本科生毕业设计康智锟矿井通风与安全设计.doc

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1、目 录1 井田概况及地质特征41.1矿区概况41.1.1交通位置41.1.2井田范围41.1.3水系41.1.4气象及地震情况51.1.5电源情况51.2井田地质特征51.2.1井田地形51.2.2井田水文地质特征101.3煤层及煤质101.3.1煤层101.3.2煤层围岩特性101.3.3煤质概述112 井田开拓122.1.1井田境界122.1.2可采储量132.1.3矿井设计生产能力及服务年限162.1.4井型校核172.2井田开拓182.2.1井田开拓的基本问题182.2.2矿井基本巷道252.2.3大巷运输设备选择292.2.4矿井提升313 采煤方法及带区巷道布置333.1煤层的地质

2、特征333.1.1 煤层埋藏条件333.1.2 煤层顶底板岩石构造情况333.1.3 瓦斯状况及发火倾向，涌水量333.2带区巷道布置及生产系统333.2.1巷道布置333.2.2带区车场343.2.3带区主要硐室343.2.3工作面开采顺序343.2.4带区通风生产系统343.2.5巷道掘进353.2.6带区生产能力373.3采煤方法373.3.1采煤工艺方式373.3.2回采巷道布置444 矿井通风474.1矿井通风系统选择474.1.1矿井通风系统的基本要求和原则474.1.2矿井通风系统的选择474.1.3矿井通风方法的选择514.2带区通风524.2.1工作面通风方法确定524.2.

3、2通风构筑物544.2.3工作面上行风和下行风的确定544.2.4采煤工作面所需风量计算544.2.5带区通风系统评价564.3掘进通风564.3.1局部通风方法564.3.2风筒材料、规格及接头形式574.3.3掘进工作面需风量的计算584.3.4掘进工作面设备的选型594.3.5掘进通风安全技术措施614.4矿井所需风量614.4.1矿井实际需风量614.4.2风量分配624.4.3风量验算624.5矿井通风阻力634.5.1容易和困难时期阻力计算644.5.2等积孔694.6矿井主要通风机选型694.6.1矿井自然风压704.6.2计算通风机的总风量704.6.3通风机风压714.6.4

4、电动机的选择734.7矿井反风措施和装置744.7.1矿井反风的意义和目的744.7.2矿井反风安全可靠性分析754.8矿井通风费用754.8.1电费764.8.2设备折旧费764.8.3材料消耗费764.8.4通风人员工资费用774.8.5吨煤通风总费用774.9防止特殊灾害的安全措施775 矿井安全技术措施795.1矿井安全技术概况795.1.1通风概况795.1.2自然发火概况795.1.3防治水概况795.1.4顶板冒落防治概况795.1.5其它灾害概况795.2矿井火灾805.2.1矿井自然发火概况805.2.2矿井自然发火分析及措施805.3矿井瓦斯845.3.1矿井瓦斯地质条件8

5、45.3.2矿井瓦斯涌出概况845.3.3矿井瓦斯防治845.4矿井粉尘865.4.1矿尘概况865.4.2矿尘防治措施875.5事故预防及处理计划的编制88专题部分921前言922采掘工作面的粉尘防治技术922.1 通风除尘922.2 减少和抑制尘源产生922.3 喷雾降尘932.3.1采煤机和掘进机喷雾降尘技术932.3.2 转载点及液压支架喷雾降尘技术932.4 化学除尘942.5 空气幕降尘952.6 除尘器除尘952.7 个体防护963石豹沟矿采掘工作面粉尘防治963.1 概述963.2掘进工作面粉尘防治963.3 采煤工作面粉尘防治984采掘工作面粉尘防治技术的发展趋势995结论9

