

免费预览已结束,剩余128页可下载查看
采矿工程毕业设计(论文)-河南煤化集团赵固一矿2.40Mta新井设计.pdf.pdf 免费下载
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
全套图纸,加全套图纸,加 153893706 中 国 矿 业 大 学 本 科 生 毕 业 设 计 姓 名: 学 号: : 学 院: 应 用 技 术 学 院 应 用 技 术 学 院 专 业: 采 矿 工 程 采 矿 工 程 设计题目: 河南煤化集团赵固一矿 2.40mt/a 新井设计 河南煤化集团赵固一矿 2.40mt/a 新井设计 专 题: 综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究 综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究 指导教师: 职 称: 副教授 副教授 2012 年年 6 月月 徐州徐州 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 2 页 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院应用技术学院 专业年级采矿采矿 09 学生姓名 任 务 下 达 日 期 :任 务 下 达 日 期 : 2012 年年 3 月月 9 日日 毕业设计日期:毕业设计日期:2012 年年 3 月月 9 日日 至至 2012 年年 6 月月 5 日日 毕业设计题目:毕业设计题目:河南煤化集团赵固一矿 2.40mt/a 新井设计河南煤化集团赵固一矿 2.40mt/a 新井设计 毕业设计专题题目:综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究毕业设计专题题目:综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究 毕业论文主要内容和要求:毕业论文主要内容和要求: 根据毕业设计大纲要求,毕业设计内容包括一般部分、专题部分和翻译部分共三部分。一般部分 包括矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度及服务年限、井田开拓、准备方式、采 煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、和矿井基本技术经济指标共十章。 按照毕业设计大纲的内容,独立、认真完成全部工作量,说明书和设计图纸按照设计要求进行编 排和绘制。按照时间分配,及时完成阶段任务,保证设计进度。 院长签字: 指导教师签字: 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 3 页 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 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 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 4 页 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 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 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 5 页 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 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 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 6 页 本设计包括三个部分:一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为赵固一矿 2.4 mt/a 新井设计。赵固一矿位于河南省辉县市,隶属河南煤化集团。交通 便利。井田走向(南北)长平均约 5 km,倾向(东西)长平均约 10km,井田总面积为 38.43 km2。主 采煤层为二 1 煤,平均倾角为 4,二 1 煤层平均总厚为 5.29 m。井田地质条件较为简单。 井田工业储量为 29185.04 万 t,矿井可采储量 19976.41 万 t。矿井服务年限为 59.5 a,矿井平均涌 水量为 2377.4 m3/h。矿井瓦斯涌出量较低,为低瓦斯矿井。 井田为立井单水平开拓。矿井开采二 1 煤,大巷采用胶带运输机运煤,辅助运输采用无极绳运输。 矿井通风方式前期为中央并列式通风,后期为对角式通风。 矿井年工作日为 330d,工作制度为“四六”制。 一般部分共包括 10 章: 1.矿区概述及井田地质特征; 2.井田境界和储量; 3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限; 4.井田开拓; 5.准备方式采(盘)区或带区巷道布置; 6.采煤方法; 7.井下运输; 8.矿井提升; 9.矿井通风及安全技术; 10.矿井基本技术经济指标。 