矿区概述及井田地质特征.doc

1 目目 录录 第一章第一章 矿矿区概述及井田地区概述及井田地质质特征特征.................................................................3 第一节 矿井概况.............................................................................................................3 第二节 井田地质特征....................................................................................................3 第二章第二章 井田境界及井田境界及储储量量.................................................................................5 第三章第三章 矿矿井工作制度和井型、服井工作制度和井型、服务务年限年限........................................................6 第一节 矿井工作制度....................................................................................................6 第二节 矿井设计生产能力及服务年限......................................................................6 第四章第四章 井田开拓井田开拓...............................................................................................6 第一节 井筒形式、数目及位置的确定...........................................................................6 第二节 开采水平的划分与布置....................................................................................8 第三节 方案经济比较确定开拓系统.............................................................................9 第五章第五章 矿矿井基本巷道井基本巷道...................................................................................15 第一节 井筒.............................................................................................................15 第二节 井底车场........................................................................................................17 第三节 主要开拓巷道................................................................................................18 第六章第六章 采煤方法采煤方法...........................................................................................21 第一节 煤层的地质特征..............................................................................................21 第二节 采煤方法的选择..............................................................................................21 第三节 巷道布置及有关参数确定..............................................................................23 第四节 采区车场设计..................................................................................................25 第七章第七章 井下运井下运输输.........................................................................................26 