童亭煤矿年产90万吨新井设计_毕业设计.docVIP

摘 要 i 淮北矿业集团童亭矿淮北矿业集团童亭矿 60 万万 t/a 新井设计新井设计 摘摘 要要 淮北矿业集团童亭矿 60 万 t/a 新井设计，共分十章：矿井概述及井田地质特 征，井田境界和储量，矿井工作制度、设计生产能力及服务年限，井田开拓，准 备方式采区巷道布置，采煤方法，井下运输，矿井提升，矿井通风及矿井基本 技术经济指标。 童亭井田北距淮北市约 42km，东距宿州市 30km。东西走向长 8.58km，南北 倾斜宽 2.07km，井田面积约 17.26km2。井田可采煤层自上而下为 7 煤 8 煤。厚 度分别为 2.3 米，2.0 米，两煤层相距 28 米。煤层倾角平均为 14 度。井田可采储 量为 6871.5 万吨，新井设计生产能力为 60 万吨/年，服务年限为 69 年。 童亭矿矿井工作制度为“三八”制，一面保产。开拓方式为立井两水平开拓， 水平标高分别为-500，-750。矿井主井采用箕斗提煤，副井采用罐笼作为辅助提 升。工作面采用走向长壁采煤法，采用集中布置，工作面斜长 163 米，采煤工艺 为综采。矿井运煤在大巷中采用 3 吨底卸式矿车运输，辅助运输采用 1 吨固定式 矿车运输。矿井通风方式为两翼对角通风方式，矿井初期采用中央边界式通风， 后期采用两翼对角式通风。 关键词：关键词： 童亭矿 新井设计 开拓 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） ii 目 录 iii 目目 录录 1 矿区概述及井田地质特征 .1 1.1 矿区概述 .1 1.1.1 交通位置.1 1.1.2 地形、地貌.2 1.1.3 河流及水体.2 1.1.4 气象及地震.2 1.1.5 矿区经济概况.2 1.1.6 水源及电源.3 1.2 井田地质特征 .3 1.2.1 井田地质构造.3 1.2.2 水文地质.8 1.2.3 其它有益矿物11 1.2.4 地质勘探程度11 1.3 煤层特征 13 1.3.1 煤层13 1.3.2 煤层顶、底板15 1.3.3 煤质16 1.3.4 瓦斯17 2 井田境界和储量 19 2.1 井田境界 19 2.1.1 井田范围19 2.1.2 开采界限19 2.1.3 井田尺寸19 2.2 矿井工业储量 20 2.2.1 储量计算基础20 2.2.2 井田地质勘探21 2.2.3 工业储量计算21 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） iv 2.3 矿井可采储量 22 2.3.1 安全煤柱留设原则22 2.3.2 矿井永久保护煤柱面积损失22 2.3.3 矿井可采储量24 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 25 3.1 矿井工作制度 25 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 25 3.2.1 确定矿井设计生产能力25 3.2.2 矿井服务年限25 4 井田开拓 27 4.1 井田开拓的基本问题 27 4.1.1 井筒的确定28 4.1.2 井筒位置的确定28 4.1.3 开采水平的确定30 4.1.4 主要开拓巷道30 4.1.5 方案比较30 4.2 矿井基本巷道 39 4.2.1 井筒39 4.2.2 井底车场及硐室41 4.2.3 主要开拓巷道45 5 准备方式采区巷道布置 49 5.1 煤层地质特征图 49 5.1.1 采区煤层特征49 5.1.2 水文地质49 5.1.3 瓦斯49 5.1.4 煤尘和煤的自燃49 5.1.5 煤层顶底板岩石构造情况50 5.1.6 地质构造50 5.1.7 地表情况50 目 录 v 5.1.8 采区位置及范围50 5.2 采区巷道布置及生产系统 51 5.2.1 采区走向长度的确定51 5.2.2 确定区段斜长和区段数目51 5.2.3 煤柱尺寸的确定51 5.2.4 采区上山布置52 5.2.5 区段平巷的布置52 5.2.6 采区内工作面的接替顺序53 5.2.7 采区通风、运输及其它系统53 5.2.8 采区内各种巷道的掘进方法54 5.2.9 采区生产能力54 5.2.10 采区采出率.54 5.3 采区车场选型 55 5.3.1 采区上部车场选型55 5.3.2 采区中部车场的选型55 5.3.3 采区下部车场56 5.3.4 采区主要硐室56 6 采煤方法 59 6.1 采煤工艺方式 59 6.1.1 采区煤层特征及地质条件59 6.1.2 采煤工艺的确定59 6.1.3 机械化程度60 6.1.4 确定回采工作面长度、工作面推进方向和推进度60 6.1.5 采煤工艺及设备61 6.1.6 回采工作面吨煤成本71 6.1.7 工作面劳动组织和作业循环图表73 6.2 回采巷道布置 76 6.2.1 采区巷道布置76 6.2.2 采区走向长度76 6.2.3 采区煤柱尺寸76 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） vi 7 井下运输 79 7.1 概述 79 7.1.1 运输系统79 7.2.1 第一水平概述80 7.2.2 采区运煤设备选型80 7.2.3 采区辅助运输设备选型81 7.3 大巷运输设备选择 82 8 矿井提升 85 8.1 概述 85 8.2 主副井提升 85 8.2.1 主井提升设备选型85 8.2.2 