潞新二矿150万ta新井毕业设计

中国矿业大学应用技术学院采矿毕业设计

摘 要

本设计包括两个部分：一般部分、专题部分。

一般部分为潞新二矿150万t/a新井设计。潞新二矿位于新疆维吾尔自治区哈密市西部，乌鲁木齐东部，交通便利。井田倾向（南北）长约3.2km，走向（东西）长约5.2km，井田总面积为17.6km2。主采煤层为4号煤层，平均倾角为8°，煤层平均总厚为7m。井田地质条件较为简单。

井田工业储量为2.32亿t，矿井可采储量1.727亿t。矿井服务年限为82.3a，涌水量不大，矿井正常涌水量为41.7m3/h，最大涌水量为175.2m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，属于低瓦斯矿井。

井田为立井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无极绳绞车连续运输，矿井通风方式为中央分列式通风。 矿井年工作日为330d，工作制度为“三八”制。

一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式—采区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。

专题部分题目：我国综采放顶煤开采的现状及发展趋势

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目录

1 矿区概述及井田地质特征 ..................................... 2 1.1 矿区概述 ................................................. 2 1.1.1 矿区的地理位置及交通条件 ............................................................. 2 1.1.2 地形地势特点： ................................................................................. 3 1.1.3 河流 ..................................................................................................... 3 1.1.4 气象及地震 ......................................................................................... 3 1.1.5 矿区经济概况 ..................................................................................... 3 1.1.6 水源及电源 ......................................................................................... 3 1.1.7 外部运输环境 ..................................................................................... 4 1.2 井田地质特征 ............................................. 4 1.2.1 矿区地层及构造 ................................................................................. 4 1.2.2 井田地层及构造 ................................................................................. 6 1.2.3 井田的水文地质 ................................................................................. 7 1.3 特征煤层 ................................................. 9 1.3.1 煤质 ....................................................................................................11 1.3.2 瓦斯、煤尘和煤的自燃性 ............................................................... 13 1.3.3 地温 ................................................................................................... 13 1.3.4 地质勘探情况 ................................................................................... 13 2 井田境界及储量 ............................................ 15 2.1 井田境界 ................................................ 15 2.1.1 井田范围 ........................................................................................... 15 2.1.2 开采上限 ........................................................................................... 15 2.2 矿井工业储量 ............................................ 15 2.2.1 勘探类型 ........................................................................................... 15 2.2.2 工业储量计算 ................................................................................... 16 2.3 矿井可采储量 ............................................ 18 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 ....................... 21 3.1 矿井工作制度 ............................................ 21 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 .............................. 21 3.2.1 确定依据 ........................................................................................... 21 3.2.2 矿井设计生产能力 ........................................................................... 21 3.2.3 矿井服务年限 ................................................................................... 21 3.2.4 井型校核 ........................................................................................... 22 4 井田开拓 .................................................. 24

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4.1 井田开拓的基本问题 ...................................... 24 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 ............................................... 24 4.1.2 开采水平的确定 ............................................................................... 25 4.1.3 主要开拓巷道 ................................................................................... 26 4.1.4 方案比较 ........................................................................................... 26 4.2 矿井基本巷道 ............................................ 29 4.2.1 井筒 ................................................................................................... 29 4.2.2 井底车场 ........................................................................................... 32 4.2.3 主要开拓巷道 ................................................................................... 34 5 准备方式—采区巷道布置 .................................... 38 5.1 煤层地质特征 ............................................ 38 5.1.1 采区位置及范围 ................................................................................. 38 5.1.2 采区煤层特征 ................................................................................... 38 5.1.3 地质构造 ........................................................................................... 38 5.1.4 顶底板特性及水文地质 ................................................................... 38 5.2 采区巷道布置及生产系统 .................................. 41 5.2.1 采区走向长度的确定 ....................................................................... 41 5.2.2 确定区段斜长和区段数目 ............................................................... 42 5.2.3 煤柱尺寸的确定 ............................................................................... 42 5.2.5 区段平巷的布置 ............................................................................... 42 5.2.6 采区内工作面的接替顺序 ............................................................... 42 5.2.7 采区通风、运输及其它系统 ........................................................... 42 5.2.8 采区内各种巷道的掘进方法 ........................................................... 43 5.2.9 采区生产能力 ................................................................................... 43 5.2.10 采区采出率. .................................................................................... 44 5.3 采区车场及主要硐室 ...................................... 45 5.3.1 采区上、中、下部车场选型 ........................................................... 45 5.3.2 采区主要硐室 ................................................................................... 46 6. 采煤方法 ................................................. 47 6.1 采煤工艺方式 ............................................ 47 6.1.1 采区煤层特征及地质条件 ............................................................... 47 6.1.2 确定采煤工艺方式 ........................................................................... 47 6.1.3 回采工作面参数 ............................................................................... 48 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 ........................................................... 48 6.1.5 回采工作面运输方式 ....................................................................... 50 6.1.6 回采工作面支护方式 ....................................................................... 51 6.1.7 端头支护及超前支护方式 ............................................................... 54 6.1.8 各工艺过程注意事项 ....................................................................... 55 6.1.9 循环图表、劳动组织、主要技术经济指标 ................................... 57

