淮南潘三矿180万吨井型的设计含有全套图纸可编辑Word文档格式.docx
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风向一般春夏季节多为东南风、东风,冬季多为东北及西北风,风力一般2~4级,最大风力8~9级,平均风速为3.18m/s,最大风速为20m/s。
降雨量的时空分布不均,据合肥煤矿设计院编制的“潘集矿区环境水利及开发影响分析”研究报告质料,泥黑河流域年平均降雨量为873mm,最大降雨量为1556mm,最小降雨量为413mm,雨量分布不均。
同年内7~8月的降雨量约占全年的40%左右。
另根据淮南矿区的资料,最大降雨量为462.1mm,（1991年6月）,最大日降雨量为218.7mm（1991年6月14日）最大小时降雨量为77.5mm,全年蒸发量为1400~1600mm。
初霜为10月中旬~下旬,终霜为4月上旬~中旬,霜期91~174天,最长连续13天。
初雪为11月上旬~中旬,终雪为2~3月,降雪期为54~127天,最长连续降雪6天,日最大积雪深度为160mm。
冻结始于12月,终结于2月,最大冻结深度为30cm,一般为7~15cm,消融期1~28天。
1.1.3矿区水文情况
淮河是我国的五大水系之一,淮南煤田处于淮河中游两岸,潘集?
丁集各井田处于淮河左岸的泥河、黑河分流域,泥河发源于凤台县米集,自西北向东南方向穿过丁集、潘三、潘一、潘二四个井田,由淮南市严家沟入淮,全长60公里,茨淮新河开挖以后,流域面积减为606平方公里。
淮河从井田以南10公里处通过,淮河一般水位标高为+17.0m,历史最高洪水位:
凤台县峡山口为+25.36m1954年;
李嘴孜为
+25.43m1954年,淮河最大流量为10800m3/s,你和泥河不能通航,自西北向东南流经井田中部,雨季淮河水位高于泥河水位时,两岸低洼地带易形成内涝,内涝积水时间往往长达100天以上,据1951年至1984年统计,内涝水位超过+20.0m高程的有8年,泥河最高洪水位（青年闸）,1991年7月9日13时达21.87m,1991C年7月10日8点为21.94m,黑河最高水位:
1991年7月7日9时达22.44m。
在井田西南部还有一条架河西干渠,属农田灌溉用的人工河,河流宽17~60米,自西北流向东南。
农业及居民用水的水源、水质:
矿井及居民供水水源为第四系上部含水组,取用第四系上部含水层的下段厚50~60米作为供水水源,水源井供水,成井深度100m左右。
潘三矿水源井11座,其中工业场地5座,生活区4座,东风井2座。
水质类型为HCO3?
Na和HCO3?
CaMgNa型,矿化度0.228~0.437g/L,
总硬度12.12~18.49Ha,PH值7.7~8.0,氟含量0.1~0.8毫克/升。
主要水文地质参数:
单位涌水量为3.589~3.077L/S.m;
导水系数648.75~598.38m2/d,渗透系数为9.105~11.437m2/d,储水系数为（6.6~3.8）×
10-4,越流系数为（4.33~5.54）×
10-4。
潘三矿设计生产、生活及消防用水量为:
14350m3/d,其中,工业场地用水量6100m3/d,东风井用水量2050m3/d,西风井用水量1700m3/d,居民区用水量4500m3/d。
水质分析表（表1.1）
项目单位样品号
123456789
杂菌总数个/ml2003080016001201010040
--
大肠菌群个/ml2380230238023802309950
9--
氨氮Nmg/L------------------
亚硝酸盐mg/L--0.00050.0001--0.003--
0.0002--0.0003
耗氧量mg/L1.841.222.082.301.251.41.74
--1.81
砷mg/L--0.00010.00020.0004----0.0002
