采矿工程毕业设计（论文）-耿村煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】 .doc

目 录1 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 井田位置及交通11.1.2 地形与地貌11.1.3 水文11.1.4 气象与地震21.2 地质特征21.2.1 地质构造21.2.2 煤层及煤质61.2.3 瓦斯、煤尘、自燃及地温81.2.4 水文地质82 井田境界和储量112.1 井田境界112.2 储 量112.2.1 矿井资源储量计算基础112.2.2工业储量计算122.3 矿井可采储量142.3.1安全煤柱留设原则142.3.2 矿井可采储量163 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限183.1矿井工作制度183.1.1矿井年工作日数的确定183.1.2矿井工作制度的确定183.1.3矿井每昼夜净提升小时数的确定183.2矿井设计生产能力及服务年限183.2.1确定依据183.2.2矿井设计生产能力183.2.3矿井服务年限的核算193.2.4 井型校核194 井田开拓214.1井田开拓的基本问题214.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标214.1.2工业场地的位置244.1.3开采水平的确定及带区划分244.1.4主要开拓巷道244.1.5方案对比254.2 矿井基本巷道294.2.1 井筒294.2.2 井底车场及硐室294.2.3 主要开拓巷道315 准备方式带区巷道布置355.1 煤层地质特征355.2 带区巷道布置及生产系统355.2.1 首带区位置355.2.2 采煤方法及工作面长度的确定355.2.3 带区巷道布置355.2.4 工作面接替顺序355.2.5 生产系统355.2.6 巷道掘进方法365.2.7 带区生产能力及采出率385.3 带区车场选型设计385.3.1 带区车场的形式和线路布置385.3.2 带区主要硐室布置396 采煤方法406.1采煤工艺方式406.1.1 煤层的赋存特征406.1.2 采煤工艺及其机械化程度的确定406.1.3 综采工作面参数的确定416.1.4 综采工作面破煤、装煤方式及相应设备的选择416.1.5 综采工作面运煤方式及其运输设备的选择436.1.6 工作面支护方式及采空区处理456.1.7 工作面设备布置476.1.8 采煤工艺476.1.9 劳动组织和循环作业图表506.1.10 综采工作面吨煤成本526.2 综采巷道布置546.2.1 综采巷道布置方式546.2.2 综采巷道断面选择及其掘进方式557 井下运输597.1概述597.1.1 井下运输的原始条件597.1.2 矿井运输系统597.1.3 各环节运输方式597.2 带区运输设备选择597.2.1 设备选型原则597.2.2 带区煤炭运输设备的选择607.3 运输大巷设备选择637.3.1 大巷运输设备的选择637.3.2 运输设备运输能力验算638 矿井提升658.1 矿井提升概述658.2 主副井提升658.2.1 主井提升658.2.2 副井设备选型679 矿井通风699.1矿井通风系统选择699.1.1 矿井通风系统的确定699.1.2 矿井通风系统方案对比729.2 带区通风739.2.1 采煤工作面通风类型的确定739.2.2 通风构筑物759.3矿井风量计算759.3.1工作面所需风量的计算759.3.2掘进工作面需风量779.3.3硐室及其它巷道所需风量789.3.4矿井总风量789.3.5风量分配789.3.6 风速验算799.4 矿井通风阻力849.5 矿井主要通风机选型869.5.1 矿井自然风压869.5.2 主要风机选型879.6 防止特殊灾害的安全措施919.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施919.6.2 预防井下火灾的措施929.6.3 防水措施9210 设计矿井基本经济指标93专题部分94参考文献：102翻译部分103英文原文103中文译文111致 谢117中国矿业大学2014届本科生毕业设计 第63页1 井田概况及地质特征全套图纸，加1538937061.1 井田概况1.1.1 井田位置及交通耿村矿位于义马矿区西部三门峡市渑池县境内，北距渑池县城3.2km，东北距义马市15km，西距三门峡市53km，东距洛阳市69km，地理坐标东经1114430111470；北纬34423034440；主井坐标：x= 3845668.360，y=37569814.014，z=537.20。陇海铁路、310国道及连霍高速公路从井田北缘通过，为主要交通干线，有南韩公路和渑杨公路直达矿内，并有铁路专用线与陇海铁路在渑池站接轨，交通极为便利，交通位置图见图1-1。