伊泰集团李家梁煤矿400万ta新井设计三软煤层综采工作面围岩加固技术渗透性影响煤的变形对甲烷的回收和二氧化碳的分离中的应用1.doc

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1、 中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 能源与安全工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 李家梁煤矿400万t/a新井设计 专 题： 三软煤层综采工作面围岩加固技术 指导教师： 职 称： 教 授 2007 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 能源学院 专业年级 采矿工程03级 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日毕业设计日期： 年 月 日 至 年 月 日毕业设计题目： 李家梁煤矿400万t/a新井设计毕业设计专题题目： 三软煤层综采工作面围岩加固技术毕业设计主要内容和要求：院长签字： 指导教师签字：摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分

2、。一般部分为伊泰集团李家梁煤矿400万t新井设计，共分10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-盘区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。伊泰集团李家梁煤矿位于内蒙古自治区东胜煤田勃牛川矿区西南部，距曹羊公路14.5km，经曹羊公路37km与109国道相连。矿井距包神铁路石圪台集装站40km，距唐公塔集装站148km，距包头189km，至鄂尔多斯市89km，交通运输条件比较方便。井田走向（南北）长平均约12.14km，倾向（东西）长平均约4.47

3、 km，井田水平面积为54.30 km2。主采煤层一层，即6号煤层，倾角13，平均厚度5.5m。井田工业储量为43304.3万t，可采储量31591.6万t，矿井服务年限为60.8a。井田地质条件简单，煤层稳定。平均埋深为120m；矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为60 m3/h；煤层硬度系数f=2.3，煤质为低中灰、低硫、特低磷低磷、高热值不粘煤；矿井绝对瓦斯涌出量为0.63 m3/min，属低瓦斯矿井；煤层有自燃发火倾向，发火期4060天，煤层具有强爆炸危险性。矿井采用斜井-平硐单水平联合开拓方式，前期采用中央并列式通风，后期采用两翼对角式通风。一矿一面，采煤方法为厚煤层大采高综采

4、全部垮落法。煤炭运输采用钢丝绳芯胶带，辅助运输采用无轨胶轮车。矿井年工作日为330 d，每天净提升时间16 h。矿井工作制度为：实行“三八”制作业，（两班生产，一班检修），每日两班出煤。专题部分题目是厚煤层大采高全厚开采配套设备研究及应用。采用UDEC3.0数值模拟软件建模计算。翻译部分是一篇关键词：斜硐；盘区；大采高；无轨运输；混合式通风ABSTRACTKeywords：This design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general par

5、t is a new design of Lijialiang mine. Lijialiang mine lines in south of eerduosi in NeiMenggu province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 12.14km ,the width is about 4.47 km，well farmland total area is 54.302.The six is the main coal seam, a

6、nd its dip angle is 1 degree. The thickness of the mine is about 5.50m in all. The proved reserves of the minefield are 433.04 million tons. The recoverable reserves are 315.95 million tons. The designed productive capacity is 4 million tons percent year, and the service life of the mine is 60.80 ye

7、ars. The normal flow of the mine is 30 m3 percent hour and the max flow of the mine is 60 m3 percent hour. It is bituminous coal with low mine gas emission rate and coal spontaneous combustion tendency, and its a coal seam liable to dust explosion.The well farmland is a single level in an inclined w

8、ell to expand.The working system “three-eight” is used in the Lijialiang mine. It produced 330d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.T

9、he layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.The monographic study is Study and Application of Packaged Equipments of great m

10、ining height and full-seam mining in thick coal seam,and it gives a thermal analysis of the underground pressure modeled by UDEC3.0.Translation part of main contentses is an analysis model concerning rock bolts, English topic is:Analytical models for rock bolts.一般部分51 矿井概况与地质特征51.1 矿井概况51.2 井田地质特征61

11、.3 煤层特征102 井田境界和储量152.1井田境界152.2矿井工业储量162.3矿井可采储量163 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限193.1矿井工作制度193.2矿井设计生产能力及服务年限194 井田开拓224.1井田开拓的基本问题224.2矿井基本巷道305 准备方式盘区巷道布置375.1煤层地质特征375.2盘区巷道布置及生产系统385.3盘区车场及主要硐室436 采煤方法456.1采煤工艺方式456.2回采巷道布置547 井下运输567.1概述567.2煤炭运输方式和设备选择577.3辅助运输方式和设备选择598 矿井提升638.1矿井提升的原始数据和条件638.2主副斜硐提

