【導(dǎo)讀】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1頁(yè)

　　

【正文】 K5 石灰?guī)r ～ 深灰色，致密堅(jiān)硬，含方解石脈及小斑晶，產(chǎn)豐富的動(dòng)物化石。層位穩(wěn)定。 K4 上 石灰?guī)r ～ 深灰色，為 9 號(hào)煤直接頂，含動(dòng)物化石。 K4 石灰?guī)r ～ 深灰色，堅(jiān)硬致密，質(zhì)不純，具星點(diǎn)狀黃鐵礦。含豐富的動(dòng)物化石。 K3 石灰?guī)r ～ 深灰色，致密堅(jiān)硬，偶夾燧石條帶，含黃鐵礦。產(chǎn)動(dòng)物化石。 K2 石灰?guī)r ～ 深灰色，致密性脆，夾燧石條帶，中部含泥質(zhì)。含豐富的動(dòng)物化石。厚度大且穩(wěn)定。 K1 細(xì)粒砂巖 0～ 灰～深灰色細(xì)粒石英砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬。 總的講， 3 號(hào)煤以光亮型煤為主，半亮型煤為輔。煤為黑色，條痕亦為黑色，斷面呈貝殼狀，不染手，金剛～似金剛光澤，堅(jiān)硬致密，堅(jiān)固性系數(shù)為 。煤的真 (相對(duì) )密度和視 (相對(duì) )密度分別為 ～ 和 左右。孔隙率 ％ (表 421)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 表 14 3 號(hào)煤下部軟煤的部分物理性能表 真 (相對(duì) )密度 視 (相對(duì) )密度 含水率(%) 孔隙率(%) 堅(jiān)固性系數(shù) 由于煤本身致密堅(jiān)硬，加之煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宏觀煤巖類型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 (圖 421)，再加井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層受擠壓、剪切力小，所以， 3 號(hào)煤成塊率高，產(chǎn)塊率高達(dá) 70%左右 (見(jiàn)表 424)。據(jù)山東礦院白俊仁教授的資料， 3 號(hào)煤大塊煤 (50～ 100mm)的抗碎強(qiáng)度在 %～ %之間，屬高強(qiáng)度煤。 3 號(hào)煤的哈氏可磨性指數(shù)在 32～ 45 之間。 應(yīng)該指出的是， 3 號(hào)煤接近底部常有 1 層厚約 ～ 的軟煤，外觀破碎，不見(jiàn)層理、構(gòu)造，光澤和顏色有別于正常煤，用手或器械輕輕摳或刨即落下，而不成塊。 15 號(hào)煤的煤巖特征和機(jī)械性能與 3 號(hào)煤相近。但在外觀上常見(jiàn)黃鐵礦結(jié)核和晶體，特別是 15 號(hào)煤。由于變質(zhì)和灰分的增加，煤變的更加致密，真 (相對(duì) )密度和視 (相對(duì) )密度略有增加，而煤的孔隙率略有下降。煤的產(chǎn)塊率亦很高 (表 422)。 表 15 大樣大粒度 (mm)產(chǎn)率表 (%) 煤號(hào) 采 樣 點(diǎn) 100 100～ 50 50～ 25 25～ 13 本級(jí) 累計(jì) 本級(jí) 累計(jì) 本級(jí) 累計(jì) 3 斜 井 9 91306 工作面 臨 澤 礦 15 黃 頭 礦 井田內(nèi) 3 層煤的共同特點(diǎn)是：灰分低，比較好選，含矸率低，全水分低，磷含量低，揮發(fā)分低，固定碳和熱穩(wěn)定性特高 (優(yōu) )，抗碎強(qiáng)度高，產(chǎn)塊率高， 3 號(hào)煤硫分特低， 15 號(hào)煤硫分較高，但大部分硫分可洗掉。據(jù)此，凡粒度 13mm、 St,d%的煤均可用于合成 氨，這是最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的首選路線。灰分 %、硫分 %的末煤 ,可試用高爐噴吹。試噴、試銷成功后，對(duì)提高末煤的價(jià)值很有意義。 另外，可以試制、試銷用于制造碳素纖維、活性炭、碳粒砂、炭化硅、碳黑、電石、剛玉和電極，這些項(xiàng)目煤的附加值可增加數(shù)倍到數(shù)十倍。 此外，本礦與陽(yáng)城電廠毗鄰，上述用煤之外，發(fā)電和民用煤亦是最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的路線。粉煤還可以制成煤球、蜂窩煤等各種型煤。 除煤本身外，煤中硫鐵礦結(jié)核、晶體可提取硫、鐵。 15 號(hào)煤的煤灰含鐵高，可考慮煉鐵。夾矸煤、高灰煤、洗矸炭質(zhì)泥巖可用于回收煤炭、 制水泥、提取化工原料、制造混凝土、改良土壤、發(fā)電、燒磚，甚至填溝造地、鋪路。 煤的化學(xué)組成及其特征 (一 )3 號(hào)煤層 3 號(hào)煤全水分為 %，含水率 %，二者相近。 原煤平均灰分 %，屬低中灰煤 (LMA)?；曳之a(chǎn)率的變化標(biāo)準(zhǔn)差為 ，屬變化小的中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 類型?；曳纸^大多數(shù)在 10～ 20%之間，與礦井采的煤層樣、商品樣、篩分浮沉大樣的灰分很相近。 1985 年～ 1987 年各月平均含矸率為 %， 1985 年～ 1989 年各旬、各月的生產(chǎn)煤樣含矸率為 %，最高達(dá) %，兩者相差甚遠(yuǎn) ,而白 俊仁教授的資料 (大塊為 %～ %)則介于二者之間。據(jù)白俊仁教授資料可知，煤的大、中、小塊的限下率分別是 ～ %、 ～ %、 ～ %，完全可以滿足合成氨用煤要求。 3 號(hào)煤原、洗煤硫分分別為 %、 %，均屬特低硫煤 (SLS)，原煤硫分變化標(biāo)準(zhǔn)差，變化小。 洗煤磷平均 %，屬低磷分煤 (LP)。 