XX礦礦井施工組織設計

1、 X X 礦 業(yè) 大 學本科生畢業(yè)設計姓 名： 學 號： 學 院： 專 業(yè)： 設計題目： 專 題： 指導教師： 職 稱 2021年 6 月 13 徐州XX礦業(yè)大學畢業(yè)設計任 務 書學院 專業(yè) 學生姓名 任務下達日期： 2008年3月3日畢業(yè)設計日期： 2021 年3月3日至 2008年6月13日畢業(yè)設計題目： 畢業(yè)設計專題題目：溫度變化對井筒井壁狀態(tài)影響分析畢業(yè)設計主要內容和要求：畢業(yè)設計，一般局部，XX礦，包含兩個內容：一、擬建礦井的根本情況；二、礦井施工組織設計。第一個內容在于資料編寫，要求先對于所給資料進行熟悉，然后對其的根本情況，簡化編寫。第二局部為畢業(yè)設計的主體，要求深入，以基巖段施

2、工與及井底車場與硐室施工作為重點加深局部，井巷工程排隊施工應合理。專題局部，內容為，分析溫度變化對井筒井壁狀態(tài)的影響，要求，搜集文獻，結合資料和所學，進行組織，分析。翻譯局部，內容為對一與相關的外文文獻進行翻譯。要求，學生自己尋找外文文獻，翻譯漢字不少于3000字，語言通順、合理、專業(yè)。院長簽字： 指導教師簽字：XX礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書指導教師評語：成 績： 指導教師簽字： 年 月 日XX礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日XX礦業(yè)大學畢業(yè)設計辯論及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確根本正確有一般性錯誤有原那么性錯誤沒

3、有答復辯論委員會評語及建議成績辯論委員會主任簽字： 年 月 日學院領導小組綜合評定成績學院領導小組負責人： 年 月 日摘 要一般局部：XX礦位于焦作煤田，為一年產240萬噸的大型礦井。設計論文包含兩個局部，一、關于XX礦的根本情況，以煤炭工業(yè)部鄭州設計研究院對XX礦的初步設計為資料進行編寫；二、XX礦施工組織設計，重點在于井筒基巖段與及井底車場包含過渡期。設計中，主要通過公式計算與及工程類比法，應用了PROJECT2003，進行工程排隊，繪制網絡圖。主要出圖還有井底車場施工進度圖與工業(yè)廣場施工布置圖。專題局部：溫度變化對井筒井壁狀態(tài)影響的分析，命題為89年華東井害研究結果產生的子命題。文中得出

4、溫度變化的兩個來源：季節(jié)性溫度變化與及井筒施工產生的溫度變化，通過熱應力學與及厚壁筒理論，計算由此產生的溫度應力， 通過與其它應力結合分析，得出溫度變化對井筒井壁狀態(tài)的影響。翻譯局部：文獻記錄捷克一地下儲氣庫的封閉壓力塞的檢測工作，關于在壓力塞施工當中，與及在13MPa的循環(huán)水壓力作用下，溫度與及相關應力值的測量。關鍵詞：XX一礦； 溫度變化； 溫度應力； 地下儲氣庫； 檢測ABSTRACTGeneral: Zhao GU Coal Mine in Jiaozuo, for an annual output of 2.4 million tons of large-scale mine. De

5、sign paper consists of two parts, one on the ZHAO GU mineral-the basic situation, to Zhengzhou Coal Industry Design and Research Institute for Solid-mine of information for the preliminary design for the preparation of the second, Zhao-mine construction design, the focus of the shaft Rock bottom and

6、 the parking lots include the transition period. Design, mainly through the formula and works with the analog method, applied PROJECT2003, works the queue, mapping network. There are plans to major bottom garage construction plans and progress of the construction of industrial layout of the square.

7、Topic: the shaft wall temperature changes affect the status of Proposition 89 the Mood for Love Dongjing harm to the findings of the proposition. That temperature changes in the text of the two sources: Seasonal temperature changes and the shaft of the temperature changes should be through the heat

8、and thick-walled tube and mechanical theory, calculated the resulting thermal stress, combined with other stress analysis, in the A temperature change on the state of shaft wall.Translation: Czech documentation of an underground gas storage pressure on the Cypriot closed the detection work, which, i

9、n the pressure on the Cypriot construction, and 13 MPa and the cycle of water pressure, temperature and stress-related value of the measurement. Keywords： Zhao GU Mine, temperature changes, temperature stress, underground gas storage; Detection目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc202101830 HYPERLINK

10、l _Toc202101831 一般設計部份 PAGEREF _Toc202101831 h 1 HYPERLINK l _Toc202101832 第一局部 礦井設計的根本情況 PAGEREF _Toc202101832 h 1 HYPERLINK l _Toc202101833 1 礦井與礦體特征 PAGEREF _Toc202101833 h 1 HYPERLINK l _Toc202101834 1.1礦井的自然條件 PAGEREF _Toc202101834 h 1 HYPERLINK l _Toc202101835 地理位置及交通 PAGEREF _Toc202101835 h 1

