煤礦礦井初步設計說明書

1、摘 要這次畢業(yè)設計我們所做的是康城煤礦礦井初步設計。在這次畢業(yè)設計之前，我們在楊本生老師的帶領下到康城礦進行了為期一個月的生產實習。在這次生產實習中，我們收集了大量的設計資料并結合生產中現(xiàn)場工作的經(jīng)驗，完成了對康城礦礦井的初步設計。并且在這次生產實習中，更加深了我們對今后所從事的工作的了解；同時，我們也獲得了先進的設計思想及設計中所涉及到的在學校里所學不到的現(xiàn)場工作經(jīng)驗，為畢業(yè)設計的順利進行打下了堅實的基礎。本次畢業(yè)設計是我們畢業(yè)設計小組所有成員共同努力的成果。是小組成員經(jīng)過共同的研討，反復計算并比較后共同確定的，是我在四年大學學習的結晶?？党堑V礦井設計共包括以下幾部分：1.礦井的水文、地質等

2、基本情況的概述。2.礦井井田內的可采儲量，礦井生產能力及服務年限的確定。3.礦井井田的總體開拓的設計，包括水平的劃分，井筒位置的確定，經(jīng)濟比較部分，礦井延深方案的確定，采區(qū)的劃分，井底車場線路計算，硐室布置及井底車場的通過能力計算等部分。4.工作面生產機械的參數(shù)，工作面生產程序的確定以及采區(qū)車場的設計計算等部分。5.礦井生產中的提升、運輸、通風、排水方式的確定及其所用設備額選型計算與相關的硐室布置等。由于本人水平有限，又沒有長時間的生產和工作經(jīng)驗，所以在設計中必定有很多不理想的地方，希望各位老師與同學多多指教，本人感激不盡。關鍵詞 ：地質、井田儲量、開拓、采煤方法、生產系統(tǒng)。AbstractT

3、his graduation design is about the new mine planning for Majiahe coal mine, which is a coal mine belonging to Xingtai CMA. It involves the geology, development, operation, transportation, haulage, ventilation and drainage, among other respects, in special terms;1. Summary of the mine, this chapter m

4、ainly introduces the position, geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3.Design of mining d

5、istricts and retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and

6、mining in the main mining district.4.Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. In order to practice and reinforce the wealth of the knowledge learned in

7、the past four years, I try my best to introduce various state-of-the-arts when respecting the specific situation of Majiahe coal mine. For instance, long wall mine on the inclination, long wall mining on the strike with top coal drawing, and among others, drifting and retaining gateways along goaf a

8、re preferred in the design. In addition, the design connects operational situation of a mine with a college students ability to elementary scientific research. Whats more, it has been completed with the aid of AutoCAD2004, which streamlined the design process dramatically and lessened the hardness o

9、f drawing significantly.Main words： geology、coal reserves、mine development、mining method、production system.目 錄第一章 礦井概況及井田特征5第一節(jié) 礦區(qū)概述5第三節(jié) 煤層特征18第二章 井田境界和儲量23第一節(jié) 井田境界23第二節(jié) 井田工業(yè)儲量24第三節(jié) 井田可采儲量26第三章 礦井生產能力、服務年限及工作制度28第一節(jié) 生產能力及服務年限28第二節(jié) 礦井工作制度28第四章 井田開拓29第一節(jié) 概述29第二節(jié) 井筒位置的確定34第三節(jié) 開采水平的確定37第四節(jié)： 采區(qū)劃分38第五節(jié)：井底

10、車場38第六節(jié) 開拓系統(tǒng)的綜述45第五章 采煤方法和采區(qū)巷道布置46第一節(jié) 煤層的地質特征46第二節(jié) 采煤方法和回采工藝46第三節(jié) 采區(qū)巷道和生產系統(tǒng)60第 四 節(jié) 采區(qū)車場設計及硐室62第五節(jié) 采區(qū)采掘計劃64第六章 礦井提升與運輸67第一節(jié) 概述67第二節(jié) 采區(qū)運輸設備的選擇67第三節(jié) 主要巷道運輸設備的選擇67第四節(jié) 主井提升設備選型設計74第五節(jié) 副井提升設備選型設計83第七章 礦井通風與安全86第一節(jié) 礦井通風方式與通風系統(tǒng)的選擇86第二節(jié) 采區(qū)及全礦所需風量87第三節(jié) 礦井通風總阻力計算92第四節(jié) 扇風機選型94第五節(jié) 防止特殊災害的安全措施96第八章 礦井排水系統(tǒng)99第一節(jié) 概述

11、99第二節(jié) 排水設備選型99第三節(jié) 水泵房及水倉106第四節(jié) 技術經(jīng)濟指標108第九章 技術經(jīng)濟指標110附錄112參考文獻112感 謝113第一章 礦井概況及井田特征第一節(jié) 礦區(qū)概述 礦井位置交通及行政隸屬關系：康城煤礦位于河北省邯鄲市西北約15km處，武安市康城鎮(zhèn)康東村村東，中心地理座標：東經(jīng)114°1819,北緯36°3910?？党敲旱V西距武安市康城火車站1km，邯(鄲) 長(治)鐵路從井田中部通過，在邯鄲市與京廣鐵路交匯。邯鄲至武安公路分別從井田中部及北部通過，各鄉(xiāng)與村之間均有公路相通，交通條件極為便利。詳見交通位置圖。（圖1-1） 康城煤礦交通位置圖 （圖1-1）

