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1、 太原理工大学继续教育学院太原理工大学继续教育学院毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）120 万吨万吨/年矿井采区设计年矿井采区设计姓姓 名名 所在学院所在学院 太原理工大学继续教育学院 专业班级专业班级 煤矿开采技术专业 学学 号号 日日 期期 年 9 月 15 日 0目目 录录前 言.1第一章 井田概况及地质特征11 矿区概述.12 井田地质特征.33 煤层的埋藏特征.9第二章 井田境界与储量141 井田境界142、地质储量的计算143、可采储量的计算15第三章 矿井工作制度及生产能力161、矿井工作制度162、矿井生产能力及服务年限16第四章 井田开拓.161、井田开拓方式的确定16
2、2、回采工作面的设计20第五章 矿井基本巷道211、井筒、石门、与大巷212、井底车场22第六章 采煤方法231、采煤方法的选择及依据2312、确定采区巷道布置和要素233、回采工艺与劳动组织24第七章 井下运输261、运输系统和运输方式的确定262、运输设备的选择和计算26第八章 矿井通风与安全321、风量的计算322、矿井通风系统和风量分配333、矿井负压、等积孔和扇风机334、安全生产技术措施35第九章 主要技术经济指标.56主要参考文献.600前前 言言本次采区设计是根据太原理工大学继续教育学院六长专业证书培训班毕业设计指导书要求，经过学员认真学习讨论，结合学习内容，理论联系实际，在专
3、业课程老师的帮助和指导下进行设计,不足之处，请老师给予指正为盼。设计矿井山西阳城皇联煤业有限责任公司位于阳城县县城东约20km，行政区划隶属于阳城县北留镇管辖，其地理坐标为东经11233491123554，北纬 353122353312。矿区交通便利，南部 6km 处有晋阳高速公路，由东西穿过，矿区西部有侯月铁路通过，西距阳城站 10km；矿区往东 24km处可与太焦铁路路线上的晋城车站相接；村于村之间有简易公路相通，地理位置优越，交通十分便利。该矿批准开采 3#无煤煤，矿区面积 10.0205km2,矿井地质储量 14820 万吨，设计生产能力 120 万吨/年，井田开拓方式为综合开拓方式，
4、采煤方法为综合机械化分层采煤。10第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征11 矿区概述矿区概述一、地理位置及交通条件一、地理位置及交通条件山西阳城皇联煤业有限责任公司位于阳城县北留镇以北 5km 处，距阳城县城约 20km，其地理坐标为：东经 11233161123439；北纬 353154353318。山西阳城皇联煤业有限责任公司为阳城县北留镇股份有限公司企业。矿山紧靠阳城大电厂，距陵沁公路七公里、晋阳高速公路五公里、侯月铁路阳城站十公里，地理位置优越，交通十分便利。 （见附图 1）二、矿区的工农业生产建设概况二、矿区的工农业生产建设概况矿区位于阳城县北留镇，工业、农业和教育业均
5、比较发达，工业以煤矿、电力为主，主要农作物有谷子、小麦、玉米、大豆等，经济作物有棉花、葵花、核桃等。该镇经济形势良好，矿井建设和生产的劳动力来源充足。砖、石、水泥等建筑材料本地能满足供应。三、矿区电力供应基本情况三、矿区电力供应基本情况在距皇联矿井工业场地 6km 处现有北留 35kV 变电站一座；距皇联矿井工业场地 1km 处现有东庄 35KV 变电站一座；皇联煤矿工业场地建有一座 10/6kV、 10/0.4kV 变电所, 两回电源线路采用 10kV 架空专用线路，一回 LGJ-150 10kV 5km 引自东庄 35KV 变电站 10kV1母线，另一回 LGJ-150 10kV 5km
