采矿工程毕业设计（论文）-木城涧矿1.5 Mta新井设计.doc

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名 学 号 0 01 10 05 50 00 07 77 7 学 院 矿矿 业业 工工 程程 学学 院院 专 业 采采 矿矿 工工 程程 论文题目 木城涧矿木城涧矿 1 51 5 Mt aMt a 新井设计新井设计 专 题 回回采采巷巷道道复复合合顶顶板板破破坏坏机机理理与与支支护护技技术术 指导教师 职 称 教教 授授 20092009 年 6 6 月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 学院 矿业工程学院矿业工程学院 专业年级 采矿工程采矿工程 0505 级级 学生姓名 吕长国吕长国 任任务务下下达达日日期期 年年 月月 日日 毕业论文日期 毕业论文日期 年年 月月 日至日至 年年 月月 日日 毕业论文题目 毕业论文题目 木城涧矿木城涧矿 1 51 5 Mt aMt 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 回回采采巷巷道道复复合合顶顶板板破破坏坏机机理理与与支支护护技技术术 毕业论文主要内容和要求 毕业论文主要内容和要求 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 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 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 摘摘 要要 本设计包括三个部分 一般设计部分 专题设计部分和翻译部分 一般部分为木城涧矿 1 5 Mt a 的新井设计 木城涧煤矿位于北京市市门头沟 区境内 交通十分便利 井田走向 东西 长平均约 8 70 km 倾向 南北 长 平均约 3 53 km 井田水平面积为 30 7 km2 主采煤层一层 即二槽煤层 平均倾 角 13 4 厚约 3 38 m 井田工业储量为 136 58 Mt 可采储量 106 76 Mt 矿井服 务年限为 54 75 a 井田地质条件简单 表土层平均厚度 15 m 矿井正常涌水量 为 100 m3 h 最大涌水量为 200 m3 h 煤层硬度系数 f 2 3 煤质牌号为无烟煤 矿井相对瓦斯涌出量为 2 73 m3 min 属低瓦斯矿井 煤层无自然发火倾向 为 类不易自燃煤层 煤尘无爆炸危险 矿井采用双平硐两水平开拓 采煤方法为走向长壁采煤法 大巷采用带式输 送机运煤 辅助运输采用 1 t 固定箱式矿车 设计首采区采用采区准备方式 工作面长度 195 m 采用一次采全高采煤法 全部跨落法处理采空区 矿井采用 三八 制作业 两班半生产 半班检修 日 进 7 个循环 循环进尺 0 6 m 日产量 4466 89 t 矿井采用两翼对角式通风 通风容易时期矿井总需风量 3324 m3 min 矿井 通风总阻力 856 2 Pa 风阻 0 321 N s2 m8 等积孔 2 10 m2 矿井通风容易 矿井 通风困难时期矿井总风量 3324 m3 min 矿井通风总阻力 1224 Pa 风阻 0 459 N s2 m8 等积孔 1 76 m2 矿井通风中等困难 设计矿井的吨煤成本 120 元 t 专题部分题目是回采巷道复合顶板破坏机理与支护技术 翻译部分是一篇关于采矿活动容易诱发矿震的论文 英文原文题目为 Triggering of Seismicity Remote from Active Mining Excavations 关键词 关键词 平硐 上下山开采 采区 倾斜长壁采煤法 两翼对角式 ABSTRACT This design can be divided into three sections general design monographic study and translation of an academic paper The general design is about a 1 5 Mt a new underground mine design of Mu Chengjian coal mine Mu Chengjian coal mine lies in Mentougou Beijing the traffic is very convenient It s about 8 70 km on the strike and 3 53 km on the dip with the 30 7 km2 total horizontal area The minable coal seam of this mine is only 2 with an average thickness of 3 38 m and an average dip of 13 4 The proved reserves of this coal mine are 136 58 Mt and the minable reserves are 106 76 Mt with a mine life of 54 75 a The geological condition of the mine is relatively simple The normal