寸草塔二矿矿井设计任务书毕业设计.doc

寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 1 摘摘 要要 本次设计是开采寸草塔二矿 说明书共十章 根据采矿工程的需要和特点 重点设计为第四 六 九章 其他如井底车场 井下运输及提升设备仅做一般 的选型计算 寸草塔二矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗的东南 东胜煤田寸 草塔矿区二井田之东北部 距伊金霍洛旗约 30km 行政区划隶属伊金霍洛旗布 尔台乡 矿区南与寸草塔一井田相接 东邻乌兰木伦河 矿区东西长约 5 150km 东西宽约 4 550km 面积约 16 5021km2 本井田的煤层为中侏罗统延安组 为河流 三角洲及沼泽相的含煤沉积体 系 岩性由砾岩 各粒级的砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 泥岩及煤层组成 据岩 石组合及含煤性 由下而上分为一 二 三 3 个岩段 本井田内有多层煤 煤层均有煤尘爆炸性 煤层自燃倾向为自燃 矿井属 于高瓦斯矿井 瓦斯绝对涌出量为 0 45m3 min 相对涌出量为 1 65m3 t 本井田采用双斜井开拓方式 回采工艺采用后退式 综采放顶煤机械化采 煤法 采用 四六制 作业制度 工作面的设备有双滚筒采煤机 放顶煤液压支 架 可弯曲刮板运输机 破碎机 转载机等 采空区采用全部跨落法处理顶板 本矿井设计年产量为 270 万吨 采用一套综采来满足产量的要求 矿井运输大巷采用皮带运输作为主运输 采用连续牵引车作为辅助运输 矿井通风采用轴流式扇风机分区 抽出式通风方式 关键词 瓦斯 顶板管理 综采放顶煤 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 2 目录目录 摘摘 要要 1 第一章第一章 井田概述和井田地质特征井田概述和井田地质特征 1 一 矿区概述 1 二 井田地质特征 4 三 煤 质 14 第二章第二章 井田境界与储量井田境界与储量 25 一 井田境界 25 二 地质储量的计算 26 三 可采储量的计算 28 第三章第三章 矿井工作制度及生产能力矿井工作制度及生产能力 30 一 矿井工作制度 30 二 矿井生产能力及服务年限 30 第四章第四章 井田开拓井田开拓 31 一 井田开拓方式的确定 31 第五章第五章 矿井基本巷道与建井计划矿井基本巷道与建井计划 32 一 井筒 石门与大巷 32 二 井底车场 33 第六章第六章 采煤方法采煤方法 34 一一 采煤方法的选择采煤方法的选择 34 二 确定盘曲巷道布置和要素 38 三 回采工艺与劳动组织 38 四 采 盘 区的准备与工作面接替 40 第七章第七章 井下运输井下运输 41 一 运输系统和运输方式的确定 41 二 运输设备的选择和计算 41 第八章第八章 矿井提升矿井提升 42 一 主提升 42 二 副井提升方式及设备 45 第九章第九章 矿井通风与安全矿井通风与安全 50 一 风量的计算 50 二 矿井通风系统和风量分配 52 三 计算负压及等积孔 53 四 选取扇风机 56 五 安全生产技术措施 58 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 3 第十章第十章 经济部分经济部分 61 一 矿井设计概算 61 二二 劳动定员和劳动生产率劳动定员和劳动生产率 62 参考文献参考文献 65 致谢致谢 66 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 1 第一章第一章 井田概述和井田地质特征井田概述和井田地质特征 一一 矿区概述矿区概述 1 1 井田位置 范围 井田位置 范围 寸草塔煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗的东南 东胜煤田寸 草塔矿区二井田之东北部 距伊金霍洛旗约 30km 行政区划隶属伊金霍洛旗布 尔台乡 矿区南与寸草塔一井田相接 东邻乌兰木伦河 矿区东西长约 5 150km 东西宽约 4 550km 面积约 16 5021km2 其地理坐标为 东经 109 59 48 110 03 52 北纬 39 27 43 39 30 28 根据内蒙古自治区国土资源厅 2000 年 12 月颁发的采矿许可证 证号为 1500000040815 矿区范围由 11 个拐点圈定 标高在 1191 1176m 之间 矿区 拐点坐标见表 1 1 寸草塔煤矿界限坐标一览表 表 1 1 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 2 2 2 交通条件 交通条件 包神铁路从寸草塔煤矿东侧通过 与该矿仅隔一条乌兰木伦河 并在煤矿 东约 1km 处设有石圪台站 伊金霍洛旗 大柳塔一级公路从矿区西部通过 矿区北距内蒙鄂尔多斯市 39km 距包头市 143km 南距陕西榆林市 215km 距 神木县 110km 皆可直抵 交通堪称方便 图 1 1 点号XY 14371710 0037419505 00 24370330 0037417280 00 34373610 0037413700 00 44375420 0037415690 00 54375080 0037417020 00 64374480 0037417820 00 74373830 0037418650 00 84373350 0037419080 00 94373000 0037419170 00 104372350 