【導讀】本次畢業(yè)設計，我所做的是河北冀中能源邯鄲礦業(yè)集團安平礦井初步設計。通過實習使我們更加深刻地了解到我們以后的工作，并且學到了重要。業(yè)的一個全面的總結。采區(qū)劃分、井底車場的確定及線路計算、硐室布置等內(nèi)容；的設計及生產(chǎn)工作面回采工藝的確定。包括提升、運輸、通風、排水等系統(tǒng)的確定和設備選型及相關。本次設計共用時12周，時間較為充足。由于個人水平有限，缺少現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗，

　　

【正文】 煤層 本區(qū)含煤地層包括本溪組、太原組和山西組。含煤地層總厚度 200～ 240m，一般 220m左右。 含煤 16 層，煤層總厚度約 ，含煤系數(shù) ％。含煤地層由于標志層較多，層間距比較穩(wěn)定，測井曲線特征明顯，煤層易于對比。可采與部分可采煤層有： 9 等 7 層，煤層總厚度 ，可采煤層含煤系數(shù) ％， 6 等 3層為主要可采煤層，總厚度 。現(xiàn)將各煤層分述如下： （一） 1 號煤（小煤） 位于山西組中部，為零星可采煤層，煤層厚度 0～ ，平均厚度 。煤層結構簡單，厚度變化不大。區(qū)內(nèi)穿過 1 號煤層層位鉆孔 61 個。其中：斷失點 9 個；巖漿巖侵入煤層頂板點 1 個（不可 采）；正常可采點 10 個，正常不可采點 39個，尖滅點 2個。煤層可采性指數(shù) 19％，厚度變異系數(shù) 37％，屬極不穩(wěn)定煤層。煤層頂?shù)装鍘r性多為粉砂巖，局部頂板為細粒砂巖。 （二） 2 號煤（大煤） 河北工程大學畢業(yè)設計 23 位于 1號煤之下，相距 15～ 20m。為本區(qū)主要可采煤層，基本全區(qū)可采，煤層厚度～ ，平均厚度 ?？v觀全區(qū)厚度無明顯變化。含夾矸 12 層，通常煤層下部含 1層粉砂巖夾矸，厚 ～ ，平均夾矸厚 。于第 12 地質(zhì)剖面線向南局部地段巖漿巖侵入煤層頂板或底板，使煤層變薄，但仍然可采。區(qū)內(nèi)穿過 2 號煤 層層位鉆孔 61個。其中：斷失點 8 個；巖漿巖侵入煤層頂板 1 個（可采），侵入煤層底板 1個（可采）；正?？刹牲c 48 個，正常不可采點 3個。煤層可采性指數(shù) 94％，煤層厚度變異系數(shù) 33％，屬較穩(wěn)定煤層。煤層頂板巖性為粉砂巖，頂?shù)装鍨榧毩Ｉ皫r。巖漿巖局部侵入，對煤層影響不大。 （三） 4 號煤（野青煤） 位于野青灰?guī)r之下，上距 2 號煤 ，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，結構簡單。區(qū)內(nèi)穿過 4號煤層層位鉆孔 61個。其中：斷失點 6 個；巖漿巖吞噬點 1 個；正?？刹牲c 9 個，正常不可采點 43 個，尖滅點 2個。煤層可 采性指數(shù) 74％，煤層厚度變異系數(shù) 28％，屬極不穩(wěn)定煤層?？刹煞秶饕挥诘?10 地質(zhì)剖面線以北，另外洺河河床的 150m 以深也有可采地段。巖漿巖侵入對煤層影響不大，僅 12 地質(zhì)剖面線 6511孔煤層被巖漿巖吞噬。頂板為泥巖及砂質(zhì)泥巖，底板砂質(zhì)泥巖。 （四） 6 號煤（山青煤） 位于伏青灰?guī)r上部，上距 4 號煤 ，煤層厚度 ～ ，平均厚度 。大部可采，煤層結構簡單。區(qū)內(nèi)穿過 6 號煤層層位鉆孔 60 個，其中：斷失點 7 個；巖漿巖吞噬點 1 個，巖漿巖侵入煤層頂板 2個（均尚可采）；正?？刹牲c 37個，不可采 點12 個，尖滅點 1 個。煤層可采性指數(shù) 74％，煤層厚度變異系數(shù) 32％，屬不穩(wěn)定煤層。