毕业设计 煤矿矿井设计

1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1井田位置、范围和交通位置兴隆庄矿井位于山东省兖州市境内，井田横跨兖州、曲阜两市。

津浦铁路从井田北侧向西延伸，兖石铁路自井田南侧向东延伸，西接京九线，东至石臼所新港，矿区铁路经大东章集配电站与津浦铁路相接。

公路四通八达，104国道沿井田东部通过，兖济公路沿井田西部通过，兖邹公路贯穿井田范围，区内地势平坦，交通十分方便，矿井北距兖州市8km，东距程家庄2.1km，东南距邹城市14km。

矿井交通位置图见图1-1。

1.1.2地形及河流区内为第四系冲积平原，地形平坦，由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。

地面标高变化于+52m～+44m之间，井口附近地势较高，工业广场标高为+50m。

除特大洪水外，一般不受威胁。

区内有泗河纵贯全区。

泗河全长142km，河宽100～1000m，流域面积2590km2，最大流量3380m3/s；流经本区3层煤隐伏露头的部分地段，向西南注入南阳湖，属一季节性河流，于第四系潜水有一定的水力关系。

1.1.3气象本区为温带半湿润季风区，属大陆于海洋间过渡性气候，四季分明。

据济宁、邹城、兖州气象站1959～2001年的观测资料，年平均气温14.1℃，气温最低月为元月，平均气温-2℃。

最高气温为7月份，平均气温29℃，最高可达40℃以上，年平均降雨量712.7mm，年最小降雨量347.90mm，最大降雨量1179.3mm。

雨季多集中在7～8月，有时延至9月，其降雨量占全年降雨量的65％。

年平均蒸发量1884.8mm，最大蒸发量多在4～7月，占全年蒸发量的45％。

风向频率多为南及东南风，年平均风速为2.73m/s，极端最大风速24m/s，最大风速的风向多为偏北风。

结冰期由11月到翌年3月，最大冻土深度0.45m，最大积雪厚度0.19m。

1.1.4自然地震兖州市的地震烈度为7度，据《中国地质资料年表》记载，本区地震活动性不强。

但本区无感地震频发，据记载，兖州、邹县共发生地震36次（截止1999），其中破坏地震7次。

1.2井田地质特征兴隆庄井田位于兖州煤田东北隅，属全隐蔽井田。

北部以滋阳断层为界，南临鲍店井田，东接东滩井田，西靠杨村井田，西北以兖州城安全煤柱接上组煤层露头为界。

1.2.1煤系地层概况兖州煤田为一轴向东北。

向东倾伏的不对称向斜。

兴隆庄煤矿位于兖州向斜的北翼，为一走向北东～北西，倾向南北～北东的单斜构造。

兴隆庄井田内地层倾角较缓，2°～14°，平均6°。

主要含煤地层为下二叠统山西组和上石炭太原组，煤系和煤层沉积稳定，为华北型含煤岩系，无岩浆侵入，平均厚度310m。

井田内煤系地层均第四系冲积层所覆盖，井田地层综合柱状图见图1-2。

第四系厚度在132.4m～235.29m之间，平均厚度184.08m，分上中下三组，以粘土、砂质粘土，含粘土的砂(砾)，或砂（砾）等相间组成，不整合于侏罗系的上侏罗系，最大残厚330.46m，仅保留于本区东南部的边缘地段，由紫红色细砂岩或中细砂岩，间夹细砂岩与泥岩互层所组成，底部偶见砾岩，与二叠系成部整合接触。

二叠系之石盒子组最大残厚181.88m，一般厚度60m 左右，以粘土岩为主，空隙度大，硅质接触式胶结，岩性稳定，整合于主要含煤地层山西组之上。

二叠系山西组厚84.82～152.91m，一般厚度为129.62m 为本煤田的主要含煤地层，含有局部可采的2层煤和稳定可采的3层煤，其中3层煤是井田的主采煤层，煤层底部多为细砂岩、粉砂岩互层，有时相变为中砂岩，整合于石炭系之上。