6、9翻译部分101参考文献113致 谢1151 井田概况及地质特征1.1矿区概况1.1.1交通位置石豹沟矿，地处河北省南部，位于河北省邯郸市之西南，西北距峰峰集团公司约10km，东距磁县县城约15km，地理坐标为东经11412401141430，北纬3622936245之间。图1-1 地理位置示意图1.1.2井田范围北以 F29号断层与泉头井田分界；南至F25号断层与梧桐庄井田相邻；西至煤层露头及技术边界与三矿井田相隔；东至F8号断层与九龙矿相望；井田南北平均长4.25km，东西平均宽3.25km，井田面积13.83km2。由44个拐点圈定一不规则多边形。井田西部已有专用铁路线，在临水（新市区）

7、与峰峰矿区环行铁路相接，经马头车站与京广线铁路连通，临水车站距马头车站20km。此外，还有岳峰公路从本矿西部通过，北部有新市区南环公路与磁县相通。附地理位置交通图。1.1.3水系石豹沟矿井田位于鼓山东麓，属平缓的丘陵地形，冲沟比较发育。区内西高东北低，最高处为赵家庄西南之山岗，标高205.74m,最低侵蚀基准面为滏阳河床，标高107.4批6m，相对高差近百米。区内地表水系不发育海河流域子牙河水系上游的淮阳河起源于井田北西外围放山奥陶系灰岩泉群，由黑龙洞泉，娘娘泉，广胜泉，郭家庄泉等泉群汇集，由西向东在井田北侧外围穿过，根据水源开发队资料，河流流量62.42m3/s5.51m3/s,平均流量11

8、.81m3/s，最高洪水位标高122m左右。井田范围内唯一地表溪流为固义小溪，由大气降水、浅层地下水、矿坑水等汇集，自西向东横贯井田，流量在1m3/s以内。井田内以各含水层的水量、水位、水质等资料分析，在正常情况下，各含水层之间无水力联系。1.1.4气象及地震情况本区为大陆性半干旱气候，现将峰峰矿区气象站本区气象资料简述如下：降水量：年总量最大1240.6mm，最小391.9mm，平均628.9mm，集中于6月底至9月初，可占全年一半。蒸发量：年总量最大2229.5mm，最小1427.5mm，平均1908.7mm，5月7月最大。气温：历年最高气温41.9，最低15.7，年平均气温14左右。冰冻

9、期为每年12月初至来年3月初。风向风速：本区春季多东南风，夏季风向不定，秋季多西南风，冬季偏北风，最大风速可达20m/s。地震：本区历史记载有地震活动，根据国家地震局地震大队1977年3月15日地鉴字第030号文件认为：“峰峰矿区地震基本烈度为八度”，因此在矿井建设等方面均应充分专虑这一因素。现将历史记载的对峰峰附近地区有破坏性的地震资料列表如下：表1-1 地震资料列表时 间震级烈度对峰峰地区的破坏程度13141056涉县死326 人，武安死14人。1556年8磁县清泉寺倾倒1830.06.127.5滏阳河干涸，磁县死5485人，彭城死伤1700人1966.03.086.8武安坍塌房屋253间

10、，磁县12间1966.03.227.2波及磁县1.1.5电源情况石豹沟矿地面设35kv变电所一座，两回电源线路引入，一回引自峰峰发电厂，另一回引自申家庄110kv区域变电站，两回路电源线路一路为LGJ-120架空线路，线路长度为6km，另一路为LGJ-120架空线路，线路长度为11.5km。两路电源线路距离适合，供电电源可靠。1.2井田地质特征1.2.1井田地形本区为半裸露区，除井田中部多为被第四系所掩盖外，四周及毗邻区自奥陶系至上二迭系石千峰地层均有零星出露。现将各地层情况自上而下简述如下：1奥陶系马家沟组岩性为白云质，灰质角砾岩与白云质灰岩、纯灰岩、花斑状灰岩，交替出极具清晰的沉积韵律，地

