內蒙古科技大學采礦工程畢業(yè)設計說明書 - 圖文-

1、摘要山貴煤礦位于內蒙古自治區(qū)東勝煤田東南部邊緣,行政隸屬鄂爾多斯市準格爾旗羊市塔鄉(xiāng)。山貴煤礦井田面積為6.8175km2,可采5-3號煤層,煤層平均埋藏深度為120米,可采平均厚度為1m,煤層傾角小于3°,為近水平煤層,可采儲量820萬噸。本礦山設計年產量為60萬噸,開采年限為7年,按年工作日300天計算,日產原煤2590噸。工業(yè)廣場布置在井田西北部地勢平坦的開闊地。設計礦井采用斜井開拓,沿煤層傾向布置大巷。煤層共分四個盤區(qū),采用單一水平傾斜長臂采煤方法開采,盤區(qū)和工作面均采用后退式開采。設計巷道施工完成移交時布置一個普采工作面和一個普掘工作面。礦井主運輸采用膠帶機運輸,輔助運輸采用

2、無軌膠輪車運輸。通風系統(tǒng)為中央并列抽出式通風,掘進工作面通風方法為局扇壓入式。關鍵詞:山貴煤礦開拓系統(tǒng)采煤方法運輸通風系統(tǒng)AbstractThe design task for the mountain of your annual production capacity of 900,000 tons coal underground mining design. Shan your Dongsheng Coal Mine is located in the south-eastern edge of the Inner Mongolia Autonomous Region, the Chi

3、ef under the Ordos City Zhungeer sheep Rural City tower.Coal Mine Hill area of your 6.8175km2, recoverable coal seam No. 5-3, an average burial depth of coal seam, mining may be the average thickness of 1m, seam dip angle of less than 3 °, for nearly the level of coal, recoverable reserves of 8

4、.2 million tons .Mine design for the 900,000 tons annual production, the exploitation of life for 7 years, working 300 days a year basis, 2590 tons of raw coal production. Coal Mine Industry Square in the north-west layout of the flat open terrain. Inclined to open up the use of the design of mine,

5、along the seam to roadway layout. Divided into four panel seam, single-level method of tilting the long arm of the exploitation of coal, and the Public Works panel back face are mining. Design of roadway construction to complete the transfer when the layout of a Pu Pu coal face and two face-de-sac.M

6、ine the use of the main transport belt conveyor transport, the use of auxiliary transport transportation vehicle wheel trolley. Side by side out of the ventilation system for ventilation, ventilation of heading face pressure for the fan-in.Keywords: Coal mine of shangui develop system Mining method

7、Transport Ventilation目錄摘要 . I ABSTRACT . II 第一章井田概況及地質特征 . (11.1井田概況 (11.2地質特征 (5第二章井田開拓 (162.1井田境界及儲量 (172.2礦井設計生產能力及服務年限 (192.3井田開拓 (202.4井筒 (242.5井底車場及硐室 (25第三章井巷運輸及設備 (263.1運輸方式的選擇 (263.2運輸設備 (27第四章盤區(qū)布置及裝備 (304.1采煤方法 (304.2盤區(qū)布置 (404.3巷道掘進 (43第五章通風與安全 (455.1概況 (455.2礦井通風 (465.3通風設備 (545.4災害預防及安全裝

8、備 (555.5井下消防、灑水及防滅火 (59第六章職業(yè)安全衛(wèi)生 (616.1概述 (616.2建筑及場地布置 (616.3職業(yè)危害因素分析及防范措施 (626.4主要防范措施 (636.5消防設施 (686.6機構設置和人員配備 (69第七章環(huán)境保護 (707.1概述 (707.2各種污染的防治措施 (707.4地表塌陷治理 (747.5環(huán)境管理與環(huán)境監(jiān)測 (74第八章建井工期 (758.1施工準備及移交標準 (758.2建井工期 (76第九章技術經濟 (799.1勞動定員及勞動生產率 (799.2主要技術經濟指標 (80參考文獻 (84附錄及圖表 (84致謝 (85薄煤層綜采技術發(fā)展現(xiàn)狀

9、(96第一章井田概況及地質特征1.1井田概況山貴煤礦位于內蒙古自治區(qū)東勝煤田東南部邊緣。隸屬鄂爾多斯市準格爾旗管轄。礦區(qū)地理坐標為:東經 110°3655110°4000北緯 39°1749 39° 1930山貴煤礦在準格爾旗西部的羊市塔鎮(zhèn)南偏東5km處。曹羊公路(曹家石灣羊市塔是礦區(qū)的主要交通干線。邊府公路(邊家壕府谷從礦區(qū)東北3km處通過,使礦區(qū)煤炭外運極為便利。從羊市塔鎮(zhèn)沿曹羊線65km在曹家石灣與109國道相接,向西53km至鄂爾多斯市東勝區(qū),向東110公里至準格爾旗薛家灣鎮(zhèn)。亦可向西沿運煤專線邊(家壕賈(家灣30公里與S213相接,再向南16公

10、里至陜西省大柳塔鎮(zhèn)。鄂爾多斯市是內蒙古自治區(qū)西部地區(qū)政治、經濟、文化發(fā)展中心和交通樞紐,東西向有G109國道,南北向有G210國道、包府公路(S213、包神鐵路通過。而大柳塔鎮(zhèn)是東勝、神府煤田開發(fā)重鎮(zhèn)。故山貴煤礦的礦區(qū)交通尚屬方便。詳細的交通位置及井田位置與范圍如下圖:見交通位置圖1-1-1;井田范圍與周邊勘探區(qū)關系見圖1-1-2。交通位置圖交 通 位 置 圖1:1000000 圖1-1-1井田范圍與周邊勘探區(qū)關系見圖 圖1-1-2山貴煤礦地處鄂爾多斯高原東部,區(qū)內地形西南高、東北低,最高點位于礦區(qū)西南部的敖包堰,海拔標高1346.50m ;最低點位于礦區(qū)東的沙梁川中,海拔標高1140.8m

