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1、前 言 本次设计题目是山西古县老母坡煤业有限公司老母坡煤矿600kt/a技改设计。老母坡煤矿位于古县城北35km处古阳镇安吉村附近。井田距主干公路洪（洞）沁（源）线0.5km，且有简易公路与之相连，沿洪（洞）沁（源）线向南35km可到古县，到洪洞县火车站55km，交通便利。该井田整合后井田东西最长4.75km，南北最宽2.0km，井田面积8.04km2，批准开采211号煤层，生产规模600kt/a。本次设计主要针对2、3号煤层，为第一开采水平。其中2号煤层平均厚度为0.98m，煤层赋存稳定，但是破坏严重，3号煤层厚度平均为1.62m，煤层赋存比较稳定，设计以3号煤层为主对采区巷道进行联合布置。
2、2、3号煤层采煤方法采用综合机械化一次采全高采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。矿井布置3条大巷分别为北运输大巷、北轨道大巷和北回风巷，采用胶带输送机运煤，卡轨车运料。矿井通风方式采用中央并列式通风，主副斜井进风，回风立井回风。结合该矿井的资源和外部条件，坚持求实、创新、效益的原则，本次设计尽量利用矿井现有的井巷工程和地面设施，仅对不能满足600kt/a生产能力的井巷、设备、设施、生产系统及相关环节加以改造。设计以节省工程量、缩短建设工期、尽快投入生产为基本点，力争通过精心设计和依靠科技进步及科学管理，将该矿井建设成开发规模合理、安全生产条件好、机械化装备水平高、见效快、效益好、投资少的效益型矿
3、井 第页目 录1 矿区概况21.1井田地质特征21.1.1 矿区地理位置21.1.2地质勘探程度31.1.3井田水文地质41.1.4地质构造61.2 煤层的埋藏特征81.2.1煤层赋存状况81.2.2煤层围岩性质91.2.3煤层瓦斯、自燃、煤尘爆炸性91.2.4煤质及工业用途101.3 井田境界与储量141.3.1 井田境界141.3.2资源储量141.4 矿井开拓161.4.1 井筒161.4.2 采区划分及开采顺序161.4.3 开拓巷道的布置161.4.4 矿井通风171.4.5 矿井提升及运输171.4.5 矿井生产能力及服务年限182 采区地质特征202.1采区范围202.2采区地质
4、情况202.2.1 采区地质202.2.2煤层赋存状况和顶底板岩性202.2.3周围老窑及采区积水情况212.3采区储量和生产能力232.3.1 留设煤柱尺寸232.3.2采区储量232.3.3采区服务年限243 采煤方法及采区巷道布置253.1采煤方法的选择253.2矿压观测情况263.3采区巷道布置263.3.1采区巷道布置及联合布置交替开采开采263.4回采工艺与劳动组织293.4.1回采工作面情况293.4.2 液压支架设备选型303.4.3回采工艺323.4.4工作面回采方向与超前关系323.4.5采煤工作面的循环数、月进度、年进度及工作面长度323.4.6采出率323.5采区准备3
5、23.5.1巷道断面和支护形式323.5.2巷道掘进进度指标333.5.3掘进工作面个数、组数、掘进机械设备333.5.4矿井采掘比例关系和掘进率344 采区运输与防排水344.1采区运输344.2 采区防排水和洒水375 采区通风与安全395.1采区通风系统395.2风量配备415.3通风构筑物435.4 安全措施445.4.1瓦斯灾害预防445.4.2粉尘灾害预防455.4.3预防井下火灾的措施465.4.4水灾预防475.4.5其它475.4.6避灾路线486 采区巷道规格及支护方式496.1 概述496.2采区巷道规格及支护方式497 采区设备选型及计算507.1采煤机的选型及验算50