11、下岩溶发育，以溶裂、溶孔和小型溶洞为主。全厚300m。2中石炭统本溪组岩性以深灰色粉砂岩、砂质泥岩与浅灰色至灰白色铝土质泥岩为主，含有煤层一层，中上部有时夹厚层中粒砂岩，底部为紫红色铁质铝土质泥岩，偶见透镜状铁矿，沉积厚度较大，厚度相差一倍以上，无明显规律，井田内未见灰岩层，但北大峪地面偶见极薄灰岩夹层。3上石炭统太原组为海陆交替相沉积，厚度比较稳定，总厚110m至120.78m，沉积的岩层为深灰色至灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩与浅灰色中鲕粒岩，其中石灰岩68层，含煤69层。粉砂岩与泥岩中含有丰富的植物化石。石灰岩中产丰富的海相动物化石，有蜓类、腕族类、瓣腮类、复足类、珊瑚、海百合等。灰岩自上

12、而下分别名为一座、野青、山青、伏青、小青、中青、大青、下架，除一座与中青沉积稍欠稳定外，其余沉积发育良好，以野青、伏青、大青较厚，一般在2m至5m。本组4、6、7、8、9为全区可采煤层，3、5下、6下为局部可采煤层。峰峰地区多以石灰岩顶板命名，如野青大青煤等。由于沉积稳定，灰岩均匀间隔，地层和煤层对比容易。与山西组为连续沉积，分界不明显，采用一座灰岩上部一层中细粒砂岩分界。二迭系按岩性、岩相、古生物特征，可划分为山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组，各组间均为连续沉积，分界不明显。山西组与石盒子组分界，采用以紫色岩层绝迹后第一层中粗粒砂岩为界（相当干骆驼脖砂岩）。下石盒子与上石盒子组划分，

13、考虑到与毗邻井田统一，仍以第三段分界砂岩划分，（全国地层编表根据所采标准植物化石将分界从原三段底界下推120m，即三段下的百米砂岩）。石盒子组以上至石千峰组地层为陆相沉积，变化较大。4下二迭统山西组主要为过渡相海陆相沉积。岩性以灰白色中细粒砂岩与深灰色粉砂岩为主，夹灰黑色砂质泥岩，泥岩与煤层，含煤36层，东北角含煤程度较高，可达6层，下部的2号煤层为本区主要可采煤层。顶部灰色砂质泥岩中普便具有灰褐色细鲕状结构，可作为标志岩层，井与其上灰色中粒砂岩为界划分山西组与石盒子组，上部0号煤顶底板泥岩中含较高的铝土、高岭质成分，为峰峰地区重要陶瓷原料。最底部一层厚5米左右的中粒砂岩相对稳定，为山西组与太

14、原组分界。厚度56.38m89.15m，平均厚78.34m，岩性变化较大，无明显标志层，砂质泥岩中植物化石丰富，见有烟叶大羽羊齿、三角织羊齿、鳞木、芦木、苛达特等。5下二迭统石盒子组第一、二段岩性上下不易区分，厚200.60m232.90m，平均216.47m，东北部稍厚，西南部稍薄，不够明显。从顶界至2号煤层距离稳定，一般为268m，两极差不超过15m，成为对比上的一个依据。上界与上石盒子组第三段底界砂岩分界明显。岩性可分上下两部，上部厚110m左右，以灰绿色、紫斑色粉砂岩和紫斑色铝土质泥岩为主，夹23层灰白色厚510m中细粒砂岩，其中底部一层在全区较为稳定。在距三段底40m80m处的紫斑色

15、铝土质泥岩中常见有黄褐色菱铁质粗鲕状结构、呈瘤状体集结，具有相对的标志性。下部厚76m。岩性为灰绿、紫黄斑、灰色的粉砂岩、砂质泥岩，下部间夹深灰色砂质泥岩和灰色铝土质泥岩12呈：中细粒砂岩，颜色愈下愈深，砂岩泥质成分增加，成分中含金、黑云母增加，底部一层砂岩厚510m，为骆驼脖砂岩，本段含有较多的植物化石见有：中国瓣轮叶、星轮叶、带羊齿。6上石盒子组第三段浅灰、灰白色中粗粒石英长石含砾砂岩，占全层70，间夹紫灰绿色粉砂岩，砂岩多斜交层理和凸镜状、楔形层理。下部夹有一层紫花色含铝质成分高、色泽鲜艳、腊状光泽、性韧、质纯的泥岩，局部具鲕状结构，厚515m。其下砂岩具缓波状水平层理，砂岩中常间夹有深

