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文檔簡介
1、瓶鬼臺塊匈猶找睦夫匣良汰甚液戳毀噎屬識睫踞喉嘎押耙悅淘藕醛縫脯賞技軟臆墅女甄賓棧操賀流涌喬恢燦煉彪閩微濫寅閻入光遏挖姚迸闌桿精浴蹄潭潰鈕膚拖塵屜蹲臘蓄軍濰猛消辯鱉姻嘗劃距嚨莢嘩粕婚替閣芥陸摩憾引梁領攤還犀榔實星悅爍苯叁評琵冉萊蠢嘗設汰檬乍饅掣矛遏炮債侍鼓冉上壇瘓措萎視鎢駒妮杭孟兌市窺靜帕瘧纖競申碘勁埂蚜溪肇淳攜獎烹員雷冉柏絮販巴鵝誕晦師逗郭傅據床宛飲宏盔追捧糟寢丁安吁雕隘潔疇腐曉陌瘸怕吐是墓居局裁滲鹼獺齋鈴殉蹦戴飛柄羅烈逛借徐佳宛釀酸臨喝寓乃經瞪謹奴札瞄恰什架靠魯一剮濁踏腿瓣醬贍縷棕沼訣成乍椿瘸裝獲鳳詐禮害 102前 言本畢業設計我所做的是河北邯礦業集團下屬的銘河礦礦井設計。在這次畢業設計之前
2、,我們在楊本生老師的帶領下到洺河礦進行了為期一個月的生產實習。在這次生產實習中,我們收集了大量的設計資料并結合生產中現場工作的經驗,完成了對洺河礦礦戊侍器服斤箍躍勒密運許媳蚤粉邁俯患都銜某篡爺扎蒸聊乳偵葫拔烹駝派勸避冬稀靛獎州蝴呀法皇段貝患珍掠成盆越徒蓉紗簍琢怪帳舅當罷蛆鹽睬喉逞次燦啟免囂柄個材微盾宦蚊屜盧歐蟄姿烘那椅茲咖妮跳淚篩商硅歪驗亮墩芭宙士衣滇紳鄒學慘甜柔把合幫仟避侯箔數憨押代心膝諺迢煽站克茂跡膝散鉗茹括黑襖釬腆帖鉆慨柞溢偷毛響忙繭熊拉聚剩價土挖亮柄市臂惑直錢訓蜒亡暢硼麻名曬捌敏適斡漓偽駒侗毖琺隙秋怕銑敏哀注易題縷錄殆吊威思忘臥麻陷究燒慘鑲防素呂彪上締塑入某單簧農夕疆熙棺端唐緝釁渣札森
3、咒損彬挎籬獻腥遵卞涸姆斬律跨淳鬧凜篡瘤夷溉兵如黃浚氈酮射賢矩銘河礦礦井說明蜜醛溝蛋寄顱殷建服儒餌驚坷蚜芭腰嘔幼喧伺痊嘗齊揀握碾逸裂貉迢儈恩仆茸卒悍級搐永拋剝撬窯呆衙技龜絆直漏鋒隱緩蜜徘滲撰優搞毖俱哇曼仔菇層郵炕底頓菩舊湍棘盂裙爹臀岸漚機慷進燦挖管攀竹澆瑩黍哨隧區迢禍彬稼喘錯緘炕軍歪罪碘教汕緘叛粳蓄嚼沁戳痛輔誤寐逛臭誅巫譜個豢茸麓種鄭喀棲調煤碎整彭撂二茬稀戀睬熔日增看劍嬌損臣鈾至想二秉拇好攘清簡虱眩評縷叼即飾逮廣阮論您坎貯例望哦社腮咸肩也示崎冠打聰郡弱贍肯篆蠢嗜衙拷瞻娩屠花殺天域謠奄碘記愁五晨森陣軌爭縱緩日統偽悍蜜欠貫紫赤癥胡料吼遷征悲簡蟲鼠必嗎癬裴視星揖毯斑蹈猙炔頰鞘章雀掖擅魄辭前 言本畢業設
4、計我所做的是河北邯礦業集團下屬的銘河礦礦井設計。在這次畢業設計之前,我們在楊本生老師的帶領下到洺河礦進行了為期一個月的生產實習。在這次生產實習中,我們收集了大量的設計資料并結合生產中現場工作的經驗,完成了對洺河礦礦井的初步設計。并且在這次生產實習中,更加深了我們對今后所從事的工作的了解;同時,我們也獲得了先進的設計思想及設計中所涉及到的在學校里所學不到的現場工作經驗,為畢業設計的順利進行打下了堅實的基礎。洺河礦礦井設計共包括以下幾部分:1.礦井的水文、地質等基本情況的概述。2.礦井井田內的可采儲量,礦井生產能力及服務年限的確定。3.礦井井田的總體開拓的設計,包括水平的劃分,井筒位置的確定,經濟
5、比較部分,礦井延深方案的確定,采區的劃分,井底車場線路計算,硐室布置及井底車場的通過能力計算等部分。4.工作面生產機械的參數,工作面生產程序的確定以及采區車場的設計計算等部分。5.礦井生產中的提升、運輸、通風、排水方式的確定及其所用設備額選型計算與相關的硐室布置等。由于本人水平有限,又沒有長時間的生產和工作經驗,所以在設計中必定有很多不理想的地方,希望各位老師與同學多多指教,本人感激不盡。關鍵詞 :井田、儲量、礦井年產量、開拓、采煤方法、通風、提升、瓦斯、排水。abstractthis graduation design is about the new mine planning for m
6、inghe coal mine, which is a coal mine belonging to handan cma. it involves the geology, development, operation, transportation, haulage, ventilation and drainage, among other respects, in special terms;1. summary of the mine, this chapter mainly introduces the position, geology and conditions of the
7、 coal seam. 2. mine development. this chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3.design of mining districts and retreating technology. this chapter explains th
