【文章內(nèi)容簡介】 ........................................................................ 43 附錄 1 ........................................................................................................................ 44 附錄 2 ........................................................................................................................ 55 附錄 3 ........................................................................................................................ 75 1 緒 論 在前三年的時(shí)候就盼望著有朝一日，自己能夠坐在自己的設(shè)計(jì)室，用自己所掌握的理論知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)礦井。因?yàn)?設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)過程，可以從中學(xué)到很多知識(shí) —— 有關(guān)礦井的理論知識(shí)，當(dāng)然也包括很多其他知識(shí)，包括計(jì)算機(jī)語言的學(xué)習(xí)與創(chuàng)作、計(jì)算機(jī)軟件的使用。這一天終于在臨近畢業(yè)的時(shí)候來臨了，我都懷著無比激動(dòng)的心情接受了指導(dǎo)老師布置的任務(wù)。設(shè)計(jì)是一次用自己的知識(shí)創(chuàng)作的過程，它能使我處于不斷興奮的狀態(tài)。 雖然我這次設(shè)計(jì)的礦井不能與設(shè)計(jì)院出來的礦井設(shè)計(jì)匹敵的， 但我會(huì)盡我最大的能力去做此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我不在乎得什么樣的成績，但我只關(guān)心我會(huì)不會(huì)在設(shè)計(jì)過程中盡不盡全力。我這次設(shè)計(jì)的礦井的井型為 ，可采煤層 3層，共約 ， 擬采用雙立井開拓和分組集中大巷布置，使用普通機(jī)械化采煤方法和走向長壁采煤工藝。擬劃分兩個(gè)水平，第一水平劃分 14 個(gè)采區(qū)，達(dá)產(chǎn)采區(qū)兩個(gè)。 由于我時(shí)間有限，再加上我個(gè)人的理論知識(shí)和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)有限，在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師不吝指教！ 2 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 井 田東南端。西南距福利屯 32km，經(jīng) 過 福利屯到 礦業(yè)集團(tuán) 所在地 —— 雙鴨山市為 46km，福利屯至福錦縣穿過本井田中部，福前鐵路在東榮礦區(qū)南部邊緣約 3km 處通過。交通便 利， 交通 位置 圖 詳見圖 1— 1。 圖 1— 1 交通位置圖 地勢河流 井田處于三江平原的西南部，屬高河漫灘，地勢低平，地面標(biāo)高 +84～ +87m，井田東部有雙山子標(biāo)高 +，西依 索利崗山 ，標(biāo)高 +，南鄰?fù)赀_(dá)山北麓，背面廣闊平坦。 井田內(nèi)沒有大的河流，只有二道河子季節(jié)性河流從西南兩個(gè)方面流入本區(qū)。3 雨季， 而 道河子流量為 ，近年來隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展在井田內(nèi)修筑了一些排水渠道，致使?jié)竦孛?積有所減少。 松花江位于 本 井田 北部，距離井田較近，距離約 38km。 水源 及 電源 本區(qū)內(nèi)第四系地層廣泛分布，地下含水量 還算 豐富，供水水源充足。 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及正在 興建的小型核 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。 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 ～ ℃，最低氣溫可達(dá) 36℃。年降水量 ～ ，年蒸發(fā)量～ 。年平均風(fēng)速 ～ ，最大風(fēng)速 25m/s，風(fēng)向多偏西北。每年十月至次年五月為 凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度 ～ 。 根據(jù)國家地震局資料，集賢礦及其鄰區(qū)地震裂度在 5176。以下， 歷史上 無強(qiáng)烈的地震記載。 煤田開發(fā)歷史及近況 雙鴨山 礦業(yè)集團(tuán) 生產(chǎn)礦井 8 對(duì)，本井田沒有正在生產(chǎn)、建設(shè)及停閉個(gè)礦井，更 沒有小煤窯。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)礦，西南約 18km 處有集賢升平小煤礦。 