16、灰、灰黑色泥岩，三者结合成一个标志层段。以砂岩为主体的本段岩层，宏观上从岩性、物性、厚度上组成石盒子组标志层段。厚度99122m之间，平均110.82m，变化不大，稍有由北东向南西减厚趋势。本段底界以下至2号煤层268m；以上至5段底界厚220m，全区变化不达，可作对比依据。顶部多以一层厚23m的灰绿色含红色矿物多含砾中粗砂岩为界。本段下部含有少量植物化石，如：带羊齿、大羽羊齿等。7上石盒子组第四段紫斑、紫灰绿色的砂质泥岩、粉砂泥岩为主组成了以泥质岩类为特点的层段，砂岩很少，中下部夹12层薄层细砂岩，局部含鸡蛋绿高岭质泥岩。下部层位中常有一层薄层片状深灰黑色泥岩，见有海豆芽动物化石。本段含植物

17、化石甚少，厚度一般104m，变化不大。8上石盒子组5、6段紫红色、紫色绿色粉砂岩、泥岩为主，夹有纯度不均匀的含铝质泥岩，均匀的分布有34层紫红、粉红色中细粒砂岩，多红色矿物而与下段砂岩区别。泥质岩中，多黄色斑状物及豆状、瘤状的泥质、铁质结合体。下部含数层0.10.2m硅质层，具有标志性。底部为一层厚层状石英长石中粗粒含砾砂岩，厚10m左右，沉积相对稳定，具有标志性，与四段分界。本段厚一般150m，变化不大，底界至2煤层一般480m，可作为对比依据。9上二迭统石千峰组为一套纯陆相沉积地层，岩性单一，厚度巨大的紫红色岩层，无论从岩性、岩相等方面与石盒子组有着截然的不同。根据岩性、岩相可分三段，本井

18、田仅见二段下部层位，由下而上述之。10石千峰组第一段全厚200m，可分上中下三段。上部由紫红色页岩与薄层细砂岩互层，以及粉砂岩组成。粉砂岩中含钙质结核，厚70m。中部为紫红色粉砂岩、泥岩和泥灰岩组成（浅水灰岩）。泥灰岩在全区稳定，一般45层，其它区在泥灰岩中找有偏体鱼类化石，厚约50m。下部为紫色、紫红色粉砂岩、泥岩，间夹数层中厚层紫色中细粒砂岩组成，泥质岩类中含大量顺层分布的瘤状钙质结核，厚80m。11石千峰组第二段红色、粉红色薄层状具良好的水平层理的细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成，含有与岩体同生的椭球形结核包体，厚度不详。12新第三系上新统仅在石桥山顶出露，与下复地层成不整合接触，主要为疏松

19、的淡黄、黄色中粗砂和细砂组成，间夹砾石，厚6m。13第四系全新统厚7m，分布于河漫滩及一级阶地之上，为砂、亚砂土、砂砾透镜土组成。岩层电性特征及其对比情况：本区煤系上覆地层厚度大，岩性标志性差，但沉积厚度相对稳定，物性条件较好，规律性明显，依据自然放射性（）,视电阻率曲线()在各段不等的幅值及异常显示,形成各不同沉积段的对比标志,密度曲线(r)对一般的断裂带均有所反映,综合各自特点,成为研究对比主要手段,为本区中、小断层确定提供了依据。表1-2地质柱状图岩石名称层 厚（m）岩性柱状累 厚（m）岩 性 描 述细粒砂岩2.5 2.5褐灰色，成份以石英长石为主，薄层状，具微波状水平层理。粉砂岩7.0

