采礦學(xué)說明書_畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)本設(shè)計(jì)包括兩部分：一般部分和專題部分。一般部分為林南倉300 萬噸新井設(shè)計(jì)，全篇共有十部分：礦井概括及井田地質(zhì)特征、井田境界及儲(chǔ)量、 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、井田開拓、采區(qū)巷道布置、 采煤方法、井下運(yùn)輸、礦井提升、礦井通風(fēng)與安全和礦井主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。林公里。井田內(nèi)可采的共有2 層煤，煤層賦存穩(wěn)定， 11 煤層厚度 54.5m，2 煤層厚度 4.54m，平均傾角為 16°，為緩傾斜煤層。井田內(nèi)工業(yè)儲(chǔ)量 2.2 億 t，可采儲(chǔ)量 2.1 億t。相對(duì)瓦斯涌出量為 1.2m3min 屬于低瓦斯礦井，煤層有自燃發(fā)火現(xiàn)象。該礦井設(shè)計(jì)年

2、生產(chǎn)能力為300 萬 t，服務(wù)年限為 60 年。采用雙單水平開拓， 水平為500m，礦井采用單面走向長壁綜合機(jī)械化開采。礦井布置一個(gè)雙滾筒綜采工作面，長度為200m,煤在大巷的運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為采區(qū)邊界式。專題部分主要內(nèi)容是：煤巷錨桿支護(hù)關(guān)鍵理論與技術(shù)探討錨桿支護(hù)是現(xiàn)代煤礦支護(hù)的一種重要支護(hù)方式，在煤礦生產(chǎn)中扮演著很重要的角色。介紹煤礦開發(fā)出的錨桿支護(hù)成套技術(shù)，采用成套技術(shù)系統(tǒng)，必要時(shí)配合注漿加固，能夠有效控制巷道圍巖的強(qiáng)烈變形，并取得良好的支護(hù)效果。 錨桿支護(hù)已經(jīng)成為煤巷主要的支護(hù)形式 , 多年來國內(nèi)外的實(shí)踐證明, 錨桿錨索支護(hù)是煤巷經(jīng)濟(jì)、有效的支護(hù)方式,特別是在大斷面巷道得到

3、廣泛的應(yīng)用, 是煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效生產(chǎn)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其是現(xiàn)代技術(shù)及實(shí)踐表明錨網(wǎng)錨噴技術(shù)是目前較成熟的技術(shù)。ABSTRACTThis design contains two parts: the general part, the dissertation part.The general part is a new design of LinNanCang Mine in KaiLuan coal department. It chapters: the outline of the mine and the mine filed geology, boundary and rese

4、rves, the designed productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine.The LinNanCang mine filed lies in the Tangshan city of average. The total area ofthe mine is about 14

5、.5 km2.there is only three payable seam: No. 7. No.9 and No.12, and the average thickness of the seam is 9.3m. It is stable belong to fluty inclined, with the average angle 14 degree. The industry reserves of the mine filed are 212 million tons and3the useable reserves are 161 million tons. The aver

6、age flow of the mine is from 1.2mmin.It is a low gassy mine. The coal dust tendency.The productive capacity of Xuzhou mine is 1.8 million tons per year, and itlife is 63.9 years. There are2 levels in the mine. The fist development levelinclinedcoal seam.There is only one working face in the mine. Th

7、e length of the face is 200m. Coal istransported by the tramcar with the capacity of 3T.The method of mine ventilation inthis shift central boundary ventilation. s serThe main content of the special part is:The reason and its prevention and cure Counterplans of the work face s roof accident.Roof acc

8、ident is one of the biggest Latent dangers for the production in the work face. Distincting accuratly all kinds of the roof accident and adopting the valid control measure is very important for the safety production in the work face. This text analysisthe reason of the work face s roof accident and

9、advances actually the concrete controlmeasure of preventing from roof accident.Keyword: Recoverable reservesLength of serviceVertical shaft developmentFull-mechanized目錄一般部分緒 論大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，讓我掌握了一定的專業(yè)知識(shí)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)答辯，更讓我了解到了理論與實(shí)際的差距，同時(shí)也感受到了自己在專業(yè)課方面的一些不足之處。本設(shè)計(jì)為開灤集團(tuán)林南倉礦3Mta 的新井設(shè)計(jì)，根據(jù)畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)在林南倉礦所收集來的地質(zhì)條件，以及指導(dǎo)教師

10、所分的課題方向，本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括了井田開拓、采煤工藝、采區(qū)設(shè)計(jì)、通風(fēng)安全等方面的設(shè)計(jì)。本礦井走向長度為5km，傾向長度為 3.5km，在本井田內(nèi)共有 2 個(gè)可采煤層即 11， 12 煤層，為中厚煤層，煤層平均傾角為 16°。本井田內(nèi)設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 2.2 億噸，服務(wù)年限為 60a。煤的工業(yè)牌號(hào)為氣煤。本設(shè)計(jì)采用立井開拓，分煤層大巷布置。運(yùn)輸大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，軌道大巷采用 10t 架線式電機(jī)車牽引1.5t 固定車廂式礦車運(yùn)輸物料及人員。采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。本設(shè)計(jì)通過多方案比較和綜合技術(shù)比較以及相應(yīng)的

