温双武 毕业设计说明书.pdf

编号 字 号 本科生毕业设计 论文 题目 许疃煤矿 1 2Mt a 新井设计 离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨 姓名 温双武 学号 01080055 班级 采矿工程 2008 2 班 二 一二年六月 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 姓 名 温双武温双武 学 号 01080055 学 院 矿矿 业业 工工 程程 专 业 采采 矿矿 工工 程程 设计题目 许疃煤矿许疃煤矿 1 2Mt a 新井设计新井设计 专 题 离离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨 指导教师 谢文兵谢文兵 职 称 教教 授授 2012 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 学院 矿业工程 专业年级 采矿工程 2008 级 学生姓名 温双武 任务下达任务下达日期日期 2012 年年 1 月月 8 日日 毕业论文日期 毕业论文日期 2012 年年 3 月月 12 日至日至 2012 年年 6 月月 8 日日 毕业论文题目 毕业论文题目 许疃煤矿许疃煤矿 1 2Mt a 新井设计新井设计 毕业论文专题题目 毕业论文专题题目 离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨 毕业论文主要内容和要求 毕业论文主要内容和要求 根据采矿工程专业毕业设计大纲 本毕业设计分为一般部分 专题部分根据采矿工程专业毕业设计大纲 本毕业设计分为一般部分 专题部分 和翻译部分 具体包括 和翻译部分 具体包括 1 一般部分 一般部分 许疃煤矿许疃煤矿 1 2Mt a 新井设计新井设计 主要内容包括 矿井概况 主要内容包括 矿井概况 矿井工作制度及设计生产矿井工作制度及设计生产能力 井田开拓 首采区设计 采煤方法 矿井通能力 井田开拓 首采区设计 采煤方法 矿井通 风系统 矿井运输提升等 风系统 矿井运输提升等 2 专题部分 专题部分 离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨 3 翻译部分翻译部分 完成近 完成近 3 5 年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论 文翻译一篇 要求不少于文翻译一篇 要求不少于 3000 字符字符 院长签字 指导教师签字 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 本设计包括三个部分 一般部分 专题部分和翻译部分 一般部分为许疃煤矿 1 2Mt a 新井设计 许疃煤矿位于安徽省宿州市 地处平原 土 地肥沃 农作物生长良好 井田南北走向长 6 27 6 47km 东西倾向宽 3 11 3 73km 井 田面积约 19 94km2 井田内主要可采煤层 72煤层 倾角 6 6 15 5 平均厚度 3m 矿井 工业储量为 123 56Mt 可采储量为 85 74Mt Mt 设计服务年限 54 9a 矿井正常涌水量为 1050m3 h 最大涌水量为 1660m3 h 矿井相对瓦斯涌出量为 22m3 t 最大绝对瓦斯涌出量 为 64 83m3 min 属高瓦斯矿井 煤层属可能自然发火煤层 煤尘有爆炸危险性 根据矿区及井田地质条件 设计采用立井单水平开拓方式 上山布置带区 断层上盘 布置采区 全井田共划分为四个带区 一个两翼采区 一个单翼采区 轨道大巷 胶带机 大巷和回风大巷根据服务年限布置在煤层或岩层 本矿井为高瓦斯矿井 设置专用回风井 巷 并预掘底板瓦斯抽排巷进行瓦斯卸压抽放 矿井通风方式采用中央并列式 针对涌水 量大 大巷均向井底车场微斜自然排水 下山上行开采 后期向采空区排水 首采区带区式准备 工作面设计长度 220m 采用综合机械化采煤工艺 矿井年工作 日为 330d 昼夜净提升时间为 18h 矿井采用 四六 制工作制度 三班生产 一班检修 生产班每班完成 2 个采煤循环 循环进尺为 0 8m 日产量为 4243 54t 矿井煤炭采用胶带输送机运输 辅助运输采用 DLZ110F 柴油机单轨吊 主井采用一 对 12t 底卸式箕斗提煤 副井采用多绳摩擦式提升机提升一窄 1 02 一宽 1 67 罐笼 专题部分题目为 离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨 在绿色开采及科学采 矿理念的指导下 结合许疃煤矿覆岩特征及 三下 压煤状况 提出对高采出率下减缓地 表下沉技术的探索 运用数值模拟方法对离层区注浆减沉技术在许疃煤矿的使用进行了分 析探讨 设计工作面长 160m 关键层下岩层可达超充分采动状态 离层区充填体分担了 部分覆岩载荷 分区煤柱应力集中明显减小 分区间跳采 因跳采出现的孤岛工作面待两 侧离层区充填稳定后仍用离层区充填方法开采 数值模拟结果表明此方法可以有效减缓地 表沉陷 提高资源开采率 翻译部分主要讲述了爆破卸压的应用现状 包括地质 岩石性质 开采条件和爆破参 数 炮孔布置 孔深 爆破载荷等 讨论了爆破卸压的优势并对其作为解决高采动应力 引起冲击矿压的效果进行了评价 英文题目为 