課程設(shè)計(jì)(祁東煤礦)

1、第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概述1.1.1礦井位置，范圍：祁東煤礦位于安徽省宿州市埇橋區(qū)祁縣鎮(zhèn)，西寺坡鎮(zhèn)和固鎮(zhèn)縣湖溝區(qū)境內(nèi)，東以33勘探線與龍王廟勘探區(qū)毗鄰；西以F22斷層與淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦分界；南起二疊系山西組10煤層露頭；北至32煤層800米水平地面投影線為界，東西長約9km，南北寬約3.55km，礦井面積35.427平方米。地理坐標(biāo)： 東經(jīng)1170249-1171018北緯332245-332653主井坐標(biāo)： X=3700390.000 Y=39508540.000副井坐標(biāo): X=3700420.000 Y=39508455.000回風(fēng)井坐標(biāo): X=3697737.00

2、0 Y=39508870.001.1.2交通條件：京滬鐵路、宿固公路從本區(qū)東北通過，宿蚌公路206國道經(jīng)由井田西側(cè)，礦井專用公路6.5公里與206國道相連，青（疃）蘆（嶺）礦區(qū)鐵路從井田北通過，礦井專用鐵路線807公里連接青蘆線，澮河從井田西南部穿過，流經(jīng)本井田約10km，常年通航，交通十分便利。1.1.3 地形地貌：本井田地處淮北平原中部，地勢平坦，地面標(biāo)高+17.02+22.89m左右，一般在+21.00m，井田西北、東北地勢略比東南高。1.1.4 礦區(qū)交通位置圖：本礦井交通極為便利，京滬鐵路從本區(qū)東北通過，北距宿州站約20公里，東距蘆嶺站1.5公里；206國道宿（州）蚌（埠）段從本區(qū)西側(cè)

3、通過，公路通徐州、阜陽、淮北、蚌埠等地；礦井內(nèi)有淮河支流澮河通過，乘船可進(jìn)入淮河和洪澤湖。1.1.5 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況：村莊和人口稠密，澮河是區(qū)內(nèi)最大地表水體，也是農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源，由于澮河沿岸的煤礦長期把未經(jīng)凈化的差并含有大量煤粉及其他雜質(zhì)的地下水）排到河內(nèi)后，造成了河廢水（礦化度高、硬度大、水質(zhì)水嚴(yán)重污染，使河水變質(zhì)，無法飲用。1.1.6 礦區(qū)氣候：年平均溫度：1415攝氏度，最高40.2攝氏度；最低20.6攝氏度年平均降雨量：1260mm，最大降雨量1420mm，最大風(fēng)速18m/s，春季多東北風(fēng)，夏季多東東南風(fēng)，冬季多北西北風(fēng)凍結(jié)期一般自每年11月中旬至次年3月下旬。 第二節(jié) 井田地質(zhì)特

4、征1.2.1井田地質(zhì)構(gòu)造： 圖1-1 宿縣礦區(qū)構(gòu)造綱要示意圖1.2.1.1井田的地形：祁東煤礦位于淮北煤田宿縣礦區(qū)宿南向斜內(nèi)。宿南向斜的大地構(gòu)造位置屬徐淮隆起的徐宿坳陷區(qū)的南部，其主體構(gòu)造表現(xiàn)為向斜斷塊形態(tài)，故宿南向斜為一由掀斜塊段控制而東翼又為后期逆沖構(gòu)造切割的不完整向斜，向斜軸向近南北，東翼受西寺坡逆沖斷層由東向西推覆擠壓影響，淺部地層傾角較大，并發(fā)育有一系列逆斷層；西翼構(gòu)造較為簡單，地層傾角較平緩，斷層稀少（圖1-1）。宿南向斜東南部中生代巖漿巖活動較為強(qiáng)烈，侵入層位主要為6、7、8、9、10煤層，其中對10號煤層影響較大。從向斜東南部到西北部，從下部煤層到中部煤層，巖漿侵入有逐漸減弱的

5、趨勢。1.2.1.2 井田的勘探程度：祁東煤礦位于宿南向斜的東南端，屬宿南向斜的東南翼，其構(gòu)造形態(tài)基本為一走向近東西、傾向北、傾角為10-15度左右的單斜構(gòu)造，并在其上發(fā)育有次一級褶曲和斷層。 地質(zhì)精查階段在區(qū)內(nèi)查出褶曲2個(gè)、斷層15條（不含龍王廟勘探區(qū)內(nèi)的F16和F20）。地震補(bǔ)勘階段在補(bǔ)勘范圍內(nèi)查出褶曲一個(gè)，組合斷層45條，其中落差5m以下的為22條。本次在原地質(zhì)精查報(bào)告的基礎(chǔ)上，結(jié)合建井地質(zhì)資料，對地震補(bǔ)勘所組合的斷層進(jìn)行了充分研究，考慮到二維數(shù)字地震的分辨能力和測線網(wǎng)度的限制，對地震所發(fā)現(xiàn)的落差小于5m的小斷層一般未予組合利用，對落差較大的斷層在確認(rèn)存在斷點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理組合，全區(qū)

6、共查出褶曲2個(gè)，斷層20條。查出的褶曲為魏廟斷層以南的馬灣向斜及魏廟斷層以北淺部的圩東背斜。在查出的20條斷層中，按斷層性質(zhì)分：正斷層13條，逆斷層7條。按斷層落差分：落差大于或等于50m以上的斷層7條，落差在5030m之間的斷層3條，落差3020m之間的斷層3條，落差在2010m之間的斷層6條，落差在105m之間的斷層1條。按斷層走向分：走向北東或北北東的斷層9條，走向北西的斷層5條，走向近南北的斷層4條，走向近東西的斷層2條。1.2.2 井田煤系地層概述：本區(qū)含煤地層為石炭二疊系，石炭系暫未作勘探對象。二疊系含煤地層為山西組、下石盒子組、上石盒子組，其總厚大于788米，共含煤1030余層，

