【正文】 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 礦區(qū)概述及井田特征 第一節(jié) 礦區(qū)概述 一、 地理 位置 山西方山匯豐新星煤業(yè)有限公司位于方山縣縣城西南 24km 處的峪口鎮(zhèn)郝家焉村。行政隸屬峪口鎮(zhèn)管轄。 地理坐標： 東經(jīng) 111176。 06′ 53″～ 111176。 09′ 18″ 北緯 37176。 44′ 54″～ 37176。 47′ 25″ 井田距 209 國道 9 公里，方山縣至臨縣的鄉(xiāng)村公路從礦區(qū)通過，交通運輸條件較為便利 。詳見交通位置圖 111。 二、地形地貌 井田地處晉西黃土高原呂梁山西側(cè)，地形主要以黃土臺、峁、梁及黃土沖溝為主，侵蝕切割嚴重，地形復雜。地勢總體東高西低。最高點位于井 田東部，海拔 ，最低點位于井田西部 ,海拔 ，相對高差 ，屬低中山丘陵區(qū)。 三、地表水系 本區(qū)屬湫水河水系，井田范圍內(nèi)無河流，主要溝谷為中部的車趕溝和南部的沐浴溝，只有季節(jié)性水流，是雨季的洪水排泄集中地段。 四、氣象 本井田地處晉西黃土高原，為大陸性季風氣候，暖溫帶半干旱地區(qū)，氣溫變化晝夜懸殊，四季分明，降水量有限，多呈干旱狀態(tài)，冬春季多西北風，少雨雪，夏秋季雨量集中，有時出現(xiàn)暴雨洪水災害。 據(jù)方山縣氣象站資料，各氣象要素特征如下： 氣溫：年平均 ℃，一月份最低，平 均為 ℃，極端值達 ℃， 7 月份最高，平均為 ℃，極端值達 ℃，平均溫差 ℃。一般氣溫降至 0℃的時間是 10 月中旬，回升到 0℃以上的時間是翌年 4月中旬。 降水量和蒸發(fā)量：歷年平均降水量為 545mm，最大降水量在 7 月份，為 1299mm，最小在 12 月份，為 。雨量集中在 9三個月，占全年的 63%。蒸發(fā)量年平均值為 1900mm，最大在 6月份，平均為 。 風向及風速：風向多為西北，風速年平均 ，最大在 35月份，風速可達。 霜期 、雪期和凍土期：初霜期在 10月上旬，終霜期在次年 3 月份，一次最大積霜厚度為 1430cm。最早凍土期在 11月，最晚解凍日為翌年 4月，最大凍土深度 91cm。 五、電源條件 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 2 本礦井位于呂梁市方山縣境內(nèi)，其供電電源采用雙回 35kV 架空線：一回引自喬溝110kV 變電站，供電電壓 35kV，供電距離為 9km，導線型號為 LGJ120mm2；另一回引自大武園區(qū) 110kV 變電站，供電電壓 35kV，供電距離為 18km。供電導線為 LGJ120mm2。兩回電源分列式運行方式，一回工作，另一回帶電備用，以保證礦井供電的連續(xù)性。 六 、水源條件 松散巖類孔隙水 發(fā)育于井田內(nèi)溝谷中，水位埋藏較淺，易于開采，但由于富水性不均一，僅可供村莊小型生活用水。 奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r巖溶水 井田以東奧陶系上馬家溝組石灰?guī)r巖溶水，水質(zhì)好，水量豐富，埋藏淺，易開采。開發(fā)利用礦區(qū)奧灰水是未來礦區(qū)供水的一個重要方向。 七 、其他建設條件 礦井對外通訊依托方山縣電信局網(wǎng)，以程控電話與全國各地聯(lián)系，礦井建設所需要的材料，如磚瓦、砂、石、灰等土產(chǎn)材料由當?shù)夭少?。 八 、地震 據(jù)國家質(zhì)量技術監(jiān)督局 20200202 批準，中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 GB183062020，本區(qū)地震動加速度為 ，對應地震基本烈度為Ⅵ ， 據(jù)歷年記載，未發(fā)生過大的地震。 