--0.0004
氟化物mg/L0.800.600.600.600.300.50.44
--0.44
说明与综合评价1、资料来源:
《潘集水源井井水卫生鉴定书》,
蚌埠市卫生防疫站,食卫字第80069号,1982年11月9日
表1.1
1.2井田地质特征
井田地形、勘探程度及地层概述
井田地形:
潘三井田属淮河冲积平原,地形平坦,地面标高为
+20.0~+23.0m,一般为+21.0m,泥河贯穿于井田中部,由西北向东南流
入淮河。
流域内一般地面高程为+19~+24m,下游为一开阔洼地,洼地最低高程为+16m,+20m以上高程以上地面逐渐平展开阔。
煤系地层概述:
本区全为第四系地层所覆盖,属全隐蔽井田,第四系地层厚186~484m,含煤地层为石炭二叠系,煤系下伏为寒武奥陶系地层。
一、石炭系上统太原组（C3）:
石炭系上统太原组低部有4~6m厚的铝土质黏土岩,该层岩性为浅灰色微带青色,具紫红及锈黄色花斑,局部具鲕粒状结构,鲕粒分布不均,该层下部为质较纯的浅灰色黏土岩。
除底部这层铝土质黏土岩以外,岩层由灰色灰岩,黏土岩,砂质黏土,细至中砂岩组成,共含灰岩13层,灰岩总厚53m左右。
局部地区有小型火成岩侵入。
太原组属本区含煤层之一,地层总厚122m。
二、二叠系（P）:
二叠系自下而上分为山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。
其中山西组,下石盒子组和上石盒子组为含煤地层,合计厚762m,含煤40余层,可采煤层5层,煤层总厚33.13m,含煤系数4.3%,可采煤层分布于山西组、下石盒子组和上石盒子组的下部。
石千峰组不含煤,厚270m。
二叠系山西组和石盒子组含煤地层总厚约762m,共分为七个含煤段,现分述如下:
1.山西组（P11）:
即第一含煤段,厚77m,底部为灰色致密泥岩,富含腕足类化石,系海湾沉积,其上为深灰色砂质泥岩与薄层细砂岩组成砂页岩互层,含较多云母片及菱铁结核,常见波状、缓波状及斜层理,上部以砂岩、粉砂岩为主,间夹泥岩,下部含煤两层（1、3煤）,因岩浆侵入,影响煤层厚度及间距变化大,煤层局部变质为天然焦。
2.下石盒子组（P12）:
即第二含煤段,厚135m,底部为胶结松散的灰白色中粗砂岩及含砾砂岩。
（骆驼钵砂岩）,具冲刷现象,含炭质及泥岩体,向上为厚约5m左右的含铝质泥岩,有时含花斑,为主要标志层之一,中上部为粉砂岩、细砂岩和泥岩,5?
1与4?
2煤层间发育砂页岩互层,具底栖动物通道。
上石盒子组（P21）:
包括第三~第七含煤段,总厚550m。
（1）第三含煤段厚110m,底部以9煤顶灰白色细~中粒砂岩与第二含煤段分界,中部以泥岩、砂质泥岩为主,局部含鲕粒,上部以泥岩为主,夹薄层细砂岩,含煤4层。
（2）第四系含煤段厚106m,底部为灰白色较坚硬的中砂岩或石英砂岩,下部有1~2层花斑状泥岩,分布稳定,为主要标志层之一,中上部以灰色泥岩为主,夹薄层砂岩含煤5~6层,是主要含煤段之一,其中13-1煤为本区主要可采煤层。
（3）第五煤段,厚70m,以青灰色为主要特征,岩性以泥岩、粉砂岩为主,夹细砂岩,下部有2~3层花斑状泥岩,分布稳定,为主要标志层之一。
砂岩、粉砂岩及砂质泥岩时有交替出现,构成互层状,具波状及透镜状层理,含煤4层,其中16-1,16-2煤局部可采。
（4）第六含煤段厚105m,由灰色、灰绿色及青灰色粉砂岩、砂岩及泥岩组成。
19煤附近常有薄层燧石层,中下部含海绵骨针化石,含煤4层,多不稳定。
（5）第七含煤段,厚159m,主要为深灰色,局部青灰色泥岩、粉砂岩及中细砂岩。
岩性变化较大,常具缓波状层理,局部含泥质包体,含
煤4~5层,极不稳定,其厚度及煤质变化大。
勘探程度:
查明了主要煤层的层位、层数、厚度、结构、可采边界、控制了主要煤层露头位置,采用了煤层间距、煤组间的岩石性质、煤层组合、煤层结构、煤层发育程度、顶底板岩性、植物化石、标志层及电测曲线等对比依据,主要煤层对比可靠,次要煤层对比比较可靠。
