灵露矿改扩建设计毕业设计说明书.doc

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1、0 前言采矿工程毕业设计是采矿专业全部教学进程中的最后一个重要环节，是完成本专业教学计划规定的全部学习内容之后，综合运用知识的锻炼。通过深入矿井的现场实习,对其进行的系统化设计，这对提高我们理论分析和解决采矿工程技术问题的能力有着积极的实践意义，所以这也是采矿专业的核心教学环节。本次毕业设计通过我们到扎赉诺尔灵露矿实地实习、搜集、整理资料，回校后，依据矿产资源法、煤炭法、煤矿安全规程等技术政策和法规，运用所学的专业知识，进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、排水及通风的设计计算。这些经历，对我们运用专业知识进行分析问题、解决问题和优化方案的能力得到了锻炼。本次设计也是我们离校

2、前所做的最后一个设计，具有十分重要的意义。由于本次设计是矿井设计，涉及学科多，运用知识多，考虑环节多，同时需要我们去查阅资料，思考问题，斟酌方案。因此，通过本次设计，我们不仅仅是把以前所学的知识温习了一遍，更重要的是把所学的知识融会贯通的运用了一遍，极大地提高了我们的实践能力和专业水平，这对于我们以后的工作有着极大的帮助，让我们更有信心走上工作岗位。 1 矿区概述及井田地质特1.1矿区概述1.1.1地理位置与交通灵露煤矿位于满洲里市扎赉诺尔煤田向斜西翼的中部，行政区属内蒙古自治区满洲里市东湖区，西距满洲里29km，东距海拉尔180km，至哈尔滨908km。地理坐标: 东径1174300 -11

3、74533北纬 492500 - 492630本井交通方便，在靠近矿井工业场地的北侧有矿区铁路集配站（东方红车站）及灵露矿装车站，距集配站1.9km处有国铁扎赉诺尔车站，在矿区铁路集配站的北侧有国铁宾洲线通过，在矿井工业场地的北侧约700m处有301国道通过，矿区与各旗县、市有公路相通。见图1-1。 图1-1 矿区地理位置及交通1.1.2地形地貌 灵露矿位于大兴安岭西坡的内蒙古高原。地势较高，地形平坦。地面标高一般在544.00左右。1.1.3主要河流 矿区南部有达赉湖、东部有人工河，北部有达赉鄂罗木河，井田上方无河流等水体。1.1.4气候特征该地属于中温带温寒半干旱偏干气候区。其气候特征主要

4、表现为冬季严寒且降水稀少，春季干旱风大，夏季温热且降水较多，秋天秋高气爽。据满洲里市气象局近四年（20012004年）的气象资料统计，该地区年平均气温为0.6，极端最高气温出现在7月，达40.5，极端最低气温出现在2月，为-42.5；年平均气压为936.6hPa；年平均相对湿度为60%；年降水量为197.1mm，降水主要集中在59月份，占全年总降水量的83.9%；年蒸发量为1718.8mm。该地区年平均风速为3.6m/s，全年以春季风速最大。该地区年主导风向为SW风，其出现频率为14.2%，WSW风的出现频率也较高，为11.9%，静风的年出现频率为9.0%。冬季静风的出现频次是一年中最高的，为

5、12.5%。全年以春季风速最大。1.1.5 电源条件 地面供电电源由扎赉诺尔矿区总控变电所35KV母线上引两回架空线路至东站变电所。送电导线：其中一回由总控变电所35KV母线上一段直接引入，导线型号和距离分别为LGJ-120mm2 6Km，另一回由总控变电所35KV母线上另一段经由南站变电所及灵露风井变电所引入，导线型号和距离分别为LGJ-95mm2 6Km、LGJ-50mm2 3.23Km、LGJ-70mm2 7.34Km，全线架设避雷线，线路杆型为砼电杆。 井下供电电源由灵东煤矿变电所的110KV母线上引两回架空线路至新建的灵露变电所。送电导线型号和距离分别为LGJ-95mm2 6.0Km

