玉玲矿井工程施工组织设计方案.docx
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玉玲矿井工程施工组织设计方案
第一章概述
第一节矿区概况
一、交通位置
教场坪集团玉岭煤业位于右玉县东南元堡子乡红寺洼村南,行政区划属右玉县元堡子乡所辖。
地理位置为:
东经112°37′30″-112°38′56″;
北纬39°44′01″-39°49′50″。
井田东南距北同蒲铁路(岱岳站)约43公里,西北距右玉县城(油坊)约32公里,山(阴)-和(蒙和林)公路距矿区2.5公里,公路、铁路均可运输,交通较为方便。
二、地形地貌
井田位于盆地西缘,洪涛山以北,属山前丘陵区,地势平缓,井田总体表现为南高北低,最高点位于井田东部土梁,海拔为1527.80m,最低点位于西北部的大沙沟河漫滩上,海拔为1427.0m,相对高差100。
80m。
三、河流水系
井田属海河流域永定河水系,桑干河支系。
区无常年性河流,只在井田中部分布一条较大沟谷-大沙沟,平时一般干涸无水,仅雨季时有短暂洪水排泄,向西北汇入元子河。
元子河雨季最大流量达980m3/h,河床宽度为300~500m,于井田西北侧由北向南流过,为井田附近主要河流。
四、气象及地震情况
本区属暖温带大陆性气候,春季干旱多风沙,冬季长而寒冷,夏季甚短,降水多集中在夏末秋初,全年气温变化剧烈。
年均气温4.5℃,最高气温和昼夜温差显著。
极端最高温度33.4℃,极端最低温度-34.1℃,平均日温差为15℃左右。
降水量主要集中于7-9月,年均降水量为450m。
年蒸发量为1556.7-1926.7mm,其中4-8月蒸发量大。
蒸发量是降水量的3-4倍。
每年结冰期从10月上旬至翌年4月下旬,最大冻土深度163cm,一般为138cm。
西北风几乎贯穿全年,5月份风力最大,风速在14.0-22.0m/s。
第二节矿井地质
一、地质构造
1.井田地层
本井田属于煤炭国家规划区,全井田均被黄土掩盖。
根据以往地质勘查资料结合井筒所揭露的实际地层情况,井田赋存地层由老到新为:
奥系、石炭系、二叠系和第四系。
现分述如下:
(1)奥系中统上马家沟组(O2s)
为煤系地层之基底。
岩性主要为灰-灰黄色、深灰色厚层状石灰岩,隐晶、微晶结构、致密坚硬,溶洞发育被方解石脉充填,上部夹泥灰岩、白云质灰岩,灰岩中含丰富的海相动物化石。
(2)石炭系(C)
1)中统组(C2b)
底部为浅灰色铝土岩及赤红色铁质岩,局部为深灰色、灰黑色泥岩,致密块状。
其上为灰黑色粗粒砂岩及泥岩,粗粒砂岩成份为石英、长石,含有片状白云母,分选、磨圆中等,较坚硬。
中部夹有1-2层灰色、深灰色石灰岩,致密块状,性脆,可见方解石脉。
上部为中粒砂岩。
中粒砂岩多为灰色,成份为石英、长石。
硅质胶结,分选,磨圆中等,泥岩多为灰黑色,致密块状。
顶部含一层不稳定薄煤层(14号)本组厚度18.63-50.57米,平均29.05米,本组地层与下伏地层呈平行不整合接触。
2)上统组(C3t)
主要由灰白色砂岩,深灰色泥岩、砂质泥岩及煤层组成。
为本区主要含煤地层。
共含7层,即4、5、8、9、10、11、12号。
主要可采煤层有2层,即9、11号。
底部为一层厚约2.86米的灰色粗粒砂岩(K2)与下伏地层分界,砂岩成份为石英、长石,硅质胶结,分选较差,磨圆中等,植物化石有脉羊齿、猫眼鳞木等。
本组厚度61.82-118.56米,平均109.43米。
本组地层与下伏地层呈整合接触。
(3)二叠系(P)
下统组(P1s)
主要由灰白色粗粒砂岩、细粒砂岩、浅灰-深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。
本层共含煤3层,即1、2、3号煤层,底部为一层厚约6.0米的灰白色粗粒砂岩(K3)与下伏地层分界。
植物化石有带羊齿楔叶等。
最大残留厚度44.60米,本组地层与下伏地层呈整合接触。
(4)第四系(Q)
