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1、采矿工程毕业设计新井设计2021年7月18日学 生：吴佐香指导教师：张明清专 业：采矿工程第一章 井田概况及建设条件第一节 井田概况一、井田位置及交通1、位置贵州省普定县猴场乡XX煤矿处于贵州省普定县猴场乡管辖区内。区范围由11个拐点圈定，呈不规则多边形。其拐点坐标见表11。表1-1 XX煤矿扩大矿区范围拐点坐标表拐点编号1980西安坐标系XY12345678910112、交通XX煤矿位于普定县城北北东方向，矿区距普定县36公里，距安顺市52公里，距安顺电厂52公里，矿区有公路与普定补郎猴场乡村公路通达，交通较方便（见图1-1）。 图1-1 交通位置图二、地形地貌地处云贵高原，向东、向南倾斜的

2、斜坡地带，地势较高，属中切割中山地貌。地形复杂，山峦重叠,坡度较陡。平均海拔约1650m。区内最高处为北面孟别北侧高山，海拔高大于1700m；最低处为南部孟登水库一带，海拔高约1520m，相对高差约200m。三、气象1、气候条件矿区属亚热带季风气候，年平均气温14，极端最高气温33.4，极端最低气温-6.2；七月最热，平均气温为21.0，一月最冷，平均温度为4.6，年平均降雨量1588.2mm，降雨主要集中在58月份。 2、地表水矿区范围内无大地表水体，在矿区外西北方向有一条小溪，发源矿区外西北部，溪水流入马儿坝水库（小型水库），然后流入南面的猛登水库（小型水库），在矿区西边有一条小溪，溪水流

3、入南面的猛登水库（小型水库）。在矿区外南西面有孟登水库（小型水库），孟登水库的水流入南面的三岔河，三岔河水再流入长江，属长江水系。3、地震区内无地震资料记载，近年来也未发生地震灾害。根据中国地震动参数区划图（GB183062001，1:400万），本区地震烈度为度，地震动峰值加速度 0.05g。四、经济概况当地居民以汉族为主，少量苗族杂居，人口稀少，集中居住在三十五公庄周围。区内工业较落后,主要从事农业耕种, 粮食作物主要种植玉米、土豆，少量水稻等，副业主要为家庭养殖业以饲养羊、猪、鸡为主，少量牛、马。国家电网、电讯网均已实现村村通，用电、通讯有保障。第二节 矿井建设的资源条件一、区域地层区域

4、含煤地层处于贵州上二叠统海陆交互相沉积，出露的地层有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、下第三系及第四系。见表31。表31 区 域 地 层 简 表系统组段厚度(m)第四系(Q)020下第三系(E)463三叠系(T)上统(T3)二桥组(T3)146-295中统(T2)法郎组(T2f)下段(T2f1)99关岭组(T2g)上段(T2g3)194-251中段(T2g2)306-316下段(T2g1)160.2下统(T1)永宁镇组(T1yn)第四段(T1yn4)55-84第三段(T1yn3)127-207第二段(T1yn2)54-116第一段(T1yn1)158-217大冶组(T1d )上段(T1d 2)2

5、19-376下段(T1 d 1)40-158二叠系(P)上统(P3)长兴组(P3c )34-69龙潭组(P3l )156-378峨眉山玄武岩组(P3)0-342中统(P2)茅口组(P2m )上段(P2m2 )119-233下段(P2m1 )230土栖霞组(P2q)62-195梁山组(P2l)23-168石炭系(C)上统(C3)马平组(C3m)0-99中统(C2)黄龙群(C2hn)0-72下统(C1)摆佐组(C1b)0-105大塘组(C1d)0-38二、区域构造 区域位于扬子地台南西缘，黔北台隆六盘水断陷与黔南断陷的部位，主要褶皱构造运动发生于燕山期，现今的构造形态与之密切相关，主要构造线方向为

