採礦及採礦工程畢業設計

2022-10-14 22:03:08 字數 4668 閱讀 8955

1 礦井概況及井田地質特徵

陽城礦井所在井田為韓崗井田,屬梁山煤田的一部分,位於山東省濟寧市梁山縣東南約25km,行政區劃隸屬濟寧市梁山縣、汶上縣及泰安市東平縣,井田主體位於梁山和汶上兩縣境內。井田範圍:東起f1斷層,西至太原組17煤層露頭;南起f3斷層,北至汶泗支斷層,東北角為f2斷層。

東西寬2.2~6.7km,南北長10.

5km,面積41km2。礦區範圍由17個拐點圈定。其地理座標為:

東經116°17′18″~116°23′46″,北緯35°42′24″~35°48′34″。

本區交通方便,位於京滬鐵路與京九鐵路之間,南有連線京滬、京

九、京廣三大南北鐵路交通幹線的新(鄉)兗(州)石(臼所)鐵路,通過本區西側兗州車站;鐵路可通往全國各地,還可通過石臼港運往海外。煤炭鐵路外運十分方便。濟(南)~菏(澤)高速公路從本區西北穿過,井田東有105國道,井田南側為汶(上)~梁(山)公路,鄉村級公路成網。

交通位置見圖1.1。

水路方面,京杭大運河流經濟寧市,構成水上運輸通道,煤炭可通過水路運往華東省市。本井田經汶(上)~梁(山)公路至京杭大運河(後孫)21km,具備水運條件。

水路方面,京杭大運河流經濟寧市,構成水上運輸通道,煤炭可通過水路運往華東省市。本井田經汶(上)~梁(山)公路至京杭大運河(後孫)21km,具備水運條件。

井田內地勢平坦,為黃河沖積平原,井田西北角有一條北東向東平湖大壩將本區分為洩洪區和陸地,洩洪區面積3.5km2,陸地面積37.5km2。

陸地標高+38.80~41.60m,洩洪區地面標高+37.

50~+39.20m,東平湖防洪大壩壩頂標高+46.90~+47.

40m,壩頂面寬20m。井田內地表水系不發育,中部有一條北東向季節性河流,水量受大氣降水影響。

井田氣候溫和,屬北溫帶季風區,氣候變化顯著,四季分明,夏季炎熱,冬季寒冷,年平均氣溫13.5℃,月平均最高氣溫29℃,日最高氣溫41.6℃,月平均最低氣溫4.

1℃,日最低氣溫-19.4℃,年平均降雨量701.9mm。

降雨多集中於7、8月,春季雨量少。年平均蒸發量1654.7mm,年最大蒸發量1819.

5mm。春、夏季多東及東南風,冬季多西北風,平均風速2.3m/s。

歷年最大積雪厚度0.15m,最大凍土厚度0.3m。

根據2023年《中國**烈度區劃圖(1990)》,本井田所在地在ⅵ~ⅶ度分界線上。根據《中國**動引數區劃圖》(gb18306-2001)確定:本區**動反應譜特徵週期為0.

40s,**動峰值加速度為0.05g。

區內土地肥沃,生物資源繁多,主要糧食作物有小麥、玉公尺、高粱、穀子、綠豆、地瓜、大豆、水稻等。經濟作物主要有棉花、花生、芝麻、蔬菜、瓜果、花卉、藥材等。農業生產中還有花木種植、水產養殖、畜牧等副業。

礦井建設中的鋼材、木材等材料主要由外地**,水泥、磚、瓦、砂、石等材料均可由當地或附近解決。

1、電源

本礦井所在地區電源充足,周邊有濟寧電廠、菏澤電廠、鄒縣電廠等大中型火電廠,220kv、110kv電力網貫穿本礦井周邊地區。在礦井西約23km的梁山縣有梁山中心變一座,在梁山中心變西南約4km處剛剛建成—座220/110/35kv的變電所,220kv電源引自鄆城變。在本礦井東約22krn的汶上縣有汶上變一座,汶上變北約5km處有中都變一座, 220kv電源引自馬青變電所和水滸變電所,有110kv和35kv出線間隔。