1)中上更新统(Q2+3)
由土黄色亚砂土、亚粘土组成,广泛覆盖全区。
富有垂直节理,本组厚度2.80-23.85m,平均10m,与下伏地层为角度不整合接触。
2)全新统(Q4)
为现代冲洪积层,岩性主要为砂、砾石、卵石及亚砂土,厚10-20米,平均厚10米。
2、含煤地层
井田含煤地层为煤田的下煤系,即石炭-二叠系煤岩系,其主要含煤地层为石炭系上统组和二叠系下统组。
现叙述如下:
1)组(C3t)
主要由灰、灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、高岭质泥岩和煤层组成。
该组为本区主要含煤地层,含4、5、8、9、10、11、12号煤层,由于煤层埋藏浅,4、5、8号煤层井田全部风化,10、12号煤层为不稳定不可采煤层,9、11号煤层为主要可采煤层,赋存稳定。
本组最底部发育一层灰白色或灰黄色中、粗砂岩,定为标志层K2,厚度0-6.15m,平均4.30m,作为与下伏组的分界标志。
该组含有丰富的植物化石,沉积韵律较为清楚,属山前平原的曲状河到泥炭沼泽的沉积类型,为过渡相含煤建造。
本组厚61.82-118.56m,平均109.43m,与下伏地层整合接触。
2)组(P1s)
由一套灰、深灰、灰白色碎屑岩、粉砂岩、砂质泥岩和煤层组成。
本组含煤2层,其中:
组中部的2号煤层分布有零星可采点,3号煤层以不稳定煤线赋存。
最底部发育一层灰白色碎屑岩(K3),赋存稳定,作为与组的分界标志。
本组属古陆边缘的山前冲积平原型,以陆河床相、河漫滩相为主,为陆相含煤建造。
最大残留厚度44.60米,与下伏地层整合接触。
组地层与组相比,具有颜色深,粒度细,泥岩发育等特点。
在其形成过程中具有良好的聚煤环境,聚煤作用相当发育,属海陆交互相沉积。
这一时期,地壳上升处于海退阶段,中间过程作小的海侵、海退振荡。
本区地层厚度、岩性、岩相、物性、沉积特征等沿其走向和倾向都无明显的变化规律。
3、构造
该区位于向斜南部西翼南缘,根据钻孔及见煤点揭露,以煤层底板等高线分析本区构造为走向北东,倾向北西的单斜构造,倾角平缓,一般为1°-2°。
在井田中部发现走向南北,延伸长1800m,宽80m的印支期煌斑岩岩脉,未发现断层和陷落柱。
综上所述,本井田地质构造属简单类。
三、煤层及煤质
㈠煤层
1、含煤性
井田主要含煤地层为石炭系上统组,地层厚度为61.82-118.56m,平均109.43m,共含煤7层,为4、5、8、9、10、11、12号煤层,煤层总厚度平均为20.87m,含煤系数为13.7%,其中9、11号煤层为稳定可采煤层,可采煤层总厚为17.08m,可采系数为11.2%。
2、可采煤层
本井田可采煤层共2层,分别为9及11号煤层,现将井田可采煤层自上而下分述如下:
(1)9号煤层
9号煤层位于组中部,煤厚6.76~17.38m,平均12.50m,含2-7层夹矸,结构较简单~复杂,全区稳定可采。
在井田中部有南北走向的煌班岩岩墙井田部分地段煤层已风化。
根据矿方反映,煤层风化无规律性。
(2)11号煤层
11号煤层位于位于组中部,9号煤层下7.61~19.93m,平均15.20m,煤层厚5.65~7.57m,平均5.77m,含2-3层夹矸,结构较简单,属稳定可采煤层。
在井田中部有南北走向的煌班岩岩墙。
可采煤层特征见表2-1-1。
表2-1-1可采煤层特征表
煤层号
煤层厚度(m)
最小-最大
平均
煤层间距(m)
最小-最大
平均
结构
(夹矸数)
稳定性
可
采
性
顶板
岩性
底板
岩性
9
6.76-17.38
12.50
7.61-19.73
15.20
较简单-复杂(2-7)
稳定
全区
可采
中粗砂岩
砂质
泥岩
11
5.65-7.57
5.77
较简单(2-3)
稳定
全区
可采
砂质泥岩
砂质
泥岩
㈡煤质
1.物理性质及煤岩特征
本井田各煤层以弱玻璃光泽为主,断口差参状,块状构造,韧性较大,镜煤生裂隙发育并充填方解石,可见黄铁矿结核。
