目录 一般部分 1矿区概述及井田地质特征1 1.1矿区概述1 1.1.1交通位置1 1.1.2地形地貌1 1.1.3河流及水系1 1.1.4气象及地震1 1.1.5本区经济状况2 1.1.6水源及电源2 1.2井田地址特征4 1.2.1井田地质构造4 1.2.2水文地质7 1.2.3其他有益矿物10 1.2.4地质勘探程度11 1.3煤层特征12 1.3.1煤层12 1.3.2煤层顶、底板13 1.3.3煤质14 1.3.4瓦斯16 1.3.5煤尘及煤层自燃16 2井田境界和储量17 2.1井田境界17 2.1.1井田范围17 2.1.2开采界限17 2.1.3井田尺寸17 2.2矿井工业储量18 2.2.1储量计算基础18 2.2.2井田地质勘探18 2.2.3工业储量计算18 2.3矿井可采储量20 2.3.1安全煤柱留设原则20 2.3.2矿井永久保护煤柱损失量20 2.3.3矿井可采储量23 3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限25 3.1矿井工作制度25 3.2矿井设计生产能力及服务年限25 3.2.1确定依据25 3.2.2矿井设计生产能力25 3.2.3矿井服务年限25 3.2.4井型校核26 4井田开拓27 4.1井田开拓的基本问题27 4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标27 4.1.2工业场地的位置29 4.1.3开采水平的确定及采带区划分29 4.1.4主要开拓巷道29 4.2方案比较30 4.2.1提出方案30 4.2.2技术比较31 4.3矿井的基本巷道35 4.3.1井筒35 4.3.2井底车场及硐室36 4.3.3主要开拓巷道38 5准备方式带区巷道布置45 5.1煤层地质特征45 5.2带区巷道布置及生产系45 5.2.1带区位置45 5.2.2采煤方法及工作面长度的确定45 5.2.3带区巷道布置45 5.2.4工作面接替顺序46 5.2.5生产系统46 5.2.6巷道掘进方法47 5.2.7带区的生产能力和带区采出率48 5.3带区车场50 5.3.1带区车场的形式和线路布置50 5.3.2带区主要硐室布置52 6采煤方法53 6.1采煤工艺方式53 6.1.1设计带区地质条件53 6.1.2采煤方法及其机械化程度的确定53 6.1.3回采工作面参数的确定55 6.1.4回采工作面破煤、装煤方式及相应设备的选择55 6.1.5回采工作面运煤方式及其运输设备的选择57 6.1.6工作面支护方式及采空区处理59 6.1.7工作面设备布置61 6.1.8采煤工艺62 6.1.9劳动组织和循环作业图表64 6.1.10回采工作面吨煤成本66 6.2回采巷道布置68 6.2.1回采巷道布置方式68 6.2.2回采巷道断面选择及其掘进方式68 7井下运输72 7.1概述72 7.1.1井下运输的原始条件72 7.1.2矿井运输系统72 7.1.3各环节运输方式73 7.2带区运输设备选择73 7.2.1设备选型原则： 73 7.2.2带区煤炭运输设备的选择73 7.3运输大巷设备选择77 7.3.1大巷运输设备的选择77 7.3.2运输设备运输能力验算78 8矿井提升79 8.1矿井提升概述79 8.2主副井提升79 8.2.1主井提升设备选型79 8.2.2副井设备选型80 9矿井通风83 9.1矿井通风系统选择83 9.1.1矿井概况83 9.1.2矿井通风系统的基本要求83 9.1.3矿井通风类型的确定84 9.1.4主扇工作方法的确定87 9.2带区通风88 9.2.1带区通风88 9.2.2工作面通风88 9.2.3通风构筑物89 9.2.4工作面风量计算89 9.3掘进通风92 9.3.1掘进工作面需风量计算92 9.4硐室风量计算93 9.4.1井下各硐室93 9.4.2其它巷道所需风量93 9.4.3备用面所需风量的计算93 9.4.4矿井总风量计算94 9.4.5带区风量计算95 9.4.6风量分配和风速验算95 9.5矿井通风阻力计算. 