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1、中 国 矿 业 大 学 本科生课程设计姓 名： 马剑马剑 学 号： 01080113 学 院： 矿业工程学院矿业工程学院 专 业： 采矿工程采矿工程 设计题目： 辛置矿辛置矿 240 万万 t/a 新井设计新井设计 指导教师： 李学华李学华 职 称： 教授教授 2011 年 7 月 徐州说明书目录1 矿井概况与地质特征 .11.1 矿井概况11.2 井田地质特征21.2.11.2.1 地质特征地质特征21.2.21.2.2 构造特性构造特性21.2.31.2.3 水文地质水文地质21.3 煤层特征31.3.11.3.1 总体特征总体特征31.3.21.3.2 可采煤层详述可采煤层详述31.3.
2、31.3.3 煤的特征煤的特征51.3.41.3.4 瓦斯、煤尘及自然发火瓦斯、煤尘及自然发火52 井田境界和储量 .62.1 井田境界62.2 矿井储量计算62.2.12.2.1 矿井工业储量矿井工业储量62.2.22.2.2 矿井可采储量矿井可采储量81.井田边界保护煤柱 .92.断层保护煤柱 .93.工业广场保护煤柱 .93.1 矿井工作制度.113.2 矿井设计生产能力及服务年限.11T =16471/(2401.3 )= 52.8a .11 符合煤炭工业矿井设计规范要求。 111.煤层开采能力 123.通风安全条件的校核 124 井田开拓 134.1 井田开拓的基本问题.134.2
3、矿井基本巷道 18参考文献201 矿井概况与地质特征1.1 矿井概况1.1.1 地理位置与交通地理位置与交通 兴隆庄矿井位于山东省兖州市境内，井田横跨兖州、曲阜两市。津铁路干线纵贯井 田东北部，区内地势平坦，交通十分方便。矿井北距兖州市 8km，东距程家庄 2.1km，东 南距邹城市 14km。矿井交通位置图见图 1.1。南屯煤矿田庄井田太平煤矿鲍家店煤矿新集井田落陵煤矿东滩煤矿里彦煤田唐村煤矿曲阜区兴隆庄煤矿北宿煤矿杨村煤矿杨庄煤矿本矿井其它生产矿及曲阜区北兖州市 邹城市里 程 表到 站公 里 济南 青岛 徐州 上海 石臼所156 649 162 818 298徐州连云港石臼所港兖州煤田临沂
4、陶枣青岛新汶淄博 肥城济南烟台渤 海峄山断层津浦铁路兖新铁路黄河黄海 滋阳断层图图 1.1 矿井交通位置图矿井交通位置图 1.1.2 地形地形与河流与河流 区内为第四系冲积平原，地形平坦，由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。地面 标高变化于+52m+44m 之间。区内无河流穿过。 1.1.3 气象气象 本区为温带半湿润季风区，属大陆与海洋间过渡性气候，四季分明。年平均气温14.1，气温最低月为元月，平均气温-2。最高气温为 7 月份，平均气温 29，最高可达 40以上。年平均降雨量 712.7mm，年最小降雨量 347.90mm，最大降雨量 1179.3mm。雨季多集中在 78 月，有时延至
5、9 月，其降雨量约占全年降雨量的 65%。年 平均蒸发量 1884.8mm，最大蒸发量多在 47 月，约占全年蒸发量的 45%。风向频率多 为南及东南风，年平均风速 2.73m/s，极端最大风速 24m/s，最大风速的风向多为偏北风。 结冰期由 11 月至翌年 3 月，最大冻土深度 0.45m，最大积雪厚度 0.19m。1.2 井田地质特征兴隆庄井田位于兖州煤田东北隅，属全隐蔽井田。北部以滋阳断层为界，南邻鲍店井田，东接东滩井田，西靠杨村井田，西北以兖州城安全煤柱接上组煤层露头为界。 1.2.1 地质特征地质特征兖州煤田为一轴向北东、向东倾伏的不对称向斜。兴隆庄煤矿位于兖州向斜的北翼， 为一走
