矿井开拓与开采
2 矿井开拓与开采
2.1 煤层埋藏及开采条件
2.1.1 地质构造及特征
1、地层及地质构造
（1）地层特征
矿区地表出露的主要地层为第四系（Q）、石炭系下统摆佐组（C1b）、上司组（C1s）、旧司组（C1j）、详摆组（C1x）、汤耙沟组（C1t）。由新至老简述如下：1）第四系（Q）
黄色、黄褐色粘土、亚粘土及植物根系，含砾砂、砂岩、泥岩碎块，主要分布在缓坡及沟谷地带，厚0～20m。
2）摆佐组（C1b）
地表掩盖强烈，未出露完全，地层剖面仅测制其底部地层；浅灰、灰白色厚层至块状燧石结核灰岩，顶部为细晶白云岩。以白云岩与下伏上司组泥晶灰岩分界。厚大于40m。
3）上司组（C1s）
上部灰岩页岩段：岩性主要由灰色中厚～厚层状生物碎屑灰岩、泥质灰岩、黑色页岩组成。含燧石条带或团块。含丰富的动物化石，主要有双壳类、珊瑚等。
中下部砂岩页岩段：由石英砂岩、页岩组成，以页岩为主，中夹多层泥质灰岩薄层，底为细粒石英砂岩。
下部灰岩段：主要岩性组合为泥晶灰岩、泥质灰岩夹页岩，以泥晶灰岩为主，含燧石团块，产丰富的动物化石，主要为双壳类、菊石、珊瑚等。
底部为泥质灰岩，与旧司组页岩分界。本组厚420～500m左右。
4）旧司组（C1j）
分布于矿区南西部，岩性以深灰～灰黑色中厚层状泥质灰岩、黑色页岩、泥晶灰岩、生物碎屑灰岩。以底部中厚层状泥晶灰岩、泥质灰岩与下伏祥摆组页岩分界，属整合接触。本组厚约150～210m。
下部以泥质灰岩与页岩组成，向上页岩增多。中部以泥质灰岩及泥晶灰岩为主，夹页岩薄层，含少量燧石团块，产双壳类化石。上部以页岩夹泥晶灰岩为主，含燧石团块。
5）详摆组（C1x）
本区的主要含煤地层，以页岩、砂岩为主，上部夹泥灰岩（或泥质灰岩）薄层。厚230～452m。含煤8～9层，单层煤厚0.1～1.90m，多以煤线及透镜体产出。根据岩性组合及含煤特征可分为三段。
第三段（C1x3）：厚140～204m，平均厚172m，主要岩性组合为：中～厚层状石英砂岩、泥质粉砂岩、页岩薄煤层及煤线组成，含菱铁矿团块及条带。
上部主要岩性黑色页岩夹泥质灰岩，含少量菱铁矿团块，产双壳类、腕足、珊瑚等化石。
中部主要为黑色页岩、砂质页岩，局部夹石英粉砂岩薄层，含较多菱铁矿团块及条带，厚度较大，岩性单一。
下部主要由石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩、煤层组成，含煤层三层：M1、M2、M3；其中M3为局部可采煤层，其余煤层不可采。
以底部M3煤层底板石英砂岩与下伏页岩分界，标志清楚，属整合接触。
第二段（C1x2）：厚125~215m，平均厚度170m，主要岩性组合为：石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩组成旋回性韵律。上部夹薄煤层或煤线，页岩中含菱铁矿团块及条带，产双壳类，海百合化石，以及生物遗迹化石。以底部厚层状石英砂岩与下伏页岩、砂质页岩分界，标志清楚，属整合接触。
第一段（C1x1）：厚113～147m，平均厚130m，为主要的含煤段，主要岩性组合为：石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩、煤层或煤线。产双壳类、海百合化石，生物遗迹化石，以及碳化植物茎叶化石碎片等。
矿区含煤层八层，有可采及局部可采煤层三层，编号为M5、M5、M9。M5、M9在矿区内较为稳定，属全区可采煤层，M3为极不稳定煤层，属局部可采煤层。
6）汤耙沟组（C1t）
本组总厚560.2m。主要岩性为灰～深灰、灰黑色中厚—厚层状致密灰岩及结晶灰岩，下部夹硅质灰岩、页岩、炭质页岩；顶部为泥质灰岩，局部为燧石结核。自下而上颜色变浅，硅质含量减少，泥质成分增多。产丰富的动物化石。主要有双壳类、珊瑚、腕足、海百合等。
（2）地质构造
矿区主要构造单元为六盘水断陷威宁北西向构造变形区，主要构造形迹位于龙街向斜南部扬起端与北西向翻努背斜交汇部位，总体呈单斜构造，次级褶皱不发育。地层总体走向近北西西，倾向南西，地表倾角10～39°，一般10～20°左右。矿区共发
现断层13条，在南西部老锅厂以南一带，特别是浅部大小断层较多。
1）褶皱构造
翻努背斜：位于矿区北东，轴向310～320°，核部地层为上泥盆统地层（D3）。因翻努背斜位于拟建矿井边缘，对煤层开采影响不大。
2）断裂构造
F1断层（呢起崖断层）：位于矿区外北东部，断层呈北西～南东向展布，全长近5000m，倾向南西，倾角较陡，断于汤粑沟组灰岩之中。为区域性正断层，该断层对本矿区范围内煤层无直接影响。
F2正断层发育于矿区东部，走向100°～120°，倾向北东，倾角约70°，落差20－40m。对井下的开采有一定影响。
F3断层：位于矿区北东部，呈北西南东向延伸，北西起于山后头汤粑沟组灰岩，推测与F4相交。向南东延伸，斜穿矿区后在王家院子逐渐减弱，消失于旧司组灰岩之中，全长3800m。断层倾向北东，倾角较陡推测大于60°。是一条南西盘（下盘）下降，北东盘（上盘）上升的逆断层。受此影响，在锅泥沟附近造成区内各煤层错断。井下见该断层上盘煤层下挫近30m，对矿区东部煤层影响较大，造成对煤层的连续性破坏。
F4断层：位于矿区西部边界处，呈北东～南西延伸再转向近南北向，全长近4500m。断层倾向西，倾角约45°。断层沿地层倾向切割矿区所有地层，造成煤层错动变形，据地表岩性判断短距在60m以上，上盘（西）上升，为逆断层，断层向南东方向逐渐减弱，南东不消失于上司组灰岩中。下一步有待查明该断层对煤层的影响程度，本次以该断层作为矿区西部自然边界。
F5正断层发育于矿区南部，走向30°～50°，倾向北西，倾角约70°，落差20～40m。断层沿地层倾向切割矿区所有地层，造成煤层错动变形，对矿区东部煤层影响较大，造成对煤层的连续性破坏。对井下的开采有一定影响。
另外ZK9－1、ZK1－1钻孔中均揭露了次级小断层。
综上所述，区内受以上断层影响，发育较多次级小断层，其断层走向多为北东至南西向，这些次级断层对煤层的稳定性皆有不同程度的影响。矿区总体属单斜构造，地层倾角平缓至中等，区内褶皱构造发育，大小断层较为发育，断层走向以北西向为主，并伴生较多次级小断裂，对煤层的稳定性、连续性有不同程度的破坏作用，造成煤层的重复或缺失，其地质构造复杂程度为中等类型。
2.1.2 煤层及煤质
1、含煤地层
矿区含煤地层为详摆组（C1x），厚260～320m，岩性为页岩、砂岩、泥岩及煤层，按含岩性组合特征分为三段，由新至老描述如下：
第三段（C1x3）：岩性为灰黑色页岩、砂质页岩、炭质页岩和石英砂岩等，含局部可采煤层（M3）及煤线三层，厚度45.6～56.1m。以M3底板与C1x2分界，标志清楚。
第二段（C1x2）：岩性为褐灰、灰黑色砂质页岩、炭质页岩、泥质砂岩、砂质泥岩和石英砂岩等，厚度为91.5～112.7m。以一层厚4～5m的粉砂岩与C1x1分界。
第一段（C1x1）：岩性为灰黑色页岩、炭质页岩、粉砂岩等，含有煤层及煤线4层，可采煤层为二层，既M5、M9，其中M5平均厚度为1.60m，M9平均厚度为1.0m。本段厚度122.9～151.3m。
2、可采及局部可采煤层
矿区含煤岩系为石炭系下统详摆组（C1x），为一套以滨海相为主的含煤碎屑岩沉积建造。岩性为石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、炭质页岩、泥岩、夹灰岩及煤层，出露较完整，平均厚352m。含煤层或煤线8—9层，单层煤厚0.1～1.90m，多以煤线及透镜体产出。煤层总厚4.9～6.4m左右，含煤系数1.8%。其中单层厚大于0.8m的全区可采煤层2层（M5、M9），其中M3在F5断层以东达到可采厚度，西部根据钻探和小窑开采见煤情况看均为不可采，因此M3为局部可采煤层。其余煤层均不可采。
M3煤厚0.4～1.6m，平均厚度1.00m。
M5煤厚1.3～1.9m，平均厚度1.60m。上距M3煤层130m左右。
M9煤厚0.7～1.4m，平均厚度1.05m。上距M5煤层45～50m左右。
区内可采煤层M5、M9厚度较稳定，M3为不稳定煤层，结构简单至复杂，煤类简单，可采范围内煤质变化不大，各可采煤层主要特征见表2－1－1。
威宁县锅泥沟煤矿综合地层柱状见图AZ1129－107－1
3、煤层顶、底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律
1）M3煤层
直接顶板为厚0.6～0.8m泥质粉砂岩，之上为厚层状细粒石英砂岩。直接底板为泥质粉砂岩或石英粉砂岩，局部地方有少许黑色含炭页岩。
2）M5煤层
直接顶板为深灰色炭质泥岩，其上为厚3～13m深灰色页岩夹灰白色石英粉砂岩细条带，其直接底板为黑色含炭页岩，之下为泥质粉砂岩或石英粉砂岩。
表2－1－1 可采煤层主要特征表
3）M9煤层
直接顶板为厚1～3m深灰色页岩，在其底部见黄铁矿条带或团块（为3号标志层），老顶为石英砂岩，底板为黑色页岩。
因此，三煤层的顶、底板属于一般稳固性顶底板岩性，须在开采过程中加强两邦及顶、底板的支护。
4、煤层露头（含隐露头）及风化带情况
在地表及以下0～10m深度范围内，煤表现为黑色粉末状、细颗粒状，呈土状光泽，局部表现为粘土、煤华，见大量粘土充填于裂隙中。地表以下10～20m 深度范围内，肉眼观察煤呈黑色，硬度增大，裂隙面光泽较暗，新鲜面呈玻璃、似金属光泽，裂隙发育，裂隙面见粘土沿裂隙充填痕迹。地表以下50m深度后，肉眼观察呈黑、灰色，具有粉状、粒状和鳞片状断口，煤中裂不明显。
根据原资料斜井取样结结果，煤层的风化带宽约15～18m，氧化带宽度10～14m，风氧化带宽25～32m左右。
5、煤质及煤种
煤质资料来源于四川省地质矿产勘查开发局二○二地质队威宁项目部二○一○年三月编制的《贵州省威宁县锅泥沟煤矿补充勘查地质报告》。矿区含可采煤层二层M5、M9煤层，局部可采为M3煤层。
1）煤的物理性质
M3煤层为灰黑色半亮～光亮型煤，光泽较强。以亮煤为主，镜煤次之。中～细
条带状结构，层状、块状构造。参差状、阶梯状断口。比重小，性脆、松散。见少量黄铁矿颗粒或粒状集合体。
M5煤层为灰黑色半亮～光亮型煤，光泽较强。以亮煤为主，暗煤、镜煤次之。中条带状结构，层状、粉状构造。参差状、阶梯状断口。比重小，性脆、松散。见少量黄铁矿颗粒或粒状集合体。
M8煤层为灰黑色半亮型煤，光泽较强。以亮煤为主，暗煤次之，条带状结构，上分层具块状构造，下分层具粉状构造。参差状、阶梯状断口。比重小，性脆、松散。上分层顶部见黄铁矿颗粒或粒状集合体。
M9煤层为灰黑色半亮型煤，光泽较强。以亮煤为主，暗煤次之，条带状结构、粉状构造。参差状、阶梯状断口。比重小，性脆、松散。上分层顶部见黄铁矿颗粒或粒状集合体。
