水城集团汪家寨矿矿井开采设计

论文题目：水城集团汪家寨矿矿井开采设计 摘要：本设计根据在贵州水城矿业集团汪家寨矿收集的资料，以及设计指导书的要求下 和矿山设计手册，结合专业知识，对汪家寨矿的开拓设计。1.根据本矿的矿井储量设计 1.5 Mt/a；2.根据地质资料，提出方案进行技术经济比较，本矿井采用双斜井开拓方案； 3.根据本矿的C409煤层的赋存特点，对C409煤层进行划分为采区式，采用倾向长壁式综 合机械化放顶煤采煤方法。同时，根据去划分进行巷道布置；4.根据井筒形式选取提升 方式，主井运输采用皮带运输，主要将煤从工作面运输到地面；副井运输轨道运输，主 要是下料，下设备以及排放矸石5.根据矿井的实际情况进行设备选型。6.对矿山进行评 价。 关键词：井田开拓；倾斜长壁；综合机械化放顶煤采煤法；矿井设计；技术经济等。 Subject:Subject: MineMine DesignDesign ofof MeihuaMeihua ofof ShuichengShuicheng wangjiazhaiwangjiazhai CoalCoal Industry Group Abstract : Based on the design of Guizhou Shuicheng Mining Group Wangjiazhai mine of information collected and the design of the guidance and request mine design manual, combined expertise of Wangjiazai Mine pioneering design. 1. According to the Mine Design mine reserves of 1.5 million tons / year; 2. According to geological data, put forward proposals for technical and economic comparison, the double-Incline mine development programs; 3. According to the Mine C409 seam occurrence features of the C409 for coal mining area classified as type, tend to use long wall-integrated mechanized coal caving mining method. Meanwhile, according to apportionment roadway layout; 4. According to upgrade selected through shaft, the main shaft transport belt used transport, will mainly transport coal from the face to the ground; Rail transport belonging to the transport, mainly cutting and lower equipment and waste emissions; 5. According to a shaft of the actual equipment selection. 6. Evaluation of mine. Keywords : Mine development; Tilt long wall; Comprehensive mechanized coal caving mining method; Mine design; Technology economy. 前前 言言 毕业设计是采矿专业学生在校期间最后一个，也是最关键、最重要的一个学习环节，通过做完 整个设计，使我把大学所学的课程全部融会贯通，为即将走上工作岗位的我建立坚实的基础。为了 顺利完成本设计，我和张慧灵同学于 2007 年 3 月到贵州水城矿业集团汪家寨矿进行了为期半个月的 实习。在此期间，了解并熟悉了汪家寨矿的生产情况，认真学习矿井的开拓方式，采煤方法，矿井 通风等重要内容。 本设计名称为汪家寨矿矿井开采设计 ，是严格按照采矿工程毕业设计大纲和采矿工程 毕业指导书的要求，结合所学课程的知识，在高晓旭老师的认真指导下进行设计的。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 1.采矿工程设计手册 ， 煤矿安全规程 ； 2.煤炭工业矿井设计规范及相关的其他设计规范、规定； 3.贵州水城矿业（集团）有限责任公司汪家寨煤矿生产能力核定报告书 ，城矿 业集团井田地形图，煤层底板等高线图、主要勘探线剖面图及井上下对照图等； 4.煤矿开采学 ， 通风安全学等所学课本。 二、设计指导思想二、设计指导思想 编制本设计的指导思想是按照投资省,见效快,投产早,简化生产环节、提高装备水 平、实现高产高效，设计一个生产能力 1.5Mt 的一井一面装备先进的现代化高产高效矿 井。力求达到少投入、高起点，主要环节不图省，次要环节不求高。 