12、升639 矿井通风及安全659.1矿井通风系统选择659.2盘区及全矿所需风量699.3矿井通风总阻力计算739.4选择矿井通风设备809.5防止特殊灾害的安全措施83参 考 文 献91附录一93翻译部分96英文原文96中文译文108致 谢115一般部分1 矿井概况与地质特征1.1 矿井概况1.1.1地理位置与交通伊泰集团李家梁煤矿位于内蒙古自治区东胜煤田勃牛川矿区西南部，行政隶属准格尔旗乌日图高勒乡管辖。矿区交通以公路为主，汽车运输。距曹羊公路14.5km，经曹羊公路37km与109国道相连。矿井距包神铁路石圪台集装站40km，距唐公塔集装站148km，距包头189km，至鄂尔多斯市89km

13、，交通运输条件比较方便。李家梁煤矿交通位置图如图1-1所示。图1-1 矿井交通位置图1.1.2 地形地貌及水系工作区域位于鄂尔多斯高原东部，地表大部被风积砂覆盖，由于受水流风蚀等影响，区内沟谷纵横交错，水土流失严重，植被极不发育，具半沙漠地貌特征。区内地形基本呈东南高，西北低。海拔标高为1120.51304.6米之间，最大地形高差184.1m。区内植被不发育，是典型的高原侵蚀丘陵地貌。勃牛川由北向南从井田西界边缘通过，是区内最大的地表水体，水量随季节变化较大。其支沟各锁沟为间歇性沟溪，旱季一般干涸无水或有溪流，暴雨过后可形成洪流，由东向西流经矿区北部边缘，水流汇入勃牛川，最终注入黄河。1.1.

14、3 气象及地震本区属于半沙漠、半干旱温带大陆性气候，其特征是太阳幅射强烈、日照丰富、干旱少雨、风大沙多，无霜期短，冬季漫长而寒冷，夏季炎热而短暂。降雨量多集中于每年7、8、9三个月，年降雨量为228.1544.1mm，年蒸发量为1875.02657.0mm,是降水量的58倍。气温最高为34.2(1975年7月),最低为-25.1(1977年1月)，年平均气温为7.2。春冬两季风力较大，一般在4级以上，最大风力可达10级，年平均风速3.5米/秒,风向多为西北风。冰冻期较长，最长冻土天数为167天（1976年），最大冻土深度为2.04米（1964年3月1日）。本区位于鄂尔多斯台向斜东北缘，鄂尔多斯

15、台向斜被认为是中国现存最完整、最稳定的构造单元。据“中国地震动参数区划图”划分，本区地震动峰值加速度为0.05g，对照原烈度6度，为弱震区，一般不会发生破坏性地震，历史上亦无破坏性记载。1.1.4 矿井电源本矿位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政区划属新庙镇。矿井为双回路供电。第一回路为新庙变电所10kV供电送入本矿；第二回路为伊泰集团公司自备电厂0.38kV供电送入本矿。变压器设在地面，容量为315kVA；井下移动变电站供电。矿井总装机负荷6050kw，其中井上2900kw，井下3150kw。矿井井下所选用的电气设备均具有防爆性能。随着电力负荷的赠加，对井上下供电系统进行调整，实现井上井下分别

16、由一台变压器供电。施工电源可使用原有电源。1.1.5 地区经济状况工作区地理位置较为偏僻，多年来由于受交通条件制约，经济比较落后，居民多以从事农业为主，牧业次之，但由于土地贫瘠，可耕地少，经济不发达。近几年来，随着东胜煤田大利的开发，交通运输条件有所改善，煤炭开采业正逐步成为本地区的主导产业和重要经济来源之一。区内除煤炭开采外，无其它工业企业。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况1）区域构造东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东南边缘地带，基本构造形态表现为一单斜构造，地层走向N25W，倾向S65W，倾角13，具有宽缓的波状起伏，断层不发育。2）井田构造本区总体构造形态为一向南西倾斜的

