【正文】 四通二礦 2 采區(qū) 初步 設(shè)計(jì) 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是煤礦開采技術(shù)專業(yè)本科教學(xué)中最關(guān)鍵、最重要的的一個(gè)環(huán)節(jié)，三個(gè)多月的時(shí)間里，在各位指導(dǎo)老師，各位同學(xué)的關(guān)心和幫助下，我圓滿的完成了設(shè)計(jì)工作。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)本專業(yè)所學(xué)知識(shí)的全面復(fù)習(xí)和鞏固，加深理解所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并系統(tǒng)的熟悉煤礦開采設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)以及安全的各個(gè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的掌握有關(guān)知識(shí)，為以后從事礦井設(shè)計(jì)、建設(shè)、安全技術(shù)工作、技術(shù)管理工作及經(jīng)營(yíng)管理工作做好準(zhǔn)備。煤礦開采規(guī)劃與設(shè)計(jì)基本知識(shí)能力進(jìn)行系統(tǒng)的教育，對(duì)礦山開采，礦山安全籌劃等知識(shí)和技術(shù)全面，系統(tǒng)的應(yīng)用能力的初 步訓(xùn)練，對(duì)綜合分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力的培養(yǎng)，對(duì)礦山規(guī)劃與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能（繪圖技能、文字表達(dá)與計(jì)算機(jī)技能等）的全面的初步的訓(xùn)練。了解礦山開采中的有關(guān)政策、法規(guī)，熟悉并能正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)定。 一、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 嚴(yán)格遵守國(guó)家制定的各項(xiàng)有關(guān)煤炭工業(yè)安全、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、環(huán)保、建設(shè)程序等的法律、規(guī)章制度等。按照煤炭行業(yè)科學(xué)的發(fā)展思路，充分解放思想，認(rèn)真分析井田的地質(zhì)條件、煤層條件、水文條件、開采技術(shù)條件和外部現(xiàn)狀，充分利用當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)有資源，體現(xiàn)礦井設(shè)計(jì)的集中化、機(jī)械化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理原則。結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)、合 理地確定各個(gè)系統(tǒng)，因地制宜地積極采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的工藝、先進(jìn)的設(shè)備和行之有效的操作方法，提高礦井的抗災(zāi)能力、經(jīng)濟(jì)效益、管理水平，在保證安全生產(chǎn)的前提下最大限度地降低礦井基建投資，把超化煤礦建設(shè)成系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度高、安全保障能力強(qiáng)、高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井。 二、設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn) 在設(shè)計(jì)中，我系各位老師及領(lǐng)導(dǎo)給予了我極為大力的支持。特別是指導(dǎo)老師范老師更是給了我精心的指導(dǎo)與關(guān)懷，不厭其煩的為我講解，化解了很多的知識(shí)重點(diǎn)與難點(diǎn)，并提出了許多寶貴的建議與意見，使我在經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)后，受益匪淺。 大學(xué)的 學(xué)習(xí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中拉下帷幕。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是另一種新的學(xué)習(xí)的開始。我要以此為契機(jī)，努力并且盡量完美的規(guī)劃和設(shè)計(jì)我的人生。 由于時(shí)間緊迫，章節(jié)繁多，加之本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在不足之處，還敬請(qǐng)各位老師、同學(xué)批評(píng)指正。 