山東科技大學畢業設計古城煤礦機電設備選型設計-文庫吧

【正文】 數為，煤厚變異系數為 25%。除 301 孔和 132 孔發現有 和 厚的泥巖夾矸外，其余各孔無夾矸，頂底板多為深灰色的砂質泥巖，9線至 14 線間頂板多為中細砂巖，底板往往相變為細砂巖和粉砂巖。為結構簡單，大部分可采的較穩定煤層。圖 6 煤層可采范圍分布圖可采范圍主要分布在 F19 斷層西南、F19 與 F2 斷層間之南部，可采范圍見圖 。可采范圍內煤層厚度 ～ ，平均 ，煤厚變異系數為 %，穩定。可采塊段賦存深度為200～1210m 。4) 10 下 煤：位于太原組中部，煤厚 0～，平均厚 ，屬薄煤層，煤厚變化較大，距五灰和三灰各為 16m 及 34m 左右。礦井內穿過層位點 63 個，其中可采點 27 個，不可采點 23 個，斷缺點 13 個，其可采性指數為 ，煤厚變異系數為 57%。全區僅有 5 個孔發現夾矸，夾矸層厚度在 ～ 之間，頂板多為深灰色的細砂巖或中砂巖，有時遞變成砂質泥巖，厚度約為 。10 下 煤屬結構簡單，大部分可采的較穩定煤層。可采范圍主要分布在 15 勘探線至 F5 斷層之間，可采范圍見圖 3。可采范圍內煤層厚度 ～，平均 ，煤厚變異系數為%，穩定。可采塊段賦存深度為180～1420m。圖 10 下煤層可采范圍分布圖5) 15 上 煤：位于太原組中下部，煤厚 ～ ，平均厚，屬薄煤層，下距十 下 灰巖 28m 左右。礦井內穿過層位點 58 個，其中可采點 15 個，不可采點 33 個，斷缺點 10 個，其可采性指數為，煤厚變異系數為 5%。全區 9 個鉆孔發現含有泥巖或砂質泥巖夾矸 1 層，厚 ～。煤層頂板為一薄層泥灰巖（九灰） ，厚0～，往往為砂質泥巖所代替，底板為比較厚的灰色粉砂巖，厚10m 左右，含炭屑和植物化石。為結構簡單，局部可采的不穩定煤層。可采范圍主要分布在 9 線至 14 線間800m 水平以淺和 4 線以南，可采范圍見圖 。可采范圍內煤層厚度 ～ ，平均 ，其煤厚變異系數為 %，穩定。可采塊段賦存深度為460～1310m 。圖 15 上煤層可采范圍分布圖6) 16 上 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，屬薄煤層，厚度變化較大。礦井內穿過層位點 54 個，其中可采點 36 個，不可采點 11 個，斷缺點 7 個，其可采性指數為 ，煤厚變異系數為6%。含夾石 1～2 層，厚 ～。直接頂板為十 下 灰巖，底板多為厚 2m 左右的灰黑色含鋁土質的泥巖，局部變成深灰色的砂質泥巖。為結構較簡單，大部分可采的較穩定煤層。全區大部分可采，不可采點主要分布在 15 線以東，26 線以南，可采范圍見圖 。可采范圍內煤層厚度 ～ ，平均 ，其煤厚變異系數為 %，穩定。可采塊段賦存深度為140～1480m 。7) 17 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，上距十 下 灰巖 10m 左右。礦井內穿過層位點 54 個，其中可采點 43 個，不可采點 7 個，斷缺點 4 個，其可采性指數為 ，煤厚變異系數為19%。含夾矸 1～2 層，厚 。