【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................................................. 63 附錄 1 ............................................................................................................... 64 附錄 2 ............................................................................................................... 70 1 緒論 這 是 對(duì)我們知識(shí) 、 能力進(jìn)行綜合性培養(yǎng)和鍛煉 的設(shè)計(jì) ， 是塑造我們理論聯(lián)系實(shí)際、 嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)，是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)和能力的綜合考驗(yàn)；其次是讓我們更加接近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)我們深入了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)、繪圖、計(jì)算應(yīng)用能力，與此同時(shí)也是對(duì)煤炭工業(yè)方針、政策有了進(jìn)一步的深入了解。 本設(shè)計(jì)是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括開(kāi)拓方式、采煤工藝、支護(hù)方式、設(shè)備選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì) 涉及到好多方面的知識(shí)， 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)。本設(shè)計(jì)采用 傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采方法， 不需要布置上下山，因此，可以節(jié)省很多開(kāi)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(guò)繪制礦井的各種圖紙來(lái)，來(lái)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 符合實(shí)際情況。 通過(guò) 本 設(shè)計(jì)加深對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)也培養(yǎng)了我們個(gè)人發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的真實(shí)能力 ,培養(yǎng)我們實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為將來(lái)在工作崗位上更好的發(fā)揮自己的能力奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于本人所學(xué)到的知識(shí)有限，所以在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)些錯(cuò)誤，希望各位老師 、同學(xué)們 給予批評(píng)指正。 2 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 井田位置及交通 徐州礦 業(yè) 集團(tuán)公司龐莊礦位于江蘇省 徐州市西北郊 13km 處， 銅山縣境內(nèi)，井田東西長(zhǎng)約 ，南北寬約 3 km，面積約 ，礦區(qū)內(nèi)有專(zhuān)用鐵路， 西與隴海線(xiàn)夾河寨站相連接， 東與京滬鐵路茅村站 相連接 ，徐沛公路從礦門(mén)口通過(guò)，可與 皖北、魯南、 蘇北 、 豫東各縣相接，礦區(qū)東北角有京杭大運(yùn)河穿過(guò)，經(jīng)徐州 礦區(qū) 貫 穿 南北，因此，龐莊礦水陸交通條件 極為便利。 交通 圖 見(jiàn)圖 1— 1。 