大湾煤矿初步设计毕业(论文)设计.doc
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1、贵州大学毕业设计设计题目:大湾煤矿初步设计班 级:采矿工程大专班姓 名:曾 波贵州省水城矿业(集团)公司大湾煤矿初 步 设 计 说 明 书设计能力:120万吨/年二00七年一月第一章 概 况第一节 矿区概述一、交通位置水城矿区位于六盘水市水城县及毕节地区威宁、赫章、纳雍县境内。贵昆电气化铁路通过矿区中部,矿区支线水大铁路在六盘水站接轨,经大河边至大湾矿井主工业场地。贵阳至昭通公路横贯矿区。大湾井田位于水城矿区西北端,钟山区大湾镇和威宁县东风镇境内,处于二塘向斜的中深部;东南距水城46km,西北距威宁县城50km。大湾矿中井开采大湾井田的中部偏西块断及原顶拉井田大部分,位于钟山区大湾镇境内。见图
2、1-1。二、地形地貌及河流本区位于贵州高原西部,属于高原山区。大湾井田是二塘向斜的主体部分,向斜盆地所处位置地面相对较低,标高1760至1900m;四周高山连绵起伏,海拔均在2000m以上。井田河(溪)流发育,主干河流三岔河发源于西部香炉山,由阳新灰岩洞穴流出,属长江流域的乌江水系。该河自井田西部鲁章附近切割煤系进入井田,纵贯全区,大致平行向斜轴部,流经三迭系飞仙关组,在二塘附近切割煤系至杨家寨流出区外,水流终年不断,河宽28135m,一般宽40m,深0.8m左右,由于河曲发育,形成250300m宽的条带冲积平地。三岔河支流拱桥河、拖罗河、格书河、木冲沟河、二塘河等常年性水流均汇入三岔河,以上
3、河(溪)流受大气降水补给,具暴涨暴落特点,动态变化大。三、气象条件本区属亚热带季风气候。它具有四季明显,无霜期长,雨热同季,暖湿共节的特点,因而导致出冰雹时落,干湿不均,洪发易涝的气候现象。据水城气象站统计,水城地区的无霜期平均为220天,气温年平均为12.2,最高气温集中在七月,平均为19.6,极度高温可达29。最低气温为1月份,平均2.9,其极端值于1977年2月9日达-11.7。降雨量较邻区偏高,年平均为1234.7mm。降雨多的季节集中在59月份,约占全年总量的78%。其中6月份尤为偏高,可占全年雨量的20%,最大极端值达到75.5mm/d,而11月至翌年3月,其降雨总量占全年的11%
4、。全年日照的时间为1541.7h,占全年总照的35%,其中8月份日照较多,见日时间可达40%,而12月份则仅达27%。但是气候的本身也给本区带来了危害。诸如:暴雨、干旱、低温、冰雹、春寒、早霜的侵袭,尽管程度有异,效果不同,然在区内却时有发生。上述情况表明,本区与六枝、威宁虽仅咫尺之隔,但气候差异则是十分明显。四、电源条件本区处于贵州西部电网,主要电源点有水城电厂与水城220kv枢纽变电所相连,经普定220kv变电所接入贵州电网,并以一回220KV线路与盘县电厂相连,通过二回110KV线路经城中110KV变电所与杉树林110KV变电所相连,另一回110KV线路与城西110KV相连。在大湾矿西井
5、的东南方向约4 km处的六盘水市钟山区大湾镇已建有大湾35/6kV变电所一座,室内安装12500kVA主变两台。大湾35/6kV变电所的一回35kV供电电源引自水城县附近的水帘洞降压站,输电线路长约21.5km、导线型号为LGJ-120mm2钢芯铝绞线。大湾变电所的另一回35kV供电电源引自水城电厂110/35kV变电站,输电线路长约21.5km、导线型号为LGJ-120mm2钢芯铝绞线。目前水城矿业集团在大湾矿中井主井西偏南方向约1.5km拟新建一座35/6kV升压站,它的三回35kV供电电源一回引自大湾35/6kV变电所, 输电线路长约2.5km、导线型号为LGJ-240 mm2钢芯铝绞线
6、;它的另两回35kV供电电源均引自大湾矿西井东边,约6km处的二塘110/35kV变电站,35kV输电线路各长约7 km、导线型号均为LGJ-240 mm2钢芯铝绞线。区内电力充足可靠。五、水源条件本区三岔河属长江流域的乌江水系。在大湾井田的出口附近观测流量为54.934m3s3.321m3/s,区内有多条支流均汇入三岔河。区内多处出露有灰岩含水层。六、建材供应本区附近有水城钢铁公司、昆明钢铁公司、水城矿业集团水泥厂、六盘水水泥厂、盘江煤电集团公司水泥厂等建材企业。钢材、水泥供应充足,石子、木材、砂等可就地解决。建材资源比较丰富。大湾矿区东面是二塘火车站、二塘电厂和钟山一矿,西面是大湾火车站、