11、經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)化設(shè)計(jì)，其中開拓方案的比較，以大量的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來核算，以便使設(shè)計(jì)更加合理。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合了礦井的地質(zhì)情況、 煤層的受力等情況以及國內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，這樣使建成的礦井更加與實(shí)際相符。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，更重要的是，讓我所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合了起來，從而也為我以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。1.礦井概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述交通位置位于河北省唐山市北偏東約13 公里處，南距馬家溝礦6 公里，距原京山鐵路開平車站 10 公里，東距陡河發(fā)電廠4.5 公里。行政區(qū)域?qū)偬粕绞虚_平區(qū)管轄，林南倉鐵路運(yùn)輸北至秦皇島，南至天津，西至唐山，東至山海關(guān)、京唐港；各縣

12、鄉(xiāng)之間均有簡易公路，交通方便。具體交通情況見林南倉礦交通位置圖(圖1-1)。圖 1-1林南倉礦交通位置圖地形、地貌本區(qū)為一平坦的沖積平原， 東南面沿陡河?xùn)|岸是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北西南方向起伏伸展的低山丘陵。從東往西有巍山(+290m)、鳳山 (+180m)、小梁山 (+100m)和菀豆山 (+38m)，由菀豆山向西南傾沒于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢逐漸增高， 直到青龍山標(biāo)高達(dá) +493.01m。在井田北面約 7 公里為由震旦紀(jì)灰?guī)r構(gòu)成的低山丘陵， 東西方向橫伏， 這兩條低山丘陵在井田東面的青龍山一帶相匯合。低山丘陵的伸展方向與地層走向方向一致。井田內(nèi)地勢平坦，但北部稍高，

13、向南低下，北部地面標(biāo)高為 +38.8m(灣 35 孔) ，南端標(biāo)高為 +23.85m(灣補(bǔ) 6 孔) ，傾向陡河。河流及水體流經(jīng)本區(qū)東南邊的陡河，發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱管河，發(fā)源于豐潤縣福山寺管泉，西支稱泉水河，發(fā)源于豐潤縣趙莊上水路。二支水流在雙橋村北側(cè)匯合，向南流經(jīng)唐山市區(qū)，下游匯集石榴河，向南流入渤海。河北省水利廳于1965 年在雙橋村一帶修建了陡河水庫，水庫大壩距井田東端的最近距離為2200m。陡河及陡河水庫雖然距井田區(qū)甚近， 但是因其底下均賦存有百余米的第四紀(jì)松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層， 對(duì)本礦充水沒有直接的影響。唐山地區(qū)氣候?qū)侔氪箨懶?，夏季炎熱多雨，冬?/p>

14、嚴(yán)寒凜烈，氣溫變化較大。水源及電源礦井生活用水水源取自處理后的淺層地表水；工業(yè)用水取自處理后的井下排水。全礦目前生活工業(yè)耗水量為8.43m3min, 井上礦內(nèi)生活及工業(yè)耗水為6.0m3min，工房生活耗水為 1.62m3min ，其他村莊為 0.81m3min。地面建有一座變電站， 三條 35KV的高壓電源分別從賈安子、 后屯輸入，總長度 29Km，主變共有三臺(tái)，總?cè)萘繛?300 KVA×3，其中兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，一臺(tái)備用。氣象本區(qū)大氣降水一般集中在七、八、九月份。據(jù)19791998 年氣象資料統(tǒng)計(jì)：年降水量最大值為 899.6mm(1987年 ) ，最小值為 317.45mm(1

15、997年) ，平均值為 596.85mm。1.2 井田地質(zhì)特征井田地質(zhì)構(gòu)造林南倉井田隸屬于開平煤田，位于開平向斜的西北側(cè)。開平煤田位于燕山南麓，是一個(gè)北東向的大型復(fù)式含煤向斜構(gòu)造，其東側(cè)與山海關(guān)臺(tái)拱 ( 級(jí)構(gòu)造單元 ) 為鄰；南部則伸入華北斷坳 ( 級(jí)構(gòu)造單元 ) 之中。地質(zhì)力學(xué)體系上處于天山- 陰山緯向構(gòu)造帶、新華夏系構(gòu)造帶和祁呂賀蘭山山字形的三個(gè)巨型構(gòu)造體系的交匯部位。林南倉礦井田位于開平向斜的西北側(cè)，中隔鳳山 - 缸窯背斜自成一盆狀向斜。南北長約 8.01 km ，東西寬約 10.59 km ，面積約 84km2。斷裂構(gòu)造和褶曲是井田內(nèi)的主要構(gòu)造形式，并由此造成含煤地層的產(chǎn)狀起伏變化、節(jié)

16、理裂隙縱橫發(fā)育。地層：林南倉煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組， 上統(tǒng)開平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成，煤系地層的形成時(shí)代屬于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。巖性以砂巖、泥巖為主，基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r， 分布于煤田周邊地帶， 與煤系地層呈不整合接觸。本井田與開平煤田其它構(gòu)造單元的地層特征基本相似， 下面按著由老至新的地層順序描述如下：(1)奧陶系中統(tǒng)馬家溝組 (O2)本組為巖性單一、 質(zhì)純的碳酸鹽巖相沉積， 以厚層狀灰褐色 淡玫瑰色的豹皮狀灰?guī)r為主，夾薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r。后種巖石多賦存于本組地層上部。其頂部大約50m 以上部分屬古風(fēng)化帶，最頂部20m 風(fēng)化程度甚強(qiáng)，常呈土黃色，向下漸弱，巖

