【正文】 組為一套海陸交互相含煤建造，含海相灰?guī)r 3 層，共含煤 7 層，含煤地層總厚 92m，煤層總厚 ，含煤系數(shù) ％。 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 11 礦井涌水主要從煤層上部及其頂?shù)琢严稘B入，礦井充水類型應為水文地質(zhì)條件中等的裂隙水間接進水型礦井。 充水因素 本區(qū)充水因素主要有以下幾方面： （ 1）本區(qū)煤層裸露，風化裂隙發(fā)育，可將地表水體勾通，特別是雨季導致地表積水滲入工作面。 （ 4）三疊系碎屑巖類含水層組 含水層為其數(shù)層細 粗粒砂巖，含裂隙水，由于其所處位置高，含水性應不大，為自由潛水，局部可具承壓性，溝谷中有泉水出露，流量不大。 含水層 據(jù)區(qū)域資料，本區(qū)可劃分為 4 個含水層組。區(qū)域水文地繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 9 質(zhì)單元屬晉祠泉域南泉大斷裂排泄區(qū)。 （二）井田及擴區(qū)構造 本區(qū)總體呈一向斜構造，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，該向斜為區(qū)域性大向斜，兩翼基本對稱，局部略有起伏，井田內(nèi)地層比較平緩，傾角一般 3～ 8176。厚 0 一 30m，不整合于下伏不同地層之上。 中統(tǒng)二馬營組 (T1er) 灰色、灰綠色厚層、中厚層狀中細粒、粗粒長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。 上段 (P2s2)：由一套黃綠色砂巖，間夾紫紅色泥巖組成，厚 256m。 上段（ P1x2）：厚 60m。 （ 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。本組厚 92m 左右。厚度 90m 左右。正在建設的選煤廠擬建 35kV 變電所，礦井改擴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。本區(qū)及附近地下水發(fā)育良好，但因煤礦開采，使?jié)撍獾揭欢ㄆ茐?，不能作為礦區(qū)可靠的生活水源。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。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)最高點位于西北山梁處，海拔 ，最低點位于靛頭溝谷，海拔 ，最大相對高差 478m，屬中高山區(qū)。 本次設計的指導老師在許多方面給予了寶貴意見，為了幫助我們順利、正確地完成畢業(yè)設計，經(jīng)常加班加點，犧牲了大量的工作時間和業(yè)余時間，在此表示衷心的感謝和深深的敬意！ 由于本人水平有限，設計中難免存在錯誤和不足，懇請各位老師不吝指正。是在靛頭煤礦井田概 況和地質(zhì)特征的基礎上，結合搜集到的其它相關原始資料、運用所學知識、參考《煤礦開采學》、《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》、《煤礦礦井開采設計手冊》等參考資料，在輔導老師深入淺出的精心指導下獨立完成。繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（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 井田境界及儲量 .....................................14 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 .............................20 第四章 井田開拓 ...........................................22 第五章 礦井基本巷道及建井計劃 .............................30 第六章 采煤方法 ...........................................37 第 七 章 礦井通風與安全 .....................................49 第 八 章 技術經(jīng)濟 ...........................................69 參考文獻 ....................................................77 致 謝 .....................................................78 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 2 前 言 畢業(yè)設計是采礦工程專業(yè)最后一個教學環(huán)節(jié)，其目的是使本專業(yè)學生運用大學階段所學的知識聯(lián)系礦井生產(chǎn)實際進行礦井開采設計，并就本專業(yè)范圍的某一課題進行較深入的研究。在設計的過程中我受益非淺。 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（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城鎮(zhèn)靛頭村，行政區(qū)劃屬風城鎮(zhèn)管轄。 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，秋季涼爽，四季 分明，氣候干燥。霜凍期為每年十月上旬至翌年五月上旬，年無霜期 140 天左右，一般凍結期可達 4 個月，最大凍土深度 — 。該礦由一眼深井供水，日出水量約 1200 m3／ d,能滿足改擴建后的生活用水。 六、經(jīng)濟概況 本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，主要農(nóng)作物有谷子、攸麥、豆類及油料等，近年工礦企業(yè)發(fā)展較快，主要為煤礦、建材、機械加工及制造業(yè)，其中煤礦為該區(qū)重要的行業(yè)。 （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。 （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。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。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志。 （ 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。區(qū)內(nèi)最大殘積厚度 140m左右。 二、地質(zhì)構造 （一）區(qū)域地質(zhì)構造 依據(jù) 1986 年《山西區(qū)域地質(zhì)層》，本區(qū)位于“祁呂賀”山字型構造帶東翼，其整體為一復式向斜 ，為軸向近南北的“西山向斜組”構造，西陡東緩，兩翼極不對稱。 