采矿工程毕业设计（论文）-安家岭煤矿4#煤层开采设计

1、山西大同大学煤炭工程学院2018本科毕业设计摘 要安家岭一号井工矿井田位于山西省朔州市境内，公路交通便利。东西长 4.25.8 km， 平均 5 km；南北宽 3.54.2 km，平均 3.85 km，面积 16.2km2。本井田内的可采煤层有 4 煤、9 煤、11 煤，厚度分别为 12.24 m、12.91 m、16.47 m，总厚度为 41.62 m。4 煤和11 煤倾角平均为5，9 煤层倾角平均为6，近水平巨厚煤层。井田内4#层工业储量277Mt，可采储量257.9 Mt。矿井平均涌水量为 150m3/h，最大涌水量为 180 m3/h，属于水文地质条件比较简单的矿井。瓦斯的平均绝对涌出量为 0.94 m/min，相对瓦斯涌出量为 0.12 m/t，属于低瓦斯矿井，煤层有潜在煤尘爆炸危险。矿井设计生产能力按年工作日 300 天计算。矿井工作制度设计采用“四、六”工作制，每天四班作业（三班生产、一班检修），每天净工作时间为 20 h，以缩短井下工人的辅助劳动时间，减轻煤矿工人的劳动强度。安家岭一号井工矿年设计生产能力 4.17Mt/a，服务年限51a。采用主立副立回风立井单水平集中

2、开拓。矿井采用单一倾向长壁综合机械化放顶煤采煤法。工业广场位置的选择，有利于井田开拓和带区布置，有利于矿井建设施工和工业场地布置，同时，其所在地 4 煤较薄，压煤相对较少。首采工作面平均推进长度为 1460 m。矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量，使用综合机械化采煤工艺，工作面长 150m，煤的运输采用带式输送机运输，辅助运输使用无轨胶轮车。经过比较,根据矿井的地质条件、瓦斯情况、开拓方式及井筒布置形式，确定矿井通风系统前期为中央并列式，后期为两翼对角式。前期，主立井和副立井进风，中央风井回风；后期，主立井、副立井、中央风井均进风，两翼的风井回风。主扇的工作方法为抽出式，工作面通风方式为“U”形通风。矿井灾害防止包括防治瓦斯、煤尘、火灾、水灾和顶板事故。在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的受力等情况以及国内外的先进经验对倾斜长壁综放面倾斜长度及走向长度的合理确定进行了理论分析，这样使建成的矿井更加与实际相符。关键词：倾斜长壁；综放；立井单水平开拓；1.矿井概述以及矿井地质构造全套图纸加扣 3346389411或30122505821.1矿区概述1.1.1矿山简介安家岭煤矿位于

3、朔州市平陆区,位于朔州南部,15km。归于中国中国能源公司管辖，纬度坐标为:118度3710- 118度4510,北纬59度4510-59度4830。1.1.2矿井地理位置及交通情况矿井周边交通十分便利，分布着大运公路和北同蒲铁路，平朔二级公路从井田当中穿过，直接连接平鲁区，距朔州市主城区大约15km。矿井铁路运输线与同蒲铁路和大新车站接轨，运输专线分别为9km和11km，矿区北临大同，南达太原，有利于煤炭运 图1-1 安家岭煤矿交通位置图1.1.3矿井地形地貌矿井位于山西省北部的朔州市，它属于中国的第二级阶梯黄土高原,沟壑纵横,植被稀少,水土流失严重。区内有七里河冲刷而成的山谷，沿谷地两侧的地势逐渐升高,主要表现为北高南低，中部高，东西两侧底，海拔高度一般在1180m1350m。1.1.4矿井水文特征该区有三条河流,即七里河、马关河和马营河。马营河位于矿区北部。马关河位于矿区西北部,西北部和东南部。起源于平鲁地区的七里河贯穿矿区,最终向北流入河。由于区内水系分布较多，可能会对煤炭生产运输造成影响，对相关河流适当的进行了筑坝拦截，使其改道流行。1.1.5矿区气候以及地震情况这一地区位于

