本科毕业设计汾西煤矿300万吨初步设计太原理工大函数Word文件下载.docx
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1.1.2、地形地貌及水系
1、地形地貌
井田位于黄河以东、吕梁山西翼低山丘陵区。
属黄河中游黄土高原地带，受三川河河谷的控制，地势总体上由东南向西北渐次降低。
东北缘和西南部分别有东南—西北向的三川河支流通过，因而形成东北、西南低、中间高的地势。
大沟谷谷底一般宽十几米，最宽100m左右。
地面高程最高点在东南部郭家岭村东，标高1170m。
最低点在井田西部金家庄煤业公司变电站附近沟谷中，标高约885m，最大高差285m。
地貌类型属梁状黄土丘陵，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，多呈“V”字型，井田内黄土广为覆盖，黄土丘陵绵延起伏，常见有黄土陡崖、黄土峭壁，垂
直节理发育。
2、水系及主要河流
井田属黄河流域三川河水系，三川河在井田北11km处自东向西流入黄河，区内有两条季节性河流，平时水量很小，雨季水量增大，其余均为季节性小溪，均属三川河之支流，此外再无其它地表水体。
井田位于柳林泉域内。
柳林泉以泉群的形式出露于井田东北三川河谷两岸，东起寨东，西至薛家湾近2km的河谷中，大小泉点近百个，向三川河排泄。
流量较大的有寨东、龙门会，插家港、上青龙和刘家圪塔等5个泉组。
泉水出露点高程+790～+801m，据1983～1991年长期观测资料，平均流量为2.53m3/s，最大流量6.17m3/s。
水温在补给区为12-13℃，排泄区一般为15.5-18℃，局部高达20.5℃。
1.1.3、气象及地震烈度
井田地处晋西黄土高原，属暖温带大陆性季风半干旱气候。
四季分明，春季多风干旱，风向多为西北，夏季炎热多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷。
年平均气温10.5℃，其中1月最低，平均-6.9℃，7月最高，平均24.6℃。
极端最低气温为-21℃，极端最高气温达38.1℃。
本区多年平均年降水量472.3mm，历年最大降水量为577.7mm，最小为373.5mm。
降水量年内差异悬殊，主要集中在6～9月，且多暴雨，占年总降水量的60％。
日最大降水量58.1mm（1981年6月9日）。
多年平均蒸发量为1888.7mm。
年蒸发量最高为2171.7mm（1982年），最低为1766.2mm（1988年），蒸发量大于降水量。
冬春季多西北风，夏秋季多东北、东南风，年平均风速1.2～2.46m/s，最大9.3-15m/s。
初霜期一般在10月上旬，终霜期在翌年3月下旬，无霜期150～200d。
初雪期为11月中、下旬，终雪期为翌年3月中、下旬。
冻土期在11月至次年3月，最大冻土深度为lm。
1.1.4、电源条件
**煤矿工业场地目前已有一座35kV变电所，变电所一回35kV电源引自青龙110kV变电站；
另一回35kV电源引自沙曲35kV变电站。
目前青龙110kV变电站和沙曲35kV变电站供电能力有限，已不能为**煤矿提供安全的供电电源，根据矿井300万t/a改扩建方案和附近的电源情况，由柳西110kV变电站为**煤矿提供两回35kV电源、电源线路导线型号为LGJ−240mm2、线路长度为16.4km。
另外，为满足矿井中后期生产需要，已在独胡峁风井工业场地内新建35kV变电所一座。
矿井供电条件比较可靠。
1.1.5、水源条件
**煤矿供水水源现取自河谷两岸第四系含水层和奥陶系石灰岩含水层。
奥陶系含水层含水量丰富，单位涌水量80768L/s，水位标高+801m，水质较好，在沟谷两岸打深井220m即可取水。
可作为矿井永久水源。
矿井水经处理后可作为矿井生产、消防补充水源，矿井水源条件可靠。
1.2、地质特征
1.2.1、地质构造
井田位于吕梁山西翼，河东煤田中段。
地表大部分地区被第三、第四系红黄土
覆盖，仅在沟谷中出露二叠系地层，地面标高+885～+1170m。
区域内所揭露的地层自下而上为奥陶系中统上马家沟组、峰峰组；
石炭系中统本溪组、上统太原组；
二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组；
