第一章礦（井）田地質(zhì)概況1.1礦（井）田位置及交通1.1.1交通位置王家山煤礦位于靖遠縣城北約60km，寶積山礦區(qū)西北約10km，行政區(qū)劃屬白銀市平川區(qū)王家山鎮(zhèn)和東升鄉(xiāng)管轄。面積約8.3421km2，地理坐標為：東經(jīng)104°48′06″～104°53′12″，北緯36°51′35″～36°53′14靖遠煤業(yè)有限責(zé)任公司取得王家山煤礦的采礦權(quán)，國土資源部2001年12月26日頒發(fā)了采礦許可證，開采深度標高為1780—850m，有效期自2001年12月至2017年12月。王家山煤礦西北距國道309線約2.5km。鐵路由白（銀）～寶（積山）線的長征車站接軌，經(jīng)旱平川、水泉，至煤礦工業(yè)廣場有專用線。礦區(qū)內(nèi)的公路、簡易公路縱橫交錯，交通甚為方便圖1.1交通位置圖1.1.2地形地貌礦區(qū)地處干旱區(qū)，地形復(fù)雜。地形陡峻，最高點位于栒條峴，標高2021.7m，最低點位于下紅灣，標高1815.0m，相對高差206.7m，水洞溝以西基巖裸露，屬剝蝕構(gòu)造地貌，王家山向斜兩翼形成相向的單面山，由于沿張性構(gòu)造裂隙易于向下切割侵蝕，故橫向溝谷發(fā)育。隨著向斜的傾沒，巖層逐漸被黃土覆蓋；水洞以東主要為黃土丘陵區(qū)，相對高差較小，一般20～50m。1.1.3氣象及水文情況礦區(qū)氣候?qū)賰?nèi)陸半沙漠干旱氣候㈠氣溫：月平均-9～24℃，最低-18～23℃，最高達35～38℃，年平均7.9～9.2℃。夏季酷熱，冬季嚴寒，春、夏、秋季晝夜溫差10～16℃㈡降水量：年平均量在187～374mm之間，平均250mm左右.㈢蒸發(fā)量：年平均1439～1782mm，平均1655mm㈣濕度：年平均55～64%，4、5月份最干燥，為41～60%，7～11月份濕度在58～75%之間。㈤風(fēng)向：除夏、秋季有東南風(fēng)外，其他時間多西北風(fēng)，風(fēng)力2～4級，最大達6～8級，全年平均風(fēng)速1～1.4m/s㈥每年11月至次年3月為凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度93cm區(qū)內(nèi)無常年流水，僅有兩條砂河在每年7～9月雨季期間山洪暴發(fā)才有短暫的暫時性流水。一條是苦水峽砂河，發(fā)源于礦區(qū)東南部的小井子溝，由南向北穿過礦區(qū)中部，經(jīng)膠泥崖村、大紅溝、北灘，與咸水河匯合，至中衛(wèi)注入黃河；另一條是孔家溝砂河，由李家坪向西流經(jīng)礦區(qū)南側(cè)，在33、107號孔附近折向西南，經(jīng)石碑子溝、旱平川，流入黃河。礦區(qū)以南的變質(zhì)巖裂隙水沿F1斷裂帶溢出，在苦水峽砂河上游形成水質(zhì)良好，但水量甚小的上升泉，最小涌水量0.175L/S，最大涌水量為1.112L/S。由于受F1斷裂帶中斷層泥的阻滯，進入孔家溝砂河后形成地下潛流，潛水面深3～10m，對河床中分布的各個水井進行了不定期觀測，水量不大，如李家坪水井的涌水量為20.39m1.1.4礦區(qū)概況1.礦區(qū)開發(fā)情況王家山礦區(qū)開采歷史久遠，在建井時，井田淺部的小窯已具備相當規(guī)模。為了協(xié)調(diào)與地方的關(guān)系，省委、省政府先后多次從生產(chǎn)礦井不同位置劃給地方資源2501.84萬t，從1550m水平以下資源內(nèi)劃給地方資源儲量1806.0萬t。經(jīng)煤業(yè)公司調(diào)查，王家山礦區(qū)原有各類地方小煤窯（鄉(xiāng)村、個體、其它）43個，通過多次關(guān)井壓產(chǎn)的整頓，部分小窯已被關(guān)閉、封停，現(xiàn)保留24個小煤礦持有合法證件，但仍存在一證多井、超層越界、亂挖濫采、侵占大礦資源的現(xiàn)象。具體分布情況為：在王家山煤礦一號井周邊實測有8個礦13個井口，二號井周邊實測有11個礦14個井口，五號井周邊有5個礦7個井口，各小煤礦的開采能力都在3萬噸以上，有的能力達10萬t，由于小礦開采技術(shù)條件差、回采率低，對資源破壞量非常大。另外，井田內(nèi)煤層大多為急傾斜煤層，而劃出的資源均在井田淺部，使劃出資源的下部形成相當數(shù)量的呆滯煤量。也使王家山煤礦生產(chǎn)能力、礦井服務(wù)年限等受到較大影響。2.礦區(qū)經(jīng)濟情況本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)產(chǎn)品主要有小麥、谷物、豆類等，由于干旱多風(fēng)，產(chǎn)量均較低。工業(yè)方面，有礦區(qū)所屬各煤礦，以及礦區(qū)輔助和附屬企業(yè)事業(yè)單位等，還有靖遠縣所屬廠礦及定西陶瓷廠、煤礦等企業(yè)，國家重點建設(shè)工程靖遠電廠二期工程已竣工，靖遠礦區(qū)供水工程亦完工交付使用。整個靖遠礦區(qū)水、電、路、通訊等都已形成系統(tǒng)和綜合能力。3.礦井建設(shè)和生產(chǎn)所需主要材料的來源主要建筑材料，除鋼材以外，水泥、磚瓦、砂石、白灰等均為本地生產(chǎn)，可就近購買。4.水源、電源及勞動力來源本礦井由靖遠礦區(qū)凈水廠供水。靖遠礦區(qū)凈水廠設(shè)在黃河北岸，取黃河水為水源，經(jīng)過凈化后供整個礦區(qū)。該水廠日處理水量54000m3/d，可向王家山礦井供水9900m3/d，能夠滿足該礦井集中生產(chǎn)用水。黃河水通過、過濾、消毒等手段處理后，水質(zhì)符合國家生活飲用水標準。該水總硬度約為11.8德國度，Ph值約為7.8，濁度<3度。本礦井井下水的礦化度非常高,不宜作為生活水源,但該水可以滿足灌漿用水的水質(zhì)要求,因而可以用來制水泥漿。礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有靖遠電廠（140萬kW）。王家山礦有35KV變電所。運輸條件良好，礦區(qū)鐵路專用線和礦區(qū)公路均已通達井口工業(yè)廣場。綜上所述，本礦井的供水、供電、運輸?shù)韧獠拷ㄔO(shè)條件良好。5.礦藏市場供需情況近年來，王家山煤礦利用原有小礦井的產(chǎn)能，大力推廣綜采放頂煤等采煤新技術(shù)，加之煤炭行情利好，目前已是產(chǎn)銷兩旺，利潤大增（表8-7）。本礦井篩未煤全部供應(yīng)靖遠電廠，由于屬于國家計劃價，因此售價較低（128元/t），但也比1999年技改項目設(shè)計所依據(jù)的不含稅綜合價107.88元/t要高。至于塊煤，由于供民用，目前井口售價為280～290元/t,但本礦井塊煤率偏低（±1%）。1.2礦（井）田地層及地質(zhì)構(gòu)造1.2.1地層王家山礦區(qū)地層主要有下志留統(tǒng)馬營溝群（S1m）上三疊統(tǒng)南營兒群（T3nn），中侏羅統(tǒng)窯街組（J2y），中侏羅統(tǒng)新河組（J2x），上侏羅統(tǒng)苦水峽組（J3k），下白堊統(tǒng)河口群(K1nk)、上第三系（N）和第四系（Q）。下志留統(tǒng)為中生界基底地層，上三疊統(tǒng)常為煤系基底，中侏羅統(tǒng)窯街組為主要含煤地層。在礦區(qū)南部F11.2.2構(gòu)造1.斷裂構(gòu)造王家山煤礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的主要特點是：以斷裂為主，褶皺為輔。但中深部區(qū)域主要為向斜構(gòu)造，即王家山向斜。該向斜由中生界地層構(gòu)成，向西抬起收攏，向東傾伏撒開，漸被第四系覆蓋，長約10㎞，向斜軸走向北60°～70°西，局部近東西向，兩翼地層產(chǎn)狀不同，北翼地層在Ⅺ勘探線以西走向為北75°西，傾向南西，傾角25°～40°；Ⅺ勘探線以東漸轉(zhuǎn)為北80°東，向南南東傾，傾角40°～60°，XV勘探線以東更陡，達60°以上；南翼地層走向為北60°西，傾向北東，傾角35°～66°，局部直立、倒轉(zhuǎn)，為一南陡北緩、軸面南傾的不對稱向斜。Ⅶ勘探線以西向斜軸被F21斷層切斷。井田內(nèi)以走向斷層為主，發(fā)育于井田西南部的北傾斷層有F21斷層，F(xiàn)14斷層是沿次級背斜軸錯斷形成，西起水洞溝，至加Ⅻ勘探線以東消失，長3.5㎞，Ⅻ勘探線以西走向北80°西，以東呈近東西向，傾向南或西南，傾角67°～85°，為一高角度逆沖斷層，破碎帶寬2～7m，斷層距10～60m，中間大，兩端小。