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1、本组为一套典型的海陆交互沉积岩系。主要由1215层薄中厚石灰岩、泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩、砂岩以及45层薄煤线交互沉积而成，厚度130147m，一般137m。（3）二叠系（P）下二叠统山西组（P1）：本组主要由砂岩、砂质泥岩，泥岩以及13层煤（二煤组）所组成。厚度82120m，平均厚度96m。下二叠统下石盒子组（P2）：本组主要由深灰色灰色泥岩、铝土质泥岩、砂质泥岩、砂岩及46层煤（三煤组）组成，厚度4595m，平均厚度84m。上二叠统上石盒子组（P21）：本组地层厚约729m，主要由灰色砂质泥岩、铝土质泥岩、砂岩以及69层薄煤线交互而成。上二叠统石千峰组（P22）：本组地层主要由平顶山砂岩

2、段，泥灰岩性和石膏钙核段组成，欢度为706m。井田内仅有少数几个钻孔揭露，此地层为不连续地层。（4）上第三系（N）：本地层属河湖相沉积中新统：本组厚度30145m，平均厚度101m。主要由米黄褐黄色中细砂岩、粉砂、粘土质砂及砂质粘土组成。上新统（N2）：本统厚3788m，平均厚70m。主要由砂质粘土夹褐黄细砂、粉砂及粘土质砂组成。（5）第四系更新统：本组厚度2248m，平均厚度33m。主要有粉细砂、粘土，局部为粘土。全新统：本组厚度1432m，平均厚度21m。上部为黄色粘土质砂为主，下部为土黄褐黄粉细砂。1.2.2 井田地质构造车集井田位于永夏复式背斜中段东翼，新生界覆盖层厚约180m，为全隐

3、伏的单斜构造，走向为北北东，于永夏复式背斜轴向基本一致，总的构造明显受永夏复式背斜控制。井田内以近南北向、北北向和北东向的正断层为主。井田构造属于中等类型。1.2.3 井田水文地质（1）含水层、隔水层及其特征井田内主要有9个含水层组，4个隔水层组。其中，新生界4个含水层组，1个隔水层组；二叠系石盒子组1个含水层组，1个隔水层组；二叠系山西组1个含水层组，1个隔水层段；石炭系太原群2个含水层组，1个隔水层段；奥陶系中下统1个含水层组。第四系全新统松散孔隙潜水含水层：此层厚21m左右，砂岩较发育，单位涌水量0.1524.16710-3/s.m2，渗透系数0.65423.06m/d，水位受大气降水影

4、响，属强含水层。第四系全新统松散孔隙承压水含水层：此层厚33m左右，中砂层厚21m，单位涌水量0.59410-3/s.m2，属中等含水层。上第三系上部松散孔隙承压水含水层：此层厚70m左右，单位涌水量0.1980.46810-3/s.m2，渗透系数为0.4760.87m/d，属中等含水层。新生界底部隔水层：此层厚31m左右，其中粘土层厚25m，可塑性好，分布广泛且稳定，为一良好隔水层。在16线以北变薄，起不到隔水作用。下石盒子组三煤组顶板砂岩裂隙承压水含水组：此组厚45m左右，含水层为中、细砂岩，单位涌水量0.0004310.039910-3/s.m2，渗透系数为0.006160.361m/d

5、，属弱等含水层。山西组二2煤层顶板砂岩裂隙承压水含水组：此组厚52m左右，含水层为中、细砂岩，单位涌水量0.0003670.080410-3/s.m2，渗透系数为0.001720.0338m/d，属弱等含水层。石盒子与山西组间隔水层：下石盒子组三煤组顶板砂岩含水层 山西组二2煤层顶板砂岩含水层之间有厚38m的泥岩、砂质泥岩、铝土岩，且分布稳定，起到了良好的隔水作用。山西组与太原群间隔水段：二2煤层底板太原组之间有50m左右的细、粉砂岩和泥岩，岩石致密，为良好的隔水层。太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水含水组：此组厚32m左右。全井田发育稳定，岩溶裂隙最为发育，单位涌水量0.1250.79310-3/

6、s.m2，渗透系数为0.8014.904m/d，水量相对丰富，但不急条件不良，属中等含水层。太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水含水组：此组厚24m左右。单位涌水量0.1211.21610-3/s.m2，渗透系数为0.7037.473m/d，水量大，属中等含水层。太原组上段与下段间隔水层段：太原组上段灰岩含水组与下段灰岩含水组之间主要由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成，为良好的隔水层。奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水含水组：此组厚度不详。单位涌水量0.008430.70410-3/s.m2，渗透系数为0.05611.878m/d，岩溶裂隙发育不均，富水性明显差异，属中等强含水层。（2）矿井涌水量地质报告中预计矿井涌

