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

　　

【正文】 分述如下： ⑴ 2煤層：位于山西組上部，上距 K8 砂巖 620m ，一般 10m 左右，下距 9煤層約85m ，煤層厚度 ~ 平均 ，煤層中上部夾有 12層矸石，屬穩(wěn)定可采煤層。煤層厚度往南變薄，煤層的節(jié)理較發(fā)育，層理不甚發(fā)育。 ⑵ 9煤層：位于太原組下部， 10煤層的 頂板則為該煤層底板。煤層厚度 ，平均 ，經(jīng)計(jì)算煤層厚度變異系數(shù)為 %?？刹尚灾笖?shù)為 1。為穩(wěn)定的可采煤層，煤層無夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，煤層節(jié)理發(fā)育，主要節(jié)理方向?yàn)?5176。 335176。，層理不甚發(fā)育。 ⑶ 10煤層：位于太原組下部，下距 K1 砂巖 21m ， 10煤層由于夾層厚度不大，故合并為一層開采，該煤層厚 平均 ，在整個(gè)井田內(nèi)厚度變化不大，煤層厚度變異系數(shù)為 %，可采性指數(shù)為 1，本煤層屬結(jié)構(gòu)復(fù)雜的穩(wěn)定煤層，一般含夾矸 510 層，夾石層厚度一般為 15cm ，大部分夾矸層位較穩(wěn)定，變化有規(guī)律可尋。 煤的特性 物理性質(zhì)： ⑴ 物理性質(zhì)和宏觀煤巖類型 各煤層：黑 黑灰色，光亮型煤，煤巖組分以亮煤為主，塊狀及粉末狀。 9煤層大部分為粉狀塊，少部分為不規(guī)則的菱形； 10煤層大部分為菱形，少部分為不規(guī)則的立方體 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 形。局部地段含泥巖或砂質(zhì)泥巖夾矸 13 層。 條痕為棕黑色、瀝青 玻璃光澤，硬度一般為 23，有一定的韌性，貝殼狀、階梯狀斷口，均一條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀、塊狀構(gòu)造，內(nèi)生裂隙較發(fā)育。 ⑵ 顯微煤巖組分 各煤層顯微煤巖類型：以微鏡煤為主，其次為微鏡惰煤、微惰質(zhì)煤，有少量的微泥質(zhì)煤，個(gè)別的微硫鐵礦煤。顯微組分：鏡質(zhì)組主要是均質(zhì)鏡質(zhì)體和基質(zhì)鏡質(zhì)體，基質(zhì)鏡質(zhì)體中常分布有絲炭碎屑。半絲質(zhì)組以無結(jié)構(gòu)的團(tuán)塊半鏡質(zhì)體出現(xiàn)，絲質(zhì)組中結(jié)構(gòu)半絲質(zhì)體略多于粗粒體，有部分碎屑體出現(xiàn)在基質(zhì)鏡質(zhì)體中，部分煤樣見有少量的各項(xiàng)異性組分。無機(jī)組分以粘土類為主，多為分散狀、浸染狀；黃鐵礦為結(jié)核狀 、無規(guī)則狀；方解石為次生脈狀。 各煤層顯微煤巖組分的組成及其各煤巖組分的含量基本相近，有機(jī)組分以鏡質(zhì)組為主，在 %之間，一般在 %左右；半鏡質(zhì)組在 %之間，一般在 %左右；絲質(zhì)組在 %之間，一般在 24%左右。無機(jī)組分以粘土類為主，粘土類含量在 %之間，一般在 %左右；硫化鐵含量在 %之間，一般在 %左右；碳酸鹽類含量在 %之間，一般在 %左右。 鏡煤最大反射率 (R0max)的測值變化范圍在 之間，隨煤層賦存深度增加逐漸增高的趨勢符合煤的深成變質(zhì)規(guī)律， 17 號(hào)煤層的變質(zhì)階段相當(dāng)于肥煤階段， 911號(hào)煤層的變質(zhì)階段相當(dāng)于焦煤階段。 煤的化學(xué)性質(zhì)、工藝性能： 表 13 各煤層煤質(zhì)特征表 煤層 項(xiàng)目 工業(yè)分析 (%) Pd (%) Qb， daf (MJ/kg) 膠質(zhì)層 試驗(yàn) (mm) G 坩堝粘結(jié)性 視密度 煤 類 M A V S X Y 2 原 .38 洗 36 25 92 56 FM 9 原 10 洗 35 16 78 5 JM 1011 原 12 洗 36 14 73 5 JM 瓦斯、煤塵及自燃情況 礦井瓦斯相對(duì)涌出量為 tm/3 ，屬低瓦斯礦井；煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，煤塵有自燃發(fā)火危險(xiǎn)性；二氧化碳相對(duì)涌出量為 tm/3 ，二氧化碳為高等級(jí)礦井。 煤的用途 隨著科學(xué)技術(shù)和鋼鐵、化工等工業(yè)的發(fā)展，煤的用途日益廣泛，使用價(jià)值愈來愈高。但由于不同工業(yè)用煤對(duì)煤質(zhì)的要求不同，導(dǎo)致不同類型的煤其用途不一，本礦井煤系地層中均為氣煤，決定了其主要用途如下： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 氣煤：可用來作煉焦、燃料、低溫 干餾、造氣、加氫制流體燃料、氟化制防爆油類、電工用油、氨化制離子交換劑等。 