显德汪煤矿1.8Mta新井设计

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 07 级级 学生姓名 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 显德汪煤矿显德汪煤矿 1 8Mt a1 8Mt 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 大倾角工作面支架稳定性研究大倾角工作面支架稳定性研究 毕业论文主要内容和要求 毕业论文主要内容和要求 按照采矿工程专业毕业设计大纲要求 完成一般部分显德汪矿 1 8Mt a 新井设计和专题部分大倾角工作面支架稳定性研究 英译汉 中文字数 3000 以上 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 一般部分为显德汪矿 1 8 Mt a 的新井设计 显德汪于邢台市西南约 35km 南 部与邯郸地区武安市相接 东距京广铁路褡裢车站 25km 有两条主要公路邢 邢台 渡 渡口 邢 邢台 都 都党 及通向各村的简易公路 交通 极为方便 井田边界东以 F1 断层为界 与章村矿三 四井相邻 北部以 K2 及第 3 勘探线为界 西以煤层露头线为界 南部与邯郸矿务局郭二庄矿为邻 东西宽 约 4km 南北长约 5km 面积约 20km2 主采煤层二层 即 2 号煤层和 9 号煤层 平均倾角 12 厚约 9 0 m 井田 工业储量为 188 31Mt 可采储量 140 87 Mt 矿井服务年限为 60 2a 井田地质条 件相对简单 表土层平均厚度 80 m 矿井采用全立井 主石门与阶段运输大巷 采区上 下山相结合的开拓方式 主 副井位于井田中部 设计两个生产水平 即每个煤层布置一个水平 一水平标高 160m 二水平标高 290m 回风水平标高 160m 最大开采深度 520m 左右 矿井正常涌水量为 120 m3 h 最大涌水量为 240 m3 h 煤层硬度系数 f 2 3 煤质牌号为无烟煤 矿井绝对瓦斯涌出量为 1 84 m3 min 属低瓦斯矿井 煤层有自燃发火倾向 发火期 3 6 个月 煤尘具有爆炸 危险性 设计首采区采用采区准备方式 工作面长度 233 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 两班生产 一班检修 生产 班每班 3 个循环 日进 6 个循环 循环进尺 0 6 m 日产量 5617 86 t 大巷采用带式输送机运煤 辅助运输采用 1 5 t 固定箱式矿车 主井装备一套 12 t 双箕斗和一套 12 t 单箕斗带平衡锤提煤 副井装备一对 3 t 矿车双层单车罐笼 带平衡锤担负辅助运输任务 矿井采用中央并列式通风 通风容易时期矿井总需 风量 4608 m3 min 矿井通风总阻力 2096 Pa 风阻 0 35 N s2 m8 等积孔 2 03 m2 矿井通风容易 矿井通风困难时期矿井总风量 4608 m3 min 矿井通风总阻 力 2746 Pa 风阻 0 46 N s2 m8 等积孔 1 74 m2 矿井通风中等困难 设计矿井 的吨煤成本 110 元 t 专题部分题目是大倾角工作面支架稳定性研究 翻译部分是一篇关于神经网络应用程序在采矿工业中的应用的的论文 英文 原文题目为 Practical Neural Network Applications in the Mining Industry 关键词 立井 两水平 上下山开采 大采高 中央并列式 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 8 Mt a new underground mine design of Xiandewang coal mine Xiandewang coal mine lies in Xingtai Hebei province As Peitun railway run across the east part of the mining field connect to Longhai railway the traffic is very convenient It s about 5 23 km on the strike and 4 18 km on the dip with the 20 03 km2 total horizontal area The minable coal seam of this mine is 2 with an average thickness of 5 0 m and 7 with an average thickness of 4 0 m and an average dip of 8 9 The proved reserves of this coal mine are 188 31 Mt and the minable reserves are 140 87 Mt with a mine life of 60 2 a The geological condition of the mine is relatively simple The normal mine inflow is 120 m3 h and the