11、 HYPERLINK l _Toc202101836 地形及河流水系 PAGEREF _Toc202101836 h 1 HYPERLINK l _Toc202101837 氣象及地震 PAGEREF _Toc202101837 h 1 HYPERLINK l _Toc202101838 1.2礦井地質 PAGEREF _Toc202101838 h 1 HYPERLINK l _Toc202101839 井田地質構造 PAGEREF _Toc202101839 h 1 HYPERLINK l _Toc202101840 地質構造 PAGEREF _Toc202101840 h 2 HYPER

12、LINK l _Toc202101841 水文地質條件 PAGEREF _Toc202101841 h 3 HYPERLINK l _Toc202101842 1.3煤層及其特征 PAGEREF _Toc202101842 h 6 HYPERLINK l _Toc202101843 煤層 PAGEREF _Toc202101843 h 6 HYPERLINK l _Toc202101844 煤質 PAGEREF _Toc202101844 h 6 HYPERLINK l _Toc202101845 1.4 其它開采技術條件 PAGEREF _Toc202101845 h 7 HYPERLINK

13、 l _Toc202101846 瓦斯 PAGEREF _Toc202101846 h 7 HYPERLINK l _Toc202101847 煤塵 PAGEREF _Toc202101847 h 7 HYPERLINK l _Toc202101848 煤的自燃性 PAGEREF _Toc202101848 h 7 HYPERLINK l _Toc202101849 地溫 PAGEREF _Toc202101849 h 7 HYPERLINK l _Toc202101850 頂、底板工程地質條件 PAGEREF _Toc202101850 h 7 HYPERLINK l _Toc2021018

14、51 1.5礦區(qū)簡況 PAGEREF _Toc202101851 h 9 HYPERLINK l _Toc202101852 礦區(qū)的工業(yè)簡況 PAGEREF _Toc202101852 h 9 HYPERLINK l _Toc202101853 外部建設條件 PAGEREF _Toc202101853 h 9 HYPERLINK l _Toc202101854 2 礦井的開拓與開采 PAGEREF _Toc202101854 h 9 HYPERLINK l _Toc202101855 2.1礦井開拓 PAGEREF _Toc202101855 h 9 HYPERLINK l _Toc20210

15、1856 井田界限及埋藏量 PAGEREF _Toc202101856 h 9 HYPERLINK l _Toc202101857 礦井年產量及效勞年限 PAGEREF _Toc202101857 h 10 HYPERLINK l _Toc202101858 2.1.3 礦井開拓方式 PAGEREF _Toc202101858 h 10 HYPERLINK l _Toc202101859 煤層分層及開采 PAGEREF _Toc202101859 h 11 HYPERLINK l _Toc202101860 2.2礦井開采 PAGEREF _Toc202101860 h 11 HYPERLIN

16、K l _Toc202101861 水平劃分及標高 PAGEREF _Toc202101861 h 11 HYPERLINK l _Toc202101862 大巷布置及層位選擇 PAGEREF _Toc202101862 h 11 HYPERLINK l _Toc202101863 盤區(qū)劃分及開采順序 PAGEREF _Toc202101863 h 11 HYPERLINK l _Toc202101864 3 礦井的生產系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101864 h 12 HYPERLINK l _Toc202101865 3.1礦井的主要生產系統(tǒng) PAGEREF _Toc2021018

17、65 h 12 HYPERLINK l _Toc202101866 3.1.1 運輸系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101866 h 12 HYPERLINK l _Toc202101867 井筒設置與提升系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101867 h 13 HYPERLINK l _Toc202101868 3.1.3 井底車場及硐室 PAGEREF _Toc202101868 h 14 HYPERLINK l _Toc202101869 3.2礦井的輔助生產系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101869 h 16 HYPERLINK l _Toc202101870 通風系統(tǒng) P

18、AGEREF _Toc202101870 h 16 HYPERLINK l _Toc202101871 壓風系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101871 h 17 HYPERLINK l _Toc202101872 3.4井下供電、照明及信號系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101872 h 19 HYPERLINK l _Toc202101873 井下負荷及井筒電纜選擇 PAGEREF _Toc202101873 h 19 HYPERLINK l _Toc202101874 井下上下壓供配電系統(tǒng)及設備選型 PAGEREF _Toc202101874 h 20 HYPERLINK l _

19、Toc202101875 井下固定照明及保護接地 PAGEREF _Toc202101875 h 21 HYPERLINK l _Toc202101876 防水、防火、防沼氣煤塵爆炸的平安措施 PAGEREF _Toc202101876 h 22 HYPERLINK l _Toc202101877 地面生產系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101877 h 27 HYPERLINK l _Toc202101878 4 地面工業(yè)廣場布置 PAGEREF _Toc202101878 h 28 HYPERLINK l _Toc202101879 5 礦井主要技術經濟指標 PAGEREF _Toc2

20、02101879 h 29 HYPERLINK l _Toc202101880 第二局部 礦井施工組織設計 PAGEREF _Toc202101880 h 30 HYPERLINK l _Toc202101881 1 建井施工準備 PAGEREF _Toc202101881 h 30 HYPERLINK l _Toc202101882 1.1建井施工條件 PAGEREF _Toc202101882 h 31 HYPERLINK l _Toc202101883 水電供給 PAGEREF _Toc202101883 h 31 HYPERLINK l _Toc202101884 通訊聯系 PAGER