九 、區(qū)域經(jīng)濟 方山 縣以農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)為輔，主要工業(yè)為煤炭、建 材等，區(qū)內(nèi)耕地面積較少，并多為山坡地。農(nóng)作物以玉米、豆類、谷子 為主，糧食基本上自給自足。 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 3 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 4 十 、周邊礦井 山西方山匯豐新星煤業(yè)有限公司煤礦，北與山西方山金暉瑞隆煤業(yè)有限公司煤礦相鄰，西與山西臨縣晟聚煤業(yè)有限公司煤礦相望， 南與臨縣黃家溝創(chuàng)偉焦煤有限公司煤礦相望 (見四鄰關系圖 )。其余方位為空白資源區(qū)，現(xiàn)將各礦敘述如下： 山西方山金暉瑞隆煤 業(yè)有限公司煤礦，批采 510煤層，現(xiàn)采 5號煤層，采用一斜兩豎開拓方式。井下采用綜采綜掘開采，回采工作面為壁式放頂開采方式。設計生產(chǎn)能力為 120 萬噸 /年。該礦采 (古 )空破壞區(qū)位于井田東北部 ,據(jù)調(diào)查無越層越界行為。據(jù)2020 年度瓦斯等 級鑒定 表， 5 號煤層 瓦斯 絕對 涌出量 為 ，相 對 涌出量 為， 為 低瓦斯 礦 井， 8 號煤層 瓦斯 絕對 涌出量 為 ，相 對 涌出量 為， 為 低瓦斯 礦 井 。 據(jù)山西省煤 炭工業(yè) 局 綜 合 測試 中心 檢驗報 告， 5號煤層 煤 塵 火焰 長 度 50mm，巖粉量75%，煤 塵 具有爆炸性，吸氧量 ，自燃等 級 Ⅲ 級 ， 煤層屬于 不易自燃 煤層 。 據(jù)本次調(diào)查，該井田涌水量為 250m3/d。 山西臨縣晟聚煤業(yè)有限公司煤礦，批采 510煤層，現(xiàn)采 5 號煤層，采用一斜兩豎開拓方式。 井下采用綜采綜掘開采，回采工作面為壁式放頂開采方式。 設計生產(chǎn)能力為 120 萬噸 /年。為改擴建礦井。該礦采 (古 )空破壞區(qū)位于井田中部 ,據(jù)調(diào)查無越層越界行為。 據(jù) 2020 年度瓦斯等 級鑒定 表， 5號煤層 瓦斯 絕對 涌出量 為 ，相 對 涌出量 為 ， 為 低瓦斯 礦 井。 據(jù)山西省煤 炭工業(yè) 局 綜 合 測試 中心 檢驗報 告， 5號煤層 煤 塵 火焰 長 度 45mm，巖粉量75%，煤 塵 具有爆炸性，吸氧量 ，自燃等 級 Ⅲ 級 ， 煤層屬于 不易自燃 煤層 。 據(jù)本次調(diào)查，井田涌水量為 200m3/d。 山西臨縣黃家溝創(chuàng)偉焦煤有限公司煤礦批采 8+ 10號煤層，現(xiàn)采 5 號 煤層，采用 二 斜 一立三個井筒的 開拓方式 ，井下采用綜采 綜掘開采，回采工作面為壁式放頂煤開采，設計生產(chǎn)能力 120 萬 t/a，為改擴建礦井。該礦采（古）空區(qū)破壞區(qū)位于井田中南部，據(jù)調(diào)查無越層越界開采行為。據(jù) 2020 年瓦斯等級鑒定結(jié)果， 5 號煤層瓦斯絕對涌出量 ，相對涌出量 ，二氧化碳絕對涌出量 ，相對涌出量，為低瓦斯礦井。 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心檢驗報告， 5 號煤層煤塵火焰長度 120mm，巖粉用量 70%，煤塵有爆炸性，吸氧量 ，自燃傾向性等級為 Ⅱ 級，屬自燃煤層。 據(jù)本次調(diào)查，該井田涌水量為 130m3/h。 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 5 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 6 第 二 節(jié) 井田地質(zhì)特征 一、 地質(zhì)勘探程度 山西省第三地質(zhì)工程勘察 院 在收集利用以往地質(zhì)資料和礦井生產(chǎn)地質(zhì)資料及補充勘探的基礎上編制了本報告。