安全工程毕业设计（论文）-玉溪矿1.8Mta新井通风安全设计【全套图纸】 .doc

编号：（ ）字 号本科生毕业设计全套图纸，加153893706题目： 玉溪矿1.8mt/a新井通风安全设计 煤与瓦斯突出预防与治理 姓名： 学号： 21096218 班级： 安全09-1班 二一三年六月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 21096218 学 院： 应 用 技 术 学 院 专 业： 安 全 工 程 论文题目： 玉溪矿1.8mt/a新井通风安全设计 专 题： 煤与瓦斯突出预防与治理 指导教师： 职 称： 讲 师 2013年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 安全工程09-1班 学生姓名 任务下达日期：2013 年2 月25日毕业论文日期： 2013年 3月 11 日至 2013年6 月 1 日毕业论文题目：玉溪矿180万t/a新井通风安全设计毕业论文专题题目：煤与瓦斯预防与治理毕业论文主要内容和要求：该生毕业设计由一般设计、专题和外文翻译三部分组成。一般设计部分：题目为玉溪矿180万t/a新井通风安全设计。主要内容包括矿区概述及井田地质特征，井田开拓，采煤方法及带区巷道布置，矿井通风，矿井安全技术措施部分。专题部分：煤与瓦斯预防与治理设计要求：独立完成上述设计内容，方案论证、计算、分析要正确，专题要有自己的见解，结论要合理。说明书条理要清楚，论述充分，文字通顺，符合专业技术用于要求，图纸完备、正确。翻译部分：题目为“model development and analysis”翻译要求：译文字数不少于3000字，语句通顺、完整，语义准确。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分是玉溪矿180万吨新井通风安全设计。全篇共分为五章：矿区概述及井田地质特征、井田开拓、采煤方法及带区巷道布置、矿井通风和矿井安全技术措施。玉溪矿位于山西省高平市，矿井总面积是17平方千米，矿井主采煤层是3号煤层，平均厚度是5.96，倾角平均4度，矿井的工业储量是12590万吨，可采储量是9852万吨，矿井的正常涌水量是200 ，最大涌水量是300 ，矿井绝对瓦斯涌出量22.55 ，相对瓦斯涌出量8.93 ，所以它是一个低瓦斯矿井。玉溪矿新井设计年生产能力为180万t/a，服务年限为51.2a。矿井工作制度为“三八”制。 矿井的采煤方法为长壁综采放顶煤开采。开拓方式为斜井单水平开拓，水平标高为+660m。矿井布置一个工作面生产，一个掘进工作面，年生产能力为180万t/a。工作面长度为150 m。煤炭运输方式为连续胶带运输；辅助运输采用无级绳连续牵引车运输人员、材料和矸石。矿井通风方法为抽出式通风，风井布置方式为两翼对角式。专题部分主要是对煤与瓦斯突出的预防与治理进行分析。通过对煤与瓦斯突出的分析与等级的划分，主要是在研究与总结前人经验、研究成果的基础下，对煤与瓦斯突出的因素、形成机理及规律做了详细的分析与探讨；在此基础上利用煤与瓦斯突出的不同分类标准对不同情况下的煤与瓦斯突出的危险程度进行划分，并根据其危险程度的不同做不同的应对方案，最终确定出有效处理煤与瓦斯突出的方案及具体措施。翻译部分题目为“model development and analysis”。模型的开发和分析关键词：新井设计； 开拓； 采煤方法； 矿井通风； 安全措施；abstract this design book consists of three parts: the general part, the special part and the translation part. the general part is the eastern peak mine 1800000 tons nii ventilation safety design. it consists of five chapters: an overview of ida mining area and geological features, ida forge, the mining method and the zone of roadway layout, mine and mine safety technology measure. dongfeng mine is located in shanxi province, gaoping city, mine total area is 17 square kilometers, mine