灵东煤矿3.0Mta新井设计

中 国 矿 业 大 学 本 科 生 毕 业 设 计 姓 名 学 号 学 院 应用技术学院 专 业 采矿工程 设计题目 灵东煤矿 3 0Mt a新井设计 专 题 提高综放工作面采出率的途径 指导教师 职 称 教授 摘 要 本设计包括三个部分 一般部分 专题部分和翻译部分 一般部分为灵东矿 3 0Mt a 新井设计 灵东煤矿位于内蒙古自治区呼伦 贝尔市西部 交通便利 井田走向 东西 长约 6 9 7 5km 倾向 南北 长约 3 4km 井田总面积为 25 07km2 主采煤层为 2 号煤 平均倾角为 5 煤层平均总厚为 14 5m 井田地质条件较为简单 井田工业储量为 546 8Mt 矿井可采储量 338 0Mt 矿井服务年限为 75 1a 涌水量不大 矿井正常涌水量为 230 2m3 h 最大涌水量为 420 6m3 h 矿井瓦斯涌出量较低 为低瓦斯矿井 井田为双立井两水平开拓 大巷采用胶带运输机运煤 辅助运输采用无 极绳连续运输 矿井通风方式为前期中央分列式通风 后期中央并列式通 风 矿井年工作日为 330d 工作制度为 三八 制 一般部分共包括 10 章 1 矿区概述及井田地质特征 2 井田境界和储 量 3 矿井工作制度及设计生产能力 服务年限 4 井田开拓 5 准备方 式 带区巷道布置 6 采煤方法 7 井下运输 8 矿井提升 9 矿井通风与 安全技术 10 矿井基本技术经济指标 专题部分题目 提高综放工作面采出率的途径 翻译部分主要内容 综采放顶煤开采技术及其发展 英文题目为 Synthesizing the mechanization adopts to put a coal mines technique and its outlooks 关键词 工业储量 立井开拓 工作制度 采煤方法 矿井通风 ABSTRACT This design includes of three parts the general part special subject part and translated part The general part is a new design 3 0Mt a of daihe mine Daihe mine lies in northeast of Hulongbeier of Neimenggu province The traffic of road and railway is very convenience to the mine The run of the minefield is 6 9 7 5km the width is about 3 4km well farmland total area is 25 07 2 The five is the main coal seam and its dip angle is 2 degree The thickness of the mine is about 14 5m in all The proved reserves of the minefield are 546 8Mts The recoverable reserves are 338 0Mts The service life of the mine is 75 1 years The normal flow of the mine is230 2m3 percent hour and the max flow of the mine is 420 6 m3 percent hour The mineral well gas gushes the deal lower for low gas mineral well The well farmland is two level in shaft well to expand The working system three eight is used in the daihe mine It produced 330d a This design includes ten chapters 1 An outline of the mine field geology 2 Boundary and the reserves of mine 3 The service life and working system of mine 4 development engineering of coalfield 5 The layout of banes 6 The method used in coal mining 7 Transportation of the underground 8 The lifting of the mine 9 The ventilation and the safety operation of the mine 10 The basic economic and technical norms Special subject parts of topics is the ways of increasing the mining technology Translation part of main contentses is Synthesizing the mechanization adopts to put a coal mines technique and its outlooks Keywords industry reserve vertical shaft development labor system mining method ventilation of coal pits 目 录 一般设计部分 第一章 井田概述及地质特征 第一节 井田概况 1 1 井田位置及交通 1 2 地形 地貌 1 3 河流 1 4 气象与地震 3 5 人文及区域经济 3 6 环境状况 4 7 矿区总体规划及开发现状 4 8 现有煤炭运销和经济效益情况 4 9 其它地面建筑情况 5 10 