巖漿巖對煤層影響不大，僅第 7 地質(zhì)剖面線的 6706 孔巖漿巖將煤層吞蝕， 9606 及云 7鉆孔侵入煤層頂板。頂?shù)装鍘r性為粉砂巖。 （五） 7 號煤（小青煤） 位于伏青灰?guī)r之下，中青灰?guī)r上。上距 6 號煤 18m，煤層厚度 ～ ，平均厚度 。大部可采，煤層結構較簡單，區(qū)內(nèi)穿過 7號煤層層位鉆孔 55個，其中：斷失點 8個；巖漿巖吞噬點 3個，侵入煤層頂板 4 個（ 2個可采， 2個不可采），侵入煤層底板 3個（ 2 個可采， 1 個不可采）；正?？刹?點 19 個，不可采點 15 個，尖滅點 3 個。煤層可采性指數(shù) 51％，煤層厚度變異系數(shù) 42％，屬極不穩(wěn)定煤層。第 6 地質(zhì)剖面線以北較普遍含夾矸 1層 ～ 。由第 7地質(zhì)剖面線以南一般不含夾矸。巖漿巖對煤層有干擾破壞，如第 4地質(zhì)剖面線的云 4 6903 及第 6 地質(zhì)剖面線的 6706 孔煤層被吞蝕。另有巖漿巖侵入煤層頂板的鉆孔 4個（ 690 690 690云 70），侵入煤層底板的鉆孔 3 個（ 661云 2云 49）， 6907 孔煤層被 巖漿巖分隔上下兩層，說明巖漿巖對本煤層局部地段的破壞較嚴重。其余不可采點 多因構造影響。頂?shù)装鍘r性多以粉砂巖為主，個別孔頂板為石灰?guī)r。 河北工程大學畢業(yè)設計 24 （六） 8 號煤（大青煤） 位于大青灰?guī)r之下，上距 7 號煤 30m，煤層厚度 0～ ，平均厚度 。大部可采，由于巖漿巖的嚴重干擾破壞，部分被巖漿巖吞蝕或侵蝕，使可采范圍變小，但侵蝕點大部分仍可采。吞蝕帶僅限于第 11～ 4 地質(zhì)剖面線。另外，雖受巖漿巖干擾但仍然可采的局部塊段零星分布于第 11 地質(zhì)剖面線以北。煤層的結構簡單，且變質(zhì)程度高于上述各煤層，頂板為厚度穩(wěn)定的石灰?guī)r或與巖漿巖直接接觸。底板為粉砂巖或巖漿巖。區(qū)內(nèi)穿過 8號煤層鉆孔 46 個，其中：斷 失點 8個，巖漿巖吞噬點 10 個，巖漿巖侵入煤層頂板 5 個（均可采），巖漿巖侵入煤層底板 11 個（ 9個可采， 2個不可采）；正?？刹牲c 23 個，正常不可采點 5個，尖滅點 1 個。對正常點進行統(tǒng)計，煤層可采性指數(shù) 83％，煤層厚度變異系數(shù) 81％，屬極不穩(wěn)定煤層。 （七） 9 號煤（下架煤） 位于 8號煤層之下，一般間距小于 5m，個別點與 8 號煤合并為一層。由于巖漿巖的侵入影響使 89號煤間距增大，如 6904孔超過 14m。煤層厚度 0～ ，平均厚度 。受巖漿巖影響使局部煤層不可采或被吞蝕，使可采范圍變小，如 670云 2 7001 等孔，但侵蝕點大部分仍可采。吞蝕帶多處于礦區(qū)中部的 250m 以深。另外，第 2線及第11 地質(zhì)剖面線也零星分布。大部分地段雖受巖漿巖影響，使煤層結構復雜化但仍然可采。結構較復雜，大部分含夾矸 12 層，夾矸厚度 。因巖漿巖對 9號煤層嚴重破壞致使穩(wěn)定可采煤層出現(xiàn)局部的不穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)穿過 9號煤層層位鉆孔 45 個，其中：斷失點 9 個，巖漿巖吞噬點 8 個，巖漿巖侵入煤層頂板 15個（ 12 個可采， 3 個不可采），巖漿巖侵入煤層底板 5個（ 3 個可采， 2 個不可采）；正常見煤點 8個，全部可采。對正常點進行統(tǒng)計， 煤層可采性指數(shù) 100％，煤層厚度變異系數(shù) 33％，屬較穩(wěn)定煤層。 可采煤層 2煤層：位于 1 號煤之下，相距 15～ 20m。