mine inflow is 100 m3 h and the maximum mine inflow is 200 m3 h It is anthracite coal spontaneous combustion tendency and it s a coal that has no dust explosion This mine adopts opening up by adits with two mining level The adopted coal winning method is longwall mining to the dip or to the rise Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource and mine car to be assistant transport Designed first mining district makes use of the method of preparation in mining area the length of working face is 195 m which uses fully mechanized coal mining technology and fully caving method to deal with goaf The working system is three eight with two and half teams mining and the other overhauling Every mining team makes three working cycle with seven working cycle everyday Advance of working cycle is 0 6 m and quantity of 4466 89 ton coal is makedeveryday The mine makes use of diagonal ventilation method At the easy time of mine ventilation the total air quantity is 3324 m3 per minute the total mine ventilation resistance is 856 2 Pa the coefficient of resistance is 0 321 N s2 m8 equivalent orifice is 2 10 m2 At the difficult time of mine ventilation the total air quantity is about 3324 m3 per minute the total mine ventilation resistance is 1224 Pa the coefficient of resistance is 0 459 N s2 m8 equivalent orifice is 1 76 m2 The cost of the designed mine is 120 yuan per ton The monographic study is deformation and failure mechanism and roof timbering technique study on roadway of composite roof The translated academic paper is about implications for stress measurement programs and numerical stability analysis of faults in mines Its title is that Triggering of Seismicity Remote from Active Mining Excavations Keywords opening up by adits up dip and down dip minging strip district longwall mining to the dip or to the rise diagonal ventilation 目目 录录 一般部分一般部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 3 1 1 矿区概述 3 1 2 井田地质特征 3 1 3 煤层特征 3 2 井田境界和储量井田境界和储量 3 2 1 井田境界 3 2 2 矿井工业储量 3 2 3 矿井可采储量 3 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 3 3 1 矿井工作制度 3 3 2 矿井设计生产能力 3 4 井田开拓井田开拓 3 4 1 井田开拓基本问题 3 4 2 矿井基本巷道 3 5 准备方式准备方式 采区巷道布置采区巷道布置 3 5 1 煤层的地质特征 3 5 2 采区巷道布置及生产系统 3 5 3 采区车场选型设计 3 6 采煤方法采煤方法 3 6 1 采煤工艺方式 3 6 2 回采巷道布置 3 7 井下运输井下运输 3 7 1 概述 3 7 2 采区运输设备选择 