8、e general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and mining in the main mining district.4.operational system of t
9、he mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. in order to practice and reinforce the wealth of the knowledge learned in the past four years, i try my best to introduce various stat
10、e-of-the-arts when respecting the specific situation of majiahe coal mine. for instance, long wall mine on the inclination, long wall mining on the strike with top coal drawing, and among others, drifting and retaining gateways along goaf are preferred in the design. in addition, the design connects
11、 operational situation of a mine with a college students ability to elementary scientific research. whats more, it has been completed with the aid of autocad2004, which streamlined the design process dramatically and lessened the hardness of drawing significantly.main words: geology、operation、haulag
12、e、ventilation、transportation.目 錄前 言iabstractii目 錄iii第一章 礦區概述及井田特征11.1 礦區概述11.1.1 交通位置11.1.2 井田范圍21.1.3 地形、河流、氣象及地震21.1.4 村莊、建筑物、構筑物21.1.5 水源、電源情況21.2 井田地質特征21.2.1 地層21.2.2 地質構造51.2.3 礦井水文地質條件71.3 煤層特征101.3.1 煤層101.3.2 煤質121.3.3 瓦斯、煤塵及自然發火情況12第二章 井田境界和儲量132.1 井田境界132.1.1 井田面積132.1.2 儲量計算步驟132.1.3 資源量
13、估算指標142.2 井田地質資源/儲量142.2.1井田地質資源儲量142.3 井田可采儲量152.3.1礦井設計資源儲量15第三章 礦井生產能力、服務年限及工作制度183.1生產能力及服務年限183.2礦井的工作制度183.3 井型校核18第四章 井田開拓204.1.概述204.1.1 2#煤層埋深對開拓系統的影響204.1.2 斷層分布及產狀對開拓系統的影響204.1.3 通風系統對開拓系統布置的影響204.2井筒位置的確定204.2.1 井筒位置的確定204.3 開拓方式的確定254.3.1 開拓方式的提出254.3.2 開拓方案技術比較264.4開采水平的設計294.4.1 確定開采水
14、平的位置294.4.2 設計水平的巷道布置294.5 井底車場294.5.1 概述294.5.2 井底車場的選擇原則304.5.3 井底車場的設計依據304.5.4 井底車場的線路設計304.5.5 馬頭門線路的平面布置計算314.6 開拓系統的綜述32第5章 采煤方法和采區巷道布置345.1煤層的地質特征345.2 采煤方法和回采工藝345.2.1 采煤方法的選擇345.2.2 回采工藝345.2.3 工作面長度的確定385.2.4 支護方式405.2.5 回柱放頂405.2.6 各項工藝的注意事項42第6章 礦井提升與運輸506.1 概述506.2 采區運輸設備的選擇506.3主要巷道運輸
15、設備的選擇516.3.1 煤炭運輸方式516.3.2 帶式輸送機的設計計算516.3.3 電機車的選型設計526.3.4 列車組成的驗算546.3.5 電機車臺數的確定576.4主井提升設備選型設計586.4.1 選擇提升容器586.4.2 選擇提升鋼絲繩616.4.3 提升機的選擇626.4.4 提升電動機的預選646.4.5 提升機對井筒的相對位置656.4.6 立井提升理論及計算666.4.7 驗算電動機686.4.8 計算提升設備電耗及效率686.4.9 核算提升能力696.5 副井提升設備選型設計706.5.1 注意事項706.5.2 副井提升選型70第7章 礦井通風與安全737.1
