采矿工程毕业设计（论文）-许疃煤矿1.5Mta新井设计【全套图纸】 .pdf

编号： （ ）字 号 本科生毕业设计（论文） 题目： 许疃煤矿 1.5mt/a 新井设计 许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析 姓名： 学号： 班级： 采矿工程 2008- 6 班 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 二一二年六月 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院矿业工程学院 专 业： 采矿工程采矿工程 设计题目： 许疃煤矿许疃煤矿 1.5 mt/a 新井设计新井设计 专 题： 许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析 指导教师： 职 称： 教教 授授 2012 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程 2008 级 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ：任 务 下 达 日 期 ： 2012 年年 1 月月 8 日日 毕业设计日期：毕业设计日期：2012 年年 3 月月 12 日日 至至 2012 年年 6 月月 8 日日 毕业设计题目：毕业设计题目： 许疃煤矿许疃煤矿 1.5 mt/a 新井设计新井设计 毕业设计专题题目：许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析毕业设计专题题目：许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 以实习矿井许疃煤矿条件为基础，完成许疃煤矿以实习矿井许疃煤矿条件为基础，完成许疃煤矿 1.5mt/a 新井设计。主 要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区 设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。 新井设计。主 要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区 设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。 结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于综放沿空掘巷巷道支 护技术的专题论文。 结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于综放沿空掘巷巷道支 护技术的专题论文。 完成完成 2011 年采矿科学与技术上与采矿有关的科技论文翻译一篇，题 目为 年采矿科学与技术上与采矿有关的科技论文翻译一篇，题 目为“an experimental study of a yielding support for roadways constructed in deep broken soft rock under high stress”，论文，论文 4247 字符。字符。 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内 容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评 价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等） ： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解 决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度； 总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等） ： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为许疃煤矿1.5mt/a新井设计。许疃煤矿位于安徽省宿州市境内，区内交通 十分便利。井田走向长 6.36.8km，倾斜宽 2.143.82km，井田面积 22.75km2。井田内可 采煤层共有 8 层，主采煤层为 72和 82煤。井田内 72和 82煤倾角均在 716之间，72煤平 均厚度3.0m，82煤平均厚度9.0m。矿井工业储量为346.42mt，可采储量为229.25mt，设 计服务年限 109.2a。矿井正常涌水量为 550m3/h，最大涌水量为 660m3/h。矿井相对瓦斯 涌出量为 12.0m3/t，绝对瓦斯涌出量为37.879m3/min，属高瓦斯矿井。煤层属于有可能自 燃发火不自燃发火，煤尘有爆炸危险性。 根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一：立井单水平开拓， 中央并列式通风；方案二：立井单水平开拓，两翼对角式通风；方案三：立井两水平开 拓，暗斜井延深；方案四：立井两水平开拓，暗立井延深。通过粗略和详细技术经济比 较，最终确定方案一为最优方案。水平标高- 650m，整个井田划分为 5 个带区和 2 个采 区，采用中央并列式通风方式。 