【正文】 .................................... 63 五、安全裝備 ......................................... 64 第十章 礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ..................................... 65 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 一 章 礦區(qū) 概述 及井田 地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦區(qū) 井 田概述 一、交通位置 東榮二礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，行政區(qū)劃屬集賢縣腰屯鄉(xiāng)、升昌鄉(xiāng)和國(guó)營(yíng)二九一農(nóng)場(chǎng)管轄。 井田距福利屯 32Km，經(jīng)福利屯到雙鴨山市 40Km。見(jiàn)圖 1－ 1－ 1。 圖 111 龍煤集團(tuán) 雙鴨山 分 公司交通示意圖（比例尺： 1/20 萬(wàn)） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 二、 礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)及煤炭生產(chǎn)、建設(shè)情況 本區(qū)以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主，主要農(nóng) 作物有小麥、大豆、玉米等，工業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱。 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)現(xiàn)有 8 對(duì)生產(chǎn)礦井，生產(chǎn)總能力為 900 萬(wàn)噸 /年。 三 、 礦區(qū)氣候條件 本區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候，冬季嚴(yán)寒，夏季溫?zé)?。年降水? 毫米 — 毫米，年蒸發(fā)量 毫米 — 毫米，年平均相對(duì)濕度 61—70％。每年十月至翌年五月為凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度為 米 — 米。 井田內(nèi)無(wú)較大河流，只有二道河子及一些農(nóng)田排水溝渠。區(qū)內(nèi)地層系統(tǒng)簡(jiǎn)單，發(fā)育有下元古界麻山群、古生界泥盆系中統(tǒng)、中 生界侏羅系上統(tǒng)、新生界第三系上新統(tǒng)和第四系。 （二）構(gòu)造 本區(qū)位于新華夏系第二隆起帶北端的三江盆地西部。 東榮二礦位于綏濱 — 集賢拗陷帶東榮向斜的東翼。 二 、 地質(zhì)構(gòu)造 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 由于本井田處于區(qū)域性三種構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)合部位，應(yīng)力集中。上述四組斷層中，前兩組斷層為主干斷層，后兩組斷層多為伴生斷層。其中正斷層 24 條，逆斷層 25 條。 井田內(nèi)主要褶曲為 八隊(duì)向斜，該構(gòu)造與井田之北的二九一背斜并列存在。 本井田內(nèi)巖漿巖以侵入為主，大多呈巖脈及巖床侵入于晚侏羅紀(jì)煤系地層中。巖漿巖主要分布在 F9 斷層與精查 17 線之間，成巖床侵入 14 號(hào)煤層中，使煤層局部變質(zhì)。由各粒級(jí)的砂、礫砂 和礫石等組成，厚度為 120 米 — 180 米。根據(jù)第四系地層的含水情況，又分為上部含水層和下部含水層。下段以細(xì)砂和中砂為主，粗、礫砂次之。均為孔隙承壓水。單位涌水量 — ，滲透系數(shù)— 。 ：根據(jù)裂隙發(fā)育程度、埋藏深度、含水性透水性等因素，可分為風(fēng)化裂隙含水帶、亞風(fēng)化裂隙含水帶和弱裂隙含水帶。厚度 60— 120 米，單位涌水量一般為— 。 （ 2）亞風(fēng)化裂隙含水帶位于風(fēng)化裂隙含水帶之下，厚度約100 米 ， 裂 隙 不 發(fā) 育 ， 含 水 性 小 。 （ 3）弱風(fēng)化裂隙含水帶位于亞風(fēng)化裂隙含水帶之下，裂隙不發(fā)育，僅局部受構(gòu)造影響的裂隙含水，但很微弱。落差較小的斷裂多為張性斷裂，但斷層兩側(cè)裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)，導(dǎo)水性良好。 （三）隔水層 井田內(nèi)主要有第四系上部隔水層、下部隔水層及第三系隔水層。