6、，全线架设避雷线，避雷线采用GJ-35钢绞线，线路杆型为砼电杆。1.1.6水源条件灵露煤矿地面水源来自扎煤公司秃尾山二水源，供水水源可靠。1.1.7主要建筑材料供应条件 本矿区为具有百年历史的老矿区，矿区行业门类齐全，建筑材料如水泥、预制构件、砖瓦等均能生产，部分建筑材料可就近外购，矿区内主要建筑材料能够满足矿井建设的需要。1.2井田地质特征1.2.1地质构造1）、井田地质构造特征扎赉诺尔煤田位于大兴安岭西坡的海拉尔高平原西部，在大地构造单元上，属新华夏系第三沉降带海拉尔沉降区扎赉诺尔凹陷北部，其东邻差岗隆起带，西邻额尔古纳隆起带，早白垩世含煤岩组沉积在前寒武纪古老花岗片麻岩、花岗岩和上古生代

7、石炭、二迭系变质岩组成的一个构造盆地内，盆地走向呈北北东南南西向延伸。扎赉诺尔煤田为一地堑式断陷盆地，其东侧为落差约500m的阿尔公特山断裂（原名嵯岗断层），西侧为落差约300m的扎赉诺尔断裂。盆地内煤系地层呈宽缓的向斜构造，向斜轴向为NE17，但至滨洲线南2km处开始向东偏转，呈现NE47。两翼倾角一般在5-10，西翼倾角较东翼陡而形成不对称的向斜构造，向斜东翼有落差200300m的走向及斜交正断层，而向斜西翼以落差60m以内的正断层为主。由于煤田形成后，受地壳运动影响较小，所以构造比较简单，以断层为主，并有小型挠曲，呈缓波状起伏。本井田位于扎赉诺尔煤盆地西翼中段，区内地层平缓，地层走向NE

8、10-55，倾向SE100145，倾角312，伴生有较多断层，共7条，以走向正断层为主，在+388线以浅，共有断层7条，主要发育在中浅部，断层走向均近于地层走向，向深部倾斜的2条，向浅部倾斜的5条，倾角均在60左右，煤系地层中无火成岩侵入。因此，本区为构造较复杂类型即二类，见构造纲要图1-2。图1-2 构造纲要图2）、断层 （1）、F10断层：发育在26-27线以南的浅部，向南、北均延伸区外，走向SE25-45，倾向NW295-315，倾角60左右，最大落差35m，在27线28-29线控制在孔距125m以内或实见，控制可靠。 （2）、F33正断层：发育在24-25线至27-28线间的中浅部，呈

9、缓波状延伸，走向NE45，倾向SE135，倾角60左右，最大落差16m。在25线至26-27线间控制孔距在215m以内；控制较可靠。断层控制情况详见表1-1。表1-1 断层控制情况一览表断层编号产状落差（M）性质可排程度活动范围控 制 程 度走向倾斜F10N30E6065W2030正可靠钻孔实见F33N30E6065E520正参考50200两钻孔已控制3）、岩桨岩在煤田四周山区火成岩分布比较广泛，其中在东部主要为古生代海西期花岗岩及中生代燕山期中酸性火成岩，在西部主要为中生代燕山期中-酸性火成岩，在煤田内部无火成岩侵入体。1.2.2地层自下而上分述如下：1）、前寒武系变质岩组分布于嵯岗附近，以

10、绿色片岩、花岗片麻岩为主，夹石灰岩，厚度不详，与下伏地层接触关系不详。2）、上古生代石炭-二迭系变质岩组分布于煤田东部阿尔公双山子一带，呈孤岛状分布，岩石以变质砂岩、石灰岩为主，厚度不详，与上覆地层接触关系不详。3）、白垩系（1）下统龙江组分布于煤田四周，上部以凝灰质砂岩、玄武质安山岩为主，下部以流纹岩、粗面岩为主，厚度不详。（2）下统扎赉诺尔群分布范围东以阿尔山双山子一带，西至矿区边缘山地，向南延伸深至达赉湖，北至中苏边界，面积为1035km2，煤系厚度1100m以上，划分为伊敏组和大磨拐河组，由一套砂岩、泥岩、砂质泥岩、砂砾岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，详见区域地层表。4）、第四系：一

