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葛屯煤矿毕业设计

说明书

摘要

本次设计是开采葛屯煤矿2号煤层，设计图纸共十四张，说明书共十章。

根据采矿工程的需要和特点，重点设计为第四、六、九章，其他如井底车场、井下运输及提升设备仅做一般的选型计算。

葛屯煤矿位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。

其地理位置为北纬35°38′45″～35°50′00″，东经111°48′45″～112°01′52.5″。

区内交通十分方便。

翼城县乡间公路（三级）从选定的矿井工业场地南缘通过，进场公路直接与该公路相接。

经此公路往西南方向行约6km在北张村与晋（城）～韩（城）公路相连，继而可通向全国各地

井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤11层，煤层总厚10.9m，含煤系数9.1%。

主要可采煤层为山西组2号煤层和太原群9+10号煤层。

本矿井设计主要是开采2号煤层。

2号煤层：

结构简单、埋藏稳定，直接顶为泥岩或炭质泥岩、煤线与粉砂岩复合层，老顶为K8砂岩，底板为泥岩或砂岩。

在本井田范围内，煤层厚度为0.46～4.37m，一般厚3.20m，井田大半部可采，东部不可采。

本井田划分为五个盘区，采用主斜副立井开拓方式，回采工艺采用后退式、一次采全高综合机械化采煤法，采用“三八制”作业制度。

工作面的设备有双端可调双滚筒采煤机、滑移支架、可弯曲刮板运输机、破碎机、转载机等。

顶板管理采用滑移支架，采空区采用全部跨落法管理顶板。

矿井运输大巷采用皮带运输作为主运输，采用连续运输车作为辅助运输，矿井通风采用轴流式扇风机边界、抽出式通风方式。

关键字：

立井带区式倾斜长壁采煤方法

Summary

ThisdesignistomineLongtoturnthecoalmineNo.2coalseam,thedesigndiagrampaperistotal14,andthemanualistotal10.Accordingtomineformineralsengineeringofdemandandcharacteristics,pointdesignischapter4,6and9,othersuchasthewellbottomcarfield,welldescendaconveyanceandpromoteanequipmentstoonlydotogenerallychooseacalculation.

TheLongturnscoalminetobelocatedonthewestofthecitycountyoftheprovincewingofthemountainwest,waterbasinsouthwestedgeoftheQinwatercoalfieldQinandtheadministrativearearowstobelongtothewingcitycountyLongtoturnatowntoruleover.Itsgeographypositionisanorthernlatitudes35°s38′s45″～s35°s50′sbe00″s,eastlongitude111°s48′s45″～s112°s01′sbe52.5″s.Transportationinsidetheareaisveryconvenient.Thewingcitycountycountrysidehighway（x-rated）frommakeselectionofthemineralwellindustrialplacesouthgoodluckpassandenterafieldthehighwaydirectlyconnectswiththathighway.Throughthishighwaywestwardssoutherntogoaboutthe6kmshighwaytoconnectwitheachotheratnorthZhangCunandJin（city）～,subsequentlycanleadtothewholewholecountry

Insidewellfarmlandmainlycontainedcoalgeologicstratatotwotofoldtofastenallmountainwestsetandanthracitestofastentoupgoverntooatfirstset,totallycontainthecoal11F,thecoalseamtotalthick10.9ms,containcoalcoefficient9.1%.MainlycanadoptthecoalseamasmountainwestsetNo.2coalseamwithtoooriginalcluster9+No.10coalseam.ThethismineralwelldesignismainlytomineNo.2coalseam.No.2coalseam:

Thestructureissimpleandburyastability,directcrestismirerockorTanqualitymirerock,coallineandthepowdersandstonecompoundlayer,oldcrestisK8sandstone,scaleboardismirerockorsandstone.Withinthescopeofthiswellfarmland,thecoalseamthicknessisa0.46~4.37ms,generallythick3.20ms,thewellfarmlandgreaterhalfdepartmentcanadoptandtheeastcan'tadopt.