20、. .9.5深灰色，薄层状，微细波状水平层理，成份以石英为主，含植物化石碎片。.粉、细砂岩互层3.0. .12.5褐灰色，薄层状，夹宽条带粉砂岩。 .细粒砂岩1.64 14.14灰色，薄层状，波状水平层理，含植物化石。中粒砂岩5.16. .19.3浅灰色，薄层状，成份以石英为主，含长石及黑色矿物，具微波状水平层理。砂质泥岩1.1_20.4灰黑色，厚层状，含炭化植物化石。砂质泥岩0.74_22.43黑灰色，薄层状，水平层理，含植物化石碎片。粉粒砂岩1.28. .23.71深灰色，薄层状，具不明显水平层理，含少量炭化植物化石碎片。.砂质泥岩1.29_25.0黑灰色，薄层状，下部含砂量高，近于粉砂岩

21、，隐显水平层理，夹少许镜煤条带。_粉粒砂岩2.9. .27.9深灰色，薄层状，中下部夹少量细砂条带，微波状水平层理，含炭化植物化石。细砂岩1.87 29.77浅灰色，薄层状，具微波状水平层理。中细砂岩5.34. . .35.11浅灰色，中厚层状，成份以石英为主，含长石及黑色矿物，波状水平层理。砂质泥岩01.7_36.81灰黑色，薄层状，炭质程度高，隐约显出水平层理。2号煤539.81黑色，粉末状，亮煤为主，玻璃光泽。砂质页岩3.22-.-.-.-.-.43.03灰黑色，薄层状，块状结构，具水平层理。细砂岩2.91 45.94灰黑色，薄层状，含丰富的炭化植物根部化石碎片。砂质页岩4.19-.-.

22、-.-.-.50.13灰黑色，厚层状，局部含炭质结核。细粒砂岩5.75 55.88褐灰色，间夹粉砂条带，具有清晰的连续水平层理，并含炭化植物化石碎片。砂质泥岩1.01_56.89灰黑色，薄层状，局部含炭质结核。粉粒砂岩2.91. 59.8灰黑色，薄层状，上部含细砂条带，断续水平层理。1.2.2井田水文地质特征石豹沟矿处在F11、F29、F8、F26断层切割的封闭区域内，在边界附近，受F11、F29、F8大断层的影响，2号煤与大青灰岩及奥灰含水层发生对接，煤层开采直接受灰岩含水层水威胁，需留设防水煤柱。井田内分布的主要含水层有：石盒子组砂岩含水层、野青灰岩含水层、山伏青灰岩含水层、大青灰岩含水层

23、以及奥灰含水层。太原组各层灰岩之间，在垂向上随着埋藏深度的增加富水性显著减弱。井田内以各含水层的水量、水位、水质等资料分析，在正常情况下，各含水层之间无水力联系。1.3煤层及煤质1.3.1煤层本区石炭二叠系煤系地层，包括本溪组、太原组和山西组，煤系总厚度220m。含煤1216层，煤层总厚度约15m。含煤系数6.6%，由上至下编号为1号（小青）、2号（大煤）、3号（野青）4号（小煤）、5号，5下、6号（山青）、7上、7号（大青）、8号（大青）、9上、9号（下架）等煤层。其中全区可采煤层为2号层，由于4号煤厚为0.46m，不建议开采，所以全区可采厚度为5m，其余为远景储量。太原组地层沉积稳定，标志

24、层明显，层间距、煤厚、煤质变化不大，煤层的物性特征标志，具有特定的曲线形态，煤层易于对比。山西组煤岩层沉积变化较大，除2号煤层和4号煤层较稳定外，其他煤层有分岔、尖灭现象，但尚有规律可寻，2号煤：为本区主要可采煤层，在全区沉积，平均厚5m，发育较好，厚度大。个别情况由于后期构造影响，在断层附近有加厚减薄现象，如607孔受F11断层影响，煤层厚度增大到10.36m；910孔受F8断层影响，减薄至1.06m，除此外厚度变化不明显。宏观上，东部边沿靠F8断层一带略有所变薄，但幅度不大。煤层倾角510，平均为8。 煤层直接顶板为深灰色砂质泥岩和灰色炭质泥岩，厚度0.54m，抗压强度15.547.4Mp