17、单斜构造，地层倾角13，未发现断层，具有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入，属于构造简单地区。1.2.2 地层本区位于东胜煤田浅部露头区，受新生代地质应力的作用，使煤系地层在沟谷中裸露于地表。区内揭露地层由老至新有：三叠系上统延长组(T3y)、侏罗系中下统延安组(J1-2y)、第三系上新统(N2)、第四系(Q)，分述如下:1）三叠系上统延长组(T3y)该组为煤系地层的沉积基底。普遍发育大型板状、槽状交错层理，是典型的曲流河沉积体系。厚度6.4023.21m，平均17.09m。2）侏罗系中、下统延安组（J1-2y）该组为区内含煤地层，四道柳找煤区广泛出露，在本区遭受后期剥蚀后，被第四系黄土及风积砂覆盖

18、。其岩性组合：顶部、底部主要为灰白色泥质胶结的中粗粒砂岩，顶部有时相变为砂质泥岩，底部石英含量较高，白色砂岩特征明显，可作为延安组顶底界面的标志层。中部岩性组合为一套浅灰色，风化后呈灰黄色、浅黄色的各粒级砂岩；灰色至深灰色粉砂岩；砂质泥岩；泥岩及煤层，局部含少量钙质砂岩。发育有水平纹理及波状层理。区内含3、4、5、6、6下号煤层。该地层向东南方向厚度变大，厚度80.15138.31m，平均106.92m，与下伏地层延长组呈平行不整合接触。3）第三系上新统(N2)该组地层在区内局部残存。岩性组合为一套暗红色、褐红色砂质泥岩和泥岩，含丰富的呈层状发育的钙质结核，半胶结状。由于沉积后期风化剥蚀的作用

19、，厚度变化较大。据钻孔揭露厚度037.00m，平均18.00m，与下伏地层呈不整合接触。4）第四系(Q)由砾石、冲洪积砂及粘土混杂堆积而成；残坡积物及少量次生黄土分布于山梁坡脚地带，由砂、砾石组成，局部地段含少量次生黄土；据钻孔揭露厚度0.5042.87m，平均13.42m，不整合于一切老地层之上。1.2.3 褶皱及断层核实区构造形态与东胜煤田相似，其总体构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层倾角13，未发现断层，具有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入，构造复杂程度属于简单类型。1.2.4 水文地质特征1）概况区内水系较为发育，基本上两面环川。南界为束会川，东界勃牛川。沟谷十分发育，多为间歇性河流，

20、旱季一般干涸无水或有溪流，但暴雨过后可形成洪水，水流总体由北向南流入勃牛川，而后向南汇入陕西省境内的窟野河，最终注入黄河。据古城壕水文站资料，勃牛川最大洪峰流量为4810m3/s，最小流量0.003m3/s，平均流量4.03m3/s。2）地下水的补给、迳流及排泄条件 补给条件：潜水的补给以大气降水为主，在沟谷地带也可接受地表水的补给。延安组下部含水岩组为承压水,其补给方式一方面接受上部潜水的下渗补给，另一方面则接受侧向迳流补给。 迳流条件：四道柳区地形切割强烈，故地表水及地下潜水迳流条件较好。承压水主要沿倾向或层面方向迳流。由于各地层岩性不同，各岩层的渗透性能及迳流速度有所不同，但迳流方向与区

21、域地形及构造特征相一致。 排泄条件：松散层潜水的排泄方式主要为蒸发排泄、井泉排泄和下渗排泄。碎屑岩类承压水的排泄方式主要有井泉排泄、矿井疏干排泄和地下迳流排泄。3）含（隔）水层特征 含水层a.第四系（Q4）松散层潜水含水段区内松散层分布广泛，岩性以风积砂为主，局部为黄土层，厚度为042.87m，宝山区平均厚度为13.42m，乔家塔区平均厚度为23.94m，厚度变化大。该层与第三系粘土及基岩接触面有泉水出露，流量0.010.04L/S,水质为HCO3-CaMg型，矿化度0.19g/L，PH=7.3，为低矿化度淡水。b.4号煤层底板至Q4含水岩段由延安组上部地层组成，厚度13.4363.65m，宝