三、设计的主要特点三、设计的主要特点 1.井田构造简单，外部条件优越，地面地形条件复杂； 2.工程地质条件简单、建井条件好； 3.资源丰富可靠，煤层开采技术条件优越。 四、存在主要的问题与提请有关部门注意的问题四、存在主要的问题与提请有关部门注意的问题 1.由于本矿井的 C409 煤层的倾角在前期开采阶段变化很小，但是在后期开采煤层 倾角变化较大，因此，在后期开采的过程中可能存在前期的开采设备，技术不足。 2.由于本矿井是瓦斯矿井，在中、后期的开采中，瓦斯的抽放难度加大，在开采技 术带来很大难度，以至影响矿井的生产。在开采时应请教有关专家进行解决。 目目 录录 第一章第一章 矿（井）田地质概况矿（井）田地质概况1 1.11.1 矿井位置及交通矿井位置及交通.1 1.1.1 交通位置1 1.1.2 地形地貌2 1.1.3 气象及水文情况2 1.1.4 矿区概况2 1.2.1.2. 矿（井）田境界及储量矿（井）田境界及储量.2 1.2.1 井田境界2 1.2.2 储量3 1.2.3 资源储量计算范围、工业指标3 1.2.4 资源储量计算边界、范围、拐点坐标、面积、开采深度4 1.31.3 矿井地层及地质构造矿井地层及地质构造.4 1.41.4 煤层及煤质煤层及煤质.6 1.4.2 瓦斯、煤尘、煤的自然性及地温等情况10 1.4.3 水文地质11 1.51.5 矿（井）田勘探类型及勘矿（井）田勘探类型及勘探探程度评价程度评价.14 1.5.1 井田的工业储量、地质损失、永久煤柱损失14 1.5.2 矿井钻探工程量15 第二章第二章 矿井工作制度、生产能力及服务年限矿井工作制度、生产能力及服务年限16 2.1 矿井工作制度16 2.1.1 工作制度16 2.1.2 每昼夜的提升时数16 2.2 生产能力及服务年限生产能力及服务年限18 2.2.1 矿井生产能力18 2.2.2 矿井服务年限18 第三章第三章 井井 田田 开开 拓拓.19 3.1 井筒形式、数目及位置的确点井筒形式、数目及位置的确点19 3.1.1 井筒形式的确定19 3.1.2 井筒数目的确定19 3.1.3 井筒位置的确定.19 3.2.1 井田内划分及开采顺序24 3.2.2 开采水平的划分及水平标高的划分25 3.2.3 阶段运输大巷和回风大巷的布置25 3.3 井井 底底 车车 场场.29 3.3.1 井底车场形式选择29 3.3.2 井底车场硐室.30 3.3.3 井底车场主要巷道和硐室支护方式及材料.30 3.3.4 井底车场巷道断面选择和工程.31 3.4 方案比较、确定开拓系统方案比较、确定开拓系统32 3.4.1 方案提出32 3.4.2 技术比较33 3.4.3 经济比较36 第四章第四章 采煤方法采煤方法37 4.14.1 采区地质概况采区地质概况.37 4.24.2 采区的划分采区的划分.41 4.2.1 采区的划分41 4.2.2 采区参数的确定41 4.2.3 采区划分方式的方案比较42 4.34.3 采区巷道布置采区巷道布置.42 4.3.1 方案的提出42 432 方案比较43 4.44.4 采煤方法采煤方法.46 4.4.1 采矿方法的选择46 4.4.2 采煤工艺设计48 4.54.5 工作面设备确定工作面设备确定.55 4.64.6 劳动组织劳动组织55 4.6.1 工作面作业方式和循环方式55 4.6.2 劳动组织56 4.74.7 技术经济指标比较分析技术经济指标比较分析.58 第五章第五章 矿井通风与安全矿井通风与安全.59 5.15.1 影响矿井通风安全的因数分析影响矿井通风安全的因数分析 .59 5.25.2 拟订矿井通风系统拟订矿井通风系统.59 5.35.3 矿井通容易与困难时期的通风阻力计算矿井通容易与困难时期的通风阻力计算.60 5.3.1 矿井需风量60 5.45.4 矿井通风设备的选型矿井通风设备的选型 .66 5.4.1 设计依据.66 5.4.2 设备选型计算.66 5.4.3 通风年电耗68 5.4.4 通风设施68 5.55.5 矿井通风等积孔的计算矿井通风等积孔的计算68 5.65.6 概算矿井通风费用概算矿井通风费用.68 5.6.1 电费（W1） 69 5.6.2 设备折旧费（W2） 69 5.6.3 材料消耗费（W3） 69 5.6.4 通风工作人员工资（W4） 70 5.6.5 通风服务的井巷工程折旧和维护费（W5） .70 5.6.6 每吨煤的通风仪表的购置费和维修费（W6） 70 5.7.1 瓦斯预防措施70 5.7.2 防治煤层自燃发火71 5.7.3 防尘73 5.7.4 防水措施74 5.7.5 防止冒顶及处理片帮措施74 5.7.6 灾路线避74 第六章第六章 矿井提升、运输、排水、供电设备选型矿井提升、运输、排水、供电设备选型76 6.16.1 矿井提升设备选型矿井提升设备选型.76 6.1.1 主井提升76 6.1.2 副井提升系统79 6.26.2 主运输设备选型主运输设备选型.84 6.2.1 概况84 6.2.2 工作面各运输系统设备型号和输送能力84 6.36.3 井下排水设备选型井下排水设备选型.85 6.3.1 概况85 6.3.2 计算过程及结果85 6.46.4 供电设备选型供电设备选型.86 6.4.1 概括86 6.4.2 计算过程及结果86 6.4.3 矿井供电系统能力89 第七章第七章 环境保护环境保护90 71 环境现状及地面保护物概述环境现状及地面保护物概述.90 711 地质资料90 712 水系90 713 气象条件90 7.2 主要污染源及污染物主要污染源及污染物91 7.3 资源开发和对生态环境的影响资源开发和对生态环境的影响92 731 环境污染因素92 732 非污染生态影响因素93 733 环境影响识别.93 74 资源开采环境损害的控制与生态重建资源开采环境损害的控制与生态重建.93 7.