阳泉市南庄煤矿15#煤采区初步设计.doc

1、目录第一章 矿井概述及井田地质特征1第一节 矿井概况1一 矿井地理交通位置1二 地形、地貌及河流1三 气象及地震1第二节 煤层特征1一 煤层1二 可采煤层顶底板2三 煤质3四 瓦斯及地温3五 煤的自燃、煤尘爆炸的可能性3第二章 井田境界和储量4第一节 井田境界4一 井田范围4二 开采界限4三 井田尺寸4第二节 矿井工业储量5一 储量计算基础5二 储量计算方法及有关参数的确定5三 煤柱损失量5四 矿井可采储量6第三章 井田开拓8井田开拓的基本问题8一 确定井筒形式、数目、位置及坐标81.井筒形式的确定82.井筒位置的确定8二 工业场地位置8三 开采水平的确定及采盘区划分8四 主要开拓巷道8五 方

2、案比较9方案一优点：9方案二优点：9续表4.110第四章 准备方式盘区巷道布置12第一节 煤层地质特征12一 盘区位置12二 盘区煤层特征12三 水文地质12四 地质构造12第二节 盘区巷道布置及生产系统13一 盘区巷道布置13方案一：煤层中13方案二：岩层中13二 盘区内巷道掘进方式16三 合理确定工作面的长度17四 盘区内同时生产的工作面数目18五 盘区生产系统20六 盘区生产能力及采出率21七 盘区车场选型设计22第五章 采煤方法24第一节 采煤方法的选择24第二节 采煤工艺及劳动组织25一 确定采煤工艺方式25二 回采工作面参数26三 回采工作面支护方式26四 端头支护及超前支护方式2

3、8五 采煤工艺29六 回采工作面正规循环作业31第六章 采区通风及安全34第一节 采区通风系统的确定34一 采区通风系统的基本要求34二 采区通风方式的选择34续表9.135三 矿井主扇工作方式选择35四 盘区通风系统的要求36五 工作面通风方式的选择36第二节 矿井风量的计算37一 矿井风量计数37二 风量分配的原则和方法41三 通风构筑物42第三节 矿井通风阻力计算及等级孔42一 矿井通风阻力42二 矿井通风总阻力43三 矿井总等积孔43第四节 矿井安全技术措施44一 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施44二 预防井下火灾的措施44三 防水措施45四 顶板管理45专题部分47浅谈现代煤矿安全系统工程

4、47一、安全工作重在管理47二、煤矿安全管理系统化47三、结束语49参考文献50致 谢51第一章 矿井概述及井田地质特征第一节 矿井概况一 矿井地理交通位置 南庄煤矿地处沁水煤田阳泉矿区南东部边缘，位于山西省阳泉市南2.5km处。阳（泉市）平（定县）二级公路从南庄煤矿工业场地北东方向1.5km处通过，与阳泉市南外环路相接，南庄煤矿居住区东距阳泉市南外环路仅300米，由南外环路可与307国道相连。太（原）旧（关）高速公路在南庄煤矿东西两侧810km分别有平定和坡头两个出入口，经太旧高速公路可通往河北、山东等地。石（家庄）太（原）铁路从南庄煤矿北边3km处（阳泉车站）通过，南煤集团铁路专用线与石太

5、铁路的白羊墅车站接轨，线路全长7.5km。综上所述，南庄煤矿外部交通条件极为便利。二 地形、地貌及河流 南庄井田位于太行山中部西侧，地处山西高原东部之山岳、丘陵地带，区内山势急缓不一，河谷纵横，地表基岩广泛出露，形成侵蚀型低山丘陵地貌。地面标高在+690+1128m之间，相对高差438m。井田范围无较大河，仅有山沟小川，平时无水。三 气象及地震本区属大陆性气候，气候干燥。最高气温为40.2，最低气温为-25，年平均气温为10.7；年最大降水量为886.4mm，最小降水量240.4mm，平均降水量为566.0mm，最大积雪厚度20.5cm；冻结期11月至次年3月，冻土层深度为0.50.7m。春冬

6、多西北风，夏季多东南风，秋季多西风，最大风速24米/秒。根据1993年山西省城市（县城）地震基本烈度表，本区地震设防烈度为度。第二节 煤层特征一 煤层含煤性：本井田主要含煤地层为石灰系上统太原组和二迭系下统山西组，含煤情况如下：山西组：地层平均总厚度56.68m，含煤36层，分别为1、2、3、4、5、6号煤，含煤平均总厚度3.25m，含煤系数为5.7%。其中3、6号煤层为较稳定的局部可采煤层。太原组：地层平均总厚121.25m，含煤68层，分别为8、9、10、11、12、13、14、15号煤，含煤平均总厚8.40m，含煤系数为6.9%。其中15号煤稳定全区可采，12号煤较稳定大部可采。可采煤层

7、：15号煤层：位于太原组下部，上距12号煤44.26m左右、距K2石灰岩12.14m左右，下距K1砂岩8.15m左右。为本井田主要可采煤层，煤层厚度5.246.63m，平均5.89m。层位稳定，全区可采，结构复杂，含12层夹石，夹石厚0.020.47m。煤层顶板为泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩南煤。集团公司南庄煤矿和大阳泉煤目前均开采该煤层。矿井主要可采煤层特征见表1.1。表1.1 煤层特征表煤层编号煤层厚度m最小最大平 均层间距离m最小最大平 均煤 层结 构稳定性可采性视密度t/m3顶底板岩性 顶 板底 板115#5.246.635.8944.26复 杂12层夹矸稳 定全区可采1.40泥岩砂质泥