7、二塘选煤厂和顶拉煤矿,北面是木冲沟煤矿。因此,区内交通方便,电源充足可靠,水源有保证,建筑材料供应渠道畅通,劳动力充足,地面村庄较少,在贵州省具有较好的区位优势。矿井建设的外部条件十分优越。第二节 井田及其附近的地质特征一、井田地层井田范围内出露的地层有:上二迭统的峨眉山玄武岩(P21)、上二迭统宣威组(P22)、三迭系下飞仙关组(T1)、三迭系中统嘉陵江灰岩(T2)及第四系表土层(Q)。现由老至新分述如下:(1)上二迭统峨眉山玄武岩(P21):灰黑色、墨绿色、隐晶、细晶结构,上部具气孔壮或杏仁壮构造。间夹凝灰岩、粉砂岩、泥岩。平行不整合于下二迭统茅口灰岩之上,广泛出露于井田外围。(2)上二迭
8、统宣威组:由浅灰至深灰色细砂岩、粉砂岩、黑色泥岩、灰黑色砂质泥岩及煤层组成,底部为暗紫色铁质泥岩及灰绿色角砾壮凝灰岩,与其下伏峨眉山玄武岩呈假整合接触关系,在井田的东侧有出露,厚180240米,平均厚234.32米,为井田内含煤地层。(3)三迭系下统飞仙关组:由紫、紫灰色,薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成,以细砂岩、粉砂岩为主,与下伏宣威组呈假整合接触在井田内大面积出露。厚440550米,平均厚495米,据岩性和颜色不同分为3段,现分述如下:第一段(T11):由灰绿色粉砂岩、泥岩及细砂岩组成,以粉砂岩为主,底部为浅灰绿色、薄层状的钙质泥岩,富产瓣鳃类、腹足类、腕足类等动物化石,厚
9、60130米,平均厚88米。第二段(T12):由紫、紫灰色夹黄绿色中厚层状的细砂岩、粉砂岩及泥岩组成,以细砂岩为主,上部夹透镜状石灰岩,中部产瓣鳃类等动物化石,下部以含较多的豆状、眼球状钙质结核之紫色粉砂岩或细砂岩与第一段分界,全段厚250米340米,平均厚300米。第三段(T13):由紫色、暗灰紫色细砂岩、粉砂岩组成,以细砂岩为主,上部常夹透镜状石灰岩,一般分布在向斜轴附近。全段厚110米120米,平均厚116米。(4)第四系中统嘉陵江灰岩(T21):由浅灰色、青灰色薄至中厚层石灰岩组成,产瓣鳃类、腕足类等动物化石,与下伏飞仙关组呈整合接触,零星分布于向斜轴附近,残留厚约50米。(5)第四系
10、表土层由坡积物、冲积物和腐植土组成,与下伏各时代老地层呈不整合接触,一般分布在沟谷两侧、河漫滩及缓坡地带,厚020米,平均厚10米。宣威组系本井田含煤地层,由浅灰色至深灰色粉砂岩、灰黑色泥岩、黑灰色砂质泥岩、灰色、绿灰色钙质细砂岩、深灰色细砂岩及煤层组成。以粉砂岩及泥岩为主,底部为暗紫色铁质泥岩和灰绿色角砾状玄武凝灰岩。含煤地层岩层的物性以视电阻率曲线明显差异为特点,煤和钙质砂岩为高阻层,电阻率煤层一般50120M,11号煤层高达130M,钙质砂岩一般在60100M;中细粒泥质胶结的砂岩层为中阻层,电阻率一般为2040M;砂质泥岩和泥岩等为低阻层,电阻率为520M,伽玛伽玛曲线的特点是:煤层和
11、泥岩呈低密度反映,煤层一般为2090/MC,泥岩:2040/MC;钙质砂岩呈高密度反映,一般为510/MC;其它呈中密度反映。含煤地层岩相以陆相沉积为主,局部表现为海陆交互相特征,产戟贝及大羽羊齿等动、植物化石。宣威组含煤2029层,一般2325层,厚14.50米22米,平均17米。含煤地层厚180240米,平均厚234.32米,厚度总的变化趋势由南东向北西变薄,煤层由多到少。根据岩性及含煤情况不同,宣威组又可分为上、下两段。1、下段(P221):由11号煤层底板至玄武岩顶界,岩性上部以浅灰至灰色泥岩、粉砂岩为主,在泥岩中含有鲕状、团体状的菱铁矿,下部以灰色、灰绿色粉砂岩、细砂岩为主,底部为暗
