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1、采矿学课程设计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 杜儿平矿2.4 Mt/a新井设计 指导教师： 全套图纸，加1538937062013年7月 徐州 中国矿业大学2010级本科生课程设计 第I页目录1矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1交通位置11.1.2地形11.1.3河流水系11.1.4气象及地震情况11.1.5电源和水源21.1.6其他情况21.2井田地质特征31.2.1含煤地层及地质构造31.2.2水文地质条件41.3煤层特征51.3.1煤层特征51.3.2煤质61.3.3瓦斯、煤尘、煤的自燃性用地温72井田境界和储量92.1井田境界
2、92.1.1井田境界92.1.2 开采界限92.1.3 井田尺寸92.2 矿井工业储量92.2.1 地质资源储量92.2.2 工业资源/储量92.3 矿井可采储量112.3.1 安全煤柱留设原则112.3.2 矿井永久保护煤柱损失量122.3.3 矿井可采储量143 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限153.1矿井工作制度153.2矿井设计生产能力及服务年限153.2.1确定依据153.2.2矿井设计生产能力153.2.3 矿井服务年限153.3 井型校核164 井田开拓184.1井田开拓的基本问题184.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标184.1.2工业场地的位置204.1.3 开采
3、水平的确定及盘区划分204.1.4 主要开拓巷道204.1.5 方案比较21参考文献29 中国矿业大学2010级本科生课程设计 第17页1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置西山矿区位于西山煤田之东北边缘，地属太原市河西区，东距太原市20公里。杜儿坪井田在西山矿区之北部，西铭矿之南官地矿之北，地理位置为东经11245，北纬3740。杜儿坪矿区（以下简称井田）内多为沟谷山梁，地形切割剧烈，且大部分地区被森林覆盖。井田内交通除太宁公路从矿区北部通过，太古战备公路从矿区南部穿过外，村庄之间皆有羊肠小道相连，与公路仅有简易砂石路相通，交通不甚便利。但矿区对外交通却十分便利，铁路、公路
4、均可经太原市通往全国各地，矿区距太原五一广场19.8km。铁路有太古直达，公路有市郊线直达，终日班车往返。交通位置见附图1-1。1.1.2地形井田位于山西高原吕梁山脉中段东翼，总体呈西南高、东北低的中山地区。井田内山高坡陡，沟谷深切多呈“V”字形，缓坡和低山地区有黄土黄土零星分布，山脊及坡陡处岩层裸露，风化剥蚀作用强烈，沟底多砂砾石。全井田大部分为松林植被，北部尤甚。井田内最高点在石千峰山，海拔标高为1775m，最低点在井田东南部的子房沟内，海拔标高为1057.7m，最大相对高差为717m。一般相对高差为300m左右。1.1.3河流水系本区属黄河流域、汾河水系，主石千峰山与官地矿扩区内庙前山（