11、,最大相對標高差205.70m ,一般海撥標高11751250m ,相對高差75m 。地形較為復雜,圖2-2-1本次核實范圍與周邊勘查區(qū)相關位置圖比例尺 170000溝谷縱橫,流水侵蝕與風化剝蝕作用較強,具侵蝕、剝蝕高原低山、丘陵地貌特征。區(qū)內水系較為發(fā)育,主要溝谷有沙梁川及其次一級溝谷山不拉溝,分別從礦區(qū)東北、西南北界處通過,最低侵蝕基準面標高1140.8m。山不拉溝由西南向東北流入沙梁川;沙梁川由西北向東南經陜西省進入黃河。這些溝谷及其支溝均為間歇性河谷,均無常年地表流水,只有在雨季大雨過后會形成短暫而急促的洪水。礦區(qū)所在地氣候干燥、冬寒夏熱,晝夜溫差較大,多風少雨,沙塵暴時有發(fā)生。據鄂爾

12、多斯氣象局準格爾旗氣象臺氣象資料:區(qū)內最高氣溫38.3,最低氣溫-30.9,年降水量277.7mm544.1mm,平均401.6mm。年蒸發(fā)量1749.7mm2436.2mm,平均2108.2mm,蒸發(fā)量約為降水量的5倍。區(qū)內大風集中在春、秋兩季,并多為西北風,最大風速20m/s,平均風速2.3m/s。區(qū)內無霜期短,一般165天左右,霜凍、冰凍期長,在195天左右,每年11月初封凍到次年4月底解凍,凍土層最大深度1.50m。區(qū)內干燥度為5.25,年潮濕系數為0.19。因此,礦區(qū)屬于干旱半干旱的大陸性高原氣候。山貴煤礦位于鄂爾多斯臺向斜東北緣,地殼完整、穩(wěn)定,在其附近百余公里范圍內還沒有發(fā)生過較

13、為嚴重的災害性地震。1996年5月3日在礦區(qū)北部二百多公里以外的包頭市附近發(fā)生過一次6.3級地震,區(qū)內稍有震感,未造成任何損失。根據中國地震動參數區(qū)劃圖(GB183062001,礦區(qū)所在地地震動峰值加速度(g為0.05,地震烈度為度,屬弱震預測區(qū)。山貴煤礦所在地羊市塔鎮(zhèn)較為貧困,屬半農半牧區(qū),自然條件較差,農牧業(yè)生產均較落后。近年來,隨著周邊煤礦的開發(fā)與煤焦廠的建設,工業(yè)生產發(fā)展迅速,當地的經濟狀況明顯改觀。區(qū)內電力供應充足,供電電網為內蒙古達旗電站,距礦區(qū)180km。煤礦的主要供水水源地為礦區(qū)東北部約5km的沙梁川潛水含水層,地下水量較為豐富,可以滿足礦區(qū)供水需求。近年來,隨著煤炭工業(yè)的開發(fā)

14、與建設,煤炭的開采業(yè)已形成集團公司規(guī)模,成為地方經濟支柱性產業(yè)。周邊煤礦分布情況:山貴煤礦西鄰準格爾旗羊市塔鎮(zhèn)高家梁煤礦和準格爾旗羊市塔鎮(zhèn)焦粉廠煤礦,西南鄰準格爾旗榮祥煤焦化有限責任公司山不拉煤礦。礦與礦之間沒有越界超層開采現(xiàn)象。本礦煤炭銷售分地銷和外銷兩部分,地銷由企業(yè)自行完成,外銷統(tǒng)一由山貴公司及匯能集團完成。煤炭價格塊煤售價每噸100元(約占產量的40%,混末煤每噸90元(約占產量的60%。本礦井以工業(yè)用電煤和民用煤為主,絕大多數外銷,目前市場供不應求。近年來,我國煤炭市場由供過于求型急轉為供不應求型,特別是大型電廠的大量上馬,使得本地區(qū)的原煤價格逐步上揚,尤其是2004年價格上漲幅度較

15、大,目前行情仍日益看漲。根據產品質量和目前市場情況,礦山煤炭銷售估算價為110120元/噸。供水由匯能公司統(tǒng)一規(guī)劃的自羊市塔二礦水源地供給,礦井涌水經凈化后作為井下消防、灑水水源,不足部分由生活用水補足。本礦井供電電源取自擬建的山不拉35kV變電站,10kV雙回線作為礦井的供電電源。由于目前該地區(qū)有線、無線通信網絡已經覆蓋,通訊便捷。礦井行政通信設計從羊市塔鎮(zhèn)電信局接五對中繼線至礦部,實現(xiàn)對外通訊聯(lián)絡。1.2 地質特征(一區(qū)域地層東勝煤田地層具體處于高頭窯小區(qū)、烏審旗小區(qū)和準格爾旗的交界地帶。山貴煤礦處于準格爾臨縣小區(qū)之西緣。東勝煤田含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y,其沉積基底為三疊系

16、上統(tǒng)延長組(T3y ,其上覆地層有侏羅系中統(tǒng)直羅組(J2z、安定組組(J2a;白堊系下統(tǒng)志丹群(K1zh ;第三系(N2;第四系(Q。東勝煤田區(qū)域地層見表1-2-1。(二礦區(qū)地層山貴的地層與東勝煤田區(qū)域地層基本一致,但因礦區(qū)地處東勝煤田東緣隆起區(qū),地層遭到了嚴重的風化剝蝕與侵蝕而殘缺不全。據地表出露及鉆孔揭露,區(qū)內賦存的主要地層有:侏羅系下統(tǒng)富縣組(J1f 、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y、第三系上新統(tǒng)(N2、第四系上更新統(tǒng)全新統(tǒng)(Q3-4,現(xiàn)由老至新分述如下:1、侏羅系下統(tǒng)富縣組(J1f表1-2-1 東勝煤田區(qū)域地層表馬蘭組安定組巖性以紫褐色、雜色砂質泥巖為主,夾紫灰色、紫褐色細粒砂巖及粗粒