0037419280 00 114371900 0037419450 00 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 3 图 1 1 交通位置示意图 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 4 3 矿区自然地理 经济状况矿区自然地理 经济状况 矿区位于鄂尔多斯高原东部及陕北黄土高原北部 毛乌素沙漠中部 地形 特征为西北高东南低 最高处位于井田西南部边缘松定霍洛敖包 海拔高程 1378m 最低处位于矿区东南部乌兰木伦河西崖 海拔高程 1174m 矿区内最 大高差 204m 平均高差 100m 左右 区内基本呈流水冲蚀地貌 沿乌兰木伦河两岸 支沟发育 地形起伏变化 较大 地表大部分为风积沙所覆盖 矿区内虽然沟谷较多 但常年流水较少 雨季地表迳流增多 但历时较短 偶有山洪爆发 水流汇入矿区东部边界外 1 2km 的乌兰木伦河 乌兰木伦河自 西北向东南从井田东侧流过 在陕西境内汇入窟野河 最后注入黄河 该河流 为常年性河流 其水量受大气降水控制 雨季较大 冬春季较小 据石圪台煤 矿段 1988 年 7 月观测记录的流量为 15m3 s 本区属沙漠半干旱大陆性气候 冬寒夏热 春多风 秋多雨 冬季最低气 温为 27 9 C 夏季最高气温达 36 6 C 年降水量 194 7 531 6mm 平均 357 3mm 且多集中在 7 8 9 三个月 年蒸发量 2297 4 2833 7mm 平均 2457 4mm 为降水量的 5 11 倍 结冰期一般为当年十月初至翌年四月底 风 力常为 4 级以上 风向多为西北 据中科院地震局编制的地震资料 东胜区地震动峰值加速度为 0 05 相当 于地震烈度小于 度 属弱震预测区 不会发生破坏性地震 本区民风淳朴 历史上以农 牧 林业为主 生产条件简单 因受自然条 件限制 经济条件相对落后 随着神华集团的大规模开发和包神铁路的修通 本区的经济状况发生了极大的改观 煤炭生产与农 牧 林业都得到了长足的 发展 教育 文化 卫生事业蓬勃兴起 工业化城镇规模已基本形成 二二 井田地质特征井田地质特征 1 1 区域地质 区域地质 1 区域地层 矿区区域地层属鄂尔多斯地层分区 中 新生代发育的地层由老到新 依 次为中生界三叠系 T 侏罗系 J 白垩系 K 新生界新近系 N 和第 四系 Q 其中中生界中侏罗统延安组是鄂尔多斯盆地的主要含煤地层之一 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 5 详见东胜煤田区域地层表 表 2 1 2 区域构造 矿区大地构造位置属鄂尔多斯盆地 鄂尔多斯盆地是大型的克拉通盆地 该盆地北起阴山 南至秦岭 东起吕梁山 西达贺兰山 六盘山 盆地总的构 造轮廓表现为一极其平缓 开阔的台向斜 台向斜轴部偏西侧 中部地层倾角 平缓 在台向斜边缘形成一些穹窿及短轴背斜 东胜煤田即位于台向斜北部隆 起的东部 全煤田基本表现为一单斜构造 北部地层走向近东 EW 倾向北 倾角 1 2 局部地段 3 5 至西部塔拉沟一带 倾角逐渐加大 一般 5 8 局部地段 10 以上 向南部走向逐渐改变 至敖包梁一带走向渐转向 SE 而在暖水镇以南 地层走向近于 SN 倾角仍为 1 2 该向斜地层连续 未发现大型褶皱 仅发现一些宽缓的波状起伏 断裂构 造不发育 只有一些小型断层 性质均为正断层 断距小于 80m 断层面倾角 60 80 2 2 区域含煤特征 区域含煤特征 本区的含煤地层为中侏罗统延安组 为河流 三角洲及沼泽相的含煤沉积 体系 岩性由砾岩 各粒级的砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 泥岩及煤层组成 据 岩石组合及含煤性 由下而上分为一 二 三 3 个岩段 现详述如下 一岩段 J2y1 位于延安组底部 从延安组底部粗粒砂岩至 5 1 煤顶板砂 岩 岩性以灰 灰黑色细粒砂岩 粉砂岩 砂质泥岩为主 间夹泥岩 砂岩透 镜体 含钙质结核 底部常为灰白色中粗粒砂岩 局部含砾 矿物成分以石英 长石为主 石英含量较高 由下而上粒度变细 含 5 6 两个煤层组 含煤 5 7 层 全段厚度 52m 103m 平均厚度 69m 二岩段 J2y2 位于延安组中部 从 5 1 煤层顶板砂岩至 3 1 煤顶板砂岩 岩性以灰 灰白色中 细粒砂岩为主 夹灰绿 黄绿色粉砂岩 砂质泥岩 砂 岩为粘土胶结 局部为钙质胶结 主要成分为长石 石英 含少量云母及暗色 矿物 含 3 4 两个煤组 含煤 3 5 层 全段厚度 48 82m 平均厚度 58m 三岩段 J2y3 位于延安组的上部 从 3 1 煤顶部砂岩至直罗组底部砂岩 上部为灰白色粘土胶结的粉砂岩 细粒砂岩为主 局部相变为兰灰色高岭土质 泥岩 下部为灰黄色厚层状中 粗粒砂岩 成分以长石 石英为主 含白云母 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 6 及暗色矿物 铁质结核 含 2 号煤层组 1 5 层煤 全段厚度 47m 110m 平 均厚度 65m 含煤地层延安组划分的依据是 顶界以直罗组砂岩为界 底界以延安组底 部粗粒石英砂岩为界 界线明显 易于区别 四 井田构造 矿区基本构造形态为走向 NW 倾向 SW 的单斜 地层倾角一般 1 3 局部可达 5 8 具宽缓的波状起伏 较大的褶曲 断裂构造及岩浆活动均不 发育 据西部盘区的三维地震成果 在 1 5km2的范围内 仅 3 1 煤层就发现落差 5m 13m 的正断层 18 条 最大落差为 13m F4断层 