渦北煤礦150 Mta新井設(shè)計(jì)淺析深井沿空留巷支護(hù)理論與技術(shù)圓形隧道在卸壓過(guò)程中發(fā)生巖爆的數(shù)值模擬

1、 編號(hào)：（ ）字 號(hào)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 礦 業(yè) 工 程 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè)： 采 礦 工 程 專(zhuān) 業(yè) 設(shè)計(jì)題目： 渦北煤礦1.5 Mt/a新井設(shè)計(jì) 專(zhuān) 題： 淺析深井沿空留巷支護(hù)理論與技術(shù) 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 教 授 二一一年六月中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院 礦業(yè)工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 采礦工程專(zhuān)業(yè)2007級(jí) 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年 月 日至 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：渦北煤礦1.5 Mt/a新井設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：淺析深井沿空留巷支護(hù)理論與技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專(zhuān)題部分和翻譯部分。一般部分題目為渦北煤礦1

2、.50 Mt/a新井設(shè)計(jì)。井田走向長(zhǎng)度約6 km，傾向長(zhǎng)度約3.2 km，面積約19 km2。主采煤層為8號(hào)煤層，平均傾角為18°，平均厚度為9.0 m。井田工業(yè)儲(chǔ)量為191.87 Mt，可采儲(chǔ)量為111.03 Mt，礦井服務(wù)年限為56.9 a。根據(jù)井田地質(zhì)條件，提出四個(gè)技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定方案三為最優(yōu)方案。一水平標(biāo)高-650 m，二水平標(biāo)高-1000 m。設(shè)計(jì)首采區(qū)采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，工作面長(zhǎng)度200 m，采用綜采放頂煤采煤法，礦井年工作日為330 d，工作制度為“三八制”。大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用礦車(chē)運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為中央并列式。專(zhuān)題部分題

3、目：淺析深井沿空留巷支護(hù)理論與技術(shù)。深井沿空留巷是提高采出率、煤層群卸壓開(kāi)采，進(jìn)而實(shí)施煤與瓦斯共采的關(guān)鍵技術(shù)。要經(jīng)歷兩次工作面采動(dòng)影響，加之深部巷道圍巖變形具有高地壓、大變形和長(zhǎng)期蠕變的特點(diǎn)，巷道維護(hù)較淺部沿空留巷更加困難。本文以淮南顧橋煤礦深井沿空留巷為工程背景，運(yùn)用FLAC3D數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的手段對(duì)工程實(shí)踐中經(jīng)常遇到的厚直接頂、薄直接頂和無(wú)直接頂三種沿空留巷類(lèi)型進(jìn)行研究，提出相應(yīng)的支護(hù)方案。翻譯部分題目：Numerical simulation of rock burst in circular tunnels under unloading conditions。院長(zhǎng)簽字： 指

4、導(dǎo)教師簽字：摘 要本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專(zhuān)題部分和翻譯部分。一般部分為渦北煤礦1.50 Mt/a新井設(shè)計(jì)。渦北煤礦位于安徽省亳州市境內(nèi)，東有京九鐵路，西有濉阜鐵路，交通便利。井田走向長(zhǎng)度約6 km，傾向長(zhǎng)度約3.2 km，面積約19 km2。主采煤層為8號(hào)煤層，平均傾角為18°，平均厚度為9.0 m。井田工業(yè)儲(chǔ)量為191.87 Mt，可采儲(chǔ)量為111.03 Mt，礦井服務(wù)年限為56.9 a。礦井正常涌水量為250 m3/h，最大涌水量為280 m3/h。礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為21.33 m3/min，屬于低瓦斯礦井。根據(jù)井田地質(zhì)條件，提出四個(gè)技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案。方案一：立井兩

5、水平開(kāi)拓上下山開(kāi)采，暗斜井延深；方案二：立井兩水平開(kāi)拓上下山開(kāi)采，立井直接延深；方案三：立井兩水平開(kāi)拓上山開(kāi)采，暗斜井延深；方案四：立井兩水平開(kāi)拓上山開(kāi)采，新混合井延深。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定方案三為最優(yōu)方案。一水平標(biāo)高-650 m，二水平標(biāo)高-1000 m。設(shè)計(jì)首采區(qū)采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，工作面長(zhǎng)度200 m，采用綜采放頂煤采煤法，礦井年工作日為330 d，工作制度為“三八制”。大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用礦車(chē)運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為中央并列式。專(zhuān)題部分題目：淺析深井沿空留巷支護(hù)理論與技術(shù)。深井沿空留巷是提高采出率、煤層群卸壓開(kāi)采，進(jìn)而實(shí)施煤與瓦斯共采的關(guān)鍵技術(shù)。要經(jīng)歷兩次工作面采動(dòng)影響

6、，加之深部巷道圍巖變形具有高地壓、大變形和長(zhǎng)期蠕變的特點(diǎn)，巷道維護(hù)較淺部沿空留巷更加困難。本文以淮南顧橋煤礦深井沿空留巷為工程背景，運(yùn)用FLAC3D數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的手段對(duì)工程實(shí)踐中經(jīng)常遇到的厚直接頂、薄直接頂和無(wú)直接頂三種沿空留巷類(lèi)型進(jìn)行研究，提出相應(yīng)的支護(hù)方案。翻譯部分題目：Numerical simulation of rock burst in circular tunnels under unloading conditions。圓形隧道在卸壓過(guò)程中發(fā)生巖爆的數(shù)值模擬。關(guān)鍵詞： 立井； 暗斜井； 采區(qū)布置； 放頂煤采煤法； 中央并列式； 沿空留巷ABSTRACTThis de