21、EF _Toc202101884 h 31 HYPERLINK l _Toc202101885 交通運輸 PAGEREF _Toc202101885 h 31 HYPERLINK l _Toc202101886 工人及建筑材料的來源 PAGEREF _Toc202101886 h 31 HYPERLINK l _Toc202101887 2 建井的技術的準備工作 PAGEREF _Toc202101887 h 31 HYPERLINK l _Toc202101888 2.1施工方案 PAGEREF _Toc202101888 h 31 HYPERLINK l _Toc202101889 2.2

22、工期控制 PAGEREF _Toc202101889 h 32 HYPERLINK l _Toc202101890 2.3礦井開工前的工程準備 PAGEREF _Toc202101890 h 32 HYPERLINK l _Toc202101891 3 井筒施工 PAGEREF _Toc202101891 h 34 HYPERLINK l _Toc202101892 3.1井筒概況 PAGEREF _Toc202101892 h 34 HYPERLINK l _Toc202101893 井筒的特征 PAGEREF _Toc202101893 h 34 HYPERLINK l _Toc20210

23、1894 井筒的地質、水文條件 PAGEREF _Toc202101894 h 34 HYPERLINK l _Toc202101895 3.2井筒表土施工 PAGEREF _Toc202101895 h 35 HYPERLINK l _Toc202101896 井筒施工方法選擇 PAGEREF _Toc202101896 h 35 HYPERLINK l _Toc202101897 施工方法簡述 PAGEREF _Toc202101897 h 35 HYPERLINK l _Toc202101898 主井凍結方案 PAGEREF _Toc202101898 h 36 HYPERLINK l

24、_Toc202101899 3.3 井筒基巖施工 PAGEREF _Toc202101899 h 36 HYPERLINK l _Toc202101900 主井井筒施工作業(yè)方式 PAGEREF _Toc202101900 h 36 HYPERLINK l _Toc202101901 施工作業(yè) PAGEREF _Toc202101901 h 36 HYPERLINK l _Toc202101902 3.4井筒掘進進度 PAGEREF _Toc202101902 h 38 HYPERLINK l _Toc202101903 3.5井筒安裝工程 PAGEREF _Toc202101903 h 38

25、HYPERLINK l _Toc202101904 井筒安裝作業(yè)方式 PAGEREF _Toc202101904 h 38 HYPERLINK l _Toc202101905 井筒安裝的主要設備及工法 PAGEREF _Toc202101905 h 39 HYPERLINK l _Toc202101906 井筒安裝工期 PAGEREF _Toc202101906 h 39 HYPERLINK l _Toc202101907 4 井巷過渡期與井底車場的施工組織 PAGEREF _Toc202101907 h 39 HYPERLINK l _Toc202101908 4.1井巷過渡期施工組織 PA

26、GEREF _Toc202101908 h 39 HYPERLINK l _Toc202101909 井筒毗連硐室施工組織 PAGEREF _Toc202101909 h 39 HYPERLINK l _Toc202101910 井筒貫穿及改裝 PAGEREF _Toc202101910 h 41 HYPERLINK l _Toc202101911 改裝方案 PAGEREF _Toc202101911 h 42 HYPERLINK l _Toc202101912 4.2井底車場巷道及硐室的的施工順序 PAGEREF _Toc202101912 h 42 HYPERLINK l _Toc2021

27、01913 車場硐室及巷道的施工順序原那么 PAGEREF _Toc202101913 h 42 HYPERLINK l _Toc202101914 4.3過渡期及車場施工階段的輔助生產系統(tǒng) PAGEREF _Toc202101914 h 42 HYPERLINK l _Toc202101915 提升與運輸 PAGEREF _Toc202101915 h 42 HYPERLINK l _Toc202101916 壓氣 PAGEREF _Toc202101916 h 43 HYPERLINK l _Toc202101917 通風 PAGEREF _Toc202101917 h 43 HYPERL

28、INK l _Toc202101918 排水 PAGEREF _Toc202101918 h 43 HYPERLINK l _Toc202101919 5采區(qū)巷道施工 PAGEREF _Toc202101919 h 43 HYPERLINK l _Toc202101920 6工業(yè)廣場施工總平面布置 PAGEREF _Toc202101920 h 45 HYPERLINK l _Toc202101921 7建井總進度方案 PAGEREF _Toc202101921 h 47 HYPERLINK l _Toc202101922 專題設計部份 PAGEREF _Toc202101922 h 50 H

29、YPERLINK l _Toc202101923 溫度變化對井筒井壁狀態(tài)影響分析 PAGEREF _Toc202101923 h 50 HYPERLINK l _Toc202101924 1 問題的提出 PAGEREF _Toc202101924 h 50 HYPERLINK l _Toc202101925 2國內外對溫度變化對井筒井壁狀態(tài)影響的研究 PAGEREF _Toc202101925 h 50 HYPERLINK l _Toc202101926 3研究的目的和意義 PAGEREF _Toc202101926 h 51 HYPERLINK l _Toc202101927 4研究的內容與

