课程设计(张集矿)

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1、word1井田概况与地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置：本井田位于省市铜山县境，距市约22km。交通：铁路徐铁路与陇海铁路在该井田南部相交，铁路专用线与徐沛铁路在集站接轨。公路，井田东部有徐沛公路通过，矿用公路在唐沟站与徐沛公路连接，交通极便。附交通位置图1.1.2 地形地势本井田地貌属黄淮冲积平原，地表岩性性主要诶黄淮堆积的亚粘土。地势平坦，地面标高为+35+45m，微向东与北东倾斜，地面坡度为0.1%，矿区无洪水，涝现象。1.1.3 河流湖泊矿区地表水系重要有废黄河和桃园河两条河流。废黄河，斜穿井田西南部，呈北西-东南延展，河道宽浅，河床大局部枯槁，为季节性河流。两岸筑有防洪堤坝

2、，堤坝标高+43+44m.桃园河，为一条季节性河流，由西向东流入京杭运河，只有尾端和支流伸入井田东部，河道较浅，讯期泄水，排涝，旱期断流。在井田以东约15km，有地区最大地表水体微山湖全湖面积644km2湖面水位常年标高+31+33m,最高洪水位1957年。自1958年以来，微山湖大堤屡次进展培修，堤顶标高一般增高到+39.5m,堤宽为610m,同时开挖了京杭运河。疏竣了流通河道，兴建了配套、节制、灌溉等工程。根本上解决了洪水危害。1.1.4 矿区气候条件1.1.4.1 矿区气候性质与气温变化：据地质报告提供气象站资料：本矿区气候属南温带鲁淮区，具有长江与黄河流域、气候的过度性质，但接近北方气

3、候的特点。气候温和，四季明显，日照充足，春秋季短，入冬和回暖较早，冬寒枯燥，夏热多雨。春秋干旱突出，并伴有寒潮、霜冻、风雪、台风、冰雹和暴雨等灾害性天气出现。气温：历年年平均为C，最高气温，1972年6月11日，最低温度零下C1969年2月6日，C以上高温天数年平均为11天，零下10C的低温年平均6天。1.1.4.2 雨季时间、年平均与最大降雨量：据气象站1951-1982年资料，历年平均降雨量mm，最大降雨量出现在1962年，达1360mm，最少降雨量出现于1953年，仅为mm。降雨量多集中在每年夏季的6-8月，平均为mm，占全年降雨量的59%，年平均降雨为32天，暴雨日年平均仅为4天，日最

4、大降雨量为mm。1.1.4.3 结冰与解冻日期、最大冻结深度、最大积雪厚度：据气象站资料，本区河港封冻日期，平均在12月底-1月低最早12月15日，最晚为1月30日。历年最大冻土厚度为24cm1968年1月2日，最早解冻日期为元月1日、1974年，最晚为2月21日1957年，平均解冻日期为1月22日，最大积雪厚度为25cm1964年2月15日。1.1.4.4 全年最大频率风向和最大风速：本区历年四季风向均为偏东风为主，ENE频率为13%，年平均风速为30米/秒，年平均大风日为天，34月最多，最大风速为米/秒1952年5月，瞬时最大风速曾达12级。台风直接影响本区平均3-5年一次，而台风倒槽影响

5、本区较多，年均有一次，多出现在8-9月。常常带来暴雨。1.1.4.5 地震与地震烈度：据国家地震局地震大队1977年编制的地震中记载，记载地震开始于公元前179年至公元1982年，发生有感地震600屡次，破坏地震29次，其附近发生有感地震36次，破坏性地震4次，其中最大2次，即一次发生于公元1668年7月25日，震中省郯城，震级级，震中烈度12度，当时铜山城市建筑倾覆过半，远近压死者不计其数。第二次发生于1937年8月1日，震中荷泽，震级7级，震中烈度9度，本区处于波与影响围，房屋摇动，旧房坍塌50余间，伤亡20余人，按国家地震局烈度区划，规定建筑物按地震烈度7度设防，重要建筑物按8度设防。1