the main coal seam no. 3coal seam, the average thickness is 5.96m, angle averaged 4 degrees, mine industrial reserves125900000 tons, recoverable reserves is 98520000tons, mine of normal water inflow is200, the maximum inflow is300 ,22.55 mine absolute gas emission rate, relative gas emission rate of8.93 , so it is a low gas mine. dongfeng mine nii designed annual production capacity of 1800000 t/a, length of service for51.2a. working system of three eight. coal mine mining method for long wall fully mechanized top coal caving mining. explore the way for the inclined shaft with single level development, a level of +660m. mine layout of a working face production, an excavation working face, the annual production capacity of 1800000t/a. face length is 150 m. coal transportation mode for continuous tape transport; auxiliary transport adopts stepless rope continuous tractor transport personnel, material and gangue. mine ventilation way out for ventilation, ventilation shaft arrangement for the two wings of diagonal.the projects section is mainly to coal and gas outburst prevention and control are analyzed.through the analysis of coal and gas outburst and the level of division, mainly in the research and the basis of summarizing predecessors experience, research results, the factors, formation mechanism of coal and gas outburst and the rules made detailed analysis and discussion; on the basis of the use of coal and gas outburst in the different classification standards for different situations of the degree of danger of coal and gas outburst, and according to its dangerous degree is different for different response, eventually determine the effective processing scheme and concrete measures of coal and gas outburst. translation section entitled model development and analysis .development and analysis of the modelkeywords: the new well design; open up; coal mining method; mine ventilation; security