三河尖礦1.2 Mta新井設計說明書采礦工程專業(yè)畢業(yè)論文畢業(yè)設計

《三河尖礦1.2 Mta新井設計說明書采礦工程專業(yè)畢業(yè)論文畢業(yè)設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《三河尖礦1.2 Mta新井設計說明書采礦工程專業(yè)畢業(yè)論文畢業(yè)設計（150頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

摘 要本設計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為三河尖礦1.2 Mt/a新井設計。三河尖煤礦位于江蘇省徐州市北面，交通便利。井田走向（東西）長約4.31 km，傾向（南北）長約3.75 km，井田總面積為15.69 km2。主采煤層為7號煤、9號煤，平均傾角為13，煤層平均總厚為6.0 m。井田地質(zhì)條件較為簡單。井田工業(yè)儲量為12555萬t，礦井可采儲量9003萬t。礦井服務年限為53.6 a，涌水量不大，礦井正常涌水量為60 m3/h，最大涌水量為120 m3/h。礦井絕對瓦斯涌出量為10 m3/min，相對瓦斯涌出量為3.024 m3/t，為低瓦斯礦井。井田為立井單水平開拓。大巷采用膠帶運輸機運煤，輔助運輸采用礦車。礦井通風方式為中央并列式通風。礦井年工作日為330 d，工作制度為“四六”制。一般部分共包括10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限；4.井田開拓；5.準備方式-采區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運輸；8.礦井提升；9.礦井通風與安全；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標。專題部分題目是綜合指數(shù)法在礦井沖擊危險性評價中的應用。通過建立沖擊礦壓危險性評價模型，應用綜合指數(shù)法對沖擊礦壓的危險性進行評價與預測。翻譯部分所譯的文章為：Study on fault induced rock bursts，主要講述了當工作面向斷層推進時，由于滑移擾動而誘發(fā)的沖擊礦壓。關鍵詞：礦井設計，立井開拓，沖擊礦壓，斷層 ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part.As the general part of the paper, a new design of Sanhejian mine has been completed. Sanhejian mine is situated in North of Xuzhou city of Jiangsu province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 4.31 km ,the width is about 3.75 km，well farmland total area is 15.69 km2.The seven and nine are the main coal seam, and the dip angles are 13 degree. The thickness of the mine is about 6.0m in all and the geology of the coalfield is simple.The industrial reserves of the minefield are 125.55 million tons and the recoverable reserves are 90.03 million tons. The designed throughput of coal is 1.2 million tons per year, and the service life of the mine is 53.6 years. The normal flow of the mine is 60 m3 per hour and the max flow is 120 m3 per hour. The absolute outflow of gas is 10 m3/min and the relative gas emissions 3.042 m3/t as a low gas mine.Sanhejian mine is developed by vertical shaft with a single level. In main haulage way, the coal is transported by belt conveyer, and the mine car is auxiliary transportation in main rail-tunnel. The ventilation mode of the mine is center to center.“Four-six” as the working system is used in the Sanhejian mine. It produced 330d/a.The general part includes ten chapters: 1.An outline of the mine and the geology of the coalfield; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4. Mine field exploit; 5.The layout of mining area; 6. Coal mining method; 7. Underground transportation; 8. Mine hoisting; 9.Mine ventilation and safety; 10.The basic economic and technical index.The theme of the special subject parts is “the appliance of comprehensive index method in