6、.1.4.6 临近矿井其临近矿井东有年产120小楼煤矿和年产能力为120万吨的庞庄煤矿，东北有年产90的坨城煤矿和年产能力为90的柳新矿。西北有年产能力的120万吨的马坡矿。1.1.4.7 水源和电源水源：该矿以前曾利用距工业广场km的59-41号钻孔建成水源井，该水源虽水量能满足需要，但水质经屡次化验，因硫酸根离子，氧化物与铁的含量较多，引用危害极大，已经停用。现在取用的引用水取自井下-300水平群灰岩水。电源：工业广场建110/25/6KV变电所一座，有坨城电厂110KV供电。1.2 地质特征井田地形本矿区位于黄淮冲击平原，地势平缓，微向东与北东倾斜，地面标高+35+45m，地面坡降为千分

7、之一。井田的勘探程度集井田从1957年至2000年共施工地震详查测线51条，点测长，地震测线49条，测长，地质钻孔179个。工程量。1.2.2.1 以往勘探工作：15759电法勘探，资料无法收集；21975年12月76年4月，地勘公司在集进展地震详查勘探；31974年1976年煤田地探四、二队在集精查勘探，提出了省集勘探区精查地质报告最终。1.2.2.2 建井后补充勘探工作：11984年为验证物探效果，在集东采区施工4个验证孔，工作量；21994年为查明矿下部采区边界断层位置，7煤构造形态与煤层厚度变化情况进展勘探。1.2.2 地质构造1.2.2.1 煤田和井田地质构造与其关系本井田位于新华夏

8、第二隆起带西侧，丰沛隆起带南侧，起构造以新华夏为主，受郯庐带扭到影响，形成了集背斜，庄背斜，庄背斜一组褶皱和断裂带。在井田的西南部由于燕山运动早期华夏系再次活动的加剧了原有的断裂，构成了火岩层侵入通道，形成井田西南部，成岩株状入侵，使围岩拱起，媒质受热变坏，呈细脉状，岩株状侵入附近的组和组地层中，对本区煤层起了破坏性作用。燕山运动后期，受郯庐断裂带左行扭动影响，是本井田东南部边界断层F1下盘想西北急骤下降，落差很大，并以西部火成岩为砥柱，形成向西南收敛，向东北撇开。由于严密的褶皱和层见的强烈的滑动，从而是有的媒层变的很薄，尖灭。1.2.2.2 地质年代、地层层序、沉积厚度和岩石特征：煤田处于丰

9、沛隆起的南侧，集井田属于九里山外围煤田，夹于鲁西和两淮煤田之间，根据地质物探资料、井田地层、下奥陶系贾汪组、小家屿组、马家沟组、中奥陶系白土组、石炭系组和组、二叠系组、上下是石盒子组、石子峰组与第四系。现就对煤系地层与第四系地层按生成次序概述如下：1系中统组，吼，平均厚度，属滨海沉积。其岩性为：上部为“十四层灰白色石炭夹灰绿粘土层，富含黄铁矿结核，中下部为绿色泥岩，和杂粉沙岩与薄层砂岩，底部为紫红色铁质泥岩和剩余铁矿曾，与下地层曾平行不整合接触。2石炭系中统组，厚，平均，本组属滨海平原海陆交互相沉积，有石灰岩、粉沙岩、泥岩、粘土层、中细沙岩几煤层组成，含石灰岩十三层，各层在全区比拟的稳定，尤以

