云驾岭矿矿井初步设计煤矿毕设论文.docx

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云驾岭矿矿井初步设计煤矿毕设论文

前言

本次毕业设计，我们组所做的是河北邯郸矿务局下属的云驾岭矿矿井初步设计。

在毕业设计之前，我们设计组在崔景昆老师带领下到云驾岭进行为期一个月的毕业实习，在此期间我们搜集了毕业设计所需的资料，同时在生产一线积累了实际生产的经验。

在实习过程中我们更加深刻的了解了我们以后的工作，并且，更重要的是学到了重要的设计思想及设计中所涉及的现场工作经验，为毕业设计及以后的工作打下良好的基础。

本次毕业设计是我们设计小组的共同成果。

是同学们经过共同讨论及指导老师经过多次指导的结晶、经过大家反复比较后确定的，是我们大学四年采矿专业学习的总结。

云驾岭矿矿井初步设计包括以下几个部分：

1、地质部分：

包括矿井内水文、地质、村庄、交通等基本情况概述，以及井田地质地形图、可采煤层底板等高线图、主要勘探剖面图、综合柱状图等地质图件。

2、矿井井田范围内煤的地质储量、工业储量及可采储量。

3、矿井生产能力及服务年限。

4、矿井井田的总体开拓设计，井筒位置及形式选择、水平划分、延伸方案确定、采区划分、井底车场的确定及线路计算、硐室布置等内容。

5、矿井采区的布置、工作面布置、生产运输机械选型、生产程序安排、采区车场的设计及生产工作面回采工艺的确定。

6、矿井生产系统。

包括提升、运输、通风、排水等系统的确定和设备选型及相关硐室的布置。

本设计时间较为充足，由于本人又没有长时间的生产和工作经验，水平有待提高，缺少工作经验所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师和同学给予批评指正，本人不胜感激。

关键词：

地质、井田、储量、矿井年产量、开拓、采煤方法、通风、提升、瓦斯、排水。

Preface

ThisgraduationdesignisabouttheminepreliminarydesignforYunjialingcoalminewhichisbelongingforHebeiHandanminingbureau.

Beforeinthegraduationdesign,ourdesigngroupareinleadingofCuiJingkunteacherstotheYunjialingcoalmineforaone-monthgraduationpractice,duringwhichwegatheredthematerialrequiredforgraduationdesign,atthesametimeintheproductionlinehasaccumulatedpracticalproductionexperience.Intheprocessofpractice,wearemoreprofoundunderstandingofourfuturework,and,moreimportantislearnedimportantdesignideaandinvolvedinthedesignoffieldworkexperience,forthegraduationdesignandlaterworklayagoodfoundation.

Thegraduationdesignisourdesignteam’scommonresults,isthestudentstodiscussandtheinstructionbyteachersaftermanyofthecrystallizationofguidance,isdeterminedthroughourteamrepeatedcomparisons,isprofessionalstudysummaryofminingaboutouruniversityfouryears.

PreliminarydesignofmininginYunjialingmineincludesthefollowingsections:

1,Geologicalparts:

includingin-pithydrology,geology,villages,andtrafficandsummaryoftheotherbasicsituations,andfieldgeologicaltopographicmap,minableseamfloorisoplethdiagram,mainexplorationsection,comprehensivehistogramofgeologicalmaps.

2,Withinthescopeofthecoalminefieldgeologicalreserves,industrialreservesandrecoverablereserves.

3,Mineproductioncapacityandservicelife.

4,Theoveralldevelopmentoftheminefielddesign,shaftlocationandformselection,leveldivision,extensionplan,miningdivision,atthebottomofawelldefinedandthelinecamesintosourcalculation,andarrangementofthecaverncontent.

5,Thelayoutoftheminemining,facelayout,productiontransportationmachineryselection,productionprogramarrangement,theoptimaldesignandproductionofminingfacecamesintosourdefinethetechnologyofrecovery.

6,Themineproductionsystem.Includingascension,transportation,ventilationanddrainagesystemdetermineandselectionofequipmentandrelatedcavernlayout.

Thedesigntimeisrelativelysufficient,andforalongtimebecauseIhavenoofproductionandworkexperience,leveltoberaised,lackofworkexperience,sointhedesignmusthavealotofnotidealplace,hopeallteachersandstudentstogivethecriticismtocorrectme,Iwouldbegrateful.