7、其中可采者有14層，可采煤層平均總厚15.15米。由老到新分述如下：1二疊系下統(tǒng)山西組（P1S）本組下界為石炭系太原組一灰之頂，其間為整合接觸，上界為鋁質(zhì)泥巖下砂巖之底。地層厚度為100135米，平均124米。含11、（不可采）10（可采）兩個(gè)煤層。其巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，下部（11煤下）以深灰-灰黑色粉砂巖為主，局部地段夾灰色細(xì)砂巖；中部（1110煤間）以粉砂巖和砂泥巖互層為主，上部（10煤以上）由砂巖、粉砂巖和泥巖組成。2二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1X）本組下界為鋁質(zhì)泥巖下分界砂巖之底，與山西組呈整合接觸，上界為K3砂巖之底。地層厚度為205245米，平均234米。含4、6、7

8、、8、9五個(gè)煤組十余層煤，可采者為60、61、62、63、71、72、81、82、9計(jì)九層。巖性由泥巖、粉砂巖、砂巖、煤層和鋁質(zhì)泥巖組成。砂巖多集中于639煤間和4煤上；該組底界“分界砂巖”位于鋁質(zhì)泥巖下1028米，平均13米左右，但該層砂巖在本區(qū)不穩(wěn)定、不甚發(fā)育，常被泥巖和粉砂巖代替。鋁質(zhì)泥巖位于9煤層下321米，平均8米左右，巖性為淺乳灰白色，雜有紫色、綠色、黃色花斑，具鮞狀結(jié)構(gòu)，富含鋁土，為本區(qū)煤巖層對比的良好標(biāo)志層。3二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2S）本組下界為K3砂巖之底，與下伏下石盒子組為整合接觸，上界不清，地層厚度大于400米。含1、2、3三個(gè)煤層組，其中可采者為1、22、23、32

9、四層。本組由粉砂巖、泥巖、砂巖和煤層組成，下部（3煤下）由砂巖、雜色泥巖、煤層組成，砂巖為白色-灰白色，細(xì)中顆粒，底部砂巖成份單一，石英含量可高達(dá)90%以上；泥巖為灰色雜有大量紫色花斑，含分布不均的菱鐵鮞粒和鋁土質(zhì)。中下部（32煤間）以紫色和灰色泥巖為主，砂巖層較少，常在3煤層頂板附近發(fā)育有厚層中細(xì)砂巖。中上部（21煤間）以粉砂巖和泥巖為主，間夾砂巖。上部（1煤上）以粉砂巖和砂巖為主，夾泥巖。1.2.3 巖漿侵入活動和巖溶塌陷現(xiàn)象：1.2.3.1 巖漿巖的侵入層位及侵入范圍中生代巖漿活動在本區(qū)較為強(qiáng)烈，呈似層狀侵入煤層中，主要侵入層位為山西組10煤層，其次為下石盒子組9、8煤層，7、6煤層僅見

10、個(gè)別巖漿巖侵入點(diǎn)。從下部的10煤層到上部的6煤層，巖漿侵入活動有逐漸減弱趨勢。巖漿巖的巖性較單一，以基性云煌巖為主，少數(shù)為正長斑巖和輝石正長巖。1.2.3.2 巖漿巖對煤層與煤質(zhì)的影響巖漿巖的侵入，破壞了煤層的原生狀態(tài)，對煤層與煤質(zhì)的影響較大，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1） 由于巖漿巖的侵入，破壞了煤層的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，甚至完全被吞蝕，降低了煤層的穩(wěn)定性。（2） 煤層被巖漿巖穿插，出現(xiàn)分叉、合并，使煤層夾矸增多，結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，使煤層可采性大大降低。（3） 由于巖漿接觸變質(zhì)作用，侵入煤層時(shí)，煤變質(zhì)為天然焦或無煙煤，造成煤類分布混雜，降低了煤的工業(yè)利用價(jià)值。1.2.4井田的水文地質(zhì)特征：1地表水：礦區(qū)

11、內(nèi)的最大地表水體是澮河，它從本礦南部穿過，河水自西北流向東南。澮河屬淮河支流，為季節(jié)性河流，河床蜿延曲折，寬50150m，深35m，兩岸有人工河堤，每年79月為雨季，一般流量510m3/s,枯水季節(jié)為每年10月至次年3月，干旱嚴(yán)重季節(jié)甚至斷流。歷史上澮河最高洪水位為24.5m，據(jù)近幾年水文資料記載，1984年豐水期最高洪水位祁縣閘上游達(dá)20.75m,下游達(dá)20.70m。1978年枯水期最低水位祁縣閘上、下游河干，1973年至1985年平均水位祁縣閘上游水位標(biāo)高17.72m,下游16.07m。歷年最大流量：1965年臨渙865m3/s,1954年固鎮(zhèn)1340m3/s；歷年最小流量：臨渙、固鎮(zhèn)均為

