五陽煤礦礦井設計采礦工程專業畢業論文畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 3煤的低溫焦油產率（ Tar）平均值為 %，為含油煤，并且低 中國礦業大學 2022 屆本科生畢業設計 第 13 頁 溫干餾試驗后半焦型號 3煤為 A~E，多為 B~D，這說明 3煤粘結性較弱，結焦性也較弱，且很脆易碎， 3煤層不易作低溫干餾用煤。 （ 5）熱穩定性（ TS+6） 3煤熱穩定性為 %~%，平均值為 %，按《 MT/T5601996》煤熱穩定性分級標準， 3煤層屬高熱穩定性煤。 （ 6）煤的抗碎強度（ SS）、可磨性指數（ HGI） 3煤層的抗碎強度為 %，為高強度煤；其可磨性指數為 109~128，平均為 120，按《 MT/T8522022》可磨性指數分級標準， 3煤層屬極易磨煤。 （ 7）煤的可選性 在補充勘探階段，南 44號孔采取 3煤層煤芯樣作簡易可選性試驗，經試驗假定浮煤灰分為 %時， 3煤可選性屬中等可選；假定浮煤灰分為 %時， 3煤可選性屬較難選~中等可選。按照《 GB/T164171996》國家標準， 3煤層可選性等級屬中等可選。 5)煤類的確定及煤類分布 各 煤層按中國煤炭分類《 GB575186》標準，以浮煤干燥無灰基揮發份（ Vdaf）、粘結指數（ GR178。 I）、膠質層最大厚度（ Y）值，輔以奧阿膨脹度（ b）和焦渣特征（ CRC）確定煤類。 3煤以瘦煤和貧瘦煤為主，次為貧煤；在平面的分布上 3煤以瘦煤和貧瘦煤為主，次為貧煤 。 6)煤的工業用途評述 根據 3煤層的煤質特征和煤的化學工藝性質對煤的工業用途評述如下： 3煤為低灰、特低硫、低磷、特高熱值、較高軟化溫度灰、極易磨、高熱穩定性中等易選的貧煤、貧瘦煤、瘦煤。其中貧煤可廣泛用于電力、冶金、高爐噴吹、氣化、化工、建材等 行業；貧瘦煤、瘦煤可作煉焦配煤， 3煤層的工業用途綜合評價見表 。 表 3 煤 的 工 業 用 途 綜 合 評 價 煤 層 指標 項目 Ad /% St,d /% Pd /% Qgr,d /mJ/kg ST /℃ HGI S+6 可選性 工業用途 3 數值 大于1417 120 中等可選 優質動力用煤，煉焦配煤等。 分級 低灰 煤 特低硫 煤 低磷分 煤 特高熱 值煤 較高軟化 溫度灰 極易磨煤 高熱穩定 7)瓦斯、煤塵爆炸 性和煤的自燃傾向性 （ 1）瓦斯 3煤層瓦斯成分以甲烷為主，占 %~%，平均 %，次為氮氣，占%~%，平均 %，二氧化碳含量較少，占 %~%，平均 %，其它重烴含量最少，占 0%~%，平均 %，因此， 3煤層埋深 400m 以深為沼氣帶，局部 中國礦業大學 2022 屆本科生畢業設計 第 14 頁 地段為氮氣 沼氣帶。 3煤層瓦斯含量為 178。 r~178。 r，平均 mL/g178。 r，變化較大。二氧化碳含量為 178。 r~178。 r，平均 178。 r。瓦斯含量變化隨著煤層埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。 本礦井煤層瓦斯絕對涌出量為 ～ ～《煤礦安全規程》的規定屬于低瓦斯礦井 。 （ 2）煤塵爆炸性和煤的自燃傾向性 3煤層分別在 1996 年的補充勘探以及 2022 年、 2022年 76采區取樣作了煤塵爆炸性和自燃傾向性試驗，試驗結果表明： 3煤層煤塵 具有 爆炸性，屬不易自燃煤層，但局部區段 3煤層有可能產生自燃。 8)地溫 該礦在勘查期間和開采過程中均未 進行測溫工作，且已往報告也未提過該礦地溫情況。故推斷其井下溫度不會偏高，即屬于溫度正常區，目前應無熱害威脅。 中國礦業大學 2022 屆本科生畢業設計 第 15 頁 2 井田 境 界和儲量 井田 境 界 井田 境 界劃分的原則 在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發。