采矿工程毕业设计[1]bhin.docx
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1、河南理工大学毕业设计1矿区概概况及井井田地质质特征 1.11位置、范范围和交交通1.1.1位置置某某煤矿矿位于河河南省新新密煤田田西南部部、平陌陌-某某某矿区东东部,行行政区划划主体位位于河南南省新密密市某某某镇申沟沟村。1.1.2范围围该矿平面面范围大大致为:西起332勘查查线,东东到466勘查线线的某某某断层和和崔庄断断层交汇汇处,北北起于樊樊寨断层层,向南南大致到到龟山断断层;开开采矿种种为煤炭炭;二11煤层限限采标高高+1000-6000m,二二1煤层层矿区范范围现由由20001年河河南省国国土资源源厅核发发的322个拐点点圈定(采采矿许可可证号441000000014001555),
2、南南北宽约约0.113.3kmm,东西西长约00.37.33km,面积9.7KM2。1.1.3交通通某某煤矿矿行政区区划主体体位于河河南省新新密市某某某镇申申沟村,向向北直距距矿务局局和新密密市约112kmm和155km,向向东北直直距郑州州市约440kmm。区内内有公路路直达新新密、登登封、新新郑和郑郑州等地地市,还还有本矿矿专用铁铁路宋(寨寨)大(冶冶)铁路路经新密密铁路与与京广铁铁路相连连,矿区区北邻33km处处还有窄窄轨铁路路向东通通达开封封。矿区区北部115kmm处的豫豫04公公路以及及东部440445kmm处的1107国国道、京京广铁路路、京珠珠高速公公路通达达全国各各地。总总之,
3、本本区交通通方便。图1.11.3 某某煤煤矿交通通位置图图1.2自自然环境境区内地形形起伏不不平,地地势西高高东低、南南高北低低,总体体西南高高、东北北低。地地面高程程最高在在南部归归心寨处处3000.4mm,最低低在东边边陈家窝窝处1555.55m,相相对高差差1444.9mm。本区地貌貌成因类类型属构构造剥蚀蚀地貌,地地貌单元元为丘陵陵。区内内基岩裸裸露平面面积约占占勘查区区总平面面面积的的10%,其它它大部为为第四系系松散堆堆(沉)积积物所掩掩盖,因因此本区区也可称称为松散散层半掩掩盖区或或基岩半半裸露区区。本区水系系属淮河河流域。区区内无水水库和常常年性河河流,仅仅有一条条的季节节性河
4、流流麻河河在雨季季从矿区区西南向向东北穿穿过矿区区中部流流入矿区区东北部部的淮河河二级支支流双洎洎河,在在正常年年份或干干旱季节节往往断断流而在在矿区中中部滞留留并形成成龟山寨寨泉池洼洼地,水水量较小小,其水水源来自自西南上上游3kkm外的的老姜窝窝小型水水库。该该水库水水多来自自元古界界变质岩岩裂隙水水和大气气降水,补补给有限限。本区气候候属暖温温带半干干旱大陆陆性季风风气候区区。年平平均气温温9.11144.6,最高高达444.6,最低低为18.2;年降降雨量3381.3110599.6mmm,平平均6006.22mm,降降雨多集集中在77、8、99三个月月,并常常伴有雷雷电;年年蒸发量量