6、引自由北留 35kV 变电站 10kV 母线。两回电源线路，当任何一回路发生故障停止供电时，另一回路能担负矿井全部负荷，矿井的两回电源线上都不得分接任何负荷。四、矿区水文简况四、矿区水文简况该区属黄河流域沁河水系。沁河流经本区折向东南进入河南省沁阳，注入黄河，全长约 450km。根据沁河润城多年观测资料，最大流量 1790m3/秒（1971 年 8 月） ，最小流量 2.5m3/秒（1971 年 1月） ，沁河水位标高 406m 左右。阳城属黄河流域沁河水系。井田内无常年径流的地表水系，均为季节性冲沟，无雨时为矿井排放短时的流水，雨季有少量的洪水，向南西流入沁河。根据含水介质和地下水性质的不同
7、可分为四组类型：碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组，碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙含水岩组：碎屑岩类裂隙含水岩组及松散岩类孔隙含水岩组。五、矿区的地形与气象五、矿区的地形与气象本区属东亚季风区温暖带半湿润气候区，大陆性气候特征明显，四季分明。冬冷雨雪少，夏热多雨，平均气温 10.512.5，一月份气温最低，平均为-3.1，七月份气温最高，平均为 24.6，无霜期为 170195 天，年降水量最大为 852.3mm，最小为 335.2mm，年平均降水量为 537.1mm。雨水多集中在 79 月，蒸发量是降水量的23 倍，冬季降水量 25mm，积雪厚度 70mm，风向春冬多西北风，夏秋多东南风，风力一般 34 级
8、，平均最大风速 21.6m/s。地震按GB18306-2001 图 A1，本区地震烈度为 6 度，基本地震加速度20.05g。本区地震活动度小于 3.5。井田属低山丘陵区，海拔最高为 980m，最低为 600m，相对高差 380m。井田内大面积为基岩裸露区，仅在沟坡两侧零星为第四系黄土覆盖。22 井田地质特征井田地质特征一、地层一、地层矿区沟谷纵横，大面积为基岩裸露区，仅在沟坡两侧零星为第四系黄土覆盖，现结合钻孔资料，将该区地层由老至新叙述如下：1、奥陶系中统马家沟组（O2m）为含煤岩系的基底，岩性为深灰色、青灰色中厚层状灰岩、灰黄色泥灰岩及角砾状泥灰岩等。一般厚 400500m。2、石炭系中
9、统本溪组（C2b）岩性主要为菱铁矿、黄铁矿、鲕状结构铁铝岩、灰色粘土岩、不稳定的煤层组成，底部常见不稳定窝状褐铁矿层，与下伏奥陶系中统马家沟组呈平行不整合接触。一般厚 4.30m，局部达 30m 左右。3、石炭系上统太原组（C3t）为区内主要含煤地层，岩性主要为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层(线)和石灰岩等。厚 90.30m。本组属半咸水、三角洲碳酸岩台地沉积环境，沉积旋回明显，有五个较大旋回，根据岩性、化石组合及区域对比，自下而上分为三段。31） 、一段(C3t1)K1砂岩底至 K2灰岩底，由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及煤层组成。15 号煤层位于该段顶部，厚 2.51m。煤层顶有一薄层黑色泥
10、岩伪顶。K1砂岩不发育，以底部的砂质泥岩及粉砂岩与本溪组分界，本段一般厚 26.50m。2） 、二段(C3t2)K2灰岩底至 K4灰岩顶，岩性由石灰岩、泥岩、粉砂岩和 23层薄煤线组成，以色深、粒细灰岩比例大为特征。一般厚 21.50m。、K2灰岩：厚层状深灰色，含生物碎屑微晶灰岩，局部泥质成分含量较高，动物化石丰富，平均厚 4.50m。、深灰色泥岩：顶部为不稳定的 13 号煤层，平均厚 6.50m。、K3灰岩：深灰色含生物碎屑泥晶灰岩，平均厚 4.00m.、深灰色泥岩夹砂质泥岩或砂岩，顶部为 11 号煤层(线)，中部夹 12 号煤层，平均厚 8.00m。、顶部为 K4灰岩或黄色泥岩，中部为灰
11、黄色砂岩，下部为深灰色泥岩，平均厚 3.00m。3） 、三段(C3t3)K4灰岩顶至 K7砂岩底。由砂岩、粉砂岩、泥岩、煤及灰岩组成，全段厚 42.30m。、泥岩和砂岩：本层砂岩发育，煤层较多，中、上部夹7、8 号煤，下部为 9、10 号煤，其中 9 号煤层局部可采。厚24.70m。4、K5灰岩：为生物碎屑泥晶灰岩。厚 2.60m。、泥岩、粉砂岩夹砂岩：中部夹 5、6 号煤，顶部 5 号煤较稳定，平均厚 10.50m。、K6灰岩：常相变为砂质泥岩，不稳定，平均厚 2.00m。、泥岩、砂质泥岩：厚 2.50m。4、二叠系下统山西组（P1S）是区内主要的含煤地层。底部以 K7砂岩与下伏太原组整合接
