采矿工程毕业设计论文-灵东煤矿30mta新井设计(编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-灵东煤矿30mta新井设计(编辑修改稿)内容摘要：

电负荷提供可靠供电电源，电源点已获得呼伦贝尔电业局批准。 （二）水源情况 矿区第二水源 地位于井田东北部的海拉尔河与秃尾巴山之间，取自第四系砂砾岩含水层的地下水。 该水源一期规模为 25000m3/d，实际用水量为10000m3/d，尚有 15000m3/d 的富余量。 能够满足灵东矿井的供水能力。 第二节 井田 地质特征 和煤层特征 一、地质构 造 （一）区域地层 区域地层由 老至新为 元古界前寒武系，古生界泥盆系和石炭二迭系，中生界晚侏罗系，新生界第四系。 元古界和古生界地层均在煤田外零星出露，主要岩性为中酸性火成岩及中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 6页 部分变质岩。 中生界地层区内广泛分布，晚侏罗系上统兴安岭群的中酸性熔岩和火山碎屑岩组成了聚煤盆地的基底。 扎赉诺尔聚煤盆地属于晚侏罗系扎赉诺尔群。 本区第四系比较发育，广泛分布于煤系地层之上。 （二）井田地层 井田内地层因第四系广泛覆盖而没有出露，根据前人及目前所获得的资料，地层由老至新为中生界侏罗系上统兴安岭群、中生界晚侏罗系扎赉诺 尔群、新生界第四系。 地层分述如下： 中生界侏罗系上统兴安岭群 该地层在本井田埋藏较深，与扎赉诺尔群不整合接触，是含煤地层的直接基底。 按岩性特征分为龙江组和甘河组。 （ 1）龙江组 龙江组由中酸性火山岩组成，岩性为流纹岩、安山岩、安山珍岩、粗砂岩、英安岩、凝灰溶岩、凝灰岩等，厚度不详。 （ 2）甘河组 甘河组由中基性火山溶岩和火山碎屑岩组成，岩性为黑灰色致密块状玄武岩、灰紫色安山岩和安山玄武岩、凝灰角砾岩、凝灰岩及凝灰粉砂岩，以假整合接触覆盖于龙江组之上，厚度不详。 中生界晚侏罗系扎赉诺尔群 本群是井田内 发育最好的含煤地层，依据岩性、含煤性、生物化石等特征，分为大磨拐河组和伊敏组。 （ 1）大磨拐河组 本组地层按岩性、含煤性可分为三段，各段间为整合接触。 ①底部砂砾岩段：主要由灰 — 灰绿色凝灰质粉细砂岩及凝灰角砾岩组成，与下伏兴安岭群为不整合接触。 厚度大于 140m。 ②砂泥岩含煤段：下部以灰色粉砂岩、灰白色中细及中粗砂岩为主，夹薄层泥岩，含Ⅳ煤层群；上部由浅灰色、灰白色细中粒砂岩、灰黑色泥岩、灰色粉砂岩，含Ⅲ 1煤层群。 其中Ⅳ煤层群未进行勘探，Ⅲ 1煤层群有 3 个可采煤层，分别是Ⅲ 1－ Ⅲ 1－ Ⅲ 1－ 4。 ③厚层 泥岩段：以灰黑色、厚度大的泥岩为特色，夹粉、细砂岩和菱铁矿薄层，顶部局部为砂泥岩不等厚互层，底部灰黑色泥岩中含有微量细砾石。 厚度大于 180～ 380m。 （ 2）伊敏组 本组是扎赉诺尔煤田最主要的含煤地层，普遍发育，按地层层位、岩性及含煤性分为三段。 地层总厚度约 550m。 中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 7页 ①下部含煤段：岩性以灰白色细砂岩、灰色粉砂岩为主，局部夹中粗砂岩、砂砾岩和灰色泥岩，含Ⅱ煤层群。 厚度约 100～ 280m。 其中Ⅱ煤层群是本井主要可采煤层群，有 4 个可采煤层，分别是Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ Ⅱ 31＋ Ⅱ 3煤，其中Ⅱ 2－ 2煤为中厚煤层， Ⅱ 2－ Ⅱ 31＋ Ⅱ 3煤为中厚、特厚煤层。 ②中部砂泥岩段：以浅灰及灰绿色的粉砂岩、泥岩及灰白色砂岩为主，局部地段变粗为含砾砂岩或砂砾岩。 与下伏含煤段整合接触。 厚度约 130～185m。 ③上部含煤段：以浅灰、灰绿色粉砂岩及灰白 — 浅灰绿色的中、细粒砂岩为主，夹砂砾岩及泥岩薄层，局部砂砾岩较发育，含Ⅰ煤层群。 与下伏砂泥岩段整合接触。 厚度约 100～ 150m。 其中Ⅰ煤层群有 3 个可采煤层，分别是Ⅰ Ⅰ Ⅰ 3煤，均为中厚煤层。 新生界第四系 井田内第四系地层广泛分布，由一些未胶结松散沉积物组成，下部为冲积相 砂、砂砾、粘土及亚粘土、上部风积砂、亚粘土及腐植土。 以不整合覆盖煤系地层之上。 厚度约 12～ 27m。 （三）地质构造 本井田位于扎赉诺尔含煤盆地中部，为一宽缓不对称向斜构造，其轴向主要呈北 20176。 东方向，北端向东偏转轴向 25～ 30176。 ，两翼地层倾角均较平缓，西翼略陡，一般 3～ 5176。 ，浅部有时可达 7176。 ，东翼略为平缓，一般 2～ 3176。 ，浅部有时可达 5176。 本井构造另一特点是含煤地层不同层段沉积中心沿盆地轴向作有规律的侧向迁移。 Ⅱ煤层群沉积中心在新开河以东Ⅲ Ⅲ走向剖面一带；Ⅰ煤层群沉积中心在新开河以西Ⅱ Ⅱ走向剖面附近。 地 层倾角由上至下由大变小，Ⅰ煤层群倾角为 3～ 7176。 ，Ⅱ煤层群倾角为 2～ 5176。 井田内断裂构造不发育，仅在东部边界附近 27— 28 线、 30 线上见有一小型缓坡状平卧断层，区内长度约 2km，该断层由 90— 11 90— 10 90—1 90— 110 钻孔控制，富水性、导水性较差，断层较可靠。 井田内未见岩浆岩活动。 二、煤层及煤质 （一）煤层 井田内有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共 4个煤层群，属于本井开采的煤层群有 2个，分别为Ⅰ、Ⅱ煤层群，共有 11 个煤层，编号由上至下分别为Ⅰ Ⅰ 2 上 、Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ 1 下 、Ⅱ 2－ Ⅱ 31+Ⅱ 3煤。 其中中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 8页 可采煤层有 7 层，编号分别为Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ Ⅱ 31+Ⅱ 3煤。 可采煤层特征见表 1－ 2－ 1。 根据地质报告批复，Ⅰ煤层群水文地质条件复杂，如果开采Ⅰ 1 和Ⅰ 2煤，冒落带高度将波及到第四系含水砂层，存在突水可能，故暂不开采，列为非经济可采储量，待后期根据实际情况确定是否回采。 中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 9页 表 1－ 2－ 1 可 采 煤 层 特 征 表 煤层 编号 煤层厚度 最小－最大 平均 (m) 煤层可采厚度 最小－最大 平均 (m) 煤 层 结 构 夹矸层数 夹 矸 岩 性 煤层层间距 最小－最大 平均 (m) 顶 板 底 板 稳定性 Ⅰ 1 ～ ～ 简单 0～ 1 泥岩、粉 砂岩 ～ 泥岩、粉细粒砂岩、含砾砂岩，局部中粗粒砂岩 泥岩、粉砂岩 稳定 Ⅰ 2 ～ ～ 简单 0～ 2 泥岩、粉砂岩 中、细粒砂岩 泥岩、粉砂岩，局部中粒砂岩 泥岩、粉砂岩 稳定 ～ Ⅰ 3 ～ ～ 较简单 0～ 3 泥岩、粉 砂岩 含砾粗砂岩、砂砾岩 泥岩、粉砂岩、细砂岩 稳定 ～ Ⅱ 2－ 1 ～ ～ 简单～复杂 0～ 8 泥岩、粉砂岩 中、细粒砂岩 泥岩、粉砂岩，局部细、中粗粒砂岩和砂砾岩 泥岩、细粒砂岩 稳定、较稳定 ～ Ⅱ 2－ 2 ～ ～ 简单～复杂 0～ 5 泥岩、粉砂岩 炭质泥岩 泥岩、粉砂岩，细、粗粒砂岩、含砾砂岩 泥岩、粉、细粒砂岩 稳定 ～ Ⅱ31+2 ～ ～ 简单 0～ 3 泥岩、炭 质泥岩 泥岩、粉砂岩 细粒砂岩 稳定、较 稳定 0～ 中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 10 页 有经济开采价值的可采煤层有Ⅱ 2－ Ⅱ 2－ Ⅱ 31+2 和Ⅱ 3煤，其中Ⅱ 2－ Ⅱ 31＋ 2和Ⅱ 3煤是本井主要可采煤层。 Ⅱ 2－ 1煤：全区发育，是本 井主要可采煤层。 煤层变化规律是沿走向一般北翼厚、南翼薄，沿倾向西翼厚、东翼薄，两翼由浅至深煤层厚度增大。 在 27— 28 线以北煤层结构较简单、煤层稳定，多为单层或一层夹矸；接近27— 28 线时个别点夹矸 2～ 3 层；以南结构复杂、急剧分岔变薄，分岔最大间距达 ，一般夹矸 3～ 5 层，局部 8层，属较稳定～不稳定。 夹矸岩性为泥岩、粉砂岩、中、粗粒砂岩。 Ⅱ 2－ 2煤：区内大部分发育，煤层变化规律是西翼厚、东翼薄、北厚南薄，煤层结构简单至复杂，夹石 0～ 5层。 夹矸在 24－ 25 线以北为 0～ 2层，以南为 2～ 5层。 夹矸岩性为泥 岩、粉砂岩、炭质泥岩为主。 Ⅱ 31＋ 2煤和Ⅱ 3煤：Ⅱ 3煤全区发育，是本井最主要可采煤层，煤层变化规律是北翼厚、南翼薄，沿倾向西翼厚、东翼薄，两翼向盆地中心由薄逐渐增厚，在向斜轴以西分岔前煤层最厚。 煤层由深部向东翼浅部分岔为Ⅱ 3煤和Ⅱ 31＋ 2煤两层可采煤层。 分岔线在 90— 11 89— 10 89— 2 89—10 90— 10 90— 118 钻孔连线的西侧，东部开始分岔。 