22、山区平均厚度30.58m，乔家塔区平均厚度40.68m，厚度变化较大。受风化作用孔隙、裂隙较发育，浅部地层可直接或间接接受大气降水的补给，含有少量孔隙、裂隙潜水。沟谷地带有泉水出露，流量0.030.04L/S，水质为HCO3-CaMg型，矿化度0.19g/L，PH=7.1，属低矿化度淡水。c.46号煤含水岩段区内该层段均有分布，该段厚度27.4034.50m，宝山区平均厚度31.78m，乔家塔区平均厚度29.26m，厚度变化不大，含水微弱。相对含水的中细粒砂岩与相对隔水的砂泥岩类及粉砂岩呈互层分布，泥岩类隔水性能好。d. 延长组（T3y）含水岩段该层全区分布，且厚度大，为煤系地层基底。本次钻孔

23、揭露最大厚度23.21m，岩性为不同粒度的灰绿及绿色砂岩，含孔隙、裂隙承压水，富水性不强，与煤系地层联系不大。 隔水层a. 第三系（N2）粘土：主要分布在本区北部及东部，厚度20.0037.00m，平均厚度28.50m。岩性为浅红色含砂泥质粘土，粘性大，松软未胶结，含少量砾石，一般不含水。b. 6号煤至延长组（T3Y）顶含水岩段的隔水层：区内该段均有分布，厚度10.9559.99m，横向厚度变化大。含水层的岩性以灰白色中、细砂岩为主，多为泥质胶结，较致密，含水层富水性弱。本段隔水层岩性主要为砂质泥岩，隔水性能好，较稳定。4）充水因素分析矿坑充水是影响矿井正常开采的主要因素，区内可构成矿坑充水的

24、水源主要有大气降水、地表水及地下水。 大气降水根据伊金霍洛旗气象局资料，本区历年平均降水量为374mm，降水多集中在79月份。大气降水除大部分地表迳流外，少部分渗入地下。本区受大气降水影响的主要是4号和6号煤层，由于局部煤层沿沟谷出露或顶板较薄，大气降水可直接通过第四系松散层直接或间接渗入煤层中，使矿坑充水。 地表水束会川流经矿区西南边缘，实测流量1.348m3/s（2004年9月18日）。勃牛川位于井田东侧，为常年地表径流（冰冻期冻结），水流注入黄河。地表水对区内6号煤开采构不成较大危害。但矿井井巷系统形成后，地表水体将可能改变原有天然流场，将排泄区域的地表水及地下水变为补给区，会导致地下水

25、的富集。因此，开采时应对汇水洼地引起注意。 地下水a.潜水：潜水受地形地貌控制，随降雨量多少及季节变化显著，一般滞后于雨季，水量多集中在12月份至来年13月份，开拓时应注意季节变化的影响。b.承压水：区内地质构造简单，地层平缓，相对含水的砂岩类岩层不同深度的分布在各地层中，接受上部潜水的下渗补给。随着深度的增加，含水岩层的透水性能减弱。各含水层之间水力联系差，各煤组间无水力联系。5）矿井涌水量根据水文地质工作勘探报告，矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为60m3/h。6）水文地质类型本区最低侵蚀基准面位于束会川，区内各煤层均位于其上，地形有利于自然排水，直接充水含水层主要为延安组（J1-

26、2y）孔隙、裂隙岩层，补给源以大气降水为主，含水层富水性弱，钻孔单位涌水量q0.1L/sm。因此，本区水文地质类型为第第类第一型，即孔隙裂隙充水矿床、水文地质条件简单型。1.3 煤层特征1.3.1 煤层本区煤系地层为中、下侏罗统延安组，自上而下赋存为五个煤层，即3、4、5、6、6下号煤层，其中4、6号煤层可采，其它为不可采煤层。煤层特征一览表见表1-1。表1-1 煤层特征一览表煤号煤层厚度夹矸岩性煤层间距最小最大最小最大顶板夹矸底板最小最大平 均平均/层数平 均32.453.150.30砂质泥岩、粉砂岩泥岩细砂岩、泥岩2.8014.1517.3540.401.2000.75细砂岩、砂质泥岩泥岩