4、内地腹地。它属于典型的温带大陆性气候。东有太行山，北有恒山山脉，南有五台山，靠近蒙古高原，远离海洋，终年干旱少雨，冬季受到来自蒙古高原的冷空气流的影响,该地区冬季非常寒冷,东海岸的温暖空气被周围的山脉堵塞。所以夏季高温少雨。终年气温稳定在4.97.8摄氏度，最低气温为-31.8，最高气温为39.8年平均风速为为3.25.4m,最大风速为21.2m，一年之中属夏季风速较小以外，其余月份风速一直保持在4.2m以上，一年之内八级以上大风的累积有一个月左右，以西北风为主该区处于黄土高原边缘，是游牧与农耕的分界线，靠近400mm等降水量线，因而终年降水量稳定在400mm左右，最多降水量736mm，最低降水量为182.3mm，7、8、9月份为该区集中降水雨季。该区霜期时间出现较早且持续时间较长，每年一般10月份就会进入霜期，于次年5月份结束，冻土深度最深可达1.5m，冬季降雪最深可达30cm该区年日照时间较长，最长可达3000小时，最少为400小时，平均为2500小时左右，年湿度最小为0，最大为80%年蒸发量在1994.22213.4mm,57月蒸发量在600mm左右，为降水量的5倍左右。该区地震

5、烈度一办为7抗震设计基本加速度值为0.15g,按地震烈度分组。1.1.6 矿区经济概况平鲁区位于山西朔州市,位于扬子江东部。它的地理坐标在11152- 11241和3921-3958之间。位于山西西北部的北面和外长城,位于山西北部边界,与内蒙古自治区清水河、和林格尔接壤;西南与忻州城、神道两县接连;南临朔城;东以山阴为界东北连右玉。整个区域南北部为65.5km,东部和欧美地区呈三角形形状,面积为67.9公里,总面积为2314平方公里,总人口为18万5000(2005),总面积为11个乡镇2个镇和352个行政村。主要经济作物是玉米,马铃薯、小麦、谷子、莜麦、豌豆等。1.1.7 相邻矿井大致概况安家岭煤矿周围大约分布着11座煤矿，这些矿井和安家岭矿井共同采用一块煤田，地质情况都比较简单，多以斜井开采为主，长度一般小于500m，倾斜角度适中21至27度，调查显示这些矿井都存在井下涌水问题，涌水量一般为150立方米至480立方米，最大涌水量可达2000立方米以上。1.2井田地质特征1.2.1区域地质特征平朔矿区位于宁武煤田北端。宁芜煤田是以一套古变质岩为基础,煤田厚度约3000米。宁武-京乐地

6、区位于煤田中部以南,是整个煤田的沉积中心,地层厚度可达3500米,中心底部为中生代侏罗纪和二叠纪。三迭系,石炭系，奥陶系，新生界第三系多个底层坏绕在其周围。1.2.2地层特征 1）奥陶系主要岩性为褐色结晶岩、灰白泥岩和白云石，灰色泥岩夹杂在上部和下部地层中，泥灰岩内部结构是由古老生物化石以及方解石胶结而成。2）石炭系(1)中统本溪组该组的主要成分为黑色、灰褐色砂岩和泥岩。其中包含有大约3层黑灰色的泥岩，仅有中下部一层岩层较为稳定。平均厚度大约为40m。(2)上太原组岩性主要为深灰色和灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩和浅灰色砂砾岩。地层厚度为70110米厚。平均厚度为80米，含有煤层大约8、9层，其中可采的煤层有2、3层。这一组岩层含煤层为此矿区主要含煤地。3）二叠系(1)下统山西组本组岩层的主要成分为白色，灰白色，灰黑色砂岩,泥质砂岩。该组煤厚大约为40到90m，平均厚度65m含煤层大约为2到4层，但是赋存情况不稳定，均不能开采。(2)下统下石盒子组本组岩层岩性的主要成分为黄色，灰黄色灰白色中粒砂岩和灰色砂质泥岩、泥岩。岩层厚度为5487米。平均厚度为64m。本组岩层为下方4号煤层的顶部岩