7、水量：正常727m3/h 最大923m3/h（3）井田水文地质类型本井田主要开采下石盒子组三煤组和山西组二2煤层。三煤组以岩层裂隙水为主，水文地质条件简单；二2 煤以底板岩溶裂隙水为主，水文地质条件中等。1.3 井田煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件及围岩性质本井田主要含煤地层为下二叠统山西组（含三煤）及下石盒子组（含煤46层）。两组地层平均总厚177m，含煤79层。煤层总平均厚度10.82m。主要可采煤层为二2、三22、三3、和三4煤层。煤层风氧化带深度，通过煤芯煤样化验、分析定为由基岩顶界向下垂深20m。全井田煤系地层走向大致呈反“S”形展布，地层倾向南东，倾角一般为520。本井田内石炭系、

8、二叠系均为含煤地层。各可采煤层具体埋藏特性如下：（1）二2煤层：位于山西组中下部，可采厚度为0.88.86m，平均厚度3.5m。煤层结构简单，仅有一层厚度小于0.41m的夹矸，煤层赋存稳定，煤层顶板多为砂质泥岩及中细砂岩，底板多为砂质泥岩及细砂岩。砂岩抗压强度3161063kg/cm2，泥岩抗压强度433612kg/cm2。（2）三22煤层：位于下石盒子组中部的三煤组中，可采厚度为0.83.13m，平均厚度1.6m。结构较简单，含夹矸12层，煤层比较赋存稳定，煤层顶板多为砂质泥岩及粉砂岩，底板多为炭质泥岩及砂质泥岩。砂质泥岩抗压强度222314kg/cm2。砂岩抗压强度312859kg/cm2

9、。（3）三3煤层：位于下石盒子组中部的三煤组上部，可采厚度为0.83.16m，平均厚度1.62m。结构比较简单，为较稳定煤层，煤层顶板多为泥岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩。泥岩抗压强度386kg/cm2。砂岩抗压强度498kg/cm2。（4）三4煤层：位于下石盒子组中部的三煤组顶部，可采厚度为0.82.49m，平均厚度0.94m。结构比较简单，为局部可采煤层，煤层顶板多为泥岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩。具体车集矿可采煤层特征见表1-2。表1-2 车集煤矿可采煤层特征表 煤层名称煤层厚度/m（最小-最大）/平均与下煤层间距/m稳定程度煤层结构顶板底板三4（0.8-2.49）/0.948不稳定泥

10、岩夹矸01层泥岩及炭质泥岩砂质泥岩三3（0.8-3.16） /1.628-10比较稳定局部有1层泥岩夹矸泥岩及砂质泥岩三22（0.8-3.13） /1.68012层泥岩夹矸粉砂岩或砂质泥岩炭质泥岩或泥岩二2（0.8-8.86） /3.5粉沙岩局部石灰岩粉沙岩及沙岩1.3.2 煤层特征（1）煤的容重煤的实体容重二2煤1.6t/m3，三22、三3、和三4煤1.5 t/m3。（2）煤的工业分析及用途本井田各可采煤层均以高变质程度的年轻无烟煤为主，其次为天然焦，个别煤层有少量贫煤点。二2煤层发热量QDfr7400cal/g，QDfT8400 cal/g；灰分在1015之间。三22、三3煤层发热量QDf

11、r6600 cal/g，QDfT83 cal/g；灰分在1525之间。各煤层含硫量均小于1，一般在0.40.7之间；磷含量一般在0.0003左右。属低中灰分、特低硫、特低磷、高发热量无烟煤。（3）瓦斯、煤尘及自燃瓦斯：井田内瓦斯含量不高。经向省煤炭厅汇报，认为“可能有瓦斯突出”的根据不足，确定设计按低瓦斯矿井考虑。煤尘：经鉴定，本井田设计开采二2煤为无烟煤，一般无煤尘爆炸危险。设计按无煤尘爆炸危险考虑。自燃：井田各煤层还原样燃点之差T一般均小于20，为不自燃煤层。2 井田境界与储量2.1 井田境界2.1.1 井田境界划分的原则在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能

12、得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：（1）井田的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；（2）保证井田有合理尺寸；（3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。2.1.2 井田境界根据以上划分原则以及永夏煤田的整体规划以及车集煤矿的实际情况，四周边界为：南：沱河为界；东：各煤层-1000m等高线为界；北：26勘探线；西：各煤层露头；矿井设计生产能力为2.4Mt/a，根据以上标准和开采技术水平确定井田南北走向长度约为9.9410.67km，平均为10.76km，东西宽1.425.71km，平均为4.1km，井田呈类似