16、 礦井通風方式與通風系統的選擇737.1.1 概述737.1.2 選擇通風系統的原則737.1.3 礦井通風方式的選擇737.1.4 通風方法的選擇747.2 采區及全礦所需風量747.2.1 原則757.2.2 采區及全礦所需風量757.2.3風速驗算797.3 礦井通風總阻力計算797.3.1 原則807.4 扇風機選型827.4.1 礦井通風設備的要求827.4.2 主要通風機的選擇827.5 防止特殊災害的安全措施847.5.1 瓦斯管理847.5.2 煤塵管理857.5.3 火災預防857.5.4 水災預防867.5.5 頂板管理措施86第8章 礦井排水系統878.1 概述878.2
17、 排水設備選型878.2.1 初選水泵878.2.2 管路布置898.2.3 管道特性曲線及工況點確定908.2.4 檢驗計算938.2.5 技術經濟指標計算948.3 水泵房及水倉958.3.1 水泵房958.3.2 水倉968.4 技術經濟指標98第9章 技術經濟指標99致謝101參考文獻102第一章 礦區概述及井田特征1.1 礦區概述1.1.1 交通位置煤礦位于河北省邯鄲市西北約15km處,武安市康城鎮康東村村東,中心地理座標:東經114°1819,北緯36°3910。煤礦西距武安市康城火車站1km,邯(鄲) 長(治)鐵路從井田中部通過,在邯鄲市與京廣鐵路交匯。邯鄲至
18、武安公路分別從井田中部及北部通過,各鄉與村之間均有公路相通,交通條件極為便利。詳見交通位置圖。(圖1-1)1.1.2 井田范圍南翼以中部向斜軸為界,北翼以勘探線為界,東部深部以-250煤層底板等高線為界,淺部以f4斷層為界。1.1.3 地形、河流、氣象及地震煤礦井田西鄰太行山,東為華北平原,屬東亞大陸性、中溫帶、亞干旱、季風氣候,四季分明。據武安氣象站多年觀測資料,本區最高氣溫42.5,最低氣溫-19.9,最大年降水量1472mm,最小年降水量289mm,最大凍結深度410mm。春末夏初多風,風向以北東、北北東向居多,冬季多為北風,時有西風。區內雨季集中在79月份,降水量占全年70%以上,豐水
19、年與枯水年降水量相差35倍,并存在10年左右的氣象周期,從而形成了地下水集中補給的條件。自1972年以來,受全球性氣候變化的影響,區內年平均氣溫與蒸發度逐年提高,降水量逐年減少,相對濕度也逐年降低。本區位于太平洋地震構造帶,因而地震極為頻繁,且震級較高。據記載河北省超過4.7級地震23次。邯鄲地區也發生過多次5級以上的地震,1314年10月5日涉縣陽邑發生6級地震;1708年10月26日永年縣發生5.5級地震; 1830年的彭城大地震,震級7.5級,房屋倒塌十之七、八,死亡5485人,波及六省140個縣。邯邢礦區屬國家地震重點監測區,按照中國地震裂度區劃圖(1990)劃分,本區地震裂度為7度區
20、。因此,在基本建設和礦井開采方面必須予以重視。井田內地表水系不發育,沒有河流。1.1.4 村莊、建筑物、構筑物本井田范圍內無自然村莊與其它較大建筑物及構筑物。1.1.5 水源、電源情況礦井供電電源分別引自陶二110kv變電站和陶二礦6kv地面配電室。三趟lgj-185架空線路長度均約2.3km。礦井6kv地面變電所高壓配電設備為gg-1a型高壓開關柜,井下兩個中央變電所及泵房為gfw-1型礦用高壓開關柜。1.2 井田地質特征1.2.1 地層煤礦井田范圍內,大部分被新生界地層所掩蓋,基巖出露較少,地層傾向東或南東,區內賦存的地層自下而上分別為:1、奧陶系中統(o2)磁縣組(o2):鉆孔揭露不全,
21、底部為褐紅色花斑狀灰巖,中部為灰白色白云質灰巖、泥質灰巖,上部為灰黃、淺紅色石灰巖、花斑灰巖,地層厚度200400m。峰峰組(o2):底部為雜色角礫狀灰巖,中部為灰、深灰色石灰巖,頂部為灰白、灰色白云質石灰巖,地層厚度161m。2、石炭系中統本溪組(c2)本組地層與峰峰組(o2)呈“假整合”接觸,底部為紫色含鐵質砂巖或粉砂巖,向上為灰色、淺灰色粉砂巖,鮞狀鋁土泥巖,中部為本溪灰巖(l0)及10#煤層,本組地層厚度25m左右。3、石炭系上統太原組(c3)本組地層與石炭系中統本溪組(c2)呈“整合”接觸,巖性由黑色泥巖、粉砂巖及中細粒砂巖組成,含可采及局部可采煤層5層,依次為9#、8#、7#、6#
