机电专业毕业论文：煤矿机电设备选型【矿井机电设备研究】 08635.doc

山东科技大学学士学位论文摘 要煤炭是我国的基础能源和重要原料，在国民经济中占有重要的战略地位，煤炭生产的高产高效得煤炭企业发展的。 本课题主要研究对象为矿井机电设备，通过对机电设备的正确选型，为实现采煤的高产高效提供技术支持。本课题主要研究对象为矿井机电设备，通过对机电设备的正确选型，为实现采煤的高产高效提供技术支持。根据课题的设计要求，本设计主要从矿井地理位置，井田走向，顶底板条件，水文地质，矿井开拓系统，通风及排水要求，主副井系统，主运输系统等矿井基本情况出发，进行采煤机选型计算，液压支架选型计算，刮板输送机选型计算，通风设备选型计算，排水设备选型计算，皮带输送机选型计算。并绘制工作面布置图，三机配套图，通风设备布置图，带式输送机施工图。关键词：矿井机械化；选型设计；设备配套；运输提升；通风排水ABSTRACTCoal is China's basic energy and important raw materials, the national economy in an important strategic position, it is China's national conditions.At present, the coal industry faces some situation: safe foundation is weak, the safety production grim situation, Comprehensive utilization of resources enough to improve ecological environment of mining, urgent. Advanced and backward production capacity, technical level is low.This topic in the main direction for mine electrical equipment.To achieve high efficiency of coal mining, must be the correct selection of equipment.According to the design requirements issues, the design mainly from the mine location, Ida trend, roof and floor conditions, hydrogeology, mine development system, ventilation and drainage requirements, the main shaft system, the main transport systems of basic conditions of mine, for mining machine selection calculation, selection of emulsion pumping station hydraulic support selection calculation, scraper conveyor selection calculation, calculation of ventilation equipment selection, equipment selection drainage calculations, selection of belt conveyor calculation, the main shaft hoisting equipment selection Computing. And the mapping of Figure 3, and machinery, pump house floor plan, main shaft hoisting equipment, electric control plan.Key words: