采礦工程畢業設計論文-楊莊煤礦12mta新井設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，富含植物化石；上部發育一層灰白色中～粗粒含碩石英砂巖，鈣質膠結。該組下部含 7 煤層。7 煤層為一薄煤層，僅有個別可采點；6 煤層局部含 1～2 層夾矸或 2 個分層，為該區主要可采煤層之一。（四）下二疊統下石盒子組與山西組整合接觸，平均 241m。泥巖、粉砂巖為主，砂巖次之。底部有一層厚約 3m 的淺灰～灰白色鋁質泥巖，致密塊狀，含菱鐵鮞粒，層位穩定，為良好標志層之一（Ｋ2 標志層） 。其底面現定為下伏山西組的分界面。中、上部以灰～雜色泥巖為主，局部為灰白色砂巖和少量粉砂巖。該組含煤 4 層，自上而下依次為 5 煤層。2 煤層局部可采點；3 煤層一般具有 2～3 個分層，只有 32 煤層為不穩定的局部可采煤層；4 煤層局部較穩定，為中厚煤層，淺部多與 5 煤層合并，深部逐漸分開，該煤層受巖漿侵蝕破壞嚴重，大部分不可采；5 煤層為較穩定的中厚煤層，僅有個別不可采點，局部地段亦被巖漿侵蝕，為主要可采煤層之一。（五）二疊統上石盒子組與下伏地層整合接觸，井田內揭露最大厚度為 487m，主要為雜色和青灰色塊狀泥巖、粉砂巖和淺灰～灰白色細～中粗粒砂巖，局部含有菱鐵鮞粒。底部為一層平均厚 19m 的灰白色中粗粒含礫砂巖，較為穩定，是井田煤系地層標志層之一（K3 標志層） ，其底面為上下石盒子組的分界面。該組含煤一層，編號為 1 煤層，為不穩定的局部可采薄煤層。 井田地質構造楊莊井田位于閘河復式向斜的南端閉合處，以褶曲構造為主，斷層為輔，斷裂構造相對不發育。褶曲有洪莊向斜、濉溪向斜、陸莊背斜、李樓向斜等。（一） 褶曲洪莊向斜位于井田西部，向斜軸在 16 線附近，樞紐向西南仰起、圈閉，軸向N35176。E，長約 。向斜東翼傾角 15176。；西翼傾角 18176。濉溪向斜位于井田西部邊界，向斜軸在 10 線附近，樞紐向西南仰起，圈閉，軸向 N30176。E，延展長度約 。兩翼不對稱，東翼傾角 15～18176。；西翼傾角中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 6 頁 18～25176。李樓向斜位于井田西北部，軸向 N15176。E。井田內延展約 。西翼地層較陡，傾角 25～30176。 ；東翼傾角略緩， 15～20176。 。陸莊背斜位于井田西部，背斜軸在 16 線～17 線間，軸向近南北，長約 。背斜兩翼寬緩，對稱，傾角為 5～8176。（二） 斷層勘探中揭露的斷層，落差大于 10 米的主要有 5 條。如表 。表 楊莊煤礦井田斷層一覽表名稱 落差（m）傾角（176。） 走向 傾向 斷層性質F51 斷層 5 15～18 N3176。～25176。W EW 正F52 斷層 15 45 N10176。E～29176。W NW～SW 正F53 斷層 20 50 N10176。E～15176。W NW～SW 正F54 斷層 25 65 N40176。E～40176。W NW～SW 正F55 斷層 25～50 70～80 N40176。E～43176。W NW～SW 正 井田水文地質（一） 含 水 層 第四系孔隙含水組普遍存在于井田范圍內，厚度 40～80m，一般 60m，井田兩翼厚，中間薄，含水段為流砂層，其厚度變化較大，一般 6～11m ，大部分呈透鏡體狀分布，分叉合并現象普遍，自上而下共四層：一、二分層較穩定，呈連續分布，厚度較大，而三、四分層不連續，尤其第四層僅個別鉆孔見到，上部具潛力性質，中下部具承壓性質，水位埋深 ～ ，季節波動較大，水質類型以碳酸鹽為主，硫酸鹽次之，礦化度 4g/l，滲透系數～，賦水性較強。