8、岩二 可采煤层顶底板井田内可采煤层顶底板情况如下：15号煤层：直接顶为泥岩，厚度6.76m左右，老顶为细砂岩，厚度在4.47m左右，底板为砂泥岩厚度在8.76m左右。15号煤层顶底板力学试验结果见表1.2。 表1.2 15#煤层顶底板力学试验结果表煤 层岩层层位抗拉强度（MPa）抗压强度（MPa）普氏系数15#老顶3.7835.483.5直接顶3.0822.522.2底板6.2417.921.8三 煤质根据山西省阳泉市南庄井田地质报告资料，井田内煤层均为无烟煤，现采煤层的煤质指标分述如下：15号煤层水 分(mad)：原煤1.253.51%，平均2.11% 精煤1.133.66%，平均2.20%

9、灰 分(AD):原煤8.5820.69%，平均12.71 精煤2.717.29%，平均5.58%挥发分(Vdaf)原煤6.789.31%，平均7.77% 精煤6.187.45%，平均6.85% 精煤0.380.93%平均0.69% 发热量（Q原煤35.3235.69MJ/kg，35.32MJ/kg全硫(st.d)原煤0.881.34%，平均1.11%15号煤为特低中灰，特低低硫，高发热量之无烟煤。四 瓦斯及地温瓦 斯：南庄煤矿属高沼气矿井。20102011年瓦斯鉴定结果见表1.3。表1.3 南庄煤矿瓦斯鉴定结果表年位 置相对涌出m3/t绝对涌出m3/分位 置相 对涌出量m3/t绝 对涌出量m3

10、/分2010神峪村回风井31.4523.57神峪河回风井11.5238.492011神峪村回风井52.5820.52神峪河回风井25.2166.58地 温在生产过程中，尚未发现地温异常现象。五 煤的自燃、煤尘爆炸的可能性煤尘爆炸根据煤矿安全指标鉴定报告，15号煤层煤尘爆炸指数均小于10%，结论为井田15号煤层煤尘无爆炸危险性。煤的自燃根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年9月5日和2011年9月16检验报告，南庄煤矿15号煤层自燃等级均为级，结论为两层煤均属不易自燃的煤层。第二章 井田境界和储量第一节 井田境界一 井田范围东部边界：胡家庄、后沟等四个乡镇煤矿；西部边界：集团公司下属的大阳泉

11、煤矿和西峪村办煤矿；南部边界：是阳煤集团五矿；北部边界：阳泉市保护煤柱。二 开采界限本井田含煤地层为二迭系山西组及石炭系太原组。山西组厚42.072.0m，平均厚56.68m，含煤36层，分别为1、2、3、4、5、6、号。其中3、6号煤层为较稳定的局部可采煤层，其余均为不可采或零星可采煤层；太原组：地层平均总厚121.25m，含煤68层，分别为8、9、10、11、12、13、14、15号煤，含煤平均总厚8.40m，含煤系数为6.9%。其中15号煤稳定全区可采，12号煤较稳定大部可采。其中主采煤层为15号煤层，平均厚5.8 m。故本采区设计只针对15号煤层。开采上限：15号煤层。开采下限：15号

12、煤层以下煤层，作为后期储备资源开采。三 井田尺寸井田走向长度最大3.76 km，最小2.98 km，平均3.37 km；井田倾斜宽最大5.0 km，最小2.63 km，平均3.86 km；煤层的倾角最大为8，最小为2，平均为5；由于井田煤层赋存形状不规则，无法直接计算井田面积，但根据AutoCAD查询工具，经过三次测量结果平均后得井田的水平面积约为S=17.87 km 2。第二节 矿井工业储量一 储量计算基础根据南庄井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8 m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的

13、煤层厚度为0.70.8 m。储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05 m时，与煤分层合并计算，复杂结构的夹石总厚度不超过每分层厚度的50时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度。二 储量计算方法及有关参数的确定 井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据，煤炭工业储量是由煤层面积、容重及厚度相乘所得。井田内煤层倾角一般为小于8，平均5。计算公式为： ZgS/cosh （式2-1） 式中： Zg矿井的工业储量，万t；S井田的水平面积，17873387.1909m2；h煤层平均厚度，5.8m；煤层视密度，1.4t/m3； 煤层倾角，。 根据（式2-1）得： Zg17.87106/cos55.81.414568.7（万t）三 煤柱损失量安全煤柱留设原则工业场地、井筒留保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱。各类保护煤柱按垂直断面法或垂直法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。维护带宽度：风井场地50m，村庄10 m，其他15 m。断层保护煤柱留设的原则:落差50 m的断层，两侧各留50m的煤柱；落差20 m50 m的断层，两侧各留30 m煤柱；落差10 m20 m的断层，两侧各留20 m煤柱；落差10 m的断层不留设断层煤柱。井田境界煤柱宽度为50m。保护煤柱损失量边