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法.93 742 水土保持措施94 743 开采引起水资源的损害的控制方法94 744 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法95 745 噪声污染防治措施96 第第 8 章章 建井工期建井工期.97 8.1 移交标准移交标准97 8.2 井巷工程量井巷工程量97 8.3 建井工期建井工期98 8.3.1 井巷掘进指标.98 8.3.2 井巷工程排队.98 8.3.3 建井工期.98 1 第一章第一章 矿（井）田地质概况矿（井）田地质概况 1.11.1 矿井位置及交通矿井位置及交通 1.1.11.1.1 交通位置交通位置 水城矿区 是我国十分重要的大型煤炭能源基地。地处 水城矿区位于贵州省西部， 云贵高原东麓六盘水市钟山区。 汪家寨煤矿位于贵州省六盘水市钟山 区境内。矿区内有水（城）大（弯）铁路与贵昆铁路相接，距水城约 18km，并有汪 水公路通往六盘水市区，距市中心区约 21km,还有内昆铁路、株六复线、水柏铁路通过， 交通十分方便。交通位置图如图 1-1 所示： 图 1-1 交通位置图 2 1.1.21.1.2 地形地貌地形地貌 井田内地形复杂，高山峻岭及冲沟纵横展布，断崖陡壁较多。这种地貌主要受岩性 及地质构造控制，沿煤系地层形成主要沟谷凹地。煤系上覆和下伏地层及地质构造对分 支沟系及山势的起伏控制作用。井田内地形呈北高南低，海拔高度在m 之间， 山谷相对高差为mm。受古构造和开采影响，区内滑坡较为普遍。 1.1.31.1.3 气象及水文情况气象及水文情况 矿区为亚热带季风气候，冬无严寒，夏无酷暑。年平均温度+12.2最高气温+33， 最低气温8。主要风向为东南风，最大风速为 28mS；矿区内雨量 10001600mm， 雨量多集中在 5 9 月份，占全年总降雨量的 75以上，其中 67 月份忧为偏高，大 雨、暴雨也集中在这个时期。 主要的地表水体有三岔河、摩洛摩河及小河沟等，大多呈西东流向。其中以三岔河 流量最大，流程最长，流量 2.53193m3/s，其最大洪峰 1700m3/s，最高洪水水位为 1671m。摩洛河是季节性河流，雨季最大流量为 42m3/s,旱季无水。小河沟等沟谷流量 小，对矿井开采影响不大。 1.1.41.1.4 矿区概况矿区概况 矿区自开工建设以来，目前水、电路及基础设施建设已有相当的规模。矿区内有人 口约 4 万人，自然村 4 个。矿区内有汪家寨社区、矸石发电厂等企业，紧邻南二采有野 马寨发电厂，为汪矿供电源。三岔河流经矿区，为矿区主要水源。 矿井供水水源为三岔河龙井泉水源井，位于六盘水市钟山区汪家寨镇河洛冲村。本 水源泉为裂隙溶洞水，属重碳碳酸钙型水，水量随季节性变化，经估算旱季一般在 300m3/h，雨季 500600 m3/h，供本矿民用汪寨镇村民用水。供水方式为机械抽水输送 到矿内蓄水池后集中供水，水泵型号为 200D433 型 3 台，10 土寸管路一道。 矿区主要生产煤炭产品，有主焦煤、洗混煤、筛混煤、原煤等，产品销往两广、江 西、湖南、四川等及省内。 1.2.1.2. 矿（井）田境界及储量矿（井）田境界及储量 1.2.11.2.1 井田境界井田境界 3 相邻的井田边界关系。北以 F20 断层为界与那罗寨煤矿相隔，南以 F10 断层为界与 大河边煤矿相邻 1.边界范围：北以 F20 断层为界与那罗寨煤矿相隔，南以 F10 断层为界与大河 边煤矿相邻，浅部至二十八层（c101b）煤层露头，深部至一层（c605）煤层+1690m 水平。由 1#2#3#G#等 57 个拐点构成.现有开采深度为+2050m-+1700m 水平.+1700- +1500m 水平为预计接续采区。 2.拐点坐标：A：X=2958365，Y=35482080 等 57 个拐点。 3.井田面积：井田走向长 7.96Km，倾斜长 2.5Km.井田面积 19.888Km。 4.边界的合理性； 以 F20.F10 断层定为边界较为合理 矿井开发前就有地方小井开采，但数量少、规模小。自 1984 年以来，以个体为主 的小井蜂拥而上，屡禁不止。截止 1987 年井田内小井已达 578 个。以后，旧的小井相 继废弃，新的小井不断增加，至今已数以千计。 小井开采矿井开拓范围内的冒煤，边角煤以及矿井各类保护煤柱。小井盲目的乱采 滥掘已严重破坏了矿井的工业设施，并给矿井带来水、火瓦斯等自然灾害，严重威胁矿 井的安全。有相当数量的小井在矿井尚未开拓范围内开采，与矿井争抢资源。