F21斷層位于王家山向斜軸部，西起Ⅰ勘探線以西，大致沿向斜軸延伸，至Ⅷ勘探線以東偏向向斜軸以南，一直向東伸至礦區(qū)以外。通過礦井的這一段走向呈65°西，傾向南西，傾角80°，淺部有時直立或向北東傾，使斷層呈微向北凸的弧形，南西盤向上逆沖，將王家山向斜軸切割破壞。通過礦井的這一段斷距約45～100m，西小東大。2.褶皺構(gòu)造隴西系烏鞘嶺—六盤山主褶帶逶迤通過靖遠北部。靖遠煤田便形成于褶帶中古變質(zhì)巖體的低洼地帶。受隴西系所左右，區(qū)域主要構(gòu)造形跡多呈北50°～60°西方向。有如下主要構(gòu)造：㈠松山—響泉山—黃家洼山隆褶帶：走向長約80km，主體㈡寶積山復(fù)向斜：位于松山—響泉山—黃家洼山隆褶帶的南側(cè)，為一南翼受到破壞的不完整復(fù)向斜，主軸呈北50°西方向，走向長約37km㈢王家山復(fù)向斜：位于松山—響泉山—黃家洼山隆褶帶北側(cè)，為一南陡北緩的不對稱復(fù)向斜，主軸走向北60°～70°西。㈣青石山半環(huán)狀構(gòu)造：位于寶積山礦區(qū)與紅會礦區(qū)之間，由青石山西側(cè)弧形斷層及其所包圍的下奧陶統(tǒng)變質(zhì)巖花崗巖組成。㈤北灘新生代拗陷：位于王家山復(fù)向斜以北，在王家山礦區(qū)以F15斷層為界與隆褶帶分開。㈥靖遠新生代拗陷：位于寶積山復(fù)向斜以南，為靖遠—靜寧拗陷帶的一部分。3.巖漿巖侵入巖漿巖主要分布在礦區(qū)以南的壽石山、紅會將軍墳灘及崛吳山北坡，主要巖性為花崗巖和花崗閃長巖，對礦區(qū)煤系沒有影響。1.3礦體賦存特征及開采技術(shù)條件1.3.1煤層及煤質(zhì)1.煤層本區(qū)的主要含煤地層為中侏羅統(tǒng)窯街組（J2y），厚116m,含煤五層,平均總厚30.67m，含煤系數(shù)26%；其次為中侏羅統(tǒng)新河組（J2x）第一段，平均總厚64m，含煤兩層，平均總厚2.99m，含煤系數(shù)4.7%。各煤層由上到下編號為：1層煤，2上層煤，2層煤，2下層煤，3層煤和4層煤，其中，2層煤和4層煤為主要可采煤層，厚度大，較穩(wěn)定，且分布面積廣；3層煤為局部可采層，分布面積較大，厚度較薄，變化亦較大；其余煤層更不穩(wěn)定，多呈透鏡狀。此外，4層煤向南由于相變，發(fā)生分叉，變薄，以至尖滅，在深部形成4下層煤；另在深部鉆孔中4下層煤以下尚有1—2層透鏡狀煤層，偶達可采厚度以上。煤系含煤性的變化規(guī)律比較明顯：南翼不如北翼，西端不及東端。北翼西部又較東部含煤性差，Ⅶ勘探線以西含煤系數(shù)平均為17.9%，低于北翼平均數(shù)，以東平均為28.1%，高于北翼平均數(shù)。全區(qū)平均為19.7%。（一）1層煤位于中侏羅統(tǒng)新河組第一段，即第Ⅲ旋回的頂部，煤層薄而變化大，多不可采，呈透鏡狀。全區(qū)共有31個孔見到此層煤。達可采厚度以上的有12個孔，純煤真厚最大1.60m，主要分布在Ⅺ-Ⅻ勘探線間，多為單一結(jié)構(gòu)或含一層夾矸，最多含三層夾矸，夾矸最多小于1m，1層煤常相變?yōu)榛液谏抠|(zhì)泥巖、泥巖或砂質(zhì)泥巖，與2層煤的間距西小東大，勘探線以東皆在55m以上，最大的為308號孔，達113.84m，勘探線以西多在55m以下，一般30～45m，最小的為48號孔，不足30m。(二)2上層煤位于中侏羅統(tǒng)新河組第一段的下部，分布比較集中，主要發(fā)育于南翼Ⅵ勘探線以西和北翼東部的和加勘探線間及西端Ⅱ勘探線以西，在北翼的281、59、46、264和255號孔尚有零星分布。全區(qū)見2上層煤的有32個孔，煤厚0.11m（109號孔）—6.32m（294號孔），純煤厚度達可采厚度以上的有18個孔，其中最厚4.27m。2上層煤與2層煤的間距在南翼和北翼西端為6.93m（透3號孔）—28.19m（77號孔），平均15.73m，北翼東部為5.00m（淺6號孔）—13.73m（129號孔），平均9.64m。多為單一結(jié)構(gòu)，少數(shù)含一至二層夾矸，夾矸最厚為1.12m（淺6號孔），最薄的僅0.99m（40號孔），巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。(三)2層煤賦存于中侏羅統(tǒng)窯街組頂部，為本井田最主要的可采煤層，分布面廣，厚度巨大，煤層比較穩(wěn)定。煤厚變化規(guī)律性比較明顯，南薄北厚，西薄東厚。這一部分煤層結(jié)構(gòu)的變化情況是：ⅩⅢ勘探線以東多含二至四層夾矸，少數(shù)含一層，個別有五層夾矸，共同的特點是，夾矸多在煤層上部，下部常為單一的巨厚煤分層，ⅩⅢ勘探線以西多為單一結(jié)構(gòu)或含一至二層夾矸，少數(shù)含三至五層夾矸，個別的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如21號孔有七層夾矸，37號孔有八層夾矸，夾矸最厚為8.15m（273號孔），大多0.20～2.00m，少數(shù)2～5m。夾矸巖性多為粉砂巖、泥巖或炭質(zhì)泥，偶為細砂巖。另外，古河流沖刷是造成四號井中部以西厚度變化的主要原因。從底板等高線圖及剖面圖上清楚地反映出，2層煤不僅沿走向有波狀起伏變化，同樣，沿傾向亦有明顯的起伏變化，致使底板等高線蜿蜓變曲，疏密不勻，這顯然是巖、煤層在構(gòu)造變動過程中受擠壓而產(chǎn)生的形態(tài)變化。(四)2下層煤位于中侏羅統(tǒng)窯街組上部，呈透鏡體狀，很不隱定，全區(qū)僅有11個鉆孔見到此層煤，多零星分散且不可采，只北翼Ⅷ～Ⅸ勘探線的4個鉆孔尚較集中。純煤厚度達可采厚度以上的有5個孔：98、11、70、36和260號孔。其中，98號孔最厚達5.8lm，但很快即變薄、尖滅。除個別孔含一兩層外m外，其余皆為單一結(jié)構(gòu)。夾矸巖性為泥巖及粉砂巖。與2層煤間距一般8～18.50m，西部透7號孔最小為3.57m。(五)3層煤位于中侏羅統(tǒng)窯街組中部，煤層厚度變化較大，不太穩(wěn)定，為局部可采煤層，發(fā)育于XI勘探線以西，共有60個鉆孔見此層煤，最厚的是307號孔，達21．27m，最薄為170號孔，僅0．11m。總的變化趨勢為南薄北厚，西薄東厚。南翼雖然局部煤層較厚，但迅速變薄，尖滅，被無煤區(qū)分割成幾塊，無煤區(qū)和不可采區(qū)面積占一半以上，北翼煤層分布較普遍，各見煤點大多達可采厚度以上。西薄東厚的變化更為明顯：南翼36號孔以東的幾個見煤孔煤厚都大于3m，純煤厚都達可采厚度以上，以西的12個見煤孔，僅有4個孔煤厚大于2m；北翼Ⅶ～Ⅸ勘探線深部為厚煤帶，包括47、112、98、11、68、307、306共8個鉆孔，占據(jù)面積寬約0.5～1公里，長約2公里，平均煤厚11.92m，這一厚煤帶以西約700m處的1l4號孔則是個無煤區(qū)，Ⅶ勘探線以西鉆孔的煤厚都小于3m。此外，北翼淺部近露頭部分可能由于風(fēng)化等原因，存在一條薄煤帶，煤厚多在1m以下。全區(qū)平均煤厚3.33m。(六)4層煤賦存于中侏羅統(tǒng)窯街組的下部，為礦區(qū)主要可采煤層之一，北翼普遍發(fā)育，南翼主要分布于Ⅲ～Ⅵ勘探線深部。全區(qū)見4層煤的鉆孔共有123個，煤厚在30m以上的有12層次，10～30m的7l層次，煤厚變化情況仍是西薄東厚，南薄北厚，與2層煤相同，且規(guī)律性更明顯。加Ⅵ勘探線以東的淺部和中深部煤厚絕大多數(shù)大于10m，向西向南均變薄，加Ⅵ勘探線以西煤厚大多小于10m。總之，愈近煤盆地邊緣，厚度變化愈大，短距離內(nèi)即由可采變?yōu)椴豢刹梢灾良鉁纭Ｈ珔^(qū)平均煤厚14.79m。4層煤有幾處結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜：一是北翼中部Ⅵ～Ⅹ勘探線中深部們，包括70、59、47、98、11、113、82、117、48和19號孔，含三至八層夾矸；二是ⅩⅢ～加ⅩⅢ勘探線的淺4、補181、20、256和補21號孔，含三至七層夾桿，三是ⅩⅢ～加ⅩⅢ勘探線的129、淺5、258、23、302、139、235、203和182號孔，含三至十層夾矸。其余為單一結(jié)構(gòu)或含一至二層夾矸。夾矸厚度一般0.20～1m，少數(shù)1～3m，個別大于3m，最厚達13.73m（補181號孔）。夾矸巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，偶夾中粒砂巖。