1、目录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征31.1 矿区概述31.1.1 地理位置31.1.2 地形特点31.1.3 交通条件31.1.4 工农业生产、原料及电力供应31.1.5 气候条件31.1.6 水文情况31.1.7 地震情况31.2 井田地质特征31.2.1 勘探程度31.2.2 井田煤系地层概述31.2.3 地质综合柱状31.2.4 地质构造71.2.5 水文地质特征91.3 煤层特征31.3.1 煤层埋藏条件31.3.2 煤层群特征31.3.3 煤层的围岩性质31.3.4 煤的特征31.3.5 煤层瓦斯含量31.3.6 煤的自燃与爆炸32 井田境界和储量32.1 井田境界32.1.
2、1 井田范围32.1.2 开采界限32.1.3 井田尺寸32.2 矿井工业储量32.2.1 储量计算基础32.2.2 钻孔及勘探线分布情况192.2.3 矿井工业储量的计算及储量等级的圈定192.3 矿井可采储量202.3.1 井田安全煤柱32.3.2 矿井可采储量33 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限33.1 矿井工作制度33.2 矿井设计生产能力及服务年限33.2.1 矿井设计生产能力33.2.2 矿井服务年限33.2.3 井型校核34 井田开拓34.1 井田开拓的基本问题34.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标34.1.2 工业场地的位置、形状和面积34.1.4 开采水平的确定及
3、带区划分34.1.5 主要开拓巷道34.2 方案比较34.2.1 方案说明34.2.2 开拓方案技术比较34.2.3 方案一、三的经济比较34.3 矿井的基本巷道34.3.1 井筒34.3.2 井底车场34.3.3 主要开拓巷道35 准备方式带区巷道布置35.1 煤层地质特征35.1.1 带区位置35.1.2 带区煤层特征35.1.3 煤层顶底板特征35.1.4 水文地质35.1.5 地质构造35.1.6 地表情况35.2 带区巷道布置及生产系统35.2.1 带区准备方式的确定35.2.2 带区巷道布置35.2.3 带区生产系统35.2.4 带区内巷道掘进方法35.2.5 带区生产能力及采出率
4、495.3 带区车场选型设计35.3.1 带区车场的形式和线路布置35.3.2 带区主要硐室布置36 采煤方法36.1 采煤工艺方式36.1.1 采煤方法的选择36.1.2 回采工作面长度36.1.3 工作面推进长度和推进方向36.1.4 采煤工艺36.1.5 落煤方法36.1.6 采煤机进刀方式36.1.7 采煤机破煤、装煤方式36.1.8 移架方式596.1.9 采煤工作面支护方式36.2 工作面顶板管理36.3 工作面上、下端头及出口的顶板管理36.4 采煤工作面正规循环作业36.5 回采巷道布置36.5.1 回采巷道布置方式36.5.2 回采巷道支护37 井下运输37.1 概述37.1
5、.1 矿井设计生产能力及工作制度37.1.2 煤层及煤质37.1.3 运输距离和货载量37.1.4 矿井运输系统37.2 带区运输设备选型37.2.1 设备选型原则37.2.2 带区运输设备选型及能力验算37.2.3 带区绞车的运输能力验算37.3 大巷运输设备选型37.3.1 轨道大巷设备37.3.2 胶带大巷设备38 矿井提升38.1 概述38.2 主副井提升38.2.1 主井提升设备选型38.2.2 副井设备选型799 矿井通风及安全39.1 矿井通风系统选择39.1.1 矿井通风系统的基本要求39.1.2 矿井通风方案的技术比较39.1.3 通风方式的确定39.1.4 采煤工作面通风3
