千秋煤矿200万吨新井通风安全设计_毕业设计(编辑修改稿)

千秋煤矿200万吨新井通风安全设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

闸河矿区）和宿东向斜（宿东矿区）为其外缘，北段为 N20176。 ～ 70176。 E，中段 为近南北，南段为 N20176。 ～ 70176。 W，向西弧形突出，顶端位于徐楼。 宿东向斜北受宿北断裂控制，南有光武固镇断裂，西南有西寺坡逆冲断裂，东有固镇长丰断裂，宿北断裂为区内规模最大的一条东西向断裂带，由龙山～孟集和宿县蒿沟段陷带组成，长度大于 200km，断面南倾，倾角 70176。 ，断距大于 1000m，早期具右行走滑性质，生成于中生代，横贯于徐宿弧形构造中段与南段之间，南北两侧构造与地貌截然不同，是地貌单元的分界线；光武固镇断裂横贯于淮北煤田南缘边界，也是徐宿构造的南界断层，控制长度大于200km，这两条断层生成于中生代，第 三纪仍有活动，其间的古生代地层应为徐宿推覆体的下盘。 西寺坡逆冲断裂由四条走向的 NW冲断层组成，走向 N60176。 ～ 35176。 ～ 10176。 W，延展长度，倾向北东，倾角浅部陡，深部缓。 区域频率测深资料证实滑脱面下为二叠系煤盆地。 这三条断裂是控制宿东向斜内各级、各序次构造的边界。 宿东向斜总体呈不对称的向斜构造，向斜轴向 N25176。 ～ 50176。 ～ 30176。 W，轴长 18km，宽 ～，轴部为二叠系地层，向斜的东北翼，因受北东方向主压应力的影响（即 F4逆断层的推压牵引作用），两端地层倾角大，一般 70176。 左右，中段地区煤系 地层被剥蚀，呈单斜构造，西南翼倾角较缓，一般在 10176。 ～ 25176。 向斜的两端及最宽缓部位发育有短轴褶曲。 芦岭井田处于宿东向斜西南翼的东南段。 2） 矿井地质构造 井田内主要以斜切断层 为主。 根据井田构造发育的复杂程度，将井田划分为三部分，见图 12。 图 12矿井地质构造图 中国矿业大学 2020 届本科毕业设计 第 4 页 . 构造分布状况及展布特征 井田内发育有走向北西、北东及近南北向的三组断层，断层面多以东倾为主，倾角较大，一般为 60176。 ～ 70176。 逆断层多以近南北向为主，倾角 60176。 ～ 75176。 ，落差多为 10～ 50m，倾向东倾、西倾各半。 正断层多以东倾为主，走向分为两 组 :即北东和北西，落差大小不一，大者达百 米 以上，一般为 20～ 50m。 倾角一般为 60176。 ～ 80176。 断层平面组合形态以平行排列和“ Y”型为主，剖面上呈地垒、地堑或阶梯型。 从实见情况看，断层力学性质以扭性为特征，即无论其先期力学性质是张性还是压性，后期都受到不同程度扭动改造。 根据物探程度将区内断层划分为查明、基本查明、基本控制和控制程度差四中类型。 凡钻探工程点多及井下采掘巷道实见的断层定为查明断层；有一定钻探工程点或今巷实见，但断层尚可摆动者及物探划为可靠断层的定为基本查明；仅一点控制或物探划为较可靠的断层，定为 基本控制断层；结合周围资料推断的断层定为控制程度差的断层。 . 水文地质条件 芦岭煤矿为新地层覆盖的隐伏矿床。 新地层由两大部分组成 : 即砂、砂砾、裂隙硬泥灰岩等构成的含水层和粘土、砂质粘土、软泥灰岩等构成的隔水层 （见图 13）。 煤系地层含水层以裂隙、孔隙含水为特征，含水性不均 ,变化较大。 井田大多数大中型断层含水性及导水性较弱，但存在导水及诱发 (采动影响 )断层导水的可能性，尤其是东部，断层发育，切割关系复杂，对矿井开采有着严重的水患威胁。 中国矿业大学 2020 届本科毕业设计 第 5 页 下　　石　　盒　　子　　组二叠系古生界P 1Z7 5 . 0 00 1. 8 0 0. 8 247 2 . 0 00 2. 1 8 0. 9 253 0 . 0 03 0 . 0 00 3. 5 6 0. 8 760. 29 2 . 2 2 0 . 8 972 0 . 0 05. 3 1 13 . 6 1 9. 2 5820 . 0 01 . 63 4. 0 6 2. 8 41 1 0 6 2. 