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1、第12页 山西煤炭职工联合大学太原分校-09级成人大专机电班毕业设计 1 西铭矿井概况1.1 地理位置及概况山西焦煤西山煤电集团公司西铭矿，井田行政区划隶属于太原市管辖，位于太原市以西，距太原市中心20km。地理位置：东经 1121411231，北纬 37383756。区内交通便利，太佳公路穿过矿区，东可至太原市区，西可抵古交市，矿区有铁路专用线经太铁玉门沟编组站通往全国各地。矿区位于吕梁山东侧，汾河自井田西北边缘流过。区内沟谷纵横，切割甚剧，地形复杂，属中低山区。区内最高点在石千峰，标高为+1747.7 m；最低点在矿区东南部玉门沟内，标高为+987.5 m。矿区属暖温带大陆性气候，四季分明
2、，气候干燥，冬春多风，日夜温差较大，年平均气温9.5，年平均降雨量为423.5 mm，年平均蒸发量1789.3mm。年平均风速为2.5 m /s，最大冻土深度为77 cm。据山西省地震局(78)省震字第29号文，本井田地震烈度为67级1.2 地质特征1.2.1地质构造1、地层：2#煤位于二迭系下统山西组，本组地层平均厚88m左右，以K5粗粒砂岩（北岔沟砂岩）整合接触于下伏的太原组。山西组为三角洲滨海平原环境沉积，主要为泥岩类及砂岩类岩层，颜色以浅深灰色为主，含水性较差。2、构造特征：地层整体呈单斜构造，局部为小型背向斜褶曲，走向北东，倾向北西，倾角19，平均倾角4。地质条件较简单，根据邻区揭露
3、资料分析，预计落差2m左右的断层比较发育，对生产影响较大，陷落柱不太发育。1.2.2煤层与煤质（见后页煤综合柱状图）二迭系下统山西组为井田内主要含煤地层之一。含煤层02#、03#、1#、2#、3#上、3#下6层，其中：02#、03#、1#煤均不可采；2#煤全区稳定可采； 3#上煤仅在采区西部有小范围可采，煤层平均厚0.75m，回采较困难；3#下煤层大部可采，厚度变化较大。2#煤局部有0.2m左右的页岩伪顶；直接顶为砂质页岩，厚1.002.45m，平均厚1.70m，老顶为中粒砂岩，平均厚8.00m，灰白色，以石英长石为主，上部粒度较细，含裂隙水。直接底为2.62m的深灰色细砂岩，老底为2.76m
4、的灰黑色砂质泥岩，含植物化石碎片及黄铁矿晶体。煤层特征见下表。煤层特征表序号层号煤层厚度煤层间距顶底板岩性备注最小最大平均最小最大平均顶板底板12#1.542.452.00砂质泥岩细砂岩1.857.415.3823#上0.000.900.75中砂岩砂质泥岩2.2310.326.7833#下0.001.530.95砂质泥岩砂质泥岩煤种：2#煤煤质以瘦煤为主，是良好的配焦煤。1.3瓦斯、煤尘、地温西铭矿属于高瓦斯矿井，瓦斯等级鉴定情况为：瓦斯绝对涌出量103.1m3/min，相对涌出量14.4m3/t；二氧化碳绝对涌出量29.6m3/min，相对涌出量4.14m3/t。2#煤层自燃倾向性等级为级，
5、属自燃煤层，煤层自然发火期为63天；煤尘爆炸指数为18.79%，煤尘具有爆炸性。煤层地温约为89。1.4水文地质1、主要含水层有奥陶系中统灰岩含水层组；石炭系上统太原组灰岩含水层组；二迭系砂岩含水层组及第四系含水层。井田内奥灰水水位标高799924m，2#煤层底板标高10401130m，无承压开采区。2、由于盖山厚度较大，含水层与地表水的联系较弱，突水性很小，补给量小。上组煤层开采充水水源主要为上部砂岩含水层水。2#煤层掘进中以淋水的方式进入巷道，对施工影响不大，2#煤层回采后，通过采空裂隙涌入工作面采空区形成采空积水。3、采区内断层多为压扭性，一般不导水。4、上覆二迭系砂岩含水层均为弱含水层
6、，一般含水性差，单位涌水量为0.00047L/s.m，渗透系数0.00060.36m/d，其补给来源于大气降水，对开采影响不大。5、涌水量采用类比法预计，根据20022007年西十采区2#煤层开采中涌水量统计，2#煤层平均吨煤含水系数为0.11m3。该采区2#煤按平均日产2200吨计算，正常涌水量10m3 /h，最大涌水量30m3 /h。1.5煤层及其顶底板物理、力学性质西铭矿可采煤层山西组的2#煤顶底板多为细砂岩及砂质泥岩，较软中等坚硬的岩石，其力学性质据钻孔采样试验结果，抗压强度一般为250750kg/cm2，抗拉强度一般为50130kg/cm2，抗剪强度（凝聚力）104187kg/cm2
7、；顶板岩石强度大于底板。2#煤层硬度为2.0，区内节理发育，均系受扭力形成。节理面平直、光滑、倾角大，在构造带附近尤为明显。2 井田境界和储量2.1井田划分的依据在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有： 1、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2、保证井田有合理尺寸；3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。2.2井田范围 井田东西长约79.9km，南北宽约43.65km，面积77238km2。开采深度标高为-400-1000m。地层走
