课程设计(车集矿240万吨)

11矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置车集矿位于河南省永夏矿区东南部，行政区属于永城县茴村、高庄及候岭三个乡。地理坐标为：东经116°30′，北纬33°57′。井田中心西距永城县15km，北距陇海铁路夏邑车站77km，东距青（青龙山）阜（阜阳）铁路百善车站15km，东南距矿区规划铁路接轨点青町车站35km（直线距离），距矿区规划铁路客运站8.5km。通往徐州市及宿县的两条主干公路，分别从井田北部和南部通过，由新庄矿井至永城县的公路从工业广场门前穿过，交通非常方便。（见图1-1）1.1.2河流井田内地表水系不发育，仅有淮河支流沱河从井田南部由西向东流过，属季节性河流，最高洪水位标高+34.79m，年平均水位+30.39m。年平均流量2～3m3/s，最大流量380m3/s。1.1.3矿区气候条件商丘市至郑州商丘县虞城县夏邑县夏邑站永城县车集葛店刘桥淮北市肖县濉溪县大王庄宿州市荷员集徐州市至连云港枣庄市至天津沛屯砀山县芒山沛县至蚌埠至阜阳山东江苏河南安徽北田井集车图1-1车集矿交通位置图2本区属季风湿暖带，为半湿润半干燥的大陆性气候。年最大降雨量1518.6mm，年平均降雨量861mm，最大月降雨量792.8mm，最大日降雨量207mm。年平均气温14.4℃，日最低气温-23.4℃，日最高气温-41.5℃，年蒸发量1809.9mm。夏季多东南风，冬季多西北风，平均风速3.4m/s，最大风速20m/s。降雪期和冰冻期为11月至翌年3月。冻土深度一般10cm左右，最大19cm。1.1.4地震永城县属郯城——芦江地震带影响范围，地震烈度小于6度。经河南省地质局建议，对于特别重要的工程和建筑物，可提高一度设防。1.1.5水源电源井田内第三、第四系含水量比较丰富，可作为矿井供水水源。矿区内现有永城县电厂，装机容量1.5万kW，供本县工农业用电。在建的永城县140kV变电站，是由地方集资兴建的，经夏邑、虞城到商丘，主要供地方用电。矿区永久电源由商丘220kV变电站供给。1.2井田地质特征1.2.1井田地形及煤系地层概述本井田位于淮河冲积平原北部，地面自然标高在+31～+34m之间。地形微向东南倾斜，地势平坦。精查地质报告基本查明了井田的煤层赋存情况、构造情况、煤质以及水文地质条件。本井田属华北上古生界聚煤区，为新生界沉积物所掩盖。据钻孔揭露下伏地层由老至新有：中下奥陶统（O1-2）、中上石炭统（C2-3）及二叠系（P）。（柱状图见附图）。（1）中下奥陶统（O1-2）本地层主要由灰色厚层状石灰岩、砾状石灰岩、豹皮状石灰岩以及白云质灰岩所组成。灰岩主要特征是质纯而致密，具多组极为发育的裂隙，被方解石岩脉充填。在井田内只有少数钻孔揭露本地层，揭露最大厚度为117.6m。（2）石炭系（C）3①中石炭统本溪组（C2）：本组地层下部主要为灰色铝土质泥岩，厚度一般为6m。上部主要为深灰色～灰色铝土质泥岩，灰色砂质泥岩以及一层不稳定的石灰岩，厚度6～20m，一般厚14m。②上石炭统太原组（C3）：本组为一套典型的海陆交互沉积岩系。主要由12～15层薄～中厚石灰岩、泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩、砂岩以及4～5层薄煤线交互沉积而成，厚度130～147m，一般137m。（3）二叠系（P）①下二叠统山西组（P1）：本组主要由砂岩、砂质泥岩，泥岩以及1～3层煤（二煤组）所组成。厚度82～120m，平均厚度96m。②下二叠统下石盒子组（P2）：本组主要由深灰色～灰色泥岩、铝土质泥岩、砂质泥岩、砂岩及4～6层煤（三煤组）组成，厚度45～95m，平均厚度84m。③上二叠统上石盒子组（P21）：本组地层厚约729m，主要由灰色砂质泥岩、铝土质泥岩、砂岩以及6～9层薄煤线交互而成。④上二叠统石千峰组（P22）：本组地层主要由平顶山砂岩段，泥灰岩性和石膏钙核段组成，欢度为706m。井田内仅有少数几个钻孔揭露，此地层为不连续地层。（4）上第三系（N）：本地层属河湖相沉积①中新统：本组厚度30～145m，平均厚度101m。主要由米黄～褐黄色中细砂岩、粉砂、粘土质砂及砂质粘土组成。