五陽煤礦1.8Mt新井通風(fēng)安全設(shè)計重點

1、編號:（字號本科生畢業(yè)設(shè)計（論文題目:五陽煤礦1.8Mt/a新井通風(fēng)安全設(shè)計姓名:學(xué)號：班級：二一四年六月中國礦業(yè)大學(xué)指導(dǎo)教師評語（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研 究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量： 總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等：成績:指導(dǎo)教師簽字：年月日評閱教師評語（選題的意義：基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知 識解決實際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范 程度;總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等：成績:評閱教師簽字：年月日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯及綜合成績答辯情況提出問題回

2、答問題正確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績答辯委員會主任簽字：年月日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人年月日摘要本畢業(yè)設(shè)計包括三部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為五陽煤礦1.8Mt/a新井通風(fēng)安全設(shè)計。潞安礦業(yè)集團(tuán)五陽煤礦位于 山西省襄垣縣境內(nèi)。礦井南北走向長度最長為5.4km,最短為4.8km,平均長度約為5.1km;而東西傾向最長約為10.3km,最短約為6.7 km,平均長8.5km,礦井總面積約為 43 km2。井田工業(yè)儲量為219.5Mt,礦井可采儲量為153.79Mt,服務(wù)年限為61年。礦 井采用立井開拓。礦井前期采用中央邊界式通

3、風(fēng)方式，后期采用中央并列式通風(fēng)方式。主要通風(fēng) 機(jī)型號為2K56-NO.30型，配套電動機(jī)型號為JS158-&礦井在通風(fēng)容易時期總進(jìn)風(fēng) 量為108.68m3/s通風(fēng)阻力為1083.65Pa等積孔位3.75m2。礦井在通風(fēng)困難時期總 進(jìn)風(fēng)量為126.55m3/s通風(fēng)阻力為2023.38Pa等積孔位3.19m2。由于礦井瓦斯涌出量較大，對煤礦的生產(chǎn)和安全不利影響，對全礦的通風(fēng)系統(tǒng)安 全進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)測。專題部分是對五陽煤礦綜放工作面瓦斯綜合治理的探討。采用本煤層預(yù)抽、裂 隙帶抽采、千米鉆機(jī)裂隙帶抽采、CO2預(yù)裂增透以及新技術(shù)、新設(shè)備，新工藝的簡 述。翻譯部分:為增強(qiáng)煤礦瓦斯事故管理的瓦斯抽放現(xiàn)場模擬實驗

4、。關(guān)鍵詞:五陽煤礦;礦井通風(fēng)安全設(shè)計；安全監(jiān)測監(jiān)控；瓦斯治理。ABSTRACTThe desig n in eludes three parts: gen eral desig n, the special topic part and tran slati on part.The general part is a safety design of new ventilation system in WuYang coal mines, annual product ion of which is 1.8 millio n ton es. Wuya ng coal mines of Lua

5、n Mining Group located in the Xiangyuan county, Shanxi province.The width of mine filed from east to west is about 10.3km and the n orth-south len gth is 4.85.4km , average 5.1km. Mi ning coal is NO.3 coal seam, the coal seam dip an gle of which is 牛8average 5, s6 they bel ong to n ealy horiz on tal

6、 seam.The total area of mi ne filed id 43km2. The mine in dustrial reserves is 219.5Mt and recoverable reserves is 153.79Mt, whose expected life of the mine is 61 years. Shaft development is shoosed to the mine.The adva nee ven tilati on system of mi ne is the cen tral border ven tilati on and ven t

7、ilati on post is retrograde ven tilati on. The main fan chooses 2K56-NO.30 and the type of mating electric machine is JS158-6. During ventilating easy period, total inhaling air volume amounts of the mine is 108.68m3/s and the mine ventilation resistance is 1083.65Pa .The equivale nt orfice covers i

8、s 3.75m2. During ven tilati ng difficult period, total inhaling air volume amounts of the mine is 126.55m3/s and the mine ventilation resista nce is 2023.38Pa. The equivale nt orfice covers is 3.19m2.As the larger mine gas emission in coal mine, which affect both safety and productivity, On the whol

9、e mine ven tilati on system to mon itor safety mon itori ng.The special topic part is about Wuya ng Coal Mine Gas Comprehe nsive Mecha ni zed Caving Face inv estigate gover nan ce. Using the Predra inaging, fractured zone extract ion, Kilometers rig fractured zone extracti on, CO2 Presplit AR as wel

10、l as new tech no logy, new equipme nt, new tech no logy brief.The name of translation part is Simulation of an enhanced gas recovery field trial for coal mine gas man ageme ntKeywords: Wuya ng coal mi ne;Mi ne ven tilatio n and safety desig n; Safety mon itori ng;Gas man age目錄一般設(shè)計部分（11礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征（21

11、.1礦井概況（21.1.1礦區(qū)地理位置及交通（21.1.2礦區(qū)氣候條件（21.1.3礦區(qū)水文情況（31.2井田地質(zhì)特征（31.2.1煤系地層概述（31.2.2地質(zhì)構(gòu)造（41.2.3井田水文地質(zhì)特征（51.2.4巖層地溫特性（71.3煤層特征（71.3.1煤層賦存情況（71.3.2煤層的圍巖性質(zhì)（81.3.3煤的特征（102井田開拓（122.1.2可采儲量（122.1.3礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限（142.2井田開拓（152.2.1井田開拓的基本問題（152.2.2礦井基本巷道（182.2.3大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇（252.2.4礦井提升（263采煤方法及采區(qū)巷道布置（293.1首采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和煤層