頂板十一灰為薄層灰巖，一般厚 1m 左右，不穩定，常相變為粉砂巖或泥巖。底板為淺灰色具鮞狀結構的泥巖。為結構較簡單，大部分可采的穩定煤層。全區僅局部不可采，可采范圍內厚度 ～ ，平均 ，煤厚變異系數為 %，穩定。可采塊段賦存深度為180～1500m 。圖 16 上 煤層可采范圍分布圖頂底板條件1) 2 上 煤層直接頂板為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖，厚 3～5m，根據星村煤礦資料，其抗壓強度為 ～,屬穩定頂板。直 接 底 板 為 泥 巖 和 砂 質 泥 巖 ， 厚 4～ 6m， 根 據 鄰 近 礦 井 資 料 ， 為 不穩 定 ～ 較 穩 定 底 板 。2) 3 煤層老頂為中粒砂巖，有時相變為粉砂巖與中－細紗巖互層，厚度 4米左右。直接頂主要由粉砂巖、泥巖構成，厚度 2～6 米，但巖性變化較大，上部常出現細砂巖或粉砂巖互層，下部漸變為細粉砂巖，局部存在偽頂，以砂質泥巖和炭質泥巖為主。3 煤層直接頂砂質泥巖及粉砂巖的抗壓強度為 ～ MPa ，孔隙率 ～ %，泥巖的抗壓度為 ，屬較穩定—穩定頂板。3 煤底板巖性以泥巖、粉砂巖為主，厚度 1m 左右，抗壓強度為 MPa，屬較穩定底板。3) 16 上 煤層直接頂板為十 下 灰，厚度 ～，平均厚 ，底面呈“蛤蟆頂”狀，屬不完全頂板。發育兩組互相切割的裂隙，抗壓強度為 ～ MPa ，孔隙率 ～%，屬穩定頂板。16 上 煤層底板為泥巖，厚 2m 左右，其抗壓強度為 ～ MPa，根據鄰近生產礦井資料，底板泥巖易吸水膨脹，造成底鼓而影響開采和運輸。4) 17 煤層頂板巖性不穩定，十一灰常和粉砂巖呈東西向條帶狀交替分布，有時相變成細砂巖、砂質巖和泥巖，灰巖的抗壓強度為 ～ MPa，空隙率 ～%，砂巖、砂質泥巖的抗壓強度 ～ MPa，屬較穩定—穩定頂板。17 煤層底板一般為泥巖，厚 3m 左右，其抗壓強度為～，根據鄰近生產礦井資料，底板泥巖易吸水膨脹，造成底鼓而影響開采和運輸。5) 其他可采煤層頂底板6) 煤層頂板一般為泥巖和砂質泥巖，較脆易碎，底板為泥巖。10下 煤層頂板為泥巖和砂質泥巖，底板為砂質泥巖、粉砂巖，局部相變為細砂巖。15 上 煤層頂板為九灰，有時相變為粉砂巖和泥巖，底板為泥巖。 水文地質情況 水文地質概況區域范圍：東起嶧山斷層，西至嘉祥斷層，北起長溝斷層，南至鳧山斷層，面積約 2500km2。兗州、濟寧煤田位于該單元的東西兩翼，中北部和南部奧灰隱伏區，分別為兗西水源地和鄒西水源地。區內地勢平坦，地表水系發育，主要有泗河、京杭運河、白馬河等，自北向南流入南陽湖。南部鳧山有寒武系及奧陶系灰巖零星出露，北部滋陽山有奧陶系灰巖零星出露，其他區域均被第四系覆蓋。1) 邊界條件嶧山斷層：落差 2500m，東升西降，使區內奧灰與區外前震旦紀變質巖接觸，形成阻水邊界。嘉祥斷層：落差 400～200m，西升東降，區內奧灰與區外寒武系和前震旦紀變質巖在深部接觸，大部地段為阻水邊界，但在北部地段為透水邊界。長溝斷層：落差 500m，南升北降，區內奧灰與區外二疊系接觸，為阻水邊界。鳧山斷層：落差 2022m，北升南降，在孫氏店店斷層以東寒武系及震旦系地層出露，在孫氏店斷層以西，區內奧灰與區外上二疊統或侏羅系接觸，形成阻水邊界。