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1、中国矿业大学专科生毕业设计前 言 一、概况平煤集团公司十二矿位于河南省平顶山市境内，为平顶山煤业集团公司骨干矿井之一。十二矿始建于1958年，先后经过多次扩界、改扩建，至2001年年产原煤104万吨，煤炭产量达到历史最高水平。十二矿共有七个采区，其中己一己五已回采完毕，己六、己七正在生产，按照两采区储量和矿井生产计划，己六采区2003年回采结束，己7采区2010年采完。十二矿依据平煤1999276号文，决定将该文调整边界的扩大区域即本矿三水平进行开发，布置接替采区，并将矿井三水平的生产能力扩大到1.50Mt/a。 二、设计依据 1、平煤集团公司“关于八矿、十矿、十二矿己组煤开采边界调整的通知”
2、，即“平煤1999276号”文； 2、十二矿地测科编制的平煤集团十二矿三水平地质说明书； 3、平煤集团公司“关于对十二矿三水平地质说明书的批复”，即“平煤地200202号”文； 4、平煤集团公司“关于十二矿三水平设计方案论证会议纪要”，即“平煤会纪200250号”文；5、平煤集团公司“关于十二矿北山风井留设保护煤柱的意见”，即“平煤总200218号”文；6、平煤集团十二矿三水平初步设计任务委托书；7、矿方提供的十二矿采掘工程平面图及有关资料。 三、设计指导思想设计结合大型矿井的管理水平和生产技术特点，贯彻十二矿双高建设规划“年产1.50Mt，一井一区一面”，既要考虑现有设备、设施的利用和匹配，
3、又要兼顾矿井的长远发展，本着10年不落后原则，尽量使用新设备。四、设计的主要内容和特点 该矿井三水平为一单斜构造，地层倾向北稍偏西，倾角210。井田构造简单，煤层厚度变化不大。属双突高沼气煤层，有煤尘爆炸危险，自然发火倾向，煤层及顶底板较软。设计依据这些煤层埋藏情况和目前矿井的生产状况，主要完成以下工作。1、设计对矿井的通风系统进行分析比较，论述了各方案的主要优缺点，确定了北山风井作为十二矿三水平回风井的方案；2、设计分别对北山风井井筒布置、提升及井下运输、通风、排水系统等进行了论述分析，并确定了该矿三水平的各生产系统；3、设计布置三水平的采区巷道，并确定了该矿三水采掘面的个数及三水平达产后，
4、由一个己15煤层综采工作面和一个己16-17煤层综采工作面来保证矿井的生产能力。 4、矿井三水平（一期工程）主要技术经济指标如下： 井巷工程长度(不计煤巷) 6625.5m 井巷掘进体积 93273.0m3 全员工效 5吨/工 三水平投资 13036.97万元 吨煤投资 86.91元 建设工期 23.5个月 第一章 矿井基本情况第一节 井田概况一、交通位置十二矿位于河南省平顶山市，平顶山矿区的东部，距市中心7.5km，井田东部与八矿为邻，西与十矿为邻，南到煤层露头，北至李口向斜轴。老矿区工业场地有矿区专用铁路与国铁京广线、焦枝线相连接。公路以平顶山市为枢纽，有柏油公路沟通附近各县市，交通便利。
5、新建北山风井工业场地，距现工业广场3.0km，新修建专用公路相连接，交通较为便利。二、矿井境界矿井井田边界以2006年3月26日河南省国土资源厅下发的采矿许可证规定的矿区范围，十二矿的井田边界为：东：自北而南以20勘探线东500m平行线与八矿为界；西：以23号勘探线与十矿为界；南：以已组煤层露头线为界；北：至李口向斜轴。十二矿井田走向长约3km，倾斜宽约4km，井田面积约12.87km2，开采标高范围在-75m-850m之间。本次设计的十二矿三水平，位于井田北部，紧邻己七采区，为己七采区的延伸水平。东部以20号勘探线东500m平行线与八矿为界；南以己15煤层-620m底板等高线与二水平己七二期
