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采矿工程毕业设计(论文)-桑树坪煤矿3号煤层开采设计【全套图纸】.doc

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1、第 1 页 全套图纸,加 153893706第一章矿(井)田地质概况1.1地理位置,企业性质,隶属关系,地形地貌,交通情况1.1.1交通位置桑树坪煤矿位于陕西省韩城市桑树坪镇。桑树坪煤矿省属国有大型煤矿企业,是陕西煤业化工集团有限责任公司韩城矿务局下属煤矿之一。井田的地形地貌,受构造、岩性和自然地理条件诸因素的控制,属构造剥蚀低山区。沟谷及两侧附近,基岩大量裸露地表;山腰及山顶多为广厚的黄土所覆盖。由于第四纪以来地壳的不断上升,区内经受强烈的剥蚀和地表水的长期冲刷切割,地形较为复杂,沟谷纵横交错,粱峁蜿蜒曲折。沟谷多呈“V”字型,下切很深,两侧地形陡峭。在黄土覆盖的地带,冲沟极为明显,呈树枝状

2、分布,黄土漏斗、黄土柱、黄土芽,比比皆是,呈现了典型的渭北黄土高原的地貌景观。桑树坪煤矿位于渭北煤田韩城矿区最北端,黄河的西岸,距韩城市直距约 35 公里。行政区划隶属于韩城王峰乡和枣庄乡管辖。矿址位于韩城市桑树坪镇,有韩(城)宜(川)公路从矿区通过,另有从下峪口至桑树坪的铁路运煤专线。矿区东临黄河,有凿开河自西向东经本区流入黄河。交通条件较为便利,有12公里的铁路支线在下峪口车站与西候线接轨,并有韩(城)宜(川)公路从矿区通过。插图 1-1:交通位置图。1.1.2 地形地貌井田的地形地貌,受构造、岩性和自然地理条件诸因素的控制,属构造剥蚀低山区。第 2 页 沟谷及两侧附近,基岩大量裸露地表;

3、山腰及山顶多为广厚的黄土所覆盖。由于第四纪以来地壳的不断上升,区内经受强烈的剥蚀和地表水的长期冲刷切割,地形较为复杂,沟谷纵横交错,粱峁蜿蜒曲折。沟谷多呈“V”字型,下切很深,两侧地形陡峭。在黄土覆盖的地带,冲沟极为明显,呈树枝状分布,黄土漏斗、黄土柱、黄土芽,比比皆是,呈现了典型的渭北黄土高原的地貌景观。地形的基本趋势是西北高,向东南方向逐渐降低。1.1.3气象及水文情况矿区属大陆性半干旱气候区,降雨量少,蒸发量大。年平均相对湿度为62.4,降雨量为356.8,最大积雪量12,最高气温42.6,最低气温-14.8,最大冻土深度41,最大风力达9级,一般23级,以东北风为主。黄河流经本井田的东

4、部,自北向南穿越全部新老地层。井田的北端至禹门口一段流域,河床狭窄,水流湍急,两岸峭壁耸立,殊为壮观;每年夏季供水季节,更是波涛汹涌,浪峰迭置。在与凿开河混流至禹门口间,一般水面高程在381378m,洪水期水流坡度为34枯水期为1。据龙门水文观测资料,最高洪水位391.50m(1939年4月) ,最低水位371.84m(1934年7月) ,最大流量21000m 3 /s(1967年8月) ,最小流量88m3/s(1972年11月) 。凿开河为横穿井田的主要河流,蜿蜒切过全部地层,由西北向东南于禹门口附近汇入黄河。据近年来的观测,其流量为0.00313.49 m3 /s,该河发源于黄龙山之大岭东

5、侧,流域长55km,汇水面积306km 2,流经桑树坪井田的长度为2.64km,河床宽度3050m左右,河床坡度10。桑树坪矿的工业广场及住宅区坐落在其两岸。建井时及建井以后,曾对工业广场周围的河床进行了加固和改造,保证了工业广场的安全。水文地质条件井田内含水地层一般划分为4组,具体如下:H1 第四系砂砾层孔隙潜水中等含水层组H2 二叠系砂岩裂隙承压弱含水层组H3石炭系砂岩(灰岩)裂隙承压极弱含水层组第 3 页 H4 奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压强含水层组第四系砂砾层孔隙含水层主要分布于河谷及冲沟中,该含水层直接接受大气降水和河水的侧向补给,多在丰补给与其接触的岩层,从而补给相应的含水层,成为矿井

6、水的来源之一。二叠系砂岩裂隙承压弱含水层组广泛分布于整个井田,主要是煤系及其上覆砂岩裂隙含水层,出水形式主要表现为3 #煤层顶板淋水、滴水,底板渗水及采后老塘出水,对矿井生产影响不大。石炭系砂岩(灰岩)裂隙承压极弱含水层组在本井田广泛分布,由于埋藏深度大,地表仅出露于凿开河及切割河谷,涌水量不大,且有日趋变小的趋势,出水形式为砂岩裂隙出水,也是矿井的主要充水原因之一。奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压强含水层组,位于11 #煤层底板之下,以构造裂隙涌水为主要形式,区域最大突水点瞬时突水量1530m 3/h,水位标高为+380m。其目前平峒开采11 煤底板标高在+380m以上,其余受奥灰水威胁尚未开采。另

