河南理工大学毕业设计Word格式文档下载.docx
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二、地震大体烈度
平顶山位于许昌～淮南震带的南缘。
据国家地震烈度区域划分的意见，本区为VI级地震列度区。
依照历史记载，公元前519年到公元1942年的2461年间，许昌地域共发生地震约84次，河南省有史以来的8次大地震中，7次对本区有较大破坏。
1556年1月大地震时，临汝、宝丰、郏县等地的地震列度为6度。
本地域地震频繁，说明新构造活动强烈。
本设计地震列度暂按6度考虑。
1.1.4矿区水源、电源、通信及供给
一、水源条件
矿区距市区较近，矿区西南有白龟山水库，水源充沛，可实现集中供水。
再者地下水有寒武系灰岩含水层，太原组下段灰岩含水层，处置后都可作为矿井生产、生活用水。
二、电源条件
矿区电源要紧来自平顶山市电业局所辖的贾庄、肖营和孙岭变电站的110Kv和35Kv系统和平煤集团公司所辖的谢庄110Kv变电站、月台35Kv变电站、焦庄（平八矿西风井）35kv站，。
矿井电源可取自月台35Kv变电站之6Kv母线。
月台变电所现有两台主变，容量为2×
1250KVA，电压品级为35/6Kv，正常情形下两台主变同时排列运行。
月台站35Kv主送电源取自贾庄220kv站。
备用电源可取自焦庄（平八矿西风井）35kv站，当主送线路故障时，备用电源可通过装置自动投入。
3、通信
矿区己形成自动通信网络，各矿与平煤集团公司和对外联系十分方便。
通信系统包括行政治理、生产调度和井下泄露移动通信工程。
电缆选用HUYVA20型，机选用本安机HAK-1型。
4、供给情形
平顶山是我国新兴的煤炭工业基地之一，要紧工业有炼焦、机械、化肥、电力、纺织等，农产有小麦、豆类、玉米、烟草、棉花等。
劳动力资源较充沛。
本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部份水泥需由国家打算供给外，其它砖、石、砂等本地货材料，均由本地供给，均能知足建设需要。
井田地质特点
1.2.1井田地形地形和井田的勘探程度
一、地形与地形
十矿井田位于平顶山煤田东部，平顶山市东北部平顶山、马棚山之间的山口以南的开阔山前冲积平原上。
井田的东南部为开阔的冲积～洪积平原，西北部为砂岩组成的山岭，山脊平缓，山坡峻峭，约为30°
，向南慢慢过渡到平原。
地形是西北高，东南低。
西北部有平顶山，北部为马棚山，山的相对标高为＋360m～＋460m，平原一样+80～+100m。
井田最顶峰马棚山海拔。
二、井田的勘探程度
本井田地质勘探工作始于1953年9月，前后由中南地质局401勘探队、河南省地质局、中南煤炭工业治理局煤田地质125勘探队、126勘探队、河南省地质局五队、平顶山矿务局地质处勘探队、煤炭部129勘探队等七个单位，在该井田内进行了地质勘探工作，共施工钻孔142个，钻探进尺米。
401队于1955年提交了《河南省宝、叶、襄郏煤田平顶山矿区地质勘探报告》，1987年一二九队提交了《河南省平顶山煤田一、四、六、十矿深部扩勘地质探报告》，取得A+B+C级储量万吨，远景储量39200万吨。
1.2.2井田煤系地层概述（见图1-2-1地质综合柱状图）
依据地表出露与钻探揭露，十矿井田内地层层序自下而上为：
寒武纪张夏组、固山组；
石炭系太原组；
二叠系山西组；
第三、四系。
