采礦工程畢業設計論文-罐子溝一礦24mta新井設計(已改無錯字)

　　

【正文】 般風速 10～ 15m/s，最大風速 18m/s；每年十月至翌年四月為凍結期，最大凍土層深度為 。 根據《中國地震動參數區劃圖》 (GB183062020)該區地震動峰值加速度 (g)為 ，比照《中國地震烈度區劃圖 (1990)》對照烈度為 7度。 礦井電源及 水源 礦井永久電源分別引自魏家峁和榆樹灣 110kV變電站，供電距離分別為 13km，中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 (論文 ) 178。 \ 第 4 頁 可以滿足本礦井新增負荷要求，電源可靠，完全滿足本礦井的安全生產需要。 礦井水源取自工業場地東側的罐子溝， 2 眼管井已建成，主要供給礦井的生活用水；生產用水由井下排水經處理后復用。 人文狀況 井田所在地較為貧困，屬半農半牧區，自然條件較差，農牧業生產均較落后。近年來，隨著周邊煤礦的開發與煤焦廠的建設，工業生產發展迅速，當地的經濟狀況明顯改觀。 其他建設條件 （一）通信條件 本礦井所在地已開通國際、國 內程控電話，移動、聯通無線信號覆蓋全區，通訊方便，可以滿足本礦井行政及生產調度的通信需求，同時可以保證緊急情況下礦井外部的通訊暢通。 （二）主要建材供應條件 礦井所需的一般建材如磚、瓦、料石、白砂等在當地就可滿足供應。鋼材、木材可來自東勝、包頭等地，由公路運至礦井工業場地。高標號水泥可由當地供應，也可由東勝等地購進。總之，礦井建筑材料供應有保障。 井田 地質特征 區域地層與構造特點 該礦區內大部被第四系黃土和第三系紅土層覆蓋，僅在井田周邊溝谷中見到零星的下二疊統下石盒子組黃褐色砂巖、粉砂質泥巖 露頭。 準格爾煤田位于華北地臺鄂爾多斯臺向斜的東北緣，總的構造形態為一走向近于南北，傾角＜ 10176。，具有波狀起伏的向西傾斜的單斜構造；有與地層走向垂直的次一級褶皺，一般幅度較小，延伸不大，造成了煤層底板等高線的相對起伏。區內斷裂不發育，僅稀疏可見幾條小的張性斷層；勘探未見巖漿巖侵入。 井田地層與構造 （一）地層 根據鉆孔資料，該礦區內地層由老至新，敘述如下： 下奧陶統亮甲山組 (O1l)：巖性上部為淺黃色、黃色中厚層狀白云質灰巖，夾簿層狀泥質鈣質白云巖；中部含黑色棕黑色燧石結核及條帶；下部為黃色簿 層白云質灰巖、白云巖夾竹葉狀白云巖。厚度約 125m。與下伏地層整合接觸。 中奧陶統馬家溝組 (O2m)：巖性上部為淺灰色石灰巖，中厚層～厚層狀；下部為簿層狀灰巖、豹皮狀灰巖含較多的砂質、粘土質，底部夾灰白色石英砂巖。厚度＜ 50m。 上石炭統太原組 (C2t)：巖性為過渡相～陸相沉積，是本區主要含煤地層 , 含煤 6層，編號為 6 上、 6下、 10 號煤層，鉆孔揭露厚度為 ～ ，平均 ，中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 (論文 ) 178。 \ 第 5 頁 與下覆地層不整合接觸。根據巖性組合及含煤性分為二個巖性段。 ⑴下巖段：巖性為一套淺海～過渡相 細碎屑巖沉積，不整合于奧陶系之上。 ⑵上巖段：下部巖性以灰黑色、深灰色泥巖、砂質泥巖、粘土巖夾多層砂巖為主。