6、7.2运输机的选型及验算527.3支架的选型及验算538 设计矿井基本技术经济指标57参考文献59致 谢1131 矿区概况1.1井田地质特征1.1.1 矿区地理位置山西古县老母坡煤业有限公司位于古县城北35km处古阳镇关道庄一带，行政区划属古县古阳镇管辖，其地理坐标东经11201401120452，北纬362536362641。该井田位于古县城北35km处古阳镇安吉村附近，行政区划属古县古阳镇。井田距主干公路洪（洞）沁（源）线0.5km，且有简易公路与之相连，沿洪（洞）沁（源）线向南35km可到古县，到洪洞县火车站55km，交通便利。1.1.2地质勘探程度根据山西省地宝能源有限公司2010年2
7、月编制的山西古县老母坡煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告及其批复文件。（1）以往地质工作19661968年，华北煤田地质局在古县测区测绘了1：5000比例尺的地形图，同时进行了1：2.5万的地质测量，此阶段在本区进行了一定的地质工作，其成果大部分被以后的地质工作者所采用。1970年山西煤田地质勘探144队在古县进行了全仪器1：5000比例尺的地质测量。此成果，目前尚完整地保存在144队档案室。此阶段，在本区作了大量的工作，但是其所使用的地层单位及其代号，已经过时，尚待更新。19751978年，山西省区测队在本区测绘了1：5万的地形地质图，最终绘了1：20万的地质图，并已出版发行。1981年西
8、安航测大队在本区进行了航空地形摄影，1983年由144队测量分队在本区进行了航外地形调绘，1984年由西安航测大队室内成图，成图比例尺为1：5000。该图采用1954年的北京坐标体系，56年的黄海高程系，国际分幅，1974年图式，等高距为5m。19821984年，山西煤田地质勘探144队进行了霍东找煤工作，提交了相应的地质报告，并已获正式批准。本阶段在本区进行了一定的地质工作。1993年9月1994年1月由山西省煤田地质勘探144队对老母坡煤矿进行详查勘探，施工钻孔4个（古1、古2、古3、古4），均施工至太原组顶部，进尺1116.33m，采取煤芯煤样8个，瓦斯抽气样3个，1994年2月提交了山
9、西省古县古阳镇老母坡煤矿详查地质资料说明书。并经过144队审批。该报告为本次工作提供了可靠的地质依据。山西省煤炭地质公司2007年9月编制的山西古县老母坡煤业有限公司生产矿井地质报告，该报告经过山西省煤炭工业局评审通过，可做为本次工作的依据。（2）地质报告勘探程度通过本次勘探工作及以往资料、生产矿井巷道揭露，井田2、3、9上号煤层达到勘探程度；5、9下号煤层未达到勘探程度；查明了井田内地质构造为一单斜构造，走向为北东，倾向南东，地层倾角15，2条断层，10个陷落柱。无岩浆岩侵入活动，总之井田地质构造简单为一类；查明了井田地层情况，本井田主要含煤地层为太原组和山西组，可采煤层为2、3、5、9上、
10、9下号，2、3、5、9上号煤层为较稳定大部可采煤层；9下号煤层为不稳定局部可采煤层；井田内2、3、5、9上、9下号煤层均为焦煤，可作为炼焦用煤；井田内2、3、5、9上、9下号煤层水文地质条件为中等类型；初步评价了主要可采煤层顶底板岩层的工程地质特征；确定了本井田主要可采煤层为低瓦斯矿井；各煤层煤尘均具有爆炸危险性。2、3煤层为自燃容易自燃，5煤层为容易自燃，9煤层为自燃煤层。其它开采技术条件简单；经本次估算共获得整合后井田内2、3、5号煤层资源/储量（111b +122b+333）19270kt，其中探明的经济基础储量（111b）10270kt，占总资源/储量的53%，控制的经济基础储量（12
