采矿工程毕业设计(论文)-阳煤集团一矿3.0Mta新井设计【全套图纸】.doc
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1、中国矿业大学2008届本科毕业设计论文1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置山西国阳新能股份有限公司一矿位于沁水煤田北端,太行复背斜西翼,矿区位于山西省阳泉市西北部和盂县东南部,东南距阳泉市10km,地跨阳泉和盂县两市县,行政区划属山西省阳泉市。其地理坐标:东经11321101133111北纬375317375851。1.1.2交通条件一矿的交通运输条件极为方便,工业广场旁有铁路专用线与电气化双轨石太线阳泉车站接轨,运距10km。一矿的公路往南行2km经赛鱼口,和太旧高速公路以及307国道线相连,与阳泉、平定、盂县、寿阳等各市县结成公路网。阳泉市内有一路公共汽车和阳煤集团矿
2、交车直达一矿,交通十分便利。见一矿交通位置示意图1-1。图1-1一矿交通位置示意图1.1.3地形、地貌及河流本井田位于太行山北段西翼,以落雁垴庙梁佛爷梁王兰山刘备山分水岭呈大致东西向横贯井田中南部,形成中部高而南北低的地势。井田内地形切割强烈,南坡较北坡更甚,“”字形、“”字形冲沟极为发育,其山脊与沟谷多数呈大致北北东向排列于分水岭两侧,尤如羽状,形成了复杂的中低山地形地貌。最高点落雁垴,标高为+1369.3m,北坡最低点为皇后村前的召山河谷,标高为+1035m,南坡最低点为一矿沸腾锅炉房旁的蒙村河床,标高为+766.3m,一般相对高差为300m左右。本井田总的地形地貌特征是:坡陡谷深,地表裸
3、露、植被较少。本井田河流属海河流域的滹沱河水系。分水岭南坡为桃河水系,主要有保安沟河、芦湖沟河和蒙村河等河流。分水岭北坡为温河水系,主要有召山河、燕龛河、元子沟河、白家沟河、鸽子塄沟河等支流,都自南而北注入10km以外的温河。这些水系的基本特点是受季节性控制明显,为间歇性河流,冬、春季节往往干涸无水,唯到每年的69月份雨季时,常因山洪暴发流量剧增,切割强烈。矿井所在工业场地的蒙村河最大流量为367200m3/h,最高洪水位为803.8m、老坪沟河最大流量为255502.80m3/h。1.1.4气象与地震本井田属于暖温带大陆性半干旱季风气候。四季分明,日照充足。年最大降水量866.4mm,最小降
4、水量240.4mm,平均降水量566.5mm;年最大蒸发量2381.9mm,最小1319.1mm,平均蒸发量1885.9mm;蒸发量大于降水量3倍多。年平均气温最高17.1,最低-5.5,历年平均10.9;阳泉极端最高气温40.2,最低气温-19.1。1959年4月14日,风速为28m/s(W风),历年平均风速1.7m/s。盂县最大风速为20.7m/s,历年平均2.6m/s。在1989年8月24日20时10分至20时25分,阳泉市遭到1次罕见的飓风暴雨、冰雹的袭击,最大风力12级,最大风速35m/s,为阳泉市历史上罕见。月最大绝对湿度34.l毫巴,最小0.4毫巴,历年平均8.9毫巴。最早初霜期
