钱家营煤矿矿井生产与通风设计Word文档下载推荐.docx

1、1.1.2地形特征 本地区地势平坦，井田范围内全被第四系冲积层所覆盖，地势低平，东北高，而西南低，标高介于726m之间，地形坡度1/1000。东部于新古河道两侧有高度13m呈北东南西向排列的小型沙丘。1.1.3气象及地震 矿区为大陆性季风气候，春季东风和西风交替出现，气候干燥少雨；夏、秋两季东南和南风常由海面带来潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷气压影响多西北风，气候寒冷干燥。矿区内由11月至翌年3月为冻结期，冻结深度为1.0至1.5m，最高气温在零上27摄氏度至37摄氏度，最低气温在-29摄氏度至-34摄氏度，全年气温平均为零上2.0摄氏度，年降水量为370mm至631mm，全

2、年主导风向多为西北、东南，风力3至4级。根据开滦矿务局地震办公室1991年5月31日提供的钱家营矿区地震基本烈度评定报告，钱家营矿区地震基本烈度为七度。1.1.4地表水文情况井田内有沙河、老牛河。沙河发源于迁安城西好树屯，汇集清凉山东麓一带山地之水向南流去，过巍峰山凤凰山间的山谷，进入开平煤田。蜿蜒于唐家庄矿业有限公司，流经吕家坨矿业公司与范各庄矿业之间，回折而向西南，穿过钱家营、宋家营、小集镇，而泄入苇泊洼地内。井田范围内有沙河自井田北部流向西南，流向与地层走向大致一致，河面开阔，水力坡度较小，仅为1%2%。冬春河水近于干涸，只排泄矿井水。夏秋流量显著增大，汛期有时泛滥，流量随上游北部山区降

3、雨量而变化。最高水位为1.9m。图1.1 交通位置图1.1.5水源及电源工业用水和生活用水主要取自第四系冲积层水和矿井井下分流的清水，基本上形成了一套集中供水系统，矿区水资源比较丰富，可满足工业用水和生活用水的需要。进入本矿区中央变电站的电源线共计四趟，其中2趟电网是吕家坨变电站35KV输电线，接矿中央变电站馈送至一水平，另外2趟是开滦林西电厂35KV输电线，经过中央变电站馈送至一水平。1.2井田地质特征 1.2.1井田地质构造 1）井田大中型构造特征（1）区域构造概况钱家营井田位于开平煤田之开平向斜的东南翼，开平煤田位于燕山南麓，受新华夏系构造的控制，是一个北东向的大型复式含煤向斜构造。它包

4、括了开平向斜、车轴山向斜、荆各庄向斜和西缸窑向斜四个含煤构造。开平向斜为一大型不对称向斜构造，轴向在南部为北东40，到北部古冶以东逐渐转成近东西向，其西北翼地层陡立至倒转，东南翼地层平缓而多褶曲，自北而南有杜军庄背斜、吕家坨背斜、范各庄向斜、毕各庄向斜、南阳庄背斜、高各庄向斜、李辛庄向斜、刘唐保背斜和深港向斜等褶曲，它们的轴向都与主向斜斜交，构成了“边幕式”褶曲。（2）井田大中型构造特征钱家营井田东端为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼，向西依次为南阳庄背斜、高各庄向斜，再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区，此单斜构造向西南延展约12公里，又开始出现褶曲，自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜。井田西

5、端为深港向斜东翼。井田内褶曲线性排列明显，如南阳庄背斜，延展长度达7公里，长宽比为3:1。各褶曲轴向都与主向斜轴（开平向斜）斜交。褶曲多呈不对称状：背斜东南翼倾角较大，一般20左右；西北翼倾角平缓，一般10向斜则相反，东南翼倾角缓，西北翼倾角大。井田构造以褶曲为主，断裂为辅，断层以倾向或斜交为主，且大中型断层多伴生在褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带。2）井田主要构造描述（1）南阳庄背斜特征：长轴状背斜，轴向在南阳庄附近呈近南北向，到岭上庄附近急剧转成近东西向，呈向东北方向凸出的弧形，两翼不对称，西翼倾角10左右，东翼倾角20左右。往深部褶曲幅度变小，于煤12的-1100米底板等高线附近趋于消失。