8 9 K 21 :100 09煤层编号地层系统界 系 统 组累计厚度间距 / m煤层厚度岩性柱状水 文 地 质 描 述第六合水层段：以灰白色—灰色细砂岩为主，局部有粗砂岩和含细砾砂岩，局部砂岩裂隙发育，含水较为丰富，据钻孔抽水资料，q=—1/,k=—m/d,水位标高—，水化学性质为重碳酸氯化钠镁型。 图 13 矿井水文地质图 . 地温及地压 本井田无钻孔测量地温资料。 据宿 县矿区祁 1 孔和临涣井田的 34线 6 孔井温测量结果 ,宿县地区地温随深度增加而升高，其中 500m 以上深度，增温梯度为平均每百米 ～ ℃ ；500m～ 900m 深度 ,每百米增温 ～ ℃ ，全孔平均每百米增加 ～ ℃。 本井田地压显现尤为突出 ,但至今尚无具体的测试数据。 就静压而言 ,按新地层平均密度、岩石平均密度 ，矿井 400m 水平静压力为 996t/m2； 590m 水平达1503t/m2。 从生产实践情况看，影响因素最大的还是采动压，新掘巷道的地压显现在煤巷中中国矿业大学 2020 届本科毕业设计 第 6 页 显现为 风巷明显高于机巷，并且显现速度快；岩巷压力显现既与围岩有密切关系，也与深度相关，同时还与采区有关；同等深度的岩巷，在四采区的压力明显高于其它采区；砂岩层位的压力明显低于其它岩性组合的层位。 岩巷中的压力显现持续时间长，压力释放速度慢。 矿井对矿压的综合治理措施主要是采取两大手段，一是根据实际情况选取不同的支护形式，即在支护形式上采取措施，二是采用重复修护 ,加强支护质量 ,以增加巷道的使用时间。 . 煤层特征 . 煤层情况 井田含煤地层以二叠系下统下石子组和山西组为主，上统上石盒子组含煤次之，本溪组不含煤，太原组含 4～ 6层薄煤或煤线。 各组含煤情况详见表 11。 表 11 各组含煤情况表 地层名称 地层厚度 /m 含煤层数 可采层数 两极厚度 平均厚 含煤系数 备注 本溪组 0 0 0 不含煤 太原组 4～ 6 0 0 薄煤或煤线 山西组 120 1～ 3 0 ～ 下石盒子组 280 10～ 28 6 ～ 上石盒子组 610 8～ 27 1 ～ 二叠系煤系 1010 19～ 58 8 ～ 1）煤 组 位于上石盒子组底部，下距 K3标志层 10m 左右。 煤组厚度 24m，含煤层数多达 11 层，一般 3～ 5层，最大厚度 ，各煤层间距大小不一，一般 1～ 5m，煤层厚度变化较大，稳定性较差，以 34层发育相对稳定，定为 3煤层，局部可采，其它多属难以成片的煤层，由于分层多，对比困难，可靠程度低。 2）煤组 位于下石盒子组上部。 上距 K3标志层 75m 左右，煤组厚度约 12m，多为单一煤层，部分钻孔出 现有 2～ 3 个分层，个别达 4 个分层，各煤分层间距一般 3～ 5m，除 42 外，其它分层厚度变化大，稳定性差，以发育较好的 42对比为 4煤层，对比可靠程度一般。 为局部可采煤层。 3） 8煤层 主采煤层，稳定特厚，全区可采。 平均厚为 ，两极厚度为 ～。 东部拐头区相对较厚，平均为。 煤层结构复杂，上部含 1～ 2层、局部 2～ 4层夹矸，厚度为～ ，下部有时也含 1 层夹矸，厚度为 ～ ，平均。 中国矿业大学 2020 届本科毕业设计 第 7 页 下　　石　　盒　　子　　组二叠系古生界P 1Z75. 0001. 80 472. 0002. 18 530. 0030. 0003. 56 6 2 .22 0 . 8 9720. 00 820 .0 01 . 63 1106 K 21:10 009煤层编号地层系统界 系 统 组累计厚度间距 /m煤层厚度岩性柱状岩　　性　　描　　述上部以中 / 细粉砂岩 / 粉砂岩为主，夹 23层鲕状泥岩，多为灰－灰绿色，见紫斑状。 砂岩为灰－灰白色，成分较单一，硬度大，多为石英砂岩，微波状斜理，及交错层理，含 23 层煤组， 4 煤组附近多具鲕状结构 ,4 煤组一般含 56 层，局部煤层薄，不稳定，仅 4煤组为局部可采煤层，灰份含量中偏高。 煤组厚 1 525m ，中部以深灰色厚层状泥岩，粉砂岩为主，夹薄层 / 中厚层石英砂岩，靠近煤处泥岩发育。 含 5 煤组及 6 煤组。 5 煤组一般含煤 1 － 2 层，煤层薄，不稳定。 5 煤层局部可采，褐黑色，以暗煤为主，灰份含量中偏高。 