【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ............................. 66 總結(jié) ........................................................................................................................... 68 致謝 ........................................................................................................................... 69 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 70 附錄 1........................................................................................................................ 71 附錄 2........................................................................................................................ 78 VII 緒 論 在大學(xué)四年的時(shí)間里，我學(xué)習(xí)了很多的 基礎(chǔ)知識(shí)和 專業(yè) 知識(shí)，為了能很好地把這些知識(shí)再梳理一次，進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng) 地 掌握這些知識(shí)，為日后 深造 和工作所用，特借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)做雙鴨山礦 業(yè)集團(tuán)東榮四礦（ 1 1 28）。在做設(shè)計(jì)之前，我 去該礦進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集了該礦的有關(guān)資料。 本設(shè)計(jì)是 關(guān)于東榮四礦的新井設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括開拓 方式、采煤工藝、支護(hù)方式、設(shè)備選擇和礦井的各大系統(tǒng)等。在 做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)用到了煤礦開采學(xué)、煤礦地質(zhì)學(xué)、測(cè)量學(xué)、巖石力學(xué)、 礦井通風(fēng)與安全、 CAD 繪 圖等諸多方面的知識(shí)。 由于煤炭工業(yè) 礦井設(shè)計(jì) 理論知識(shí)更新速度較慢，本設(shè)計(jì) 是 按以前的 設(shè)計(jì) 流程模式進(jìn)行 的 。 在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，采用新技術(shù)和新 工藝成為了煤炭工業(yè)發(fā)展的必由之 路，本設(shè)計(jì)中對(duì)厚煤層的開采，采用了現(xiàn)在在 技術(shù)上較為先進(jìn)和成熟的 一次采全 高的采煤方式。 在隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)的加深，在礦井 設(shè)計(jì)中， 礦區(qū) 環(huán)境保護(hù)和礦區(qū)環(huán)境治理方面的考慮會(huì)越來(lái)越重要，為此 ，本設(shè)計(jì)在這方面也做了一定的考慮。 我希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)，能夠?qū)?礦井的各大系統(tǒng)有一個(gè)更清楚的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步鞏 固這四年來(lái) 所學(xué)的知識(shí)，為三個(gè)月后上崗工作奠定一定的 基礎(chǔ)。 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 交通位置 東榮四礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，西南距福利屯 38km，經(jīng)福利屯到 礦業(yè)集團(tuán) 所在地 —— 雙鴨山市為 46km，經(jīng)福利 屯 至富錦縣公路穿過(guò)本 設(shè)計(jì)井 田 的 中部，富前鐵路在東榮礦區(qū)南部邊緣外約 3km 處通過(guò)，交通比較方便，詳見圖 11 交通位置圖 。 圖 11 交通位置圖 2 地勢(shì)和河流 本井田位于三江平原的西南部 ， 屬高河漫灘，地勢(shì)低平，地表標(biāo)高 +85m～+87m。井田東部有雙山子，標(biāo)高 +174m；西依索利崗山，標(biāo)高為 +；南鄰?fù)赀_(dá)山北麓；北面 地勢(shì) 廣闊平坦。 本設(shè)計(jì) 井田內(nèi)沒(méi)有大的河流，只有二道河子等季節(jié)性河流從西、南兩個(gè)方向流入本區(qū)。雨季，二道河子 最大 流量為 ，近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，在井田內(nèi)修筑了一些排水渠道，致使?jié)竦?面積有所縮小。 氣象和地震 本區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候， 夏季氣溫較高， 冬季寒冷，年平均最高氣溫為 ～ ℃ ； 年平均最低氣溫為 ～ ℃，最低氣溫達(dá) 35℃ ； 年降水量 ～ ； 年蒸發(fā)量 ～ ；年平均風(fēng)速 ～， 最大風(fēng)速可達(dá) 24m/s， 風(fēng)向多偏西風(fēng) ； 每年十月至次年五月為凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度 ～ 。 