副井设备选型86 9 矿井通风及安全 89 9.1 矿井通风系统的确定 89 9.1.1 矿井通风系统的基本要求89 9.1.2 矿井通风方式的选择89 9.1.3 矿井主扇工作方式选择90 9.1.4 采区通风系统的要求91 9.1.5 工作面通风方式的选择92 9.1.6 通风构筑物93 9.2 矿井风量计算 93 9.2.1 工作面所需风量的计算94 9.2.2 备用面所需风量的计算96 9.2.3 掘进工作面需风量96 9.2.4 硐室需风量97 9.2.5 其它巷道所需风量98 9.2.6 掘进通风方法98 9.2.6 矿井总风量98 9.2.7 风量分配99 目 录 vii 9.3 全矿通风阻力的计算 .101 9.3.1 确定矿井通风容易时期和困难时期.101 9.3.2 矿井通风阻力计算的方法.101 9.3.4 矿井总等积孔.105 9.4 选择矿井通风设备 .106 9.4.1 选择风机的基本原则及技术资料.106 9.4.2 矿井自然风压.107 9.4.3 通风机风压.107 9.4.4 风机风量及风机选型.108 9.4.5 电动机的选择.109 9.4.6 对矿井主要通风设备的要求.111 9.5 矿井灾害防治措施 .111 9.5.1 瓦斯管理措施.111 9.5.2 煤尘的防治.112 9.5.3 防火.112 9.5.4 防水.112 10 设计矿井基本技术经济指标 115 主要参考文献 .117 致 谢 .119 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） viii 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 1 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述矿区概述 1.1.1 交通位置交通位置 童亭井田位于安徽省北部平原、淮北市濉溪县五沟镇境内，北距淮北市约 42km，东距宿州市 30km。西北以赵口断层与临涣矿井毗邻，东以 4 线与杨柳井 田相连，南部以孟集断层、张家断层、煤层露头作为技术边界。东西走向长 8.58km，南北倾斜宽 2.07km，井田面积约 17.26km2。 童亭井田东距京沪铁路宿州站约 30km，井田西部 10km 有青阜铁路通过符夹 线铁路与京沪铁路、陇海铁路干线相接，区内青芦支线已建成，矿井专用线在青 芦支线的小湖集选煤厂站接轨，经小周家、周小庄进入矿井装车站。公路可直通 徐州、宿州、淮南、阜阳、河南永城，正在施工的淮六公路，穿过本井田；水路 方面童亭矿在蒙城设有船运码头，交通十分便利，见图 1-1。 濉溪县 淮北市 永城 童亭矿 宿州市 符离集 徐州市 邳县 徐州市 邳县 永城 宿州市 淮 北 市 砀山 灵璧 泗县 固镇 怀远 蒙城 蚌埠市 嘉山 浍 河 1：1000000 图 1-1 童亭矿交通位置图 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 2 1.1.2 地形、地貌地形、地貌 井田内地势平坦，地表自然标高+25+28m，相对高差不超过 3m。总体表 现为北高南低之势，均为 201.50291.67m 的厚层新生界松散层覆盖。井田北端 有浍河流过，井田内农用沟渠纵横交错。 1.1.3 河流及水体河流及水体 井田北端有浍河流过，流量受季节影响变化较大，雨季可形成内涝，积水深 度 0.50 m。最高洪水位为28.34m，最大洪峰流量为 865m3s（1965 年 7 月） 。 1.1.4 气象及地震气象及地震 本区属海洋大陆性气候,冬季寒冷多风,夏季炎热多雨，春秋两季温和。年 平均降雨量为 900mm，最大降雨量为 1481.3mm。年平均气温 14.3，最高气温 40.3，最低气温23.2。最大积雪深度 22cm，最大冻土深度 15cm。最大风 速 20ms，主导风向为东北风。 淮北矿区位于苏豫皖三省交界处。东有郯庐大断裂，西有阜阳麻城断裂， 北有秦岭纬向构造带，南有宿南断裂（五河利辛断裂） 。1929 年 11 月 19 日五 河县东北的郯庐断裂附近发生 5.5 级地震，裂度为度；1931 年 9 月 26 日在潘 集东北部的龙子山断裂附近发生 6.25 级地震，震中裂度为度；1937 年 5 月 13 日在灵璧县东北部发生 5.5 级地震，裂度为度；1937 年 9 月 22 日在濉溪县青 疃与丰涡断裂之间发生 4 级地震，1965 年 3 月 15 日在芦岭及固镇长丰断裂之 间发生 4 级地震；1983 年 11 月 7 日 5 时 9 分，山东菏泽市与东明县交界处发生 5.9 级地震，波及淮北矿区。 根据国家地震局南京地震大队 1973 年 9 月的鉴定意见，本区地震基本裂度 为度。 1.1.5 矿区经济概况矿区经济概况 本矿地处华东平原，地区经济较发达，工农业基础好，对能源需求大，土地 肥沃，主要农作物有小麦、玉米、大豆等，工业主要有煤矿、化肥、以发电、农 机、食品加工及手工业等。开发该井田对加快华东经济区的建设和缓解我国能源 紧张局面具有重要意义。 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 3 1.1.6 水源及电源水源及电源 矿井生活用水及工业用水水源均取自处理后的浅层地表水；第三系、第四系 第二含水层为矿区主要饮用水源。 供电电源，从海孜 110kv 变电站引双回路 35kv 专用供电线路，保证了矿井 双回主供电电源。 