【正文】 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 鐵法局小康礦初步設(shè)計(jì)說明書 前言 該說明書為 鐵法局小康礦 初步設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)礦井為一井一面的高效礦井。通過對(duì)地質(zhì)資料的深入研究，根據(jù)煤層的賦存條件和我國(guó)現(xiàn)在所能達(dá)到的煤炭開采能力，初步確定 西一、西三兩個(gè)采區(qū) 采用 走向 長(zhǎng)壁采煤法 ； 西二、東一、東二 采用 傾斜 長(zhǎng)壁采煤法。該礦井地質(zhì)資料詳細(xì)，煤層賦存簡(jiǎn)單，但在設(shè)計(jì)過程中也遇到了一定的困難，由于煤層傾角很小 且傾斜長(zhǎng)太長(zhǎng) ，煤的硬度較 高。 在該設(shè)計(jì)中，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用 巖 層布置大巷的開拓方式，留設(shè)煤柱護(hù)巷。同時(shí)在現(xiàn)代先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)發(fā)展前提下，在建井工期和初期投 資方面都有較大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，對(duì)于 巖 層大巷采用了 砌碹 支護(hù)，解決了 巖 層大巷服務(wù)年限的問題。針對(duì)煤層的自燃傾向，對(duì)于 區(qū)段 斜巷采取了灌漿密閉措施。 在設(shè)計(jì)過程中，得到了老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，在此表示感謝 ，并 請(qǐng) 老師對(duì)我的設(shè)計(jì)多多的批評(píng)指教 。 小康礦 120 萬噸 /年新井設(shè)計(jì) 2 1 礦區(qū)概述及井田特征 礦區(qū)概述 交通 位置 小康煤礦位于沈陽市康平縣境內(nèi)，隸屬于鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限公司。三臺(tái)子煤田處于北東走向的八虎山和調(diào)兵山兩個(gè)背斜之間，小康煤礦位于該煤田的西南側(cè)。井田區(qū)域內(nèi)交通便利，交通主要靠公路， 203 國(guó)道貫穿于煤田中部，北距康平縣城 12 公里，南距法庫(kù)縣城 17 公里，調(diào)兵山 31 公里，與周邊縣、鄉(xiāng)之間也均有縣級(jí)柏油公路相通，另有連接國(guó)鐵的礦區(qū)鐵路直通礦山。 地 形地貌 三臺(tái)子煤田處于北東走向的八虎山和調(diào)兵山兩個(gè)背斜之間。在中生代晚侏羅紀(jì)中期，該煤田普遍下降形成了湖泊相和泥炭沼澤相沉積 —— 沙海組煤系。在白堊紀(jì)末，該區(qū)一直處于侵蝕基準(zhǔn)面以上。直到第四紀(jì)還仍在接受剝蝕堆積，從而構(gòu)成了現(xiàn)代的剝蝕堆積地貌類型，形成了井田內(nèi)平緩的剝蝕堆積丘陵地形。 在西北部三官營(yíng)子一帶，地形起伏較大，最大標(biāo)高為 +118m， 最低標(biāo)高為 +，高差 ，一般標(biāo)高 +80~+96m，僅在井田西南部出現(xiàn)了局部沖積較低洼平原，一般標(biāo)高在+88m左右。 氣象 及地震情況 本地區(qū)就地理位置來看，氣候多風(fēng)少雨，春干冬寒，屬大陸性氣候，一般春、秋、冬三季多風(fēng)。春、秋季多西南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，風(fēng)力大至 7~9 級(jí)，瞬時(shí)達(dá) 10 級(jí)，小至 2~3級(jí)。降雨期主要集中在春、秋兩季，年降雨平均日數(shù) 78 天，年最大降雨量 （ 1959年），月最大降雨量 （ 1995 年），日最大降雨量 （ 1959 年），凍土層最大厚度 ，在 ℃。 本區(qū)地震歷年來未超過二級(jí)，烈度為 VI 度。 