1、河 南 理 工 大 學采礦工程專業畢業設計說明書學 院：能源學院班 級：采礦073班設計題目：五陽煤礦1號礦井采礦專項初步設計二一五年六月1礦區概況及井田地質構造1.1礦區概況交通位置 潞安礦區地處山西省東南部，沁水煤田東部邊緣中段，地跨長治市、潞城市、襄垣縣、屯留縣、長子縣。山西省潞安環保能源開發股份隸屬的五陽煤礦位于潞安礦區北東部邊緣，屬長治市襄垣縣管轄。其地理坐標：東經11258251130509，北緯362646363347。井田范圍南以文王山北正斷層為界，北至西川正斷層，東起 15-3#煤層露頭線經線38418000，西至經線38408000。南北長約13km，東西寬約10km，面積

2、約為78.3649km2。五陽煤礦交通條件較為便利。太焦鐵路線自北而南橫穿井田，襄垣火車站、五陽火車站位于井田之內，本礦鐵路專用線與五陽站相接。邯長、太焦鐵路在長治北站交會。太焦線北接石太、同浦線，南接隴海線。榆黃公路自本井田穿過，西距208國道1km。五陽煤礦距襄垣城約3km，距長治市約45km。距太原市約215km。潞安礦區的公路網連接著整個礦區，礦區至長治、太原等地均有汽車相通，交通真可謂“四通八達。如以下圖 交通位置圖五陽煤礦交通位置圖地形、地貌本區處于我國東部新華夏構造體系第三隆起帶的中段，即太行山段。在這個一級隆起帶上發育有二級隆起和凹陷，由東往西有晉城獲鹿褶斷帶、武鄉陽城凹褶帶等

3、。它們彼此平行，呈雁行排列。總體延伸方向為北20-30度東，局部地段因受其它構造體系的影響略偏北。1.1.2.1晉城獲鹿褶斷帶該褶斷帶北起河北省獲鹿，向南經左權縣清城、虎峪、拐兒鎮、芹泉、桐峪、西井、南委泉、車元、西柏峪、潞城縣城和長治市東側，一直向南西延伸至晉城以南，長240公里以上，寬數公里至十幾公里。褶斷帶總走向為北23-25度東，呈明顯的線狀延伸，是一個極為典型的北北東向構造帶，主要由斷裂和與之平行的褶皺組成。北段左權清城至石梁一帶，褶斷帶規模最大，內部構造復雜，出現地層的大范圍翹起，太古界結晶基底出露于地表，斷裂發育，相互交織。構成這一地段的主要構造形跡有：麻田背斜、清城向斜、粟城仰

4、沖斷裂、桐峪仰沖斷裂等。南段由石梁向晉城延展，長達125公里，主要由中奧陶統地層組成。構成這一地段的主要構造形跡有：長治大斷裂、老頂山背斜、韓店高平間褶皺群、伊侯山背斜等。褶斷帶的這些壓性斷裂和褶皺均顯示主壓力為北西西南東東方向。在與該褶斷帶主要壓性結構面斜交方向上尚發育兩組扭裂面。一組為北北西走向的張扭性斷裂，如曹莊斷裂、王家店斷裂、北天池斷裂、東崖底斷裂等，它們均呈北15-20度西的走向，延伸不長，多在5-7公里。另一組為北東東走向的壓扭性斷裂(泰山式)，如南節上斷裂、源莊斷裂等，它們的走向為北65-75度東，延伸較長，約十一公里。綜上所述，晉城獲鹿褶斷帶乃是一個典型的新華夏系二級隆起帶。

5、1.1.2.2武鄉陽城凹褶帶該帶主要展布在和順、左權、屯留、陽城一線以西，圣山、樊寺山、沁源、安澤一線以東的廣闊區域內，呈北北東南南西方向斜貫沁水盆地。該帶出露的巖層，主要是二疊系和三疊系。總體為一個復式向斜，是新華夏系太行山一級隆起帶上的一個二級凹褶帶。構成該帶的主要構造形跡是一系列褶皺，其次是在局部地段發育的壓性斷裂。它們的延伸方向均為北25度東。在安澤縣羅云和屯留縣張店一線以北的構造線走向正常，而在該線以南構造線走向比其正常走向略偏北。這種現象的出現，可能是受晉東南山字型構造影響的結果。構成該帶的褶皺是普遍發育的，但規模均較小，一般長10-20公里，最長的40公里，都是一些極為開闊平緩的

6、褶曲。兩翼巖層傾角多在10度左右，最大的20度。向斜和背斜相比較，一般是向斜更為開闊，背斜相對緊閉。它們彼此平行排列，構成一束褶皺群或褶皺帶。該帶的壓性斷裂不發育，只在和順馬坊、紫羅之間，和順縣東北南李陽至左權曹家寨間，長子縣石哲和王村間有所發育。它們的走向均為北25度東左右。規模較小，一般長5-8公里，最大的為和順東蔡家莊斷裂，長23公里。這些斷裂的斷面傾角較大，一般為50-60度，屬高角度的沖斷層。該帶除上述壓性結構面外，尚發育與壓性結構面斜交的兩組扭裂面：一組為北北西向(大義山式)，一組為北東東向(泰山式)。在該帶內的漳河和沁河河谷及其支流，大都受這兩組扭裂面的控制，形成追蹤河谷。當兩組

7、扭裂面進一步發育后，就成為扭性斷裂，但在該帶內僅北東東的一組較發育，而且成地帶集中發育在某一地區或地帶，如安澤縣屯留縣張店一帶就集中發育了幾條走向北70度東左右的扭性斷裂。它們的規模較大，斷面整齊平直，延伸較長，顯示扭性特征，同時斷面還顯示一定的壓性特征，具有擠壓現象，而且在與斷裂平行的方向上，局部還發育有褶皺，從而說明呈北東東走向的斷裂為壓扭性的。在長子縣的王村、碾張這一類斷裂也有出現。它們均系第二序次的構造形跡。值得指出的是，這些壓扭性斷裂至少有一局部后來轉化為張扭性斷裂。如二崗山斷裂、文王山斷裂等。這可能是由于燕山晚期喜馬拉雅山期區域構造應力作用方式發生了巨大變化，這一階段的構造變動以改

