1、采采矿矿学学设设计计姓 名：学 号：学 院：专 业：设计题目：钱家营煤矿钱家营煤矿 0.9 Mt/a 新井设计新井设计 指导教师：20 xx 年 7 月 目目 录录第一章 矿区概述及井田地质特第一章 矿区概述及井田地质特.11.1 矿区概述.11.1.1 地理位置.11.1.2 地形特点.11.1.3 当地工农业状况.11.1.4 气象条件.11.1.7 地表水文情况.21.2 井田地质特征.21.2.1 地质勘探.21.2.2 井田地质构造.21.2.3 煤系地层及其层组划分.4表 1-2 钱家营煤系地层及其层组划.61.2.4 水文地质.71.3 煤层特征.81.3.1 煤层的结构、厚度和
2、一般特征.81.3.2 可采煤层及局部可采煤层稳定性.91.3.3 煤层对比.91.3.4 煤质.111.3.5 瓦斯.121.3.6 煤尘及煤的自然发火.12第二章 井田境界和储量第二章 井田境界和储量.142.1 井田境界.142.1.1 井田范围.142.1.2 井田尺寸.142.2 矿井工业资源储量.152.2.1 储量计算基础.152.2.2 工业储量的计算.152.3 矿井可采储量.172.3.1 井田边界保护煤柱.172.3.2 工业广场保护煤柱.172.3.3 断层保护煤柱.182.3.4 风井保护煤柱.192.3.5 大巷保护煤柱.192.3.6 矿井可采储量.19第三章 矿
3、井工作制度、设计生产能力及服务年限第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.203.1 矿井工作制度.203.2 矿井设计生产能力及服务年限.203.2.1 确定依据.203.2.2 矿井设计生产能力.203.2.3 矿井服务年限.20第四章 井田开拓第四章 井田开拓.224.1 井田开拓的基本问题.224.1.1 井筒形式及数目的确定.224.1.2 井筒位置的确定.234.1.3 工业场地位置、形式和面积.244.1.4 开采水平的确定.244.1.5 运输大巷和井底车场的布置.244.1.6 矿井开拓延伸方案及阶段划分.254.1.7 开拓方案比较.254.2 矿井基本巷道.344.
4、2.1 井筒.344.2.2 井底车场354.3 主要开拓巷道.364.3.1 主要开拓巷道.364.3.2 巷道的支护方式37 第 1 页第一章 矿区概述及井田地质特1.1 矿区概述1.1.1 地理位置1.1.1 地理位置钱家营矿位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，地理坐标为北纬 3933、东经11828。矿区内有铁路与京山线古冶车站和林西矿业有限公司接轨，铁路交通方便有公路干线通过井田，公路交通十分方便，属京、津、唐三角区，距北京、天津均为 100km。见图 1-1。图图 11 交通位置图交通位置图1.1.2 地形特点1.1.2 地形特点本地区地势平坦，井田范围内全被第四系冲积层所覆盖，地势低
5、平，东北高，而西南低，标高介于 726m 之间，地形坡度 1/1000。东部于新古河道两侧有高度 13m 呈北东南西向排列的小型沙丘。1.1.3 当地工农业状况1.1.3 当地工农业状况当地居民以农业为主。工业方面主要是煤炭。由于煤质优良，煤炭简易加工工业较为发达。此外尚有水泥、化肥等工业。矿井建设所需一般建材如水泥、砂子、石灰、砖瓦等，均可在当地解决。附近有丰南市钱营发电厂。1.1.4 气象条件1.1.4 气象条件矿区为大陆性季风气候，春季东风和西风交替出现，气候干燥少雨；夏、秋两季东南和南风常由海面带来潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷气压影响多西北风，气候寒冷干燥。矿区内由
6、 11 月至翌年 3 月为冻结期，冻结深度为 1.0 至 1.5m，最高气温在零上 27至 37，最低气温在-29至-34，全年气温平均为零上 2.0，年降水量为 370mm 至 631mm，全年主导风向多为西北、东南，风力 3 至 4 级。滦县汉沽区宁河县蓟县卢龙县迁安县迁西县玉田县京塘路公速高津路公速高津唐唐海县滦南县乐亭县昌黎县抚宁县丰润区古冶区开平区开滦钱家营矿唐山市 第 2 页1.1.5 自然地震1.1.5 自然地震根据开滦矿务局地震办公室 1991 年 5 月 31 日提供的钱家营矿区地震基本烈度评定报告，钱家营矿区地震基本烈度为七度。1.1.6 电源和水源1.1.6 电源和水源工