17、砂巖,局部含鮞粒。砂巖的特點是基底式膠結,泥質含量高。該地層為礦區(qū)含煤地層的沉積基底,區(qū)內地表沒有出露,據鉆孔(4號孔揭露地層賦存厚度48.75m。2、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y巖性主要為灰色、深灰色砂質泥巖、泥巖,淺灰色、灰白色細粒砂巖,次為灰白色粗粒砂巖、粉砂巖,夾褐黑色、黑色炭質泥巖及煤層。該組地層為礦區(qū)的主要含煤地層,由于受后期的風化剝蝕,區(qū)內僅賦存J1-2y3下部及其以下地層,據地質填圖成果,主要在山不拉溝與瓷窯溝兩側出露。鉆孔揭露賦存厚度為127.99270.37m,平均179.83m。含一個煤組。延安組(J1-2y 與下伏富縣組(J1f地層呈整合接觸。3、第三系上新統(tǒng)(N2巖

18、性為紫紅色、褐紅色、淺紅色砂質泥巖及泥巖,含有豐富的呈層狀分布的鈣質結核,呈半固結狀態(tài)。據地質填圖成果,該地層分布較為廣泛,但因受溝谷切割,連續(xù)性差,主要分布在區(qū)內梁峁地帶、溝掌、溝谷上部及緩坡之上。鉆孔揭露地層賦存厚度為016.08m,平均13.12m。上新統(tǒng)(N2與下伏延安組(J1-2y地層呈不整合接觸。4、第四系(Q4巖性為灰黃色、淺黃色、棕黃色黃土,為殘坡積砂土(Q3-4、風積砂(Q4eol、沖洪積砂礫石(Q4al+pl,均呈松散狀態(tài)。據地質填圖成果,該地層在區(qū)內分布廣泛,但不同成因類型的分布位置差異較大:Q3-4主要分布在梁峁地帶及緩坡之上,Q4eol零星分布于礦區(qū)南部的南坡與洼地中

19、,Q4al+pl主要分布在山不拉溝和瓷窯溝的階地與河床中。地層賦存厚度為046.82m,一般小于10m。不整合接觸于一切老地層之上。礦區(qū)的構造形態(tài)與東勝煤田的總體構造形態(tài)基本一致,為一向南西傾斜的單斜構造,其傾向一般220230°左右,傾角13°。根據原詳查地質填圖及鉆探綜合成果,以及兩個開采礦井發(fā)現(xiàn)礦區(qū)西南部發(fā)育一條F2正斷層,走向108°,傾向18°,傾角75°,推測斷距20m30m左右,F2斷層在區(qū)內延伸長度約900m;礦區(qū)中部發(fā)育一條F1正斷層,走向近南北,傾向81°,傾角80°,推測斷距6178m左右,F1斷層在區(qū)

20、內延伸長度約2000m;礦區(qū)東部發(fā)育一條F3正斷層,走向53°,傾向233°,傾角75°,推測斷距45m左右,F3斷層在區(qū)內延伸長度約1500m。礦區(qū)內含煤地層沿走向、傾向的產狀變化不大,發(fā)現(xiàn)3條斷層,礦區(qū)煤中沒有發(fā)現(xiàn)巖漿巖,地層產狀接近水平,局部有寬緩波狀起伏,總體為一向南西緩傾的單斜,地質構造屬中等類型。(一含煤地層礦區(qū)含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y。沉積基底為侏羅系下統(tǒng)富縣組(J1f。含煤地層底界基本為一向南西傾斜的斜面。根據地質填圖、巖煤層對比圖進行綜合對比分析,J1-2y地層組合及含煤性由下而上分為4個巖段,其中4巖段被風化剝蝕,現(xiàn)分述如下:1

21、、第一巖段(J1-2y1:從延安組(J1-2y底界至頂板砂巖底界。地表無出露。巖性主要為灰白色細粒砂巖,灰色、深灰色砂質泥巖,夾灰白色粗粒砂巖及一層(6-1可采煤層,鉆孔揭露地層賦存厚度為94.60152.63m,平均121.32m。與下伏富縣組(J1f地層呈整合接觸。2、第二巖段(J1-2y2從頂板砂巖底界至下一個頂板砂巖底界。在山不拉溝與瓷窯溝兩側出露,局部地段上部地層剝蝕。巖性以深灰色砂質泥巖、灰白色中細粒砂巖為主,夾灰白色粗粒砂巖,粉砂巖及灰色泥巖,鉆孔揭露地層賦存厚度為20.5581.87m,平均54.04m。與下伏第一巖段(J1-2y1地層呈整合接觸。3、第三巖段(J1-2y3從頂

22、板砂巖底界至延安組頂界。在山不拉溝與瓷窯溝兩側出露,大部剝蝕,局部殘存下部地層。巖性以深灰色砂質泥巖、灰白色中細粒砂巖為主,夾灰白色粗粒砂巖,粉砂巖及灰色泥巖,局部含1層薄煤層。鉆孔揭露地層賦存厚度為086.99m,平均46.71m。下伏第二巖段(J1-2y2地層呈整合接觸。(二含煤性礦區(qū)含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組,含一個煤組,根據本次核實利用的14個鉆孔資料統(tǒng)計,第三巖段所含的煤組均遭風化剝蝕而不復存在,第二巖段不含煤組,第一巖段含一(5-3組。(三煤層礦區(qū)可采煤層有一層,即5-3煤層,其中5-3煤層賦存于第一巖段(J1-2y2地層中,其余均為巖層?，F(xiàn)將礦區(qū)可采煤層賦存情況敘述如下:5-3