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6.2 回采巷道布置 ............................................ 64 6.2.1 区段平巷的布置 ............................................................................... 64 7 井下运输 .................................................. 65 7.1 概述 .................................................... 65 7.1.1 井下运输设计的原始条件和数据 ................................................... 65 7.1.2 矿井运输系统 ................................................................................... 65 7.2 采区运输设备的选择 ...................................... 65 7.2.1 矿井运输设备选型应遵循以下原则： ........................................... 65 7.2.2 工作面运煤设备的选型 ................................................................... 66 7.2.3 运输设备能力验算 ........................................................................... 70 7.2.4 采区辅助运输设备的选型与设计 ................................................... 70 7.3 大巷运输设备的选择 ...................................... 72 8 矿井提升 .................................................. 73 8.1 概述 .................................................... 73 8.2 主副井提升 .............................................. 73 8.2.1 已知原始条件和数据 ....................................................................... 73 8.2.2 主井提升设备（箕斗）的选型 ....................................................... 73 8.2.3 副井提升设备的选择 ....................................................................... 75 9 矿井通风及安全 ............................................ 75 9.1 矿井通风系统选择 ........................................ 75 9.1.1 矿井概况 ........................................................................................... 76 9.1.2 矿井通风系统的基本要求 ............................................................... 76 9.1.3 矿井通风类型的确定 ....................................................................... 76 9.1.4 主扇工作方法的确定 ......................................................................... 78 9.1.5 采区通风系统的要求 ....................................................................... 78 9.1.6 回采工作面进回风道的布置 ........................................................... 79 9.2 采区及全矿所需风量 ...................................... 80 9.2.1 矿井风量计算 ................................................................................... 80 9.2.2 风量分配 ........................................................................................... 83 9.3 全矿井巷通风阻力 ........................................ 84 9.3.1 计算原则 ........................................................................................... 84 9.3.2 确定矿井通风容易时期和困难时期 ............................................... 84 9.3.3 矿井最大阻力路线 ........................................................................... 85 9.3.5 全矿总风阻和等积孔 ....................................................................... 88 9.4 选择矿井通风设备 ........................................ 91 9.4.1 选择主扇 ........................................................................................... 91 9.4.2 计算电动机功率 ............................................................................... 94

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9.4.3 对矿井主要通风设备的要求 ........................................................... 94 9.4.4 对反风、风峒的要求 ....................................................................... 95 9 5 安全灾害的预防措施 ....................................... 95 9.5.1 瓦斯管理措施 ................................................................................... 95 9.5.2 煤尘的防治 ....................................................................................... 95 9.5.3 防火 ................................................................................................... 96 9.5.4 防水 ................................................................................................... 96 10 设计矿井基本技术经济指标 ................................. 97 我国综采放顶煤开采的现状及发展趋势 .......................... 100 一、当前我国综采放顶煤技术现状 .............................. 100 二、放顶煤开采技术存在的问题 ................................ 101 1 综放开采的采出率提高及含矸率减少 ................................................. 101 2 完善防治瓦斯灾害的技术 ..................................................................... 102 3 粉尘的严重超标 ..................................................................................... 103 4 结语 ......................................................................................................... 104 三 放顶煤综采在山西煤矿的应用 ............................... 104 1 前 言 ....................................................................................................... 104 2 放顶煤综采在山西的应用 ..................................................................... 105 3 结 论 ........................................................................................................ 111 四 我国综采放顶煤的现状与技术发展 ........................... 112 1 关于综采放顶煤的回收率 ......................................................................113 2 关于综采放顶煤的瓦斯、自燃发火及粉尘的防治(略) .......................114 3 结 语 ........................................................................................................114 五 综采放顶煤开采技术浅谈 ................................... 114 1前言 ...........................................................................................................114 2顶板的管理 ...............................................................................................114 3提高回采率 ...............................................................................................114 4放煤措施及处理方法 ...............................................................................115 5严格管理 ...................................................................................................115 6经济效益 ...................................................................................................116 参 考 文 献 ................................................. 117 致 谢 ...................................................... 119

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1.2.2 井田地层及构造

1、井田地层

本区所见地层由新到老有第四系、第三系、侏罗系、石炭二迭系等，现分述如下：

(1)、第四系（Q）：冲、洪积砾石层，下部有粗砂、亚砂、亚粘土及砾石，厚度0－24.64ｍ，平均厚度17.0ｍ，与下伏地层呈不整合接触。

(2)、第三系（E）：平均厚度185.02ｍ，岩性由砖红色泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、杂色砾岩所组成。

(3)、中下侏罗系（J1＋2ｓｈ）：全厚670.17ｍ，由上至下分为三组： ?、西山窑组（J2X）：以暗红色、黄绿色及杂色砂岩、砂砾岩为主，中夹黄绿色砂岩、黑色泥岩、炭质泥岩等，厚度198.4ｍ。