11、2b）7150kt，（111b）+（122b）占总资源/储量的90%，推断的内蕴经济资源量（333）1850kt。9上、9下号煤层资源量（2S22+333）8140kt，其中控制的次边际经济资源量（2S22）4140kt，（2S22）占总资源量的51%，推断的内蕴经济资源量（333）4000kt。1.1.3井田水文地质井田内河流不发育，井田西部发育有由东南向西北延伸的较大沟谷，为季节性河流，一般干涸无水，只有雨季时才汇集洪水沿沟谷外泄汇集流入洪安涧河。该区属黄河流域汾河水系。主副井口标高在+1065 m左右，高于洪安涧河历年来最高洪水位（+895m左右），并且本矿建有排洪明渠，在工业广场依山布
12、置的建筑物外设有拦洪坡、泄水沟等设施，矿井一般不受洪水威胁。（1）含水层奥陶系中统峰峰组及上马家沟组石灰岩岩溶裂隙含水层岩性为厚层状石灰岩，裂隙发育，孔裂隙溶洞中富集方解石晶粒，并具有蜂窝状溶洞。本次勘探在2002号钻孔中对奥陶系中统峰峰组和上马家沟组含水层进行了抽水试验，水位标高+847.04m左右，涌水量0.680L/s，降深5.92m，单位涌水量0.115L/sm，渗透系数0.4611m/d。属中等富水性含水层。太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组K2、K3、K4灰岩平均总厚16.42m，岩性主要由泥粉晶方解石及少量生物碎屑组成，含生物颗粒泥粉晶结构，块状构造，裂隙较发育，钻孔消耗量为0.010
13、.02 m3/h。本次勘探在2002号钻孔中对本含水层进行了抽水试验，涌水量1.405L/s，降深10.67m，单位涌水量0.132L/sm，渗透系数0.4548m/d，水位标高+874.84m左右，属中等富水性含水层。山西组砂岩裂隙含水层组含水层主要为山西组K7砂岩及2号煤层顶板砂岩。K7砂岩为山西组与太原组的分界标志层，岩性以细砂岩、粉砂岩为主裂隙发育，是主要含水层，根据区域资料，单位涌水量0.0020.014L/s.m，属弱富水性含水层。二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层为层间裂隙水，以中粒砂岩为主，砂岩裂隙发育，据钻孔钻进中简易水文观测，消耗量与上下岩层的消耗量没有明显的变化，据井筒开
14、凿时，穿过该含水层，只有小量裂隙水渗漏。总之，此含水层属富水性较弱的含水层。二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层主要为中部砂岩带，厚度较大，裂隙较发育，地面出露较多，主要接受地表水及大气降水的补给，据钻孔钻进中简易水文观测，消耗量为0.05L/h，与上下岩层的消耗量没有明显的变化，为富水性较弱的含水层。第四系砂砾孔隙含水层井田内出露较少，岩性以黄色砂质粘土、亚粘土为主，含1-2层含砾中细粒砂层，此含水层由大气降水及地表水补给，因补给、储水面积过于狭小，水量很小，只能供给当地零星分散的小量居民饮用。（2）隔水层本溪组泥质岩隔水层本溪组厚度22.40m左右，主要由泥岩、铝土岩，砂质泥岩和泥岩组成，岩
15、性致密，裂隙不发育，具有良好的隔水性能，为井田重要隔水层。本溪组之上各砂岩，灰岩含水层之间均发育有厚度不等的泥岩、砂质泥岩，因其结构致密不透水，均可起到层间隔水作用。但当临近地表，受风化或构造作用影响而产生裂隙时，隔水性能则遭一定破坏。2、3号煤层，直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，属弱富水性。整合前老母坡煤矿矿井正常涌水量238m3/d，最大涌水量341m3/d。宇锦煤业、吉安煤业矿井正常涌水量48m3/d，最大涌水量96m3/d。在井田内一采区主运大巷南侧1301、1303、1305采空区内都有积水存在，综合分析，2、3号煤层矿井水文地质类型为中等。5号煤层与3号煤层间距较近，其水文地质条件相近，矿井水文地质类型也为中等