12、紫色铁质泥岩和灰绿色角砾状玄武凝灰色。沉积岩相以陆相少煤或无沉积为明显特征。含煤线或薄煤层715层,一般12层,厚3.306.30米,平均厚4.95米,产大羽羊齿、细羊齿、乌毛蕨等植物化石。本段厚155.07182.10米,平均厚163.54米。2、上段(P222):由11号煤层底板至含煤地层顶界。岩性由浅灰至灰黑色粉砂岩、砂岩、灰绿色钙质细砂岩、泥岩及煤层组成。以粉砂岩及细砂岩为主显示出陆相含煤沉积,局部有海陆交互相沉积。本段含煤1216层,一般为13层。煤厚11.2016.20米,平均厚约12米。本段煤层多,可采煤层多,且较稳定。含似层状菱铁矿,产戟贝、舌形贝、角贝、大羽羊齿及栉羊齿等动、
13、植物化石、本段厚60.5095.50米,平均厚70.78米。风氧化带确定,本次补勘未做工作,风氧化带范围圈定系采用152队资料垂深为30米。二、井田地质大湾井田位于二塘向斜的中深部,是二塘向斜的主体部分。NE翼以2号煤+1700米等高线与木冲沟井田为零,SW翼以F2号断层与顶拉井田相毗连。在井田范围内NE翼倾角一般为810,平均宽度2.11公里;SW翼倾角一般为35。东部NE翼浅部及转折端一带倾角变陡,一般为2035。次一级褶曲不发育,局部有波状起伏但波幅一般不超过10米。井田内经补勘共发现大小断层41条。断层落差大于30米的有6条,2030米的2条,20米以下的33条。落差大于30米的有F1
14、、F2、F10、F11、F17、F20号断层;2030米有F7、F8号断层;余下断层落差均为20米以下,一般为515米。延展长度大于1000米的断层有F2、F5、F51、F52、FB23、FB25、FB4、F11、F17等9条断层,余下均小于1000米。井田内断层除F2、F20、F17为走向正断层外,余者绝大多数为NNE向高角度横向和斜交正断层。一般为N520E。与向斜轴交角6070。倾角6070,落差多数为515米,多分布在向斜NE翼浅部及中深部,逆断层少见,仅有2条且延展不长。落差大于30米断层均分布在井田边缘。现将落差大、延展较长、对煤组有破坏的F2、F5、FB4、FB23、FB25、F
15、B21、F51、F52、F1等9条断层叙述如下:(1)F2号断层位于二塘向斜SW翼,是井田边界断层,延展长度约11公里,为一走向正断层。走向N2070W。平行向斜轴,倾向NE,倾角6570,在井田内落差150米,一般为1520米,197线最大达300米。切割T11、T12和P2地层,地表表现两盘产状不一至,孔内岩煤层亦表现缺失。地表有21个实测点控制深部有93、804、71、196、63、51、42、31、CK8、顶补82、P48、P105、P104、P113、1104等15个钻孔控制。(2)F5号断层位于钱家院子拖罗一线,全长2000米,在井田内延伸240米,为一斜交正断层。走向N1520E
16、,倾向SE。倾角4260,一般为50左右,落差813米。向南西方向延展落差逐渐变小。切割T11、T12和P2地层、地表与孔内均表现为岩煤层缺失,有101、1002、补63等3个钻孔控制。该断层横切大湾井田二塘向斜NE翼浅部,向NE延入木冲沟井田。(3)FB4断层位于补41、补91、补22、P72号孔一线,全长3600米,在井田延伸长度为1750米,为一斜交正断层。走向N520E,倾向SE,倾角7080,落差715米。井田内地表切割T12地层,上下盘呈角度接触,并有断层破碎带;孔内切割P22地层;井下见地层被错断。孔内见有岩煤层缺失。地表有12个实测点控制,木冲沟矿井下有1点控制,深部有补91、
17、补22、补83、2等4个钻孔控制。(4)FB23号断层位于8补2线之间,延展长度为1150米,为一斜交正断层。走向N1530E,倾向NW,倾角65,落差717米。切割T12、T11、P2地层,见有断层破碎带,孔内见有缺失岩煤层。地表有4个实测点控制,深部有补23号钻孔控制。(5)FB25号断层位于补186、P93、V8一线,长1650米,为一斜交正断层。走向N5E,倾向SE,倾角65,落差7米。地表切割T12地层,孔内见有地层缺失。地表有2个实测点控制,深部有补186、P93、V8等3个钻孔控制。通过补勘证实,此断层向深部延展约550米。(6)FB21号断层位于6号勘探线附近,全长约1880米
