桑树坪煤矿0.9Mta新井设计

编号 字 号 本科生毕业设计 论文 题目 姓名 学号 班级 二 一一年六月 桑树坪煤矿 0 9Mt a 新井设计 采煤沉陷地生态环境修复模式研究 采矿 07 7 班 本科生毕业设计 姓 名 学 号 学 院 矿矿 业业 工工 程程 专 业 采采 矿矿 工工 程程 设计题目 桑树坪煤矿桑树坪煤矿 0 9Mt a 新井设计新井设计 专 题 采煤沉陷地生态环境修复模式研究采煤沉陷地生态环境修复模式研究 指导教师 职 称 教教 授授 3 二 一一年六月 徐州 学院学院 矿业学院矿业学院 专业年级专业年级 采矿工程采矿工程 07 级级 学生姓名学生姓名 任任务务下下达达日日期期 2011 年年 1 月月 14 日日 毕业设计日期 毕业设计日期 2011 年年 1 月月 14 日至日至 2011 年年 6 月月 9 日日 毕业设计题目 毕业设计题目 桑树坪煤矿桑树坪煤矿 0 9Mt a 新井设计新井设计 毕业设计专题题目 毕业设计专题题目 采煤沉陷地生态环境修复模式研究采煤沉陷地生态环境修复模式研究 毕业设计主要内容和要求 毕业设计主要内容和要求 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 和翻译部分 具体包括 1 桑树坪煤矿 0 9Mt a 新井设计 2 完成专题 采煤沉陷地生态环境修复模式研究 3 翻译一篇 3000 字以上的专业英语文章 4 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 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 一般部分 专题部分和翻译部分 一般部分为桑树坪煤矿 0 9Mt a 新井设计 共分 10 章 1 矿区概述及井田地质特征 2 井田境界和储量 3 矿井工作制度及设计生产能力 服务年限 4 井田开拓 5 准备巷 道布置 6 采煤方法 7 井下运输 8 矿井提升 9 矿井通风与安全技术 10 矿井基本技 术经济指标 桑树坪煤矿位于渭北煤田韩城矿区最北端 黄河的西岸 距韩城市直距约为 35km 行政区划隶属于桑树坪镇管辖 井田南北宽 4 7 6 6km 东西长 7 9km 面积约 28 5km2 主采煤层为 3 号煤 平均厚 4 2m 井田地质条件简单 矿井工业储量为 648 73Mt 可 采储量 440 75Mt 矿井正常涌水量为 75m3 h 最大涌水量为 120m3 h 矿井瓦斯涌出量高 为高瓦斯矿井 矿井为斜井单水平开拓 大巷采用胶带输送机运煤 辅助运输采用矿车 矿井通风 方式为中央并列式通风 一矿一面 矿井采用倾斜长壁综合机械化一次采全高 矿井年工作日为 330d 每天净提升时间 16h 矿井工作制度采用 三八 制 两班生产 一班准备 专题部分题目是采煤沉陷地生态环境修复模式研究 主要是对当前国内采煤沉陷区 生态修复做了分析 翻译部分主要内容为原位渗透性测量对建立地层岩石分层开采的影响 英文题目为 In situ permeability measurements to establish the influence of slice mining on floor r ocks ABSTRACT The three parts are included in this design i e the general part special subject p art and translated part The general part is a new design of SangShuPing No 3 mine This design includes t en chapters 1 An outline of the mine field geology 2 Boundary and the reserves of m ine 3 The service life and working system of mine 4 development engineering of coal field 5 The layout of panels 6 The method used in coal mining 7 Transportation of t he underground 8 The lifting system of the mine 9 The ventilation and the safety ope ration of the mine 10 The basic economic and technical norms Weibei Sangshuping Coal Mine is located in the northernmost Hancheng the Yellow River in the West Bank from the distance directly under Hancheng about 35km Mulber ry Township under the jurisdiction of the administrative divisions Ida from north to sout h 4 7 6 6km east to west 7 9km an area of about 28 5km2 Layer 3 