潞安礦業(yè)集團五陽礦300萬ta新井設(shè)計

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第 1 頁目 錄一般部分11 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征11.1 概況11.1.1 地理位置與交通11.1.2 地形地貌及水系11.1.3 氣象及地震21.2 井田地質(zhì)特征31.2.1 地層31.2.2 構(gòu)造61.2.3 水文地質(zhì)特征71.3 煤層81.3.1 煤層81.3.2 煤質(zhì)、煤類與煤的用途101.4 開采技術(shù)條件131.4.1 煤層頂?shù)装鍘r性特征131.4.2 煤層瓦斯141.4.3 煤塵和自燃142 井田境界和儲量16第 2 頁2.1 井田境界162.1.1 井田邊界162.2 礦井工業(yè)儲量162.2.1 井田勘探類型、鉆孔及勘探情況162.2.2 礦井工業(yè)儲量的計算及儲量等級的圈定172.3 礦井可采儲量182.3.1 各種煤柱損失計算182.3.2 礦井可采儲量193 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務年限213.1 礦井工作制度213.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務年限213.2.1 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力確定依據(jù)213.2.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力213.2.3 礦井的服務年限213.2.4 井型校核224 井田開拓244.1 井田開拓的基本問題244.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標25第 3 頁4.1.2 主、副井井筒位置的選擇254.1.3 風井位置的選擇264.1.4 工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定274.1.5 開拓方案及其比較274.2 礦井基本巷道324.2.1 井筒324.2.2 開拓巷道354.2.3 井底車場及硐室365 準備方式 帶區(qū)巷道布置405.1 煤層地質(zhì)特征405.1.1 帶區(qū)位置405.1.2 帶區(qū)煤層特征405.1.3 煤層頂?shù)装?05.1.4 水文地質(zhì)405.1.5 地質(zhì)構(gòu)造415.1.6 煤層瓦斯415.1.7 煤塵和自燃415.1.8 地表情況425.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)425.2.1 帶區(qū)準備方式的確定42第 4 頁5.2.2 帶區(qū)巷道布置435.2.3 帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)435.2.4 帶區(qū)內(nèi)巷道掘進方法445.2.5 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率455.3 帶區(qū)車場選型設(shè)計475.3.1 帶區(qū)下部車場475.3.2 帶區(qū)煤倉485.3.3 帶區(qū)變電所486 采煤方法496.1 采煤工藝方式496.1.1 帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件496.1.2 確定采煤工藝方式506.1.3 回采工作面參數(shù)的確定516.1.4 回采工作面破煤、裝煤方式516.1.5 循環(huán)工藝526.1.5 回采工作面支護方式536.1.6 端頭支護及超前支護方式556.1.7 各工藝過程注意事項566.1.7 回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)586.2 回采巷道布置63第 5 頁6.2.1 回采巷道布置方式636.2.2 回采巷道支護參數(shù)637 井下運輸667.1 概述667.1.1 