6、向北东北西，倾向南东北东，倾角 213的单斜构造。主要含煤地层为下 二叠统山西组和上石炭统太原组，煤系和煤层沉积稳定，为华北型含煤岩系，无岩浆侵 入，平均厚度 310m，全部为第四系冲积层所覆盖，井田地层综合柱状图见图 1-2。 第四系厚度在 132.4235.29m 之间，平均厚度 184.08m，分上中下三组，以粘土、 砂质粘土，含粘土的砂（砾） ，或砂（砾）等相间组成，不整合于侏罗系之上。侏罗系的 上侏罗统，最大残厚 330.46m，仅保留于本区东南部的边缘地段，由紫红色细砂岩或中细 粒砂岩，间夹细砂岩与泥岩互层所组成，底部偶见砾岩，与二叠系成不整合接触。二叠 系之石盒子组最大残厚 18
7、1.88m，一般厚度 60m 左右，以粘土岩为主，间夹细砂岩，其 底部全区普遍发育着一层粗砂岩或含砾砂岩，孔隙度大，硅质接触式胶结，岩性稳定， 整合于主要含煤地层山西组之上。二叠系山西组厚 84.82152.91m，一般厚为 129.62m， 为本煤田的主要含煤地层，含有煤和稳定可采的煤，其中煤是井田的主采煤层， 煤层底部多为细砂岩、粉砂岩互层，有时相变为中砂岩，整合于石炭系之上。上石炭系 的太原群厚 148.53185.13m，一般厚度 173.42m，以粉砂岩和泥质岩为主，间加中砂岩、 粘土岩、薄层灰岩及煤层组成，共含煤 23 层，均为不稳定、不可采煤层。中石炭系本溪 群厚 21.4936
8、.00m，一般厚度 28.75m，以灰岩为主，假整合于奥陶系之上。奥陶系马家 沟统总厚 725.20m，以石灰岩为主，有裂隙和洞穴，与下伏寒武系呈整合接触。1.2.2 构造特性构造特性 井田位于兖州向斜的北翼。为一倾向南东至北东，倾角 213，一般为 48， 走向北东至北北西的单斜构造，并发育着次一级小型的宽缓波状起伏。区内北东向逆断 层不发育，而北西向的高角度正断层较发育，并具有断层走向的弯曲、分叉、合并、落 差时大时小、呈“入”字型构造形态等特点。地质构造整体比较简单，但有的区域比较 复杂，局部不能开采。主要断层特征见表 1.1。 1.2.3 水文地质水文地质 矿井水文地质比较简单。主要含
9、水层为上覆的第四系覆盖层，总厚度平均 184.08m， 分上、中、下三组，中组粘类的厚度占 73%左右，透水性弱，含水不丰富，上、下两组 亦为含水不丰富的粘土层及砂岩层。上组局部地段与地表径流和降雨进行垂直渗透补给， 补给和排泄条件良好。下组含水层间夹有不稳定的粘土层，含水性较弱，且其上有中组 为隔水层，补给和排泄条件较差。煤系底部的奥陶系灰岩，厚度在 450m750m 之间，虽然含水丰富，但因距煤层甚远，故近期内对矿井生产不产生影响。 根据地质报告预测，矿井正常涌水量为 400，最大涌水量为。 表表 1.1 主要断层特征主要断层特征1.3 煤层特征1.3.1 总体特征总体特征 本井田主要含煤
10、地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组，平均总厚 306.17 m。共 含煤 26 层，平均总厚 17.88m，含煤系数 5.84%。其中可采煤层煤平均总厚 8.28m，占 煤层平均总厚的 46.3%。山西组含煤 3 层（即煤煤） ，可采者 1 层（煤） ；太原组 共含煤 23 层（即煤至煤） ，均为不稳定、不可采煤层。煤层厚度、间距和结构等情 况见表 1.2。 1.3.2 可采煤层详述可采煤层详述 山西组的煤稳定可采、厚度大，埋藏浅，水文地质的其它开采技术条件比较简单； 第 1、2 层煤仅个别孔见到、均不可采。煤层位于兖州向斜的北翼，为一走向北东北 西，倾向南东北东，倾角 213的单斜构造，平
11、均倾角 5。本区一般推断由煤层 露头（即第四系之下）推至垂深 20m，作为风、氧化带深度。表表 1.2 可采煤层特征表可采煤层特征表断层名称性质 走向倾向倾角落差（m）滋阳断层正N40 60WNE802097500滋阳断层支一正N15 65WNE80115小厂一号断层正NWSE70018小厂二号断层正NWSE70028F3正NNWNWSWWSW70020巨王林断层正N25 85WSW8022110肖家庄二号断层正NNWNWWNEENNE6070061大岗头断层正N20 80WNE8040肖家庄三号断层正NNWNWSWWSW7075051铺子断层正N3 25WSW80867铺子断层支二正N40E