7、外,桑树坪井田周围分布有较多正在开采或已开采完毕关闭的小煤窑,其开采范围尚难查清,小窑积水及采空区积水成为影响矿井开采的又一大主要水患。以2005年底的数据,矿井最大涌水量为654.2m 3/h,正常涌水量为486.2m3/h。1.1.4 矿区概况矿区人口约3.5万人,主要由矿区职工及崖岔村、卫家庄、竹园村的村民组成。桑树坪井田开发历史悠久,最早可追溯至明清以前。40年代末,井田浅部旧窑很多,1958年以来,韩城矿区上马,韩城矿务局对南沟、桑树坪矿进行技术改造予以扩建。1970年3月原桑树坪一、二号井和胡岭平硐相继开工兴建。1973年燃化部以(73)燃煤开字127号文正式批准了韩城矿区总体设计

8、。采煤方法均采用走向长壁和倾向长壁法,落煤采用综采、高档普采和炮采,全部陷落法管理顶板。原精查地质报告提交的地质储量为 74663.83 万吨,其中 A+B 级为 43339.94 万吨,占总储量的 58%,A 级储量为 20894.63 万吨,占总储量的 28%。由于矿井开采以及计算范围的变动,本次修编重新计算了储量。通过计算,截止 1995 年 12 月 31 日,桑树坪矿保有地质储量(A+B+C 级)7165039 万吨,减去因开采程序问题而不能开采的量,实际保有储量 71481.9 万吨,在 95 年底保有储量中,其中 A 级储量 8606.2 万吨,B 级储量 15643.6 万吨,

9、A+B 级储量占总储量的 33.8%。如果按煤种统计,瘦煤共有 4835.4 万吨,贫煤为 66815.5 万吨。第 4 页 1 矿井人力资源目标与规划一、目标1.抓紧抓好重要岗位的安全技术工种的正规培训学习。全面完成上级下达的各项培训学习任务。2.对在职职工培训学习覆盖率力争达到 90%以上。3.重要岗位(工种)培训学习率达到 100%。二、规划1、007 年 12 月招收具有初中以上文化程度农民协议工 500 名。89 月份从韩煤技校毕业生中择优招聘机电技术工人 20 名,通风技术工人 20 名。2、008 年 23 月招收具有初中以上文化程度农民协议工 500 名。89 月份从韩煤技校毕

10、业生中择优招聘机电技术工人 30 名,通风技术工人 20 名。3、009 年 12 月招收具有初中以上文化程度农民协议工 600 名。89 月份从韩煤技校毕业生中择优招聘机电技术工人 25 名,通风技术工人 20 名。4、010 年 12 月招收具有初中以上文化程度农民协议工 450 名。89 月份从韩煤技校毕业生中择优招聘机电技术工人 20 名,通风技术工人 30 名。5、现有岗位的技术工种人员进行逐年轮训,通过轮训,提高技术工种人员理论水平和实践操作水平。三、2007 年2010 年技术工种人员素质再提高发展规划如下(一)培训学习原则1.坚持职工培训学习与生产实际需要相结合的原则。2.坚持

11、专业谁主管谁负责的原则。3.坚持业务理论培训学习与实践技能培训学习相结合的原则。4.坚持矿外培训学习和矿内业余培训学习相结合的原则。(二)培训与学习内容1.安全知识:学习有关安全生产的方针、政策、法规和有关规定, 三大规程 、矿山安全法 安全质量标准 ,学习创伤急救知识,避灾避险知识,矿井灾害预兆预防知识及处理办法,岗位安全知识等。第 5 页 2.技术业务知识:严格按照煤炭工业工人技术等级标准的要求,进行业务知识学习和实践技能演练。3.管理知识:对全矿各级管理人员及区队(班组)长进行安全知识、质量管理、制度化管理进行培训,努力提高管理人员及区队(班组)长的管理水平。(三)培训学习办法四、200

12、7 年2010 年的培训学习工作任务重,力度大,必须采取多种形式,力求达到计划和奋斗目标的实现。1.矿外培训:学习按局培训学习计划和上级部门的要求及时输送学员。2.脱产培训学习:矿内脱产培训学习,由劳资科(组)职工培训组组织安排每班的学习内容和授课教师,其中区队(班组)长以上的干部培训学习,由组干部和劳资科共同组织实施。3.业余培训学习:由劳资科职工培训组组织安排管理,学习的时间与培训学习内容及授课教师和各业务科(组)室区队共同协调安排,各单位内部要创造性地开展生动活泼、效果显著的理论和实践培训学习,按业余培训学习计划进行实施。4.新分配新转岗的井下和技术工种岗位上(包括由矿外调入原来 从事该