1.2 井田地质特征井田地质特征 1.2.1 井田地质构造井田地质构造 童矿区处在淮北闸河煤田之南侧，童亭背斜西北端。大地构造环境是处在华 北板块东南缘的徐宿弧形构造带上。本区地层区划属华北地层区鲁西地层分区， 徐州宿县地层小区。区内基岩出露面积很小，仅占总面积的 3，而绝大部分 为新生界地层所覆盖。 童亭井田位于临涣矿区童亭背斜，井田西翼为东高西低的单斜构造，东翼为 南高北低的单斜构造，整体为一轴向北东的较为对称的宽缓背斜构造。 现分述如下： 1、褶曲 1） 、童亭背斜 该背斜是童亭井田主体褶曲构造，贯穿整个井田。轴向 ne8316，向南东 及南西倾伏，倾伏角 11，相对浅部较陡，深部较缓，背斜两翼基本对称，浅部 翼角 24左右，深部为 12左右。 2、断层 1） 、赵口断层（）：正断层，为赵口断层较大分支，走向北东向，倾向南 东，区内走向延伸长度约 5000m，落差 0110m，由西南向东北尖灭。有三孔控 制，地震勘探良好。属基本可靠断层。 2） 、张家断层：正断层，处于陈楼东南部边界断层，走向北东方向，倾向北 西，区内延伸长度 3500m，落差 100300m，由西南向北东方向变小。该断层有 两孔穿过，地震勘探良好、可靠。 3） 、孟集断层：正断层，走向南西方向，倾向北西，区内延伸长度 3500m,落 差 250500m，该断层有两孔穿过，地震勘探良好、可靠。 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 4 地层： 童亭井田属华北型沉积,含煤地层假整合于奥陶系灰岩之上。含煤地层为石炭 系和二叠系。其下的泥盆系、志留系，其上的三叠系、侏罗系、白垩系地层缺失。 含煤地层上部被第三纪和第四纪冲积层所覆盖，平均厚度达 228m。地层层序自 下而上为奥陶系中下统老虎山嘴马家沟组；石炭系中统本溪组，上统太原组； 二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组；第三纪上新统； 第四纪的更新和全新统。 现将井田内揭露的地层自下而上简述如下： 1、奥陶系（o） 中奥陶统老虎山组及马家沟组(o2t、o1m)：据临涣井田 030 孔揭露厚 27.00 米，岩性为灰浅灰色中厚巨厚层豹皮状白云质灰岩及石灰岩，细晶质结构， 方解石自形程度较高。 2、石炭系(c) 1）中石炭统本溪组(c2)：据临涣井田 039 孔，临水孔资料，地层厚 3.8 米， 岩性为银质泥岩，灰白色，紫红色，致密性脆，含少量菱铁粒。 2)上石炭统太原组(c3)： 据临涣井田 039 孔揭露地层厚度 140.12 米。由 灰浅灰色石灰岩，灰色西砂岩，灰深灰色粉砂岩，深灰色泥岩组成。 3、二迭系(p) 1)下二迭统山西组(p11)：本组地层厚 95.9170 m，平均 138m。是井田主要 含煤地层。岩性为泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩，夹有簿层炭质泥岩 12 层，泥岩，粉砂岩为深灰色，具水平层理。细中粒砂岩呈灰灰白色，以 石英为主，次为长石。 2)下二迭统下石盒子组(p12)：本组地层厚 87152m，平均 121m。是井田主 要含煤地层。岩性为粉砂岩，泥岩，中粒、细粒砂岩，以粉砂岩和泥岩为主，粉 砂岩，泥岩，呈灰灰绿色，泥岩中带有紫色，黄色斑纹。 3)上二迭统上石盒子组(p21)：本组地层厚 169269m，平均 219m。该组与 下伏下石盒子组整合接触。上以中粒结构巨厚灰色石英砂岩，顶面与石千峰组为 界，基本是一套陆相沉积，岩性以杂色底细碎岩为主。 4)上二迭统石千峰组(p22)：本组地层厚 140m，岩性（无煤段）：以赤红色 细砂岩、粉砂岩为主，夹深赤褐色泥岩、粉砂岩、细砂岩。石千峰组与新生界上 新统呈假整合接触。石千峰组与上石盒子组呈整合接触。 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 5 4、第三系（r） 本组地层厚 123m 以灰岩为主，其中夹有 12 层簿层细砂、粉砂岩, 上新统 与石千峰组呈假整合接触。 5、第四系（q） 1） 、下更新统（q1）：本统层厚 54m,由浅黄色、土黄色细砂、肉红色粉砂 及棕红色页岩组成.下更新统假整合于中上更新统之上。 2） 、中上更新统（q2+3）：本统地层厚 30m，由土黄色、棕黄色、棕红色夹 少量灰绿色斑块的粘土和砂质粘土。 3） 、全新统（q4）：主要由浅黄色，土黄色粘土和砂质粘土组成，厚度平均 为 30m。详见图 1-2 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 6 图 1-2 地质综合柱状图 童亭井田自下而上沉积了山西组、下石盒子组和上石盒子组含煤地层，总厚 348585m，平均 478m。详见表 1-1 。 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 7 表 1-1 童亭井田含煤层地层厚度统计表 地层名称厚 度（m）平均厚度（m） 上石盒子组169269219 下石盒子组87152121 山 西 组92.6164138 1、山西组含煤地层 本组地层厚本组地层厚 95.9170 m，平均 138m。井田内地层厚度较稳定， 沿走向方向变化小，沿倾向方向，浅部及露头受风化剥蚀严重，向下趋于稳定。 2、山西组地层主要由泥岩、砂岩及煤组成，含煤 2 层，编号为 1011 煤其 中 11 煤组呈薄层状，有 12 个分层，均不可采。