【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 礦井主要排水設(shè)備 ............................................................................... 50 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .......................................................... 50 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 .................................................. 50 第 9 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .......................................................................................... 53 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 55 致 謝 ........................................................................................................................ 56 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................ 57 附錄一 ...................................................................................................................... 58 附錄二 ...................................................................................................................... 63 VII 緒論 近十幾年來， 我國(guó)許多礦井經(jīng)過了改造，大大提高了機(jī)械化程度。但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比 ， 我國(guó)的煤炭工業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)、管理水平、科研開發(fā)、安全狀況、效率效益、職工素質(zhì)等方面扔存在很大差距。 但是由于我國(guó)的石油資源缺乏，而煤炭資源豐富 ，因此 在未找到可以代替煤炭的能源之前，煤炭仍作為我國(guó)的主要能源來使用。 由此可見， 合理的開采和利用煤炭資源顯得十分重要。 在設(shè)計(jì)中我查閱了 大量的資料，因此本設(shè)計(jì)完全是按照規(guī)定做的。設(shè)計(jì)中包括了采煤 、掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水五大系統(tǒng)，另外還有井筒和井底車場(chǎng)的選型、大巷和上山的斷面設(shè)計(jì)、采區(qū)下部車場(chǎng)的設(shè)計(jì)、及主要設(shè)備的選型。 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 交通位置 南山煤礦位于鶴崗市區(qū)，距鶴崗火車站往南四公里。礦區(qū)向北可至市中心，礦務(wù)局，南可至大陸，富力，興安，峻德等其他煤礦 。 南山礦地理坐標(biāo)：東經(jīng) 138 度 16 分，北緯 47 度 20 分，平均海拔 170米。南山礦采用的假定坐標(biāo)和假定高程，其假定高程比國(guó)家高程高 米。 4000米大陸礦火車站南山礦1:5000 圖 11 交通位置圖 地形地勢(shì) 南山井田位于鶴崗煤田中部， 西為 F2 正 斷層，東為 F1 正斷層。整體上看，井田煤系地層為走向北北東，傾向南東東，緩傾斜的單斜構(gòu)造，但在 井田 北側(cè)中部有一軸向北 西 的向斜構(gòu)造。 井田地貌 西高東低，地表有季節(jié)性水溝及土丘，為丘陵地貌 。其區(qū)域內(nèi)沒有大的水體，只是在井田東部邊界附近有一條河流自北向東南流過，目前與井下施工和開采不發(fā)生水利聯(lián)系。 2 氣象和地震 本地區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候，冬季寒冷， 夏季氣溫較高，年平均最高氣溫為 +。 c， 年平均最低氣溫 。 c，凍結(jié)深度 ~，最大積雪厚度10cm，平均積雪厚度 40cm。 根據(jù)國(guó)家地震局資料， 過去無強(qiáng)烈地震記載。 井田區(qū)及鄰區(qū)生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 礦區(qū)面積 16Km2，其中南北 寬 400m，東西 長(zhǎng) 400m。 目前 礦井井型設(shè)計(jì)為 ，但是隨著以后的挖潛改造，礦井生產(chǎn)能力的提高存在很大的空間。 