【正文】 需圖紙 153893706 前 言 本采區(qū)設(shè)計(jì)是根據(jù)鶴壁煤電三礦的原資料進(jìn)行編寫的。設(shè)計(jì)中的一些重要數(shù)據(jù)和圖表都是以三礦的地質(zhì)資料、地質(zhì)勘探圖、底板等高線圖、綜合柱狀圖等為依據(jù)，嚴(yán)格依照《畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱》的要求進(jìn)行的。 在 本人的努力及老師的指導(dǎo)下，注重思想性、科學(xué)性、啟發(fā)性、實(shí)踐性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和《設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，注重加強(qiáng)基本理論、基本方法和基本技能方面的學(xué)習(xí)，并結(jié)合設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益、安全觀念和所學(xué)專業(yè)知識(shí)。勇于創(chuàng)新認(rèn)真完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。 設(shè)計(jì)主要分為九大部分：包括井田概況及地質(zhì)特征，采區(qū)地質(zhì)概況采區(qū)儲(chǔ)量與生產(chǎn)能力，采區(qū)方案設(shè)計(jì)，采煤工藝，采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，采區(qū)施工設(shè)計(jì)，安全技術(shù)措施等。設(shè)計(jì)在內(nèi)容上以設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法為主線，力求在闡明基礎(chǔ)原理的基礎(chǔ)上，密切結(jié)合礦井的條件，采用先進(jìn)的開采方法 進(jìn)行開采，解決了設(shè)計(jì)中的各種主要技術(shù)問題。 由于學(xué)識(shí)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，加上時(shí)間的倉促，本設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)某些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，在此懇請(qǐng)各位老師提出寶貴意見，進(jìn)行批評(píng)指導(dǎo)。 目錄 第一章 礦井概況 第一節(jié) 井田地質(zhì)概況 第二節(jié) 地質(zhì)特征 第三節(jié) 礦井生產(chǎn)狀況 第二章 采區(qū)地質(zhì)情況 第三章 采區(qū)儲(chǔ)量與生產(chǎn)能力 第一節(jié) 采區(qū)儲(chǔ)量 第二節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 第四章 采 區(qū)方案設(shè)計(jì) 第一節(jié) 采煤方法的選擇 第二節(jié) 采區(qū)巷道的布置 第五章 采煤工藝 第一節(jié) 落煤裝煤和運(yùn)煤 第二節(jié) 工作面支護(hù)頂板管理及采空區(qū)處理 第三節(jié) 綜采工藝 第四節(jié) 生產(chǎn)技術(shù)管理 第五節(jié) 工作面設(shè)備 第六章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 第一節(jié) 采區(qū)運(yùn)輸 第二節(jié) 采區(qū)通風(fēng) 第三節(jié) 采區(qū)供電 第四節(jié) 壓風(fēng)系統(tǒng) 第五節(jié) 防塵注漿 第六節(jié) 采區(qū)排水 第七章 采區(qū)施工設(shè)計(jì) 第八章 安全技術(shù)措施 第九章 采區(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 第一節(jié) 井田地質(zhì)概況 一． 