该井田中等煤层属稳定~较稳定,采用750米勘探线距,浅部孔距较少构造,地震采用375m×
500m的测网,故勘探程度较高:
1.严密控制了井田构造形态。
对北部井田边界和背斜轴以及F1断层在平面上的位置有了严密的控制,查明了井田内落差大于30米的断层,对主要煤层的底板等高线已做了控制。
2.查明了主要可采煤层的位置,层数、厚度、结构、可采边界及变化规律,控制了主要煤层的露头位置。
3.确定了可采煤层的工业牌号,查明了煤质及其变化情况,了解了技术加工特性,工业利用方向,可供动力、配焦、化工之用。
4.查明了井田内含、隔水层的含水性、隔水性、各含水层的厚度、水头标高、水温、水质及单位涌水量,以及地表水与地下水的水力联系。
5.基本查明了井田内火成岩的分布范围,产状及对煤层、煤质的影响。
6.煤层顶底板物理力学性质、瓦斯、地温、煤层爆炸、煤的自燃等均取得充分数据。
井田地质构造
井田区域构造
潘谢矿区位于淮南复向斜内部,范围比较大。
潘集背斜为潘谢矿区的东区。
潘三矿位于潘集背斜的南翼西段（九~十五勘探线）。
井田总体上是一单斜构造,地层走向北西西~南东东,倾向南偏西,倾角一般5。
~10。
在九~十线间浅部地层倾角达30。
~50。
。
因为受区域性南北向挤压作用,井田内发育有次一级的褶曲构造。
井田内断裂构造比较发育,浅部断裂构造较深部发育,下部煤层中端裂构造较上部煤层中发育。
浅部受断裂构造作用,地层倾角增大,局部达30。
甚至直立。
井田西部背斜轴部的山西组煤层伴有岩浆体侵入。
综合评价本井田地质构造,其复杂程度属中等
二井田构造特征
1褶曲:
井田内有一组向西倾斜的次一级褶曲,即东岗营次级向斜和叶集,两者轴向大致平行,近于东西向,与潘集背斜轴呈15。
~20。
角,夹角相交,向西倾伏,倾伏角2。
~3。
两褶曲贯穿全井田,主要在第一水平内展布。
2断层:
根据勘探资料,井田内共有44个钻孔见断点50个,地震断点80个,结合井巷资料,共组合成15条断层,其中正断层9条,逆断层6条。
（附断层概况表）
主要断层特征表
次序断层名称产状落差
（米）性质备注
走向倾向倾角
1F190.~120。
SW70.~80。
50~70正向东伸入一、四井向西伸入丁集
2F1-195.~110。
SE60.~71。
25~115正向东深入一
号井
3F2285.SE60.~80。
0~35正
4F4279.SE77.15~120逆向西伸入丁集5F4775.~87。
SE70.~72。
20~90正
6F3982.~87。
SE52.~54。
15~25正向东深入一号井7F1978.SE71.~72。
8F2493.~100。
SW75.~77。
40~45逆向西伸入丁集9F4-190.~120。
S~SW74。
12~20逆10F4987.~100。
近SW58.~71。
15~90逆向东伸入
四井田
11F2192.~106。
SW60.~70。
20正12F1222123.~133。
SW55。
8~10逆13F48180.E50.20~25正
14F5288.~96。
近S60.10~30正15F5569.~74。
NW65.10~30逆
3岩浆岩
井田范围内见岩浆岩钻孔41个侵入层位从C3至8煤,主要为
1、3煤层位,影响1、3、4-1、4-2、8煤,岩浆岩的厚度最大77.79m,
最薄为4.07m最深为890.50m。
侵入方式主要为顺层侵入,并呈小型岩床产出。
对煤层的破坏作用主要表现为:
冲开煤层,使煤层结构复杂,间距增大,局部煤层变薄或被吞蚀,使煤的变质程度增高,岩浆岩附近煤层大部变质为天然焦。
岩浆岩的时代属燕山期,岩性主要为灰白色细晶岩及煌斑细晶岩。
井田的水文地质特征
含水层特征:
本区主要含水层有新生界第四系砂层孔隙含水层,煤系砂岩裂隙含水层和灰岩岩溶裂隙含水层三种类型。