設計自汶上中都變電所和梁山東南變電所向本礦供電,電源可靠。

2、水源

據《山東省梁山煤田韓崗井田勘探(精查)地質報告》,區域內主要含水層有第四系砂層、3煤層頂板砂岩、太原組三灰、十下灰及奧陶系石灰岩。第四系上組含水層具中等富水性,地下水埋藏特徵為潛水或弱承壓水,補給**為大氣降水和地表水體,水位隨季節變化。井田內枯季潛水位埋深11.

20~11.27m。第四系上組砂層水層是本礦井可選擇的水源,但使用第四系淺層水作為供水水源有與農業灌溉及農民爭水之虞。

礦井井下水經處理後,作為井下消防灑水、黃泥灌漿等工業用水。

本區為全隱蔽式華北型石炭二疊系含煤區,地層由新到老為:第四系;二迭系上統上石盒子組、二迭系下統下石盒子組和山西組;石炭系上統太原組、石炭系中統本溪組及奧陶系。

本井田位於魯西斷塊北部、汶泗向斜北翼及嘉祥東平地壘北部,為兩者的復合部位。井田由於受多期構造運動的影響,褶皺和斷裂展布具多樣性和切割的複雜性。構造複雜因素以斷裂為主,次級褶皺北部也較發育,地層走向以ne為主,傾向se,傾角11~25°,區域性50°。

1、褶曲

井田北部,即陽城壩斷層以北褶曲發育,陽城壩斷層南部主要為走向ne的單斜構造,井田內褶曲有侯倉向斜、王樓背斜、屈樓背斜。

2、斷層

井田內斷層發育,東、南、北分別被f1、f2、f3、f4及汶泗支斷層所截。其中57條小斷層,其餘67條斷層均在3煤底板等高線圖上標出,其控制程度按斷層走向可分北東、北西及近東西向三組,其中北東向組最為發育,按規模fl、季莊、陽城壩三條斷層在區內延展長,落差大,構成本區斷裂主體。全區67條斷層按斷層落差大小和控制程度分別統計見表1.

1和表1.2。

表1.1 井田內按斷層落差統計表

表1.2 井田內按控制程度斷層統計見表

井田內斷層按其控制程度分為查明、基本查明、初步控制三個等級。

查明:**反映可靠或少量鑽孔穿過。

基本查明:**反映較可靠(a、b級)或**控制較差(c級),但有鑽孔穿過。

初步控制:無鑽孔穿過,**反映較差。

3、岩漿巖

全井田竣工鑽孔34個,僅在煤層賦存深部區域性地段,y4-5、y6-5兩孔見岩漿巖。其中y4-5孔於深937.70m見岩漿巖,厚6.

50m。y6-5孔淺部於孔深293.50m、334.

30m兩處見岩漿巖,厚度分別為2.20m、13.40m。

由於本區岩漿巖侵入僅在區域性,僅兩孔揭露,厚度又薄,**波很難發現,故該井田岩漿巖侵入對3煤層個別點變質程度僅有輕微影響。

1、煤層

本井田含煤地層為二迭系下統山西組及石炭系上統太原組,含煤地層總平均厚257.00m。共含煤18層,煤層總平均厚18.

62m,含煤係數為7.2%。本井田內主要可採煤層為3、16、17煤層,區域性可採煤層為2、15下煤層。

①、3煤層

煤層厚4.03~9.52m,平均厚度7.

50m,結構簡單,區域性含泥岩夾矸1層。偶為炭質泥岩或粉砂岩夾矸。夾矸厚度0~0.

63m,平均厚0.30m。夾矸位於煤層下部,偶出現在上部。

煤層可採性指數為1.00,變異係數為16%,屬穩定煤層。3煤層直接頂板為泥岩,中部相變為粉砂岩,個別點為細砂岩或中砂岩,偶為炭質泥岩,大多以偽頂形式出現。

3煤層底板岩性以泥岩為主,中部區域性為粉砂岩,少量為炭質泥岩。

②、16煤層

煤層厚度1.39~2.35m,平均厚1.