10 煤为不可采。本组底部为海 相沉积，中上部主要为过渡相沉积。 3、二叠系下统下石盒子组（p1x） 与山西组连续沉积，平均厚为 121m。其下部以灰灰白色粉砂岩、泥岩为 主，其底部有一层稳定的铝质泥岩（k2）与下伏山西组为界，厚度 1.098.89m，平均 3.98m，岩性特征明显，层位、厚度稳定，易于鉴别，颜色 灰浅咖啡色，性脆、贝壳状断口，并含有较多的菱铁鲕子。其上部以 3 煤层下 6070m 处一层细中粒砂岩（k3）底面与上石盒子组为界。过渡相、陆相沉积， 岩性主要为灰深灰色粉砂岩、泥岩及砂岩。上部泥岩中含紫色、黄色斑纹，局 部含有菱铁鲕粒。 本组为主要含煤地层，含煤层 5、6、7、8、等煤层（组） ，其中 5、6、煤层 不可采，7、8 煤层为主要可采煤层,位于本组中下段。 4、二叠系上统上石盒子组（p2s） 与下石盒子组整合接触，平均厚度 219m； 2 煤及 2 煤以上地层未见。上以 粉砂结构厚度大于 50m 的巨厚层灰色石英砂顶面与石千峰为界，基本是陆相沉积。 上段：由泥岩、粉砂岩，细粒、中粒砂岩组成，是以灰色石英为主的中粒砂 岩、灰色粉砂岩，灰灰绿带紫斑的泥岩为主，上段底部有 1 煤层（组） ，含有 13 个薄煤层，全井田均不发育也不可采。 下段：主要由粉砂岩、泥岩组成，中粒、细砂岩次之。在接近 3 煤组时，有 一层明显的灰色深灰色粉砂岩与浅灰浅灰绿色细砂岩组成的互层具薄层状， 具有水平层理。本段含有 2 煤、3、4 煤，均不可采。 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 8 1.2.2 水文地质水文地质 本区为新地层覆盖达 200 多米的隐伏煤田，地表河流属淮河水系。井田内地 势平坦，地面标高+2030m，平均27m 左右。在井田东北部有季节性河流浍河， 河流流量和水位受大气降水控制，雨季河流水位上涨，流量突增，枯水期河水水 量较小甚至干涸；在井田南部有一条人工开挖的沟渠孟沟。浍河最高洪水位为 28.34m（1965 年） ，最大洪峰量为 865m3/s，井田内涝积水深度为 0.50m。自 1967 年开挖了新汴河后，增强了泄洪能力，浍河水从未溢出河床，基本上消除了 区内水患。由于本区巨厚新地层有良好的隔水层，地表水系对井下生产无直接影 响。 1、主要含水层（组） 1） 、第三、第四系新地层含水层（组） 、第一含水层（组） 该层埋深 2.1941.72m，两极厚度 7.8223.27m，平均 14.80m。岩性主要由 浅黄、土黄色粉砂、细砂、粘土质砂组成，夹 23 层薄层砂粘土，本含水层分 布比较稳定，但厚度变化大，砂质较均，含水性强，据童亭矿水源井资料，静水 位标高一般为25.25m，单位涌水量 q1.07lsm，渗透系数 k12.25md， 水质类型为 hco3knamg，矿化度为 0.47gl，单井涌水量 3540m3h，水质类型较好。该含水层水为矿区饮用水水源。本组地下水受大 气降水和地表水直接补给，地下水运动处于积极交替带。 、第二含水层（组） 该层埋深 54.8096.55m，两极厚度 3.1028.50m，平均 14.1m。岩性主要由 黄、暗黄色粉砂、细砂、粘土质砂组成，其中夹有 23 层粘土和砂质粘土。该 含水层（组）砂层结构松散，厚度变化大。在河床相沉积砂层较发育，富水性较 强；漫滩相沉积地段砂层不发育，富水性较弱。据童亭矿水源井资料，静水位标 高一般为25.125.6m，q0.3911.068lsm，渗透系数 k4.236.71md，水质类型为 so4hco3kna,该含水层水现为矿区主要 饮用水水源。本含水层以区域层间径流补给为主。 、第三含水层（组） 该层埋深 89.80168.30m，两极厚度 4.1547.60m，平均 22.92m。岩性主要 由土黄色、浅棕红色、灰绿色粉砂、细砂、中砂、粘土质砂组成，夹 34 层薄 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 9 层砂质粘土，将该层分为上下两个分层，上段砂层较发育，单层厚度大，结构松 散，分布稳定，富水性强。下段砂层不发育，单层厚度小，泥质含量高，多为粘 土质砂，富水性较上段弱。据童亭矿 89观 3 孔及临涣矿区水源初勘3 抽水试 验资料，静水位标高25.7826.78m，q0.0430.575lsm，渗透系数 k0.4653.51md，富水性弱中等，水质类型为 so4hco3kna 或 so4clkna，本含水层以区域层间径流补给为主，基本不受井下排水影响。 、第四含水层（组） （以下简称“四含” ） 该层埋深 187.23291.67m，两极厚度 023.0m，平均 8.71m。本含水层直 接覆盖煤系地层之上，岩性主要由深黄色、棕红黄色砂砾、粗砂、细砂、粉砂、 粘土质砂及砂质粘土、钙质粘土组成。其厚度受古地形控制，变化较大，分布不 稳定。在 18 线以西为 1015m；18 线以东仅 5m 左右，但在 11 、110 孔附近砂 砾层较厚，达 18.721.7m。据 117、西 192 孔抽水试验资料，静水位标高一般为 25.7926.23m，q0.02060.353lsm，渗透系数 k0.11273.01md， 水质类型为 so4camg 型，矿化度为 3.644gl，全硬度 81.32 德国度。四含 岩性为粘土质砂、粘土夹砾石、细砂、砾石、粘土、细质粘土相互出现的组合结 构关系，各种粒级不同的岩性相互掺杂，反映四含分选性差的特点。