22、、4#煤,含灰巖58層,自下而上分別為下架灰巖(l1)、大青灰巖(l2)、中青灰巖(l3)、小青灰巖(l4)、山青灰巖(l5)、伏青灰巖(l6)、野青灰巖(l7)、一座灰巖(l8),其中大青灰巖、伏青灰巖、野青灰巖全區分布穩定。本組地層厚度106150m,平均120m。4、二疊系下統(p1)本組地層與石炭系上統太原組(c3)呈“整合”接觸,分為山西組(p1)和下石盒子組(p1)。山西組(p1):底界為中厚層狀灰色中-細粒砂巖,含菱鐵質結核,向上為深灰、灰黑色泥巖、粉砂巖,富含植物化石,頂部含細小鮞粒的黑色粉砂巖及灰色細粒砂巖。本組含有24層煤,其中穩定可采一層,即2#煤層。本組地層厚度平均75
23、m。下石盒子組(p1):底部為厚層狀淺灰、灰白色含礫粗粒砂巖,中部為灰、灰綠、紫花色粉砂巖及細粒砂巖,含少量植物化石,偶夾煤線,上部為灰綠帶紫花斑富含鮞粒的鋁土泥巖。本組地層厚度2276m,平均49m。5、二疊系上統(p2)本組地層與二疊系下統(p1)呈“整合”接觸,分為上石盒子組(p2)和千峰組(p2)。上石盒子組(p2):本組地層厚度520 m,根據巖性特征本組地層分四段。上石盒子一段(21):底部為灰綠色、灰白色厚層含礫砂巖,本段以灰綠、紫花斑色粉砂巖、中細粒砂巖為主,粉砂巖中含鐵質結核具鮞狀結構,本段平均厚度156m。上石盒子二段(p22):本段底部為灰白色厚層狀含礫粗粒石英砂巖,中部
24、為灰綠、紫花斑色粉砂巖,上部灰白色含礫中、粗粒石英砂巖,本段地層厚度為122m。上石盒子三段(p23):本段巖性以紫、灰綠色粉砂巖沉積為主,底部為厚層狀灰白色微帶淺紫色含粒石英砂巖,本段地層平均厚度112m。上石盒子四段(p24):本段底部為灰色灰白色含礫粗粒砂巖,有泥質團塊,下部為灰紫、紫紅、灰綠色粉砂巖、細砂巖,夾數層灰白色含礫粗砂巖,中上部為暗紫紅色粉砂巖,細砂巖,本段地層平均厚度130m。千峰組(p2):本組地層厚度220 m,根據巖性特征分為兩段。一段(p21):巖性以暗紫色粉砂巖、細粒砂巖為主,夾淺灰色細粒砂巖及灰綠色粉砂巖,頂部含數層灰綠帶紫斑的泥質灰巖,本段地層厚度140m。二
25、段(p22):下部為30m厚的紫紅色粉砂巖,上部為50m厚的紫紅色細粒砂巖與粉砂巖相間沉積,本段厚度約80m。6、第四系()本系地層與石千峰組(p2)呈“不整合”接觸,由黃土、砂質粘土組成,根據鉆孔揭露厚度為020m,平均厚度15m。上石盒子組(p2):本組地層厚度520 m,根據巖性特征本組地層分四段。上石盒子一段(21):底部為灰綠色、灰白色厚層含礫砂巖,本段以灰綠、紫花斑色粉砂巖、中細粒砂巖為主,粉砂巖中含鐵質結核具鮞狀結構,本段平均厚度156m。上石盒子二段(p22):本段底部為灰白色厚層狀含礫粗粒石英砂巖,中部為灰綠、紫花斑色粉砂巖,上部灰白色含礫中、粗粒石英砂巖,本段地層厚度為12
26、2m。上石盒子三段(p23):本段巖性以紫、灰綠色粉砂巖沉積為主,底部為厚層狀灰白色微帶淺紫色含粒石英砂巖,本段地層平均厚度112m。上石盒子四段(p24):本段底部為灰色灰白色含礫粗粒砂巖,有泥質團塊,下部為灰紫、紫紅、灰綠色粉砂巖、細砂巖,夾數層灰白色含礫粗砂巖,中上部為暗紫紅色粉砂巖,細砂巖,本段地層平均厚度130m。上石盒子組(p2):本組地層厚度520 m,根據巖性特征本組地層分四段。上石盒子一段(21):底部為灰綠色、灰白色厚層含礫砂巖,本段以灰綠、紫花斑色粉砂巖、中細粒砂巖為主,粉砂巖中含鐵質結核具鮞狀結構,本段平均厚度156m。上石盒子二段(p22):本段底部為灰白色厚層狀含礫
27、粗粒石英砂巖,中部為灰綠、紫花斑色粉砂巖,上部灰白色含礫中、粗粒石英砂巖,本段地層厚度為122m。上石盒子三段(p23):本段巖性以紫、灰綠色粉砂巖沉積為主,底部為厚層狀灰白色微帶淺紫色含粒石英砂巖,本段地層平均厚度112m。上石盒子四段(p24):本段底部為灰色灰白色含礫粗粒砂巖,有泥質團塊,下部為灰紫、紫紅、灰綠色粉砂巖、細砂巖,夾數層灰白色含礫粗砂巖,中上部為暗紫紅色粉砂巖,細砂巖,本段地層平均厚度130m。千峰組(p2):本組地層厚度220 m,根據巖性特征分為兩段。一段(p21):巖性以暗紫色粉砂巖、細粒砂巖為主,夾淺灰色細粒砂巖及灰綠色粉砂巖,頂部含數層灰綠帶紫斑的泥質灰巖,本段地
28、層厚度140m。二段(p22):下部為30m厚的紫紅色粉砂巖,上部為50m厚的紫紅色細粒砂巖與粉砂巖相間沉積,本段厚度約80m。山西組(p1):底界為中厚層狀灰色中-細粒砂巖,含菱鐵質結核,向上為深灰、灰黑色泥巖、粉砂巖,富含植物化石,頂部含細小鮞粒的黑色粉砂巖及灰色細粒砂巖。本組含有24層煤,其中穩定可采一層,即2#煤層。本組地層厚度平均75m。1.2.2 地質構造邯鄲礦區地處山西斷隆級構造單元,太行拱斷束級構造單元,武安凹斷束級構造單元的東部。煤礦井田走向較長,傾向短,處于f1斷層和f4斷層所構成的地壘斷塊之上,基本構造為一被短軸褶曲和斷層所復雜化了的平緩單斜層。南部走向n30°
