《王村斜井煤矿5.0 Mta新井设计-岩巷综掘设备的现状及其发展趋势.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《王村斜井煤矿5.0 Mta新井设计-岩巷综掘设备的现状及其发展趋势.doc（156页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 王村斜井煤矿5.0 Mt/a新井设计 专 题： 岩巷综掘设备的现状及其发展趋势 指导教师： 职 称： 讲 师 2012年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程2008级 学生姓名 马政和 任务下达日期：2012年1月8日毕业设计日期：2012年3月12日至2012年6月8日业设计题目：王村斜井煤矿0.45Mt/a新井设计毕业设计专题题目：岩巷综掘设备的现状及其发展趋势毕业设计主要内容和要求：院长签字： 指导教师签字：摘 要本设计包括三个部分：一般部
2、分、专题部分和翻译部分。一般部分为王村斜井煤矿0.45Mt/a新井设计。该矿位于陕西省澄城县县，交通便利。井田走向（东西）长约4.23 km，倾向（南北）长约3.2 km，井田总面积为13.5 km2。主采煤层为5#煤，倾角平均3。煤层平均厚度分别为2.5m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为49.67 Mt，矿井可采储量37.23 Mt。矿井服务年限为55.1 a，涌水量不大，矿井正常涌水量为172.59 m3/h，最大涌水量为172.59 m3/d。矿井相对瓦斯涌出量为0.157 m3/t，为低瓦斯矿井。井田为双斜井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用矿车运输。矿井通风方式为
3、中央并列式通风。矿井年工作日为330 d，工作制度为“三八”制。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分题目为岩巷综掘设备的现在及其发展趋势。翻译部分题目为无人采煤机器人的发展和远程作业系统。关键词：斜井；带区，中央并列式通风ABSTRACTThe three parts is included in this design,i.e.,the general part, specia
4、l subject part and translation.The general part is a new design of wangxie mine with a production of 0.45 million t/a. wangxie mine lines in Chengcheng County, ShanXi province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 4.23 km ,the width is about 3.
5、2 km, well farmland total area is 13.5 km2. No. 5 is the main coal seam, and its dip angle ofaverage is 5. The thickness of the mine are about 2.5 m respectively. The geological conditions of the minefield is relatively simple.The proved reserve of the minefield is 49.67 Mt. The recoverable reserve
6、is 37.23 Mt. The designed productive capacity is 0.45 Mt/a, and the service life of the mine is 55.1 years. The normal water flow of the mine is 172.59 m3/h and the max flow of the mine is 172.59 m3/h. The relative gas emission rate of the mineral well is 0.157 m3/t, for low gas mineral well.The wel
7、l farmland is a single level with a inclined shaft to expand. The coal is transported by the belt conveyer in the main roadway and 1 t mine car is used as the auxiliary transportation equipment. The way of mine ventilation is central paralle ventilation.The working system “three-eight” is used in wa
8、ngxie mine. It produces 330d/a.This general part includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Tr
9、ansportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.Special subject part of topics is: On the extraction treatment technology for gas of the 15101 fully mechanized caving face in Shigang mine.T
10、he title of the translation part is: Development of an Unmanned Coal Mining Robot and a Tele-Operation System.Keywords:inclined shaft;mining area; central parallel ventilation目 录一般部分1 矿井概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 位置交通11.1.2 地形地貌21.1.3 气象水文21.1.4 地震21.2 井田地质特征21.2.1 地层21.2.2 构造41.2.3 矿井水文地质41.3 煤层特征81.3.
