【文章內容簡介】 ............................. 47 參考文獻 ............................................................................................................... 48 致謝辭 ................................................................................................................... 50 附 錄 1 .................................................................................................................... 51 附 錄 2 .................................................................................................................... 55 VIII 緒 論 我國是煤炭資源豐富，儲量和產量均居世界前列。近年來隨著國民經濟的發(fā)展和綜合國力的提高，石油、天然氣、水力、核電等其他能源有了較大的發(fā)展，但是煤炭仍然是我國的主要能源，預計在今后相當長的時間內這種狀況不會有根本性改變。 煤炭作為我國最 要的一次能源，在為國家經濟建設中作出了重要的貢獻。而我們大量的技術人員在為此卻付出了畢生的精力，特別是在進入二十一世紀以后人們更注重環(huán)保問題的時候，怎樣很好的利用好一次能源，是擺在我們技術人員面前的一項重要責任。 作為一名采礦專業(yè)的學生，即將成為煤炭行業(yè)的工程技術人員。在通過大學四年的學習，我掌握了很多專業(yè)知識，為了能更好的鞏固和運用這些知識，借畢業(yè)設計這個機會我做了黑龍江省鶴崗市興山礦的新井設計，而且我在畢業(yè)實習中也收集到了很多興山礦的資料。本設計主要是關于新礦井的建設，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護方 式、設備選型以及礦井的各個系統。本設計包括通風安全方面、采煤工藝方面、巖石力學方面以及 CAD 制圖方面的知識。在設計時，需要對礦井的地質情況、煤層的受力等情況進行分析等工作。我通過做本次畢業(yè)設計，學到更多的采礦專業(yè)知識，鞏固我所學過的各種知識，并且能夠很好的運用他們，從而也為我以后的工作打下良好的基礎。 1 第 1 章 井田概況及地質特征 井田概況 交通位置 興山 礦位于黑龍江省 鶴崗市區(qū)境內， 其地理坐標為：東經 130176。 14′ 40″北緯 47176。11′ 50″， 北距鶴崗火車站 15km， 西部 有鶴大公路 ，交通方便。 圖 1— 1 交通位置圖 2 地形地勢 興山 礦區(qū)井田地 勢東高西洼 ， 洼地面積占三分之二左右， 區(qū)內只有鶴立河在井田上方流過，后經過人工改造從西部邊界通過。最高洪水位 238m， 最大流速 180立方每米。地下水原始流向與地表河流一致。 水為坡度 20/00左右，年平均降水量為 600mm左右，雨季集中在六、七、八三個月。 氣象及地震情況 興山 礦區(qū)屬于中溫帶大陸性氣候 。 年平均降水量為 540mm， 最高氣溫為＋ 36?C，最低氣溫 為－ 36?C。 春季秋季多風 ， 春夏之際以西南風為主冬季以西 北風為主。最大風速為 25m/s興山 礦在史料中無地震發(fā)生過。 工農業(yè)及原料供應狀況 興山井田周邊有農田和國有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分農產品及生產原料。礦井建設及生產所需設備可由附近廠家提供。 地質特征 礦區(qū)范圍內的地質情況 煤系地層中的主要可采煤層可做為地層對比的重要標志層。而且各煤層賦存都比較穩(wěn)定，結構特征明顯。 煤層結構和煤層之間的巖石性質，也是做為地層對比的重要標志。 本區(qū)地層基本與鶴崗區(qū)域性地層一致。