shearer; conveyor; belt conveyor; drainage and ventilation; hydraulic support; mine hoist目录1 绪论.12 矿井概况42.1 矿井地理位置及井田分布42.2 煤层赋存情况82.3 水文地质情况92.4 瓦斯、二氧化碳等参数122.5 通风及排水要求132.6 主运输系统163 采煤工作面设备选型设计173.1 采煤工作面概述173.2 采煤工艺263.3 工作面设备配套要求293.4 采煤机械选型设计323.5 支护设备选型设计413.6 刮板输送机选型设计524 带式输送机选型设计574.1 带式输送机原始参数574.2 输送机驱动简图57 4.3 设计计算.575 排水设备选型设计705.1 矿井水文情况705.2 水泵选型设计706 通风设备选型设计.866.1 矿井通风概况.866.2 通风机选型计算.86参考文献94致谢辞96附录1 英文文献97附录2 英文文献译文105IV1 绪 论11 目的及意义煤炭是我国的主要能源，又是重要的化工原料。建国50多年来，煤炭工业作为我国的重要能源工业，为推动和保障国民经济的发展，取得了举世瞩目的伟大成就。我国煤炭储量居世界前列，原煤年产量从1949年的0.32亿t到2005年已突破21亿t，跃居世界产煤大国第一位。根据我国的国情，在我国一次性能源结构中，煤炭所占的比重一直在70%以上；而在今后相当长的时期内，煤炭仍然是我国的主要能源。随着我国经济社会的不断改革和发展，煤炭行业必将高速、持续、科学的向前发展20世纪末期以来，在新技术革命的带动下，煤炭开采、矿山运输和提升装备迅速发展。先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术，研制开发了高生产能力、高性能的技术装备，广泛应用计算机技术实现了矿井生产、运输、提升过程自动化控制，实现了矿井的高产高效生产。采掘机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段，也是煤炭生产过程中节约能源、人力和减少原材料消耗的有效技术措施。综合机械化采煤工作面的装备以采煤机、液压支架和刮板输送机为代表。经过几十年的艰苦努力，我国已经掌握了缓倾斜中厚和厚煤层综合机械化采煤成套设备的设计、研究和制造技术。部分薄煤层适用的采煤机、液压支架和刨煤机也研制成功。今后的发展方向除进行采煤方法、采煤工艺的研究与创新外，对于采煤装备来说，还要研制机电一体化、自动化煤矿开采技术装备。自动化采煤工作面关键技术包括液压支架电液控制技术、在薄煤层中实现刮板输送机直线推进技术、煤层分界及采煤机摇臂自动调高技术、薄煤层用电气调速自动化刨煤技术、设备工况检测与故障诊断技术、顺槽集中控制技术等。1.2研究现状矿山运输与提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。矿井运输与提升在矿井生产中担负着以下任务：(1)将工作面采出的煤炭运送到地面装车站；(2)将掘进出来的矸石运往地面矸石场或矸石综合利用加工厂；(3)将井下生产所必需的材料、设备运往工作面或其他工作场所；(4)运送井下工作人员。可以说，矿井运送与提升是矿井生产的“动脉”与“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤亡。此外，矿井运输与提升设备的耗电量很大，一般占矿井生产总耗的50%70%。因此，合理选择与维护、使用这些设备，使之安全、可靠、经济、高效地运转，对保证矿井安全高效地生产，对提高煤炭企业的经济效益和促进经济社会的可持续发展，都具有重要的现实意义。由于矿井运输与提升设备是在井下巷道内和井筒内工作，空间受到限制，故要求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；又因工作地点经常变化，因而要求其中的许多设备应便于移置；因为井下瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊工作环境，还要求设备应防爆、耐腐蚀等。