13、工种)的人员,都必须由职工学校或所新分单位进行转岗培训学习,并签订师徒合同 ,岗前培训学习考试合格后,在师傅的指导下方可上岗实习,学徒期或熟练期满,经资格鉴定合格后,方可发给操作证独立上岗。5.岗位练兵和每年一次职工技术比武是由劳资、工会、团委联合组织安排,做到统一组织,协调安排,凡参加比武工种的单位要做好充分准备,从思想上、组织上要认真落实,要以公心,唯才是举,任人唯贤。利用一切宣传工具,大造舆论,宣传比武的目的和意义,调动广大职工学业务、学技术的积极性,从理论学习、实践演练两个方面,着手进行岗位练兵,选拔技术尖子,逐级参加比赛,各级各部门一定要严格把关,对取得优异成绩的选手和各工种的教练员

14、及做出成绩的组织工作人员要及时的表彰和奖励。6.加强培训师资力量,努力提高和兑现授课教师的相关待遇,兑现培训师及教师的职务待遇,提高培训学习效果,调动一切积极性。五、2007 年2010 年干部培训计划(一)培训计划第 6 页 1、具有本科学历以上文化程度的管理和专业技术人员要占到全矿干部总人数的 20。2、具有大专学历以上文化程度的管理和专业技术人员要占到全矿干部总人数的 40。3、具有中专学历以上文化程度的管理和专业技术人员要占到全矿干部总人数的 40。(二)培训措施1、每年选送 5的管理和专业技术人员到大专及本科院校学习。2、每年有 10的管理和专业技术人员参加各种培训学习。3、每年矿支

15、 20 万元的专用培训费1.2 矿(井)田境界及储量1.2.1 井田境界桑树坪煤矿井田位于渭北煤田韩城矿区最北端,黄河的西岸,距韩城市直距约为35km。位于韩城市桑树坪镇和王峰乡。其地理坐标为:东经11030001103500,北纬354000354730。全井田范围共由57个拐点圈定,拐点坐标详见采矿许可证附本。本次设计主采3 #煤层,3 #煤层井田走向长6717米,倾向长3396m,井田面积 23.73km2。煤层倾角3到5。井田东部(浅部)以煤层露头线为界,西部(深部)以3 #煤层+400等高线为界,与卓立井田相接;北部以纵坐标3961000为人为边界,其南部及东南部均与下峪口井田毗邻,

16、东部以下峪口井田53与P20钻孔联线向北平移600m,东南部以3 #煤层690m等高线及通过N 3号孔的垂线为界。桑树坪煤矿南部及东南部均与下峪口井田相接,东部相邻较多的小煤窑,主要有石窑塔矿、崖岔大队矿、朝阳矿、顺平矿、煤电联办矿、新鑫矿、新星矿、煤电联办矿、南联矿、福兴矿、昌顺矿、林源中学矿、济民矿、大池埝矿院矿、兰利矿、黄河二矿、南塔沟东王矿、阳坡矿、刘岭矿、兴发矿、龙达矿、四通矿、和已关闭的红星矿、康佳矿、乔二矿、卓立矿等。1.2.2储量资源储量估算以2005年底为估算截止日期,估算按2 #、3 #和11 #煤层分别进行,计算第 7 页 范围以采矿许可证所划定范围51.07km 2,共

17、由57个拐点圈成。开采水平为+140+480,煤层最低可采厚度指标为0.8m,最高可采灰分指标为40%, 2#煤层容重1.37t/m3,3 #、11 #煤层容重1.38t/m 3。估算采用资料为2005年年报。结果如下:保有储量为66292.2万吨,累计探明储量703606.7万吨,累计采出量3095.4万吨,累计损失量1219.1万吨,可采储量44266.8万吨。其中2005年末,桑树坪煤矿3 #煤层可采储量为17280万吨。(2)煤层赋存条件、资源储量发生变化的情况及原因说明桑树坪煤矿共有可采煤层3层,即2 #、3 #和11 #煤层。其中 2#煤层属局部可采煤层,可采厚度0.801.70m

18、,平均0.95m;3 #和11 #煤层为主要可采煤层,3 #煤层厚度1.0819.17m,平均6.46m,11 #煤层厚度0.8010.80m,平均3.52m,目前,平峒主采3 #煤层。原地质精查报告提供的原始地质储量为74663.83万吨,并以陕革基发(77)71号文件由陕西煤炭工业局予以批准。1980年重新核算矿井储量11 #煤划入1018.19万吨后,核算增加301.8万吨。截止2005年末,矿井累计采出量3095.4万吨,累计损失量1219.1万吨,正式批准注销95.4万吨,采勘对比、井田边界变化、小窑影响、重算因素等引起的储量减少4263.5万吨,其中主要为2001年3月份国土资源部

19、颁发的新采矿许可证批准边界与原地质精查报告井田边界发生重大改变,井田面积也由原来的63.3km 2变更为51.07km 2,仅此一项导致矿井地质储量减少3145万吨。2005年底,桑树坪煤矿保有储量为66292.2万吨,其中,永久煤柱煤量4562.5万吨(包括工业广场煤柱、凿开河煤柱、井田边界煤柱、风井煤柱) ,可采储量为44266.8万吨。自建矿以来,累计采区回采率76.9%,累计矿井回采率71.3%。(3)资源储量核查结果2005年末,桑树坪煤矿可采储量为34950.2万吨,其中2 #煤层924.2万吨,3 #煤层17280万吨,11 #煤层16746.0万吨。根据矿井地质复杂程度中等这一