據(jù)公式：固定碳 (FC)=，反算出 3 號(hào)煤原煤的固定碳是 %，屬高固定碳煤 (HFC)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出合成氨用煤一級(jí)固定碳 (75%)的標(biāo)準(zhǔn)。 應(yīng)用基低位發(fā)熱量是評(píng)價(jià)煤熱值的最好指標(biāo)，應(yīng)用基高位發(fā)熱量次之，空氣干燥基低位發(fā)熱量和空氣干燥基高位發(fā)熱量又次之。 3 號(hào)煤的大塊、中塊和小塊煤的空氣干燥基低位發(fā)熱量在 ～ (表 424)；原煤空氣干燥基高位發(fā)熱量平均為 。 洗煤揮發(fā)分、碳含量、氫含量和氧含量的平均數(shù)分別為 %、 %、 %和 %，高碳、低揮發(fā)分、低氫、低氧反映了煤的 變質(zhì)程度很高。 3 號(hào)煤一半以上為無(wú)煙煤三號(hào) (WY3)，一半以下為無(wú)煙煤二號(hào) (WY2)。 3 號(hào)煤灰成分中的 SiO Al2O Fe2O3分別為 %、 %、 %，高 Al2O3和低Fe2O3 的特征符合遠(yuǎn)海型煤的特點(diǎn)。煤灰熔融性軟化溫度 (ST)為 1466℃，屬較高軟化溫度灰(RHST)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 2 井田境界和儲(chǔ)量 井田境界 井田劃分是礦區(qū)總體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要任務(wù)，劃分時(shí)要保證各井田都要有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開(kāi)發(fā)。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)量、水文、煤層賦存狀況 、 煤質(zhì)分布規(guī)律 、 開(kāi)采技術(shù)條件、 礦井生產(chǎn)能力和開(kāi)拓方式，并結(jié)合 地貌 地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。具體的劃分方 法一般為 ： 1． 按地質(zhì)構(gòu)造劃分： 以大斷層、 大的 褶曲 軸和巖漿巖侵入?yún)^(qū)、無(wú)煤帶等劃分 ； 2． 按煤層的賦存形態(tài)劃分：為便于不同礦井劃分水平，通常按煤層賦存的深淺劃分，即按某一標(biāo)高劃分，有時(shí)也按煤層的不同產(chǎn)狀，結(jié)合儲(chǔ)量劃分井田 ； 3．按煤質(zhì) 、 煤種分布劃分：在 煤質(zhì)和煤種變化較大的礦區(qū)，為了減少同一礦井開(kāi)采煤質(zhì)和煤種的類別 ，應(yīng)盡可能考慮以煤質(zhì) 、 煤種分界線劃分井田境界 ； 4. 按地形地物界線劃分：對(duì)于需要井下留煤柱保護(hù)的河流、湖泊、水庫(kù)、鐵路和建筑物，可以考慮以保護(hù)煤柱為界劃分井田； 5．人為劃分井田 ： 不受自然和地質(zhì)條件 限制時(shí)，可以認(rèn)為劃定井田界限 。 煤層賦存狀況 井田范圍 北以 2 號(hào)點(diǎn)連線為界，南與古書(shū)院礦相接，東與王臺(tái)鋪礦為鄰，西至白馬寺逆斷層，東西寬約 ，南北長(zhǎng)約 ，面積 煤層狀況賦存圖 優(yōu)鳳補(bǔ)38優(yōu)優(yōu)補(bǔ)264優(yōu)優(yōu)補(bǔ)54補(bǔ)258優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)補(bǔ)255優(yōu)優(yōu)巴公1井檢優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳46優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)補(bǔ)(1)249優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳補(bǔ)31優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳補(bǔ)27優(yōu)優(yōu)鳳補(bǔ)32優(yōu)鳳補(bǔ)33優(yōu)鳳補(bǔ)28優(yōu)鳳補(bǔ)22鳳補(bǔ)24優(yōu)鳳補(bǔ)36鳳補(bǔ)35優(yōu)優(yōu)鳳補(bǔ)39優(yōu)鳳57優(yōu)優(yōu)鳳56優(yōu)鳳83優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳43鳳256優(yōu)優(yōu)鳳51鳳補(bǔ)19優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳48優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳80優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳78優(yōu)鳳77優(yōu)鳳84優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳90鳳89優(yōu)鳳86優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)鳳補(bǔ)40鳳補(bǔ)29優(yōu)鳳55優(yōu)優(yōu)鳳補(bǔ)17優(yōu)鳳53優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)X4433943. 53942. 53941. 53940. 53939. 53938. 53937. 53936. 5533. 0532. 0531. 0530. 0529. 0528. 03937. 53938. 5 3939. 53940. 53941. 5 3942. 53943. 