23、煤層:賦存于第一巖段(J1-2y1地層中上部,頂板巖性以深灰色砂質泥巖為主,底板巖性以粉砂巖及泥巖為主。煤層自然厚度0.20m 1.20m,平均0.80m;煤層可采厚度0.801.20m,平均1.01m。煤層結構簡單,不含夾矸。地面無出露,煤層厚度變化大,屬全區(qū)發(fā)育、對比基本可靠、礦區(qū)局部可采的不穩(wěn)定煤層。與下伏6-1煤層的層間距為23.5333.94m,平均26.72m。5-3煤層的沉積環(huán)境為湖灣或間三角州沉積。(四煤質1、煤的物理性質及煤巖特征(1煤的宏觀特征表1-2-2 可采煤層特征表 區(qū)內煤呈黑色,條痕褐黑色,瀝青光澤,參次狀,棱角狀斷口,局部內生裂隙角發(fā)育。條帶狀結構、層狀構造。宏觀

24、煤巖以暗煤、亮煤為主,見絲炭,屬半暗、半亮型煤。(2顯微煤巖特征顯微煤巖組分以鏡質組為主,其次絲質組:平均23.630.4%,半鏡質組平均在11.311.7%,三者之和一般在95%以上,根據國際顯微煤巖類型分類原則,區(qū)內煤為微鏡隋煤。煤中礦物雜質含量低,以粘土組為主,在10%以下,硫化物組含量最低,測值0.00.2%,碳酸鹽組、氧化物組在2%以下。(3 變質階段本區(qū)煤變質程度低,鏡煤最大反射率(Rmax在0.52160.6486%之間(參照山不拉東部詳查區(qū),變質階段為煙煤階段。區(qū)內構造簡單,無巖漿侵入,因此煤變質的主要因素是區(qū)域變質作用。(4 煤的視密度(容重5-3煤層:為1.31t/m3。2

25、、化學性質可采煤層化學特征見表1-2-3 。表1-2-3 煤層煤芯樣化驗試驗成果一覽表 (1水分(Mad原煤水分均在38%之間,為低水分煤5-3煤層平均4.83%,洗煤水分略高于原煤。(3發(fā)熱量(Qnet,d原煤發(fā)熱量(Qnet.d28.5129.28MJ/kg,平均28.86MJ/kg,為特高熱值煤。3、有害元素(1全硫(St,d煤層原煤全硫測值為0.310.46%,屬特低硫煤,平均0.38%煤經洗選后硫含量略有下降,在0.240.36%之間。根據“山不拉東部詳查”資料,煤中硫主要以有機硫(So形式存在,含量0.160.38%;其次硫化物硫(Sp 0.020.16%;硫酸鹽硫(Ss含量甚微,

26、在0.02%以下。(2磷(Pd4-2煤層0.008%;5-1煤層0.007%;5-2煤層0.008%;6-1煤層0.008%;屬低磷煤。(3砷(As,d煤中砷在3ppm以下,符合食品工業(yè)燃煤標準8ppm要求。(4氟(F氟含量原煤在214264ppm之間。(5氯(Cl煤中氯含量在0.0280.041%之間,低于0.30%,工業(yè)利用時危害不大。4、煤類:煤層洗煤揮發(fā)分(Vdaf一般在37%左右,粘結指數為0,根據中國煤炭國家分類標準(GB575186,煤類劃分為不粘煤(BN31。5、有益礦產早在50年代未期,石油部門曾在本區(qū)進行過針對區(qū)內延安組含炭泥巖(舊稱油頁巖的勘查,證明其含油量僅為34%,無

27、工業(yè)利用價值。本次核實未對其投入工作量。根據“山不拉東部詳查”資料,與煤伴生的微量元素鍺(Ge在19ppm以下,鎵(Ga在18ppm,釩(V在55ppm以下,均未達到工業(yè)開采品位,無開采價值。區(qū)內無天然放射性異常。6、煤的工業(yè)用途區(qū)內煤為低水分、特低灰低中灰分、特低硫分、特高熱值高熱值的不粘煤及長焰煤。是良好的民用及動力用煤,適用于火力發(fā)電、各種工業(yè)鍋爐等。1、瓦斯根據“山不拉東部詳查區(qū)”ZS202、ZS402、ZS404鉆孔(位于核實區(qū)東南0.8、4.8、5.2km瓦斯樣品測定成果可知,煤層CH4含量0.00ml/g,自燃瓦斯成分中CH40.00%,瓦斯分帶為二氧化碳氮氣帶。據調查礦區(qū)周圍小

28、窯未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。本區(qū)主要可采煤層CH4、CO2、N2含量低,礦井在開采時無瓦斯危害。2005年11月由包頭安科安全工程有限公司實測門渠煤礦礦井的絕對瓦斯涌出量為0.55m3/min,礦井的相對瓦斯涌出量為1.58m3/t,為低瓦斯礦井。2、煤塵煤層煤塵爆炸指數在32.06%40.46%,易發(fā)生煤塵爆炸。相鄰的宏景塔詳查區(qū),納林廟詳查區(qū)測定結果:煤塵有爆炸性。本區(qū)煤層煤質特征與上兩區(qū)基本相同,各煤層屬有煤塵爆炸危險性的煤層。2005年11月由包頭安科安全工程有限公司實測門渠煤礦煤塵具有爆炸性。3、煤的自燃礦區(qū)內及鄰近的詳查地區(qū)部分地段有煤層露頭自燃現(xiàn)象。據內蒙古煤礦設計院對部分電廠用煤資

29、料調查:東勝煤田煤的自然發(fā)火期為4060天,堆積高度、堆積方式均是煤堆自燃的影響因素。因此,煤炭生產及其有關單位應予以重視,防止煤堆發(fā)生自燃。2005年11月由包頭安科安全工程有限公司實測門渠煤礦煤層具有自燃發(fā)火傾向。4、地溫情況根據鄰區(qū)ZS304號鉆孔井溫測量成果,可知,從40m到60m地溫明顯下降,60m 到80m地溫基本穩(wěn)定,略有上升,因此恒溫帶深度應為80m,平均地溫為11.6。從80m 開始一直到205m,地溫持續(xù)上升,因此80m以下為地溫增溫帶,測溫終點205m的平均地溫為14.85,與增溫帶起始點80m處平均地溫差值為3.25,深度差值為125m,經計算得地溫梯度為2.6,小于3

