煤矿井田_毕业设计说明书(编辑修改稿)

煤矿井田_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

北工程学院毕业设计（论文） 15 井田内岩溶水的水位标高为 850m。 10 号煤层标高西南部局部低于奥陶岩溶水 水位标高。 10 号煤层存在一块带压区域， 8号煤层带压区域又小一点， 5号煤层仅有一小块带压区域，（见煤层 充水性图）。 按 西南边界突水危险性最大的点 S 点计算突水系数。 利用附近 ZK13 号钻孔和综合地层柱状图资料， 5号煤层底板标高取 830m， 5号煤层距奥灰顶板之间的距离取 ，煤层隔水底板 （ S 点）所受的水压力为 ； 8号煤层底板标高取 790m， 8号煤层距奥灰顶板之间的距离取 ； 10 号煤层底板标高取 770m， 10 号煤层距奥灰顶板之间的距离取。 依据《煤矿防治水规定》中提供的突水系数计算公式： Ts=MP Ts— 突水系数 MPa/m； P— 水压力 MPa； M— 隔水层厚度 m。 代入数字进行计算 5 号煤层： Ts=8 号煤层： Ts=10 号煤层： Ts=由上述计算得知， Ts 数值均小于规定的正常地质块段 地质块段 ，因此在正常情况下可以进行带压开采。 但是，从 10号煤层带压开采范围看，带压区附近存在小型断层，在开采带压区煤层时，一定要加强对奥灰水的动态监测，制定现场应急预案，严格执行“有 掘必探，先探后掘 ”的原则，防止误揭断层或破碎带等导水地质构造，避免水害事故。 且井田内断层较少，所以该矿井的水文地条件为中等。 （ 5）井田水文地质类型 井田 5号煤层直接充水含水层是山西组的砂岩裂隙含水层，由于补给条件差，富水性弱，一般不会对矿井生产造成威胁。 井田 10 号煤层直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，富水性中等，对 10 号煤层开采有一定影响。 只要矿井正常抽排水，一般不会对煤矿安全生产造成威胁。 井田内奥灰岩溶水位标高 850m， 10号煤层在井田西南部局部带压，经计算，5 号煤层最大突水 ， 10号煤层最大突水系数为 ，均小于受构造破坏地段突水系数临界值 ，为非完整，坡段突水安全区。 发生奥灰突水的危 险性较小。 井田内 8号煤层采（古）空区存在积水，综合分析矿水文地质条件属中等。 矿井水害 目前，矿井在生产中未发生任何水害，井田煤层埋藏较浅，主要水害为大气降水入渗补给，通过岩层裂隙入渗补给煤层顶板以上含水层，煤层开采以后，含水层水通过裂煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 16 隙、冒落带裂隙、导水裂隙带渗入井下采空区或巷道，目前井下涌水量不大，对煤层开采无影响。 防治水措施 随着矿山开采规模的不断扩大，采空区面积增加，势必对基岩的稳定性造成影响，引起地面裂隙、地面塌陷、地表岩移等地质灾害，为地表水与井下采空区形成一个联系的通道，这样会影 响矿井安全生产，为了预防水灾水害，提出以下预防措施： （ 1）井田煤层埋藏较浅，注意煤层浅处有采空区、古空区存在，要严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方针。 （ 2）井下采掘至井田边界时，应预留井田保安煤柱，以防周围煤矿采空积水引发该矿水灾害发生。 （ 3）井下巷道沿煤层布置，受煤层起伏影响较大，巷道中可能发生积水现象，在矿井生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水仓，由小水泵将积水排出，确保井下巷道畅通。 （ 4）定期清理水仓、水沟。 （ 5）雨季来临前要及时清理地面防洪沟渠。 做好地面塌陷 坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯实高出地表，防止洪水危害矿井。 （ 6）在开采煤层时，应加强对断层的观察，在断层两侧应留足保安煤柱，在穿越断层开采时，应对断层的导水性进行探测，并请有关部门进行论证。 （ 7）随时踏勘地表是否有新的裂缝存在，并及时给予填堵。 （ 8）注意 5号煤层采空区积水情况，及时予以放水。 