1、届通风毕业设计潞 安 职 业 技 术 学 院毕业设计（论文）说明书题目：矿井通风课程设计姓 名：常 宏 专业班级：矿井通风与安全专业设计周期：两 周日 期：二一二年第一部分 矿井概况第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置龙山煤矿位于山西省龙曲市北山县境内，距潞矿集团约9km，地理坐标东经11300，北纬3620。公路交通十分便利。井田中部有东西向309国道穿过，南北向208国道从井田东部通过，另外矿井还建有铁路专用线。北距太原市200km，南距龙曲市23km，东距龙曲北火车站15km，交通十分便利，见图。二、地形地貌及河流龙山煤矿位于龙曲盆地西部，全区广为第四系黄土沉积掩盖，地
2、形平缓，局部黄土冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区。总的地貌形态是西北高，东南低，北部为缓和低山丘陵区，黄土冲沟密布，地形切割破碎，中南部地形平坦，海拔标高+930m左右。本区河流属海河水系，浊漳河自南向北流经本井田东缘，其支流绛河由西向东流经本区南部，于中华村附近注入漳泽水库与浊漳河合流。区内河床平缓开阔，阶地发育，北部有阉村、常隆两座小型水库，其它地表无大的水体存在。三、气象本区属暖温带半湿润半干燥大陆性季风气候。根据北山县历年气象资料统计，年降水量在410917mm，平均594.8mm，年蒸发量在15021926.8 mm，平均1738.6 mm，蒸发量为降水量的26.3倍，冰冻期为每年
3、10月到次年4月，最大冻土深度为75cm（1977年2月）；最多风向北西，最大风速1416米/秒。根据1978年温差变化，最高气温36.6（6月30日），最低气温-19.6（2月12日），悬差56.2。四、地震历史记载1497年2月，北山县城附近曾发生6级地震（中国地震资料表上未记载级别，地震地质大队（1970年10月）编制的山西地区构造体系图上定为55.9级。）山西省抗震工作办公室等三家单位，于1979年以（79）晋抗字第1号文“关于颁发山西省地震裂度区划图及说明的通知”将北山划分为6度区，龙曲市划分为7度区。根据国家地震局颁布的中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震动峰
4、值加速度小于0.05 g，相当于地震基本烈度6度。五、矿井周边煤矿情况龙山煤矿周围主要有漳村煤矿、河曲煤矿、北山煤矿和郭庄煤矿等，龙山煤矿与周围井田的位置关系如下。1. 漳村煤矿漳村煤矿原为小煤窑， 1970年改建成0.60Mt/a的矿井。1985年第二次扩建为1.50Mt/a的生产能力，核定能力2.40Mt/a，2003年实际生产原煤3.18 Mt。2004年实际生产原煤3.50 Mt。现开采井田3号煤层，矿井为斜井开拓方式，矿井水平标高760m和600m。井下布置1个综采放顶煤回采工作面和2个综掘工作面。2. 河曲煤矿河曲煤矿1966年建成投产。设计能力0.90Mt/a，先后经过二次扩建，
5、设计能力达3.60Mt/a，核定能力4.90Mt/a，现开采井田3号煤层，矿井采用斜、立混合开拓方式，矿井水平标高740m和630m。井下布置3个综采放顶煤回采工作面和2个综掘工作面。3. 北山煤矿北山煤矿为在建矿井，设计能力为6.00Mt/a，目前正在建设， 2006年投产。井田内含可采煤层5层，分别为3、9、12、15-2和15-3号煤层矿井采用立井开拓方式，矿井工业场地布置有主井、副井和风井3个立井井筒，另在阎庄风井场地布置阎庄进、回风立井。4. 郭庄煤矿由于龙山矿可采煤层埋藏深度较大，在采矿许可证允许范围内仅在井田西南角建有一座县营煤矿，原设计生产能力为0.60 Mt/a，现设计生产能
6、力为0.90 Mt/a，开采井田3号煤层，矿井采用立井开拓方式，采煤方法为综采一次采全高。六、区域经济概况 龙曲集团为我国煤炭工业的重要企业，地处山西省龙曲市。龙曲市位于山西省东南部，是晋、冀、豫三省的重要通道。全市总面积13896km2，其中市区面积334km2。平均海拔+1000m，最高处+2453m。第二节 地质特征图1-1 综合柱状简图一、地层地质构造龙山井田均为第四系黄土所覆盖，仅于北部阎村、常隆一带有二迭系上石盒子组地层零星出露。根据钻孔揭露情况，将地层发育情况由老到新叙述如下：（一）地层 1. 奥陶系中统马家沟组O2m岩性为灰色深灰色厚层状石灰岩，局部裂缝溶洞发育，并为灰白色铝质