8、造先期構造形變為主。引起構造變動的主壓應力方位由原來的北西西南東東向轉變為北東一南西向，主張應力變為北西南東向。在主張應力的作用下，使原屬新華夏系的壓扭性斷裂演變為張扭性斷裂，并形成一系列規模不等的北東東向中新生代地塹式斷陷，這些地塹構造的走向為北50-70度東。總的來說，晉城獲鹿褶斷帶、武鄉陽城凹褶帶應視為新華夏系的多字型構造，而二崗山斷裂、文王山斷裂等那么為與之具有成生聯系的低序次的構造形跡。水系本井田主要河流為濁漳河西源和南源，屬海河流域漳河水系，濁漳河南源由南而北流經井田南部，其支流有絳河、嵐水、淘清河等。濁漳河由西向東流入井田北緣，其支流有淤泥河，南、西二源在井田中央與西源集合后，由

9、南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源集合流出五陽井田。主要可采煤層3號煤層的直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層。雖然煤層位于當地侵蝕基準面以下，但鉆孔單位涌水量為0.0005L/s.m，富水性弱。井田內南部構造簡單，主要以寬緩褶皺為主；同時3號煤層開采一般不受奧灰水影響。因此井田水文地質條件類型為簡單類型，即二類一型。而井田內北部大黃莊斷層以北構造中等復雜，主要以斷裂構造為主；3號煤層開采可能受上、下部不同含水層水的影響。因此井田水文地質條件類型為復雜類型，即一類三型。井田內3號煤層底板標高最低約為+360m，標高最高約+為860m，而奧灰水位標高在+636m。3號煤層底板與中奧陶統含水層之

10、間一般相距120m左右。3號煤層大多位于奧灰水頭壓力之下。采用國標?GB12719-91?附錄G中的公式，計算3號煤層底板奧灰水突水系數，具體計算結果見下表。 TS突水系數MPa/m P隔水層底板承受的水壓MPa M底板隔水層厚度m CP采礦對底板隔水層擾動破壞厚度取經驗值10m3號煤層底板突水系數表孔號底板標高m底板水頭壓力MPa隔水層厚度m突水系數MPa/m604179.114.48132.980.036701326.053.04119.190.028 經計算，3號煤層底板奧灰水突水系數最大為0.036 MPa /m，均小于臨界突水系數0.15 MPa/m，因此屬突水性平安區。在沒有導水構

11、造溝通的情況下，奧灰水突水的可能性很小。井田內南部3號煤層開采，底板一般不受奧灰水威脅，3號煤層開采時的礦井涌水量，正常為6500m3/d，最大為9500m3/d。氣象本區屬暖溫帶大陸氣候。年平均氣溫8.9，月平均最低氣溫-6.9(一月)，最高氣溫22.8(七月)。年降水量為414917mm，年平均為583.9mm。年蒸發量為1493.81996.3mm，年平均為1731.84mm。降水量多集中在7、8、9三個月。日最大降水量為109.7mm(1972年7月7日)。風向多為西北風，最大風速1420m/s。凍土期為每年十一月至次年四月，最大凍土層深度為55cm。礦井瓦斯3號煤層礦井瓦斯等級及二氧

12、化碳鑒定，瓦斯相對涌出量8.99m3/t，二氧化碳相對涌出量4.81m3/t，屬低瓦斯礦井。地震情況據GB18306-2001圖A1?中國地震峰值加速度區劃圖?，本區為6級烈度區。勘查區周邊煤礦開采情況勘查區內煤層埋藏較深，因而無小煤窯開采，現將區外周邊生產礦井概述如下：一、夏店煤礦襄垣縣夏店煤礦為國有中型煤炭生產企業，隸屬于潞安礦業(集團)公司(原潞安礦務局)下屬的慈林山煤業。夏店煤礦原為一小煤礦，生產能力僅幾萬噸，之后在1976年建設了夏店聯營煤礦，批準開采山西組的3號煤層，1978年投產，設計生產能力為21萬噸/年，該礦2001年由慈林山煤業公司收購，并向西擴界2.988km2，礦區面積

13、到達現今的13.2056km2二、漳村煤礦漳村煤礦1958年建井，1960年投產時，設計能力為150萬噸/年，現核定生產能力已到達360萬噸/年。漳村煤礦礦井開拓方式為斜井開拓，礦井現有七個井筒，主斜井擔負著原煤提升任務。提升方式為斜井鋼繩牽引膠帶運輸機提升。井筒平均坡度5.4，最大17.5，井筒長度1656m。目前開采煤層為3號煤層，全井田劃分為二個水平，其中一水平標高從+850米至+680米，二水平標高從+680米至+460米，也為現有主要生產水平，目前開采的最大深度為+400米。主要采煤方法為傾斜長壁式低位放頂煤一次采全高綜合機械化采煤法及分層開采兩種。常村煤礦為國有大型煤炭生產企業，隸

14、屬于潞安礦業(集團)公司下屬的山西潞安環保能源開發股份。-3號煤層。主立井采用雙箕斗提升，采煤方法為傾斜長壁后退式綜合機械化開采，通風方式采用中央并列抽出式。1.2井田地質特征1.2.1區域地層井田地層劃分屬華北地層區山西地層分區長治小區。區域地層特征見表 山西省東南部地層簡表 界系統(群)組段符號厚度 (m)(最小-最大)一般巖性描述新生界第四系Q0-330礫石，黃土及砂層，左權縣羊角一帶有玄武巖。第三系N5-263棕紅色粘土，底部為底礫巖。在榆社、武鄉一帶，粉砂土，粘土夾薄層泥灰巖。E485-576砂紅色長石石英砂巖夾透鏡狀礫巖，下部為巨礫巖。中生界白堊系K249鮮紅色泥巖，暗紫紅色薄層長