6、9.1.5 矿井通风容易和困难时期通风立体示意图及通风网路图39.2 矿井风量计算39.2.1 采煤工作面所需风量的计算39.2.2 掘进工作面需风量39.2.3 硐室需风量899.2.4 其它巷道所需风量899.2.5 矿井总风量899.2.6 风量分配39.2.7 风速验算39.3 矿井通风阻力39.4 矿井主要通风机选型39.4.1 矿井自然风压39.4.2 主要风机选型39.5 防止特殊灾害的安全措施39.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施39.5.2 预防井下火灾的措施39.5.3 防水措施310 设计矿井基本技术经济指标3专题设计部分浅析曲江矿瓦斯抽采技术与应用 .3_Toc2951
7、61172翻译部分英文原文3中文原文3参考文献127致谢3中国矿业大学 2011 届本科毕业设计第 101 页1矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置曲江公司位于江西省宜春丰城市曲江镇境内，矿区地理坐标：经度：115 43591155207，纬度：281046281723，北以-650m 标高为界，南至浙赣铁路北侧 B4 煤层剥蚀线。东起侏罗系地层 B4 煤层剥蚀线， 西至 911 勘探线间 B4 煤层不可采边界线。井田东西走向长 8.3km 南北宽3.6km，采矿许可证号 360000630603 矿区面积 27.6675km。矿区地面标高+20.1+90.8m；矿区开采
8、标高660m1250m，隶属于江西省煤炭集团公司。矿井北为建新矿、坪湖矿，曲江矿开采建新坪湖两矿深部煤层。1.1.2 地形特点曲江井田地势低平，赣江从西南向东北流经井田中南部。赣江河床宽3001300m，浅滩发育，河床两侧为冲积平原地形，堆积阶地分为二级，级 阶地分布较窄 ，标高+2123m，洪水期即被洪水淹没，级阶地开阔平坦，溪沟发育，标高+22+28m，赣江东南一带位于此阶地上，赣江西北则分布于曲江河西北较小范围。井田中部偏北为一宽达 12001500m 的剥蚀、堆积岗阜地形， 残积，坡积层发育，地势低缓、平坦，标高一般+40+50m，最高点为井田西北部的金银堆+63.58m，再往北为杨坑
9、小河横贯其间的低凹地带，宽约 1000m，地面标高+22+30m，曲江矿井主、付、风三个井口标高均为+37.0m 以上。1.1.3 交通条件矿井投产以来，运输、供水、供电等已形成系统，交通便利，铁路、公路， 水路可达省内外，矿区铁路支线通过张塘线与浙赣线接轨。公路有新梅路与昌 樟高速及 105 国道相连。赣江横穿矿区，十分方便。交通位置见图 1.1。曲江煤矿交通位置图曲江公司图 1.1曲江公司交通位置图1.1.4 工农业生产、原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植水稻、花生、油菜，间杂有果园、菜园和等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥、石材需由国家供应外，其它砖