8、向以3060东为主，倾向北西或南东。上组可采煤层为2#、3#下两层，由于2#与3#下煤层层间距12m左右，所以，本采区只是2#煤层开采系统，开采3#下煤层需要另行布置系统。附表：采区储量汇总表 采区储量汇总表 万吨采区工业储量永久煤柱损失开采损失可采储量一盘区1455.4141.298.91345.2二盘区1746.4181.6135.01452.2三盘区1119.6117.781.7801.8四盘区1109.6101.271.7701.8合 计5431541.7387.343013 井田开拓3.1井筒形式及数目的确定一般情况下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。斜井适用于井田内煤层埋藏不深，
9、表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。平峒适用于地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。综合东滩煤矿的实际情况： 本矿井采用一对斜井开拓：主立井采用矿车运煤；副立井采用电机车运输人员、设备、材料，且兼作进风井。3.2开拓方案的确定本矿井采用一对斜井开拓：主立井采用矿车运煤；副立井采用电机车运输人员、设备、材料，且兼作进风井。因本井田瓦斯和涌水都不大，水平内采用下山开采在技术上是可行的。井田范围内煤层倾角19，平均4，为近水平煤层。因此，其准备方式既可以采用采区式。根据前述各项
10、决定，可行的方案： 井田范围开拓方案3.3带区和采区的划分及布置根据上述所确定开拓方案，井田范围内主要采用带区式准备，只在水平深部采用下山开采。由此，全矿第一水平共划分为4个盘区。3.4矿井带区间和煤层间接替顺序 1、采区间接替顺序矿井投产后，首先开采第一采区平，在第一水平减产前11.5年，完成下一个开采水平的基本井巷工程和准备、安装工程。 2、煤层间接替顺序自上而下，首先开采2#煤，然后联合开采3#上煤和3#下煤，其接替顺序同水平间的接替顺序。4 采区的开采根据毕业设计大纲的要求，只对首采带区进行详细设计。为了减少初期工程量及初期投资，使矿井尽快投产，首先开采井田中央井筒附近的带区。4.1首
11、采带区概况首采带区为一盘区2#煤层可布置12个综采工作面。采区年设计生产能力70万吨，服务年限8.8年。本采区采用双翼布置工作面开采方式。一盘区轨道下山从上组煤集中材料暗斜井下车场开口通过640m转运巷，进入一盘区轨道下山。一盘区回风下山与西部回风巷构通，形成左翼工作面的回风系统；在一盘区西部边界，沿煤层布置一条长1430m的大尾巷与刘巴足回风井联通，形成一盘区右翼工作面开采时的大尾巷。4.2采煤方法及工作面长度的确定带区内2#煤平均厚度2m，煤质中硬，煤层内裂隙发育，煤层倾角平缓，适宜采用综采放顶煤采煤法。因此，设计的采煤方法为倾斜长壁一次采全高综采放顶煤采煤法。根据煤炭工业矿井设计规范规定
12、：综采面长度一般不小于150m。结合本矿井的实际情况，确定综放工作面的长度为190.71m。4.3主要生产系统该采区的主要生产系统如下：1、运煤系统工作面工作面皮带顺槽采区皮带下山采区皮带转运巷9#煤库1018大巷5t矿车地面卸载站。2、运料系统地面材料1152大巷采区轨道转运巷采区轨道下山工作面轨道顺槽工作面。3、人员运输地面材料1152大巷采区轨道转运巷采区轨道下山工作面轨道顺槽工作面。 4、通风系统刘巴足进风井刘巴足进风石门西部轨道巷暗斜井采区轨道转运巷采区轨道(皮带)下山工作面轨道巷、皮带巷、尾巷；回风风流：采区左翼：工作面尾巷采区回风下山总回风巷刘巴足回风石门刘巴足回风井地面。 采区
13、右翼：工作面尾巷西十二右翼大尾巷总回风巷刘巴足回风石门刘巴足回风井地面。 5、供电系统高压电缆由井底中央变电所经轨道大巷至带区变电所，降压后由低压电缆分别送到回采和掘进工作面附近的配电站，以及胶带运输机和绞车房等用电地点。6、供水系统采掘工作面和运输机巷及运输机转载点所需要的防尘喷雾用水，由副井的供水管下井，然后送至各个用水地点。4.4巷道掘进方法带区内巷道主要有三种：岩巷、煤巷和半煤岩巷。掘进带区车场时，采用钻爆法施工，挂腰线掘进；掘进煤巷和半煤岩巷时，采用配套综掘设备进行落、装煤岩，通过桥式胶带转载机和可伸缩带式输送机运输煤岩。分带轨道斜巷和分带运输斜巷均为沿空掘巷。5 矿井工作制度、设计
14、生产能力及服务年限工作日330天,采用“四六”制作业，每天三班生产，一班检修。年设计生产能力、确定设计生产能力的依据;5.1年设计生产能力 根据现有技术装备和地质条件等情况，年设计生产能力确定为70万吨/年，日生产能力0.22万吨/日。5.2设计生产能力的依据（1）该区域落差2.0m左右的断层、陷落柱不太发育，褶曲少而平缓，水文地质简单，涌水量小，煤层厚度适中，具备综采开采条件。（2）随着采煤及配套设备技术的发展，引进大功率采掘设备的应用，可进一步提高煤炭产量。5.3设计服务年限及计算参数T2=Z2/AK=4301/（701.3）=47.2年式中：T2服务年限Z2煤可采储量801.8万吨A年生产能力70万吨K备用系数1.36 采煤方法6.1采煤方法采用单一走向长壁综合机械化采煤，整层开采。6.2采煤工艺选择根据煤层赋存条件，顶底板岩性和技术装
