【正文】 37 6課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得 ............................................................................................................... 38 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 4 1 礦井概況及井田地質(zhì)特征 礦井概況 井田位置、范圍和交通位置 邑陽(yáng)煤礦位于河北省武安市北部，以高村為中心，南距武安市約 5km。邯鄲 長(zhǎng)治公路橫跨礦區(qū)南端，邢臺(tái) 都黨公路縱貫礦區(qū)東緣。 京娘湖上焦寺賀進(jìn)賀趙陽(yáng)邑陽(yáng)邑煤礦冶陶徘徊午汲伯延大社前史村南城東武仕水庫(kù)磁縣彭城峰峰礦區(qū)王鳳煤礦武安市清化王邊永年市沙河市大油村新城北康城煤礦陶一煤礦陶二煤礦邯鄲市邯鄲礦務(wù)局戶村京北磁山邯長(zhǎng)線南和村鋼鐵廠滏陽(yáng)河褡西通樂(lè)馬洺圖例新城西光馬頭午線會(huì)河河洺河洺河冊(cè)井廣線市 縣市縣區(qū)界礦務(wù)局生產(chǎn)礦井礦井邊界勘探區(qū)鄉(xiāng) 鎮(zhèn)鐵 路公 路河 流云駕嶺擴(kuò)大區(qū)通樂(lè)勘探區(qū)云駕嶺煤礦郭二莊煤礦 圖 11 交通位置圖 1． 地形 礦區(qū)位于太行山東麓山前丘陵地帶，武安盆地的西部，屬山間平原地貌，地形微向東傾斜。除現(xiàn)代河谷和黃土分布的低平地帶外，余者均為下更新統(tǒng)的冰磧泥礫和冰水沉積的灰綠、灰白夾褐紅色粘土。 1． 氣象 本區(qū)為溫帶大陸性氣候，四季分明，春旱、夏熱、秋雨、冬寒，根據(jù)武安市氣象站資料統(tǒng)計(jì)，年降雨量介 于 1472mm（ 1963年）～ 135mm（ 1966年），平均降雨量 600mm，最大月降雨量 1026mm（ 1963年 8月），降雨多集中在 9三個(gè)月。平均氣溫 ℃ ,最高溫度 ℃ (1968年 6月 11日 )，最低溫度 ℃ (1967年 1月 15日 )。平均風(fēng)速 右，最大風(fēng)速 ，風(fēng)向北東，北北東居多。據(jù)武安氣象站資料，多年平均氣溫 ℃，月平均氣溫最低為 ℃（ 1 月份），最高為 ℃（ 7 月份），極端最低氣溫為 ℃（ 1967 年 1 月 5 日）；極端最高氣溫為 ℃。積雪最大厚度 ～ ，凍土最大深度 。 本區(qū)降水主要受太平洋東南季風(fēng)氣候影響，因距海洋較遠(yuǎn)，故而偏少，多年平均降水量為 560mm，歷年最大降水量為 （ 1963 年），最小降水量為 （ 1966 年），月最大降雨量 (1963年 8 月 )， 最大日降雨量 （ 1963 年 8 月 4 日）， 降水主要集中在夏季，汛期一般在6～ 9 月份，降水量占全年總量的 76%。 主要自然災(zāi)害有旱災(zāi)、水 災(zāi)、雹災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、蟲(chóng)災(zāi)、地震、霜凍等。邯邢礦區(qū)屬國(guó)家地震重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)，按照《中國(guó)地震裂度區(qū)劃圖（ 1990）》劃分，本區(qū)地震裂度為 7度區(qū)。 據(jù)河北省歷史地震資料，歷史上有記載并影響到本區(qū)的地震有： 1314 年 10 月 5 日在涉縣、武安（北緯 36176。 8′）發(fā)生 6 級(jí)地震，地震烈度 8176。 1708 年 10 月 26 日在永年（北緯 36176。 7′）發(fā)生 級(jí)地震，地《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 6 震烈度 7176。沙河縣同年地震。 1′，東經(jīng) 114176。屋有壞者，沙河縣亦震。 4′，東經(jīng) 114176。山崩地裂，涌出黃黑沙土，井水浸溢，漳、洼兩河涸，房屋倒塌十之八九，達(dá) 20 余萬(wàn)間，壓死 5485 人。地震波及邯鄲、武安、廣平、肥鄉(xiāng)、永年、館陶等縣。 極震區(qū)面積 300 平方公里。