12、 N40WNWSW80828煤层 名称厚度（m） 最小-最大 平均(点数)夹石情况结构稳定性可采性层数岩性厚度（m）煤4.50-10.65 8.83（144）1-2炭质砂岩 泥岩 粘土岩45）0.50.60.60.40.40.5最低灰分%4050煤层平均厚度，m； F煤层底面面积，；煤容重，t/。 将各参数代入式 2.1 中可得表 2.2，所以地质储量为： =652.2（Mt） 表表 2.2 煤层地质储量计算煤层地质储量计算（2）矿井工业储量 根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据 煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，3
13、0%的是边际 经济的基础储量。 矿井工业储量可用下式计算：（2.2） 式中：矿井工业资源/储量； 探明的资源量中经济的基础储量；控制的资源量中经济的基础储量；探明的资源量中边际经济的基础储量；控制的资源量中边际经济的基础储量；推断的资源量；可信度系数，取 0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井， 值取 0.9；地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井， 取 0.7。该式取 0.8。11bZ60% 70%95.90()zZMt122bZ30% 70%47.95()zZMt2 11Z60% 30%41.10()mzZMt222Z30% 30%20.55()mzZMt333Z10%18.27()k
14、zZkMt 因此将各数代入式 2.2 得：223.77(Mt) 2.2.2 矿井可采储量矿井可采储量安全煤柱留设原则1.工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不 留设保护煤柱，本井田内地表没有村庄。 2.各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。 岩层移动角为 70，表土层移动角为 45； 3.维护带宽度：风井场地 20m，其他 15m； 4.断层煤柱宽度 50m，井田境界煤柱宽度为 50m；煤层块段倾角/()块段面积/煤厚/m容重/t/储量/Mt总储量/Mt13.3513.594.151.3576.0026.6118.253.7
15、61.3592.02237.2112.583.581.3560.32228.345.工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表 2.1。表表 221 工业场地占地面积指标工业场地占地面积指标井 型（万 t/a）占地面积指标（公顷/10 万 t）240 及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8以指标规定城郊矿工业场地计算为：1、占地面积指标取：1.0 公顷/10 万 t 2、面积计算：240 万 t 1.0 公顷/10 万 t =24 公顷 3、工业广场尺寸为 480m500m2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量1.井田边界保护煤柱 井田边界保护煤柱留设 50m 宽，边界长度 28.27km，则井田边界保护煤柱面积为 141.64 公顷，则井田边界煤柱压煤量为： 141.43.81.35/cos5.70=7.289Mt 2.断层保护煤柱 断层煤柱留设 50m 宽，断层长度为 5.15km，则断层保护煤柱面积为 51.5 公顷，则断 层煤柱压煤量为：(以二区段指标为准求) 51.53.761.35/cos6.610=2.632Mt 3.工业广场保护