现有电源及水源情况 5 第二节 井田地质特征和煤层特征 5 1 地质构造 5 2 煤层及煤质 7 3 瓦斯 煤尘 自燃及地温 22 4 水文地质 23 5 其他有益矿产 26 6 地质勘探程度及存在问题 27 第二章 井田境界和储量 第一节 井田境界及储量 30 1 井田境界及储量 30 第二节 矿井工业储量 30 第三节 矿井设计可采储量 32 第三章 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 第一节 矿井工作制度 34 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 34 1 矿井设计生产能力 34 2 矿井服务年限 36 第四章 井田开拓 第一节 井田开拓的基本问题 37 1 煤层和水文条件对开拓的影响 37 2 开拓方式 37 3 井口位置选择 38 4 水平划分及高程确定 46 5 大巷布置方式和位置选择 46 6 开采顺序 47 第二节 井筒 47 1 井筒用途 布置及装备 47 2 井筒结构 47 第三节 井底车场及硐室 51 1 井底车场形式的选定 51 2 空 重车线长度的确定 51 3 井底车场硐室名称及位置 52 4 井底车场主要巷道和硐室的支护方式及支护材料 53 第五章 准备方式 采 带区巷道布置 第一节 采区布置及生产系统 54 1 移交生产和达到设计生产能力时的采区数目 位置 54 2 煤层分组 分层关系和开采顺序 54 3 采区巷道布置 54 4 采区运输 通风和排水系统 54 第二节 巷道掘进 55 1 巷道断面和支护形式 55 2 生产期间巷道掘进及进度指标 56 3 掘进工作面组数 掘进机械配备 56 4 矿井达产时采掘比例关系 56 5 矿井移交生产时井巷工程量 56 6 采区车场选型设计 57 第六章 采煤方法 第一节 采煤方法 59 1 采煤方法的选择 59 2 工作面主要参数的确定 66 3 采煤工作面产量 年进度及倒替接续关系 67 4 工作面顶板管理方式 主要采煤机械设备选型 67 5 采区及工作面回采率 70 6 生产时主要材料消耗指标 70 第七章 井下运输 第一节 运输方式的选择 71 1 煤炭及辅助运输方式选择 71 2 确定主要运输巷道断面 支护方式 坡度及钢轨型号 72 第二节 矿车 73 1 矿车选型 73 2 各类矿车数量计算 73 第三节 运输设备选型 74 1 大巷带式输送机设备选型 74 2 辅助运输设备选型 74 第四节 外部概况 75 第五节 总平面布置 76 1 平面布置原则 76 2 工业场地总平面布置 76 第六节 竖向布置及场区排水 77 第七节 场内运输 78 1 道路运输 78 第八节 矿井其他场地占地面积 78 第九节 工业场地防洪与排涝 78 第十节 工业场地主要技术经济指标 79 第八章 矿井提升 第一节 提升设备 80 1 提升方式 80 2 主井提升设备选型 81 3 副井提升设备选型 86 4 水仓清扫绞车 92 第二节 生产系统 92 2 主井生产系统 92 3 副井生产系统 94 第三节 辅助设施 95 1 矿井修理车间 95 2 木材加工房 95 第九章 矿井通风及安全 第一节 概况 96 1 邻近矿井及本井田瓦斯情况 96 2 煤的自燃 煤尘爆炸性及地温情况 96 第二节 矿井通风计算 97 1 通风方式及通风系统 97 2 风井数目 位置 服务范围及服务时间 97 3 掘进通风和硐室通风 97 4 矿井风量 风压及等积孔的计算 97 5 通风设施 防止漏风和降低风阻的措施 103 6 通风系统服务范围 104 7 全矿通风阻力的计算 109 第三节 通风设备 111 1 矿井通风参数 111 2 通风机设备选型 112 3 电动机功率 112 4 通风机其它附属设施 113 第四节 排水设备 113 1 主排水设备选型 113 2 副井井底水窝水泵 115 3 主井井底水窝水泵 115 第五节 压缩空气设备 115 第六节 灾害预防与安全装备 115 1 预防瓦斯爆炸的措施 115 2 预防井下火灾措施 119 3 粉尘的综合防治 121 4 预防井下水灾的措施 122 5 井下安全监控设备 124 6 矿山救护 124 第七节 主要防范措施 125 第八节 预期效果及评价 129 第九节 机构设置及人员配备 129 第十章 设计矿井基本技术经济指标 130 专题部分 1 现有的各类煤炭损失 134 2 影响采出率的因素 135 3 全面提高采出率的措施 136 4 与采出率相关的几个问题 144 5 结论 146 翻译部分 英文原文 148 中文译文 156 设计总结 161 参考文献 162 致 谢 163 一 般 部 分 1 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第一章 井田概述及地质特征 第一节 井田概况 一 井田位置及交通 扎赉诺尔煤田位于内蒙古自治区呼伦贝尔市西部 大兴安岭西坡的蒙 古高原上 灵东矿井位于扎赉诺尔煤田中部 地理坐标为东经 117 43 09 117 48 46 北 纬 49 21 34 49 26 10 行政隶属满洲里市管 辖 井田北部边界有滨洲铁路和 301国道穿过 扎赉诺尔火车站位于井田 西北端 1 00km处 扎赉诺尔车站西距满洲里市 29 00km 东距呼伦贝尔市 157 00km 矿区至各旗 县 均有公路相通 交通十分便利 交通位置见 图 1 1 1 二 地形与地貌 扎赉诺尔煤田地处大兴安岭西坡的蒙古高原呼伦贝尔平原 东 西 北三面为低山环绕 地势较高 中部低洼而平坦 本井田位于低洼平坦地 段 地形坡降为 1 60 10 4 呈南高 北低之势 地表高程一般为 545 00m 假定高程不超过 10 00 20 00m 邻近区外最高高程为 648 90m 煤田三面所环低山 岩性以中生代火山岩为主 部分由变质岩组成 岩石裸露于地表 常年遭风化剥蚀 而山势多为缓坡状 坡度一般为 15 30 左右 三 河流 扎赉诺尔煤田地表水系较多 南部有呼伦湖 