矿采工程东曲矿150万吨矿井设计Word格式文档下载.docx
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矿井的开拓方式为双斜井两水平开拓方式,一水平布置在+695m,二水平布置在+620m。
主斜井用来提煤,副斜井用来提升设备和人员。
矿井采用一矿一面的高效作业方式,另外设一备用面。
工作面的长度为180m。
运输大巷采用胶带运输机运煤,辅助运输采用电机车牵引矿车。
矿井通风方式为中央分列式。
本设计共包括10章:
1矿区概况及井田地质特征;
2井田境界和储量;
3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限;
4井田开拓;
5准备方式;
6采煤方法;
7井下运输;
8矿井提升;
9矿井通风及安全技术;
10设计矿井基本技术经济指标。
关键词:
新井设计;
工业储量;
斜井开拓;
采煤方法;
通风方式
1矿井概述及井田地质特征
1.1矿区概况
1.1.1交通位置
东曲矿位于山西省古交市境内,市区北10km处。
本井田交通十分便利,东部有太原—古交铁路经过,是连接镇城底、西曲矿和东曲矿的运煤专线与太焦铁路相连。
另外,公路四通八达,矿区交通极为方便。
详见图1-1东曲矿交通位置。
图1-1东曲矿交通位置图
1.1.2地理位置
地理坐标为东经112°
51′44″—112°
55′20″,北纬35°
31′53″—35°
37′15″。
1.1.3地形地貌
井田内为起伏不平的低山丘陵地形,大部分地区被黄土覆盖,西部出露基岩较多,地形切割剧烈,冲沟发育。
地势西北高东南低,最高点在井田的西部,标高为941.2m,最低点为井田的南部河床,标高为784.4m,相对高差为142.8m。
1.1.4水文情况
井田内水系多呈网状分布,西部有汾河。
常年干涸无水。
1.1.5气候条件
本井田气候为暖温带大陆性季风型,四季分明。
年最小降水量265.7mm,最高降水量1010.4mm,平均612.2mm,雨水多集中在7-9月;
年均蒸发量为1783mm,最小为1480.5mm,最大为2428.3mm,蒸发量为降水量的2-3倍。
气温一般较高,日最高温度为38.6℃,最低气温为-22.8℃,平均气温为11℃;
月均最低气温在一月为-45℃,最高温度在七月,为23.4℃。
历年冻结月份为11月到次年3月,冻土深度一般在0.3m左右,最大可达0.43m。
全年无霜期在180天,早霜期一般于十月中旬,晚霜期于四月中旬。
风力不大,一般为3-4月,最大6级,春、冬多为西北风,夏、秋多为东南风。
1.1.6地震资料
历年地震资料及文献记载,古交地区未发生过5级以上破坏性地震。
山西省地震局在《山西省地震基本烈度区划分》上,将古交划分为六度地震烈度。
1.2井田地质特征
1.2.1煤田地层概述
该矿井田多被第四系黄土覆盖,仅在井田中部和西部地区有零星出露,奥陶系灰岩为煤系地层基岩。
地层由老至新如下:
一、奥陶系中统(O2)
揭露厚度456.07m,为海相石灰岩,含腕足类化石。
1、下马家沟组(O2x)
厚80.88~187.00m,一般厚140m,深灰色厚层状石灰岩,底部为一层30-50m的含分解石脉的泥质角砾状灰岩。
2、上马家沟组(O2s)
厚108.02~264.97m,一般厚221m,深灰色厚层状灰岩为主,夹薄层角砾状灰岩、泥灰岩,下部岩溶较发育。
3、峰峰组(O2f)
厚46.46~104.06m,平均71m,深灰色角砾石灰岩为主,胶结致密,可见薄层泥质灰岩。
二、石炭系(C)
1、中统本溪组(C2b)
灰色铝土质泥岩为主,夹砂质泥岩、砂岩,底部常见鸡窝状山西式铁矿。
本地层由南至北呈增厚趋势,厚1.64-26.15m,平均厚8.62m,于下伏地层平行不整合接触。