据资料分析 和测试结果，四含沉积物压密度高，孔隙小，释水能力弱，渗透性差，按水文地 质分类，四含属弱含水层。 2） 、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段） 本区该含水层（段） ，从岩性上看，是由灰岩、细砂、粉砂岩、泥岩等组成 的海陆交互相沉积，区内仅有 11、059 两孔揭露全部太原组，全组总厚 131m， 含石灰岩 5 层，石灰岩总厚 62m ，占全组总厚的 47，其地下水主要贮存和运 移在石灰岩岩溶裂隙网络之中，灰岩富水性从浅部向深部逐渐减弱。 3） 、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层，位于太原组灰岩之下，远离煤系地层， 主要岩性为灰、浅灰、灰白色灰岩，致密、性脆、质纯，井田内无揭露全层的钻 孔，总厚度不详。11、059、西 32 孔三孔揭露厚度为 1.6714.74m，钻探揭露时 西 32 孔发生漏水现象。区域资料表明，该层浅部裂隙发育，富水性强，据 91-观 9 孔、临涣矿6 孔，童亭背斜水源孔抽水试验资料，静止水位标高 21.41m，q0.13111.29lsm，渗透系数 k1.0717.92md，水质类型为 so4clcamgna 型，可见奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层富水性不均一，在 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 10 浅部露头裂隙发育，含水极丰富。由于含水层（段）远离煤系地层，在一般情况 下对矿井无充水影响，若井巷工程遇断层或导水陷落柱，奥灰水可直接涌入矿井， 造成淹井，是矿井开采的重要隐患。 2、主要隔水层 1） 、第一隔水层（组） 该层埋深 29.0074.33m，两极厚度 6.2036.58m，平均 17.50m。岩性主要 由浅黄、土黄色、浅棕色砂质粘土、粘土为主，夹 23 层薄层状细砂、粉砂及 粘土质砂，富含钙质、铁锰质结核及砂礓块。可塑性较强，隔水性能较好，但局 部隔水层厚度较小，具有弱透水性。 2） 、第二隔水层（组） 该层埋深 65.00128.75m，两极厚度 5.0043.5m，平均 19.31m。岩性主要 由棕黄色、灰绿色、浅棕红色粘土、粘土砂质组成，夹 13 层砂及粘土质砂， 粘土质纯致密，粘性和可塑性强，隔水性能较好。该层分布较稳定，但局部地段 隔水层厚度较小，具有弱透水性，从而将构成新生界松散第二、第三含水层（组） 地下水之间的越流补给条件。 3） 、第三隔水层（组） 该层埋深 144.00277.67 m，厚度分布不稳定，12 线以西厚度 55.065.0m，平均 61.63m；12 线以东隔水层厚度 19.5048.10m，平均 34.50m；孟集断层南部受断层影响，厚度可达 120 m。其岩性主要由粘土、砂质 粘土和少量钙质粘土组成，致密块状，上部以灰绿粘土为主，夹浅棕黄色、棕红 色粘土；下部以棕黄、棕红色粘土为主，夹有少量浅灰绿色粘土，其上部粘土内 可清晰见到灰绿色与浅棕黄色相互掺杂组成的花斑结构。三隔粘土质纯致密，粘 性和可塑性强，塑性指数达 21.537.5，具有膨胀性，膨胀系数达 1013.7， 粘土矿物多属高岭石族和蒙脱石族。据抽水资料：单位涌水量为 0.0000629lsm，渗透系数为 0.000045md，渗透性能极弱，隔水性能较好， 有效地阻隔了区内大气降水、地表水和上部一、二、三含水层水对四含水的垂向 补给。 4） 、8 煤至太原组第一层灰岩隔水层（段） 该段正常厚度 112181m，平均 177m。上部多为砂泥岩互层、粉砂岩，下 部为海相泥岩，粉砂岩夹少量细砂岩。岩性致密、完整，裂隙不甚发育，隔水性 能好。 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 11 矿井涌水量：矿井年平均涌水量为 3.3m3/min，最大涌水量为 4.6 m3/min。 1.2.3 其它有益矿物其它有益矿物 1、高岭岩矿 本井田煤系地层中，具有含铝泥岩供 9 层，其中铝质含量较高，可称为高岭 岩矿的仅 1 层。平均 3.39m。 2、稀散元素 该井田各可采煤层中均含有稀有分散元素镓（ga） 、锗（ge）和放射性元素 铀（u）经化验分析，其含量均很低，无利用价值。 1.2.4 地质勘探程度地质勘探程度 童亭井田 19551959 年由原华东 120 勘探队进行普查找煤，19641965 年 原华东煤炭工业基建公司第三勘探队勘探，19731974 年安徽省煤田地质第三勘 探队又进行了详细勘探；并相应提交了临涣、孙疃普查资料 、 童亭地区普查 报告及临涣勘探区精查地质报告 。同时，部直属电法队、省煤田物测队于 1957、1961、1964、1974 年在此区进行了电法、地震勘探工作，分别提出：涡 阳、蒙城、宿县电法报告 、 韩村五沟地震勘探报告 、 宿西地区电法报告 （详查） 、 童亭地区地震报告及西童亭精查中间资料 ；1969 年省煤田地质 三队在进行韩村一井田精查勘探中，又有 3 个孔落入童亭井田区域内，精查勘探 前，共施工钻孔 79 个（含陈楼 42 个） ，工程量达 38625.67m，地震测线长 113km。 1975 年 6 月1977 年 9 月，省煤田三队和物测队在上述工作基础上，对童 亭井田进行了精查地质勘探及补充地震勘探工作。1977 年 10 月两队提交了童 亭井田精查勘探综合地质报告 ，并经原两淮煤炭基地建设会战总指挥部批准。 