采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)顧橋井田1

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1、1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1位置與交通 顧橋井田位于安徽省風(fēng)臺(tái)縣西北，距縣城約20km，歸風(fēng)臺(tái)縣管轄。東西寬7～15km，平均約11km，南北長(zhǎng)8～17km，平均約13km，面積約140km2。地理座標(biāo)為東經(jīng)11626′15″～11637′00″，北緯3243′47″～3252′30″。 區(qū)內(nèi)有風(fēng)臺(tái)～利辛公路通過，外圍有風(fēng)臺(tái)～蒙城、風(fēng)臺(tái)～潁上～阜陽(yáng)、潘集～謝橋等主要公路。淮南～阜陽(yáng)鐵路經(jīng)過井田南緣。西淝河流經(jīng)本區(qū)南部入淮河，可通50噸級(jí)船只，交通方便。 圖1-1 地理位置圖 1.1.2地形與水系 顧橋井田地處淮河中游淮北平原南部，地形平坦，地面標(biāo)高

2、一般在21～24 m,西北高，東南低。永幸河由西北向東南流經(jīng)本區(qū)中部入淮河，西淝河經(jīng)過本區(qū)南緣，在魯臺(tái)改入淮河，是地面水匯集排泄的渠道，歷年最高水位+24.82 m(1954年)，1991年為+24.03 m(閘上)，兩岸筑有大堤，最大堤距3000～3500 m，右堤頂高+26.61 m，左堤頂高+27.11 m。顧橋集西有崗河，地勢(shì)低洼，標(biāo)高為18～20 m。此外，區(qū)內(nèi)遍布人工開挖的渠道，用以灌溉、防洪、排澇。 1.1.3礦區(qū)生產(chǎn)與建設(shè) 淮南潘謝礦區(qū)擁有136.75億噸保有儲(chǔ)量，自70年代開發(fā)以來，已建成潘一、潘二、潘三、謝橋和張集等5對(duì)礦井，投產(chǎn)規(guī)模16.1Mt/a。 廣大礦區(qū)范圍內(nèi)

3、，農(nóng)業(yè)以種植業(yè)為主，水產(chǎn)養(yǎng)殖位次，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)落后，產(chǎn)值低。 供電電源可靠：本礦井位于潘謝礦區(qū)西部，鄰近有3座電廠：淮南電廠（一廠）位于本礦井東南約50 km處，現(xiàn)裝機(jī)容量490 MW；洛河電廠（二廠）位于淮南電廠東北約5km處，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量4300 MW，220 kV線路與區(qū)域電網(wǎng)相聯(lián)；平圩電廠（三廠）位于淮南電廠西約11 km處，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量4600 MW；洛河電廠與平圩電廠之間有500kV聯(lián)絡(luò)線，并均以500kV超高壓線路經(jīng)繁昌與江南電網(wǎng)相聯(lián)。 1.1.4氣 象 本區(qū)屬季風(fēng)溫暖帶半濕潤(rùn)氣候，季節(jié)性明顯，夏季炎熱，冬季寒冷。 年平均氣溫15.1 ℃，極端最高氣溫41.2 ℃（66年8

4、月8日），極端最低氣溫-22.8 ℃（69年1月31日）。 年平均降雨量926.30 mm，最大1723.5 mm（1954年），最小471.9 mm（1966年），日最大降雨量320.44 mm ,小時(shí)最大降雨量75.3 mm。降雨多集中在6、7、8三個(gè)月，約占全年的40%。 年平均蒸發(fā)量1610.14 mm（水面），最大2008.1 mm（58年），最小1261.2mm（80年）。蒸發(fā)量大于降雨量，潮濕系數(shù)近似0.5。 春夏兩季多東南風(fēng)、東風(fēng)，秋季多東南、東北風(fēng)，冬季多東北、西北風(fēng)。平均風(fēng)速3.18 m/s，最大風(fēng)速20 m/s。 年初霜期在11月上旬，終霜期為次年4月中旬

5、，無(wú)霜期191～238天。 初雪一般在11月上旬，終霜在次年3月中旬，雪期72～127天，最長(zhǎng)138天，最短26天，最長(zhǎng)連續(xù)降雪6天，日最大降雪量16cm . 凍結(jié)及解凍無(wú)定期，一般夜凍日解。凍結(jié)深度4～12cm，最大凍結(jié)深度30cm。 1.1.5地 震 根據(jù)歷史資料，淮南地區(qū)地震活動(dòng)強(qiáng)度不大，以輕度破壞和有感地震為主。穎上縣志記載有感地震16次，其中1931年在明龍山曾發(fā)生6.25級(jí)地震，震中最大烈度7度。其它地區(qū)地震，如1668年郯城8.5級(jí)地震，1917年霍山6.25級(jí)地震，1937年荷澤7級(jí)地震，對(duì)本區(qū)均有波及，但無(wú)較大破壞。在抗震方面，安徽省地震

6、局皖震發(fā)地字（84）020號(hào)文對(duì)淮南地區(qū)未來百年內(nèi)的地震基本烈度定為7度。 《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖（1990）》經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，由國(guó)家地震局和建設(shè)部于一九九二年六月正式發(fā)布。國(guó)家建設(shè)部以建抗[1993]13號(hào)文、中國(guó)統(tǒng)配煤礦總公司以中煤總基經(jīng)學(xué)第47號(hào)文通知執(zhí)行新的《中國(guó)地震裂度區(qū)劃圖（1990）》。根據(jù)“90區(qū)劃圖”，淮南礦區(qū)（包括潘謝礦區(qū)）所處區(qū)域均劃為6度基本烈度區(qū)。 1.2地 質(zhì) 特 征 1.2.1 井田的勘探程度 顧橋井田從1966年至1980年間在原有勘探區(qū)內(nèi)先后施工鉆孔387個(gè)，井田范圍擴(kuò)大后，又增加了原屬?gòu)埣?、丁集二井田的部分鉆孔49個(gè)、顧橋煤層氣測(cè)試井1個(gè)

7、和井筒檢查孔7個(gè)，全井田共有鉆孔444個(gè)，鉆探工程量346528.70m。其中地質(zhì)孔407個(gè)，工程量326336.65m；水文孔37個(gè)，工程量20192.05m，抽水25次。此外，還施工了供水水源詳勘孔56個(gè)，工程量5885.81m。上述鉆孔絕大部分實(shí)施了測(cè)井工作。為配合原有勘探區(qū)的資源勘探工作，還進(jìn)行了光電和模擬地震勘探，共施工測(cè)線長(zhǎng)1661.08km，計(jì)22786個(gè)物理點(diǎn)。為了進(jìn)一步查明地質(zhì)構(gòu)造及主要煤層的賦存狀況，1995年又對(duì)原勘探區(qū)大部分區(qū)段進(jìn)行了高分辨率數(shù)字地震補(bǔ)充勘探，完成測(cè)線總長(zhǎng)781.5km，物理點(diǎn)計(jì)35470個(gè)，目前即將完成首采塊段三維地震勘探工作。 1.2.2地層