我国缓倾斜煤层工作面较多，刮板输送机应用极广，种类很多，达30余种。有单链、双链、三链刮板输送机，使用较多的有10多种，并且新品种不断增加，如有的可弯曲刮板输送机，能完成拐弯90°运行。在带式输送机运输方面，近年来，国内外带式输送机向着长距离、大运量、高速度、大功率、低能耗方向发展。为实现长距离无转载连续运输，在发展长运输线的同时，单机长度也在不断提高。在进行井下开采时，有大量有害气体喷发出来，加以易于引起爆炸的煤尘，对井下工作人员和矿井安全都有很大威胁。我国煤矿安全规程对井下空气的成分（包括各种有害气体的浓度）、温度、风速和按人员计算的风量都做了严格的规定。为了保障广大煤矿职工有一个安全、可靠和良好的工作条件，必须向井下输送足够数量的新鲜空气，以冲淡有害气体的浓度和带走飞扬的煤尘。这项任务是由称之为“矿井肺脏”的通风机设备完成的。通风设备除担负正常通风任务外，在井下发生火灾需要改变风流方向时，还必须及时完成反风任务。通风机设备必须昼夜不停地连续运行，要求它能十分可靠地工作。同时由于它耗电量大，因而又要求它能经济地工作。采矿过程中，随时有矿水涌入矿井。矿井排水设备保证了矿井正常生产不被淹没的危险。排水设备对矿井正常生产起着重要作用，因此必须保证它可靠运行。采煤方法、工艺研究与创新是煤矿实现高效生产的基础，机电一体化、自动化煤矿开采、运输、通风排水技术装备的研制是实现高效生产的基本保障。面对21世纪我国能源面临的巨大挑战，煤炭科技工作者承担者重大的历史使命，只有依靠科技进步，才能进一步加快我国煤矿现代化的步伐。13本文的主要研究内容2矿井概况2.1 翟镇煤矿矿井地理位置及井田分布2.1.1、矿井概况与地质特征1、井田概况：（1）、翟镇井田的位置与交通翟镇井田位于山东省泰安市管辖的新泰市境内。矿区有一条铁路线磁莱铁路，磁莱铁路西通磁窑与津浦线衔接，交通便利（2）、翟镇井田的地形及水文情况翟镇井田对应地面地形为山东较为普遍的丘陵。井田北部为莲花山脉，标高为200m308m，向南逐渐平缓。井田内无巨大水源，河流分布，中间分布有太古片麻岩及第三系地层形成的中型冲沟，冲沟宽为30m50m，向南汇入小汶河，为季节性河流。（3）、气候条件井田气候为为半湿润的北温带气候，年平均降雨量为931.735mm，结冰期为11月份翌年3月份，冻结深度为0.40.8m。（4）、其它地震烈度：根据地质资料，地震烈度为7级。井田瓦斯等级为低瓦斯矿井。井田煤层有煤尘爆炸危险和自燃发火倾向。矿井地温正常。2、井田地质资料翟镇井田含煤地层属石炭二迭系，煤系地层平均总厚约260m，井田内地层特征由上而下分别为第四系、第三系、下二迭系下石盒子组、下二迭系山西组、上石炭系太原群、中石炭系本溪群、奥陶系。井田内断裂与褶曲较发育，其构造形态为两盆一鞍一背的复式宽缓褶皱构造。全井田共有主要断层16条（均为高角度正断层），其中落差大于100米的3条；落差大于50米的8条；小于50米的5条。井田水文地质条件简单。煤系上部由厚达117958米红色粘土质粉砂岩、红色砂岩及砾岩覆盖，因而地面水补给条件不良；煤系本身所含一灰及四灰含水性微弱；本溪群徐灰、草灰虽然具有一定的含水性，但埋藏较深，地下水排泄流通不畅，基本是一个裂隙岩溶净水区域。本井田含水层自上而下简述如下：第三系含水砂砾层、第三系红层、山西组2层煤及4层煤顶板砂岩含水层、四层石灰岩、本溪群徐灰和草灰、奥陶系石灰岩。400水平正常涌水量为319.2498米³/时，最大涌水量706.2米³/时。3、井田煤层埋藏特征及煤质井田含煤地层为二迭系山西组和石炭系太原群，煤系地层平均厚度为260m，共含煤层20层，可采煤层七层（2、4、6、11、13、15、16层煤），局部可采煤层四层（2上、4上、7、9），其中，煤层2、煤层4平均煤层厚度为2m4m，属主采煤层，煤层11、煤层13、煤层15平均煤层厚度为1m1.7m，为井田后期主要开采煤层。井田煤质山西组为低硫气煤，太原组为高硫肥煤，上部2、4、6层煤为气煤；11层煤为气、肥煤；13、15层煤为肥煤。