毕业答辩河南理工大学高职学院 采矿工程系采矿05-2班 李旭娟前言 本采区设计是根据鹤壁煤电三矿的原资料进行编写 的。设计中的一些重要数据和图表都是以三矿的地 质资料、地质勘探图、底板等高线图、综合柱状图 等为依据，严格依照毕业毕业设计大纲的要求 进行的。 在本人的努力及老师的指导下，注重思想性、科学 性、启发性、实践性。在进行设计过程中，严格按 照煤矿安全规程和设计规范的要求，注重 加强基本理论、基本方法和基本技能方面的学习， 并结合设计的经济效益、安全观念和所学专业知识 。勇于创新认真完成了毕业设计的全部内容。 设计主要分为九大部分：包括井田概况及地质特征 ，采区 地质概况采区储量与生产能力，采区方案设计，采 煤工艺，采区生产系统，采区施工设计，安全技术 措施等。设计在内容上以设计原理和设计方法为主 线，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井 的条件，采用先进的开采方法进行开采，解决了设 计中的各种主要技术问题。 由于学识水平和实践经验有限，加上时间的仓促， 本设计中难免出现某些缺点和错误，在此恳请各位 老师提出宝贵意见，进行批评指导。 李旭娟 07.12.24目录 矿井概况 第一节 井田地质概况 第二节 地质特征 第三节 矿井生产状况 采区地质情况 采区储量与生产能力 采区储量采区生产能力及服务年限 采区方案设计 采煤方法的选择采区巷道的布置采煤工艺落煤装煤和运煤工作面支护顶板管理及采空区处理综采工艺生产技术管理工作面设备 采区生产系统采区运输采区通风采区供电压风系统防尘注浆采区排水 采区施工设计 安全技术措施 采区技术经济指标表采掘工程平面图采煤工艺图交岔点通风系统示意图下部车场 第一章 井田概况及地质特征 第一节 井田地质概况 一 地理位置及交通位置 鹤壁三矿位于鹤壁煤田中部，矿井北至F11， F13断 层，西部以二.1煤层露头为界，南距鹤壁市中心4.4km ，距京广铁路汤阴车站21km，鹤壁铁路支线从本矿工 业广场穿过，距鹤壁北站1千米，鹤壁集至汤阴公路从 本矿东北穿过，公路及铁路交通方便。矿井南北走向5 ,东西走向4.5，面积15.6交通位置图详见图1-1-1 。 二 地形地貌 本区处于太行山及华北平原过度地带，地势北西高， 东南低。区内呈低缓丘陵地貌，最高为黄牛坡北岭，海 拔+247m，最低为酉河河谷，海拔+140m，沟谷大致南 北走向。 三 . 地表水 区内有两条小河经过，汤泉河位于本井田南翼，发源于北圣沟村 角的汤泉，向东流经较场，罗村而流出井田，平均流量 0.30.4m3/s，洪水期最大流量25.44m3/s , 河流经鹤壁集，马驹 河村，位于井田北部边界，水源来源于一矿井下排水和鹤壁集工 业废水，常年有水，平时流量很小。 四 气象及地震 本区属北温带大陆干旱性气候，根据有关气象资料，1958年以来 ，鹤壁矿区气候温和，光热资源充足，年日照时日数为2331.6h 左右，日照率53.2%，年平均气温为15.3，最高气温42.3， 最低气温-15.5年平均相对温湿度60%，平均绝对湿度为 11.63mpa。年均降雨量673.65 mm多集中在7、8月，年降雨量 最大值1394.1mm，最小值266.6 mm，年平均降雨量679.8 mm ，年最大蒸发量为mm 2695.0mm，年最小蒸发量1859.3 mm年 平均蒸发量为2264.1 mm。年主导风向为南北向，平均风速 3.4m/s最大风速23m/s。冻土深度一般为0.3-0.4m. 根据两年的统计资料，8月至来年2月多为北风，最大风速23 m/s 。