延伸长度达 576m 断层 走向以近 SN NNW 向为主 少量 NW 向 断层落差以 5m 10m 居多 另外 在矿井实际生产过程中 也发现有小的落差在 5 10m 的小断层 由此可见 矿 区内小断层较发育 规律是以 SN 及 NNW 走向为主 五 井田水文地质 自 1968 年以来 煤炭系统的 147 队 117 队 185 队 151 队和地矿系统 的 104 队 105 队 117 队先后在东胜煤田作了一些工作 其中 185 队在前石圪 台区 33 号钻孔对第四系孔隙潜水含水组 104 队在 216 号钻孔对下白垩统志丹 群孔隙潜水含水组 含水带 进行过抽水试验 特别是 117 队通过 1003 603 602 112 等钻孔的抽水试验 对区内的水文地质条件作出了较详 细的分析 本次补勘基本沿用其结论 矿区内主要含水层可见以下 a 第四系 Q4 松散潜水含水层 该层厚度变化较大 上部为砂砾层及中细砂 下部为粗砂与砂砾层 厚度 0 28 13m 平均 10 m 含水部分主要为下部粗砂及砂砾层 本次施工的 BK4 号水文孔 松散潜水含水层厚 11 05m 钻孔单位涌水量 0 0095L s m 渗透系 数 0 0987m d 民井调查井深一般为 0 50 10m 水位深 3 8m 民井简易抽水 资料 涌水量 0 077L s 为 HCO3 Ca 型水 矿化度低 含水性较弱 b 第三系 N2 松散沉积孔隙潜水含水层 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 7 主要为桔黄或微红色泥岩 含钙质结核砂质泥岩 泥质粉砂岩 细粒砂岩 及底部含砾粗粒砂岩组成 在区内零星分布 厚度 0 28 13m 据 104 队 ZK32 号孔抽水试验资料 q 0 171L s m 矿化度 0 319 PH 8 0 为 HCO3 SO4 Ca Mg 型水 含水性较弱 c 白垩系志丹群 K1z 砂岩裂隙潜水含水层 该层厚 0 104 05m 一般厚度为 20 50m 中下部砂岩及含砾粗砂岩 砾 岩中裂隙发育并含水 涌水量为 0 0656 1 875L s 左右 渗透系数 0 026 m d 含水性较弱 为 HCO3 Ca 型水 矿化度低 d 侏罗系直罗组 J2z 裂隙承压含水层 该层主要岩性为中 细砂岩 厚 10 68 22 91m 平均 21 96m 据 1003 号 钻孔抽水资料 单位涌水量 0 000437L s m 渗透系数 0 00255m d 承压水位 标高 1190 01m 矿化度 0 714g L PH 值 9 4 为 HCO3 Cl K Na 型水 含水 性微弱 e 侏罗系延安组 J2y 裂隙承压含水层 岩性主要由中细砂岩 粉砂岩 泥岩和煤组成 厚度一般 190m 左右 钻 孔单位涌水量 0 000308 0 0128L s m 渗透系数 0 000783 0 0579m d 含水 性弱 为 HCO3 Cl K Na 型 Cl CO3 K Na Ca 型水 低矿化度 含水 部位为中粒砂岩层段 其在各煤组间皆有发育 层厚一般小于 15m 本区除第四系 Q4 孔隙潜水含水层与基岩裂隙含水层间有第三系 N2 粘土隔水层外 各基岩地层层段皆有多层粉砂岩 砂质泥岩隔水层阻隔 且隔 水层厚度大于含水层厚度 含水层与隔水层厚度比多在 1 3 左右 隔水性能良 好 各含水层间垂向上基本无水力联系 井田内断裂构造不发育 生产中揭露的断层落差不大 所以断裂构造不是 影响矿井涌水量的主要水文地质因素 区内地下水以大气降水为主要补给来源 外加北 北东部地区地下水 补 给源为潜部区 补给 区内在接受补给的同时 又以迳流的形式向区外排泄 排泄区在远离井田的南部区域 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 8 矿区水文地质条件简单 为孔隙 裂隙含水 充水条件主要受地形地质条件和大气降 水控制 无老窑积水区 构成矿井涌水的充水通道主要为煤层采动后形成的冒裂导水裂隙 带 水文地质勘探类型为一类一型 3 抽水试验工作抽水试验工作 根据工程设计 本次补勘对 BK4 号钻孔第四系孔隙潜水含水层 4 1 煤层 顶板至基岩顶界面之混合含水层各进行抽水试验一次 以对矿井西翼盘区首采 工作面区域的水文地质状况作进一步的了解研究 第一目的层 即第四系松散层段 的抽水试验自 2006 年 10 月 25 日 12 时始 2006 年 10 月 28 日 20 时终 历时 80h 采用提桶 试抽水 21h 恢复水位 38h 正式连续抽水 36h 恢复水位 23h 稳定水位标高为 1270 79 m 抽水降深 9 70 m 抽水试验取得的各项水文地质参数见表 6 1 在完成第一目的层的抽水试验任务后 钻孔改为 146mm 孔径完成探煤 任务 再采用水泥砂浆封孔至 4 1 煤层顶板 下套管封止第四系松散层的潜水 后 开始第二目的层 即基岩面至 4 1 煤层顶板 基岩段的抽水试验工作 本段抽 水试验自 2006 年 11 月 20 日 16 时始 2006 年 11 月 24 日 9 时终 历时 89h 采用潜水泵试抽水 10h 正式连续抽水 38h 恢复水位 41h 稳定水位标高为 1282 24 m 抽水降深 63 6 m 抽水试验取得的各项水文地质参数见表 6 2 BK4 号水文钻孔松散层段抽水试验 综合成果表 表 6 1 抽水工 具 孔径抽水时间含水层抽水前稳定水位 起止起止厚度深度标高 提桶 350 10 2510 2816 00m27 05m11 05m16 00m1270 79m 稳定段 抽水延续时间抽水稳定时间 平均降 深 平均涌水量单位涌水量 