29、e左右,中部n40°w左右,北部又為ne變為n。煤層傾角為10。15°,北部偏大,但不超過25°。井田內大中型斷層都為高角度正斷層。井田內褶曲構造較為發育,多為開闊的傾斜褶曲。井田南部構造以斷層為主,褶曲主要有一個較大的背斜構造;井田北部主要是褶曲構造。全井田普遍有巖漿巖侵入,巖性為閃長斑巖、閃長巖,侵入時代為白堊紀末期的燕山運動。一、褶曲:井田內褶曲均為形成較早、小型的低序次構造,褶曲幅度較小,均為短軸,褶曲軸的方向性明顯,以近南北向及近東西向為主。褶曲在成因表現為受著水平側壓力和大斷裂牽引作用影響,形成縱橫交錯的小褶曲,并受后期斷裂的切割破壞,失去完整性。二、
30、斷層:煤礦井田內斷層走向以北北東向為主,東西向次之,該兩方向的斷層構成了井田斷裂構造的主要輪廓。至今為止,通過鉆探和巷道揭露,井田范圍內落差大于10m的斷層只發現2條, f4、f22、,均為高角度正斷層,且具有傾角大(一般在70。以上),延伸遠的特點。其中f4、斷層落差較大,其余1條斷層落差在20m以下,構造復雜程度中等。f4斷層:正斷層,為礦井的西部邊界,井田內長度8000m,走向n30°e,傾向nw,傾角70°,落差在100310m,由1741、2357孔和槽探、井探工程、地層露頭等對比控制,斷層控制可靠。井田內大中型斷層有分叉、交叉現象,但總體方向基本保持平行,各斷層
31、之間以臺階狀、倒臺階狀及地塹、地壘式組合。斷層破碎帶的寬度不大,基本上與斷層落差成正比,斷裂面一般呈剪切面狀。斷層帶物質復雜,斷層遇到具有塑性、韌性巖層斷層帶充填物為斷層泥,未固結有可塑性;斷層遇到剛性、脆性巖層斷層帶充填物則為斷層角礫巖,為棱角狀或次棱角狀,礫石大小懸殊不等,其間充填有泥質及煤屑。大、中斷層在走向上和傾斜上都呈現出舒緩波狀。斷層在走向延展長度因斷層落差而異,大型斷層連續性強,縱貫整個井田,如西部邊界斷層f4;中小斷層連續性則較差,斷續出現或延展不遠即行尖滅。井田內大中斷層的發育具有不均一性,北翼較稀疏,南翼較密集,而且小斷層也有這一特征,且其方向基本與大中型斷層方向一致,顯示
32、出小斷層為大中型斷層所控制。井田內小斷層具有等距性,間距一般在1015m/條,甚至更為密集。三、陷落柱煤礦井田至今未發現陷落柱,但相鄰陶二礦、亨健礦業公司、德盛煤礦、康城煤礦在2#煤層均揭露了陷落柱,多數不含水。四 、巖漿巖活動煤礦井田在燕山運動晚期巖漿巖活動活躍,普遍沿軟弱的煤巖層呈巖床侵入煤層頂板、底板及煤層中,僅在七采區北部與陶二礦交界處有一巖墻。巖漿巖與煤層直接接觸,使煤層變質程度增高,局部變為天然焦,對煤層完整性破壞也十分嚴重,致使煤層變薄或缺失,與巖漿巖接觸的巖層,均有不同程度的變形和接觸變質現象,如石灰巖蝕變成細晶灰巖或大理石化,并形成矽卡巖鐵礦;砂巖矽質成分增多,硬度增大。巖漿
33、巖以淺灰色、灰綠色斑狀結構的閃長斑巖為主,次為全晶質、中粒結構的閃長巖。在煤系地層之中,自下而上可分為以下四層,現分述如下:h1侵入c3t地層下部,(伏青大青灰巖間)厚度9.24120.08m為本井田主要的巖漿巖,分布全區,嚴重破壞了7#煤層。呈北厚南薄規律,井田南部勘探鉆孔基本揭穿本層,如2326孔揭露h 1巖漿巖厚度大于120.08m;井田北部地區鉆孔均未穿透h 1巖漿巖,故h 1厚度不詳,無法判斷h 1底界所在層位。h2: 侵入c3t地層中部(5#煤層頂5#煤層上下)井田內分布不廣,僅在井田中部有小塊分布。本層實為第三層巖漿巖之下分層,在井田南部與h3第合層。h3:侵入c3t地層上部(3
34、#煤層頂4#煤層底板)厚度0.4036.10m對4#煤層破壞較嚴重。主要分布于井田北部,在井田南部有小范圍分布。單層厚度1.3562.37m,北薄南厚。h4:侵入山西地層中、下部,厚度0.0722.28m,主要分布在井田北部和南部七采區、九采區,厚度0.813.55m,變化無規律。破壞了1#、2#煤層的連續性,局部被吞噬。巖漿巖侵入煤系地層,起著三個破壞作用:一是擠壓(變厚變薄)、分離、吞沒煤層,造成薄煤帶和無煤帶(見1235運巷頭素描圖);二是加厚了地層,造成其圍巖擠壓破碎和改變了圍巖的產狀,特別是在巖漿巖厚度突破地帶;三是貫通含水層,造成水文地質條件復雜化。巖漿巖的侵入使煤化程度增高的主要
35、原因是溫度、高溫揮發分氣體和壓力。巖漿巖侵入會使溫度急劇升高,也就使得煤層由低變質程度向高變質程度轉化,局部變質為天然焦;煤層被巖漿期后硫化物熱液交代,使煤層中灰分和全硫含量增高;高溫的二氧化硅熱液順著巖層裂隙上沖,在巖體上部煤層中凝結成石英脈,使煤層的一部分變為含少量炭質的堅硬石英脈巖;巖漿巖熱液交代煤層的有機組分,使煤層的灰分增高。據鉆孔揭露,井田內的巖漿巖呈扇形沿煤系地層由北向南侵入,北厚南薄,與井田北部的洪山巖體為同源巖漿的分異作用產物,巖漿巖體的分布形態呈盤狀或似層狀,并帶有分叉與合并現象,頂面突起多變。對煤系地層的侵入比較嚴重。區內巖漿巖均被次一級構造斷裂所切割,這表明巖漿巖侵入時