7、sign can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 1.50 Mt/a new underground mine design of Wobei coal mine.Wobei coal mine lies in Hozhou City, Anhui province.As Jingjiu railway runs in the west of the mine f

8、ield and Suifu railway runs in the east of the mine field, the traffic is convenient.Its about 6 km on the strike and 3.2 km on the dip, with the 19 km2 total horizontal area.The minable coal seam is 8 with an average thickness of 9.0 m and an average dip of 18°.The proved reserves of this coal

9、 mine are 191.87 Mt and the minable reserves are 111.03 Mt, with a mine life of 56.9 a. The normal mine inflow is 250 m3/h and the maximum mine inflow is 280 m3/h. The mine gas emission rate is 21.33 m3/min, the mine belongs to low gas mine. Based on the geological conditions of the mine, I bring fo

10、rward four available projects in technology.The first is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -650m and the second level at -850m and extension of blind inclined shaft; the second is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -650m an

11、d the second level at -850m and extension of vertical shaft; the third is vertical shaft development with two mining levels and the first level at -650m and the second level at -1000m and extension of blind inclined shaft; the last is vertical shaft development with two mining levels and the first l

12、evel at -650m and the second level at -1000m and extension of new vertical shaft. The third project is the best comparing with other three projects in technology and economy.The first level is at -650 m.The second level is at -1000 m.Designed first mining district makes use of the method of the mini

13、ng district preparation.The length of working face is 200 m, which uses fully-mechanized coal caving mining method. The working system is “three-eight” which produces 330 d/a.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. The type of mine

14、ventilation system is center ventilation.The monographic study is a brief analysis of law and tecenolgy of rodway supporting of gob-side entry rataining.Gob-side entry rataining is the key technology of unlonding stress and coal and gas mining at the same time. Because of twice mining influence, hig

15、h press and large deformation and long-term creep of the deep roadway, its more difficult to roadway maintenance.The paper is based on the deep gob-side entry retaining of Guqiao coalmine in Huaibei mining area. And it researches on the laws of stress evolution and failure mechanism of roadway with

16、thick roof and thin roof and no roof by using numerical simulation and applying field test, and proposes corresponding support scheme.The translated academic paper is Numerical simulation of rock burst in circular tunnels under unloading conditions.Keywords: Vertical shaft; Blind inclined shaft; Min

17、ing district preparation; Coal caving mining ; Center ventilation; Gob-side entry rataining目 錄一 般 部 分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述1地理位置與交通1地形地貌1河流及水體1氣候2自然地震2礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑材料等概況2區(qū)域電源21.2井田地質(zhì)特征3地層3井田地質(zhì)構(gòu)造5水文地質(zhì)條件61.3煤層特征8煤層8煤層頂?shù)装?煤質(zhì)及工業(yè)用途10瓦斯11煤塵12煤的自燃12地溫122 井田境界和儲(chǔ)量132.1井田境界13井田范圍13開(kāi)采界限13井田尺寸132.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量14地質(zhì)資源儲(chǔ)量14

18、工業(yè)資源/儲(chǔ)量152.3礦井可采儲(chǔ)量16安全煤柱留設(shè)原則16礦井永久保護(hù)煤柱損失量16礦井可采儲(chǔ)量173 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限193.1礦井工作制度193.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限19確定依據(jù)19礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力19服務(wù)年限19井型校核204 井田開(kāi)拓214.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題21確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)21工業(yè)場(chǎng)地的位置22階段劃分及開(kāi)采水平的確定23主要開(kāi)拓巷道23礦井開(kāi)拓延深23方案比較234.2礦井基本巷道29井筒29井底車(chē)場(chǎng)及硐室29主要開(kāi)拓巷道375 準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置405.1煤層地質(zhì)特征40采區(qū)位置40采區(qū)煤層特征40煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況40水文

19、地質(zhì)40主要地質(zhì)構(gòu)造40地表情況405.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)41采區(qū)范圍及區(qū)段劃分41煤柱尺寸的確定41采煤方法及首采工作面工作面長(zhǎng)度的確定41確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式41采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式41采區(qū)接替順序42采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)42采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法42采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率455.3采區(qū)車(chē)場(chǎng)選型設(shè)計(jì)476 采煤方法486.1采煤工藝方式48采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件48確定采煤工藝方式48回采工作面參數(shù)48回采工藝及設(shè)備49回采工作面支護(hù)方式51端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式53各工藝過(guò)程注意事項(xiàng)54回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)556.2回采巷道布置58回采巷道布置方式58回采巷道參數(shù)587 井下運(yùn)輸61

20、7.1概述61井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù)61運(yùn)輸距離和貨載量61礦井運(yùn)輸系統(tǒng)617.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇62設(shè)備選型原則62采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型627.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇63運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇63輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇638 礦井提升668.1概述668.2主副井提升66主井提升66副井提升689 礦井通風(fēng)及安全709.1礦井地質(zhì)、開(kāi)拓、開(kāi)采概況70礦井地質(zhì)概況70開(kāi)拓方式70開(kāi)采方法70變電所、充電硐室、火藥庫(kù)70工作制、人數(shù)709.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定71礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求71礦井通風(fēng)方式的選擇71礦井通風(fēng)方法的選擇72采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求72工作面通風(fēng)方式的確定73回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置

