贺永平-林南仓煤矿万吨初步开采设计.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途摘 要林南仓矿位于河北省唐山市境内。矿井东西长约为5.1km,南北宽约为3.5km,面积为1.45107m2.井田内的可采煤层为11煤、12煤,其中主采为11煤,该煤层赋存稳定,平均厚度3米。倾角平均为18,为缓斜厚煤层。井田内工业储量1。46108吨,可采储量1.18108吨.矿井平均涌水量为1120m3/h,相对瓦斯涌出量0.12m3/t,属于低瓦斯矿井,煤层没有爆炸危险性,没有自然发火现象.林南仓矿设计年生产能力150万t/a,服务年限69年。采用立井两水平开拓,第一水平标高450m,第二水平标高750m。矿井采用走向长壁综合机械化采煤法。矿井布置综采工作面保证
2、全矿井的产量,长度190m,煤的运输采用架线式电机车牵引3吨侧卸式矿车运输。矿井的通风方式采用中央分列式通风。关键词:林南仓、150万吨、设计 目 录一、 矿区概述及井田地质特征1(一) 矿区概述1(二)井田地质特征21、井田大中型构造特征22、矿井地质构造复杂程度23、煤系地层24、矿井水文地质3(三) 煤层特征41、可采煤层情况42、煤的物理性质43、煤种及煤质变化44、各煤层顶底板特性4(四)其他开采技术条件5二、井田境界及储量6(一) 井田境界6(二) 井田工业储量的计算61、井田地质储量为62、工业储量的确定6(三) 井田可采储量61、永久煤柱煤量62、矿井边界煤柱煤量83、断层保护
3、煤柱84、矿井可采储量计算8三、 矿井工作制度和设计生产能力9(一)矿井工作制度9(二) 矿井设计生产能力及服务年限91、校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力的要求92、校核各种辅助生产环节的能力93、校核储量条件104、校核安全条件10四、 井田开拓10(一)井田开拓的基本问题101、确定井筒的形式、数目、配置102、确定工业广场及井口位置113、确定开采水平和阶段高度114、开采水平布置及井底车场的选型115、采区划分及其布置11(二) 矿井开拓设计方案比较121、井田概况122、开拓方案技术比较123、结论14(三) 矿井基本巷道151、井筒152、井底车场17(四)主要开拓巷道1
4、81、大巷断面设计18参考文献:21致谢:22一、矿区概述及井田地质特征(一)、矿区概述 林南仓井田位于唐山地区玉国县林南仓镇,东南距唐山市72公里.地形 平坦,地势由北往南逐渐低下, 地表标高介于+1。00至+6.00米之间,地形坡度为2/1000矿井走向长4。48公里,倾斜长度3。5公里,面积15。7平方公里. 图1.1.1 林南仓交通位置图 林南仓煤矿生产能力设定为150万吨,采用竖井、阶段石门、集中大巷的开拓方式。第一生产水平为-450m,第二生产水平为750m。区内无河流,井田北部在一较大积水洼地,后湖,呈现沼泽状态,井田南部亦甚低洼,通称仓洼 ,1959年最高洪水位+3.3米。林南
5、仓镇北至后湖定府一还地势较高未被淹没。本区属半大陆性气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥年平均温度为10.8,最高气温为37.6,最低气温为22.6。(二)、井田地质特征1、井田大中型构造特征林南仓井田位于蓟玉煤田东北部,为了盆状向斜构造。有北东向和北西向两组断裂带,并以前者为主。煤层露头与第四系冲积层接触。边缘产状较陡,(一般在30以上,内部1020),盆地最区的中心位于井田地东南部。2、矿井地质构造复杂程度 林南仓井田大中型断层不多且很少相互切割交叉,地层产状变化不大,大中型构造复杂程度属于类。 单一煤层的这一特点可能与当时的沉积环境以及煤层顶底板岩性有关。3、煤系地层林南仓井田煤系地层属于石
