【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ..................................................................................................................... 94 VII 緒 論 通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，我掌握了很多專業(yè)知識(shí)，為了能更好的鞏固和運(yùn)用 這些知識(shí)，借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)我做七臺(tái)河精煤集團(tuán)公司新建三礦的新井設(shè)計(jì)，而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多新建三礦的資料。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的設(shè)計(jì)，其中包括新建三礦井田概況及地質(zhì)特征、井田境界儲(chǔ)量及服務(wù)年限、井田開拓、采區(qū)巷道布置、采煤工藝、井下運(yùn)輸和礦井提升、礦井通風(fēng)與安全、礦井排水、采區(qū)供電等各個(gè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)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(shí)。采礦方面的知識(shí)更新很慢，本設(shè)計(jì)采用了一種創(chuàng)新模式，這是一個(gè)新的方案，主要是針對(duì)小傾角煤層群的開采方法，本方法采用反傾向的巷道布置 ，不需要布置上下山，因此，可以節(jié)省很多開采費(fèi)用，也更利于礦井的生產(chǎn)和管理。本設(shè)計(jì)主要是通過繪制礦井的各種圖紙來進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這其中文字部分包括大量的方案比較，以便使設(shè)計(jì)更加合理。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)礦井的地質(zhì)情況、煤層的受力等情況進(jìn)行分析，這樣才能使建成的礦井更加與實(shí)際相符。 我希望通過做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能夠?qū)W到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，鞏固我所學(xué)過的各種知識(shí)，并且能夠很好的運(yùn)用它們，從而也為我以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 VIII 9 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 交通位置 新建 三 礦位于黑龍江省七臺(tái)河礦區(qū)西北部，行政區(qū)屬七臺(tái)河市新興區(qū)。礦址距七臺(tái)河火車站約 公里。東南距七臺(tái)河礦務(wù)局 15公里。地理坐標(biāo)：東經(jīng) 130176。 53′ ,北緯 45176。 45′。 區(qū)內(nèi)有礦區(qū)專用線經(jīng)七臺(tái)河站與牡佳線接軌。公路可通經(jīng)依蘭、佳木斯、雞西、寶清、密山、哈爾濱等市級(jí)縣及對(duì)蘇口岸。鐵路、公路、交通運(yùn)輸都很方便。交通位置圖 詳見 圖 11。 倭 交 通 位 置 示 意 圖河肯 圖 11 交通位置示意圖 地形 地 勢(shì) 新建 三 礦 地形屬漫崗及丘陵區(qū)，地勢(shì)特點(diǎn)是西高東低，標(biāo)高在 +160～ +19010 米之間，井田內(nèi)有新、老兩條七臺(tái)河，均為季節(jié)性河流 。 期流量小于井田北部有倭肯河，屬常年河流，河道蜿延曲折，屬老年期河流，井田西部有條較大的季節(jié)性水溝，是汛期主要的防泛地點(diǎn)。 氣象 地震 三 礦 屬于 亞 寒帶。年最高氣溫 ℃～ ℃，年最低氣溫31℃～ ℃，年平均氣溫 ℃～ ℃ 。 年降水量為 500mm。 凍結(jié)期為11 月至翌年 4月，最大凍結(jié)深度為 ～ 。年間多西北風(fēng)，年平均風(fēng)速為 ～ ，最大風(fēng)速 16～ 33m/s。 根據(jù)遼寧省地震大隊(duì) 1964 年地震資料本區(qū)地震強(qiáng)烈度為Ⅵ度。 水源及電源 根據(jù)已批準(zhǔn)的七臺(tái)河礦區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃，礦井用水取自桃山水庫。 根據(jù) 1986 年 1 月 3 日七臺(tái)河礦物局與佳木斯電業(yè)局會(huì)談紀(jì)要及達(dá)成協(xié)議，本井電源引自七臺(tái)河西部變電所。 地質(zhì)特征 礦區(qū)內(nèi)的地層情況 地層為中生上侏羅統(tǒng)雞西城子河組下部，地層厚度約 800 米，含煤 24 層，總厚 米，含煤系數(shù) 見煤系綜合 柱狀 圖 12。 