36h28h9 7 m7 92 m3 d 0 0095 L s m 抽水后恢复水位 渗透系数计算公式渗透系数影响半径 恢复水位时 间 深度标高 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 9 ssH rRQ K 2 lg lg73 0 0 0987 d m21 1m23h15 95m1270 84m BK4 水文钻孔基岩顶界面 4 1 煤层顶板段抽 水时间综合成果表 表 6 2 抽水工 具 孔径抽水时间含水层抽水前稳定水位 起止起止厚度深度标高 潜水泵 146 11 20 11 2 4 27 05m288m172 17m4 55m1282 24m 稳定段 抽水延续时 间 抽水稳定时 间 平均降 深 平均涌水量单位涌水量 38h21h63 6 m36 65 m3 d 0 00667 L s m 抽水后恢复水位 渗透系数计算公式渗透系数影响半径 恢复水位时 间 深度标高 Ms rRQ K lg lg73 0 0 0070 d m53 2m41h4 74m1282 05m 4 矿井涌水量计算矿井涌水量计算 根据本次补充勘查抽水试验成果 结合精查地质报告提供的资料 确定寸 草塔煤矿属水文地质条件简单矿井 在 勘探报告 中通过大井法 计算出开 采 6 2 中煤层时矿井最大涌水量为 5847m3 d 其中大气降水 330 m3 d 影响 矿井安全开采的充水水源主要为第四系 Q 松散潜水含水层静储量水 在煤 层上覆基岩厚度较小的区域 煤层采动后 若冒裂带导水裂隙与该含水层导通 潜水含水层水便可能沿裂隙涌入井下 对矿井安全生产构成威胁 基岩裂隙含 水层含水量微弱 静储量小 补给条件差 根据金烽公司各矿井历年开采情况 采动冒落后 仅有冒裂范围含水层静储量水迅速进入井下 但水量小 持续时 间短 不会对矿井安全生产构成威胁 寸草塔煤矿自 1992 年生产以来 实际正常涌水为 80m3 h 左右 未突破原 报告预计的最大涌水量 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 10 结合本次补勘成果 现就 3107 工作面回采时的涌水量进行预算 以作为 矿井工作面防排水系统布置的依据 首先 对 3107 工作面回采后导水裂隙带高度计算如下 导水裂隙带高度 m 6 5 6 36 1 100 M M Hl 式中 M 累计采厚 m 依以上公式 在采高假定为 2 5m 时导水裂隙带的发育高度为 38 5m 而工 作面上覆基岩厚度最薄处大于 150m 采空垮落后导通第四系潜水含水层可能性 很小 因此 预算 3107 工作面最大涌水量可以只考虑基岩裂隙承压含水层对矿 井造成的涌水影响 根据 积水廊道法 计算公式为 24 1 L CHwHkM Q 式中 Q 裂隙承压含水层涌水量 m3 h K 渗透系数 m d M 含水层厚度 m H 从含水层底板算起的水位高度 m Hw 疏放后承压水位值 m C 工作面日采动范围周长 m L 采动区水位影响宽度 m L R KSR10 S H M 计算参数及计算结果同表 6 3 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 11 矿井涌水量 计算成果表 表 6 3 参数选择涌水量工作面名 称 KMHHwCLQ m3 d 31070 007033 8283 450560237 15158 36 3107 工作面回采时 工作面正常涌水量预计为 158 36m3 d 5 供水水源供水水源 矿井目前生活用水取自第四系松散层潜水 通过水井抽取 工业用水取自乌兰木伦河 通过管道与矿区连结 现生活和工业用水皆可满足 三三 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征 1 含煤性 延安组在本矿区共赋存 2 3 4 5 6 五个煤层组 含煤层 13 24 层 据 本次补勘施工的 17 个钻孔揭露 煤层总厚度在 12 65 22 35m 平均 17 24m 含煤系数 8 97 本次补勘煤层编号延用内蒙煤田地质 117 队 1988 年提交的 勘探报告 的煤层 编号 并对该报告未进行评述的 3 1 下煤层进行了详细的研究 同时发现在 6 2 中煤层下部发育一层煤层 原报告中 105 号钻孔钻遇该煤层 厚度为 2 84m 本次施工的钻孔有 BK13 BK15 BK16 BK18 BK19 钻遇该煤层 除 ZK19 钻孔不可采外 其它钻孔均达可采厚度 但由于该煤层发育面积不大 分布较 孤立 本次勘查对其没有命名 该煤层距 6 2 中煤层较近 望矿方在开采 6 2 中煤层时对该煤层的可采点加以注意与研究 2 可采煤层 本区可采煤层自上而下分别为 2 1 中 2 2 上 2 2 中 3 1 3 1 下 4 1 4 1 下 5 1 5 2 6 1 中和 6 2 中煤层 其中 3 1 4 1 5 1 6 2 中号煤层全区可采 其它煤层均为 局部可采煤层 其主要煤层特征见表 4 1 其具体特征分述如下 可采煤层情况一览表 表 4 1 煤层 号 煤层厚度 m 最小 最大 平均 煤层 结构 夹矸 层数 煤层间距 m 最小 最大 平 对比可 靠程度 稳定 性 可采性 评价 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 12 均 2 1 中 0 15 2 25 0 90 简单0 基本可 靠 不稳 定 局部可 采 6 5 31 0 18 5 2 2 上 0 00 2 90 0 77 较简 单 0 2 基本可 靠 不稳 定 局部可 采 2 3 20 4 9 0 2 2 中 