21、739.3礦井風(fēng)量計(jì)算74礦井風(fēng)量計(jì)算方法概述74回采工作面風(fēng)量計(jì)算74掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算76硐室需要風(fēng)量的計(jì)算76其他巷道所需風(fēng)量76礦井總風(fēng)量計(jì)算76風(fēng)量分配779.4礦井通風(fēng)阻力78確定礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期78礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的最大阻力路線(xiàn)81礦井通風(fēng)阻力計(jì)算81礦井通風(fēng)總阻力81礦井總風(fēng)阻及總等積孔829.5礦井通風(fēng)設(shè)備選型84通風(fēng)機(jī)選擇的基本原則84通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的確定84電動(dòng)機(jī)選型86礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求87對(duì)反風(fēng)裝置及風(fēng)硐的要求879.6特殊災(zāi)害的預(yù)防措施88預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施88預(yù)防井下火災(zāi)的措施88防水措施8810 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)89參考文獻(xiàn)90

22、專(zhuān) 題 部 分淺析深井沿空留巷支護(hù)理論與技術(shù)911緒論911.1 問(wèn)題的提出與研究意義911.2研究現(xiàn)狀921.3研究?jī)?nèi)容及研究方法942沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)943沿空留巷圍巖應(yīng)力分布954留巷側(cè)采空區(qū)頂板的運(yùn)動(dòng)規(guī)律975巷旁支護(hù)的作用及形式986巷內(nèi)支護(hù)形式的選擇1007沿空留巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的數(shù)字模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)1017.1沿空留巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的數(shù)值模擬1017.2沿空留巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)1058 結(jié)論111翻 譯 部 分英文原文113中文譯文122致 謝1291 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述地理位置與交通礦井位置：渦北煤礦位于淮北平原西部，行政區(qū)劃屬安徽省渦陽(yáng)縣管轄。其中心南距渦陽(yáng)

23、縣城4.0 km。地理坐標(biāo)：東徑116°0958116°1245，北緯33°305333°3448。礦井范圍：南起F3斷層及其分支F3-1斷層，北至劉樓斷層；東起太原組灰?guī)r頂界面的隱伏露頭線(xiàn)，西止于32煤層-1000 m水平等高線(xiàn)的地面投影線(xiàn)。平面上近似為一矩形，南北長(zhǎng)5.626.53 km，東西寬2.333.71 km，面積19 km2。礦井交通條件：濉阜鐵路從礦井東南約3 km處通過(guò)，渦陽(yáng)火車(chē)站距礦井中心約5 km；在礦井的西部（直線(xiàn)距離）約40 km處有京九鐵路；渦陽(yáng)至河南省永城，渦陽(yáng)至阜陽(yáng)、蚌埠、亳州、淮北及鄰縣已形成四通八達(dá)的公路網(wǎng)。渦河可長(zhǎng)年

24、通航小型機(jī)動(dòng)船，上游可達(dá)亳州，下游直通淮河。礦區(qū)交通位置如圖。圖1.1.1 交通位置示意圖地形地貌礦內(nèi)地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高29.4932.5 m，地勢(shì)西北高東南低。礦內(nèi)河渠縱橫，村莊密布，河渠兩岸及道路兩側(cè)綠樹(shù)成蔭。河流及水體本區(qū)屬淮河水系。渦河及其支流武家河為長(zhǎng)年性河流，由西北向東南流經(jīng)礦井西南部。夏季洪水期，渦陽(yáng)城關(guān)節(jié)制閘上游最高洪水位（1963年8月7日）標(biāo)高為30.45 m，秋冬季枯水期，河水水位一般較低。人工開(kāi)挖的灌溉溝渠中，較大的有渦新河。本區(qū)地下水較豐富，一般能滿(mǎn)足居民生活及工業(yè)用水。氣候本區(qū)氣候溫和，屬季風(fēng)暖溫帶，半濕潤(rùn)氣候，春秋溫和少雨，夏季炎熱多雨，冬季寒冷多風(fēng)。195619

25、90年年平均氣溫14.6 ，最高氣溫（1964年7月9日）41.2 ，最低氣溫（1969年2月5日）-24 。春秋季多東北風(fēng)，夏季多東東南風(fēng)，冬季多北西北風(fēng)，平均風(fēng)速為3.2 m/s。年平均降水量為811.8 mm，雨量多集中在七、八兩個(gè)月。全年蒸發(fā)量1890.6 mm，全年無(wú)霜期215 d，凍結(jié)期最早為11月10日（1968年），最晚可至次年3月16日（1959年）。凍土最深可達(dá)19 cm（1977年1月6日）。自然地震本區(qū)處于東西向和南北向大斷裂的交匯帶，曾有小地震發(fā)生，但沒(méi)有災(zāi)害性的大震。根據(jù)安徽省地震局1996年編制出版的地震烈度區(qū)劃圖查得，本區(qū)地震基本烈度值為，地震動(dòng)峰值加速度為0.