矿井采用带区式准备方式，工作面设计长度 210m，采用综合机械化一次性采全高采 煤工艺。矿井年工作日为 330d，昼夜净提升时间为 16h。矿井采用“三八”制工作制 度，两班生产，一班检修,生产班每班完成 3 个采煤循环。循环进尺为 0.8m，日产量为 4127.71t。 矿井煤炭采用胶带输送机运输，辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。 主井采用两对16t侧卸式箕斗提煤，副井采用一对1.5t矿车双层四车加宽罐笼运送物料和 升降人员。 专题部分题目为：许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析。主要分析了综合机械 化放顶煤开采时沿空掘巷巷道变形破坏的机理，理论分析所留保护煤柱的宽度以及合理 选择掘巷的位置，并提出了使用以高强预应力让压锚杆为核心的锚网支护系统对围岩进 行控制。 翻译部分主要内容是关于深部高应力破碎软岩巷道可缩性支护试验研究，英文题目 为：an experimental study of a yielding support for roadways constructed in deep broken soft rock under high stress。 关键词：关键词：立井；单水平；带区；综合机械化一次性采全高；中央并列式通风 abstract this design includes three parts: the general design, the monographic study and the translation. the general design is about a 1.5mt/a new underground mine design of xutuan coal mine. xutuan coal mine lies in the southwest of suzhou city, anhui province. the transportation in the mining area is very convenient. its about 6.36.8km on the strike and 2.143.82km on the dip, with the 22.75km2 total area. there are 8 minable coal seam. the main aquifer coal seam is 72 coal seam with an average thickness of 3.0m and 82 coal seam with an average thickness of 9.0m .both the dip of coal seam is 716. the proved reserves of this coal mine are 346.42mt and the minable reserves are 229.25mt, with a mine life of 109.2a. the normal mine inflow is 550m3/h and the maximum mine inflow is 660m3/h. the mine relative gas emission quantity is 12.0m3/t, and the absolute gas emission quantity is 37.879m3/min. thus, it is a high gas mine. the coal seam range from tend to spontaneous combustion to have no tendency of spontaneous combustion, and the coal dust has explosion hazard. based on the geological conditions of the mine, i bring forward four available project in technology. the first is vertical shaft development with single mining level and centralized juxtapose ventilation; the second is vertical shaft development with single mining level and two wings of diagonal ventilation; the third is vertical shaft development with two mining levels, the deep extension of blind slope; and the last is vertical shaft development with two mining levels, the deep extension of blind slope and blind shaft. the first project is the best comparing with other three projects in technology and economy. the mining level is - 650m, and the mine