12、触，主要岩性为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及煤层。根据岩性特征自下而上分为两个岩性段，厚一般 48.60m。1） 、一段(P1s 1)K7砂岩底至 3 号煤层顶砂岩底。由砂岩、泥岩及煤层组成，顶部为 3 号煤层，厚 6.05m，顶板为砂岩；中部为深灰色、黑色泥岩；下部为深灰色砂质泥岩，底部为灰色粉砂岩与下伏太原组整合接触。厚 19.10m。2） 、二段(P1s2)3 号煤顶砂岩至 1 号煤顶板砂岩底。主要岩性为砂质泥岩、泥岩、砂岩及煤层。下部为灰色中细粒砂岩，局部相变为粉砂岩；中、上部为泥岩、砂质泥岩夹砂岩，上部夹 1 号煤，中部夹 2 号煤，均不可采。本段厚 29.40m。5、二叠系下统下石盒子组
13、（P1x）主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩等组成，下部偶见煤线(层)。顶部为灰绿、紫红富含菱铁质鲕粒的铝质泥岩(俗称“桃花5泥岩”)；上、中部为绿灰、浅灰色细中粒砂岩夹砂质泥岩；中下部为砂质泥岩夹砂岩，与下伏山西组地层呈整合接触，厚约 87.70m。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）主要岩性为黄色、紫红色泥岩与中粗粒砂岩互层，底部为灰白色含砾砂岩，区内出露广泛，厚约 105m。7、第四系（Q）浅红色亚粘土，于山坡广泛出露，沟谷及河床为浅黄色亚砂土及砂、砾石层所覆盖。厚 07.50m。二、含煤地层二、含煤地层本区的含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，含煤地层总厚 138.8m
14、，含煤 14 层，煤层总厚 14.85m，含煤系数10.70%，可采煤层 3 层，总厚 10.20m，含煤系数 7.35%。太原组厚 90.30m,含煤 11 层,总厚 8.46m,含煤系数 9.37%,其中15 号煤层稳定可采,厚 2.51m。含煤系数 2.78%。9 号煤为较稳定,局部可采,厚 1.64 米。含煤系数 1.81%.5、6 号煤为较稳定，偶尔可达可采厚度。山西组厚度达 48.6m。主要含 3 号煤层一层,厚度 6.05 米,含煤系数 12.45%。各煤层厚度及赋存层位见表 1-2-1。区内含煤地层沉积稳定性，组特征及物性规律明显，标志层及煤层特征明显，变化规律清晰，为煤层对比
15、提供可靠依据。主要标志层有 K2、K3、K4、K5、K6 灰岩及 K7、K8 砂岩。6山西组底部砂岩（K7）一般为细粒石英杂砂岩，常相变为粉砂岩或砂质泥岩，硅质、粘土质胶结，层位较稳定。下石盒子组底部砂岩（K8）为浅灰色或灰白色中粒砂岩，含煤屑夹泥质包体层位较稳定。因此勘探所取得的各主要煤层厚度及其空间展示资料可靠，对比准确。表 1-2-1 各煤层厚度及赋存层位表煤 层 号煤层厚度最小-最大平均煤层间距最小-最大平均夹石层数煤层稳定可采情况35.69-6.696.051-2稳定可采46.50-58.3048.5191.32-1.71.640-2稳定可采152-2.662.5124.80-37.2031.60 0-3稳定可采三、井田内煤系地质构造三、井田内煤系地质构造本井田位于太行山复式背斜西翼，沁水盆地东翼南段，晋获褶断带的西侧。井田内岩层走向北东 75，倾向北西，倾角 34，总体为产状平缓的单斜构造。在井田的南西边缘地层略有起伏，为近南北向的宽缓背向斜构造。井田内未发现断层陷落柱及火成岩侵入等构造。井田地质构造属简单类型。四、井田的水文地质及矿井涌水量概况四、井田的水文地质及矿井涌水量概况1、主要含水层7（1）奥陶系中统（O2）灰岩岩溶裂隙含水层本矿区中奥
