安全高效型礦井施工組織設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 要為大泉形式排泄，其次人工開采，目前泉域內已大量采取打井方式開采巖溶地下水。㈡ 礦井充水條件本區由于受地塹式構造形態的影響，形成了近于平行的上、下團柏邊界斷層，西北邊界的上團柏斷層，為傾向東南之正斷層，落差400m，根據斷層性質及接觸關系可知，其屬于導水斷層；東南邊界的下團柏斷層，為東南盤下降的正斷層。兩斷層將地層切割呈條塊狀，決定了區內構造特點，大致走向北東，傾向北西的單斜構造，中部和南部伴有小形寬緩褶曲。下團柏斷層直接影響著擴區的水文地質條件，斷層落差110320m，走向北東向，西北部奧灰補給區地下水經過擴區西南部再通過斷層，進入萬安詳查區，然后向南徑流到龍子祠泉排泄。確定斷層為北北東向時為導水斷層，原因是下降盤奧灰一般埋藏變淺，在10勘探線上，斷層巖性接觸關系是：上升盤奧陶系O2s地層的含水層與下降盤O2f地層的含水層直接接觸，地下水便可通過斷層而導水，巖芯鑒定發現O2s地層溶隙發育，具有峰窩狀溶洞，而在下降盤一側的94號孔，，富水性明顯大于127號孔的地帶，94號孔向西南方向，從而可以證明下團柏斷層轉折北北東向后為導水斷層。井田內主要含水層⑴ 太原組（KKK2）石灰巖溶隙含水層K4石灰巖為7號煤層頂板，層位不穩定，巖性為深灰色致密塊狀，裂隙不發育，屬含水性弱的含水層。K3石灰巖為8號煤層的頂板，，巖性為深灰色，塊狀、質較純或質純、裂隙不發育，，因此，屬含水性弱的含水層。K2石灰巖為10號煤層直接充水含水層。巖性主要由泥粉晶方解石及少量生物碎屑組成，含生物顆粒泥粉晶結構，塊狀構造，裂隙發育，且大部為全漏，%，另詳查孔在西南部也為大漏或全漏，鉆孔抽水試驗，（202）（702）m，（202）（702）L/，水質為重碳酸鹽鈣鎂型，因此，地下水流向由西南向東北郭莊泉方向徑流，在郭莊家附近通過斷層或陷落柱匯同奧灰水一同排泄，補給區主要為西南部淺埋藏地帶風化裂隙發育，接受大氣降水補給，或效古河滲入補給。因此，為含水中等豐富有溶隙含水層。⑵ 中奧陶統石灰巖溶隙含水層奧灰巖溶裂隙水是煤系地層下伏的主要含水層，是開采下組煤（11號）的主要威脅，奧陶系碳酸鹽巖在礦區總厚617m，擴區共施工11個探巖溶孔，水文孔2個（見表621），主要目的是為探明對開采下組煤層有充水影響的峰峰組，只有9602號孔揭穿該組，（701）（1201）。11號煤層至O2含水層之間的隔水層，是由鋁質泥巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖等致密巖層組成，，其間有一層致密堅硬的石英砂巖，裂隙不發育，具有良好的隔水性能，通常情況下，垂直方向使11號煤層以上含水層與奧灰巖溶水不發生水力聯系。井田主要隔水層2號煤層至K2石灰巖之間隔水層，是由致密的粉砂巖，泥巖組成，具有良好的隔水性能，在無斷裂貫通情況下，垂直方向使2號煤層以上含水層與K2含水層不發生水力聯系。奧灰地層的第一、二含水層組間的隔水層，由致密狀泥巖灰巖膏層組成，隔水性能良好，只有在斷裂貫通時第一、二含水組發生水力聯系。礦井水文地質類型奧灰水水位標高在++ ，根據11號煤層距奧灰等厚線及安全程度突水系數分區圖。礦井正常涌水量為565m3/h，最大涌水量為700m3/h。地質構造對井田內水文地質條件的影響地質構造復雜地段，對礦井開采會造成一定的威脅，構造斷裂往往構成各種充水水源進入礦坑的直接通道，導致K2與O2含水層通過斷層導水貫通或通過斷裂破碎帶直接涌入坑道，礦坑突然涌水，因此，在開采時要引起足夠的重視。奧灰巖溶地下水的強烈交替活動，使得巖溶十分發育，在重力的不斷作用下，形成柱狀陷落，區內雖然未見發現，但處在巖溶發育地段易形成柱狀陷落，團柏礦開采發現陷落柱，鑒于礦區圣佛礦曾發生過陷落柱突水事故，涌水量達420m3/h，因此，陷落柱與K2含水層貫通或底板突水將給礦井開采煤層造成威脅。㈢ 礦井涌水量預算某煤礦為生產礦井，經過技術改造擴建，設計生產能力為210萬t/a，礦井采用斜井開拓，單水平開采，開采11號煤層，目前礦井采用綜采，走向長壁式采煤，井田煤層底板標高250700m,礦井充水水源主要來自頂板直接充水含水層K2石灰巖，目前開采的范圍屬于不帶壓開采，隨著采區的向前延伸，開采水平將逐漸降低。