渦北煤礦1.2Mta新井設計含5張CAD圖-采礦工程.zip

渦北煤礦1.2Mta新井設計含5張CAD圖-采礦工程.zip,煤礦,1.2,Mta,設計,CAD,采礦工程 任務書 設計日期： 2012 年3 月12 日至 2012 年6 月8 日 設計題目： 渦北煤礦1.2Mt/a新井設計 設計專題題目：松軟破碎巷道注漿加固技術 設計主要內容和要求： 以實習礦井渦北煤礦條件為基礎，完成渦北煤礦1.2Mt/a新井設計。主要內容包括：礦井概況、礦井工作制度及設計生產能力、井田開拓、首采區(qū)設計、采煤方法、礦井通風系統(tǒng)、礦井運輸提升等。 結合煤礦生產前沿及礦井設計情況，撰寫一篇關于松軟破碎巷道注漿加固技術的專題論文。 完成與采礦有關的科技論文翻譯一篇，題目為“The application of modern surveying technology in mining”。 院長簽字： 指導教師簽字： 年 月 日  摘 要 本設計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。 一般部分為渦北煤礦1.20 Mt/a新井設計。渦北煤礦位于安徽省亳州市境內，東有京九鐵路，西有濉阜鐵路，交通便利。井田走向長度約6.3 km，傾向長度約3.1 km，面積約14.5km2。主采煤層為8號煤層，平均傾角為17°，平均厚度為7.5 m。井田工業(yè)儲量為146.73Mt，可采儲量為80.95 Mt，礦井服務年限為51.9 a。礦井正常涌水量為320 m3/h，最大涌水量為360 m3/h。礦井絕對瓦斯涌出量為21.33 m3/min，屬于低瓦斯礦井。 根據(jù)井田地質條件，提出四個技術上可行的開拓方案。方案一：立井兩水平開拓上下山開采，暗斜井延深；方案二：立井兩水平開拓上下山開采，立井直接延深；方案三：立井兩水平開拓上山開采，暗斜井延深；方案四：立井兩水平開拓上山開采，立井直接延深。通過技術經(jīng)濟比較，最終確定方案三為最優(yōu)方案。一水平標高-700 m，二水平標高-1000 m。 設計首采區(qū)采用采區(qū)準備方式，工作面長度150 m，采用綜采放頂煤采煤法，礦井年工作日為330 d，工作制度為“四六制”。 大巷采用膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用礦車運輸。礦井通風方式為中央并列式。 專題部分題目：松軟破碎巷道注漿加固加護：煤礦軟巖巷道工程是軟巖工程的一個重要組成部分。軟巖工程是指與塑性大變形巖體有關的巖體工程，如軟巖邊坡，軟巖隧道及軟巖巷道工程等。由于軟巖巷道工程所處的復雜工程地質條件，其支護問題一直是困擾我國煤炭生產的一個主要問題。本文系統(tǒng)論述了軟巖的定義、工程地質特征和力學屬性，分析了軟巖巷道圍巖的變形破壞特征及影響因素；就注漿加固技術國內外研究現(xiàn)狀及目前存在的問題進行分析探討；深入分析了圍巖錨注加固機理；最后對松軟破碎巷道注漿加固技術工程應用進行了設計。 翻譯部分題目：The application of modern surveying technology in mining. 現(xiàn)代測量技術在采礦中的應用。 關鍵詞： 立井； 暗斜井； 采區(qū)布置； 放頂煤采煤法；中央并列式； 雙巷掘進；  ABSTRACT This design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper. The general design is about a 1.20 Mt/a new underground mine design of Wobei coal mine.Wobei coal mine lies in Hozhou City, Anhui province.As Jingjiu railway runs in the west of the mine field and Suifu railway runs in the east of the mine field, the traffic is convenient.It’s about 6.3 km on the strike and 3.1 km on the dip, with the 14.5 km2 total horizontal area.The minable coal seam is 8 with an average thickness of 7.5 m and an average dip of 18°.The proved reserves of this coal mine are 146.73 Mt and the minable reserves are 80.95 Mt, with a mine life of 51.9 a. The normal mine inflow is 320 m3/h and the maximum mine inflow is 360 m3/h. The mine gas emission rate is 21.33 m3/min, the mine belongs to low gas mine. Based on the geological conditions of the mine, I bring forward four available projects in technology.The first is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -850m and extension of blind inclined shaft; the second is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -850m and extension of vertical shaft; the third is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -1000m