肥煤：用作煉焦，制磺化劑、高壓加氫制液體燃料。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 第二章 井田開拓 井田境界及開采儲(chǔ)量 井田境界 礦區(qū)南與旺家垣井田、交子里井田相鄰，西與陽泉曲井田、瓜溝井田相鄰，東鄰高陽井田、宜興井田，北以下堡河為自然邊界。井田走向長度最大約 ，最小約，平均約 ；傾向長度最大 約 ，最小約 ，平均約 ，井田面積約 13 2km 。 圖 21 井田賦存狀況示意圖 計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量相關(guān)規(guī)定： ⑴ 根據(jù)本井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算； ⑵ 依據(jù)國務(wù)院過函 (1985)5 號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容 要求：禁止新建煤層含硫分大于 3%的礦井。硫分大于 3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量； ⑶ 儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于 時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的 50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度； ⑷ 煤層傾角不大于 15176。時(shí)，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量；當(dāng)傾角大于 15176。時(shí)，必須以煤層的真厚度和斜面積計(jì)算儲(chǔ)量，由于井田內(nèi)的煤層平均為 7176。，所以不考慮真厚度和斜面積。 ⑸ 煤層容重： 9 、 10煤層容重約為 3/mt ； ⑹ 煤厚、灰分以下表為依據(jù) 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 表 21 煤炭資源量計(jì)算指標(biāo) 煉焦用煤 長焰煤、不粘煤、弱粘煤、貧煤 無煙煤 褐煤 煤層厚度(m) 井 采 傾 角 ＜ 25176。 ≥ ≥ ≥ 25176?！?45176。 ≥ ≥ ≥ ＞ 45176。 ≥ ≥ ≥ 露天開采 ≥ ≥ 最高灰分 dA (%) 40 最高硫分 dtS, (%) 3 最低發(fā)熱量 dQ, (MJ/kg) － 井田的主采煤層為 9和 10煤，從表 15可知硫分、灰分都符合礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算的相關(guān)規(guī)定。除 2煤為非煉焦用煤以外，其它兩層都是煉焦用煤，井田的平均傾角約為7176。，故最低可采厚度由表 21查得： gZ =S179。γ179。 (M1+M2+M3)/cosα 式 (21) =13179。 179。 （ ++） /cos70 = 式中： gZ ―― 礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬 t； S ―― 井田水平面積， m2； M1―― 2煤層平均厚度； M2―― 9煤層平均厚度； M3―― 10煤層平均厚度； ? 1―― 煤的平均容重， ； ? 2―― 煤的平均容重， ； ? 3―― 煤的平均容重， ； 表 22 各煤層工業(yè)儲(chǔ)量 煤 類 指 標(biāo) 項(xiàng) 目 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 gZ Mt 2(Mt ) 9(Mt ) 10(Mt ) 合 計(jì) 可采儲(chǔ)量 計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下煤柱損失： ⑴ 井田境界煤柱損失； ⑵ 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱； ⑶ 采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失和斷層煤柱損失； ⑷ 建筑物、河流、鐵路等壓煤和其他損失。 本井田中永久煤柱損失主要有：工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、井田境界煤柱損失。 ⑴ 邊界煤柱留設(shè) 計(jì)算邊界煤柱 ???? MbLZ b＝ 式 (22) 式中： bZ ――邊界煤柱損失量； L ――邊界長度； b ――邊界寬度； M ――煤層厚度； ? ――煤的容重。 