木瓜煤矿1.5 Mta新井设计近距离煤层下煤层安全开采技术研究.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： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 木瓜煤矿1.5 Mt/a新井设计 专 题： 近距离煤层下煤层安全开采技术研究 指导教师： 职 称： 副教授 2009年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程05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： 木瓜煤矿1.5 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：近距离煤层下煤层安全开采技术研究毕业设计主要内容和要求：院长签字： 指导教师签字： 年 月 日 摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译

2、部分。一般部分为木瓜煤矿1.5Mt/a新井设计。木瓜煤矿位于山西省方山县境内，交通便利。井田走向（东西）长约3.69km，倾向（南北）长约3km，井田总面积为10.32km2。主采煤层为9号、10号煤，平均倾角为6，煤层平均总厚为9.13m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为14204万t，矿井可采储量10150万t。矿井服务年限为52.1a，矿井正常涌水量为40m3/h，最大涌水量为66 m3/h。矿井绝对瓦斯涌出量为5.67 m3/min，为低瓦斯矿井。井田为斜井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车设备。矿井通风方式为混合式通风。矿井年工作日为330d，工作制度为“

3、三八”制。一般部分共包括10章：1、矿区概述及井田地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井工作制度及设计生产能力；4、井田开拓；5、准备方式-带区巷道布置；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。专题部分题目是近距离煤层下煤层安全开采技术研究，主要是研究了近距离下煤层回采巷道的合理布置与支护技术。翻译部分主要内容为关于煤矿用胶带输送机，英文题目为：Research of Fire Hazard Critical Guidelines of Mine Use Belt Conveyor and Automatic Fighting Fire S

4、ystem。ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of Mugua mine. Mugua mine lines in West of Fangshan county in ShangXi province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of

5、the minefield is 3.69km,the width is about 3km，well farmland total area is 10.32km2.The nine and ten is the main coal seam, and its dip angle is 6 degree. The thickness of the mine is about 9.13m in all. Geologic structure of coalfield is simple.The proved reserves of the minefield are 142.04 millio

6、n tons,and the recoverable reserves are 101.50 million tons. The designed productive capacity is 1.5 million tons percent year, and the service life of the mine is 52.1 years. The normal flow of the mine is 40m3 percent hour and the max flow of the mine is 66 m3 percent hour. The mineral well gas gu

7、shes is lower, It is a low gas mineral well. The mine is a single level in an inclined well to expand. Te central laneway use Belt Conveyor to transit coal, mining trucks are used for accessorial transportation in te roadway.Te ventilation mode of this mine is composite form.The working system “thre

8、e-eight” is used in the Mugua mine. It produced 330 d/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.The layout of belt; 6. The method used in c

9、oal 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 topic of special subject parts is Technology Research Aboat Safe Working In The Lower Seam Of Close Coal Seams.It mainly

10、 includes the roadways form in the lower coal seam.Translation part is aboat mine use belt conveyor.Its english topic is Research of Fire Hazard Critical Guidelines of Mine Use Belt Conveyor and Automatic Fighting Fire System.中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第III页目 录一般部分1 矿井概况与地质特征11.1 矿井概况11.1.1地理位置与交通11.1.2 地形地

11、貌及水系11.1.3 气象及地震11.1.4 矿区电源21.1.5 地区经济状况21.2 井田地质特征21.2.1 井田地质概况21.2.2 地层21.2.3 褶皱及断层41.2.4 水文地质特征41.3 煤层特征61.3.1 煤层61.3.2 煤质及煤的用途71.3.2 煤层开采技术条件82 井田境界和储量112.1井田境界112.2 矿井工业储量112.2.1 储量计算基础112.2.2 矿井工业储量计算112.3 矿井可采储量132.3.1井田边界保护煤柱132.3.2工业广场保护煤柱132.3.3断层和井筒保护煤柱142.3.4 矿井可采储量153 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限

