采矿工程毕业设计论文-徐州矿务局庞庄矿18mta新井设计(编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-徐州矿务局庞庄矿18mta新井设计(编辑修改稿)内容摘要：

向西北延伸与 F1断层相交，向东南延伸与 F47断层相交。 该断层由东一、东二、西一采区上山和西翼－ 170m 运输大巷揭露，在山西组由南四采区下山穿过并由 754 材料道、南三采区横管等处揭露，故该断层控制可靠。 F46断层切割了下石盒子组、山西组 和太原组三组煤系地层，并把庞庄背斜分割成东西两段。 (3)陷落柱 自 1983 年东城井 756 工作面发现陷落柱至今，本井田内共发现 11 个陷落柱。 除 7520 陷落柱位于－ 620ｍ西翼采区外，其余均分布在拾屯向斜的轴部和北西翼，尤其以西北端的 F46与 F47两断层交汇处，陷落柱发育较为密集。 陷落柱多呈 NE 方向排列在东西长 2020m、南北宽不足 800m 的狭长条带内，与井田主体构造方向基本一致。 陷落柱分布及控制情况： 1)756 陷落柱 位于 F46断层的西侧，东城井南四采区的 756 工作面内，于 1983 年 1 月11 日揭露。 煤 电钻打了 3个探眼，总进尺为 ，有两个孔见陷落柱，岩石电钻又打了 3个孔，总工程量 ，有 2个孔见陷落柱，同时采用无线电波坑道透视仪，测出陷落柱信号低值区并圈出其平面位置呈椭圆形，长轴方向 NE50176。 ，与区内构造线方向基本一致。 陷落柱长轴 32m，短轴 20m，平面积 500m2，控制可靠。 陷落柱最大出水量 100m3／ h，正常出水量 40～ 50m3／ h，仅发育于山西组及以下地层中。 2)758 陷落柱 位于东城井 758 工作面切眼外侧、 F47断层的北侧。 于庞庄井－ 370m 水平采区 910 放水道迎头及横管内施 工 4 个钻孔进行勘探，钻探工程量为，其中：有 3 个钻孔揭露陷落柱。 另 1 孔从陷落柱一侧穿过，经查明该陷落柱垂向呈歪斜状，平面上呈椭圆形。 长轴方向为 NE25～ 30176。 ，长度为 75m，短轴长 55m。 控制可靠。 两探查孔揭露该陷落柱后涌水量分别为 45m3／ h 、 65m3／ h，冒落带顶部达下石盒子组的 2 煤顶板。 3)7582陷落柱 位于 758 陷落柱的北侧，两陷落柱在 7 煤层位平面相距不足 10m。 该陷 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 15 页 落柱在 1991 年 6月掘进 706 放水道时有 2处揭露，进入陷落柱 8m；并用长钎子探查，累计进尺 ，打了 7 个孔 ，其中有 6 个孔揭露陷落柱，西侧控制可靠，东侧稍差。 4)706 陷落柱 位于第 10～ 11 勘探线之间的 F47断层的北侧，庞庄井－ 370 水平采区边缘。 由 706 溜子道掘进时发现，用坑道无线电波透视仪探查 2 次，并用钻探等手段进行探查，总工程量达 ，巷探工程量 201m， 3 处揭露陷落柱，故该陷落柱控制可靠。 95 年于该陷落柱边缘的 9 煤巷道中施工一垂直水源孔，孔深 揭露三灰，钻孔涌水量达 340m3/h(水压 )，目前涌水量稳定在 100m3/h左右。 5)铁路煤柱陷落柱 位于 706 陷落柱南侧， 7煤 层位平面相距 12m。 该陷落柱于 1991 年施工铁路煤柱运输道时揭露，巷道进入陷落柱范围内达 5m 之多，有 2 个钻孔穿过陷落柱，总工程量为 ，另有探查 706 陷落柱的 2个钻孔控制，控制可靠。 6)铁路煤柱风道陷落柱 该陷落柱于 1993年 1月 10日在铁路煤柱风道施工至测 13点 +8m处由巷道揭露，塌陷角 79～ 82176。 ，柱体内充填的岩块有页岩、砂页岩、灰白色粗砂岩、黄褐色中砂岩、巷道揭露后顶部有淋水，与围岩接触带有渗水， Q=2m3/h。 该陷落柱由一条巷道及 3个井下勘探孔 (工程量 )控制。 7)铁路煤柱运输道陷落柱 该陷落柱位于铁路煤柱风道陷落柱的东侧，在 7 煤层位中 2个陷落柱平面距离不足 10m,于 1995 年 6月 15 日由铁路煤柱风道揭露，巷道揭露处塌陷角 80～ 85176。 ，由 1 条巷道及 2个井下勘探孔控制。 