课程设计（东滩矿）

华北科技学院矿井开采课程设计

一、指导思想

课程设计师安全专业学生一项实践性的教学环节，通过开拓方案设计将所学的理论知识，尤其是将矿井设计原理设计程序和设计方法等知识点融会贯通于实践的综合性的学习过程，为学生进行本科毕业设计以及毕业后从事矿井设计矿井建设和生产工作打下一定的基础。

二、目的

通过开拓方案设计要求达到下列目的 1系统地运用所学的理论知识 2掌握矿井开拓方案设计的步骤和方法 3熟练掌握方案比较法在开拓设计中的应用 4提高和培养学生分析问题解决问题的能力

5提高和培养学生文字编写计算和应用CAD绘图的能力。

三、设计任务

1编写开拓方案设计说明书一份（40～50页左右，每页不少于400字） 2设计图纸部分：开拓平面布置图剖面图（平面图1：10000 剖面图 1：5000）

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摘要

本设计为山东省邹城、兖州、曲阜三市接壤地区东滩矿井开拓设计，全篇共分为五个主要部分：矿井概况及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓和采区巷道布置。

区内交通极为便利。京沪铁路大动脉纵贯井田中部，从东滩店车站起，南去邹城6km，徐州162km，上海818km；北去兖州14km，济南156km，青岛549km。另有兖新铁路支线，西去济宁至鲁西南菏泽和河南新乡，与京九铁路和京广铁路联网；东去有兖石铁路专线至石臼港308km。公路四通八达，有104国道、京福高速公路、邹兖公路、济兖公路和济邹公路分别从井田东部、中部、南部和西部通过。京杭大运河由济宁市西流过，一般能通航85t小轮，一、二月份水位变浅，不能通航。

东滩矿年设计生产能力300万t/a，服务年限70.年。矿井布置两个综采工作面保证全矿井的产量，煤的运输采用胶带输送机运输。矿井的通风方式采用中央并列式。

关键词：立井开拓；多水平延深；大采高；带区开采；服务年限

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目录

绪论????????????????????????????????5 第一章 矿井概述与地质特征?????????????????????6 第一节 矿井概述???????????????????????????6 1.1.1 矿井地理位置、地形特点和交通条件概述??????????????6 1.1.2 矿区气候条件??????????????????????????6 1.1.3 矿区水文情况??????????????????????????6 1.1.4 矿区水源和电源?????????????????????????6 1.1.5 生产原料和建设材料???????????????????????7 1.1.6 附矿区交通位置图????????????????????????7 第二节 井田地质特征???????????????????????????7 1.2.1 井田地形地势以及井田的勘探程度??????????????????7 1.2.2 地层、构造与地温????????????????????????7 1.2.3 水文地质特征 ....................................................... 9 1.2.4 煤层综合柱状图 .................................................... 10 第三节 煤层特征 ......................................................... 11 1.3.1 煤层特征 .......................................................... 11 1.3.2 煤层的围岩性质 .................................................... 11 1.3.3 煤的特征?????????????????????????????12 第二章 井田境界????????????????????????????13 第一节 井田境界 ....................................................... 13 2.1.1 井田境界 .......................................................... 13 2.1.2 井田特征 .......................................................... 13 第二节 矿井工业储量???????????????????????????13 2.2.1 井田勘探类型、钻孔及勘探分布情况 .................................. 13 2.2.2 矿井工业储量的计算及储量等级的圈定 ................................ 14 第三节 矿井可采储量???????????????????????????15 2.3.1 计算可采储量时必须要考虑的损失 .................................... 15 2.3.2 各种煤柱损失的计算 ................................................ 18 2.3.3 矿井可采储量 ...................................................... 22 第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限???????????????24 第一节 矿井工作制度???????????????????????????24 第二节 矿井设计生产能力及服务年限????????????????????24 3.2.1 矿井设计生产能力的确定 ............................................ 24 3.2.2 水平的服务年限 .................................................... 24 3.2.3 井型校核 ........................................................... 25 第四章 井田开拓?????????????????????????????26 第一节 井田开拓的基本问题????????????????????????26 4.1.1 井筒形式、数目、位置及坐标 ........................................ 26 4.1.2 工业广场的位置、形状和面积的确定 ................................... 28

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4.1.3 确定开采水平 ....................................................... 28 4.1.4 煤层生产能力及主要开拓巷道 ........................................ 29 4.1.5 确定开拓方案 ...................................................... 31 第二节 矿井基本巷道???????????????????????????41 4.2.1 井筒 .............................................................. 41 4.2.2 井底车场 .......................................................... 42 4.2.3 主要开拓巷道 ...................................................... 43 参考文献 ............................................................... 51 致谢 ................................................................... 52

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绪论

经过半年的学习，让我掌握了较多的专业知识，通过这次课程设计，更让我了解到了理论与实践的差距，同时也感受到了自己在专业课方面的一些不足之处，其目的是巩固和扩大我们所学理论知识并使之系统化，培养我们运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高我们计算，绘图，查阅资料的基本技能，为毕业设计奠定基础。