20、条件取储量备用系数1.4。本次设计主采3 #煤层,所以矿井剩余服务年限计算如下:a=G/(kBA)=17280/(1.4228.9)=53.9(年)1.3井田地质情况,地层,含煤地层,构造,断层第 8 页 地层由老到新依次为:奥陶系中统马家沟组、峰峰组,石炭系中统本溪组、上统太原组,二叠系下统山西组、下石盒子组,上统石盒子组、石千峰组及第四系。含煤地层为石炭系上统太原组,二叠系下统山西组,含煤地层厚128.41m,共含煤13层,其中太原组含煤8层,山西组5层,总平均厚度14.92m,含煤系数为11.62% ;可采总厚度为10.91m,可采含煤系数为8.11% 。构造形态为一走向北东东,倾向北西

21、西,沿走向和倾向都有波状起伏的单斜构造,地层倾角3-12一般在10以下。井田内大中型断裂不发育,但有一定数量的小型断层。褶皱构造除井田北部的马家塔背比较明显外为其他褶皱都比较平缓都褶皱轴方向以北西向为主为除此之外,3 #煤层中的层滑构造、11 #煤层中的挠曲构造较为发育。层滑构造是造成本区小构造复杂化,煤厚变化大的一个主要原因。斜比较明显外,其他褶皱都比较平缓。褶皱轴方向以北西向为主。除此之外,3 #煤层中的层滑构造、11 #煤层中的挠曲构造较为发育。层滑构造是造成本区小构造复杂化,煤厚变化大的一个主要原因.在井田精查过程中,于井田浅部的西沟内发现正断层一条,即西沟正断层。该断层走向NW70至

22、东西,倾向南西,倾角35,断于下石盒组地层中,延展程度不足1km,断距约10米。根据采掘工程揭露,该断层未断至煤层。此外,在113、116号钻孔附近,发现走向近南北,倾向西的断层3条,断于上石盒组地层中,断距均不超过10m。在煤矿生产过程中,至今未发现大中型断层,但小断层比较发育。截至1996年六月底的统计资料,在采掘过程中共揭露有纪录的断层136条,其中正断层123条,逆断层13条。 煤采掘工程揭露小断层11条,其中正断层9条,占82%; 煤层发现小断层58#2 #3条,正断层55条,占95%; 煤已采区内揭露小断层27条,其中正断层27条,占100%。#1岩石巷道中揭露断层40条,其中正断

23、层32条,占80%。各煤层中小断层的强度、密度详见表1-1。煤层 开采面积 断层条数 断层密度 备注#20.59 11 1733.29 58 18#12.71 27 10韩城矿区位于陕西渭北石炭二叠纪煤田东部边缘。渭北煤田的大地构造位置在不第 9 页 同地质历史时期,随区域大地构造背景的演化而改变。韩城矿区呈北东向延展的宽带状,东南翘起,西北倾伏,地层总体向北西方向倾斜。构造变动南强北弱,东强西弱,主要构造变形带集中在矿区东南边缘地带。一、 地层桑树坪井田范围内,出露地层由老到新依次为:奥陶系中统马家沟,峰峰组,石炭系中统本溪组,上统太原组,二叠系山西组,下石盒子组,石千峰及第四系。(一) 奥

24、陶系1、 中奥陶统上马家沟组中奥陶统上马家沟组在韩城矿区出露较少,在桑树坪矿区内出露的主要为上马家沟组第三段。主要出露在井田东南角的黄河岸边。其岩性下部为浅灰灰白色薄层状白云岩夹中厚层状石灰岩和灰质白云岩,泥晶细粉晶质,石灰岩为粉晶和残余砂屑结构,具有十分明显的纹状结构,上部为浅灰灰白色,中厚层状石灰岩,夹三、四层黄褐色波层状灰岩,微晶和细晶质,含有较多的方解石脉和团块,具有纹状和缝合线构造。2、中奥陶统峰峰组峰峰组连续沉积于马家沟之上,根据钻孔揭露和野外调查,在桑树坪井田内发育峰峰组一段和峰峰组一段岩性为浅灰灰褐色,薄层状泥灰岩夹 34 层中厚层状白云质灰岩。峰峰组二段直接与煤系地层接触,其

25、岩性主要为厚层状态、深灰色石灰岩,白云质灰岩,微晶细晶质构造,致密性脆,质地均一。该段地层中裂隙、岩溶发育,为裂隙岩溶强含水层,使桑树坪矿主要充水水源之一。峰峰二段在桑树坪井田凿开河以北普遍存在,厚度在 045m 之间,一般厚度在 30m 左右,绝大部分区域发育良好,厚度比较稳定。(二) .石炭系1.中石炭统本溪组本溪组出露于井田的东南部一带,在井田范围内露显发育,厚度 041.0m,平均5.16m。主要由灰白色石英含砾砂岩,中砾砂岩,铝质泥岩,砂质泥岩组成,局部夹煤。与下部地层为平行不整合接触。2.上石炭统太原组太原组主要出露于井田东南部的沟谷中,为一套海陆交互相沉积,是井田主要含第 10

