大同煤矿集团公司同家梁矿井设计采矿工程毕业设计 - 图文

大同煤矿集团公司同家梁矿井设计采矿工

程毕业设计

第一章 井田概况及地质特征

第一节 井田概况

一、交通位置

大同煤矿集团公司同家梁矿井田位于大同煤田向斜中段东南侧，地理位置在大同市西南约20km处，行政隶属大同市南郊区所辖。其地理坐标：东经112°58′29″-113°06′41″；北纬40界；东北部与白洞矿毗邻。

铁路：

口泉铁路支线从同家梁矿东南部穿过，并设有同家梁车站，自此向西沿口泉沟可达乔村，向东北经平旺车站而交汇于北同蒲

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线及大秦线，南可达太原，东可至秦皇岛，并可经大同北抵集宁、呼市、二连；东达北京等地。大同地区在口泉、西韩岭、湖东三地设编组站，煤炭货运及客运十分便利。

公路：

井田内主要有口泉至王村公路通过，向东北可经口泉至大同市而通往内蒙、北京、河北各地，亦可自口泉向东交于大（同）-运（城）公路干线，直达太原等地，区内尚有若干简易公路，公路交通亦十分方便。

二、地形地貌及河流

井田位于太岳山系霍山东麓南段，地形复杂，山岭起伏，沟谷纵限。沟谷多为“V”字型，区内基岩裸露，多植被覆盖，黄土零星分布，纵观全井田地势，北高南低，西高东低，其最高点位于井田北部边界附近的关山圪塔，海拔1389.0米，最低点位于井田西南部的沟谷，海拔1157.0米，相对高差232米，属中低山区。

根据区域资料本区所处位置属口泉河流域补给径流带，区域内主要河流为甘河，其发源于山阴县北绵山东泉岭，向南流经口泉、南郊、甘河等到河南入黄河，全长300多公里。

三、气象

本区气候属暖温带大陆性干燥气候，多北风，受季风影响，冬季长而寒冷，春季干旱多风，夏季短而炎热，秋季凉爽。年平均气温8.6℃，一月份最冷，平均气温2.5℃，极端气温-30.2℃；

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6月份最热，平均气温16.7℃，极端气温37.5℃；雨季多集中在7、8、9三个月，年平均降水量607.7mm，年平均蒸发量1873.1mm，年蒸发量为降水量的3倍，霜冻期为十月上旬至次年三月底，年无霜期197天左右，最大冻土深度610mm。

四、地震

1949年以后，直到1989年发生大同县--阳高县地震为止，除1952年10月8日22时24分在崞县（北纬39.0°，东经112.7°）发生过5.5级地震(震中烈度八度)之外,大同及周围地区地震以众多的小震形式出现，绝大多数为无感地震，没有造成什么破坏。此后，1996年3月26日2时02分43.7秒，大阳地震区又发生5.8级地震（为大阳地震晚期强余震508次，其中3级以上7次，最大一次余震为4.9级，大同日报1991年3月27日）。

五、矿区工农业概况及建材供应等情况

农作物有玉米、谷子、药材、果品等。近年来林牧业有所发展。

工业生产主要有采煤、焦化、水泥、耐火材料、陶瓷等。建材除钢材外，其它如石灰、砖瓦、沙石均可就地解决。

六、水源、电源情况 （1）、水源条件

井田内水量有限，矿井生产、生活用水均需从附近杏家庄引入地下水。

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（2）、电源条件

矿区电源一趟引自岩岭35kV变电站，另一趟引自大同二电厂110kv变电所。

第二节 井田地质特征

井田属基岩裸露区，二迭系上统上石盒子组一段、二段地表出露广泛,第四系主要分布在山梁及沟谷中。现根据地表填图及钻探钻孔揭露情况，井田内地层由老至新、由下而上详述如下：

一、地层

1、奥陶系中统上马家沟组(O2S)

井田内未出露，岩性为灰—深灰色，厚层状石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩组成，其顶部为浅黄褐色或浅灰色石灰岩，局部发育小溶洞，其下部白云质灰岩含大量石膏。本组为一套正常浅海碳酸盐岩相的广海陆棚沉积物，据区域资料，本组厚267米左右。

2、石炭系中统本溪组(C2b)