上第三系上新统及第四系中更新统、上更新统、全新统。
井田内大部分被新生界覆盖，仅在沟谷中由东北向西南出露下石盒子组、上石盒子组及石千峰组。
1.2.2、勘探程度
本井田勘探程度为精查。
勘探采用的手段先进，工程线距密度合理。
钻探工程、
测井工作、煤质采样工作、水文地质及工程地质工作均严格执行煤田地质勘探的有关规程和规定。
储量计算可靠，勘探程度较高，可以满足设计和生产建设的要求。
1.2.3、褶皱及断层
基本构造形态为一走向北西、倾向南西的单斜构造。
倾角2°
～11°
，一般3°
～5°
。
地面褶曲、断层均不发育。
在井下开采过程中发现一些层间小断层，一般走向北西、倾向南西，落差一般小于2m。
井下还发现小型褶曲，走向与地层倾向一致，起伏不大，延伸较短。
层间小断层、小型褶曲发育部位，常易形成煤层的局部增厚变薄。
对井下开采造成一定困难。
井田内未发现岩浆岩及陷落柱。
井田构
造属简单类。
1.2.4、水文地质特征
本矿开采上组煤（3、4号煤）层，矿井水文地质类型定为中等型。
开采下组煤（8、10号煤）层，矿井水文地质类型定为中等型。
1.2.5、煤层与煤质
1、煤层
含煤性
井田内含煤地层为太原组和山西组。
含煤地层总厚159.39m，共含煤8～12层，自上而下为1、2、3、4上、4、5、6、7、8上、8、10、11号煤层，平均煤层总厚11.90m，含煤系数7.47%。
①、山西组（P1s）：
山西组含煤3～5层，分别为1、2、3、4上、4号煤层，厚4.77m，含煤系数6.15%。
山西组3、4上、4号煤层均为可采煤层。
②、太原组（C3t）：
太原组含煤5～7层，分别为5、6、7、8上、8、10、11
号煤层，厚7.13m，，含煤系数8.71%。
其中6、8上、8、10号煤层为可采煤层。
山西组的3号煤层和太原组的8上、8、10号煤层为全井田可采煤层，4上、4上号煤层为大部分可采煤层，6号煤层为局部可采煤层，其余煤层不可采。
2、煤质
物理性质：
井田内煤多呈玻璃光泽（强玻璃光泽），少数分层惰质组含量高，呈弱丝绢光泽。
断口参差状、贝壳状，镜煤分层有眼球状。
内生裂隙普遍发育，尤其在镜煤、亮煤中。
外生裂隙不发育。
宏观结构以条带状为主，有线理状、透镜状、均一状，构造多呈层状，也有块状。
煤层为中变质煤，故硬度小，脆度大。
化学性质：
3号煤为低中灰、特低硫、低磷、中等—易选的焦煤，推测其炼焦性与4号煤相类似，可炼出Ⅰ级冶金焦；
4号煤为低中灰、特低硫、低磷、可选性中等的焦煤，炼焦性极好；
6号煤为低中灰、中硫、特低磷、易选的焦煤；
8上号煤为低灰、中硫、中磷、易选的焦煤；
8号煤为中灰、中高硫、中磷、易选的瘦煤、焦煤；
10号煤为低中灰、中硫、中磷、易选的瘦煤、焦煤。
1.3、煤尘开采技术条件
1.3.1、瓦斯
根据山西省煤炭工业厅晋煤安发[2011]497号“关于山西焦煤集团有限责任公司2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复”，矿井瓦斯相对涌出量为22.78m3/t，绝对瓦斯涌出量为102.83m3/min。
矿井属于高瓦斯矿井，随着矿井开采深度的增大，矿井瓦斯涌出量有逐渐增大的趋势。
1.3.2、煤尘
井田内3、4、8上、8、10号煤层煤尘均有爆炸性危险性。
1.3.3、煤的自然性
3、4号煤层自燃倾向等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层。
8上号自燃倾向性等级为Ⅰ类，为容易自燃煤层。
8号煤层自燃倾向性等级为Ⅰ-Ⅱ类，为容易自燃煤层。
10号煤层自燃倾向性等级为Ⅰ-Ⅲ类，为容易自燃煤层。
1.3.4、地温
本井田煤层埋深，是由北到南逐渐加深，而温度也是由北到南逐渐升高，基本符合地温随着地层深度的增加而逐渐增高的规律。
井田属地温正常区。
1.3.5、矿井涌水量预测
**煤矿现开采3、4号煤层，目前矿井正常涌水量38m3/h，最大涌水量为98m3/h。
当矿井开采上组煤达到年产量300万t/a时，预计矿井正常涌水量76m3/h，最大涌水量197m3/h。
当矿井开采下组煤达到年产量300万t/a时，预计矿井正常涌水量116m3/h，最大涌水量139m3/h。