5 3944. 53945. 5 3946. 53944. 5532. 0533. 0534. 0535. 0536. 0537. 0700690680680680690660690700690670665750740730720710680640650660640650660670680700670680690700710710715690700740670680 680710660670640660710720720730720720710670680680660700690680750650750740720730700690680670660650710690630740720670670710720740680670680665650690670優(yōu)優(yōu)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 礦井 工業(yè) 儲(chǔ)量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過(guò)地質(zhì)手段查明的符合國(guó)家煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部?jī)?chǔ)量，又稱礦井總儲(chǔ)量。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量。 本井田采用塊段法計(jì)算的各級(jí)儲(chǔ)量，塊段法是我國(guó)目前廣泛使用的儲(chǔ)量 計(jì)算方法之一。塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況，由幾個(gè)煤厚相近鉆孔連成塊段。根據(jù)此塊段的面積，煤的容重，平均煤厚計(jì)算此塊段的煤的儲(chǔ)量，再把各個(gè)經(jīng)過(guò)計(jì)算的塊段儲(chǔ)量取和即為全礦井的井田儲(chǔ)量。 本井田主要可采煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，且工程點(diǎn)分布比較均勻，故資源 /儲(chǔ)量估算方法采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法，由計(jì)算機(jī)直接估算。 計(jì)算公式： Q=Smd/ COSa 式中： Q—塊段的資源 /儲(chǔ)量（萬(wàn) t）。估算結(jié)果以萬(wàn) t 為單位，保留一位小數(shù)； S—塊段的水平面積 k（ m2）。由于煤層傾角均小于 10176。，故采用水平 投影面積作為資源/儲(chǔ)量的估算面積； m—塊段的煤層資源 /儲(chǔ)量估算平均厚度（ m）。由于煤層傾角均小于 10176。，故用煤層偽厚度（鉛垂厚度）作為資源 /儲(chǔ)量的估算厚度，參與資源 /儲(chǔ)量的估算 。 d—煤層的視（相對(duì)）密度（ t/m3）。根據(jù)《 王臺(tái)鋪 井田煤礦精查（補(bǔ)充）勘探地質(zhì)報(bào)告》知， 3 號(hào)煤層均采用 t/m3。 a— 煤層的平均傾角取 8176。 礦井的工業(yè)儲(chǔ)量 Q== 礦井保護(hù)煤柱留設(shè) 工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分 布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； 各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為 75176。，表土層移動(dòng)角為 45176。； 維護(hù)帶寬度： 工業(yè)廣場(chǎng)維護(hù)帶 20m； 井田境界煤柱寬度為 50m； 表土平均厚度為 70m； 工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表 21。 表 21 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井 型（ 萬(wàn) t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬(wàn) t） 240 及以上 120180 4590 930 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 礦井永久保護(hù)煤柱損失量 （ 1） 井田邊界保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè) 50m 寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為： Zb=LBMγ/cosα 式（ 23） 式中 ： Zb—— 井田邊界保護(hù)煤柱煤量， Mt； L—— 邊界長(zhǎng)度 ， Km； B—— 煤柱 寬度 ， m； M—— 煤層平均厚度 ， 3＃ 煤層平均煤厚為 m； γ—— 煤的平均容重， t/m3， 3＃ 煤層 為 ； α—— 煤層平均傾角， 8176。 Zb =50(Mt) 則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為： Zb =(Mt) （ 2） 工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱 工業(yè)場(chǎng)地按 II 級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶寬度 20m，工業(yè)場(chǎng)地面積由表 21 確定，故本礦井工 業(yè)場(chǎng)地的面積為 24 公頃，由于長(zhǎng)方形便于布置地面建筑，所以初步設(shè)定工業(yè)廣場(chǎng)為長(zhǎng)方形，即長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊為 600m，短邊為 400m。本礦井地