5、908819976.2mmm;年平平均相对对湿度660-770%;风向主主要为东东南向、西西北向和和西南向向,风力力在冬春春季最大大,达440m/s;最最大积雪雪深度223cmm(19964.12.31);最大冻冻土深220cmm(19966.12.30);霜冻期期11、112、11、2四四个月。此此地区历历史上没没有发生生过较大大的地震震,没有有地震威威协。勘查区内内主要有有申沟、黄黄固寺、圣圣地庙等等几个行行政村,总总人口约约1万人人。工业业以建材材(耐火火粘土)、采采矿、运运输等为为主,农农业以小小麦、玉玉米等为为主。水水电状况况良好,区区内经济济相对发发达。 1.33地层某某煤矿矿的地
6、层层情况如如下:下元古界界嵩山群群:主要要为紫红红色、灰灰白色绢绢云母石石英片岩岩和灰白白色石英英岩,厚厚27882887m,平平均厚2283mm。上元古界界震旦系系:主要要为紫红红色浅变变质石英英砂岩,平平均厚992m。 下古生界界寒武系系:又分分下、中中、上三三统。下下统多为为豹皮灰灰岩和紫紫红色、黄黄绿色泥泥灰岩,底底部为含含磷砂砾砾岩,厚厚约1660m;中统多多为暗紫紫红色粉粉砂岩、页页岩和鲕鲕状、竹竹叶状灰灰岩等,厚厚约3440m;上统多多为灰色色、灰白白色鲕状状白云岩岩,厚约约2600m。 下古生界界奥陶系系:多为为兰灰色色、深灰灰色石灰灰岩,厚厚25.3379.95mm,平均均厚
7、555m。上古生界界的石炭炭系:又又分中统统本溪组组和上统统太原组组。本溪溪组多为为灰色铝铝土质泥泥岩,厚厚2.779333m,平均110.447m。上古生界界的二叠叠系:又又分下统统的山西西组和下下石盒子子组,上上统的上上石盒子子组和石石千峰组组。山西西组岩性性主要为为深灰色色砂泥岩岩,含本本煤田中中主要可可采煤层层即二11煤层。中生界三三叠系:主要保保存三叠叠系。该该系又分分下、中中、上统统。下统统主要为为紫红色色泥岩和和中细粒粒砂岩,厚厚约6115m;中统主主要为黄黄绿色细细砂岩和和砂质泥泥岩互层层,厚约约19005000m,平平均2000m;上统主主要为土土黄色、紫紫红色、黄黄绿色、青
8、青灰色砂砂质泥岩岩,厚约约33006000m,平平均3770m。1.4构构造新密煤田田处于新新华夏系系第二沉沉降带与与第三隆隆起带之之交接部部位,又又位于华华北古板板块板内内嵩箕构构造区嵩嵩山(东东段称荥荥密)大大背斜和和箕山(东东段称风风后岭)大大背斜之之间的新新密复向向斜内,其其基本构构造形态态为向东东倾伏的的复向斜斜。褶皱常为为线状褶褶皱。一一般背斜斜较为紧紧密,向向斜较为为宽缓。二二者常相相间排列列,构成成隔挡式式褶皱组组合,并并控制着着煤炭赋赋存的基基本特征征。断裂线性性特征明明显。近近东西向向断裂一一般线性性明显,延延伸较远远,切割割较深,为为本区主主要断裂裂,常为为走向断断裂;北
9、北西向断断裂线性性明显,延延伸较远远,常为为走滑平平移断裂裂;北东东和北北北东向断断裂发育育较少。这这些断裂裂多为正正断层,只只有少量量逆断层层分布于于煤田西西南部的的平超矿矿区、关关口勘查查区等。它它们往往往成组出出现,正正断层在在剖面上上常呈阶阶梯状、地地堑状、地地垒状,逆逆断层在在剖面上上常组成成迭瓦状状。这些些断层及及其组合合不但调调整、分分割着褶褶皱构造造,也直直接控制制着煤系系的赋存存状态。另外还发发育有少少量滑动动构造,如如中部的的罗湾滑滑动构造造等。(1)褶褶皱某某背斜斜:矿区区西北部部位于其其东部倾倾伏端,受受其影响响,矿区区西北部部地层和和二1煤煤层走向向皆发生生东偏北北的
