张集煤矿毕业设计资料.docx
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张集煤矿毕业设计资料
XX矿业（集团）XX公司
X集煤矿矿井地质概况
X集煤矿
2013年6月
第一章概况
X集煤矿是XX矿业（集团）XX公司的现代化主力矿井之一，是国家“九五”重点建设项目，原年设计能力400万吨。
矿井于1996年7月1日破土动工，2001年11月8日正式投产。
2004年10月通过高定位技改，X集煤矿中央区年生产能力由年产400万吨提高到700万吨，随着年产300万吨的X集煤矿二期工程的建成，2005年10月28日该矿井成为XX省第一个千万吨级特大型现代化矿井，现形成了一矿两井生产格局模式。
X集煤矿投产以来，产量逐年增加，投产至今已生产原煤约9000万吨，大强度开采，水平延深快。
第一节目的任务及原则和报告编制X围及依据
一、目的与任务
二、勘探工程布置原则
三、编制X围
井田二水平的X围，西至F22断层，东到F221断层，北至各煤层露头，南到矿区边界，面积约为71.088Km2。
四、编制依据
第二节位置和交通
X集煤矿位于凤台县城西20km处，行政区划隶属于凤台县X集乡。
地理座标东经116°27′05″～116°35′38″，北纬32°43′47″～32°49′26″。
区内交通方便，XX～XX铁路从矿井南缘通过，矿井中心距X集车站约5km，该车站东到XX141km，西至XX69km，分别与京沪、徐阜及京九铁路相接。
潘集～谢桥、凤台～X集公路在矿区通过，且与凤台～颍上、凤台～XX、凤台～蒙城、XX～颍上等公路相接，可通往各县市。
西淝河在工业广场以东2km处贯穿全境，常年有水，可通百吨机帆船，凤台港是淮河上较大的河港之一，内运外输极为方便。
第三节自然地理
一、地形与水系
X集煤矿地处淮河中游，XX平原南部，区内地形平坦，地面标高一般在+21m～+26m，西北高，东南低。
西淝河在本区由东北部进入，向东南贯穿全境，于鲁台孜入淮河，是地面水汇集、排泄的渠道，历年最高水位+24.82m，1991年为+24.03m（闸上），2003年为+24.46m，2007年为+24.70m。
两岸有常年积水洼地，XX称花家湖，积水面积约22km2。
两岸筑有大堤，最大堤距3000～3500m，右堤顶高+26.61m，左堤顶高+27.11m。
此外，区内遍布人工开挖的渠道，用以灌溉、防洪、排涝。
二、气象
本区属季风温暖带半湿润气候，季节性明显，夏季炎热，冬季寒冷。
年平均气温15.1℃，极端最高气温41.2℃（1966年8月8日），极端最低气温-22.8℃（1969年1月31日）。
年平均降雨量926.3mm，最大1723.5mm（1954年），最小471.9mm（1966年），日最大降雨量320.44mm，小时最大降雨量75.3mm。
降雨多集中在6、7、8三个月，约占全年的40%。
年平均蒸发量（水面）1610.14mm，最大2008.1mm（1958年）最小1261.2mm（1980年）。
蒸发量大于降雨量，潮湿系数近似0.5。
春夏两季多东南风、东风，秋季多东南、东北风，冬季多东北、西北风。
平均风速3.18m/s，最大风速20m/s。
年初霜期在11月上旬，终霜期为次年4月中旬，无霜期191～238天。
初雪一般在11月上旬，终雪在次年3月中旬，雪期72～127天，最长138天，最短26天，最长连续降雪6天，日最大降雪量16cm。
冻结及解冻无定期，一般夜冻日解。
冻结深度4～12cm，最大冻结深度30cm。
三、地震
根据历史资料，XX、颖上地区地震活动强度不大，以轻度破坏和有感地震为主，颖上县志记载有感地震16次，其中1931年在明龙山曾发生6.25级地震，震中最大烈度7度。