2）煤的化学性质
（1）水分（Mad）
矿区内可采煤层M5煤层原煤水分为1.30%，属特低全水分煤。M9煤层原煤水分为1.54%，属特低全水分煤。
（2）灰分（Ad）
矿区内可采煤层M5煤层原煤灰分为12.00%，属低灰煤。M9煤层原煤灰分为21.27%，属中灰煤。
（3）硫分（St,d）
矿区内可采煤层M5煤层原煤硫分为2.57%，属中高硫煤。M9煤层原煤硫分为1.72%，属中高硫煤。
（4）挥发分（Vdaf）
矿区内可采煤层M5煤层原煤挥发分为9.97%，属特低挥发分煤。M9煤层原煤挥发分为10.41%，属低挥发分煤。
（5）发热量（Qnet,ar）
矿区内可采煤层M5煤层原煤收到基低位发热量为30.71 MJ/kg。M9煤层原煤收到基低位发热量为26.64 MJ/kg。两煤层发热量均较高。
（6）固定碳（FCd）
矿区内可采煤层M5煤层原煤固定碳为78.03%，属高固定碳煤。M9煤层原煤固定碳为68.32%，属中高固定碳煤。
（7）煤灰成分
矿区内可采煤层原煤煤灰成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主。
（8）煤的牌号
矿区内各煤层原煤均为03号无烟煤。
综上所述，矿区内原煤具有特低全水分、低灰～中灰、中高硫、特低挥发分～低挥发分、发热量高等特征，在层状炼焦炉中不结焦，是煤化程度最高的煤种。可作动力用煤、化工用煤及民用。其煤质特征详见表2－1－4。
2.2 矿井主要灾害因素及安全条件
2.2.1煤层瓦斯赋存及规律
通常在煤层内，无论浅部还是深部，煤体中的瓦斯80%～90%都是以吸附状态存在，而以游离状态存在的仅占10%～20%。但是在断层、大的裂隙、孔洞和砂岩内，主要为游离瓦斯。煤体在没有破坏以前，游离状态的瓦斯和吸附状态的瓦斯处于动态平衡状态。当煤体受到采动影响，使压力降低或温度升高时，部分瓦斯将由吸附状态转化为游离状态，发生解吸现象，反之，则会发生吸附现象。由于存在解吸现象和吸附现象，井下煤层和围岩中的瓦斯才能保持长时间、均匀、连续地涌出。
根据《威宁县锅泥沟煤矿补充勘查地质报告》，报告内未对井田范围内的瓦斯赋存及规律进行描述。通常瓦斯表现出的赋存规律，随着开采深度的增加，煤层中的瓦斯含量也会增加，生产过程中的瓦斯涌出量也会增加，对安全生产造成很大影响。本设计预测的瓦斯含量及变化规律：煤层埋藏深度每加深100m，煤层瓦斯含量梯度推断增加约0.038m3/t。在垂向上同一钻孔瓦斯含量随深度增加而增长。
2.2.2煤层瓦斯含量、压力
通常，瓦斯含量、压力随着开采深度的增加，瓦斯含量、压力也会增加。根据《贵州省威宁县锅泥沟煤矿补充勘查地质报告》，报告仅对钻孔瓦斯含量进行测定，没有对瓦斯压力、瓦斯渗透系数，也没有提供瓦斯赋存、瓦斯梯度等相关资料进行数据
说明，建议矿井在建井期间进行各煤层瓦斯参数的测试，以取得可靠的数据指导矿井的瓦斯抽采设计及治理工作。
地质报告提交的各煤层瓦斯含量见表2－2－1。
表2—2—1 各煤层瓦斯含量
煤层瓦斯压力（P）通常按照以下经验公式预测计算，或者由专业人员用标准瓦斯压力测量仪器在井下以实际测量为准。
P＝（2.03～10.13）×H/1000( MPa)，H为垂深(m)。
2.2.3矿井瓦斯等级
根据AQ1018－2006标准经计算，矿井投产时布置一个采区、一个普通机采面、二个掘进头，矿井相对瓦斯涌出量为20.4m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为12.65m3/min。
锅泥沟煤矿属于新建矿井，未做过瓦斯等级鉴定，但从以上预测数据并依据《煤矿安全规程》（2010年）第一百三十三条可以看出，锅泥沟煤矿瓦斯含量较高；而贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局联合下发的“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”（黔安监管办字[2007]345号）的文件精神，锅泥沟煤矿不属于突出片区内的区域，但针对本矿井及周边矿井的实际情况及从安全角度考虑，矿井按有煤与瓦斯突出危险性矿井进行设计，并要求锅泥沟煤矿在将来实际施工及生产过程中必须按照煤与瓦斯突出矿井进行管理，待鉴定完井田内各煤层后，根据鉴定结果编制煤与瓦斯突出专项抽采设计。
2.2.4其它有毒有害气体情况
矿井有毒有害气体通常包括一氧化碳（CO）、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、氨(NH3)及甲烷(CH4)等，其中一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氨的最高允许浓度可参见表2－2－2中的标准执行（《煤矿安全规程》（2010年）第一百条）。井下有毒有害气体与人体中毒的关系见表2－2－3至表2－2－7。
表2－2－2 井下各种有害气体最高容许浓度
表2—2—3 一氧化碳与人体中毒程度的关系
一氧化碳有很强的毒性，主要来源有：爆破作业；井下火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。
表2—2—4 硫化氢浓度与人体中毒的对应关系
硫化氢有巨毒，主要来源有：坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出等。当空气中的硫化氢含量达4.3%～46%时，具有爆炸性。
表2—2—5 二氧化硫浓度与人体中毒的对应关系
二氧化硫毒性很强，是井下有害气体中密度最大的气体，往往聚积于井下巷道的底部，主要来源有：含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出等。
表2—2—6 二氧化氮浓度与人体中毒的对应关系
二氧化氮是井下毒性最强的有害气体，主要来源有：爆破作业。炸药爆破时会生成大量的炮烟，其主要成分是一系列氮氧化物，如一氧化氮（遇空气中的氧即转化为二氧化氮）、二氧化氮等。
表2—2—7 二氧化碳浓度与人体中毒的关系
矿井中低浓度的二氧化碳毒性不强，但高浓度的二氧化碳会引起人员中毒窒息，二氧化碳主要来源有：爆破作业；井下火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。
2.2.5各煤层煤尘爆炸指数及爆炸危险性
根据贵州省煤田地质局实验室2008年8月26日提交的M5煤层和M9煤层的煤尘爆炸性鉴定报告，煤心缩取煤尘爆炸试验样2件，通过测试，鉴定结果见表2－2－8。鉴定结论为：M5煤层的煤尘有爆炸危险性，M9煤层的煤尘无爆炸危险性。M3煤层没有鉴定煤尘爆炸危险性，因此本次设计按有爆炸危险性设计。
表2－2－8煤尘爆炸性鉴定报告表
2.2.6各煤层自燃发火期和自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室2008年8月26日提交的M5煤层和M9煤层的自燃倾向等级鉴定报告，鉴定结论为：M5、M9煤层的煤炭自燃倾向等级均为Ⅲ级（不
容易自燃），见表2－2－9。但M3煤层的煤炭自燃倾向等级没有鉴定，本次设计按煤层容易自燃设计。
表2－2－9煤层自燃倾向等级鉴定报告表
2.2.7煤层顶、底板情况
1）M3煤层
直接顶板为厚0.6～0.8m泥质粉砂岩，之上为厚层状细粒石英砂岩。直接底板为泥质粉砂岩或石英粉砂岩，局部地方有少许黑色含炭页岩。
2）M5煤层
直接顶板为深灰色炭质泥岩，其上为厚3～13m深灰色页岩夹灰白色石英粉砂岩细条带，其直接底板为黑色含炭页岩，之下为泥质粉砂岩或石英粉砂岩。
3）M9煤层
直接顶板为厚1～3m深灰色页岩，在其底部见黄铁矿条带或团块（为3号标志层），老顶为石英砂岩，底板为黑色页岩。
因此，三煤层的顶、底板属于一般稳固性顶底板岩性，须在开采过程中加强两邦及顶、底板的支护。
2.2.8冲击地压危险性、地温情况
1、冲击地压危险性
贵州省威宁县锅泥沟煤矿勘查地质报告中未提供冲击地压的相关资料，该矿井周围其它矿井也没有发生冲击地压的情形。根据贵州多年煤矿生产实践，在矿井开采深度不大的情况下，冲击地压危险可能性较小。锅泥沟煤矿开采深度不大，发生冲击地压危险可能性较小，但仍需加强地压观测，避免地压灾害的发生。
2、地温
区内未发现地温异常区，地温正常。
2.3 矿井开拓系统
2.3.1 井筒
1、井筒的设置及功能
锅泥沟煤矿采用斜井开拓，设有主斜井、副斜井、回风斜井三个井筒。三条井筒的断面均为半圆拱，表土段均采用料石砌碹。主斜井铺设皮带机用于运送煤炭，另一侧安装架空乘人装置运送上下井人员，同时用于辅助进风和管线铺设等；副斜井用于矿井进风、运材料、运矸石和管线铺设等；回风斜井用于回风和瓦斯管路铺设；矿井副斜井井筒内铺设22kg/m钢轨，轨距600mm。井筒特征见第1章表1－4－3。
2、井筒和工业场地工程地质条件、防洪设计标准、保护煤柱的留设等。
（1）井筒和工业场地工程地质条件
根据《贵州省威宁县锅泥沟煤矿补充勘查地质报告》，矿区属浅切割的中山地貌，地面多被第四系坡积物覆盖。受岩石抗风化能力差异的控制，地形坡度变化较大，形成多级平面；地层出露地段地形坡度15°～25°，局部为陡坡或陡崖，形成台地。工业场地出露上司组地段台地上，地势较平缓，为溶蚀沟谷或洼地。
矿井工业场地位于威宁县迤那镇炉堆子一带，场地南北长约800m，东西宽约200～400m，场址内有一条季节性小冲沟，自然标高+1939.0m～+1925.0m，周边为山地且坡度比较陡，约20～35°；场地周边无村民居住，也无其他公共设施。
场地上覆第四系土层，其下是石炭系祥摆组地层，斜坡地带地表有粘土层覆盖。场地范围内无活动断裂通过，亦未见滑坡、泥石流和崩塌等不良地质现象，区域地质稳定。但场地地处煤系地层，故存在煤系地层较软等地基问题。
因此，井筒和工业场地工程地质条件属于中等类型偏简单。需要加强工程地质勘察及地质灾害防治，防止因采矿引发进地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害发生，确保生产及人民群众生命财产安全。
（2）主斜井和回风斜井由M9号煤层顶板穿层布置至M9煤层底板的泥质粉砂岩或石英粉砂岩中，副斜井布置在M9煤层底板的泥质粉砂岩或石英粉砂岩中，围岩稳定性较好，属较坚固岩层。
（3）因井口和工业场地位于山腰半坡，周边又没有河流，只有一条季节性的小溪沟，没有小溪沟最大洪水位标高，但井口和工业场地的标高均高于季节性的小溪沟，洪水不会对井口和工业场地构成威胁，满足防洪要求。