第三系隔水層為泥巖和粉砂巖，屬泥質(zhì)半膠結(jié)巖層，埋藏深度 120 米 — 290 米，厚度 0 米 — 120 米，從東往西逐漸增厚。 （四）天窗 本井田的“天窗”分布于 14~17 勘探線間的煤層淺部，南三采區(qū)和南四采區(qū)的上部。由于“天窗”的存在，第四系地層與煤系地層之間將構(gòu)成水力聯(lián)系。 （五）井田水文地質(zhì)類(lèi)型 本井田的含煤層地層主要由各種粒級(jí)的砂巖組成。上覆有巨厚的第三系和第四系地層。綜上所述，根據(jù)直接充水含水層的富水性和補(bǔ)給條件，以及單位涌水量的大小來(lái)劃分，本 井田的水文地質(zhì)類(lèi)型屬以中等條件為主的裂隙充水礦床。 第 三 節(jié) 煤層特征 一、煤層特征 本井田具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可采煤層均集中于侏羅系雞西群城子河組，該組地層總厚度為 930 米，共含煤 50 余層，煤層平均總厚度 米，其中大部分為不可采煤層，可采及局部可采的煤層共 18 個(gè)煤層。 井田內(nèi)各可采煤層，按其在縱向剖面的分布規(guī)律及組合特中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 征，可分為上、中、下三個(gè)煤層群。本煤層群的特點(diǎn)是煤層多、集中、間距小而厚度大，一般間距為 20 米 — 50 米；下層群含有 29— 1b、 29— 30 上和 30 號(hào)四個(gè)可采煤層，煤層總厚度 米。 各煤層特征詳 見(jiàn)表 122。 現(xiàn)分述如下： 16 號(hào)煤層全井田發(fā)育，上距 14 號(hào)煤層約 35m，深部變小。為單一煤層，頂部和底部局部出現(xiàn) 1～ 2 層夾石，厚度為 ~。 17 號(hào)煤層是井田內(nèi)儲(chǔ)量最大，發(fā)育最好的煤層。第 34走向線處為 20m~25m，向東西分別變小。煤層基本屬單一結(jié)構(gòu)。煤層頂板為細(xì)砂巖，底板為粉砂巖。上距 17 號(hào)煤層約 15m－ 40m。結(jié)構(gòu) 屬?gòu)?fù)煤層，有 1－ 2 層夾石，厚 － ，為粉砂巖及炭質(zhì)泥巖，中分層發(fā)育較好。 24 號(hào)煤層基本全井田發(fā)育，只在 17－ 19 線淺部露頭局部變薄不可采。該層距 23 號(hào)煤層 10m－ 25m。 二 、煤 質(zhì) 本井田煤質(zhì)屬中低灰分、特低－低磷、特低硫、高發(fā)熱量、弱粘結(jié)－中等粘結(jié)性、易選至中等可選的低變質(zhì)煤。 三 、 煤的自燃及爆炸發(fā)火情況 根據(jù)采樣測(cè)試資料及集賢煤礦實(shí)際資料，本井田各煤層均有煤塵爆危險(xiǎn)及自然發(fā)火傾向。 單 向 抗 壓 強(qiáng) 度 范 圍 為— 。根據(jù)集賢煤礦的頂板測(cè)定資料，預(yù)計(jì)本礦井各煤層頂板類(lèi)別均在一級(jí) II 類(lèi)以上。 南 部邊界：以 F2 斷層為界。 北部邊界：以 F4 F F4 及其延長(zhǎng)線為界。 第 二 節(jié) 井田 儲(chǔ)量 一、 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)和方法 （ 1）最低可采厚度：氣煤為 ，長(zhǎng)焰煤和弱粘結(jié)煤。 （ 3）煤層容重：采用各層煤的算術(shù)平均值。 ： （ 1）風(fēng)化帶：以第三系下基礎(chǔ)垂深 30m 劃定。 （ 3）斷層煤柱：落差大于 50m 的斷層每側(cè)留 50m 煤柱，落差小于 50m 的斷層每側(cè)留 30m 煤柱。 二、儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果 ： 全井田共有 A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量 ，其中 A 級(jí)儲(chǔ)量， B 級(jí)儲(chǔ)量 ， A+B 級(jí)儲(chǔ)量 ，占 A+B+C級(jí)儲(chǔ)量的 %， 500m以上全井田共用 A+B+C級(jí)儲(chǔ)量 ，占 500m 以上 A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量的 %。井田內(nèi)主要可采煤層 A+B+C級(jí)儲(chǔ)量 ，占全井田總儲(chǔ)量的 %。但 14~17 勘探線煤層江部第三系地層缺失，形成 “ 天窗 ” 。其最低標(biāo)高為 ，高于各煤風(fēng)氧化帶高度（垂高 30m）。該標(biāo)高以上工業(yè)儲(chǔ)量為 。經(jīng)計(jì)算，全井田設(shè)斷層煤柱的工業(yè)儲(chǔ)量合計(jì)為，其中 500m以上為 。其巖石移動(dòng)角取值如下： 第四系塌陷角取 45 度，第三系塌陷角的取值，設(shè)計(jì)按其巖層膠結(jié)狀況及松散程度，暫取 55 度。