6、北东向。该区域总体上受南北方向的挤压力，产生共轭剪切，而形成北东向褶皱和断裂。矿区位于补郎向斜北东仰起转折端轴部地段。补郎向斜：位于区外南起普定干坝，向北东经普定县城、白岩、河头、雷公田、革坝至龙场。从北东向南西穿过矿区，区内经过下寨、歪冲，延伸长度约5km，轴向北东3050，枢纽由北东向南西倾斜，是一个由南西向北东收拢半封闭的向斜。轴部地层南西向北东依次为：中三叠统关岭组、下三叠统永宁镇组；两翼地层为下三叠统永宁镇组至下三叠统大冶组。南东翼地层倾角1650，北西翼地层倾角635。第二节 矿区地质一、地层XX煤矿位于补郎向斜北东仰起转折端轴部地段，矿区及附近出露地层由老至新有二叠系的茅口组（P

7、2m）、峨眉山玄武岩组（P3）、龙潭组（P3l），长兴组（P3c），三叠系大冶组（T1d）及第四系（Q），由老至新叙述如下：1、 茅口组（P2m）：出露于矿区东部区外。主要为浅灰色、深灰色中厚层状、厚层状灰岩，含白云质团块或白云岩，具缝合线构造，产腕足类、蜓等动物化石。2、 峨眉山玄武岩组（P3）： 出露于矿区北部边缘，主要岩性为暗绿、灰绿色玄武质熔岩及玄武质火山角砾岩，间夹少量凝灰岩。产腕足类及海百合化石。102钻孔揭露厚度167.81米，与上覆龙潭组呈假整合接触。3、龙潭组（P3l）为矿区主要含煤地层，是一套海陆交互相多旋回沉积，旋回结构明显。岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂

8、岩、细砂岩、泥岩、泥灰岩、煤层及灰岩组成，具水平层理、波状层理、交错层理，产腕足类、瓣鳃类等动物化石，产大羽羊齿、鳞木等植物化石及植物化石碎片。厚282.15373.15m 。与下伏地层呈假整合接触。4、长兴组（P3c）位于矿区中部，为灰色至深灰色厚层硅质岩及燧石灰岩夹少量泥灰岩和钙质页岩，产含腕足类及瓣鳃类等动物化石。厚53.6879.44m。与下伏地层呈整合接触。5、大冶组（T1d）区域上分3个岩性段，矿区内仅出露第一段，出露于矿区中部及南西翼外围，岩性为灰绿，灰黑色薄层至中厚层粘土岩夹钙质砂岩，厚度21.5941.85m 。与下伏地层呈整合接触。6、第四系（Q）矿区内零星散布于河谷及低洼

9、地带，由土黄，灰黄色粘土，砂土，碎石，砾石及砂砾石组成，厚3.0017.69m。第三节 矿区构造XX煤矿位于补郎向斜北东仰起转折端轴部地段，北部矿界边缘有马儿坝背斜。在勘查过程中发现断层5条，其中F1断层为正断层，地面发育清楚；FJ102、F203、F303、F003断层为钻探发现，地表不清，其中FJ102、F203、F003为隐伏逆断层，F303为隐伏正断层。1、断层F1正断层，走向NWSE，倾向NNE，断距110米，倾角72，地表有地质观测点3个，在301号钻孔236.37-237.42米实见该断层，岩芯裂隙发育，见角砾岩充填及挤压滑面。2、褶皱（1）马儿坝背斜：位于矿井北部，轴向NESW

10、，NE向为仰起端，向SW倾伏。 （2）补郎向斜：位于矿区中部，轴向NESW，NE向为仰起端，向SW倾伏。由于矿区地处向背斜仰起端部位，该区域地层产状变化较大，岩层走向方位角由71逐步转为245，倾向由161转为335，倾角为1065。从向斜倾角变化看，总体为向斜转折端倾角较缓，南北翼倾角约大。在生产过程中，向斜内现未发现次级小褶皱和断层，但由于受向斜构造的影响，局部地段出现煤层变薄带，产状变化大，对煤层开采有一定影响。根据构造复杂程度分类构造为中等类型。第四节 岩浆岩矿区内峨眉山玄武岩组属火山喷发基性岩，该玄武岩组为龙潭组含煤地层的沉积基底，对含煤地层的沉积岩性、岩相及含煤性等无影响，对含煤地

