煤矿开采毕业设计说明书范本.docx
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煤矿开采毕业设计说明书范本
第一章矿（井）田地质概况
1.1矿（井）田位置及交通
1.1.1交通位置
王家山煤矿位于靖远县城北约60km,宝积山矿区西北约10km,行政区划属白银市平川区王家山镇和东升乡管辖。
面积约8.3421km2，地理坐标为：
东经104°8'06〃〜104°53'12〃，北纬36°51'35〃〜36°314〃。
靖远煤业有限责任公司取得王家山煤矿的采矿权,国土资源部2001年12月26日颁发了采矿许可证，开采深度标高为1780—850m,有效期自2001年12月至2017年12月。
王家山煤矿西北距国道309线约2.5km。
铁路由白（银）〜宝（积山）线
的长征车站接轨，经旱平川、水泉，至煤矿工业广场有专用线。
矿区内的公路、
简易公路纵横交错，交通甚为方便。
交通位置如图1.1
图1.1交通位置图
1.1.2地形地貌
矿区地处干旱区，地形复杂。
地形陡峻，最高点位于枸条岘，标高2021.7m,最低点位于下红湾，标高1815.0m,相对高差206.7m,水洞沟以西基岩裸露，属剥蚀构造地貌，王家山向斜两翼形成相向的单面山，
由于沿张性构造裂隙易于向下切割侵蚀，故横向沟谷发育。
随着向斜的倾
没，岩层逐渐被黄土覆盖；水洞以东主要为黄土丘陵区，相对高差较小，一般
20〜50m。
1.1.3气象及水文情况
矿区气候属内陆半沙漠干旱气候
㈠气温：
月平均-9〜24C,最低-18〜23C,最高达35〜38C,年平均7.9〜9.2C。
夏季酷热，冬季严寒，春、夏、秋季昼夜温差10〜16C
㈡降水量：
年平均量在187〜374mm之间，平均250mm左右.多集中于7、8、9三个月,降水量占全年的50〜60%,常形成暴雨。
㈢蒸发量：
年平均1439〜1782mm,平均1655mm,为降水量的6.6倍。
㈣湿度：
年平均55〜64%，4、5月份最干燥，为41〜60%，7〜11月份湿度在58〜75%之间。
㈤风向：
除夏、秋季有东南风外，其他时间多西北风，风力2〜4级，最大达6〜8级，全年平均风速1〜1.4m/s。
㈥每年11月至次年3月为冻结期，最大冻结深度93cm。
区内无常年流水，仅有两条砂河在每年7〜9月雨季期间山洪暴发才有短暂的暂时性流水。
一条是苦水峡砂河，发源于矿区东南部的小井子沟，由南向北穿过矿区中部，经胶泥崖村、大红沟、北滩，与咸水河汇合，至中卫注入黄河；另一条是孔家沟砂河，由李家坪向西流经矿区南侧，在33、107号孔附近
折向西南，经石碑子沟、旱平川，流入黄河。
矿区以南的变质岩裂隙水沿F1断裂带溢出，在苦水峡砂河上游形成水质良
好，但水量甚小的上升泉，最小涌水量0.175L/S，最大涌水量为1.112L/S
由于受Fi断裂带中断层泥的阻滞，进入孔家沟砂河后形成地下潜流，潜水面深3〜10m,对河床中分布的各个水井进行了不定期观测，水量不大，如李家坪水
井的涌水量为20.39m3/d。
1.1.4矿区概况
1.矿区开发情况
王家山矿区开采历史久远，在建井时，井田浅部的小窑已具备相当规模。
为了协调与地方的关系，省委、省政府先后多次从生产矿井不同位置划给地方资源2501.84万t，从1550m水平以下资源内划给地方资源储量1806.0万t。
经煤业公司调查，王家山矿区原有各类地方小煤窑（乡村、个体、其它）43个，通过多次关井压产的整顿，部分小窑已被关闭、封停，现保留24个小煤矿持有合法证件，但仍存在一证多井、超层越界、乱挖滥采、侵占大矿资源的现象。