10、偏转转,倾角角变缓成成4221。它在在影响着着矿区开开拓方式式、特别别是1采采区和22采区采采煤工作作面的布布置等生生产系统统的选择择(2)断断裂龟山断层层:区域域上位于于风后岭岭背斜北北翼和新新密复向向斜南翼翼转化带带一线,本本区位于于井田南南部张沟沟向斜核核部,近近东西走走向。它它影响该该矿区的的划分,同同时因富富水、断断距大等等原因,将将对断层层两边特特别是南南部煤层层的开采采带来十十分不利利的影响响,同时时又成为为矿区南南部边缘缘富水、导导水的边边界和通通道,也也是矿区区地下水水的南部部补给边边界。某某断层层:位于于井田北北部,地地表在葛葛庄纪纪窝一线线。它影影响矿区区划分,对对开采北
11、北部煤层层不利,但但却是矿矿区北部部接受西西部岩溶溶水和某某某泉群群地下、地地表水的的富水断断层和导导水通道道,对矿矿井水的的赋存和和疏排起起重要作作用。崔拐断层层:位于于矿区东东南部。该该断层降降低了断断层两边边煤炭资资源储量量控制程程度,影影响采区区采煤工工作面布布置。崔庄断层层:位于于矿区东东南部边边缘。断断层降低低了其两两边煤炭炭资源储储量控制制程度,成成为井田田地下水水的东南南补给边边界。(3)滑滑动构造造名字叫新新庄滑动动构造,在在20004220066年的某某某井田田外围煤煤详查时时发现该该滑动构构造。滑滑体地层层主要由由二叠系系上统地地层组成成,滑面面主要沿沿上、下下石盒子子组
12、、山山西组地地层软性性岩层附附近滑动动并形成成一定厚厚度的断断层破碎碎带,滑滑面倾向向北,倾倾角530不等,上上陡下缓缓。(4)岩岩浆岩及及岩溶陷陷落柱地质填图图、钻探探、地震震和矿井井生产中中未发现现岩浆岩岩及岩溶溶陷落柱柱。 1.55煤层二1煤层层赋存于于二叠系系下统山山西组下下部大占占砂岩之之下,距距上部大大占砂岩岩6.339m、砂砂锅窑砂砂岩约660m,距距下部LL7-88石灰岩岩平均112.007m。因因张沟向向斜的存存在,煤煤层沿走走向和倾倾向均存存在一定定变化,总总体近东东西走向向,龟山山正断层层以北的的主体区区总体倾倾向南,倾倾角445,龟山山断层以以南倾向向北,倾倾角1441
13、99。矿区区内933个钻孔孔中未到到二1煤煤钻孔22个,断断失二11煤钻孔孔4个,见见二1煤煤钻孔887个。887个见见煤点中中,不可可采煤层层占4点点,薄煤煤层1点点,中厚厚煤层115点,厚厚煤层99点,总总体应属属kh 中厚煤煤层。二二1煤层层平均厚厚3.55m,全全区可采采。该煤煤层大部部分不含含夹矸,偶偶含一层层夹矸,局局部结构构复杂(224层层夹矸),总总体应为为简单结结构煤层层;含结结构的见见煤孔点点有177个,主主要分布布于井田田东南部部;夹矸矸岩性主主要为炭炭质泥岩岩,其次次为泥岩岩、砂质质泥岩,442付补补24孔孔和444付补221孔夹夹矸岩性性主要为为细粒砂砂岩甚至至中粒砂
14、砂岩。顶顶板岩性性多为砂砂质泥岩岩和细粒粒砂岩等等;夹矸矸分布不不稳定,常常具有短短距离内内尖灭的的现象,反反映了该该区二11煤原始始泥炭层层堆积时时沉积基基底的不不稳和沉沉积物补补给之间间关系的的不平衡衡。二11煤顶板板岩性只只有矿区区中部的的38-补5、西西风井11、5、339022、东风风4、118-55、400-补44、41101孔孔等8个个孔点见见有细或或中粒砂砂岩,砂砂岩老顶顶面积只只占煤层层顶板面面积的88.7,其它它绝大多多数为泥泥岩和砂砂质泥岩岩,它占占总面积积的911.3;底板板岩性几几乎全为为泥岩和和砂质泥泥岩,偶偶有炭质质泥岩、粉粉砂岩和和石灰岩岩等。 二1煤层层在矿区