Destress Blasting in Coal Mining State of the Art Review 关键词 关键词 许疃煤矿 立井单水平 瓦斯卸压抽放 下山上行开采 单轨吊 F5 逆断层 变频对旋式通风机 离层区 数值模拟 爆破卸压 ABSTRACT This design includes three parts the general design the monographic study and the translation The general design is about a 1 2Mt a new underground mine design of Xutuan Coal Mine Xutuan Coal Mine lies in Suzhou City Anhui province where soil is flat and fertile It s about 6 27 6 47km on the strike and 3 11 3 73km on the dip with the 19 94km2 total area The main aquifer coal seam is 72 coal seam with an average thickness of 3 m and the dip is 6 6 15 5 The proved reserves of this coal mine are 123 56Mt and the minable reserves are 85 74Mt with a mine life of 54 9 years The normal mine inflow is 1050m3 h and the maximum mine inflow is 1660m3 h The mine relative gas emission quantity is 22m3 t and the absolute gas emission quantity is 64 83m3 min The coal seam is feasible spontaneous combustion coal seam and the coal dust has explosion hazard Based on the geological condition of the mine this design uses a vertical shaft single level development method which divided into four bands and two districts and track roadway belt conveyor roadway and return airway are different on different lifetime arranged in the floor rock or coal seam Taking into account of the high gas emission set up dedicated roadway for ventilation and excaves bottom gas drainage roadway to relief gas pressure mine ventilation method use Central abreast ventilation in connection of big water inflow roadway tilts to the shaft bottom to facilitate drainage ascending mining is adopted in the district dip take advantage of goaf for drainage Designed first mining district makes use of the method of the strip district preparation The design length of working face is 220m which uses fully mechanized mining technology The working days in one year are 330 Everyday it takes 18 hours in lifting the coal The operation mode in the mine is four six with three teams mining and the other overhauling Every mining team makes two working cycle So everyday there are 6 working cycles The advance of a working cycle is 0 8m and the quantity of 4243 54 ton coal is maked everyday Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource and overhead monorail to be assistant transport