1.第四系厚度变化比较大,总厚186.54m~483.55m,由东南向西北增厚。
由上、中、下三个含水组和一个隔水组组成,在自然状态下,由深层自流承压水向表层潜水类型过度,以缓慢的层流形式自西北向东南流动,流速缓慢,近于停滞状态。
2.二叠系砂岩裂隙含水层二叠系中砂岩层较多,分布于煤层、泥岩、砂质泥岩之间,富水性较弱,含水性与裂隙发育程度有关,补给水源贫乏,富水性与渗透性弱,以静储量为主。
3.石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层组厚122米左右,含灰岩12~13层,灰岩平均厚为57.67m,占组厚47%。
太原组灰岩为一非均质的弱含水层,且以静储量为主。
4.奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层以厚层白云质灰岩为主,间夹泥质灰岩及角砾状灰岩,岩性致密,岩溶不甚发育且不均,富水性弱~中等。
矿井涌水量:
1991年7月编制的《潘集三号井修改初步设计简要
说明》中预计涌水量为:
最大涌水量为1000m3/h,正常涌水量为750m3/h。
排水设计包括灌浆水和井筒淋水50m3/h,则矿井最大水量为1050m3/h,正常涌水量为750m3/h,目前矿井正常涌水量约为:
320m3/h。
井下岩层地温特性:
据实测井温资料,该井第一水平（-650米）附近（-628米~-677米左右）井温值为32.3C。
~37.6C。
平均为34.55C。
该水平以下地温增温率平均为3C。
/百米。
且轴部偏高并与火成岩分布无关。
1.3煤层特征
煤层的埋藏条件:
本井田主要地质特征为表土层厚,煤层埋藏深,厚186.54~483.55m的第四系新地层覆盖于煤系地层之上。
该井田为一走向大致北系~南东,倾向南西的单斜构造,并发育了明显的次级背、向斜构造,浅部断裂构造亦相当发育,且有火成岩侵入,故使地层产状变化较大。
矿井东翼浅部煤层倾角一般为5。
~30。
局部因断层牵引可达30。
甚至达80。
以上。
矿井西翼浅部倾角较缓为5。
~15。
整个矿井深部倾角都逐渐变缓至6。
左右。
矿井可采煤层共5层,分别是17-1、16-2、16-1、13-1、和1煤,总厚9.16m,其中17-1、16-2、16-1和1煤煤层极不稳定,因而不参与矿井储量计算,现将各可采煤层赋存情况叙述如下:
17-1煤层:
极不稳定煤层。
厚度0.30~2.86m,平均0.66m。
煤厚一般由东向西变薄,十二线以西不可采,以东有不可采区零星分布,为局部可采煤层。
结构简单,一层夹矸率18.7%,仅一个见煤点含二层
夹矸,其岩性为炭质页岩及泥岩。
煤层顶板主要为泥岩及粉砂岩,底板主要为泥岩、砂质泥岩。
16-2煤层:
不稳定煤层。
厚度0~2.41m,平均0.88m。
?
线以东不可采区位于-650m以上,?
线以西不可采区主要分布于-600m以下,为局部可采煤层。
结构简单,煤层夹矸率5.51%,其岩性为炭质页岩及泥岩。
煤层顶板主要为粉细砂岩及砂质泥岩,底板主要为砂质泥岩、泥岩。
16-1煤层:
厚度0~2.30m,平均0.79m,煤厚自浅部向深部变薄或尖灭。
不可采区位于?
-?
线以东-500m以下,该线以西分布在-600m或-650m以下,为局部可采煤层。
结构简单,一层夹矸率12%,其岩性主要为炭质页岩。
煤层顶板以砂质泥岩为主,少量粉细砂岩,底板为泥岩。
13-1煤层:
稳定煤层。
厚度0.94~6.83m,平均4.0m,井田东翼采区相对较厚,平均4.2m,西部稍薄,平均4.0m,为全区可采煤层。
结构简单,一般有1~2层夹矸,位于煤层顶部或底部,其岩性为炭质泥岩及泥岩。
煤层顶板为泥岩及粉细砂岩,底板为砂质泥岩与泥岩。
1煤层:
厚度0.21~8m,平均2.83m。
岩浆岩一般侵入于煤层中或煤层顶部,局部变质天然焦。
线-650m以上,?