電 源、水源及建筑材料來源 該礦區(qū)的電力由位于調(diào)兵山市區(qū)的鐵煤集團(tuán)發(fā)電廠供給；生產(chǎn)所用的水主要取自井田旁邊的三臺(tái)子水庫(kù)；建筑材料主要從康平縣和調(diào)兵山市購(gòu)得。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 其 他 礦區(qū)內(nèi)的企業(yè)和貿(mào)易中心很少，但基本上能夠滿足礦區(qū)居民生活的需要。該區(qū)內(nèi)的居民主要靠在礦里上班或種植農(nóng)作物為生；本礦區(qū)內(nèi)有通向鐵煤集團(tuán)其他煤礦的火車編組站，屬內(nèi)部鐵路，在鐵嶺市與國(guó)鐵相通。 井田及其附近的地質(zhì)特征 井 田的地層 層位關(guān)系 三臺(tái)子煤田位于松遼盆地南緣的東側(cè)，屬于中生代晚侏羅紀(jì)山間盆地，形態(tài)比較完整，煤田東西長(zhǎng) 公里，南北寬 8 公里，面積 68 平方公里。周圍為老地層而煤田內(nèi)地勢(shì)較平緩，除少部分地段有白堊紀(jì)出露外，其他部分為第四系所掩蓋，基本上屬于全隱蔽型煤田。 前震旦紀(jì)變質(zhì)巖系構(gòu)成煤田之基底，侏羅系含煤地層直接不整合于老地層之上，侏羅系之上為白堊系，再其上為第四系。 井田 內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造及變動(dòng) 小康井田位于三臺(tái)子向斜的西南部，占據(jù)向斜的大部分，煤層走向大體呈北西方向，巖層傾斜平緩，一般在 7176。 ~9176。之間。井田內(nèi)構(gòu) 造以斷裂為主，由于受斷裂構(gòu)造影響，使得井田內(nèi)褶曲構(gòu)造反映不太明顯，但尚能看出向斜的存在。 褶曲：三臺(tái)子煤田整體為一向斜構(gòu)造，由于后期構(gòu)造的影響，致使向斜的東西兩翼不對(duì)稱，向斜軸由于巖層傾角平緩和斷裂的破壞而不突出，但是看出向斜軸總的規(guī)律是由北向南逐漸加深，其軸向?yàn)?N35176。 W，向斜軸傾伏角為 6176。，軸部最深可達(dá)到 830m。 井田內(nèi)無陷落柱和火成巖侵入。 結(jié)構(gòu) 小康井田內(nèi)共有兩個(gè)可采煤層，煤層編號(hào)從上往下依次為 2。 附： 主要可采煤層特征表 煤層號(hào) 煤層總厚 ， m 可采厚 ， m 可采煤層分布 煤層走向 煤層傾向 煤層傾角 小～大 一般 小～大 一般 1 全井田 北部 SN。 南部 NW 北部 EW。 南部 NE 79 度 小康礦 120 萬噸 /年新井設(shè)計(jì) 4 間距 20m 2 全井田 北部 SN。 南部 NW 北部 EW。 南部 NE 79 度 水文地 質(zhì) 1）地表水系 本地區(qū)內(nèi)無較大河流，只在井田中部有一人工水庫(kù)，于 1942 年 ~1943 年建成，壩高 7m，壩長(zhǎng) 4120m，壩頂寬 5m，壩底寬 40m，壩坡度 1： ，壩頂高程 ，壩底高程 。集水面積 143 平方公里，歷年平均徑流量 1430 萬立方米，徑流深度 ，多年平均降雨量 550mm，蒸發(fā)量 1700mm。 其水庫(kù)水除地表徑流外，主要來源之一是一條小河 —— 李家河，它發(fā)源于法庫(kù)老靈山和康平西官邊臺(tái)子兩地，徑流于井田南部注入水庫(kù)，集水面積 平方公里，河長(zhǎng) 19 公里，河寬一般 10~20m，比降 %，枯季無水，雨季水量偏大，最大洪水流量 50~60 平方米 /秒（ 1958 年 8 月），屬于季節(jié)性 小河。 水庫(kù)水的另一來源是經(jīng)人工渠間接引遼河入庫(kù)及直接引康平縣城西的西泡子水。渠長(zhǎng)15 公里，渠寬 10 米，最大排水量 20 立方米 /秒左右。 水庫(kù)特性列入下表： 一般與極值 庫(kù) 容 水位標(biāo)高 水 深 水庫(kù)面積 最大 5600 萬立方米 米 米 17 平方公里 最小 600 萬立方米 米 米 7 平方工里 一般 2523 萬立方米 82 米 米 平方公里 2） 含水層 本井田內(nèi)直接充水含水層主要由侏羅系粗砂巖及沙礫巖微弱的裂隙孔隙承壓含水層所組成，雖然粗砂巖疏 軟（類似豆腐渣）多裂隙，但單位涌水量均小于 ，而且斷層富水性弱，并且煤層頂部有較厚的油頁巖、泥巖。