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及工作制度667.1.2 煤層及煤質(zhì)667.1.3 運輸距離和貨載量667.1.2 井下運輸系統(tǒng)667.2 帶區(qū)運輸方式選擇687.2.1 設(shè)備選型原則687.2.2 帶區(qū)運輸設(shè)備選型及能力驗算697.2.3 采區(qū)輔助運輸設(shè)備的選擇717.3 大巷運輸設(shè)備選727.3.1 主運輸大巷設(shè)備選擇727.3.2 輔助運輸大巷設(shè)備選擇727.3.3 運輸設(shè)備能力驗算748 礦井提升758.1 概述758.2 主副井提升75第 6 頁8.2.1 主井提升758.2.2 副井提升設(shè)備選型779 礦井通風及安全809.1 礦井概況、開拓方式及開采方法809.1.1 礦井地質(zhì)概況809.1.2 開拓方式809.1.3 開采方法809.1.4 變電所、充電硐室、火藥庫819.1.5 工作制、人數(shù)819.2 礦井通風系統(tǒng)的確定819.2.1 礦井通風系統(tǒng)的基本要求819.2.2 礦井通風方式的選擇829.2.3 礦井主扇工作方式選擇839.2.4 帶區(qū)通風方式的選擇839.2.5 工作面通風方式的選擇849.3 礦井風量計算859.3.1 通風容易時期和通風困難時期采煤方案的確定859.3.2 各用風地點的用風量和礦井總用風量879.3.3 風量分配92第 7 頁9.4 礦井通風阻力計算939.4.1 計算原則939.4.2 礦井最大阻力路線939.4.3 計算礦井摩擦阻力和總阻力：949.4.4 兩個時期的礦井總風阻和總等積孔969.5 選擇礦井通風設(shè)備979.5.1 選擇主要通風機979.5.2 電動機選型1009.6 安全災害的預防措施1019.6.1 預防瓦斯和煤塵爆炸的措施1019.6.2 預防井下火災的措施1029.6.3 防水措施10210 設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標103參考文獻105專題部分五陽礦大采高可行性分析1081 引言1082 大采高綜采技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展1102.1 國外研究現(xiàn)狀110第 8 頁2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀1112.3 大采高綜采技術(shù)發(fā)展趨勢1133 五陽礦概況1133.1 礦井地理位置1133.2 礦井交通及隸屬關(guān)系1143.3 礦井地質(zhì)條件1143.4 其它1194 采區(qū)概況1194.1 采區(qū)在井田中的位置1194.2 76 采區(qū)可采煤層1194.3 76 采區(qū)構(gòu)造揭露情況1194.3 76 水文地質(zhì)條件1204.4 開采煤層頂?shù)装鍘r性、節(jié)理裂隙1215 采區(qū)開采條件工藝性評價1215.1 評價因素結(jié)構(gòu)指標體系1225.2 評價因素隸屬函數(shù)1265.3 評價因素權(quán)重1295.4 綜合評價模型1315.5 采區(qū)綜采評價等級分類1326 大采高可行性評價132第 9 頁7 600 工作面設(shè)備選型與配套1337.1 液壓支架選型1337.2 采煤機選型1347.3 刮板輸送機選型1367.4 平巷設(shè)備選型1377.5 其他設(shè)備選型1378 結(jié)論138參考文獻139翻譯部分英文原文141中文譯文151致 謝157一般部分第 1 頁1 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征1.1 概況1.1.1 地理位置與交通潞安礦區(qū)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(huán)保能源開發(fā)股份有限公司隸屬的五陽煤礦位于潞安礦區(qū)北東部邊緣，屬襄垣縣管轄之內(nèi)。太（原）焦（作）鐵路縱貫礦區(qū)東部。邯（鄲）長（治） ，太（原）焦（作）鐵路在長治北站交會。太（原）焦（作）線北接石太、同蒲線，南接隴海線。