4、井田境界和储量（1）、井田境界根据（87）鲁煤管基字第220号文，翟镇煤矿调整后的井田境界如下：东南：以第5勘探线与良庄矿井为界：东北和北：以320、313钻孔连线及F21断层与王家寨井田为界；西北：以F22断层和33、35、7、340号钻孔连线及泉189、23号钻孔连线（即F6断层）与小港井田为界。西南：以F10断层与协庄矿井为界。井田范围：东西平均长约5公里，南北平均宽约3.5公里，井田面积约17.6平方公里。总地质储量19039.0万吨。比原初步设计总地质储量减少9908.9万吨。（2）、井田工业储量井田各煤层容重：煤层名称24611131516容重（t/m³）1.341.361.321.411.201.41.42翟镇煤矿井原初步设计（1986年修改版）的地质储量为21606.4万吨，工业储量为16469.3万吨，根据（87）鲁煤管字第220号文又划归邻近矿井的地质储量为2549.4万吨，调整境界后的储量为：地质储量为19039万吨，工业储量为15258.19万吨。本井田煤层的最小可采厚度为0.6米，因此0.550.6米厚块段的储量损失约277.11万吨，则设计储量为14697.49万吨，扣除各种煤柱及开采损失，则可采储量应为9970.0万吨。5、井田开拓与矿井采煤工艺（1）、井田采煤方法采用走向长壁综采机械化陷落采煤法，建筑物下采用综采机械化矸石充填采煤工艺对采空区进行有效充填。（2）、井巷工程及三个煤量、井巷工程量全矿井设计的井巷工程总长度22645米。其中岩巷14585米；煤巷8060米。井巷掘进率为188.7米/万吨，煤巷约占井巷总工程量的35.6。 、三个煤量及可采期矿井现在的三个煤量如下：开拓煤量 1276.5万吨，可采期11.6年。准备煤量 1276.5万吨，可采期11.6年。回采煤量 114.1万吨，可采期7.2个月。6、井田开拓方式及采区划分矿井采用立、斜井混合开拓方式，分组水平集中大巷、采区石门运输，-400m单水平开采。主、副井采用立井开拓，风机井口位置选建在井田西南边界22号钻孔附近，斜风井井筒延F4、F4-1两条断层之间布置。全井田划分为一个主要水平、两个辅助水平开采。主要开拓水平标高为400米。已划分为一采、二采、三采、四采、五采、六采、七采上部、七采下部、后组一采、后组一采下部延伸、后组三采、后组五采等共计10个采区，其中，一采、二采、四采、五采、后组一采、后组三采已回采完毕，三采、七采下部、后组五采为生产采区，六采、七采上部、后组一采下部延伸为准备采区。7、井底车场形式井底车场形式为立式环形车场。2.2 煤层赋存情况2.2.1 煤层本井田含煤地层为二迭系山西组和石炭系太原群。煤系地层平均厚度260米。共含煤20层，可采煤层七层（2、4、6、11、13、15、16层煤），平均可采总厚10.11米。局部可采煤层四层（2上、4上、7、9），本井田分布零散，连不成片。现将可采煤层叙述如下，其特征见表12。2层煤：全区可采，为结构简单的稳定煤层。总厚度14.24米，平均2.1米。顶板为粉砂岩，层位稳定，一般厚7米，底板为粉砂岩，一般厚为4米，具有粘性和膨胀性特点。4层煤：全区可采，为结构简单的稳定煤层。煤层厚度一般0.953.81米，平均2.37米。煤层多保持在2.7米左右。深部及西北、东北方向稍薄，一般保持在1.81.6米左右；一般不含夹矸，煤层顶板以中砂岩、细砂岩为主，稳定，厚度一般15米左右；底板为粘土岩，有时出现细砂岩，厚5米。6层煤；一般厚度为01.62米，平均0.78米。本层煤属较稳定到不稳定煤层。局部含有夹矸一层（厚0.050.35米），该层煤在不同区段有变化，如羊村次背斜较稳定，但往东南有变薄趋势。顶板为灰色粉砂岩或泥沙岩，厚10米，底板为中细砂岩。11层煤：全区稳定可采，煤层厚度一般为0.792.12米，平均1.53米。本煤层结构较复杂，一般含夹矸14层（每层厚0.020.54米），有时为细砂岩与粉砂岩互层，厚7米。其上则为稳定的海绿石砂岩，厚达16米，底板以粉砂岩为主，在矿区西部其直接底板为薄层泥灰岩。13层煤：本煤层属结构较复杂的较稳定煤层。厚度一般为0.341.86米，平均厚1.36米。一般含炭质砂岩夹矸12层。