26、页 煤地层之一,主要由灰黑色中细砾砂岩石英砂岩,泥岩,海相石灰岩及煤层组成,含大量动植物化石,根据岩性大致可分为三段。下段:底部为石英砂岩(局部为石英砂粒岩) ,灰白色,厚层状,具大型板状斜层理,与本溪组底层直接接触;中部岩性以泥岩、砂质泥岩为主,间夹薄层粉砂岩,普遍含黄铁矿结核。上部为泥岩,下段厚度平均为 17.57m。中段以海相石灰岩和钙质粉砂为主,间夹少量泥岩,石英砂岩,含煤 35 层(编号为 11,10,9,8,7).石灰岩(k2 标志层)14 层,厚度 016m;含丰富的动物化石,中段厚度平均为26.84m。上段:岩性以砂质泥岩和粉砂岩为主,中夹 12 层中砾砂岩,一般不含煤,偶见6

27、和 5薄煤,上段平均厚度为 17.31m。本组地层厚度 43.01m112.61m,平均 61.71m , 与下伏地层整合接触。(三).二叠系1.下二叠统山西组山西组主要出露于井田南部,是井田的又一主要含煤地层。由浅灰、灰绿、黄绿色砂岩、粉砂岩、深灰色砂质泥岩及煤层组成,其中 3煤层为可采煤层,本组地层厚49.83100.68m,平均 61.49 m,与下伏地层为整合接触。2.下二叠统下石盒子组下石盒子组主要露于井田的中部和南部,岩性以浅灰、灰绿、黄绿色砂岩和砂质泥岩为主,中下部局部地段夹有煤线,底层厚度 40m 左右,与下伏地层为整合接触。3.上二叠统上石盒子组上石盒子组广泛出露于井田中,北

28、部各沟谷中,属纯陆相沉积,为一套杂色砂质泥岩系。其岩性以紫杂色,黄绿色砂质泥岩,粉沙岩为主,夹有中粗砂粒岩及泥岩薄层。本组砂岩以长石砂岩为主,以含泥质包体,具直线型斜层性,分选差为特征。粉砂岩的成分也比较复杂,具水平层理和紫色杂斑,在本组底部为一层厚 6m15m 的灰白色中粗粒砂岩,含砾石及泥质包体,分选性和滚圆度差,但层位稳定,井田内普遍发育。本组地层厚度为 300m 左右,与下伏地层为整合接触。4.上二叠统石千峰组石千峰组出露于井田的中部和北部,由于遭受剥蚀,不同地区发育层段不同。下部第 11 页 以灰绿、黄绿色粗砂粒砂岩为主,夹紫红色,砂质泥岩及粉砂岩,近底部的一层砂岩,厚度为 30m5

29、0m ,含砾石甚多,成分以石英为主,上部紫红色的砂质泥岩,砂岩中具有大型直线斜层理,为典型的河床相沉积。(四).第四系井田范围内第四系分布广泛,直接覆盖于各时代的地层之上,与各地层呈角度不整合接触。岩性以浅黄、黄色粉沙土及浅红色亚粘土为主,间夹钙质结核层,底部常有一层胶结不良的砾石层,在河谷及沟底尚有近代冲积,洪积,坡积物,成分为砂砾石及混合物,第四系厚度一般为 0100m 不等,平均 15m 左右。二地质构造根据对区域构造的分析,位于韩城矿区北缘的桑树坪井田应是构造比较简单,并以伸展构造为主的构造变形区。事实上,本井田的基本构造形态为走向北东,倾向北西,沿走向与倾向有波状起伏的单斜构造,地层

30、倾角 315,一般为 6,在单斜面上发育着次一级的小褶曲,幅度一般为 0.51.0m。其轴向与其它地层倾角方向基本一致。在许多地段、岩层倾角变化频繁,小型背向斜、层滑、挠曲等构造较为常见,给生产带来较大影响。1.褶皱构造为了比较准确地掌握桑树坪井田主要煤层中褶皱构造的发育规律,本次修编地质报告时,采用煤层底板等高线分析与趋势分析相结合的方法。选取井田内 145 个钻孔作为控制点,对 3#煤层底板标高进行一次趋势拟合,拟合度达到 85.3%。这说明,桑树坪井田地质构造的确比较简单,总体呈一次向北西西倾斜的单斜构造,倾角比较平缓。当趋势面方程的次数达到 4 次时,拟合度高达 94.37%,趋势面与

31、 3#煤层底板等高线图所反映的构造面貌基本相同,剩余图中对井田次一级褶皱构造反映清晰,达到了构造信息的最佳分离状态。因此,对井田褶皱构造的分析主要以 4次剩余图为依据。F1向斜 位于井田南缘,向斜轴部大体沿凿开河呈北西西向延伸。在煤层底板等高线图上略有反映;在剩余图上有较清楚的反映,但向斜轴及翼部更次一级的起伏频繁,产状显得零乱,向斜最大幅度在 10m 左右,延伸长度约 4km。第 12 页 F2背斜 位于 F1向斜北侧,背斜轴大致在 86、85 、Y4 等钻孔沿线。在煤层底板等高线图上有反映;在剩余图上表现为清楚的正剩余条带。轴向北西西,背斜幅度最大在20m 以上,向西幅度减小,背斜倾伏。F