12、零；歷年平均流量：1973年至1985年臨渙7.85m3/s,固鎮(zhèn)23.2m3/s。自1968年12月新汴河挖成后,區(qū)內(nèi)再也沒有發(fā)生洪水災(zāi)害,目前地表水對煤礦開采和礦區(qū)建設(shè)沒有危害。 2含隔水層特征（一）新生界松散層含、隔水層（組）根據(jù)其巖性組合特征及其區(qū)域水文地質(zhì)剖面對比，自上而下可劃分為四個(gè)含水層（組）和三個(gè)隔水層（組）。（1）第一含水層（組）底板埋深31m左右，含水層總厚1520m，29-30線北東厚度可達(dá)30m左右。上部近地表0.5m左右為褐黑色耕植土壤,埋深35m,富含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核。中、下部由土黃色粉砂、粘土質(zhì)砂、細(xì)砂夾薄層粘土及砂質(zhì)粘土組成，富水性中等，據(jù)孔抽水試驗(yàn)資料，水

13、位高17.32m,q=0.57l/s.m,T=70.1156m2/d,k=2.9094m/d,礦化度0.356g/l,全硬度12德國度,水質(zhì)為重碳酸鉀鈉鎂鈣水。（2）第一隔水層（組）底板埋深48m左右，隔水層總厚814m左右，由灰黃色及淺黃色粘土、砂質(zhì)粘土組成，夾23層薄層砂和粘土質(zhì)砂?？伤苄暂^好，塑性指數(shù)為15.621.00,分布穩(wěn)定，隔水性較好。本組在局部粘土變薄地段，具有弱透水性，構(gòu)成一含與二含之間的越流水文地質(zhì)條件。（3）第二含水層（組）底板埋深88m左右，含水層總厚1025m左右，厚度變化大，由淺黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，含水層中夾粘土層一般35層，組成一復(fù)合含水組，以河間階地沉

14、積物為主，砂層不發(fā)育，多呈薄層狀，富水性弱，而河漫灘沉積地帶砂層較發(fā)育，富水性中等。（4）第二隔水層（組）底板埋深111m左右,隔水層總厚1016m，由棕黃色、淺棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土組成，夾23層透鏡狀砂及粘土質(zhì)砂，可塑性好，塑性指數(shù)16.927.6，分布穩(wěn)定，隔水性好。本組局部厚度小于10m，含鈣質(zhì)結(jié)核的砂質(zhì)粘土具有透水性，構(gòu)成二含與三含之間的越流水文地質(zhì)條件。（5）第三含水層（組）底板埋深199m左右，含水層總厚5570m，在26-27線之間含水層總厚可達(dá)90m左右。全層厚度大，分布穩(wěn)定，水平性強(qiáng)，在埋深145170 m左右有12層1020m左右的厚粘土層把含水層（組）分為上、下兩部分。上

15、部：由淺紅色、灰白色中、細(xì)砂和粘土質(zhì)砂組成，砂層中含泥質(zhì)少，夾34層粘土，含水層厚3040m左右，分布穩(wěn)定，局部在埋深120140m左右，有12層薄層中細(xì)砂巖（盤），偶見有溶蝕現(xiàn)象，據(jù)水3和26-2711孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高19.4019.79m,q=0.780.87l/s.m,T=233.497257.1955m2/d,k=6.41396.768m/d,礦化度0.6620.776g/l,全硬度16.4221.04德國度,水質(zhì)為重碳酸鉀鈉鎂水和重碳酸硫酸鉀鈉鎂水,富水性中等。下部：由灰黃色、灰綠色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，砂層中含泥質(zhì)較多，夾23層粘土，含水層厚2530m左右，分布穩(wěn)定。據(jù)

16、水2孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高19.22m,q=0.14l/s.m T=143.566m2/d,k=4.587m/d,礦化度1.113g/l,全硬度31.44德國度,水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉鎂鈣水。從抽水試驗(yàn)恢復(fù)水位資料來看，富水性較上部弱。 （6）第三隔水層（組）底板埋深在332m左右，隔水層總厚80100m左右，最薄處在小張家潛山頂，厚度亦有31.90m。由灰綠色、棕黃色粘土組成，夾多層薄層粘土質(zhì)砂和粉細(xì)砂，質(zhì)純細(xì)膩，塑性指數(shù)16.935.9,可塑性強(qiáng)，有膨脹性，局部地段在埋深220245m,有12層透鏡狀含泥質(zhì)較多的粉砂、粘土質(zhì)砂,且具有清晰的水平層理,中上部含鐵錳質(zhì)結(jié)核,下部含鈣質(zhì)團(tuán)塊,底部

17、含較多鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核。本組分布穩(wěn)定，水平穩(wěn)定性強(qiáng)，在古潛山地帶直接與基巖接觸，隔水性良好，是礦內(nèi)重要隔水層（組），它阻隔了地表水、一含、二含、三含的地下水與四含和煤系地層的水力聯(lián)系。（7）第四含水層（組）直接與煤系地層接觸，兩極厚度059.10m,平均厚度3540m,由于受古地貌形態(tài)的制約,礦內(nèi)中部偏西為一近南北向谷口沖洪積扇,其東西兩側(cè)為殘坡積漫灘沉積,第四含水層組主要分布在此范圍內(nèi),在古潛山附近和29-30線以東無四含分布,屬四含缺失區(qū)。谷口沖洪積扇由礫石、砂礫、粘土礫石、砂、粘土質(zhì)砂組成，夾多層薄層粘土或砂質(zhì)粘土。含水層總厚3550m，鉆探揭露有補(bǔ)295、補(bǔ)296、25-269、2

18、614、26-2718、構(gòu)4和2715孔漏水。據(jù)24-258、補(bǔ)302、補(bǔ)303、補(bǔ)306、和26-275孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高19.0021.75m，q=0.0340.219l/s.m，T=107.68161.8m2/d，k=0.1143.282m/d，富水性中等，礦化度1.4581.582g/l，全硬度31.5244.15德國度，水質(zhì)為硫酸氯化鉀鈉鈣鎂水。殘坡積漫灘沉積的富水性較谷口沖洪積扇弱，鉆探揭露時(shí)未發(fā)現(xiàn)漏水，據(jù)291孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高20.71m，q=0.100l/s.m，k=0.855m/d，礦化度1.418g/l,全硬度27.96德國度，水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉水。殘坡積漫