2、石炭系上统太原组(C3t)
由煤和泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩等组成。
本组地层厚58.78-91.15m,平均80.85m,于下伏地层整合接触。
三、二叠系(P)
1、下统山西组(P1S)
深灰色、黑灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成。
本组地层厚37.20-77.34m,一般53.36m,底部有一层细粒砂岩(k7)于下伏地层整合接触。
2、下统下石盒子组(P1x)
灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝土质泥岩组成。
沟谷内有出露,风化后呈灰白,黑灰、杏黄等杂色,地表易于辨认。
底部发育一层5m厚的灰白色中粒砂岩,定为标识层k8,是与山西组分界的标识,下距3#煤35.91m,按其层位可与太原西山骆驼脖子砂岩对比。
全组厚44.09~72.56m,一般在59m左右。
3、上统上石盒子组(P2x)
由中砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。
砂岩风化后呈绿色,泥岩为杏黄色,交错层理及斜层理发育,砂岩发育地段加厚。
底部往往有一层中粗粒砂岩,成分以石英为主,硅质胶结,分选性差,稳定性较差,为与下石盒子组分层标识k9,在该矿体上3m出,发育一层9m厚的铝土质泥岩,鲕状结构,风化后多小孔,裂隙且被铁质育填,呈网络状,色相为鲜艳的桃红色,本组地层平均厚241m。
四、第三系(N)
沿山坡及较大的沟谷两侧出露,岩性为深红色粘土,遇水晒干后坚硬,含锰铁矿黑色斑点,风化后形成鲕状小洞,下部含大量的浅黄色钙质结核。
本组厚0~40m,于下伏地层不整合接触。
五、第四系(Q)
顶部多为黄色植耕土,其下多为黄色、棕黄色、黄褐色等亚粘土、粘土及砂土组成。
底部可见淡红色亚粘土,含钙质结核,厚0~35m,不整合于不同时代基岩之上。
1.2.2含煤地层概述
该矿井田含煤地层为石炭系太原组和二叠系山西组,以评述之。
太原组(C3t):
为井田主要含煤地层之一,由深灰色或黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤等组成。
海陆交替相沉积,旋回明显,含煤5~10层,但仅有9#、15#两层煤可采。
本组发育4~6层浅海相灰岩,为地层对比的标识层,自上而下编号为k2-k6,本组厚58.78~91.15m,一般厚81m。
太原组标识层k2灰岩,深灰色致密坚硬,上部夹3-4条带状黑色燧石为其特征。
厚7.42-10.99m,平均9m,稳定发育,为15#煤层的直接顶,可与太原西山毛儿沟、庙沟灰岩对比。
k3灰岩,上距k2顶4.60m,厚1.10-5.5m,一般3m,灰-深灰色,性脆坚硬,含少量燧石结核,发育稳定。
k4灰岩,位于太原组中下部,下距k3灰岩约8m,上距9#煤层底板4m左右。
灰色,含黄铁矿结构,劈理发育多被碳酸盐类矿石充填,厚0-3.65m,一般1.4m,发育较稳定,有时相变为砂质泥岩、砂岩。
k4上灰岩为深灰色泥质灰岩,发育不佳,稳定性较差,在井田的北、南部变薄或相变为砂岩、砂质泥岩,含黄铁矿结构及有腕足类化石,为9#煤的直接顶。
厚0-3.05m,一般0.5m左右,可与太原西山灰岩对比。
k5灰岩,局部发育不稳定,有时相变为砂岩或砂质泥岩,上距3#煤层15m,厚0-4.58m。
当山西组与太原组分界边界层k7不稳定时,可作为划分该地层的辅助标识。
山西组(P1S):
主要含煤地层之一,由灰、深灰、灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成。