0 00 3 09 1 07 简单 0 1 基本可 靠 不稳 定 局部可 采 18 0 61 6 34 5 3 1 0 92 3 64 2 52 较简 单 0 2 可靠 较稳 定 全区可 采 0 0 9 3 4 3 3 1 下 0 00 1 91 0 66 简单 0 1 可靠 不稳 定 局部可 采 18 0 64 1 39 1 4 1 1 25 4 25 3 00 简单 0 1 可靠 较稳 定 全区可 采 0 0 12 3 3 6 4 1 下 0 50 1 88 1 35 简单0 基本可 靠 不稳 定 局部可 采 0 0 24 8 14 3 5 1 1 67 2 90 2 33 简单 0 1 可靠 较稳 定 全区可 采 1 5 19 9 13 6 5 2 0 00 1 42 0 73 简单 0 1 基本可 靠 不稳 定 局部可 采 7 9 24 9 14 2 6 1 中 0 00 2 03 1 34 简单 0 1 可靠 较稳 定 局部可 采 6 2 中 0 36 3 51 2 08 较简 单 0 2 8 0 3 0 14 1 可靠 较稳 定 全区可 采 3 煤层对比 煤层对比就是确定煤层的层号及其在空间上的相互关系 煤层对比可靠程 度直接影响到资源 储量估算 影响到对地层及地质构造的分析研究 从而影响 到地质报告的质量 1 标志层法 井田三叠系上统延长组顶部和侏罗系中下统延安组底部均有较厚的中粗粒 砂岩 且延安组底部砂岩为灰白色 延长组顶部砂岩为灰绿色 依此可将延长 组与煤系地层延安组划分开 并可根据延安组底部灰白色砂岩为标志层向上确 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 13 定 6 煤组位置 直罗组底部大部分钻孔中均有一层较厚的灰白色中粗粒砂岩 或细砂岩 视电阻率曲线呈高阻反映 上述各岩层均可作为辅助标志层 2 煤质特征 煤层结构对比法 5 1 煤层全区发育且较稳定 属中厚 厚煤层 煤层结构简单 有一定规 律可循 因而可作为相对标志层 岩煤层对比图上将 5 1 煤层底板作为对比基 准线 3 1 煤层 6 2 中煤层全区较稳定 属中厚煤层 亦可作为对比标志 利用各煤层及煤层之间岩石物理性质的不同 其反映在测井曲线上的形态 幅值及组合方式的差异 寻找特点进行对比 以提高煤层对比的可靠程度 亦 是井田煤层对比的重要方法之一 现将各煤层及其煤层之间的曲线特征及对比 规律叙述如下 1 2 煤组各分煤层电性曲线呈单峰或双峰形态 其中 2 2 上煤层有多峰 形态反映 2 2 中煤层顶部电性曲线呈正枞树形态 底部多呈块状形态或锯齿 状中低幅值组合形态 2 3 1 3 2 煤层电性曲线多呈单峰或双峰 其中 3 1 煤层局部为多峰 3 1 煤层与 3 2 煤层之间 沉积规律在电性及岩煤层对比图上看大部呈倒枞 树形或块状中幅值形态 3 4 1 煤层电性曲线一般均为单峰 局部为双峰 4 1 与 4 1 下煤层之 间 从岩煤层对比图上看曲线大部呈正枞树形态 当此形态消失时 有高阻钙 质砂岩层沉积 4 4 1 下煤层与 5 1 煤层之间 曲线大部分呈中幅值块状形态 中夹有 指状峰形态的钙质砂岩层 部分钻孔呈低幅值小锯齿状形态 5 5 1 煤层电性曲线呈矩形 并以单峰为主 5 2 6 1 中 6 2 下煤 层大部分为单峰 双峰次之 6 2 中煤层一般为双峰到多峰 5 2 煤层至 6 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 14 2 中煤层之间 曲线呈低幅值的锯齿状互层组合形态 局部有块状粗砂体 其 中部最低幅值位置为 6 1 中煤层层位 6 6 2 中煤层与 6 2 下煤层之间 从岩煤层对比图上看多有高阻钙质砂 岩层沉积 4 煤层对比可靠程度评价 通过上述各种方法和手段 井田内主要煤层和部分次要煤层已经对比清楚 各煤层的对比可靠程度和采用手段见表4 2 1 表4 2 1 可采煤层对比可靠程度及对比手段一览表可采煤层对比可靠程度及对比手段一览表 煤层号2 1 中2 2 上2 2 中 3 1 上 3 14 1 4 1 下 5 15 2 6 1 中 6 1 下 6 2 中 可靠程 度 基本 可靠 基本 可靠 基本 可靠 可靠 可靠 可靠 基本 可靠 可靠 基本 可靠 可靠 基本 可靠 可靠 对比使 用方法 岩性组合法 煤层物 性特征对比法 煤 岩层物性征综合对比 法 层间距法 标志层法 岩性组合法 煤层物性特征对比法 煤 岩层物性征综合对比法 层间距法 四四 煤煤 质质 1 1 物理性质及煤岩特征 物理性质及煤岩特征 1 物理性质和宏观特征 矿区内各煤层颜色为黑色 粉色呈褐 褐黑色 一般为弱 强沥青光泽 沿层面丝炭富集部位可见丝绢光泽 参差状 阶梯状断口 镜煤中可见贝壳状 眼球状断口 性脆 细条带 条带状结构 块状构造 裂隙发育 沿裂隙面有 方解石薄膜 煤层中偶见黄铁矿结核 各煤层的主要物理性质见表 5 1 煤层 主要物理性质一览表 表 5 1 煤层颜色光泽结构构造视电阻率视密 度 真密 度 散射伽 玛 2 1 中黑弱沥青条带状块状195 99 1 361 4759 09CP 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 15 mS 2 2 上黑弱沥青条带状块状212 60 m 1 341 5072 13 CPS 2 2 中黑弱沥青条带状块状397 66 m 1 341 5036 09 CPS 3 1黑沥青均一 条 带 块状518 67 m 1 311 4513 34 CPS 3 1 下黑弱沥青条带状块状373 35 m 52 30 CPS 4 1黑沥青均一 