19、灘沉積與風(fēng)化剝蝕區(qū)的分界線為四含的隔水邊界。（二）二迭系主要可采煤層（組）間含、隔水層（段）煤系地層砂巖裂隙不發(fā)育，即使局部地段裂隙稍發(fā)育，但亦具有不均一性，其富水性弱，不能明顯劃分含、隔水層（段）的界線，僅根據(jù)煤系地層巖性組合特征和主要可采煤層（組）的賦存條件，劃分如下含、隔水層（段）。（1）12煤（組）隔水層（段）：頂界與第三系呈角度不整合接觸，風(fēng)化帶深度1530m左右。由泥巖、粉砂巖和砂巖組成，以泥巖、粉砂巖為主。隔水層總厚92.50134.00m,平均厚度115m，裂隙不發(fā)育，在鉆探揭露時(shí)未發(fā)現(xiàn)漏水，本次在檢1和檢2孔的抽水試驗(yàn)資料，也表明富水性弱，隔水性良好。（2）3煤（組）上、下砂

20、巖裂隙含水層（段）主采煤層32煤的直接頂、底板一般為泥巖。煤下35m左右有淺灰色細(xì)中粒砂巖（K3砂巖）分布，厚度020m左右，變化較大，本段含水層總厚9.535.5m,平均25m,裂隙較發(fā)育，鉆孔揭露有補(bǔ)284，24-2510和補(bǔ)308孔漏水。據(jù)25-267和2712兩孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高15.2218.27m，q=8.510-44.710-3l/s.m，T=1.2087m2/d，k=0.0020.0508m/d，礦化度0.8010.817g/l，水質(zhì)為重碳酸氯化鉀鈉水和重碳酸硫酸氯化鉀鈉水。從抽水試驗(yàn)的涌水量、水位降深、水質(zhì)及恢復(fù)水位資料分析，本含水層（段）地下水補(bǔ)給條件極差，地下水以儲

21、存量為主，水量具有衰減疏干趨勢。（3）46煤（組）隔水層（段）主要由泥巖及粉砂巖組成，夾24層砂巖。隔水層總厚50134m，平均厚91m，巖芯致密完整，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露時(shí)未發(fā)現(xiàn)漏水，隔水性良好。（4）79煤（組）間砂巖裂隙含水層（段）以中細(xì)粒砂巖為主，主采煤層71、82和9煤的直接頂?shù)装宥酁樯皫r，其中82煤在26線與27線之間有巖漿巖為其直接頂?shù)装澹?煤在26線以東其直接頂?shù)装宥鄶?shù)為巖漿巖，含水層總厚1158m，平均厚度36m。裂隙較發(fā)育，但具不均一性，差異較大，富水性弱，鉆探揭露時(shí)補(bǔ)285、2412、補(bǔ)293、補(bǔ)296、補(bǔ)306和303孔漏水，未發(fā)現(xiàn)巖漿巖漏水，據(jù)304、補(bǔ)3011和27

22、-282三孔抽水試驗(yàn)：水位標(biāo)高18.7819.00m，q=0.00440.023l/s.m，T=1.637.51m2/d，k=0.0480.3362m/d，礦化度1.0851.525g/l，水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉水和硫酸重碳酸鉀鈉水。（5）鋁質(zhì)泥巖隔水層(段)以泥巖、鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，隔水層總厚8.535.00m,平均厚度18m左右,全區(qū)穩(wěn)定,標(biāo)志明顯,巖芯致密完整，隔水性良好。（6）10煤（組）上、下砂巖裂隙含水層（段）10煤（組）上為中細(xì)粒砂巖，巖性疏松，而煤（組）下為砂泥巖互層和細(xì)砂巖。含水層厚度變化較大，總厚338m，平均17m。裂隙不發(fā)育，富水性弱，鉆探揭露時(shí)僅補(bǔ)281和325孔漏

23、水。（7）11煤（組）至太原組一灰隔水層（段）以海相沉積的泥巖或粉砂巖為主，隔水層總厚20.545m,平均厚度31m.。全區(qū)穩(wěn)定，隔水性良好。局部地段由于受斷層影響，導(dǎo)致隔水層變薄或使10煤與太原組石灰?guī)r接觸，使其起不到隔水作用時(shí)，很可能發(fā)生底鼓或斷層導(dǎo)水。（三）太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）礦井內(nèi)有26-276孔完整揭露了太原組，25-262孔于太原組五灰終孔。全組厚194m，含石灰?guī)r10層，總厚約80m左右，占全組厚度的40%左右，區(qū)域和本井田石灰?guī)r的主要富水地段都在淺部潛伏露頭帶，淺部巖溶裂隙發(fā)育，向深部減弱。由于巖溶裂隙發(fā)育不均一性，其富水性差異明顯。14層石灰?guī)r厚度31.4533.