為本區(qū)主要可采煤層，基本全區(qū)可采，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ?？v觀全區(qū)厚度無明顯變化。含夾矸 12 層，通常煤層下部含 1層粉砂巖夾矸，厚 ～ ，平均夾矸厚 。于第 12 地質(zhì)剖面線向南局部地段巖漿巖侵入煤層頂板或底板，使煤層變薄，但仍然可采。區(qū)內(nèi)穿過 2號煤層層位鉆孔 61個。其中：斷失點 8 個；巖漿巖侵入煤層頂板 1 個（可采），侵入煤層底板 1 個（可采）；正?？?采點 48 個，正常不可采點 3個。煤層可采性指數(shù) 94％，煤層厚度變異系數(shù) 33％，屬較穩(wěn)定煤層。煤層頂板巖性為粉砂巖，頂?shù)装鍨榧毩Ｉ皫r。巖漿巖局部侵入，對煤層影響不大。 4煤層：位于野青灰?guī)r之下，上距 2 號煤 ，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，結構簡單。區(qū)內(nèi)穿過 4號煤層層位鉆孔 61 個。其中：斷失點 6個；巖漿巖吞噬點 1個；正?？刹牲c 9 個，正常不可采點 43個，尖滅點 2 個。煤層可采性指數(shù) 74％，河北工程大學畢業(yè)設計 25 煤層厚度變異系數(shù) 28％，屬極不穩(wěn)定煤層?？刹煞秶饕挥诘?10 地質(zhì)剖面線以北，另外洺河河床的 150m 以深也有可采地段。巖漿巖侵入對煤層影響不大，僅 12地質(zhì)剖面線 6511 孔煤層被巖漿巖吞噬。頂板為泥巖及砂質(zhì)泥巖，底板砂質(zhì)泥巖。 6煤層： 位于伏青灰?guī)r上部，上距 4 號煤 ，煤層厚度 ～ ，平均厚度 。大部可采，煤層結構簡單。區(qū)內(nèi)穿過 6 號煤層層位鉆孔 60 個，其中：斷失點 7個；巖漿巖吞噬點 1 個，巖漿巖侵入煤層頂板 2 個（均尚可采）；正?？刹牲c 37 個，不可采點 12 個，尖滅點 1個。煤層可采性指數(shù) 74％，煤層厚度變異系數(shù) 32％，屬不穩(wěn)定煤層。巖漿巖對煤層影響不大，僅第 7 地質(zhì)剖面線的 6706 孔巖漿巖將煤層吞蝕， 9606及云 7鉆孔侵入煤層頂板。頂?shù)装鍘r性為粉砂巖 不可采煤層 安平 煤田不可采煤層有 4層之多，它們的共分別是： 1,7,8,9 號煤，其中 8號煤因巖漿巖 干擾破壞嚴重，局部缺失和厚度變薄而不可采或被吞蝕， 9 號煤因 巖漿巖 干擾破壞嚴重，局部缺失和厚度變薄而不可采或被吞蝕， 1,7 號煤均因為煤層厚度沒有達到開采厚度而不可采。 煤質(zhì) 按照我國現(xiàn)行的煤炭分類標準《中國煤炭分類國家標準》，結合本礦區(qū)煤樣的化驗資料分析確定，本區(qū)煤類以高變質(zhì)無煙煤為主，部分為天然焦。其中， 7等五層煤主要 是無煙煤，僅個別小塊段因與巖漿巖接觸演變?yōu)樘烊唤?。太原組底部的 9 兩層煤，因廣泛受到巖漿侵入的影響，部分為天然焦。 各煤層煤質(zhì)主要特征（見表 4－ 3）。 （一）、煤的物理性質(zhì) 各煤層均為濱海沼澤沉積的腐植煤。具有典型高變質(zhì)無煙煤的特征。外觀呈黑、灰黑或鋼灰色，似金屬光澤，反射率高達 15%以上，階梯狀或次平坦狀斷口，均一狀結構，塊狀構造，比重和硬度均較大，變質(zhì)程度愈高，塊度愈佳。 天然焦呈鋼灰色，略染手，堅硬塊狀，與焦炭近似，但孔隙度低，鏡下觀察見有氣孔和花紋構造。 （二）、煤的主要化學特征 由于煤的變質(zhì)程度 高，視密度均大于 ，用密度 的浮選液浮不出浮煤，各項化驗和測定均為原煤樣。 A、有害組分 （ 1）、水分（ Mad）： 各主要煤層的水分最低為 %，最高達 %，一般 1%～ 5%，平均值以 9號煤為河北工程大學畢業(yè)設計 26 最低（ %）， 6 號煤最高（ %）（見表 4－ 4）。 （ 2）、灰分（ Ad）和煤灰成分 各煤層的灰分含量波動較大，變化在 ～ %之間，小于 10%的稀少，一般均高于 15%，就各煤層灰分平均值而言 , 9等五層煤灰分含量的平均值在 20%上下，屬中灰煤； 7號煤的平均值略高為 %，但仍屬中灰煤； 8 號煤的含灰量最低，平均值為 %，屬低灰煤（見表 4－ 4）。煤層的灰分含量與成煤的沉積環(huán)境、巖漿侵入等因素有關。 本礦區(qū)為高變質(zhì)無煙煤區(qū)。煤的視密度較大，僅個別點的煤樣可選出浮煤。浮煤的灰分含量比原煤顯著降低，均降低到 10%以下（見表 4－ 3）。這一特點與邯鄲煤田各礦區(qū)不同煤種的原煤和精煤的灰含量變化規(guī)律相一致。如適當提高浮選液密度（ ），本礦區(qū)各主要煤層洗選后的浮煤，均可降為低灰煤。 煤層灰分含量一覽表 表 4－ 3 煤層 原煤灰分（ %） 浮煤灰分（ %） 下降百分數(shù) 2 7 8 各煤層主要煤質(zhì)特征一覽表 表 4－ 4 煤層 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 1 2 (4) 1 (4) (4) (4) 3 (4) (4) 2 3 (13) 4 (3) (13) 8 (13) 6 (13) (12) 4 9 (4) 8 (4) 4 (4) (4) 5 (4) (4). 6 1 (4) 9 (4) 6 (4) (4) 0 (4) (4) 7 河北工程大學畢業(yè)設計 27 7 (8) 1 (8) 9 (8) (8) 4 (8) (8) 8 4 (12) (12) (12) 5 (12) 9 (12) 7 (12) 9 9 (5) 8 (5) (5) (5) 9 (5) (5) 各煤層灰成分分析表 表 4－ 5 煤層 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 1 (4) (4) (4) (4) (4) (4) 2 (13) (3) (13) (13) (13) (12) 4 (4) (4) (4) (4) (4) (4). 6 (4) (4) (4) (4) (4) (4) 7 (8) (8) (8) (8) (8) (8) 8 (12) (12) (12) (12) (12) (12) 9 (5) (5) (5) (5) (5) (5) 各煤層的灰成分以氧化硅、三氧化二鋁為主，次為三氧化二鐵，氧化鈣和氧化鎂的含量均較低。 9各煤層灰成分的氧化硅含量大于 40%。 1 號煤最高為 %，8 號煤最低為 %。 9 各煤層的三氧化鋁含量 30%上下， 8 號煤最低為%。三氧化二鐵含量在 6%至 30%之間，以 8 號煤最高為 %。氧化鈣一般在 2%至 %之間， 8號煤為 %。 各煤層灰成分含量及其變化規(guī)律見表 4－ 5。 河北工程大學畢業(yè)設計 28 （ 3）、全硫（ ） 各主要煤層的全硫含量以 2 號煤為最低，平均值分別為 %和 %； 8 號煤層略高 ,平均值為 %, 9 號煤層平均值為 %和 %, 7號層煤全硫含量較高 ,其平均值為 3%和 %。（見表 4－ 4）。 根據(jù)煤炭硫分分級標準（ GN/－ 20xx），若煤層實測原煤干燥基高位發(fā)熱量不等于基準干燥基高位發(fā)熱量（ 24MJ/kg）時，要對硫分含量進行折算，得到折算后的干燥基 全硫，然后以折算后的數(shù)值按標準進行分級。 瓦斯、煤塵和煤的自燃 （一）、瓦斯 安平 礦從建井到投產(chǎn)以來，從未發(fā)生過瓦斯突出事故，礦井瓦斯在涌出形式上，均表現(xiàn)為普通涌出。 