The main shaft uses a double 12t skips to lift coal and the auxiliary shaft uses two cage one is 1 02m and the other is 1 67m The monographic study entitled Application of isolated section grouting technology for overburden bed separation space in Xutuan coal mine Under the guidance of concept of green mining and scientific mining in connction of characteristic of Xutuan exploring a way to reduce subsidence with a high recovery Studid by numerical simulation The length of woking face is 160m rock statum under the key statum can be full mining in terms of backfill shares some stress coal pillar stress was significantly reduced skip mining amone isolated section island mining face was mined after stability of both sides of gob The numerical results show that this method can effectively reduce mining subsidence increase the coal recovery The translated academic paper presentsa state of the art review of destress blasting in coal mining Information such as geology rock properties miningconditions as well as blasting parameters such as blasthole layout hole length explosive loading etc are presented The paper discusses the main benefits of destress blasting and the evaluation of its effectiveness as a measure toovercome the challenges of high mining induced stresses causing coal bumps and rockbursts The title is Destress Blasting in Coal Mining State of the Art Review Keywords Xutuan coal mine shaft single level development gas drainage and relief gas pressure ascending mining in the district dip overhead monorail F5 reverse fault rotating fan with frequence convision overburden bed separation space numerical simulation Destress Blasting 目 录 一般部分一般部分 1 矿区概况与井田地质特征矿区概况与井田地质特征 1 1 1 矿区概述 1 1 1 1 地理位置 1 1 1 2 地形 地貌 2 1 1 3 交通条件 2 1 1 4 气候 地震 2 1 1 5 水文情况 2 1 1 6 矿区经济概况 2 1 1 7 水源 电源 2 1 2 井田地质特征 3 1 2 1 井田煤系地层 3 1 2 2 井田地质构造 4 1 2 3 井田水文地质特征 6 1 3 煤层特征 7 1 3 1 可采煤层赋存特征 7 1 3 2 煤质 7 1 3 3 煤层开采技术条件 8 2 井田境界和储量井田境界和储量 9 2 1 井田境界 9 2 1 1 井田范围 9 2 1 2 开采界限 9 2 1 3 井田尺寸 9 2 2 矿井工业储量 9 2 2 1 储量计算基础 9 2 2 2 井田地质勘探 10 2 2 3 矿井工业储量计算 10 2 3 矿井可采储量 11 2 3 1 安全煤柱留设原则 11 2 3 2 矿井保护煤柱损失量 12 2 3 3 矿井设计可采储量 15 3 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 16 3 1 矿井工作制度 16 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 16 3 2 1 矿井设计生产能力 16 3 2 2 确定依据 16 3 2 3 