条 带 块状775 80 m 1 271 4312 48 CPS 5 1黑沥青均一 条 带 块状540 32 m 1 281 4412 00 CPS 5 2黑弱沥青条带状块状419 91 m 1 291 4537 34 CPS 6 1 中黑弱沥青条带状块状531 48 m 1 301 4521 62 CPS 6 2 中黑沥青条带状块状581 34 m 1 291 4613 13 CP S 2 显微煤岩特征 本区煤的宏观煤岩特征如下 2 煤组以暗淡型煤为主 半暗型煤次之 3 4 5 煤组主要宏观煤岩组分为暗煤 亮煤 及少量丝炭及镜煤 以暗煤半 亮型煤为主 6 煤组宏观煤岩组份为暗煤丝炭 夹亮煤 镜煤 6 煤组以半暗 型煤为主 暗淡型煤次之 2 煤组的丝炭含量 4 煤组的亮煤含量相对较其它煤 组偏高 煤的显微煤 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 16 岩组分及反射率平均值 表 5 2 煤岩组分含量 去矿物基 煤岩组分含量 含矿物基 煤层 名称 镜质 组 半镜 质组 惰质 组 壳质 组 镜质 组 半镜 质组 惰质 组 壳质 组 矿物 反 射 率 Ro max 2 1 中38 97 352 81 137 57 051 11 13 40 436 2 2 上40 83 755 20 536 03 550 40 49 80 401 2 2 中48 94 046 40 744 63 742 40 68 70 490 3 162 93 832 60 859 73 630 90 85 20 461 4 174 22 621 61 765 02 319 51 411 90 445 4 1 下61 97 330 00 860 77 229 50 81 80 479 5 162 95 131 01 161 04 930 01 13 20 471 5 246 54 148 60 844 04 045 70 85 70 508 6 1 中51 39 337 91 649 68 936 61 53 40 505 6 2 中57 46 435 11 255 26 133 11 24 50 532 煤的显微煤岩特征 各煤层有机组分以镜质组和惰质组为主 两者之和一般在 90 以上 半镜质组在 10 以下 壳质组分含量甚少 一般在 1 左右 2 1 中 2 2 上 5 2 煤层惰质组含量高于镜质组含量 3 1 4 1 5 1 6 1 中 6 2 中煤 层镜质组含量高于惰质组含量 由北向南 各煤层镜质组含量增高 丝质组含 量降低 煤中无机显微组分含量很低 含量一般在 2 12 见表 5 2 主要成 分为粘土矿物 硫化物组 碳酸盐组 氧化物组较少 2 2 煤的化学性质和工艺性能 煤的化学性质和工艺性能 1 1 化学性质 化学性质 水分 水分 Mad 本区各煤层的原煤水分一般由上而下有所降低 2 2 上煤 层最高 在 9 左右 6 2 煤层最低 在 6 左右 其它煤层在此数值之间的波 动 表 5 4 本区主要煤层的全水分在 8 90 15 40 之间 灰分 灰分 Ad 本区原煤灰分特点是 2 煤组层最高 均大于 10 其它煤 层均小于 10 其它由此可以看出 本区煤以低灰分煤为主 含少量低中灰分 煤及特低灰分煤 表 5 4 下面就全区主要可采煤层灰分变化情况进行分析 3 1 煤层 煤层灰分最高值为 19 05 BK10 孔 最低值为 3 65 205 孔 平均为 7 69 以低灰煤为主 含特低灰煤及低中灰煤 其变化规律是 南部为特低灰区 中部发育一个近园形的区域为低中灰煤区 其它大部分地区 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 17 为低灰煤区 图 5 1 140001450015000155001600016500170001750018000185001900019500 70500 71000 71500 72000 72500 73000 73500 74000 74500 75000 75500 101 103 105 201 202 203 205 301 302 303 401 402 403 405 501 502 503602 603 607 701 702 703 801 802 803 805 901 902 903 1003 3910 3911 4710 4711 BK1 BK2 BK4 BK5 BK6BK7 BK8 BK10 BK11 BK12 BK13 BK15 BK16 BK17 BK18 BK19 BK20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 5 5 10 15 图 5 1 3 1 煤原煤灰 分分布示意图 4 1 煤层 灰分的最高值为 26 36 BK16 孔 最低值为 3 86 BK8 孔 平均为 7 52 以低灰煤为主 含特低灰煤及低中灰煤 其分布特点为 全矿 区以低灰煤为主 分布于矿区的中部及西北部 低中灰煤分布于南部 西部及 东北部一角 极少量的中灰分煤 图中黄色区域 分布于低中灰煤之中 表 5 2 140001450015000155001600016500170001750018000185001900019500 70500 71000 71500 72000 72500 73000 73500 74000 74500 75000 75500 101 103 105 201 202 203 205 301 302 303 401 402 403 405 501 502 503 602 603 607 701 702 