河南演马庄煤矿巷道施工设计及概预算.doc

前言 随着国民经济的发展，对于煤矿开采提出的规定越来越高本文重要通过具体的工程实例，研究并完善矿井施工组织设计及其概预算 第一节：介绍了地理工程概况，以此为基础进行以后的设计部分 第二节：介绍了巷道断面设计，讲述了其具体计算过程 第三节：介绍了巷道掘进设计，涉及炮眼布置、钻眼设计、爆破、装岩等内容 第四节：讲解了巷道围岩压力计算，围岩破碎半径规定较高的计算能力 第五节：巷道支护设计，重要是材料的选择及参数的计算过程 第六节：巷道施工组织设计，为工程时间的安排作指导 第七节：讲解了概预算，通过概预算表格，讲述了概预算的编制过程 通过，本次设计，提高了对矿井施工组织设计及概预算的能力，并将所学理论知识结合到工程实践中加深了对知识的理解1井田概况1.1交通位置 演马庄矿位于焦作市东北部约20公里，从属焦作市管辖，地理座标：东经113°21′～113°24′，北纬35°15′～35°17′区内有煤矿专用铁路，南距新（乡）～焦（作）铁路待王车站4公里，东连京广线，西接焦枝线二级公路及乡村油路互相连通，交通极为方便1.2自然地理1.2.1地形地貌 本区属太行山山前平原和冲积、洪积扇的边沿地带。

地势平坦海拔83~123m，一般在100m左右全区地势北西高，南东低，最大坡度±2°25′由于浅部煤层开采后地面塌陷，而局部形成低洼带1.2.2水系 该区属海河流域卫河水系，东部有石门河，西部有山门河，均发源于太行山且为间歇性河流据近年资料表白，除雨季外，平时河床干枯河流上游建了不少中、小型水库，已无洪泛危害1.2.3气象 本区属大陆性半干燥气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明，最低气温-19.9℃（1971年），最高气温43.3℃（1966年），降雨多集中在7~9月份，年降雨量333.3~908.7mm，平均624.9mm，日最大降雨量达151.8mm（63年8月8日），年蒸发量为1393.6—2313mm，平均2023.3mm，蒸发量大于降雨量常年以北和东北风较多，一般风速2—3级，最大11级（78年6月30日晚）最大冻土厚为190mm（77年元月）1.2.4地震 据焦作市地震办公室汇集的资料，自1038年~1978年6月，发生的较大地震且对焦作有影响的共有35次，本区地震基本烈度为7度2井田地质特性2.1地层 本区为第三、四系全掩盖区，据区内钻孔揭露，地层由老至新为：奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组，上统太原组，二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组下段、中段及第三、四系。

2.2构造2.2.1区域构造 焦作煤田位于太行山隆起带南端，地层走向NE~NNE，倾向东南，倾角4°~14°，为单斜构造，区域构造以断裂为主，褶曲不甚发育该区重要发育有东西、北东、北西向、三组断裂其中，东西向的凤凰岭断层规模大，把焦作煤田分割为焦南、焦北两大部分；北东向断层最发育，破坏了各井田的连续性，分别切割为大小不等的井田断块；北西向断层不发育，常以中小断层出现表2-1 区域断层一览表Table 2-1 area fault list断层名称性质走向倾向延伸长度一般落差（m）备注朱村断层正NWWSW＞24公里＞2023董村断层正80°-100°N30公里＞1000马坊泉断层正60°NW25公里200南张门断层正70°~90°NW＞30公里400~700平陵断层正90°~120°NW20公里500~1000百泉断层正36°~40°NW＞20公里300~500峪河断层正100°SW30公里200~500凤凰岭断层正EWS＞50公里100~400九里山断层正45°~60°SW＞50公里300~600方庄断层正N30°WSW＞10公里120两条平行断层地堑2.3顶底板岩性特性 顶板煤层直接顶板多为层状、灰黑色砂质泥岩，层理明显，致密性脆，硬度2.5～4级，厚1.03～1.05m，易维护。

另一方面为层状或板状泥岩与锈结能力差的砂岩；泥岩与砂质泥岩为相变关系，厚0.7～6.37m，硬度2～3级，易碎、易冒落，锈结力强局部存在有炭质泥岩伪顶老顶为灰色大占砂岩，厚15～24.5m，泥硅质胶结、较坚硬、厚层状，硬度6级左右，以中～细为主，局部直接覆于二1煤层上，不易放顶冒落该矿在煤层露头附近曾发生过较大冒顶，如老西总回风巷、12023工作面等发生的冒顶事故总的来讲，煤层上各类顶板均较完整，易于管理，属一类顶板 底板煤层底板多为厚7m左右的砂质泥岩或泥岩，次为厚0.3～1.5m含炭质较高的泥岩，局部有厚0.1～0.7m炭质泥岩伪底炭质泥岩质软易碎，强度极低，支撑力差，底鼓现象较严重，对巷道维护不利总体应属I类底板2.4水文地质特性 焦作煤田地处太行山复背斜隆起带南段东翼，山前倾斜平原地带，地层走向N60°E，倾向SE，倾角8～12°，呈地堑、地垒、掀斜断块等组合形式，以断裂构造为主区内寒武系、奥陶系灰岩中岩溶裂隙发育，为地下水提供了良好的储水空间和迳流通道地下水总体流向受构造控制，如峪河断裂以北为东南方向，以南为西南向，局部受断层阻水影响流向稍有变化 此外，在断裂带附近岩溶裂隙相对发育，经常形成强富水、导水带，如凤凰岭断层强径流带、朱村断层强径流带、方庄断层强径流带、马坊泉断层强径流带和百泉断层强径流带等，成为焦作煤田内诸矿区、勘查区的补给边界。