7、层，偶尔夹杂着少许零星煤线。(3)上统上石盒子组底部砂岩连续沉积于下石河子组。整个区顶部未充分暴露,厚度为42m,岩性为灰紫色和黄绿砂质泥岩、泥岩和粉砂岩互层。中灰黄色中砂岩,底部砂岩为黄厚厚砂岩,底部砂砾岩通过晶体,厚度大于10米。3）第三系 岩性主要为深红色粘土和互层粘性土,其中有几层钙质结核。厚1025米,平均15米4）新生界第四系(1)下中更新统该层岩性为鲜黄色和棕红色砂质泥岩，厚度大约为20米(2)上更新统本组岩性主要由黄色亚粘土组成，厚度大约为11米(3)全新统该层主要为冲积层，成分多为黄色粘土和砾岩组成，厚度为6米表1-1矿井地层一览表地质年代（地层单位）岩层总厚度/m岩层组成及特征含煤层数及厚度备注代纪世古生代奥陶纪中奥陶世284主要岩性为结晶灰岩、泥晶灰岩、白云质灰岩夹薄层状白云岩不含煤层未见底古生代石炭纪中石炭世315539底部与奥陶系中统呈平行不整合接触，主要岩性为泥岩、砂岩及山西式铁矿偶有不稳定煤线古生代石炭纪上石炭世6810980底部与石炭纪中统呈整合接触， 主要岩性为泥岩、石灰岩及砂砾岩， 含高岭石粘土矿含煤 710层，可采 23 层， 总厚度 30m主要含

8、煤岩层 古生代二迭系下二迭世 84137105底部与石炭系上统连续沉积，主要岩性为砂质泥岩、泥岩及砂砾岩， 含叠锥灰岩层，高岭石粘土矿 含煤 24 层， 偶有煤线煤层均不可采 古生代二迭系上二迭世42底部与二迭系下统连续沉积，岩性为砂质泥岩、泥岩及粉砂岩互层， 中夹灰中砂岩不含煤层新生代上第三系上新世102515岩性为深红色粘土和亚粘土互 层，中夹数层钙质结核不含煤层新生代第四系更新世25岩性为粘土夹古土壤层、黄土状亚沙土及亚粘土， 含钙质结核不含煤层新生代第四系全新世3116冲洪积层，岩性为砂砾岩不含煤层1.2.3地质构造该区在宁武煤田的北部边缘，三面环山,东边是骆驼山,西是洪涛山,南是黑骆驼山。宁武向斜构造为该区的主要构造,白家新窑向斜、两条背斜背斜,除南北向向斜向斜外,盆地南部也与朔县相关地区毗邻。井田位于平朔矿区西南部,位于两条背斜与白家鑫窑向斜之间。陆子沟背斜和双铺背斜控制了井田。矿区的影响较为平缓,倾角一般小于10度。只有个别达到 12左右(1)褶曲二铺背斜：经地质勘查，背斜位于该地区的西北部,自位于东北方向的安太堡煤矿为起点。一直延伸到西部的曹庄煤矿，长度将近4千米。此背

9、斜大致为东北西南走向，延两翼岩层产状较为平缓，倾角大约5度。白家窑向斜:位于该地区西南部,从安泰城市的东部开始,从该市的东部到南部的几个村庄。最终进入了峙峪煤矿范围内，绵延长达6600米。背斜为从东南往西北为40度,地层相对平缓,约5度。芦子沟背斜：该背斜存在于本矿区中东部，地质情况较为复杂，背斜走向自平凡区开始，先向南经过芦子沟村、南经木瓜界最后拐入安家岭村附近，走向呈东南-西北走向，然后背斜的轴向转变为西南东北方向，往南横穿马鞍山村，下黑水沟村到达峙峪区南部，此背斜一直绵延一万余米，但岩层产状比较平缓，岩层倾角基本都小于10度，几乎为近水平。(2)断层该区约有16条断层,6条断层在5m以上,其中马霍沟断裂和嘉陵断裂带受钻孔控制。其余断层都被地震所控制马蹄沟断裂(F25):位于马霍沟东段,属正断层。东北方向和西北方向约为50米。全长约1500m，没有露出地表F19:断层位于井田东南边界外,属于逆断层,倾向于东北向东南。倾角约为40,倾角为40-60m,总长度为12000米,属于钻孔控制的断层。DF2断层位于井田南部。这是一条正常的断层,向东北/西北方向移动。倾角为64,倾角为033 m,延伸长度为560m,是由地震控制的断层。DF3断层位于井田东南部和正断层。东北地区呈西北趋势,倾角为72,4号煤层最大落差可达30米。9号煤层平均落差为20米左右，延伸长度七百余米，由三维地震勘探控制3）陷落柱本区陷落柱数量众多，都属于由地震控制的类型。2号、3号、6号10号、11号、12号、陷落柱都得到前期水文地主勘探的钻孔验证，钻

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