《采矿学》课程设计--祁南煤矿0.9Mt新井设计jhk.docx

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1、采矿学课程设计设计题目：祁南煤矿0.9Mt新井设计目录第一章矿区概述及井田地质特征31.l矿区概述31.1.1 地理位置及交通31.1.2 地形与建筑物概况和地表水51.L3气象条件61.1.5地震81.L6水源及电源91.2 矿井地质特征9121井田地质构造91.2.2井田水文地质特征151.3 煤层特征161.3煤层161.3.2 主采煤层围岩性质171.3.3 煤的特征18第二章井田境界和储量222.1 井田境界222.2 矿井工业储量222.3 矿井可采储量25第三章矿井工作制度、设计生产能力及服务年限293.1 矿井工作制度293.2 矿井设计生产能力及服务年限293.2.1 确定依

2、据293.2.2 矿井设计生产能力293.3 井型校核30第四章井田开拓334.1 井田开拓的基本问题334.2 井筒形式的确定344.3 工业场地的位置354.4 开采水平的确定364.5 井底车场和主要开拓巷道的布置364.6 方案比较36第一章矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通祁南煤矿位于安徽省宿州市埔桥区祁县镇境内。北距宿州市约23km,南距蚌埠市约70km。矿井北部以第10勘探线与淮北矿业集团桃园矿毗邻，东部与皖北矿务局祁东煤矿分界，浅部止于二叠系山西组8煤层露头；深部以8煤层-70Om水平地面投影为界，走向长约7.8km,宽约0.933.55km,矿井

3、面积约24km2o图Ll矿区交通位置图)94500)9500000i-z;OOOOOtOOooSH本矿井交通极为方便，京沪铁路从本区东北通过，北距宿州站约23km,东距芦岭站12.5km；青芦支线从矿井北部通过，矿井铁路运输专用线在宋庄站与青芦铁路接轨；206国道宿（州）蚌（埠）段从矿井中部穿过，公路可直通徐州、阜阳、淮北、淮南、河南省永城等地。矿井内有淮河支流汾河通过，乘船可进入淮河和洪泽湖。1.1.2 地形与速筑物概况和地表水淮北煤田位于淮北平原的北部，在地貌单元上属于华北大平原的一部分，为黄河、淮河水系形成的冲积平原。除肖县、滩溪、宿县北部有震旦、寒武、奥陶系岩层出露形成剥蚀残丘低山外，

4、绝大部分地区被第四、第三系松散层覆盖，形成平原地形。低山的海拔标高为180408m,平原地区标高一般为2050m。地势总体上由西北向东南微微倾斜。祁南矿周围村庄建筑物大多为砖石结构，片石基础，砖墙，人字形屋顶或平屋顶，砌筑时多采用黄泥石灰浆砌筑，水泥砂浆勾缝，抗变形能力较弱。部分房屋为一层砖木结构，毛石基础，砖墙和机瓦屋面，门和窗户采用平砌砖罐和钢筋砖过梁，一般3间或4间连在一起，长度不超过20m。另有少数房屋为泥土墙草顶，年久失修，抗变形能力极差。祁南矿地势较为平坦，北高南低，地面标高17.2023.8Onb一般22m左右,矿内人工开挖数条近南北向泄水沟，最大的为溜法新河，其作用主要是防洪排

5、涝,它们自北向南或由南向北汇于泠河集中排泄。矿内的最大地表水体是法河，它从本矿的中北部斜穿而过，河水自西北流向东南。汾河及其支流和人工沟渠组成了密如蛛网的地表水系。法河属淮河的支流,为一季节性河流。河床蜿延曲折，宽50150m,深35m,两岸有人工河堤，每年79月为雨季，一般流量5IOm3s,枯水季节每年10月至次年3月，干旱严重季节甚至断流。历史上汾河最高洪水位为24.5m,近几年据水文资料记载，丰水期最高洪水位祁县闸上游达20.75m,下游达20.70m（1984年），枯水期最低水位上游17.22m,下游16.70m。历年最大洪峰流量临涣站865m3s（1965年），固镇闸134（3s（1

6、954年），历年最低流量为零，历年平均流量临涣站7.85n?/s,固镇闸为23.211t7s篌河发源于河南省商丘地区，上游由东沙河与包河在临涣集附近汇合而成，属中小型季节性河流，五十年代以来曾发生过三次较大水灾，分别为1954年7月17日，1963年6月30日和1965年7月16日，其中1965年水灾最大，汾河洪峰达最大流量，本矿所在范围内普遍积水Im左右。1967年新汴河开挖以后，增强了区域内泄洪能力，泠河水从未溢出河床，根除了区域内水患。从水文地质图上看，沱河与各主采煤层露头线投影成3060的角度斜交,但由于有隔水层特别是新生界第三隔水层的存在，使地表水（包括河水）与煤系含水层没有水力联系

7、。目前地表水对煤矿开采和矿区建设没有危害。1.1.3 气象条件本区气候温和，属北温带季风区海洋大陆性气候。气候变化明显，四季分明，冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据宿州市气象局19801998年观测资料，平均气温14.6C,最高气温40.3C,最低气温-12.5C0年平均降雨量756mm,雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17m,年平均风速2.2ms,最大风速20s,主导风向为东东北风。无霜期210-240天。冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。1.1.4 水文条件本矿自精查报告提出以后，在1986年和1989年由安徽煤田地质三队施工了8个井口检查孔。松散层均进行了全取芯，取