第三节 煤层特征 一 、 煤层 含煤性 井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。 山西组平均厚，自上而下依次含 5号共 5 层煤，煤层平均总厚 ，含煤系数%，（ 4 号煤层在井田内仅有 ZK4 号孔可采，厚度 ，其它钻孔均不可采）其中 5号为可采煤层，平均厚度 ，可采含煤系数 %。 太原组平均厚度 ，自上而下依次为 11 号共 5 层煤，煤层平均总厚 ，含煤系数 %，其中 10 号为可采煤层，平均总厚 ，可采含煤系数 %。 上述 10 号可采煤层中，只有 8号煤层为该矿批准开采煤层。 煤层主要特征详见可采煤层特征表（表 131）。 煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 17 可采煤层特征表 表 131 煤 层 编 号 煤层厚度 （ m） 煤层间距 （ m） 煤层结构 稳定程度 顶底板 岩性 最小 — 最大 平均 最小 — 最大 平均 矸石 层数 类别 顶板 底板 5 — 03 较简单 稳定 泥岩 泥岩 8 — 01 简单 稳定 灰岩 泥质岩 10 — 02 简单 稳定 泥岩 砂质泥岩 泥岩 可采煤层 (1)5 号煤层 位于山西组 下部，下距 8号煤层 ，平均 m。 煤层厚度 ，平均。 煤层结构较简单，含 03 层夹矸。 井田西部和东北部剥蚀无煤，赋存区属稳定可采煤层。 煤层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩。 见图 131。 (2)8 号煤层 赋存于太原组中部 L1石灰岩之下，下距 10 号煤层 ，平均 m。 见煤点厚度 ，平均 ，井田西部和东北部剥蚀无煤，赋存区 稳业 可采。 ZK1号孔 为风氧化带 ，结构简单，不含或含一层夹矸。 煤层顶板为灰岩，底板多为泥岩。 见图 132。 (3)10 号煤层 赋存于太原组中下部，下距 K1砂岩。 见煤点厚度 ～ ，平均。 煤层结构简单，含 02层夹矸。 井田西部和东北部剥蚀无煤，赋存区 稳定 可采。 ZK1 号孔 为风氧化带 ，属稳定可采煤层。 煤层顶板为泥岩，底板为泥岩。 见图 133。 煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 18 图 131 煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 19 图 132 煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 20 图 133 煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 21 煤层对比 煤层对比是在地层对比的基础上 进行 ，本次主要采用标志层 法，层间距法等对比煤层，井田内 太原组 K L1 、 L L L4等标志层发育明显，易于对比；山西组的 5 号煤层， 太原组 的 10号煤层发育稳定，本身就是很好的对比标志，总之，井田内可采的 10号煤层对比可靠。 二、 煤质 煤的物理性质及煤岩特征 （ 1） 物理性质 井田内各层煤的物理性质大体相同，表现为黑色，条痕为黑褐色，玻璃光泽，有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，容重据区域资料为 ，硬度中等，一般为 2～ 3。 （ 2） 煤岩特征 5 号煤层：黑色，条痕为黑褐色，条带状结构，玻璃光泽 ，参差状断口，宏观煤岩类型为半亮型煤。 8 号煤层：黑色，条痕为黑褐色，玻璃光泽，均一状 条带状结构，块状 层状构造，硬度中等，贝壳状断口。 宏观煤岩类型为光亮型 半亮型煤。 10 号煤层：黑色，油脂光泽，条痕黑褐色，条带状结构，块状 层状构造，硬度中等，贝壳状断口。 宏观煤岩类型为半亮型 半暗型煤。 区内各层煤的有机组分均以镜质组为主，惰质组次之；无机组分均以粘土类为主，硫化物次之，镜质组中以均质镜质体为主，基质镜质体次之或少量，粘土充填细胞腔或与有机组分掺杂分布，黄铁矿呈点状、草莓状分布；碳酸盐、褐铁矿呈团块状 分布。 