maximum mine inflow is 240 m3 h It is bituminous coal 44 with low mine gas emission rate and coal spontaneous combustion tendency and it s a coal seam liable to explosion The first level is at 160 m The second level is at 290 m Designed first mining district makes use of the method of preparation in mining area the length of working face is 233 m which uses fully mechanized coal mining technology and fully caving method to deal with goaf The working system is three eight with two teams mining and the other overhauling Every mining team makes three working cycle with six working cycle everyday Advance of working cycle is 0 6 m and quantity of 5617 86 ton coal is makedeveryday Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource and mine car to be assistant transport Main shaft makes use of skip to transport coal resource when subsidiary shaft makes use of cage to be assistant transport In the prophase of mining the mine makes use of centralized ventilation method when in the evening of mining the mine makes use of areas ventilation method At the easy time of mine ventilation the total air quantity is 4608 m3 per minute the total mine ventilation resistance is 2096 Pa the coefficient of resistance is 0 355 N s2 m8 equivalent orifice is 2 03 m2 At the difficult time of mine ventilation the total air quantity is about 4608 m3 per minute the total mine ventilation resistance is 2746 Pa the coefficient of resistance is 0 465 N s2 m8 equivalent orifice is 1 74 m2 The cost of the designed mine is 110 yuan per ton The monographic study is bolting technology of deep well drawed by MATLAB 7 1 The translated academic paper is about effects of frequency and grouted length on the behavior of guided ultrasonic waves in rock bolts Keywords shaft two levels up dip and down dip minging large mining height centralized juxtapose ventilation 目目 录录 一般设计部分一般设计部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1 1 1 矿区概述 1 1 2 井田地质特征 3 1 3 井田水文特征 7 1 4 煤层 煤质与资源储量 10 2 井田境界和储量井田境界和储量 16 2 1 井田境界 16 2 2 矿井工业储量 18 2 3 矿井可采储量 21 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 24 3 1 矿井工作制度 24 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 24 4 井田开拓井田开拓 26 4 1 井田开拓的基本问题 26 4 2 矿井基本巷道 35 5 准备方式准备方式 采区巷道布置采区巷道布置 48 5 1 煤层地质特征 48 5 2 采区巷道布置及生产系统 