6、炭系上统和二叠系下统,基底底层为中奥陶统马家沟组石灰岩,煤系地层总厚度约为600米,含煤8层,煤层总厚度达9。6米,含煤系数为3。96,地层特征与开平煤田其他井田基本相同。 表1。2.1矿井地层一览表地质年代(地层单位) 岩层总厚度/m岩层组成及特征含煤层数及厚度/m备注代纪世第四系松散沉积物020m主要由粘土层、沙岩、砾石层及少量卵石层所组成。石炭系石炭系中统(C2)唐山组46。0861。77m/52m岩石颜色较浅,多为浅灰灰色,并夹有少量紫色,以粘土岩、粉沙岩为主。层理不明显,粘土岩一般呈团状构造,植物化石保存较少.沉积有极不稳定的煤线,如煤18、煤19、煤20。石炭系上统(C3)开平组(
7、C31)50.16-131.48m/88m颜色比唐山组森颜色深,多呈灰深灰色,以粉沙岩为主,粘土岩显著减少,层理比以前明显复杂。植物化石数量及种类相对增多.形成较稳定的煤层(煤14)及不稳定煤线(煤15、煤16、煤17 等)赵各庄组(C32)41。44-89.41m/55m颜色多浅灰深灰色,以粉沙岩为主但比开平组少,而厚层状中粒沙岩相对增多,植物化石以翅羊齿类最多。可采煤层:煤11、煤12不可采煤层:煤12下二迭系二迭系上统(P2)古冶组(P21)最大厚度300m本组属陆相沉积,河床相粗碎屑砂质岩居多,其次为粉沙岩。中粗中粒沙岩皆为灰白灰紫色,分选及磨圆度不好,植物化石保存较少。二迭系下统(P
8、1)大苗庄组(P11)71.41-140.37m/107m本组地层为一套以过度相粉沙岩、粘土岩和粗碎屑岩交替之沉积物.岩石以粉沙岩为主,但粗碎屑岩显著增多,植物化石种类繁杂.不可采煤层:煤5、煤6、煤7、煤8、煤9、煤10唐家庄组(P12)131。51232.64m/170m本组地层全属陆相沉积,河流开始活跃。其中粉沙岩居多,植物化石最少。不可采煤层:煤4奥陶系中统马家沟组(O2)岩性为浅灰灰白色石灰岩,质纯性脆,时夹薄层状灰质粘土岩及白云质石灰岩或豹皮状石灰岩.顶部有古风化壳迹象,含黄铁矿结核,裂隙溶洞发育,有时被铝土质充填.4、矿井水文地质矿区年降水量在350mm800mm之间,由于冲积层
9、的存在,阻隔了大气降水与矿坑涌水之间的联系,矿井用水量基本不受季节的影响。矿井直接充水含水层包括:第三含水层(煤12底至煤4顶砂岩裂隙含水层)、第四含水层(煤5 至煤12顶砂岩裂隙含水层)、第五含水层(煤5顶板砂岩裂隙含水层)。矿井间接含水层包括第一含水层、第二含水层、第六含水层、第七含水层。本区初期涌水量为18。77m3/分。矿井生产期间涌水量为28m3/分.(三)、煤层特征1、可采煤层情况 井田内可采和局部可采煤层共八层,即煤5、煤61/2、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1、煤122。其中主要可采煤层为煤11、煤12,煤9绝大部分不可采.2、煤的物理性质 林南仓井田各煤层均属腐殖质煤,
10、通过肉眼鉴定颜色一般为黑色,条痕褐灰色;呈眼球装断口;呈条带状、粒状及片状结构,少数为粉状。煤岩组分以亮煤为主,镜煤及丝炭少见,煤岩一般类型一般为光亮型,次为半暗型。3、煤种及煤质变化 井田以肥煤为主气煤次之,焦煤甚少。 井田煤种分布特征具有明显的分带规律。由浅部至深部,煤的变质程度逐渐增高,其排列依次为气煤、肥煤至焦煤。条带大致呈北5060东向延展,其中以肥煤条带最宽、延展最长、所占面积最大,为井田的主要煤种。气肥、肥气煤及气煤分布于井田的南及西南边缘浅部。4、各煤层顶底板特性(1) 煤11 伪顶为粘土岩,偶有炭质粘土岩,平均厚度0。3m;直接顶中部和西部为粉砂岩,东部为中细砂岩,-850m
11、以深为中砂岩,厚度为3.5m;底板为粘土岩和粉砂岩,少数为细砂岩,厚度1。50m。顶底板一般较完整坚固性好。(2) 煤12 伪顶为粘土岩或粉砂岩,厚度0.2m;直接顶以粉砂岩为主,局部为细砂岩,厚约4.0m;底板以粉砂岩为主,局部为粘土岩,与8煤合区地段为炭质粘土岩,厚约2.5m,东部河流有古河流冲刷,顶底板较坚固。井田可采煤层顶底板综合评定为级。(四)、其他开采技术条件(1)瓦斯:矿井瓦斯等级为2级,无煤尘煤炸危险。2、煤的自然发火情况各煤层均没有自然发火倾向表1.3。1 可采煤层特征表序号煤层名称煤层厚度/m层间距/m倾角/()硬度容量稳定性最小最大平均111煤3。24。84.217.31