30、方法 PAGEREF _Toc202101927 h 52 HYPERLINK l _Toc202101928 5溫度變化所引起的井壁應力 PAGEREF _Toc202101928 h 52 HYPERLINK l _Toc202101929 5.1溫度應力概念 PAGEREF _Toc202101929 h 52 HYPERLINK l _Toc202101930 5.2溫度應力的計算 PAGEREF _Toc202101930 h 54 HYPERLINK l _Toc202101931 施工引起的溫度應力 PAGEREF _Toc202101931 h 54 HYPERLINK l _

31、Toc202101932 季節(jié)性溫度應力 PAGEREF _Toc202101932 h 56 HYPERLINK l _Toc202101933 5.3溫度應力的求解 PAGEREF _Toc202101933 h 59 HYPERLINK l _Toc202101934 6實例計算 PAGEREF _Toc202101934 h 60 HYPERLINK l _Toc202101935 7數據分析與結論 PAGEREF _Toc202101935 h 65 HYPERLINK l _Toc202101936 參考文獻 PAGEREF _Toc202101936 h 70 HYPERLINK

32、 l _Toc202101937 翻譯部份 PAGEREF _Toc202101937 h 71 HYPERLINK l _Toc202101938 英文原文: PAGEREF _Toc202101938 h 71 HYPERLINK l _Toc202101939 中文譯文 PAGEREF _Toc202101939 h 87 HYPERLINK l _Toc202101940 手抄部份 PAGEREF _Toc202101940 h 91 HYPERLINK l _Toc202101941 致 謝 PAGEREF _Toc202101941 h 92一般設計部份第一局部 礦井設計的根本情況

33、1 礦井與礦體特征1.1礦井的自然條件地理位置及交通XX一礦位于焦作煤田東部、太行山南麓，行政區(qū)劃隸屬輝縣市管轄。井田中心東南距新鄉(xiāng)市39km，西南距焦作市50km，東北至輝縣市17km，南距獲嘉縣20km，其間均有公路相通。井田南距新鄉(xiāng)焦作鐵路獲嘉車站21.5km，西南距焦作礦區(qū)專用鐵路古漢山車站20 km。新鄉(xiāng)至輝縣吳村762窄軌鐵路在井田內東西向穿過，交通十分便利。地形及河流水系本區(qū)屬于太行山前沖洪積平原，地面海拔標高75100m ，全區(qū)呈北高南低緩慢傾斜地勢，地形簡單，自然坡度58。本區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，區(qū)內主要河流有：清水河、黃水河、石門河。氣象及地震本區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，年平均

34、氣溫14.114.9，低氣溫8.1，最高氣溫38.6。年平均降水量580600mm，降雨集中在七、八月份，約占年降水量的70%以上。夏季多東南和南風，冬季多西北和北風，年平均風速2.37m/s，最大風速18m/s。1.2礦井地質井田地質構造一、地層本區(qū)為新近系、第四系全掩蓋區(qū)，地層由老到新為：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組與下石盒子組、新近系、第四系。一、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組O2m以深灰色巨厚層狀隱晶質石灰?guī)r為主，致密堅硬，裂隙發(fā)育，多充填方解石。本組實際厚度大于400m，揭露厚度2.25-100.41m，平均21.10m。 二、石炭系中統(tǒng)本溪組C2b底

35、部為鋁質泥巖，中部為灰色砂質泥巖，上部為黑色泥巖和砂質泥巖。本組厚3.5719.05m，平均11.73m。與下伏地層呈平行不整合接觸。三、石炭系上統(tǒng)太原組C3t由石灰?guī)r、砂巖、砂質泥巖、泥巖和煤層組成，本組下起一2煤層底，上至二1煤層底板砂巖底，厚91.28112.90m，平均105.95m，與下伏地層整合接觸。據其巖性組合特征可分為上、中、下三段：1.下段：自一2煤層底至L4灰?guī)r頂，平均厚度41.12m。巖性以石灰?guī)r、煤層為主，夾砂質泥巖、泥巖。含石灰?guī)r3層L2L4，多為煤層頂板，其中L2石灰?guī)r普遍發(fā)育，為本區(qū)主要標志層，厚9.2618.46m，平均厚度14.86m。底部賦存一2煤層根本全區(qū)

36、可采，一2煤層有分岔合并現象。2.中段：自L4灰?guī)r頂至L8灰?guī)r底，平均厚度39.02m。以砂巖、砂質泥巖、泥巖為主，底部常有一層中粗粒石英砂巖。灰?guī)rL5、L6不穩(wěn)定，有時相變?yōu)樯皫r和砂質泥巖。3.上段：自L8灰?guī)r底至二1煤層底板砂巖底，平均厚度25.81m。以石灰?guī)r、砂質泥巖、泥巖為主，夾薄煤四層，皆不可采。含灰?guī)r2層L8 、L9，其中L8石灰?guī)r普遍發(fā)育，厚0.2511.0m，平均厚7.80m，為本區(qū)主要標志層。L9石灰?guī)r亦較穩(wěn)定。(四)、二疊系下統(tǒng)山西組P1sh下起二1煤層底板砂巖底，上至砂鍋窯砂巖底，厚66.0189.64m，平均77.42m，巖性由砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤層組成，為本區(qū)主