明显的从海相沉积通过海陆交相互沉积，慢慢变成陆向沉积。
地层未受区域变质和岩浆活动阻碍。
其中石炭系太原组、二叠系山西组、石盒子组为含煤地层，含煤地层总厚度近800m。
地层由老到新为：
一、寒武系上统崮山组（∈3g）
本组地层为煤系沉积基底。
岩性为灰～深灰色厚层状白云质灰岩，具不明显的细鲵状结构。
上界是本溪组铝土质泥岩底面，钻孔揭露厚度大于50m。
二、石炭系上统太原组（C3t）
井田缺失下石炭统，中上石炭统也发育不全。
太原组下以底部灰岩底面与本溪组分界，上以顶部灰岩顶面或己煤底板砂岩底面与山西组分界，呈整和接触。
厚47～80m，平均，由煤层、灰岩、砂质泥岩及砂岩组成。
含庚组煤6—7层，多以灰岩为顶板，煤层较薄，层位稳固，大体不可采。
3、二叠系下统山西组（P1s）
上以砂锅窑砂岩底面与下石盒子组分界，山西组与下伏太原组地层持续沉积，整和接触，厚80～119m，平均，为石炭二叠系含煤层段。
由深灰到黑色粉砂岩和泥岩、砂质泥岩及细～中粗石英砂岩和煤层等组成。
戊组：
厚约121～160m，平均，戊8、戊9-10煤普遍沉积发育，为要紧可采煤层。
本段底界为砂锅窑砂岩，一样为15m左右。
4、二叠系上统石盒子组（P2x）
下起田家沟砂岩底界，上至平顶山砂岩底界。
该组厚246～370m，平均352m左右，由浅灰色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及薄煤组成。
含煤属不可采之列。
五、二叠系上统石千峰组（P2sh）
本组在井田北部平顶山、马棚山一带出露于山脊，大面积蒙受剥蚀，厚度360—462m，其下部为灰白色，浅肉红色巨厚层不等粒长石石英砂岩即平顶山砂岩，厚120m左右；
中部有紫红色砂岩夹紫红色泥岩120—160m，上部为紫红色厚层状中粗粒砂岩具暗红色铁质斑点，厚120余m，无煤层沉积。
图1-2
六、第四系（Q）
除北部山梁有基岩袒露外，第四系松散沉积物遍及井田，与下伏地层呈不整和接触。
厚度0～150余m，北薄南厚。
由暗黄色、棕黄色粘土、砂质粘土、含砂质粘土及砾石组成。
顶部为耕植土壤。
1.2.3井田地质构造及特点
一、地质构造
平顶山矿区突出的地质特点是为周围凹陷所拱托的隆起，西北为宝丰、郏县凹陷带，南为叶县、漯河凹陷带，东北为襄县、临颖凹陷。
凹陷与隆起之间以高角度的正断层相隔，这些凹陷带一样都有厚度较大的新生界沉积。
十矿井田位于平顶山煤田东段，主体构造为一枢纽向北西倾伏的宽缓向斜构造-李口向斜。
十矿矿区的主体构造为一宽缓的复式向斜，即李口向斜，并伴生着一些一级的背斜和向斜。
十矿位于李口向斜南翼，处于、二级构造郭庄背斜和牛庄向斜上。
依照矿区实际开采情形和地质报告，本井田无陷落柱、剥蚀带及火成岩侵入情形。
井田地质构造简单，褶曲、断层不发育。
二、要紧断层特点
矿井田位于李口向斜南西翼中东段，主体构造为向北东倾斜的单斜。
（1）褶曲：
A、郭庄背斜：
位于北翼进风井--郭庄一线，在地表不显现，轴向与牛庄向斜平行，，但收敛与展开方向与牛庄向斜相反，即背斜西北端呈封锁收敛，东南展开；
背斜北翼即李口向斜南翼，向西消失于一矿28勘探线周围，东延纵贯十二矿，延伸长度6km以上，该背斜轴北距李口向斜轴3.0km。
走向300～310°
，与李口向斜大体平行，两翼不对称，南西翼倾角5～8°
，北东翼倾角5～27°
，在-320m标高周围倾角最大，轴部稍缓。