49 5 3 采区车场选型设计 52 6 采煤采煤方方法法 56 6 1 采煤工艺方式 56 6 2 回采巷道布置 68 7 井下运输井下运输 72 7 1 概述 72 7 2 采区运输设备选择 75 7 3 大巷运输设备选择 76 8 矿井矿井提提升升 79 8 1 概述 79 8 2 主副井提升 79 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 84 9 1 矿井通风系统选择 84 9 2 采区及全矿所需风量 88 9 3 矿井通风总阻力计算 93 9 4 选择矿井通风设备 101 9 5 防止特殊灾害的安全措施 105 10 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标 107 专题设计部分专题设计部分 大倾角工作面支架稳定性研究 大倾角工作面支架稳定性研究 1 引言引言 110 2 大倾角支架稳定性分析大倾角支架稳定性分析 111 2 1 影响液压支架稳定性的因素 111 2 2 提高支架稳定性的措施 111 2 3 大倾角综放液压支架的防倒 防滑装置 113 2 4 放煤工艺控制 114 3 静力学角度研究大倾角支架稳定性静力学角度研究大倾角支架稳定性 115 3 1 防倒稳定分析 115 3 2 抗滑稳定分析 117 3 3 尾部抗扭分析 118 4 大倾角放顶煤液压支架稳定性动态分析大倾角放顶煤液压支架稳定性动态分析 121 4 1 大倾角放顶煤支架一围岩关系 122 4 2 大倾角放顶煤支架受力分析 123 4 3 大倾角放顶煤支架稳定性技术 125 4 4 结论 126 5 现场支架防滑 防倒措施现场支架防滑 防倒措施 127 6 结语结语 128 参考文献 128 翻译部分翻译部分 PRACTICAL NEURAL NETWORK APPLICATIONS IN THE MINING INDUSTRY 英文原文英文原文 131 中文译文中文译文 137 致谢致谢 142 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 1 1 矿区概述 1 1 1 交通地理位置交通地理位置 显德汪矿位于邢台市西南约 35km 南部与邯郸地区武安市相接 东距京广 铁路褡裢车站 25km 有两条主要公路邢 邢台 渡 渡口 邢 邢台 都 都党 及通向各村的简易公路 交通极为方便 如图 1 1 图图 1 11 1 显德汪矿交通位置图显德汪矿交通位置图 旧周 张安北 石门 井店 活水 马店头 石盆 赵县 路罗 浆水 温泉沟 邢台市 老仓会 龙泉寺 太子井 西兑村 大屯 任县 东韩 渡口 南和 矿山 显德汪 赵店 白塔 城关 高村 沙河 永年 武安 邯郸市 辛安镇 成安 临漳 南东坊 磁县 新坡 林坛 汉村 磁山 涉县 固新 彭城 杨家堂 关防 岭底 西达 km 181260 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 2 页 1 1 2 地形地貌和水文情况地形地貌和水文情况 显德汪井田位于太行山中段东麓山前丘陵地带 地势西高东低 海拨在 194 10 339 6m 之间 地表起伏较大 基岩裸露面积较小 属山前冰碛台地地形 井田内地表水系不发育 仅有中关小溪 栾卸小溪和紫牛湾小溪 3 条季节性 小溪 均属北洺河支流 雨季时出现水流 旱季断流 1 1 3 矿区经济状况矿区经济状况 邢台有丰富的矿藏资源 农副产品资源和水利资源 矿产资源主要有煤 铁 瓷土 石 膏 菱镁矿 兰晶石 重晶石 石墨等 40 多种 农业主要盛主棉花 小麦 玉米等 雪花梨 串枝红杏 辣椒 红枣 核桃 板栗等在国内外市场 享有盛名 邢台地下水 资源丰富 水质良好 市内有比较丰富的旅游资源 已 开放的有 临城崆山白云洞 邢台县野沟门水库和白云山旅游区 沙河秦王湖风 景区等 1 1 4 矿区电力供应矿区电力供应 矿井 110 kV 主电源引自邢台 220 kV 变电站 由 110 kV 线路送至距矿井 110 kV 变电站 备用电源引自煤矿自建电站 110 kV 发电站 1 1 5 矿区的气候条件矿区的气候条件 本区属北方气候特点 冬季寒冷干燥 夏季炎热多雨 春季有干旱及寒潮 霜冻等自然灾害 但四季分明 气候温和 降水量 多年平均降水量 497 0mm 雨季多集中在 7 8 月份 蒸发量 多年平均蒸发量 1719mm 气 温 年平均气温 13 主导风向 全年风向以北 北东及南为主 本区属大陆性季风气候 1 1 6 地震地震 邢台位于北东向断裂活动带上 地震活动相对频繁 如 1967 年的隆尧地震 对建筑破坏严重 近期尚没有破坏性地震活动 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 3 页 1 2 井田地质条件特征 1 2 1 地层地层和煤层和煤层 显德汪井田地表全为新生界地层所覆盖 所发育的地层自上而下依次为 第 四系 二叠系上统上石盒子组 下石盒子组 二叠系下统山西 Q sh P2 x P 1 组 P1s 石炭系上统太原组 C3t 石炭系中统本溪组 C2b 奥陶系中统峰 峰组 马家沟组 现简述如下 f O2 m O2 1 1 第四系 第四系 Q Q 下部为冰碛红色泥砾 冰水沉积的杂色粘土 