11、1 煤层特征81.3.2 煤质指标81.3.2 煤的物理性质81.3.3 煤层开采技术条件82 井田境界和储量112.1 井田境界112.1.1 井田范围112.1.2 井田尺寸112.2 矿井储量112.2.1 储量计算基础112.2.2 矿井地质储量计算122.2.3 矿井工业储量计算132.3 矿井设计可采储量132.3.1 安全煤柱留设原则142.3.2 井田的设计可采储量153 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限163.1 矿井工作制度163.2 矿井设计生产能力及服务年限163.2.1 确定依据163.2.2 矿井设计生产能力163.2.3 矿井服务年限164 井田开拓184.1
12、 井田开拓的基本问题184.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标184.1.2 工业场地的位置194.1.3 开采水平的确定及采盘区划分194.1.4 主要开拓巷194.1.5 方案比较204.2 矿井基本巷道264.2.1 井筒264.2.2 井底车场及硐室275 准备方式带区巷道布置355.1 煤层地质特征355.1.1 带区煤层特征355.1.2 煤层顶底板结构355.1.3 水文地质355.1.4 地质构造355.1.5 地表情况355.1.6 带区位置及范围355.2 带区巷道布置及生产系统365.2.1 带区准备方式的确定365.2.2 带区巷道布置365.2.3 带区生产系统3
13、75.2.4 带区内巷道掘进方法395.2.5 带区生产能力及采出率395.3 带区车场选型设计406 采煤方法416.1 采煤工艺方式416.1.1 采煤方法的选择416.1.2 回采工作面长度的确定426.1.3 工作面的推进方向和推进度426.1.4 综采工作面的设备选型及配套426.1.5 各工艺过程注意事项466.1.6 工作面端头支护和超前支护476.1.7 循环图表、劳动组织、主要技术经济指标486.1.8 综合机械化采煤过程中应注意事项516.2 回采巷道布置526.2.1 回采巷道布置方式526.2.2 回采巷道参数527 井下运输537.1 概述537.1.1 矿井设计生产
14、能力及工作制度537.1.2 煤层及煤质537.2 带区运输设备选择547.2.1 设备选型原则：547.2.2 带区运输设备选型及能力验算547.3 大巷运输设备选577.3.1 主运输大巷设备选择577.3.2 辅助运输大巷设备选择577.3.3 运输设备能力验算598 矿井提升618.1 矿井提升概述618.2 主副井提升618.2.2 副井提升设备选型629 矿井通风及安全669.1 矿井通风系统的选择669.1.1 矿井地质概况669.2 矿井风量计算699.3 矿井阻力计算739.4 选择矿井通风设备809.5 安全灾害的预防措施8210 设计矿井基本技术经济指标84参考文献85专
15、题部分岩巷综掘设备的现状及其发展趋势861 绪论861.1 引言861.2 岩石掘进机的研究现状871.3 掘进机的发展趋势882 岩巷综掘机装备概述902.1 概述902.2 EBZ300掘进机总体及组成部分913 国内外岩巷综掘机型号及其技术参数1013.1 国内主要岩巷综掘机型号及其技术参数1013.2 国外主要几种岩巷掘进机1114 主要结论115参考文献：115翻译部分英文原文116DEVELOPMENT OF AN UNMANNED COAL MINING ROBOT AND A TELE-OPERATION SYSTEM1161 INTRODUCTION1162 ROBOT ME
