采礦工程畢業設計論文-靈東煤礦30mta新井設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 電負荷提供可靠供電電源，電源點已獲得呼倫貝爾電業局批準。 （二）水源情況 礦區第二水源 地位于井田東北部的海拉爾河與禿尾巴山之間，取自第四系砂礫巖含水層的地下水。 該水源一期規模為 25000m3/d，實際用水量為10000m3/d，尚有 15000m3/d 的富余量。能夠滿足靈東礦井的供水能力。 第二節 井田 地質特征 和煤層特征 一、地質構 造 （一）區域地層 區域地層由 老至新為 元古界前寒武系，古生界泥盆系和石炭二迭系，中生界晚侏羅系，新生界第四系。 元古界和古生界地層均在煤田外零星出露，主要巖性為中酸性火成巖及中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 6頁 部分變質巖。中生界地層區內廣泛分布，晚侏羅系上統興安嶺群的中酸性熔巖和火山碎屑巖組成了聚煤盆地的基底。扎賚諾爾聚煤盆地屬于晚侏羅系扎賚諾爾群。本區第四系比較發育，廣泛分布于煤系地層之上。 （二）井田地層 井田內地層因第四系廣泛覆蓋而沒有出露，根據前人及目前所獲得的資料，地層由老至新為中生界侏羅系上統興安嶺群、中生界晚侏羅系扎賚諾 爾群、新生界第四系。地層分述如下： 中生界侏羅系上統興安嶺群 該地層在本井田埋藏較深，與扎賚諾爾群不整合接觸，是含煤地層的直接基底。按巖性特征分為龍江組和甘河組。 （ 1）龍江組 龍江組由中酸性火山巖組成，巖性為流紋巖、安山巖、安山珍巖、粗砂巖、英安巖、凝灰溶巖、凝灰巖等，厚度不詳。 （ 2）甘河組 甘河組由中基性火山溶巖和火山碎屑巖組成，巖性為黑灰色致密塊狀玄武巖、灰紫色安山巖和安山玄武巖、凝灰角礫巖、凝灰巖及凝灰粉砂巖，以假整合接觸覆蓋于龍江組之上，厚度不詳。 中生界晚侏羅系扎賚諾爾群 本群是井田內 發育最好的含煤地層，依據巖性、含煤性、生物化石等特征，分為大磨拐河組和伊敏組。 （ 1）大磨拐河組 本組地層按巖性、含煤性可分為三段，各段間為整合接觸。 ①底部砂礫巖段：主要由灰 — 灰綠色凝灰質粉細砂巖及凝灰角礫巖組成，與下伏興安嶺群為不整合接觸。厚度大于 140m。 ②砂泥巖含煤段：下部以灰色粉砂巖、灰白色中細及中粗砂巖為主，夾薄層泥巖，含Ⅳ煤層群；上部由淺灰色、灰白色細中粒砂巖、灰黑色泥巖、灰色粉砂巖，含Ⅲ 1煤層群。其中Ⅳ煤層群未進行勘探，Ⅲ 1煤層群有 3 個可采煤層，分別是Ⅲ 1－ Ⅲ 1－ Ⅲ 1－ 4。 ③厚層 泥巖段：以灰黑色、厚度大的泥巖為特色，夾粉、細砂巖和菱鐵礦薄層，頂部局部為砂泥巖不等厚互層，底部灰黑色泥巖中含有微量細礫石。厚度大于 180～ 380m。 （ 2）伊敏組 本組是扎賚諾爾煤田最主要的含煤地層，普遍發育，按地層層位、巖性及含煤性分為三段。地層總厚度約 550m。 中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 7頁 ①下部含煤段：巖性以灰白色細砂巖、灰色粉砂巖為主，局部夾中粗砂巖、砂礫巖和灰色泥巖，含Ⅱ煤層群。厚度約 100～ 280m。