7、业用水和生活用水主要取自第四系冲积层水和矿井井下分流的清水，基本上形成了一套集中供水系统，矿区水资源比较丰富，可满足工业用水和生活用水的需要。进入本矿区中央变电站的电源线共计四趟，其中 2 趟电网是吕家坨变电站 35KV 输电线，接矿中央变电站馈送至一水平，另外 2 趟是开滦林西电厂 35KV 输电线，经过中央变电站馈送至一水平。1.1.7 地表水文情况1.1.7 地表水文情况井田内有沙河、老牛河。沙河发源于迁安城西好树屯，汇集清凉山东麓一带山地之水向南流去，过巍峰山凤凰山间的山谷，进入开平煤田。蜿蜒于唐家庄矿业有限公司，流经吕家坨矿业公司与范各庄矿业之间，回折而向西南，穿过钱家营、宋家营、小
8、集镇，而泄入苇泊洼地内。井田范围内有沙河自井田北部流向西南，流向与地层走向大致一致，河面开阔，水力坡度较小，仅为 1%2%。冬春河水近于干涸，只排泄矿井水。夏秋流量显著增大，汛期有时泛滥，流量随上游北部山区降雨量而变化。最高水位为 1.9m。1.2 井田地质特征1.2 井田地质特征1.2.1 地质勘探1.2.1 地质勘探钱家营矿井田面积 35.6km2，补勘 14 个地面孔，工程量 6551.22m；井下地质孔7724.2m；井田内的主要构造形态和煤层情况已基本清楚，矿井各个区域的勘探程度均属于精查，可以满足矿井开采的要求。1.2.2 井田地质构造1.2.2 井田地质构造1)井田大中型构造特征
9、（1）区域构造概况钱家营井田位于开平煤田之开平向斜的东南翼，开平煤田位于燕山南麓，受新华夏系构造的控制，是一个北东向的大型复式含煤向斜构造。它包括了开平向斜、车轴山向斜、荆各庄向斜和西缸窑向斜四个含煤构造。开平向斜为一大型不对称向斜构造，轴向在南部为北东 40，到北部古冶以东逐渐转成近东西向，其西北翼地层陡立至倒转，东南翼地层平缓而多褶曲，自北而南有杜军庄背斜、吕家坨背斜、范各庄向斜、毕各庄向斜、南阳庄背斜、高各庄向斜、李辛庄向斜、刘唐保背斜和深港向斜等褶曲，它们的轴向都与主向斜斜交，构成了“边幕式”褶曲。（2）井田大中型构造特征钱家营井田东端为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼，向西依次为南阳
10、庄背斜、高 第 3 页各庄向斜，再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区，此单斜构造向西南延展约 12 公里，又开始出现褶曲，自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜。井田西端为深港向斜东翼。井田内褶曲线性排列明显，如南阳庄背斜，延展长度达 7 公里，长宽比为 3:1。各褶曲轴向都与主向斜轴（开平向斜）斜交。褶曲多呈不对称状：背斜东南翼倾角较大，一般20左右；西北翼倾角平缓，一般 10左右；向斜则相反，东南翼倾角缓，西北翼倾角大。井田构造以褶曲为主，断裂为辅，断层以倾向或斜交为主，且大中型断层多伴生在褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带。2)井田主要构造描述（1）南阳庄背斜特征：长轴状背斜，轴向在南阳庄附近呈近
11、南北向，到岭上庄附近急剧转成近东西向，呈向东北方向凸出的弧形，两翼不对称，西翼倾角 10左右，东翼倾角 20左右。往深部褶曲幅度变小，于煤 12 的-1100m 底板等高线附近趋于消失。褶曲浅部发现有 F4、DF4、DF4三条大型逆断层。控制程度：延展长度达 7 公里，褶曲浅部煤 12 的-700 底板等高线以浅有 16 个地面钻孔，井下钻探、巷探和二维地震、瞬变电磁等物探方法进行综合探测控制，背斜形态得到了较好的控制，而深部仅有钱46、钱101、钱85三个地面孔控制，背斜形态控制不严密，有大中型断层伴生的可能，影响工作面的布置甚至影响采区的合理划分，有待进一步探测控制。（2）高各庄向斜特征：