16、CHANICAL SYSTEM1173 ROBOT POSE ESTIMATION AND ENVIRONMENT MAPPING1194 CONCLUSION122REFERENCES123中文译文124无人采煤机器人的发展和远程作业系统1241 引言1242 机器人机械系统1243 机器人姿态估计和环境贴图1274 结论130参考文献：130致谢131一般部分 中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第147页1 矿井概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 位置交通王村煤矿斜井位于陕西省澄城、合阳两县交界处，隶属于合阳县王村乡和澄城县庄头乡管辖。矿区地理坐标位于东经109583311006
17、50，北纬351046351435，东距合阳县城11.4 km，西距澄城县城8 km，面积13.5 km。王村煤矿斜井位于王村煤矿西部，交通位置见图1-1（王村煤矿斜井交通位置图），西（安）禹（门口）高速公路和108国道均由井田东南边缘通过，澄（城）合（阳）公路经王村纵贯整个井田。西（安）韩（城）铁路从井田东部通过，合阳火车站距矿区9 km。公路、铁路形成了较密集的交通网，与主干线相连接可通往西安、渭南、铜川等地，交通便利。图1-1 王村煤矿斜井交通位置图1.1.2 地形地貌王村煤矿斜井位于渭北黄土高原中东部，属典型的黄土台塬侵蚀地貌，井内以黄土塬为主体，地势陡峻,黄土覆盖厚度达200余米，东
18、西两侧以黄土侵蚀地貌为主，地表沟壑纵横，河床下切深度多在150m左右，河谷整体呈南北向分布，两侧发育冲沟。沟谷内局部基岩裸露，覆盖层厚度变化很大，从0m到200m不等。井田地势总体北高南低，除东西两侧沟谷地带外，地势较平坦，地面标高一般在+730+750m左右。井田内最大标高+755.2m，最低标高562.5m，相对高差192.7m。1.1.3 气象水文本区属大陆性半干旱气候，降雨量少，蒸发量大。根据合阳县气象站19622005年资料，年降水量431.5mm814.9mm，平均564.1mm，年平均蒸发量1745.2mm。年平均气温10.912.1，最高温度40.1，最低气温-20.1，最大冻
19、土深度47cm。雨季集中在7、8、9三个月，多为暴雨，三个月的平均降水量占全年降水量的54.1%。最大风力9级，最大风速18m/s，一般为23级，以东北风为主。大峪河流经本井田东部，为澄城县与合阳县的界河，发源于黄龙山区，自北向南汇入洛河，年平均流量0.2528m3/s，属常年性河流，以大气降水和第四系潜水补给，位于南坡村以西350m处有一水库，水源来自大峪河，常年蓄水。1.1.4 地震根据建筑抗震设计规范（GB500112001），本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g。历史记载曾有5.5级、4级地震发生过。1.2 井田地质特征1.2.1 地层王村井田井田范围内几乎全被第四系
20、黄土覆盖，在河谷中有上、下石盒子组地层零星出露。根据钻孔揭露和地面观测资料，地层由老到新有中下奥陶统、中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组和下石盒子组、上二叠统上石盒子组及新近系上新统合第四系，见表1-1（王村井田地层系统表）。表1-1 王村井田地层系统表 界系统组接触关系新生界（KZ）第四系（Q）不整合古生界二叠系（P）上二叠统(P2)上石盒子组(P2sh)整合下二叠统(P1)下石盒子组(P1sh)整合山西组(P1S)整合石炭系(C)上石炭统(C3)太原组(C3t)整合中石炭统(C2)本溪组(C2b)假整合奥陶系(O)中下奥陶统(O1+2)1）奥陶系中统峰峰组（O2f）奥陶系峰峰组
21、是煤系地层基底，区内钻孔未钻穿该层，厚度不详。一般钻孔揭露深度为510m，少数延伸钻孔揭露厚度30135m。根据区域资料，峰峰组自下而上分为峰峰组一段（O2f1）和峰峰组二段（O2f2）。（1）峰峰组一段（O2f1）峰峰组一段下部为灰白色白云岩，夹泥岩薄层。上部为灰色、灰黑色钙质泥岩，夹泥灰岩。该层厚度平均为100m左右。（2）峰峰组二段（O2f2）峰峰组二段下部为浅灰色、灰色钙质白云岩；中部为灰色、深灰色灰岩；上部为灰色石灰岩，填充方解石脉；顶部为浅灰色、灰色石灰岩，裂隙发育，填充铝土泥岩。该层平均厚度160m。2）石炭系中统本溪组（C2b）本溪组地层假整合于奥陶系石灰岩之上，仅个别钻孔揭露
