完整的毕业设计Word文档格式.docx
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但因井田处于褶皱带西部边缘，受邻近构造带影响，井田内构造特征表现为中部、东部以褶皱为主，西侧断裂发育，使地层、煤层均受破坏，但总体倾向以南东为主，倾角一般3°
-11°
。
主要褶皱、断裂特征如下：
1、褶曲
井田内发育三条轴向北北东向褶皱，编号分别为Z1、Z2、Z3、Z4。
Z1背斜：
发育在井田的中部，轴向为北北东向，两翼地层倾角5°
-10°
，轴向延伸3500m。
Z2向斜：
发育在井田的南东部，轴向为北东向，两翼地层倾角6°
，基本为一对称舒缓向斜，轴向延伸1500m。
Z3背斜：
发育在井田的南东部，轴向为北东向，大体平行于Z2向斜，两翼地层倾角6°
-8°
，为一舒缓背斜，轴向延伸1600m。
Z4向斜：
发育在井田的东北部，轴向为北东向，两翼地层倾角10°
左右，轴向延伸850m。
2、断层
F1正断层：
该断层位于井田的西部边界附近，断层走向为近南北，倾向西，倾角70°
，落差最大达20m。
对井田煤层开采影响不大。
井田内延伸长度2200m。
F2正断层：
位于井田的西部，F1正断层东300m左右，该断层走向N15°
E，倾向NNE，倾角70°
落差6m。
井田内延伸长度1200余m。
南端与F1断层相交。
F3正断层：
位于F2正断层之东200m，该断层走向近南北，倾向北东东，南端扭曲，走向北北东，倾角70°
，落差8m左右。
井田内延伸长度1300余m。
风井井简揭露。
南端亦与F1断层相交。
F4正断层：
位于井田中部，走向近南北，倾向东，倾角70°
，落差5m。
此断层井田内延伸长度1350m。
回风大巷揭露。
F5正断层：
位于井田中部，走向N15°
W，倾向NEE，倾角70°
，落差5m左右。
此断层井田内延伸长度1200m。
北部与F4相交。
井下大巷及采掘巷道揭露。
综上所述，井田内断层较发育，但断距较小，5-8m间，对煤层、地层的破坏影响较小；
褶皱多属宽缓褶曲，对煤层、地层没有明显影响。
井田内未见陷落柱及岩浆活动。
因此，本井田构造类型属简单类型。
三、水文地质概况
1、井田水系分布
井田地表水主要有三大沟谷，从北而南依次为清水河、浑水河、柏村河。
清水河、浑水河平时干枯无水，雨季有水均由东向西汇集于井田西部外柏村河河谷，然后汇入涝河于临汾注入汾河，汾河至河津县禹门口流入黄河，属黄河流域汾河水系。
2、井田主要含水层
井田内可划分1—5个含水层，由下而上分述如下：
（1）奥陶系中统岩裂隙含水层
隐伏于煤层之下。
本组灰岩按上、中、下依次划分为峰峰组、上马家沟组、下马家沟组。
强含水段主要为上、下马家沟组灰岩。
上马家沟组厚度为40—150m。
上部峰峰组灰岩一般岩溶不发育。
由深灰色厚层状灰岩夹薄层状泥灰岩及角砾状灰岩组成。
据本井田北部约5Km的浮山春山井田内ZK103水文孔测得奥灰水水位标高618.21m，另据《山西岩溶大泉》资料推断本井田奥灰水位标高为605-625m。
水质类型属重碳酸、硫酸—钙镁水。
（2）石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩溶裂隙含水层。
本含水层包括K2、K3、K4等石灰岩，K2石灰岩为9+10号煤层直接顶板，平均厚度7.34m；
K3石灰岩8号煤层顶板，平均厚度4.26m；
K4石灰岩为7号煤层顶板，平均厚2.30m。
岩溶发育程度随埋深增加而减弱，故含水层富水性差异性明显。
（3）二叠系下统山西组碎屑岩含水层
山西组碎屑岩含水层主要为2号煤层顶板以上由细、中粒砂岩组成，厚度变化大，平均12-13m，其含水层富水性与裂隙发育程度有关。
单位涌水量0.0015L/s·
m。
属于裂隙弱富水性段。