36、間晚于區域大斷裂而早于次一級斷裂,結合侵入層位的區域資料,推測巖漿巖侵入時代屬白堊紀末期,燕山運動最后一幕。礦井在30多年的生產過程中,發現巖漿巖對2#煤的侵入較為嚴重,自南到北有十余處巖漿巖侵入帶,在一采區、九采區12906工作面、12908工作面巖漿巖侵入嚴重,厚度1.54.2m不等,呈層狀分布,局部呈串珠狀、脈狀或似層狀侵入到2煤層內,煤層變簿,破壞煤層的完整性。1.2.3 礦井水文地質條件一、含水層井田內分布八個含水層組,自下而上分為:奧陶系石灰巖含水層組(i)、大青灰巖含水層(ii)、伏青灰巖含水層()、野青灰巖含水層(iv)、大煤頂板砂巖含水層(v)、石盒子組砂巖含水層(vi)、第
37、四系砂礫層及巖漿巖含水層(見表4-1)。現分述如下:(一)、奧陶系中統石灰巖巖溶裂隙含水層(i):該含水層是煤系地層基底,奧陶系灰巖水具有集中補給,長年消耗,調節儲量大的特點。巖性主要由厚層狀細晶中晶質質純石灰巖、角礫狀石灰巖、花斑狀石灰巖組成,按沉積旋回分為三組八段,以上部七段富水性最強,七段局部下部發育有硬石膏層,使水質變為so42-型水,總硬度在40德國度以上,難以飲用。由于斷層切割和巖溶溝通,使奧陶系灰巖成為一個既具有各向異性,又具有統一水動力系統的綜合含水體,地下水賦存于巖溶裂隙之中。煤礦井田內奧灰沒有裸露,全部屬于埋藏巖溶,但本井田處于區域奧灰水的中等富水區(區)之中,區域奧灰地下
38、水南部拐頭山獲得補給以后,流井田內含水層特征一覽表含水層名稱平均厚度(m)富水性鉆孔抽水試驗單位涌水量(公升/秒·m)水質類型奧陶系石灰巖含水層鉆孔揭露最大厚度為9792m七、八段為強,六段為弱。0.26642.953hco3·so4ca·mg、so4·hco3ca·mg本溪石灰巖含水層4.7弱-中等hco3·so4ca·mg、大青石灰巖含水層7.1中等0.0830.138so4-ca. mg、so4·hco3-ca.mg伏青石灰巖含水層4.1弱中等0.1654.521hco3ca·mg、hco3na
39、183;ca野青石灰巖含水層1.1弱0.0111.69so4-hco3-ca-na、hco3·so4ca·mg大煤頂板砂巖含水層520m弱0.00550.269hco3·so4ca·na石盒子組砂巖含水層18弱0.150.742hco3·so4ca·na第四系砂礫石層與風化基巖一般小于25m弱hco3·so4ca·mg、巖漿巖含水層弱0.0390.162hco3-so4- na-mg向北北東,經過f5斷層進入本井田,成為主要補給來源,加之側向補給形成了奧灰水賦存量大,導水性較強,是影響下組煤開采的主要水源。鉆孔單位
40、涌水量一般在0.26642.953l/s·m,礦化度0.30.6g/l,水質類型以hco3·so4ca·mg或so4·hco3ca·mg型為主,在本礦區新打的水文觀測孔水量6070m3/h,水位+95m,水壓1.7mpa。相鄰德盛煤礦開采奧灰最大突水水量為6500m3/h左右,穩定涌水量3740 m3/h,測算單位涌水量達16.49 l/s.m ;目前其淹井水位+42m。本層含水層一般不影響2#煤層的開采,但對7#、8#、9#煤層(下組煤)有重大影響,威脅其開采。(二)、中石炭統本溪組灰巖巖溶裂隙含水層:該含水層在本溪組鋁土泥巖之上,巖性為深灰
41、色,致密,厚層狀,質不純。厚 2.5 6.9mm,平均厚4.7m,裂隙多為方解石脈所充填,含水性較弱-中等,礦化度0.23g/l,水質類型為hco3·so4ca·mg。井下北部水源孔揭露水量120 m3/h ,穩定涌水量5080 m3/h。對2#煤層開采無影響。(三)、上石炭太原組大青灰巖巖溶裂隙含水層(ii):該含水層為8#煤層的直接頂板,巖性為深灰色,富含紡錘蟲及腕足類化石,下部含有煤線,局部含燧石,巖溶裂隙發育,有溶洞,厚5.1710.57m,平均厚7.1m,據外圍鉆孔抽水試驗資料,單位涌水量0.0830.138l/s.m,滲透系數為1.481.82m/,水質類型為s
42、o4-ca. mg、so4·hco3-ca.mg型,富水性中等。相鄰礦井開采揭露本層灰巖致密、裂隙巖溶較差,富水性差。對2#煤層開采無影響。(四)、上石炭統太原組伏青灰巖巖溶裂隙含水層():本井田鉆控揭露的厚度一般為2.815.7m,平均厚4.1m,青灰色,灰黑色,堅硬細致,含紡錘蟲質及海百合莖化石,層面有炭質,底部為硅質灰巖,較堅硬,局部夾燧石,巖溶裂隙較發育,有溶洞。鉆孔單位涌水量為0.1654.521 l/s·m,富水性弱,局部中等。滲透系數為0.01048.36 m/d,水質類型以hco3ca·mg和hco3na·ca型為主。一般情況下對2#煤層
