渦北煤礦1.2Mta新井設(shè)計含5張CAD圖-采礦工程.zip

渦北煤礦1.2Mta新井設(shè)計含5張CAD圖-采礦工程.zip,煤礦,1.2,Mta,設(shè)計,CAD,采礦工程 任務(wù)書設(shè)計日期： 2012 年3 月12 日至 2012 年6 月8 日設(shè)計題目： 渦北煤礦1.2Mt/a新井設(shè)計設(shè)計專題題目：松軟破碎巷道注漿加固技術(shù)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：以實(shí)習(xí)礦井渦北煤礦條件為基礎(chǔ)，完成渦北煤礦1.2Mt/a新井設(shè)計。主要內(nèi)容包括：礦井概況、礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力、井田開拓、首采區(qū)設(shè)計、采煤方法、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井運(yùn)輸提升等。結(jié)合煤礦生產(chǎn)前沿及礦井設(shè)計情況，撰寫一篇關(guān)于松軟破碎巷道注漿加固技術(shù)的專題論文。完成與采礦有關(guān)的科技論文翻譯一篇，題目為“The application of modern surveying technology in mining”。 院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要本設(shè)計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為渦北煤礦1.20 Mt/a新井設(shè)計。渦北煤礦位于安徽省亳州市境內(nèi)，東有京九鐵路，西有濉阜鐵路，交通便利。井田走向長度約6.3 km，傾向長度約3.1 km，面積約14.5km2。主采煤層為8號煤層，平均傾角為17，平均厚度為7.5 m。井田工業(yè)儲量為146.73Mt，可采儲量為80.95 Mt，礦井服務(wù)年限為51.9 a。礦井正常涌水量為320 m3/h，最大涌水量為360 m3/h。礦井絕對瓦斯涌出量為21.33 m3/min，屬于低瓦斯礦井。根據(jù)井田地質(zhì)條件，提出四個技術(shù)上可行的開拓方案。方案一：立井兩水平開拓上下山開采，暗斜井延深；方案二：立井兩水平開拓上下山開采，立井直接延深；方案三：立井兩水平開拓上山開采，暗斜井延深；方案四：立井兩水平開拓上山開采，立井直接延深。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定方案三為最優(yōu)方案。一水平標(biāo)高-700 m，二水平標(biāo)高-1000 m。設(shè)計首采區(qū)采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，工作面長度150 m，采用綜采放頂煤采煤法，礦井年工作日為330 d，工作制度為“四六制”。大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為中央并列式。專題部分題目：松軟破碎巷道注漿加固加護(hù)：煤礦軟巖巷道工程是軟巖工程的一個重要組成部分。軟巖工程是指與塑性大變形巖體有關(guān)的巖體工程，如軟巖邊坡，軟巖隧道及軟巖巷道工程等。由于軟巖巷道工程所處的復(fù)雜工程地質(zhì)條件，其支護(hù)問題一直是困擾我國煤炭生產(chǎn)的一個主要問題。本文系統(tǒng)論述了軟巖的定義、工程地質(zhì)特征和力學(xué)屬性，分析了軟巖巷道圍巖的變形破壞特征及影響因素；就注漿加固技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及目前存在的問題進(jìn)行分析探討；深入分析了圍巖錨注加固機(jī)理；最后對松軟破碎巷道注漿加固技術(shù)工程應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計。翻譯部分題目：The application of modern surveying technology in mining.現(xiàn)代測量技術(shù)在采礦中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞： 立井； 暗斜井； 采區(qū)布置； 放頂煤采煤法；中央并列式； 雙巷掘進(jìn)；ABSTRACTThis design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 1.20 Mt/a new underground mine design of Wobei coal mine.Wobei coal mine lies in Hozhou City, Anhui province.As Jingjiu railway runs in the west of the mine field and Suifu railway runs in the east of the mine field, the traffic is convenient.Its about 6.3 km on the strike and 3.1 km on the dip, with the 14.5 km2 total horizontal area.The minable coal seam is 8 with an average thickness of 7.5 m and an average dip of 18.The proved reserves of this coal mine are 146.73 Mt and the minable reserves are 80.95 Mt, with a mine life of 51.9 a. The normal mine inflow is 320 m3/h and the maximum mine inflow is 360 m3/h. The mine gas emission rate is 21.33 m3/min, the mine belongs to low gas mine. Based on the geological conditions of the mine, I