703 801 802 803 805 901 902 903 1003 3910 3911 4710 4711 BK1 BK2 BK4 BK5 BK6BK7 BK8 BK10 BK11 BK12 BK13 BK15 BK16 BK17 BK18 BK19 BK20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 5 10 15 20 26 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 18 图 5 2 4 1 煤原煤灰分分布 示意图 5 1 煤层 区内最大值为 17 32 BK10 孔 最小值为 3 20 201 孔 平均 6 45 其分布特点见图 5 3 总体来看是以低灰煤为主 特低灰煤次之 只有少量的低中灰分煤 特点是南北各有两块特低灰分区 中部与东西部以低 灰煤为主 且面积较大 140001450015000155001600016500170001750018000185001900019500 70500 71000 71500 72000 72500 73000 73500 74000 74500 75000 75500 101 103 105 201 202 203 205 301 302 303 401 402 403 405 501 502 503 602 603 607 701 702 703 801 802 803 805 901 902 903 1003 3910 3911 4710 4711 BK1 BK2 BK4 BK5 BK6BK7 BK8 BK10 BK11 BK12 BK13 BK15 BK16 BK17 BK18 BK19 BK20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 5 10 图 5 3 5 1 煤原煤灰分分布 示意图 140001450015000155001600016500170001750018000185001900019500 70500 71000 71500 72000 72500 73000 73500 74000 74500 75000 75500 101 103 105 201 202 203 205 301 302 303 401 402 403 405 501 502 503 602 603 607 701 702 703 801 802 803 805 901 902 903 1003 3910 3911 4710 4711 BK1 BK2 BK4 BK5 BK6BK7 BK8 BK10 BK11 BK12 BK13 BK15 BK16 BK17 BK18 BK19 BK20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 5 10 20 图 5 4 6 2 中煤原煤灰分分 布示意图 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 19 6 2 中煤层 矿区最高值为 26 76 BK4 孔 最低值为 3 01 BK16 孔 其分布特征为 全矿区以低灰煤为主 少量的特低灰 低中灰及中灰煤零星 分布 图 5 4 煤灰的成分分析煤灰的成分分析 本区煤的煤灰成分以 SiO2为主 Al2O3次之 表明本区 煤灰的矿物成分以粘土矿物为主 表 5 3 煤层灰 成分分析结果表 表 5 3 煤灰成分 平均值 煤层 名称SiO2 Al2O3Fe2O3 CaOMgOTiO2SO3 2 1 中 33 8819 199 4614 332 050 5812 42 2 2 上 50 2821 584 608 891 690 875 57 2 2 中 53 6718 476 737 981 320 985 26 3 138 3112 0812 8117 161 360 6810 60 3 1 下 45 5017 4716 506 393 080 855 24 4 152 0015 207 5910 551 200 705 68 4 1 下 52 5516 116 7410 291 220 835 59 5 150 2915 2911 2710 341 070 755 55 5 260 9219 184 765 140 680 973 15 6 1 中 59 8417 154 067 020 940 814 99 6 2 中 46 5115 716 8416 841 430 636 20 挥发分 挥发分 Vdaf 矿区各煤层的精煤挥发分一般在 37 以下 详见表 5 4 4 1 煤的 挥发分最高 为 36 75 6 2 中煤最低 为 32 47 其它煤层在 33 36 之间 属中高挥 发分煤 煤层的挥发分基本规律是由浅向深有减小的趋势 同时也与煤的镜质组含量有明 显的正相关性 煤的元素分析煤的元素分析 煤中的主要元素包括碳 氢 氮和氧 本区各煤层的碳 Cdaf 含量在 80 左右 氢 Hdaf 低于 5 氮 Ndaf 在 1 左右 氧 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 20 Odaf 在 16 以下 表 5 5 各煤层工业分析结果统计表 表 5 4 原煤水分 Mad 原煤灰分 Ad 精煤挥发分 Vdaf 煤层 名称 最大 值 平均 值 最小 值 最大 值 平均 值 最小 值 最大 值 平均 值 最小 值 2 1 中11 288 644 1925 8811 716 4348 9736 0030 89 2 2 上12 