10、一、四、九、十、十二层灰岩特别突出，为本区标志层。本组含煤16层，均为薄煤层，根本上都不可采，只有层在全区稳定可采。其煤层赋存变化，沿走向自东向西变薄，沿倾向，浅薄深厚。3石炭系组，厚，平均为，本组为滨海冲积沉积，含煤碎岩相与组呈整合接触，其岩性为：上部为泥岩，中细砂岩组成，偶夹12层煤线。中部为B、C层煤含煤段，有中粗、细粒石英砂岩，粉沙岩与煤层组成。下部由粉沙岩与细砂岩互层与泥岩组成。4二跌系石盒子组，全组厚为，平均218m，本组含煤广布分布，其底部以灰绿或灰白色含砾中粗砂岩与组整合接触，含煤构造为海陆冲击平原陆相含煤碎岩沉积，其岩性：上部由粉沙岩、泥岩夹薄层中细砂岩组成，中部以中厚层中粗

11、砂岩、细砂岩、粉砂岩，偶加煤线，下部为中组煤含煤段，有粉砂岩、粘土岩、中细顺眼与煤层组成，含煤1-8层，一般四层，煤层总后为3米左右，其中中3、中4煤层为主要可采煤层。5二叠系上石盒子组，全组厚为，平均为，井田大局部钻孔揭露，其底部以含砾、粒砂岩与下层呈整合接触。含煤建造碎岩沉积。岩相主要为泥岩粉砂岩、含砾粗砂岩，偶见薄煤。6四系：有下更新统、中更新统、上更新统与全更新统组成。由东南往西北方向逐渐加厚。总厚度在之间。其岩性由粉砂岩、淤泥质沙质粘土，粘土与砂姜等组成。1.2.3 地质构造1.2.3.1 构造形态本井田总体成单斜构造，地层走向由东向西为：北东东，近东西渐变为北西西向；井田东北部出现

12、近南北向，上煤层露头在西部走向近南北，地层总体向南倾，倾角为914，倾角由浅向深逐渐减小，至井田南部与较大断层附近倾角又开始变大。1.2.3.2 断裂构造本井田中部与东部断裂构造简单，断层稀少，而西南部构造发育复杂，有一大的正断层，落差比拟大，两侧节理较发育。大中型断层4条，氏店断层F1，F6断层为边界断层。1.2.3.3 褶皱构造井田发育着次一级的宽缓褶皱，褶曲比拟发育，且具有短轴宽缓的特点，特别是井田西部、南部褶曲更发育，褶曲轴向成北东东至近东西向，与区域褶曲轴向根本一致。综上说述，井田地层产状变化有一定的规律性，根本上随褶皱轴向3变化而变化，与山脉的走向、倾向大体一致，其倾角具有浅大深小

13、的特点，背斜平缓,本井田属于地质构造简单,倾角平缓,以波状起伏为主的类井田。1.2.4 井田的水文地质集煤矿位于半封闭的腾县背斜储水构造水文地质单元的西南侧，本区是一个相对封闭的断块型水文地质构造煤系。第四系含水层组与煤系地层各含水层的水力联系较弱，断层导水性较弱，为含水层之间水力联系不密切，加之煤系地层埋深较大。深部地下水循环缓慢，补给不良，排泄不畅。矿井水文地质规程中矿井水文地质条件分类标准，集井田属于水文地质条件简单型的矿井。矿井充水来源主要是组砂岩裂隙水，组灰岩岩溶裂隙水。目前，集煤矿正常涌水量为86m3/h。矿井最大涌水量平均为正常矿井涌水量的倍。1.2.4.1 含水层与隔水层1第四

14、系地层，井田发育完全，由下更新统、中更新统、上更新统与完全更新统组成，由东南向西北逐渐增厚，总厚度为.65m。按沉积时代，由新到老表示如下：全新统，为黄河泛滥相和湖沼相沉积，厚度之间，主要有黄色含粘土粉岩、砂质粘土、淤泥质砂质粘土组成，据邻取、区抽水资料，单位涌水量为 L/s.m，水位标高季节性变化，水质属弱碱性与硬淡水。上更新统埋藏深度为，厚度为，为冲积相湖沼相沉积，有黄褐、砖红色粘土、砂质粘土与粉细杉组成。底部见分散浆块，厚度稳定，粘土16层，总厚，平均。单位涌水量为升/秒、米。属弱碱性，弱矿化度极硬水。中更新统，埋藏深度为，厚度48.09m,平均。为河床相湖沼相沉积，岩性主要为浅砖红色粉