22、，厚度0.943.36m。岩性或为灰色、灰绿色和紫灰色的铝质泥岩、泥岩及粉砂岩，内含黄铁矿，层理不清，多具团块状结构。3）石炭系上统太原组（C3t）太原组地层连续沉积于本溪组地层之上，是区内主要含煤地层。岩性主要由碎屑岩、泥岩、煤及石灰岩组成，厚度22.0975.1m，一般厚度为45m。按岩性可分下、中、上三部分：下部由砾岩（或含砾砂岩）、铝质泥岩、石英砂岩、砂质泥岩及煤组成。该段含10号、11号煤。中部由深灰色粉砂岩和灰白色石英砂岩、黑色灰岩组成。石英砂岩为中细粒砂岩、致密坚硬，含黄铁矿结核，夹6号煤层。石灰岩夹7号、8号、9号煤层。上部由灰黑色砂质泥岩、泥岩、4号、5号煤层组成，含大量植物
23、化石和黄铁矿结核。4）二叠系下统山西组（P1s）山西组地层连续沉积于太原组地层之上，厚度21.5562.47m，一般厚度40m左右。下部为灰白色深灰色的中粗粒砂岩（K4），成分以石英、长石为主，次为暗色矿物，岩屑及白云母，少数钻孔在其底部含砾石。该层砂岩厚度及岩性变化较大，局部为3号煤层的顶板，厚度033.15m，平均厚度10m左右。中部为灰色、灰黑色的粉砂岩、砂质泥岩及煤层。该段地层较薄，一般厚57m左右，岩性及厚度变化大。该段地层含有较多的云母片和少量的黄铁矿，有时和K4砂岩合并为一层。上部为灰色的细粒砂岩、粉砂岩或砂质泥岩，偶夹1号、2号煤层，该段地层岩性厚变化大，煤层仅在个别孔位可见。
24、5）二叠系下统下石盒子组（P1sh）下石盒子组地层连续沉积于下山西组地层之上，厚度22.0464.01m，平均厚度35m。本组地层在井田大峪河河谷中零星出露，由灰白、灰绿、灰色的砂岩、粉砂岩及灰紫杂色的砂质泥岩、泥岩组成。底部为灰白色、灰黄色的中粒砂岩，成分以石英、长石为主，局部地段底部含有石英历史。中上部为粉砂岩和砂质泥岩，夹13层灰绿色薄层砂岩，砂岩的岩性及厚度变化较大。6）二叠系上统上石盒子组（P2sh）上石盒子组地层连续沉积于下石盒子组地层之上，该段地层厚度0255.67m，一般为140m。底部为中粗粒含砾砂岩，灰白色，以石英、长石为主，含有白云母片和较多的暗色矿物；中、下部由灰绿色砂
25、岩和紫杂色泥岩、砂质泥岩组成；上部为黄绿、灰绿色砂岩、粉砂岩、泥岩互层。7）第四系（Q）下更新统（Q1）上部以棕红色、棕黄色亚粘土为主，中部为亚砂土、亚粘土、砂砾石互层，底部为较厚的砂砾石和砂层。与下伏地层不整合接触。厚度0216.89m，自东向西逐渐增厚。中上更新统（Q2+3）上部岩性为浅灰浅黄色砂土，厚度在15m左右，下部为亚砂土、亚粘土等。与下伏地层不整合接触，厚度80150m。全新统（Q4）分布在各河谷中，为近代冲洪积物，厚度010m。王村斜井井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组为主要含煤地层，含煤地层厚度18.7690.55m，平均45m。自上而下含有41，4、5
26、、52、6、7、8、10、111、11号等煤层共10余层。山西组为次要含煤地层，含1、2、3号煤。厚度00.9m。井田主要可采煤层为5号煤。煤层间的标志层自下而上依次编号为：K1、K2、K3、K4、K中及K5。1.2.2 构造1）区域构造背景王村煤矿斜井井田隶属澄合矿区，澄合矿区大地构造位置处于鄂尔多斯地块东南部的渭北隆起东段，其东有近南北向的吕梁、太行隆起，北为鄂尔多斯地块主体，西为北北西北西向的六盘山构造带，南邻东西向秦岭褶皱带。在渭北隆起与秦岭褶皱带之间，有后期发育的东西向渭河地堑系。澄合矿区构造，在合阳以东地层呈北东走向，在合阳以西，地层走向呈北东东至北西西方向，皆向北西、北北西至北北