15、石石英砂巖，夾薄層砂質灰巖，底為礫巖。侏羅系中統黑峰組J230-254上部灰綠、黃綠、灰黃色砂質頁巖、頁巖，下部灰黃、黃白、灰白色厚一巨厚層含礫中粗粒硬砂質石英砂巖。三迭系上統延長組T3y30-13850淺肉紅、灰綠色中厚中細粒石英砂巖、粉砂巖、頁巖夾淡水灰巖。中統銅川組二段T2t2272-433上部紫色砂質泥巖、泥巖夾中細粒長石砂巖，中部淺肉紅色、灰紫色、灰紅色厚層中細粒長石砂巖，下部灰紫、灰綠色砂質泥巖、頁巖夾砂巖。一段T2t1124-158淺肉紅、灰黃色斑狀厚層中粒長石砂巖，局部夾灰綠、灰紫色砂質泥巖。二馬營組三段T2er394-196上部紫紅色泥巖，砂質泥巖夾白色斑狀中細粒長石砂巖，下

16、部灰綠色中細粒長石砂巖夾紫紅色泥巖。二段T2er2180-388上部紫紅色砂質泥巖夾淺灰綠、灰綠色中薄層斑狀中粗粒長石砂巖，下部淺灰綠中細粒長石砂巖夾紫紅色泥巖。一段T2er1193-327灰綠色厚-中薄層中細粒長石砂巖夾紫紅色泥巖及灰綠色泥巖。下統和尚溝組T1h131-474250灰紫色薄中層狀細粒長石砂巖夾紫紅色泥巖。劉家溝組T1l115-595400淺灰、紫紅色薄中層細粒長石砂巖，夾紫紅色頁巖、細砂巖及礫巖，在細砂巖中夾磁鐵礦條帶。二迭系上統石千峰組P2sh22-217150黃綠色厚層狀長石砂巖與紫紅色泥巖互層，頂部有淡水灰巖。上石盒子組三段P2s317-236140黃綠、灰紫色砂巖，粉

17、砂巖互層、夾遂石層。二段P2s218-216160灰綠色薄層狀中粗石英砂巖與黃綠紫紅色粉砂巖互層。一段P2s188-224140杏黃色中粗粒石英砂巖，夾紫色粉砂巖。古生界下統下石盒子組P1x44-10065黃綠、杏黃色泥巖、粉砂巖及砂巖，近頂部有透鏡狀錳鐵礦，底部有薄煤。山西組P1s35-7260灰白、灰綠色石英砂巖、粉砂巖、泥巖、煤層。石炭系上統太原組C3t82-14290灰白、灰色薄層狀中細粒石英砂巖粉砂巖、頁巖及灰巖煤層。中統本溪組C2b0-3520雜色鐵鋁巖、灰白、灰色粘土巖，底部有山西式鐵礦。奧陶系中統峰峰組O2f0-176120中層狀豹皮狀灰巖，灰白、灰黃色薄層狀白云質灰巖，夾灰黑

18、色中層狀灰巖。上馬家溝組O2s170-308230頂部為白云泥灰巖夾泥質灰巖夾泥質灰巖，中上部灰黑色中厚狀豹皮狀灰巖夾泥巖，下部為泥灰巖，角礫狀泥灰巖。下馬家溝組O2x37-213120青灰色中厚巨厚灰巖，下部為角礫狀泥灰巖，底部為淺灰、黃綠色鈣質頁巖。下統O164-209130淺灰色中厚巨厚層狀白云巖，含燧石條帶及結核白云巖，含燧石條帶及結核白云巖，下部泥質白云巖夾竹葉狀白云巖(?)寒武系上統風山組3f38-10990厚層狀結晶白云巖，竹葉狀白云巖，鮞狀白云巖偶爾含燧石。長山組3e6-3520灰色中層我行我素 葉狀灰巖夾薄綠色頁巖、泥質白云巖，竹葉狀白云巖。崮山組3g15-4235薄層泥質條

19、帶灰巖、竹葉狀灰巖、黃綠色頁巖互層，泥質條帶白云質灰巖，鮞狀灰巖。中統張夏組2z65-244160灰青色中厚層狀鮞狀灰巖，白云質鮞狀灰巖，底部薄層灰巖、泥質條帶灰巖、頁巖。徐莊組2x32-169130鮞狀灰巖、泥質條帶灰巖，灰巖互層、中下部豬肝色頁巖夾薄層細砂巖、灰巖。下統毛莊組1mz4.8-9260紫紅色頁巖夾薄層灰巖、泥巖、頂部青色鮞狀灰巖。饅頭組1m35-8660黃綠色頁巖、泥灰巖、底部為黃色含礫砂巖。(長治幅、左權幅)辛集組1x29-5440上部為灰白色厚層白云財夾致密灰巖，下部紅色石英砂巖。上元古界震旦系中統北大尖組Z2bd4-460200灰白、紫色厚層狀中粗粒石英砂巖、夾紫紅色頁巖

20、。白草坪組Z2b5-217100紫紅色頁巖，磚紅色粉砂巖，泥巖夾中細粒石英砂巖，局部夾白云巖和白云質礫巖。云夢山組Z2y2.2-591150紫紅、灰白色中厚層中粗粒石英砂巖，底部為厚層砂礫巖及巨礫巖。下統西陽河群馬家河組Z1m1973-21282050暗灰色安山巖、杏仁狀安山巖，夾少量輝石安山巖、暗綠粗安山巖，少量粗面巖或堿性流紋巖夾泥巖、頁巖和細砂巖。雞蛋坪組Z1j107-250180暗綠、暗紫色安山巖、紫紅色杏仁狀粗安巖夾少量石英斑巖。許山組Z1x2964-25002700暗綠、暗紫色安山巖、紫灰色中厚層中粗粒石砂巖，底部厚層礫巖。大古石組Z1d54-6260紫紅黃褐色頁巖、紫灰色中厚層中