11、层无破坏作用。第四章 煤 层第一节 含煤性区内主要含煤地层为龙潭组，地层总厚282.15373.15m，一般厚为315.28m，含煤1425层，一般为16层。煤层总厚10.1625.25m，平均15.52m，含煤系数4.92%。含可采及局部可采煤层5层，煤层总厚3.5414.36m，平均7.05m，可采含煤系数2.23%。可采煤层发育特征详见表4-1。表4-1 煤层及煤层间距情况统计表煤层编号间 距(m)全层厚度（m）夹石层数采用厚度（m）可采情况可靠程度结构复杂程 度稳定程度B112.7024.2317.17(7)00.252.131.11(7)0300.241.800.87(7)全区可采可

12、靠中等较稳定99.37136.83114.15(6)130.304.791.65(9)0310.271.951.09(9)大部可采可靠中等较稳定8.9523.7813.31(10)140.813.531.59(10)0200.762.501.29(10)全区可采可靠中等稳定10.3815.0312.47(10)150.544.741.69(10)0100.422.371.35(10)大部可采可靠中等较稳定50.2098.2974.78(10)180.463.601.20(10)0300.401.440.83(10)局部可采可靠中等较稳定4.697.795.84(10)B7注： 最小值最大值平均

13、值（采用工程点数）区内可采煤层为0、13、14、15、18号5层。现将区内可采煤层分述如下：一、0号煤层位于龙潭组顶部，上距标一（B1）12.7024.23m，平均17.17m左右，下距标二10.3415.72m，平均12.80m左右。全区可采，总面积0.88km2，可采面积0.88km2，可采指数为100。煤层全层厚度0.382.13m，平均厚度为1.11m；采用厚度0.241.80m，平均采用厚度0.87m。结构较简单，含夹石03层，一般01层，岩性为炭质泥岩或泥岩，属全区可采较稳定煤层。煤层由北至南逐渐增厚。顶板岩性：以泥质岩粉砂、粉砂质泥岩为主。底板岩性：以粉砂质泥岩、泥质岩粉砂、泥岩

14、为主。二、13号煤层13号煤层上距标四5.5116.18m，平均9.07m左右，下距14号煤层8.9520.59m，平均15.21m左右。总面积1.55km2，可采面积1.39km2，可采指数为90，煤层全层厚度0.304.79m，平均厚度为1.65m；采用厚度0.271.95m，平均采用厚度1.09m。结构较简单，含夹石03层，一般01层，岩性为炭质泥岩、泥岩或粉砂质泥岩，属大部可采较稳定煤层。煤层厚度1.3米的主要分布在矿区中部，成条带状。顶板岩性：以泥质岩粉砂、粉砂质泥岩为主，局部为粉砂岩。底板岩性：以粉砂质泥岩、泥质岩粉砂、泥岩为主。 三、14号煤层14号煤层上距13号煤层8.9520

15、.59m，平均15.21m左右，下距标五5.957.24m，平均6.69m左右。总面积1.74km2，可采面积1.74km2，可采指数为100，煤层全层厚度0.813.53m，平均厚度为1.59m；采用厚度0.762.50m，平均采用厚度1.29m。结构较简单，含夹石02层，一般01层，岩性为炭质泥岩、泥岩或粉砂质泥岩，属全区可采稳定煤层。煤层厚度1.3米的主要分布在矿区西南及南部，北薄南厚。顶板岩性：以泥质岩粉砂、粉砂质泥岩为主，局部为细砂岩。底板岩性：以粉砂质泥岩、泥质岩粉砂、泥岩为主，局部为粉砂岩。四、15号煤层15号煤层上距标五0.501.38m，平均0.87m左右，下距标六2.634