24、60m,巖溶裂隙發(fā)育,富水性強(qiáng),鉆探揭露有25-262、26-276和2711三孔漏水。據(jù)25-262孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高19.60m，q=0.183l/s.m，T=114.99m2/d，k=3.4223m/d，礦化度1.578g/l，全硬度44.88德國度，水質(zhì)為硫酸氯化鉀鈉鈣水。據(jù)2000年10月12月所施工ST1太原組14層灰?guī)r長觀孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高為10.005m,q=0.02742l/s.m,k=0.10614m/d,礦化度1.486g/l,水質(zhì)為重碳酸氯化物硫酸鉀鈉水。據(jù)ST1太原組14層灰?guī)r長觀孔今年29月水位觀測情況分析（表1-1）,目前水位標(biāo)高為7.65m,平均月降

25、幅為0.20m,ST1孔抽水表1-1 ST1孔2001年水位觀測統(tǒng)計(jì)表 月份 2 3 4 5 6 7 8 9水位9.60 9.59 9.46 9.27 9.25 8.71 8.20 7.65試驗(yàn)資料與精查時(shí)期的25-262孔(1985年4月施工)除在水位上差別較大外,其它基本上變化不大,分析主要原因可能為鄰近祁南和桃園兩礦通過幾年的井下排水所導(dǎo)致,桃園礦95-1觀測孔,觀測層位也是太原組14灰,1995年移交時(shí)水位標(biāo)高為20.03m,2000年3月為9.20m,水位平均年降幅為2.4m。是由于礦井排水，造成煤系水位不斷下降，而導(dǎo)致太灰水位也不斷下降，同時(shí)也說明太灰水是煤系水的補(bǔ)給水源。第一層石

26、灰?guī)r頂板距10煤層59m左右，在正常情況下石灰?guī)r巖溶裂隙水對10煤開采無影響。（四）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）在26-276孔揭露10.33m,巖性為淺灰灰白色,含紫色及肉紅色斑點(diǎn),致密性硬,局部含白色云質(zhì)。據(jù)區(qū)域資料，該層段石灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)。據(jù)臨渙礦6孔和童亭背斜水源孔抽水試驗(yàn)資料：q=0.1311.29l/s.m,k=1.0717.92m/d。另據(jù)任樓礦突水資料，1996年3月4日，由于導(dǎo)水陷落柱導(dǎo)通含水豐富的奧灰含水層，致使7222工作面發(fā)生特大突水災(zāi)害，一般涌水量為11854m3/h,高峰流量達(dá)34570m3/h，使年產(chǎn)百萬噸礦井停產(chǎn)半年多，由此可見，奧灰富水性極不均

27、一，差異很大，一般情況下淺部露頭帶含水較豐富，但在正常情況下，該含水層遠(yuǎn)離主采煤層，一般對礦坑無直接充水影響表1-2 建井期間突水點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表 突 水時(shí) 間 突 水 地 點(diǎn)最大水 量m3/h水量變化趨勢m3/h突水因素分析(層位及通道)1999.5.27中央軌道石門 35減小至疏干32煤層頂板砂巖裂隙3222進(jìn)風(fēng)斜巷 10漸變成淋水32煤頂板砂巖裂隙3223提料斜巷 5減小至疏干32煤頂板砂巖裂隙3222提料斜巷 5漸變成淋水32煤頂板砂巖裂隙東翼軌道大巷 3漸變成淋水F11斷層附近西翼軌道大巷 5漸變成淋水?dāng)鄬痈浇?222機(jī)巷 3漸變成淋水32煤頂板砂巖裂隙井田涌水量：礦井正常涌水量為437.0

28、6 m3/h（預(yù)算390.9 m3/h），本次設(shè)計(jì)取440 m3/h最大涌水量為586.10 m3/h（預(yù)算581.4 m3/h），本次設(shè)計(jì)取630 m3/h第三節(jié) 煤層特征1.3.1煤層埋藏條件：走向近東西，傾向南北，南高北低，傾角1015度左右?；鶐r風(fēng)化帶：15.717.9m強(qiáng)風(fēng)化帶厚：6.789.08m煤層的露頭深度：32煤層的露頭直接位于谷口沖洪積扇區(qū)粗粒相范圍內(nèi)。1.3.2煤層群的層數(shù)： 本區(qū)二疊系含煤地層共含111煤層（組），可采者自上而下編號為1、22、23、32、60、61、62、63、71、72、81、82、9、10計(jì)14層，其中32、71、82、9為主要可采煤層，61、63

29、、為可采煤層1、22、23、60、62、72、81、10為局部可采煤層。主要可采和可采煤層為較穩(wěn)定煤層，局部可采煤層為不穩(wěn)定煤層?，F(xiàn)從上而下將各可采煤層分述如下： 11煤層該煤層為上石盒子組最上的可采煤層，其上下有多層薄煤，其厚度兩極值為01.86米,平均0.72米?？刹煞秶鷥?nèi)煤層厚度以0.701.30米為主。煤層結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。其頂板巖性多為泥巖，局部為砂巖，底板巖性亦多為泥巖，局部為砂巖。222煤層位于1煤層下80米左右，其厚度兩極值為02.28米,平均0.74米。僅在25-26線至27-28線及30線以東中深度構(gòu)成局部可采?？刹蓞^(qū)范圍內(nèi)煤厚多為0.