12、163.1 矿井工作制度163.2 矿井设计生产能力及服务年限163.2.1 确定依据163.2.2 矿井设计生产能力163.2.3 矿井服务年限163.2.4 井型校核174 井田开拓194.1井田开拓的基本问题194.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标194.1.2工业场地的位置214.1.3开采水平的确定及带区的划分214.1.4主要开拓巷道224.1.5开拓方案比较224.2矿井基本巷道314.2.1井筒314.2.2井底车场354.2.3大巷385 准备方式带区准备方式415.1煤层地质特征415.1.1带区位置415.1.2 带区煤层特征415.1.3 煤层顶底板岩石构造情况41

13、5.1.4 水文地质415.1.5 地质构造415.2 带区巷道布置及生产系统415.2.1 带区准备方式的确定415.2.2 带区巷道布置425.2.3 带区生产系统445.2.4 带区内巷道掘进方法455.2.5 带区生产能力及采出率465.3 带区车场选型设计476 采煤方法496.1采煤工艺方式496.1.1 带区煤层特征及地质条件496.1.2 确定采煤工艺方式496.1.3 回采工作面参数506.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式516.1.5 采煤工作面支护方式536.1.6端头支护及超前支护方式546.1.7各工艺过程注意事项566.1.8回采工作面正规循环作业576.2回采巷道

14、布置586.2.1回采巷道布置方式586.2.2回采巷道支护参数597 井下运输627.1 概述627.1.1 井下运输原始数据627.1.2 井下运输系统627.2 煤炭运输方式和设备的选择637.2.1 煤炭运输方式的选择637.2.2 带区煤炭运输设备选型及验算647.2.3 运输大巷设备选择667.3 辅助运输方式和设备选择667.3.1 辅助运输方式选择667.3.2 辅助运输设备选择668 矿井提升698.1 矿井提升概述698.2 主副井提升698.2.1 主井提升698.2.1 副斜井提升设备选型708.2.3 井上下人员运送729 矿井通风与安全739.1 矿井概况、开拓方式

15、及开采方法739.1.1 矿井地质概况739.1.2 开拓方式739.1.3 开采方法739.1.4 变电所、充电硐室、火药库739.1.5 工作制、人数739.2 矿井通风系统的确定739.2.1 矿井通风系统的基本要求749.2.2 矿井通风方式的选择749.2.3 矿井主要通风机工作方式的选择759.2.4 带区通风系统的要求769.2.5 工作面通风方式的选择769.3 矿井风量计算779.3.1 工作面所需风量的计算789.3.2 备用面需风量的计算799.3.3 掘进工作面需风量799.3.4 硐室需风量809.3.5 其它巷道所需风量809.3.6 矿井总风量计算819.3.7

16、风量分配819.4 矿井通风阻力计算829.4.2 矿井通风阻力计算879.4.3 矿井通风总阻力计算889.4.4矿井总风阻和等积孔计算889.5选择矿井通风设备899.5.1选择主要通风机899.5.2电动机选型929.6安全灾害的预防措施929.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施929.6.2预防井下火灾的措施939.6.3防水措施9310 设计矿井基本技术经济指标95专题部分近距离煤层下煤层安全开采技术研究97参考文献117翻译部分英文原文118中文译文129致谢138一般部分中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第85页 1 矿井概况与地质特征1.1 矿井概况1.1.1地理位置与交通木瓜

17、煤矿位于山西省方山县大武镇境内，方山县城南约25km，极值地理坐标：东经11106071110704，北纬373836373909，面积10.32km2。向南26km为孝柳铁路交口站， 307国道在矿区东4km穿过，交通较为便利。图1-1 矿井交通位置图1.1.2 地形地貌及水系木瓜煤矿地处晋西黄土高原，属吕梁山中段西侧的中低山区，地貌类型以侵蚀的黄土梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟，井田内地势西高东低，最高点位于南部的山梁，海拔标高+1205.0m，最低点位于井田北部冲沟中，海拔+1000m，区内最大相对高差205.0m。木瓜矿区内无大河流，只有一些小冲沟，平时无水，雨季有少量降水，流