地理位置及 交通位置 鶴壁三礦位于鶴壁煤田中部， 礦井北至 F11， F13 斷層，西部以二 .1 煤層露頭為界， 南距鶴壁市中心 ， 距京廣鐵路 湯陰車站 21km，鶴壁 鐵路支線 從 本礦工業(yè)廣場(chǎng)穿過，距鶴壁北站 1 千米，鶴壁集至湯陰公路從本礦東北穿過，公路及鐵路交通方便。 礦井南北走向 5 ㏎ ,東西走向 ㏎，面積 ㎡ 交通位置圖詳見圖 111。 二． 地 形地貌 本區(qū)處于太行山及華北平原過度地帶，地勢(shì)北西高 ， 東南低。 區(qū)內(nèi)呈低緩丘陵地貌，最高為黃牛坡北嶺，海拔+247m， 最低為 酉河 河谷，海拔 +140m， 溝谷大致南北走向。 三 . 地表 水 區(qū)內(nèi)有兩條小河經(jīng)過，湯泉河位于本井田南翼，發(fā)源于北圣溝村角的湯泉，向東流經(jīng)較場(chǎng)，羅村而流出井田，平均流量 ~，洪水期最 大流量 , 河流經(jīng)鶴壁集，馬駒河村，位于井田北部邊界，水源來源于一礦井下排水和鶴壁集工業(yè)廢水，常年有水，平時(shí)流量很小。 四． 氣象及地震 本區(qū)屬北溫帶大陸干旱性氣候，根據(jù)有關(guān)氣象資料， 1958 年以來，鶴壁礦區(qū)氣候溫和，光熱資源充足，年日照時(shí)日數(shù)為 左右，日照率 %，年平均氣溫為 ℃，最高氣溫 ℃，最低氣溫℃年平均相對(duì)溫濕度 60%，平均絕對(duì)濕度為 。年均降雨量 mm 多集中在 8 月，年降雨量最大值 ，最小值 mm，年平均降雨量 mm，年最大蒸發(fā)量為 mm ，年最小蒸發(fā)量 mm 年平均蒸發(fā)量為 mm。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟媳毕?，平均風(fēng)速 。凍土深度一般為 . 根據(jù)兩年的統(tǒng)計(jì)資料， 8 月至來年 2 月多為北風(fēng)，最大風(fēng)速23 m/s。 3 月至 7 月，多為南風(fēng)，最大風(fēng)速 14 m/s 根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布“中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB183062021《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》”，鶴壁市地震動(dòng)峰值為 對(duì)應(yīng)的基本烈度為 Ⅷ度。 五． 礦區(qū)煤炭 生產(chǎn)以及規(guī)劃概況 鶴壁煤電股份有限公司是鶴壁煤業(yè)有限責(zé)任公司控股的股份公司，公司 2021 年在冊(cè)員工 19437 人，資產(chǎn)總額 億元，主營業(yè)務(wù)收入 億元，利潤(rùn)總額 億元，凈利潤(rùn) 億元。公司所屬礦井保有儲(chǔ)量 可采儲(chǔ)量 ， 6 對(duì)生產(chǎn)礦井， 2021 年年產(chǎn)量 另有 三座洗煤廠年入洗能力 。公司目前擁有三、四、六、八、九，十礦六對(duì)主力井和坑口電廠。 集團(tuán)公司目標(biāo)能力為 2021 年煤炭產(chǎn)量穩(wěn)定在 以上， 公司資產(chǎn)總額和銷售收入均超過 50 億元。 六 . 現(xiàn)有水源，電源概況 一 水源 目前礦井的水源為奧陶系灰?guī)r水。 取水方式：井下鉆孔，現(xiàn)有 6 個(gè)鉆孔。其中 5 個(gè)使用，總?cè)∷繛?5493m3/ 二 電源 目前礦井現(xiàn)有一座 35/6kv 變電所，設(shè)主變 2 臺(tái)，型號(hào)為SI7500/35， 7500kv,35/6kv 雙回路 35kv 電源分別取自大湖 110kv變電站 （導(dǎo)線型號(hào)為 LGT— 150/） ，和康加 110kv 變電站 (導(dǎo)線型號(hào)為 LGJ_150/)。 