27、粉砂岩15.750.680.50/221.0523.0550.230.450粉砂岩泥岩、细砂岩21.750.3242.4264.806.200.25细砂岩泥岩粉砂岩、泥岩5.5013.676下0.680粉砂岩细砂岩1）4号煤层该煤层位于延安组的中部，基本全区发育，煤层厚度为0.41.20m，平均厚度0.68m，由东南向西北煤层逐渐变厚。一般不含夹矸，结构简单，部分可采，属于较稳定煤层。2）6号煤层该煤层位于延安组的下部，全区发育，煤层厚度为4.806.20m，平均厚度5.50m。煤层倾角13,一般不含夹矸，结构简单，基本全区可采，属于稳定煤层。1.3.2煤质、煤类与煤的用途1）物理性质勘查区内

28、煤呈黑色、条痕褐黑色，弱沥青沥清光泽，内生裂隙较为发育，并具水平、垂直两组节理，其中垂直节理较为发育。节理中常充填方解石、黄铁矿薄膜。参差状断口，条带状结构，层状构造。4号煤层真比重1.381.48，平均1.40；6号煤层真比重1.401.49，平均1.45。2）化学性质 水分（Mad）本区4号煤层原煤水分1.76%7.48%，平均5.56%； 6号煤层原煤水分4.39%9.20%，平均7.73%。 灰分（Ad）4号煤层原煤灰分平均17.71%； 6号煤层原煤灰分平均12.82%。 挥发分（Vdaf）本区内各可采煤层挥发分产率（Vdaf）较高，4号煤层原煤挥发分产率34.32%35.69%，平

29、均34.80%；浮煤挥发分产率33.61%35.03%，平均34.49%。6号煤层原煤挥发分产率32.69%36.47%，平均34.42%；浮煤挥发分产率31.83%35.15%，平均34.11%。 微量元素可采煤层中锗平均含量0.25%3.85%；钒平均含量0.0011.16%。均无工业利用价值。 有害元素a.全硫（St.d）煤中全硫含量很低，可采煤层平均含量0.22%0.42%。数值变化小，为特低硫煤。洗选后全硫含量有所降低，平均含量0.21%0.35%。b.磷（Pd）煤中磷含量很低，平均含量0.006%0.024%，洗选后平均含量0.002%0.013%。综上所述，本区煤层有害成分低，属

30、低中灰分、特低硫、特低磷低磷的不粘煤。3）工艺性能 发热量a. 干基弹筒发热量（Qb.d）可采煤层干基弹筒发热量原煤平均值为26.1230.73MJ/Kg ，数值变化小，洗选后发热量增高，浮煤平均值为30.2030.98MJ/Kg。b. 干基低位发热量（Qnet.d）可采煤层干基低位发热量原煤平均值为25.3429.84MJ/Kg ，数值变化小，洗选后发热量增高，浮煤发热量平均值为29.1529.98MJ/Kg。 粘结性和结焦性煤的粘结指数，自由膨胀序数，胶质层最大厚度，奥亚膨胀度均为零，焦块熔合状况为“粉状胶结”，葛金焦型为“A”，少数为“B”，焦渣特征为II类，表明区内煤的粘结性弱，结焦性

31、差。 气化性能a. 热稳定性据邻区勃牛川普查地质报告，区内6号煤层热稳定性中等。b.煤对CO2的反应性据本区B2号孔煤样测试结果得知：煤对CO2的反应性好，在1000时还原率仅达61.3%62.6%。在900以下增长较快，900以上增长缓慢。 低温干馏煤的低温干馏产物以半焦为主，其次为焦水，焦油产率和气体损失。各煤层焦油产率平均含量为5.38%6.87% ，各煤层均为富油煤。经统计焦油产率和元素分析中的氢、氮呈正相关，和碳、氧多为负相关。 煤灰成分及熔融性区内煤灰成分组成复杂，且变化大。主要成分为SiO2，平均值为46.43%，AL2O3：18.26%；Fe2O3:7.31%；CaO:12.2