?、三工河组（J1S）：以灰绿色、深灰色粉砂岩、细砂岩主，中夹粗砂岩、薄层砂砾岩及菱铁矿结核，包括K3－K5标志层，厚度118.38m。

?、八道湾组(J1b)：为本区含主要可采煤层地层。根据是否含主要可采煤层，以K1标志层为界，分为上下两部份。上部为灰色、灰绿色泥岩、砂岩及砂砾岩组成韵律比较清晰之旋迴结构，下部含煤6层，煤层间由砾岩、砂岩及灰黑色、灰色粉砂岩、泥岩等组成，厚度353.89m，与下伏地层呈不整合接触。

(4)、石炭二迭系(C-P)：由流纹岩、石英斑岩、火山角砾岩、凝灰岩等中酸性火山岩组成，为煤系地层基底，厚度不详。

二井井田由于位于西山倾伏背斜的南翼浅部，地层单一，煤系地层以特殊的标志层即可进行对比，所以较为可靠。

2、构造

根据精查地质报告和98年三维地震勘探报告，二矿井田位于西山倾伏背斜的南翼，煤系地层总体为一向南倾的单斜构造，走向NE－SW，倾向ES，区内中小构造较为发育，现分述如下： （1）褶曲

主要是位于工业广场南部的两条短轴背向斜，褶曲对生产影响不大。 （2）断裂

①F1号逆断层：位于井田的南部，由露天经北泉井田到砂枣泉井田，走向近N50oE，为一向北倾斜的高角度逆冲断层，倾角约80O，断距约500ｍ左右。该断层发生在第三系沉积以前，将侏罗系地层断开，上覆第三系地层未受破坏（或断距很小），断层两侧的第三系地层厚度变化很大，北盘平均厚185.02ｍ，南盘厚约700ｍ。

②F2号逆断层：由露天延伸到一井，到ⅪⅩ线则向西倾并南转与F1号断层相交，断层倾角24－540o，断距18－120ｍ，为一、二井分界的自然标志。

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③DF1正断层：位于二井井田的中西部，走向北西，长度2.3ｋｍ。落差0－20ｍ，是1998年新发现的断层，对采区布置有较大的影响。

④其它断层：1998年经过三维地震勘探，新发现落差大于5ｍ以上断层几十条，对回采推进有影响。 1.2.3 井田的水文地质

1、水文地质一般特征

潞新公司二矿井田对应地表为平坦之戈壁，地貌单一，北为巴尔库山，本井田则位于山前倾斜平原前缘地带。由于长期侵蚀切割，形成了南北宽缓之冲沟和狭长之平台。西部局部基岩裸露，东部则为广阔的戈壁砂砾石所覆盖。区内缺少天然地表水体，唯一补给区为巴尔库山之融雪水，在流出沟口不远，即潜流于地下，故冲沟常年呈干涸状态，唯每年6-7月，山区融雪水汇流而下，但为时甚短。

由于受本区地形、地貌及地下水补给源位置的限制，本区各层地下水的总体径流方向是由北向南向矿区冲洪积扇南缘径流，在局部区域存在有不同含水层在垂向上水的相互补给与交替。

在天然条件下，地下水的排泄点主要有沿径流方向的低洼地段的出渗溢出地表或沿径流方向遇到相对隔水岩层组时上升到地表以泉的形式排泄。在人为采矿作用的影响下，由于地下工程活动，使地下水沿径流方向遇到新的出渗面或裂隙导通而形成新的排泄点，该类排泄点所排出的水即采掘工作面的矿井涌水。

综合上述，由于巴尔库山融雪水的补给源远，缺少地表径流，蒸发量很大，加之矿床上覆地层透水性很弱，隔水性较强，并且无透水地质构造，由此构成了矿床充水因素的水文地质条件较为简单。 2、含水层组及其特征

原精查地质报告据本区水文地质调查情况，将井田地层按含水特征划分为三个含水层组，即第四系岩性松散易受补给，为孔隙水，但水储量以静储量为主，补给源水量较小，此为第一含水组。第三系岩性较疏松，其上段受风化作用影响，风化带裂隙较发育，可接受第四系底部水的补给，受水条件亦较好，为孔隙--裂隙水。此为第二含水组。侏罗系岩性总体坚硬致密，受水补给条件恶劣，为裂隙--孔隙水，此为第三含水组。岩层含水性的特点是：岩层含水性随着埋藏深度而减弱，其单位涌水量依其地层层序，向深部递减5倍以上，此为补给区同一而岩性各异之故。同时各含水层组间无直接联系。因各含水层组间以泥岩、粉砂质泥岩作为隔水层。