field is divided into five strip districts and two mining district, with centralized juxtapose ventilation. designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation. the design length of working face is 210m, which uses fully mechanized mining the full - height. the working days in one year are 330. everyday it takes 16 hours in lifting the coal. the operation mode in the mine is “three- eight” with two teams mining and the other overhauling. every mining team makes three working cycle, and the overhauling team makes one working cycle. so everyday there are 7 working cycles. the advance of a working cycle is 0.8m, and the quantity of 4127.71 ton coal is maked everyday. main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. the main shaft uses two double 16t skips to lift coal and the auxiliary shaft uses a twins wide 1.5t four- car double- deck cage to lift material and personnel transportation. the monographic study entitled “research on technology of surrounding rock controlling supporting in fully- mechanized caving roadway in xutuan coal mines”. the study mainly analyse the instability failure reasons of fully- mechanized caving roadway with the application of gob- side entry driving. then give a theoretical analysis the width of the protective pillar and how to make a reasonable choice of lane in the position. finally, the corresponding control measures and control mechanism on surrounding rock, which in the core of high resistance and yielding bolt, are raised in this study. the translated academic paper is about yielding support for roadways constructed in deep broken soft rock under high stress. its title is “an experimental study of a yielding support for roadways constructed in deep broken soft rock under high stress”. keywords: shaft; single mining level; strip district; fully mechanized mining the full - height; centralized juxtapose ventilation 目 录 一般部分一般部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 . 1 1.1 矿区概述 . 1 1.1.1 地理位置 . 1 1.1.2 地形、地貌 . 1 1.1.3 交通条件 . 2 1.1.4 气候、地震 . 2 1.1.5 水文情况 . 2 1.1.6 矿区经济概况 . 2 1.1.7 水源、电源 . 2 1.2 井田地质特征 . 2 1.2.1 井田煤系地层 . 2 1.2.2 井田地质构造 . 4 1.2.3 井田水文地质特征 . 5 1.3 煤层特征 . 7 1.3.1 可采煤层赋存特征 . 7 1.3.2 煤质 . 8 1.3.3 煤层开采技术条件 . 9 2 井田境界和储量井田境界和储量 . 10 2.1 井田境界 . 10 2.1.1 井田范围 . 10 2.1.2 开采界限 . 10 2.2 矿井工业储量 . 10 2.2.1 储量计算基础 . 10 2.2.2 井田地质勘探 . 