采矿专业专科论文38827.doc
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1、1 目目 录录 1 目 录 引 言 .1 1 矿井概况及井田地质特征 1 1.1 采区概况.1 1.1.1 地理位置与交通1 1.1.2 地形地貌及水系1 1.2 井田地质特征.2 1.2.1 地层2 1.2.2 构造5 1.2.3 水文地质特征5 1.3 煤层及煤质.7 1.3.1 煤层7 1.3.2 煤质.8 1.4 井田勘探程度.9 2 矿井储量、年产量及服务年限12 2.1 井田境界.12 2.2 井田储量12 2.2.1 矿井工业储量12 2.2.2 矿井设计储量13 2.2.3 矿井设计可采储量14 2.3 矿井年产量及服务年限 .14 3 井田开拓17 3.1 概述17 3.1.
2、1 矿区的开拓方式概述及评价17 3.1.2 影响矿井开拓的主要因素17 3.2 井田开拓17 3.2.1 对井田开拓中若干问题分析17 3.2.2 方案的提出18 3.3 井筒特征 .21 3.3.1 井筒断面尺寸21 3.3.2 井壁的支护材料及井壁厚度.23 河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文)河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文) 2 3.3.3 井筒深度23 3.4 井底车场24 3.4.1 确定井底车场的形式24 3.4.2 线路总平面布置设计及平面24 3.4.3 副井马头门线路26 3.5 井底车场通过能力计算27 3.6 确定井底车场主要巷道断面及硐室位置27 3.6.
3、1 主要巷道断面27 3.6.2 井底车场硐室28 3.7 开采顺序及采区、采煤工作面的配置29 3.7.1 开采顺序29 3.7.2 保证年产量的同采带区和工作面数30 3.7.3 采区工作面配置30 3.7.4 矿井产量的验算31 3.8 井巷工程量和建井工期31 4 准备方式33 4.1 采煤方法的选择33 4.2 采区巷道布置及生产系统33 4.2.1 采区走向长度的确定33 4.2.2 区段斜长及区段数目34 4.2.3 煤柱尺寸34 4.2.4 采区上下山布置34 4.2.5 采区车场形式选择34 4.2.6 采区硐室35 4.2.7 采区生产系统35 4.3 回采工艺设计35 4
4、.3.1 概述35 4.3.2 综采工作面回采工艺设计36 5 矿井运输、提升、排水及采区供电39 5.1 矿井运输39 5.1.1 井下运输系统和运输方式的确定39 5.1.2 采区运输设备的选型39 5.2 矿井提升43 5.2.1 矿井提升的依据和资料43 目目 录录 3 5.2.2 设备型号及数量43 5.2.3 主井提升设备选型计算44 5.2.4 副立井提升容器确定45 5.3 提升钢丝绳计算选择46 5.3.1 提升钢丝绳的计算46 5.3.2 多绳摩擦式提升机的选择49 5.4 矿井排水50 5.4.1 概述50 5.3.2 水设备选型计算50 5.4.4 管道特性曲线及工况5
5、2 6 矿井通风与安全技术 .56 6.1 矿井通风系统的选择 .56 6.1.1 选择原则56 6.1.2 选择矿井主扇的工作方法57 6.1.3 选择矿井通风方式57 6.2 风量计算及风量分配 .57 6.2.1 风量计算57 6.3 全矿通风阻力计算 .60 6.3.1 计算原则60 6.3.2 计算方法60 6.3.3 计算矿井总风阻及总等积孔63 6.4 扇风机选型 .63 6.4.1 选择主扇63 6.5 瓦斯抽放系统64 6.5.1 抽放的必要性64 6.5.2 瓦斯抽放管路及抽放方法65 7 矿井安全技术措施 .66 7.1 瓦斯、煤尘爆炸的应急措施66 7.2 顶板事故的应