26、10 g。礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑材料等概況井田位于淮北平原西部，以農(nóng)業(yè)為主、工業(yè)欠發(fā)達(dá)。農(nóng)作物主要有小麥、大豆、玉米、紅薯等。井田8號(hào)煤層賦存區(qū)內(nèi)共有大小村莊22個(gè)，礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)國(guó)家政策，有計(jì)劃的妥善處理征地和遷村事宜。礦井建設(shè)中的鋼材、木材、水泥等材料主要由外地供應(yīng)，磚、瓦、砂、石等土產(chǎn)材料均可由當(dāng)?shù)亟鉀Q。井田中心距渦陽(yáng)縣城僅4 km，為本礦井的建設(shè)和生產(chǎn)、居民生活等依托城市提供了便利條件。區(qū)域電源本區(qū)電源充沛可靠。渦陽(yáng)縣城南現(xiàn)在設(shè)有220/110/35 kV的區(qū)域變電所，其變壓器容量為1×120 MVA+1×90 MVA，為雙回路供電方式。設(shè)計(jì)礦井供電電源引

27、自渦陽(yáng)縣城南220/110/35 kV區(qū)域變電所，采用35 kV向礦井供電，每回線(xiàn)路長(zhǎng)約14 km。1.2井田地質(zhì)特征地層本井田勘探程度屬于精查。1997年6月安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)完成了對(duì)井田的精查工作并提交了安徽省渦陽(yáng)縣渦北井田勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告。根據(jù)該報(bào)告礦井為全掩蓋區(qū)，第三、四系厚度變化不大，一般在400420 m左右，古地形東高西低。區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，潛水面較淺。本礦井內(nèi)古生界巖層均隱伏于新生界松散層之下，經(jīng)鉆孔揭露，自下而上分別為奧陶系考虎山組、石炭系本溪組、太原組，二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、石千峰組，第三系、第四系。本礦為石炭二疊紀(jì)含煤地層。石炭系煤層薄、不穩(wěn)定、煤

28、質(zhì)差，并且頂板多為石灰?guī)r，水文、工程地質(zhì)條件復(fù)雜。二疊紀(jì)含煤地層，總厚約990 m，含煤2030層，煤層總厚2026 m。上石盒子組下部含1、2、3三個(gè)煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個(gè)煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個(gè)煤組，煤層薄，煤分層少。各組巖性特征由老到新簡(jiǎn)述如下：如圖。1） 奧陶系（O2t）老虎山組：揭露厚度10.76 m,為深灰色略帶肉紅色塊狀微晶白云質(zhì)含泥質(zhì)灰?guī)r，含燧石結(jié)核，裂隙尤為發(fā)育。2） 石炭系（C）（1） 中統(tǒng)本溪組（C2b） 與下伏老虎山組假整合接觸。厚43.73 m，為深灰色鈣質(zhì)泥巖、暗紫色雜色鋁質(zhì)泥巖、鐵鋁質(zhì)泥巖為主，上部夾淺灰白色生

29、物碎屑泥晶灰?guī)r兩層。（2） 上統(tǒng)太原組（C3t）與下伏本溪組整合接觸，厚127.70 m。根據(jù)巖性特征分段敘述如下：下段：為深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r，有孔蟲(chóng)、瓣鰓類(lèi)等動(dòng)物化石；中段：淺灰色灰色細(xì)中粒石英砂巖、泥巖夾薄煤三層及生物碎屑灰?guī)r一層；上段：灰深灰色泥晶生物碎屑灰?guī)r5層夾深灰色泥巖及薄層細(xì)砂巖?；?guī)r中含較多蜓類(lèi)、腕足類(lèi)、珊瑚、海百合莖等動(dòng)物化石。3） 二疊系（P）（1） 下統(tǒng)山西組（P1S）與下伏太原組整合接觸。底界以太原組灰?guī)r之頂為界，上界至鋁質(zhì)泥巖下駱駝缽砂巖之底，厚66.85108.11 m，平均厚87.76 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含10、11兩煤層（組）；（2） 下統(tǒng)

30、下石盒子組（P1X）與下伏山西組整合接觸。下界從駱駝缽砂巖之底，上界至3煤組下K3砂巖之底，地層厚246.73255.31 m，平均厚250.04 m，巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。本組為本礦主要含煤段，含4、5、6、8等四個(gè)煤組，其中8為本礦主要可采煤層；（3） 上統(tǒng)上石盒子組（P2S）與下伏下石盒子組整合接觸。下界從K3砂巖之底，上界至平頂山砂巖之底，厚約642 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色和綠色增多。9.0圖1.2.1 地層綜合柱狀圖 （4） 上統(tǒng)石千峰組（P2h）與下伏上石盒子組整合接觸，揭露厚度 >310 m。下段：厚約80 m。為灰白色