30、。因此本區(qū)屬于地溫正常區(qū)。(一概況1、礦井地形地貌、水文氣象特征簡述礦井位于東勝煤田東南部,是東勝煤田南部區(qū)域性單斜儲水構造單元的組成部分。地處鄂爾多斯高原東部,總體地形東南高、西北低,海拔標高11751250mm,地形較復雜,起伏變化大,切割較強烈,具侵蝕、剝蝕高原低山丘陵地貌特征。礦井地表水系較為發(fā)育,主要溝谷有北部的沙梁川,由西北向東南流經本區(qū);東南部的山不拉溝,從西向東流出區(qū)外,匯入沙梁川;北部的瓷窯溝,從西向東流入沙梁川。溝谷均為間歇性河谷,均無常年地表逕流,只有雨季大雨過后會形成短暫急促的洪水。礦井內氣候干燥,冬寒夏熱,多風少雨。據鄂爾多斯氣象局資料:準格爾旗最高氣溫38.3,最低

31、氣溫-30.9。年降水量277.7mm544.1mm,平均401.6mm。年蒸發(fā)量1749.7mm2436.2mm,平均2108.2mm。年蒸發(fā)量約為降水量的5倍。最大凍土深度1.5m。干燥度為5.25,年潮溫系數為0.19,具干旱-半干旱的大陸性高原氣候特征。2、地下水的補給、逕流、排泄條件礦井地下水的補給、逕流、排泄條件受地形地貌、水文氣象、地質及水文地質條件等綜合因素控制。礦井潛水主要賦存于溝谷第四系沖洪積砂礫石層中,潛水的主要補給來源為大氣降水。本區(qū)降水量較小,所以潛水補給量也較小。潛水沿河流流向逕流,潛水的排泄方式有人工挖井開采排泄、向河流下游的逕流排泄,蒸發(fā)排泄。潛水沿東北方向流出

32、區(qū)外。(二礦井水文地質條件1、含隔水層水文地質特征(1第四系(Q松散層潛水含水層巖性主要為灰黃色、淺黃色黃土與殘坡積砂土(Q3-4、沖洪積砂礫石層(Q4al+pl,次為風積砂(Q4eol,在全區(qū)分布較為廣泛。黃土殘坡積砂土(Q3-4、風積砂(Q4eol主要分布在梁峁緩坡地帶,位于本區(qū)地下潛水位以上,地形不利于儲存地下水,均為透水不含水層。沖洪積砂礫石層(Q4al+pl主要分布在北部的沙梁川和南部的山不拉溝與北部的瓷窯溝河床之中,構成松散層潛水的主要含水層。根據地質及水文地質填圖成果,含水層厚度1.213.20m,地下水位埋深2.804.15m,水井涌水量Q=0.020.860 l/s,水溫12

33、15,PH值為7.3,溶解性總固體419mg/l ,地下水化學類型為HCO3²Ca²Mg²Na,水質較好,為當地居民飲用水源。含水層的富水性一般較弱,沙梁川富水性較強。因主要補給源大氣降水量少,所以補給量小,補給條件差。(2第三系上新統(tǒng)(N2半膠結巖層隔水層巖性為紫紅色、褐紅色砂質泥巖,呈半固結狀態(tài),含豐富的鈣質結核,地層厚度016.08m,平均13.12m,在全區(qū)分布較為廣泛,主要分布在梁峁、溝掌及緩坡之上。據鄰區(qū)不拉峁詳查資料:泉流量Q=0.008 l/s,因此該地層富水性微弱,可視為相對隔水層。因受溝谷切割,連續(xù)性較差,所以只能起局部隔水的作用。(3侏羅系中

34、下統(tǒng)延安組(J1-2y碎屑巖類含水層巖性以深灰色砂質泥巖、灰白色細粒砂巖為主,次為灰白色粗粒砂巖、粉砂巖,含煤層。根據“山不拉東部詳查區(qū)”資料:含水層厚度23.8252.15m,平均38.80m,全區(qū)賦存,分布廣泛,地表主要出露在溝谷兩側,東北部較薄,西南部較厚。根據本區(qū)4號鉆孔近似穩(wěn)定水位觀測成果:地下水位埋深8.05m,水位標高1222.12m;鄰區(qū)山不拉東部礦井ZS302、ZS304號鉆孔抽水試驗成果:地下水位埋深41.5552.20m,水位標高1220.651240.56m,水位降深為S=15.0210.27m,涌水量Q=0.1020.078 l/s,單位涌水量q=0.006790.0

35、0759 l/s,滲透系數k=0.01730.0136m/d,水溫9溶解性總固體269mg/l,PH值7.5,地下水類型為HCO3Ca²Mg²Na型水,水質較好。因此,含水層的富水性弱,導水性能差,地下水的補給條件與逕流條件均較差。含水層與上部潛水含水層的水力聯(lián)系較小,而在出露處與大氣降水有一定水力聯(lián)系。該含水層為礦井的直接充水含水層,也是主要充水含水層。(4侏羅系下統(tǒng)富縣組(J1f隔水層巖性為紫褐色,雜色砂質泥巖,夾紫灰色粗細粒砂巖,砂巖均為基底式膠結,泥質含量高。鉆孔揭露地層厚度1.0948.75m,在區(qū)內地表沒有出露,根據鉆孔簡易水文地質觀測及巖芯鑒定成果:該地層的富

