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矿井热害及其防治技术研究.rar

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    编号:20180910134554545    类型:共享资源    大小:5.20MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-10
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    矿井 热害 及其 防治 技术研究
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    中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计一般部分中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置、交通涡 北 井 田 位 于 淮 北 平 原 西 部 , 行 政 区 划 属 安 徽 省 涡 阳 县 管 辖 。 井 田 中 心 南 距 涡 阳 县城 4km, 地 理 坐 标 东 经 116°09′58″~ 116°12′45″, 北 纬 33°30′53″~ 33°34′48″。濉 ( 溪 ) ~ 阜 ( 阳 ) 铁 路 从 井 田 东 南 约 3 km 处 通 过 , 该 线 往 东 北 经 符 离 集 可 接 入津 沪 线 , 往 西 南 经 阜 阳 可 接 入 京 九 线 。 井 田 附 近 在 濉 ~ 阜 铁 路 上 有 涡 阳 和 龙 山 两 个 车 站 ,距 井 田 中 心 分 别 为 5km 和 11km。区 内 公 路 四 通 八 达 。 涡 阳 ~ 永 城 公 路 纵 贯 井 田 东 部 , 涡 阳 往 阜 阳 、 蚌 埠 、 亳 州 、 淮北 、 永 城 等 邻 近 市 、 县 均 有 公 路 相 通 。涡 河 是 淮 河 的 支 流 , 距 矿 井 工 业 场 地 最 近 处 仅 2km, 可 通 行 200t~ 400t 级 船 。 由涡 河 经 怀 远 可 进 入 淮 河 , 还 可 经 洪 泽 湖 于 淮 安 转 入 京 杭 运 河 进 入 长 江 。因 此 , 本 区 地 理 位 置 优 越 , 交 通 运 输 方 便 , 矿 井 具 备 铁 路 、 公 路 和 通 航 河 流 三 种 运输 条 件 。 交 通 位 置 见 图 1.1.1。图 1.1.1 涡 北 矿 交 通 位 置 图1.1.2 地形特征本 区 地 势 平 坦 , 地 面 标 高 +29.49~ +31.80m, 地 势 西 北 高 东 南 低 , 地 面 村 庄 较 多 。1.1.3 矿区内工农业生产、建筑材料等概况井 田 位 于 淮 北 平 原 西 部 , 以 农 业 为 主 , 工 业 欠 发 达 。 农 作 物 主 要 有 小 麦 、 大 豆 、 红薯 、 玉 米 等 。 井 田 8 煤 组 赋 存 区 内 共 有 大 小 村 庄 22 个 , 其 中 初 期 移 交 采 区 范 围 村 庄6 个 , 共 1110 户 。 投 产 工 作 面 影 响 范 围 需 搬 迁 村 庄 1 个 , 共 134 户 。 矿 井 建 设 和 生 产中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页期 间 应 根 据 国 家 政 策 , 有 计 划 的 妥 善 处 理 征 地 和 迁 村 事 宜 。矿 井 建 设 中 的 钢 材 、 木 材 、 水 泥 等 材 料 主 要 由 外 地 供 应 , 砖 、 瓦 、 砂 、 石 等 土 产 材料 均 可 由 当 地 解 决 。1.1.4 区域水源、电源本 区 水 源 充 足 。 根 据 现 有 水 文 地 质 资 料 , 新 生 界 第 一 含 水 层 富 水 性 强 , 水 质 较 好 ,可 作 为 矿 井 的 生 活 水 源 。 矿 井 水 经 处 理 后 , 可 作 为 矿 井 及 选 煤 厂 生 产 用 水 。 本 区 电 源 充 沛 可 靠 。 涡 阳 县 城 南 现 有 220/110/35kV 区 域 变 电 所 , 其 变 压 器 容 量 为1×120MVA+1×90MVA, 为 双 回 路 供 电 方 式 。 