12、 康城煤礦交通位置圖 康城煤礦隸屬于河北金能邯礦集團 礦井的地形、地勢：康城煤礦井田位于紫山與鼓山之間的丘陵地帶，區(qū)內地勢南、北兩側高，最高處為石盒子組三段砂巖組成的灌林山，標高+276.6m，中部地勢低，沁河最低標高為+120m，相對高差156.6m。 井田內地表水系不發(fā)育，但因受地形控制，而分屬沁河、洺河兩個不同的水系，井田南部發(fā)育有一條河流沁河，屬海河流域子牙河水系滏陽河的支流，沁河由西南部的師窯支流和西部的王溝支流在牛叫河村附近匯合而成，流量很小，由礦井排水、大氣降水組成；井田西北部屬洺河水系，南洺河在井田外圍有自西南向東北逕流，在紫泉附近與北洺河交匯成為洺河。 1963年最高洪水位在

13、康城附近為+157m（康城井田精查勘探最終報告），在牛叫河村橋北小廟下部地臺邊緣最高洪水位為+123.00m康城煤礦井田范圍內分布有西高河、東高河、停駟頭、康莊、師窯五個村莊，西高河、東高河兩村位于康城煤礦工業(yè)廣場以南一公里，靠近邯長鐵路；停駟頭村位于七采區(qū)西南部；陶莊、師窯兩村位于井田東南部，F(xiàn)12、F1兩斷層之間。 礦區(qū)氣象： 康城煤礦井田西鄰太行山，東為華北平原，屬東亞大陸性、中溫帶、亞干旱、季風氣候，四季分明。據(jù)武安氣象站多年觀測資料，本區(qū)最高氣溫42.5，最低氣溫-19.9，最大年降水量1472mm，最小年降水量289mm，最大凍結深度410mm。春末夏初多風，風向以北東、北北東向居

14、多，冬季多為北風，時有西風。區(qū)內雨季集中在79月份，降水量占全年70%以上，豐水年與枯水年降水量相差35倍，并存在10年左右的氣象周期，從而形成了地下水集中補給的條件。自1972年以來，受全球性氣候變化的影響，區(qū)內年平均氣溫與蒸發(fā)度逐年提高，降水量逐年減少，相對濕度也逐年降低。 礦區(qū)地震、震級及裂度： 本區(qū)位于太平洋地震構造帶，因而地震極為頻繁，且震級較高。據(jù)記載河北省超過4.7級地震23次。邯鄲地區(qū)也發(fā)生過多次5級以上的地震，1314年10月5日涉縣陽邑發(fā)生6級地震；1708年10月26日永年縣發(fā)生5.5級地震； 1830年的彭城大地震，震級7.5級，房屋倒塌十之七、八，死亡5485人，波及

15、六省140個縣。邯邢礦區(qū)屬國家地震重點監(jiān)測區(qū)，按照中國地震裂度區(qū)劃圖（1990）劃分，本區(qū)地震裂度為7度區(qū)。因此，在基本建設和礦井開采方面必須予以重視。 第二節(jié) 井田地質特征1.21 井田勘探程度： 康城煤礦位于康莊井田勘探區(qū)西南部，半個山井田勘探區(qū)的西北部，地跨兩個井田勘探區(qū)。本區(qū)自1955年8月開始進行煤田普查工作，原峰峰辦事處地質隊于1955年8月至1955年11月間，先后提交了靈山區(qū)地質普查報告（1955年8月）,停駟頭區(qū)地質普查報告（1956年4月）,臨洺關區(qū)地質普查報告（1957年12月）,紫山區(qū)煤田地質普查報告（1958年11月）。1956年1月至5月，原峰峰辦事處138隊在南部

16、進行了詳查工作，提交了靈山至半個山詳查報告。1958年9月至11月，邯鄲綜合地質大隊在北部進行詳查工作，提交了牛叫礦區(qū)初步勘探報告。本區(qū)的精查工作是以邯磁鐵路為界，分為南、北兩區(qū)分別進行的。南區(qū)的精查始于1956年6月，由138隊和邯鄲綜合地質大隊先后進行，曾于1959年8月提交了半個山礦區(qū)詳細勘探報告，但未獲批準，后由河北煤田地質勘探公司水文隊于1967年9月至1968年10月，又進行精查勘探，并提交了河北省武安礦區(qū)半個山井田地質勘探最終報告（精查），獲得總儲量13104.5萬t，其中2#煤儲量6822.8萬t。該報告對區(qū)內構造、可采煤層層數(shù)、厚度變化、煤層結構、煤質等基本查清；對巖漿巖分布

17、規(guī)律及對煤層的影響已基本清楚。淺部區(qū)做了大量水文地質工作，礦井水文地質條件已基本查明，但-85m以下水文地質條件研究不足，不能滿足深部區(qū)設計和安全生產需要。另外，深部區(qū)下組煤7、8、9煤層勘探程度不足，未提交8、9煤層底板等高線圖和儲量計算圖。北區(qū)的精查勘探工作由河北省煤田地質公司水文隊在1967年3月至1969年12月進行勘探，并提交了河北省武安礦區(qū)陶莊井田精查勘探報告。該報告闡述了陶莊地區(qū)構造簡單，煤層穩(wěn)定，預計了礦井充水條件和初期開采礦井的涌水量，報告不足之處是本次著重勘探6#煤以上各煤層，由于巖漿巖影響對6#煤以上各煤層沒有控制，另外北部工作量較少，所以深部煤層控制程度較差。1990年

18、129隊受邯鄲礦務局委托通過收集分析已有資料，提交了康城井田下組煤地質及水文地質報告，本報告評價了區(qū)內巖漿巖、大青、奧灰水條件，計算-85m水平開采下組煤礦井涌水量，核實下組煤儲量，批準核實后全礦下組煤（8#+9#層）工業(yè)儲量：A+B+C為3135萬t，其中A+B級874萬t。2005年后，深部七采區(qū)勘探程度較低，全區(qū)總面積約2.63km2²，但區(qū)內僅有8個鉆孔，分別是：2301、補16、補20、2313、2310、陶52、普6和8806孔，且除普6和8806孔位于本區(qū)東部即深部之外，其余均在西部，鉆孔密度為3個/km²，勘探程度僅相當于詳查階段，不能正確指導開拓設計和開采