bring forward four available projects in technology.The first is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -850m and extension of blind inclined shaft; the second is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -850m and extension of vertical shaft; the third is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -1000m and extension of blind inclined shaft; the last is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -1000m and extension of new vertical shaft. The third project is the best comparing with other three projects in technology and economy.The first level is at -700 m.The second level is at -1000 m.Designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation.The length of working face is 150 m, which uses fully-mechanized coal caving mining method. The working system is “four-six” which produces 330 d/a.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. The type of mine ventilation system is center ventilation.The translated academic paper is The application of modern surveying technology in mining Keywords: Vertical shaft; Blind inclined shaft; Mining district preparation; Coal caving mining ; Center ventilation; Gob-side entry rataining目 錄一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述11.2井田地質(zhì)特征21.3煤層特征72 井田境界和儲量132.1井田境界132.2礦井工業(yè)儲量142.3礦井可采儲量163 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限183.1礦井工作制度183.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限184 井田開拓204.1井田開拓的基本問題204.2礦井基本巷道285 準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置395.1煤層地質(zhì)特征395.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)406 采煤方法466.1采煤工藝方式466.2回采巷道布置567 井下運(yùn)輸597.1概述597.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇607.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇618 礦井提升638.1概述638.2主副井提升639 礦井通風(fēng)及安全679.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況679.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定679.3采區(qū)風(fēng)量計算719.4礦井通風(fēng)阻力749.5礦井通風(fēng)設(shè)備選型799.6特殊災(zāi)害的預(yù)防措施8410設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)85參考文獻(xiàn)86專題部分松軟破碎巷道注漿加固技術(shù)881引言882軟巖性質(zhì)及其工程分類903注漿理論的研究現(xiàn)狀944圍巖錨注加固機(jī)理分析975 松軟破碎巷道注漿加固設(shè)計101參考文獻(xiàn)：106英文原文108翻譯部分The application of modern surveying technology in mining108中文譯文114現(xiàn)代測量技術(shù)在采礦中的應(yīng)用114致 謝118一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1地理位置與交通礦井位置：渦北煤礦位于淮北平原西部，行政區(qū)劃屬安徽省渦陽縣管轄。其中心南距渦陽縣城4.0 km。地理坐標(biāo)：東徑11609581161245，北緯333053333448。礦井交通條件：濉阜鐵路從礦井東南約3 km處通過，渦陽火車站距礦井中心約5 km；在礦井的西部（直線距離）約40 km處有京九鐵路；渦陽至河南省永城，渦陽至阜陽、蚌埠、亳州、淮北及鄰縣已形成四通八達(dá)的公路網(wǎng)。渦河可長年通航小型機(jī)動船，上游可達(dá)亳州，下游直通淮河。礦區(qū)交通位置如圖1.1.1。圖1.1.1 交通位置示意圖1.1.2地形地貌礦內(nèi)地勢平坦，地面標(biāo)高29.4932.5 m，地勢西北高東南低。礦內(nèi)河渠縱橫，村莊密布，河渠兩岸及道路兩側(cè)綠樹成蔭。1.1.3河流及水體本區(qū)屬淮河水系。渦河及其支流武家河為長年性河流，由西北向東南流經(jīng)礦井西南部。