72m,區域性含泥岩夾矸1層,夾矸位於煤層上部,厚度為0~0.55m,平均厚0.38m。

該煤層分布以井田淺部偏薄,深部較厚。可採性指數為1.00,變異係數為20%,屬穩定煤層。

頂板為石灰岩(十下),底板為泥岩。

③、17煤層

煤層厚度0.88~1.20m,平均厚1.

02m,多為單一煤層結構,僅中南部y12-2、y12-3號孔見有0.09~0.40m的泥岩夾矸,位於煤層中下部。

可採性指數為1.00,變異係數為14%,屬穩定煤層。頂板為石灰岩(十一),有時相變為粉砂岩,底板為泥岩。

2、煤層頂底板條件

①、3煤層頂底板

頂板為泥岩或粉砂岩,上覆細砂岩或中砂岩老頂;底板主要為泥岩,和粉砂岩。

②、16煤層頂底板

頂板為十下灰岩;底板為泥岩或粉砂岩。

③、17煤層頂底板

頂板為十一灰岩或粉砂岩;底板為粉砂岩或泥岩。

主採煤層3煤頂底板岩石強度堅硬~中等,岩體完整,中等穩定。但在偽頂、偽底分布區,風化帶和斷層帶附近,因裂隙發育,岩石力學強度降低,岩體完整性較差時,則為不穩定。井田工程地質條件中等。

1、斷層導水性

斷層導水性取決於諸多因素,首先是斷層的性質、落差、斷距大小,斷層帶的物質組成、破碎程度及膠結狀態;其次是斷層兩盤的岩性,主要含水層的富水性,水頭值的大小;另外,採掘活動也能改變斷層的導水性。

井田內鑽孔揭露的斷層,斷點處富水性弱,但當開採煤層與太原組灰岩或奧陶系灰岩對口及接近時,有可能突水,井下採掘時,鄰近斷層應施工超前探鑽,並注意留設安全防水煤柱。

2、地下水動態特徵

韓崗井田基岩地下水與大氣降水、地表水、第四系上、中組含水層地下水無水力聯絡,井田的中部和西部,第四系底部有一層穩定的粘土層分布,第四系下組含水層地下水也與基岩層地下水無直接水力聯絡。基岩層地下水主要通過井田內部第四系下組古河道砂礫層以及基岩風化帶獲得補給。鑽孔所揭露斷層的斷點處,均未見漏水,且簡易水文消耗量極小,斷層導水性差。

基岩層地下水獲得補給的徑流途徑長,補給相當不暢,礦井排水將是未來地下水的主要排洩方式。開採3煤層直接充水含水層的主要補給途徑是通過基岩風化帶從第四系下組,以及因斷層從與頂板砂岩對口的石灰岩含水層(主要是三灰及奧灰)獲得補給,還有由於斷層縮短了三灰、奧灰與3煤底板的距離,這種情況下,斷層無疑將成為岩溶水補給頂板砂岩的重要通道。

3、水文地質型別

井田處於乙個半封閉的水文地質單元內有側向補給的開放塊段。第四系鬆散層中有多層穩定的厚層粘土層;煤系地層又由多層含隔水層相間組成,含水層總厚度小於隔水層,地下水垂直方向滲流差,徑流滯緩。地下水徑流不暢,補給不良。

開採3煤層直接充水水源為頂板砂岩裂隙水,主要補給**是奧陶系石灰岩水,太原組石灰岩水及第四系下組砂礫層水,途徑是通過基岩風化帶以及斷層帶使上下含水層對口相接或相近,滲透補給煤層頂板砂岩含水層。結合3煤層頂板砂岩漏水情況和水文地質試驗資料,韓崗井田在開採3煤層時,水文地質條件應屬裂隙水礦床簡單~中等型別。

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