evaluating the risk of the rock burst in mine”. The risk of rock burst has been evaluated and forecasted by the establishing of evaluation model of the risk of rock burst and the application of comprehensive index method.As the translation part, “Study on fault induced rock bursts”, which is on fault rock burst induced by slip destabilization when the working face advances to the fault, has been translated.Keywords：mine design,vertical shaft development，rock burst,fault中國礦業(yè)大學2009屆本科生畢業(yè)設計第146頁1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1 礦區(qū)概述11.2 井田地質(zhì)特征31.3 煤層特征102 井田境界及儲量142.1 井田境界142.2 礦井工業(yè)儲量152.3 礦井可采儲量193 礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限223.1 礦井工作制度223.2 礦井設計能力及服務年限224 井田開拓244.1 井田開拓的基本問題244.2 方案比較284.3 礦井基本巷道345 準備方式采區(qū)巷道布置445.1 煤層地質(zhì)特征445.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)455.3 采區(qū)車場及主要硐室526 采煤方法566.1 采煤工藝方式566.2 回采巷道布置707 井下運輸727.1 概述727.2 采區(qū)運輸設備選擇737.3 大巷運輸設備選擇768 礦井提升788.1 礦井提升概述788.2 主副井提升789 礦井通風及安全819.1 礦井通風系統(tǒng)的確定819.2 礦井風量計算849.3 礦井阻力計算899.4 選擇礦井通風設備969.5 安全災害的預防措施10110 設計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標103綜合指數(shù)法在礦井沖擊危險性評價中的應用1041 概述1052 礦井沖擊危險性影響因素分析1073 綜合指數(shù)法評價沖擊危險性研究1124 小結(jié)117參考文獻118英文原文119Study on fault induced rock bursts119中文譯文131關于斷層誘發(fā)沖擊礦壓的研究131致謝1411 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 交通地理位三河尖煤礦位于徐州市沛縣龍固鎮(zhèn)境內(nèi)，地處蘇魯邊界，東臨昭陽湖、西臨豐縣、北與山東省魚臺縣接壤，東南距徐州市92 km、至沛縣27 km，西北距魚臺縣城19 km。徐濟公路穿過該井田，東北至京杭大運河6 km，可進行水陸運輸。大屯煤電（有限）責任公司鐵路專用線通至本礦，交通較為方便（如圖1-1所示）。1.1.2 地形地貌本區(qū)屬黃淮沖擊平原，地勢平緩稍向東北傾斜。地面標高+34.3+39.98米，地面坡降一般均小于千分之一，屬南四湖南端西部堆積區(qū)。1.1.3 水文情況1）湖泊：總稱南四湖，1960年二級壩建成后，獨山、昭陽湖為一級湖，微山湖為二級湖。 南四湖總面積為600 km2，流域面積2726 km2，歷史最大匯水量107 億m3（1957年），據(jù)南陽站觀測：最高水位+36.89 m，最大蓄洪量25.6 億m3 (1964年9月)，最低水位+32.32 m，最小蓄洪量0.57 億m3 (1962年6月)，湖底高程+31 m，湖堤高程+39 m。2）河流：井田內(nèi)河流稀少，除大沙河為天然河流外，尚有姚樓河、蘇魯河、義河、復興河、徐沛運河等均為興修水利人工開掘的河流。坡降均小于1/2000。河水位同于湖水位，屬季節(jié)性河流，農(nóng)業(yè)上用河道引水灌溉，同時地面南北、東西向的灌溉渠道縱橫交錯。河流狀況見表1-1： 表1-1 河 流 狀 況 表名 稱流域面積(km2)發(fā)源地堤頂標高（m）河底標高（m）河底寬度（m）經(jīng)受過最大流水量（m3/min）義河128豐沛運河39.0031.5015.0076復興河1777碭山、玄帝廟40.5031.50135.00628蘇魯河148山東、單縣39.5031.5060-7097大沙河豐縣、高莊39.0034.00250-32074姚樓河39.5031.0032-60徐沛運河沛城60-803）洪水及內(nèi)澇區(qū)內(nèi)地面標高+34.3+39.98 m，1958年前本區(qū)經(jīng)常有洪水及內(nèi)澇，1957年7月南四湖湖堤決口，本區(qū)+36.50 m以下全淹，洪水持續(xù)20余日。圖1-1 三河尖煤礦交通地理位置示意圖 1.1.4 氣象與地震本區(qū)屬南溫帶黃淮區(qū)，氣象具有長江流域與黃河流域的過渡性質(zhì)，接近北方氣候的特點，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。春秋常有干旱及寒潮、霜凍等自然災害，但四季分明，氣候溫和。本區(qū)屬于季風型大陸性氣候。據(jù)沛縣氣象站歷史資料：氣溫：年平均氣溫13.8 C，日最高氣溫40.70 C（1966年7月10日），日最低氣溫-21.3 C（1967年1月4日）。降水量：年平均降水量811.7 mm，最大年降水量1178.9 mm（1971年），最小降水量550 mm（1968年），最大日降水量340.7 mm（1971年8月9日），降水多集中于7、8月份，占全年降水量的60%。蒸發(fā)量：年平均蒸發(fā)量1623.7 mm。