{冶金行业管理}吕家坨矿毕业设计设计说明书采矿专业

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1、冶金行业管理吕家 坨矿毕业设计设计说 明书采矿专业 冶金行业管理吕家 坨矿毕业设计设计说 明书采矿专业 矿区概况及井田地质特征矿区概况及井田地质特征 1.1 概况1.1 概况 1.1.1 地理位置与交通1.1.1 地理位置与交通 开滦矿务局吕家坨矿位于河北省唐山市古冶区境内，西距唐山 18km， 北距古冶 9km。地理坐标为东经 11824，北纬 3940。 矿区交通便利。古吕钱公路南接唐港公路，北通 205 国道，津唐、唐港、京沈 高速公路正在修建；矿区铁路专线吕古铁路和吕陡铁路与京山线接轨；水路运输东 有秦皇岛港，西有天津新港，南有新近建成的京唐港；水、陆交通发达，煤炭外销 十分方便(见图

2、 11) 1.1.2 自然环境1.1.2 自然环境 井田内地势平坦，略向南倾斜，地形呈东北高西南低。沙河从采区地 表流过,厂区排水沟均由厂房向四周道路降坡 5，雨水沟多南北向，东 西向水沟与矿井雨水沟相接。最高洪水位为 29.57m。 本区气候属于大陆性气候，最高气温为 37.6，风向多为东风，冬 季为偏北风，年最大风速 20m/s，冰冻期由每年 12 月初至翌年 3 月初， 北京市 三河 玉田 丰润 古冶 唐山市吕家坨矿 秦皇岛市 秦皇岛港 乐亭 京唐港 南堡 北塘 塘沽 天津新港 宝坻 天津市 0 2550 km 1 2 3 4 京秦 线 京沈高速公路 京 山 线 津唐高速公路 京津高速公

3、路 京 津 线 唐港高速公路 坨 港 铁 路 渤海 1.林西矿 2.范各庄矿 3.钱家营矿 4.陡河电厂 土壤冻结深度为 0.8m。年平均降雨量 630mm，年最大降雨量 1007.7mm， 最热月份平均湿度 79%，最大冻结深度为 0.80m。 按国家地震局地震地质大队提供资料，本区处于强烈地震活动地带， 地震基本烈度为 8 级。 1.1.3 矿井附近的工农业情况1.1.3 矿井附近的工农业情况 吕家坨庄矿附近地主要厂矿企业有：吕家坨矿北接林西矿，南、东分 别与钱家营矿和范各庄矿相邻。 矿井所在地为第四纪冲积平原， 地势平坦， 农业比较发达，主要农作物为：主要农作物有小麦、玉米和水稻。 1.

4、1.4 水源、电源、劳动力及建材来源1.1.4 水源、电源、劳动力及建材来源 我矿采用自备水源井供水，目前正在使用的供水井共有 9 眼，其中黑 鸭子 4 眼，工业广场 3 眼，南小区 2 眼。各井参数见表 11 这些井形成两套供水系统，一是黑鸭子至矿区的集中管路供水系统， 包括黑鸭子及工业广场的水井， 最大供水能力 1100m3/h， 供矿生产和东工 房、小楼生活区及黑鸭子、北安各庄、南安各庄、大安各庄、吕家坨村生 活用水（见图 8-1） 。二是南小区独立供水系统，最大供水能力 100m3/h， 供小区内居民生活用水。 矿井采用双回路供电，一路来自唐山电厂，另一路来自古冶变电站。 矿区位于华东

5、大平原上的人口稠密区，劳动力资源比较丰富。土产建筑材 料砖、瓦、石子和料石均可就地供应，钢材、木材和水泥等物资可经公路 及铁路直接运至矿井工业广场。 表 11 目前矿正使用中的供水孔有关参数一览表 孔口坐标 供水孔 名称 XYZ 成井 时间 原始 静水 位 m 单位 涌水 量 l/s.m 取水 层位 井管 直径 mm 井管 深度 m 井深 m 供 水 能 力 m3/h 吕水07 395282. 2 89337. 5 32.9 73.1 0 25.10 43.78 8 O2230 100 235.7 1 230 吕水06 394400. 5 94644. 8 32.3 66.0 2 29.58

6、32.56 7 O2325 37.6 183.0 3 230 更新1号 394840. 2 94510. 9 31.8 82.1 2 20.90O2377 60.0 241.0 0 230 备用2号 394606. 6 94789. 6 31.4 83.0 2 21.24O2377 62.5 219.9 0 230 吕观01 392808. 9 91226. 7 28.6 78.0 3 17.14 2.240O2245 80.5 421.1 2 80 锅炉房井Q273 66.9 66.8650 营运科井Q27350 南小区5 号 390369. 5 89337. 5 27.0 89.0 5 1

