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目录

前言

第一章 矿井概况及井田地质特征

1.1 矿井概况

1.2 井田地质特征

1.3 煤层特征

第二章 采区、带边界及储量

2.1 采区边界

2.2 工业储量

2.3 可采储量

第三章 采区、带区巷道布置

3.1 采区煤层地质特性

3.2 采区巷道布置及生产系统

3.3 采区车场形式选择

3.4 采区采掘接替计划

第四章 采煤方法

结束语

参考文献

前 言

采矿课程设计是采矿工程专业学习的重要一环，它是继我们学过《井巷工程》、《采矿学》、《爆破工程》等课程，以及通过生产实习之后进行的，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。

设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。

第一章 矿井概况及井田地质特征

1.1矿井概况

1.1.1 井田位置、范围和交通位置

郭二庄煤矿位于河北省邯郸武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1-1）。

井田范围：北以第1地质剖面与郭二庄矿为界；南以第13地质剖面与上泉勘探区为界；西部以井田F4断层与地方煤矿为界；东部以F22断层及-550m水平切割各煤层为边界，地理坐标：北纬36°40′10″～36°43′47″，东径113°47′09″～113°48′32″。井田南北长约6km，东西约1.5km，呈南北近似长条状。

图1－1 矿井交通位置图

1.1.2 地形、地貌

矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。北洺河东西向横穿矿区中部，地势北高南低，河北岸往北呈阶地式增高，最高标高达355.77m，河床及其以南地势低缓，最低标高为246.86m，最大高差108.91m。

矿区范围内全为新生界近代和下更新统松散沉积物所覆盖。除现代河谷和黄土分布的低平地带外，余者均为下更新统的冰碛泥砾和冰水沉积的灰绿、灰白夹褐红色粘土。在卵石表面可见到擦痕和压坑，卵石大小不一，大者直径可达0.8m，由红色粘土及砂充填。

1.1.4 矿区经济情况

郭二庄煤矿位于武安市境内。

武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。20XX年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿元。综合经济实力在20XX年再进全省“十强”，20XX年晋位全省“三强”、并跨入全国“百强”。武安市矿藏丰富，以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、钨等共20余种。

矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。

1.2 井田地质特征

1.2.1 井田地质构造

郭二庄井田基本构造形态为一单斜构造，以断裂构造为主，，褶曲次之。此外，尚有岩浆岩的侵入。断裂方向以北北东－及北东向最为发育，以高角度正断层为主，将矿区切割成若干小型的地垒、地堑和断块。区内伴有宽缓的褶曲及岩浆岩侵入，地质构造复杂程度属中等类型。地层在第10地质剖面线以北近南北走向，倾向东。第10地质剖面线以南走向转为北东，倾向南东。地层倾角12º～30º，一般12～20°。

1）褶曲

在南部沿11线有较明显的向斜，轴向约北70º西。其次，在F4以西的浅部地段第10及4地质剖面线附近也具有短轴向斜的特征。

2）断层

郭二庄井田内已发现大小断层共119条。其中落差≥20m的大中型断层19条；落差20～3m的中小型断层32条；落差≤3m的小型断层68条（表3－1）。中小型断层均为在2#煤层开采过程中所揭露。断层性质均为高角度正断层，断层倾角一般为60º～70º。断层走向主要为北北东～北东向。总观全区，南部断层多落差大，加之岩浆岩发育，使构造趋向复杂化。现将区内的主要断层分述如下

表1-1 郭二庄井田断层数目统计表

断层类型 落 差（m） 数 目 条 数 所占比例（%）

大中型断层 ≥20 19 19 16.0

中小型断层

（3～20m） 20～10 8

32 26.9 10～5 13

3～5 11

小型断层 ≤3m 68 68 57.1

合计 119 119 100

1.2.2 水文地质

郭二庄矿区为一单斜构造，本矿区可划分为两个不同的水文地质块段。位于F4断层以西地段，构造复杂，岩溶裂隙发育，煤层赋存浅，覆盖层薄，地表有北洺河河道穿过，因此水文地质条件复杂。而位于F4断层以东地段，煤层埋藏深，覆盖层厚，水文地质条件相对简单。本区开采上部煤层时，水文地质类型属于坚硬裂隙岩层为主的水文地质条件简单偏中等的矿床；如果开采下三层煤，则为以裂隙岩溶岩层为主的水文地质条件复杂的矿床。