12、井田中深部构造，轴向北 80西，南翼倾角 10左右，北翼 13左右，轴部伴生有 F11 逆断层和 F17 正断层。控制程度：延展长度约 3.5 公里。钱 77、钱 81、钱 45、钱 9、钱 40 和钱水 19 共 6个地面钻孔控制，向斜深部控制较差。（3）李辛庄向斜轴向北 40西，两翼不对称，东北翼倾角 12左右，西南翼 20左右。延展长度超过 4 公里，钱 78、钱 86、钱 88 共 3 个钻孔控制，向斜形态控制不严密，其中钱 78 孔揭露向斜轴部有3 断层（落差 31m），当然还有其它大中型断层伴生的可能，严重影响着采区的正常划分，采区设计前必须进一步及时勘探查明。（4）刘唐保背斜轴向
13、北 75西，东北翼倾角 20左右，西南翼倾角 13左右，此背斜褶幅比两侧向斜大，在煤层底板等高线图上，可见呈“舌状”向主向斜内拱出。与李辛庄向斜相似，东南部较紧闭，而向深部较宽缓。其西部为深港向斜。延展长度超过 15 公里，仅褶曲深部有钱 93、钱 94、钱 95 和钱 96 共 4 个孔控制，背斜控制极不严密，且有大中型断层伴生的可能，采区设计前必须进一步勘探控制。（5）主要断层 第 4 页到 1998 年年底井田内共有 187 个地面钻孔，查出断层 26 条，其中落差 5030m 的断层 4 条，3010m 的断层 10 条，10m 以下的断层 11 条，落差不明者 1 条，详见表 1-1
14、。表 1-1 钱家营井田断层概况表表 1-1 钱家营井田断层概况表落差（m）项别5030301010合计条数35513正断层34512其中逆断层01013)对井田内大中型构造的认识勘探及采掘实践表明：井田内主要褶曲都伴生有大中型断层，尤其褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带断层密集，断层落差较大，远离这些区域断层规模和密度较小。以南阳庄背斜浅部为例，其轴部伴生有 F4、DF4A、DF4B 三条逆断层（落差依次为 32m、18m、12m），同时在大中型断层两侧还有较宽的断层影响带，中小型断裂发育，煤层顶板稳定性极差，如 F4 逆断层仅下盘影响带宽约 100200m，不仅影响了采区工作面的合理布置，而且
15、极大影响了工作面高产高效采掘。4)矿井地质构造复杂程度评定以上论述表明，钱家营井田大中型断层不多且很少互相切割交叉，地层产状变化不大，有少量宽缓褶皱，大中型构造复杂程度应属类。1.2.3 煤系地层及其层组划分1.2.3 煤系地层及其层组划分钱家营井田位于开平煤田东南翼的西南段，煤系地层的时代属于石炭系上统和二迭系下统。基盘地层为中奥陶统马家沟组石灰岩。煤系地层总厚度约为 500m。含煤十几层，煤层总厚达 19.79m，含煤系数 3.96%，地层特征与开平煤田其它井田基本相同，现由老至新，从煤系的基盘奥陶系中统描述如下：1)奥陶系中统马家沟组(O2)：本组为岩性单调、质纯的碳酸盐相沉积。以厚层状
16、，灰褐淡玖瑰色豹皮状灰岩为主，夹白云岩和薄层状白云质灰岩。后者多赋存在本组地层的上部。井田内共四个钻孔揭露了该层，最厚达 95.53m。根据岩芯观察其顶部大约 40m 以浅部分属古风化壳，最顶部约 20m风化程度甚强，常具黄褐色斑状杂色，向下逐渐减弱。裂隙中见有浅灰杂色铝土岩充填，系属石炭系中统 G 层铝土岩沿裂隙填入的堆积物。本组厚度约 300m。2)石炭系(C)：分上、中两统，下统缺失。下界为奥陶系中统马家沟组石灰岩顶面，两者呈假整合接触。上界为煤 11 顶板一含海相动物化石之细粉砂岩顶面。与上复的二迭系呈整合接触。总厚一般约 200m。(1)石炭系中统一唐山组(C2)：第 5 页直接复于奥陶系灰岩之上。上界为唐山石灰岩(K3)顶面。一般约 60m。本统地层以紫、绿灰色的粘土岩和浅灰色粉砂岩为主，仅上部可见细砂岩。本统下部厚约 26m 为滨海环境的湖泊相碎屑岩沉积。向上逐渐过渡到海相薄层碳酸盐和过渡相的交替沉积。形成一个逐渐递进的相序。本统标志性岩层自下而上有 G 层铝土岩和三个薄层灰岩。(2)石炭系上统(C3)：分上下两组。下组称开平组，上组称钱家营组。上组是重要的含煤地层。本统