37、要含煤地層，含煤三層，其中二1煤為主要可采煤層。據其巖性特征自下而上分為二1煤層段、大占砂巖段、香炭砂巖段、小紫泥巖段。其中二1煤層段和大占砂巖段自二1煤層底板砂巖底至香炭砂巖底，厚48.87m，大占砂巖為中粗粒砂巖，厚1.4918.41m，平均9.79m，為主要標志層。大占砂巖距二1煤層4.8310.6m，平均6.27m。本組與下伏太原組地層整合接觸。五、二疊系下統(tǒng)下石盒子組P1X據區(qū)內鉆孔揭示，僅保存本組下部三、四煤段地層，下起砂鍋窯砂巖底，上至基巖剝蝕面，保存厚度0.90131.00m，平均42.43m。本組與下伏山西組地層整合接觸。六、新近系、第四系覆蓋于上述各時代地層之上，由坡積、洪

38、積與沖積形成的粘土、砂質粘土、礫石及砂層等組成。厚366.68m7202孔808.10m6810孔，平均480.02m，且由北而南、由西向東逐漸增厚。地質構造井田總體構造形態(tài)為一走向北西、傾向南西、傾角26，局部12的單斜構造。受區(qū)域構造控制，本區(qū)構造特征以斷裂為主，發(fā)育的斷層有NE向、NW向和近EW向三組，其中以NE向為主。NE向斷層延伸長、落差大、頻度高，由西北向東南把整個 井田切割為階梯狀長條形斷塊，且具多期活動性，造成斷層兩盤新生界地層厚度相差較大；NW向和EW向斷層多被NE向斷層切割，近EW向斷層多在NE向斷層之間發(fā)育。全井田內共發(fā)育斷層24條，其中落差100m的4條F15、F16、

39、F17、F20，10050m的3條F23、F25、DF37，50m20m的4條DF46、DF48、F24、F28，落差小于20m的13條。落差小于20m的13條斷層中，大于10m的2條，105m的5條，小于5m的6條。斷層按走向劃分，NE向4條，NW向3條，EW向6條，13條小斷層中有9條位于初期采區(qū)內。全井田另解釋孤立斷點14個，A級斷點9個，B級斷點5個，按落差分，大于20m斷點1個，1020m斷點8個，小于10m斷點5個。井田內沒有巖漿巖活動。水文地質條件一、井田水文邊界條件及水文地質勘探類型XX勘探區(qū)北東向斷層發(fā)育，自西而東有F14、F15、F16、F17、F18、F19六條斷層，呈近

40、平行展布，將區(qū)內煤層分割成多個斷塊，諸斷塊由西而東呈階梯狀逐級下降，埋深加大，加上勘探區(qū)最西部九里山斷層為區(qū)域性導水大斷層，其余北東向斷層亦均為導水斷層，故本區(qū)西北部成為供水邊界和主要來水方向；東南部邊界應屬疏水邊界；南部峪河斷層(F20)落差300700m，使本區(qū)煤層底板灰?guī)r含水層與鄰區(qū)新生界地層對接，成為本區(qū)一條橫向阻水邊界。北東部為煤層及灰?guī)r隱伏露頭區(qū)，由于斷層切割，使得奧陶系、太原組灰?guī)r含水層在此成為一個復雜的含水系統(tǒng)，天然狀態(tài)下北東部露頭地帶不是來水方向，但是人工疏排時有回補礦區(qū)的可能，因此應視為一自然邊界。太原組上段L8石灰?guī)r為二1煤層主要充水含水層，綜合邊界條件和礦區(qū)構造控水特點

41、分析，本區(qū)二1煤層水文地質勘探類型為第三類第二亞類第二型，即以底板進水為主的巖溶充水條件中等型礦床。二、井田主要含水層及隔水層一含水層1.中奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層由中厚層狀白云質灰?guī)r、泥質灰?guī)r組成，本區(qū)揭露最大厚度100.79m，一般揭露厚度812m，含水層頂板埋深437.26834.61m，上距L2灰?guī)r一般19m，距二1煤層一般118.26142.58m，正常情況下不影響煤層開采，但在斷裂構通情況下對礦井威脅大。該含水層在古剝蝕面的巖溶裂隙發(fā)育，鉆孔漏失量12m3/h，12203孔抽水單位涌水量0.226 l/s.m，滲透系數0.701m/d，穩(wěn)定水位標高87.01m。2.太原組下段灰?guī)r含

42、水層由L2、L3灰?guī)r組成，其中L2灰?guī)r發(fā)育較好，厚度由西向東、由淺而深變厚，一般厚15m，最厚18.98m(7203)。據18個鉆孔統(tǒng)計，遇巖溶裂隙涌漏水鉆孔3個，占揭露總孔數的16.7%，涌、漏水鉆孔主要分布在斷層兩側和附近，6809孔涌水量4.0m3/h，區(qū)內近似水位標高+86.2m。區(qū)外6002孔抽水單位涌水量1.090l/s.m，滲透系數9.87m/d，為富水性較強的含水層。該含水層直接覆蓋于一2煤層之上，上距二1煤層89.27104.36m，為二1煤層間接充水含水層。3.太原組上段灰?guī)r含水層主要由L9、L8、L7灰?guī)r組成，其中L8灰?guī)r發(fā)育最好，據揭露該層灰?guī)r含水層的34個孔統(tǒng)計，含水

