河北工程大学毕业设计

河北工程大学毕业设计1．采区概况1.1 采区位置、范围及井上下关系1.1.1位置及范围设计采区位于庄旺煤业矿井井田位置的西南角，走向长度为865米，倾斜长度750米，埋藏深度地面标高为：+1503—+1590（米），采区标高为：+1264—+1287（米），采区面积为：648750㎡1.1.2邻区情况501采区东为实体煤，是该矿设计的下一个采区，南面为空井田，西面为同煤集团石湖煤矿（两矿以签订互留二百米保安煤柱的协议）北面为德胜煤业距501采区约2公里，两个矿均为生产矿井，均无越界现象，对本井田无破坏性影响。

所以保证该矿的采掘安全。

已开采相邻采区煤层埋藏特征：所采5﹟煤为二叠系山西组，属厚煤层，赋存稳定。

煤层厚度：10.45—14.85m，平均厚度12.48m煤层倾角8°—10°平均倾角为9°，顶班为粉砂岩或细砂岩，地板为炭质泥岩或粉砂岩。

本井田区域构造位置处于吕梁—太行断块之宁武—静乐块坳之北段。

区内地层总体呈一缓背斜构造，地层走向近北东向，倾向南东，产状较缓，倾角8-10°左右。

井田地表发现有4条断裂，现分述如下：F1：断层走向20°，倾向北西，倾角50°，断距4m。

F2：断层走向355°，倾向南东，倾角41°，断距40m。

F3：断层走向45°，倾向南东，倾角20°，断距4m。

F4：断层走向65°，倾向北西，倾角37°，断距12m。

在地表或井下调查中未发现陷落柱、大型断层、褶皱等，故构造属简单类型。

水文情况：含水层（顶部、底部）分析：该采区回采过程中主要水害为5﹟煤顶板砂岩水，在回采过程中顶板水主要以滴水、淋水形式出现，底板水涌出量小，所以不会对采掘造成威胁。

其他水源的分析：工作面内可能有受地表渗水影响，雨季时水量可能增大，工作面推进期间要加强观测，区内无老塘水存在。

区内正常涌水量38m3/h，最大涌水量50m3/h。

顶底特征1.1.3地面情况及受采动影响程度本井田内地处管溱山脉东麓，整体地势南北高中间低，最高处位于井田北部，海拔标高为1745.00m，最低处位于井田内中部的沟内，海拔标高为1476.00m，最大相对高差为269.00m,属于中山区。

井田内大范围被第四季中、上更新统地层覆盖，局部出露基岩。

井田内无建筑和构筑物，均为荒坡。

本井田属海河流域桑干河水系。

井田内地表水系不发育，只发育一些冲沟，由于降水量小，基本上无积水，只有雨季才有水流经过，地表水基本汇入沟谷，向西流出井田，汇入恢河。

1.2 煤层赋存及围岩情况1.2.1 煤层赋存情况煤层赋存状况：①含煤性井田含煤地层主要由石炭系上统太原组、二叠系下统山西组组成，其中太原组为主要含煤地层。

含煤地层平均厚为163.5m，含煤6层，煤层平均总厚16.0m，含煤系数为9.80％。

其中太原组一般厚度为80.21-119.0m，平均107m，含有全区主要可采的5#煤层和不可采的高灰2#煤层，煤层平均总厚17.30m，含煤系数为16.2％。

山西组厚度—般为39.35-76.98m，平均56.5m，含煤1-2层，其编号为01#、1#，煤层较薄，厚度不稳定，不可采，平均总厚为1.10m，含煤系数为1.90％。

太原组含煤6层，分别为2#、3#、4#、5#、6#、7#煤层。

其中2#煤为不可采的高灰煤层，5#煤层为全井田可采煤层，根据钻孔资料及矿井煤层揭露情况，其它为不可采煤层。

2#煤层厚度一般1.8-5.0m, 平均厚3.89m，5#煤层厚度一般厚10.45-14.85m，平均厚13.34m，一般含0-3层夹矸,夹矸厚0.05-0.20m，煤层稳定，厚度变化较小。