礦區(qū)至太原，長治，邯鄲，洛陽等地都有汽車相通，交通極為方便。長治到各周邊主要城市鐵路距離見表 1-1；長治市交通位置見圖 1-1。表 1-1 到周邊主要城市鐵路距離名稱 起至站距離 km太（原）焦（作）線 長治太原280太（原）焦（作）線 長治新鄉(xiāng)217邯（鄲）長（治）線 長治邯鄲220五陽礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。行政區(qū)隸屬襄垣縣所轄，礦井范圍北以西川斷層為界，南以文王山北斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至 3#煤層露頭及小窯邊界，南北寬約 6.2km，東西長約 8.6km，井田面積約為 53.32km2，該礦距襄桓車站 3.5km，距長治市 45km，太焦線穿越礦區(qū)，交通方便。區(qū)內(nèi)地勢屬丘陵，落差不大。地面標高一般+910m 左右。1.1.2 地形地貌及水系潞安礦區(qū)位于太行山中段西側(cè)，長治盆地西部。隸屬的五陽井田位于礦區(qū)東北部。縱觀其地貌特征，屬黃士高原的低山丘陵地帶，地勢較為平坦，呈南高北低，西高東低。大多為黃士所覆蓋，局部零星出露中奧陶系第 2 頁地層及二迭系地層，沖溝發(fā)育。最高點位于本區(qū)文王山北斷層附近，海拔標高為+945.50 m，最低點位于漳河河谷，海拔標高+854.00 米，最大高差為91.50 米。公 路鐵 路長 治 市 交 通 位 置 圖離 石鄉(xiāng) 寧 侯 馬臨 汾 大 同朔 州 沂 州太 原 市 榆 次 陽 泉長 治 焦 作運 城圖 1-1 長治市交通位置圖本區(qū)主要河流為濁漳河南源和西源，屬于海河水系漳河流域。濁漳河由南向北經(jīng)過礦區(qū)南部邊緣，其支流有洚河，嵐水河和青河等。濁漳河西源由西向東流經(jīng)礦區(qū)北緣，其支流有淤泥河。濁漳河南源流入漳澤水庫與第 3 頁其支流匯合，再向北與西源匯合。南、西二源匯合繞過五陽至襄桓城東與濁漳北源匯合。濁漳河河床寬 70110 m，長年流水，流量為 1m3/s。而礦區(qū)內(nèi)基本無地表河流。1.1.3 氣象及地震該區(qū)屬溫暖帶大陸氣候。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 )。年降雨量為 414917mm，年平均為583.9mm。年蒸發(fā)量為 1493.81996.3mm，年平均為 1731.84mm。降雨量多集中在 7、8、9 三個月。日最大降雨量為 109.7mm(1972 年 7 月 7 日)。風向多為西北風，最大風速 1420m/s。凍士期為每年十一月至次年四月，最大凍士層深度為 55cm。據(jù)（79）晉抗字第十號文“關(guān)于頒發(fā)山西省地震烈度區(qū)劃分及說明書的通知”，襄垣為 6 烈度區(qū)。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 地層1）區(qū)域地層潞安礦區(qū)位于泌水煤田中東部邊緣，多數(shù)為第四系沉積覆蓋，據(jù)以往地質(zhì)資料和鄰區(qū)的地質(zhì)資料將區(qū)域地層發(fā)育情況由老到新簡述如下：（1）奧陶系下統(tǒng) O1本組厚度為 65210m，一般厚度 130m。中上部為灰色中厚、巨厚層狀白云巖，下部為泥質(zhì)白云巖夾竹葉狀白云巖。與下伏地層為整合接觸。（2）奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組 O2X本組厚度多為 37210m，一般厚度 120m，中上部為青灰色中厚、巨厚狀石灰?guī)r，下部為角礫泥灰?guī)r和鋁質(zhì)灰?guī)r。第 4 頁（3）奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組 O2S本組厚度 170310m，一般厚度 230m，中上部為灰色白云質(zhì)泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，灰黑色中厚層狀豹皮灰?guī)r。下部為灰綠色泥灰?guī)r或角礫狀泥灰?guī)r。（4）奧陶系中統(tǒng)峰峰組 O2f本組厚度 0176m，一般厚度 120m。