具体分布情况为：
在王家山煤矿一号井周边实测有8个矿13个井口，二号井周边实测有11个矿14个井口，五号井周边有5个矿7个井口，各小煤矿的开采能力都在3万吨以上，有的能力达10万t，由于小矿开采技术条件差、回采率低，对资源破坏量非常大。
另外，井田内煤层大多为急倾斜煤层，而划出的资源均在井田浅部，使划出资源的下部形成相当数量的呆滞煤量。
也使王家山煤矿生产能力、矿井服务年限等受到较大影响。
2.矿区经济情况
本区以农业为主，农产品主要有小麦、谷物、豆类等，由于干旱多风，产量均较低
工业方面，有矿区所属各煤矿，以及矿区辅助和附属企业事业单位等，还有靖远县所属厂矿及定西陶瓷厂、煤矿等企业，国家重点建设工程靖远电厂二期工程已竣工，靖远矿区供水工程亦完工交付使用。
整个靖远矿区水、电、路、通讯等都已形成系统和综合能力。
3.矿井建设和生产所需主要材料的来源
主要建筑材料，除钢材以外，水泥、砖瓦、砂石、白灰等均为本地生产，可就近购买。
4.水源、电源及劳动力来源
本矿井由靖远矿区净水厂供水。
靖远矿区净水厂设在黄河北岸，取黄河水为水源，经过净化后供整个矿区。
该水厂日处理水量54000m3/d，可向王家山矿井供水9900m3/d，能够满足该矿井集中生产用水。
黄河水通过、过滤、消毒等手段处理后，水质符合国家生活饮用水标准。
该水总硬度约为11.8德国度，Ph值约为7.8，浊度＜3度。
本矿井井下水的矿化度非常高,不宜作为生活水源,但该水可以满足灌浆用水的水质要求,因而可以用来制水泥浆。
矿区内现有靖远电厂（140万kW）0王家山矿有35KV变电所。
运输条件良好，矿区铁路专用线和矿区公路均已通达井口工业广场。
综上所述，本矿井的供水、供电、运输等外部建设条件良好0
5.矿藏市场供需情况
近年来，王家山煤矿利用原有小矿井的产能，大力推广综采放顶煤等采煤新技术，加之煤炭行情利好，目前已是产销两旺，利润大增（表8-7）0本矿井
但也比1999年技改项目设计所依据的不含税综合价107.88元/t要高。
至于块煤，由于供民用，目前井口售价为280〜290元/t,但本矿井块煤率偏低（土1%。
1.2矿（井）田地层及地质构造
1.2.1地层
王家山矿区地层主要有下志留统马营沟群（Sn）上三叠统南营儿群（Tsnn）,中侏罗统窑街组（J2y）,中侏罗统新河组（J2X）,上侏罗统苦水峡组（J3k）,下白垩统河口群（Kink）、上第三系（N）和第四系（Q）。
下志留统为中生界基底地层，上三叠统常为煤系基底，中侏罗统窑街组为主要含煤地层。
在矿区南部F1断层带中局部有残留的泥盆系及石炭系地层，此外，在矿区南北的外侧布有上第三系红层。
1.2.2构造
1.断裂构造
王家山煤矿区地质构造的主要特点是：
以断裂为主，褶皱为辅。
但中深部区域主要为向斜构造，即王家山向斜。
该向斜由中生界地层构成，向西抬起收拢，向东倾伏撒开，渐被第四系覆盖，长约10如，向斜轴走向北60。
〜70。
西,
局部近东西向，两翼地层产状不同，北翼地层在幻勘探线以西走向为北75。
西，
倾向南西，倾角25。
〜40°幻勘探线以东渐转为北80。
东，向南南东倾，倾角40。
〜60°,XV勘探线以东更陡，达60。
以上；南翼地层走向为北60。
西，倾向
北东，倾角35°〜66°，局部直立、倒转，为一南陡北缓、轴面南倾的不对称向
斜。
％勘探线以西向斜轴被F21断层切断。
