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1、矿井开采矿井开采课程设计课程设计说说 明明 书书姓姓 名：名：#班班 级：级：#学学 号：号：#指导老师指导老师：#日日 期期：#目目 录录前前 言言1 采区概况及地质特征采区概况及地质特征1.1 采区概况采区概况1.2 地质特征及可采煤层工程地质特征地质特征及可采煤层工程地质特征1.3 采区储量采区储量2 采区生产能力及服务年限采区生产能力及服务年限2.1 采区生产能力的确定采区生产能力的确定2.2 采区服务年限采区服务年限3 采区巷道布置采区巷道布置3.1 采区巷道布置方案的选择采区巷道布置方案的选择3.2 采区生产系统综述采区生产系统综述3.3 采区回采工作面配备和生产能力验算采区回采工
2、作面配备和生产能力验算3.4 开采顺序开采顺序3.5 采区准备工作及组织采区准备工作及组织4 采煤采煤方法及方法及工艺设计工艺设计4.1 设计回采工作面概况设计回采工作面概况4.2 采煤方法选择采煤方法选择4.3 采区（或盘区、分区）参数选择计算采区（或盘区、分区）参数选择计算4.4 采煤采煤工艺的确定工艺的确定4.5 循环方式、作业形式的选择及循环图表的编制循环方式、作业形式的选择及循环图表的编制结论结论附附 采区主要技术经济指标表采区主要技术经济指标表矿井开采课程设计 河南理工大学安全科学与工程学院前前 言言一、目的一、目的 1、初步应用矿井开采课程所学的知识，通过课程设计加深对矿井开采课
3、程的理解。2、培养采矿工程专业学生的动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、设计题目二、设计题目余吾煤业 15 号煤层采区工作面设计三、课程设计内容三、课程设计内容1 1 采区概况及地质特征采区概况及地质特征1.11.1 采区概况采区概况屯留井田位于山西省屯留、襄垣县境内，潞矿集团的西部，矿区对外交通有太（原）焦（作）铁路、邯（郸）长（治）铁路和太（原）洛（阳）公路。采区走向长度为 3000 m，倾向长度为 2500m，煤层倾角 9。其中 15 号煤层厚度 02.95m ，平均厚度为 1.18m
4、 矿井正常涌水量 Q 正=533m3/h，矿井最大涌水量 Q 大=800m3/h。矿井内平均瓦斯含量 7.67m3/t。煤尘无爆炸性，没有自燃发火倾向。煤主要为中灰、特低硫、低磷、高发热量、高熔点灰分贫煤。煤层火焰长度在 315mm 之间，扑灭火焰的岩粉量为 550%。各煤层煤尘均有爆炸危险性。1.21.2 地质特征及可采煤层工程地质特征地质特征及可采煤层工程地质特征矿区位于沁水煤田东部中段，处于华北断块区吕梁太行断块沁水块坳东部次级构造单元的沾尚武乡阳城北北东向褶曲带中段，晋获断裂带西侧。矿区主体部分为新生代叠加的长治新裂陷，屯留井田位于新裂陷西北部。井田内及其外围广为第四系黄土覆盖，仅北部
5、及西部沟谷中有二叠系上统上石盒子组，石千峰组及三叠系下统刘家沟地层出露。井田内地层从新至老有第四系(Q)、三叠系下统刘家沟组(T1L)、二叠系上统石千峰组(P2sh)、二叠系上统上石盒子组(P2s)、二叠系下统下石盒子组(P1x)、二叠系下统山西组(P1S)、石炭系上统太原组(C3t)、石炭系中统本溪组(C2b)、奥陶系中统峰峰组(Q2f)。其特征见表 1.2-1。矿区主构造线近南北，以褶曲为主，向斜紧密，背斜开阔，断裂较少，地层走向近南北，倾向西且略有起伏；倾角 315o。井田内揭露的断层共 33 条，其中正断层 10 条，逆断层 23 条。落差大于 30m 的断层有 9 条(包括井田南、北
