【正文】 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 1 目 錄 前 言 ......................................................2 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 ..................................3 第二章 井田境界及儲(chǔ)量 .....................................14 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 .............................20 第四章 井田開(kāi)拓 ...........................................22 第五章 礦井基本巷道及建井計(jì)劃 .............................30 第六章 采煤方法 ...........................................37 第 七 章 礦井通風(fēng)與安全 .....................................49 第 八 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì) ...........................................69 參考文獻(xiàn) ....................................................77 致 謝 .....................................................78 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 2 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦工程專(zhuān)業(yè)最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使本專(zhuān)業(yè)學(xué)生運(yùn)用大學(xué)階段所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系礦井生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)，并就本專(zhuān)業(yè)范圍的某一課題進(jìn)行較深入的研究。以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是學(xué)生走上工作崗位前進(jìn)行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是對(duì)一個(gè)采礦工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是靛頭煤礦 3 號(hào)煤層初步設(shè)計(jì)。是在靛頭煤礦井田概 況和地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合搜集到的其它相關(guān)原始資料、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、參考《煤礦開(kāi)采學(xué)》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》等參考資料，在輔導(dǎo)老師深入淺出的精心指導(dǎo)下獨(dú)立完成。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我受益非淺。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家煤炭建設(shè)的有關(guān)方針、政策，結(jié)合設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，遵照采礦專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱的要求，在收集、整理、查閱大量資料的前提下，運(yùn)用自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我看到了許多以往自己欠缺的地方，提高了綜合能力，知識(shí)水平有了很大的提高，由于本人的初次設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤難免，懇 請(qǐng)各位老師指正。 本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師在許多方面給予了寶貴意見(jiàn)，為了幫助我們順利、正確地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)常加班加點(diǎn)，犧牲了大量的工作時(shí)間和業(yè)余時(shí)間，在此表示衷心的感謝和深深的敬意！ 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和不足，懇請(qǐng)各位老師不吝指正。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 3 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦井概況 一、交通位置 靛頭煤礦位于文水縣大風(fēng)城鎮(zhèn)靛頭村，行政區(qū)劃屬風(fēng)城鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)往東北距文水縣城 9km，有土石公路與 307 國(guó)道和夏 (店 )汾 (陽(yáng) )高速公路相連，交通十分便利。交通位置見(jiàn)圖 111 圖 111 交 通位置圖 二、地形地貌 本區(qū)地處山岳地帶，東臨文水平川，總觀全井田，區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜，溝壑縱橫，總體趨勢(shì)西高東低，北高南低，東南、南向發(fā)育 5 條相間的沖溝繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 4 自北而南依次為舊坡溝、半峪溝、靛溝、小南山峪溝及大南峪溝。