43、層厚度一般811m，平均8.75m，最厚11.50m7603孔，灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育，連通性較好，在傾向上好于走向。統(tǒng)計漏水6孔，占揭露總孔數的17.65%，漏水鉆孔主要分布在古剝蝕面、北東面斷層及露頭附近，漏水量0.1212.0 m3/h。鉆孔抽水單位涌水量0.5507L/s.m，滲透系數9.8210.94m/d，水位標高87.9288.85m，比前兩年水位升高36m，為中等富水含水層。PH值為7.78.35。該含水層上距二1煤層24.0839.89m，平均31.94m，為二1煤層底板主要充水含水層。4.二1煤頂板砂巖含水層主要由二1煤頂板大占砂巖和香炭砂巖組成，厚度一般2.867.99m11

44、3層,揭露34孔未發(fā)生涌、漏水現象。井檢1孔抽水單位涌水量0.000736l/s.m，滲透系數0.00858m/d，水位標高84.51m，屬弱富水含水層。5.風化帶含水層由隱伏出露的各類不同巖層組成，厚度1550m，一般2035m，除石灰?guī)r風化帶含水層富水性較強外，其它砂巖、砂質泥巖等巖層屬弱含水層到隔水層，局部為弱透水層。11901孔抽水，單位涌水量0.0000826L/sm，滲透系數1.12m/d。6.新近系中底部砂礫石含水層新近系中部存在13層中、細砂，含承壓水，井檢1孔抽水單位涌水量0.393 l/s.m，滲透系數2.082 m/d，水位標高87.61m，屬中等富水含水層，PH值為7.

45、82。本井田范圍內，新近系底部未見砂礫石層俗稱“底含含水層，底部礫石為古河床相，主要分布在勘探區(qū)西、東部，由礫石、砂礫石組成，呈半固結狀態(tài)，其滲透率介于含水與弱透水之間，屬弱富水含水層，對礦床影響不大。7.第四系含水層主要由沖積礫石和細至中粗砂組成，級配差異大，多位于中上段。普查區(qū)西部山前多為礫卵石層，含水層埋藏較淺，厚度5.016.1m，含水豐富；中、東部多為砂、礫石含水層，多層相間分布，調查含水層厚度11.735.95m，富水性較強。區(qū)內民用機井簡易抽水試驗，單井單位涌水量14.38l/s.m；水位標高75.5783.64m，pH值呈中性。由于含水層埋藏淺易受環(huán)境污染，所采三組水樣的大腸菌

46、群、細菌總數均嚴重超標。(二)、隔水層1.本溪組鋁質泥巖隔水層系指奧陶系含水層上覆的鋁質泥巖層、局部薄層砂巖和砂質泥巖層，全區(qū)發(fā)育，厚度2.8028.85m，分布連續(xù)穩(wěn)定，具有良好的隔水性能。2.太原組中段砂泥巖隔水層系指L4頂至L7底之間的砂巖、泥巖、薄層灰?guī)r及薄煤等巖層，該層段總厚度28.9453.25m，以泥質巖層為主體，為太原組上下段灰?guī)r含水層之間的主要隔水層。3.二1煤底板砂泥巖隔水層系指二1煤底板至L8灰?guī)r頂之間的砂泥巖互層，以泥質類巖層為主。該段的總厚度為24.0839.89m，平均31.94m，其分布連續(xù)穩(wěn)定，是良好的隔水層段，但遇構造處隔水層變薄，隔水性明顯降低。4.新近系泥

47、質隔水層由一套河湖相沉積的粘土、砂質粘土組成，厚度215571m，呈半固結狀態(tài)，隔水性良好，可阻隔地表水、淺層水對礦床的影響。三、礦床充水因素分析一、地表水和新生界孔隙水距二1煤層間距大，其間有366594m粘土相隔，對礦床無充水意義。表土段底部在本井田未見“底含分布，勘探區(qū)西、東部存在的底部礫石層多被粘土膠結，其滲透率介于含水與弱透水之間，屬弱富水，對礦床影響不大，但在基巖厚度較薄處應引起重視。二、二1煤層頂板砂巖裂隙含水層富水性弱，易疏排。三、太原組上段灰?guī)r含水層為二1煤層底板直接充水含水層，其水量較豐富，水頭壓力大，補給強度中等。正常情況下，由于二1煤層底板隔水層2440m的存在，不會造

48、成直接充水，但在構造斷裂帶和隔水層變薄區(qū)，底板灰?guī)r含水層具充水威脅。四、本井田北東向斷裂構造較發(fā)育，斷層均為導水斷層，富水性強，對開采威脅大。五、井田北淺部灰?guī)r隱伏露頭地帶，聚集了豐富的巖溶裂隙水，未來礦井大降深排水時，會形成回流，成為二1煤層充水水源。1.3煤層及其特征1.3.1煤層井田含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組和下石盒子組。含煤地層總厚237.53m，劃分5個煤組段，含煤21層，煤層總厚11.41m，含煤系數4.80%。山西組和太原組為主要含煤地層，山西組下部的二1煤層和太原組底部的一2煤層為主要可采煤層，其余煤層偶爾可采或不可采，可采煤層總厚9.51m。一、二1煤層：賦存于山西