（4）基岩风化带含水层
各基岩地层风化裂隙带，一般含水性均较强，但由于基岩的软硬与所处地质构造部位的不同，故裂隙发育深度亦不尽相同，因而其富水性存在着不均—性。
（5）第四系砂砾层含水层
本井田第四系砂砾石含水层，含水较弱，主要接受大气降水入渗补给。
分布于沟谷低洼地带，向地表水系排泄。
第三节煤层的埋藏特征
1、9+10＃煤层为太原组下部可采煤层，煤变质程度为无烟煤阶段。
现综述如下：
煤层的光泽类型属于半亮及半暗类型，层状结构比较清晰，煤的光泽最亮部分为亮煤，内生节理发育，层理中夹有极少量的扁豆状丝炭，光泽较暗的部分为暗煤，煤质坚硬，灰分及丝炭的扁豆状夹层较多，断口呈角砾状，节理不发育，呈黑色条痕。
根据煤岩组分定量，亮煤为本煤层的绝对主要成分，占93.07%，其它成分均属微量。
按结焦性及化学性质作为分类标准，则镜煤化物质占65.46%，丝炭化物质占30.66%。
煤岩类型属亮煤类型。
2、9+10＃煤的化学性质、工艺性能
水分（Mad）原煤0.96%-1.26%，平均1.08%
浮煤0.90%-1.09%，平均0.96%
灰分（Ad）原煤4.44%-26.24%，平均11.35%
浮煤2.80%-7.76%，平均4.55%
挥发分（Vdaf）原煤6.16%-10.81%，平均8.22%
浮煤5.74%-9.54%，平均6.68%
全硫（St,d）原煤4.22%-5.84%，平均5.31%
浮煤4.89%-6.18%，平均5.77%
发热量（Qnet.d）：
原煤24.67-33.64MJ/kg，平均31.06MJ/kg
焦渣特征（CRC）：
2
粘结批数（GR·
1）：
胶质层厚度（X）:
6-15mm，平均10mm。
9+10＃煤层特征一览表
煤层
赋存层位
产出位置
煤层厚度
（m）
煤层结构
煤层间距
顶板岩性
底板岩性
深灰色泥岩
9+10
C3t
上距K2灰岩0-0.5m，下距K1砂7.4m
4.14-5.27
4.64
含夹矸1-2层。
结构较复杂，全区稳定可采
上距2号煤层70-80m
3、工业用途评价
根据煤炭质量分级国家标准（GB/T152224.1-2004），9+10号煤为特低灰—中灰、高硫分、中—特高热值无烟煤，由于硫分严重超标，建议作为化工用煤使用，若作为动力用煤及民用燃料，应首先研究解决脱硫问题。
4、瓦斯等级和自燃情况
9+10号煤层瓦斯绝对涌出量0.53m3/min，相对涌出量0.87m3/t；
二氧化碳绝对涌出量0.59m3/min，相对涌出量0.97m3/t，等级为低瓦斯矿井。
9+10号煤层煤尘无爆炸性，9+10号煤的自然倾向性等级为Ⅱ级，自燃，自然发火期限为12个月。
本井田无地温，地压异常，应属低温地压。
第二章井田境界与储量
第一节井田境界
山西中强煤业有限公司水地庄煤矿井田面积8.4763Km2井田内无其它小煤矿生产。
开采煤层9+10号，矿井能力0.90Mt/a。
井田东西宽2740m，南北长4000m，面积8.4763km2，由8个拐点坐（6°
带）连线圈定，井田境界拐点坐标见下表。
井田境界拐点坐标表
拐点
编号
北京54坐标（6°
带）
西安80坐标（6°
备注
经距（Y）
纬距（X）
1
19582400
3983560
19582331.24
3983510.90
19583820
3983385
19583751.25
3983335.90
3
3979521
19583751.26
3979471.87
4
19581305
19581236.24
5
19581185
3980280
19581116.24
3980230.87
6
19581081
3980739
19581012.24
3980689.88
7
19581175
3981734
19581106.24
3981684.88
8
19582197
3981662
