1、鹤壁刘河煤矿108采区设计评语：评 阅 人_签字（盖章）职 称_ 工作单位_ 年 月 日毕业设计答辩许可证经审查， 煤矿开采技术 专业 509-2 班 段云峰同学所提交的毕业设计，符合学院高职毕业生毕业设计的相关规定，达到毕业设计任务书的要求。根据学院教学管理的有关规定，同意参加毕业设计答辩。指导教师_签字（盖章）经审查，准予参加答辩。答辩委员会主席（组长）_签字（盖章）毕业设计委员会决议 采矿工程 系 煤矿开采技术 专业 509-2 班 李勇泽 同学的毕业设计与 年 月 日进行了答辩。题目 鹤壁刘河煤矿108采区设计 答辩委员会主席（组长）委员（成员）答辩前向毕业设计答辩委员会提交了如下资料
2、:1、设计说明书共 页2、图纸共 张3、评阅人（指导教师）评语共 页根据 李勇泽学生所提供的毕业设计材料、评阅人（指导教师）评语以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计答辩委员会（小组）做出如下决议。一、毕业设计的总评语二、毕业设计的总评成绩毕业设计答辩委员会主席（组长）_委员（成员）签名：前言本设计是根据鹤壁刘河煤矿的原有地质资料进行编写的，设计中的一些重要数据和图表都是以原有资料为准，严格按照毕业设计大纲和指导老师的规定进行设计。在进行毕业设计的过程中，依据煤矿安全规程和毕业设计指导中的相关规定，结合本专业的特点及性质，加强对课本知识的理解运用，并综合考虑到国家的相关政策、法律法规等，
3、使设计既符合宏观政策又具有科学性，可行性，创新性。设计主要分为九部分，设计在结构上以设计原理和设计方法为主线，力求在阐明基本原理的基础上，密切结合矿井设计的主要技术问题。在毕业设计过程中自己不断努力，力求使设计具有科学性、思想性、实践性，最终圆满完成了毕业设计任务。由于本人知识水平和实践经验有限，加之时间仓促，在设计中难免会出现错漏之处，恳请各位老师批评指正，并再次表示我最衷心的感谢！段云峰 2013年12月19日1 矿井概况1.1 概况 1.1.1 位置和交通地理坐标：东经11314561131909；北纬344019344149。矿区中心北距陇海铁路16km、东距京广铁路约35km；西距上
4、街铝厂专用铁路约12km，有专业铁路通往矿区。郑州至洛阳公路经矿区北部通过，郑州至庙子乡沥青公路横穿矿区，矿区至郑州、洛阳、荥阳、巩义、密县均有沥青公路相通交通便利。图1-1 矿区交通位置图1.1.2地形地貌王河煤矿地处低山丘陵地带。地面标高为+190+310m，相对高差120m，向北逐渐过渡为黄河平原，向东为淮海平原。从全矿区看，地势总体南高北低，沟谷纵横，非常利于地表水排泄。1.1.3 地表水系本区地表水体不发育，均属山间季节性河流，流程短、流量小，枯水期几近断流，丰水期水量猛增。矿区中部有一小型水库王河水库，库区积水面积约93.7103m2，最高水位标高+223.00m，库容量约1501
5、04m3，旱季时几近干枯。1.1.4 相邻矿井位置关系矿井东部与徐庄煤矿相邻。该矿西部为谷山井田，北部为黄庄井田。1.2井田地质概况本区区域地层划分属华北地层区嵩箕小区，区域上主要发育地层为寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、新近系和第四系，其中石炭二叠系为主要含煤地层。荥巩煤田位于秦岭纬向构造带北亚带嵩箕隆起带东端北缘，荥密背斜北翼。基本构造形态为地层走向近东西，倾向北，倾角520之单斜构造，构造形迹以断裂为主，按断裂线展布方向，大致可分为近东西、北东和北西向三组。其中近东西向断裂最发育，构成本区基本构造骨架。褶皱不甚发育，仅煤田南部的荥密背斜规模较大，各主干构造基本特征如下：（1）褶皱