Thiswellfarmlanddividesthelinetofivedishareasandadoptalordinclinedpairsignwelltoexpandaway,returntoadoptthecraftadoptioncountermarchtypeandadoptatatimewholehighcomprehensivethemechanizationadoptacoalmethodandadoptthehomeworksystemof"38make".Worknoodlesoftheequipmentshaveadoubletocarryadjustabledoublerollerstoadoptcoalmachine,slipperymoveasupportandcancurvetopareoffplankconveyancemachine,crusher,turntocarrymachine...etc..Crestplankmanagementadoptionslipperymoveasupport,adoptemptyareatheadoptionallacrossestofallamethodmanagementacrestplank.

Mineralwell'stransportingabiglaneanadoptionaleatherbeltconveyancebealordconveyanceandadoptcontinuousconveyancecarBeassistanceconveyance,mineralwellwellventilatedadoptionthestalkflowtypewaywithwellventilatedbreezemachineboundary,drawouttype.

Keyword:

ShaftZone-typelong-wallcoalmining

第一章井田概述和井田地质特征

第一节矿区概况

矿区的地理位置及交通条件：

葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。

其地理位置为北纬35°38′45″～35°50′00″，东经111°48′45″～112°01′52.5″。

区内交通十分方便。

翼城县乡间公路（三级）从选定的矿井工业场地南缘通过，进场公路直接与该公路相接。

经此公路往西南方向行约6km在北张村与晋（城）～韩（城）公路相连，继而可通向全国各地。

矿区的工农业生产建设概况：

本区工业主要有采煤、焦化、水泥、耐火材料、陶瓷等。

农作物有玉米、谷子、药材、果品等。

近年来林牧业有所发展。

矿区电力供应基本概况：

矿区电源一趟引自35kV变电站，另一趟引自翼城县110kv变电所。

矿区的水文概：

井田内无常年性河流，只有几条冲沟在雨季汇集雨水向西流出井田，最终汇入汾河。

矿区的地形与气象：

葛屯井田属黄土高原地带，地势总体上南北高、中间低，最高点位于井田东南部山包，标高+1105.3m，最低点位于井田西部边界，标高+844.8m，最大相对高差260.5m。

地貌类型属黄土垣、梁、峁及冲沟，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。

冲沟多呈“V”字型，沟底有零星基岩出露。

本区属大陆性气候。

一年内四季分明，夏季午间较热，早晚凉爽。

据翼城县气象站资料表明：

年平均气温12.5℃左右，一月为零下3.5℃；七月为25.5℃。

年降水量约550mm，无霜期190d。

第二节井田地质特征

井田所属的位置、勘探程度、地质层位的概述、绘制井田综合地质柱状图

葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。

其地理位置为北纬35°38′45″～35°50′00″，东经111°48′45″～112°01′52.5″。

在普查勘探区内，自南向北，从中奥陶统马家沟组至上二迭统石千峰组地层依次广泛出露于各沟谷中。

第三、四系地层不整合覆盖在这些不同时代的基岩地层上，构成垣、梁、峁及冲沟等黄土地形。

井田内地层由老至新有：

中奥陶统马家沟组（O2），中石炭统本溪群（C2）上石炭统太原群（C3），下二迭统山西组（P11）及下石盒子组（P12），上二迭统上石盒子组（P21）及石千峰组（P22），第三系上新统（N2），第四系更新统（Q1-3），第四系全新统（Q4）。

