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范各莊礦24mt新井設計煤礦瓦斯事故預防技術研究_畢業(yè)設計說明書(參考版)

2024-08-30 20:49本頁面
  

【正文】 S=iascos39。 煤層儲量的計算公式為: 塊段的面積 S 必須采用真面積(即煤層斜面積)。 地質塊段法就是根據一定的地質勘探或開采特征,將礦體劃分為若干塊段,在圈定的塊段法范圍內可用算術平均法求得每個塊段的儲量。全區(qū)經過普查、詳查、精查勘探及使用綜合勘探的精查補充勘探后,使完成鉆孔 145 個,地震物理點 3466 個,平均每平方公里有 個,地震物理點 個,共計工程量為 ,其中水文鉆孔 3 個,為 。鄰近不可采邊界的塊段均不圈定高級儲量;斷層煤柱不圈定高級儲量,一律降為 C 級儲量;對難以開采的小而孤立的塊段,不圈定儲量,不進行單獨計算。 圖 21 井田賦存狀況示意圖 礦井儲量 根據對煤礦床的勘探,研究程度和煤炭工業(yè)建設的需要,將煤炭儲量劃分為 A、 B、 C三 級。 井田 范圍 范各莊井田位于開平向斜東南翼,東部以 14 煤層潛伏露頭線為界,西及西南部與錢家營礦業(yè)分公司相鄰,北部與呂家坨為界,西部以 5 煤層 800m等高線與呂家坨為界,井田南北走向長度 公里 ,東西最大傾斜長 公里,全井田總面積為 平方公里。較穩(wěn)定,局 部含1 2層夾 石, 煤質主要為半暗淡型,往 南逐漸變厚.北翼為褐色泥巖,含 大量的根化石,往 南逐漸變?yōu)榉凵皫r和細砂巖.為單一煤層,主 要為半亮型和光亮型煤,在 井田的南部大面積缺失.上部灰黑色粉砂巖, 主要成分為石英,泥 硅質膠結,含 黃鐵礦散晶.灰黑色,致 密, 局部含泥質和菱鐵質結核,在 井的南部含炭質成分.主要為半亮型和暗淡型煤組成,局部 含1 2 層粉砂巖夾矸.范各莊礦井田地層綜合柱狀圖粉砂巖粉砂巖細砂巖煤 9煤 8粉砂巖煤 7細砂巖鋁質泥巖細砂巖煤 6粉砂巖粉砂巖煤 5 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 井田 邊 界 在煤田劃分為井田時,要保證各井田有合理的尺寸和境界,使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。灰黑色,均 一, 貝殼狀斷口, 含大量的結核和黃鐵礦散晶及動物化石。灰黑色,組 成致密, 含較多的植物根化石?;液谏?均 一, 致密,在 井田南部煤層直頂發(fā)育一層厚2m 炭質泥巖。 同時,由于黃鐵礦轉變?yōu)榱蛩岫鴱拿簩又邢?,以及硫酸對煤物質的溶蝕作用,致使煤結構變得疏松,促進了煤的氧化進程,從而最終導致煤體 自燃。 (2 )、煤中黃鐵礦含量:煤中黃鐵礦含量是影響煤自燃的重要因素。不同煤巖組分的吸氧量,氧化速度和燃點明顯不同。 12 煤層的自然發(fā)火期定為 11 個月,礦井發(fā)火等級定為四級。 煤層自然發(fā)火 殘留在采空區(qū)的碎煤和煤柱,存放在地面的煤堆,以及接近露頭的煤層,由于與空氣接觸而氧化生熱,在散熱條件下不暢的情況下,氧化生成的熱量大于向四周逸散的熱量,致使 煤的溫度逐漸升高,一旦達到煤的燃點時,會發(fā)生煤自燃。煤塵除引起煤肺病,影響人的健康外,其主要危害在于懸浮于空氣中的煤塵,在一定條件下可引起燃燒或爆炸,造成巨大的井下事故。