新集一矿毕业设计说明书(全) - 图文(4)

2019-01-27 16:00

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个砂岩裂隙含水层;砂岩一般裂隙发育不均,富水性弱,以储存量为主,且因间夹泥岩、粉砂岩和煤层,含水层之间在自然状态下无密切的水力联系。但是,若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏,上、下含水层有可能互相沟通,引发局部砂岩突水。二叠纪煤系砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源,但绝大部分具静储量消耗的疏干型特点。

B. 石炭系太灰岩溶裂隙含水组

石炭系太灰岩溶裂隙含水组总厚约126m,主要由自上而下编号的13层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成,灰岩累厚约占组厚的45%,其中3、4和12灰厚度较大,分布稳定。该组富水性不均,但总体为中等,是开采1煤层的底板直接充水含水层。因其上距1煤层较近,介于7.84~24.45m之间,平均16.41m,且灰岩水压较高,如果直接开采1煤层,很可能引发底板突水事故。

C. 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水组

据淮南矿区资料,奥陶系总厚约250~270m,主要由石灰岩和白云质灰岩等组成,岩溶发育,溶洞的最大高度达9.15m,含水丰富,系太灰的主要补给水源。

2)外来系统

A. 寒武系灰岩岩溶裂隙含水组

本组主要由灰岩、白云质灰岩和鲕状灰岩等组成,间夹泥岩、砂质泥岩和粉砂岩,其中灰岩含量南部低,中、北部高。该组顶界面起伏较小,但底界面变化较大,富水性差异明显,一般顶部和中上部较强,下部较弱。由于中段寒武系灰岩底界下距13-1煤层90m以上,因而,正常情况下对井下开采不致造成严重影响;但在西段和东段,寒武系灰岩底界下距13-1及其下伏煤层较近,甚至局部与煤层直接接触,开采时很可能以顶板进水的方式向矿井充水。该含水组基本呈近东西向条带分布于井田中部。

B. 下元古界片麻岩裂隙含水组

本组主要由灰~灰绿色角闪片麻岩和肉红~紫红色花岗片麻岩组成,岩石致密、坚硬;上部为厚度20~50m的风化带,裂隙较发育;中部为裂隙较小的完整带,且多为钙质充填;下部为厚度0~20m的破碎带。总体来看,相对富水部位多在中上部,且富水性不强,也不均一。该含水组基本呈近东西向覆盖在井田南部的下夹片、13-1和11-2煤层之上,但由于中下部富水性较弱,因而,对下伏煤层开采不致造成危害,中部的完整带甚至还能起到一定的隔水作用。

3) 下夹片岩溶、裂隙含水带

本带主要由奥陶、石炭和二迭系的灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤等组成,其中灰岩富水性弱~中等,局部岩溶裂隙发育处富水性较强。该含水带主要集中在井田南部的阜凤逆冲断层与其下夹片断层之间,寿县老人仓断层为其中、

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东段的南界,平面上大致呈长条带状分布,剖面上基本为一向南开口的楔形,使得该带与原地系统的石炭、奥陶系的石灰岩广泛接触而获得水源补给。

4) 断层的富、导水性

井田断层带大多为泥质充填或胶结,除阜凤逆冲断层局部富水又导水以外,其余断层在正常情况下大多富水性较弱,导水性较差,断层带往往具有一定的阻水作用。但是,当断层两侧不同层位的含水层彼此对接,且断层带又未被泥质和岩屑充填,或受采动影响而致断层局部活化,破坏了地下水的水力均衡,断层很可能成为地下水突溃的主要途径。

综上所述,本井田新生界松散层孔隙水、原地系统的二叠纪煤系砂岩裂隙水与石炭系太灰岩溶裂隙水、外来系统的寒武系灰岩岩溶裂隙水和下夹片岩溶、裂隙水对井下开采均有一定程度影响。但是,只要在可采煤层的浅部对新生界松散含水层、寒武系灰岩岩溶裂隙含水层和下夹片岩溶、裂隙含水带留设必要的防水煤柱,新生界松散层孔隙水、寒武系灰岩水和下夹片水一般不致溃入矿坑而对井下开采构成大的威胁。这样,原地系统的二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为矿井开采的主要充水因素。

2. 矿井涌水量

根据国投新集能源股份有限公司新集一矿《矿井水文地质类型划分报告》,本矿井-550m水平以上矿井涌水量采用2006~2010年生产均衡期内实测矿井涌水量,即正常矿井涌水量328m/h,最大矿井涌水量551m/h。-700m延伸水平正常涌水量采用地下水动力学公式法估算结果即555m3/h,最大涌水量采用比拟法估算结果即867m3/h,作为-700m水平开采设计矿井排水设备时参考。

3. 矿井水文地质类型

根据《矿井水文地质类型划分报告》,本矿井开采上、下石盒子组煤层时水文地质条件条件为中等类型。

另外,矿井后期开采山西组煤层时,应补充专门水文地质工作,按照《煤矿防治水规定》重新确定水文地质类型,并采取相应的措施,确保安全开采。

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2 矿井生产能力及井田开拓

2.1 井田境界及储量 2.1.1 井田境界

1. 井田范围及开采界限

新集一矿位于淮南新集矿区罗园-八里塘区中部,西接连塘李井田,东邻新集二矿,北与张集煤矿相连,地理坐标介于东经116°29?28?~166°34?35?和北纬32°41?28?~32°44?24?之间。井田境界:西起14勘探线,东止1勘探线,南自1煤层与阜凤逆冲断层或下夹片断层交面线之垂直投影,北到采矿权登记边界。