the main coal mining the average thickness of 4 2m Ida simple geological conditions Mine industrial reserves 648 73Mt recoverable reserves 440 75Mt For the normal discharge of mine 75 m3 h the maximum discharge is 120m3 h Mine Gas Emission high for the hig h gas The proved reserves of the coalfield are 648 73 million tons The recoverable reserv es are 440 75 million tons The normal flow of the mine is 500 m3 percent hour and th e max flow of the mine is 800 m3 percent hour The mineral gas gushes the deal lower for low gas mineral mine The mine farmland in an inclined mine to expand The main transportation uses the adhesive tape transportation opporteunity coal The working system three eight is used in the Pingshuo No 3 mine It produced 3 30d a Special subject parts of topics is a formulation about the technology for intenerate t he firm coal The main contents of the special subject is about the technology used in co al mine to intenerate the firm coal Translation part of main contents is about In situ permeability measurements to est ablish the influence of slice mining on floor rocks 目目 录录 一般部分一般部分 1 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 1 矿区概述 1 1 1 1 矿区地理位置 1 1 1 2 矿区气候条件 1 1 1 3 矿区的水文情况 1 1 2 井田地质特征 1 1 2 1 煤系地层 1 1 2 2 标志层特征 3 1 3 煤层特征 4 1 3 1 可采煤层 4 1 3 2 煤的特征 8 1 3 3 其它有益矿产 11 1 3 4 瓦斯 煤尘及自燃 12 2 2 井田境界与储量井田境界与储量 14 2 1 井田境界 14 2 2 矿井储量计算 14 2 2 1 构造类型 14 2 2 2 矿井工业储量 14 2 2 3 矿井可采储量 16 2 2 4 工业广场煤柱 17 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 19 3 1 矿井工作制度 19 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 19 4 4 井田开拓井田开拓 20 4 1 井田开拓的基本问题 21 4 1 1 井筒形式的确定 21 4 1 2 井筒位置的确定采 带 区划分 23 4 1 3 工业场地的位置 23 4 1 4 开采水平的确定 24 4 1 5 矿井开拓方案比较 24 4 2 矿井基本巷道 27 4 2 1 井筒 27 4 2 2 井底车场及硐室 27 4 2 3 主要开拓巷道 28 5 5 准备方式准备方式 带区巷带区巷道道布置布置 35 5 1 煤层地质特征 35 5 1 1 带区位置 35 5 1 2 带区煤层特征 35 5 1 3 煤层顶底板岩石构造情况 35 5 1 4 水文地质 35 5 1 5 地质构造 35 5 1 6 地表情况 36 5 2 带区巷道布置及生产系统 36 5 2 1 带区准备方式 的确定 36 5 2 2 带区巷道布置 36 5 2 3 带区生产系统 37 5 2 4 带区内巷道掘进方法 38 5 2 5 带区生产能力及采出率 38 5 3 带区车场选型设计 39 6 6 采煤方法采煤方法 41 6 1 采煤工艺方式 41 6 1 1 采煤方法的选择 41 6 1 2 回采工作面长度的确定 41 6 1 3 工作面的推进方向和推进度 41 6 1 4 综采工作面的设备选型及配套 41 6 1 5 各工艺过程注意事项 47 6 1 7 循环图表 劳动组织 主要技术经济指标 49 6 1 8 综合机械化采煤过程中应注意事项 53 6 2 回采巷道布置 54 6 2 1 回采巷道布置方式 54 6 2 2 回采巷道参数 54 7 7 井下运输井下运输 56 7 1 概述 56 7 1 1 矿井设计生产能力及工作制度 