8、 顧橋井田屬全隱蔽含煤區(qū)，鉆探所及地層由老到新依次有奧陶系、石炭系、二疊系和新生界。 井田地層全系鉆孔揭露。 一、奧陶系中下統(tǒng)（Q1+2） 井田揭露最大厚度109.16m，為灰～深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r及少量礫狀灰?guī)r，頂部夾灰綠色鋁土團(tuán)塊，性致密，未見溶蝕。 二、石炭系上統(tǒng)太原組（C3） 有四個(gè)鉆孔穿過全組，平均厚104m。由灰?guī)r、泥巖、粉砂巖相間組成，含薄煤6～9層，大部分不可采，不穩(wěn)定。有灰?guī)r10～13層，平均總厚47.7m，占地層總厚的44%。富含蜓化石，主要有：似紡綞蜓（Quasifusulina sp）；希瓦格蜓（Schwageri

9、na sp）；皺壁蜓（Rugusofusulina sp）；東方輪葉（Annularia cf Orientalis）；卵形脈羊齒（Neuropteris ovata）。 三、二迭系（P） 底部以海相泥巖與太原組分界，厚度大于954m，分上、下統(tǒng)四個(gè)組，其中山西組、上、下石盒子組含煤地層厚734m，含煤33層，總厚30.08m，含煤系數(shù)為4.10%，可分七個(gè)含煤段。 a二迭系下統(tǒng)山西組 即第一含煤段（圖4-1-1）：厚76m，含煤一層，平均厚7.46m，含煤系數(shù)9.82%。底部為灰黑色海相泥巖，其上有砂泥巖互層，富產(chǎn)動(dòng)物化石，多菱鐵結(jié)核；中部以細(xì)中砂巖為主

10、，局部礫及泥質(zhì)包體，頂部為泥巖。 b二迭系下統(tǒng)下石盒子組 即第二含煤段（圖4-1-2）：厚111m，含煤9層，平均總厚8.54m，含煤系數(shù)7.69%。底部為中粗砂巖，具沖刷特征，其上有鮞狀花斑泥巖與鋁質(zhì)泥巖，是煤巖怪對(duì)比的標(biāo)志。5煤頂部多砂泥巖互層，具渾濁層理與蟲跡。8煤、6-2煤、5-2煤層頂板各有較厚的中細(xì)砂巖。 c二迭系上統(tǒng)上石盒子組 地層總厚547m，包括五個(gè)含煤段。 （1）第三含煤段（圖4-1-3）：地層厚120m，含煤6層，平均厚4.16m，含煤系數(shù)3.47%。下部以砂巖、石英砂巖為主；中部以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，10煤上部偶有花斑泥巖，11-1

11、煤下普遍有鮞狀泥巖，11-2煤頂板富含植物化石；上部以中砂巖為主，局部為石英質(zhì)砂巖。 （2）第四含煤段（圖4-1-4）：地層厚73m，含煤6層，平均厚5.77m，含煤系數(shù)7.90%。底部細(xì)中砂巖，其上有紫紅色含鮞花斑泥巖，是全區(qū)標(biāo)志層，中上部是煤組層位，以泥巖類為主，15煤上下砂巖富含菱鐵。 （3）第五含煤段（圖4-1-5）：地層厚110m，多呈青灰、灰綠色，以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，含煤3層，厚1.78m，含煤系數(shù)1.62%。下部有2～4層紫紅銹黃色花斑狀泥巖；頂部偶見褐紅色隱紫紅花斑泥巖；17-1煤層灰黑色泥巖和砂泥巖互層中富產(chǎn)海豆芽化石，具底棲動(dòng)物通道。 （4）第六含煤段

12、（圖4-1-6）：地層厚138m，含煤4層，厚1.17m，含煤系數(shù)0.85%。以灰、青灰、灰綠色泥巖為主，夾細(xì)中砂巖。上部泥巖與砂巖交替頻繁；18煤底部常見含鋁質(zhì)泥巖，時(shí)而有鮞狀結(jié)構(gòu)；18～19煤層間有薄層硅質(zhì)巖1～3層，富含海綿骨針；20煤上偶見薄層花斑泥巖。 第七含煤段（圖4-1-7）：平均厚106m，含劣質(zhì)煤4～6層，厚1.2m，含煤系數(shù)1.13%。以深灰、灰綠、青灰色泥巖和灰白、灰綠色砂巖交替組成。 d二迭系上統(tǒng)石千峰組 地層厚度大于220m，張集井田厚260m。是一套以紫紅色為主的雜色非含煤地層，由泥巖、粉砂巖、中細(xì)砂巖、含礫石英砂巖組成，底部以灰白～淺紅色含礫中粗

13、砂巖與石盒子組分界。 二迭紀(jì)地層的沉積環(huán)境是從陸表海海灣發(fā)展而來的下三角洲平原，經(jīng)歷了海灣充填、樹枝狀、網(wǎng)狀河體系，轉(zhuǎn)入河口灣海灣環(huán)境，進(jìn)而發(fā)展到上三角洲平原、陸相沖積平原沉積。 本井田石炭二迭系動(dòng)植物化石見表4-1-2。 四、新生界 新生界厚224.10～576m，直接覆蓋在二迭紀(jì)煤系之上，厚度比差352m，東南薄，西北厚。由上往下，由新到老敘述如下： （1）第四系 一般厚115m 。上部25m以細(xì)粉砂為主；中部25m為砂質(zhì)粘土；下部65m以中細(xì)砂為主，夾透鏡狀砂質(zhì)粘土，是礦區(qū)主要供水水源。 （2）新第三系 上新統(tǒng)Ｎ２：一

14、般厚190m，全區(qū)發(fā)育，以淺灰，灰黃色粗中砂為主，夾薄層粘土，局部鈣質(zhì)膠結(jié)成“砂盤”。 中新統(tǒng)Ｎ12：埋藏深度由260～400m，在古地形隆起帶地層變薄或缺失，一般厚120m。巖性為灰綠色厚層狀固結(jié)粘土，上段夾多層中細(xì)砂，下段局部含石膏晶塊和鈣質(zhì)。 中新統(tǒng)Ｎ11：埋藏在400m以深，古地形隆起帶缺失。上部70m以中粗砂為主，局部含礫；下部20m為灰綠、棕紅色固結(jié)粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核，局部為泥灰?guī)r。 （3）老第三系 埋藏深度由239.00～562.10m，厚度0～18m，片狀分布在基巖面上，不受古地形深淺的控制。巖性為灰白、紫紅色砂巖、含礫粗砂巖、礫巖、偶夾薄層固