7、1.32 1.918Q273 66.0 66.0050 砖厂1号 390353. 4 89831. 0 80.0 8 11.00Q273 73.8 73.8050 1.2 井田地质特征1.2 井田地质特征 矿区地表为第四纪冲积平原，地面标高介于+22+31m 之间。地形总 趋势北高南低，沙河由井田东部自东北流向西南。沙河属季节性河流，旱 季有时断流，雨季流量较大，最高洪水位+30m。境内有村庄 18 个。主要 农作物有小麦、玉米和水稻。 采矿活动引起地表沉陷，使矿井周围形成塌陷坑。1998 年实测塌陷 坑积水面积 1.9km2，最大积水深度 3m，积水量 121 万 m3。积水范围主要 分布在

8、井田东翼。吕范公路东坑，林西发电厂以粉煤灰造地还田；吕范公 路以西至工业广场之间的塌陷区域已成为古冶区国家级农副渔业开发区； 矿医院南塌陷波及区采用抗变形技术，兴建职工住宅楼 23 栋；井田西翼 塌陷坑现作排矸场，为村庄搬迁准备场地。所有这些工作，使塌陷坑治理 初见成效。 1.2.1 地层1.2.1 地层 吕家坨矿煤系地层属于典型的华北区石炭二叠纪含煤岩系， 其上界为 唐家庄组 A 层铁铝质粘土岩顶面，下界为唐山组 G 层铁铝质粘土岩底面。 根据两个钻孔实际控制，煤系地层厚度分别为 480.35m 和 486.26m，按分 组段厚度累计，煤系地层厚度为 489m。 表 12 地层划分明细表 地

9、层所含 系统组 层组起止层位地层厚度m 煤层（编号）标志层 第 四 系 由地表至基岩 顶面 10.0-103.50 61.38 洼里组 下界为红色砂 岩层底砾岩。 300.00 上统 古冶组 由红砂岩底砾 岩底面至A层铝 土岩顶界面 338.02-434.7 377.83 A0 唐家庄组 A层铝土岩顶面 至煤5顶板顶界 面。 177.0-238.0 217.0 3、4A 二 迭 系 下统 大苗庄组 煤5顶板顶界面 至煤11顶板腐 泥岩顶面 45.93-96.11 67.57 5-1、5-2、6 、7-1、7-2、 8、9、 煤6顶板 赵各庄组 煤11顶板腐泥 岩顶面至K6石灰 岩顶界面 44.

10、05-91.01 69.46 11、12-1、12 -2、12下 K8、K7 上统 开平组 K6灰岩顶界面至K 3(唐山灰岩)顶界 面。 49.99-79.14 70.00 13、14、15、 16、17 K6、K5、 K4 石 炭 系 中统唐山组 K3顶界面至奥陶 系马家沟组灰岩 顶界面。 65.70-76.99 70.04 K3、K2、 K1、G 奥 陶 系 中统马家沟组400 1.2.2 构造1.2.2 构造 吕家坨井田位于开平向斜东南翼中段，其主体构造是吕家坨背斜。开 平向斜是一赋煤向斜构造，煤系地层为石炭二迭系。向斜轴的总体方向约 NE40，北部受青龙山背斜等北西南东向构造的影响，自

11、古冶至唐家庄 逐渐变为东西向，形成一弧形构造。向斜的两翼不对称：西北翼岩层倾角 陡，甚至局部倒转，并伴随出现了一组与向斜轴大致平行的断层和短轴褶 皱构造。东南翼岩层倾角相对平缓，向斜边缘出现两组短轴边幕状褶皱， 轴向与开平向斜轴直交或斜交，并沿倾伏方向逐渐消失。其中一组由杜军 庄背斜、黑鸭子向斜、吕家坨背斜、范各庄向斜、毕各庄向斜及南阳庄 岭上背斜组成；另外一组在宋家营以南，规模不如前一组。东南翼断层的 发育程度相对西北翼较低，且断层常分布在轴部附近，方向常斜交地层走 向或平行褶曲的轴向，正断层为主，逆断层较少，落差一般小于 30 米。 1.2.3 煤层及其顶底板岩性特征1.2.3 煤层及其顶