56 7 1 2 煤层及煤质 56 7 1 3 运输距离和辅助运输设计 56 7 1 4 矿井运输系统 56 7 2 带区运输设备选择 57 7 2 1 设备选型原则 57 7 2 2 带区运输设备选型及能力验算 57 7 3 大巷运输设备选择 58 7 3 1 主运输大巷设备选择 58 7 3 2 辅助运输大巷设备选择 59 7 3 3 运输设备能力验算 60 8 8 矿井提升矿井提升 61 8 1 矿井提升概述 61 8 2 主副井提升 61 8 2 1 主井提升 61 8 2 2 副井提升设备选型 62 8 2 3 井上下人员运送 63 9 9 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术 64 9 1 选择矿井通风系统 64 9 1 1 矿井概况 64 9 1 2 矿井通风系统的基本要求 64 9 1 3 矿井通风类型的确定 65 9 1 4 矿井主扇工作方法的选择 66 9 1 5 工作面通风方式的选择 66 9 2 矿井风量计算 66 9 2 1 矿井总风量计算 66 9 2 2 工作面所需风量的计算 67 9 3 矿井风量计算 72 9 3 1 通风容易时期和通风困难时期最大阻力路线的确定 72 9 3 2 矿井通风阻力计算 73 9 3 3 矿井通风总阻力 75 9 3 4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 75 9 4 选择矿井通风设备 76 9 4 1 选择主扇 76 9 4 2 电动机选型 77 9 5 安全灾害的预防措施 78 9 5 1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 78 9 5 2 预防采空区失火 78 9 5 3 防水措施 79 1010 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 81 专题部分专题部分 1 1 绪论绪论 84 1 1 课题来源 研究背景及意义 84 1 1 1 课题来源 84 1 1 2 研究背景 84 1 1 3 研究目的 85 1 1 4 研究意义 85 1 2 矿区生态修复的概念及其发展 85 1 2 1 生态修复的相关概念 85 1 3 研究内容 思路与方法 86 1 3 1 研究内容 86 1 3 2 研究思路与方法 86 2 2 工作区背景调查工作区背景调查 87 2 1 项目区概况 87 2 1 1 自然地理条件 87 2 1 2 资源环境 87 2 1 3 土地利用现状 87 3 3 田集采煤沉陷地特性与生态修复规划田集采煤沉陷地特性与生态修复规划 88 3 1 采煤沉陷地性质 88 3 2 采煤沉陷地类型 88 3 3 采煤沉陷地特征 88 3 4 采煤沉陷地生态修复规划 89 4 4 采煤沉陷地生态环境修复技术评估采煤沉陷地生态环境修复技术评估 90 4 1 充填生态修复技术评估 90 4 1 1 粉煤灰充填修复技术工艺 90 4 1 2 粉煤灰地表处置金属迁移性评估 91 4 1 3 粉煤灰地表处置金属环境效应评价 94 4 2 项目区环境调查及生态风险评价 99 4 2 1 沉陷水体的生态环境风险评估 99 4 2 2 田集电厂粉煤灰处置生态环境风险预测 102 4 3 粉煤灰生态农业利用可行性评估 106 4 3 1 粉煤灰处置场覆土二次污染评价 106 4 3 2 粉煤灰充填覆土生态农业试验 108 5 5 采煤沉陷地生态修复模式采煤沉陷地生态修复模式 110 5 1 田集采煤沉陷地生态环境修复模式 110 5 2 非充填生态修复模式 110 5 2 1 农业用地模式 110 5 2 2 林业用地模式 110 5 2 3 渔业用地模式 110 5 2 4 农林渔禽生态修复模式 111 5 2 5 发展生态旅游模式 111 5 3 充填生态修复模式 111 5 3 1 粉煤灰充填区域 111 5 3 2 粉煤灰充填方式及结构 111 5 3 3 粉煤灰充填生态修复模式 112 6 6 结论与建议结论与建议 115 6 1 结论 115 6 2 建议 115 英文原文英文原文 118 中文译中文译文文 118 致 谢 133 一 般 部 分 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 1 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 矿区地理位置矿区地理位置 桑树坪井田位于渭北煤田韩城矿区最北端 黄河的西岸 距韩城市直距约为 35k m 行政区划隶属于桑树坪镇管辖 其地理坐标为 东经 110 30 00 110 35 00 北纬 35 40 00 35 47 30 桑树坪煤矿大部分位于渭北石炭二叠纪煤田韩城矿 区桑树坪井田内 很小一部分属韩城矿区北部普查区 该矿东邻黄河 南与韩城矿务局 下峪口煤矿相邻 西以 3 号煤层 140 米等高线与卓立井田相接 煤矿北部以纵坐标 3961 000 纬线为界 见图 1 1 1 1 2 矿区气候条件矿区气候条件 本区属大陆性半干旱气候区 降雨量少 蒸发量大 年平均相对湿度为 62 4 降 雨量为 356 8mm 最大积雪量 12cm 最高气温 42 6 最低气温 14 8 最大冻土深度 41cm 最大风力达 