風向：全年以東南、偏東風為最多，年平均風速3.2 m/s。凍土：歷年最大凍土深度19 cm(1969年)，平均12 cm。地震：自公元462年以來，據(jù)不完全統(tǒng)計，本區(qū)共記載有感地震30余次，其中影響較大的有1668年7月25日山東莒縣郯城8.5級地震，1937年8月18日山東菏澤7級地震。本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約100 km，該斷裂總長約1000 km，為一長期活動的斷裂帶，亦為強地震帶，郯城至新沂一帶具有發(fā)生強地震的地質(zhì)構(gòu)造背景。地震基本烈度：1970年9月25日中國科學院中南大地構(gòu)造研究室鑒定沛縣地區(qū)基本烈度為七度，1977年7月國家地震局南京地震大隊再次確認沛縣地區(qū)基本烈度為七度。按照2000年地震等級劃分新標準，三河尖煤礦地震等級為0.05G。1.1.5 水源及電源礦井生活用水取自處理后的淺層地表水，工業(yè)用水取自處理后的井下排水。礦井現(xiàn)有35/6KV變電所一座，該變電所雙回路35KV電源由沛縣孔莊110KV區(qū)域變電所不同母線引出，礦井35/6KV變電所除向本礦井井下及地面用電設備供電外，另有小部分農(nóng)用外轉(zhuǎn)供電。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 井田地質(zhì)構(gòu)造三河尖井田位于滕魚背斜向西南的延伸部位，受后期構(gòu)造運動的切割作用，形成了一套不完整的NE向次一級向斜構(gòu)造；以龍固背斜為主體向東西兩翼又伴生次一級的向背斜。又經(jīng)燕山期劇烈的構(gòu)造運動，產(chǎn)生一系列較大張性斷裂，破壞了龍固背斜的完整性。按構(gòu)造線方向主要可分為NE、NW、EW、NNE向四組。井田主要由吳莊向斜、張莊向斜構(gòu)成，次一級小褶曲和斷裂均不發(fā)育。地層傾角021。地層：三河尖井田位于豐沛煤田西北隅，屬華北地層區(qū)。全區(qū)在前寒武系的結(jié)晶基底上沉積了以后的一套地層，包括寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系、侏羅白堊系、第三系、第四系。地質(zhì)綜合柱狀圖如圖1-2所示。圖1-2 地質(zhì)綜合柱狀圖各地層簡述如下：1）下古生界（Pz1）：奧陶系閣莊組（O2）石灰?guī)r為棕灰淺灰（微肉紅）色，厚層、塊狀、致密、質(zhì)純、性硬脆，具縫合線構(gòu)造，夾有礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，偶夾灰綠色及深灰色薄層泥巖，發(fā)育不規(guī)則張裂隙，充填或半充填有方解石及鈣泥質(zhì)。2）上古生界（Pz2）：包括石炭系、二迭系1. 石炭系（C）：包括本溪組、太原組（1） 本溪組（C2）：厚度25.6847.60 m，平均厚度36.65 m。為一套海相沉積，巖性組合穩(wěn)定，不含煤。下部為紫紅紫色（含灰綠色斑塊）鐵質(zhì)泥巖（俗稱山西式鐵礦）為本溪組的標志層。上部有13層灰?guī)r，隱晶質(zhì)、塊狀、質(zhì)純、性脆，局部含海百合莖等生物化石碎屑。夾灰綠色鋁土質(zhì)泥巖或硅質(zhì)泥巖。假整合于O2（馬家溝組）之上，以灰?guī)r頂界與太原組（C3）分界。（2）太原組（C3）：厚度150.68189.95 m，平均165.30 m。與其下伏地層本溪組（C2）整合接觸，為一套海陸頻繁交替的含煤地層沉積。其主要特點有： 厚度穩(wěn)定，井田內(nèi)變化小。 旋回結(jié)構(gòu)清楚，易與對比。 標志層明顯，計有1314層石灰?guī)r，其中四灰、十二灰為區(qū)域穩(wěn)定標志層。海相泥巖中常富含菱鐵質(zhì)結(jié)核。本組主要由粉砂巖、泥巖、薄中厚層狀石灰?guī)r、粉細互層、中細砂巖、粘土巖及煤層組成。粉砂巖和泥巖致密性脆，常含透鏡狀菱鐵礦結(jié)核、瘤狀及星點狀（柱狀）黃鐵礦及植物化石碎片（偶有完好者）；海相泥巖底部偶含海豆牙化石及生物碎屑。在粉細砂巖互層中具緩波狀及渾濁狀層理（偶有底棲動物通道）亦含植物化石碎屑。長石石英中細砂巖多為淺灰灰色，硅泥質(zhì)膠結(jié)，一般較純，分選及磨圓度尚好，時含瘤狀黃鐵礦、菱鐵礦結(jié)核，具斜層理、波狀層理及交錯層理等。本組灰?guī)r一灰、五灰、七灰、八灰、九灰、無名灰、十三灰等局部沉缺，其余各層灰?guī)r均穩(wěn)定。以薄層生物碎屑灰?guī)r或泥灰?guī)r（一灰）頂與山西組分界。2. 二迭系（P）井田內(nèi)二迭系地層中山西組、下石盒子組、上石盒子組均有發(fā)育，總厚度約為350370 m。 （1） 山西組(P11)厚度62.76131.16 m平均116.2 m。總的為一套濱海平原三角洲溫濕氣候條件下的河湖沼澤、泥炭沼澤相等煤系地層沉積，主要沉積體系為河控三角洲沉積體系。主要特點： 總厚度較穩(wěn)定，一般保持在90110 m之間。 旋回結(jié)構(gòu)清楚，但不盡完整，有分叉合并現(xiàn)象。 局部地段（F2上盤淺部）受到不同程度的風化剝蝕。 含井田主要可采煤層，且有分叉合并現(xiàn)象。 砂巖特征明顯，厚度有一定變化，對煤層有局部沖刷作用（近南北向的沖刷帶）。巖比關系有砂巖加厚含煤性變差的規(guī)律。下段：厚度3050 m。 底部為灰深灰色海相泥巖、砂質(zhì)泥巖，多含植物化石碎片；中部發(fā)育9煤層，9煤層局部遭受沖刷，造成局部地段缺失或不可采；上部為灰白色長石、石英細粒砂巖，泥質(zhì)硅泥質(zhì)膠結(jié)，局部較硬，常含頁塊狀泥巖、粉砂巖包體，菱鐵礦結(jié)核及菱鐵質(zhì)條帶（由鮞粒顯示），炭泥質(zhì)條紋、鏡煤透鏡體及炭化植物化石碎屑等，該層砂巖厚度變化大，最厚達39.7 m，對9煤影響較大。中段：厚度平均40 m。底部為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，富含植物化石；中部發(fā)育7煤層；上部為灰白色中粗粒砂巖，硅硅泥質(zhì)膠結(jié)，分選中等，富含菱鐵質(zhì)鮞粒條帶。上段：厚度3045 m。