36、水性微弱,透水性能差,為相對隔水層,連續(xù)性好,隔水性能較好。2、斷層的導水性及其對礦床充水的影響礦井西南部發(fā)育一條F2正斷層,斷距20m30m左右;礦井中部發(fā)育一條F1正斷層,斷距6178m左右,礦井東部發(fā)育一條F3正斷層,斷距45m左右。規(guī)模均較小。本次核實沒有對斷層做專門抽水試驗工作,根據地質及水文地質填圖成果及山不拉西部詳查ZS104號鉆孔資料,破碎帶以斷層泥為主,斷層帶上沒有泉水出露,斷層的導水性較弱。但是,斷層帶橫穿山不拉溝,勾通了煤層與河谷潛水的水力聯(lián)系,對礦床充水的影響較大,特別是雨季大雨過后山洪暴發(fā)時,對礦床充水影響更大。3、地表水、老窯水對礦床充水的影響礦井沒有湖水、長年河流

37、等地表水體。區(qū)內地表溝谷縱橫,但所有溝谷均無常年地表逕流,只有在雨季大雨過后會形成短暫而急促的洪水。地表洪水一般通過井口和封閉不良的鉆孔等通道直接向礦井充水,也可通過斷層破碎帶間接地向礦井充水。因此必須做好井口的防洪工作,斷層的導水雖然較弱,但為了生產安全,應留斷保煤柱,以防地表水對礦井的充水。礦井涌水量不大,對礦床充水構不成威脅。礦井正常涌水量4.2m3/h (設計山貴煤礦井下涌水量正常為12m3/h,最大為24m3/h。(三礦井供水水源評價礦井內沒有可作為供水水源的地表水體,潛水含水層的富水性均較弱,局部較強,導水性與透水性能較差,地下水資源較為貧乏。在礦井東北部的沙梁川第四系沖洪積(Q4

38、al+pl潛水含水層的富水性較強,透水性與導水性能良好,地下水量豐富,水質良好,可以獲得較為豐富的地下水量。(四礦井水文地質勘查類型礦井直接充水含水層以孔隙含水層為主,直接充水含水層的富水性微弱,補給條件和逕流條件差,以大氣降水為主要充水水源之一;直接充水含水層的單位涌水量q<0.1L/s.m,斷層導水性也較弱;區(qū)內地形有利于自然排水,無地表水體,水文地質條件簡單。因此,礦井水文地質勘查類型為第一類第一型孔隙充水的水文地質條件簡單的礦床。(一地質勘探 1、勘探程度本區(qū)“儲量核實報告”是以鄰區(qū)“山不拉東部詳查”資料,地質勘查類型為二類二型,以1000m的基本線距劃定控制的資源儲量,該線距內

39、主要煤層的厚度、結構已基本查明,煤層對比可靠,為全區(qū)大部可采的較穩(wěn)定煤層。煤層的煤質特征及煤的工藝性能已基本查明,煤層底板等高線已基本控制,落差50m的斷層已基本查明,各項勘查工程已達到詳查階段的控制要求。大于1000m的基本線距、內插可采邊界,煤層露頭等劃定推斷的資源量,概略研究與評價結果表明,經濟意義為內蘊經濟的。因此,資源儲量的類型劃分為推斷的內蘊經濟資源量(333。5-3煤層為不穩(wěn)定煤層,在線距內煤層的厚度、煤層對比基本可靠,煤類和煤質特征已大致確定;煤層底板等高線也已大致控制;各項勘查工程已達到普查階段的控制要求。2、工程地質條件礦區(qū)頂底板巖石屬軟弱半堅硬巖類,工程地質條件為中等型。

40、從煤礦采掘情況看,其頂底板巖性與原詳查區(qū)基本吻合。煤礦開采至今未發(fā)生過頂板大面積垮落和底鼓現(xiàn)象,只有零星片幫及掉渣現(xiàn)象。2、對地質資料評述(1地質勘探利用了原報告12個鉆孔,鉆孔評級為甲級孔,符合相應規(guī)范標準。(2礦區(qū)地質構造復雜程度中等即第二類構造。(3礦區(qū)主要可采煤層穩(wěn)定程度確定為較穩(wěn)定煤層,即第二型。(4礦區(qū)水文地質類型為第一類第一型孔隙充水的水文地質條件簡單的礦床。(5礦區(qū)頂底板巖石屬軟弱半堅硬巖類,工程地質條件為中等型。地質資料內容齊全,文字簡煉、附圖、附表符合有關要求。(二存在的問題及建議1、煤層問題礦區(qū)煤層到目前為止煤礦未進行開采,煤層變化情況不清。建議:本礦井整合后發(fā)現(xiàn)的三條正

41、斷層,對煤層的連續(xù)性產生破壞,對礦井的開拓開采月份額產生影響,對斷層的控制僅是推測,建議礦方補作斷層兩側煤層的控制工作。2、斷層問題正斷層,走向近南北,傾向81°,傾角80°,推測斷距61礦區(qū)中部發(fā)育一條F1正斷層,走向108°,傾向18°,傾角75°,推測斷距20m30m, 78m。礦區(qū)西南部的F2正斷層,走向53°,傾向233°,傾角75°。礦區(qū)東部的F3建議:本礦井發(fā)現(xiàn)的三條斷層,其斷距只是推測,在地質勘探工作中針對斷層的控制沒有做工作,因此建議礦方適當補作對斷層的控制工作。3、涌水量問題本次資源儲量核實對原

42、貴宏煤礦、原門渠煤礦在開采過程中的水文地質情況進行了詳細的調查了解,兩礦井正常生產時涌水量分別為100m3/d(4.2 m3/h、 10m3/d,涌水量不大,未給出最大涌水量。建議:因兩礦井開采面積不大,又是在煤層的淺部開采,按照儲量核實報告給出的正常涌水量值不能反映開采深部煤層的實際,考慮到井下存在有斷層水的可能,所以本設計預計正常涌水量12m3/h,最大涌水24m3/h。4、勘探程度問題本礦井未做進一步的地質勘探工作,所利用的資料均為周邊詳查,從資源控制上達不到精度要求。建議:適當補勘,以提高資源儲量類型。5、瓦斯問題根據“山不拉東部詳查區(qū)”資料,煤塵根據“宏景塔詳查區(qū),納林廟詳查區(qū)”資料