18、量极小，从矿区东部流过，注入三川河，三川河在柳林县石西乡注入黄河。1.1.3 气象及地震本区气候特征属暖温带大陆性气候，年均降雨量529mm，雨季多集中在7、8、9三个月，年平均蒸发量1977.6mm，为降雨量的3-4倍；最低气温-25，最高气温39，一般6-8月份气温为22.2-23.7，年平均气温8.7；结冰期为11月至来年3月，冻土深度1000mm左右；无霜期120天左右；主要风向为西北风（冬季），年平均风速1.42m/s，冬季风速3.0m/s。本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。1.1.4 矿区电源木瓜煤矿地面设一座35kv变电所和一座6kv开闭所，向井上下各变电所

19、供电。6kv开闭所采用双回路供电，单母线分段供电方式，一回路来自木瓜35kv变电所，二回路来自店坪煤矿35kv变电所。1.1.5 地区经济状况木瓜矿地处山西省方山县，方山县东邻娄烦、交城，西接临县，北与兴县、岚县接壤，南与离石相连。全县东西宽约46km，南北长约62km，面积1434.1km2，辖5镇2乡169个行政村。城乡人口总数134万人，共有耕地215万亩。方山县目前仍属贫困县，2003年全县完成国内生产总值2.45亿元，城镇居民人均可支配收入5017元，农村居民人均纯收入812元，城乡居民人均可支配收入远低于全国平均水平。工业主要有采煤、冶炼、水泥制造、发电等。较大的企业主要有外贸公司

20、、中盛水泥公司、方源印业公司、地电公司、春景农村生态发展公司、宏盛冶炼公司及山西恒康乳业万寿菌公司等。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况（1）区域构造木瓜井田所处大的构造位置为吕梁-太行断块，吕梁山穹窿，离石菱形复向斜的北端，区域构造以褶曲为主。（2）井田构造井田为中阳-离石向斜的一部分，井田内延伸长度约1km，向斜轴在井田外，轴向近南北向，向斜轴两翼地层倾角为3-9，井田内无断层，无岩浆岩侵入，属于构造简单地区。1.2.2 地层井田内地层由老至新依次为：奥陶系中统、石炭系中统本溪组，石炭系上统太原组，二叠系下统山西组，下石盒子组，上第三系上新统，第四系中上更新统，全新统，地层由老至

21、新分述如下：（1）奥陶系中统（O2）为厚层状灰-深灰色石灰岩，偶为白云质灰岩。裂隙发育，为方解石脉充填，厚度大于100m。（2）石炭系中统本溪组（C2b）上部以灰色、深灰色的泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层砂岩，下部为灰色粘土岩，铝土矿岩，铁铝岩（或山西式铁矿），本组一般厚度24.05-48.71m，平均32.78，与下伏地层呈平行不整合接触。（3）石炭系上统太原组（C3t）为一套海陆交互相含煤沉积建造，底部为灰白色中粗石英砂岩（K1），厚5-8；下部为灰黑色、深灰、灰色砂质泥岩、泥岩、砂岩及8、9、10、11号煤层，其中10号煤层全区稳定可采。上部岩性主要为灰岩、泥岩、砂质泥岩及6、7号煤层，5层

22、灰岩至上而下分别为、,其厚度均为3-5m。本组地层一般厚度76.86-98.52m，平均86.19m，与下伏地层呈整合接触。（4）二叠系下统山西组（P1S）为本区主要含煤地层之一，主要由灰色-灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成。一般厚度54.15-81.78m，平均厚67.97m，含1、2、3、4、4下、5、5下#等煤层，其中3、5号煤层在区内局部可采，其余均为不可采煤层。该组底部以砂岩为界，与下伏太原组地层呈整合接触关系。（5）二叠系下统下石盒子组（P1X）一般厚度61.08-97.60m，平均79.71m，为一套陆相沉积地层，主要为泥岩、砂质泥岩、砂岩，底部以K4砂岩为界与下伏地

