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1、目录第一部分 南屯煤矿小槽煤开拓延深设计1 矿井概述11.1矿区概况11.2井田地质及煤层特征21.3井田开拓方式141.4矿井延伸的必要性152 开采范围与生产能力192.1开采范围及储量192.2生产能力与服务年限203开拓准备233.1水平延伸方案的选择233.2采区划分与接续353.3大巷布置373.4井筒、井底车场及硐室383.5水平接替时的技术措施424采区设计434.1采区概况及地质特征434.2采区生产能力及服务年限494.3 采区巷道布置494.4采煤方法及采区参数594.5采掘工作614.6工作面设备及掘进速度684.7采区巷道掘进顺序及回采工作面接续安排714.8采区车场
2、及硐室735通风与安全755.1矿井通风755.2井下灾害预防796提升、通风、排水、压风设备836.1提升设备836.2通风设备846.3排水设备866.4压缩空气设备897劳动定员与主要技术经济指标927.1劳动定员927.2主要技术经济指标93第二部分 南屯煤矿转入-550水平开采时冲击地压预防8南屯煤矿研究冲击地压的必要性949冲击地压的影响因素969.1开采深度969.2顶底板结构979.3地质构造979.4煤柱的影响9810煤的冲击倾向性研究10011南屯矿深部开采时冲击地压的预测10111.1钻屑法10111.2 微震法10211.3经验类比法10312 南屯矿深部开采时冲击地压
3、的防治10412.1超前松动爆破10412.2钻孔卸压10412.3煤层注水10512.4采用合理的开拓布置和开采方式10613存在问题及今后努力方向107参考文献108致谢109第一部分南屯煤矿小槽煤开拓延深设计摘 要本文根据对南屯煤矿资料的学习和研究，遵照煤矿安全规程和煤炭工业设计规范的要求，充分运用所学的知识，以南屯煤矿开采的实际情况为依据，对南屯煤矿下组煤的开拓延伸进行设计。在设计中尽量做到危险最少，效益好，把南屯煤矿建成高产高效的矿井，为我国的煤炭生产作出贡献。本设计主要研究内容包括：1.合理的选择开拓延深的方案2.井底车场形式的选择和主要运输大巷的布置情况3.合理确定延伸水平的开拓
4、方式4.确定首采区的巷道布置方式5.井下设备的选型 关键词：储量计算；多水平开拓；巷道布置；经济指标；1 矿井概述1.1矿区概况1.1.1矿井的地理位置、交通南屯煤矿位于兖州煤田东南部，东临京沪铁路和104国道，南临邹济公路，西北有兖新铁路、327国道、京杭大运河，矿井距邹城车站约8千米，矿区专用铁路直通矿井煤仓并与京沪铁路接轨，矿区公路四通八达，区内交通十分方便。井田位置交通示意图见图1.1图1.1井田位置交通示意图1.1.2矿井的地形地势及地震区内地形平坦，地面标高+63+40m，自东向西逐渐降低。白马河和南沙河分别自北向南，自东向西流经井田的西部和南部，在东纪沟附近汇合后注入微山湖。白马
5、河全长76km，流域面积1052平方米，河床宽10420m，属于季节性河流，最大流量568m3 /s，近几年，因疏通河道，现已成为常年通航的河流。南沙河现为邹城市西苇水库的溢洪河道，建库以来溢洪一次，近几年，由于雨量偏小，沙河成为了邹城市部分企业常年排泄污水的河道。本区属于温带季风区的海洋大陆性气候，四季分明。历年来平均气温17.9，日最高气温40.3，日最低气温18.3，最大冻土深度0.27m，最大积雪厚度0.24m.年平均降雨量708.14mm，年最大降雨量1263.8mm，年最小降雨量268.5mm。降雨多集中在7至8月份，风向频率多为南风及东南风，最大风速16m/s。地震烈度7度。1.