11、般厚度10-25m，最厚达60m，以砂、砂砾为主，夹粘土层，曾发现披毛犀、猛犸象等古脊椎动物化石。见区域地层表1-2。1.2.3水文地质条件扎赉诺尔煤田是一个完整的自流盆地，上部被第四系地层所覆盖，基岩水文地质区域上分为两个区：一是扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔水文地质区，二是老基盘裂隙水文地质区。该井田区位于扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔隙水文地质区，木得那亚河蛇曲穿过井田区的深部，但自人工河竣工后，基本消除了对井田的威胁。区内地下水的补给来源是西部低山丘陵老基盘裂隙水，以前区内的地表水主要赋存于木得那亚河的旧河床中，后来由于露天矿的开采，使木得那亚河旧床残存无几，特别是露天矿十一井、三斜井的疏干、降低

12、了煤系地层裂隙孔隙水的地下水位，这就使井田区的水文地质条件变得较为简单。1）、含水层（1）、第四系冲积层孔隙含水层第四纪地层全区发育，厚度8-14m，一般13.6m，由于区内新发现三条河床相冲刷带，冲刷带内第四纪厚达20-23m，使平均厚度在全区上升为14.9m；岩性由细砂、粘土和砂砾组成，（夹粘土透镜体）；该冲积层是露天区内的主要含水层之一。现分述如下（含水层和古河床）： 上部粉细砂含水层赋存在0.5-1.0m表土之下粘土层之上。平均厚 9.4m，最大厚度14m。由石英质粉细砂岩组成；颗粒均匀，粒径在0.1-0.25mm之间，分选好，动水条件下自然安息角为 431-731，一般为630左右，

13、水下自然安息角为10-13，一般为1031左右。抽水结果单位涌水量0.3-0.5L/s.m,导水系数57m2/d，现在露天坑第四纪冲积孔隙含水层的实际涌水量1200m3/d。主要集中在北区2.1km范围内。水位标高5.37-5.43m。发育规律是：在境界内，西南部薄，约占整个面积的三分之一，平均厚7m，北部约占整个面积的三分之二，平均厚10.5m，细砂层的颜色为黄灰色，黄褐黄灰色,成分为均匀的石英颗粒，粒径0.1-0.25mm，细砂层的上部夹有亚砂土及粉砂层，呈透镜状，零星分布，下部含有砾石，亦呈零星分布。 透镜状粘土隔水层中部粘土层在境界内占二分之一的面积，以境界内的工业区北和西南角为对角线

14、，即为粘土层尖灭线。北西部粘土普遍发育，平均2.8m，最厚达8.5m，往南东方向至对角线附近逐渐尖灭。粘土层大部分含砂砾，砂砾含量小于40%，最大粒径1.5cm，颜色为黑灰色，深灰-灰褐色，成分中酸性火山岩。 下部砂砾含水层赋存于粘土层之下，煤系地层之上，水力性质为承压水。厚度变化较大，在0-5.59m之间，以井田的东北与西南的对角线为上部粘土的尖灭区；在该尖灭带内砂砾含水层与上部粉砂含水层合为一个含水层,水力性质由承压转为无压或半承压。承压部分水头高度在10m左右。水位标高540-542m。由分选性差的砂和砾石组成;含水性变化较大。单位涌水量0.03-0.7L/s.m，导水系数据58-6号孔

15、为4.89m2/d;和煤系地层有水力联系。发育规律是：分布于勘探区的东南部，发育规律与粘土层相反，南东方向较发育，平均厚3m，最厚达5.59m，往西北方向变薄至尖灭。砂砾颜色为灰色，黄灰色、铁锈色，砾径一般为0.5-1.5cm，最大砾径6cm，棱角一次园状，分选差，砾石占20-70%，粗砂占15-20%，中砂占2-10%，细砂占20-50%。 四纪层底部古河床冲刷带确定古河床原则有三：岩性上：钻孔或生产实见古河床岩性以砂砾、粗砂为主,粒度上比正常地层中的砂床、粗砂粒度大，并含有次园状砾石，对基岩冲刷深度一般5-6m;颜色上：古河床充填物颜色以铁锈色为主，非古河床砂砾、粗砂颜色以灰、浅灰色为主。

