井田地质煤矿毕业设计文档格式.docx

1、湿润系数约为0.5，故本区属半湿润区。四、矿井人口分布、工农业发展情况整个矿区跨庄村和临黄村，本区处于故黄河泛滥形成的冲积平原上，地势较为平坦，土质较土质比较肥沃，主要农作物有玉米、小麦和大棚农作物，由于农田水利基本建设发展较快，亩产水平逐年提高。工业水平一般。居民分布比较多，但达到设计能力时需要迁移的村庄有河头和解场，其户数240户，面积13200及人数1484人。除上述村庄外，还有潘场、西庄、大程庄对回采有所影响，根据采煤接续及时迁移受塌陷影响的村庄。矿井的生产对农田破坏大，做好赔偿工作。五、电源与水源 夹河井田建一座35/6kV变电所，其35kV双回路电源架空输电线路由柳新110kV区域

2、变电所馈出，一回路为LGJ-95+120，长7.65km（其中LGJ-95，长6.65km；LGJ-120，长1km）；另一回路LGJ-185，长10.2km，该变电所有两台变压器，型号为SFL1-16000/35，35/6kV，16000kVA。本区地势较为平坦，西南略低，地形坡度为千分之一点五，地表迳流条件较好，大气降水以蒸发及地表迳流的形式排泄，余下部分滞缓地渗入地下。本区河流不发育，天然水系只有故黄河，由北西向南东横穿井田之中，与煤层及含水层露头的夹角为5557，因第四系中部有粘土及粘土类沉积物3040m起到隔水作用，故大气降水及地表水系对矿井充水无直接影响。第二节 井田地质特征一、井

3、田的勘探程度 夹河井田先后由一六九煤田勘探队和矿务局地质勘探队以及省煤田地质物探测量队和省煤田物探测量队在井田进行过钻探和地震勘探工作。二、煤系地层特征的综述夹河井田位于煤田九里山向斜南翼。石炭、二叠系地层是其含煤地层，在井田均被第四系冲积层覆盖。井田钻孔和井巷工程揭露的含煤地层主要有石炭系的组（C2）、组（C3）、二叠系的组（P11）、下石盒子组（P12）、上石盒子组（P21）、石千峰组（P22）地层，各组地层的生成层序，其沉积古地理环境和岩性特征各有差异，综合地址柱状图见图1-2-1。1、中石炭系组（C2）属浅海相沉积，假整合于奥陶系地层之上。全层厚约25m,下部为紫红色铁质页岩，为古风化

4、壳沉积，以次与下伏地层分界，中部为灰绿色铅土页岩，中部以浅灰灰白色薄-厚灰岩为主，中夹薄灰绿色页岩或铅土页岩，以顶板浅灰色灰岩或铅土页岩与上覆组地层分界。2、上石炭系组（C3）为本区主要含煤地层之一。属海相陆交互相沉积，整合于组地层之上。地层沉积旋迥清晰，标志层明显，由石灰岩、页岩、砂页岩和砂岩组成。夹灰岩13层，含煤4-10层，总厚约159m。3、下二叠系组（P11）为本区主要含煤地层之一。属浅海河湖沼泽相沉积，整合于组之上，含煤1-4层。主要有深灰色页岩、砂页岩，灰白色中-细砂岩，杂色砂页岩组成。全厚116m，沉积旋迥比较明显。4、下二叠系下石盒子组（P12）为本区主要含煤地层之一。属陆相

5、沉积，整合于组之上，含煤1-8层，由深灰色、杂色页岩，砂页岩及灰白色砂岩组成，全厚200m。5、上二叠系上石盒子组（P21）为陆相沉积，整合于下石盒子组之上，由杂色、灰绿色、灰色页岩、砂页岩及灰绿色、灰色、灰白色细-中粒砂岩组成。中下部常夹0.2-0.5m炭质页岩或薄煤1-2层，本区施工钻孔未穿全组，所揭露最大厚度530m。6、第四系（Q）不整合于各时代地层之上。由砾岩、粘土砂岩、亚粘土、粉砂土组成，由东南向西北逐渐增厚。三、井田地质构造及分布 夹河井田位于复背斜九里山向斜南翼中段。井田总体为一走向略有变化的斜构造。地层产状沿走向、倾向变化较大，且F1号断层上下两盘地层产状有差异。F1号断层下