第一章 采區(qū) 概況及地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦區(qū)概述 一、 礦區(qū)地理位置 井田位于山西省 臨汾市堯都區(qū)河底鄉(xiāng)三交村一帶，行政區(qū)劃屬臨汾市堯都區(qū)河底鄉(xiāng)管轄 地理坐標(biāo)為：北緯 36176。 07′ 13″ 37176。 02′ 49″，東經(jīng) 111176。 06′ 03″ 111176。 10′ 40″，井田范圍由以下 20 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，面積 。 批采標(biāo)高 二、交通條件及居民分布 該井田交通以公路為主，自井田東部邊界向東 3km可達(dá)光 (華 )至河 (底 )縣級(jí)路并沿此公路向南 15km 至光華鎮(zhèn)與與 309 國(guó)道臨（汾） — 大（寧）公路相接，沿 309 國(guó)道向南東經(jīng)襄汾可達(dá)南同蒲鐵路臨汾火車站；沿臨汾 — 河底公路經(jīng)枕頭鄉(xiāng)、峪口在錄井村與 309 國(guó)道臨（汾）— 大（寧）公路相接，向北東可達(dá)南同蒲鐵路臨汾火車站，同時(shí)也可到達(dá)大（同） 運(yùn)（城）高速公路，交通便利。（詳見交通位置圖 121）。該礦位于臨汾市堯都區(qū)河底鄉(xiāng)，河底鄉(xiāng)下轄10 個(gè)行政村， 67 個(gè)居民組，全鎮(zhèn)從業(yè)人員 5400 人，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員 1940 人，工業(yè)從業(yè)人員2174 人。全鄉(xiāng)耕地面積 15005 畝。煤炭?jī)?chǔ)量豐富，是堯都區(qū)四個(gè)產(chǎn)煤鄉(xiāng)鎮(zhèn)之一。自 2021 年以來(lái)，鄉(xiāng)黨委、政府以全面建設(shè)小康社會(huì)為中心，實(shí)施經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化繁榮、社會(huì)穩(wěn)定三大戰(zhàn)略，確立了“煤炭奠基，多元開發(fā)，科技推動(dòng)，強(qiáng)鄉(xiāng)富民”的發(fā)展思路。 2021 年底，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入 20219 萬(wàn)元，總費(fèi)用 8000 萬(wàn)元，人們純收入達(dá) 5024 元。 三、地形特點(diǎn) 井田位于山西省呂梁山南端，黃土沖溝發(fā)育，多呈“ V”字形，梁、垣、峁發(fā)育，地勢(shì)西北高東南低，最高點(diǎn)位于 井田西部山梁上，標(biāo)高約為 ，最低點(diǎn)位于井田東南角溝谷中，標(biāo)高約為 ，相對(duì)高差為 ，屬?gòu)?qiáng)烈侵蝕的中山地貌。據(jù)山西省頒發(fā)的山西省地震基本烈度表，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度 ,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 ,屬多震區(qū)。 四、礦區(qū)氣候條件 據(jù)臨汾市氣象站觀測(cè)資料，本區(qū)四季分明，晝夜溫差較大，蒸發(fā)量大于降水量，屬大陸半干旱季風(fēng)型氣候。年降水量最小為 ,最大為 ,多年平均降水量 ；年蒸發(fā)量最小為 ,最大為 ,多年平均蒸發(fā)量 ,蒸發(fā)量為降水量的 倍 ,冬春二季雨雪少 ,夏末秋初雨水較多 ,且多集中在 9 三個(gè)月。年平均氣溫 13℃ ,氣溫低達(dá) 15℃ ,最高氣溫為 30℃ ,結(jié)冰期為十一月下旬至翌年二月底 ,無(wú)霜期 150 天左右，最大凍土深度為 61cm。夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)。 五、礦區(qū)水文條件 井田地表水屬黃河流域汾河水系 ,自區(qū)北西端的豹子梁向西南經(jīng)曹碾溝、風(fēng)葫嘴李樹園，神角大北山三角點(diǎn)，然后折向南，經(jīng)上蔣家凹三角點(diǎn)、后油峰嶺斷山嶺一線，基本成為弧形展布的山嶺，構(gòu)成了本區(qū)天然分水嶺，占多數(shù)的東側(cè)沖溝水流向東南，分別在臺(tái) 頭與河底匯合，向東南流出本區(qū)，于光華匯合牛王廟河并流至襄汾縣注入汾河，分水嶺西側(cè)沖溝匯集于鄉(xiāng)寧鄂河，西流注入黃河。井田內(nèi)河流屬季節(jié)性河，溝谷基本常年無(wú)水，雨季才有水流，雨后不久即斷流。 表 1— 1— 1 區(qū) 域 地 層 表 界 系 統(tǒng)、群整合 關(guān)系 厚度表 巖性特征 新生界 第四系 全新統(tǒng) 030 分布于山澗河谷地帶 ,灰黃色、砂土、砂礫及亞粘土組成。 更新統(tǒng) 0300 分布于山澗河谷地帶為主，棕、黃褐色亞粘土、亞粘土組成。 上第三系 上新統(tǒng) 060 分布于山梁、峁、半膠結(jié)的砂礫巖和棕紅色亞粘土。 