15、結(jié)粘土。原報(bào)告稱為碎石層。 1.2.3構(gòu)造 本井田位于淮南復(fù)向斜中部，屬陳橋背斜東翼與潘集背斜西部銜接帶。煤系地層總體形態(tài)為一走向近南北、傾向東、傾角多為5～15的反“S”型單斜構(gòu)造。 1.2.4水文地質(zhì) 本井田水文地質(zhì)條件屬巨厚覆蓋層下多煤層、多含水層、充水因素復(fù)雜的礦床，其富水性屬簡(jiǎn)單～中等，與地表水體無(wú)水力聯(lián)系。 （1）主要充水因素 本井田基巖被厚度介于224.10～576.00m之間的西北厚、東南薄的新生界松散層所覆蓋。按松散沉積物組合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分為4個(gè)含水組、4個(gè)隔水組和1個(gè)碎石層。其中第三隔水組除在局部古地形隆起處變薄或缺失外，絕大部分

16、分布穩(wěn)定，厚度一般為30～55m，系其上、下含水層間的良好隔水層。第四含水組在七線以北與基巖直接接觸，厚度多為30～80m，系基巖含水組的主要補(bǔ)給水源。底部的碎石層若與含水層接觸時(shí)，有可能起到一定的導(dǎo)水作用。 二疊系砂巖以中、細(xì)粒為主，局部裂隙發(fā)育，一般為鈣質(zhì)充填，富水性弱，以儲(chǔ)存量為主，且因間夾泥巖和煤層，含水組之間在自然狀態(tài)下無(wú)密切的水力聯(lián)系。但是，若被斷層切割或受采動(dòng)影響而致地下水水力均衡遭到破壞時(shí)，上、下含水層之間有可能互相溝通，從而導(dǎo)致局部砂巖裂隙水突潰現(xiàn)象的發(fā)生。 石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組主要由自上而下編號(hào)的13層灰?guī)r與其間的泥巖、粉砂巖和薄煤層組成。其中第1、3、4、5和12

17、層灰?guī)r分布穩(wěn)定,并以第3、4和12層灰?guī)r厚度較大。該含水組上距1煤層較近，一般為16～20m，且灰?guī)r水壓較高，如果直接開采1煤層，必將因太灰的水壓超過1煤層底板隔水層抗壓強(qiáng)度而引發(fā)突水事故。 潘謝礦區(qū)資料表明：奧陶系灰?guī)r中下部巖溶裂隙比較發(fā)育，雖分布不均，但富水性弱～中等，系太灰的主要補(bǔ)給水源。 本井田斷層帶多為泥巖和粉、細(xì)砂巖碎塊充填，并呈膠結(jié)狀，正常情況下可起到相對(duì)隔水作用。但是，若不同層位的含水層受斷層切割而對(duì)口，且斷層帶又未被泥質(zhì)和巖屑所充填，或受到采動(dòng)影響，導(dǎo)致斷層活化，破壞了地下水的水力均衡，斷層帶則很可能成為地下水突潰的主要途徑。 綜上所述，本井田新生界第四含水層孔隙水、二

18、疊系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水對(duì)井下開采均有較大影響。但是，只要在可采煤層淺部留設(shè)適當(dāng)?shù)姆浪褐?，四含水一般不致于潰入礦坑而對(duì)煤層開采構(gòu)成大的威脅。這樣，二疊系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水便成為本礦井開采的主要充水因素。水文地質(zhì)特征見表2-2-4。 （2）礦井涌水量預(yù)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的礦井涌水量預(yù)計(jì)范圍為一水平（一水平標(biāo)高-780m，11-2煤層下山采至-920m）的首采區(qū)。預(yù)計(jì)方法為《顧橋井田電子版精查地質(zhì)報(bào)告匯編》中采用的水文地質(zhì)比擬法。經(jīng)與新莊孜礦井實(shí)測(cè)涌水量比擬表明：開采4-1～17-2煤層時(shí)礦井正常涌水量為757m3/h，最大涌水量為1330m3/h。另外，開采1煤層時(shí)，經(jīng)

19、實(shí)施疏水降壓等措施后，太灰的涌水量為805m3/h?？紤]到井下灑水、井筒淋水和防火灌漿用水等因素的影響，礦井開采4-1～17-2煤層時(shí)的正常涌水量按850m3/h計(jì)取。礦井發(fā)展到10Mt/a時(shí)，正常涌水量尚需增加470m3/h，最大涌水量增加793m3/h。 1.2.6地溫 根據(jù)淮南礦區(qū)九龍崗礦長(zhǎng)觀孔資料，本井田所在地的恒溫帶深度為自地表向下30m，恒溫帶溫度為16.8℃。 已有測(cè)溫資料表明：本井田屬于以地溫異常區(qū)為主的高溫區(qū)，平均地溫梯度為3.08℃/100m。從縱向上看，垂深500m處平均地溫在31℃以上，已達(dá)一級(jí)高溫區(qū)；垂深700m處平均地溫在37℃左右，已進(jìn)入二級(jí)高溫區(qū)；垂深在8

20、00m處平均地溫高達(dá)40℃以上。預(yù)計(jì)-780m水平地溫可達(dá)37.7℃～43.7℃，平均40.1℃。從橫向上看，地溫等值線的走向具有與煤層底板等高線走向基本一致的變化趨勢(shì)。鑒于本井田地溫較高，有關(guān)部門應(yīng)引起高度重視，并采取積極的降溫措施，以防各類熱害發(fā)生。 1.3煤層特征 1.3.1煤層與煤質(zhì) 本井田的煤系地層為石炭、二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。煤層傾角平緩，一般小于10。表層土厚 井田內(nèi)二疊系含煤層段總厚734m，含煤33層，煤層總厚度為30.08m，含煤系數(shù)為4.10%，自下而上依次分為7個(gè)含煤段。在中、下部厚約490m的一～五含煤段中，集中分布