背斜南东端扬起，北西端倾伏，倾伏角4～6°
，脊斜轴稍有起伏，呈鼻状构造。
丁、戊组煤层同产状，己组煤层波状起伏，在轴部常产生小褶皱。
在背斜西北端被郭庄逆断层切断，断层与褶曲轴交角10～20°
。
由于背斜倾伏端和扬起端相对推移，背斜轴线产生了“S”型弯曲。
B、牛庄向斜：
位于牛庄～东工人镇一线，规模与郭庄背斜近似，两轴间距～0.6Km，褶曲轴面平行，两翼对称，北东翼倾角5～8°
，南西翼倾角5～10°
轴部宽缓，南东端仰起，北西端倾伏，倾伏角4°
，略显起伏，呈箕形构造。
牛庄向斜北西段倾伏端在牛庄逆断层南西盘，断层走向与向斜轴交角10～15°
向斜南东扬起端向斜轴可能被F2逆断层切断，断褶交角10～30°
向斜倾伏端和扬起端相对推移，轴线产生“S”型弯曲。
（2）断层
F2逆断层：
位于井田东部牛庄向斜扬起端南侧，系钻孔所见的推断断层。
断层走向270～300°
，偏向北东，推断落差30m，所见长度1.5km左右，有
分支断层。
在断层前缘有与断层走向垂直的近南北向假设干个小褶曲。
断层向西，在相应部位有落差8m左右的正断层存在，这应是其伴生断层。
1.2.3矿井水文地质特点
1、井田含水层与隔水层及水质
井田有灰岩岩溶裂隙含水层、砂岩裂隙含水层和松散岩类孔隙含水层。
隔水层有泥岩、砂质泥岩、粘土岩和松散岩类粘土。
A、寒武系中上统灰岩岩溶裂隙含水层与隔水层
寒武系中上统灰岩岩溶裂隙含水层为煤系基底含水层，上统崮山组白云质灰岩，平均厚68m，溶洞裂隙发育程度低，含水性较弱，单位涌水量～2.27L/。
渗透系数0.0009m/d，水质类型HCO3-CaNa、HCO3-CaMg，HCO3-Ca。
中统张夏组鲕状灰岩，厚56～124m，裂隙溶洞发育，含水性强，单位涌水量～48L/。
寒武系下统馒头组和中统毛庄组巨厚的泥岩、泥灰岩、砂质泥岩为隔水层，阻隔了与下伏辛集组石英砂岩和震旦系石英岩含水层的水力联系。
B、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层组与隔水层
本溪组、太原组平行不整合于寒武系崮山组灰岩古风化壳上，本溪组铝土质泥岩隔水层厚度小而不均，难于阻隔上下含水层水力联系。
太原组灰岩七层，总厚，上部灰岩段含水层厚，上距已17煤层10m左右。
钻孔单位涌水量～，渗透系数～d，区域资料说明岩溶发育标高一样在-180m以上，局部在-440m深处也有岩溶现象。
L2灰岩含水丰硕；
L4灰岩含水层夹于中部砂泥岩隔水层中，厚度小且不稳固，多为透镜体，岩溶发育程度差，含水性差。
中部砂泥岩段厚24m，阻隔上、下灰岩段的水力联系。
下部灰岩段含水层包括两层灰岩，厚，单位涌水量～，渗透系数～d。
一矿、二矿、七矿、八矿井下钻孔揭露最大出水量达h。
目前井田范围内水位降至-159m以下。
太原组灰岩水质为HC03-Ca．，弱矿化度之淡水，PH值～，硬度～德国度。
C、戊组煤层顶板砂岩含水组与隔水层
从下石盒子组戊组顶板到丁组底板，其间要紧有戊组老顶砂岩含水层（即D煤底板砂岩）和丁煤底板砂岩含水层，总厚20m左右。
各厚10m左右，中间被厚近20m的原D煤段砂泥岩隔水层分开。
含水组单位涌水量～0.0119L/，渗透系数～0.054m/d由于厚度小，含水性差，属弱含水层。
含水层隐伏露头同意第四系底砾石含水层补给。
D、第四系底部砾石含水层