15、砂、中细砂、砂姜粘土、砂质粘土与粘土组成。总厚度为，平均，厚度比拟稳定，具有良好的隔水性能。本统上部有一稳定的粘土和砂质粘土层，厚度为7m，连续性好，为较好的隔水层。水位标高为，单位涌水量 L/s.m。下更新统埋藏深度为118.40m,厚东南部发育不全，基岩隆起区厚度较薄，为河床、河漫、湖沼相沉积。岩性主要为黄土、棕黄色含砾粘土、砂质粘土钙质层组成。粘土29层，厚度稳定，其上部有一稳定的粘土层厚516m平均10m，分布连续，为良好的隔水层。单位涌水量为L/s.m。水位标高为。2上第三系中新统上新统，主要见于井田西北中深部，埋藏深度为101.65m，平均，厚，为浅湖相沉积。岩性主要由厚层灰绿色粘

16、土、薄层细砂与粘土质砂砾组成。据8个钻孔资料明确，以厚层粘土为主，厚，平均，隔水性能较好。3石千峰组，深部有22个钻孔资料明确，厚度，上部为泥岩、粉砂岩夹薄层细砂组成，为相对隔水段。下部由16层中粗粒砂岩组成，节理裂隙不发育，富水性较弱。4上石盒子组，平均厚度为，含水平均4层，由砾中粗砂岩组成。含水砂岩厚度，平均26m，富水中等，对煤层开采无影响。5下石盒子组，厚度，平均218m，由粉砂岩、泥岩、煤层与中细砂岩含水层组成。对于采煤层有直接影响的含水层是煤层顶部m，以15层的中细砂岩，水位标高+37.09m,单位涌水量L/s.m，富水性差。6组，厚。上、下部由泥岩、粉砂岩夹薄层细砂岩组成，中部为

17、含煤段，对B、C煤层有直接影响的是B层煤顶部40m以的砂岩含水层和C煤层的顶板砂岩。B煤层顶部砂岩17层，总厚度为，平均。一般距煤层8m左右，岩性为细中粒石英砂岩，高角度裂隙较发育。C层煤顶板，为中细粒长石英砂岩，12层，平均厚度。抽水资料，水位标高，单位涌水量0.L/s.m。7组，厚，由石灰与中细砂岩、岩溶含水层与砂岩粘土岩、煤层组成。最大涌水量为120m3/h，正常涌水量40m.3/h，由于补给条件差，矿井生产排水量不断消耗其静水量，是可以疏干的其它各层灰岩情况有待以后查明。8组C2，厚度，平均。由灰岩、粘土岩、粉砂岩、铝土岩与铁质泥岩组成。邻近抽水试验，单位涌水量升/秒、米。可视为相对隔

18、水层。9奥陶系0有13个钻孔资料揭露，厚度，前后有5次抽水试验,32个长期观察孔，水位标高，单位涌水量升/秒、米，富水性不均一。以静水储量为主，补给不足，且于组岩溶含水层有着水力联系。1.2.4.2 断层导水性根据钻孔资料分析，断层一般的破碎带一般不明显，钻孔抽水证明，断层一般导水性比拟的差。在断层尖灭端或两条断层相交处，因应力集中，岩石破碎，裂隙发育，含水层导水性增强，隔水岩层性能相对减弱，断层导水性相对增强。1.2.4.3 地下水的补给条件与水力条件井田西南部有各含水层隐伏露头带，又被F1正断层所截。并有一隆起块段，四周环以弱透水岩层，有被较稳定的粘土隔水层的第四系覆盖，基岩裂隙岩溶水不受