井田范围由表2—1中7个拐点围合而成。井田范围见表2—1。

表2—1: 井田范围拐点坐标表 拐点编号 1 2 3 4 5 6 7 X 3618502.84 3618757.83 3621247.81 3624052.83 3623072.85 3622987.87 3622555.87 Y 39459147.62 39457107.61 39452222.56 39452682.54 39455677.57 39459217.59 39459166.60 注:1、本表资料源于新集一矿采矿许可证;2、表中坐标为1980年西安坐标系。

2. 可采边界线

(1)相邻钻孔在可采点与不可采点之间以插入法求得,沉缺点与可采点之间取1/2作为零点,然后再以插入法求得可采边界。

(2) 煤类界线:取不同煤种相邻两点的中点作为煤种界线,资源量估算时略有简化和归并。

(3) 风氧化带界线:风化带在松散层底界面下各为垂深30m。

(4) 断层两侧留的资源量块段:跨越已经查明断层圈定高级资源量时,分别在断层落差≥50m和落差30~50m的断层两侧各留50m和30m的水平宽度作为推断的资源量。

(5)保安煤柱留设

1) 阜凤逆冲断层和阜凤下夹片断层,下垂留设80米。阜凤下夹片断层中浅

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部地段据生产部门意见可按防水岩柱考虑,不再留设防水煤柱。

2) 新生界留设100米。

3) 工业广场煤柱留设:以工业广场边界以35度角外切至新生界底界,再以70度角下切至各煤层

4) 铁路保安煤柱:根据合肥设计院提供各参数。以铁路为中心,两侧各留25米,各层段下切角分别为:新生界∠φ=35°,基岩段:岩层走向投影角∠δ=70°,顺地层倾向下切角 ∠γ=70°,逆地层倾向下切角∠β=70°—1/2∠α(∠α为地层倾角)。各地质剖面上基岩段所采用的∠α′、∠β′均已换算。

计算公式:ctgα′= ctgβ′=

式中∠θ=岩层走向与保安边界的锐夹角。 3. 井田尺寸

井田东西走向长约6.85km,南北倾斜宽平均3.65km左右,面积约25.261km2。 井田的水平面积按下式计算 S = H 3 L

式中S---- 井田的水平面积,m2; H---- 井田的平均水平宽度,m; L----井田的平均走向长度,m;

则井田的水平面积为:S = 6.85 3 3.56 = 25.261 km2 2.1.2 井田储量

1. 工业储量的计算

矿井主采煤层为13煤层,采用地质块段法。其他可采煤层可查询有关资料。 (1) 资源量估算划分三个水平:

一水平: -550m以浅; 二水平:-550~-800m; 三水平:-800~-1000m

划分资源量块段时,充分地考虑矿井的地质构造、煤层厚度、产状等自然因素,尽量利用勘探线、煤柱边界线、矿井和采区边界线、巷道、水平标高线,底板等高线等,使资源量块段形状简单,估算方便。

各煤层块段编号各自独立,均用四位数表示。第一位数表示估算水平,二、三位数表示该水平的块段号,最后一位表示资源量类别。块段编号是由东向西到北,先浅后深。各块段的块段号、采用倾角、平均煤厚、资源量类别、永久性煤

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柱、平面积(m2)及资源量数据等均反映在储量图上的块段符号内。A:探明的,B:控制的,C:推断的,D:预测的;同时铁路煤柱用“T”,防水煤柱用“S”,大巷煤柱用“H”,工广煤柱用“G”,断层煤柱用“F”表示。

块段内或块段附近见煤点厚度以算术平均法求得平均厚度。当与不可采边界接触时,适当增加最低可采厚度参加平均。

(2)确定采用厚度的原则

1)煤层中夹矸的单层厚度≤0.05m时,夹矸与煤可合并估算,不需扣出。但全层的灰分或发热量指标应符合规定的标准。

2)煤层中夹矸的单层厚度大于所规定的煤层最低可采厚度时,被夹矸所分开的煤层作为独立煤层。

3)煤层中夹矸的单层厚度小于所规定的煤层最低可采厚度时,煤分层不作为独立煤层。煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时,上下煤分层加在一起,作为煤层的采用厚度。

4)复杂结构煤层,当各煤分层的总厚度等于或大于所规定的最低可采厚度,同时夹矸的总厚度不超过煤分层总厚的1/2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度。

5)煤层特厚点的处理:当某见煤点的煤层厚度与其周围见煤点的厚度差别很大时,此点视为特厚点,此点厚度与其周围点厚度的算术平均值作为此点的利用厚度。

6)6-1煤层,906、503、303孔等为临界可采点,不可采范围极小,本次未圈出可采边界。

块段倾角采用块段或相邻块段50m等高距的平均宽度经三角函数计算求得。 为各煤层测试点的平均值(去掉异常值),经回归计算检查,二者相对误差最小为0,最大为0.04,一般在0~0.02之间,具有规律性。因此,本矿井各层煤的实测视密度值是可靠的,能够满足资源量估算的需要。

各煤层的平均视密度见表2—2。

表2—2: 各煤层平均视密度一览表 煤层 20 13-1 13-1下 11-2 1.44 1.44 1.46 1.44 -0.02 0 9 8 7-2 7-1 6-1 1上 1 1.40 1.42 -0.02 平均值 1.40 1.41 回归值 1.44 1.41 △d -0.04 0 1.49 1.42 1.50 1.42 -0.01 0 1.43 1.58 1.43 1.39 1.45 1.58 1.43 1.41 -0.02 0 0 -0.02 根据地质勘探情况,将矿体划分为17个块段,在各个块段范围内,用算术平均法求得没个块段的储量,煤层总储量即为各个块段储量之和。

由矿井地质图计算各块段面积S1;S2------S17。 (3)按下式计算:

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