上石炭系的太原群厚148.53m～185.13m，一般厚度为173.42m，以粉砂岩和泥质岩为主，间夹中砂岩。

粘土岩。

薄层灰岩及煤层组成，共含煤23层。

其中16层、17层煤是全井田可采的薄煤层，主要标志层为第三层灰岩和第十层灰岩，地层多为粉砂岩和深灰色泥岩为主，间夹以中砂岩、粘土岩和薄层灰岩，整合于本系的本溪群之上。

中石炭系本溪群厚21.49m～36.00m，一般厚度28.75m，以灰岩为主，假整合于奥陶系之上。

奥陶系马家沟统总厚725.20m，以石炭岩为主，有裂隙和洞穴，与下伏寒武系呈整合接触。

1.2.2主要地质构造井田位于兖州向斜的北翼。

为以倾向南东至北东，倾角2～14℃，一般为4～8℃，走向北东至北北西的单斜构造，并发育着次一级小型的宽缓波状起伏，区内北东向逆断层部发育，而北西向的高角度正断层交发育，并具有断层走向的弯曲、分叉、合并、落差时大时小、呈“入”字型构造的形态特点。

煤层有古河床冲刷切割。

地质构造整体比较简单，但有的采区比较复杂，局部不能开采。

主要断层特征具体见表1-1。

图1-1 矿井交通位置图北(1)(2)(3)(8)(9)(7)(4)(6)(12)(5)(11)(10)(14)(13)兖州市滋阳断层峰山断层浦津铁路兖新铁路邹城市渤海济南肥城淄博新汶临沂陶枣徐州连云港石臼所港烟台青岛兖州煤田黄海黄河本矿井其他生产矿井及曲阜区(1)兴隆庄煤矿(2)东滩煤矿(3)鲍家店煤矿(4)南屯煤矿(5)北宿煤矿(6)里彦煤矿(7)新集煤矿(8)田庄井田(9)杨村煤矿(10)唐村煤矿(11)落陵煤矿(12)太平煤矿(13)杨庄煤矿(14)曲阜区到 站公 里里 程 表济南156青岛649徐州162上海818石臼所298图1-2 井田地层综合柱状图见表1-1 主要断层特征表名称落差（m）倾角（°）走向倾向断层性质铺子断层8～60 80 N3°～25°W SW 正铺子支一断层20土1 80 N10°E～20°W NW～SW 正铺子支二断层8～28 80 N40°E～40°W NW～SW 正巨王林断层22～160 80 N25°～85°W SW 正巨王林支一断层32 80 N15°～25°W SW 正大岗头断层40 80 N20°E～80°W NE 正1.2.3水文地质矿井水文地质比较简单。

矿区内地表标高为+52～+44m,主要含水层为：第四系孔隙含水层，总厚度平均 184.08m，分上、中、下三组，除中组粘土的厚度占73％，透水性弱，含水不丰富外，其上、下两组均为含水丰富的砂及沙砂岩层，上组含水层局部地段与地表径流和降水进行垂直渗透补给，补给和排泄条件良好。

下组含水层间夹有不稳定的粘土层，其上有中组为隔水层，故含水性虽强，但补给和排泄条件较差，其底部含水层为煤系含水层的主要补给水源。

基岩主要含水层对矿井充水直接相关的为第三层煤顶部砂岩，第三层灰岩和第十层的灰岩。

当有断层构造时，其他含水层也可成为奥陶系灰岩水的通道，直接影响矿井安全开采，煤系底部的奥陶系灰岩，厚度在450m～750m之间，虽然含水丰富，但距主采煤层甚远，故近期对矿井生产不产生影响。

现兴隆庄井正常均涌水量400m3/h。

最大涌水量为500m3/h，开采后期正常涌水量550m3/h，最大涌水量为650m3/h，而投产20年来的实际资料，矿井正常涌水量为215.64m3/h，最大涌水量312.13m3/h。