以灰灰綠色泥巖為主，夾中細粒砂巖，多含植物化石碎片，偶含不穩(wěn)定薄煤層（6煤層），上部雜色巖層漸增，反映古氣候由潮濕向干燥的轉(zhuǎn)變過程。本組與下伏地層太原組（C3）呈整合接觸。（2）下石盒子組（P12）：保留厚度0296.4 m，一般厚度220 m。主要特點有： 總厚度較徐州煤田（銅山縣）相對較小，含煤性差（井田內(nèi)僅有12個見煤點，均不可采），此乃受區(qū)域南北沉積分異特征的控制而造成。 紫紅色地層逐漸增多，反映出內(nèi)陸干燥的氣候條件漸占主導地位的趨勢。 砂巖較厚且頻繁出現(xiàn)，說明沖積相在本組內(nèi)很發(fā)育。按巖性組合，大致可分為三段：下段：厚約65 m。底部為灰綠色淺綠色含礫中粗粒砂巖（俗稱分界砂巖）厚度3.643.8 m，平均15 m，全區(qū)分布穩(wěn)定，常含有石英燧石小礫及泥巖包體，泥硅質(zhì)膠結(jié)，局部含菱鐵鮞粒，夾有雜色泥巖、灰色粉砂巖，部分為雙層結(jié)構(gòu)（夾粘土質(zhì)粉砂巖、細砂巖），對下伏山西組雜色泥巖有一定的沖刷作用，為井田的主要標志層。上部為灰色含紫紅色斑點的砂質(zhì)泥巖夾有灰綠色細砂薄層，常含24個煤層或?qū)游唬ㄋ追Q柴煤）厚度均小于0.31 m。中段（柴砂段）：厚約60 m；以灰綠色中細砂巖為主，局部為石英砂巖，有時含礫石及粉砂巖包體或菱鐵質(zhì)鮞粒，具斜層理、交錯層理及韻律分選層理等，夾粉砂巖及粘土巖，層位尚穩(wěn)定，厚度變化大。底部常發(fā)育一層較穩(wěn)定的含礫中粗砂巖（俗稱柴砂），為本組較穩(wěn)定的標志層。上段：厚約95 m，以雜色泥巖、灰綠色粘土巖為主，夾數(shù)層薄層細粒砂巖。泥巖中多含植物化石。本組底部以分界砂巖與下伏地層山西組整合接觸。（3） 上石盒子組（P21）保留厚度0101.90 m，其底部一層通稱為奎山砂巖，保留厚度066.5 m，以淺灰、淺褐灰或淺肉紅色石英砂巖為主，鐵硅質(zhì)膠結(jié)，局部特硬，常為中粗粒，分選及磨圓度較好，含石英細礫及泥巖碎塊，具韻律分選層理，多呈雙層結(jié)構(gòu)。此層在張莊向斜較發(fā)育，東部僅少數(shù)鉆孔有保留，吳莊區(qū)由東向西增厚，由南向北變薄?？缴皫r為井田主要標志層，也為上、下石盒子分界。個別鉆孔其上還殘有雜色泥巖、粉砂巖或長石、石英砂巖等。與上覆KJ地層不整合接觸，為井田煤系地層最上部標志層。3）中生界（MZ）侏羅白堊系（KJ）保留厚度15.85762.25 m，區(qū)內(nèi)由于受斷塊升降和剝蝕的影響，厚度變化較大，每一斷塊內(nèi)，由南向北增厚，由東向西變化不大，略有增厚的趨勢，與煤系地層大致吻合，局部有變化。該層總厚度1200 m以上，此套地層是干燥氣候條件為主的內(nèi)陸盆地型沉積。自下而上大致分為四段：第一段：紫褐色砂巖段，厚度170353 m，平均250 m。以紫紅、紫褐色中細砂巖、含礫砂巖為主，夾薄層粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。礫石成分以石英巖為主，少見巖漿巖及灰?guī)r礫。中上部夾煤線或煤屑。第二段：雜色砂質(zhì)泥巖段，厚度227380 m，平均250 m。以灰綠夾紫紅等雜色砂質(zhì)泥巖為主，夾薄層粉細砂巖，偶見礫石及石膏團塊。第三段：灰色粉砂巖、泥巖段，厚度大于130 m。以深灰灰綠色粉砂巖、泥巖為主，含石膏。第四段：雜色含礫砂泥巖段，主要分布于F24以南，厚度大于576.49 m。中下部以紫褐、灰綠等雜色砂質(zhì)泥巖、泥巖與礫巖互層為主，砂質(zhì)泥巖中含有礫石，礫石成份以玄武巖為主，其次為砂巖、灰?guī)r。上部以紫紅色夾灰綠色斑點的砂質(zhì)泥巖為主，夾砂巖薄層。與下伏煤系地層呈不整合接觸。對煤系地層的保留起一定保護作用。上多被第四系覆蓋。4）新生界（KZ）1. 第三系（E）：井田內(nèi)主要分布于F24以南，最大揭露厚度為90.16 m。底部為棕紅色礫巖，礫石成分砂巖、砂質(zhì)泥巖；中上部以棕紅色砂質(zhì)泥巖為主，夾砂巖薄層，含灰?guī)r、砂巖、砂泥巖礫。與下伏地層呈不整和接觸。2. 第四系（Q）：厚度184.70262.75 m，一般厚度220 m，由東向西逐漸增厚，按成因時代分為全新統(tǒng)及更新統(tǒng)。全新統(tǒng)厚1846 m，主要由黃泛淤積的黃褐色粉砂組成。下部為湖積淤泥，富含淡水螺殼，底部以簿層磚紅色粘土與更新統(tǒng)分界。上更新統(tǒng)厚度約65 m，由黃褐灰綠色富含砂姜及鐵錳質(zhì)結(jié)核的砂質(zhì)粘土夾河流相中、粗砂組成。砂層總厚度20 m左右，共310層。中下更新統(tǒng)厚約130 m左右，灰綠色為其特征，由厚層粘土夾多層中、粗砂組成。砂層總厚2763 m，計13層，底部有一層不穩(wěn)定的含粘土砂礫。與下伏地層不整和接觸。斷層：孫氏店正斷層（F1）：為區(qū)域性大斷層，位于井田中部并貫穿井田，將三河尖井田分為南北兩翼。斷層走向東西，傾角60，落差90390 m。1.2.2 水文地質(zhì)三河尖煤礦位于半封閉的滕縣背斜儲水構(gòu)造單元的西南側(cè)，地下水流向由東北向西南方向，地下水主要通過東部嶧山斷層進水口得到基巖補給及滕縣背斜軸部奧陶系灰?guī)r溶隙直接接受第四系底部含水層組的補給。該儲水構(gòu)造單元由東往西水文條件逐漸變?yōu)楹唵?。礦井主要含水層有：1）第四系底部砂礫孔隙含水層該含水層富水性中等，直接覆蓋于基巖之上，與基巖各含水層在風氧化帶部位發(fā)生水力聯(lián)系。2）侏羅白堊系底部礫巖裂隙含水層主要分布在各井田的深部，富水性較弱，局部偏強。3）二疊系上石盒子組底部奎山砂巖裂隙含水層以中粗粒砂巖為主，厚度較大、穩(wěn)定、堅硬，裂隙發(fā)育，富水性中弱。4）二疊系下石盒子組底部分界砂巖裂隙含水層以中粗粒砂巖為主，裂隙發(fā)育，富水性中弱。5）二疊系山西組7、9煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層組該含水層組為開采7、9煤層時的直接充水含水層。據(jù)抽水資料： 7煤頂板砂巖：q=0.00010.006 l/s.m k=0.0010.02 m/d 9煤頂板砂巖：q=00.07 l/s.m k=01.54 m/d結(jié)合臨近生產(chǎn)礦井涌水量資料看：該含水層組礦井涌水量不大，一般不超過150 m3/h。