设 计 矿 井 供 电 电 源 引 自 涡 阳 县 城 南220/110/35kV 区 域 变 电 所 , 采 用 35kV 向 矿 井 供 电 , 每 回 线 路 长 约 14km。 目 前 矿 井供 电 线 路 已 经 架 设 完 毕 并 供 电 。1.1.5 矿区气候条件本 区 属 季 风 暖 温 带 半 湿 润 气 候 , 气 候 温 和 , 四 季 分 明 。 年 平 均 气 温 14.6℃ , 最 高气 温 41.2℃ , 最 低 气 温 - 24℃ 。 最 早 冻 结 期 为 11 月 , 最 迟 解 冻 为 翌 年 3 月 , 最 大 冻土 深 度 为 0.19m。 年 平 均 风 速 为 3.2 m/s, 平 均 降 雨 量 811.8mm, 雨 季 集 中 在 7~ 8 月份 。 春 秋 季 多 东 北 风 , 夏 季 多 东 ~ 东 南 风 , 冬 季 多 北 ~ 西 北 风 。1.1.6 矿区的水文情况本 区 内 涡 河 及 其 支 流 武 家 河 为 长 年 性 河 流 , 由 西 北 向 东 南 流 径 井 田 西 南 部 , 涡 阳 县城 关 涡 河 节 制 闸 上 游 最 高 洪 水 位 ( 1963 年 8 月 7 日 ) 标 高 为 +30.45m。 区 内 沟 渠 纵 横 ,均 为 人 工 开 挖 的 灌 溉 沟 渠 , 较 大 的 涡 新 河 长 年 有 水 。1.2 井田地质特征1.2.1 地层根 据 该 《 安 徽 省 涡 阳 县 涡 北 井 田 勘 探 ( 精 查 ) 地 质 报 告 》 为 全 掩 盖 区 , 第 三 、 四系 厚 度 变 化 不 大 , 一 般 在 400~ 420 m 左 右 , 古 地 形 东 高 西 低 。 区 内 地 势 平 坦 , 潜 水 面较 浅 。本 矿 井 内 古 生 界 岩 层 均 隐 伏 于 新 生 界 松 散 层 之 下 , 经 钻 孔 揭 露 , 自 下 而 上 分 别 为奥 陶 系 老 虎 山 组 、 石 炭 系 本 溪 组 、 太 原 组 , 二 叠 系 山 西 组 、 下 石 盒 子 组 、 上 石 盒 子 组 、石 千 峰 组 , 第 三 系 、 第 四 系 , 见 图 1.2.1。 各 组 岩 性 特 征 由 老 新 简 述 如 下 :( 1) 奥 陶 系 ( O2t)老 虎 山 组 : 揭 露 厚 度 10.76, 为 深 灰 色 略 带 肉 红 色 块 状 微 晶 白 云 质 含 泥 质 灰 岩 , 含燧 石 结 核 , 裂 隙 尤 为 发 育 。( 2) 石 炭 系 ( C)① 中 统 本 溪 组 ( C2b)与 下 伏 老 虎 山 组 假 整 合 接 触 。 厚 43.73 m, 为 深 灰 色 钙 质 泥 岩 、 暗 紫 色 ~杂 色 铝 质泥 岩 、 铁 铝 质 泥 岩 为 主 , 上 部 夹 浅 灰 白 色 生 物 碎 屑 泥 晶 灰 岩 两 层 。② 上 统 太 原 组 ( C3t)与 下 伏 本 溪 组 整 合 接 触 , 厚 127.70 m。 根 据 岩 性 特 征 分 段 叙 述 如 下 :下 段 : 为 深 灰 色 生 物 碎 屑 泥 晶 灰 岩 , 有 孔 虫 、 瓣 鳃 类 等 动 物 化 石 。中 段 : 浅 灰 色 ~ 灰 色 细 中 粒 石 英 砂 岩 、 泥 岩 夹 薄 煤 三 层 及 生 物 碎 屑 灰 岩 一 层 。上 段 : 灰 ~深 灰 色 泥 晶 生 物 碎 屑 灰 岩 5 层 夹 深 灰 色 泥 岩 及 薄 层 细 砂 岩 。 灰 岩 中 含 较中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页多 蜓 类 、 腕 足 类 、 珊 瑚 、 海 百 合 茎 等 动 物 化 石 。( 3) 二 叠 系 ( P)① 下 统 山 西 组 ( P1S)与 下 伏 太 原 组 整 合 接 触 。 底 界 以 太 原 组 L1 灰 岩 之 顶 为 界 , 上 界 至 铝 质 泥 岩 下 骆 驼钵 砂 岩 之 底 , 厚 66.85~ 108.11 m, 平 均 厚 87.76 m。 由 砂 岩 、 粉 砂 岩 、 泥 岩 和 煤 层 组成 , 含 10、 11 两 煤 层 ( 组 ) 。② 下 统 下 石 盒 子 组 ( P1X)与 下 伏 山 西 组 整 合 接 触 。 下 界 从 骆 驼 钵 砂 岩 之 底 , 上 界 至 3 煤 组 下 K3 砂 岩 之 底 ,地 层 厚 246.73~ 255.31 m, 平 均 厚 250.04 m, 岩 性 由 砂 岩 、 粉 砂 岩 、 泥 岩 和 煤 层 组 成 。