其中Ⅱ煤層群是本井主要可采煤層群，有 4 個可采煤層，分別是Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ Ⅱ 31＋ Ⅱ 3煤，其中Ⅱ 2－ 2煤為中厚煤層， Ⅱ 2－ Ⅱ 31＋ Ⅱ 3煤為中厚、特厚煤層。 ②中部砂泥巖段：以淺灰及灰綠色的粉砂巖、泥巖及灰白色砂巖為主，局部地段變粗為含礫砂巖或砂礫巖。與下伏含煤段整合接觸。厚度約 130～185m。 ③上部含煤段：以淺灰、灰綠色粉砂巖及灰白 — 淺灰綠色的中、細粒砂巖為主，夾砂礫巖及泥巖薄層，局部砂礫巖較發育，含Ⅰ煤層群。與下伏砂泥巖段整合接觸。厚度約 100～ 150m。其中Ⅰ煤層群有 3 個可采煤層，分別是Ⅰ Ⅰ Ⅰ 3煤，均為中厚煤層。 新生界第四系 井田內第四系地層廣泛分布，由一些未膠結松散沉積物組成，下部為沖積相 砂、砂礫、粘土及亞粘土、上部風積砂、亞粘土及腐植土。以不整合覆蓋煤系地層之上。厚度約 12～ 27m。 （三）地質構造 本井田位于扎賚諾爾含煤盆地中部，為一寬緩不對稱向斜構造，其軸向主要呈北 20176。東方向，北端向東偏轉軸向 25～ 30176。，兩翼地層傾角均較平緩，西翼略陡，一般 3～ 5176。，淺部有時可達 7176。，東翼略為平緩，一般 2～ 3176。，淺部有時可達 5176。 本井構造另一特點是含煤地層不同層段沉積中心沿盆地軸向作有規律的側向遷移。Ⅱ煤層群沉積中心在新開河以東Ⅲ Ⅲ走向剖面一帶；Ⅰ煤層群沉積中心在新開河以西Ⅱ Ⅱ走向剖面附近。地 層傾角由上至下由大變小，Ⅰ煤層群傾角為 3～ 7176。，Ⅱ煤層群傾角為 2～ 5176。 井田內斷裂構造不發育，僅在東部邊界附近 27— 28 線、 30 線上見有一小型緩坡狀平臥斷層，區內長度約 2km，該斷層由 90— 11 90— 10 90—1 90— 110 鉆孔控制，富水性、導水性較差，斷層較可靠。 井田內未見巖漿巖活動。 二、煤層及煤質 （一）煤層 井田內有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共 4個煤層群，屬于本井開采的煤層群有 2個，分別為Ⅰ、Ⅱ煤層群，共有 11 個煤層，編號由上至下分別為Ⅰ Ⅰ 2 上 、Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ 1 下 、Ⅱ 2－ Ⅱ 31+Ⅱ 3煤。其中中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 8頁 可采煤層有 7 層，編號分別為Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ Ⅱ 31+Ⅱ 3煤。可采煤層特征見表 1－ 2－ 1。 根據地質報告批復，Ⅰ煤層群水文地質條件復雜，如果開采Ⅰ 1 和Ⅰ 2煤，冒落帶高度將波及到第四系含水砂層，存在突水可能，故暫不開采，列為非經濟可采儲量，待后期根據實際情況確定是否回采。 