23、层呈整合接触。（6）二叠系上统上石盒子组（P2S）为一套陆相沉积地层，主要为泥岩、砂质泥岩、砂岩，底部以K6砂岩为界，与下伏地层呈整合接触。本组地层在本区赋存不全，局部缺失。（7）上第三系上新统（N2）为暗红色砂质粘土，夹2-3层钙质结核，中部为棕红色砂质粘土，下部为砾石层，一般厚度0-70m，平均40m，与下伏地层呈不整合接触。（8）第四系中上更新统（Q2+3）为浅红色、土黄色亚砂土，亚粘土。一般厚0-44.34m，平均20m，与下伏地层呈不整合接触。（9）第四系全新统（Q4）为近代冲积、洪积的砾石、卵石、沙及沙土的层状或混合堆积一般厚度0-50m，平均20m，与下伏地层呈不整合接触。1.2

24、.3 褶皱及断层木瓜井田位于南北向的向斜轴东翼中段，南北向断层构造居主导地位，其次是近东西向构造，局部发育有北西向构造。总体构造特征是北西-北西西向的单斜构造。井田地层走向基本为北北东向，倾向北西，地层倾角为39。井田内褶皱构造属褶幅不大的凹陷，为中阳-离石向斜一翼的局部，本井田在勘探时未发现有断层。1.2.4 水文地质特征（1）概况本井田地处河东煤田中部，区域上出露奥陶系碳酸岩、石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩、二叠系、三叠系碎屑岩及第四系风积、冲洪积物，地貌形态可分为基岩山区、构造剥蚀低山丘陵区、冲洪积平原区三个地貌形态，井田及附近沟谷中的季节性流水向东汇入北川河。（2）地表水本井田内无常年性河流，

25、各沟内均有季节性水流（地表降水）。（3）含水层奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层：埋藏于井田深部，距地表深浅不一，地层厚度大，分布广泛。溶洞和裂隙发育，具有良好的含水空间，富水性强，水量大，水质较好，是井田主要含水层，本区奥灰水位标高为802.6m。石炭系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层：井田范围内，太原组中普遍含有、石灰岩，局部含泥质，节理裂隙发育，并有溶蚀现象，具有一定的富水性和导水性，为井田主要含水层之一。单位涌水量0.009L/s.m，渗透系数0.054m/d水位标高+1025m。二叠系砂岩含水层：岩性一般为中粗粒砂岩，厚度多在10m左右，小裂隙较发育，富水性一般较弱。单位涌水量0.000140.00

26、67 L/s.m，水位标高1061m。第四系孔隙含水层：第四系广泛出露于井田内的梁峁之上，含水层主要为底部的砾石层，连续性较差，补给条件一般局部区域含水较丰富。（4）主要隔水层井田内主要隔水层为本溪组隔水层，平均厚度32.78m，岩性以泥岩、粘土岩为主，夹砂岩、石灰岩、铁铝岩，其组成无明显含水层存在，为本井田太原组和奥灰水的主要隔水层。（5）井田充水因素开采山西组煤层时，充水主要来自二叠系砂岩含水层，开采太原组各煤层时，充水主要来自太原组中部石灰岩含水层；后期开采10煤层时，应对局部奥灰水突水的可能性作进一步研究，采取相应的安全措施。地表水：由于覆盖层底部普遍发育有粘土隔水层，地表水及大气降水

27、对煤层开采无影响。新生界底部松散孔隙承压水：新生界底部的隔水层沿煤层露头一带分布，使上部的含水层垂直下渗受到限制，煤层采后留足防水煤柱时，一般不会充入矿坑。煤层顶板砂岩裂隙承压水：煤层顶板砂岩层间裂隙水是开采各煤层的主要充水水源，但其水量微弱，补给量有限，易于疏干。太原组灰岩岩溶裂隙承压水：开采9#煤层时，虽然隔水层较厚(10m)，但由于采空区顶板冒落，上部裂隙导通灰岩水，使得太原组灰岩岩溶裂隙水成为矿井涌水的主要水源。奥陶系灰岩岩溶裂隙水：正常情况下对矿床开采没有直接影响，在开采10#煤或9#煤标高低于802m等高线时，受奥灰水影响。封闭不良钻孔：井田内施工钻孔只有一个，无封孔、测斜资料，生