5、海拔标高1865.8m）组成了西北一东南走向的分水岭。主要沟谷呈放射状向东、南、西各向分布，如井儿沟、南峪沟、虎峪沟、北石沟、峪道川、新华沟等都源自石千峰山，均为季节性河流沟谷，平时干枯无水或仅有溪流，唯在大雨过后短时内水量较大，并在下游汇合后流入汾河。1.1.4气象及地震情况1）气象该区属于暖温带、大陆性季风气候。冬季严寒少雪，春季干燥多风，夏、秋季雨量集中，四季分明，昼夜温差大，日照充足。据山西省气象局近四十年资料统计：（1）气温：年均9.5，最低气温在1月份，平均-7，极端最低气温-27.5；最高气温在7月份，平均23.7，极端最高气温39.4。（2）降水量：年降水量平均495.9mm，
6、年降水量最大749mm，年降水量最小216.1mm，日降水量最大183.5mm。每年7、8、9三个月降水量占全年降水量60%左右。（3）蒸发量：年平均蒸发量1849.3mm，年最高蒸发量2080.0mm，年低蒸发量1427.5mm。（4）风力与风速：年平均风速2.5m/s，多西北风，极端最大风速18.7m/s。最大4月份，平均风速3.3m/s，7、8、9月份最小平均风速1.82m/s。（5）结冰和解冻：每年初霜日期10月上旬，终霜日期翌年4月中旬，历时半年之久。土壤冻结在11月底或12月初，冻结深度为80cm。2）地震根据山西省地震局78省震字第29号文，地震设防烈度为67。1.1.5电源和水
7、源1.供电电源矿井由杜儿坪110kV变电站供电，现有356kV变电站两座，6kV开闭所两座，两个变电站均采用双回路供电，两回路电源均来自杜儿坪110kV变电站相应电压等级的不同母线段，杜儿坪110kV变电站已与电力系统电网联网，矿井电源供电可靠。2.供水水源本区浅层水和地表水五利用价值，矿井供水水源取自水量丰富、水质优良的奥灰水，利用神井泵抽至地面。另外，矿井涌水排至地面经处理达到复用标准后也可用于矿井生产。两部分水可满足井下生产要求。1.1.6其他情况 太原市为一重工业城市，在矿区东部有热点厂、纺织厂、砖瓦厂等工厂，市区北部有太原钢铁厂。矿区内除煤矿外，还有石膏厂、水泥厂、石渣厂、石灰厂、硫
8、磺厂等工厂。沿山边一带开采石灰岩，黄铁矿，石膏矿等矿。矿区内 居民绝大多数为煤矿工人，食品及劳动力均需外地供应。建筑木材及坑木非常缺乏，必须外地支援。图1-1 杜儿坪矿交通位置图1.2井田地质特征1.2.1含煤地层及地质构造1. 含煤地层本井田主要含煤地层为石二叠系下统山西组：从K5砂岩底至K6砂岩底。是本井田主要含煤地层。由灰、浅灰色砂岩，深杰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩及黑色泥岩为主体，含4、3、3上、2、1、03、02、01号8层煤，其中2号为主要可采煤层。全组厚34.3588.34m，平均63.59m，由东向西有逐渐增厚的趋势。该组地层沉积时脱离了海侵的影响，转入了过渡相，陆相沉积，地壳活
9、动的不均衡，造成岩相变化很大，旋回结构不甚明显，煤层对比比较困难。2号煤层为本组发育最好的一层煤，层位稳定，全井田可采，上距K6砂岩30m左右，对比较易；1号煤下距2号煤4m左右部分可采，但未算入井田地质储量。02号煤层位于本组上部，上距K6砂岩6m左右，常含1-2层夹石，顶板多为砂质泥岩，富含植物化石，而区别于本组其他煤层基本不可采。01号煤层直接覆于K6砂体之下或间距很小基本不可采。03号煤层位于02号煤层与1号煤层之间，主要依据层间距及层序确定其层位，但02号煤与2号煤之间只有一层煤时，究竟是03号煤还是1号煤，尚需进一步确定，03号煤也基本不可采。主采煤层柱状图见图12。2.地质构造本