2、井田境界及储量
2.1井田境界
2.1.1、井田境界面积
**煤矿目前井田面积18.909km2。
2008年，离柳矿区总体规划规划**煤矿扩区面积为11.377km2。
矿井现井田境界坐标、扩区范围坐标见表2-1-1、2-1-2。
表2-1-1井田境界坐标表
拐点
X（54坐标）
Y（54坐标）
1
4130565.0000
19497140.0000
2
4133020.0000
19492950.0000
3
4135100.0000
19494350.0000
4
4134620.0000
19494950.0000
5
4135730.0000
19495630.0000
6
4136200.0000
19496550.0000
7
4135400.0000
19498000.0000
8
4135170.0000
37497802.0000
9
4134225.0000
37499120.0000
表2-1-2矿井扩区范围坐标表
4131300
19495801
4128435
19494111
4130200
19491131
4133011
19492985
2.2资源/储量
根据山西省煤炭地质研究所2011年12月编制的《山西汾西矿业（集团）有限责任公司**煤矿改扩建矿井地质报告》中储量计算结果，截止2010年底，全井田
（18.909km2）保有各类资源/储量25987万t，其中3、4上、4号煤层（采矿证批采煤层）保有资源储量9393万t，其中探明的经济基础储量（111b）6406万t，控制的经济基础储量（122b）2379万t，推断的资源量（333）608万t；
6、8上、8、10号煤层（采矿证未批采煤层）各类资源/储量16594万t，其中探明的经济基础储量（111b）10983万t，控制的经济基础储量（122b）4975万t，推断的资源量（333）636万t。
因此，全井田范围内探明的经济基础储量（111b）17389万t，控制的经济基础储量（122b）7354万t，推断的资源量（333）1244万t，因此，全井田（18.909km2）范围内工业资源储量为（17389+7354）+1244×
0.9（可信度系数）=25862.6万t。
本次设计按照《晋中煤炭基地离柳矿区总体规划》规划的**煤矿扩区面积（11.377km2）计算扩区储量。
根据扩区内煤层钻孔厚度和扩区面积估算，扩区（11.377km2）范围内工业资源储量为13270.1万t。
另外，由于目前井田范围内下组煤奥灰突水系数均小于0.1，其中10号煤层最低等高线处奥灰突水系数为0.08，因此下组煤工业/资源储量扣除各种煤柱损失后，均计入可采储量计算范畴。
本次设计矿井井田内地面建（构）筑物煤柱留设原则为围护带宽10m，表土移动角45°
，下山移动角β=72°
-0.5α（α为煤层倾角），上山移动角为72°
井田内需要留设的永久煤柱为：
井田边界煤柱20m，采空区防水煤柱30m，井田内断层落差一般小于2m，设计不留设永久煤柱。
将矿井工业资源储量减去上述永久煤柱损失后，矿井上组煤设计资源/储量为8603.2万t，下组煤设计资源/储量为15288.3万t，矿井上、下组煤共计设计资源/储量为23891.5万t。
2.3可采储量
矿井工业场地及风井工业场地煤柱留设原则为围护带宽15m，移动角技术参数同上，开拓大巷和准备巷道两侧各留40m保护煤柱。
将矿井设计资源/储量减去上述三项保护煤柱煤量后乘以采区回采率（薄煤层取0.85、中厚煤层取0.8、厚煤层取0.75），矿井上组煤设计可采储量为5961.48万t，矿井下组煤设计可采储量为10728.42万t，矿井上、下组煤共计设计可采储量为16689.90万t。
经估算，矿井扩区工业资源储量为13270.1万t，扩区设计资源储量为12269.5万t，扩区设计可采储量为9012.56万t。
综上所述，贺西矿井包括扩区在内，矿井工业储量为39132.7万t，设计资源储量为36161.0万t，设计可采储量为25702.46万t。
3、矿井设计生产能力与服务年限
3.1矿井工作制度
矿井设计年工作日330d，每天四班作业，其中：
三班生产、一班检修，每天净提升时间16h。
3.1.1、矿井设计生产能力