第四系底部砾石层厚0～10m，由北而南变厚，覆盖于基岩上，岩性为砾石夹粘土，属坡积、洪积物，砾石层之上为含钙质结核粘土隔水层。
第四系潜水硬度～德国度，水质类型HCO3-Ca，PH=～，为淡水，无色无味，适于饮用。
二、井田水文地质类型
属中等型水文地质条件矿井。
3、井田充水因素分析
（1）充水水源
①地下水
煤层顶、底板含水层是矿井的直接充水水源。
戊组煤层顶板含水层厚度小，富水性弱，在矿井涌水量中所占比例小，己组顶、底板含水层是矿井直接充水的要紧水源。
寒武系崮山组和石炭系太原组下段石灰岩含水层为要紧补给水源。
通过断层带对己组煤层顶、底板含水层进行补给，或通过断层破碎带直接造成矿井充水或突水。
②大气降水
大气降水是地下水的补给来源，也是矿井充水的补给来源。
③地表水
平东湖和湛河与开采煤层之间有巨厚的隔水层，加上其周围断裂构造不发育，因此，其对矿井充水充水可能性较小。
在矿区南翼为西部寒武系袒露的残丘和薄层第四系覆盖的槽形谷地，北翼为第四系松散层补给，和少量的山前坡间补给。
矿区内部是一个以李口向斜为主体构造的地下水盆地，向斜两翼沿走向均为西高东低。
地下水的迳流方向由西北流向东南，由此形成了矿区地下水的一个特点，西区动储量大，东区静储量大，而且越向东越突出。
（2）充水通道
充水通道有底板灰岩岩溶裂隙；
顶板砂岩裂隙；
断层带。
北翼背斜部份，因受张力，岩层破坏大，裂隙多，断层多，是本矿容易出水地址，因此此段内开掘巷道，应尽可能布置在己组煤层顶板；
如必需穿己组煤层底板的巷道，要采取探放水方法。
1.2.4矿井涌水量
经精查补充勘探资料计算并参照相邻矿井实际涌水量资料，依照补充地质报告审查意见；
本矿井正常涌水量为300m3/h,最大涌水量为560m3/h。
煤层特点
1.3.1可采煤层特点
井田含煤地层有石炭系上统太原组、二迭系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。
含煤岩系总厚度800m左右，含煤44层，煤层总厚度～，含煤系数～%。
自上而下为甲，乙、丙、丁、戊、己、庚七个煤组。
井田甲、乙、丙煤组无工业开采价值。
甲一、乙二、丙3零星达到可采厚度，属高灰高硫劣质煤，由于埋藏浅，只有小窑开采。
最下部庚组煤薄，仅庚20局部可采，且为高硫煤。
戊煤组：
属二叠系下石盒子组，上距丁组煤60～80m，下距己煤组160～180m。
包括、戊9、戊10、戊11、戊12、戊13，可采煤层为、戊9-10。
可采戊组煤层上距丁6煤层90m左右，煤层由东南向西北慢慢变薄，绝大多数厚度在～之间，仅在西北隅煤厚小于，为煤层不可采区。
戊9-10煤层是要紧的开采煤层，煤厚在～之间，一样煤厚为左右，与煤相似，由东南向西北慢慢变薄。
戊11煤层仅西南角局部可采，煤厚～，因本煤层富含夹矸，煤质欠佳，沉积不稳固，为非主采煤层。
与戊9之间有两层夹矸，厚4～8m，夹矸间有一煤线（～），戊9与戊10中间含一层夹矸，夹矸厚度多在0—左右，仅个别地址达。
戊10与戊11间砂岩沉积不稳固在1～7m之间，直接顶为致密泥岩，水平层理发育，厚，向上为的砂质泥岩，再向上为灰绿色细砂岩，厚约。
可采煤层特点表表1-1
煤层名称
煤层厚度
（m）
倾角
（°
）
稳定性
硬度
夹矸厚（m）
容重
（t/m3）
顶板岩性
底板岩性
戊8
~
0~13
稳定
中硬
泥岩，砂质泥岩，砂岩
灰色泥岩，砂质泥岩
戊9-10
0~
泥岩，砂质泥岩，细砂岩