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 本 礦區(qū) 的開采出的原煤首先運(yùn)至地面經(jīng)過人工手選，然后在將煤運(yùn)至南山選煤場(chǎng)。經(jīng)過洗選由集團(tuán)公司銷售公 司銷售，回款進(jìn)入集團(tuán)公司帳戶 。 地質(zhì)特征 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本區(qū)地層基本上與鶴崗區(qū)域性地層一致 ， 根據(jù)東北地區(qū)區(qū)域地層的統(tǒng)一對(duì)比，區(qū)內(nèi)自上而下有：前古生界，上侏羅統(tǒng)，石頭河子組，石頭廟子組 ，下白堊統(tǒng)東山組，第三系和第四系地層。 1 前古生界：主要為花崗巖，片麻巖，石曲片巖，角閃片巖組成煤系地層基盤。 2 上侏羅統(tǒng)，石頭河子組：主要含煤段是上侏羅統(tǒng)石頭訶子組中部 ， 主要巖性為小礫巖，灰白色粗砂巖，中砂巖，細(xì)砂巖，粉砂巖為主，含有 19個(gè)煤層，煤層總厚達(dá)到 73 米，地層總厚為 600900 米 ， 平均厚度為 700 米，含煤系數(shù)為 8%以上 ， 有可采煤層 三 個(gè) 。 3 上侏羅石頭廟子組：分布區(qū)內(nèi)東部，平行不整和石頭訶子組上后 120米 550 米 ， 由北往西變薄。上部主要以灰白色砂巖及灰黑色粉砂巖，泥巖組成，夾薄層凝灰?guī)r ； 下部以礫巖為主，與砂巖，粉砂巖，泥巖組成互層，夾薄煤層。 4 下白堊統(tǒng)東山組：分布在區(qū)內(nèi)東部，平行不整和石頭廟子組之上，厚3 度大于 230 米，為灰綠色紫色安山質(zhì)集塊巖或角礫巖組成。 5 第三系：分布在區(qū)東南部，不整和于下伏地層之上，由北西和東南增厚度大于 540 米。由灰綠色半膠結(jié)的中、粗、細(xì)砂巖，粉砂巖 和泥巖組成，可局部含礫，煤層 偶見水煤。 6 第四系：該層覆蓋溝瀆多在 ，主要以黏土，亞黏土，砂礫巖及腐植土組成。 層別 柱 狀煤 層厚 度巖 層厚 度南 山 煤 礦 煤 系 地 層 綜 合 柱 狀 圖地層侏羅系 圖 12 煤層綜合柱狀圖 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 井田內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造有 F F2 斷層 ，井田中部有一個(gè)大型的向斜構(gòu)造，井田北部存在傾向西北的傾斜向斜褶曲。 4 煤層賦存狀況及可采煤層特征 從井田范圍來看 ，隨著賦存深度的增加 煤層間距加大，圍巖巖性變粗巖性由泥炭沼澤變?yōu)樯钏聪嗷蚝勇┫?。?巖層在走向方向的變化，南部巖性變粗，往北逐漸變細(xì)，煤層由北往南變薄尖滅。 表 11 煤層及頂?shù)装鍘r性特征表 層次 煤層平均厚度 （ m） 平均層間距 （ m） 穩(wěn)定性 頂板 底版 15— 2 全區(qū)發(fā)育 細(xì)砂巖 粉砂巖 18— 1 125 南半部發(fā)育 中砂巖 砂巖 18— 2 15 5 全區(qū)發(fā)育 粉砂巖 粉砂巖 182 層 ：其中下部有一層 米左右的褐色凝灰?guī)r凝灰?guī)r夾石層富裕于穩(wěn)定。 巖石性質(zhì) 厚度特征 礦井內(nèi)的巖 層厚度祥見綜合柱狀圖。 表 12 巖石的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名稱 容重 Kg/c m 3 孔隙度 抗壓強(qiáng)度 102Kg/c m 3 抗拉強(qiáng)度 102Kg/c m 3 變形模量 102Kg/c m 3 彈性模量 Kg/c m 3 細(xì) 砂巖 ~ 5 ~25 2 ~20 ~ ~8 1 ~10 中砂巖 ~ 5 ~15 1 ~15 ~ ~8 2 ~8 粉砂巖 ~ 5 ~20 5 ~20 ~ 1 ~8 5 ~10 水文地質(zhì)情況 本豎井井田范圍內(nèi)水文地 質(zhì) 條件比較簡(jiǎn)單，地下水主要有降雨和地面水補(bǔ)給，與井田東部的石頭河水聯(lián)系不密切，補(bǔ)給條件不良；地下水埋藏深 10 ~30m，地勢(shì)較高地區(qū)深達(dá) 50m。 沖水巖層以堅(jiān)硬裂隙巖石為主，含煤系地層中只有五個(gè)涌水量不大的含水層，滲透系數(shù)甚微，無突然沖水危險(xiǎn)。 礦井涌水量為 600 m 3 /時(shí)， 最大涌水量為 800 m 3 /時(shí)。 5 井田內(nèi)主要含水層有三個(gè)：第四系沖積層，厚度 米，由黏土、亞黏土和腐植土組成，滲透系數(shù) 米每晝夜；礫巖含水層 ，厚度 米，膠結(jié)致密堅(jiān)硬，因構(gòu)造采動(dòng)等造成裂隙發(fā)育，含裂隙水較為豐富，滲透系數(shù) 米每晝夜，砂巖煤系含水層，由各種粒徑的砂巖組成，裂隙較為發(fā)育，滲透系數(shù) 米每晝夜。 上述山個(gè)含水層對(duì)井下影響均不大 ， 第四系沖積層透水性好，但厚度?。坏[巖透水性弱，僅局部受采動(dòng)影響，形成裂隙和塌陷區(qū)，將地表水倒入地下，但補(bǔ)給條件差流量不大，砂巖煤系含水層，其出露面積和滲透性都比較小，一般是將從砂巖滲入的水，在滲透至井下，對(duì)開采影響不大，故形成了如下水文地質(zhì)特征： 1 第四系沖積層空隙水對(duì)井田 補(bǔ)給沒有大的影響 ； 2 礫巖中的裂隙水以季節(jié)性補(bǔ)給煤系砂巖煤層中，巷道以淋水，滴水，老巷積水且難以疏 通 重要表現(xiàn) ； 經(jīng)分析切人水文地質(zhì)類型為：充水層是以堅(jiān)硬 裂隙 為主的礦床，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。 煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 本區(qū)域煤的宏觀煤巖類型以半亮煤為主，其次為半暗型和光亮型煤。由厚度不等的亮煤，鏡煤，暗煤和絲炭組成，呈細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 勘探程度及可靠性 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià) 設(shè)計(jì) 井田境界內(nèi)地質(zhì)資料缺乏完整性，如淺部鉆空多而深部少；新一附近南 5 槽還沒勘探清楚。 60~120 號(hào)等 15 個(gè)鉆孔沒勘探清下部各煤層的賦存狀況。 76 個(gè)需要斜測(cè)的鉆孔僅測(cè)了 5 個(gè)，只有 2 個(gè)符合要求，影響煤層位置的準(zhǔn)確程度。 6 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 井田境界 井田境界確定的依據(jù) 、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； ，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； ； ，以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 井田周邊情況 南部 為 大陸二斜井 ， 西部 為 大陸一斜井，北部 為 興山五斜井，東 北部 為新一立井。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量 概述 設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有 15— 18— 18— 2三層，此三層煤均為全區(qū)可采煤層。 保安煤柱 本礦井保安煤柱主要來自工業(yè)廣場(chǎng)及斷層所留設(shè)的煤柱。 表 21 煤柱一覽表 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量（ Mt） 斷層及邊界壓煤量（ Mt） 第一水平 第二水平 合計(jì) 7 表 22 分煤層分水平煤柱一覽表 儲(chǔ)量計(jì)算方法 計(jì)算公式如下： 塊段儲(chǔ)量 =塊段面積塊段 的 平均厚度容重 /塊段 傾角 的 余 弦 . 計(jì)算公式如下： Zk=(ZcP)C 其 中： Zk—— 可采儲(chǔ)量 Mt Zc—— 工業(yè)儲(chǔ)量 Mt P —— 永久煤柱損失 C—— 采區(qū)回采率（取 ） 計(jì)算結(jié)果：礦井工業(yè)儲(chǔ)量 可采儲(chǔ)量 表 23 分水平儲(chǔ)量計(jì)算表 第一水平（標(biāo)高） 工業(yè)儲(chǔ)量（ Mt） 可采儲(chǔ)量（ Mt） 服務(wù)年限 +320~50 30 年 第二水平（標(biāo)高） 工業(yè)儲(chǔ)量（ Mt） 可采儲(chǔ)量（ Mt） 服務(wù)年限 50~200 年 合 計(jì) 年 水平標(biāo)高（ m） 層號(hào) 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量（ Mt） 斷層及邊界壓煤量（ Mt） 第一水平 +320~50 15— 2 18— 1 18— 2 第二水平 50~200 15— 2 0 18— 1 18— 2 8 表 24 分煤層分水平儲(chǔ)量計(jì)算表 水平標(biāo)高（ m） 層號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量 （ Mt） 可采儲(chǔ)量 （ Mt） 服務(wù)年限 （ a） 第一水平 +320~50 15— 2 18— 1 18— 2 第二水平 50~200 15— 2 18— 1 18— 2 24 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 此次 報(bào)告的儲(chǔ)量計(jì)算工作均由人工完成 ， 計(jì)算工作嚴(yán)格按照個(gè)煤層的儲(chǔ)量計(jì)算圖，并依據(jù)科學(xué)的計(jì)算方法以及合理的參數(shù)計(jì)算求得 ， 計(jì)算過程比較細(xì)致 ， 計(jì)算結(jié)果也比較精確。 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井設(shè)計(jì)年工作日 330 天 ， 每天三班作業(yè)，兩班半采煤，半班檢修 ， 每天 16 小時(shí)工作日 。 礦井生產(chǎn)能力的確定 根據(jù) ：三層煤層厚度 、 、 15m ， 考慮用綜采放頂煤及綜合機(jī)械化 采煤 法 ， 再結(jié)合 礦井 儲(chǔ)量及 服務(wù)年限來 綜合考慮。 最終 確定，本礦井生產(chǎn)能力為 。 礦井 服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下： T=Z /（ A k） （取 k=） 計(jì)算結(jié)果見表 24 9