（4）防洪设计标准
a、防洪设计标准
根据《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399－2006）的设计标准进行设计，矿井井口及工业场地的防洪设计标准见表2－3－1：
表2－3－1 防洪设计标准
注：当观测洪水高于上述标准时，应按观测洪水设计，当观测洪水低于防洪设计标准时，应按防洪设计标准设计。
矿井地面防洪标准，满足《煤矿安全规程》关于地表防治水的有关规定。
由于区内含煤地层裸露，地表冲沟发育，切割较深，地表水与含煤地层间有一定的联系。因此本矿井需专门的地表水防治工程设计。
b、地表水防治措施
1）煤层露头风氧化带煤柱应留够，开采时应注意减小对其采动影响。以防地表水直接由露头裂隙直接浸入。
2）对于已与地表联通了的裂隙，应及时查明，并采取一定的堵漏措施（如灌浆等）进行封闭，防止地表水直接由裂隙直接浸入。
3）要对所开采煤体上方的冲沟，采取一定措施，将地表水，尤其是雨季时期的大气降水疏排或尽量避开开采区域上方。
4）井田范围内的冲沟必须留设足够的安全煤柱，井下开采时尽量减少对其影响。
c、场地竖向设计及场内排水
为减少平场土石方工程量，充分利用自然地形满足地面生产工艺要求，保证工业场地不受洪水威胁，按台阶布置各功能区。生产区的主斜井井口、胶带运输机走廊、转载站、事故储煤场、筛选楼、矸石仓、棚式产品煤场、产品煤装车仓、地磅房、汽车装车场地、公厕；辅助生产区的副斜井井口、井口房、窄轨铁路车场、天轮架、绞车房及其配电间、综采维修及堆放棚、压风机房及其冷却水池、机修车间、坑木房、器材棚、器材库、油脂库、矸石翻车机房、矸石绞车房、井下水处理站、回风斜井、通风机及其配电间、10kV变电所等；行政福利设施区的办公楼、汽车库联合建筑，食堂，单身楼，喷泉、雕塑建筑小品，门卫室，锅炉房，灯房、浴室及任务交待室联合建筑，井下水、生活污水处理站等布置在+1931.50m标高平台上。生活、生产消防
水池布置在+2025.00m标高平台上。
场内采用自然放坡和挡土墙支挡相结合方式保持边坡的稳定及满足使用功能要求，挡土墙工程量为5124m3。
工业场地雨水排放，沿场内挡土墙、边坡脚、道路修筑断面为0.40m×0.50m的排水明沟，其总长为341m。排水沟穿道路、窄轨铁路、专用场地时加预制钢筋砼盖板，其总长为35m。场地内雨水经场地3‰坡度流入道路雨水沟（雨水沟采用石砌带盖板雨水沟），再由雨水沟集中外排。
在场地内原有一条小溪沟，为避免山洪冲毁场地，在工业场地平场时，顺着该冲沟修筑一座浆砌片石洞身、钢筋砼盖板涵，断面为2.0×2.0m、1.0×1.1m钢筋砼盖扳涵，长323m。
由于工业场地选在山坡地上，为避免大雨冲毁场地，在场地靠山一侧、顺场区边缘修筑断面为0.40m×0.50m的截水沟，将山洪引至场地外的溪沟。
虽然，在工业广场周边均修筑有截水沟等设施，但在三个井口四周还要准备好应急沙袋，以备需要时临时应用，同时，矿方在生产中制定应急措施。
（4）保护煤柱的留设
本设计按照《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399－2006）的设计标准进行设计，对井筒及工业广场留设了保护煤柱，根据《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399－2006）及《采矿工程设计手册》的规定，井筒围护带按照20m宽留设并计算其防护煤柱量，工业场地外侧均留20m围护带再按65°塌陷角确定保安煤柱边界并计算其防护煤柱量。井筒、工业场地的保护煤柱留设后，井筒及工业广场不受开采影响。经过计算井筒、工业场地的保护煤柱为12.2万t。
石门煤柱按照20m宽留设并计算其防护煤柱量，围护带按65°塌陷角确定，保安煤柱量7.2万t。
3）进、回风井口的安全性
矿井设有主斜井、副斜井、回风斜井三个井筒，井口及工业场地位于地势较高的平缓坡地上。三条井筒距离周围各建筑物满足安全距离要求，三个井口之间的距离大于30m，三条井筒及工业场区范围内无溶洞、淤泥、小煤窑采空区等不良工程地质，场地稳定；非下井工作人员不得下井等井筒管理制度和措施保障，进风井口周边没有任何粉尘、有害和高温气体的存在，因此，各井筒的安全性是有保障的。
2.3.2 采区
1）采区划分依据及其合理性分析
（1）划分原则
①结合煤层赋存条件和构造条件，有利于井田开拓布置和适应机采工作面的布置；
②有利于减少井巷总工程量和简化生产环节。
（2）采区划分
采区划分与煤层赋存条件、地质构造情况、开采方式、机械化程度等因素直接相关，为了使矿区范围内的煤炭资源能够得到合理的开采，在采区划分上进行了统筹考虑，先开采+1830.0m标高以上。从本矿的实际情况来看，配备一个高档普采工作面比较适当。根据《采矿工程设计手册》的规定，结合省内外的现场经验，本设计确定采区走向长为800m～1100m，将井田划分为六个采区，由于M3煤层与M5、M9煤层的平均层间距在125m以上，且M3煤层基本位于+1850m以上，单独划分为两个独立的采区，作为后期开采。将M5、M9煤层进行联合布置，+1830m水平以上划分为2个采区，+1830m水平以下划分为2个采区，中间以F5断层为界。
各采区均以石门联系各煤层，联合开采煤层组。
2）采区接替关系及煤层开采顺序
采区间开采顺序：确定先开采一采区，然后开采三采区，次为二采区、四采区。最后再开采M3煤层的两个采区。
煤层开采顺序：首采区可采煤层2层，由上至下依次为M5、M9煤层，井筒为全矿区煤层开采服务。煤层间采用下行开采方式，由于M3煤层在首采区为不可采区，因此，首采工作面布置在M5煤层中进行开采，然后再开采M9煤层，从上层到下层进行回采。
2.3.3 主要巷道
1）主要巷道布置层位
矿井主要巷道是主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒，在设计的标高上以石门联系各开采煤层进行回采，主斜井和回风斜井由M9号煤层顶板穿层布置至M9煤层底板的泥质粉砂岩或石英粉砂岩中，副斜井布置在M9煤层底板的泥质粉砂岩或石英粉砂岩中，围岩稳定性较好，属较坚固岩层，较为安全；井底车场、主要硐室和后期的运输大巷也布置在M9煤层底板的泥质粉砂岩或石英粉砂岩内。
2）安全煤柱
设计将主斜井、回风斜井均布置在M5煤层底板的石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩内，副斜井已穿过M9煤层，进入M9煤层的底板岩层中；但主
斜井和回风斜井在深部还需要穿过M9煤层，需要留设井筒煤柱。在开采M9煤层时，要严格按照“三下”规范进行留设井筒安全煤柱，后期的运输大巷和上山均布置在M9煤层底板的石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩内，远离煤层，不需要留设安全煤柱。
3）安全间隙
该矿主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒空间间距大于等于30m，井下各石门空间间距大于20m，其它巷道之间的间距能够满足互不影响的要求。
4）支护方式
井下各巷道支护方式见井巷工程量表2－3－2。
井筒、开拓、采区主要巷道断面图见图2－3－1至图2－3－17。
5）安全风速
矿井投产时期井下各巷道风速见表2－3－3。
表2－3－3 锅泥沟煤矿投产时期井下各巷道风速
从表中可以看出，各巷道风速满足《煤矿安全规程》（2010）第一百零一条关于井巷中的风流速度的规定。
6）其它安全措施
设计的三个井筒之间的距离大于30m。井下巷道间距满足安全要求。巷道净断面满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要，主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m。采区内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m。井下巷道均选择不燃性材料支护。留设了工业场地、矿界、防水和井巷等的安全煤柱。采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，设计予以加强支护；
采煤工作面范围内的巷道高度不得低于 1.6m。安全出口设计需设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。单体液压支柱入井前必须逐根进行压力试验。采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。采煤工作面遇顶底板松软或破碎、过断层、过老空、过煤柱或冒顶区以及托伪顶开采时，必须制定安全措施。生产中遇有断梁、支架悬空、窜矸等情况时，必须及时处理。必须制定井巷维修制度，加强井巷的维修，保持巷道设计断面，保证通风、运输的畅通和行人安全。巷道失修率不得超过规定。井筒大修时必须编制施工组织设计。维修井巷支护时，必须有安全措施。严防顶板冒落伤人、堵人和支架歪倒。扩大和维修井巷连续撤换支架时，必须保证有在发生冒顶堵塞井巷时人员能撤退的出口。在独头巷道维修支架时，必须由外向里逐架进行，并严禁人员进入维修地点以里。煤仓、溜煤（矸）眼必须有防止人员、物料坠入和煤、矸堵塞的设施。检查煤仓、溜煤（矸）眼和处理堵塞时，必须制定安全措施，处理堵塞时应遵守煤矿安全规程第三百三十条的规定，严禁人员从下方进入。
矿井安全出口及保证措施：
按《煤矿安全规程》（2010年版）的规定，本矿井布置二个安全出口，分别为主斜井、副斜井，二个安全出口的距离不小于30m。为确保安全出口安全、畅通，采取如下措施：
（1）巷道内行人道不得有材料、杂物堆积阻塞，在主斜井、副斜井、回风斜井和倾角大于或等于16°的其它联络巷道内，均设置有扶手和台阶，扶手采用外经为d51的硬质塑料管，台阶的材料为混凝土，具体的宽度和高度根据巷道的倾角而定；同时在主斜井内设置有架空乘人装置，并满足架空乘人上下人员出宽度不小于1000mm。副斜井必须做到“行人不行车，行车不行人”。
（2）巷道交岔点处设置路标，标明所在地点，指明通往安全出口的方向。
（3）风井行人安全出口及其它地点的风门必须保证灵活，开启方便。
（4）所有入井作业人员必须熟悉通往安全出口的路线。
2.3.4 竣工投产应具备标准条件
矿井安全设施及条件竣工验收前，必须完成建设项目的全部安全工程、设施、装备，生产系统和防灾系统健全，经过联合试运转，具备安全生产条件。