本 组 为 本 矿 主 要 含 煤 段 , 含 4、 5、 6、 8 等 四 个 煤 组 , 其 中 8 为 本 矿 主 要 可 采 煤层 。③ 上 统 上 石 盒 子 组 ( P2S)与 下 伏 下 石 盒 子 组 整 合 接 触 。 下 界 从 K3 砂 岩 之 底 , 上 界 至 平 顶 山 砂 岩 之 底 , 厚642 m。 由 砂 岩 、 粉 砂 岩 、 泥 岩 和 煤 层 组 成 。 泥 岩 、 粉 砂 岩 颜 色 变 杂 , 紫 色 和 绿 色 增 多 。含 1、 2、 3 三 个 煤 层 ( 组 ) , 其 中 3 煤 层 为 局 部 可 采 煤 层 。④ 上 统 石 千 峰 组 ( P2h)与 下 伏 上 石 盒 子 组 整 合 接 触 , 揭 露 厚 度 >310 m。下 段 : 厚 约 80 m。 为 灰 白 色 粗 粒 石 英 砂 岩 夹 砖 红 色 细 砂 岩 、 粉 砂 岩 薄 层 , 石 英 含量 可 达 85~ 90%, 含 长 石 及 重 矿 物 , 接 触 式 、 基 底 式 胶 结 , 填 隙 物 主 要 为 硅 质 、 少 量泥 、 钙 质 , 局 部 可 见 泥 岩 角 砾 , 厚 层 状 , 层 理 不 发 育 。上 段 : 砖 红 色 粉 砂 岩 为 主 , 夹 细 砂 岩 薄 层 , 镜 下 鉴 定 石 英 含 量 可 达 75~ 85%, 长石 含 量 10%左 右 , 含 有 重 矿 物 , 基 底 式 、 接 触 式 胶 结 , 填 隙 物 主 要 为 钙 质 , 少 量 泥 质 ,常 见 钙 质 结 核 , 平 行 层 理 发 育 , 层 面 含 白 云 母 片 。( 4) 上 第 三 系① 中 新 统本 统 与 下 伏 二 叠 系 呈 不 整 合 接 触 。 厚 度 111.20~ 147.80 m, 平 均 为 133.50 m, 一般 可 分 为 三 段 :下 段 : 为 残 坡 积 相 沉 积 , 岩 性 较 杂 , 其 厚 度 变 化 大 , 为 0~ 11.35 m, 一 般 厚 度3~ 4 m, 为 深 黄 、 灰 白 、 灰 绿 及 棕 红 色 砂 砾 、 砾 石 、 粘 土 砾 石 、 粘 土 质 砂 及 钙 质 粘 土组 成 , 多 呈 半 固 结 状 。中 段 : 为 湖 相 沉 积 , 岩 性 为 灰 绿 色 粘 土 和 半 固 结 及 固 结 状 灰 白 色 泥 灰 岩 及 钙 质 粘 土 。泥 灰 岩 坚 硬 有 溶 蚀 现 象 , 具 溶 孔 或 小 溶 洞 。 一 般 厚 度 10 m 左 右 。上 段 : 为 湖 相 沉 积 , 岩 性 由 灰 绿 、 灰 白 、 灰 黄 色 厚 层 粘 土 及 砂 质 粘 土 间 夹 5~ 8层 细 砂 或 粘 土 质 砂 组 成 。 粘 土 单 层 厚 度 大 , 分 布 稳 定 , 质 纯 致 密 , 具 静 压 滑 面 。 一 般 厚度 110 m 左 右 。② 上 新 统与 下 伏 中 新 统 呈 整 合 接 触 , 为 河 湖 相 沉 积 物 , 分 为 上 中 下 三 段 :下 段 : 棕 黄 、 灰 绿 、 灰 白 色 中 细 砂 及 粉 砂 、 粘 土 质 砂 间 夹 3~ 6 层 砂 质 粘 土 及 粘土 组 成 。 一 般 厚 度 55 m 左 右 。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页中 段 : 棕 黄 及 浅 黄 色 中 细 砂 和 粉 砂 间 夹 3~ 5 层 粘 土 或 砂 质 粘 土 , 砂 层 单 层 厚 度 大 ,结 构 松 散 。 局 部 夹 1~ 3 层 薄 层 呈 透 镜 状 分 布 的 砂 岩 ( 盘 ) , 钙 泥 质 胶 结 , 岩 性 坚 硬 。本 段 厚 度 95 m 左 右 。上 段 : 灰 绿 、 浅 黄 、 棕 黄 色 粘 土 及 砂 质 粘 土 夹 2~ 3 层 细 砂 及 粘 土 质 砂 。 顶 部 富 含钙 质 及 铁 锰 质 结 核 组 成 古 土 壤 层 , 相 当 于 沉 积 间 断 古 剥 蚀 面 , 是 第 三 系 与 第 四 系 地 层 的分 界 线 。 厚 度 32 m 左 右 。( 5) 第 四 系该 地 层 假 整 合 于 上 第 三 系 之 上 , 厚 度 83~ 99 m, 一 般 为 91 m 左 右 。1.2.2 地质构造涡 北 煤 矿 位 于 淮 北 煤 田 涡 阳 矿 区 的 东 北 部 , 地 处 宿 北 断 裂 、 光 武 ~ 固 镇 断 裂 及 夏邑 ~ 固 始 断 裂 和 丰 涡 断 裂 所 围 成 的 菱 形 地 块 内 。 