圖 11 交通示意圖 地形、地勢(shì) 龐莊井田為古黃河泛濫的沖積平原， 地面較平坦，略顯西北高，東南低的趨勢(shì)， 沖擊層平均厚度 ，地面絕對(duì)標(biāo)高 35～ ，坡度約為 1： 20xx，由于常年的煤炭開(kāi)采活動(dòng)，使地表受到嚴(yán)重破壞，大面積塌陷，積水成塘，塌 3 陷區(qū)最深可達(dá) 5～ 6m，礦區(qū)的東南側(cè)有 奧陶紀(jì)、寒武紀(jì) 石灰?guī)r構(gòu)成為數(shù)不多的低心丘陵，斷斷續(xù)續(xù)大致呈北 60176。 東方向延伸，自西向東為大孤山，小孤山，霸王山，琵琶山，其中以九里山最高，山頂絕對(duì)標(biāo)高為 。 氣象、地震 該 礦區(qū)東距黃河 170km， 位于 徐州礦區(qū)西北郊，地勢(shì)西北高而東南低，礦區(qū)受海洋性氣候 影響 ， 氣候類(lèi)型屬南溫帶半濕潤(rùn)型 氣候 。 礦區(qū)常有 冰雹 、 霜凍 、寒潮 等災(zāi)害性天氣， 全年最 高氣溫為 36～ 39℃ ,最 低氣溫為 13～ 19℃ ,年平均氣溫 ℃ ,歷史最高溫度達(dá) ℃ ()， 最低氣溫達(dá) ℃()氣溫 ℃ 。 全年四季 ，以偏東南 風(fēng) 居多，最大風(fēng)速 ()。 結(jié)凍期從每年的 10 月上旬開(kāi)始，至次年 4 月下旬解凍，土壤凍結(jié)深度 29cm，積雨最大 厚度為 21cm。 河流 井田內(nèi)地表水體主要為塌陷區(qū)積水，常年積水面積約 ， 年平均 水位，洪水期間最高水位 ()，由于第四紀(jì)沖擊層內(nèi)含有多層粘土隔水層，故對(duì)井下采煤沒(méi)有影響。地表還有拾新河、 拾屯河 、 圍城河等 季節(jié)性河流，拾新河 位于 銅山縣 境內(nèi) ， 常年積水深達(dá) 5～ 6m 之多，河床不連續(xù)且與塌陷區(qū)積水聯(lián)成一片，拾屯河從礦區(qū)南部自西向東穿過(guò)，全長(zhǎng) 13km。 除上述地表水體外， 還 有零星的排水溝渠分布，因此，礦區(qū)內(nèi)地表水較為發(fā)育。 井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 設(shè)計(jì) 礦區(qū)內(nèi) 以農(nóng)業(yè)為主，其次種植少量經(jīng)濟(jì)作物如蔬菜、黃煙等 。 煤田開(kāi)發(fā)史及近況 1956 年原華東煤田地質(zhì)勘探局 124 隊(duì)在徐州九里山地區(qū)進(jìn)行普查找礦時(shí)，施工鉆孔 34 個(gè)，總工程 量 。發(fā)現(xiàn)了九里山煤田。 1957～ 1963年江蘇省煤炭工業(yè)局煤田地質(zhì)勘探 169隊(duì)在本區(qū)進(jìn)行勘 探 工作，共施工 97 個(gè)鉆孔，總工程量 ，并分別于 1958 年 7月提 交了《拾屯礦區(qū)精查報(bào)告 》 (包括王莊、東城、龐莊、桃園、拾屯及鄧莊六個(gè)井田 )， 1959年 10 月提交了《拾屯礦區(qū)深部補(bǔ)充勘探報(bào)告》， 1962 年 9 月提交了《東城 龐莊煤礦地質(zhì)勘探最終報(bào)告補(bǔ)充資料 》， 1963 年 6 月提交了《王莊煤礦地質(zhì)勘探 4 最終補(bǔ)充報(bào)告》， 1963 年 7 月提交了《拾桃井田地質(zhì)勘探最終報(bào)告 (精查 )》，同時(shí)在拾桃方案設(shè)計(jì)研究時(shí)將拾桃井田的拾屯區(qū)劃歸龐莊煤礦，桃園區(qū)劃歸夾河煤礦。 1978～ 1982 年，徐州礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊(duì)在本井田深部進(jìn)行勘探，共施工鉆孔 99 個(gè)，總工程量 ，于 1982 年提交了《龐莊煤礦補(bǔ)充勘探報(bào)告》。 1986 年，徐州礦務(wù)局地勘隊(duì)在第 5 勘探線(xiàn)深部進(jìn)行生產(chǎn)勘探，共施工鉆孔 2 個(gè)，總工程量 ，嚴(yán)密地控制 了 F1斷層產(chǎn)狀要素，為頂水采煤提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。 1991 年安徽煤田地質(zhì)物測(cè)隊(duì)對(duì)龐莊井田深部進(jìn)行了二維地震勘探。其范圍 ：第 13 勘探線(xiàn)至第 17 勘探線(xiàn)之間， 370m 水平以下至 F1斷層，面積 2． 