个体小井 在矿井内非法开采问题急待解决。 1.2.21.2.2 储量储量 截止到 2005 年底汪家寨煤矿保有资源储量（A+B+C+D）17448.5 万 t，平峒井 5834.7 万 t，可采储量 9844 万 t，平峒井 3120.3 万 t，尚有+1300-+1100 预计保有资源 储量 6800 万 t，可采储量预计 5731.7 万 t（未提交正式勘探成果报告） 。累计采出量 1372.8 万 t；累计损失量 1024.7 万 t。煤炭储量情况如表 1-1 所示： 1.2.31.2.3 资源储量计算范围、工业指标资源储量计算范围、工业指标 井田范围由 1#、l、H、G等 57 个拐点坐标圈定，北至 F20 断层，南至 F10 断 层，按+1700m、+1500m、+1300m 三个水平计算现有地质储量，井田面积：19.888km2， 其中：平峒井 8.25 km2，煤层最低可采厚度：0.8m，最高灰分：35.05，最高硫分： 5.99，最低发热量：19.3MJ/kg；计算开采深度：400m，煤层工业牌号：气、肥、焦 4 煤。 表表 1-11-1 煤炭资源储量表煤炭资源储量表 保有资源储量（万 t）可采储量（万 t） 其中其中 合计 A+B 级C 级 煤厚 0.7m 以 下保有储量 合 计 其中呆滞煤 量 煤 层 编 号 （1）（2）（3）（4） (5) （6） 全矿合计 17448.55245.610565.9163798443696.9 C605508.785.9422.8283.837.8 C603208.75.1203.6121.8 C601500.799401.7283.217.7 C504445.2158.6286.6277.79.4 C4092402.51156.51246 C407303.176184.942.4148148 C406a556.461.6363.6131.2268.3268.3 C406c1503.629.1225.4249.1166.2166.2 C401113.66.3107.322 C101b292.2129.8162.4198.7198.7 1.2.41.2.4 资源储量计算边界、范围、拐点坐标、面积、开采深度资源储量计算边界、范围、拐点坐标、面积、开采深度 井田范围由 1#、l、H、G等 57 个拐点坐标圈定，北至 F20 断层，南至 F10 断 层，按+1700m、+1500m、+1300m 三个水平计算现有地质储量，井田面积：19.888km2， 其中：平峒井 8.25 km2。开采深度 400m。 1.31.3 矿井地层及地质构造矿井地层及地质构造 现根据矿井井巷地质素描剖面叙述整个煤系地层的层序和含煤情况。矿井地层及构 造见煤层综合柱状图所示： 5 上部猪肝色,下部天兰色,泥质长石,细粉砂岩,粉砂质结构.含斜长石,少量绿泥石,辉石,石英,磁铁矿.时夹层溥 状浅兰色钙质细粒砂岩及浅灰色泥灰岩.底部发育一层稳定(厚约0.05左右)灰色泥质灰尘岩(与含煤地层分界)含方 解石及少量生物化石碎屑.高岑石玉髓,绿泥石及星点状黄铁矿,为微晶至隐晶质结构块状,与下伏含煤地层之接触 面,具不平整现象. 煤层以灰黑色、黑色暗淡型、半暗型为主，局部为半亮型。块状、由暗煤、次为亮煤及少量镜煤、丝炭凸 镜体组成。呈线理状、透镜状或条带状结构，光泽暗淡或玻璃光泽。含较多星点状或几毫米薄层的黄铁矿，并 见有少量沿外生裂隙充填之碳酸盐薄层。性坚硬，条痕黑褐色。局部有一至二层厚度0.05、0.17米炭质泥岩或 粘土夹矸为较稳定可采煤层。 浅灰色钙质长石细粒砂岩，顶部为粘土岩，粘土质细粉砂岩、砂岩。细粉砂岩中含较多黄铁矿结核及黄铁矿 隐晶质并成扩散状态分布于粘土质砂岩中，底部为泥岩泥质细粉砂岩、砂岩。泥岩中分布较多动物化石，细粉 砂岩中分布平行排列层状菱铁矿结核。砂岩中分选性较差，呈次棱角状以斜长石为主，少量玄武岩屑、辉石、 绿泥石、石英、云母、海绿石、磁铁矿及钛铁矿胶结物为钙质，少量泥质、孔隙式胶结。夹灰黑色细粉砂岩、 灰色粗粉砂岩及暗淡型或半暗淡型块煤二层（C604 ），顶部灰褐色细粉砂岩夹半暗型或暗淡型块煤(C604 )， 常见黄灰色胶岑石化泥岩夹矸 煤层：黑色、灰黑色半暗型块煤为主，少量暗淡型号或半亮型。块状、拼分变化较大，一般以暗煤、亮煤 为主，次为镜煤及丝煤。似均一状或呈条带状结构，少见线理状透明状结构。光泽暗淡或玻璃光泽，部分具贝 壳状断口，含较多的星散状或星点状黄铁矿。为罗稳定可采煤层，局部不可采或炭质泥岩，于12-23线常分叉成 二层。局部见约0.08米的炭质泥岩夹矸。厚度沿倾向变化较大。 宣 威 组 备 注岩 性 描 述 煤层及标志层 煤层：黑色半暗型或暗淡型，部分半亮型、块状，以暗煤、亮煤为主，少量镜煤。局部丝炭含量增多，尤其 在暗淡型煤中含量更多，构成其主要组成，使性松软易碎。一般性硬。条痕黑褐色或褐黑色。具较多的凸镜体 或团块状黄铁矿结核。局部夹0.03-0.28米厚的粘土岩夹矸.为较稳定可采煤层,一般为一层,局部(如14线)为二层. 于23线至24线有与C602合并的趋势,于24线并有被冲刷的现象,倾斜范围约150米,走向范围不详. 上部淡灰色长石细粒砂岩,分选性差,呈次棱角、棱角状。以斜长石为主，少量绿泥石。