43、,不能真實反映本礦井的實際。建議有資質單位對本礦井進行瓦斯、煤塵、煤的自燃傾向性鑒定,并定期復查與監(jiān)測。第二章井田開拓2.1 井田境界及儲量內蒙古自治區(qū)國土資源廳2006年6月9日以“內國土資采劃字20060219號”文為山貴煤礦劃定礦區(qū)范圍,劃定的礦區(qū)范圍由14個拐點圈定,礦區(qū)面積6.8192km2,批準開采標高為1283m970m,批復的礦區(qū)范圍預留期限為一年。經本次核實煤層實際賦存標高為970m1235m。新劃定的山貴煤礦由原門渠煤礦、原貴宏煤礦、原詳查區(qū)的(大部和一部分新擴界區(qū)整合而成。各拐點坐標見表2-1-1。山貴煤礦各拐點直角坐標表表2-1-1 1、資源量計算公式按照煤、泥炭地質勘

44、查規(guī)范對資源量計算的要求,結合本次勘探工程網度劃分資源量塊段,利用地質塊段法進行資源量估算。估算公式如下:Q=S³H³D式中:Q-塊段的資源量(萬t;S-塊段平面投影面積(km2;H-塊段煤層平均偽厚度(m;D-煤層的平均視密度(t/m3,2、山貴煤礦煤炭資源儲量:Mt(100萬本次對擴界區(qū)內所有算量煤層進行了資源儲量估算,截止2006年6月30日,全區(qū)獲得煤炭資源保有儲量15.6Mt。其中全部為推斷的內蘊經濟資源量(3339.65 Mt。擴界區(qū)獲得煤炭資源儲量5.97 Mt.3、可采儲量53煤層的可采儲量按下式計算:由于該煤層全部可采,井田的工業(yè)儲量就是該煤層的保有資源量

45、工業(yè)儲量=密度³煤層面積³煤層平均厚度=1.31t/m³³6805106.³1.01m=9003835t=9Mt礦井可采儲量=(工業(yè)儲量-各種煤柱損失³采區(qū)回采率:表2-1-2 3、采區(qū)回采率5-3煤層平均厚度1.01m,帶區(qū)回采率取85%;本設計的永久煤柱損失量為井田境界煤柱、斷層煤柱,柱留設寬度如下:1、井田境界煤柱留設20m保護煤柱;邊界煤柱寬20m,煤厚1.01m,利用CAD2007測的地質圖上的邊界總長為16025m, =16194³20³1.01³1.31=42.85萬噸。即邊界煤柱損失量S1

46、工業(yè)場地和主要井巷保護煤柱的煤量如下:1、井筒及工業(yè)廣場(300mX300m第四系表土按45º移動角,煤巖層按70º移動角,外圍帶寬按30m計算留設保護煤柱. S=90000³1.01³1.31=11.9萬噸22、設計井筒兩側各留設30 m 煤柱,工作面停采線距煤層大巷留設30m煤柱,相鄰工作面順槽之間留設30 m煤柱。2.2礦井設計生產能力及服務年限采區(qū)井設計年工作日300 天,每天三班作業(yè)(兩班生產,一班準備及檢修,生產作業(yè)時間每班8 小時,每天凈運輸時間18h。1、礦井設計生產能力:60Mt2、礦井的服務年限 T = Q / (A²KT=

47、701/(60*1.4=8年式中:T設計的礦井服務年限,a;Q礦井可采儲量,Mt;A-礦井生產能力, Mt/a;K儲量備用系數,一般取1.4;2.3 井田開拓井田為一向南西傾斜的單斜構造,礦區(qū)內含煤地層沿走向、傾向的產狀變化不大,斷層也比較發(fā)育,發(fā)現(xiàn)3條斷層,主要構造線方向為南北方向,礦區(qū)煤中沒有發(fā)現(xiàn)巖漿巖,地層產狀接近水平,局部有寬緩波狀起伏,總體為一向南西緩傾的單斜,地質構造屬中等類型,斷層對開采有影響,但影響不大。井田區(qū)內水系較為發(fā)育,主要溝谷有沙梁川及其次一級溝谷山不拉溝,分別從礦區(qū)東北、西南北界處通過,最低侵蝕基準面標高1140.8m。山不拉溝由西南向東北流入沙梁川;沙梁川由西北向東

48、南經陜西省進入黃河。這些溝谷及其支溝均為間歇性河谷,均無常年地表流水,只有在雨季大雨過后會形成短暫而急促的洪水,據此將礦區(qū)水文地質類型劃分為第二類第一第二型,即裂隙充水礦床,水文地質條件簡單中等型,對開采無影響。煤礦井田范圍內未受老窯影響,且礦與其他礦之間沒有越界超層開采現(xiàn)象。(一井口及工業(yè)場地位置選擇的主要原則1、地面條件(1為了減少地面土方工程量,井口及工業(yè)場地位置的選擇要充分考慮地形條件,應盡量選擇在地勢較平坦地段。(2井口應滿足防洪設計標準。(3井口要避開地面滑坡,泥石流等危險地區(qū)。工業(yè)場地應盡可能布置在工程地質條件好的地段。(4井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護的要求。(5充分利用現(xiàn)

49、有工業(yè)場地和設施,以減少礦井投資。(6充分考慮電源、水源和煤炭運輸等外部條件,井口及工業(yè)場地位置應盡量靠近公路或鐵路集裝站,以減少進場公路長度及礦井生產營運費用。2、井下條件(1井筒及工業(yè)場地盡量少壓煤;(2有利于布置推進度長度大的工作面,實現(xiàn)高產高效;(3多做煤巷,少做巖巷,最大限度的減少巖巷工程量。(4有利于礦井開拓部署,為礦井盡快達產創(chuàng)造條件。因此,井口及工業(yè)場地位置的選擇應根據以上原則,并結合本采區(qū)開拓、開采的現(xiàn)狀、煤層的賦存特點、采區(qū)的幾何尺寸、井田及相關范圍內的地形地貌以及交通等其他外部條件,通過綜合分析確定。1、從地面條件看,充分利用既有工業(yè)場地、設施、設備的優(yōu)越性,且工業(yè)場地位