服务年限 17 3 2 4 井型校核 17 4 井田开拓井田开拓 18 4 1 井田开拓基本问题 18 4 1 1 确定井筒 硐 形式 数目 位置及坐标 18 4 1 2 工业场地的位置 20 4 1 3 开采水平的确定及带区 采区的划分 20 4 1 4 主要开拓巷道 20 4 1 5 开拓方案比较 20 4 2 矿井基本巷道 28 4 2 1 井筒 28 4 2 2 井底车场及硐室 28 4 2 3 主要开拓巷道 33 5 准准备方式备方式 带区巷道布置带区巷道布置 38 5 1 煤层地质特征 38 5 1 1 带区位置 38 5 1 2 带区煤层特征 38 5 1 3 煤层顶底板岩石构造情况 38 5 1 4 水文地质 38 5 1 5 地质构造 38 5 2 带区巷道布置及生产系统 38 5 2 1 带区准备方式的确定 38 5 2 2 带区位置及范围 38 5 2 3 带区巷道布置 39 5 2 4 带区生产系统 39 5 2 5 带区内巷道掘进 40 5 2 6 带区生产能力及采出率 40 5 3 带区车场选型计算 41 5 3 1 带区车场的形式 41 5 3 2 带区主要硐室布置 42 6 采煤方法采煤方法 43 6 1 采煤工艺方式 43 6 1 1 带区煤层特征及地质条件 43 6 1 2 确定采煤工艺方式 43 6 1 3 回采工作面参数 43 6 1 4 回采工艺及工作面设备选型 44 6 1 5 采煤工作面支护方式 47 6 1 6 端头支护及超前支护方式 48 6 1 7 各工艺过程注意事项 49 6 1 8 回采工作面正规循环作业 51 6 2 回采巷道布置 53 6 2 1 回采巷道布置方式 53 6 2 2 回采巷道参数 53 7 井下运输井下运输 59 7 1 概述 59 7 1 1 井下运输设计的原始条件与数据 59 7 1 2 运输距离和货载量 59 7 1 3 井下运输系统 59 7 2 带区运输设备选型 60 7 2 1 设备选型原则 60 7 2 2 带区运输设备的选型及能力验算 60 7 3 大巷运输设备选型 62 7 3 1 运煤设备 62 7 3 2 辅助运输设备选择 63 8 矿井提升矿井提升 65 8 1 矿井提升概述 65 8 2 主副井提升 65 8 2 1 主井提升 65 8 2 2 副井提升 67 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 69 9 1 矿井通风系统选择 69 9 1 1 矿井概述 69 9 1 2 矿井通风系统的确定 69 9 1 3 带区通风系统的确定 71 9 1 4 矿井通风容易与困难时期的确定 72 9 2 带区及全矿所需风量 73 9 2 1 采煤工作面实际需风量 73 9 2 2 掘进工作面实际需风量 76 9 2 3 硐室需风量 77 9 2 4 其它巷道需风量 77 9 2 5 矿井所需总风量 77 9 2 6 风量分配及风速验算 78 9 3 全矿通风阻力的计算 78 9 3 1 矿井通风总阻力计算原则 79 9 3 2 矿井最大阻力路线 79 9 3 3 矿井通风阻力计算 79 9 3 4 矿井通风总阻力 80 9 4 矿井通风设备选型 81 9 4 1 主要通风机选型 81 9 4 2 电动机选型 84 9 4 3 主要通风机附属装置 84 9 5 防治特殊灾害的安全措施 85 9 5 1 预防瓦斯灾害的措施 85 9 5 2 预防煤尘灾害的措施 85 9 5 3 预防井下火灾的措施 86 9 5 4 预防井下水灾的措施 86 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 87 参考文献 88 专题部分专题部分 离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨离层分区注浆减沉技术在许疃煤矿应用探讨 88 1 开采沉陷控制的意义方法 88 2 覆岩离层分区注浆及分区煤柱条带充填技术 89 3 采煤方法 90 3 1 许疃煤矿压煤概况及煤层赋存条件 90 3 2 中央带区巷道布置 92 4 沉陷控制的数值模拟 93 4 1 条带应力应变模拟 93 4 2 分区煤柱开采地表沉陷模拟 95 5 结论 95 参考文献 95 附件 数值模拟代码 97 翻译部分翻译部分 英文原文 99 Destress Blasting in Coal Mining State of the Art Review 99 1 Introduction 99 2 Natural and mining conditions 101 3 Destress blasting as proactive measure 103 4 Evaluation of effectiveness 109 5 Conclusions 113 Acknowledgements 113 References 113 中文译文 118 先进采煤国家爆破卸压技术的综合评述先进采煤国家爆破卸压技术的综合评述 118 1 引言 118 2 地质和开采条件 120 3 卸压爆破的积极效果 121 4 效果评价 126 5 结论 129 致谢 129 参考文献 129 致致 谢谢 131 一 般 部 分 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概况与井田地质特征 