精查期共施工钻孔 58 个，工程量 32498.36m，地震测线长 68km。 1979 年 10 月 1 日矿井开工后,由于施工巷道揭露地质构造和煤层赋存情况与 精查报告提供资料出入较大,原安徽煤炭工业公司以皖煤设字(84)0726 号文批准童 亭矿首采区补孔 9 个。1984 年 9 月至 1985 年 5 月省煤田三队在首采区 1421 勘 探线间施工钻孔补 1补 9，总工程量 5700.41m，1985 年 7 月提交“童亭矿首采 区补钻地质资料”。1989 年 11 月 30 日矿井投产后，原淮北矿务局勘探队于 1990 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 12 年、1991 年、1993 年、1998 年先后对三四、八三、八四、八五采区进行生产补 勘，建立临涣区“四含”、 “太灰”、 “奥灰”水位观测网，共施工钻孔 28 个，其中地质 钻孔 16 个，水文观测孔 12 个（报废 1 个） 。 1999 年安徽省地质矿产局以地矿1999120 号文批准将原杨柳井田 4 线以西 部分(称陈楼块段)划归童亭矿开采，面积约 9.7km2。由于陈楼块段未进行精查勘 探，经淮北矿务局要求，安徽煤田地质三队于 1997 年 8 月编制了淮北矿务局 童亭矿陈楼块段详查（首采区精查）补充地质设计 ，安徽煤田地质局于 1997 年 9 月 7 日以皖煤地字1997136 号文对该设计作了批复。补充勘探共施工钻孔 8 个， 工程量 3157.70m。在补充勘探前，有钻孔 42 个，其中找煤 4 个孔，普查 6 个孔， 详查 32 个。 为探明陈楼块段首采区的煤层赋存和地质构造状况，1999 年集团公司决定对 其进行地震勘探（三维和二维） 。2000 年 10 月安徽煤田地质局物探测量队提交了 童亭矿陈楼块段首采区地震勘探报告 ，其中三维测线 13 束，施工面积 5.63km2；二维测线长 17.58km。全区共完成工作量 3504 个物理点。经地震勘探 后，区内煤层分布形态及地质构造展布均与地勘成果有较大变化，为进一步指导 设计与施工提供了较全面的地质资料。 经以上各阶段勘探工作，童亭矿共施工钻孔 174 个，总工程量 91955.79m（其中检查孔 4 个） ，测井 52650.33m（未包括找煤期钻孔及 16 个生产 补孔）,抽水 12 次，启封 5 孔，采取煤芯样 380 个，简易可选性煤样 33 个，机械 力学测验样 51 个，水样 6 个。 井田内先后施工钻孔 174 个，前两个阶段，全取芯钻进。自 1967 年后，随 着测井技术的提高，采取了取芯、无芯和分段取芯相结合的钻井方法。各时期钻 探工 程量见表 1.2。 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 13 表 1.2 童亭井田各时期钻探工程量一览表 1.3 煤层特征煤层特征 1.3.1 煤层煤层 本井田含煤地层厚为 478m，含煤 11 层。可采煤层 2 层，编号为 7、8 煤， 总厚 4.3 m，含煤系数 1.71%。其中下石盒子组地层厚 121m，含可采煤层 7 煤， 平均厚度 2.3m，含煤系数 3.16%；山西组地层厚 138m，含可采煤层 8 煤，平均 厚 4.37m，含煤系数为 3.17%；井田内可采煤层 2 层，倾角 920，一般 14， 煤质较软。 1、可采煤层情况分述 下石盒子组煤层 本区内有可采煤层 2 层，7 煤、8 煤层为矿井主要可采煤层. 7 煤位于下石盒组下段，本井田主要可采煤层之一,结构一般较简单。上距 6 煤层平均 14m；下距 8 煤层 35m 左右，煤层厚度平均 2m，煤质较软。 钻孔数（个）工程量（m）施工单位备 注 5559（找煤）83574.27华东 120 勘探队全取芯 6465（普查）104129.36华东第三勘探队全取芯 6774（详查）6130922.04华东第三勘探队分段取芯 7577（精查）5832498.36华东第三勘探队分段取芯 8485（补勘）95700.41华东第三勘探队分段取芯 90（生补）53071.39局勘探队分段取芯 91（生补）53521.69局勘探队分段取芯 93（生补）31342.38局勘探队分段取芯 97（陈楼精查）83157.70省第三勘探队分段取芯 98（生补）31928.62省第三勘探队分段取芯 检查孔 4(其中陈楼风井 1 个) 2109.57省第三勘探队全取芯 总 计17491955.79 钻 孔 日期 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 14 8 煤层位于下石盒子组下段，下距山西组 20m，上距 7 煤层 25m 左右。其煤 厚平均 2.0m。煤层以单一煤层为主,构造简单，煤层赋存稳定。据统计，8 煤含煤 面积为 17.25km2，可采面积约 17.06km2，占含煤面积的 96，穿过层位孔 107 个，见煤总数 106 个，局部含一层夹矸（仅有 4 孔揭露） ，夹矸多为泥岩，煤层 顶板以层状砂岩为主，砂泥岩互层，粉砂岩次之，底板以泥岩为主，少量粉砂岩 和砂岩。详见表 1-3。 表 1-3 童亭煤矿可采煤层一览表 见煤点缺失点两极厚度 m煤 层 编 号 穿 层 点 数 可 采 不可 采 可采 指数 变异 系数% 平均厚度 m 结构类型 710710610.992.02.8简单稳定 811611420.981.82.2简单稳定 2、不可采煤层 1） 、上石盒子组不可采煤层 本组含 4 个不可采煤层，即 1、2、3、4 煤层。