3 7 3 大巷运输设备选择 3 8 矿井提升矿井提升 3 8 1 概述 3 8 2 主 副井提升 3 9 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术 3 9 1 矿井通风系统选择 3 9 2 矿井风量计算 3 9 3 全矿通风阻力计算 3 9 4 通风机选型 3 9 5 防止特殊灾害的安全措施 3 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 3 专题部分专题部分 回采巷道复合顶板破坏机理与支护技术回采巷道复合顶板破坏机理与支护技术 3 1 引言 3 2 复合顶板巷道变形破坏机理 3 3 复合顶板巷道控制理论 3 4 复合顶板巷道控制技术 3 5 主要结论 3 参参 考考 文文 献献 3 翻译部分翻译部分 英文原文英文原文 3 中文译文中文译文 3 致致 谢谢 3 一 般 部 分 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1 1 矿区概述 1 1 1 井田位置井田位置 木城涧井田的开采所有权属于北京昊华能源股份有限公司 由中华人民共和 国国土资源部授予采矿许可 采矿许可证 木城涧煤矿位于北京西部山区 行政上隶属于北京市门头沟区大台地区 办 公中心设在门头沟区木城涧 矿区地跨房山 门头沟两个区 开采中生代侏罗纪和古生代石炭二叠纪两个 纪的煤层 为双纪井田 中北部为侏罗纪井田 南部为石炭二叠纪井田 木城涧 坑过去主采石炭二叠纪煤 由于市场变化 现转产侏罗纪煤 1 1 2 交通交通 矿区交通便利 铁路公路运输均很发达 千军台坑 木城涧 门头沟公路全 长 45 km 现有 929 路公共汽车由苹果园 河滩直达木城涧煤矿 木城涧 门头 沟 永定门铁路全长 61 km 铁路在落柏岭与丰沙线相交 木城涧矿交通位置如图 1 1 所示 图 1 1 木城涧矿交通位置图 唐山 秦皇岛 天津 廊坊 保定 北京 木城涧矿 北 京 市 河 北 省 河 北 省 天 津 市 渤海 铁 路 行政界线 主要公路 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 2 页 1 1 3 地形与地貌地形与地貌 北京位于华北平原的北部 木城涧煤矿位于北京西郊山区 属太行山余脉 地形复杂 矿区呈狭长条带状 属高 中山地形 山势陡峻 地势高差悬殊 总 地形趋势为西高东低 三面环山 南部玄武岩山峦起伏 中部大寒岭突兀 北部 煤窝区则是侵蚀山形低洼地带 井田中部岭峰海拔在 1000 m 以上 井田西部茶 棚岭火村山峰最高 海拔标高为 1612 m 地表多为灌木类植被 岩体出露良好 全区地质现象十分丰富 有向斜 背斜 有抬升 陷落 有断层 褶皱等等 1 1 4 水文情况水文情况 本区属中高山区 地势陡峻 高差悬殊 植被覆盖面积较少 岩石大部裸露 有利于大气降水的排泄 历史最高洪水位 298 3 m 区域内以百草畔 百花山 老龙窝 大北台 山柳滩 桃树洼 铁驼山 潭 柘寺为分水岭 南部属大石河水系 北部属永定河水系 大石河水系 发源于百花山的巧峪 流经长操 佛子庄 河北等地 注入大 清河至天津汇入海河 据历史资料记载 洪峰流量 70 5500 m3 s 井田内茶棚岭 区之南部属此水系 永定河水系 本区大部属此水系 井田内发育两条河流 北 部为清水河 南部为清水涧河 本区北部有清水河 其支流均为间歇河 清水河发源于洪水口 流经清水 军响 青白口注入永定河 全长 46 km 平均流量 0 6 m3 s 洪峰流量 6 5 1840 m3 s 现河流流量受上游斋堂水库控制 井田内以大寒岭为分水岭 煤窝区及 茶棚岭北部汇入清水河 区内南部有清水涧河 清水涧河发源于大寒岭 流经千军台村 玉皇庙 大 台 清水涧汇入永定河 全长 17 km 该河因采动影响 河水多渗入井下 现为 一间歇河流 平时干枯 只有雨季才有河水流动 洪峰流量 96 1850 m3 s 此河 在矿区东部支沟北有千军台北港沟 鳌鱼沟 汪老庙沟 曹家铺沟等 南有黑阴 沟 千军台南港沟 草场沟 庄户沟等 矿区供水水源来自永定河 日供水量 4650 5200 t d 1 1 5 气候气象条件气候气象条件 矿区属于暖温带半湿润 半干旱季风型大陆性气候 气候特点是冬寒晴燥 春旱多风 夏热多雨 秋高气爽 夏季气温最高可达 42 5 历年六七月份平均 气温 22 9 28 4 冬季受西伯利亚寒流的影响 历年最低气温 18 20 8 12 月至 1 月平均气温为 4 据矿观测站 1998 2007 年资料 本区 1998 2007 年间平均降水 520 1 mm 历史上最大降水量为 1438 8 mm 1956 年 降雨量集中在七 八月份 七月最 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 3 页 大降雨量 396 7 mm 1998 年 历史最大蒸发量为 1959 26 mm 1962 年 最小 蒸发量为 1329 6 mm 6 8 月份风向多为东南风 冬季多为西北风 最大风速可 达 19 m s 一般为 1 3 3 2 m s 地表从 11 月中旬开始冻结 至次年 5 月上旬全 部解冻 据 1958 年资料 冻结深度 1 56 m 1 1 6 自然地震自然地震 北京位于华北平原的北部 处于华北主要地震区阴山 