25、a；老顶为中细砂岩，厚度410m左右，其抗压强度48.4115.7Mpa；直接底为砂质泥岩，厚度3.0m左右，抗压强度68.6Mpa左右。1.3.2煤层围岩特性2号煤煤层直接顶板为深灰色砂质泥岩和灰色炭质泥岩，平均厚度5m，抗压强度15.547.4MPa；老顶为中细砂岩，厚度410m左右，其抗压强度48.4115.7MPa；直接底为砂质泥岩，厚度3.0m左右，抗压强度68.6MPa左右。顶底板名称岩石名称厚度（m）岩性特征老顶粉砂岩2.97深灰色，薄层状，局部含植物化石直接顶粉砂岩1.39深灰色，含云母植物化石伪顶泥岩0.52灰黑色，碎块状，含植物化石直接底砂质泥岩3.22灰黑色，坱状，水平层

26、理老底细砂岩2.91浅灰色，薄层状，水平层理表1-3 2号煤层顶底板岩性特征表1.3.3煤质概述石豹沟矿瓦斯绝对涌出量3.5m3/min，相对涌出量1.85m3/t，2号煤层煤尘爆炸指数29.74，煤层自燃等级属于不易自燃。瓦斯等级鉴定结果，石豹沟矿为瓦斯矿井。石豹沟矿主产炼焦烟煤，煤质为肥煤，灰分为20.2，硫分为0.48，发热量为20.1MJ/kg。煤的主要用途是供炼焦厂炼焦用。表1-4煤质情况MadAdVdQb.adFCdSt.dY(mm)工业牌号0.9313-4723.1525.850.30.4826.0肥煤2 井田开拓2.1井田境界及可采储量2.1.1井田境界该矿的矿井边界拐点坐标如

27、表2-1表2-1 矿井边界拐点坐标点号XY点号XY14032420385216502340301103851792024031300385216252440301903851733034030325385215752540307553851741544029825385215802640310253851756054029420385214902740311853851755064028080385210102840313853851767574027660385206852940316803851770084027315385202753040315003851811094027195385

28、199353140314603851845510402659038519085324031320385187251140267253851876533403125038519000124027525385188753440307953851911513402765538518955354030650385192701440279003851895536403040538519170154027980385179503740301503851917016402805038518125384030345385192451740289203851810539403057538519540184029

29、00038518250404031050385202001940291703851800041403104538520510204029440385179654240315003852085021402980038517975434032165385211302240297253851791544403233038521315矿井井田范围：北以F29号断层与泉头井田分界；南至F25号断层与梧桐庄井田相邻；东至F8断层与九龙矿相望；井田南北平均长4.25km，东西平均宽3.25km，井田的水平面积13.83km2。附：井田赋存状况图 图2-1井田赋存状况图2.1.2可采储量1矿井工业储量本矿井设

30、计只对2煤层进行开采设计，2号煤层平均厚度为5m，-390m以下的煤炭储量尚未探明，作为矿井的远景储量。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：10000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据，煤炭工业储量是由煤层面积、容重及厚度相乘所得，其公式一般为： ZgS M R (公式2-1)式中：Zg矿井的工业储量； S 井田的倾斜面积，13.83km2； M 煤层的厚度，5m； R 煤的容重，1.40t/m；则：Zg13.83 100 5 1.40 9681万t2矿井可采储量矿井可采储量（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

31、以下损失：（1）工业广场的保护煤柱；（2）井田境界的煤柱损失；（3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；（4）建筑物、河流、铁路等的压煤损失；（5）其他损失。本井田中永久煤柱的损失主要有：工业广场保护煤柱、井田境界煤柱损失、村庄保护煤柱和防水保护煤柱等。表2-2 煤柱留设方法名 称留 设 方 法工业广场根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程第72条：工业广场维护带宽度为15m井田边界边界煤柱20m断 层断层煤柱每侧20m大 巷大巷煤柱每侧30m边界煤柱可按下列公式计算 ZL b M R (公式2-2)其中：Z边界煤柱损失量； L边界长度 b边界宽度M煤层厚度；5m R煤的容重；1