30、701.30米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。其頂板巖性以泥巖為主，僅局部為粉砂巖-中砂巖，底板基本為泥巖，個(gè)別為粉砂巖。323煤層：位于22煤層下平均16米左右，其兩極厚度為01.99米,平均0.69米。可采范圍分布在26線附近及27線至31線間，可采范圍內(nèi)厚度多為0.701.30米，結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。其頂?shù)装鍘r性多為泥巖，局部為細(xì)砂巖或粉砂巖。432煤層：位于23煤層下平均110米左右，其厚度兩極值為04.11米,平均1.73米，不可采范圍為零星小塊。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多具13層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸，為較穩(wěn)定的主要可采煤層。煤層

31、頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，局部為粉砂巖或細(xì)砂巖。560煤層：位于32煤層下160米左右，為6煤組最上之可采煤層，煤厚兩極值為01.31米,平均0.21米?？刹煞秶植加谖簭R斷層以北26-27線及29-30線東-650米水平以淺地區(qū)。煤層結(jié)構(gòu)簡單，僅少數(shù)點(diǎn)見一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，個(gè)別點(diǎn)為粉砂巖或細(xì)砂巖。661煤層：位于60煤層下11米左右，煤厚03.21米,平均1.52米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，少有夾矸，為較穩(wěn)定的可采煤層。其頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，局部為粉砂巖或砂巖。762煤層：位于61煤層下10米左右，煤厚01.96米,平均0.33米,可采范圍分布于26線以西,可

32、采區(qū)內(nèi)煤厚一般為0.701.30米。煤層普遍含一層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。為不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，局部為粉砂巖或細(xì)砂巖。863煤層：位于62煤層下6米左右，煤厚02.19米,平均0.97米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，為較穩(wěn)定的可采煤層。其頂?shù)装鍘r性以泥巖為多，細(xì)砂巖和粉砂巖皆為零星分布。971煤層：位于63煤層下30米左右，煤厚04.31米,平均1.75米。煤層結(jié)構(gòu)一般以一層泥巖夾矸為多，在71和72煤層合并區(qū)內(nèi)，可有23層夾矸。屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。為較穩(wěn)定主要可采煤層。煤層頂板巖性在25-26線以西以砂巖為主，粉砂巖次之；25-26線以東以泥巖為主，零星分布砂巖和粉砂巖。煤層底板巖性以泥巖為主

33、，零星分布粉砂巖和細(xì)砂巖。1072煤層：位于71煤層下0.8312米左右,平均約5米。煤層厚度02.97米,平均0.36米；27線以西局部可采，27線以東多合并于71煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡單，僅少數(shù)點(diǎn)具12層泥巖夾矸。屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。當(dāng)71和72煤層間距稍大時(shí)，72煤層頂板常為砂巖，間距較小時(shí)，常為泥巖，東部合并區(qū)內(nèi)，72煤層頂板為泥巖；底板以泥巖為主，少數(shù)為粉砂巖或細(xì)砂巖。 1181煤層：位于72煤層下735米，平均16米左右。煤厚02.94米,平均0.74米。81煤層常因砂巖沖刷造成大面積不可采，可采范圍分布于補(bǔ)31線以西，呈一不規(guī)則帶狀。煤層結(jié)構(gòu)較為簡單，以一層泥巖或巖漿巖夾矸最為常見

34、。屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層頂?shù)装宥酁樯皫r，少為泥巖和粉砂巖。1282煤層：位于81煤層下7-18米，平均11米左右，煤厚03.83米,平均1.65米。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，普遍具一層泥巖夾矸。屬較穩(wěn)定的主采煤層。煤層頂板巖性大部分為砂巖，粉砂巖和泥巖則為零星分布，底板巖性主要為粉砂巖，次為泥巖或砂泥巖互層。139煤層：位于82煤層下1021米，平均15米左右。煤厚05.78米，平均2.65米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，部分因巖漿巖侵入致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。屬較穩(wěn)定的主采煤層。煤層頂板多為砂巖，其次為粉砂巖或泥巖。底板主要為泥巖，少量為粉砂巖或細(xì)砂巖。1410煤層：本煤層位于山西組中部，上距9煤層55111米，平均73

35、米左右。煤厚04.10米,平均1.09米。從原始沉積看，該煤層應(yīng)屬結(jié)構(gòu)簡單的穩(wěn)定性較好的煤層，但由于本區(qū)巖漿巖對煤層的廣泛侵入，使煤層遭到嚴(yán)重破壞，煤層結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，可采性變差，屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層頂?shù)装逡陨皫r和粉砂巖為主，泥巖次之。上述各煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性以原煤炭科學(xué)院牛錫綽提出的分類方案為依據(jù)認(rèn)為：砂巖屬中等穩(wěn)定型，粉砂巖屬不穩(wěn)定-中等穩(wěn)定型，泥巖屬不穩(wěn)定型。1.3.3 煤層的圍巖性質(zhì)：二采區(qū)松散層厚375m，平均采深525m。32煤層直接頂為深灰色泥巖，易冒，厚1.842.41m，均厚2.1m，在自然狀態(tài)下其單向抗壓強(qiáng)度為28.959.5Mpa；老頂為灰白色細(xì)砂巖，厚1.763.6

36、7m，均厚2.7m，其單向抗壓強(qiáng)度為65.4102.2Mpa，平均89.6Mpa，屬于中等穩(wěn)定型。1.3.4煤的特征：（牌號、用途、硬度、容重、瓦斯、自燃性、煤塵爆炸危險(xiǎn)性、指數(shù)）1煤層為高灰、高硫、高揮發(fā)分，低中熱值、強(qiáng)粘結(jié)性的氣煤。22、23、32煤層為中灰、低硫、（32煤為低中硫）特低磷、高揮發(fā)分、中熱值、強(qiáng)粘結(jié)性的氣煤，其中32煤有少量1/3焦煤。60煤層為中高灰、特低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值，強(qiáng)粘結(jié)性的1/3焦煤。61煤層為中灰、特低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值，強(qiáng)-特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤和1/3焦煤。62煤層為中灰、低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值、特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤。63、71、