16、.26m，平均3.50m左右。总面积1.85km2，可采面积1.79km2，可采指数为97，煤层全层厚度0.544.74m，平均厚度为1.69m；采用厚度0.422.37m，平均采用厚度1.35m。结构较简单，含夹石01层，一般0层，岩性为炭质泥岩，属大部可采较稳定煤层。煤层厚度1.3米的主要分布在矿区中部，成条带状。顶板岩性：以泥质岩粉砂、粉砂质泥岩为主。底板岩性：以粉砂质泥岩、泥质岩粉砂为主，局部为粉砂岩。五、18号煤层18号煤层上距标六53.6585.61m，平均73.15m左右，下距标七4.697.79m，平均5.84m左右。总面积1.96km2，可采面积1.17km2，可采指数为60

17、，煤层全层厚度0.463.60m，平均厚度为1.20m；采用厚度0.401.44m，平均采用厚度0.83m。结构较简单，含夹石03层，一般0层，岩性为泥岩，属局部可采较稳定煤层。煤层断层北部厚，南部薄。顶板岩性：以泥质岩粉砂、粉砂质泥岩为主，局部为炭质泥岩。底板岩性：以粉砂质泥岩、泥质岩粉砂、泥岩为主，局部为细砂岩。第四节 煤层稳定性评述煤层稳定程度划分为稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定煤层四类，区内煤层的稳定性评价以定性评价为主，定量评价为辅。区内主要可采煤层稳定性评价结果为：14号煤层为稳定煤层，0、13、15、18号煤层为较稳定煤层。第五章 煤 质一、第一节 煤的物理性质和煤岩

18、类型一、煤的物理性质区内煤的颜色为黑色，粉粒状为主，次为块及碎块状；各煤层结构主要为线理细条带状；似金属光泽为主，少量沥青光泽；断口主要为参差状，少量平坦状或贝壳状；内生裂隙较发育，充填细脉状方解石；含微粒状、球粒状、细粒状黄铁矿，部分黄铁矿呈莓粒状集合体，结核状产出，少量充填胞腔。可采煤层0、13、14、15、18号煤层真相对密度（TRD）及视相对密度（ARD）见表5-1。表5-1 可采煤层视相对密度、真相对密度表 煤层密度（t/m3）013141518视相对密度真相对密度第三节 煤的工艺性能一、煤的发热量根据煤炭质量分级（发热量）（GB/T15224.32004）标准，区内0、14、15号

19、煤层属于高热值煤（HQ），13、18号煤层均属于中热值煤（MQ）。区内干燥基低位发热量（Qnet,d）为：0号煤层为21.6128.28MJ/Kg, 平均为25.36MJ/Kg；13号煤层为20.2126.85MJ/Kg，平均为22.28MJ/Kg；14号煤层为20.0728.73MJ/Kg，平均为26.00MJ/Kg；15号煤层为21.4831.59MJ/Kg，平均为25.89MJ/Kg；18号煤层为19.5628.59MJ/Kg，平均为24.22MJ/Kg。 十一、煤的可选性1、煤的浮煤回收率区内各钻孔煤芯煤样均作了浮煤回收率测试，结果见附表和煤质特征表，从二表可以看出，可采煤层浮煤回收率

20、为32.45（13号煤）47.02(15号煤)，平均值为40.38，理论浮煤回收率13、18号煤层为低等，0、14、15号煤层为中等。2、煤的简易可选性13煤层13-0.5mm产率89.87%，灰分19.48%，硫分2.67%。15煤层13-0.5mm产率89.55%，灰分14.35%，硫分4.33%13煤层简易可选性试验结果在-1.50g/cm3低密度级时，浮煤产率为81.84%。当假定浮煤灰分为10.0%时,理论分选密度为1.55g/cm3,扣除沉矸后的0.1含量为86.62%，可选性等级为“极难选”。15煤层简易可选性试验结果在-1.50g/cm3低密度级时，浮煤产率为70.66%。当假