其間山高坡陡，黃土零星披蓋于緩坡處；基巖大面積裸露，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于西北山梁處，海拔 ，最低點(diǎn)位于靛頭溝谷，海拔 ，最大相對(duì)高差 478m，屬中高山區(qū)。 三、氣象及地震 本區(qū)地處北半球中緯度內(nèi)陸地帶，屬暖溫帶大陸性氣候，冬季短而寒冷，夏季炎熱多雨，春季干旱多風(fēng)，秋季涼爽，四季 分明，氣候干燥。年平均氣溫 9℃，一月份最冷，平均氣溫 8℃，極端最低氣溫 22℃；七月份最熱，平均氣溫 21℃，極端最高氣溫 38℃。年平均降雨量分部不均，一般春季占 14％，夏季占 59％，秋季占 24％，冬季最少僅占 3％。年平均蒸發(fā)量 2020mm 以上，以五月份蒸發(fā)量為最大，十二月份最小，年平均蒸發(fā)量為年平均降雨量的 4— 5 倍。霜凍期為每年十月上旬至翌年五月上旬，年無(wú)霜期 140 天左右，一般凍結(jié)期可達(dá) 4 個(gè)月，最大凍土深度 — 。 依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB500112020《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 A，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為 。 四、水文簡(jiǎn)況 區(qū)域內(nèi)河流為汾河水系文峪河流域，井田及擴(kuò)區(qū)內(nèi)無(wú)河流，雨季各大沖溝匯有洪流，向東南注入文峪河入汾河，最終注入黃河。本區(qū)及附近地下水發(fā)育良好，但因煤礦開(kāi)采，使?jié)撍獾揭欢ㄆ茐模荒茏鳛榈V區(qū)可靠的生活水源。該礦由一眼深井供水，日出水量約 1200 m3／ d,能滿足改擴(kuò)建后的生活用水。井下排水處理后可作為井下消防灑水，礦井水源基本有保障。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 5 五、礦區(qū)電力供應(yīng) 本礦現(xiàn)有一回 10kV專(zhuān)用線引自店坪 35kV站，該站電源引自鋪上 220kV站，鋪上變電站 距本礦僅 4km。正在建設(shè)的選煤廠擬建 35kV 變電所，礦井改擴(kuò)建后的電源可直接取自選煤廠，雙回路供電系統(tǒng)建成后，能滿足礦井生產(chǎn)的用電需求。 六、經(jīng)濟(jì)概況 本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，主要農(nóng)作物有谷子、攸麥、豆類(lèi)及油料等，近年工礦企業(yè)發(fā)展較快，主要為煤礦、建材、機(jī)械加工及制造業(yè)，其中煤礦為該區(qū)重要的行業(yè)。 第二節(jié) 井田地質(zhì)特征 一、地層 本區(qū)地層出露良好，自西向東由老至新依次出露奧陶系中統(tǒng)峰峰組，石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原紐，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組、二疊系下統(tǒng)劉家溝組、尚溝組、中統(tǒng)二馬營(yíng)系組 ，第四系零星分布于溝谷及緩坡處。分述如下： （一）奧陶系中統(tǒng)峰峰組 (O2f) 為煤系之基底，以淺灰、灰色石灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾脈狀纖維石膏及結(jié)晶石膏層。厚度 90m 左右。 （二）石炭系 (C) 中統(tǒng)本溪組 (C2b) 與下伏地層平行不整合接觸，下部為“山西式鐵礦”及 G 層鋁土；中夾 1— 3 層石灰?guī)r及 1— 2 層不穩(wěn)定煤線；上部為灰黑色泥巖、粉砂巖及淺灰色粘土巖。本組厚 27m 左右。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 6 上統(tǒng)太原組 (C3t) 連續(xù)沉積于下伏本溪組之上，為一套海陸交互相含煤建造，為區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一，由灰黑色 泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰色中細(xì)粒砂巖和 3 層石灰?guī)r及 7— 8 層煤組成，底部以 — 層灰白色、硅質(zhì)膠結(jié)的細(xì) — 中粒砂巖 (晉祠砂巖 K1)為基底與本溪組分界。本組厚 92m 左右。 （三）二疊系 (P) 下統(tǒng) (P1) （ 1）山西組 (Pls) 與下伏太原組連續(xù)沉積，為一套陸相碎屑巖沉積含煤建造，是井田主要含煤地層之一。由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰色中細(xì)砂巖及煤組成，底部以一層灰色厚層狀細(xì)砂巖 (北岔溝砂巖， K3)為底與太原組分界。本組厚56m。 （ 2）下石盒子組 (P1x) 連續(xù)沉積于下伏山西組之上，由黃綠、灰黃色 泥巖、砂質(zhì)泥巖及 3— 5層砂巖組成，厚 110m。本組按巖性及色調(diào)的不同以 K5砂巖為界可分為上下兩段。 下段： (P1x1)，厚 50m，以灰色厚層狀中粗粒砂巖 (駱駝脖子砂巖 K4)為基底與下伏地層連續(xù)沉積， K4 砂巖以石英、長(zhǎng)石為主，分選磨圓中等，常為鈣質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬，局部含礫，斜層理發(fā)育，縱橫向變化急聚，呈透鏡狀。K4之上為一套灰 — 灰綠色砂質(zhì)泥巖及 2— 3 層砂巖組成，下部夾 2— 3 層不穩(wěn)定的煤線。 上段（ P1x2）：厚 60m。底部為黃綠色厚層狀中粗粒砂巖 (K5)，之上為一套黃綠色、灰綠色砂質(zhì)泥巖與粉砂巖的互層，夾 1— 2 層厚度、巖性變化較大的砂巖，其頂部為一厚層狀、暗紫，灰綠相間的雜色鋁土質(zhì)泥巖 (桃花泥巖 )，可作為劃分上下石盒子組的輔助標(biāo)志。