北部有额尔古纳河 东 部有海拉尔河 井田内有新开河 呼伦湖呈东 南西分布 南北平均长 80 00km 东西平均宽 27 00km 水深平均 6 00m 为碱性淡水湖 正常水位 545 07m 十年一遇 洪水位 545 37m 百年一遇洪水位 546 00m 第 1 页 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 2 第 2 页图 1 交 通 位 置 图灵 东 竖 井 呼 伦 贝 尔 市 伊 尔 灺洲比 例 1 20万 河 48 48 120 18 16 120 8 16 至 白 城滨 线 尔拉海河伦鲁克 国 道3辉052省 道 河 敏 伊河 尔 格 勒 莫 滨河红 花 尔 吉 线 林 博塔 尔 气河渡免05省道053省 道 呼伦湖 河 逊 尔 乌 河哈拉哈湖 尔 贝 牙 克 石 市鄂 温 克 族 自 治 旗 陈 巴 尔 虎 旗 兴 安 盟新 巴 尔 虎 左 旗古蒙新 巴 尔 虎 右 旗 满 洲 里 市 俄 罗 斯古 蒙 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 3 页 海拉尔河发源于大兴安岭支脉 古勒奇老山西麓 经海拉尔市 嵯岗 直至扎赉诺尔东北 注入额尔古纳河 井田中心北东距该河中心 10 00km 河宽 120 00m左右 最宽可达 330 00m 水深 3 00 5 00m 最大流量 1480m3 s 河谷宽广 无明显河床界线 洪水期水位猛涨 漫滩区全区被淹 1983年秃尾巴山处的洪水位为 546 62m 1988 年秃尾巴山处洪水位为 546 05m 湖北车站处洪水位为 547 98m 四 气象与地震 一 气象 本区属大陆性亚寒带气候 冬寒夏热 温差变化大 夏季短暂 冬季 漫长 据当地气象资料记载 年气温在零度以下时间达 7个月 每年 10月 开始结冰 翌年 5月初解冻 自 1957年以来 气温逐年升高 1981 年 7 月 6日最高气温达 37 90 1987 年 1月 10日最低气温达 40 50 年 平均气温在 0 20 2 00 冻结深度一般在 2 50 3 00m 二 降水量 全年降雨量多集中在 6 7 8 月份 其它月份很少降雨 年最大降雨 量为 1985年的 448 40mm 一般年份降雨量为 250 00 300 00mm 日最大 降雨量为 1984年 8月 11日的 72 10mm 年积雪厚度一般在 512 00mm 蒸 发量以 4 9 月为最大 年蒸发量一般为 1200 00 1500 00mm 年最大蒸发 量为 1972年的 1751 70mm 三 风 全年风向以西南风为主 其次为西北风 东南风 6 7 8 月份多为东 北风 1 2 12 月风速最小 3 4 5 11 月风速最大 风速一般为 2 00 5 00m s 最大风速为 25 70m s 风力一般 2 3 级 最大为 8级 四 地震 据中国科学院出版刊物介绍 本区为无震区 根据最近呼盟地震局图 件表明 本区地震烈度为 度地震区 五 人文及区域经济 呼伦贝尔草原是传统牧区 居住有蒙古 汉 达斡尔 回 满 朝鲜 鄂伦春等 15个民族 牧业生产在全国占有一定地位 是著名的三河牛 马 和锡尼河牛 马产地 林业有一定基础 东南部的沙地樟子松林很有发展 前途 大规模种植业始于 1958年 已建成一些规模较大的国营农牧场 本矿区农业以蔬菜生产为主 蔬菜品种主要是与本地区气候条件相适 应的马铃薯 甘兰等的十余种 矿区牧业主要以利用天然草场放养牛 羊 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 4 页 为主 扎资诺尔矿区煤炭开发已有百年的历史 是全国重点煤矿矿区之一 建国前矿区煤炭年产量不足 0 20Mt 建国后 煤炭产量逐年上升 1995 年 煤炭产量达到 4 06Mt 在煤炭工业发展的同时 矿区其它工业也相应得到 发展 现矿区有灵泉电厂 装机容量 62000kw 呼伦湖渔场 罐头厂 乳 品厂 化工厂 砖瓦厂 以及为矿区服务的辅助附属企业 六 环境状况 本矿区位于呼伦贝尔大草原 地表呈丘陵构造 地形简单 地貌单元 属冲击平原 境内水资源丰富 湖沼星罗棋布 地表水对污染物的稀释能 力较强 环境容量很大 矿区原有自然景观为辽阔草原 植被在中国植被 区划分中属于温带草原大兴安岭森林草原地带 由于人类活动及自然灾害 的影响 草原植被已遭到破坏 局部出现了沙化迹象 矿区土壤以黑土为主 有机质氮 磷含量均较高 养分条件较好 矿 区草甸土存在着不同程度的盐渍化现象 在已消失的湖泡区及蝶形低洼地 盐渍化较重 地表层有明显的灰白色的盐碱斑 七 矿区总体规划及开发现状 根据国际 国内经济的发展趋势和我国煤炭行业发展现状 国家制定 了稳定东部煤炭生产规模 巩固自给能力 加大中部煤炭开发强度 增加 对东部的补给能力 适度加快西部煤炭资源开发 满足本地需要并开始形 成对东部的补给能力的煤炭行业开发总体布局 根据这一总体布局 国家 选择了 13个煤炭资源条件好的区域 作为国家大型煤炭基地 蒙东地区就 是其中之一 根据国家 13个大型煤炭基地规划 扎赉诺尔矿区属蒙东 含 东北 大型煤炭基地规划区 规划灵东矿井建设规模 5 00 10 00Mt a 原国家计委以计交能 1998 302 号文批准扎赉诺尔矿区总体规划 矿区建设总规模为 10 00Mt a 其中 灵泉矿 1 80Mt a 铁北矿 1 50Mt a 灵泉 露天矿 1 50Mt a 拟建的灵东矿井规模为 3 00Mt a 据此 内蒙古自治区 发展和改革委员会编制了 内蒙古煤炭工业发展规划 规划灵东矿井 十 五 期间开工建设 建设规模为 3 00Mt a 井田内无矿井及小煤窑 相邻矿井有 西部为灵泉矿和铁北矿 北部 为铁北矿 东部为规划的铁南立井 南部为灵东外围普查找煤区 灵泉矿 生产能力为 1 8Mt a 铁北矿生产能力为 1 5Mt a 灵北矿生产能力为 0 66Mt a 灵北矿由于井田内可采煤量减少产量开始萎缩 八 现有煤炭运销和经济效益情况 