區(qū)內自上而下：前古生界，上侏羅系，石頭河子組，石頭廟子組，下白堊東山 組，第三系和第四系地層。 3 表 1— 2 地質成分表 界 系 統 組 厚度 (m) 巖 性 中 生 界 第 四 系 下 統 東 山 組 255 腐植土，灰白色礫巖， 粗砂巖，細砂巖 第 三 系 大于 450 山灰綠色，半膠結的粗砂巖，中砂巖 白 堊 系 大于 230 為綠，紫色安山質集塊巖 侏 羅 系 上 侏 羅 系 石 頭 廟 子 組 120500 上部：灰白色砂巖，黑色粉砂巖．下部：以礫巖為主 石 頭 河 子 組 1000 上部：巖性較粗，以灰白色中砂巖為主，中部： 巖性較細，以灰白色中，細砂巖．下部：巖性較粗，以礫巖為主 前古生界 不詳 由花崗巖．花崗片麻巖，石灰石，角閃片巖 井田范圍內和附近的主要地質構造 興山 井田范圍內的主要地質構造為斷層，有極少數的向斜和背斜，其中斷層共有 3個，都為正斷層，鉛直地層斷距在 20～ 140m之間，都是傾向斷層。詳 見 表 1～ 3： 斷層特征表 。 表 1— 3 斷層特征表 順序 名稱 性質 斷層面 走向 斷層面 傾向 傾角 落差 （ m） 水平斷 距 (m) 1 F5 正 SN EW 75o 130～ 145 16～ 32 2 F7 正 EW SN 75o 150左右 200 3 F8 正 SN EW 75o 120～ 140 50 4 煤層賦存狀況及可采煤層特征 全區(qū)可采的煤層有 6個層，即： 1 2 22 22 2 30煤層。 煤層賦存不太深 ， 傾角在 20186。左右 ，總厚度 ，發(fā)育都比較完整。 表 1— 4 煤層賦存特征表 序 號 煤層號 煤 厚 （ m） 密 度 （ t/m3） 工業(yè)儲量 ／ Mt 最小 最大 平均 1 17 3800 2 21 2450 3 221 2397 4 222 1550 5 23 1770 6 30 2834 巖石性質 厚度特征 煤層頂底板的厚度一般都大于 8m， 多為砂巖。 井田內水文地質情況 本設計 煤礦地形大部分屬漫崗，標高在 160～ 190 米之間，井田北部及中部為河谷水文地質區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質區(qū)。巖層的富水性主要取 決于構造裂隙的發(fā)育和補給條件，淺部各煤層除大氣降水補給地表強風化帶外，沒有其他來源，由于巖層裂隙發(fā)育程度而減弱，所以巖層的富水性有明顯的垂直分帶。由于巖性的不同， 巖層的含水性極不均勻，不但存在著分帶規(guī)律且有分層規(guī)律。 從涌水量可以看出，只有大氣降水通過強風化帶滲入井下，補給單一， 采掘工程一般不受水害影響，防水工作較簡單，故水文地質條件屬簡單型。 涌水量預計： K=Q/T 式中 :K— 為充水系數， Q— 為實測涌水量， T— 為原煤產量。 143000選含水系數為 ，產量按 11萬 t/月，則 5 hmQ / 9 8)2430() 1 0 0 0 0( 3????? 最大涌水量按 ，為 。 表 1— 5 巖石的物理性質指標表 巖石類型 顆粒密度 (g/cm3) 塊體密度 (g/cm3) 空隙率 n(%) 吸水率 （ %） 軟化系數 KR 凝灰?guī)r 砂巖 泥灰?guī)r 表 1— 6 巖石力學強度指標表 巖石名稱 抗壓強度 σ c(MPa) 抗拉強度 σ t(MPa) 摩擦角 φ (176。 ) 內聚力 C(MPa) 砂巖 20200 425 3550 840 泥灰?guī)r 10100 210 1530 320 煤質 牌號及用途 本礦區(qū)內的煤層是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤巖成份主要是亮煤、暗煤、夾鏡煤絲帶、絲炭較少，黑色光亮內生裂隙發(fā)育，質脆，黑色條帶狀，層狀結構，其煤巖類型多為光亮型、半亮型和半暗型；鏡下鑒定為煤巖組成 多是凝膠物質體，色鮮紅以鏡煤煤化物質為主樹脂膠體占次要地位，礦物雜質多見。 原煤灰分變化較大，一般在 ％至 31％。凈煤灰分一般在 10％左右，膠質層厚度在 ，粘結指數 G在 7585%之間，原煤分析基高位發(fā)熱量為 5800～ 6400千卡規(guī)律，精煤揮發(fā)分一般在 32%左右，硫含量在 ％之間。