16、其三：古河床的斜层理发育。本区分布三条古河床河床一长1500m，宽150m，范围在QI-Q线浅部，走向NNESSW。河床二发育在QV-Q线之间浅部，长700m，宽150m，走向NESW。河床发育在Q线以东深部，区内长2800m，平均宽500m，走向NESW。古河床含水较大，造成机车脱线，沉铲等危害。（2）、煤系地层裂隙孔隙含水层组该含水层组赋存于第四纪地层之下，伊敏组和大磨拐河组两个含煤地层中，现均由露天矿、西山矿、灵泉矿等矿井开采。开采的实见和抽水资料都证明随着深度的增加裂隙的减少，含水量也随着减少。该含水层组有以下几个特点；（1）以煤层裂隙含水层，且有垂直分带性顶底板砂岩均为弱含水层，含水

17、量以风化裂隙含水带为最大；（2）矿井涌水量以静储量的消耗为主，随着降深的增加涌水量逐步减少；（3）断层带的含水特征从几个断层带抽水资料证明：含水层中的断层带含水性增大。63-188号孔F4断层抽水结果，导水系数为2049.7m2/d，单位涌水量为1.9-4.3L/s.m。63-124号孔和63-215号钻孔F6断层带抽水资料显示，导水系数为1361.41395.11m2/d。单位涌水量为2.6-9.9L/s.m，比63-159号孔2、3煤层抽水结果导水系数739m2/d，单位涌水量1.42.6L/s.m要大得多。而在弱含水层中断层在倾向上起着隔水作用。煤系风化裂隙带含水段是露天矿目前疏干的主要

18、含水层段，在露天生产中，当揭露断层时，沿断层面有大量的四纪层水涌出，说明断层在走向上起着导水作用，其结果加强了第四纪冲积孔隙含水层与煤系地层裂隙含水层组的水力联系。 2至3号煤层之间的砂岩含水层:该含水层由北向南逐渐增厚,含水性和透水性均较差.据67-64号水文抽水资料,单位涌水量0.0250.027L/s.m,导水系数为5.965m2/d. 层群底板砂岩含水层：由中、粗、细粒砂岩组成。厚度10m左右，据62-1号孔抽水结果，单位涌水量0.1150.152 L/s.m，导水系数24.567m2/d。从以上情况看，号煤层群含水层是以号煤层含水为主，上下部是弱含水层所围闭的含水层，深度不同的含水层

19、，涌水量和导水系数具有明显的差异。2）地下水的补给排泄条件本区属大陆性气候，降雨量较少。一般年降雨量250-330mm，蒸发量大于降雨量的46倍，所以本区的降水对地下水的补给不良。地下水的补给徘泄条件主要有以下几个方面：（1）、地下水的补给，本区地形低洼，坡度小，易于积水不易排泄，井田内三面环水，地表水又与地下水有着密切的水力联系，木得那亚河老河床还残留着水体、老河床成为第四纪含水层补给的良好通道。人工河距矿田较近，长年有水，汛期河水有较大压力，向四纪层补给。海拉尔河涨水，铁北一片汪洋，水退后低洼处仍残留水泡。南有达赉湖，这些水都通过第四纪含水层补给煤系地层含水层。（2）、人为因素的补给，井田

20、内农场的灌溉，扎赉诺尔车站的居民浇地和非工作帮塌陷处形成的水泡子，形成大面积渗透场补给地下水。由于本区地形坡度小地势低洼，地下水的坡度1/6001/1000，所以排泄条件很差，特别是井田内具有隔水断层分布，煤系地层地下水呈停滞封存状态。 3）充水因素按与矿井涌水量相关密切程度，矿井充水因素主要有降雨，地表水体，邻区地下迳流，未封闭好的钻孔，风化裂隙带。（1）风化带：矿井充水来源于含水层的静储量消耗和动水量补给，浅部风化裂隙发育，有较多静储量，是矿井涌水量最大的充水来源，但随着升采深度的增加，裂隙逐渐减少，同时补给的长度也增长，使矿井涌水量有随着开采深度增加而减少的趋势。（2）未封闭好的钻孔，可