图1-1 交通位置图1.1.2 地形与地貌本井田以侏罗系砾岩为骨架，地形起伏较大，地表多被第四系棕红色亚粘土所覆盖，近南北向沟谷发育，总体南高北低，最高海拔标高位于井田中南部4505钻孔附近为+667.7m，最低海拔标高位于井田东北部4104孔附近为+532.2m，西部地势较平缓，东部沟谷发育，标高在+510+640m之间，相对高差135.5m左右，一般海拔标高600m左右。1.1.3 水文本区属黄河流域洛河水系，地表水体不发育，仅井田北缘2km处有涧河从露头外流过，该河发源于陕县观音堂、英豪山麓一带，流经渑池县、新安县至洛阳汇入洛河，一般流量为07.010m3/s，为一般季节性河流，其它有峪河、东村沟等均为季节性冲沟，平时无水，雨季时有洪水流过，但时间短暂。井田沟谷中有少量泉水出露。据矿井历年涌水量观测资料，矿井涌水量月度变化不明显，历年矿井最大涌水量为178m3/h，一般在100m3/h，对矿井采掘生产无大的影响。1.1.4 气象与地震本区属暖温带大陆性半干旱季风气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。据渑池县气象站1957至2004年资料：1）气温：年平均气温124，历年最高气温416(1966年6月20日)，历年最低气温187（1969年1月30日），月均最高气温7月份能达到 2427.8；月均最低气温为元月份0551，冬季寒冷天数平均为106天，夏季炎热天数平均为45天。2）霜冷期：霜冷初日最早为9月3日，最晚11月25日，一般在10月中旬，霜冷终日最早在2月4日，最晚为4月24日，一般在3月中旬。冻结最大深度为0.34m，一般015m至0.21m，最大积雪深度0.30m（1963年3月9日）。全年无霜天数最多279天、最少178天。3）降水量：年降水量最大为10136mm（1964年），最小为244.6mm（1994年），平均为700.2mm。月最大降水量为3014mm（1982年8月），历年各月平均降水量7月份最大，为164.9mm；一月份最少，平均5.05mm;7、8、9三个月降水量占全年降水量的548%。一日最大降水量为1381mm（1982年7月30日），历年最大连续降水日数12天，最长连续无降水日数79天。4）蒸发量：年均1951.0 mm ，最大2368.7 mm，最小1583.3 mm，月均最大蒸发量为293 mm，（6月）、最小81 mm （ 1月）。5）风向：由于受季风影响，风向随着季节呈有规律的交替，59月以东 东南风为主，10月至次年4月以西西北风为主，年平均风速3.3m /s，最大风速16m/s，西北风对本地区气候影响较大。6）地震：据洛阳地震办公室提供的资料:1920年1964年11月波及本区的地震共有5次，中国科学院将1920年9月和1930年发生的2次地震鉴定为5级；1947年地震震中位于渑池县，震级为5级；1964年9月和11月的两次地震性质、强度与1920年和1930年的地震相似。 1.2 地质特征1.2.1 地质构造耿村井田，由于第四系黄土层广为覆盖，基岩仅在一些沟谷中有零星出露。根据钻孔揭露，本区主要分布三叠系、侏罗系地层，关于本区地层时代划分问题，许多生产单位和高等院校都做过不少研究工作，随着研究的不断深入和古生物化石的大量发现，地层划分日趋详细和合理。现就钻探所揭露到的地层由老到新分述如下：1、 上三叠统潭庄组(t3)潭庄组在义马地区东起新安县，西至陕县；南起洛宁，北至黄河。尤以义马、渑池一带出露最好，经原焦作矿业学院“中生代”课题组测量，该组厚度达1996.88m，在耿村井田内钻孔仅揭露400m左右，据其岩性可划分为上下二部分。下部:以灰白，灰色细粗粒砂岩和粉砂岩为主，中粗粒砂岩具大型板状和楔形交错层理，细砂岩和粉砂岩具波状层理，底栖动物通道和变形构造发育。常含炭化植物碎片和完整的植物化石，以及薄层状或椭圆球菱铁矿结核。上部:岩性以灰白、浅灰、灰黑色中细粒长石石英砂岩和粉砂岩为主，夹灰绿、深灰色泥岩、砂质泥岩或粉砂岩及多层煤线，厚280m。本组植物化石丰富，主要有以下种属：卡尔西努新芦木、园环似木贼、多实拟丹尼蕨、蔡耶贝尔瑙蕨、拉氏枝脉蕨、巨大枝脉蕨、鱼网叶、尼尔桑（未定种）、芦木孢（未定种）、苏铁粉（未定种）、斑点圆形孢（未定种）、细肋粉（未定种）、单肋具肋粉等。最后两种裸子植物花粉为晚三叠世特征化石。2、 侏罗系(j)区内仅发育中上侏罗统，其中中侏罗统为主要含煤地层（见图2-1）。1)中侏罗统义马组（j21）义马组为本井田的主要含煤地层，主要由碎屑岩、泥岩和煤层组成，厚25.12m127.10m，一般厚74.6m。该组地层与下伏三叠统潭庄组呈角度不整合接触。根据该组岩性组合及含煤情况可分为四段：（1）底部砂砾岩段该段岩层厚度变化较大，039.45m，平均厚13.10m。