第二節(jié) 地質(zhì) 特征 一 . 地質(zhì)構(gòu)造 三礦井田 位于鶴壁煤田中部，地層走向 NNE 傾向 SE 傾角 8~480，平均 210左右，井田構(gòu)造以斷層為主，褶曲不 發(fā)育，構(gòu)造 線展 布方向以 NNE， NE 向?yàn)橹?，現(xiàn)將三礦井田的主要構(gòu)造分述如下： （一） 斷層 目前礦井共發(fā)現(xiàn) 47 條斷層，落差大于 5m 以上的斷層共有 41 條，落差大于 50m 以上的主要斷層有 9 條，各主要斷層的特性如下： 1. F16 斷層 : 淺部系三、五礦井井田分界斷層，深部交與F403 斷層，延展長(zhǎng)度大于 3km，走向 N510E 傾向 SE，傾角 680，落差 50115m。 2. F20 斷層：該斷層與 F16 斷層相互平行 ，向東交于 F16斷層，淺部同 F16 斷層均為三、五礦井井田分界斷層，延伸長(zhǎng)度大于 ，走向 N600E，傾向 S300E 傾角 450落差40180m. 3. F3 斷層： 673， 3831 兩孔控制 ， 38925， 38914，38927 孔見到，走向 N470E，傾向 NW，傾角 43700 ，落差 7085m 4. F40 斷層：為三礦井田東部邊界斷層，為三礦和六礦邊界斷層，走向 N100E，傾向 NE，傾角 400570，落差155450m 延伸長(zhǎng)度大于 4km。 5. F401 斷層：為三礦深 部和六礦的邊界斷層，有1629， 67622， 5854 鉆孔，揭露，南北延伸合并入 F40斷層，走向 N400E，傾向 NE 傾角 47600 ，落差 200375m左右，延伸長(zhǎng)度 . 6 . F403 斷層： 有 18 16 173 42 5857，等孔控制，走向 N50~45oN，中部向東南彎曲呈弓型，傾向500，傾角 60160m，落差，延伸長(zhǎng)度大于 4Km。 7 . F42 斷層：位于新青農(nóng)場(chǎng)以西，北起 F20 斷層 ，向南西方向尖滅。走向 N250E，傾向 NW，傾角 500，落差 50m，延伸長(zhǎng)度 950m。該斷層 421,38934 孔見到。 (二 ) 褶皺 三礦井田內(nèi)發(fā)育的褶皺有五礦向斜； 323 背斜， 321 向斜，以及 322 背斜四個(gè)明顯的褶曲，褶曲搌布方向 N430600E 近于平行，呈多字形排列，向斜南翼（背斜北翼）較緩，是在同一邊界條件下，南部向 NNE 北部向 SSW 的壓扭作用下形成的。另外， 323 背斜與 321 背斜相接處，呈現(xiàn)出鞍狀構(gòu)造，這是由于地層產(chǎn)狀的明顯變化，致使 321 向斜軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)的緣故，各褶皺特征見表 122。 （三） 井田的構(gòu)造特征 從井田內(nèi)揭露的構(gòu)造行跡來看，井田邊界斷層較 發(fā)育，邊界斷層在起行跡形成的過程中由于派生應(yīng)力場(chǎng)的作用，起附近形成叫多的小斷層，這些小斷層在平面上的搌布方向有一定的規(guī)律性，尤其是在兩條較大的斷層交接復(fù)合部位，派生構(gòu)造的密度明顯增加，井田中部以褶皺構(gòu)造為主，形成一套褶曲構(gòu)造 。 本井田的復(fù)雜程度屬中等。 樞紐走向 兩翼夾角 兩翼產(chǎn)狀 長(zhǎng)度 1 321 向斜 N530570 E SE 翼 走向： S40 傾向： NE 傾角： 0170 NW 走向： N190260E 傾向 NE，傾角0260， 2 322 背斜 ＞ 120 SE 翼 走向 S210— 770W 傾向： SE 傾角5210 NW 3 323 背斜 ＜ 120 二 . 煤層 本井田含煤地層為石炭系本溪群、太原群和二選系山西組，總厚度平均 210m，發(fā)育兩個(gè)煤組，即一煤組和二煤組，共含煤層 24 層，總厚度 ，含煤系數(shù) %，山西二 1煤為主要可采煤層，太原群一 11煤大部分可采，一 22煤局部可采。其他煤層 均屬于不穩(wěn)定薄煤層分部范圍小，沒有工業(yè)價(jià)值，但在地層對(duì)比中有重要意義。 