设计结合井田埋藏深度、煤层赋存条件、开采技术条件、装备水平、煤炭外运条件和市场需求等因素对矿井改扩建生产能力进行如下分析论证：
①、从汾西矿业（集团）公司内部需求分析
贺西矿井规模与企业规划相匹配。
根据汾西矿业（集团）有限责任公司2007年底新制定的“双三千万生产能力”规划目标，到2010年，集团公司煤炭生产规模和选煤厂规模将达到3000万t/a。
②、从矿井资源/储量情况分析
井田包括扩区后共获得设计可采储量25702.46万t，井型为300万t时可服务61.2a，符合《煤炭工业矿井设计规范》中改扩建矿井设计服务年限50a以上的要求。
③、从井田内煤层开采条件及技术装备分析
井田内煤层赋存条件较好，特别是主采的3、4、10号煤层，属中厚、厚煤层，煤层倾角一般为3～5°
，可采范围内断层较少，适合综合机械化开采，煤层生产能力大，对建设大型矿井十分有利。
从井田内煤层开采条件出发，确定初期在目前4号煤层已装备1套综采工作面外，在三采区增加1套综采工作面能够满足矿井的生产能力。
因此，矿井开采技术条件优越，外运渠道通畅，具备建设300万t/a井型的条件。
④、从市场需求量分析
矿井开采的煤层以焦煤、瘦煤为主，属于稀缺煤种，市场缺口较大，其开发前景相当广阔，市场潜力巨大。
因此，在资源及开采技术条件允许的情况下尽可能加大井型。
综合以上各方面因素，确定矿井生产能力由150万t/a改扩建到300万t/a，考虑到今后采矿技术条件的发展和市场需求，设计主要生产系统富余能力适中，给矿井发展留有余地。
3.2、矿井服务年限
目前批准井田开采范围内设计可采储量为16689.9万t，矿井改扩建到300万t/a的生产能力后，矿井服务年限为：
T=Z/A·
K
式中：
T—服务年限，a；
Z—设计可采储量，万t；
A—设计生产能力，万t/a；
K—储量备用系数,本矿井地质构造简单，取1.4；
T=16689.9/（300×
1.4）=39.7（a）。
经计算，目前井田开采范围内设计可采储量16689.9万t，服务年限39.7a，其中上组煤3、4号煤层设计可采储量5961.48万t，服务年限14.2a。
若包括扩区范围内设计可采储量9012.56万t后，矿井设计可采储量达到25702.46万t，经上述公式计算，矿井服务年限达到61.2a。
4、井田开拓
4.1、井口及工业场地位置
4.1.1、井口及工业场地选择的主要原则
（1）、有利于井下开拓布局，建设工期短、投产快；
（2）、有利于地面煤炭运输、减少运输成本；
（3）、尽可能的少占或不占良田；
（4）、工业场地与化工园区布置条件好，场地开阔、挖填方量少；
（5）、工业场地供水、供电等外部条件好；
（6）、工业场地不压或少压资源；
（7）、尽量少拆迁或不拆迁村庄；
（8）、工业场地工程地质条件好，不受地质灾害影响；
（9）、尽量结合地方城镇发展规划，不影响地方经济发展和城镇建设。
4.1.2、井口及工业场地方案
目前矿井以主工业场地主斜井、副斜井、副立井、回风立井和独胡峁工业场地独胡峁回风立井开拓整个井田，本次改扩建矿井生产能力由150万t/a增加到300万t/a。
贺西井田内沟谷纵横、山峦起伏、地形复杂，山顶黄土广布，沟谷两侧基岩裸露。
工业场地位置成为影响矿井开拓布置很重要的因素之一。
（1）、主井工业场地
矿井主井工业场地布置在贺家社村附近、河滩南岸的坡地上。
工业场地内设施齐全，能够满足现阶段生产需要。
为满足矿井300万t/a改扩建需要，本次改扩建设计对主工业场地地面生产系统等进行改造，新增了主斜井地面井口房、动筛车间、装车仓、矸石仓等。
目前，在主工业场地以南500m附近设有薛家岭瓦斯抽放站。
（2）、独胡峁风井工业场地
矿井目前在独胡峁附近布置独胡峁风井工业场地，本次改扩建新增了35/6kV变电所、独胡峁瓦斯抽放泵站。
（3）、中嵋芝风井工业场地
为满足矿井中、后期通风需要，考虑贺西矿井地面场地条件有限并结合井下开拓开采布置，设计在改扩建中后期将独胡峁回风井改造为进风井，在中嵋芝附近新建中嵋芝进、回风立井。
4.2、开拓方式及开拓开采现状
4.2.1、开采影响
（1）、井田内地质构造简单，基本构造形态为一走向北西、倾向南西的单斜构造。
倾角一般3～5°
，地面褶曲、断层均不发育。
井田内未发现岩浆岩。
井田构造属简单类型。