三水平南一石門揭露 12 煤層,瓦斯?jié)舛?達到 10%以上。 CH CO2的涌出量隨著礦井的逐步延深,二水平的 CH CO2涌出量有逐漸增加的趨勢。 煤層中的瓦斯含量一般受下述因素控制:煤的變質程度、圍巖條件、地質構造、埋藏深度以及地下水活動等。造成原煤生產灰分增加的主要原因: 一是生產管理過程中的產品質量意識差,產煤中人為混入大量矸石; 二是由于個別煤層特殊的賦存條件,形成的大量矸石混入煤中; 三是煤層不能合理配采, 7 煤、 8 煤 為 等高灰分煤層,造成全礦井原煤生產灰分增高,發(fā)熱量降低。 煤的特征 煤質 井田內各主要可采煤層的煤種均為結焦性良好的 1 號、 2 號肥煤和氣肥煤。 直接頂 粉砂巖 灰色,含大量結核,頂部含大量根化石。 12 半 煤 偽頂 無偽頂。下為 12 半煤層。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 直接底 粉砂巖 ~ 南二石門以北較薄,松軟含化石。 老頂 粉砂巖 致密,塊狀結構。 直接頂 泥巖 ~ 炭質含量很高,呈腐泥質泥巖,褐色條痕,分布比較穩(wěn)定,與老頂之間存在明顯層見滑動。 老底 細砂巖 粘土質膠結,松軟,遇水風化膨脹,極易底鼓。 老頂 細砂巖 即為 9 煤層老底。 直接頂 粉砂巖 水平層理含大量泥質結核,順層分布,巖石致密。 老底 細砂巖 硅質膠結,堅硬,局部相變?yōu)榉凵皫r。頂部含大量植物根化石。 老頂 細砂巖 水平層理,層理面附炭質薄膜,分布穩(wěn)定。 直接頂 粉砂巖 含炭質成分及菱鐵礦結核,小斷層、節(jié)理十分發(fā)育,比較破碎。 老底 細砂巖 硅質膠結,呈塊狀結構,堅硬,普遍發(fā)育。 老頂 砂巖 0~ 層狀層理,自南二石門以南出現并逐漸增厚。 直接頂 粉砂巖 深灰色,由南一石門往南逐漸發(fā)育并增厚。 老底 細砂巖 0~ 層狀結構,南二石門以南逐漸增厚。 直接底 粉砂巖 ~ 南一石門以北厚度小于 ,松軟破碎,含大量植物根化石,同時 8煤層頂板,北翼局部缺失,直接為8 煤層,即 8煤層合群。 老頂 中砂巖 ~ 硅質膠結,堅硬。 直接頂 粉砂巖 ~ 水平層理,含植物化石。 7 煤 偽頂 泥巖 ~ 一般在 米以下,巖性破碎,局部增厚可達 米,相變?yōu)榉凵皫r或細砂巖。 直接底 粉砂巖 ~ 含大量植物根化石。 煤層圍巖性質 表 13 井田內主要煤層頂底板賦存情況表 煤層 頂底板 巖性 厚度 特征及賦存情況 5 煤 偽頂 粉砂巖 0~ 巖石破碎,夾多層煤線,南三剖面以南出現煤線 直接頂 粉砂巖 水平層理,層理面附大量植物化石,富含泥質結核,成細層狀或串珠狀分布。煤巖類型為半光亮型和半暗淡型。由北至南二道半石門范圍內,由于基底的不均衡沉降逐漸分離,煤厚 ~ 米,平均 米,為單一結構煤層。與下伏 12 半煤的層間距為 35 米。內生節(jié)理發(fā)育,玻璃光澤,貝殼狀斷口。煤層厚度由北往南逐漸增厚。中上部含有 2~ 3 層黃鐵礦結核層,呈細條帶或串珠狀分布,比較穩(wěn)定,煤層中部一層結核厚度可達 米。層間距由北往南逐漸增大。 煤的硬度 f= ,容重 。 煤巖類型以光亮型為主,夾有薄層半光亮型煤。 5) 11 煤層 11 煤層為單一結構厚煤層。煤的硬度 f=~ ,容重 。 煤巖類型以光亮型為主,下層以半亮型為主,界線明顯。夾石分布廣泛,變化較大,由北往南逐漸增厚,由 米至 米,在南二至南三石門,由于夾石厚達 米,將煤層分為兩層。