7、泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。2.石炭系中统本溪组C2b该组厚度1.3513.43m，平均9.11m。岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状中粒砂岩、砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。与下伏地层假整合接触。3. 石灰系上统太原组C3t本组厚度99.35119.16m，平均厚度108.38m左右。底部以K1砂岩与本溪组分界，顶部以K7砂岩与山西组分界，是本区的主要含煤地层之一。主要由45层石灰岩及灰色砂岩、灰黑色泥岩和710层煤层组成。其中153号煤层为可采煤层，厚度02.73m，平均厚度1.66m，但冲刷面积较大。属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，但岩性岩相较为复杂。本组发育四层较稳
8、定的石灰岩及一层局部发育的石灰岩。4.二叠系下统山西组1S本组厚度40.9797.55m，平均厚度约55.69m。是本区主要含煤地层。岩性主要为灰白色、灰色中、细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，夹14层煤。其中下部的3号煤层为主要可采煤层，厚度4.847.32m，平均厚度6.09m，3号煤上部多有一层灰色细、中粒砂岩，厚度数米至十余米，为3号煤老顶，与下伏地层太原组呈整合接触。5.二叠系下统下石盒子组1x本组厚度44.278m，平均厚度约59.55m。连续沉积于山西组地层之上，顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩（俗称桃花泥岩），中下部为灰色泥岩，砂质泥岩，灰色
9、、灰白色石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩8与山西组分界。6.二叠系上统上石盒子组1sh本组厚度309.8408.31m，平均厚度约353.87m。岩性为紫红色、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色、灰白色、黄绿色细、中、粗粒石英砂岩。底部以10砂岩与下石盒子组分界。与下伏地层呈整合接触。7.第四系厚度3164.9m，平均约43.13m。是本区的主要覆盖层，岩性为棕黄色、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜石、砂砾层，顶部为耕植土，与下伏地层呈角度不整合接触。（二）地质构造 龙山井田位于潞安矿区中部，构造以褶曲为主，地层走向近南北，向西倾斜，倾角36。东部以单斜为主，伴有近东西向波状起伏
10、；西部为近南北向褶曲。1. 褶曲本区姬村以东，基本为一向西倾斜的单斜。姬村以西，则为近南北向的相互平行的背、向斜。由东向西，依次为姬村向斜、路村背斜、老军庄向斜。轴向近南北向，在南北两端稍有偏转，北端偏西，南端偏东，局部因受东西向波状起伏影响，走向略有变化。背、向斜的两翼接近对称，倾角不大，多在5左右，轴部比较宽缓，幅度最大110m，一般50m上下，局部有一些东西向的小的起伏，北部504号孔附近有一对小的背向斜。南部南辛庄附近有一对近南北向的背向斜。现将主要褶曲叙述如下： 姬村向斜轴向近南北，北起阎村附近，向南经1012号孔和2002号孔之间，过姬村西经2026号钻孔至2034孔附近，全长11
11、.5km，两翼几乎对称，倾角46。 路村背斜轴向南北，北部偏东，北起1008号钻孔东侧，西向南经路村西，至1029号孔附近，全长约10.0km，两翼几乎对称，倾角46，轴部较为平缓。 老军庄向斜北自1039钻孔附近，过2026号孔，轴向变为南北向至区块3号拐点，全长约6km。2. 断层井田断层不发育，除北部文王山南断层和东南边界安昌、中华两断层及西南边界藕泽断层较大构成龙山井田自然边界外，井田范围内尚发育有四条落差2030m和两条落差510m的小中型断层。现分述如下： 文王山南断层：走向75东，倾向南东，为上盘下降的正断层，自东伸入本区，常1号孔3号煤层底板高806.82m，513号孔3号煤层
