杜儿平煤矿2.4Mta新井设计.zip

采采 矿矿 学学 设设 计计姓 名：学 号：学 院：专 业：设计题目：杜儿平矿杜儿平矿 2.4 Mt/a 新井设计新井设计 指导教师：20 xx 年 7 月 目录目录1 矿区概述及井田地质特征.11.1 矿区概述.11.1.1 交通位置.11.1.2 地形.11.1.3 河流水系.11.1.4 气象及地震情况.11.1.5 电源和水源.21.1.6 其他情况.21.2 井田地质特征.31.2.1 含煤地层及地质构造.31.2.2 水文地质条件.41.3 煤层特征.51.3.1 煤层特征.51.3.2 煤质.61.3.3 瓦斯、煤尘、煤的自燃性用地温.72 井田境界和储量.92.1 井田境界.92.1.1 井田境界.92.1.2 开采界限.92.1.3 井田尺寸.92.2 矿井工业储量.92.2.1 地质资源储量.92.2.2 工业资源/储量.92.3 矿井可采储量.112.3.1 安全煤柱留设原则.112.3.2 矿井永久保护煤柱损失量.122.3.3 矿井可采储量.143 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.153.1 矿井工作制度.153.2 矿井设计生产能力及服务年限.153.2.1 确定依据.153.2.2 矿井设计生产能力.153.2.3 矿井服务年限.153.3 井型校核.164 井田开拓.184.1 井田开拓的基本问题.184.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标.184.1.2 工业场地的位置.204.1.3 开采水平的确定及盘区划分.204.1.4 主要开拓巷道.204.1.5 方案比较.21参考文献.29 1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置交通位置西山矿区位于西山煤田之东北边缘，地属太原市河西区，东距太原市 20 公里。杜儿坪井田在西山矿区之北部，西铭矿之南官地矿之北，地理位置为东经 11245，北纬3740。杜儿坪矿区（以下简称井田）内多为沟谷山梁，地形切割剧烈，且大部分地区被森林覆盖。井田内交通除太宁公路从矿区北部通过，太古战备公路从矿区南部穿过外，村庄之间皆有羊肠小道相连，与公路仅有简易砂石路相通，交通不甚便利。但矿区对外交通却十分便利，铁路、公路均可经太原市通往全国各地，矿区距太原五一广场19.8km。铁路有太古直达，公路有市郊线直达，终日班车往返。交通位置见附图 1-1。1.1.2 地形地形井田位于山西高原吕梁山脉中段东翼，总体呈西南高、东北低的中山地区。井田内山高坡陡，沟谷深切多呈“V”字形，缓坡和低山地区有黄土黄土零星分布，山脊及坡陡处岩层裸露，风化剥蚀作用强烈，沟底多砂砾石。全井田大部分为松林植被，北部尤甚。井田内最高点在石千峰山，海拔标高为 1775m，最低点在井田东南部的子房沟内，海拔标高为1057.7m，最大相对高差为 717m。一般相对高差为 300m 左右。1.1.3 河流水系河流水系本区属黄河流域、汾河水系，主石千峰山与官地矿扩区内庙前山（海拔标高 1865.8m）组成了西北一东南走向的分水岭。主要沟谷呈放射状向东、南、西各向分布，如井儿沟、南峪沟、虎峪沟、北石沟、峪道川、新华沟等都源自石千峰山，均为季节性河流沟谷，平时干枯无水或仅有溪流，唯在大雨过后短时内水量较大，并在下游汇合后流入汾河。1.1.4 气象及地震情况气象及地震情况1）气象该区属于暖温带、大陆性季风气候。冬季严寒少雪，春季干燥多风，夏、秋季雨量集中，四季分明，昼夜温差大，日照充足。据山西省气象局近四十年资料统计：（1）气温：年均 9.5，最低气温在 1 月份，平均-7，极端最低气温-27.5；最高气温在 7 月份，平均 23.7，极端最高气温 39.4。（2）降水量：年降水量平均 495.9mm，年降水量最大 749mm，年降水量最小216.1mm，日降水量最大 183.5mm。每年 7、8、9 三个月降水量占全年降水量 60%左右。