贝壳碎屑、石英、磁 铁矿。胶结物为泥质，少量钙质，孔隙式胶结。向上渐过渡为灰色粉砂岩，灰色细粉砂岩及粘土岩。下部深灰 色细粉砂岩，岩性均一，棱角状断口。其上夹少量浅灰色落薄层细粒砂岩及一层约0.50米的浅灰色泥灰岩。泥 灰岩为块状显微粒状结构,含方解石,其次高岭石及少量的石英、绿泥石、生物碎屑和黄铁矿，亦可做良好的对比 标志。 煤层:黑色半暗型和暗淡型,部分半亮型,块状,以暗煤半亮煤为主,少量镜煤,中部丝炭含量增多,尤其在暗淡型煤 中更多, 构成其主要组成.使性松软易碎.一般性硬.条痕黑褐色.光泽暗淡.普遍含较多小凸镜体黄铁矿及碳酸盐薄 膜.局部地段含炭质泥岩或细粉砂岩夹矸.为较稳定可采煤层. 浅灰色长石中粒砂岩和细砂岩,分选性较好,呈次棱角状,以斜长石为主.次为玄武岩屑及少量绿泥石、石英、 辉石，海绿石，磁铁矿组成。胶结物上部以钙质为主，下部泥质为主。孔隙式胶结。中上部夹灰黑色泥质长石 细粉砂岩及C502和C503黑色暗淡型块煤和炭质泥岩。细粉砂岩以斜长石为主和极少的绿泥石、石英。泥质胶结。 上部灰黑色细粉砂岩；由长石为主、极少石英、黑云母组成。胶结物为泥质，少量钙质。顶部与薄 层状细砂岩互层。下部灰黑色含砂泥岩夹薄层泥灰岩；块状，岩性均一，棱角状断口。泥灰岩常为薄层 状夹层，以方解石为主，其次为生物碎屑、绿泥石、长石、黄铁矿。隐晶质结构。井田北部贮存岩性变 粗。 煤层：黑色半亮型夹少量半暗型及暗淡型。以粉状为主，由亮煤少量暗煤组成，下部含丝炭凸镜体较多。 呈条带状结构，部分透镜状、线理状结构，为玻璃光泽或油脂光泽。条痕黑褐色或黑带褐色。性脆、易脱落成 鳞片断口，贝壳状，亦见阶梯状或参差状。内生裂隙较发育。常见碳酸盐薄膜。一般含富集的黄铁矿及黄铁矿 凸镜体。常含13层粘土或炭质泥岩夹矸，一般厚0.050.07米，为较稳定可采煤层。 上部灰白色泥质长石细砂岩，分选性及磨园度中等。以斜长石为主，少量的石英、绿泥石、辉石、玄武岩 屑和极少海绿石、磁铁矿、黑云母。胶结物泥质为主及少量钙质、基底式胶结。下部灰白我泥质细粉砂岩，粉 砂质结构，以斜长石为主及少量的石英，绿泥石、磁铁矿及星点状黄铁矿。该层厚度一般1-5米；在21-25线之 浅部自南向北渐增达15米，局部几米全发育为细砂岩，而下部细砂岩为C407煤层伪顶. 煤层：黑色半暗型、暗淡型型为主，部分为半亮型号，多呈粉状，以暗煤亮煤为主，含较多丝炭及少量镜 煤。一般 呈条带状或透镜状，线理状结构。弱玻璃光泽，条痕黑褐色，性松软易碎，含少量星点状或扁豆状黄 铁矿。含厚为0.08-0.38米之粘土岩夹矸.浅部常分叉为二层,个别钻孔为不可采. 灰黑色粘土质细粉砂岩,上部偶而含苞欲放石质条带,局部见浅灰色细粒砂岩,砂岩分选性较好-较差,滚园度为 次园-次棱含长石烽呈白云母,绢去母等。顶部见薄层块状灰色粘土岩。 煤层：黑色暗淡型为主部分为半暗型号夹少量半亮型。粉状夹块状，以暗煤为主，亮煤次之，一般含较多 丝炭，呈透镜状、线理状、均一状或条带状结构。条痕微褐色，一般性软裂隙不发育。夹矸一至二层，厚度小 于0.10米，井田南部常有不可采地段，而井田北部仅浅部为不可采，一般由浅部向深部变厚。 上部灰色泥质长石细粉砂岩，往上为灰色粘土岩， 细粉砂岩由斜长石及少量石英、炭屑组成。局部地为灰 绿色长石细砂岩，分选项及磨园度均差，由斜长石、少量玄武岩屑，绿泥石、石英、辉石、海绿石、磁铁矿、 钛铁矿组成，胶结物为钙质、泥质、少量矽质，孔隙式胶结。下部灰黑色长石细砂岩，颗粒次棱角状，以斜长 石为主，少量绿泥石、辉石、石英、黑云母、海绿石磁铁矿、组成，孔隙式胶结。胶结物为泥质。 上部褐灰色至灰色粗粉砂岩，夹C603a暗淡型块煤及炭质泥岩：下部深灰色细砂岩与粉砂岩组成互层；由 方解石、粘土矿物、少量玉髓及星点状黄铁矿组成，块状棱角状断口为特征。细粒砂岩分选性及磨园度均中等， 含长石及少量云母、黑灰色炭屑等，钙质胶结。 井 田 综 合 地 层 柱 状 图 中上部深灰色泥质长石粗粉砂岩夹灰黑色泥岩及细粉砂岩和C603a暗淡色块状煤。泥岩中含动物化石， 粉砂岩分布透镜状弱菱铁质结核。顶部灰色细粉砂岩夹C602b暗淡型煤。C602底板局部出现钙质细砂岩。砂岩中 含斜长石、微量绿泥岩、海绿石、石英、磁铁矿。下部绿灰色长石细砂岩（或中粒），分选性良好，呈次棱角 次园状，以斜长石为主及少量玄武屑、绿泥石、海绿石、辉石、石英、磁铁矿。胶结物为泥质少量钙质， 接触式胶结。于24线浅部有冲刷现象，底部泥质砂岩及炭质角砾，据勘探资料说明C601煤层顶板大部分含动物 化石，但目前生产揭露的2123线尚未发现，公分布有较少量的植物化石碎屑。 深灰色生物碎屑泥灰岩，块状生物碎屑结构，碎屑为 科，其次为螺及少量方解石、玉髓等。钙质胶结， 全区稳定，为良好对比标志层。 岩 性 柱 状 层 理 岩 相 柱 状 地 层 层 位 厚 度 最大最小 平 均 厚 度 编 号 累 计 （M） 分 层 （M） 图 1-2 煤层综合柱状图 6 1.41.4 煤层及煤质煤层及煤质 井田的走向长约 7.95Km，倾向长约 2.5Km，倾角 825，平均倾角 15。煤层 C605C409 煤层直接顶板单向抗压强度一般在 30MPa50MPa 之间，强度指数（D）在 4070 之间，顶板类型属类(汪家寨煤矿生产矿井地质报告)。 