【正文】 .............................................................113 地表塌陷及生態(tài)保護措施 ............................................................................113 地表塌陷的預(yù)防措施 ..............................................................................113 地表塌陷整治覆土 ..................................................................................114 矸石回填塌陷區(qū) ......................................................................................114致 謝 ..................................................................................................................114[參 考 文 獻] ....................................................................................................115附錄 A 文翻譯（原文） ......................................................................................116附錄 B 英文翻譯（譯文） ...................................................................................121前 言畢業(yè)設(shè)計是采礦專業(yè)全部教學(xué)進程中的最后的一個環(huán)節(jié)。摘 要本設(shè)計是針對河南省永煤集團城郊礦二 2 煤層的礦井初步設(shè)計。主要對礦井開拓方式、準備方式和采煤方法進行了初步設(shè)計，設(shè)計時根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件，盡可能采用先進的開采技術(shù)和設(shè)備，并對礦井設(shè)計提出一些自己的看法。通過畢業(yè)設(shè)計可以進一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力、撰寫技術(shù)文件和工程制圖的基本技能。西北距隴海、京九鐵路商丘車站 95km，東北至京瀘鐵路徐州站 97km。30162176。5234176。交通位置見圖 11。全為第四系全新統(tǒng)亞砂土及粘土覆蓋，其厚度為 ～ ，平均。年平均氣溫 ℃，月平均氣溫最高為℃，℃。影響到本區(qū)地震烈度為 6 度。 礦區(qū)農(nóng)業(yè)主要以小麥，玉米為主，礦區(qū)水源主要來自地下水，電源來自永城電廠，勞動力以當?shù)剞r(nóng)民為主，建筑材料基本來自當?shù)?。礦井 110kv 變電站安裝有三臺 SF71000/110，10000KVA、110/6kv 變壓器。2）上石炭統(tǒng)太原駔（C 3t） ，下二疊統(tǒng)山西組（P 1S）上石炭統(tǒng)太原駔（C 3t）含煤最多達 10 層，單煤層厚度～，下二疊統(tǒng)山西組（P 1S）厚度 ～ 平均厚度為,含煤 3 層。井田內(nèi)地層走向多變；東南部為北北東向，南部由于兩組不同方向的構(gòu)造符合而成馬鞍狀，中部、北部受斷層影響，呈波狀起伏，走向多變。褶曲及斷層特征詳見褶曲特征表 11和斷層特征表 12。3 陳四樓向斜 位于井田北部，被 F16 切割。5 蔣閣向斜 位于井田東南角，軸向近南北，寬約 ，為短軸向斜。詳見可采煤層特征表 13。85中硬 較穩(wěn) 定 泥巖 泥巖、 砂巖 煤層頂?shù)装逄卣饕娋C合柱狀圖 12頂?shù)装鍘r性序號煤層名稱煤層厚度（m）最小～最大平均平均可采厚度煤層傾角間距（m）硬度（f）容重（t/ m3）煤層穩(wěn)定程度 頂板 底板1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 112 二 2 ～ 4～15176。為低、中灰、特低硫、特低磷、高發(fā)熱量、易選的優(yōu)質(zhì)無煙煤。煤質(zhì)情況詳見煤的工業(yè)分析表 14。地溫井田內(nèi)恒溫帶深度約為 23m，溫度為 ℃，井田內(nèi)地溫隨深度的增加而增加，平均地溫梯度 ℃/100m，淺部地溫梯度較深部高?，F(xiàn)分述如下：（一） 、新生界孔隙含水組（I）區(qū)域為新第三系、第四系沖、湖積松散地層，可細分上、中、下、底四個含水段。上段（潛水型）直接受大氣降水補給，循環(huán)條件好，交替強烈，與地表水有互補關(guān)系。