10 2.2.3 矿井工业储量计算 . 10 2.3 矿井可采储量 . 12 2.3.1 安全煤柱留设原则 . 12 2.3.2 矿井保护煤柱损失量 . 12 2.3.3 矿井设计可采储量 . 14 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 . 16 3.1 矿井工作制度 . 16 3.2 矿井设计生产能力及服务年限 . 16 3.2.1 矿井设计生产能力 . 16 3.2.2 确定依据 . 16 3.2.3 服务年限 . 16 3.2.4 井型校核 . 17 4 井田开拓井田开拓 . 18 4.1 井田开拓基本问题 . 18 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 . 18 4.1.2 工业场地的位置 . 19 4.1.3 开采水平的确定及带区、采区的划分 . 20 4.1.4 主要开拓巷道 . 20 4.1.5 开拓方案比较 . 20 4.2 矿井基本巷道 . 27 4.2.1 井筒 . 27 4.2.2 开拓巷道 . 31 4.2.3 井底车场及硐室 . 35 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置 . 37 5.1 煤层地质特征 . 37 5.1.1 带区位置 . 37 5.1.2 带区煤层特征 . 37 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 . 37 5.1.4 水文地质 . 37 5.1.5 地质构造 . 37 5.2 带区巷道布置及生产系统 . 38 5.2.1 带区准备方式的确定 . 38 5.2.2 带区巷道布置 . 38 5.2.4 带区生产系统 . 38 5.2.5 带区内巷道掘进 . 39 5.2.6 带区生产能力及采出率 . 40 5.3 带区车场选型计算 . 41 6 采煤方法采煤方法 . 42 6.1 采煤工艺方式 . 42 6.1.1 采煤方法的选择 42 6.1.3 回采工作面参数 . 42 6.1.4 回采工艺及工作面设备选型 . 43 6.1.5 采煤工作面支护方式 . 46 6.1.6 端头支护及超前支护方式 . 47 6.1.7 各工艺过程注意事项 . 48 6.1.8 采煤工作面正规循环作业 . 49 6.2 回采巷道布置 . 51 6.2.1 回采巷道布置方式 . 51 6.2.2 回采巷道参数 . 51 7 井下运输井下运输 . 54 7.1 概述 . 54 7.1.1 井下运输设计的原始条件与数据 . 54 7.1.2 运输距离和货载量 . 54 7.1.3 井下运输系统 . 54 7.2 带区运输设备选型 . 55 7.2.1 设备选型原则 . 55 7.2.2 带区运输设备的选型及能力验算 . 55 7.3 大巷运输设备选型 . 57 7.3.1 运煤设备 . 57 7.3.2 辅助运输设备选择 . 58 8 矿井提升矿井提升 . 60 8.1 矿井提升概述 . 60 8.2 主副井提升 . 60 8.2.1 主井提升 . 60 8.2.2 副井提升 . 61 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 . 64 9.1 矿井通风系统选择 . 64 9.1.1 矿井概述 . 64 9.1.2 矿井通风系统的确定 . 64 9.1.3 带区通风系统的确定 . 65 9.1.4 矿井通风容易与困难时期的确定 . 66 9.2 带区及全矿所需风量 . 69 9.2.1 采煤工作面实际需风量 . 69 9.2.2 掘进工作面实际需风量 . 70 9.2.3 硐室需风量 . 71 9.2.4 其它巷道需风量 . 71 9.2.5 矿井所需总风量 . 71 9.2.6 风量分配及风速验算 . 72 9.3 全矿通风阻力的计算 . 73 9.3.1 矿井通风总阻力计算原则 . 73 9.3.2 矿井最大阻力路线 . 73 9.3.3 矿井通风阻力计算 . 73 9.3.4 矿井通风总阻力 . 74 9.4 矿井通风设备选型 . 75 9.4.1 主要通风机选型 . 75 9.4.2 电动机选型 . 78 9.4.3 主要通风机附属装置 . 78 9.5 防治特殊灾害的安全措施 . 79 9.5.1 预防瓦斯灾害的措施 . 79 9.5.2 预防煤尘灾害的措施 . 79 9.5.3 预防井下火灾的措施 . 80 9.5.4 预防井下水灾的措施 . 80 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 . 82 参考文献参考文献 . 83 专题部分专题部分 许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析 . 84 1 绪论绪论 . 84 1.1 研究意义 . 84 1.2 国内外研究概况 . 85 1.2.1 煤柱留设研究现状 . 85 1.2.2 沿空掘巷矿压显现规律研究现状 . 87 1.2.3 沿空掘巷围岩控制与支护技术研究现状 . 87 1.3 问题的提出 . 89 2 沿空掘巷围岩控制理论研究沿空掘巷围岩控制理论研究 90 2.1 沿空掘巷围岩变形破坏机理分析 . 90 2.1.1 煤层巷道失稳力学机理 . 90 2.1.2 综放沿空巷道破坏形式 . 91 2.2 沿空掘巷合理位置的选择 . 