建设矿井取得采矿许可证、矿长资格证、矿长安全资格证，特种作业人员经培训并取得操作资格证书，入井工作人员经安全培训并考试合格。
单项工程经工程质量监督部门验收，并取得质量合格的认证报告。
矿井投产验收前必须对矿井瓦斯等级、各煤层煤尘爆炸性和自燃倾向性做出鉴定；按突出矿井设计的必须有经国家授权单位做出的已揭露煤层的突出危险性鉴定报告，并经煤炭行业管理部门审批。
矿井主要变压器、提升机及钢丝绳、提升容器、通风机、空气压缩机、水泵和瓦斯抽采泵等主要电器和机械设备经有资质的部门检测检验，并出具检验合格报告。
委托有资质的安全评价机构做出安全验收评价报告，并按规定备案。
设计的三条井筒（主斜井、副斜井、回风斜井）贯穿整个首采区，竣工投产时井巷工程量见表2－3－2。
2.4 采煤方法及采区巷道布置
2.4.1 采煤方法的合理性分析
1）采煤方法选择考虑的因素
（1）主采煤层全区基本稳定可采。构造中等，煤层倾角一般在10～20°，属倾斜煤层。
主要煤层赋存稳定，结构简单。其中M5煤层的厚度为1.3～1.9m，平均厚1.6m，属中厚煤层。
（2）可采煤层的顶板为泥深灰色炭质泥岩，其上为厚3～13m深灰色页岩夹灰白色石英粉砂岩细条带，可能引起的巷道顶板冒顶和片帮；其直接底板为黑色含炭页岩，之下为泥质粉砂岩活石英粉砂岩质粉砂岩，之上为厚层状细粒石英砂岩，局部地段存在“底鼓”现象。
（3）根据业主提供的地质资料及其它有关法律、法规等文件，锅泥沟煤矿按有煤与瓦斯突出危险性矿井设计，按煤尘有爆炸危险性考虑，按煤层有自燃倾向性考虑。
2）采煤方法的选择
根据上述考虑因素，结合煤层倾角及构造赋存特点，首采M5号煤层必须采用走向长壁式采煤法，后退式开采，单体液压支柱支护（安全性高，适用于本矿倾斜煤层，煤炭回收率较高，有利减少煤炭自燃，同时可采用短梁及贴帮柱进行临时支护），不允许使用木支护，全部垮落法管理顶板。其它煤层的采煤方法同M5煤层相同。
一个采区内只准一个采煤工作面、两个掘进工作面同时生产。
2.4.2 采掘设备的安全性
本矿不是综采工作面开采，所以不存在制定液压支架的支护强度、防倒、防滑措施。
本矿采用普通机械化采煤，采煤工作面设备配备见表2－4－1，首采工作面煤层倾角16°，内部有采煤机，工作面煤炭靠刮板运输机运输，机械化程度相对较高，但采煤机在割煤时可能存在飞矸伤人，所以工作面人员应尽量远离煤壁。由于煤层倾角在10～20°之间，需要制定单体支柱防倒、防滑、防飞矸措施。
矿井移交生产时配备布置一个普采工作面和2个炮掘工作面。本着先进、可靠和实用的原则，矿井选择的采掘设备均为国内相对安全可靠的设备。①为了防止工作面支柱及设备防倒、防滑，工作面开切眼的布置往往与运、回两巷不采取垂直布置，存在一个角度，即伪斜角布置；②给支柱掏柱窝或穿底鞋，支柱间采用拉杆串接方式防倒、防滑。③工作面机组选择运输机与采煤机安装有防滑系统装置机组。
首采工作面煤层倾角10°，内部有采煤机，工作面煤炭靠刮板运输机运输，机械化程度相对较高，但采煤机在割煤时可能存在飞矸伤人，所以工作面人员应尽量远离煤壁。井下向下或向上掘进25°以上的倾斜巷道时，必须将溜煤（矸）道与人行道分开，防止煤（矸）滑落伤人。人行道应设扶手、梯级台阶。斜巷与上部巷道贯通时，必须有安全措施。
矿井布置有两个普通掘进工作面，掘进工作面主要设备配备见表2－4－2，采用放炮落矸成巷，可伸缩皮带机运矸石，机械化程度也相对较高，但同时要注意巷道的冒顶、落矸等伤人事故的发生。
2.4.3 采区巷道布置
1）采区上、下山、采煤工作面顺槽等巷道布置方式
锅泥沟煤矿没有采区上、下山，主要是主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒基本顺着煤层倾向沿煤层底板向下延伸代替采区上山，以石门联系各煤层，石门揭穿各煤层后，沿着煤层顺层布置采煤工作面上下顺槽。具体如下：
设计以三条井筒（主斜井、副斜井及风井）从东部井田的中间均以30°方位角掘进至+1830m水平，布置井底车场及水仓、泵房、变电所。
顺槽的布置方式为：首采面在+1935.0m和+1913.0m标高分别沿煤层走向向东布置110501回风和运输顺槽。上下两顺槽相连接，形成首采工作面。下阶段顺槽采取沿空留巷布置。
110901运输顺槽、110901回风顺槽位于首采面同一翼，但M5、M9煤层间距为45～55m，倾角10～20°，因此，掘进面没有位于采煤工作面的应力集中范围。
全井田以一个水平（+1830m）六个采区开拓，以一个采区一个普通机采工作面达到设计能力，采煤方法为走向长壁采煤法。
采区巷道布置及机械配备平、剖面图详见附图2－4－1、图2－4－2。
2）煤层自燃和煤与瓦斯突出等条件下巷道层位的选择与分析。
矿井主要巷道有主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒，在设计的标高上以石门联系各开采煤层进行回采，主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒的层位基本位于M5煤层底板的石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩内，较为安全。主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒与煤层部分相交，存在瓦斯突出威胁，在揭穿煤层前要严格按照突出煤层揭煤的程序，采取抽、堵、防等措施，让井筒掘进安全通过，及时进行锚喷或混凝土加强支护。设计有多条石门需要揭穿各煤层，受到煤层突出威胁的几率增加，必须严格按照突出煤层石门揭煤的程序进行，防止发生突出事故。
3）高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险矿井采区和开采容易自燃煤层的采区和分层开采采用联合布置的采区，其专用回风巷的设置情况。
根据地质报告提供的瓦斯资料，矿井按煤与瓦斯突出危险性矿井设计，按照煤尘有爆炸危险性考虑，煤层有自燃倾向性考虑。
依据煤矿安全规程的要求，在每个区段开采时，均设置有石门用于进风和回风。
4）主要巷道揭穿突出煤层地点应避开地质构造带，同时需采取的措施：
a、巷道揭煤前，必须编制专门的揭煤措施，采取综合防治措施，并按规定报有关部门批准。
b、石门等井下揭煤巷道应尽量避开布置在地质构造复杂和破碎地带，实在无法避开的巷道，要严格按照有关防治煤与瓦斯突出措施进行消突后再进行掘进。
c、在井巷施工或生产中，应测定煤层瓦斯压力，煤的破坏类型，瓦斯放散初速度，煤的坚固性系数等有关参数，以便对瓦斯涌出动力现象做进一步的分析和鉴定。
d、采掘工作面瓦斯涌出量突然变大时，必须注意防止局部瓦斯富集区发生瓦斯大量涌出、喷出或突出发生。
e、揭穿煤层前必须打钻控制煤层层位、测定煤层瓦斯压力或预测煤层工作面的突出危险性。
f、为确保安全，揭开煤层时，必须严格按《煤矿安全规程》、《煤矿建设安全规定》、《揭煤施工技术安全措施》及《石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件》（MT/T95－2005）等有关规程、规范的规定执行，并由矿总工程师牵头，编制专门的安全措施。
g、工作面和煤层之间的岩柱尺寸应根据防治突出措施要求、岩石性质、煤层倾角等确定，工作面距煤层法线距离的最少值为抽放或排放钻孔3m，水力冲孔5m，
矿井采用斜井开拓方式的研究毕业论文
矿井采用斜井开拓方式的研究毕业论文 绪论 一、矿井概况 交子里矿井是一座几经挖潜改造和扩建而成的大型矿井，开采历史44年，矿井采用斜井开拓方式，现主采水平为交子里水平，采煤方法为走向长壁全部垮落法，使用综采和综放工艺，矿井提升采用强力皮带提升，通风方式为分区抽出式。 交子里矿井设计能力200万吨/年，2005年省煤炭工业管理局晋规发[2005]256号文件批准核定交子里矿井生产能力为200万吨/年。 交子里矿井现采用斜井开拓方式，井下为单水平开拓，水平标高为交子里m。共有2个斜井和2个立井，其中主斜井为胶带机提升，井筒坡度为0～8°～16o、斜长950米，担负矿井煤炭提升任务；副斜井装备为2JK-250型双滚筒绞车，坡度16°，斜长382m，三个斜井共同担负矿井辅助提升任务；回风立井，担负矿井回风任务；矿井通风方式为中央分区式，通风方法为机械抽出式通风。 井下布置两条运输大巷，一条交子里水平轨道运输大巷采用电机车牵引1T矿车运输完成辅助运输，一条交子里胶带运输大巷，担负矿井的煤炭运输任务。 矿井主采盘区为交子里盘区，由于交子里盘区9#煤层大部分被小煤窑开采和破坏，故本次设计针对10#、11#煤层。 二、设计依据：
1、设计委托书。 2、交子里矿井地质报告。 二零零五年五月四日省煤炭工业局以晋煤规发[2005]256号文批准交子里矿井生产能力为200万吨。 附：晋煤规发[2005]256号文件。 4、《煤矿安全规程》。 5、《煤炭工业矿井设计规》。 6、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。 7、《矿井防灭火规》。 8、《矿井通风安全装备标准》。 三、设计的指导思想： 1、本设计依据《汾西矿业（集团）有限责任公司交子里矿井改扩建工程》，并结合交子里矿井现状，利用交子里矿现有生产系统进行设计。 2、最大限度开发利用煤炭资源，合理布置工作面。 3、本着降低投资，加快投产进度，促进合理衔接的思想。 四、设计的主要特点及技术经济指标： 设计特点：井下煤炭运输全部采用胶带输送机连续运煤方式，运输量大，安全可靠。 五、存在的主要问题及建议： 1、问题 根据地质资料提供，交子里盘区由于受小煤窑越层越界开采，9#煤资源损失贻尽，且10#、11#煤也越层采动，小煤窑采空区的低洼
矿井开拓设计