（七）4下層煤為4層煤向深部分叉形成，分布于Ⅶ勘探線以東，37、82、254、補21、23和淺7號孔一線以南，愈深部，與4層煤的間距愈大，4下層煤也逐漸變薄，以至尖滅。由西向東4下層煤與4層煤的間距逐漸加大，Ⅷ勘探線為13.10m，Ⅸ勘探線22.30m，Ⅻ勘探線22.71m，XⅢ勘探線21.3m，ⅩⅣ勘探線30.81m。共有10個孔見4下層煤，117號孔最厚為7.58m，向深部很快變薄，306號孔僅0.62m，一般厚1～3m，平均厚3.18m。結(jié)構(gòu)較簡單，除307號孔(含三層夾矸)和117號孔(含兩層夾矸)外，其余皆為單一結(jié)溝或含一層夾矸。夾矸厚一般0.50～2.00m，最厚為2.38m(305號孔，將煤層分隔為兩層不可采的薄煤)。夾矸巖性多為泥巖或粉砂巖，偶為細砂巖。2.煤質(zhì)各煤層的物理性質(zhì)基本相似：黑色，條痕黑色或深棕色；具瀝青光澤和弱玻璃光澤；易燃，焰長，煙濃；焦渣略膨脹，微熔融或不熔融。宏觀煤巖成分以半亮煤為主，半暗煤次之，垂直層面可見絲炭、鏡煤、亮煤、暗煤互相交替，呈現(xiàn)出較清楚的條帶狀結(jié)構(gòu)及層狀構(gòu)造。具貝殼狀斷口，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，易破碎。有機顯微煤巖組分：以絲質(zhì)組含量略占優(yōu)勢，鏡質(zhì)組含量次之，穩(wěn)定組含量1層煤最大為4.8%。礦物總含量為4.1～8.2%，以粘土組和碳酸鹽組礦物為主，氧化物組和硫化組次之。煤的變質(zhì)程度：鏡煤平均最大反向率為0.602～0.60%，屬煙煤第Ⅱ變質(zhì)階段。1.3.2瓦斯賦存狀況、煤塵爆炸危險性。煤的自然性及地溫情況1.煤層自然發(fā)火據(jù)礦井調(diào)查，2層煤自燃發(fā)火期為2-5個月，4煤層自燃發(fā)火期為4-6個月。地面堆積煤4～5個月，雨季經(jīng)過3個月便自燃發(fā)火。2.瓦斯2、3、4層煤中每克可燃物中CH4含量均不大于1ml/g,根據(jù)歷年的鑒定資料,王家山為低瓦斯礦井。據(jù)王家山礦提供的資料，1990年以來礦井絕對涌出量0.4～1.35m3/min，相對涌出量0.13～0.68m3.煤塵據(jù)井田六個鉆孔中采取的8個煤塵爆炸樣品試驗結(jié)果，2、4層煤的煤塵均有爆炸性，爆炸指數(shù)為24%～36.33%,采煤時應(yīng)采取相應(yīng)預(yù)防措施。4.地溫在兩個孔作了近穩(wěn)態(tài)測溫，在一個孔（308號孔）作了簡易測溫。308號孔100m以上地溫較低，100m處地溫明顯升高，100m以下則緩緩上升，至780～800m處地溫梯度又有較大變化。據(jù)此判斷，100m處可視作恒溫點（地溫平均15.5℃），100m以上為變溫帶，因受冬季低氣溫影響，故地溫較低，至100m恒溫點處地溫明顯跳升，100m以下進入增溫帶，地溫逐漸增高。603m處測得的平均地溫為34℃，由此算得308號孔地溫梯度為2.2℃/100m上述地溫梯度資料表明，本區(qū)屬地溫正常區(qū)。目前礦井開采范圍內(nèi)也未發(fā)現(xiàn)地溫異常。1.3.3水文地質(zhì)1.含水層Ⅰ含水層，包括4層煤以下的中～下侏羅統(tǒng)和上三疊統(tǒng)地層。前者由泥、鈣質(zhì)膠結(jié)層狀礫巖、砂巖夾粉砂巖組成，屬裂隙不發(fā)育的裂隙含水層，37號孔的單位涌水量為0.00114L/S·m，滲透系數(shù)0.00584m/d，水位高程1797.49m。北翼厚11.81m，其中夾層厚0.57m，南翼6.68m。后者由厚層狀泥質(zhì)膠結(jié)的中至粗粒砂巖夾粉砂巖及泥巖組成，屬裂隙不發(fā)育的裂隙含水層。上三疊統(tǒng)厚度百余米，與上覆侏羅系底部含水層呈10度左右的角度不整合接觸，沒有隔水層相隔，二者有著密切的水力聯(lián)系，故把它們劃屬同一含水層。四號井井筒位于該含水層中，單位巷長涌水量0.003L/S·m。Ⅱ含水層，位于2層煤底板泥巖、粉砂巖的底界至一隔水層頂界，以粗粒砂巖為主，中至細粒砂巖次之，夾3層煤、泥巖及粉砂巖。砂巖泥質(zhì)膠結(jié)，較堅硬，裂隙不發(fā)育。水溫和地溫相同，沒有異常。北翼平均厚23.55m，純含水層厚18.26m；南翼平均厚度36.36m，其中純含水層厚25.80m，夾層厚10.56m。Ⅲ含水層，位于二隔水層的頂界至中侏羅統(tǒng)第三組油頁巖段的底界，由巨厚的礫巖、粗砂巖、中粒砂巖、泥巖、粉砂巖組成。礫巖、砂巖泥鈣質(zhì)膠結(jié)，較堅硬，裂隙發(fā)育。裂隙以構(gòu)造裂隙為主，風(fēng)化帶以上則風(fēng)化裂隙發(fā)育。在該層段鉆進沖洗液明顯減少或全部消耗。這一現(xiàn)象北翼常見，尤其是中部和西部，幾乎孔孔“漏水”。水溫和地溫相同，沒有異常。2.隔水層Ⅰ隔水層，由4層煤及其頂、底板泥巖組成，隔水性良好。北翼平均厚32.75m，4層煤位于該層的中部，煤層上下的隔水地層平均厚分別為8.04m及1.83m：南翼平均厚5.88m，煤層尖滅。該隔水層沿走向變化不大，但沿傾向由北向南逐漸變薄。Ⅱ隔水層，由2層煤及其頂、底板泥巖、粉砂巖組成，隔水性良好。北翼平均厚33.10m，2層煤頂板除局部有隔水層外，多數(shù)與上覆Ⅱ含水層直接相接；底板局部無隔水層，多數(shù)有隔水層，其平均厚3.66m。該隔水層沿走向變化不大，沿傾向由南向北逐漸增厚。3.斷層對礦井涌水影響：1、F21斷層，為南傾逆沖走向斷層，斷距東大西小。斷層破碎帶寬32m，以黑色高含粘土的斷層泥夾斷層角礫巖組成，是隔水斷層。Ⅲ勘探線285號孔于581m穿過破碎帶，寬2、F17斷層，是一組南傾逆掩斷層，破碎帶寬數(shù)米至數(shù)十米，高含粘土，為隔水斷層。F17斷層以北發(fā)育一個剖面上的“入”字形構(gòu)造，煤層被一系列走向斷層所切割、破壞，“入”字形構(gòu)造的主干斷裂又與邊緣斷層相切割，構(gòu)造復(fù)雜；煤層由于受斷層影響，厚度變化較大，有時正常煤層與斷層為相混雜交接。F2斷層以南部分的巖、煤層受構(gòu)造變動強烈破壞，F(xiàn)2與F22斷層之間的煤層僅大體能對比，變化很大，F(xiàn)22與F1斷層之間的巖、煤層是已遭徹底破壞，煤層無法對比，實為一巨大擠壓破碎帶，但這兩部分面積不足20%。1.4礦（井）田勘探類型及勘探程度評價本礦井總體為一不對稱向斜構(gòu)造，南翼陡，北翼緩，F(xiàn)17與F12斷層之間，除軸部被F21斷層所切外，其余斷層較少，形態(tài)完整，屬中等構(gòu)造，主要可采的2、4層煤分布面積大，全區(qū)可采或大部分可采，厚度變化有一定的規(guī)律，結(jié)構(gòu)多較簡單，局部復(fù)雜，屬較穩(wěn)定型煤層。這一部分占本礦井面積80%以上。第二章井田開拓2.1井田境界及儲量2.1.1井田境界王家山煤礦位于靖遠縣城北約60km，寶積山礦區(qū)西北約10km，行政區(qū)劃屬白銀市平川區(qū)王家山鎮(zhèn)和東升鄉(xiāng)管轄。面積約8.3421km2，地理坐標為：東經(jīng)104°48′06″～104°53′12″，北緯36°51′35″～36°53′14礦區(qū)地處干旱區(qū)，地形復(fù)雜。地形陡峻，最高點位于栒條峴，標高2021.7m，最低點位于下紅灣，標高1815.0m，相對高差206.7m，水洞溝以西基巖裸露，屬剝蝕構(gòu)造地貌，王家山向斜兩翼形成相向的單面山，由于沿張性構(gòu)造裂隙易于向下切割侵蝕，故橫向溝谷發(fā)育。隨著向斜的傾沒，巖層逐漸被黃土覆蓋；水洞以東主要為黃土丘陵區(qū)，相對高差較小，一般20～50m。2.1.2估算范圍及工業(yè)指標一、計算范圍本次資源儲量計算范圍以靖遠煤業(yè)有限責(zé)任公司已取得王家山煤礦采礦許可證的登證范圍為準，其邊界拐點坐標見采礦許可證。計算邊界以登記范圍內(nèi)各煤層的可采范圍為界。深度范圍由1800m至850m標高。二、工業(yè)指標本煤礦為非煉焦用煤，根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》DZ/T045-2002附錄E，確定工業(yè)指標如下：1、最低可采厚度：傾角大于45°的煤層，最低可采厚度采用0.60m。對于部分傾角在25°～45°之間的煤層本應(yīng)采用0.70m。原地質(zhì)報告中對傾角25°～45°之間的煤層最低可采厚度采用0.6m，本次復(fù)核時按0.7m做了修改。2、最高灰分（Ad）40%。3、最高硫分（St,d）3%。