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 5 页 扎煤公司现有 3座矿井和 1座露天矿 2004 年核定能力为 5 43Mt a 2005 年签订煤炭销售合同约 7 00Mt 2005 年核定能力为 6 86Mt a 截至 2004年 12月底 扎煤公司资产已达 16 0亿元 净资产 9 3亿元 销售收入 4 3亿元 公司成立以来累计生产煤炭近 300Mt 上缴 税费 10多亿元 矿区现有煤炭产量已供不应求 经济运行情况良好 财务 状况良好 九 其它地面建筑情况 扎赉诺尔矿区是具有百年开发历史的老矿区 矿区行业门类齐全 建 筑材料如水泥 预制构件 砖瓦等均能生产 部分建筑材料需就近外购 满足矿井建设的需要 十 现有电源及水源情况 一 电源情况 扎赉诺尔矿区原由灵泉电厂和列车电站供电 灵泉电厂总装机容量为 62MW 根据地区电力规划 该电厂在近期内还将扩建 灵泉电厂以两回 35kV电源向矿区供电 其中一回引自总控变电所 为矿区主送电源 另一 回引自灵泉变电所 再与总控变电所环网 总控变电所作为矿区 35kV开闭 所分别向矿区已有各变电所供电 矿区现已新建一座 220kV 110 kV 35kV呼伦变电站 位于灵东矿井西 南约 10km处 是满洲里市地区枢纽变电站 变电站的两回电源 一回取自 海拉尔东郊变电所 220kV母线 另一回引自灵泉发电厂 110kV母线 变电 站内设 120000kVA主变压器两台 现已投入运行 变电站已经为灵东矿井 预留 2个 110kV出线间隔 可为矿井用电负荷提供可靠供电电源 电源点 已获得呼伦贝尔电业局批准 二 水源情况 矿区第二水源地位于井田东北部的海拉尔河与秃尾巴山之间 取自第 四系砂砾岩含水层的地下水 该水源一期规模为 25000m3 d 实际用水量为 10000m3 d 尚有 15000m3 d的富余量 能够满足灵东矿井的供水能力 第二节 井田地质特征和煤层特征 一 地质构造 一 区域地层 区域地层由老至新为元古界前寒武系 古生界泥盆系和石炭二迭系 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 6 页 中生界晚侏罗系 新生界第四系 元古界和古生界地层均在煤田外零星出露 主要岩性为中酸性火成岩 及部分变质岩 中生界地层区内广泛分布 晚侏罗系上统兴安岭群的中酸 性熔岩和火山碎屑岩组成了聚煤盆地的基底 扎赉诺尔聚煤盆地属于晚侏 罗系扎赉诺尔群 本区第四系比较发育 广泛分布于煤系地层之上 二 井田地层 井田内地层因第四系广泛覆盖而没有出露 根据前人及目前所获得的 资料 地层由老至新为中生界侏罗系上统兴安岭群 中生界晚侏罗系扎赉 诺尔群 新生界第四系 地层分述如下 1 中生界侏罗系上统兴安岭群 该地层在本井田埋藏较深 与扎赉诺尔群不整合接触 是含煤地层的 直接基底 按岩性特征分为龙江组和甘河组 1 龙江组 龙江组由中酸性火山岩组成 岩性为流纹岩 安山岩 安山珍岩 粗 砂岩 英安岩 凝灰溶岩 凝灰岩等 厚度不详 2 甘河组 甘河组由中基性火山溶岩和火山碎屑岩组成 岩性为黑灰色致密块状 玄武岩 灰紫色安山岩和安山玄武岩 凝灰角砾岩 凝灰岩及凝灰粉砂岩 以假整合接触覆盖于龙江组之上 厚度不详 2 中生界晚侏罗系扎赉诺尔群 本群是井田内发育最好的含煤地层 依据岩性 含煤性 生物化石等 特征 分为大磨拐河组和伊敏组 1 大磨拐河组 本组地层按岩性 含煤性可分为三段 各段间为整合接触 底部砂砾岩段 主要由灰 灰绿色凝灰质粉细砂岩及凝灰角砾岩组 成 与下伏兴安岭群为不整合接触 厚度大于 140m 砂泥岩含煤段 下部以灰色粉砂岩 灰白色中细及中粗砂岩为主 夹薄层泥岩 含 煤层群 上部由浅灰色 灰白色细中粒砂岩 灰黑色泥 岩 灰色粉砂岩 含 1煤层群 其中 煤层群未进行勘探 1煤层群有 3个可采煤层 分别是 1 1 1 2 1 4 厚层泥岩段 以灰黑色 厚度大的泥岩为特色 夹粉 细砂岩和菱 铁矿薄层 顶部局部为砂泥岩不等厚互层 底部灰黑色泥岩中含有微量细 砾石 厚度大于 180 380m 2 伊敏组 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 7 页 本组是扎赉诺尔煤田最主要的含煤地层 普遍发育 按地层层位 岩 性及含煤性分为三段 地层总厚度约 550m 下部含煤段 岩性以灰白色细砂岩 灰色粉砂岩为主 局部夹中粗 砂岩 砂砾岩和灰色泥岩 含 煤层群 厚度约 100 280m 其中 煤层群 是本井主要可采煤层群 有 4个可采煤层 分别是 2 1 2 2 31 2 3煤 其中 2 2 煤为中厚煤层 2 1 31 2 3煤为中厚 特厚煤层 中部砂泥岩段 以浅灰及灰绿色的粉砂岩 泥岩及灰白色砂岩为主 局部地段变粗为含砾砂岩或砂砾岩 与下伏含煤段整合接触 厚度约 130 185m 上部含煤段 以浅灰 灰绿色粉砂岩及灰白 浅灰绿色的中 细粒 砂岩为主 夹砂砾岩及泥岩薄层 局部砂砾岩较发育 含 煤层群 与下 伏砂泥岩段整合接触 厚度约 100 150m 其中 煤层群有 3个可采煤层 分别是 1 2 3煤 均为中厚煤层 3 新生界第四系 井田内第四系地层广泛分布 由一些未胶结松散沉积物组成 下部为 冲积相砂 砂砾 粘土及亚粘土 上部风积砂 亚粘土及腐植土 以不整 合覆盖煤系地层之上 厚度约 12 27m 三 地质构造 本井田位于扎赉诺尔含煤盆地中部 为一宽缓不对称向斜构造 其轴 向主要呈北 20 东方向 北端向东偏转轴向 25 30 两翼地层倾角均较 平缓 西翼略陡 一般 3 5 浅部有时可达 7 东翼略为平缓 一般 2 3 浅部有时可达 5 本井构造另一特点是含煤地层不同层段沉积中心沿盆地轴向作有规律 的侧向迁移 煤层群沉积中心在新开河以东 走向剖面一带 煤层 群沉积中心在新开河以西 走向剖面附近 地层倾角由上至下由大变小 煤层群倾角为 3 7 煤层群倾角为 2 5 井田内断裂构造不发育 仅在东部边界附近 27 28线 30 线上见有一 小型缓坡状平卧断层 区内长度约 2km 该断层由 90 118 