矿井开拓设计 一．矿井基本资料 某矿井含有俩煤层，煤层厚度为m1=6m，m2=8m，煤间距10m，煤层倾角32。煤层埋深煤露头72m，煤倾斜长度1860m，走向长度8000m。设计生产能力180万t/a，采用3t底卸式矿车运输。低瓦斯矿井，水文地质条件简单，顶底板均为中等稳定粉砂岩。 二．储量计算 1.矿井地质资源量 Z=8000*1860*（6+8）*1.25=260400000t 2.矿井工业资源/储量 根据钻孔布置，在煤矿地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。 根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制1的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量计算。 Zg= Z111b + Z122b + Z2m11+ Z2m22+ Z333k Zg——矿井工业资源/储量 Z111b——探明的资源量中经济的基础储量 Z122b——控制的资源量中经济的基础储量 Z2m11——探明的资源量中边际经济的基础储量 Z2m22——控制的资源量中边际经济的基础储量 Z333k——推断的资源量 Z111b=26040*60%*70%=10936.8万t Z122b=26040*30%*70%=5468.4万t Z2m11=26040*60%*30%=4687.2万t Z2m22=26040*30%*30%=2343.6万t 由于地质条件简单，k在0.8以上取值。 Z333k=26040*10%*k=2083.2万t Zg=Z111b+Z122b+Z2m11+Z2m22+Z333k= 10936.8 +5468.4+4687.2+2343.6+2083.2=25546.2万t。 3.矿井设计资源/储量 矿井设计资源/储量计算，其中P1按矿井工业资源/储量的3%估算， Zs=（Zg-P1） Zs——矿井设计资源/储量 P1——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱。地面建筑物煤柱等永久煤柱损失量之和。 Zs=25546.2-25546.2*3%=24779.814万t 4.矿井设计可采储量 矿井设计可采储量按下式计算，其中P2按矿井设计资源/储量的2%估算。 Zk=（Zs-P2）C Zk——矿井设计可采储量； P2——工业场地和主要井巷损失量之和；
煤矿采煤基础知识
采煤基础知识 1、什么叫井田开拓？ 答：在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程叫井田开拓。 2、什么叫煤田？ 答：在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带。 3、煤层厚度的变化对开采技术的影响可分为哪几类？ 答：按煤层厚度可分为极薄煤层（<0.7M）、薄煤层（<1.3M）、中厚煤层（ 1.3 ~3.5M ）、厚煤层（> 3.5M ）、特厚煤层（>8~10M）。 4、煤层倾角的变化对开采技术的影响可分为哪几类？ 答：按煤层倾角可分为：近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层。5、什么叫矿井生产系统？ 答：矿井生产系统是指在煤矿生产过程中为提升、运输、排水、通风、人员安全出入、材料设备的上下升降、矸石排运、供气、供电、供水等而形成的线路和设施的总称。 6、煤矿井下生产系统包括哪几部分？ 答：矿井生产系统分为：运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、供电系统以及空压系统、灌浆系统、瓦斯抽排放系统等。 7、巷道的分类有几种？ 答：按巷道轴线和水平面的关系井下巷道可分为：垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。 按巷道的服务的对象和范围井下巷道可分为：开拓巷道、准备巷道、回采巷道。 8、什么叫开拓巷道？准备巷道？回采巷道？ 答：开拓巷道：为矿井或阶段服务的巷道。 准备巷道：为采区服务的巷道 回采巷道：为区段服务的巷道 9、什么叫阶段？什么叫开采水平？ 答：阶段―――沿煤层的倾斜方向，按一定的标高将井田划分成的若干长条部分。开采水平―――设置了井底车场和运输大巷的水平叫开采水平 10、什么叫矿井年产量？服务年限？ 答：矿井年产量―――矿井一年内实际产出的煤炭数量，而井型是指矿井年设计产量。 服务年限―――矿井从投产到报废的全部生产时间叫服务年限。 11、什么叫分区式布置？ 答：在阶段范围内，沿走向按一定的长度把阶段划分成的若干块段。 12、运输大巷的布置方式有几种？它的位置应选在什么地方？ 答：运输大巷的布置方式有分层运输大巷布置、集中运输大巷布置、分组集中运输大巷布置。对于分层运输大巷多布置在煤层中，集中运输大巷和分组集中运输大巷多布置在岩层中。 13、井田的开拓方式有几种？ 答：井田的开拓方式有：立井开拓、斜井开拓、平峒开拓及综合开拓。 14、什么叫井田开拓系统？ 答：开拓巷道系统与其形成的生产系统称为井田开拓系统。 15、煤矿主、副井分别担负着什么样的主要提升任务？
第4章 矿井开拓与开采(已完)
第四章井田开拓与开采 第一节井田开拓 一、井田开拓方式及井口位置 (一) 影响井田开拓的主要因素 本井田地质构造简单，大体为一向西倾斜的单斜构造，煤层倾角0～3°，未发现断层；水文地质条件简单；无老窑开采及采空区，对开采无影响。影响井田开拓方式、井口位置的主要因素有：地形地貌、地质构造、煤层赋存特点、凿井工程地质条件、铁路接轨点位置、水源和电源情况、井下开拓部署、工业场地压煤量、技术装备水平和地质勘探程度等。 1. 地形地貌 本井田内地形总体上为东南高、西北低，海拔标高+1302.5～+1278.5m，地形变化不大，地势平缓。井田具风积沙漠～半沙漠地貌特征，半流动和半固定的新月形沙丘及沙丘链遍布全井田，耕地有限，因此，从地形地貌上看，对井口位置和开拓方式的选择影响不大。 2. 地质构造 本区构造形态为一向北西倾斜的单斜构造，地层倾角小于2°。区内断层不发育，无岩浆岩侵入体，故井田地质构造简单,煤层近水平，无煤层露头，同一煤层井田内高差小于120m，从构造上看，对井口位置和开拓方式的选择影响亦不明显。 3. 煤层赋存特点 井田主要可采煤层3-1煤、4-1煤全区发育，赋存深度一般600～700m左右，赋存稳定，厚度变化小，主采煤层之上仅有一中厚2-2中煤层，2-2中煤层大部可采，仅在井田西南部不可采。4-1煤下部还有4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中五个煤层，井田范围内均大部可采。除3-1煤和4-1煤为厚～中厚煤层（平均厚度4.75m和3.75m）外，其余煤层均为薄煤层或中厚煤层（平均厚度1.80～2.60m）各煤层倾角平缓（0～3°），
适合长壁机械化开采。 4. 凿井工程地质条件 井田浅部全部被第四系全新统风积沙及沉积砂土地层覆盖，厚度在27.13～135.50m，平均95.26m，南厚北薄，靠近井田储量中心范围内厚度在120m左右，厚度差不明显，新生界地层主要由风积沙、粉细砂、砂粘土、粘砂土组成，下部上更新统砂层富水性较强，上部风积沙层含水相对较弱。因此，从工程地质条件上看，井筒需采用特殊凿井法施工，适合立井开拓，井口位置宜选择在中部或西部。 5. 接轨点位置及外部道路 目前，根据鄂尔多斯市南部铁路公司规划，本矿区内新恩铁路在本井田东北部通过，本矿井接轨点确定在母杜柴登井田东北部大牛地站，因此，从接轨点位置及外部道路上看，井口位置宜选择在井田中部、西部或北部。 6. 水源及电源情况 根据《内蒙古自治区鄂尔多斯呼吉尔特矿区总体规划》，矿区内各矿井的生活用水根据矿区水文地质条件和矿区开发建设规划，统筹建设水源地和输配水管网，位于井田西侧的哈头才当水源地为矿区集中水源地。 母杜柴登井田的供电电源可引自井田北部的图克110kV变电站和葫芦素220kV变电站。 因此，从水源和电源上看，井口位置宜选择在井田西部、中部或北部。 7. 技术装备水平 近年来，我国煤矿矿井技术装备水平有了显著提高，大型多绳摩擦轮提升机与电控装备，大容量立井提升箕斗及提升罐笼等不断创新，为建设特大型立井提供了提升的保证；长距离、大功率带式输送机、多功能无轨胶轮车等连续化、自动化运输设备及工作面高产高效的综放、大采高综采、连续采煤机等现代采掘设备逐渐改变了矿井的生产面貌。因此，从技术装备水平上看，采用立井开拓是可行的。 8. 地质勘查程度 本井田已经完成煤炭勘探工作，可以满足本阶段设计要求。储量级别较高（331）
煤矿井田开拓方式.doc
第四节井田开拓方式 一、井田开拓基本知识 （一）矿井储量、生产能力和服务年限 一个煤田的范围很大，面积由数十至数千平方公里，甚至上万平方公里，煤的蕴藏量由几亿到几百亿吨。通常由几个或几十个矿开采。划给一个矿井来开采的那部分煤田，叫做井田（或矿田）。井田的边界多是以自然条件（大断层等）来划分。井田范围的大小，决定了矿井的储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。 矿井储量可分为远景储量和工业储量两类，是确定矿井生产能力的重要因素。矿井的工业储量减去设计和开采损失，就是矿井的可采储量。可采储量占工业储量的百分比叫做采出率（也称“回采率”），矿井采出率应大于75％以上。采出率太低，不但浪费了资源，而且减少矿井的服务年限。 矿井可采储量与工业储量、生产能力和服务年限的关系，可用下式表示： Zk=(Zc-P)C Zk=A·T·K 式中Zk——可采储量，万t； Zc——工业储量，万t；
C ——采区设计回采率，薄煤层（煤厚≤1.3m）为 0.85，中厚煤层（煤厚1.3～3.5m）为0.80， 厚煤层（煤厚＞3.5m）为0.75； A ——矿井设计生产能力，万t/a； T ——矿井设计服务年限，a； K ——储量备用系数，一般取1.2～1.4。 矿井生产能力，一般指矿井的设计生产能力。按设计的生产能力大小矿井分为大、中、小三种井型： 大型：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a 及以上； 中型：0.45、0.6、0.9Mt/a； 小型：0.3 Mt/a及以下。 矿井服务年限应与矿井生产能力相适应，使它们之间保持一个技术、经济上都比较合理的关系。《煤炭工业矿井设计规范》（2005年版），对45万t/a及以上矿井，按不同井型，对矿井的设计服务年限作了相应的规定，中型矿井设计服务年限不小于40年，1.2～2.4 Mt/a矿井设计服务年限不小于50年，3.0～5.0 Mt/a矿井设计服务年限不小于60年，6.0 Mt/a及以上矿井设计服务年限不小于70年。 （二）井田内的再划分 煤田划分为井田后，每一个井田的面积仍然比较大，再这样大范围内进行采煤，还必须将井田再划分为若干较小的
矿井开拓延伸设计方案