2) 含水層及隔水層第四系厚 0～，可劃分為上、中、下三組，上組、下組砂層較發育，為間接充水含水層，而中組粘土發育，具有良好的隔水性能。區域內一般都發育侏羅系三臺組，三臺組含有遇水膨脹的蒙脫石、伊利石，抽水試驗其單位涌水量很小，原來普遍認為它富水性弱，具有隔水性能，但近幾年礦井生產表明，當煤層開采冒落裂隙帶到達侏羅系內時，其中的孔隙、裂隙水就會直接進入礦井，成為直接充水含水層，它是開采淺部煤層時礦井充水的主要補給水源之一。當煤層距侏羅系底界間距大時，在斷層的影響下，其中的孔隙、裂隙水會通過斷層垂向或側向補給煤系地層。開采 3 煤層的直接充水含水層有 3 煤層頂底板砂巖和三灰，3 煤層頂底板砂巖厚 40m 左右，單位涌水量最大 ,一般小于 L/，富水性較弱，對煤層開采威脅不大，但在局部地段靜儲量較豐富，對礦井生產有一定的影響。三灰厚 5m 左右，單位涌水量最大 ，巖溶裂隙發育不均一，富水性弱～中等。煤系隔水層主要有上、下石盒子組泥巖、粉砂巖，山西組底部至三灰頂板之間的泥巖、粉砂巖，17 煤至奧灰頂界之間的壓蓋隔水層。3) 斷層導水性區域內煤系斷層導水情況各有不同，主要與斷層兩盤接觸部位的巖性有關，隔水層與隔水層對接時，斷層帶不導水。斷層是否導水與落差并無直接關系，有的落差僅幾米的斷層導致礦井突水。不導水的斷層在礦井開采排水的影響下有可能導水。4) 地下水的補、涇、排條件地下水主要以三種形式得到補給，其一為側向補給，本水文單元東南的鳧山，有約 300 平方公里的寒武系灰巖露頭區，地表溶溝、溶槽及節理較發育，較易得到補給，其所含地下水向北逕流側滲補給奧灰；其二為降水補給，鳧山北緣及滋陽山的灰巖裸露區直接接受大氣降水的補給；其三是上覆第四系水的下滲。地下水的逕流方向基本與地表水逕流方向一致，由東北向西南，南部鳧山的寒武系灰巖、奧灰裸露區接受的補給水，順巖層的傾斜方向向北運動，與向南運動的水在露頭附近匯合，形成強逕流帶而入湖區。地下水的排泄主要以泉的形式泄出地表或泄入湖區，但隨著奧灰水開采量及礦井排水量的增加，區域范圍內原有的地下水流場已發生較大的改變，人工排泄成為地下水的主要方式。5) 兗州煤田水文地質特征(1) 在礦井開采初期直接充水含水層是主要水害，表現為巷道突水頻繁，突水量和礦井涌水量大，但礦井達到設計產量后，礦井涌水量呈減少趨勢，各含水層水位呈下降趨勢，表明其補給來源不暢。(2) 第四系下組水和侏羅系砂礫巖水是開采 3 煤層時礦井充水的補給來源，經礦井排水后，水位均明顯下降。(3) 開采 117 煤層直接充水含水層為十 下 灰，其補給來源主要為奧陶系石灰巖水，奧灰富水性及其對礦井充水影響程度隨構造及埋藏條件的不同而差異很大。 礦井涌水量礦井于 1996 年開工，2022 年 10 月基本完成505m 運輸大巷、皮帶及回風巷、井底車場及工作面的準備，2022 年 1 月正式投產。