1 1 矿区概述 1 1 1 地理位置地理位置 许疃矿位于安徽省宿州市西南部 地处蒙城县板桥镇某乡境内 其地理坐标为东经 116 40 116 45 北纬 33 21 33 26 井田中心位置距东北方向的宿州市约 37km 距西南方向的蒙城县约 28km 井田东 部有宿州至蒙城公路 京沪铁路 青阜铁路及京九铁路分别在井田外东 西部通过 青芦 支线联接青阜铁路 井田距青芦支线上的任庄站 9 3km 自京沪线宿县车站至各城市的距 离为 徐州 75km 北京 886km 南京 271km 上海 574km 如图 1 1 许疃矿许疃矿 许疃矿井 京 沪 铁 路 江 苏 省 徐州市 陇 海 铁 路 夹河寨 孟庄矿 朔里矿 石台矿岱河矿 相王庄矿 杨庄矿 前岭狂 朱仙庄矿 芦岭矿 骑路孙矿 邹庄矿 桃园矿 祁南矿 祁东矿 邹庄矿 任楼矿 界沟矿 五沟矿 童亭矿 临涣矿 图 1 1 矿井交通位置图 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页 1 1 2 地形 地貌地形 地貌 井田内地势平坦 北部略高于南部 海拔标高在 24 5 26 5m 之间 一般为 25 5m 左 右 1 1 3 交通条件交通条件 本井田位于淮北平原 地形平坦 矿区铁路专用线青芦支线在井田北约 9km 通过 本矿井铁路专用线在该支线的任庄站接轨 专用线长度 9 3km 已投入运营 宿 州 蒙 城 公路在井田的东部边界外通过 许 疃 赵 集 公路与其相连 本矿井进场公路 接自许 疃 赵 集 公路 长度 2 2km 故本矿井的交通运输较方便 1 1 4 气候 地震气候 地震 本区属季风暖温带半湿润气候 春秋季多东北风 夏季多东 东南风 冬季多北 西 北风 年平均风速 3m s 最大风速可达 18m s 年平均气温 14 7 一月份最低可达 23 2 7 月份最热可达 41 年平均降雨量为 750 910mm 雨量集中在 7 8 两个月 无霜期 208 220 天 冻结期一般在 12 月上旬至次年的 2 月中旬 本区地震烈度为 6 度 1 1 5 水文情况水文情况 井田南部外围仅有一条可通木船的北淝河 自西北流向东南 至怀远县流入淮河 一 般水位低于地表 在井田北部外围 有一条自西向东流的懈河 在井田内有白马河及跃进 河 井田范围内地面农灌沟渠较多 纵横交错 主要有 白马沟 玉亭沟 菜花沟 公益 沟 双村沟 纲要沟等 组成农田排灌系统 1 1 6 矿区经济概况矿区经济概况 许疃矿地处平原 土地肥沃 农作物生长良好 产量较高 农作物主要有小麦 玉米 大豆 棉花等 近几年乡镇企业发展迅速 某乡发展的乡镇企业有农机厂 木器厂 面粉 加工厂 瓶盖厂等 主要建筑材料供应 钢材 水泥 木材供应充足 砖瓦主要由当地供应 石料主要由 符离集供应 砂主要来源于嘉山县及山东滕州市 建筑材料供应渠道畅通 1 1 7 水源 电源水源 电源 井田内新生界松散层第一 第三含水层上段埋藏深度浅 分布广 水量丰富 水质容 易达到 饮用水卫生标准 矿井工业场地及居住区的生活 生产 消防用水取自新生界 一 三含水层 井下用水水质要求低于饮用水水质标准 选择用处理后的井下排水作为井 下供水水源 水源充沛 矿井电源取自南坪集变电站 工业场地内已建成一座 35kv 变电所 S11 10000 35 主 变两台 已使用 9 年 电源是可靠的 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页 1 2 井田地质特征 1 2 1 井田煤系地层井田煤系地层 本井田煤系地层属石炭系 二迭系 根据井田内钻孔揭露的地层 自老至新叙述如下 1 奥陶系中下统老虎山 马家沟组 O2L O1M 井田内揭露最大厚度 117 22m 岩性为灰色 深灰色中厚 厚层豹皮状白云质灰岩及 灰岩 细晶质结构 方解石自形程度高 2 石炭系上统太原组 C3t 据 706 孔揭露 地层厚度 133 49m 岩性由石灰岩 碎屑岩和薄煤层组成 共含 8 层 灰岩 总厚 6l 87m 占本组地层厚度的 46 3 上段一灰至六灰灰岩总厚 40 46m 占该 段厚度的 65 下段含两层灰岩 总厚 21 41m 占该段厚度的 49 含薄煤层 位于灰 岩下 不作为开采对象 3 二迭系下统山西组 P1S 位于骆驼脖子砂岩底板至太原组一灰顶界之间 厚度 95 130m 平均 111m 由海陆 交互相沉积的砂岩 砂泥岩互层 粉砂岩 泥岩和煤层组成 含 10 11 两个煤层 组 其中 101煤层在某断层以北厚度稳定 为局部可采煤层 在某断层以南出现大面积沉积缺 失 112煤层较薄 为局部可采煤层 4 二迭系下统下石盒子组 P1XS 位于 K3 砂岩底板至骆驼脖子砂岩底板之间 厚度 220 260m 平均 245m 由过渡 相砂岩 砂泥岩互层 粉砂岩 铝质泥岩 泥岩和煤层组成 是本井田主要含煤地层 含 4 5 7 8 四个煤层 组 可采煤层为 72层 72煤层下的铝质泥岩为本区中部地层的重 要标志层 5 二迭系上统上石盒子组 P2SS 位于 K3 砂岩底板以上 井田内揭露最大厚度 644m 由过渡相 陆相砂岩 粉砂岩 泥岩和煤层组成 K3 砂岩为本区上部地层重要标志层 6 下第三系 E 分布在井田南部及东南部 井田内揭露最大厚度 492 59m 岩性由紫红色粉砂质胶结 的砾岩及砖红色少量云母的粗砂和少量细砾组成 