中生界 三疊系 中統(tǒng) 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)以西地區(qū)，灰綠、灰黃中細(xì)粒砂巖夾泥巖，下部灰綠灰白色長(zhǎng)石砂巖夾紫紅色泥巖。 下統(tǒng) 253317 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)及以西地區(qū)，以灰紫紅、灰紅、紫紅色薄弱層及中厚層長(zhǎng)石砂巖為主，上部磚紅色粉砂巖、泥巖為主。 古生界 二疊系 上統(tǒng) 461532 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)及以西地區(qū)，上部紫紅色、暗紫色泥巖、粉砂巖，夾砂巖，下部暗紫色、灰綠色、灰黃色泥巖、粉砂巖夾砂巖。 下統(tǒng) 98176 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)及以西地區(qū)，下部 山西組為含煤地層，以灰黑色、黑色泥巖、粉砂巖夾砂巖，上部以深灰色、灰黑色、泥粉砂巖夾砂巖。 石炭系 上統(tǒng) 94132 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)及以西地區(qū)，為主要含水層，以灰黑色泥巖、粉砂巖夾石灰?guī)r組成。 中統(tǒng) 1236 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)，上部以灰色、深灰色泥巖、粉砂巖為主，下部以 鋁質(zhì)泥巖為主。 奧陶系 中統(tǒng) 438538 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部，上部深灰色石灰?guī)r、泥灰?guī)r夾石膏、下部為角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r為主。 下統(tǒng) 98107 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部，上部為燧石白云巖、泥質(zhì)白云巖為主，下部以灰黃色 泥質(zhì)白云巖。 寒武系 上統(tǒng) 126129 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部，上部白色厚層狀白云巖、泥質(zhì)白云巖，下部泥灰?guī)r、白云巖夾竹葉狀灰?guī)r。 中統(tǒng) 168207 分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部，上部為厚層狀鮞狀灰?guī)r夾泥巖條帶及灰黃色竹葉狀灰?guī)r，下部紫紅色砂巖、泥巖。 元古界 長(zhǎng)城系 霍山組 5887 分布于霍山隆起外側(cè)，巖性為肉紅色、灰白色中厚層狀中細(xì)粒石英巖狀砂巖，夾不穩(wěn)定的含礫砂巖、砂礫巖。 太古界 上太 古界 太岳 山群 1700 分布在霍山隆起的核部地帶，以淺灰紅色、橙紅色厚層中粗粒角閃質(zhì)眼球狀混合 巖及混合巖化角閃黑云母斜長(zhǎng)片麻巖。 中太 古界 霍縣群 ＞ 2021 分布在霍山隆起的核部地帶，以混合巖化黑色云母角閃斜長(zhǎng)片麻巖為主，夾混合巖化黑云母斜長(zhǎng)片麻巖。 第二節(jié) 采區(qū)概況及地質(zhì)特征 一、采區(qū)概述 本井田位于河?xùn)|煤田鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部，據(jù)中國(guó)構(gòu)造體系圖，位于祁呂賀蘭山字型構(gòu)造前孤東翼內(nèi)側(cè)，區(qū)域地質(zhì)應(yīng)力大體為 NE— SW向的擠壓。區(qū)域地層走向北東，傾向北西，由南東至北 西向，由老到新依次出露古生界（寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系），中生界（三疊系）地層，新生界（上第三系、第四系），松散沉積物覆蓋于不同時(shí)代的地層之上，見區(qū)域地層表 211。 二、地質(zhì)特征： 臺(tái)頭（神角）井田位于鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部，主要含煤地層為太原組與山西組，太原組煤層以焦煤、貧煤、瘦煤為主，共含 8 層，煤層編號(hào)自上而下為 7 下 、 10 下 ，平均煤層總厚 ,平均含煤系數(shù) %,平均可采總厚 ,平均可采含煤系 3%，煤層變化較大， 10 號(hào)煤層為穩(wěn)定大部可采煤層，其余均為不可采煤層 。 山西組煤層主要以焦煤、貧煤、瘦煤為主，共含 5 層，煤層編號(hào)自上而下為 1 上 、 2 上 、 3號(hào)煤層，平均煤層總厚 ,平均含煤系 %,平均可采總厚 ,平均可采含煤系 %，煤層變化較大， 2 號(hào)煤層為穩(wěn)定大部可采煤層， 3 號(hào)煤層為較穩(wěn)定局部可采煤層 ,其余均為不可采煤層。 三、礦井 水文地質(zhì)類型 井上下水文地質(zhì)條件 （ 1） 2 號(hào)煤層礦井充水含水層主要為煤層頂板及以上砂巖裂隙含水層，其補(bǔ)給條件差，以大氣降水為主，單位涌水量 q＜ m，富水性弱，下組煤層 9+ 11 號(hào)煤層的主要充水含水層為太原組石灰?guī)r裂隙含水層，其補(bǔ)給以大氣降水補(bǔ)給為主，其次是上覆含水層側(cè)向補(bǔ)給，弱富水性。 （ 2） 2 中 、 2 下 號(hào)煤層在井田內(nèi)存在采空區(qū)積水，其采空區(qū)位置和積水范圍初步圈定，積水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)估算，下組 10 號(hào)煤層主要為上覆煤層采空區(qū)積水的威脅。 （ 3）據(jù)該礦及周邊礦井生產(chǎn)開采涌水量調(diào)查，開采 2 上 、 2 號(hào)煤層礦井涌水量較小。 （ 4）井田各煤層均處于奧灰系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層水位 690m 之上，不存在帶壓開采煤層。 （ 5）經(jīng)礦井充水因素分析， 2 中 、 2 下 號(hào)煤層礦井主要水害為煤層頂板砂巖裂隙和采空區(qū)積水，下組煤 10 號(hào)煤層礦井主要水害為頂板石灰?guī)r和砂巖裂隙水，上覆采空區(qū)積水的威脅。 （ 6）根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)踐和水害情況分析， 2 中 、 2 下 、號(hào)煤層礦井防治水工作簡(jiǎn)單，下組煤層 10 號(hào)礦井防治水工程量較大。 綜上所述，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》關(guān)于礦井水文地質(zhì)類型劃分原則，確定各煤層礦 四、井水文地質(zhì)類型為中等類型。 四、 含、隔水層特征 井田的含水層自下而上有： （ 1） 奧陶系碳酸鹽巖溶裂隙含水層 埋藏于井田深部，距地表深淺不一，地層厚度大，分布廣泛，溶洞和裂隙發(fā)育，具有良好的含水空間，富水性強(qiáng)，水量大，水質(zhì)較好，是井田內(nèi)主要含水層，據(jù) 現(xiàn)有資料 ,本井田鄰近供水井水位資料，奧陶系灰?guī)r巖溶水水位標(biāo)高為 670690m。 10 號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為 770m，高于奧灰水水位標(biāo)高 ,各煤層不存在帶壓開采 , 鉆進(jìn)液消耗量 15m3/h,屬富水性中等 — 強(qiáng)的裂隙巖溶含水層。 （ 2） 、石炭系數(shù)上統(tǒng)太原組（ C3t）灰?guī)r巖溶裂隙含水巖組 含水層主要為三層灰?guī)r，從下到上為 K K K4，總厚約 19m，灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育，本次ST402 號(hào)孔 K2 灰?guī)r抽水試驗(yàn)單位涌水量為 ，水位標(biāo)高 ，水質(zhì)類型為HCO3Ca+，屬弱富水性巖溶裂隙含水層 。 （ 3） 、二疊系碎屑巖類含水巖組 主要為 K K8砂巖含水層，巖性主要為鈣、泥質(zhì)膠結(jié)的中粒砂巖，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，本次ST402 號(hào)鉆孔山西組含水層單位涌水量?jī)H ，水位標(biāo)高 ，水質(zhì)類型為HCO3Ca+，因此，該砂巖為含水性較弱含水層。 K9砂巖含水層位于 K8砂巖以上 50m左右。含水特征與 K8相似，水位標(biāo)高 ,因此 ,屬較弱裂隙含水層。 （ 4）、第四系松散巖類孔隙巖組 分布在山間溝谷地帶，巖性為黃白色粉質(zhì)粘土、亞粘土、砂礫層及礫石層，鉆進(jìn)液消耗量 ,含水較豐富。因該含水層由于大氣降水和地表水的補(bǔ)給條件較好，埋藏厚度大的，可成為地下水較豐富的孔隙潛水含水層。 主要隔水層： 本溪組底部有一套以泥巖和鐵質(zhì)粘土巖為主的地層，夾有少量砂巖和薄層灰?guī)r，該層分布普遍，厚度穩(wěn)定，一般是 ，是太原組與下伏奧陶系灰?guī)r之間的重要隔水層，隔水性較好。另外，煤系地層砂巖間粉砂巖、泥巖組成的層間隔水層組，沉積厚度穩(wěn)定，構(gòu)造裂隙不發(fā)育，亦可構(gòu)成各含水層間良好的隔水層。 礦井涌水情況 根據(jù)礦井開拓面積，開采各煤層主要充水水源為頂板砂巖或石灰?guī)r裂 隙水，根據(jù)生產(chǎn)礦井及鄰近生產(chǎn)礦井調(diào)查，礦井涌水以頂板淋水為主，并在局部以裂隙縫出水，礦井經(jīng)過(guò)排水渠流到水倉(cāng)，排水量測(cè)量方法以泵量乘以排水時(shí)間得，礦井涌水量的變化規(guī)律是水量的增大與降雨量有關(guān)系的是在西部淺部地帶，由于風(fēng)化裂隙以及開采塌陷裂隙，使得礦井涌水量在雨季有所增大。原煤礦 2 號(hào)煤層礦井正常涌水量為 50m3/d，最大涌水量為 80m3/d。 臨近采區(qū)周圍小窯涌、出水情況 井田南部為鄉(xiāng)寧神角煤礦，南西部為園子溝煤礦及菜子眼煤礦，東南部為山西臨汾藍(lán)寶煤業(yè)有限公司，井田東北部為十畝煤礦，周邊煤礦 2 下 號(hào)、 10 號(hào)煤 層均有不同程度的開采，對(duì)本井田開采影響的采空區(qū)積水見下表 周邊 2 下號(hào)煤層采空區(qū)積水量匯總表 位置 采空區(qū)積水區(qū)編號(hào)