专题部分题目是综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究。 翻译部分主要内容为采矿对煤层底板断层活化影响的数值模拟, 英文题目为: numerical simulation of coal floor fault activation influenced by mining abstract this design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. general zhao gu mine 2.4 in part mt/a of the new design. fixed deposit in huixian city henan province zhao, under the henan coal chemical group. convenient transportation. geological trend (north and south) average about 5 km long, tendencies (things) long on average around 10km, mine is 38.43 km2 of the total area. main minable coal 21, average angle of 4 , 21 coal seams total 5.29 m thick on average. mine relatively simple geological conditions geological reserves of industrial 291.8504 million t, 199.7641 million t recoverable reserves of mine. 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 7 页 mine service age 59.5, average discharge of mine for 2377.4 m3/h. mine gas emission rate is low, low gas mine. mine shaft levels open up. 21 coal mine mining, tunnel belt conveyor of coal and auxiliary transport with endless rope haulage. early of mine ventilation system for central side- by- side ventilation, late for the diagonal ventilation. the working system “four- six” is used in the jisan mine. it produced 330d/a. this design includes ten chapters: 1.an outline of the mine field geology; 2.boundary and the reserves of mine; 3.the service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.the layout of panels; 6. the method used in coal mining; 7. transportation of the underground; 8.the lifting of the mine; 9. the ventilation and the safety operation of the mine; 10.the basic economic and technical norms. special subject parts of topics is about the technique of coal seam waterflooding and selection of parameters for coal seam waterflooding. translation part of main contents is analytical model and application of stress distribution on mining coal floor,english topic is: numerical simulation of coal floor fault activation influenced by mining 目录 1 矿区概述及井田地质特征 . 2 1.1 矿区概述 2 1.1.1 矿区位置和地形 . 2 1.1.2 交通条件 . 2 1.1.3 矿区气候 . 3 1.1.4 矿区水文情况 . 3 1.1.5 矿区经济条件及电力来源 . 4 1.2 井田地质特征 4 1.2.1 井田勘探程度 4 1.2.2 井田煤系地层概述 . 4 1.2.3 井田地质构造 . 5 1.2.4 井田的水文地质特征 . 8 1.3 煤层特征 10 1.3.1 可采煤层特征 . 10 1.3.2 煤层的围岩性质 . 10 1.3.3 煤的特征 . 11 2.井田境界和储量 13 2.1 井田境界 13 2.2 矿井工业储量 . 