采矿工程毕业设计柳泉煤矿06Mta新井设计Word文档下载推荐.docx
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其中十灰厚度大，含腕足类化石，上部白与下部黑，颜色对比鲜明，与上、下灰岩层间距较大，一般25m到30m左右，为本段地层对比的辅助标志。
十一灰及十二灰组成上薄下厚的双层结构，尤以十二灰厚度大，含大量纺外向纺锤蜒而为本组地层的主要标志之一。
十三灰以其化石密集而易于辨认，故亦为本段地层的辅助标志。
上部：
厚约76m，由灰岩、泥岩、砂岩及薄煤层组成，含灰岩9层，其中一灰、四灰、五灰、六灰、九灰沉积稳定，一灰颜色浅，岩面粗糙，含有现有珊瑚及海百合茎化石；
特征明显，位于该组地层的最顶部，成为与上覆山西组地层分界的标志。
四灰厚度大，含燧石结核，为本段地层的主要标志之一。
八灰与九灰相距较近，为本段地层对比的辅助标志。
该组地层与下伏本溪组整合接触。
②二迭系
a、山西组（P1S）
厚78.89~121.20m，平均107.23m。
岩性由灰白色中砂岩，灰色细砂岩，深灰色粉砂岩及灰黑色泥岩，灰褐色粘土岩及煤层组成；
最顶部为杂色泥岩。
本组共含煤3~5层，煤层常位于该组地层的中下部。
其煤层沉积特征明显，各煤层常具一层老顶砂岩。
7煤层顶板以灰白色中粒砂岩为主，具斜层理，含有菱铁质鲕粒及炭纹。
沉积虽然连续，但厚度变化大。
9煤层顶板为浅灰及灰白色中细粒砂岩，成份以石英为主，含长石，硅钙质胶结，分选性好，含黑色泥岩包裹体，常见有黑色泥质条带，构成水平层理及缓波状水平层理；
9煤层之下常具一层砂岩，除含有菱铁矿结核及具有生物搅动构造外，与其顶板砂岩特征基本相似，岩性区别不大。
9煤上距7煤层为25~50m，下距10煤5m左右；
9煤层之底板砂岩，即为10煤层顶板砂岩。
10煤之下为粉砂岩或与分细砂岩互层，底部为灰黑色海相泥岩，含菱铁矿透镜体，具底栖动物浅穴，为该区地层对比的辅助标志。
山西组全区分布，虽然因不均衡沉降而造成薄厚不等的沉积，但整体连续无缺失。
该组地层与下伏太原组为整合接触。
b、下石盒子组（p1x）
厚123.46~224.59m，平均195.50m。
主要为杂色泥岩，浅灰色，灰褐色粘土岩，灰~杂灰色粉砂岩及灰色、灰绿色细砂岩，灰白色中细砂岩、中粗粒砂岩及深灰色泥岩、粉砂岩和煤层组成。
因上、下地层沉积特征各异，分上、下两段叙述：
下部含煤段：
厚约76.5m左右。
主要由灰、深灰色泥岩、粉砂岩，灰白色细中砂岩及煤层组成。
粉砂岩、泥岩中含植物化石。
中细砂岩含菱铁矿鲕粒，呈缓波水平层理及斜波状层理，常形成煤层的顶板。
该段常含煤2~3层，有时5~7层，可采煤层一层（即3煤）。
灰色地层厚约40m，为本组含煤段地层。
其下为杂色泥岩。
最底部为灰~灰绿色含砾粗砂岩，有时相变为中砂岩或细砂岩。
成分以长石石英为主，具多量岩屑，泥质胶结，分选性差，具韵律分选层理，厚度为0.50~20m，平均厚6.50m。
此层为下石盒子组与山西组地层的分界，俗称为分界砂岩，为该区地层对比的重要标志层。
此层上距3煤层约45m左右，下距7煤层50m左右。
上部非含煤段：
厚约120m，其岩性以杂色泥岩为主，间有灰色粉砂岩，灰褐色粘土岩、灰绿及灰白色细砂岩，少有中粗粒砂岩。
杂色泥岩中以紫红色为主，具灰、灰黄、灰绿色斑块，含。
灰色粉砂岩及灰褐色粘土岩中多含植物碎片化石及植物根化石。
有时含完整的脉羊齿及瓣轮叶等化石。
细砂岩常具缓波状水平层理及斜波状层理，含泥岩包裹，具少量炭屑。
本组地层与下伏山西组为整合接触。