19582128.25
3981612.88
井田周围均为国有空白区，再无其它小煤窑开采。
第二节地质储量的计算
按照中华人民共和国地质矿产行业标准之《煤、泥炭地质勘查规范》有关规定进行资源/储量估算。
1、矿井地质资源/储量
（1）储量估算范围
9+10号煤层，在井田上部2号煤层属于不可采区，2号煤层平均厚0.58m，新立井见2号煤层厚0.6m，不具开采条件，主要开采9+10号煤层。
在所圈定的2号煤层不可采范围内未进行资源/储量估算。
井田内仅9+10号煤层为可采煤层，并估算了其资源储量。
其它煤层均为不可采煤层。
因此，未进行资源/储量估算。
（2）工业指标
井田内批采煤层为9+10号，其中9+10号煤类为无烟煤。
煤层倾角＜25°
，依据“煤、泥类地质勘查规范”中表E·
2煤炭资源估算指标：
煤层厚度≥0.8m
最高灰分（Ad）40%
最高硫分（St,d）3%
最低发热量（Qnet,d）17MJ/kg（PM）、22.1MJ/kg（WY）
9+10号煤硫分含量较高，平均5.77%，由于作为化工用煤使用。
本次设计也对9+10煤资源/储量进行了估算。
（3）资源/储量估算方法
本井田主要可采煤层稳定、较稳定，倾角均小于15°
，利用煤层的伪厚度和水平投影面积，采用地质块段法进行资源/储量估算。
估算公式Q=S·
M·
D/10000
Q—块段资源/储量（万t）
S—块段水平投影面积（m2）由计算机直接求得
M—块段的煤层平均厚度（m）
D—煤层的视密度（t/m3）
（4）资源/储量估算参数
1、计算面积厚度确定：
面积采用水平投影面积；
各块段厚度采用邻近工程点煤层厚度算术平均求得，煤层中单层厚度小于0.05m的夹矸，与煤分层合并计算采用厚度。
2、煤层视密度采用山西省煤炭工业局综合测试中心2007年4月2日对该矿9+10号煤层视密度的测定结果，9+10号煤层为1.45t/m3。
（5）资源/储量类别划分原则
井田内构造复杂程度为简单；
煤层稳定程度：
9+10号煤层为稳定煤层，厚4.14-5.27m，平均4.64m，为厚度和资源/储量占优势的煤层，以此煤层选择基本线距。
以1000×
1000m外推500m所圈定的范围划为探明的经济的基础储量（111b），111b圈定范围外推500m划分为控制的经济基础储量（122b）。
断层两侧30m圈定为推断的资源量（333）。
（6）资源/储量估算结果
经估算，9+10号煤层现保有资源/储量5112万t，其中（111b）类2091万t，（122b）类1888万t，（333）类1133万t。
探明的经济的基础储量（111b）占保有资源/储量总和的45.5%；
探明的经济的基础储量（111b）和控制的经济的基础储量（122b）占保有资源/储量总和的84.6%。
全井田共求得9+10号煤层保有资源/储量5112万t，其中（111b）类1614万t，（122b）类1330万t，（333）类565万t。
探明的经济的基础储量（111b）占保有资源/储量总和的40.9%。
探明的经济的基础储量（111b）和控制的经济的基础储量（122b）占保有资源/储量总和的77.8%。
2、矿井工业资源/储量
在全矿井保有的资源／储量51.12Mt9中，探明的及控制的经济基础储量（111b+122b）占总资源/储量的比例为77.8%，推断的内蕴资源量（333）占总资源/储量的比例为22.2%.根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215－2005）及本井田的勘探情况，由于9+10号煤为稳定性好的煤层，设计对推断的内蕴经济资源量（333）9+10号煤可信度按90%考虑。
因此，矿井工业资源/储量为49.09Mt。
矿井工业资源/储量汇总表单位Mt
煤层号
煤类
资源/储量（Mt）
111b
122b