37、72煤層為中灰、特低硫，特低磷、中高揮發(fā)份、中熱值、強(qiáng)-特強(qiáng)粘結(jié)性的1/3焦煤和肥煤（其中72煤層僅為1/3焦煤）。81、82煤層為低中灰、低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值、強(qiáng)-特強(qiáng)粘結(jié)性的1/3焦煤和肥煤其中82煤層有少量無煙煤。9煤層為中灰、低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值、強(qiáng)特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤和1/3焦煤，并有少量無煙煤。10煤層以天然焦為主，當(dāng)煤層未受巖漿侵入影響時(shí)，為低灰、特低硫、特低磷、中高揮發(fā)分，特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤。當(dāng)煤層受巖漿巖侵入時(shí)，造成原煤灰分增加，精煤揮發(fā)分和煤的粘結(jié)性能降低，煤變質(zhì)為天然焦或貧煤、無煙煤。不但降低了煤的可采性，也使煤質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定性變差。第二章 井田境界和儲量第

38、一節(jié) 井田境界2.1.1 井田四周境界 本井田西以F22斷層與祁南礦接壤;東以33勘探線為界與龍王廟勘探區(qū)毗鄰;南至上石炭系第一層灰?guī)r的隱伏露頭;北以32煤層-800m底板等高線的地面垂直投影為界.東西長約9km,南北傾斜寬約3.5-5km,面積約45k。2.1.2 開采上限的確定:煤層煤厚04.31米,平均1.75米。煤層結(jié)構(gòu)一般以一層泥巖夾矸為多，在71和72煤層合并區(qū)內(nèi)，可有23層夾矸。屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。為較穩(wěn)定主要可采煤層。煤層頂板巖性在25-26線以西以砂巖為主，粉砂巖次之；25-26線以東以泥巖為主，零星分布砂巖和粉砂巖。煤層底板巖性以泥巖為主，零星分布粉砂巖和細(xì)砂巖。所有可采煤層（

39、32、71、82、9）的開采上限為: 導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算: Hli=100M / (3.1M+5)+4.0 =1007.74 / (3.17.74+5)+4.0 =30.7 m 冒落帶高度計(jì)算: Hm=(M-W)/(K-1) cosa =(7.74-1)/(1.2-1) cos13.6 =6.74/(0.2*0.97) =34.7 m 其中:W-冒落過程中頂板下沉值 K-冒落巖石碎脹系數(shù),一般取1.1-1.4 a-煤層傾角 故開采上限=松散層厚度+帶冒落帶高度+導(dǎo)水裂隙帶高度 =375+34.7+30.7 =440.4 m 各個(gè)煤層的具體開采上限為:32煤層:(直接頂老頂一般為泥巖) Hli=

40、100M / (3.1M+5.0)+4.0 =1001.73 / (3.11.73+5)+4.0 =20.7 m71煤層: (直接頂為砂巖,中硬) Hli= 100M / (1.6M+3.6)+4.0 =1001.71/ (1.61.73+3.6)+4.0 =31 m 82煤層: (直接頂為砂巖,中硬) Hli=100M / (1.6M+3.6)+4.0 =1001.65/ (1.61.65+3.6)+4.0 =30.4 m9煤層: (直接頂為砂巖,中硬) Hli=100M / (1.6M+3.6)+4.0 =1002.65/ (1.62.65+3.6)+4.0 =37.82.1.3 井田長度

41、:走向:近東西,長約9km傾向:南北,寬約3.5-5km面積:近45平方千米第二節(jié) 礦井工業(yè)儲量2.2.1 井田勘探類型,鉆孔及勘探線分布情況,儲量等級的圈定1.井田的勘探程度：祁東煤礦位于宿南向斜的東南端，屬宿南向斜的東南翼，其構(gòu)造形態(tài)基本為一走向近東西、傾向北、傾角為10-15度左右的單斜構(gòu)造，并在 其上發(fā)育有次一級褶曲和斷層。 地質(zhì)精查階段在區(qū)內(nèi)查出褶曲2個(gè)、斷層15條（不含龍王廟勘探區(qū)內(nèi)的F16和F20）。地震補(bǔ)勘階段在補(bǔ)勘范圍內(nèi)查出褶曲一個(gè)，組合斷層45條，其中落差5m以下的為22條。本次在原地質(zhì)精查報(bào)告的基礎(chǔ)上，結(jié)合建井地質(zhì)資料，對地震補(bǔ)勘所組合的斷層進(jìn)行了充分研究，考慮到二維數(shù)字

42、地震的分辨能力和測線網(wǎng)度的限制，對地震所發(fā)現(xiàn)的落差小于5m的小斷層一般未予組合利用，對落差較大的斷層在確認(rèn)存在斷點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理組合，全區(qū)共查出褶曲2個(gè)，斷層20條。查出的褶曲為魏廟層以南的馬灣向斜及魏廟斷層以北淺部的圩東背斜。在查出的20條斷層中，按斷層性質(zhì)分：正斷層13條，逆斷層7條。按斷層落差分：落差大于或等于50m以上的斷層7條，落差在5030m之間的斷層3條，落差3020m之間的斷層3條，落差在2010m之間的斷層6條，落差在105m之間的斷層1條。按斷層走向分：走向北東或北北東的斷層9條，走向北西的斷層5條，走向近南北的斷層4條，走向近東西的斷層2條。 2. 地質(zhì)儲量和工業(yè)儲量

43、:根據(jù),設(shè)計(jì)對井田范圍內(nèi)的10個(gè)可采煤層進(jìn)行分析和復(fù)算,全井田共獲得地質(zhì)儲量(A+B+C+D)342758.1kt,工業(yè)儲量(A+B+C)335552.4kt,其中A級儲量68986.7kt,B級儲量121418.0kt,(A+B)級儲量190404.7kt,占(A+B+C)級的57%.第一水平(風(fēng)氧化帶下限-600)工業(yè)儲量(A+B+C)204511.6kt,其中A級儲量62379.1kt,B級儲量69241.5kt.(A+B)級儲量131620.6kt,占本水平(A+B+C)級的64%.3.可采儲量:礦井地質(zhì)儲量匯總見下表:（見表2-1）礦井設(shè)計(jì)儲量減去各類保護(hù)煤柱,非經(jīng)濟(jì)儲量及開采損失后