13 2.2.1 储量计算基础 13 2.2.2 矿井地质资源/储量 . 14 2.3 矿井工业资源/储量 . 15 2.4 矿井设计资源/储量 . 16 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 8 页 2.5 矿井设计可采储量 17 3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 18 3.1 矿井工作制度 18 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 18 4.井田开拓 19 4.1 井田开拓的基本问题 . 19 4.1.1 井筒的形式、位置 20 4.1.2 工业广场位置、形状的确定 21 4.1.3 开拓方案比较 22 4.1.4、水平划分及标高 . 28 4.1.5、大巷布置及层位选择 . 28 4.1.6、带区划分及开采顺序 . 28 4.2 矿井基本巷道 . 29 4.2.1 井筒 29 4.2.2、井筒施工方法 . 33 4.2.3 井壁结构和厚度 . 34 4.2.4 井底车场 35 4.3 主要开拓巷道 35 4.3.1 巷道断面及支护形式 36 4.3.2 巷道支护方式 37 5.准备方式采(盘)区或带区巷道布置 41 5.1 煤层地质特征 . 41 5.1.1 煤层的埋藏条件 41 5.1.2 带区煤层特征 41 5.1.3 地质构造 41 5.1.4 顶底板特性 41 5.1.5 水文地质 42 5.2 带区巷道布置及生产系统 . 42 5.2.1 带区数目及首采带区位置 42 5.2.2 带区巷道布置 42 5.2.3 带区生产系统 43 5.2.4 带区生产能力及采出率 43 5.3 带区主要硐室布置 . 44 6.采煤方法 45 6.1 采煤工艺方式 . 45 6.1.1 确定回采工作面长度 47 6.1.2 工作面推进长度和推进方向确定 48 6.1.3 回采工作面破煤、装煤方式的确定 48 6.1.4 回采工作面运输方式 . 50 6.1.5 回采工艺 51 6.1.6 确定回采工作面支护方式 52 6.1.7 采空区处理 . 55 6.1.8 端头支护 55 6.1.9 工作面设备布置 56 6.1.10 劳动组织形式 56 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 9 页 6.1.11 回采工作面吨煤成本 . 57 6.2 回采巷道布置 59 6.2.1 回采巷道布置方式 . 59 6.2.2 回采巷道参数 . 60 7. 井下运输 61 7.1 概述 . 61 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 61 7.1.2 煤层及煤质 61 7.1.3 运输距离和货载量 . 61 7.1.4 矿井运输系统 . 61 7.2 带区运输设备选择 62 7.2.1 设备选型原则: . 62 7.2.2 带区运输设备选型及能力验算 . 62 7.3 大巷运输设备选择 63 7.3.1 回风大巷设备选择 . 63 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 64 7.3.3 运输设备能力验算 65 8 矿井提升 . 65 8.1 概述 66 8.1.1 矿井提升的原始条件和数据 . 66 8.2 主副井提升 67 8.2.1 主井提升系统 . 67 8.2.2 副井提升系统 . 68 9 矿井通风及安全技术 . 70 9.1 矿井通风方式选择 70 9.1.1 矿井概况 70 9.1.2 主要通风机工作方法的确定 70 9.1.3 矿井通风系统的基本要求 71 9.1.4 矿井通风类型的确定 71 9.1.5 带区通风系统的要求 72 9.1.6 回采工作面通风方式 73 9.2 矿井风量计算 74 9.2.1 工作面所需风量的计算 . 75 9.3 全矿通风阻力的计算 78 9.3.1 计算原则 78 9.3.2 确定矿井通风容易时期和困难时期 78 9.3.3 矿井最大阻力路线和通风网络图 78 9.3.4 矿井通风总阻力 . 81 9.3.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 . 87 9.4 选择矿井通风设备 88 9.4.1 选择主扇 . 88 9.4.2 电动机选型 . 92 9.5 防止特殊灾害的安全措施 . 92 9.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 92 9.5.2 预防井下火灾的措施 . 93 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 10 页 9.5.3 防水措施 . 93 10 矿井设计基本技术经济指标 . 93 参考文献 96 专题部分 97 翻译部分106 英文原文107 中文译文114 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 11 页 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 12 页 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述矿区概述 1.1.1 矿区位置和地形矿区位置和地形 赵固一矿位于焦作煤田东部、太行山南麓,行政区划隶属辉县市管辖,其地理座标为 东经 11333001134419,北纬 352309352800。