32、1%；SO3:9.83%；MgO、TiO2含量低，一般在3%以下。本区煤的煤灰熔融性（ST）一般在11001250之间，属低软化温度灰（LST）较低软化温度灰（RLST）。4）煤的可选性可选性评定须预先拟定一个洗选后的灰分值，依据国际GB/T16417-1996煤炭可选性评定方法（0.1含量法）可选性进行评定。从可选性试验成果表中看，当洗选后灰分（Ad%）在6.0%时属难选。5）煤质综合以上所述，本区煤层有如下特征： 煤变质程度低，煤层为低变质的不粘煤，变质程度为烟煤第阶段。 煤层有害成分低，低中灰分、低硫分、特低磷低磷分煤。 属高热值煤。 粘结性差，焦渣类型为2号，煤中微量元素含量低。 煤的

33、气化性能好，煤层均为含油煤。6）煤类根据中国煤炭分类国家标准（GB575186），区内各煤层胶质层最大厚度和粘结指数为零，透光率在73%左右，原煤挥发分（Vdaf）平均值为29.76%36.47%，本区属于不粘煤。7）煤的用途区内各可采煤层有害成分低，属低中灰、低硫、特低磷低磷、高热值不粘煤，是良好的民用和动力用煤，适用于火力发电，各种工业锅炉等，也可在建材工业、化学工业中用焙烧材料。粉煤加粘结剂成形还可制作煤砖、煤球、蜂窝煤等。1.3.3 煤层开采技术条件1）煤层顶底板情况从钻孔岩石试验结果看，细粒岩石比粗粒岩石抗压、抗剪强度大，各类岩石抗压强度小于30MPa的占88.9%，岩体完整性多为较

34、完整。因此，基岩大都属于软弱半坚硬岩层，工程地质条件属中等。煤层的综合柱状图如图1-2所示。状柱厚度/m岩石名称描述粉砂岩以粉砂岩泥质为主，夹有砂岩透镜体，含植物化石。细粒砂岩白色细粒砂岩为主,局部相变为粉砂质泥岩，夹有砂岩透镜体，上部为粉砂质泥岩,夹各粒级砂岩小透镜体,含植物化石。煤黑色块状，暗淡型，断口平坦裂隙充填方解石脉，下部见亮煤条带泥质砂岩灰色泥质粉砂岩,局部夹砂岩透镜体,含植物化石,沉积基底不平,厚度变化较大。粗粒砂岩灰白色长英质，含白云母，其它暗色矿物及植物化石碎片，上部钙质胶结，下部泥质胶结图1-2煤层地质综合柱状图2）瓦斯根据矿井瓦斯鉴定结果，矿井总回风巷瓦斯绝对涌出量为0.

35、14m3/min，相对涌出量为1.008m3/t，本矿为低沼气矿井。3）煤尘爆炸及煤的自燃根据对煤的自燃、煤尘爆炸作专项鉴定，各煤层火焰长度均大于400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80%，有爆炸危险性。煤层具有自然发火倾向，自然发火期4060d。4）地温根据邻区勃牛川普查区钻孔简易地温测量结果，最大地温梯度1.6/100m，平均1.2/100m，小于3/100m，无地温异常。5）放射性及其它有害气体本区经各勘探阶段，对钻孔测井及大量的煤、岩样品测试，均未发现有放射性异常和大量有害气体。6）地压本区煤层埋藏较浅，地压较小，无异常地压。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1 井田境界及划分包

36、括伊泰公司的神山井田和李家梁井田以及富华井田，三井田合并开发。整个井田由8个拐点圈定。井田境界拐点坐标见表2-1。表2-1 井田境界拐点坐标表点号纬距（X）经距（Y）点号纬距（X）经距（Y）143663403745038054353837.537448050243621203745025064354071.437453102.334358996374484207436250037454205.444356630.337447809.684366468.834454443.72.1.2 井田面积合并后的井田南北平均长12.14km，东西平均宽4.47km，面积54.30km2，1）井田走向和倾向