6、2井田地质及煤层特征1.2.1井田境界、尺寸和面积南屯煤矿小槽煤井田边境：东以大峄山断层为界，西以马家楼断层与里彦矿井为界；北以皇甫断层与鲍店、东滩两井为界；南以2002年4月新调整的南屯、北宿两矿边界6个坐标点连线与北宿矿井为界。井田东西平均长10.5km，南北平均宽3.4km，面积约35.47km2。1.2.2井田地层及其主要特点1.第四系（Q）：厚18.47160.40m，平均102.86m，东南薄，西北厚，分上、中、下三组。上组厚17.1559.00m，平均33.46m，由棕黄色砂质粘土及松散的粘土质长石、石英砂层和沙砾组成，局部见有灰绿色粘土质砂，底部往往见钙质结核和豆状锰铁质结核，
7、含水丰富。中组厚2.6092.95m，平均46.16m，由灰绿色粘土、密实的粘土质石英、长石砂砾组成，上部以砂砾为主，透水性差，含水微弱。下组厚042.31m，平均22.24m，以厚层的粘土质砂砾为主，夹粘土层，富水性较弱。井田东部边界处缺失下组和中组，仅发育上组，井田中部仅发育中组和上组，西部上、中、下三组均发育。不整合于侏罗系之上。2.上侏罗系蒙阴组（J3 ）：残厚44.88794.57m，由南向北增厚，为一套红色砂岩。自上而下划分为一段、两段、三段。一段最大残厚558.34m，由灰灰绿灰白色及紫红色砂岩和细粉砂岩组成。二段厚124.56264.39m，由紫红色泥质中、细砂岩组成，夹数层砾
8、岩，具缓波状层理和泥裂现象三段厚10.9047.42m，10.9047.42m，平均26.02m，底部为012.75m厚的砾岩，砾岩成分为灰岩块、石英、泥质岩屑，该层砾岩有的地段相变为紫红色中、粗砂岩，其上为平均厚约20m的灰-灰绿色砂岩与粉砂岩互层，其间夹有紫红色中、细砂岩。不整合与二迭系之上。3.二迭系（P）：为本区上部煤系底层，矿井南部已遭剥蚀，仅东北部保留较全，包括山西组、下石盒子和上石盒子组。（1）上石盒子组（P2x）：仅219孔残存18.32m，由细砂岩和含砾粗砂岩组成。（2）下石盒子组（P1x）：厚51.87m（219号孔），仅在井田东北部保留较全，主要岩性为灰色含砾中粗砂岩和灰
9、绿色粘土岩、粘土质细砂岩。由于古风化作用而呈灰黄色至杂质。（3）山西组（P1s）：厚66.4490.37m，平均77.94m，是本区内主要的含煤层段。主要由厚层砂岩、砂岩与粉砂岩互层、薄层粉砂岩、浅灰色吕质泥岩及煤层组成。井田南部本组已全部剥蚀掉。主要可采煤层3上，3下层煤位于本组下部。整合于石炭系之上。4.石炭系（C）：（1）太原组（C2t）：厚155.75186.02m，平均厚170.02m。由深灰灰黑色泥质岩、粉砂岩、砂岩、灰岩和煤层组成。其中下部的第十下 层灰岩和上部的第三层灰岩质纯且层位稳定，是本区的主要标志层。共含煤18层，主要可采煤层为16上 和17层煤，局部可采的有第6、15上
10、18上16下 层煤也有偶达可采的。（2）本溪组（C2b ）：厚45.2867.23m，平均57.23m。由灰绿色、紫色铝质泥岩、铁质泥岩、铝土岩、灰色粉砂岩和石灰岩组成，中夹数层煤线。上部为具有粒状结构的第十二层灰岩和灰绿色灰质泥岩组成，第十二层灰岩多分为两层；中部主要为灰白色质纯的第十四层灰岩，其间常出现一层相变的粗砂岩，由西向东显著变薄，底部为紫色铁质泥岩和灰、灰绿色铝土岩间夹不稳定薄层第十五层灰岩。由于奥陶系侵蚀面得凹凸不平，使该层厚度变化很大，铝土岩有时为砂砾所代替。假整合奥陶系之上。5.奥陶系：为煤系底层基地，厚约450750m，分冶里统（O1）和马家沟统（O2）。分冶里统厚2103