线-730m以上局部被吞蚀,为大部可采煤层。
结构较简单,部分含一层夹矸,岩性为炭质页岩。
煤层顶板为砂质泥岩,少量粉细砂岩。
底板为砂页岩互层及泥岩
煤的特征:
井田煤层赋存稳定,煤层自燃倾向性属易自燃~很易自燃,自然发火期为3~6个月,煤尘有爆炸性,爆炸指数为27%。
本矿井是设计新建矿井,矿井相对瓦斯涌出量为10.26m3/t,属高瓦斯矿井。
井田内可采煤层煤质稳定,除局部因受火成岩影响变为天然焦、贫煤、瘦煤、或焦煤外,煤层均属低硫、低磷、中灰份部分高灰份、中等可选性的富含焦油的气煤。
一般原煤发热量都大于6000卡/克,灰熔点,适合作动力用煤和炼焦配煤,及化工用煤使用。
煤层特征表、煤层综合柱状图
煤层主要特征表（表1.2）
表1-3
序号煤层名称厚度间距（m）结构变异系数%可采指数
稳定性可采性容重顶底板岩性备注
最小~最大顶板底板
平均
116-20~2.41简单62.90.66较稳定局部不可采
1.39泥岩泥岩
0.383.0
216-10~2.31简单73.40.55不稳定~较稳定局部可采
1.49砂质泥岩泥岩
0.7633.0
313-10.94~6.83简单~复杂29.00.99稳定可采
1.39泥岩、中细砂岩泥岩
4.0218.5
410.54~6.46较简单47.4（45.5）0.96（0.96）稳定局部可采1.47砂质泥岩泥岩西部多为天然焦
2.93
517-10.3~2.8671.0较简单不稳定~较稳定局部不可采1.45粉砂岩粘土岩粘土岩
0.66
图1.2
2井田开拓
2.1井田境界及可采储量
2.1.1井田境界
本设计井田东界浅部起自第九勘探线,深部为自九9孔所作的煤层倾斜线与潘集一号井相毗邻,西自第十五勘探线和丁集勘探区相接;
矿井北部以F1断层作为与潘集四号井的分界限,南部以13-1煤层-800米水平的底板等高线作为深部井田境界;
矿井东西走向约9.3公里,南北倾斜宽约5.8公里,面积约54平方公里。
矿井地理坐标位置为东经11641?
13?
11647?
58?
北纬3247?
29?
--3252?
24?
潘集矿区的井田划分如下图（图2.1）示
矿井工业储量的计算:
本井田面积计算采用分块计算,如下图（图
2.2）示
图2.2
其中:
S1?
S1/cos81.4369×
10/cos814510212m
S2?
S2/cos161.2×
10/cos1612483593m
S3?
S3/cos105×
10/cos105077133m
S总S1?
+S2?
+S3?
37148071m
注:
式中S1、S2、S3的面积分别用计算机求得。
工业储量按下式计算:
Zr.M.S2.1
式中:
Z?
煤的工业储量（吨）
r?
煤的容重（吨/m）M?
煤的厚度（米）S?
井田的面积（米）
则工业储量为:
Zr.M.S1.39×
4.0×
371480712.1亿吨
2.1.2可采储量
1.矿井边界煤柱损失计算
按《煤炭工业设计规范》（此后通称《设计规范》）规定,矿井边界煤柱要留设20?
40m,与其它矿井相邻时留设20m煤柱。
无相邻时须留设40m煤柱,遇有断层等构造须留设20?
40m煤柱。
本设计井田东西为人工边界,且东与潘一矿相邻,因此矿井东部留20米煤柱,矿井西部留40米煤柱。
北部以F1断层为界,长10000米留40米煤柱,矿井南部边界以13-1煤煤层-800米底板等高线水平投影线为界,长10000米,留40米煤柱。
因此,矿井的边界煤柱损失为:
Z1（3800×
20+3500×
40+2×
10000×
40）×
1.39×
4.0
5648960（吨）
2.矿井工业广场煤柱损失计算
本矿井设计生产能力为180万吨/年,煤层的平均倾角为10?
工业广场的中心处在井田走向的中央,倾向偏于煤层中下部,其中心处埋藏深度为-730m,该处表土层厚度为186m,主井、副井,地表建筑物均布置在工业广场内。
工业广场按?
级保护留维护带,宽度为15m。
根据《设计规范》规定,矿井工业场地占地面积指标如下:
表2.1
井型（万吨/年）占地面积指标（公顷/10万吨）
240以上1.0
120?
1801.2
45?
901.5
9?
301.8
本井田设计井型为180万/年,故工业场地面积为21.6公顷,即:
S18×
1.221.6公顷216000米。
工业广场的留设根据〈〈矿井设计手册〉〉,留设如下:
（示意图）图2.3
取工广尺寸:
长L500米宽D432米
根据采矿设计手册中建构筑保护等级划分,本井田保护等级属?
级,故受保护边界的长为L530米,宽D462米.
计算工
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