31、粗粒石英砂巖夾磚紅色細(xì)砂巖、粉砂巖薄層，石英含量可達(dá)8590%，含長(zhǎng)石及重礦物，接觸式、基底式膠結(jié)，填隙物主要為硅質(zhì)、少量泥、鈣質(zhì)，局部可見(jiàn)泥巖角礫，厚層狀，層理不發(fā)育。上段：磚紅色粉砂巖為主，夾細(xì)砂巖薄層，鏡下鑒定石英含量可達(dá)7585%，長(zhǎng)石含量10%左右，含有重礦物，基底式、接觸式膠結(jié)，填隙物主要為鈣質(zhì)，少量泥質(zhì)，常見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核，平行層理發(fā)育，層面含白云母片。4） 上第三系（1） 中新統(tǒng)本統(tǒng)與下伏二疊系呈不整合接觸。厚度111.20147.80 m，平均為133.50 m，一般可分為三段：下段：為殘坡積相沉積，巖性較雜，其厚度變化大，為011.35 m，一般厚度34 m，為深黃、灰白、灰綠及

32、棕紅色砂礫、礫石、粘土礫石、粘土質(zhì)砂及鈣質(zhì)粘土組成，多呈半固結(jié)狀；中段：為湖相沉積，巖性為灰綠色粘土和半固結(jié)及固結(jié)狀灰白色泥灰?guī)r及鈣質(zhì)粘土。泥灰?guī)r堅(jiān)硬有溶蝕現(xiàn)象，具溶孔或小溶洞。一般厚度10 m左右；上段：為湖相沉積，巖性由灰綠、灰白、灰黃色厚層粘土及砂質(zhì)粘土間夾58層細(xì)砂或粘土質(zhì)砂組成。粘土單層厚度大，分布穩(wěn)定，質(zhì)純致密，具靜壓滑面。一般厚度110 m左右。（2） 上新統(tǒng)與下伏中新統(tǒng)呈整合接觸，為河湖相沉積物，分為上中下三段：下段：棕黃、灰綠、灰白色中細(xì)砂及粉砂、粘土質(zhì)砂間夾36層砂質(zhì)粘土及粘土組成。一般厚度55 m左右；中段：棕黃及淺黃色中細(xì)砂和粉砂間夾35層粘土或砂質(zhì)粘土，砂層單層厚度大

33、，結(jié)構(gòu)松散。局部夾13層薄層呈透鏡狀分布的砂巖（盤(pán)），鈣泥質(zhì)膠結(jié)，巖性堅(jiān)硬。本段厚度95 m左右；上段：灰綠、淺黃、棕黃色粘土及砂質(zhì)粘土夾23層細(xì)砂及粘土質(zhì)砂。頂部富含鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核組成古土壤層，相當(dāng)于沉積間斷古剝蝕面，是第三系與第四系地層的分界線(xiàn)。厚度32 m左右。5） 第四系該地層假整合于上第三系之上，厚度8399 m，一般為91 m左右。1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造渦北煤礦位于淮北煤田渦陽(yáng)礦區(qū)的東北部，地處宿北斷裂、光武固鎮(zhèn)斷裂及夏邑固始斷裂和豐渦斷裂所圍成的菱形地塊內(nèi)。主體構(gòu)造表現(xiàn)為一遭受斷層（塊）切割了的西傾單斜。礦井構(gòu)造明顯受到區(qū)域構(gòu)造的制約。渦北煤礦井田構(gòu)造中等，局部中等偏復(fù)雜。總體

34、上為一走向近南北，向西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在1525º。其南、北自然邊界分別為F4斷層及其分支F4-1斷層和劉樓斷層。區(qū)內(nèi)的F1（橫向）、F2（縱向）和F3（縱向）三條相交的正斷層將礦井分割成六個(gè)小區(qū)。區(qū)：劉樓斷層F2間，F(xiàn)1礦井淺部邊界；區(qū)：F2F3間，F(xiàn)1礦井淺部邊界；區(qū)：F3F4間，F(xiàn)1礦井淺部邊界；區(qū)：劉樓斷層F2間，F(xiàn)1礦井深部邊界；區(qū)：F2F3間，F(xiàn)1礦井深部邊界；區(qū)：F3F4間，F(xiàn)1礦井深部邊界。1） 褶皺構(gòu)造本礦褶曲不甚發(fā)育，僅存在一些寬緩的波狀起伏。F1斷層以東的、小區(qū)，地層傾角變化不大，一般在18º左右；F1斷層以西的、小區(qū)，地層傾角則相對(duì)較為平

35、緩，但沿走向也有一定的變化，北部寬緩，地層傾角在1121º之間，一般在17º左右。自第8勘查線(xiàn)向南-700 m水平以深的地段，地層傾角變陡，由21º逐漸變?yōu)?5º，致使南部水平寬度減小，地層走向也逐步拐向西南方向。2） 斷層根據(jù)渦北井田勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層6條，分別為劉樓斷層、F1、F2、F3、F4、F4-1。其中劉樓斷層為北部井田邊界，F(xiàn)4、F4-1為南部井田邊界。F1、F2、F3為井田內(nèi)斷層。（1） 劉樓斷層：為礦井北部邊界。正斷層，走向近EW，傾向N，走向長(zhǎng)度>3 k m，落差>1000 m，傾角3050º。斷