第一节 概述...............................................................................................................26 2 第二节 采区运输设备的选择......................................................................................27 第三节 主要巷道运输设备的选择..............................................................................27 第八章第八章 矿矿井提升井提升.........................................................................................28 第一节 简况...............................................................................................................28 第二节 主井提升........................................................................................................29 第三节 副井提升.......................................................................................................29 第九章第九章 矿矿井通井通风风及安全及安全...........................................................................30 第一节 矿井通风系统的确定....................................................................................30 第二节 矿井总风量的计算..........................................................................................30 第三节 矿井通风阻力和矿井等积孔..........................................................................31 第四节 矿井主要通风设备..........................................................................................35 第五节 矿井主要安全技术措施....................................................................................35 第十章第十章 矿矿井排水井排水.........................................................................................36 第一节 排水系统........................................................................................................36 第二节 排水设备的选型计算.......................................................................................37 第十一章第十一章 动动力供力供应应及照明及照明.........................................................................38 第一节 供电.............................................................................................................38 第二节 压气供应.......................................................................................................39 第十二章第十二章 矿矿井主要技井主要技术经济术经济指指标标...............................................................40 3 第一章第一章 矿矿区概述及井田地区概述及井田地质质特征特征 第一节第一节 矿井概况矿井概况 一、井田位置及交通状况一、井田位置及交通状况 新坡煤矿位于湖南省耒阳市东南 19km 处的泗门洲镇与小水镇境内，属白沙 向斜南段西翼的中部，井田北以枫树下断层为界与曹家冲井田相邻，南部以 39 勘 探线以南 300m 的人为边界与欧家冲井田相连。