measures;目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1矿区地理位置与交通条件11.1.2矿区气候条件11.1.3电源、水源及主要经济条件21.1.4矿区水文概况21.1.5矿区开发史及周边煤矿31.2 井田地质特征31.2.1地形地貌、地层31.2.2井田地质构造61.2.3井田水文地质71.3 煤层特征91.3.1煤层埋藏条件91.3.2煤质特征111.3.3 瓦斯151.3.4 煤尘152 井田开拓162.1 井田境界及可采储量162.1.1井田境界162.1.2可采储量182.1.3矿井设计生产能力及服务年限192.2 井田开拓232.2.1井田开拓的基本问题232.2.2矿井基本巷道292.3.3大巷运输设备的选择382.2.4矿井提升403 带区采煤方法及带区巷道布置493.1 煤层的地质特征493.1.1带区煤层特征493.1.2 煤的特征493.1.3 煤层顶底板组成493.1.4 煤层的瓦斯和水文地质493.1.5 煤层的主要地质构造493.2 带区巷道布置及生产系统493.2.1确定带区走向长度、区内煤柱尺寸及区段斜长和数目503.2.2确定带区车场形式503.2.3确定带区区段平巷、区段集中巷之间联络巷道形式，位置和布置方式513.2.4确定带区主要硐室的布置513.2.5确定带区内开采顺序513.2.6带区通风系统和运输系统523.2.7带区内各种巷道掘进方法523.2.8带区生产能力543.3 采煤方法553.3.1采煤工艺方式553.3.2 回采巷道布置714 矿井通风734.1 矿井通风系统选择734.1.1矿井通风系统的设计原则及考虑因素734.1.2矿井概况734.2 带区通风794.2.1带区通风总体要求794.2.2带区通风的基本要求794.2.3工作面通风方式804.3 掘进通风824.3.1掘进通风方法824.3.2掘进面需风量计算834.3.3掘进面的设计854.4 矿井需风量874.4.1矿井需风量计算的标准及原则874.4.2矿井需风量的计算874.4.3风量分配894.5 矿井通风阻力计算914.5.1矿井通风阻力计算原则914.5.2矿井通风容易和困难时期阻力计算914.5.3矿井总风阻和等积孔计算954.6 矿井主要风机选型964.6.1矿井通风设备的要求964.6.2主要风机选型974.6.3电动机选型1004.7 矿井反风措施及装置1024.7.1矿井反风的目的和意义1024.7.2反风方法及反风装置1024.7.3区域性反风和局部反风1024.7.4防爆门1034.7.5扩散器1034.7.6风硐1034.7.7消音装置1034.7.8通风机房布置图1044.8 概算矿井通风费用1044.8.1风机消耗电费1044.8.2设备折旧费1054.8.3材料消耗费用1054.8.4通风工作人员工资费用1054.8.5矿井每采一吨煤的通风总费用1064.9 阻止特殊灾害事故的安全措施1064.9.1防治瓦斯爆炸的措施1064.9.2防火措施1064.9.3防尘制度1064.9.4预防自燃的措施1075 矿井安全技术措施1085.1 矿井安全技术概况1085.2 矿井火灾1085.2.1矿井自燃发火概况1085.2.2矿井自燃发火分析1085.3 矿井瓦斯1105.3.1矿井及带区瓦斯涌出概况1105.3.2矿井瓦斯防治措施1105.3.3矿尘1115.3.4避灾路线1145.4 安全避险“六大系统”115参考文献118专题部分1201引 言1202瓦斯突出的规律及分类1212.1煤与瓦斯突出的一般规律1212.2煤与瓦斯突出强度及分类1213煤与瓦斯突出的机理1223.1 突出的过程及其特点1233.2 煤与瓦斯突出的机理1244 煤与瓦斯突出危险程度预测1265 煤与瓦斯突出的危险程度划分1275. 1煤与瓦斯突出的危险程度指标1275. 2我国突出矿井危险程度分析1275. 3煤与瓦斯突出的防治1286 结论129参考文献129翻译部分131英文原文131中文译文136致 谢140一般部分 中国矿业大学2013届本科毕业设计 第10页1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置与交通条件山西兰花玉溪煤矿有限公司井田位于山西省晋城市高平市境内，是沁水煤田野川精查区的一部分，其地理座标为东经11244011124707，北纬354500354804。选定的工业场地位于高平市原村乡下董峰村，行政区划属高平市原村乡管辖，南距晋城市约41km，北距长治市64km，东距高平市15km。矿井隶属于山西兰花煤炭实业集团有限公司。本井田交通十分方便。