9 级 一般 2 3 级 以东北风为主 1 1 3 矿区的水文情况矿区的水文情况 井田内地貌受到地质构造 岩性和自然地理条件受诸多因素的控制 属构造剥蚀低 山丘陵区 在沟谷及其两侧附近 基岩大片裸露于地表 山腰及山顶多为广厚的黄土所 覆盖 由于第四纪以来地壳的不断上升 区内经受强烈的剥蚀和地表水的长期冲蚀切割 地形较为复杂 沟谷纵横交错 梁峁蜿蜒曲折 沟谷多呈 V 字型 下切很深 两侧地 形陡峭 在黄土覆盖的地带 冲沟极为发育 呈树枝状分布 黄土漏斗 黄土柱 黄土 崖比比皆是 呈现了典型的渭北黄土高原的地貌景观 1 2 井田地质特征井田地质特征 煤矿面积 51 07 平方公里 采矿证批准开采标高 480 米至 140 米 限定开采标高 对应桑树坪井田 2 3 11 号煤层 变更后的矿区范围由 56 点圈定 与其它采矿权不重 叠 井田内高差变化的幅度甚大 沟底与山顶的比高 大者可达 300m 以上 一般均在 1 00 200m 左右 地形高程以黄河水面为最低 378m 其次为凿开河谷 440m 三郎 庙为最高 1044m 一般在 600 800m 左右 地形的总体趋势是西北高 向东南方向逐 渐降低 1 2 1 煤系地层煤系地层 桑树坪井田范围内 出露地层由老到新依次为 奥陶系中统马家沟组 峰峰组 石 炭系中统本溪组 上统太原组 二叠系下统山西组 下石盒子组 上统上石盒子组 石 千峰组及第四系 现分组叙述如下 1 奥陶系 1 中奥陶统上马家沟组 2m2 中奥陶统上马家沟组在韩城矿区出露较广 在桑树坪井田内出露的主要为上马家沟 组第三段 O2m23 主要出露在井田东南角的黄河岸边 2 中奥陶统峰峰组 O2f 峰峰 组连续沉积于上马家沟组之上 根据钻孔揭露和野外调查 在桑树坪井田内发育峰峰组 一段和峰峰组二段 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 2 页 图图 1 1 桑树坪煤矿矿权范围及四邻关系桑树坪煤矿矿权范围及四邻关系 2 石炭系 C 1 中石炭统本溪组 C2b 本溪组出露于井田的东南边部一带 在井田范围内零星发育 厚度 0 41 01m 平均 5 16m 2 上石炭统太原组 C3t 太原组主要出露于井田东南部的沟谷中 为一套海陆 交互相沉积 是井田主要煤地层之一 主要含由灰黑色中 细粒砂岩 石英砂岩 泥岩 海相石灰岩及煤层组成 3 二叠系 P 1 下二叠统山西组 P1s 山西组主要出露于井田南部 是井田内的又一主要含煤地层 2 下二叠统下石盒子组 P1sh 下石盒子组主要出露于井田的中部和南部 岩性以浅灰 灰绿 黄绿色砂和砂质泥 岩为主 中下部局部地段夹有煤线 地层厚度 40m 左右 与下伏地层整合接触 3 上二叠统上石盒子组 P2sh 上石盒子组广泛出露于井田中 北部各沟谷中 属纯陆相沉积 为一套杂色砂泥岩 系 其岩性以紫杂色 黄绿色砂质泥岩 粉砂岩为主 夹有中一粗粒砂岩及泥岩薄层 4 上二叠统石千峰组 P2s 石千峰组出露于井田的中部和北部 由于遭受剥蚀 不同地区发育层段不同 4 第四系 Q 井田范围内第四系分布广泛 直接覆盖于各时代的地层之上 与各地层均呈角 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 3 页 度不整合接触 表表 1 1 地层划分与地层对比的岩性标志地层划分与地层对比的岩性标志 地 层 系 统 界系统组 对 比 标 志 中 生 界 三 叠 系 T 下 统 T1 刘家 沟组 T1l 底部以一层分选差的砾岩层与石千峰组分界 在石千峰组 顶部有一层厚约 20 40m 的紫红色或猪肝色的薄层状 含 有钙质结核和石膏的泥岩 石千 峰组 P2s 底部以一层厚达 30 50m 的灰白色 灰绿色河床相中粗粒 砂岩与上石盒子组为界 该层砂岩上部有一层猪肝色泥岩 薄层状 含钙质结核及薄层石膏 水平层理发育 上石 盒子 组 P2sh 底部以黄绿色中厚层状粗 细粒岩屑石英砂岩与下石盒子 组为界 砂岩具板状交错层理 夹有黑灰色薄层状粉砂岩 和粉砂质页岩 层面含有极丰富的大片白云母和岩屑 俗 称 牛毛毡 砂岩 K5标志层 该组地层上部有一层灰或黄绿色中 粗粒岩屑石英砂岩夹 灰绿色 紫杂色含鲕状 豆状菱铁质球粒的砂岩或粉砂质 泥岩 呈 K6标志层 下石 盒子 组 P1sh 底部以 1 号煤层顶板一层灰白色的厚层状中粗粒砂岩 与山西组为界 该砂岩含砾石及泥岩包体 分选性和滚圆 度差 层位稳定 斜层理发育 是典型的河床相沉积 二 叠 系 P 下 统 P1山西 组 P1s 底部以灰褐色中厚 厚层状岩屑石英砂岩为主 发育板状 槽状 楔状交错层理和平行层理 层理富含小白云母片 和炭屑 K4标志层 与太原组顶部粉砂质泥岩呈冲刷接触 关系 上 统 C3 太原 组 C3t 该组底部为灰白色石英砂岩 石英砂岩底部有薄层砾 岩 夹砂质泥岩 向上依次为粉砂岩 砂质泥岩至 11 号煤 层及 K2石灰岩 上 古 生 界 石 炭 系 C 下 统 C2 本溪 组 C2b 底部为浅灰色铝质泥岩 K1标志层 含大量铁质结核及灰 岩块体 向上变为灰色石英砾岩 下 古 生 界 奥 陶 系 O 中 下 统 O1 2 顶部为深灰色厚层状白云石化石灰岩 疙瘩灰岩 底部为 含燧石团块或条带的中 厚层状细 粗晶白云岩 1 2 2 标志层特征标志层特征 桑树坪井田内发育的标志层主要有 本溪组底部铝质泥岩 K1 太原组中部石灰 岩 K2 