4、最低發(fā)熱量（Qnet.d）17MJ/kg。2.1.3資源儲量估算方法與參數(shù)確定一、儲量計算方法各煤層均在煤層底板等高線及儲量計算圖上進行，以煤層底板等高線、勘探線、斷煤交線、井田邊界、采空區(qū)邊界及可采邊界線作為塊段劃分界線，分塊段、分水平計算儲量。儲量計算公式如下：塊段儲量=塊段平面積÷塊段傾角余弦×塊段平均厚度×容量二、計算參數(shù)㈠容重在重新對比煤層的基礎(chǔ)上用各采樣點（包括小窯及鉆孔）的容重數(shù)據(jù)計算求得。其中，1層煤只有305號孔有容重資料；2下層煤采用2層煤資料；4下層煤采用4層煤資料。見表2.1表2.1各煤層容重值一覽表煤層名稱1層2上層2層2下層3層4層4下層F15下盤4層北翼南翼1.541.351.351.351.361.381.351.351.38㈡煤層塊段平均厚度采用各塊段相鄰鉆孔參與儲量計算的純煤真厚的算術(shù)平均值。對有夾矸煤層的采用厚度，按以下方法確定：1、煤層中單層厚度小于0.05m的夾矸，與煤分層合并計算采用厚度。2、煤層中夾矸厚度等于或大于煤層最低可采厚度時，煤分層應(yīng)分別視為獨立煤層，分別估算（或不估算）資源/儲量；夾矸厚度小于煤層的最低可采厚度，且煤分層厚度均等于或大于夾矸厚度時，將上下煤分層厚度相加，作為采用厚度。3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜煤層和無法進行煤分層對比的復(fù)煤層，當夾矸的總厚度不大于煤分層總厚度的1/2時，以各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度；當夾矸的總厚度大于煤分層總厚度的1/2時，仍按上述1、2條處理。㈢塊段平均傾角根據(jù)煤層底板等高線平面圖上相鄰兩等高線的水平寬度確定。㈣塊段平面積在煤層底板等高線圖上用求積儀量取，每塊段均量三次，讀數(shù)不超過“3”時，求其平均值，算出平面積。2.1.4資源／儲量1、礦井地質(zhì)資源儲量：王家山煤礦資源儲量如表2.2表2.2王家山煤礦地質(zhì)資源儲量匯總表煤層編號地質(zhì)資源量（萬噸）合計111b122b2M112M222S221層62.662.62上層140.9140.92層10060.53131.937.9=sum(B5:F5)13230.32下層83.8=sum(F6)83.83層1891.4687.5101.1=sum(B7:F7)26804層8620.9968.4201.4117.3=sum(B8:F8)99084下層427.8106.7=sum(B9:F9)534.5F15下盤4層1900.3=sum(B10:F10)1900.3合計22900.94894.5201.4155.2388.4=sum(B11:F11)28540.4王家山煤礦保有資源儲量28540.4萬噸，具體如下：不粘煤：探明的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b）22900.9萬噸，控制的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（122b）4894.5萬噸，探明的邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（2M11）201.4萬噸，控制的邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（2M22）155.2萬噸，控制的次邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（2S22）325.8萬噸。長焰煤：控制的次邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（2S22）62.6萬噸。2、礦井工業(yè)資源/儲量根據(jù)王家山煤礦提供的地質(zhì)資料及礦井工業(yè)資源／儲量計算方法，礦井工業(yè)資源／儲量為：QUOTE=111b+122b+2M11+2M22+333k=22900.9+4894.5+201.4+155.2=28152萬t另外，煤礦構(gòu)造復(fù)雜程度類型為簡單，煤層賦存為較穩(wěn)定～極不穩(wěn)定，取可信度系數(shù)為k=0.8。3、礦井設(shè)計（可采）資源/儲量靖遠煤業(yè)公司王家山礦區(qū)屬靖遠煤田的一部分，位于其北部，走向長約8KM，傾斜寬約3.5KM，面積約8.3421km2。井田的東西兩端均為地方煤礦，礦區(qū)以南為由變質(zhì)巖組成的中低山區(qū)，海拔2200-2500米，由西到東有卡拉瑪山、響泉山等，巍然矗立，較礦區(qū)高出200-500米，礦區(qū)以西、以北屬黃土丘陵區(qū)，水洞溝以東部分地貌上與礦區(qū)緩緩相連，逐漸降低。煤層傾角，ａ＝37.5度。2.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限2.2.1礦井工作制度1、根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范第2.2.3條規(guī)定：“礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為330d，每天凈提升時間為16h?！?、礦井地面工作人員采用“三八”工作制，井下工作人員也采用“三八”工作制，兩采一檢修。2.2.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力服務(wù)年限的驗算：由T=/（K×A）其中：T—礦井的服務(wù)年限（年）—礦井的可采儲量（萬t）K—礦井儲量備用系數(shù)，K取1.4A—礦井生產(chǎn)能力（萬t/年）T=12778.3/（1.4×180）=50.7（年）>50年符合規(guī)程規(guī)定，故本礦井的生產(chǎn)能力為180萬t合理。2.3井田開拓2.3.1工業(yè)場地及井口位置選擇1、工業(yè)場地位置：方案Ⅰ：主、副井布置在加Ⅶ勘探線右側(cè)優(yōu)點：1.場地位于井田儲量中心，王家山附近，井下運營費用低；地面開闊比較平坦，填挖工程量??；2.工業(yè)場地兩側(cè)煤層傾角較小的煤層儲量分布均勻，有利于礦井穩(wěn)定生產(chǎn)；3.場地工程地質(zhì)條件好，高速公路從附近經(jīng)過，交通方便；4.緊靠礦區(qū)鐵路集配站。缺點：距離大傾角煤層較遠，井下運輸距離長，運營費用高，不易開采；方案Ⅱ：將主、副斜井布置在Ⅶ和加Ⅶ勘探線中間優(yōu)點：1.主、副井場地聯(lián)合布置，管理方便，占地少；2.由于布置在煤層傾角較大的地方，故工業(yè)廣場壓煤量較少，能夠減少煤炭的損失。缺點：1.距離鐵路，公路較遠，需專門修建鐵路、公路；2.由于該地區(qū)斷層在傾向，和走向上均有斷層，井筒的維護困難。由上面方案的比較可看出方案Ⅰ比方案Ⅱ更優(yōu)越些，所以設(shè)計決定工業(yè)場地采用方案Ⅰ。2.3.2井筒形式的確定王家山礦區(qū)井田里，主要可采煤層埋藏較淺，主要可采煤層傾角平均為37.5°，主要可采煤層賦存條件穩(wěn)定，水文地質(zhì)條件簡單，涌水量不大。，煤層沿傾斜長度不大，井田為簡單的向斜構(gòu)造，主要可采的2、4層煤分布面積大，全區(qū)可采或大部分可采，厚度變化有一定的規(guī)律，結(jié)構(gòu)多較簡單，局部復(fù)雜，屬較穩(wěn)定型煤層。這一部分占本礦井面積80%以上，故主要采取該向斜煤層構(gòu)造緩傾斜部分,在這種條件下,沿礦體布置井筒比較簡單且合理;在選擇斜井與立井時,經(jīng)過選擇,應(yīng)選用斜井比較合理.原因有下:a.礦體賦存較淺b.井田范圍較適中,礦井生產(chǎn)能力一般:180萬t/ac.安裝膠帶運輸設(shè)備擔(dān)負主提開任務(wù)2.3.3井筒數(shù)目的確定考慮到礦井地面運輸及工業(yè)場地位置，設(shè)計主副斜井井筒位于井田北部將主、副斜井布置在Ⅶ和加Ⅶ勘探線中間，主斜井采用雙鉤箕斗提升，副斜井采用串車提升，且由于中部煤層距地表近，有部分露頭，所以風(fēng)井設(shè)在中部邊界，主副斜井井筒兩側(cè)，與回風(fēng)大巷相連接。因此，本礦井設(shè)計有三個個井筒，主副井筒各一個，一個風(fēng)井。主井擔(dān)負全礦井的煤炭運輸及進風(fēng)任務(wù),副井擔(dān)負運人運料的任務(wù)。