36、層控制嚴(yán)密，屬查明斷層；（2） F4斷層：為礦井南部邊界。正斷層，走向總體為NE方向，在礦井淺部逐漸轉(zhuǎn)向近EW方向。傾向SE，走向長(zhǎng)度>2.3 km，落差>280 m，傾角70º。屬查明斷層；（3） F4-1斷層：為礦井東南部邊界。正斷層，走向總體為NE方向，傾向SE，走向長(zhǎng)度>900 m，落差>270 m，傾角50º，南部被F3所截。為查明斷層；（4） F1斷層：為分區(qū)斷層。正斷層，走向SN，傾向E，走向長(zhǎng)度>6 km，貫穿整個(gè)礦井。落差20250 m不等，北部較小，一般<100 m，向南變大。屬查明斷層；（5） F2斷層：為分區(qū)斷層。

37、正斷層，走向NEE，傾向NNW，走向長(zhǎng)度>3.7 km，切割整個(gè)礦井。落差在40310 m之間，傾角為4070º。屬查明斷層；（6） F3斷層：走向總體近EW，東段由于受F1的切割影響，使其走向變?yōu)镹EE向。落差在040 m之間，傾角為15º。屬查明斷層。3） 巖漿巖區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)不甚強(qiáng)烈，僅在礦井邊緣有兩個(gè)鉆孔見(jiàn)到。其中一孔：斑狀花崗巖，厚度7.80 m，侵入層位位于本溪組頂部；另一孔：閃斜煌斑巖，厚度1 m，侵入層位在上石盒子組上部，下距3煤組約270 m左右。根據(jù)已有資料分析，巖漿巖對(duì)礦井內(nèi)煤層、煤質(zhì)影響的可能性較小。從區(qū)域巖漿巖資料及本礦井的侵入層位可以推斷，區(qū)

38、內(nèi)巖漿巖的侵入時(shí)代應(yīng)屬于燕山期。4） 巖溶塌陷通過(guò)三維地震勘探在勘探區(qū)內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)直徑大于30 m的陷落柱。1.2.3水文地質(zhì)條件1） 主要充水含水層（1） 新生界第四含水層本含水層（組）直接覆蓋在煤系地層之上，其厚度變化主要受古地形控制，含水層厚度011.35 m，平均厚3.43 m。其巖性較復(fù)雜，多為半固結(jié)及固結(jié)狀礫石及粘土質(zhì)砂組成。分布極不穩(wěn)定。與煤系砂巖裂隙水有一定的水力聯(lián)系，是淺部煤層開(kāi)采的主要補(bǔ)給水源；（2） 煤系砂巖裂隙含水層（段）煤系砂巖裂隙水是礦井的直接充水水源，由于砂巖裂隙發(fā)育不均一，一般富水性較弱，以靜儲(chǔ)量為主，補(bǔ)給量不足；（3） 灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）太灰和奧灰?guī)r溶裂隙

39、發(fā)育不均，富水程度不一，但總體上講，是富水含水層，正常情況下對(duì)煤層開(kāi)采無(wú)直接充水影響，但當(dāng)遇斷層使煤層與灰?guī)r對(duì)口接觸或其間距縮短或是遇封閉不良鉆孔等情況，灰?guī)r水有可能突入礦井。隨著采掘的延深，加之灰?guī)r水壓高的影響，灰?guī)r的可能突水性大大增加。太灰和奧灰水的防治是本礦防治水工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)；（4） 斷層本礦構(gòu)造屬中等局部偏復(fù)雜類(lèi)型。斷層破碎帶巖性較混雜，主要為泥巖、粉砂巖及少量砂巖，擠壓揉皺現(xiàn)象嚴(yán)重，但鉆探揭露時(shí)均未發(fā)生漏水。斷層的富水性弱，導(dǎo)水性差。但由于本礦部分為層斷距大，造成62、63、8煤層與太灰對(duì)口。開(kāi)采到這些部位時(shí)，太灰的突水可能性很大，應(yīng)引起重視。2） 主要隔水層（1） 新生界第三隔

40、水層（組）主要由灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土組成，粘土可塑性好，膨脹性強(qiáng)，厚度大且分布穩(wěn)定，具有良好的隔水性，可有效地阻隔三含及其以上各含水層與四含及各基巖含水層的水力聯(lián)系；（2） 8煤組下隔水層（段）隔水層厚17.2666.41 m，一般30 m左右，以鋁質(zhì)泥巖、泥巖和粉砂巖為主夾少量砂巖，裂隙不發(fā)育，隔水性能較好；（3） 11煤底至太原組灰?guī)r頂部隔水層（段）11煤距太灰間距為7.6319.77 m，平均間距14.49 m，一般起不到防水作用，若開(kāi)采11煤，底板突水可能性大，必須采取有效措施。3） 礦井涌水量設(shè)計(jì)結(jié)合地質(zhì)報(bào)告所提礦井涌水量，并參考鄰近礦井估算礦井正常涌水量為250 m3/h，最大涌水

41、量為280 m3/h。4） 礦井開(kāi)采受水害威脅程度本礦為全隱伏煤田，上覆巨厚新生界松散層，松散層一般厚度為400 m左右。由于有厚度大、隔水性良好的第三隔水層的存在，地表水及一、二、三含水對(duì)礦井充水無(wú)影響。在合理留設(shè)防水煤柱的情況下，四含水是礦井充水的補(bǔ)給水源，但四含水厚度不大，富水性較弱，對(duì)礦井開(kāi)采影響不大。煤系砂巖裂隙水是礦井充水的直接充水水源，但煤系砂巖裂隙發(fā)育不均一，一般富水性較弱，以靜儲(chǔ)量為主，對(duì)礦井充水威脅不大。太灰在正常情況下，距8煤100多米，除開(kāi)采112煤層外，一般對(duì)其它煤層影響不大，但要注意受斷層影響，煤層和太灰對(duì)口部位。5） 水文地質(zhì)條件分類(lèi)的綜合評(píng)定按照礦井水文地質(zhì)規(guī)程