21、能增加矿井涌水量，需要指出的是，新孔基本上都做过封孔质量检查，但旧孔一般封孔质量较差，所以旧钻孔的存在可能把其他含水层的水导入，而增加矿井涌水量。（3）地表水体，因区内地形平坦，木得那亚河旧河床的残留水体尚存，而煤层均处于侵蚀基准面以下，因而地表水体的存在将增大矿井涌水量。（4）邻区地下迳流的影响，主要是西部低山丘陵区对井田的影响，暴雨或山洪过后，渗入地下的水体对井下产生迳流作用，通过第四系经煤层露头渗入井下，使矿井涌水量增大。4）矿井涌水量根据井田水文地质条件及充水因素的分析和邻近生产矿井的矿井水文地质资料的研究对比，灵露煤矿储量核实报告采用比拟法及大井法对涌水量进行预计，预计涌水量计算结果

22、推荐值：+200水平，比拟法5003/h+200水平，大井法9003/h。此计算结果中比拟法涌水量可视为本井达产期水量，即正常涌水量为5003/h；最大涌水量为9003/h。1.3煤层1.3.1煤层埋藏条件本井田南北走向长3.86km，东西倾斜宽3.27km，面积12.35m3，地表大部为草原。对位于井田上方的国铁及矿区东方红车站留设保护煤柱，对位于井田上方的小站居民区按动迁考虑。煤的视密度：2-12、2-2、3煤层为1.25t/m3。煤层硬度f=2.5，倾角6-7 ，为近水平煤层。1.3.2煤层群层数、2-12煤层:为本区大部可采煤层，可采面积9.309km2，煤层厚度18.2728.59m

23、，平均22.32m，结构由简单到复杂，最多为五层，夹矸层岩性一般为泥岩或炭质泥岩。煤层在32-39线中浅部变薄不可采，40线以南不可采。一般有2层夹石，个别点有4层夹石，夹石多为炭质泥岩或泥岩，沿走向从北向南，夹矸厚度逐渐增厚，煤层逐渐变薄。28-29线以南煤层分岔为三个层，夹石厚度达到4m，岩性变为泥岩、粉砂岩及细砂岩；在倾向上，由浅部向深部煤厚逐渐增加，夹矸减少至一层；顶板一般为泥岩或粉砂岩，底板一般为细粒砂岩及中粒砂岩；属较稳定的厚煤层。、2-2煤层:全区大部可采，可采面积9.527km2，煤层厚度8.08-14.41m，平均11.33m，结构较复杂，夹矸2-3层，夹矸多为炭质泥岩及泥岩

24、，夹矸由北向南逐渐增厚，煤层变薄；25线以南分岔成上、中、下三分层，且厚度变薄，26线以南分层煤厚在1m左右，但多数点不可采，中下分层逐渐尖灭。在22线以北的深部，煤层结构较简单，煤层顶底板均为粉砂岩或泥岩，属较复杂型厚煤层。 、3煤层:为本区的主要可采煤层，可采面积为9.886km2，全区发育，厚度18.35-28.68m，平均22.33m，为一厚-特厚煤层，煤层结构较简单，夹石最多四层，岩性为泥岩或炭质泥岩，煤层稳定性好，规律性强，由南向北，由浅到深煤层变厚，煤层顶、底板岩性为中砂岩。表1-3 可 采 煤 层 特 征 表煤 层编 号煤层厚度最小-最大平均稳定性可采性煤层结构夹矸层数夹矸岩性

25、顶 板底 板2-1218.27-28.5922.32较稳定、不稳定大部可采简单复杂05泥岩、粉砂岩炭质泥岩泥岩、粉砂岩、细、粗粒砂岩、含砾砂岩泥岩、粉细粒砂岩2-28.08-14.4111.33较稳定、不稳定局部可采简单复杂05泥岩、粉砂岩炭质泥岩泥岩、粉砂岩、细、粗粒砂岩、含砾砂岩泥岩、粉细粒砂岩318.35-28.6822.33稳定基本全区可采简单03泥岩、炭质泥岩泥岩、粉砂岩细粒砂岩1.3.3煤质1）、物理性质本区所有煤层均具有相似或相同的宏观物理性质，均呈黑或黑褐色，棕褐色条痕，具有弱沥青光泽，多属暗淡(或半暗淡)型煤。结构均一或呈似条带状，有时可见条带状结构或木质结构。具块状或层状构