21、粗粒石砂巖，底部厚層礫巖。下元古界鐵山河群雙房組Pt1s853上部灰綠色綠泥石英片巖、鈉長角閃片巖、黑云片巖，黑云斜長麻巖，下部為變質砂巖，綠泥片巖夾大理巖。北崖山組Pt1b420-681灰白、紫灰色厚層變質長石石英砂巖、石英巖夾綠泥片巖及大理巖、底部變質礫巖。銀魚溝群赤山溝組Pt1c608-1215950上部碳質絹云片巖，夾石英巖，中部大理巖，下部紫紅灰白色變質長石石英砂巖。幸福園組Pt1r335-354345灰白、肉紅色厚層變質長石石英砂巖，變質石英砂巖、石英巖夾絹云母石英片巖及黑云母片巖，底部為透鏡狀變質礫巖。太古界林山群A2ln507黑云片巖、綠泥片巖、角閃片巖、黑云斜長片麻巖、角閃片

22、麻巖，局部夾大理巖，混合巖化。區域地質構造潞安礦區處于我國東部新華夏構造體系第三隆起帶中段，即太行山段。在這個一級隆起帶上發育有二級隆起與凹陷，由東向西有晉城獲鹿斷褶帶，武鄉陽城凹褶帶等，它們彼此平行呈雁行排列。總體延伸方向為北2030東，局部地段因受其它構造體系的影響略偏北，現簡述如下：1.2.2.1晉城獲鹿斷褶帶北起河北省的獲鹿，向南經昔陽縣的皋落各和順縣的表城、左權縣、黎城縣的拐鎮、芳泉、澤城、潞城市的西井、南委泉、西柏會和長治市的東側，一直向南延伸經高平市至晉城市以南，長約250km，寬2050km，總體走向呈北25東復式背斜。1.2.2.2武鄉陽城凹褶帶主要展布于和順、左權、屯留、陽

23、城一線以西；圣山、樊寺山、沁源、安澤一線以東的廣闊區域內。總體為一復式向斜。主要構造形跡是由二疊系，三疊系巖層組成的一系列彼此平行的褶皺，規模較小，一般長2030km，最長40km，均系平緩開闊的褶曲，兩翼傾角多為10，最大達20。向斜較背斜更為開闊。其次是局部地段發育的壓性斷裂，一般為高角度正斷層，其延伸方向均為北25東。潞安礦區處于武陽凹褶帶中段，晉獲斷裂西側。晉獲斷裂對礦區構造格局的形成和開展具有重要的控制作用。礦區主體構造線方向與晉獲斷裂帶一致，呈北北東北東東向。沿南北方向分別以文王山地壘和二崗山地壘為界分為北、中、南段。北段南部文王山斷層與西川斷層之間，由寬緩褶曲和正斷層組成的北東東

24、向的構造帶，五陽井田位于該構造帶內，北以西川斷層為界，南以文王山北斷層為界。井田構造五陽井田處于上述二級構造帶之間，受晉獲斷褶帶的控制和武陽凹褶帶的影響主要形成低級，低序次的構造。本井田的根本構造特征為：向南西傾伏寬緩褶曲，伴有大中型、高角度正斷層和次一級的小型斷裂，構造線方向大致為北東東和北東方向褶曲；地層總體傾向南西，傾角一般為10。1.2.3.1褶曲井田內主要褶曲是天倉向斜，與其伴生的次級褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝溝向斜、十字道背斜、五陽背斜、東周背斜。其軸向除崔村向斜為北北東向外，其余均為北東東向。天倉向斜橫貫井田中央，為本井田的控制性構造。褶曲的共同特點是：向西傾伏，兩翼傾角52

25、0，一般10左右，僅天倉向斜和崔村向斜靠近樞紐局部有大于20甚至達25。天倉向斜幅度在100m以上，其它在20m至80m之間。小黃莊斷層以北至西川斷層之間由崔村向斜和大郝溝向斜構成煤層的根本形態，而小黃莊斷層以南至文王山北斷層之間以中部的天倉向斜構成井田的根本形態。茲將主要褶曲表達如下：1崔村向斜：位于井田北部，向斜兩翼分別為西川斷層和東南上斷層截切。向斜軸部南西端自王家莊斷層、下峪村、崔村至西川東部附近，向北略偏西方向呈弧線彎曲延伸出區。軸向為北東3540，向西南傾伏，兩翼巖層較陡，東南翼約20，西北約18，幅度在50m左右，區內延伸約3.50km。2大郝溝向斜：位于王家莊斷層南，小黃莊斷層

26、北，經興莊村南，大郝溝村附近向東北延伸，向斜軸在興莊附近為北75東，過鐵路東轉為北65東。軸部西端為山西組地層往東逐漸變為太原組地層，兩翼對稱，傾角10左右，分別為王家莊斷層和小黃莊斷層切割，長約7.5km。3天倉向斜：位于井田中部，橫貫東西，為井田內部一級控制性構造。東經東李村至甘村北過天倉村，向西延伸出區外。軸向北75東，向西南傾伏，傾伏角約10左右，兩翼巖層傾角1020之間，一般為10。北翼較南翼陡，僅在靠近樞紐局部有大于20達25左右。歷次勘探和井下巷道及生產實踐控制查明。4十字道背斜：位于井田中部小黃莊斷層以南，天倉向斜以北。西自礦區外往東經付村至馬家窯過大黃莊，十字道村向東延伸出礦

27、區外。呈平緩傾角513南翼1013。向斜軸在付村附近為北75，在大黃莊附近為北85東，十字道以東轉為北70左右，一般起伏50100m，東部精查控制查明,生產實踐研究證實，西部南峰擴區補充勘控制查明。5五陽背斜：位于井田東南部，西起洛江溝村北的五149號鉆孔附近，經范家溝村北過五陽村南部，延伸出井田東部邊界，軸向約北75東，與天倉向斜大致平行，向西南傾伏，兩翼傾角平緩，北翼12，南翼7左右，為一不對稱褶曲。西山底區精查控制查明，煤層底板等高線可清楚顯示。6東周背斜：位于井田西南，西自井田外經東周村到五201鉆孔往東背斜逐漸減弱。軸向北75東，兩翼產狀不對稱，北翼陡約10，南翼緩約7左右。南峰擴區

