煤矿采区通风设计 课程设计论文.docx
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煤矿采区通风设计课程设计论文
第1章矿区及安全概况井田地质特征
1.1矿区概况
1.1.1交通位置
矿井位于黑龙江省鸡西市恒山区距鸡西西南12.5km处,距恒山区东南约3.7km。
距恒山火车站约2km,矿井有专用铁路线与国铁连接,鸡图公路在矿井北面通过交通十分便利,见下图。
1.1.2地势地形
矿区内地形平坦,总体上东高西低,南高北低的趋势,周围被低山丘陵所环绕。
东南最高标200m,最低标高98m,矿区内绝大部地区都在+66~+68m标高之内。
七星河位于矿区的西缘,自西南流向东北,汇水面积1315平方公里,平均流量10.1m3/s。
最大流量(洪水期)665.0m3/s。
最小流量0.007m3/s,几乎干枯。
每年的12月到翌年4月为结冻期,7、8、9三个月为洪水期,历年来最高洪水位线标高在100m。
1.1.3气象
本区处中温带湿润区,属大陆性多风气候,区内由11月至翌年4月为冻结期,冻结深度为1.5-2.0m,最高气温在零上27℃至31℃,最低气温在-29℃至-34℃,全年平均气温在零上0.5℃,处于亚寒带属大陆性季风气候,年降水量在390mm到700mm,平均年降水量为545mm。
风向多为西北和西南,风力3—4级。
小恒山矿无地震史。
1.1.4矿区经济概况、工业、农业的情况
矿区内以农业为主要经济形式,主要农作物有小麦、大豆、玉米等。
除煤矿以外,矿区内尚有机修厂、木材厂、砖瓦厂、粮食加工厂等可为农业生产服务的工厂。
1.2井田地质特征
1.2.1地质构造:
小恒山矿区属于盆地在侏罗纪沉积之前的多次构造运动中,本地区来自近于东西方向,井田西北部煤层倾角在16—18°,井田中部煤层倾角在14—16°,井田南部煤层倾角在18—25°,都为单斜构造,局部有断层。
1.2.2地质构造
本井田内以弧形断裂为主,并由此而派生两组褶曲构造。
井田内地层走向近南北,倾角一般为15~25°,局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。
(1)断裂构造
井田内断层按走向可分为三组,共有断层20条,其中北西到南北向组有4条,北东向组11条,北西向组5条。
断层多为压扭性断裂,导水性差。
(2)褶皱
井田内主要褶皱有F8牵引褶曲和F7派生褶曲两组。
F8牵引褶曲位于F8断层两侧,由F8断层两盘相互扭动产生。
断层北侧为背斜,南侧为西斜。
F7派生褶曲位于F7断层东段的北侧,属F7派生构造,轴向北东60°,向南西倾伏,延展甚短,与F7断层斜交。
1.2.3煤层及煤质:
本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组,该含煤组地层总厚度为930m,含煤50余层,煤层平均总厚36.29m,其中大部分为不可采煤层。
可采及局部可采的煤层自上而下分别为5、9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26、29-1b号共14个煤层。
各煤层平均总厚15.39m,倾角一般为15~25°,只有F7断层附近煤层倾角达40°左右。
井田内各可采煤层,按其在纵向剖面的分布规律及组合特征,可分为上、中、下三个煤层群。
其中中层群含有9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26号共12个可采及局部可采煤层,而上层群和下层群分别有5号煤层和29-1b号煤层可采。
井田内煤层属稳定~不稳定,结构简单~复杂,一般含1~2层夹矸,局部达3~4层,各煤层特征详见表1-1。
全井田煤层属低~中灰、特低硫、中~低磷、高发热量、易选~中等可选、弱粘结~中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤,以长焰煤为主,气煤次之,可做为动力用煤和炼焦配煤。
全井田煤的挥发份(Vadf)一般大于40%,各煤层平均Y值为4.7~8.9mm,灰分含量(Ad)一般为11.23~22.81%,原煤全硫(Sd)为0.17~0.28%,磷(Pd)的平均含量为0.007~0.05%,各煤层平均发热量为24.72~29.26MJ/kg。
1-1井田断层特征表
序
号
断层
名称
性
质
产状
落差
(m)
确定依据
控制
程度
可
靠
性
走向
倾向
倾角
钻探
地震
1
F2
正
NW60°
SW
65°~70°
210~400
3个孔实见,2个孔控制
17条地震
测线控制
查明
可靠
2
F15
逆
SN
E
65°~70°
200~300
3个孔实见,
16个孔控制
19条地震
测线控制
查明
可靠
3
F14
逆
EW
S
80°
60
1个孔实见
2条地震测线控制
查明
可靠
4
F24
逆
EN50°
NW
60°
20~35
3个孔实见
3条地震测线控制
查明
可靠
5
F25
正
EW
S
70°
40
1个孔实见
基本查明
较可靠
6