现依据原精查地质报告、北泉煤矿建井地质报告以及“3.7”后哈煤集团勘察设计院、煤科总院西安分院对井采二井所做的水文勘察成果,将各含水层组的特征分述如下：

(1) 第一含水组(Ⅰ)：即第四系松散沉积含水组，厚度不一，最大厚度为11.32m，一般在10.0m左右，岩性主要为砂砾石、亚砂等，松散，局部

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底部有约0.50m坚硬之钙质胶结砂砾石层。本含水层其含水性因地质地形条件各异,如二井井田在327孔附近发现一北西南东向的储水条带,自十五里庄、老北泉到老三道岭形成一条水线。90年11月-91年初，地测处在北泉居民区以北进行水文地质勘探，其结果为单井涌水量初期在450m3/d,稳定后涌水量不足300m3/d，单井影响半径为361m，渗透系数K=45.85，水储量以静储量为主，补给源水量较小。第一含水组与第二含水组间，有砂质泥岩和泥质砂岩起隔水作用，如井田边界以西Ⅶ-03孔，当对第二含水组抽水时，其北距6.90米之Ⅶ-05孔，观测第一含水组并无影响。

(2) 第二含水组(Ⅱ)：即孔隙-裂隙水，为下第三系鄯善群，埋深在200m左右，含水层厚度一般在100m左右。岩性中上部主要为砂质泥岩和泥质砂岩，中下部主要为富含钙质结核之砂岩、砂砾岩，胶结物为泥钙质，胶结程度差，较为松散，由主副井筒及新打之北补29孔揭露情况看，主要含水层集中在中下部，尤其在第三系与侏罗系不整合接触段，水量微弱，尤其是6#煤以下的岩层，涌水量极微，可视为不含水岩层。

(3)第三含水组(Ⅲ)：即裂隙-孔隙水，为侏罗系煤窑沟群，据已有资料，本层组含水性比较明显的层段主要集中在K1标志层至6#煤层之间，其上段岩性以灰、灰绿色砂岩为主，致密坚硬，偶有节理, 静止水位10.5m，单位涌水量0.0244l/s2m,渗透系数0.00262m/d；下段有一层厚约15m的砂砾岩,赋存于4#煤的老顶层位，其单位涌水量为0-0.00334l/s2m。各煤层本身皆为弱含水层，煤巷掘进后，巷道内滞后涌水效果明显，但出水方式多为潮湿、滴淋水，在裂隙发育地段或构造带附近，涌水较大。在其它层段掘进时巷道内普遍干燥无水。 3、矿井充水条件分析

(1)、充水水源

矿井充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。地表水又可分为河水、湖水、海水等。地下水可分为第四纪松散沉积层潜水、砂岩裂隙水、岩溶裂隙水等。不同的水源具有不同的特点和影响因素，不同的水源会给矿山带来不同的突水模式和灾害强度。根据前面水文地质与地质条件分析，二井在生产过程中可能存在的充水水源有：

(2)第四系含水层地下水

从地层组合及区域构造特征分析，北部巴尔库山的融雪水只补给了第四系潜水，而第三系及侏罗系各含水层由于隔水层的存在及本身胶结成份的差异性，补给量很少或者没有。就第四系地层来说，随着近几年的水源开发，动、静储量已经失去平衡，水位持续下降，因此说总体动态补给量很有限，井田充水为简单类型。但在井田的不同区域，其地下水的水量是不同的，如W4102工作面对应地表东部第四系沉积厚度相对较大，第四系基底低洼的区域往往汇集和储存了部分大气降水和融雪水，其补给量是本区矿井开采过程中可能存在的充水水源之一，而W4102工作面西部区（2-8#观测孔以西）第四系沉积厚度则很薄，甚至地表多处出露第三系地层。

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(3)第三系含水层地下水

第三系地层在本井田胶结程度较差同时又受到古风化作用的影响，其间风化裂隙及沉积空隙中储存有上覆第四系地层底部的补给水量，该部分水将构成矿井开采过程中可能存在的又一充水水源。本区首采4#煤层，其上覆岩层厚度具有北部第三系厚，侏罗系薄，南部第三系厚度相差不大，所以其充水性也具有北部大，南部小的特征。在+818水平及其南部采区，矿井充水主要以4#煤层上覆各含水层为充水对象，随开采向西北推移，第三系含水层相应充水。

(4)侏罗系含水层地下水

本区侏罗系地层为一套砂岩、泥岩互层沉积，与第四系及第三系地层皆为水平岩层不同的是，侏罗系地层为一南倾的单斜构造，具有北薄南厚的特征，侏罗系地层整体上含水性较弱，但由于主采煤层位于该层中，所以该含水层实际上成为本井田主要开采煤层的直接充水水源。由于该含水层为构造裂隙含水层，其裂隙发育具有极不均匀性，所以其富水性也具有局部性特点。 4、矿井涌水量预算

矿井涌水量的理论计算仍以精查地质报告为准，因其数据齐全，且抽水成果和封孔止水质量均按煤炭部颁发之质量验收标准进行评定，质量符合要求。据\大井法\及\集水廊道\计算公式，结合所求各项参数及基础数据，潞新公司二矿在+780米上山水平其涌水量为6755m3/d，全矿井为8148m3/d，现在+780米上山水平其实际涌水量稳定在1000m3/d左右，说明理论计算之矿井涌水量与实际相比偏大。 1.3 特征煤层