19、。為滿足七采區(qū)深部開拓設計和未來開采的需要， 2006年下半年，在七采區(qū)深部設計施工了3個補充勘探鉆孔（2006-1、2006-2、2006-3），控制、查明深部區(qū)內1#、2#煤層的賦存情況，控制了F12、F1斷層位置及斷層產狀，基本滿足了七采區(qū)設計和開采的需要。 井田水文地質構造：邯鄲礦區(qū)地處山西斷隆級構造單元，太行拱斷束級構造單元，武安凹斷束級構造單元的東部?？党敲旱V井田走向較長，傾向短，處于F1斷層和F4斷層所構成的地壘斷塊之上，基本構造為一被短軸褶曲和斷層所復雜化了的平緩單斜層。南部走向N30°E左右,中部N40°W左右,北部又為NE變?yōu)镹。煤層傾角為5.7。10&

20、#176;，。井田內大中型斷層都為高角度正斷層。井田內褶曲構造較為發(fā)育,多為開闊的傾斜褶曲。井田南部構造以斷層為主，褶曲主要有一個較大的背斜構造；井田北部主要是褶曲構造。（一）褶曲：井田內褶曲均為形成較早、小型的低序次構造，褶曲幅度較小，均為短軸，褶曲軸的方向性明顯，以近南北向及近東西向為主。褶曲在成因表現(xiàn)為受著水平側壓力和大斷裂牽引作用影響，形成縱橫交錯的小褶曲，并受后期斷裂的切割破壞，失去完整性。規(guī)模較大的褶曲有半個山背斜，位于井田中南部，平行于F4斷層發(fā)育，軸向東西，向東傾伏，軸長3Km，走向N30°E，并向南北兩端微微傾伏，為F4斷層牽引作用所造成。鰲子山背斜位于井田北翼，為

21、一直立背斜，傾伏方向N30°E，傾向N60°W，控制可靠。北牛叫向斜位于井田東部，為一斜歪向斜，傾伏方向S57°E，傾向N52°E，控制可靠。（二) 斷層：康城煤礦褶曲一覽表 （表2-2）褶皺名稱兩 翼 產 狀褶曲類型傾伏方向傾伏角度 可靠程度傾角傾向傾角剖面平面半個山背斜9°W9°直立渾圓狀S33°WN32°E8°6°可靠鰲子山背斜12°N60°W12°直立N30°E6°可靠北牛叫向斜17°N52°E12°斜歪S5

22、7°E10°可靠康城煤礦井田內斷層走向以北北東向為主，東西向次之，該兩方向的斷層構成了井田斷裂構造的主要輪廓。至今為止，通過鉆探和巷道揭露，井田范圍內落差大于10m的斷層只發(fā)現(xiàn)1條F4，為高角度正斷層，且具有傾角大（一般在50。以上），延伸遠的特點。為礦井的西部邊界，井田內長度8000m，走向N23°E，傾向NW，傾角50°，落差在100310m，由1741、2357孔和槽探、井探工程、地層露頭等對比控制，斷層控制可靠。斷層破碎帶的寬度不大，基本上與斷層落差成正比，斷裂面一般呈剪切面狀。斷層帶物質復雜，斷層遇到具有塑性、韌性巖層斷層帶充填物為斷層泥，未固

23、結有可塑性；斷層遇到剛性、脆性巖層斷層帶充填物則為斷層角礫巖，為棱角狀或次棱角狀，礫石大小懸殊不等，其間充填有泥質及煤屑。在七采區(qū)總回風道226m處揭露F10號斷層時迎頭為灰黑色粉砂巖，上部含鈣質結核，具層理，破碎壓軟，下部為灰黑、灰白色斷層泥。大、中斷層在走向上和傾斜上都呈現(xiàn)出舒緩波狀。斷層在走向延展長度因斷層落差而異，大型斷層連續(xù)性強，縱貫整個井田，如西部邊界斷層F4；中小斷層連續(xù)性則較差，斷續(xù)出現(xiàn)或延展不遠即行尖滅?？党敲旱V井田影響采區(qū)劃分的較大型以上主干斷裂構造雖為數(shù)不多，但影響工作面布置的中、小型斷裂卻相當發(fā)育。這些中、小斷層交叉分布相互切割且分布零亂，走向延展遠，落差變化大，局部地

24、區(qū)常呈密集帶狀出現(xiàn)，對煤層的完整性破壞十分嚴重，增加了掘進、采煤的施工難度。根據(jù)地質剖面鉆孔資料分析和井巷工程實際揭露，大中型斷層將褶曲的構造線和巖漿巖斷開，故褶曲、巖漿巖應先于斷層形成或屬同期不同時，但有先后之分。斷層對礦井的生產主要表現(xiàn)為：（1） 影響礦井采區(qū)的劃分：陶一煤礦井田采區(qū)的劃分多以較大的斷層為邊界。 （2）使井下生產管理工作更加復雜：工作面內小斷層的出現(xiàn)，不僅影響了掘進、回采的進度，增加了煤質的灰分，復雜了生產系統(tǒng)及運輸環(huán)節(jié)，增大了資源損失，同時又使工作面頂板破碎、淋水、煤質松軟，惡化了工作面環(huán)境，不利于安全生產。（3）復雜了礦井的水文地質條件：井田內發(fā)育的大中型斷層使的含水層