1、2 煤层位于上石盒子中部； 3、4 煤位于上石盒子下部；4 煤组下距 5 煤 80m 左右，上距 1 煤组 72m 左右。 1 煤组厚平均 0.34m。 ，其顶板、底板岩性以泥岩、粉砂岩为主。 2 煤组一般由 16 层薄煤层或煤线组成，厚平均 0.34m。 3 煤组厚平均 0.45m。 ，其顶板、底板岩性以泥岩、粉砂岩、细砂岩为主 4 煤组厚平均 0.60m。 ，其顶板、底板岩性以页岩、粉砂岩为主。均不可采， 无工业价值。 2） 、下石盒子组煤层 本组不可采煤层有 5、6、7 煤层，共 3 层。 （1） 、5 煤层 位于下石盒组上部，上距 4 煤平均 80m，下距 6 煤平均 19m，一般由 15 个薄煤层组成，局部为炭质泥岩，厚度 00.85m，平均 0.51m，全区不可采，无 工业价值，其顶板以泥岩、粉砂岩为主。 （2） 、6 煤层 位于下石盒子中部，上距 5 煤层 19m 左右，下距 7 煤层 14m，由 16 个分 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 15 煤层组成。厚平均 0.58m，煤层结构复杂，全井田内均达不到开采厚度，其顶底 板以泥岩为主，粉砂岩次之。 3、山西组煤层 1）. 10 煤 位于山西组下部，本井田主采煤层之一，其下距太原组一灰 112181m，平 均 147m，上距 k2 标志层底板 22m 左右。井田范围内含煤面积 17.26km2，见煤 孔 116 个（断失孔 5 个除外） ，其中不可采孔 2 个，占见煤钻孔总数的 1.72。10 煤层煤层薄度，平均 0.6m，煤层厚度变化不大，结构简单。 10 煤顶板多为层状粉砂岩，局部为泥岩、细砂岩，所有的钻孔及实揭资料表 明，10 煤层为稳定的煤层，也是本井田的主要不可采煤层。 2）.11 煤层 位于山西组底部，上距 10 煤层一般 28m，下距 k1 太原组 22m 左右，一般 有 12 个分层，厚度平均 0.69m，层位分布较稳定，全井田内均达不到开采厚度， 顶底板多以海相粉砂岩或泥岩为主。 1.3.2 煤层顶、底板煤层顶、底板 3 号煤层：直接顶一般为厚 1.298.4m 的粉砂岩及粉砂质泥岩，老顶为 3.655.63m 的细砂岩；直接底一般为 1.507.69m 细砂岩、砂岩。 51号煤层：顶板在 16-17 线以西、西 4 线以东以泥岩为主；16-17 线与西 4 线 之间以粉砂岩、细砂岩为主，局部为泥岩，其直接顶厚度一般为 0.51.8m，属 类顶板，老顶为厚度 1.152.20m 的细砂岩，底板为 3.9611.15m 的泥岩。 52号煤层：顶底板均以泥岩为主，局部为粉砂岩顶板为 3.9611.5m 的泥岩， 直接底为 4.8926.85m 的泥岩，老底多为粉砂岩，厚度为 7.2330.93m。 7 号煤层：顶板以泥岩为主，局部为粉砂岩，偶见 0.10.3m 的炭质泥岩伪 顶。直接顶厚度一般 1.256.24m，老顶为 1.676.93m 的中细砂岩，其直接顶初 次垮落步距为 13m，周期来压不明显，直接底为 0.439.92m 的泥岩。 8 煤顶底板 伪顶：灰色泥岩或炭质泥岩，常与煤层分界不清，多缺失，极易冒落，平均 厚 0. 05m。 直接顶：以页岩、泥岩为主，灰色，致密块状，含砂量由下向上逐渐增大， 中上部含大量完整植物化石，裂隙发育，易冒落，平均厚 7.2m。井田东西两翼岩 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 16 性差别不大；其顶板分类定为类。 老顶：浅灰色灰色中砂岩，裂隙较发育,不易冒落，厚度平均 4.19m。 直接底：由粉砂岩组成，主要为灰灰白色。厚度平均 7.43m。 老底：由中砂岩组成，主要是灰灰白色。厚度平均 8.36m。 10 煤顶底板 直接顶：以灰色泥岩为主，致密性脆，块状，由下向上含砂量逐渐增大，裂 隙较发育，硬度 34 度，厚平均 13.65m。顶板分类应定为类。 老顶：以粉砂岩为主，灰白色，块状，厚平均 33.74m。 直接底：以泥岩为主，灰色，含砂少，致密，泥质胶结，厚平均 10.51m。 老底：砂泥岩互层，深灰色砂质泥岩和薄层状灰色细砂岩迭层出现，以薄层 砂质泥岩为主，遇水易膨胀，平均厚 8.49m。 1.3.3 煤质煤质 1.煤的物理性质 本井田各煤层均为黑色，一般是油脂光泽玻璃光泽，以块状粉末状为主， 少量为鳞片状，质地较软，比重轻，常具线理状、条带状结构，内生裂隙发育。 宏观煤岩类型多为半亮型光亮型，显微煤岩类型主要是亮型和亮暗型。 2.煤岩特征 据 1977 年精查报告资料，显微煤岩组分均以凝胶化组分为主，其次是丝炭 及丝炭化组分。稳定组分一般都可见到，但煤的变质程度较高时，其特征趋向和 凝胶化组分一致。凝胶化组分主要为均一状的凝胶化基质，有时含少量木炭、木 质镜煤等形态分子。丝炭半丝炭化组分，以丝炭半丝炭基质为主，其次为焦 炭半丝炭基质。木质镜煤半丝炭以及丝炭碎片体等残余植物组织，稳定组分中 以小孢子、大孢子最为常见；此外，树脂体、角质层以及树皮等也有存在，镜下 几乎皆有条带状结构。 煤中矿物杂质主要为粘土类，其次为硫化物、碳酸盐及其它矿物。粘土矿物 一般呈细小质点和包裸体分散分布或夹层分布。硫化物、碳酸盐等矿物呈微晶、 微粒镶嵌或浸染状分布于有机物之中。煤质资料详见表 1-4、1-5。 