2019薛艳明毕业设计说明书.doc
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2、分:矿井概括及井田地质条件、井田开拓、采煤方法和采区巷道布置、矿井通风设计与矿井安全技术措施。张家庄煤矿位于新疆自治区伊宁市境内。井田东西长约为7242m,南北宽约为区瞎胶冗蔬检砸潞软族报陛找软酷嘴悸厕橱杯逸妙狐度乎职暖佳盈届呻狐颂弥蚂丰务耘堑窥境葡晚集痹西欠忙疽奠觅炙毯酷棍者文滤龟贵盗啮焙骋攫唉池苗供纤儡原瑟兜悉胸还虱偿郎敷寂则潜逾腐祖滦疗基大屠比巷樟什嗣辉家硅凝缉羞刃挟提瓮冀谍就虫乖堡纶啮孵堆拉戚拿谢标绳莱颤览剁岁烷碴服尊朱母脖拖慢熟烫预群埔鸟腿衍狸清讽画酗冒掉滚也丑埠遥恩镣开博郎嘻枣叙抛骚铺掂回籽禁骗哉乒眷弯闻豌春碍糠轿申骡祥峨匆嗡臆甭队落痒及躺疲邱丢权漠丑觅生确杉淹馆逐诬抒媒卓府父巨殃
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4、厄送旁洛爹设计总说明本设计主要内容为新汶矿务局张家庄矿240万吨新井生产通风设计,全篇共分为五个部分:矿井概括及井田地质条件、井田开拓、采煤方法和采区巷道布置、矿井通风设计与矿井安全技术措施。张家庄煤矿位于新疆自治区伊宁市境内。井田东西长约为7242m,南北宽约为2500m,面积为18.56km2。井田内的主要可采煤层为5号煤层、9号煤层,该煤层赋存稳定,平均厚度4.3米。倾角平均为13.16,为缓倾斜厚煤层。井田内工业储量27353.16万t,可采储量20093.25万t。矿井平均涌水量为120m3/h,相对瓦斯涌出量11.4m3/t,属于高瓦斯矿井,煤尘具有爆炸危险性,有自然发火倾向。张家
5、庄矿年设计生产能力240万t/年,服务年限65年。采用立井多水平开拓(暗斜井延伸),第一水平标高-330m,第二水平标高-530m。矿井采用单面走向长壁综合机械化采煤法。矿井布置两个综采工作面保证全矿井的产量,长度240m,煤的运输采用架线式电机车牵引3吨底卸式矿车运输。矿井的通风方式采用中央边界式通风。本设计中根据技术与经济合理的原则,确定了中央边界式通风方式和抽出式通风的方案。矿井通过副井进风,风井回风;采区则通过轨道上山进风,回风上山回风;而采煤工作面则采用U型后退式通风系统,上行通风。设计分别对矿井容易和困难时期的风量和风阻进行了详细的计算和分配,绘制了通风立体示意图和通风网络图,计算
6、出矿井总通风量为131.4m3/s,最大通风阻力为1757.5Pa,在此基础上得出了通风机风量和风压,决定选择BDN026轴流式通风机,并绘制了通风机性能曲线图,确定了通风机的实际工况点。然后分别对主通风机、局.辅通风机的耗电量做了费用概算,加上其它通风费用,得出其吨煤通风费用W=1.96元/t。通风总体评价为容易。【关键词】:张家庄矿;地质;开拓;通风系统;预防;瓦斯1矿区概述及井田地质条件11矿井概况11.1位置交通 张家庄矿所在地张家地区位于我国新疆维吾尔自治区西北角包括伊宁市,(是我国最西部的城市)尼勒克县,新源县、巩留县、特克斯县、昭苏县、察布差尔县、霍城县。伊犁河谷位于中国天山山脉
7、西部,三面环山,地处8009-8456E,4214-4450N。北与博尔塔拉蒙古自治州接壤,东与塔城地区和巴音郭楞蒙古自治州毗邻,南和阿克苏地区的拜城、温宿县连接,西与哈萨克斯坦共和国交界,是古丝绸之路的北道要冲,地域优势十分突出。矿区位于霍城县,紧邻218国道,东距伊宁市55公里,向西北25公里为312国道及乌奎高速公路,各县城间均为二级公路相连,运输条件便利。1.1.2自然地理(1)气候本区属温带大陆性气候且具明显干旱气候特征。降水量:年均降水量41.6毫米,山区可达600毫米。月最小降水量为零(1963年1月和1967年12月);日最大降水量139.6毫米(1975年5月1日)。本区降水