C、上石盒子组（P2S）
厚13.58~538.95m，平均269.75m。
上部以灰，灰绿、灰杂色斑块状泥岩为主，夹薄层中细或中粗砂岩，分选性较差，下部为灰色，浅灰色及绿灰色中细砂岩，与杂色、灰色、深灰色泥岩，粉砂沉积。
距底部约100m处为灰、深灰色泥岩及粉砂岩，多含植物根化石，偶夹薄层炭质泥岩或煤线。
底部为灰白或灰褐色中粗粒含砾石英砂岩，坚硬；
一般为1~2层，偶见3层，上薄下厚，俗称“奎山砂岩”，为上石盒子组与下石盒子组地层的分界标志。
该组与下伏下石盒子组整合接触。
d、石千峰组（P2sh）
仅见于04勘探线4号孔，厚度69.65m。
主要有暗红色泥岩、粉砂岩，灰褐、灰绿色及灰白色中粗粒砂岩组成；
粗砂岩分选性差，含有岩屑及石英细粒，时见韵律分选层理。
底部为一层厚30m左右的含砾粗砂岩，与下伏上石盒子组整合接触。
③第四系（Q）
厚37.40-95.00m，平均51.52m。
第四系松散层主要由粘土、砂质粘土、砂姜粘土、含粘土粉细砂、中砂、砾石层及粘土砂姜、钙质粘土等组成，其中砂层、砂砾石等含水层仅占地层总厚度的1/3-1/4，且普遍含粘粒。
（2）构造
就区内构造控制程度而言，属中等偏简单，褶皱、断裂均不发育，现叙述如下：
①褶皱
景山勘查区主体为一向倾盆地，收不均匀构造应力作用，盆地东南翼产状陡立，倾角60°
~75°
，向深部变缓，倾角10°
~15°
，形成陡帮平底的箱式褶曲。
闫大庄向斜为景山勘查区主体向斜，轴部位于检测区中部偏西北，其走向由西南至东北，呈NE70°
转向NE50°
~NE60°
，最后渐转为南北向至NW10°
而翘起，略呈“L”形，轴长约8km；
8条勘探线控制，煤层底板等高线涂上清晰，控制程度可靠；
其东南翼发育有秦楼背斜和城子河向斜等次级褶曲。
③岩浆岩
本区内岩浆岩侵入普遍，据钻孔揭露，下石盒子组5个钻孔见岩浆岩侵入1-3层，侵入厚度0.92~5.38m。
依据肉眼鉴定描述，侵入到下石盒子组，山西组的岩浆岩，其岩性相似，为深灰~灰绿色，隐~细晶质，斑状结构，块状构造，含黑云母碎片，矿物成分为斜长石、角闪石或辉石，据区域资料，燕山期岩浆侵入规律为：
早期以中酸性为主，多呈岩株、岩盘侵入；
晚期以中基性为主，多呈岩脉、岩床侵入。
故本区岩浆岩侵入为燕山晚期。
见综合柱状图1-2：
综合柱状图1-2
1.2.3水文地质
1、地表水系
本区属华北平原山东丘陵的西南缘，地势低平。
东南部为低山丘陵，山体走向NE—SW。
西南部的麻雀山为区内最高峰，标高241m。
西北部为黄淮冲积平原，地面标高32～34m（西南高而东北低），地面坡度一般为1／5000，沿湖为1／3000。
微山湖为区内最大湖泊，其次有城子湖、留武湖、后川湖等。
主要河流有京杭运河、顺堤河、废黄河、不老河，闸河、桃园河、郑集河等，流向自西向东或东南。
区内水系特点是流程短、河槽浅，汛期行水，旱期断流，仅在下游的沿湖地带基本保持常年有水。
1957年微山湖水泛滥，苏北堤河以东全部受淹，洪水位标高36.12～36.84m，目前沿湖大堤堤顶标高一般在39.00m左右。
本区气候属南温带鲁淮区，据徐州气象站资料，年平均降水量795.9mm；
蒸发量1679mm，降水多集中在5～9月（常见6～8月），占全年总降水量的54.1～75.4%。
2、井田含、隔水层（组、段）水文地质特征
（1）本溪组（C2b）
上部以浅灰色石灰岩含水层为主，夹泥岩或铝质泥岩，下部由杂、紫红色泥岩、铁质泥岩隔水层组成。
据区域资料，正常条件下，它为基底奥陶系灰岩强岩溶含水层与太原组灰岩岩溶水的良好隔水边界。