主 体 构 造 表 现 为 一 遭 受 断 层 ( 块 ) 切 割了 的 西 倾 单 斜 。 矿 井 构 造 明 显 受 到 区 域 构 造 的 制 约 。涡 北 煤 矿 总 体 上 为 一 走 向 近 南 北 , 向 西 倾 斜 的 单 斜 构 造 , 地 层 倾 角 一 般 在20~ 30º。 其 南 、 北 自 然 边 界 分 别 为 F3、 F3-1 和 刘 楼 断 层 。 区 内 的 F2、 F4( 纵 向 ) 和F1( 横 向 ) 三 条 正 断 层 将 矿 井 分 割 成 六 个 小 区 。Ⅰ 区 : 刘 楼 断 层 ~ F2 间 , F1~ 矿 井 浅 部 边 界 ;Ⅱ 区 : F2~ F4 间 , F1~ 矿 井 浅 部 边 界 ;Ⅲ 区 : F4~ F3-1 及 F3 间 , F1~ 矿 井 浅 部 边 界Ⅳ 区 : 刘 楼 断 层 ~ F2 间 , F1~ 矿 井 深 部 边 界 ;Ⅴ 区 : F2~ F4 间 , F1~ 矿 井 深 部 边 界 ;Ⅵ 区 : F4~ F3 间 , F1~ 矿 井 深 部 边 界 。( 1) 褶 皱 构 造本 矿 褶 曲 不 甚 发 育 , 仅 存 在 一 些 宽 缓 的 波 状 起 伏 。 F1 断 层 以 东 的 Ⅰ 、 Ⅱ 小 区 , 地层 倾 角 变 化 不 大 , 一 般 在 18º 左 右 ; F1 断 层 以 西 的 Ⅲ 、 Ⅳ 小 区 , 地 层 倾 角 则 相 对 较 为平 缓 , 但 沿 走 向 也 有 一 定 的 变 化 , 北 部 宽 缓 , 地 层 倾 角 在 11~ 21º 之 间 , 一 般 在 18º左 右 。 自 第 8 勘 查 线 向 南 ~ -700 m 水 平 以 深 的 地 段 , 地 层 倾 角 变 陡 , 由 21º 逐 渐 变 为25º, 致 使 南 部 水 平 宽 度 减 小 , 地 层 走 向 也 逐 步 拐 向 西 南 方 向 。( 2) 断 层根 据 《 涡 北 井 田 勘 探 ( 精 查 ) 地 质 报 告 》 , 全 区 共 发 现 断 层 6 条 , 分 别 为 刘 楼 断层 、 F1、 F2、 F3、 F4、 F3-1。 其 中 刘 楼 断 层 为 北 部 井 田 边 界 , F3、 F3-1 为 南 部 井 田边 界 。 F1、 F2、 F4 为 井 田 内 断 层 。① 刘 楼 断 层 : 为 矿 井 北 部 边 界 。 正 断 层 , 走 向 近 EW, 倾 向 N, 走 向 长 度 >3 km, 落 差 >1000 m, 倾 角 30~ 50º。 断 层 控 制 严 密 , 属 查 明 断 层 。② F3 断 层 : 为 矿 井 南 部 边 界 。 正 断 层 , 走 向 总 体 为 NE 方 向 , 在 矿 井 浅 部 逐 渐 转中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页灰 色 ~ 深 灰 色 ,泥 质 结 构 ,平行 节 理 ,端 口 平 坦 岩 芯 破 碎灰 色 ,薄 ~ 中 厚 层 状 ,平 行 节理 裂 隙 发 育 ,为 方 解 石 充 填灰 色 薄 ~ 中 厚 层 状 ,平 行 节理 ,裂 隙 发 育 ,为 方 解 石 充 填灰 色 ,粉 砂 质 结 构 ,垂 直 裂 隙黑 色 ,阶 梯 状 ,条 痕 黑 褐 色 ,玻 璃 光 泽 属 半 亮 光 亮 型 煤地 层 单 位界 系 组统 层 厚/m柱 状 图1: 50煤 层标 号 岩 石 名 称 岩 性 描 述8.20层号1.504.707.603.900.857.3015.263.709.506.805.3110.352.500.764.276.38煤泥 岩细 砂 岩粉 砂 岩泥 岩煤砂 质 泥 岩细 砂 岩砂 质 泥 岩细 砂 岩含 铝 泥 岩粉 砂 岩细 砂 岩炭 质 泥 岩煤泥 岩细 砂 岩8煤6656463626160595857676869707172736煤0煤古生界二叠系下统下石盒子组灰 白 色 中 厚 层 状 ,细 粒 结 构含 互 层 状 粉 砂 质 平 行 节 理深 灰 色 ,中 厚 层 状 ,泥 质 结构 水 平 层 理 裂 隙 发 育黑 色 ,粉 末 状 ,条 痕 黑 褐 色 ,丝 绢 光 泽 属 半 暗 型 煤灰 色 ~ 深 灰 色 ,泥 质 结 构 ,滑 面裂 隙 发 育 ,端 口 平 坦 ,岩 芯 破 碎灰 白 色 细 粒 结 构 钙 质 胶结 ,分 选 中 等 ,岩 石 破 碎灰 