【文章內(nèi)容簡介】 我國煤炭事 業(yè) 的 深化改革，盡快擺脫粗放經(jīng)營的舊模式，步入低投入，高產(chǎn)出， 高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的發(fā)展依賴的是先進(jìn)的煤炭 技術(shù) 與技術(shù)工人的自身素質(zhì) ， 其中包括采 礦工程技術(shù) 。今年來隨著國民經(jīng)濟(jì)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(yù)計在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)這種狀態(tài)不會有根本的改變。 在 四年的 大學(xué) 學(xué)習(xí) 生活里 ，我掌握了很多 的 專業(yè)知識，為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識，借畢業(yè)設(shè)計這個機(jī)會我做了黑龍江省雞西市新發(fā) 煤礦的新井設(shè)計，而且我在畢業(yè)實習(xí)中也收集到了很多關(guān)于新發(fā)礦 設(shè)計 的 地質(zhì) 資料。本 次 設(shè)計主要是關(guān)于新 發(fā)煤礦 礦井的設(shè)計 ，其中包括開拓方式，采煤工藝，支護(hù)方式，設(shè)備選型以及礦井的各個系統(tǒng) 。本設(shè)計包括通風(fēng)安全方面、采煤工藝方面、巖石力學(xué)方面以及 CAD 制圖方面的知識。在設(shè)計時，需要對礦井的地質(zhì)情況，等情況進(jìn)行分析，計算等工作。我通過做本次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)到更多的采礦專業(yè)知識，鞏固我所學(xué)過的知識，把我所學(xué)的零散知識串成整體，并且能夠很好的運(yùn)用他們，從而也為我以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ) ，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益有了更好保障 。 2 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 交通位置 新發(fā)煤礦 位于 黑龍江省雞西市西南方向 4km。 其 地理坐標(biāo)為 ： 東經(jīng)： 140176。 51180。00 北緯 ： 45176。 22180。00 新發(fā)煤礦的交通以鐵路、公路為骨干。有礦山鐵路專線與雞西站相連，公路通達(dá)雞西市等地。交通極為便利（詳見附圖 11） 。 比例尺 1 ：6 0 0 0 0 0至林口滴道至牡丹江柳毛礦石墨礦恒山礦小恒山礦二道河子礦張新礦雞西礦務(wù)局雞西通密山雞東通密山東海礦杏花礦正陽礦城子河礦滴道礦新發(fā)礦 圖 （ 1—— 1） 交通位置圖 3 地形 與 地勢 新發(fā)煤礦的井田地表為丘陵起伏，整個地勢為 東南 低 ，西北 高 。海拔最低標(biāo)高為 186m，最高標(biāo)高為 211m。 氣象及地震情況 新發(fā)礦 區(qū) 屬 于 雨 中 溫 帶 大 陸 性 季 風(fēng) 氣 候 。 年 平 均 降 水 量 為540mm，最高氣溫為 +36176。 C，最低氣溫為 36176。 C。春季秋季多風(fēng)，春夏之際以西南風(fēng)為主冬季以西北風(fēng)為主。最大風(fēng)速為 25m/s，新發(fā)煤礦在 2020 年雞西發(fā)生的輕微地震 中沒受到太大影響 。 水文地質(zhì)情況 新發(fā)礦區(qū)境內(nèi)沒湖泊，水庫和溝塘。 煤田開發(fā)史 新發(fā)煤礦為 近 期 開發(fā)的 新 煤礦，沒任何開發(fā)史。 工礦農(nóng)業(yè)概況及原材料供應(yīng)情況 新發(fā)井田周邊有農(nóng)田和國有林地分布， 地表大部分都被農(nóng)田覆蓋， 可謂礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及 生產(chǎn)原料。礦井建設(shè)及生產(chǎn)所需設(shè)備可由附近廠家提供。 水電的供給情況 新發(fā)煤礦的水源來自開采地下水，能夠滿足生產(chǎn)與生活的需要。生產(chǎn)與生活的用電均來自于雞西供電局。 地質(zhì)特征 礦區(qū)內(nèi)的地層情況 新發(fā)煤礦的地層走向為 EW，傾向為 SE，傾角為 20186。地層厚度為 580610m。 表土及風(fēng)化帶厚度約為 4263m,表土中無流砂巖。巖層多由細(xì)砂 巖及中砂巖構(gòu)成。詳見圖（ 12） 煤 系地 層綜合柱狀圖 表 。 4 粉砂巖巖　性　描　述細(xì)砂泥質(zhì)巖肥氣煤，　 r = 1 . 4 0粉砂泥質(zhì)巖細(xì)砂巖，灰色粉細(xì)砂巖細(xì)中砂巖，分選好斷續(xù)斜層理細(xì)砂巖，灰 灰白色細(xì) 粗砂巖粉砂巖粉砂巖，泥巖夾煤細(xì) 中砂巖粗 中砂巖細(xì) 中砂巖，灰 灰白色泥巖地層厚( m)煤層( m)煤層號2 5 . 7 51 3 . 9 91 6 . 0 79 . 4 01 0 . 9 21 2 . 9 87 . 6 55 . 9 83 4 . 4 44 . 9 61 1 . 4 14 . 4 09 . 1 89 . 1 71 1 . 2 16 . 3 91 2 . 0 31 . 81 . 71 . 