10、、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。矿区已建有 110kv 区域变电所，可向本矿井供电的两回 35kv 输电线路。1.1.5 气候条件曲江井田位于长江中下游南区，属温带潮湿性气候区，雨量充沛，降雨量多集中在 4-6 月份，占年降雨量的 70%以上，10 月至次年一月降雨量只占年降雨量的 15%。最小年降雨量为 1042.6。最大年降雨量 2356.1。年最大蒸发量为 1732.5。连续无雨日数最长达 51 天。据丰城气象站资料，全年风向（除 6、7、8 三个月外）以北和北东为主，最大风速 14m/秒。冬季最冷期为12、1、2 三个月。霜冻期甚短，一般 10 天以内。年平均气温 1820
11、最低气温-8，最高气温 39，最大风力 8 级。年平均地面温度 19.8，最热旬平均气温 32.1，气压 998.2mB。大气平均相对湿度 64%。最冷旬平均气温0.2，气压 1025.2mB，大气平均相对湿度 79%。1.1.6 水文情况地表水系主要有常年河、间歇河、湖泊和水库。1、常年河为赣江发源于江西省南部南岭北麓，章、贡水汇合为赣江，向北流至万安后遂江注入，经吉安、樟树至丰城流经本井田后经南昌由吴城入鄱 阳湖。赣江全长约 500 公里，宽在井田范围为 3001300m，泉港到丰城水流坡度为 0.00088，因其汇水面积大，每年 5-6 月间常有洪水，流量 15619900 公方/秒，平
12、均水位标高 23.823m，历年最高洪水位：62 年石上测站为 32.17m。 丰城测站 31.56m。最低洪水位 66 年丰城测站 20.26m。赣江在曲江有一沙洲将赣江分为主河道与较小支流（曲江河）洪水泛滥时，沙洲附近几乎全部被淹没。2、间歇河为杨坑小河发源于西部坞社里井田大山岭的南麓，由西向东流经井田北部，汇集地表水和地下水经罗湖（毛坊湖）入赣江，河长约 11 公里， 河宽 212m。河床狭窄，水流不急，雨季常成山洪急流，雨后流量迅速减少。秋冬季时上游经常干涸，洪水时期，罗湖水位上涨回流倒灌，井田东北部被淹， 形成局部地段地表水补给地下水。最高水位+22.531m，最大流量 7.872
13、公方/秒（6 月份）。3、湖泊、水库：罗湖（毛坊湖）：位于井田东北部，湖底为侏罗系地层；长约 3000m宽约 1501050m，面积 1.585 平方公里，湖底标高约为 18.40m，湖面正常标高18.90m。蓄水量 708500 立方 m，湖东北有小河通过罗湖与赣江连通。平时湖水流入赣江，洪水时期罗湖闸关闭，沿杨坑小河回流倒灌。皮湖水库：位于井田西北，湖底为侏罗系地层和大冶灰岩长约2050m，宽约 300m，面积 0.848 平方公里。水深 1.5m，水位标高 23m 蓄水量1272000m。1.1.7地震情况根据中国地震资料年表丰城地区发生地震次数共发生 5 次震级较小， 影响不大。据 2
14、003 年 1 月江西省地震局编制的“江西省地震动震参数区划工作用图”分析，本区地震烈度小于 6 度，地震动参数 g0.05，区域稳定性良好。1.2 井田地质特征1.2.1 勘探程度1972 年 2 月1975 年 2 月止，曲江勘探区共施工 238 个钻孔。钻探工程量25897.30m，于 1975 年 3 月提交曲江勘探区精查地质报告，1981 年 4 月编制曲江找煤设计，陆续勘探程度全井田达到精查。并进行了三次抽水试验，上级部门同意提交报告、图纸。1985 年 3 月 22 日省厅下发关于丰城曲江井田精查勘探第一水平高级储量比例的复函要求。195 队于 1986 年 5 月结束野外工作，