13、梯形。煤层倾角一般为5，由于煤层的浅部与深部的倾斜角度不同，浅部约520左右，中部平缓，约510左右，再深又稍变陡，倾角15左右，平均倾角为10水平面积为44.01km2，倾斜面积为44.78km2。2.2 矿井工业储量2.2.1 井田勘探类型精查地质报告查明了本井田的煤层赋存情况、构造形态、煤质及水文地质条件。井田勘探类型为中等。2.2.2 矿井工业储量的计算及储量等级的圈定本矿井设计中只对二2煤层进行开采设计，煤层倾角平均=10，二2煤层平均容重1.6t/m3。边界煤层露头线为-300m，-1000m以下的煤炭储量目前尚未探明，作为矿井的远景储量。矿井工业储量：由AutoCAD软件测得井田

14、面积为440117.21mm2。在1：10000的开拓图上每1mm2表示100m2。煤容重为1.6 t/m3，煤层倾角平均10，煤厚平均为3.5m。井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据，煤炭工业储量由煤层面积、厚度及容重相乘所得，其计算公式一般为：Q=100SM/cos （2-1）式中： Q为井田工业储量，万t；S井田面积，km2；M煤层平均厚度，3.5m；煤的容重，t/m3，1.6t/m3煤层平均倾角，10；则：Zc=100（440117.2110010-6）3.51.6/cos10=25026.78万t。工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探厚度与质量均合乎开采要求，目前可供利用的列入

15、平衡表内的储量，即ABC级储量。根据地质勘探资料显示，其中高级储量为：10141.79万t，约占工业储量的40.52 %，符合高级储量比例要求。2.3 矿井可采储量2.3.1 计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失 （1）工业广场保护煤柱；（2）井田边界煤柱损失；（3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；（4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；（5）其它各种损失。2.3.2 各种煤柱损失计算（1）工业广场保护煤柱本矿井设计年生产能力为2.4Mt/a，按煤矿设计工业规范，占地面积指标应在（0.70.8）公顷/10万吨之间小井取大值，故取0.8。占地面积为240.819.2104m2。故设计工业广场

16、的尺寸为400500m2的长方形，面积为：20104m2，尺寸为400500m2的长方形。工业广场位置处的煤层的平均倾角为7，工业广场的中心处在井田走向中央，倾向中央偏于煤层中上部，其坐标为：该处表土层厚度为200m。主井、副井、地面建筑物均在工业广场内。工业广场按大型矿井级保护，留围护带宽度为15m。本矿的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表2-1：表2-1 矿井地质条件及冲积层和基岩层移动角广场中心煤层深度煤 层 倾 角煤层厚度冲积层厚度冲积层移动角走向移动角下山移动角上山移动角m-710710200407065.8由此根据上述已知条件，画出如图2-1所示的工业广场保安煤柱的尺寸，并由图得出

17、保护煤柱的尺寸为：图2-1 工业广场保护煤柱示意图S=梯形面积=1/2（上宽下宽） 高=1/2（1376.691524.57） 1402.75=203.49104m2 则工业广场压煤为：Q1Sr/cos （2-1）2034871.23251.6/ cos71150.68万t（2）井田边界煤柱损失井田西南以断层为边界，考虑到F1和F2断层不导水，留25m的边界地层保护煤柱；井田北部边界为人为划分的边界，留20m的边界煤柱；井田西部边界以煤层露头为边界，考虑防水煤柱；井田南部以沱河为边界，井下开采只影响沱河河堤，后期修补，不留煤柱。井田-1000等高线以下储量未探明，暂考虑不留煤柱。即井田西南断层

18、留25m边界煤柱，北部边界留20m煤柱。则井田边界压煤量为：Q2=（4896.3255322.498220）=130.13万t（3）断层煤柱断层煤柱可按下式计算： Z =LbR （2-2）其中：L断层的长度； B断层煤柱的宽度； M煤柱的平均厚度，3.5m；R煤柱的平均容重，1.6t/m3；则井田边界断层煤柱：由于F3、F5、F6和 F7断层落差较大，长度分别为1100m、1200m、1100m、550m，断层两边各留煤柱20米，则断层保护煤柱损失是：Q3 395021.6/cos588.91万t （4）村庄、公路保护煤柱井田范围内，有从新庄到永城的公路，考虑到采深较大，表土层较厚，公路等级不

19、高，不留保护煤柱。村庄只有车集村不搬迁，要留设保护煤柱，留设方法与工业广场保护煤柱留设方法一样。因为车集村位置与所选的工业广场位置靠近，故将工业广场布置在紧挨车集村庄处，工业广场保护煤柱与车集村庄保护煤柱合并。车集村庄面积为： S梯形面积=1/2下宽）高 （2-3）1/2（1361.881546.83） 1753.05254.95则车集村压煤为：Q4Sr/cos 2549557.032751441.80万t车集村庄和工业广场重叠部分面积：（786.624+934.56）1402.75/2=120.72104m2重叠部分煤量为：Q0682.68万t（5）防水煤柱的留设由于基岩上面普遍发育着一层隔