21、9層可采煤層，平均總厚24.11m。其中13-1、11-2、8、6-2和1煤層為主要可采煤層，平均總厚21.14m；17-2、13-1下、7-2和4-1為局部可采煤層，平均總厚2.97m。 本井田可采煤層煤質(zhì)穩(wěn)定，牌號(hào)單一，屬中灰～富灰、特低硫、低磷～特低磷、富油～高油、高熔～難熔灰分、具較強(qiáng)粘結(jié)性的氣煤和1/3焦煤。可作良好的配焦和動(dòng)力、化工用煤。 本礦井屬于高瓦斯礦井，礦井相對(duì)瓦斯涌出量為10.94絕對(duì)瓦斯涌出量為75.95，煤層易自燃，煤塵有爆炸性，風(fēng)氧化帶深度定為距基巖界面垂深30。 1.3.2煤層圍巖性質(zhì) （1）宏觀煤巖特征 17-2煤、13-1下煤、7-2煤層

22、以暗煤為主，次為亮煤，屬半暗型煤。其它可采煤層由暗煤、亮煤組成，夾少量鏡煤條帶，中下部煤層夾絲炭，為半暗～半亮型煤。見可采煤層物理性質(zhì)表6-1-1。 （2）顯微煤巖特征 a有機(jī)顯微組份占煤巖組成的91.05～95.58%。 鏡質(zhì)組：一般為無(wú)結(jié)構(gòu)鏡煤，深灰～灰色，灰度中等，突起微弱，占組份的50.14～64.52%。 惰質(zhì)組：大多為有結(jié)構(gòu)的絲炭和半絲炭，亮白～灰白色，灰度較低，突起明顯，占組份的22.83～31.43%。 殼質(zhì)組：主要是樹皮、角質(zhì)層及孢子體，灰黑色，灰度甚高，突起較明顯，占11.02～15.46% . b無(wú)機(jī)顯微組份

23、 以粘土礦物為主，占3.53～8.65%，呈微粒，團(tuán)塊狀，或充填在細(xì)胞腔中。次為氧化物，占0.5～2.76%，硫化物，占0.2～1.07%，碳酸鹽，占0.1～0.9%。其中硫（黃鐵礦硫）含量少，不同于石炭系。 （3）顯微煤巖類型 煤層顯微鑒定為亮暗型，但系少數(shù)幾個(gè)樣品的鑒定結(jié)果。 表1.1 卡才煤層主要特征表 可采煤層主要特征表 煤層 厚度（m） 最小～最大 平均 間距 （m） 頂 板 巖 性 底 板 巖 性 結(jié) 構(gòu) 可采性 穩(wěn)定性 17-2 0～4.35 0.97 泥巖和中砂巖 泥 巖 簡(jiǎn) 單 局部可采 不穩(wěn)定 104

24、 13-1 1.70～8.25 4.65 泥巖，局部為細(xì)砂巖 泥 巖 較間接 全區(qū)可采 穩(wěn) 定 1 13-1下 0～1.85 0.56 泥 巖 泥 巖 簡(jiǎn) 單 局部可采 不穩(wěn)定 74 11-2 0.89～7.23 4.0 淺部為中、細(xì)砂巖，其它地段為泥巖 泥 巖 簡(jiǎn)單～較簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 穩(wěn) 定 80 8 0～5.15 2.52 古河流沖蝕處為石莫砂巖，其余為泥巖 泥巖，局部為含炭泥巖 簡(jiǎn) 單 大部可采 較穩(wěn)定 4 7-2 0～2.94 0.76 泥巖，局部為砂巖 泥巖，局部為砂巖 較間接 局部可

25、采 不穩(wěn)定 41 6-2 0.60～7.10 3.41 泥巖，局部為砂巖 泥 巖 簡(jiǎn) 單 基本全區(qū)可采 穩(wěn) 定 40 4-1 0～5.20 0.68 泥 巖 泥 巖 簡(jiǎn) 單 局部可采 不穩(wěn)定 83 1 1.85～11.89 7.46 砂質(zhì)泥巖，部分為砂巖 砂質(zhì)泥巖 較復(fù)雜 全區(qū)可采 穩(wěn) 定 表1.2井田水文地質(zhì)特征表 地層 含、隔 水 組 組 厚（米） 含、隔水組主要特征 水位標(biāo)高 （米） 單位涌水量 （升/秒米） 滲透系數(shù) （米/日） 礦 化 度 （克/升） 水

26、溫 （℃） PH值 水 質(zhì) 類 型 新 生 界 一 含 上部以砂質(zhì)粘土為主，夾薄層粘質(zhì)砂土，具孔隙，受降水補(bǔ)給，富水性弱；下部以粉細(xì)砂為主，夾粘質(zhì)砂土及砂質(zhì)粘土，富水性弱~中等 18.00~20.50 0.021~0.603 0.50~1.0 17.0 7.4~7.8 Cl--HCO-C-M 及HCO-Cl--N-C 一 隔 以砂質(zhì)粘土為主，夾透鏡狀粉細(xì)砂，結(jié)構(gòu)較致密，分布較穩(wěn)定，起隔水作用；東南部因夾砂層較厚，隔水性較差 二 含 以中、細(xì)砂為主，夾透鏡狀砂質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)松散，砂層分布西南薄，中間厚，受區(qū)域

27、河流從上游補(bǔ)給，水源充沛，是礦井供水的主要水源 21.55~22.825 0.199~2.73 4.14~9.54 0.386~0.65 16.0~19.5 7.3~8.0 HCO-N-C 三 含 以粗、中砂為主，細(xì)砂和粘質(zhì)砂土次之，疏松~松散，頂部和中部夾薄層粘土及砂質(zhì)粘土多層，分布比較穩(wěn)定，部分層次起隔水作用 23.904~24.231 0.169~0.577 3.22~12.14 1.727~2.439 20.5~23.0 7.8~8.2 Cl--N 二 隔 以灰綠色固結(jié)粘土為主，夾數(shù)層中、細(xì)砂，除古地形隆起處沉積變薄或缺失外，一般分布穩(wěn)定，可

28、起隔水作用 三 隔 灰綠色厚層固結(jié)粘土，偶夾中、細(xì)砂薄層，質(zhì)韌而粘，具膨脹性，除古地形隆起處沉積變薄或缺失外，一般分布穩(wěn)定，為良好的隔水層 四 含 以中、粗砂為主，局部含礫，松散，自七~八線間向北開始沉積，并有增厚的趨勢(shì)，粒度也漸粗，為基巖含水層的補(bǔ)給水源 25.893~26.56 0.524~1.935 1.302~12.08 2.396~2.69 28.5~31.0 7.8~8.2 Cl--N 四 隔 灰綠、棕紅等雜色固結(jié)粘土，結(jié)構(gòu)致密，局部為泥灰?guī)r，夾固結(jié)中、細(xì)砂，滲透性弱，可起相對(duì)隔水作用