17、石呈黃灰斑狀雜色。在風(fēng)化殼中，溶孔溶洞發(fā)育，部分層段呈蜂窩狀。含水性甚強(qiáng)，裂隙及孔洞內(nèi)有淺灰 淺黃色鋁土巖充填物。(2)石炭系 (C)下界為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r頂面，兩者為平行不整合接觸。上界為煤11 頂板含海相動(dòng)物化石之泥巖頂面。該層與上覆的二疊系地層呈整合接觸。本組一般厚度為210m。石炭系中統(tǒng) 唐山組 (C2)直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r之上，上至K3 唐山灰?guī)r頂界面，一般厚度75m。本統(tǒng)地層以粘土巖和粉砂巖為主,各種巖石大致百分比如下:粘土巖占 42.1，粉砂巖占 31.2，砂巖占 19.9，石灰?guī)r占 6.8。石炭系上統(tǒng) (C3)分上下兩組，下組稱開平組C31 ，上組稱趙各莊組C32 。

18、上組是林南倉礦井田重要的含煤地層，本統(tǒng)地層一般厚度為135m。a.開平組 C31：下限為唐山灰?guī)rK3 頂板，呈整合接觸，上限為趙各莊灰?guī)rK6 之頂板，亦是整合接觸。本組地層一般厚度76.59m，以粉砂巖為主，粘土巖含量減少。本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r，由下而上命名為K4 、K5 、K6 ，其中 K5 石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖，時(shí)而接近鈣質(zhì)粘土巖,厚度薄但比較穩(wěn)定，一般為0.1 1.3m，平均0.55m。在 K5 石灰?guī)r底板，賦存三個(gè)煤層即：煤14 一般厚度為 0.10.8m,平均 0.4m;煤 15 甲一般厚度為 0.10.5m;煤 15 乙一般厚度為 0.1 4.29m,平均 1.12m，局部

19、達(dá)到可采。本組比較突出的特點(diǎn)是出現(xiàn)了含煤沉積，是典型的海陸交互相沉積序列。b.趙各莊組 C32：下限為趙各莊灰?guī)r K6 頂板，上限為煤 11 頂板泥巖之頂界面。一般厚度為 60m，本組為重要的含煤地層，其中 11 煤層位于本組上部， 11 煤層位于本組下部，都作為主要可采煤層。本組地層以粉砂巖為主， 其次為砂巖，各種巖石所占百分比如下： 粉砂巖類 38.3，砂巖類 29.5，煤層 17.4，粘土巖 14.8。本組含煤層 5 層，即：煤 11、煤 12-1、煤 12-1 上煤線、煤 11。二疊系下統(tǒng) 1下界為煤 11 頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為層礬土質(zhì)粘土巖之頂板，井田內(nèi)該層大部分被沖蝕

20、掉。本統(tǒng)地層一般厚度為235.76m，分上下兩組，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。a.大苗莊組11上限為煤5 頂板的中粗粒砂巖底界面，下限為煤11 頂板粘土巖之頂界面。本組一般厚度為90.36m，最小厚度為65m(灣水2)。本地層由粉砂巖、砂巖、粘土巖、5-10 號(hào)煤層組成。b.唐家莊組 12下限為煤 5 頂部的粗砂巖底板， 與下伏大苗莊組呈不整合接觸。上限為層鋁土質(zhì)粘土巖之頂板。林南倉礦井田范圍內(nèi)層及其以上地層全部剝蝕。本組一般厚度為145.4m。本組巖性組合主要是中、粗砂巖和粉砂巖，夾有少量的泥巖。本組地層大致可分三段，反映出三次較大的河流活動(dòng)周期。 風(fēng)化殼巖

21、石特點(diǎn)： a.巖層顯著變色，粘土巖和砂巖均變成淺黃色、灰白色或其它雜色。b.巖石硬度降低，產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黃色充填物。c.巖石礦物發(fā)生淋濾分解作用。在垂直方向上，區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼具有分帶性：a.上部強(qiáng)風(fēng)化帶：巖石受到強(qiáng)烈的風(fēng)化作用，致使巖石發(fā)生了明顯的變化，粘土巖和粉砂巖大部分變成了淡黃色，質(zhì)軟易碎，砂巖多呈褐黃色疏松狀。石灰?guī)r呈多孔狀，該帶含水性較弱， 界于第四紀(jì)底部卵石層和下伏裂隙砂巖含水層之間，對(duì)上部卵石層水向下導(dǎo)入礦床起到一定的阻塞作用。b.下部弱風(fēng)化帶：巖石受到風(fēng)化作用后產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，但巖體還比較完整，向下過渡到正常巖石。物理化學(xué)風(fēng)化較弱，在裂隙兩側(cè)可見有區(qū)別于本巖層顏色的