28、補勘控制查明。在褶曲形成過程中，由于背斜軸部張引力的作用發育有高角度正斷層，構成地壘、地塹構造，直接控制和影響含煤巖系的分布，發育規律和煤層開采。1.2.3.2斷層 區內共揭露大斷層2條崔家莊3#正斷層；位于付村、馬家莊、張家莊村南一線，走向北75東，傾向北西，傾角70，落差由西向東增大，西部20m，中部增到70m，東部約50m，全長大于10km，沿走向上有地震測線和34、五29、五97、五38等鉆孔控制。東周正斷層：位于韓家莊、東周村南一線，區內長約4.2km，向西穿出井田西界，向東與文王山北斷層相交尖滅。走向東西，傾向南，傾角75，落差中部小約12m，東、西部大2860m，沿走向有五198

29、、南23、南44等孔控制。1.3煤層特征可采煤層3號煤層。煤層穩定，厚度大，全勘查區穿過其層位的36個鉆孔全部可采，煤層厚度南北較厚，中部較薄，(詳見3號煤層等厚線圖4-3-1)煤層厚度1.99m(401孔)6.77m(606孔)，平均6.3m。下部常含夾矸一層，局部含2-3層，夾矸厚度0-0.70m，一般0.20m，巖性為泥巖或炭質泥巖。下距局部可采煤層8-1號平均44.86m。頂板主要是泥巖、砂質泥巖，局部為粉砂巖或細粒砂巖，厚度0.6118.51m。底板主要是泥巖，局部為細粒砂巖或粉砂巖，厚度0.206.10m，一般2.80m。該煤層屬穩定型煤層，其控制程度和研究程度都較高。3號煤層原煤

30、灰分(Ad)為10.61%-19.80%，平均為15.44%，為低灰-中灰煤。以低灰煤為主，中灰煤分布井田中部、西北部、中東部及北部(圖5-2-1)。浮煤灰分(Ad)為5.63%-10.71%，平均8.10%，為特低灰-中灰煤。原煤揮發分(Vdaf)為12.91%-15.77%，平均14.20%；浮煤揮發分(Vdaf)為11.92%-15.27%，平均12.90%，為低揮發分煤。由圖5-2-2上可看出，自東向西浮煤揮發分逐漸降低。煤類由貧瘦煤變為貧煤。原煤硫分(St,d)為0.25%-0.61%，平均0.34%；為特低硫-低硫煤(僅401、606號孔為低硫煤)。浮煤硫分(St,d)為0.24%

31、-0.49%，平均0.36%。為特低硫低硫煤。從各種硫測試結果看：3號煤層以有機硫為主，因此，洗選后煤中的硫含量反而略有升高。3號煤層各種硫測試結果統計表煤層號Sp,d(%)Ss,d(%)So,d(%)3號煤原煤0.10 (13)0.000.25 (13)浮煤0.06 (13)0.000.30 (13)注：括弧內為統計樣點數煤灰成分分析：以酸性二氧化硅(SiO2)和三氧化二鋁(Al2O3)為主，其次為堿性三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)等成份。其中二氧化硅(SiO2)含量為40.52%-48.18%，平均45.43%；三氧化二鋁(Al2O3)含量為28.45%-35

32、.61%，平均31.81%。煤灰熔融性軟化溫度(ST)大于1430，屬較高軟化溫度灰。根據煤灰成分計算，3號煤層堿酸比為0.17，結渣指數為0.06，結污指數為0.14。煤的熱穩定性：3號煤層TS+6為69.14%-88.04%,平均78.45%,3號煤層屬較高熱穩定性高熱穩定性煤。煤的可磨性：3號煤層哈氏可磨性指數變化在90-121之間，屬易磨煤極易磨煤。 3號煤層原煤固定碳(FCd)含量變化在68.50%-75.75%之間，浮煤固定碳(FCd)含量變化在76.49%-82.23%之間。屬中高固定碳高固定碳煤。3號煤層為低灰中灰、特低硫低硫、高熱值特高熱值貧瘦煤、貧煤。可作為良好的動力用煤、

33、化工用煤和民用煤。3號煤層經洗選后灰分降至5.63%-10.71%，平均8.10%，全硫含量平均為0.36%，貧瘦煤可作為煉焦配煤。煤層賦存特征表煤層厚度平均6.3m煤層結構1.50.013.170.051.6煤層傾角(平均)10開采煤層3#煤 種瘦 煤穩定程度穩 定可采指數1普氏硬度0.81.0容 重1.38煤 層情況描述工作面開采對象為山西組中下部的3#煤層，煤層賦存穩定，平均厚6.3m，含二層夾矸，分三個自然分層。煤層類型以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤及絲炭條帶，煤質為貧煤。圍巖及其特征表煤層頂底板情況頂底板名稱巖石名稱厚度m巖性特征老頂細砂巖2.8011.307.58淺灰色、石英為主、硅

34、質膠結、水平層理、層面黑色直接頂泥巖及砂泥巖1.006.703.71黑色、質勻、致密、塊狀、含大量植物化石碎屑偽頂炭質泥巖00.500.25黑色、夾煤線或煤屑、節理發育、易冒落直接底砂質泥巖2.305.103.49黑色、質均、致密、團塊狀，含植物化石碎屑老底細砂巖2.009.154.74灰白色、厚層塊狀、含長石、石英、層面黑色、云母及黑色礦物、鈣質膠結、水平層理主要地質構造特征序號名稱斷層性質斷層面走向斷層面傾向傾角落差m13號煤層正斷層向北50東東南756070煤的工業分析表序號煤層名稱灰分A%揮發分%含硫%膠質層厚Ym)發熱量QMJ/Kg13號煤層15.44%14.20%0.34%014.