山西组含煤1-2层，编号为01#、1#。

一般多为煤线，层位不稳定，不可采。

②可采煤层井田内含全区可采的5#煤层和不可采的高灰2#煤层，现将其分述如下：a. 2#煤层位于太原组上部。

煤层较稳定，高灰不可采，据井田7个钻孔资料和井下见煤点,煤层厚度1.8-5.0m, 平均厚3.89m，结构简单，一般含0-1层。

顶板为炭质泥岩、砂岩；底板为炭质泥岩、粉砂岩。

下距可采煤层5#煤层50m左右。

属稳定型煤层。

b. 5#煤层位于太原组中下部。

煤层稳定，厚度较大，属特厚煤层，全井田可采，据井田内7个钻孔资料,煤层厚度10.45-14.85m，平均厚13.34m，一般含0-4层夹矸，厚度为0.10-0.50m。

顶板为泥岩、泥灰岩；底板亦为砂质泥岩。

属稳定型煤层。

可采煤层特征表见表。

可采煤层特征表表1-31.2.2 煤的物理特征和工业分析(1) 物理特征井田内2#、5#可采煤层的颜色为黑色-亮黑色，粉末略带微棕色，光泽多呈沥青-玻璃光泽或强玻璃光泽；断口参差状-平坦状，节理不发育，内生裂隙不发育—较发育，一般20-30条/cm；外生裂隙不发育。

煤的结构以条带状最发育，且以宽条带状结构为主，硬度1.5-2，性脆易碎，质轻污手，镜煤（或亮煤）的简易燃烧试验：易燃，发浓烟，较长火焰，微熔—易熔以及微膨，并具有弱结渣性。

井田内2#、5#可采煤层宏观煤岩类型以半暗型煤为主；暗煤次之。

井田内2#、5#可采煤层显微煤岩特征：有机组分以镜质体最高，其次见胶镜质体或含少量半镜质体，丝质体是以全丝质体为主，其次为半丝质体。

矿物以粘土矿物为主，另含少量黄铁矿及方解石等。

(2) 工业分析①2#煤层2#煤层原煤：水份（Mad）为0.55%；灰份（Ad）45.35%；挥发份（Vdaf）36.63%；全硫(St.d)为0.47%；固定碳（FCd）为42.30%；低位发热量(Qgr.v.ad) 为20.00MJ/kg，焦渣特征4，氢4.97%。

浮煤: 水份（Mad）为9.75%；灰份（Ad）10.70%；挥发份（Vdaf）36.51%；全硫(St.d)为058%；固定碳（FCd）为56.70%；低位发热量(Qgr.v.ad) 为28.95MJ/kg，焦渣特征5，氢4.97%，粘结性(GR.I)30。

Ymm9.0，Xmm59.0。

2#煤层为高灰、弱粘煤。

②5#煤层5#煤层：水份（Mad）为0.42%；灰份（Ad）14.93%；挥发份（Vdaf）32.97%；全硫(St.d)为2.35%；固定碳（FCd）为57.02%；低位发热量(Qgr.v.ad)为27.28MJ/kg，焦渣特征5，氢5.51%。

浮煤：水份（Mad）为0.66%；灰份（Ad）7.77%；挥发份（Vdaf）32.44%；全硫(St.d)为2.74%；固定碳（FCd）为62.31%；低位发热量(Qgr.v.ad)为30.35MJ/kg，焦渣特征5，氢5.22%,粘结性(GR.I)62。

Ymm13.0，Xmm50.0。

5#煤层为中灰、中高硫的气煤。

1.2.3 煤层顶底板情况5号煤层：顶板以泥岩为主，局部为砂岩或炭质泥岩，厚2.00～26.00m。

顶板泥岩抗压强度10.0～60.8 MPa, 抗拉强度0.4～4.6 MPa，属软弱岩类至坚硬岩类，底板为泥岩及炭质泥岩，厚1.00m左右，据5号煤层底板岩石力学性质试验，抗压强度8.0～64 .8MPa, 抗拉强度0.2～2.4Mpa，属软弱岩类至坚硬岩类。