13层煤顶板为四灰，厚度一般7米左右，其底板为粉砂岩，有时出现粘土岩或泥岩，厚达4米，下距15层煤为7.2510.74米，中夹不稳定不可采的14层煤。15层煤：为结构复杂较稳定可采煤层，全区大部分可采。厚度一般为0.352.66米，平均为1.37米，顶板为泥灰岩，较坚硬，厚1.00米左右，有时变为泥质岩，常以伪顶出现；底版为粉砂岩或粘土岩，厚1.75米。2.2.2 煤质本区煤质山西组为低硫气煤，太原群为高硫肥煤，煤质比较简单，上部2、4、6层煤为气煤；11层煤为气、肥煤；13、15为肥煤。2.3 水文地质情况2.3.1 边界条件本区通过地面水文地质调查及专门抽水试验，基本查明了水文地质条件。煤系上部由厚达117958米红色粘土质粉砂岩、红色砂岩及砾岩所覆盖，因而地面水补给条件不良；煤系本身所含一灰及四灰含水性微弱；本溪群徐灰、草灰虽然具有一定的含水性，但埋藏较深，地下水排泄流通不畅，基本是一个裂隙岩溶净水区域。故本区水文地质条件属于中等至简单类型。2.3.2 含水层 （1）第三系含水砂砾层。本层分布面积约10平方公里，厚度最大达4.96米，一般23米。抽水试验的单位涌水量2.484.291公升/秒、米，富水性强而厚度不大，水柱不高（小于5米），因之总涌水量不大。由于其下有第三系和二迭系地层所隔，从地层沉积和构造上看，对煤层开采没有威协。水质属重碳酸钙淡水，受大气降水补给和地面水补给，循环条件较好。（2）第三系红层本层厚117.6958.81米，以红色粘土质粉砂岩隔水层为主，上部夹砾岩多层，含裂隙水。北部F8断层和F11断层之间砾岩较发育富水性中等，水质属重碳酸钙型，循环条件较好。南部F8断层以南，单位涌水量仅0.00067公升/秒、米，水质为氯化纳型，富水性弱，循环条件较差。本层与最上可采煤层间距较大，最大可达200米，采煤裂隙高度影响不到红层，但对局部间距较小者，在此区段内应注意采区防水措施。（3）山西组2层煤及4层煤顶板砂岩含水层全区有7个钻孔发现漏水，均位于断层附近。其中59号孔4层煤顶板砂岩漏水，用水泥堵漏。经抽水试验，单位涌水量0.02020.0382公升/秒、米，水质为氯化纳型，富水性弱，是矿井充水的主要含水层。本层接受F11断层下盘奥灰水补给，F10断层处受阻，补泄条件差，因此，水位高于附近奥灰，水质比其下的奥灰水更差。（4）四层石灰岩埋藏在250米水平以下岩性致密。据钻孔简易水文观测未发现漏水现象。单位涌水量0.0000167公升/秒、米，基本无水。（5）本溪群徐灰和草灰在预计首采区平均间距仅6米左右，全区36个孔穿过徐灰，仅12号孔有泥浆消耗，33个钻孔穿过草灰，仅14号孔有漏水现象，其余各孔均无明显漏水现象，经350号抽水试验，漏水量为零。（6）奥陶系石灰岩全区有32个钻孔揭露此层，有29个孔未发现漏水，唯9号孔延深至69.1米和350号孔延深至奥灰87.02米时才发现漏水。55号孔穿过砾岩和F11断层后钻进奥灰76.34米，和邻近47号孔砾岩抽水资料对照，认为55号孔抽的水为奥灰水，单位涌出量为0.0720.444公升/秒米，富水性中等，北部边界F11断层外水质为重碳酸钙型，井田内为碳酸钙型。2.3.3 断层导水性据勘探简易水文资料，有55个钻孔穿过断层，其中54个孔均未发现漏水现象。仅55号孔因在见断层之前已于砾岩中发现漏水，因此断层带是否漏水，无法观测。从这些资料看出，本区断层导水性不强。由于区内煤系含水层富水性均弱，因此，断层导水性弱是正常的。但遇到张力带时，应注意预防矿井突水。2.3.6 矿井涌水量预计地质报告提供400水平正常涌水量为319.2498米³/时，最大涌水量706.2米³/时。原设计400水平矿井正常涌水量500米³/时，最大涌水量700米³/时，本设计考虑翟镇矿井施工等实际情况，仍维持原设计矿井涌水量数据。2.4 瓦斯、二氧化碳等参数新汶矿区所属矿井，自1965年至1972年经标定为一级瓦斯矿，一到二级二氧化碳矿。本井田位于新汶煤田深部。根据地质报告提供对4、11、12层煤瓦斯取样分析结果（见下表1）和邻近生产矿井历年瓦斯涌出量（见表2）的资料表明，本矿井属低沼气矿，二级二氧化碳矿井。井田各煤层均有自燃发火倾向和煤尘爆炸危险。