优化与设计课程设计4Word格式文档下载.docx

1、1.1矿区概述1.1.1地理位置与交通城郊井田位于河南省永城市境内，覆盖城关乡、城厢乡的全部及侯岭、双桥、十八里、将口乡的一部分。南北长约5.4km，东西宽约图1-1城郊矿交通位置图3.5km，勘探面积约17km2，生产能力为1.5Mt/a。矿井北临陈四楼井田，南接新桥井田，地理坐标为：东经11617301162521，北纬335352340035。井田内地势平坦、交通方便。永城市西北至陇海铁路商丘东站约95km，夏邑东站62km；东北至京沪铁路徐州车站约100km，东南至宿州车站约75km，距京九铁路的亳州车站55km，且均有柏油公路相通。乡村之间公路相通（见图1-1）。1.1.2地形地貌城

2、郊井田位于淮河冲积平原的东部 ，地势平坦，海拔标高在+31+35m之间，相对高差23m，微向东南倾斜。区内新生界松散沉积物广泛分布，厚度一般为220m左右。工业广场标高+35m。1.1.3主要河流城郊井田内地表水系不发育，仅有淮河支流的沱河从本区最北部自西向东流过，沱河源于商丘北侧响河，雨季流量剧增，旱季干涸无水，属季节性河流。实测最高洪水位标高+34.79m，（1963年8月9日），年平均水位标高+30.39m，最大流量384m3/s（1963年8月9日），年平均流量一般为12m3/s。其上游永城市段常年关闸蓄水，致使下游断流无水。本区地处中纬34附近，属半干旱、半湿润季风型气候，蒸发量大于

3、降雨量，干湿差大，四季分明。年平均气温14.3 ，日最高气温41.5，日最低气温为-23.4。年平均降水量962.9，年最大降水量1518.6，年最小降水量556.2mm。大气降水量多集中在78月份，可占全年降水量的50%以上，年蒸发量1808.9mm。永城地区受地震影响不大，地震烈度小于6度。1.2井田地质特征1.2.1井田地形及勘探程度本井田位于北北东向的永城隐伏背斜的一部分，总体为一向西偏南的单斜构造，倾角平缓，一般为4.3 9.7。井田内大部分区段发育有宽缓褶曲，局部地层走向和倾向有波状起伏现象。本井田累计完成钻孔335个，进尺191546.11米，其中本队施工钻孔305个，外单位施工

4、钻孔30个，精查钻孔119个，综合验收评级结果甲级87个，占73.1%，乙级28个，占23.5%，丙级4个，占3.4% 。全井田共穿煤层729层次，见煤点质量评级结果，甲级249个，占34.2%，乙级479个，占65.7%，丙级1个，占0.1% 。打薄打丢的煤层均经测井补救合格。本井田的勘探类型为二类（偏简单）二型。依据规范规定的工业指标及同设计部门的水平划分方案，选择块段法计算储量。1.2.2井田煤系地层概述及地质综合柱状本井田含煤地层自下而上依次为上石炭统太原组，下二叠统山西组，下石盒子组及上二叠统上石盒子组，如图1-2。1.2.3褶皱构造及断裂构造 井田内褶皱构造均属褶幅不大的隆起和凹陷

5、。主要有：蒋阁向斜（短轴向斜）、马岗背斜（短轴背斜）、城郊向斜，其位于永城县城东关及城厢乡之东，马岗背斜之西总体走向近南北，两翼倾角10左右，呈构造盆地状。此外还有F14、F5两个断层，F14断层位于井田边界，控制长度约4.3km，走向北东80左右，倾向北倾角70，为一北盘下降的正断层，中断落差较大约65m。F5断层位于井田东部，控制长度约5km，北端延出井田外趋于消失，走向北北东15左右，倾向南东东，倾角80，为一东盘下降的正断层。总之，北北东向断层构造居主导地位，其次是近东西向构造，局部发育有北西向构造。总体构造特征是以宽缓褶皱为主，伴随一定数量的断裂构造，且多集中在表现明显的背、向斜两侧

6、。北部由于受小褶曲的影响，呈波状起伏，走向变化较大。地层产状总趋势向南西西方向倾斜，地层倾角一般在4.39.7,个别地段（东南部蒋阁向斜一带）达2030。褶皱和断裂构造呈北北东向和近东西展布。1.2.4岩浆入侵及其对煤层的影响本井田的岩浆岩与邻区相比，虽然种类不多，平均分布范围不大，但在岩体所及范围内的煤层煤质都有一定影响。当岩浆岩进入煤系地层时，常会沿着较松软的煤层侵入，使煤层遭受不同程度的影响，对于本井田的主要可采煤层二2煤层影响不大，煤层基本上都可采。晚古生代中基性岩浆岩活动比较强烈，并对煤层有一定的破坏作用。1.2.5井田的水文地质特征新生界松散层划分为四个含水层组及四个隔水层组，由于