灰色粒土泥岩
1.3.2煤层围岩性质
煤层顶底板岩由为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩互层组合，煤组煤层直接顶板大多数为砂质泥岩或泥岩，老顶一样为砂岩，少有伪顶，伪顶岩性为炭质泥岩。
各煤层均以砂质泥岩及泥岩为直接底板，靠东部个别煤层直接底板有粉砂岩及砂岩。
除己15煤层底板遇水膨胀外，其它煤层底板一样不底鼓，易治理。
据钻空岩芯物理力学实验结果说明，其砂岩的抗压强度平均×
104Pa、粉砂岩为4704×
104Pa、砂质泥岩为×
104Pa及泥岩为×
104Pa，各类岩石抗压强度平均2940×
104Pa，属中等稳固顶板范围。
1.3.3煤的特点
一、煤质
戊组煤各分层特点：
为硬质块状半暗—半亮煤，厚～，平均，灰份～%，挥发份～%，胶质层厚度为～38mm属肥煤。
戊9-10厚～一样为，煤层顶底有左右块状硬煤，中间为软煤，其灰份～%，挥发份～%，胶质厚度21～39mm。
戊11厚度不稳，本井田范围内大多不可采，该层复杂含薄层夹矸多。
灰份34～38%，挥发份32%，胶质厚20mm。
己组煤各煤层特点：
己15-16，下距己17为0～20m，一样为7m左右，单独存在煤厚为～，西部较薄～，一样为，平均。
灰份～%，挥发份～%，胶质层厚度为15～40，牌号为肥煤或焦煤。
A、灰分：
煤层灰分大体上按煤层层位自上而下慢慢减小，上部的丁、戊组煤为中灰一中高灰煤；
下部的己、庚组煤为低～中灰煤。
B、硫分：
庚组煤为高硫煤，且要紧为有机硫，难于洗选除去。
丁、戊、
己组煤原煤全硫多数小于1%，属于特低～低硫煤。
C、发烧量：
发烧量由上部煤组至下部煤组慢慢增高的转变趋势，上部的丁、戊组煤为中热值煤，下部的己组煤为中--高热值煤。
发烧量与灰分之间有着极好的负相关关系，通过回归分析，求得原煤发烧量与原煤灰分之间的回归方程式为：
丁组：
Q=-0．382A+34．995；
Q=-0．392A+35．532。
经查验，回归方程高度显著。
从回归方程式中能够看出：
当灰分每转变1%时，热值波动—kg。
D、胶质层厚度（Ymm）。
：
本区煤的胶质层厚度值较大，反映了煤的粘结性较好，丁、戊、己组煤属于中强～强粘结性煤，庚组煤属于强粘结性煤。
E、煤灰的成份及煤灰熔融性软化温度：
煤灰成份以硅铝含量为主，占80%以上，煤灰软化温度普遍较高。
1）戊8煤层：
原煤发烧量约kg，为特高热值煤。
2）戊9煤层：
3）戊10煤层：
六、煤的用途。
二、煤的类别牌号
本区煤质稳固，依照井田内各煤层挥发份、粘结指数、胶质层最大厚度，结合《中国煤炭分类国家标准（GB5752－86）》，对照中国煤炭分类简表：
井田可采煤层煤类为气煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供动力用和炼焦用煤。
戊8煤层为富灰、1/3焦煤、肥煤，戊9-10煤层为中灰、1/3焦煤，其一起为低硫、磷，具中等发烧量、极难选的煤类，宜作动力用煤。
其煤质分析见表1-2。
煤质特点表表1-2
项目
煤层
灰分
（%）
挥发分
水分
S
发热量
（KJ/kg）
工业
牌号
FM～1/3JM
1/3JM
3、戊组煤（戊8、戊9-10）的物理特点
要紧以半暗型煤，第二为半亮型煤。
黑色，条痕为棕黑色，弱玻璃光泽，以暗煤、亮煤为主，镜煤和丝炭含量很少，一样呈透镜状和线理状结构、层状结构。