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，目前正開采 8， 15和 16三個(gè)煤層，共布置四個(gè)采區(qū)。礦井的正常涌水量為 104m3/h，最大涌水量為 186m3/h，礦井瓦斯不大， 屬于 低瓦斯礦井。 地質(zhì)特征 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本設(shè)計(jì)礦井 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， 在穆棱組上覆的第三、第四紀(jì)地層。晚侏羅紀(jì)煤系地層不整合于元古界 —— 古生界機(jī)床之上，機(jī)床由元古界麻山群泥盆系青龍山組及浸入的花崗巖組 成，地層系統(tǒng)表詳 見表 11。 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、泥巖組成。巖石膠結(jié)松散，以灰綠色為主，厚度變化不大。 第四系地層在井田內(nèi) 廣泛分布。主要有礫砂和粗砂組成，中間夾有不連續(xù)的亞粘土，在砂層上，賦有粘土的層厚 7— 10m 的黑腐植土，區(qū)內(nèi)第四紀(jì)層厚為東西薄，中間厚，南部薄，北部厚。 4 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 下更新統(tǒng) 白山土組 15～ 50 第三系 上全新統(tǒng) 福錦組 121 中生界 侏羅系 上統(tǒng) （雞西群） 穆棱組 7570 城子河組 930 東榮組 250 古生界 中統(tǒng) 青龍山組 不清 元古界 麻山群 不清 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石、砂巖、灰色粉砂巖及少量的泥巖、凝灰色砂巖和砂質(zhì)泥巖等組成，含煤地層特征詳見圖 1— 2 含煤地層綜合柱狀圖。 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 本設(shè)計(jì)礦井 位于三江盆地的西部，是中生代以來的一個(gè)斷餡 —— 坳陷地 。區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第二隆起帶，北段由一些一級(jí)隆起帶和坳陷帶組成。 本設(shè)計(jì)礦井的區(qū)域構(gòu)造主要受華夏系和北西向構(gòu)造應(yīng)力場的控制，由前 者派生的次級(jí)構(gòu)造占明顯優(yōu)勢，在本設(shè)計(jì)礦井范圍內(nèi)主要有如下 3條斷層，其詳細(xì)情況 詳 見表 1— 2。 表 1— 2 斷層特征表 序號(hào) 編號(hào) 產(chǎn)狀 性質(zhì) 落差（ m） 可靠性 備注 傾向 傾角 （ 176。 ） 1 F84 北西 向 40～ 130 正斷層 9～ 30 可靠 2 F9 北東向 45～ 60 逆斷層 41～ 130 可靠 3 F32 北東 向 10～ 40 逆斷層 5～ 16 可靠 4 F70 東向 10～ 30 逆斷層 50～ 120 不可靠 邊界 5 地層系統(tǒng)界 系 統(tǒng)M2界生中J系羅侏上統(tǒng)羅侏M3柱　狀煤層號(hào)煤層(m)地層厚(m)巖層名稱巖　性　描　述40 表土層 粗砂巖淺灰色、石英顆粒、曾狀構(gòu)造、泥質(zhì)膠結(jié) 煤 黑色、半亮型、無夾矸、媒質(zhì)好粉砂巖灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬14 煤黑色、半亮型、無夾矸、媒質(zhì)好粉砂巖 灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬中砂巖灰白色、石英粒粉、堅(jiān)硬、層理不明顯粉細(xì)互巖灰色、石英沙礫、硅質(zhì)膠結(jié)、堅(jiān)硬28 煤黑色、較硬、半亮型、具有玻璃光澤粉砂巖 灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬粉細(xì)互巖 灰色、石英沙礫、硅質(zhì)膠結(jié)、堅(jiān)硬細(xì)砂巖淺灰色、水平層理、硅質(zhì)膠結(jié)、致密堅(jiān)硬13230 煤 黑灰色、半亮型、瀝青光澤細(xì)砂巖夾中砂巖 圖 12 煤層綜合柱狀 煤層的賦存狀況及可采煤層特征 本設(shè)計(jì)礦井 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，該組地層總厚度為 ，煤層的平均可采厚度為 ，可采煤層有 14， 28和 30共三個(gè)煤層，其傾角在 12176。左右。 可采煤層特征如下： 14煤層 ： 全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本 區(qū) 主要可采煤層之一，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤6 層較穩(wěn)定，在煤層內(nèi)含有少量的矸石，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，視密度 為 。 頂板為粉砂巖，細(xì)砂巖 ， 底 板 為粉砂巖及含炭粉砂巖，下距 28煤 層 約 170m。 28煤層 ： 全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采煤層之一，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層穩(wěn)定，在煤層內(nèi)沒有矸石，煤層可采厚度為 ～ ，平均厚度 ， 視密度 為 t/m3。