省道曲坪线从矿井东南约6km（新线约1km）处穿过与207国道相接。井田内有三级公路与省道曲坪线相接。国铁太（原）焦（作）线从高平市西侧通过，唐安煤矿专用线在太焦铁路南陈铺站接轨，玉溪煤矿规划建设的铁路专用线拟在唐安煤矿专用线的石碴厂车站接轨，专用线长约10km。交通位置详见图1-1。南陈铺站至全国各主要大站的铁路里程见表1-1。表1-1 南陈铺站至全国各主要大站的铁路里程表起点南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺终点新乡郑州青岛徐州汉口上海石臼所连云港天津里程(km)183230101257976012288148359671.1.2矿区气候条件本区属大陆性气候，四季分明，冬季寒冷少雪、夏季暖湿多雨、春秋季多风少雨。据高平市气象站观测资料，68月气温较高，最高温度可达36，12月至翌年2月气温较低，最低温度-19.2。每年平均气温为9.8。雨季集中在79月份，年降水量为517.60758.10mm，平均603.7mm（19522002年），年蒸发量为1424.201825.50mm，平均1786.40mm，无霜期183天左右，冰冻期为11月至翌年3月，冻土深度0.300.56m。风向春冬两季多西北风，夏秋两季多东南风和南风，最大风速达20m/s。根据gb50011-2001建筑抗震设计规范，本区地震烈度为6度。图1-1 矿井交通位置图1.1.3电源、水源及主要经济条件矿井两回35kv电源分别引自高平城关110kv变电站和马村110kv变电站，高平城关侧电源线路采用lgj-70钢芯铝绞线，钢筋混凝双杆架设，送电距离约为15km，线路压降为4.7%；马村侧电源线路采用lgj-120钢芯铝绞线，钢筋混凝双杆架设，送电距离约为6km，线路压降为4.8%。正常情况下两回35kv电源线路一回工作，另一回带电备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。在工业场地设35kv变电所，35kv变电所设sz9-10000 35/6kv 10000kva变压器两台，变电站6 kv母线均采用单母线分段结线型式，防雷保护装置、过电压保护装置、单相接地保护装置及过负荷短路保护装置完善，技术性能符合规定要求，运行正常。供电系统技术档案齐全，各种运行、维护、检查、事故记录完善，管理维护制度健全。本矿供电电源可靠。经高平市水资源管理委员会批准，玉溪煤矿在工业场地内建有深井1眼（2号水源井），取用水量丰富，水质优良的奥灰水作为本矿永久供水水源是可靠的。本矿井下正常排水量为200m3/h，最大排水量300m3/h，经净化处理达到复用水标准后，可作为矿井生产、井下消防洒水及后期选煤用水等，水量可满足要求，故矿井水源可靠。矿区所在的高平市主要农产品有小麦、玉米、高粱、大豆、油料和药材。工业主要有采煤、化工、炼铁、机械制造和农机修配等行业。采煤业在当地经济中占主导地位，矿区内人多地少，劳动力可就地解决。建筑材料砖、石、砂等可就地解决，水泥、石灰、钢材、木材等需外购解决。1.1.4矿区水文概况该区河流属黄河流域沁河水系。井田南部有原村河，发源于井田内西坪村、交河村、梁村一带，沿井田边界由西向东流过，全长9km，流量0.01860.1822l/s，汇水面积65km2，河流坡降0.008。该河在唐庄、马村镇交界处与野川河、马村河汇集成许河，在河西村南汇入丹河，流向东南穿过太行山，在河南省境内汇入沁河。井田南部有张庄水库和废弃小水库，库容量分别为70万m3和5万m3。水库主要供灌溉、防洪和养鱼之用。1.1.5矿区开发史及周边煤矿玉溪煤矿井田内无其它煤矿开采。井田四周有山西兰花科技创业股份公司唐安煤矿分公司、高平科兴集团南阳煤矿、高平科兴集团前和煤矿、良户煤矿（已关闭）。1）山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司位于井田南侧，唐安村北，属兰花科技创业股份公司，始建于1987年，1990年8月正式投产，设计能力0.6mt/a，现开采3号煤层，经改扩建后现生产能力1.5mt/a，斜井开拓，煤厚6m左右，综采放顶煤法采煤，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单。矿坑正常涌水量46m3/h。2）高平科兴集团南阳煤矿位于井田北侧及东侧，野川镇南阳村，属野川镇管辖，1995年动工，1999年投产，设计能力0.6mt/a，批准开采3、9、15号煤层，现开采3号煤层，采用斜井开拓，改扩建后生产能力1.2mt/a，综采放顶煤法采煤，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，矿井涌水量50-70m3/h。