燕山地震带的中段 对于北京而言 威胁最大的是市域内分布的顺义 前门 良乡 南苑 通县 黄 庄 高丽营 来广营 平房 南口 孙河 小汤山 东北旺等主要断裂带 带长 大多在 10 km 20 km 左右 据中国科学院地球物理研究所提供的资料 京西地区最大地震强度为七级 1 1 7 矿井井田内小煤矿情况矿井井田内小煤矿情况 本井田范围内的小煤窑众多 可谓星罗棋布 小煤窑多为平硐开采 个别有 下山 井田内小煤窑除少数乡镇煤窑外 其它均按国家下达的规定予以关闭 井 田内的小煤窑长期胡挖乱采 破坏煤炭资源 给煤矿的安全生产埋下极大隐患 据 1998 年 12 月调查结果 在侏罗纪井田范围内共查出生产或暂停的乡镇小 煤窑 159 个 其中生产煤窑 127 个 暂停煤窑 32 个 报废及古窑数量不清 经 过市政府 3 年工作 到目前为止已经全部关闭 1 1 8 经济概况经济概况 木城涧煤矿坐落于北京西郊的门头沟区 该区常住人口 24 万 全区 9 个镇 117 个村 其中 98 5 都是山区 林木覆盖率达到 79 2 境内的主要河流是永 定河及其支流清水河 属于海河水系 全区经济工作坚持以 四区 建设为重点 积极培育新的经济增长点 国民 经济保持了持续稳步发展 特色林牧区建设成绩显著 治理京津风沙源等生态环境 退耕还林和荒山造 林 实施水利富民综合开发工程 改善灌溉 调整农业产业结构 建设标准化果 品基地 恢复培育了一批名 特 优 新品种 建成一批设施农业 观光农业和 农产品加工企业 发展养殖小区 农业服务体系逐步完善 农民进入市场的组织 化程度不断提高 生态旅游区建设蓬勃兴旺 完善旅游基础设施 举办特色旅游活动 开发 农家乐 等休闲产业 使越来越多的农民走上了旅游致富路 新型建材区建设快速发展 以煤矸石 优质石材等为主的新型建材产业初具 规模 加大传统建材产业技改力度 花岗岩 叶腊石 琉璃制品等传统建材生产 规模进一步扩大 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 4 页 木城涧煤矿木坑坑口 35 KV 变电站有两回路电源 一路来自大台变电站 LGJ 120 架空线路 线路长 5 1 km 另一路来自千坑变电站 LGJ 120 架空线路 线路长 8 1 km 1 电源线路供电能力 685 74 万 t a 2 变压器供电能力 148 5 万 t a 3 矿井供电系统能力 148 5 万 t a 木城涧煤矿千军台坑地面设 35 KV 变电所一座 两回路电源引自一路为木城 涧 千军台 一路大安山 千军台 两回电源线路均为 LGJ 120 架空线路 大安山 千军台线路长 7 8km 木城涧 千军台线路长 8 1 km 1 电源线路供电能力 444 万 t a 2 变压器供电能力 77 万 t a 3 矿井供电系统能力 77 万 t a 1 1 9 其它有益矿产其它有益矿产 1 石灰岩 奥陶纪石灰岩可用于烧制石灰及制造水泥 奥陶纪底部较纯的石灰岩可以作 为尼龙原料 石灰岩同时也是很好的建筑材料 2 石英砂岩 二叠系红庙岭组的粉红色 肉红色石英砂岩是很好的建筑材料 3 玄武岩 绿色 紫色的南大岭组玄武岩可用做建筑材料 并可以抽玻璃丝制作玻璃钢 4 叶腊石 赋存于二叠系红庙岭组 可作为工业用料 5 其它矿产 据市地质局调查 侏罗系窑坡组下段 有一层位的粉砂岩及泥质岩 真厚约 5 m 左右且比较稳定 该层以极其发育的水平层理为特征 纹层厚约 5 mm 风化 后更为明显 经破碎后可作为烧制一种轻型建筑材料 陶粒的原料 也可作为 填加剂辅料 1 2 井田地质特征 1 2 1 井田的地形 井田的勘探程度井田的地形 井田的勘探程度 解放初期 北京矿务局地勘队即在本区开始了地质勘探工作 之后三十余年 提交了多份分区地质勘探报告 历年井田内各勘探区最后勘探成果 分述如下 1 大安山元港井田精查地质报告 东区 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 5 页 1965 年 6 月提交 于同年经 煤炭部 65 煤发 185 号文 批准 其中该报 告西起茶棚岭平推正断层 东到西老虎洞沟 与千军台井田 煤窝勘探区相接 南起玄武岩之顶界面 北止于 96 48 4 钻孔之连线 面积约 7 km2的部分 划归本井田 本报告称为茶棚岭区 其老虎洞正断层以北部分 原勘探程度相当于普查找煤 经补勘于 1981 年 8 月 在该 4 1 km2面积内提交了茶棚岭普查勘探地质报告 该报告于 1982 年 5 月 经 北京矿务局 1982 京煤局地字 415 号文 批准 该区内原有钻孔 12 个 工程量 5862 06 m 1979 1980 年又施工钻孔 12 个 8331 12 m 共计使用钻 孔 24 个 工程量 14193 18 m 对十六 十五 十四 十槽等四层煤计算了储量 获得储量 2644 6 万 t 其中 C 级 587 6 万 t D 级量 2057 万 t 老虎洞正断层以南面积 1 6 km2部分 原勘探程度相当于详终 该报告对 十六 十五 十四 十三 十二 十 八 七 五 三 二 一槽等十二层煤计 算了储量 共获得储量 2756 2 万 t 在编制茶棚岭普查报告时 对该报告的十六 十五 十四 十槽等四层煤进行了改算 详见茶棚岭普查报告之编后语 再加 上其它未改算煤层之储量 总储量为 2806 万 t 其中 B 级 1167 1 