矿井开采水平属地温正常无热害区。表1煤层瓦斯、二氧化碳含量（cm3/g）CH4CO2411110.210.78表2 邻近生产矿井历年瓦斯涌出量 矿井名称平均CH4（m3/t）1966196719701971197219731975孙村矿2.7482.6781.9313.02.753.0462.912.92张庄矿3.4264.1143.4362.2722.5923.5742.924.62良庄矿2.4451.291.244.7943.132.292.202.20协庄矿2.3680.661.1051.123.181.804.654.06平均2.7462.1861.9282.7972.9132.6783.172.5通风及排水要求2.5.1 通风矿井前期，西翼及南部通风方式为中央边界抽出式，即副井进风，风流经井底车场、400运输大巷（或南石门）、轨道上山、轨道顺槽、清洗工作面后，乏风流经运输顺槽、回风上山（或皮带上山）、总回风巷、回风石门汇集南风井排出。后期东翼通风可利用主井回风或在工业场地内另开风井回风，形成中央并列式通风。2.5.2 压风系统根据矿井开拓方式及采区风动工具的配置和用风量，设计对已订货的压缩空气设备的能力进行核算，并仍按原初步设计确定的原则，在工业场地副井口附近设置集中压风机站。（一）、设计依据：风动工具配置见表63风动工具采区名称风镐（台）1.2米3/分/台凿岩机（台）3.5米3/分/台喷浆机（台） 8米3/分/台其它设备用风（米3/分）一采区岩巷普掘、机掘242一采区煤巷普掘、普掘3二采区煤巷普掘、普掘2巷道维修复喷2主副井井口井底0.8机修厂6总计7446.8（二）、压缩空气需要量计算：Q1.2×1.15×1.05×（7×1.2×0.94×3.5×0.964×8×0.964×8×0.96）60.81.2×1.15×1.05×（9.5613.4430.72）60.884.8米³/分式中：1.2为沿管路全长漏风系数 1.15为机械磨损耗风量增加系数 0.9，0.96为同时系数 1.05海拔高度修正系数（三）、设备选型选用四台5L40/8型压风机，配TK25014/118，250千瓦，6000伏同步电动机，供给井下风动工具、主副井井口、井底气动设备及机修厂用风，其中三台工作，一台备用。压风干管选择273×6螺旋焊缝钢管。压风机站设冷却水泵：4B15型，配Y132S12，5.5千瓦电动机三台。（四）、压风设备电控压风机房为双回路电源进线，其高压开关柜，可控硅励磁柜等成套电控设备均由主机厂配套供应。2.5.3 排水系统（一）、主排水设备主排水泵及排水管路根据新汶矿物局编制的翟镇矿井初步设计说明书（1986年9月版）中原始资料为依据，目前已安装完毕，经复核，仍按原设计选型。（1）复核依据：井口标高：180.7米井底轨面标高：400米矿井正常涌水量：初期380 米³/时 后期500 米³/时矿井最大涌水量：700 米³/时（2）设备选型：正常排水能力：Q1.2×380456米³/时 （初期）正常排水能力：Q1.2×500600米³/时 （后期）最大排水能力：Q1.2×500600米³/时 所需压头：H1.1×（580.75）644.3米根据规程和有关规定，经核算确定选用250D60×10型水泵五台，其中二台工作，二台备用，一台检修。前后期正常涌水时，二台泵工作分别在13.82小时和18.18小时内可将24小时的正常涌水量全部排完。最大涌水量时，三台泵工作在16.97小时内可将24小时的最大涌水量全部排完。（二）、主井水窝排水设备设计以新汶矿物局编制的翟镇矿井初步设计说明书（1986年9月版）中原始资料为依据。主井井底水窝排水设备担负主、副井底排水，选用80D30×3型水泵二台，配防爆电机YB1802，22千瓦，660伏，一台工作，一台备用。（三）、排水设备电控；水泵电源引自井下中央变电所，水泵电机采用电抗器降压起动，水泵闸阀采用电动闸阀控制，泵房与井下中央变电所间设信号联系。2.6 主运输系统2.6.1 主运输方式本矿井采用400米主要开拓水平，分区分煤组布置大巷和石门的开拓布置。