西起 6 煤层露头，东至 6 煤层- 250m 等高线在平面图上投影，南北走向长 2.8km,东西倾向宽 0.78km,面积约 2.2km2。 井田交通便利，京广铁路从矿区西侧通过，建有矿区专用运煤耒新支线，该支 线通过本井田并设有新坡车站。矿区公路北通耒阳城、西到小水镇、均与 107 国道 相连，南通清水铺水运码头。 二、地貌与水系二、地貌与水系 矿区属低山丘陵地区，冲沟发育，地形起伏较大，井田内最高标高208.5m,最 低标高93.7m。矿区主要河流为耒水河，是湘江主要支流之一，最大流量 4887.7m3/s，最小流量为 54.4 m3/s，历年最高洪水位89.52m。 三、气候概况三、气候概况 本区气候属亚热带温湿性气候，最高气温在每年的 78 月份历年最高气温 为 400C，最低气温在每年的 12 月至次年的 2 月份，历年最低气温为-7.70C，年降雨 量为 9601970mm，降雨集中在 48 月份，最大日降雨量为 288mm。 四、水源及四、水源及电电源源 矿区水源主要来源于耒水河，由清水铺河边水泵房通过管道输送到矿区。 矿区电源由盐砂电站通过高压线路进入矿区降压站。 五、小煤窑分布情况五、小煤窑分布情况 矿区的小煤窑从古至今星罗棋布，50m 以上的煤层大多被老窑破坏，如今生 产的小煤窑为 3 个。 第二节第二节 井田地质特征井田地质特征 一、一、矿矿区地区地层层 井田内出露地层为沉积岩，从下至上的地层顺序为二叠统龙潭组，上二叠统大 隆组，下三叠统大冶组及第四糸表土。地层走向近南北，倾向东，倾角 25300 没 4 发现岩浆岩的侵入和出露。 二、地二、地质质构造构造 本井田构造简单，为单斜构造，没有较大褶皱，无陷落柱，剥蚀带等，断层少， 只有井田北部边界有一枫树下断层（F1），该断层北盘下降，南盘上升，倾向北东的 正断层，水平断距 100160m，垂直断距离 100m，倾角 600左右，走向为北西至南 东走向长约 1100m。小褶皱发育，煤层顶底板凹凸不平，起伏变化大。 三、煤三、煤层层分布分布 该井田的含煤岩系为龙潭组上段，共有 6 层煤，14 煤层煤层薄无开采价值， 5 煤层局部可采，但本矿井不打算开采，6 煤层较稳定是矿井要开采的煤层，煤层 走向大致南北走向，倾向东，倾角 25300。 煤煤层层特征表特征表 煤层煤厚容重倾角结构顶板底板 煤的 牌号 稳定 性 变异糸 数 可采性 指数 6煤层 0 35． 2 4． 86 1．4 25300 270 简单 粉砂岩 细砂 岩 无烟 煤 较稳 定 360．86 6 煤层黑色，粉末状，条带状结构，参差状断口，裂隙发育，为重胶结煤，由 镜煤、亮煤和暗煤组成，属低灰、低硫、高发热值无烟煤。 顶板为深灰色砂质泥岩，局部地段夹粉砂岩，中细粒砂岩和泥岩，一般厚为 29.28m，为 I 级 2 类 1 度顶板。 底板为灰白色细砂岩，局部地段为粉砂岩和泥岩，一般厚 8.00m,岩性硬度 67 级，稳固性较好。 6 煤煤层层工工业业分析表分析表 煤层名称 水分M灰分A 挥发分 V 含硫量sta含磷量P 发热量Q MJ/kg牌号 6煤层 1.1113.935.930.530.04826.9 无烟煤 四、四、矿矿井瓦斯井瓦斯 新坡煤矿属低沼气矿井，但随着开采深度的增加瓦斯含量将有所增高，必 须严格按煤矿安全规程加强瓦斯治理。该矿井 6 煤层相对瓦斯涌出量为 8.9m3/min，绝对瓦斯涌出量 1.24m3/min。 五、煤五、煤尘尘爆炸性及煤的自燃爆炸性及煤的自燃现现象象 该矿井经湖南省煤尘爆炸检验站签定无煤尘爆炸性，亦无煤的自燃现象。 六、六、矿矿井水文地井水文地质质情况情况 矿井水文地质条件简单，矿井最大涌水量为 168m3/h，正常涌水量为 88m3/h。 1、地表水系地表水系 5 地表水系在本井田不甚发育，仅有一条满洲小溪及其井田中部的麒麟山水库 。 满洲小溪自南向北贯通本井田，南部在深部地层大冶灰岩之上，在第 46 47 勘探线之间横穿煤系地层后折向北。该溪为季节性小溪，旱季干涸，雨季洪水 期水量较大，最大流量为 156m3/s，有渗透老窑影响矿井开采的隐患。 麒麟山水库位于满洲小溪中部，在内 4246 勘探线之间，靠近井田深部 边界，蓄水量最大可达 86400m3，一般为 48750m3。水库基岩为大隆组硅质岩，距 煤系地层约 250m，对矿井的补给关系不明显。 2、地下水地下水 该矿井无岩溶水、强含水层、大的断层水。地下水的补给来源是弱含水层中 的砂岩裂隙水及降雨通过老窑、采空区裂隙渗透到矿井，但对矿井的威胁较小。 第二章第二章 井田境界及井田境界及储储量量 一、一、井田境界井田境界 新坡煤矿北以枫树下断层为界，南以人为边界为界，西起 6 煤层露头，东至 -250m等高线在平面图上的投影边界。南北走向长 2.8km，东西倾斜宽 0.78km， 井田面积 2.2km2，煤层平均倾角 270。 