井田中心东南距新乡 市 39km,西南距焦作市 50km,东北至辉县市 17km,南距获嘉县 20km,其间均有公路相 通。 本区属于太行山前冲洪积平原,地面海拔标高 75100m ,全区呈北高南低缓慢倾斜 地势,地形简单,自然坡度 58。 1.1.2 交通条件交通条件 本区交通方便,铁路、公路运输均很发达。 (图 1- 1) 一、矿井附近铁路一、矿井附近铁路 井田南距新(乡)焦(作)铁路获嘉车站 21.5km,西南距焦作矿区专用铁路古汉 山车站 20 km。 新乡至辉县吴村 762 窄轨铁路在井田内东西向穿过, 赵固一矿井田东 25km 有京广铁路,南 20km 有新(乡)- 月(山)铁路。西 25km 有接轨于新月铁路待王站的矿区 铁路专用线和安阳城集配站,以及由集配站通往各矿井及各企业的专用线,铁路运输 方便。 二、矿井附近公路二、矿井附近公路 赵固矿井工业场地位于辉县市冀屯乡文庄村的西南,距北部的焦辉公路 5km,距辉县 市至吴村镇 (x009 线) 公路 (简称辉吴公路) 1.7km, 辉吴公路为沥青路面, 路基宽度 16m, 路面宽度 12m。 根据矿井总平面布置,矿井运煤和进矿公路以接入辉吴公路最顺畅和经济,通过该 路东可到辉县和新乡,西可到焦作。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 13 页 图 1- 1- 1 赵固一矿矿交通位置图 1.1.3 矿区气候矿区气候 本区属暖温带大陆性气候,四季分明,夏季炎热,冬季寒冷,春秋两季气候宜人。年 平均气温 14.114.9,最低气温为-8.1,最高气温为 38.6。每年 78 月份为雨水 季节,约占全年降水量的 70以上,降水集中往往造成山洪爆发,积水成灾。年平均降雨 量为 580600 毫米,年蒸发量为 16802041 毫米。最低气温-8.1,最高气温 38.6, 月平均相对湿度 8 月最大,为 81,一月最小,为 63,年平均相对湿度为 70。冻结 期一般在 12 约翌年 3 月,冻土深度为 1015 厘米。夏季多东南和南风,冬季多西北风 和北风,年平均风速为 2.37m/s,最大风速为 18 米/秒。 1.1.4 矿区水文情况矿区水文情况 本区属海河流域卫河水系,区内主要河流有:清水河、黄水河、石门河。矿区北部的 太行山岩层裸露,接受降雨补给后在河谷地带形成许多岩溶大泉,并成为河流的发源地, 多数河流上游河段有水,距山口 1020km 开始漏失或全部漏失,成为煤矿的主要充水水 源。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 14 页 1.1.5 矿区经济条件及电力来源矿区经济条件及电力来源 本区矿产资源丰富。矿区工业以煤炭、电力、冶金、耐火材料为主,矿区农业以种 植小麦、玉米、红薯等为主,经济作物主要有烟叶、花生、棉花、药材。另外,太行山区 旅游业发展势头迅猛,云台山、八里沟等风景名胜全国知名,带动了地区经济的发展。矿 区所在辉县市,现有耕地面积 88 万亩,人口 75 万,辖 11 镇 15 乡,534 个行政村 1450 个 自然村。 根据已批准的赵固一矿可研报告及可研审批意见,赵固一矿的供电电源有两个:一 个是李固 110kv 变电站, 一个是冯营电厂。 正常情况下, 冯营电厂作为主供电源, 李固 110kv 变电站作为备用电源。 1.2 井田地质特征井田地质特征 1.2.1 井田勘探程度井田勘探程度 本区以往地质工作始于 1955 年,先后由中南煤田地质局、河南煤田地质局物测队、 河南煤田地质局三队和河南煤炭地质勘察研究院在本区进行过地质工作,止 2003 年 8 月, 全井田以往施工钻孔 39 孔,工程量 22472.57m,完成二维地震测线 25 条,剖面长 65km, 物理点 3936 个。提交的成果有焦作煤田墙南辉县地区地震勘探报告 、 河南省焦作煤 田赵固矿区普查报告 。 本次勘探始于 2003 年 10 月,止于 2004 年 6 月,完成钻孔 20 孔,其中一般地质孔 14 孔,水文孔 6 孔,工程量 13800m,完成二维地震测线 29 条,剖面长 127km,物理点 6660 个,首采区完成三维地震勘探,三维范围在 f16与 f17断层之间,深部至 6405 孔,浅部至 11901 孔,三维面积 11km2。经过钻探和物探,查明了井田构造形态、井田边界断层、先 期开采地段大于等于 30m 断层,首采区落差大于 5m 断层,查明了煤层赋存条件及其开采 技术条件,确定了水文地质勘探类型并预算了矿井涌水量。 综合历次勘探,全井田范围共施工钻孔 59 孔,平均每平方 km1.24 个钻孔,勘探方法 采用了综合勘探方法,地震与钻探相互利用,互为补充,勘探工程层次分明,重点突出, 尤其是井底车场及首采区进行了三维地震,大大提高了勘探精度,满足了矿井设计和生产 要求。 1.2.2 井田煤系地层概述井田煤系地层概述 本区为新近系、第四系全掩盖区,钻孔揭露地层由老到新为:奥陶系中统马家沟组、 石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、新近系、第四 系。 