细砂 亚粘土及砂砾石等 一 般厚 40m 中部为冰碛粘土砾石层 透镜状砂层及红色亚粘土组成 一般厚 30m 上部为多种成因的黄土 具垂直节理和大孔隙 一般厚 2 10m 2 2 二叠系 二叠系 P P 上二叠统上石盒子组 以灰绿色 紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主 sh P2 夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩 平均厚度 307 4m 下二叠统下石盒子组 以灰色 灰绿色 紫斑色粉砂岩和含铝土 x P 1 质的砂质泥岩为主 中部和下部夹有 2 3 层中细粒砂岩 平均 41 1m 下二叠统山西组 由灰色 深灰色 黑灰色中细粒砂岩 粉砂岩 s P 1 和煤层组成 中下部含煤 2 4 层 平均 83 8m 3 3 石炭系 石炭系 C C 上石炭统太原组 由深灰色 灰色粉砂岩 灰至灰白色中细砂岩 t C3 4 6 层灰岩和 6 9 层煤组成 平均厚度 135 5m 中石炭统本溪组 主要由深灰色泥岩 粉砂岩及灰岩组成 夹不 b C2 稳定薄煤一层 平均厚度 17 56m 4 4 奥陶系 奥陶系 O 中统峰峰组 由厚层状致密灰岩 结晶灰岩 角砾状灰岩 白云 f O2 质灰岩组成 按岩性特征分为三段 总平均厚度 167m 中统上马家沟组 黄 浅红色白云质角砾状灰岩 蜂窝状灰岩 s O2 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 4 页 灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成 按岩性分为三段 总厚度平均 246m 中统下马家沟组 由角砾状灰岩及蜂窝状泥质 白云质灰岩组成 x O2 按岩性分为三段 厚度大于 144m 5 5 煤层 煤层 井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组 二叠系下统山西组 其次为石炭 系中统本溪组 煤层与含煤地层对应关系如表 2 1 及附图显德汪矿综合水文地质 柱状图 表表 2 12 1 煤层与含煤地层对应关系表煤层与含煤地层对应关系表 煤层编号地层 地层平均厚度 m 稳定性 可采性 1 2 山西组下部45 10主要可采煤层 3 太原组上部14 73层位稳定不可采 4 不稳定局部可采 5 不稳定不可采 6 不稳定局部可采 7 太原组中部80 30 不稳定局部可采 8 极不稳定局部可采 9 太原组下部32 62 主要可采煤层 10 本溪组17 56不稳定局部可采 1 2 2 区域地质构造区域地质构造 邯邢煤田位于太行山东麓 华北盆 地西缘 煤田西部为太行山隆起的中南 段 整体走向呈北东向展布 由赞皇隆 起和武安断陷组成 前者由太古代和少 部分元古代变质岩系组成 后者主要由 古生代地层组成 显德汪井田即位于武 安断陷北部太行山隆起带东侧 为新生 代华北盆地的西部边缘 由于西侧太行 山隆起的上升和东侧华北盆地的沉降 使邯邢煤田形成走向 NNE 近 SN 西 边翘起 东边倾降 并具波状起伏的翘 倾断块 煤田边界断层多为走向 NNE 邯郸 陷 坳 郸 邯 鹿 巨 2 裂 断 大 前 武安 邢 陷 坳 安 武 台 显德汪矿 邢台 1 隆 尧 起 隆 晋 宁 隆尧县 宁晋县 高城县 栾城县 陷 坳 城 栾 县 晋 起 隆 皇 赞 山 山 行 太 石家庄 陷坳 陉 井 井陉县 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 5 页 的正断层 煤田内发育有大量 NNE NE 向正断层及少量 NNW 向正断层 组成 一系列地堑 地垒和阶梯状单斜断块 自北向南有 NNE 向的晋县栾城断陷 地堑 宁晋隆尧断隆 地垒 巨鹿邯郸断陷 地堑 及南部的邢台断陷 与太行山隆起带中 的武安断陷共同构成邢台武安断陷 呈雁行状斜列展布 煤田内褶皱构造主要分布在近东西向的隆尧南正断层以南至洺河一线 轴向 NNE 与大断层走向平行展布的背 向斜为煤田内主要褶皱构造 延伸较长 形 态清晰 EW 向 NW 向褶皱规模小 断续出现 地层倾角比较平缓 一般为 10 20 局部可达 30 左右 图 2 1 现将煤田内对显德汪井田有控制作用的区域性构造简述如下 1 隆尧南正断层 展布于隆尧 南宫一带 横贯煤田中部 总体走向近 EW 断层面向南倾斜 倾角 55 左右 落差 900 2900m 在煤田内延伸长度约 44km 将邯邢煤田分为南北两个构造单元 其下盘 北侧 构成尧山山系 出露 煤系基底奥陶系灰岩 其上盘 南侧 有煤系地层广泛赋存 2 太行山山前大断裂南段 由隆尧 邢台之间的唐庄农场断层 晏家屯 断层 邢台 邯郸间的百泉断层 临洺关断层等组成 总体走向 NNE 唐庄农场 断层走向 NE 断层面均向东或 SE 倾斜 落差 500 1800m 太行山山前大断裂 是太行山隆起带与华北盆地的分界 在隆尧南断层以南构成太行山隆起带和华北 盆地次一级构造单元 邢台武安断陷与巨鹿邯郸断陷之间的分界 1 2 3 井田地质构造井田地质构造 显德汪井田位于太行山隆起带与山前大断层之间的过渡地带 即武安断陷的 北部 为一不完整的 被 NNE 向断层切割的 NNE 向显德汪向斜与 NWW 向栾卸 