and extension of blind inclined shaft; the last is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -700m and the second level at -1000m and extension of new vertical shaft. The third project is the best comparing with other three projects in technology and economy.The first level is at -700 m.The second level is at -1000 m. Designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation.The length of working face is 150 m, which uses fully-mechanized coal caving mining method. The working system is “four-six” which produces 330 d/a. Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. The type of mine ventilation system is center ventilation. The translated academic paper is The application of modern surveying technology in mining Keywords: Vertical shaft; Blind inclined shaft; Mining district preparation; Coal caving mining ; Center ventilation; Gob-side entry rataining  目 錄 一般部分 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1 1.1礦區(qū)概述 1 1.2井田地質特征 2 1.3煤層特征 7 2 井田境界和儲量 13 2.1井田境界 13 2.2礦井工業(yè)儲量 14 2.3礦井可采儲量 16 3 礦井工作制度、設計生產能力及服務年限 18 3.1礦井工作制度 18 3.2礦井設計生產能力及服務年限 18 4 井田開拓 20 4.1井田開拓的基本問題 20 4.2礦井基本巷道 28 5 準備方式—采區(qū)巷道布置 39 5.1煤層地質特征 39 5.2采區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng) 40 6 采煤方法 46 6.1采煤工藝方式 46 6.2回采巷道布置 56 7 井下運輸 59 7.1概述 59 7.2采區(qū)運輸設備選擇 60 7.3大巷運輸設備選擇 61 8 礦井提升 63 8.1概述 63 8.2主副井提升 63 9 礦井通風及安全 67 9.1礦井地質、開拓、開采概況 67 9.2礦井通風系統(tǒng)的確定 67 9.3采區(qū)風量計算 71 9.4礦井通風阻力 74 9.5礦井通風設備選型 79 9.6特殊災害的預防措施 84 10設計礦井基本技術經(jīng)濟指標 85 參考文獻 86 專題部分 松軟破碎巷道注漿加固技術 88 1引言 88 2軟巖性質及其工程分類 90 3注漿理論的研究現(xiàn)狀 94 4圍巖錨注加固機理分析 97 5 松軟破碎巷道注漿加固設計 101 參考文獻： 106 英文原文 108 翻譯部分 The application of modern surveying technology in mining 108 中文譯文 114 現(xiàn)代測量技術在采礦中的應用 114 致 謝 118 一 般 部 分 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1地理位置與交通 礦井位置：渦北煤礦位于淮北平原西部，行政區(qū)劃屬安徽省渦陽縣管轄。其中心南距渦陽縣城4.0 km。地理坐標：東徑116°09′58″～116°12′45″，北緯33°30′53″～33°34′48″。 礦井交通條件：濉阜鐵路從礦井東南約3 km處通過，渦陽火車站距礦井中心約5 km；在礦井的西部（直線距離）約40 km處有京九鐵路；渦陽至河南省永城，渦陽至阜陽、蚌埠、亳州、淮北及鄰縣已形成四通八達的公路網(wǎng)。渦河可長年通航小型機動船，上游可達亳州，下游直通淮河。礦區(qū)交通位置如圖1.1.1。 圖1.1.1 交通位置示意圖 1.1.2地形地貌 礦內地勢平坦，地面標高29.49～32.5 m，地勢西北高東南低。礦內河渠縱橫，村莊密布，河渠兩岸及道路兩側綠樹成蔭。 1.1.3河流及水體 本區(qū)屬淮河水系。渦河及其支流武家河為長年性河流，由西北向東南流經(jīng)礦井西南部。夏季洪水期，渦陽城關節(jié)制閘上游最高洪水位（1963年8月7日）標高為30.45 m，秋冬季枯水期，河水水位一般較低。人工開挖的灌溉溝渠中，較大的有渦新河。 本區(qū)地下水較豐富，一般能滿足居民生活及工業(yè)用水。 1.1.4氣候 本區(qū)氣候溫和，屬季風暖溫帶，半濕潤氣候，春秋溫和少雨，夏季炎熱多雨，冬季寒冷多風。1956～1990年年平均氣溫14.6 ℃，最高氣溫（1964年7月9日）41.2 ℃，最低氣溫（1969年2月5日）-24 ℃。春秋季多東北風，夏季多東～東南風，冬季多北～西北風，平均風速為3.2 m/s。年平均降水量為811.8 mm，雨量多集中在七、八兩個月。全年蒸發(fā)量1890.6 mm，全年無霜期215 d，凍結期最早為11月10日（1968年），最晚可至次年3月16日（1959年）。凍土最深可達19 cm（1977年1月6日）。 