18、,在井田内延展长度1200米,为一斜交正断层。走向N3855E,倾向SE,倾角75,落差1020米。地表切割T12、T11、T22、T21地层,孔内缺失岩煤层。地表有4个实测点控制,深部有补64号钻孔控制。(7)F51号断层位于岩脚寨93号孔一线,全长1680米,为一斜交正断层。走向N7E,倾向E,倾角71,落差8米。在地表切割T13、T12、T11地层及向斜轴,地表有3点控制。孔内缺失地层,被903号孔控制。(8)F52号断层位于拖罗河一线,全长1420米,为一斜交正断层。走向N512E,倾向SE,倾角4260,落差813米。在地表切割T12地层,孔内见有地层缺失。被P186、183、P18
19、5等3个钻孔控制。(9)F1号断层位于向斜南西翼边缘西北端,长12500米,在本井田内延展长度为650米,为一逆断层(冲断层),走向N1075W,倾向SW,推断倾角为70,落差60150米,本断层沿线均可见到明显的地层缺失和产状不整合现象。其他断层因落差小,延展长度短或因落差大,延展长度长但未切割煤组,不再予以一一叙述。区内大多数正断层切割煤组,对煤层开采有一定破坏作用,给建井、开发均带来不利因素。二塘向斜系赫威水弧形褶皱带之一部分,该向斜为较开阔的、不对称的短轴向斜构造,轴向西北南东、全长14公里,向斜北东翼地层平缓,倾角815度左右,南西翼因受断层影响,地层倾角变陡,倾角为45左右,且煤系
20、出露不全,向斜盆地标高1760至1900米,四周高山连绵起伏,海拔均在2000米以上,大湾井田则位于该向斜中深部,是二塘向斜的主体部分。本区地处亚热带,气候湿润多雨,年降雨量1084.31551.8毫米,是地下水的主要补充来源。向斜盆地所处位置相对较低,以杂色砂泥岩为主,且广泛分布,地表水系发育,主干河流三岔河自北西流向南东,纵贯全区,其余尚有桥拱河、拖罗河、格书河、木冲沟河、二塘河均汇入三岔河,于杨家寨附近流出区外。井田位于二塘向斜盆地,北与木冲沟井田相邻,南与顶拉井田毗连,东至煤系与玄武岩的交界线,补勘面积27.8平方公里,重点补勘范围F5断层至20线。三、水文地质1、地表水井田河(溪)流
21、发育,主干河流,三岔和发源于西部香炉山,由阳新灰岩洞穴流出,属长江水系的乌江支流。该河自井田西部鲁章附近切割煤系进入井田,大致平行向斜轴部,流经三迭系飞仙关组,在二塘附近切割煤系至杨家寨流出区外,水流终年不断,河宽28至135米,一般宽40米,深0.8米左右,由于河曲发育,形成250至300米宽的条带冲积平地。洪峰出现在每年的69月,在进入井田的鲁章附近观测量为33.286米3/秒2.645米3/秒;在井田的出口附近观测流量为54.934米3/秒3.321米3/秒;另据威宁农水局记载50年一遇的洪流达790米3/秒、沿途受溪流补给、动态变化大,水量受降水控制。水质为HCO3SO4Ca型,矿化度
22、0.1350.149克/升,PH值7.37.9,总硬度6.97.02。该河近年来由于人工和天然改道、改变了原来的河床面貌,故重新进行了洪水位调查,上游洪水位标高1791.50米,下游洪水位标高1785.77米,圈定了洪水淹没范围。拱桥河、拖罗河、格书河、木冲沟河、二塘河等常年性水流均汇入三岔河,以上河(溪)流受大气降水补给,具暴涨暴落特点,动态变化大。2、地层含水性第四系(Q)井田内主要为冲积层、洪积层、残积层、坡积层次之。分布于河谷两岸及较大水沟口,沿三岔河两岸分布的宽度在250米以上。分布面积4.64平方公里,占井田面积的16.7%。由亚砂土、卵石、砾石组成,一般厚67米,最后可达10.5
23、5米,含空隙潜水,透水性较强、具稳定的地下水面,与河水有密切联系,地下水流向与河流一致,洪水淹没范围内的冲积层、洪积层动态受其影响,可视为一完整水体。该地下水埋藏深度浅,一般在2米左右,含水丰富。据浅井抽水资料:渗透系数97.5336.7米/日,单位涌水量一般都大于5升/秒米、水质为HCO3SO4Ca型、矿化度0.144至0.176克/升,硬度19.43,PH值6.8。残积层、坡积层分布于低山缓坡及平缓山岭,分布面积2.02平方公里,由基岩碎屑砾石、亚粘土组成,含孔隙潜水,但流量小,0.0140.155升/秒,为山区农民供水主要来源,该地下水动态极不稳定,受气侯影响较大,无利用价值。三迭系下统
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