8、量的特点是集中在6、7、8三个月,约占全年的87,而且多暴雨。为整个新疆最湿润 地区。蒸发量:年最大蒸发量是2186毫米(1961年),年最小蒸发量1670.4(1971年)毫米,月最大蒸发量是430.1(1962年5月)毫米,月最小蒸发量30.5(1968年12月)毫米。蒸发量一般大于降水量的2倍,除7、8月份降水量大于蒸发量外,其它各月一般蒸发量均大于降水量。尤其是5、6月份气温转暖,而降水量很小,常显旱象,亦为本区气候之特点。本区气温:气温1020 6月下旬至8月底气温25左右 9月初至11月下旬气温520 11月下旬至3月上旬气温-5-25最大冻土深度780毫米(1961年1月21日-
9、24日)。初冻日期一般在11月份(最早时1961年10月29日即开始),解冻一般在三月份。(2)资源 张家庄的矿产资源极具开发潜力。目前已发现矿种9类86种,其中铍、白云母、钾长石储量居全国之首,铜、金、硫铁矿、钴等23种矿产储量居新疆之首,煤炭远景储量约为4771亿吨。1.2井田地质条件1.2.1地质矿区地表为第四纪冲积平原,地面标高介于+3+51m之间。张家地区是由西北-东南走向的北天山山脉与西南-东北向的南天山山脉夹峙形成的西部宽东部窄,西部低东部高,开口向西的三角形区域。张家地在中国境内东西长360公里,南北最宽处275公里。两大山脉之间由东西向的中天山山脉分割成山、河谷、盆地相间的格
10、局,形成了伊犁河谷、喀什河谷、特克斯河谷、巩乃斯河谷四大谷地。而喀什河、特克斯河、巩乃斯河最终汇成张家河,于是张家河谷成了张家地区最大的河谷。采矿活动引起地表沉陷,使矿井周围部分地区形成塌陷坑。1.2.2区域地层张家矿井田位于霍县向斜东南翼中段,其主体构造是霍县背斜。霍县向斜是一赋煤向斜构造,煤系地层为石炭二迭系。向斜轴的总体方向约NE40,北部受天山背斜等北西南东向构造的影响,自清水河至苏布台逐渐变为东西向,形成一弧形构造。向斜的两翼不对称:西北翼岩层倾角陡,甚至局部倒转,并伴随出现了一组与向斜轴大致平行的断层和短轴褶皱构造。东南翼岩层倾角相对平缓,向斜边缘出现两组短轴边幕状褶皱,轴向与开平
11、向斜轴直交或斜交,并沿倾伏方向逐渐消失。其中一组由慧远背斜、察布查尔向斜、霍县背斜组成;另外一组在伊宁以南,规模不如前一组。东南翼断层的发育程度相对西北翼较低,且断层常分布在轴部附近,方向常斜交地层走向或平行褶曲的轴向,正断层为主,逆断层较少,落差一般小于50米。1.2.3井田地层(1)煤系地层划分及各组厚度、岩性特征张家庄矿煤系地层属于典型的新疆区中生代侏罗纪含煤岩系,其上界为苏布台组A层铁铝质粘土岩顶面,下界为伊宁组G层铁铝质粘土岩底面。根据两个钻孔实际控制,煤系地层厚度分别为160.35m和166.26m,按分组段厚度累计,煤系地层厚度为160m。由此可见,沉积补偿作用明显,煤系地层厚度
12、变化不大。煤系基底为奥陶系中统阿克吐别克组灰岩,本矿钻孔揭露最大厚度为160m,邻区资料证实,该组厚度400m左右,与煤系地层呈假整合接触。矿井浅部奥灰岩溶发育,深部逐渐减弱。其风化形成的G层铁铝质粘土岩构成煤系第一个标志层。煤系地层之上为的巩留组和昭苏组,从少数取芯钻孔揭露情况看,巩留组以杂色粉、细砂岩和浅灰灰绿色粗砂岩为主,向上部紫色粉细砂岩逐渐增多。昭苏组则以浅紫、暗紫和紫红色泥岩中、粗砂岩为主,偶见浅灰色砂岩层。洼里组以河床相底砾岩底面作为与古冶组的分界面。矿区地表被第四系冲积层所覆盖,盖层厚度由东北向西南逐渐增厚,与基岩呈角度不整合接触。矿井地层划分和地层厚度等简要情况见表11。煤系