15、1986 年 8 月提交精查报告。报告结论对地质及水文地质提出了存在问题和建议，并批准本报告。本区以钻探和物探手段进行勘探，取得预期的地质效果。煤质工作内容较丰富，基础资料除收集了钻孔资料外，且收集了坪湖、建新矿、仙姑岭巷道及洗煤厂的煤质资料、研究程度较高。储量计算采区块段平均、曲边梯形、三角剖分等方法，取得了差率极小的结果，说明计算方法可靠，并为准确、高效地采用计算机程序打下基础。长兴灰岩岩溶发育，浅部富水性强。本次勘探有 74 个孔（老孔 3 个）穿过，揭露较充分，同时对其中溶洞、简易水文，抽水资料等收集较全。并在此基础上对该层的岩溶发育规律进行了较深入的分析研究。资料利用率较高，效果较好
16、。本区地温工作中，现场仪器标定检查，测量、作图、复查工作及时认真， 基础资料较扎实，资料分析利用较全面。B4 煤出现500800m 两个第一水平，且大部为 A 级储量，使局部地段储量级别分布不够合理。1.2.2 井田煤系地层概述本井田为全隐蔽式，经揭露自下往上依次发育了下二迭统、上二迭统、下三迭统大冶群、下侏罗统门口山组和第三系渐新统临江组。第四系广泛分布。现由老到新叙述如下：（1） 下二迭统茅口组（P1m）：厚 120m 以上。下部为深灰色、灰黑色块状、层状、硅质灰岩，隐晶质，具大量褐色球状方解石晶体，顺层或零星分布黑色燧石结核，有沥青臭味，产丰富的动物化石及腕足类、瓣鳃类化石。中部为灰色、
17、灰褐色层状硅质灰岩，岩性致密、坚硬、易碎，风化呈菱形块状。上部为深灰色块状不纯灰岩、灰黑色深灰色层状钙质细粉砂岩夹薄层灰岩或泥灰岩，具水平层理，富含腕足类化石，含黑色燧石结核，见方解石脉。与下伏地层呈整合接触。（2） 上二迭统龙潭组（P1l）:厚度约 520m。官山段（P2l1）:厚度约 150m。下部为灰至深灰色、灰绿色薄层状粗、细粉砂岩、粘土岩，灰白色中厚层状含云母片的细砂岩，偶夹灰黑色泥岩或炭质泥岩。上部为灰白色厚层状至块状中至粗粒石英质砂岩，间夹灰色粉砂岩。砂岩中偶含少量直径大于 1 厘 m 的石英及燧石小砾石，颗粒成分除石英外，其他如长石等皆微量；颗粒呈棱角状及次棱角状，不等粒结构，
18、分选较好；具直线型、收敛型斜层理；胶结物以粘土质为主，偶含钙质；胶结类型分为接触式、混合式。官山段沉积属于过渡相， 推测为三角洲沉积体系。与下伏地层茅口组呈整合接触。老山段（P2l2）：一般厚度 240m。岩性岩相特征分为三个亚段。a、老山下亚段（P2l12）厚度 69.07123.27m，平均 90.58m。为本井田主要含煤段之一，称 B 煤组或下煤组。由浅灰色、灰白色薄层状及中厚层状细粒、细中粒砂岩，深灰色泥岩、粉砂岩组成。内夹三层灰色钙质砂岩（生物碎屑灰岩），产大量腕足类化石。含菱铁矿及黄铁矿结核。含煤 03 层，其中 B4 煤层为主要可采煤层。本段为主要含煤地层。b、老山中亚段（P2l
19、22）：厚度 44.56114.42m，平均 80.45m。深灰色、灰黑色薄层状泥岩为主，细粉砂岩次之，结构致密均一。贝壳状断口。上部偶见浅灰色细砂岩线理，呈清晰水平层理。含层状菱铁矿及黄铁矿结核，富产海相动物化石。c、老山上亚段（P2l32）：厚度 40.5991.87m，平均厚 65.02m。深灰色细粉砂岩以及粉砂岩与细砂岩互层。薄层状，局部见薄层泥岩、浅灰色细砂质线理和条带，构成清晰水平层理，其次为波状层理、低角度交错层理，顺层面见白云母片，含菱铁矿及黄铁矿结核。、狮子山段（P2l3）：厚度 12.6048.40m。平均 35.91m。浅灰色及灰白色中粒至细粒厚层状石英砂岩，间夹薄层状粉