25、與煤層相互對接，也使不同含水層相互導通，給礦井安全生產帶來諸多不利因素。（三）陷落柱：陶一煤礦井田至今未發(fā)現(xiàn)陷落柱，但相鄰陶二礦、亨健礦業(yè)公司、德盛煤礦、康城煤礦在2#煤層均揭露了陷落柱，多數(shù)不含水。 井田水文地質特征： （一）區(qū)域水文地質： 1、區(qū)域水文地質邊界情況：康城煤礦位于邯邢水文地質單元南單元的康城亞單元的東部。該單元北部邊界分布在紫山巖體一帶，其地表分水嶺即為該單元的北部邊界；西部邊界以紫山鼓山斷層為界；東部邊界以奧陶系石灰?guī)r頂界面標高-1100m為界；南部邊界分為兩段，南部西段以雙玉泉斷層為界，東段以F1斷層為界。整個單元形似三角形，面積約200km2。與邯邢水文地質單元的其它亞

26、單元相比，本單元為一補給條件差、徑流不暢、半封閉的奧灰水文地質單元。見區(qū)域水文地質略圖。 2、地下水的補、徑、排條件：地下水的補給以大氣降水補給為主，以各含水層間通過斷裂構造側向補給為輔。除奧灰?guī)r含水層外，其余各含水層受出露條件、地形、構造、巖性等因素的制約，其天然補給量有限，地下水主要以靜儲量的形式賦存于含水層之中，其排泄形式主要是農田灌溉、礦井排水等垂向的人工排泄。本區(qū)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層具有一套較為完整的補、徑、排系統(tǒng)。在天然流場下補給形式有兩種，其一是在紫泉、拐頭山一帶奧灰裸露區(qū)直接接受大氣降水的垂直入滲補給；其二是在白沙巖體東西兩側得到單元外奧陶系灰?guī)r水的側向補給。由于奧灰出露

27、面積小且側向補給有限，因而本單元補給水量不足。單元內奧灰水在天然流場下，是由南部拐頭山一帶接受大氣降水補給后向北徑流到紫泉村附近以泉的形式排泄，排泄量約為0.01m3/s,其余為南洺河河床卵礫石潛流排泄，原始水位標高在+110+130m。近年來由于開采活動以及補給減少等因素，致使其水位逐年下降,目前南部地區(qū)仍保持在+98m左右，康城北翼則下降至+30m左右，泉水枯竭，改變了地下水的天然流場，洺河附近的排泄口成為反補給口，地下水流向改變?yōu)橛杀毕蛑胁靠党且粠У娜斯づ判裹c匯流。奧灰水的排泄形式由原來的自然排泄，而逐漸轉化為人工排泄。排泄點分布于北部觀5孔，中部康城水源地，停駟頭井群和南部胡峪、野河井

28、群。地下水流場形成了以上述井下涌水點和井群為中心的疏降漏斗。觀5#孔的降落漏斗陡而深，從而反映出單元北部富水性弱，徑流條件和透水性差；南部康城水源地降落漏斗淺而緩，反映單元南部的徑流條件和透水性較好，富水性也較強，補給條件也較好。康城單元內發(fā)育有大致與單元西部邊界的紫山鼓山斷層平行西下的紫泉斷層（F8）和半個山斷層（F4），這兩條斷層將單元分割成水文地質特征各異的三個水文地質塊段，即周莊塊段、康城塊段和陶莊塊段。這三個塊段中，西部周莊塊段由于埋藏較深，奧灰水受巖溶裂隙發(fā)育程度的制約，水交替條件差，該塊段屬弱徑流滯流區(qū)；東部的陶莊塊段，北部有厚層的巖漿巖侵入，灰?guī)r變質程度較高，巖溶裂隙不發(fā)育，再

29、加之埋藏也較深，地下水徑流條件差，故該區(qū)屬于弱徑流滯流區(qū)；位于F8斷層和F4斷層之間的康城塊段，沿紫泉斷層附近奧灰含水層埋藏較淺，紫泉斷層附近的羽狀張性裂隙發(fā)育，巖溶裂隙也發(fā)育，水交替條件較好，使得地下水徑流通道較暢通，為單元的主徑流帶，該塊段屬中等徑流區(qū)。 地下水動態(tài)特征：單元淺部的二疊系砂巖含水層，由于受埋藏條件的限制，地下水以儲存量的形式在含水層中運移。據(jù)陶莊水井水位觀測資料，水位年變化幅度較小。在單元西南部的石灰?guī)r裸露區(qū)，巖溶地下水基本呈天然狀態(tài)，大氣降水可直接轉化為巖溶水，其類型屬典型的氣象型，即雨季水位迅速上升，而旱季水位則持續(xù)下降，水位年變化幅度較大。在石灰?guī)r深埋區(qū)，由于受人工開

30、采的影響，地下水動態(tài)屬氣象人工型，隨著人工開采量的增加，地下水得不到及時補償，水位持續(xù)下降。水位變化一般是在每年雨季過后的11月份至次年12月份，水位偏高，而在每年的36月份，水位最低。陶一井田處于康城水文地質單元的逕流帶。(一) 礦井水文地質：1.含水層：井田內分布八個含水層組,自下而上分為:奧陶系石灰?guī)r含水層組（I）、大青灰?guī)r含水層（II）、伏青灰?guī)r含水層（）、野青灰?guī)r含水層（IV）、大煤頂板砂巖含水層（V）、石盒子組砂巖含水層（VI）、第四系砂礫層及巖漿巖含水層（見表4-1）。現(xiàn)分述如下：（1）、奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r溶裂隙含水層（I）：該含水層是煤系地層基底，奧陶系灰?guī)r水具有集中補給，長年消