1.1.5自然地震 本區(qū)處于東西向和南北向大斷裂的交匯帶，曾有小地震發(fā)生，但沒有災害性的大震。根據(jù)安徽省地震局1996年編制出版的地震烈度區(qū)劃圖查得，本區(qū)地震基本烈度值為Ⅶ，地震動峰值加速度為0.10 g。 1.1.6礦區(qū)內工農業(yè)生產、建筑材料等概況 井田位于淮北平原西部，以農業(yè)為主、工業(yè)欠發(fā)達。農作物主要有小麥、大豆、玉米、紅薯等。井田8號煤層賦存區(qū)內共有大小村莊22個，礦井建設和生產期間應根據(jù)國家政策，有計劃的妥善處理征地和遷村事宜。 礦井建設中的鋼材、木材、水泥等材料主要由外地供應，磚、瓦、砂、石等土產材料均可由當?shù)亟鉀Q。 井田中心距渦陽縣城僅4 km，為本礦井的建設和生產、居民生活等依托城市提供了便利條件。 1.1.7區(qū)域電源 本區(qū)電源充沛可靠。渦陽縣城南現(xiàn)在設有220/110/35 kV的區(qū)域變電所，其變壓器容量為1×120 MVA+1×90 MVA，為雙回路供電方式。設計礦井供電電源引自渦陽縣城南220/110/35 kV區(qū)域變電所，采用35 kV向礦井供電，每回線路長約14 km。 1.2井田地質特征 1.2.1地層 本井田勘探程度屬于精查。1997年6月安徽省煤田地質局第三勘探隊完成了對井田的精查工作并提交了《安徽省渦陽縣渦北井田勘探（精查）地質報告》。根據(jù)該報告礦井為全掩蓋區(qū)，第三、四系厚度變化不大，一般在400～420 m左右，古地形東高西低。區(qū)內地勢平坦，潛水面較淺。 本礦井內古生界巖層均隱伏于新生界松散層之下，經(jīng)鉆孔揭露，自下而上分別為奧陶系考虎山組、石炭系本溪組、太原組，二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、石千峰組，第三系、第四系。 本礦為石炭～二疊紀含煤地層。石炭系煤層薄、不穩(wěn)定、煤質差，并且頂板多為石灰?guī)r，水文、工程地質條件復雜。二疊紀含煤地層，總厚約990 m，含煤20～30層，煤層總厚20～26 m。上石盒子組下部含1、2、3三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個煤組，煤層薄，煤分層少。各組巖性特征由老到新簡述如下：如圖1.2.1。 1） 奧陶系（O2t） 老虎山組：揭露厚度10.76 m,為深灰色略帶肉紅色塊狀微晶白云質含泥質灰?guī)r，含燧石結核，裂隙尤為發(fā)育。 2） 石炭系（C） （1） 中統(tǒng)本溪組（C2b） 與下伏老虎山組假整合接觸。厚43.73 m，為深灰色鈣質泥巖、暗紫色~雜色鋁質泥巖、鐵鋁質泥巖為主，上部夾淺灰白色生物碎屑泥晶灰?guī)r兩層。 （2） 上統(tǒng)太原組（C3t） 與下伏本溪組整合接觸，厚127.70 m。根據(jù)巖性特征分段敘述如下： 下段：為深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r，有孔蟲、瓣鰓類等動物化石； 中段：淺灰色～灰色細中粒石英砂巖、泥巖夾薄煤三層及生物碎屑灰?guī)r一層； 上段：灰~深灰色泥晶生物碎屑灰?guī)r5層夾深灰色泥巖及薄層細砂巖?；?guī)r中含較多蜓類、腕足類、珊瑚、海百合莖等動物化石。 3） 二疊系（P） （1） 下統(tǒng)山西組（P1S） 與下伏太原組整合接觸。底界以太原組Ｌ１灰?guī)r之頂為界，上界至鋁質泥巖下駱駝缽砂巖之底，厚66.85～108.11 m，平均厚87.76 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含10、11兩煤層（組）； （2） 下統(tǒng)下石盒子組（P1X） 與下伏山西組整合接觸。下界從駱駝缽砂巖之底，上界至3煤組下K3砂巖之底，地層厚246.73～255.31 m，平均厚250.04 m，巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。 本組為本礦主要含煤段，含4、5、6、8等四個煤組，其中8為本礦主要可采煤層； （3） 上統(tǒng)上石盒子組（P2S） 與下伏下石盒子組整合接觸。下界從K3砂巖之底，上界至平頂山砂巖之底，厚約642 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色和綠色增多。 （4） 上統(tǒng)石千峰組（P2h） 與下伏上石盒子組整合接觸，揭露厚度 >310 m。 下段：厚約80 m。為灰白色粗粒石英砂巖夾磚紅色細砂巖、粉砂巖薄層，石英含量可達85～90%，含長石及重礦物，接觸式、基底式膠結，填隙物主要為硅質、少量泥、鈣質，局部可見泥巖角礫，厚層狀，層理不發(fā)育。 上段：磚紅色粉砂巖為主，夾細砂巖薄層，鏡下鑒定石英含量可達75～85%，長石含量10%左右，含有重礦物，基底式、接觸式膠結，填隙物主要為鈣質，少量泥質，常見鈣質結核，平行層理發(fā)育，層面含白云母片。 4） 上第三系 （1） 中新統(tǒng) 本統(tǒng)與下伏二疊系呈不整合接觸。厚度111.20～147.80 m，平均為133.50 m，一般可分為三段： 下段：為殘坡積相沉積，巖性較雜，其厚度變化大，為0～11.35 m，一般厚度3～4 m，為深黃、灰白、灰綠及棕紅色砂礫、礫石、粘土礫石、粘土質砂及鈣質粘土組成，多呈半固結狀； 中段：為湖相沉積，巖性為灰綠色粘土和半固結及固結狀灰白色泥灰?guī)r及鈣質粘土。泥灰?guī)r堅硬有溶蝕現(xiàn)象，具溶孔或小溶洞。一般厚度10 m左右； 上段：為湖相沉積，巖性由灰綠、灰白、灰黃色厚層粘土及砂質粘土間夾5～8層細砂或粘土質砂組成。粘土單層厚度大，分布穩(wěn)定，質純致密，具靜壓滑面。一般厚度110 m左右。 （2） 上新統(tǒng) 與下伏中新統(tǒng)呈整合接觸，為河湖相沉積物，分為上中下三段： 下段：棕黃、灰綠、灰白色中細砂及粉砂、粘土質砂間夾3～6層砂質粘土及粘土組成。