井田位于沁水盆地西南部，地层总体受一组宽缓褶皱控制，褶皱轴向北东东，倾伏角0～7°，两翼地层倾角一般为3～8°。

在井田西部发育一组由两条大型正断层形成的地堑，落差20～140m，宽度约600～700m，南北向贯穿井田。

其余地段断裂构造较少，井田地质构造总体应属简单类型。

井田内煤系地层的主要地质构造（断层、褶皱、陷落柱、火成岩侵入、冲侵带等）的形式及分布，冲击层厚度及地层的移动角。

井田位于沁水盆地西南部，地层总体受一组宽缓褶皱控制，褶皱轴向北东东，层形成的地堑，落差20～140m，宽度约600～700m，南北向贯穿井田。

其余地段断裂构造较少，井田地质构造总体应属简单类型。

井田的水文地质概况：

地下含水层的情况、岩层间的透水性及井田的正常涌水量、最大涌水量、吨煤涌水系数

A.第四系全新统砂层Q4

厚约10m，主要分布在史伯河、两坂河、西白驹、杨家庄的一级阶地。

水位标高+640～+838m，根据小河口水库资料，渗透系数250m/d，北东～南西流向，为丰富之空隙潜水。

B．第四系上更新统砂砾层Q3

分布在杨家庄、东白驹、东史伯等沟谷内。

水位标高+740～+905m，出露泉流量0.14～1.14L/s，为丰富含水层。

C．第四系中更新统砂砾层Q2

主要分布在葛屯垣上，水位标高+1106～+689m，为当地居民主要水井供水水源，地下水流向与地形、地貌密切相关，出露泉流量0.05～0.60L/s，为较弱之水隙潜水。

D．第三系上新统砾石层N2

分布在葛屯垣南北冲沟中，半胶结，出露泉流量0.02～0.45L/s，为较弱空隙水。

E．上二迭统上石盒子组砂岩P21

裂隙孔隙水，除中部K12砂岩在北、东部出露，泉流量为0.50～3.35L/s，为丰富含水层外，其余各砂岩的泉流量都不超过1L/s，为较弱含水层。

F．下二迭统下石盒子组砂岩P12

覆盖在2号煤层顶板上的K8砂岩，裂隙不佳。

L-24号孔仅见1m左右的裂隙带。

抽水涌水量0.0015L/s，出露泉流量0.04～0.138L/s，为较弱含水层。

个别泉（52号等）由于受小窑采空区积水的补给，流量达10.26L/s。

G．下二迭统山西组砂岩P11

分布在尧都～上石门等地，一般流量小于0.33L/s，为较弱含水层。

H．上石炭统太原群K2石灰岩

出露于南部沟谷中，出露泉量0.062～0.485L/s（102、203号断层泉流量2.97～4.42L/s）为充气带裂隙水。

钻孔抽水量0.00229L/s·m，一般消耗量0.02m3/h。

牢寨井田区南部，如L-7、L-8、L-24号孔距K2石灰岩虽全部漏水，但埋藏在地下水位+634m以上，故仍为较弱含水层。

I．中奥陶统石灰岩O2

区内未发现井泉，含水层分布在古侵蚀面以下较远，是本层岩溶发育的重要特点。

如L-24号孔距古侵蚀面86.80m，L-17号孔距古侵蚀面102.42m，水位标高+632.85～+684.66m，为丰富含水层。

含水层的补给、排泄及其水力联系

奥陶纪灰岩在本区东南部，中条山东北部西治村雪泉岭大面积出露，受水面积约30km2，形成补给区，本区4个孔奥陶纪水位观测，高差51.81m，地下水流向为南东～北西。

各含水层在垂直方向上无水力联系，如K2与O2水位高差6.69m，奥陶纪含水层分布距古侵蚀面较远，非裂隙溶洞部分还起着隔水墙的作用。

对煤层的充水因素

A．含水层对煤层的充水影响

K8砂岩为上部煤层（1、2号）主要充水层，对煤层的充水影响极小；下部煤层（9、10号）以K2石灰岩为主要充水层，根据对含水层的分析，含水较弱，充水影响也较小；奥陶纪石灰岩地下水在无断裂贯通的情况下，无充水影响。