宏观煤岩类型以半暗煤为主,半亮型煤为辅。
9、11号煤层容重为1.48t/m3。
2.煤的化学性质和工艺性能
现将井田钻孔煤质化验结果9、11号煤层主要化学指标分述如下:
(1)9号煤层:
水分(Mad)原煤2.22%-4.02%,平均3.29%,
浮煤1.78%-3.18%,平均2.65%;
灰分(Ad)原煤19.59%-36.78%,平均27.60%,
浮煤6.40%-9.44%,平均7.45%,
挥发分(Vdaf)原煤36.04%-39.66%,平均38.54%,
浮煤37.64%-39.67%,平均38.72%,
硫分(St.d)原煤0.65%-2.17%,平均1.67%,
浮煤0.51%-0.93%,平均0.87%,
粘结指数(GR·I)44~62,平均56,
发热量(Qnet,adMJ/kg)19.25-29.59MJ/kg,平均23.26MJ/kg。
(2)11号煤层
水分(Mad)原煤1.83%-2.63%,平均2.27%,
浮煤1.85%-2.41%,平均2.20%;
灰分(Ad)原煤31.37%-38.53%,平均34.53%,
浮煤7.80%-10.11%,平均9.06%,
挥发分(Vdaf)原煤36.10%-42.51%,平均38.98%,
浮煤38.07%-42.33%,平均40.18%,
硫分(St.d)原煤1.77%-2.84%,平均2.26%,
浮煤1.06%-1.54%,平均1.34%,
粘结指数(GR·I)57~63,平均60,
发热量(Qnet,adMJ/kg)18.55-21.33MJ/kg,平均20.23MJ/kg。
3、煤的风化和氧化
本区煤层埋藏较浅,风氧化侵蚀较严重,其中局部可采的5、8号煤层,基本全部被风氧化,全区可采的9号煤层404、405钻孔中有风化现象,11号煤层在405钻孔中有风化现象,另在井下巷道揭露有多处风氧化现象。
9、11号煤层风氧化围见底板等高线及资源/储量估算图。
风化煤和氧化煤与正常煤区别,一方面是按原生结构以及物理性质遭受破坏的程度不同,风氧化煤特征,一般光泽较正常煤暗淡,严重风化的为土状光泽,灰褐色,黑灰色,质地疏松,外生裂隙发育,氧化煤较风化煤的变质程度轻,接近正常煤。
另一方面是测定的化学性质和工艺性方面差别较大,风化煤的有机质绝大多数被破坏,矿物质含量高,灰分产率大,可燃性极低或无,粘结性消失;氧化煤的有机质有部分被破坏,其水分明显增高,发热量明显下降,粘结性为0,腐植酸含量较正常煤增高。
4、煤类和工业用途评价
9号煤层为低灰—中灰煤、低硫—中低硫煤、高挥发分的气煤。
11号煤层为低灰—中灰、中硫—高硫、高挥发分的气煤。
根据井田9、11号煤层主要特征,普遍灰分和硫分较高,但经洗选后,均有所降低,故工业用途可用作炼焦用煤。
四、井田水文地质
1、地表水
井田位于神头泉域补给-径流区,地貌属黄土丘陵区山间洼地,东部和西北部为黄土丘陵,中间呈带状山间洼地,地势较为平坦。
井田无常年性河流,各大小沟谷,平时干枯无水,仅雨季有洪峰通过,其中较大沟谷为大沙沟,雨季洪水汇集于沟中,由东南向西北流出井田,然后向西北流入元子河,井田属海河流域永定河水系桑干河支系元子河支流,工业广场周边地表无不良工程地质现象,且不受洪水危害。
2、含水层
(1)奥系岩溶裂隙含水层
奥系主要为岩溶裂隙含水层,根据煤田左勘探区(南区)详查地质报告资料,多数钻孔在钻进至石灰岩时漏水,富水性较强,据井田东南侧3km处609号水文孔抽水试验结果,单位涌水量为0.21-0.28L/s.m,渗透系数1.08-1.278m/d,水位标高1201.10m,裂隙发育,且多被方解石充填,本含水层富水性及导水性均较好,水量较大,水质类型为HCO3-·SO42—Ca2+·Mg2+型水。
根据609号水文孔资料推测,本井田奥灰岩溶水水位标高在1204m左右。
(2)组砂岩裂
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