主要可采煤层赋存条件 一层(C605)煤层：全井田一般厚度 1.63m，平峒四采区范围煤层厚度 1.72.9m， 一般 2.0m。平均倾角：925，煤层结构简单，全区稳定，灰分：30.14硫分： 2.70。 七层(C601)煤层：一般厚度 1.49m，平均倾角：925煤层结构简单，全区稳定， 灰分：26.29硫分：2.41，与一层(C605)煤层层间距：22m。 八层(C504)煤层：一般厚度 1.19m，平均倾角：925煤层结构简单，全区稳定， 灰分：25.27，硫分：5.21，与七层(C601)煤层层间距：912m。 十一层(C409)煤层：一般厚度 5.71m，平峒井范围厚度为 68m，平均倾角： 925煤层结构复杂，全区稳定，灰分：20.14，硫分：1.60，与八层(C504)煤 层层间距：2540m。 （1） 煤质 一层（C605）煤：黑色暗淡型和半暗型为主，夹少量半亮型，条痕黑褐色，光 泽暗淡或弱玻璃光泽，性较坚硬，内生裂隙发育，阶梯状或菱角状断口，呈条状结构， 层状构造，由暗煤、亮煤，少量丝炭及镜煤组成。 显微组分以凝胶化为主，颜色红略带褐黄色，透明好，非均质性明显。凝胶化 基质中尚胶结各种形态分子（树皮、角子层、胞子、树脂等） 。丝碳化基质次之，呈黑 色不透明细小带状胶结于凝胶化基质中。 少量粒状石英及扁豆状粘土分部于基质中。 四层（C603）煤：灰黑色暗淡型为主，少量半暗型。条痕黑褐色，光泽暗淡， 性坚硬，内生裂隙发育，断口参差不齐，呈片状及条带状结构，层状结构。以暗煤为主， 次为亮煤及丝碳，少量镜煤组成。 显微组分以下不透明基质或透明基质为主。不透明基质呈黑色条带状及块状，透明 7 基质为条带状及片状，呈深红色。次要的木质丝碳呈黑色凸镜状，树皮为深红色长形不 规则状，大孢子呈桔红色，桔黄色不规则弯曲条带等。 原生石英及次生粘土含量均较多。 七层（C601）煤：黑色半暗型和暗淡型，夹少量半亮型，条痕褐黑色，光泽暗 淡弱玻璃光泽，性较坚硬。内生裂隙发育，阶梯或菱角状断口，呈条带状结构、层状 构造。以暗煤、亮煤、少量镜煤和丝煤组成。 显微组分以不透明或透明基质为主。另有树皮、大小孢子、树脂等，丝碳含量 不多，占 1%左右，透明度好，非均质性强。 八层（C504）煤：黑色暗淡型，部分半暗型。条痕黑褐色，光泽暗淡，性较坚 硬，裂隙发育，断口参差不齐。呈条状、片状结构，层状构造。以暗煤为主，次为亮煤， 少量镜煤，煤层中部丝碳含量较多。 显微组分，凝胶化基质占 20%；丝碳化基质占 19%，丝碳、木煤总量占 7%，透 明度好，非均质性强，含原生黄铁矿、石英及次生方解石和粘土，总量近于 5%。 十一层（C409）煤：黑色半暗型夹部分半亮型，少量暗淡型。条痕黑褐色，油 脂光泽弱玻璃光泽，性软松脆坚硬。内生裂隙不甚发育较发育，断口不平坦参差不 齐。粒状及条带状结构，厚层状构造。以暗煤、亮煤为主，少量镜煤，煤层下部含丝碳 较多。 显微组分以凝胶化基质为主，含量约 6085%，丝碳化基质次之，还有丝碳、半 丝碳、木碳等。矿物杂质有黄铁矿、石英及粘土。 十二层（C407）煤：黑色半暗型，部分暗淡型。条痕黑褐色，光泽暗淡或弱玻 璃光泽，性中硬，内生裂隙较发育，棱角状断口，条带及片状结构，薄层状构造。以暗 煤、亮煤为主、少量镜煤和丝碳。 显微组分以凝胶化基质为主，丝碳化基质次之，丝碳、半丝碳及木质丝碳不多。 透明度好，非均质性强，含原生石英及次生侵染粘土。 十三层（C406d）煤：黑色半暗型煤，夹部分半亮型、暗淡型。条痕黑褐色， 弱玻璃光泽，性中硬，内生裂隙较发育，棱角状断口，条带状结构，层状构造。以暗煤 8 为主，亮煤次之，少量镜煤和丝碳。 十四一 1层（C406c2）煤：黑色暗淡型或半暗淡，条痕黑褐色，光泽暗淡若 玻璃光泽，性中硬。内生裂隙较发育，断口参差不齐，条带状及线理结构。以暗淡为主， 亮煤次之，少量镜煤丝碳组成。 十四一 2层（C406c1）煤：黑色暗淡型，部分半暗型。条痕黑褐色，光泽暗淡 弱玻璃光泽，性中硬，内生裂隙较发育，棱角状断口，条带状结构，层状构造。以暗煤 为主，少量亮煤、镜煤，局部富含丝碳。 十七层（C401）煤：黑色半暗型，部分暗淡型，局部夹有半亮型。条痕黑褐色， 弱玻璃光泽玻璃光泽，呈均一状致密坚硬。内生隙发育，断口参差不平或贝壳状。条 带状结构，层状构造。以暗煤、亮煤为主，局部镜煤较多，偶见丝碳。 二十八层（C101b）煤：黑色半暗型或半亮型，局部常为似均一状暗淡型，条 痕黑色。油脂光泽或暗淡光泽，较坚硬，内生裂隙较发育，断口参差不平，条带状或叶 片状结构，层状构造。 以凝胶化及丝碳化基质为主，其次为丝碳、半丝碳、木质丝碳及木煤。 综上所述，井田内各煤层物理性质和煤岩特征基本相同。 煤一般呈灰黑黑色。条痕呈黑褐色 、褐黑色。肉眼宏观煤岩类型以半暗型煤和暗 淡型煤为主，部分半亮型，结构主要为条带状，透镜状线理状，少许呈似均一状及叶 片状，拼分主要为暗煤和亮煤，其次为丝炭和镜煤。光泽一般暗淡或弱玻璃光泽。除 C409 煤层有一部分煤质松脆，有时呈粉状外，其余各煤层多较坚硬，含矿物杂质，上段 各煤层及十一层（C409）煤中普遍含有粒状黄铁矿，方解石薄膜一般分布于各煤层的裂 隙面及层面上。 