6、煤田内褶皱不发育，仅在煤田南部发育有荥密背斜，该背斜属嵩山背斜的东延部分，其西端被五指岭断层截切，与嵩山背斜错断，向东经崔岗、圣水峪至三李勘探区附近倾伏于新生界之下。背斜轴呈近东西向展布，延伸长度约40 km。核部地层出露有元古界和寒武系，向两翼依次为寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和三叠系。轴面产状略向北倾，南翼地层倾角陡，一般30左右，北翼地层倾角较缓，一般1020背斜轴部附近发育一组较密集、与轴向基本平行的高角度正断层，使背斜轴部附近构造复杂化。（2）断层本区主要有近东西、北东和北西向三组断层。总体来看，近东西向断层多被北东和北西向切割。这种构造组合关系，不仅说明它们之间具有成生联系，而且
7、反映了不同时期的构造运动。也就是说，近东西向断层最先形成，而北东向和北西向断层形成时期相对较晚。由于这些断层均错断了三叠系，又均被新近系掩盖，说明本区主干断层虽具多期活动和继承性，但都是在燕山期先后成型的。上述各组断层一般为高角度正断层，倾向各异，落差大小不等，并且发育了形式特殊、规模较大的徐庄滑动构造，其构成了煤田东部的主体构造,缺失地层厚度最大达千余米，且向煤田北部，缺失地层厚度逐渐变小。区域主干断层基本特征见表荥巩煤田主干断层特征见表1-1：表1-1 荥巩煤田主干断层特征表名称（编号）性质位置产 状延伸长度（km）落差（m）其它特征走向倾向倾角（）须水断层正须水乔楼峪窝SEENWWNNE
8、60201000平面上具向南凸的弧状。西端披郭小寨断层截切。将军岭断层（F3）柏沟将军岭寒沟南洼SEE NW659.550170地表露头断面清晰可见，构造透镜体和断层泥。青石山断层（F6）仲家凹青石山伏山沟铁山EWS721045170平面上呈舒缓波状徐庄滑动构造（F26-1）滑动西茶店徐庄煤矿贾峪N102001 300上盘由二1煤层上覆地层构成，为一背斜形式。下盘由二1煤层下伏地层构成，为一单斜构造。沙鱼沟断层（F1）南山口南官庄自河黄冶NENW7014500古堆窑断层（F2）古堆窑马蹄沟兰瑶13150平面上呈舒缓波状，与F1平行，构成阶梯式。贾峪断层（F32）山张贾峪SWWNEENNW815
9、90由西向东走向逐渐变为NEE，且在133勘探线以西由F32和F32-1构成断裂带。五指岭断层五指岭西南侧SW283001200平面上具舒缓波状，具平移性质和多期活动性。落差向西北方向变小。郭小寨断层峪窝古胡洞50300平面上构造线较平直图1-2荥巩煤田构造纲要图2 采区地质特征2.1采区概况/h，煤层自然发火期3个月，煤尘具有爆炸性，煤质松软力学性质较低，抗压强度21MPa,稳定性较差，在矿山压力集中的支护点，往往产生底鼓。2.2 采区煤层赋存特征2.2.1 煤层煤质2.2.2 含煤性本矿区含煤地层自下而上有太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组，总厚669 m。共含9个煤段，含煤13层，煤