富水性弱，以靜儲量為主，突水時來得快，去得也快，逐步變成淋水或干涸狀態(tài)。6）石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組以四灰、無名灰、十二灰為主要含水層，其中四灰厚度大，巖溶裂隙不發(fā)育，分布穩(wěn)定，水量較小，水頭壓力不高。據(jù)抽水資料：=0.00030.007 l/s.m k=0.031.23 m/d太原組四灰含水層為礦井開采山西組煤層時的間接充水水源。預計礦井疏放水最大涌水量80150 m3/h，穩(wěn)定水量為2080 m3/h。無名灰、十二灰為開采太原組煤層時的直接充水含水層，厚度較大，分布較穩(wěn)定，裂隙不發(fā)育。綜上所述，三河尖井田為水文地質(zhì)條件簡單型礦井。預計礦井涌水量一般為60 m3/h，最大涌水量為不超過120 m3/h，因此在礦井開采中基本不受水害影響。1.2.3 其他有益礦物1）在侏羅白堊系地層中，有極薄的纖維狀石膏賦存，但無工業(yè)利用價值。2）煤樣化驗結(jié)果顯示，可采煤層中含有鍺、鎵兩種微量元素，經(jīng)定量分析發(fā)現(xiàn)，其含量未達到工業(yè)品值，見表1-2。表1-2 可采煤層鍺、鎵元素定量分析表煤層項目791721鍺（ppm）1.008.233.49 3)1.5111.665.83（4）1.13.02.5（2）0.1鎵（ppm）6.016.010.33(3)8.012.010.0（3）73.04.03.5（3）1.2.4 地質(zhì)勘探程度三河尖井田從1957年至今，由169煤田地質(zhì)勘探隊、江蘇省煤田地質(zhì)勘探公司物探隊、江蘇省煤田地質(zhì)勘探公司勘探二隊、四隊和徐州礦務局地質(zhì)勘探工程處在本區(qū)進行多期地質(zhì)勘探工作，共施工地震詳查測線51條，總測長121.57 km，地震測線49條，測長105.67 km。地質(zhì)鉆孔179個，工程量134000.01 m。1.3 煤層特征1.3.1 煤層三河尖井田主要含煤地層為石炭系、二迭系，包括兩個含煤組，即太原組、山西組。下二迭統(tǒng)山西組（P11）為一套近海河湖、泥炭沼澤相沉積，主要為河控三角洲沉積，是井田內(nèi)主要的含煤地層。主要由中細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及少量粗砂巖、含礫砂巖、雜色泥巖、薄厚煤層組成。以中細砂巖為主體，本組厚62.76131.16 m，平均116.20 m，主要可采煤層為7、9煤，位于本組中下部。上石炭統(tǒng)太原組（C3）為一套海陸交替相沉積，為區(qū)域主要含煤地層。地層標志明顯、沉積規(guī)律十分清楚，旋回結(jié)構(gòu)突出，海相沉積與陸相沉積交替出現(xiàn)，厚層薄層石灰?guī)r與薄層煤交替，其間夾有泥巖、砂巖砂泥巖沉積層，石灰?guī)r1314層，煤層816層。本組厚度150.68189.95 m，平均165.30 m。主要煤層有17和21煤，位于本組中下部。區(qū)內(nèi)主要可采煤層共有兩層，自下而上依次為9、7煤，傾角721，一般13。現(xiàn)分述如下（可采煤層層間距見表1-3）：山西組9煤：最厚為3.25 m，平均煤厚3 m。三河尖勘探區(qū)：F1下盤屬穩(wěn)定的可采厚煤層；F1上盤屬全部可采的穩(wěn)定中厚煤層。吳莊勘探屬大部分可采的穩(wěn)定的中厚煤層。劉莊勘探區(qū)屬全部可采的較穩(wěn)定中厚煤層。井田內(nèi)綜合評定9煤屬全部可采的穩(wěn)定的中厚煤層。山西組7煤：最厚為3.35 m，平均煤厚3 m。三河尖勘探區(qū)：F1下盤屬穩(wěn)定的可采厚煤層；F1上盤屬全部可采的穩(wěn)定中厚煤層。吳莊勘探屬大部分可采的穩(wěn)定的厚煤層。劉莊勘探區(qū)屬全部可采的較穩(wěn)定厚煤層。井田內(nèi)綜合評定7煤屬全部可采的穩(wěn)定的中厚煤層。表1-3 各主要可采煤層與標志層層間距表煤層及標志層層間距（m）備注最小值最大值平均分界砂巖34.783.08567煤052.2289煤14.640.525一灰1.3.2 煤質(zhì)情況本區(qū)煤質(zhì)特征與附近的徐州及魯西南地區(qū)各煤田的石炭二迭系煤層煤質(zhì)相似，均屬高等植物生成的腐植煤類，煤的炭化是受區(qū)域變質(zhì)的影響。即由于含煤建造受上覆巖層的靜壓力和地熱的長期作用而引起煤的變質(zhì)。本區(qū)煤質(zhì)牌號基本無變化，山西組7、9煤均為氣煤。各煤層煤質(zhì)特征見表1-4。表1-4 各煤層煤質(zhì)特征表煤層編號Ma.d(%)Ad(%)Vdaf(%)坩堝粘結(jié)性17St.d(%)Pd(%)Qgr.ad7原煤0.603.89 1.879.0339.15 15.699.7242.4037.25160.231.520.750.00218.4129.3427.06精煤0.893.11 2.034.1610.08 6.4734.842.738.11460.490.750.6629.1431.5029.739原煤0.394.45 2.046.5444.83 17.231.3444.8237.25160.254.491.090.0003111.6631.2525.83精煤0.952.82 2.174.008.13 6.434.842.737.61160.531.240.7231.511.3.3 煤層頂?shù)装鍡l件1）7煤頂?shù)装鍘r性及類型該煤層直接頂板以灰至深灰色粉砂巖為主，厚度012.8 m，局部相變?yōu)檎惩翈r，泥巖；巖性致密，常含菱鐵礦結(jié)核，富含植物化石。部分被中粗砂巖沖刷代替，中粗砂巖成份以長石、石英為主，厚度2.725 m，平均 m，灰灰白色，以中粒為主，硅泥質(zhì)泥質(zhì)膠結(jié)，顆粒分選磨圓度中等，常含泥巖、粉砂巖包體；夾有菱鐵礦結(jié)核細條帶（鮞粒顯示）、炭泥質(zhì)條紋及鏡煤透鏡體等，示韻律分選及斜層理等，厚度變化較大。7煤直接頂為粉砂巖時，該層為煤層老頂。底板多為深灰色粉砂巖，厚度020.3 m，平均4 m，上部有時有一層粘土巖，或相變?yōu)槟鄮r；水平層理，含植物化石。