井田范围内43线以东，其岩性由下而上依次为砂砾岩、含砾中粗粒砂岩（或夹细砂岩、粉砂岩）、细砂岩或泥岩。43线以西，砂砾岩尖灭，仅在浅部少数钻孔中偶见砂砾岩，其岩性组合由下而上为：含砾粗、中（细）粒砂岩、含砾细（粉）砂岩或含砾泥岩。井田西南部砾岩段全部由砂质泥岩所代替。（2）下部含煤砂岩段本段厚31.8976.66m，主要由煤层和砂岩组成。北部含有三层煤，即2-1、2-2、和2-3煤，向南先后合并，最后合并为2-3煤，所以，实质上2-1、2-2煤均为2-3 煤分叉煤层，在煤层分叉的中间分别夹有js1和js2两层砂岩，厚度由北向南逐渐变薄消失，现分层简述如下：下部：2-3煤层以下为砂质泥岩、炭质泥岩或煤矸互层、泥岩或粉砂岩，位于底部砂砾岩段之上，呈透镜状或似层状分布，岩性呈灰色，具缓波状或水平层理，含植物化石碎片，泥岩中见有根部植物化石。 上部：为主要含煤段，由煤层和各粒级的砂岩所组成。2-3煤，为主要可采煤层，全区发育，层位稳定，下部结构复杂，厚度变化1011.89m。2-2煤，为2-3煤之分叉煤层，在耿村井田对比发育，煤层厚0.396.18m，平均厚3.29m。结构复杂，分布于井田300m水平以上。300m水平以下合并入2-3煤层。2-1煤，为2-3煤之分叉煤层，厚0.16.34m，平均4.20m，分布在井田+250m水平以上。+250m水平以下合并入2-3煤层。j2砂岩，是夹于2-2煤与2-3煤之间的一层砂岩，分别为它们的底板和顶板，厚026.57m，平均厚10.44m，在平面上呈北厚南薄，东西延长的带状，在剖面上呈似层状和透镜状，一般尖灭在+300m水平之上，主要由灰色、浅灰色薄层细-中粒长石、石英砂岩和砂质泥岩组成，近尖灭处变为泥岩。j砂岩，为2-2煤之顶板（2-2与2-3煤合并后为2-3煤之顶板）厚由047.26m，平均厚为24.67m，主要由灰白色中-细浅灰色砂岩组成，具缓波状、楔形交错层理和镜煤化树干化石，具明显的韵律性，由下而上其岩性为粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩（局部存在）、细砂岩、砂质泥岩，在平面上呈东西带状分布。（3）中部泥岩段主要为灰黑色致密状泥岩，偶夹泥灰岩，具水平层理，含瘤状透镜状黄铁矿和菱铁矿结核，中含瓣鳃类tufuellasp、鱼鳞片化石，并有少量植物炭化碎屑，全井田发育，为义马组主要标志层(jk1)，厚度由4.0442.64m，平均厚为24.19m。（4）上部含煤泥岩段主要为黄褐色、灰黑色泥岩、1-1煤和1-2煤层所组成，有时泥岩中夹有粉砂岩薄层，泥岩和粉砂岩具水平和缓波状层理。井田内普遍受到后期剥蚀，保留不全，浅部有的剥蚀殆尽，厚010.5m不等，一般为46m。1-2煤层，本井田较发育，除剥蚀区外大部分可采，有23个孔见煤，平均煤厚1.57m。1-1煤层主要分布在井田的西南隅，有9个孔见煤，平均煤厚1.43m，赋存不稳定，属不可采煤层。2）中侏罗统马凹组（j22)为一套由砾岩、砂岩、砂质泥岩组成的碎屑岩系，全井田发育，北部遭受剥蚀保存不全，与下伏义马组为平行不整合接触。井田内仅有22个钻孔穿过完整层，其中4504、4904两孔因裂隙变厚外，其余孔揭露厚度由148.50m226.43m，平均厚192.59m，井田内厚度变化不大，原焦作矿业学院“中生代”课题组在耿村井田东界实测的东孟村王圪塔实测剖面为190.88m，其岩性特征为：下部：以黄褐色砾岩及灰白色中粒砂岩为主，夹薄层紫红色、灰绿色砂质泥岩，砾石成分为石英及石英砂岩碎屑，砾径310cm，磨圆度较好，钙质及泥质胶结。中部以青灰、灰白色细砂岩、中粒砂岩与紫红色砂质泥岩互层为主，间夹薄层透镜状砾岩及钙质结核。砂岩多为钙质胶结，砾岩的砾石成分以石英砂岩、石英岩岩屑为主，并含泥岩碎块，粒径一般为550cm不等，钙质及砂泥质胶结。上部以紫红色砂质泥岩、砂砾岩及透镜状砾岩为主，砾岩砾石成分以石英岩、石英砂岩为主，含少量石灰岩及泥岩岩屑，砾径530cm，砂泥质胶结。1980年江苏煤田四队在下部泥岩中采有孢粉样，其组合特征是:（1）以蕨类孢子为主，其中杪椤科孢子居优势，主要化石有cyathidites minor caustr alia dectoidosporasp. 等，卷柏科的neoraistrickia.（2）裸子植物花粉以松柏目、南洋杉科的classopllis和苏铁目的cycadopites为主。（3）原始松柏粉在本组含量较低仅占2%。银杏类花粉不发育。3）上侏罗统(j3 )该统在井田内分布普遍，但多被剥蚀而不全，钻孔揭露真实厚度较少，尤其是浅部，据统计，钻孔揭露厚度0317.13m，平均厚度168.60m。与下伏中侏罗统呈平行不整合接触。岩性为一套巨厚的砾岩层，下部或底部偶夹砂岩或泥岩透镜体，砾石成分复杂，主要有石英岩、石英砂岩岩屑，还有少量的岩浆岩和石灰岩砾石，一般为次棱角状和次圆状，分选极差，砾径从0.4095cm不等，砂泥钙质胶结，局部为硅质胶结，胶结类型多为孔隙式，砾石排列无定向，不具层理，为冲积扇的河床充填沉积和筛积物。