6、为界；西以22号勘探线西260m平行线与十矿为界；北部以“平煤1999276号”文确定的北边界（大致为李口向斜轴）与八矿、十矿为界。矿井三水平走向长2250m，倾斜宽1800m，开采面积为4.05Km2，开采上限标高-620m，开采下限标高-830m。地面标高+180+400m，覆盖层厚度053m。三、矿井储量十二矿目前有己七一个采区生产，其它采区已开采完毕。己七采区于1990年4月开始准备，1992年投产，设计生产能力60万t/a。采区设计走向长2300m，倾斜长1850m，面积3.84km2，工业储量2734.9万吨，可采储量2022.2万吨,双翼开采。该采区有四层煤，自上而下为己14、己
7、15、己16、己17，其中己14不可采，己15单独存在，己16-17合层，己15与己16-17层间距0.513m，煤层倾角1235。截止2007年末采区剩余工业储量1444.9万吨，可采储量1278.9万吨。三水平因正在开发建设中，还没有形成采面，三水平设计走向长1850m,倾斜长度1820m，双翼开采，煤层倾角1025，接近李口向斜轴时煤层倾角02。截止2007年末采区剩余工业储量3023.9万吨，可采储量2108.4万吨。庚20煤层还没有规划设计，庚20煤层工业储量为307.2万吨，可采储量184.3万吨。井田内无常年性河流，只有季节性的冲沟，雨季有水，晴后断流。三、公路及铁路运输厂外道路
8、自新建工业场地入口至十二矿现有工业广场距离约3km,目前在矿井建设阶段，使用的是风景区道路，路面宽度不足4m。工业广场形成后，按照厂矿道路设计规范（GBJ122-87）的有关规定：“各种车辆折合成载重汽车的年平均日双向交通量稍超过200辆的厂外道路，其远期交通量发展不大时,可采用四级厂外道路的技术指标，但路面宽度宜采用6m，路基宽度宜采用7m。”由于该工业广场主要的车流为运送上下井人员、和矸石的外排，根据该矿井的生产能力，日平均双向交通量约250辆左右，确定按平原微丘区四级厂外道路设计，路基宽7.0m，路面宽6.0m。因为经常有重型车辆通过，为了减少路面的维护量，路面采用沥青混凝土面层，级配碎
9、砾石基层，路基用灰土改良，道路路面土方工程量约为填方12000m3，道路边沟挖方约9000m3，总占地约3.6ha（54亩）。新老广场之间的运输联系采用重型运输车辆运送设备、矸石，大型通勤车接送上下井工作人员。新工业广场内运输方式以道路和窄轨铁路运输相结合的方式。场内道路为环状布置，道路形式采用城市型道路，水泥路面，道路一侧采用暗埋混凝土排水管排水，施工方便，经济合理。其中，主干路路面宽6.0m，次干路路面宽44.5m，面层厚22cm，泥结碎石基层厚25cm，道路面积共计4100m2。汽运主要设备为中型载重汽车2台（可利用矿内原有车辆），中型自卸汽车2台，面包车1台，大客车2台。窄轨铁路采用
10、624系列，轨距为600mm，12t架线电机车牵引1.0t矿车运输，铺轨线路全长469m；共用道岔9组。其中，单开道岔(ZDK624-5-12)5组，渡线道岔(ZDX624-5-1516)2组，对称道岔(ZDC624-3-12)2组。四、电气十二矿三水平北山工业广场新建35kV变电站一座，两回电源线路分别引自35KV焦庄变电站和月台变电站。两回电源线路型号均为LGJQ-300/25, 线路长度分别为1.25km和1.3km。该矿井35kV变电站两台主变压器，型号为：SRN-8000/35，担负北山地面工业广场和三水平井下负荷。北山工业场地内除压风机，提升绞车,扇风机，瓦斯抽放泵为高压用电设备外