含水層間有良好隔水性能的泥巖、粉砂巖層，導(dǎo)水性差，破碎帶厚度小，并為泥質(zhì)物充填緊密，與地表水以及各含水層間無水力聯(lián)系，可謂閉合斷層，對(duì)礦床充水無甚影響，故將該井田劃分為水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的二類一型礦床。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 井田內(nèi)共劃分為三個(gè)含水層：①侏羅系直接充水承壓含水層；②白堊系砂巖及砂礫巖承壓含水層；③第四紀(jì)砂巖及砂礫巖承壓含水層。 3） 隔水層 本井田內(nèi)有兩個(gè)隔水層：①第四紀(jì)粘土及亞粘土隔水層；②侏羅系 煤層頂?shù)装迥囗搸r隔水層。 第四紀(jì)粘土及亞粘土隔水層主要由黃色或黃褐色粘土及亞粘土所組成，結(jié)構(gòu)密實(shí)，具有可塑性，在水庫(kù)底部的南北兩側(cè)厚約 6m 左右，中部較厚約 8m 左右，據(jù)土工實(shí)驗(yàn)成果表明在 。 侏羅系煤層頂?shù)装迥囗搸r隔水層主要由黑色泥巖及黑褐色油頁巖組成，結(jié)構(gòu)細(xì)膩，直接賦存于煤層之上，厚約 31m左右，為一良好的隔水層。 4） 礦井涌水量 礦井正常涌水量 立方米 /小時(shí)，最大涌水量 立方米 /小時(shí)。 5） 鄰近生產(chǎn)礦井充水情況 鄰井三臺(tái)子煤礦從 1978 年 10 月開始正式投產(chǎn)，在建井初期主井斜長(zhǎng) 77153m時(shí)見白堊紀(jì)紫紅色砂巖及砂礫巖，破碎松散，涌水量 45 立方米 /小時(shí)，而向深部含水性逐漸減弱，到目前為止歷年的平均排水量為 立方米 /小時(shí)，可見該礦井基本不含水，其涌水特點(diǎn)是粗砂巖和砂礫巖的微裂隙孔隙滴水，而泥粉細(xì)砂巖復(fù)合巖層既不含水同時(shí)也起到了隔水的作用。綜上，該鄰近煤礦屬于極弱充水含水層礦井。 煤層質(zhì)量及煤層特征 煤質(zhì) 及物理性質(zhì) 該礦區(qū)煤質(zhì)工業(yè)牌號(hào)為長(zhǎng)焰煤，黑色、瀝青光澤、條帶狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、貝殼狀斷口或平坦?fàn)顢嗫?，摩氏硬度約為 3，質(zhì)脆，以亮煤為主，暗煤次之，在亮煤條帶 中常見兩組垂直層面的內(nèi)生裂隙，一組發(fā)育，一組次之，裂隙面平坦。在裂隙中常常有方解石及黃鐵礦薄膜充填，煤層與頂?shù)装逡话銥檎辖佑|。 煤的物理性質(zhì)：容重 克 /立方厘米，灰份（ Ag） %，水分 11%，揮發(fā)份（ Vr）%，發(fā)熱量 22MJ/Kg,硫含量 %。 板巖性 煤層直接頂板：主要由黑褐色油頁巖組成，結(jié)構(gòu)致密、細(xì)膩、無裂隙，厚度一般在 1030m之間，平均 20m左右，按其堅(jiān)固程度屬于軟質(zhì)巖石。 小康礦 120 萬噸 /年新井設(shè)計(jì) 6 煤層直接底板：由灰黑色泥巖和灰白色粉、細(xì)砂巖所組成。結(jié)構(gòu)較細(xì)致、質(zhì)軟， 其厚度變化西南厚約 56m，東北厚約 10m 以上，一般 510m 左右，按其堅(jiān)固程度屬于軟質(zhì)巖石。 斯賦存狀況及煤的自燃性 本礦井瓦斯含量較低，由瓦斯分析結(jié)果可知，本井田屬氮?dú)?~沼氣帶礦井，僅在井田中部有一部分沼氣帶，可采邊界附近有一部分氮?dú)鈳?。絕對(duì)瓦斯涌出量 立方米 /分，屬低瓦斯礦井。 井田內(nèi)煤的火焰長(zhǎng)度在 10260mm 間，巖粉量為 1050%，煤塵爆炸性弱。 370 號(hào)孔煤塵實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：火焰長(zhǎng)度 400mm，巖粉量 55%，爆炸性強(qiáng)，故井田內(nèi)有煤塵爆炸的可能，煤塵爆炸指數(shù)為 %。 一層煤的 燃點(diǎn)在 273304℃之間，平均值為 285℃，氧化性和還原性的燃點(diǎn)差在 33~63℃之間，平均 47℃。