32、3向斜 位于 F2背斜北侧,沿 99#钻孔至 90 号钻孔沿线展布。向斜北翼产状比较稳定,南翼有轴向北东的更次一级褶皱叠加,所以倾角变化较大。向斜幅度在东部可达30m 以上,向西减至 10m 左右。F4背斜 该背斜视桑树坪井田乃至韩城矿区比较突出的褶皱构造,在井田勘探时已被发现,并命名为马家塔背斜,代号 AR2;在韩城矿区大中型构造资料汇编中沿用马家塔背斜,重新编号为 Z3。在煤层底板等高线图、趋势图、剩余图中均有十分明显的反映。展布于桑树坪井田北部与马家塔至三郎庙一线,轴向北西西,向北西端倾伏,延展长度约 5km 左右,至三郎庙南侧倾没。两翼倾角 57。背斜幅度最大可达 40m 以上。F5向

33、斜 位于井田北缘,井田精查时命名为马家塔北向斜,代号 SR2。与马家塔北向斜平行,展布于构 1 号至 114 号钻孔一线。两翼倾角 512,向北西西方向倾伏。因有北东向更次一级背斜叠加,两翼在北西方向上由一定程度的起伏。向斜幅度 30m 左右。2.挠曲构造3煤层的挠曲构造,一般当其顶板为泥岩和砂质泥岩时比较发育,这是一种塑性地质构造。井田浅部挠曲构造比较稀少,随着开采深度增加,挠曲构造发育且压距增大,最大达 2.60m。挠曲走向有两组:一组为北东向,延伸较长,另一组为东西向。这类地质构造是在宽缓的倾向岩层中一定范围内突然变陡,形成台阶状,是本井田一种比较重要的构造类型。3.断裂构造在煤矿生产过

34、程中,至今未发现大中型断层,但小断层比较发育,大部分为正断层,断层落差最大 1.50m。这些断层的特点是煤层顶断底不断,主要分布于顶板岩性为粉砂岩和细砂岩区域。井田浅部断层较多,随着开采深度的增加,断层数量减少。在采掘过程中揭露的断层,落差都比较小,基本都属于小型断层。第 13 页 各断层的特征统计见下表 12:断层特征表 12序号 名称 性 质 断层面走向断层面倾向倾角 落差/m 延伸长度/m1 F321 正 107 197 40 0.70 52.002 F323 正 189 279 40 1.00 62.503 F324 正 50 140 40 2.00 65.004 F325 逆 167

35、 77 50 0.80 76.005 F326 正 142 52 45 3.50 99.006 F327 正 258 348 45 3.00 60.007 F328 正 159 249 70 0.80 46.008 F3210 正 138 48 70 2.20 54.009 F3211 正 141 51 65 1.50 98.0010 F3212 正 138 58 50 0.80 82.0011 F3213 正 141 67 57 1.20 45.0012 F3214 正 148 71 70 1.00 34.0013 F3215 正 157 308 43 2.20 96.0014 F3216

36、正 161 50 55 1.50 40.0015 F3217 正 218 170 55 2.40 54.0016 F3218 正 140 292 50 1.80 47.0017 F3219 正 80 284 38 2.00 34.0018 F3220 正 202 335 54 2.00 50.00第 14 页 本次修编报告,对井田内揭露的有记录的煤层均进行了编号,编号分煤层、分采区编号,F 表示为断层,F 后的第一个字符表示煤层号,如 3 表示是 3 号煤层中揭露的断层,为简便起见,其后的一个号表示采区号,再后的号表示断层序号。4.层滑构造本井田范围内层滑构造发育,层滑面位于煤层的顶底板附近,

37、以顶板处最发育。层滑构造对煤层的破坏改造作用,导致区域性乃至整个井田内煤层增厚,卷曲,薄化,煤体结构破坏程度增大等。在本井田巷道及回采工作面所见到的地质现象,绝大多数为层滑构造所致。桑树坪井田的层滑构造比较发育,而且是造成本区小构造复杂化、煤厚变化大的主要原因。本井田层滑构造的主要标志如下:1).煤层和煤岩原生结构构造大片地遭受破坏。例如在井田中部和南部靠近下裕口井田的部分,煤层受构造破坏,其煤体结构多表现为碎粒煤,甚至糜棱煤。其特点为煤层顶部受构造破坏程度远远大于底部,说明主滑面位于煤层顶部。 2).层滑褶皱。由于层滑面以上的岩层在相对下伏岩层滑动过程中对层滑面以下岩层的强烈拖拽作用,在曾画