32、.40t/m表2-3 石豹沟矿边界煤柱损失表 单位：万t边界煤层北南西东总和2煤层（万t）55.358.544.146.1204合计204工业广场煤柱留设根据煤炭工业设计规范，工业场地占地指标如下表。表2-4 工业场地占地指标 单位：万t井 型9-30万t45-90万t120-180万t占地指标1.81.51.2注：占地指标中包括围墙内铁路站线的占地面积；井型小的取大值，井型大的取小值；在山区，占地指标可适当增加；附近矿井有选煤厂时，增加的数值为同类矿井占地面积的3040%；占地指标单位中的10万t指矿井的年产量。图2-2 工业广场保护煤柱计算示意图工业场地的布置应结合地形、地物、工程地质条件

33、及工艺要求，做到有利生产，方便生活，节约用电。根据上述规定，本井田工业场地占地面积S取值如下：S=1.590/10=13.5 公顷=135000m故本矿井工业场地的面积为13.5公顷，由于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形，即长方形长边为450m，短边为300m。由此根据上述已知条件，可得出保护煤柱的尺寸为：由图可得：LAB30015 22 50tan40480tan72 480tan70537mLbc 450 15 2 2 50tan402480 tan72651m工业广场保护煤柱为：Q场 LABLbc 51.40 53765151.40 245万t工业广场煤柱总计245万

34、t。 表2-5可采储量计算表煤层工业储量煤 柱 损 失可采储量断层井田边界工业广场合计297511722042456216795合计975117220424562167953可采储量计算矿井的回收率没有具体规定，一般为不低于60%，结合本矿实际情况，为了充分利用煤炭资源，矿井回收率取75%。经计算矿井工业储量为9681万t，全矿永久煤柱损失为621万t。则矿井可采储量（9681-621） 0.756795万t2.1.3矿井设计生产能力及服务年限1矿井工作制度按煤炭工业矿井设计规范规定，矿井设计年工作日为330d，每天三班作业(其中两班生产，一班准备)，每天净提升时间为14h。2矿井设计生产能力

35、的确定与论证矿井设计生产能力确定为90万t/a。其主要理由如下：（1）本井田煤层储量较贫乏，但是赋存以稳定、较稳定型为主，倾角一般510，平均厚度8，比较适宜综合机械化开采，宜建设现代化中型矿井。（2）井田内地质构造简单，以宽缓的褶曲为主，少断层、陷落柱稀少，无岩浆岩侵入。井田内水文地质条件简单，适合建设中型矿井。（3）2号煤为中灰、低硫、低磷、易选的肥煤，是优质的炼焦厂用煤。为此，从矿井资源条件、煤层开采技术条件和煤的加工利用以及煤炭外运条件和可研批复等方面综合考虑，矿井年设计生产能力确定为90万t/a为比较合理。3矿井及水平服务年限（1）矿井年工作日数的确定按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿

36、井设计生产能力按年工作日330天计算。所以，本矿井设计年工作日数为330天。（2）矿井工作制度的确定矿井工作制度设计采用“三八”工作制，即二班生产，一班准备，每班净工作时间为8小时。（3）矿井每昼夜净提升小时数的确定按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井每昼夜净提升时间14小时。这样充分考虑了矿井的富裕系数，防止矿井因提升能力不足而影响矿井的增产或改扩建。因此本矿设计每昼夜净提升时间为14小时。（4）矿井生产能力的确定确定依据为煤炭工业设计矿井设计规范第 2.2.1 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、经济效益及市场对煤炭需求等因素，按照以下规则来进行确定。1）资源情况：煤

37、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的太大。2）开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市）和交通情况（铁路、公路、水路）、用户、供电、供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发力度和矿区规模；否则应缩小规模。3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤种、煤质、产量等的预测是确定矿区规模的一个重要根据。4）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。由于石豹沟矿井田范围小，根据下组煤储量及开采条件，应建设中型矿井，初步确定矿井生产能力为90万t/年（5）矿井服务年限