由于煤流运输比较分散，大巷或石门运输距离较长，矿井生产能力较大，同时矿井生产前期30年通风方式为边界式，水平大巷单巷布置，不适宜胶带运输机运输，为了充分利用大巷断面和煤流与全部辅助运输统一解决，矿井主要开拓水平的煤流运输选用3吨底卸式矿车运输，掘进煤及矸石、材料设备等辅助运输采用1吨矿车。3吨和1吨矿车均采用600毫米轨距架线电机车牵引2.6.2 主运输设备本矿井为低瓦斯矿井，大巷运输选用ZK106/550型架线式电机车。煤的运输采用3吨底卸式矿车，矸石和半煤岩的运输选用1吨固定式矿车，主要设备和材料的运输选用1吨平板车和1吨材料车，人员运输选用PRC12型人车。3 采煤工作面设备选型设计3.1 采煤工作面概述采煤工作面是矿上工作的重中之重，采煤设备的选型也是最重要的。恰当的选型能够更好的发挥设备的运行能力，提高煤矿的产量。以下以翟镇煤矿六采区为设计对象，现将六采区情况介绍如下：3.1.1 采区位置及范围、四邻关系、井上下对照关系1、六采区位于翟镇井田西南部矿井-400水平南翼，采区东边界为F7断层与良庄井田相邻；东南边界以第5勘探线与良庄井田相邻；西邻三采区、风井保护煤柱及三采扩大区，以F7、F4、f6断层为自然边界；南部以F10-1断层与协庄井田相邻；北部以F16断层为界与七采上部采区相邻，正在准备。采区东西走向长10401060m，南北倾斜宽7202260m，开采上限标高-190m，下限标高-360m。本采区煤层赋存较浅，地层较平缓，但受F6、F8、WF1 7断层的相互切割，构造复杂，地层产状多变。三维地震中间资料主要解释对象为对采区布设影响比较大的断层及褶曲。褶曲：六采区含煤地层总体呈一单斜构造，地层向北北西倾覆，煤层在南部埋藏较浅（2煤层：190m），北部埋藏较深（2煤层：310m）。煤系地层产状平缓，倾角一般37°，受断层影响地层产状变化较大，局部受断层影响倾角变陡达11°。由于受后期构造作用，在单斜上发育较多幅度较小的凸起和凹陷，区内向、背斜幅度和跨度一般较小，其中延展较长的宽缓背斜1条、向斜2条。2、六采区西邻三采区及三采扩大区，以F4、F7、f6断层为自然边界，其中3204E、3205E、3206E、3207E、3406E、3407E 、3408E工作面已回采完毕， 3405E工作面正在回采。南以第五勘探线与良庄矿四采区相邻，二、四层煤已回采完毕。东以F7断层为界与良庄矿四采区相邻，二、四层煤已回采完毕。东北部以F16断层为界与七采上部相邻，正在准备。3、对应地表为风井以南和高家店以西的农田，地表整体为丘陵地形，南高北低，最大高差15m，均被第四系地层覆盖。羊村河从采区北部及西部穿过，区域内无明显积水，翟良路从采区中部穿过。3.1.2相邻采区实见地质、水文地质情况概述根据相邻三采区实际揭露，中小断层较多，多为正断层，地层倾角变化较大。根据羊村背斜以南2煤已开采范围统计，平均115条/Km2。由于断层的影响，工作面重新开切眼11个，补充巷道4390m，每个工作面因地质构造复杂无法通过，造成平均搬家2次，严重影响生产的正常进行。邻近F6断层处局部煤2伴有冲刷变薄现象。三采扩大区在靠近F10断层地带内，多发育羽状断裂，F10断层北西走向，附次生小断层为近南北，近东西向，以近南北向居多，近南北向断层延展较长，对采掘工作影响较大。三采扩大区东部断裂较西部发育，其对采掘的影响更大，大中型断层附近小断层发育，产状变化较大，个别地段倾角增大至40°，煤厚变薄，煤质变差，在F10断层150m范围内，实际揭露地质构造复杂、倾角大，无法进行开采。相邻七采上部采区位于大港向斜和葛沟桥倾没向斜之间，整体呈一鞍部构造，四周均被断层环绕，地层走向变化大。采区南部邻近F16断层处煤2有风氧化现象。区内中小型断层发育，无陷落柱、岩浆岩。相邻三采区直接充水含水层为煤2、煤4顶底板山西组砂岩含水层，山西组砂岩含水层为富水程度不均一的带状裂隙含水层，以静水储量为主，在煤层开采过程中，受采掘施工因素影响，导通砂岩裂隙，一般以淋水状态通过裂隙进入采掘工作面，三采区西翼山西组砂岩含水性较差，东翼山西组砂岩赋水性较强。