依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。

煤层开采设计是煤炭开采重要环节，而煤矿开采技术根据煤层赋存条件的不同有很大差异。开采方式不对会造成煤炭的极大浪费，甚至会造成伤亡事故的发生。在21世纪，能源极为重要的时代，要适应蓬勃发展的社会经济，就必须优化开采技术，体现绿色开采和可持续发展策略，而合理的开采设计则能有效减少煤炭损失，将赋存在地下的煤炭高速度，高效率的回采出，满足祖国经济建设对能源的需求。

过本次课程设计，使我学到了更多的采矿专业知识，加深了我对所学专业知识的理解和认识。同时通过课程设计也培养了我们个人在实践中的发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养了我们实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为将来在工作岗位上更好的发挥自己的能力奠定了坚实的基础。

再则，由于自己在学习过程中对于知识的理解以及接收能力有限，所以在设计过程难免出现错误，希望老师给予批评指正。

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第一章 矿井概述及井田地质特征

第一节 矿井概述

1.1.1 矿井地理位置、地形特点和交通条件概述

(1) 地理位置：东滩矿井位于山东省济宁专区，地跨邹县、兖州、曲阜三县，为兖州煤田的深部。

(2) 地形特点：井田内地势平坦。地面标高+42.46~+54.58米，由东北向西南逐渐降低，坡度平缓。矿区地震烈度，根据山东省地震局的（76）鲁发字第110号文件，地震基本烈度按7级考虑。

（3）居民点分布：矿区范围内分布有大小村庄15个，大部分分布在井田边界。另外，在矿区南部有大片职工住宅区。

(4) 交通条件：矿区内交通方便，京浦铁路纵贯本井田中部，以东滩站至邹县车站约6KM,兖（州）济（宁）铁路支线可通济宁、邹济公路。兖州公路与邹兖公路分别由井田南部、西部与中部通过。 1.1.2 矿区气候条件

矿区气候属海洋大陆型，年平均降水量732.2mm,雨季多在6~8月。年平均气温为13.6°，日最高气温为40.7°，最低气温在-18.6°，冰冻期为十二月至次年三月。冻土深度为450mm,风向为南风和东北风。 1.1.3 矿区水文情况

矿区的白马河、小蓼河、泥河纵贯全井田，向南流入南阳湖。白马河全长75KM,河床宽10~420米，最大流量为353m3/s, 小蓼河和泥河为季节性小河，是白马河支流，流量随季节变化，冬春季干枯断流。 1.1.4 矿区水源和电源

矿区已建有110KV罗广区域变电所，向本矿井供电的两回35KV输电线路以建成送电。

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本井田未曾做过专门的水源勘探工作，但根据地质报告提供的水文地质资料，本区第四系地层上组砂层水分布广，埋藏浅，水量充沛，水质符合要求，故第四系地层上组砂层水是较可靠的水源，能够满足矿井建设和生产的需要。

1.1.5 生产原料和建设材料

本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。 1.1.6附矿区交通位置图

津兖州滋东滩煤矿交通位置图阳兖济路断峰层路济公铁浦兖兴隆庄泗鲍店白东滩山铁图 例南屯邹县断河邹符号路名 称井田境界铁 路公 路河 流立井井筒济河马沙路公北宿层河 第二节 井田地质特征

1.2.1井田地形地势以及井田的勘探程度：

(1) 地形与地势：井田内地势平坦，由东北向西南逐渐降低，坡度平缓。

(2)井田的勘探程度：全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔145个，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27米，其中水文钻孔3个，为1865.61米。 1.2.2地层、构造与地温

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(1) 地层：本井田含煤地层属于石炭二迭系的太原组和山西组，煤系平均8.55米，全为第四系所覆盖。煤系底盘为奥陶系灰岩。煤系和煤层沉积稳定，标志层明显。含煤地层上部覆有相当厚的上侏罗系地层，在上侏罗系沉积前，煤系地层上部的东南半部遭受不同程度侵蚀，保留不完整。 表2——1 地层特征表