29、 碎石層 以灰白夾紫紅色中粗粒石英砂巖為主，次為細(xì)?；蚝[粗砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，致密堅(jiān)硬，偶夾薄層固結(jié)粘土，呈云片狀分布于基巖面上 古 生 界 二迭系砂巖裂隙含水組 130.00 以中、細(xì)砂巖為主，局部粗砂巖，多為鈣質(zhì)膠結(jié)。砂巖局部裂隙發(fā)育，厚度不穩(wěn)定，分布于粘土巖、粉砂巖和煤層之間，富水性弱，以靜儲(chǔ)量為主 26.36~27.401 0.013~0.048 0.0187~0.091 1.99~2.687 26.0~31.0 HCO-Cl--K+-N 及Cl--SO-K+-N 二迭系1煤底部隔水組 泥巖

30、、粉砂巖，局部夾細(xì)砂巖，可視為1煤層底板壓蓋隔水層 石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組 含灰?guī)r12~13層,平均總厚度為47.74m,其中3、4、12三層灰?guī)r較厚,巖溶裂隙分布不均。按其水文地質(zhì)條件,可分為中部簡(jiǎn)單區(qū)和南、北部中等區(qū) 23.048~27.055 0.00105~0.224 0.00586~3.086 1.907~2.99 Cl--N-K+ 奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水組 109.16 灰~深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r及少量粒狀灰?guī)r，富水性較弱。據(jù)區(qū)域資料，本組上部巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng) 24.60 0.0113 0.0347 1.4

31、84 Cl--N 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第20頁(yè) 圖1.2煤層綜合柱狀圖 第二章 井田開拓 2.1井田境界 顧橋井田依據(jù)地址構(gòu)造劃分北起F81斷層，南止F211斷層，西自1煤層隱伏露頭，東至三十一勘探線和13-1煤層-1000m底板等高線地面垂直投影線。井田南北西部沒有擴(kuò)大可能，東部尚有擴(kuò)大可能。全井田南北走向長(zhǎng)8～17km平均約13km，東西傾斜寬7～15km平均11km左右，面積約140km2。其中，本設(shè)計(jì)開采的11-2煤層南北走向約10km東西傾斜約6km煤層傾角3～10平均5

32、，傾斜面積約60.23km2。 2.2工業(yè)儲(chǔ)量 井田內(nèi)各煤層儲(chǔ)量計(jì)算采用的工業(yè)指標(biāo)，參照現(xiàn)行《規(guī)范》，統(tǒng)一為： 最低可采厚度0.70m 最高可采灰份40％ 本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：10000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。 井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為： =SMR (2-1) 其中：——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量，t； S ——井田的傾斜面積，km2； M——煤層的厚度，m；

33、 R ——煤的容重，t/m3。 傾斜面積140 km2 ，煤層厚度從0.89～7.23m，平均厚度4.0 m。，煤的容重取R=1.4 t/m3。則：=60.231064.01.4 =337.29106t 高級(jí)儲(chǔ)量符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 2.3可采儲(chǔ)量 1邊界斷層保護(hù)煤柱 邊界保護(hù)煤柱損失量可按下列公式計(jì)算 =LBMR (2-2) 其中：——邊界煤柱損失量，m； L——邊界保護(hù)煤柱寬度，m； B——邊界長(zhǎng)度，m； M——煤層

34、厚度，m； R——煤的容重，t/m，取R=1.4。 =20320004.01.4=358.4t 2工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失 根據(jù)《煤礦礦井設(shè)計(jì)手冊(cè)》工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)，本設(shè)計(jì)礦井為3 Mt的大型礦井，工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)為0.8～1.1公頃/10萬(wàn)噸，取1.0公頃/10萬(wàn)噸，其總占地面積： =30公頃=30。故設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)長(zhǎng)、寬分別為600m和500m，并按以及保護(hù)留維護(hù)帶20m。 得出工業(yè)廣場(chǎng)安全煤柱面積為96.0632公頃，因此工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為： =ShR=96.60324.01.4=540.98t (2-6) 3其他永久煤柱損失（包括水平煤柱，采區(qū)煤柱，隔離煤

35、柱，地址構(gòu)造帶煤柱等煤柱損失），按約占工業(yè)儲(chǔ)量的5%計(jì)算， == 337.295%=1686.44t 4.永久煤柱損失 ==（358.4+540.98+1686.44）=2585.82t 5.可采儲(chǔ)量 式中： ----可采儲(chǔ)量，t； ----工業(yè)儲(chǔ)量，t； P ----儲(chǔ)量損失，t； C ----回采率,本煤層取80％ 這樣，=（33729-2585.82）80%=24914.54t 表2.1礦井煤儲(chǔ)量表：（t） 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量 永久煤柱儲(chǔ)量損失 回采率 可采儲(chǔ)量 工業(yè)廣 場(chǎng)煤柱 境界 煤柱 其他 煤柱 11-2

36、 33729 540.98 358.4 1686.44 80% 24914.54 2.4礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 1 礦井工作制度 本礦井設(shè)計(jì)年工作日為330天。每天三班作業(yè)，其中二班生產(chǎn)、一班檢修。每班工作8h，每天凈提升時(shí)間16h。 2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本次初步設(shè)計(jì)針對(duì)影響礦井生產(chǎn)能力合理確定的主要因素，進(jìn)一步分析論證如下： （一）礦井建設(shè)的外部條件 本礦井鐵路裝車站與潘謝礦區(qū)鐵路緊靠在一起，而潘謝礦區(qū)鐵路與淮阜鐵路相接、東通京滬鐵路、西連京九鐵路；礦井工業(yè)場(chǎng)地南約0.68km處有鳳利公路通過，礦井場(chǎng)外道路直接與之相連，交通十分方便。 本井田南鄰西淝河，井田內(nèi)有永幸

37、河，地下水資源豐富，礦井水源充沛； 本區(qū)人口稠密，加之礦區(qū)擁有大量的工程技術(shù)人員及熟練的技術(shù)工人，勞動(dòng)力資源豐富； 礦區(qū)附近有田家庵、平圩及洛河3座電廠，井田附近有張集、蘆集2座220kV區(qū)域變電所，礦井電源充足，供電可靠。 綜上分析，礦井具有良好的外部條件。 （二）資源條件分析 本礦井共探明地質(zhì)儲(chǔ)量33729萬(wàn)t。其中，可采儲(chǔ)量24914.54萬(wàn)t。礦井資源豐富。 本井田采用“地震先行、鉆探驗(yàn)證、測(cè)井定厚”的綜合勘探方法進(jìn)行了精查地質(zhì)勘探，基本控制了井田構(gòu)造形態(tài)，查明了主要褶曲、煤層及煤質(zhì)等技術(shù)特征。 2002年對(duì)綜合精查勘探、地震補(bǔ)充勘探等區(qū)內(nèi)、區(qū)外近期勘探成果進(jìn)行了電子