49、組下部，全部可采，煤層厚度1.217.10m，平均5.29m，煤厚變異系數0.22，標準差1.18，可采性指數100%，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定型厚煤層。二1煤層厚度變化小，且變化規(guī)律明顯，故煤層結構簡單。二1煤層賦存標高-330-780m，埋藏深度410860m。二、一2煤層：賦存于太原組底部，全區(qū)可采，揭露煤厚1.385.68m，平均3.62m。煤層結構簡單較復雜，一2煤局局部叉為一21、一22、一23，分叉后下部兩層煤屬局部可采或偶爾可采煤層。由于一2煤下距奧陶系灰?guī)r僅有11.73m，其直接頂板又為L2強灰?guī)r含水層，處于兩強含水層之間，水文地質條件極復雜，且煤質屬中灰、高硫煤，屬政策限采煤層，未

50、列為勘探對象，設計暫不考慮開采。1.3.2煤質二1煤以塊煤為主，夾有少量粒狀煤。塊煤強度大，堅硬，鉆孔煤芯資料統(tǒng)計，塊煤產率平均約為89.7%，平面分布大致有自西向東、從北向南逐漸增高的趨勢。視密度1.46。二1煤原煤灰分為10.0315.59%，平均12.77%，屬低中灰煤；原煤硫分為0.280.49%，平均0.38%，屬特低硫煤形態(tài)以有機硫為主，次為硫化鐵硫；磷含量為0.027%，為低磷煤。原煤揮發(fā)份產率5.7111.18%，平均7.93，水分1.33%，原煤恒容低位枯燥基發(fā)熱量28.7331.50MJ/kg，平均29.90MJ/kg。二1煤屬高強度煤，抗碎強度平均為68.6%65，可磨性

51、指數為3440，屬難磨煤。二1煤屬弱結渣性，高熔灰分煤。綜上所述二1煤層為低中灰、特低硫、低磷、高熔融性、高強度、弱結渣性，不易破碎的高發(fā)熱量三號無煙煤。其塊煤產率較高，塊煤可做化工造氣，末煤可用作高爐噴吹、動力或民用燃料。二1煤風氧化帶推定為基巖面以下垂深10m。1.4 其它開采技術條件1.4.1瓦斯二1煤層全井田范圍內共采取了14個瓦斯樣，鉆孔瓦斯含量普遍較低，有7孔CH4含量小于0.1ml/g，最高有1孔11807含量為9.96ml/g，平均瓦斯含量2.02ml/g，二1煤層處在瓦斯風化帶之中。設計根據井田瓦斯含量預測礦井瓦斯涌出量結果判定，未來礦井生產應屬低瓦斯礦井。1.4.2煤塵本區(qū)

52、二1煤層為不易破碎的高強度無煙煤，地質報告測定結果，8個樣品試驗點火時均無火焰產生，二1煤層煤塵無爆炸危險性。 1.4.3煤的自燃性地質報告采樣試驗結果，其復原樣與氧化樣著火點溫度之差為916，均小于25，故二1煤層測定屬不易自燃煤層。二1煤為無煙煤類，本地區(qū)無煙煤類生產礦井多屬不易自燃煤層。1.4.4地溫根據地質報告提供，本井田內最大測溫深度760m，最高溫度20.4，平均地溫梯度0.7/100m，二1煤層底板溫度15.818.2，全區(qū)二1煤層地溫正常，無熱害。1.4.5頂、底板工程地質條件一、新生界沖積層條件新生界平均厚度480.02m，上部第四系為一山前沖積沉積，第四系底部為沖、洪積卵石

53、層，富水程度較強；下部新近系大局部為粘土、粉砂質粘土，其次為中、細砂，局部受上覆土層自重壓力影響，局部呈半固結狀態(tài)。粘土、粉砂質粘土抗壓強度0.1472.373MPa，內聚力0.00390.481 Mpa，塑限10.622.7%，膨脹率1.1535.03%，孔隙比0.310.65，含水量9.421.2%。二、煤層頂板基巖保存層條件煤層頂板基巖主要為山西組和下石盒子組地層，厚度一般大于30m，缺乏30m的范圍：在F16斷層以北分布于11201孔東側；F16和F17之間分布有三處，一是1220511901孔一線，寬度8001500m，第二處是7304孔至F17之間，第三處是煤層露頭附近，寬度200

54、500m?？傮w趨勢是由東向西逐漸增厚，煤層頂板基巖厚度小于30m范圍多為破碎狀態(tài)，結構疏松，30m以下根本保存原巖特征。三、煤層頂、底板工程地質條件二1煤頂板：直接頂厚度一般36m，巖石完整性與穩(wěn)定性均較好，頂板易于管理。巖性有砂質泥巖及粉礦巖、泥巖和少局部砂巖。分布情況為：F16F17塊段中部含首采區(qū)和F15F16塊段淺部6004孔以淺，直接頂為砂質泥巖和粉砂巖，11602孔和11902孔周圍直接頂為砂巖，其余范圍包括F16F17塊段淺部和整個井田深部均為泥巖頂板。按面積統(tǒng)計，砂巖頂板占5，粉砂巖和砂質泥巖占35，泥巖占60。砂質泥巖抗壓強度8.523.2Mpa，屬半堅硬巖類。零星分布的偽頂