經(jīng)計(jì)算，壓煤總量為 。 （ 5）“二九一”農(nóng)場(chǎng)煤柱 根據(jù)國(guó)家計(jì)委 「 1986」 1858 號(hào)文件批準(zhǔn)， “ 二九一 ” 農(nóng)場(chǎng)按不搬遷考慮。其煤柱留設(shè) 方法與工業(yè)場(chǎng)地煤柱相同。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 全井田的工業(yè)儲(chǔ)量減去各種煤柱，即為本井田的設(shè)計(jì)利用儲(chǔ)量。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第 三 章 礦井工作制度、生產(chǎn)能力 及 服務(wù)年限 第 一 節(jié) 礦井 工作制度 本礦井設(shè)計(jì)年工作日為 300d 每日三班作業(yè)，其中兩班半生產(chǎn)，半班準(zhǔn)備。 第 二 節(jié) 礦井 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 為充分論證其合理性，本設(shè)計(jì)就 生產(chǎn)能力方案分析如下： (一 )煤層開(kāi)采條件及構(gòu)造條件 全井田共獲得工業(yè)儲(chǔ)量 ，高級(jí)儲(chǔ)量占 %井田內(nèi)煤層對(duì)比可靠，煤層層數(shù)、結(jié)構(gòu)和可采范圍已查明。主要可采層 1 1 1 24 號(hào)煤層均分布在中部層群，平均厚度分別為 ， ， ，和 。但剩余的 14 個(gè)煤層，其工業(yè)儲(chǔ)量占全井田總量的%，煤層比較薄弱，而且分散。通過(guò)精查及首采區(qū)地震補(bǔ)勘工作，共查出斷層 49 條。按此推斷，本井田內(nèi)還將大量存在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 落差 30m 以下的斷層。 從上述條件看， 雖然在儲(chǔ)量上滿(mǎn)足 。一水 平只有 5 個(gè)比較完整的塊段，且構(gòu)造較多。另外，開(kāi)發(fā) 強(qiáng)度過(guò)大無(wú)法保證礦井的均衡生產(chǎn)。儲(chǔ)量備用系數(shù)按 計(jì)算，則礦井及一水平服務(wù)年限按不同井型計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 221。 通過(guò)上述分析，設(shè)計(jì) 認(rèn)為， 礦井生產(chǎn)能力為 服務(wù)年限適 合， 容易實(shí)現(xiàn)均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)，采區(qū)接續(xù)及機(jī)械化裝備靈活、 管理方便等優(yōu)點(diǎn)。 第 三 節(jié) 礦井 水平及服務(wù)年限 由于本礦井地質(zhì)構(gòu)造中等偏復(fù)雜，斷層較多，開(kāi)采損失量較大。 按生產(chǎn)能力為 ，礦井及一水平服務(wù)年限為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 礦井服務(wù)年限 =礦井經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量 /（設(shè)計(jì)年生能力 *備用系數(shù)） =(*)=(a) 一水平服務(wù)年限 =一水平經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量 /（設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 *備用系數(shù)） =(*)=(a) 礦井不同井型時(shí)的服務(wù)年限 表 221 井型（ Mt/a） 礦井服務(wù)年限（ a） 一水平服務(wù)年限（ a) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第 四 章 井田開(kāi)拓 第 一 節(jié) 井田開(kāi)拓 基本問(wèn)題 一、開(kāi)拓方式 本井田的特點(diǎn)是： （一）第三系地層與第四系沖積層較厚，第四系地層為120m~180m，第三系地層為 0m~50m，為此，井筒需采用特殊方法進(jìn)行施工。 （三）地勢(shì)平坦，井田面積較大。 根據(jù)上述特點(diǎn)，設(shè)計(jì)確定本礦井采用立井，多水平，集中大巷，分區(qū)石門(mén)開(kāi)拓方式。設(shè)計(jì)認(rèn)為，將初期投產(chǎn)采區(qū)布置在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)條件好和儲(chǔ)量豐富的區(qū)域內(nèi)，是實(shí)現(xiàn)礦井合理開(kāi)發(fā)，做到少投入、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 多產(chǎn)出 、早出煤、經(jīng)濟(jì)效益好的重要條件。