色 ,粉 砂 质 结 构 ,垂 直 裂 隙浅 灰 白 色 ,中 厚 层 状 ,泥 质 结构 含 铝 质 ,裂 隙 发 育灰 色 ,薄 ~ 中 厚 层 状 ,平 行 节理 裂 隙 发 育 ,为 方 解 石 充 填灰 色 ~ 深 灰 色 泥 质 结 构 ,平行 节 理 ,端 口 平 坦 ,岩 芯 破 碎黑 色 粉 末 状 条 痕 黑 褐 色 ,丝 绢 光 泽 ,属 半 暗 型 煤深 灰 色 中 厚 层 状 ,泥 质 结构 水 平 层 理 裂 隙 发 育深 灰 色 ,中 厚 层 状 ,泥 质 结构 水 平 层 理 裂 隙 发 育图 1.2.1 煤 层 地 质 综 合 柱 状 图1010中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页向 近 EW 方 向 。 倾 向 SE, 走 向 长 度 >2.3 km, 落 差 >280 m, 倾 角 70º。 属 查 明 断层 。③ F3-1 断 层 : 为 矿 井 东 南 部 边 界 。 正 断 层 , 走 向 总 体 为 NE 方 向 , 倾 向 SE, 走向 长 度 >900 m, 落 差 >270 m, 倾 角 50º, 南 部 被 F3 所 截 。 为 查 明 断 层 。④ F1 断 层 : 为 分 区 断 层 。 正 断 层 , 走 向 SN, 倾 向 E, 走 向 长 度 >6 km, 贯 穿 整 个矿 井 。 落 差 80~ 250 m 不 等 , 北 部 较 小 , 一 般 3.7 km,切 割 整 个 矿 井 。 落 差 在 40~ 310 m 之 间 , 倾 角 为 40~ 70º。 属 查 明 断 层 。⑥ F4 断 层 : 为 分 区 断 层 。 正 断 层 , 走 向 EW, 倾 向 N, 走 向 长 度 2200。 落 差 在20~150m, 倾 角 70º。 属 查 明 断 层 。( 3) 岩 浆 岩区 内 岩 浆 活 动 不 甚 强 烈 , 仅 在 井 田 边 缘 有 两 个 钻 孔 ( 61、 127 孔 ) 见 到 。 根 据 已 有资 料 分 析 , 岩 浆 岩 的 侵 入 时 代 应 属 于 燕 山 期 , 岩 浆 岩 对 井 田 内 煤 层 、 煤 质 影 响 的 可 能 性较 小 。( 4) 岩 溶 塌 陷通 过 三 维 地 震 勘 探 在 勘 探 区 内 没 有 发 现 直 径 大 于 30 m 的 陷 落 柱 。1.2.3 水文地质( 1) 新 生 界 松 散 层 含 、 隔 水 层 ( 组 )井 田 内 煤 系 地 层 均 被 新 生 界 松 散 层 所 覆 盖 。 松 散 层 厚 度 受 古 地 形 所 控 制 , 总 体 趋 势是 自 东 向 西 逐 渐 增 厚 , 两 极 厚 度 378.80~ 445.40m, 平 均 厚 度 为 404.28m。 按 其 岩 性组 合 及 区 域 资 料 对 比 , 自 上 而 下 可 划 分 为 四 个 含 水 层 ( 组 ) 和 三 个 隔 水 层 ( 组 ) 。① 第 一 含 水 层 ( 组 ) 底 板 深 度 在 31.30~ 35.40m 之 间 , 平 均 为 33.66m, 含 水 砂 层 厚 度 为14.85~ 26.00m, 平 均 20.85m。 该 层 ( 组 ) 主 要 由 浅 黄 色 细 砂 、 粉 砂 及 粘 土 质 砂 , 夹2~ 3 层 薄 层 状 砂 质 粘 土 组 成 。 据 供 水 总 结 抽 水 试 验 资 料 : 水 位 标 高27.13~ 29.22m, q=0.534~ 1.536L/s·m, 富 水 性 中 等 。 矿 化 度 0.299~ 0.747g/L, 水 质类 型 为 HCO3-K+Na·Mg·Ca 型 水 。② 第 一 隔 水 层 ( 组 )底 板 深 度 45.60~ 52.60m, 平 均 为 48.35m。 隔 水 层 厚 6.40~ 13.50m, 平 均 厚 度10.10m。 由 浅 黄 色 及 浅 棕 黄 色 粘 土 及 砂 质 粘 土 , 夹 1~ 3 层 粉 细 砂 及 粘 土 质 砂 , 富 含钙 质 结 核 及 铁 锰 结 核 。 分 布 稳 定 , 隔 水 性 能 较 好 。③ 第 二 含 水 层 ( 组 )底 板 深 度 86.30~ 97.10m, 平 均 91.39m。 含 水 层 厚 度 12.00~ 28.50m, 平 均 为20.50m, 由 浅 黄 色 细 砂 、 粉 砂 及 粘 土 质 砂 , 夹 5~ 8 层 砂 质 粘 土 或 粘 土 组 成 。 