6、盘：1524线地层走向NE60，24线以西渐转至近SN向，地层倾向NW，沿倾向方向地层倾角变化大。以2煤层为例：-150m水平以上地层倾角3585；-150m-250m水平2535，-300-350m水平510，-400-800m水平1635，-800m水平以下至F1号断层520，因此F1号断层下盘煤层由浅至深在剖面上大致呈台阶状，其它煤层具体台阶所处水平不完全与2煤层一致，但总体形态相似。F1号断层上盘地层走向1819线NE400，1923线的浅部由NE700渐转为NE200，深部为NE600，2327线NE600，2729线总体NE200。地层倾向NW，地层倾角15250。1、褶皱井田无大

7、型褶皱，在F1号断层上盘和下盘各有一个不完整的次级褶皱。其产状要素简述如下：F1号断层下盘1718线有极不完整的次级向斜构造，轴向近EW，侧伏角度100180，E端翘起；F1号断层上盘21线附近有不完整的次一级向斜构造，轴向为NE350左右侧伏角为120，ES段翘起；局部因受断层的牵引使地层或煤层产状发生变化，在断层附近往往发育有小型不完整的次级褶皱。2、陷落柱本井田陷落柱不发育，仅在23线组、组煤层露头处，有一较小的在水平切面上呈椭圆形的陷落柱。3、断层井田断层比较发育，落差在20m以上的有8条，而且小断层比较发育，是影响矿井生产的主要因素。四、井田水文地质情况本区位于故黄河泛滥形成的冲积平

8、原，与东南、西南部的低山丘陵区毗邻。煤系地层上有较厚的第四系冲积层覆盖。二叠系煤系地层属湖沼相、陆相沉积，为砂岩裂隙充水矿床，水文地质条件中等。下部的上石炭统煤系地层为海陆交互相沉积，灰岩发育有十三层，为岩溶溶隙充水矿床，水文地质条件相对比较简单。区含水层按充水介质可分为：第四系孔隙含水层，二叠系砂岩裂隙含水层，上石炭统组灰岩溶隙含水层和奥陶系灰岩岩溶含水层。潜水接受大气降水和地表水直接补给，因第四系中部有一层较厚的隔水层，一般和下伏的承压含水层不发生直接水力联系。各基岩含水层在露头处接收大气降水和潜水的入渗补给，由于含水层属平原区单斜岩层，承压含水层在浅部水力联系较好，地下水交替运动活跃，随

9、着深度的增加，接受补给条件差，水力联系变弱，地下水交替运动迟缓。二叠系砂岩裂隙含水层以静储量为主，也有局部垂直渗透、越流及侧向导水断层补给，但补给量有限。富水带一般位于浅部及构造发育部位，如向斜轴及断层裂隙发育等地段充水条件较好，其它地段相对较差。从矿井开采突水情况看，在浅部突水次数多，突水量大，深部减弱。在矿区外围东南西南部奥灰出露于地表，可以接受大气降水及地表水的入渗补给，矿区生活用水皆取用该含水层水。由于组岩层的阻水作用，正常情况下奥灰水对开采二叠系、石炭系煤层无直接影响。（一）地表水本区河流不发育，天然水系仅有故黄河，由北西向南东横穿井田，流向由北西向南东流入京杭大运河。河堤标高+42

10、.0+43.0m，河宽50m左右，为季节性河流，最高洪水位+39.29m（1963年7月1日），此河流为本矿区汛期泄洪河。（二）含水层1、第四系孔隙含隔水层本区第四系地层不整合覆盖在各含煤地层之上，厚度60142m，平均100m。总体变化趋势为由煤层露头向深部逐渐变厚，其含水性自上而下分为三段。（1）浅部含水层段该层厚1520m，为黄河泛滥的冲淤物，该土层松软，空隙大，含水性及透水性较强，直接接受大气降水及地表水的补给，水位变化幅度明显，本区水位较高，呈潜水状态，民用井多取用此含水层的水。钻孔抽水资料：q=0.290l/sm K=3.58m/d 矿化度：M=0.94g/l 水质类型：HCO3M

11、gK+Na型 邻区井筒穿过此含水层时涌水量3.952.04m3/h。（2）隔水层段本段堆积较复杂。该层厚4070 m，中上部有1020m的粉砂岩，遇水流动，透水性较好。但下部为深灰，黄红褐色的粘土，分布稳定，隔水性好。q=0.0470.057l/sm K=0.176m/d（3）底部砾石含水层段该层厚810m ，岩性为粘土及砾石层，其中砾石分选性差，砾径0.510cm，底部常有一些10cm以上的棱角状碎岩块，该层透水性及含水性均较强，小楼风井穿过此层时涌水量57m3/h。该层为第四系中的富含水层，且与基岩直接接触，为煤系地层中的主要补给水源。2、二叠系砂岩裂隙含水层（1）上石盒子组砂岩裂隙含水层