6、褶曲浅部发现有F4、DF4、DF4三条大型逆断层。控制程度：延展长度达7公里，褶曲浅部煤12的-700底板等高线以浅有16个地面钻孔，井下钻探、巷探和二维地震、瞬变电磁等物探方法进行综合探测控制，背斜形态得到了较好的控制，而深部仅有钱46、钱101、钱85三个地面孔控制，背斜形态控制不严密，有大中型断层伴生的可能，影响工作面的布置甚至影响采区的合理划分，有待进一步探测控制。（2）高各庄向斜井田中深部构造，轴向北80西，南翼倾角10左右，北翼13左右，轴部伴生有F11逆断层和F17正断层。延展长度约3.5公里。钱77、钱81、钱45、钱9、钱40和钱水19共6个地面钻孔控制，向斜深部控制较差。（

7、3）李辛庄向斜轴向北40西，两翼不对称，东北翼倾角12左右，西南翼20延展长度超过4公里，钱78、钱86、钱88共3个钻孔控制，向斜形态控制不严密，其中钱78孔揭露向斜轴部有3断层（落差31米），当然还有其它大中型断层伴生的可能，严重影响着采区的正常划分，采区设计前必须进一步及时勘探查明。（4）刘唐保背斜轴向北75西，东北翼倾角20左右，西南翼倾角13左右，此背斜褶幅比两侧向斜大，在煤层底板等高线图上，可见呈“舌状”向主向斜内拱出。与李辛庄向斜相似，东南部较紧闭，而向深部较宽缓。其西部为深港向斜。延展长度超过15公里，仅褶曲深部有钱93、钱94、钱95和钱96共4个孔控制，背斜控制极不严密，且

8、有大中型断层伴生的可能，采区设计前必须进一步勘探控制。（5）主要断层到1998年年底井田内共有187个地面钻孔，查出断层26条，其中落差5030米的断层4条，3010米的断层10条，10米以下的断层11条，落差不明者1条，详见表1.1。表1.1 钱家营井田断层概况表项 别落 差（m）5030301010合计条 数3513其中正断层412逆断层13）对井田内大中型构造的认识勘探及采掘实践表明：井田内主要褶曲都伴生有大中型断层，尤其褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带断层密集，断层落差较大，远离这些区域断层规模和密度较小。以南阳庄背斜浅部为例，其轴部伴生有F4、DF4A、DF4B三条逆断层（落差依次为3

9、2米、18米、12米），同时在大中型断层两侧还有较宽的断层影响带，中小型断裂发育，煤层顶板稳定性极差，如F4逆断层仅下盘影响带宽约100200米，不仅影响了采区工作面的合理布置，而且极大影响了工作面高产高效采掘。4）矿井地质构造复杂程度评定以上论述表明，钱家营井田大中型断层不多且很少互相切割交叉，地层产状变化不大，有少量宽缓褶皱，大中型构造复杂程度应属类。1.2.2煤系地层及其层组划分钱家营井田位于开平煤田东南翼的西南段，煤系地层的时代属于石炭系上统和二迭系下统。基盘地层为中奥陶统马家沟组石灰岩。煤系地层总厚度约为500米。含煤十几层，煤层总厚达19.79米，含煤系数3.96%，地层特征与开平

10、煤田其它井田基本相同，现由老至新，从煤系的基盘奥陶系中统描述如下：1）奥陶系中统马家沟组（O2）：本组为岩性单调、质纯的碳酸盐相沉积。以厚层状，灰褐淡玖瑰色豹皮状灰岩为主，夹白云岩和薄层状白云质灰岩。后者多赋存在本组地层的上部。井田内共四个钻孔揭露了该层，最厚达95.53米。根据岩芯观察其顶部大约40米以浅部分属古风化壳，最顶部约20米风化程度甚强，常具黄褐色斑状杂色，向下逐渐减弱。裂隙中见有浅灰杂色铝土岩充填，系属石炭系中统G层铝土岩沿裂隙填入的堆积物。本组厚度约300米。2）石炭系（C）：分上、中两统，下统缺失。下界为奥陶系中统马家沟组石灰岩顶面，两者呈假整合接触。上界为煤11顶板一含海相