一般厚度55 m左右； 中段：棕黃及淺黃色中細砂和粉砂間夾3～5層粘土或砂質粘土，砂層單層厚度大，結構松散。局部夾1～3層薄層呈透鏡狀分布的砂巖（盤），鈣泥質膠結，巖性堅硬。本段厚度95 m左右； 上段：灰綠、淺黃、棕黃色粘土及砂質粘土夾2～3層細砂及粘土質砂。頂部富含鈣質及鐵錳質結核組成古土壤層，相當于沉積間斷古剝蝕面，是第三系與第四系地層的分界線。厚度32 m左右。 1.2.2井田地質構造 渦北煤礦位于淮北煤田渦陽礦區(qū)的東北部，地處宿北斷裂、光武～固鎮(zhèn)斷裂及夏邑～固始斷裂和豐渦斷裂所圍成的菱形地塊內。主體構造表現(xiàn)為一遭受斷層（塊）切割了的西傾單斜。礦井構造明顯受到區(qū)域構造的制約。渦北煤礦井田構造中等，局部中等偏復雜?？傮w上為一走向近南北，向西傾斜的單斜構造，地層傾角一般在15～25o。其南、北自然邊界分別為F4斷層及其分支F4-1斷層和劉樓斷層。區(qū)內的F1（橫向）、F2（縱向）和F3（縱向）三條相交的正斷層將礦井分割成六個小區(qū)。 1） 褶皺構造 本礦褶曲不甚發(fā)育，僅存在一些寬緩的波狀起伏。F1斷層以東的Ⅰ、Ⅱ小區(qū)，地層傾角變化不大，一般在18o左右；F1斷層以西的Ⅲ、Ⅳ小區(qū)，地層傾角則相對較為平緩，但沿走向也有一定的變化，北部寬緩，地層傾角在11～21o之間，一般在17o左右。自第8勘查線向南～-700 m水平以深的地段，地層傾角變陡，由21o逐漸變?yōu)?5o，致使南部水平寬度減小，地層走向也逐步拐向西南方向。 2） 斷層 根據(jù)《渦北井田勘探（精查）地質報告》，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層6條，分別為劉樓斷層、F1、F2、F3、F4、F4-1。其中劉樓斷層為北部井田邊界，F(xiàn)4、F4-1為南部井田邊界。F1、F2、F3為井田內斷層。 （1） 劉樓斷層：為礦井北部邊界。正斷層，走向近EW，傾向N，走向長度>3 k m，落差>1000 m，傾角30～50o。斷層控制嚴密，屬查明斷層； （2） F4斷層：為礦井南部邊界。正斷層，走向總體為NE方向，在礦井淺部逐漸轉向近EW方向。傾向SE，走向長度>2.3 km，落差>280 m，傾角70o。屬查明斷層； （3） F4-1斷層：為礦井東南部邊界。正斷層，走向總體為NE方向，傾向SE，走向長度>900 m，落差>270 m，傾角50o，南部被F3所截。為查明斷層； 圖1.2.2 主采煤層綜合柱狀圖 （4） F1斷層：為分區(qū)斷層。正斷層，走向SN，傾向E，走向長度>6 km，貫穿整個礦井。落差66～250 m不等，北部較小，一般<100 m，向南變大。屬查明斷層； （5） F2斷層：為分區(qū)斷層。正斷層，走向NEE，傾向NNW，傾向長度>3.7 km，切割整個礦井。落差在140～210 m之間，傾角為40～70o。屬查明斷層； （6） F3斷層：走向總體近EW，東段由于受F1的切割影響，使其走向變?yōu)镹EE向。落差在10～80 m之間，傾角為50-70o。屬查明斷層。 3） 巖漿巖 區(qū)內巖漿活動不甚強烈，僅在礦井邊緣有兩個鉆孔見到。其中一孔：斑狀花崗巖，厚度7.80 m，侵入層位位于本溪組頂部；另一孔：閃斜煌斑巖，厚度1 m，侵入層位在上石盒子組上部，下距3煤組約270 m左右。根據(jù)已有資料分析，巖漿巖對礦井內煤層、煤質影響的可能性較小。從區(qū)域巖漿巖資料及本礦井的侵入層位可以推斷，區(qū)內巖漿巖的侵入時代應屬于燕山期。 4） 巖溶塌陷 通過三維地震勘探在勘探區(qū)內沒有發(fā)現(xiàn)直徑大于30 m的陷落柱。 1.2.3水文地質條件 1） 主要充水含水層 （1） 新生界第四含水層 本含水層（組）直接覆蓋在煤系地層之上，其厚度變化主要受古地形控制，含水層厚度0～11.35 m，平均厚3.43 m。其巖性較復雜，多為半固結及固結狀礫石及粘土質砂組成。分布極不穩(wěn)定。與煤系砂巖裂隙水有一定的水力聯(lián)系，是淺部煤層開采的主要補給水源； （2） 煤系砂巖裂隙含水層（段） 煤系砂巖裂隙水是礦井的直接充水水源，由于砂巖裂隙發(fā)育不均一，一般富水性較弱，以靜儲量為主，補給量不足； （3） 灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段） 太灰和奧灰?guī)r溶裂隙發(fā)育不均，富水程度不一，但總體上講，是富水含水層，正常情況下對煤層開采無直接充水影響，但當遇斷層使煤層與灰?guī)r對口接觸或其間距縮短或是遇封閉不良鉆孔等情況，灰?guī)r水有可能突入礦井。隨著采掘的延深，加之灰?guī)r水壓高的影響，灰?guī)r的可能突水性大大增加。太灰和奧灰水的防治是本礦防治水工作的重點和難點； （4） 斷層 本礦構造屬中等局部偏復雜類型。斷層破碎帶巖性較混雜，主要為泥巖、粉砂巖及少量砂巖，擠壓揉皺現(xiàn)象嚴重，但鉆探揭露時均未發(fā)生漏水。斷層的富水性弱，導水性差。但由于本礦部分為層斷距大，造成62、63、8煤層與太灰對口。開采到這些部位時，太灰的突水可能性很大，應引起重視。 2） 主要隔水層 （1） 新生界第三隔水層（組） 主要由灰綠色粘土和砂質粘土組成，粘土可塑性好，膨脹性強，厚度大且分布穩(wěn)定，具有良好的隔水性，可有效地阻隔三含及其以上各含水層與四含及各基巖含水層的水力聯(lián)系； （2） 8煤組下隔水層（段） 隔水層厚17.26～66.41 m，一般30 m左右，以鋁質泥巖、泥巖和粉砂巖為主夾少量砂巖，裂隙不發(fā)育，隔水性能較好； （3） 11煤底至太原組灰?guī)r頂部隔水層（段） 11煤距太灰間距為7.63～19.77 m，平均間距14.49 m，一般起不到防水作用，若開采11煤，底板突水可能性大，必須采取有效措施。 3） 礦井涌水量 設計結合地質報告所提礦井涌水量，并參考鄰近礦井估算礦井正常涌水量為320 m3/h，最大涌水量為360 m3/h。 4） 礦井開采受水害威脅程度 本礦為全隱伏煤田，上覆巨厚新生界松散層，松散層一般厚度為400 m左右。