44、，全礦井共獲得可采儲量294956.6kt,占礦井工業(yè)儲量的56.3%,其中一水平可采儲量141876.4kt,占一水平工業(yè)儲量的52.9%.各煤層工業(yè)儲量,設(shè)計(jì)儲量及可采儲量見下表:表2-1 礦井地質(zhì)儲量匯總表 單位:kt煤層水平ABCA+B+CA+B/A+B+CDA+B+C+D3 風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界1047145412303732673732防水煤柱底界 到-600840160323680181148018114-600到-800233785614705225253522525計(jì)968315073196164437256443726風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界5295290529防水煤柱

45、底界 到-6002783278302783-600到-800670670012031873計(jì)398339830120351866風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界1427228121615870635870防水煤柱底界 到-6006662108405284227877722787-600到-800121407163891058140234312924計(jì)8211171921383539239652343415826風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界35713311688211688防水煤柱底界 到-600147526874163354163-600到-80022572495024950計(jì)20594742680230

46、68026 風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界81132864098204098防水煤柱底界 到-60052315816110484711048-600到-800505395444601125757035計(jì)65491305819607332575221827風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界690366413075662775662防水煤柱底界 到-6001283291604835268288226828-600到-8002191182310549225925322592計(jì)1374224647166935508270550827風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界1261323144991449防水煤柱底界 到-600534

47、37514286124286-600到-80016681668010832751計(jì)661674274039108384878風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界16410691234131234防水煤柱底界 到-60074266807422107422-600到-8006080608006080計(jì)90613830147376147378 風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界1120173222475100565100防水煤柱底界 到-60012482768556642583372825833-600到-80018751276710169248115924811計(jì)1547822185180815574568557459

48、風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界1354219237957342487342防水煤柱底界 到-600163591475213423445357044535-600到-80041581519717345367015336701計(jì)2187132143345648857961088579合計(jì)風(fēng)化帶底界-防水煤柱底界56401278518282367075036707防水煤柱底界 到-60056739564565460816780367167803-600到-80066075217672256131040457205138246計(jì)68986121418145147335552577205342758 第三章

49、礦井工作制度 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限第一節(jié) 礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)工作日330d,每天三班作業(yè),其中兩班生產(chǎn),一班檢修,每班工作8h,每天凈提升時(shí)間16h。第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1 確定礦井的年生產(chǎn)能力 總體設(shè)計(jì)確定本礦井井型180萬t/a。根據(jù)煤炭工業(yè)部基字(1996)第202號文件”關(guān)于對預(yù)備,在建礦井項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的通知”的精神,本著少投入,早投產(chǎn),多產(chǎn)出的指導(dǎo)思想,本設(shè)計(jì)對礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)行了深入分析和論證,認(rèn)為本礦井井型為180萬t/a比較合適,其主要理由如下:1.本井田交通方便,通信快捷,水源充足,電源可靠,勞動力豐富,建材供應(yīng)充分, 建設(shè)180萬t/a規(guī)模的

50、礦井,具有良好的外部條件。2.本井田儲量多,資源豐富.全礦井可采煤層10層,其中主要可采煤層4層,即3,7,8,9煤層。全礦井可采儲量264956.6kt;第一水平可采儲量141876.41kt。從儲量分析看,本礦井具備建設(shè)大型礦井的資源條件。根據(jù)開拓部署和采區(qū)劃分,全礦井共劃分四大塊段,由于本礦井走向長度約9km,可同時(shí)多采區(qū)布置,采區(qū)接替較靈活,按180萬t/a生產(chǎn)能力進(jìn)行配采,綜采工作面可連續(xù)配采50年以上。從采區(qū)接替和配采情況看,礦井井型為180萬t/a是比較合理的。近年來,隨著世界煤炭技術(shù)的發(fā)展和提高,我國綜合機(jī)械化采煤的發(fā)展速度很快,生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)已趨于成熟.綜合機(jī)械化采煤程度

51、也由1980年的13.16%發(fā)展到1994年的44.75%.目前,國內(nèi)新建和設(shè)計(jì)的礦井均以綜采為主.我國綜采工作面單產(chǎn)提高也比較快.本礦井4層主要可采煤層平均厚度2.0-3.7m.其中一水平大部分都可進(jìn)行綜合機(jī)械化采煤。目前國內(nèi)綜采機(jī)械化的發(fā)展趨勢,也本著為本礦井適當(dāng)加大井型提供了可靠的保障.本次優(yōu)化設(shè)計(jì),依據(jù)井田地質(zhì)和煤層開采技術(shù)條件,并結(jié)合當(dāng)前煤炭生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展,本礦井宜于選擇以綜采為主,局部薄煤層采用高檔普采的方式.其中首產(chǎn)采區(qū)的單綜采面可達(dá)120萬t/a.兩個(gè)首采工作面能保證礦井的年生產(chǎn)能力。3.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,本礦所處的華東地區(qū)對煤炭的需求越來越大,加之本地區(qū)煤質(zhì)好,市場競爭力強(qiáng),銷售市場廣闊,售價(jià)高,故無論從國家利益還是企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益考慮,都應(yīng)該加大本礦井的開發(fā)強(qiáng)度.4.本井田松散層厚度大(234.7-453