31、耗，調節(jié)儲量大的特點。巖性主要由厚層狀細晶中晶質質純石灰?guī)r、角礫狀石灰?guī)r、花斑狀石灰?guī)r組成，按沉積旋回分為三組八段，以上部七段富水性最強，七段局部下部發(fā)育有硬石膏層，使水質變?yōu)镾O42-型水，總硬度在40德國度以上，難以飲用。由于斷層切割和巖溶溝通，使奧陶系灰?guī)r成為一個既具有各向異性，又具有統(tǒng)一水動力系統(tǒng)的綜合含水體，地下水賦存于巖溶裂隙之中。陶一煤礦井田內奧灰沒有裸露，全部屬于埋藏巖溶，但本井田處于區(qū)域奧灰水的中等富水區(qū)（區(qū)）之中，區(qū)域奧灰地下水南部拐頭山獲得補給以后，流向北北東，經(jīng)過F5斷層進入本井田，成為主要補給來源，加之側向補給形成了奧灰水賦存量大，導水性較強，是影響下組煤開采的主要水

32、源。鉆孔單位涌水量一般在0.26642.953l/s·m，礦化度0.30.6g/l，水質類型以HCO3·SO4Ca·Mg或SO4·HCO3Ca·Mg型為主，在本礦區(qū)新打的水文觀測孔水量6070m3/h，水位+95m，水壓1.7Mpa。相鄰德盛煤礦開采奧灰最大突水水量為6500m3/h左右，穩(wěn)定涌水量3740 m3/h，測算單位涌水量達16.49 L/s.m ；目前其淹井水位+42m。本層含水層一般不影響2#煤層的開采，但對7#、8#、9#煤層（下組煤）有重大影響，威脅其開采。（2）、中石炭統(tǒng)本溪組灰?guī)r巖溶裂隙含水層：該含水層在本溪組鋁土泥巖之上

33、，巖性為深灰色，致密，厚層狀，質不純。厚 2.5 6.9mm，平均厚4.7m，裂隙多為方解石脈所充填,含水性較弱-中等，礦化度0.23g/l，水質類型為HCO3·SO4Ca·Mg。井下北部水源孔揭露水量120 m3/h ，穩(wěn)定涌水量5080 m3/h。對2#煤層開采無影響。井田內含水層特征一覽表含水層名稱平均厚度（m）富水性鉆孔抽水試驗單位涌水量（公升/秒·m）水質類型奧陶系石灰?guī)r含水層鉆孔揭露最大厚度為9792m七、八段為強，六段為弱。0.26642.953HCO3·SO4Ca·Mg、SO4·HCO3Ca·Mg本溪石灰?guī)r含

34、水層4.7弱-中等HCO3·SO4Ca·Mg、大青石灰?guī)r含水層7.1中等0.0830.138SO4-Ca. Mg、SO4·HCO3-Ca.Mg伏青石灰?guī)r含水層4.1弱中等0.1654.521HCO3Ca·Mg、HCO3Na·Ca野青石灰?guī)r含水層1.1弱0.0111.69SO4-HCO3-Ca-Na、HCO3·SO4Ca·Mg大煤頂板砂巖含水層520m弱0.00550.269HCO3·SO4Ca·Na石盒子組砂巖含水層18弱0.150.742HCO3·SO4Ca·Na第四系砂礫石層與風化

35、基巖一般小于25m弱HCO3·SO4Ca·Mg、巖漿巖含水層弱0.0390.162HCO3-SO4- Na-Mg（3）、上石炭太原組大青灰?guī)r巖溶裂隙含水層（II）：該含水層為8#煤層的直接頂板，巖性為深灰色，富含紡錘蟲及腕足類化石，下部含有煤線，局部含燧石，巖溶裂隙發(fā)育，有溶洞，厚5.1710.57m，平均厚7.1m，據(jù)外圍鉆孔抽水試驗資料，單位涌水量0.0830.138l/s.m，滲透系數(shù)為1.481.82m/，水質類型為SO4-Ca. Mg、SO4·HCO3-Ca.Mg型，富水性中等。相鄰礦井開采揭露本層灰?guī)r致密、裂隙巖溶較差，富水性差。對2#煤層開采無影響。

36、（4）、上石炭統(tǒng)太原組伏青灰?guī)r巖溶裂隙含水層（）：本井田鉆控揭露的厚度一般為2.815.7m，平均厚4.1m，青灰色，灰黑色，堅硬細致，含紡錘蟲質及海百合莖化石，層面有炭質，底部為硅質灰?guī)r，較堅硬，局部夾燧石，巖溶裂隙較發(fā)育，有溶洞。鉆孔單位涌水量為0.1654.521 l/s·m，富水性弱，局部中等。滲透系數(shù)為0.01048.36 m/d，水質類型以HCO3Ca·Mg和HCO3Na·Ca型為主。一般情況下對2#煤層開采無影響，但深部區(qū)因水壓大、裂隙發(fā)育等原因也可直接影響2#煤層的開采，如陶二礦四下地區(qū)，多次發(fā)生回采工作面底板伏青灰?guī)r含水層突水事故。據(jù)井下揭露和突

37、水資料表明，本層灰?guī)r水富水性以靜儲量為主，易疏干，井巷揭露突見水量較大，可達300 m3/h左右，但易于疏干，穩(wěn)定水量50 m3/h左右；但與其它含水層存在補給關系時疏干困難，如陶二礦四下地區(qū)該含水層涌水就長達10年之久。（5）、上石炭統(tǒng)太原組野青灰?guī)r巖溶裂隙含水層（IV）：本井田鉆孔揭露厚度在0.41.9m，平均厚1.1m，深灰色，隱晶質，質地不純，含泥質，組織粗糙，含蜓類及海百合莖化石，局部相變?yōu)榉凵皫r，巖溶裂隙多被方解石脈所充填，鉆孔單位涌水量為0.0111.69 l/s·m，富水性較弱。礦化度0.5320.758g/l，水質類型以HCO3·SO4Ca·Mg