夏季洪水期，渦陽城關(guān)節(jié)制閘上游最高洪水位（1963年8月7日）標(biāo)高為30.45 m，秋冬季枯水期，河水水位一般較低。人工開挖的灌溉溝渠中，較大的有渦新河。本區(qū)地下水較豐富，一般能滿足居民生活及工業(yè)用水。1.1.4氣候本區(qū)氣候溫和，屬季風(fēng)暖溫帶，半濕潤氣候，春秋溫和少雨，夏季炎熱多雨，冬季寒冷多風(fēng)。19561990年年平均氣溫14.6 ，最高氣溫（1964年7月9日）41.2 ，最低氣溫（1969年2月5日）-24 。春秋季多東北風(fēng)，夏季多東東南風(fēng)，冬季多北西北風(fēng)，平均風(fēng)速為3.2 m/s。年平均降水量為811.8 mm，雨量多集中在七、八兩個月。全年蒸發(fā)量1890.6 mm，全年無霜期215 d，凍結(jié)期最早為11月10日（1968年），最晚可至次年3月16日（1959年）。凍土最深可達(dá)19 cm（1977年1月6日）。1.1.5自然地震本區(qū)處于東西向和南北向大斷裂的交匯帶，曾有小地震發(fā)生，但沒有災(zāi)害性的大震。根據(jù)安徽省地震局1996年編制出版的地震烈度區(qū)劃圖查得，本區(qū)地震基本烈度值為，地震動峰值加速度為0.10 g。1.1.6礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑材料等概況井田位于淮北平原西部，以農(nóng)業(yè)為主、工業(yè)欠發(fā)達(dá)。農(nóng)作物主要有小麥、大豆、玉米、紅薯等。井田8號煤層賦存區(qū)內(nèi)共有大小村莊22個，礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)國家政策，有計劃的妥善處理征地和遷村事宜。礦井建設(shè)中的鋼材、木材、水泥等材料主要由外地供應(yīng)，磚、瓦、砂、石等土產(chǎn)材料均可由當(dāng)?shù)亟鉀Q。井田中心距渦陽縣城僅4 km，為本礦井的建設(shè)和生產(chǎn)、居民生活等依托城市提供了便利條件。1.1.7區(qū)域電源本區(qū)電源充沛可靠。渦陽縣城南現(xiàn)在設(shè)有220/110/35 kV的區(qū)域變電所，其變壓器容量為1120 MVA+190 MVA，為雙回路供電方式。設(shè)計礦井供電電源引自渦陽縣城南220/110/35 kV區(qū)域變電所，采用35 kV向礦井供電，每回線路長約14 km。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1地層本井田勘探程度屬于精查。1997年6月安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)完成了對井田的精查工作并提交了安徽省渦陽縣渦北井田勘探（精查）地質(zhì)報告。根據(jù)該報告礦井為全掩蓋區(qū)，第三、四系厚度變化不大，一般在400420 m左右，古地形東高西低。區(qū)內(nèi)地勢平坦，潛水面較淺。本礦井內(nèi)古生界巖層均隱伏于新生界松散層之下，經(jīng)鉆孔揭露，自下而上分別為奧陶系考虎山組、石炭系本溪組、太原組，二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、石千峰組，第三系、第四系。本礦為石炭二疊紀(jì)含煤地層。石炭系煤層薄、不穩(wěn)定、煤質(zhì)差，并且頂板多為石灰?guī)r，水文、工程地質(zhì)條件復(fù)雜。二疊紀(jì)含煤地層，總厚約990 m，含煤2030層，煤層總厚2026 m。上石盒子組下部含1、2、3三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個煤組，煤層薄，煤分層少。各組巖性特征由老到新簡述如下：如圖1.2.1。1） 奧陶系（O2t）老虎山組：揭露厚度10.76 m,為深灰色略帶肉紅色塊狀微晶白云質(zhì)含泥質(zhì)灰?guī)r，含燧石結(jié)核，裂隙尤為發(fā)育。2） 石炭系（C）（1） 中統(tǒng)本溪組（C2b） 與下伏老虎山組假整合接觸。厚43.73 m，為深灰色鈣質(zhì)泥巖、暗紫色雜色鋁質(zhì)泥巖、鐵鋁質(zhì)泥巖為主，上部夾淺灰白色生物碎屑泥晶灰?guī)r兩層。（2） 上統(tǒng)太原組（C3t）與下伏本溪組整合接觸，厚127.70 m。根據(jù)巖性特征分段敘述如下：下段：為深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r，有孔蟲、瓣鰓類等動物化石；中段：淺灰色灰色細(xì)中粒石英砂巖、泥巖夾薄煤三層及生物碎屑灰?guī)r一層；上段：灰深灰色泥晶生物碎屑灰?guī)r5層夾深灰色泥巖及薄層細(xì)砂巖。灰?guī)r中含較多蜓類、腕足類、珊瑚、海百合莖等動物化石。3） 二疊系（P）（1） 下統(tǒng)山西組（P1S）與下伏太原組整合接觸。底界以太原組灰?guī)r之頂為界，上界至鋁質(zhì)泥巖下駱駝缽砂巖之底，厚66.85108.11 m，平均厚87.76 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含10、11兩煤層（組）；（2） 下統(tǒng)下石盒子組（P1X）與下伏山西組整合接觸。下界從駱駝缽砂巖之底，上界至3煤組下K3砂巖之底，地層厚246.73255.31 m，平均厚250.04 m，巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。本組為本礦主要含煤段，含4、5、6、8等四個煤組，其中8為本礦主要可采煤層；（3） 上統(tǒng)上石盒子組（P2S）與下伏下石盒子組整合接觸。下界從K3砂巖之底，上界至平頂山砂巖之底，厚約642 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色和綠色增多。（4） 上統(tǒng)石千峰組（P2h）與下伏上石盒子組整合接觸，揭露厚度 310 m。下段：厚約80 m。為灰白色粗粒石英砂巖夾磚紅色細(xì)砂巖、粉砂巖薄層，石英含量可達(dá)8590%，含長石及重礦物，接觸式、基底式膠結(jié)，填隙物主要為硅質(zhì)、少量泥、鈣質(zhì)，局部可見泥巖角礫，厚層狀，層理不發(fā)育。