B.地表水对矿井的充水影响

C．断层对煤层的充水影响

本区落差大于50m的断层2条，均位于井田西缘。

断层导水性取决于断层带充填物及两侧地层岩性，泥岩一般含水性较弱，石灰岩则较强，故不能排除落差较大的断层附近有引起矿井突然涌水的可能。

因此在开采过程中，应对其留设足够的保安煤柱。

邻近生产矿井的水文地质条件如下：

新胜煤矿：

开采2号煤，主要充水层为顶板砂岩，排水量36t/d，产煤量50t/d，富水系数0.72，其南部遇小窑采空，为含水性弱的矿井。

西白驹小窑：

开采2号煤，排水量4t/d，产煤量15t/d，富水系数0.27，充水来源古窑积水，为含水弱的矿井。

张家沟矿井：

开采2号煤，产煤量60-70t/d，井底无水。

下交煤窑：

开采1号煤，水不大，呈滴水状态。

综合上述，上组煤层（1、2号）和下组煤层（9+10号）水文地质条件都比较简单，由此初步推测葛屯井田水文地质条件也比较简单根据地质报告提供的矿井涌水量计算结果，

矿井达到3.00Mt/a设计生产能力时，预计矿井正常涌水量150m3/h，最大涌水量为250m3/h。

第三节煤层的埋藏特征

一、煤层的赋存特征：

走向、倾向及倾角、埋藏深度等在井田内的变化情况：

井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤11层，煤层总厚10.9m，含煤系数9.1%。

主要可采煤层为山西组2号煤层和太原群9+10号煤层。

2号煤层：

结构简单、埋藏稳定，直接顶为泥岩或炭质泥岩、煤线与粉砂岩复合层，老顶为K8砂岩，底板为泥岩或砂岩。

在本井田范围内，煤层厚度为0.46～4.37m，一般厚3.20m，井田大半部可采，东部不可采。

9+10号煤层：

为9号、10号煤层的合并层，全区稳定可采。

井田内煤厚一般在3.41～6.73m，一般厚4.25m。

含夹矸一层，结构较复杂。

顶板为K2石灰岩，底板为泥岩。

各煤层特征详见表2-3-1。

表各可采煤层特征表

地层

煤层

编号

煤层厚度（m）最小-最大

一般

层间距

（m）

结构

稳定程度

层位

P12

1

0-1.44

0.75

10～7

1～6

12

13

5

15

6

5

5

10～12

简单

较稳定

K8砂岩上3～6m

P11

2上

0-1.23

0.35

简单

不稳定

2

0.46-4.37

3.20

简单

稳定

K8砂岩下

C3

5

0-0.40

简单

不稳定

K7砂岩下

6

0-0.40

简单

”

6下

0-0.30

简单

”

太原群上段砂质泥岩下

7

0-1.15

0.45

简单

”

太原群K4-K3石灰岩间

8

0-0.66

0.33

简单

较稳定

8下

0-0.88

0.50

简单

”

太原群K3-K2石灰岩间

9上

0-1.03

0.55

简单

稳定

太原群K2石灰岩两分层间

9+10

2.41-6.47

4.25

较复杂

稳定

太原群K2石灰岩下

煤质

据地质报告，本井田2号原煤工业分析指标为：

水分（Mad）1.05%，灰分（Ad）17%，挥发份（Vdaf）10～17%，全硫（St,d）0.40%，发热量34.31MJ/kg，为特低硫、低～中灰、高发热量之优质贫瘦煤，为良好的炼焦配煤、电厂用煤和动力用煤。

9+10号原煤工业分析指标为：

水分（Mad）1.35%，灰分（Ad）12～20%，挥发份（Vdaf）10%，全硫（St,d）3.0%，发热量33.72MJ/kg，为富硫、低～中灰、高发热量之贫煤，经脱硫技术处理、降低煤中的硫分后，可做电厂用煤和动力用煤。

根据翼煤发（2002）第86号“关于对牢寨煤矿等43座矿井瓦斯等级鉴定结果的报告”，本区2号煤层瓦斯相对涌出量一般0.92～5.7m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.29～3.3m3／min，均为低瓦斯矿井，由此推测葛屯矿井也应为低瓦斯矿井。