20、砂岩，含少量菱铁矿结核，岩性致密坚硬。中部、下部分选好，见低角度大型交错层理、波状层理和水平层理，虫孔较发育。上部和顶部见单向交错层理。在粉砂岩夹层中有海豆芽化石和植物碎片化石。岩石结构为等粒细粒结构，局部为中粒，颗粒呈棱角形，少数次圆形。有时中粒砂岩中，次圆形颗粒占优势。绢云母、高岭石可能为长石经次生变化而成。本段与下伏之老山段岩层在岩性上呈渐变关系，而顶部有时与王潘里段之沼泽相岩层直接接触。、王潘里段（P2l4）：厚度 75.93109.84m，平均厚 89.89m。为井田主要含煤地层之一，称为 C 煤组或上煤组。由灰色、浅灰色中厚层状及厚层状细砂岩、中粒砂岩，深灰色薄层状粉砂岩、泥岩炭质
21、泥岩，浅灰褐色粘土岩及煤层组成。含较多的鲕状、结核状菱铁矿。含煤层多达 16 层。可采和局部可采煤层 13 层。中下部砂岩以交错层理为主，波状层理次之。常见植物化石和碎片，正粒序。本段为含煤地层。、上二迭统长兴组（P2C）：厚度 193.13247.26m，平均 211.51m。浅灰色及灰色、微带肉红色，厚层状显晶质及微晶质石灰岩。质纯，含不规则黑色燧石结核，裂隙充填方解石脉。浅部溶洞发育，溶洞中充填流砂及小砾石。见缝合线构造，局部夹泥质灰岩薄层，显微波状层理。底部钙质细砂岩最厚可达 15m，含黄铁矿结核，富产腕足类、动物化石。 下三迭统大冶群（T1d）：厚度大于 462m。底部 227m 为
22、灰、深灰色及青灰色薄层状泥灰岩及钙质砂质泥岩，含粒状黄铁矿，水平层理较发育。其上为灰色、青灰色、局部肉红色，顶部土红、肉红色薄层状至中厚层状隐晶质灰岩，结构致密、质坚性脆。间夹薄层状深灰色炭质白云质石灰岩及深灰绿灰色钙质砂岩泥岩，深灰色钙质粉砂岩，构成水平层理、微波状层理。裂隙较发育，充填方解石脉，局部见卡斯特溶洞及缝合线结构。与下伏岩层假整合接触。（4） 下侏罗统门口山组（J1m）：厚度大于 559m。下部浅灰、灰绿色厚层状细至中粒砂岩，夹灰绿色粉砂岩、钙质泥质细砂岩、炭质泥岩及煤线。中部灰、灰绿色粉砂岩、砂质泥岩及浅绿、灰绿色细砂岩。上部红色薄层状细至中粒砂岩为主，夹有砖红色粉砂岩及紫红、
23、黄、灰绿色砂质泥岩，常具紫红色、紫褐色斑块状构造。偶见科达植物化石。与下伏地层呈不整合接触。（5） 第三系渐新统临江组（E2-3l）：厚度大于 977m。下部紫红色厚层状砾岩，紫红色、砖红色细砂岩、粗粒砂岩、含砾砂岩。上部紫红色、砖红色细砂岩、粉砂岩、夹粗粒砂岩，少量砾岩。泥质及粉砂质胶结，基底式、孔隙式胶结类型。具斜层理及交错层理。与下伏地层部整合接触。（6）第四系（Q）：厚度 2.00147.82m。远离赣江处一般下部为棕红色、黄色红土砾石层及棕红色粘土层，有白色蠕虫状条带，夹有棱角状红砂岩块、铁质包体及石英砾石。上部为暗灰色、灰黄色壤土，浅黄色亚砂土和少量粘土，夹有小砾石。赣江河床及其两
24、侧为浅黄色冲积砂层和砂、砾、卵石层。 与下伏地层呈不整合接触。1.2.3 地质综合柱状地质综合柱状如图 1.2 所示亚深灰色，灰黑色，薄 中厚层状细粒砂岩，泥岩含菱铁质结核，底部发育生物碎屑岩石 S4191869.07123.2790.58统含水性为细沙岩，裂隙较发育。含裂隙承压水，含水性弱，单位涌水量 0.0026-0.0075 公斤/秒米，水位标高 26.3-46.0 米，水质类型HCO3 SO4-NA MG型， CO-NA+K型，矿化度 0.274-3.19克/分， PH值8-9.1，总硬度 1.656.39 德度渗透系数 0.0280.1623 米/日。组 山16亚段P2L22灰色细砂