27、东方向倾斜，地层倾角525，一般为10左右。总体为一大单斜构造，沿倾向和走向发育有次一级的褶皱，伴有北东向、东西向及北西向断裂。1.2.3 矿井水文地质（1）含水层1）第四系松散含水层第四系松散含水层地下水主要赋存于第四系冲洪积物和黄土中亚砂土、砂及粉砂层中，水位埋深一般为30140m，属弱含水层。由现代河流冲洪积物组成的Q4含水层分布在河谷地带，以大气降水补给为主，水量随季节变化明显，富水性弱中等。由黄土和亚砂土、砂及粉砂夹层构成Q1Q3含水层在井田内广泛分布，覆盖在基岩之上，形成黄土台塬。Q2+3水位埋深一般在80m左右，根据民井抽水资料，单位涌水量q为0.1190.2642L/s.m，渗
28、透系数K为633m/d，水质属HCO3-NaMg型，矿化度0.670.74g/L。Q1含水层由北向南变厚，地下水位埋深30145m，流向自东向西，根据钻孔、民井抽水资料，单位涌水量q为0.000120.671L/s.m，渗透系数K为0.001151.48m/d，水质属HCO3-NaMg型，矿化度0.330.86g/L。2）二叠系砂岩裂隙含水层二叠系砂岩裂隙含水层主要含水层为上石盒子组底部K5砂岩、下石盒子组底部砂岩及山西组底部K4砂岩，地下水赋存于砂岩裂隙中，富水性不均匀，各砂岩含水层被泥岩分隔，含水层之间一般无水力联系。二叠系砂岩含水层可以进一步划分为：上石盒子组底部K5砂岩含水层K5砂岩岩
29、性为灰色、浅灰色中粗粒砂岩，钙质胶结，裂隙发育，透水性较好。井田内该含水层厚度0.9023.76m，平均7.50m。根据抽水试验，单位涌水量q为0.0001020.40L/s.m，渗透系数K为0.000550.16m/d，水质属HCO3SO4-MgNa型，矿化度较低。下石盒子组底部砂岩（K中）含水层K中砂岩含水层岩性为灰白灰黄色中粒砂岩，泥质胶结，坚硬，裂隙较发育，透水性较强。井田内该含水层厚度约0.8024.48m，平均12.40m。含水层富水性变化较大。根据王村井田14-4号钻孔，水位标高+532.69m，埋深48.23m，单位涌水量q为0.0151L/s.m，渗透系数K为0.0303m/
30、d，水质属HCO3SO4-MgNa型，矿化度为0.893g/L。山西组K4砂岩含水层K4含水层岩性为灰白色深灰色中粗粒砂岩，含大量云母片，钙质胶结，坚硬且裂隙发育，透水性较好，井田内该含水层厚度为0.5033.133m，平均8.23m。根据王村井田8-5号钻孔资料，K4水位标高+535.12m，水位埋深202.65m，单位涌水量q为0.00430.154L/s.m，渗透系数K为0.01421.04m/d。王村井田东部金水沟A119、A125两水文孔在钻进至该层时均发生涌水，水量为1L/s，A125号钻孔水头高出地表1.5m。根据董家河矿和澄合二矿资料，该含水层水质为HCO3SO4-MgNa型，
31、矿化度为0.941.12g/L。3）上石炭统太原组K2灰岩含水层K2灰岩致密坚硬，岩溶裂隙发育不均匀。厚度变化较大，一般为015.32m，平均5.80m。有的钻孔出现漏水等现象，有的钻孔岩心完整，不漏水，反应岩溶裂隙发育的不均匀性。含水层水位标高为+381m左右，单位涌水量q为0.000690.5695L/s.m，渗透系数K为0.0096m/d，在+350标高以上富水性较弱。水质为HCO3Cl-NaMg型，矿化度0.51g/L。4）奥陶系灰岩含水层奥陶系灰岩垂向上可分为三组六段，即峰峰组两段、上马家沟组两段和下马家沟组两段。峰峰组二段灰岩含水层，是威胁王村矿区5号煤开采最重要的底板水源。中奥陶
32、统峰峰组二段是本区煤系地层基底，岩性主要为灰深灰色石灰岩、白云岩、白云质石灰岩，致密坚硬。王村井田施工专门水文地质孔4个（8-3、Y14、水5、水7号孔），揭露灰岩厚度为100.55m122.95m。该段裂隙发育不均，局部地段有溶蚀裂隙及蜂窝状、网状溶孔，岩溶多被泥岩及方解石脉填充。近年来奥灰水位持续下降，目前水位标高+375m左右，根据水文孔资料奥陶系灰岩含水层单位涌水量q为0.26436L/m.s，渗透系数K为0.24529.33m/d，属于中等富水弱富水。水质类型为SO4Cl-NaCa型或ClSO4-NaMg型，矿化度0.222.52g/L。 隔水层各含水层之间的泥质岩类，裂隙、岩溶不发