表 1-4 可采煤层有机岩组分定量统计表 第 1 章 矿区概述及井田地质特征 17 凝胶化组 分 半凝胶 化组分 丝炭化及 半 丝炭化组 分 稳定组分 有机质总 和 变 质 阶 段 7 50.4080.80 67.58(11) 0.309.20 4.45(11) 11.2032.90 19.87(11) 0.808.30 4.16(8) 86.4098.80 91.59(11) 8 34.1070.30 53.25(15) 3.2018.00 10.11(15) 12.0054.10 29.63(15) 0.209.80 3.96(11) 82.5096.90 92.87(11) 注：表中 “”表示：平均（点数） 。 表 1.5 可采煤层有害组分化验成果表 水分(%)灰分(%) 原煤精煤原煤精煤 7 1/3jm qm 0.481.64 1.27(13) 0.531.69 1.16(13) 10.7629.38 19.31(13) 6.3010.96 8.27(13) wy 1.011.23 1.12(2) 1.69(1) 21.8130.71 26.26(2) 9.66(1) 8 1/3jm fm 0.411.76 0.98(24) 0.521.25 0.91(23) 10.7326.68 15.14(24) 5.088.85 6.36(23) 全硫(%)磷(%) 原煤精煤原煤精煤 7 1/3jm qm 0.320.96 0.63(10) 0.470.62 0.56(7) 0.0050.017 0.0098(3) 0.00280.0046 0.0040(4) wy 81/3jm fm 0.140.73 0.37(20) 0.260.50 0.35(12) 0.0040.007 0.0051(3) 0.00080.0083 0.0024(12) 1.3.4 瓦斯瓦斯 1、根据以前矿井瓦斯等级鉴定，本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯涌出量较小， 约为 3m3/t,本矿井通风工作相对比较简单。 2、煤的自燃 据煤炭科学研究总院、重庆分院分别于 1992 年 7 月、1999 年 7 月、1999 年 10 月对我矿 7、8 煤层有关于煤的自燃倾向的报告，童亭矿 7、8 煤自燃倾向属类， 容易自燃。依据精查地质报告提供的测定结果，52煤自燃倾向属类不易自燃发火的煤 层（见表 1-6） 。 项 目 煤 类 别 煤 层 河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 18 3、煤尘的爆炸性 据精查期钻孔取样试验结果及煤科院重庆分院 1990 年以来有关我矿煤尘爆 炸性鉴定报告，本井田 7、8 煤层均属有爆炸危险的煤层。 表 1-6 煤的燃点测定成果表（精查期） 据精查期钻孔取样试验结果及煤科院重庆分院 1990 年以来有关我矿煤尘爆 炸性鉴定报告，本井田 3、51、52、7、8、10 煤层均属有爆炸危险的煤层，见表 1-7。 表 1.7 煤尘爆炸性鉴定报告表 工业分析（）爆炸性试验 试样编号 采样 地点 madaadvdafvad 火焰长 度 （mm） 抑制煤尘爆 炸最低岩粉 量(%) 爆炸性 结论 90爆 1 324 机巷 1.4820.3723.4730.0240070 90爆 2 51煤 上山 1.4316.6524.2729.6340075 90爆 3 711 机巷 1.7513.8726.6131.5440075 90爆 4 811 机巷 1.6917.6124.4030.2440070 92爆 1 1013 轨道巷 1.0310.3625.1328.3535060 99爆 69 347 工作面 1.6614.4431.3526.3040075 99爆 70 729 风巷 0.9317.4727.9722.8238070 99爆 71 8211 轨道巷 4.7520.6024.7018.4435070 99爆 72 1018 工作面 1.3114.7527.2622.8840075 有煤 岩爆 炸性 备 注 鉴定单位：煤炭科学研究总院重庆分院 （后四样鉴定日期：1999.10.25 取样日期：1999.9.7） 燃 点 孔号 煤层 名称 样品止深 (m)原样() 氧化样 () 还原样() 氧化程度 （） 自燃发 火倾向 1657502.13366366369100 类不 自燃发火 西 2118647.5636236036771 类不 自燃发火 西 21310341.67369364369 类不 自燃发火 第 2 章 井田境界和储量 19 2 井田境界和储量井田境界和储量 2.1 井田境界井田境界 2.1.1 井田范围井田范围 本井田煤层为缓倾斜煤层，井田境界采用垂直划分法，本井田划分的原则有： 1) 井田范围储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应； 2) 保证井田有合理的尺寸； 3) 充分利用现有的自然条件划分井田； 4) 合理规划矿井的开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。 根据以上规则和矿区总设计任务书的要求，结合煤层的赋层情况，地质构造， 开采技术条件，并保证各井田都有合理的尺寸和边界，童亭矿的边界划分如下： 东部边界：矿井东为杨柳煤矿； 西部边界：矿井西以孟集断层与临涣煤矿相邻； 北部边界：矿井北为赵口断层； 南部边界：矿井南为煤层露头。 2.1.2 开采界限开采界限 童亭井田自下而上沉积了山西组、下石盒子组及上石盒子组含煤地层，