92 2.3 煤柱宽度理论分析 . 94 2.3.1 煤柱极限强度计算 . 94 2.3.2 煤柱承受荷载的计算 . 95 2.3.3 合理煤柱宽度的弹塑性力学分析 . 96 3 综放沿空巷道围岩控制及支护技术在许疃煤矿的应用综放沿空巷道围岩控制及支护技术在许疃煤矿的应用 98 3.1 高强预应力让压锚杆 . 98 3.1.1 高强预应力让压锚杆力学模型 . 99 3.1.2 高强让压锚杆的支护机制 100 3.2 综放沿空巷道围岩控制技术在许疃煤矿的应用 . 100 3.2.1 锚杆支护设计方法 . 100 3.2.2 锚杆支护破坏机理 . 102 3.2.3 沿空巷道围岩控制措施 . 103 4 结论结论 . 106 专题部分专题部分 参考文献参考文献 . 107 英文原文 . 108 中文译文 . 119 致致 谢谢 . 127 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 地理位置地理位置 许疃矿位于安徽省宿州市西南部，地处蒙城县板桥镇某乡境内。其地理坐标为东经 1164011645，北纬 33213326。 井田中心位置距东北方向的宿州市约 37km，距西南方向的蒙城县约 28km。井田东 部有宿州至蒙城公路；京沪铁路、青阜铁路及京九铁路分别在井田外东、西部通过，青 芦支线联接青阜铁路，井田距青芦支线上的任庄站 9.3km。自京沪线宿县车站至各城市 的距离为：徐州 75km，北京 886km，南京 271km，上海 574km。矿井交通位置见图 1- 1。 许疃矿许疃矿 许疃矿井 京 沪 铁 路 江 苏 省 徐州市 陇 海 铁 路 夹河寨 孟庄矿 朔里矿 石台矿岱河矿 相王庄矿 杨庄矿 前岭狂 朱仙庄矿 芦岭矿 骑路孙矿 邹庄矿 桃园矿 祁南矿 祁东矿 邹庄矿 任楼矿 界沟矿 五沟矿 童亭矿 临涣矿 图 1- 1 矿井交通位置图 1.1.2 地形地形、地貌地貌 井田内地势平坦，北部略高于南部，海拔标高在+24.5+26.5m 之间，一般为 +25.5m 左右。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页 1.1.3 交通条件交通条件 本井田位于淮北平原，地形平坦，矿区铁路专用线青芦支线在井田北约 9km 通过， 本矿井铁路专用线在该支线的任庄站接轨，专用线长度 9.3km 已投入运营。宿（州）蒙 （城）公路在井田的东部边界外通过，许（疃）赵（集）公路与其相连，本矿井进场公路 接自许（疃）赵（集）公路，长度 2.2km。故本矿井的交通运输较方便。 1.1.4 气候、地震气候、地震 本区属季风暖温带半湿润气候，春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北 西北风。年平均风速 3m/s，最大风速可达 18m/s。年平均气温 14.7，一月份最低可达 - 23.2，7 月份最热可达 41。年平均降雨量为 750910mm，雨量集中在 7、8 两个 月。无霜期 208220 天，冻结期一般在 12 月上旬至次年的 2 月中旬。 根据安徽省地震局资料，本区历史上未发生过大的地震。按照建筑抗震设计规范 （gb500112001）附录 a我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震 分组划分，本区地震烈度为 6 度。 1.1.5 水文情况水文情况 井田南部外围仅有一条可通木船的北淝河，自西北流向东南，至怀远县流入淮河。 一般水位低于地表。在井田北部外围，有一条自西向东流的懈河；在井田内有白马河及 跃进河。 井田范围内地面农灌沟渠较多，纵横交错，主要有：白马沟、玉亭沟、菜花沟、公 益沟、双村沟、纲要沟等，组成农田排灌系统。 1.1.6 矿区经济概况矿区经济概况 许疃矿地处平原，土地肥沃，农作物生长良好，产量较高，农作物主要有小麦、玉 米、大豆、棉花等。近几年乡镇企业发展迅速，某乡发展的乡镇企业有农机厂、木器 厂、面粉加工厂、瓶盖厂等。 主要建筑材料供应：钢材、水泥、木材供应充足；砖瓦主要由当地供应；石料主要 由符离集供应；砂主要来源于嘉山县及山东滕州市，建筑材料供应渠道畅通。 1.1.7 水源、电源水源、电源 井田内新生界松散层第一、第三含水层上段埋藏深度浅，分布广，水量丰富，水质 容易达到“饮用水卫生标准”。矿井工业场地及居住区的生活、生产、消防用水取自新 生界一、三含水层。井下用水水质要求低于饮用水水质标准，选择用处理后的井下排水 作为井下供水水源，水源充沛。 矿井电源取自南坪集变电站，工业场地内已建成一座 35kv 变电所，s11- 10000/35 主 变两台，已使用 9 年，电源是可靠的。 1.2 井田地质特征 1.2.1 井田煤系地层井田煤系地层 本井田煤系地层属石炭系、二迭系。根据井田内钻孔揭露的地层，自老至新叙述如 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页 下： 1）奥陶系中下统老虎山- 马家沟组（o2l- o1m） 井田内揭露最大厚度 117.22m，岩性为灰色、深灰色中厚厚层豹皮状白云质灰岩 及灰岩，细晶质结构，方解石自形程度高。 2）石炭系上统太原组（c3t） 据 706 孔揭露，地层厚度133.49m，岩性由石灰岩，碎屑岩和薄煤层组成。共含 8 层 灰岩，总厚 6l.87m，占本组地层厚度的 46.3%。上段一灰至六灰灰岩总厚 40.46m，占该 段厚度的 65%。