25、岩，下部夹细砂岩。含煤 03层，顶板海豆芽化石。 C8为主要可采煤层。 12（ P2L4）C106灰深灰色粉砂岩，上部夹一层细砂岩，含菱铁矿铁质结核，星状黄铁矿。含煤层 04层， C23局部可采顶部有厚 15米钙质砂岩夹渣质岩。0-1.930.6（ 44）王长兴灰岩含水层主要分布于杨坑河两侧，第四系之下，约呈东西方向延长，岩溶极其发育，但不均匀。含岩洞 岩隙承压水，含水性弱 极强。地下水分布不均，含水性浅部强，随着深度增加，含水性逐渐减弱，单位涌水量 0.00002522.98 公斤/秒米水位标高 17.1440.93 米，水质类型 HCO3-CA型，HCO3SO4-CA型矿化度 0.1850
26、.288 克/升。PH值7.258.3，总硬度 2.71613.07 ， 渗透系数 0.0001299.25米/日。5P2（C）193.13247.26211.51组4含水岩性为商埠的薄层灰岩，岩溶解发育 不发育含溶隙 溶洞承压水，含水性弱 较强，底下水分分布极不均匀，单位涌水量 0.0000418.93 公斤/秒 米水位标高 22.7527.77 米，水质类型 HCO3-CA型，矿化度 0.1490.757 克/升， PH值7.68.95 ，总硬度2.586.28，渗透系数 0.00002254.793 米/日。0 462.00系 统 群（T10）含水岩性为细，中砂粒砂岩，砾岩。含缝隙承压水
27、，含水性弱，单位涌水量 0.000460.033 公斤/秒。米 水位标高 19.5843.95 米水质类型HCO3 CA MG 型及HCO3 NO3-CA ，MG型，矿化度0.0342.62 克/升， PH值5.618.10，总硬度0.826.00渗透系数 0.00010.109 米/秒。3（T1m）系 统 0 559.00 门口山组罗紫红色，往下逐渐变灰绿色，花斑状粉砂岩，灰白色， 灰绿色细砂岩，中砂岩，上部及下部都夹粒砂岩，砾岩，底部夹混岩，局部夹煤层。侏 下2于龙关山一带有出露。含水岩性为红，紫红色粗，细砂岩及下部砾岩单位涌水量 0.012公斤/秒。米，水位标高 19.13米水质类型 H
28、CO3-NA+K型，矿化度 0.0360.253 克/升PH值5.968.2 总硬度 0.33.2 ，渗透系数 0.085。 系 统 组（ E2-3） 0977.00新 江三近代冲积曾，主要分布于赣江沿岸以沿岸的冲积平原。沙砾含水层，分布于杨戈河西岸低洼地带含隙承压水，含水性较好，单位涌水量 0.5638.47公斤/秒。米，水位标高： 1974-24.14 米，水质类型： HCO-Ca及HCO -K+NA型，矿化度 0.1060.28克/升 PH值6.148.6 ，总硬度 3.948.05 渗透系数 0.053890.10 米/N。1岩状，铁质色体岩石夹砾石。赣江河床及其面侧为浅黄色冲击卵石及
29、砂层。系平均号称状柱最小 最大平均阶 段系 统水 文 地 质 特 性岩性 描述性属层 名 最 小 最 大煤层厚度综合柱状图地 层 系 统地层厚度煤层第四2.00147.82上部黄色，灰黄色壤土，亚砂和少量黏土，夹有砾石，下部棕红色，黄色黏土层，砾石层。， 有蠕虫状条带，局部有流沙层，夹棱角状红砂第 渐 临上部紫红色，砾红色厚层细沙岩，粉砂岩，夹粗砂岩，中砂岩。下部紫红色，黄色厚层状砂岩，夹中砂岩，粗砂岩。砾石成分：石类燧石为主，次为灰岩块。砾径大小不一，对呈次棱角状，次圆状。红砂岩舍水组，分布于井田东南不，竿江沿岸。三 下 大叠治顶部肉红色，上部灰色，青灰色，薄 厚层状品质石灰岩。夹薄灰岩，局部岩溶发育。下部青灰 深灰色，薄层状泥质灰岩，钙质，粉沙岩水平层理发育含黄铁矿晶体。长兴浅灰色，灰色，略带肉红色，厚层状细晶质石灰岩，下部含大量燧石结核，底部为钙质砂岩，最大厚度 15M，含硫质，砂质及黄铁结核。浅部岩溶发育，溶洞充满流砂和灰岩块。局部溶洞内冲天上覆门组地层