（3）蒸发量：年平均蒸发量1849.3mm，年最高蒸发量2080.0mm，年低蒸发量1427.5mm。（4）风力与风速：年平均风速 2.5m/s，多西北风，极端最大风速 18.7m/s。最大 4 月份，平均风速 3.3m/s，7、8、9 月份最小平均风速 1.82m/s。（5）结冰和解冻：每年初霜日期 10 月上旬，终霜日期翌年 4 月中旬，历时半年之久。土壤冻结在 11 月底或 12 月初，冻结深度为 80cm。2）地震根据山西省地震局78省震字第 29 号文，地震设防烈度为 67。1.1.5 电源和水源电源和水源1.供电电源矿井由杜儿坪 110kV 变电站供电，现有 356kV 变电站两座，6kV 开闭所两座，两个变电站均采用双回路供电，两回路电源均来自杜儿坪 110kV 变电站相应电压等级的不同母线段，杜儿坪 110kV 变电站已与电力系统电网联网，矿井电源供电可靠。2.供水水源本区浅层水和地表水五利用价值，矿井供水水源取自水量丰富、水质优良的奥灰水，利用神井泵抽至地面。另外，矿井涌水排至地面经处理达到复用标准后也可用于矿井生产。两部分水可满足井下生产要求。1.1.6 其他情况其他情况 太原市为一重工业城市，在矿区东部有热点厂、纺织厂、砖瓦厂等工厂，市区北部有太原钢铁厂。矿区内除煤矿外，还有石膏厂、水泥厂、石渣厂、石灰厂、硫磺厂等工厂。沿山边一带开采石灰岩，黄铁矿，石膏矿等矿。矿区内 居民绝大多数为煤矿工人，食品及劳动力均需外地供应。建筑木材及坑木非常缺乏，必须外地支援。大南坪马头水上兰镇佰板西固 阳曲 （黄塞镇）向阳镇阳曲镇 侯村 北郊区（柴村镇）小返王封化客头西铭杜儿坪矿小井峪太 原市太原站郝庄杨家峪孟家井金胜晋源镇 南郊区（小店镇）黄陵 西温井鸣谨镇图图 1-1 杜儿坪矿交通位置图杜儿坪矿交通位置图1.2 井田地质特征1.2.1 含煤地层及地质构造含煤地层及地质构造1.含煤地层本井田主要含煤地层为石二叠系下统山西组：从 K5 砂岩底至 K6 砂岩底。是本井田主要含煤地层。由灰、浅灰色砂岩，深杰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩及黑色泥岩为主体，含 4、3、3上、2、1、03、02、01 号 8 层煤，其中 2 号为主要可采煤层。全组厚 34.3588.34m，平均 63.59m，由东向西有逐渐增厚的趋势。该组地层沉积时脱离了海侵的影响，转入了过渡相，陆相沉积，地壳活动的不均衡，造成岩相变化很大，旋回结构不甚明显，煤层对比比较困难。2 号煤层为本组发育最好的一层煤，层位稳定，全井田可采，上距 K6 砂岩 30m 左右，对比较易；1 号煤下距 2 号煤 4m左右部分可采，但未算入井田地质储量。02 号煤层位于本组上部，上距 K6 砂岩 6m 左右，常含 1-2 层夹石，顶板多为砂质泥岩，富含植物化石，而区别于本组其他煤层基本不可采。01 号煤层直接覆于 K6 砂体之下或间距很小基本不可采。03 号煤层位于 02 号煤层与 1 号煤层之间，主要依据层间距及层序确定其层位，但 02 号煤与 2 号煤之间只有一层煤时，究竟是 03 号煤还是 1 号煤，尚需进一步确定，03 号煤也基本不可采。主采煤层柱状图见图 12。2.地质构造本井田位于西山煤田东北隅，受新华夏系泰山式扭性断裂的影响，其构造形迹西部受马兰向斜，东部受边山大断裂（风声河断层、圪撩沟断层），南部受杜儿坪断裂带，北部受赛庄王封断裂的制约。总体为，地层走向大致北西南东，向南西倾斜，倾角 312，一般 5左右。井田内的断层、褶曲、陷落柱对煤矿正常生产都有不同程度的影响。现将井田内主要构造分述如下：（1）断层井田内主要断层为北东及东东向高角度正断层，与主要褶曲轴向大体一致。落差大于20m 的大型断层有杜儿坪中部断层。其余多为落差 2m 左右，延伸短，平行排列的小断层，形成阶梯状或地垒、地堑构造。井下所见小断层甚多，是由许多近似平行，落差一般在 2m左右的小断层组成，走向北东，其延伸长度，长者千余米，短者百余米，对生产影响小。