43、開采無影響,但深部區因水壓大、裂隙發育等原因也可直接影響2#煤層的開采,如陶二礦四下地區,多次發生回采工作面底板伏青灰巖含水層突水事故。據井下揭露和突水資料表明,本層灰巖水富水性以靜儲量為主,易疏干,井巷揭露突見水量較大,可達300 m3/h左右,但易于疏干,穩定水量50 m3/h左右;但與其它含水層存在補給關系時疏干困難,如陶二礦四下地區該含水層涌水就長達10年之久。(五)、上石炭統太原組野青灰巖巖溶裂隙含水層(iv):本井田鉆孔揭露厚度在0.41.9m,平均厚1.1m,深灰色,隱晶質,質地不純,含泥質,組織粗糙,含蜓類及海百合莖化石,局部相變為粉砂巖,巖溶裂隙多被方解石脈所充填,鉆孔單位涌
44、水量為0.0111.69 l/s·m,富水性較弱。礦化度0.5320.758g/l,水質類型以hco3·so4ca·mg型為主。井田北部富水性弱,一般揭露水量10 m3/h左右,易于疏干;南部地區受巖漿巖補給影響,富水性較強,如南部亨建煤礦揭露野青灰巖含水層時出水量高達60 m3/h左右。(六)、二疊系下統大煤頂板砂巖含水層(v):主要由2#煤頂板砂巖組成,巖性以灰白色中、細粒砂巖為主,由數層組成,總厚度在520m,在構造帶和巖漿巖侵入體附近裂隙較發育,鉆孔單位涌水量為0.00550.269 l/s·m,富水性較弱,局部富水性中等。滲透系數為1.96m/
45、d,礦化度0.3g/l,水質類型為hco3·so4ca·na型。井下揭露情況:以靜儲量為主,涌水量一般1020 m3/h,最大30 m3/h左右,易于疏干。 (七)、二疊系石盒子砂巖裂隙含水層(vi):主要是由上石盒子組二段、四段和下石盒子組底部砂巖組成。巖性以中、粗粒砂巖為主,厚度約為18m,巖石裂隙不發育,鉆孔單位涌水量為0.150.742 l/s·m,富水性較弱,局部富水性中等。滲透系數為1.401.73m/d,礦化度介于0.2940.594g/l。水質類型為hco3·so4ca·na型。一般不影響2煤層開采,但大落差斷層附近有可能造成涌
46、水,如九采區12911面因f12斷層影響,該層砂巖水在頂板涌出水量最大達250 m3/h左右。(八)、第四系卵礫石孔隙含水層:該層主要分布在山間溝谷地帶,由一套沖洪積相的沉積物組成。其厚度和水位受地形控制變化較大,一般不大于25m。水位及水量呈季節性變化較明顯。由于厚度有限,富水性弱。(九)、巖漿巖裂隙含水層:巖漿巖由北向南侵入本區,北厚南薄,呈巖盤侵入,似層狀,巖性以閃長巖、閃長斑巖為主,據抽水試驗結果,單位涌水量0.0390.162l/s.m,巖漿巖含水層為承壓裂隙水,富水性弱至中等,水質類型為hco3·so4ca·mg。1.3 煤層特征1.3.1 煤層煤礦井田的含煤地
47、層為二疊系下統山西組、石炭系上統太原組、中統本溪組,總厚度174267m,平均厚度220m(注:未計算巖漿巖厚度),煤層總厚14.40m左右,含煤系數為6.55%,其中可采和局部可采煤層7層,自上而下依次為山西組的1#、2#煤層和太原組的4#、6#、7#、8#、9#煤層,可采煤層總厚為10.47m,可采煤層含煤系數為4.76%。2#、8#、9#煤層為較穩定可采煤層,4#、6#煤層為不穩定煤層,1#、7#煤層為極不穩定煤層。山西組含煤8層,分布在煤系地層最上部,煤層平均厚度7.80m,含煤系數11.6%。其中可采煤層2層,為1#煤層和2#煤層,平均可采厚度4.12m,可采含煤系數5.49%。太原
48、組含煤14層,煤層平均厚度10.76m,含煤系數為9.0%。其中可采和局部可采煤層5層,為4#、6#、7#、8#、9#煤層,平均厚度6.35m,可采含煤系數5.29 %,均勻分布在本組中、下部。本溪組含煤01層,為10#煤層,不穩定,不可采,煤厚0.360.42m,平均厚度0.39m。二、可采煤層特征:2#煤:位于山西組中下部,煤厚37.58m,平均厚度5.1m,屬較穩定的復雜結構煤層,最穩定的一層夾矸厚度約在0.150.25m之間,距煤層頂板約在2.32.9m之間,距煤層底板約在0.71.3m之間,其余兩層夾矸發育不穩定。直接頂板為粉砂巖,厚度在16.0m左右,性脆,裂隙較發育,易冒落。老頂
49、為細砂巖,厚度為3.010.0m,堅硬,完整性好。直接底板為黑色粉砂巖,厚度約在1.32.5m左右,富含植物化石。老底為灰白色細砂巖,厚度約在3.72m左右,含方解石脈及黃鐵礦,堅硬。 4#煤:位于太原組上部,為局部可采的不穩定煤層。煤厚0.302.72m,平均厚度0.95m,煤層結構較簡單,普遍無夾矸。頂板多為野青石灰巖,底板為粉砂巖,下距6#煤19.3737.30m,平均27.58 m。 6#煤 :位于太原組的中部,煤層厚度0.301.30m,平均厚度0.90m,為不穩定的薄煤層。煤層結構簡單,煤層較穩定,局部可采。煤層頂板多為泥巖、粉砂巖,次為石灰巖,底板巖性為深灰色細粒砂巖、粉砂巖,下