20、水性能良好的灰色及深灰色粘土、砂质粘土，厚约30m左右，隔水性能良好。而煤层露头的顶板岩性一般为砂质泥岩、泥岩或被风化了的砂质泥岩、泥岩，是矿井浅部开采的主要突水水源，因此，必须留设合适的防水煤柱防止矿井突水。导水断裂带的高度一般为： H=100m/（1.6m3.6）5.6 （2-4）m各开采煤层的厚度，m； 对于本矿则：H=1003.5/（1.63.53.6）5.6=39.35.6由于煤层露头处煤层倾角较小，完全按照垂高留设煤柱，则煤柱损失太大（近250m），结合矿井实际条件，留设防水煤柱的宽度为50m，即倾斜长度为50m。则上边界留设防隔水煤柱量=4796.7501.6= 134.31万t

21、2.3.3 井田的可采储量井田的可采储量Z按下式计算：Z=（QP） C （2-5）Q矿井工业储量， P各种永久煤柱的储量之和， P=1150.68130.1388.911441.80134.31682.68 =2263.15万t C采区回采率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.80。薄煤层不低于0.85；设计开采的二2煤层属中厚煤层，采区回采率取为0.80。则计算可采储量为：C=（25026.782263.15）0.75=18210.904万t由此可得本矿井的可采储量为1.821109t。在备用储量中，估计约为50%为回采率过底和受未知地质破坏影响所损失的储量。井田实际采出储量用下式计算

22、： Z实际=ZZ（K1）50%/K （2-6） 式中：Z实际 井田实际采出煤量，万t； Zk矿井的可采储量，18210.904万t； K矿井储量备用系数，取1.3；由23式，得： Z实际=18210.90418210.904（1.31）50%/1.3 =16109.646万t即本设计矿井实际采出煤量为16109.646万t。矿井工业储量及各水平储量见表2-2。表2-2 矿井储量统计表名称水平序号工业储量/万t永久煤柱损失可采储量/万t工广和村庄/万t防水/万t断层/万t边界煤柱/万t合计/一12708.771909.8134.31118.332162.449247.62二12318.0188.

23、9111.80100.718963.284小计25026.78130.132263.1518210.9043 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范的规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改决定的说明，确定本矿井设计生产能力按年工作日330d计算。“四六制”作业（三班生产一班准备检修）每天三班出煤，净提升时间为16h。3.2 矿井设计生产能力服务年限3.2.1 矿井设计生产能力本井田储量丰富，设计开采煤层赋存稳定，煤层厚度大部分比较稳定，属中厚煤层（3.5m），为缓倾斜煤层（倾角10）。矿井总的工业储量为25026.78万t，可采储量为18210.90

24、4万t。因地质构造简单，同时煤田范围较大，开采技术好的矿井应建设大型矿井，故本设计初步确定矿井的设计生产能力为2.4Mt。3.2.2 井型校核下面按矿井的实际煤层开采能力，各辅助生产环节的能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：（1）煤层开采能力矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，根据本设计第四章（矿井开拓）与第六章（采煤方法）的设计可知，该矿由于煤层地质条件较好，二2煤厚度较厚，布置一个一次采全高综采工作面完全可以达到本设计的产量。（2）辅助生产环节的能力校核本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，主井提升容器为两对12t底卸式提升箕斗，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型

25、的要求。工作面生产的原煤一律用强力胶带输送机运到带区（采区）煤仓，运输能力也很大，自动化程度较高。辅助运输采用双层罐笼，大巷辅助运输采用600mm轨距的1.5t固定车厢式矿车，同时本矿井井底车场调车方便，通过能力大，满足矸石，材料和人员的调动要求。所以各辅助生产环节完全可以达到设计生产能力的要求。（3）通风安全条件的校核本矿井无煤尘爆炸性，瓦斯含量低，属于低瓦斯矿井。水文地质条件中等，在副井中铺设两趟水管路可以满足排水要求。矿井采用对角式通风，有专门的风井，可以满足要求。井田内大断层有F3、F5、F6和 F7，对于开拓有一定的影响，留设有保护煤柱。F4为小断层，对于生产影响较小，不会影响采煤工作，所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产能力。（4）储量条件校核矿井的设计生产能力应与矿井的工业储量相适应，以保证有足够的服务年限。矿井服务年限的计算：T = （3-1）T矿井设计服务年限，年； Z矿井可采储量，18210.904万t； A矿井设计生产能力，240万t /a； K储量备用系数，取1.3；由31式得：T=1