3、 第三系（r）井田内分布普遍，但厚度变化较大，046.76m，平均10.28m，与下伏地层呈角度不整合接触。岩性主要为肉红色砾质灰岩、泥质灰岩和砾岩，砾石成分多为石英砂岩、石英岩和石灰岩岩屑，分选性极差，多呈棱角状，蜂窝状溶洞发育，常被红色粘土所充填，砾径一般215mm，大者可达150mm，胶结类型多为孔隙式填隙物多为泥质，胶结物为钙质。4、 第四系（q）厚046.76m，平均厚19.40m，井田内分布普遍，与下伏各时代地层均为角度不整合接触。主要为棕黄、棕红色黄土，下部局部含砾石，底部常见有钙质结核，有时呈层分布。图1-2地层综合柱状图1.2.2 煤层及煤质1）煤层耿村井田含煤岩系为中侏罗统义马组，煤系厚25.12114.50m，一般厚74.6m，含煤5层，煤层总厚22.73m，含煤系数29.2%。由下至上为2-3煤、2-2煤、2-1煤、1-2煤、1-1煤，其中2-3煤普遍可采，1-2、2-1、2-2煤为大面积可采煤层，1-1煤不可采，2-1煤和2-2煤分别在+200m、+300m水平以下与2-3煤合并，煤层发育情况见表3-1。（1） 1-1煤：位于煤系地层顶部，上距砾岩05.87m，下距1-2煤2.102.60m，一般2.23m。该煤层大面积缺失，仅在井田西南部48线和49线以西存在，面积约为1.5km2(图3-1)。在8个见煤钻孔中有7个达到可采厚度，厚度在0.142.53m，平均1.37m，煤厚变异系数g=62.38%，可采性指数km=0.75，煤层灰分超过40%，属极不稳定不可采煤层。煤层结构复杂，含夹矸09层，夹矸岩性为泥岩和炭质泥岩，单层厚0.100.23m。煤层顶板为黄褐色、灰绿色泥岩，有时夹粉砂岩，部分地段直接与砾岩接触；底板为灰黑色泥岩(图3-2)。1990年曾布设12021工作面，上巷掘进270m，下巷掘进430m，由于横向上厚度变化极大，多呈藕节状，加之为煤矸互层，煤层灰分超过开发利用指标而停止掘进。（2） 1-2煤：位于煤系地层上部，在1-1煤缺失区，则为煤系地层其顶部，下距2-1煤11.70m42.20m，平均27.42m。在29个见煤钻孔中，其中可采的23个，厚度0.092.62m，平均1.57m，煤厚变异系数g=49.49%，可采性指数km=0.79，属较稳定大部分可采煤层，在可采区内厚度稳定，夹矸04层，一般12层，单层厚0.020.57m，一般0.15m左右，夹矸层位较稳定，横向上变化不大(图3-2)。岩性多为泥岩或炭质泥岩，属简单至复杂结构。煤层顶板为灰黑色泥岩，一些地段相变为砂质泥岩或砂砾岩，底板为黑色泥岩(jk1)。该煤层主要分布于45线以西，45线以东，部分地段因剥蚀而成为不规则的无煤区，缺失原因同1-1煤。据钻孔和采掘揭露，该煤层以45勘探线或东采区轨道和皮带巷为界，东西差异较大，中西部，即西二与东一采区，煤层对比稳定，厚度变化小，在1.182.62m之间，一般2.06m，煤厚变异数g=18.9%，可采性指数km=1.0，属稳定煤层。东部东三采区，煤厚变化大，不可采点多，煤厚0.052.25m，平均0.92m，煤层可采性指数km=0.5，煤厚变异系数g=80.2%，属极不稳定煤层。现西部已基本采完，东部因煤层厚度变化大，且可采区分布极不规则采面难以布置而无法综采。（3） 2-1煤：位于煤系地层中上部，下距2-2煤4.5947.26m，平均33.78m。井田内共有见煤钻孔32个，其中可采点31个，煤厚0.106.34m，平均4.7m，煤厚变异系数g=22.88%，可采性指数km=0.97，属稳定型厚煤层。含夹矸05层，一般1-3层，厚度0.030.82m，一般为0.20m，属简单至复杂结构(图3-4)。有两层夹矸在层位和横向上较稳定，上层夹矸由东至西逐渐变薄(0.300.10m)，至西二区一般不存在，夹矸岩性为细砂岩。下层夹矸，位于煤层中下部，厚0.050.40m，岩性多为泥岩或炭 质泥岩，全井田均较稳定。煤层顶板为黑色泥岩(jk1泥岩标志层)，厚044.36m，一般28.15m；底板为泥岩或砂质泥岩和细砂岩(js1砂岩)。（4） 2-2煤：该煤层分布于井田北部200m以上，+200m以下与2-3煤合并。2-2煤位于煤系地层下部，下距2-3煤026.57m，平均9.36m，在见煤的21个钻孔中，达到可采厚度的19个，煤厚2.606.18m，平均4.36m，煤厚变系数g=39.90%，可采性指数km=1.0，属较稳定煤层。含夹矸05层，一般13层，厚度0.051.65m，一般0.31m，夹矸岩性为泥岩，在纵向上和横向上极不稳定，属简单至复杂结构，煤层顶板为砂岩(js1砂岩)，部分地段为泥岩(图3-6)。以厚约0.80m的泥岩为顶。该煤层主要分布于井田的浅部至中部，300m以下与2-3煤合并为一层。（5） 2-3煤：位于煤系地层义马组底部砾岩段之上，下距三叠系地层0.528.92m，平均8.96m。