3）高平科兴集团前和煤矿位于井田东侧，现开采3号煤层，斜井开拓，设计能力1.2mt/a，煤厚5.6m左右，现生产能力1.2mt/a，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，矿井涌水量为15-20m3/h。4）良户煤矿（已关闭）位于井田东南侧，属良户村村办煤矿，斜井开拓，设计能力为90kt/a，煤厚6m左右，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，矿井涌水量为15-20m3/h，现已关闭。井田西部没有矿井开采。1.2 井田地质特征1.2.1地形地貌、地层设计采用地质报告为2010年10月山西煤炭地质114勘查院编制的山西兰花集团玉溪煤矿有限公司生产矿井地质报告，经过实地调查和相关资料的搜集整理，对井田地层、含煤地层及可采煤层进行了详述，井田内含煤地层为山西组和太原组，可采煤层为山西组的3号煤层，属稳定煤层。勘探程度满足设计要求。存在的问题及建议1）矿井水文地质勘探工作仍应加强，特别是在开采矿井南部煤层埋深浅，且有地表水体的地方，注意观测矿井涌水量。2）对矿井水文地质工作应认真执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的16字方针。3）该井田总体构造简单，存在小断层发育，建议加强矿井地质工作，以提高地质保证程度。4）建议选用直流电法、瞬变电磁法、音频电透视法等方法探测导水构造、地质异常体、富水带等。1地形地貌井田位于太行山南段西侧，地貌属剥蚀、侵蚀山地，北部为丘陵山区，南部为山前冲积阶地。井田内沟谷纵横，地势西北高东南低，最高点在井田北部边界，海拔+1182.7m，最低点在井田东南的原村，海拔+877.0m，相对高差为305.7m。2地层井田内约三分之二为第四系黄土覆盖，出露地层为二叠系上统上石盒子组。地层由老至新依次为奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、上、下石盒子组及第四系。对井田地层由老到新分述如下：1)奥陶系中统峰峰组(o2f)埋藏于井田深部，为煤系地层之基盘，岩性为深灰色、厚层状海相石灰岩、角砾状灰岩，夹泥灰岩和白云质灰岩，坚硬性脆，顶部常因铁质浸染而呈淡红色。2)石炭系中统本溪组(c2b)平行不整合于下伏奥陶系灰岩侵蚀面之上，为一套海陆交互相沉积建造，底部为褐红色“山西式铁矿”，多呈鸡窝状分布，铁矿层之上为浅灰色g层铝土岩、粘土岩，偶夹有12层不稳定煤线及砂岩透镜体，与下伏地层呈假整合接触。本组厚度6.3216.70m，平均9.06m。3)石炭系上统太原组(c3t)k1砂岩底至k7砂岩底，厚72.5884.40m，平均81.21m。连续沉积于本溪组之上，为一套海陆交互含煤建造，井田主要含煤地层之一，由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色中细粒砂岩和45层石灰岩及89层煤组成，底部以一层灰白色细粒石英砂岩(k1)与本溪组分界。4)二叠系下统山西组(p1s)k7砂岩底至k8砂岩底，厚46.5760.92m，平均51.54m。与下伏太原组连续沉积，为一套陆相碎屑岩沉积含煤建造，井田内主要含煤地层之一，由灰、灰黑色泥岩、粉砂岩和灰白色砂岩及3层煤组成，底部以一层灰色细粒砂岩(k7)与太原组分界。5)二叠系下统下石盒子组(p1x)k8砂岩底至k10砂岩底，厚73m左右。连续沉积于山西组之上，由灰绿、黄绿色砂岩，间夹灰、黄绿、局部为紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。本组以k9中细粒砂岩为界可分为上下两段，分述如下：（1）下段(p1x1)：下部为黄绿色厚层状中粗粒石英硬砂岩及灰绿色砂质泥岩、泥岩，含大量锰质结核；上部为黄色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。厚46.20m。（2）上段(p1x2)：下部为黄绿、灰绿色中粗粒石英砂岩；上部为杏黄色、黄绿色砂岩、砂质泥岩夹砂岩及紫色泥岩，其顶部为杂色含铁质鲕粒的铝土泥岩(桃花泥岩)。厚26.80m。6)二叠系上统上石盒子组(p2s)k10砂岩底至k14砂岩底，连续沉积于下石盒子组之上，井田内有出露，由黄绿色砂岩间灰、黄绿、紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。