11、30m。冶里统厚210330m，马家沟统厚240420m，灰白色灰岩为主，夹少量白云质灰岩。1.2.3可采煤层特征及煤质本井田共含有23层煤，平均厚度16.07m。可采和局部可采煤层7层，分别为3上3下、6、15上、16上、17、18上，平均厚度12.27m。自上而下分为两组：3上、3下、6煤为上组，15上、16上、17、18上煤为下组。其中主采煤层3上、3下、16上、17、18上煤为下组。其中主采煤层3上、3下、16上、17煤全区稳定可采，平均厚度为10.56m，其余三层为局部可采。可采和局部可采煤层特征如下：（1）. 3上煤：位于山西组中下部，煤厚为3.297.85m，平均5.38m，下距
12、3下煤0.1815.66m，平均5.38m，下距3下煤0.1815.66m。3上与3下煤层间距变化与层间岩性有关，层间为泥岩、粉砂岩时，层间距较少，当层间岩性相变为细砂岩时，层间距也随之增大。该层煤全区稳定可采。（2）3下煤：位于山西组下部，下距山西组底界平均为17.59m，厚2.004.15m，平均3.22m。该层煤全区稳定可采。（3）6煤：位于太原组上部，层位稳定，结构简单，以三灰为主要标志层，下距三灰平均7.63m。该层煤厚度小，为00.94m，平均0.65m，近东部局部可采，属于极不稳定煤层。（4）15上煤：位于太原组中下部，第九层灰岩为其顶板，上距第八层灰岩10m左右。煤厚01.00
13、m，平均厚度0.56m，层位稳定，厚度较小，结构简单，仅7勘探线以西局部可采。该层煤在井田西部相变为腐泥煤、碳质泥岩和油页岩，厚度0.452.98m，平均厚1.76m，其下部变化很大，灰分40%左右，含油率5%以上，最高达45.53%，为重要的有益矿产。（5）16上煤：位于太原组下部，第十下层灰岩为其顶板，层位十分稳定，下距17层煤12m左右，煤厚0.281.39m，平均厚度0.93m，其间夹一层厚0.070.34m碳质泥岩或碳质砂岩，煤层中含大量黄铁矿结核和黄铁矿细晶，对煤层开采和煤质影响较大。其下距16下煤7m左右，其间岩性为粉砂岩、中砂岩和细砂岩。（6） 17煤：位于太原组下部，第是一层
14、灰岩为其顶板，层位稳定。煤厚01.43m，平均厚1.11m，厚度较小，结构简单，含一至二层夹矸和大量黄铁矿结核和黄铁矿结晶，对煤层开采和煤质影响较大，在231号孔和丁120号孔变为厚达2.23m的腐泥岩。(7) 18上煤：位于太原组的下部，上距17层煤5m左右，下距奥灰平均62.78m左右，为极不稳定煤层。该层煤结构复杂，全区普遍分为两个分层，其夹层为浅灰色铝质泥岩，厚0.052.90m，普遍超过上分层厚度。上分层厚0.040.60m，下分层平均厚0.50m，最厚达1.04m。属局部可采煤层。煤层综合柱状图见图1.2可采和局部可采煤层特征见表1.1表1.1可采和局部可采煤层特征图1.2煤层综合
15、柱状图本区煤质稳定，各层煤均为中变质程度的气煤，山西组煤质为低硫中灰煤，中等可选至易选，是良好的炼焦配煤和动力用煤；太远群各煤层除15上层煤为中灰、18上层煤富灰外，16上与17层煤为高硫低灰，除18上层煤难以选择外，其余各层煤均属易选至中等可选。（一）煤中有害组分分析1.灰分：各层煤分在平面上变化不大，相邻采样点变化小于2%，但在剖面上则具有一定规律性。即结构复杂煤层大于结构简单煤层，不稳定煤层大于稳定煤层，薄煤层灰分的变化幅度大于厚煤层的变化幅度。2.硫分：山西组煤层为低硫煤，太原组煤层为中高至高硫煤。各层煤全硫在平面上变化不大，剖面上从上往下有逐渐增高的趋势。山西组煤层的硫化铁硫和有机硫均低于0.4%，且有机硫高于硫化铁硫；太原组煤层硫化铁硫、有机硫均大于1%，且有机硫小于硫化铁硫。3.磷分：各煤层均属低磷至特磷磷煤，精煤磷分低于0.01%。煤质特征见表1-3（二）煤质评价1.原煤灰分除