Keywords:

Geology;Field;Reserves;MineProduction;TheDevelopment;MiningMethod;Ventilation;Ascension;Gas;WaterDrainage

第1章矿区概述及井田特征

第1.1节矿区概述

1.1.1矿区地理位置及交通条件

大公营子煤矿位于河北省武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。

邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。

煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1-1）。

1.1.2、矿区地质、地形条件

矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。

北洺河东西向横穿矿区中部，地势北高南低，河北岸往北呈阶地式增高，最高标高达355.77m，河床及其以南地势低缓，最低标高为246.86m，最大高差108.91m。

矿区范围内全为新生界近代和下更新统松散沉积物所覆盖。

除现代河谷和黄土分布的低平地带外，余者均为下更新统的冰碛泥砾和冰水沉积的灰绿、灰白夹褐红色粘土。

在卵石表面可见到擦痕和压坑，卵石大小不一，大者直径可达0.8m，由红色粘土及砂充填。

1.1.3、矿区气候

本区为温带大陆性气候，四季分明，春旱、夏热、秋雨、冬寒，根据武安市气象站资料统计，年降雨量介于1472mm（1963年）～135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），，降雨多集中在7、8、9三个月。

年蒸发量2000mm左右。

平均气温12.6℃,最高温度41.3℃（1968年6月11日），最低温度-19.9℃（1967年1月15日）。

降雪及冻结日期自11月中旬至次年3月初，约90余天，最大冻结厚度41cm。

平均风速2.7m/s左右，最大风速22.7m/s，风向北东，北北东居多。

邯郸矿区地处中纬度地带，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，风沙盛行，夏季炎热多雨，秋季晴朗，寒暖适中。

据武安气象站资料，多年平均气温12.6℃，月平均气温最低为-3.4℃（1月份），最高为26.4℃（7月份），极端最低气温为-19.9℃（1967年1月5日）；极端最高气温为42.5℃。

多年平均日照时数为2297，年日照百分率平均为52%，平均无霜期192天，霜冻期一般为每年11月中旬左右至次年3月份，约120余天。

积雪最大厚度14.00～16.00cm，冻土最大深度42.00cm。

风向多为南风和西北风，年平均风速2.7m/s，极端最大风速29m/s。

本区降水主要受太平洋东南季风气候影响，因距海洋较远，故而偏少，多年平均降水量为560mm，历年最大降水量为1472.7mm（1963年），最小降水量为135.0mm（1966年），月最大降雨量1026.3mm（1963年8月），最大日降雨量286.3mm（1963年8月4日），降水主要集中在夏季，汛期一般在6～9月份，降水量占全年总量的76%。

年最大蒸发量2792.9mm（1960年），最小1257.1（1964年），年平均1977.2mm，月最大蒸发量495mm（1972年6月）。

主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等。

1.1.4、矿区地震震级及裂度

本区位于环太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。

邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照《中国地震裂度区划图（1990）》划分，本区地震裂度为7度区。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）划分，本区所属地震动峰值加速度分区为0.10～0.15g。

1.1.5、矿区内其他矿井及工业企业分布与生产建设情况

大公营子煤矿位于武安市境内。

武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。

面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。

现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。

1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。

为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。

2005年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿元。

综合经济实力在2003年再进全省“十强”，2004年晋位全省“三强”、并跨入全国“百强”。

武安市矿藏丰富，以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、钨等共20余种。

矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。

主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。

主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。

大公营子煤矿建有设计选煤能力为90万t/a的洗煤厂，选矿工艺为手选捡选式与跳汰式相结合。

即原煤出主井口后由皮带运输至洗煤厂，在皮带运输过程中，人工捡出大块矸石，经振动筛选后运至洗煤厂洗煤。

分选出大块煤、中块煤、粒煤、精末煤、混煤和中煤，增加了产品（品种）结构，拓宽了销售市场，增加了经济效益。

第1.2节井田地质特征

1.2.1、井田地质特征

本区位于古华北波状聚煤坳陷的西缘，太行隆起的东侧，含煤地层为华北型石炭二叠系海陆交互相沉积，盖层为第四系冰碛物，基底为中奥陶统石灰岩，含煤地层为石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组，在漫长的海侵-海退过程中形成了石炭二叠系含煤地层，主要可采煤层为山西组底部的2＃煤层和太原组底部的6＃煤层。