12、特征（293.1.1首采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造（293.1.2煤層特征（293.1.3水文地質(zhì)（293.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)（303.2.1采區(qū)巷道布置（303.2.2采區(qū)生產(chǎn)能力（313.2.3采區(qū)內(nèi)采煤工作面布置及其接替順序3.3采煤方法（32(313.3.1采煤工藝方式（323.3.2回采巷道布置（354礦井通風(fēng)（394.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇（394.1.1礦井通風(fēng)方式的選擇（394.1.2礦井通風(fēng)方法的選擇（434.2采區(qū)通風(fēng)（444.2.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的選擇（444.2.2回采工作面通風(fēng)方式的選擇（454.2.3采區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物（474.3掘進(jìn)通風(fēng)（474.3.1掘進(jìn)巷道的基本概況（474.3

13、.2掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式的選擇（474.3.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算（494.3.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型（504.3.5掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)管理及安全措施（534.4礦井所需風(fēng)量（544.4.1礦井總風(fēng)量的計算（544.4.2礦井風(fēng)量分配（564.4.3風(fēng)速驗算（574.5礦井通風(fēng)阻力（584.5.1礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的確定（584.5.2礦井通風(fēng)阻力計算（644.6礦井主要通風(fēng)機(jī)選型（664.6.1礦井自然風(fēng)壓計算（664.6.2主要通風(fēng)機(jī)設(shè)計工況點確定（674.6.3主要通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型（68(714.6.4主要通風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝使用的技術(shù)要求4.7礦井反風(fēng)措施及裝置（714.7.1礦井反風(fēng)的目的意義（

14、714.7.2對反風(fēng)、風(fēng)硐的基本要求（714.8礦井通風(fēng)費(fèi)用概算（724.8.1主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)耗電量（724.8.2局部通風(fēng)機(jī)的總耗電量（724.8.3噸煤耗電量（724.8.4噸煤通風(fēng)電費(fèi)（734.8.5其它通風(fēng)費(fèi)用（735礦井安全技術(shù)措施（745.1礦井安全技術(shù)概況（745.1.1礦井瓦斯（743.2綜放面瓦斯超限原因分析（925.1.2煤塵情況（745.1.3礦井火災(zāi)隱患（745.1.4礦井水災(zāi)隱患（755.2礦井安全監(jiān)測監(jiān)控（755.2.1監(jiān)測對象和監(jiān)測范圍（755.2.2監(jiān)控系統(tǒng)選擇（755.2.3 KJ101型礦井監(jiān)控系統(tǒng)功能和原理（755.2.4甲烷傳感器的布置（785.2.5其

15、他傳感器的布置（805.2.6信息傳輸系統(tǒng)（865.3礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性分析（86參考文獻(xiàn)（88五陽煤礦綜放工作面瓦斯綜合治理的探討（910引言（911綜放工作面的瓦斯涌出規(guī)律（912綜合防治瓦斯的具體措施（923五陽煤礦7602工作面（923.1綜放面瓦斯來源及超限原因分析（923.3 7602工作面瓦斯預(yù)測及預(yù)抽（933.4瓦斯綜合治理技術(shù)分析（933.5瓦斯綜合治理效果（994瓦斯治理新工藝、新方法、新設(shè)備（994.1德國EH260鉆機(jī)試驗（994.2 CO2預(yù)裂增透試驗（995結(jié)論（100參考文獻(xiàn)（100翻譯部分（101英文原文：（102中文譯文：（110致謝錯誤!未定義書

16、簽。一般設(shè)計部分1礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征1.1礦井概況1.1.1礦區(qū)地理位置及交通五陽煤礦是潞安礦區(qū)東北部邊緣的一對大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄垣縣所轄，位于王橋鎮(zhèn)境內(nèi)。井田范圍南以文王山北正斷層為界，北至西川正斷層，東起15-3#煤層露頭線及經(jīng)線 38418000西至經(jīng)線38408000。南北長約13 km,東西寬約10 km, 3.2綜放面瓦斯超限原因分析（92面積約為78.3649 km2。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)112 58至 113 05 0北緯36 26 46至 36 33 47潞安礦區(qū)地處山西省東南部沁水煤東部邊緣中段，地跨長治、太（原焦（作鐵路縱 貫礦區(qū)東部。邯（鄲長（治，太（原焦（作鐵

17、路在長治北站交匯。太（原焦（作線北接石 太、同蒲線，南接隴海線。五陽煤礦距離襄垣城區(qū)約3.5km,距長治市約45km,距太原市約215km。而潞安 礦區(qū)的公路網(wǎng)連接著整個礦區(qū)，礦區(qū)至長治,太原等地均有汽車相通，因此五陽煤礦的 交通可謂 四通八達(dá)”條件較為便利。山Him7丨杲市北韓河阿1f/也（1啊* “ 一 “ 安SWL jJV 產(chǎn)fJrLf 7 廠運(yùn)如T圖1-1五陽煤礦交通位置圖1.1.2礦區(qū)氣候條件該區(qū)氣候為溫暖帶大陸性氣候，據(jù)襄垣縣氣象站1967年1985年7月資料統(tǒng)計,最大年降水量為814.3 mm （1971年;最小為395.1 mm （1978年;年平均為526.8mm。蒸發(fā)量最大

18、為1949.0 mm (1981年;最小為1515.0 mm(1975年;年平均1753.3mm,雨季主要集中在七、八月，蒸發(fā)量為降雨量的近四倍。年平均氣溫最高為96C (1978年最低位 8.1 C (1967年，極端最高為 37.2 C (1978.6.30最低位-29.1 C (1971.1.23。全年雷暴最多為52天(1971年。日最大降水量為101.5 mm (1972.7.7最大風(fēng)速為21m/s (1982年5月。歷年霜日在9月中旬至次年5月，凍土最大深度為0.82 m (1967.2。另據(jù)長治市地震局介紹，在1981年3月9日襄垣縣曾發(fā)生過一次地震，震級為3.2級。襄垣縣地震基本

