采礦工程畢業設計論文-鮑店礦24mta新井設計-資料下載頁

　　

【正文】 、蜓及腕足類化石，致密堅硬，中部有燧石結核。在井田中部有分層現象，其上分層為淺灰綠色生物碎屑石灰巖，厚 左右。淺部和構造帶附近富水性較好、屬巖溶裂隙承壓水。單位涌水量 ～ ?m，滲透系數 ～ ，礦化度 ～ ，為 HCO3Na 型水。 (5)太原組第十 下 層石灰巖 (十 下 灰 ) 本井田十 下 灰厚 ～ ，平均厚 ，為深灰色石灰巖．致密、堅硬、質純，含有較多的蜒類化石，并含燧石結核。下部含較多炭泥質條帶。淺部和構造帶附近富水性好．屬溶洞裂隙承壓水。根據楊村井田資料，單位涌水量 ～ ?m，滲透系數～ ，礦化度 ～ ，水質類型屬 HCO3NaCa 水 。楊村煤礦在礦井大巷開拓時期，涌水點較多。南屯煤礦由于下組煤開采排水， 2020 年底十 下 灰水位下降至154m。 (6)本溪組第十四層石灰巖 (十四灰 ) 厚 ～ ，平均厚 ，層位穩定，為乳白色至淺灰色石灰巖，含蜒類和小螺化石。下部含有紫色鐵質泥巖和鋁土巖，屬裂隙承壓水。楊村井田勘探時期的 D66 號孔抽水試驗資料，原始水位標高 +，單位涌水量 ?m，滲透系數 ，礦化度 ，屬 HCO3ClNaCa 型水。根據楊村井田多個孔抽水試驗成果，十四灰 的滲透性由西而東呈逐漸減小的趨勢。十四灰為下組煤開采的重要充水含水層。 楊村煤礦由于礦井排水，水位持續下降， L14 L14 L14 L14 L1410 等觀測孔 2020 年 12 月 20 日觀測到的水位分別為 、 、 、 、 。 (7)奧陶系石灰巖 (奧灰 ) 根據區域資料，奧陶系中統厚約 450～ 470m，為灰白色至青灰色石灰巖，塊狀、致密、質純、性脆，頂部夾灰綠色鋁質泥巖薄層，洞穴比較發育，主要含水帶在頂界面以下 50m，屬裂隙溶洞水。 根據楊村 煤礦水位觀測資料，奧灰水在正常情況下不受采礦生產的影響，水位變動具有區域性和季節性， 2020～ 2020 年，由于受干旱氣候影響，水位有所下降； 2020 年以來，由于降雨量增大，奧灰水位有所回升。 3 O O O5 等 觀測孔 2020 年 12 月 20 日觀測的水位分別為 +、 +、 +、 +。 由于奧灰是區域性強含水層，厚度大，水壓高，因此， 對下組煤開采有一定威脅。 (l)第四系中組隔水層組 中組厚 ～ ，平均厚 ，由灰綠色、棕黃 色粘土、砂質粘土與粘土質砂、粘土質砂礫層等相間組成。中組砂層內粘土含量較高，粘土層所占比例較大；粘土類厚度占本組厚度的 65%，較穩定的粘土層有 5～ 6 層，厚 ～ ，平均厚 。本組隔水性能良好，能有效地阻隔第四系上組水的下滲補給。 (2)太原組泥巖、鋁質泥巖隔水巖組 太原組三灰至十 下 灰平均間距在 100m 以上。主要由灰 —深灰色粉砂巖，棕灰至深灰色鋁質泥巖、泥巖和灰 —灰綠色中砂巖、細砂巖組成，中夾薄層不穩定石灰巖 5 層和薄層不可采煤層 11 層。其中的粉砂巖、泥巖及鋁質泥巖為良好的隔水層組， 可有效地阻隔三灰與十 下 灰之間的水力聯系。 (3)17 煤到十四灰鋁質泥巖隔水巖組 17 煤至十四灰，厚 ～ ，平均厚度 ，沉積地層以鋁質泥巖及粉砂巖為主。正常地段，對 17 煤的開采可起到良好的隔水作用，但在沉積厚度變薄及斷裂構造部位需引起重視。 (4)十四灰至奧灰泥巖隔水巖組 十四灰至奧灰泥巖隔水巖組，厚 ～ ，平均為 。該隔水巖層以鐵質泥巖和鋁土巖為主，為一良好的隔水巖組。正常地段，可以有效地阻隔奧灰與十四灰的水力聯系。但由于兩者間距較小，斷裂構造等部位兩 者往往直接對接，需引起高度重視。 原精查報告根據鮑家店勘探區的鉆孔抽水試驗資料，對 3 煤頂底板砂巖進行了礦井涌水量計算，計算結果為： 3 煤礦井正常涌水量為 270m3/h，最大涌水量 390 m3/h。 其中 最大不均勻系數為 K=。 總體特征 本井田主要含煤地層為石炭 二疊系山西組和太原組，平均總厚 ，共含煤 25層，其中全區穩定可采煤層有山西組的 3 煤，局部可采煤層有山西組的 2 煤等。煤層平均總厚度為 16m，含煤系數 %，其中，可采和局部可采煤層平均總厚 ，含煤系數 %。