沙河縣以褡褳、顯德旺等地較重，倒房 394 間，嚴(yán)重破壞 324 間，山區(qū)有 6 處大滑坡， 3 月 26 日在老震區(qū)以北的束鹿南發(fā)生了 級(jí)地震， 3 月 29 日在老震區(qū)以東的巨鹿北發(fā)生了 6 級(jí)地震。 這一地震群統(tǒng)稱為邢臺(tái)地震。 ′，東經(jīng)114176。先聽(tīng)到爆破聲大的巨響，隨即感到地面上拱，激烈跳動(dòng)，房屋個(gè)別倒塌，余震持續(xù)到 10 月 18 日。 武安市位于邯鄲市西北，太行山東麓 ， 西北與山西省交界。現(xiàn)轄 22個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、 502個(gè)行政村 ， 人口 。為省屬縣級(jí)市，由邯鄲市代管，素有 “ 太行明珠 ” 之稱。 綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力在 2021年再進(jìn)全省 “ 十強(qiáng) ” ， 2021年晉位全省“ 三強(qiáng) ” 、并跨入全國(guó) “ 百?gòu)?qiáng) ” 。 礦區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)耕地多為旱地，耕地較少，地方采礦、洗選、冶煉工業(yè)是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的重要《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 7 經(jīng)濟(jì)來(lái)源。主要工業(yè)有煤炭、鋼鐵、冶煉、化工、水泥和電力。此外，尚有巖漿巖的侵入。區(qū)內(nèi)伴有寬緩的褶曲及巖漿巖侵入，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型。第 10 地質(zhì)剖面線以南走向轉(zhuǎn)為北東，傾向南東?！?30186。 1）褶曲 在南部沿 11 線有較明顯的向斜，軸向約北 70186。其次，在 F4 以西的淺部地段第 10及 4 地質(zhì)剖面線附近也具有短軸向斜的特征。其中落差≥ 20m 的大中型斷層 19 條；落差 20～3m 的中小型斷層 32 條；落差≤ 3m 的小型斷層 68 條（表 3－ 1）。斷層性質(zhì)均為高角度正斷層， 斷層傾角一般為 60186。 斷層走向 主要為北北東～北東向。現(xiàn)將區(qū)內(nèi)的主要斷層分述如下表： 邑陽(yáng) 井田斷層數(shù)目統(tǒng)計(jì)表 斷層類型 落 差（ m） 數(shù) 目 條 數(shù) 所占比例（ %） 大中型斷層 ≥ 20 19 19 中小型斷層 （ 3～ 20m） 20～ 10 8 32 10～ 5 13 3～ 5 11 小型斷層 ≤ 3m 68 68 合計(jì) 119 119 100 （ 1） 大中型斷層 在 邑陽(yáng) 井田內(nèi)，已揭露大中型斷層 19 條。地層總厚度 200— 240m，平均 220m， 共含煤 16 層，煤層總厚 ，總含煤系數(shù)％， 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 8 ① 山西組（ P11s） 地層厚度 70～ 80m，平均 76m。 底部常以一層灰、深灰色細(xì)、中粒砂巖或粉砂巖與太原組 分界，整合接觸。中部以灰、深灰色中、細(xì)粒砂巖、粉 邑陽(yáng) 井田內(nèi)大中型斷層一覽表 序 號(hào) 斷 層 代 號(hào) 斷 層 性 質(zhì) 斷層產(chǎn)狀 (176。位于該組下部的 2煤層為主要可采煤層， 1＃ 煤層為局部可采煤層。 2煤夾矸深灰色 (晶質(zhì) )水云母粘土巖是極可靠的標(biāo)志層。 本組地層中含有豐富的植物化石，尤以各煤層頂板植物化石居多，其中常見(jiàn)的有貓眼鱗木和苛達(dá)木等。山西組地層沉積是在海退漸遠(yuǎn)的大環(huán)境條件下以三角洲相為主的沉積。 ② 太原組（ C3t） 總厚 125～ 150m， 平均 140m。 含煤層 14 層，煤層總厚 ，總含煤系數(shù) %。 可采煤層總平均厚度 ，可采含煤系數(shù) %。 本組地層粉砂巖中含豐富植物化石，常見(jiàn)的有翅羊齒和櫛羊齒植物化石。 