90 109 90 120 90 110 钻孔控制 富水性 导水性较差 断层较可靠 井田内未见岩浆岩活动 二 煤层及煤质 一 煤层 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 8 页 井田内有 共 4个煤层群 属于本井开采的煤层群有 2 个 分别为 煤层群 共有 11个煤层 编号由上至下分别为 1 2 上 2 3 4 1 2 1 2 1 下 2 2 31 2 3 煤 其中可采煤层有 7层 编号分别为 1 2 3 2 1 2 2 31 2 3 煤 可采煤层特征见表 1 2 1 根据地质报告批复 煤层群水文地质条件复杂 如果开采 1 和 2 煤 冒落带高度将波及到第四系含水砂层 存在突水可能 故暂不开采 列为非经济可采储量 待后期根据实际情况确定是否回采 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 9 页 表 1 2 1 可 采 煤 层 特 征 表 煤 层 编 号 煤层厚度 最小 最 大 平均 m 煤层可采 厚度 最小 最 大 平均 m 煤 层 结 构 夹矸 层数 夹 矸 岩 性 煤层层间距 最小 最大 平均 m 顶 板 底 板 稳定性 1 0 35 3 6 5 1 87 1 00 3 6 5 2 06 简单 0 1 泥岩 粉 砂岩 泥岩 粉细粒砂岩 含砾砂岩 局部中粗 粒砂岩 泥岩 粉砂 岩 稳定 13 35 37 0 5 21 91 2 0 8 4 553 23 1 04 4 5 5 3 43 简单 0 2 泥岩 粉 砂岩 中 细粒 砂岩 泥岩 粉砂岩 局部 中粒砂岩 泥岩 粉砂 岩 稳定17 67 39 52 27 26 3 0 3 4 582 28 1 02 4 5 8 2 50 较简单 0 3 泥岩 粉 砂岩 含砾粗砂岩 砂砾岩 泥岩 粉砂岩 细砂岩 稳定155 4 247 29 209 93 2 1 0 63 19 38 14 43 3 63 19 38 14 43 简单 复杂 0 8 泥岩 粉 砂岩 中 细粒 砂岩 泥岩 粉砂岩 局部 细 中粗粒砂岩和砂 砾岩 泥岩 细粒 砂岩 稳定 较稳定3 01 55 46 2 2 0 16 4 7 6 2 16 1 13 4 6 7 3 01 简单 复杂 0 5 泥岩 粉 砂岩 炭质泥岩 泥岩 粉砂岩 细 粗粒砂岩 含砾砂岩 泥岩 粉 细粒砂岩 稳定90 70 159 35 123 27 3 1 2 9 25 16 64 14 18 9 25 16 86 14 67 简单 0 3 泥岩 炭 质泥岩 0 50 60 泥岩 粉砂岩 细粒砂岩 稳定 较稳定 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 10 页 有经济开采价值的可采煤层有 2 1 2 2 31 2 和 3 煤 其 中 2 1 31 2 和 3 煤是本井主要可采煤层 2 1 煤 全区发育 是本井主要可采煤层 煤层变化规律是沿走向 一般北翼厚 南翼薄 沿倾向西翼厚 东翼薄 两翼由浅至深煤层厚度增 大 在 27 28线以北煤层结构较简单 煤层稳定 多为单层或一层夹矸 接近 27 28线时个别点夹矸 2 3 层 以南结构复杂 急剧分岔变薄 分 岔最大间距达 32 39m 一般夹矸 3 5 层 局部 8层 属较稳定 不稳定 夹矸岩性为泥岩 粉砂岩 中 粗粒砂岩 2 2 煤 区内大部分发育 煤层变化规律是西翼厚 东翼薄 北厚 南薄 煤层结构简单至复杂 夹石 0 5 层 夹矸在 24 25 线以北为 0 2 层 以南为 2 5 层 夹矸岩性为泥岩 粉砂岩 炭质泥岩为主 31 2 煤和 3 煤 3 煤全区发育 是本井最主要可采煤层 煤层 变化规律是北翼厚 南翼薄 沿倾向西翼厚 东翼薄 两翼向盆地中心由 薄逐渐增厚 在向斜轴以西分岔前煤层最厚 煤层由深部向东翼浅部分岔 为 3 煤和 31 2 煤两层可采煤层 分岔线在 90 117 89 104 89 29 89 106 90 108 90 118 钻孔连线的西侧 东部开始分岔 在 31 线以北沿走向由南至北厚度一般 20 00 26 00m 厚度变化较小 仅西北边 缘略薄 一般在 18 00 19 00m 在 31线以南因分岔厚度变薄 一般 14 00m左右 南部边缘 90 26孔煤厚仅 10 92m 二 煤质 1 煤类及其分布规律 2 1 31 2 和 3 煤是本井主要可采煤层 以褐煤为主 长焰煤 次之 2 煤质分析 本区煤呈黑褐色 条痕褐色 弱沥青光泽 断口多呈平坦状 贝壳状 及参差状 性脆易碎 易风化 可见龟裂现象 见有不发育的内生裂隙 煤的结构常以条带状为主 线理状 透镜状次之 煤的构造多为水平层理 煤的硬度系数为 2 5 长焰煤视密度为 1 25 1 33g cm3 平均为 1 29g cm3 真密度为 1 47 1 62g cm3 平均为 1 53g cm3 褐煤视密度 为 1 28 1 37g cm3 平均为 1 31g cm3 真密度为 1 54 1 63g cm3 平 均为 1 58g cm3 1 褐煤的化学性质 煤的水分 Mad 一般在 6 90 12 29 之间 平均为 10 17 煤的灰分 Ad 一般在 6 38 24 04 之间 平均为 14 23 2 1 煤为中灰煤 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 11 页 挥发分 Vdaf 一般在 39 71 45 01 之间 平均为 42 52 全硫 St d 一般在 0 24 0 61 之间 平均为 0 39 属特低 硫煤 磷分 Pd 一般在 0 004 0 026 之间 平均为 0 013 2 1 煤属 中磷煤 粘结指数 GRI 均为 0 透光率 PM 一般在 23 45 之间 平均为 33 发热量 Qb ad 一般在 19 65MJ Kg 23 96MJ Kg 之间 平均为 21 72MJ Kg 恒湿无灰基高位发热量 QGW A GN 一般在 21 49MJ Kg 22 60MJ Kg 之间 