5、为1980年9月23日、终霜期为1963年4月29日,最大冻土深度0.68m。山西省地震局于1982年编绘的全省地震分布及破坏性地震(烈度大于七度)预测图表明,本井田位于昔阳-和顺县地震带北部边缘。该带由于地处太行山经向断裂带的边缘,是历史上的地震多发带,在省内其活动性仅次于大同太原临汾带。根据国家地震局1976年9月中国地震基本烈度区划资料(1/3百万)及晋震发业字(1984)第110号文,阳泉矿区除昔阳县境内基本烈度为七度区外,其余地区均为六度区,本井田处于地震基本烈度的六度区。从历史上看阳泉地区未发生过六级以上大地震,一般在4.55.0级。1.2井田地质特征1.2.1地质构造1)区域构造
6、阳泉矿区位于沁水盆地东北边缘、新华夏系第三隆起带中段西侧、祁吕贺山字型前弧东翼以东。较低序次的娘子关帚状构造、寿阳局部经向构造(西洛南北向褶皱带)分处矿区东西两侧。北抵阳曲盂县东西褶皱带,老庙山莲花状构造位居矿区南部。新华夏系较低序次的武乡阳城凹皱带呈北北东向纵贯整个矿区。由于经过多次不同时期、不同方式、不同方向区域性构造运动的综合作用,特别是受新华夏系太行隆起带及山西中部纬向构造带阳曲盂县东西褶断带的影响,本区形成了一个东北高而西南低,沿北西走向、南西倾向的大规模的单斜构造,在这个单斜面上,次一级的构造以波状起伏的短轴褶皱构造为主,层间的小型断裂构造次之。2)井田构造一矿井田位于矿区大单斜的
7、西北部,其构造形态基本上呈一单斜状,其走向为北西,倾向为南西。沿单斜走向和倾向均发育有次一级的较平缓的褶皱群和层间断裂构造,局部地段发育有陡倾挠曲,本井田陷落柱较发育,大部为砂岩及泥岩。(1)褶皱在井田单斜上发育的次一级的规模较大的褶皱构造有15条,有神庙沟背斜、元子沟、西土活向斜、狮子坪、路家庄背斜、白家沟、杏梁、虎峪村西向斜、鸽子崖背斜、碾子沟向斜、虎峪村东背斜、杨家峪西、葫芦山向斜、杨家峪、红简沟、周家山背斜、烟嘴、高家沟、常家山向斜、皇后村东、石板沟背斜,西沟向斜、巨沟村背斜。(2)断层一矿井田内落差大于20m的大中型断层有两条,其特征见表1-1。落差小于20m的断层特征见表1-2。表
8、1-1 大中型断层特征表断层名称性 质落差产 状延伸长度影响煤层备 注F29逆断层25m270501050m12号、15号1-10号钻孔揭露F12逆断层20m11065200m15号北丈八井主皮带斜井揭露表1-2 小型断层特征表煤层断层性质H20m20mH5m5mH1m条数长度条数长度条数长度15号正断层/5450281790逆断层21250101200523530(3)节理本井田节理比较发育,可分为四组:第一组N80EN85E,第二组N5WN10W,第三组N20EN30E,第四组N40WN50W。第一组与第二组为一“X”型节理,第三组与第四组为另一“X”型节理。分别构成棋盘格式构造。第一、二
9、组为走向近直交的共轭剪节理。NNW向一组多具扭张性,发育程度较高,有参差不齐的断口;NEE向的一组一般结构面紧闭,地表发育较弱。第三、四组为斜交或近直交的共轭“X”型节理。结构面力学性质为扭张性。一般NW向一组节理面呈弱锯齿状参差不齐,有时被方解石充填。NE向一组节理面平整紧闭。该组节理在本井田的西部及北部较发育,常在砂岩层面上构成棋盘格式型。并且有时在地表或井下组成阶步状构造群,把地层和煤层切成小块。(4)岩溶陷落柱一矿井田内岩溶陷落柱广泛发育,目前在井田内共发现陷落柱381个,其中绝大部分为井下采掘工程所揭露,据已采区证实的统计资料,地面调查和勘探查明的陷落柱有15个,只占陷落柱总数的3.