另外，經(jīng)計(jì)算，本井田的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量中心位于 20 勘探線的 514 鉆孔附近。由此可知，井田的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量中心和可供布置初期投產(chǎn)采區(qū)的塊段均在 33 勘探線的東部，為井口位置選擇在井田東部提供了首要依據(jù)。 （三）井田東部露頭以外及八隊(duì)向斜北部為無(wú)煤區(qū)域，若井口位置在上述兩個(gè)區(qū)域選擇，可少壓煤或不壓煤。初期移交采區(qū)為中一上采區(qū)和南二上采區(qū)。風(fēng)井設(shè)在 20 勘探線 513 鉆孔以南 20m 處。 II 方案： 井口位置及工業(yè)場(chǎng)地設(shè)在 20 勘探線 513 鉆孔附近。工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)主、副兩個(gè)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 井筒。 見(jiàn)圖 2－ 3－ 3，圖 2－ 3－ 4。 從表 2－ 3－ 1 中可以看出，上述三個(gè)方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)為： 上述兩個(gè)方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)為： I 方案 ： 主要優(yōu)點(diǎn)： ，工業(yè)場(chǎng)地不壓煤，但風(fēng)井場(chǎng)地壓煤 。 主要缺點(diǎn)： 1678m，特別是南部區(qū)二水平的運(yùn)輸距離長(zhǎng)達(dá) ，給生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理造成不便。 II 方案多 。而且，建井工期比 II 方案長(zhǎng) 12 個(gè)月。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 ，兩翼開(kāi)采，井巷工程量 ，比 I 方案少 。故采用此方案。經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量只有 。 三、風(fēng)井位置選擇 根據(jù)所確定的工業(yè)場(chǎng)地位置及首采區(qū)位置，為減少井下貫通距離，并結(jié)合地面公路布置，考慮盡可能少壓一水平煤量，確定初期 1 號(hào)風(fēng)井井口位置在 33 勘探線，哈同公路南側(cè) 100m 附近。 四、井筒個(gè)數(shù)及后期風(fēng)井位置 （一）初期井筒數(shù)目 根據(jù)礦井提升、通風(fēng)和井下開(kāi)拓布置的要求，確定礦井初期建 3 個(gè)井筒。主井提煤兼南部區(qū)回風(fēng)；副井擔(dān)負(fù)提矸、升降人員與設(shè)備、下放材料及進(jìn)風(fēng)任務(wù)。 （二 ）后期井筒個(gè)數(shù)與井位 根據(jù)煤層情況，初期回風(fēng)井除不能滿(mǎn)足八隊(duì)向斜東部盆形構(gòu)造東翼地區(qū)的通風(fēng)半徑及安全出口距離外，其它區(qū)域均可滿(mǎn)足。 五、水平劃分與標(biāo)高 （一）回采上限及回風(fēng)水平標(biāo)高的確定 根據(jù)本設(shè)計(jì)第二節(jié)關(guān)于防水煤柱高度確定的結(jié)果，考慮到各自然地質(zhì)塊段狀況和采區(qū)布置條件，為便于井下巷道的布置和生產(chǎn)管理，取統(tǒng)一標(biāo)高作為礦井各煤層的回采上限標(biāo)高，即250m 標(biāo)高。 （二）運(yùn)輸水平標(biāo)高的確定 本井田煤層走向大致為南北方向，由東向西傾斜。 ~25176。井田開(kāi)采下部邊界為 900m，從回風(fēng)水平至井田下部邊界垂高為 650m。 根據(jù)本井田的煤層賦存條件及儲(chǔ)量分布情況，確定采用 : 回風(fēng)水平標(biāo)高為 250m，第一水平運(yùn)輸巷道標(biāo)高為 500m，第二水平運(yùn)輸巷道標(biāo)高為 700m。 回風(fēng)水平標(biāo)高為 250m，第一水平運(yùn)輸巷道標(biāo)高為 500m，第二水平運(yùn)輸巷道標(biāo)高為 800m。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 在一水平服務(wù)年限滿(mǎn)足， 700m~900m的煤炭用下山從 700m標(biāo)高能夠一次