雖然局部有砂層透鏡體與風氧化帶直接接觸，具封閉性水，微滲透。地下水均以本層水平側(cè)向遠方運移補給為主。該含水組是三煤組、二煤組的直接充水巖層，據(jù)永城（葛店）煤礦多年礦山排水量變化情況證實，隨著開采排水，充水巖層逐年趨于疏干狀態(tài)，地下水位大幅度下降，并影響到礦區(qū)之外。據(jù)鉆孔揭露 L10 及以下各層灰?guī)r都有不同程度的漏水現(xiàn)象。L11 灰?guī)r（K3）沉積穩(wěn)定，上距二 2 煤底板為 40～65 米，平均 50米，上部有隔水性能強的泥巖、砂質(zhì)泥巖以及抗壓強度大的厚層砂巖，正常狀態(tài)下，灰?guī)r水不會潰入巷道或發(fā)生底鼓現(xiàn)象，隨著開采水平的延伸，若遇到落差大于 50 米的斷層或破碎帶，出現(xiàn)煤層與灰?guī)r對接，則有可能造成灰?guī)r水潰入巷道，開采中應(yīng)引起重視。奧陶系灰?guī)r上距二 2 煤底板為 210 米左右，正常情況下對巷道無充水影響。水文地質(zhì)屬于中等類型。 地質(zhì)勘探程度及精查勘探地質(zhì)報告的評價本區(qū)勘探工作是在文革時期完成的，根據(jù)地質(zhì)報告及地質(zhì)資料的分析：a) 地質(zhì)勘探線垂直煤層走向布置，勘探線間距及鉆孔間距合理。e) 沿長深部鉆孔密度，從整體看未見有大的地質(zhì)構(gòu)造變化，煤層較穩(wěn)定，厚度變化不大。即井田面積為 ㎡。）最大～最小平均走向長度（km）最大～最小平均傾斜長度（km ）最大～最小平均塊段面積（km 2）Ⅰ16～410～～ 5Ⅱ17～310～～ 6Ⅲ31～1322～～ 11井田面積總面積為 A 塊段、B 塊段和 C 塊段三個塊段之和，故S=SA+SB+SC=++S=。對于中型礦井，井田內(nèi) A+B 級儲量占總儲量的比例為 40%；第一水平內(nèi) A+B 級儲量占本水平儲量的比例為 50%。井田內(nèi)鉆探工程基本線距，對 A 級儲量，要求線距為 750～1000 mB 級儲量要求為 1500～2022 m，C 級為 3000～4000 m。計算如下表 21所示：表 21 地質(zhì)塊段法計算儲量表煤層名稱工業(yè)儲量（萬噸） 備注儲級 A B A+B C A+B+C二 2 礦井設(shè)計儲量 礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田邊界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量；計算公式如下：礦井設(shè)計儲量=工業(yè)儲量－永久煤柱損失永久煤柱為：井田境界、斷層、鐵路橋、村莊保護煤柱；永久煤柱的留設(shè)根據(jù)地質(zhì)報告“斷層帶含水性極弱，導(dǎo)水性也差，可視為相對的隔水層” 。井田境界和煤層露頭防水煤柱的留設(shè)井田境界和煤層露頭防水煤柱均留設(shè) 30 m。礦井設(shè)計可采儲量計算公式如下：礦井設(shè)計可采儲量=（礦井設(shè)計儲量－保護煤柱損失）采區(qū)回采率保護煤柱為：工業(yè)場地、風井場地、主要巷道及上、下山保護煤柱。故可算得工業(yè)場地的總占地面積：S=90=108 公頃=10 5 m2，根據(jù)垂直剖面可計算工業(yè)廣場的保護煤柱的留設(shè)：計算如下圖所示 平 面 圖走 向 剖 面傾 向 剖 面 根據(jù)所收集的地質(zhì)資料，下山移動角 β=70176。松散層厚度=360m，煤層傾角為 8176。礦井儲量匯總表如下表 23 所示表 23 可采儲量匯總表礦井設(shè)計儲量（Mt） 礦井可采儲量煤柱損失（Mt） 設(shè)計煤柱損失開采水平煤層名稱工業(yè)儲量（Mt） 斷層境界構(gòu)筑物其他設(shè)計儲量工業(yè)場地井下巷道其他可采儲量1 二 2 0 0 0 2 二 2 0 0 0 0 0 0 合計 0 0 0 71 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 計算依據(jù)按礦井的設(shè)計能力（年產(chǎn)量）主要有以下三類井型：井型 設(shè)計生產(chǎn)能力(MT/a)大型 中型 小型 附上述類型外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種生產(chǎn)能力的中間井型。依據(jù)本井田資源條件和對資源的分析，具備中型礦井開發(fā)條件，同時結(jié)合按期達產(chǎn)、采掘接替應(yīng)變能力強，穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)有保障可持續(xù)發(fā)展的條件創(chuàng)造；綜合評價初期投資少，噸煤投資和萬噸掘進率低、經(jīng)濟效益高登技術(shù)條件。