上石盒子組孔隙～裂隙含水組厚 170～210m，區內為隱付型，分布普遍，以砂巖裂隙水為主，基巖風化帶發育有孔隙水，賦水性弱，該組底部中粗粒砂巖穩定，沖洗液消耗量大，賦水性相對較強，是本組含水段，單位涌水量 ～，滲透系數 ～，水質類型 HCO3—Cl—Na—Ca 型。下石盒子組 5 煤裂隙含水組中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 7 頁 厚 50～70m，井田內屬埋藏型，以裂隙發育的砂質泥巖、砂巖為含水層，含水層厚 ～，平均 ，該含水組裂隙不發育，賦水性較弱，單位涌水量 ～，滲透系數 ～（見抽水成果表 5—1） ，呈承壓轉無壓狀態，其水位逐年下降，水質類型 HCO3—Na型。山西組 6 煤裂隙含水組上部以鋁質泥巖為界，下部以 K1 灰巖為界，厚度 102～140m，平均120m，巖層裂隙發育不均，賦水性大小受裂隙發育程度控制，總體而言賦水性較弱，單位涌水量 ～，滲透系數 ～，水質類型 HCO3—Na 型。太原組巖溶裂隙含水組本組自 K1 鋁質泥巖下至本溪組，總厚度 171～203m，平均 180m，以薄層泥巖和砂巖互層為主，各段相對獨立，水力聯系不暢，僅在構造或沉積變薄處發生補給關系，中、下段因距可采煤層較遠，故影響不大，未作詳細水文地質工作，僅觀測其水位動態。勘探時期資料后期資料：該組單位涌水量 ，滲透系數 。奧灰巖溶裂隙含水組該層總厚度 500m 以上，含水層段以奧陶系中統的老虎山組為主，含水空間為溶蝕裂隙，溶洞次之，賦水性差別較大，單位涌水量～，水位峰值在 11 月份，區域水位標高+20m，枯水期 5～6 月份，水位標高+15m 左右，水質類型 HCO3～Ca～Mg 型。含水層在井田內屬埋藏型，東部為裸露型，主要賦水層位為奧陶系中統下部和下統上部灰巖，因距 6 煤 200m 以上，正常情況下對礦井無突水威脅，但由于局部構造發育，導致太灰于奧灰含水層溝通，從而使其成為間接充水水源。在煤系以外的隱伏區含水量大，是工礦企業和城市供水的主要水源。（二） 隔水層第四系隔水層該層位于第四系底部，厚約 15～25m，平均 20m，巖性為土黃色粘土夾礫石層，具良好隔水性能，能有效隔絕地表水，第四系孔隙水與煤系含水層之間的水力聯系。6 煤底板隔水層該層位于 6 煤底板和 K1 鋁質泥巖頂板之間，由砂巖、砂頁巖和泥巖組成，井田內普遍存在，層位穩定，厚 28～64m，其隔水性能受厚度、巖性中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 8 頁 組合、構造破壞程度和水頭壓力、礦壓等因素綜合控制，在一定程度上能有效防止太灰水的壓裂擴容破壞。太原組中、上段之間隔水層太原組中、上段之間有一約 的鋁質泥巖隔水層，該層對隔絕中、上段間水力聯系起到很大作用，自然條件下中段水位比上段高 ～ ，因此中、下段含水層是礦井突水的間接補給來源。本溪組隔水層在太灰與奧灰之間，本溪組底部有一厚約 22m 的鐵鋁質泥巖，是太灰與奧灰的良好隔水層。 井田涌水量據礦井地質資料，礦井最大涌水量 310m3/t, 正常涌水量 190m3/t。 煤層與煤質 煤層埋藏條件煤的風化帶為基巖頂面向下垂深 16m，氧化帶為基巖頂面向下垂深18m。 可采煤層特征（一） 含煤性井田內含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組、下石盒子組和上石盒子組。