万 t C 级 1585 6 万 t D 级 53 3 万 t 2 千军台井田精查勘探地质报告 1965 年提交 1966 年 1 月经 北京矿务局 66 京地审字第 2 号文 批准 东以草场沟平移断层与大台煤矿井田为界 西与元港井田之东区 即茶棚岭区 毗邻 南起玄武岩顶界面 北止于北港沟逆断层 东西长 6600 m 南北宽 1000 1300 m 面积约 7 5 km2 木城涧煤矿在生产过程中施工钻孔 51 个 工程量 7178 m 地勘队先后施工 钻孔 38 个 工程量 14963 m 其中 4 个钻孔作了简易抽 注 水试验 另做窑探 80 个 并对井 泉 沟谷等进行了长期的水文观测和雨季洪水的观测 观测点 24 个 对二 三 五 六 七 八 十 十一 十二 十四 十五槽等十三层 煤进行了储量计算 获得储量 9302 万 t 3 大寒岭详查 最终 地质报告 1976 年 11 月提交 1977 年 5 月经 北京矿务局京煤字 1977 第 180 号文 批准 东以汪洛庙沟之东 250 m 与曹家铺普找区为界 西邻茶棚岭普查勘探区 南以千军台井田之北港沟逆断层为界 北止于煤窝勘探区之盲沟正断层 黑风口 逆断层之下盘 东西长 3400 m 南北宽约 600 m 面积 2 km2 元港精查 煤窝详 普 查 曾在本区布置 10 个控制钻孔 工程量 6254 46 m 详查勘探施工钻孔 13 个 进尺 9009 10 m 详终报告共利用钻孔 23 个 工程 量 15263 56 m 对十四 十二 十 五 三 二等六层煤进行了储量计算 共获 得储量 1889 41 万 t 其中 B 级 638 90 万 t B 级 608 94 万 t D 级 641 57 万 t 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 6 页 4 曹家铺普查找煤地质报告 1978 年 8 月提交 1981 年 2 月经 北京矿务局 1981 煤局地字 130 号 文批准 东以草场沟平推断层为界 西邻大寒岭及煤窝详终勘探区 南起千军台 精查区之北界 北止于 75 110 钻孔之连线 东西长 3500 m 南北宽约 2000 m 面积约 7 5 km2 区内及边界外围有老孔 10 个 工程量 5328 26 m 1976 1978 年地勘队又施 工钻孔 13 个 进尺 9933 07 m 该报告共得用钻孔 23 个 工程量 15261 33 m 因煤层赋存较深 获得的见煤点少 仅计算了十二槽储量 获得储量 3716 万 t 其中 C 级 311 万 t D 级 3405 万 t 5 煤窝详查最终地质报告 1985 年 7 月提交 1987 年 2 月经北京市储委 京矿管决字 1987 001 号文 批准 东与曹家铺普查找煤区相接 西临茶棚岭勘探区 南起盲沟正断层 与大 寒岭勘探区毗邻 北止于 76 185 65 155 135 等钻孔之连线 底界为八 槽煤层底板 平均东西长 3200 m 南北宽 2500 m 面积约 8 km2 区内及边界外围有千军台精查 元港精查 煤窝详 普 查 大寒岭详终等 地质报告的老孔 37 个 工程量 26037 06 m 煤窝详终勘探施工钻孔 53 个 进尺 46102 11 m 本报告共利用钻孔 95 个 包括 8 个外围孔 工程量 72139 17 m 计算了十五 十四 十二 十 八槽等五层煤的储量 获得储量 11251 万 t 其 中 B 级 1072 万 t C 级 4513 万 t D 级 5666 万 t 另对六 五 三 二槽等四 层深部煤层作为平衡表外储量亦进行了储量计算 以供参考使用 表外储量 3296 万 t 其中 C 级 135 万 t D 级 3161 万 t 6 北京矿务局木城涧煤矿千军台地区煤田勘探及矿井地质报告资料汇编 根据北京矿务局 1987 年 3 月 19 日下达的千军台地区综合地质报告编制工作 纪要 认为千军台地区是木城涧煤矿经济效益较好 具有发展潜力的地区 早已 引起矿方重视 但五个区的勘探程度有差异 地质资料零散 加之千军台坑的矿 井地质报告尚未编制 十分不利于生产 所以要求将这些零散的勘探报告资料汇 编成一套完整的地质资料 以供生产建设使用 自 1987 年 3 月开始至 1988 年 8 月完成 北京矿务局木城涧煤矿千军台地 区煤田勘探及矿井地质报告资料汇编 经 北京矿务局 1989 京煤局地字第 103 号文 批准 平衡表内总储量 24699 7 万 t 其中 A 级 310 1 万 t B 级量 2574 8 万 t C 级 8983 2 万 t D 级 12831 6 万 t 另有平衡表外储量 4413 3 万 t 该汇编报告范围包括了以上各勘探区 共利用侏罗纪钻孔 310 个 工程量 143031 12 m 其中地勘队施工钻孔 188 个 126711 07 m 矿施工钻孔 122 个 16320 05 m 另外还利用矿侏罗纪井田石门资料 21 条 16000 m 7 木城涧煤矿 侏罗纪矿井地质报告 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 7 页 1998 年之前 木城涧煤矿一直以 北京矿务局木城涧煤矿千军台地区煤田勘 探及矿井地质报告资料汇编 以下简称 汇编 作为主要的侏罗纪矿井地质资 料 虽然该 汇编 首次将木矿侏罗井田各勘探区的地质报告有机地集为一体 