井田内见煤钻孔52个，其中可采点50个，煤层厚度0.2421.73m，一般10.2m，煤厚变异系数g=63.76%，可采性指数km=0.96，厚度大，井田内普遍可采，属较稳定煤层。该煤层含夹矸011层，一般37层，厚0.021.30m，一般0.28m，夹矸岩性多为泥岩或炭质泥岩，煤层底部多为煤矸互层，属复杂结构。顶板为灰色含菱铁质细砂岩(js2砂岩)，中深部与2-1煤合并后顶板为黑色泥岩(jk1)。直接底板为炭质泥岩或煤矸互层，间接底板为底砾岩。2）煤质（1） 物理性质 据对煤的物理性质观察，各煤层有基本相似的物理性质:黑色，条痕为黑褐色，具沥青光泽。容重一般介于1.351.40之间，比重在1.5左右，硬度低，易于风化，风化后颜色变浅且碎裂为小块或粒状和粉末状。块煤加热破碎严重，燃点极低，堆积时易于自燃，一般自燃发火期为1个月，最短为14天，燃点温度268270。（2） 煤岩特征1-1煤层主要由镜煤、亮煤和丝炭组成，以半亮型煤为主，多呈粉末状。煤层结构复杂，含夹矸09层，夹矸成分主要为泥岩或炭质泥岩，多为煤矸互层。1-2煤层主要由镜煤、暗煤、丝炭组成，镜煤38.4069.44%，暗煤和丝炭20.1453.20%(表3-2)。以半亮型煤为主，煤层结构简单至复杂，一般含夹矸12层，厚0.15m，夹矸成分为泥岩和炭质泥岩。2-1煤层属半亮型煤，煤层结构简单至复杂，一般含1-3层夹矸，厚0.030.82m，夹矸成分以泥岩为主，镜煤含量45.8073.30%，丝炭、暗煤含量22.5041.50%。一般镜煤占59.0%，亮暗煤占12.0%，丝炭暗煤占29%。有机显微组分中，主要为镜质组和丝炭组，分别占65.5%和28.6%。无机显微组分以粘土矿和黄铁矿为主，分别占4.2%和2.4%，显微结构呈均一状(表3-2)。2-2煤层属半亮型煤，煤层结构简单至复杂，一般含夹矸13层，厚0.35m，夹矸成分为泥岩，镜煤含量43.7052.00%，一般46%，暗亮煤10.90%，丝炭暗煤43.10%，在有机显微组分中，镜质组达56.40%，丝质组36.70%， 无机显微组分中以粘土矿为主，占5.30%，次为黄铁矿占0.80%，条带状结构(表3-3)。2-3煤层属半亮型至暗煤型，煤层硬度f=23，煤层结构复杂，含夹矸一般37层，厚0.28m， 夹矸成分主要为泥岩。镜煤含量30.2042.20%，一般为40.8%，丝炭，暗煤含量高达486 0.70%，其中暗亮煤占11%左右，丝炭、暗煤约占42%， 在有机显微组分中镜质组46.70%，丝质组45.80%，无机显微组分粘土矿高达9.6%，黄铁矿00.30%，显微结构呈镶嵌状(表3-3)。综上所述，煤岩特征有如下特点：镜煤含量以2-1煤最高(45.8073.30%)，垂直向下依次递减，2-3煤最低(30.242.2%)。相反，丝炭、暗煤含量2-3煤最高(48.0060.70%)，垂直向上递减，2-1煤最低 (22.2041.50%)。1-2煤和2-1 煤镜煤百分比含量波动幅度大，最大差值分别为31.4%和27.33%，相应2-2煤和2-3煤层的镜煤含量变化幅度小。 2-1 煤镜煤含量呈现由西至东逐渐递增的变化规律，如西部5003孔为49.80%，东部4101孔为73.30%，其它煤层规律性不甚明显。1.2.3 瓦斯、煤尘、自燃及地温1）瓦斯在建井阶段测定瓦斯含量一般为0.20.3%之间，个别达0.5%，在构造带则大于10%，而且能听到瓦斯涌出的“嘶嘶”声，矿井生产掘进过程中，在煤岩层破碎地段有时亦听到过此现象。绝对瓦斯涌出量，ch42.4734.02m3/min;co22.7933.15m3/min，相对瓦斯涌出量，ch41.127.96m3/dt，co21.489.59m3/dt，鉴定结果均属低沼矿井。但随着开采深度的增加，瓦斯有增大的趋势。2）煤尘勘探阶段，127队曾专门在本井田及邻近生产矿井取样进行试验(表5-4)，试验结果表明，各煤层煤尘均有爆炸性危险。矿井生产期间又对2-1、2-2和2-3煤层取样， 送重庆煤科院做煤尘爆炸性鉴定(表5-4、5)，鉴定结果显示各煤层均有煤尘爆炸性危险。3）煤的自燃根据井田内着火点的测试结果，2-3煤层燃点大于305c。故本井2-3煤属不易自燃。4）地温自建井投产以来，在正常通风条件下，测定最高温度25(+250m)，温度和深度呈正相关关系，属正常地温梯度变化，对矿井生产影响不大。1.2.4 水文地质1)含水层井田内按地层由老到新的顺序分为六个含水层(组)：（1）中侏罗统底部砂砾岩含水组(jk2)中侏罗统底部，主要为灰黑至浅灰色砂砾岩，含砾中粗粒砂岩、细砂岩或泥岩，厚030.45m，一般13.10m，在井田西南部，砂砾岩相变为砂质泥岩，据抽水试验q=0.000220.0102l/sm，k=0.000550.0465m/d，为弱裂隙承压水，水质类型为hco3-camg、hco3-na型。