頂板為粉砂巖，底版為粉砂巖及細(xì)砂巖，下距 30煤層 約 15m。 30煤層 ： 基本全區(qū)發(fā)育，為本區(qū)可采煤層之一，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層穩(wěn)定，在煤層內(nèi)含有少量矸石，煤層可采厚度為 ～ ，平均厚度 ， 視密度為 t/m3。頂板為細(xì)砂巖，中砂巖，底 板 為粉砂巖及細(xì)砂巖。 巖層性質(zhì) 、 厚度特征 本區(qū)內(nèi)巖性較細(xì)， 主要由粉砂巖、細(xì)砂巖、粉細(xì)互層 及煤層組成，僅有較少的粗砂巖、中砂巖、 含爍砂巖。 本區(qū) 煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各巖層的 視 密度差別較?。ㄒ姳? 1— 3），用物理特性探測各種巖層反映 比較 明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。 表 1— 3 巖層特征表 名 稱 容 重 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強(qiáng)度 102kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102kg/c3 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 頁巖 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 3～ 8 灰?guī)r ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 6～ 10 井田 內(nèi) 水文地質(zhì)情況 第四系孔隙含水層 在 全礦廣泛發(fā)展，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)給來源是大氣降水及山區(qū)地下水，涌水量為 ～ 7L/（ s 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。涌水量為 ～ （ s m）。 基底巖 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)給量微弱 ， 而且對(duì)礦床充水 幾乎 無 影響 。 井田內(nèi)的主要隔水層有第四系頂部 粘 土 ； 中部 粘 土 、 亞 粘 土 以及 第三系泥巖 、 砂巖層 。 煤系裂系含水帶 ： 本含水層是直接充水含水層。它與第三系有水力聯(lián)系，但很微弱。 開采初期 ， 礦井涌水量 比較 大 ， 隨著開采的 不斷進(jìn)行 ， 水的靜儲(chǔ)量逐漸消7 耗 。 礦井的涌水量將會(huì)逐漸減少 ， 并趨于 相對(duì)穩(wěn)定 。 本設(shè)計(jì)礦井 最大的涌水量為 ， 正常涌水量為 。 沼氣 、 煤塵及煤的自然性 由于地質(zhì)報(bào)告沒有明確提出礦井的瓦斯等級(jí) ， 故本設(shè)計(jì)只能根據(jù)集賢礦井或附近其他礦井 的煤塵及瓦斯情況來推算 ， 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。 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 肥煤 。 煤中磷 ， 硫的含量 較 低 ， 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 1966 年就開始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作 ， 先后經(jīng)過普查 ， 詳查一區(qū)精查等階段 。 先后 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)資料和測井成果 。 8 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 井田境界 井田周邊情況 本設(shè)計(jì)井田 以 150m 標(biāo)高為界 ， 深部以 800m 標(biāo)高為界 ， 西與東 榮 三礦 相 鄰 ，東以 F70斷層為 界 。 井田境界 確定的依據(jù) 確定井田境界的依據(jù) : ，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； ，處理好 鄰礦 —— 東榮三礦 的關(guān)系 ； ， 為礦井發(fā)展留有空間； 、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 須 有合理的走向長度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 井田未來發(fā)展情況 該設(shè)計(jì)井田 西與東 榮 三礦為鄰 ， 東部以 F70斷層為界， 隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來越精確， 很 可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有 1 2 30三 層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可