由于有厚度大、隔水性良好的第三隔水層的存在，地表水及一、二、三含水對礦井充水無影響。在合理留設防水煤柱的情況下，四含水是礦井充水的補給水源，但四含水厚度不大，富水性較弱，對礦井開采影響不大。煤系砂巖裂隙水是礦井充水的直接充水水源，但煤系砂巖裂隙發(fā)育不均一，一般富水性較弱，以靜儲量為主，對礦井充水威脅不大。太灰在正常情況下，距8煤100多米，除開采112煤層外，一般對其它煤層影響不大，但要注意受斷層影響，煤層和太灰對口部位。 5） 水文地質條件分類的綜合評定 按照《礦井水文地質規(guī)程》中有關礦井水文地質條件分類標準，通過對本礦井水文地質條件綜合分析，水文地質條件應為以裂隙充水為主的簡單～中等類型，若開采112煤，由于受底板灰?guī)r水威脅，水文地質條件應為中等類型。 1.3煤層特征 1.3.1煤層 本礦為石炭～二疊紀含煤地層。上石盒子組下部含1、2、3三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個煤組，煤層薄，煤分層少?？刹傻挠?2、62、63、8、112等五層煤層，可采煤層平均總厚9.10 m，其中8煤層為主要可采的較穩(wěn)定煤層，平均總厚7.5 m，占可采煤層總厚的79%；其它為不穩(wěn)定的局部可采煤層。本礦煤層傾角一般為14～21°，變化不大，煤層為緩傾斜煤層。風化帶深度為松散層底界下垂深30 m。 渦北礦井有可采煤層5層，自上而下編號為32、62、63、8、112。各可采煤層情況見表1.3.1?，F(xiàn)分述如下： 1） 32煤層 位于上石盒子組下部，為本組唯一可采煤層。結構簡單，部分見煤點具一層夾矸，夾矸為炭質泥巖或泥巖。F2斷層以北厚0.90～1.10 m，僅個別點不可采，厚度變化不大，可采區(qū)連續(xù)，趨向于較穩(wěn)定煤層；F2斷層以南煤層厚度變化較大，不可采區(qū)零星分布，尤其是F1斷層以東（Ⅱ區(qū)），32煤層僅個別點達可采厚度，無利用價值；Ⅳ區(qū)厚度一般為1.00 m左右，南部和北部均有一個不可采區(qū)，因此，32煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為主，并有少量粉砂巖和細砂巖。 表1.3.1可采煤層特征一覽表 煤層 名稱 厚度∕m 層間距∕m 煤層結構 穩(wěn)定程度 最小值-最大值 平均值 夾矸層數(shù) 結構 32 0.22-1.75 211.25 0～2 簡單 不穩(wěn)定 0.88 62 0-1.66 0～1 簡單 不穩(wěn)定 0.59 3.58 63 0-1.21 0～1 簡單 不穩(wěn)定 0.53 29.01 8 7.16-7.85 0～1 簡單 較穩(wěn)定 7.5 103.03 112 0-1.58 0～3 較簡單 較穩(wěn)定 0.74 2） 62煤層 位于下石盒子組下部，上距32煤層平均間距為211.25 m，結構簡單，少數(shù)見煤點具一層夾矸，夾矸為炭質泥巖。F2斷層以北煤層厚度薄，均不可采；F2斷層以南煤層厚度在臨界可采附近，不可采區(qū)零星分布，Ⅳ區(qū)煤厚一般在0.7～1.00 m之間，但中、淺部為一南北向帶狀不可采區(qū)，降低了煤層的利用價值，因此，62煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為主，并有少量粉砂巖。 3） 63煤層 位于下石盒子組下部，上距62煤層0.92～8.96 m，平均3.58 m，結構簡單，少量見煤點具一層夾矸，夾矸為炭質泥巖。F2斷層以北煤層厚度薄，均不可采；F2斷層以南Ⅱ區(qū)內63煤層厚度較穩(wěn)定，一般為1.00 m左右，8-9線以南為可采區(qū)；Ⅳ區(qū)大部分不可采，僅中、深部為一鞍狀可采區(qū)，煤層厚度約0.80 m左右，因此，63煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，底板一般為泥巖，少量粉砂巖或細砂巖。 4） 8煤層 位于下石盒子組下部，上距63煤層平均間距29.01 m。全區(qū)大部可采，煤類單一。因此8煤層為較穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖、細砂巖次之，粉砂巖、細砂巖下常發(fā)育泥巖偽頂，底板一般為泥巖。煤層最大厚度7.85 m，最小厚度7.16m，平均厚度7.5 m。 5） 112煤層 位于山西組下部，上距8煤層平均間距為103.03 m，結構簡單，少量見煤點具一層夾矸，夾矸為泥巖或炭質泥巖。112煤層厚度較薄，見煤點厚度一般均在臨界可采附近，I區(qū)淺部為可采區(qū)，厚度1.0～1.3 m；Ⅳ區(qū)中、南部為一個南北向帶狀可采區(qū)，煤層厚度約為0.9～1.2 m，其它可采區(qū)零星分布，因此112煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，底板一般為粉砂巖。 1.3.2煤層頂?shù)装? 本礦區(qū)可采煤層32、62、63、8、112煤頂板以泥巖為主，其次粉砂巖，局部細、中砂巖。底板以泥巖為主，其次粉、細砂巖。對礦區(qū)內各見煤鉆孔進行統(tǒng)計，可采煤層直接頂、底板巖性厚度見表1.3.2。 1.3.3煤質及工業(yè)用途 本礦井以焦煤為主，伴有少量肥煤，煤類分布規(guī)律明顯。各煤層均屬中灰煤，特低硫（112煤層屬中高～高硫分煤），特低磷～低磷，三氧化二砷含量甚微；屬中高熱值煤，高～難熔灰，酸性灰渣、結渣、結污指數(shù)低。 主采煤層8煤層浮煤產率在62～72%之間，屬良等。但浮、沉產物不易迅速分離，屬中等可選～極難選。各煤層屬中等揮發(fā)分，強～特強粘結性，具良好的結焦性。 1） 元素分析 元素分析成果見表1.3.3。 （1） 碳（C.daf）：剖面上自上而下遞增，平均含量由32煤層88.97%增至112煤層89.97%。 （2） 氫（H.daf）：各煤層平均含量在4.95～5.24%之間，剖面上自上而下有微小的遞減趨勢。 （3） 氧（O.daf）：各煤層平均含量為1.97～4.18%，基本上遵循碳高氧低的原則。 2） 揮發(fā)分（V.daf）和膠質層（Y） （1） 各煤層浮煤揮發(fā)分產率見表1.3.4。浮煤揮發(fā)分產率平均值在21.83～28%，屬中等揮發(fā)分煤。 （2） 膠質層厚度平均值為18.2～27.2 mm，32煤稍高。 綜上所述，本礦井煤層屬強～特強粘結性煤，具良好的結焦性，其洗選精煤是優(yōu)質煉焦配煤。 表1.3.2可采煤層直接頂、底板巖性及厚度 巖性 厚度∕m 煤層號 泥巖 粉砂巖 細砂巖 中砂巖 最小～最大 平均 最小～最大 平均 最小～最大 平均 最小～最大 平均 32 頂板 1.04～22.87 4.97 1.41～1.51 3.05 0.71～5.01 2.86 底板 0.73～34.71 3.37 0.84～7.09 2.98 2.39～6.25 4.87 62 頂板 0.70～21.03 5.19 1.55～9.21 4.35 0.75～7.03 3.89 6.77 6.77 底板 0.33～8.74 2.32 0.23～4.44 2.54 1.44～7.34 5.02 63 頂板 0.53～28.47 3.05 0.61～4.52 2.56 1.13～7.34 3.64 2.81～4.14 3.48 底板 1.10～17.95 4.16 0.94～8.74 4.10 1.84～6.74 4.20 3.90～8.84 6.37 8 頂板 1.02～5.12 2.99 0.96～12.32 4.61 9.28～25.82 17.82 8.78～20.12 13.56 底板 0.42～12.52 2.21 2.10～12.04 6.38 112 頂板 0.69～18.69 4.77 1.59～12.38 6.39 4.50～11.76 7.27 底板 0.62～19.77 10.571 2.45～19.73 10.74 15.26 15.26 表1.3.3元素分析成果統(tǒng)計表 煤層 元 素 分 析 ∕% 原子比 FC C.daf H.daf N.daf (O+S).daf O.daf O/C H/C 32 87.24-90.51 88.97 4.84-5.53 5.23 1.28-1.48 1.35 3.22-6.39 4.45 2.55-5.68 3.69 0.031 0.701 55.6 62 87.54-90.30 88.99 4.91-5.56 5.24 1.29-1.34 1.30 4.06-5.99 4.47 3.49-5.41 3.82 0.032 0.702 54.1 63 88.06-89.94 88.79 4.88-5.36 5.17 1.32-1.37 1.35 3.33-5.45 4.69 2.82-4.84 4.18 0.035 0.694 54.3 8 88.62-91.25 89.57 4.66-5.49 5.01 1.30-1.67 1.53 2.10-5.17 3.89 1.64-4.76 3.40 0.028 0.667 61.6 112 88.39-91.09 89.97 4.58-5.30 4.95 1.36-1.54 1.46 2.49-5.27 3.62 1.35-2.28 1.97 0.016 0.656 61.9 表1.3.4煤炭分類指標綜合表 煤層 V.daf∕% GR.I Y∕mm 煤 類 32 24.42-30.61 28.00(16) 76.7-97.6 90.8(16) 17.0-36.5 27.2(13) FM 1/3JM JM 62 23.32-26.50 24.75(10) 67.6-93.1 86.9(9) 10.0-21.5 18.9(8) JM 63 23.23-35.52 25.47(4) 86.9-93.4 89.0(4) 19.0-29.0 23.1(4) FM JM 8 19.45-26.34 22.98(31) 52.8-96.7 81.7(30) 11.5-25.0 18.2(30) JM 112 18.38-25.16 21.83(8) 78.8-97.6 88.2(8) 16.5-25.5 18.8(6) FM JM 3） 煤的工業(yè)分析 （1） 各煤層原煤發(fā)熱量值見表1.3.5。 各煤層原煤干燥基彈筒發(fā)熱量平均值在25.54～28.85 MJ/kg，且以8煤層最高。 表1.3.5發(fā)熱量統(tǒng)計表 煤層 煤類 Qb.d∕MJ×kg-1 Qgr.d∕MJ×kg-1 分級 原煤 浮煤 原煤 32 FM JM 21.25-31.35 27.53 31.82-33.97 32.98 27.42 高熱值煤 62 JM 23.08-29.00 25.54 30.65-33.71 32.91 25.45 中熱值煤 63 FM JM 21.56-28.32 25.90 25.81 高熱值煤 8 JM 24.83-31.51 28.85 31.50-34.89 33.60 28.76 高熱值煤 112 JM 25.98-30.95 28.58 33.89 28.27 高熱值煤 （2） 低溫干餾 各煤層焦油產率Tar.ad一般值在4.67～6.20%之間，屬含油煤，不宜做液化和煉油用煤。 （3） 煤類 本礦井煤類較單一，以JM為主，伴有少量FM，當出現(xiàn)孤立零星不成片的其它煤類時，一般就近合并。 4） 煤的工業(yè)用途 本礦井煤層以中變質的焦煤為主，洗精煤灰分 < 10%，粘結性強，結焦性好，是較為理想的煉焦配煤；中煤可作為動力用煤。 1.3.4瓦斯 本礦井各煤層瓦斯煤樣測試成果見表1.3.6。 