38、版精查匯編，對(duì)煤層、構(gòu)造等的研究程度又有了顯著提高。 目前，又基本完成了井田首采塊段的三維地震勘探，大大提高了礦井初期投產(chǎn)采區(qū)的可靠性。 綜上分析，設(shè)計(jì)認(rèn)為本井田資源條件是可靠的。 （三）開采技術(shù)條件好、煤層生產(chǎn)能力大、有條件提高工作面單產(chǎn) （四）目前的采掘技術(shù)及裝備水平具有實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效的能力 （五）管理先進(jìn)，有能力管理大型礦井，而且合理的礦井生產(chǎn)能力要適應(yīng)煤炭市場(chǎng)變化。 綜合以上因素，從礦井擁有的資源條件、開采技術(shù)條件、采場(chǎng)條件及目前采、掘工作面裝備水平、建設(shè)單位管理水平等方面分析，本礦井宜建特大型礦井。但從建設(shè)資金籌措渠道及降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)等因素考慮，本礦井初期生產(chǎn)能力又不宜

39、過大。 三生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 根據(jù)“規(guī)程”規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要類型為：大型礦井。服務(wù)年限用下列公式計(jì)算： 式中：T—礦井服務(wù)年限，a； A— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a，本設(shè)計(jì)礦井為3Mt/a； K—儲(chǔ)量備用系數(shù)，本礦井取1.5； —可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t。 T=24914.54/（3001.5）=55.4>50a 符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，也符合《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于大型礦井服務(wù)年限不少于50年的規(guī)定。 2.5井田開拓 2.5.1井田開拓的基本問題 1 地質(zhì)條件對(duì)開采的影響 本井田位于淮南礦區(qū)，由淮河沖積形成很厚的表土層，地面標(biāo)高平均+20～+26m左右，煤層埋藏較深。本區(qū)根

40、據(jù)《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖（1990）》數(shù)據(jù)，劃分為6度基本烈度區(qū)，發(fā)生地震的可能性很低，地質(zhì)條件穩(wěn)定；而且儲(chǔ)量豐富，適合開采大型煤礦。 2 井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) (一)井田開拓方式的選擇 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開掘一系列井巷進(jìn)入煤體，建立礦井的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)及監(jiān)測(cè)等生產(chǎn)系統(tǒng)。用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)目、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓系統(tǒng)。在已定的井田地質(zhì)、地形及開采技術(shù)條件下，開拓巷道有多種布置方式，開拓巷道在井田內(nèi)的布置方式稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能最終確定。 井田開拓主要研究如

41、何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需要認(rèn)真研究： ⑴確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； ⑵合理確定開采水平的數(shù)目和位置； ⑶布置大巷和井底車場(chǎng)； ⑷確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； ⑸進(jìn)行礦井開拓延伸，深部開拓及技術(shù)改造； ⑹合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 確定開拓問題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案，在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： ⑴貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效煤制造條件，在保證生產(chǎn)可靠和安全的前提下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，

42、加快礦井建設(shè)。 ⑵合理集中開拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 ⑶合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 ⑷必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。 ⑸要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 ⑹根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。 井田開拓方式按井筒傾角不同可分為平硐、斜井立井等三種方式，凡用一種井筒形式開拓全礦的屬于單一開拓，否則屬于綜合開拓。 一般來說，平

43、硐開拓簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最為復(fù)雜。 平硐開拓的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸環(huán)節(jié)少、設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，但受地形及埋藏條件限制，只適用于賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地帶，并且要便于布置工業(yè)場(chǎng)地。由本井田的地質(zhì)條件來看，并無(wú)平硐開采的條件，因此在此不多做討論。 下面重點(diǎn)分析斜井開拓和立井開拓： 1斜井開拓 對(duì)于斜井開拓，其優(yōu)點(diǎn)有： （1）井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少； （2）地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗少； （3）膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)

44、建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平開采，并能減少井下石門長(zhǎng)度； （4）斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。 斜井開拓的缺點(diǎn)有： （1）斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力少，提升深度有限； （2）通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度大； （3）斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。 當(dāng)煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的緩傾斜煤層，一般采用斜井開拓。 2立井開拓 對(duì)于立井開拓，其優(yōu)點(diǎn)有： （1）當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒容易施工； （2）對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層； （3）立井開拓不受煤層傾角、厚度

45、、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利； （4）井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井，煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利； （5）井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低。 立井開拓的缺點(diǎn)有： （1）立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平； （2）井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。 綜上所述，由于本井田煤層瓦斯含量大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，為便于通風(fēng)及對(duì)施工、開采過程中的安全考慮，采用立井開拓較為合理。 （二）井口與工業(yè)廣場(chǎng)位置的選擇 1井口位置的確定 井筒位置的確定原則

46、⑴有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少； ⑵有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村； ⑶井田兩翼的儲(chǔ)量基本平衡； ⑷井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； ⑸工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)， 不受崖崩滑坡和洪水的威脅； ⑹工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)少占耕地，少壓煤； ⑺距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 因此，根據(jù)本井田的實(shí)際情況，確定主副井建在井田西部4-3鉆孔附近，定坐標(biāo)系南北為x軸，東西為y軸。確定井筒位置見表 坐標(biāo) 井筒 X Y 主井

47、3632220.000 39460095.000 副井 3632240.000 39460195.000 2工業(yè)場(chǎng)地的位置、形狀和面積的確定 工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素： ⑴盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局； ⑵占地要少，盡量做到不搬遷村莊； ⑶盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位； ⑷.盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井的井口附近，即井田邊界南邊附近。根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置大致相同。 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積，根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)確定地面工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積為30公頃，布置為

48、矩形，長(zhǎng)600m，寬500m. 三 立井開拓方案的比較 4、 井田開拓的方案 （1）方案的提出 本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素： a. 本井田煤層埋藏較深，煤層可采線最淺處在-420m，最深處到-1000m。 b. 煤層傾角較小，平均傾角只有5，為近水平煤層，并且下部煤層更加平緩?？刹捎脦^(qū)布置，也可采用盤區(qū)布置。 c. 本礦地表地勢(shì)平坦，且多為農(nóng)田，無(wú)大的地表水系和水體，平均標(biāo)高為+24m。 綜上，提出以下四個(gè)方案： 方案一：立井兩水平，直接延深，帶區(qū)布置 方案二：立井兩水平，直接延深，盤區(qū)布置 方案三：立井兩水平，暗斜井延深，帶區(qū)布置 方案四：立井兩