向斜相复合的构造 井田东部规模较大的 NNE 向向斜称为显德汪向斜 该向斜 宽缓开阔 略显波状起伏 向斜形态较清晰完整 如图 2 2 显德汪井田构造纲要 图 现将显德汪井田主要构造简述如下 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 6 页 图 2 2 显德汪井田构造纲要图 1 褶皱 显德汪井田为一褶皱型井田 挤压揉皱及层滑构造发育 残余构造应力大 造成煤层顶底板岩石破碎 巷道围岩压力大 井田内褶皱构造的特点是 向斜形 态完整清晰 延伸较长 背斜较模糊 NNE 与 NWW 两组褶皱横跨复合 地层倾 角 8 30 一般 10 15 左右 主要褶皱特征如表 2 2 表 2 2 主要褶皱构造特征一览表 名称 延伸 长度 区 内 变 化两翼倾角 显德汪向斜 6km 轴部出露最新基岩为上二叠统上石盒子二 段 向斜轴 10 线以北 NNE 向在上关一带 仰起 10 线以南 SN 向 14 与 17 线向东 呈弧形弯曲 东翼倾角 9 至 19 平 均 14 西翼倾角较缓 平均 11 2 断层 显德汪井田揭露的断层为井田的中北部的压扭性正断层 走向以 NNE 向为 主 井田西北部小断层与层滑构造发育 3 岩浆岩 本区自燕山运动以来 岩浆侵入活动频繁 使煤系地层受到不同程度的影响 推测小型构造盆地 背斜倾伏端 向斜仰起端 下组煤实见断层 上组煤实见断层 显德汪向斜 栾卸向斜 栾卸向斜 李石岗南背斜 李石岗向斜 显德汪向斜 N F3 f3 703 707 F26 f4 807 809 F9 F2 F1 1118 F18 F28 F3 F29 F11 F30f1 F10 f2 1213 F20 1226 1219 F5 f3 f2 f3 F4 1618 85000 84000 83000 82000 81000 80000 79000 1800019000200002200021000 750 m 5002500F7 F1 F16 F3 1630 1608 1713 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 7 页 岩浆活动对 2 煤层以上影响不大 而对 6 煤层以下均有不同程度的影响 尤其 对 9 煤层影响严重 据测算 9 煤层受岩浆岩吞蚀 部分吞蚀及直接接触影响的 面积约 3 5km2 占 9 煤层总面积的 18 6 1 3 井田水文地质特征 1 3 1 地表水概况 地表水概况 井田范围内没有常年性地表水 季节性的小溪流有中关小溪 栾卸小溪和紫 牛湾小溪 虽然位于井田外围 但仍处于井田所属水文地质单元 对本矿井具有 间接充水意义的河流有南沙河和马会河等 1 3 2 边界条件 边界条件 显德汪井田为新生界地层全覆盖型井田 地层基本形态受 NNE 向的显德汪 向斜控制 井田北部 西北部和东部北段为煤层隐伏露头区 以外为奥陶系灰岩 隐伏露头 1998 年进行奥灰放水试验时 形成以中观孔为中心的 NNE 向椭圆形 降落漏斗 由此分析 F1 断层没有完全阻隔两盘含水段之间的水力联系 应为弱 透水边界 西侧为奥灰含水层露头 雨季接受大气降水补给 平时接受地表水系 的渗漏补给 为流量边界 南侧 北侧为自然进水边界 由于生产矿井较多 人 为影响程度较大 1 3 3 含水层特征 含水层特征 根据岩性 结构 富水特征及其对开采煤层的影响程度 参考区域含水岩组 情况 矿区含水层 组 划分如下 1 3 3 1 新生界松散类孔隙潜水含水组新生界松散类孔隙潜水含水组 全新统砂砾石含水组呈条带状分布于中关 栾卸小溪等沟谷之内 主要为冲 洪积相卵砾石层 厚 0 13 00m 平均 4 00m 渗透系数 13 0m d 钻孔单位涌水 量 0 662L s m 水位标高 198 2m 为 HCO3 Ca 型水 富水程度中等 中更新统砂砾石含水层全区大面积分布 主要由粒径 1 80cm 冰碛砾石组成 厚 8 00 81 64m 一般 30m 渗透系数 0 692m d 钻孔单位涌水量 0 125L s m 水位标高 280 04m 为 HCO3 Ca 型水 富水程度中等 下更新统砂层含水层出露于显德汪 新村 柳泉 上关一带 厚 10 00 80 14m 渗透系数 4 05 5 72 m d 钻孔单位涌水量 0 0938 0 609 L s m 水 位标高 230 89 242 77m 富水性中等 但极不均一 以上各含水层动态受季节影响明显 在 17 勘探线以北该组富水性较强 工 作面回采时应多加注意 1 3 3 2 二叠系砂岩裂隙承压含水组二叠系砂岩裂隙承压含水组 下石盒子组砂岩含水层厚 0 50 42 79m 一般 14 37m 矿井揭露时最大涌水 量为 60m3 h 后逐渐减小至少量淋水 钻孔单位涌水量 0 00433 0 0231 L s m 一般 0 0137L s m 其渗透系数为 0 0262 0 311m d 一般 0 0974m d 水位标高 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 8 页 198 75 216 87m 一般 213 58m 水化学类型为 HCO3 Cl Na 水 矿化度 0 309g L 井田东 北部富水性稍强 但总体呈弱富水性 山西组砂岩含水层厚 0 23 29m 平均 9 95m 