煤層厚度 ~ 米,平均 米。與下伏 9 煤層間距為 ~ 米,平均 米。 煤巖類型以光亮型和半光亮型為主,中間夾有透鏡狀的半暗淡型煤,煤層內生節(jié)理發(fā)育。受河流強烈沖刷, 8 煤及頂底板層位全部代之以含礫粗砂巖。南三~南四石門之間局部受古河流沖刷,煤層厚度變化較大,出現小范圍無煤區(qū)。在井口區(qū) 8 煤層合群,往南間距 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 逐漸增大,在井田北翼 8 煤層間距為 ~ 米。煤的硬度 f=~ ,容重 。 煤巖類型以半亮型和半暗淡型煤為主,中間夾 1~ 2 層暗淡型煤,底部為光亮型煤。煤層厚度由北往南逐漸變薄。煤厚 ~ 米。煤的硬度 f=~,容重 。 煤巖類型以光亮型煤為主,間夾半亮型煤。另外,在一、二水平的南二采區(qū)和二水平的南三采區(qū)存在著內生河流沖刷,并沖蝕部分煤層。在北翼塔坨向斜區(qū)除一水平北一采區(qū)局部可采外,其余均不可采。 結構 層間距 m kM r 穩(wěn)定性 7 平均 4. 2 13 簡單 結構 較穩(wěn)定 最小 最大 619 8 平均 2. 0 12 簡單 結構 2. 8 較穩(wěn)定 最小 最大 518 11 平均 4. 94 13 簡單 結構 10. 55 較穩(wěn)定 最小 最大 4. 75. 3 917 12 平均 5. 46 13 簡單 結構 15. 0 較穩(wěn)定 最小 最大 4. 96. 0 917 可采煤層特征 井田內 兩 層可采煤層及 三 層局部可采煤層結構、 厚度及一般特征描述如下 ,井田內主要煤層頂底板賦存情況表見表 13。上部的 7 煤、 8 煤沉積于二迭系下統(tǒng)的大苗莊組,基本上屬陸相沉積,由于沉積環(huán)境的復雜多變,對煤層厚度、結構及其頂底板均產生一定的影響,并往往伴隨不同程度的河流沖刷。 地溫 據詳查勘探資料,本區(qū)地溫梯度為 ℃ /100m,橫溫帶在 50~ 100m 左右,地溫變化范圍在 ~ ℃ 之間,屬地 溫正常區(qū)。它們之間聯系密切,以煤層露頭線為聯系,相互溝通,煤層地質有兩個含水層: 5S 頂板砂巖含水層和 12S14S砂巖組含水層,它們是礦井的主要出水來源。 表 11 斷層特征 順序 名稱 斷層面走向 斷層面傾向 傾角 落差( m) 性質 1 F0 南北 東西 64176。以下。- 24176。該區(qū)域內以褶皺和陷落柱構造發(fā)育為主要特征。 1)井田北部的塔坨向斜區(qū):井口~北翼,向斜軸大致為 EW 方向,北翼傾角大約 45176。正是由于地殼運動由弱到強,從海相逐漸轉為陸相,在這種地殼相對穩(wěn)定時期,才沉積了本井田的可采煤層。從巖相來看,為近海相--過渡相--大陸相。下二迭統(tǒng)地層厚度約為 337 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 4 頁 米。到二迭世中晚期,氣候由溫潤轉向干燥,不宜植物的生長。晚石炭世厚度約為 138 米,相旋回結構比較清楚。晚石炭世地層以緩慢上升為主,聚煤作用活躍,海相地層逐漸減少,過渡相地層增多,且出現河流沖積相沉積。在這時期地形比較平坦,海侵和海退范圍廣泛,沉積了三層薄層灰?guī)r,即 K K K3 灰?guī)r。從相旋回的特征分析,中石炭世地殼升降運動頻繁,引起大面積的海侵和海退,沉積了一套海陸交互相地層。