根据岩性组合特征可分为三段，本井田残留一、二段，最大残留厚度400余m。（1）第一段(p2s1)：k10砂岩底至k12砂岩底，由黄绿、黄色夹紫红色泥岩、铝土泥岩、砂质泥岩和黄绿色硬砂岩组成，夹1-3层不稳定之锰铁矿层，底部以一层黄绿色中粗粒砂岩(k10)与下伏下石盒子组分界；本段厚170220m，平均195m。（2）第二段(p2s2)：以黄绿色中细粒石英长石砂岩为主，间夹紫色、暗紫色泥岩，含菱铁质结核，底部以一层黄绿色中粗粒含砾砂岩(k12)与第一段分界，本段厚90224m，平均130m。7)第四系(q)不整合覆盖于不同时代的地层之上，岩性为中上更新统黄土及全新统冲洪积层，沉积厚度各处不等，一般在021.00m间。详见地质综合柱状图1-1。图1-1地质综合柱状图1.2.2井田地质构造1概况井田总体呈一向斜构造，轴向nnw、向nw倾伏，两翼地层平缓，倾角一般为18，在此基础上发育有次一级的背向斜构造，井田内断裂构造较发育，地表以及三维地震勘探发现有7条断层。褶曲总体上可分为nnw和nww向两组：1）s1向斜：发育于井田中部，西坪村东、经窑则头村东，向南至良户村西北，轴向nnw，向n倾伏，两翼倾角15，井田内延伸长度5300m。2）s2背斜：发育于井田东侧，由北向南经小北山，磊石街至冯村，轴向nnw，向n倾伏，两翼倾角58，井田内延伸长度900余m。3）s3向斜：发育于井田东边界外，大北山村，与s2背斜平行展布，东翼倾角57，西翼倾角58。4）s4背斜：发育于井田北部，为次一级构造，轴向nwse，向nw倾伏，倾角2左右，延伸长度900m。5）s5向斜：发育于井田北部，与s4背斜平行展布，西翼倾角2左右，东翼倾角58，延伸长度800m。6）s6背斜：发育于井田南西，自上董峰村经水南村西至713号孔，轴向nwse，两翼倾角平缓，1左右，向nw倾伏，井田内延伸长度2100m。7）s7向斜：发育于井田东南部，轴向近nww，两翼产状57，向w倾伏，井田内延伸长度900m。8）s8背斜：发育于井田东南部s7向斜北侧与之平行展布于y-19、5号孔一带，北翼倾角35，南翼倾角57，井田内延伸长度800m。9）s9背斜：发育于井田东南部边界，良户村，轴向nww，两翼倾角57，向w倾伏，井田内延伸长度1200m。10）ds1向斜：位于井田中部，y-17孔西，轴向近sn，延伸长度约1200m。东翼倾角58，西翼倾角510，300m范围内地震幅值约15m。11）ds2背斜：位于井田中部，ds1向斜西，与ds1向斜基本平行，轴向近sn，延伸长度约2030m。东翼倾角611，西翼倾角46，260m范围内地震幅值约10m。12）ds3向斜：位于井田西南部，ds2背斜西，轴向近sn，延伸长度约2120m。两翼基本对称，倾角24，460m范围内地震幅值约10m。13）ds4背斜：位于井田西南部，ds3背斜西，轴向近sn，延伸长度约430m。两翼基本对称，倾角23，350m范围内地震幅值约10m。井田内未发现有岩浆岩侵入。综上所述，井田内构造主要以宽缓褶曲为主，局部地段较陡，断裂除df4断层落差为12m外，其余均较小，对煤层的开采有影响较小，就整个井田来看，总体上井田构造仍属简单类。2断层：井田内由地表填图及三维地震勘探发现有7条断层，落差均较小，现分述如下：1）f1逆断层：位于井田西北，西坪村东，走向n50e，倾向s40e，倾角55，落差6m，延伸长度150m。2）f2正断层：位于井田北部，东掌村西北，走向n45e，倾向n45w，倾角70，落差7m，延伸长度210m。3）df1正断层位于勘探区西南部(i288线以北和x661线以西)，倾向180,倾角6880，最大落差6m，延伸长度144m。4）df2正断层位于勘探区东南部边界(i348线以北和x801线以西)，倾向3050，倾角6973，最大落差6m，延伸长度200m。5）df3正断层位于勘探区西部边界(i468线以北和x321线以东)，倾向3400，倾角7075，最大落差8m，延伸长度134m。6）df4正断层位于勘探区北部(i568线以北和x461线以西)，倾向320350，倾角7080，最大落差12m，延伸长度325m。7）df5正断层位于勘探区中西部(i328线以北和x441线以西)，倾向3055，倾角6780，最大落差3m，延伸长度148m。1.2.3井田水文地质 主采3号煤层的直接充水含水层为其顶板砂岩裂隙水含水层，钻孔单位涌水量0.0011l/s.m，渗透系数0.0047m/d，属弱富水性含水层。由于开采时形成的导水裂缝，可能沟通上覆其它含水层，使其成为煤层开采的间接充水含水层。正常涌水量200m3/h、最大涌水量300m3/h。 