二層煤的燃點(diǎn)在 273288℃之間，平均 279℃，燃點(diǎn)差為 35℃。井田內(nèi)煤的燃點(diǎn)比其他煤田煤的燃點(diǎn)均低，且燃點(diǎn)差值也高，故本區(qū)煤是易燃的，自然發(fā)火期一般為 13 個(gè)月，最短 20 天，不利于煤炭的長(zhǎng)期存放。 鄰井康平三臺(tái)子煤礦 1974 年 11 月建井， 78 年 10 月投產(chǎn)， 81 年、 82 年實(shí)測(cè)瓦斯資料如下： 年度 鑒定地點(diǎn) 絕對(duì)量 ,立方米 /分 相對(duì)量 ,立方米 /噸、日 鑒定當(dāng)日產(chǎn)量 ,噸 瓦斯等級(jí) CH4 CO2 CH4 CO2 1981年 7月 總排風(fēng) 低級(jí) 1982年 7月 副井總排 低級(jí) 地質(zhì) 勘探程度 在勘探初期針對(duì)該區(qū)特點(diǎn)，首先，原則上對(duì)全井田采用先線后面，全面控制，點(diǎn)線配合，重點(diǎn)解剖，然后循序漸進(jìn)，逐步提高勘探程度，儲(chǔ)量級(jí)別等，通過四次勘探，補(bǔ)充并借鑒鄰區(qū)地質(zhì)資料，比擬本井田上述地質(zhì)因素特征，視其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等，煤層較穩(wěn)定且偏簡(jiǎn)單，勘探類型屬于二類二型偏簡(jiǎn)單。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2 井田境界及儲(chǔ)量 井 田境界 小康煤礦井田南北長(zhǎng) 5 公里，東西寬 5 公里，面積 25 平方公里。礦井南部以可采境界4721000 為界，北部以可采境界 4726000 與 1F 交線為界，西部以可采境界 41525500 為界，東部以可采境界 41530500 與 1F 交線為界。井田走向大體呈北西方向，巖層傾斜平緩，一般在 79176。之間。 井田區(qū)域內(nèi)有一個(gè)小煤礦 邊家煤礦，其位于井田南部， 1986 年開井，礦井無充水情況，與本礦井沒有貫通。該礦隸屬于法庫(kù)縣，與本礦 有明確的礦井邊界，并且兩井田水文地質(zhì)條件相同。 井田儲(chǔ)量 井田 的工業(yè)儲(chǔ)量 已知：井田走向長(zhǎng) 5000m，傾斜長(zhǎng) 5000m，共有兩個(gè)可采煤層（上層煤厚 ，下層煤厚 ），煤的容重為 。 則該井田的工業(yè)儲(chǔ)量 ZG=4000 5000（ +） =29260（萬 t） 即該井田的工業(yè)儲(chǔ)量為 29260 萬 t。 地質(zhì)損失 因本礦小斷層較少，存在大斷層以及邊界確定的條件，不能精確計(jì)算出 本礦地質(zhì)損失的大小，因此在開拓圖上將各地質(zhì)損失整合在一起，形成一個(gè)邊長(zhǎng)大約為 1000m的正方形，則由煤層的賦存條件及相關(guān)數(shù)據(jù)，可計(jì)算地質(zhì)損失約為： ZD=1000 1000（ +） =1463（萬 t） 即該礦的地質(zhì)損失約為 1463 萬 t，而實(shí)際的地質(zhì)損失要大于這個(gè)量。 煤柱損失 1） 井田邊界預(yù)留 30m的邊界煤柱，以避免鄰礦開采對(duì)本礦造成影響，有利于本礦的安全生產(chǎn)。 小康礦 120 萬噸 /年新井設(shè)計(jì) 8 邊界煤柱壓煤量 Z 邊 =30 5000（ +） +30（ 50003030）（ +） =2194500+2168866 ≈ 萬 t） 2） 工業(yè)場(chǎng)地是一個(gè)等同于上底長(zhǎng) 858m，下底長(zhǎng) 938m，高 945m 的梯形區(qū)域。工業(yè)廣場(chǎng)坐落著主井、副井、風(fēng)井等重要生產(chǎn)設(shè)施 ，因此，工業(yè)廣場(chǎng)下的煤柱不可以回采，稱為工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的壓煤量 Z 工 =（ 858+938） 945247。 2（ +）