42、中有關(guān)礦井水文地質(zhì)條件分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)本礦井水文地質(zhì)條件綜合分析，水文地質(zhì)條件應(yīng)為以裂隙充水為主的簡(jiǎn)單中等類(lèi)型，若開(kāi)采112煤，由于受底板灰?guī)r水威脅，水文地質(zhì)條件應(yīng)為中等類(lèi)型。1.3煤層特征煤層本礦為石炭二疊紀(jì)含煤地層。上石盒子組下部含1、2、3三個(gè)煤組，多為薄煤層。下石盒子組含4、5、6、8等四個(gè)煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含10、11兩個(gè)煤組，煤層薄，煤分層少?？刹傻挠?2、62、63、8、112等五層煤層，可采煤層平均總厚10.10 m，其中8煤層為主要可采的較穩(wěn)定煤層，平均總厚9.0 m，占可采煤層總厚的79%；其它為不穩(wěn)定的局部可采煤層。本礦煤層傾角一般為1525°，

43、變化不大，煤層為緩傾斜煤層。風(fēng)化帶深度為松散層底界下垂深30 m。渦北礦井有可采煤層5層，自上而下編號(hào)為32、62、63、8、112。各可采煤層情況見(jiàn)表?，F(xiàn)分述如下：1） 32煤層位于上石盒子組下部，為本組唯一可采煤層。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部分見(jiàn)煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖或泥巖。F2斷層以北厚0.901.10 m，僅個(gè)別點(diǎn)不可采，厚度變化不大，可采區(qū)連續(xù)，趨向于較穩(wěn)定煤層；F2斷層以南煤層厚度變化較大，不可采區(qū)零星分布，尤其是F1斷層以東（區(qū)），32煤層僅個(gè)別點(diǎn)達(dá)可采厚度，無(wú)利用價(jià)值；區(qū)厚度一般為1.00 m左右，南部和北部均有一個(gè)不可采區(qū)，因此，32煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為

44、主，并有少量粉砂巖和細(xì)砂巖。表可采煤層特征一覽表煤層名稱(chēng)厚度m層間距m煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度最小值-最大值平均值夾矸層數(shù)結(jié)構(gòu)32211.2502簡(jiǎn)單不穩(wěn)定0.88620-1.6601簡(jiǎn)單不穩(wěn)定0.593.58630-1.2101簡(jiǎn)單不穩(wěn)定0.5329.0188.1-9.602簡(jiǎn)單較穩(wěn)定9.0103.031120-1.5803較簡(jiǎn)單較穩(wěn)定0.742） 62煤層位于下石盒子組下部，上距32煤層平均間距為211.25 m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少數(shù)見(jiàn)煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖。F2斷層以北煤層厚度薄，均不可采；F2斷層以南煤層厚度在臨界可采附近，不可采區(qū)零星分布，區(qū)煤厚一般在0.71.00 m之間，但中、淺部為一

45、南北向帶狀不可采區(qū)，降低了煤層的利用價(jià)值，因此，62煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為主，并有少量粉砂巖。3） 63煤層位于下石盒子組下部，上距62煤層0.928.96 m，平均3.58 m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少量見(jiàn)煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖。F2斷層以北煤層厚度薄，均不可采；F2斷層以南區(qū)內(nèi)63煤層厚度較穩(wěn)定，一般為1.00 m左右，8-9線(xiàn)以南為可采區(qū)；區(qū)大部分不可采，僅中、深部為一鞍狀可采區(qū)，煤層厚度約0.80 m左右，因此，63煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，底板一般為泥巖，少量粉砂巖或細(xì)砂巖。4） 8煤層位于下石盒子組下部，上距63煤層平均間距29.01 m

46、。全區(qū)大部可采，煤類(lèi)單一。因此8煤層為較穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖、細(xì)砂巖次之，粉砂巖、細(xì)砂巖下常發(fā)育泥巖偽頂，底板一般為泥巖。煤層最大厚度9.6 m，最小厚度8.1 m，平均厚度9.0 m。5） 112煤層位于山西組下部，上距8煤層平均間距為103.03 m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少量見(jiàn)煤點(diǎn)具一層夾矸，夾矸為泥巖或炭質(zhì)泥巖。112煤層厚度較薄，見(jiàn)煤點(diǎn)厚度一般均在臨界可采附近，I區(qū)淺部為可采區(qū)，厚度1.01.3 m；區(qū)中、南部為一個(gè)南北向帶狀可采區(qū)，煤層厚度約為0.91.2 m，其它可采區(qū)零星分布，因此112煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，底板一般為粉砂巖。煤層頂?shù)装?/p>