在 31线以北沿走向由南至北厚度一般 ～ ，厚度变化较小，仅西北边缘略薄，一般在 ～ ；在 31 线以南因分 岔厚度变薄，一般 左右，南部边缘 90— 26 孔煤厚仅。 （二）煤质 煤类及其分布规律 Ⅱ 2Ⅱ 31＋ 2和Ⅱ 3 煤是本井主要可采煤层，以褐煤为主，长焰煤次之。 煤质分析 本区煤呈黑褐色，条痕褐色，弱沥青光泽，断口多呈平坦状、贝壳状及参差状，性脆易碎，易风化，可见龟裂现象。 见有不发育的内生裂隙。 煤的结构常以条带状为主，线理状、透镜状次之。 煤的构造多为水平层理；煤的硬度系数为 ，长焰煤视密度为 ～ ，平均为。 真密度为 ～ ，平均为。 褐煤视密度为 ～，平均为。 真密度为 ～ ，平均为。 （ 1）褐煤的化学性质 ①煤的水分（ Mad）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 ②煤的灰分（ Ad）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 Ⅱ 2－1 煤为中灰煤。 中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 11 页 ③挥发分（ Vdaf）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 ④全硫（ St,d）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 属特低硫煤。 ⑤磷分 (Pd):一般在 %～ %之间 ,平均为 %。 Ⅱ 2－ 1 煤属中磷煤。 ⑥粘结指数（ GRI）：均为 0。 ⑦透光率（ PM）：一般在 23%～ 45%之间，平均为 33%。 ⑧发热量（ Qb,ad）：一般在 ～ ，平均为。 ⑨恒湿无灰基高位发热量（ ）：一般在 ～ 之间，平均为。 （ 2）长焰煤的化学性质 ①煤的水分（ Mad）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 ②煤的灰分（ Ad）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 Ⅱ 31+Ⅱ 3煤为低灰煤。 ③挥发分（ Vdaf）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 ④全硫（ St,d）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 属特低硫煤。 ⑤磷分（ Pd）：一般在 %～ %之间，平均为 %。 属低磷煤。 ⑥粘结指数（ GRI）：最小为 0，最大为 3，一般多为 0。 ⑦透光率（ PM）：一般在 54%～ 68%之间，平均为 62%。 ⑧发热 量（ Qb,ad）：一般在 ～ ，平均为。 ⑨恒湿无灰基高位发热量（ ）：一般在 ～ 之间，平均为。 煤炭产品用途 本井煤层随着煤层埋藏深度增加，变质程度逐渐加大。 Ⅱ 2－ 1和Ⅱ 2－ 2煤可作为民用和动力用煤。 Ⅱ 3 煤具有低灰、特低硫、低磷、发热量较高，化学反应性较好，热稳定性好，抗碎强度高，易磨碎，低熔灰分，结渣性强的特征。 是良好的动力用煤和气化用煤，属富油煤，今后还可考虑炼油的可能性。 煤质详见第七章第一节。 （三）岩石工程地质特征 经对井田内可采煤层顶板 30m，底板 30m 的岩性进行采样分析，岩性由中国矿业大学采矿专业 09 届本科毕业设计 第 12 页 泥岩、粉砂岩及粗中砂岩组成，以粗、中砂岩为多，泥质胶结，粗、中砂岩松散、抗压强度低。 泥岩、粉砂岩、细砂岩有随深度增加，抗压强度增高的规律。 而粗、中砂岩的抗压强度没有明显变化。 一般规律是煤层的抗压强度普遍较高，岩石抗压强度较低，岩石随粒度变粗而抗压强度变低。 灵东矿井L3 井筒检查孔对各煤层及其顶底板进行岩石力学试验 ,详见表 122。 表 122 各煤层及顶底板岩石力学试验成果表 层位 (从上至下 ) 天然含水率 （ %） 单向抗压强度 （ Mpa） 泊松比 （ P） 内摩擦角 （176。 ） 内聚力系数 （ Mpa） 备注 泥岩 ～ ～ ～ ～ Ⅱ 21煤层 ～ 砂质泥岩 ～ ～ ～ ～ ～ 细砂岩 Ⅱ 22煤层 砂质泥岩 ～ ～ ～ ～ ～ 粉砂岩 泥岩 ～ ～ ～ ～ ～ 中砂岩 ～ ～ ～ ～ ～ 泥岩 Ⅱ 3煤层 主要煤炭 用途 一、煤质特征 （一）煤 质资料 本设计主要依据东煤公司煤田地质局一 0 九勘探队 1992 年。