38、型為主。井田北部富水性弱，一般揭露水量10 m3/h左右，易于疏干；南部地區(qū)受巖漿巖補給影響，富水性較強，如南部亨建煤礦揭露野青灰?guī)r含水層時出水量高達60 m3/h左右。（6）、二疊系下統(tǒng)大煤頂板砂巖含水層（V）：主要由2#煤頂板砂巖組成，巖性以灰白色中、細粒砂巖為主，由數(shù)層組成，總厚度在520m，在構造帶和巖漿巖侵入體附近裂隙較發(fā)育，鉆孔單位涌水量為0.00550.269 l/s·m，富水性較弱，局部富水性中等。滲透系數(shù)為1.96m/d，礦化度0.3g/l，水質類型為HCO3·SO4Ca·Na型。井下揭露情況：以靜儲量為主，涌水量一般1020 m3/h，最大30

39、 m3/h左右，易于疏干。 （7）、二疊系石盒子砂巖裂隙含水層（VI）：主要是由上石盒子組二段、四段和下石盒子組底部砂巖組成。巖性以中、粗粒砂巖為主，厚度約為18m，巖石裂隙不發(fā)育，鉆孔單位涌水量為0.150.742 l/s·m，富水性較弱，局部富水性中等。滲透系數(shù)為1.401.73m/d，礦化度介于0.2940.594g/l。水質類型為HCO3·SO4Ca·Na型。一般不影響2煤層開采，但大落差斷層附近有可能造成涌水，如九采區(qū)12911面因F12斷層影響，該層砂巖水在頂板涌出水量最大達250 m3/h左右。（8）、第四系卵礫石孔隙含水層：該層主要分布在山間溝谷地

40、帶，由一套沖洪積相的沉積物組成。其厚度和水位受地形控制變化較大，一般不大于25m。水位及水量呈季節(jié)性變化較明顯。由于厚度有限，富水性弱。（9）、巖漿巖裂隙含水層：巖漿巖由北向南侵入本區(qū)，北厚南薄，呈巖盤侵入，似層狀，巖性以閃長巖、閃長斑巖為主，據(jù)抽水試驗結果，單位涌水量0.0390.162l/s.m，巖漿巖含水層為承壓裂隙水，富水性弱至中等，水質類型為HCO3·SO4Ca·Mg。在陶一煤礦-85m水平以上各采區(qū)的生產過程中，因承受巖漿巖含水層水的壓力較小，巖漿巖出水量不大，易于疏干；但隨著開采深度的不斷加大，巖漿巖出水量不斷增加，且不易疏干，成為陶一煤礦現(xiàn)生產地區(qū)的主要充水

41、水源。在九采區(qū)因底板巖漿巖侵入，巖漿巖含水層出水，12906工作面最大涌水量達到102 m3/h，12908工作面最大涌水量達到 256 m3/h。（二） 礦井隔水層 陶一煤礦井田內各含水層之間均存在有一定厚度的并且有良好隔水性能的隔水巖層。奧陶系石灰?guī)r含水層（）頂面至9煤層底板間距為21.6540.66m， 巖性主要由砂質泥巖、鋁質泥巖、粉砂巖組成，具有良好的隔水性能，并且奧陶系灰?guī)r含水層頂部八段為10m多的泥質或鈣質充填帶，一般視為隔水層或弱含水層，對下組煤的帶壓開采較為有利，但在斷層的切割地帶，將是奧灰導升的薄弱地段。大青石灰?guī)r（）與伏青石灰?guī)r（）間距為28.4241.09m，平均為33

42、.98m，巖性60%為泥巖、粉砂巖，同時還有厚度不等的巖漿巖侵入，這些厚層巖漿巖體雖然與圍巖接觸帶間發(fā)育一定裂隙，具有一定的弱富水性，但由于其致密堅硬，在很大程度上還是增強了兩含水層之間的隔水能力。伏青石灰?guī)r（）與野青石灰?guī)r（）間距為34.5360.77m，巖性以粉砂巖、泥巖為主，同時也有厚度不等的巖漿巖侵入，均具較好的隔水性能。野青石灰?guī)r（）與2煤層頂板砂巖（）間距為21.8847.14m，平均為36.10m，巖性中粉砂巖和泥巖占60%以上，亦具有良好的隔水性能。2#煤層頂板砂巖（）與下石盒子組底砂巖（）平均間距為50.99m，巖性中粉砂巖占62%，這些厚層粉砂巖亦具有良好的隔水性能。下石盒

43、子組底砂巖（）與上石盒子組二段底部砂巖（）間距為121.60184.50m，平均為149.36m，巖性中粉砂巖、泥巖和鋁質泥巖占5060%，這些厚層的泥巖、鋁質泥巖起到了很好的阻隔水作用。 各含水層對礦井的影響：（一）充水水源：以往開采的對象為山西組煤層1#、2#煤及局部4#煤，目前巷道揭露的含水層自上而下依次為石盒子組砂巖含水層、2#煤層頂板砂巖含水層和h4巖漿巖含水層。礦井充水水源為老窯水、大煤頂板砂巖含水層水和h4 h3巖漿巖層水、廢舊鉆孔導水、地表水滲透等。1、小煤窯關閉停產后，由于長期停止排水而使地下水大量聚集。當采掘工作面接近它們時，老空水便成為礦井充水水源。老空水由于長期處于滯流

44、狀態(tài)，水中含有大量的SO42-，PH值低，具有強烈的腐蝕性，老空水一般無補給源，易于疏干。2、康城煤礦地表為低山丘陵坡地，陡坎較多。雨季泄水條件好，大氣降水對礦山開采無影響。礦井附近沒有大的地表水體，但井田內小煤窯眾多，且多開采淺部煤層并與陶一煤礦相連通，地表水體經(jīng)廢棄小窯井筒及采空區(qū)（包括本礦）滲漏，而成為礦井充水水源。例如在2002年雨季，在康莊鄉(xiāng)停駟頭村西溝，地表水的滲漏高達45%，主要原因是由于無法對其進行封堵，所以雨水容易滲透至礦井的采空區(qū)。3、2#煤煤層基本無水，當鄰近構造裂隙帶時，頂板破碎，呈滴水淋水進入巷道。掘進巷道時每前進8090m，就會有一次涌水，涌水初始時水量較大，爾后逐