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 7 上統(tǒng) (P2s) （ 1）上石盒子組 (P2s) 全厚 456m，以黃綠色中粗粒砂巖 (K6)為底與下伏地層連續(xù)沉積，由黃綠色砂巖間灰、黃綠、紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖及 3— 4 層砂巖組成。本組以K7砂巖為界可分為上下兩段： 下段 (P2s1)：為一套黃綠色、紫外線色厚層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖與砂巖的互層，且以泥巖為主，厚 200m。 上段 (P2s2)：由一套黃綠色砂巖，間夾紫紅色泥巖組成，厚 256m。 （ 2）石千峰組 (P2sh) 厚 93m，其底部為紫紅色石英砂巖 (K8)，之上為磚紅、紫紅色砂質(zhì)泥巖與泥巖互層，間夾不穩(wěn)定砂巖。 （四）三疊系 (T) 下統(tǒng) （ 1）劉家溝組 (T1L) 厚 406m，灰紫、淺紫色、紫紅色或紅色薄板狀中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，偶夾薄層紫紅色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，砂巖具大型交錯(cuò)層理，波痕發(fā)育，底部 K8砂巖為紫色中粗粒含礫石英長(zhǎng)石砂巖。 （ 2）和尚溝組 (Tlh) 厚 109m，磚紅色、紫紅色中細(xì)粒、粗粒石英砂巖與深紅、土紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖互層，中下部砂巖呈塊狀。 中統(tǒng)二馬營(yíng)組 (T1er) 灰色、灰綠色厚層、中厚層狀中細(xì)粒、粗粒長(zhǎng)石石英砂巖夾薄層紫紅、磚紅或灰綠色砂質(zhì)泥巖，下部常為巨厚層狀砂巖帶。區(qū)內(nèi)最大殘積厚度 140m左右。 （五）第四系 (Q) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 8 上更新統(tǒng)馬蘭組 (Q3m) 厚 0— 30m，淺黃色粉砂土，孔隙較大，垂直節(jié)理發(fā)育，中下部含 l 一2 層砂礫層。 全新統(tǒng) (Q4) 為近代沖洪積層，主要為砂、礫、卵石，含泥質(zhì)物，膠結(jié)松散。厚 0 一 30m，不整合于下伏不同地層之上。 二、地質(zhì)構(gòu)造 （一）區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 依據(jù) 1986 年《山西區(qū)域地質(zhì)層》，本區(qū)位于“祁呂賀”山字型構(gòu)造帶東翼，其整體為一復(fù)式向斜 ，為軸向近南北的“西山向斜組”構(gòu)造，西陡東緩，兩翼極不對(duì)稱(chēng)。如獅子河馬蘭向斜、石千峰向斜、東社泉寺向斜、水峪貫向斜等，屬于徑向構(gòu)造體系，新華夏系的控制，形成一系列平行帶狀分布的、而走向?yàn)楸北睎|向的斷裂，走向北北西的褶曲呈雁行系列。 本區(qū)位于西山煤田的西南隅，即西山向斜西翼。 （二）井田及擴(kuò)區(qū)構(gòu)造 本區(qū)總體呈一向斜構(gòu)造，即為北武家坡向斜的西北翼，該向斜軸由區(qū)內(nèi)東南角穿過(guò)，該向斜為區(qū)域性大向斜，兩翼基本對(duì)稱(chēng)，局部略有起伏，井田內(nèi)地層比較平緩，傾角一般 3～ 8176。 井田內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有斷層、陷落柱分布。井田構(gòu)造 屬簡(jiǎn)單。 三、水文地質(zhì) （一）區(qū)域水文地質(zhì) 本區(qū)位于呂梁復(fù)背斜東翼，晉中斷陷盆地西側(cè)，為構(gòu)造剝蝕成因的中低山地形，山脈走向多北東向，從北西向南東地勢(shì)逐漸低下。區(qū)域水文地繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 9 質(zhì)單元屬晉祠泉域南泉大斷裂排泄區(qū)。區(qū)內(nèi)地形切割劇烈，沖溝發(fā)育，較大溝谷有大川河、原平河、獅子河、屯蘭河、天池川、文峪河等，這些溝谷均為汾河支流，由分水嶺向北西，向南東流入汾河，汾河由西向東，由北而南婉蜒穿過(guò)區(qū)域的北部和東部邊緣，溝谷水流攜帶的砂礫在東南邊山地帶傾瀉堆積成大大小小的洪積扇群，相互連接構(gòu)成山前傾斜平原，海拔在 760— 850m 間。 本區(qū)為大陸性干旱氣候，河流均為季節(jié)性河流，常年干涸，只有雨季有流水，年降水量小于蒸發(fā)量， 9 月降雨大，本區(qū)巖層裸露，易于接受大氣降水，與地表水構(gòu)成水力聯(lián)系，在裸露區(qū)為潛水，埋藏區(qū)為承壓水。 （二）礦井沖水條件 地表水 本區(qū)為山區(qū)，屬汾河水系文峪河支系，區(qū)內(nèi)支溝由西北向東南流入文峪河，常年干涸，雨季排泄地表水。 含水層 據(jù)區(qū)域資料，本區(qū)可劃分為 4 個(gè)含水層組。 （ 1）奧陶系中統(tǒng)碳酸鹽巖類(lèi)含水層組 本含水組全厚 400m 左右，地表和深部裂隙均較發(fā)育，石灰?guī)r巖溶較為發(fā)育，含巖溶裂隙水，具承 壓性，水頭高，壓力大，含水豐富，據(jù)區(qū)域資料，單位涌水量為 — ，屬 型，礦化度為 192mg／ l。 (2)石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾碳酸鹽巖類(lèi)含水層組 本含水組主要由 Ll、 K L4等 3 層石灰?guī)r及砂巖組成，厚度 20m 左右，含巖溶裂隙水，具承壓性，據(jù)區(qū)域資料，單位涌水量 — ／，屬 型，礦化度 104153mg/l，總硬度 ／ l。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 10 (3)二疊系碎屑巖類(lèi)含水層組 該含水組為 數(shù)層中粗砂巖，含裂隙承壓水，據(jù)區(qū)域資料：?jiǎn)挝挥克浚?s． m，為 型，礦化度為 0． 576g／ 1，總硬度為 ／ 1。 （ 4）三疊系碎屑巖類(lèi)含水層組 含水層為其數(shù)層細(xì) 粗粒砂巖，含裂隙水，由于其所處位置高，含水性應(yīng)不大，為自由潛水，局部可具承壓性，