【正文】 《 采礦學(xué) 》課程設(shè)計 設(shè) 計 者：韓雁青 學(xué) 號： 21096175 班 級：采礦 095 班 指導(dǎo)老師：陸菜平 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 應(yīng) 用 技 術(shù) 學(xué) 院 2021 年 1 月 6 日 1 目 錄 1 井田概況及地質(zhì)特征 ???????????????? （ 3） ??????????????????? （ 3） 交通位置 ????????????????? （ 3） 地形地貌 ????????????????? （ 3） 河流及水庫 ? ??????????????? （ 3） 氣象及地震烈度 ?????????????? （ 4） 礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況 ??????????? （ 5） 井田鄰近地方煤礦概況 ??????????? （ 5） 主要建筑材料供應(yīng)情況 ??????????? （ 6） 地面建（構(gòu)）筑物及村莊搬遷 ????????? （ 6） 電源、水源情況 ?????????????? （ 6） ??????????????????? （ 7） 井田地層 ????????????????? （ 7） ????????????????? （ 11） ????????????????? （ 11） ??????????????????? （ 14） ??????????????????? （ 16） ????????????????? （ 21） ????????????? （ 25） ????????????????? （ 28） 2 2 井田境界與儲量 ??????????????? ?? （ 29） 井田境界 ??? ?????????? ?? ??? （ 29） 井田范圍 ????? ?????????? ? （ 29） 開采界限 ???? ?????????? ?? （ 29） 儲量計算 ?????????? ???? ???? （ 30） 礦井地質(zhì)資源量 ???? ??????? ?? （ 30） 礦井工業(yè)資源 /儲量 ??? ????????? （ 30） 礦井設(shè)計資源 /儲量 ?????? ?????? （ 31） 礦井設(shè)計可采儲量 ??? ?????? ??? （ 33） 3 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 和服務(wù)年限 ? ??????? ??? （ 34） ?????? ????????? （ 34） 依據(jù) ???? ????? （ 34） 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 ????????? ??? （ 34） 礦井服務(wù)年限 ???? ?????????? ?? （ 35） ???? ???????? （ 35） 4 井田開拓 ???????????????????? （ 36） 井田開拓的基本問題 ??? ?????????? （ 36） 確定井筒形式、數(shù)目 ? ???? ?????? （ 37） 工業(yè)場地的位置 ??????? ?????? （ 38） 開采水平的確定及采區(qū)劃分 ?? ?????? （ 38） 方案比較 ??????????? ????? （ 38） 參考文獻(xiàn) ????????????????????? （ 47） 3 1 井田概況及地質(zhì)特征 交通位置 009 煤礦礦井位于昔陽縣境內(nèi)，其工業(yè)場地位于縣城西南約 7km處，昔陽縣城距陽泉市約 30km。 本區(qū)鐵路交通條件優(yōu)越，石太鐵路沿桃河經(jīng)過陽泉礦區(qū)，石太線為陽泉礦區(qū)煤炭外 運(yùn)的主要干線，經(jīng)電氣化改造和完善自動閉塞后，年運(yùn)輸能力可達(dá) 70Mt。