7 上第三系上新统 N2 地层厚度 122 315m 平均厚度 245m 底部以残积坡物和洪积物为主 厚度 0 63m 平均厚度 20m 主要分布在 71 线以北 岩性为砾石 粘土砾石 砂砾 砂及粘土质砂 夹薄层粘土 砂质粘土及粘土夹砾石 中下部以湖相沉积的灰绿色 综红色粘土和砂质粘土为主 厚度 85 185m 平均 140m 厚度大 可塑性好 膨胀性强 是井田内主要隔水层组 中上部多河湖相沉积的棕黄色 浅红色及灰白色细 中砂 顶部以综黄色及灰绿色粘 土和砂质粘土为主 粘土可塑性强 分布稳定 8 第四系 Q 地层厚度 64 116m 平均厚度 90m 左右 更新统下部砂层与粘土或砂质粘土呈互层状 以河间阶地沉积物为主 平均厚度 37m 左右 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页 更新统上部以土黄色 棕黄色粘土和砂质粘土为主 平均厚度 22m 左右 全新统平均厚度 3lm 左右 下部以细粉砂 粉砂为主 中部在垂深 20 23m 普遍含 有一层厚 l 2m 的灰黑色富含腐植砂质粘土 上部在垂深 3 5m 为砂质粘土 富含钙质 结核及锰铁质结核 为近代淮北平原的剥蚀面 近地表 0 5m 左右为褐黑色耕植土壤 在 井田的西南部沉积有近代黄泛淤积的综红色粘土层 厚 1m 左右 矿井地质综合柱状图见图 1 2 系 煤 细砂岩 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 煤 泥岩 细砂岩 中砂岩 碳质泥岩 泥岩 中砂岩 7 1煤 7 2煤 8 2煤 8 2煤 421 67 422 40 426 10 431 59 433 28 434 79 440 97 443 97 445 64 445 95 447 25 451 15 460 37 463 18 463 36 469 55 473 10 476 85 5 02 0 73 3 70 5 49 1 69 1 51 1 34 3 00 1 67 0 31 1 30 3 90 9 22 2 81 0 18 6 19 3 55 3 75 灰到浅灰色 薄到中厚层状 中 细粒结构 主要由石英组成 含少量暗 色矿物 测井资料 灰色 薄到中厚层状 含粉砂质结构 发育有斜楔型层理 见有少量裂隙 并见有方介石脉状充填 深灰色 块状构造 顶部稍含粉砂质 430 50米以下0 35米菱 铁鲕粒岩 黑色 以末状为主 夹有少量细碎块状 局部见有鳞片状 属半亮型煤 深灰色 块状构造 泥质结构 含少量结核 产多量的植物化石 顶部0 20米底部0 10米为黑灰色的含炭泥岩 黑色 以粉末状 细碎块为主 夹少量块状 粒状 条带状 内生裂隙发 育 深灰色 块状 泥质结构 产植物化石 测井资料 深灰色 块状 含粉砂质结构 浅灰色 薄到中厚层状 细粒结构 分选中等 泥质胶结 常见与深灰色 的粉砂质组成互层 浅灰色 中厚层状 细 中粒结构 主要由石英组成 含少部分暗色矿物 或岩屑 分选差 钙质胶结 层面有炭质或云母分布 含少量菱铁鲕粒 黑色 以粉状 细碎块状为主 夹少量块状 粒状 局部见少量鳞片状 深灰色 块状构造 中部部分含少量鲕粒 下部见有少量结核 底部0 20米含大量的粉砂质 自上而下化石碎片渐少 浅灰色 块状构造 细 中粒结构 主要由石英组成 含少量长石 云母 及其它暗色矿物或岩屑 分选差 泥质胶结 细砂岩439 634 84 灰到浅灰色 薄到中厚层状 中 细粒结构 主要由石英组成 含少量暗 色矿物 黑色 以粉状 细碎块状为主 夹少量块状 粒状 局部见少量鳞片状 统组 地 层综合 柱状 岩 性 描 述 细砂岩 累计厚度 名称 m 厚 度 m 二 迭 系 下 统 下 石 盒 子 组 深灰色 块状 含粉砂质结构 深灰色 块状 含粉砂质结构 图 1 2 矿井地质综合柱状图 1 2 2 井田地质构造井田地质构造 区域构造最主要 最突出的形象是新华夏构造和淮阴弧形构造 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页 该井田位于童亭背斜的南端 为走向南北 向东倾斜的单斜构造 地层倾角北缓南陡 一般为 7 12 童亭背斜又位于淮阴弧形构造的南部 背斜南端以板桥断层与东西走向的固镇 蒙城 凸起相接 由于该井田所处的特定位置 其构造成分必与区域构造相对应 1 褶曲 邵于庄向斜位于井田东北界外 是五沟向斜的南延部分 于大庄背斜在邵于庄向斜东部 与向斜连成一个完整的起伏状态 本井田内 沿走向呈波状起伏 有两处较显著 一处在 72 75 线之间呈波状起伏 与临近煤层露头的走向不一致 虽经 72 735 73 746 74 756 孔查证 也未见断层 另据地震补勘资料 在 73 至 76 勘探线间 F6 断 层的尾部 在 72煤层中发现了 DF10 DF11 F24 DF12 DF13 DF14 DF15 等断层 由于受断层作用 该地段地层产状发生较大变化 在 DF11 F24 断层间呈现为反向的小 褶曲 沿走向分别在 70 72 74 76 勘探线处形成小向斜 其间向背斜相互交替 小褶 曲呈串珠状十分发育 另一处在 65 66 线浅部 该段地层沿走向发生强烈扭曲 呈明显的向背斜形态 经 63 6615 八个钻孔及 5 条地震测线控制 它是受南北向的挤压和某断层的牵引作用所致 2 断层 根据某井田精查地质报告 