（2）中侏罗统js1及js2砂岩含水层（组）本组位于中侏罗统中下部，介于2-3煤顶面与2-1煤底面，主要为灰白色浅灰色薄层细中粒长石石英砂岩、石英砂岩，粉砂岩，中夹2-2煤层，钙质、硅质和泥质胶结，缓波状层理发育，裂隙发育中等，厚度变化极大，059.99m，一般32.87m，厚度由浅部至中深部逐渐减小，随着2-1煤和2-2煤与2-3煤合并而尖灭，据抽水试验q=0.0005160.0373l/sm，k=0.005510.38m/d，属弱裂隙承压水，水质类型为hco3-camg、hco3-na型，为2-1煤、2-2煤与2-3煤直接充水含水层。（3）中侏罗统上部砂、砾岩含水层（组）主要由砾岩、砂岩及砂质泥岩组成，厚度0-226.63m，含水部位主要为下部砂、砾岩，厚7.0521.9m，一般15m，单位涌水量q=0.008190.00622l/sm，渗透系数k=0.0004450.0315m/d，属弱裂隙承压水，井下遇裂隙或裂隙可见淋水和滴水，偶而出现短暂突水，水质类型为hco3camg、hco3-na型。（4）上侏罗统砾岩含水层（组）该组主要以灰色、灰白色砾岩为主，砾石成分为石英砂岩及石灰岩岩屑，砾径0.5-6cm，次棱角状，胶结物以砂质、硅钙质为主。井田北部大面积剥蚀，向深部厚度逐渐增大。钻孔揭露厚0-371.13m，平均厚约168.60m。井田内多被第四系黄土覆盖，仅在沟谷中零星出露，可直接或间接的接受大气降水的渗入补给，钻孔耗水量0.208.61m3/h，地表泉水多出现于该层位，流量0.10.2l/s，偶见3.496l/s，为潜水承压水含水层。（5）第三系泥灰岩、砾岩含水层（组）主要为肉红色砾质灰岩，泥质灰岩和砾岩，砾石成分多为石英砂岩，石英岩和石灰岩岩屑，砾径215mm，分选性、磨圆度差，孔隙式泥钙质胶结，蜂窝状溶洞发育，常被红色粘土所充填。该含水组在井田内仅局部发育，与下伏地层呈角度不整合接触。厚度变化大，046.76m，平均10.28m，单位涌水量q=0.0695l/s.m，渗透系数k=1.227m/d，地表泉水多出自该含水层，流量0.0798.532l/sm，水质类型为hco3-camg型，为孔隙裂隙承压含水层，也是井田主要含水层和矿井水的主要充水水源。（6）第四系亚粘土、砂、砾卵石层含水层（组）该组井田内普遍发育，上部为黄土质砂、粘土，中下部含似层状砾石和钙质结核，局部底部有坡、洪积相砂、砾卵石层存在，含水层厚05m，民井水位埋深720m，泉流量0.010.5l/sm，抽水试验：q=0.0295.679l/sm，k=1.504206.113m/d，水质类型hco3camg型，为孔隙潜水含水层。综上所述，井田内第三系泥灰岩、砾岩含水组富水性相对较强，侏罗系砂、砾岩各含水层组含水性均较弱。2) 隔水层 区内煤系地层底部、煤系地层之间、以及煤系地层之上，均有砂质泥岩或泥岩隔水层，由下而上有三叠系砂质泥岩隔水层、煤系地层义马组、泥质岩隔水层、侏罗系砂泥质岩隔水层。（1）三叠系泥岩隔水层位于煤系地层底砾岩之下，厚度数百米，为砂岩与砂质泥岩互层，尤其顶部砂质泥岩可以阻隔砂岩充水含水层的直接或间接对矿井的补给。（2）义马组泥岩隔水层位于1-2煤与2-1煤或2-3煤之间，厚4.4646.64，在正常情况下，可以阻隔煤系地层间砂岩弱含水层的水力联系。（3）中侏罗统砂质泥岩隔水层位于义马组泥岩含煤段之上，为1-1煤或1-2煤直接与间接顶板，主要为多层厚度较大的砂质泥岩，阻隔了砂岩和砾岩含水层的水力联系。3） 矿井充水因素（1）地下水的补、径、排条件区域和井田内地表水体较少，流经井田北部的南涧河，由于位于煤层露头之外，同煤系地层及其顶部各含水层无水力联系，因此，大气降水是补给地下水的主要水源。补给方式，一是通过基岩露头或第四系下渗；二是通过采空区地表塌陷裂隙或小窑井口。补给地下含水层的水，生活与工业用水井和矿井排出，部分以泉水的形式自流排泄。由于区内地形起伏大、基岩露头少、含水层渗透性差，地下水的补给条件与径流条件均较差，而排泄条件较好。（2）矿井充水因素1.大气降水大气降水是矿井充水的主要水源。但由于区内地表大面积被第四系黄土层覆盖，基岩层仅在沟谷中有零星分布，直接补给各含水层面积较小，加之各水层渗透性较弱，而之间又有较厚的泥岩，砂质泥岩阻隔，断裂构造简单，大气降水通过含水层间接补给矿井较缓慢，且水量有限。井田浅部，由于煤层埋藏浅，废弃小窑和采空区塌陷裂隙可构成大气降水的直接通道。从19951996年所作的矿井涌水量与大气降水量的相关关系曲线图(见图4-2)可以看出，二者存在一定的内在联系；而20012003年的相关关系图(见图4-3)上显示，二者关系不明显。由此说明，随着开采深度的增加大气降水对矿井的直接影响呈明显下降。 2.顶底板砂岩水耿村矿主要开采1-2、2-1、2-2和2-3煤层，各煤层顶板或底板均有间接或直接的砂岩含水层，第四系砂砾岩和第三系泥灰岩由于距煤层较远且呈零星分布，落差较大裂隙仅见于井田边界、井田内不发育，因此砂岩含水层与上覆含水层的水力联系较弱。 