地表水 井田内沟谷平时一般无水，只有雨季时才有洪水排泄，工业场地不受影响。含水层1奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层井田内隐伏于煤系地层之下，未见出露。由石灰岩、泥质灰岩及白云岩等组成，为井田内主要含水层。据本矿生活区2号水源井资料，井深663.5m，揭露奥灰地层373.0m，局部发育有溶隙、溶孔等。抽水试验资料：单位涌水量5.99l/s.m，水位标高为621.90m，水质类型为hco3-so42- ca2+mg2+型。该含水层为一富水性不均匀的岩溶裂隙含水层。井田位于三姑泉域西北部地下水补给区附近，奥灰含水层属富水性极强的含水层。2石炭系上统太原组岩溶裂隙含水层该含水层由k2、k3、k4、k5、四层石灰岩组成。单层厚0.309.24m，平均总厚度为15.75m。根据钻孔揭露情况，除个别钻孔外，一般岩溶裂隙不发育。从简易水文情况看，多数钻孔冲洗液均有少量漏失，钻孔水位变化较小。说明各层石灰岩局部发育岩溶裂隙，其中以k2、k5为主。井田内该层位未进行抽水试验。根据井田东边界外约1.3km处水源y-32号孔和井田东界外约1km处的y-12号孔抽水试验资料：y-12号孔k5石灰岩含水层单位涌水量为0.000114 l/s.m，水位标高824.39m，水质类型为hco3-so42-ca2+ma2+ 型。y-12号孔k2k3石灰岩含水层单位涌水量为0.000091 l/s.m。水源y-32号孔k2k3石灰岩含水层单位涌水量为3.73l/s.m，y-32号孔因受风化作用及构造影响，岩溶裂隙发育，溶洞高达0.9m，富水性强，而y-12号孔k2k3石灰岩埋藏相对较深其富水性弱。一般而言，该含水层为一富水性不均匀的岩溶裂隙弱含水层。3二叠系下统山西组及k8砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内无出露，包括k7、k8砂岩及3号煤层顶板砂岩裂隙含水层，构成主采3号煤层的充水水源。岩性以中粒砂岩为主，局部砂岩裂隙发育。钻进至该层位时，消耗量一般变化不明显。井田内补2-1号钻孔对该含水层进行了抽水试验。单位涌水量0.0011l/s.m，渗透系数0.0047m/d，水位标高925.71m，水质类型为hco3- so42-ca2+ mg2+型。该含水层属富水性弱的砂岩裂隙含水层。4二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内大面积出露。岩性以中粒砂岩为主，层厚一般为6m左右。局部砂岩裂隙发育。井田内该层位出露泉水较多，流量一般为0.050.22l/s。据井田北部王报井田资料，单位涌水量0.0941.55l/s.m，渗透系数0.4574.60m/d，水位标高925.71m，水质类型以hco3-ca2+为型。该含水层属富水性弱中等的砂岩裂隙含水层。5基岩风化带裂隙含水层该含水层的岩性因地而异，风化裂隙发育因岩性、构造及地形控制而不同，一般发育深度在3050m左右。该含水层一般富水性差异较大。井田内y-19号钻孔对基岩风化带抽水试验资料为：单位涌水量0.0047l/s.m，渗透系数0.0170.033m/d，水位标高为882.75m，水质类型为hco3-so42-ca2+k+na+型。该含水层属富水性弱的砂岩裂隙含水层。6松散层孔隙含水层该含水层主要由具孔隙的亚粘土、砂、砾石等组成，区内大面积出露。松散层厚度一般小于50m，一般520m。水位埋藏一般较浅，主要接受大气降水补给。该含水层渗透性好，局部含水丰富。据水井调查资料：单位涌水量0.6161.780l/s.m，水位标高为887.39m，水质类型以hco3- ca2+型为主。该含水层属富水性弱-中等的孔隙含水层。 主要隔水层1石炭系上统太原组底部及中统本溪组隔水层该层主要由具塑性的铝质泥岩、粘土质泥岩及砂质泥岩等组成，位于15号煤层底板与峰峰组顶界之间，层厚平均9.06m。该层裂隙一般不发育，透水性差，隔断其上覆与下伏含水层的水力联系，一般隔水性良好。2二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、砂质泥岩组成，单层厚度一般小于10m。垂向分布呈平行复合结构，阻隔上下各含水层层间的水力联系，起层间隔水作用。主要含水层的补、迳、排条件井田内地表有松散层含水层及上石盒子组砂岩裂隙含水层分布，其余含水层未见出露。松散含水层主要接受大气降水的补给，向地表水及下伏风化带含水层排泄。在局部地段松散含水层与风化带含水层可互为补给含水层。基岩风化带含水层主要接受大气降水补给及松散含水层补给，由于沟谷的切割，局部以泉的形式排泄。