12、底板标高459.92m，两者高差346.90m。常隆附近落差400m。常隆西南断层上盘为石千峰组底部地层，下盘为奥陶系及石炭系零星出露。 安昌断层：走向北60东，倾向南东，倾角70，为上盘下降的正断层。自东伸入本区，在区外536号钻孔所见，于孔深530m见破碎带，K2石灰岩和马家沟组石灰岩相接。据地震资料，断层方向与地质推断基本符合。推断落差170m，该断层向西落差变小，至1068号钻孔附近，落差70m。 藕泽正断层：位于藕泽至沙庄一带，为井田西南角的边界断层。地表为第四系覆盖，据钻孔资料揭露。如1083孔，于519.10m见断层破碎带，以山西组上部岩层与太原组K2石灰岩接触，断失3号煤及太原
13、组上、中部岩层，断距为94m。西南段的2201孔在580.70m见破碎带，断距约10m。东北段的1901孔于423.32m，见山西组上部岩层与3号煤接触，断距达30m。此断层走向为北52东，倾向东南，倾角70，全长为4.5km。 石室断层：该断层原判定是故县断层的延伸，河曲矿经生产探明并非故县断层延伸，现命名为石室断层，由王82号钻孔控制，根据河曲矿井下实际揭露情况，该断层走向由南西方向延伸至北二采区，性质为正断层，最大落差18m，倾角70，倾向东北，延伸北二采区不远处尖灭。 F1断层：为1011号钻孔所见，推断走向北20西，倾向南西，倾角60，为上盘上升的逆断层。1011号钻孔545m见破碎
14、带，2石灰岩重复，15-3号煤层重复，显属三个逆断裂所致，总落差30m，延长1500m。 F2断层：走向北80东，倾向北西，倾角70，为常22、2012、2013、517号钻孔控制。常22号钻孔缺失3号煤层以下至K5石灰岩以上的一段地层，据测井曲线解释，461m有破碎带，落差30m。2012号钻孔深421m见破碎带，K10至3号煤层的间距和邻近钻孔相比缩短15m，向西延至2013号钻孔附近尖灭，向东延至517号钻孔附近尖灭，全长3.5km，为正断层。 F3断层：走向南北，向东倾斜，倾角60，为上盘上升的逆断层，由1040、523号钻孔所控制。1040号钻孔474m为破碎带，K2石灰岩重复，落差
15、20 m，523号钻孔473m见破碎带，K2石灰岩重复，落差10m，南北延长1520m。 F64断层：位于龙山以北，走向北50东，倾向南西，落差10m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余米，为正断层。 F65断层：位于F64断层以南，走向北75东，倾向南西，落差5m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余米，为正断层。3. 陷落柱 本区范围内较为发育，形状多为椭圆形。4. 岩浆岩龙山井田范围内没有岩浆岩侵入。二、煤层及煤质（一）煤层1、 含煤地层井田含煤地层为下二迭系山西组及上石炭系太原组，含煤地层总厚163.36m，含煤1017层，煤层总厚11.25m，含煤系数为6.9%。1
16、. 山西组厚54.10m，含主要可采煤层3号煤层，煤层平均厚度6.09m，含煤系数11.20%，山西组顶底部、局部发育不稳定薄煤层13层，一般均不可采。2. 太原组厚109.26m，含稳定的可采煤层15-3号煤层，不稳定的局部可采煤层8-2、9、12、15-1、15-2号煤层及不稳定薄煤层6、7、8-1、11、13、14号等煤层，太原组煤层总厚5.20m，含煤系数4.8%。2、可采煤层特征（1）3号煤层：位于山西组的中下部，以其本身厚度大、层位稳定为重要对比标志，上距8砂岩22.4243.30m。平均31.67m，下距7砂岩顶面2.7018.85m，平均12.98m，煤层对比非常可靠。煤层厚度
17、4.847.32m，平均厚度6.09m，结构简单，夹石13层，夹石厚0.10.3m，仅个别孔（1009号孔）夹石变厚达0.75m。该煤层控制研究程度较高，符合规范要求，为稳定型全井田范围内可采煤层。（2）8-2号煤层位于太原组中上部。上距3号煤层46.5866.66m，平均57.17m。下距9号煤层3.6023.21m，平均9.68m，厚度01.73m，平均0.43m。属不稳定局部可采煤层。煤层顶板多为黑灰色厚层中粒砂岩。底板多为黑灰色粉砂岩。（3）9号煤层位于太原组中部，下距K4灰岩0.799.60m，平均3.69m，个别钻孔如2012、2023号钻孔，9号煤层直复于K4灰岩之上。厚02.2