不稳定 井下在一轨道三中 二中材料上山揭露该含水层时 最大涌水量 40 m3 h 在三采区石门揭露该含水 层时 涌水量为 23 m3 h 一月后基本疏干 据钻孔抽水试验 单位涌水量 0 0178 L s m 渗透系数 0 14m d 水位标高 171 74 269 62m 一般 215 66m 水化学类型为 HCO3 Cl Na Ca 型和 HCO3 SO4 Ca Mg 型水 矿化度 0 427m d 主要富水区集中于 16 线以北 属弱富水含水层 为开采 1 2 号煤时 的主要直接充水水源 1 3 3 3 石炭系灰岩岩溶 裂隙承压含水组石炭系灰岩岩溶 裂隙承压含水组 野青灰岩含水层厚 0 7 3 76m 平均 2 31m 钻孔抽水试验单位涌水量 0 000575 0 120 L s m 平均 0 0603 L s m 渗透系数 5 01 0 0154m d 一般 0 729m d 为 HCO3 Cl Ca 型水 17 勘探线附近 井田的北及西北部富水性稍 强 总体富水程度中等偏弱 伏青灰岩含水层厚 0 39 3 40m 平均 1 86m 钻孔抽水试验 单位涌水量为 0 00274L s m 渗透系数为 0 0166m d 富水区主要集中于 17 线附近及北 西北 翼的浅部 富水性弱偏中等 为 HCO3 Na Ca 型水 大青灰岩含水层厚 1 53 9 71m 平均 4 67m 钻孔抽水试验 单位涌水量 0 00357 0 123L s m 平均 0 0456L s m 渗透系数 0 0024 2 91m d 平均 1 04m d 井下涌水点最大水量 60m3 h 一般小于 30 m3 h 8 号水源井涌水量 49 8 60m3 h 富水区主要集中于 17 线附近及北 西北翼的浅部 富水性中等 水化学类型为 HCO3 Na 和 HCO3 Na Ca 型 矿化度 0 646 1 064g L 具 H2S 气味 本溪灰岩含水层厚度 0 8 00m 平均 4 13m 单位涌水量 0 106L s m 渗透 系数 3 38m d 水位标高 215 34 265 16m 一般 247 59m 1975 年 总体富水 性中等 7 勘探线以北地区富水性稍强 1 3 3 4 奥陶系灰岩岩溶 裂隙承压含水组奥陶系灰岩岩溶 裂隙承压含水组 本区奥陶系灰岩含水层富水性极不均一 具有明显的分带性 在垂向上按岩 性 结构及富水性可分为三组八段 见图 1 其中二 四 五 七段为含水段 七段富水程度最强 一 三 六 八段 可视为隔水层 富水部位主要集中在 250m 以浅的上马家沟灰岩二 三段和下马家沟灰岩二段 由平面分布情况来看 井田内统计的漏水钻孔多分布在西部 并且涌水量大于 100m3 h 以上的钻孔包括 水 7 放 2 水 9 放 3 放 1 奥观 13 等 均集中在井田的西部 应为强富水区 由于受显德汪向斜与栾卸向斜影响 两向斜轴部附近的含水层深埋 使水循 环变缓 勘探期间的涌 漏水点分布少 应属富水性相对较弱区 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 9 页 岩 性 描 述柱状 段厚代 号 地层时代 段组统 米 缟纹状 角砾状灰岩 厚层灰岩 岩溶发育 杂色角砾状灰岩 泥灰岩 厚层灰岩 夹角砾状灰岩 厚层灰岩 白云质灰岩 岩溶发育 杂色角砾状白云质灰岩夹泥岩 厚层灰岩 白云质灰岩 角砾状灰岩及泥岩 10 65 75 120 1 2 O2 1 1 O2 O2 1 2 第 一 组 第 二 组 3 O2 2 1 31 60 O2 2 2 491 140 5O2 2 3 80 120 6O2 3 1 40 169 7 O2 3 2 74 128 中 奥 陶 统 第 三 组 0 25 3 3 O28 图图 1 1 奥陶系灰含水层分组及分段柱状图奥陶系灰含水层分组及分段柱状图 第三组 峰峰组 灰岩含水层层厚 89 00 168 00m 裂隙发育 钻孔单位涌 水量 0 0588 0 392L s m 渗透系数 0 0553 31 64m d 一般 6 76m d 地面 1 号 4 号水井及井下 3 号 5 号 7 号 9 号水井均取水于该层 九十年代地面 1 号 风井 1 号 7 号水源井水位标高 109 130m 一般 110m 左右 富水性强 目前 水位 65m 第二段 上马家沟组 灰岩含水层厚 202 320m 钻孔单位涌水量 0 0214 0 139L s m 出水量在 250m3 h 左右 该层的第二 第三段 O22 2 O22 3 裂隙 溶隙 小溶洞较发育 富水性相对较强 第三段 下马家沟组 灰岩含水层厚度约 75 120m 岩溶裂隙发育 面裂隙 率 3 6 钻孔单位涌水量 0 3 3 0 L s m 富水程度强 水化学类型为 HCO3 Ca 型 矿化度 0 25 0 28g L 井下 9 煤供水孔最大涌水量 120 03 6m3 h 放水孔最大放水量 224 00m3 h 放 2 钻孔抽 注 水试验 单位涌水量 0 00277 10 090L s m 一 般大于 0 6L s m 渗透系数 0 053 16 05m d 1 3 3 5 燕山期闪长玢岩风化裂隙承压含水层燕山期闪长玢岩风化裂隙承压含水层 该组 层出露于沙河南部紫牛湾小溪西南 侵入中奥陶统灰岩和煤系地层 厚 0 56 9m 平均 26 88m 