井田内未出露，位于奥陶系侵蚀基准面上，为一滨海平原型淡化泻湖、滨海湖泊等海陆交互相的沉积建造。其岩性组合为下部为灰—灰白色铝土质泥质、泥岩及砂质泥岩，底部为灰色铁铝岩及呈窝状或薄层状的褐黄色黄铁矿 及其结核；上部为灰—深灰色泥岩、砂质泥岩、细砂岩，其顶部发育一层相当于“畔沟灰岩”层位的深灰色厚层状含方解石脉及燧石条带的石灰岩。本组

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地层厚度13.2—25.3米，平均20.41米，与下伏上马家沟组地层呈平行不整合接触。

3、石炭系上统太原组(C3t)

为一套海陆交互相沉积建造。主要岩性为砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝土质泥岩、煤、泥灰岩及石灰岩等组成的多次海浸、海退韵律建造，其中K2、K3、K4三层石灰岩在全区稳定发育。按其岩性组合特征，可将本组划分为下列三段。

第一段(C3t1)：从太原组底砂岩(K1)至K2灰岩之底，其岩性主要为一套灰色长石英砂岩、灰黑色泥岩、铝质泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩及煤组成，发育11下号、11号、10号、9号等煤层，其中，10号为大部可采煤层，其余为不可采煤层。本段厚度32.0—59.4米，平均46.80米。

第二段(C3t2)：由K2石灰岩底至K4石灰岩顶。其岩性以两层含燧石条带及腕足类化石的石灰岩及泥岩、砂岩和煤组成，K2石灰岩局部夹海相泥岩，发育有7、8号不可采煤层。本段厚度29.2—36.6米，平均 32.92米。

第三段(C3t3)：由K4顶至太原组顶部，岩性主要由深灰色石灰岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩及煤层组成，下部为泥岩—煤的沉积组合；中部为泥岩—砂质泥岩(粉砂岩)—煤的组合；上部为一套泥岩—砂质泥岩—泥岩的沉积组合。沉积有4上、4、6及6下号不可采煤层。本段厚度31.2—52.8米，平均50.4米。

本区太原组是在本溪组之上厚度较大的一套含煤地层沉积，

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其厚度平均为130.12米，最大为137.23米，最小为108.72米，与下伏本溪组地层呈整合接触。

4、二迭系下统山西组(PlS)

井田未出露。为一套陆相含煤建造。主要由灰—深灰色中细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及3—4层煤组成。含01号、l号、2号 、3号等煤层。其中1、2号煤层为全井田发育、基本全井田可采之稳定煤层，其余为不可采煤层。其底部发育一层含有菱铁质结核的细粒砂岩(K7)，与下伏地层呈整合接触。本组厚度29.87—44.15米，平均38.53米。

5、二迭系下统下石盒子组(P1X)

为一套陆相河流碎屑岩建造。主要由黄绿色—灰白色中细砂岩、砂质泥 岩及泥岩等组成。其底部以一层灰白色厚层状的中细粒砂岩（K8）为底，与下伏地层呈整合接触。本组地层下部尚有灰黑色泥岩、煤线，而其上部出现紫红色含鲕粒的铝质泥岩或砂质泥岩，表明该区气候由湿润渐转为炎热干早，成煤期逐渐结束。本组厚度86.52—106.98米，平均98.7左右。

6、二迭系上统上石盒子组(P1S)

本组地层区内广泛分布，主要为一套黄绿色的砂岩、砂质泥岩及紫红色泥岩、铝土泥岩迭次出现、互为夹层的广阔湖盆河流相沉积。按其岩性组合特征可分为三段，详述如下：

第一段（P2S1）：有黄绿、浅黄色夹紫红色中—厚层状泥岩、铝土泥岩、砂质泥岩和黄绿色中—厚层状细—中—粗粒砂岩及粉

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砂岩组成。其底层以一层厚约9.28米左右的黄绿色中粗粒砂岩(K10)与下伏的下石盒子组分界，二者连续沉积，下部主要以黄绿色、紫红色泥岩、砂质泥岩为主；上部以黄绿色砂质泥岩、砂岩互层组成，夹有灰色泥岩及薄层紫红色泥岩，本段厚度160—190米，平均170米左右。