上段：磚紅色粉砂巖為主，夾細(xì)砂巖薄層，鏡下鑒定石英含量可達(dá)7585%，長石含量10%左右，含有重礦物，基底式、接觸式膠結(jié)，填隙物主要為鈣質(zhì)，少量泥質(zhì)，常見鈣質(zhì)結(jié)核，平行層理發(fā)育，層面含白云母片。4） 上第三系（1） 中新統(tǒng)本統(tǒng)與下伏二疊系呈不整合接觸。厚度111.20147.80 m，平均為133.50 m，一般可分為三段：下段：為殘坡積相沉積，巖性較雜，其厚度變化大，為011.35 m，一般厚度34 m，為深黃、灰白、灰綠及棕紅色砂礫、礫石、粘土礫石、粘土質(zhì)砂及鈣質(zhì)粘土組成，多呈半固結(jié)狀；中段：為湖相沉積，巖性為灰綠色粘土和半固結(jié)及固結(jié)狀灰白色泥灰?guī)r及鈣質(zhì)粘土。泥灰?guī)r堅硬有溶蝕現(xiàn)象，具溶孔或小溶洞。一般厚度10 m左右；上段：為湖相沉積，巖性由灰綠、灰白、灰黃色厚層粘土及砂質(zhì)粘土間夾58層細(xì)砂或粘土質(zhì)砂組成。粘土單層厚度大，分布穩(wěn)定，質(zhì)純致密，具靜壓滑面。一般厚度110 m左右。（2） 上新統(tǒng)與下伏中新統(tǒng)呈整合接觸，為河湖相沉積物，分為上中下三段：下段：棕黃、灰綠、灰白色中細(xì)砂及粉砂、粘土質(zhì)砂間夾36層砂質(zhì)粘土及粘土組成。一般厚度55 m左右；中段：棕黃及淺黃色中細(xì)砂和粉砂間夾35層粘土或砂質(zhì)粘土，砂層單層厚度大，結(jié)構(gòu)松散。局部夾13層薄層呈透鏡狀分布的砂巖（盤），鈣泥質(zhì)膠結(jié)，巖性堅硬。本段厚度95 m左右；上段：灰綠、淺黃、棕黃色粘土及砂質(zhì)粘土夾23層細(xì)砂及粘土質(zhì)砂。頂部富含鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核組成古土壤層，相當(dāng)于沉積間斷古剝蝕面，是第三系與第四系地層的分界線。厚度32 m左右。1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造渦北煤礦位于淮北煤田渦陽礦區(qū)的東北部，地處宿北斷裂、光武固鎮(zhèn)斷裂及夏邑固始斷裂和豐渦斷裂所圍成的菱形地塊內(nèi)。主體構(gòu)造表現(xiàn)為一遭受斷層（塊）切割了的西傾單斜。礦井構(gòu)造明顯受到區(qū)域構(gòu)造的制約。渦北煤礦井田構(gòu)造中等，局部中等偏復(fù)雜。總體上為一走向近南北，向西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在1525。其南、北自然邊界分別為F4斷層及其分支F4-1斷層和劉樓斷層。區(qū)內(nèi)的F1（橫向）、F2（縱向）和F3（縱向）三條相交的正斷層將礦井分割成六個小區(qū)。1） 褶皺構(gòu)造本礦褶曲不甚發(fā)育，僅存在一些寬緩的波狀起伏。F1斷層以東的、小區(qū)，地層傾角變化不大，一般在18左右；F1斷層以西的、小區(qū)，地層傾角則相對較為平緩，但沿走向也有一定的變化，北部寬緩，地層傾角在1121之間，一般在17左右。自第8勘查線向南-700 m水平以深的地段，地層傾角變陡，由21逐漸變?yōu)?5，致使南部水平寬度減小，地層走向也逐步拐向西南方向。2） 斷層根據(jù)渦北井田勘探（精查）地質(zhì)報告，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層6條，分別為劉樓斷層、F1、F2、F3、F4、F4-1。其中劉樓斷層為北部井田邊界，F(xiàn)4、F4-1為南部井田邊界。F1、F2、F3為井田內(nèi)斷層。（1） 劉樓斷層：為礦井北部邊界。正斷層，走向近EW，傾向N，走向長度3 k m，落差1000 m，傾角3050。斷層控制嚴(yán)密，屬查明斷層；（2） F4斷層：為礦井南部邊界。正斷層，走向總體為NE方向，在礦井淺部逐漸轉(zhuǎn)向近EW方向。傾向SE，走向長度2.3 km，落差280 m，傾角70。屬查明斷層；（3） F4-1斷層：為礦井東南部邊界。正斷層，走向總體為NE方向，傾向SE，走向長度900 m，落差270 m，傾角50，南部被F3所截。為查明斷層；圖1.2.2 主采煤層綜合柱狀圖（4） F1斷層：為分區(qū)斷層。正斷層，走向SN，傾向E，走向長度6 km，貫穿整個礦井。落差66250 m不等，北部較小，一般3.7 km，切割整個礦井。落差在140210 m之間，傾角為4070。屬查明斷層；（6） F3斷層：走向總體近EW，東段由于受F1的切割影響，使其走向變?yōu)镹EE向。落差在1080 m之間，傾角為50-70。屬查明斷層。3） 巖漿巖區(qū)內(nèi)巖漿活動不甚強(qiáng)烈，僅在礦井邊緣有兩個鉆孔見到。其中一孔：斑狀花崗巖，厚度7.80 m，侵入層位位于本溪組頂部；另一孔：閃斜煌斑巖，厚度1 m，侵入層位在上石盒子組上部，下距3煤組約270 m左右。根據(jù)已有資料分析，巖漿巖對礦井內(nèi)煤層、煤質(zhì)影響的可能性較小。從區(qū)域巖漿巖資料及本礦井的侵入層位可以推斷，區(qū)內(nèi)巖漿巖的侵入時代應(yīng)屬于燕山期。4） 巖溶塌陷通過三維地震勘探在勘探區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)直徑大于30 m的陷落柱。1.2.3水文地質(zhì)條件1） 主要充水含水層（1） 新生界第四含水層本含水層（組）直接覆蓋在煤系地層之上，其厚度變化主要受古地形控制，含水層厚度011.35 m，平均厚3.43 m。其巖性較復(fù)雜，多為半固結(jié)及固結(jié)狀礫石及粘土質(zhì)砂組成。分布極不穩(wěn)定。與煤系砂巖裂隙水有一定的水力聯(lián)系，是淺部煤層開采的主要補(bǔ)給水源；（2） 煤系砂巖裂隙含水層（段）煤系砂巖裂隙水是礦井的直接充水水源，由于砂巖裂隙發(fā)育不均一，一般富水性較弱，以靜儲量為主，補(bǔ)給量不足；（3） 灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）太灰和奧灰?guī)r溶裂隙發(fā)育不均，富水程度不一，但總體上講，是富水含水層，正常情況下對煤層開采無直接充水影響，但當(dāng)遇斷層使煤層與灰?guī)r對口接觸或其間距縮短或是遇封閉不良鉆孔等情況，灰?guī)r水有可能突入礦井。