38、面下伏岩系中产生可指示相对滑动方向的 Z 型褶皱。5.构造对煤层的改造作用及其对煤矿生产的影响1)单斜构造的形成,使韩城矿区东南部煤层赋存深度变浅,便于煤炭资源的开发利用。2)北西西向褶皱,使煤层在北东方向上厚薄相间,底板呈波状起伏,若沿走向(北北东)布置回采工作面,将会给运输、排水及厚煤层的分层开采带来不利影响。3)强烈挤压引起的塑性流变,层滑造成煤层及其顶板揉皱及穿刺构造,使煤层原生结构、构造遭到破坏,导致矸石比例增加,原煤灰分提高,煤质降低。4)小构造引起煤层厚度的急剧变化。5.井田构造发育规律及构造预测第 15 页 石炭二叠纪煤系形成至今,桑树坪井田先后受到三期不同性质、不同方向的构造

39、应力场作用。因而,挤压收缩构造与拉张伸展构造并存。前者主要表现为褶皱构造,后者主要表现为断裂构造及其它相关构造。褶皱构造的发育规律:1)褶皱构造的分级本区纵弯褶皱可分为三级。一级褶皱构造为走向北北东,倾向北西西的平缓单斜;二级褶皱构造为走向北西西的背、向斜;三级褶皱构造为走向北东北北东的背向斜。其中,对煤矿生产影响最大的是二级褶皱,在布置回采工作面时应予以考虑。2)褶皱构造的分期本区二级构造形成于海西印支期,属煤田古构造,对聚煤有一定控制作用;一级和三级褶皱,形成于燕山期。其中一级褶皱决定煤系底层的赋存深度;三级褶皱数量不多,幅度较小,虽使煤层底板产生小规模起伏,但对生产影响不大。3)二级褶皱

40、的形态特征褶皱两翼底层倾角一般在 10左右,倾向相反,近于对称,属平缓褶皱。褶皱变形强度由东向西渐弱,背斜或向斜大多向西倾伏或仰起,向东倾没于黄河,因此表现为短轴褶皱。从产状的变化程度看,背斜相对简单,产状比较稳定;而向斜部位,尤其是南翼,因有三级褶皱叠加复合,起伏较为频繁。4)二级褶皱的平面展布特点井田内二级褶皱相互平行,呈近等间距分别,在北北东方向上,表现为有规律的波状起伏。相对而言,井田北部形态更为清晰,南部褶皱幅度略有降低。除纵弯褶皱外,井田内因差异压实、底板粘土岩遇水膨胀和其他随机因素引起的压梁、底鼓及小型坑、包也较为常见,分布杂乱无章。断层发育规律及断层预测1)根据目前已取得的资料

41、分析,桑树坪井田断层稀少,断距不大,以断距在 10m以下的小型正断层为主。其中,断距 0.8m2.5m 的正断层尤为常见。断层延伸长度一般较小。2)本区正断层大多是在区域挤压应力解除后,较弱的北北西南南东拉张应力与第 16 页 重力共同作用下, 沿早期形成的剪裂面发育而成,因而断层走向比较分散,断层倾角不大,多数在 4555之间,最小到 30。但相对而言,断层走向仍以北西西为主,北西向次之。3)断层的平面组合有阶梯状、地堑状、地垒状,以阶梯状组合较为常见。对 11#煤层已采区揭露的断层进行分析发现,小断层具有带状分布的特点。断层带一般沿北西西南东向展布,带与带之间的最大间隔大约在 200m 左

42、右。4)根据矿区大中型伸展构造带的展布规律,凿开河北岸(F 1向斜与 F2背斜之间)是一条应力释放带,地表已发现龙谷岭正断层,井下相应位置很可能出现正断层密集带。对层滑构造的初步认识本区层滑构造的资料积累不多,尚难从中总结出层滑构造的发育规律。在此仅根据区域构造背景及发现有层滑标志的测点资料作揖初步推断。引起桑树坪井田煤层结构构造破坏和变形的层间滑动构造,主要发生在第三期构造应力应变场中,其动力以垂向静压力为主,因而其滑动方向受煤层倾向、倾角控制,受一级褶皱控制的层滑,自南东向北西方向滑动;受二级褶皱控制的层滑,从二级背斜轴部向两翼滑动。1.4 矿体赋存特征及开采技术条件1.4.1 煤层及煤质

43、桑树坪井田主要含煤地层为石炭二叠系,石炭系上统太原组,一般厚度 50 m,二叠系下统山西组,一般厚度 75 m,含煤地层厚 128.41m,共含煤 13 层,其中太原组含煤8 层,山西组 5 层,可采及局部可采 3 层,即山西组的 2 、3 煤层和太原组的 11 煤层,总平均厚度 14.92m,含煤系数为 11.62% ; 可采总厚度为 10.91m,可采含煤系数为8.11%井田内可采煤层共为三层,分别为2 #煤层、3 #煤层、 11#煤层。其中2 #煤层为局部可采薄煤层,3 #、 11 #煤层为主要可采中厚厚煤层。本次设计主采3 #煤层。第 17 页 2#煤层位于山西组中上部,上距1 #煤层