山西组、太原组含水层在井田范围内地表无出露，与上覆各含水层、下伏奥陶系含水层均有一定厚度的隔水层相隔，水力联系微弱。含水层间夹数层隔水层，使含水层处于分散间隔状态。它们之间存在着一定的水位差，在无构造沟通或隔水层未破坏的情况下，则各含水层之间相互补给条件较差。总体来看，该含水层接受补给条件较差，迳流主要以层间迳流为主，迳流缓慢，排泄区不明显。中奥陶统含水层，井田内上覆盖层厚度大，补给条件差。由于本区地处区域地下水补给地带，地下水迳流缓慢，局部可能滞流，流向总体是由北向南。三姑泉为最终排泄点。断裂构造对水文地质条件的影响井田内没有大的断裂构造，仅发现有7条较小的断层。其中只有f1 断层为逆断层，其余均为正断层。断层落差最大为df4断层，落差为12m，其余为38m。井下巷道未发现断层。井田内未发现岩浆侵入现象。1.3 煤层特征1.3.1煤层埋藏条件井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，地层总厚平均132.75m，平均含煤层总厚13.15m，平均含煤系数9.91%。山西组是井田内主要含煤地层之一，厚46.5760.92m，平均51.54m，含煤一般3层，编号自上而下为1、2、3号，其中3号煤层位于本组下部，为全区稳定可采煤层，其余为不可采煤层。煤层平均总厚度5.96m，含煤系数13.00%。井田内可采煤层为山西组的3号煤层 (其特征见表1-2)，分述如下：表1-2 可采煤层特征一览表含煤地层煤层编号煤层厚度(m)煤层结构顶板岩性底板岩性煤层稳定程度备注最小-最大平均矸石层数类别山西组p1s34.63-6.625.960-3简单砂质泥岩泥岩粉砂岩砂质泥岩稳定一型1、3号煤层：位于山西组下部，上距k砂岩2.29m左右。煤层厚度4.636.62m，平均5.96m，可采性指数1.00，煤厚变异系数r.=0.16，纯煤厚度4.506.55m，含03层泥岩及炭质泥岩夹矸，时夹黄铁矿结核，夹矸厚00.8m，平均0.15m。煤层顶板为砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，底板多为砂质泥岩。该煤层属全区稳定可采煤层，控制及研究程度均较高。详见3号煤层柱状图1-2。 中国矿业大学2013届本科毕业设计 第21页图1-2煤层柱状图1.3.2煤质特征1物理性质及煤岩特征3号煤层为黑色、灰黑色，条痕灰黑色，似金属光泽，内生裂隙发育，贝壳状断口，细中条带状结构，块状或层状构造。密度为1.42t/m3。3号煤层以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤条带。煤质坚硬、性脆，局部煤质疏松，煤的硬度为f32化学性质、工艺性能1、3号煤层煤质化验结果汇总见表1-3。原煤水分(mad)为0.68%3.03%，平均1.67%；浮煤水分(mad)为0.30%2.04%，平均0.87%。原煤灰分(ad)为11.78%30.57%，平均17.13%，为低灰高灰煤；浮煤灰分(ad)为5.82%12.68%，平均8.96%。原煤挥发分(vdaf)为8.75%14.89%，平均10.16%，浮煤挥发分(vdaf)为7.65%9.22%，平均8.37%；为特低挥发分煤。原煤全硫(st,d)为0.24%0.50%,平均0.35%，为特低硫煤；浮煤全硫(st,d)为0.28%0.44%，平均0.37%。原煤干基恒容高位发热量(qgr,v,d)为23.5631.15mj/kg，平均28.90mj/kg，属中热值特高热值煤。浮煤干基恒容高位发热量(qgr,v,d)为32.4932.95mj/kg,平均32.72 mj/kg。元素分析：碳(cdaf)含量为92.00%92.69%，平均92.37%，氢(hdaf)含量为3.11%3.88%，平均3.65%，氮(ndaf)含量为0.96%1.48%，平均1.26%，氧(odaf)含量为1.72%2.36%，平均2.06%。煤灰成分分析：以酸性二氧化硅(sio2)和三氧化二铝(al2o3)为主，其次为碱性三氧化二铁(fe2o3)、氧化钙(cao)、氧化镁(mgo)等成份。其中二氧化硅(sio2)含量为40.00%50.98%，平均46.26%；三氧化二铝(al2o3)含量为30.00%37.02%，平均33.01%。煤灰熔融性软化温度(st)为1440，属较高软化温度灰。表1-3 3号煤层煤质化验汇总表煤 层 号3工业分析mad(%)原煤0.68-3.031.67浮煤0.30-2.040.87ad(%)原煤11.78-30.5717.13浮煤5.82-12.688.96vdaf