35、833.33 2井田境界和儲量2.1井田境界 井田境界應根據地質構造、儲量、水文、煤層賦存情況、開采技術條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進行技術分析后確認。一般情況下以以下情況為界：1、以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區為界： 2、以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮或建筑物的保安煤柱為界：3、以相鄰礦井井田境界煤柱為界：4、人為劃分井田時：煤層傾角較小，特別是近水平煤層時，用一垂直面來劃分井田境界，在傾斜或急傾斜煤層中，沿煤層傾斜方向，常以主采煤層底板等高線為準的水平面劃分井田。本礦井西起井田平面圖上顯示為410500線，東部以煤層露頭為界，北部以井田平面圖上顯示為4042000線為界，南部東

36、周斷層為界。井田東西長6303.74m,南北長5118.89m，井田面積24094840m2。2.1.1井田儲量2.1.1.1礦井工業儲量礦井工業儲量是勘探精查地質報告提供的“能利用儲量中的A、B、C三級儲量之和，其中高級儲量A、B級之和所占比例應符合下表的規定。礦井高級儲量比例 儲量級別比例 井 型地質開采條件簡單中等復雜大型中型小型大型中型小型中型小型井田內A+B級儲量占總儲量的比例4035253540202515第一水平內A+B級儲量占本水平儲量的比例70604060503040不作具體規定第一水平內A級儲量占本水平內儲量的比例4030153020不作具體規定不要求礦井工業儲量匯總表煤層

37、名稱工業儲量萬噸備注ABA+BCA+B+C3號煤層79981199519993127821271 礦井設計儲量是礦井工業儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構筑物需要留設的保護煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量。礦井設計可采儲量是礦井設計儲量減去工業場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上、下山保護煤柱煤量后乘以采區采出率的儲量。礦井工業場地占地面積指標井型與設計能力萬t/a)占地面積指標(公頃/10萬t2403000.70.81201800.91.045901.21.39301.5備注：占地面積指標中小井取大值、大井取小值。 工業場地指標計算，其工業廣場面積為180.

38、 910000=162000m2，松散層移動角=45， 基巖移動角=73，=55，=73。煤層傾角平均約在=10。松散層厚度h=60m。將工業廣場設成長為405m，寬為400m的矩形，并且將其保護等級視為一級，所以圍護帶寬度為20m，其面積為S=425420m2。工業廣場保護煤柱設計參數表煤層傾角煤厚m埋深m106.345735573200用垂直剖面法作圖求出工業廣場保護煤柱損失為Q工保=384.2萬噸斷層保護煤柱煤量Q斷保=3940m6.3m1.38t/m350m=172萬噸井田邊界保護煤柱煤量Q邊=23034m6.3m1.38t/m340m=801萬噸運輸大巷留設40m的保護煤柱，運輸大巷

39、保護煤柱Q運=398萬噸上下山巷道留設30m的保護煤柱，上下山保護煤柱Q上下=645萬噸礦井可采儲量匯總表開采水平煤層名稱工業儲量A+B+C)(萬t礦井設計儲量萬t礦井可采儲量萬t永久煤柱損失設計儲量設計煤柱損失可采儲量斷煤柱層境界煤柱工業場地井下巷道13號煤層2127117280120298384.2104314146.353礦井工作制度、設計生產能力及效勞年限3.1礦井工作制度 ?礦井設計標準?第2.2.3條規定：“礦井設計生產能力按年工作日330d，每日凈提升16h計算。3.2礦井設計生產能力及效勞年限礦井井型和效勞年限井型礦井設計生產能力Mt/a)新礦井效勞年限a擴建后礦井效勞年限a)

40、大型6.0以上3.05.01.22.4706050605040中型0.450.904030小型0.30以下由各省煤炭廳自定由各省煤炭廳自定注：改建礦井的效勞年限，不應低于同類型新建礦井效勞年限的50%礦井效勞年限按下式計算：T=式中：T礦井設計效勞年限，a；礦井可采儲量，Mt；ZK =14146.35萬噸A礦井設計年產量，Mt/a；A=180Mt/aK儲量備用系數，K=1.31.5。此處K=1.4T=56根據大型礦井的礦井設計效勞年限為50a以上，而本礦的效勞年限為a=56，故符合建立大型礦井。4井田開拓4.1概述五陽煤礦為立井單水平分區開拓，立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯

41、、水文等自然條件的限制；立井的井筒短，提升能力大，對輔助提升特別有利。影響礦井設計開拓方式的主要因素包括精查地質報告、所確定的煤層自然產狀、構造要素、頂底板條件、沖擊層構造、表土層厚、地形以及水文地質條件等。本礦井埋藏深度50510m，煤層傾角平均為10，瓦斯相對涌出量8.99m3/t，二氧化碳相對涌出量4.81m3/t，屬低瓦斯礦井。4.2井田開拓由于煤層埋藏深淺不一，采用斜井開拓井筒過長，以至建井時間過長，斜井不能打在煤層底下，況且要給它留較多煤柱，所以選擇用立井開拓。立井開拓適應性較強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等地質條件的影響。立井開拓井筒短，提升能力大，對輔助提升特別有利。對

42、于煤層賦存較深、表土層厚、水文情況比較復雜、井筒需要特殊法施工或多水平開采急斜煤層的礦井，一般都應該采用立井開拓，該設計礦井采用多水平上下山開采。根據3號煤層的賦存條件和設計標準的有關規定，本井田可以劃分為2個水平，階段內采用盤區式和采區式準備。 井田內劃分及開采水平數目及位置 采用多水平上下山開采，一水平標高為+690m，二水平標高為+490m。4.3井筒特征4.3.1井筒形式本井田開采煤層為3號煤層，煤層賦存穩定，為緩傾斜煤層，地質構造簡單。在技術上，采用立井開拓。4.3.2井筒數目本礦區采用立井開拓，開鑿一對提升井筒(主、副井。由于通風的需要開鑿4個風井。4.3.3井筒位置井田面積較大，