二、二、储储量量 该矿井 6 煤层能利用储量 1240.1 万吨，井筒保护煤柱 110.7 万吨，可采储 量 847.1 万吨 矿矿井井储储量量汇总汇总表表 水平煤层 工业储量 ABC 万吨 损失 井筒煤柱 万吨 回采率 可采储量 万吨 备注 一水平 50～-100m 6煤层577.351.575394.4 二水平 -100～-250m 6煤层662.859.275452.7 全井合计1240.1110.7847.1 6 第三章第三章 矿矿井工作制度和井型、服井工作制度和井型、服务务年限年限 第一节第一节 矿井工作制度矿井工作制度 矿井设计年工作日为 300 天，每日三班作业，每天净提煤时间小于 18 小时， 矿车串车提升。 第二节第二节 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 矿井设计生产能力 A15 万吨/年，日生产能力 500 吨。 矿井可采储量 Z847.1 万吨，备用系数 K1.4 矿井服务年限 T40.3 年 KA Z 4 . 115 1 . 847  一水平服务年限 T118.8 年 KA Z  1 4 . 115 4 . 394  二水平服务年限 T221.5 年 KA Z  2 4 . 115 7 . 452  该矿井可采储量 847.1 万吨，矿井服务年限量 40.3 年（大于 20 年）。第一水 平可采储量 394.4 万吨、服务年限 18.8 年（大于 9 年）、阶段垂高为 150m（符合缓、倾斜煤层阶段垂高 150～250m），因此确定结果符合煤炭工 业设计规范的要求。 第四章第四章 井田开拓井田开拓 第一节第一节 井筒形式、数目及位置的确定井筒形式、数目及位置的确定 一、方案一双斜井开拓。一、方案一双斜井开拓。 （ （见见附附图图） ） 1、由于本井田 6 煤层较稳定，单斜构造，煤层倾角 25～300，平均倾角 270， 因此在 6 煤层底板布置一对双斜井开拓，主、副井口均布置在 6 煤层露头以西， 主、副井倾角均为 280，主、副井均布置在井田的中部，沿煤层倾向布置。以主、 副井为中心井田形成南北两翼，在南北两翼分别布置一个南风井、一个北风井 7 使矿井形成两翼对角式通风，风井均为斜井。 2、工业广场设在主、副井附近，井田西部 6 煤层露头线以西，42 勘探线与 44 勘探线之间，占地面积 1.2 公倾（小型矿井，矿井设计生产能力 15 万吨/年）， 煤仓建在铁道新坡车站旁边，工业广场通行公路，地势平坦，供水、排水极为方 便，不存在工业广场煤柱损失。 方案一井筒位置表方案一井筒位置表 井筒名称井口坐标井口标高方位角井筒倾角井筒长度用途 X（m）Y（m）Z（m）（m） 主井2910490 38388350118.3283034280744提煤,提矸 副井2910408 38388374132.8283045280775 上、下人员 材料， 安装管缆 南风井138.1280226抽风 北风井92.7300148抽风 二、方案二双立井和双暗斜井开拓。二、方案二双立井和双暗斜井开拓。 （ （见见附附图图） ） 1、在一水平-100m以上采用双立井开拓，在二水平-100～-250m采用一对暗 斜井开拓，主、副立井均布置在井田中央，在主、副井底车场的北侧布置一对暗 斜井，在井田南翼布置一个南风井，在井田北翼布置一个北风井，南、北风井均 为斜井。 2、工业广场布置在井田的中部、42 勘探线与 44 勘探线之间，占地面积 1.0 公倾，需建小煤仓可供汽车拖运至新坡车站附近煤仓（铁道距工业广场较远）， 进入工业广场的公路坡度大，地势较高，供水较困难，工业广场压煤损失多。 方案二井筒位置表方案二井筒位置表 井口坐标 井筒名称 XmYm 井口标高 Zm 方位角井筒倾角 井筒长度 m 用途 主立井162.8900267.8提煤、提矸 副立井163.4900269.0 上下人员、材料， 安装管缆 暗主斜井-1002700280304提煤、提矸 暗副斜井-1002700280306 上下人员、材料， 安装管缆 南风井138.1280226抽风 北风井92.7300148抽风 8 、、预预提方案的技提方案的技术术比比较较 方案名称优点缺点 方案 一 1、双斜井开拓施工简单，掘进速度快， 费用低。 2、石门长度减少。 3、井筒设施得到较大筒化。 4、便于矿井延深和第二水平的接替。 5、工业广场所在地地势平坦，地质条 件好，可以较大面积布置场地，且不存 在工业广场压煤损失。 6、双斜井布置在井田中央，便于井田 开拓，交通方便，便于运输。 7、双斜井井筒保护煤柱在矿井收尾时 能够开采。 1、井筒较长，增加了掘进量。 2、受煤层倾角影响，井筒倾角 280大于 250与设计规范不符。 3、井筒长通风阻力大 4、斜井维护费用高，提升速度慢，提升 费用高。 5、井田斜井较长，二阶段提升受制于一阶 段竖直交岔点的立交桥，安全风险大。 6、工业广场靠近家属区环境污染大。 7、当一水平在生产，二水平斜井延深时生 产运输受影响。 方案 二 1、立井井筒短，提升速度快，提升 能力大。 2、延深暗斜井井筒的施工比较方便， 对生产干扰少。 3、井筒断面大，通风阻力小，供风量 大。 4、工业广场布置在山间离家属区较远， 环境污染少。 1、立井井筒掘进技术和施工设备较复杂， 掘进速度慢。 2、二阶段提升需要进行转运，提升费用增 加 3、矿井延深费用较高。 4、立井在井田中央，工业广场压煤损失多 减少矿井服务年限。 5、井口出煤不能直接进入铁道旁煤仓，需 用汽车拖运，增加了运输费用。 