙山，为沁水与丹沟的分水岭，北部的丹珠岭大保头山为浊漳河南源与丹河的分水线，井田内地形为西北高、东南低的低山丘陵，最高在井田中部，标高为 1130m，最低在柏枝庄村东南部，标高为881.35m，最大相对高差为248.65

9、m。在标高950m以上多为基岩出露，沟谷发育，沟谷呈树枝状展布，在标高950m以下，则为黄土丘陵区，黄土覆盖较厚，悬崖陡壁发育，大部分开垦为梯田，河床两岸为黄土和近代冲积层。一般可划分为三个阶地，级阶地高出河床12m，级阶地高出河床58m，级阶地高出河床1525m。1.1.3河流水系本区主要河流为丹河，纵贯井田东部边侧。较大的支流有高良河及杜寨河，高良河延入井田北部，杜寨河延入井田西南部，总的流向自西北流向东南与地形坡度基本一致。丹河常年有水，最高洪水位高出河床约33.5m，至南部高平高庙山断层带，全部漏失于奥陶系石灰岩中。杜寨河流量不大，至南部许家沟全部漏失于奥陶系石灰岩中。成为间歇性河流。

10、井田以北有釜山水库，库容量为295万立方米。在井田西北枣河村有一干水库，库容量为25万立方米，井田西部的沟南村有一干水库，库容量为15万立方米。1.1.4气象地震本区属大陆性气候，平均年降水量为557mm，最大为640.7mm，最小为446.7mm，雨季集中在7、8、9三个月；平均年蒸发量最大为2089.2mm，最小为640.7mm，平均为1364.5mm，蒸发量是降水量的2.5倍左右。历年最高日气温为36，七月份平均为23.7，最低日气温为19.2，一月份平均为-56.4，全年平均气温为9.8，春冬多西北风，夏秋多东南风和南风，风力一般为34级，最大6级，每年10月中旬至翌年4月中旬为霜冻期

11、，历时150180天，最大冻土深度0.48m。根据山西省地震基本烈度区划图说明书本区地震烈度为6度，区内没有发生过大于5级地震，仅在屯留一带发生过4.3级地震。图1.1 矿区交通位置图1.1.5矿区电源及建筑材料矿区距离北庄和马村最近，电源一回可引自北庄110kV变电站35kV母线。线路为LGJ95和LGJ70架空线，13公里；另一回35kV电源可引自马村110kV变电站35kV母线，线路为LGJ120架空线，19公里。建筑所需材料，当地市场可满足供应，除黄砂需由火车从外地调运外，其它材料均可在本地区购到，且材料价格合适，能够满足矿井建设的需要。1.2井田地质特征1.2.1井田地形概况及勘探程

12、度伯方井田为原高平矿区王报井田的一部分，位于王报井田中部的高级储量区，19571959年华北煤田地质局152勘探队在王报井田进行了精查勘探，施工钻孔71个，钻探进尺为11695.67m，提交了王报南精查地质报告，王报北精查地质报告经1962年复审为不合格。1964年3月以山西省煤炭工业管理局地质勘探局119勘探队为主，114、148勘探队为辅，对王报井田重新进行精查勘探，历经7个月，施工43个钻孔，钻探进尺9736.88m，其中水文孔2个，水文钻探进尺560.76m。于1964年11月提交山西省沁水煤田高平矿区王报井田地质勘探最终报告，经复审评价为优。王报井田精查勘探采用钻探测井为主，地面物探

13、为辅的综合勘探方法，采用1000750m的基本工程密度控制A级储量，中南部复杂地段加密工程进行必要的控制。井田内基本上为一单斜构造，走向北东，倾向北西，倾角一般小于8度，南、北构造复杂程度有别，北部褶曲少而断层多，南部断层少而褶曲多，主要可采3号煤层，全区稳定可采，将勘探类型定为一类一型较合理。精查勘探查明了井田的构造形态和复杂程度，主要褶皱得到了控制；控制了主要断层的位置和落差；查明了可采煤层的层数、层位、厚度结构和可采煤层的可采范围；详细了解了陷落柱对煤层的影响；查明了可采煤层的煤质特征及其变化情况，确定了各煤层的煤类为单一的无烟煤；查明直接充水含水层和间接充水含水层的岩性、厚度、埋藏条件

14、、水位、水质、富水性，查明了隔水层的厚度、岩性组合，查明了直、间接充水含水层、地表水的水力联系以及地下水的补给、迳流和排泄条件，基本查明了对矿井充水影响的断层的水文地质特征；详细了解了可采煤层的顶、底板的工程地质特征。储量计算利用工程质量可靠，各级储量圈定合理。1.2.2井田地层构成根据地表出露和钻孔揭露情况，井田内发育的地层有奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组，第四系中、上更新统、全新统，现将地层由老至新叙述如下：一、奥陶系中统峰峰组（O2f）地表未出露，据部分钻孔资料，岩性为兰灰色，致密厚层状石灰岩，顶部为浅黄色的泥灰岩。二、石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）主要为浅灰色铝土质泥岩，局部沉积有薄煤层及黄铁矿，平均厚度为13.40m。（2）上统太原组（C3t）底部以K1砂岩与本溪组分界，为井田主要含煤地层之一。厚度65.1194.15m，平均厚度79.95m。主要岩性为深灰色、黑色的泥岩、砂岩，灰、灰黑色的石灰岩和煤层。三、二叠系（P）（1）下统山西组（P1s）井田主要含煤地层之一，底部以K7砂岩与太原组分界，厚度50.3