显微组分变化大,一般以凝胶化基质为主,含量为 4070%，以十一层及十七层煤层含 量最高。丝炭化基质次之，含苞欲放量为 3050%，南部普遍含角质化物质，其中以树皮 为主，含量高达 1544%，局部构成煤层中的典型的树皮暗煤薄分层。矿物杂质以上段煤 层含量较多，一般为 1.54.5%，以菱铁矿为主；下段煤层含量较妙，为 12.5%，以石 英和粘土矿物质为主。矿物杂质之分布形态及其数量比例如下表（表 4-4） 。 分散嵌布于胶质体中的分散状黄铁矿，粒状石英及云雾状粘土，为同生矿物，极难 选。呈单独颗粒存在的粒状，结合状黄铁矿，后生的少量脉状方解石及粘土，具有中等 9 可选性或易选性质。 表表 1-21-2 各煤层煤质情况表各煤层煤质情况表 煤层 编号 水分%灰分%挥发分%硫分% 发热量 MJ/Kg C6050.9330.1435.312.7023.58 C6010.9326.2934.032.4125.32 C5040.7025.2733.085.2125.44 C4090.9320.1428.881.6027.93 煤种： 上段煤层(一八层)以 A20线为界，中段煤层（十一十七层）以 19 线为界，其 北部属焦煤大类，南部属气煤大类。下段二十八层（C101b）于 A22 线以北属焦煤大类， A14南属气煤类，中部属肥煤大类。但由于煤质应是逐渐变化的，牌号的划分不能截 然分界，而是逐渐过度的。 可采煤层顶底板情况： 一层（C605）煤层： 顶板：直接顶为灰色泥质灰岩，一般厚度 0.2m，裂隙发育。泥质灰岩与煤层之间夹 一薄层，厚 0.030.05m 的粘土岩，极易脱落，老顶为灰绿色细砂岩与绿灰色粗粉砂岩 组成互层，厚度大于 20m，顶板岩性全区内稳定。 底板：为厚 0.2m 的褐色粘土岩，其下为褐灰色粘土质砂岩、细砂岩。 七层（C601）煤层： 顶板：为灰色深灰色粉砂岩，一般厚 3m，局部 变为灰色细砂岩或中粒砂岩，厚 度 48m，后者对煤层有冲蚀现象，七层与六层常常合并、分叉。 底板：为厚 0.2m 的褐色粘土岩，其下为深灰色灰色粉砂岩，岩性稳定。 八层（C504）煤层： 顶板：黑灰色粉砂岩，一般厚 2.0m，局部夹灰色粗粉砂岩透镜体，含丰富的腕足类 动物化石，其上为灰色粉砂岩，夹有深灰色细砂薄层，厚 34m，岩性稳定。 底板：为褐色粘土岩，性软，一般厚 0.15m，其下为灰色粉砂岩、细砂岩，分选性 差，岩性稳定。 10 十一层（C409）煤层： 顶板：为黑灰色泥岩，一般厚 3m，含丰富的腕足类动物化石，夹有平行分布的小型 菱铁矿结核，全区稳定。 底板：褐色粘土岩，厚 0.2m，向下为粘土质粉砂岩或细砂岩。 1.4.21.4.2 瓦斯、煤尘、煤的自然性及地温等情况瓦斯、煤尘、煤的自然性及地温等情况 1. 瓦斯 根据汪家寨矿地质报告，各煤层的瓦斯涌出量及煤层爆炸指数煤尘如表 4-3 所示： 表表1-31-3 各煤层瓦斯涌出量及煤层爆炸指数煤尘各煤层瓦斯涌出量及煤层爆炸指数煤尘 2. 煤尘 根据汪家寨矿地质报告以及矿井的具体开采情况，本矿在开采过程中的粉尘指标如 表4-4所示 表表1-41-4 粉粉 尘尘 浓浓 度度 煤尘：2003年10月经重庆煤科院鉴定，上煤组的C605、C601、C504煤层、中煤组的 煤层 名称 绝对瓦斯涌出 量 （m3/min） 相对瓦斯涌出量 （m3/t.d） 煤层爆炸指数 (%) 110.49.6048.64 75.704.2039.20 87.506.0051.40 1113.0018.5036.64 全矿 平均 60.5013.0043.80 名 称最大(mg/m3)平均(mg/m3) 综采 23080 普采 7623 炮掘 255 11 C409煤层具有爆炸性，其爆炸指数为： C605煤层：25.8236.96 C601煤层：38.5546.36% C504煤层：45.36%46.92% C409煤层：29.96%34.33% 3.煤的自燃性 自然发火：2003 年 10 月经重庆煤科院鉴定，可采煤层中，中煤组的 C409 煤层具有 自然发火倾向，发火期 46 个月外，自燃发火等级为级，发火率 0.4580.669 次/ 万吨。上煤组的 C605、C601、C504 煤层无自然发火倾向，属于 III 级自然发火矿井。 4.地温 矿井地温一般随深度呈规律性变化，地温梯度为 1.50C/百米。矿井地压一般在软弱 岩层中呈现明显，如在 C407C406c 之间的穿层石门和+1500m 大巷的粘土岩和砂岩互层 的岩层中，底鼓相当严重，原因是由于矿井的浸透使软岩膨胀。防治措施：（1）井巷 工程尽可能避开软岩石，布置在岩性好的岩石中；（2）不能避开软岩石的井巷工程应 对矿井水采取有效的疏放工程，避免矿井水对软岩层的浸泡使软岩膨胀破坏井巷。 1.4.31.4.3 水文地质水文地质 1. 区域水文 矿区内详查勘探阶段区域性水文地质调查范围南起白岩脚断层，北至上拉呼断层， 位于水城北 10 余 km。地理座标为东经 104o52104o51,北纬 26o2726o45。汪 家寨井田位于该区域北半部。 本区域出露地层从老至新划分如下： 石炭系：丰宁统，威宁统及马平统灰岩。 二迭系：楼霞石灰岩、芽口石灰岩峨眉山玄武岩宣威组煤系。 三迭系：飞仙关统砂页岩、永宁镇组砂页岩、灰岩及关岭组石灰岩。 