50、置又適應了地面外運方向和交通條件,不需要新建公路。2、從井下條件看,由于該煤層資源儲量未曾開采過,沒有存在的巷道,所以要嚴謹設計并充分考慮影響因素。(一開拓方案的提出為了開采地下煤層,從地面掘進一系列的巷道通達礦體,使之形成完整的提升、運輸、通訊、排水和動力供應等系統(tǒng),稱為井田開拓。煤礦地下開拓方式按井筒傾角不同分平硐開拓、斜井開拓、立井開拓。用一種井筒形式開拓的屬于單一開拓,否則為綜合開拓。根據礦床埋藏條件,煤層產狀、區(qū)域地質、地質構造、煤層與圍巖的物理力學性質、圍巖的穩(wěn)固性、煤層地質地貌、水文地質等,來確定礦床開拓方式。由于表土層不厚,煤層埋藏淺,含水層薄,水文地質簡單,所以選用單一開拓方

51、式適宜。又由于煤層賦存于空也場地標高以下,不能用平硐開拓;,井田煤層埋藏不深小于200米,選用立井開拓不太適宜。但煤層傾角很小,屬近水平煤層,表土層不厚,水文地質情況簡單,井筒不需特殊法施工的近水平煤層首選斜井開拓。初步選定方案:斜井開拓。斜井開拓與立井開拓比較的優(yōu)點:(1井筒施工簡單,速度快,投資少。(2井筒設備和地面建筑少,不用大型提升設備,鋼材消耗少。(3膠帶輸送提升機增產潛力大,改擴建比較方便。容易實現(xiàn)多水平開采,并能減少井下石門長度。(二對于斜井開拓提出以下兩種方案:方案一:斜井單水平開拓(大巷沿著傾斜方向布置。主、副井井筒均為斜井,工業(yè)場地布置在井田西北部靠近井田境界邊緣地區(qū),場地

52、標高在+1260+1280左右,煤層底板標高+1040+1060,地形平坦,有總夠的空間布置辦公設施,并且交通便利,地下不壓煤。方案二:斜井單水平開拓(大巷沿著走向布置。主、副井井筒均為斜井,布置于井田中央,只設一個水平。輔助運輸采用無軌膠輪車,爬坡能力強。大巷布置在煤層中,沿底板掘進,大巷沿著走向方向布置。見開拓系統(tǒng)圖圖 2-3-1圖2-3-2 (三開拓方案比選表2-3-1 開拓方案比選表 一方案優(yōu)點:井口位置使運輸極為便利,工業(yè)場地平整,首采工作面工整,初期生產能力大,出煤量大,且巷道工程量少。一方案缺點:初期投資大,工期長,占用人員多,通風運輸系統(tǒng)復雜。二方案優(yōu)點:初期投資小,工期短,達

53、產快,人員少,運輸通風系統(tǒng)簡單。二方案缺點:工業(yè)場地位置不適宜,首采工作面不規(guī)整,達產后經濟收益小,生產能力小,且地面運輸不便利。(四開拓方案選擇通過技術比較,綜合來看選擇方案一,見附圖。集中布置三個相互平行的井筒,位于井田西北部靠近井田邊緣處,井口標高+1280m,傾角為12°,斜長584m.井底落于煤層底板。由于該井田的煤層是近水平煤層,且只有一層煤,因此采用單一水平開拓。采區(qū)劃分應遵循以下原則(一采區(qū)宜雙面布置,當受地質構造限制時,或在安全上有特殊要求時,可以單面布置。(二開采煤層群時,宜集中或分組集中布置采區(qū)。采區(qū)個數應該滿足如下表表4-1-2礦井設計生產能力/(Mt/a采區(qū)

54、個數2.40,3.00及以上3-51.50,1.80 2-30.90,1.20 20.60及以下1-22.4 井筒1、主斜井:運輸設備為膠帶輸送機運輸,擔負礦井煤炭的提升任務,兼做風的入口和安全出口,井筒內鋪設排水管路、消防灑水管路和動力電纜,及照明線路。2、副斜井:運輸設備為無軌膠輪車,擔負礦井下放材料,設備和人員的通道及矸石運輸,兼進風和安全出口,井筒內敷設排水管路、消防灑水管路和動力電纜。3、斜風井:擔負全礦井的回風,兼做為礦井的安全出口。見表2-4-1及附圖。井筒特征表表2-4-1 2.5 井底車場及硐室本礦井采用斜井開拓,主運采用膠帶輸送,輔助采用無軌膠輪車運輸,并且井下運輸大巷也采

55、用膠帶輸送運輸,省略了傳統(tǒng)意義上的井底車場,井底大巷之間只需通過聯(lián)絡巷道連接或設置錯車道即可滿足運輸和通風的要求,且經濟上很合理。(1溜煤眼及煤倉由于該礦為近水平薄煤層,主運大巷和運輸順槽均布置在煤層底板,所以不設溜煤眼,順槽來煤通過膠帶搭接到主運膠帶機上,再通過煤倉進入主斜井膠帶機運至地面。(2水倉和泵房經實際測量,礦井涌水量為4.2m3/h,設計采用礦井正常涌水量為Q=5m3/h、最大涌水量僅為Q=10m3/h。因為本礦采用的斜井開拓,礦區(qū)涌水量較小,地表水對煤炭開采影響亦不大,因此開采5-3號煤層時在副井井底附近設泵站和簡易水倉即可滿足排水需要,。(3中央變電站、消防材料庫等。中央變電站和中央水泵房均布置在風井井底附近井底車場巷道及硐室的支護方式和工程量詳見表硐室工程量表表2-5-1 第三章井巷運輸及設備3.1 運輸方式的選擇1、主運輸系統(tǒng)工作面采煤機割煤經刮板輸送機轉載機破碎機運