7、新生界底部砂层少，富水性又弱，与基岩之间有平均厚44.29m的粘土隔水层，对矿床一般无充水影响。煤层顶板砂岩裂隙水是矿床主要直接充水的水源，但由于井田内砂岩富水性很弱，渗透性差，径流滞缓，补给源不足，故对将来的矿床开采一般不会造成太大的威胁。太原组上段灰岩是开采二2煤层的间接充水含水层，二2煤底板下距K3（L11灰岩，平均厚1.64m）平均距离50m，距L8灰岩（平均厚10.49m）平均距离80m，L8上距L11一般平均在30m左右，其间又有泥岩，砂质泥岩相隔，基本无水力联系，因此，如不受断裂构造影响，正常情况下不会造成突水。井田断层富水性微弱，具有一定的隔水性能，一般情况下不会发生大导水威胁

8、。综上所述，本井田是一个与外部水力联系微弱，补给不足的较完整的独立水文地质单元，开采煤层远离地表水体，无流水影响，间接充水岩层“灰岩”虽然单位涌水量较大，局部在断层处有与煤层对接的可能性，如留好煤柱，远离断层，一般是不会突水的，本矿井水文地质，工程地质条件属中等类型。矿井正常涌水量1180m3/h，考虑上段灰岩突水，最大涌水量为1917m3/h，目前矿井涌水量为1100m3/h。1.3煤层特征1.3.1煤层埋藏条件本井田的主要含煤地层有下二叠统山西组（P1s），煤层总厚度平均10.21m，总的含煤系数为5.93%。下二叠统山西组（P1s）含二煤组，由13个分层组成，分层编号从下至上分别为二1、

9、二2、二3，煤层平均总厚度为8.84m，含煤系数为3.8%。下石盒子组（P1x）含三煤组，由47个分层组成，分层编号从下至上分别为三1、三21、三22、三3、三4、三5、三6及三7。煤层总厚度为6.27m，含煤系数为9.0%。井田内二2、三1、三22、三4煤层为可采煤层，详见煤层情况一览表。煤层埋深大于235m时，煤层基本正常，但局部较深的部位有风化现象，参考邻区陈四楼井田所确定的风化带深度为21m，故认为本井田风化带的深度为20m合适。表1-1煤层情况一览表煤组号煤层编号煤分层数煤厚最小最大平 均（m）间距夹矸可 采情 况含 煤系 数煤层稳定性二煤组二310.20.400.301.405.1

10、02.91不可采3.8%不稳定二212.7.6801全区可采稳定23.040.0830.47二10.20.550.40图1-1 城郊煤矿综合柱状图1.3.2煤的特征二2煤层属低灰分，特低硫，特低磷，高发热量，易选的优质无烟煤。首先可作为化工用煤，包括气化用煤及发生炉煤气用煤和化肥用煤，其次作为动力用煤及民用燃料等。表1-2可采煤层煤质特征表煤质牌号原 煤精 煤Ad（%）St.d（%）Qnet.ad（MJ/kg）Ag（%）Vr（%）Cc（%）Hr（%）WY8.6435.6714.41（178）0.141.050.498（8）20.732.428.5（155）2.5011.536.23（147）5

11、.629.867.80（145）91.0395.2992.76（98）3.244.203.78（101）TR13.3215.0114.35（4）0.101.000.4929.630.429.93.978.966.5810.0310.7210.41（5）90.5291.7091.23（3）3.944.194.05 注： 最小值最大值/算术平均值（样品个数）1.3.3其它开采技术条件（1）煤层顶底板三煤组煤层直接顶板，底板主要为薄层状泥岩，砂质泥岩，局部为粉砂岩，抗压强度一般小于600kg/cm2（局部大于600kg/cm2），稳定性差，管理有一定困难。二2煤层直接顶，底板多为细中粒砂岩，厚层状泥

12、岩（厚度一般大于5m），局部为砂质泥岩或落层状泥岩，抗压强度一般大于600kg/cm2 ，岩石的完整性，稳定性较好，顶板易于管理，底板一般不易发生底鼓。（2）瓦斯、煤尘等井田中各煤层沼气含量一般小于0.5cm3/g，属低沼气矿井。各煤层均无煤尘爆炸危险。各煤层均属不自燃发火煤层。煤的硬度系数为f = 0.92 。（3）地温井田内地温仅随深度的增加而增加。井田的平均地浊梯度为2.670C/100m，从地温梯度看，浅部地温梯度较高，深部地温梯度较低。从二2煤层地温等值线图上看出，等温线与煤层底板等高线基本平行，二2煤层-500m以浅的地温一般低于26。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田

13、边界 井田划分的原则有：（1）要充分利用自然条件划分井田；（2）要有与矿区开发强度相适应的矿井数目和井田范围；（3）照顾全局；（4）为矿井发展留有余地；（5）直（折）线原则；（6）安全经济效果好；根据以上的划分原则，再结合城郊矿的实际情况，将其边界做如下划分：北西以正断层F14为边界； 南东以正断层F5为边界； 北东以煤层露头和永城集团人为划分的井田边界线-280m等高线为界；南以永城集团人为划分的-580m等高线井田边界线作为边界；2.1.2井田边界扩大的可能性由于本井田边界一部分以自然条件为划分依据，另一部分以永城集团根据矿井的发展战略而划分的。在以两个正断层划分的边界处，F14断层落差达17-107m，F5断层落差达42-135