太原組是以淺海入侵頻繁的海陸交替相沉積，每個(gè)沉積旋回中陸相、過(guò)渡相、海相幾乎齊全，但以過(guò)渡相較為發(fā)育，沉積旋回韻律明顯。 ③ 本溪組（ C2b） 地層總厚 15～ 20m，平均 18m。上部為一層深灰色石灰?guī)r，含蜒科動(dòng)物化石，層位較穩(wěn)定，稱本溪灰?guī)r或盡頭灰?guī)r。 本組地層為海陸交替相沉積，以瀉湖、潮坪等過(guò)渡相為主。 水文地質(zhì) 邑陽(yáng) 井田礦區(qū)為一單斜構(gòu)造，本礦區(qū)可劃分為兩個(gè)不同的水文地質(zhì)塊段。而位于 F4斷層以東地段，煤層埋藏深，覆蓋層厚，水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單。 含水層 本區(qū)含水層自上而下依次為：第四系砂礫石及砂層、二疊系石盒子組（三段、一、二段）砂巖，山西組大煤頂板砂巖、太原組野青灰?guī)r、伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r，共計(jì) 7 個(gè)含水層。 隔水層 在各含水層之間，普遍賦存有良好的相對(duì)隔水層（以下稱隔水層）。 二疊系石盒子組（三段、一、二段）砂巖與山西組大煤頂板砂巖含水層之間，賦存有40~50m 左右的泥質(zhì)巖層，這套巖層厚度穩(wěn)定，巖石完整。當(dāng)大煤回采塌陷后有效充水裂隙帶將會(huì)勾通石盒子組一段砂巖含水層。 6 號(hào)煤下距伏青灰?guī)r 3~7m，巖性為黑色粉砂巖。 大青灰?guī)r下距奧灰一般為 37m 左右，巖性主要為粉砂巖及鋁土泥巖，穿插有巖漿巖。 構(gòu)造的導(dǎo)水性 本區(qū)發(fā)育的構(gòu)造基本為階梯狀正斷層。 邑陽(yáng) 井田礦自建井投產(chǎn)以來(lái)，截止到 2021 年 6 月底，由于斷層因素導(dǎo)致的突水大小共 11 次，最小 ，最大為，但絕大多數(shù)發(fā)生在建井期間，近年來(lái)生產(chǎn)中雖有斷層揭露 ，均未發(fā)生明顯突水。該情況說(shuō)明，當(dāng)?shù)V井開(kāi)拓揭露斷層時(shí)，由于失去平衡狀態(tài)，當(dāng)對(duì)應(yīng)盤(pán)含水層水壓大于斷層帶抗壓強(qiáng)度時(shí)，斷層將失去隔水作用，造成地下水充入。 煤層特征 煤質(zhì) 按照我國(guó)現(xiàn)行的煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合本礦區(qū)煤樣的化驗(yàn)資料分析確定，本區(qū)煤類以高變質(zhì)無(wú)煙煤為主，部分為天然焦。 （一）煤 的物理性質(zhì) 各煤層均為濱海沼澤沉積的腐植煤。外觀呈黑、灰黑或鋼灰色，似金屬光澤，反射率高達(dá) 15%以上，階梯狀或次平坦?fàn)顢嗫?，均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，比重和硬度均較大，變質(zhì)程度愈高，塊度愈佳。 （二）煤的主要化學(xué)特征 由于煤的變質(zhì)程度高，視密度均大于 ，用密度 的浮選液浮不出浮煤，各項(xiàng)化驗(yàn)和測(cè)定均為原煤樣。 根據(jù)河北省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理辦公室文件《關(guān)于邯鄲礦業(yè)集團(tuán)公司 2021 年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定的批復(fù)》冀煤安辦 [2021]18 號(hào)文，邯鄲礦業(yè)集團(tuán) 邑陽(yáng) 井田煤礦的瓦斯鑒定結(jié)果：礦井瓦斯絕對(duì)涌出量 179。/t。 2021 年 5 月至 2021 年 5 月，山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)和第二勘探隊(duì)在 邑陽(yáng) 井田煤礦深部擴(kuò)大區(qū)進(jìn)行勘探，分別對(duì) 2 號(hào)煤 層采取了 6 孔 6 個(gè)瓦斯樣，現(xiàn)場(chǎng)解吸無(wú)氣。 2號(hào)煤 層屬于瓦斯 N2帶，瓦斯含量低，平均含量分別為 。 