下段含两层灰岩，总厚 21.41m，占该段厚度的 49%，含薄煤层，位于灰 岩下，不作为开采对象。 3）二迭系下统山西组（p1s） 位于骆驼脖子砂岩底板至太原组一灰顶界之间，厚度 95130m，平均 111m，由海 陆交互相沉积的砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含 10、11 两个煤层 （组） ，其中 101煤层在某断层以北厚度稳定，为可采煤层，在某断层以南出现大面积沉 积缺失。112煤层较薄，为局部可采煤层。 4）二迭系下统下石盒子组（p1xs） 位于 k3 砂岩底板至骆驼脖子砂岩底板之间，厚度 220260m，平均 245m。由过渡 相砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、铝质泥岩、泥岩和煤层组成。是本井田主要含煤地层， 含 4、5、7、8 四个煤层（组），可采煤层为 42、51、52、71、72、82六层。其中 72、82 煤层为本井田主采煤层，82煤层下的铝质泥岩为本区中部地层的重要标志层。 5）二迭系上统上石盒子组（p2ss） 位于 k3 砂岩底板以上，井田内揭露最大厚度 644m。由过渡相陆相砂岩、粉砂 岩、泥岩和煤层组成。含 1、2、3 三个煤层（组），32煤层为本井田主采煤层，k3 砂岩 为本区上部地层重要标志层。 6）下第三系（e） 分布在井田南部及东南部，井田内揭露最大厚度 492.59m。岩性由紫红色粉砂质胶 结的砾岩及砖红色少量云母的粗砂和少量细砾组成。 7）上第三系上新统（n2） 地层厚度 122315m，平均厚度 245m。底部以残积坡物和洪积物为主，厚度 0 63m，平均厚度 20m，主要分布在 71 线以北。岩性为砾石、粘土砾石、砂砾、砂及粘土 质砂，夹薄层粘土、砂质粘土及粘土夹砾石。 中下部以湖相沉积的灰绿色、综红色粘土和砂质粘土为主。厚度 85185m，平均 140m。厚度大，可塑性好，膨胀性强，是井田内主要隔水层组。 中上部多河湖相沉积的棕黄色、浅红色及灰白色细、中砂。顶部以综黄色及灰绿色 粘土和砂质粘土为主，粘土可塑性强，分布稳定。 8）第四系（q） 地层厚度 64116m，平均厚度 90m 左右。 更新统下部砂层与粘土或砂质粘土呈互层状，以河间阶地沉积物为主，平均厚度 37m 左右。 更新统上部以土黄色、棕黄色粘土和砂质粘土为主，平均厚度 22m 左右。 全新统平均厚度 31m 左右。下部以细粉砂、粉砂为主。中部在垂深 2023m 普遍含 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页 有一层厚 12m 的灰黑色富含腐植砂质粘土。上部在垂深 35m 为砂质粘土，富含钙质 结核及锰铁质结核，为近代淮北平原的剥蚀面。近地表 0.5m 左右为褐黑色耕植土壤，在 井田的西南部沉积有近代黄泛淤积的综红色粘土层，厚 1m 左右。 矿井地质综合柱状图见图 1- 2。 系 煤 细砂岩 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 煤 泥岩 细砂岩 中砂岩 碳质泥岩 泥岩 中砂岩 7-1煤 7-2煤 8-2煤 8-2煤 421.67 422.40 426.10 431.59 433.28 434.79 440.97 443.97 445.64 445.95 447.25 451.15 460.37 463.18 463.36 469.55 473.10 476.85 5.02 0.73 3.70 5.49 1.69 1.51 1.34 3.00 1.67 0.31 1.30 3.90 9.22 2.81 0.18 6.19 3.55 3.75 灰到浅灰色，薄到中厚层状，中细粒结构，主要由石英组成，含少量暗 色矿物。 测井资料。 灰色，薄到中厚层状，含粉砂质结构，发育有斜楔型层理，见有少量裂隙 ，并见有方介石脉状充填。 深灰色，块状构造，顶部稍含粉砂质，430.50米以下0.35米菱 铁鲕粒岩。 黑色，以末状为主，夹有少量细碎块状，局部见有鳞片状，属半亮型煤。 深灰色，块状构造，泥质结构，含少量结核，产多量的植物化石，顶部0 .20米底部0.10米为黑灰色的含炭泥岩。 黑色，以粉末状、细碎块为主，夹少量块状、粒状、条带状，内生裂隙发 育。 深灰色，块状，泥质结构，产植物化石。 测井资料。 深灰色，块状，含粉砂质结构。 浅灰色，薄到中厚层状，细粒结构，分选中等，泥质胶结，常见与深灰色 的粉砂质组成互层。 浅灰色，中厚层状，细中粒结构，主要由石英组成，含少部分暗色矿物 或岩屑，分选差，钙质胶结，层面有炭质或云母分布，含少量菱铁鲕粒。 黑色，以粉状、细碎块状为主，夹少量块状、粒状，局部见少量鳞片状。 深灰色，块状构造，中部部分含少量鲕粒，下部见有少量结核，底部0. 20米含大量的粉砂质，自上而下化石碎片渐少。 浅灰色，块状构造，细中粒结构，主要由石英组成，含少量长石、云母 及其它暗色矿物或岩屑，分选差，泥质胶结。 细砂岩439.634.84 灰到浅灰色，薄到中厚层状，中细粒结构，主要由石英组成，含少量暗 色矿物。 黑色，以粉状、细碎块状为主，夹少量块状、粒状，局部见少量鳞片状。 统组 地 层综合 柱状 岩 性 描 述 细砂岩 累计厚度 名称 /m 厚 度 /m 二 迭 系 下 统 下 石 盒 子 组 深灰色，块状，含粉砂质结构。 深灰色，块状，含粉砂质结构。 图 1- 2 矿井地质综合柱状图 1.2.2 井田井田地质构造地质构造 区域构造最主要、最突出的形象是新华夏构造和淮阴弧形构造。 