3月至7月，多为南风，最大风速14 m/s 根据国家质量技术监督局发布“中华人民共和国国家标准 GB18306-2001中国地震动参数区划图”，鹤壁市地震动峰值 为0.2g对应的基本烈度为度。 矿区煤炭生产以及规划概况 鹤壁煤电股份有限公司是鹤壁煤业有限责任公司控股的股份公司 ，公司2004年在册员工19437人，资产总额19.97亿元，主营业 务收入15.03亿元，利润总额1.79亿元，净利润1.18亿元。公司 所属矿井保有储量544.25Mt可采储量264.55Mt，6对生产矿井， 2004年年产量6.127Mt另有 三座洗煤厂年入洗能力3.60Mt。公司 目前拥有三、四、六、八、九，十矿六对主力井和坑口电厂。 集团公司目标能力为2007年煤炭产量稳定在7.00Mt以上，公司 资产总额和销售收入均超过50亿元。 六. 现有水源，电源概况 水源 目前矿井的水源为奥陶系灰岩水。 取水方式：井下钻孔，现有6个钻孔。其中5个使用，总取水量为 5493m3/ 电源 目前矿井现有一座35/6kv变电所，设主变2台，型号为SI- 7500/35，7500kv,35/6kv双回路35kv电源分别取自大湖110kv变 电站（导线型号为LGT150/5.5Km），和康加110kv变电站(导 线型号为LGJ_150/2.02Km)。 第二节 地质特征 一 . 地质构造 三矿井田位于鹤壁煤田中部，地层走向NNE倾向SE倾 角8480，平均210左右，井田构造以断层为主，褶曲 不发育，构造线展布方向以NNE，NE向为主，现将三 矿井田的主要构造分述如下： （一）断层 目前矿井共发现47条断层，落差大于5m以上的断层共 有41条，落差大于50m以上的主要断层有9条，各主要 断层的特性如下： 1. F16断层: 浅部系三、五矿井井田分界断层，深部交 与F40-3断层，延展长度大于3km，走向N510E倾向SE ，倾角680，落差50-115m。 2. F20断层：该断层与F16断层相互平行，向东交于 F16断层，浅部同F16断层均为三、五矿井井田分界断 层，延伸长度大于1.3km，走向N600E，倾向S300E倾 角450落差40-180m. 3. F3断层：67-3，383-1两孔控制，389-25，389-14， 389-27孔见到，走向N470E，倾向NW，倾角43-700 ，落差 70-85m 4. F40断层：为三矿井田东部边界断层，为三矿和六矿边 界断层，走向N100E，倾向NE，倾角400-570，落差155- 450m延伸长度大于4km。 5. F40-1断层：为三矿深部和六矿的边界断层，有16-29 ，676-22，585-4钻孔，揭露，南北延伸合并入F40断层， 走向N400E，倾向NE倾角47-600 ，落差200-375m左右， 延伸长度1.5km. 6 . F40-3断层： 有18-4、16-6、17-31、42-2、585-7，等 孔控制，走向N5045oN，中部向东南弯曲呈弓型，倾向 500，倾角60-160m，落差，延伸长度大于4Km。 7 . F42断层：位于新青农场以西，北起F20断层 ，向南西 方向尖灭。走向N250E，倾向NW，倾角500，落差50m， 延伸长度950m。该断层42-1,389-34孔见到。 (二) 褶皱 三矿井田内发育的褶皱有五矿向斜；323背斜，321向斜， 以及322背斜四个明显的褶曲，褶曲搌布方向N430-600E近 于平行，呈多字形排列，向斜南翼（背斜北翼）较缓，是在 同一 边界条件下，南部向NNE北部向SSW的压扭作用下 形成的。