15、区内被上上覆岩层层全部掩掩盖,无无煤层露露头,埋埋藏较深深。矿区区范围内内二1煤煤层赋存存标高为为+1000-6000m标高高。总之,该该区二11煤层钻钻孔和巷巷道揭露露见煤点点较多,煤煤层厚度度、结构构及其可可采范围围等查明明程度较较高,煤煤层稳定定程度可可属较稳稳定煤层层。1.6煤煤质1.6.1煤的的物理性性质及煤煤岩特征征二1煤黑黑色,受受构造影影响,该该煤多呈呈粉末状状,少量量鳞片状状,金刚刚光泽,宏宏观煤岩岩类型为为半亮型型或光亮亮型煤,煤煤的视密密度1.45tt/m33,视电电阻率在在803155/cm之之间。(1)灰灰分(AAd):二1煤煤原煤灰灰分(AAd)88.500277.
16、300,平平均144.866(663点),介介于100.011166.000、116.001229.000两两区间,据据GB/T1552244.1-20004标准准(动力力用煤),应应属低中灰煤煤,总体体属低灰灰煤。(2)挥挥发分(VVDAFF):二二1煤浮浮煤干燥燥无灰基基挥发分分(VDDAF)两两极值为为10.4715.26%,平均均12.90(664点)%,介于于10.0020.00之间。220066年5月月该矿在在21和和22两两采区所所采煤层层煤样测测试结果果为:浮浮煤挥发发分(VVDAFF)122.100122.400%,平平均122.255%。据据MT/T8449-220000标
17、准,应应属低挥挥发分煤煤。(3)元元素组成成:二11煤的元元素组成成主要为为碳、氢氢、氧、氮氮、硫,其其中碳占占绝大多多数911.366,其其次为氢氢4.229。氢氢碳比为为0.0047(表表5-55)。(4)发发热量(QQGR,VV,D):二1煤煤原煤干干基恒容容高位发发热量(QQGR,VV,D)两两极值333.664336.008MJJ/kgg,平均均35.45 MJ/KG(440点),29.60 MJ/kg。因因此据GGB/TT152224.3-220044标准,该该煤应属属特高热热值煤。但但20006年55月该矿矿在211和222两采区区所采煤煤层煤样样测试结结果为:原煤高高位发热热量
18、288.300299.044%,平平均288.677%。据据GB/T1552244.3-20004该煤煤为高热热值煤。考考虑到钻钻孔煤质质点较多多,更具具代表性性,本报报告赞同同为特高高热值煤煤。总之,二二1煤属属低灰、特特低硫、低低磷分、低低挥发分分、特高高热值煤煤。1.6.2煤类类依据现行行的中中国煤炭炭分类国国家标准准(GGB57751-86),二二1煤层层干燥无无灰基挥挥发分(VVDAFF)两极极值为110.447115.226%,平平均122.900%,胶胶质层最最大厚度度Y值为为10mmm,焦焦渣特征征为14(未未测试粘粘结指数数),据据此判定定本区二二1煤应应属贫煤煤(PMM,数