6、急措施66 7.3 煤与瓦斯突出的预防措施 .66 7.3.1 开采解放层66 7.3.2 预抽煤层瓦斯67 7.4 外因火灾的应急措施67 河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文)河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文) 4 7.5 发生突水、溃浆事故后的处理 .68 7.6 矿山污染防治69 7.6.1 概述69 7.6.2 矿井水处理69 7.6.3 固体废弃物处置69 7.6.4 噪声治理 .69 7.6.5 绿化措施69 7.6.6 地表塌陷及生态保护措施 .70 参 考 文 献 72 致 谢 .73 引引 言言 1 引引 言言 (一)(一) 概述概述 鹤壁六矿 3 号井是鹤煤集团规
7、划的骨干煤矿之一。鹤壁矿区位于河南省汤阴县、 安阳县、林县之间,3 号井位于矿区中南部,鹤壁市区东 1.5Km。 鹤壁六矿井田面积 16.2Km2,已探明储量 1.67 亿吨,开采储量为 1.1 亿吨。 (二)(二) 编制设计的主要依据编制设计的主要依据 1、中南煤田地质勘探局 127 队 1959 年 10 月提交的河南省汤阴县鹤壁煤矿去陈 家湾勘探区地质精查报告 。 2、鹤壁矿务局地测处 1980 年 7 月提交的鹤壁矿务局第六煤矿二水平及精查区 外地质说明书 。 3、河南煤田地质公司三队 1986 年 11 月提交的河南省鹤壁煤田三、五、六矿深 部勘探区详查地质报告 。 4、鹤壁六矿 1
8、989 年 7 月提交的鹤壁矿务局硫矿矿井地质报告 。 5、河南省煤碳地质勘察研究院 2001 年 9 月提交的鹤壁煤电股份有限公司第六 煤矿矿井地质报告 。 (三)(三) 设计的指导思想设计的指导思想 1、坚持以经济效益为中心,贯彻少投入,早产出,提高效率,缩短工期和安全第 一的指导思想。 2、因地制宜,优化矿井开拓部署,做到布局合理,生产集中,系统完善,环节流 畅。 3、依靠科技进步,采用国内外成熟的先进工艺、技术和装备,提高矿井的机械化 和自动化水平。 4、坚持经济效益和社会效益并重的原则,注重生态保护和水土保持。 (四)(四) 矿井建设条件评价矿井建设条件评价 1、矿井资源条件 本井田
9、位于河南省北部太行山东麓和华北平原的过渡地带,地貌类型属太行山前缓 丘陵地貌的一部分,地势西高东低,海拨高在 140280m 之间。该区总体构造形态为 单斜构造,构造复杂程度为简单。 二1煤层顶底板属于稳定性较好的岩层。 2、矿井建设外部条件 本矿紧邻鹤壁市区,供水、供电及人员的安置和生活等方面都比较便利,本地区 劳动力资源丰富而且相对廉价,这些都是保证矿井建设和生产的重要条件。 矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征 1 1 矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征 1.1 采区概况 1.1.1 地理位置与交通地理位置与交通 本矿区属于鹤壁市山城区,东经为 114103711413
10、28,北纬 35524935 5823。位于鹤壁市东,与市区紧邻。 煤矿东距京广铁路 17Km,北距安阳李珍铁路 20Km,鹤壁汤阴铁路与京广铁 路相接,鹤壁至安阳、汤阴均有公路相通,交通便利(图 1-1) 。 图 1-1 鹤煤六矿 3 号井交通位置示意图 1.1.2 地形地貌及水系地形地貌及水系 矿区为丘陵地貌,地势北西高、南东低,地面标高 126.50227.70m。 矿区属海河流域卫河水系,汤河为区内唯一季节性河流,其发源于鹤壁市西中窑 头附近,经本区南部、汤阴县城、在内黄县境内注入卫河,流量 0.30.4m3/s,最大洪水 流量 1280m3(1980 年 8 月) ,最高洪水水位 1