1、含水层

本区含水层自上而下依次为：第四系砂砾石及砂层、二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩，山西组大煤顶板砂岩、太原组野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩、奥陶系灰岩，共计7个含水层。其中，大煤顶板砂岩、伏青灰岩、大青灰岩及奥灰为煤层开采时的主要充水含水层，含水层特征（见表5-6）。

2、隔水层 在各含水层之间，普遍赋存有良好的相对隔水层（以下称隔水层）。矿区东部覆盖层下段普遍分布15~70m厚的土类（粘土、砂质粘土、砂土）隔水层，层位较稳定，连续性较好，可阻挡地表水及潜水向下渗漏。

1.3 煤层特征

1.3.1煤层

本区含煤地层包括本溪组、太原组和山西组。含煤地层总厚度200～240m，一般220m左右。含煤16层，煤层总厚度约14.34m，含煤系数6.5％。含煤地层由于标志层较多，层间距比较稳定，测井曲线特征明显，煤层易于对比。可采与部分可采煤层有：1、2、4、6、7、8、9等7层，煤层总厚度13.85m，可采煤层含煤系数5.2％，2、6、9等3层为主要可采煤层，总厚度13m。现将各煤层分述如下：

表1－3 郭二庄井田可采煤层一览表

编

号 煤层

名称 统计

点数 厚度

最小-最大

平 均 煤层

间距

（m） 可采

系数 变异

系数 稳定

性 煤层

结构 煤 层 情 况

1 小煤 51 0-1.18

0.63 15-20 20 37 极不

稳定 简单 无岩浆岩干扰,只19线以南个别点受到岩浆岩影响,煤层局部可采

2 大煤 51 0.55-5.96

3.64 36 94 33 较稳

定 较简

单 19线以南有岩浆岩干扰，北部基本无岩浆岩影响。煤层稳定。

4 野青

煤 54 0-0.97

0.66 28 17 28 极不

稳定 简单 层位稳定，局部可采。岩浆岩干扰较弱。

6 山青

煤 50 0-1.86

0.92 18 74 32 不稳

定 简单 煤层厚度稳定，只少数点构造影响不可采，岩浆岩影响不大，只北部云65、云34分别为顶底板

7 小青

煤 37 0-1.39

0.82 30 51 42 极不

稳定 较简单 局部可采，岩浆岩对本煤层稍有影响

8 大青

煤 12 0-4.67

147 5 83 81 极不

稳定 简单 因岩浆岩干扰破坏严重，局部缺失和厚度变薄而不可采或被吞蚀

9 下

架煤 8 1.34-4.91

3.30 100 33 较稳

定 较复杂 因岩浆岩干扰破坏严重，局部缺失和厚度变薄而不可采或被吞蚀

1.3.2 煤质

按照我国现行的煤炭分类标准《中国煤炭分类国家标准》，结合本矿区煤样的化验资料分析确定，本区煤类以高变质无烟煤为主，部分为天然焦。其中，1、2、4、6、7等五层煤主要是无烟煤，仅个别小块段因与岩浆岩接触演变为天然焦。太原组底部的8、9两层煤，因广泛受到岩浆侵入的影响，部分为天然焦。

表1－6 各煤层主要煤质特征一览表

编号 Wad(%) Ad(%) Vdaf(%) Cdaf(%) Hdaf(%) Ndaf(%) Sd(%) Pd(%) Qg’.d(MJ/Kg)

1 1.44-4.42

3.13(9) 10.80-32.49

19.86(9) 2.78-7.22

5.29(9) 92.63-94.27

93.28(4) 2.30-2.88

2.62(4) 0.83-0.98

0.94(4) 0.14-0.78

0.59(7) 0.011(1) 23.148-28.197

25.973(3)

2 1.43-5.04

3.28(21) 11.85-38.27

19.55(21) 2.46-9.31

5.64(21) 91.26-96.13

94.09(8) 1.40-2.82

2.26(8) 0.72-1.42

1.16(8) 0.28-1.97

0.60(18) 2.004-0.038

0.016(3) 21.651-31.914

27.931(14)

4 1.93-4.04

3.47(8) 14.69-24.96

19.78(8) 2.28-8.14

5.23(7) 91.09-94.89

92..99(2) 1.43-2.25

1.84(2) 0.89-1.27