表1.3.6瓦斯測試成果表 煤層 瓦斯成分∕% 瓦斯含量∕ml×g.daf-1 CH4(含C2+) N2 CO2 CH4(含C2+) CO2 32 0-92.50 54.73 0.00-86.36 36.86 3.61-29.18 8.41 0-6.85 2.58 0.074-0.27 0.15 62 33.97 6.53 59.50 0.16 0.38(1) 63 16.46-78.22 47.34 19.14-35.98 27.56 2.64-47.56 25.10 0.21-2.65 1.43 0.09-0.20 0.145 8 0.96-93.01 61.34 3.35-98.12 32.35 0.00-15.37 6.31 0.01-6.96 2.55 0.00-4.07 0.39 112 51.09 43.35 5.56 0.68 0.10 由表1.3.6可知本礦32煤層瓦斯含量較高。鉆孔測試結果瓦斯含量沒有 > 10 ml/g.daf，全礦井的相對瓦斯涌出量為6.77 m3/t，絕對瓦斯涌出量為21.3 m3/min，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2010年版），本礦井為“低瓦斯礦井”。但根據(jù)淮北礦區(qū)生產經(jīng)驗，礦井生產期間瓦斯較勘探期間有升高趨勢，因此在生產中應加強瓦斯監(jiān)測和管理，防止瓦斯事故的發(fā)生。 1.3.5煤塵 各煤層采取煤芯煤樣做了煤塵爆炸性試驗，結果見表1.3.7。 各煤層之煤塵燃燒時均有一定長度的火焰，最大火焰長度者為32煤可達250 mm，一般需通入25～95%的巖粉方能抑制發(fā)火；且各煤層爆炸指數(shù)為21.28～28.03%，均 > 15%，所以各煤層均存在爆炸危險性。 表1.3.7煤塵爆炸性試驗成果統(tǒng)計表 煤層 樣點數(shù) 揮發(fā)分Vdaaf∕% 火焰長度∕mm 巖粉量∕% 結論 32 5 25.35～30.61 有火～250 20～80 有爆炸危險 62 3 23.44～25.50 30～100 55～80 有爆炸危險 8 6 21.28～24.18 有火～95 45～>95 有爆炸危險 112 1 20.96 有火 25 有爆炸危險 1.3.6煤的自燃 以還原樣與氧化樣著火點溫度之差ΔT1-3評價煤的自然發(fā)火傾向。共獲得各煤層44個樣品的自燃發(fā)火傾向測試成果，見表1.3.8。 由表可知，大部分樣品ΔT1-3在20℃以內，32煤層屬不自燃；62煤層屬不易自燃～不自燃；8煤層為很易自燃～不自燃。 表1.3.8自燃發(fā)火傾向性試驗成果統(tǒng)計表 煤層 煤類 樣點數(shù) 原樣∕℃ ΔT1-3∕℃ 自燃傾向等級(點) 結論 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 32 FM 4 362～380 10～26 1 3 不自燃 62 JM 6 346～374 8～28 2 4 不易自燃～不自燃 8 JM 15 342～391 4～39 1 2 3 9 很易自燃～不自燃 112 JM 5 349～390 16～41 2 1 2 易自燃～不自燃 2 井田境界和儲量 2.1井田境界 2.1.1井田范圍 在煤田劃分為井田時，要保證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開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有： 1） 井田范圍內的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產能力相適應； 2） 保證井田有合理尺寸； 3） 充分利用自然條件進行劃分，如地質構造（斷層）等； 4） 合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關系。 南起F4斷層及其分支F4-1斷層，北至劉樓斷層；東起太原組第一層灰?guī)r頂界面的隱伏露頭線，西止于32煤層-1000 m等高線的地面投影線?？碧椒秶鷥让簩勇裆?400～-1000 m，-1000 m以深煤層尚未勘探。由于-1000 m以深煤層單獨建井從技術經(jīng)濟方面考慮不成立，因此其范圍和儲量應劃屬本井田，作為本井田的接續(xù)儲量。采礦許可證拐點坐標見表2.1.1。 表2.1.1礦區(qū)范圍拐點坐標 點號 X坐標 Y坐標 點號 X坐標 Y坐標 1 3713000.00 39426166.00 9 3715340.00 39423675.00 2 3711790.00 39426350.00 10 3717196.00 39423892.00 3 3710954.00 39425334.00 11 3717440.00 39426657.00 4 3710656.00 39423941.00 12 3716895.00 39426715.00 5 3711430.00 39423814.00 13 3716525.00 39426638.00 6 3713036.00 39423814.00 14 3715461.00 39426854.00 7 3713600.00 39422546.00 15 3715106.00 39426215.00 8 3714270.00 39423920.00 16 3713750.00 39426296.00 2.1.2開采界限 本礦為石炭～二疊紀含煤地層。石炭系煤層薄、不穩(wěn)定、煤質差，并且頂板多為石灰?guī)r，水文、工程地質條件復雜，暫不作勘查對象。二疊紀含煤地層，總厚約990 m，含煤20～30層，煤層總厚20～26 m。上石盒子組下部含1、2、3三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個煤組，煤層薄，煤分層少?？刹傻挠?2、62、63、8、112等五層煤層，可采煤層平均總厚9.10 m，其中8煤層為主要可采的較穩(wěn)定煤層，平均厚度7.5 m。 開采上限：32號煤層以上無可采煤層。 開采下限：112號煤層以下無可采煤層。 2.1.3井田尺寸 井田的走向最大長度為6.98km，最小長度為5.68km，平均長度為6.30km。井田傾斜方向的最大長度為3.10km，最小長度為1.88km，平均長度為2.46 km。