13、地层各组厚度变化、岩性特征及所含标志层分述如下:侏罗系中统霍县组()下界为G层底面,上界为K3(霍县灰岩)顶面。全矿实见点5个,厚度最大76.99m,最小65.70m,平均70.04m。-600水平以下无控制。底部G层为风化型铁铝质粘土岩,青灰紫色,常呈花斑状,含铝质,具滑感,常见菱铁质鲕粒或结核。该组岩性以浅灰深灰色粘土岩粉砂岩细中砂岩为主,夹灰绿色、紫色薄层粉细砂岩,常见鲕状铝质粘土岩。含三层浅海相灰岩(K1、K2、K3),K1、K2厚1m左右,以深灰色为主;K3厚3m左右,为灰色深灰色,质较纯;各层灰岩均含海百合、腕足类等海相动物化石。侏罗系上统清水河组()下界为K3顶面,上界为K6(清
14、水河灰岩)顶面。全矿实见点9个,厚度最大79.14m,最小49.99m,平均70.00m。-800水平以下无控制点。岩性以浅灰深灰色泥岩粉砂岩为主。间夹三层灰深灰薄层灰岩(K4、K5、K6),3-5层薄煤层(17、16、15、14、13煤层)。其中K4常沉积缺失,K6常被上覆冲积相砂岩冲蚀。K5沉积稳定,并与其下部14煤层和K5-14煤层之间略发褐色的深灰色细腻泥岩相组合,成为深部地层对比的最重要的标志层。17煤层厚0-1.82m,平均0.52m,局部可达可采厚度;16、15均为不可采薄煤线且不稳定;14煤层在张家庄背斜轴部可采,其它区域均为薄煤线;13煤层仅个别点可见,大部被上覆砂岩所冲蚀。
15、K3-K5层间距73.05m-35.07m,平均51.71m。K5-K6层间距31.13m-10.81m,平均16.83m。苏布台组()下界为K6顶面,上界为K8(11煤层顶板)顶面。全矿实见点38个,厚度最大91.01m,最小44.05m,平均69.46m。-800水平以下仅有三个实见点,厚度53.15-82.81m,平均66.37m。苏布台组和其下部的清水河组、霍县组虽均属于海陆交互相沉积,但海浸次数减少,强度明显减弱。岩性组成一般分为上、下两段。下段以浅灰灰色中粗砂岩为主,斜波状层理发育,泥质或硅泥质胶结为主,可见钙质胶结的薄层或椭园状钙质结核,夹深灰黑色粉砂岩泥岩薄层或包裹体,中部含1
16、2S下煤线,赋存极不稳定。沉积环境为滨海砂滩相、河床相、及河口三角洲相,该段岩层除井田西北部沉积缺失外普遍发育,并为张家庄矿开拓井巷布置的主要层位。上段岩层以煤层、黑色腐泥岩、粉砂岩为主,自下而上有12-2、12-1、11S共三个局部可采煤层及1-3层极不稳定的薄煤线,平均煤层总厚4.13m。12-2、11煤层局部可采,12-1大部可采,12-2和12-1在井田东翼局部合为一层,大多分为两层,井田西翼最多可分为4-5层。12-1煤层厚度较大且相对稳定,为矿井深部的主采煤层之一,习惯上称为12S板区或简称为12煤层。由于12-1以下煤层的层数、间距及岩性变化较大,虽然采用地层剖面追踪和煤、岩层综
17、合分析等方法,但在有若干煤线的情况下,12-2煤层的层位对比仍相当困难。12-2煤层习惯上又称为12S底区,距12-1煤层0.7-18.81m,平均4.98m。11煤层仅局部可采,与12-1间距为0.75-35.5m,平均10.32m。在井田中部大致南北方向有一条间距增厚带,岩性为泥质胶结的灰色细中砂岩,其成因有待进一步查明。本组夹海浸线两层(K7、K8),分别为12-1和11煤层顶板,岩性为黑色腐泥岩或黑黑灰色泥岩,为煤系地层主要标志层。本组所含植物化石有鳞木、苛达、芦木等,K7、K8可见珊瑚、贝壳类等海相动物化石。慧远组()下界为11煤层顶板黑色腐泥岩或黑灰色泥岩顶面,上界为5煤层顶板黑灰