將成為奧灰巖溶地下水帶壓開采地段，水文地質條件將復雜化。根據所取得的水文地質參數，比擬法所預算的礦井涌水量正常涌水量為11147m3/d，正常涌水量為13933m3/d。㈣ 供水水源礦井供水水源可選在井口的靠近河谷地段，這里正好是龍子祠泉的徑流區，開掘奧灰水源井，含水豐富，水位埋藏淺，一般在180m左右,是理想的供水水源井，另外，也可以在井下運輸巷道等地段，利用奧灰巖溶水疏降井做為供水水源，既保證了采煤，又提供了供水水源。四、其他開采技術條件㈠ 頂底板條件9號煤層頂板為K2石灰巖，巖性為深灰色灰色，塊狀，質堅硬，性脆，,屬堅硬巖石,巖體完整時組成極難冒落的堅硬頂板。底板為10號煤層的頂板，以泥巖為主，局部為粉砂巖，,穩定性較差,頂板成為易冒落的松軟頂板。 10號煤層直接底板為粉砂巖、泥巖組成，中部呈條帶狀為細粒砂巖。當為粉砂巖、泥巖時，為灰黑色致密、性脆、,屬較軟巖石—半堅硬巖石，為中等穩定性的巖層。11號煤層直接頂板多為粉砂巖、泥巖，局部為細粒砂巖及含鋁泥巖，泥巖、粉砂巖為穩定性較差的頂板；,屬較軟巖石半堅硬巖石,當頂板為細粒砂巖時,,為半堅硬巖石，中等穩定性巖石。11號煤層直接底板以泥巖為主，局部為鋁質泥巖，泥巖灰黑色、質軟，屬穩定性較差的巖石，當為含鋁泥巖時，,屬較軟半堅硬巖石。老底為灰質泥巖時（202號孔），,屬半堅硬巖石,中等穩定性巖石。㈡ 瓦斯、煤塵和煤的自然瓦斯，； m3/min。批復等級屬低瓦斯礦井。本礦井煤層瓦斯含量很低。CH4含量不到1ml/g可燃煤。瓦斯成分主要以N2為主，占到80%左右，而甲烷僅占到1%左右，CO2占到20%左右。煤塵2008年6月某煤礦采取11號煤層煤樣，做爆炸性試驗，鑒定單位為煤炭科學研究總院撫順分院，鑒定結果如下：10號煤層火焰長度＞400(mm)，最低巖粉用量70(%),有煤塵爆炸性；11號煤層火焰長度＞400(mm)，最低巖粉用量70(%),有煤塵爆炸性。煤的自然2008年6月某煤礦采取11號煤層煤樣，做煤的自燃傾向鑒定，鑒定單位為煤炭科學研究總院撫順分院，鑒定結果如下：，自燃傾向性等級Ⅱ類，自燃傾向為自燃；，自燃傾向性等級Ⅱ類，自燃傾向為自燃。地溫本區煤層埋藏深度較淺,地溫普遍較低,生產礦井未發現高溫異常區,屬地溫正常區,未做過測溫工作。㈢ 環境地質井田位于呂梁山脈東側，汾河之西岸的黃土丘陵區，主要生態系統為農業生態系統，主要山梁、溝谷多為南北走向，呈垣梁峁地形，低山丘陵地貌，依成因和地貌形態可分為侵蝕地貌和堆積地貌。侵蝕地貌：分布于井田團柏河及其它較大溝谷以外的廣大低山丘陵區。是擴區范圍內的主要地貌形態，其特點是侵蝕劇烈的梁、峁和垣地構成的黃土丘陵，其間分布密集的“V”字沖溝，間有黃土陡崖，黃土殘柱及陷穴微地貌，較大溝谷多為南北方向展布、南部溝谷兩側及谷底有零星基巖裸露，由于黃土垣、梁、峁幾乎全部墾植為農用耕地，地表植被稀少，因而水土流失嚴重、土地貧瘠，生態十分脆弱。堆積地貌：主要發育在橫穿井田中、東部團柏河河谷及較大的溝谷中，為沖積和洪積物構成，團柏河河床寬闊較平坦，一般寬500m左右，河谷中發育有Ⅰ、Ⅱ侵蝕階地，第四系沉積物厚3040m。井田內滑坡現象較少，共有滑坡2處，最大為200200m2，形態不規則。根據山西省抗震辦公室1993年頒布的《山西省工程抗震設防烈度圖》本區地震烈度為Ⅷ度。團柏河是流經井田的唯一河流，為季節性河流，現井田段為常年流水，水流為團柏礦礦坑排水及廠礦排水。本區的大氣主要污染物是煙塵SO工業廠區相對集中和人的活動（包括車、馬等交通揚塵）增多造成污染的主要原因。綜上所述，井田的環境地質評價屬第二類，地質環境質量為中等。 第二章 井田開拓第一節 井田境界及儲量拐點編號西安80直角坐標X(m)Y(m)1234567891011121314一、井田境界某煤礦采礦權經山西省國土資源廳批準，采礦證號為C1400002009091220036032，礦區范圍形態呈北東南西向長條多邊形分布，北東—南西長約9km，北西—南東寬約4km。西安80直角坐標表311二、儲量㈠ 資源/儲量估算范圍參與井田資源儲量估算的煤層為批準開采的11號煤層，資源/儲量估算邊界為井田邊界、采空區邊界及煤層厚度最低可采線為界。