2.5瓦斯、煤尘与自燃情况2.5.1矿区瓦斯地质概况 本矿区位于九里山—韩王矿中部，为一倾向SE，倾角4～15°的单斜构造其浅部的煤层露头和深部的凤凰岭断层和王毋泉断层构成了本区的瓦斯逸散边界，而其东西边界虽亦有小断裂破坏了煤层的连续性，但不利于瓦斯逸散上述边界条件决定了该区瓦斯成分，含量及其运移和分布规律2023~2023年的瓦斯鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量26.05~46.93m3/min，相对瓦斯涌出量20.40~28.18m3/t，其中2023年瓦斯最大：矿井绝对瓦斯涌出量46.93m3/min，相对瓦斯涌出量28.18m3/t，二氧化碳绝对涌出量13.91m3/min，二氧化碳相对涌出量8.26m3/t2.5.2矿井瓦斯等级 据2023~2023年度瓦斯鉴定结果见表2-2，瓦斯相对涌出量多大于20m3/t·d，按煤矿安全规程第133条属高瓦斯矿井该矿多次发生过煤与瓦斯突出，其中1975年8月4日发生过特大型煤与瓦斯突出事故，2023年河南省煤炭工业厅瓦斯防治小组定为该矿煤与瓦斯突出矿井表2-2 瓦斯鉴定结果表Table 2-2 watts, and watch for discrimination fruit 时间（年）瓦斯二氧化碳瓦斯绝对涌出量（m3/min）瓦斯相对涌出量（m3/t·d）采区最大相对量（m3/t·d）鉴定等级绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t·d）采区最大相对量（m3/t·d）鉴定等级202335.1623.1333.42瓦斯突出矿井17.1911.317.48高CO2矿井202326.0520.40116.88瓦斯突出矿井13.7610.0788.47高CO2矿井202338.5122.47154.28瓦斯突出矿井15.348.95100.95高CO2矿井202346.9328.1851.1瓦斯突出矿井13.918.2614.5低CO2矿井2.6矿井储量、年产量及服务年限2.6.1井田境界 井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素进行技术分析后拟定。

一般以下列情况为界： 1．以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界； 2．以山谷、河流、铁路、较大的城乡或建筑物的保护煤柱为界； 3．以相邻的矿井井田境界为界； 4．人为划分井田境界 以上原则为指导，根据演马庄矿井田地质勘探资料，结合构造等因素，现拟定演马庄矿1号矿井井田境界如下：西部以韩王矿和本矿间的保护煤柱为界；南部以凤凰岭断层为界； 东南部大体以二1煤－250m底板等高线为界；东北部以自断层F07和F142的相交点所做的煤层顶板等高线的垂线为边界井田东西走向长约3.1km，倾斜长度约1.3km，井田面积约3.5km22.6.2井田储量 1.矿井工业储量 矿井储量是指矿井井田边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的所有储量，又称矿井总储量它不仅反映了煤炭资源的埋藏量，还表达了煤炭的质量本井田采用的块段法计算的各级储量，块段法是我国目前广泛使用的储量计算方法之一 2.块段法是根据井田内钻孔勘探情况，由几个厚度相近的钻孔连成块段，根据此段的面积、煤的容重、平均厚度计算此块段的煤的储量，再把各个计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量。

矿井工业储量是勘探（精查）地质报告的“能运用储量”中的A、B、C三级储量之和，其中高级储量A、B之和所占比例应符合表2—3的规定由煤层底板等高线及储量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量见表2—4矿井工业储量汇总表 表2-3 矿井高级储量比例Table 2-3 mine senior reserves proportion地质开采条件储量级别比例（％）简朴中档复杂大型中型小型大型中型小型中型小型井田内A+B级储量占总储量的比例4035253540202515一水平内A+B级储量占本水平储量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平内储量的比例4030153020不作具体规定不规定 表2-4矿井工业储量汇总表Table 2-4 mine industry reserves summary form煤层名称工业储量（万吨）备注ABA+BCA+B+C二1煤层3430034306104040符合总计3430034306104040符合 3.矿井设计储量 矿井设计储量为矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构造物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量。

故设计储量 Zs =Zg－P=4040-819=3221万吨 （2-1）式中:Zs——矿井设计储量； Zg——矿井工业储量； P——永久煤柱损失量，其中水泥厂保护煤柱209万吨，断层和防水煤柱410万吨，井田境界煤柱200万吨；所以P=209+410+200=819万吨 4矿井设计可采储量 矿井设计可采储量为矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下重要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率所。