根據(jù)河北省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理辦公室文件《關于邯鄲礦業(yè)集團公司 20xx 年度礦井瓦斯等級鑒定的批復》冀煤安辦 [20xx]18 號文，邯鄲礦業(yè)集團 安平 煤礦的瓦斯鑒定結果：礦井瓦斯絕對涌出量 179。/min，相對涌出量 m179。/t。鑒定結果為低瓦斯礦井。 20xx 年 5月至 20xx 年 5 月，山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊和第二勘探隊在 安平 煤礦深部擴 大區(qū)進行勘探，分別對 2號煤層采取了 6孔 6 個瓦斯樣，現(xiàn)場解吸無氣。分析結果 (見表 66)表明：其瓦斯 (CH4)成分和含量最高分別為 %和 ，二氧化碳 (CO2)成分和含量最高為 %和 ，氮氣 (N2)成分和含量最高為 %和。 2 號煤層屬于瓦斯 N2帶，瓦斯含量低，平均含量分別為 。煤層瓦斯成分以氮氣為主，次為二氧化碳、甲烷氣體；瓦斯含量普遍低，應屬瓦斯風化帶。 煤層瓦斯成分及含量表 表 66 項 目 煤 層 瓦斯成分％ 兩極值 /平均 (點數(shù) ) 瓦斯含量 ml/g 兩極值 /平均 (點數(shù) ) CH4 CO2 N2及其它 CH4 CO2 N2及其它 2 ～ （ 6） ～ （ 6） ～ ～ （ 6） ～ （ 6） ～ （ 6） 本區(qū)各煤層瓦斯含量不高，但由鄰區(qū)和本井田生產(chǎn)資料來看，局部利于瓦斯儲存的地段（如背斜軸部）瓦斯可達二級， 郭二莊煤礦和賀莊煤礦均為一級瓦斯礦，但局部地段可達二級。另外，本區(qū)大部分地段有巖漿侵入，使煤層變質(zhì)程度普遍增高，煤層有產(chǎn)河北工程大學畢業(yè)設計 29 生氣體的條件，某些地段如果賦存條件良好， 瓦斯含量可能會相對聚集， 因此，在生產(chǎn)過程中應加強瓦斯管理，以防瓦斯聚集發(fā)生瓦斯爆炸事故。 郭二莊煤礦、 安平 煤礦兩礦在深部水平的生產(chǎn)過程中均出現(xiàn)瓦斯爆炸事故。因此應為一級瓦斯礦，按二級管理。 （二）、煤塵 依據(jù)煤炭科學研究總院撫順分院對 安平 礦 2＃ 煤煤塵爆炸性鑒定報告，煤樣水份%，灰份 Af ％，揮發(fā)份 ﹪， Vr ﹪，無火焰長度，鑒定結果為煤塵無爆炸性。 根據(jù)河北煤田地質(zhì)研究所對礦井 2號煤層煤塵爆炸性煤樣鑒定報告，礦井 2號煤煤樣水分 ％，干基灰分 ％，干基無灰基揮發(fā)分 ％，無火焰長度，鑒定結果為煤塵無爆炸性。 鄰近章村井田、郭二莊煤礦、顯德汪煤礦等生產(chǎn)礦井開采上組煤均未發(fā)生過煤塵爆炸，但郭二莊煤礦下組煤補充勘探報告試驗資料表明下組煤有煤塵爆炸性。 安平 深部擴大區(qū)勘探試驗結果表明 9＃ 煤均無煤塵爆炸性，但采樣數(shù)量較少，結論有一定的片面性。 （三）、自燃傾向性 依據(jù)煤炭科學研究總院撫順分院對 安平 煤礦 2＃ 煤自燃傾向煤樣鑒定報告，自燃傾向等級為三類，不易自燃。 根據(jù)河北煤田地質(zhì)研究所對礦井 2＃ 煤層煤樣自燃傾向性鑒定報告，干煤吸氧量，自燃傾向等級為三類，不易自燃。 據(jù)調(diào)查，附近礦井及煤堆中未發(fā)現(xiàn)自燃現(xiàn)象。根據(jù)鄰區(qū)資料原樣燃點溫度在 370～395℃。同一煤樣的氧化樣燃點溫度比還原樣燃點溫度降低 6～ 36℃。以往的研究成果表明：氧化樣與還原樣的燃點溫度差大于 40℃為易自燃煤，小于 20℃則為不易燃煤。以上結果均為上組煤。 安平 深部擴大區(qū)化驗結果表明上組煤為Ⅲ級不易自燃煤，與鄰近生產(chǎn)礦井的調(diào)查結果相同。 地溫和地壓 （一）、地溫 本區(qū)綜合地層平均地溫梯度為 ℃ /lOOm， 屬地溫梯度正常區(qū)。 含煤地層平均地溫梯度為 ℃ /lOOm，煤系下伏地層為 ℃ /lOOm，均小于