45、漸趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)為以消耗靜儲量為主。采煤工作面出水與頂板周期來壓緊密聯(lián)系，在工作面冒落后（尤其是在頂板初次來壓），大煤頂板砂巖水集中進入工作面，一般水量在 3060m3/h，個別工作面水量可達90m3/h，大部分延續(xù)一段時間后，水量即減小或消失。隨回采面積的擴大，總水量雖有增加，但不成正比關系，采空區(qū)積水持續(xù)時間較長。4、巖漿巖侵入以層狀入侵于大煤以下的煤系地層,富水性較強的有兩層，一層為大煤底板h4；一層為野青間接頂板h。h含水層對開采影響較大。直接危害#、#、#三層煤的開采。開采2#煤層時巖漿巖一般以底臌形式出水，出水量在一般在30100 m3/h，h4巖漿巖涌水量最大256 m3/(12

46、908工作面)。5、未封閉的鉆孔也是導水的因素之一，一般突水水量初期較大，隨時間而逐漸穩(wěn)定。（二）充水通道：康城煤礦的充水途徑一般有自然通道和人工通道 。1、構造裂隙：節(jié)理和斷層等構造裂隙不僅提高了巖層的富水性，又是各種水源進入采、掘工作面的天然途徑。2#煤老頂砂巖和巖漿巖中節(jié)理發(fā)育，且大多為張節(jié)理，裂隙寬度較大，是礦井水的良好充水水源和充水通道。大中型斷層使得主要可采煤層局部與各含水層相接觸，據(jù)陶一煤礦多年開采資料，揭露斷層時一般無涌水現(xiàn)象，但隨著采掘工程的進行，破壞了天然平衡狀態(tài)，地應力逐漸變化時，斷層的閉合裂隙張開，有可能產生采后突水事故的發(fā)生，因此在今后的生產過程中，必須對大中型斷層進

47、行提前探測，對大斷層按照相關規(guī)定留設斷層防水煤柱。2、人工通道：采掘工作有時直接揭露含水層，使地下水直接進入礦井，成為充水通道。在煤層采出后，煤層頂板巖石的平衡狀態(tài)被破壞，形成巖層垮落帶（I）、斷裂帶（II）和主體沉降彎曲帶（III），第I帶和第II帶溝通煤層頂板含水層，成為礦井充水水源；隨著煤層的開采深度的不斷增加，地應力相應增加，并在采礦活動的影響下而使2#煤底板的構造裂隙擴張，造成工作面底板底臌突水，威脅礦井的正常生產。小煤窯采空區(qū)、封閉不良的鉆孔及未封閉的鉆孔，將不同的含水層相互貫通，也成為礦井水的人工充水通道。（三） 受采掘影響含水層性質和條件康城煤礦僅開采2#煤層，受采掘破壞和影響

48、的含水層主要為石盒子組砂巖含水層、2#煤層頂板砂巖含水層、底板野青灰?guī)r和h4、h3巖漿巖裂隙水。以石盒子砂巖和底板巖漿巖含水層最富水，裂隙以富水性弱至中等，以靜儲量為主，易于疏干和疏降。各含水層補給條件和富水性見下表。2#煤頂板砂巖含水層單位涌水量0.0700.083L/s.m。上覆下石盒子組底砂巖（）距2#煤層頂板砂巖（）平均間距為50.99m，巖性中粉砂巖占62%，這些厚層粉砂巖亦具有良好的隔水性能。巖漿巖由北向南侵入本區(qū)，北厚南薄，呈巖盤侵入，似層狀，巖性以閃長巖、閃長斑巖為主，據(jù)抽水試驗結果，單位涌水量0.0390.162 l/s.m，巖漿巖含水層為承壓裂隙水，富水性弱,開采2#煤層時

49、巖漿巖一般以底臌形式出水，出水量在一般在30100 m3/h，H4巖漿巖涌水量最大256 m3/(12908工作面)。受采掘影響各含水層補給條件和富水性特征表項 目含水層特征單位涌水量q （L/s.m）水文地質類型2#煤層頂板砂巖水下距2#煤層05m以上，厚度520m，隨著開采疏干， 一般不影響2#煤層開采。最大淋涌水量1020m3/h 0.00550.269中等石盒子砂巖含水層下距2#煤層120m以上，厚度大，不易疏干，一般不影響2#煤層開采。0.150.742中等野青灰?guī)r含水層 位于2#煤層下35m左右，厚度2m左右，易疏干，一般不影響2#煤層開采。0.0111.69中等H4巖漿巖含水層H

50、4位于2#煤層下020m左右，一般厚度1030m，易于疏干。但與h3巖漿巖存在聯(lián)系時，不易疏干。對2#煤層開采有一定影響。井下開采突水水量在50256 m3/h。0.0390.162中等(四） 開采受水害影響程度及防治水工程難易程度各含水層水一般不影響礦井安全，僅對采掘有一定影響，一般在掘進或回采面采取臨時排水措施即可保證安全開采，防治水工作難度不大。此項可定為礦井水文地質中等類型。但礦井淺部小窯空區(qū)積水、地表水滲漏和開采下組煤礦井等因素，礦井外部水文地質環(huán)境和水情比較復雜，而被破壞的井田防水隔離煤柱又無法恢復，因此礦井安全受水害威脅綜上所述，康城煤礦應屬水文地質條件中等復雜型。第三節(jié) 煤層特

