【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)政策》和《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》的要求，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的各項規(guī)定。注意經(jīng)濟效益。 此外，設(shè)計中還要注意環(huán)境保護，合理使用土地，不占或少占良田，盡量不造成村莊遷移。要積極慎重的采用國內(nèi)外的新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新材料。設(shè)計中還要特別重視礦工的身心健康等方面的問題。近年來國家陸續(xù)頒布了《環(huán)境保護法》、《水源保護法》、《森林法》等新的法令，在設(shè)計中要遵照執(zhí)行，總之，設(shè)計中要牢固樹立政策觀念、安全思想、經(jīng) 濟觀點和法制觀念。 一部 完好的礦井設(shè)計，必須達(dá)到如下要求； 1) 計中的全部決定必須符合符合實際情況，依照各種采礦書籍的要求； 2) 礦井投產(chǎn)后，應(yīng)該發(fā)揮現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，保障人身安全為主，再次要提高煤炭的利用效率； 3) 理利用國家資源，使煤炭損失量達(dá)到最低限度； 4) 力爭建設(shè)時間短，出煤快。 5) 安全第一，一定要保障工人的人身安全。 徐礦集團 龐莊礦 第 2 頁 共 114 頁 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 礦區(qū)地理位置、范圍 徐州礦務(wù)集團龐莊煤礦位于江蘇省徐州市銅山縣、九里區(qū)境內(nèi)，在徐州市西北方向，距市中心 13km。主井地理座標(biāo)為東經(jīng) 117176。 06′ 19″，北緯 34176。 20′ 24″，井囗標(biāo)高+。井田東西長約 3km，南北長約 5km，面積約 15km2。 供電情況 礦區(qū)供電由銅山縣柳新變電所雙回路供電，礦內(nèi)有 2516kv 變電所一座， 16000kv 變壓器兩臺。 交通情況 徐州市地處京滬、隴海兩大鐵路動脈的交匯點，本井田有礦區(qū)專用鐵路，東與京滬鐵路茅村站、西與隴海鐵路夾河寨站相聯(lián)接。 徐蚌公路從礦門口通過，可與蘇北、皖北、魯南、豫東各縣相通。 礦區(qū)東北有京杭大運河穿過，經(jīng)徐州煤港貫通南北 。因此，龐莊煤礦水、陸交通運輸條件極為便利。 (見交通示意圖 1－ 1) 地形特征 龐莊井田為古黃河泛濫形成的沖積平原。沖積層?xùn)|北薄、西北厚，平均厚度 ，區(qū)內(nèi)地勢較平坦，略顯西北高、東西低的趨勢。地表標(biāo)高 +35m～ +42m，坡度約為兩千分之一。 礦區(qū)東南有寒武、奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成為數(shù)不多的低山丘陵，大致呈 NE60176。方向延伸。自西向東為大、小孤山、霸王山、九里山、琵琶山。其中以九里山最高，山頂絕對標(biāo)高為+。 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 3 頁 共 114 頁 3 圖 1－ 1 交通示意圖 水文 井田內(nèi)地表水體主要 有拾新河和拾屯河。 1) 拾屯河：從礦區(qū)南部露頭自西向東入丁萬河，全長 13km。為季節(jié)性河流。 2) 拾新河： 1977 年 12 月銅山縣在礦區(qū)中部自西北向東南人工開挖而成，常年積水，水深 5～ 6m。 除上述地表水體外，尚有零星的魚塘和縱橫交錯的排水溝渠分布。因此，礦區(qū)地表水系較為發(fā)育。 