隨著采掘的延深，加之灰?guī)r水壓高的影響，灰?guī)r的可能突水性大大增加。太灰和奧灰水的防治是本礦防治水工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)；（4） 斷層本礦構(gòu)造屬中等局部偏復(fù)雜類型。斷層破碎帶巖性較混雜，主要為泥巖、粉砂巖及少量砂巖，擠壓揉皺現(xiàn)象嚴(yán)重，但鉆探揭露時均未發(fā)生漏水。斷層的富水性弱，導(dǎo)水性差。但由于本礦部分為層斷距大，造成62、63、8煤層與太灰對口。開采到這些部位時，太灰的突水可能性很大，應(yīng)引起重視。2） 主要隔水層（1） 新生界第三隔水層（組）主要由灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土組成，粘土可塑性好，膨脹性強(qiáng)，厚度大且分布穩(wěn)定，具有良好的隔水性，可有效地阻隔三含及其以上各含水層與四含及各基巖含水層的水力聯(lián)系；（2） 8煤組下隔水層（段）隔水層厚17.2666.41 m，一般30 m左右，以鋁質(zhì)泥巖、泥巖和粉砂巖為主夾少量砂巖，裂隙不發(fā)育，隔水性能較好；（3） 11煤底至太原組灰?guī)r頂部隔水層（段）11煤距太灰間距為7.6319.77 m，平均間距14.49 m，一般起不到防水作用，若開采11煤，底板突水可能性大，必須采取有效措施。3） 礦井涌水量設(shè)計結(jié)合地質(zhì)報告所提礦井涌水量，并參考鄰近礦井估算礦井正常涌水量為320 m3/h，最大涌水量為360 m3/h。4） 礦井開采受水害威脅程度本礦為全隱伏煤田，上覆巨厚新生界松散層，松散層一般厚度為400 m左右。由于有厚度大、隔水性良好的第三隔水層的存在，地表水及一、二、三含水對礦井充水無影響。在合理留設(shè)防水煤柱的情況下，四含水是礦井充水的補(bǔ)給水源，但四含水厚度不大，富水性較弱，對礦井開采影響不大。煤系砂巖裂隙水是礦井充水的直接充水水源，但煤系砂巖裂隙發(fā)育不均一，一般富水性較弱，以靜儲量為主，對礦井充水威脅不大。太灰在正常情況下，距8煤100多米，除開采112煤層外，一般對其它煤層影響不大，但要注意受斷層影響，煤層和太灰對口部位。5） 水文地質(zhì)條件分類的綜合評定按照礦井水文地質(zhì)規(guī)程中有關(guān)礦井水文地質(zhì)條件分類標(biāo)準(zhǔn)，通過對本礦井水文地質(zhì)條件綜合分析，水文地質(zhì)條件應(yīng)為以裂隙充水為主的簡單中等類型，若開采112煤，由于受底板灰?guī)r水威脅，水文地質(zhì)條件應(yīng)為中等類型。1.3煤層特征1.3.1煤層本礦為石炭二疊紀(jì)含煤地層。上石盒子組下部含1、2、3三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個煤組，煤層薄，煤分層少。可采的有32、62、63、8、112等五層煤層，可采煤層平均總厚9.10 m，其中8煤層為主要可采的較穩(wěn)定煤層，平均總厚7.5 m，占可采煤層總厚的79%；其它為不穩(wěn)定的局部可采煤層。本礦煤層傾角一般為1421，變化不大，煤層為緩傾斜煤層。風(fēng)化帶深度為松散層底界下垂深30 m。渦北礦井有可采煤層5層，自上而下編號為32、62、63、8、112。各可采煤層情況見表1.3.1?，F(xiàn)分述如下：1） 32煤層位于上石盒子組下部，為本組唯一可采煤層。結(jié)構(gòu)簡單，部分見煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖或泥巖。F2斷層以北厚0.901.10 m，僅個別點(diǎn)不可采，厚度變化不大，可采區(qū)連續(xù)，趨向于較穩(wěn)定煤層；F2斷層以南煤層厚度變化較大，不可采區(qū)零星分布，尤其是F1斷層以東（區(qū)），32煤層僅個別點(diǎn)達(dá)可采厚度，無利用價值；區(qū)厚度一般為1.00 m左右，南部和北部均有一個不可采區(qū)，因此，32煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為主，并有少量粉砂巖和細(xì)砂巖。表1.3.1可采煤層特征一覽表煤層名稱厚度m層間距m煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度最小值-最大值平均值夾矸層數(shù)結(jié)構(gòu)320.22-1.75211.2502簡單不穩(wěn)定0.88620-1.6601簡單不穩(wěn)定0.593.58630-1.2101簡單不穩(wěn)定0.5329.0187.16-7.8501簡單較穩(wěn)定7.5103.031120-1.5803較簡單較穩(wěn)定0.742） 62煤層位于下石盒子組下部，上距32煤層平均間距為211.25 m，結(jié)構(gòu)簡單，少數(shù)見煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖。F2斷層以北煤層厚度薄，均不可采；F2斷層以南煤層厚度在臨界可采附近，不可采區(qū)零星分布，區(qū)煤厚一般在0.71.00 m之間，但中、淺部為一南北向帶狀不可采區(qū)，降低了煤層的利用價值，因此，62煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為主，并有少量粉砂巖。3） 63煤層位于下石盒子組下部，上距62煤層0.928.96 m，平均3.58 m，結(jié)構(gòu)簡單，少量見煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖。F2斷層以北煤層厚度薄，均不可采；F2斷層以南區(qū)內(nèi)63煤層厚度較穩(wěn)定，一般為1.00 m左右，8-9線以南為可采區(qū)；區(qū)大部分不可采，僅中、深部為一鞍狀可采區(qū)，煤層厚度約0.80 m左右，因此，63煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，底板一般為泥巖，少量粉砂巖或細(xì)砂巖。4） 8煤層位于下石盒子組下部，上距63煤層平均間距29.01 m。