其它地区地震，如1668年郯城8.5级地震，1917年霍山6.25级地震，1937年荷泽7级地震，对本区均有波及，但无较大破坏。
根据XX省地震局皖震发地字（84）020号文，XX地区未来百年内的地震基本烈度为7度。
第四节矿井建设概况
一、矿权设置情况
X集煤矿最新的2011年2月23日取得部颁发的新采矿许可证，证号C07096，面积71.0883km2，开采深度-200～-1000m，为地下开采，有效期自2006年3月31日至2030年4月1日。
新采矿证上矿区X围由20个拐点构成，
图1-3X集煤矿与周边相邻矿区位置关系图
二、矿井设计、建设、生产概况
设计生产能力和核定生产能力
据1997年3月煤炭工业XX设计研究院编制完成的《X集矿井优化修改初步设计》，X集煤矿矿井的设计生产能力为400万吨/年，服务年限122.5年。
2004年10月X集矿中央区通过高定位技改，生产能力提高到700万吨/年（皖经煤炭函[2007]269号）。
X集煤矿二期（X北煤矿井型为300万吨/年的矿井）工程建设项目为X集煤矿续建工程，于2003年7月1日开工建设，2005年10月28日X集北矿并入X集煤矿，X集煤矿成为XX省第一个年产达到一千万吨的特大型现代化矿井。
现形成了一矿两井模式格局。
2010年经上级主管部门核定生产能力为中央区760万吨/年（皖经信煤炭函[2008]881号），北区480万吨/年（皖经信煤炭函[2009]256号）。
2010年实际生产能力1369.7万吨/年（中央区780.4万吨/年，北区589.3万吨/年）。
3、矿井开拓开采现状
（1）矿井开拓方式
X集煤矿目前采用一矿两井管理模式，划分为中央区和北区两对井，设计采用立井、集中大巷和主要石门的开拓方式，采用分区开拓、分区通风、分区（中央区和北区）集中出煤的开采方式。
矿井划分为两个水平，一水平标高为-600m，二水平标高为-820m，目前矿井集中于一水平生产，二水平尚未进行开拓延深。
中央区设计生产能力为4.0Mt/a，3个井筒，均位于中央区工业广场内，分别为主井、副井和中央风井，主井、副井进风，中央风井回风，井底车场水平标高-600m。
2009年省经信委核定生产能力为7.6Mt/a。
目前，矿井东一13-1、11-2采区，西一13-1、11-2采区，西二13-1、11-2上山采区和东一11-2下山采区系统巷道已经形成，为目前的生产采区；正在准备东一13-1下山采区、东二11-2采区、西二11-2下山采区、东一13-1上采区及西二9-1～8下山采区，未来五年中将要打开的采区为北二11-2采区、二水平东一9-1～8煤采区、西一9-1～8煤采区、东二9-1～8煤采区。
北区设计生产能力为3.0Mt/a，3个井筒，均位于北区工业广场内，分别为主井、副井和回风井，主井、副井进风，回风井回风，井底车场水平标高-492m；另外，在西三浅部布置一个进风井和一个回风井。
2009年省经信委核定北区生产能力为4.8Mt/a。
目前，矿井北一8煤采区、西二9-1～8煤上山采区、北一6煤采区系统巷道已经形成，是矿井的生产采区；正在准备北一11-2采区、西二7-1～6煤上山采区、西三8煤上采区、西三13-1煤上采区和西二1煤采区。
未来五年中将要打开的采区为西二7-1～6煤下山采区、西三13-1下山采区、西三11-2上山采区、西三8煤下山采区和西三1煤采区。
（2）矿井开采现状
第二章以往地质勘探及本次补勘工作
第一节历次勘探工作简况及成果
一、钻探
（包括采矿权X围外）共415个，总工程量299788.62m；X集煤矿矿权内共有钻孔395个，其中水文孔83个，工程量267847.1m，抽水55次，见表2-1。
本次报告矿权内历次地质钻探工程量统计表表2-1
施工
时间
勘查
阶段
施工
单位
钻探工程量
提交报告
孔数
（个）
工程量
（m）
其中水文工程量
孔数
（个）
工程量
（m）