井田内以走向断层为主，发育于井
田西南部的北倾断
层有F21断层，F14断层是沿次级背斜轴错断形成，西起水洞
沟，至加刘勘探线
以东消失，长3.5km，＞勘探线以西走向北80。
西，以东呈
近东西向，倾向南或西南，倾角67。
〜85。
，为一高角度逆冲断层，破碎带宽2〜
7m,断层距10〜
60m,中间大，两端小。
F21断层位于王家山向斜轴部，西起I
勘探线以西，大致沿向斜轴延伸，至毗勘探线以东偏向向斜轴以南，一直向东
伸至矿区以外。
通
过矿井的这一段走向呈65°西，倾向南西，倾角80°，浅部
有时直立或向北东
倾，使断层呈微向北凸的弧形，南西盘向上逆冲，将王家山
向斜轴切割破坏。
通过矿井的这一段断距约45〜100m，西小东大。
2.褶皱构造
陇西系乌鞘岭—六盘山主褶带逶迤通过靖远北部。
靖远煤田便形成于褶带
中古变质岩体的低
洼地带。
受陇西系所左右，区域主要构造形迹多呈北50°〜
60°西方向。
有如下主要构造：
㈠松山一响泉山一黄家洼山隆褶带：
走向长约80km，主体由下古生界及震
旦亚界变质岩组成
，总体走向北50°西。
㈡宝积山复向斜：
位于松山一响泉山一黄家洼山隆褶带的南侧，为一南翼
受到破坏的不完整
复向斜，主轴呈北50°西方向，走向长约37km。
㈢王家山复向斜：
位于松山一响泉山一黄家洼山隆褶带北侧，为一南陡北
缓的不对称复向斜
，主轴走向北60°〜70°西。
㈣青石山半环状构造：
位于宝积山矿区与红会矿区之间，由青石山西侧弧
形断层及其所包围
的下奥陶统变质岩花岗岩组成。
㈤北滩新生代拗陷：
位于王家山复向斜以北，在王家山矿区以F15断层为
界与隆褶带分开
㈥靖远新生代拗陷：
位于宝积山复向斜以南，为靖远—静宁拗陷带的一部分。
3.岩浆岩侵入
岩浆岩主要分布在矿区以南的寿石山、红会将军坟滩及崛吴山北坡，主要岩性为花岗岩和花岗闪长岩，对矿区煤系没有影响。
1.3矿体赋存特征及开采技术条件
1.3.1煤层及煤质
1.煤层
本区的主要含煤地层为中侏罗统窑街组（J2y），厚116m,含煤五层,平均总厚30.67m，含煤系数26%;其次为中侏罗统新河组（J2X）第一段，平均总厚64m,含煤两层，平均总厚2.99m，含煤系数4.7%。
各煤层由上到下编号为:
1层煤，2上层煤，2层煤，2下层煤，3层煤和4层煤，其中，2层煤和4层煤为主要可采煤层，厚度大，较稳定，且分布面积广;3层煤为局部可采层，分布面积较大，厚度较薄，变化亦较大;其余煤层更不稳定，多呈透镜状。
此
外，4层煤向南由于相变，发生分叉，变薄，以至尖灭，在深部形成4下层煤;
另在深部钻孔中4下层煤以下尚有1—2层透镜状煤层，偶达可采厚度以上。
煤系含煤性的变化规律比较明显:
南翼不如北翼，西端不及东端。
北翼西
部又较东部含煤性差，％勘探线以西含煤系数平均为17.9%，低于北翼平均数，以东平均为28.1%，高于北翼平均数。
全区平均为19.7%
一）1层煤
位于中侏罗统新河组第一段，即第川旋回的顶部，煤层薄而变化大，多不可采，呈透镜状。
全区共有31个孔见到此层煤。
达可采厚度以上的有12个孔，纯煤真厚最大1.60m,主要分布在幻-刘勘探线间，多为单一结构或含一层夹矸，
最多含三层夹矸，夹矸最多小于1m，1层煤常相变为灰黑色炭质泥岩、泥岩或砂质泥岩，与2层煤的间距西小东大，XM勘探线以东皆在55m以上，最大的为308号孔，达113.84m，XE勘探线以西多在55m以下，一般30〜45m,最小的为48号孔，不足30m。
（二）2上层煤