为陆相沉积。
砂岩多为中细粒,石英含量较多。
砂质泥岩与泥岩层理发育,含植物化石。
3#煤层之下的泥岩中常见扁豆状铁质结核。
本组厚度37.20-77.34m,一般厚53m左右,含煤3-5层,可采煤层仅3#煤一层。
该组底界有一层灰白色细粒砂岩,定为标识层k7厚约1.70m,是山西组与太原组分界标识,本层位可与太原西山岔沟砂岩对比。
1.2.3地质构造
(一)区域构造
该矿井田位于沁水煤盆地东南边缘,太行经向构造体系的复背斜南端西翼。
从地质力学观点分析,位于新华夏系第三隆起带(太行山隆起)与秦岭纬向构造带的复合部位。
(二)井田地质构造
基本构造为走向NNE,倾向NWW,倾角3-15°
的单斜构造,发育次级缓波状褶曲和一些小型的层间断裂。
附图1-2东曲煤矿煤系地层综合柱状图
1、褶曲:
轴向主要为北东向,其次为北西向和近南北向。
有些褶曲还发生弧形弯转,轴长一般200-2000m,最长达3500m,两翼倾角2-10°
,在开采3#煤层中,共揭露26条褶曲,其中1000m以上的有14条。
(1)东西向褶曲
龙王山向斜(X1):
位于井田中部,从东向西横穿井田,长3500m,为东高西低的倾伏向斜,高差达75m,倾角1-2°
,轴向S80°
W,两翼倾角5~10°
。
兴隆山背斜(B2):
在龙王山向斜东段的X1-2与X1-3向斜之间,轴向呈EW,两翼平缓,东高西低,全长2500,两翼倾角3-5°
(2)北东向褶曲
桥沟向斜(X1-1):
位于井田北部的桥沟村一带,轴向N35°
E,长1000m,两翼倾角3-6°
,与X1向斜为邻接关系。
西东曲向斜(X3):
位于井田中部蟠龙山背斜(B3)之南侧,为一西部宽缓,东部狭窄的倾伏向斜,轴向NE30°
,长1000m,两翼倾角3-5°
2、断层
该井田在地质勘探阶段为发现断层,井下开采时共发现2条小型断裂结构,断距最大9m,一般在1.0m,走向延伸长度多在200m左右,为层间断裂构造,倾角多在40°
左右,走向NE向居多。
从已揭露的断层看,对采区的划分没有太大的影响,破坏煤层的力度也较弱。
但这些断层往往与冲刷带同时出现,直接影响工作面的布置及巷道的正常掘进,给生产造成较大的困难。
3、冲刷带
主要作用于3#煤层顶部,冲刷带长度50-1650m,宽6-50m,深度0.4-5.8m不等,冲刷形状上宽下窄,呈“U”字型,冲刷带方向多为NE向。
受冲刷后的煤层变薄,给正常的分层回采带来诸多困难,巷道掘进受很大的影响。
4、陷落柱
井田在井下开采时发现2个陷落柱,1个位于四盘区4304工作面的南部,长轴为50-60m,短轴为20-30m,该陷落柱不仅在3#煤层中所见,在695岩巷掘进和Ⅸ盘区掘进中也证实。
另一个位于井田西界北端六盘区的6110巷,其范围未全部揭露,轴长约为30×
20m
1.3煤层特征
1.3.1煤层赋存情况
该井田含煤地层为二叠系山西组和石炭系太原组,共含煤13层,可采煤层仅三层,即山西组3#煤,太原组的9#、15#煤。
山西组总厚6.90m,含煤系数13%,太原组煤层总厚5.50m,含煤系数7%。
(一)3#煤层
位于山西组中下部,煤层4.83-7.46m,平均6.30m,中夹矸石4-6层,其厚度在0.05-0.70m之间,煤层的下部往往有一层0.50m软煤层。
顶板为泥岩或砂岩。
煤层底板标高在+675.69-+782.28m之间变化,上距标识层k8砂岩约36m,下距9#煤层51m。
井田的北、南部由于风化作用,煤层变为粘土,未受风氧化之煤层,无论走向还是倾向,其厚度均无大的变化,煤层稳定。
(二)9#煤层
上距3#煤层41.89-62.47m,平均51.0m,煤厚0.35-2.72m,平均1.52m,井田的东部有一面积近3km2的