②上新统（N2）：本统厚37～88m，平均厚70m。主要由砂质粘土夹褐黄细砂、粉砂及粘土质砂组成。（5）第四系①更新统：本组厚度22～48m，平均厚度33m。主要有粉～细砂、粘土，局部为粘土。②全新统：本组厚度14～32m，平均厚度21m。上部为黄色粘土质砂为主，下部为土黄～褐黄粉细砂。1.2.2井田地质构造车集井田位于永夏复式背斜中段东翼，新生界覆盖层厚约180m，为全4隐伏的单斜构造，走向为北北东，于永夏复式背斜轴向基本一致，总的构造明显受永夏复式背斜控制。井田内以近南北向、北北向和北东向的正断层为主。井田构造属于中等类型。1.2.3井田水文地质（1）含水层、隔水层及其特征井田内主要有9个含水层组，4个隔水层组。其中，新生界4个含水层组，1个隔水层组；二叠系石盒子组1个含水层组，1个隔水层组；二叠系山西组1个含水层组，1个隔水层段；石炭系太原群2个含水层组，1个隔水层段；奥陶系中下统1个含水层组。①第四系全新统松散孔隙潜水含水层：此层厚21m左右，砂岩较发育，单位涌水量0.152～4.167×10-3/s.m2，渗透系数0.654～23.06m/d，水位受大气降水影响，属强含水层。②第四系全新统松散孔隙承压水含水层：此层厚33m左右，中砂层厚21m，单位涌水量0.594×10-3/s.m2，属中等含水层。③上第三系上部松散孔隙承压水含水层：此层厚70m左右，单位涌水量0.198～0.468×10-3/s.m2，渗透系数为0.476～0.87m/d，属中等含水层。④新生界底部隔水层：此层厚31m左右，其中粘土层厚25m，可塑性好，分布广泛且稳定，为一良好隔水层。在16线以北变薄，起不到隔水作用。⑤下石盒子组三煤组顶板砂岩裂隙承压水含水组：此组厚45m左右，含水层为中、细砂岩，单位涌水量0.000431～0.0399×10-3/s.m2，渗透系数为0.00616～0.361m/d，属弱等含水层。⑥山西组二2煤层顶板砂岩裂隙承压水含水组：此组厚52m左右，含水层为中、细砂岩，单位涌水量0.000367～0.0804×10-3/s.m2，渗透系数为0.00172～0.0338m/d，属弱等含水层。⑦石盒子与山西组间隔水层：下石盒子组三煤组顶板砂岩含水层山西组二2煤层顶板砂岩含水层之间有厚38m的泥岩、砂质泥岩、铝土岩，且分布稳定，起到了良好的隔水作用。⑧山西组与太原群间隔水段：二2煤层底板太原组之间有50m左右的细、粉砂岩和泥岩，岩石致密，为良好的隔水层。5⑨太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水含水组：此组厚32m左右。全井田发育稳定，岩溶裂隙最为发育，单位涌水量0.125～0.793×10-3/s.m2，渗透系数为0.801～4.904m/d，水量相对丰富，但不急条件不良，属中等含水层。⑩太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水含水组：此组厚24m左右。单位涌水量0.121～1.216×10-3/s.m2，渗透系数为0.703～7.473m/d，水量大，属中等含水层。○11太原组上段与下段间隔水层段：太原组上段灰岩含水组与下段灰岩含水组之间主要由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成，为良好的隔水层。○12奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水含水组：此组厚度不详。单位涌水量0.00843～0.704×10-3/s.m2，渗透系数为0.0561～1.878m/d，岩溶裂隙发育不均，富水性明显差异，属中等～强含水层。（2）矿井涌水量地质报告中预计矿井涌水量：正常727m3/h最大923m3/h（3）井田水文地质类型本井田主要开采下石盒子组三煤组和山西组二2煤层。三煤组以岩层裂隙水为主，水文地质条件简单；二2煤以底板岩溶裂隙水为主，水文地质条件中等。1.3井田煤层特征1.3.1煤层埋藏条件及围岩性质本井田主要含煤地层为下二叠统山西组（含三煤）及下石盒子组（含煤4～6层）。两组地层平均总厚177m，含煤7～9层。煤层总平均厚度10.82m。