（2）太原组（C3t）
揭露厚度3.98～191.28m，由灰色石灰岩、生物碎屑灰岩及浅灰色中细砂岩等组成溶隙裂隙含水层；
共有灰岩13层，总厚度25.22～40.74m，占该组总厚度的18.9～28.3%。
四灰：
灰色，上部浅棕灰色，微晶质结构，底部夹泥质条带，富含珊瑚，海百合茎等海相动物化石，少含燧石结核，裂隙发育，方解石及泥质充填，局部发育溶蚀洞穴，富水性较强，为开采山西组7、9煤层的间接充水含水层。
综合本区勘探成果及邻近矿井揭露情况，太原组石灰岩岩溶含水层富水性中等，且自浅向深富水性趋弱。
深灰色粉砂岩、泥岩、灰色粘土岩、煤层等组成相对隔水层。
（3）山西组（P1s）
厚度78.89～121.20m，平均107.23m。
上部和下部由泥岩、粉砂岩夹薄层细砂岩组成，为相对隔水层段；
中部为含煤层段，砂岩含水性相对较好，虽然高角度张裂隙较发育，但多被方解石等充填，各漏水点均位于浅部（143.36～243.85m）。
邻区垞城矿清理斜巷底部7煤底板砂岩水质分析（76年1月），水质为氯化物重碳酸钠型，矿化度1.033克／升。
煤层顶部50m以内的充水砂岩直接影响7煤层开采，其层数1～7层，平均4层；
厚度6.40～36.57m,平均18.53m；
钻孔中均未见漏水。
总体上7煤顶部砂岩含水层富水性较弱。
根据邻近矿井开拓资料，7煤层底板砂岩不如顶板砂岩发育，但由于距太原组岩溶含水层较近，易获得补给，涌水量往往高于顶板砂岩。
（4）下石盒子组（Plx）
厚度123.46～224.59m，平均196.50m，由粉砂岩、泥岩、煤层及中、细砂岩含水层组成。
景山勘查区3-11号孔470～471m漏水，漏失量1.18m3／h，砂岩局部高角度张裂隙发育，但多为钙质或泥质充填。
邻区李场井检孔2、3煤层底板（基岩风化带）至山西组7煤顶底板砂岩混合抽水试验（1995年5月）：
单位涌水量0.000386L／s·
m，渗透系数0.0273m／d，水质为氯化物硫酸钠型，矿化度2.46g／L，富水性弱。
上部砂岩不发育，为相对隔水层段。
（5）上石盒子组（P2s）
厚度13.58～538.95m，平均269.75m，浅部遭剥蚀。
主要由泥岩、粉砂岩、粘土岩及砂岩组成。
含水层段与隔水层段相间，底部70m以内岩性为灰白色含砾中粗砂岩（奎山砂岩），一般2～4层，平均厚度20余米，景山勘查区内计有6个层次漏水，富水性弱～中等，检测区内未见漏水钻孔。
奎山砂岩下距2、3煤层平均160余米，对煤层回采无影响。
夹河矿井筒穿过奎山砂岩涌水量210m3／h，-80m人行石门过奎山砂岩涌水量130m3／h。
（6）石千峰组（P2sh）
区内仅1个钻孔揭露。
岩性由紫红色中粗粒砂岩夹紫红色泥岩，粉砂质泥岩组成，为相对含水层段。
（7）第四系（Q）
厚度37.40～95.00m，平均51.52m，主要由粘土、砂质粘土、砂姜粘土夹含粘土粉细砂、中砂、砾石层及粘土砂姜、钙质粘土等松散层组成，其中砂层、砂砾石层等含水层一般仅占地层总厚度的1／3～1／4，且普遍含粘土成份。
剖面上一般可将第四系松散层划分为上、中、下、底四段。
①底段：
厚度0～22.0m，平均10.50m，仅发育于西、西北部。
岩性为棕黄～灰绿色粘土、砂质粘土及粘土质中细砂，偶见粘土质砾石层。
②下段：
厚度6.2～25.2m，平均13.70m，黄褐色夹绿灰色，上部以粘土砂姜、砂姜粘土为主；
下部多见钙质粘土、中部偶夹粘土质粉细砂、砂质粘土等。
3-15号孔抽水试验，第一股水（250L）抽出后，24小时抽出水量仅6.828L，富水性弱。