其中下石盒子組含主要可采煤層 5 煤層，山西組含主要可采煤層6 煤層。太原組含煤 11 層，但因不穩定或不可采而無經濟價值。煤系地層總厚 997m，含煤 20 層，平均煤厚 ,含煤系數為 ％，6 煤層，賦存于本組下部，上距鋁質泥巖（K2 標志層） 52～80m，平均 67m，下距 K1 灰巖約 58m，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，普氏硬度系數約為 ，屬較穩定煤層。煤層結構簡單，頂板以灰白色中細粒砂巖為主，其次為深灰色泥巖、粉砂巖；底板一般為泥巖、粉砂巖，常見有植物根部化石。6 煤層之上局部含 1～3 層 ～ 的薄煤層， 5 煤層，位于下石盒子組下部，為井田內主要可采煤層之一。下距 K2標志層約 19m，煤厚 ～，平均 ，分布穩定。普氏硬度系數約為 ，該煤層結構較簡單，局部含夾矸，夾矸厚 ～ ，多為泥巖或炭質泥巖，煤層頂板巖性一般為深灰色泥巖或粉砂巖，底板為泥巖。4 煤層，位于 K2 標志層之上約 29m，與 5 煤層為分叉合并關系。距 5中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 9 頁 煤層 0～16m，平均為 10m。煤厚 ～，平均厚 ，僅局部可采。3 煤層，為不穩定煤層，該煤層實際為一個煤組，3 個分層，即3333。下距 K2 標志層 30～60m，平均為 48m。20 線以西 2～3 個分層為主，局部有 1 個或 2 個分層；20 線以東 2 個分層為主，局部為 1 個或3 個分層。3 個分層中以 32 分層較為穩定，31 分層次之。各分層分述如下：A．31 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，井田內鉆孔穿過該層位的可采點占見煤點的 13％，僅在 23～24 線間淺處局部可采，其余為不穩定不可采的薄煤層。B．32 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，井田內鉆孔穿過該層位的可采點占見煤點的 55％，分布普遍，局部可采。有巖漿巖侵入，煤層被吞蝕，多不可采；C．33 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，僅有零星可采點，為不穩定不可采薄煤層。各煤層的基本情況如表 表 可采煤層基本情況一覽表評價指標煤層編號煤層厚度等級全井田厚度最小～最大（m）平均厚度（m）穩定程度 結構31 ～732 ～ 33薄 煤 層～ 不穩定 復雜4 薄 煤 層 ～ 不穩定 復雜5 中厚煤 層 ～ 穩定 簡單中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 10 頁 6 中厚煤 層 ～ 穩定 復雜 煤層圍巖性質可采煤層頂底板巖性 （一） 3 煤層頂板（1）直接頂：一般為深灰色，致密塊狀泥巖，含有大量植物化石，厚度一般 20m 左右。（2）老頂：粉砂巖，灰色、塊狀，泥質膠結。砂巖，灰色、細粒、性硬，局部破碎夾薄層泥巖，含植物化石。粉砂巖與砂巖互層狀。底板底板為中粒砂巖或粉砂巖。中粒砂巖，灰色、性硬，層面常含有炭質薄膜，層狀構造，厚 0～。粉砂巖：深灰色、塊狀，有時含炭質泥巖，實際構成 4 煤層老頂，厚 0～。（二）4 煤層頂板（1）直接頂：灰～深灰色，致密塊狀泥巖，含植物化石，或深灰色、塊狀粉砂巖，泥質膠結，厚 ～。