44、3.2015.72m,平均9.08m。下距3 #煤层6.0828.41m,平均14.47m。2 #煤层煤层煤厚从01.7m,平均0.95m,可采区主要分布在中部,有两块可采区和一些零星煤层可采点,煤层一般可采厚度为0.81.2m左右。2#煤层评定为极不稳定煤层、结构简单,除个别钻孔含一层0.10.2m的夹矸外,一般不含夹矸。截止2005年末,保有储量为1327.5万t,可采储量为924.2万t。2 #煤层属中低灰、特低硫、胶结好、高灰熔点、高发热量的煤,煤种为SMPS。3#煤层位于山西组中下部,下距山西组底界平均厚度17.76m。煤层厚度1.08m19.17m,全井田煤层总厚平均为6.46m,

45、煤层结构简单,评定为较稳定煤层。据井田内和邻区141个钻孔资料统计,不含矸的钻孔有83个,占全部钻孔的66%,含一层矸的有31个钻孔,占22%,含二层矸的17个钻孔,占12%,上层矸平均厚0.25m,下层矸平均厚0.34m。截止2005年末,保有储量为40907.2万t,可采储量为26596.6万t。3 #煤层属低中灰、特低低硫、灰熔点高,发热量大,可选性良好。煤种为PSM。11#煤层位于太原组中下部,为太原组唯一可采煤层。下距本溪组平均17.57m,距奥灰岩顶面平均为23m左右。上距K2灰岩8m左右,煤层两极厚度为0.2410.8m,平均为3.5m, 一般25m,为较稳定煤层 。11 #煤层

46、的结构从简单到复杂,对井田内资料较为可靠的145个钻孔统计,不含矸的钻孔88个,占60.7%;含一层夹矸的钻孔39个,占26.9%,煤层结构的平均值为1.92(0.27)1.34m;含两层夹矸的钻孔12个,占8.3%,煤层结构的平均值为1.29(0.34)1.37(0.29)0.78m;含三层夹矸的钻孔5个,占3.4%,煤层结构的平均值为2.21(0.23)1.84(0.24)0.59(0.41)0.81m;含矸四层的钻孔一个,占0.7%。从现生产情况看,11 #煤层共含矸三层,一般特点是,上下夹矸比较普遍,中间夹矸零星分布。截止2005年末,保有储量24057.5万t,可采储量16746.0

47、万t。11 #煤层属富中灰、富硫高硫、高灰熔点,高发热量煤,煤种为PM。根据各煤层煤质综合分析结果,弹筒低位干燥基发热量(Q b,d )2 #、3 #和11 #煤层平均值分别为27.84、28.96和28.16 MJ/kg。附:可采煤层特征表。1.4.2瓦斯赋存状况及其涌出数,煤尘爆炸危险性,煤的自燃性,地温情况1.瓦斯第 18 页 矿井开采的3层煤层均有煤尘爆炸性危险,均属不易自燃发火煤层。11 #煤层开采时有H 2S气体溢出现象。控制3 #煤层瓦斯含量大小的主要因素为褶皱构造、煤层埋藏深度、煤变质程度及煤层底板5m范围内砂岩厚度等因素。11 #煤层瓦斯含量大小主要与煤层埋藏深度、顶板20m

48、范围内砂岩厚度及煤层底板5m范围内砂岩厚度因素有关。3 #煤层瓦斯瓦斯涌出量大小受煤层埋藏深度、煤层厚度、临近层瓦斯含量及日产量等因素的控制。矿井属于高瓦斯突出矿井,瓦斯相对涌出量为 13.6m3/t。3 #煤层为煤与瓦斯突出煤层。控制 3#煤层煤与瓦斯突出的主要地质因素为煤层受破坏程度、煤厚变化幅度、地质构造及煤层瓦斯含量。2.煤尘爆炸性桑树坪煤矿可采三层煤,均属高变质瘦煤到贫煤。精查勘探阶段,曾对2#、3#、11#煤层分别在井田浅部五一矿、89 号钻孔及桑树坪五井,采取煤样做爆炸性鉴定,1971 年桑树坪煤矿又采取 3#、11#煤样做同一目的鉴定,结果均表明三层煤均存在煤尘爆炸型危险。19

49、85 年 5 月对 3#煤层采样送重庆煤研所作煤尘爆炸性测定,结果表明,3#煤层存在煤尘爆炸性危险,与勘探期间所得的结论完全一致。3.煤层自燃性桑树坪煤矿投产以来,井下煤层及地表煤堆尚未发生自燃现象,1979 年矿务局分别委托原重庆煤研所及抚顺煤研所对现开采区域的 2#、3#,11#煤层采用着火温度法进行了自然倾向鉴定。结果表明,对所采 2#、3#、11#煤层同一平行样品,两所测定结果不完全相同。重庆所鉴定结果为 2#、11#煤层为有可能自燃发火煤层,3#煤层为不易自燃发火煤层。抚顺所鉴定结果为 2#、3#、11#煤层均为不易自燃发火煤层。1995 年桑树坪煤矿又委托抚顺所采用色谱分析法对 3#煤层进行了鉴定,共测定了三个煤样,结果均为不易自燃煤层。综合考虑上述鉴定结果,对 3#煤层可按不易自燃发火煤层管理,对2#、11#煤层在未作进一步鉴定之前,建议按有可能自燃发火煤层管理。4.地温情况桑树坪井田在地质勘探阶段未开展过钻孔井温测量工作。目前矿井

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