另外，323背斜与321背斜相接处，呈现出 鞍状构造，这是由于地层产状的明显变化，致使 321向斜轴发生扭转的缘故，各褶皱特征见表1-2-2 。 （三）井田的构造特征 从井田内揭露的构造行迹来看，井田边界断层较发 育，边界断层在起行迹形成的过程中由于派生应力 场的作用，起附近形成叫多的小断层，这些小断层 在平面上的搌布方向有一定的规律性，尤其是在两 条较大的断层交接复合部位，派生构造的密度明显 增加，井田中部以褶皱构造为主，形成一套褶曲构 造。本井田的复杂程度属中等。 枢纽纽 走 向两翼 夹夹 角两翼产产状长长 度132 1向 斜N530- 5 70 ESE翼 走向：S40 倾倾向：NE 倾倾角：0- 170 NW 走向： N190- 260E 倾倾向NE， 倾倾角0- 260，232 2背 斜120SE翼 走向S210 770W 倾倾向：SE 倾倾角5- 210 NW332 3背 斜120 二 . 煤层 本井田含煤地层为石炭系本溪群、太原群和二选系山西组， 总厚度平均210m，发育两个煤组，即一煤组和二煤组，共 含煤层24层，总厚度11.47m，含煤系数5.46%，山西二1煤 为主要可采煤层，太原群一11煤大部分可采，一22煤局部可 采。其他煤层均属于不稳定薄煤层分部范围小，没有工业价 值，但在地层对比中有重要意义。 二1煤层位于山西组底部S10砂岩之下，底为S9砂岩，下距 L8灰岩35m，结构比较简单，煤层厚5.959.23m，平均 8.26m,属稳定特厚煤层，煤层下部有23层夹矸，比较稳定 的夹矸，有一层，厚度0.00.67m,平均0.30m,夹矸上下煤厚 平均1.72.0m。 三. 煤的物理性质 二1煤为黑色，玻璃金刚光泽，条带灰色略带浅灰色，属半 亮型煤，具条带状结构，比重1.38左右，松软易碎。 四、水文地质 （一）水文地质的概况 井田地貌属太行山山前缓丘陵地貌，地势西高东低，海拔高 度在+140+280m之间。丘陵和沟谷大致呈南北向，区内 有东马驹河、黄斗坡、刘家沟、胞泉、胡家沟等几个村庄。 矿 区西部奥陶系灰岩广泛出露，石灰系地层在山前零星出露。 本井田为第三、四系地层所覆盖。 井田内有两条小河经过，汤泉位于本井田南翼，发源于孙圣 沟村西北角的汤泉，向东流经教场，绕村而流出井田，平时 流量6.30.4 m3/s,洪水期最大流量25.44 m3/s。菱河：流 经鹤壁集，马驹河村，位于井田边界。 (二)生产矿井水文地质条件 三矿自1985年12月稳定生产以来，巷道揭露断层出水4次， 1977年7月掘进101上山回风巷遇到落差13m的断层，L8灰 岩水从巷道涌出，涌水量达80m3/h。 1979年北翼新轨道下山掘进时，揭露一落差1.3m的断层， L8灰岩水沿断层涌出，初时涌水量1m3/h，而后逐渐增大到 20m3/h。 （三）矿井涌水量计算。 三矿多年开采实践证明，涌入矿井的水来自两方面，来自顶 板的是S10砂岩水；来自底版的有L8灰岩水，L2灰岩水， O2灰岩水以及底版S9砂岩水，其中主要为L8据1999年统计 资料，矿井正常涌水量为286.26m3/h,其中顶板砂岩水 31.49m3/h,底板水254.77m3/h -550m-800m涌水量计算，分底板和顶板两部分。 1、顶板水 据以往回采情况，顶板砂岩水随回采面积增大而略 有增加，故采用比拟法计算： Q顶=Q0=31.49=59.43 m3/h 式中：F-550m以下首采面积3.49(km)2 F0二、三水平回采面积 0.98(km)2 Q0相应的顶板砂岩涌水量 31。49m3/h 2、底