第二段(P2S2)：本段下部为紫红色、黄绿色泥岩、砂质泥岩与黄绿色细砂岩互层；底部一层厚20米左右，呈灰—灰白色、黄绿色中粗粒硬砂岩（K11）与第一段分界，该砂岩成分以石英为主，长石次之，局部含有石英砂砾，泥质、钙质胶结，具交错层理，全区稳定发育；上部以黄绿色、紫红色泥岩为主，局部夹有砂质泥岩条带，本段泥岩破碎风化强烈，呈碎小片状，地貌呈丘状，与抗风化能力强的砂岩互层相邻，形成了凹凸相问的地貌特征。本段厚度70—110米，平均95米左右。

第三段(P2S3)：本段岩性以紫红、黄绿色泥岩为主，水平层理发育。底部为一层黄绿色、灰绿色中厚层状中—细粒硬砂岩与下伏第二段分界，该砂岩成分以石英为主，长石、岩屑次之，含少量白云母碎片，厚度变化大，一般厚为5—10米；下部以紫红色泥岩与黄绿色砂岩互层为主，夹有薄层黄绿色泥岩；上部以黄绿色、灰绿色泥岩及砂岩互层为主，夹有薄层状紫红色泥岩，本段厚度80—120米，平均105米左右。

本组地层在井田内大面积遭受不同程度的风化剥蚀，因而大面积出露，本组地层的第一段(P2S1)、第二段(P2S2)。本组从岩

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性上看，每一段均以一层厚层状中粗—中细粒硬砂岩为底。而总的岩石组成特征比较近似，以砂岩与泥岩或砂质泥岩为主；从颜色上看，本组地层为一套杂色岩层，下部以紫红色、黄绿色、灰绿色岩层互层产生，向上紫红色岩层增加，黄绿色、灰绿色岩层相对减少，其沉积环境为经过下石盒子组沉积后的又一陆相沉积，河湖相砂岩沉积相当发育，沼泽相沉积由下往上渐少或消失，在地理、气候环境可由本组的沉积特征归纳为：炎热而干燥气候条件下，地势平坦，河流纵横的冲积平原环境。

7、第四系

（1）中更新统离石组(Q2)厚0—30米，一般10米左右，为浅黄色—浅棕色亚砂土、亚粘土及砂质粘土，以粘土为主，中下底含接合层，不整合于下部较老地层之上，主要分布于梁峁山垣地带。

（2）全新统(Q4)厚0—10米，一般5米，系近代冲（洪）积层，分布于小沟谷中，多以灰岩、砂岩之砾及卵石、砂粒组成，常混杂泥质，分选差。

二、地质构造 1、区域构造

本区位于华北地台大同盆地西翼，紧靠太岳山经向构造带中的霍山隆起之东缘南段，区域总体构造主要为一走向北东，倾向南东的单斜构造倾角5-20°，西南边缘局部可达30°左右。受本区基底构造的控制及影响，在此主体单斜背景上发育了一系列

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属新华夏构造体系的次级褶皱构造，特别是西南部褶曲发育，轴向多呈北北西和北西向，较大的有柳湾背斜、马家岭向斜、北岭西向西背斜、北岭西背斜、北岭东向斜和张庄背斜。

2、井田构造

本井田位于该单斜构造之西部，井田呈一宽缓的山斜构造，轴向东西，向东缓缓倾伏，两翼基本对称，南翼倾角4°—7°，北翼稍陡倾角8°—°度，井田断裂构造不发育，目前尚未发现有断层存在，构造简单为一类。地层平均总厚130.12米。

三、水文地质

（一）区域水文地质概况

根据区域资料本区所处位置属口泉河流域补给径流带，区域内主要河流为甘河，其发源于山阴县北绵山东泉岭，向南流经口泉、南郊、甘河等到河南入黄河，全长300多公里，流域面积省境内890 m2。

1、奥陶系中统上马家沟组碳酸盐岩裂隙—岩溶含水层 下庄普查共施工奥灰延深孔3个，其延深深度分别为6号孔161.46米，9号孔64.48米，10号孔15.02米，其中6号孔揭穿上马家沟组全部，其岩性主要为石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩，具裂隙，但大都被方解石脉或石膏充填，含水层不大。钻孔消耗量最大为1.00 m3／小时，一般为0.50—0.8 m3／小时。此外，9号、10号钻孔为涌水孔，9号孔从35.30米开始涌水，10号孔从122.32米开始涌水，两孔直至孔底，一直涌水。因未对奥灰

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岩岩溶水进行抽水试验，故难对奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层含水性做出准确评价。井田内6 号孔奥灰岩进尺161.46米，通过岩芯鉴定，此段岩溶裂隙不发育，含水较弱。因此要准确判定该井田奥灰岩岩溶裂隙含水层含水性须对奥灰地层进一步揭露，并进行抽水试验。