全區(qū)大部可采，煤類單一。因此8煤層為較穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖、細(xì)砂巖次之，粉砂巖、細(xì)砂巖下常發(fā)育泥巖偽頂，底板一般為泥巖。煤層最大厚度7.85 m，最小厚度7.16m，平均厚度7.5 m。5） 112煤層位于山西組下部，上距8煤層平均間距為103.03 m，結(jié)構(gòu)簡單，少量見煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為泥巖或炭質(zhì)泥巖。112煤層厚度較薄，見煤點(diǎn)厚度一般均在臨界可采附近，I區(qū)淺部為可采區(qū)，厚度1.01.3 m；區(qū)中、南部為一個南北向帶狀可采區(qū)，煤層厚度約為0.91.2 m，其它可采區(qū)零星分布，因此112煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，底板一般為粉砂巖。1.3.2煤層頂?shù)装灞镜V區(qū)可采煤層32、62、63、8、112煤頂板以泥巖為主，其次粉砂巖，局部細(xì)、中砂巖。底板以泥巖為主，其次粉、細(xì)砂巖。對礦區(qū)內(nèi)各見煤鉆孔進(jìn)行統(tǒng)計，可采煤層直接頂、底板巖性厚度見表1.3.2。1.3.3煤質(zhì)及工業(yè)用途本礦井以焦煤為主，伴有少量肥煤，煤類分布規(guī)律明顯。各煤層均屬中灰煤，特低硫（112煤層屬中高高硫分煤），特低磷低磷，三氧化二砷含量甚微；屬中高熱值煤，高難熔灰，酸性灰渣、結(jié)渣、結(jié)污指數(shù)低。主采煤層8煤層浮煤產(chǎn)率在6272%之間，屬良等。但浮、沉產(chǎn)物不易迅速分離，屬中等可選極難選。各煤層屬中等揮發(fā)分，強(qiáng)特強(qiáng)粘結(jié)性，具良好的結(jié)焦性。1） 元素分析元素分析成果見表1.3.3。（1） 碳（C.daf）：剖面上自上而下遞增，平均含量由32煤層88.97%增至112煤層89.97%。（2） 氫（H.daf）：各煤層平均含量在4.955.24%之間，剖面上自上而下有微小的遞減趨勢。（3） 氧（O.daf）：各煤層平均含量為1.974.18%，基本上遵循碳高氧低的原則。2） 揮發(fā)分（V.daf）和膠質(zhì)層（Y）（1） 各煤層浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率見表1.3.4。浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率平均值在21.8328%，屬中等揮發(fā)分煤。（2） 膠質(zhì)層厚度平均值為18.227.2 mm，32煤稍高。綜上所述，本礦井煤層屬強(qiáng)特強(qiáng)粘結(jié)性煤，具良好的結(jié)焦性，其洗選精煤是優(yōu)質(zhì)煉焦配煤。表1.3.2可采煤層直接頂、底板巖性及厚度 巖性厚度m煤層號泥巖粉砂巖細(xì)砂巖中砂巖最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均32頂板1.0422.874.971.411.513.050.715.012.86底板0.7334.713.370.847.092.982.396.254.8762頂板0.7021.035.191.559.214.350.757.033.896.776.77底板0.338.742.320.234.442.541.447.345.0263頂板0.5328.473.050.614.522.561.137.343.642.814.143.48底板1.1017.954.160.948.744.101.846.744.203.908.846.378頂板1.025.122.990.9612.324.619.2825.8217.828.7820.1213.56底板0.4212.522.212.1012.046.38112頂板0.6918.694.771.5912.386.394.5011.767.27底板0.6219.7710.5712.4519.7310.7415.2615.26表1.3.3元素分析成果統(tǒng)計表煤層元 素 分 析 %原子比FCC.dafH.dafN.daf(O+S).dafO.dafO/CH/C3287.24-90.5188.974.84-5.535.231.28-1.481.353.22-6.394.452.55-5.683.690.0310.70155.66287.54-90.3088.994.91-5.565.241.29-1.341.304.06-5.994.473.49-5.413.820.0320.70254.16388.06-89.9488.794.88-5.365.171.32-1.371.353.33-5.454.692.82-4.844.180.0350.69454.3888.62-91.2589.574.66-5.495.011.30-1.671.532.10-5.173.891.64-4.763.400.0280.66761.611288.39-91.0989.974.58-5.304.951.36-1.541.462.49-5.273.621.35-2.281.970.0160.65661.9表1.3.4煤炭分類指標(biāo)綜合表煤層V.daf%GR.IYmm煤 類3224.42-30.6128.00(16)76.7-97.690.8(16)17.0-36.527.2(13)FM 1/3JM JM6223.32-26.5024.75(10)67.6-93.186.9(9)10.0-21.518.9(8)JM6323.23-35.5225.47(4)86.9-93.489.0(4)19.0-29.023.1(4)FM JM819.45-26.3422.98(31)52.8-96.781.7(30)11.5-25.018.2(30)JM11218.38-25.1621.83(8)78.8-97.688.2(8)16.5-25.518.8(6)FM JM3） 煤的工業(yè)分析（1） 各煤層原煤發(fā)熱量值見表1.3.5。各煤層原煤干燥基彈筒發(fā)熱量平均值在25.5428.85 MJ/kg，且以8煤層最高。