形成了全井田完整的地质资料 为侏罗纪井田矿井地质工作的奠定了良好的基础 但客观上也存在一些不足之处 加之该 汇编 提交已八年 为使矿井地质工作 更好地配合生产 指导生产 并为矿井长远规划提供依据 1998 年 1999 年重 新编制了 侏罗纪矿井地质报告 1 2 2 井田煤系地层井田煤系地层 侏罗纪地层出露良好 南部普遍出露南大岭组 窑坡组及九龙山组 北部 则大片裸露龙门组及九龙山组 含煤地层仅出露窑坡组上部地层 井田内地层自 下而上简述如下 1 侏罗系下统南大岭组 J1n 出露于井田南部 构成煤系地层之基底 岩性为灰绿 褐绿色玄武岩 具杏仁状构造 充填物多为石英及方解石 岩石坚 硬 厚度不等 一般约 200 米左右 2 侏罗系中下统窑坡组 J1 2y 为侏罗纪主要含煤地层 主要出露于井田 南部 北部仅在大寒岭背斜轴部出露上部地层 由各粒级的砂岩 粉砂岩 泥质 岩 变质岩及煤层 煤线组成 煤窝勘探区内局部含砾石层及玢岩侵入体 岩层 由南向北泥质含量逐渐增多 沉积厚度具有由南向北逐渐变厚的趋势 全组厚度 200 900 m 平均厚 500 m 岩相变化大 旋回结构复杂 含可对比煤层 3 层 大 部或局部可采煤层 1 层 其下以硬绿石角岩与下伏南大岭组玄武岩呈不整合或假 整合接触 详见侏罗系窑坡组含煤地层综合柱状图 1 窑坡组下段 J1 2y1 平均厚度 360 m 依岩性可分为上下两部分 下部 由 J1n顶至 K1底 厚约 45 m 由硬绿泥石角岩 变质岩 层凝灰岩 凝灰质砂岩 粉砂岩 二槽可采煤层记在本段 上部 自 K1底至 Ks 底 厚 310 m 由各粒级砂岩 粉砂岩 泥质岩及煤层 煤线组成 本段一般可见 K1 K2 K3 K4 K5 K6等六个砂岩带 砂岩带一般 为灰白或浅灰色 中粗粒砂岩 层位靠下则颜色变深 致密 坚硬 敲击声脆 多穿插石英脉 含多层不稳定煤线 2 窑坡组上段 J1 2y2 自 Ks 底至龙门组底 本段地层厚度变化甚大 由南 而北 由西而东逐渐变厚 一般厚度约 100 m 煤窝北部一带上段偏厚 主要是 因为构造挤压 造成含煤地层塑性流动及地层倒转所致 本段由长石砂岩 长石 粘土 砂岩 钙质杂砂岩 菱铁质杂砂岩 钙泥岩 粉砂岩及煤层 煤线组成 富含菱铁质结核及凝灰质 局部夹砂岩透镜体 包括 Ks 标志层及十四 十五槽煤 旋回结构不明显 层理不清或为条带状 缓波状层 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 8 页 理 岩相多为湖泊相 沼泽相及泥炭沼泽相 以粒级小 颜色深 旋回不清且含 多层不稳定煤线为特征 3 侏罗系中统龙门组 J2L 出露于井田东 南 西部 以底砾岩 不整 合或假整合于窑坡组之上 厚度 41 150 m 平均 100 m 本组由砾岩 砂岩 粉 砂岩及少量薄煤线组成 并含凝灰质及菱铁质结核 砾岩一般分三个层组 砾石 以燧石为主 石英及砂砾次之 含砂岩 凝灰岩 燧石 火成岩 碳酸盐及炭 泥岩屑 微量火山泥球及火山碎屑 砾径 1 20 cm 一般 3 6 cm 磨圆分选较好 矽质胶质 厚层坚硬 地貌上往往形成陡坎 砂岩以沉积岩屑为主 含大量凝灰 质岩屑 少量石英 石英岩屑 碳酸岩屑及炭泥岩屑 微量火山泥球及火山玻屑 一般为基底 孔隙式胶结 粉砂岩中含菱铁质结核 局部夹煤线 4 侏罗系中统九龙山组 J2J 出露于井田中部 以浅绿色砂岩 或为灰 绿色 凝灰质粉砂岩 与下伏龙门组砾岩呈不整合接触 局部地区九龙山组直接 与窑坡组接触 厚度大于 500 m 下部以厚 3 5 m 浅灰色 浅绿灰色 凝灰质粉砂岩与龙门组深灰色粉砂 岩分界 其上为浅绿色粉砂岩 凝灰质粉砂岩 间夹 5 7 层砾岩或砂砾岩 砾 石成分主要为燧石 次为石英岩 细砂岩及火成岩 含凝灰质及火山岩屑 砾径 1 3 cm 一般小于 2 cm 分选 滚圆较差 以其颜色偏绿 含火成岩砾 砾径小 及胶结物多为凝灰质而与龙门砾岩相区分 中部为绿色 含少量紫色相间互层的凝灰质粉砂岩 一般不含砾 上部多为紫色间夹绿色的凝灰质粉砂岩 侏罗纪含煤地层为窑坡组 假整合或不整合于侏罗系下统南大岭组玄武岩之 上 窑坡组厚 500 m 左右 最大厚度可超过 900 m 沉积物主要为各粒级砂岩 粉砂岩 泥质岩及煤层 局部夹砾岩 凝灰质砂岩等 岩性 岩相变化大 旋回 复杂 木城涧矿地质综合柱状图如图 1 2 所示 1 2 3 井田地质构造井田地质构造 木城涧侏罗纪井田地处京西庙安岭 髫髻山向斜南西段南东翼 该向斜总体 呈北东向延伸 向斜轴迹呈反 S 形 井田整体构造形态与向斜南翼之基本特征 相吻合 构造线大致与地层走向一致 沿 NEE 方向平等展布 区内褶皱 断层 均相当发育 以褶皱为主断层为辅 1 褶皱 1 主要褶皱简述 井田内褶皱构造自南而北主要有 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 9 页 图 1 2 木城涧矿地质综合柱状图 地 层 时 代 界 岩 性 特 征 地 层 厚 度 m 新 生 界 中 生 界 古 生 界 奥 陶 系 O 石 炭 系 C 二 叠 系 P 中 统 J2 中 下 统 J1 2 上 统 P2 本 溪 组 本组为凝灰质砂岩 底部砾岩发育 砾径1 3cm 由粉砂岩 砾岩组成 局部2 4层煤层 K1底 为砾岩 砾石以燧石为主 上段黑色砂岩 钙质泥岩 可采煤层2槽 上 