8325柱　狀地層系統(tǒng)界 系 統(tǒng)中生界侏侏羅羅系統(tǒng)上29肥氣煤，　 r = 1 . 4 0肥氣煤， 　r = 1 . 4 0 圖 （ 1—— 2） 煤系地層綜合柱狀圖 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 新發(fā)煤礦井田范圍內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造為斷層， 有 少數(shù)的向斜和背斜，其中 落差較大的 斷層有 4 個， 全部為 正斷層， 都是傾向斷層，與煤層斜交。 在 鉛直地層斷距 中， 最大斷層落差為 ，往東 延展落 5 差逐漸減小。 這些 貫穿了整個 井田 ，給采掘生產(chǎn)造成了很大影響。（詳見表13 斷層發(fā)育及落差表）。 表（ 1—— 3）斷層特征表 序號斷層號 　與煤層走向關(guān)系基 本 特 征走向 傾向 傾角 性質(zhì) 落差延展情況搖擺情況可靠程度１234F 1F 2F 3F 4斜交斜交斜交斜交N64 176。EN78 176。EN84 176。WN28 176。W正正正正m25 m23m43m全區(qū)全區(qū)全區(qū)全區(qū)60185935371135295177。30177。15177。13177。7可靠可靠可靠可靠控制情況SNSNSNSN65176。53176。33176。46176。 區(qū)內(nèi)構(gòu)造 形態(tài)以東西方向的傾斜的褶皺和斷裂為主，斷層又以EN 向 ES 傾斜，并行排列的張扭正斷層為主 ， 無巖漿侵入體。 煤層賦存狀況及可采煤層特征 井田內(nèi)共有可采煤層三 層， 每層賦存不太深，傾角在 25 度左右， 其富存情況及特征如下： 3煤層 3煤層為簡單結(jié)構(gòu) 中厚 煤層，煤層厚度 ，平均 ，厚度變化 尚有規(guī)律，西北薄，東南厚。均屬 可采煤層 ，只有極少數(shù)不可采區(qū)域 。頂?shù)装婢鶠榉凵皫r。煤巖類型以半亮型和半暗淡型煤為主，中間 1— 2 層暗淡型煤，底部為光亮型煤。煤層中節(jié)理裂隙發(fā)育，棱角狀斷口。煤的硬度 f=— ，容重 。 25煤層 25煤 層為簡單結(jié)構(gòu)中厚煤層，厚度 ，平均 ，為全部可采煤層。頂板為粉沙巖，底板為粉細(xì)砂巖。煤巖類型以光亮型和半光亮型為主，中間夾有透鏡狀的半暗淡型煤，煤層內(nèi)生節(jié)理發(fā)育。煤的硬度 f=— ，容重 29煤層 29煤層為簡單結(jié)構(gòu)煤層。煤層厚度 ，平均 ，為全部可采煤 6 層。頂?shù)装寰鶠榉奂?xì)砂巖。煤巖類型以光亮型為主，內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。煤的硬度 f=— ，容重 巖石性質(zhì)、厚度及特征 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、中砂層及煤 層組成，僅有較少的粗砂巖，含爍砂巖。煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各巖層的密度差別較小，γ─γ曲線在各種巖層反應(yīng)平直煤層異常反應(yīng)明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。 井田水文地質(zhì)情況 新建煤礦地形大部分屬漫崗，標(biāo)高在 160190m 之間，井田北部及中部位河谷水文地質(zhì)區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質(zhì)區(qū)。巖層的富水性主要取決于構(gòu)造裂隙的發(fā)育和補(bǔ)給條件，淺部各煤層除大氣降水補(bǔ)給地表外，沒其他來源，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)律而且有分層規(guī)律。 從涌水量可以看出，只有大氣降水通過強(qiáng)風(fēng)化帶滲入井下，補(bǔ)給單一，采掘工程一般不受水害影響，防水工作簡單，故水文地質(zhì)條件屬簡單型。 瓦斯、 煤塵及煤的自燃性 該礦井的瓦斯等級為： 高 瓦斯礦井 礦井瓦斯絕對涌出量： 礦井二氧化碳絕對涌出 量 ： 礦井瓦斯相對涌出量： 178。 d 礦井二氧化碳相對涌出量： 178。 d 煤層自然發(fā)火期：礦井自然發(fā)火等級為 六 級 煤質(zhì) 牌號及用途 井田內(nèi)主要可采煤層的煤種均屬于低硫 、低磷，中等灰分的焦煤和 1/3焦煤，其中 1/3 焦煤占 ％，發(fā)熱量一般在 7700－ 8200 大卡 /千克。 本礦區(qū)內(nèi)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(nèi)生裂隙發(fā)育，質(zhì)脆，黑色條帶狀，層狀結(jié)構(gòu)，其煤巖類型多為光亮型、半亮型和半暗型；鏡下鑒定為 7 煤巖組成多是凝膠物質(zhì)體，色鮮紅以鏡煤煤化物質(zhì)為主樹脂膠體占次要地位，礦物雜質(zhì)多見。 原煤灰分變化較大，一般在 20％至 30％，超過 30％的情況也常見，凈煤灰分一般在 10％左右，膠質(zhì)層厚度在 9 至 15mm，揮發(fā)分一 般在 30％至39％，硫含量在 ％左右。磷含量一般在 至 ％。屬 低 硫，低磷煤，發(fā)熱量一般在 7500 大卡每公斤。 主要工業(yè)用途以冶金用煤為主，火電廠作動力用煤次之。 