10、9%。1.2.2含煤地层本井田为石炭二叠纪煤系地层,即为本溪组、太原组和山西组。太原组含煤性最好、其次为山西组,本溪组含煤性最差。现根据井田地质资料由老到新叙述如下:1)石炭系中统本溪组由灰色、浅灰色铝土岩、铝土质泥岩、粉砂岩、细砂岩和石灰岩组成。铝土岩、铝土质泥岩具有鲕状结构,以底部的铝土岩较稳定。在井田西部本组的顶部和中上部有铝土质泥岩,且上部的铝土质泥岩较稳定,厚约4m左右。铝土含量底部一层最高,Al2O3含量高达40%以上。岩石富含黄铁矿,尤以下部含量最高,局部可呈黄铁矿薄层,一般将下部富含铁铝质的岩层谓之铁铝岩层段,山西式铁矿亦系此层位。本组含灰岩24层,厚度一般为1米左右、以上下两
11、层较稳定。本组含煤线。02层,不稳定且不可采,有时中部的煤线和灰岩呈现消长关系。砂岩以中部一层最发育,一般为石英砂岩。本组平均厚度为56.75m,有自东向西增厚的趋势。与下伏奥陶系中统峰峰组呈假整合接触。2)石炭系上统太原组太原组是本区主要含煤地层之一,连续沉积于本溪组地层之上。全组厚度90130m,平均121.82m,由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩,灰白色细中粒砂岩,深灰色石灰岩和煤组成。有三层石灰岩,是本组煤层对比的典型标志层。含煤8层,其中12号、15号为主要可采煤层,8号、9号上、9号、13号为局部可采煤层,含煤系数910%。3)二迭系下统山西组山西组连续沉积于太原组之上,为本区主要含煤
12、地层之一,含煤性较太原组略差。全组厚度4075m,平均57.79m。由灰白色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤组成。本组含煤6层,其中3号煤为主要可采煤层,6号煤为局部可采煤层,其余均不可采,含煤系数57%。地质综合柱状图见图1-2。1.2.3水文地质条件1)主要含水层本井田含水层多属局部孔隙裂隙含水层。含水层的富水性与控水地形、构造有关,一般在向斜地段含水较多,其它部位含水性极弱。(1)中奥陶统马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层:北丈八井主皮带斜井和3t底卸煤仓揭穿奥陶纪灰岩19.5m,其岩性坚硬、质纯、致密,未发现溶孔。据邻区钻孔抽水试验资料,本层地下水的总硬度为56.74(德国度),硫酸盐为315.
13、93mg/L,PH值为7.1,属弱碱性水。(2)石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层:主要由K2、K3、K4石灰岩、K1砂岩及“怪砂岩”组成,总平均厚度为31.49m。(3)二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层:主要由3号煤层顶板砂岩和K7(砂岩)组成。(4)二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层:由灰白色的K8(砂岩)和灰色K9(中粒砂岩)组成。K8(砂岩)为本组的基底,K9(砂岩)位于本组的中下部,总平均厚度为15.90m。(5)二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层:主要由灰白、灰绿色的K11(中粗粒砂岩)和K12(含砾中粗粒砂岩)组成。图1-2地质综合柱状图广泛出露于本井田地表的分水岭两侧的山梁及
14、山顶部位,多形成高山陡坎地貌。岩性坚硬,由于风化作用,地表裂隙发育。(6)第四系冲积、洪积孔隙含水层:由河卵石、砾石、滚石、砂、亚砂土等组成。主要分布在井田内河床或低凹地带。在蒙村河、召山河分布较厚,约1.68.7m。雨季含水丰富,旱季水量较小,潜水位随季节性变化明显。2)地表水本井田河流属海河流域的滹沱河水系,以落雁垴庙梁佛爷梁王兰山刘备山分水岭,呈大致东西向横贯井田中南部,形成中部高,南北低的地势。分水岭两侧地形切割强烈,形成“”字形、“”字形冲沟,其山脊与沟谷多数呈大致北北东向排列于分水岭两侧,尤如羽状,形成了复杂的中低山地形地貌。这些冲沟形成季节性河流,冬春干涸无水,69月雨季时,流量
15、剧增。3)矿井涌水量该矿井目前为无承压水开采区。北丈八井正常涌水量约64m3/h,最大涌水量140m3/h,矿井涌水主要来自采空区积水,随着开采面积的增大、降雨量的增大、开采深度的加深,矿井涌水量将会逐渐增大。1.3煤层特征1.3.1煤层与煤质1)煤层该矿井开采3号、12号、15号层煤。3号煤层位于山西组中部,是山西组最主要的开采煤层,厚度最大2.95m,最小0.40m,平均为1.56m。局部地段,煤层出现分叉现象,含一层夹石,多为砂质泥岩,最厚为1.50m,最薄为0.10m,一般0.20.5m,但总体来看3号煤层属简单结构煤层。3号煤层煤厚度总的变化趋势为由东南向西北方向逐渐变薄。可采性指数