段为不同粒级砂岩组成 底部有凝灰质砂岩 绿紫色玄武岩 粉砂岩 底部有砾岩 粉红色中 粗粒石英砂岩 硅质胶结 底部有 砾岩 底部砾岩 粗砂岩 中部各粒级砂岩 上部为 粉砂岩 以砂岩为主 局部可见1 2层煤线 灰黑色厚层状灰岩 含海像动物化石 系统组 第 四 系 Q4 侏 罗 系 J 下 统 P1 上 统 C3 中 统 O2 马 家 沟 组 太 原 组 山 西 组 红 庙 岭 组 中 统 C2 南 大 岭 组 窑 坡 组 龙 门 组 九 龙 山 组 15 400 1300 850 66 300 150 400 720 570 250 500 375 80 110 107 134 170 157 75 140 117 14 39 25 300 400 350 J1x 综 合 柱 状 以深灰色砂岩为主 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 10 页 千北向斜 U1 为井田南部之主要构造 东出边界进入大台井田 西 止于 14 剖面 区内延伸长度 4600 m 轴向 N60 E 轴面倾向北 枢纽向东倾 伏 东部倾角陡 向西渐缓 14 剖面以东北翼上部地层倒转 其中十二 十四 槽以上平卧 对煤层影响较大 地表清楚 生产控制 可靠 大寒岭南背斜 A1 东起第 4 剖面 西止于 9 剖面 井田内延伸 1600 m 轴向 N48 E 北翼倾角较陡 影响浅层 对可采煤层影响不大 地表标志较 明显 杨北向斜 U6 东起第 4 剖面线 西至 9 剖面线 延展长约 1200 m 轴向 N56 E 南翼倾角 39 北翼 36 5 6 剖面线之间地表有显示 九龙山组 及龙门组呈宽缓起伏 向东西延展多系推断 对煤层影响不大 有 7 个钻孔控制 形态比较可靠 杨北背斜 A6 东起 4 剖面线 西至 9 剖面线 延展长约 1000 m 轴 向 N58 E 南翼平均倾角 33 北翼 34 露头情况同杨北向斜 有 7 个钻孔控制 比较可靠 对煤层影响不大 2 褶皱对煤层赋存的控制 褶皱对煤层赋存的控制主要表现为 决定了煤层的赋存深度 其中 北东东 向褶皱起主导作用 控制着煤层倾角的变化 甚至使煤层倒转 因构造变动引起 煤层流变 导致煤层厚度变化 某些地段的煤厚因流变而大于正常煤厚 3 倍 2 断层 1 断层的形迹特征 相对褶皱的发育程度而言 研究区的断层比较简单 平面延伸长度大于 4000 m 断层有 1 条 断距小于 5 m 的小断层多达百条以上 从空间发育规律来看 深 部断层少 浅部断层多 褶曲核部为断层的多发部位或断层的密集地带 其中延 伸长度大于 700 m 断层走向分为 4 组 平均方位分别为 NW330 NE22 NE45 和 NE61 而在众多较小断层中 除上述 4 组断层外还发育平均走向为 NE10 的一组断层 在成因标志方面 同一断层多兼具拉张 挤压剪切形迹 经历了 2 次或多次 力学性质不同的活动 F1 F2 断层线呈弧形 为后期构造形迹迁就 改造前期构 造形迹的结果 盲沟断层具同沉积性质 断距上小下大 地层厚度上盘大 下盘 小 两盘岩相及聚煤特征有明显差异 2 主要断层简述 盲沟同沉积断层 F3 东起第 4 剖面线 西近 17 剖面线 延伸约 4250 m 走向 N58 E 倾向 NW 倾角 62 最大断距 250 m 中部断距最大 向两端渐消失 构造线穿过 地层多为九龙山组及龙门组 地表标志不清 主要以钻孔资料推定 有 22 个钻 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 11 页 孔控制 断点较明显 盲沟同沉积正断层的性质上争议较大 有人认为是一般正断层 也有人认为 是同沉积坳陷或褶曲构造 本次报告认为是同沉积正断层主要基于以下认识 断 层破碎带明显 但从煤岩层对比看 上部地层无明显的落差 而下部岩层从钻孔 资料看 落差明显 该断层断距具有上小下大的特点 通过对钻孔资料分析可以 发现 盲沟断层南北两侧沉积相有明显差异 尤其是井田中部及东部 断层南翼 主要为湖滨三角洲相砂岩沉积为主 断层北翼主要为湖泊相的泥质粉砂岩及粉砂 岩为主 盲沟断层两侧常可见到浊流沉积的砂砾岩 北盘尤其明显 浊流沉积物 呈条带状透镜体 沿盲沟断层带展布 盲沟断层成为环境差异的分界线 3 断层对煤层赋存的控制 断层对煤层赋存的控制主要表现为 破坏煤层的连续性 尤以盲沟断层 梨 树台断层的破坏性大 改变了煤层的赋存深度 其中 亦以盲沟断层 梨树台断 层的影响较大 盲沟同沉积断层两侧的聚煤特征不同 在煤层的原生厚度上 窑 坡组八槽煤及其以下煤层的原生厚度及富煤带的方向性均有较大差异 窑坡组十 槽煤及其以上煤层的原生厚度及富煤带的方向在断层两侧的差异逐渐减弱 这与 该断层同沉积活动性的强弱变化是一致的 在煤层间距上 以第 11 勘探线为例 断层上 下盘八槽煤与十槽煤的间距相差约 15 m 3 岩浆活动 本区有三种岩性不同 成因不同的岩浆岩及层凝灰岩 分述如下 1 玄武岩 仅出露于本区南界 构成侏罗纪含煤地层之基底 呈灰绿 紫褐色 具气孔 及杏仁状构造 充填物多为方解石 石英等 2 玢岩 花岗细晶岩 成脉状侵入于九龙山组 龙门组及窑坡组地层中 区内分布不普遍 仅部分 钻孔出现 井田北部之龙门组及窑坡组顶部常有岩脉出露 大致自下而上 自南 而北渐趋发育 对煤层穿插破坏轻微 3 层凝灰岩 从肉眼鉴定及岩矿资料来看 井田内在窑坡组沉积的同时 