11、40m 左右。 矿区西部大湖村汪流涧一线有三处面积不大的地表水体,其中两处为小坑塘,另 一处为汪流涧水库,面积仅为 0.04Km2。本区深部边界外约 2Km2的温家沟水库面积约 0.1Km2,最大库容 104 万 m3,主要用于拦洪灌溉。 1.1.3 气象气象 本区属北温带大陆性干旱型季风气候,年平均气温最高 15.3(1963 年) ,最低 河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文)河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文) 2 13.1(1964 年) ,一般 14.5。气温极值最高 42.3(1967 年 6 月 4 日) ,最低- 15.5(1967 年 1 月 15 日) 。 据鹤壁市气
12、象局 1999 年至 2008 年气象资料,年降水量 371.88825.71mm,平均 635.26mm,年蒸发量 1637.42016.6mm,平均 1711.25mm,年平均相对湿度为 60.43%。 据历年统计资料,8 月至来年 2 月多为北风,最大风速 23m/s,3 月至 7 月多为南 风,最大风速 14m/s。 1.1.4 地震地震 据华北地区地震目录记载,近 600 年来,波及本区烈度达级以上的地震有 20 余 次。详见表 1-1。 1.2 井田地质特征 1.2.1 地层地层 本矿位于华北地层区豫北分区太行山小区。区内地层自老到新发育有奥陶系中统 峰峰组、石炭系中统本溪组和上统
13、太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组及上统上 石盒子组、新第三系鹤壁组、第四系。其中太原组、山西组和上、下石盒子组为含煤 地层,太原组和山西组为主要含煤地层。附有井田综合柱状图 1-2。 奥陶系中统峰峰组(O2f) 矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征 3 本组为含煤地层沉积基底,由灰色青灰色厚层巨厚层状石灰岩组成,结构致 密,含燧石,具溶蚀现象,缝合线发育,裂隙内充填方解石脉。厚度大于 10m。 石炭系(C) a. 本溪组(C2b) 为灰色深灰色泥岩、沙质泥岩、铝质泥岩,含鲕粒及黄铁矿结核。间夹粉砂岩、 细粒砂岩和不稳定一 0 煤层。本组厚 2.358.25m,平均厚 5.16m。与
14、下伏奥陶系呈平 行不整合接触。 b. 太原组(C3t) 主要由石灰岩、深灰色泥岩、沙质泥岩、粉砂岩和薄煤层等组成,局部夹有细粒 砂岩和炭质泥岩。本组厚 30.51135.67m,平均厚 40.83m。与下伏本溪组整合接触。根 据其岩性组合,本组可分为下部石灰岩段,中部砂泥岩段和上部石灰岩段。 上段由深灰灰色、黑灰色泥岩、沙质泥岩石灰岩及一8、一9煤层组成,局部夹 细粒砂岩和粉砂岩。共含石灰岩 3 层(L7、L8、L9) ,石灰岩中含大量蜓科动物化石, 具黄铁矿结核及燧石团块。其中 L8 石灰岩厚度大,层位稳定,为全区标志层之一。该 段厚 15.1819.20m,平均厚 18.34m。 中部由深