抽水
（次）
1960～1961
找煤
323队
1
547.79
1966～1968
普查
一队
11
8408.71
1971～1973
精查
一队
87
57350.80
8
2894.58
9
《谢桥第二勘探区综合勘探精查地质报告》
1976～1979
精查
补充
合计
120
77799.54
5
2733.72
2
《X集、王庄井田精查地质报告》
1979～1980
王庄
补钻
一四七
6
6741.31
《王庄井田补钻资料》
1982
新集
勘探
一四七
1
991.24
《新集井田第一期工程精查地质报告》
1983～1984
20煤
补钻
一队
17
10811.40
3
336.00
3
《X集煤矿东一采区20煤层补钻资料》
1985～1986
水源勘探
水文队
26
2963.28
26
2963.28
6
供水水文地质勘探（未见基岩）
1992
井筒
检查
钻探
合计
5
2500.74
2
435.18
9
《X集煤矿井筒检查钻地质报告》
1994～1995
井筒
检查
钻探
合计
4
1960.14
《X集煤矿北区井筒检查钻地质报告》
2002
北区副井筒检查钻探
XX矿业集团勘探工程处
1
560.16
《X集煤矿北区副井井筒检查钻地质报告》
2004～2005
北区零星补勘
合计
9
7686.5
《X集北区电子版地质报告汇编》
2005～2006
井筒
检查
钻探
水文队
2
1157.5
《X集煤矿西风井井筒检查钻地质报告》
2007
灰岩补充勘探
合计
11
7499.25
11
7499.25
11
《X集煤矿灰岩补充勘探报告》
2001～2007
中央区一水平补充勘探
合计
16
14613.34
《X集煤矿中央区一水平补充勘探报告》
2008.12～2010.10
新生界及浅部煤系地层水文与工程地质补充勘探
合计
28
14341.99
28
14341.99
7
（简易抽水8次）
《X集煤矿新生界及浅部煤系地层水文与工程地质补充勘探报告》
2008～2011
二水平补充勘探及陷落柱探查东翼东构造探查
合计
50
55395.11
总计
395
271328.8
83
31204
55
注：
表中“一队”为XX省煤田地质局第一勘探队。
二、物探
12次地面三维地震勘探
三、水文地质
先后进行过7次水文地质工作
历年水文工作情况表表2-2
施工时间
施工单位
钻孔
（个）
取芯情况
专门水文工程
备注
全取
芯孔
层段
取芯
界面
取芯
无
芯
专门
水文孔
工程量
（m）
抽水
次数
1960～1982年
一队
323队
147队
226
8
17
133
68
13
5628.3
11
其中未见基岩2个孔
1983～1984年
一队
17
3
1
13
3
336
3
钻水源勘探（未见基岩）
1985～1986年
水文队
26
22
2
2
26
2963.28
6
供水文地质勘探（未见基岩）
1992年
矿务局队
一队
5
4
1
2
435.18
9
井筒检查钻（其中未见基岩2个孔）
1993～2007年
一队
43
1
1
18
23
11
7499.25
11
2008～2010年
一队
水文队
28
15
正式抽水7次，简易抽水8次
2008～2010年
一队
XX矿业集团公司
合计
345
38
22
164
93
55
16862.01
55
第三章地质构造
第一节地层
本井田为新生界松散层覆盖的全隐蔽区。
井田地层全系钻探揭露。
经钻探揭露井田内地层有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系、第四系地层，现分述如下。
一、寒武系（∈）
据本井田补IXLZ4孔揭露，深度为1015.83～1312.80m，控制厚度大于296.97m。