F8
逆
NE40°
NW
50°~70°
40~90
4个孔实见,
4个孔控制
11条地震测线控制
查明
可靠
7
F18
逆
NE27°
NW
55°
50
1个孔实见
基本查明
较可靠
8
F19
逆
NE40°
NW
70°
50
1个孔实见
2条地震测线控制
查明
可靠
9
F6
逆
NE45°
NW
70°
70
1个孔实见
2条地震测线控制
查明
可靠
10
F20
逆
NW20°
SW
70°
50
2条地震测线控制
基本查明
较可靠
续表1-1井田断层特征表
序
号
断层
名称
性
质
产状
落差
(m)
确定依据
控制
程度
可
靠
性
走向
倾向
倾角
钻探
地震
11
F16
逆
NW10°
NW
70°
25~45
1个孔实见
2条地震测线控制
查明
可靠
12
F17
逆
NW12°
NW
65°
15~40
2条地震测线控制
基本查明
较可靠
13
F61
逆
NW60°
NW
70°
30~40
2个孔控制
2条地震测线控制
基本查明
较可靠
14
F12
正
SN
E
80°
70~100
2个孔控制
3条地震测线控制
基本查明
较可靠
15
F13
正
NW10°
NE
75°
100~150
1个孔实见,
4个孔控制
9条地震测线控制
查明
可靠
16
F52
正
SN
W
80°
75~200
1个孔实见,
2个孔控制
5条地震测线控制
基本查明
较可靠
17
F55
逆
NE20°~40°
SE
65°~70°
125~235
1个孔实见,
9个孔控制
5条地震测线控制
基本查明
较可靠
18
F69
逆
NE25°
SE
55°
50
1个孔实见
初步查明
较可靠
19
F11
正
NW45°
SW
75°
25~65
5条地震测线控制
基本查明
较可靠
20
F7
逆
NW30°-SN
SE
65°~70°
<700
4个孔实见
11条地震测线控制
基本查明
较可靠
1.3矿井安全概况
1.3.1水文地质特征
小恒山受大气降水直接补给,岩石风化裂隙不发育,地下水呈裂隙水形式不丰富。
已探明含煤地层风化裂隙带总深度在40—60m,而强风化裂隙带在50—60m以内。
1.3.2瓦斯情况
根据地质报告提供的采样资料,井田内瓦斯含量为0.07~3.38ml/g,-500m以上瓦斯含量均低于2ml/g,但地质报告没有明确说明矿井瓦斯等级,本设计根据采样数据分析,结合小恒山矿实际开采情况,暂定本矿井初期为低瓦斯矿井。
1.3.3煤的自燃与煤尘爆炸
据地质报告及小恒山矿实际开采情况,矿井煤尘有爆炸危险,煤层为不易自燃。
第二章矿井储量与生产能力
2.1井田境界及储量
2.1.1井田境界
根据小恒山矿区总体设计,本矿井的井田境界为,北部边界:
以F2断层为界;南部边界:
以F11断层为界;东部边界:
以各煤层露头及F55、F7断层为界;西部边界:
以16号煤层-900m等高线垂直投影为界。
井田南北走向长2.5~5.0km,平均4.5km,东西倾斜宽2.0~5.0km,平均4.0km,井田面积约为18.0km2。
因本井田浅部为各煤层露头,深部为16号煤层-900m等高线垂直投影。
而井田走向两翼的F11、F2断层均为落差大于100m以上的断裂构造,属自然境界。
因此,设计认为本矿井井田境界确定合理。
2.2.2矿井储量
本矿井工业储量A+B+C级合计为194.251Mt,其中一水平-450m以上工业储量为72.974Mt,-450~-700m工业储量为67.461Mt。
扣除开采困难的呆滞煤量、防水煤柱、断层煤柱、工业场地煤柱和井筒煤柱,以及开采损失煤量后,全矿井设计可采储量为120.746Mt,其中一水平-450m以上设计可采储量为42.452Mt,-450~-700m设计可采储量为50.585Mt。
开采损失煤量是按各采区的煤层平均厚度选取的采区回采率,即薄煤层85%,中厚煤层80%,厚煤层75%。
对于本矿区防水煤柱计算,由于在本井田范围内,第四系含水层与煤系地层之间大部分被第三系隔水层所阻隔,但在8~12勘探线的煤层露头部位第三系缺失,形成“天窗”。
根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定,计算出本矿井“天窗”部位最大防水煤柱高度为70.2m,其底界标高最大达-170m,非“天窗”部位最大防水煤柱高度均小于各煤层风氧化带高度(垂高30m)。
另外,从井田内第三系地层底面标高看,一般为-100~-140m,再加上30m风氧化带,开采上限标高为-130~-170m,因此,设计考虑风氧化带底界面标高的变化较大,为便于巷道布置与回采,将开采上限与防水煤柱综合考虑,暂定本井田开采上限标高为-175m,其-175m以上工业储量3.373Mt。
但由于初期移交的南一上采区和北一上采区位于“天窗”之下,结合小恒山矿实际开采情况,为确保安全,设计首采区开采回风水平标高为-190m。
同时,也可探明矿井实际涌水情况,为更为合理的确定开采上限标高提供依据。
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