水质为硫酸钠镁型，矿化度1.655g／L。
③中段：
厚度13.0～30.0m，平均18.70m，黄褐色为主，夹绿灰色，紫色，可塑～硬塑，岩性以粘土、砂质粘土及粉细砂等为主。
局部含砂姜，该段为相对富水层。
见少量现代蚌螺壳残体。
④上段：
厚度4.5～18.4m，平均8.62m，灰～浅黄色，常见一层灰色流塑状淤泥质粘土。
以软～可塑状粘土、砂质粘土为主，局部夹l-2层粘土质粉细砂，多见近代植物根须及小孔隙。
3、矿井水文地质类型及复杂程度
综上所述，按照《矿井水文地质规程》中有关规定，本区属于半封闭的徐州煤田刘集复式向斜水文地质单元内的北东端水文地质块段。
第四系中的粘土、砂质粘土及砂姜粘土厚而稳定，它剪弱了大气降水、地表水、第四系孔隙水与基岩煤系含水层的水力联系。
基底奥陶系灰岩虽然接受东南裸露山区侧向补给，但本溪组下部泥岩段具良好隔水作用。
对2、3煤开采产生直接充水的为其顶部砂岩裂隙含水层，其富水性一般较弱；
太原组石灰岩（四灰）为7煤层开采的间接充水含水层，据邻区揭露资料分析，富水性中等，因此本区水文地质类型属简单～中等型，其中，开采中组煤层为简单型。
矿床水文地质条件属简单型。
4、矿井涌水量
原地质报告预测矿井的正常涌水量90m3／h；
预测最大涌水量为355m3／h。
矿井近三年实测涌水量均在20m3/h左右。
1.3煤层及煤质
1.3.1煤层
（1）煤层特征及含煤性
本井田含煤地层为二迭系山西组和下石盒子组，含局部可采煤层三层，即2煤、3煤和7煤，，其中可采煤层3煤的平均厚度3.2m。
3煤层煤厚0.32-3.45m，平均3.2m。
部分为单层结构，部分为双层或叁层结构，煤层结构的变化无规律。
检测区内穿过3煤层钻孔16个，其中断缺点1个，见煤点15个，可采点8个，可采性指数0.53。
3煤顶板大部分为深灰色泥岩，少数为深灰色粉砂岩及浅灰色细砂岩。
3煤层底板为灰色泥岩和褐灰色粘土岩。
3煤层在最北端受岩浆岩入侵影响变为天然焦。
3煤层属大部分可采的较稳定煤层。
1.3.2煤质
（1）物理性质及煤岩特征
检测区内主要可采煤层为3煤层，其余各煤层均为不可采煤层。
3煤：
灰黑～黑色，油脂光泽及弱玻璃光泽，硬度1.5～2°
，褐黑～黑色条痕，具厚度不等的条带状结构，含少量碎屑镜质体性脆、易碎，土状～参差状断口，内生裂隙较发育，半暗～暗淡型煤。
镜质组主要为均质镜质体和基质镜质体，。
木质结构已被强烈破坏，镜质体的腔孔结构已消失。
惰性组主要为粗粒体、丝质体和半丝质体，含少量微粒体和菌类体，多呈大小不等，形状不规则的碎片分布在凝胶化基质中。
丝质体腔孔结构多已破坏，有的腔孔被粘土充填。
壳质组以大小孢子体为主，含少量角质体、树脂体及木栓质体。
无机矿物中，以粘土为主，呈微粒状、浸染状或条带状分布。
黄铁矿呈星散状分布。
碳酸盐呈块状晶体充填裂隙。
镜质组最大反射率（R）为0.7860～1.0797，属II一Ⅲ变质阶段。
3煤是气煤，气煤是煤化程度较低的一种烟煤，烟煤的容重为1.2～1.4
（2）煤的化学性质
1）水分（Mad）：
烟煤一般含水量在2%以下，个别点较高达2.62%，且自上而下，其含量有逐渐降低的趋势。
而天然焦及天然焦的水分稍高，平均大于2%，个别点高达5.45%。
其原因主要是这些煤种所含吸附水较多。
本区各煤层均属低水分煤层，故对煤层的利用影响很小。
2）灰分（Ad）：
2、3、7煤层中气煤、1/3焦煤，灰分平均值为25.17%～31.92%，均属偏低的富灰煤。
2、3煤中天然焦灰分在40%以上，为高灰煤。