1.3煤层特征1.3.1煤层特征本井田上组煤系地层总厚度为136.6m，含煤6层，其中可采煤层共3层（2、3、7煤），可采煤层总厚度为15.06m，主采煤层为3，厚度为3.70～10.28m。

可采煤层特征表，见表1-2。

1.3.2煤层围岩性质设计煤层为3煤层，顶板为灰～灰白色厚层中砂岩夹粉细砂岩，顶板为灰～深灰色细、中砂岩或粉砂岩。

表1-2 上组煤层特征表1.3.3煤的特征煤质：山西组煤（2、3层煤），属于低S 、结焦性好，中等可选至易选取，用作炼焦配煤或者动力用煤。

太原组煤，中灰，富S 至高S ，易选，用作动力用煤。

煤层厚度（m ） 煤层特征顶板底板稳定性 容重t/m^3 最小 最大 平均 22.20 1.01 复杂结构煤层中砂岩泥岩粘土岩砂岩泥土岩粘土岩不1.353 3.70 10.28 8.65 厚煤层 粉砂岩中砂岩 粘土岩炭质岩炭质泥土岩稳定 1.354 局部可采煤层粉砂岩中砂岩 砂岩泥土岩粘土岩稳定 1.355 局部可采煤层粉砂岩中砂岩 砂岩泥土岩粘土岩稳定 1.306 0 0.97 0.71 薄煤层 粉砂岩中砂岩 砂岩泥土岩粘土岩极不稳定 1.307 3.75 6.64 5.40 局部可采煤层灰岩 细砂岩 稳定1.302 井田境界和储量2.1井田境界1．井田界限在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。

煤田范围划分为井田的原则为：(1) 井田范围内的储量,煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；(2) 保证井田有合理尺寸；(3) 充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；(4) 合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。

本井田境界根据以上原则及地质报告提供的资料，确定如下：东以东滩为边界；西以17铺子断层与杨村矿为界；南分别与东滩矿，鲍店矿为界；北以3煤露头与兖州城为界。

2．开采边界扩大的可能性根据地质资料，兴隆庄矿的井田面积从建井的时候就是由兖州矿务局人为划分的，边界是以周围的几个相邻矿井（鲍店矿、杨村矿、东滩矿）为边界的，所以没有开采边界扩大的可能。

3. 井田水平面积本井主可采煤层为3号煤层，最大厚度10.28m，最小厚度3.70m，平均厚度8.29m。

井田走向长度最大值为8.93km,最小值为4.67km, 平均长度为7.6km，倾斜长度最大值为5.45km,最小值为1.54km,倾斜长度平均值5.23km,水平宽度为5.1km。

井田面积为：7.6×5.1＝38.6km22.2 矿井储量2.2.1 井田勘探类型本设计中所有地质资料作为矿井初步设计的依据，勘探钻孔很密集，根据地质勘探资料可以很准确的判断煤层的分布情况，井田勘探类型属于精查。

2.2.2 储量等级兴隆庄井田范围内绝大部分勘探钻孔密集（除西南一角1km2左右）。

煤层层位、厚度、结构及其变化情况和媒质及其变化情况已经查明，煤层对比可靠。

这部分范围内属于Ａ级储量。

西南一角1km2左右范围内没有打钻孔，但可以根据其相邻范围内密集的钻孔布置推出该范围内煤层层位、厚度、结构及其变化情况和媒质及其变化情况。

这部分范围内属于Ｂ级储量。

2.2.3 工业储量工业储量＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ级储量井田范围内根据煤层倾角的变化把井田划分为三块，其平均倾角分别为4度、6度、8度。

倾角为8度的面积约为6.9km2，倾角为4度的面积约为21.8km2，倾角为6度的面积约为10.1km2。

Ｓ＝6.97+21.87+10.16=39km2工业储量＝39×106×8.29×1.35=4.36×108t由开拓平面图可知，显然Ａ/工业储量>80%，所以，高级储量符合煤炭工业设计规范要求。