28、产期间应引起足够重视。风氧化带裂隙含水性：基岩风氧化带最大垂深35m，水位标高990m，风化裂隙被粘土状残积物充填，对新生界底部砂岩水下渗或侧向渗透有一定的阻止作用，本层富水性极弱，径流处于停滞状态。在与煤层露头接触部位有垂渗的可能性，但影响不大。构造：井田构造不发育，断层及陷落柱数量较少，但井田位于柳林泉径流带上，地下水丰富，巷道进入奥灰水位线下时，不排除构造导通奥灰水进入工作面的可能。（6）矿井涌水量预测矿区在生产时，正常涌水量40m3/h，最大涌水量66 m3/h。（7）矿井水文地质单元木瓜井田位于柳林泉域的地下径流带上。柳林泉位于山西省柳林县城东3公里处，即寨东至薛家湾的三川河河谷中，

29、在泉水排泄区有大小上百眼泉，以散泉形式出露在三川河河谷的南北两岸，泉群的多年平均流量3.45 m3/s，最大流量6.1 m3/s，最小流量2.6 m3/s，不稳定系数1.31-1.56，属稳定型泉水，泉水出露标高790-801m，水源为灰岩水。泉域地下水补给主要有两方面，一是大气降水渗入补给，二是地表径流沿河道或有利部位渗漏补给。泉域北部边界为庙底、骨脊山、官地山、宝塔山、黑查山一线；南部边界从庙底至薛公岭一带，岩溶地下水由北、东、南三个方向向柳林县寨东、薛家湾一带三川河谷集中，受石炭、二叠系隔水层阻挡溢流成泉，为侵蚀性溢流泉。木瓜井田在大武与店坪之间，位于北部来的地下水径流带上。1.3 煤层

30、特征1.3.1 煤层（1）3煤层位于山西组中上部，距5#煤层顶板22.5m，厚01.53m，平均1.4m结构简单，半亮煤，采区内局部可采，其直接顶为砂质泥岩，老顶为黑色粉砂岩，致密、平坦状断口。直接底为黑色的泥岩，块状、致密；老底为浅灰色的细砂岩，泥质结构、分选好磨圆差。（2）5煤层位于山西组中下部，距9#煤层顶板55.4，厚02.35，平均厚度1.4，半亮-半暗型煤，结构复杂。直接顶为灰黑色的砂质泥岩，致密、质纯、块状；老顶为浅灰色的细砂岩，泥质胶结、分选性好磨圆差。直接底为黑色的泥岩，质软、块状；老底为黑色的砂岩、块状、裂隙发育。（3）9煤层位于太原组中部，上距8#煤层底板14.0m，厚3

31、.65.8m，平均5.3m，含1-3层夹矸，煤层为层位稳定的可采煤层，煤层顶板为泥岩，较不稳定；老顶为深灰色的中砂岩，长石岩屑，分选、磨圆较好。直接底为灰黑色平坦状口的泥岩。老底为深灰色、坚硬、致密的粉砂岩。（4）10煤层位于太原组中下部，上距9煤层底板15m，厚2.724.5m，平均3.83m，含0-3层夹矸煤层顶、底板均为泥岩或砂质泥岩，顶板为泥岩或砂岩，不稳定，煤层为层位稳定的可采煤层。直接顶为深灰色的粗砂岩，老顶为深灰色、致密的粉砂岩，直接底为黑色的泥岩，老底为黑色块状的粉砂岩。各煤层情况统计见表1-1。表1-1 煤层厚度、结构特征表煤层厚度（m）结 构层间距（m）稳定性301.53/

32、1.4简单不稳定502.35/1.4复杂0.5（0.9）0.919.0824.36/22.52不稳定93.65.8/5.3复杂1.64（0.06）3.651.7859.09/55.39稳定102.724.5/3.83复杂1.4（0.03）0.25（0.35）1.8724/15稳定1.3.2 煤质及煤的用途（1）煤的物理性质与煤岩特征物理性质：各煤层均为黑色，条痕色为黑色、褐黑色、玻璃光泽，硬度23，有一定韧性，断口呈贝壳状、参差状，视密度1.45t/m3，内生裂隙55cm内20条左右。煤层主要为条带状结构，层状构造。煤岩特征：各可采煤层的宏观煤岩特征基本相近，组分以亮煤为主，暗煤、镜煤次之，丝