19、烈度為切度。1.1.3礦區(qū)水文情況井田內(nèi)主要河流為濁漳河西源和南源。西源由西至東流入礦區(qū)，南源則由西南匯入，并于礦區(qū)中部匯合。南，西二源匯合后，由南而北至襄垣城東流出礦區(qū)，總匯水面 積約750km 2并在井田外兩河上游分別建有漳澤水庫和后灣水庫。而區(qū)內(nèi)無大的 地表水體。煤層露頭附近有一條季節(jié)性河流 一淤泥河，自南而北流淌，一般流量為360m3h。另外，流經(jīng)本井田的濁漳河南源，為以常年有水河流，其最高洪水位857.65m(1964.6.15最大流量224m3s局部對煤層頂板含水層有明顯的入滲補(bǔ)給1.2井田地質(zhì)特征1.2.1煤系地層概述本井田廣為第四系黃土所覆蓋，局部地帶有二疊系石盒子組地層，零星

20、出露，據(jù)以往地質(zhì)資料和新近資料，將本井田地層發(fā)育情況由老到新敘述如下：(1奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組02s井田鉆孔揭露最大厚度為99.27m巖性為深灰色巨厚層狀石灰?guī)r，淺灰色白云質(zhì) 灰?guī)r，泥灰?guī)r。局部夾石膏層。石灰?guī)r呈豹皮狀，含珠角石、腹足類，有孔蟲等化石，分 布于井田南部文王山北斷層下。(2奧陶系中統(tǒng)峰峰組02f該組厚度為120m左右，巖性為淺灰，深灰色厚層狀石灰?guī)r，灰色厚層狀白云質(zhì)灰 巖，夾灰色中厚層狀泥灰?guī)r。與下伏地層呈整合接觸。(3石炭系中統(tǒng)本溪組C2b該組厚度3.5m29.92m,平均8.5m。巖性以灰色塊狀鋁土泥巖為主，局部發(fā)育灰 白色中厚層狀細(xì)粒石英砂巖，灰色砂質(zhì)泥巖,底部為山西式鐵礦

21、層。有時見及不穩(wěn)定 的薄煤層或煤線。井田東南郭莊附近有出露。與下伏地層呈假整合接觸。(4石炭系上統(tǒng)太原組C3t本組厚度89.2m139m,平均厚度103m。是本區(qū)的主要含煤地層之一。巖性主 要為灰，灰黑色石灰?guī)r,灰，灰白色細(xì)粗粒石英砂巖，灰,灰黑色粉砂巖，砂質(zhì)泥巖，泥巖, 夾815層煤,其中可采煤層17層。泥巖多含鐵質(zhì)結(jié)核及植物化石碎片，致密堅硬； 砂巖有時常相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖及泥巖。本組發(fā)育四層較穩(wěn)定的石灰?guī)r及一層局部發(fā)育 不穩(wěn)定的石灰?guī)r，屬典型的海陸交互相沉積，旋回結(jié)構(gòu)明顯，且?guī)r性巖相較為復(fù)雜。與 下伏地層呈整合接觸。(5二疊系下統(tǒng)山西組Pish本組厚度59.2085.85m平均厚度約70m。

22、是本區(qū)主要含煤地層，巖性主要為灰 白、灰色中-細(xì)粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，含植物化石碎片，含 煤14層。其中下部的3#煤層為主要可采煤層，平均厚度5.73m底部以一層灰白色 中厚層狀細(xì)或中粒石英砂巖(K7與太原組分界,為濱海三角洲沉積。與下伏地層呈 整合接觸。(6二疊系上統(tǒng)上石盒子組 P1x本組厚度83.64151.90m平均厚度約110m。巖性變化較大，頂部為紫紅、紫灰 色等雜色含粒厚層狀鋁質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖。（俗稱桃花泥巖中，底部為灰白、灰色石英 砂巖為主（K8。巖層顏色由淺到深的變化反應(yīng)氣候由溫暖潮濕漸變?yōu)檠谉岣稍铩?上三角洲平原沖擊平原沉積。與下伏地層呈整合接觸。（7

23、二疊系上統(tǒng)上石盒子組P2s本組厚度一般在300m左右。巖性有紫紅、紫灰等雜色泥巖或砂質(zhì)泥巖及灰、 灰白黃綠色石英砂巖組成。為半干熱氣候條件下 ，沖擊平原沉積。與下伏地層呈整 合接觸。（8第四系Q其厚度0m80.17m,平均約32.73m。是本井田主要覆蓋層，巖性為棕黃、淺黃色 亞粘土，含砂質(zhì)粘土，夾姜結(jié)石層，局部有礫石，頂部為植耕土，近漳河一帶為古河床及 河漫灘沉積。與下伏地層呈不整合接觸。鑒于本井田歷次地質(zhì)資料的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)不甚統(tǒng)一，本次地層劃分主要以2001 年五陽煤礦礦井生產(chǎn)地質(zhì)報告中的地層劃分為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，區(qū)域地層基本與此一致。五陽井田歷次進(jìn)行帶區(qū)精查，補(bǔ)勘精查,對煤系地層的控制程度