11 地 質(zhì) 系 統(tǒng)界 系 統(tǒng)地方單位群 組 段地層代號(hào)煤層號(hào)柱狀煤層厚度 /m段厚 /m巖性描述新生界 第四系中生界侏羅系上侏羅統(tǒng)雞西群城子河組第二段020 黃土腐植土不整合接觸250厚約3 40 米，9 1層 頂板為粗砂巖及9 9 3層 伴生煤層為主要標(biāo)識(shí)層，易于識(shí)別。全區(qū)發(fā)育，可采煤層有99 93 、96 、9 8都是主要開采煤層。9190878582220頂板為細(xì)砂巖，底版也是細(xì)砂巖。煤層全區(qū)發(fā)育，媒質(zhì)好第一段 圖 12 煤系地層綜合柱狀圖 ： 第一段：上自 91 層頂板 20 米處含動(dòng)物化石，層位往下城子河組，底礫巖，厚約 250 米，以粉砂巖細(xì)砂巖為主，以底礫巖化石層位， 99 層頂板淺灰12 綠色凝灰?guī)r（厚 ～ 米）為主要標(biāo)志，含煤五層其中 99層局部可 采 。 第二段 ： 上限至 91 層頂板 40 米處粗砂巖含水層上，厚約 300 米，以細(xì)、中砂巖為主，巖性往上漸粗， 92 層直接頂為含云母砂巖， 93 層直接頂為含 粗砂巖 。此段含煤 5 層，其中 8 8 8 90、 91五層煤是我礦主要開采層。本段含煤系數(shù)高達(dá) 4%， 是七臺(tái)河礦區(qū)主要含煤地層段之一。 第三段 ： 上限 74層底板到 91 層頂板 40米止，厚約 160 米，巖性以中粗細(xì)砂巖為主，從下往上漸細(xì)，沉積完整，含煤 7 層， 8 80、 7 7 77 75層等煤層 不可采。 第四 系： 松散沖積層不整合覆蓋于煤系地層之上，厚 2～ 20 米。 地質(zhì)構(gòu)造 位于勃利煤田弧型構(gòu)造前弧西翼內(nèi)側(cè)，區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)以南西向傾斜的單斜構(gòu)造和斷裂為主，斷層又以 NW 向 NE 傾斜，并行排列的張 扭性正斷層為主，只有 19 線南端有一條寬緩隱伏背斜，無巖漿巖侵入體。 三 礦 井田內(nèi)控制有大中型斷層 3 條， 都 是與巖層走向斜交的正斷層。主要斷層特征可歸納為：以張扭性正斷層為主，階梯狀并行排列， 南 北走向，東北傾向。 三 礦 的所有大斷層均為正斷層，本礦的大斷層的特征見表 11。 表 11 主要斷裂構(gòu)造 序 號(hào) 斷層 編號(hào) 斷層 性質(zhì) 走 向 （176。） 傾 向 （176。） 落差 （ m） 斷距（ m） 查明 程度 1 F4 正 NW SE 27 23 可靠 2 F5 正 NW SE 12 7 可靠 3 F6 正 NW SE 8 6 可靠 煤層賦存 狀況及 可采煤層特征 ：經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐和補(bǔ)充勘探證實(shí)，原礦井地質(zhì)報(bào)告關(guān)于煤層對(duì)比方法正確，對(duì)比可靠，煤層對(duì)比的主要標(biāo)志層： 87層頂板含13 礫粗砂巖石， 94層頂板云母粉砂巖， 97層頂含動(dòng)物化石層位。 99層頂板淺灰綠色凝灰?guī)r層， 100層頂板云母粉砂巖，全區(qū)較發(fā)育。 ， 82與 85層， 87與 90層， 91與 92層為典型的伴生煤層，層位穩(wěn)定，層間距 微變，易于識(shí)別和對(duì)比。本井田內(nèi)有煤 24層，其中可采和局部可采 13層，而 8 8 8 90、 91是我礦的主力煤層。其賦存狀況，各煤 層 特征及變化規(guī)律 ， 可采煤層特征 見表 12。 表 12 可采煤層特征表 煤層號(hào)8285879091厚 度 與下層間距(m)煤層結(jié)構(gòu)頂板巖性底版巖性可采程度穩(wěn)定程度單單 復(fù)單單單 復(fù)細(xì)砂巖細(xì)砂巖粉砂巖粉砂巖粉砂巖 細(xì)砂巖細(xì)砂巖細(xì)砂巖細(xì)砂巖細(xì)砂巖局部可采局部可采全層可采全層可采全層可采A— F2 9之 間較穩(wěn)定全層較穩(wěn)定全層較穩(wěn)定全層較穩(wěn)定全層較穩(wěn)定(m)28222224 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)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。 有關(guān) 巖石性質(zhì)及厚度特征 詳見表 13。 14 表 13 巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱 容重 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓 強(qiáng)度 102kg/cm 抗拉 強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形 模量 102kg/m 彈性 模量 102kg/cm 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 頁巖 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 2～ 8 石英 ～ ～ 15～ 35 ～ 6～ 20 6～ 20 井田水文地質(zhì)情況 新建 三礦 地形大部分屬漫崗，標(biāo)高一般在 +160～ +190 米，井田北部及中部為河谷水文地質(zhì)區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質(zhì)區(qū)。