地层系统 接触 系 统 关系 层厚(m) 两极厚度 平均厚度 地层特征 第 四 系 57.26-226.自西向东，自南向北逐渐变薄，井田内仅在西北边缘见上、中、下组外， 其余只有上、中两组，上组一般厚45m左右，透水性强，含水丰富； 中组一厚45-50m左右,透水性弱。 分布普遍，由西而东残厚不断增大，上段最大残厚550余m,只见于井田 不整合 上侏 34 124.61 侏 罗 罗统 系 残 厚 东部，为灰、灰白、灰绿、褐灰色的粉砂岩细砂岩、泥岩、泥质岩与 细砂岩互层等，固接良好，下段沉积后300~390m,一般320m,岩性基本为 一套紫红色，暗红色厚状泥质砂岩，斜层理发育。 不整合 整合 0~794.86 下石盒子组 二 迭 系 山西组 残 厚 0~181.88 分布与井田北部和西部，以紫红色、灰绿、灰黄色的杂色粘土岩为主， 夹粉砂岩和砂岩，底部有一层超过5m,的粗砂岩或沙砾岩，与山西组分界。 分上、下两段，上段为纯陆相地层不含煤，由杂色粘土岩、灰-灰绿色细 105.92-152.6133.98 -中粒砂岩，灰-深灰色粉砂岩，粘土岩等组成，厚23-50m,一般35m左右。 下段为主要含煤段，厚约100m左右,主要由灰-灰白色中粒细砂岩深灰色 粉砂岩，细砂岩与粗粉砂岩互层组成，中下部含第2、3煤层。 为海陆交互相沉积，岩性主要为粉砂岩、泥岩、粘土岩、细粒砂岩、夹薄层石 174-218 184.74 整合 假整合 太原群 石 炭 系 灰岩10层，煤24层，其中主要可采煤层为第16上、17煤层，局部可采煤层 有第6、15上、18上、灰岩中以三、十、十下两层较厚，且最稳定。 厚度变化大、从南到北，从东向西逐渐变薄，北部厚29.6m,南西部厚 38.36m,岩性由灰岩、粘土层、粉砂岩、铝铁质泥岩组成。第十二、十三层 灰岩呈砾状，第十四层灰岩层位稳定，但厚度变化大，第十五层灰岩为 透镜体沉积。 整本溪群 合 奥陶系 灰-青灰色厚层状致密灰岩，夹薄层黄色泥质灰岩，顶部风化裂隙发育。 (2) 构造：本井田以宽缓褶皱为主，伴有少数的段裂构造。由于次一级褶皱普遍发育，致使地层产状不论其走向、倾向、倾角都有较大变化。次级褶皱均为宽缓、短轴、波状褶皱。背向斜相间分布，定向排列等特征。轴向总以北东、北东东为主，但轴在平面上有弯

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曲，在垂直面上也有起伏。这种现象可能是两组基底断裂相互干扰、复合的结果。断层主要为小角度的正断层，断距较大的断层分布于东部和南东部边缘。按其走向可分为四组。井田内共有背向斜10条，断层15条。所有的正断层都切割上侏罗系的红色砂层，且断层不论间距大小，都切割次级褶皱。

(3) 地温：本井田内地温未见异常，地温和地温梯度都较低。变化大致有如下几点规律：

① 地温梯度与地层有密切的关系。上侏罗系红层以上的非煤系地层，地温梯度最低平均每深100米，均温1.5°C;第三煤层以上的煤系地层为中梯度，平均每深100米，升温1.8°C~2.0°C左右。第三煤层以下为高梯度，平均每升100米，增温2.5°C左右。

② 第三煤层是良好的隔热层，对地温起着一定的控制作用。一号井东断层东部地温较断层的西部地温高1°C~3°C，平均2.0°C左右。 1.2.3 水文地质特征

(1) 含水层特征及断层导水性

区内为主要含水层为第四系含水砂层，上侏罗系地层，第三煤层顶板灰岩，第三层石灰岩。第十二至十四层石灰岩、奥陶系灰岩等。断层导水性不强，煤系含水层补给水源较差。

(2) 矿井涌水量

经精查补充勘探，参照南屯矿井实际涌水量资料，根据补充地质报告审查意见；本矿井正常涌水量为200m3/h,最大涌水量为500m3/h。

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华北科技学院矿井开采课程设计 1.2.4 附综合柱状图 综合柱状 岩 石 名 称两极厚度（m)一般厚度（m)灰白色硅泥质中粗砂岩0~9.304.30灰色粉砂岩0~6.503.50煤（2）0~1.840.55灰色粘土岩0.50~2.640.80深灰色粉砂岩0.65~8.052.30灰白色钙质中砂岩0~15.523.60深灰色粉砂岩0~4.091.80灰白色硅质中粒长石石英砂岩2.27~34.3112.13深灰色粉砂岩0.25~5.162.903煤5.65~10.288.55灰黑色泥岩0.13~1.980.84深灰色粉砂岩0.20~2.602.26灰色硅质中砂岩1.60~8.314.70灰黑色粉砂岩0.57~7.033.50灰色泥质细砂岩0.85~13.417.00深灰色粉砂岩3.00~15.876.70灰黑色泥岩4.54~7.385.50煤（4）0~0.630.20灰色粘土岩0~1.701.10深灰色粉砂岩2.65~7.035.10灰色石灰岩（二0~1.850.54）煤（5）0~0.630.30灰色粘土岩0.60~1.961.20灰黑色粉砂岩2.36~8.803.80煤（6）深灰色泥质细砂岩0~3.590~1.070.641.60 华北科技学院矿井开采课程设计 第 页

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