安全工程毕业论文

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1、第 1 页1 矿区概述及井田地址特征1.1 地理位置、企业性质、隶属关系、地形与气象、交通情况1.1.11.1.1 地理位置地理位置一矿东邻阳泉煤业（集团）有限责任公司四矿，南邻阳泉煤业（集团）有限责任 公司三矿；西邻七里河井田(规划井田)；北邻荫营煤矿及程庄井田(规划井田)。井田 东西走向长约 5.7 公里，南北宽约 5 公里，面积约 28.5 平方公里，见图 1-1。1.1.21.1.2 隶属关系隶属关系一矿隶属于阳煤集团，矿井为山西国阳新能股份有限公司一矿的一个独立生产矿 井。1.1.31.1.3 地形地形一矿位于太行山北段西翼，以落雁垴庙梁佛爷梁王兰山刘备山 分水岭呈大致东西向横贯井田

2、中南部，形成西北高而东南低的地势。最高点北坡，标 高为 1125m，南坡最低点为一矿的蒙村河床，标高为 605.3m，一般相对高差 520m 左右。 总的地形地貌特征是：西北高东南底倾斜向下的地貌。 本区属大陆性气候，冬季寒冷，年平均气温最高 17.1，最低 5.5，历年平均 气温 10.9，极端最高气温 40.2，最低气温-19.1。历年最大降水量 866.4mm，年 最水降水量 240.4mm，平均平均年降水量 566.5mm。历年最大风速 35m/s，最大风力 12级。风向秋冬季节多刮西北风，春夏季节多刮东南风。根据阳泉气象局和盂县气象站 历年观测的统计资料，基本情况如下： 1）降水量

3、阳泉年最大降水量 866.4 毫米，年最小降水量 240.4 毫米，平均降水量 566.5 毫 米；盂县年最大降水量 817.6 毫米，年最小降水量 302.6 毫米，平均降水量 576.5 毫 米。每年降水主要集中在 7、8、9 三个月。 2）蒸发量 阳泉年蒸发量最大 2381.9 毫米，最小 1319.1 毫米，历年平均 1885.9 毫米；盂县 年蒸发量最大 2280.8 毫米，最小 1730.4 毫米、历年平均 1919 毫米。蒸发量大于降水 量 3 倍多，所以气候干燥。 3）气温 阳泉年平均气温最高 17.1，最低 5.5，历年平均 10.9；盂县年平均气温最 高 15.2，最低 3

4、.1，历年平均 8.7。 阳泉极端最高气温 40.2， 最低气温-第 2 页19.1；极端最高地温 67.4,最低地温-29.9；盂县极端最高气温 37.4，最低- 21.6。 4）风速 在 1989 年 8 月 24 日 20 时 10 分至 20 时 25 分，阳泉市遭到一次罕见的飓风暴雨、冰雹的袭击，最大风力 12 级，最大风速为 35 米/秒，为阳泉市历史上的最大风速。其 次是 1959 年 4 月 14 日，风速为 28 米/秒(风)，历年平均 1.7 米/秒。盂县最大风速 为 20.7 米/秒(风)，历年平均 2.6 米/秒。 5）霜雪期(冰冻期) 阳泉最早初霜期 1980 年 9

5、 月 23 日、终霜期 1963 年 4 月 29 日，最大冻土深度0.68 米；盂县平均初霜期 10 月上旬、终霜期 4 月中旬，最大冻土深度 0.88 米。 从以上情况可以看出：本井田属于暖温带大陆性半干旱季风气候。 1.1.41.1.4 交通位置交通位置 一矿的交通运输条件极为方便，工业广场旁有铁路专用线与电气化双轨石太线阳 泉站接轨，运距 10 公里。一矿的公路往南行 2 公里至赛鱼与主要公路干线（石家庄 太原）相接，通向全国各地。阳泉市内有 1 路、101 路、801 路公共汽车和阳煤集团的 通勤车直达一矿，交通十分便利。 （阳泉站距全国主要城市的里程见表 11） 。 表表 1 11