16、为0.917,煤厚变异系数为39.5%,属较稳定煤层。12号煤层位于太原组中部,最大煤层厚度2.16m,最小为0,平均1.24m,一般含1层夹石,厚约0.20m左右,多为泥岩,结构复杂,夹石由东至西逐渐变厚,以至到中部、西部将其分成两层。由于夹石的增厚,该煤层就变得不可采。其可采范围仅限于中部东部。且由东西分叉变薄。可采性指数为0.74,煤厚变异系数为32.1%,属不稳定煤层。15号煤层位于太原组下部,是组内及区内最主要的煤层,最大煤层厚度9.03m,最小4.77m,平均6.91m,一般含夹石14层,夹石厚度在0.11.0m之间,属复杂结构煤层。可采性指数为1,煤厚变异系数为13.30%,属稳
17、定煤层。15号煤层由东北部到西南部为一厚煤带,而由西北到东南部则相间出现变薄带。一矿井田各可采煤层特征见表1-3,各煤层的间距见表1-4。2)煤质3号煤原煤灰分6.3019.22%,平均为13.76%;原煤挥发分9.8716.42%,平均为12.84%;原煤全硫0.370.53%,平均0.44%;原煤发热量27.8433.90MJ/kg,平均30.99MJ/kg;属中灰-特低硫、低磷、高发热量的贫煤和少量的无烟煤,煤质较好。12号煤原煤灰分12.1936.14%,平均为28.7%;原煤挥发分9.0825.40%,平均为16.23%;原煤全硫0.812.58%,平均1.19%;原煤发热量30.4
18、332.67MJ/kg,平均31.46MJ/kg;属中灰、中硫、低磷、高发热量的无烟煤。15号煤原煤灰分4.7624.95%,平均15.04%;原煤挥发分6.2912.58%,平均9.29%;原煤全硫0.842.03%,平均1.57%;原煤发热量30.1132.51MJ/kg,平均31.33MJ/kg;属低灰、中硫、低磷、高发热量的无烟煤,煤质较好。3)煤类及用途表1-3 一矿井田煤层特征一览表 单位:m煤层名称煤层厚度最小-最大平均倾角赋存及可采情况视密度t/m3可采性指数km煤厚变异系数煤层结构稳定性类别评定山西组1#0-0.760.3310以下全区赋存不可采00简单不稳定煤层2#0-0.
19、81.2510以下全区赋存一个点可采10简单不稳定煤层3#0.4-2.951.5610以下全区赋存大部可采1.390.91739.5%简单个别含1-2层夹石较稳定煤层4#0-1.050.3410以下全区赋存五个点可采5简单不稳定煤层5#0-0.90.3510以下全区赋存不可采00简单不稳定煤层6#0-3.850.8410以下部分赋存局部可采0.6963.4%简单不稳定煤层太原组8上#0-1.50.5610以下局部赋存局部可采0.5435.5%复杂不稳定煤层8#0-2.851.4210以下大部赋存局部可采0.5565.6%复杂极不稳定煤层9上#0-4.710.5310以下部分赋存局部可采0.67
20、87.1%复杂极不稳定煤层9#0-2.440.6410以下大部赋存局部可采0.22788.7%复杂极不稳定煤层11#0-1.060.2510以下全区赋存不可采5简单不稳定煤层12#0-2.161.2415以下全区赋存大部可采1.430.7432.1%复杂不稳定煤层13#0-0.940.5515以下部分赋存局部可采0.7136.6%简单不稳定煤层15#4.77-9.036.9115以下全区赋存全部可采1.4113.3%复杂稳定煤层their own conditions to develop the correct road, the maximum to avoid investment ri
21、sk, gain profit.(three) vigorously promote the brand. To establish brand awareness, awareness of the use of brand, brand value, brand acquisition performance, enhance the competitive strength. Concentrated manpower, careful planning, packaging and publicity of a number of unique, market influence an
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