24、較高，但對含 煤地層系統(tǒng)研究較差，特別是對本井田含煤地層沉積環(huán)境缺乏系統(tǒng)的分析研究。1.2.2地質(zhì)構(gòu)造潞安礦區(qū)處于我國東部新華夏構(gòu)造體系第三隆起帶中段，即太行山段。在這個 一級隆起帶上發(fā)育有二級隆起與凹陷，由東向西有晉（城一一獲（鹿斷褶帶，武（鄉(xiāng)一一 陽（城凹褶帶等，它們彼此平行呈雁行排列?？傮w延伸方向為北2030。東，局部地段因受其它構(gòu)造體系的影響略偏北。潞安礦區(qū)處于武（鄉(xiāng)陽（城凹褶帶中段，晉（城獲（鹿斷裂西側(cè)。晉（城獲（鹿斷裂 對礦區(qū)構(gòu)造格局的形成和發(fā)展具有重要的控制作用。礦區(qū)主體構(gòu)造線方向與晉 （城 獲（鹿斷裂帶一致，呈北北東北東東向。南北方向分別以文王山地壘和二崗山地壘為界分為北、中、

25、南段。北段南部文王山斷層與西川斷層之間，由寬緩褶曲和正斷層組成的北東東向的構(gòu)造帶，五陽井田位于該構(gòu)造帶內(nèi)，北以西川斷層為界，南以文王 山北斷層為界。五陽井田處于上述二級構(gòu)造帶之間，受晉（城獲（鹿斷褶帶的控制和武（鄉(xiāng)陽（城 凹褶帶的影響主要形成低級、低序次的構(gòu)造。本井田的基本構(gòu)造特征為：寬緩褶曲相伴有大中型、高角度正斷層和次一級的小型斷裂，構(gòu)造線方向大致為北東東和北 東方向褶曲。 褶曲井田內(nèi)主要褶曲為天倉向斜，與其伴生的次級褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝 溝向斜、十字道背斜、五陽背斜、東周背斜。其軸向除崔村向斜為北北東向外，其余均為北東東向。天倉向斜橫貫井田中央，為本井田的主體構(gòu)造。褶曲的共同特

26、點 是:向西傾伏，兩翼傾角520僅天倉向斜和崔村向斜軸部大于 20甚至達(dá)25天 倉向斜幅度在100 m以上,其它在2080 m之間。小黃莊斷層以北至西川斷層之間由崔村向斜和大郝溝向斜構(gòu)成煤層的基本形態(tài) 而小黃莊斷層以南至文王山北斷層之間以中部的天倉向斜構(gòu)成煤層的基本形態(tài)。 斷層斷層在褶曲形成過程中，由于背斜軸部張引力的作用發(fā)育有高角度正斷層，構(gòu)成 地壘、地塹構(gòu)造，它們是五陽井田常見的斷層組合形式，直接控制和影響含煤巖系的 分布發(fā)育規(guī)律和煤層開采。井田控制性斷層從北向南 ：西川正斷層、王家莊正斷 層、小黃莊正斷層、崔家莊3號、2號、1號正斷層、文王山北正斷層落差均大于 100 m,落差 1010

27、0 m的中型斷層有：東南上正斷層、倉上正斷層、西王橋正斷層、南豐正斷 層、西大巷正斷層、7506正斷層、東周正斷層等。區(qū)內(nèi)共揭露大小斷層198條:其中正斷層195條、逆斷層3條。落差大小統(tǒng)計： 大于5 m的55條,15 m斷層有81條，小于1 m的斷層62條。均不同程度的影響生 產(chǎn)。除逆斷層外均為高角度正斷層，斷層傾角6585。斷層延伸方向分兩組，其中 主要一組為NEE向，常在N6085之間另一組為NE向，常在N45 50E之間。 陷落柱五陽井田內(nèi)巖溶陷落柱較發(fā)育，從目前鉆探和井巷工程揭露來看，巖溶陷落柱主 要集中在天倉向斜軸兩側(cè)，共發(fā)現(xiàn)56處,其中井下揭露43個，電法及三維地震勘探發(fā) 現(xiàn)13

28、個。橫截面大多呈橢園形，長短軸比一般為1.720,長軸多與構(gòu)造線方向垂直, 短軸則平行于構(gòu)造線方向。柱體大小不一，最大可達(dá)97750 m2一般為4400 m2,平均 14619 m2接觸面呈鋸齒狀，常以7585傾角的反漏斗狀向深部延伸。已揭露的陷 落柱在403450 m水平,因大部分處在奧灰水位之上，所以大部分無水， 河流沖刷井田內(nèi)河流原生沖刷在3#煤層中上部,巖性多為灰白色、灰黑色中粒砂巖，呈不 規(guī)則包裹于煤層中，其特點是煤層偽頂及底板正常，煤層結(jié)構(gòu)正常，在東三、東二、東 四采區(qū)均可見到。后生沖刷在煤層上部常見偽頂 ，直接頂被河床、河漫灘沖刷，沉積 有中細(xì)粒砂巖和砂質(zhì)泥巖，含少量植物化石。其

29、特點是：面積大，頂板薄,無偽頂，頂板 巖性多為砂巖，在東二、東三、東四采區(qū)均可見到。綜上所述，影響本井田煤層開采的主要構(gòu)造因素為斷層、褶曲及陷落柱，河流沖刷次之，根據(jù)建礦以來開采及補(bǔ)充勘探，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入。礦井構(gòu)造特征是：寬緩褶曲相伴生大，中型交角度正斷層和次級小型斷裂。構(gòu)造 線方向多為南北方向，褶曲有崔村向斜，大郝溝向斜，十字道背斜,五陽背斜。與褶曲相伴生較大的構(gòu)造主要有控制礦井范圍的西川斷層，文王山斷層及發(fā)育在礦井內(nèi)的王家莊斷層，小黃莊斷層。崔家莊1.2.3號斷層，走向多呈北東方向，落差 均在100m以上落差在10100m的斷層有東南上斷層，倉上1號斷層,1505斷層,倉上 2號斷