97 9.5.1矿井通风时期和困难时期的确定97 9.2.5矿井通风阻力计算方法101 9.6矿井通风机的选择103 9.6.1矿井的自然风压103 9.6.2初选通风机104 9.7防止特殊灾害的安全措施108 9.7.1预防瓦斯事故108 9.7.2预防火灾事故109 9.7.3预防矿井水灾事故110 10设计矿井基本技术经济指标111 专题部分 综放面顶板顶煤分类及研究113 参考文献138 翻译部分 英文原文140 中文原文144 致谢147 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分是水峪矿300万吨新井设计。全篇共分为十章：矿井概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方式－采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。 水峪矿设计年生产能力为300万t/a，服务年限为97年。矿井工作制度为“四六”制。矿井的采煤方法主要为倾斜长壁综合机械化放顶煤开采。矿井开拓方式为双立开拓方式。 矿井布置一个工作面生产，一个工作面备用，年生产能力为300万t/a。工作面长度为250 m。运输大巷采用胶带运煤，大巷辅助运输采用电机车运输材料和矸石。矿井通风方式为中央边界式。 水峪矿共有九口水源深井，总出水量为：250 m3／h，是水峪矿工业用水和生活用水主要来源。主要用于锅炉房、澡堂、食堂及工村生活用水等。 井下水源由矿井中央水仓送到高山水池，经沉淀池沉淀后靠静压送到井下中央泵房，加压后送到各工作地用水处。 水峪矿区内供电由35 KV变电站通过各变电所及变电亭向各用处供电。地面生活及生产辅助用电由各变电所供电，如工村变、新机厂变、锅炉变、旺家垣变、学校变都取自35 KV变电站，然后输送到各用户。 由于井口附近负荷比较集中，在铁路车站北侧设有6／38 KV变电亭，向井口绞车、生产系统供电。 各风井及工业场地用电电源均取自35／6 KV变电站，以双电源供电。扇风机房内附设有变电亭。 井上35/6 KV变电所把6 KV电压经主斜井送往井下中央变电所，然后通过高压开关柜把6 KV电压送往主排水泵和采区变电所，然后采区变电所将6 KV、660 V电压分别送到工作面移变和其它用户，采煤工作面移变再将660 V、1140 V电压送到工作面各用户。采区手持式电器设备为127 V,由工 作面移变通过综保供给，其它用电设备为660 V、1140 V。 本矿井地层与霍西煤田汾孝矿区的地层一致，煤系地层的基底为奥陶系灰岩，在其上部沉积了石炭系，二叠系地层及第三、第四系红黄土层，煤系地层与奥陶系为平行不整合接触。矿区大部分地区被红黄土覆盖，在沟谷中出露有太原组山西组、下石盒子组及上石盒子组地层，现根据勘探及生产中的有关资料由老至新叙述如下： 1、奥陶系中统上马家沟组（O2S)：位于峰峰组之下，与峰峰组为整合接触。勘探钻孔均未打到该组，该组地表无出露，依据区域地质资料，岩性由厚层状石灰岩，泥灰岩、白云质灰岩，白云岩等组成。岩溶裂隙发育，平均厚约250 mm。 2、奥陶系中统峰峰组（O2f)：地表无出露，厚度130.96-156.10 cm。