本科生毕业设计 第123页目 录一般部分11 矿区概述及井田地质特征21.1矿区概述21.1.1井田位置、范围、地形特点和交通位置21.1.2工农业生产和原料及电力供应31.1.3矿区气候条件31.1.4矿区水文情况31.2井田地质特征41.2.1煤系地层概述、勘探程度41.2.2井田地质构造和地质变动51.2.3井田水文地质特征61.2.4地温81.3煤层特征81.3.1煤层埋藏条件81.3.2煤层群特征及煤层的围岩性质81.3.3煤的特征102 井田开拓112.1井田境界及可采储量112.1.1井田境界112.1.2可采储量112.1.3矿井设计生产能力及服务年限152.2井田开拓162.2.1井田开拓的基本问题162.2.2矿井基本巷道252.2.3大巷运输设备选择332.2.4矿井提升353 采煤方法及采区巷道布置363.1煤层的地质特征363.2采区巷道布置及生产系统363.2.1 巷道布置原则363.2.2采区巷道布置363.2.3采区生产系统403.3采煤方法413.3.1采煤工艺方式413.3.2回采巷道布置504矿井通风524.1矿井通风系统选择524.1.1矿井通风系统的确定524.1.2通风方法确定564.2 采区通风564.2.1工作面通风系统574.2.2通风构筑物594.3 掘进通风604.3.1 掘进通风方法604.3.2 掘进面需风量计算624.3.3 掘进面的设计634.4 矿井所需风量644.4.1矿井需风量计算的原则644.4.2矿井需风量的计算644.4.3 矿井风量分配684.5矿井通风阻力684.6 矿井主要通风机选型774.6.1矿井自然风压774.6.2主要风机选型784.7 矿井反风措施及装置834.8 矿井通风费用概算844.9防止特殊灾害时期的安全措施874.9.1井下防尘874.9.2瓦斯的预防875矿井安全技术措施895.1矿井安全技术概况895.2矿井火灾895.2.1自然发火概况895.2.2矿井地温895.2.3矿井自燃发火分析895.2.4预防煤炭自燃发火的措施935.3矿井瓦斯935.3.1矿井瓦斯地质条件935.3.2矿井及采区瓦斯涌出情况945.3.3矿井瓦斯防治措施945.3.4矿尘965.3.5瓦斯、煤尘爆炸事故的抢救995.3.6机构设置及人员配备995.3.7矿山救护与消防1025.4小结102专题部分103煤炭自燃发火规律的研究104前言：1041、王庄煤矿地质概况1042、矿井自燃发火分析1043、防火灌浆系统及参数1104、灌浆计算1135、灌浆管路布置1156、泥浆泵选择1187、灌浆站的主要设施1208、灌浆后的排水措施1219、结论121参考文献123致 谢124一 般 部分1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1井田位置、范围、地形特点和交通位置屯留井田位于山西省屯留、襄垣县境内，潞矿集团的西部，矿区对外交通有太（原）焦（作）铁路、邯（郸）长（治）铁路和太（原）洛（阳）公路。太焦铁路经矿区东部由北向南通过，太焦铁路的夏店站距潞矿集团约7km，距五阳站16km。以夏店站为起点距太原市约230km，距焦作市约204km，距邯郸市约216km。屯留矿井在潞矿集团西南23km处的后庄村北，距长治市约35km，距常村矿约11km。屯留县城在井田东南部6km处，有公路通往太原、临汾、长治等市。交通比较方便。井田内广为第四系黄土覆盖。北部西部边缘为高原丘陵地带，冲沟发育，地形复杂，仅沟底有零星基岩出露。中部绛河由西向东流入漳泽水库，形成河谷阶地。南部及工业场地附近地形较平缓，总体上地势为西北高，东南低，井田内最高点在北部的老干庄东南的白云山(1113.1m)，最低点在屯留县南侧1Km的绛河河滩处(906.3m)，工业场地和东风井场地地面标高在十950970m之间。图1-1 屯留矿交通位置图1.1.2工农业生产和原料及电力供应长治农业生产条件优越，全市耕地面积456万亩，其中水地面积100.2万亩；全市宜林面积735万亩，实有林地585万亩；宜牧面积480万亩，已开发草场271万亩。长治地下矿藏资源丰富，现已探明有开采价值的矿藏有煤、铁、锰、铝、硫磺、石灰石、石膏、石英、大理石等40多种，其中预测煤炭埋藏量为906亿吨，已探明储量346亿吨。长治工业基础较好，是山西能源重化工基础的重要组成部分和轻工业基地。主要工业门类有：煤炭、电力、治金、机械、化工、医药、建材等；主要工业产品有：原煤、电力、钢材、焦炭、水泥、轴承、洗衣机、锻压设备、中药制剂、生化药品、防爆电器、健身器械、锯条、化肥、铁合金、生铁等。2001年，长治市国内生产总值达到185亿元，其中第一产业总产值28亿元；第二产业总产值101亿元；第三产业总产值58亿元。财政总收入17.91亿元，农民人均纯收入2427元，城镇居民可支配收入5244元。1.1.3矿区气候条件本区属典型大陆性气候，干燥多风，四季分明，年平均气温8.9，日最高气温37.4，最低气温-29.1。年平均降水量为583.3mm，最大917.0mm，最小414.0mm，雨季集中在7、8、9三个月，日最大降水量109.7mm。年平均蒸发量为1755.3mm(高于降水量2.01倍)；最高为1996.3mm，最低为1502.1mm。年主导风向为西北风，夏季风向为东南风，最大风速为17m/s，最大风压为350Pa。