该区未作过煤尘爆炸性指数及煤的自燃倾向试验测试，但据可燃基挥发分在11～13％之间，推断煤尘爆炸性较弱。

据对邻近生产矿井调查，本区从未发生过煤尘爆炸事故及煤的自燃现象。

本井田未作这方面的工作，参照邻近生产矿井井温资料，9+10煤层最高温度为23℃，属地温正常区，恒温带深度在70m左右。

瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温

根据翼煤发（2002）第86号“关于对牢寨煤矿等43座矿井瓦斯等级鉴定结果的报告”，本区2号煤层瓦斯相对涌出量一般0.92～5.7m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.29～3.3m3／min，均为低瓦斯矿井，由此推测葛屯矿井也应为低瓦斯矿井。

该区未作过煤尘爆炸性指数及煤的自燃倾向试验测试，但据可燃基挥发分在11～13％之间，推断煤尘爆炸性较弱。

据对邻近生产矿井调查，本区从未发生过煤尘爆炸事故及煤的自燃现象。

本井田未作这方面的工作，参照邻近生产矿井井温资料，9+10煤层最高温度为23℃，属地温正常区，恒温带深度在70m左右。

本次设计对象为全井田的所有稳定可采煤层，即2号。

2号煤层容重分为1.40t/m3，可采面积为49.5km2。

第二章井田境界与储量

第一节井田境界

井田边界的描述。

边界确定的依据及性质（自然边界和人为边界，有无扩区的可能）；井田走向长度和倾向长度（包括最大最小和平均值）、井田的面积:

葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。

其地理位置为北纬35°38′45″～35°50′00″，东经111°48′45″～112°01′52.5″。

井田范围

葛屯井田由以下9个坐标点连线圈定，拐点坐标如下：

1.X=3958000Y=19587600

2.X=3958000Y=19581750

3.X=3959000Y=19581000

4.X=3962000Y=19581000

5.X=3967500Y=19583120

6.X=3967500Y=19584700

7.X=3965250Y=19584700

8.X=3965250Y=19586200

9.X=3964550Y=19587600

井田南北走向长6.55～9.50km，东西倾斜宽1.58～6.60km，面积49.5km2。

井田内2号煤层埋藏深度为375～665m。

第二节地质储量的计算

由于井田内主要可采煤层厚度变化不是太大，地层平缓，其倾角均小于15°，故采用煤层铅垂厚度和水平投影面积来估算资源量。

估算公式为：

M=s.h.d

式中：

M—资源量t

s—水平投影面积m2

h—煤层厚度m

d—容重t/m3

代入公式算得：

矿井地质储量为405.482Mt，2号煤层地质储量为110.208Mt

第三节可采储量的计算

一、矿井工业储量计算：

本井田面积:

49.5平方公里。

煤层赋存条件较好，顶底板条件良好。

2号煤层平均厚3.2米，其工业储量计算如下：

Zc=S×h×ρ

式中，Zc——表示矿井工业储量

S——表示井田面积

H——表示煤层厚度

ρ——表示煤的密度，即容重

代入公式算得：

2号煤层工业储量为221.76mt

二、矿井可采储量的计算：

矿井可采储量：

Z=（Zc–P）×C

式中Z——表示矿井可采储量

Zc——表示矿井工业储量

P——表示保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量，本矿井按储量的20%计算

C——表示采区采出率，2号煤层都属于中厚煤层，故取C=0.8

即，本矿井可采储量为：

Z=141.93mt

第三章矿井工作制度及生产能力

第一节矿井工作制度

矿井正常工作的制度对其管理及生产的正常、高效运转都是非常重要的。

依据《规范》矿井年工作日为330天。

关于工作制度，按每班完成的循环次数应为整数，即每一个循环不要跨班完成，否则不便于工序之间的衔接，施工管理也比较困难，不利于实现正规循环作业。

本设计采用“三八”制，每天三班作业，每班工作八小时，两班半生产，半班维修,边采边准,每天净提升14h。

第二节矿井生产能力及服务年限

一、矿井生产能力：

矿山生产能力是矿山建设最重要的问题之一,生产能力确定的正确与否直接关系着企业投资和经济效益的好坏,因此必须认真的深入的调查研究以确定好矿山的生产能力

根据实际情况、井田境界、煤层