煤層的傾角最大為21°，最小為14°，平均為17°，井田平均水平寬度為2.30km。 井田的水平面積按下式計算： S = H × L 式中： S—井田的水平面積，； H—井田的平均水平寬度，m； L—井田的平均走向長度，m； 則，井田的水平面積為：S = 2.30 ×6.30= 14.49（k） 2.2礦井工業(yè)儲量 2.2.1地質資源儲量 1） 地質資料依據(jù) （1） 安徽省煤田地質局勘查研究院于1997年6月提交的《安徽省渦陽縣渦北井田勘探（精查）地質報告》； （2） 2002年8月安徽三隊提交的《渦北礦井井筒檢查孔竣工報告》； （3） 2003年11月煤炭科學研究總院西安分院提交的《淮北礦業(yè)集團有限責任公司渦北煤礦三維地震勘探報告》； （4） 2006年10月西安分院提交的渦北煤礦三維地震勘探中間成果資料； （5） 礦方提供的建井過程中揭露的地質資料。 2） 儲量計算基礎 （1）本次儲量計算是按照《煤、泥炭地質勘查規(guī)范》DZ/0215-2002要求的工業(yè)指標進行資源儲量計算，煉焦用煤最低開采厚度為0.7 m，最高灰分不得超過40%，最高硫分不得超過3%； （2）儲量計算厚度：夾矸厚度不大于0.05 m時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾矸總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度； （3）井田內主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產狀平緩，勘探工程分布比較均勻，本次儲量計算只針對主采煤層，采用地質塊段的算術平均法； （4）煤層容重:主采煤層8煤層平均容重為1.40 t/m3。 3） 井田地質勘探 本井田歷經(jīng)找煤、普查、詳查、精查四個階段，勘探面積約19.2 km2。本次估算資源儲量鉆探工程基本線距見表2.2.1。 表2.2.1資源儲量鉆探工程基本線距表 煤層類型 煤層 各級儲量鉆探工程基本線距 /m 探明的 控制的 推斷的 穩(wěn)定煤層 8 500 1000 2000 4） 儲量計算 本勘探區(qū)主采煤層為8煤層，采用地質塊段法來劃分儲量塊，根據(jù)等高線和鉆孔的疏密程度將礦體劃分為ABCDEF六個塊段，井田塊段劃分如圖2.2.1，用算術平均法求得各塊段的儲量，地質資源儲量即為各塊段儲量之和。本煤層傾角一般在14～21o之間，平均傾角為17o，采用煤層垂直厚度及煤層水平投影面積估算儲量，估算公式如下： Zi = Si×Mi×Ri×10-4 （式2.2.1） 式中：Zi——各塊段地質資源儲量儲量，萬t； Si——各塊段的真實面積，m2； Mi——各塊段煤層的厚度，取平均值為7.47 m； Ri——各塊段內煤的容重，取平均值為1.40 t/m3。 由上式可計算出各塊段的地質儲量見表2.2.2。 所以礦井的地質資源儲量是各塊段儲量之和：=146.73（Mt） 表2-2煤層地質儲量計算 塊段名稱 傾角/° 面積/㎡ 煤層厚度/m 儲量核算/Mt A 21° 2186473 7.85 25.74 81 82 B 19° 781331 7.5 8.75 C 17° 2109723 7.16 23.33 D 14° 1839385 7.54 20.01 E 15° 1255487 7.36 13.4 F 20° 4678911 7.68 55.5 資源總儲量/Mt 146.73 2.2.2工業(yè)資源/儲量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟的基礎儲量，30%的是邊際經(jīng)濟的基礎儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。 圖2.2.1 井田儲量計算塊段劃分 礦井工業(yè)儲量可用下式計算： （2-2） 式中：—礦井工業(yè)資源/儲量，Mt； —探明的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； —控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； —探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； —控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量，Mt； —推斷的資源量，Mt； —可信度系數(shù)，取0.7~0.9，該式取0.8。 61.63（Mt） 30.81（Mt） 26.41（Mt） 13.21（Mt） 11.74（Mt） 將各數(shù)代入式2-2得：143.8（Mt） 2.3礦井可采儲量 2.3.1安全煤柱留設原則 1） 工業(yè)場地、井筒留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤柱； 2） 各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用表土層移動角和巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱； 3） 落差超過100 m的斷層保護煤柱寬度50 m，井田境界煤柱寬度為20 m。 2.3.2礦井永久保護煤柱損失量 1） 井田邊界保護煤柱 井田上部邊界為風氧化帶，下部邊界為人為邊界，上下邊界保護煤柱均留20 m寬。井田南北邊界為落差大于100m的斷層，南北井田邊界留設50 m寬，則井田邊界保護煤柱損失量為548.32萬t。 2） 斷層保護煤柱 井田范圍內共有三條斷層，每條斷層的落差均超過100 m，根據(jù)地質報告及生產礦井實際經(jīng)驗，確定斷層上、下盤煤柱均留設100 m寬，則斷層保護煤柱損失量為1076.8萬t。 3） 工業(yè)廣場保護煤柱 本礦井設計年生產能力為1.2 Mt/a。工業(yè)廣場取為400×360 m2的矩形。 工業(yè)廣場位置處的煤層的平均傾角