49、水平，暗斜井延深，盤區(qū)布置 四種開拓方案的開拓示意圖見圖2-2-1所表示。 圖2-2-1 開拓方式比較示意圖 （2）方案比較 a. 粗略經(jīng)濟(jì)比較 這四種方案在技術(shù)上都是可行的，都參加經(jīng)濟(jì)比較，所需費(fèi)用粗略估算如表2-2-2。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第21頁(yè) 表2-2-2 各方案粗略估算費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 方案一、方案二 方案三、方案四 基建費(fèi)用 （萬(wàn)元） 主井 290750010-4=175 主斜井

50、 4125140010-4=577 副井 290800010-4=200 副斜井 4125150010-4=619 井底車場(chǎng) 1000160010-4=160 斜井井底車場(chǎng) （300+500）160010-4=128 石門開鑿 41142120010-4=987 小計(jì) 1522 小計(jì) 1324 生產(chǎn)費(fèi)用 （萬(wàn)元） 立井提升 1.252500.850.85=4551.7 斜井提升 1.252502.280.48=6894.7 石門運(yùn)輸 1.252502.20.381=5280.7 立井提升 1.252500.600.85=3213 立

51、井排水 40024365400.182510-4=2557.9 立井排水 40024365400.16310-4=2284.6 斜井排水 40024365400.08410-4=1177.3 小計(jì) 12390.3 小計(jì) 13569.6 總計(jì) 費(fèi)用 13449.3 費(fèi)用 14358.6 （萬(wàn)元） （萬(wàn)元） 百分率 100% 百分率 106.8% 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第22頁(yè) 方案一、二與方案三、四的區(qū)別在于是用立井延深還是暗斜井延深，相同部分可不做比較。直接延深可充分利用原設(shè)備、設(shè)施，投

52、資少，提升單一，轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，車場(chǎng)工程量相對(duì)減少等。但延深與生產(chǎn)相互影響而且礦井提升能力相對(duì)降低。暗斜井開拓延深與生產(chǎn)互不干擾，原井筒提升能力不降低，暗斜井的位置不受原井筒限制，可選在對(duì)開采下部煤層有利的位置上。但增加了上部車場(chǎng)工程量及運(yùn)輸提升環(huán)節(jié)和設(shè)備。通過粗略比較我們可以看出方案三、四在投資上要多一點(diǎn)，所以我們排除方案三、四。余下的方案一、二在技術(shù)上均屬可行，具體采用那個(gè)方案要經(jīng)過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較才能確定。 b. 詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較 對(duì)方案一和方案二的建井工程量和基建費(fèi)的比較和比較結(jié)果見表2-2-3和表2-2-4。 表2-2-3 建井工程量 項(xiàng)目 方案

53、一 方案二 初期 風(fēng)井/m 630+5 380+5 膠帶運(yùn)輸大巷/m 1900 600 軌道運(yùn)輸大巷/m 1900 600 采區(qū)上山/m 20002 回風(fēng)石門 700 后期 主井/m 290 　 副井/m 290 　 風(fēng)井/m 480+5 主暗斜井/m 　 2280 副暗斜井/m 　 2280 石門/m 24114 　 膠帶運(yùn)輸大巷/m 10500 5000 軌道運(yùn)輸大巷/m 10500 5000 回風(fēng)大巷/m 1200 盤一區(qū)上山/m 14002 20002 盤二區(qū)上山/m 240

54、02 盤三區(qū)上山/m 10002 盤五區(qū)上山/m 18002 盤六區(qū)上山/m 15002 盤八區(qū)上山/m 20002 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第23頁(yè) 表2-2-4 基建費(fèi)用表 方案 時(shí)期 項(xiàng)目 方案一 方案二 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 （m） （元m-1） （萬(wàn)元） （m） （元m-1） （萬(wàn)元） 初期 風(fēng)井/m 630

55、+5 7500 476.3 380+5 7500 288.8 膠帶運(yùn)輸大巷/m 1900 1200 228 600 1200 72 軌道運(yùn)輸大巷/m 1900 1200 228 600 1200 72 采區(qū)上山/m 20002 1000 400 回風(fēng)石門 700 1200 84 小計(jì) 923.3 916.8 后期 主井/m 290 7500 187.5 　 副井/m 290 8000 200 　 風(fēng)井/m 480+5 7500 363.8

56、 主暗斜井/m 　 2280 1400 319.2 副暗斜井/m 　 2280 1500 342 膠帶運(yùn)輸大巷/m 10500 1200 1260 5000 1200 600 軌道運(yùn)輸大巷/m 10500 1200 1260 5000 1200 600 回風(fēng)大巷/m 1200 1200 144 盤一區(qū)上山/m 14002 1000 280 20002 1000 400 盤三區(qū)上山/m 10002 1000 200 盤五區(qū)下山/m 18002 1100 198

57、 盤八區(qū)下山/m 20002 1100 400 共計(jì) 4647.8 5263.8 在上述經(jīng)濟(jì)比較中需說明以下幾點(diǎn)； ①以上方案，布置相同的地方不做比較，只對(duì)那些可以用帶區(qū)又可以用盤區(qū)的部分作比較。 ②在以上方案經(jīng)濟(jì)比較中，所列各項(xiàng)工程造價(jià)是根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格而統(tǒng)一確定的。 由對(duì)比結(jié)果可知，在初期建井費(fèi)上，兩個(gè)方案差別不大，用那個(gè)都可以。但是總的來說，方案二的費(fèi)用比方案一的費(fèi)用多了5.2%，方案一較之方案二更節(jié)省，相對(duì)較優(yōu)。 綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全三方面的考慮，選取最優(yōu)方案——方案一，即立井直接延深兩水平開拓，第一水平為-610m,第二水平為-

58、860m，帶區(qū)布置，部分區(qū)域傾角比較大的可以采用采區(qū)布置。 2.5.2礦井基本巷道 一 井筒 1井筒 全礦井有三個(gè)井筒構(gòu)成，分別是主井、副井和風(fēng)井，都為立井，圓形斷面。 （1）主井 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為6m，斷面面積28.27m，井筒內(nèi)裝備一對(duì)20t箕斗，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護(hù)方式。此外，還布置有檢修道、動(dòng)力電纜、照明電纜、通訊信號(hào)電纜和人行臺(tái)階等設(shè)施。主井主要用于提升煤炭。主井井筒斷面和井筒特征表分別見圖2-4和表2-5: 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為6m，斷面面積28.27m2，井筒內(nèi)裝備一對(duì)20t箕斗，井壁采用鋼筋混