山西組主采的第 3 煤層煤厚平均 ； 主要可采煤層中又以 3 煤厚度大，埋藏淺，水文地質和其它開采條件比較簡單，是先期開采和綜采的主要對象。 山西組含煤 2 層，其中： 2 煤和 3 煤位于山西組中下部， 3 煤全區可采，為本井田主采煤層； 2 煤局部可采，有沖刷和沉缺區。 太原組含煤 22 層，即： 8 上 、 8 下 、 10 上 、 10 下 、 12 上 、 12 中 、 12 下 、 115 上 、 15 下 、 16 上 、 16 下 、 1 18 上 (具兩個分層 )、 18 中 和 18 下 煤 ，目前條件下均不可采 。 可采煤層分述 3 煤 是煤礦開采的 主要 對象，掌握可采煤層及其頂底板特征，對于有效地指導煤礦生產和煤炭資源儲量管理具有重要的實際意義。 3 煤位于山西組下部，下距 6 煤 39m 左右，距三灰 48m 左右，間距比較穩定。 3 煤厚度大而且穩定，厚度 ～ ，平均厚度 ，絕大部分見煤點厚度在 8m 以上。煤層結構簡單，含 0～ 3 層不穩定夾石，夾石巖性一般為炭質泥巖、炭質粉砂巖、細砂巖，厚度一般 ～ 。屬全區可采的穩定煤層。 3 煤直接頂板主要為粉砂巖或砂質泥巖，其次為泥巖，一般厚度為 ～ ，老頂以中 —細粒砂 巖為主，以及細粉砂巖及粉 —細 砂巖 互層，厚 7～ 15m，裂隙較為發育。局部有偽頂，一般為泥巖、鋁質泥巖或炭質泥巖，厚 ～ 左右。直接底板為鋁質泥巖、粉砂巖、粉細砂巖互層，厚度 ～ ，向下為中 —細粒砂巖和粉 —細砂巖互層，偶見偽底，巖性為鋁質泥巖，厚 ～ 不等。 煤巖煤質 (1)煤的物理性質 山西組 3 煤為瀝青 — 弱玻璃光澤，厚層狀，亮、暗煤含量較高，絲炭次之。 (2)顯微煤巖特征 山西組煤層顯微標志明顯 (表 12)。 表 12 各層煤顯微煤 巖特征表 項目 煤層 有機組分 (%) 無機組分 (%) 點數 煤巖類型 鏡質組 +半鏡質組 絲質組 穩定組 有機組分 3 8 暗 煤 注：據精查報告 本井田各煤層均屬 Ⅱ 變質階段的氣煤。原煤灰分煤層均屬低灰至中等灰分。山西組煤層低硫。各煤層均為低磷，低熔 —高熔灰點，中高發熱量。據精查報告所取鉆孔煤芯樣分析，各層煤主要指標的變化規律較明顯 (表 13)，下面分述之： (1)水分 (Ma， d) 自上而下逐漸 減低，水分含量為 ～ %。主采煤層 3 煤井下采取煤樣，測得全水分 (Mt)含量為 %左右。 (2)灰分 (Ad) 原煤灰分煤層平均值在 ～ %之間；精煤灰分平均值在 ～ %之間，屬低灰 —中灰分煤層。 表 13 煤層煤質特征統計表 煤層 項目 3 Ma， d (%) 原 ～ (79) 精 ～ (79) Ad (%) 原 ～ (79) 精 ～ (80) Vdaf (%) 原 ～ (79) 精 ～ (80) St， d (%) 原 ～ (46) 精 ～ (44) Qb， daf (MJ/kg) ～ (38) Qgr， d (MJ/kg) ～ (38) Y(mm) 8～ 13 10(80) 粘結指數 4～ 6 煤類 QM (3)揮發份 (Vdaf) 各層煤精煤揮發份平均在 ～ %之間，各層煤精煤揮發份平均在 ～%之間，山西組的 2 煤 和 3 煤的平均值分別為 %和 %。 (4)發熱量 (Qb， daf) 山西組煤層發熱量平均為 ～ 。 (5)灰成份 各層煤灰成份均屬酸性化學物，其灰碴呈酸性。山西組 2 煤的 SiO2+Al2O3 含量高達%， 3 煤為 %，含量也很高。灰碴呈酸性 (表 14)。 表 14 各煤層灰成分比較表 指 標 煤 層 灰熔點 (ST) (℃ ) 灰成分 (%) 級別 SiO2+Al2O3 Fe2O3+CaO+MgO 2 1405 高熔 3 1296 高熔 注：據精查報告 表 (6)灰熔點 煤中灰成分中 SiO2+Al2O3 的含量直接影響到煤灰熔融溫度。煤灰分中的 SiO2 含量與煤灰熔融溫度成正比，而與 Al2O3 含量成反比。山西組煤層灰熔點在 1296～ 1405℃ ，屬高熔灰。本井田主要煤層以高熔灰為主。 (7)灰性指數 據各層煤灰成分的堿酸比計算結碴指數，按美國機械工程學會對煤灰特性的分類，結渣指數 為低的， ～ 為中等的， ～ 為高的， 為嚴重的。山西組煤層結碴指數屬低的 (表 15)。 表 15 各層煤結碴指數 煤層項目 2 3 堿酸比 結碴指數 * 等級 低 低 *結碴指數依據興隆莊資料 (8)硫分 (St， d) 山西組煤層屬特低硫煤，平均含量 1%。 脫硫系數采用各煤層匯總成果，各煤層硫酸鹽硫含量極少。山西組煤層全硫低，以有機硫為主，黃鐵礦硫為輔，但兩者含量相差不大。太原組煤層黃鐵礦硫為主，有機硫次之。脫硫的難易程度主要取決于有機硫與黃鐵礦的相對比例以及黃鐵礦硫在煤中的賦 存狀態。由于有機硫含量較高，而黃鐵礦又多呈星散狀或細脈浸染狀賦存，因此脫硫較難。太原組煤層脫硫后多為中硫級，部分為富硫級。 表 16 各主要煤層含硫份及脫硫系數表 項目 煤層 St， d (%) 各種硫 (％ ) 級 別 脫硫系數 Sp， d Ss， d So， d 2 (3) 特低硫 17 3 (14) 特低硫 14 注：括號中的數字為測定點數 (9)磷 本井田各煤層均屬低磷 —特低磷 (見表 17)。 表 17 各主要煤層 含磷情況統計表 項 目 煤 層 磷 分 級別 脫磷 系數 原 煤 精 煤 2 (11) (1) 特低 73 3 (38) (4) 低 26 注：脫磷系數參考興隆莊礦資料 (10)煤的元素分析 主要由碳、氫、氮、氧、硫等元素組成 (見表 18)。 1)碳 是煤中有機質的主要成分，也是煤中含量最多的元素，平均含量為 %。 2)氫 各煤層中氫的含量比較穩定，平均變化于 ～ %之間，其中 18 上 、 17 和 2 煤含量略高， 3 煤含量相對較低 ，主要是其中絲質組含量較高引起的。 3)氮 各煤層中氮的含量也很穩定，平均值在 ～ %之間，上組煤層略高于下組煤層。 18 各主要煤層煤中主要元素組成含量 項 目 煤 層 元素分析 (％ ) Cdaf Hdaf Ndaf Odaf+Sdaf 2 (5) (5) (5) (5) 3 (33) (33) (33) (33) 注：括號中數字為統計點數，由精查資料整理 (1)結焦性 山西組 3 煤膠質層 厚 (Y)9～ 10mm，平均 左右，坩堝粘結性 4～ 6。 (2)煉焦性 由低溫干餾試驗測焦油產率：山西組的 3 煤屬富油煤。由于未作葛金干餾試驗，故未取得煤炭結焦性 (葛金焦型 )。碳氫比例各煤層均 16，揮發分大于 35%。 (3)氣化性 本井田各煤層未作有關氣化用煤測試項目 (如結碴性、煤對 CO2 反應性、熱穩定性等 )。現據鄰近煤田相對應的煤層試驗資料說明煤的氣化性：據濟寧煤田試驗資料表明，山西組3 煤為中等結碴。 CO2 反應性：當試驗溫度在 900～ 950℃ 時，各煤層的 CO2 分解率 (a)均小于 6%。今后應進行煤 氣化、液化等有關指標的測試，以便對礦井煤炭的綜合利用作出全面、科學的評價。 表 19 各主要煤層煤的氣化性 煤 層 項 目 2 3 焦油率 Tar， ad(%) (12) (42) 半焦 (%) (15) (42) 級 別 富油 富油 粘結力 13(13) C/H (5) (33) 注：括號內數字為統計點數 (4)煤類劃分 原精查地質報告將所有煤層劃歸為氣煤 (QM)，沒有再進行細分。 按 1986 年 10 月頒發的中國煤炭分類方案 (GB575186)國家標準，以揮發份 (Vdaf)和粘結指數 (G)為主，膠質層厚度 (Y)、奧亞膨脹度 (b)為輔導指標，依據鮑店煤礦化驗室提供的3 煤的揮發份指數為 43，確定煤類為 QM43。 精查報告僅就有限的幾個孔進行簡單可選性試驗，其結果是 3 煤分選比重為 。 、煤塵和煤的自燃 (1)瓦斯 資源勘探時期采用集氣式瓦斯采煤器，測得主采煤層 3 煤 瓦斯分析結果 (表 110)。 表 110 資源勘探時期瓦斯成分鑒定成果 煤層 試樣數 瓦 斯 成 份 (%) 瓦斯含量 cm3/g CH4 CO2 N2 H2 CH4 CO2 3 9 — — — — — —