位于中侏罗统新河组第一段的下部，分布比较集中，主要发育于南翼切勘
探线以西和北翼东部的XM和加XM勘探线间及西端U勘探线以西，在北翼的281、59、46、264和255号孔尚有零星分布。
全区见2上层煤的有32个孔，煤厚0.11m（109号孔）—6.32m（294号孔），纯煤厚度达可采厚度以上的有18个孔，其中最厚4.27m。
2上层煤与2层煤的间距在南翼和北翼西端为6.93m（透3号孔）—28.19m（77号孔），平均15.73m，北翼东部为5.00m（浅6号孔）一13.73m（129号孔），平均9.64m。
多为单一结构，少数含一至二层夹矸，夹矸最厚为1.12m（浅6号孔），最薄的仅0.99m（40号孔），岩性为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩。
（三）2层煤
赋存于中侏罗统窑街组顶部，为本井田最主要的可采煤层，分布面广，厚度巨大，煤层比较稳定。
煤厚变化规律性比较明显，南薄北厚，西薄东厚。
这一部分煤层结构的变化情况是：
XM勘探线以东多含二至四层夹矸，少数含一
层，个别有五层夹矸，共同的特点是，夹矸多在煤层上部，下部常为单一的巨厚煤分层，XM勘探线以西多为单一结构或含一至二层夹矸，少数含三至五层夹矸，个别的结构较为复杂，如21号孔有七层夹矸，37号孔有八层夹矸，夹矸最厚为8.15m（273号孔）,大多0.20〜2.00m，少数2〜5m夹矸岩性多为粉砂岩、泥岩或炭质泥，偶为细砂岩。
另外，古河流冲刷是造成四号井中部以西厚度变化的主要原因。
从底板等高线图及剖面图上清楚地反映出，2层煤不仅沿走向有波状起伏变化，同样，沿倾向亦有明显的起伏变化，致使底板等高线蜿蜓变曲，疏密不匀，这显然是岩、煤层在构造变动过程中受挤压而产生的形态变化。
（四）2下层煤
位于中侏罗统窑街组上部，呈透镜体状，很不隐定，全区仅有11个钻孔见到此层煤，多零星分散且不可采，只北翼毗〜区勘探线的4个钻孔尚较集中。
纯
煤厚度达可采厚度以上的有5个孔：
98、11、70、36和260号孔。
其中，98号孔最厚达5.8lm，但很快即变薄、尖灭。
除个别孔含一两层外m外，其余皆为单一结构。
夹矸岩性为泥岩及粉砂岩。
与2层煤间距一般8〜18.50m，西部透7号孔最
小为3.57m。
（五）3层煤
位于中侏罗统窑街组中部，煤层厚度变化较大，不太稳定，为局部可采煤层，发育于XI勘探线以西，共有60个钻孔见此层煤，最厚的是307号孔，达21.27m,最薄为170号孔，仅0.11m。
总的变化趋势为南薄北厚，西薄东厚。
南翼虽然局部煤层较厚，但迅速变薄，尖灭，被无煤区分割成几块，无煤区和不可采区面积占一半以上，北翼煤层分布较普遍，各见煤点大多达可采厚度以上。
西薄东厚的变化更为明显：
南翼36号孔以东的几个见煤孔煤厚都大于3m,纯煤厚都达可采厚度以上，以西的12个见煤孔，仅有4个孔煤厚大于2m；北翼叫〜区勘探线
深部为厚煤带，包括47、112、98、11、68、307、306共8个钻孔，占据面积宽约0.5〜1公里，长约2公里，平均煤厚11.92m，这一厚煤带以西约700m处的114号孔则是个无煤区，叫勘探线以西钻孔的煤厚都小于3m。
此外，北翼浅部近露头部分可能由于风化等原因，存在一条薄煤带，煤厚多在1m以下。
全区平均煤厚3.33m。
（六）4层煤
赋存于中侏罗统窑街组的下部，为矿区主要可采煤层之一，北翼普遍发育，
南翼主要分布于川〜切勘探线深部。