氣候條件 根據(jù)徐州氣象資料，本區(qū)屬南溫帶魯南氣候區(qū)，具有長江流域和黃河流域氣候的過渡性，區(qū)內(nèi)氣候日照充足，年降雨量充沛，冬寒干燥，夏熱多雨，春秋季短，并有寒潮、霜凍、冰雹、旱風(fēng)等自然災(zāi)害。 本區(qū)由于地處中緯度副熱帶和 曖溫帶的過渡區(qū)，因此，降水有集中性高，年變化大的特點。平均年降水量 ，最大 (1958 年 )；最小 (1988 年 )。夏季平均雨量 (6～ 8 月 )，約占全年降水量的 55％，其中以 8 兩月雨量最多，形成了冬干、春秋旱頻繁、盛夏常發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)，易澇、易旱的氣候特點。蒸發(fā)量： 1440mm/徐礦集團 龐莊礦 第 4 頁 共 114 頁 年。全年以偏東風(fēng)為多，年平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 (1959 年 6 月 )。年平均氣溫℃， 1 月份最低，平均氣溫－ ℃， 7 月份最高，平均氣溫 ℃。凍土 深度為 29cm。歷年平均初霜期為 10 月下旬，終霜期分在 4 月上旬。 地震 徐州地區(qū)地震烈度為 7 度，根據(jù) 1956 年科學(xué)出版社資料，徐州地區(qū)地震記錄始于公元 522 年，訖于 1937 年， 1415 年間發(fā)生地震 21 次，其中破壞性地震占了 3～ 7 次。影響較大的有 1502 年 10 月 17 日地震，壞城垣民舍； 1668 年 7 月 25 日山東莒縣郯城 級地震， 1937 年 8 月 1 日山東渮澤 7 級地震。 本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約 100km，該斷裂帶為一長期活動的強地震帶。 井田地質(zhì)特征 龐莊井田位于九里山向斜的中段， 總體上為一單斜構(gòu)造，地層形狀沿走向和傾向變化不大。 井田地質(zhì)構(gòu)造 本井田內(nèi)斷層構(gòu)造較為發(fā)育，揭露的大中型斷層有 F F2 等，井田小構(gòu)造亦較為發(fā)育，對生產(chǎn)影響較大。 F1 逆斷層位于礦井西北邊緣，是與龐莊礦的自然邊界，自西向東貫穿全區(qū)； F2 斷層位于龐莊井田西翼邊界。 井田水文地質(zhì)特征 礦區(qū)地表標(biāo)高為 +35～ +，歷史最高洪水位 +。主要含水層有：第四系孔隙含水層，二疊系砂巖裂隙承壓含水層，太原組灰?guī)r溶隙承壓含水層，奧陶系灰?guī)r溶隙承壓含水層。礦井正常涌水量為 65m3/h，最大涌水量 253m3/h。 根據(jù)含水層巖性特征、空隙性質(zhì)及地下水埋藏條件，礦井主要含水層組可劃分為三種類型： 1) 孔隙潛水～承壓含水層組 ① 第四系上部松散砂層孔隙潛水含水層組 ② 第四系中部砂層孔隙承壓含水層組 ③ 第四系底部粘土礫石孔隙承壓含水層 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 5 頁 共 114 頁 5 2) 裂隙承壓含水層組 ① 上石盒子組底部奎山砂巖裂隙承壓含水層 ② 下石盒子組砂巖裂隙承壓含水層組 ③ 下石盒子組底部分界砂巖裂隙承壓含水層 ④ 山西組砂巖裂隙承壓含水層組 3) 巖溶裂隙承壓含水層組 ① 太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層組 ② 奧陶系灰?guī)r巖 溶裂隙承壓含水層徐礦集團 龐莊礦 第 6 頁 共 114 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 井田范圍 龐莊礦井田東到 20 煤露頭線，西以 17 勘探線與夾河礦為界，南部分別與王莊礦、拾屯礦斷層劃分，北以 F1 斷層與龐莊礦為鄰，井田東西長 3km，南北寬約 5km，面積 15km2。 