自 1997 年開始觀測礦井涌水量，歷年礦井涌水量情況見表歷年礦井涌水量情況一覽表 表 年 度19971998 19992000200120022003200420052006年平均（m 3/h） 838最大（m 3/h）4100.8625289100產量（萬噸）無 119.9186.8204.5198.1196.91997 年礦井水主要來自井筒及井底車場（505 運輸大巷，480 總回風巷） ，1998 年礦井水來自井底車場，上倉帶式輸送機斜巷， 1998 年轉入平巷施工后，隨巷道施工長度的增加，揭露含水層增多或同一個含水層突水點增多，礦井涌水量逐漸增大，1998 年 9 月 4 日在施工井下爆破材料庫雷管庫巷道的施工中，放炮震開裂隙出水，水源為下部地層三灰含水層的巖溶水，初期來水 ／h，2022 年 1 月 18 日在850 水倉的施工中斷層導入三灰水，水量 ／h，2022 年 1 月 29 日 13 采區皮帶下山揭露三灰，初期水量為 ／h，以后逐漸減少。礦井局部 3煤頂板水在 2022 年 9 月 2105 工作面皮帶順槽出水量為5m3／h，三水平上車場出水量為 13m3／h，以后疏干。 1999 年開始試生產至今，礦井水主要來自工作面、頂板砂巖水、三灰水、礦井防塵用水。2022 年 2103 工作面沿空送巷對 2105 工作面的空區積水進行了排放水量達 13 萬立方米，對礦井的總排水量有一定的影響。2 礦井涌水規律、1) 礦井涌水量與巷道長度的關系 礦井建設初期，礦井水主要來自于巷道掘進，掘進長度與礦井涌水量情況見表 ，從表中可以看出，掘進長度與礦井涌水量并不完全呈正相關關系，這主要是由于揭露含水層的富水性不均一造成的。礦井涌水量與掘進進尺統計表 表 年度 涌水量（m 3/h） 年進尺（m）2022 87372022 158392022 105852022 105532022 103992022 10923 水質狀況礦井正式投產后，經觀測統計，礦井總涌水量中扣除井筒涌水量及生產用水，3 煤層頂板砂巖水占涌水量的 75%，3 煤底板砂巖水占 %，三灰水占 %，主要來自于 3 層煤頂板砂巖。 瓦斯、煤塵、自燃發火等參數（礦井瓦斯及涌出量、煤層發火自燃周期、煤層及爆炸指數） 瓦 斯在勘探施工期間，曾做過瓦斯采樣化驗，化驗結果見表。從化驗結果看，本礦井瓦斯含量低，瓦斯成份以 N2 為主。勘探階段各煤層瓦斯成分及含量 礦井建設期間，采取 3 煤層煤樣進行測試，根據化驗結果，臨沂礦務局以“臨局籌字（98）第 49 號”文予以批復，初步定為低沼氣、低二氧化碳礦井。在開采過程中，如通風管理得當不會給生產帶來很大影響。但隨礦井不斷延伸及產量的增加，礦井瓦斯含量可能略有增高。生產期間，古城煤礦于 2022 年 7 月進行瓦斯登記鑒定工作，鑒定結果見表 表 層瓦斯檢測結果一覽表全 礦 井 采區工作面瓦斯 二氧化碳相對涌出量（m 3/t）絕對涌出量（m 3/t）總 回 風 巷CH4 最 大濃 度（ %）相對涌出量（m 3/t）絕對涌出量（m 3/t）總 回 風 巷CH4 最 大濃 度（ %）瓦斯最大相對涌出量（m 3/t） 綜上所述，古城煤礦現開采 3 煤層，為低瓦斯礦井，但隨著開采深度的不斷增大，且構造發育不一致，有可能造成瓦斯局部富集，因此礦井生產過程中，應加強瓦斯檢測及通風工作，防止瓦斯聚集發生事故。另外，從勘探階段化驗資料看出，下組煤瓦斯含量明顯高于上組煤，在將來開采時應予注意。、煤塵1) 本礦煤種屬氣煤，揮發份較高，勘探階段測試結果見表，有爆炸危險性。表 勘探階段各