15、灰色黑灰色泥岩、沙质泥岩、薄层状粉砂中粒砂岩、石灰岩、煤层等 组成。含不稳定石灰岩三层(L62、L61、L5、 )和六层不稳定煤(一72、一71、一62、一 61、一52、一51煤) 。该段厚 10.21m,平均厚 15.69m。 下段由深灰色黑灰色泥岩、沙质泥岩、中厚层状石灰岩、煤层等组成。夹薄层 粉砂岩和细粒砂岩。含石灰岩四层(L4、L3、L2、L1) ,石灰岩中含蜓科及蜿足类动物 化石及燧石团块,其中 L 石灰岩厚度大,层位稳定,为全区标志层之一。含煤 37 层, 其中一 11 煤层厚 02.00m,平均厚 1.35m,属大部可采煤层,一22煤层厚 01.07m,平均厚 0.72m,属局
16、部可采煤层,其余煤层均不可采。该段厚 8.1215.36m,平均厚 10.80m。 二叠系(P) a. 山西组(P1sh) 上部为灰深灰色泥岩、沙质泥岩和鲕状铝质泥岩,含植物化石碎片夹砂岩薄层; 中部为深灰灰黑色泥岩,沙质泥岩、煤层及中细粒砂岩组成;下部为深灰色泥岩、 沙质泥岩、粉砂岩和中细粒砂岩和煤层组成。本组发育煤层有二3、二2、二1和二0煤 层,其中二1煤层为全区普遍可采的厚煤层。本组厚 76.38146.66m,平均 112.10m。 与下伏太原组呈整合接触。 b. 下石盒子组(P1x) 本组地层由灰、浅灰、灰绿色泥岩、沙质泥岩为主,局部具紫斑,产植物化石碎 片。中夹灰、灰绿灰白色中粗
17、粒石英砂岩。本组厚 208.19342.56m,平均 269.49m。 第一岩性段:为灰紫、灰绿、灰色泥岩、沙质泥岩,局部含铝质较高,具紫斑及 河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文)河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文) 4 鲕粒,产少量植物化石碎片。中部夹灰绿灰白色中粗粒石英砂岩,具斜层理。平均 厚 94.06m。 第二岩性段:为灰绿灰白色中粒石英砂岩,成分主要为石英、次为少量硅质岩 屑,分选中等,呈次棱角状,含泥岩包裹体,具波状层理,硅泥质胶结。底部含细砾。 平均厚 10.50m。 第三岩性段:为灰、紫灰、灰绿色泥岩及沙质泥岩,含铝质,具紫斑及鲕粒,产 少量植物化石碎片。中部夹灰绿灰白
18、色中细粒石英砂岩,底部含砾石,具斜层理。 平均厚 73.01m。 第四岩性段:为浅灰青灰色中细粒石英砂岩,含少量岩屑及长石,分选中等, 次棱角状,具斜层理。含泥岩包裹体,孔隙式硅泥质胶结。层面含炭质。平均厚 6.50m。 第五岩性段:为灰色、青灰色、泥岩及沙质泥岩,含铝质,具紫斑及菱铁质鲕粒, 产少量植物化石碎片。中夹 23 层青灰色、灰绿色中细粒长石石英砂岩,具斜层理。 平均厚 71.52m。 第六岩性段:为浅灰色铝土质泥岩,致密块状,呈蜡状色泽,局部具紫斑,中下 部夹菱铁质鲕粒及豆状结核。具镜检资料,有凝灰岩和火山碎屑岩岩屑,俗称 A 层铝 土。平均厚 4.81m。 第七岩性段:为浅灰灰色
19、泥岩,局部为深灰色,含铝质,盛产植物化石碎片。 层面含炭质,夹薄层细粒长石石英砂岩。平均厚 4.49m。 第八岩性段:为绿灰浅灰色,中细粒石英砂岩,含少量燧石和深灰色泥岩包裹体, 上部为粉砂岩,底部为砾岩,具冲涮面,硅泥质胶结,呈交错层理。称砂锅窑砂岩, 是与下伏山西组分界之砾岩。平均厚 4.60m。 c. 上石盒子组(P2s) 岩性主要为灰、灰绿色,局部夹灰紫色泥岩、沙质泥岩,灰色中粒砂岩。底部田 家沟砂岩为灰绿灰白色中厚层状中粒石英砂岩,底部含砾岩,砾径 23mm,具泥岩 包裹体及交错层理,分选性差,硅质交接。视电阻率曲线呈高祖反映,为一良好分界 标志层。该组平均厚 268.71m,与下伏