邊界礦柱留設(shè) 龐莊礦井田內(nèi)地形比較完整，依據(jù)相關(guān)規(guī)定和安全考慮，邊界礦柱的留法及尺寸： 1) 井田邊界煤柱留 50m； 2) 階段煤柱斜長 60m，若在兩階段留設(shè)，則上下階段各留 30m； 3) 斷層煤柱每側(cè)各為 20m； 4) 采區(qū)邊界煤柱留 20m； 5) 工業(yè)廣場保護煤柱留設(shè)：應(yīng)在確定地面保護面積后，用移動角圈定煤柱范圍，工業(yè)場地地面受保護面積應(yīng)包括保護對象及寬度 15m的圍護帶。在工業(yè)場地內(nèi)的井筒，圈定保護煤柱時，地面受保護對象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機房、風(fēng)道等，圍護帶寬度為 15m。 根據(jù)參考《礦井設(shè)計規(guī)范》和《礦井安全規(guī)程》的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定，本井田所留的各種保護煤柱均合理，符合規(guī)定。 邊界的合理性 本井田以潛伏露頭線和勘探線為邊界為邊界，充分利用自然條件。在井田范圍內(nèi)，儲量、煤層賦存及開采條件均與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。井田內(nèi)有足夠 的儲量和合理的服務(wù)年限。井田走向長度大于傾斜長度，可保證礦井各個開采水平有足夠的服務(wù)年限。階段高度及階段斜長適當(dāng)，礦井通風(fēng)、井下運輸較容易。 根據(jù)《礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡單，儲量可靠，開采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場保護煤柱邊界線。 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 7 頁 共 114 頁 7 2) 開采煤層群時，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨布置采區(qū)。 3) 開采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開采。 綜上所述， 礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場的南部，采區(qū)儲量豐富，有利與運輸．中部劃分為一個采區(qū)，有利于運輸?shù)募泻蜏p少巷道的開拓費用．所以井田劃分是合理的。 礦井工業(yè)儲量 儲量計算范圍和工業(yè)指標(biāo)的確定 1) 儲量計算邊界 本井田儲量計算上限為－ 50m 水平，下限為－ 750m 水平，東至各煤層上限，西至龐夾邊界線，南至龐王、龐拾礦井?dāng)鄬舆吔缇€，北至 F1 斷層下盤交面線。 2) 工業(yè)指標(biāo)的確定 ① 煤層最低可采厚度不分傾角，均采用 ； ② 煤層最高可采灰分不大于 40％； ③ 煤層的最低發(fā)熱量不低于 ； 儲量級別與計算塊段的劃分 1) 各級儲量的基本線距 根據(jù)龐莊礦井田的勘探類型，確定各級儲量的基本線距如下： 勘探類型 煤層 A級 B 級 C 級 二類一型 1 500 1000 2020 2) 儲量計算塊段劃分及確定采用厚度的原則 ① 對于穩(wěn)定的煤層，高級儲量的外圍，以不超過基本線距的 1/2 的距離外推次一級儲量，不能連續(xù)外推。 ② 工程質(zhì)量低劣，打丟煤的鉆孔不參與可采邊界的圈定。 ③ 井田內(nèi)可跨越已查明的落差不大于 50m的地段，降為 C 級儲量，其斷層兩側(cè)各留20～ 30m的煤柱，若斷層密集，不能跨越斷層劃分高級儲量。 徐礦集團 龐莊礦 第 8 頁 共 114 頁 ④ 見煤點的煤層厚度低于 ，用插入法求出可采邊界；對未見煤鉆孔，用相鄰的鉆孔連線的中點為零點，再用插入法求出可采邊界。 ⑤ 煤層夾矸的單層厚度不大于 時，夾矸與煤層合并計算，但全層的灰分或發(fā)熱量指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 ⑥ 煤層中夾矸的單層厚度等于或大于所規(guī)定的煤層最低可采厚度（ ）時，被夾矸分開的煤分層應(yīng)作為獨立煤層分別計算儲量。 ⑦ 煤分層厚度等于或大于夾矸厚度時，且夾矸厚度小于 ，上下煤分層合并計算。 ⑧ 復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，當(dāng)各 煤分層的總厚度等于或大于所規(guī)定的最大可采厚度（ ），同時夾矸的總厚度不超過煤分層總厚度的 1/2 時，一各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度。 ⑨ 夾矸不穩(wěn)定，無法進行煤分層對比的復(fù)雜煤層，當(dāng)夾矸的總厚度不超過煤分層總厚度的 1/2 時，以各煤分層的總厚度作為煤層采用厚度。夾矸單層厚度不受最低可采厚度的限制。 儲量計算方法及參數(shù)的確定 計算公式： Zc＝ SMr （ 2— 1） 式中， Zc——工業(yè)儲量，萬 t； S——井田總面積， m2； M——煤層平均厚度， m； r——煤層容重， 。 由此計算公式得： 礦井工業(yè)儲量為： Zc＝ SMr＝ 15179。 106247。 cos16176。179。 10179。 ＝ 億 t 礦井可采儲量 井田邊界煤柱 龐莊礦東以煤層露頭為界，留設(shè)井田淺部防水 50m煤柱；南與王莊礦、拾屯礦斷層一側(cè)留設(shè) 30m煤柱；西以 17 勘探線為界，北以 F1 斷層為界，各留設(shè) 30m煤柱。 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 9 頁 共 114 頁 9 階段煤柱 本礦分兩水平，各水平留設(shè)斜長 60m的保護煤柱。 斷層煤柱損失 井田西側(cè)沿煤層傾向發(fā)育一條斷層 F2， H=0~48m，∠ 40~80176。，斷層上下盤各保留 20m煤柱。 工業(yè)廣場保護煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》中礦井工業(yè)廣場占地指標(biāo)的規(guī)定：大型礦井工廣占地面積為 —— 公頃 /10 萬 t。礦井生產(chǎn)能力越大，取值越小，本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 240 萬t/a，為大型礦井，故本礦井取 公頃 /10 萬 t，因此，工廣占地面積為 公頃（ 168000m2）。 工業(yè)廣場布置為 400179。 400m 的 正方形 ，另外，根據(jù)規(guī)定，長邊與寬邊都加 15m 的圍護帶，煤層傾角α＝ 16176。，表土層厚度為 40m；基巖移動角中，沿煤層走向移動角δ＝ 50176。，上山移 動角γ＝ 60176。，下山移動角β＝γ－ ＝ 49176。；表土層移動角φ＝ 45176。，以上數(shù)據(jù)均根據(jù)徐州礦務(wù)集團生產(chǎn)技術(shù)部與中國礦業(yè)大學(xué)測物系在全國礦山測量學(xué)術(shù)會議上發(fā)表的徐州礦區(qū)地表移動規(guī)律綜合分析成果資料關(guān)于《地表移動主要參數(shù)的計算》，工廣煤柱計算示意圖見 2－ 1。 ψ ψ ψ ψδδγ β 徐礦集團 龐莊礦 第 10 頁 共 114 頁 圖 2－ 1 工廣煤柱計算示意圖 ψ－表土層移動角 45176。；δ－基巖巖層移動角 50176。 γ－上山移動角 60176。；β－下山移動角β＝ 49176。 表 2－ 2 永久煤柱損失計算表 類別 邊界煤柱損失 斷層煤柱損失 煤 層 煤厚 (m) 容重 (t/m3) 面積 （ m2） 煤損 (萬 t) 面積 （ m2） 煤損 (萬 t) 1 10 666667 1000 266667 400 設(shè)計儲量 礦井設(shè)計儲量 =工業(yè)儲量－永久煤柱損失量，即： Zs=Zc－ P1 （ 2— 2） 式中， Zs——礦井的設(shè)計儲量，萬 t； Zc——礦井的工業(yè)儲量，萬 t； P1——永久煤柱損失量，萬 t