太原组以滨海-浅海相旋回为主，岩性以灰岩为主，夹粉砂岩、泥岩和煤层，旋回厚度小而数目多。

太原组煤层除6＃煤层外其余煤层多为薄煤层，且连续性差，多形成于海退末期，直接顶板多为灰岩。

海水的频繁进退使聚煤作用较为短暂，难于形成较厚的煤层。

故发育的煤层大多为不可采的薄煤或煤线。

二叠纪山西组，随着海水东撤，本区主要为河口三角洲、滨海湖泊及过度相沉积，富煤带呈近南北向展布，煤层厚度一般较大。

2＃煤层底板为厚层的中、细粒砂岩或粉砂岩，为以河流相为主的三角洲平原沉积，由河流砂坝、分流河道、天然堤和泥炭沼泽等组成。

在废弃后的分流河道之上或分流河道之间的低洼地带形成泥炭沼泽相的2#煤层。

适宜的环境使森林植物生长茂盛，为泥炭的堆积提供了丰富的物源。

长期稳定的成煤条件，使2#煤层具有厚度较大、结构较简单、分布广等特点。

早二叠世晚期下石盒子组以后，本区主要为半湿润-干燥气候条件下的陆相沉积，无煤层发育。

1.2.2、井田勘探程度

大公营子井田曾于1968年，由原峰峰水文队提交过精查地质报告。

后因9勘探线以北归郭二庄煤矿扩大区开采，剩余地段（井田南部9线至20线）的储量少。

且勘探程度偏低，不能满足新井建设的要求。

为此省煤炭局于1978年元旦确定：

在原云驾岭井田精查地质报告的基础上，对9线至20线范围进行补充勘探工作。

20线至24线，由于岩浆岩对煤层的破坏严重，留待今后继续工作。

此次精查补充勘探范围：

北起9线，南至20线；西起煤层露头或F3断层，东至－550m水平及F22断层。

南北长6km，东西宽1.6km，2号煤层有效勘探面积9.5171km2。

区内共先后施工钻孔105个。

其中原精查勘探钻孔51个。

精查补充勘探钻孔54个，在54个补勘探钻孔中，此次补充钻孔33个。

煤岩芯采取质量，原精查报告51个老钻孔全取芯17个，占老钻孔33％。

精查报告以后补充的54个钻孔中，全取芯孔5个，占精补钻孔的9％。

非煤系岩芯采取率达到设计要求的有3个钻孔（6606、6607、6413），占取芯孔数的60％。

煤系岩芯采取率达到设计要求有4个钻孔，占取芯孔的80％。

煤芯采取率1975－1978年2月以前取煤12层，采取率大于75％的有10层。

1978年2月以后此次设计要求取煤16层，除去2层不可采煤层不参与煤芯质量统计外，剩余的14个煤层，煤芯采取率大于75％的有8层，占57％。

钻孔测斜情况，在补勘的54个钻孔中，有53个钻孔进行了测斜工作，仅有6608一个孔未作终孔电测斜。

按测量深度参与孔斜评级的53各孔中，达到甲级36个孔68％，达到乙级8个孔占15％，甲、乙级钻孔占83％。

第四系冲积层取芯质量：

此次补勘只作了一个专门取芯孔（6710），砂砾石层岩芯采取率都达到了规程要求，仅粘土类岩芯采取率低于规程70％要求，只达到63.7％。

7个冲积层测井孔，砂砾石采取率为14－29％，粘土类采取率一般在30—55％。

其余的46个钻孔中，冲积层未要求取芯。

大公营子勘探区煤岩层的物性反应较好。

地层沉积稳定，煤岩层解释及对比基本可靠。

全区105个钻孔中，有100个钻孔都进行了测井。

后期补充的54个钻孔，经钻孔综合评级，甲乙级孔44个，达到81％。

以及对邻近生产矿井资料收集分析，我们认为本报告的基础资料是可靠的。

基本完成了补充勘探确定的五条地质任务。

1.2.3、井田地层特征

本区为全掩盖区，地层由老到新有：

奥陶系、石炭系、二叠系及新生界。

现分述如下：

A、奥陶系

（1）、中统（O2）

峰峰组（O2f）

为煤系地层基底，地表未出露，由灰、青灰色、深灰色厚层状灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、花斑状灰岩、薄层泥灰岩组成，本组厚度155m左右，岩溶裂隙发育。