31km2，完成地震測(cè)線(xiàn) 17 條，測(cè)線(xiàn)總長(zhǎng)度 。并于同年 10 月提交了《徐州礦務(wù)局龐莊煤礦深部水平地震開(kāi)發(fā)勘探報(bào)告》。 1999 年 10 月，委托煤炭科學(xué)研究總院西安分院對(duì)龐莊井田深部的龐 4斷層與 F1斷層之間區(qū)域進(jìn)行瞬變電磁法勘探工作，查明龐 龐 4 F1 F1斷層的含水層分布情況，推斷、核實(shí)上述斷層位 置及含水破碎帶寬度，并查明 600ｍ以 內(nèi) 的太原組四灰、十灰及奧陶系灰?guī)r水的水力聯(lián)系。完成測(cè)線(xiàn) 46 條，施測(cè)了601 個(gè)物理點(diǎn)，于 20xx 年 2月提交了《龐莊煤礦龐 龐 4及 F11斷層帶含水性探測(cè)成果報(bào)告》。 原材料及水電供給情況 本設(shè)計(jì)井田 的生產(chǎn)和生活用水主要來(lái)自 于 開(kāi)采地下水 ；礦區(qū)供電由柳新變電所雙回路供電，礦 區(qū) 內(nèi)有 25/6kv 變電所一座 。 地質(zhì)特征 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 井田內(nèi)無(wú)基巖出露，現(xiàn)據(jù)區(qū)外露頭所見(jiàn)及鉆孔揭露資料，將井田地層自下而上簡(jiǎn)述如下： (Е ) 井田鉆孔未見(jiàn)，僅在礦區(qū)外圍群山有出露。主要分布于徐州復(fù)背斜的軸部，與下伏地層震旦系 (Z)呈假整合接觸。下部以砂頁(yè)巖為主，夾薄層狀灰?guī)r；中、上部則由中、 厚層狀灰?guī)r組成。 5 (O) 僅見(jiàn)于少數(shù)鉆孔，是徐州復(fù)背斜構(gòu)造的兩翼主要地層組成部分。也是煤系地層的沉積基底。區(qū)內(nèi)只發(fā)育有下統(tǒng)和中統(tǒng)，上統(tǒng)缺失。其中： 奧陶系下統(tǒng) (O1)：與下伏地層寒武系呈整合接觸關(guān)系。 下部由中厚層竹葉狀白云巖、泥質(zhì)白云巖、頁(yè)片狀泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)白云巖及厚層狀灰?guī)r組成。 上部的馬家溝組則由中厚層～巨厚層的豹皮狀灰?guī)r組成，頂 部夾有紫灰色薄層鈣質(zhì)白云巖，厚 450～ 530m，平均 484m。 奧陶系中統(tǒng)閣莊組 (O2g)：厚 ～ 平均 68m。由青灰色～黃灰～灰色薄～中厚層鈣質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖組成。 (C) 本系地層僅發(fā)育有中統(tǒng)和上統(tǒng)，下統(tǒng)缺失。 （ 1） 石炭系中統(tǒng)本溪組 (C2b) 本組地層厚 ～ ，平均 27m,假整合于奧陶系之上。是在奧陶系中統(tǒng)之后地殼整體長(zhǎng)期上升、剝蝕夷平的基礎(chǔ)上廣泛海侵的淺海相沉積。其巖性自下而上為： 下部為紫色、灰綠色頁(yè)巖 (相當(dāng)于華北山西式鐵礦層位 )，含鐵不 均勻， 厚度較小，一般在 6m 左右，系本組與下伏奧陶系之分界標(biāo)志層。 中部：為淺灰色鋁土質(zhì)頁(yè)巖，厚度多小于 5m。 上部：淺灰色厚層狀石灰?guī)r，含黃鐵礦，夾透鏡狀頁(yè)巖，厚約 16m。 （ 2） 石炭系上統(tǒng)太原組 (C3t) 本組地層厚 ～ ，平均 。為本區(qū)主要含煤地層之一。整合于本溪組之上，為海陸交互相沉積，主要有灰白～灰黑的灰?guī)r、頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖組成，夾極不穩(wěn)定～穩(wěn)定薄煤 7～ 10層，可采者兩層。各層石灰?guī)r中常含有豐富的蜓科、腕足類(lèi)及海百合化石。 (P) 區(qū)內(nèi)二迭系地層沉積有下統(tǒng) 山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組?，F(xiàn)分述如下： （ 1） 二迭系下統(tǒng)山西組（ P11 s） 本組地層厚 ～ ，平均 。為本區(qū)主要含煤地層之一。整合于太原組地層之上，為近海河湖沼澤相沉積。主要由灰色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、灰色粉砂巖及石英砂巖組成。