平均为 22 12MJ Kg 2 长焰煤的化学性质 煤的水分 Mad 一般在 5 20 9 06 之间 平均为 7 19 煤的灰分 Ad 一般在 9 18 22 40 之间 平均为 14 20 31 2 3 煤为低灰煤 挥发分 Vdaf 一般在 40 94 45 71 之间 平均为 41 91 全硫 St d 一般在 0 14 0 47 之间 平均为 0 32 属特低 硫煤 磷分 Pd 一般在 0 007 0 065 之间 平均为 0 02 属低磷 煤 粘结指数 GRI 最小为 0 最大为 3 一般多为 0 透光率 PM 一般在 54 68 之间 平均为 62 发热量 Qb ad 一般在 23 19MJ Kg 24 96MJ Kg 之间 平均为 24 32MJ Kg 恒湿无灰基高位发热量 QGW A GN 一般在 23 38MJ Kg 26 15MJ Kg 之间 平均为 24 63MJ Kg 3 煤炭产品用途 本井煤层随着煤层埋藏深度增加 变质程度逐渐加大 2 1 和 2 2 煤可作为民用和动力用煤 3 煤具有低灰 特低硫 低磷 发热 量较高 化学反应性较好 热稳定性好 抗碎强度高 易磨碎 低熔灰分 结渣性强的特征 是良好的动力用煤和气化用煤 属富油煤 今后还可考 虑炼油的可能性 煤质详见第七章第一节 三 岩石工程地质特征 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 12 页 经对井田内可采煤层顶板 30m 底板 30m的岩性进行采样分析 岩性由 泥岩 粉砂岩及粗中砂岩组成 以粗 中砂岩为多 泥质胶结 粗 中砂 岩松散 抗压强度低 泥岩 粉砂岩 细砂岩有随深度增加 抗压强度增 高的规律 而粗 中砂岩的抗压强度没有明显变化 一般规律是煤层的抗 压强度普遍较高 岩石抗压强度较低 岩石随粒度变粗而抗压强度变低 灵东矿井 L3井筒检查孔对各煤层及其顶底板进行岩石力学试验 详见表 1 2 2 表 1 2 2 各煤层及顶底板岩石力学试验成果表 层位 从上至下 天然含水率 单向抗压强 度 Mpa 泊松比 P 内摩擦角 内 聚 力 系 数 Mpa 备注 泥岩 19 74 20 29 5 2 5 4 0 44 24 3 26 1 1 52 1 56 2 1煤层 6 4 7 1 35 5 1 53 砂质泥岩 14 21 20 64 4 1 8 2 0 39 0 45 32 7 35 8 1 40 2 23 细砂岩 22 90 1 6 32 4 0 51 2 2煤层 9 8 砂质泥岩 17 32 18 20 5 3 7 5 0 44 0 46 20 4 26 9 1 05 1 99 粉砂岩 17 71 3 4 0 45 26 4 1 08 泥岩 15 26 18 50 6 5 8 0 0 44 0 46 24 2 31 5 1 67 2 48 中砂岩 13 23 20 28 0 10 23 3 0 36 0 46 31 1 37 5 0 15 7 51 泥岩 17 34 11 9 3煤层 14 9 主要煤炭用途 一 煤质特征 一 煤质资料 本设计主要依据东煤公司煤田地质局一 0九勘探队 1992年 3月提交的 内蒙古自治区呼伦贝尔盟扎赉诺尔煤田灵东矿井勘探 精查 地质报告 该报告各煤层钻孔煤芯化验资料齐全 全面评价了本井田的煤质情况 在 揭示该区煤质特征方面具有一定的代表性和可靠性 二 煤层特征 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 13 页 本井的含煤地层为上侏罗统扎赉诺尔群伊敏组 发育 煤层群 其中 2 1 2 2 3 包括 31 2 共 3层煤为本井可采煤层 首先开采 2 1煤层 2 1煤层全区发育 为中厚 特厚煤层 厚度比较稳定 结构简 单至复杂 储量大 从煤类划分上看属褐煤 夹矸多为 1层 也有 2 5 层 夹矸岩性为泥岩和粉砂岩 煤层顶板为泥岩和粉砂岩 局部为细 中 粗 粒砂岩和砂砾岩 底板以粉砂岩为主 局部为泥岩或细粒砂岩 三 煤的物理性质 本区煤类以褐煤为主 长焰煤次之 煤呈黑褐色 条痕褐色 弱沥青 光泽 断口多呈平坦状 贝壳状及参差状 性脆易碎 易风化 可见龟裂 现象 煤的结构常以条带状为主 线理状 透镜状次之 煤的构造多为水 平层理 煤的硬度为 2 5 视密度为 1 28 1 37g cm 3 平均为 1 31g cm3 真密度为 1 54 1 63g cm 3 平均为 1 58 g cm3 煤岩特征 宏观煤岩成分以亮煤和暗煤为主 但丝炭常见 镜煤次之 煤岩类型以半亮和半暗型为主 其次为暗淡型煤 光亮型煤少见 煤的镜 质组反射率 一般在 0 3341 0 4923 之间 四 煤的化学性质 灵东井田钻孔褐煤煤芯煤样化验成果见表 7 1 1 从表 7 1 1中可以看 出 1 煤芯原煤水分 Mad 各可采煤层平均值在 6 79 12 29 之间 平均为 10 13 2 1煤层平均值为 9 91 2 煤芯原煤灰分 Ad 各可采煤层平均值在 12 21 24 04 之间 平均为 14 23 2 1煤层平均值为 15 06 属低灰煤 3 挥发分 Vdaf 各可采煤层平均值在 41 63 47 55 之间 平 均为 42 64 2 1煤层平均值为 43 60 4 全硫 St d 各可采煤层平均值在 0 22 0 61 之间 2 1煤 层平均值为 0 30 属特低硫煤 5 磷含量 Pd 各可采煤层平均值在 0 004 0 023 之间 2 1 煤层平均值为 0 011 属低磷煤 6 粘结指数 G R I 一般多为 1 2 7 透光率 P M 各可采煤层平均值在 23 45 之间 平均为 33 2 1煤层平均为 34 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 14 页 表 7 1 1 灵东井田褐煤各煤层钻孔煤芯煤样化验结果表 煤层 名称 Mad Ad Vdaf 坩锅 粘结 性 粘结指 数 GR I 透光率 PM MHC Qb ad MJ kg Qb daf MJ kg St d 灰熔融性 