51、征 煤層：（一）含煤性： 康城煤礦井田的含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組、中統(tǒng)本溪組，總厚度174267m，平均厚度220m（注：未計算巖漿巖厚度），煤層總厚14.40m左右，含煤系數(shù)為6.55%，其中可采和局部可采煤層7層，自上而下依次為山西組的1#、2#煤層和太原組的4#、6#、7#、8#、9#煤層，可采煤層總厚為10.47m，可采煤層含煤系數(shù)為4.76%。2#、8#、9#煤層為較穩(wěn)定可采煤層，4#、6#煤層為不穩(wěn)定煤層，1#、7#煤層為極不穩(wěn)定煤層。山西組含煤8層，分布在煤系地層最上部，煤層平均厚度7.80m，含煤系數(shù)11.6%。其中可采煤層2層，為1#煤層和2#煤層，平均可

52、采厚度4.12m，可采含煤系數(shù)5.49%。太原組含煤14層，煤層平均厚度10.76m，含煤系數(shù)為9.0%。其中可采和局部可采煤層5層，為4#、6#、7#、8#、9#煤層，平均厚度6.35m，可采含煤系數(shù)5.29 %，均勻分布在本組中、下部。本溪組含煤01層，為10#煤層，不穩(wěn)定，不可采，煤厚0.360.42m，平均厚度0.39m。（二）煤層特征：1#煤:位于山西組上部,為不可采的極不穩(wěn)定煤層。煤厚0.142.41m,平均厚度0.87m。煤層結構較復雜，局部含夾矸一層，頂、底板均為粉砂巖，下距2#煤18.3225.38m，平均20.60m。2#煤：位于山西組中下部，煤厚0.824.58m,平均厚

53、度3.25m,屬較穩(wěn)定的復雜結構煤層，最穩(wěn)定的一層夾矸厚度約在0.150.25m之間，距煤層頂板約在2.32.9m之間，距煤層底板約在0.71.3m之間，其余兩層夾矸發(fā)育不穩(wěn)定。直接頂板為粉砂巖，厚度在16.0m左右，性脆，裂隙較發(fā)育，易冒落。2#煤層在九采區(qū)局部發(fā)育一層偽頂，巖性為炭質泥巖，厚度在1.02.0m，完整性極差，冒落嚴重。老頂為細砂巖，厚度為3.010.0m，堅硬，完整性好。直接底板為黑色粉砂巖，厚度約在1.32.5m左右，富含植物化石。老底為灰白色細砂巖，厚度約在3.72m左右，含方解石脈及黃鐵礦，堅硬。2#煤下距4#煤28.3452.31m，平均37.68m。 4#煤：位于太

54、原組上部，為不可采的不穩(wěn)定煤層。煤厚0.302.72m,平均厚度0.95m，煤層結構較簡單，普遍無夾矸。頂板多為野青石灰?guī)r，底板為粉砂巖，下距6#煤19.3737.30m,平均27.58 m。 6#煤 ：位于太原組的中部，煤層厚度0.301.30m，平均厚度0.90m，為不穩(wěn)定的薄煤層。煤層結構簡單，煤層較穩(wěn)定，局部可采。煤層頂板多為泥巖、粉砂巖，次為石灰?guī)r，底板巖性為深灰色細粒砂巖、粉砂巖，下距7#煤23.4043.48m，平均30.05m 。7#煤：位于太原組的中部，煤層厚度0.171.76m，平均厚度0.76m，因受巖漿巖的影響，煤層厚度變化較大，為極不穩(wěn)定煤層，陶一煤礦井田僅在七采區(qū)部

55、分可采。普遍含0.10.74m厚的細粉砂巖夾矸一層。煤層頂板為細粉砂巖或泥巖，底板大部為粉砂巖，下距8#煤13.3525.94m，平均19.0m?？刹擅簩犹卣饕挥[表 （表3-1）煤層煤名煤層厚度（m）穩(wěn)定程度煤層傾角煤層結構最大最小平均最大最小平均1小煤2.410.140.87極不穩(wěn)定局部有夾矸一層2大煤4.580.823.25較穩(wěn)定局部有夾矸一層4野青煤2.720.300.95不穩(wěn)定普遍無夾矸6山青煤1.300.300.90不穩(wěn)定 無夾矸7小青煤1.760.170.76極不穩(wěn)定局部有夾矸一層8大青煤1.840.911.24較穩(wěn)定無夾矸9下架煤3.421.242.50較穩(wěn)定含夾矸13層8#煤：

56、位于太原組下部，為不穩(wěn)定不可采煤層。煤厚0.911.84m,平均1.24m。煤層結構簡單，無夾矸。頂板為大青石灰?guī)r，底板為粉砂巖，下距9#煤 1.814.09m，平均2.05m。9#煤：位于太原組底部，為煤系最下一層較不穩(wěn)定的不可采煤層。煤厚1.24-3.42m,平均2.50m。結構復雜，含夾矸1-3層。煤層頂板為粉砂巖，底板為泥巖。（二）影響煤層穩(wěn)定性的因素：1、構造：斷層錯動造成斷層帶中無煤,斷層兩側煤層受擠壓，造成煤層局部變薄以致缺失和局部變厚。2、巖漿巖侵入：全部吞蝕或部分吞蝕，造成無煤帶和薄煤帶，如2#煤在九采區(qū)北部的12906、12908兩工作面因底板巖漿巖侵入，致使煤厚變薄，最薄僅為0.5m，合計核減儲量18.2萬t，注銷儲量14.4萬t；九采區(qū)的4#煤因巖漿巖的侵入而大部分不可采。3、小煤窯的開掘破壞。 煤 質：（一）煤質特征：井田內的煤層為濱海沼澤相腐泥煤，煤質類型均為高度變質無煙煤。（二）煤的物理性質：受區(qū)域巖漿熱變質的影響，各煤層均變質為無煙煤，呈黑色、灰黑色，條痕為灰黑色及灰色，具玻璃光澤、瀝青光澤及似金屬光澤，貝殼狀、眼球狀及