节理裂隙较发育 强风化带深度一般为 10 20m 据钻孔 抽水试验单位涌水量 0 0605L s m 渗透系数 0 29m d 影响半径 71m 水位标高 176 99 m 1975 年 1708 孔 井田南部富水程度稍强 水化学类型为 HCO3 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 10 页 Na Ca Mg 型 矿化度 0 818g L 在局部构造破碎带内可形成钻孔涌水量达 100 2m3 h 的强富水区 但总体呈弱富水性 正常情况下该含水层组对矿井充水 威胁不大 1 4 煤层 煤质与资源储量 1 4 1 煤层稳定性评价 煤层稳定性评价 煤层埋藏条件 煤层埋藏条件 走向 东西走向 倾向 北偏西 倾角及其变化 7 12 煤层的露头深度 211 m 风化带深度 218 m 显德汪矿主要可采煤层为 2 9 煤层 1 4 6 7 8 10 为局部可 采煤层 现从上到下分述如下 1 4 1 1 1 煤层煤层 1 煤层位于山西组中部 为井田最上一层主要可采煤层 下距 2 煤层 3 09 29 80m 平均 19 71m 1 煤层最厚 0 26 2 83m 平均 1 42m 煤层厚度多集中在 1 2 1 8m 之间 煤层一般含矸 1 2 层 夹矸平均厚 0 15m 煤层平均厚 上分层 0 78m 下分层 0 58m 1 煤层厚度变异系数 分别为 31 3 22 9 35 7 可采指数 Km 分别为 0 94 1 00 0 94 应属较稳定煤层 1 4 1 2 2 煤层煤层 2 煤层是井田内主要可采煤层之一 位于山西组底部 1 煤层之下 3 50 30 50m 平均 17 90m 2 煤厚度 3 7 29m 平均 5 0m 煤层厚度多集中在 4 0 6 0m 之间 煤矿已 采区煤层结构较好 1 4 1 3 3 煤层煤层 3 煤层位于太原组顶部 一座灰岩之下 1 17 20 34m 平均 7 17m 处 下距 野青灰岩 3 27 12 14m 平均 6 54m 3 煤层真厚度 0 2 04m 平均 0 56m 煤层厚度多集中在 0 5 0 7m 之间 区 内仅个别点煤厚达到可采厚度 且零星分布 不能成片 绝大部分地区煤层不可 采 3 煤层用煤层厚度变异系数 可采指数评价 属极不稳定煤层 1 4 1 4 4 煤层煤层 4 煤层位于太原组上部 野青灰岩之下 0 2 16m 平均 1 30m 处 上距 3 煤 层 5 04 15 03m 平均 10 26m 下距 6 煤层平均 29 84m 煤层真厚 0 1 97m 平均 0 74m 煤层厚度多集中在 0 5 1 1m 之间 煤层结 构简单 一般不含夹矸 用煤层厚度变异系数 可采指数评价均 属极不稳定煤 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 11 页 层 1 4 1 5 6 煤层煤层 6 煤层位于太原组中部 上距 4 煤层 19 62 43 67m 平均 29 84m 下距伏 青灰岩 0 21 30m 平均 13 59m 6 煤层厚度 0 2 84m 平均 0 81m 煤层结构较复杂 含矸 1 2 层 单层夹 矸厚 0 30m 左右 煤层厚度多集中在 0 9 1 6m 之间 煤厚变化较大 常有尖灭 和相变为炭质泥岩的地方 用煤层厚度变异系数 可采指数评价均 属极不稳定 煤层 1 4 1 6 7 煤层煤层 7 煤层位于太原组中部 伏青灰岩之下 2 35 9 85m 处 上距 6 煤层平均 21 90m 下距中青灰岩 1 14 14 77m 平均 7 51m 7 煤层厚度 0 1 96m 平均 0 83m 煤层厚度多集中在 0 4 0 9m 之间 煤层 结构简单 一般不含夹矸 井田北部 西部煤厚变化较大 大部分地区可采 且 煤厚变化不大 井田东部及南部煤层较薄 不可采面积较大 用煤层厚度变异系 数 可采指数评价均 属极不稳定煤层 1 4 1 7 8 煤层煤层 8 煤层位于太原组下部 大青灰岩之下 0 2 17m 平均 0 10m 处 上距 7 煤 层 17 54 31 36m 平均 24 85m 下距 9 煤层平均 12 43m 8 煤层真厚 0 2 61m 平均 0 82m 含矸 0 3 层 一般含一层夹矸 夹矸厚 0 2 0 3m 左右 煤层厚度多集中在 0 7 1 3m 之间 8 煤层煤厚变化较大 主要 在井田中 西部地区出现一些南北向狭长可采条带 其余有一些局部可采处 西 南部有火成岩侵入 且局部有吞蚀煤层现象 可采煤厚 0 2 12m 平均 0 65m 用煤层厚度变异系数 可采指数评价均 属极不稳定煤层 1 4 1 8 9 煤层煤层 9 煤层位于太原组底部 为本井田主要可采煤层之一 上距 8 煤层 1 22 42 58m 平均 12 43m 下距本溪灰岩 7 31 23 50m 平均 15 93m 9 煤层真厚 0 45 14 71m 平均 4 0m 全区可采 煤层厚度多集中在 3 1 6 0m 之间 煤厚变化值也大 且北部大于南部 西部大于东部 东南部煤 层受火成岩和断层影响 煤厚多在 5 0m 以下 9 煤层结构复杂 含矸 0 7 层 煤层愈厚 夹矸层数愈多 夹矸总厚度在 12 勘探线以北大于 0 5m 12 勘探线 以南 夹矸总厚多小于 0 5m 用煤层厚度变异系数 可采指数评价均 