11、动物化石之细粉砂岩顶面。与上复的二迭系呈整合接触。总厚一般约200米。（1）石炭系中统一唐山组（C2）：直接复于奥陶系灰岩之上。上界为唐山石灰岩（K3）顶面。一般约60米。本统地层以紫、绿灰色的粘土岩和浅灰色粉砂岩为主，仅上部可见细砂岩。本统下部厚约26米为滨海环境的湖泊相碎屑岩沉积。向上逐渐过渡到海相薄层碳酸盐和过渡相的交替沉积。形成一个逐渐递进的相序。本统标志性岩层自下而上有G层铝土岩和三个薄层灰岩。（2）石炭系上统（C3）：分上下两组。下组称开平组，上组称钱家营组。上组是重要的含煤地层。本统一般厚约135米。3）二迭系下统（P1）：下界以煤11顶板之粉砂岩顶面，与钱家营组呈整合接触。上界

12、A层铝土质粘土岩顶面，部分地区有冲刷面。本统地层一般厚约300米，分上下两组。下组称大苗庄组；上组称唐家庄组。其大苗庄组是主要含煤地层。（1）大苗庄组（P11）：上界为煤5顶板的中、细粒砂岩底面。此间为一古河床的冲刷面，常使煤5遭受剥蚀的迹象。如林88孔煤5厚度为0米，钱34厚0.11米。本组厚约70米。本组地层为过渡相粘土岩和陆相碎屑岩的交替沉积。大陆冲积相己开始出现。含煤六层，即煤9、煤8、煤7、煤11、煤6和煤5。其中煤7和煤9厚度较大，为层位稳定的主要可采煤层。标志层：煤6顶板粉砂岩：深灰一黑灰色。致密，质地均一。具海百合茎及腕足类化石。含黄铁矿散晶及褐灰色泥质或菱铁质结核。层位稳定。

13、（2）唐家庄组（P11）：下界为煤5顶部的中、细砂岩底面，与下伏大苗庄组呈冲刷接触，上界为A层铝土质粘土岩顶面。一般厚度220米左右。井田内局部受剥蚀。本组地层属陆相堆积，河流活动极为活跃，除了在河流期交替的短暂时期有一些滞水盆地湖相的粉砂质和泥质沉积物外，很少见有典型湖泊相的沉积物。岩性以粗碎屑砂质岩类占绝对优势。由于地壳逐渐趋向隆起，河流活跃，迁徙频繁，已不利于煤层堆积。本组地层大致可分三段。每一岩段由河床相粗碎屑物起到滞水盆地（湖）细碎屑物止，反映了三次河流活动的大周期。4）二迭系上统（P2）：下组称古冶组，上组称洼里组。本统厚度大于722米。（1）古冶组：下界为A层铝土岩顶面，呈冲刷接

14、触。上界为淡黄色底砾岩底面。亦是冲刷接触。一般厚约430米。本组属纯陆相沉积。岩性以灰白、紫灰色中粗粒砂岩为主，间夹紫色粉砂岩和粘土岩。砂岩成份单一。泥硅质或硅质胶结。粉砂岩或粘土岩多呈团块状构造。有时含褐铁矿结核。本组中部含一层铁质粘土岩（A层），是全区主要标志层之一。该层下约4050米处粗砂岩中有同心环状层理（称李泽岗格同心环）。再下是厚层的硅质中、粗砂岩。分选性甚好。质地坚硬，俗称“磨石砂岩”。厚度一般在10米以上。本组下部的粉砂岩中，常含羊齿及苛达树等化石。（2）洼里组：下界为底砾岩底面，上界不清，厚度大于500米。井田内钱12孔所见287米。与古冶组呈冲刷接触。本组地层岩性主要为紫色