6 煤组：一般含煤 1 － 2 层， 12 线以东较为发育。 6 煤层为褐黑色，高灰份，薄煤层，不稳定。 下部以灰色－浅灰色中细砂岩为主，靠近煤层过渡为泥岩 / 粉砂岩 , 底部为质高岭岩(K2), 是本区主要标志层之一 , 含煤 7 煤层 /8 煤层 /9 煤层。 7 煤：黑色，块状结构，半亮型煤，煤层结构简单，不稳定，局部可采，古河流冲蚀为严重，底板多为泥岩 / 粉砂岩 ,8 煤层：灰色－褐黑色，块状及鳞片状结构，局部含 12 层夹矸 , 属半亮型煤 , 煤层稳定 , 全区可采。 顶板为泥岩或细砂岩，底为砂质泥岩。 ９煤层：灰黑色，鳞片状或粒状结构，不含夹矸，较稳定，顶板为砂质泥岩，底板为泥岩。 图 14 矿井开采煤层柱状图 . 主采煤层的围岩性质 8 煤层 直接顶板多为厚层状灰色泥岩，厚 ～ ，局部为细砂岩、粉砂岩，伪顶为～ 、局部厚达 2m的炭质泥岩，极易离层。 老顶为厚层状中、细砂岩。 顶板较为平整，稳定性较好，裂隙不太发育，属 II 类顶板。 8煤顶分层回采时，现已改为金属网和塑料单、双层双抗网，垮落后与采空区灌入的黄泥浆形成人工再生顶板，比较稳定，采后易于垮落。 底板为薄层状灰色砂质泥岩或粉砂岩。 8 层底板，厚度一般为 2～ 4m，层面滑面发育，裂隙密集，岩石极为破碎。 采掘工作面经常出现冒顶、漏顶现象，顶板管理十分困难，属 ІV 类顶板。 底板为灰色块状 泥岩，厚度 2～5m,含植物根茎化石。 中国矿业大学 2020 届本科毕业设计 第 8 页 . 煤的特性 煤的工业分析： 8煤 属低硫、低碳和低中灰分煤层。 胶质层厚度一般在 10～ 16mm。 坩埚粘结性 4～ 6，而煤岩组分中以具粘性的凝胶化组分为主，根据铁箱试验结果分析， 8煤层为优良的肥气煤，煤质比较稳定，不 宜单独炼焦，可作焦配煤。 8 煤层厚度为 ～ ，平均厚度 ，属于特厚煤层。 8煤层结构属于极其松软、破碎类型 ，煤层的坚固性系数平均在 ～ 之间，瓦斯放散初速度为 13～ 30，大于突出临界值。 8 煤层瓦斯压力大、含量高，在 590m 标高处煤层瓦斯压 力为 ～ ，煤层瓦斯含量为 ～ ，由此可见 8煤层有较强的突出危险性。 . 矿井开采煤层安全状况 8 煤 中、东部块段 400m 标高处煤层瓦斯压力为 ，煤层瓦斯含量为 ；400m～ 590m 标高范围煤层瓦斯压力为 ～ ，煤层瓦斯含量为 ～ ；590m～ 800m 标高范围煤层瓦斯压力为 ～ ，煤层瓦斯含量为 ～。 8 煤层为矿井的主采煤层，煤层较硬，煤的坚固性系数 为 ～ ， 矿井绝对瓦斯涌出量为 ，相对瓦斯涌出量为。 表 12 自然发火倾向及煤尘爆炸参数测定表 煤层 自燃倾向性分类 最短自然发火期 /月 煤层爆炸性指Vdaf/% 8 容易自燃 2～ 4 中国矿业大学 2020 届本科毕业设计 第 9 页 2 井田开拓 井田境界及可采储量 井田境界 井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确认。 一般情况下以下列情况为界： 1） 以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界； 2） 以山谷 、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保安煤柱为界； 3） 以相邻矿井井田境界煤柱为界； 4） 人为的划分井田境界； 东以 F32 断 层为界 ,西以补 13线和 67线为界与朱仙庄煤矿相邻 ,浅部以 10 煤层露头为界，深部以 800m 等高线为界，走向长约 ，倾斜宽 km，勘探面积 km2，采矿登记面积 (包括生活区 )为 km2。 可采储量 根据中华人民共和国国土资源部 2020 年 12 月颁布的《煤、泥炭地质勘查规范》（ DZ/T02152020），资源储量估算指标，井田各煤层最低可采厚度均 定为 ；最高灰分(Ad)40%；最高硫分 (St178。 d)3%；最低发热量 (Q178。 d)。 经各阶段的勘探、补勘以及矿井生产期间取样化验，各煤层均达到规范中储量计算的各项指 标。 井田储量应分煤层计算 ,计算公式为 Zg=SHγ (21) 式中： Z。