其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层, 地层从老到新分述如下: 1、奥陶系中统马家沟组(o2m) 以深灰色巨厚层状隐晶质石灰岩为主,致密坚硬,裂隙发育,多充填方解石。本组实 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 15 页 际厚度大于 400m,揭露厚度 2.25- 100.41m,平均 21.10m。 2、石炭系中统本溪组(c2b) 底部为铝质泥岩,中部为灰色砂质泥岩,上部为黑色泥岩和砂质泥岩。本组厚 3.57 19.05m,平均 11.73m。与下伏地层呈平行不整合接触。 3、石炭系上统太原组(c3t) 由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成,本组下起一 2煤层底,上至二1煤层 底板砂岩底,厚 91.28112.90m,平均 105.95m,与下伏地层整合接触。据其岩性组合特 征可分为上、中、下三段: (1) 、下段:自一2煤层底至 l4灰岩顶,平均厚度 41.12m。岩性以石灰岩、煤层为主, 夹砂质泥岩、泥岩。含石灰岩 3 层(l2l4) ,多为煤层顶板,其中 l2石灰岩普遍发育, 为本区主要标志层,厚 9.2618.46m,平均厚度 14.86m。底部赋存一2煤层基本全区可采, 一2煤层有分岔合并现象。 (2) 、中段:自 l4灰岩顶至 l8灰岩底,平均厚度 39.02m。以砂岩、砂质泥岩、泥岩 为主,底部常有一层中粗粒石英砂岩。灰岩 l5、l6不稳定,有时相变为砂岩和砂质泥岩。 (3) 、上段:自 l8灰岩底至二1煤层底板砂岩底,平均厚度 25.81m。以石灰岩、砂质 泥岩、泥岩为主,夹薄煤四层,皆不可采。含灰岩 2 层(l8 、l9) ,其中 l8石灰岩普遍发 育,厚 0.2511.0m,平均厚 7.80m,为本区主要标志层。l9石灰岩亦较稳定。 4、二叠系下统山西组(p1sh) 下起二1煤层底板砂岩底,上至砂锅窑砂岩底,厚 66.0189.64m,平均 77.42m,岩 性由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成,为本区主要含煤地层,含煤三层,其中二 1煤为 主要可采煤层。据其岩性特征自下而上分为二 1煤层段、大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫 泥岩段。其中二1煤层段和大占砂岩段自二1煤层底板砂岩底至香炭砂岩底,厚 48.87m, 大占砂岩为中粗粒砂岩,厚 1.4918.41m,平均 9.79m,为主要标志层。大占砂岩距二 1 煤层 4.8310.6m,平均 6.27m。本组与下伏太原组地层整合接触。 5、二叠系下统下石盒子组(p1x) 据区内钻孔揭示,仅保留本组下部三、四煤段地层,下起砂锅窑砂岩底,上至基岩剥 蚀面,保留厚度 0.90131.00m,平均 42.43m。本组与下伏山西组地层整合接触。 6、新近系、第四系 覆盖于上述各时代地层之上,由坡积、洪积与冲积形成的粘土、砂质粘土、砾石及砂 层等组成。厚 366.68m(7202 孔)808.10m(6810 孔) ,平均 480.02m,且由北而南、由 西向东逐渐增厚。 1.2.3 井田地质构造井田地质构造 井田总体构造形态为一走向北西、倾向南西、倾角26,局部12的单斜构造。受区域 构造控制,本区构造特征以断裂为主,发育的断层有 ne 向、nw 向和近 ew 向三组,其 中以 ne 向为主。ne 向断层延伸长、落差大、频度高,由西北向东南把整个井田切割为阶 梯状长条形断块, 且具多期活动性, 造成断层两盘新生界地层厚度相差较大; nw 向和 ew 向断层多被 ne 向断层切割,近 ew 向断层多在 ne 向断层之间发育。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 16 页 全井田内共发育断层 24 条,其中落差100m 的 4 条(f15、f16、f17、f20) ,10050m 的 3 条(f23、f25、df37) ,50m20m 的 4 条(df46、df48、f24、f28) ,落差小于 20m 的 13 条。 落差小于 20m 的 13 条断层中,大于 10m 的 2 条,105m 的 5 条,小于 5m 的 6 条。 断层按走向划分,ne 向 4 条,nw 向 3 条,ew 向 6 条,13 条小断层中有 9 条位于初期 采区内。 全井田另解释孤立断点 14 个,a 级断点 9 个,b 级断点 5 个,按落差分,大于 20m 断点 1 个,1020m 断点 8 个,小于 10m 断点 5 个。 井田内没有岩浆岩活动。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 17 页 图 1- 1 地层综合柱状图 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 18 页 1.2.4 井田的水文地质特征井田的水文地质特征 (一)区域水文地质特征(一)区域水文地质特征 焦作煤田地处太行山复背斜隆起带南段东翼, 其北部为太行山区, 天然水资源量 38541 万 m3/a, 山区出露的石灰岩面积约 1395km2, 广泛接受大气降水补给, 补 0 给量 26.28 m3/s。 