表1.3.5發(fā)熱量統(tǒng)計表煤層煤類Qb.dMJkg-1Qgr.dMJkg-1分級原煤浮煤原煤32FMJM21.25-31.3527.5331.82-33.9732.9827.42高熱值煤62JM23.08-29.0025.5430.65-33.7132.9125.45中熱值煤63FMJM21.56-28.3225.9025.81高熱值煤8JM24.83-31.5128.8531.50-34.8933.6028.76高熱值煤112JM25.98-30.9528.5833.8928.27高熱值煤（2） 低溫干餾各煤層焦油產(chǎn)率Tar.ad一般值在4.676.20%之間，屬含油煤，不宜做液化和煉油用煤。（3） 煤類本礦井煤類較單一，以JM為主，伴有少量FM，當(dāng)出現(xiàn)孤立零星不成片的其它煤類時，一般就近合并。4） 煤的工業(yè)用途本礦井煤層以中變質(zhì)的焦煤為主，洗精煤灰分 10 ml/g.daf，全礦井的相對瓦斯涌出量為6.77 m3/t，絕對瓦斯涌出量為21.3 m3/min，根據(jù)煤礦安全規(guī)程（2010年版），本礦井為“低瓦斯礦井”。但根據(jù)淮北礦區(qū)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，礦井生產(chǎn)期間瓦斯較勘探期間有升高趨勢，因此在生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測和管理，防止瓦斯事故的發(fā)生。1.3.5煤塵各煤層采取煤芯煤樣做了煤塵爆炸性試驗(yàn)，結(jié)果見表1.3.7。各煤層之煤塵燃燒時均有一定長度的火焰，最大火焰長度者為32煤可達(dá)250 mm，一般需通入2595%的巖粉方能抑制發(fā)火；且各煤層爆炸指數(shù)為21.2828.03%，均 15%，所以各煤層均存在爆炸危險性。表1.3.7煤塵爆炸性試驗(yàn)成果統(tǒng)計表煤層樣點(diǎn)數(shù)揮發(fā)分Vdaaf%火焰長度mm巖粉量%結(jié)論32525.3530.61有火2502080有爆炸危險62323.4425.50301005580有爆炸危險8621.2824.18有火954595有爆炸危險112120.96有火25有爆炸危險1.3.6煤的自燃以還原樣與氧化樣著火點(diǎn)溫度之差T1-3評價煤的自然發(fā)火傾向。共獲得各煤層44個樣品的自燃發(fā)火傾向測試成果，見表1.3.8。由表可知，大部分樣品T1-3在20以內(nèi)，32煤層屬不自燃；62煤層屬不易自燃不自燃；8煤層為很易自燃不自燃。 表1.3.8自燃發(fā)火傾向性試驗(yàn)成果統(tǒng)計表煤層煤類樣點(diǎn)數(shù)原樣T1-3自燃傾向等級(點(diǎn))結(jié)論32FM4362380102613不自燃62JM634637482824不易自燃不自燃8JM153423914391239很易自燃不自燃112JM53493901641212易自燃不自燃2 井田境界和儲量2.1井田境界2.1.1井田范圍在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：1） 井田范圍內(nèi)的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2） 保證井田有合理尺寸；3） 充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4） 合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。南起F4斷層及其分支F4-1斷層，北至劉樓斷層；東起太原組第一層灰?guī)r頂界面的隱伏露頭線，西止于32煤層-1000 m等高線的地面投影線。勘探范圍內(nèi)煤層埋深-400-1000 m，-1000 m以深煤層尚未勘探。由于-1000 m以深煤層單獨(dú)建井從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮不成立，因此其范圍和儲量應(yīng)劃屬本井田，作為本井田的接續(xù)儲量。采礦許可證拐點(diǎn)坐標(biāo)見表2.1.1。表2.1.1礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)號X坐標(biāo)Y坐標(biāo)點(diǎn)號X坐標(biāo)Y坐標(biāo)13713000.0039426166.0093715340.0039423675.0023711790.0039426350.00103717196.0039423892.0033710954.0039425334.00113717440.0039426657.0043710656.0039423941.00123716895.0039426715.0053711430.0039423814.00133716525.0039426638.0063713036.0039423814.00143715461.0039426854.0073713600.0039422546.00153715106.0039426215.0083714270.0039423920.00163713750.0039426296.002.1.2開采界限本礦為石炭二疊紀(jì)含煤地層。石炭系煤層薄、不穩(wěn)定、煤質(zhì)差，并且頂板多為石灰?guī)r，水文、工程地質(zhì)條件復(fù)雜，暫不作勘查對象。二疊紀(jì)含煤地層，總厚約990 m，含煤2030層，煤層總厚2026 m。上石盒子組下部含1、2、3三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個煤組，煤層薄，煤分層少?？刹傻挠?2、62、63、8、112等五層煤層，可采煤層平均總厚9.10 m，其中8煤層為主要可采的較穩(wěn)定煤層，平均厚度7.5 m。開采上限：32號煤層以上無可采煤層。開采下限：112號煤層以下無可采煤層。2.1.3井田尺寸 井田的走向最大長度為6.98km，最小長度為5.68km，平均長度為6.30km。井田傾斜方向的最大長度為3.10km，最小長度為1.88km，平均長度為2.46 km。煤層的傾角最大為21，最小為14，平均為17，井田平均水平寬度為2.30km。