矿井自投产以来，无大的突水现象。一般是部分地段滴淋水，遇裂隙和裂隙时，偶有少量涌水，但时间短，水量减少快。3.小窑水据调查统计，二十世纪九十年代区内小煤窑达百余个，多位于煤层浅部。主要开采2-1、2-2和2-3煤层，废弃小窑若井口封闭不严或地表塌陷裂隙，可直接或间接接受大气降水的补给。当巷道或综采工作面与其沟通时，可能造成突水事故，在采掘过程中曾有此类现象发生。4.采空区水目前上部1-2煤层、2-1煤层及浅部2-2煤层和2-3煤层已基本采完， 2-1煤、2-2煤和2-3煤厚度较大，尤其浅部煤层，开采后形成的地表塌陷裂隙，大气降水可通过第四系砂卵石层直接或间接补给采空区，尽管补给条件较差，但年长日久，老采空区会不同程度的产生积水，给采掘生产造成一定的隐患，因此， 在采掘过程中应加强对采空区积水的预测和探放水工作，以免水害的发生。2 井田境界和储量2.1 井田境界耿村煤矿位于义马向斜西段，义马煤田的西部。矿井范围是以河南省国土资源厅批发的义煤集团有限责任公司所画定的耿村井田为准，大致是：北以2-3煤层露头为界；南止于f16裂隙；东以41勘探线与千秋矿和跃进矿为界；西部以f5101裂隙并与杨村矿相接。东西走向长约为4.5km；南北倾斜宽约为2.6km，面积约为16.41617km2，井田边界坐标见表2-1。拐点编号xy拐点编号xy138443303756828012384551737571000238445803756884013384518537571740338451753756859014334483537571775438452403756900015384494037572817538448003756916516384422037572779638451003756990017384422037572829738454503756967718384210737572950838456253757016219384287537568525938454453757015920384393337568220103844870375705832138439333756826311384561037570520表2-1 耿村煤矿井田范围拐点坐标表2.2 储 量2.2.1 矿井资源储量计算基础1、工业指标确定根据煤炭工业矿井设计规范的相关规定，对储量计算中的厚度、灰分指标的要求见表2-2。表2-2 储量计算厚度、灰分指标储量类别能利用储量尚难利用储量煤种炼焦用煤非炼焦用褐煤炼焦用煤非炼焦用褐煤最低可采厚度/m缓斜煤层（0-25）0.700.800.800.400.600.70倾斜煤层（25-45）0.600.700.700.400.500.60急斜煤层（45）0.500.600.600.400.400.50最大灰分40%50%2、其他计算依据依据耿村井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图进行计算；跟据煤炭资源地质勘探规范中有关于化工、动力用煤的标准：计算能利于开采的煤层最低可采厚度为0.8m，其中原煤的灰分不大于40%。计算暂时不利于开采的煤层厚度为0.70.8m；依照国务院发函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复的内容要求：禁止新建煤矿所含煤层中含硫份大于3%的矿井。其中，硫份大于3%的煤层储量列入计划外的储量，予以备用；储量计算厚度：当夹石厚度大于0.05 m，就予以剔除，计算时不考虑；夹石厚度不大于0.05 m，应将煤和夹石合并计算厚度。当夹石的厚度不大于0.7 m时，并且上、下煤分层的厚度大于夹石的厚度时，就需要将上、下煤分层合并来计算储量。若上、下煤分层中有小于夹石的厚度，应除此煤分层当夹石厚度大于0.7 m时，上、下煤分层厚度均为可采，一般作为独立两个煤层分别进行计算厚度；当遇到复杂结构煤层的夹石时，其总厚度不超过每分层厚度的一半时，以各煤分层的总厚度作为储量来计算厚度；井田内，主要煤层稳定，煤层产状平缓，厚度变化不大，勘探工程的勘探点分布的对比均匀时，应选择地质块段算术平均法。煤层容重：为1.4t/m3。2.2.2工业储量计算在本设计中，矿井以采2-3煤层为主，利用地质块段法来计算工业储量。依据耿村矿地质勘探的情况，将耿村矿区划分为7个块段，各个块段储量之和既为煤层总储量。地质块段划分图见图2-1。图2-1 地质块段划分图耿村矿煤炭总储量计算过程如下：依据地质学基础中的储量计算公式（地质学基础中国矿业大学出版社 陈昌荣主编）地质块段法：就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，应当指出，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。