19、大气降水的直接补给从抽水试验资料看，地下水补给条件不良。矿井直接充含水层是石盒子组中组煤顶部砂岩，组B、C煤层顶板砂岩裂隙含水层和组十灰、十二灰、岩溶含水层与已被揭露的四灰。直接补给途径和部位，主要通过第四系底部沙砾层，基岩露头风化裂隙带，从上复第四系底部含水层孔隙与下部高水头的奥陶岩溶裂隙水获得补给，构成水力联系。1.2.4.4 水质从化学成份上看，第四系属重碳酸硫酸盐氯化物钙钠型水。矿化度为g/L。第三系属氯化物、硫酸盐钠型水，矿化度为g/L。二迭系水质属重碳酸盐氯化物硫酸盐钠镁钙型水，矿化度g/L。石炭系水质属重碳酸盐与硫酸盐钙型、钾钠行水，矿化度g/L。1.2.4.5 矿井涌水量采用邻

20、近矿井庞庄齐全的矿井涌水量资料与该矿1974年以来积累的涌水量计算，和降深资料参加回归计算，又考虑了抽水试验成果，其涌水量为：正常涌水量为86m3/h，最大涌水量为112 m3/h。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件和特征本矿区煤层埋藏较深，地面标高为+43m，煤层露头线为-120m，煤层最深超过-850m。共有八层煤，分别为中3、中4、B1上、B1下、C1上、C1下、7、9煤层，但除了7煤层厚度为外，其余均为不可采煤层。7煤位于组中下部，平均厚度为5.8m,煤层倾角平均为。上距层24m。下距层煤为28m，老顶为粉细砂岩。井田共有96个钻孔穿过，可采点93个，不可才采点1个，层位不清楚点

21、为2个。煤层赋存稳定，煤层变化不大，为稳定煤层。煤层的围岩性质见表1-2表1-2 7煤顶底板特征类别直接顶老顶直接底老底名称粗砂岩粉细互层粗砂岩细砂岩厚度硬度f4-68-104-68-10强度Mpa4505004005001.3.3 煤层露头与风氧化带本井田煤层被百米左右的冲积层覆盖，经风氧化带取样试验，水分增高，粘结性、发热量、结焦性、灰熔点、燃点、碳、氢等降低。氧含量突增，煤尘爆炸无火，煤质指标的变化均为风化煤的特征，风氧化带深度为由冲积层底部向下25米。1.3.4 煤层特征1.3.4.1 煤质本井田煤层属高陆等陆生植物生成的腐植煤类。煤层以深成变质为主，煤层工业牌号以肥煤、焦煤为主，多为

22、中等挥发分，粘结性强，结焦性好，特低硫，特底磷。1水分：煤层原煤Mad一般为0.50，水分标准差为，属中等变化。2灰分：7煤为中灰煤，一般值1325，灰分标准差为，属变化小煤层。3硫：各煤层均属特低硫煤。4磷：7煤层属低磷煤。5发热量：各煤的Qb.d值约为26.00MJ/KG。6) 煤的用途：本矿区洗精煤为配煤炼焦，中煤可作动力煤与民用。经热处理后可用于小化肥工业。7煤层属有煤尘煤炸危险。8煤的自燃: 煤层属易自燃发火。1.3.4.2 瓦斯、煤尘、煤的自然性与地温（1） 瓦斯钻孔取样瓦斯测定结果见表1-3表13 瓦斯钻孔取样测定结果煤层中3中4BC瓦斯含量CH4CO2等级低瓦斯低瓦斯低瓦斯低瓦

23、斯低瓦斯低瓦斯根据各层煤瓦斯测定结果知道本矿井属低瓦斯矿井。2煤尘爆炸危险性与煤的自然性：据地质报告提供资料，中组煤煤尘指数为37.60%，参照邻近坨城和小楼矿煤层有自然发火倾向的实际情况，煤尘具有爆炸性。3地温：地区是北纬3415，恒温带深度为2530m，温度为，多年平均恒温度为，地温梯度值平均为/100m，每m增加1。各测量孔同深度地温差异见下1-4表。表14 钻孔不同深度温度统计表序号钻孔号300m()500m()800m()900m()1406240934104413541764217423842994381044011445124541345614458154651647217473