井田的水平面積按下式計算：S = H L式中： S井田的水平面積，；H井田的平均水平寬度，m；L井田的平均走向長度，m；則，井田的水平面積為：S = 2.30 6.30= 14.49（k）2.2礦井工業(yè)儲量2.2.1地質(zhì)資源儲量1） 地質(zhì)資料依據(jù)（1） 安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院于1997年6月提交的安徽省渦陽縣渦北井田勘探（精查）地質(zhì)報告；（2） 2002年8月安徽三隊(duì)提交的渦北礦井井筒檢查孔竣工報告；（3） 2003年11月煤炭科學(xué)研究總院西安分院提交的淮北礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司渦北煤礦三維地震勘探報告；（4） 2006年10月西安分院提交的渦北煤礦三維地震勘探中間成果資料；（5） 礦方提供的建井過程中揭露的地質(zhì)資料。2） 儲量計算基礎(chǔ)（1）本次儲量計算是按照煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范DZ/0215-2002要求的工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行資源儲量計算，煉焦用煤最低開采厚度為0.7 m，最高灰分不得超過40%，最高硫分不得超過3%；（2）儲量計算厚度：夾矸厚度不大于0.05 m時，與煤分層合并計算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾矸總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度；（3）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，本次儲量計算只針對主采煤層，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法；（4）煤層容重:主采煤層8煤層平均容重為1.40 t/m3。3） 井田地質(zhì)勘探本井田歷經(jīng)找煤、普查、詳查、精查四個階段，勘探面積約19.2 km2。本次估算資源儲量鉆探工程基本線距見表2.2.1。 表2.2.1資源儲量鉆探工程基本線距表煤層類型煤層各級儲量鉆探工程基本線距 /m探明的控制的推斷的穩(wěn)定煤層8500100020004） 儲量計算本勘探區(qū)主采煤層為8煤層，采用地質(zhì)塊段法來劃分儲量塊，根據(jù)等高線和鉆孔的疏密程度將礦體劃分為ABCDEF六個塊段，井田塊段劃分如圖2.2.1，用算術(shù)平均法求得各塊段的儲量，地質(zhì)資源儲量即為各塊段儲量之和。本煤層傾角一般在1421之間，平均傾角為17，采用煤層垂直厚度及煤層水平投影面積估算儲量，估算公式如下：Zi = SiMiRi10-4 （式2.2.1）式中：Zi各塊段地質(zhì)資源儲量儲量，萬t；Si各塊段的真實(shí)面積，m2；Mi各塊段煤層的厚度，取平均值為7.47 m；Ri各塊段內(nèi)煤的容重，取平均值為1.40 t/m3。由上式可計算出各塊段的地質(zhì)儲量見表2.2.2。所以礦井的地質(zhì)資源儲量是各塊段儲量之和：=146.73（Mt）表2-2煤層地質(zhì)儲量計算塊段名稱傾角/面積/煤層厚度/m儲量核算/MtA2121864737.8525.748182B197813317.58.75C1721097237.1623.33D1418393857.5420.01E1512554877.3613.4F2046789117.6855.5資源總儲量/Mt146.732.2.2工業(yè)資源/儲量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。圖2.2.1 井田儲量計算塊段劃分礦井工業(yè)儲量可用下式計算： （2-2）式中：礦井工業(yè)資源/儲量，Mt；探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt；控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt；探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt；控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt；推斷的資源量，Mt；可信度系數(shù)，取0.70.9，該式取0.8。61.63（Mt）30.81（Mt）26.41（Mt）13.21（Mt）11.74（Mt）將各數(shù)代入式2-2得：143.8（Mt）2.3礦井可采儲量2.3.1安全煤柱留設(shè)原則1） 工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；2） 各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用表土層移動角和巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱；3） 落差超過100 m的斷層保護(hù)煤柱寬度50 m，井田境界煤柱寬度為20 m。2.3.2礦井永久保護(hù)煤柱損失量1） 井田邊界保護(hù)煤柱井田上部邊界為風(fēng)氧化帶，下部邊界為人為邊界，上下邊界保護(hù)煤柱均留20 m寬。井田南北邊界為落差大于100m的斷層，南北井田邊界留設(shè)50 m寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為548.32萬t。2） 斷層保護(hù)煤柱井田范圍內(nèi)共有三條斷層，每條斷層的落差均超過100 m，根據(jù)地質(zhì)報告及生產(chǎn)礦井實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定斷層上、下盤煤柱均留設(shè)100 m寬，則斷層保護(hù)煤柱損失量為1076.8萬t。3） 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱本礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為1.2 Mt/a。工業(yè)廣場取為400360 m2的矩形。工業(yè)廣場位置處的煤層的平均傾角