根據(jù)國(guó)家地震局 有關(guān) 資料，集賢及其鄰區(qū)地震烈度在 6176。以下，過(guò)去無(wú)強(qiáng)烈地震記載。 水源及電源 本 設(shè) 計(jì)礦區(qū) 內(nèi)第四系地層廣泛分布，地下含水量 較 豐富，供水水源 較 充足 。 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及正在興建的大型火力發(fā)電廠一座。在礦區(qū)總體設(shè)計(jì)階段，供電電源方案已達(dá)成協(xié)議 ，所以 供電電源容易解決。 煤田開發(fā)歷史及近況 雙鴨山 礦業(yè)集團(tuán) 距離 本區(qū)約 46km， 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán) 現(xiàn)有生產(chǎn)礦井 8 對(duì)，本 井田內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn)、在建及停閉礦井，也沒(méi)有小煤窯。但在井田外的西南方約 15km 處有正在生產(chǎn)的 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán) 集賢煤礦，西南約 18km 處有集賢縣升平小煤礦。 集賢煤礦采用立井開拓，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ，一水平標(biāo)高為 150m，目前正采 15和 16三個(gè)煤層 ,共布置四個(gè)采區(qū) ,礦井的正常涌水量，最大涌水量 m3/h，礦井瓦斯不大，屬低 瓦斯 礦井。 3 地質(zhì)特征 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本 設(shè)計(jì) 井田的可采煤層均賦存在上侏羅系雞西群城子河組，其上為雞西群穆棱組，在穆棱組上覆的是第三、第四紀(jì)地層。晚侏羅系地層不整和于元古 界～ 古生界基底上，基底由元古界麻山群泥盆系青龍山組及侵入的花崗巖組成，詳見表 11地層系統(tǒng)表 。 表 11 地層系統(tǒng)表 界 系 統(tǒng)（群） 組 厚度（ m） 新 生 界 第 四 系 全新統(tǒng) 10～ 20 全新統(tǒng) 溫泉河組 20～ 40 上更新統(tǒng) 顧?quán)l(xiāng)屯組 10～ 40 中更新統(tǒng) 40～ 80 下中新統(tǒng) 白山土組 15～ 50 第三系 上新統(tǒng) 富錦組 121 中生界 侏羅系 上統(tǒng)（雞西群） 穆棱組 7570 城子河組 887 東榮組 250 古生界 中統(tǒng) 青龍山組 不清 元古界 麻山群 不清 第四系地層在井田內(nèi)廣泛分布，主要由礫砂和粗砂 等 組成，中間夾有不連續(xù)的亞粘土，在砂層上，覆有粘土及厚度 8～ 10m 的黑腐 植土。區(qū)內(nèi)四紀(jì) 地層 厚度為東西薄，中間厚，南部薄，北部厚。 第三系地層，除在井田極少數(shù)塊段缺失，形成“天窗”外，其余各處廣泛存在。該地層由粉砂巖、泥巖 等 組成。巖石膠結(jié)松散，以灰綠色為主，厚度變化不大。 上侏羅系上統(tǒng)雞西群城子河組，為井田的主要含煤地層，該層主要由灰白色長(zhǎng)石、砂巖、灰色粉砂巖及泥巖、凝灰色砂巖和砂質(zhì)泥巖等組成，含煤地層特征詳見圖 12 煤層綜合柱狀圖 。 4 層號(hào) 煤層號(hào) 柱狀深灰色、層理不明顯黑色、具有玻璃光澤黑灰色、堅(jiān)硬灰白色、石英粒粉、堅(jiān)硬、層理不明顯黑灰色、石英為主、堅(jiān)硬灰色、石英沙礫、硅質(zhì)膠結(jié)、堅(jiān)硬灰白色、快狀、粒度分選不均勻灰白色、粒度不均勻黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤灰色、水平層理灰白色、快狀、粒度分選不均勻淺灰色、層理不明顯灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬灰白色、粒度不均勻灰色、水平層理厚度 巖石名稱281817 粗砂巖粉砂巖中粗砂巖煤粗砂巖中砂巖粉砂巖煤粉砂巖中砂巖粉細(xì)互層粉砂巖中砂巖粉砂巖粉砂巖粉砂巖粗砂巖粉細(xì)互層煤粉砂巖 深灰色、顆粒分選差、堅(jiān)硬、層理不明顯黑灰色、半亮型、瀝青光澤灰色、石英砂巖硅質(zhì)膠結(jié)灰白色、以石英顆粒為主堅(jiān)硬、水平層理淺灰色、石英顆粒、層狀構(gòu)造、泥質(zhì)膠結(jié)巖石描述 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 本井田位 于三江盆地的西部，是中生代以來(lái)的一個(gè)斷陷 —— 凹陷地。區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第三隆起帶，北段 由 一些一級(jí)隆起帶和凹陷帶 共同 組成。 本井田的區(qū)域構(gòu)造主要受華夏系和北西向構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的 共同 控制。由前者派生的次級(jí)構(gòu)造占明顯優(yōu)勢(shì)，在本井田范圍內(nèi)主要有以下幾條斷層，其特征詳見表 12斷層發(fā)育及落差表 。 5 表 12 斷層發(fā)育及落差表 序 號(hào) 編 號(hào) 產(chǎn) 狀 性 質(zhì) 落 差 （ m） 可靠性 備 注 傾向 傾角 1 F9 北 東 向 40176。～ 60176。 逆 40～ 130 可靠 2 F32 北西向 30176?！?40176。 逆 50～ 100 可靠 3 F70 南 東 向 20176。～ 30176。 逆 20～ 30 可靠 4 F84 北西向 10176?！?40176。 逆 20～ 35 可靠 5 F85 北西向 20176?！?50176。 正 30～ 60 可靠 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可采煤層均集中于雞西群城 子 河組，該組地層厚度為 887m。