全区见4层煤的钻孔共有123个，煤厚在30m以上的有12层次，10〜30m的71层次，煤厚变化情况仍是西薄东厚，南薄北厚，与2层煤相同，且规律性更明显。
加切勘探线以东的浅部和中深部煤厚绝大多数大于10m，向西向南均变薄，加切勘探线以西煤厚大多小于10m。
总之，愈近煤盆地边缘，厚度变化愈大，短距离
内即由可采变为不可采以至尖灭。
全区平均煤厚14.79m。
4层煤有几处结构比较复杂：
一是北翼中部切〜X勘探线中深部们，包括70、
59、47、98、11、113、82、117、48和19号孔，含三至八层夹矸；二是XM〜加XM勘探线的浅4、补181、20、256和补21号孔，含三至七层夹杆，三是XM〜加XM勘探线的129、浅5、258、23、302、139、235、203和182号孔，含三至十层夹矸。
其余为单一结构或含一至二层夹矸。
夹矸厚度一般0.20〜1m,少数1〜
3m,个别大于3m,最厚达13.73m（补181号孔）。
夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩、粉砂岩或砂质泥岩，偶夹中粒砂岩。
（七）4下层煤
为4层煤向深部分叉形成，分布于％勘探线以东，37、82、254、补21、23和浅7号孔一线以南，愈深部，与4层煤的间距愈大，4下层煤也逐渐变薄，以至尖灭。
由西向东4下层煤与4层煤的间距逐渐加大，毗勘探线为13.10m,/勘探线22.30m,刘勘探线22.71m,XM勘探线21.3m,XW勘探线30.81m。
共有10个孔见4下层煤，117号孔最厚为7.58m,向深部很快变薄，306号孔仅0.62m,一般厚1〜3m平均厚3.18m。
结构较简单，除307号孔（含三层夹矸）和117号孔（含两层夹矸）外，其余皆为单一结
沟或含一层夹矸。
夹矸厚一般0.50〜2.00m,最厚为2.38m（305号孔，将煤层分隔为两层不可采的薄煤）。
夹矸岩性多为泥岩或粉砂岩，偶为细砂岩。
2.煤质
各煤层的物理性质基本相似：
黑色，条痕黑色或深棕色；具沥青光泽和弱玻璃光泽；易燃，焰长，烟浓；焦渣略膨胀，微熔融或不熔融。
宏观煤岩成分以半亮煤为主，半暗煤次之，垂直层面可见丝炭、镜煤、亮煤、暗煤互相交替，呈现出较清楚的条带状结构及层状构造。
具贝壳状断口，内生裂隙较发育，易破碎。
有机显微煤岩组分：
以丝质组含量略占优势，镜质组含量次之，稳定组含量1层煤最大为4.8%。
矿物总含量为4.1〜8.2%，以粘土组和碳酸盐组矿物为主，氧化物组和硫化组次之。
煤的变质程度：
镜煤平均最大反向率为0.602〜0.60%,属烟煤第U变质阶
段。
1.3.2瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性。
煤的自然性及地温情况
1.煤层自然发火
据矿井调查，2层煤自燃发火期为2-5个月，4煤层自燃发火期为4-6个月。
地面堆积煤4〜5个月，雨季经过3个月便自燃发火。
2.瓦斯
年以来矿井绝对涌
2、3、4层煤中每克可燃物中CH含量均不大于1ml/g,根据历年的鉴定资料,王家山为低瓦斯矿井。
据王家山矿提供的资料，1990
出量0.4〜1.35m3/min，相对涌出量0.13〜0.68m3/t.d
3.煤尘
据井田六个钻孔中采取的8个煤尘爆炸样品试验结果，2、4层煤的煤尘
均有爆炸性，爆炸指数为24%〜36.33%,采煤时应采取相应预防措施。
4.地温
在两个孔作了近稳态测温，在一个孔（308号孔）作了简易测温。