㈡礦井工業資源/儲量設計對礦井地質資源量中探明的資源量331及控制的332資源量進行了分類；由于本區地質構造簡單，煤層賦存穩定，對推斷的資源量333。則礦井的工業資源/儲量為24772萬t，詳見表411。表411 礦井工業資源/儲量煤層號面積（km2）資 源 /儲 量 （萬t）合計(萬t）探明的（111b）控制的（122b）推斷的（333）QM1/3JMQFQM1/3JMQFQM1/3JMQF10　　6680　　3097　　1927 11704 11　7956　　3505　　1607 　13068 總 計　79566680　35053097　1607 1927 24772 1463666023534 三、可采儲量㈠ 礦井設計儲量計算礦井設計資源/儲量＝礦井工業資源/儲量－設計計算的井田境界煤柱、地面建（構）筑物煤柱等永久煤柱損失量后的資源/儲量。井田內較大的村莊按留設煤柱方法加以保護，其圍護帶寬度10m，各類地面建筑保護煤柱均按垂線法留設，表土層移動角取45176。，基巖移動角取72176。；井田境界煤柱為20m。井田境界煤柱按20m留設。采空區安全煤柱按采空區邊界外推50m留設。構造(斷層、陷落柱)煤柱：較大構造安全煤柱按50m留設 Mt，礦井設計資源/。㈡ 礦井設計可采儲量礦井設計可采儲量＝礦井設計資源/儲量－工業場地和主要井巷煤柱的煤量后采區回采率。礦井工業場地、風井場地按留設煤柱方法加以保護，其均按垂線法留設，場地圍護帶寬度15m，表土層移動角取45176。，基巖移動角取72176。；主要巷道留設煤柱加以保護，巷間煤柱40m；采區回采率厚煤層取75％、中厚煤層取80％、薄煤層取85％。礦井設計可采儲量按下式計算：Zk=(ZsP)C式中：Zk——礦井設計可采儲量， Mt；Zs——礦井設計儲量，；P——開采損失，Mt； MtC——采區回采率，薄層煤85%，中厚煤層80%。經計算。第二節 礦井設計生產能力及服務年限一、 礦井工作制度礦井設計年工作日330d，每天三班作業（二班生產、一班準備），每天凈提升時間14h。二、礦井設計生產能力的確定2008年山西省煤炭工業局以“晉煤行發【2008】1088號”文及礦井電源、確定礦井核定生產能力為210萬噸/年。三、礦井及水平服務年限的計算礦井服務年限按下式計算：ZT = ——— KA式中：T——礦井服務年限，a；Z——礦井設計可采儲量，Mt；A——礦井設計生產能力，Mt/a；K——儲量備用系數。礦井服務年限T= ————— =第三節 井田開拓一、礦井工業場地位置選擇某礦井經過20多年的生產建設，工業場地生產系統、輔助生產系統、生活設施已比較完善。礦井改擴建工程在原生產基礎上進行，工業場地仍利用現有場地，只是對部分生產、生活設施進行改造和完善。礦井工業場地選擇在此處具有如下優點：工業場地緊靠公路，交通運輸便利，場地開闊，生活區對生活福利區及鄰近村莊環境影響較小。二、開拓方式的確定㈠ 確定開拓方式的主要原則：確定井筒的形式、數目及配置，合理選擇井筒及工業場地的位置；合理地確定開采水平數目和位置；布置大巷及井底車場；確定礦井開采程序，作好開采水平的接替 ； 進行礦井開拓延深，深部開拓及技術改造；力求簡化生產系統，盡量減少井巷工程量；盡可能提高機械化程度，提高生產效率，實現安全高效； 投資少，工期短，見效快。㈡ 開拓方案的選定根據礦井工業場地及確定的斜井開拓方式，結合礦井規模、煤層賦存特征、提升設備、井筒位置以及實際情況，本設計對11號煤層的開拓提出兩個方案進行比較，方案分述如下：方案一，傾角15176。，落底+556m水平，裝備帶寬為1000mm的強力皮帶輸送機及架空乘人裝置，架空乘人裝置安裝長度為550m。，傾角15176。，鋪設雙軌，采用雙鉤串車提升方式。進風立井，落底+563m水平，井筒裝備壓風管路，敷設動力電纜，擔負采區主要進風任務，兼安全出口?；仫L立井，落底+545m水平，井筒內裝備梯子間，主要擔負采區的回風任務，兼安全出口。為了采區的開發，設計在緯距4036000附近布置膠帶、軌道暗斜井，膠帶暗斜井裝備帶寬為1200mm帶式輸送機及架空乘人器，擔負采區的煤炭及人員提升任務，軌道暗斜井鋪設單軌，擔負采區的輔助提升任務，均落底+556m水平，落底后沿東北方向布置+556m水平膠帶大巷和+556m水平軌道大巷