巖性為淺灰色中厚層狀豹皮灰?guī)r，灰白色白云巖夾灰黑色中厚層狀灰?guī)r。與下伏地層整合接觸。（5）石炭系中統(tǒng)本溪組 C2b該組厚度 235m，一般厚度 20m。巖性以鋁土泥巖為主，并發(fā)育有石灰?guī)r，少量砂巖，夾有煤線。底部有山西式鐵礦透鏡體賦存。與下伏層呈平行不整合接觸。（6）石炭系上統(tǒng)太原組 C3t本組厚度 80150m，一般厚度 100m，為主要含煤地層之一。巖性由灰黑色、灰色泥質(zhì)巖，砂巖，發(fā)育 46 層石灰?guī)r，含煤 1015 層，底部為灰白色中厚層狀砂巖（K 1）。與下伏地屋呈整合接觸。（7）二疊系下統(tǒng)山西組 P1sh該組厚度為 36135m，一般厚度 60m，為主要含煤地層之一。巖性灰黑色、灰色泥質(zhì)巖，灰白色中、細粒砂巖及煤層組成。發(fā)育 14 層煤。底部以 K7 灰白色中或細粒砂巖為界。與下伏地層呈整合接觸。（8）二疊系下統(tǒng)下石盒子組 P1X該組厚度 4878m，一般厚度 65m。頂部為雜色鮞狀鋁土質(zhì)泥巖（桃花泥巖），中部為淺灰色中粒、細粒砂巖，下部為杏黃色砂巖、泥巖、灰色泥巖，偶夾煤線，底部灰白色中、細粒砂巖（K 8）。與下伏地層呈整合接觸。（9）二疊系上統(tǒng)上石盒子組 P2s第 5 頁該組厚度 400550m，一般厚度 520m，上部為雜色砂巖及紫紅色泥巖，中部為雜色砂巖、泥巖及黃綠色中粒砂巖、灰色泥巖，下部為紫色、雜色、黃綠色泥質(zhì)巖組成，底部為灰白色厚層狀中粗粒砂巖、灰綠色砂巖（K 10）。與下伏地層呈整合接觸。（10）二疊系上統(tǒng)石千峰組 P2sh該組厚度 22217m，一般厚度 150m。巖性以黃綠色厚層狀中、粗粒砂巖與紫紅色泥巖互層，上部發(fā)育有淡水灰?guī)r及薄層石膏層。僅在屯留井田西部有 2 個鉆孔完整接露，最大厚度 192m。與下伏地層呈整合接觸。（11）三疊系下統(tǒng)劉家溝組 T1l本組厚度為 115595m，一般厚度 400m。巖性主要由淺灰、紫紅色薄中厚層狀中細粒砂巖和紫色泥巖組成。僅在屯留井田有 2 個鉆孔見及，最大厚度 53.39m。與下伏地層呈整合接觸。（12）三疊系下統(tǒng)和尚溝組 T1h本組厚度 130475m，一般厚度 250m。巖性主要由紫灰色砂巖和紫紅色泥巖組成。與下伏地層呈整合接觸。（13）三疊系中統(tǒng)二馬營組 T2er地層一般厚度 600m。巖性主要由紫紅色泥巖，砂質(zhì)泥巖、淺綠色厚層狀粗砂巖組成。與下伏地層呈整合接觸。（14）三疊系中統(tǒng)銅川組 T2t本組厚度一般為 55m。上部為紅色砂質(zhì)泥巖，夾細粒砂巖，下部為紫色、灰綠色厚層狀中粒砂巖和灰綠、灰紫色砂質(zhì)泥巖。與下伏地層呈整合接觸。（15）三疊系上統(tǒng)延長組 T3y本組厚度 30138m，一般厚度 50m。巖性由紫紅、灰綠色中厚層狀中、細粒砂巖，粉砂巖，泥巖夾淡水灰?guī)r組成。與下伏地層整合接觸。第 6 頁（16）上第三系 N本組厚度 5268m。巖性以棕紅色粘土、砂質(zhì)粘土為主，底部為礫石，在武鄉(xiāng)縣張村為厚層狀灰綠、灰黑色粘土，粉砂與薄層泥巖互層，并夾油頁巖。與下伏地層呈角度不整合接觸。（17）第四系 Q本組厚度 0300m。巖性為棕黃、淡黃色亞粘土，含砂質(zhì)粘土，亞砂土夾鈣質(zhì)結(jié)核及近代沖積層砂、礫石及泥土組成。與下伏地層呈角度不整合接觸。2）井田地層本井田廣為第四系黃土所覆蓋，局部地帶有二疊系石盒子組地層，零星出露，據(jù)以往地質(zhì)資料和新近資料，將本井田地層發(fā)育情況由老到新敘述如下：（1）奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組 O2s井田鉆孔揭露最大厚度為 99.27m，巖性為深灰色巨厚層狀石灰?guī)r，淺灰色白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r。局部夾石膏層。石灰?guī)r呈豹皮狀，含珠角石、腹足類，有孔蟲等化石，分布于井田南部文王山北斷層下。（2）奧陶系中統(tǒng)峰峰組 O2f該組厚度為 120m 左右，巖性為淺灰、深灰色厚層狀石灰?guī)r，灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰色中厚層狀泥灰?guī)r。