11、，其余均为低压用电设备。35KV变电站以6KV向地面高压及井下供电。低压变电所内2台动力变压器型号为S11-M-500/6 6/0.4KV，正常2台同时运行，以380V为地面水处理厂、锅炉房、排矸系统、空气加热室、热交换设备及室内外照明等处供电。五、水源地面工业广场消防、生产用水水源由十二矿现有水厂供应。水厂规模约为2000m3/d。井下消防洒水采用同一供水管网，其供水水源由己七采区消防洒水管路引入。北工业广场消防、生产用水水源由该处地下水井提供。生产、生活和消防给水设计为合用的管道系统。在北工业广场内设一深井，供地面工广生产、消防用水。消防系统供水方式采用临时高压供水方式。整个场区设有室外消
12、火栓消防系统。第二节 矿井开采煤层情况一、煤层十二矿井田范围内地层中共含四组可采煤层，自上而下分别是为丁、戊、己、庚组煤，其中十二矿开采己、庚组煤层，其它煤层由十矿、八矿开采。己组煤位于二叠系下统山西组，它上以砂锅窑砂岩底面与下石盒子组分界，下以L1灰岩顶面或己组煤底板砂岩底面与太原组分界，整和接触，己组煤层共有四层煤，自上而下分别为：己14、己15、己16、己17煤层，其中己14煤层厚0.41.1m，局部可采；己15煤层厚3.04.3m，平均3.5m，在井田上部与己16、己17煤层合层为己15-17煤层，己15煤层在井田下部单独存在；己16-17煤层厚度变化较大，为0.92.3m，平均1.7
13、m。煤层自然容重为1.39t/m3。本矿三水平开采的己15和己1617煤层赋存稳定，煤层倾角由南向北逐渐变小，南部平均倾角10左右，中部一般为6左右，北部靠近李口向斜轴部倾角仅为2或近于水平。三水平设计走向长1850m,倾斜长度1820m，双翼开采，煤层倾角1025，接近李口向斜轴时煤层倾角02。截止2007年末采区剩余工业储量3023.9万吨，可采储量2108.4万吨。庚组煤主要是庚20煤层，位于太原组的L5和L6灰岩之间，上距己16-17煤层64m。煤层厚度为0.451.10m，平均为0.89m，煤厚变异系数为26.36%，可采性指数为0.78，属不稳定煤层。二、水文地质据十二矿三水平地质
14、说明书，本区水文地质条件简单，己组煤开采的直接充水水源主要为顶板砂岩水和底板灰岩承压水，地表降水及老区积水对矿井的开采也有一定的影响。 1、地表水 由于地表多为山峰及山坡地，第四系表土覆盖层厚度（053m）较小，部分岩层裸露，大气降水可能会有一定补给，对岩层中的含水量有一定的影响，但对己组煤影响不大。 2、老空积水 因己七采区属剃头下山开采，上部老空区的老空水将直接威胁着下部相邻采面的掘进和回采。因此，在采面的掘进和回采过程中需要进行探放老空水工作。 3、煤层顶板砂岩裂隙水己15煤层顶板砂岩自下而上有大占砂岩、香炭砂岩、砂锅窑砂岩、老君庙砂岩含水层，除大占砂岩较厚为2030m，平均25.14m
15、，其余都在10m左右。砂岩含水层总厚度40余米，中间被砂质泥岩、小紫泥岩大紫泥岩阻隔，阻碍了相互间的自然水力联系，其中大占砂岩为直接充水含水层，香炭砂岩为间接充水含水层，香炭砂岩水可通过冒落裂隙带导水与下部砂岩含水层发生水力联系，影响矿井充水，单位涌水量0.001160.00138L/s.m，渗透系数0.00120.076m/d。根据二水平水文地质资料分析，在掘进过程中，遇断层或顶板破碎地段有滴淋水，采面初采初放老顶跨落后，顶板砂岩裂隙水会突然溃出，涌水量较大。 4、煤层底板灰岩承压水 石炭系太原群含水层位由78层灰岩组成，总厚度3652m，其中突水的有上部L2灰岩和下部的L7灰岩。本井田浅部岩溶裂隙发育，是开采己组煤层的直接充水含水层，L2灰岩距己17煤层底板间距为12m左右，有一