冰冻期为每年10月末到翌年4月，最大冻土深度为0.75m。根据1990年国家地震局对屯留、襄垣县地区地震基本烈度的划分意见，本区地震基本烈度为6度。1.1.4矿区水文情况矿区主要河流为浊漳河(由南向北)、西漳河(由西向东)汇合于五阳村；井田范围内主要河流为绛河，为海河水系浊漳河的支流。由西向东穿越井田，注入漳泽水库，其流量为0.37m3/s5.06m3/s。井田西北余吾镇北侧有一条交川河，流量为0.02m3/s0.17m3/s，属季节性小河。另外，在工业场地东北部有“七一”水库，库容量为l.07Mm3，工业场地西北有一贾庄水库。矿井工业用水采用井下排水处理后复用。生活用水原准备取自常村矿井水源地奥灰水，用约10.5km的长距离输水管送到矿井工业场地。由于生活饮用水水源过远，目前，潞矿集团正在矿井工业场地与矿井东风井场地之间进行水源勘探，积极查明第四系底砾层及中奥陶系O2f、O2s等地层的水文情况，如其水量、水质能满足饮用水要求和标准，则优先利用其作为矿井饮用水源。1.2井田地质特征1.2.1煤系地层概述、勘探程度潞安矿区位于沁水煤田东部中段，处于华北断块区吕梁太行断块沁水块坳东部次级构造单元的沾尚武乡阳城北北东向褶曲带中段，晋获断裂带西侧。矿区主体部分为新生代叠加的长治新裂陷，屯留井田位于新裂陷西北部。19711986年，潞矿集团钻探队、山西省114、144、148煤田地质勘探队在本井田范围内，先后进行了勘探工作，由114队提交了官庄井田精查地质报告和西庄井田地质精查勘探总结并施工钻孔125个。钻探进尺87111.01m，模拟地震测线25条，物理点1303个获剖面长7.29km。19911994年，山西省114煤田地质勘探队和综合普查队，采用钻探、测井、电法和地震综合勘探的方法，提交了屯留矿井达产采区地震补充勘探报告和屯留井田勘探(精查)地质报告。本次勘探41个钻孔，进尺27463.79m，实测26220.55m，地震物理点20798个，获剖面长369.70km。奥灰延深孔14个，水文抽水，放水试验13个孔23层次。本次勘探工程质量优良，钻探特、甲级孔率88；煤层钻探质量优质和合格层达93；测井的甲级孔率占98；解释煤层优质层占99；地震一、二类时间剖面占89。图1-2 综合柱状简图1.2.2井田地质构造和地质变动矿区主构造线近南北，以褶曲为主，向斜紧密，背斜开阔，断裂较少，地层走向近南北，倾向西且略有起伏；倾角315o。井田内揭露的断层共33条，其中正断层10条，逆断层23条。落差大于30m的断层有9条(包括井田南、北边界断层)，3010m的断层有20条，落差小于10mm的有4条。褶曲以北北东南北向为主，贯穿全井田的褶曲自西向东依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、苏村背斜及屯留向斜。其中以西部的坪村向斜和东部的苏村背斜构成井田内煤层起伏的基本形态。另外，还有东邓向斜和墙则背斜。总之，井田地质构造简单。1.2.3井田水文地质特征1）含水层及其水文地质特征井田内钻孔揭露的含水层为10层，其中中奥陶统峰峰组石灰岩岩溶裂隙含水层()、二叠系下统山西组3号煤顶板砂岩裂隙含水层组()、基岩风化带裂隙含水层()对建井和开采3号煤层有一定影响，第四系孔隙含水层()对立井施工有较大影响。其它5个含水层属弱含水层，对矿井开采影响甚微。对矿井施工和开采有影响的5个含水层自下而上分叙如下：1中奥陶统峰峰组O2f石灰岩岩溶裂隙含水层()本含水层埋藏深度为512.21m799.29m，含水层厚度平均198.8m，由灰岩、泥岩等组成。上部60m岩溶裂隙不发育，下部有串珠状小溶孔；但连通性差。结合区域和井田资料分析，井田内奥灰岩溶裂隙含水层富水性弱，水循环交替滞缓，地下水滞流或迳流不畅，但因受构造影响，局部有富水的可能。井田内奥灰延深孔除701号孔因发生孔内事故外，其余见明显含水层的钻孔水位标高均与区域水位标高一致(600m)而未见明显含水层的钻孔则水位标高差异较大。2二叠系下统山西组含水层组()本含水层组为碎屑岩裂隙含水层组，包括K7()、3号煤层顶板()及K8砂岩裂隙含水层，厚4.4734.31m，平均22.23m，岩性以中、细粒砂岩为主，该含水层是3号煤层直接充水含水层。根据抽水试验及邻矿排水资料，该含水层富水性弱。3基岩风化带裂隙含水层()由于基岩风化程度受构造、岩性、埋藏深度及气侯等条件的影响，其富水性差异较大，裂隙发育程度也不同，厚度一般为5070m，沿绛河两岸可达150m，由于被第四系覆盖，此含水层局部具承压性，局部地段直接与第四系含水层发生水力联系或出露地表，受大气降水影响明显。邻近的常村矿井，井筒施工至本含水层时，涌水量达278m3/h。4第四系孔隙含水层()除井田北部基岩裸露区外广泛分布，由北到南逐渐加厚，最大厚度达139.48m，平均44.53m，由粘土、砂质粘土及粗粉砂及砂砾组成。富水性由砂、砾层发育程度而定，井田内水位动态变化受大气降水影响明显。2）井田内主要隔水层1石炭系上统太原组底部及中统本溪组隔水层由泥岩、铝质泥岩、铁质泥岩及局部夹砂岩透镜体组成、透水性差，厚度为8.3244.45m，平均20.76m。不整合于峰峰组灰岩岩溶裂隙含水层之上，阻隔其与上覆含水层的水力联系。2二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、