12、底板岩性特征 本井田煤系地层总厚 760m，含煤 27 层。其中可采煤层为山西组二 2 煤、下石盒子组的三 2、三 3、三 5 煤，共计四层。山西组含煤系数 3.24 ，下石盒子组含煤系数 3.3。共划六个煤组：一煤组位于太原群，含 煤多达 10 层，一般 57 层；二煤组位于山西组中部，含煤最多 4 层，一 般 2 层；三煤组位于下石盒子组，最多 7 层，一般 25 层；四煤组位于 上石盒子组下部，含煤最多 3 层，一般 2 层；五、六煤组均位于上石盒子 组中部，五煤组含煤最多 3 层，六煤组含煤 1 层。普遍可采者二 2 煤及三 2 煤层局部可采者一 4 煤，三 3、三 5 煤层局部不可采

13、。余者偶见可采点， 多属不可采煤层。其中三 2 煤层为本设计的主采煤层。 井田构造简单，煤层间距及厚度稳定，标志层明显。 三 2 煤层：顶部为灰白色细砂岩，在 1 线3 线间厚度变化在 3.5m 12m 左右，4 线5 线间厚度变化在 9.7m18m 左右，中央薄层深灰色泥 岩，形成明显的沉积韵律和条带状层理，沿走向及倾向层位稳定，易于辨 认，是控制该煤层的良好辅助标志。有个别地段相变为砂质夹薄层泥岩， 但其条带状层理仍然显而易见。 有的地段厚度变薄多为三煤组沉积发育所 致。该煤层下距三 1 煤层 7m 左右，距 K4 标志层 34m 左右，上距三 3 煤层 8m 左右。偶有尖灭和变薄。厚度变

14、化 02.8m，一般厚度 1.51.8m，在 1 线2 线-300m 水平以上有增厚之势（2.42.8m） ，结构简单。主要煤 层特征表见表 123。 表 13 煤层结构顶底板岩性 煤 组 煤层 一般厚 度（m）夹石层 数 夹石 厚度 顶板底板 稳 定 性 可 采 程 度 倾角（） 容重 （t/m 3） 0 1.90 下 石 盒 子 组 三5 1.11 普遍含 一层夹 石 一般 为 0.3m 左右 泥岩或 砂质泥 岩 泥岩 较 稳 定 局 部 不 可 采 5左右， 近露头处 变陡，为 10左右 1.43 0 1.70 三3 1.01 一般含 一层夹 石 厚 0.3m 左右 泥岩泥岩 不 稳 定

15、 局 部 可 采 5左右， 近露头处 变陡，为 10左右 1.43 0 2.80 三2 36 无夹石砂岩 泥岩 和砂 质泥 岩 较 稳 定 可 采 5左右， 近露头处 变陡，为 10左右 1.43 0.88 4.43 山 西 组 二2 3.06 无夹石 泥岩、 砂 质泥岩 有时为 砂岩 泥岩 和砂 质泥 岩 不 稳 定 可 采 5左右， 近露头处 变陡，为 10左右 1.43 1.2.4 水文地质特征1.2.4 水文地质特征 (1)地表水特征 井田内地形平坦，地面标高介于22+31m 之间。地面径流不发育， 降水大部分渗入地下补给潜水，只有大雨或暴雨才形成地表径流，流入附 近的塌陷坑、沙河、幸

16、福河或低洼地带。 沙河为季节性河流，当上游普降暴雨时，第二天洪峰到达矿区。1977 年 7 月 27 日，北部山区暴雨过后，在大安各庄东沙河坝处测得洪水位 30m，这是建矿以来沙河的最高洪水位。为防止洪水泛滥，1986 年加固了 沙河大坝。但近年来大坝北端人为损坏严重，一旦发生大的降雨，洪水可 能溢出河道，危及附近村庄和农田。 受矿井开采活动的影响， 造成地面塌陷， 使井田两翼形成塌陷积水坑。 到 1997 年底，塌陷坑积水总面积 m2，积水总体积 m3。其中，东翼塌陷坑 积水面积 m2，积水量 m3，西翼塌陷坑积水面积 71000m2，积水量 56000m3。 塌陷坑积水面积和积水量每年随季节的变化而变化，6、7、8、9 月份为 蓄水期，到 10 月初积水量最大；汛期过后，由于蒸发、地下渗透和农村 灌溉，塌陷坑积水量减少，每年五月末六月初积水量最少。十年来塌陷坑 积水面积及积水量变化情况见表 1-4。 表 1-4 塌陷坑积水面积和积水体积统计表 东翼西翼全矿 时间 面积(m2)体积(m3)面积(m2)体积(m3)面积(m2)体积(m3) 1988280.