B、石炭系

（1）、中统（C2）

本溪组（C2b）

与下伏奥陶系峰峰组假整合接触。

本组厚度：

15－20m，平均约18m。

岩性大致可分四部分：

底部为紫色、灰色铝土质泥岩、粉砂岩，具鲕状结构。

夹赤铁矿层（山西式铁矿）一般厚0.20～0.50m，局部为含铁砂岩,含铁量很低。

下部为灰色、紫褐色铝土质泥岩，粉砂岩及中细粒砂岩，具鲕状结构，含少量植物化石。

中部为本溪灰岩及煤层，灰岩为深灰色，隐晶结构，致密块状，含少量筳科及其它动物化石，含不规则团块状燧石。

上部为黑色、深灰色粉砂岩、细粒砂岩、泥岩、普遍含铝土质，具鲕状结构，发育水平层理及缓波状层理，含少量植物化石。

（2）、上统（C3）

太原组（C3t）

与下伏本溪组整合接触。

本组厚度125－150m，一般厚度140m。

本组为本区主要含煤地层，以浅海相、滨海相、过渡相为主，底部以灰、灰黑色粉砂岩、细粒砂岩与本溪组为界。

本组岩性以浅灰、灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，夹灰岩7层，含煤12层。

本组含丰富植物、动物化石；微细层理，水平层理发育。

灰岩自下而上分别为：

下架灰岩、大青灰岩、中青灰岩、小青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩和一座灰岩。

其中厚度较稳定者4层，分别为大青、中青、伏青、野青灰岩。

灰岩一般为深灰～黑灰色，可见大量海百合茎及蜓化石。

C、二叠系

（1）、下统（P1）

山西组（P1s）

与下伏石炭系太原组整合接触。

本组厚度60－70m，一般厚度65m。

本组由浅灰～灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩，深灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，含煤3层。

上部1上煤层不可采，1号煤层局部可采，下部为厚而稳定的2号煤层，为本区主要可采煤层。

下石盒子组（P1x）

与下伏山西组整合接触。

本组厚度32.20－72.40m，一般厚度60m。

本组底部以浅灰～灰白色厚层含砾粗粒砂岩（相当于骆驼脖砂岩）与山西组分界，底界砂岩含泥质团块，局部夹微带紫色粉砂质泥岩，风化后较松散。

上部为铝土质粉砂岩、泥岩及细粒砂岩，具鲕状结构，颜色有一定变化，主要为灰、灰绿色，植物化石较少，偶夹煤线，局部含砾。

北部粉砂岩及铝土质泥岩中普遍含赤铁矿大鲕粒，集结成瘤状、葡萄状集合体。

（2）、上统（P2）

上石盒子组（P2s）：

与下伏下石盒子组整合接触。

本组共分四个岩性段，岩性特征如下：

一段：

本段厚度118.73～181.07m，一般厚度154m。

二段：

本段厚103.10～133.46m，一般厚度120m。

三段：

本段厚84.80～120.07m，一般厚度100m。

四段：

本段厚约165m。

石千峰组（P2sh）

与下伏上石盒子组整合接触。

本组厚度200-250m，一般厚220m。

本组夹淡水灰岩（泥灰岩）3层，为灰白色，结晶程度不好，局部相变为钙质泥岩，厚0.10～5m，一般2～3m，呈团块状、不规则状、疙瘩状，成层性不好，局部可顺层尖灭，一般3～5层，野外极易辨认，是良好的标志层。