43、考慮到運輸的因素，而走向運輸大巷的運輸費用最低，將主井、副井井筒位置設置在井田走向方向的中央區域。該處煤層賦存較好，地質構造簡單，開采條件較好。4.3.4運輸大巷和總回風巷的布置及煤層間的聯系方式為了減少煤柱損失和便于維護巷道，將運輸大巷布置在距離煤層20m處的號煤層底板巖石中。布置巖石大巷時，應防止在松軟、吸水膨脹、易風化的巖石中布置，同時還應避開支承壓力的不利影響。考慮到3號煤層不具有自燃發火傾向，將巷道布置在煤層中維護并不困難。所以將回風大巷布置在3號煤層中。4.3.5提出方案和技術比較方案一：方案二：方案三： 由于本井田的地質構造可以提出以上三個方案，但是考慮到運輸的需要，方案三所需運

44、輸、排水、通風代價太大，所以在經濟上不予考慮。開拓方案一和開拓方案二的方式不同，通過技術比較，不能確定，故要進行經濟比較，才能確定方案。由于方案一和方案二在第一水平內的準備方式和采煤方法都完全相同，方案比較法在對不同的開拓方案進行比較時，只將兩個方案中有差異的局部進行比較即可，一些相同的局部可以不進行比較。建井工程量表工程方案一方案二主井井筒/m188+20388+20副井井筒/m188+5388+5井底車場/m600600主石門/m5002100 巷道/m 1540 0基建費用表 方案工程 方案I方案II工程量/m單價/元m-1費用/萬元工程量/m單價/元m-1費用/萬元主井井筒208300

45、00624408300001224副井井筒19330000 579393300001179井底車場60090005406009000540主石門60010006022001000220下山巷道1540800123.208000合計1926.23163工程方案生產經營費用/萬元工程/萬元提升14230.350.520810-3=1480提升14230.3525/560.520810-3+14230.3531/560.5840810-3=2525井筒維護208180.0029=11 193180.0029=10井筒維護408180.0029=21393180.0029=21排水2712436531

46、10-40.053+0.14+271243652510-40.14=2251 排水271243652510-40.14+271243653110-40.1525=1953石門運輸14230.355000.38110-3=2711石門運輸14230.3531/5616000.38110-3 +14230.3525/565000.38110-3=6012上山運輸14230.3531/5615400.6520.4510-3=3559上山運輸合計10022合計10532費用匯總表方案方案一方案二工程費用/萬元百分率費用/萬元百分率基建費用1926.21003163164生產經營費用1002210010

47、532105總費用11948.210013695114經過將兩個方案中有差異的局部進行經濟比較可知，方案一的費用為11948.2萬元，方案二的費用為13695萬元，方案一不管是建井費用還是生產經營費用均低于方案二，其比較結果確定為方案一。4.3.6井筒斷面尺寸主井井筒風井井筒副井井筒礦井年設計產量180萬噸，所以每天提升煤量為5454.5t，每天提升16小時，每小時提升341t一次合理提升量 Q=ACafTj/(3600tn)式中： A礦井設計生產能力，t；C提升不均衡系數，箕斗井為1.11.15；罐籠井為1.20；af提升富裕系數，取1.20； t日提升小時數，取16h； n年工作日數，取3

48、30d；Tj一次提升循環時間，s；式中：提升高度，m；箕斗井架高H=HS+HX+HZ式中: 礦井開采水平垂直深度，m；卸載水平至井口水平距離，取20m；裝載水平至井底車場水平距離，20m；H=2052020=245m 最大提升經濟速度，Vj=0.4H-2；Vj=0.4245-2=6.26m/s；加速度，取0.75或0.8m/s2；箕斗在曲軌上減速與爬行所需的附加時間，取 休止時間，12s；Tj245/6.256.26/0.751012=70sQ=ACafTj/(3600tn)=18000001.11.270(360016330)=8.75t主井井筒裝備一對9t箕斗所以箕斗選用型號JDS9/11

49、04和JDSY9/1104副井井筒裝備一對雙層單車(3t)罐籠，一個雙層單車(3t)罐籠帶重錘，型號為T74301200主井斷面直徑6.0m，副井斷面直徑7.6m，風井斷面直徑5.0m井筒特征井筒名稱主井副井1號風井2號風井3號風井4號風井井口坐標X(m)412684.25412665.83415255.35414946.26414721.1412267.75Y(m)4038633.544038656.144039891.624038284.344041826.894041600.75Z(m)920.1900.5852.3850.4860884.3用途提煤、回風提人,運料,排矸，排水回風回風回

50、風回風提升設備JDS9/1104JDSY9/1104T74301200井筒傾角()909090909090斷面形狀圓形直徑m圓形直徑m圓形直徑m圓形直徑m圓形直徑m圓形直徑m支護方式鋼筋混凝土鋼筋混凝土混凝土混凝土混凝土混凝土井筒壁厚(mm)400450300300300300提升方位角()井筒深度(m)208193705060200斷面積凈m2)16.246222.119.62519.62519.62519.6254.4井底車場及硐室4.4.1井底車場 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室，是連接井下運輸和提升兩個環節的樞紐，是礦井生產的咽喉，它直接影響著礦井的平安和生產，井

51、底車場首先必須保證礦井生產所需要的運輸能力，因此井底車場的通過能力應大于礦井設計能力的30%。井底車場設計示意圖如下:井筒相互位置確實定礦井筒位置不受地面限制，兩井筒垂直于存車線方向的距離取35m。4.4.1井底車場各存車線長度確實定礦井主要運輸大巷采用三噸底卸式礦車運煤， 當運輸大巷采用列車運行時，主、副井空重車線長度應符合?設計標準?規定：主井空重車線長度為1.52.0列車長，副井空重車線長度為11.5列車長。材料車線應能夠容納15個材料車，調車線長度為1.0列車和電機車長度之和。電機車采用型號ZK106/250的架線式電機車。礦車選用型號為MD3.36的底卸式礦車L=mnL1+L3+L2