19、码码11)。1.6.3工业业用途评评价二1煤属属低灰、特特低硫、低低磷、低低挥发分分、特高高热值煤煤粉煤,同同时具有有中等软软化温度度灰。据据此,本本区二11煤层适适宜火力力发电及及沸腾层层发生炉炉用煤和和民用型型煤。 1.77水文地地质1.7.1主要要含水层层(1)寒寒武、奥奥陶系长长山组和和马家沟沟组(3CHH +OO2M)灰灰岩岩溶溶裂隙承承压含水水层。该含水层层可以通通过断裂裂带补给给C3TTL1-4和CC3TLL7-88灰岩,是是二1煤煤层间接接底板充充水含水水层。(2)太太原组下下段灰岩岩(C33TL11-4)岩岩溶裂隙隙承压含含水层。该含水层层为一11煤层顶顶板直接接充水含含水层
20、。并并通过断断裂带和和C3TTL7-8灰岩岩发生水水力联系系,成为为二1煤煤层底板板间接充充水含水水层。(3)二二1煤层层顶板砂砂岩孔隙隙裂隙承承压含水水层。该含水层层为二11煤层顶顶板直接接充水含含水层,因因富水性性较弱,补补给条件件差,对对采煤影影响不大大。(4)石石千峰组组下段平平顶山砂砂岩孔隙隙裂隙承承压含水水层。该含水层层平均厚厚73.45 m,区区内分布布有限,富富水性较较弱,对对二1煤煤矿床充充水意义义不大。(5)圈圈门组金金斗山砂砂岩孔隙隙裂隙承承压含水水层。该含水层层仅在矿矿区南邻邻有少量量分布,富富水性较较弱,对对二1煤煤矿床充充水意义义不大。(6)新新近系洛洛阳组泥泥质灰
21、岩岩岩溶裂裂隙承压压含水层层。该含水层层仅在矿矿区东南南外分布布,富水水性中等等,对本本区二11煤矿床床充水影影响不大大。1.7.2主要要隔水层层特征(1)本本溪组(CC2B)铝铝质泥岩岩隔水层层位于O22M灰岩岩顶面至至一1煤煤层底面面之间,矿矿井及其其外围共共27个个钻孔穿穿过该层层,厚度度2.227334.7789mm,平均均厚9.81mm。距二二1煤层层距离平平均为778.117m。岩性为浅灰深灰色鲕粒状、豆状铝质岩、铝质泥岩,结构致密,层位稳定,隔水性良好。(2)太太原组(CC3T)中中段砂泥泥岩隔水水层该层下起起L4灰灰岩顶面面,上至至L7灰灰岩底面面,矿井井及其外外围共有有28个
22、个钻孔穿穿过该层层,厚度度10.65(444-补补20孔孔)-441.779m(观观4孔),平平均煤厚厚约222m。距距二1煤煤层距离离平均为为21.93mm。岩性性以砂质质泥岩为为主,夹夹细粒砂砂岩、薄薄煤层和和不稳定定的L55、L66灰岩。该该层位稳稳定,隔隔水性较较好,但但在断层层的强烈烈错动下下,仍能能减弱甚甚至完全全失去隔隔水性。1.7.3断层层破碎带带水文地地质特征征矿井北部部和南部部边界分分别是某某某断层层和龟山山断层,东东南部边边界为崔崔庄断层层,西南南部为杨杨台逆断断层,它它们都具具有一定定的规模模,另外外,矿井井内的东东南部地地区,还还发育一一系列近近东西向向为主的的小断层
23、层,这些些断层对对矿井内内地下水水有明显显的控制制作用,对对未来采采煤有很很大影响响。1.7.4邻近近生产矿矿井和老老窑对本本矿井充充水的影影响某某煤矿矿紧邻外外围从西西、西北北、东北北、东到到东南分分布有99个小的的生产矿矿井和99个废弃弃矿井,它它们大多多向某某某煤矿非非法越界界开采,造造成很多多采空区区,由此此形成老老空水,对对某某煤煤矿安全全生产造造成很大大的潜在在威胁。所所以某某某煤矿采采煤生产产在靠近近边部小小煤矿特特别是、西西北和东东南邻近近小煤矿矿时应留留够留足足边界防防水煤柱柱,以防防不测。1.7.5矿井井充水因因素分析析据矿井突突水台帐帐资料和和区域矿矿井水文文地质条条件分
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