333
总量
WY
21.089
18.88
11.33
51.12
40.9
77.8
3、矿井设计资源/储量
据本矿井的具体地质条件和煤层赋存情况，所需留设的永久煤柱主要为井田边界、公路、地面建筑和村庄煤柱。
（1）井田边界
井田边界煤柱在本井田内一侧按20m留设，本矿井共留设井田境界煤柱2.03Mt。
（2）地面建筑及村庄保护煤柱
本井田范围内主要村庄为红花窑村压，压煤量较大，中强福山煤业有限公司已考虑与地方政府签订村庄搬迁协议，其他规模均较小，考虑搬迁，本次设计不再考虑村庄煤柱的留设问题。
（3）断层及陷落柱煤柱
本井田地质构造简单，可采区域内无断层、陷落柱，故不考虑留设断层及陷落柱煤柱。
（4）公路
井田内有浮山-沁水县级公路通过。
按不留设保护煤柱考虑，采取随采随填方式进行处理。
扣除井田各种永久煤柱后，本矿井尚有设计资源/储量为31.93Mt。
矿井设计资源/储量汇总表单位Mt
工业资源/储量
111b+122b+333
永久煤柱损失
设计资源储量
井田边界
公路
地面建筑物及村庄
小计
2.03
49.09
第三节可采储量的计算
矿井设计可采储量为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率的资源/储量。
（1）工业场地煤柱
工业场地的煤柱：
长*宽*煤厚经计算
（2）大巷煤柱
设计考虑本矿井大巷两侧各留设30m保护煤柱。
经计算，全井田共留设大巷煤柱2.75Mt
采区回采率根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）第2.1.3规定，9+10号煤层取75%，经计算，矿井目前设计可采储量为22.135Mt。
见表3-2-2。
矿井设计可采储量汇总表单位Mt
设计
资源/储量
工业场地和主要井巷煤柱
开采损失
设计可采资源储量
工业场地
主要井巷
2.5
6.67
安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法。
井田边界煤柱留20m，水平大巷之间留20m，两侧留35m煤柱，工业场地按二级保护，井筒按一级保护，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45°
，基岩移动角72°
）计算保安煤柱。
第三章矿井工作制度生产能力
第一节矿井工作制度
设计矿井井下采用“四·
六”作业制，即每天4班作业，3班生产，1班准备，每班工作6h；
地面采用“三·
八”作业制，即每天3班作业，2班生产，1班检修，每班工作8h。
矿井每天净提升时间16h。
第二节矿井生产能力及服务年限
山西中强福山煤业有限责任公司生产能力根据井田储量和生产条件按0.9Mt/a进行设计。
矿井设计服务年限按下式计算：
矿井服务年限:
4999/1.3/90=42.72（a）
经计算，矿井可采储量为49.99Mt，储量备用系数取1.3考虑，本矿井设计生产能力按0.90Mt/a计算，其设计服务年限为42.72ａ。
第四章井田开拓方式
第一节井口位置、形式、数目
一、井田共布置三个井筒
主斜井、副斜井、回风立井。
主斜井.副斜井及工业广场在井田中部，井田边界附近，在浮山—沁水县级公路水地庄处，回风立井场地选在驼腰村西。
1、井筒数目及用途：
矿井，共布置三个井筒：
即：
各井筒用途如下：
主斜井：
井口标高+894.6。
斜长540m。
倾角24°
34′，三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2。
落低9+10号煤层，标高+699m。
装备带宽B＝1000mm的胶带机，担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。
副斜井：