與下伏地層呈整合接觸。（3）石炭系中統(tǒng)本溪組 C2b該組厚度 3.529.92m，平均 8.5m。巖性以灰色塊狀鋁土泥巖為主，局部發(fā)育灰白色中厚層狀細粒石英砂巖，灰色砂質(zhì)泥巖，底部為山西式鐵礦層。有時見及不穩(wěn)定的薄煤層或煤線。井田東南郭莊附近有出露。與下伏地層呈假整合接觸。（4）石炭系上統(tǒng)太原組 C3t第 7 頁本組厚度 89.2139m，平均厚度 103m。是本區(qū)的主要含煤地層之一。巖性主要為灰、灰黑色石灰?guī)r，灰、灰白色細粗粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖，砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾 815 層煤，其中可采煤層 17 層。泥巖多含鐵質(zhì)結(jié)核及植物化石碎片，致密堅硬；砂巖有時常相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖及泥巖。本組發(fā)育四層較穩(wěn)定的石灰?guī)r及一層局部發(fā)育不穩(wěn)定的石灰?guī)r，屬典型的海陸交互相沉積，旋回結(jié)構(gòu)明顯，且?guī)r性巖相較為復雜。與下伏地層呈整合接觸。（5）二疊系下統(tǒng)山西組 P1sh本組厚度 59.2085.85m，平均厚度約 70m。是本區(qū)主要含煤地層，巖性主要為灰白、灰色中細粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，含植物化石碎片，含煤 14 層。其中下部的 3#煤層為主要可采煤層，平均厚度 5.80m，底部以一層灰白色中厚層狀細或中粒石英砂巖（ K7）與太原組分界，為濱海三角洲沉積。與下伏地層呈整合接觸。（6）二疊系下統(tǒng)下石盒子組 P1x本組厚度 83.46151.90m，平均厚度約 110m。巖性變化較大，頂部為紫紅、紫灰色等雜色含鮞粒厚層狀鋁質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖（俗稱桃花泥巖）。中、底部為灰白、灰色石英砂巖為主（K 8）。與下伏地層呈整合接觸。（7）二疊系上統(tǒng)上石盒子組 P2s本組厚度一般在 300m 左右。巖性由紫紅、紫灰等雜色泥巖或砂質(zhì)泥巖及灰、灰白和黃綠色石英砂巖組成。為半干熱氣侯條件下，沖積平原沉積。與下伏地層呈整合接觸。（8）第四系 Q其厚度 080.17m，平均約 32.73m。是本井田主要覆蓋層，巖性為棕黃、淺黃色亞粘土，含砂質(zhì)粘土，夾姜結(jié)石層，局部有礫石，頂部為植耕土，近漳河一帶為古河床及河漫灘沉積。與下伏地層呈不整合接觸。1.2.2 構(gòu)造1）區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造第 8 頁潞安礦區(qū)處于我國東部新華夏構(gòu)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(fā)育有二級隆起與凹陷，由東向西有晉（城）獲（鹿）斷褶帶，武（鄉(xiāng)）陽（城）凹褶帶等，它們彼此平行呈雁行排列?？傮w延伸方向為北 2030 東，局部地段因受其它構(gòu)造體系的影響略偏北，現(xiàn)簡述如下：（1）晉（城）獲（鹿）斷褶帶北起河北省的獲鹿，向南經(jīng)昔陽縣的皋落各和順縣的表城、左權(quán)縣、黎城縣的拐鎮(zhèn)、芳泉、澤城、潞城市的西井、南委泉、西柏會和長治市的東側(cè)，一直向南延伸經(jīng)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。（2）武（鄉(xiāng)）陽（城）凹褶帶主要展布于和順、左權(quán)、屯留、陽城一線以西；圣山、樊寺山、泌源、安澤一線以東的廣大區(qū)域內(nèi)?？傮w為一復式向斜。主要構(gòu)造形跡是由二迭紀，三迭紀巖層組成的一系列彼此平行的褶皺，規(guī)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(fā)育的壓性斷裂