属较稳定 煤层 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 12 页 1 4 1 9 10 煤层煤层 10 煤层位于本溪组顶部的灰岩之下或夹于其中 上距 9 煤层 10 58 31 05m 平均 18 48m 下距奥陶纪灰岩顶面 1 32 22 92m 平均 15 42m 10 煤层真厚度 0 1 94m 平均 0 88m 煤层厚度多集中在 0 5 1 3m 之间 煤层结构简单 煤层沉积不稳定 有尖灭或变为炭质泥岩现象 用煤层厚度变异 系数 可采指数评价均 属不稳定煤层 显德汪矿各煤层厚度 可采性 层间距及稳定性评价结果详见表 5 3 和表 5 4 表表 5 3 各煤层厚度稳定性评价结果表各煤层厚度稳定性评价结果表 煤层厚度 m 煤层 统计 点数 最小最大平均 可采性指 数 Km 变异系数 稳定性备注 1 870 262 831 460 9431 3较稳定全区 1 340 802 831 561 0022 9稳定已采区 1 530 262 601 370 9435 7较稳定未采区 1 76402 501 670 9727 2较稳定已采区生产点 2 8107 295 000 9726 6较稳定全区 2 251 117 294 911 0026 5较稳定已采区 2 5605 785 140 9223 6较稳定未采区 2 5160 108 004 760 9225 8较稳定已采区生产点 3 7702 040 560 0146 5极不稳定全区 4 8601 970 740 3746 1极不稳定全区 6 8902 840 810 5183 6极不稳定全区 7 9201 960 830 3444 5极不稳定全区 8 8902 610 820 5356 3极不稳定全区 9 930 4514 714 120 9647 83较稳定全区 10 8801 940 880 5259 5极不稳定全区 1 4 2 主要可采煤层顶 底板特征 主要可采煤层顶 底板特征 1 4 2 1 2 煤层煤层 直接顶板按岩性及稳定性分为二类 一类为粉砂岩或砂质泥岩组成的顶板 其中以粉砂岩为主 主要分布在井田西部 约占井田面积的二分之一 厚度一般 2 0 4 0m 具水平层理 强度中等 节理及顺层滑动构造发育 岩层破碎且整体 性较差 单向抗压强度 67 8MPa 据生产实践 直接顶板初次跨落步距 8 10m 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 13 页 稳定性差 管理困难 属不稳定型顶板 I 类 第二类为灰白色 中厚层状细粒 中粒砂岩构成的顶板 同时也是老顶 厚 0 73 19 27m 一般 3 10m 具不规则波状层理及斜层理 硬度中等 节理发育稀 疏 主要分布在井田东部 呈南北向展布 据采煤实践证明 该类顶板较易管理 属中等稳定型顶板 II 类 直接底板为粉砂岩或砂质泥岩 其中以砂质泥岩为主 一般厚 1 4 3 7m 层 理不发育 常与其下的薄煤层组成复合底板 节理及层滑面发育 质软破碎 遇 水膨胀较严重 支撑力弱 工作面来压期间 支架或支柱有钻底现象 1 4 2 2 9 煤层煤层 直接顶板按岩性及稳定性分为二类 一类为以粉砂岩为主 砂质泥岩为辅或 二者复合组成的顶板 厚 0 5 12 2m 一般厚 1 5 5m 主要分布 12 线以北地区 是 9 煤层的主要顶板类型 属不稳定型顶板 I 类 第二类为闪长玢岩构成的顶板 厚 3 90 26 59m 平均 17 8m 岩性致密坚 硬 节理发育 属中等稳定 稳定型顶板 II III 类 主要分布在 12 线以南 底板为铝土质泥岩或含铝土的粉砂岩 泥岩 含大量黄铁矿结核 岩性松软 强度低 具滑感 遇水膨胀 有底鼓现象 单向抗压强度 15MPa 支撑力小 1 4 3 局部可采煤层顶底板特征 局部可采煤层顶底板特征 1 4 煤层 直接顶板为野青灰岩 均厚 2 27m 中厚层状 致密坚硬 抗压强度 174MPa 底板以粉砂岩为主 抗压强度 15 7MPa 局部为砂质泥岩 抗压强度 10 4MPa 2 6 煤层 顶板为粉砂岩或中细粒砂岩 砂岩抗压强度 126 7Mpa 底板为粉砂岩或砂质 泥岩 砂质泥岩抗压强度 19 1MPa 3 7 煤层 顶板为粉砂岩 砂质泥岩 底板为粉砂岩 4 8 煤层 顶板为大青灰岩 中厚层状 致密坚硬 平均厚度 4 77m 底板为粉砂岩 5 10 煤层 顶板为本溪灰岩 致密坚硬 平均厚度 1 83m 底板为铝土质泥岩 遇水膨 胀 有底鼓现象 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计第 14 页 1 4 4 煤质煤质 1 4 4 1 煤的物理性质及煤岩特征 煤的物理性质及煤岩特征 各煤层均为高变质煤 为黑色 灰黑色 受构造破坏 裂隙十分发育 煤体 结构多为碎裂结构和碎粒结构 硬度较小 机械强度低 燃烧时难燃 无烟 无 火焰或火焰短 不熔不膨胀 视相对密度无岩浆岩区 1 40 1 50 岩浆岩区 1 60 煤岩成分由镜煤 亮煤 暗煤和丝炭组成 太原组各煤层以半亮型为主 山 西组 2 煤层则以半亮型和半暗型为主 含有较少量的暗淡型煤 1 4 4 2 煤类的确定及煤类分布 煤类的确定及煤类分布 2 9 各主要可采煤层煤布着贫煤和无烟煤两大类