含煤 3 層，編號為 10 號煤，合稱下煤組。上部巖性以粘土巖、砂質泥巖為主，夾灰色透鏡狀砂巖。含煤 3 層，編號為 6上、 6下煤層，可稱為中煤組。該段巖性及厚度亦有相當變化， 6 號煤層由 NE 向 SW 產生分叉，使得 6 號煤層變薄， 6 上煤層急劇增厚， 6上與 6號煤層之間發育有一套呈條帶狀 NE 向展布的砂巖體。 下二疊統山西組 (P1s)：巖性為陸相碎屑沉積，亦為本區主要含煤地層之一，含煤4層，編號為 4及 5號煤層，可稱為上煤組。據鉆孔揭露，本組地層厚度為 ～，平均厚度為 。與下伏地層太原組呈整合接觸，與上覆地層下二疊統下石盒子組呈整合接觸。根據巖性組合及含煤性分為三個巖性段。 ⑴下巖段：為粗砂巖段，巖性以灰白色、黃褐色粗粒長石及石英砂巖為主，該層砂巖全區較穩定，局部地段與 6 號煤層呈沖刷接觸。砂巖中上部夾深灰黑色砂質泥巖與泥巖，含 5 號煤層，分布較穩定。 ⑵中巖段：巖性由灰白色、灰黑色中細粒砂巖、砂質泥巖、粘土巖及泥巖組成。 ⑶上巖段：巖性以深灰、灰白色中粗粒砂巖夾粘土巖、泥巖 及粉砂巖為主，砂巖致密堅硬。 下二疊統下石盒子組 (P1x)：為陸相碎屑巖沉積，下部巖性為黃褐色砂巖與紫色、雜色粘土巖及泥巖互層。上部巖性以紫色、黃綠色泥巖及砂質泥巖為主，夾中厚層狀砂巖。據鉆孔揭露本組地層厚約 71m。 上二疊統上石盒子組 (P2s)：為陸相碎屑巖沉積，區內大部分地層被剝蝕，下部巖性為灰白、黃綠色中粗粒砂巖。上部巖性為絳紫色泥巖、粘土巖、粉砂巖與黃綠色中粗粒砂巖及砂礫巖互層。 上二疊統～三疊系下統石千峰群 (P2T1sh)：上部巖性以磚紅色粉砂質泥巖和泥巖為主，夾灰色、灰綠色砂巖；下 部以黃綠、灰綠色中粗砂巖和含礫粗砂巖為主，夾棕紅色粉砂巖、砂質泥巖。 上二疊～三疊系下統孫家溝組 (P2T1s)：巖性以淺紅、微紅、淺灰綠色細砂巖為主，夾磚紅色粉砂質泥巖及具交錯層理的砂礫巖。 第三系紅土層 (N2)：巖性為紅色、棕紅色鈣質紅土層，含砂質及鈣質結核，層理明顯；在本區發育較普遍，厚度 54～ 115m，平均厚 85m。 第四系 (Q)：進一步可分為上更新統馬蘭組 (Q3m)與全新統 (Q4eol)。上更新統馬蘭組 (Q3m)巖性為淡黃色、黃褐色粉砂質黃土，夾粘土層，粒度均勻，垂直節理發育。全區分 布，厚度 6～ 95m，平均 50m。全新統 (Q4eol)巖性為洪積、殘坡積之松散砂粒，泥砂及風積砂；厚度一般 0～ 5m 左右。井田大部地區均被第四系覆蓋。 （二）構造 井田位于準格爾煤田的南部詳查區，其總體構造形態與南部詳查區構造基本一致，沙溝背斜從井田西南部通過，褶曲呈“ S”型，東北翼寬緩，西南翼較陡。受其影響，根據鉆探綜合成果及煤層底板等高線平面圖，井田含煤地層沿走向、傾向產狀變化不大，總體構造形態呈走向近東西，傾向近北，傾角 1～ 5176。的單斜，但沿走向、傾向均發育有相應的中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 (論文 ) 178。 \ 第 6 頁 波狀起伏；未發現較大的褶皺及對煤層具明顯破 壞的斷層等構造，黨家陽坡正斷層的北部延伸進入井田的西南部邊緣，該斷層走向近南北，傾向西，傾角 70176。