许厂井煤矿1.5Mta新井设计.pdf

1、 目录 一般部分 1 矿区概述及井田地质特征.1 1.1 矿区概述.1 1.1.1 交通位置.1 1.1.2 地形地貌及水系.1 1.1.3 气象及地震烈度.1 1.1.4 矿井电源.1 1.2 井田地质特征.3 1.2.1 井田地质概况.3 1.2.2 地层.3 1.2.3 含煤地层.3 1.2.4 构造.4 1.2.5 水文地质特征.6 1.3 煤层特征.7 1.3.1 煤层.7 1.3.2 煤质.7 1.3.3 煤层开采技术条件.8 2 井田境界和储量.10 2.1 井田境界.10 2.1.1 井田境界确定.10 2.1.2 井田赋存特征.10 2.2 矿井工业储量.11 2.2.1 储

2、量计算基础.11 2.2.2 储量计算范围.11 2.2.3 地质储量计算.11 2.2.4 矿井工业储量.12 2.3 矿井可采储量.14 2.3.1 安全煤柱留设原则.14 2.3.2 永久煤柱及保护煤柱损失量.14 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.18 3.1 矿井工作制度.18 3.2 矿井设计生产能力及服务年限.18 3.2.1 确定依据.18 3.2.2 矿井设计生产能力.18 3.2.3 矿井服务年限.19 3.2.4 井型校核.19 4 井田开拓.21 4.1 井田开拓的基本问题.21 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标.21 4.1.2 工业场地的位置.22

3、 4.1.3 开采水平的确定及带区划分.22 4.1.4 主要开拓巷道.23 4.1.5 方案比较.23 4.2 矿井基本巷道.31 4.2.1 井筒.31 4.2.2 井底车场及硐室.31 4.2.3 主要开拓巷道.32 5 准备方式带区巷道布置.40 5.1 煤层地质特征.40 5.1.1 带区位置.40 5.1.2 带区煤层特征.40 5.1.3 水文地质.41 5.1.4 地质构造.41 5.2 带区巷道布置及生产系统.41 5.2.1 带区准备方式的确定.41 5.2.2 带区巷道布置.41 5.2.3 带区生产系统.42 5.2.4 带区内巷道掘进方法.43 5.2.5 带区生产能

4、力及采出率.44 5.3 带区车场选型设计.45 6 采煤方法.46 6.1 采煤工艺方式.46 6.1.1 带区煤层特征及地质条件.46 6.1.2 确定采煤工艺方式.46 6.1.3 回采工作面参数.46 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式.47 6.1.5 回采工作面支护方式.48 6.1.6 端头支护及超前支护方式.50 6.1.7 各工艺过程注意事项.50 6.1.8 回采工作面正规循环作业.52 6.2 回采巷道布置.54 6.2.1 回采巷道布置方式.54 6.2.2 回采巷道参数.54 7 井下运输.56 7.1 概述.56 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度.56 7.

5、1.2 煤层及煤质.56 7.1.3 运输距离和货载量.56 7.1.4 矿井运输系统.57 7.2 带区运输设备选择.57 7.2.1 设备选型原则：.57 7.2.2 带区运输设备选型及能力验算.58 7.3 大巷运输设备选择.59 7.3.1 主运输大巷设备选择.59 7.3.2 辅助运输大巷设备选择.60 7.3.3 选择电机车.60 7.3.4 设备选择.61 7.3.5 运输设备能力验算.62 8 矿井提升.63 8.1 矿井提升概述.63 8.2 主副井提升.63 8.2.1 主井提升.63 8.2.2 副井提升.65 9 矿井通风及安全.67 9.1 矿井通风系统选择.67 9

6、.1.1 矿井概况.67 9.1.2 矿井通风系统的基本要求.67 9.1.3 矿井通风方式的确定.67 9.1.4 主要通风机工作方式选择.68 9.1.5 带区通风系统的要求.69 9.1.6 工作面通风方式的选择.69 9.1.7 回采工作面进回风巷道的布置.70 9.2 带区及全矿所需风量.71 9.2.1 采煤工作面实际需要风量.71 9.2.2 掘进工作面需风量.72 9.2.3 硐室需风量.73 9.2.4 其它巷道所需风量.73 9.2.5 矿井总风量计算.73 9.2.6 风量分配.74 9.3 矿井通风总阻力计算.75 9.3.1 矿井通风总阻力计算原则.75 9.3.2