淡水灰岩外表呈灰白色至淡青色，致密坚硬，常含有红色硅质条带。

本组地层最明显特征是含淡水灰岩及钙质结核。

D、第四系（Q）

超覆于各时代地层之上。

底部多为一层灰绿色含砾粘土或含砾亚砂土，砾石成分为石英、石灰岩及岩浆岩，磨圆度较差，砾径2～10cm。

中～下部以褐黄色粘土、亚粘土为主，含少量肉红色石英质卵石。

上部厚约30～50m，为松散的卵石，含少量亚粘土。

卵石成分以肉红色石英岩为主，另有少量的岩浆岩及石灰岩。

磨圆度好，砾径5～10cm。

卵石、见有刨蚀凹月面、压坑、擦痕等冰碛物特征。

除山坡、河床之外，均被第四系薄层黄土覆盖。

第四系厚度6.45～173.00m，平均厚度93.90m。

1.2.4、井田的水文地质构造

大公营子井田内已发现都是大断层共3条。

其中一条落差是30m，一条落差40m，一条落差≤65m。

中小型断层均为在2#煤层开采过程中所揭露。

断层性质均为高角度正断层，断层倾角一般为50º～55º。

断层走向为西南～东北走向。

总观全区，南部断层多落差大，加之岩浆岩发育，使构造趋向复杂化。

在原精查报告的基础上，此次补充了6710专门冲积层取芯孔，和8个冲积层电测孔，对河床冲积层结构有了初步了解。

根据铁矿东风井井筒资料分析，上部卵石结构松散，渗透性强。

下部泥砾层渗透性较弱，冲积层水量在29－61m3/h。

又根据原精查报告云67孔抽水成果和郭二庄煤矿的调查资料，预算了矿井初采区正常涌水量：

2号煤和4号煤为93m3/h，6号煤伏青为105m3/h。

2、6号煤层的涌水量可供生产设计使用。

大青灰岩预计水量为204m3/h。

开采下部煤层时须事先对奥灰水降压疏干，以防水患。

第1.3节煤层特征

1.3.1、井田煤层埋藏条件

井田煤层走向9500m，倾向4000m，煤层倾角13°，井田内无太大变化，为全部可采煤层，主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组。

1.3.2、煤层层数

本区含煤地层包括本溪组、太原组和山西组。

含煤地层总厚度200～240m，一般220m左右。

含煤16层，煤层总厚度约14.34m，含煤系数6.5％。

含煤地层由于标志层较多，层间距比较稳定，测井曲线特征明显，煤层易于对比。

可采与部分可采煤层有：

1、2、4、6、7、8、9等7层，煤层总厚度11.40m，可采煤层含煤系数5.2％，2、4等2层为主要可采煤层，总厚度7.87m。

现将主采煤层及其上下煤层分述如下：

A、1号煤（小煤）

位于山西组中部，为零星可采煤层，煤层厚度0～1.18m，平均厚度0.63m。

煤层结构简单，厚度变化不大。

区内穿过1号煤层层位钻孔61个。

其中：

断失点9个；岩浆岩侵入煤层顶板点1个（不可采）；正常可采点10个，正常不可采点39个，尖灭点2个。

煤层可采性指数19％，厚度变异系数37％，属极不稳定煤层。

煤层顶底板岩性多为粉砂岩，局部顶板为细粒砂岩。

B、2号煤（大煤）

位于1号煤之下，相距15～20m。

为本区主要可采煤层，基本全区可采，煤层厚度最大5.19m，平均厚度4.9m。

纵观全区厚度无明显变化。

煤层全部可采。

煤层顶底板岩性为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩。

岩浆岩局部侵入，对煤层影响不大。

C、4号煤（野青煤）

位于野青灰岩之下，上距2号煤最小距离40.4m，最大37.30m，平均距离38.9m。

煤层厚度2.86m，平均厚度1.68m。

煤层全部可采，结构简单。

顶板为砂质泥岩、粉砂岩或泥岩。

D、6号煤（山青煤）

位于伏青灰岩上部，上距4号煤28m，煤层厚度0～1.86m，平均厚度0.92m。

大部可采，煤层结构简单。

区内穿过6号煤层层位钻孔60个，其中：

断失点7个；岩浆岩吞噬点1个，岩浆岩侵入煤层顶板2个（均尚可采）；正常可采点37个，不可采点12个，尖灭点1个。

煤层可采性指数74％，煤层厚度变异系数32％，属不稳定煤层。

岩浆岩对煤层影响不大，仅第7地质剖面线的6706孔岩浆岩将煤层吞蚀，9606及云7钻孔侵入煤层顶板。

顶底板岩性为粉砂岩。

可采煤层特征表表1-1

煤层编号

煤层厚度（m）

煤层间距（m）

结构

稳定性

顶底板岩性

可采

情况

最大

可采平均

最小

最大

平均

顶板

底板

2

5.19