8、芯质量较高，并进行了二次抽水试验，分别为23煤间砂岩和324煤间砂岩（K3）,抽水试验，抽水试验质量均为合格。在4个孔取样做了岩石物理力学性质试验，在2个孔取样做了粘土类土工试验。1991年又由安徽煤田地质水文队进行了水源勘探，共施工钻孔33个。其中抽水孔5个，观测孔19个，专门取芯孔4个。钻探进尺4014.3m,取芯进尺2901.03m,取芯总长度2406.42m,平均采取率83%0这28个孔综合验收均为优质。同时作抽水试验5次，其中一含一次，二含二次，三含上段抽水2次（一次为大口径抽水）。按现行供水水文地质勘察质量验收标准验收，5次抽水试验均为优质。表Ll祁南煤矿水文、工程地质工程量统计表

9、间项目精查期及以前井口检查孔水源勘探孔合计钻孔新生界第一含水层（组）112新生界第二含水层（组）224抽水试验（次）新生界第三含水层（组）224新生界第四含水层（组）4423煤含水层（段）1134煤含水层（段）3146-9煤含水层（段）2210煤上下含水层（段）11太原组灰含水层（段）11断层（F8、F9）22合计182525松散层取芯孔（个）全取芯2583366底含取芯132132松散层取芯孔（个）全取芯2583366底含取芯132132界面取芯5252无芯124124取样岩、土样（组）5611水样（个）21526水质细菌分析样（个）358建矿以后，进行了矿井涌水量观测。对较大的突水点进行了

10、记录，有的取样进行了水质化验。1997年矿方施工了四含观测孔97-观I,进行了注水试验。1999年在井下工作面施工了1021-探I、1021.探2及1021-探3三个探水孔和102.观I、102-观2两个观测孔。前三者为太原组二灰探查孔，后二者为太灰上段观测孔,钻探进尺共计558m。同时对受灰岩水威胁的10煤层1023、1024工作面进行电法勘探工作，主要目的是查明隐伏导水构造及可能突水区。另外还在祁县闸对汾河水位进行了观测，取得了两年的汾河水位观测资料。祁南矿井主要充水含水层为：新生界第四含水层（组）、煤系砂岩裂隙含水层（段）和10煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层（段底板埋深190.00403.7

11、5m,含水层厚033.80m,平均10.1m。在矿井西北部砾岩分布区，砾岩的厚度为3.0928.80m,平均16.53m。第四含水层厚度变化大，界面形态波状起伏，岩性也各不相同，富水性强弱差异较大，第四含水层大部分地段属弱含水层，水量较小，但砾岩分布区西部边界不清，在矿区内分布面积虽不大，但水量较为充沛。矿井涌水水源主要是煤系砂岩裂隙水。新生界四含砾岩水在留设防水煤柱的情况下，不会成为矿井直接充水水源。灰岩岩溶裂隙水在突水时会对矿井涌水量产生较大影响。预计一水平矿井正常涌水量为190m3h,最大涌水量为400m3h;目前每月观测的矿井涌水量约为180m3ho据本矿1998年以来矿井涌水量观测资

12、料，1998年矿井涌水量月平均126.3m3h,1999年月平均181m3h,1998年8月2000年7月两年内矿井正常涌水量月平均为167.36m,最大涌水量为1999年9月的涌水量199.8m3h年1234567891011121998101IM1081081081101121131201601761951999162.7164.4174172.1173.4176.4177.9175.4199.8199.5198.4197.62000197.4196.41345135.4137.21393140.8表1.298年至2000年矿井涌水量观测统计表单位：m3h1.1.5 地震宿县矿区位于华北板

13、块东南缘。东有郑庐大断裂，西有阜阳麻城断裂，北有秦岭纬向构造带，南有五河-利辛断裂。据历史资料记载，安徽北部一带,自公元925年以来发生有感地震40余次，其中I960年以来本区发生较大的地震有7次。根据安徽省地震局1996年编制出版的安徽地震烈度区划图查得，本区属4-6级地震区，地震烈度为7度。表13近年来淮北地区有感地震统计表时间19653.151971.7.131973.9221979321981.12201983.11.71999.1.12震中位置固镇鹿临涣固镇醐撕利辛4.033455.03.05.9421.1.6 水源及电源祁南矿井电源取自南坪集变电站。该变电所以220V输电线蜘与淮北

14、电厂相联，淮北电厂与淮南电厂职网。矿井供水水源为新生界松散层一、二含水层，该层埋藏深度较浅，分布广，江河日下比较丰富，水质符合要求。为了充分利用地下水资源，设计采用井下排水处理后，作选煤厂补充水及工业场地的生产及部分生活用水。1.2 矿井地质特征1.2.1 井田地质构造祁南煤矿位于宿南向斜西南部，为一走向近似南北转至东西、向西南凸出、倾向东至北的弧形单斜构造，中部及东部发育次一级褶曲，轴向基本上与地层走向一致。矿井内地层倾角西部及北部略陡，一般为9.5。12.4。；中部及东部较缓,一般为6.4。10。根据矿井勘探及生产揭露的地层情况分析，矿井构造较为发育，已查出褶曲为张学屋向斜，落差20m及20m以上的断层3条，其中F8及F9断层落差70m,错断新生界地层，为一新构造运动。祁南煤矿属于淮北煤田宿县矿区，宿县矿区四周被大的断裂切割，东南西北方向分别为固镇一长丰断裂、光武一固镇断裂、丰涡断裂和宿北断裂，它们均为正断层，大多充填较好，一般能起到隔水作用，形成网格状水文地质单元，其水文地质条件受四周的大断裂所控制，宿县矿区位于