7、确定矿井通风容易和困难时期.75 9.3.3 矿井通风阻力计算.77 9.3.4 矿井通风总阻力.80 9.3.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔.80 9.4 选择矿井通风设备.81 9.4.1 选择主要通风机.81 9.4.2 电动机选型.83 9.4.3 矿井主要通风设备及装备要求.83 9.5 防止特殊灾害的安全措施.84 9.5.1 瓦斯管理措施.84 9.5.2 煤尘的防治.84 9.5.3 预防井下火灾的措施.85 9.5.4 防水措施.85 10 设计矿井基本技术经济指标.87 参 考 文 献.89 专题部分 建筑物下条带开采技术研究与分析.90 1 绪论.90 1.1 问题的

8、提出.90 1.2 主要研究内容及研究思路.92 2 条带开采技术及参数设计的优化方法.93 2.1 条带开采概述.93 2.2 条带开采岩层与地表移动理论和规律.94 2.3 条带开采地表移动和变形预计参数.96 2.4 条带开采煤柱的稳定性.98 2.5 条带开采优化设计.100 3 条带开采地表移动参数的影响因素与作用规律研究.101 3.1 条带开采地表移动参数的影响因素.102 3.2 条带开采地表移动参数分析.105 4 条带开采的效果分析16.107 5 结术语.109 翻译部分 英文原文.110 中文译文.117 致 谢.122 一 般 部 分 1 矿区概述及井田地质特征 1.

9、1 矿区概述 1.1.1 交通位置交通位置 许厂井田位于山东济（宁）北矿区东部，隶属于济宁市管辖，西南距济宁市 10 km，东北距兖州市 26 km，地理坐标为东经 1163611643，北纬 35243531。井田南北长约 8.3 km，东西宽约 4.4km，面积约 27.5km2。京沪线从本矿区东部的兖州矿区通过，区内有兖州，邹城车站；京九线从本矿区西部的荷泽市通过，现已建成通车；连接京沪、京九两大南北交通干线的新（乡）兖（州）石（臼所）铁路，从本矿区通过，区内设有济宁、孙氏店及兖州西车站，本区煤炭铁路外运十分方便。区内公路四通八达，济宁、兖州、邹城间已形成环行公路，并与 104 国道相连

10、，煤炭地销道路畅通。京杭大运河流经济宁市，水深平均 2 m，构成重要的水上交通要道。许厂井田交通位置图详见图 1-1-1。1.1.2 地形地貌及水系地形地貌及水系 本井田为冲积、湖积平原，地势呈东北高、西南低，地面标高+35.20+41.44 m，自然地形坡度为 0.04。井田内河流稀少，水系不甚发育，主要河流有两条：一条为洸府河，系人工河，位于井田中部、由北向南流入南阳湖，河宽 230400 m，汛期洸府河最大洪水位为 39.3 m，最大流量为 400 m/s（1964 年 9 月 1 日），枯水季节河水减少甚至断流；另有一条为洸府河支流杨家河，亦为季节性人工河流。1.1.3 气象及地震烈度

11、气象及地震烈度（1）气象。本区气候温和，属温带季风区海洋大陆性气候。年平均气温 13，月平均最高气温 34，最低气温-9，日最高气温 41，最低气温-19，平均最高气温月份为 7 月，平均最低气温月份为 1 月。年平均降雨量 701 mm，年最大降雨量为 1186 mm，年最小降雨量 441 mm，降雨多集中 7、8 月份，年平均蒸发量为 1790 mm，年最大蒸发量2228 mm，年最低蒸发量 1493 mm。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，平均风速为2 m/s，历年最大积雪厚度为 0.15 m，最大冻土深度 0.31 m。（2）地震烈度：根据中国地震烈度区划图（1990）确定，本矿井工

12、业场地范围地震基本烈度为七度。1.1.4 矿井电源矿井电源 本矿井电源取自接庄 220 区域变电站，该站位于本矿井以南 12 km 处，设计装有 120变压器两台，电压为 220/110/35。第二电源来自济北矿区岱庄矿井 110 变电所，岱庄矿井110 电源取自济宁东北郊 220 变电所。德州聊城济南淄博潍坊惠民烟台青岛临沂枣庄兖州连云港徐州济宁泰安荷泽济宁济南北京徐州上海石臼所新乡300330650193682188济宁京嘉济杭祥宁济宁市井田许厂至济南孙兖荷铁路至氏至邹城店断微山湖层至兰考县荷泽层河断运断嘉祥层兖州图图 1 1-1 1-1 1 井田交通位置井田交通位置图 1.2 井田地质特