区内寒武系、奥陶系石灰岩岩溶裂隙发育,为地下水提供了良好的储水空间和径流通道, 岩溶地下水总体流向在峪河断裂以北(含赵固一矿井田)为 se、sw 向,以南为 nw 向, 一般在断裂带附近岩溶裂隙发育,常常形成强富水、导水带,如凤凰岭断层强径流带,朱 村断层强径流带、方庄断层强径流带等。 统计资料显示,岩溶地下水动态大致经历了三个阶段,即:五十年代中期到六十年代 中期的基本天然状态;六十年代中期到七十年代末期的平水期过量开采状态;七十年代末 到二十世纪初的枯水期过量开采状态,各期数据变化详见表。 总的来看,如果没有丰水年的降水补给,区域岩溶地下水平衡状态基本已被打破,水 位连年下降已成定势。 (二)井田主要含水层及隔水层(二)井田主要含水层及隔水层 1、含水层 、中奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 由中厚层状白云质灰岩、泥质灰岩组成,本区揭露最大厚度 100.79m,一般揭露厚度 812m,含水层顶板埋深 437.26834.61m,上距 l2灰岩一般 19m,距二 1煤层一般 118.26142.58m,正常情况下不影响煤层开采,但在断裂构通情况下对矿井威胁大。该含 水层在古剥蚀面的岩溶裂隙发育, 钻孔漏失量12m3/h, 12203孔抽水单位涌水量0.226 l/s.m, 渗透系数 0.701m/d,稳定水位标高 87.01m。 、太原组下段灰岩含水层 由 l2、l3灰岩组成,其中 l2灰岩发育较好,厚度由西向东、由浅而深变厚,一般厚 15m,最厚 18.98m(7203)。据 18 个钻孔统计,遇岩溶裂隙涌漏水钻孔 3 个,占揭露总孔数 的 16.7%,涌、漏水钻孔主要分布在断层两侧和附近,6809 孔涌水量 4.0m3/h,区内近似水 位标高+86.2m。区外 6002 孔抽水单位涌水量 1.090l/s.m,渗透系数 9.87m/d,为富水性较 强的含水层。该含水层直接覆盖于一 2煤层之上,上距二1煤层 89.27104.36m,为二1 煤层间接充水含水层。 、太原组上段灰岩含水层 主要由 l9、l8、l7灰岩组成,其中 l8灰岩发育最好,据揭露该层灰岩含水层的 34 个 孔统计,含水层厚度一般 811m,平均 8.75m,最厚 11.50m(7603 孔) ,灰岩岩溶裂隙较 发育,连通性较好,在倾向上好于走向。统计漏水 6 孔,占揭露总孔数的 17.65%,漏水钻 孔主要分布在古剥蚀面、北东面断层及露头附近,漏水量 0.1212.0 m3/h。钻孔抽水单位 涌水量 0.5507l/s.m,渗透系数 9.8210.94m/d,水位标高 87.9288.85m,比前两年水位 升高 36m,为中等富水含水层。ph 值为 7.78.35。 该含水层上距二1煤层 24.0839.89m, 平均 31.94m, 为二1煤层底板主要充水含水层。 l8灰岩含水层天然与人工流场图见图 1- 2- 1。 、二1煤顶板砂岩含水层 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 19 页 主要由二1煤顶板大占砂岩和香炭砂岩组成,厚度一般 2.867.99m(113 层),揭露 34 孔未发生涌、 漏水现象。 井检 1 孔抽水单位涌水量 0.000736l/s.m, 渗透系数 0.00858m/d, 水位标高 84.51m,属弱富水含水层。 、风化带含水层 由隐伏出露的各类不同岩层组成,厚度 1550m,一般 2035m,除石灰岩风化带含 水层富水性较强外,其它砂岩、砂质泥岩等岩层属弱含水层到隔水层,局部为弱透水层。 11901 孔抽水,单位涌水量 0.0000826l/sm,渗透系数1.12m/d。 、新近系中底部砂砾石含水层 新近系中部存在 13 层中、细砂,含乘压水,井检 1 孔抽水单位涌水量 0.393 l/s.m, 渗透系数 2.082 m/d,水位标高 87.61m,属中等富水含水层,ph 值为 7.82。 本井田范围内,新近系底部未见砂砾石层(俗称“底含” )含水层,底部砾石为古河 床相,主要分布在勘探区西、东部,由砾石、砂砾石组成,呈半固结状态,其渗透率介于 含水与弱透水之间,属弱富水含水层,对矿床影响不大。 、第四系含水层 主要由冲积砾石和细至中粗砂组成,级配差别大,多位于中上段。普查区西部山 前多为砾卵石层,含水层埋藏较浅,厚度 5.016.1m,含水丰富;中、东部多为砂、 砾石含水层,多层相间分布,调查含水层厚度 11.735.95m,富水性较强。区内民用 机井简易抽水试验,单井单位涌水量 14.38l/s.m;水位标高 75.5783.64m,ph 值 呈中性。由于含水层埋藏浅易受环境污染,所采三组水样的大肠菌群、细菌总数均严 重超标。 2、隔水层 、本溪组铝质泥岩隔水层 系指奥陶系含水层上覆的铝质泥岩层、局部薄层砂岩和砂质泥岩层,全区发育,厚度 2.8028.85m,分布连续稳定,具有良好的隔水性能。 、太原组中段砂泥岩隔水层 系指 l4顶至 l7底之间的砂岩、泥岩、薄层灰岩及薄煤等岩层,该层段总厚度 28.94 53.25m,以泥质岩层为主体,为太原组上下段灰岩含水层之间的主要隔水层。 、二1煤底板砂泥岩隔水层 系指二1煤底板至 l8灰岩顶之间的砂泥岩互层,以泥质类岩层为主。该段的总厚度为 24.0839.89m,平均 31.94m,其分布连续稳定,是良好的隔水层段,但遇构造处隔水层 变薄,隔水性明显降低。 、新近系泥质隔水层 由一套河湖相沉积的粘土、砂质粘土组成,厚度 215571m,呈半固结状态,隔水性 良好,可阻隔地表水、浅层水对矿床的影响。 (三)预算井田涌水量(三)预算井田涌水量 勘探报告对二1煤层顶、底板充水含水层进行了抽水试验,共抽水 9 层次,其中奥灰 1 层次、太原群上段 4 层次,顶板 1 层次,利用抽水参数用解析法预算全矿井和- 510m 水 平正常涌水量分别为 2377.36m3/h、1828.45m3/h。另外,利用邻近古汉山和辉县吴村煤矿 实际涌水资料用比拟法预算全矿井和- 510m 水平正常涌水量分别为 2291.04m3/h、 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 20 页 1863.98m3/h。总体认为,公式法预算与比拟法预算结果比较接近,但还存在有差距,主要原 因勘探报告认为是古汉山矿井下暴露条件还不够充分,而吴村煤矿开采水平较浅。故勘探报 告推荐以解析法计算的涌水量结果,最大涌水量按正常值的 1.251.35 倍计算,故赵固一矿 预算涌水量为: 正常涌水量 最大涌水量 - 510m 水平 1828.45 m3/h 2468.41 m3/h 全矿井 2377.36 m3/h 2971.7 m3/h 设计利用全矿井涌水量作为井底主排水设备选型的依据。需要指出,上述预算的涌水 量与实际难免会有出入,生产当中应根据实际暴露情况,不断进行修正、完 ,.善。 1.3 煤层特征煤层特征 1.3.1 可可采煤层特征采煤层特征 井田含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组。含煤地层总厚 237.53m, 划分 5 个煤组段,含煤 21 层,煤层总厚 11.41m,含煤系数 4.80%。山西组和太原组为主 要含煤地层,山西组下部的二 1煤层和太原组底部的一2煤层为主要可采煤层,其余煤层 偶尔可采或不可采,可采煤层总厚 9.51m。 1、二1煤层:赋存于山西组下部,上距大占砂岩 4.8310.6m,平均 6.27m,距砂锅 窑砂岩 49.175.33m,平均 58.20 系数 0.22,标准差 1.18,可采性指数 100%,属全区可采 的稳定型厚煤层。m;下距 l8灰岩 24.0839.89m,平均 31.94m,其层位稳定。井田内计 有 38 孔穿过二1煤层, 全部可采, 煤层厚度 1.217.10m, 平均 5.29m, 其中煤厚 3.58.0m 的钻孔 36 个,占见煤钻孔的 94.7%。煤厚变异 二1煤层厚度变化小,且变化规律明显。井田南西部厚度较小,一般 3.84.15m,其余 块段除断层边缘零星分布有4点煤厚小于4m外, 绝大多数点煤层厚度均稳定在5.56.96m。 初期采区统计见煤点 22 个,煤层厚度 3.926.96m,除去一个最厚点和一个最薄点,平均 煤厚 6.14m。 38 个钻孔中有 24 孔见二1煤层有夹矸,其中夹矸 1 层者有 16 孔,2 层有 5 孔,3 层 有 3 孔,夹矸厚度 0.050.42m,多为炭质泥岩和泥岩,故煤层结构简单。 二1煤层赋存标高- 330- 780m,埋藏深度 410860m。 2、一2煤层:赋存于太原组底部,上距二1煤层 106.96121.47m,平均 116.26m,下 距奥陶系顶界面 3.5719.05m,平均 11.73m。全区 41 孔中,14 孔穿见,全区可采,揭露 煤厚 1.385.68m,平均 3.62m。煤层结构简单较复杂,一2煤局部分叉为一21、一22、 一23,分叉后下部两层煤属局部可采或偶尔可采煤层。 1.3.2 煤层的煤层的围岩性围岩性质质 1、新生界冲积层条件 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 21 页 新生界平均厚度 480.02m,上部第四系为一山前冲积沉积,第四系底部为冲、洪积卵 石层,富水程度较强;下部新近系大部分为粘土、粉砂质粘土,其次为中、细砂,部分受 上覆土层自重压力影响, 部分呈半固结状态。 粘土、 粉砂质粘土抗压强度 0.1472.373mpa, 内聚力 0.00390.481 mpa,塑限 10.622.7%,膨胀率 1.1535.03%,孔隙比 0.310.65,含 水量 9.421.2%。 2、煤层顶板基岩保留层条件 煤层顶板基岩主要为山西组和下石盒子组地层, 厚度一般大于 30m, 不足 30m 的范围: 在 f16断层以北分布于 11201 孔东侧;f16和 f17之间分布有三处,一是 1220511901 孔一 线, 宽度8001500m, 第二处是7304孔至f17之间, 第三处是煤层露头附近, 宽度200500m。 总体趋势是由东向西逐渐增厚, 煤层顶板基岩厚度小于 30m 范围多为破碎状态, 结构疏松, 30m 以下基本保留原岩特征。 3、煤层顶、底板工程地质条件 二1煤顶板:直接顶厚度一般 36m,岩石完整性与稳定性均较好,顶板易于管理。 岩性有砂质泥岩及粉矿岩、泥岩和少部分砂岩。分布情况为:f16f17块段中部(含首采 区)和 f15f16块段浅部 6004 孔以浅,直接顶为砂质泥岩和粉砂岩,11602 孔和 11902 孔 周围直接顶为砂岩,其余范围包括 f16f17块段浅部和整个井田深部均为泥岩顶板。按面 积统计,砂岩顶板占 5,粉砂岩和砂质泥岩占 35,泥岩占 60。砂质泥岩抗压强度 8.523.2mpa,属半坚硬岩类。零星分布的伪顶厚 0.30.5m,随采随落。