33、育的其他岩层起到隔水作用，使各含水层之间无水力联系或者水力联系微弱，形成隔水层或相对隔水层。本区隔水层自下而上分为以下几段：1）新近系上新统亚粘土隔水层位于第四系松散含水层之下，为亚粘土、亚砂土及砂砾石互层，厚度平均10m左右，松散层底板良好的隔水层。亚粘土层主要分布于新近系上统中上部，良好的隔水层。2）上二叠统上石盒子泥岩隔水层该段隔水层为松散含水层和K5砂岩含水层之间的相对隔水层，由泥岩、粉砂岩组成。3）下二叠统下石盒子组泥岩隔水层下石盒子组上部为泥岩、粉砂岩，下部以砂岩为主，夹泥岩或粉砂岩。为K5砂岩含水层和K中砂岩含水层之间的隔水层，厚度34m左右。4）下二叠统山西组K中砂岩至K4砂岩
34、间隔水层。该层K中砂岩和K4砂岩之间的细砂岩、泥岩隔水段，厚度32m左右5）下二叠统山西组5号煤顶板隔水层该层为K4砂岩至5号煤层之间的煤、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩隔水段，厚度9m左右。6）5号煤底板至太原组灰岩隔水层该层为5号煤层底板至太原组K2灰岩之间的粉砂岩、石英砂岩、泥岩隔水段，厚度10m左右。7）上石炭统太原组底部隔水层该段隔水层为奥陶系灰岩之上、K2之下的太原组地层，有泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩及煤层组成，厚度1013.85m，平均11.04m，全区分布，隔水层性能良好。（3）断层带：在井田东部15-1南50m，揭露一北东东向断层组（正断层），倾向北东，倾角4075不等，落差020
35、m，沿倾向向南发展断层较小。（4）矿井涌水量预计采用解析法中“大井法”进行带压开采区域矿井涌水量的预测，“大井法”是矿井涌水量计算常用方法之一，它是把矿区水平坑道系统所占的面积看成是等价于一个理想的“大井”面积，整个坑道系统的涌水量就相当于“大井”的涌水量。对于煤层顶板砂岩含水层计算公式为承压转无压公式：式中：Q涌水量（m3/h）；K渗透系数（m/d）；M含水层厚度（m）；H水头高度（m）；R0引用影响半径（m）；r0引用半径（m）。底板太原组K2灰岩含水层涌水量计算公式采用承压水公式：式中：h为剩余水头高度(m)(当水位降至含水层底板时h=0)，其它参数同上。含水层概化为均质无限分布，水位近
36、似水平，引用影响半径计R0计算公式为：R0= r0+RR=预测区域近似一个矩形，因此选择计算引用半径的公式为：引用半径（r0）: 式中：a，b分别表示矩形预测区的边长。（4）参数确定及计算结果K5砂岩含水层：距5号煤层95.38m左右。渗透系数K为0.000550.16m/d。K中砂岩含水层：距5号煤层47.18m左右。根据14-4号钻孔，水位标高+532.69m，埋深48.23m，单位涌水量q为0.0151L/s.m，渗透系数K为0.0303m/d。K4砂岩含水层：距5号煤层9.03m左右。根据8-5号钻孔资料，K4水位标高+535.12m，单位涌水量q为0.00430.154L/s.m，渗
37、透系数K为0.01421.04m/d。K2灰岩含水层：距5号煤层10m左右。含水层水位标高为+381m左右，单位涌水量q为0.000690.5695L/s.m，渗透系数K为0.0096m/d。涌水量预测范围5号煤开采标高最低为+390m，5号煤平均厚度2.5m。含水层厚度参照王村煤矿资料。王村煤矿斜井矿井5号煤开采涌水量预测参数取值及计算结果见表1-2（王村煤矿斜井5号煤开采涌水量预测参数取值及计算结果表）。表1-2 王村煤矿斜井5号煤开采涌水量预测参数取值及计算结果表 项目K5K中K4K2含水层厚度M（m）5.0414.46.055.48静水位高度（m）+500.88+532.69+535.