26、造。其断口平坦或呈参差状。外生裂隙发育。硬度1-3之间，但韧性较强。2）、宏观煤岩特征各煤层煤的成分以暗煤为主，丝炭次之，层状或块状构造，条带状或均一状结构，以暗淡型煤为主，半暗淡型煤次之。3）、显微煤岩特征据邻区资料显微煤岩特征：煤层群的腐植组含量58.9%,惰质组含量39.1%，壳质组含量0.7%，矿物质含量1.3%。4）、化学性质煤的水分：据矿区资料水分在6.14-15.68% 之间，平均12.9%。各煤层焦油的含量在3.156.18%，平均为4.87%，属含油煤。具体如下：（1）、2-12煤层：灰分为9.9337.43%，平均值为16.96%，属中灰分煤。挥发份34.2650.19%，

27、平均值为43.87%；分析基发热量14.528.4MJ/kg，平均为22.5 MJ/kg；全硫含量(St.d)0.29%-0.93%,平均0.48%。（2）、2-2煤层：灰分为10.6423.54%，平均值为16.94%，属中灰分煤；挥发份44.1747.64%，平均值为46.09%；分析基发热量18.121.1 MJ/kg，平均为19.6 MJ/kg。（3）、3煤层：灰分为6.8230.91%，平均值为11.44%，属中低灰分煤，煤层灰分的变化规律由浅入深，由南往北逐渐下降。挥发份37.0851.81%，平均值为42.06%；分析基发热量20.628.9 MJ/kg，平均为23.2 MJ/k

28、g；全硫含量(St.d)0.14%-0.55%,平均0.26%。5）、煤炭产品用途井田内煤层属中灰-低灰、特低硫、中等发热量的优质褐煤，主要做为动力用煤、化工用煤。1.3.4煤层顶底板层群煤层顶板岩石均为泥质胶结的砂岩，泥岩和砂质泥岩等，岩石松软，抗压强度低。本井岩石以软弱岩类为主，煤层顶底板较难管理，工程地质条件复杂，为三类二型。1.3.5瓦斯、煤尘及煤的自燃本井瓦斯含量较低，邻近生产矿井铁北煤矿、灵泉煤矿瓦斯鉴定，其瓦斯相对涌出量均不大于1m3/t,初步确定为0.1-0.30m3/t，鉴定为低瓦斯矿井。因此，本井参照邻近矿井瓦斯鉴定情况，暂按低瓦斯矿井设计。见表1-4。表1-4 矿区煤层瓦

29、斯含量及瓦斯成份统计表煤层号瓦斯含量ml/g（最小一最大/平均一点数）瓦斯成份%（最小一最大/平均一点数）CH4CO2C02C08CH4CO2N2C02C801-20.03-0.060.05-20.24-0.260.25-21.68-2.832.26-22.62-6.134.38-292.19-94.5693.38-230.05-0.100.03-20.08-0.130.010-23.83-5.034.43-22.29-4.343.32-291.82-92.6892.25-230.06-0.200.11-30.10-0.350.19-40.27-9.063.63-42.22-11.775.03

30、-487.97-95.0391.33-4 根据勘探和矿区成果资料，煤层的煤尘爆炸测试结果，火焰长度均大于400MM，都有爆炸性。生产矿井所测爆炸指数42.9%，大于10%，具有爆炸危险性。（层煤为重庆煤研所测试）但至今尚未发生煤尘爆炸现象。分析其原因：1、褐煤，块状，瓦斯含量低。2、矿井机械化程度低，煤尘飞扬少，没有尘云。3、煤层水分高，井下湿度大，大者达到8090%。虽然如此，也不能放松预防煤尘爆炸的警惕性和采取必要的措施。煤层有自燃发火倾向，自燃发火期为36个月。 2 井田境界和储量2.1井田境界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