煤的 化学 性质 、工艺性能 根据施工的 ZK3 号、 ZK11 号、 ZK12 号、 ZK13 号、 ZK14 号钻孔取样化验成果，井田可采煤层主要煤质特征如下： ① 5 号煤 原煤：水份（ Mad）为 － %，平均为 %；灰份（ Ad）为 － %，平均为 %；挥发份（ Vdaf）为 － %，平均为 %；全硫 (St， d)为 －%，平均为 %；发热量（ Qgr,v,d）为 － ，平均为。 浮煤：水分（ Mad）为 %， 平均为 %；灰分（ Ad）为 %， 平均为 %；挥发份（ Vdaf） %， 平均为 %；全硫 (St， d)为 － %，平均为 %；发热量（ Qgr,v,d）为 － %，平均为。 胶质层最大厚度 Y为 8～ 23mm，平均为。 粘结指数（ GR178。 I）为 3692，平均为 67。 确定该层煤为低硫分煤 高硫分煤、低灰 高灰，属中热值 高热值焦煤，瘦煤。 ② 8 号煤 煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） 22 原煤：水份（ Mad）为 － %，平均为 %；灰份（ Ad）为 － %，平均为 %；挥发份（ Vdaf）为 － %，平均为 %；全硫 (St， d)为 － %，平均为 %；发热量（ Qgr,v,d）为 － ，平均为。 浮煤：水分（ Mad）为 %， 平均为 %；灰分（ Ad）为 %， 平均为 %；挥发份（ Vdaf） %， 平均为 %；全硫 (St， d)为 － %，平均为 %；发热量（ Qgr,v,d）平均为。 胶质层最大厚度 Y为 3～ 10mm，平均为。 粘结指数（ GR178。 I）为 1566，平均为。 确定该层煤为中硫分煤 高硫分煤、低灰 中灰，属中热值 特高热值焦煤，瘦煤 ,贫瘦煤。 ③ 10 号煤 原煤：水份（ Mad）为 － %，平均为 %；灰份（ Ad）为 － %，平均为 %；挥发份（ Vdaf）为 － %，平均为 %；全硫 (St， d)为 － %，平均为 %；发热量（ Qgr,v,d）为 － ，平均为。 浮煤：水分（ Mad）为 %， 平均为 %；灰分（ Ad）为 %， 平均为 %；挥发份（ Vdaf） %， 平均为 %；全硫 (St， d)为 － %，平均为 %；发热量（ Qgr,v,d）平均为 ；胶质层最大厚度 Y为 814，平均为。 粘结指数（ GR178。 I）为 5084，平均为 68。 确定该 层煤为低硫 中高硫、中灰 高灰，属高热值 特高热值焦煤、瘦煤。 (见煤质汇总表 )煤矿井田设计 河北工程学院毕业设计（论文） ２３ 煤 质 汇 总 表 煤 层 号 原 浮 煤 水分 （ Mad） % 灰分 （ Ad） % 挥发份 （ Vdaf） % 全硫 (St， d)% 发热量 (MJkg) Y值 (mm) 粘结指数 煤 类 5 原 JM、SM 浮 823 9 3692 67 8 原 JM、SM、PS 浮 310 1566 44 10 原 JM、SM 浮 814 11 5084 68 河北工程学院毕业设计 (论文 ) 24 煤灰成分、灰熔点测定 ①、煤灰成分 根据 1990 年大庄煤矿的化验资料测定成果如表。 煤灰成分测定成果表 井田内 9 号煤层煤灰分均以 SiO2为主， Al2O3次之，还有少量 Fe2O CaO、 TiOK2O、 MgO。 ②、煤灰熔融性 根据三交详查资料中煤灰熔性测定结果，井田各可采煤层软化温度（ TS，186。 C）普遍大于 14600C，属高熔灰分～难熔灰分，一般山西组高于太原组，变化幅度很小。 煤的可磨性 根据三交详查资料， 4 号煤层哈氏可磨性指数（ HGI）为 71～ 86， 8 号煤层哈氏可磨性指数（ HGI）为 ～ 105， 9号煤层测定哈氏可磨性指数（ HGI）为 73～ 104。 均为中等可磨煤～极易磨煤。 煤的 可选性 本次勘探工作未作筛分和浮沉试验。 故无法进行煤的可选性评价。 下面仅就区内煤心煤样在测试工业分析等 项目的过程中获取的资料，来预测一下本区煤的可选性。 理论精煤回收率 5号煤为 ﹪，平均 ﹪。 8号煤为 ﹪，平均 ﹪。 10 号煤为 ﹪ ,平均 ﹪。 由此可知，本区各层煤的理论精煤回收率的平均值小于 55﹪ ,属于低等可选。 原煤与浮煤的煤质差异性 原煤经过 比重液洗过后即为浮煤，灰分，全硫和磷在原煤样品和浮煤样品中的差异性，可以反映煤的可选性。 区内主要煤层原煤与浮煤中的灰分、全硫比较表。