詳細查明了井田構(gòu) 造，正確評價了構(gòu)造復雜程度。詳細查明了 10 號煤層的層位、厚度、結(jié)構(gòu)及可采范圍，正確評價了主要可采煤層的可采性和穩(wěn)定程度。查明了 10 號煤層的煤質(zhì)特征和工藝性能，確定了煤類，評價了煤的工業(yè)利用方向。詳細查明了井田水文地質(zhì)條件，分析了礦井充水因素，詳細查明了采空區(qū)積水情況，并估算了積水量，預算了礦井涌水量。據(jù)該礦近年實測資料，確定了礦井瓦斯等級，評價了 10 號煤層的煤塵爆炸性和煤的自燃傾向性。評述了 10 號煤層的頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征。估算了 10 號煤層資源 /估量，估算方法得當， 估算參數(shù)選取符合規(guī)范，資源 /儲量分類正確，估算結(jié)果可靠。 井田 5 號煤層達到了勘探程度。 二、地質(zhì)構(gòu)造 (一 )區(qū)域地質(zhì)簡況 區(qū)域 地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展史與整個華北古陸頗為一致。前震旦紀地層為巨厚的混合巖化強烈的關帝山花崗巖及其它古老變質(zhì)巖系，分布在關帝山周圍，為隆起褶皺。震旦紀被一些厚度不大的陸相碎屑巖沉積到寒武紀后由于地殼運動下降而沉入海底，一直到中奧陶紀，沉積了很厚的深海相石灰?guī)r。后又上升為陸地，遭受長期剝蝕形成沉積間隔，到中石炭紀又緩慢下降形成淺海相沉積。不久又開始上升，在二疊紀、三疊紀形成很厚的陸 相沉積。中生代末期，受燕山運動的影響，大量花崗巖侵入，關帝山急驟隆起，形成呂梁背斜，鑄成了今日地貌的雛形。 境內(nèi)地層齊全，太古界、元古界、古生界、中生界、新生界地層都有出露。 太古界 （ 1） 中太古界河口群是區(qū)內(nèi)最古老的地層。以白云母片巖、白云母變粒巖為主，夾大理巖，有些地段可見白色含白云母花崗偉晶巖及石英脈。 （ 2） 上太古界呂梁群自下而上（即從老到新）可分為赤堅嶺、杜家溝組。赤堅嶺組上部以黑云變粒巖為主，夾黑云斜長片麻巖。杜家溝組是一套較厚的變質(zhì)酸性火山巖，夾幾層厚度不大的變基性火山巖。上太古界混合雜巖 帶及中粒、粗粒黑云母花崗巖。 元古界 下元古界野雞山群（分兩組），青楊家灣組及白龍山組，從下至上為變質(zhì)礫巖，含礫石英巖和石英巖，淡紅色條帶狀角閃巖、變粒巖、黑灰色條紋狀、帶狀鈣質(zhì)黑云千枚巖夾鈣質(zhì)石英巖。 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 7 古生界 （ 1） 下古生界寒武系，可見中統(tǒng)和上統(tǒng)：主要是由砂礫巖、石英巖狀砂巖、砂巖、頁巖、灰?guī)r、砂質(zhì)白云巖等組成的淺海相碎屑巖～碳酸鹽沉積層。 （ 2） 下古生界奧陶系，分下統(tǒng)和中統(tǒng)。為黃綠色礫巖與竹葉狀白云巖，上層中上部以石灰?guī)r為主。 （ 3） 上古生界石炭系，可見中統(tǒng)和上統(tǒng)：中統(tǒng)，本溪組：主要是鐵鋁巖、鋁 土巖、頁巖、灰?guī)r，在吳城局、張家塔、石站頭等地出露。上統(tǒng)，太原組：主要巖性為灰白～灰黑色泥巖、砂質(zhì)頁巖、礫巖、灰?guī)r以及煤層。與下伏奧陶系地層呈平行不整合接觸，主要分布在張家塔一帶。 （ 4） 上古生界二迭系，分下統(tǒng)和上統(tǒng)：下統(tǒng)分山西組、下石盒子組；上統(tǒng)分上石盒子組。地層間接觸關系為整合接觸，主要由砂巖、砂質(zhì)頁巖、頁巖、泥巖以及煤層組成的陸相沉積地層，分布于張家塔附近。 