2.3.4井田內(nèi)劃分及開采順序1.本礦緩傾斜部分煤層賦存穩(wěn)定，傾角適中，適合綜合開采。該井田煤層在傾斜長平均為1.56KM，故在傾角較小的煤層走向上分為三個水平即：1800~1500為一個水平，該階段斜長為492.8m1500~1200為第二個水平，該階段傾斜長為328.5m1200~850為第三個水平，該階段傾斜長為246.4對于東部傾角大于40°的煤層和F21斷層處布置偽斜上山單獨進行開采2.采區(qū)劃分的原則①本礦緩傾斜部分煤層賦存穩(wěn)定，傾角適中，適合綜合開采，因此采區(qū)走向長按2000～3000米考慮；②急傾斜部分由于開采時間較晚，其采區(qū)走向長度可較短，一般不大于1000米；③緩傾斜部分上下煤層采用走向長壁開采，在每個階段沿煤層底板布置運輸大巷和軌道大巷；④急傾斜部分采用偽傾斜柔性支護開采。3.采區(qū)劃分從上到下分三個水平，每個水平按從左到右分為三個采區(qū)，共分了九個采區(qū)。4.采區(qū)接替礦井初期投產(chǎn)采區(qū)一個，開采緩傾斜煤層第一階段的第一采區(qū)，全礦井投產(chǎn)采區(qū)一個，開采后期布置第二采區(qū)以相接替。2.3.5開采水平的劃分及水平標高的確定1800~1500為一個水平，該階段斜長為492.8m1500~1200為第二個水平，該階段傾斜長為328.5m1200~850為第三個水平，該階段傾斜長為246.4對于東部傾角大于40°的煤層和F21斷層處布置偽斜上山單獨進行開采2.3.6階段運輸大巷和回風(fēng)大巷的布置根據(jù)井田走向長約8000米，傾向約3500米，工業(yè)場地選擇的位置及初期巷道準備及水平垂高的合理性，將井田劃分為三個水平，即1500水平、1200水平、850水平。在1500水平布置運輸大巷兼做進風(fēng)巷和軌道大巷，在井田上部邊界開掘回風(fēng)大巷為第一階段服務(wù)。在1100水平布置運輸大巷和軌道大巷，該階段的運輸大巷和軌道大巷為下一階段服務(wù)。把第一階段的運輸大巷作為下一階段的回風(fēng)大巷。由于井筒兩邊地質(zhì)狀況相似，故在井筒兩邊巷道布置方式相同，1500水平上部一回風(fēng)大巷，下部為運輸大巷和軌道大巷，兼做下一階段的回風(fēng)大巷。1200布置運輸大巷和軌道大巷，為第二階段服務(wù)。2.4井筒特征由前章確定的開拓方案可知第主、副、風(fēng)井都為斜井，一般來說，井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種，但圓形斷面的斜井服務(wù)年限長，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護費用少及便于施工的特點，因此，主、副斜及風(fēng)井均采用圓形斷面。井筒斷面尺寸，主要是根據(jù)提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸；井筒裝備的類型、規(guī)格、最小允許間隙；井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸來確定。2.4.1主井本礦井采用斜井開拓，礦井的年產(chǎn)量為130萬t。主井主要用于提煤。采用剛性罐道斜井提煤箕斗進行煤炭提升型號為JDG-9/110×4。井筒采用鋼筋混凝土支護；井壁厚度350mm，壁后充填厚度80mm。井筒裝備有方形鋼管罐道和罐道梁，井深970m。主井井筒斷面布置見圖2.1圖2.1主井井筒斷面布置2.4.2副井副井井筒也采用斜井形式，井筒主要用于提料、運人、提升設(shè)備、矸石、通風(fēng)、排水。圓形斷面，井筒內(nèi)裝備選擇罐籠型號為GDG1.5/6/2/4型1.5t礦車雙層四車罐籠。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，井筒采用鋼筋混凝土支護；井壁厚度450mm，壁后充填厚度100mm。井深950m。副井井筒斷面見圖2.2圖2.2副井井筒斷面布置副井風(fēng)速校核：式中：——通過井筒的風(fēng)速，m/s；——通過井筒的風(fēng)量，m3/s；——井筒凈斷面積，m2；——井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井取0.8；——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速；由此：=4.92m/s<8m/s所以井筒選擇符合要求。2.4.3風(fēng)井風(fēng)井內(nèi)布置梯子間，作為緊急出口。井壁厚350mm，充填50mm。風(fēng)井井筒斷面布置如圖2.3圖2.3風(fēng)井井筒斷面布置風(fēng)井：2.4.4井筒參數(shù)的設(shè)計表2.3井筒坐標表井筒名稱用途坐標井筒傾角(度)井筒長度(米)井筒斷面(㎡)支護材料凈掘主井運煤、進風(fēng)X=40838.9Y=184841.525°789.917.923.1料石砌碹副井運料,和行人.下設(shè)串車X=40838.9Y=184842.125°789.919.225.5料石砌碹風(fēng)井回風(fēng)井X=40838.9Y=184842.725°789.919.626.4料石砌碹2.5井底車場2.5.1井底車場形式的選擇及硐室的布置1.井底車場的形式的選擇：井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運輸能力，并應(yīng)滿足礦井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要。為此，井底車場的設(shè)計通過能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力30～50﹪。其次，調(diào)車安全、簡單、方便，彎道及交叉點少操作安全，符合規(guī)程、要求規(guī)范井巷工程量小，建設(shè)投資少、速度快、時間短，便于維護，生產(chǎn)成本低，施工方便，有利于各井筒間、井底車場巷道與主要巷道間迅速貫通，從而縮短建設(shè)時間。從礦車在井底井場內(nèi)的運行特點看，井底車場有兩大類，即環(huán)形式和折返式。本礦井采用立井開拓，煤層屬于急傾斜煤層，根據(jù)本礦的設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t，1.5t固定式礦車，軌型為24kg/m，電機車型號為XK8－6/110A，主要用于輔助運輸，運煤采用皮帶輸送機，地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)，井筒的形式和提升方式、主副井筒間距，井筒與大巷的位置關(guān)系等確定井底車場選用刀式環(huán)行井底車場，該形式的車場不經(jīng)過石門與大巷直接相連，減少工程量。由于該車場采用了膠帶輸送機運煤系統(tǒng)，使車場形式大為簡化，通過能力較大，其輔助運輸設(shè)備的型號及外形尺寸見下表2.4所示表2.4設(shè)備型號及外形尺寸運送載體運輸方式運輸設(shè)備型號外形尺寸（長×寬×高）mm質(zhì)量kg運材料材料車MC1.5-6A2400×1050×1200566運矸石1.5t固定礦車MG1.7-6A2400×1050×1200718運設(shè)備平板車MP1.5-6A2400×1050×415535牽引電車礦用蓄電池電機車CXT-8A4500×1040×1600圖2.4井底車場設(shè)計示意圖2.主要巷道硐室的布置（1）中央變電所硐室硐室位置：中央變電所硐室是全礦井的電力總配電站，為了節(jié)約輸入輸出電纜線，配電均衡，安裝維護方便和便于提供新鮮風(fēng)流等目的，宜將變電所置于副井和井底車場連接的附近。支護形式和特殊要求：變電所必須采用不燃性材料支護，如選用混凝土或料石砌碹，條件允許也開采用錨噴支護。硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水有防火的密閉門，門內(nèi)可設(shè)向外開的鐵柵門，但不能妨礙門的關(guān)閉。從硐室出口防火門起5m內(nèi)的巷道應(yīng)砌碹或用其它不燃性材料支護。變電所的地面標高應(yīng)比位于副井重車線側(cè)的硐室通道與車場巷連點處的標高高0.5m。硐室不應(yīng)有滴水現(xiàn)象，電纜鉤應(yīng)設(shè)一定坡度，以便將積水隨時排出室外。