井田內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有斷層、陷落柱分布。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，相互連接構成山前傾斜平原，海拔在 760— 850m 間。 （ 1）奧陶系中統(tǒng)碳酸鹽巖類含水層組 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。 （ 5）第四系松散巖類含水層組 本含水層主要為大溝谷中的窄條帶沖積物，厚度很小，水量不大，礦化度為 ，總硬度為 ，屬 。 （ 2）奧陶系灰?guī)r含水層具富水性、水頭高；壓力較大， 應注意帶壓開采的可能性。 （三）礦井涌水量 根據(jù)對各個坑口調(diào)查，每個坑口正常涌水量為 5m3/h 左右，全礦井正常涌水量 30m3／ h，最大涌水量 50m3/h。 山西組為一套陸相碎屑巖含煤地層，共含煤 4 層，地層總厚 56m，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù) ％。其頂板為砂質(zhì)泥巖、底板為細砂巖。 其它煤層不可采。 (2)顯微煤巖特征 各可采煤層煤的顯微組成中有機組份以鏡質(zhì)組為主，絲質(zhì)組次之。 3 號煤層：水分 (Mad)：原煤 ％ ％，平均 ％；灰分 (Ad)：原煤 ％ ％，平均 ％；揮發(fā)分 (Vdaf)：原煤 ％％，平均 ％；全硫 ()原煤 ％ ％，平均 ％； 焦渣特征 (CRC)：原煤 67；固定碳 (Fc， d)：原煤 ％；磷 (Pd)％；發(fā)熱量 ()：原煤 ／ kg。 根據(jù)地質(zhì)報告，各煤層煤塵均有爆炸性危險。礦井生產(chǎn)能力還要與煤層賦存條件、開采技術裝備條件相適應，并要為礦井發(fā)展留有余地。繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 15 這樣，既降低了煤柱損失，又減少了開采技術上的困難。本礦井田境界呈梯形，南北長 ，東西最長為 ，最短為 。 表 211 井田境界拐點坐標表 標號 緯距 (X) 經(jīng)距 (Y) 備注 1 4151000 19584000 2 4145000 19583438 3 4145000 19587000 4 4151000 19587000 （面積 = km2，周長 = km） 第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算 一、礦井所有資源 /儲量 根據(jù)中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準 DZ/T02152020《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》、中華人民共和國國家標準 GB/《煤炭質(zhì)量分級第 1 部分：灰分》；中華人民共和國國家標準 GB/T 《煤炭質(zhì)量分級第 2 部分：硫分》；中華人民共和國國家標準 GB/《煤炭質(zhì)量分級第 3 部分：發(fā)熱量》。 （二） 煤層厚度 煤層厚度根據(jù)礦區(qū)內(nèi)外的鉆孔中煤層厚度算術平均值求得。本礦地質(zhì)儲量共計 144704kt。主要計算礦井井田邊界保護煤柱。 一、礦井工業(yè)場地和巷道保護煤柱量的計算 本區(qū)地處山岳地帶，東臨文水平川，總觀全井田，區(qū)內(nèi)地形復雜，溝壑縱橫，總體趨勢西高東低，北高南低，東南、南向發(fā)育 5 條相間的沖溝。工業(yè)廣場周圍留有 15m 寬的保護帶。當?shù)V井報廢時，預計護巷煤柱損失可回收 50%左右，采區(qū)回采率取 。 作業(yè)形式即一晝夜內(nèi)工作面中采煤工作與準備工作在時間上的配合關系。邊采邊準，是指三個采煤班，每班設備檢修工作約占 2 小時，采煤、放頂平行作業(yè)，一日完成三個循環(huán)。一般用半個班可以完成，另半班可以進行采煤作業(yè)。兩采一準，即兩個采煤班，一個準備班。 3．生產(chǎn)環(huán)節(jié)因素：生產(chǎn)環(huán)節(jié)因素主要指礦井通風，由于礦井南北長6km 左右，通風路線較長，加之蓋山厚度較大，不宜開掘過多井筒。 經(jīng)計算，礦井服務年限 年。 表 321 我國各類井型的礦井及其服務年限 井 型 設計生產(chǎn)能力 (Mt/a) 礦井服務年限 特大 ～ 60 大 ～ 50 中 ～ 40 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓方式的確定 一、井田開拓方式的確定，應遵循下列原則 １ .貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造重要條件。 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 23 。 二、影響開拓方案選擇的因素 井田開拓設計應根據(jù)煤層賦存條件、 地形、水文地質(zhì)、沖擊層組成和厚度、井型、設備供應、施工條件等因素，通過技術經(jīng)濟比較并進行全面分析確定。斜井角度的大小由斜井內(nèi)所選擇的運輸設備確定。 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 24 根據(jù)井田特點，結合地面布置，采用單一的開拓方式不能滿足通風、安全生產(chǎn)、提升、運輸時，或單一開拓不合理時，可采用平硐－立井，平硐－斜井，斜井－立井等綜合開拓方式。 ２、具有合理的區(qū)段數(shù)目。 為擴大水平的開采范圍，對傾角在 16176。用多水平上、下山開采的礦井，為了解決下山采區(qū)排水、通風和輔助運輸?shù)壤щy，也可以考慮設置輔助水平。 （四）大巷布置方式的確定 開拓巷道的布置應符合下列規(guī)定： 開采近距離多煤層時，宜采用集中或分組運輸 大巷布置方式；煤層（組）間距大時，宜采用分層運輸大巷的布置方式。 開拓巷道布置應避開應力集中區(qū)和活動斷層，且不宜沿斷層布置。 三、工業(yè)廣場及井口位置的確定 （一）工業(yè)廣場及井口位置確定應符合下原則 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙 27 對初期開采有利，即儲量必須可靠，井巷工程量省，建井工期較短。 井筒應盡量避免穿過流沙層、較大含水層、較厚的沖擊層、有煤和瓦斯突 出的煤層以及較大面積的采空區(qū)和大斷層，以減少施工困難，并盡量少壓煤。 四、開拓方案 該礦井由于地表地形復雜，地形最大相對高差較大，煤層平均埋藏深度也較大，因此方案一將工業(yè)廣場布置在地表標高 +1100m，靠近井田西部邊界處，此處 2 號煤層的底 板標高為 +570m。副立井主要負責礦井的輔助運輸，也作為礦井的主要進風通道和一個安全出口。礦井的后期回風井設在井田北側?；緸橐唤矫簩?。工作面布置采用由井底車場向井田邊界推進的前進式。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，礦井設計