其中石炭系的唐山組、開平組和趙各莊組屬于海陸交互相沉積,二迭系的大苗莊組 和唐家莊組屬于近海陸相沉積。巖石顏色由下部的深灰、淺灰往上變?yōu)榛液妥霞t色,均屬于陸相沉積。上部止于 A 層頂板,下伏大苗莊組,厚度約 270 米。含可采煤層兩層,即 7 煤 層 、 8 煤 層 。上部止于 5 煤層頂板,下伏趙各莊組,厚度約 67 米。巖性與開平組相比顆粒變粗,接近陸相沉積。巖性以粗砂巖、中砂巖和粉砂巖為主,泥巖次之。 趙各莊組 屬石炭系上統(tǒng)。巖性以細砂巖和粉砂巖為主,泥巖次之,含 K K K6 三層質地不勻的薄層灰?guī)r和一層局部可采的 14 煤層。 開平組 屬石炭系上統(tǒng)。巖性以粉砂巖、泥巖為主,細砂巖次之,底部為鮞狀鋁土質泥巖( G 層),含 KK K3 三層灰?guī)r,以 K3 灰?guī)r發(fā)育較好,層位穩(wěn)定,厚度一般為 ~ 米,稱為唐山灰?guī)r。 唐山組 屬石炭系中統(tǒng)?;诪榻涍^長期剝蝕夷平的中奧陶統(tǒng),上覆地層為上二迭統(tǒng)古冶組陸相碎屑巖。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 7s、 8s、 9s 煤層含有部分矸石層。井田主要可采煤層為: 5s、 7s、 8s、 9s、 11s、 12s、 12s 半 共計 7 個煤層。 煤系地層為石炭系、二疊系組成,總厚度 500m 左右。東南翼斷層不很發(fā)育,規(guī)模亦較小,多見于褶皺構造的軸部,正斷層較多,逆斷層較少。向斜的總體軸向為 NE 向,自古冶以北主向斜軸逐漸轉為東西向。 井田地質特征 煤系地層概述、勘探程度 開平煤田位于燕山南麓,煤系地層為石炭二迭系。 工農業(yè)生產和原料 礦區(qū)內工業(yè)以煤炭為主, 農業(yè)主要種植小麥、玉米、水稻、花生,間雜有果園、菜園和苗圃等,以奶牛為主的畜牧業(yè)也較發(fā)達。沙河水為本區(qū)農業(yè)灌溉河居民生活用水的主要來源,可做為礦井臨時生活用水水源。 水源、電源 根據地質資料及現場實際,本礦區(qū)以裂隙含水層及孔隙含水層為主,巖溶裂隙含水層局部發(fā)育。區(qū)內冬季多北風,夏季多南風,最大風速 16m/s。根據唐山市氣象局 1959~ 1999 年氣象 資料 ,歷年平均氣溫 ℃ ,最高氣溫 ℃ ,最低氣溫℃ 。歷史最高洪水位 。沙河為季節(jié)性河流,冬季河水近似干枯,只有林西、唐家莊等礦排放水流過。 地形地貌 范各莊井田為廣闊的第四系沖積層所覆蓋,地貌簡單,地表平坦,地勢呈現北高南低,地表坡度 1‰ ~ 2‰,地表標高海撥 +25— +33m。陸路交通亦十分暢通、發(fā)達。與呂家坨礦業(yè)分公司、林西礦業(yè)分公司、錢家營礦業(yè)分公司、唐家莊礦業(yè)分公司、趙各莊礦業(yè)分公司、鐵拓集團、熱電公司均有鐵路連接。 33′ 。 圖 11 范 各莊礦交通位置圖 范各莊礦業(yè)分公司坐落在華北著名工業(yè)重鎮(zhèn) — 唐山市的古冶區(qū)境內,位于燕山南麓 、渤海之濱的京津唐經濟圈,地理坐標為東徑 113176。 Suspension roof support 目 錄
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