308号孔100m以上地温较低，100m处地温明显升高，100m以下则缓缓上升，至780〜800m处地温梯度又有较大变化。
据此判断，100m处可视作恒温点（地温平均15.5C）,100m以上为变温带，因受冬季低气温影响，故地温较低，至100m恒温点处地温明显跳升，100m以下进入增温带，地温逐渐增高。
603m处测得的平均地温为34C，由此算得308号孔地温梯度为2.2C/100m。
780〜800m恰为2层煤（738.25〜786.50m）底板，这一段地温梯度的变化可能是受煤层影响之故。
上述地温梯度资料表明，本区属地温正常区。
目前矿井开采范围内也未发现地温异常。
1.3.3水文地质
1.含水层
I含水层，包括4层煤以下的中〜下侏罗统和上三叠统地层。
前者由泥、钙质胶结层状砾岩、砂岩夹粉砂岩组成，属裂隙不发育的裂隙含水层，37号孔的单位涌水量为0.00114L/S•m，渗透系数0.00584m/d，水位高程1797.49m。
北翼厚11.81m，其中夹层厚0.57m，南翼6.68m。
后者由厚层状泥质胶结的中至粗粒砂岩夹粉砂岩及泥岩组成，属裂隙不发育的裂隙含水层。
上三叠统厚度百余米，与上覆侏罗系底部含水层呈10度左右的角度不整合接触，没有隔水层相隔，二者有着密切的水力联系，故把它们划属同一含水层。
四号井井筒位于该含水层中，单位巷长涌水量0.003L/S•m。
U含水层，位于2层煤底板泥岩、粉砂岩的底界至一隔水层顶界，以粗粒
砂岩为主，中至细粒砂岩次之，夹3层煤、泥岩及粉砂岩。
砂岩泥质胶结，较坚硬，裂隙不发育。
水温和地温相同，没有异常。
北翼平均厚23.55m，纯含水
层厚18.26m；南翼平均厚度36.36m，其中纯含水层厚25.80m，夹层厚10.56m。
川含水层，位于二隔水层的顶界至中侏罗统第三组油页岩段的底界，由巨厚的砾岩、粗砂岩、中粒砂岩、泥岩、粉砂岩组成。
砾岩、砂岩泥钙质胶结，较坚硬，裂隙发育。
裂隙以构造裂隙为主，风化带以上则风化裂隙发育。
在该
层段钻进冲洗液明显减少或全部消耗。
这一现象北翼常见，尤其是中部和西部，几乎孔孔“漏水”。
水温和地温相同，没有异常。
2.隔水层
I隔水层，由4层煤及其顶、底板泥岩组成，隔水性良好。
北翼平均厚32.75m，4层煤位于该层的中部，煤层上下的隔水地层平均厚分别为8.04m及1.83m:
南翼平均厚5.88m，煤层尖灭。
该隔水层沿走向变化不大，但沿倾向由北向南逐渐变薄。
U隔水层，由2层煤及其顶、底板泥岩、粉砂岩组成，隔水性良好。
北翼
平均厚33.10m,2层煤顶板除局部有隔水层外，多数与上覆U含水层直接相接；底板局部无隔水层，多数有隔水层，其平均厚3.66m。
该隔水层沿走向变化不大，沿倾向由南向北逐渐增厚。
3.断层对矿井涌水影响:
1、F21断层，为南倾逆冲走向断层，断距东大西小。
断层破碎带宽32m，以黑色高含粘土的断层泥夹断层角砾岩组成，是隔水断层。
川勘探线285号孔于581m穿过破碎带，宽15m,由裂隙发育的岩石组成，是地下水的富带。
2、F17断层，是一组南倾逆掩断层，破碎带宽数米至数十米，高含粘土，为隔水断层。
F17断层以北发育一个剖面上的“入”字形构造，煤层被一系列走向断层所切割、破坏，“入”字形构造的主干断裂又与边缘断层相切割，构造复杂；煤层由于受断层影响，厚度变化较大，有时正常煤层与断层为相混杂交接。
F2断层以南部分的岩、煤层受构造变动强烈破坏，F2与
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