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算： T＝ Zk/AK 式中：T——礦井服務(wù)年限，a Z——礦井可采儲量，Mt A——礦井生產(chǎn)能力，Mt／a K——儲量備用系數(shù)，取 . T= T=按設(shè)計規(guī)范規(guī)定，各井型的服務(wù)年限下如表：井型 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（Mt/a）新礦井服務(wù)年限（a）改擴建后礦井服務(wù)年限（a）大型 ～ ～60505040中型 ～ 40 30小型 及以下 各省煤炭廳自定 同左經(jīng)計算后的礦井服務(wù)年限為 45 年。礦區(qū)內(nèi)目前有 4 對生產(chǎn)礦井，各生產(chǎn)礦井的開拓方式均采用立井開拓，滿足了煤層賦存較深的地質(zhì)條件，實踐證明了所采用的開拓方式及準備方式的正確性。井底車場為環(huán)形立式車場。下面主要介紹對開拓有影響的地質(zhì)因素：本井田內(nèi)地質(zhì)屬中等復(fù)雜類型，井田范圍內(nèi)有 4 條斷層，其中有兩條大的斷層賦存在井田中央。 井田水文地質(zhì)條件中等，由于斷層的存在，當落差較大的斷層使底部灰?guī)r高于二 2 煤層或與二 2 煤層對接時，灰?guī)r可能灌入巷道，對礦井開采會產(chǎn)生一定影響。 井田開拓 對井田開拓中問題分析井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及位置：根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角較小，傾角為 3～16176。對于準備方式的選擇及其靈活，其中有帶區(qū)式準備、盤區(qū)式準備、采區(qū)式準備。采用傾斜長壁時，條帶斜長上山部分一般為1000m～1500m，下山部分一般為 700m～1000m。煤層傾角在 8176。第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限 3－1第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限（a）井型（Mt）緩斜煤層 傾斜煤層 急斜煤層～ 30 ―――― ――――～ 25 20 15～ 20 15 15 15 ―――― ――――水平標高的確定：該礦井內(nèi)煤層走向。煤層傾角一般比較平緩，為3176。2） 、井筒數(shù)目 采用立井開拓時，一般只開鑿一對提升井筒（主、副井） ，風井的個數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風需要和一井多用的原則合理確定。選擇井筒位置既要力求做到對井下開采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開掘和維護。即井筒開掘至開采水平后，掘進井底車場、主要石門直至運輸大巷，然后，按一定的開采順序在二 2 煤層掘該煤層的煤層運輸大巷，布置采區(qū)，順序回采。設(shè)計的永城城郊礦礦井只開采 2 號煤層，煤層傾角較小，為近水平煤層，傾向長 4000m，垂高 400m，由于井田走向長達 50000m，大巷服務(wù)年限達 40 年，如果將大巷布置在煤層當中，大巷維護比較困難，因此將運輸大巷和軌道大巷布置在煤層地板巖石當中，標高+500。（3） 、大巷運輸方式的選擇大巷運輸方式及其優(yōu)缺點對比見表 32：根據(jù)對比，結(jié)合礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力，運輸大巷選擇大功率膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用 固定式礦車。需單獨開拓的薄或中厚煤層煤系底板巖層有含水溶洞、不宜開掘巷道、或圍巖堅硬的煤層。現(xiàn)提出以下幾個方案：方案 1 立井單水平上下山開采，水平標高為500 m 。準備方式為帶區(qū)式準備，運輸大巷和軌道大巷沿煤層走向布置在煤層底板巖石中，大巷水平標高500，回風大巷布置在煤層當中；沿煤層傾向布置工作面。本井田用立井開拓，不受自然地質(zhì)條件的限制，井筒短，提升速度快，提升能力大，有助于輔助提升，井筒布置在井田中心。 （附立井、副立井剖面圖、開拓系統(tǒng)平、剖面圖） 。對方案 2：這種方案井筒淺，壓煤少，初期投資省，不受煤層底板灰?guī)r的含水影響。更突出于運輸費用問題。充填混凝土均為50mm。如井底裝載硐室設(shè)于開采水平以上時，可以不設(shè)水窩，編制井筒特征表如下表 32 所示： 井筒特征表井筒名稱 主井 副井 風井X（m） Y（m） 井口標高 Z（m） 33用途 提煤運料、下人、運矸、通風回風提升設(shè)備JDG9/1104箕斗一對GDG2/1102 型雙層二車罐籠一對無井筒傾角（176。它是井下運輸?shù)目倶屑~。 3 、大巷運輸設(shè)備的型號及外形尺寸本設(shè)計礦井大巷主要布置軌道運輸大巷。確定礦井的井底車場形式為立井刀式環(huán)形井底車場，車場形式見圖 33 所示運輸設(shè)備運送載體 運輸方式型號 外形尺寸（長寬高）mm 質(zhì)量 kg運材料 材料車 240