由石灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩组成，溶洞发育。
二、奥陶系中下统（O1+2）
据本井西风井O2、六O2、补IXLZ1孔、补IXLZ2孔、补IXLZ3孔、补IXLZ4孔资料，厚69.15～196.91m，平均122.46m。
岩性主要为灰～浅灰色白云质灰岩，次为灰～浅灰绿色泥质灰岩，少见灰岩和钙质泥岩、铝质泥岩，偶见角砾状灰岩。
三、石炭系上统XX组（C3）
据井田内揭露地层总厚108.55～129.40m,平均118.99m；含薄层灰岩12～13层，灰岩总厚29.83～69.35m，平均56.75m。
根据厚度和岩石组合，本井田XX组灰岩亦划分为三组13层。
C3—Ⅰ组灰岩含C31、C32、C33上、C33下C３—Ⅱ组灰岩，含C３４、C３５、C３６、C３７、C３８、C３９灰岩6层。
C3—Ⅲ组灰岩含C310、C311、C312灰岩3层。
XX组假整合于奥陶系之上。
四、二叠系（P）
底部以海相泥岩与XX组分界。
二叠系总厚980m，分上统和下统，上统包括石千峰组、上石盒子组；下统包括下石盒子组、XX组，均为含煤地层，厚720m，含煤32层，总厚36.09m，含煤系数为5.0%,可分7个含煤段。
上部石千峰组为非含煤地层。
㈠、二叠系下统XX组（P1sh）
第一含煤段（图3-1）：
厚65m，含可采煤层一层，含煤系数为10.75%。
底部为灰黑色海相泥岩，其上是砂泥岩互层，常见腕足、瓣缌类化石及虫迹，多含菱铁结核，中部以中、粗砂岩为主，局部含砾及泥质包体，时而冲刷煤层，上部为粉砂岩、砂质泥岩。
㈡、二叠系下统下石盒子组（P1x）
第二含煤段（图3-2）：
厚128m，含煤8～11层（编号4～9煤），其中可采煤层6层，含煤系数10.22%。
底部为中粗砂岩，具冲刷特征，是与下伏XX组的分界，其上鲕状花斑泥岩或铝质泥岩是全区标志层。
5煤层顶底多薄层状砂泥岩互层，具有浑浊层理和虫迹。
㈢、二叠系上统上石盒子组（P2S）
地层厚527m，分五个含煤段：
1、第三含煤段：
厚103m，含煤系数3.85%。
底部砂岩是上、下石盒子组的分界；下部以砂岩、石英砂岩为主，夹砂质泥岩，少有花斑，局部见炭质泥岩（10煤层位）；中部以泥岩、砂质泥岩为主，常见鲕粒结构；中上部含煤三层，其中11-2煤为主采煤层。
2、第四含煤段，厚74m，含煤系数8.22%。
底部以灰白色细中砂岩与第三含煤段分界，其上为紫红～灰绿色含鲕花斑泥岩，通常称“大花斑”，是全区标志层；中上部以泥岩类为主，夹砂岩，含煤6层（12～15煤），其中13-1煤是主要可采煤层。
3、第五含煤段，平均厚度为110m，含煤系数2.12%。
本段多呈青灰色、灰绿色，以泥岩、砂质泥岩为主，夹细砂、砂泥岩互层。
底部以石英砂岩、细中砂岩与第四含煤段分界，其上有1～4层紫红～棕黄色花斑泥岩，称“小花斑”。
中部含煤4～5层（16～17煤）
4、第六含煤段：
平均厚度为110m，含煤系数1.99%。
以灰色、青灰色、灰绿色泥岩类为主，夹细中砂岩。
中下部含煤4层（18～21煤），18煤底部常见铝质泥岩或鲕状花斑泥岩，19～20煤间有1～3层薄层硅质岩，富含海绵骨针。
5、第七含煤层（图3-3）：
平均厚度为130m，含煤系数1.12%。
以灰色岩性为主，少见青灰色。
由泥岩、粉砂岩、砂岩组成，含劣质煤5层（22～25煤），而且常相变为炭质泥岩。
㈣、二叠系上统石千峰组（P2sh）
地层厚度260m。
为一套杂色非含煤地层，由灰色、灰绿色，紫红色泥岩、粉砂岩、中细砂岩、含砾石砂岩组成，多紫红色花斑泥岩。
底部为灰白～浅红色含砾中粗砂岩与上石盒子组分界。
二叠系的沉积环境是从陆表海海湾发展而来的下三角洲平原沉积，经历了海湾充填、树枝状、网状河体系，转入河口湾海湾环境，进而发展到上三角洲平原、陆相冲积平原沉积。