本区主要含煤地层为中下侏罗统八道湾组，共含煤6层，自上向下编号为1-6号，平均可采厚度为11.51m（见表：可采煤层特征表），其中4、5、6号煤层为可采煤层，4号煤层为主采煤层，2号煤层局部可采。现将各煤层特征分述如下：

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表1-1 二井井田可采煤层特征表

煤层 编号 1# 2# 3# 4# 5# 两极厚度(m) 平均厚度 0.38-1.38 0.73(12) 0.2-2.74 1.45(16) 0.13-0.9 0.55 3.45-12.30 7.0(40) 1.5-6.97 3.10(36) 1.04-4.78 2.56(41) 煤层结构(夹矸) 层数 0-1 0-4 0-1 0-3 0-2 厚度(m) 0.5-1.5 0.3-7.1 0.4 0.1-2.34 0.1-5.55 0.12-3.75 两极间距(m) 平均间距(孔数) 7.95-19.79 10.43(10) 19.07-22.21 20.55(3) 1.76-3.28 2.45(3) 1.87-16.15 6.38(32) 14.43-29.20 19.26(33) 煤层 稳定性 极不稳定 极不稳定 极不稳定 稳定 较稳定 6# 0-1 稳定 1号煤层：多呈断续的煤组出现，结构复杂，煤层有效厚度小（0.30-1.80m）而变化大，为极不稳定煤层。

2号煤层：平均厚度1.45m,分为1-3个分层。结构复杂，极不稳定，仅在少数钻孔见到。1-2号煤层平均间距10.43m。

3号煤层：不含或含 一层夹矸，结构简单，平均厚度0.55m。北泉井田仅在Ⅰ线以东有零星的凸镜体分布，为极不稳定煤层。

4号煤层：为本区主要可采煤层，最大厚度14.71m，最小厚度3.50m，平均厚度8.72m，结构简单-较复杂，厚而稳定，一般遵循着由西向东逐渐变薄、由北向南增厚的规律。该煤层内普遍含有1-2层含鲕状铁质结核、灰分达30%的薄分层，常以此特征作为本区对比标志，属稳定煤层。2-4煤层平均间距21.68m。

5号煤层：分布在补Ⅰ线以东，煤厚自南而北逐渐变薄。北泉井田内该煤层最大厚度6.97m，最小厚度1.50m，平均厚度3.10m，为较稳定煤层。4-5号煤层平均间距6.38m。

6号煤层：煤层结构简单，煤层厚度在1.04-4.78m之间，具有北薄南厚、东西相差不大的特点，属稳定煤层。5-6号煤层平均间距19.26m。 具体参数见煤层特征表（表1-1）。

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1.3.1 煤质

1．煤的物理性质

井田各煤层肉眼观察，物理性质基本相似。颜色呈黑色、条痕呈黑褐色，含丝炭高且黑度深，极易污手，为暗淡光泽—沥青光泽。

成规则层状产出，以条带结构为主。易燃，火焰为黄红色，烟少，无沥青味，膨胀不明显，燃烧后为灰白色粉沫无煤渣。节理较发育，充填有次生的方解石、黄铜矿与黄铁矿。断口，一般呈平整状，亮煤呈贝壳状断口。 2．煤岩特征

井田可采煤层的煤岩成份以半亮煤为主，暗煤次之，显微结构为条带状，成份以丝炭化物质为主（39.87%），半凝胶化物质（29.74%）、凝胶化物质（28.94%）及角质化物质次之(4.92%)，煤质稳定，煤岩类型应属半亮型—暗淡型煤。

3．煤的化学性质

（1）煤的元素分析

各可采煤层煤元素含量值相当接近，变化极其微小。有机质是煤的主要化学组成，其中碳、氧、氢、氮、等元素占主导地位。

煤层内碳元素含量介于70.5%～85.64%，氢含量介于2.98%～5.57%，氮含量介于0.15%～1.47%,氧含量在9.42%～20.47%之间。

（2）煤的有害元素

井下主要可采煤层的原煤全硫含量均不高，本矿区各煤层硫的含量测定在0.08%～0.83%，属低硫分煤，磷含量在0.0025%～0.0177%，属特低磷煤。

（3）煤的工业分析

煤的工业分析主要包括水分，灰分，挥发分。 水分（mad）：原煤水分含量在0.98%～7.27%之间，精煤在5.36%～6.33%之间。

灰分（Aa）：原煤灰分率为2.20%～25.70%之间，精煤在2.36%～3.46%之间。

挥发分（Vdaf）：井下各主要可采煤层的原煤挥发分产率为20.94%～44.80%之间。

煤的发热量（Qb.d）：本矿井煤层发热量普遍较高，原煤（Qb.d）两极值为24.06～28.47MJ/kg，按照煤发热量的级别都属高热值煤。 4．煤的工业用途

井田内各可采煤层煤质基本相同，煤种划定为不粘煤（BN21）,该矿井的主要可采煤层为低硫、低磷、低灰分、高发热量的动力煤和民用煤，煤的各项指标均可满足动力用煤和民用煤的需要。