8)910 陷落柱 位于铁路煤柱风道陷落柱的西北、 758 陷落柱的东侧，距上述 2 个陷落柱的平面距离 60m 左右，由 910 小面切眼施工揭露，据现场观察，该柱体内充填的岩块较为松散，分析认为揭露地段应隶属其近顶端部位。 9)拾屯运输道陷落柱 该陷落柱位于拾屯采区 7 煤风道的下侧、 F51 断层的中部 ,由拾屯 采区运输道及 7 煤风道探巷揭露控制，推测 7 煤位置陷落柱面积 5000m2 左右。 10)2304 陷落柱群 该陷落柱群于 1994 年 2月 1日～ 1994 年 4 月 21 日由 2304 材料道及巷探 巷探 2分别揭露 ， 2 煤层位中，平面上呈互不相连的 3 个椭圆，出水 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 16 页 ～ /h 不等，水源为柱体内的空隙水。 柱体内的堆积物较松散，揭露地段应隶属其冒落带的近顶端部位，塌陷角 75176。 左右，被 3 条巷道及 10 余个井下长钎子勘探孔控制。 推测至深部的 7 煤层位该陷落柱群将連为一体，面积约 20200m2。 11)7520 陷 落柱 该陷落柱位于 16－ 6勘探孔西约 120m处，由 7520 溜子道在掘进过程中揭露并进入其范围内 5m。 其上覆的 2422 工作面在回采时并未见有该陷落柱，可见该陷落柱仅发育在 2 煤底板以下的地层中。 只有 7520 溜子道一条巷道揭露 ，其范围有待进一步控制。 陷落柱对煤层的破坏主要在以下几个方面： ① 由于岩体的陷落作用，在陷落柱范围内形成无煤带。 ② 煤层产状发生变化，主要反应在煤层倾角向陷落柱中心倾斜且愈接近陷落柱倾角变化愈大。 ③ 煤层与围岩裂隙增多，裂隙走向平行于柱面切线方向，裂隙面向陷落柱中心倾斜且倾角较陡。 ④ 小断层增多，断层面向陷落柱中心倾斜且倾角大，软岩中断层落差多小于 2m；而在坚硬的砂岩中，在陷落边缘上形成高角度落差较大的正断层。 煤层特征 含煤概况 本区含煤地层为石炭、二迭系，有 2 个含煤组：山西组 (P1s1)及石炭系上统太原组 (C3t)。 煤系地层平均总厚度 486m，可采 2 层，可采煤层的厚度为，含煤率为 %。 煤 (岩 )层对比 本区含煤地层沉积稳定，标志层 (特别是山西组和太原组 )较为明显，经过近 40 年的采掘活动，井巷揭露的资料较多，为煤层对比工作创造了有利条件。 本次煤岩对比主要依据：标志层与主采煤层层位关系；煤层本身的性质 (如煤层厚度、结构等 )；煤层顶、底板岩性以及煤层间距等对比方法加以综合研究最后确定。 在对比工作中，又根据各含煤组的不同特点，采用其中最适宜的一、二种方法为主要依据，其它方法仅作为辅助条件进行对比。 对比结果分述如下： (1)山西组 (P1s1) 本组主要特点是：沉积环境属滨海平原向内陆平原的过渡带，且以近海湖沼相为主，沉积旋回结构明显，标志层也比较清楚，如顶部的杂色页岩， 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 17 页 中部的厚层石英砂岩和底部的厚层砂质页岩，层理清晰、比较稳定，均可作为对比标志。 特别是 7 煤，煤层厚而且是区域性的稳定煤层，其上普遍有一层厚约 6m 的灰～灰白色中、细粒砂岩 (7 煤直接顶或老顶 )。 下距太原组一灰约 52m； 7 煤本身就是最好的标志层。 因此该煤层对比容易而且可靠。 7煤向下 有一层厚度在 ～ 的薄煤，即是 8 煤。 由 8 煤向下 10m 左右有一层比较厚的煤层，即是 9煤。 (2)太原组 (C3t) 本组属海陆交互相沉积，具有完整的海相型旋回组成的韵律结构，煤层多而薄，可采煤层为 21 煤，均在该煤系地层的下部，煤层较稳定，标志层多而明显。 13 层灰岩均可作为标志层，尤以一、二、四、 十和十二灰最为明显，易于对比。 且灰岩多为煤层顶板，如 20 煤顶板为十层灰岩， 21 煤顶板为十二层灰岩。 因此，只要确定灰岩层位，即可确定煤层层位。 20 与21 煤平均间距为 27m， 20 煤结构简单， 21 煤下部常含有夹矸或砂质煤，极易辨认和对比，煤层的层位对比可靠。 这次煤层对比，太原组与本溪组的分界是以本溪组顶部的灰岩划分的，即把灰岩顶部的铝土页岩 (相当于华北 E 层铝土矿的层位 )划入太原组底部。 