五、三叠系（T）
是一套红色碎屑岩，由棕红、紫红色砂岩、粉砂岩、泥岩组成。
厚度不详。
与下伏石千峰组呈整合接触。
六、第三系（R）
1．中新统（N1）
厚0～69.55m，平均37m。
上段由灰绿色棕红色粘土组成，局部夹泥灰岩薄层和薄层砂层透镜体，总体以灰绿、褐黄、赭红等杂色粘土为主，夹多层砂体，与粘土交互成层，砂体因相变而发育不等，分布不均。
底部有0～29.21m碎石层；局部缺失。
2．上新统（N2）
厚95～180m，平均厚度为130m。
以浅灰绿色、灰黄色粗中砂为主，次为细砂、粉砂，夹多层灰绿色粘土，偶尔有细砂岩盘。
七、第四系（Q）
1．更新统（Qp）
平均厚度为97m，以灰黄色、浅灰色细、中砂为主，夹多层粘土、砂质粘土，粘土层厚度变化大，含铁猛结核；上部夹青灰色淤泥；底部砂层为棕色锈黄色，富含铁猛结核，与下伏上新统分界明显。
2．全新统（Qh）
厚11～44m，平均25m。
以土黄色砂质粘土为主，夹不稳定细粉砂薄层。
在15～20m褐灰色砂质粘土中，富含有机质和大量螺蚌贝壳碎片。
第二节构造
X集煤矿位于谢桥向斜北翼，地处陈桥背斜的东南倾伏端，总体形态呈扇形展布的单斜构造，地层走向呈不完整的弧形转折。
西段地层走向在北西75°左右，中段急转东西，北东方向，至北段大致向正北延伸。
地层倾角平缓稳定，中央石门以西为10°左右，以东2～5°，工业场地以南至向斜轴一般为15°，局部30°，并有明显的波状起伏。
二水平总体地层走向形态与全井田基本一致。
一、褶皱
本区次级褶皱不很发育，六线以西原所谓的谢桥向斜形态表现不明显。
谢桥向斜：
向斜的轴部位于本区南部边界的附近，走向由东部的近东西向在四西线附近转为北西向，两翼不对称，北翼倾角5～15°，南翼倾角变化较大，一般为20～50°。
控制较可靠。
二、断层
本矿井的南、北边缘断裂发育，井田内部的断裂数量较大、但规模较小。
截至现有资料，本井田共确定断层701条，其中正断层675条，逆断层26条；落差≥100m的9条，≥50m～＜100m的1条，≥20m～＜50m的12条，≥5m～＜20m的210条，落差＜5m的469条。
按可靠程度分：
在701条断层中，查明的有57条；可靠的有243条；可靠的～较可靠的有275条；较可靠的有106条；可靠性差的有20条。
矿井北部边缘及煤矿主体是一组以北西向为主的正断层，北部边缘断层走向大致平行于陈桥背斜轴，呈树枝状发育。
往南，断层走向逐渐向南偏转。
总体上，断层围绕着背斜的转折端，组成了放射状的断裂系统，显示出背斜在褶皱隆起过程中的X裂性质；在变位特征上，该组正断层大多向南倾斜，呈现出由北向南逐渐下降的阶梯式组合。
区内主要断层分述如下：
㈠、北西向断层
1、F109正断层
位于本矿西北端，为矿井边界断层，切割区内第二水平1～8煤层，使其与太灰奥灰对口接触，走向北西，向南西倾斜，倾角68～74°，落差90m～270m，由西向东逐渐变小，本矿X围内长4km。
有十南12、十一9、十一17等3孔穿过，并控制在十19与十16及水218孔之间。
属查明断层。
2、F215正断层
位于矿井西北部，切割一水平1～8煤层，造成1煤与XX组下部灰岩对口。
走向北西，倾向北东，倾角70～78°落差0～110m，由西向东变小，区内长6km。
有257孔穿过，并在十一线、十二线和十二北线上控制在钻孔之间。
属查明断层。
3、F211正断层
为矿井东北边界，穿越煤矿全境，切割全部煤层。
走向北西，向南西倾斜，倾角59～70°，落差5～65m，由浅而深落差加大，长7.1km。
有十南3、十一12、十二北6、十三8、十四2、十五6、十六11、十六4、等7个钻孔穿过断层，通过三维地震查明该断层变向为向南延展至十六线。
属查明断层。
4、F216正断层
紧邻于东北边界，与F211断层相距50～400m，-800m水平以浅的可采煤层被切断。