神华集团乌达矿业公司五虎山煤矿 9#、10#、12#煤层开拓延伸设计 前言 乌达矿业公司五虎山煤矿是国家六十年代投资建设的年设计能力150万吨的大型矿井。该矿井1970简易投产，1983年达产，1990年产量曾突破200万吨。三十年来，五虎山矿共生产煤炭2316.1万吨。 2000年五虎山矿进行技术改造，技改后的矿井主采4#、7#煤层，主产品是低硫精煤、电煤。截止2003年6月，技改后圈定的4#、7#煤层可采储量约为365.4万吨，按年产150万吨计，只能维持二年多，矿井接续紧张。 五虎山矿井开拓延伸涉及的煤层是9#、10#、12#。根据乌达矿区煤层分布及开采状况看,苏海图矿主采12#、13#、15#煤层，已没有9#、10#煤层，黄白茨矿现主采9#煤层，但储量有限，只能开采2年，五虎山矿井9#、10#煤层可采储量约1837.3万吨。9#、10#煤层虽然属高硫煤，但灰分低，发热量高，经市场调研，高硫煤市场前景是明朗的，具有开采价值。本次矿井开拓延伸方案主要设计开采9#、10#、12#煤层，其中先期开采9#、10#煤层，后期开采12#煤层，矿井设计能力可提升至240万吨/年。
第一章矿井概况 第一节地理位臵、交通 五虎山煤矿位于内蒙古自治区乌海市境内，为贺兰山北部煤田乌达矿区的一部分。包兰铁路、110国道从乌达矿区东侧通过。矿区铁路专用线在包兰铁路的乌海西站接轨。区内有乌达通至巴音浩特和吉兰泰等地区的主要公路。 第二节地质概况 五虎山矿井范围拐点坐标： 1：X=4376543 Y=36384241； 2：X=4376553 Y=36380481； 3：X=4376296 Y=36380464； 4：X=4374958 Y=36381152； 5：X=4374110 Y=36381610； 6：X=4372800 Y=36382371； 7：X=4372800 Y=36383131； 8：X=4371973 Y=36383446； 9：X=4372303 Y=36383601； 10：X=4372303 Y=36383921；
矿井开拓考试题
1.阶段：沿煤层倾向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分， 每个部分称为一个阶段。 2.开拓巷道：为全矿井，一个水平或若干采区服务的巷道。 3.水平：通常将设有井底车场，阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为开采水平。 2.采掘关系：通常将采煤与掘进的配合关系称为采掘关系。 3.掘进率：生产矿井在统计的时期内每生产10kt煤所分摊的掘进生产巷道总进尺数和开拓总进尺数。 4.开采计划：根据市场对矿井的煤炭产量和质量提出的要求，按照地质情况和生产技术条件，统筹安排采区及工作面的开采与接替。 1、石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷称为石门 3、井底车场：井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。 4、开拓巷道：一般来说，为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道称为开拓巷道 5、沿空掘巷：沿着已采工作面的采空区边缘掘进的区段平巷 6、采掘平衡：采煤工作面和掘进工作面保持一定的比例，能很好的保证矿井生产的正常接续，做到采掘的同步平衡 7、开拓煤量：井田范围内已掘进开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采储量。1开拓方式：开拓巷道的布置方式称为开拓方式。 2中央并列式通风：进风井与回风井都位于井田中央的同一个工业场地内，一般利用主，副井分别作为进风井与回风井。 4．运输大巷：为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。 5．暗立井：又称盲竖井，盲立井。不与地面直接相通的巷道。 1.井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。 2.开拓系统：开拓巷道的形式、数目、位置及其相互联系和配合，总称开拓系 统。 3.矿井工业储量：井田范围内，经过地质勘探合乎开采要求，可供利用列入平 衡表内的储量 一，填空 1矿井储量可分为（矿井地质储量），（矿井工业储量），（矿井可采储量）。2.根据主、副井筒的形式，矿井开拓方式可分为四种：（平硐开拓），（斜井开拓），（立井开拓）和（综合开拓）。 3.矿井巷道按服务范围可分为（开拓巷道）、（准备巷道）和（回采巷道）三大类。 4.井底车场的调车方式可分为（顶推调车），（顶推拉调车），（专用设备调车），（甩车调车）。 5.根据开采煤层的数目和层间距，运输大巷的布置方式有三种：（分层布置）、（集中布置）和（分组集中布置)。 6.矿井技术改造的内容主要有三个方面：（矿井改扩建）、（合理集中生产）和（生产环节改造）。 7.矿井三量指（开拓煤量），（准备煤量），（回采煤量）。 8.某矿有一工作面编号为1234，其中数字1代表（水平序号），数字2代表（采
第五节矿井开拓设计方案比较示例
第二十五章矿井开采设计 第一节矿井开采设计的依据 建设一个矿井需要国家很多投资，消耗大量的人力、物力，关系到国民经济的发展，必须具备下列依据。 一、设计任务书 设计任务书（计划任务书），是生产管理部门向设计部门委托设计任务的一项指令性文件。 设计任务书—规定了拟建项目的任务和设计内容、技术方向、设计阶段、设计原则、计划按排以及配套工程的发展计划与要求 设计任务书主要内容 (1)矿井建设目的 在国民经济中的作用。 (2)矿井建设规模。 矿井主要产品的产量品种，全部和分期建设规模。 (3)矿井建设根据 地质资源，原材料、设备、动力的供应，劳动力和生活资料来源，产品的用途和用户。 (4)矿井机械化程度。 (5)矿井主要生产协作条件。
所需资料和材料的数量、运输量和供应关系协议(或建议) 资源的综合利用和“三废”治理要求 特殊材料和设备供应建议 交通运输、供电和供水方式 铁路接轨和供电接线的协议以及城镇建设等设施 (6)矿井主要设计原则。 井筒位置 矿井开拓方式 通风方式 产品的加工 运输，工业与生活建筑地点和占用土地估算 建设原则和建筑标准，职工单眷比 防空、防洪和防震以及环境保护等要求 矿井投产标准(分期投产或是一次设计一次投产)及建设工期(7)矿井设计效果。 劳动定员、建设吨煤投资和总投资估算 二、精查地质报告 井田精查地质报告是矿井初步设计的基础。 清楚井田境界内地质构造 清楚储量 明确煤质牌号及其用途 准确的水文地质资料
对地质条件特别复杂的小型煤矿及地方小煤矿，可用详查最终地质报告作为资源的依据。 全矿井特别是第一水平必须有相当数量的高级储量(平衡表内的A+B级储量) 三、国家总的建设方针、政策及有关规程和规范 遵循国家正式颁发的与建设项目有关的方针政策、规程、规范和技术方向等；或国家对建设项目明确规定的有关文件。 四、经批准的上一阶段设计确定的原则 第二节矿井开采设计的程序和内容 一、矿井设计程序 矿井设计的程序应为： 根据批准后的矿区建设可行性研究报告进行矿区总体设计； 矿区总体设计批准后进行矿井可行性研究； 矿井可行性研究报告批准后进行矿井初步设计； 矿井初步设计审批后进行矿井施工图设计。 矿井初步设计的基本内容 （1）矿井的位置、交通、地形、地貌、河流湖泊、沼泽分布及范围、气象及地震、水文、工农业、建筑材料概况，现有的供水、供电状况。 地层、水文地质、主要地质构造、煤层赋存特征、用途、煤质； 说明地质勘探程度及问题，开采影响的因素。 （2）说明井田境界及划分依据，地质储量、可采储量、开采损失及计算方法，年工作制度、生产能力及依据。 (3)说明提出的几个主要开拓方案，并进行技术经济比较，阐明推荐开拓方案的主要内容及理由； 确定井筒数目和位置，井筒断面，设计井底车场及硐室，验算
第三章 开拓开采
第三章井田开拓 第一节开拓方式及井口位置 一、项目设计、施工概况 1、本项目前期设计概况 贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿为在建矿井，于2003年底开工建设。贵州五轮山煤业有限公司由兖矿贵州能化有限公司（占有五轮山煤矿50%的股权）、贵州能发电力燃料开发有限公司（占有五轮山煤矿30%的股权）、贵州水城矿业（集团）有限责任公司（占有五轮山煤矿20%的股权）三家股东共同出资组建。 本矿井《初步可行性研究报告》、《可行性研究报告》均由中煤国际工程集团南京设计研究院2004年1月—4月完成并通过审查；贵州省煤矿设计研究院2004年12月—2005年6月完成《初步设计》及《安全专篇》，以上设计首采面均布置在6-3煤层中，《安全专篇》审查会中领导及专家提出首采6-3煤层不利于安全生产，因此，贵州省煤矿设计研究院根据专家意见，通过与业主协商对安全专篇煤层开采顺序进行调整，即遵循从上至下的开采顺序，先开采3煤，然后依次为5-2、5-3、6-3、8煤层……，于2005年7月通过贵州工业大学采矿工程科技咨询服务公司评审，修改后的专篇于同年10月提交国家煤矿安全监察局待审。 2006年3月26日，矿井在建设过程中，由于在揭穿5-1煤层施工过程中发生煤与瓦斯突出事故，导致安全条件发生改变，2006年底—2007年4月贵州省煤矿设计研究院根据煤与瓦斯突出鉴定报告重新编制了《初步设计（修改）》和《安全专篇（修改）》，并报送相关部门审查。国家煤矿安全监察局以文件《关于贵州省五轮山煤业有限公司五轮山矿井一期工程安全设施设计的批复》（煤安监函【2007】45号）批复了本矿井安全设施设计。2008年5月贵州省煤矿设计研究院根据审查通过的安全设施设计对初步设计（修改）再次做了调整，并通过中煤国际工程集团南京设计研究院评审，贵州省发展和
煤矿安全工程项目改造方案示范文本
煤矿安全工程项目改造方 案示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
煤矿安全工程项目改造方案示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 为认真贯彻落实《国务院办公厅关于进一步加强煤矿 安全生产工作的意见》（国办发〔2013〕99号）、《云南 省人民政府关于促进煤炭产业转型升级实现科学发展安全 发展的意见》（云政发〔2014〕18号）等文件精神，进步 夯实我矿安全基础，不断完善安全生产条件，提高科技装 备水平。结合我矿实际，特制定本实施方案。 一、指导思想 以科学发展观为指导，坚持“科技兴安”战略，依靠 科技进步，通过政策引导、典型带动、技术服务等多项措 施，把安全工程项目改造工作与煤炭产业结构调整转型升 级工作紧密结合，积极采用先进适用的新技术、新工艺和 新装备，从根本上改变我矿井下工作面多、系统复杂、作
