毕业论文-家苏壕煤矿设计采矿设计指导.doc
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1、第一章 井田地质概况1.1 井 田 概 况1.1.1、交通位置苏家壕煤矿位于陕西省榆林市神木县北部,在神木县NW15的方位,距神木县直距60km。处于陕北侏罗纪煤田神木矿区北部矿区前石畔井田与大柳塔井田的结合部,属地方开采区。煤矿中心点坐标X=4357400,Y=37438000。地理坐标为北纬392010392153;东经11016071101748。本矿北部与郝家壕煤矿相邻,东与斯令梁煤矿和张家渠煤矿相邻。矿区交通方便,西(安)包(头)铁路由煤矿西部通过,包神铁路与神朔铁路在大柳塔相接,瓷窑湾车站距大柳塔车站仅7km。包府二级公路在煤矿以南通过,大(柳塔)石(圪台)三级公路沿乌兰木伦河而上
2、,以大柳塔为中心的矿区交通网已基本形成,并向省内外辐射。煤矿距神木县城64km,距榆林市186km,距大柳塔8km。交通位置图见图111。大柳塔至周边各主要城市及铁路站点距离如下:大柳塔神木县城 60km大柳塔山西阳方口火车站 270km大柳塔府谷 110k大柳塔榆林市 186km大柳塔西安市 940km大柳塔包头 193km近年来,榆林地区先后建成了包(头)神(木)、神(木)黄(骅港)和西(安)包(头)铁路神(木)延(安)段等三条铁路。向东通过神(木)黄(骅港)铁路可达沿海港口,向南通过西(安)包(头)、西(安)康(安康)铁路和即将贯通的西(安)南(通)铁路可直达西南和长江中下游地区。公路已
3、形成“两纵两横”的高等级公路骨架。全市公路总里程1982km,其中等级公路5580km。航空方面,榆林机场由支线可飞往北京、西安等地。图111 交通位置图1.1.2 地形地貌苏家壕煤矿地处陕北黄土高原北端和毛乌素沙漠东南缘的接壤地带,地表大部分被第四系风积沙覆盖,地形特点为西南部高、东部低。最高点位于煤矿西南部的台核十里,标高+1340.8m,最低点位于煤矿东部的郝家壕沟沟谷,标高+1193.0m,相对高差约147.8m。该区地貌单元可分为风沙区、河谷区、黄土梁峁区三种地貌类型。1风沙区在本井田范围内广泛分布,约占井田面积80以上。其具体又可分为:(1)沙丘沙地:由固定、半固定沙丘及沙丘链,长
4、条形沙垄、平缓的沙地交错组成。沙丘、沙垄一般长数十米至数百米,高一般1030m。在较大沙丘之间有风蚀所形成的丘间洼地。沙丘受西北风吹蚀不断向南移动。地表干旱,缺乏水分。(2)风沙滩地:地表形态主要表现为较平坦的滩地,成不规则带状,地下水向沟谷处汇集,因而潜水位较浅,仅13m。滩地内多由湖积沙、亚粘土组成。夏季水草丰茂,绿树成行,是主要农作物耕作区。2河谷区仅在七概沟的支沟郝家壕沟、斯令渠沟零星分布,河床、河漫滩核阶地次级地貌单元发育,由冲积沙及风积沙组成。阶地面平缓,呈条带形,以第四系冲积物为主。农作物及植物生长较为茂盛。3黄土梁峁区主要分布于煤矿西南角,区内梁峁相间分布,梁顶宽缓平坦。其特点
5、是红土覆盖于老地层之上,厚度较大。一般约100m。由于受外力作用,形成一系列特殊的黄土地貌,有疏密不等的短小冲沟。现代地貌以流水侵蚀为主,植被稀少,水土流失时有发生。1.1.3 地表水系区内水系发育,地表水主要为七概沟流域的主要支沟郝家壕沟和斯令渠沟。郝家壕沟分布于井田北部边界,区内流长约1km左右;斯令渠沟分布于井田中东部,区内流长约1.2km左右。两沟分水岭横贯井田东西部。郝家壕沟和斯令梁沟自西北向东南分别在井田东约0.8km和2.0km处汇入七概沟。七概沟为悖牛山上游较大支流之一,发源于神树壕一带,其次级支沟郝家壕沟发源于上杨贵,均系以排泄地下水为主的沟流。1.1.4 气象及地震1气象本