主要可采煤层为二2、三22、三3、和三4煤层。煤层风氧化带深度，通过煤芯煤样化验、分析定为由基岩顶界向下垂深20m。全井田煤系地层走向大致呈反“S”形展布，地层倾向南东，倾角一般为5°～20°。本井田内石炭系、二叠系均为含煤地层。各可采煤层具体埋藏特性如下：6（1）二2煤层：位于山西组中下部，可采厚度为0.8～8.86m，平均厚度3.5m。煤层结构简单，仅有一层厚度小于0.41m的夹矸，煤层赋存稳定，煤层顶板多为砂质泥岩及中细砂岩，底板多为砂质泥岩及细砂岩。砂岩抗压强度316～1063kg/cm2，泥岩抗压强度433～612kg/cm2。（2）三22煤层：位于下石盒子组中部的三煤组中，可采厚度为0.8～3.13m，平均厚度1.6m。结构较简单，含夹矸1～2层，煤层比较赋存稳定，煤层顶板多为砂质泥岩及粉砂岩，底板多为炭质泥岩及砂质泥岩。砂质泥岩抗压强度222～314kg/cm2。砂岩抗压强度312～859kg/cm2。（3）三3煤层：位于下石盒子组中部的三煤组上部，可采厚度为0.8～3.16m，平均厚度1.62m。结构比较简单，为较稳定煤层，煤层顶板多为泥岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩。泥岩抗压强度386kg/cm2。砂岩抗压强度498kg/cm2。（4）三4煤层：位于下石盒子组中部的三煤组顶部，可采厚度为0.8～2.49m，平均厚度0.94m。结构比较简单，为局部可采煤层，煤层顶板多为泥岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩。具体车集矿可采煤层特征见表1-2。表1-2车集煤矿可采煤层特征表煤层名称煤层厚度/m(最小-最大)/平均与下煤层间距/m稳定程度煤层结构顶板底板三4(0.8-2.49)/0.948不稳定泥岩夹矸0～1层泥岩及炭质泥岩砂质泥岩三3(0.8-3.16)/1.628-10比较稳定局部有1层泥岩夹矸泥岩及砂质泥岩砂质泥岩三22(0.8-3.13)/1.680比较稳定1～2层泥岩夹矸粉砂岩或砂质泥岩炭质泥岩或泥岩二2(0.8-8.86)/3.5比较稳定局部有1层泥岩夹矸粉沙岩局部石灰岩粉沙岩及沙岩1.3.2煤层特征（1）煤的容重煤的实体容重二2煤1.6t/m3，三22、三3、和三4煤1.5t/m3。7（2）煤的工业分析及用途本井田各可采煤层均以高变质程度的年轻无烟煤为主，其次为天然焦，个别煤层有少量贫煤点。二2煤层发热量QDfr＝7400cal/g，QDfT＝8400cal/g；灰分在10～15％之间。三22、三3煤层发热量QDfr＝6600cal/g，QDfT＝83cal/g；灰分在15～25％之间。各煤层含硫量均小于1％，一般在0.4～0.7％之间；磷含量一般在0.0003％左右。属低～中灰分、特低硫、特低磷、高发热量无烟煤。（3）瓦斯、煤尘及自燃①瓦斯：井田内瓦斯含量不高。经向省煤炭厅汇报，认为“可能有瓦斯突出”的根据不足，确定设计按低瓦斯矿井考虑。②煤尘：经鉴定，本井田设计开采二2煤为无烟煤，一般无煤尘爆炸危险。设计按无煤尘爆炸危险考虑。③自燃：井田各煤层还原样燃点之差△T一般均小于20℃，为不自燃煤层。82井田境界与储量2.1井田境界2.1.1井田境界划分的原则在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：（1）井田的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；（2）保证井田有合理尺寸；（3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。2.1.2井田境界根据以上划分原则以及永夏煤田的整体规划以及车集煤矿的实际情况，四周边界为：南：沱河为界；东：各煤层-1000m等高线为界；北：26勘探线；西：各煤层露头；矿井设计生产能力为2.4Mt/a，根据以上标准和开采技术水平确定井田南北走向长度约为2.2矿井工业储量2.2.1井田勘探类型精查地质报告查明了本井田的煤层赋存情况、构造形态、煤质及水文地质条件。井田勘探类型为中等。2.2.2矿井工业储量的计算及储量等级