10、层总厚9.95 m，含煤系数1.47%，可采含煤系数0.06%。山西组和太原组为主要含煤地层，山西组含煤12层，其中二1煤层由于受徐庄滑动构造影响，使之成为大面积无煤或变薄。太原组自下而上发育了一l至一10煤层，其中一l煤层为大部可采煤层。表2-1 矿区煤层发育情况一览表地层单位煤段煤层号煤层厚度（m）煤层发育情况稳定型别两极值/平均值发育情况可采情况上石盒子组七煤段七200.69/0.10偶见不可采七l01.48/0.28偶见可采不稳定山西组二煤段二l03.85/1.95局部可采不稳定 （构造断失）太原组一煤段一10一900.45/0.12一802.17/0.06一700.56/0.07局部
11、发育一600.62/0.13全区发育一500.60/0.45一481.08/0.31一302.00/0.33一201.65/0.42一l0.632.10/1.18大部可采较稳定2.2.3 可采煤层（1）二1煤层：二l煤层赋存于山西组下部，上距三煤段铝土78m，砂锅窑砂岩58m，香炭砂岩28m，下距L9石灰岩11m。煤层厚度03.85m，平均1.95m。由于受徐庄滑动构造破坏，造成二1煤层断失，使之成为大面积无煤或煤层变薄，在区内局部有残留，故无开采价值。二煤层直接顶板在浅部滑动构造发育区为构造破碎带，向深部逐渐过渡到正常顶板，为深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，局部为细、中粒砂岩。层面含少量白
12、云母碎片，泥岩及砂质泥岩含植物化石碎片。煤层底板为灰黑色根土岩及砂质泥岩，间接底板为粉砂岩和细中粒砂岩，厚度变化不大。总的变化规律：浅部以泥岩及砂质泥岩为主，中部以细粒砂岩为主。（2）一1煤层：一l煤层赋存于太原组底部Ll-2石灰岩之下，本溪组铝土质泥岩之上，煤层顶板为深灰色厚层状石灰岩（L1-2）；底板为本溪组铝土质泥岩。平均厚度3.3m，煤层较稳定，为大部可采薄煤层。一l煤层结构简单，一般含夹矸l层，矿内含夹矸见煤点占70%，夹矸厚度0.030.75m，平均厚0.20m，岩性为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，个别见煤点夹矸厚度较大，使一1煤层分为两个独立煤分层。一l煤层不可采范围分布于矿
13、区浅部煤层风氧化带一线，中深部大部可采。煤层厚度的变化主要受沉积环境控制。本区一l煤为较稳定型薄煤层。2.2.4 煤层对比1）对比方法和依据本矿区主要可采煤层赋存于太原组底部，煤层分布比较集中，本次主要依据标志层、煤层间距、煤岩层组合特征、测井曲线、岩矿特征和煤质特征等对比手段进行对比。现将对比依据分述如下：（1）标志层对比见表2-4本矿区标志层特征明显表2-5：（2）层间距对比本矿区煤岩层层序清楚,层间距较稳定，见表2-5，能有效地进行煤岩层对比。（3）煤岩层组合特征对比山西组下部含煤段：该段底部为二l煤底板的细粒砂岩，局部相变为粉砂岩及砂质泥岩。二l煤层之上的香炭砂岩，厚度及层位稳定，特征
14、明显，是控制二l煤层的理想标志层。二1煤层本身层位稳定，在Dew曲线上呈中低阻反映，视电阻率值在4560M左右，HGG曲线呈低密度高幅异常反映。太原组含煤段：该组地层按煤岩层组合特征可分为如下三个岩性段。下部灰岩段（下部含煤段）：在All至L4四层灰岩底部分别见一l、一2、一3、一4煤层，石灰岩与煤层相间沉积，且多而集中，组合规律强；中部砂泥岩段（中部含煤段）：发育在泥岩或薄层灰岩之下的一5、一6、一7煤层位较为稳定；上部灰岩段（上部含煤段）：自下而上在L7、L8、L9之下各发育有一层煤，全区基本一致，规律性强。表2-2 主要标志层岩性特征一览表标志层名称标志层代号厚度两极值平均值（m）标志层