通过以上对两方案的技术比较，方案一比方案二更为合理，即选取双斜井 开拓（工业广场在 6 煤层露头以西，42 勘探线与 44 勘探线之间）为本矿井设计 方案。前面的可采储量、服务年限是按方案一计算的。 第二节第二节 开采水平的划分与布置开采水平的划分与布置 本井田的煤层平均倾角为 270，倾斜煤层，据煤炭工业矿井设计规范规定 结合本矿实际情况，将本矿井划分为二个水平即-100m（一水平），-250m（二水 平）。二阶段的范围一阶段50m～-100m，二阶段-100～-250m 为便于方案比较现按方案二计算服务年限 能利用储量 Q1240.1 万吨 工业广场煤柱 P广105.7 万吨 9 暗斜井煤柱 P暗36.5 万吨 二水平广场煤柱 P二广26.8 万吨 一水平煤柱 P1105.7-26.878.9 二水平煤柱 P236.526.863.3 矿井可采储量 Z[1240.1-105.736.5]75823.4 矿井服务年限 A823.4/151.439.2 年 一水平服务年限 A1（577.3-78.9）75/151.417.8 二水平服务年限 A2662.8-63.375/151.421.4 年 第三节第三节 方案经济比较确定开拓系统方案经济比较确定开拓系统 第一节将两方案进行了技术比较，本节将两方案的固定资产投资费用、基 本建设费用和经营费用进行详细的经济比较，以便确定最优方案。 、、两方案的固定两方案的固定资产资产投投资费资费用用 方案一的固定方案一的固定资产资产投投资费资费用明用明细细表表 主井固定资产费用副井固定资产费用备注 项目费用 （万 元）项目费用（ 万元） 天轮架1.9天轮架0.6 栈桥 5.4 栈桥 3.2 提升机房6.5提升机房5.2 井口装备、防跑车、摘钩等8.9井口装备、防跑车3.2 斜井铺轨38.6斜井铺轨20.1 矿车设备 15.0斜井人车2.7 提升机设备36.2提升机设备24.8 钢丝绳 4.2 钢丝绳 2.3 小计116.762.1 合计168.8 10 方案二的固定方案二的固定资产资产投投资费资费用明用明细细表表 主井固定资产费用副井固定资产费用备注 项目费用（ 万元）项目费用 （万元） 钢筋混凝土井架3.8钢筋混凝土井架3.8 提升机房8.8提升机房8.8 井口房5.4井口房4.8 井筒装备20.3井筒装备20.3 井筒与井底车场联结处5.8井筒与井底车场联结处5.8 提升机设备36.2提升机设备36.2 天轮设备1.2天轮设备1.2 井口装备8.2井口装备6.8 罐笼设备2.8罐笼设备2.8 矿车 15.0材料车2.0 井底设备8.6井底设备7.2 暗主井提升机36.2暗副井提升机22.8 暗主井绞车房6.5暗副井绞车房4.8 暗主井口装备2.0暗副井口装备1.6 斜井铺轨15.8斜井铺轨7.9 小计176.6136.8 合计 313.4 、、两方案基本建两方案基本建设费设费用明用明细细表（表（见见下一下一页页） ） 11 方案一的基本建方案一的基本建设费设费用明用明细细表表 项目名称长度（m）支护方式断面积（m2）单位（元/米）费用（万元）备注 主斜井井筒744 锚喷 9.271450107.9净 宽3.4m、墙 高1.4m 副斜井井筒775 锚喷 6.28125096.9净 宽2.6m、墙 高1.3m 井底车场360锚喷9.27145052.2净 宽3.4m、墙 高1.4m 主石门80锚喷5.1411509.2净 宽2.4m、墙 高1.2m 50m回风巷2135锚喷5.141150245.5 -100m底板巷2175 锚喷 6.281250271.9净 宽2.6m、墙 高1.3m -250m底板巷1990 锚喷 6.281250248.7 合计1032.3 12 方案二的基本建方案二的基本建设费设费用明用明细细表表 项目名称长度（m）支护方式断面积（m2）单位（元/米）费用（万元）备注 主立井井筒262.85料石砌碹19.6298079.8直径5米 副立井井筒264.05料石砌碹19.6298080.1直径5米 240 锚喷 12.2168040.3净 宽4.2m、墙 高1.4m -100m井底车场 385 锚喷 9.27145055.8净 宽3.4m、墙 高1.4m 暗主斜井304 锚喷 9.27145044.1净 宽3.4m、墙 高1.4m 暗副斜井306 锚喷 6.28125038.2净 宽2.6m、墙 高1.3m -100m上部车场80锚喷9.27145011.6净 宽3.4m、墙 高1.4m -250m下部车场100锚喷9.27145014.5净 宽3.4m、墙 高1.4m 主石门122锚喷5.14115014.0净 宽2.4m、墙 高1.2m 50m回风巷2135锚喷5.141150245.5净 宽2.4m、墙 高1.2m -100m底板巷1985 锚喷 6.281250248.1净 宽2.6m、墙 高1.3m -250m底板巷1990 锚喷 6.281250248.7 合计1120.7 13 三、两方案生三、两方案生产经营费产经营费用明用明细细表表 生产经营费用包括矿井提升费、井下运输费、矿井排水费、矿井通风费、巷 道维护费等。由于矿井涌水量不大，排水费用较少，对比较果影响不大，因此不 参与比较。两方案的通风费差别不太大，也不参与比较。