这样划分，我们首先考虑到生产应用上的方便；铝土页岩这一段层位反映在岩性上变化较大，有的孔是铝土页岩 (F1 125 孔 )，有的 孔是铝土质页岩(13 169孔 )，有的孔是页岩 (144孔 )，多数孔则是砂页岩 (14 155孔 )。 其次，沉积环境开始有了新的变化；从海相转变为海陆交替相的成煤时期；第三，在本井田第 l 勘探线上的 Q79孔，在太原组底部页岩之下有层砾岩，层厚 ，砾石成分为灰岩碎块，直径约 2cm，呈次圆状或棱角状，胶结致密；眧示进入石炭世晚期沉积环境的多变。 煤 层 7 煤 下距分界砂岩 58m，距 8 煤 ～ ，距 1灰 52m，距 20 煤为 155m。 有 105 个钻孔穿过，全部可采。 见煤点厚度 ～ ，平均 ，另取巷道见煤点 88个，以上总计见煤点 193 个，平均煤厚 该煤的赋存特点： (1) 7 煤属于区域性稳定的中厚煤层，除在－ 620ｍ中央采区由于受河流冲刷造成局部缺失和变薄外 (见图 13)，其余均可采； 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 18 页 中粒砂岩121灰黑色、泥质胶结粉砂岩92灰至灰黑色、遇水变软泥质粉砂岩深灰色泥岩295灰至灰黑色、遇水变软泥质粉砂岩深灰色石灰岩泥质粉砂岩深灰色、可见植物化石碎片煤7黑色、层状泥质砂岩粉砂岩灰至灰黑色、遇水变软石灰岩1517泥质粉砂岩深灰色、可见植物化石粉砂岩1519灰至灰黑色、遇水变软序号 岩柱 厚度 岩层名称 岩性描述 泥质粉砂岩泥质粉砂岩石灰岩石灰岩泥质粉砂岩黑色、层状 图 12 地质综合柱状图 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 19 页 图 13 7煤冲刷范围示意图 (2)煤层结构简单，少数地段 (约 20%)含夹矸，厚度为 ～ ；个别点 夹矸厚度可达 (如 7512 材料道 )。 (3)由浅部到深部煤厚有变薄的趋势 (表 11)。 表 11 7煤厚度与深度变化关系表 水 平 点 数（个） 煤 厚（ｍ） 变化关系示意 220ｍ以上 36 厚 ↓ 薄 370ｍ 183 520ｍ 18 620ｍ 50 总 计 280 7 煤稳定性评定：范围是－ 650m 以下至井田边界的未采区， 50 个钻孔参加评定。 采区边缘巷道见煤点 23 个，总计为 73 个见煤点，全部可采。 煤层可采性指数 K=73／ 73=1 平均煤厚 m。 煤层变异系数γ =% 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 20 页 属于稳定型煤层。 煤质 (1)煤的工业指标 本报告在煤质方面除了收集洗煤厂几个主要指标外，另在生产中采取了少数煤样进行化验分析，化验结果见表 12 从煤质化验资料统计结果看出： 水份：各煤层均属低水份煤，且自上而下逐渐减少。 表 12 煤质分析成果统计表 组 别 煤层 水份 Mad (％ ) 灰份 Ad (％ ) 硫份 St,ad (％ ) 山西组 7 ～ (94) ～ (94) ～ (9) 山西组的 7煤 属低灰煤。 硫份：山西组煤层属特低硫煤。 磷份：山西组煤层属特低磷煤。 发热量 (Qdrr )都在 ；可燃基弹筒发热量 (Qdrr )都在，且自上而下有逐步增大趋势。 挥发份：各煤层均大于 37%，且自上而下有增高趋势。 胶质层指数见表 13(1982 年报告 )。 表 13 煤层胶质层指数表 煤层 7 指数 12 元素分 析：化验成果中各元素组分的变化规律不甚明显。 容重：原“拾挑井田地质勘探最终报告 (精查 )”中的容重，均按煤系平均值确定，不尽精确。 1962 年 9 月的“东城 庞庄煤矿地质勘探最终报告补充资料”中的容重，均采用分煤层加权平均法确定，较为精确。 本次报告采用的容重值，仍是 1962 年 9月补充资料中确定的数值。 (2)煤的物理特征： 7 煤：半亮～半暗型，树脂～玻璃光泽，条带状结构，块状构造，黑色性脆，裂隙较发育，并有方解石脉充填。 9 煤：半光亮～半暗型，玻璃～树脂状光泽，内生、外生裂隙都较发育， 中国矿业大学 2020 届采矿本科毕业设计 第 21 页 条带状结构，块状构造。 (3)煤的工业牌号 本区各煤层工业牌号系按 1958年 4月国家技术委员会规定的分类表划分原则确定的。 先后 3次地质报告确定的结果相同，见 表 15 表 15 煤层工业牌号表 煤层号 确定单位。