33、炭少量，煤岩类型为半亮型，局部为半暗煤。显微煤岩组分的有机组分中，各层煤以镜质组为主，丝质组次之，另有少量稳定组；镜质组主要是均质镜质体，丝质组以氧化丝质体为主。在无机组分中，各煤层均以粘土类为主，硫化物次之。（2）煤的化学性质与工艺性能化学性质依据霍州煤电集团公司化验资料，二采区主要可采煤层煤质化验指标见表1-2。表1-2 主要煤层煤质特征表煤层颜色煤岩类型比重水分（%）灰分（%）挥发性（%）含硫量（%）发热量MJ/mg工业牌号3黑色半亮1.45525-2 620-210.522JM 5黑色半亮-半暗1.45523-2420-210.822FM9黑色半亮1.45521-2219-201.52

34、3JM10黑色半暗-暗淡1.45525-2617-18222SM煤类及确定依据和煤质特征依据中国煤炭分类国家标准9（GB5751-86）及洗煤挥发分和胶质层厚度指标进行煤质分类：3为特低硫、强粘结性肥煤；5为低硫焦煤；9煤为中灰、中高硫焦煤；10煤为中灰、中高硫瘦煤。煤的工艺性能各煤层具有良好的结焦性，焦炭的抗碎性及耐磨性能良好。（3）煤的可选性依据筛分实验结果：在0-5mm粒度级筛分中，浮煤产率达82.60%，属易选煤。（4）工业用途评价3煤为炼焦配煤，5、9煤层可应用于炼焦，10煤可用于发电、水泥工业及民用。1.3.2 煤层开采技术条件（1）煤层顶底板情况各煤层的顶底板情况见表1-3。表1

35、-3 煤层顶底板情况煤层类别岩石名称厚度(m)岩性描述3顶板老顶砂岩6.3黑色、致密、平坦状断口直接顶泥岩2.2质硬、性脆、灰黑色底板老底砂岩3.9浅灰色、泥质结构、分选好磨圆差直接底泥岩0.7黑色的、块状、致密5顶板老顶砂岩3.9浅灰色、泥质胶结、分选性好磨圆差。直接顶泥岩2.4灰黑色、致密、质纯、块状底板老底砂岩2.2黑色的、块状、裂隙发育直接底泥岩3.8黑色的、质软、块状；9顶板老顶砂岩5.0深灰色的、长石岩屑、分选、磨圆较好直接顶泥岩0.6灰黑色的、性脆、质硬底板老底砂岩1.6深灰色、坚硬、致密的粉砂岩。直接底泥岩4.4灰黑色、平坦状口10顶板老顶砂岩7.2深灰色、致密的直接顶泥岩2.

36、0深灰色、性脆、质硬底板老底泥岩1.2黑色、块状直接底砂岩1.9黑色、质硬、平坦状断口 钻孔柱状图如图1-2所示。 图1-2 木瓜煤矿钻孔综合柱状图由表1-3可知，各煤层顶底板情况属中等，在开采时需要采取一定的措施，工程地质条件属中等。（2）瓦斯根据矿井瓦斯鉴定结果，矿井瓦斯绝对涌出量为5.67m3/min，二氧化碳绝对涌出量为3.72 m3/min，本矿为低瓦斯矿井。（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。煤层一般不易自燃。（4）地温本矿区的最大地温梯度1.6/100m，平均1.2/100m，小

37、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井田境界木瓜矿整个井田有六个拐点组成，各拐点的经纬坐标见表2-1。表2-1 井田境界拐点坐标表点号纬度（X）经度（Y）点号纬度（X）经度（Y）141710001950591744168723195100572416800019506817541699681950979734168000195104216417100019510000自1957年开始，先后有几家煤田地质队在该区进行了