30、層，西王橋斷層，五陽斷層等。其產(chǎn)狀與較大斷層基本一致。其中南豐正斷層； 位于南豐村南、大黃莊、十字道村南一線，大黃莊村西走向為北50東，傾向東南，傾 角70,落差560m,大黃莊村東，走向北82東，傾角70,落差725m,東在西王橋村北 附近分叉尖滅，西在南一45號鉆孔附近尖滅。有地震測線和鉆孔控制，井下生產(chǎn)巷道 揭露,已查明。礦井內(nèi)無陷落柱。五陽井田處于上述二級構(gòu)造帶之間，受晉獲斷褶帶的控制和武陽凹褶帶的影 響主要形成低級，低序次的構(gòu)造。本井田的基本構(gòu)造特征為：向南西傾伏寬緩褶曲，伴 有大中型、高角度正斷層和次一級的小型斷裂；地層總體傾向南西，傾角一般為5。1.2.3井田水文地質(zhì)特征本區(qū)主要

31、河流為濁漳河南源和西源，屬于海河水系漳河流域。濁漳河由南向北 經(jīng)過礦區(qū)南部邊緣，其支流有絳河，嵐水河和清河等。濁漳河西源由西向東流經(jīng)礦區(qū) 北緣，其支流有淤泥河。濁漳河南源流入漳澤水庫與其支流匯合 ，再向北與西源匯 合。南、西二源匯合繞過五陽至襄垣城東與濁漳北源匯合。南、西二源在井田中央 與西源匯合后，由南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽井田。濁漳河河床寬達(dá) 70110m長年流水,流量為1m3s。而礦區(qū)內(nèi)基本無地表河流。礦井涌水量一般為400m3/h左右,井田內(nèi)主要有13個含水層組,4個隔水層組。 其中，奧陶系中統(tǒng)一個含水層，石碳系上統(tǒng)太原組四個含水層，二疊系下統(tǒng)山西組兩個 含水

32、層，二疊系下統(tǒng)下石盒子組四個含水層，第四系孔隙潛水含水層和基巖風(fēng)化帶裂 隙含水層，以及石碳系中統(tǒng)本溪組鋁土質(zhì)泥巖和上統(tǒng)太原組底部砂泥巖段隔水層、 石碳系中統(tǒng)太原組中段砂泥巖隔水層和 3#煤層底板隔水層。1含水層根據(jù)含水層巖性、儲水空間和水力性質(zhì)，本礦區(qū)含水層自下而上可分為13個。(1奧陶系中統(tǒng)O2f灰?guī)r含水層為本區(qū)含煤地層的基底灰?guī)r，主要由厚層狀石灰 巖、白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r，平均厚度120m。單位涌水量0.039L/S? m32.7L/s? m, 滲透系數(shù)0.048m/d43.88m/d屬富水性強(qiáng)的裂隙溶洞含水層，對突水淹井威脅最大。 該含水層上距3#煤層80m140m。在隔水層的阻隔下，一

33、般不會發(fā)生直接突水。(2石碳系上統(tǒng)太原組K2石灰?guī)r含水層，該層為太原組底部灰?guī)r，局部含燧石，層 厚3.11m17.66m平均7.72m。溶洞裂隙發(fā)育，但多被方解石充填。單位涌水量0.00055L/S? m0.00066L/s?rr滲透系數(shù) 0.00022 m/d0.977m/cL(3石碳系上統(tǒng)太原組K3石灰?guī)r含水層，本層為太原組中下部一層薄中厚層狀 灰?guī)r。層厚1.66m5.49m平均3.29m。裂隙溶洞發(fā)育,含方解石小晶體及細(xì)脈，單位 涌水量 0.00075L/S? m滲透系數(shù) 0.0075m/d。(4石碳系上統(tǒng)太原組K4石灰?guī)r含水層，本層含水層為太原組中部灰?guī)r。層厚 2.10m5.57m,平

34、均4.26m。中厚層狀,含燧石，底部泥質(zhì)含量高，節(jié)理發(fā)育，溶、裂隙多被 方解石脈充填。單位涌水量 0.00124L/S?口滲透系數(shù)0.0056m/d。K2、K3、K4灰?guī)r含水層,沉積間距小于30m、水位較接近，可作為一個含水巖 組考慮。按突水系數(shù)0.6計算,3#煤層至K4灰?guī)r頂面間的隔水層所承受的水壓為 3.4MPa 5.4MPa均構(gòu)不成3#煤層底板直接充水含水層。(5石炭系太原組K5灰?guī)r含水層，為太原組上部灰?guī)r。厚0m6.65m,平均 2.56m。薄至中厚層狀，為隱晶質(zhì)石灰?guī)r，裂隙發(fā)育，但多被方解石充填。單位涌水量 0.00041L/S? m水位標(biāo)高+876.17m。據(jù)實際生產(chǎn)驗證,該含水層

35、對礦井充水無影響。(6二疊系下統(tǒng)山西組K7砂巖含水層，該含水層位于山西組底部。厚 13.0m30.3m平均21.0m。以中細(xì)粒砂巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，裂隙較發(fā) 育，但多被方解石填充。單位涌水量 0.0714 L/s?m滲透系數(shù)0.132 m/d。屬富水性極 弱的裂隙含水層。它是3#煤層底板直接充水含水層。因其富水性極弱，可認(rèn)為對礦 井充水無影響。(7二疊系下統(tǒng)山西組3#煤層頂板S4砂巖含水層，該含水層位于山西組中下部, 是3#煤層老頂。厚2.21m28.43m平均15.01m。裂隙發(fā)育，部分被方解石脈充填 局 部相變?yōu)樯皫r與砂質(zhì)泥巖或砂質(zhì)泥巖與泥巖互層。單位涌水量 0.0714L/S