7煤中天然焦灰分为31.95%，属富灰煤。
3）硫分（St，d）：
2、3煤层硫分均小于1%，属低硫煤。
7煤层硫分0.52%～2.28%，平均1.41%属中硫煤，个别属中高硫煤。
4）磷（Pad）：
本区各煤层磷含量大多在0.05%以内，应属特低磷煤及低磷煤。
5）氯（Cl）：
本区各煤氯含量在0～0.078%之间，平均为0.019%，氯含量较低。
6）砷（As）：
本区各煤层的砷含量一般在0～8PPM之间，砷含量较低。
7）煤的发热量：
3煤中气煤、1/3焦煤发热量18.88～28.54MJ/kg，平均24.64MJ/kg；
3煤中天然焦由于灰分较高，发热量平均值为15.57MJ／kg。
1.3.3瓦斯、煤尘及煤的自燃
（1）瓦斯
2005年矿井瓦斯绝对涌出量为0.46m3/min，相对瓦斯涌出量为0.91m3/t。
矿井二氧化碳绝对涌出量为0.91m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.84m3/t。
（2）煤尘
煤尘爆炸性鉴定结果3煤爆炸火焰长度为320mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量75%，煤尘有爆炸性危险。
（3）自燃
煤层自燃发火倾向性经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定为Ⅲ类不易自燃煤层
（4）地温
平均地温梯度为1.96°
C／lOOm，属地温正常区。
2井田境界与储量
2.1井田境界
柳泉煤矿是江苏天能集团公司下属主要生产矿井之一
划定的井田境界：
南自第1勘探线，北至06勘探线，浅部至各煤层露头，深部至-1000m煤层等高线。
井田境界示意图见附图2-1-1。
其开采范围由8个拐点座标圈定，拐点座标具表2-1。
表2-1井田拐点座标表
拐点编号
x
y
1
3812240.00
20516515.00
2
3813228.76
20517070.69
3
3814676.89
20518333.15
4
3816248.41
20518594.80
5
3817483.13
20516964.94
6
3816732.67
20515122.73
7
3814120.69
20513543.24
井田走向长6km，倾斜长0.2~4.0km，面积16.49km2。
开采深度-80~-260m，主采煤层为下石盒子组3煤层。
矿井西南相邻的生产矿井为垞城煤矿，与本矿井有矿界煤柱相隔，对矿井开采无影响。
2.2矿井工业储量计算
矿井工业储量是指在井田范围内，经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。
本次储量计算是在精查地质报告提供的1：
5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。
2.2.1矿体块段划分
地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。
煤层总储量即为各块段储量之和，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。
块段划分如图2-1所示。
图2-1块段划分示意图
根据《煤炭工业设计规范》，求得以下各储量类型的值：
（1）矿井地质资源量
矿井地质资源量可由以下等式计算：
Zz=（
×
F×
）/cosα（2-1）
式中：
——矿井地质资源量，Mt；
——煤层平均厚度，m；