平均厚139.7 m。岩性有质地较纯的石灰岩，纯石膏及泥灰岩类纤维状石膏等组成。 3、石炭系中统本溪组（C2b）：平行不整合于峰峰组之上，井田内无出 露，部分井巷工程穿过本组地层。主要由灰色、黑色页岩、砂质页岩，铝土页岩，石灰岩等组成。厚度15.48-25.80 m，平均厚度18.47 m，上部局部夹薄煤一层，石灰岩1-3层，厚度变化大，层位不稳定，石灰岩中产有蜓科等动物化石，底部为夹有团块状黄铁矿的铝土泥岩，本组部分地层在宜兴大巷揭露。 4、石炭系上统太原组（C3t):本组由黑灰色砂岩，砂质页岩、页岩、石灰岩及煤层等组成，含煤7-12层，其中2#、9#煤层为稳定可采煤层，亦系本矿井主采煤层，3#、7#、10#煤层为局部可采煤层。石灰岩4-6层，其中K2、K3、K4三层灰岩稳定，是良好的标志层，在矿区内极易对比，但K4灰岩在矿区西北部官窑村附近相变为砂岩，本组厚95.10 m-98.94 m，平均97.02 m。可采煤层总厚1.57 m。太原组地层一般又分为上、中、下三段。 ⑴太原组的下段（C3t1）：K1砂岩底板起至K2石灰岩底板，厚26.20-37.40 m，平均31.21 m，由黑灰色之页岩、砂质页岩、砂岩、石灰岩、煤组成，K1砂岩为太原组与本溪组分界标志，成分为细、中粒石英，胶结良好，此层砂岩岩性坚硬，无论是在井下还是钻孔中易于识别，K1砂岩之上有1-3层石灰岩，下层厚一般在2 m左右，上两层极不稳定，石灰岩之上是黑色页岩或砂页岩，及煤层，其中10#厚度为0.67 m。其上为0.5-1.2 m之灰色页岩（泥岩），系9#煤层底顶，9#煤层厚1.55 m，此外10#煤层的下部有0.3-0.8之薄煤层1-2层不稳定，9#煤层之上是K2石灰岩，其底层局部有不到1 m的页岩一层，系9#煤伪顶。 ⑵太原组中段（C3t2):K2石灰岩底至K4石灰岩顶，厚度为44.46-54.70 m，平均48.84,有石灰岩三层，由下至上编号为K2、K3、K4，此三层石灰岩稳定，为良好的标志层，该段岩层具体有明显的沉积韵律。7#1、7#、 8#-1、8#煤层位于其间。 K2石灰岩厚6.85-13.7 m，平均厚11.50 m为厚层深灰色石灰岩，其中有条带状及团块状黑色燧石，石灰岩下部常有一层灰色的页岩，厚1.0 m左右，石灰岩中产有较为丰富的海相动物化石。 K3石灰岩厚4.2-8.25 m，平均厚5.55 m,距K2石灰岩19 m左右，亦为深灰色石灰岩，含燧石情况与K2石灰岩相似，石灰岩也产有海相动物化石。 K4石灰岩厚2.70-6.80 m，平均3.78 m，距K3石灰岩约10 m左右，为深灰色石灰岩，一般不含燧石，在官窑附近露头上所见此层石灰岩在短距离内相变为黄色细粒砂岩。 ⑶太原组上段（C3t3):自K4石灰岩顶板至K7砂岩的底板为止，平均厚22.55 m。4#、5#、6#薄煤层位于其间，在露头上所见一般为黑色页岩、砂岩，性脆、节量发育。其中常夹有条带状铁质页岩。 5、二叠系下统山西组（P1S）：K7砂岩底板起，K8砂岩底板止全层厚31.82-59.52，平均厚度42.20 m，亦为矿区内重要含煤地层之一，与下伏之太原组地层在本区内为整合接触，出露于水峪井田各沟谷中。 K7砂岩为一层灰白色石英砂岩，一般厚1-2 m，胶结良好，在露头上一股呈白色细、中粒砂岩，全区不稳定常尘灭，不易对比。 山西组中共有煤层4层，即1#、2#、3#-1、3#，只有2#煤层稳定可采，为本矿井主采煤层，3#煤层为局部可采，1#、3#-1煤层均为不可采煤层。 山西组岩性由灰白、灰黑色页岩，砂质页岩及砂岩组成，岩性变化较大，下部多为砂页岩，上部则砂岩较少，页岩中常夹有菱铁矿结核，风化后成为铁秀色。