12、主要是上石盒子组底部的厚层砂岩（俗称奎山砂岩），该层厚度2030m，与下伏下石盒子组整合接触。岩性为灰白、灰绿色中粗粒，底部含砾石，形成蜂窝状洞穴。含水性和透水性均较强。井筒穿过该层时涌水量171206.5m3/h，对凿井造成一定影响。因距离2煤层顶板150160m，故对煤层开采无直接影响。（2）下石盒子组砂岩裂隙含水层该组地层厚度173250m，平均206m，其中对2煤开采影响较大的砂岩为顶板三层砂岩，由近到远分述如下：a.第一层砂岩裂隙含水层第一层砂岩距2煤顶板13m左右，厚度不稳定，07m，岩性为浅灰色细中粒砂岩，泥质胶结。井筒揭露时涌水量为05m3/h，掘进过程中该层砂岩水从顶板淋出，

13、恶化了作业环境。b.第二层砂岩裂隙含水层 该层砂岩距2煤顶板60m左右，厚度1838m，平均25m，层位稳定，岩性为灰灰白色细中粒砂岩，底部颗粒逐渐变粗，泥质、钙质或基底式胶结。砂岩裂隙较为发育。2煤回采裂隙带波及该含水层时曾多次发生涌水，如203、204、2608、2612工作面回采时涌水30200m3/h，影响工作面正常回采。c.第三层砂岩裂隙含水层该层砂岩距2煤顶板100m左右，厚度218m，稳定程度较差，岩性为灰色细中粒砂岩，向深部泥质增多，相变为砂质泥岩。因距煤层较远，该层砂岩正常情况下对采掘活动影响不大。钻孔混合抽水试验资料： q=0.01450.0252l/sm K=0.0252

14、0.0411m/dM=1.9g/l 水质类型：SO4K+NaMg型（3）组砂岩裂隙含水层本组地层厚88138m,平均118m。一般7煤顶板赋存两层砂岩，底板赋存两层砂岩，由于底板砂岩含水层富水性较弱，对7煤开采影响较小，7煤顶板砂岩含水层分述如下：距7煤顶板720m，厚度6.5m左右，层位较稳定，岩性为灰色细中粒砂岩，泥质胶结。距7煤顶板2535m，厚度3.58.5m，层位较稳定，岩性为灰色细粒砂岩，泥质胶结。7煤层顶板砂岩含水性较弱,实际揭露该组砂岩时,涌水量较小。如-80m水平人行石门及-280m水平层间石门穿过本组砂岩层时仅有淋水,全矿井7403工作面回采时涌水量最大10.5m3/h，其

15、他面回采仅有少量淋水。钻孔抽水试验资料：q=0.01750.0274l/sm K=0.01570.0677m/d 矿化度M=1.612.25g/l 水质类型：ClK+NaCa型3、组灰岩 本组地层厚147167m，平均159m，岩性由灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，其中夹有13层灰岩，灰岩总厚度41.26m，占全组地层的25.9%。最厚为四灰，厚度5.3616.37m，平均9.21m，最薄为十三灰，厚度0.171.94m，平均1.05m。根据灰岩含水层特征及与主采煤层开采的关系分为两个含水层段，现分述如下：（1）第一含水层段（一九灰）灰岩含水层厚10.8756.0m，平均27.63m。其

16、中四灰厚5.3616.37m，平均9.21m，溶隙较发育，含水性较强，是组地层中含水较丰富的含水层，也是目前井下生产用水的水源。其余各层灰岩厚度较小，含水性也较弱。一、二层灰岩；五、六、七、八层灰岩间距小，水力联系好，其余各层灰岩间距较大，水力联系较差。九灰至十灰的间距为16.946.36m，平均26.45m，且夹有砂质泥岩、泥岩等相对隔水层，对开采十灰下的20煤影响不大，故一九灰不为组煤层开采的直接充水含水层。钻孔抽水实验资料：q=0.81131.302l/sm K=3.9512.93m/d矿化度M=0.843g/l 水质类型：HCO3Cak+Na+型该段含水层属含水中等的含水层段。（2）第