——煤层底面面积，m3；
——煤容重，t/m3；
α——煤层平均角度，17°
.
将各参数代入（2-1）式中可得表2-2，所以地质储量为：
Zz=77.25（Mt）
表2-2块段储量表
煤层
块段
倾角/（°
）
块段面积/km2
煤厚/m
容重/t/m3
储量/Mt
总储量/Mt
4.32
3.2
1.4
15.33
67.10
3.70
14.23
5.32
17.13
6.73
19.10
2.2.2矿井工业储量
根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。
根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量由式计算。
矿井工业储量可用下式计算：
Zg=Z111b+Z122b+Zm11+Zm22+Z333×
k（2-2）
式中Zg——矿井工业资源/储量；
Z111b——探明的资源量中经济的基础储量；
Z122b——控制的资源量中经济的基础储量；
Zm11——探明的资源量中边际经济的基础储量；
Zm22——控制的资源量中经济的基础储量；
Z333——推断的资源量；
——可信度系数，取0.7~0.9。
地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，
值取0.9；
地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井，
取0.7。
该式取0.8。
Z111b=Zz×
60%×
70%=28.18（Mt）
Z122b=Zz×
30%×
70%=14.09（Mt）
Zm11=Zz×
60%×
30%=12.08（Mt）
Zm22=Zz×
30%×
30%=6.04（Mt）
Z333=Zz×
10%×
k=5.37（Mt）
因此将各数代入式2-2得：
Zg=65.73（Mt）
2.2.3矿井可采储量
矿井设计资源储量按式（2-3-1）计算：
Zs=Zg-P1×
3%（2-3-1）
式中Zs——矿井设计资源/储量
P1——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之和。
按矿井工业储量的3%算。
则：
3%=63.76（Mt）
矿井设计可采储量
Zk=（ZS-P2）×
C（2-3-2）
式中Zk——矿井设计可采储量；
P2——工业场地和主要井巷煤柱损失量之和，按矿井设计资源/储量的2%算；
C——采区采出率，厚煤层不小于75%；
中厚煤层不小于80%；
薄煤层不小于85%。
此处取0.85。
Zk=（Zs-P2）×
C=（76.52-76.52×
2%）×
80%=50.00（Mt）
2.2.4工业广场煤柱
根据《煤炭工业设计规范》不同井型与其对应的工业广场面积见表2-3。
本矿井设计生产能力为60万吨/年.所以取工业广场的尺寸为450m×
300m的长方形。
煤层的平均倾角为5度，考虑到工业广场压煤量及第一开采水平的选择，其中心处在井田走向的中央，煤层埋藏深度较浅，靠近井田下部边界埋藏深度为-250m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。
工业广场按Ⅱ级保护留维护带，宽度为15m。
本矿井的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表2-4
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