38、地质工作，1957年地质部山西办事处汾阳地质队进行过普查，提交离石中阳一带煤田地质普查报告。1959年山西煤田地质148队在离石进行普查。19671970年148队在离石矿区进行详查，于1971年提交河东煤田离石矿区详查勘探报告。该次详查工作在木瓜矿内施工钻孔1个，但未评级。根据以上的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 矿井工业储量2.2.1 储量计算基础（1）根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；（2）根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定：煤层最低可采厚度为0.70m，原煤灰分40%；（3）依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨

39、控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；（4）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；（5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。2.2.2 矿井工业储量计算由地质勘探知，本矿井可采煤层有四层，分别为3、5、9和10煤层。但是3煤层和5煤层属于薄煤层，而且赋存不稳定，因此本设计主要是对9和10煤层进行设计。由于煤层产状、厚度、煤质比较稳定，本次储量

40、计算采用地质块段法，即以块段面积乘以块段平均煤厚和煤层视密度，即得该块段的储量。根据地质勘探情况，将矿体划分为A、B、C、D四个块段，如图2-1所示，在各块段范围内，用算术平均法求得每个块段的储量，煤层总储量即为各块段储量之和。图2-1 木瓜煤矿储量计算块段划分图A块段水平面积为1.07km2，倾角为8，9、10煤平均厚度4.9、3.5m；B块段水平面积为3.93 km2，倾角为2，9、10煤平均厚度5.3、4.2m；C块段水平面积为1.61 km2，倾角为10，9、10煤平均厚度4.7、3.6m；D块段水平面积为3.71 km2，倾角为4，9、10煤平均厚度5.5、4.6m；矿井工业储量利用

41、下式计算： （2-1）式中:m 各块段煤层平均厚度，m；r 煤层容重，1.45t/m3；S 各块段水平面积，km2； 各块段煤层的倾角；把各块段的数值带入式2-1得：则矿井工业储量：2.3 矿井可采储量2.3.1井田边界保护煤柱根据木瓜矿的实际情况，井田边界保护煤柱取30宽，则井田边界保护煤柱的损失按下式计算。 （2-2）式中：P井田边界保护煤柱损失，万t。H井田边界煤柱宽度，30m；L井田边界长度，12190m；m煤层厚度，9煤层为5.3m，10煤层为3.83m；r煤层容重，1.45 t/m3；代入数据得：2.3.2工业广场保护煤柱工业广场的占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说

42、明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-2。表2-2 工业广场占地面积指标表井型（Mt/a）占地面积指标（ha/0.1Mt）2.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8矿井井型设计为1.5Mt/a，因此由表2-2可以确定本设计矿井的工业广场为18公顷。由于本矿井的工业广场必须设在井田的边界，最多有30%左右的部分在井田内，同时由于地形的限制，工业广场只能设成类似与长条形。因此需要留设煤柱的部分只有200300m2的面积。工业广场所在位置煤层倾角为7，其中心处埋藏深度为94m，该处风积沙表土层厚度为20.1m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。建筑物、水

43、体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第14条和第17条规定工业广场属于级保护，需要留设15m宽的围护带。本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角见表2-3。表2-3 地质条件、冲积层及岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角/煤层厚度/m风积沙层厚度/m/9475.32045707070工业广场位置及压煤在本说明书第四章图4-1中指出。工业广场压煤计算示意图如图2-2所示图2-2 工业广场压煤计算示意图根据以上条件和方法，可以计算出，工业广场的保护煤柱损失量为146.8万t。2.3.3断层和井筒保护煤柱由于井田内没有断层，因此不需要留设断层保护煤柱；主副井筒在工业广场内，不需要另外留设保护煤柱；风井设在井田的西部边界，不需要另外留设保护煤柱；井底车场设在边界，也不需要另外留设保护煤柱。矿井的永久保护煤柱损失量汇总表见表2-4。表2-4 永久保护煤柱损失量保护煤柱形式损失量（t）井田边界保护煤柱524.0工业广场保护煤柱146.8断层和井筒保护煤柱0合计670.82.3.4 矿井可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以