15、间 距（m）岩性特征对比意义石千峰组平顶山砂岩Sp43.4062.8849.20274.14浅灰、灰白色,厚层状中粗粒长石石英砂岩，分选差，硅质胶结，底含石英细砾石。控制各煤段的重要标志层田家沟砂岩St1.9010.535.23浅灰灰白色，中粗粒砂岩，硅质胶结，具大型交错层理，底含石英细砾石。为P1x、P2s 地层分界下石盒子组四煤底砂岩S42.6416.047.16167.49灰浅灰中细粒砂岩，含铁质结核，及泥质包体，含石英细砾石，具交错层理。是三、四煤段标志A层铝土A2.0515.4610.2743.94浅灰色，具紫斑，含菱铁质鲕粒及豆粒。控制三煤段重要标志砂锅窑砂岩Ss2.3220.82
16、8.1318.20灰色，厚层状中粒砂岩，含黑色炭屑及泥质包体，为硅泥质胶结。为三煤段与二煤段分界标志香炭砂岩Six1.7511.358.1015.66灰色，厚层状中粒砂岩，含黑色炭屑，层面含白云母片。控制二1煤层重要标志L8石灰岩L81.0317.926.8074.00灰深灰色，厚层状，含大量生物碎屑，具缝合线。控制P1 she与C2t主要标志All石灰岩L14.6314.629.3852.00灰深灰色，厚层状，具生物碎屑结构，含燧石结核及条带。控制一1煤重要标志本溪组G层铝土G4.6319.448.971.50浅灰色土质泥岩及铝土岩，具鲕豆状结构，含大量黄铁矿。C2t与C2b分界标志表2-3
17、 主要物性标志层特征一览表名称岩性组合DLWHGGHG备 注QM特征V/MCVO2m石灰岩以石灰岩为主，局部夹泥质灰岩250430特高1012低3.57DLW异常幅度最高C2b铝土岩铝土岩及铝土质泥岩含黄铁矿薄层3050略高30略低1770HG曲线异常幅度极突出L 1L4四层石灰岩（L1-4）压四层煤（一1-4）150230高121557一l煤HGG及HG曲线呈燕尾状L8L9L8与L9间夹泥岩或砂质泥岩，偶见薄层1703003.58全区发育，沉积稳定一1煤层黑色，块状结构简单（一般含夹矸1层）4560901703.26中粗粒长石石英砂岩局部夹砂质泥岩20037010143.78高幅度，宽异常浑
18、园状形态。金斗山砂岩细中粒石英砂岩夹薄层泥岩及砂质泥岩1902501317513（4）测井曲线对比测井曲线是进行山西组、太原组对比重要手段之一，各个煤组及煤层本身的测井曲线形态，在纵向上有较大差异，横向上有其共性，主要可采煤层测井曲线组合规律性强。二1煤层的DLW曲线呈低阻，HGG曲线呈低密度高幅度宽异常反映，界面清楚，HG曲线对煤层也有明显的异常反映。一l煤层的HGG曲线呈低密度高幅度异常反映，HG曲线对煤层亦有较好反映。由于一l煤层常含一层夹矸，故测井曲线多呈”燕尾状”。（5）煤质特征对比山西组二1煤与太原组一l在煤质特征方面易于区别，即二l煤多为粉状，而一l煤则多为块状；二l煤为特低硫、
19、低磷煤，而一l煤则为高硫、特低磷煤。2）对比成果评价本矿区煤层赋存集中，标志层及煤岩层组合特征明显，具有易于对比的特点，对比结果评述如下：（1）煤组对比一1、二1煤层集中于一、二煤组,根据各自独有的标志层、煤岩层组合、煤质及测井曲线组合形态等特征,都能很好识别对比,故一煤组与二煤组对比结果可靠。（2）煤层对比二l煤层位于山西组下部，其下部的太原组L8石灰岩和顶部的香炭砂岩，是对比二l煤层的良好标志层，加之山西组下部的煤岩组合特征，测井曲线组合特征对比，综合评定二1煤层对比可靠。一l煤层位于太原组底部，煤层底板为本溪组铝土质泥岩和铝土岩，顶板为厚层状L1石灰岩，岩性特殊，层位稳定，是对比一l煤层