13、征 1.2.1 井田地质概况井田地质概况 本井田位于济宁煤田东北部，为一全隐蔽型煤田。井田内主要构造为一轴向北东的向斜及一组走向近南北的高角度正断层。井田内煤系地层由东向西呈阶梯式下降，第四勘探线以南，倾角平缓，断层较少，构造中等偏简单；第四勘探线以北，地层产状变化较大，此一级褶曲及断层发育，构造中等偏复杂。主要可采煤层为 3下煤层。3下煤层为主采煤层，煤层赋存于全区，煤层厚度变化较小，属稳定煤层；此外尚有 15上、16、17 煤层，为不可采的不稳定煤层。井田属于构造中等局部偏复杂和主要煤层赋存稳定的井田。1.2.2 地层地层 许厂煤矿地层区划属华北区鲁西南分区济宁小区，区内地层包括中、下奥陶

14、统，中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组、下石盒子组，上二叠统上石盒子组，上侏罗统蒙阴组及第四系。属全隐蔽式华北石炭二叠系煤田。1.2.3 含煤地层含煤地层 本区主要含煤地层为下二叠统山西组。本组地层厚 59.90114.70 m，局部有剥蚀现象，平均 78.57 m，为含煤地层中的主要含煤组，具有经济价值的 3下煤层就赋存于本组的中上部及下部。本组由砂岩、粉砂岩、粉、细砂岩互层、粘土岩、煤层组成，以灰灰白色、灰绿色砂岩为主，砂岩含量高，多以厚层状分布于煤层的顶板及底板，以 3下煤层间的砂岩最为发育，该砂岩为浅灰灰白色、灰绿色，厚层状，以石英为主，长石次之，分选中等至较好，次棱角状次

15、园状，孔隙式接触式胶结，以硅质、粘土质胶结为主，局部为钙质胶结，具交错层理、斜层理及韵律层理，含大量粉砂岩、泥岩包裹体及镜煤屑。据镜下观察，砂岩中石英含量占 8085%，具波状消光现象，长石中主要为斜长石及钾微斜长石，并有次生蚀变现象，杂基含量占 1015%。该砂岩厚度大，特征明显，是山西组煤层对比的较好标志层。该砂岩对 3下煤层有冲刷作用，在 3下煤层底部有一厚层粉砂岩与细砂岩互层，具透镜状层理及生物搅动构造，是山西组煤层对比的重要标志层。本组以过渡相沉积为主，相环境变化较大，对煤层的形成及后期改造具有重要影响。(1)从山西组底界3下煤层顶板为第一大旋回。厚 30 m，内含 12 个小旋回，

16、主要由粉砂岩、粉砂岩与细砂岩互层、细砂岩、粘土岩及煤层组成。3下煤层位于旋回的顶部，在矿井东部 3 下煤层较好的块段多为一个完整的全粒序旋回，上下不对称，以反粒序沉积为主。在粉砂岩及粉砂岩与细砂岩互层中见有大量的弯曲型生物潜穴及强烈的搅动构造，本旋回中主要发育有互层状及透镜状层理，显示了从潮坪滨海平原再成煤的沉积演化序列。根据山西组的岩性、岩相特征及测井曲线形态，可明显的分成三个大旋回。在矿井的西南部这一旋回多为次一级小旋回所代替，下一小旋回以潮坪沉积为主，但不完整，顶部为另一个小旋回冲刷所截，第一个小旋回以反粒序沉积为主，第二个小旋回多以砂岩为主的正粒序沉积为主，而小旋回之间存有冲刷界面，此时 3下煤层发育一般不好。当第一个旋回分成两个小旋回时，旋回沉积的厚度相应增大。(2)从 3下煤层顶板至 3 上煤层顶板为第二大旋回，厚 11.7067.31 m，内含12 个小旋回，本旋回主要以砂岩为主，夹薄层粉砂岩、粘土岩及煤层。3上煤层位于旋回的顶部，当 3下煤层与 3上煤层间距不大时多为一个旋回，间距增大时多为二个小旋回，本旋回(包括内含的小旋回)大多为正粒序沉积，底部岩性多呈突变接触，并