另外，陽涉鐵路通過本區(qū)，該線已全部建成通車，采用內(nèi)燃機(jī)車牽引，并預(yù)留電力牽引條件，該線最大年輸送能力為 17Mt，為陽煤集團(tuán)部分煤炭分流創(chuàng)造了有利條件，可直接為該礦的建設(shè)和煤炭的外運(yùn)服務(wù)，本礦井鐵路專用線在陽涉鐵路昔陽站接軌，就接軌事宜已達(dá)成協(xié)議 。 本區(qū)公路交通便利，陽泉至黎城的二級公路通過本區(qū)，公路以昔陽縣城為樞紐，呈放射狀伸向四方，除陽泉至黎城公路外，昔陽至左權(quán)、贊皇、壽陽、邢臺、長治等均有公路相通，區(qū)內(nèi)公路遍布， 97%以上的村莊可通汽車 。 地形地貌 本井田位于太行山北段西側(cè)，從外圍地形來看，西部石千峰地層的地形較高，組成太岳山，東部則為奧陶、寒武系地層組成的太行山脈，昔陽縣境內(nèi)的白羊山、沾嶺山、菜嶺山均系太行山支脈。沾嶺山東部為松溪河流域，一般河窄谷深，溝谷縱橫發(fā)育，切割甚深。井田內(nèi)地形為西高東低，最高處為龍王廟山，海拔+，最低點在巴洲鄉(xiāng)附近，標(biāo)高 +863m，高低相差 750m 左右，一般相對高差 100～ 200m，屬構(gòu)造剝蝕成因，河谷、高山相間的低中心地形。 河流及水庫 本區(qū)屬海河流域子牙 河水 系，松溪河及 其流經(jīng)本井田的支流安坪河、巴洲河、洪水河均為該水系?，F(xiàn)分述如下： 松溪河： 4 發(fā)源于和順縣窯上村附近，經(jīng)昔陽縣的楊家坡村南入境，向北經(jīng)縣城東側(cè)，東流至水磨頭村，再經(jīng)井陘、平山縣匯入滹沱河，干流在昔陽縣境內(nèi)長 ，流域面積 ，該河受水面積大，河床寬，杜莊至縣城一帶寬達(dá) 500～ 800m。平時水少，雨季時一般流量為 1～ 3m3/s，最大洪峰流量達(dá) 1200m3/s（ 1963 年 8月流經(jīng)昔陽縣城一段），年平均徑流量 。 安坪河（城北河）： 該河為松溪河支流，發(fā)源于崇家?guī)X奶頭山，自西向 東在縣城東匯入干流，全長 ，流域面積 ，年平均徑流量 。 巴洲河（城西河）： 該河發(fā)源于鬧嶺莊附近，自西向東在縣城北關(guān)處匯入安坪河，全長 ，流域面積 ，年平均徑流量 。 洪水河（城南河）： 該河發(fā)源于閏家溝，自西南流向東北，在洪水村東匯入松溪河，全長 14km，流域面積 ，年平均徑流量 。 在河流上游建有多座水庫，其中以秦山水庫、關(guān)山水庫較大，秦山水庫位于井田中部，現(xiàn)為昔陽縣城居民生活用水水源。 以上河流實際 上均為寬緩的溝谷，平時基本沒水，均為季節(jié)性河流。 氣象及地震烈度 昔陽縣屬暖溫帶大陸性氣候，一年四季氣候變化明顯，冬季寒冷，風(fēng)大少雪；春季日照充足，干旱多風(fēng)；夏季雨量集中，多冰雹和風(fēng)災(zāi)；秋季時間較短，晴朗涼爽。 本區(qū)位于山西省昔陽縣境內(nèi)，屬暖溫帶大陸性氣候，四季氣候變化明顯。最高氣溫 ℃ ，最低 氣溫 － ℃ ，全年平均氣溫 ℃ 。冰凍期為每年 10月下旬至翌年 4 月，最大凍結(jié)深度為 。年最大降雨量 （ 1963 年） , 年最小降雨量 （ 1972 年），年平均降雨量 ，雨量集中在每年的 7～9 月份。年平均蒸發(fā)量 。主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)，最大風(fēng)速可達(dá) 21m/s,年平均風(fēng)速約為 。 依據(jù) 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB18306 和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50011， 5 本區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計基本地震加速度值為 ，設(shè)計地震分組為第一組。 礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況 山西省昔陽縣現(xiàn)有 5鎮(zhèn) 7鄉(xiāng)共 12 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，約 423個行政村，全縣總戶數(shù) 70117戶，總?cè)丝?24萬人，其中農(nóng)業(yè)人口 22萬人，占 %。農(nóng)作物總播種面積為 410685畝，其中糧 食作物以小麥、玉米、谷子、高梁、大豆、薯類及雜糧為主，播種面積 389049 畝；經(jīng)濟(jì)作物以棉花、油料作物為主，播種面積 10512 畝；除此之外還有蔬菜及瓜果類播種面積 10963 畝。全縣果園面積 19666 畝，以蘋果、梨、柿子、紅棗、葡萄為主。 全縣的工業(yè)發(fā)展速度較快，縣企業(yè)中以燃料、食品、化工、機(jī)械、建材工業(yè)比重較大。 井田鄰近地方煤礦概況 009 煤礦井田鄰近的地方煤礦有：陽勝、衛(wèi)東、安坪、坪上、黃巖匯、運(yùn)裕、麻匯、白羊 嶺 等 8 座煤礦。 鄰近地方煤礦情況詳見表 111， 009 煤礦井田與鄰近地方煤礦位置關(guān) 系見圖 112。 表 111 鄰近地方煤礦情況一覽表 序號 礦井名稱 現(xiàn)開采煤層 規(guī)模 （ 萬 t/a） 井田面積 （ km2） 開拓方式 備注 1 陽勝煤礦 15 號 45 斜井開拓 2 衛(wèi)東煤礦 15 號 15 現(xiàn)已關(guān)閉 3 安坪煤礦 15 號 45 7． 4368 斜井開拓 4 坪上煤礦 15 號 90 斜立開拓 5 黃巖匯煤礦 15 號 90 15． 0891 斜井開拓 6 運(yùn)裕煤礦 15 號 90 斜井開拓 7 麻匯煤業(yè) 15 號 30 斜井開拓 8 白羊 嶺 煤礦 15 號 4590 斜立開拓 正在擴(kuò)建 6 主要建筑材料供應(yīng)情況 本區(qū)內(nèi)獅腦峰礦巖出露面積廣，而且厚度大，可作為井上、下建筑石料，礦井東部大面積奧陶系灰?guī)r出露，可作為井上建筑石料及水泥原料。 磚、矸石磚、料石、石子、白灰、水泥等大宗土產(chǎn)材料可由當(dāng)?shù)毓?yīng)，除陽煤集團(tuán)企業(yè)處所屬廠（場）現(xiàn)有建材供應(yīng)外，也可選用鄉(xiāng)、鎮(zhèn)企業(yè)的建材產(chǎn)品。 外部供應(yīng)材料主要有：鋼材、木材、黃砂、玻璃、高標(biāo)號水泥、五金材料等。 （構(gòu)）筑物及村莊搬遷 井田范圍內(nèi)除工業(yè)場地及風(fēng)井場地等新建建筑物外，地面已有的建（構(gòu)）筑物主要有 7 個水庫和 60 個村莊。工業(yè)場地及風(fēng)井場地、水庫均留設(shè)保護(hù)煤柱；地面村莊大都較小，但分布分散，給正規(guī)工作面布置帶來一定的影響，設(shè)計對大部分村莊按搬遷考慮。根據(jù)需要，礦井投產(chǎn)前需先搬遷野峪村 (118 戶 ) 和下講堂村 (108 戶 )。目前建設(shè)單位已與野峪村及昔陽縣樂平鎮(zhèn)政府簽訂村莊搬遷協(xié)議。 由于礦方未提供井田內(nèi)所有村莊的詳細(xì)資料，本次設(shè)計無法安排村莊搬遷規(guī)劃。建議建設(shè)單位結(jié)合當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)規(guī)劃，根據(jù)礦井建設(shè)和生產(chǎn)進(jìn)度 ，積極做好 下講堂村及其它后續(xù) 村莊搬遷前的規(guī)劃和準(zhǔn)備工作，以免影響礦井按期投產(chǎn)及今后生產(chǎn)。 電源、水源情況 電源 昔陽縣境內(nèi)現(xiàn)有坪上 110kV 變電站一座，距礦井工業(yè)場地 ；另有晉中電力部門剛建成投運(yùn)的昔陽 220kV變電站 , 該站位于礦井工業(yè)場地以南約 處。 