6、 1 阳泉站距全国主要城市之里程表（公里）阳泉站距全国主要城市之里程表（公里）太原石家庄北京天津郑州汉口德县济南南京上海124107393529530104129140910871399图图 1 11 11.1.51.1.5 水源水源一矿的供水水源有：桃河自备井、娘子关提水工程、蒙村河水及矿井水，前两种 供民用，后两种主要供工业用水。1.2 井田位置、边界范围、井田面积、相邻矿井边界关系一矿位于阳泉市西北部和盂县东南部，落雁垴庙梁分水岭便是阳泉市、盂县 在井田内的行政分界线，井田西南部、南部和东部分别为阳泉市旧街、辛兴及平坦乡 管辖；西北部、北部分别归盂县的南娄、路家村及阳泉市的燕龛乡和荫营镇

7、管辖。第 3 页1.3 井田地质情况、地层、含煤地层、构造1.3.11.3.1 地层情况地层情况本井田为石炭二叠纪煤系地层，即为本溪组、太原组和山西组。太原组含煤性 最好、其次为山西组，本溪组含煤性最差。太原组是本区主要含煤地层之一，连续沉 积于本溪组地层之上。全组厚度 90130m，平均 121.82m，由灰色、深灰色砂质泥岩、 泥岩，灰白色细中粒砂岩，深灰色石灰岩和煤组成。有三层石灰岩，是本组煤层对 比的典型标志层。含煤 2 层，其中 15#为主要可采煤层。山西组连续沉积于太原组之上， 全组厚度 4075m，平均 57.79m。由灰白色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤组成。 本组含煤 2 层

8、，均不可采。1.3.21.3.2 断层断层一矿井田位于矿区大单斜的西北部，其构造形态基本上也呈一单斜状，其走向为 东西，倾向为南北。沿倾向发育有次一级的较平缓的向斜和层间断裂构造。褶皱两翼 倾角一般在 14以下。 一矿井田内落差大于 20 米的大中型断层有 1 条，长约 1370 米左右。1.3.31.3.3 煤层煤层15 号煤层位于太原组下部，是组内及区内最主要的煤层，煤厚最大值为 9.03 米， 最小值为 4.77 米，平均 6.91 米，一般含夹石 14 层，夹石厚度在 0.11.0米之间， 属复杂结构煤 层。柱状图见图 22。一矿井田采煤层情况见表(1-2)表表 1-21-2 一矿井田

9、煤层情况一览表一矿井田煤层情况一览表地 层 系 统煤 层 名 称煤层厚度平均最小最大倾 角赋存及可采 情况可采 性指 数 km煤厚变 异系数煤层 结构稳定性类别 评定15#91. 677. 403. 915 以下全区赋存、 全部可采113.3%复杂稳定煤层一矿井田以 15 号煤层属厚煤层，采煤方法为开天窗放顶煤一次采全高采煤法，顶板 管理均采用全部垮落法。煤层顶板一般比较平整，为砂质泥岩、泥岩，粉砂岩和石灰 岩，局部为细中粒砂岩，顶板厚度一般不大，直接顶板类别一般为中等稳定顶板。 可采煤层大部都有伪底存在，为泥岩、砂质泥岩，一般比较平整，遇水膨胀成粉状， 好在本井田地下水甚微，底鼓现象在工作面

10、不多见，很少影响支护、采煤工艺及方法 的选择。第 4 页各开采煤层的岩石工程地质特征见表 13 和 14。图图 2-22-2第 5 页表表 1 13 3 煤层顶板情况煤层顶板情况煤层名称(厚度)15 号 (6.91 米)岩 性 伪顶厚 度岩 性石灰岩厚 度11.75 米抗压强度1.08878107 帕斯卡老顶初垮落距25 米岩 性黑色泥岩厚 度1.09 米裂 隙发育与采高比0.71.1易冒落差随采随冒直接顶 顶板凹凸情况平整岩 性泥岩伪底厚 度0.050.10 米岩 性砂质泥岩厚 度3.59 米抗压强度4.4149107 帕斯卡直 接 底底板凹凸情况平整煤 层 倾 角大部为 15以下，局部为