22、薄帶，風(fēng)化裂隙中飽含地下水，充水性較強(qiáng)。第四系松散沉積物第四系地層不整合于各時(shí)期基巖之上，在井田范圍內(nèi)，厚度由北部100m 向南逐漸增厚，至井田南端厚度達(dá)到379.67m，等厚線方向大致東西延伸，其巖性由下而上大致可分為四層。a.底部卵礫石層：本層主要是由卵礫石、泥礫和粘土層所構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)層組。卵礫石成分主要是石英和燧石，含量占80以上，其次為條帶狀燧石灰?guī)r，有稀少的花崗片麻巖，偶見紫色頁巖，未曾見有火山巖礫。本層厚度分布不均，0 95m，一般為41m。b.中部粘土層：灰色、褐色和黃灰色粘土巖，可塑性強(qiáng)，局部夾薄層砂質(zhì)粘土，偶見透鏡狀砂層，粘土層內(nèi)含豐富的動(dòng)物介殼，層位穩(wěn)定，是沖積層內(nèi)的重要

23、標(biāo)志層。本層一般厚度 20 90m，平均 56.67m。c.中部卵石層：卵礫石成分主要是火山角礫巖，含量占70以上，其次為花崗片麻巖和石英巖，礫石多為火山巖礫，是區(qū)別于其它礫石層的重要標(biāo)志。本層厚度為1337m，平均 26.7m。d.上部砂粘土層：由中厚層狀或厚層狀粘土、亞粘土、粉砂和砂類松散沉積物交替組成，地層延續(xù)不很穩(wěn)定， 多呈透鏡體形式賦存。 上部一般為粘土層， 而下部多為砂層，呈淺黃色，粘土為土黃色或灰黃色，淺部為灰色或褐灰色。本層厚度70 90m，平均為81.00m。綜合地質(zhì)柱狀圖如圖1-2 所示。林南倉礦井田自身即為一個(gè)盆狀向斜，向斜軸線偏居西側(cè)，近南北延伸，中部略向西呈弧形彎曲，

24、并向南偏東傾伏，傾伏角約56°。向斜軸線西側(cè)地層產(chǎn)狀急陡，而東側(cè)則較為舒緩， 同時(shí)向斜邊緣較之中部地層產(chǎn)狀陡。這種構(gòu)造特征直接影響了井田不同區(qū)域斷裂構(gòu)造的性質(zhì)和發(fā)育程度。斷層(1) F1 正斷層：位于井田西南部，是井田內(nèi)極為重要的斷層。斷層走向近南北，傾角 55°78°，最大落差 35m，延伸長度達(dá) 1100 余米，該斷層不僅落差大，而且斷層破碎帶寬，局部達(dá) 0.11.1m，因此曾一度具有很強(qiáng)的充水性， F16 斷層是西一采區(qū)與西二采區(qū)、東一采區(qū)與東二采區(qū)的天然界線。水文地質(zhì)林南倉礦的水文地質(zhì)條件屬復(fù)雜型，共有八個(gè)含水層，自下而上分別為：奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含

25、水層 ( ) 、 K2 K6 砂巖裂隙承壓含水層 ( ) 、 K612 煤砂巖裂隙承壓含水層 ( ) 、 9 煤 7 煤砂巖裂隙承壓含水層 ( ) 、 5 煤以上砂巖裂隙承壓含水層 ( ) 、風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層 ( ) 、第四系底部卵石孔隙承壓含水層 ( ) 、第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層 ( ) 。其中與礦井生產(chǎn)較密切的為、。其中礦井直接充水含水層有、；礦井間接充水含水層有沖積層含水層、。各含水層分述如下：(1) 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層( )本含水層為含水豐富的含水層，該含水層厚度大于600m。巖性由質(zhì)純的豹皮狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，據(jù)勘探資料表明，施工的13

26、個(gè)孔穿過灰?guī)r總長度451.51m，因溶洞或巨大裂隙造成鉆具驟然下陷的有10 個(gè)孔25 個(gè)段落，溶洞最大直徑為1.13m，沖洗液失去循環(huán)。該含水層單位涌水量為0.002 ，平均為，滲透系數(shù)為0.512 32.609md ，平均為 10.889md ，其水質(zhì)特征為： HCO3一- Ca2+型，硬度為 6.23 9.61 德國度，總礦化度為131216mgl，PH=7.8 8.3 。奧陶系石灰?guī)r至最下可采煤層煤 11 之間距 158m,其間有兩個(gè)含水層 , 即 K2K6 及K6煤 12 巖裂隙含水層，其厚度分別為 100m、20m。其下為隔水巖層，即 G層鋁土K2，厚 4068m，其巖性從上而下分別

27、為鮞狀粘土巖、 粉砂巖、鈣質(zhì)粘土巖， K1 石灰?guī)r、石英砂巖、粉砂巖、 G層鋁土，這套巖層隔水性能較好。(2)K2 K6砂巖裂隙承壓含水層該含水層位于石炭系中統(tǒng)唐山組的K2 灰?guī)r和石炭系上統(tǒng)趙各莊組的K6 灰?guī)r之間，厚度 100m，巖性以粉砂巖和細(xì)砂巖為主。巖石膠結(jié)物多為鈣泥質(zhì)。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以傾向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。該含水層在垂向上以K6 灰?guī)r、煤 15 底板、煤 16 底板含水較豐富。本含水層單位涌水量為 0.005 0.083 m3min.m，平均為，滲透系數(shù)為 1.296 7.816md ， 平均為 3.486md ， 屬于含水豐富 的含水 層 。 水 質(zhì)類