17、二含水层段（十十三灰）灰岩含水层厚8.6223.86m，平均13.63m，其中十一、十三灰厚度小，含水性弱，十、十二灰厚度大，溶隙较发育，含水性较好。十、十二灰间距18.71m，多砂泥岩、泥岩组成，隔水性较好，一般不会发生水力联系。十、十二灰分别为20、21煤直接顶板，对20、21煤开采影响较大。q=0.03220.5632l/sm K=0.2133.724m/d矿化度M=1.22g/l 水质类型：HCO3ClCaMg 型该含水层段属含水小中等含水层。总体上看，组灰岩各层厚度、裂隙溶洞的发育程度不同，其含水性也各不相同。就各层灰岩相比较，因四、九、十、十二灰厚度大，质较纯，有利于岩溶的发育，为

18、储存地下水创造了条件，因此含水性较强，但随着深度的增加，溶隙的发育减弱，裂隙被方解石脉充填，其含水性减弱。如-800m大巷揭露四灰时无水。（三）矿井涌水量目前在-280m、-450m、-600m、-800m水平建立观测站测水，水量分别为27m3/h、10m3/h、30m3/h、45m3/h，全矿井水量112m3/h。随着深度的增加，涌水量有减小的趋势。由于-280m、-450m、-600m三个水平采掘活动较少，涌水量稳定，-800m水平为采掘场所，水量较稳定。第三节 煤层特征煤层走向不稳定，浅部为东西走向，至深部时变化为东北、西南走向，倾向浅部为南北走向，至深部为东南、西北走向。浅部煤层倾角2

19、5，中部为7.5和12.5，深部为25。煤层露头深度为浅部21煤层露头。风化带深度大致为-50-65m。一、煤层2煤层最大厚度为4.0m，最小厚度为2.9m，平均厚度为3.5m，煤层赋存较稳定，煤层结构较复杂，煤的容重为1.35t/m3,煤的硬度系数 f=23，煤层倾角-350m以上为250、-350m-450m为7.50、-450m-550m为12.50，-550m以下为250。7煤层最大厚度为3.2m，最小厚度为2m，平均厚度为2.6m，煤层赋存较稳定，煤层结构较简单，煤的容重为1.35t/m3,煤的硬度系数 f=3，煤层倾角-350m以上为250、-350m-450m为7.50、-450

20、m-550m为12.50，-550m以下为230250，其可采煤层特征见表1-3。表1-3 可采煤层特征表序号煤层名称煤层厚度/m间距m倾角（0）围岩情况煤层牌号硬度f容重t /m3煤层结构及稳定性最大小平均顶板底板124.02.93.5108-350m以上为250、-350m-450m为7.50、-450m-550m为250，-550m以下为250。页岩、砂页岩、21线变砂岩砂页岩气231.35较复杂，较稳定73.22.6-550m以下为230250。3较简单二、煤质（一）煤的物理性质下石盒子组2煤层：黑至褐黑色，半亮半暗淡型煤。玻璃树脂光泽。条带状结构，鳞片状至块状结构。裂隙发育，常充填方

21、解石脉，质地松散，局部含黄铁矿及泥质或炭质。摩尔硬度级。组7煤层：黑色，半亮型煤，玻璃光泽，条带状结构，块状结构，具平坦状至贝壳状断口。性脆易碎，裂隙发育，多方解石充填。硬度。 （二）煤的化学性质 1、煤的工业分析 （1）水份（Mad）井田可采煤层均属于低水份煤，其原煤水份平均含量为：2煤层2.0%，7煤层1.7%。（2）灰份（Ad） 井田可采煤层煤芯煤样灰份平均含量：2煤层22.9%，7煤层14.6%；煤层原样灰份平均含量：2煤层18.6%，7煤层6.4%；可采煤层精煤灰份平均含量：2煤层9.7%，7煤层6.2%。（3）硫份（St,d） 经原煤全硫测定，并井田全硫含量在0.4%3.4%之间。

22、其中可采煤层原煤全硫在0.4%0.56%之间，均小于1%，属特低硫煤。 （4）挥发份（Vdtf） 本井田煤层原煤挥发份在各可采煤层之间变化不大，一般在36.5%44.4%之间，精煤挥发份一般都在33.5%44.5之间，其中2煤层偏低，7煤层略高。（5）发热量（Qdad） 原煤分析基弹发热量2煤层平均在25 MJ/kg，7煤层平均为27.04 MJ/kg；各主采煤层精煤发热量均大于30 MJ/kg。三、瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温性 （一）煤层瓦斯 夹河井田深部勘探对2、7煤进行多次煤芯瓦斯含量解吸测定，测定结果：2煤甲烷一般含量0.5754.661cm3/gdaf，平均2.73cm3/gdaf