6、边界断层)，3010m 的断层有 20 条，落差小于 10mm 的有 4 条。断层特征详见表 l.2-2，3 号煤层构造纲要见图 l.2-1。褶曲以北北东南北向为主，贯穿全井田的褶曲自西向东依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、苏村背斜及屯留向斜。其中以西部的坪村向斜和东部矿井开采课程设计 河南理工大学安全科学与工程学院的苏村背斜构成井田内煤层起伏的基本形态。另外，还有东邓向斜和墙则背斜。井田主要褶曲特征见表 1.2-3。此外，井田内有陷落柱 6 个，其主要特征见表 1.2-4。总之，井田地质构造简单。表 1.2-2井田地层特征表井田地层特征表地层地层代号地层厚度最小最大平均简 要 特 征系统组
7、第四系Q0139.4844.53为黄褐色含砂亚粘土夹粉砂、细砂、中砂 及粗砂和砾石组成，顶部为耕植土。三叠系下统刘家沟组T1L53.38浅棕色细砂岩、粉砂岩夹紫红色泥岩石千峰组P2sh192上部为紫红色泥岩，夹灰色结核灰岩；中、 下部为黄绿、砖红色中及粗粒砂岩上统上石盒子组P2S523.50470503.17上部为灰绿紫红色灰黄、灰白砂岩与泥 岩互层；中部为泥岩、粉砂岩和细、中粗 砂岩；下部为灰色粘土泥岩与砂岩互层下石盒子组P1X459.6063.57顶部为铝质泥岩，含锰、铁质；中部为中 粒砂岩夹细粒砂岩，中、下部为细砂岩与 泥岩互层，偶见薄煤层；底部为中粒砂岩， 含菱铁质结核二叠系下统山西组
8、P1S43.4064.1051.15为上部主要含煤地层，本组上部及中部为 粉砂岩、中粒砂岩及砂质泥岩;中下部为 3 号煤层;下部为砂质泥岩及粉砂岩上统太原组C3t91.38123.4103.59为下部含煤地层，岩性为泥岩、粉砂岩、 砂岩、石灰岩及煤层。9、12、15-2、15-3 号煤层位于本组的下部石炭系中统本溪组C2b2.5033.6012.70上部为泥岩、粉砂岩互层，中、下部为粘 土泥岩及砖灰色铝质泥岩，底部局部发育 有透镜状铁矿层奥陶系中统峰峰组Q2f一般 20m 局部 195205198.80为含煤地层之基底，上部为灰深灰色石 灰岩、白云质灰岩、中部为灰色石灰岩， 下部为灰色、深灰色
9、泥质灰岩表 1.2-2 断层特征表断层特征表产状控制点数及 品级查明程度备注序 号名称性 质倾向倾角 (度)最大 落差(m)延展 长度(km)ABC1文王山南 正断层正SSE7527010.22 个钻孔，其 它为地表断 点查明2F58正SSE70200.60地表断点基本查明 3F62正NNW70251.00地表断点基本查明 4F59正NNW70253.10地表断点基本查明 5F11正NNW70160.5822查明含 1 个孔 6F24正NNW70364.1231基本查明含 1 个孔7东贾正断 层正NNW70754.305基本查明8F25正NNW70451.9021查明含 1 个孔 9F27正S
10、SW70553.1521基本查明10西魏正断 层正SSE701255.505查明含 1 个孔11余吾西逆 断层逆E35332.90311基本查明含 1 个孔12F1逆W3580.5212查明 13F2逆NWW35221.102基本查明 14F3逆NWW35150.481初步控制 15F4逆SEE35160.852基本查明北段查明 16F5逆NWW40151.4021查明含 1 个孔17余吾逆断 层逆E304 0986.672073查明含 8 个孔18F6逆SWW35151.351基本查明 19F7逆SEE35191.202查明含 1 个孔 20F8逆NEE35150.7832查明含 1 个孔