59、凝土及砌碹支護(hù)方式。此外，還布置有檢修道、動(dòng)力電纜、照明電纜、通訊信號(hào)電纜和人行臺(tái)階等設(shè)施。主井主要用于提升煤炭。主井井筒斷面和井筒特征表分別見圖2—2—1。 圖2—2—1主井井筒端面 井筒特征表 井型 300萬(wàn)t 提升容器 一對(duì)20t底卸式箕斗 井筒直徑 5.6m 　 　 井深 630~880m 　 　 凈斷面積 24.63m2 井筒支護(hù) 鋼筋混凝土及砌碹 基巖段毛斷面積 33.69m2 　 　 表土段毛段面積 43.59~44.77m2 　 　 （2）副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為7

60、.7m，斷面面積為46.56m，井筒內(nèi)裝備一對(duì)3t雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石等。采用金屬罐道梁，行鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道等設(shè)備。副井井筒斷面和井筒特征表分別見圖2-5和表2-6。 副井井筒斷面布置圖1：80 圖2-2-3 副井井筒斷面圖 表2-6 副井井筒特征 井型 300萬(wàn)t 提升容器 一對(duì)3t雙層單車罐籠帶平衡錘 井筒直徑 7.7

61、m 　 井深 630m~880 　 凈斷面積 46.56m2 井筒支護(hù) 鋼筋混凝土及砌碹厚500mm 基巖段毛斷面積 60.82m2 　 　 表土段毛段面積 76.97~86.59m2 　 　 （3）風(fēng)井 風(fēng)井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為6m，斷面面積為23.63m2，采用混凝土支護(hù)方式，備有安全出口。風(fēng)井井筒斷面和井筒特征表分別見圖2—2—3。 風(fēng)井井筒斷面布置圖 1：80 圖2—2—3 風(fēng)井井筒斷面圖 井筒特征表 井型 300萬(wàn)t 井筒直徑 7.7m 井

62、深 +26.5m到-605.8m 凈斷面積 46.56m2 基巖段毛斷面積 60.82m2 表土段毛段面積 76.97~86.59m2 ④風(fēng)速驗(yàn)算 副井作為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井作為回風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。由第九章《礦井通風(fēng)及安全技術(shù)》的風(fēng)速驗(yàn)算可知，所選擇的井筒符合風(fēng)速要求。 2井底車場(chǎng) 本礦井采用環(huán)形井底車場(chǎng)，此形式車場(chǎng)的特點(diǎn)，是空重列車在車場(chǎng)內(nèi)不在同一軌道上作相向運(yùn)行，即環(huán)形單向運(yùn)行。車場(chǎng)調(diào)度工作簡(jiǎn)單，通過能力大，應(yīng)用范圍廣，但車場(chǎng)的工程量較大。 井下煤炭運(yùn)輸采用GX系列膠帶輸送機(jī)，輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車和隔爆特殊型蓄電池電機(jī)車牽引1.5t固定式礦車（每列

63、20節(jié)礦車）。 井底車場(chǎng)空、重車線調(diào)車線長(zhǎng)度按1.5倍列車長(zhǎng)度考慮，一列礦車為20個(gè)車廂，采用1.5t固定箱式礦車，型號(hào)為MG1.7-9B,外形尺寸（長(zhǎng)寬高）240011501150（mm），故取調(diào)車線長(zhǎng)度為80m。 調(diào)車方式主要是機(jī)頭從一側(cè)將重車推入副井，然后繞道另一側(cè)拉上材料車或是空車。因?yàn)榇说V井運(yùn)煤主要是靠膠帶，所以車場(chǎng)調(diào)車比較簡(jiǎn)單。 本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為300萬(wàn)噸，大巷運(yùn)輸采用帶寬為1200mm的膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用1.5t固定箱式礦車，井底車場(chǎng)經(jīng)過石門與大巷直接相連。為了保證礦井生產(chǎn)及安全的需要，井底車場(chǎng)設(shè)有各種硐室，包括變電所、水泵房、工具室，調(diào)度室、等候室、醫(yī)療室

64、。井底車場(chǎng)布置見下圖2-7： 1—副井 2—主井 3—風(fēng)井 4—中央水泵房 5—中央變電所 6—進(jìn)風(fēng)石門 7—回風(fēng)石門 8—調(diào)度室 9—水倉(cāng) 10—等候室 11—清理撒煤巷 12—醫(yī)療室 13—工具室 14—消防材料室 圖2-2-5 井底車場(chǎng)示意圖 3主要開拓巷道 主要開拓巷道包括運(yùn)輸石門、膠帶運(yùn)輸大巷，軌道運(yùn)輸大巷。

65、 膠帶運(yùn)輸大巷和軌道輸大巷基本沿11-2煤層底板布置，巷道坡度隨煤層而有起伏,一般2-5，便于排水的需要。輔助運(yùn)輸大巷局部8，主運(yùn)輸大巷上倉(cāng)段局部10，主要是為了更好的搭接皮帶和連接煤倉(cāng)。這三種巷道都采用一樣的斷面設(shè)計(jì)，半圓拱形，掘進(jìn)斷面16.6 m2，凈斷面面積14.3 m2，掘進(jìn)高度3.9 m，寬度4.8 m。支護(hù)方式采用錨噴，錨桿間排距為0.8 m，錨噴厚度0.1 m。 膠帶運(yùn)輸大巷斷面 1：50 圖2-8 膠帶運(yùn)輸大巷斷面圖 表2-8 運(yùn)輸大巷斷面特征表 巷道規(guī)

66、格 掘進(jìn)斷面 凈斷面 凈周長(zhǎng) 支護(hù)形式 最大風(fēng)量 （m2） （m2） （m） （m3/s） 5000mm4350mm 20.04 18.31 16.25 錨噴 76 回風(fēng)大巷斷面（1:50） 圖2-9 回風(fēng)大巷斷面圖 表2-9 斷 面 特 征 表 巷道規(guī)格 掘進(jìn)斷面 凈斷面 凈周長(zhǎng) 支護(hù)形式 最大風(fēng)量 （m2） （m2） （m） （m3/s） 5000mm4350mm 20.04 18.31 16.25 錨噴 76 2.2.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 主運(yùn)輸系統(tǒng)有膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)式和礦車軌道運(yùn)輸?shù)拈g斷式兩種運(yùn)輸方式。 從系統(tǒng)可靠性和運(yùn)輸能力上分析，連續(xù)式運(yùn)輸方式具有較大的優(yōu)越性，可靠性，適應(yīng)性強(qiáng)，能力大；不存在調(diào)車的間隔時(shí)間，管理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可適應(yīng)無(wú)煤倉(cāng)運(yùn)輸系統(tǒng)和煤層大巷布