（2）褶曲杜儿坪井田在石千峰向斜为主体的控制下，伴生次一级短轴褶曲，形成井田内部的基本构造形态，褶曲两翼地层平缓，其形态地表不易察看。从煤层底板等高线图上看，在石千峰向斜北翼的次一级褶曲，其轴向都表现为北北东或大致南北向，两翼不对称，在向斜南翼的次一级褶曲由于受杜儿坪断裂还的影响，其走向表现为北东、北北东向，与杜儿坪断层、石千峰向斜大致平行。（3）陷落柱杜儿坪矿陷落柱较多，但比较小，对生产影响不不大。（4）节理地面裸露岩层，节理比较发育，从调查测量结果来看，梅洞沟、沟东梁一带，以北 15东和北 75西两组较为发育，在马圪台附近以北 55东和北 30西两组较为发育，其北东一组与杜儿坪断层近似平行，且北东组有切割北西组的现象，这四组节理面都表现为平直、紧闭、倾角大的特点，有些节理面充填钙质薄膜，表现为较规则的棋盘格式构造，从构造形态和力学性质分析，两对 X 形节理为两组共轭扭裂面所组成。（5）滑坡井田内沟谷切割剧烈，地形复杂，相对高差大，故易于滑坡的形成。在虎峪沟、四达沟、小虎峪沟、南峪沟皆有所见，其形态各异，大小不等，多呈扇形，滑移岩体大者宽350m，长 200m。煤系地层多为较松软的岩石组成，长期风化剥蚀作用，裂隙发育，上覆岩层在层间水及重力作用下失去平衡，产生塌落或整体下滑形成滑坡体，它对工程建筑影响很大。值得注意的是，滑坡、乱石堆积和陷落柱有时共生，很难区分，陷落柱常有潜伏于滑坡和乱石堆积之下者。（6）岩浆岩杜儿坪井田无岩浆活动。1.2.2 水文地质条件水文地质条件井田内地层出露自东而西由老到新依次为奥陶系中统、石炭系中、上统、二叠系、三叠系下统。主要含水岩组有奥陶系中统马家沟组、峰峰组，石炭系上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组。其中上马家沟组富水性强，峰峰组局部富水性强，其余富水性弱。1.奥陶系中统奥陶系中统在井田内揭露最厚 174.44m，结合井田外围资料可看出奥陶系中统分为峰峰组（厚约 120m），上、下马家沟组（厚 300350m），地层全厚 500m 左右。2.峰峰组峰峰组分下下两段。上段：岩性以深灰、灰色厚层状石灰岩为主，夹黄、灰白色泥灰岩，顶部为古风化壳充填物，厚一般小于 70m；下段：为泥质灰岩夹石膏层，厚约 60m。上段灰岩岩溶裂隙发育，岩溶多呈峰窝状、串珠状、局部可见溶洞。在白家庄矿区其标高邮于你于奥灰水承压水位而含水，含水层在风化壳下20m至下段第一层泥灰岩石膏带之间。由于岩溶发育不均造成富水性差异，导致不同地段水位、水量相差很大，甚至无统一承压面，单位涌水量在 15L/s.m 之间，水位标高 802.8m，煤田西部高者可达 1311.0m，但在杜儿坪井田的局部山于其标高高于奥灰承压水位而不含水。3.马家沟组(1)上马家沟组：岩性以厚层质纯石灰岩为主，夹薄层泥质灰岩、白云质灰岩，底部貂皮灰岩为相对隔水层，全组厚 200m 左右。浅部岩溶裂隙发育，岩溶呈串珠状、峰窝状，有中小溶洞，由于富水而成为西山煤田及本矿最要主要的含水组。单位涌水量 0.0004138.91L/s.m，一般 0.49 L/s.m，渗透系数为 70.11m/d，水位标高 779826m。(2)下马家沟组（O2X）：岩性以灰岩、泥灰岩、白云质灰岩为主，厚约 110m 左右且富水。在煤田东部补给区岩溶裂隙发育，深部不发育，单位涌水量 0.2614.56 L/s.m，渗透系数 1.4317.48m/d。4.石炭系上统石炭系上统太原组由砂质泥岩、泥岩、砂岩、煤、石灰岩组成，厚 88m 左右。自上而下东大窑灰岩（L5）、斜道灰岩（L4）、毛儿沟灰岩（K7）、庙沟灰岩（L1）、晋祠砂岩（K1）等含水层。根据勘探混合抽水试验结果，单位涌水量 0.00090.03 L/s.m，渗透系数 0.001320.32m/d,钻探进入毛儿沟灰岩时冲洗液消耗量明显增大。井下揭露太原组含水层时，局部揭露点有滴水现象，但水量很小，说明该岩组含水性徽弱。5.二叠系下统(1)山西组：由砂质泥岩、泥岩、煤、砂岩组成，地层厚 64m 左右。底部北岔沟砂岩为含水层，灰白色，以中粗粒石英、长石为主，含砾，泥质胶结