局部為粉細砂巖互層，厚度2.018.5 m，平均7 m，淺灰深灰色，厚度不均，變化較大，常被砂巖代替，夾菱鐵礦條帶；與上、下層過渡接觸。直接底為粉砂巖時，該層為煤層老底。砂巖抗壓強度53.90178.5 MPa，單項抗拉強度2.437.11 MPa。粉砂巖抗壓強度30.5691.80 MPa，故該煤層頂板屬中等難冒頂板。2）9煤層頂?shù)装寮邦愋驮撁簩又苯禹敯宥酁榛野谆疑?，中細粒砂巖；厚度4.9243.01 m，平均17.16 m，泥質(zhì)硅泥質(zhì)膠結(jié)，局部較硬，分選及磨圓度中等，含泥巖、粉砂巖、鏡煤包體、菱鐵礦瘤狀結(jié)構(gòu)及顆粒，具斷續(xù)斜層理、交錯斜層理等。此層為該礦煤系地層的標志層；常使9煤部分受到?jīng)_刷。局部9煤直接頂為粉砂巖、泥巖互層，厚度05 m，深灰色，巖性致密，受其上中細砂巖影響，厚度變化較大。個別地點為巖漿巖。該煤層底板以粉砂巖為主，厚011.13 m，平均4 m，頂部時有薄層粘土巖，含細砂巖條帶，具緩波狀水平層理，富含植物化石，局部為深灰色淺灰色中細粒砂巖，厚度3.2739.8 m，平均15 m，局部相變?yōu)榉奂毶皫r互層或粉砂巖，具緩波狀、渾濁狀層理，含菱鐵礦質(zhì)結(jié)核及植物化石碎片等，厚度變化較大。中砂巖抗壓強度53.82131.2 MPa，單項抗拉強度3.515.1 MPa。粉砂巖抗壓強度19.3198.00 MPa，故該煤層頂板屬難中等冒落頂板。1.3.4 瓦斯井田內(nèi)，共采集23個瓦斯樣，其中7煤6個，9煤5個。 各煤層瓦斯含量測定結(jié)果見表1-5。表1-5 煤層瓦斯含量測定表 單位：cm3/g可燃質(zhì)煤層CH4CO2N2C2H6C3H8I-C4H10n-C4H10700.1670.01060.1530.42800.32500.0620.019500.0900.0285900.3490.0930.1340.3090.19700.0380.01900.0380.019從表1-5可以看出：各煤層CH4平均含量0.01060.093 cm3/g可燃質(zhì)；平均0.053 cm3/g可燃質(zhì)，小于0.1 cm3/g可燃質(zhì)。但局部地段有富集現(xiàn)象（10-2孔CH4含量達0.349 cm3/g可燃質(zhì)）；CO2平均含量0.1970.325 cm3/g可燃質(zhì)；平均0.266 cm3/g可燃質(zhì)。表1-6 可采煤層鉆孔瓦斯含量自然成分統(tǒng)計表（%）煤層CH4CO2N2C2H6C3H8I-C4H10n-C4H10709.341.9958.8619.3513.69776.0791.0382.63202.420.7103.920.9589059.5112.3883.3722.2611.68830.2992.7174.57804.920.98401.910.382從表1-6可以看出：各主要可采煤層自然瓦斯成分以N2為主，占74.57882.632；CO2次之，占11.66814.008；CH4僅占1.99512.388。根據(jù)本區(qū)鉆孔瓦斯測定資料，三河尖煤礦屬低瓦斯礦井。1.3.5 煤塵及煤的自燃根據(jù)煤塵爆炸性試驗指標，各煤層煤樣火焰長度及巖粉含量均為零，屬于無煤塵爆炸危險性煤層。根據(jù)三河尖井田（精查）勘探地質(zhì)報告提供的資料，井田內(nèi)各煤層均為不易自燃煤層。2 井田境界及儲量2.1 井田境界2.1.1 井田范圍東部邊界：以F2正斷層、F24正斷層為界。西部邊界：以經(jīng)線39475643為界。南部邊界：為432號、475號、468號鉆孔之連線。北部邊界：以-1000 m各煤層底板等高線為界。2.1.2 開采界限三河尖井田主要含煤地層為石炭系、二迭系，包括兩個含煤組，即太原組、山西組，含煤22層?？刹擅簩觾蓪?，自下而上依次為9、7煤。礦井設計只針對7、9煤。開采上限：7號煤層以上無可采煤層。下部邊界：9號煤層以下亦無可采煤層。2.1.3 井田尺寸本設計井田最大走向長4.93 km，最小走向長3.49 km，平均走向長4.31 km。井田傾斜方向的最大長度為3.76 km，最小長度0.99 km，平均傾斜長3.75 km。水平寬度3.64 km。煤層的最大傾角為21，最小傾角為7，平均為13。井田的水平面積按下式計算：S=HL 式2.1式中：S 井田的水平面積，km2； H 井田的平均水平寬度，km； L 井田的平均走向長度，km。則井田的水平面積為：SHL3.644.31=15.69 km2井田賦存狀態(tài)示意圖如圖2-1所示。 圖2-1 井田賦存狀態(tài)示意圖2.2 礦井工業(yè)儲量2.2.1 儲量計算的步驟礦井儲量是礦井開發(fā)和各項建設工作的客觀基礎條件，因此，對儲量的圈定與計算必須以十分認真的態(tài)度，嚴肅對待。為保證儲量具有足夠的可靠性，在進行礦井儲量技術(shù)時，應按照下列步驟進行。1）原始資料的檢查儲量是確定礦井生產(chǎn)能力的基礎。因此，首先對計算儲量用的各類原始地質(zhì)資料進行全面的研究和審核。2）確定勘探類型并選擇不同儲量級別的勘探密度當對勘探工程作出可靠性的評價以后，應根據(jù)規(guī)范中對勘探區(qū)的構(gòu)造復雜程度及煤層穩(wěn)定程度，確定勘探類型與選擇不同儲量級別的勘探密度，以此編制儲量計算平面圖。3）確定不同儲量級別的邊界線按照不同的煤層，參照其勘探類型規(guī)定的各級儲量計算所需要的勘探密度，結(jié)合設計礦井的具體地質(zhì)條件，分別確定其不同儲量級別的邊界線。4）選擇儲量計算的方法根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、煤層變化、勘探工程等情況，結(jié)合煤礦設計的具體要求，選擇合理的儲量計算方法，以保證計算出的儲量可靠，滿足設計要求。2.2.2 井田地質(zhì)勘探本井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細勘探。1974年1976年，江蘇省煤田地質(zhì)勘探四隊、二隊在三河尖勘探區(qū)進行精查勘探，共施工鉆孔85個，工程量60270.54 m，提交了江蘇省三河尖勘探區(qū)精查地質(zhì)報告（最終）。