38、的核算矿井服务年限的计算公式为： (公式2-3)式中 T矿井的服务年限，a；Zk矿井的可采储量，万t；K矿井储量备用系数，取K1.3；A矿井设计生产能力，万t/a；由上计算结果可知：矿井可采储量为6795万t，则矿井服务年限为：6795/(901.3)58.0a 40a以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。经过矿井服务年限的核算，符合煤炭工业矿井设计规范之规定，因此最终确定矿井的生产能力为90万t/a.2.1.4井型校核矿井的这设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应,保证有足够的服务年限,满足煤炭工业矿井设计规范要求。表2-6矿井生产能力（Mta）矿井设计服务年限（a）第一开采水平设计服务年

39、限（a）煤层倾角25煤层倾角256.0及以上7035-3.05.06030-1.21.4502520150.450.940201515经过矿井以及第一水平服务年限的核算，并结合上表的规定，因此最终设定矿井的年生产能力为90万t/a 。2.2井田开拓2.2.1井田开拓的基本问题1影响矿井开拓部署的主要因素石豹沟矿处在F11、F29、F8、F26断层切割的封闭区域内，在边界附近，受F11、F29、F8大断层的影响，2号煤与大青灰岩及奥灰含水层发生对接，煤层开采直接受灰岩含水层水威胁，需留设防水煤柱。特别是F11断层与峰局一矿发生突水事故的F1断层有相似之处，因此断层附近必须按规定留设保安煤柱。按照

40、目前根据泉群构成的排泄带及其补给径流区所划分的水文地质单元中之相对位置，本区属于邯刑地区南单元，水文地质边界北起北洺河地下分水岭，南至漳河南岸，西起涉县长亭大断层，东止梧东、九龙口、大淑村、北李庄等井田深部边界。石豹沟矿井田位于南单元中的峰峰南大峪区，该区边界北起紫山断层，西至鼓山断层，东部和南部边界与单元边界相同，主要补给来源为鼓山露头部位大气降水及西侧的侧向补给，由于井田位于强径流带东侧，奥陶系灰岩埋藏较深，大部垂距地面550m以上，因此岩溶发育远远不如浅部强烈。根据钻孔揭露资料，在100m的段距内大致可划分三个含水带：第一带距界面525m，厚度3m，漏水及严重消耗钻孔占25，相当于O82

41、底部或O72顶部；第二带距界面4651m，厚2m，漏水孔占20，相当于O72中上部；第三带距界面7885m，厚2m，严重消耗钻孔占33，相当于O72中下部。根据这个初步资料，可以推断奥陶系灰岩中对上部煤层开采影响最大的含水层层位在O72中下部。本区开采上部煤层时矿井充水的主要来源为各含水层地下水，井田内分布的主要含水层有：石盒子组砂岩含水层、野青灰岩含水层、山伏青灰岩含水层、大青灰岩含水层以及奥灰含水层。太原组各层灰岩之间，在垂向上随着埋藏深度的增加富水性显著减弱。井田内以各含水层的水量、水位、水质等资料分析，在正常情况下，各含水层之间无水力联系。开采2号煤层初期，以顶板砂岩水为主，末期由于顶

42、板塌陷，将导致潜部地段石盒子组底部砂岩水渗入矿井。综上所述2号煤开采时，断层附近必须按规定留设保安煤柱，尤其与F11断层相接处应特别留意。2井口及工业场地位置的选择（1）井筒形式及数目的确定一般，井筒形式有立井、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。立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；在采深相同的条件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；井筒的断面大，可满足低瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的的要求，且阻力小，对深井更为有利；当表土层为富含水的冲积层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的煤层。结合石豹沟矿地质实际情况，因为煤层埋藏较深，且立井开拓的适应性较强，井筒的断面大，可满足矿井需风量的的要求，且阻力小等特点，确定井筒的形式为立井。因此，本矿井采用一