中央變電所應(yīng)根據(jù)規(guī)定，設(shè)置滅火器材，如配備滅火設(shè)備和充足的沙箱。為此，在硐室設(shè)計尺寸時，應(yīng)留出相應(yīng)的位置。（2）中央水泵房硐室水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全運行，關(guān)系重大。水泵房硐室位置的選擇應(yīng)考慮以下因素：管線敷設(shè)最短，不僅節(jié)約管線電纜，而且管道阻力和電壓降最??；一旦井下發(fā)生水患人員、設(shè)備便于撤出，或便于下放排水設(shè)備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復(fù)生產(chǎn)；具有良好的通風(fēng)條件根據(jù)以上要求，硐室位置應(yīng)選在井底車場副井連接處，附近空車線一側(cè)，以便于設(shè)備運輸，與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室，即使有特殊原因，也要盡可能靠近副井。硐室支護與特殊要求：出口水泵房硐室必須采用不燃性材料支護，如砌料或混凝土碹，在堅固巖層中也可用錨噴支護，但不得淋水。出口通道處需設(shè)向外開啟的即又能防水，又能防火的密閉門，從硐室出口密閉門5m內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或采用其它不燃性材料支護；泵房硐室的地平應(yīng)高于通道與車場連接處底板0.5m，設(shè)有流水坡；以防硐室積水；水泵工作的總能力應(yīng)滿足20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。3.井底水倉（1）.水倉的容量與數(shù)量水倉的容量是按礦井正常涌水量計算的。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，當?shù)V井正常涌水量。同時，主要水倉的有效容積不得小于4h的礦井正常涌水量；礦井主要水倉必須含有主倉和副倉。當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，特殊情況應(yīng)當多設(shè)水倉。據(jù)上述可知，本礦正常涌水量為138m3/h，且最大涌水量為230m3/h都小于1000m3/h。故其容積：V=8Q=138×8=1104m3式中：V――水倉容積,m3；Q――礦井正常涌水量，m3/h；設(shè)有內(nèi)外水倉，主水倉的容積為1104m3，若用凈斷面為8.5m2的半圓拱形斷面，那么主水倉的長度為：L=1104/8.5=130m（2）.水倉的支護形式和特殊要求本礦井水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙可儲水，水倉凈斷面應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。為使淤泥易于沉淀和清理，水倉向配水倉方向設(shè)立反坡。其坡度常為1‰～2‰，在水倉最低點清理斜巷底部附近應(yīng)設(shè)積水窩，在清理水倉時能將積水排出，以方便清理工作。2.5.2井底車場線路設(shè)計井底車場各存車線的線路確定：井底車場線路包括存車線和行車線。存車線為存放空、重車輛的線路，它由主井重車線、主井空車線、副井重車線、副井空車線及材料車線組成。行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、重車線的繞道和調(diào)車線。副井馬頭門線路也用于行車線。當運輸大巷采用列車運行時，主、副井空重車線長度應(yīng)符合《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：主井空、重車線長度應(yīng)能夠容納1.5～2列車，副井進、出車線長度，應(yīng)能夠容納1～1.5列車。材料車線應(yīng)能夠容納10個以上材料車到一列車。井底車場線路由直線線路和連接部分所組成，連接部分包括曲線線路和道岔。直線線路就是指存車線和行車線以及調(diào)車線。本礦井運煤直接由膠帶輸送機運往煤倉，故無需計算主井空重車線長度。a、副井空、重車線長度L=m·nL1+L2+L3式中：L—副井空、重車線長度，mm—列車數(shù)，列數(shù)，取1.5列；n—每列車的礦車數(shù)，輛，取16輛；L1—一個礦車長度，m，2400mm；L2—電機車長度，m，4430mm；L3—列車制動距離，m，一般取12～15m，L3＝15m取14m；副井輔助運輸采用1.5t固定礦車，型號為MG－1.7－6A，外形尺寸2400×1050×1200mm，自重718kg。電機車選用CXT-8A,外形尺寸4430×1054×1550。L=mnL1+L2+L3=1.5×16×2400+4430+14000=76030mm，取L=76.0m；b、材料車線長度L=10L+L2式中：L—材料車線長度，m；L材—一輛材料車長度，m，2400mm；本礦井選用1.5t材料車，型號為MC－1.5－6A，外形尺寸2400×1050×1200。L=10L材=10×2400+4430=28430mm取L=29m2.5.3線路連接計算a、線路概述井底車場線路包括存車線和行車線。存車線為存放空、重車輛的線路，它由主井重車線、主井空車線、副井重車線、副井空車線及材料車線組成。行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、線的繞道和調(diào)車線。副井馬頭門線路也用于行車線。除上述主要線路外，在井底車場內(nèi)還有一些輔助線路，通往各硐室的專用線路和硐室內(nèi)鋪設(shè)的線路。井底車場線路由直線線路和連接部分所組成，連接部分包括曲線線路和道岔。直線部分為存車線和行車線，以及其他輔助線路。b、曲線線路曲線線路亦稱彎道，在礦井軌道線路中，所采用的曲線都是圓曲線。在線路連接計算中，曲線半徑R是一個主要的參數(shù)。600毫米軌距的電機車運行線路，其R不小于12米，一般取15—20米。在本設(shè)計中，1.5噸系列礦車采用15米。在井底車場施工圖中，曲線線路由下列參數(shù)確定；曲線半徑R及曲線線路的轉(zhuǎn)角δ、曲線的切線長度T和曲線的長度L。c、道岔礦井窄軌道岔是線路連接系統(tǒng)中的基本元件，其作用是使車輛由一條線路駛向另一條線路。根據(jù)所確定的車場形式、線路布置方式以及運行的車輛類型，選擇鋼軌型號為24kg/m，軌距600mm，彎道曲率半徑15m，5號道岔。各種道岔選擇見道岔選擇一覽表2.5表2.5車場軌道型號道岔型號道岔名稱轍叉角主要尺寸允許運行速度m/sabsDC624-3-12對稱道岔18°55′30″206427361600≤3.5m/sDK624/5/15單開道岔11°25′16″325841421600≤3.5m/s2.5.4井底車場通過能力的計算本設(shè)計礦井煤直接從采區(qū)通過膠帶輸送機運送到井底煤倉，車場的通過能力只與膠帶輸送機的技術(shù)特征有關(guān)，因此無需計算井底車場的通過能力。摘要目前常見的多媒體軟件應(yīng)該說各有特色，但是幾乎每一個都存在著不如人意的地方。我的課題是“基于VC＋＋開發(fā)工具的媒體播放器軟件設(shè)計”，首先是初步介紹一些當前的媒體及媒體播放器，然后是詳細介紹一個由本人設(shè)計的多媒體播放器――cnplayer。該播放器是基于MFC集成開發(fā)環(huán)境，利用系統(tǒng)的MCI（mediacontrollerinterface）命令接口來編程，具有體積小，支持的播放格式多、系統(tǒng)資源占用少、支持播放列表編輯、支持各種視頻格式等功能優(yōu)勢，還實現(xiàn)了CD抓軌。