36、 ?m滲透系 數(shù)0.132m/d水位標(biāo)高+865.53m局部富水性好。屬富水性弱的裂隙含水層。(8二疊系下統(tǒng)下石盒子組底部K8砂巖含水層，該含水層位于下石盒子組底部， 是下石盒子組與山西組分界砂巖。厚3.70m26.75 m平均11.95m。以中粒砂巖為主,中部夾薄層砂質(zhì)泥巖。平均下距 3#煤層36.76m。屬富水性弱的裂隙含水層。S4砂巖和K8砂巖含水層可直接接受地表水補(bǔ)給，水位標(biāo)高達(dá)+856m,且均處在 3#煤層頂板冒落裂隙帶之內(nèi)，故均為3#煤層直接充水含水層。由于砂巖裂隙的滲透 性較弱(K=0.132 m/d,故對礦井充水影響較小。(9二疊系下統(tǒng)下石盒子組下部砂巖含水層，該含水層位于下石

37、盒子組下部。厚 1.85m 27.16m平均11.68m。以中粒砂巖為主,底部及中上部含礫，中上部夾薄層泥 巖。屬富水性弱的裂隙含水層。對 3#煤層開采有一定影響。(10二疊系上統(tǒng)上石盒子組底部分界砂巖含水層，該含水層位于上石盒子組底部 是區(qū)內(nèi)上、下石盒子組分界標(biāo)志。厚5.35m24.70m平均12.47m。以中粒砂巖為主顆粒具有上粗下細(xì)之特征，中部夾薄層砂質(zhì)泥巖。屬富水性相對較強(qiáng)的裂隙含水 層。對3#煤層沒有影響。(11二疊系上統(tǒng)上石盒子組下部砂巖含水層，該含水層位于上石盒子組下部。厚 1.0m 18.3m平均12.4m。為灰白色砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，底部含礫。屬富水性弱的裂隙含 水層。(12基巖

38、風(fēng)化帶裂隙含水層，該含水層位于各種基巖的頂部，風(fēng)化帶裂隙厚度 35m 40m。裂隙帶多以開口狀出現(xiàn)，且多被泥質(zhì)充填。根據(jù)常村礦井資料，裂隙帶多 由破碎的泥巖、砂巖組成，單位涌水量僅為0.046L/s?m0.086L/s?m屬富水性弱的 裂隙含水層。(13第四系孔隙潛水含水層，該含水層主要由第四系中的砂及礫石組成，厚零至 數(shù)十米，其厚度和富水性因地而異。單位涌水量0.31L/S? m滲透系數(shù)1.11m/d10.85m/c。一般在古河床或河流階地附近，厚度大、富水性強(qiáng)，水位標(biāo)高受 季節(jié)變化影響。為富水性中等的孔隙潛水含水層。它是當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生活和灌溉用水的 主要水源。2隔水層(1石碳系中統(tǒng)本溪組鋁土質(zhì)

39、泥巖和上統(tǒng)太原組底部砂泥巖段隔水層，層段厚11.25m 73.37m平均28.78m厚度變化較大。主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、薄 層砂巖和鋁土泥巖組成，底部為鮞狀鋁土泥巖及山西式鐵礦?？捎行ё韪糁袏W陶統(tǒng) 馬家溝組灰?guī)r水向上的垂直補(bǔ)給。(2石碳系中統(tǒng)太原組中段砂泥巖隔水層,位于K4與K5灰?guī)r之間。層間距 35m45m,由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖組成?？捎行У刈韪羯?、下灰?guī)r水的聯(lián)系。(3其它隔水層，井田內(nèi)含水層與含水層之間，一般被互層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉 砂巖夾薄層砂巖相隔，其厚度不等。這些組合巖層可有效隔斷含水層之間的水力聯(lián) 系。從以上各含水層的水位標(biāo)高看，在無導(dǎo)水構(gòu)造影響時，以上隔水層均有良好的

40、隔 水性能。1.2.4巖層地溫特性生產(chǎn)礦井測量井下溫度16C左右,地溫為C/100m屬于地溫正常地區(qū)1.3煤層特征1.3.1煤層賦存情況井田內(nèi)的煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)的山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤13層,包括可采煤層1層，局部及偶爾可采11層,總厚度13.31m,含煤系數(shù)8.17%;其 中,3#煤層為采礦證批準(zhǔn)開采的煤層。圖1-2綜合地質(zhì)柱狀圖1.3.2煤層的圍巖性質(zhì)井田內(nèi)含煤地層沉積穩(wěn)定，巖性組合及地球物理性質(zhì)具有一定的規(guī)律，標(biāo)志層、 煤層本身特征明顯。各煤層對比主要是采用標(biāo)志層法 ，其次利用煤層與圍巖的物理 差異及層間距作為輔助依據(jù)。主要標(biāo)志層有：K2、K3、K4、K5石灰?guī)r,K6石

41、灰?guī)r （燧石層,K7砂巖，3#煤層,K8砂巖，其中K6、K7、K8砂巖作為輔助標(biāo)志層參與煤層 對比,主要標(biāo)志層特征見表1-1。表1-1主要標(biāo)志層特征表地層單位標(biāo)志層號巖性厚度/m層間距/m發(fā)育程度穩(wěn)定性備注P1x K8中粒砂巖951175 .2670.3全區(qū)較穩(wěn)定36.69Pish 3#層8.590.722.0全區(qū)穩(wěn)定10.10K7細(xì)中粒砂巖00.7501400.2全區(qū)較穩(wěn)定太原組C3t K6石灰?guī)r00偶爾不穩(wěn)定6.30K5石灰?guī)r56.265.60局部較穩(wěn)定38.45K4石灰?guī)r26.457.510.2全區(qū)穩(wěn)定6.83K 3石灰?guī)r29.349 .566.1全區(qū)穩(wěn)定11.09K 2石灰?guī)r72.76