2、石炭系中统本溪组隔水岩层

本组以灰色、深灰色铝土质泥岩、泥岩及砂质岩为主，致密块状，局部有不稳定定的石灰岩、细砂岩，裂隙不发育。层厚13.2—25.3米，平均20.41米，属于柔性岩石，水渗透能力很差，为良好的隔水层。

3、石炭系上统太原组K2、K3、K4石灰岩裂隙岩溶含水层：三层灰岩在区内广泛分布，K2灰岩层厚6.57—13.07米，平均厚度9.62 米，为9号煤的直接顶板，裂隙较发育，消耗量为0.05—0.20 m3/时。

K3灰岩层厚4.10—6.85米，平均厚度5.88 米，岩性为深灰色石灰岩，裂隙较发育，消耗量为0.05—0.10 m3/时。

K4灰岩层厚2.30—4.57米，平均厚度3.64米，岩性为深灰色石灰岩，裂隙发育，消耗量为0.10—0.50 m3/时。

4、二迭系下统山西组及下石盒于组K8砂岩裂隙含水层,该组砂岩区内分布广泛，山西组砂岩层厚4.58—10.74米，平均厚度7.04米，裂隙不发育，消耗量为0.01—0.10/时。

K8砂岩层厚l—11.4米，平均厚度为5．66米，岩性为中

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细砂岩，为下石盒于组与山西组的分界标志层，局部有裂隙发育，消耗量为0.02—0.10 m3/时。

5、二迭系下统下石盒子组上段K9及中部砂岩裂隙含水层组 该组砂岩裂隙不发育，消耗量为：0．01 m3/时。中部中砂岩，层厚5.98米，裂隙较发育，消耗量为0.01 m3/时。

6、二迭系上统上石盒子组K10砂岩裂隙含水层组,K10砂岩厚3—15.33米，平均9.28米，岩性为中粗砂岩，裂隙不发育，消耗量为0.01 m3/时。

7、二迭系上统上石盒子组K10以上砂岩裂隙含水层组,K10砂岩以上共有4层中粗砂岩，厚度由下而上分别为8.44 米、2.43米、6.50米、2.65米，裂隙不发育，消耗量为0.01—0.02 m3/时。

8、第四系冲洪积孔隙含水层

局部分布，以砂砾石为主，层厚0—10米，一般5米，含水性较差，并随季节和降水的变化而变化。

（二）矿井涌水量预算

我矿现开采1号层，顶板岩性变化不大，含水层基本稳定，井下涌水量为288—360m/d。正常涌水量为320m/d，最大涌水量为400m/d。

第三节 煤层特征 （一）煤层

本井田设计的为采1号和2号两层煤：

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1号煤层位于山西组上部，上距K8砂岩0.40—17.20米，平均6米，下距2号煤层0.25—16.63米，平均11.62米左右，煤层厚度3.6—2.8米，平均3.2米，结构简单，不含夹矸。

14号煤层位于山西组中部，上距1号煤层0．25—16.63米，平均11．62米，下距K2灰岩25米左右，煤层厚1.8—3.2米，平均3.0米，结构简单，含0-1炭质泥岩夹矸。

（二）煤质 1、物理性质

根据普查勘探资料：区内各可采煤层为黑色、玻璃—沥青光泽、粉末状、块状，1号煤层容重为1.36t／m3；2号煤层容重为1.30t／m3。各煤层简述如下：

1号煤层：黑色、半光亮型—光亮型、粉末状、粒状、玻璃—沥青光泽，内生裂隙发育，性脆易碎。

2号煤层：黑色、半光亮型—光亮型、粉末状、粒状、玻璃—沥青光泽，内生裂隙发育，性脆易碎。

2、煤的化学性质工艺性及煤类

1号煤层 : 水份[Mad]：原煤0.46—0.69％，平均0.57％，变化不明显；洗煤0.5—0.56％，平均0.53％，基本稳定。 灰分[Ad]：原煤9.82—13.73％，平均11.77％；洗 6.90—6.97％，平均6.93％，稳定。属低灰煤。挥发份[Vdaf]：原煤20.85—21.87％，平均21.36％，稳定；洗煤19.86—20.49％，平均20.17％，稳定。全硫[Std]：原煤0.39—0.5％，平均0.45％，

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