井口标高+916.00m，井底标高+698.00m，半圆拱断面，井筒净宽4.5m，净断面15.1m2，倾角29°
56′，斜长408m。
采用单钩串车提升。
选用JK-3.5/20型提升机，担负排矸、运送材料、下放设备、上下人员等任务兼做进风井和安全出口。
回风斜井：
井口标高+960m,井筒净直径5m,净断面19.6m2，垂深276m。
担负回风任务，井筒内安装有梯子间，兼做安全出口。
井筒断面布置图见
井筒特征表
2、井筒井壁结构
主斜井（已有）：
表土段采用现浇钢筋混凝土支护方式，支护厚度500mm。
基岩段采用锚网喷支护方式，喷层厚度150mm。
回风立井：
表土段采用现浇钢筋混凝土支护方式，支护厚度550mm。
基岩段采用混凝土支护方式，支护厚度400mm。
井筒特征
主斜井
副斜井
回风立井
井口坐标
（80坐标）
3981669.584
3981641.080
3981857.000
经距（Y）
19582266.548
19582362.140
19583714.000
井口标高（m）
+894.600
+903.300
+960.000
方位角
268.27°
258.22°
井筒倾角（度）
24°
34′
29°
56′
90°
井筒深度或斜长（m）
472
408
276
井筒宽度（m）
净宽（m）
3.6
4.5
直径5
掘进（表土段）
4.6
5.5
掘进（基岩段）
4.2
5.1
5.6
井筒断面（m2）
净
9.54
15.1
19.63
掘进（表土）
13.6
20.67
28.26
掘进（基岩）
12.14
18.3
24.62
断面形状
三心拱
半圆拱
圆形
支护
表土段钢筋混凝土（mm）
500
550
基岩段锚喷（mm）
150
400
井筒装备
带宽1000mm胶带输送机
铺轨、人车
备注
增设台阶扶手
内设梯子间
二、井口位置、工业场地以及开拓布置方案设计的主要原则
（1）尽量利用现有地面工程及设施设备，以减少基建投资。
（2）地面平坦、开阔，场地挖方填方量小，工程地质条件好，能够满足0.9Mt/a的设计要求。
（3）靠近公路、交通方便，运输距离短。
（4）井口及工业场地尽量位于储量中心，减少井下运输、通风、井巷工程费用。
（5）生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。
（6）井下巷道沿煤层布置，加快掘进速度，降低掘进费用。
（7）开拓方案兼顾初期和后期，做到初期开拓布置合理，又有利于后期的开拓开采。
2、井田开拓方案
基于上述设计原则，根据本矿井煤层赋存特点，结合现有井筒、地面工业场地及井下条件，设计提出两个开拓方案进行技术经济比较。
方案一（三井筒方案）
本方案的特点是两进一回采用中央边界式通风.主斜井井口标高+894.6m。
斜长472m。
34′，落底标高+698m。
三心拱断面，净宽3.3m，净高2.9m，净断面积9.26m2。
担负矿井提煤任务，兼做进风井和安全出口。
副斜井井口标高+903.3m。
斜长408m，倾角29°
56′，落底标高+699m。
半圆拱断面，净宽4.5m,净高3.35m。
净断面积15.1m2。
该井筒担负排矸、运送材料、下放设备、人员运输等任务，兼做进风井和安全出口。
回风立井井口标高+960m,井筒净直径5m,净断面19.6m2，垂深276m。
井田内可采煤层为9+10号煤层，2号煤距离9+10号煤70-80m为不可采煤层.设计采用单水平开拓，全井田共划分一个水平，井底车场设在9+10号煤层，水平标高+699m.设计开拓大巷为三条,集中胶带机运输大巷和集中轨道运输大巷，专用回风大巷,并按原有方位向东延伸至井田东部边界附近。
沿井田东部边界
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