山西组底部砂岩 K4 现简述如下 1 本溪组底部铝质泥岩 K1 铝土质泥岩 厚度 0 24 35m 平均 1 18m 颜色为浅灰色至灰白色 下部铝质含量 较高 质软具滑感 与下伏石灰岩接触面上常发育铁质结核层 该层由于受奥灰岩顶面 凹凸不平的影响 厚度变化较大 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 4 页 2 太原组中部石灰岩 K2 K2灰岩在整个韩城矿区普遍发育 其层位稳定 岩性特征明显 易于辨认 为一良 好标志层 颜色一般为灰色 深灰色 中厚层状 致密坚硬 含丰富的海相动物化石 方 解石脉较多 层面常含炭质 该标志层在凿开河以南和井田深部 89 99 P9 86 号钻孔 一带相变为石英砂岩 从平一采区开始 再向下峪口井田又变为石灰岩 在凿开河以北 普遍发育 太原组中部的灰岩层数在不同区域有所不同 图 3 4 在桑树坪井田范围内 以 1 层和两层为主 在井田的西北角和北二采区和浅部出现小面积的三层区 仅在 844 号钻孔中见到 4 层灰岩 一般将 9 号煤层顶板的一层灰岩定为 K2标志层 3 山西组底部砂岩 K4 该标志层为山西组底部砂岩 其底界为山西组和太原组的分界线 岩性中粒岩屑石 英杂砂岩 颜色呈灰白色 厚层状构造 成份以石英为主 岩屑和长石次之 含少量云 母和暗色矿物 分选中等 下部含泥质包体 下部常发育直线型斜层理 上部发育缓波 状层理 厚度变化较大 两极厚度为 0 63 24 88m 平均 8 10m 4 鲕状泥岩 K5 位于上石盒子组底砂岩以上 5m 左右处 厚 10m 左右 为泥岩或砂质泥岩 含大量 的铁质鲕粒 团块状构造 在全区普遍发育 特征明显 1 3 煤层特征煤层特征 1 3 1 可采煤层可采煤层 一 含煤性概述 桑树坪井田主要含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组 太原组厚度从 43 01 112 61m 平均 61 71m 共含煤 8 层 从上到下依次编号为 5 号 6 号 7 号 8 号 9 号 10 号 11 号和 12 号煤 煤层平均总厚 6 43m 总含煤系数 0 42 其中仅位于该组中下部的 11 号煤层为主要可采厚度 煤层平均厚度 3 50m 可采 含煤系数 5 67 其余煤层仅局部发育 零星可采 无工业价值 山西组厚度从 49 83 100 68m 平均 61 49m 该组共含煤 5 层 从上到下依次编号为 1 号上 1 号 2 号 3 号 3 号下各煤层平均总厚 8 49m 总含煤系数 13 81 其中 3 号煤层为主要可采煤层 2 号煤层为局部可采煤层 可釆煤层总平均厚度为 7 21m 可采 含煤系数为 11 7 井田含煤地层厚度从 98 64 175 20m 平均 128 41m 厚度一般在 110 140m 之间 共含煤 13 层 煤层平均总厚 14 92m 总含煤系数为 11 62 可采煤层平均总厚 10 41m 可采含煤系数 8 11 各煤层厚度和煤层间距详见表 1 2 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 5 页 表表 1 2 各煤层厚度及其间距统计表各煤层厚度及其间距统计表 厚度 m 平均间距 m 煤层号 最小最大平均最小最大平均 分布范围及可采性 1 号上00 880 39局部发育 不可采 1 5013 06 96 1 号01 300 39大部分地区发育 零星可采 3 215 729 08 2 号01 700 75大部分地区 部分可采 6 0828 4114 47 3 号0 2420 406 46全井田 全区可采 0 5010 074 10 3 号下01 270 50局部发育 不可采 5 号00 500 24局部发育 不可采 6 号02 070 56局部发育 不可采 2 3011 809 50 7 号01 470 33局部发育 不可采 1 027 875 72 8 号01 800 46局部发育 不可采 0 7913 416 62 9 号00 430 32局部发育 不可采 3 985 644 60 10 号00 500 24局部发育 不可采 0 6011 063 40 11 号0 2410 803 50全井田 全区可采 0 6020 444 56 12 号03 250 18局部发育 不可采 注 煤层厚度指总厚度 二 煤层分述 井田内虽含煤层数达 13 层之多 但可采煤层仅有 3 层 即 2 号 3 号和 11 号煤层 其余煤层仅零星可采 相比而言 1 号煤层达可采点者较多一点 现分述如下 1 1 号煤层 1 号煤层位于山西组上部 下石盒子组下约 10m 处 下距 2 号煤层 3 20 15 72m 平均 9 08m 1 号煤层厚 0 1 30m 平均 0 39m 据井田内及其附近共 150 个钻孔统计 未见煤孔 35 个 1 3m 钻孔 2 个 达可采 厚度的钻孔共 13 个 煤层结构简单 不含夹矸 煤层厚度在平面上的变化具有如下规律 在井田中部和北部 厚度较小 一般 0 2 0 4m 可采点主要位于井田南部的中深部地 区 1 号煤层可采性指数指数仅为 0 05 煤层变异系数 63 7 属极不稳定煤层 仅零星 可采 2 2 号煤层 2 号煤层位于山西组中上部 为井田最上一层局部可采煤层 上距 1 号煤层 3 20 15 7 2m 平均 9 08m 下距 