本井田各煤层均为低变质煤，灰份（Aｄ）含量在11%以下，全硫（Sｔｄ）含量在0.32%以下，发热量(Qｂ.ｄ)均大于29.31MJ/Kｇ，挥发份（Vｄ

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ｏｆ）为24.9－34.59%，灰熔点（ST0）均小1200oC，属低灰低硫高发热量煤种，煤质牌号为不粘煤。全区经过钻探取样分析，全为同一煤种，横向、纵向没有变化。

表1-2 煤的工业分析

煤层 工业分析 S% 0.08-0.83 0.32 0.08-0.28 0.2 0.16-0.55 0.31 QDT(MJ) 28.92-33.11 31.42 27.44-33.23 32.52 27.99-33 31.83 Pg% 0.0025-0.017 0.0063 0.02 Wf% Ag% Vr% 0.98-6.8 2.2-21.0 22.83-3 3.0 4号 4.66 9.86 28.92 2.58-5.0 2.87-25.5号 5 3.66 10.66 2.2-7.27 2.35-25.6号 7 4.28 10.27 24.77-32.7 27.65 20.94-44.8 28.66 0.0032-0.0035 0.0034 表1-3 煤的元素分析

煤层 Cr% 70.5-85. 6 4号 83.45 5号 元素分析 HR% N% 2.98-4.91 0.15-1.4 7 4.23 0.89 胶质层 OR 10.54-18.65 14.0 Xmm 19.0-34.4 27.6 26-29 27.5 Ymm

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73.38-84 .64 6号 80.99 3.94-5.57 0.93-1.1 4 4.37 1.02 9.42-20.47 13.36 22-35 29 1.3.2 瓦斯、煤尘和煤的自燃性

1、瓦斯

根据地质报告提供钻孔瓦斯煤样的测定结果，4号煤层瓦斯含量在0.046～0.232ml/g，气体成份以氮气为主，占71.75%～95.02%，甲烷含量次之占1.93%～25.65%，二氧化碳含量较少，占0.57%～4.47%。根据矿方提供的矿井2005年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告矿井历年瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井，2005年瓦斯鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量2.23m3/min，相对瓦斯涌量1.18m3/t；绝对二氧化碳涌出量2.29m3/min，相对二氧化碳涌量1.98m3/t。确定矿井属低瓦斯矿井。

2、煤尘及煤的自燃

矿井煤尘具有爆炸性，其爆炸指数为25.66%，煤层具有自燃发火倾向，煤层发火等级为二级，属自燃煤层，自燃发火期为3-6个月。 1.3.3 地温

根据地质报告提供资料，井下温度一般为16.4～22℃,现有矿井未发现地热异常现象。钻孔经测温显示，温度随着地层及钻孔深度加深逐渐升高，由15～21℃，温度正常，未有地热异常现象。 1.3.4 地质勘探情况

1、1957年新疆地质局743队在三道岭井田进行了详查勘探，并在1958年提交了三道岭竖井详查勘探报告。

2、1959年5月新疆煤田地质局161队在砂枣泉勘探区进行普查勘探，于12月提交了三道岭矿区砂枣泉普查勘探报告。1960年2月，161队在砂枣泉浅部进行了精查勘探，同年7月提交了砂枣泉区浅部精查地质报告(未审批)。

3、1960年4月上旬，新疆地质局209队在三道岭井田原743队详细勘探的基础上，对浅部进行了补充勘探，并提交三道岭井田浅部(前窑浅部)补充勘探资料。1961年12月，161队提交了三道岭井田(前窑-一号斜井浅部)浅部补充勘探资料。

4、1963 –1964年新疆煤田地质局161队，在前期各勘探阶段的基础上，对砂枣泉-北泉-一号斜井进行了补充勘探，于1965年12月提交了三井田精查地质报告，1966年由煤炭工业部贺兰山煤炭工业公司以［66］贺煤发532号文批准认定。

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5、1998年9-12月委托煤炭科学研究总院西安分院对二矿上山采区进行了2.5km2三维地震勘探，提交勘探区成果报告。

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2 井田境界及储量

2.1 井田境界

2.1.1 井田范围

井田位于三道岭煤矿区中部，行政区划属哈密市管辖。潞新二矿井田东西走向长4.6～5.8km，平均走向长5.2km,南北倾斜长2.4～3.5km，平均倾斜长3.2km，西部以F2逆断层下盘断煤交线为界，东部以312国道为界，南部以4#煤+600m底板等高线为界，北部以4#煤＋940底板等高线为界，井田面积：17.6 km2。西邻一矿井田,东邻砂枣泉井田。 2.1.2 开采上限

潞新二矿自上而下共含煤6层，自上向下编号为1-6号，平均可采厚度为11.51m，其中4、5、6号煤层为可采煤层，4号煤层为主采煤层，井田边界一处为其他矿区，一处为煤层露头线，其他两处为人为划定，开采上限有扩大的可能性。