18、1m，平均0.99m，属不稳定局部可采煤层。本区中部一般发育较好，多达可采厚度。夹矸03层，厚度及层数变化较大。向南、向北因下部夹矸增厚煤层分叉渐至尖灭。煤层顶板多为黑灰色粉砂岩，底板多为黑灰色泥岩、粉砂岩等。（4） 12号煤层位于K4、K3石灰岩间。上距K4灰岩0.907.08m，平均3.68m。下距K3灰岩1.9211.70m，平均3.33m，厚01.02m，平均0.50m，结构简单，为单一煤层。属不稳定局部可采煤层。顶底板多为灰、黑色薄层粉砂岩或泥岩。（5） 15号煤层实际为一煤层组，位于太原组底部，上距K2石灰岩2.7014.57m，平均5.29m，一般发育15-1、15-2、15-3
19、等3层煤层。 15-1号煤层：煤层厚01.35m，平均厚0.62m。除南部冲刷带外，全区普遍发育，结构简单，为单一煤层。北部龙山以北、中部南浒庄一带发育较好，多达可采厚度，属不稳定局部可采煤层。煤层顶底板多为灰黑色泥岩，炭质含量增高，变为炭质泥岩。 15-2号煤层：煤层厚00.87m，平均厚0.57m。结构简单，为单一煤层。本区中部南浒庄一带发育较好，成片达可采厚度。其余地区仅有零星钻孔达可采厚度，属不稳定的局部可采煤层。煤层顶底板多为黑色薄层泥岩。(3) 15-3号煤层：本区内北部大面积范围内，该煤层厚度较稳定，煤厚02.73m，平均1.66m。夹矸13层，除本区南部大面积同生冲刷外，一般均
20、达可采厚度，局部顶底板及夹石为炭质泥岩。可采煤层特征见表1-1。表1-1 可采煤层特征表煤层号厚度(m)间距(m)结构（夹矸层数）稳定程度可采情况顶板岩性底板岩性最小最大最小最大平均平均34.847.3246.5866.6557.1703稳定全区可采粉砂岩中砂岩细粉砂岩6.058-201.73 简单01不稳定局部可采中粗砂岩粉砂岩0.433.6023.219.68902.21局部分叉03不稳定局部可采粉砂岩K4灰岩上泥岩0.998.0417.9711.001201.02简单不稳定局部可采K4灰岩下粉砂岩K3灰岩上泥岩0.5027.5337.5629.6915-101.35简单不稳定局部可采泥岩
21、泥岩0.620.902.401.4915-200.87简单不稳定局部可采泥岩泥岩0.570.686.303.1915-302.7303较稳定除冲刷外全区可采泥岩泥岩及炭质泥岩1.66（二）煤质煤类及其分布规律根据中国煤炭分类标准（GB5751-86），本井田3、8、9和14号煤为贫煤，15-1、15-2和15-3号煤以贫煤为主，局部个别点为无烟煤。1.3.5.2 煤质分析 1. 煤的物理性质各煤层均为黑色层状，光亮型煤及暗淡型煤相间，条带状构造明显，玻璃光泽，参差状断口，节理裂隙为薄膜状黄铁矿或方解石充填。经测定，煤的比重3号煤层在1.411.58之间，15-3号煤层在1.521.74之间。2
22、. 煤的化学性质 水分（Mad）各煤层原、浮煤水分值变化不大；不同煤层相同煤类水分值无规律性变化，各煤层原、浮煤水分分析结果见表 灰分（Ad）主要可采3号煤层灰分Ad在1418%之间，仅个别点灰分大于20%。15-3号煤层灰分变化较大，最小值12.16%，最大值40.70%。各个煤层经浮选后降灰率在55%以上。各煤层原、浮煤灰分分析结果下表1-2： 表1-2 各煤层煤质分析统计结果表 煤层煤类原 煤 分 析浮 煤 分 析质量分级水分Mad (%)灰分Ad (%)发热量Qgr,v,d（MJ/kg）水分Mad (%)灰分Ad (%)灰分发热量3 贫煤0.283.591.00(62)8.4029.0
23、516.01(62)24.7232.5829.59(33)0.241.730.91(60)4.4811.997.27(60)中灰煤高热值煤8 贫煤0.470.820.67(4)17.2128.7721.40(4)23.05(1)0.580.970.76(4)6.9010.388.06(4)中灰煤中热值煤9 贫煤0.652.201.06(12)21.4839.5130.22(12)20.7225.1022.86(4)0.751.801.03(12)5.4913.6110.43(12)高灰煤中热值煤14 贫煤0.361.440.70(17)9.6437.7716.99(17)19.1231.012