3 号煤层 6 08 28 41m 平均 14 47m 据井田全部钻孔资料统计 2 号煤层厚度从 0 1 70m 煤层总厚平均 0 75m 煤层厚度度的变化情况详见图 4 1 未 见煤钻孔占 8 7 1 3m 的钻孔占 8 0 从 2 号煤层已采区生产情况来看 煤层厚度从 0 18 2 45m 平均 0 97m 2 号煤层结 构简单 除极个别钻孔含一层 0 1 0 2m 夹矸外 一般不含夹矸 为了对煤层的稳定性进行定量评价 我们依据 矿井地质规程 试行 中煤层稳定 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 6 页 性评价的参数 参数的计算公式以及稳定性的评定标准 对各煤层分别进行了评定 评 定时对已采区主要用生产点资料 未采区 全井田主要用钻孔资料 煤厚点力求分布均匀 有代表性 煤厚资料真实可靠 对煤厚变化的异常点予以剔 除 然后分别计算出各煤层的可采性指数 Km 和煤层变异系数 各煤层的计算及 评定结果详见表 1 3 表表 1 3 煤层稳定性评价结果表煤层稳定性评价结果表 煤层厚度 m 煤层间距 m 煤层 统计范 围 统计点 数最小 最 大 平 均 最 小 最 大 平 均 点 数 K m 稳 定性 2 号全井田14301 700 700 4648 9不稳定 6 1025 0215 06125 3 号全井田1560 719 176 281 0044 1较稳定 11 号全井田1520 2410 083 37 43 6288 9258 66132 0 9841 4较稳定 注 煤层厚度为可采厚度 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 00 1 3 煤层厚度 m 钻孔数 个 图图 1 2 2 号煤层厚度直方图号煤层厚度直方图 对 2 号薄煤层评定时主要参数为可采性指数 辅助参数是煤厚变异系数 从表 4 2 中可以看出 2 号煤层全井田评定为不稳定煤层 3 3 号煤层 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 7 页 3 号煤层位于山西组中下部 2 号煤层之下平均 14 47m 处 下距山西组底界平均 17 7 6m 据井田内 134 个钻孔资料 煤厚变化从 1 08 19 17m 其中煤层厚度 4 0m 的孔有 21 个 占 15 7 4 6m 的钻孔 54 个 占 40 3 6 8m 的钻孔 37 个 占 27 6 8 10m 和 10m 以上的钻孔各 11 个 分别占 8 2 据煤矿生产揭露的煤厚点资料 煤厚 0 2 20 4 m 全井田煤层总厚平均为 6 46m 可采厚度平均为 6 24m 煤层结构较为简单 据井田 内及邻区 141 个钻孔资料统计 不含矸的钻孔有 83 个 占全部见煤钻孔的 66 0 含一 层矸者有 31 个钻孔 占 22 0 含二层矸者有 17 个孔 占 12 上层矸平均厚 0 25m 下层矸平均厚 0 34m 图图 1 3 3 号煤层厚度直方图号煤层厚度直方图 在平面分布上 3 号煤层厚度的变化也表现出明显的分区性特点 图 4 4 在井 田北部和南部煤厚相对较小 但变化幅度不大 煤厚比较稳定 井田中部煤层厚度较大 变化也大 从图 4 4 中可以看出 在第 12 勘探线以北的井田北部 煤厚变化在 4 13 8 21m 之间 厚度一般 5 7m 比较稳定 在第 12 至第 3 勘探线之间的井田中部地区 煤 层厚度大 变化也大 钻孔见煤厚度在 2 10 19 18m 之间 生产揭露的煤层厚度在 0 2 20 4 m 之间 比如北二采区煤厚点资料评定结果 3 号煤层就属于不稳定煤层 北一采区煤厚 变异系数也达到 42 5 已达到煤层不稳定的单项评定标准 在这一区域的 90 号钻孔 99 号孔周围 92 832 孔连线 79 号与 Y2 孔连线及 808 号 824 73 号三孔处共发育有 5 块煤厚大于 10m 的特厚煤层分布区 沿倾向上看 特厚煤层主要分布在井田中部地区 浅部及深部煤层厚度又相对较薄 煤厚一般在 7m 以下 在特厚煤区之间 一般分布着 厚度相对较薄的 薄煤区 表现出煤厚度化呈厚薄相间的特点 这些特厚煤区呈串珠状 或条带状展布 其展布方向为 NNE 及 NE 向 反映出其展布具有一定的方向性 而在井 田南部即第 3 勘探线以南 煤层厚度小 变化也小 比较稳定 除在 805 208 孔处零星 分布两块煤厚大于 10m 的特厚煤层外 其余地方煤厚多在 4 6m 之间 一般在 5m 左右 通过对 3 号煤层分已采区 未采区及全井田采用可采厚度分别计算 结果详见 表 4 2 结果表明 平二 南一 北一采区属较稳定煤层 只是北一采区煤层稳定性稍差 一些 北二采区评定的结果属不稳定煤层 用钻孔资料对未采区和全井田的评定结果 3 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 8 页 号煤层均属较稳定煤层 因此 确定 3 号煤层属较稳定煤层 4 11 号煤层 11 号煤层位于太原组中下部 为太原组唯一可采煤层 下距本溪组平均为 17 57 m 距奥灰岩顶面平均 23m 左右 上距 K2灰岩 8m 左右 煤层两极厚度 0 24 10 8m 平 均 3 50m 经全井田及井田附近共 159 个钻孔统计 图 4 5 煤厚6m 的钻孔共 7 个 占 