煤田范圍劃分為井田的原則有： 1）井田的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產能力相適應； 2）保證井田有合理尺寸； 3）充分利用自然條件進行劃分，如地質構造（斷層）等； 4） 合理規劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關系。 井田境界 五陽 煤 礦是潞安礦區最北部的一對大型礦井。行政區劃隸屬襄桓縣所轄， 礦井范圍北以小黃莊斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區邊界，東至 15煤層露頭。 根據以上劃分原則以及五陽煤田的整 體規劃以及五陽煤礦的實際情況，四周邊界為： 南： 文王山 北 斷層 為界； 東： 15煤層 露頭 為界； 北： 小黃莊 斷層為界 ； 西： 勘探區邊界 為界 ； 礦井設計生產能力為 180萬 t/a，根據以上標準和開采技術水平確定 礦井南北走向長度最長為 ，最短為 ，平均長度約為 ；而東西傾向最長約為 ，最短約為 km，平均長 。 井田呈類似梯形。煤層傾角一般為 4176。～ 15176。，平均傾角為11176。水平面積為 ，傾斜面積為 。 礦井工業儲量 井田 勘探類型 、鉆孔及勘探情況 自 1957 年以來，先后有 17 個單位施工鉆孔 241 個，總進尺 。現分述如下： 1)普查階段的勘探工作 (1)長治市地質隊 1957～ 1959年在李石門一帶施工鉆孔 3 個，進尺是 。 (2)原省工業廳在 1957 年在漳河溝南施工 3 個巖芯孔，進尺是 。 (3)原山西省第一工業廳第一勘探總隊 561 隊于 1957 年 1 月～ 10 月，在黃土崗一帶施工 15 個鉆孔，總進尺是 。 2)提交過精查報告的勘探工作 (1)河山西煤田 3隊于 1968年 1月～ 12月在云架嶺井田的精查報告重施工 75個鉆孔， 中國礦業大學 2022 屆本科生畢業設計 第 16 頁 有 31個在本井田，進尺是 ％。 (2)煤炭部一二九隊于 1975 年 1 月～ 11 月編制顯德旺井田的精查報告中施工 135 個鉆孔，有 17 個在本井田，共進尺是 ，巖芯取樣率僅 ％，可采煤層的取樣率是 ％。 3)生產補充勘探 (1)本局地質隊于 1962 年～ 1982年在井田內施工 80個鉆孔，共進尺是 ，巖芯總取樣率 ％，可采煤層的取樣率是 ％，基本為全取芯，巖性描述內容較多。 (2)煤田二隊于 1981 年 9月到 1982年 6月完成 7個鉆孔，進尺 ，全取芯有2 個孔，其余的是煤系取芯，分層細致，描述詳細，內容較多，滿足了生產礦井的需要。 4)地質冶金部門的勘探資料 (1)山西地質局十二隊于 1970年 12月～ 1977 年 4月，在井田西北角施工 22個鉆孔，進尺 ，終可到奧灰，平均巖芯取樣 率 ％，但是分層較粗，描述簡單。 (2)冶金部門施工鉆孔 冶金五一七隊于 1968 年 4月～ 1979年 3月在李石門一帶施工 14 個水源孔，在云架嶺周圍施工 6個奧灰水文觀測孔 20個，總進尺 。 (3)冶金五一八隊于 1965 年～ 1969 年在西南部及西北部施工 2 個觀測孔， 5 個水源孔，總進尺是 。 (4)吉林冶金 608隊于 1973年 11月～ 1974 年 1月在云架嶺一帶施工 2個觀測孔，進尺是 ，全孔取芯，描述簡單，煤系資料可以參考。 (5)山西冶金 217隊于 1973年 12月～ 1974年 2月在井田的西南部施工 2個觀測孔進尺 。僅有簡單的分層記錄，巖性沒有描述，煤層資料只能參考。 (6)華北冶金勘探公司 520隊在羅義村南施工找礦孔 1 個，進尺 ，終孔為火成巖，層位不清。 礦井工業儲量的計算及儲量等級的圈定 五陽礦礦井總體范圍不大，煤層較厚。可采煤層 3煤層平均厚度為 ，井田內有落差 90m的南豐斷層貫穿其中，煤層傾角平均α =11186。，大部分標高位于 +800～ +350m之間。煤層平均容重 。 