走向北西，倾向南西，倾角70°，落差0～35m，长2.3km。
有六12、十二南1、十六11、十六4、十三1、十四6、十五6、十六4、四1等10个钻孔穿过，通过三维地震查明该断层变向为向南延展至十六线。
属查明断层。
4、F216-5正断层
与F226和F216断层相交，为三维地震查明断层,走向北西西，倾向南南西，倾角55～65°，最大落差达20m左右,延伸长度1.3Km。
切割1～13-1煤层所有可采煤层。
北一北翼8煤皮带机巷和回风大巷已揭露该断层，实见落差分别为9m和3m，落差变化较快。
5、F217正断层
F217断层，走向北西，并逐渐转向东西，倾向南，倾角50～65°，落差0～17m，长3km。
深部有分枝断层F217-1断层，切割13-1、11-2、8、6、1等主要可采煤层。
F217断层有五4、213、十六1、十六2、十六3等5个钻孔穿过，控制。
目前无巷道工程揭露，根据临近巷道资料推断，该断层在西部走向方向向南偏移，五5孔附近向北偏移。
属查明断层。
6、F220正断层
位于矿井中深部，切割-600m水平以下的煤层。
走向北西，倾向南西，倾角40～65°，落差0～35m，切割13-1、11-2、8、6、1等度要可采煤层，延伸长度达2.6km。
属三维地震资料查明断层，该断层井巷工程揭露有1311（3）底抽巷、以及1117（3）运顺，在1117（3）运顺揭露落差为23m。
并有四四东23孔穿过，属查明断层。
7、F213逆断层
地处矿井中深部，影响-600m水平以下的主要可采煤层。
走向北西，向南倾斜，倾角45～70°，落差0～30m，长约1.4km。
由221孔查出。
属查明断层。
㈡、北东向断层
1、F209正断层
F209断层位于矿井西部，为西二采区和西三采区边界，切割第一水平各可采煤层，走向北北东，倾向西，倾角60～76°，落差20～100m，各煤层中断层的落差由浅部向延展时逐渐变小至尖灭，长5.6km。
南端有F209-1分枝断层，局部切割一水平内11-2～20煤层，落差0～12m，长0.6km。
F209南段有六-七5、247、水209孔穿过，并控制了倾角，北段控制在水217、三7孔之间330m以内，该断层在247孔附近向东偏移。
根据西风井区-483西三轨道大巷、西三回风大巷、西三矸石胶带机巷、西翼6煤胶带机巷、西翼6煤回风大巷等巷道工程揭露资料，该断层落差34～40m。
2、F226正断层
F226是采区的分界断层，切割第一水平全部可采煤层，走向北东。
向东倾斜，倾角55～65°，落差0～30m，长3.2km。
由六6、六7、六8、六9、六15、三12等6个孔穿过，13-1、11-2煤层中该断层的落差向深部延伸的落差逐渐变小并尖灭，中央区一水平现有西一轨道大巷、西一胶带机大巷、西一回风大巷等井巷工程揭露，实见断层落差8～11m。
北一采区巷道已多处揭露，北区8煤、6煤现共有20条井巷工程揭露，在走向向稍有偏移，断层落差大小沿走向也有所变化，在北一采区中部落差27～30m，向南北两侧落差逐渐减少至15m左右，断层面较粗糙，多数有断层泥或断层破碎带（宽0.5～3.0m）,且主断面附近多发育有伴生小断层，井巷实际揭露断层时无大的突水现象，局部仅有滴、淋水现象。
实际揭露断层走向摆动变化较大，位置和原勘探稍有偏移，延展长度向北延长。
3、F22正断层
井田边界断层，正断层，走向N35°～43°E，倾向S49°～55°E，倾角60°，落差0～23m，错断层位1～17-1煤层，区内延展长度2400m。
地震控制并有七西3孔穿过，断层已查明。
4、F27正断层
走向N11°～22°E，倾向S69°～82°E，倾角66°，落差15～25m，错断层位1～1
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