2001年5月25日5点30分，三采区东翼3206E轨道巷在掘进过程中打顶板锚索眼时出水，到7点水量逐渐增加，最大涌水量18m3/h，2天后，涌水量减小到0.5m3/h，系由锚杆眼导通顶板砂岩裂隙水所致。2003年7月15日，3204E运输巷揭露一条落差12m断层，迎头岩性为灰白色细砂岩，在打顶板锚杆过程中出水，经实测三个孔合计最大涌水量25m3/h，3天后涌水量减少到0.3m3/h，系由锚杆眼导通顶板砂岩裂隙水所致。2005年6月15日，3408E运输巷揭露一条落差3.5m断层，迎头岩性为灰白色细砂岩，在打顶板锚杆过程中出水，经实测三个孔合计最大涌水量6.5m3/h，8天后涌水量减少，稳定涌水量1.63 m3/h，系由锚杆眼导通顶板砂岩裂隙水所致。相邻七采上部采区开拓揭露煤2、煤4顶底板山西组砂岩赋水性较差，在掘进七采上部轨道上山和回风巷时未揭露出水点大于1.0m3/h的集中出水点。3.1.3 煤层情况1、本区煤2中上部含一层厚度0.03m炭质砂岩夹矸，为煤2良好的标志层，全区皆发育，可采指数为1，煤层变异系数33.8。煤2为结构简单的较稳定煤层。2、本区煤4不含夹矸，可采指数为1，煤层变异系数20.75。煤4为结构简单的稳定煤层。煤层具体情况详见下表。煤层结构倾角（度）厚度（M）容重t/m3硬度煤种灰分（Ad%）硫分（St%）发热量Qb.ad（i/g）2简单371.821.341.5QM17.10.79275674简单372.651.361.5QM16.460.7627960煤2全区较稳定，通过邻近区域开采情况分析，在邻近F6断层处煤2局部冲刷变薄，靠近良庄井田三采区附近煤2局部有风氧化变薄区域。煤4全区稳定。3.1.4煤层顶底板和各煤层层间距本区可采煤层为煤2、煤4，煤层层间距为2534m，平均27.8m。采区煤2、煤4直接顶均为复合顶板，局部煤2直接顶相变为中细砂岩。当煤2直接顶为中细砂岩时，易引起煤层厚度变化。具体岩性情况分述如下：1、煤2直接顶为泥质粉砂岩，厚度1.753.3m，灰黑色，较松软，易垮落，赋存13层上分层，上分层煤厚度0.21.3m左右。老顶为粉砂岩，厚度012m，平均6m，灰黑色，胶结致密，富含植物叶部化石，岩石硬度f=34。煤2直接底板为粉砂岩，厚度1.29.7m，平均5.5m，深灰色，含植物根部化石，岩石硬度f=3。 老底为中细砂岩，厚度48.6m，平均6.3m，灰白色，岩石成分以石英为主，钙质胶结，层理发育，含水，岩石硬度f=45。2、煤4直接顶板为泥质粉砂岩，厚度1.955.45m，灰黑色，较松软，易垮落，赋存12层上分层，上分层煤厚度0.51.2m左右。煤4老顶为细砂岩，厚度4.710.7m，平均7.7m，灰白色，成分以石英为主，含水，钙质胶结，厚层状，岩石硬度f=6。煤4直接底板为粉砂岩，厚1.86.3m，灰黑色，富含植物根部化石，较松软，西部含有一层煤4下分层，平均厚0.2m。老顶为粉细砂岩互层，厚25.2m，平均3.6m，钙质胶结，以灰白色细砂岩为主，较硬，含水。煤4底板下3440m是煤6，厚0.40.96m。在F5及F6断层附近，煤厚变薄到0.30.53m，其变薄的原因，可能与底板变为中细砂岩有关，顶板为灰色粉砂岩或泥质岩，煤6为极不稳定煤层。在本采区内六层煤为不可采煤层。煤4以下4047m为一灰，一灰厚2.12.8m，全区皆发育、稳定，为良好的标志层。3.1.5水文地质1、概况：本区水文地质条件简单，直接充水含水层为煤2、煤4顶底板山西组砂岩，顶底板砂岩为富水程度不均一的带状裂隙含水层，巷道掘进时一般以淋水状态出现，仅是恶化了掘进工作面的施工条件，对安全无较大影响；回采时，可能在老顶初次跨落、周期来压时由于采动裂隙波及范围大，造成涌水量增大。本区充水因素主要为煤层顶底板砂岩水，开拓掘进期间工作面四周无采空积水区，不受老空水威胁。 根据井田上组煤开采实际揭露矿井主要充水含水层为山西组砂岩，以孔隙水和裂隙水为主。该砂岩涌水特点如下：矿井开采初期，由于疏干漏斗扩展范围较小，矿井涌水量随开采面积而逐年增加。随着开拓及采煤工作面的推进，疏干漏斗基本稳定以后，矿井涌水量逐渐趋于稳定，以后则不随开采面积的增大而增大，相反，随着静水量的逐步疏干，矿井涌水量表现为逐步减少的趋势。