24、18475194772048021476差异1.3.4.3 冲击地压冲击地压现象已成为深部开采的一大难题，是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。本矿井煤层埋藏深，有冲击地压危险。影响冲击地压的主要因素有开采深度、煤层和顶底板岩石的性质和特征，地质构造因素。除地质因素外，还有开采技术条件。各种因素间相互联系，又相互制约，往往是几个影响因素同时作用。2井田境界和储量井田境界2.1.1 井田划分的原如此1要充分利用其自然条件划分井田。2要有与矿区开发强度相适用的矿井数目和井田围。3要照顾全局。4要为矿井的开展留有余地。5井田划分的直折线原如此。6要达到安全、经济效果好。2.1.2 划分井田的方法1按地质

25、构造划分井田。2按煤层赋存条件划分井田。3按煤质、煤种分布规律划分井田。4按地形、地物界限划分井田。5按伴生有益矿产富集带或其他开采技术条件划分井田。6人为划分井田。2.1.3 井田境界本设计井田境界，北以-115m煤层露头线为边界，南以大断层为边界，东以人为倾斜法划分井田，西以与坨城矿界限为界。全矿井东西长约km，南北水平宽km，煤层平均倾角11.6，井田倾斜长度约km，井田面积约为m2。井田境界详见开拓图。矿井工业储量本井田钻孔数总计270个，总工程量m，网度达到每公里孔，达到了精查要求。煤层最小可采厚度m，煤层平均厚度m，平均倾角，最大倾角，最小倾角，煤的容重为每立方米t 。据生产矿井储

26、量管理规程规定煤层最低可采厚度为，核定工业储量。g= SMd/cosa1047618508万t其中：g矿井的工业储量，t。S井田的水平面积，m2。M 煤层的可采厚度，m。d煤的容重，d1.4 t/m3。煤层倾角，。矿井可采储量2.3.1 井田各种储量损失确实定1边界煤柱含边界断层根据煤矿安全规程规定，边界煤柱留设3050 m的边界煤柱，本设计留30m。由于本矿的露头有一层风氧化带，另外边界有大断层，所以可把此作为井田的边界煤柱。边界煤柱占煤量Q边 Q边30LMd万t2断层煤柱断层煤柱留设20m，本井田保存一条断层，其断层占煤量Q断 Q断202LMd万t3河流煤柱本井田没有河流，在井田外南部有一

27、河流，但对本矿区安全生产无威胁，所以不留设煤柱。4工业广场煤柱规程规定150万t矿井占地面积标准为公顷/10万t。本设计矿井所占地面积为15=12公顷，取150000m2。为充分利用地形，工业广场设计为长方形，取边长300500m。工业广场布置在井田走向中央，其岩层移动角见下表2-1：表21 岩层移动角地质采矿条件基岩移动角/度松散层移动角/度主要岩层松散层厚度/米倾角/度采厚/米45砂岩、页岩、石灰岩、砂质页岩5074图2-1工业广场图用垂直剖面法设计保护煤柱见上图：保护煤柱高h740m上底长L1820m下底长L2920m水平梯形面积 SL1L2h/2=643800m2工业广场保护煤柱Q广场：Q广场SM万t2.3.2 矿井的可采储量矿井总的可采储量Zk: Zk=(Zg-P)C =(18508-1213.95) 万t式中： Zg矿井工业储量，万t。 P 矿井煤柱煤量，万t，P=Q边+Q断+Q广万t C 采区采出率，根据要求取。2.3.3 按开采水平计算的矿井可采储量井田开拓时设计-550以上为第一水平,-550以下为第二水平详见第四章矿井开拓，如此可采储量见表2-2：表2-2 矿井储量项目水平工业储量万t损失储量万t可采储量万t第一水平第二水平图。14 / 14