本礦井的供電電源及供電方案已于 2021 年 6 月由晉中供電分公司以 “ 晉中電計字〔 2021〕 35 號 ” 文給予批復(fù)，確定本礦井供電電源由昔陽坪上 110kV 變電站引一回 35kV 線路作為施工用電；昔陽 220kV 變電站建成投運(yùn)后，由該站引兩回 35kV 線路作為礦井主供電源。 7 水源 陽泉礦區(qū)為缺水礦區(qū)，井田內(nèi)松溪河沖積層孔隙潛水含水豐富、水質(zhì)良好，但目前開采量較大，不宜再增加開采量；太原組灰?guī)r，主要賦存于淺部，分布范圍不大，由于開采水量過大，水位不斷下降，故亦不宜多開采；本區(qū)地表水庫較多，如秦山水庫、楊家坡水庫、南郝峪水庫、關(guān)山水庫均已通過地下管道聯(lián)通，水庫總?cè)萘窟_(dá) 2021 萬 m3，現(xiàn)主要用于昔陽縣生活及部分工業(yè)用水，目前仍有部分供水富裕能力；奧陶系含水層在區(qū)內(nèi)分布較廣，巖溶裂隙也較發(fā)育，是一良好的供水水源。 2021 年 6 月山西省水利廳晉水資〔 2021〕 303 號 “ 關(guān)于陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 009 煤礦礦井及選煤廠項目取水許可預(yù)申請的批復(fù) ” ，同意本礦開采娘子關(guān)地下奧灰水作為生活供水水源，秦山水庫水建井期間作為臨時施工水源，礦井投產(chǎn)后作為輔助供水水源。 井田地層 本區(qū)位于沁水煤田的東北邊緣。由東向西出露地層由老到新。本井田東部區(qū)外大面積出露奧陶系地層；石炭系本溪組、太原組、二疊系山西組地層分布零星；區(qū)內(nèi)二疊系上、下石盒子組地層廣泛分布，二疊系石千峰組，三疊系劉家溝組地層出露于本井田西緣；新生界覆于各個時代基巖之上?，F(xiàn)就 勘探所及從奧陶系至第四系地層分述如下： （一）奧陶系 奧陶系 下統(tǒng)（ O1） SYJ1號孔為水源井，該孔揭露奧陶系下統(tǒng)亮甲山組地層 ，為石灰?guī)r，灰色，致密堅硬，厚層狀，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部泥質(zhì)含量較高。 奧陶系中統(tǒng)（ O2） SYJ1號孔 揭露 奧陶系中統(tǒng)地層厚度 670m?？蓜澐譃榉宸褰M及上馬家溝組、下馬家溝組。 1) 下馬家溝組（ O2x）：揭露最大厚度 ，由白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、 8 石灰?guī)r組成，塊狀構(gòu)造，厚層狀，下部含大量蜂窩狀溶洞。 2) 上馬家溝組 （ O2s）：揭露最大厚度 ，主要為深灰色石灰?guī)r夾薄層白云巖，中、上部具有角礫狀構(gòu)造，底部含不均勻鐵質(zhì)，節(jié)理巖溶發(fā)育。 3) 峰峰組（ O2f）：揭露厚度 ～ ，平均 。上部以灰色、深灰色 石灰?guī)r 為主，夾白云質(zhì)灰?guī)r及薄層狀白云巖，局部呈角礫狀，具波狀層理，頂部含團(tuán)塊狀黃鐵礦。中部為灰色豹皮灰?guī)r及石灰?guī)r夾豹皮灰?guī)r，巖溶、裂隙較發(fā)育。底部為石膏帶，主要為角礫狀泥質(zhì)白云巖、角礫狀泥灰?guī)r夾薄層石膏及纖維狀石膏組成。 （二）石炭系中統(tǒng)本溪組（ C2b） 全厚 ～ ，平均約 。有東南厚、西 北薄的變化趨勢。平行不整合于奧陶系灰?guī)r之上。主要由淺灰、灰色細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖及石灰?guī)r組成，夾 1～ 2 層煤線。底部為黃鐵礦層，常呈星散狀或團(tuán)塊狀富集于灰?guī)r及鋁土巖中。極不穩(wěn)定，厚 0～ ，平均 。地面及淺部氧化為褐鐵礦及赤鐵礦，稱山西式鐵礦。其上為 G層鋁土礦，厚 ～ ，平均厚 。為淺灰或灰白色，含硅質(zhì)，鐵質(zhì)較高。有 1～ 3 層石灰?guī)r，質(zhì)較純，分布較穩(wěn)定。上層