31、分为井田的原则为：、井田范围内的储量，要与煤层赋存情况、开采条件和矿井生产能力相适应；、保证井田有合理尺寸；、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；、合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。2001年12月由中华人民共和国国土资源部发放采矿许可证（证号：1000000140166），采矿权人为扎赉诺尔矿务局。2008年3月由中华人民共和国国土资源部以国土资矿函（2008）15号文关于灵泉露天煤矿采矿权变更问题的复函，确定灵露煤矿开采范围由13个拐点坐标组成，井田走向长3.86km，倾斜宽3.27km，面积12.35km2。 井田境界拐点坐标见表2-1。表2-1 井田境界拐点坐标

32、表 编号纬距（X）经距（Y）编号纬距（X）经距（Y）154766203955100085475589395546952547588939551987954779953955514535476558395522021054787063955562845476292395525301154802093955378055476132395524821254800903955320265476014395528121354783243955208175476169395528572.2矿井工业储量根据储量计算公式： =SMr式中： 储量，万t；S井田面积，m；M厚度，m； 容重，t/m，（煤的容重为1

33、.25 t/m）。由于本次所设计的有2-12、2-2 和3三个煤层，所以只需计算这三个煤层煤的工业储量，其中2-12号煤层的平均厚度为22.32m，2-2 号煤层的平均厚度为11.33m，3号煤层的平均厚度为22.33m。2-12号煤层的工业储量为： 2-12=930900022.321.25=25972.1万t2-2号煤层的工业储量为： 2-2=952700011.331.25=13492.6万t3号煤层的工业储量为： 3=988600022.331.25=27594.3万t 所以灵露矿的工业储量为： = 2-12+ 2-2+3=67059万t2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱留设原则.工

34、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。.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。.维护带宽度：风井场地20m，其他15m；.断层煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度为20m；.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2-2。表22 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：、占地面积指标取：1.0公顷/10万t、面积

35、计算：500万t 1.0公顷/10万t = 50公顷=500000平方米为了保证矿井生产安全，一定应邀留足永久安全煤柱。矿井可采储量=（矿井工业储量-永久煤柱损失）矿井回收率。计算矿井可采储量时，必须要考虑以下损失：工业广场保护煤柱；井田境界煤柱损失；采煤方法所产生的煤柱损失和断层煤柱损失；建筑物、河流、铁路等压煤损失；其他损失。本井田中永久煤柱损失主要有：工业广场保护煤柱、井田境界煤柱和边界断层保护煤柱等。根据新庄煤矿周围矿井实际经验并且依据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程之相关条款规定，部分煤柱的留设方法如下，具体可参见表2-3表2-3煤柱留设方法（1）防水煤柱：露天与井工隔

36、离煤柱50m。（2）井田边界煤柱：一侧20m；（3）断层煤柱：一侧30m；（4）护巷煤柱：一侧50m。2.3.2 工业场地煤柱损失量 工业场地压煤时，为防止地下开采引起的岩层移动及变形危及工业场地内的建筑物，故工业场地下方需要留设煤柱。工业场地面积根据煤炭工业工程项目建设用地指标，该设计工业场地面积取500000m2。工业广场保护煤柱见图 2-1. （2-1）式中 工业场地压煤长度，m； 工业场地地面长度，m； 松散层厚度，m；25m2-12号煤层深度，m；90m；2-2，116m;3，130m;煤容重，为1.25t/m3-煤层平均厚度，2-12，22.32m；2-2，11.33m;3，22.

37、33m;工业场地压煤量，t松散层移动角，度；一般为2030，本次取30；基岩移动角，度；一般为5075，本次取60；Z2-12=1.25x8692x22.32=2106.8万t S2-2=899m ，Z2-2=1144.5万t； S3=915m ，Z3=2336.5万t; 总的工业场地煤柱为5587.8万t 图2-1 工业广场保护煤柱2.3.3边界煤柱损失量 边界煤柱可按下列公式计算=LBM （2-2）其中： 边界煤柱损失量，t； L边界保护煤柱宽度，m； B边界长度，m； M煤层厚度，m； 煤的容重，t/m3，取=1.25t/m3。井田边界煤柱按一侧20m的宽度留置，总长度为15.42km。