据 供 水总 结 抽 水 试 验 资 料 : 水 位 标 高 24.46~ 28.01m, q=0.099~ 0.564L/s·m, 富 水 性 弱 ~ 中等 。 矿 化 度 0.830~ 1.51g/L, 水 质 类 型 为 HCO3-K+Na·Mg 型 和 SO4·HCO3·CL-K+Na型 水 。④ 第 二 隔 水 层 ( 组 )中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页底 板 深 度 116.40~ 142.30m, 平 均 为 121.48m。 隔 水 层 厚 度 12.80~ 46.50m, 平 均为 22.70m, 由 棕 黄 、 灰 黄 及 棕 红 色 砂 质 粘 土 及 粘 土 , 夹 1~ 3 层 细 砂 及 粘 土 质 砂 组 成 。分 布 稳 定 , 隔 水 性 能 好 。⑤ 第 三 含 水 层 ( 组 ) 底 板 深 度 为 260.20~ 297.60m, 平 均 269.70m, 含 水 层 厚 度 69.50~ 124.10m, 平均 厚 100.60m, 由 深 黄 、 棕 黄 、 棕 红 、 灰 白 色 中 砂 、 细 砂 、 粉 砂 及 粘 土 质 砂 , 夹5~ 8 层 粘 土 或 砂 质 粘 土 组 成 。顶 板 一 般 夹 有 1~ 2 层 细 砂 岩 ( 盘 ) , 在 195~ 225m 有 1~ 2 层 厚 粘 土 可 把 该 含 水层 组 分 为 上 下 两 段 : 上 段 砂 层 较 厚 , 一 般 大 于 50m, 含 水 较 丰 富 ; 下 段 砂 层 较 上 段 薄 ,一 般 为 20~ 40m, 砂 层 泥 质 含 量 高 , 含 水 性 比 上 部 差 。据 供 水 总 结 抽 水 试 验 资 料 : 上 段 水 位 标 高14.56~ 22.31m, q=0.491~ 0.8901L/s·m, 富 水 性 中 等 。 矿 化 度 为 0.791~ 1.245g/L, 水质 类 型 为 HCO3·CL- K+Na 型 和 HCO3·CL·SO4- K+Na 型 。 经 矿 泉 水 指 标 测 试 结 果 ,本 层 水 中 锶 、 碘 、 偏 硅 酸 达 到 饮 用 天 然 矿 泉 水 标 准 ; 下 段 水 位 标 高22.61m, q=0.232L/s.m。 矿 化 度 为 1.245g/L, 水 质 属 HCO3- K+Na 型 , 但 水 的 矿 化 度 、氟 含 量 及 色 度 多 项 指 标 超 过 生 活 饮 用 水 标 准 , 该 层 水 不 宜 饮 用 。⑥ 第 三 隔 水 层 ( 组 )底 板 深 度 在 374.80~ 442.20m, 平 均 为 403.23m, 隔 水 层 厚 59.90~ 125.90m, 平均 厚 度 93.90m, 由 灰 绿 、 棕 红 、 灰 白 色 粘 土 、 砂 质 粘 土 及 钙 质 粘 土 , 夹 4~ 10 层 粉细 砂 及 粘 土 质 砂 组 成 。 底 部 在 6~ 12 线 之 间 有 泥 灰 岩 分 布 , 其 厚 度 1.40~ 32.30m, 平均 厚 10.59m。该 层 组 为 井 田 内 重 要 隔 水 层 ( 组 ) , 使 其 上 部 的 地 表 水 及 一 、 二 、 三 含 地 下 水 与 下部 四 含 及 煤 系 砂 岩 裂 隙 水 无 直 接 水 力 联 系 。⑦ 第 四 含 水 层 ( 组 ) 该 含 水 层 ( 组 ) 直 接 覆 盖 在 煤 系 地 层 之 上 , 其 厚 度 变 化 主 要 受 古 地 形 控 制 , 含 水 层厚 度 0~ 11.35m, 平 均 厚 3.43m, 其 岩 性 较 复 杂 , 多 为 半 固 结 及 固 结 状 砾 石 及 粘 土 质 砂组 成 。本 矿 第 四 含 水 层 ( 组 ) 分 布 极 不 稳 定 , 只 是 在 局 部 地 段 呈 透 镜 状 分 布 。 据 抽 水 试 验资 料 , 水 位 标 高 33.312m, q=0.0327L/s·m, 富 水 性 弱 。 矿 化 度 3.16g/L, 水 质 类 型 为CL·SO4- K+Na 型 。( 2) 基 岩 含 、 隔 水 层 ( 段 )① 1~ 2 煤 组 隔 水 层 ( 段 )该 层 段 主 要 由 泥 岩 、 粉 砂 岩 及 1~ 4 层 薄 层 状 砂 岩 组 成 。 一 般 隔 水 层 厚50~ 80m。 