42、6.1711.3全區(qū)穩(wěn)定3.68151# 煤層 92.90.110.0全區(qū)穩(wěn)定 4.77 153#煤層59.192.274.0全區(qū)穩(wěn)定井田內(nèi)的煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)的山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤13層,包括可采煤層1層，局部及偶爾可采11層,總厚度13.31m，含煤系數(shù)8.17%;其 中,3#煤層為采礦證批準(zhǔn)開采的煤層,本次均對其儲量進(jìn)行了估算，平均總厚度5.8m，各煤層層位及特征見表1-2。表1-2各煤層層位及特征表地層單位煤層編號厚度/m層間距/m發(fā)育程度層位穩(wěn)定性可采性開采狀況備注山西組P 1sh1#07.070.00局部不穩(wěn)定局部15.060.00偶爾不穩(wěn)定不可采18.273#7

43、5.590.722.0全區(qū)穩(wěn)定可采主采26.20太原組C 3t6#70.016.10局部穩(wěn)定局部5.438#20.090.00局部不穩(wěn)定偶爾10.379#56.088.10局部不穩(wěn)定局部9.3310#44.070.10局部不穩(wěn)定局部12.2611#35.090.00局部較穩(wěn)定偶爾3.8012#50.009.10局部穩(wěn)定局部7.6014#30.000.10大部穩(wěn)定局部23.50151#92.090.110.0全區(qū)穩(wěn)定大部含硫量高1.72152#57.071.10大部穩(wěn)定局部1.90153#59.192.274.0全區(qū)穩(wěn)定大部含硫量高可采煤層:3#煤層，位于山西組中下部，厚度0.22m 7.90m

44、平均厚度5.75m，含夾矸02層,夾矸厚度最大0.10m最小0.01m，平均0.06m純煤厚度5.69m。夾矸巖性多為炭質(zhì)泥巖，少數(shù)為泥巖。煤層頂板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)砂巖。底9.228板巖性為黑色泥巖、粉砂巖。屬結(jié)構(gòu)簡單。該煤層全區(qū)穩(wěn)定可采且厚度大，為本井田正在開采煤層，因此對該煤層的控制研究程度均很高。1.3.3煤的特征1煤的物理性質(zhì)3#煤:為黑色，細(xì)中條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造,條痕色為黑色，強(qiáng)玻璃光澤，裂隙較發(fā) 育，呈階梯狀或貝殼狀斷口。經(jīng)取樣測試3#煤視相對密度為1.35kg/m 31.41kg/m 3；散密度為849kg/m 3950kg/m 3;安息角為37.2 37.3 ;

45、磨檫角為20242煤的化學(xué)性質(zhì)表1-3 3#煤層煤質(zhì)分析統(tǒng)計結(jié) 果表煤層原煤浮煤質(zhì)量分級水分/%灰分/%發(fā)熱量 Q gr,v,d /mJ/kg水分/%灰分/%發(fā)熱量Q gr,v,d /mJ/k g灰分 發(fā)熱量3#0.21.4 0.8014.929.2282733.4 30.710.22.4 0.906.214 9.252933.5 31.99低灰煤特高熱值煤表1-4 3#煤層煤質(zhì)化驗統(tǒng)計結(jié)果表煤層浮煤揮發(fā)分V daf /%全硫S t,d /%按標(biāo)準(zhǔn)折算后的全硫S t,d /%質(zhì)量分級原煤形態(tài)硫/%原煤浮煤全硫St,d硫鐵礦硫Sp,d硫酸鹽硫Ss,d有機(jī)硫So,d3#12.6419.99 15.

46、790.110.65 0.37 0.250.590.360.29特低硫煤3煤的工業(yè)價值9.228根據(jù)3#煤層的煤質(zhì)特征和煤的化學(xué)工藝性質(zhì)對煤的工業(yè)用途評述如下：3#煤為低灰、特低硫、低磷、特高熱值、較高軟化溫度灰、極易磨、高熱穩(wěn)定性中等易選 的貧煤、貧瘦煤、瘦煤。其中貧煤可廣泛用于電力、冶金、高爐噴吹、氣化、化 工、建材等行業(yè)；貧瘦煤、瘦煤可作煉焦配煤，3#煤層的工業(yè)用途綜合評價見表1-5。表1-5 3#煤的工業(yè)用途綜合評價煤層指標(biāo)項目A d/%S t,d/%P d/%Q gr,d/mJ/kgST/C可選HGI S+6工業(yè)用途3# 數(shù)值 14.92 0.29 0.012 30.71 大于141

47、7120 71.9中等可選優(yōu)質(zhì)動力用煤，煉焦配煤 等。分級低灰煤特低硫煤低磷分煤特高熱值煤較高軟化溫度灰極易磨煤高熱穩(wěn)定表1-6工業(yè)價值分析煤號M ad/% A d/% S Id/% P d/% V duf/%原凈煤原凈原原凈3 0.87 1.59 13.2 9.0 0.34 0.002 17.814煤塵爆炸性及煤的自然傾向性煤塵:本井田3#、8-1#、14#、15-3#煤層煤塵均有爆炸危險性。煤的自燃傾向 性:3#煤層自燃傾向性等級為川級，屬不易自燃煤層。2井田開拓2.1井田境界及可采儲量2.1.1井田境界五陽煤礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。地處襄桓縣境內(nèi)，礦井范圍北以小黃莊斷層為界，南