關(guān)鍵詞：媒體播放器；MCI;播放列表；音頻；視頻AbstractTherearedifferentcharacteristicamongthenormalmultimediaplayeratpresent,butthereareshortcomingforallofthesesoftwarenearly.Mycenteris"ASoftwareOfMediaPlayerDesignedbyVC++ProgramLanguage".Firstly,letmeintroducethosemediaformatsandplayersatpresent,thenthereisaparticularpresentationforthemediaplayerthatdesignedbymyself--cnplayer.ThisplayerisbasedonMFC,referringtoMCI(mediacontrollerinterface)fromsystem,havingmanygoodfunctionssuchaslittlesize,supportingmanykindsofformatofmedia,takinguplesssystemresource,supportinglistcontrolforplayingitemandcatchtrackofCD.Keywords:mediaplayer；MCI；playlist；audio；video目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1課題研究的目的和技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀 11.1.1研究本課題的目的 11.1.2技術(shù)應(yīng)用的基本現(xiàn)狀 11.2論文完成的主要工作與課題研究的難點所在 21.2.1論文完成的主要工作 21.2.2本課題的研究難點 22媒體格式簡介 42.1什么是媒體？ 42.1.1媒體 42.1.2多媒體 52.2淺議數(shù)字音、視頻格式 52.2.1WAV格式 52.2.2MIDI格式 62.2.3CD格式 62.2.4MP3格式 62.2.5WAV格式 62.2.6MP4格式 62.2.7QuickTime格式 72.2.8DVD格式 72.2.9RealAudio格式 72.2.10AIFF格式 82.2.11ASF格式 82.3常見播放器 82.3.1RealPlayer 82.3.2WindowsPlayer 92.3.3QuickTimePlayer 93MCI命令接口編程 103.1MCI設(shè)備 103.2MCI函數(shù)與命令 103.2.1MCI命令 103.2.2MCI命令消息接口方式 133.2.3MCI命令字符串接口方式 164軟件需求分析 184.1需求分析 184.2可行性研究 185.1.1基本界面設(shè)置 195.1.2打開文件，添加列表 195.1.3播放控制 195.1.4對列表的控制 205.1.5菜單設(shè)置 205.2.2打開文件，添加列表 215.2.3播放控制 215.2.4對列表控制 225.2.5菜單設(shè)置 226軟件設(shè)計結(jié)果 246.1主界面 246.1打開文件 256.1菜單控制 267軟件評價 277.1軟件的特點 277.1軟件的不足 27結(jié)論 28參考文獻 29致謝 301緒論多媒體技術(shù)的概念和應(yīng)用出現(xiàn)于20世紀80年代初期，經(jīng)過十余年的發(fā)展，隨著計算機科學(xué)網(wǎng)絡(luò)的普及和多媒體技術(shù)的發(fā)展，已成為計算機領(lǐng)域發(fā)展的熱點技術(shù)，針對目前各種媒體格式，如何簡單方便的播放各類媒體已成為人們普遍關(guān)注的問題，而媒體播放器的開發(fā)也變得十分重要。1.1課題研究的目的和技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀1.1.1研究本課題的目的隨著技術(shù)的發(fā)展，多媒體素材類型也增多，包括音頻、視頻、圖像、動畫等，由于音視頻、圖像等的信息容量大，受硬件條件限制，以往多媒體應(yīng)用并不廣泛，隨著硬件技術(shù)的不斷提高，多媒體技術(shù)已為各類人員廣泛使用，開發(fā)多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程、網(wǎng)站、應(yīng)用軟件、管理項目等均需利用多媒體素材，因此開發(fā)制作這一播放器具有備現(xiàn)實意義，與其它多媒體播放器比較，這一多媒體播放器具有功能強大、占用空間小的特點，它與現(xiàn)有多媒體資源應(yīng)用狀況緊密結(jié)合，既具有很強的直觀感，又不失一般性。1.1.2技術(shù)應(yīng)用的基本現(xiàn)狀Microsoft公司1998年推出了VisualC++6．0，它是支持Win32平臺應(yīng)用程序(application)、服務(wù)(service)和控件(control)開發(fā)的可視化編程的集成環(huán)境。與VC++5．0的最大不同之處是它的幫助功能更強大，MSDN(MicrosoftDeveloperNetworking)為包括VC++6．0在內(nèi)的所有微軟的程序產(chǎn)品提供在線幫助；另外，類的對象的可用成員函數(shù)、成員變量及函數(shù)的參數(shù)類型與個數(shù)都能動態(tài)顯示在屏幕上，用戶無須記住那些復(fù)雜而又枯燥乏味的函數(shù)名及復(fù)雜的參數(shù)，這無疑使得用VC++編程更加容易。所以VC＋＋6．0可謂是Microsoft公司的王牌產(chǎn)品，編程功能強大而贏得廣大程序的偏愛。多媒體技術(shù)已經(jīng)在如下若干方面開展了有效的應(yīng)用：①多媒體管理信息系統(tǒng)、展示系統(tǒng)；②多媒體電子出版物(Title)；③計算機輔助教學(xué)、教育培訓(xùn)；④計算機藝術(shù)制作、設(shè)計；⑤計算機娛樂－游戲、雙向電影；⑥協(xié)同工作。有發(fā)下三大發(fā)展趨勢：進一步完善計算機支持的協(xié)同工作環(huán)境；智能多媒體技術(shù)；把多媒體信息實時處理和壓縮編碼算法集成到CPU中。1.2論文完成的主要工作與課題研究的難點所在針對如上所述的研究方向，本課題“基于VC＋＋開發(fā)工具的媒體播放器軟件設(shè)計”的主要任務(wù)是深入理解各種媒體格式，開發(fā)出適用的播放器軟件。因此應(yīng)解決的主要問題是如何把你了解的多媒體和VC知識應(yīng)用到實際編程當中去及編制的應(yīng)用軟件的可用性、易用性、健壯性。1.2.1論文完成的主要工作根據(jù)學(xué)習(xí)研究，本媒體播放器的開發(fā)基于VC＋＋MFC的對話框，利用WindowsMCI(MediaControlInterface)控件和VC＋＋6．0自帶的ActiveX控件――ActiveMovieControlObject來實現(xiàn)各類媒體格式的播放及程序界面處理。首先確定要解決的問題是弄清楚MCI函數(shù)與命令消息的名稱類型和功能；其次是通過分析媒體播放的具體過程，在打開媒體設(shè)備的過程中應(yīng)用程序需要做哪些事情，以便在應(yīng)用程序中加入對這些過程支持的代碼；在對應(yīng)用程序的流程有了大致的輪廓以后（最好畫出流程圖），在開始考慮程序框架的設(shè)計，應(yīng)用程序外觀的設(shè)計；最后也是最關(guān)鍵的就是編寫實現(xiàn)播放媒體的代碼將播放器的基本功能實現(xiàn)，緊接著就是程序的調(diào)試和完善。1.2.2本課題的研究難點本課題的難點如下：對于VC＋＋集成開發(fā)工具的熟練使用，特別是MFC的使用，重點放在界面設(shè)計；各類媒體設(shè)備的播放函數(shù)及相應(yīng)的命令；播放列表的生成及其操作（刪除而不影響其他文件的播放等）；CD音軌的抓并轉(zhuǎn)換格式。以上各點構(gòu)成了本軟件的難點，在克難過程中，我的分析問題解決問題的能力有了很大的進步，經(jīng)過努力，一個占用空間小、簡單實用的小型媒體播放器終于完成了。我開發(fā)的媒體播放器支持所有mediaplayer支持的媒體格式的播放及其他AVI視頻的播放，實現(xiàn)了對播放列表的控制，CD抓軌等功能。2媒體格式簡介2.1什么是媒體？2.1.1媒體一般來說，媒體(medium，復(fù)數(shù)形式為media)是一種信息發(fā)布和表現(xiàn)的方法，如正文、圖形、語音、音樂等，可按不同的標準分類。CCITT將媒體定義為以下五種：①感覺媒體(Perceptionmedium)：能直接作用于人的感官，使人產(chǎn)生感覺的媒體。如語言、音樂、圖形、活動圖像、文本等。我們所講的“多媒體”意義上的媒體，主要是指這一類媒體。感知媒體幫助人們來感知環(huán)境。要解決的問題是：人在計算機環(huán)境中如何感知信息？