新生界 （ 1） 新生界上第三系，新生界上第三系上新統(tǒng)保德組，與下伏地層呈角度不整合接觸，底部為紅色礫巖，上部以半膠結(jié)礫巖、松散礫石層、紫紅色棕 紅色粘土和砂質(zhì)粘土為主。主要分布在舉人頭村。 （ 2） 新生界第四系，可見中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。與下伏地層呈角度不整合接觸，主要是離石黃土、馬蘭黃土以及沖洪積物。出露在北川河兩岸及其它溝谷中。 本井田所處大地構(gòu)造位置為呂梁 — 太行斷塊、呂梁山塊斷、呂梁山塊隆、離石菱形復向斜的北端，區(qū)域構(gòu)造以褶皺為主。主要受離石 中陽向斜構(gòu)造控制。 （二） 區(qū)域含煤特征 區(qū)域上含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。 太原組（ C3t）：由深灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、中粗粒砂巖、灰?guī)r及煤層組成，為一套海陸交互相含煤沉 積。該組旋回結(jié)構(gòu)清楚，厚度很穩(wěn)定， 一般含 10 號煤層，其中 8 號煤層穩(wěn)定可采， 10 號煤層較穩(wěn)定可采， 其余為局部可采或不可采煤層。 太原組第一段為主要含煤段，由晉祠砂巖 K1至 L1灰?guī)r底部，巖性主要由灰、灰黑色泥巖、頁巖、粉砂巖及煤層組成，本段含可采煤層為 10 號煤層， 其中 8 號煤層穩(wěn)定可采， 10 號煤層較穩(wěn)定可采 。底部 K1砂巖為本溪組和太原組的分界線。 山西組（ P1s）：山西組是以陸相沉積為主的海陸交互相含煤沉積，地層巖性由深灰— 灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、灰色砂巖及煤層組成，本組含有 5號煤層，其中 5號煤層為穩(wěn)定可采煤層，其余煤層為不可采煤層。 (詳見表 121 區(qū)域地層一覽表 )。 煤礦井田設計 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 8 表 121 區(qū)域地層一覽表 界 系 統(tǒng) （群） 組 代號 厚度 （ m） 巖性描述 新生界 第四系 全新統(tǒng) Ｑ ４ １０ 亞砂土、亞粘土、粉細砂及礫石層 中上更新統(tǒng) Ｑ ２ +３ 0170 上部粉砂巖、亞砂土、中部細砂及礫石層；下部淡紅色亞粘 土、亞砂土夾鈣質(zhì)結(jié)核層，底部有礫石層。 上第三系 上 新 統(tǒng) N2 0540 上部深紅色粘土、砂質(zhì)粘土夾礫巖，含鈣質(zhì)結(jié)核；中部棕紅色砂質(zhì)粘 土、亞粘土、灰白色礫巖；下部紫色礫巖、黃色粉砂互層，黃色細砂夾礫巖。 古生界 二疊系 上統(tǒng) 石千峰組 P2sh 灰綠、黃綠色砂巖、砂質(zhì)頁巖、頁巖。 上石盒子組 P2s 上部黃綠、灰紫色砂巖、砂質(zhì)頁巖、近頂部一層燧石層；中部灰紫、灰綠色含礫砂巖、砂質(zhì)頁巖、頁巖；下部灰綠、杏黃色砂巖、砂質(zhì)頁巖、頁巖。 下統(tǒng) 下石盒子組 P1x — 上部灰綠、黃綠色砂巖、砂質(zhì)頁巖、頁巖、頂部一層紫色鋁土質(zhì)頁巖；下部灰黃、黃綠色砂巖、砂質(zhì)頁巖 、頁巖及薄煤層。 山西組 P1s .2 灰白色砂巖、砂質(zhì)頁巖、頁巖、煤層。 石炭系 上統(tǒng) 太原 組 C3t 上部砂巖、頁巖、灰?guī)r及煤層互層；下部頁巖、煤層及不穩(wěn) 定灰?guī)r；底部有灰白色石英砂巖。 中統(tǒng) 本溪 組 C2b 上部粘土質(zhì)頁巖、砂巖、灰?guī)r、局部見煤線；下部山西式鐵 礦、鐵鋁巖、鋁土礦、硬質(zhì)粘土礦。 奧陶系 中統(tǒng) 峰峰組 O2f — 上部灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；下部角礫狀白云質(zhì)泥灰