10、井田位于西山煤田东北隅，受新华夏系泰山式扭性断裂的影响，其构造形迹西部受马兰向斜，东部受边山大断裂（风声河断层、圪撩沟断层），南部受杜儿坪断裂带，北部受赛庄王封断裂的制约。总体为，地层走向大致北西南东，向南西倾斜，倾角312，一般5左右。井田内的断层、褶曲、陷落柱对煤矿正常生产都有不同程度的影响。现将井田内主要构造分述如下：（1）断层井田内主要断层为北东及东东向高角度正断层，与主要褶曲轴向大体一致。落差大于20m的大型断层有杜儿坪中部断层。其余多为落差2m左右，延伸短，平行排列的小断层，形成阶梯状或地垒、地堑构造。井下所见小断层甚多，是由许多近似平行，落差一般在2m左右的小断层组成，走向北东，
11、其延伸长度，长者千余米，短者百余米，对生产影响小。（2）褶曲杜儿坪井田在石千峰向斜为主体的控制下，伴生次一级短轴褶曲，形成井田内部的基本构造形态，褶曲两翼地层平缓，其形态地表不易察看。从煤层底板等高线图上看，在石千峰向斜北翼的次一级褶曲，其轴向都表现为北北东或大致南北向，两翼不对称，在向斜南翼的次一级褶曲由于受杜儿坪断裂还的影响，其走向表现为北东、北北东向，与杜儿坪断层、石千峰向斜大致平行。（3）陷落柱杜儿坪矿陷落柱较多，但比较小，对生产影响不不大。（4）节理地面裸露岩层，节理比较发育，从调查测量结果来看，梅洞沟、沟东梁一带，以北15东和北75西两组较为发育，在马圪台附近以北55东和北30西两
12、组较为发育，其北东一组与杜儿坪断层近似平行，且北东组有切割北西组的现象，这四组节理面都表现为平直、紧闭、倾角大的特点，有些节理面充填钙质薄膜，表现为较规则的棋盘格式构造，从构造形态和力学性质分析，两对X形节理为两组共轭扭裂面所组成。（5）滑坡井田内沟谷切割剧烈，地形复杂，相对高差大，故易于滑坡的形成。在虎峪沟、四达沟、小虎峪沟、南峪沟皆有所见，其形态各异，大小不等，多呈扇形，滑移岩体大者宽350m，长200m。煤系地层多为较松软的岩石组成，长期风化剥蚀作用，裂隙发育，上覆岩层在层间水及重力作用下失去平衡，产生塌落或整体下滑形成滑坡体，它对工程建筑影响很大。值得注意的是，滑坡、乱石堆积和陷落柱有
13、时共生，很难区分，陷落柱常有潜伏于滑坡和乱石堆积之下者。（6）岩浆岩杜儿坪井田无岩浆活动。1.2.2水文地质条件井田内地层出露自东而西由老到新依次为奥陶系中统、石炭系中、上统、二叠系、三叠系下统。主要含水岩组有奥陶系中统马家沟组、峰峰组，石炭系上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组。其中上马家沟组富水性强，峰峰组局部富水性强，其余富水性弱。1.奥陶系中统奥陶系中统在井田内揭露最厚174.44m，结合井田外围资料可看出奥陶系中统分为峰峰组（厚约120m），上、下马家沟组（厚300350m），地层全厚500m左右。2.峰峰组峰峰组分下下两段。上段：岩性以深灰、灰色厚层状石灰岩为主，夹黄、灰白色泥
14、灰岩，顶部为古风化壳充填物，厚一般小于70m；下段：为泥质灰岩夹石膏层，厚约60m。上段灰岩岩溶裂隙发育，岩溶多呈峰窝状、串珠状、局部可见溶洞。在白家庄矿区其标高邮于你于奥灰水承压水位而含水，含水层在风化壳下20m至下段第一层泥灰岩石膏带之间。由于岩溶发育不均造成富水性差异，导致不同地段水位、水量相差很大，甚至无统一承压面，单位涌水量在15L/s.m之间，水位标高802.8m，煤田西部高者可达1311.0m，但在杜儿坪井田的局部山于其标高高于奥灰承压水位而不含水。3.马家沟组(1)上马家沟组：岩性以厚层质纯石灰岩为主，夹薄层泥质灰岩、白云质灰岩，底部貂皮灰岩为相对隔水层，全组厚200m左右。浅部岩溶裂隙发育，岩溶呈串珠状、峰窝状，有中小溶洞，由于富水而成为西山煤田及本矿最要主要的含水组。单位涌水量0.0004138.91L/s.m，一般0.49 L/s.m，渗透系数为70.11m/d，水位标高779826m。(2)下马家沟组（O2X）：岩