5号煤层的底板，底板为泥岩及炭质泥岩。

据原庄旺核查报告，抗压强度2.86～43.6 MPa, 属极软弱岩类至坚硬岩类。

1.2.4 地层、标志层及其变化煤系地层和变化情况描述。

设计采区煤系地层柱状图1.3 地质构造及水文情况1.3.1 地质构造①地层区内发育地层由老到新有：古生界奥陶系中统（O2）、石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1s）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）、第四系中、上更新统（Q2+3）。

现将地层分述如下：a．奥陶系中统上马家沟组(02s)井田内地表未出露。

由一套灰黄色泥灰岩，黄色、黄绿色白云质灰岩，灰岩，角砾状泥灰岩，豹皮状灰岩和钙质泥岩组成。

b. 石炭系中统本溪组(C2b)井田内地表未出露。

本组地层厚度为16.65-32.5m，平均20m。

平行不整合于中奥陶系上马家沟组灰岩侵蚀面上，下部为海陆交替相的铁铝岩建造。

自下而上一般由山西式铁矿、铁铝岩、铝土岩及铝质粘土岩组成。

上部为灰色泥岩、砂质泥岩和灰白色石英砂岩。

c．石炭系上统太原组(C3t)井田内地表未出露。

本组地层厚度为80.21-119.0m，平均107m，为本区主要的含煤地层之一，呈海陆交替相的含煤建造。

由灰或灰黑色泥岩组成。

可采煤层为2#、5#煤层，其中5#煤层厚度较大，主要赋存于中下部。

本组中部所夹石灰岩，含有蜿足类化石，横向变化大，层位不定。

本组底部与本溪组地层之间，以一层较薄的砂岩为界，砂岩分选良好，粘土胶结，层位较稳定，相当于太原西山的晋祠砂岩。

本组含晚石炭世希瓦格筵和太原网格长身贝等标准化石及少量假蛋形脉羊齿和长椭圆楔叶等早期华夏植物化石。

d. 二叠系下统山西组（P1s）井田西部有出露。

本组厚39.35-76.98m，平均56.5m。

属陆相含煤岩系，由灰色砂质泥岩、灰黑色泥岩、灰白色石英砂岩组成。

中夹煤及碳质泥岩，主要赋存于下部，横向变化大，稳定性差，分叉、变薄和尖灭现象显著。

含煤层1-2层，其编号为01#、1#，煤层薄，不稳定。

泥岩中植物化石较多，其中以多脉带羊齿甚为繁盛。

e. 二叠系下统下石盒子组（P1x）井田西部有出露。

本地层厚88.21-134.52m，平均121.86m，为黄绿、杏黄色陆相沉积岩系，可分为二个岩性段。

第一段为黄绿和灰绿色厚层状硬砂岩、黄绿色和灰绿色砂质泥岩及少量灰黑色泥岩组成，下部偶含煤线及炭质泥岩；第二段以黄绿和杏黄色厚层状石英砂岩、黄绿和紫红色砂质泥岩为主，中夹少量灰和黄绿色泥岩，底部分界砂岩偶含砾石。

f. 二叠系上统下石盒子组（P2s）井田东部有出露。

本组地层厚268.7-348.1m，平均280m，为杏黄、黄绿色和紫红色泥岩、砂质泥岩和黄绿、灰白`色石英砂岩等，本组地层在区内保存不全。

g. 第四系中、上更新统（Q2+3）不整合覆盖于下伏基岩地层之上，上部由灰黄色亚砂土、亚粘土组成，厚10-30m，分布于山坡及梁顶。

垂直节理发育。

下部由浅棕红色亚粘土及砂砾石层组成。

2、地质构造本井田区域构造位置处于吕梁—太行断块之宁武—静乐块坳之北段。

区内地层总体呈一缓背斜构造，地层走向近北东向，倾向南东，产状较缓，倾角8-10°左右。

井田地表发现有4条断裂，现分述如下：F1：断层走向20°，倾向北西，倾角50°，断距4m。

F2：断层走向355°，倾向南东，倾角41°，断距40m。

F3：断层走向45°，倾向南东，倾角20°，断距4m。