48、以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至15#煤層露頭。礦井開采的上限標(biāo)高+910m,礦井的斷層為南北邊界，勘探線為西邊邊界，所以礦 井下部開采邊界在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)達(dá)的情況下仍然可以進(jìn)一步探明，以擴(kuò)大下部開采邊界，增加井田的可采儲量，延長服務(wù)年限，提高全礦的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)上述所說的原則，以及五陽煤田的整體規(guī)劃，和五陽煤礦的實際情況，四周邊 界為:南:文王山北斷層為界；東:15#煤層露頭為界；北:小黃莊斷層為界；西:勘探區(qū)邊界為界；在本礦井設(shè)計中，生產(chǎn)能力定為180萬t/a,根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)和開采技術(shù)水平，確定礦 井南北走向長度最長為5.4km,最短為4.8km,平均長度約為5.1km;而東西傾向

49、最長 約為10.3km,最短約為6.7 km,平均長8.5km,礦井總面積約為43 km2。井田呈類似梯形。本礦井的煤層傾角一般為48平均傾角為5,屬于近水平煤層.除去井田內(nèi)有一大的斷層影響，煤層賦存基本穩(wěn)定。2.1.2可采儲量1計算可采儲量時，必須考慮以下煤柱的損失(1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱；(2井田邊界煤柱損失；(3采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；(4建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；(5其它各種損失。12各種煤柱損失計算(1工業(yè)廣場煤柱損失見表2-1所示。表2-1工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井型/萬t/a占地面積指標(biāo)/公頃/10萬t240及以上1.0120180 1.24590 1.5930 1.8

50、在本礦井設(shè)計中，生產(chǎn)能力定為180萬t/a,按煤礦設(shè)計工業(yè)規(guī)范，本設(shè)計工業(yè)廣場占地面積為183.2=21.63104m2長、寬分別為480m、450 m,工業(yè)廣場布置在井田的中央位置。表土層的厚度于此處為 50m。主井、副井、地面建筑物均在工業(yè) 廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按大型礦井U級保護(hù)，留圍護(hù)帶寬度為20m。主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。將風(fēng)井布置在井田邊界，風(fēng)井地表占地面積按100300 m2計算，由于風(fēng)井的部分 壓煤量在井田外部，同時風(fēng)井保護(hù)煤柱和部分邊界保護(hù)煤柱重合，可以減少煤柱損 失。3#煤層平均傾角a =5五陽煤礦工業(yè)廣場地面標(biāo)高+930m,井田中心

51、處埋藏深度+650m松散層厚度為50m,松散層移動角書=45走向移動角S =75下山移動角B =66.6上山移動角 丫 =70。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表2-2。表2-2地質(zhì)條件及移動角廣場中心深度/m煤層傾角/煤層厚度/m沖積層厚度/m巾/ 5 / 丫 / B / 650 5.0 5.850 45 75 70 66.6根據(jù)垂直剖面法所作的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸計算如圖2-1所示:圖2-1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱保護(hù)煤柱的水平面積：3M3r/cos5 =8205135.831.3/cos5 =516.2 萬 t(2井田邊界煤柱損失井田邊界長為30076m,邊界煤柱留寬30m,則井田邊界

52、壓煤量為：Q2=300763035.831.3/cos5 =698.7萬 t(3斷層煤柱斷層煤柱可按下式計算：Z =L3b3M3R (2.2其中：L斷層的長度；B斷層煤柱的寬度；M 煤柱的平均厚度,5.8m ;R 煤柱的平均容重，1.3t/m 3;J斷層的長度為3113m,且其落差較大。故斷層兩邊各留煤柱 50m，則斷層保護(hù)煤柱損失是：Q 3 =311335035.831.3/cos5o=235.6萬 t (4 村莊、公路保護(hù)煤柱井田范圍內(nèi)，有榆黃公路穿過，考慮到采深較大，有50m的表土層，公路等級不高， 不留保護(hù)煤柱。村莊不再井田范圍內(nèi)，不需要留設(shè)保護(hù)煤柱。(5永久保護(hù)煤柱總量為：Q=Q 1

53、 + Q 2 + Q 3 =516.2+698.7+235.6=1450.5萬 t3井田的可采儲量井田的可采儲量Z按下式計算：Z=(Zg -Q3C (2.3式中:Z礦井可米儲量，萬t:Zg 礦井工業(yè)儲量，萬t:Q 各種永久煤柱的儲量之和，萬t : C 采區(qū)回采率，厚煤層不低于0.75; 中厚煤層不低于0.80。薄煤層不低于0.85;設(shè)計開采的3#煤層屬厚煤層，采區(qū)回采率取為0.75。則計算可采儲量為：Z=(Zg -Q3C =(21949-1450.530.75=15373.9萬t由此可得：本礦井的可采儲量為15373.9萬t。2.1.3礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限根據(jù)

54、礦井的地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件，設(shè)備供應(yīng)及國家需要煤的能 力等因素確定礦井的生產(chǎn)能力五陽煤礦的儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造相對比較簡單，設(shè)計要開采的3#煤層賦存穩(wěn)定，煤 層厚度大部分比較平均。主采 3#煤層,為近水平煤層(傾角5 :平均厚度為5.8m，屬 厚煤層。由于本礦井的瓦斯和水的涌出量較小。且煤田范圍較大，故本設(shè)計初步確定礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t o2礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限的計算：T =KA Z(2.4式中:T 礦井設(shè)計服務(wù)年限，年；Z 礦井可采儲量，萬t ；A 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力,180萬t /a ; K 儲量備用系數(shù)，取1.4;由上式得：T=153739(18031.4= 61a;表2-3我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力/(萬t/a礦井設(shè)計服務(wù)年限/a第一開采水平服務(wù)年限/a煤層傾角25煤層傾角2545煤層傾角45600及以上70 40 300500 60 35120240 50 25 25 204590 40 20 20 15930各省自定因為61年50年,符合2003年我國設(shè)計規(guī)定的大型礦井（120240萬t/a服務(wù)年限至