4 4 从上述统计结果表明 该煤层厚度大多在 2 5m 之间 比较稳定 0 10 20 30 40 50 60 70 钻孔个数 0 0 8 0 8 22 33 44 55 66 7 8 煤层厚度 m 图图 1 4 11 号煤层厚度分布直方图号煤层厚度分布直方图 1 3 2 煤的特征煤的特征 1 可采煤层的煤质特征 各可采煤层的煤质分析综合成果详见表 1 4 1 5 1 6 表表 1 4 各煤层煤质分析综合成果表各煤层煤质分析综合成果表 原煤工业分析 煤 层 号 Mad Ad Vdaf Qb d MJ kg Qb ad MJ kg Qnet daf MJ kg 焦 渣 特 征 0 23 5 89 9 47 38 97 9 12 27 0 0 21 61 32 07 17 96 32 55 19 93 33 08 2 号 0 82 58 20 55 50 17 78 56 27 95 22 23 85 9 27 48 5 2 5 0 01 12 9 7 41 37 38 12 01 22 48 22 24 33 03 16 93 32 03 31 00 34 77 3 号 1 00 14 0 20 29 12 7 16 57 130 28 85 53 25 94 39 33 40 21 2 5 0 21 2 51 6 19 39 21 11 03 26 36 16 85 31 68 14 55 31 27 23 37 35 2211 号0 70 13 0 20 78 12 4 16 21 129 27 88 54 25 16 40 32 05 26 2 4 续表续表 1 4 煤精煤工业分析煤质牌号备注 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 9 页 层 号 Mad Ad Vdaf Y mm 0 48 9 23 4 20 13 6 7 14 23 24 710 12 00 2 号 1 21 45 8 67 45 16 36 45 4 56 36 SM PM 0 38 4 43 3 81 15 1 4 11 17 18 530 28 00 3 号 1 16 107 7 90 107 14 27 107 1 17 65 SM PM 0 17 2 30 0 38 35 3 5 10 58 21 540 24 5011 号 0 79 108 9 36 108 14 43 109 0 93 43 PM 1 水份 Mad 各可采煤层的水份含量均比较低 原煤的分析基水份 Mad 一般都在 1 0 以下 2 号煤层水分平均含量为 0 82 3 号煤层水分平均含量为 1 00 11 号煤层水分平均含 量为 0 70 详见表 4 5 2 灰份 Ad 从表 4 5 中可以看出 三层可采煤层的原煤灰份含量变化不大 灰份含量平均在 20 左右 即均以中灰煤为主 但是各煤层原煤灰份在平面上有一定的变化 图 4 18 图 4 19 图 4 20 2 号煤层灰份含量相对较低一些 低灰煤 Ad 介于 10 15 之间 分布 范围较大 主要分布在井田的北部 中灰煤 Ad 介于 15 25 之间 分布范围次之 主 要分布在井田的南部 局部有小块富灰煤 Ad 介于 25 40 之间 分布区 3 号煤层中 部大部分地区均为中灰煤分布区 在井田北部 深部有一部分低灰煤 此外 还零星分 布一些小块富灰煤区 11 号煤层绝大部分区域为中灰煤 其次有少量富灰煤分布 低灰 煤仅零星分布几块 综上所述 2 号煤层属中 低灰煤 3 号煤层属低 中灰煤 11 号煤层 属中 富灰煤 经洗选后 各煤层精煤灰份含量一般能降至 10 以下 3 挥发份 Vdaf 2 号 3 号和 11 号煤层原煤挥发份 Vdaf 产率平均值分别为 17 78 16 57 和 16 2 1 表现出从上到下挥发份产率逐渐降低的规律 各煤层精煤挥发也是如此 2 号煤层 最高 Vdaf平均值为 16 36 3 号煤层次之 Vdaf平均值为 14 33 11 号煤层最低 Vd af平均值为 14 29 从各煤层挥发份产率的平面变化情况来看 也是浅部 西南部 较高 向深部 东 北部 逐渐降低 这些规律反映井田内各煤层的深成变质作用特点 4 发热量 Q 各煤层的发热量均比较高 见表 4 5 弹筒低位干燥基发热量 Qb d 2 号 3 号 1 1 号煤层平均值分别为 27 95 28 85 27 88MJ kg 弹筒分析基发热量 Qb ad 2 号 3 号 和 11 号煤层平均值分别为 23 85 25 94 25 16 MJ kg 低位干燥无灰基发热量 Qnet daf 2 号 3 号和 11 号煤层分别为 27 48 33 40 和 32 05MJ kg 相比而言 3 号煤层发热量 要高一些 5 煤中的主要元素 C H N O 2 号 3 号煤层的元素平均含量变化不大 Cdaf分别为 89 66 和 90 40 Hdaf分别 为 4 49 和 4 31 Ndaf分别为 1 28 和 1 40 Odaf分别为 3 00 和 2 79 11 号煤层 Cdaf Hdaf Ndaf Odaf平均含量相对较低 分别为 87 99 4 15 1 04 2 79 详 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 10 页 见表 1 5 表表 1 5 各煤层元素组成各煤层元素组成 2 号3 号11 号 