28、型 為 HCO3-Ca2+ Mg2+型淡水，總硬度為 9.12 德國度， PH=7.89。(3)K6煤 12 砂巖裂隙承壓含水層該含水層位于石炭系上統(tǒng)趙各莊組的K6 至煤 11 底板之間，厚度 20m，巖性以砂巖和粉砂巖為主，巖石膠結(jié)物多為硅質(zhì)，垂直層面的構(gòu)造裂隙很發(fā)育，裂隙充填物多為鈣質(zhì)。從水平方向看，含水層厚度由西向東呈遞增趨勢，導(dǎo)水裂隙發(fā)育率東部較西部高。該含水層在垂向上，以煤12 底板、煤 12-12 底板、 K6 灰?guī)r含水較豐富。本含水層單位涌水量為 0.002 0.206 m3min.m ，平均為，滲透系數(shù)為 0.253 19.793md， 平均為 6.360md ， 屬于含水豐富

29、 的含水 層 。 水 質(zhì)類型 為HCO3-Ca2+Mg2+型淡水，總硬度為 12.27 德國度，固型物含量為 241mgl，PH=7.85。(4) 煤 5 以上砂巖裂隙承壓含水層該含水層位于二疊系下統(tǒng)的大苗莊組的煤5唐家莊組上界。巖性以粉砂巖及砂巖為主。砂巖膠結(jié)物多為鈣、硅、泥質(zhì)。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以傾向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。本含水層可分為下段 ( A)、上段 ( B)。下段 ( A)：在煤 5 以上 60m厚，為一河床相砂巖，與下伏地層呈沖刷接觸，在井田西部和中部直接沖刷至煤5 或煤 6，甚至沖刷至煤7 或煤 8，本段單位涌水量為0.007 0.117 m3min.m，

30、平均為，滲透系數(shù)為 1.985 8.945md ，平均為4.952md ，其水質(zhì)特征為： HCO3一- Na+一 Ca2+型淡水，硬度為7.86 12.64 德國度，固形物含量 234297mgl，PH=8.08.4 。上段 ( B)：位于煤 5 以上 60 100m即厚度 40m，本段頂板直接與基巖風(fēng)化帶連接。本段單位涌水量為0.011 ，平均為0.013 m3min.m ，滲透系數(shù)為1.722 2.059md ，平均為 1.843md ，其水質(zhì)與下段同。(5) 沖積層含水層該含水層厚 100 379.67 m。它本身為一礦井間接充水含水層，補(bǔ)給上述三個(gè)直接充水含水層。其中底部卵礫石孔隙承壓

31、含水層對(duì)基巖含水層補(bǔ)給關(guān)系最密切。(6) 底部卵礫石孔隙承壓含水層 ( )位于沖積層下部。含水層由不等粒的砂礫、卵石、粘土顆粒組成，總的方面看，本層是個(gè)比較均質(zhì)的含水層。 根據(jù)含水層的厚度和抽水試驗(yàn)的結(jié)果可知，該含水層由北向南逐漸變厚， 滲透系數(shù) K 由北向南逐漸變小， 富水性由西向東逐漸增強(qiáng)。本含水層單位涌水量為 0.053 0.231 Lsm ，平均為 0.129 Lsm ，滲透系數(shù)為7.464 32.748 md ，平均為 10.455 md ，為含水豐富的含水層。(7) 區(qū)域巖溶地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄林南倉礦區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河?xùn)|岸是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北西南方向起伏

32、伸展的低山丘陵。 礦井的巖溶較發(fā)育，含水層水通過巖溶裂隙進(jìn)入礦井。地下徑流以擴(kuò)散流為主，動(dòng)態(tài)變化相對(duì)穩(wěn)定，年變幅小，常具多年周期性變化，局部發(fā)育溶孔溶隙及小管道共同組成的強(qiáng)含水段或強(qiáng)徑流帶。巖溶地下水的排泄通過地下徑流的的方式流入河流，另外礦上的疏排水使礦井的排泄能力得到很大的提高。(8)礦井涌水量依觀測結(jié)果，全礦總涌水量最大為 15.61 m3 min，最小涌水量為 14.99 m3 min，一般為 15.24 m3 min，其中清水 10.25 m3 min，混水 4.99 m3 min。一水平涌水量為 9.11 m3 min，其中東翼 3.56 m3 min、西翼 4.19 m3 min

33、、煤倉為 0.1 m3 min、水倉 1.0 m3 min 主、副井筒 0.13 m3 min。二水平為 6.13 m3 min。其他有益礦物井田內(nèi)的有益礦產(chǎn)有耐火粘土、 鋁土礦、鐵礦以及賦存于煤中的某些稀有分散元素。現(xiàn)簡述如下：(1) 耐火粘土6 煤底板粘土巖厚1.0 1.5 m ，灰或深灰色，團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，含鮞粒及菱鐵礦結(jié)核，有植物細(xì)根。井田西半部被剝蝕。15 煤底板粘土巖厚約1.5 m，淺灰色團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，含鮞粒及菱鐵礦結(jié)核，頂部有植物根。G 層粘土巖頂部厚約4.5 m ，淺灰色，組織致密、細(xì)膩、鮞狀及豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦散晶及菱鐵礦結(jié)核。(2) 鋁土礦G 層鋁土質(zhì)粘土巖厚約5.5 m ，灰或