21、定浮煤灰分为10.0%时,理论分选密度为1.91g/cm3,扣除低密度物后的0.1含量为6.81%，可选性等级为“易选”。第四节 煤 类区内可采煤层浮煤干燥无灰基挥发分含量为6.25%（18号煤层）9.26%（18号煤层）平均含量为7.17%，小于10%，由此确定本区各煤层为无烟煤（WY）；又依据区内浮煤干燥无灰基氢含量为3.05%（0号煤层）3.58%（13号煤层）平均含量为3.39%，大于3%，本区0、13、14、15、18号煤层均为无烟煤三号（WY3）。第五节 煤的风化和氧化根据开采老窑调查，本区内煤层风化深度一般在30m内,风化后煤层呈粉状,煤质较差。第六节 煤的工业用途评价本区0、1

22、3、14、15、18号煤层均为无烟煤三号（WY3）。区内可采煤层0、14、15、18号均属于中灰煤，13号煤层属于高灰煤；0、13、14、15、18号煤层均属于高硫煤；0、14、15号煤层属于高热值煤（HQ），13、18号煤层属于中热值煤（MQ）；区内可采煤层均属于特低挥发分（LV）、低磷分（P-2）、特低氯（CL-1）煤。依据区内煤层煤质特征，各煤层具有广泛用途，可用于动力用煤，民用煤，火力发电，一般工业锅炉用煤，气化用煤，可作冶金喷吹燃料，经洗选后可制碳素材料或制造电石及深加工，煤矸石可考虑作水泥、低温烧制地板砖等。由于该矿区各煤层硫分主要为黄铁矿硫，为较易脱除煤，在开采利用方面可对煤进行

23、洗选脱硫，以降低煤中硫分含量，达到合理利用资源，可避免对资源的浪费，并减少煤燃烧后所产生的二氧化硫对大气的污染和对锅炉、管道的腐蚀。第六章 水文地质 二、第一节 区域水文地质概况区域属长江流域乌江水系，三岔河支流。矿区位于补郎向斜汇水构造的补给径流区地下水由北东向南西径流。区域水文地质图见 6-1。除第四系外，地层岩性主要由可溶岩和非可溶岩两大类组成：二叠系的龙潭组属非可溶岩类，富水性弱；二叠系的峨眉山玄武岩组属非可溶岩类，为相对隔水层；二叠系长兴组、三叠系的大冶组、永宁镇组为可溶岩类，溶蚀裂隙发育，富水性中等至强，区域地层水文地质特征见表6-1。表6-1 区域地层水文地质特征表地下水类型含水

24、岩组及代号岩 性 厚度（m）富水性指标富水性类亚类钻孔单孔出水量（m3/d）水点流量常见值（l/s）地下水径流模数（l/s.km2）碳酸盐岩岩溶水碳酸盐岩裂隙溶洞水茅口组（P3m）灰岩224-687最大1822177.8-262.97.46强永宁镇组（T1yn）灰岩、白云岩夹泥岩406-717246-115862.25-297.943.73强中大冶组（T1d）灰岩、泥灰岩、页岩 483-54446.18-68.612.82强中基岩裂隙水玄武岩孔洞裂隙水峨嵋山玄武岩组（P3）玄武岩0-3420.2-40.93弱构造裂隙水龙潭、大隆、长兴组（P2）砂岩、泥岩、页岩夹泥灰岩及煤层318-5912.1

25、4-78.221.2-2.141.54弱中松散岩类孔隙水第四系（Q）粘土、亚粘土、砂砾层0-330.05-0.2弱图6-1 区域水文地质图（1：200000）三、第二节 矿区水文地质条件一、水文地质条件概况该区属中山地形，向斜两翼高轴部低，以侵蚀切割地貌为主，区内无大的河流,主要发育呈树枝状的沟溪水,均为雨源性溪沟，雨季暴涨，矿区南三岔河为矿区最低侵蚀基准面，标高约+1080m。矿区内地表大部分为第四系覆盖，大气降水通过基岩风化裂隙、构造裂隙及孔隙补给地下水，沿裂隙、孔隙呈脉状、网状及分散状径流，以侵蚀下降泉方式排泄于冲沟洼地，地下水、地表水的流向主要受地形和地质构造控制。矿区中部呈带状地表则