井田内共查出断层 23 条 其中正断层 11 条 逆断层 12 条 断层落差大于 100m 的 2 条 断层落差大于 30m 而小于 100m 的 1 条 断层落差小于 20m 的 20 条 从断层组合关系看 属于北东向的断层有 8 条 是由东西向的压应力挤压而成的压性 断裂 属于北西西 东西向的断层有 10 条 由东西向压应力而形成的张扭性和压扭性断 裂 于第三系时有继承性活动 如板桥断层和某断层等 属于北西向的断层有 4 条 全为 张扭性断裂 属于北东东向的断层只有 F18 一条 属张性断裂 根据国家能投计 1991 612 号文件要求 为进一步查明该矿井首采区的小构造 淮 北矿务局委托安徽省煤田地质局物探测量队进行地震补勘 补勘范围为 北起某断层 南 至 F11 断层 东以 F5 断层为界 西至 72煤层露头 面积约 35km2 本次补勘全区共发现断点 169 个 利用断点 134 个 组合断层 28 条 包括补勘前发 现的 10 条断层 未能组合成断层的孤立断点 35 个 其落差均小于 10m 28 条断层中 正断层 8 条 控制可靠的断层 21 条 较可靠的 6 条 控制不足断层 1 条 本次补勘对以 前发现的断层进行了进一步控制 修改了 F15 F5 1 断层 改变了 F6 断层的组合方式 F9 根据钻探资料作为保留断层处理 其余 6 条断层与原来基本一致 新发现断层 18 条 从补勘结果来看 该区褶曲及断裂构造很发育 其特征及规律表现如下 1 逆断层发育 以压性断裂为主且落差大 正断层少且落差小 2 断层走向多数以北东向为主 且倾向南东 如 F5 F6 F15 走向北西以某断层 和 F11 为代表 3 补勘区北部断层相对较少 且表现为走向北西 南部断层相对较为发育 且现 为走向北东 4 煤层露头浅部和 800m 深部断层较少 多数断层分布于井田深度的中部地段 5 在地层产状变化的地段是褶曲加小断层 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页 根据精查勘探和地震补勘的结果 本井田为一走向南北 向东倾斜的单斜形态 煤系 地层沿走向呈舒缓状起伏 局部有伴生小断层的褶曲 地层倾角北缓南陡 已发现 35 条 断层 未发现岩浆岩侵入 本井田构造复杂程度属于第二类 中等构造 1 2 3 井田水文地质特征井田水文地质特征 1 各含 隔水层特征 1 本井田新生界松散层厚度 292 84 368 10m 一般厚度 320 340m 自北西向 南东有逐渐增厚的趋势 根据新生界松散层的钻孔芯取电测井资料和岩相组合特征 自上 而下划分为四个含水层 组 和三个隔水层 组 其中第三隔水层 组 底板埋深 292 40 354 20m 隔水层两极厚度 57 30 176 90m 一般厚度 120m 左右 中 上部以灰绿色 棕红色粘土和砂质粘土为主 质纯致密 可塑 性好 膨胀性强 下部以粘士 砂质粘土 泥灰岩 钙质粘土为主 夹 2 3 层砂 该隔 水层 组 可塑性好 膨胀性强 厚度大 分布稳定 隔水性能良好 能阻隔地表水及一 二 三含地下水与下部四含和基岩各含水层 段 地下水的水力联系 是井田内重要隔水 层 组 第四含水层 组 底板埋深 292 40 368 10m 含水层 组 厚度 0 56 62m 一般 厚度 10 15m 左右 北部古潜山和西部 南部构造突起地段四含沉积缺失或沉积较薄 多为残积 坡积物 其岩性为砾石 粘土砾石 粘土夹砾石 砂砾 粘土 砂质粘土 钙 质粘土等 在西北部沿五沟向斜向东南 构成了本井田天然进水通道 四含地下水自北西 流向南东 在井田西北谷口附近及延至井田北部偏东形成谷口洪冲积物 该区段四含沉积 最大厚度为 56 62m 岩性为砾石 粘土质砾石 砂砾 粗砂 中砂 细砂 粉砂及粘土 质砂 夹有粘土和砂质粘土 71 线以北 据 66 684 孔及 70 713 孔抽水资料 q 0 105 0 282L m s 富水性中等 71 线以南至 77 线 据 74 756 孔抽水资料 q 0 0005L m s 富水性弱 77 线以南绝大 部分缺失四含 2 新生界下第三系 红层 含 隔水层 段 上段厚度 150m 左右 多为浅红色 砂质泥质砾岩 为含水层 835 孔在深 339 67m 处 曾发生严重漏水 中段厚度 280m 左 右 以砖红色粉砂岩为主 隔水性良好 下段厚度约 50 60m 多为红色砂砾岩 钻进 过程中未发生漏水 富水性较弱 在局部块段直接覆盖 32 5 7 煤层之上 对开采可能 有影响 3 二迭系主采煤层间大 隔水层 段 煤层岩层主要由砂岩 泥岩 粉砂岩 煤 层组成 3 煤顶板中细粒砂岩 裂隙较发育 3 煤下 60 90m 的 K3 砂岩局部裂隙发育 据 718 孔和 74 753 孔对 K3 砂岩抽水资料 q 0 004 0 0062L m s 富水性弱 煤顶板中 砂岩和底部细砂岩局部裂隙较发育 据 7211 孔抽水资料 q 0 025L m s 富水性弱 3 4 煤层 组 间砂岩裂隙水以储存量为主 补给水源不足 7 8 煤顶 底板砂岩 局部裂 隙较发育 据 7015 68 672 73 746 孔抽水资料 q 0 009 0 294L m s 富水性弱 中 等 以储存量为主 补给水源不足 10 煤顶底板砂岩 据 623 孔抽水资料 q 0 0015L m s 富水性弱 以上各含水层间以及与四含 太灰之间均有隔水层 段 