，進入井田的的部分，斷層上下盤斷距為 50m，對區內巖煤層影響破壞較小。本區未發現巖漿巖侵入。 根據以上資料，本區構造復雜程度確定為簡單類型，即Ⅰ類型。 水文地質特征 （一）地貌及地表逕流特征 本區地處鄂爾多斯盆地東部，屬黃土高原的一部分，地形西北高而東南低。全區大部被厚層黃土覆蓋，風積砂也有多處出現 (移動式沙丘 )，地表植被稀少，覆蓋率極低。因受后期流水影響，產生許多縱橫交錯的沖溝，溝深壁陡，多為“ V” 字型，展示了黃土高原的特有特征。各沖溝發育方向多斜交或垂直地層走向注入黃河。夏季多暴雨，歷年日最大降水量 ，成集中補給，集中排泄，以逕流注入黃河，滲入系數 15～ 20%。黃河流經本區東緣，最大流量 5310m3/s。 （二）含水層及其特征 根據含水層的地層時代、巖性特征與含水空隙的性質，井田含水層可劃分為第四系松散巖類沖洪積 (Q4al+pl)孔隙含水層、第四系上更新統 (Q3eol)黃土裂隙孔隙含水層及二疊系下統山西組下段 (P1s1)碎屑巖類裂隙含水層。各類含水層的水文地質特征如下： （ 1）第四系松散巖 類沖洪積 (Q4al+pl)孔隙水含水層：井田第四系沖洪積物主要分布于罐子溝溝谷及其支溝中，含水層巖性由黃色含礫粉細砂層、黃灰色砂礫、卵石層沉積而成，分選性差，卵礫石巖性成分主要以姜結石為主；厚度 0～ ，一般 5～ 7m 左右，結構松散，滲透性較好，該含水層下伏二疊系 (P1s)碎屑巖類裂隙含水層，兩含水層間無隔水層，因而該含水層大部分地段為透水不含水層，靠近山腳含水層下部局部殘存有第三系紅土，可形成弱含水層。 （ 2）第四系上更新統 (Q3eol)黃土裂隙孔隙含水層：含水層巖性由第四系上更新統(Q3eol)黃土構成，黃土由于受侵蝕作用，又形成不同的小地貌單元，受地貌的影響補給條件也各不相同。主要接受大氣降水的補給，地下水在沿柱狀節理下滲過程中遇相對隔水層后大部分以泉的形式溢出地表，而后又滲入第四系松散巖類沖洪積 (Q4al+pl)孔隙含水層中。 （ 3）二疊系下統山西組下段 (P1s1)碎屑巖類裂隙含水層：該含水層位于 6 號煤層頂板以上，是 6 號煤層開采的直接充水含水層，因而也被稱為“ 6 號煤層頂板砂巖裂隙含水層”。 ① 巖性特征： 以灰白色、黃褐色含礫粗粒長石石英砂巖為主，局部相變為砂礫巖 或砂質泥巖，具大型斜層理，礫石磨圓度較好，分選較差，礫徑一般 ～ ，最大達 左右，含炭屑或煤線 ,泥質、粘土質膠結，堅硬致密。局部地段風化后呈疏松狀， 厚度 ～ ，平均 。 ② 含水層的賦存特征：受罐子溝向斜、老趙山梁背斜的共同影響，區內含水層底板展布與 6 號煤層頂板展布規律基本一致，即具有南高北低、西高東低展布規律，最低點位于水 3孔（水文報告）附近，底板標高為 ，最高點位于觀 5孔 (水文報告 )附近，底板標高為 。受礦井排水與突水影響，含水層厚度變化較大，為 ～ ，中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 (論文 ) 178。 \ 第 7 頁 平均 ，其中 6101 工作面附近最薄處僅剩 ，并形成了一定范圍的降落漏斗，井下排水量也在減少，目前僅剩 20m179。