26、由碳酸盐岩覆盖，以岩溶地貌为主,大气降水通过溶隙、落水洞、溶斗等形式迅速补给地下水，以裂隙流及管道流的形式径流，以岩溶大泉或泉群的形式排泄于深切冲沟中，地表水、地下水流向主要受岩性和区域最低侵蚀基准面的控制。矿区中上部呈带状含煤地层大面积裸露地表，由于煤层埋藏垂深普遍小于500m，当开采发生塌陷裂隙后，大气降雨渗入，这对矿区充水的因素影响将特别突出和严重。二、地表水特征矿区范围内无大地表水体，在矿区外西北方向有一条小溪，溪水流入马儿坝水库（小型水库），然后流入南面的猛登水库（小型水库），在矿区西边有一条小溪，溪水流入南面的猛登水库（小型水库）。在矿区外南西面有孟登水库（小型水库）。三、地下水特

27、征按地下水的埋藏类型分，本单元发育有潜水和承压水。根据含水层相对埋藏位置、岩性条件、富水性等，可以认为，含水层T1d、P3c、P3l属于补郎向斜轴部地层中的地下水具有承压性质。地下水接受大气降雨的补给后，以泉、井等形式向地表排泄。（一）岩层富水性特征本区出露的地层由老至新分别为茅口组（P2m），峨眉山玄武岩组（P3），龙潭组（P3l），长兴组（P3c），大冶组（T1d），第四系（Q）。现将各地层的富水性分述如下：1、茅口组（P2m）出露于矿区北部及外围一带广泛分布，岩性为中厚层状石灰岩，厚度不详，含岩溶管道水。富水性强。2、峨眉山玄武岩组（P3）出露于矿区北部。岩性主要由暗绿、灰绿色块状玄武岩

28、熔岩及玄武质火山角砾岩，间夹少量凝灰岩，为相对隔水层。富水性弱。3、龙潭组（P3l）出露于矿区中部，呈带状分布。岩性主要由灰色、深灰色薄层至中厚层状泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩及细砂岩、灰岩、泥质灰岩、煤层等组成。调查泉点4个，泉水流量0-1.488 l/s；揭露的13个钻孔，仅在202、301、303孔在该层中发现有冲洗液漏失；据303号钻孔对该层段进行抽水试验，结果为：涌水量0.0067l/s，单位涌水量为0.00014l/s.m，渗透系数为0.0006m/d，水位降深46.35m，恢复水位标高为1487.53m，分层静止水位为1490.13m。本层段含岩溶裂隙水，富水性弱。4、长

29、兴组（P3c）地表分布于矿区中下部，呈条带状分布。岩性主要由灰、深灰色中厚层至厚层状灰岩、泥质灰岩，偶夹砂岩、泥岩。溶蚀裂隙发育，调查泉点1个，泉水流量1.102-7.699l/s；揭露的5个钻孔中有1个发现有冲洗液漏失；据203号钻孔对该段进行抽水试验，结果为：涌水量0.027l/s，单位涌水量为0.0056l/s.m，渗透系数为0.0085m/d，水位降深48.38m，恢复水位标高为1530.59m, 分层静止水位为1535.09m。本层导水性中等，富水性中等。为岩溶裂隙含水层。5、大冶组（T1d）出露于矿区中西部及外围。岩性以灰色、灰绿色薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩为主。调查泉点1个，泉水流量0.033-1.699l/s；含浅部风化裂隙水，流量季节性变化明显，富水性弱。6、第四系（Q）零星分布于低凹洼地、岩溶谷地、岩溶洼地等。厚度一般小于10m，岩性以坡积、残积冲积的基岩风化物为主。结构松散，未胶结，透水性较好，富水性弱。（二）断层富水性区内地表仅发育一条断层F1，为正断层，走向NWSE，倾向NNE，断距110米，倾角72，断层带上无泉