岩 性 致 密 完 整 , 裂 隙 不 发 育 , 钻 探 揭 露 仅 在 48 孔 的 2 煤 组 上 中 砂 岩 发 生 漏水 , 漏 水 孔 率 占 3%, 该 层 段 隔 水 性 能 较 好 。② 3 煤 上 下 砂 岩 裂 隙 含 水 层 ( 段 ) 含 水 层 厚 5.00~ 28.50m, 平 均 厚 度 17.25m。 由 中 、 细 粒 砂 岩 夹 少 量 泥 岩 及 粉 砂 岩组 成 。 该 层 段 砂 岩 裂 隙 程 度 发 育 不 均 一 , 钻 探 揭 露 仅 在 46 孔 发 生 漏 水 , 漏 水 孔 率 占2.6%, 富 水 性 弱 。③ 4~ 5 煤 组 隔 水 层 ( 段 )中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页该 隔 水 层 段 主 要 由 灰 色 泥 岩 、 粉 砂 岩 、 煤 层 及 2~ 4 层 细 粒 砂 岩 组 成 。 隔 水 层 厚30~ 80m, 一 般 厚 度 为 60m, 岩 性 致 密 , 裂 隙 不 发 育 , 钻 探 揭 露 仅 在 12 孔 4 煤 组 下砂 岩 漏 水 , 漏 水 孔 率 占 2%, 隔 水 性 能 好 。④ 6 煤 组 顶 板 砂 岩 裂 隙 含 水 层 ( 段 ) 含 水 层 厚 3.50~ 21.00m, 平 均 厚 度 9.95m, 由 中 、 细 粒 砂 岩 夹 泥 岩 及 粉 砂 岩 组 成 ,该 层 段 一 般 裂 隙 不 发 育 , 钻 探 揭 露 无 漏 水 现 象 。⑤ 8 煤 组 顶 、 底 板 砂 岩 裂 隙 含 水 层 ( 段 )含 水 层 厚 3.50~ 40.00m, 平 均 厚 度 为 21.43m, 由 浅 灰 色 中 细 粒 砂 岩 为 主 , 夹 泥 岩和 粉 砂 岩 组 成 , 裂 隙 不 甚 发 育 , 钻 探 揭 露 时 无 漏 水 现 象 。据 71、 92 两 孔 抽 水 试 验 资 料 : 水 位 标 高27.675~ 33.564m, q=0.008~ 0.0065L/s·m。 矿 化 度 0.537~ 3.365g/L, 水 质 类 型 为HCO3- K+Na·Ca·Mg、 CL·SO4- K+Na 型 水 。 该 含 水 层 段 水 质 差 , 补 给 水 源 有 限 , 迳流 条 件 差 , 富 水 性 弱 , 以 储 存 量 为 主 。⑥ 8 煤 组 下 隔 水 层 ( 段 )隔 水 层 厚 17.26~ 66.41m, 一 般 30m 左 右 , 以 铝 质 泥 岩 、 泥 岩 和 粉 砂 岩 为 主 夹 少量 砂 岩 , 裂 隙 不 发 育 , 钻 孔 揭 露 时 无 漏 水 现 象 , 隔 水 性 能 较 好 。⑦ 10~ 11 煤 间 砂 岩 裂 隙 含 水 层 ( 段 )该 段 主 要 以 中 、 细 粒 砂 岩 和 砂 泥 岩 互 层 夹 少 量 泥 岩 和 粉 砂 岩 组 成 。 含 水 层 厚17.40~ 53.96m, 平 均 厚 度 为 32.77m, 裂 隙 一 般 不 发 育 , 富 水 性 弱 , 钻 孔 揭 露 时 无 漏 水现 象 。⑧ 11 煤 下 隔 水 层 ( 段 )该 段 以 泥 岩 及 粉 砂 岩 为 主 , 隔 水 层 厚 度 为 7.63~ 19.77m, 平 均 厚 度 为 14.49m,岩 性 致 密 完 整 , 钻 孔 揭 露 时 无 漏 水 现 象 , 能 起 一 定 隔 水 作 用 。⑨ 太 原 组 石 灰 岩 岩 溶 裂 隙 含 水 层 ( 段 )本 井 田 据 61 孔 资 料 , 太 原 组 厚 度 127.70m, 由 灰 岩 、 泥 岩 、 粉 砂 岩 、 砂 岩 和 煤 层组 成 。 含 灰 岩 7 层 , 厚 度 52.60m, 占 组 厚 41.2%。 其 中 L3、 L4、 L12 层 灰 岩 单 层 厚 度大 且 分 布 稳 定 , 为 主 要 含 水 层 段 。L1 灰 上 距 112 煤 平 均 间 距 为 14.49m, 是 开 采 112 煤 层 时 底 板 进 水 直 接 充 水 含 水 层( 段 ) 。 灰 岩 岩 溶 裂 隙 发 育 不 均 一 , 一 般 浅 部 较 发 育 , 向 深 部 逐 渐 减 弱 。 个 别 孔( 44) 有 漏 水 现 象 , 漏 水 孔 率 占 2.4%, 据 8- 92 和 邻 区 漏 水 37 号 抽 水 试 验 资 料 : 水位 标 高 27.17~ 34.599m, q=0.0286~ 0.287L/s·m, 富 水 性 弱 ~ 中 等 , 水 质 类 型 为CL·SO4- K+Na 型 和 SO4·HCO3- K+Na·Mg 型 。