1977年1月4月，江蘇省煤田地質(zhì)勘探公司物測隊曾在吳莊水坑洼地區(qū)進行地震詳查勘探，使用DZ-701模擬地震儀，30HZ檢波器。并于1977年6月提交了吳莊水坑洼地區(qū)地震詳查報告。井田范圍內(nèi)鉆孔分布：井田內(nèi)南部邊界附近和東部及西部邊界附近，鉆孔布置較少，其他區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細。井田南部邊界附近、西部邊界附近以及東部邊界附近屬332級儲量，斷層附近屬333級儲量，其他區(qū)域為331級儲量。高級儲量占99%，符合煤炭工業(yè)設計的規(guī)范要求。井田內(nèi)7煤層最小可采厚度2.65 m，最大可采厚度為3.35 m，平均3.0 m；9煤層最小可采厚度2.56 m，最大可采厚度為3.25 m，平均3.0 m。2.2.3 工業(yè)儲量計算1）地質(zhì)資源儲量礦井主采煤層為7煤和9煤，采用地質(zhì)塊段法劃分儲量塊。根據(jù)地質(zhì)勘探情況將礦體劃分為甲、乙、丙、丁、戊、己六個塊段（如圖2-2所示），在各個塊段內(nèi)用算術(shù)平均法求得各塊段的儲量，煤層儲量為各塊段儲量之和。 圖2-2 地質(zhì)塊段劃分圖計算公式：Zi=Ssicos iMii1000000 式2.2式中：Zi 各塊段儲量，Mt； Ssi 各塊段水平面積，m2； i 各塊段的平均傾角，； Mi 各塊段內(nèi)煤層厚度，m； i 各塊段內(nèi)煤的容重，t/m3。礦井地質(zhì)儲量計算結(jié)果見表2-1。表2-1 三河尖煤礦地質(zhì)儲量計算表序號煤厚(m)容重(t/m3)水平面積（m2）傾角（）真實面積（m2）地質(zhì)儲量（Mt）甲6.31.41947752.65212087005.718.41乙5.61.43850874.14143961212.531.06丙5.71.41172059.70111192477.49.52丁6.41.42686764.17142767140.424.79戊6.11.42949449.61123016086.125.76己6.21.42060346.44162141019.618.58總計15164941.6128.11地質(zhì)資源儲量中各類儲量分類表見表2-2。表2-2 礦井地質(zhì)/資源分類表地質(zhì)資源儲量 254.79 Mt60%30%10%探明的控制的推斷的80%20%80%20%Z333Z111bZ2M11Z122bZ2M2261.4915.3730.757.6912.812）工業(yè)資源/儲量礦井工業(yè)資源儲量是指地質(zhì)資源量經(jīng)可行性評價后，其經(jīng)濟意義在邊際經(jīng)濟以上的基礎儲量的內(nèi)蘊經(jīng)濟的資源儲量乘以可信度系數(shù)之和。礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k 式2.3式中：Zg 礦井工業(yè)資源/儲量，Mt； Z111b 探明的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； Z122b 控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； Z2M11 探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； Z2M22 控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； Z333 推斷的資源量，Mt； K 可信度系數(shù)，取0.70.9。地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定取0.9，地質(zhì)構(gòu)造復雜，煤層賦存不穩(wěn)定取0.7，本礦井煤層賦存中等穩(wěn)定，取0.8。根據(jù)表2-2中數(shù)據(jù)可知：Zg=61.49+30.75+15.37 +7.69 +12.810.8=125.55 Mt2.3 礦井可采儲量2.3.1 安全煤柱計算礦井可采儲量時，必須要考慮以下?lián)p失：1）工業(yè)廣場保護煤柱：工業(yè)場地、井筒、水庫等均留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星的村莊不留設保護煤柱；2）井田境界煤柱損失；3）采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失和斷層煤柱損失；4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；5）其他損失。本井田中永久煤柱損失主要有：工業(yè)廣場保護煤柱、井田境界煤柱損失和斷層保護煤柱等。保護帶、維護帶的劃分原則：1）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。2）維護帶寬度：風井場地20 m，村莊10 m，其他15 m。3）斷層煤柱寬度30 m，井田境界煤柱寬度20 m。煤礦設計規(guī)范中若干條文修改決定的說明中第十五條關于減少廣場占地問題中，工業(yè)場地（包括選煤廠）占地面積指標應控制在表2-3的范圍內(nèi)。表2-3 工業(yè)場地占地面積指標明細表井型/Mta-1占地面積指標/104m2（0.1Mt）-12.4及以上1.01.21.81.20.450.091.50.090.31.82.3.2 礦井永久保護煤柱損失量1）井田邊界保護煤柱井田邊界保護煤柱留設20 m寬，則井田邊界保護煤柱損失量為3.0960 Mt。2）斷層保護煤柱由于本井田斷層落差太大，考慮到斷層落差與斷層破碎帶成正相關，設計決定斷層保護煤柱留設50 m寬，則斷層保護煤柱損失量為3.2031 Mt。3）工業(yè)場地保護煤柱工業(yè)場地的布置應結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。經(jīng)設計驗算，礦井的設計生產(chǎn)能力為1.2 Mt/a。根據(jù)上述規(guī)定，由表2-3確定，工業(yè)場地的占地面積應為14.4104 m2。