55、厚0.30.5m，隨采隨落。老頂多為812m中粗粒砂巖大占砂巖，局部相變?yōu)樯百|泥巖，吸水后抗壓強度16.479.9Mpa，巖石堅硬、穩(wěn)定性較好。二1煤底板：底板以泥巖、砂質泥巖為主，二1煤下部到第一層石灰?guī)r之間厚度8.3227.8m，一般1015m，底板巖層總體完整性較好，但局部泥巖底板有泥化現象。與頂板大占砂巖相對應，底板有中細粒砂巖，厚7.8m左右。四、巷道圍巖穩(wěn)定性評價一、巖石RQD指標統(tǒng)計：首采區(qū)內4個孔統(tǒng)計結果以中等差為主，其他區(qū)域5個孔統(tǒng)計RQD指標中等好為主。分析首采區(qū)指標低的原因是這些鉆孔多數靠近斷層分布。二、泥巖和砂質泥巖吸水后強度明顯降低，泥巖枯燥狀態(tài)下抗壓強度2430Mp

56、a，吸水后3.912.8Mpa，砂質泥巖枯燥狀態(tài)下強度1336Mpa，吸水后624Mpa。但在長達1030天的巖石浸水試驗觀測中，各類巖塊沒有泥化、崩解現象，顯示了頂底板巖石遇水變化不大的特點。三、斷層發(fā)育處，巖石原生結構遭到破壞，裂隙發(fā)育，強度降低。1.5礦區(qū)簡況1.5.1礦區(qū)的工業(yè)簡況本區(qū)礦產資源豐富。礦區(qū)工業(yè)以煤炭、電力、冶金、耐火材料為主，礦區(qū)農業(yè)以種植小麥、玉米、紅薯等為主，經濟作物主要有煙葉、花生、棉花、藥材。另外，太行山區(qū)旅游業(yè)開展勢頭迅猛，云臺山、八里溝等風景名勝全國知名，帶動了地區(qū)經濟的開展。礦區(qū)所在輝縣市，現有耕地面積88萬畝，人口75萬，轄11鎮(zhèn)15鄉(xiāng)，534個行政村14

57、50個自然村。1.5.2外部建設條件XX一礦周圍有李固110kV變電站和馮營250MW自備電廠，相距2227km，作為礦井供電電源，目前，一趟線路已架設，另一趟線路正在施工，故電源落實可靠。礦井擬從古漢山礦接軌，線路長20km，場外新修公路1.7km即可實現與輝吳縣鄉(xiāng)公路009線相接，故交通條件便利。礦井水源擬利用地下水和井下排水，建井期間利用地下水作為生活、生產水源及地面消防用水，礦井投產后利用處理后的礦井排水作為礦井生產、生活水源，以減少礦井水排放，節(jié)約用水，符合節(jié)水政策。2 礦井的開拓與開采2.1礦井開拓井田界限及埋藏量XX一礦井田西北起F15斷層，東南止F17斷層，東北起二1煤層隱伏露

58、頭，西南止F20斷層和F17斷層西段。走向長2.05.5km，傾斜寬9.511.0km，井田面積約43.77km2。在本井田范圍內，二1煤層總資源儲量為373490kt，其中121b級104150kt，占27.9，122b級107880kt，占28.9%，333級161460kt占43.2%。按二1煤層上覆基巖厚度劃分儲量，基巖厚度40m儲量為251880kt，占67.4；基巖厚度介于2540m儲量為66950kt，占17.9；基巖厚度200m含有8層厚8.0537.4m粘土層和3層厚15.1536.72m的砂質粘土層。沖積層以下基巖風化帶厚36.72m。表3.2主井、副井沖積層賦存特征巖層名

59、稱主井副井層數/層厚度/m層數/層厚度/m粉砂828.70843.54細砂1144.8014.90中砂63.95粗砂27.80礫石744.55346.16粘土夾礫石572.13砂質粘土17157.3514196.82粘土23211.4513160.15合計74518.0044521.00井筒共穿過四個含水層組： eq oac(,1)050m為孔隙含水層組，受大氣降雨影響，水量大； eq oac(,2)50518.0m為三、四系沖積層孔隙承壓含水層組，水量大、水壓高； eq oac(,3)518.0554.7m為基巖風化帶裂隙承壓含水層組； eq oac(,4)554.7616m為二1煤層頂板砂

60、巖裂隙承壓含水層組。3.2井筒表土施工3.2.1井筒施工方法選擇根據該礦井井筒地質條件和國內外技術現狀，井筒可行的施工方法只有凍結法和鉆井法2種。這2種方法都是目前通過地質條件復雜的深厚沖積層鑿井的最為有效的方法。但是，由于該礦井沖積層厚度較大、地質條件較復雜，無論采用哪種鑿井方法施工，都面臨許多技術難題。通過屢次專家論證確定井筒施工方法采用凍結法施工。3.2.2施工方法簡述凍結60天后且凍凍土到達設計強度、淺部凍結壁的厚度足以抵抗地層壓力時開始試挖，確定平安后全面開挖，否那么禁止。開挖采用風鎬進行，遇到特別堅硬的層位時，也可用小炮松動，嚴禁放大炮。在試挖20m后，進行施工吊盤及鑿井井架的安裝