34、紫灰雜色，鮞狀和豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核，底部時(shí)現(xiàn)礫狀結(jié)構(gòu)。(3) 鐵礦在 G層鋁土礦和中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r之間有一巢窩狀鐵礦層， 由黃鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦聚合而成。比重甚大，厚度極不穩(wěn)定，約 0.2 m左右。以上的鋁土礦及鐵礦因直接覆蓋于奧陶石灰?guī)r之上，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，當(dāng)前不具備開采價(jià)值。(4) 稀有分散元素根據(jù)稀有元素測試結(jié)果( 表 4-13) ，鈾的含量均低于0.003%，鍺的含量在 7、 10 煤兩個(gè)層煤中有個(gè)別點(diǎn)的品位大于0.003%，其余均低于 0.0025%，鎵的含量僅 6 煤有個(gè)別點(diǎn)的品位達(dá) 0.003%，其余均低于 0.0025%，說明井田內(nèi)賦存稀有元素，但是品位低

35、，無工業(yè)價(jià)值。1.3 煤層特征煤層林南倉井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)組成，含煤地層總厚約450 m，共含大小煤層十九層，煤層總厚達(dá) 25.3 m ，含煤系數(shù) 5.7%，其中可采煤層共兩層， 11 、12，平均總厚度 9.5 m ，可采含煤系數(shù) 3.6%，可采煤層集中在趙各莊組和大苗莊組。井田十九層煤中， 11 、12 煤為主要可采煤層， 其它煤層為不可采或局部可采煤層，現(xiàn)分述主要可采煤層。11 煤：為礦井主采煤層，井田內(nèi)厚度為0.37 4.22 m ，平均厚度為5 m，煤層傾角為 1217°，平均為 16°。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大，總的變化趨勢是：東翼、西翼采區(qū)厚度較

36、大，而南翼采區(qū)則較薄，最厚點(diǎn)為灣33 孔所見。煤層含1 層夾矸，但夾矸分布不穩(wěn)定。12 煤：為礦井主采煤層， 厚度為 1.27 11.58 m，平均 4.5 m，煤層傾角為 1116°，平均 15.7 °，區(qū)內(nèi)煤層厚度形態(tài)變化較穩(wěn)定。含夾矸4-5層，其中下部含一層分布極穩(wěn)定的細(xì)砂巖夾矸，灰白色或淺灰色，條帶狀，致密堅(jiān)硬，厚度0.02 0.78 m ，平均0.39 m 。各可采煤層特征見表 1-1 。表 1-1 可采煤層特征煤厚 m煤層間距 m頂、底板特征煤層煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定情況可采情況平均minmax(夾矸層數(shù) )頂板底板平均114.51較穩(wěn)定可采泥巖粉砂巖4851245穩(wěn)定可

37、采粉砂巖細(xì)砂巖煤層頂、底板11#煤層：直接頂為灰黑色泥巖，塊狀，含海相動(dòng)物化石，平均6.65m；老頂為淺灰色灰白色細(xì)砂巖，塊狀，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，平均2.69m；直接底為灰灰白色帶褐色泥巖或粘土質(zhì)粉砂巖,塊狀構(gòu)造，平均 1.85m。12#煤層：偽頂為深灰色或黑色腐泥質(zhì)泥巖，塊狀，厚度不穩(wěn)定，時(shí)有尖滅，平均0.36m，老頂?shù)V壓顯現(xiàn)等級(jí)為級(jí)；直接頂為粉砂巖，水平層理發(fā)育，易脫落，中上穩(wěn)定性，平均 1.62m。直接底為灰深灰色粉砂巖或細(xì)砂巖，塊狀，較堅(jiān)硬，平均厚 1.76m，底板類別為?？刹擅簩蛹捌漤?shù)装宓膸r石力學(xué)性質(zhì)見表1-2。表 1-2 可采煤層及其頂?shù)装宓膸r石力學(xué)性質(zhì)表密度三軸抗剪參數(shù)抗壓強(qiáng)

38、度 Mpa抗拉強(qiáng)度 Mpa層位gcm3內(nèi)聚力 Mpa內(nèi)摩擦角11#煤頂板2.3538.2827° 4445.51.3911#煤底板2.5138.7830° 3960.11.7711#煤頂板2.59912.76 26.9134° 41 36° 5771.5 109.63.91 5.7311#煤底板2.59212.58 12.6423° 1735° 5448.9 59.83.1 3.81煤質(zhì)據(jù)林南倉地質(zhì)報(bào)告提供的資料，本井田可采煤層的變質(zhì)程度較低，相當(dāng)于氣煤階段。根據(jù)各煤種的分布情況，得出本井田煤的變質(zhì)以區(qū)域變質(zhì)為主。林南倉井田各煤層均屬