由于巷道支护后，变形 较小，维护费用均低不参与比较。下面将矿井提升费、井下运输费分别列表如下 两方案的提升两方案的提升费费用明用明细细表表 方 案 水平 提 升长 度 （m） 服务 年限（ 年） 年提升量 （万吨） 提 升总量 （ 万吨） 单价 元/tkm 年提升费 （万元） 总提 升费 （万元 ） 一水平44018.815394.40.85.3138.8 二水平74421.515452.70.88.9269.4 方 案 一合计408.2 一水平 262.8立井17.815373.81.45.5137.5 304.0斜井0.83.6109.3 262.8立井 21.415449.6 1.45.5165.4 二水平 小计 9.1274.7 方 案 二 合计412.2 14 两方案的运两方案的运输费输费用明用明细细表表 方案水平 平均运 距 （m） 服务年限 （ 年） 年运输量 （万吨） 运输总量 （万吨） 单价 元/tkm 年 运输 费 （ 万元 ） 总 运输 费 （ 万元 ） 一水平87218.815394.40.67.8206.3 二水平89621.515452.70.68.1243.4方案一 合计449.7 一水平86917.815373.80.67.8194.9 二水平105521.415449.60.69.5284.6方案二 合计479.5 、、生生产经营费产经营费用用汇总汇总表表（单位万元） 项目名称方案一方案二备注 提升费用408.2412.2 水平运输费用449.7479.5 合计857.9891.7 从以上两方案经济比较的结果看，方案二比方案一高 13.1（超过 10），因而可以认为方案一比方案二优越， 况且方案一双斜井开拓比方案二双立井和双暗斜井开拓筒单，方案一工业广场不存在压煤损失，方案一比方案二的 矿井服务年限长，因此综合考虑选用方案一为该矿的开拓方案即双斜井开拓。 15 第五章第五章 矿矿井基本巷道井基本巷道 第一节第一节 井筒井筒 一、主斜井一、主斜井 主斜井主要用于提升煤、矸，布置在 6 煤层底板砂岩及砂质泥岩中，距 6 煤层垂距 70m 左右，井筒内铺设 24kg/m 钢轨，600mm 轨距双股道，砼固定道床， 一吨标准矿井串车提升，井筒倾角 280、净宽 3.4m、净高 3.1m、半圆拱、锚杆支 护，支护厚 0.1m，断面布置见图 二、副斜井二、副斜井 副斜井主要用于提升人员，敷设管缆，输送材料，布置在 6 煤层底板砂岩 中，距 6 煤层垂距 50m 左右，井筒内铺设 24kg/m 钢轨，600mm 轨距单股道，砼 固定道床，斜井人车运送人员。井筒铺设排水、降尘、压风管路和架设电缆。井 16 筒倾角 280、净宽 2.6m、净高 2.6m、半圆拱、锚杆支护，支护厚 0.1m，断面布置 见图 副斜井断面图 150 三、南北三、南北风风井井 南北风井为矿井抽风用，布置在 6 煤层底板砂岩中，均为斜井井筒，净宽 2.6m,净高 2.6m，半圆拱，锚杆支护，支护厚 0.1m，南风井倾角 280，北风井倾 角 300，断面布置见图 17 南北风井断面图 150 第二节第二节 井底车场井底车场 一、井筒形式一、井筒形式 1、主斜井-100m 井底车场和-250m 井底车场均采用平车场、高低道布置，一 次变坡，弹簧对称道岔布置在井筒中，自动摘钩，人力挂钩。在-100m 井底车场 的竖直交岔点采用双轨吊桥。 2、副斜井-100m 井底车场和-250m 井底车场均采用平车场、平道布置，弹簧 对称道岔布置在井筒中，人力摘钩，人力挂钩。在-100m 井底车场的竖直交岔点 采用单轨吊桥。 井底井底车场车场示意示意图图 18 二、二、井底井底车场车场存存车线长车线长度度 1、主井空车线长度Lmnl1Nl2l3220223894m 取 L100m 2、副井材料车线长度Lnl1202.550m 取 L60m 三、井底三、井底车场车场通通过过能力能力计计算算 矿井采用蓄电池电机车运输，1 吨固定式矿车装煤，每一列车拉煤矸混合 车 20 辆，其中煤 14 辆、矸石 6 辆，矿井矸石系数为 20，列车进入车场内的平 均间隔时间为 18 分钟。 Gn2013001860[1.1518120]260870t/a 车场通过能力富余系数26.09151.74,大于 30，车场能够满足生产 需要。 四、井底四、井底车场硐车场硐室室 支护方式水仓和水泵房均采用料石砌碹划拱，其它均采用锚杆支护。 五、水五、水仓仓的布置及容量的布置及容量 1、-100m、-250m 水仓布置在副井井底车场南侧，水仓从主井井底车场开门 绕过副斜井进入水泵房。 第三节第三节 主要开拓巷道主要开拓巷道 一、运一、运输输大巷大巷设计设计 该矿井有-100m 运输大巷和-250m 运输大巷，均布置在 6 煤层底板砂岩中， 运输大巷通过的运输设备为 XK8-6/110A 蓄电池电机车，牵引 1 吨矿车运输，选 用 18Kg/m 钢轨，钢筋混凝土轨枕，在人行道一侧布置水沟为 300300，管道布 置在人行道上方 1.8m 处，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方， 运输巷为单股道，净宽 2.6m，净高 2.6m，半圆拱，锚杆支护，支护厚度 0.1m, 断 面布置见图 19