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页 2 断层的富水性及导水性 钻探揭露的破碎带充填物以泥岩 粉砂岩碎块为主 砂岩碎块次之 一般泥质胶结 钻孔揭露破碎带 均未发生漏水 据 65 663 7017 546 和 7216 孔分别对某断层 F5 F6 和 F7 断层抽水资料 q 0 0001 0 0093L m s T 0 0038 2 93m2 d k 0 0001 0 017m d 地质资料从断层破碎带岩性 简易水文和抽水试验资料 说明断层的富水性极 弱 导水性差 根据生产矿井的实践经验 回采引起岩层移动 导致局部应力重新分布 极易使断层的导水性增强 未探明的地质构造 严重威胁矿井的安全生产 因此 施工及 生产过程中还应从井下应力变化以及开采煤层引起的冒落裂隙带的实际情况 分析断层两 盘岩性 采取必要的防水安全措施 3 矿井涌水量 矿井主要充水因素是煤系地层砂岩裂隙水 松散层底部含水层应留设防水煤岩柱 其 涌水量未计入矿井总涌水量内 巷道遇断层引起太灰水的突水量未计入矿井总涌水量 全 矿井合计正常排水量为 1050m h 最大排水量为 1660m h 1 3 煤层特征 1 3 1 可采煤层赋存特征可采煤层赋存特征 二迭系煤系是本井田勘探对象 含 10 个煤层 组 自上而下编号为 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 煤层 组 含 34 层煤 其中可采煤层 72煤层 平均厚度 3m 井田内 可采煤层特征见表 1 1 井田可采煤层情况如下 煤厚 0 7 82m 平均 3 0m 分岔区煤层薄且结构简单 合并区煤层厚且结构复杂 露头处有条带状不可采区 北部有片状不可采区 可采范围占全区 81 6 煤层顶板以砂 岩为主 次为粉砂岩和泥岩 属较稳定煤层 表 1 1 可采煤层特征表 煤层名称 两极厚度 平均厚度 m 煤层结构 稳定程度 72 0 7 82 3 无夹矸 较简单 较稳定 主要可采 1 3 2 煤质煤质 本井田以肥煤为主 1 3 焦煤次之 伴少量气煤和气肥煤 各煤精煤挥发分产率约为 30 37 5 胶质层最大厚度多在 20 30mm 之间 粘结性 指数基本上都大于 85 属中等挥发分为主的强粘结煤种 32煤属高挥发分煤 各煤的原煤灰分产率多在 15 25 之间 中灰为主 并伴有少量低灰及富灰煤 各煤含硫量一般都小于 1 0 42除外 磷含量多小于 0 01 仅 72和 82煤略大于 0 01 属特低硫 低硫 特低磷 低磷为主的煤 同时亦伴少量中硫 富硫煤 各煤的 QfDT一般大于 6400 卡 g 2 7 107J kg 51和 52略低 但仍大于 6000 卡 g 25 107J kg 都具有较高的热值 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页 主要可采煤层的精煤回收率偏低 属难洗选煤 本井田之煤具有配煤炼焦 工业锅炉燃烧和气化等多种用途 但以配煤炼焦的优势最 为明显 亦可兼作其它用途 1 3 3 煤层开采技术条件煤层开采技术条件 1 72主采煤层顶底板情况 72煤层直接顶为深灰色块状泥岩 局部为砂岩或炭质泥岩 厚度 0 14 65m 平均厚 度 1 57m 局部见 0 3 0 66m 炭质泥岩伪顶 老顶为中 细粒石英砂岩或砂质泥岩 厚 度 0 16 20m 平均 4 84m 直接底板为灰 深灰色块状泥岩 厚 0 73 3 31m 平均 1 81m 2 瓦斯 本井田瓦斯样瓦斯含量为 0 05 10 08mL g 只 82煤层有一个样沼气含量大于 10mL g 其余皆少于 10mL g 在煤系剖面上 浅部低于深部 上部煤层 32 低于深部 煤层 72 82 在平面上 某断层以北和 76线 32煤层 74线 以南低 中部区间为高 矿井相对瓦斯涌出量 22m3 t 矿井属于高瓦斯矿井 3 煤层及煤的自燃 本井田各煤层均有煤尘爆炸危险 本井田各煤层基本上都属于有可能自燃发火 不自 燃发火 4 地温 本井恒温带深度为 30m 温度为 16 4 平均地温梯度 26 7 100m 平均增温率为 37 29m 本井田属于基底凹陷型的以地温正常为背景的水温和岩温平衡基地的一级高 温区 局部为二级高温区 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 9 页 2 井田境界和储量 2 1 井田境界 2 1 1 井田范围井田范围 许疃矿井田境界为 北以 F7 断层为界 南以 F12 断层为界 浅部以 72煤层露头为 界 深部以 F5 断层以东 72煤层底板 850m 等高线为界 本井田北与隶属于皖北矿务局的 任楼矿井相邻 井田 72煤层赋存状况如图 2 1 所示 350 500 450 800 700 750 800 400 450 550 600 650 700 750 350 400 450 600 650 700 750 800 750 700 650 700 750 800 600 550 500 450 400 650 600 500 450 400 369 3200 1 5000 许疃煤矿开拓平面图 许疃煤矿开拓平面图 采矿工程系 中国矿业大学矿业工程学院 3700 4200 4700 5200 5700 6200 6700 7200 7700 820