磷含量一般在 ～ 6 ％之間， 是低硫、低磷的 1/3焦煤。主要工業(yè)用途以冶金用煤 、 火電廠作動力用煤 為主 。 勘探程度及可靠性 本礦井的勘探分普查、精查、補堪和深部補堪四 類。 表 1— 7 勘探程度及煤層控制程度表 時間 施工單 位 孔數（個） 工程量（ M） 可采煤層點質量 甲 乙 丙 廢 1956年 109地質隊 15有芯 28 14 12 3 1958～ 1959年 109地質隊 43其中無芯 24 68 38 30 11 1960～ 1962年 109地質隊 9全部無芯 16 3 2 1965～ 1967年 109地質隊 37其中無芯 4 112 21 1 1973年 礦務局 地質隊 3全部有芯 26 8 1974～ 1975年 110地質隊 70全部為階段取芯 399 9 1968年 鶴崗局 地質隊 1有芯 1972年 鶴崗局 地質隊 2有芯 1977年 鶴崗局 地質隊 4有芯 1978年 鶴崗局 地質隊 2有芯 合 計 186個 649 152 74 17 7 表 1— 8 煤層點質量統計表 煤層號 鉆 探 測 井 采 用 甲 乙 丙 計 甲 乙 丙 計 甲 乙 丙 計 17 52 16 20 88 52 31 4 87 66 27 17 110 21 41 18 29 88 63 25 3 91 78 23 14 115 221 48 24 24 96 63 24 6 93 80 23 18 121 222 46 19 26 91 60 26 5 91 75 25 16 116 23 50 17 22 85 50 29 5 82 63 25 18 115 30 42 17 29 84 62 24 4 90 79 24 13 115 8 第 2 章 井田境界 儲量 服務年限 井田境界 井田周邊狀況 該礦的井田境界如下： 北部境界：以緯線 4150和 13勘探線為界。 南部境界：以煤系地層邊緣，即上覆第三系地層不整合接觸面為界。 西部境界：以 17號煤層露頭為界。 深部境界：以 30號煤層 — 500等高線為界，走向長 ，小、傾斜長 ，井田面積 20平方公里。 井田境界確定的依據 井田境界的 劃分應綜合考慮是否可以以 自然的 地理地形、地質條件作為劃分井田境界； 或者以大的 斷層和勘探邊界為礦界；所劃分 的 井田要有合理的走向長度， 利于 綜合機械化水平 的不斷提高。 井田未來發(fā)展情況 隨著技術的進步和勘探水平全面的提高，井田范圍內探明儲量會越來越精確。可能在更深部發(fā)現可采煤層。 井田儲量 井田儲量計算 （一）礦井初步設計應計算以下儲量： 1. 礦井地質儲量：勘探（精查）報告提供的儲量，包括“能利用儲量”和“暫不能利 用儲量”； 2. 礦井工業(yè)儲量：勘探（精查）地質報告提供的“能利用儲量”中的 A、 B、 C 三級儲量， A、 B、 C三級儲量的計算方法，應符合國家現行標準 《煤炭資源地質勘探規(guī)范》的規(guī)定； 3. 礦井設計儲量：礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，需要留設的保護煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量； 9 4. 礦井設計可采儲量：礦井設計儲量減去工業(yè)場地的保護煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。 （二）礦井工業(yè)儲量是指井田精查地質報告提供的平衡表內 A+B+C級儲量，它是礦井設計的依據。 本礦井 參加儲量計算的煤層有 1 2 22 22 2 30共七層煤。 [10] 保安煤柱的設 計方法 （一）保護煤柱的留設方法 1. 工業(yè)場地及主要井巷保護煤柱留設 （ 1） 共業(yè)場地保護煤柱留設，應在確定地面受保護面積后，用移動角圈定煤 柱范圍。移動角數值應采用本礦區(qū)實測數據或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實測數據選取。工業(yè)場地地面受保護面積應包括受保護對象及圍護帶，圍護帶寬度為 15m。 （ 2）不包括在工