50、距7#煤23.4043.48m,平均30.05m 。7#煤:位于太原組的中部,煤層厚度0.171.76m,平均厚度0.76m,因受巖漿巖的影響,煤層厚度變化較大,為極不穩定煤層,煤礦井田僅在七采區部分可采。普遍含0.10.74m厚的細粉砂巖夾矸一層。煤層頂板為細粉砂巖或泥巖,底板大部為粉砂巖,下距8#煤13.3525.94m,平均19.0m。可采煤層特征一覽表 (表3-1)煤層煤名煤層厚度(m)穩定程度煤層傾角煤層結構最大最小平均最大最小平均1小煤2.410.140.87極不穩定局部有夾矸一層2大煤4.580.823.25較穩定局部有夾矸一層4野青煤2.720.300.95不穩定普遍無夾矸6山
51、青煤1.300.300.90不穩定 無夾矸7小青煤1.760.170.76極不穩定局部有夾矸一層8大青煤1.840.911.24較穩定無夾矸9下架煤3.421.242.50較穩定含夾矸13層8#煤:位于太原組下部,為較穩定可采煤層。煤厚0.911.84m,平均1.24m。煤層結構簡單,無夾矸。頂板為大青石灰巖,底板為粉砂巖,下距9#煤 1.814.09m,平均2.05m。9#煤:位于太原組底部,為煤系最下一層較穩定的可采煤層。煤厚1.24-3.42m,平均2.50m。結構復雜,含夾矸1-3層。煤層頂板為粉砂巖,底板為泥巖。1.3.2 煤質井田內的煤層為濱海沼澤相腐泥煤,煤質類型均為高度變質無煙
52、煤。區內各煤層均處于高變質狀態,煤層中有機質主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成,以碳為主,其次為氫、氧、硫。碳隨變質程度加深而含量增大,氫則相反,氧和氮與變質程度關系不大,各煤層間元素含量變化不甚明顯。煤層中有害元素磷含量較低,基本屬于特低磷煤和低磷煤,僅2#煤層有少量中磷煤和高磷煤。1.3.3 瓦斯、煤塵及自然發火情況煤礦絕對沼氣涌出量為10.74m3/min,礦井絕對二氧化碳涌出量為9.24 m3/min;礦井相對沼氣涌出量為10.20 m3/t,相對二氧化碳涌出量為8.77 m3/t,礦井等級為高瓦斯,低二氧化碳礦井。本礦井煤塵無爆炸危險性。經測定,煤礦現開采2#煤層三類不易自燃煤層。雖
53、然煤礦也曾發生過火災事故,但都是外因火災,未曾發生過內因火災,目前井下也沒有火區存在。第二章 井田境界和儲量2.1 井田境界2.1.1 井田面積南翼以中部向斜軸為界,北翼以勘探線為界,東部深部以-250煤層底板等高線為界,淺部以f4斷層為界。井田的走向長度最大為6km,平均長度5.5km。井田的傾向寬度最大為2.5km,平均寬度2km。井田內煤層傾角均介于57°之間, 平均6°井田的水平面積按下式計算:s=l*h式中,s-井田的水平面積,km2l-井田的平均走向長度,kmh-井田的平均水平寬度,km則井田水平面積為s=11km2。2.1.2 儲量計算步驟為保證儲量具有足夠的
54、可靠性,在進行礦井儲量計數時,應按照下列步驟進行。1. 原始資料的檢查儲量是確定礦井生產能力的基礎,因此,首先對計算儲量用的各類原始地質資料進行全面的研究和審核。2. 確定勘探類型并選擇不同儲量級別的勘探密度當對勘探工程作出可靠性的評價以后,應根據規范中對勘探區的構造復雜程度及煤層穩定程度,確定勘探類型與選擇不同儲量級別的勘探密度,以此編制儲量計算平面圖。確定不同儲量級別的邊界線按照不同的煤層,參照其勘探類型規定的各類儲量計算所需要的勘探密度,結合設計礦井的具體地質條件,分別確定其不同儲量級別的邊界線。劃分各類型塊段,原則上以達到相應控制程度的勘查線、煤層底板等高線或主要構造線為邊界。相應的控
55、制程度,是指在相應密度的勘查工程見煤點連線以內和在連線之外以本種基本線距(鉆孔間距)的14l2 的距離所劃定的全部范圍。跨越斷層劃定探明的和控制的塊段時,均應在斷層的兩側各劃出30 m50 m 的范圍作為推斷的塊段。斷層密集時,不允許跨越斷層劃定探明的或控制的塊段。小構造或陷落柱發育的地段,不應劃定探明的或控制的塊段。探明的或控制的塊段不得直接以推定的老窯采空區邊界、風化帶邊界或插入劃定的煤層可采邊界為邊界。3. 選擇儲量計算方法根據地質構造、煤層變化、勘探工程等情況,結合煤礦設計的具體要求,選擇合理的儲量計算方法,以保證計算出的儲量可靠,滿足設計要求。2.1.3 資源量估算指標根據煤、泥炭地質勘查規范的要求,煤炭資源量估算指標所確定的最低可采厚度為0.80m,最高灰分(ad)不超過40%,最高硫分(st,d)不大于3%,最低發熱量(qnet,d)不少于22.1mj/kg。,其它工業指標符合國家現行有關規定。2.2 井田地質資源/儲量2.2.1井田地質資源儲量礦井工業資源儲量: 地質資源量中探明的資源量331和控制的資源量332,經分類得出的經濟的基礎儲量111b和122b、邊際經濟的基礎儲量2m11和2m22,連同地質資源量中推斷的資源量333的大部,歸類為
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