块段面积s必须用煤层底板等高线上的水平投影面积换算成真实面积（即煤层的斜面积）。 （公式2-1）式中 s 真实面积， m2; s水平的投影面积， m2 ; ai 煤层的倾角，选择块段内的平均倾角，（。） 煤层厚度 （m）应是其厚度的平均值，即计算面积内各见煤点的厚度，均换算成断块的真实厚度（垂直于层面方向的厚度），然后用算术平均法进行计算。 （公式2-2）式中 mi煤层真厚度的平均值， m； n 参加计算的见煤点数之和（即：地段中的钻孔数）m1+m2+m3+mn 该地段中各见煤点的煤层真实厚度， m；煤层储量的计算公式为： （公式2-3） （公式2-4）,分别为各个块段的储量，万t ;,分别为各个块段的面积， m2,分别为各个块段内煤层的厚度， m,分别为各个块段内煤层的容重，t/m2本设计中耿村井田内，可采煤层以煤2-3为主，其煤层平均厚度为10.2m。各块段相关数据见表2-3：表2-3 煤层的地质储量的相关数据划分块段编号块断平面面积()块断平均角度（）煤层厚度（m）容重(m/t)实际煤层块段面积（）块断储量（万t）12968367.48481010.11.43014159.33794262.021322602604.26931110.51.42651316.41953897.435131921042.7543511.11.41928380.82552996.703841324973.4954911.71.41341489.45672197.359753603308.98631110.61.43670751.02145447.394562219526.5133109.51.42253766.28742997.509271684538.450287.91.41701093.37401881.40932-3煤层面积16416169.6450910.2实际煤层块断面积16620799.26462-3煤层地质储量23679.8329故耿村矿一共获得的可开采利用的煤炭总储量为：23679.8329万t。按照勘探钻孔的布置方式，可知，在矿井地址资源量中，探明的为60%，控制的为30%，推断的为10%。依照煤层厚度和煤炭质量，在探明和控制的资源量中，经济的基础储量占70%，边际经济的基础储量占30%，故可知矿井工业资源/储量：z111b23679.832960%70%9945.5298万吨z122b23679.832930%70%4972.7649万吨z2m1123679.832960%30%4262.37万吨z2m2223679.832930%30%2131.1850万吨z333k23679.832910%k1894.3866万吨(由于耿村矿井下地质条件相对简单，故k取值为0.8)故矿井的工业储量为：zgz111bz122bz2m11z2m22z333k232.06mt 2.3 矿井可采储量2.3.1安全煤柱的留设原则矿井可采储量是：（矿井工业储量永久煤柱损失）矿井回收率。在计算矿井可采储量时，必须要考虑以下几点损失：1、工业广场的保护煤柱；2、井田境界的煤柱损失；3、因采煤方法所产生的煤柱损失和裂隙煤柱损失；4、建筑物、河流、铁路等下面的压煤损失；5、其他的损失。本设计中的耿村井田中永久煤柱的损失主要以几种情况为主：工业广场的保护煤柱、井田境界的煤柱损失和裂隙的保护煤柱等。依据耿村矿矿井周边的实际情况，并跟据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程的规定，各种保护煤柱留设的方法如下：1、井田边界保护煤柱裂隙保护煤柱的留设原则是:落差大于50 m的裂隙，其两侧各留50 m的煤柱；落差大于20 m 且不超过50 m的裂隙，其两侧各留30 m的煤柱；落差大于10 m 且不超过20 m的裂隙，其两侧各留20 m煤柱；落差小于10 m的裂隙则不需留设裂隙保护煤柱。本设计中耿村井田内并无明显的裂隙，且裂隙只沿井田边界，因此本设计中耿村井田边界保护煤柱留设为：30m宽。因此，边界煤柱的损失量计算：z=l/cosbmr （公式2-5）式中： z边界煤柱损失量，万t； l边界长度，15693.4649m； b边界保护煤柱宽度； m煤层平均厚度，10.2 m；r煤的容重，1.4 t/m；煤层的平均倾角，9故，经计算井田边界保护煤柱损失量为：680.6885万t。2、工业广场保护煤柱根据煤炭工业工程项目建设用地指标(建标2008233)中的第三章第二节，矿井工业广场的建设用地不得超过矿井工业广场建设用地指标（本文表2-5）（节选）的规定。 表2-5 矿井工业广场建设用地指标类别建设规模（10kt/a）无选煤厂有选煤厂用地面积（hm2）用地指标（hm2/10kt原煤）用地面积（hm2）用地指标（hm2/10kt原煤）大 型150019.500.013027.00 0.0180120019.000.015826.30 0.02191