38、则井田的边界煤柱为： 2-12=15.421032O22.321.25=8604360t=860.4万t 2-2=15.421032O11.331.25=4367715t=436.8万t 3=15.421032O22.331.25=8608215t=860.8万t总的井田的边界煤柱为1758万t2.3.4 断层保护煤柱Z断=1.62103301.25=6.08万t2.3.5保护煤柱总量合计煤柱为P=Z边+Z工业+Z断=7351.9万t2.3.5 矿井可采储量 （2-3）式中 矿井的可采储量，万t； 矿井的工业储量，万t； 保护工业场地和井田边界损失的煤柱，万t； 采区采出率。75%；故 矿井的

39、可采储量为Z=（67059-7351.9）x75%=44780.4万t3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度矿井设计年工作日为330d，每天四班作业，其中三班生产、一班准备，每班工作6h，每天净提升时间为16h。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1确定依据煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。矿区规模可依据以下条件确定：.资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；.开发条件

40、：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模;否则应缩小规模；.国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤中煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；.投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。3.2.2矿井设计生产能力井田储量丰富，煤层赋存稳定，顶底板条件好，断层褶曲少，倾角小，厚度变化不大，开采条件较简单，技术装备先进，经济效益好，煤质为褐煤，交通运输便利，市场需求量大，宜建大型矿井。确定矿井设计生产能力为5.0Mt/a。矿井生产能力

41、主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。3.2.3矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Zk、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为：ZkAKT= （31）式中: T矿井服务年限，a；Zk矿井可采储量，万t；A设计生产能力,万t；K矿井储量备用系数，取1.4；则，矿井服务年限为：T =44780.4/5001.4= 64a4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题4.1.1 井筒形式及数目的确定和位置的确定一般情况下，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，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

42、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。综合灵露矿的实际情况：1）表土层较厚薄，2）地处平原，地势平坦，地面标高平均为+544m左右，煤层埋藏较浅，距地面垂深在82358m之间。综上所述，矿井可以采用立井开拓，也可采用斜井开拓。因此第一方案主、副井都采用立井开拓，第二方案主、副井都采用斜井下层煤用暗立井延伸开拓，第三方案主斜井、副立井开拓。根据第三章所核算服务年限，全矿井服务年限为64a，综合诸多因素，本设计开拓方案有以下三种。方案1 采用立井上下山采区开拓。运输大巷在煤层底板坚硬岩层中

43、，回风大巷布置在煤层中。草图见下图41： 图41方案2 采用双斜井开拓方式，主斜井作为主提升井，主井内铺设胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，同时布置所需的组合管线，副斜井作为运送材料，提升矸石之用，井筒内铺设轨道，担负全矿井的矸石、材料、人员等，采用上、下山开拓，运输大巷在煤层底板坚硬岩层中，回风大巷布置在煤层中，草图见下图42：图42方案3 采用主斜井副立井的开拓方式，运输大巷在煤层底板坚硬岩层中，回风大巷布置在煤层中。草图见下图43。 图43方案1 优点：地面运输条件好，井下为采区式生产，易于保证矿井产量，工业广场布置在井口附近。在埋深相同的条件下，立井井筒短，相应的管缆敷设长度短，提

44、升速度快，提升能力大，井筒支护条件好且易于维护，井筒通风断面大，通风阻力小，有利于矿井通风。缺点：开凿费用高，井筒施工技术复杂，需用设备多，要有较高的技术水平，井筒装备复杂，基建投资大，生产干扰大。方案2 优点：斜井开拓的井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，斜井一般无需用大型提升设备，因而，初期投资少，建井期较短，井筒延伸施工较容易，对生产干扰少。缺点：斜井井筒长度比立井井筒长，围岩不稳定，井筒维护费用高，铺设的通风线路和管缆较长。方案3需要布置两个工业广场，工业广场不集中。且工业广场的压煤量较大，所以在此不考虑采用此方案按照技术可行的原则，确定了适合本矿的开拓方案共有2个，但斜井比立井的工程量大的多，所以选用方案一。选择井筒位置时要考虑以下主要原则：1）有利于井下合理开采（1）井筒沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。（2）井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，