陆续接受了大量 火山碎屑 经过不同程度的搬运磨蚀 与其它陆源物质一同沉积下来 而形成了 层凝灰岩及凝灰质砂岩等 凝灰岩屑富集者呈花斑状 普遍赋存于一槽 二槽之 间 其它层位亦含凝灰岩细屑 这些事实说明 自早侏罗世基底玄武岩喷发后火 山活动并未停息 而是时断时续 并且大致渐趋减弱 到中侏罗世 火山活动又 趋加强 沉积了九龙山组及巨厚的髫髻山组火山碎屑岩系 侏罗纪井田地质构造以褶皱为主 断层为辅 这些褶皱和断层规律性较强 北部及南部地层产状变化不大 褶皱较宽缓 中部地层产状变化大 褶皱比较发 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 12 页 育 褶曲紧闭 局部倒转并伴有一定数量的大中型断层 断层为 类 即 a 褶皱为 类 即 b 火成岩较简单 对煤层破坏轻微 为 类 即 c 按部颁 矿井地质条件分类标准 本区构造复杂程度总体为 类 即 b 1 2 4 井田水文地质井田水文地质 本区地层自上而下为第四纪松散沉积物 九龙山组 龙门组 窑坡组及南大 岭组玄武岩 地层富水性是根据历年来勘探成果汇总划分的 区内水文观测钻孔 计有 12 个 水文统计资料见表 1 1 表表 1 1 井田内勘探区水文孔观测数据表井田内勘探区水文孔观测数据表 按照地层时代自上而下各含水层分叙如下 1 第四系松散沉积物孔隙含水组 本组由坡积物 洪积物 残积物 冲积物所组成 分布在沟谷及山坡平缓处 厚度变化大在 0 65 m 之间 含水性差异很大 受季节性影响很大 地下水以垂 直运动为主 受大气降雨影响而变 对井下开采影响小 泉水流量为 0 2 6 60 L s 水质为 HCO3 Ca2 型 2 九龙山裂隙含水组 上部为紫红色 绿色凝灰质粉砂岩 夹砾火山岩屑 石灰岩燧石砾石 中部 紫红色 灰绿色凝灰质粉砂岩 细砂岩为主 夹多层含砾砂岩及薄层泥质岩 下 部为灰绿色 灰白色厚层凝灰质粗砂岩夹粉砂岩及含砾石英砂岩 底砾岩普遍发 孔 号位 置 孔口标高 m 静止水位 m 水位降深 m 水量 L s 1 110山神庙南1044 0612 6610 130 137 21山神庙南1238 0270 9550 810 05 60曲曲涧西1106 7562 7470 05 35曲曲涧西1101 796 560 660 06 5曲曲涧北934 880 488 70 451 49山神庙北1162 5639 5545 710 059 3山神庙东1060 1841 844 7 00 284 47山神庙东1006 1877 3444 720 033 27820 北929 2668 333 100 07 26820 北892 4886 667 160 029 13千军台南483 044 654 420 689 65杨家村北544 428 388 380 82 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计第 13 页 育 全组厚度大于 400 m 与下伏地层呈不整合接触 底砾岩 Kc 砾径 1 3 cm 胶结物为凝灰质 可与龙门岩区分 一般厚度 0 14 m 平均厚度 3 m 泉水流量 0 01 1 52 L s 钻孔单位涌水量 0 1219 L s m 渗透系数 0 0510 m d 矿化度 0 34 0 389 g L 水质为 HCO3 Ca2 型 3 龙门裂隙含水组 深灰 灰黑色粉砂岩 灰黄色 灰绿色厚层砾岩 砂岩 有时含有黄铁矿结 核 局部有 1 2 层可采煤层 本组厚约 120 m 与下伏地层呈不整合或假整合接 触 底砾岩 KL 砾径 3 6 cm 分选性 磨园度较好 砾岩以燧石为主 石英 及砂岩砾次之 胶结物大部分为粘土 并有二氧化硅和火山灰 一般厚度 3 3 30 0 m 平均厚度 4 5 m 泉水流量 0 10 0 20 L s 钻孔单位涌水量为 0 0008 0 0021 L s m 渗透系数 0 007 0 014 m d 矿化度 0 330 0 388 g L 水质 为 HCO3 Ca2 型 4 窑坡裂隙含水组 上段深灰色 灰黑色粉砂岩 长石砂岩 粘土 钙质杂砂岩 钙质泥岩及煤 组成 富含黄铁矿结核 局部有砾岩透镜体 岩性普遍较细 并含有煤线 长石砂岩 Ks 灰白色中粗粒长石砂岩有时夹细砂岩或粉砂岩 石英含量占 50 长石占 40 岩屑占 10 接触式或孔隙式胶结 为窑坡组上下段分界线 一般厚度 0 6 36 m 平均厚度 14 6 m 下部 深灰色 灰黑色粉砂岩 灰色细 中 粗粒砂岩及煤组成 主要含煤 岩层旋结构清楚 底部常有层凝灰岩及硬绿泥石变质岩 与下伏地层呈不整合接 触 厚度 316 3 m 泉水流量 0 1 5 5 L s 钻孔单位涌水量 0 0007 0 199 L s m 渗透系数 0 0018 0 622 m d 矿化度 0 443 0 853 g L 水质为 HCO3 Ca2 Na 型 5 玄武岩裂隙含水组 暗绿 灰绿 暗紫色 裂隙发育 出水点最大涌水量达 1 m3 min 水量稳定 本区井田地表属高中山区 有利于大气降水的排泄 井田内地表无水体 各 水平均具备独立的能满足需要的排水能力 年平均涌水量小于 100 m3 h 最大不 超过 200 m3 h 采掘工程一般不受水害影响 根据原煤炭部颁发的矿井水文地质条件分类标准 木城涧矿井为水文地质简 单型矿井 1 3 煤层特征 1 3 1 煤层埋藏条件及煤层特征煤层