煤層瓦斯成分及含量表 項(xiàng) 目 煤 層 瓦斯成分％ 兩極值 /平均 (點(diǎn)數(shù) ) 瓦斯含量 ml/g 兩極值 /平均 (點(diǎn)數(shù) ) CH4 CO2 N2及其它 CH4 CO2 N2及其它 2 ～ （ 6） ～ （ 6） ～ ～ （ 6） ～ （ 6） ～ （ 6） 本區(qū)各煤層瓦斯含量不高，但由鄰區(qū)和本井田生產(chǎn)資料來(lái)看，局部利于瓦斯儲(chǔ)存的地段（如背斜軸部）瓦斯可達(dá)二級(jí)，郭二莊煤礦和賀莊煤礦均為一級(jí)瓦斯礦，但局部地段可達(dá)二級(jí)。 煤塵及煤的自燃 依據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷簩?duì) 邑陽(yáng) 井田礦 2＃ 煤煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，煤樣水份%，灰份 Af ％，揮發(fā)份 ﹪， Vr ﹪，無(wú)火焰長(zhǎng)度，鑒定結(jié)果為煤塵無(wú)爆炸性。 鄰近章村井田、郭二莊煤礦、顯德汪煤礦等生產(chǎn)礦井 開(kāi)采上組煤均未發(fā)生過(guò)煤塵爆炸，但郭二莊煤礦下組煤補(bǔ)充勘探報(bào)告試驗(yàn)資料表明下組煤有煤塵爆炸性。 依據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷簩?duì) 邑陽(yáng) 井田煤礦 2＃ 煤自燃傾向煤樣鑒定報(bào)告，自燃傾向等級(jí)為三類，不易自燃。 根據(jù)以上規(guī)則和礦區(qū)總設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，結(jié)合煤層的賦層情況，地質(zhì)構(gòu)造，開(kāi)采技術(shù)條件，并保證各井田都有合理的尺寸和邊界 。 邑陽(yáng)煤礦井田境界示意圖如圖 所示。 井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為： Zg=S/cosα 179。 γ 式 式中， Zg—— 采區(qū) 的工業(yè)儲(chǔ)量； S—— 采區(qū) 的水平面積， ； α —— 煤層平均傾角， 7 號(hào)煤層取 12176。 全礦總計(jì)： Zg=S/cosα 179。 γ =176。 (+179。 = 采區(qū) 可采儲(chǔ)量 永久煤柱留設(shè) 為確保地面建筑物及工程設(shè)施和井下開(kāi)采的安全，設(shè)計(jì)對(duì)井筒、大巷、工業(yè)場(chǎng)地、鐵路、公路、井田境界、構(gòu)造等留設(shè)安全煤柱，嚴(yán)格按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》的要求進(jìn)行采煤設(shè)計(jì)。 邊界煤柱可按下列公式計(jì)算： Zjb＝ Ljb179。 M179。 煤柱總壓煤量： Zjb＝ Ljb179。 M179。 50179。 2)179。采區(qū)邊界煤柱一般寬約 10m 左右。 B179。γ 式 式中， Zcb—— 采區(qū)邊界煤柱損失量， Mt； Lcb—— 采區(qū)邊界總長(zhǎng)度， 3878m。 B179。γ =3200179。 (+179。 = 礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算 求得各種煤柱的儲(chǔ)量損失后，可按下式計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量： Z=(ZgP)178。本礦井主采煤層屬厚煤層，因此 C 取 。 C=(－ )179。 3 采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 可采煤層情況 采區(qū)內(nèi)主要可采煤層為煤 7。煤層的賦存狀態(tài)較好，有利于采區(qū)巷道的布置。具有典型高變質(zhì)無(wú)煙煤的特征。 天然焦呈鋼灰色，略染手，堅(jiān)硬塊狀，與焦炭近似，但孔隙度低，鏡下觀察見(jiàn)有氣孔和花紋構(gòu)造。 分析結(jié)果表明：其瓦斯 (CH4)成分和含量最高分別為 %和，二氧化碳 (CO2)成分和含量最高為 %和 ，氮?dú)?(N2)成分和含量最高為 %和 。煤層瓦斯成分以氮?dú)鉃橹?，次為二氧化碳、甲烷氣體；瓦