24、7.74(9)0.451.500.79(14)3.1317.495.62(14)中灰煤高热值煤15-1 贫煤0.421.300.81(17)14.3638.5129.23(17)17.4425.5122.82(6)0.691.220.88(10)5.7310.638.04(10)高灰煤中热值煤15-2 贫煤0.621.180.81(17)14.4235.2523.97(17)20.2229.0725.05(5)0.701.480.93(12)1.3813.127.11(12)中灰煤中热值煤15-3 贫煤0.322.170.91(41)12.1640.7026.02(41)17.4425.512
25、2.82(6)0.381.780.93(38)4.8215.467.44(38)中灰煤中热值煤无烟煤0.811.080.90(3)20.4623.8522.11(3)18.4029.5825.40(18)0.701.100.95(3)4.736.895.77(3)中灰煤中热值煤 挥发分（Vdaf）各煤层浮煤挥发分产率见表1-3。各煤层挥发分在垂向上随着煤层埋藏深度的增加，挥发分逐渐降低。3号煤层在水平方向上由西向东有规律地递增，但变化不很大。表1-3 各煤层挥发分产率分析统计表 煤层3号8号9号14号15-1号15-2号15-3号浮煤挥发分Vdaf (%)10.6814.0012.63(60)
26、11.8814.2012.73(4)11.6214.6213.01(12)10.2113.8511.33(14)10.2211.6110.90(10)10.1313.0711.31(12)10.0613.8811.31(38) 硫分（St,d）各煤层原、浮煤全硫含量、部分煤层原煤形态硫含量见表1-4。表1-4 各煤层全硫分析统计结果 煤层主要煤类全硫St,d（%）按标准折算后的全硫St,d(%)质量分级原煤形态硫（%）原煤浮煤全硫St,d硫铁矿硫Sp,d硫酸盐硫Ss,d有机硫So,d3 贫煤0.260.390.32(37)0.270.420.36(35)0.27特低硫煤0.260.350.31
27、 (7)0.040.080.06(7)0.000.010.00(7)0.170.280.24(7)8 贫煤0.504.101.49(4)0.490.810.65(2)1.55中高硫煤9贫煤0.985.272.81(9)0.331.270.84(11)2.95中高硫煤0.981.811.40 (2)0.451.310.88(2)0.010.010.01(2)0.490.520.51(2)14 贫煤1.735.193.07(12)1.111.701.38(11)2.66中高硫煤1.914.512.90(6)1.172.751.80(6)0.010.090.03(6)0.661.671.07(6)1
28、5-1 贫煤1.588.853.24(12)0.732.151.26(9)3.41高硫煤1.588.854.15(7)1.187.603.44(7)0.020.050.03(7)0.281.200.68(7)15-2 贫煤1.263.172.14(13)0.481.391.03(11)2.05中高硫煤1.263.172.24(4)0.742.221.52(4)0.010.030.02(4)0.500.920.70(4)15-3 贫煤0.705.392.08(28)0.391.960.91(26)1.97中高硫煤0.975.272.52(11)0.534.031.92(11)0.010.080.03(11)0.181.200.57(11)无烟煤1.88(1) 0.620.990.81(2) 1.67中高硫煤 磷含量磷含量分析数据相对较少，结果见表1.3-11。依据标准MT/T562-1996对煤中磷分级：3号煤属低磷煤；15-3号煤及其它各煤层均属特低磷煤。 微量元素各煤层的微量元素仅有锗和镓的分析，含量都很低均未达到工业边界指标，结果见表1-5。表1-5 各煤层有害、微量元素分析统计结果表 煤层3号8号9号14号15-1号15-2号15-3号磷Pd (%)0.0040.0340.021(