15、、紫红色粉砂岩间夹细砂岩，有时夹中砂岩和粘土岩。组成细带状构造。底部为暗紫色或灰绿杂色砾岩，有时相变为中粗砂岩。以石英为主，次为燧石、紫色岩屑。分选不良。泥硅质胶结。本组属陆相沉积。显示由河床相粗碎屑物湖滨波浪带或浅湖相细碎屑沉积特征。5）新生界复盖层（第三、第四）：本界地层不整合于各时代地层之上。厚度由北部钱47孔的82米往西南逐渐增厚，至钱84孔达800米，平均每公里厚度递增42米。等厚线大致呈东西方向伸展。井田西南部大致以钱73钱88钱98诸孔联线为界，此线以南，复盖层厚度均超过600米，经部分取芯鉴定，下部似有第三系沉积物，其岩性为灰绿黄绿色半固结状的砂岩，粉砂岩和粘土岩。曾送样于省公

16、司化验室鉴定，岩样为细砂岩故未发现孢粉，无法确定其时代，暂划入新生界复盖层。本界地层由各种粒级的砂、卵石，砾石及粘土和亚粘土组成。1.2.3 水文地质1）大气降水矿区年降水量在350-800mm之间，由于巨厚冲积层的存在，阻隔了大气降水与矿坑涌水之间的联系，矿井涌水量基本不受季节影响。2）地表水系矿区地表水系主要包括沙河、老牛河、幸福河、矿井采动塌陷积水坑以及一些人工排水灌溉沟渠。矿井采动塌陷坑积水量随开采面积的扩大而增加，到1997年末最大积水量为3344971立方米。所有地表水体均直接补给潜水 层，但与煤系含水层均无直接水力联系。根据矿井开采以来涌水量观测数据分析，地表水与矿井涌水量无联系

17、。3）矿井直接充水含水层及其主要特征。矿井直接充水含水层包括第含水层（煤12底至煤14顶砂岩裂隙含水层）、第含水层（煤5底至煤12顶砂岩裂隙含水层）、第含水层（煤5顶板砂岩裂隙含水层）。（1）第含水层煤12至煤14砂岩裂隙含水层，含水性中等，局部较强，是矿井主要充水水源之一。该含水层主要参数为：单位涌水量0.0197-0.0566L/sm.，渗透系数0.15010.707米/昼夜，目前井田内观测到的最低水位为-480m（钱水24），其水质类型为重碳酸钠型或硫酸钠钙型，矿井揭露该含水层长时间涌水后沉淀黄褐色胶状物质。（2）第含水层煤5底至煤12顶砂岩裂隙含水层，含水性弱，工作面揭露时只出现局部滴

18、、淋水现象，单位涌水量为0.0160.0584L/sm，渗透系数为0.1541.742m/d，水质类型为重碳酸钠型。（3）第含水层煤5顶至A层砂岩裂隙含水层，从煤5向上依次分为三段（VA、VB、VC），含水性中等，局部较强，是矿井主要充水水源之一，已采工作面中最大涌水量达2.1m3/min（1375东工作面），该含水层主要参数为：VA段单位涌水量为0.06030.228升/秒.米，渗透系数为4.526米/昼夜。第含水层水质类型为重碳酸钠型或硫酸重碳酸镁钠型，工作面揭露该含水层涌水后沉淀乳白色胶状物质。4）矿井间接充水含水层及其主要特征矿井间接充水含水层包括第含水层（奥陶系灰岩岩溶含水层）、第含