据筛分实验结果说明，原煤自然粒度粉煤占%，视密度
t/m3。
散煤视密度m3，硬度为2°
经火焰实验以为其易燃、长焰、烟浓、体积膨胀，焦渣疏松。
煤中有机显微组分占69-87%，无机显微组分13-31%，在有机显微组分中镜质组含量54-85%，灰-灰白色以基质镜质体为主，少量均质镜质体和结构镜质体，惰性组含量为%，白色-亮黄白色的粗粒体和丝质体，常见半丝质体，稳固组含量3-9%，深灰色小孢子体、角质体、栓质体及树脂体等。
无机显微组分中要紧有粘土类、黄铁矿、方解石等。
石英和粘土矿物多为基质镜质体和粗粒体所胶结，属原生矿物质。
方解石和黄铁矿呈脉状散布在裂隙中，应属原生矿物质。
4、戊组煤（戊8、戊9-10）的化学特点见表1-3-3。
原煤灰分产率%，属中灰煤，经洗选煤的灰分产率下降2-3倍，浮煤的灰分产率%。
原煤灰分产率%，属低中灰煤，经洗选煤质明显提高，灰分产率%。
原煤灰分产率%，属中灰煤，经洗选煤质大有提高，灰分产率%。
五、煤层硫、磷、氯、砷、氟含量
本井田煤层：
原煤全硫含量，属特低硫煤，经洗选全硫含量又有所下降。
含磷量多数低于%，属特低磷煤。
仅戊10煤在肥煤区显现低磷煤点。
氯的含量各煤层均小于规定指标在（规定%），实际最大%。
砷的含量各煤层一样都低于规定标准（8PPM），但丁6、己17、庚20煤层中的砷含量不甚稳固，有时大大超过规定。
氟的含量以庚20煤层最高（最高达），第二为：
丁6、、己16、己17。
依照本矿的煤质情形及本地市场的需求，本矿生产的原煤和经加工的块煤要紧用于电厂、热电厂和分散客户，可要紧作为电力、船舶、锅炉用煤及其他工业用煤，另外还可作为良好的炼焦用煤。
7、煤的容重
通过化验分析得出戊煤为m3，己煤为m3。
硬度中硬,普氏硬度为2～3。
各煤层煤质化学分析要紧指标特点表表1-3
煤
层
编
号
煤样类别
原煤
煤炭分类
Ad%
St,d%
Qb,dMJ/kg
粘结指数（G）
膨胀度（b）
两极值
平均值
煤芯样
（20）
（18）
（12）
51~103
64~387
211（6）
QM
（19）
（17）
（7）
~102
（16）
106~198
147（7）
戊9
~101
（28）
81~258
135（8）
戊10
（30）
（9）
~103
（15）
35~196
139（4）
84~105
（14）
113~648
259（7）
FM
八、瓦斯
本井田在勘探时期，马棚山及高皇庙矿区共采了19个钻孔瓦斯样，其中马棚山矿区14个，高皇庙矿区5个。
从钻孔分析看，瓦斯含量甚低，沼气含量一样在～g，最高为g。
二氧化碳含量一样～g，最高g。
A、煤层瓦斯压力和瓦斯含量
近期在井田地面布置了十几个测试瓦斯压力钻孔，比较成功的有7个钻孔，测试结果：
戊9-10煤层标高，垂深495m，瓦斯压力13个大气压；
在相应地址取煤样做吸附实验戊9-10煤层瓦斯含量值为t；
戊9-10垂深508m，瓦斯含量值t等。
一样情形下，同一煤层，瓦斯压力和瓦斯含量随煤层埋藏深度增加而增大。
可是由于目前测试资料有限，因此瓦斯梯度难以计算。
同一煤层瓦斯涌出量亦随开采深度增加而增大。
因此在开采条件相同情形下，同一煤层瓦斯含量与瓦斯涌出量有一比值关系，从而可按煤层瓦斯含量预测相应
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