业人员多、装备水平低、单产低、全员工效低的局面，努力提高安全管理水平、装备水平，全面推进我矿安全高效矿井建设，提升煤矿安全保障能力。 二、安全工程项目改造目标 （一）项目实施时间 20xx年1月1日至20xx年6月30日。力争用一年半时间，完成安全工程项目改造，计划总投资3000万元，其中20xx年计划投资1900万元。 （二）项目改造计划 l、矿建工程：矿井总回风井翻拱改扩维修1000米，计划投资140万元。K9采区进、回风巷工字钢扩修650米，计划投资45万。K3采区进、回风巷工字钢扩修400米，计划投资27万元；1700水平巷道工字钢改扩150米，计划投资13万元；矿井主运输巷砌碹、翻拱改扩250米，计划投资35万元；K9区域主皮带工字钢改扩260
矿井开拓与生产系统-矿井开拓方式(正式版)
文件编号：TP-AR-L7476 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 矿井开拓与生产系统-矿 井开拓方式(正式版)
编订人：某某某 审批人：某某某 矿井开拓与生产系统-矿井开拓方式 (正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 煤炭资源埋藏在山里或地下，必须从地面开掘一 系列的井筒和巷道通达煤层，才能进行资源的开采。 这些井筒和巷道构成矿井开拓系统。这些井筒和主要 巷道在井田内的总体布置方式，称为矿井开拓方式。 通常按井筒形式将矿井开拓划分为立井开拓、斜井开 拓、平硐开拓和综合开拓4种方式，如图3-1所示。 图3-1 矿井开拓系统 1—平硐； 2—立井； 3—斜井； 4—斜巷
1.立井开拓 立井开拓是指利用垂直巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。当煤层埋藏较深，表土层厚，瓦斯、水文情况复杂等情况下广泛应用的一种开拓方式。 2.斜井开拓 斜井开拓是指利用倾斜巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的一种开拓方式。根据井筒位置和开拓巷道布置方式的不同，可分为片盘斜井和斜井分区式开拓。当煤炭储量较少时可采用片盘斜井开拓；斜井分区式开拓又分单水平分区式开拓和多水平分区式开拓。 3.平硐开拓 平硐开拓是指利用水平巷道从地面进入地下并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。采用平硐开拓
矿井开拓巷道开拓方式的概念及分类
矿井开拓巷道开拓方式的概念及分类 在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般要在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定 一、井田开拓方式分类 井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类。： （一）按井筒（硐）形式 按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。 （二）按开采水平数目 按开采水平数目可分为：单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。（三）按开采准备方式 按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。 （１）上山式开采开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备。 （2）上下山式开采开采水平分别开采上山阶段及下山阶段，阶段内采用采区式准备或带区式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式或带区式准备。 (3）上山及上下山混合式开采上述方式的结合应用。
（四）按开采水平大巷布置方式 （1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷； （2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系； （3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。根据我国常用的开拓方式，其分类可见图3—14所示 因此，立井开拓方式可有立井单水平上、下山式；立井多水平上、下山式；立井多水平上山式；立井多水平上山式及上、下山相结合的方式。如图3—15所示。 图3—15立井开拓方式
(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式； (c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式 1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门；5—开采水平运输大巷 二、确定井田开拓方式的原则 井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，正确解决下列问题：（1）确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置。 （2）合理地确定开采水平数目和位置。 （3）布置大巷及井底车场。 （4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。 （5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。 上述问题解决得是否正确，关系到整个矿井生产的长远利益，关系到矿井的基本建设工程量、初期投资和建设速度，从而影响矿井经济效益。矿井开拓方案一经实施，再发现不合理而改动，那将耽误许多时间，浪费巨大投资。因此，确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则。
煤矿井田开拓方式设计
矿井设计 一、井田概况 某井田含有两层煤，煤层厚度分别为1M 6m,2M 8m,走向长度8km ，倾斜长 度1860m ，煤层间距10m ，煤层倾角34°，煤层露头深度为72m ，设计生产能力 为180万t/a 。瓦斯等级属于低瓦斯矿井。地表较为平坦，水文地质简单，煤层 顶底板均为中等稳定砂岩。初步设计矿井开拓方式，并初步分析大巷布置方式， 同时设计井底车场。 二、井田开拓 一、储量计算 1、矿井地质资源量计算 t 2604025.1)86(18608000万=?+??=Z Z 2、矿井资源/储量计算 以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计阶段的矿井工业资源/ 储量计算按下式计算： k Z Z Z Z Z Z M M b b g 333222112122111++++= g Z ——矿井工业资源/储量； b Z 111——探明的资源量中经济的基础储量； b Z 122——控制的资源量中经济的基础储量； 112M Z ——探明的资源量中边际经济的基础储量； 222M Z ——控制的资源量中边际经济的基础储量； 333Z ——推断的资源量； k ——可信度系数，取0.7～0.9，地质构造简单、煤层赋存稳定的取0.9；地质 构造复杂、煤层赋存不稳定的取0.7。 根据钻孔布置，在矿井地质资源储量中，60%是探明的，30%是控制的，10%
是推断的。 根据煤层厚度和地质，在探明和控制的资源量中，70%的是经济基础储量， 30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业/资源储量： t Z b 万8.10936%70%6026040111=??= t Z b 万4.5468%70%3026040122=??= t Z M 万2.4687%30%6026040112=??= t Z M 万6.2343%30%3026040222=??= 因为地质条件简单，k 取0.9，则t k Z 万6.23439.0%1026040333=??= 则g Z =10936.8+5468.4+4687.2+2343.6+2343.6=25778.8万t 3、矿井设计资源/储量 矿井设计资源/储量可按下式计算)(1P Z Z g S -= 式中S Z ——矿井设计资源/储量； 1P ——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱、露头煤柱、 水平面煤柱等永久煤柱损失量之和。1P 按矿井设计资源/储量的3%估算。 则t 25005.497%25778.8万=?=S Z 4、矿井设计可采储量 矿井设计可采储量t Z k 万3.20004%804.25005=?=
矿井开拓基础知识
矿井开拓 一、煤田、井田 1. 煤田划分为井田 在同一地质时期生成的大面积含煤地带称为煤田。煤田的范围很大，面积由数十至数千平方公里，煤的储量由几亿到几百亿吨。一个大的煤田通常由几个或十几矿开采，划归一个矿井进行开采的煤田通常称为井田（或矿田）。井田的边界多以大断层等自然条件进行划分。 2. 矿井储量与可采储量 井田范围的大小，决定了矿井的煤炭储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。井田范围内煤炭的埋藏量称为矿井储量，矿井储量中工业储量只有一部分能够采出，这部分储量叫做可采储量。 3. 矿井井型与服务年限 矿井生产能力指矿井一年内能生产煤炭的产量，又称为矿井年产量或井型。矿井范围内可采储量按矿井设计生产能力计算其可生产年限，称为矿井设计服务年限。我国目前按设计生产能力把煤矿分为大、中、小三种类型，每种类型又分为若干个等级，目前我国井型系列如表2-2-1所示。 表2-2-1 矿井井型和服务年限 二、井田再划分 煤田划分为井田后，每一个井田的面积仍然比较大， 为便于开采，还必须将井田再划分为若干较小的区、段，以便有计划的按一定顺序进行开采。 1. 井田划分为阶段 开采缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定标高，将井田划分为若干长条部分，每一个长条部分称为阶段，如图2-2-1所示。阶段大小一般用阶段斜长或阶段垂高来表示，它的走向长度等于井田走向全长。 第三阶段 第二阶段第一阶段-800-500-300-150第四阶段 图2-2-1 井田划分为阶段 H-阶段垂高；h-阶段斜长