52、式中：L儲車線長度，m；m列車數；n每列礦車數，輛；L1一輛礦車長度，m；L2電機車長度，m； L3電機車制動距離，一般為1215m。主井空重車線長度確定L=1.5203.450134.9002=126.3m副井空重車線長度確定L=1.0202.4134.900=65.9m調車線有效長度計算：L=1203.45134.9=86.9m材料車線長度：L=152.4=36m馬頭門線路長度線路布置圖如以下圖所示：馬頭門線路Lm可有下式進行計算確定：L0a+b+b+c+e+e+2f式中：L0馬頭門線長度，m；a罐籠長度,4m;b、b進、出車側搖臺的搖臂長度，600mm軌距搖臂長度;b2.8m,b12.3

53、m；c搖臺動軌至中心單式阻車器輪擋面之間的距離，取2.5m；e單式阻車器輪擋面至對稱道岔與直線段連接的切線連接的切線交點之間的距離，取1個礦車長，2.4m；e出車側搖臺臂活動軌中心至對稱道岔與直線段連接的切線交點之間的距離，通常取24m；取2mf根本軌起點至對稱道岔與直線段連接的切線連接的切線交點之間的距離，其長度根據選用的道岔類型、軌道中心線間距，可按線路連接系統計算出來，m；L=4+2.8+2.3+2.5+2.4+2+28.3=32.6m馬頭門寬度： B=S+2A式中 B馬頭門寬度,m； S軌道中心線間距，m； A軌道中心線至巷道壁之間的距離，一般取A大于等于礦車寬度之半加0.90m，A大

54、于等于2400/2+900所以A取2500mmB=1500+25002=6500mm道岔計算對稱道岔平行線路連接ZDC630315，a=2560,b=2852,L=5375mm,a=185530,R=15000mmB=S/2cota/2=150026.16=4622mmT=Rtana/4=150000.08063=1209mmm=(S/2)/sin(a/2)=7500.16=4682mmn=m-T=4682-1209=3473mmb1=b/cos(a/2)=2891mmC=n-b1=3473-2891=582mmL=a+B+T=2560+4622+1209=8391mm單開道岔非平行線路聯接道

55、岔ZDK630412，a=3660mm,b=3640mm,a=1415,R=12000mm由圖得=4.923436d=bsina=3640sin1415=896mmT=Rtan/2=621mmm=a+(b+T)sin/sin=3660+(3640+621)0.267=4798mmd=bsina=sin1415=896mmM=d+Rcosa=896+120000.97=12536mmH=M-Rcos=12536-12000cos=1287mmn=H/sin=3918mmf=a+bcosa-Rsina=3660+3528-2954=4234mm渡線道岔線路連接ZDX63041216,a=3660,

56、b=3640,L=13720mm,T=1600mm,L0=6400mm,R=12000mm,=1415m=c+2n L0=mcos m=L0/cos=64000.97=6603mmn=2003mmc=6603-22003=2597mm單開道岔平行線路聯接道岔ZDK630412，a=3660mm,b=3640mm，a=1415,R=12000mmB=Scot=5119mmm=S/sin=5281mmT=Rtan/2=1500mmn=m-T=5281-1500=3781mmC=n-b=3781-3640=143mmL=a+B+T=3660+5119+1500=10279mm4.4.3通過能力計算3

57、t噸底卸式礦車運行時間表區段運行狀況運行距離m運行速度m/s運行時間s1、2牽引重列車2131.51413過卸載坑86.91874牽引空列車2132.5825過道岔86.93.524Tjd=334s井底車場通過能力計算Mjd=2520001.15Qjd/Tjd=2361885tS=Mjd/MMjd井底車場年通過能力，t；M礦井設計生產能力，t；S=1.312故滿足要求4.4.4中央變電所中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節約輸入輸出電纜線、配電均衡、安裝維護方便和便于提供新鮮風流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近。其斷面按所選的具體變壓器型號確定，同時，應滿足有關規定的要求

58、，不得違反有關規程。支護形式和特殊要求變電所必須采用不燃性材料支護，如選用混凝土或料石砌碹，條件許可也可采用不燃性錨噴支護。硐室必須設置易關閉的既防水又放火的密閉門，門內可設向外開的鐵珊門，但不能阻礙門的關閉，從硐室出口防火門起5m內的巷道應砌碹或用其它不燃性材料支護。變電所的地坪，應比副井重車線側的硐室通道與車場巷連接點處的標高高出0.5m。硐室不應有滴水現象，電纜溝應設置一定坡度以便將積水隨時排出室外。中央變電所應根據規定，設置滅火器材。如配置滅火設備和充足的砂箱，為此在硐室設計尺寸時，應留出相應的位置。4.4.5中央水泵房硐室水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常平安運行關系重大，故水泵

59、房硐室位置的選擇應考慮以下因素：管路敷設最短，不僅節約管路電纜，而且管道阻力和電壓將最小。一旦井下發生水患，人員、設備便于撤出，同時便于下放排水設備，增加排水能力，迅速排除事故恢復生產。具有良好的通風條件。根據以上要求，硐室位置應選在井底車場與副井連接處附近空車線一側，以便于設備運輸，與中央變電所硐室組成聯合硐室，即使有特殊原因也要盡可能靠近副井。硐室支護與特殊要求中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護，如砌料石或混凝土碹，在鞏固的巖層中也可采用錨噴支護，但不得有淋水。出口通道處須設置向外開啟的能防水防火的密封門，從硐室出口防火門起5采煤內的巷道應砌碹或用其它不燃性材料支護。泵房硐室的地坪應高出

60、通道與車場連接處地板0.5m，設置流水坡，以防硐室積水。水泵工作的總能力應能滿足20小時內排出框架24小時的正常用水量。4.4.6水倉3號煤層開采時的礦井涌水量3號煤層年產量約為180萬噸，現正常涌水量為7500m3/d左右，那么噸煤富水系數為1.2375。按噸煤富水系數法法進行比較。年工作天數為330天，那么正常涌水量為3000000/3301.2375=11250m3/d=468.75m3/h. 當礦井正常涌水量小于或等于1000m3/h時，主要水倉有效容量按下式計算， Q=8Q0式中： Q主要水倉的有效容量，m3； Q0礦井正常涌水量，m3/h； 8指8小時，h；Q=8468.75=37