11、21F9逆W35110.7021查明 22F10逆SSE75120.8831查明含 1 个孔 23F13逆E35161.3232查明含 2 个孔 24F15逆W35120.9721查明含 1 个孔 25F16逆NEE35201.1752查明含 2 个孔26前苏村逆 断层逆SWW35462.47691查明含 4 个孔27F17逆NEE35241.95233查明含 2 个孔 28F18逆W35150.8033查明含 2 个孔矿井开采课程设计 河南理工大学安全科学与工程学院29F19逆E35100.42111查明含 1 个孔 30F26逆SWW35231.46141查明含 2 个孔 31F20逆NE
12、E35180.74211查明含 1 个孔 32F22逆SEE35100.361基本查明 33F23逆E35100.623查明表 1.2-3 主要褶曲特征表主要褶曲特征表产状顺序褶曲名称位置走向倾角(度) 长度(Km)1坪村向斜位于井田西部，北自贾庄，往南经岳底、坪村至西庄，贯穿全井田SN716.52余吾背斜位于余吾镇东侧，北自李村东，往南经余吾镇、魏村至吴家庄SN东部 11西部 716.53余吾向斜位于井田中部，北自北庄，往南经秦庄被 F27 正断层所截SN7164苏村背斜位于井田东部，北自安沟村西经刘村、后苏村、屯留县城往南为F24 所截北段偏 N800E中、南段 SN东部 9西部 515.
13、55屯留向斜靠近井田东边界，北自板箱庄，往南经东河北在堰槽村被东贾正断层所截北段偏 W中、南段 SN710.5表 1.2-4 陷落柱控制情况一览表陷落柱控制情况一览表编号3 号煤层处长、短轴半径(m)控制点数及品级查明程度备注2081003(A)、2(B)查明含 609 号孔2751909(A)、1(B)查明含 806 号孔25017520(A)查明含其它地面物探点190973(A)查明含 1306 号孔2951707(A)查明含 1304 号孔2451305(A)查明含 3145 号孔地勘期间采用直接法测定了 15-2、15-3 号煤层的瓦斯含量，其结果见表 1.2-7。表 1.2-7 地勘
14、期间煤层瓦斯含量测定结果表煤层编号可燃基瓦斯含量(m3/t)原煤瓦斯含量(m3/t)备 注15-28.8915.0311.965.9610.238.1015-31.2815.277.870.8611.505.52断层及陷落柱的导水性 断层井田内主要断层有北边界文王山南正断层，南边界西魏正断层及其附近东贾、F24、F25 正断层，对初期开采无影响。井田北中部有余吾、前苏村逆断层，断距分别为 1098m 和 46m，经抽水试验，均显现隔水性质，但由于抽水试验位置有局限性，不排除该断层局部导水的可能性。 陷落柱在屯留井田(精查)地质报告论述中井田内共发现陷落柱 6 个，114 煤田地质勘探队对、号陷
15、落柱进行了专题研究，结果表明该陷落柱不含水或含水弱。但由于煤层和大巷均位于奥灰岩溶水的高水头压力之下，因此，当大巷或工作面推进至陷落柱附近时。应引起注意。另外 2004 年对南二采区首采面和试采面区域进行了三维地震勘探，预测出 14 个陷落柱，因此在掘进和回采过程中，要进行先探后掘。 邻近矿井的水文地质特征 常村矿井1995 年投产，开采+520m 水平，现矿井排水量在 1000m3/d 以上，大巷穿过陷落柱时只有渗水现象。 王庄矿井矿井开采课程设计 河南理工大学安全科学与工程学院目前开采+630m 水平，其充水水源主要为 3 号煤层顶板砂岩裂隙含水层及下石盒子组砂岩裂隙含水层。历年来，随着开采面积的增大和深度的增加，涌水量相应变大，当涌水量增加到一定数值时，便有变小的趋势。1.31.3 采区储量采区储量采区储量计算表煤层 编号投影 面积 （m2 ）倾角 （度）实际 面积 （m2）cos1煤厚 （m）容重 （t/m3）工业储 量（t）煤层采 区回采 率（%）可采储 量（t）备注15#911.181.451283.25 万0.901154.93 万2 2 采区生产能