就目前而言，人類主要靠視覺和聽覺來感知環(huán)境的信息，觸覺作為一種感知方式也慢慢引入到計算機系統(tǒng)中。②表示媒體(Representationmedium)：為傳輸感覺而研究出來的中間手段，以便更有效地將感覺從一地傳往另一地。表示媒體的特征用計算機內(nèi)部表示來刻畫。要解決的主要問題是：計算機信息如何編碼？例子有：文本字符用ASCⅡ或EBCDIC碼表示。圖像可以用JPEG格式BMP格式編碼。組合音頻/視頻序列可以用不同的TV標準格式(PAL、SECAM等)編碼。③表現(xiàn)媒體(Perceptionmedium)：用于信息傳輸中電信號和感覺媒體之間轉(zhuǎn)換所用的媒體，意指信息輸入/輸出的工具和設(shè)備。要解決的問題是：信息通過何種媒體輸入到計算機中或從計算機中輸出？輸出媒體的例子有屏幕、紙和喇叭，而輸入媒體的例子有鍵盤、鼠標、攝像機和麥克風(fēng)等。④存儲媒體(Storagemedium)：用于存儲表示媒體的載體。數(shù)據(jù)存儲并不局限于計算機的部件，因此，紙也是一種存儲媒體。要解決的問題是：信息存儲在什么地方？存儲媒體的例子有：縮微膠片、磁盤等。⑤傳輸媒體(Transmissionmedium)：用來將表示媒體從一地傳輸?shù)搅硪坏氐奈锢韺嶓w。要解決的問題是，在什么上面?zhèn)鬏斝畔?？目前主要使用網(wǎng)絡(luò)來進行信息傳輸，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)有同軸電纜、光纖等，無線方式進行通信正變得越來越廣泛。2.1.2多媒體從字面上看，所謂多媒體multimedia，就是多種媒體的綜合，多媒體處理技術(shù)涉及到以上五種媒體形式。但這樣的理解沒有接觸到多媒體概念的特定的內(nèi)涵，是遠遠不夠的。為了辨析多媒體的含義，我們給出兩個多媒體定義進行比較：①多媒體是指這樣的一個計算機系統(tǒng)：交互式綜合處理多種媒體信息－文本、圖形、圖像和聲音等，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個具有交互性的系統(tǒng)。(Lippincatt,Byte1990年)②多媒體是下面兩種以上媒體組成的結(jié)合體：文本、圖形、動畫、圖像、視頻、聲音等。(IBM,multimediaFoundation,1990年)顯然，定義②是有問題的，因為按這個定義，電視節(jié)目就可以看作是多媒體。這是因為，這個定義沒有體現(xiàn)出多媒體計算機技術(shù)的關(guān)鍵特性。定義①較好地體現(xiàn)了這一點：即多媒體的含義除多種媒體外，還包括集成性和交互性兩個重要的特性。2.2淺議數(shù)字音、視頻格式首先，我們來明確一下數(shù)字音、視頻的概念，它是指一個用來表示聲音強弱的數(shù)據(jù)序列，由模擬聲音經(jīng)抽樣、量化和編碼后得到的。簡單地說，數(shù)字音、視頻的編碼方式就是數(shù)字音、視頻格式，我們所使用的不同的數(shù)字音、視頻設(shè)備一般都對應(yīng)著不同的音頻文件格式。常見的數(shù)字音、視頻格式有：2.2.1WAV格式WAV格式是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，是最早的數(shù)字音、視頻格式，被Windows平臺及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，因此WAV的音質(zhì)與CD相差無幾，但WAV格式對存儲空間需求太大不便于交流和傳播。2.2.2MIDI格式MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的縮寫，又稱作樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂/電子合成樂器的統(tǒng)一國際標準。它定義了計算機音樂程序、數(shù)字合成器及其它電子設(shè)備交換音樂信號的方式，規(guī)定了不同廠家的電子樂器與計算機連接的電纜和硬件及設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，可以模擬多種樂器的聲音。MIDI文件就是MIDI格式的文件，在MIDI文件中存儲的是一些指令。把這些指令發(fā)送給聲卡，由聲卡按照指令將聲音合成出來。2.2.3CD格式大家都很熟悉CD這種音樂格式了，擴展名CDA，其取樣頻率為44.1kHz，16位量化位數(shù)。CD存儲采用了音軌的形式，又叫“紅皮書”格式，記錄的是波形流，是一種近似無損的格式。2.2.4MP3格式MP3全稱是MPEG-1AudioLayer3，它在1992年合并至MPEG規(guī)范中。MP3能夠以高音質(zhì)、低采樣率對數(shù)字音、視頻文件進行壓縮。換句話說，音頻文件(主要是大型文件，比如WAV文件）能夠在音質(zhì)丟失很小的情況下(人耳根本無法察覺這種音質(zhì)損失)把文件壓縮到更小的程度。2.2.5WAV格式WMA(WindowsMediaAudio)是微軟在互聯(lián)網(wǎng)音頻、視頻領(lǐng)域的力作。WMA格式是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達到更高的壓縮率目的，其壓縮率一般可以達到1:18。此外，WMA還可以通過DRM（DigitalRightsManagement）方案加入防止拷貝，或者加入限制播放時間和播放次數(shù)，甚至是播放機器的限制，可有力地防止盜版。2.2.6MP4格式MP4采用的是美國電話電報公司（AT&T）所研發(fā)的以“知覺編碼”為關(guān)鍵技術(shù)的a2b音樂壓縮技術(shù)，由美國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司(GMO)及RIAA聯(lián)合公布的一種新的音樂格式。MP4在文件中采用了保護版權(quán)的編碼技術(shù)，只有特定的用戶才可以播放，有效地保證了音樂版權(quán)的合法性。另外MP4的壓縮比達到了1:15，體積較MP3更小，但音質(zhì)卻沒有下降。不過因為只有特定的用戶才能播放這種文件，因此其流傳與MP3相比差距甚遠。2.2.7QuickTime格式QuickTime是蘋果公司于1991年推出的一種數(shù)字流媒體，它面向視頻編輯、Web網(wǎng)站創(chuàng)建和媒體技術(shù)平臺，QuickTime支持幾乎所有主流的個人計算平臺，可以通過互聯(lián)網(wǎng)提供實時的數(shù)字化信息流、工作流與文件回放功能。Apple公司的QuickTime電影文件現(xiàn)已成為數(shù)字媒體領(lǐng)域的工業(yè)標準。QuickTime電影文件格式定義了存儲數(shù)字媒體內(nèi)容的標準方法，使用這種文件格式不僅可以存儲單個的媒體內(nèi)容(如視頻幀或音頻采樣)，而且能保存對該媒體作品的完整描述；QuickTime文件格式被設(shè)計用來適應(yīng)為數(shù)字化媒體一同工作需要存儲的各種數(shù)據(jù)。因為這種文件格式能用來描述幾乎所有的媒體結(jié)構(gòu)，所以它是應(yīng)用程序間(不管運行平臺如何)交換數(shù)據(jù)的理想格式。QuickTime文件格式中媒體描述和媒體數(shù)據(jù)是分開存儲的，媒體描述或元數(shù)據(jù)(Meta-Data)叫做電影(Movie)，包含軌道數(shù)目、視頻壓縮格式和時間信息。同時Movie包含媒體數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的索引。媒體數(shù)據(jù)是所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀和音頻采樣，媒體數(shù)據(jù)可以與QuickTimeMovie存儲在同一個文件中，也可以存儲在一個單獨的文件或者在幾個文件中。2.2.8DVD格式DVDAudio是新一代的數(shù)字音、視頻格式，與DVDVideo尺寸以及容量相同，為音樂格式的DVD光碟，取樣頻率為“48kHz/96kHz/192kHz”和“44.1kHz/88.2kHz/176.4kHz”可選擇，量化位數(shù)可以為16、20或24比特，它們之間可自由地進行組合。低采樣率的192kHz、176.4kHz雖然是2聲道重播專用，但它最多可