该井田位于童亭背斜的南端，为走向南北，向东倾斜的单斜构造，地层倾角北缓南 陡 825，一般为 816。 童亭背斜又位于淮阴弧形构造的南部，背斜南端以板桥断层与东西走向的固镇蒙 城凸起相接。由于该井田所处的特定位置，其构造成分必与区域构造相对应。 1）褶曲 邵于庄向斜位于井田东北界外，是五沟向斜的南延部分。 于大庄背斜在邵于庄向斜东部，与向斜连成一个完整的起伏状态。 本井田内，沿走向呈波状起伏，有两处较显著： 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页 一处在 7275 线之间 5 煤露头呈波状起伏，与临近煤层露头的走向不一致。虽经 72- 735、73- 746、74- 756 孔查证，也未见断层。另据地震补勘资料，在 73 至 76 勘探线 间，f6 断层的尾部，在 72煤层中发现了 df10、df11、f24、df12、df13、df14、 df15等断层。由于受断层作用，该地段地层产状发生较大变化在df11、f24断层间呈 现为反向的小褶曲。沿走向分别在 70、72、74、76 勘探线处形成小向斜，其间向背斜相 互交替，小褶曲呈串珠状十分发育。 另一处在 6566 线浅部，该段地层沿走向发生强烈扭曲，呈明显的向背斜形态，经 636615 八个钻孔及 5 条地震测线控制，它是受南北向的挤压和某断层的牵引作用所 致。 2）断层 根据某井田精查地质报告，井田内共查出断层 23 条，其中正断层 11 条，逆断层 12 条。断层落差大于 100m 的 5 条，断层落差大于 30m 而小于 100m 的 8 条，断层落差小于 30m 的 10 条。 从断层组合关系看，属于北东向的断层有 8 条，是由东西向的压应力挤压而成的压 性断裂；属于北西西东西向的断层有 10 条，由东西向压应力而形成的张扭性和压扭性 断裂；于第三系时有继承性活动，如板桥断层和某断层等。属于北西向的断层有 4 条， 全为张扭性断裂。属于北东东向的断层只有 f18 一条，属张性断裂。 根据国家能投计（1991）612 号文件要求，为进一步查明该矿井首采区的小构造，淮 北矿务局委托安徽省煤田地质局物探测量队进行地震补勘。补勘范围为：北起某断层， 南至 f11 断层，东以 f5 断层为界，西至 82煤层露头，面积约 35km2。 本次补勘全区共发现断点 169 个，利用断点 134 个，组合断层 28 条（包括补勘前发 现的 10 条断层） 。未能组合成断层的孤立断点 35个，其落差均小于10m。28条断层中， 正断层 8 条。控制可靠的断层 21 条，较可靠的 6 条，控制不足断层 1 条。本次补勘对以 前发现的断层进行了进一步控制，修改了 f15、f5- 1 断层，改变了 f6 断层的组合方式， f9根据钻探资料作为保留断层处理，其余6条断层与原来基本一致，新发现断层18条。 从补勘结果来看，该区褶曲及断裂构造很发育，其特征及规律表现如下： （1）逆断层发育，以压性断裂为主且落差大，正断层少且落差小。 （2）断层走向多数以北东向为主，且倾向南东，如 f5、f6、f15 走向北西以某断层 和 f11 为代表。 （3）补勘区北部断层相对较少，且表现为走向北西；南部断层相对较为发育，且现 为走向北东。 （4）煤层露头浅部和- 800m 深部断层较少，多数断层分布于井田深度的中部地段。 （5）在地层产状变化的地段是褶曲加小断层。 根据精查勘探和地震补勘的结果，本井田为一走向南北、向东倾斜的单斜形态，煤 系地层沿走向呈舒缓状起伏，局部有伴生小断层的褶曲，地层倾角北缓南陡，已发现 35 条断层，未发现岩浆岩侵入。 本井田构造复杂程度属于第二类中等构造。 1.2.3 井田水文地质特征井田水文地质特征 1）各含、隔水层特征 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页 （1）本井田新生界松散层厚度 292.84368.10m，一般厚度 320340m，自北西向 南东有逐渐增厚的趋势。根据新生界松散层的钻孔芯取电测井资料和岩相组合特征，自 上而下划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组）。 其中第三隔水层（组），底板埋深 292.4035420m，隔水层两极厚度 57.30 176.90m，一般厚度 120m 左右。中、上部以灰绿色、棕红色粘土和砂质粘土为主，质纯 致密，可塑性好，膨胀性强；下部以粘士、砂质粘土、泥灰岩、钙质粘土为主，夹 23 层砂。该隔水层 （组） 可塑性好，膨胀性强，厚度大，分布稳定，隔水性能良好，能阻隔 地表水及一、二、三含地下水与下部四含和基岩各含水层 （段） 地下水的水力联系，是井 田内重要隔水层（组）。 第四含水层（组），底板埋深 292.40368.10m，含水层（组）厚度 056.62m。一 般厚度 1015m 左右。北部古潜山和西部、南部构造突起地段四含沉积缺失或沉积较 薄，多为残积、坡积物，其岩性为砾石、粘土砾石、粘土夹砾石、砂砾、粘土、砂质粘 土、钙质粘土等。在西北部沿五沟向斜向东南，构成了本井田天然进水通道，四含地下 水自北西流向南东，在井田西北谷口附近及延至井田北部偏东形成谷口洪冲积物，该区 段四含沉积最大厚度为 56.62m。岩性为砾石、粘土质砾石、砂砾、粗砂、中砂、细砂、 粉砂及粘土质砂，夹有粘土和砂质粘土。 