巖層的富水性主要決定于構(gòu)造裂隙的發(fā)育和補(bǔ)給條件， 新建三礦 深部煤層正處在倭肯河河床下，故補(bǔ)給來源豐富。 淺部各煤層，除大氣降水補(bǔ)給地表強(qiáng)風(fēng)化裂隙帶外，沒有其他來源，由于巖層裂隙發(fā)育程度隨著埋藏深度增加而減弱，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，不但存在分帶規(guī)律且有分層規(guī)律。 瓦斯 煤塵 及煤的自燃性 ： 新建三礦煤礦屬于低瓦斯礦井， 主要可采煤層 （ CH4 平均含量為，可燃質(zhì)、 CO2 各煤層平均含量為 ，可燃質(zhì)各主要可采煤層瓦斯自然成分以 N2為主， CO2次之， CH4最少，本礦瓦斯相對(duì)涌出量為 ，屬于低瓦斯礦井。 ：根據(jù)煤塵爆炸性試驗(yàn)指標(biāo)，煤塵爆炸指數(shù) 45～ 53%之間，該礦開采的煤層屬于 易爆炸危險(xiǎn) 的煤層。 ：據(jù)井下 勘探 資料該礦井煤有自燃發(fā)火的傾向，煤層的自然發(fā)火期為 3～ 6 個(gè)月，礦井總體為 Ⅱ 級(jí)自然發(fā)火礦井。 煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 新建 三礦 所采各煤層多屬低硫、低磷，中低灰分的焦煤和 1/3 焦煤，其15 中 1/3 焦煤占 ％，發(fā)熱量一般在 6500～ 7500 大卡 /千克。 各煤層 多為亮煤，半亮煤及半暗煤 ，水平層狀構(gòu)造 ，結(jié)構(gòu)致密，質(zhì)脆，垂直節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，踞狀或平面斷口，鏡下多見凝膠化基質(zhì)，木質(zhì)鏡煤，絲炭，角質(zhì)化物質(zhì)較少 。 從深部鉆孔看，我礦煤質(zhì)變化規(guī)律符合希爾特定律。 A 揮發(fā)份隨深度增加而降低 ； B 煤的變質(zhì)程度隨深度增加而提高 ； 如： 85均為 1/3 焦 煤，煤層 8 8 90、 91均為焦煤。 所有煤層可作為煉焦用煤使用。 勘探程度及可靠性 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià) ，除以往工作量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了 238 個(gè)孔 ， 136km，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?，控制程度還有較大擺動(dòng)。根據(jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制，這些都需要在建井和生產(chǎn)過程中予以注意。有的鉆孔孔斜較大，對(duì)構(gòu)造的推定也有一定的影響。 ，瓦斯等級(jí)也是推算的，所以可靠性都不足，待礦井建成后，根據(jù)實(shí)際情況重新確定。 16 第 2 章 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田周邊情況 新建三礦 與新立、新興相連，及上下層關(guān)系，與新立礦開采同一組煤層，以七臺(tái)河河床中心和 +80、 250、 400 米標(biāo)高為界分割，與新興礦以 74層底板為界，故本礦的安全生產(chǎn)和鄰礦安全生產(chǎn)互為影響， 本 礦的開采對(duì)新興礦工業(yè)廣場(chǎng)及井巷工程有較大的影響，因此本次報(bào)告充分考慮這一因素，并留設(shè)永久煤柱。 確定井田的依據(jù) ,地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù) ； ,安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物 ； ； 度 ,以利于機(jī)械化程度的不斷提高 。 井田境界 井 田境界 ： 東： F3 斷層 ； 西： F5 斷層 ； 南： 600 米等高線為界； 北：以 82 層煤煤層露頭為界； 井田走向長(zhǎng)度： 5311m 井田 傾向長(zhǎng)度： 3500m 勘探面積 :1855000km2 井田未來發(fā)展情況 新建三礦 田煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，煤炭資源儲(chǔ)量豐富，有很好的發(fā)展前景，有改擴(kuò)建的潛力。 17 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 ： (1)礦井地質(zhì)儲(chǔ)量：勘探（精查）報(bào)告提供的儲(chǔ)量，包括“ 能利用儲(chǔ)量”和“暫不能利用儲(chǔ)量”； (2)礦井工業(yè)儲(chǔ)量：勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“能利用儲(chǔ)量”中的 A、B、 C 三級(jí)儲(chǔ)量， A、 B、 C 三級(jí)儲(chǔ)量的計(jì)算方法，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定； (3)礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)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)煤柱等永久性煤柱損失量后的儲(chǔ)量；