ST 1 3 77 22 20 12 29 5 54 33 16 13 07 45 15 56 11 47 55 1 2 1 1 2 1 2 16 33 24 16 74 24 37 20 94 26 40 31 03 27 73 0 19 2 67 0 61 1120 1310 1185 2 2 33 21 89 11 76 6 3 29 96 12 54 42 92 71 78 46 07 1 2 1 1 2 1 2 16 37 26 17 19 23 02 21 13 26 38 29 98 27 59 0 07 1 58 0 44 1080 1340 1180 3 6 06 19 80 11 92 5 89 27 84 15 28 34 24 53 80 45 73 1 2 1 1 2 1 2 16 33 23 17 98 23 18 20 69 24 60 31 12 27 72 0 23 1 26 0 48 1110 1285 1205 2 1 6 50 17 09 9 91 8 24 31 78 15 06 34 26 45 43 43 60 1 2 1 1 2 1 2 26 41 34 20 12 29 87 22 86 16 93 23 77 21 98 27 30 30 01 28 63 0 15 0 58 0 30 1055 1290 1145 2 2 3 33 16 84 9 68 12 82 33 62 24 04 42 09 45 91 43 72 1 2 1 1 2 1 2 23 49 32 17 78 25 46 21 75 17 07 24 12 19 65 27 35 29 49 28 57 0 29 0 61 0 42 1140 1320 1230 31 2 3 52 9 56 6 79 8 84 21 71 13 67 39 30 44 86 42 14 1 1 21 2 42 4745 19 64 24 24 21 03 20 51 25 82 23 64 28 75 30 05 29 48 0 15 0 43 0 22 1100 1260 1190 3 3 45 17 95 8 59 6 21 30 15 12 21 37 66 43 55 41 63 1 2 1 1 2 1 2 33 49 45 17 86 27 95 21 48 19 33 27 83 23 73 28 07 33 73 29 63 0 10 0 60 0 24 1105 1290 1170 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 15 页 续表 7 1 1 元素分析 灰成分分析 煤层 名称 Cdaf Hdaf Ndaf O Sdaf CO2 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 TiO2 K2O 1 66 30 71 05 69 64 4 59 5 14 4 79 0 58 1 08 0 86 23 19 27 79 24 69 0 02 2 0 0 39 22 98 60 65 59 82 13 01 27 22 16 83 3 13 12 75 7 12 2 71 32 04 19 05 1 03 13 70 5 20 3 96 14 88 6 86 0 56 1 54 0 95 0 49 1 29 0 90 2 63 12 71 45 69 69 4 29 5 14 4 63 0 67 1 14 0 84 23 11 31 25 24 80 0 13 0 31 0 20 18 92 64 67 36 00 9 13 19 97 13 86 3 43 13 71 8 61 11 73 34 23 24 80 2 53 6 76 4 10 2 04 14 13 7 04 0 74 1 25 0 98 0 15 1 43 0 77 3 67 31 72 86 70 45 1 78 5 61 4 54 0 39 1 16 0 74 22 36 27 09 24 26 0 15 2 0 0 45 21 32 48 29 40 94 14 253 23 24 19 09 3 25 8 98 6 11 11 34 55 19 19 31 1 74 5 54 2 94 4 45 9 34 6 63 0 98 1 41 1 19 0 26 1 62 0 80 2 1 68 95 76 00 72 59 2 65 5 07 4 58 0 29 2 39 0 89 18 87 25 69 22 01 0 22 1 13 0 54 33 80 66 81 50 30 5 70 18 10 14 11 2 97 16 02 8 01 0 71 22 96 15 30 0 80 6 04 1 57 3 96 6 48 4 88 0 62 0 84 0 74 0 37 1 60 0 83 2 2 71 60 73 87 72 79 4 60 5 17 4 74 0 75 1 80 1 02 20 28 22 68 21 45 0 16 0 44 0 26 57 30 73 16 66 05 9 51 19 39 13 36 2 26 5 8 3 19 3 97 13 14 7 41 0 47 1 85 0 93 2 68 8 91 4 02 0 05 0 58 0 41 0 43 1 69 1 02 31 2 73 78 5 08 1 06 20 08 0 22 0 38 0 28 41 06 69 88 53 74 9 16 14 90 12 67 2 80 10 49 5 86 7 94 21 71 14 69 0 40 1 54 1 04 1 94 5 45 4 12 0 56 0 82 0 72 0 39 0 68 0 55 3 66 77 81 73 74 32 2 17 6 53 4 80 0 25 1 14 0 94 11 49 27 74 19 74 0 11 1 41 0 54 41 31 62 04 50 28 