阶段与阶段之间以水平面分界，分界面又称为水平面。布置有主要运输大巷和井底车场，担负该水平开采范围内主要运输和提升任务的水平称为开采水平。水平常用该处标高、开采顺序和用途来表示，如图2-1中的－150、－300、－500、－800水平，又称为第一水平，第二水平以及运输水平、回风水平等。 阶段的开采顺序一般是自上而下依次进行的，在开采第二阶段时，第一阶段的运输水平可变为第二阶段的回风水平。 一个井田如果只有一个开采水平，称为单水平开拓，它适用煤层倾角在16°以下，井田倾斜长度较小的矿井；当用两个以上开采水平来开采井田时，称为多水平开拓。从技术经济的角度考虑，一个矿井最好用一个开采水平来保证矿井的年产量，这样生产组织、技术管理简单，技术经济指标较好。 2. 阶段内的布置 阶段内的布置有连续式、分区式和分带式三种。 ⑴连续式 当阶段内的走向长度和倾斜长度都较小时，可在井田的每一翼沿阶段倾斜全长布置一个回采工作面，并且回采工作面可以由井田中央向井田边界推进（连续前进式开采），或者从井田边界向井田中央推进（连续后退式开采），这种布置称为连续式布置如图2-2-2所示。 a b 图2-2-2 阶段内的连续式布置方式 a-连续前进式开采；b-连续后退式开采 ⑵分区式 当阶段的走向长度和倾斜长度都较大时，在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干部分，每部分长度约为600～1200m，沿倾斜的长度等于阶段斜长，在其中有独立的通风和运输系统，这样的每个部分称为采区，这种布置称为分区式布置，如图2-2-3所示。
矿井开拓与开采
2 矿井开拓与开采 2.1 煤层埋藏及开采条件 2.1.1 地质构造及特征 1、地层及地质构造 （1）地层特征 矿区地表出露的主要地层为第四系（Q）、石炭系下统摆佐组（C1b）、上司组（C1s）、旧司组（C1j）、详摆组（C1x）、汤耙沟组（C1t）。由新至老简述如下：1）第四系（Q） 黄色、黄褐色粘土、亚粘土及植物根系，含砾砂、砂岩、泥岩碎块，主要分布在缓坡及沟谷地带，厚0～20m。 2）摆佐组（C1b） 地表掩盖强烈，未出露完全，地层剖面仅测制其底部地层；浅灰、灰白色厚层至块状燧石结核灰岩，顶部为细晶白云岩。以白云岩与下伏上司组泥晶灰岩分界。厚大于40m。 3）上司组（C1s） 上部灰岩页岩段：岩性主要由灰色中厚～厚层状生物碎屑灰岩、泥质灰岩、黑色页岩组成。含燧石条带或团块。含丰富的动物化石，主要有双壳类、珊瑚等。 中下部砂岩页岩段：由石英砂岩、页岩组成，以页岩为主，中夹多层泥质灰岩薄层，底为细粒石英砂岩。 下部灰岩段：主要岩性组合为泥晶灰岩、泥质灰岩夹页岩，以泥晶灰岩为主，含燧石团块，产丰富的动物化石，主要为双壳类、菊石、珊瑚等。 底部为泥质灰岩，与旧司组页岩分界。本组厚420～500m左右。 4）旧司组（C1j） 分布于矿区南西部，岩性以深灰～灰黑色中厚层状泥质灰岩、黑色页岩、泥晶灰岩、生物碎屑灰岩。以底部中厚层状泥晶灰岩、泥质灰岩与下伏祥摆组页岩分界，属整合接触。本组厚约150～210m。 下部以泥质灰岩与页岩组成，向上页岩增多。中部以泥质灰岩及泥晶灰岩为主，夹页岩薄层，含少量燧石团块，产双壳类化石。上部以页岩夹泥晶灰岩为主，含燧石团块。
5）详摆组（C1x） 本区的主要含煤地层，以页岩、砂岩为主，上部夹泥灰岩（或泥质灰岩）薄层。厚230～452m。含煤8～9层，单层煤厚0.1～1.90m，多以煤线及透镜体产出。根据岩性组合及含煤特征可分为三段。 第三段（C1x3）：厚140～204m，平均厚172m，主要岩性组合为：中～厚层状石英砂岩、泥质粉砂岩、页岩薄煤层及煤线组成，含菱铁矿团块及条带。 上部主要岩性黑色页岩夹泥质灰岩，含少量菱铁矿团块，产双壳类、腕足、珊瑚等化石。 中部主要为黑色页岩、砂质页岩，局部夹石英粉砂岩薄层，含较多菱铁矿团块及条带，厚度较大，岩性单一。 下部主要由石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩、煤层组成，含煤层三层：M1、M2、M3；其中M3为局部可采煤层，其余煤层不可采。 以底部M3煤层底板石英砂岩与下伏页岩分界，标志清楚，属整合接触。 第二段（C1x2）：厚125~215m，平均厚度170m，主要岩性组合为：石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩组成旋回性韵律。上部夹薄煤层或煤线，页岩中含菱铁矿团块及条带，产双壳类，海百合化石，以及生物遗迹化石。以底部厚层状石英砂岩与下伏页岩、砂质页岩分界，标志清楚，属整合接触。 第一段（C1x1）：厚113～147m，平均厚130m，为主要的含煤段，主要岩性组合为：石英砂岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩、煤层或煤线。产双壳类、海百合化石，生物遗迹化石，以及碳化植物茎叶化石碎片等。 矿区含煤层八层，有可采及局部可采煤层三层，编号为M5、M5、M9。M5、M9在矿区内较为稳定，属全区可采煤层，M3为极不稳定煤层，属局部可采煤层。 6）汤耙沟组（C1t） 本组总厚560.2m。主要岩性为灰～深灰、灰黑色中厚—厚层状致密灰岩及结晶灰岩，下部夹硅质灰岩、页岩、炭质页岩；顶部为泥质灰岩，局部为燧石结核。自下而上颜色变浅，硅质含量减少，泥质成分增多。产丰富的动物化石。主要有双壳类、珊瑚、腕足、海百合等。 （2）地质构造 矿区主要构造单元为六盘水断陷威宁北西向构造变形区，主要构造形迹位于龙街向斜南部扬起端与北西向翻努背斜交汇部位，总体呈单斜构造，次级褶皱不发育。地层总体走向近北西西，倾向南西，地表倾角10～39°，一般10～20°左右。矿区共发
矿井开拓与开采试卷(带答案)
系主任审核回答数字代表的巷道名称： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2、采煤工作面周而复始地完成、、、、等工序的过程称为采煤循环。 3、采煤机的进刀方式有滚筒钻入法进刀、和中部斜切进刀。 4、采煤工艺的类型有、和综合机械化开采三种，其中综采面的主要设备有、和，综采与普采的区别在于工作面支护采用了。 5、阶段运输大巷的布置方式有____________、_____________和分组集中布置三种。 6、根据采煤工艺、矿压控制特点和工作面长度不同，采煤方法分为壁式体系和 体系两大类。 7、在缓倾斜煤层中的长壁工作面，炮采工艺方式是指采用落煤、爆破装煤和人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤及单体支柱支护的采煤工艺方式。 二、名词解释（每题5分，共6题30分） 1、采煤工艺： 2、水平： 3、上山： 4、平硐： 5、开拓煤量： 6、放煤步距： 三、简答题（共26分） 1、根据第一题填空题图1所示的采矿工程平面图，写出运煤、运料、通风系统（只用数字表示即可）。（8分） 2、简要画图说明工作面前进式和后退式开采。（分别画出前进式和后退式示意图，并解释工作面前进式和后退式的概念）。（8分） 3、对比立井和斜井，简述平硐的优缺点和平硐的适应条件。（10分） 四论述题（每题14分，共1题14分） 综采放顶煤开采技术分析。写出优缺点及适用条件。
答案 一、填空题（每空1分，共30空30分） 1).1采区运输石门；2采区回风石门；3采区下部车场；4轨道上山；5运煤上山；6采区上部车场；7采区中部车场；8区段回风平巷；9区段运输平巷；10区段回风平巷；11联络巷；12采取煤仓；13采区变电所；14绞车房 2）破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理 3）端部斜切进刀 4）爆破采煤工艺、普通机械化开采；双滚筒采煤机、自移式液压支架、刮板输送机；液压支架 5）分层布置、集中布置 6）柱式 7）爆破 二、名词解释（每题5分，共6题30分） 1).采煤工艺：采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。 2). 水平：沿煤层走向某一标高布置运输大巷或总回风巷的水平面。 3).上山：服务于一个采区（或盘区）的倾斜巷道。 4).平硐：指有出口直接通到地面的水平巷道。 5).开拓煤量：是井田范围内已掘进的开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采储量。 6).放煤步距：沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。 三、简答题（共26分） 1）（8分）运煤：工作面—9—5—12—1 通风：新风：1—3—4—7—8—11—9—工作面 污风：左翼：工作面—10—6—2 右翼：工作面—10—2 运料系统：1—3—4—7—8—11—9（上区段下部平巷所需材料） 1—3—4—6—10（工作面需要的材料） 2）（8分）工作面后退式：由采区边界附近向采区上山方向推进采煤。我国广泛应用。 工作面前进式：采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷沿空留巷。 后退式前进式 3）（10分）平硐的优点： 运输环节少，设备少； 地面工业场地建筑和设施简单； 不需留工业场地煤柱； 不设井底车场，水自流，无水仓； 施工条件好，掘进速度快。 平硐的缺点：受地形及埋藏条件限制。（只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求时，都应采用平硐开拓。） 平硐适用条件：平硐标高以上有足够储量的山岭地带。是最简单的开拓方式，技术上和经济上最有利。 四论述题（每题14分，共1题14分） 1、优点： （1）单产高；（2）效率高（3）成本低（4）巷道掘进量少（5）工作面搬家次数少（6）对地质构造、煤层构造、煤层厚度变化适应性。 2、缺点 （1）煤炭采出率低（2）易造成煤层自然发火（3）开采煤尘大（4）瓦斯易于积聚； 3、适用条件 （1）煤层厚度一次采出厚度以6-8m为宜；（2）煤层硬度一般<3；（3）煤层倾角缓斜煤层效果显著，最大不超过30度；；（4）煤层结构夹矸厚度不超过0.5m，硬度系数< 3；（5）顶板条件直接顶应具有随顶煤下落特性，冒落高度应大于1-1.2倍；（6）地质构造地质破坏严重，构造复杂，断层较多和使用长壁综采较困难地段，上下山煤柱等地方；（7）自然发火、瓦斯及水文地质条件对自然发火期短、瓦斯涌出量大及水文地质条件复杂的煤层，应先采取相应安全技术措施后才能采用放顶煤采煤法。