47、本礦區(qū)可采煤層32、62、63、8、112煤頂板以泥巖為主，其次粉砂巖，局部細(xì)、中砂巖。底板以泥巖為主，其次粉、細(xì)砂巖。對(duì)礦區(qū)內(nèi)各見(jiàn)煤鉆孔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可采煤層直接頂、底板巖性厚度見(jiàn)表。表1.3.2可采煤層直接頂、底板巖性及厚度 巖性厚度m煤層號(hào)泥巖粉砂巖細(xì)砂巖中砂巖最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均32頂板1.0422.874.971.411.513.050.715.012.86底板0.7334.713.370.847.092.982.396.254.8762頂板0.7021.035.191.559.214.350.757.033.896.776.77底板0.338.742.320

48、.234.442.541.447.345.0263頂板0.5328.473.050.614.522.561.137.343.642.814.143.48底板1.1017.954.160.948.744.101.846.744.203.908.846.378頂板1.025.122.990.9612.324.619.2825.8217.828.7820.1213.56底板0.4212.522.212.1012.046.38112頂板0.6918.694.771.5912.386.394.5011.767.27底板0.6219.7710.5712.4519.7310.7415.2615.26煤質(zhì)及工

49、業(yè)用途本礦井以焦煤為主，伴有少量肥煤，煤類(lèi)分布規(guī)律明顯。各煤層均屬中灰煤，特低硫（112煤層屬中高高硫分煤），特低磷低磷，三氧化二砷含量甚微；屬中高熱值煤，高難熔灰，酸性灰渣、結(jié)渣、結(jié)污指數(shù)低。主采煤層8煤層浮煤產(chǎn)率在6272%之間，屬良等。但浮、沉產(chǎn)物不易迅速分離，屬中等可選極難選。各煤層屬中等揮發(fā)分，強(qiáng)特強(qiáng)粘結(jié)性，具良好的結(jié)焦性。1） 元素分析元素分析成果見(jiàn)表。（1） 碳（C.daf）：剖面上自上而下遞增，平均含量由32煤層88.97%增至112煤層89.97%。（2） 氫（H.daf）：各煤層平均含量在4.955.24%之間，剖面上自上而下有微小的遞減趨勢(shì)。（3） 氧（O.daf）：各煤

50、層平均含量為1.974.18%，基本上遵循碳高氧低的原則。表元素分析成果統(tǒng)計(jì)表煤層元 素 分 析 %原子比FCC.dafH.dafN.daf(O+S).dafO.dafO/CH/C3288.975.231.354.453.690.0310.70155.66288.995.241.304.473.820.0320.70254.16388.795.171.354.694.180.0350.69454.3889.575.011.533.893.400.0280.66761.611289.974.951.463.621.970.0160.65661.92） 揮發(fā)分（V.daf）和膠質(zhì)層（Y）（1） 各

51、煤層浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率見(jiàn)表。浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率平均值在21.8328%，屬中等揮發(fā)分煤。（2） 膠質(zhì)層厚度平均值為18.227.2 mm，32煤稍高。表煤炭分類(lèi)指標(biāo)綜合表煤層V.daf%GR.IYmm煤 類(lèi)3228.00(16)90.8(16)27.2(13)FM 1/3JM JM6224.75(10)86.9(9)18.9(8)JM6325.47(4)89.0(4)23.1(4)FM JM822.98(31)81.7(30)18.2(30)JM11221.83(8)88.2(8)18.8(6)FM JM綜上所述，本礦井煤層屬?gòu)?qiáng)特強(qiáng)粘結(jié)性煤，具良好的結(jié)焦性，其洗選精煤是優(yōu)質(zhì)煉焦配煤。3） 煤的工業(yè)分析

52、（1） 各煤層原煤發(fā)熱量值見(jiàn)表。各煤層原煤干燥基彈筒發(fā)熱量平均值在25.5428.85 MJ/kg，且以8煤層最高。表發(fā)熱量統(tǒng)計(jì)表煤層煤類(lèi)Qb.dMJ×kg-1Qgr.dMJ×kg-1分級(jí)原煤浮煤原煤32FMJM27.5332.9827.42高熱值煤62JM25.5432.9125.45中熱值煤63FMJM25.9025.81高熱值煤8JM28.8533.6028.76高熱值煤112JM28.5833.8928.27高熱值煤（2） 低溫干餾各煤層焦油產(chǎn)率Tar.ad一般值在4.676.20%之間，屬含油煤，不宜做液化和煉油用煤。（3） 煤類(lèi)本礦井煤類(lèi)較單一，以JM為主，伴有

53、少量FM，當(dāng)出現(xiàn)孤立零星不成片的其它煤類(lèi)時(shí)，一般就近合并。4） 煤的工業(yè)用途本礦井煤層以中變質(zhì)的焦煤為主，洗精煤灰分 < 10%，粘結(jié)性強(qiáng)，結(jié)焦性好，是較為理想的煉焦配煤；中煤可作為動(dòng)力用煤。瓦斯本礦井各煤層瓦斯煤樣測(cè)試成果見(jiàn)表。表瓦斯測(cè)試成果表煤層瓦斯成分%瓦斯含量ml×g.daf-1CH4(含C2+)N2CO2CH4(含C2+)CO2320-92.5054.7336.868.410-6.852.580.156233.97 6.5359.500.160.38(1)6347.3427.5625.101.430.145861.3432.356.312.550.3911251.0943.355.560.680.10由表可知本礦32煤層瓦斯含量較高。鉆孔測(cè)試結(jié)果瓦斯含量沒(méi)有 > 10