勘探程度及可靠性 1975 年 新發(fā)煤礦所在地區(qū)就開始對地質(zhì)進(jìn)行勘探工作 ， 先后經(jīng)過普查，詳查，精查階段，采用了鉆探，測井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段，精查地質(zhì)報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對比資料和測井成果 雞西礦物局在 1985 年 6 月對本區(qū)精查地 質(zhì)報告的批復(fù)認(rèn)為，基本達(dá)到《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)。 其 存在 的 問題 為： 瓦斯取樣雖然不少，但是，未作礦井瓦斯涌出量的祥述，也未指出礦井的瓦斯等級。 對于落差小于 30m 的斷層，未作評價，控制不夠，給設(shè)計帶來一定困難，如 斷層之間構(gòu)成的三角地帶，構(gòu)造較為復(fù)雜，大 斷層控制程度不夠，有一定擺動，對井筒位置的選擇有一定影響。 8 第 2 章 井田境界 儲量 服務(wù)年限 井田境界 井田周邊狀況 西以 A1 號勘探線西 655m，與滴道礦相鄰，東以 A 6 號勘探線東200m 與城子河煤礦相鄰 ，北以 51煤層露頭線為礦界，南以 800m標(biāo)高為界 。井田東西走向 長 平均為 ，南北傾向?qū)?平均 為 ，面積約為 178。 井田境界確定的依據(jù) 以地理地形、 地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù) ； 要適于選擇井筒位置、 安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物 ； 劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間 ； 井田要有合理的走向長度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高 。 井田未來發(fā)展?fàn)顩r 由于本井田幾條大斷層的影響，開采時不能及時達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力 ，但是隨著開采深度的增加，煤層賦存條件好，采用新技術(shù) 防治本次設(shè)計的高 瓦斯 礦井 ，產(chǎn)量會有較大幅度的提高。 井田儲量 井田儲量計算 本次設(shè)計的新發(fā)礦井 參加儲量計算的煤層有 2 2 3煤層 。 礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量。 礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量，礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi) A+B+C 級儲量的總和。礦井設(shè)計儲量是礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱，礦井 井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲量。 9 根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》規(guī)定，工業(yè)指標(biāo)確定為傾角小于 25176。煤層，能利用儲量選用厚度≥ ，灰分≤ 40%；暫時不能利用的儲量厚度為 ，灰分在 4050%之間，傾角為 20176。，能利用的儲量厚度選用≥，暫時不能利用的儲量選用為 。 保安煤柱 按照保護(hù)煤柱的設(shè)計原則 立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設(shè)， 立井深度大于或等于 400m 的以邊界角圈定，小于 400m 的以移動角圈定。 地面受護(hù)面積包括受護(hù)對象及周圍的受護(hù)帶 。 當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時， 要根據(jù)基巖移動角求得垂 直與受護(hù)邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護(hù)煤柱。 在一般情況下，保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移角值進(jìn)行圈定。 一般來說，井田邊界煤柱 40m，河流保護(hù)煤柱為河床兩側(cè)各 40m，大斷層一側(cè)留保護(hù)煤柱 1540m，有時也要根據(jù)具體的情況而定。（詳見表 2—— 1） 表 （ 2—— 1） 建筑物、構(gòu)筑物保護(hù)煤柱的圍護(hù)帶寬度 建筑物和構(gòu)造保護(hù)等級 圍護(hù)帶寬度 Ⅰ 20 Ⅱ 15 Ⅲ 10 Ⅳ 5 工業(yè) 廣場地面受保護(hù)面積包括工業(yè)場地內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務(wù)的工業(yè)廠房，服務(wù)設(shè)施和圍護(hù)帶，圍護(hù)帶的寬度為 20m，煤柱按巖層移動角圈定（詳見表 2—— 2）。 表（ 2—— 2）地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動角值 井筒垂 深 (m) 煤層厚度 (m) 煤層傾角 (度 ) Φ γ β δ 沖積層厚度 450 25186。 45186。 77186。 59186。 77186。 20186。 在區(qū)段運(yùn)輸平