489 004 4522 5710 465 7939 4732 8930 17 2 2 中11 018 893 7014 8510 156 0638 5634 3329 46 3 111 676 832 1819 057 373 6538 8534 8231 56 3 1 下6 396 396 3818 9011 814 7140 3737 7335 09 4 111 317 782 8526 379 148 9740 0836 6729 00 4 1 下10 337 854 2510 726 873 8438 4735 4532 81 5 111 326 362 5617 326 293 2038 6334 7231 73 5 211 267 003 7016 308 463 8538 2133 3231 79 6 1 中10 497 203 3016 287 553 2239 8834 3730 85 6 2 中11 595 972 7626 768 123 0136 5532 8229 25 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 21 各煤层主要元素含量 统计表 表 5 5 有害元素有害元素 煤中有害元素包括硫 磷 氯 砷及氟等 本区煤中全硫 St d 含量 2 1 中煤最高 变化幅度最大 最高达 2 33 最低为 0 29 平均 1 06 从特低硫煤到中高硫煤均有分布 总的来看属低 中硫煤 2 2 上 4 1 下 5 2 6 1 中和 6 2 中煤层全硫含量最大值均小于 1 00 全煤层均属低硫煤及特低硫煤 3 1 煤的全硫含量最大值均小于 2 大于 1 5 最小值均小于 0 5 属特低 低 低中及中硫分煤 4 1 5 1 煤属于特 低 低及低中硫分煤 表 5 6 从各煤层磷含量的平均值来看 2 2 上 2 2 中 3 1 4 1 5 1 5 2 煤层 属特低磷煤 其它煤层属低磷煤 本区煤中氯含量最大值均小于等于 0 050 属特低氯煤 碳 Cdaf 氢 Hdaf 氮 Ndaf 氧 Odaf 煤层 名称 最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小 2 1 中 80 5 4 79 2 5 77 2 8 5 634 964 37 14 9 4 14 1 2 11 1 5 2 2 上 81 2 4 80 3 1 79 3 7 4 554 434 42 15 0 2 14 0 2 11 0 1 2 2 中 80 3 5 79 6 6 79 2 7 4 804 634 34 14 6 4 14 3 4 13 6 9 3 1 81 6 7 80 3 7 78 8 6 5 244 714 2610 970 92 15 0 2 13 5 0 12 4 4 4 1 80 9 1 79 9 4 78 9 5 5 144 894 741 050 970 88 14 8 2 14 7 8 12 8 2 4 1 下 81 2 1 79 7 6 78 3 6 4 744 684 58 15 4 7 14 2 2 12 9 6 5 1 81 0 2 80 5 7 79 4 7 5 254 814 501 121 040 98 14 4 4 13 7 9 12 6 1 5 2 81 5 7 80 8 5 80 1 1 4 754 514 30 13 3 3 13 3 6 12 6 7 6 1 中 81 0 9 80 5 7 79 6 7 4 954 644 631 121 060 99 14 6 7 13 4 5 12 5 1 6 2 中 82 3 7 81 5 1 80 3 7 4 554 594 371 130 990 90 13 5 6 12 5 5 11 1 4 寸草塔二矿矿井设计任务书 毕业设计 22 各煤层有害元素含量统计表 表 5 6 本区煤的砷含量平均来看 2 2 上煤层最大 为 6 2PPM 为二级含砷煤 其它煤层均小于 4PPM 属一级含砷煤 微量元素微量元素 在勘探阶段 对本区煤的微量元素做过测试 锗 镓 钒等均 含量较低 未达到工业品位 本次补勘又在部分样品中测试了煤中的微量元素 结果还是含量低 未达到工业品位 2 2 工艺性能 工艺性能 煤的粘结性与结焦性能煤的粘结性与结焦性能 本区煤的粘结指数 GRI 为 0 胶质层 y 值为 0 表明本区煤不具粘结性与结焦性能 煤的发热量煤的发热量 本区煤的低位干基发热量最高为 30 27MJ kg 5 1 煤 最低 全硫 St d 磷 Pd 砷 As d PPM氯 Cl d 煤层 名称 最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小 2 1 中 2 331 060 29 0 04 4 0 02 2 0 00 3 3 31 70 6 0 00 7 0 00 5 0 00 3 2 2 上 0 820 320 19 0 00 3 0 00 3 0 00 3 12 36 20 1 0 00 0 0 00 7 0 01 3 2 2 中 1 670 460 24 0 00 8 0 00 4 0 00 2 1 00 50 0 0 02 0 0 01 3 0 00 9 3 11 870 600 22 0 01 0 0 00 4 0 00 0 2 41 10 0 0 03 0 0 01 1 0 00 0 3 1 下 1 601 050 50 4 11 680 470 16 0 02 2 0 00 9 0 00 2 5 81 90 0 0 05 0 0 01 8 0 00 0 4 1 下 0 650 4