老顶多为 812m 中粗粒砂岩(大占砂岩) ,局部相变为砂质泥岩,吸水后抗压强度 16.479.9mpa,岩石坚 硬、稳定性较好。 二 1煤底板:底板以泥岩、砂质泥岩为主,二1煤下部到第一层石灰岩之间厚度 8.3227.8m,一般 1015m,底板岩层总体完整性较好,但部分泥岩底板有泥化现象。与顶 板大占砂岩相对应,底板有中细粒砂岩,厚 7.8m 左右。 4、巷道围岩稳定性评价 (1)岩石 rqd 指标统计:首采区内 4 个孔统计结果以中等差为主,其他区域 5 个 孔统计 rqd 指标中等好为主。分析首采区指标低的原因是这些钻孔多数靠近断层分布。 (2)泥岩和砂质泥岩吸水后强度明显降低,泥岩干燥状态下抗压强度 2430mpa,吸 水后 3.912.8mpa, 砂质泥岩干燥状态下强度 1336mpa, 吸水后 624mpa。 但在长达 1030 天的岩石浸水试验观测中,各类岩块没有泥化、崩解现象,显示了顶底板岩石遇水变化不 大的特点。 (3)断层发育处,岩石原生结构遭到破坏,裂隙发育,强度降低。 1.3.3 煤的特征煤的特征 (1)煤质)煤质 二 1煤以块煤为主,夹有少量粒状煤。块煤强度大,坚硬,钻孔煤芯资料统计,块煤 产率平均约为 89.7%, 平面分布大致有自西向东、 从北向南逐渐增高的趋势。 视密度 1.46。 二1煤原煤灰分为10.0315.59%, 平均12.77%, 属低中灰煤; 原煤硫分为0.280.49%, 平均 0.38%,属特低硫煤形态以有机硫为主,次为硫化铁硫;磷含量为 0.027%,为低磷煤。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 22 页 原煤挥发份产率 5.7111.18%,平均 7.93,水分 1.33%,原煤恒容低位干燥基发热量 28.7331.50mj/kg,平均 29.90mj/kg。 二1煤属高强度煤,抗碎强度平均为 68.6%65,可磨性指数为 3440,属难磨煤。 二1煤属弱结渣性,高熔灰分煤。 综上所述二 1煤层为低中灰、特低硫、低磷、高熔融性、高强度、弱结渣性,不易破 碎的高发热量三号无烟煤。其块煤产率较高,块煤可做化工造气,末煤可用作高炉喷吹、 动力或民用燃料。二1煤风氧化带推定为基岩面以下垂深 10m。 (2)瓦斯)瓦斯 本区以往地质工作二1煤层集气式采瓦斯样 5 个,解吸法采瓦斯样 3 个,本次地质勘 探解吸法采瓦斯样 9 个,采样深度 421.2815.3m,并进行了瓦斯成分、含量测定,测定结 果见表 1- 3- 1。 由表 1- 3- 1 可知,二1煤层瓦斯成分中以 n2为主,占 58.46%,ch4成分占 26.14%,通 常情况下, 瓦斯成分中 ch4成分小于 80%, 称为瓦斯风化带, 本井田 ch4成分远小于 80%, 二1煤层处在 ch4成分极小的瓦斯风化带之中。瓦斯含量中 ch4含量在 09.96ml/g,二1 煤层 15 个瓦斯取样点测试,除 1 孔位于井田最深部(11807)含量 9.96ml/g 外,余下 14 个孔最高 ch4含量 4.93ml/g,其中有 7 孔 ch4含量小于 0.1ml/g,平均 2.02ml/g。根据 ch4 含量按照最新颁发的矿井瓦斯涌出量预测方法(aq 行业标准) ,预测未来矿井生产相对瓦 斯涌出量 6.12m3/t,绝对瓦斯涌出量 31m3/min,矿井应属低瓦斯矿井。 二1煤层瓦斯测试结果表 表 1- 3- 1 煤 层 统计 结果 瓦斯成分(%) 瓦斯含量(ml/gr) o2(%) 煤质分析 (%) co2 ch4 n2 co2 ch4 n2 自然 加热 mad ad 二1 最大值 30.37 82.96 90.42 0.77 9.96 4.30 14.28 6.18 2.35 39.10 最小值 1.42 0.00 10.59 0.24 0.00 0.38 1.07 0.24 0.36 4.90 平均值 15.40 26.14 58.46 0.51 2.02 1.31 5.89 1.83 0.94 14.15 点数 13 13 13 14 14 14 13 14 14 14 (3)煤尘爆炸性)煤尘爆炸性 测定 5 个点 8 个样,无火焰产生,二1煤鉴定无煤尘爆炸危险性。 (4)煤的自燃性)煤的自燃性 测定 5 个点 8 个样,还原样与氧化样着火点温度之差为 916,均小于 25,故二 1煤层属不易自燃煤层。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计(论文) 第 23 页 2.井田境界和储量井田境界和储量 2.1 井田境界井田境界 本井田位于赵固矿区内。赵固矿区位于焦作煤田东部,矿区西南以峪河断层(f20)及二 1煤- 1100m 底板等高线为界,西及西北部以耿村断层(f15)为界,西北起 f15断层,东南止 f17断层,东北起二1煤层隐伏露头,西南止 f20断层和 f17断层西段。走向长 2.05.5km, 倾斜宽 9.511.0km,井田面积约 38.43km2。 井田的最大走向长度 5.5 km,最小长 2.80 km,平均长度 5.24 km。 井田倾斜方向的最大水平长度为 11.0 km,最小水平长度为 9.5 km,平均水平长度为 10.58km。 煤层的倾角最大为 8 ,最小 2 ,平均为 4 。 2.2 矿井工业储量
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
评论
0/150
提交评论