39、腐植質(zhì)煤，通過肉眼鑒定，顏色一般為黑色，玻璃光澤。塊狀構(gòu)造，少數(shù)為條帶狀。煤巖組分以亮煤為主，鏡煤及暗煤次之，絲炭少見。煤巖類型一般為光亮型或半光亮型、次為半暗型。各煤層煤質(zhì)特征見表1-3。表 1-3 各煤層煤質(zhì)特征表項(xiàng)目水分 (%)灰分 揮發(fā)分全硫發(fā)熱量煤種磷精煉回收率 %元素分析煤層(%)(%)(%)MJKgC%H%O%N%112.0836.6841.863.0724.18氣煤0.0857.5080.45.112.81.4瓦斯由于林南倉礦生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域廣，構(gòu)造形式多，多煤層開采，因而瓦斯涌出量因區(qū)域、構(gòu)造部位及煤層的不同而有差異。因此，礦井對(duì)瓦斯進(jìn)行了深入的研究，并且把瓦斯的涌出量的測量工作

40、作為礦井生產(chǎn)的一個(gè)重要內(nèi)容，根據(jù)測定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 分析計(jì)算得出鑒定結(jié)果 (表 6-3)，本礦屬低瓦斯等級(jí)。煤礦瓦斯是安全的重要隱患，應(yīng)引起高度重視，要嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程之規(guī)定，建立健全各項(xiàng)有關(guān)瓦斯管理制度，采取廣泛的、有效的預(yù)防措施。表 1-4 礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果總表瓦斯二氧化碳上年度全礦井12 煤全礦井12 煤鑒定鑒定等是否等級(jí)相對(duì)量絕對(duì)量最大相對(duì)量相對(duì)量絕對(duì)量最大相對(duì)量級(jí)(m3t)(m3min)突出(m3t)(m3t)(m3min)(m3t)1.254.39否0.372.9710.491.00低低煤塵及煤的自燃林南倉礦對(duì)可采煤層的煤塵的爆炸性進(jìn)行了鑒定，結(jié)果顯示鑒定煤層有爆炸危險(xiǎn)，因此

41、，加強(qiáng)采掘作業(yè)現(xiàn)場滅塵工作，仍是當(dāng)前安全工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。礦井火災(zāi)的發(fā)生與發(fā)展， 嚴(yán)重地影響著煤礦的安全生產(chǎn)，火災(zāi)的發(fā)生還極易引發(fā)煤塵瓦斯爆炸，因此礦井火災(zāi)是煤礦的重大自然災(zāi)害之一。針對(duì)煤層自然發(fā)火，進(jìn)行煤的自燃傾向性鑒定，尋找比較敏感的標(biāo)志氣體， 制定適合本地的防滅火措施是非常必要的。為了探索林南倉礦煤層的自燃發(fā)生規(guī)律，對(duì) 11 煤、12 煤的自燃傾向性進(jìn)行了測定,得出結(jié)論。煤層自然發(fā)火性情況及煤塵爆炸性情況見表1-5。表 1-5煤層自然發(fā)火性情況及煤塵爆炸性情況煤層名稱1112煤層自然傾向性等級(jí)自燃級(jí)自燃級(jí)最短自然發(fā)火期 (月 )8-128-12煤塵爆炸性鑒定結(jié)果有爆炸性有爆炸性煤塵爆炸

42、指數(shù)41.79 52.3239.73 60.52根據(jù)測定結(jié)果有針性地采取防滅火措施，可以減少不必要的浪費(fèi)和因火災(zāi)造成的損失。建立完善的工作制度和嚴(yán)格的檢查管理制度，并采取相應(yīng)的防范措施，煤的自燃發(fā)火是可以預(yù)防的。煤的工業(yè)用途評(píng)價(jià)井田內(nèi)各煤層均屬氣煤，小牌號(hào)為氣煤1 號(hào)和氣煤 2 號(hào)，根據(jù) 9 煤鐵箱試驗(yàn)結(jié)果，煤的結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤高油煤，可考慮煤的綜合利用。由于煤的發(fā)熱量均在 18.0124.18MJKg ，可作為動(dòng)力用煤。1.4 勘探程度及可靠性本井田的精查工作量很大， 除以往工作量以外， 最后一次

43、精查區(qū)內(nèi)又鉆了 11 個(gè)孔， 16.7 萬余平米， 基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。 但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?。根?jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律， 往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂， 再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制，這些都需要在健井和生產(chǎn)過程中予以注意。礦井瓦斯等級(jí)，涌水量是根據(jù)礦井實(shí)際情況推算出來的。所以可靠性不足，待礦井建設(shè)投產(chǎn)后，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況重新確定。2.井田境界和儲(chǔ)量2.1 井田境界在煤田劃分為井田時(shí)， 要保證各井田有合適的尺寸和境界，使煤田的各部分都能得到合理的開發(fā)。井田的劃分原則是：(1)井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦

44、井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。(2)保證井田有合適的尺寸。(3)充分利用自然等條件劃分井田。(4)合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系。井田范圍林南倉井田東部、西部、南部、北部以人為劃分井田邊界線為界。東北部及西南部以沖積層下潛伏露頭以下垂深30m 處氧化風(fēng)化帶為界， 深部以煤 11 盆狀向斜底 -700 標(biāo)高為最終深度。上述界限內(nèi)的范圍為本礦設(shè)計(jì)范圍，以此計(jì)算設(shè)計(jì)儲(chǔ)量。開采界限井田內(nèi)含煤地層為井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)組成，煤系總厚度約450 m，共含煤19 層，其中可采煤層共二層，即11 煤、 12 煤，可采煤層集中在趙各莊組和大苗莊組，平均總厚度9.5 m，可采含煤系數(shù)3.6%

45、。林南倉礦井田中11 煤為較穩(wěn)定煤層， 12 煤為穩(wěn)定煤層。其中主采煤層為11，12 煤，11，12 號(hào)煤層由于其厚度較低且含硫分較高，作為后期儲(chǔ)備資源開采。礦井設(shè)計(jì)主要針對(duì)11，12 煤層。開采上限： 11， 12 號(hào)煤層風(fēng)化帶 -150m。下部邊界： 11， 12 號(hào)煤層 -900m。井田尺寸井田南北約 3.5km，東西約 5 km，面積約 17km2。井田的走向最大長度為8.3km,最小長度為 2.32km,平均長度為 8km。井田傾斜方向的最大長度為9.4km,最小長度為 2.3km,平均長度為 6km。11#煤層的傾角最大為17°，最小為 12°，平均為 16&#

46、176;。井田賦存狀況示意圖如圖2-1 所示圖 2-1井田未來發(fā)展情況林南倉井田東部、 南部及西部都有井田開采，在橫向上沒有發(fā)展，而在縱向上隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。2.2 礦井儲(chǔ)量設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層為11#煤層。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi)A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、井田境界煤柱

47、、防水煤柱和已有的地面構(gòu)筑物、建筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱、工業(yè)場地保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)(1)根據(jù)林南倉井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算。(2)煤層厚度的確定：計(jì)算煤層采用各煤分層的累計(jì)厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度，個(gè)別點(diǎn)夾矸分層厚雖大干0.7m，但不予分層計(jì)算。所有厚度大于0.05m 的夾矸均不計(jì)入儲(chǔ)量計(jì)算厚度。此外，在煤層頂部，當(dāng)夾矸分層厚大于其上煤分層厚；在煤層底部，當(dāng)夾矸分層厚度大于其下煤分層厚度，并且煤分層厚度小于0.7m 時(shí)，則該煤分層不參與儲(chǔ)量計(jì)算。儲(chǔ)量計(jì)算中凡煤層厚度不

48、可靠者均不予采用。(3)井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。井田地質(zhì)勘探井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細(xì)勘探。井田范圍內(nèi)鉆孔分布：井田內(nèi)北部邊界附近、西北部邊界附近及井田中部地區(qū)，鉆孔布置相對(duì)較少；其他區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細(xì)。井田內(nèi)高級(jí)儲(chǔ)量A+B+C 所占比列符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。由于本礦井屬沉積穩(wěn)定的近水平區(qū)，構(gòu)造簡單，煤層標(biāo)志層明顯穩(wěn)定。煤層的主要質(zhì)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都符合工業(yè)要求，能滿足當(dāng)前生產(chǎn)故可將地質(zhì)儲(chǔ)量作為工業(yè)儲(chǔ)量。煤層最小可采厚度為0.8m。 11 煤層最小可采厚度為3.5m，最大可采厚度為7 m，平均厚度為

49、 5m.12 煤平均厚度 4.5m。礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算Q Acos×和 k，則通過 n和 k的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面， 按其走向移動(dòng)角 作保護(hù)線， 求得沿走向的煤柱邊界 AB和 CD，將 nk和 AB，CD均繪制在平面圖上， 即得保護(hù)煤柱邊界 ABCD 。煤柱是一個(gè)梯形。垂直剖面法設(shè)計(jì)工業(yè)場地保護(hù)煤柱如圖2-3 所示。本礦井工業(yè)場地按級(jí)保護(hù)，維護(hù)帶寬度15m，工業(yè)場地占地面積由表2-1 確定，取 17 公頃。本礦井的沖積層厚 200m，沖積層移動(dòng)角 為 45°，基巖移動(dòng)角 =70、° =73，°

50、地面標(biāo)高 +30m，12#煤層見煤標(biāo)高 -200m，11#煤層見煤標(biāo)高 -115m。以上數(shù)據(jù)均來自于開灤礦務(wù)局地測處中國礦業(yè)大學(xué)測物系在全國礦山測量學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的開平礦區(qū)地表移動(dòng)規(guī)律綜合分析材料中關(guān)于地表移動(dòng)主要參數(shù)的計(jì)算所載。利用上述方法求11 煤層的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱尺寸，得梯形上底AB=1210.82m，下底 CD=1290.08m，高 H=1035.98m，故梯形面積 S=(AB+CD)× H2=1.295km2。工業(yè)場地煤柱煤量 =梯形面積 ×煤層平均厚度 ×煤層平均密度則 11#煤層的工業(yè)場地保護(hù)煤柱壓煤量為2.652 Mt各種永久煤柱儲(chǔ)量損失之和P=2.652+0