最小值 最大值最小值 最大值最小值 最大值分析项目 平均值 点数 平均值 点数 平均值 点数 71 37 92 1675 92 93 6179 95 91 46Cdaf 精煤 89 66 22 90 40 72 87 99 67 4 03 5 743 59 7 293 62 4 80Hdaf 精煤 4 49 22 4 31 72 4 15 68 0 95 1 530 93 1 750 69 1 75Ndaf 精煤 1 28 22 1 40 68 1 04 66 1 87 7 430 07 9 020 47 6 42Odaf 精煤 3 00 21 2 79 66 2 79 64 0 30 0 920 21 4 290 38 11 78St d 原煤 0 49 52 0 85 122 4 17 124 0 32 0 940 30 4 420 50 7 36St d 精煤 0 51 36 0 60 98 3 59 101 0 01 0 030 01 0 050 02 0 14Ss d 原煤 0 02 3 0 03 8 0 05 30 0 02 0 240 07 1 200 07 6 29Sp d 原煤 0 11 5 0 33 9 0 83 31 0 30 0 410 34 0 840 79 5 10So d 原煤 0 36 5 0 49 9 3 28 31 0 0008 0 06120 003 0 31920 0035 0 147Pd 原煤 0 0129 28 0 045 64 0 0217 41 6 硫分 S 2 号煤层原煤全硫含量较低 均在 1 00 以下 平均值 0 49 属特低硫煤 3 号煤层原煤全硫含量变化较大 图 4 22 最低 0 21 最高可达 4 29 平均值 为 0 85 一般在 1 50 以下 属特低 低硫煤 洗选后 精煤全硫含量平均值降至 0 58 11 号煤层硫含量很高 从 0 38 11 78 平均含量达 4 17 属富硫 高硫煤 井田 的北部和中深部全为高硫煤分布区 图 4 23 洗选后的精煤 全硫含量仍达到 0 54 7 16 平均含量 3 66 精煤全硫含量之所以高 主要是硫的组成以有机硫 So d 为主 硫化铁硫 Sp d 次之 硫酸盐硫 Ss d 极少 故难以脱除 7 磷 P 2 号煤层中磷的含量不高 从 0 0008 0 0612 平均 0 0129 一般 Pd含量在 0 01 以下 故 2 号煤层属特低 低磷煤 3 号煤层中磷 Pd 的含量较高 从 0 003 0 3192 平均 0 045 属低 中磷煤 11 号煤层磷 Pd 的含量高于 2 号煤 低于 3 号煤 平均含量为 0 0217 属低磷煤 8 煤灰成分及灰熔点 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 11 页 各煤层的灰成分均以 SiO2和 A12O3为主 且含量以 2 号煤层中最高 3 号煤层和 11 号煤层中大体相当 Fe2O3含量 11 号煤层最高 3 号煤层次之 2 号煤层最低 CaO 含量 3 号煤层最高 2 号煤层最低 MgO 含量不足 1 0 且以 2 号煤层为最高 3 号 11 号 煤层次之 灰成分含量详见表 1 6 三层煤的煤灰熔点大体相当 软化温度 T2 一般 1400 属高熔灰分 表表 1 6 各煤层灰成分分析成果表各煤层灰成分分析成果表 灰成分 煤层号 SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgO 40 78 58 681 78 9 3430 81 39 130 69 12 350 22 1 69 2 号 52 44 13 3 35 13 35 35 13 4 06 13 0 93 13 31 84 50 182 33 21 9526 24 41 542 88 19 870 27 1 71 3 号 41 66 41 6 53 41 1 67 41 9 49 41 0 82 41 21 38 48 132 0 28 3817 65 44 420 49 29 500 04 0 92 11 号 40 39 41 8 01 40 34 06 40 6 90 40 0 42 40 9 煤的粘结性和结焦性 几层可采煤层的粘结性均不好 2 号煤的焦渣特征代号从 2 5 3 号煤和 11 号均为 2 4 精煤的胶质层最大厚度 Ymm 2 号煤从 0 15 1mm 平均 5 41mm 3 号煤从 0 28 0mm 平均 1 33mm 11 号煤从 0 24 5mm 平均 1 08mm 实际上 11 号煤层的 Ym m 大多为 0 相比而言 2 号煤层的粘结性要好一些 参见表 4 5 据精查勘探地质报告中曾提及 对 2 号 3 号煤层的结焦性能进行过单独铁箱试验 结果表明 2 号煤层所炼焦炭质量尚可 抗碎性和耐磨性也较好 3 号煤层所炼炭灰分超 限 抗碎性也差 不符合冶金炼焦要求 对于炼焦煤的结焦性能 需要通过工业或非工业的装炉炼焦试验来评价 上述结论 只是通过铁箱试验得出来的 仅供参考 10 煤的可选性评价 精查勘探时 本井田 2 号 3 号 11 号煤层的可选性良好 绝大部分为中等可选一 易选 1 3 3 其它有益矿产其它有益矿产 1 煤层气 井田精查勘探时 沿走向和倾向选择部分钻孔取样 对各可采煤层瓦斯含量进行测 定 根据化验结果 2 煤层平均甲烷含量 0 63m3 t 3