12、1.50.40.91.4稳定212煤2。94.94。511.50.4-0.71。4较稳定 图1。3.2 煤层综合柱状图二 、井田境界及储量(一)、井田境界根据埋深及井田构造情况,本矿井井田境界确定如下:井田深部以各煤层的750m底板等高线为界;浅部各煤层露头为界;西部以断层F2为界;东部以煤层露头为界。根据以上确定的井田境界,井田走向长4。48千米,倾向宽3.23。8千米,平均为3。5千米,面积为15。76平方千米。 (二)、井田工业储量的计算1、井田地质储量为 (15。761079。791。35)/cos18 =2.27108 吨2、工业储量的确定 本井田内考虑到煤6、煤8、煤9绝大部分不可
13、采,目前情况下,暂定煤11、煤12为可采煤层,而这几层煤的总厚度为4.204。58。7 m. 所以工业储量为 15761078。71.4cos18 1.96108 吨(三)、井田可采储量1、永久煤柱煤量工业广场面积的取值,依据设计井型大小按煤矿设计规范中煤矿工业广场占地指标所列数值的规定选取。指标中中小井取大值,大井取小值本矿井井型为150万吨/年,工业广场占地面积为: 150100.9100001。67105 m2设计工业广场形状为长方形长为405 m, 宽为400 m。围护带宽度为:20 m地面标高+5 m;表土层厚20 m;第一水平-450 m.工业广场三视图如下:图2。3.1 工业广场
14、煤柱损失示意图 a。确定受保护面积。如图所示,在开拓平面图上通过建筑物四个角分别做平行与煤层走向和倾斜的四 条直线,得矩形abcd.在矩形的外缘加上15m宽的维护带,得受保护面积abcd。b。确定受保护煤柱。通过受保护面积中心作一沿煤层倾斜剖面1在这个剖面上,由维护带的边缘点m1,n1起在表土层以o=45度划两条保护线,即m1m2,n1n2。然后在基岩中于下山和上山方向按上山移动角=75和下山移动角=64。6作保护线,与煤层相交得n和k,则通过n和k的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。以同样的方法在平行煤层走向的剖面2,按其走向移动角=75作保护线,求得沿走向的煤柱边界AB和CD,将nk和
15、AB,CD均绘制在平面图上,即得保护煤柱边界ABCD。煤柱是一个梯形.c.煤柱煤量计算 工业场地煤柱煤量=梯形面积煤层平均厚度*煤层平均密度本矿井的表土层厚度为20米,煤层平均倾角18,=75,则=750.8=63,冲击层移动角45 。见煤标高c=30m,冲击层厚20m,地面标高5m经计算工业广场煤柱梯形高为:1060 m。梯形上底为:900 m;下底为:1020m。所以工业广场煤柱损失面积为: S1/2(9001020)10601。1106 m2则损失煤量为: 1。1106 8。71。4cos181.4107 吨。由于损失量较大,对于矿井开采不利,在矿井生产末其应对该部分煤柱进行回收,因此在
16、计算中,工业广场煤柱损失按工业储量的5计算则工业广场保护煤柱损失量为0051。96108t=9800000=9.8106t2、矿井边界煤柱煤量设计矿井边界每侧留有20m宽度,由底板等高线看出,本井田边界周长为:16000m所以可算出各煤层的煤柱量为:11#煤层:16000201。44。2=1。84106t12#煤层:16000201.44。5=2.01106t故总共边界煤柱煤量为:3.85105t3、断层保护煤柱本井田无大的断层,只有一些小断层,所有断层长度总为5000m,断层每侧留设保护煤柱30m, 断层保护煤柱煤量断层长度煤柱宽度煤层厚度煤的平均密度对本矿井,11#煤层:5000304.2
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