中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 9頁 表 1－ 2－ 1 可 采 煤 層 特 征 表 煤層 編號 煤層厚度 最小－最大 平均 (m) 煤層可采厚度 最小－最大 平均 (m) 煤 層 結 構 夾矸層數 夾 矸 巖 性 煤層層間距 最小－最大 平均 (m) 頂 板 底 板 穩定性 Ⅰ 1 ～ ～ 簡單 0～ 1 泥巖、粉 砂巖 ～ 泥巖、粉細粒砂巖、含礫砂巖，局部中粗粒砂巖 泥巖、粉砂巖 穩定 Ⅰ 2 ～ ～ 簡單 0～ 2 泥巖、粉砂巖 中、細粒砂巖 泥巖、粉砂巖，局部中粒砂巖 泥巖、粉砂巖 穩定 ～ Ⅰ 3 ～ ～ 較簡單 0～ 3 泥巖、粉 砂巖 含礫粗砂巖、砂礫巖 泥巖、粉砂巖、細砂巖 穩定 ～ Ⅱ 2－ 1 ～ ～ 簡單～復雜 0～ 8 泥巖、粉砂巖 中、細粒砂巖 泥巖、粉砂巖，局部細、中粗粒砂巖和砂礫巖 泥巖、細粒砂巖 穩定、較穩定 ～ Ⅱ 2－ 2 ～ ～ 簡單～復雜 0～ 5 泥巖、粉砂巖 炭質泥巖 泥巖、粉砂巖，細、粗粒砂巖、含礫砂巖 泥巖、粉、細粒砂巖 穩定 ～ Ⅱ31+2 ～ ～ 簡單 0～ 3 泥巖、炭 質泥巖 泥巖、粉砂巖 細粒砂巖 穩定、較 穩定 0～ 中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 10 頁 有經濟開采價值的可采煤層有Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ Ⅱ 31+2 和Ⅱ 3煤，其中Ⅱ 2－ Ⅱ 31＋ 2和Ⅱ 3煤是本井主要可采煤層。 Ⅱ 2－ 1煤：全區發育，是本 井主要可采煤層。煤層變化規律是沿走向一般北翼厚、南翼薄，沿傾向西翼厚、東翼薄，兩翼由淺至深煤層厚度增大。在 27— 28 線以北煤層結構較簡單、煤層穩定，多為單層或一層夾矸；接近27— 28 線時個別點夾矸 2～ 3 層；以南結構復雜、急劇分岔變薄，分岔最大間距達 ，一般夾矸 3～ 5 層，局部 8層，屬較穩定～不穩定。夾矸巖性為泥巖、粉砂巖、中、粗粒砂巖。 Ⅱ 2－ 2煤：區內大部分發育，煤層變化規律是西翼厚、東翼薄、北厚南薄，煤層結構簡單至復雜，夾石 0～ 5層。夾矸在 24－ 25 線以北為 0～ 2層，以南為 2～ 5層。夾矸巖性為泥 巖、粉砂巖、炭質泥巖為主。 Ⅱ 31＋ 2煤和Ⅱ 3煤：Ⅱ 3煤全區發育，是本井最主要可采煤層，煤層變化規律是北翼厚、南翼薄，沿傾向西翼厚、東翼薄，兩翼向盆地中心由薄逐漸增厚，在向斜軸以西分岔前煤層最厚。煤層由深部向東翼淺部分岔為Ⅱ 3煤和Ⅱ 31＋ 2煤兩層可采煤層。分岔線在 90— 11 89— 10 89— 2 89—10 90— 10 90— 118 鉆孔連線的西側，東部開始分岔。在 31線以北沿走向由南至北厚度一般 ～ ，厚度變化較小，僅西北邊緣略薄，一般在 ～ ；在 31 線以南因分 岔厚度變薄，一般 左右，南部邊緣 90— 26 孔煤厚僅 。 （二）煤質 煤類及其分布規律 Ⅱ 2Ⅱ 31＋ 2和Ⅱ 3 煤是本井主要可采煤層，以褐煤為主，長焰煤次之。 煤質分析 本區煤呈黑褐色，條痕褐色，弱瀝青光澤，斷口多呈平坦狀、貝殼狀及參差狀，性脆易碎，易風化，可見龜裂現象。見有不發育的內生裂隙。煤的結構常以條帶狀為主，線理狀、透鏡狀次之。煤的構造多為水平層理；煤的硬度系數為 ，長焰煤視密度為 ～ ，平均為 。