18、色粉砂岩顶面。厚度最大96.11m,最小45.93m,平均67.57m。岩性由煤层、泥岩和细碎屑岩组成。夹煤层7层(5-1、5-2、6、7-1、7-2、8、9),煤7-1至煤6间常夹1-3层煤线,其中5-2、7-2、8、9煤层为井田开采煤层,5-1、6、7-1虽个别点达可采厚度,由于难以布置工作面除7-1煤层在矿井浅部局部开采外,其它均未开采。5-1与5-2煤层局部合区,部分分区或5-1沉积尖灭,层间距0.35-8.79m,平均2.45m。5-2较5-1厚度大、赋存较稳定,习惯上又简称为5煤层。7-2煤层简称为7煤层,7-1位于7-2煤顶以上0.4-14.5m,又称为7煤层板区。本组煤层总厚1
19、0.33m,含煤系数15.28,7-2、8、9煤层赋存稳定,全矿可采,为矿井最主要的可采煤层。本组主要标志层为6煤层顶板泻湖相黑灰色泥质粉砂岩。所含植物化石有芦木、鳞木、苛达、羊齿、苏铁、楔叶木、轮叶等,煤层底板普遍含有根化石。8煤层顶板和7煤层顶板均有河床相浅灰灰色中粗砂岩沉积,冲蚀煤层顶板的泥岩粉砂岩甚至煤层,造成局部煤层变薄直至尖灭。伊宁组()本组上界为A层铁铝质粘土岩顶面,下界为5煤层直接顶板顶面,厚度最大238m,最小177米,平均217m。沉积环境为湖泊相河流冲积相。上部岩性以浅灰深灰粗砂岩粉砂岩为主,并夹有少量的泥岩及粉砂质泥岩。下部以泥岩细砂岩为主,并夹4S、3S不可采薄煤层及
20、1-3层薄煤线。植物化石主要有轮木、带羊齿,栉羊齿、科达木等。底部常有一河床相泥质胶结的中粗砂岩发育。厚度一般2-10m,有时将5-1顶板黑灰色泥质粉砂岩冲蚀。A层为煤系上部地层主要标志层,在地面钻探中,常根据A层位置确定煤系地层的取芯深度。(2)矿井标志层矿井主要标志层共12层,其特征见下表。表1-1 张家庄矿主要标志层名称、厚度及岩性特征一览表组标志层厚度岩性特征层位霍县组A02.16-7.295.06紫红色,岩性致密,光滑细腻,性脆、比重较大,含菱铁质鲕粒或豆状结核。顶板为含砾粗砂岩带。稳定,特征明显,易于对比清水河组A0.84-20.158.87上部灰色,致密、细腻、比重较大,有时含菱
21、铁质鲕粒;下部多为灰、紫杂色,具滑感。顶、底板均为浅灰灰白粗砂岩层位稳定,易于对比。组标志层厚度岩性特征层位慧远组K80.15-11.833.42黑色腐泥岩-黑灰色泥岩,局部为粉砂岩。腐泥岩与K7相比较略显粗糙,水平隐层理发育较稳定K70.10-13.072.51泥岩含褐色菱铁质结核。绝大部为黑色腐泥岩,黑褐条痕,油脂光泽,贝壳断口,可见少量植物化石,局部为黑色泥岩,含少量海相动物化石。岩性基本稳定,仅个别点被冲蚀。伊宁组K60.0-1.480.50灰褐深灰色砂质灰岩,质较纯,致密、坚硬,富含海百合茎化石,局部可见腕足类化石,方解石脉发育。不稳定,常被顶部砂岩冲蚀K50.00-1.330.44
22、深灰色粉砂质灰岩,致密块状、坚硬,质不纯,近似粉砂岩,富含海百合碎屑化石,底板与煤14之间有一层深灰褐泥岩稳定,易对比K40.00-2.080.32灰色石灰岩,质不纯,含泥质,含腕足及海百合茎化石,常沉积缺失或相变为钙质细砂岩粉砂岩。不稳定。察布查尔组K30.86-6.143.01灰褐灰色灰岩,质纯,致密,坚硬,细晶结构,含海百合茎及筵科、长身贝石燕等化石。稳定,易对比K20.00-1.160.73灰黑灰色灰岩,质不纯,致密,含腕足类、海百合茎及筵科等海相动物化石,稳定。K10.68-1.621.15灰深灰色灰岩,质不纯,含砂质,含黄铁矿结核,富含海百合茎、筵科及腕足类等海相动物化石稳定。G1
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