煤層平均總厚 達(dá) 14m，可采煤層有 1 18和 28煤層，其傾角在15176。左右。 可采煤層特征分述如下： 17煤層：全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度較大 ，煤質(zhì)穩(wěn)定，本煤層內(nèi)沒(méi)有夾矸，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，視密度 為 ，頂板為 中粗 砂巖，平均厚度 ，底板 為 粗 砂巖，平均厚度 ，下距 18煤層約 30m。 18煤層：全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，煤質(zhì)穩(wěn)定，本煤層在極少數(shù)塊段內(nèi)有夾矸，其厚度不超過(guò) ，煤層厚度 ～，平均厚度 ， 視密度 為 ，頂板為粉砂巖，平均厚度 ，底板粉砂巖，平均厚度 20m，下距 28煤層約 125m。 28煤層：全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采 煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，煤質(zhì)變化不大，部分?jǐn)?shù)塊段內(nèi)有夾矸，其厚度不超過(guò) ，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ， 視密度 為 ，頂板為粉 細(xì)互層 ，平均厚度 ，底板粉砂巖，平均厚度 。 巖石性質(zhì)、厚度特征 本區(qū)內(nèi)巖性較細(xì)，主要由粉砂巖、細(xì)紗巖、粉細(xì)互層及煤層 等 組成。 煤層和巖層的物理性質(zhì)差異 比 較明顯，各巖層的密度差別較 大 ，用物理 6 射線探測(cè)各種巖性反映明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。 本礦井所有巖石特征情況詳見表 13 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 。 表 13 巖石主 要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱 視密度 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強(qiáng)度 102kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102kg/cm3 變形模量 102kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 ～ 5～ 25 2～ 20 ～ ～ 8 1～ 10 礫巖 ～ 5～ 15 1～ 15 ～ ～ 8 2～ 8 泥巖 ～ ～ ～ 2～ 7 5～ 10 灰?guī)r ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 5～ 10 頁(yè)巖 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 2～ 8 石英 ～ ～ 15～ 35 ～ 6～ 20 6～ 20 井田 內(nèi) 水文地質(zhì)情況 第四系孔隙含水層 ： 在 全礦 井 廣泛發(fā) 育 ，除山坡地區(qū) 較 薄外，其余均很厚 ， 發(fā)育的規(guī)律為：由南向北逐漸增厚。水的主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水 和 山區(qū)地下水，涌水量為 ～ 7L/（ s178。 m）。 第三系孔隙含水層 ：在井田內(nèi)廣泛存在，其厚度發(fā)育規(guī)律為由東南向西北逐漸增厚，向東 變薄。 其 涌水量為 ～ （ s178。 m）。 煤系 裂隙 含水帶 ： 本含水層是直接充水含水層。它與第三系有 一定 水力聯(lián)系，但很微弱。 基底巖 層 裂隙水 ： 分布于低山和丘陵地帶，由花崗巖，安山巖及變質(zhì)巖等組成，對(duì)煤系裂隙含水帶補(bǔ)給量 很 微弱，而且對(duì)礦床充水無(wú)影響。 井田內(nèi)的主要隔水層有第四系頂部粘土 、 亞粘土，中部粘土，亞粘土和第三系泥巖 和 砂巖層。 開采初期，礦井涌水量最大，隨著開采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗。礦井的涌水量將會(huì)逐漸減少， 進(jìn)而 趨于相對(duì)穩(wěn)定。 本井田最大的涌水量為 ，正常涌水量為 m3/h。 7 沼氣、煤塵及 煤的自燃性 由于地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有明確提出 本 礦井的瓦斯等級(jí) ， 故本設(shè)計(jì)只能根據(jù)集賢礦井的煤塵及瓦斯情況來(lái)推算 ， 初步確定本礦井初期的瓦斯等級(jí)為 低 瓦斯礦井 ， 相對(duì)涌出量為 m3/t， 并且本礦井 的煤 有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自 燃 發(fā)火傾向 。 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本礦井煤的揮發(fā)份一般大于 40%， 屬于低變質(zhì)煤 ， 粘結(jié)性較低 ， 煤種主要是氣煤 ， 長(zhǎng)焰煤次之 。 煤中磷 ， 硫的含量很低 ， 部分煤 可作優(yōu)良的配焦和化工精煤 ， 副產(chǎn)品可供動(dòng)力和民用 。 勘探程度及可靠性 本礦所在地區(qū)，從 1965 年就開始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作， 先后經(jīng)過(guò)普查，詳查和 精查等階段。采用了鉆探，探井和地震相互配合的綜合勘探手段。精查地質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全。精查階段，查明了主要斷層和構(gòu)造及煤層厚度，結(jié)構(gòu)和分布范圍 ， 比較可靠地提供了煤層層位的相對(duì)資料和測(cè)井成果 。