38、12+381渗透系数K（m/d）0.160.03031.040.0096距5煤距离78282.622含水层底面标高（m）488.38440.18402.03380（顶面）水柱高度H（m）12.592.51133.091水位降深S（m）12.592.51133.091残余水柱高度h（m）00010预测区长度（m）2000预测区宽度（m）1500引用半径r 0（m）影响半径R=50.00161.031357.260.98引用影响半径R0= r0+R925.001036.032232.26875.98涌水量（m3/h）4.0615.41153.120.00顶板涌水量（m3/h）172.59底板涌水量
39、（m3/h）0.00涌水量合计（m3/h）172.595号煤开采矿井涌水量主要为煤层顶板砂岩水，由于开采标高大于底板太原组灰岩水位，所以在非底板水带压区底板水不会直接进入矿井。通过预测未来三年5号煤开采正常涌水量为172.59m3/h。1.3 煤层特征1.3.1 煤层特征王村井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组为主要含煤地层，含煤地层厚度18.7690.55m，平均45m。自上而下含有41，4、5、52、6、7、8、10、111、11号等煤层共10余层。山西组为次要含煤地层，含1、2、3号煤。厚度00.9m。井田主要可采煤层为5号煤。煤层间的标志层自下而上依次编号为：K1、
40、K2、K3、K4、K中及K5。1.3.2 煤质指标5号煤黑色，色泽呈半亮型，多成块状，以镜煤、亮煤为主，光亮型，厚度1.95-3.44m,平均2.5m左右,不含夹矸，平均发热量28.18MJ/kg，普氏硬度1。5号煤以瘦煤为主，煤层变质程度均由西向东增高的趋势。表1-3 5号煤质指标Mt%Ad%Qgr.d/MJkg-1Std%T2摄氏度工业牌号0.826.228.182.51265PS1Mt全水分 Ad干基灰分 Qgr.d平均发热量 Std干基全硫 T2灰熔点1.3.2 煤的物理性质本区煤系主要在岸线附近的滨海平原及近海的内陆环境沉积，其中滨海波浪带及泻湖波浪带，最有利于成煤。煤的物理性质相似
41、，一般为黑色，少量灰黑色，条痕褐黑色；油脂光泽弱玻璃光泽；烟煤性软，天然胶性硬，燃烧有爆裂现象。烟煤视重比较轻。1.3.3 煤层开采技术条件1)煤层顶底板情况5号煤顶板分为伪顶与直接顶，伪顶炭质泥岩，黑色厚度00.6m，质脆泥质胶结，稳定性极差。直接顶粉砂岩，厚度0.3m2.6m，一般厚1.6m，黑灰色，砂质胶结，稳定性较差变化较大。普氏硬度68，围岩类型类。底板泥岩，厚度01.2m，一般厚0.4m，粉砂岩，灰黑色，砂质胶结，厚度1.6m2.8m，一般厚度2.2m，普氏硬度810，围岩类型类。5号煤顶板粉砂岩富水性较弱。2）该矿5号煤瓦斯相对含量0.157ml/g，属于低瓦斯煤层，煤层瓦斯含量
42、有明显规律及分带现象。3）对该矿取煤芯取样做煤尘爆炸实验，芯样火焰长均在250300mm之间，有爆炸危险。4）自燃自燃实验原样煤着火温度为384，氧化样着火温度为347362，煤的自燃等级为24级，均为不易自燃煤。5) 地温该矿井地温正常，属“无热害区”井田。6）煤层综合柱状图 图1-2 煤层综合柱状图2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围矿区地理坐标位于东经10958331100650，北纬351046351435，东距合阳县城11.4km，西距澄城县城8km，面积13.5km2。2.1.2 井田尺寸井田的走向最大长度为4.59km，最小长度为3.87km，平均长度为4.23
43、km。井田的倾斜方向的最大长度为3.5km，最小长度为2.9km，平均长度为3.2km。井田的水平面积按下式计算：S = H L （2-1）式中S 井田的水平面积，m2 H 井田的平均水平宽度，m L井田的平均走向长度，m 则井田的水平面积为：S =4.23 3.2 =13.5 km2，井田赋存状况示意图如图2-1所示。 图2-1 井田赋存状况示意图2.2 矿井储量2.2.1 储量计算基础（1）根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；（2）根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定：煤层最低可采厚度为0.70m，原煤灰分40%；（3）依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；（4）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；（5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。2.2.2 矿井地质储量计算矿井可采煤层为5#煤。由于矿井井田形状规整，本区矿井储量采用网格法，将井田分为A、B、C、D四个块段，具体分块情况见图2-2