23、，7煤甲烷一般含量0.4871.374cm3/gdaf，平均4.49cm3/gdaf。 夹河井田深部煤层瓦斯赋存特征：7煤层瓦斯含量均较低。 各主采煤层瓦斯自然成分复杂，除甲烷外，可燃气体还包括C2H6nC4H10，2煤还含有少量C5H12。CO2含量一般占总气体量的7.04%12.06%不等。煤层顶底板岩性对瓦斯气体的保存有一定的影响。 矿井瓦斯涌出特点：下石盒子组的瓦斯涌出量高于组的瓦斯涌出量；深部生产水平的瓦斯涌出量高于浅部生产水平的瓦斯涌出量；已回采区高于未回采区，回采初期高于回采后期，回采上分层时高于下分层；瓦斯涌出与地质构造关系密切，小断层密集地段易于瓦斯的扩散和溢出，因而瓦斯涌出

24、往往偏低，大断层通过的不同采区其瓦斯涌出量不一样。矿井瓦斯等级鉴定结果，绝对瓦斯涌出量2.57m3/min，相对瓦斯涌出量0.86m3/t，鉴定等级为低瓦斯矿井。 （二）煤尘 2煤具有爆炸性，爆炸指数为100mm；7煤具有强烈爆炸性，其爆炸指数400mm。 （三）煤的自燃性 本矿各煤层均有自燃发生现象，一般发火期35个月，最短40天左右。煤层自燃等级鉴定等级为自燃煤层。 （五）地温 夹河井田位于复背斜九里山向斜南翼中段，井田总体为一走向略有变化的单斜构造，地层产状沿走向、倾向变化较大。沿岩层走向，相同深度的地温变化较小；沿岩层倾向，随深度的增加，地温逐渐增高，且呈现出非线性增加的特性。地温梯度

25、是导致热量传递的最直接原因。地温梯度越大，地层间的热量传递越多，热交换现象就会越明显。 夹河煤矿属于矿山地温类型为基底拗陷型。其地质特点是位于稳定台块的大、中型沉降区，结晶基底较深，其上形成古生界、中生界、新生界沉积盆地。据矿井实测数据表明，该矿井开采深度小于-500m-600m时一般无热害出现，基本上呈现线形分布，而当开采深度转为深部时，即在-700m-l200m段，曲线变化趋势为：温度随着深度的加深而增加，并且随着深度的不断加大，温度的增加呈非线性递增的趋势，会出现热害。第2章 井田境界及储量第一节 井田境界井田浅部以地表露头为界，深部以-1200m煤层底板等高线为界，两侧分别以15号勘探

26、线和陇海铁路为界。井田的走向长度为 6 km,倾向长度为4.7km,水平宽度为3km,面积约为28.25km2。其井田示意图见图2-1。图2-1 井田境界示意图第二节 井田工业储量 井田面积约为28.25km2，可采煤层2煤层平均厚度为3.5m，7煤层平均厚度为2.5m，煤的容重为1.35 t /m3,则井田工业储量为Zc。Zc=（M1+M2）S=（3.5+2.5） 28.25 1.352.28 108t式中： Zc矿井工业储量, t ；M12煤层煤层平均厚度,m ；M27煤层煤层平均厚度，m ；S 境田面积, km2 ； 煤的容重, t/m3 。第三节 井田可采储量一、永久煤柱损失煤量1、境

27、界煤柱煤炭损失量 井田境界两侧分别以15号勘探线为界（与庞庄矿分界线）和陇海铁路为界，上侧以地表露头为界，下侧以-1200m底板等高线为界。陇海铁路（国家主干线）侧留设煤柱50m宽，则煤炭损失量为P1=4.7103 50 （3.5+2.5）1.35=1.90 106 t；15号勘探线侧留设煤柱宽度为20m（庞庄矿也留设20m），则煤炭损失量为P2=4.7103 20 （3.5+2.5）1.35=7.61 105t;上侧（浅部）需要留设防水煤柱，防水煤柱的垂高按规定为20m,井田浅部倾角为250，那么防水煤柱的斜长为47.3m，取整数50m，则上侧防水煤柱煤炭损失量为P3=6.0103 50 （3.5+2.5）1.35=2.43 106 t；深部境界不留设煤柱，故无煤炭损失量。2、断层煤柱煤炭损失量 在深部有一F1大断层，落差为50220m，按规程规定F1大断层两侧各需留设50m的宽的煤柱，则煤炭损失量为P41=6.0103 250 （3.5+2.5）1.35=4.86 106 t。井田断