20、的可靠标志，测井曲线特征也较明显，易于识别，故一1煤层对比可靠。2.2.5 煤的化学性质、煤类及工业利用方向1）工业分析（1）水分（Mad）各煤层原、浮煤水分含量较低，其变化范围也不大，其浮煤水分一般大于原煤水分。（2）灰分（Ad）二1煤原煤灰分8.3032.36%，平均18.08%，为低中灰分煤，局部为高灰分煤；一1煤原煤灰分5.2731.32%，平均12.75%，为低灰分煤，局部为中、高灰分煤。煤层灰成分：一l煤铁氧化物含量较高，其他均以硅、铝氧化物为主，约占6075%。一l煤灰成分中Fe2O3含量高达22.39%，是由于其中硫分高且以无机硫为主所致。（3）挥发分（Veda）二1煤原煤挥发
21、分3.668.59%，平均5.34%；一1煤原煤挥发分3.004.863%，平均3.57%。（4）硫分二1煤原煤全硫0.300.50%，平均0.44%，为特低硫煤；一1煤原煤全硫2.458.77%，平均4.73%，以高硫为主，局部中硫。经1.5密度液洗选后，一l煤脱硫率则高达57.2%。二l煤原煤硫分以有机硫（Sod）为主，次为硫化铁硫（Sped）。一l煤则以硫化铁硫为主，次为有机硫，硫酸盐硫（Scud）含量较低。（5）发热量（Grid）二1煤原煤发热量24.4530.48MJ/kg，平均28.23MJ/kg，为高热值煤；一1煤原煤发热量29.8131.95MJ/kg，平均31.06MJ/kg
22、，为特高热值煤。（6）有害元素二1煤原煤磷0.0190.070%，平均0.034%，主要为低磷煤；一1煤原煤磷0.0010.002%，为特低磷煤。（7）煤灰成分及煤灰熔融性据测试结果，二1、一1煤灰软化温度（ST）分别为1249、1132，故二l煤属高熔灰分煤，适于固态排渣炉用煤；一l煤属低熔灰分煤，适于液态排渣炉用煤。（8）可磨性及二氧化碳反应性据邻近计河矿区资料：二1煤可磨性指数63156,为易磨碎煤；一1煤为3861，为较易磨碎煤和不易磨碎煤。900时各煤层的二氧化碳转化率为1.012.2%，当温度升至950时，则为5.525.8%，反应能力略为增强，但均为弱反应性煤，其中二l煤反应能力
23、稍强于一l煤。（9）可选性据浅部徐庄煤矿三井生产大样筛分试验结果，二1煤以粉状为主，且有粒度由大到小，产率逐渐增高，灰分降低，质量变好的趋势，硫分和发热量则无明显的变化。以小于0.5mm级煤粉的各级产率以小于0.045mm的居多，达34.76%，其灰分产率亦最高。据煤的浮沉试验结果，二l、一1煤浮煤产率分别以1.6密度级和小于1.5密度级产率居多。据煤的可选性曲线，二l煤为易选极难选，一1煤为极易选中等可选。（10）煤的泥化特征据二1煤安氏泥化试验结果，小于0.5mm物料产率较高，为27.40%，小于10微米物料产率亦高达9.37%，因此，在搅动水中可形成微泥化现象，所形成的悬浮液也不易澄清。
24、依据中国煤炭分类国家标准（GB575186），以浮煤干燥无灰基挥发分（Veda）、氢含量（Had）为主要指标，辅以邻区计河矿区镜煤最大反射率（R0max）、焦渣特征等确定结果见表2-4：表2-4 各煤层煤类确定结果表煤层指 标 特 征煤 类Veda （%）Had （%）焦渣特征R0max （%）5.342.3824.62无烟煤3.572.494.65综上所述,本区二1煤属低中灰、特低硫、低磷、高热值、高熔融灰分、易磨碎、热稳定性好之无烟煤；一1煤属低灰、高硫、特高热值、不易磨碎之无烟煤。各煤层均可作为动力煤和民用燃料，二l煤亦可作为高炉吹用煤，粉煤适用于气化用煤（悬浮床气化炉），经洗选后也可为开启式生产电石用