但是考慮到近些年來建筑技術(shù)的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場的面積都由縮小的趨勢。本設計取0.60的系數(shù)，則工業(yè)廣場的面積為0.0864 km2。長軸定為300 m，短軸定為288 m。即取工業(yè)廣場需要保護的尺寸為：長寬=300288=86400 m2的矩形布置工業(yè)場地，工業(yè)廣場布置在井田的中部偏西。7煤層平均傾角13，松散層厚度約為80 m，松散層移動角=45，上覆巖層的邊界角=74，下山移動角=78-0.78=67，上山移動角=69-0.4=63。工業(yè)廣場按級保護留維護帶，寬度為15 m。工業(yè)廣場保護煤柱如圖2-3所示，則工業(yè)廣場保護煤柱壓煤量為：6.7150 Mt。4）大巷保護煤柱：由于本礦井選用聯(lián)合布置，大巷全部采用巖石大巷，故大巷保護煤柱損失量為0。5）井筒保護煤柱：主、副井井筒保護煤柱在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi)，風井井筒布置在井田邊界以外，故井筒保護煤柱損失量為0。各保護煤柱損失量見表2-4。表2-4 保護煤柱損失量煤柱類型損失量（Mt）井田邊界保護煤柱3.0960斷層保護煤柱3.2031工業(yè)場地保護煤柱6.7150大巷保護煤柱0井筒保護煤柱0合 計13.0141 圖2-3 工業(yè)場地保護煤柱2.3.3 礦井可采儲量礦井可采儲量=（礦井工業(yè)儲量-永久煤柱損失）礦井回收率即：Zk=(ZgP)C 式2.4式中：Zk 礦井可采儲量； P 保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久保護煤柱損失量； C 采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75，中厚煤層不小于0.80，薄煤層不小于0.85，地方小煤礦不小于0.70。代入數(shù)據(jù)，得Zk(125.5513.0141)0.8 90.0287 Mt3 礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限3.1 礦井工作制度由煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范相關規(guī)定，礦井的設計年工作日330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修，每班工作6小時。礦井每晝夜凈提升時間為16個小時。3.2 礦井設計能力及服務年限3.2.1 確定依據(jù)由煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范第221條規(guī)定：礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設備供應及國家需煤等因素確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：1）資源情況：礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，應將礦井定為較大的井型；煤田地質(zhì)條件復雜，儲量有限，則不能將礦井規(guī)模定的太大；2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置，交通是否便利，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等；3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。3.2.2 礦井設計生產(chǎn)能力由地質(zhì)資料可知：本井田儲量豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單、煤層穩(wěn)定、開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井，結(jié)合本井田的工業(yè)儲量和開采儲量最終選定礦井設計生產(chǎn)能力1.2 Mt/a。3.2.3 礦井服務年限礦井服務年限必須與井型相適應。礦井可采儲量Zk、設計生產(chǎn)能力A礦井服務年限T三者之間的關系為： TZk（AK） 式3.1式中：T 礦井服務年限，a； Zk 礦井可采儲量，Mt；A 設計生產(chǎn)能力，Mt；K 礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。則礦井服務年限為：T = 90.0287/(1.21.4) = 53.6 a服務年限符合要求。3.2.4 井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)有7、9號煤層可采，平均煤厚均為3.0 m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。煤層傾角平均13，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采工作面。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本設計的礦井為大型礦井，開拓方式為雙立井單水平開拓。主井采用箕斗提升，提升能力大，能滿足提升方面的要求；副井采用雙層罐籠提升，保證人員和材料的運輸；大巷采用強力膠帶輸送機運煤，運輸能力也能達到要求，且機械化程度高。井底車場調(diào)車和通過能力均能滿足要求，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會影響生產(chǎn)能力。3）通風安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量很低，但煤塵具有爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向。礦井采用中央分列式通風。輔助運輸大巷進風，煤炭運輸大巷回風，工作面采用后退式U型通風，通過第九章的通風設計知