8 08 20 32 14 87 2 96 15 27 6 41 8 56 19 55 15 46 0 52 3 63 1 47 3 05 6 44 4 61 0 31 0 85 0 68 0 12 3 52 0 87 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 16 页 续表 7 1 1 着火点 燃点 煤层 名称 Pd Asad Cl 焦油 Tar ad 腐植酸 Haad 苯萃取率 Ead 可磨性 HGI 氧化样 原样 还原样 1 0 001 0 0120 006 1 4 18 06 7 0 0 0200 008 4 23 8 96 1 8 76 24 6417 22 0 16 5 101 39 32 42565 272 299281 276 290284 292 305299 2 0 001 0 0070 004 1 5 10 603 2 0 0 0180 008 3 6 10 04 9 11 22 37 5223 68 0 08 2 400 81 37 9564 5 276 297284 273 290284 297 309302 3 0 002 0 0080 005 1 63 2 0 002 0 0160 008 3 95 6 34 8 11 03 27 1018 08 0 09 9 591 58 45 6756 264 299279 268 290279 279 309296 2 1 0003 0 0350 011 1 0 4 02 5 0 004 0 0200 009 4 9 7 55 9 9 57 36 8916 45 0 26 4 391 29 41 8156 274 297284 276 290284 296 311304 2 2 0 001 0 0580 016 0 73 0 0 0120 005 4 1 5 95 1 4 72 16 549 22 0 16 7 581 52 45 8465 262 284272 259 303277 284 309298 31 2 0 007 0 048 0 023 1 2 4 1 9 0 008 0 014 0 010 6 9 7 8 7 2 8 20 15 70 11 24 0 30 1 84 0 97 286 276 309 3 0 003 0 0600 023 0 90 5 02 7 0 0 0150 005 4 5 7 56 0 7 10 23 9614 47 0 04 9 821 67 46 11773 266 295280 270 283277 276 317298 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 17 页 8 发热量 Qb ad 各可采煤层平均值在 19 65MJ kg 23 73MJ kg 之间 平均为 21 68MJ kg 2 1煤层平均为 21 98MJ kg 9 腐植酸含量 HAad 一般在 9 22 23 68 之间 2 1煤层平均 为 16 45 属低腐植酸煤 煤的类别 浅部为褐煤 深部为长焰煤 矿井首采 2 1煤层为褐煤 煤层受变质作用的影响 随着煤层埋藏深度由浅入深 变质程度由上 至下逐渐加深 2 1煤层煤具有低灰 特低硫 低磷 挥发分高 水分高 发热量较高的特点 五 煤的工艺性能 1 气化指标 1 煤对二氧化碳反应性 当温度为 950 时 还原率一般在 89 3 96 3 之间 平均为 85 9 2 热稳定性 最低为 25 4 最高为 41 4 属较低热稳定性煤 3 结渣性 均为强结渣性煤 4 灰粘度 温度在 1400 1600 时可获得合乎标准的灰粘度 5 抗碎强度 根据生产矿井资料 为高强度煤 2 可磨性 HGI 一 般 在 36 5 73 0之 间 平 均 为 58 5 属 较 难 磨 煤 3 焦油产率 Tar ad 一般在 4 8 7 2 之间 平均为 5 7 属 含油煤 4 煤灰熔融性 煤灰软化温度 ST 一般在 1170 1230 之间 平均为 1190 属较低软化温度灰煤 5 抗碎强度 根据生产矿井资料 为高强度煤 六 微量元素 锗 镓 砷 氯等微量元素含量均低于国家标准 氟含量在 22 3ppm 68 8 ppm之间 平均为 38 9 ppm 燃烧时对烟气净化设备 环 境卫生不会造成影响 本矿区煤的化学反应性较好 热稳定性一般 抗碎强度高 低熔灰分 结渣性强的特征 是良好的动力用煤和气化用煤 七 矸石的泥化试验 本井共在 2个钻孔采取泥化样 16个 由浅入深 在不同深度地层采 样 根据试验结果 均有泥化现象 部分泥化现象明显 大部分无澄清层 溶胶为灰褐 暗褐色以及黑褐色 2 1号煤泥化率 0 5mm 为 13 81 2 2号煤泥化率 100 小计 41 157 9 38 0 10 煤 24 019 7 68 0 12 夹矸煤 硫化铁 矸石 0 198 80 27 100 50 小计 24 217 8 27 0 12 50 合计 66 374 8 98 0 11 50 25 煤 10 484 9 03 0 13 中国矿业大学采矿专业 09届本科毕业设计 第 19 页 25 13 煤 11 387 10 01 0 16 13 6 煤 6 114 8 27 0 14 6 3 煤 3 072 9 99 0 14 3 0 5 煤 2 003 13 95 0 16 0 5 0 煤 0 567 15 82 0 18 50 0合计 33 626 9 72 0 15 毛煤总计 100 00 9 23 0 12 原煤总计 扣除 50mm 矸石 99 327 8 76 0 12 表 7 1 3 灵东矿井原煤筛分组成表 粒级 mm 产品名称 Ad 煤 13 863 13 23 矸石 1 437 86 90 100 小计 15 30 20 15 煤 20 752 13 23 矸石 1 198 86 90100 50 小计 21 95 17 25 煤 34 615 13 23 矸石 2 635 86 90 50 合计 37 25 18 44 50 2