/h左右，趨于疏干；以 6101 工作面為中心，向外含水層厚度逐漸變厚，最大厚度 (觀 水文報告），然而受罐子溝向斜的影響，隨著含水層底板向東西兩側逐漸翹起，含水層又逐漸變薄。含水層水位埋深 ～ ，靜水位標高 ～ ，其中 6101 工作面切眼突水點附近最低， 為 左右。 ③ 含水層的富水性： 6號煤層頂板砂巖裂隙含水層不但水位不統一，富水性極不均一，單位涌水量 ～ ? m，相差懸殊。沿罐子溝分布的鉆孔單井涌水量較大、遠離罐子溝 610 6103 工作面礦井涌水量小，靠近分水嶺的鉆孔，單井涌水量小。 ④ 水化學特征：水質類型一般為 HCO3 Ca和 HCO3Ca? Mg型，礦化度 ～ ，平均 。其中主要陰離子為 HCO3 占 ～ %，次要陰離子為 SO4 2 ? 和 Cl? ，各占 %和 %，主要陽離子為Ｃ a2 ? ，占 ～ %，其次是 Mg2 ? 占 %%，再次為 Na? ，占 17～ 25％。 （ 4）寒武 (∈ )與奧陶系 (O2 )碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層：區域資料巖溶水水位標高～ 。根據礦方提供資料： 2020 年中國煤田地質公司華盛水文地質勘查二隊在罐子溝一礦東南部施工兩個奧灰 巖水文地質勘查孔，孔距 1290m，經過聯合抽水試驗，奧灰巖含水層靜水水位標高為 871m。據井田內 6 個見奧陶系 (O2 )層位的鉆孔統計，井田內最下一層可采煤層 8號煤層與奧陶系 (O2 )間距 ～ ，平均 。 8號煤層賦煤標高 960～ 1110m，巖溶水對開采 8 號煤層造成的威脅較小。 （三）隔水層及其特征 井田主要隔水層由上而下有第 三系上新統 (N2)磚紅色粘土與砂質粘土隔水層和 6號煤層頂板泥巖兩個隔水層。 （ 1）第三系上新統 (N2 )磚紅色粘土與砂質粘土隔水層：巖性由棕紅色粘土和砂質粘土層組成，含砂質及鈣質結核，層理明顯，致密隔水，厚度 ～ ，為井田較好的隔水層，在各溝谷中變薄或缺失，成為大氣降水、地表水、第四系松散層孔隙水及礦井排水下滲補給二疊系下統山西組下段 (P1 s1 )碎屑巖類裂隙含水層主要途徑。 （ 2）石炭系 6 號煤層頂板泥巖隔水層：巖性為泥巖、粉砂巖，厚度 ～ ；隔水性能良好，但普遍較薄且不均，只有中觀 (水文報告 )附近較厚，呈透鏡狀。 （四）礦井充水 因素分析 （ 1）充水水源：根據水文地質條件、礦井采掘中突水情況分析，罐子溝一礦采掘 6號煤層的充水水源主要為 6 號煤層頂板砂巖裂隙水，其次為大氣降水、第四沖洪積砂礫石層潛水及溝谷地表水。 ① 6 號煤層頂板砂巖裂隙水含水層 ： 下距 6 號煤層 ～ ，為 6 號煤層開采的直接充水含水層。在采掘過程中必將大面積揭露頂板砂巖，并產生直接涌水。從礦井以往生產情況看，初期揭露涌水量大，隨后涌水量減少，常在 228～ 310m3/h之間。 ② 大氣降水：是開采 6 號煤層的間接充水水源之一，一般通過補給含水層后，再間接轉入礦井中。 ③ 第四系沖洪積砂礫石層潛水：區內第四系地層分布廣泛，在罐子溝及其支溝第四系沖洪積層直接覆蓋于山西組砂巖之上，第四系沖 洪積砂礫石潛水可通過裂隙直接補給 6中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 (論文 ) 178。 \ 第 8 頁