二 1煤層位于山西組底部 S10 砂巖之下，底為 S9砂巖，下距L8灰?guī)r 35m，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，煤層厚 ~，平均 ,屬穩(wěn)定特厚煤層，煤層下部有 2~3 層夾矸，比較穩(wěn)定的夾矸，有一層，厚度 ~,平均 ,夾矸上下煤厚平均~。 三 . 煤的物理性質(zhì) 二 1煤為黑色，玻璃 ~金剛光澤，條帶灰色略帶淺灰色，屬半亮型煤，具條帶狀結(jié)構(gòu)，比重 左右 ，松軟易碎。 四、水文地質(zhì) （一）水文地質(zhì) 的 概況 井田地貌 屬太行山山前緩丘陵地貌，地勢(shì)西高東低，海拔高度在 +140～ +280m之間。丘陵和溝谷大致呈南北向，區(qū)內(nèi)有東馬駒河、黃斗坡、劉家溝、胞泉、胡家溝等幾個(gè)村莊。礦區(qū)西部奧陶系灰?guī)r廣泛出露，石灰系地層在山前零星出露。本井田為第三、四系地層所覆蓋。 井田內(nèi)有兩條小河經(jīng)過，湯泉位于本井田南翼，發(fā)源于孫圣溝村西北角的湯泉，向東流經(jīng)教場(chǎng)，繞村而流出井田，平時(shí)流量 ～ m3/s,洪水期最大流量 m3/s。菱河：流經(jīng)鶴壁集，馬駒河村，位于井田邊界。 (二 )生產(chǎn)礦井水文地質(zhì)條件 三礦自 1985年 12月穩(wěn)定生產(chǎn)以來，巷道揭露斷層出水 4次，1977 年 7 月掘進(jìn) 101 上山回風(fēng)巷遇到落差 13m 的斷層， L8灰?guī)r水從巷道涌出，涌水量達(dá) 80m3/h。 1979 年北翼新軌道下山掘進(jìn)時(shí)，揭露一落差 的斷層，L8灰?guī)r水沿?cái)鄬佑砍觯鯐r(shí)涌水量 1m3/h，而后逐漸增大到20m3/h。 （三 ）礦井涌水量計(jì)算。 三礦多年開采實(shí)踐證明，涌入礦井的水來自兩方面，來自頂板的是 S10砂巖水；來自底版的有 L8灰?guī)r水， L2灰?guī)r水，O2灰?guī)r水以及底版 S9砂巖水，其中主要為 L8據(jù) 1999 年統(tǒng)計(jì)資料，礦井正常涌水量為 ,其中 頂板砂巖水,底板水 550m~800m 涌水量計(jì)算，分底板和頂板兩部分。 頂板水 據(jù)以往回采情況，頂板砂巖水隨回采面積增大而略有增加，故采用比擬法計(jì)算： Q 頂 =Q0 0/FF = 式中： F—— 550m 以下首采面積 (km)2 F0—— 二、三水平回采面積 0 .98(km)2 Q0—— 相應(yīng)的頂板砂巖涌水量 31。 49m3/h 底板水 據(jù)本礦一、二水平放水實(shí)驗(yàn)資料 Q1=157m3/h S1=86m Q2=302m3/h S3=313m 采用曲度判別法，判別涌水量方程類型為指數(shù)關(guān)系（ n=）即 Q=? sb求得 ? = b=51 在 550 以下 L8灰?guī)r放水后，動(dòng)水位降至 800，水位降深約為 937m，由此求 得 550m~800m 開采期間礦井涌水量為 Q底 =? sb==498m3/h 上述水量不含 O2灰?guī)r水和 L2灰?guī)r水直接，涌入礦井的突水量，該水量目前尚難以計(jì)算，在臨近斷層帶部位須做好放水工作，以防斷層帶突水導(dǎo)致 O L2灰?guī)r水大量涌入礦坑。 五、開采技術(shù)條件 （一）可采煤層頂?shù)装? 二 1煤直接頂板主要為黑色及深灰色砂質(zhì)泥巖，厚~，平均厚度 。二 1煤老頂為砂巖多為S10 灰褐色中粒砂巖，層里多富集碳質(zhì)及白云母片，厚度~，平均厚 。 二 1煤底版為黑色泥巖或砂質(zhì)泥巖，厚度~，平均 。 二 1煤直接頂板一般情況下能隨采隨落，不須采取強(qiáng)制落頂措施，若頂跨落步距 20~25m，老頂跨落時(shí)對(duì)回采作業(yè)場(chǎng)所有較明顯壓力顯現(xiàn)。 (二 ) 瓦斯 據(jù)三礦開采以來積累了實(shí)際資料，一水平絕對(duì)瓦斯涌出量一般在 7m3/min 以下，相對(duì)瓦斯涌出