19、水层（煤14到K3含水层）、第含水层（A层至基岩顶界面含水层）、第含水层（冲积层含水层）。（1）第含水层奥陶系灰岩岩溶含水层，该含水层含水丰富，单位涌水量为2.146升/秒.米，渗透系数为182.714米/昼夜，其水质类型为硫酸重碳酸钙镁型。在井田范围内，奥陶系灰岩距煤12-1在140180m左右，此范围地层由粘土岩、薄层灰岩、砂岩互层组成，正常情况下奥陶系灰岩含水层水对采掘开工程不构成直接威胁。（2）第含水层煤14至K3（唐山灰岩）含水层，含水性弱，单位涌水量为0.0455升/秒.米，渗透系数0.261米/昼夜，水质类型为硫酸钙镁型。（3）第含水层A层至基岩顶界面砂岩裂隙含水层，含水性弱，单

20、位涌水量为0.040.0196升/秒.米，渗透系数为0.02480.211米/昼夜，水质类型为重碳酸钠钙型或重碳酸钠型。（4）第含水层第四系冲积层孔隙含水层，在井田范围内冲积层厚度由东北部80余米向西南变厚至800余米，由砂、粘土、卵砾石互层组成，由上往下共分五个含水层组，其中第四承压含水层（E）与煤系地层直接接触，其厚度变化为0130米，西南部最厚达270米，含水性较强，单位涌水量为1.0161.385升/秒米，渗透系数为8.30120.626米/昼夜，水质类型为重碳酸钙型或重碳酸钙镁型，受矿井开采影响，其水位由建井前的+10米左右下降至目前的-30余米（最深达-60余米）。1.2.4其它有

21、益矿物境内矿产资源丰富，主要有煤、铁、石灰石、耐火粘土等。1.2.5地质勘探程度钱家营矿井田面积35.6km2，补勘14个地面孔，工程量6551.22m；井下地质孔7724.2米；井田内的主要构造形态和煤层情况已基本清楚，矿井各个区域的勘探程度均属于精查，可以满足矿井开采的要求。1.3煤层特征 1.3.1煤层的结构、厚度和一般特征井田内可采和部分可采煤层共8层，计有煤5、煤6-1/2、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。其中主要可采煤层为煤7、煤9、煤12-1，均属复结构的中厚厚煤层。详见表1.3。1.3.2可采煤层及局部可采煤层稳定性建井至今我矿一水平回采煤层集中于煤5、煤7、

22、煤9、煤12-1。煤8仅局部可采，且煤厚变化较大、煤层灰分较高，伪顶发育。煤11绝大部分不可采，均属极不稳定煤层。已采工作面稳定性评价指标如下：表1.2 工作面煤层稳定性评价表79煤 厚0.53.01.61.67.170.63.22.20.65.23.2可采指数0.971.00.99变异指数22.2418.8627.4328.69综合评定稳定较稳定表1.3 钱家营井田可采煤层沉积特征表煤层名称煤 层 厚 度最小最大平均（点数）与上一煤层间距发 育 情 况煤 层 结 构稳 定 性煤503.931.42（98）17.8848.75时而变薄出现不可采地段,钱34、47、51、18、64及林88孔附近

23、均不可采.19号剖面以西（乙区）稳定性好,厚1.392.00米.一般为单一结构,时有夹石12层.不稳定一水平西翼大部分不可采,东翼仅局部变薄不可采.煤71.667.175.2（113）23.56（83）0.2017.39沉积稳定为井田内主要可采煤层之一.复结构,含夹石23层,为炭质粘土岩或粘土岩.煤803.391.25（95）6.34（94）1.2311.31不可采地段,主要在第7剖面以东;吕53孔钱44、16、51孔和林88孔等及中部的钱64附近不可采.第21号剖面以西至井田边界煤7、8合区.一般为单一结构,时有夹石12层.多为粉砂岩或为粘土岩.一水平大部分不可采,且煤层厚度变化较大,目前本

24、煤层尚无回采工作面.续表1.3 钱家营井田可采煤层沉积特征表煤90.355.202.20（101）6.26（95）5.2718.12为井田内较稳定,可采的中厚煤层,向北和东方向有变薄的趋势.钱55孔和苗4孔附近出现不可采地段.单一结构,时有夹石12层.一水平生产实践发现,煤层厚度变化不大,但煤层沉积基底不平,局部顶底板断层密集,层完整性受到极大破坏.煤1102.230.78（105）10.69（95）2.7734.26不可采面积较大,主要在第3号剖面以东.中部钱26、60、73等孔附近均系零星不可采地段单一结构，时有夹石1层极不稳定一水平仅局部可采煤12-10.396.412.99（105）1