（2）老頂：灰色塊狀中粒砂巖，以石英、長石為主，厚 0～ 。底板一般為深灰色塊狀泥巖，偶見粉砂巖或厚層狀石英砂巖，砂巖中含暗色礦物較多。（三）5 煤層頂板（1）直接頂：一般為深灰色塊狀泥巖，厚度 4m 左右，巖石的抗壓強度 ，普氏硬度系數約為 ，屬 VIa 級巖石，抗壓強度為 MPa，抗剪強度為 MPa。（2）老頂：為細粒砂巖：淺灰色，塊狀，少含菱鐵質，硅質膠結，性硬，平均厚度 。巖石抗壓強度一般為 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅱ級巖石。抗拉強度大于 MPa，抗剪強度 MPa。按原局發《緩傾斜煤層工作面頂板分類方案》預計，5 煤層為Ⅰ類Ⅱ級或Ⅱ類Ⅱ級頂板。底板中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 11 頁 （1）直接底：一般為灰色、塊狀泥巖，下部含鋁質或菱鐵質，含植物化石，厚 1～15m，平均 ；偶見灰色、塊狀、細粒石英砂巖。泥巖抗壓強度為 MPa，普氏硬度 f=，抗拉強度為 MPa，抗剪強度為 MPa。（2）老底：灰色、塊狀細～中粒砂巖，淺灰色、塊狀細粒石英砂巖平均厚度為 。砂巖抗壓強度 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅲ級巖石，抗拉強度 MPa。（四）6 煤層頂板（1）直接頂：灰黑色泥巖，致密、塊狀，底部呈薄層狀，含植物化石，厚 0～。（2）老頂：深灰色粉砂巖，塊狀、斷口平坦，結構均一；灰色、中、細粒砂巖，塊狀，以石英為主，長石次之，局部可見寬條帶。砂巖及粉砂巖抗壓強度為 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅲ級巖石；抗拉強度為 MPa，抗剪強度為 MPa。底板一般為灰色、塊狀、條帶狀細砂巖，以石英為主，堅硬，裂隙發育，或灰色塊狀細砂巖，主要成份為石英、長石。上部有時夾薄層深灰色塊狀泥巖，厚 0～。 煤的特征以閘河煤田煤質資料分析，井田內煤的變質作用類型為區域變質和接觸變質復合型。早期以區域變質為主，屬氣煤～肥煤階段，后期以接觸變質為主，屬中、高變質階段。煤種從焦煤、瘦煤、貧煤到無煙煤乃至天然焦，牌號齊全。煤種的分布與巖漿巖體的厚度分布呈相關關系，具有一定的規律性。（一） 物理性質本井田煤的物理性質，以受巖漿巖影響程度的不同而分為三類：影響輕微的稍受影響者，以暗煤為主，黑色塊狀或鱗片狀，一般硬度較大，有一定韌性。其次為亮煤，具玻璃光澤，塊狀，內生裂隙發育，脆度大，易碎，貝殼狀斷口。易燃，具膨脹性和粘結性，以焦煤和瘦煤為代表。影響較嚴重的侵入巖漿巖體較薄，以巖漿熱力作用為主，煤的變質程度增高，主要中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 12 頁 為貧煤、無煙煤。煤呈黑色到暗黑色，以暗煤為主，塊狀構造，局部為條帶狀。脆性較小，硬度和比重較大，弱玻璃光澤，節理不發育，參差斷口，燃燒無明顯火焰，粘結性較差。影響嚴重的巖漿侵入、穿插于煤層中，除熱力作用外，熔蝕、交代同時作用，高變質為天然焦。煤層原始結構幾乎全部消失，呈鋼灰色，致密塊狀，堅硬、比重大，垂直柱狀節理發育，參差狀斷口。不易燃燒，燃燒時崩解，并發出噼啪聲。（二）化學性質3 煤層以瘦煤為主，貧煤次之。灰分以中灰為主，瘦煤：Ad=～ ％，平均 ％。貧煤：Ad=～％，平均％。兩煤種的平均硫分均為 ％。揮發份 Vdaf=～％，平均 ％；發熱量 =～。