侏罗系：香溪砂岩。 白垩系：紫红色砂岩夹页岩。 地层分布受构造因素控制，背斜轴出露在老地层，向斜轴出露在新地层，煤系地层 12 分布于背斜及向斜翼部。大河边向斜邻近的区域单元有神仙坡向斜，土地垭向斜、比德 向斜及二塘向斜等。上述各区域性的构造单元常被巨大的断裂构造所分割。区域内的地 貌特征主要表现为三种成因类型，即：特溶有蚀类型；构造剥蚀堆积类型；侵蚀 蚀堆积类型； 喀斯特溶蚀地段主要育在向斜轴部三迭系永宁镇组灰岩与关岭组灰岩及下二迭系阳 新统灰岩分布地区，溶洞、溶斗、溶沟甚为发育。构造剥蚀地段在矿区内主要发育在飞 仙关地层，形成极为显著的不规则凸形陡坡，被河沟切割地段多为 V 型谷。侵蚀堆积地 形主要发育在煤系地层分布地区，表现为煤系地层中狭长凹地，并有不甚明显的河成阶 地、残留低山地。 区域内地下水类型分为： 喀斯特溶洞水：石炭系威宁统、马平统及二迭系阳新统石灰岩属此类型。 溶洞裂隙水：石炭系丰宁统、三迭系永宁镇组灰岩与关岭组灰岩属此类型。 裂隙水：二迭系峨眉山玄武岩，宣威组煤系，三迭系飞仙关统砂页岩及侏罗系香 溪砂岩属此类型。 以此作为基础可根据各构造单元的地层化布，进行区域性水文地层分层，地下水循 环主要取块于各地层出露及分布特点。侵蚀基准面以上的含水岩层有山区河流作其排泄 系统，其特点是地下水循环强烈，变化较大。侵蚀基准面以下的含水岩层则变化较小， 且循环较慢。 地下水循环取块于含水层的岩性特点。在石灰岩地区，由于溶洞和裂隙发育，为地 下水强烈循环创造了极为有利的条件。如有溶洞水特征的茅口灰岩在文字沟出露泉水流 量达到 358.7L/S。但是在砂页岩互层出露地点发及玄武岩出露地区，烈隙较发育，泉水 最大流量为 13L/S，一般则在 0.1L/S 以下.这个差别实际上反映了各不同岩层的含水 性及渗透性能.此外,河流切割过的区域使水文地质条件复杂化,这是因为地下水和地表 水在一定程度上发生水利联系 水 井田内主要的地表水流三岔河 小河沟及洛摩洛河等。其中以三岔河为流量最大， 流程最长。该河发源于威宁县花鱼洞，经结里，二塘及营郑湾等地向东流至 A18 勘探线 13 西端，经李家寨附近流入井田，垂直走向切割煤系下段，至海马沟转向南流，顺走向切 割煤系中、上段，穿过 A15 线后进入飞仙关地层，至 A12 线以东扁担湾附近又垂直走向 切割煤系上端经渡口边流出井田。三岔河的流量随季节系性幅度变化极大，旱季一般较 小，而在雨季则流量剧增，原因是河水流量除与本地区大气降雨强度影响外，最主要的 因素取决于其上游的大气降雨强度。据向阳水文站观测，1991 年 7 月 3 日三岔河出现最 大洪峰值流量为 14001700m3/s，是本世纪最大的，向阳水文站集水面积 855km2，流域 内岩溶现象十分发育。本次降雨上游（大湾）日降雨量为 333.5mm，本区日降雨量为 290，5mm。河流最小流量为 2.76m3/s原补勘报告 。1991 年 7 月 3 日，我矿于斜三采 区井口附近测算的最高洪水位为 1671m。洛摩洛河是由煤系地层上部的沟谷汇水而成的 季节性河流。该河经斜井一、二采区切割煤系上、中段地层，基本沿走向从北东至西南 方向于 A19 线附近汇入三岔河，雨季最大流量 42m3/s，旱季无水。小河沟位于煤系地层 下段，大体沿 A19 线回汇入三岔河，由于流量小，位于开采煤层下部，对矿井开采影响 不大。除河流外，井田煤系地层上部还分布有众多的沟谷，如沙坝场沟，海马沟、梭沙 沟、大皮沟等，它们与煤系地层走向呈直交或斜交，雨季汇水对矿井构成一定威胁。 含水带的划分及水力联系 井田内除关岭组、永宁镇组下段石灰岩外，飞仙关地层（厚 510m）及煤系地层（厚 250m）是以砂泥岩和粘土著人岩及煤系以不同厚度、不等距互层组成。该地层以含烈 隙水为主很难找出稳定而完整的含水层。由此厚勘探报告将含水层岩系划分为含水带较 为合适。 各含水带之间虽然只有一个假想而不能截然分开的界线，但根据各水文地质现象的 研究，可以认为除第四系孔隙含水带与下覆的基岩含水带间有裂隙沟通存在一定联系外， 其余各带互相无水力联系。 小煤矿和老窑开采情况及对矿井的充水影响。 汪家寨井田内小煤矿和民窑开采历史悠久，有记载于 1520 年，用于冶炼金属及民 用。自 1958 年起集体煤矿开采亦盛，主要开采 C409、C407 煤层，采长达 200 余米。 1984 年个体煤窑蜂涌而上，小煤窑遍布整个井田，以矿井开拓范围内的小窑密度最大， 几乎对所有可采煤层进行了开采。由于小煤窑多年的乱采滥挖，已将开拓范围内的冒煤 基本上挖掘一空。小煤窑采空区积水在矿床的浅部已形成一个巨大的地下水，它不但不 14 断补给矿井使矿井水增加，而且容易发生严重的突水事故。更为严重的是，小煤窑的开 采破坏了矿井防水煤柱，使地表水与矿井水发生了直接的水力联系。三岔河水通过小窑 已使斜井两次被淹，造成巨大损失。 矿井涌水量变化规律 矿井自 1970 年投井下石产以来矿井涌水量与相关因素分述如下： 与降雨量的关系最大，矿井涌水量峰值与降雨量峰值一般均处于一条线上，除说 明大气降水使矿井涌水量增加的正比关系外，大气降水很快地渗入井下，使矿井涌水量 迅速增加。同时随着降雨强度、降雨量、汇水面积以及开采活动的相互关系，矿井涌水 量的变化亦