3/mt 表 23 各煤層邊界煤柱損失 煤 厚 (m ) 周 長 (km) 寬 度 (m ) 容 重 (3/mt ) 合 計(jì) Mt 2(Mt ) 20 9(Mt ) 20 10(Mt ) 20 合 計(jì) 13 ⑵ 工業(yè)廣場煤柱留設(shè) 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，工業(yè)場地占地指標(biāo)如表 24。 本礦井的井型是 150 萬 at/ ，表 24查得工業(yè)廣場的面積需要 18公頃考慮到工業(yè)場地的布置應(yīng)結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。因此工業(yè)廣場長 600m ，寬 300m 。 儲(chǔ) 量 煤 層 項(xiàng) 目 煤 層 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 表 24 工業(yè)場地占地面積指標(biāo) 井型（萬 t） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10萬 t） 240及以上 120180 4590 930 注： ； 2. 在山區(qū)，占地指標(biāo)可適當(dāng)增加； 3. 附近礦井有選煤廠時(shí)，增加的數(shù)值為同類礦井占地面積的 30～ 40%； 4. 占地指標(biāo)單位中的 10萬 t指礦井的年產(chǎn)量。 用作圖法求出工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 邊界，如 圖 22 所示 。 10 11 γφδBACDb39。a39。 d39。c39。cbdaⅡⅡ39。 ⅠⅠ39。Ⅱ39。ⅡⅠ39。Ⅰδφφβφ400600 圖 22 垂直剖面法確定 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 邊界 本礦井的可采煤層有 3 層，由作圖法求得工業(yè)廣場保護(hù)煤柱邊界為梯形， 2的上底 ，下底 ，垂高 ， 面積為 2km ； 9和 10的上底 ，下底 ，垂高 。面積為 2km 。 計(jì)算 2工業(yè)廣場的煤柱 ???MSZe＝ 式 (23) ＝ 179。 179。 ＝ 計(jì)算 9和 10工業(yè)廣場的煤柱 ???MSZe＝ 式 (24) ＝ 179。 179。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 ＝ 式中： eZ ――邊界煤柱損失量， Mt ； S ――工業(yè)廣場面積， 2km ； M ――煤層厚度， m ； ? ――煤的容重， 3/mt 。 ⑶ 斷層煤柱留設(shè) 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，斷層按性質(zhì)、落差大小及其對(duì)煤層破壞程度，斷層煤柱留設(shè)如下：落差＞ 50m 的斷層，兩側(cè)各留 50m 的煤柱；落差＞ 20m ～≤ 50m 的斷層，兩側(cè)各留 30m 煤柱；落差＞ 10m ～≤ 20m 的斷層，兩側(cè)各留 20m 煤柱；落差＜ 10m 的斷層不留設(shè)斷層煤柱。 井田內(nèi)的所有斷層都＜ 10m ，因此不需要留設(shè)斷層煤柱。 ⑷ 鐵路煤柱留設(shè) 本礦的鐵路專用線 及介西支鐵路均不在礦區(qū)范圍內(nèi)，無需留設(shè)保護(hù)煤柱。 ⑸ 露頭防水煤柱留設(shè) 本礦井主采煤層目前沒有風(fēng)氧化帶，受 K2 灰?guī)r水的影響 9煤層局部有氧化，氧化區(qū)域不穩(wěn)定，只能靠生產(chǎn)中揭示取樣化驗(yàn)后逐步圈定，故不考慮煤柱留設(shè)。 計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量： CPZZ gk )( ?? 式 (25) ＝ ()179。 ＝ 式中： kZ ――礦井可采儲(chǔ)量， Mt ； gZ ――礦井工業(yè)儲(chǔ)量， Mt ，由表 22可查得； P ――保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量， Mt ； C ――采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層小于 ；地方小煤礦不小于 。 表 25 礦井儲(chǔ)量總匯表 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量 (Mt ) 永久煤柱損 失 (Mt ) 設(shè)計(jì)開采損 失 (Mt ) 設(shè)計(jì)開采儲(chǔ)量 (Mt ) 2 69． 86 9 58 10 58 合計(jì) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù) 年限 ⑴ 礦井的年工作日數(shù)，每日出煤班數(shù)，每班工作小時(shí)數(shù) ①礦井年工作日數(shù)的確定