6、区属中温带大陆性半干旱季风气候,天气多变,冬季寒冷,夏季酷热,;春季多风,风沙频繁,秋季凉爽,冷热多变,昼夜温差悬殊,干旱少雨。全年降雨量多集中在7、8、9三个月,无霜期150180天。10月初上冻,翌年三月解冻。秋季多为西北风,春夏多为东南风。根据榆林市神木县气象站资料,主要气象参数如下:最高气温38.9,最低气温29.7,平均气温8.8;多年平均降雨量436.6mm,近年最大降雨量553.1mm,日最大降雨量135.2mm(1977年8月1日),枯水年降水量108.6mm(1965年);多年平均蒸发量1774.1mm;多年平均绝对湿度7.6mbar;平均风速2.2m/s,最大风速25m/s
7、(1970年7月18日);最大冻土深度146cm(1968年)。2地震本区地壳活动相对微弱。据历史记载,1448年在榆林发生过4.7级地震,烈度为6度。1621年5月在府谷孤山一带发生过6.7级地震,烈度为6度。1477年银川6.5级地震、1739年银川平罗8级地震、1920年海源8.5级地震曾波及本区,仅受到轻微破坏。1996年5月30日,内蒙古包头市发生6.4级地震,本区仅有震感。根据国家地震局中国地震反应普特征周期区划图(GB183062001)B1图和中国地震动峰值加速区划图(GB183062001)A1图,榆林地区地震动反应普特征周期Tm为0.35S,地震动峰值加速PGA0.05g,
8、相对于中国地震局1990年发布的中国地震烈度区划图(50年超越概率10)的地震烈度6)的热稳定性能(TS+6)为68.976.7,属热稳定性好的煤。煤灰结渣性(C1in):结渣率6,为4.532.2,结渣率等级为中等强结渣。(3)煤类及工业类型及用途根据中国煤炭分类国家标准,2-2煤层煤化程度阶段,煤类以长焰煤41号(Cy41)为主,少量不粘结煤31号(BN31)。2-2煤层仅水分含量偏高,低灰、低硫、高热值、化学反应强、热稳定性好、抗破碎程度高,加之煤中有害元素砷、氯、氟、磷含量低,有“环保煤”之称。可作为动力用煤、炼焦配煤、气化用煤、制备超纯煤。1.2.4 矿井储量设计生产能力和服务年限井
9、田面积/km2可采面积/ km2煤层平均厚度/m煤层倾角/5.734.736.181地质储量/Mt可采储量/Mt设计服务年限/a生产能力/Mt/a38.0025.81300.61.2.5 开采技术条件1瓦斯2-2煤层瓦斯含量甚微,每克可燃质(gr)含氮气(N2)0.368.86(mm)3,二氧化碳(CO2)00.068(mm)3,甲烷(CH4)00.03(mm)3,重烃含量为0.自然瓦斯成份中,氮气占93.0100,二氧化碳占06.50%,甲烷占07.00%。煤层瓦斯分带属CO2N2带。属低瓦斯矿井。2煤尘22煤层火焰长度大于400mm,岩粉用量6075%,属有爆炸危险的煤层。3煤的自燃倾向2
10、2煤层原煤样着火点与氧化样着火点差(T13)在1242之间,属易自燃的煤层。4地温本井田地温正常,无地热危害。5煤层顶底板22煤层伪顶零星分布,面积约占5%,直接顶分布广泛,面积约占70%;基本顶分布于井田两侧及中部,面积约占25%。直接顶:泥岩、粉砂岩及其互层、天然抗压强度28.4MPa,饱和抗压强度15.6MPa,初次垮落步距11m,属类中等稳定顶板。基本顶:由节理裂隙及层理不甚发育的较为均质的砂岩,粉沙岩组成;初次来压当量9901000KN,压力显现强烈,属级基本顶。伪顶:位于煤层之上,厚度小于0.5m,由极易垮落的泥岩、炭质泥岩组成。底板:主要由粉砂岩、细砂岩组成,单向抗压强度29.4