中、下部以石英砂巖為主，其次為深灰～灰白色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖組成。夾穩(wěn)定～極不穩(wěn)定的薄～中厚煤層 4～ 6層，其中 9 煤 6 為穩(wěn)定可采煤層 。各煤層上、下的頁(yè)巖中常含有保存較為完整的植物化石，常見(jiàn)有櫛羊齒、楔葉木、輪木、丁氏蕨等。 （ 2） 二迭系下統(tǒng)下石盒子組 (P12 x) 本組厚： ～ ，平均 ，為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于山西組地層之上，為內(nèi)陸湖泊沼澤相沉積。主要由灰綠～深灰色砂質(zhì)頁(yè)巖組成，上部以灰色為主，下部以深灰色為主。自上而下夾數(shù)層雜色頁(yè)巖。含煤 6～9層，其中 2 煤可采。 本組下部的煤層附近地層中常保存有較為完整的植物化石：辨輪木、輪木、蘆木、大羽羊齒、柯特木和丁氏蕨等。 （ 3） 二迭系上統(tǒng)上石盒子組（ P21 s） 厚 ～ ，平均 250m，整合于下石盒子組之上。為炎熱氣候下內(nèi)陸河湖相沉積。以雜色 、灰綠色，灰色砂頁(yè)巖、頁(yè)巖為主夾灰綠色、淺灰色細(xì)～中粒砂巖，中下部時(shí)夾有煤線(xiàn)及炭頁(yè)巖，底部為灰～灰白色石英長(zhǎng)石粗粒含礫砂巖，間夾灰色，雜色頁(yè)巖。為本組與下統(tǒng)下石盒子組分界標(biāo)志層，產(chǎn)煙葉大羽羊齒、劍形瓣輪木等化石。 (Q) 區(qū)內(nèi)厚度 ～ ，平均 ，不整合于各地層之上，主要由礫石、砂礓、粘土、亞粘土、粉砂土和腐植土組成。井田范圍內(nèi)由東南向西北逐漸增厚。 詳見(jiàn)煤系地層綜合柱狀圖 12。 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 龐莊井田位于九里山向斜的中段 由 2 個(gè)背斜、 3 個(gè)向斜組 成 ，總體上為一不對(duì)稱(chēng)的復(fù)式向斜構(gòu)造； 東南翼較陡，西北翼相對(duì)較緩； 大中型斷裂亦較為發(fā)育 ,受褶曲構(gòu)造的影響，地層產(chǎn)狀沿走向和傾向上均有變化，一般為 8～ l0176。；在 12 勘探線(xiàn)以西的淺部或煤層露頭產(chǎn)狀可達(dá) 60176。以上，局部近乎直立。由于西北翼被 F1斷層切割，其構(gòu)造的完整性遭到了一定程度的破壞。 本井田內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，揭露的大中型斷層有 F1，龐 F46等，井田小斷層較為發(fā)育，對(duì)生產(chǎn)影響 不 大， F1逆斷層位于井田 南部 邊緣，是與張小樓礦的自然邊界，自西向東縱貫全區(qū)， F46斷層位于龐莊礦井東翼邊界。 如表 11。 7 100O22奧陶系中統(tǒng)閣莊組厚層白層質(zhì)灰?guī)r。下古 生界中統(tǒng)本溪組2C 25150中厚層灰?guī)r。石炭系上統(tǒng)太原組C 39煤8煤黑灰色頁(yè)巖，主要含煤地層。上古生界12011P 山 西 組7煤1煤灰色頁(yè)巖，主要含煤地層。下 統(tǒng)下石盒子組P21 200雜色、灰綠色頁(yè)巖，淺灰、中細(xì)粒砂巖。上 統(tǒng)上石盒子組21250P雜色、灰綠色頁(yè)巖，砂頁(yè)巖，下部中?？缴皫r。黃土、粉砂夾棕紅色粘土76Q第四系新生界( m)( m )組統(tǒng)系界地層單位巖 性 描 述煤層厚度地層符號(hào)地層厚度煤層名稱(chēng)1 ：1 0 0 0 0地層柱狀二迭系 圖 1— 2 綜合柱狀圖 8 在井田東部 5— 5 和 5— 8 兩鉆孔，揭露的太原組地層內(nèi)發(fā)現(xiàn)有巖漿巖，主要沿 8 煤侵入，使部分煤層蝕成天然焦，破壞范圍不大，影響較小。 表 11 主要斷裂構(gòu)造表 順序 名稱(chēng) 性質(zhì) 斷層面 走向 斷層面 傾向 傾角 落差 /m 水平斷 距 /m 1 F3 正 NE WE 65o 0～ 10 0～ 20 2 F1 正 WE SN 75o 100～ 150 30～ 65 3 F46 正 WE NS 55o 10～ 50 5～ 24 4 F48 正 WE NS 65o 0～ 5 0～ 6 5 F51 正 WE NS 70o 0～ 4 0～ 3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 該井田煤系地層較為平緩，平均傾角 10176。，煤系地層總厚度為 ，含煤比較穩(wěn)