礦 井工業儲量： 工業儲量是指在井田范圍內，經過地質勘探厚度與質量均合乎開采要求，目前可供利用的列入平衡表內的儲量，即 A+B+C 級儲量。 在 1： 10000的開拓圖上每 mm2表示 100m2。煤容重取 t/m3，煤層傾角平均 11176。， 煤厚平均為 。工業儲量的計算公式見下式 Zg = S179。 M179。 r/cosα () 式中： Zg—— 煤層的儲量，萬 t； S—— 煤層的賦存面積， km2； M—— 煤層的厚度， m； r—— 煤層的容重， t/m3； 中國礦業大學 2022 屆本科生畢業設計 第 17 頁 α —— 煤層傾角， 11176。； 故工業儲量為： Zc=179。 179。 =24610萬 t 根據地質勘探資料顯示， 3煤層 幾乎全部為高級儲量約占工業儲量的 %，符合 高級儲量比例要求 要求。 礦井可采儲量 計算可采儲量時，必須考慮以下煤柱的損失 1） 工業廣場保護煤柱； 2） 井田邊界煤柱損失； 3） 采煤方法所產生煤柱損失和斷層煤柱損失； 4） 建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； 5） 其它各種損失。 各種煤柱損失計算 1） 工業廣場煤柱損失見表 。 表 工 業 場 地 占 地 面 積 指 標 井 型 /萬 t/a 占地面積指標 /公頃 /10萬 t 240及以上 120~180 45~90 9~30 本礦井設計年生產能力為 180 萬 t/a，按《煤礦設計工業規范》，本設計工業廣場 占地面積為 18179。 ＝ 179。 104m2，長、寬分別為 500 m、 432 m，工業廣場布置在井田的中央位置。 該處表土層厚度為 50m。主井、副井、地面建筑物均在工業廣場內。工 業廣場按大型礦井Ⅱ級保護，留圍護帶寬度為 15m。 主、副井井筒保護煤柱在工業廣場保護煤柱范圍內故井筒保護煤柱損失量為 0。 將 風井布置在井田邊界，風井地表占地面積按 100179。 100 m2計算，由于 風井的部分壓煤量在井田外部，同時風井保護煤柱和部分邊界保護煤柱重合，可以減少煤柱損失。 3煤層 傾角α＝ 11186。，五陽煤礦井田中心處埋藏深度 +650m，松散層厚度為 50m，松散層移動角ψ =45186。，走向移動角δ =75186。，下山移動角β =，上山移動角γ =70186。 本礦井的地質條件及沖積層和基巖層移動角見表 。 表 廣場中心深度 /m 煤層傾角 /176。 煤層厚度 /m 沖積層厚度 /m ф /176。 δ /176。 γ /176。 β/176。 +650 50 45 75 70 根據垂直剖面法所作的工業廣場保護煤柱的尺寸計算如圖 ： 中國礦業大學 2022 屆本科生畢業設計 第 18 頁 930880780680580480930880780680580480m n q kq2q3k2k3m1 n1m2n2q3k3k2q2a bd cc1d1a1 b1Ⅰ ⅠⅡ Ⅱψ ψγ βψ ψδ δhhq1 k1380 380 圖 工業廣場保護煤柱 保護煤柱的水平面積 ： S1=梯形 面積 =1/2179。 (上寬179。下寬 ) 179。高 /cosα () ＝ (+)179。 179。 1/2/cos11186。＝ 則工業廣場壓煤為： Q1= S1179。 M179。 r＝ 179。 179。 = t 2）井田邊界煤柱損失 井田南以文王山北斷層為邊界，留 30m 的邊界地層保護煤柱；井田北部以小黃莊為邊界，留 30m的邊界煤柱；井田東部邊界以煤層露頭為邊界，考慮防水煤柱 留 30m保 護煤柱 ； 井田北部邊界為 勘探區 邊界 人為劃分，留 30m 的邊界煤柱 。則井田邊界壓煤量為： Q2=（ 6388＋ 4706++2460+2239+）179。 30179。 179。 176。 = t 3）斷層煤柱 斷層煤柱可按下式計算： Z =L179。 b179。 M179。 R 其中： L—— 斷層的長度； B—— 斷層煤柱的寬度；