25、5（90）为井田内中厚厚煤层,向北至吕家坨区有变薄趋势.煤层厚度局部变化较大对井田煤层稳定性结合一水平采掘情况和精查勘探结论评价如下：井田内煤7为稳定煤层，煤9、煤12-1为较稳定煤层，煤5、煤8为不稳定煤层，煤11属极不稳定煤层。井田内稳定和较稳定煤层储量占全井田储量的77.2%。矿井地质规程规定稳定和比较稳定煤层储量占全矿井储量的6080%，则煤层稳定程度属类，据此钱家营井田煤层稳定程度属类。1.3.3煤层对比钱家营井田煤系地层的时代属于石炭系上统和二迭系下统，基底地层为中奥陶统马家沟组石灰岩，煤系地层总厚度约为500米，含煤十几层，煤层总厚达19.79米，含煤系数3.96%，地层特征与开

26、平煤田其它井田基本相同。1）标志层:（1）G层铝土岩：沉积在奥陶系灰岩的古风化壳上。上部常为浅灰色，下部时为浅灰、灰白和紫色。岩性致密，细腻有滑感。具分布不均匀的菱铁质鲕粒。含黄铁矿结核及散晶体。全区稳定，总厚平均5米。（2）1石灰岩：灰深灰色略具褐色，质地较纯，富含海百合茎及腕足类等化石含黄铁矿结核。层位稳定，厚度平均1.50米。下距奥陶系顶面约30米。（3）2石灰岩：深灰黑灰色，有时微发褐色，致密，质地较纯。层面有时附沥青质。含海百合茎及腕足类化石。层位较稳定，厚度平均约1.15米，下距1约15米。（4）3石灰岩（唐山石灰岩）：浅灰褐色，中厚层状，质纯坚硬。含大量筵科、珊瑚、海百合茎和腕足

27、类等化石。并含豆状黄铁矿结核及沥清质膜。厚度较大，层位稳定，是煤系地层中沉积幅度较大的一次灰岩沉积，厚度平均 3.58米。下距2约15米。（5）4石灰岩：褐灰色，致密，坚硬，质不纯。富含海白合茎及腕足类及筵科化石。偶见黄铁矿散晶。层位不稳定，常相变为浅海相粉砂岩。厚度平均1.39米。下距3约20米。（6）5石灰岩：灰深灰色，含泥质的生物碎屑石灰岩，时而相变为钙质粉砂岩。本层灰岩常为煤14-1直接顶板或间接顶板。厚度度平均为1.15米。下距4石灰岩约30米。（7）6石灰岩（钱家营石灰岩）：深灰色，质不纯、含硅质，富含海白合茎及腕足类化石。裂隙多被方解石脉充填，并可见黄铁矿散晶，厚度平均为1.00米。有时被上部三角洲相冲刷，下距5石灰岩约15米。（8）煤12-1顶板腐泥质粘土岩：灰黑色，条痕褐色。岩性极细，均一，油脂光泽，具贝壳状断口，含黄铁矿薄膜。海相动物化石富集于该层顶部粉砂岩中。其上部为含钙质的粉砂岩，仅井田中部及西南部明显。层位较稳定，本水平西部不具腐泥质。（9）煤11顶板腐泥质粘土岩：黑色，条痕棕褐色。质纯而均一，油脂光泽，平坦状及贝壳状断口，本水平东部发育，西部相变为粘土岩。（10）煤6顶板粉砂岩：深灰灰黑色，致密，质地均一，具海白茎及腕足类化石。（11）A层铝土岩：淡青、浅灰和紫红色为主。岩性致密，性脆，细腻，具鲕状均造。常