2.2 矿井工业储量

2.2.1 勘探类型

1957年新疆地质局743队在三道岭井田进行了详查勘探，并在1958年提交了三道岭竖井详查勘探报告。1959年5月新疆煤田地质局161队在砂枣泉勘探区进行普查勘探，于12月提交了三道岭矿区砂枣泉普查勘探报告。1960年2月，161队在砂枣泉浅部进行了精查勘探，同年7月提交了砂枣泉区浅部精查地质报告(未审批)。1960年4月上旬，新疆地质局209队在三道岭井田原743队详细勘探的基础上，对浅部进行了补充勘探，并提交三道岭井田浅部(前窑浅部)补充勘探资料。1961年12月，161队提交了三道岭井田(前窑-一号斜井浅部)浅部补充勘探资料。1963 –1964年新疆煤田地质局161队，在前期各勘探阶段的基础上，对砂枣泉-北泉-一号斜井进行了补充勘探，于1965年12月提交了三井田精查地质报告，1966年由煤炭工业部贺兰山煤炭工业公司以［66］贺煤发532号文批准认定。1998年9-12月委托煤炭科学研究总院西安分院对二井上山采区进行了2.5km2三维地震勘探，提交勘探区成果报告。

井田内主要可采煤层为4号煤，最小可采厚度为3.45 m，最大可采厚度为12.30 m，平均厚度为7 m。

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该采区上覆岩层水文地质情况现资料不完整，根据掌握的水文地质资料，本区存在三个含水单元，具体如下：

（1）第四系潜水：

本工作面在停采线以西500ｍ范围内有第四系地层出露，厚度3－11ｍ，近第三系地层顶界面为松散砂砾层，为富含水层，但受补给影响，主要集中在经线75600左右。4号煤层距地表198ｍ－210ｍ，采动裂隙会导通上覆第四系含水层，但是由于W4105工作面回采后切断迳流，预计对回采不会造成大的影响，从上需进一步勘探，待勘探结束，要采取地面疏排措施，减轻水患威胁压力。

（2）第三系地层含水层

第三系地层厚度110ｍ左右，地层以泥钙质胶结的砂砾岩、泥岩为主，有多个含水层，含水层之间有隔水层存在，未采动前无水力联系，采动后受裂隙影响导通，特别是下部底砾岩含水性较大，并具有一定的承压性，在开采前应超前探放。

（3）侏罗系裂隙水

煤层顶板砂砾岩含水层：4煤层上部存在多层砂砾岩，厚度不等，存在裂隙含水，未采动前静压水主要吸附在岩石裂隙中，采后扰动吸附水释压，但水量微略，对生产不会造成影响。

（4）煤层裂隙水：由南北部采区的采掘情况来看，因煤层中节理裂隙及小断层较为发育，造成煤层整体较为疏松，从而导通上覆含水层形成渗水。

（5）断层水：因多条中小断层的存在，使煤层中形成导水通道，故工作面在断层影响区域内涌水量会有所增加。 五、其它地质情况：

瓦斯：2002年瓦斯等级鉴定CH4相对涌出量为0.4 m3/t，CO2相对涌出量为0.64 m3/t，CH4绝对涌出量为0.86 m3/t，CO2绝对涌出量1.35 m3/t。

煤的自燃：4#煤煤层具有自燃发火倾向，发火期一般为3～6个月，属易自燃煤层。矿井无煤与瓦斯突出。

煤岩尘：煤尘爆炸指数25.49%，具有爆炸性。 地温 ：地温一般为15℃—18℃，最大为20℃。

地压：因工作面上部为实体岩层且普遍有一层砂砾岩老顶，故回采时注意老顶周期来压的影响。此外本工作面无其它异常地压显现。

5.2 采区巷道布置及生产系统

5.2.1 采区走向长度的确定

采区内地质条件简单，煤层赋存稳定，煤层厚度为7m，属于厚煤层。本矿采用机械化开采，机械化程度很高。采区划分没有受到大断层的影响，首采区划分为14个区段,由于受到井田边界不规则的影响，形成一块三角煤，走向长度大概为1200 m。

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5.2.2 确定区段斜长和区段数目

采区长度=工作面长度+采区煤柱宽度+两平巷宽度。可以用下式计算。

L=l+m+2B （5.1） 式中 L表示采区长度 ；m

l表示工作面长度；m m表示采区煤柱宽度；m

B代表采区平巷宽度；m。单巷布置为B乘以2。

又有 D=n3L （5.2） D为阶段斜长；由于井田边界不规则的原因，能够布置综放面

的采区斜长为1300m。

n为区段数目；个 L为条带长；m

由上面两式可得，n(l+m+2B)=D

由于煤层和顶底板都较软，而且煤层较厚，采区煤柱留设4 m。平巷宽取4.0 m，n取7，得到工作面的长度l=173.3m。区段长为L=181.3m。 安装液压支架时会存在安装误差，特地留下20 cm的距离作为安装裕量。 5.2.3 煤柱尺寸的确定