11、25以下支 护 方 式 型钢梁、单体液压支柱及低位放顶煤采空区处理方式全部垮落法采 煤 方 法开天窗放顶煤一次采全高综合采煤法第 6 页表表 1 14 4 主要岩石力学强度试验统计表主要岩石力学强度试验统计表岩石名称抗剪强度(平均) Pa(帕斯卡)抗压强度(平均) Pa(帕斯卡)单向抗拉强 度 (平均)Pa(帕 斯卡)粗砂岩8.6338107中砂岩6.7621062.842107 8.64361071.96106 3.92106细砂岩7.546106 1.52881073.332107 1.50921089.8105 3.92106粉砂岩3.1361062.5284107 8.41821071

12、.568106 2.744106砂质泥岩3.5281073.6946107 9.67261071.372106 1.666106泥岩1.7346107 1.120141084.9105 3.332106泥灰岩8.79061079.8105 4.214106石灰岩7.7421065.1352107 1.709121082.058106 4.508106铝土质泥岩4.704107 7.87921075.88105含铝土质泥岩3.50841071.372106第 7 页2 煤的物理特性及工业分析2.1煤的物理性质2.1.12.1.1 特性特性井田内各煤层的颜色以黑、灰黑色为主，光泽较强，以似金属光泽

13、为主，次为金 刚光泽，条痕大部为褐色，原生节理并不发育，次生节理只有 15 号煤较为发育，煤层 的结构以条带状为主，次为凸镜状结构，煤层的构造以块状为主，次为层状及粉状构 造。2.1.22.1.2 显微煤岩类型及其特征显微煤岩类型及其特征15 号煤层为半亮型煤显微煤岩类型和矿化度为凝胶化和半凝胶化组分含量平均为 71.2%，半丝炭化组分平均为 26.4%，矿物含量最低，平均为 8.9%。属微矿化半丝炭暗 亮煤。2.1.32.1.3 煤岩显微组分含量煤岩显微组分含量可采煤层煤岩显微组分主要为凝胶化和半凝胶化物质，含量为 61.783.0%，次为 半丝炭化物质，含量为 15.836.9%，丝炭化物

14、质一般在 1.5%左右，稳定组分未见。 矿物质以粘土矿物为主，次为黄铁矿、石英、方解石等，多呈粒状、块状零星分 布或充填于煤的裂隙中。粘土矿物多为分散、浸染状出现。2.2 煤质特征15 号原煤灰分为 5.7732.88%，平均为 14.32%，洗后显著下降，平均为 6.06%。 灰成分 SiO2 平均为 42.64%，Al2O3 平均为 31.53%，Fe2O3 平均为 10.59%，灰熔点 T2平均为 1389，属难熔灰分。原煤挥发分为 5.51 一 12.27%，平均为 9.64%，洗后为 5.249.93%，平均为 8.38%。原煤全硫为 0.264.55%，平均为 2.29%。有机硫在

15、各硫 中含量最高，为 1.142.06%，平均为 1.55%。精煤全硫为 1.73%，降硫率为 24%。原 煤磷为 0.0060.066%，平均为 0.024%。精煤氢含量平均为 3.79%，原煤发热量为 34.2636.13MJ/kg，平均为 35.35MJ/kg。r DTQ煤层样化验结果为原煤灰分为 4.7624.95%，平均为 15.04%，原煤挥发分为 6.2912.58%，平均为 9.29%。原煤全硫为 0.842.03%，平均为 1.57%，原煤发热量为 30.1132.51MJ/kg，平均为 31.33MJ/kg。g DWQ一矿 15 号煤层煤芯样分层化验指标如下：上分层原煤灰分

16、平均为 15.11%，硫分平 均为 2.12%，发热量平均为 35.29MJ/kg，中层原煤灰分为 13.45%，硫分平均为 2.15%，发热量平均为 35.45MJ/kg，下分层原煤灰分平均为 16.74%，硫分平均为 3.49%，发热量平均为 35.24MJ/kg。中层质量好。第 8 页综上所述，本井田 15 号煤属低灰、中硫、低磷、高发热量的无烟煤，煤质较好。 2.3 煤质指标表表 2 21 1 井田煤质指标表井田煤质指标表原 煤 %精 煤 %煤层 编 号AgVr（MJ/kg）AgVrg QSHr5.77- 32.885.51- 12.270.26- 4.5534.26- 36.133.44- 8.985.24- 9.930.98- 2.363