20、石盒子组整合接触。 d. 石千峰组(P2sh) 本组平均厚 338.56m。与下伏上石盒子组整合接触。根据岩性沉积特征分为四段, 自上而下为: 一段:为灰绿、浅灰灰白色、中细粒长石岩屑砂岩和中细粒长石岩屑杂砂岩, 由 23 个分层组成,成分主要为石英、次为肉红色长石和暗色岩屑,分选较差,次棱角 状,接触式钙泥质胶结。底部颗粒较粗,含石英砾岩,局部为砾岩。含泥质包裹体。 间杂暗紫色、灰绿色泥岩、沙质泥岩。该组砂岩厚 84.16m,为一良好标志层,俗称平 顶山砂岩。 二段:为紫红、灰绿、暗紫色泥岩及沙质泥岩,含钙质及少量铝土质,局部夹薄 矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征 5 层细粒砂岩
21、。 三段:为紫红紫灰色中细粒石英砂岩,含少量白云母片,硅泥质胶结。具交错 层理,分选性好、含泥岩包裹体及砾石,砾径为 310mm。间夹紫红、灰绿色泥岩及 沙质泥岩。 四段:为紫红色细粒砂岩、粉砂岩,主要成分为石英、次为长石和暗色岩屑,含 泥质包裹体,具波状层理,钙泥质胶结。间夹薄层砂质泥岩。本段中下部有数层同生 砾岩,砾径 210mm。 新第三系上统鹤壁组(N2h1) 上部为褐黄、棕黄、浅棕色粘土,下部为粘土夹砾石,局部夹薄层砾石层。本系 厚 75260m,平均 155.00m。与下伏基岩呈角度不整合接触。 第四系(Q) 区内为第四系广泛覆盖,岩性主要为褐黄色黄土,下部为砾石层。本系厚 2.5
22、034.00m,平均 16m。与下伏第三层呈角度不整合接触。 1.2.2 构造构造 区域构造 鹤壁煤田位于华北古板块南缘,太行构造区西部太行断隆带,构造相对简单,伴 有发育烈度不同的褶皱。总的构造形态为走向 NS、倾向 WE、倾角 1520的单斜构 造。构造线多呈雁行式、地垒、地堑构造相间出现。 井田构造 鹤煤六矿 3 号井位于鹤壁煤田东部太行断隆的东缘,总体构造形态为地层走向近 SN,倾向 WE,倾角 1020 ,一般为 15左右的单斜构造。主要构造形迹为轴向近 EW、向 E 倾伏的一系列宽缓背、向斜与煤矿中部近 SN、NE 向德小型背、向斜相复合 和 WE 向正断层。 a.断裂 本区主要影
23、响断层有 6F6断层,另外就是西部边界断层 6F12、6F6、F40、主要参数 见下表 1-2。 表 1-2 主要地质构造特征 序号名称断层面走向倾角()落差(m) 16F12W-E6040 26F6SW-NE6520 3F40W-E75160 1.2.3 水文地质特征水文地质特征 根据以往区域水文地质研究,本矿所处区域水文地质单元西界北起铜冶,向南经 天喜镇、鹤壁集、许家沟一线为界,为一仅南北向延伸的中奥陶统 与中石炭统的岩层 河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文)河南理工大学成人高等教育毕业设计(论文) 6 接触带。东部以青羊口断裂为界,南端在新村一带与西部边界相交,该边界在深部起 阻水
24、作用。该单元北界尚未查明。本单元主要由石炭系、二叠系与新第三系碎屑岩组 成,含水组岩性主要为灰岩、砂岩和砾岩,相对隔水岩为泥岩、沙质泥岩等,是一个 以裂隙岩溶水和裂隙水为主的多层含水结构。下伏中奥陶统裂隙岩溶含水组水量丰富, 水压力高。单元内断裂发育,岩层走向近南北,向东缓倾斜。本单元与西部水文地质 单元的小南海天喜镇泉域、许家沟泉域两个二级水文地质单元由水力联系。本矿位 于该水文地质单元的中部。 地表水 区内地势西高东低,为丘陵地貌,地表被第四系黄土和第三系粘土及砾石层覆盖。 流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河,发源于距井田 34km 的西部山区,流向由西向 东注入卫河的支流汤河。两河流域均属
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