⑩ 本 溪 组 隔 水 层 ( 段 ) 该 段 以 钙 质 、 铝 质 和 铁 铝 质 泥 岩 为 主 , 夹 2~ 3 层 薄 层 状 灰 岩 , 隔 水 层 厚 度 为36.72m, 岩 性 致 密 完 整 , 钻 探 揭 露 时 无 漏 水 现 象 , 具 有 一 定 的 隔 水 作 用 。1.2.4 断层的富水性及导水性断 层 破 碎 带 岩 性 较 混 杂 , 主 要 以 泥 岩 、 粉 砂 岩 及 少 量 砂 岩 , 挤 压 揉 皱 现 象 严 重 , 但钻 探 揭 露 时 均 未 发 生 漏 水 。 断 层 的 富 水 性 弱 , 导 水 性 差 。1.2.5 水文地质条件分类的综合评定本 井 田 应 属 以 裂 隙 充 水 矿 床 为 主 , 底 板 进 水 岩 溶 充 水 矿 床 为 辅 , 水 文 地 质 条 件 简中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 9 页单 ~ 中 等 。1.2.6 矿井涌水量经 计 算 , 矿 井 正 常 涌 水 量 282m3/h, 最 大 涌 水 量 395m3/h。1.2.7 其他有益矿物各 煤 层 及 其 夹 矸 、 伪 顶 、 底 均 作 了 光 谱 半 定 量 分 析 , 无 明 显 富 集 带 , 未 发 现 达 到 最低 工 业 品 位 的 微 量 元 素 。1.2.8 地质勘探程度本 井 田 勘 探 经 历 了 找 煤 、 普 查 、 详 查 、 精 查 四 个 阶 段 , 勘 探 面 积 约 19km2。勘 探 采 用 了 高 分 辨 率 数 字 地 震 技 术 与 钻 探 、 数 字 测 井 相 结 合 的 综 合 方 法 , 对 井 田 可采 煤 层 构 造 形 态 及 主 要 褶 曲 、 断 裂 、 煤 层 厚 度 、 储 量 、 煤 质 、 水 文 地 质 条 件 及 其 它 开 采技 术 条 件 已 查 明 或 基 本 查 明 。 因 此 本 井 田 地 质 勘 探 程 度 较 高 , 高 级 储 量 比 例 大 , 勘 探 工程 质 量 较 好 , 分 析 准 确 、 资 料 齐 全 。 井 田 精 查 地 质 报 告 经 中 国 煤 田 地 质 总 局 批 准 , 国 土资 源 部 矿 产 咨 源 储 量 评 审 中 心 给 予 认 定 , 设 计 认 为 基 本 可 以 满 足 矿 井 设 计 、 生 产 建 设 建要 。1.3 煤层特征1.3.1 煤层本 井 田 二 叠 纪 含 煤 地 层 , 总 厚 约 990m, 含 煤 20~ 30 余 层 , 煤 层 总 厚 约20~ 26m。上 石 盒 子 组 下 部 含 1、 2、 3 三 个 煤 组 , 多 为 薄 煤 层 。 下 石 盒 子 组 含 4、 5、 6、 8等 四 个 煤 组 , 为 井 田 主 要 含 煤 段 。 山 西 组 下 部 含 10、 11 二 个 煤 组 , 煤 层 薄 。全 井 田 可 采 和 局 部 可 采 的 有 32、 62、 63、 8、 112 等 五 层 煤 层 , 总 厚 度 10.10m, 占煤 层 总 厚 的 44%, 其 中 8 为 主 要 可 采 的 较 稳 定 煤 层 , 总 厚 度 10.00m, 占 可 采 煤 层 总厚 的 73%; 其 它 为 不 稳 定 的 局 部 可 采 煤 层 。( 1) 32 煤 层位 于 上 石 盒 子 组 下 部 , 为 本 组 唯 一 可 采 煤 层 。 煤 层 厚 0.22~ 1.75m, 平 均0.88m, 可 采 指 数 58%。 结 构 简 单 , 部 分 见 煤 点 具 一 层 夹 矸 , 夹 矸 为 炭 质 泥 岩 或 泥 岩 。F26 断 层 以 北 厚 约 0.9~ 1.10m, 仅 个 别 点 不 可 采 , 厚 度 变 化 不 大 , 可 采 区 连 续 ,趋 向 于 较 稳 定 煤 层 。F26 断 层 以 南 煤 层 厚 度 变 化 较 大 , 可 采 区 零 星 分 布 。F22 断 层 以 东 , 32 煤 层 仅 个 别 点 达 可 采 厚 度 , 无 利 用 价 值 。F22 断 层 以 西 厚 度 一 般 为 1.00m 左 右 , 但 南 部 和 北 部 各 有 一 个 不 可 采 区 。因 此 , 32 煤 层 为 局 部 可 采 的 不 稳 定 煤 层 。 煤 层
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