（2）、3号煤层厚度1.5～2.71m，平均1.82m。
顶板岩性多为泥岩，个别为中细粒砂岩。
底板岩性多为泥岩及粉砂岩。
为全井田可采的稳定煤层。
4上号煤层在井田的西南分叉区可采，厚0.～1.78m，平均0.76m。
结构简单，不含夹矸。
顶板以砂岩和粉砂岩为主，底板为泥岩、砂质泥岩。
为局部可采的不稳定煤层。
4号煤层上距3号煤层1.22～19.66m，平均13.30m。
井田中北部与4上号煤层有小面积合并区，其余大面积为分叉区。
分叉区厚1.25～1.87m，平均1.55m；
合并区厚度明显增厚为3.45～4.59m，平均4.06m。
结构简单。
顶板多为砂岩、砂质泥岩、泥岩，底板多为粉砂岩、泥岩。
6号煤层厚0.31～1.20m，平均0.61m。
井田北部可采，南部不可采，为局部可采的不稳定煤层。
顶板岩性为L5石灰岩、泥岩，底板多为泥岩、砂质泥岩。
8上号煤层厚0.70～1.05m，平均0.91m，该煤层结构简单，不含夹矸，顶板为L1灰岩，底板为炭质泥岩。
在井田东南角与8号煤层合并为一层。
为稳定可采煤层。
8号煤层厚0.74～2.73m，平均1.23m。
在井田南部与8上号煤合并为一层。
为大部分可采的稳定煤层。
该煤结构简单，顶板以炭质泥岩为主，底板主要为泥岩和砂质泥岩。
10号煤层上距8号煤层7.03～11.08m，平均9.12m，煤层厚3.19～5.63m，平均4.57m。
煤层结构复杂，含夹矸1～4层，夹矸单层厚度一般小于0.30m，最厚可达0.76m。
煤层顶底板为泥岩、砂质泥岩及炭质泥岩。
为全井田稳定可采煤层。
贺西井田内煤层顶底板多为泥岩和砂质泥岩。
顶板开采时易随煤冒落。
因此，在开采时一定要注意顶板管理。
底板无泥化膨胀现象，较易管理。
（3）、根据地质报告，矿井开采上组煤（3、4上、4号煤）层，矿井水文地质类型定为中等型。
开采下组煤（8上、8、10号煤）层，矿井水文地质类型定为复杂型。
井田内上、下组煤层开采时，奥灰突水系数均小于0.1MPa/m，且峰峰组可视为相对隔水层。
4.2.2、开拓开采现状
目前贺西矿井开拓方式为斜－立井开拓，分别由主工业场地主斜井、副斜井、副立井、回风立井、独胡峁工业场地独胡峁回风立井5个井筒开拓全井田。
主斜井、副立井、进风斜井、回风立井布置在井田西北边界处的工业广场中部，独胡峁风井布置在井田中央的独胡峁村庄的西南。
主斜井主要用于矿井出煤、进风、运输及安全出口；
副斜井主要用于矿井进风、大型设备、长件材料运输及矿井安全出口；
副立井主要用于进风、进料、升降人员；
回风立井和独胡峁风井主要用于矿井通风（独胡峁风井安装有梯子间）。
副立井、回风立井井筒均落底在4号煤层底板中。
副立井井底车场位置在3号煤层中，井底水平标高为+800m。
主斜井井筒落底在4号煤层中，即主斜井井筒见4号煤层后设井底平车场，其中掘进至3号煤层时设甩车与3号煤层轨道运输巷相勾通。
井底煤仓布置在3号、4号煤层之间，煤仓上口位于3号煤层顶板中。
矿井共设两个水平开采，上煤组即第一水平，主斜井井底车场标高＋770m，副立井井底车场标高＋800m；
下煤组即第二水平标高设在+660m。
上煤组巷道布置：
自井底煤仓处以210°
方位分别沿4号煤层底板布置集中皮带巷至井田南界处，在其西北侧分别沿3号、4号煤层布置辅运巷及回风巷，巷道间距为40m，两层煤开拓巷道上下垂直布置并形成主运输联合、辅助运输及回风分层布置方式。
分层轨道运输巷除经主斜井相勾通外，在副立井辅以联络斜巷相联系并通往副立井井底车场。
目前，3煤辅运巷、4煤皮带巷已经掘送至二采区边界，4煤辅运巷掘送至中央水仓附近，3煤回风巷、4煤回风巷掘送至独胡峁风井。
目前，矿井利用原有布置在井田东北边界的二采4煤皮带巷、二采4煤辅运巷以及布置在3煤的二采回风巷开采二采区东北部分。
二采区其余部分利用井田内东北—西南方向5条大巷开采。
表4-2-2**煤矿井筒现状特征表
名称
项目
副立井
主斜井
副斜井
回风立井
独胡峁风井
X（54）
4135432.010
4135377.778
4135430.847
4135455.198
4133113.280
Y（54）
19497517.806
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