11、MPa,允许单向抗压强度22.1MPa,属中硬类底板。仅S3钻孔附近,底板有一层0.4m厚的膨润土,遇水泥化。1.2.6 水文地质1含(隔)水层(1)上更新统河、湖积层潜水(Q3s)该层为萨拉乌苏组含水层。岩性为黄褐色中粗砂、粗砂、含粉砂及粘土透镜体。底部含小砾石。一般在古沟槽中心厚,向两侧逐渐变薄。据前石畔钻孔资料,钻孔涌水量0.114L/s,单位涌水量0.00527L/s.m,渗透系数0.01955m/d,富水性弱。水质为HCO3CaMg型,矿化度212mg/L。(2)中更新统离石黄土(Q2L)及新近系上新统保德红土(N2b)隔水层基本全区分布,在沟谷渠被冲刷殆尽,厚0113.30m,一般
12、厚50m左右。岩性为浅红、棕红色粘土及亚粘土,含钙质结构,大部分与基岩直接接触,是井田内良好的隔水层。(3)新近系上统保德组(N2b)砂砾石含水层该层不整合于基岩之上,离石黄土或保德红土之下,局部与第四系松散砂层直接接触。区内大部分布,厚016.80m。岩性上部为中粗砂并含有小量砾石,下部以卵石为主,中粗砂、砾砂充填,卵砾径0.86cm。砾石成分以石英、长石、燧石和火山岩矿物为主,次园状,磨园度好,分选差至中等。据本次勘察S12钻孔抽水资料,单位涌水量1.346 L/s.m,渗透系数9.994m/d。富水性中等到强,水质类型为HCO3Ca型,矿化度340mg/L。(4)直罗组裂隙承压水(J2z
13、)局部分布。岩性为浅绿色、灰白色中细粒砂岩、粉砂岩及泥岩组成,厚26.47m。含水层为中、细粒砂岩及粗砂岩,泥质胶结。上部泥岩、砂质泥岩风化后易软化,与新近系红土一起形成隔水层。故直罗组地下水在井田内为承压水。下部岩石完整,裂隙不发育。据前石畔井田勘探地质报告Q43号水文孔资料,含水层厚16.42m,水柱高度48.15m,抽水降深33.44m,钻孔涌水量0.221L/s,单位涌水量0.00681 L/s.m,渗透系数0.0367m/d。富水性弱至极弱。水质为HCO3Mg Ca型,矿化度170mg/L。(5)延安组裂隙承压水(J2y)本组厚度170.52221.82m,一般185.00m。含水层
14、为浅灰色、灰白色中粗粒砂岩、细砂岩。厚度变化大,层间夹有浅灰色粉砂岩。泥岩、炭质泥岩隔水层,形成复合型互层状含水组段。含水层水位标高1121.871229.50m。钻孔涌水量1.55530.154m3/d,单位涌水量0.001080.02183 L/s.m,渗透系数0.0013210.01573m/d,属富水性弱极弱含水层组。浅层水质为HCO3N2型,向深层水质逐渐变差,成为HCO3CLN2或CLN2型,矿化度大于1000mg/L。(6)烧变岩孔洞裂隙潜水区内分布于郝家壕沟及斯令渠沟沿岸。斯令渠沟沿岸22煤层自燃使围岩形成烧变岩,呈带状分布。厚2.756.98m,一般厚30.01m,分布宽度最
15、大800m,一般300m。烧变岩裂隙孔洞发育,地下水径流通畅,上部又覆盖萨拉乌苏组沙层,易于接受大气降水及沙层水的转化径流补给。其底板为相对隔水的粉砂岩、泥岩。在地形坡向与地层倾向相反的地段,或烧变岩底板位于当地侵蚀基准面以下时,即使烧变岩分布范围不大,也形成富水区。据前石畔Q79号孔抽水资料,水柱高度1.67m,涌水量3.82L/s.m,单位涌水量4.6146 L/s.m,渗透系数281.05m/d,富水性强。水质为HCO3CaNa型,矿化度234mg/L。2地下水的补给、径流、排泄条件(1)第四系松散岩类孔隙潜水补、径、排条件本区地表为松散沙层,孔隙度大,极易接受渗水补给。大气降水渗入系数
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