真密度為 ～ ，平均為 。褐煤視密度為 ～，平均為 。真密度為 ～ ，平均為。 （ 1）褐煤的化學性質 ①煤的水分（ Mad）：一般在 %～ %之間，平均為 %。 ②煤的灰分（ Ad）：一般在 %～ %之間，平均為 %。Ⅱ 2－1 煤為中灰煤。 中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 11 頁 ③揮發分（ Vdaf）：一般在 %～ %之間，平均為 %。 ④全硫（ St,d）：一般在 %～ %之間，平均為 %。屬特低硫煤。 ⑤磷分 (Pd):一般在 %～ %之間 ,平均為 %。Ⅱ 2－ 1 煤屬中磷煤。 ⑥粘結指數（ GRI）：均為 0。 ⑦透光率（ PM）：一般在 23%～ 45%之間，平均為 33%。 ⑧發熱量（ Qb,ad）：一般在 ～ ，平均為。 ⑨恒濕無灰基高位發熱量（ ）：一般在 ～ 之間，平均為 。 （ 2）長焰煤的化學性質 ①煤的水分（ Mad）：一般在 %～ %之間，平均為 %。 ②煤的灰分（ Ad）：一般在 %～ %之間，平均為 %。Ⅱ 31+Ⅱ 3煤為低灰煤。 ③揮發分（ Vdaf）：一般在 %～ %之間，平均為 %。 ④全硫（ St,d）：一般在 %～ %之間，平均為 %。屬特低硫煤。 ⑤磷分（ Pd）：一般在 %～ %之間，平均為 %。屬低磷煤。 ⑥粘結指數（ GRI）：最小為 0，最大為 3，一般多為 0。 ⑦透光率（ PM）：一般在 54%～ 68%之間，平均為 62%。 ⑧發熱 量（ Qb,ad）：一般在 ～ ，平均為。 ⑨恒濕無灰基高位發熱量（ ）：一般在 ～ 之間，平均為 。 煤炭產品用途 本井煤層隨著煤層埋藏深度增加，變質程度逐漸加大。Ⅱ 2－ 1和Ⅱ 2－ 2煤可作為民用和動力用煤。Ⅱ 3 煤具有低灰、特低硫、低磷、發熱量較高，化學反應性較好，熱穩定性好，抗碎強度高，易磨碎，低熔灰分，結渣性強的特征。是良好的動力用煤和氣化用煤，屬富油煤，今后還可考慮煉油的可能性。 煤質詳見第七章第一節。 （三）巖石工程地質特征 經對井田內可采煤層頂板 30m，底板 30m 的巖性進行采樣分析，巖性由中國礦業大學采礦專業 09 屆本科畢業設計 第 12 頁 泥巖、粉砂巖及粗中砂巖組成，以粗、中砂巖為多，泥質膠結，粗、中砂巖松散、抗壓強度低。泥巖、粉砂巖、細砂巖有隨深度增加，抗壓強度增高的規律。而粗、中砂巖的抗壓強度沒有明顯變化。一般規律是煤層的抗壓強度普遍較高，巖石抗壓強度較低，巖石隨粒度變粗而抗壓強度變低。靈東礦井L3 井筒檢查孔對各煤層及其頂底板進行巖石力學試驗 ,詳見表 122。 表 122 各煤層及頂底板巖石力學試驗成果表 層位 (從上至下 ) 天然含水率 （ %） 單向抗壓強度 （ Mpa） 泊松比 （ P） 內摩擦角 （176。） 內聚力系數 （ Mpa） 備注 泥巖 ～ ～ ～ ～ Ⅱ 21煤層 ～ 砂質泥巖 ～ ～ ～ ～ ～ 細砂巖 Ⅱ 22煤層 砂質泥巖 ～ ～ ～ ～ ～ 粉砂巖 泥巖 ～ ～ ～ ～ ～ 中砂巖 ～ ～ ～ ～ ～ 泥巖 Ⅱ 3煤層 主要煤炭 用途 一、煤質特征 （一）煤 質資料 本設計主要依據東煤公司煤田地質局一 0 九勘探隊 1992 年