37、尺寸李家梁井田走向最大长度约为12.48km，最小约为11.20km，平均约为12.14km；井田的倾斜长度最大为5.65km，最小约为4.01km，平均为4.47km。2）井田面积井田面积计算见公式2-1。 （2-1）式中：井田走向平均长度，12.14km；井田倾向水平平均长度，4.47km；井田内煤层平均倾角，1；井田面积，km2。将数据代入式2-1得：2.2矿井工业储量2.2.1井田勘探类型本设计中所有地质资料作为初步设计的依据，勘探钻孔很密集。根据地质勘探资料可以很准确的判断煤层的分布情况，井田勘探类型属于精查。2.2.2储量等级李家梁井田范围内绝大部分勘探钻孔密集，煤层层位、厚度、结

38、构及其变化情况和煤质及其变化情况已经查明。煤层对比可靠，属于A级储量。2.2.3矿井工业储量计算可采煤层中6号煤层厚度最大，平均厚度为5.50m，且埋藏浅，储量丰富，是本井田地首采煤层，主采煤层。本设计主要针对6号煤层进行开采设计。矿井工业储量计算见式2-2。 （2-2）式中：m煤层平均厚度，5.50m；r煤层容重，1.45tm-3；s井田面积，54.30km2；将数据代入式2-2可得：Z=43304.3万t2.3矿井可采储量2.3.1矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱按李家梁煤矿实际情况取30m，则用公式2-3计算井田边界保护煤柱损失。 （2-3）式中：井田边界煤柱宽

39、度，30m；井田边界长度，34061m；煤层厚度，5.5m；煤层容重，1.45tm-3；井田边界保护煤柱损失，万t。代入数据得：814.9万t2）工业广场煤柱根据煤炭工业设计规范第5-22条规定：工业广场的面积为0.8-1.1平方公顷/10万t。本矿井设计生产能力为500万t/a，所以取工业广场的尺寸为400 m1000 m的长方形。工业广场所在位置煤层倾角为1，其中心处埋藏深度为54m，该处风积沙层厚度为15m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为15 m。本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角见表2-2。表2-2 岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角/煤层

40、厚度/m风积沙层厚度/m/-5415.51545707570由图可得出保护煤柱的尺寸计算公式见2-4： （2-4） 将数据代入式2-4得：则工业广场的煤柱量计算见公式2-5： (2-5)式中：Zi工业广场煤柱量； S 工业广场压煤面积；0.545 km2将数据代入式2-5得：Zi434.6万t矿井的永久保护煤柱损失量汇总表见表2-3。表2-3 保护煤柱损失量煤 柱 类 型储 量（万t）井田边界保护煤柱747.6工业广场保护煤柱434.6合 计1182.2图2-1 工业广场保护煤柱2.3.3 矿井可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算： （2-5）式中： 矿井可采储量，万t

41、； 矿井的工业储量，43304.3万t；保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，万t；C采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；地方小煤矿不小于0.7。则代入数据得：矿井设计可采储量：Zk =（43304.3-1182.2）0.75=31591.6万t矿井储量汇总表见表2-4：表2-4 矿井储量汇总煤层工业储量（Mt）（A+B）/（A+B+C）永久煤柱损失（Mt）矿井设计储量（Mt）设计开采损失（Mt）设计可采储量（Mt）3433.0100%11.8421.2105.3315.93 矿井工作制度、设计生产能力及服

42、务年限3.1矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范GB50215-2005中2-23条规定，矿井设计生产能力宜按年工作日330 d计算，每天净提升时间宜为16小时。矿井工作制度 “三八制”作业，两班生产，一班检修。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：1）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；2）开发条件：包括矿区所处地

43、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；3）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；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。3.2.2矿井设计生产能力本矿井井田范围内煤层赋存简单，地质条件较好，主采煤层可采厚度5.5 m，煤层平均倾角13，属近水平煤层，适合布置大型矿井。因此，确定本矿井设计生产能力为400万t/a。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Z

44、k、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为： （3-1）式中：矿井服务年限，a；矿井可采储量，31591.6万t；设计生产能力，400万t；矿井储量备用系数，取1.3。确定井型时需要考虑备用系数的原因是，矿井各生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，产量迅速提高；局部地质条件变化，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。代入数据得，矿井服务年限为：3.2.4井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：1）煤层开采能力井田内6号煤层为主采煤层，煤厚5.5 m，为厚煤层，赋存稳定，厚度基本无变化。煤层倾角平均1，地质条件简单，根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一个大采高综采工