71线以北，据66- 684孔及70- 713孔抽水资料，q=0.1050.282l/ms，富水性中等。 71 线以南至 77 线，据 74- 756 孔抽水资料 q=0.0005l/ms，富水性弱。77 线以南绝大 部分缺失四含。 （2）新生界下第三系“红层”含、隔水层（段），上段厚度 150m 左右，多为浅红 色砂质泥质砾岩，为含水层，835 孔在深 339.67m 处，曾发生严重漏水。中段厚度 280m 左右，以砖红色粉砂岩为主，隔水性良好。下段厚度约 5060m，多为红色砂砾岩，钻 进过程中未发生漏水，富水性较弱，在局部块段直接覆盖 32、5、7 煤层之上，对开采可 能有影响。 （3）二迭系主采煤层间大、隔水层（段），煤层岩层主要由砂岩、泥岩、粉砂岩、 煤层组成。3 煤顶板中细粒砂岩，裂隙较发育；3 煤下 6090m 的 k3 砂岩局部裂隙发 育。据 718 孔和 74- 753 孔对 k3 砂岩抽水资料，q=0.0040.0062l/ms，富水性弱。煤顶 板中砂岩和底部细砂岩局部裂隙较发育，据 7211 孔抽水资料 q=0.025l/ms，富水性弱。 34 煤层（组）间砂岩裂隙水以储存量为主，补给水源不足。78 煤顶、底板砂岩，局 部裂隙较发育；据 7015、68- 672、73- 746 孔抽水资料，q=0.0090.294l/ms，富水性 弱中等。以储存量为主，补给水源不足。10 煤顶底板砂岩，据 623 孔抽水资料， q=0.0015l/ms，富水性弱。以上各含水层间以及与四含、太灰之间均有隔水层（段）。 2）断层的富水性及导水性 钻探揭露的破碎带充填物以泥岩、粉砂岩碎块为主，砂岩碎块次之，一般泥质胶 结。钻孔揭露破碎带，均未发生漏水。据65663、7017、546和7216孔分别对某断层、 f5、f6 和 f7 断层抽水资料，q=0.00010.0093l/ms，t0.00382.93m2/d，k 0.00010.017m/d。地质资料从断层破碎带岩性，简易水文和抽水试验资料，说明断层 的富水性极弱，导水性差。根据生产矿井的实践经验，回采引起岩层移动，导致局部应 力重新分布，极易使断层的导水性增强。未探明的地质构造，严重威胁矿井的安全生 产。因此，施工及生产过程中还应从井下应力变化以及开采煤层引起的冒落裂隙带的实 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页 际情况，分析断层两盘岩性，采取必要的防水安全措施。 3）矿井涌水量 矿井主要充水因素是煤系地层砂岩裂隙水。松散层底部含水层应留设防水煤岩柱， 其涌水量未计入矿井总涌水量内；巷道遇断层引起太灰水的突水量未计入矿井总涌水 量。全矿井合计正常涌水量为 550m/h，最大涌水量为 660m/h。 1.3 煤层特征 1.3.1 可采煤层赋存特征可采煤层赋存特征 二迭系煤系是本井田勘探对象，含 10 个煤层（组），自上而下编号为 1、2、3、4、 5、6、7、8、10、11煤层 （组） ，含34层煤。其中可采煤层有：24、32、42、51、52、71、 72、82、101、112共10层，煤层平均总厚15.79m。32、72、82煤层为主采煤层，平均总厚 7.20m。42、51、52、71煤层属大部可采煤层。平均总厚 4.56m。24、101、112煤层属局部 可采煤层，平均总厚 4.03m。24煤层平均厚 0.72m，离 32煤层较远（平均 115m），112 煤层平均厚度 0.72m，离灰岩近（平均 22m），精查地质报告列为暂不利用煤层。井田内 可采煤层特征见表 1- 1。 井田可采煤层情况分述如下： 1）32煤层 距 24煤层平均 115m，煤厚 0.224.27m，平均 2.22m。煤层结构较简单，以一层薄 夹矸为主，个别孔夹矸增厚而分叉成二层独立煤层。该煤层为井田主采煤层，全区仅二 个孔不可采，可采范围占全区 99.2%。煤层顶板以泥岩为主，次为粉砂岩和砂岩。属较 稳定煤层。 2）42煤层 距 32煤层平均 104m，煤厚 02.18m，平均 0.91m。煤层结构较简单，无夹矸者为 主。井田的南部和北部有成片不可采区，可采范围占全区 69.5%。煤层顶板以砂岩 （南、 北部）为主，次为泥岩和粉砂岩。属较稳定煤层。 3）51煤层 距 42煤层平均 78m，煤厚 02.35m，平均 1.19m。煤层结构较简单，一般在顶部有 薄层炭质泥岩夹矸。中部、北部及南部靠近露头区有成片不可采区。可采范围占全区 73.1%。煤层顶板以泥岩为主，其次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。 4）52煤层 距51煤层平均7m，煤厚02.94m，平均0.77m。煤层结构简单，南部有成片不可采 区，其它为零星小块不可采区，可采范围占全区 77.2%，煤层顶板以泥岩为主，次为粉 砂岩和砂岩。属较稳定煤层。 5）71煤层 距 52煤层平均 58m，煤厚 03.46m，平均 l.69m。7 煤组在分岔区为二层 （71、72） ， 东侧合并为一层（72），故 71煤层仅位于井田北部和南部西侧。煤层结构较简单，无夹 矸及具一层夹矸者占绝大多数，西部露头区有长条状不可采区，可采范围占全区 89.4%，煤层顶板以砂岩，泥岩为主。属较稳定煤层。 6）72煤层 距71煤层平均13m，煤厚07.82m，平均3.0m。分岔区煤层薄且结构简单，合并区 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页 煤层厚且结构复杂。露头处有条带状