采区内的煤柱主要有采区边界煤柱、采区上、下山保护煤柱以及区段保护煤柱。在采区的边界留设30 m的煤柱，采区上、下山之间留设20 m的保护煤柱。由于煤层顶底板均较软，决定采用单巷布置回采巷道，采下一条区段采用沿空掘巷的方法，留设4m 的煤柱，以利于维护巷道，通风和排水。 5.2.5 区段平巷的布置

该采区开采单一煤层，厚度为7m，采用单巷布置，巷道与相邻工作面巷道的距离为4m，区段平巷均采用矩形断面，断面图见采区工作面层面布置图。 5.2.6 采区内工作面的接替顺序

为了能够在采空区上覆岩层稳定后再进行沿空掘巷，采区内工作面的具体接替顺序为1→8→2→9→3→10→4→11→5→12→6→13→7→14。 5.2.7 采区通风、运输及其它系统

（1）运煤系统

工作面→区段运输平巷→ 运输上山→采区煤仓→运输大巷 →主井→地面

（2）运料系统

副井→井底车场→ 运输大巷→ 采区下部车场→轨道上山→ 采区上部车场→区段回风平巷→ 工作面

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（3）回风系统

新鲜风流：副井→ 井底车场→运输大巷→采区下部车场→ 轨道上山→中部车场→运输平巷→工作面

污风风流：工作面→回风平巷→回风石门→地面 （4）出矸系统

掘进工作面→轨道上山→采区下部车场→轨道大巷→井底车场→副井→ 地面。

（5）供电及排水系统

供电系统：地面变电所→副井→井下中央变电所→采区变电所→移动变电站→工作面。

排水系统：工作面（掘进头）→区段运输平巷→采区中部车场→轨道上山 →采区下部车场→运输大巷→井底水仓→副井→地面。 5.2.8 采区内各种巷道的掘进方法

采区内巷道采用综合机械化掘进，选用AM-50型掘进机、SEP-160A型转载机、SGB-620/40（SDW-40T）型刮板运输机。掘进时转载机接刮板运输机和可伸缩胶带输送机。掘进前进时，延长刮板运输机，当延长到刮板运输机长度时，拆除刮板运输机中部槽，将其缩到20~25 m，并将可伸缩带式输送机延伸50~75 m，转载机与刮板运输机的搭接长度为12.5 m，掘进通风方式为压入式局扇通风。 5.2.9 采区生产能力

（1）工作面采出率

由于布置的工作面是综采放顶煤的采煤工艺，工作面的采出率可用下式

M?C?(M?M1)?C2C?11M （5.2） 式中：

C——采出率；

M1——工作面的采高, 2.80m; C1——工作面采出率, 取0.93; M——煤层厚度, 7m;

C2——顶煤放出率, 0.80; 将参数代入公式，得

C=0.852

（2）工作面生产能力

本采区为一个工作面生产。工作面生产能力按照确定的工作面长度、选取工作面进度及采高，便可算出工作面单产。

A=l3L13M3R3C3KZ （5.3） 式中： A——工作面日产量，t/d；

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l——工作面长度，173.3m；

L1——工作面日进度，0.636=3.6m；

M——煤层厚度，7m；

R——煤的容重，1.4t/m3；

C——工作面采出率，取0.852。 KZ——正规循环率，0.95。

则：A=173.333.63731.430.85230.95

=4948.7t

工作面的年生产能力为：A3330310-4=4948.73330310-4 =163.3万t （3）采区生产能力

采区生产能力由式（5.4）计算，

Ab=k13K23A0（5.4） 式中：

Ab——采区生产能力，万t/a； K1——采区掘进煤系数，取为1.1；

K2——工作面之间出煤影响系数，由于同采工作面个数为

1个，故K2=1;

A0i——工作面生产能力，163.3万t/a。

则：Ab=1.1313163.3 =179.6万t/a

故一个采区生产能力能够满足矿井产量要求。 5.2.10 采区采出率.

采区工业储量由下式计算：

式中：

Q——采区工业储量，万t；

S——采区面积，m2；3294712 m2; M——煤层厚度，7m； R——煤的容重，1.4t/m3;

则： Q=32947123731.4310-4 =3228.8万t

煤柱损失量为：

P=(2330+1330+2400)33031.437310-4+12903(20+30+30)31.437310-4+12703431231.437310-4 =339.3万t

Q=S3M3R310-4 (5.5)

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采用下面方法计算采区采出率：

工业储量?开采损失3100% （5.6）采区采出率= 采区工业储量

采区开采过程中的煤柱损失主要有：采区煤柱损失，工作面的落煤损失，约占采区煤柱损失的3%~7%，这里取6%。 落煤损失为：P36%=339.330.06=20.4万t

则：采区采出率C=(Q-P-P36%)/Q3100%

=(3228.8-339.3-20.4)/3228.83100%

=82.8%

采区采出率为82.8%。完全符合《煤炭设计规范》的要求。

5.3 采区车场及主要硐室

5.3.1 采区上、中、下部车场选型

采区上部车场采用单向顺向甩车场，它具有安全、方便、可靠、效率高、劳动量小，可减少工程量等优点。具体形式见图5-1。

图5—1 采区上部车场

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