采矿工程毕业设计（论文）-姚桥煤矿5.0Mta新井设计【全套图纸】.pdf

编号： （ ）字 号 本科生毕业设计（论文） 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 题目：题目： 姚桥煤矿姚桥煤矿 5.0Mt/a 新井设计新井设计 深部矿井巷道稳定与支护技术研究深部矿井巷道稳定与支护技术研究 姓名：姓名： 学号：学号： 班级：班级： 采矿工程采矿工程 2008- 6 班班 二二 一一 二二 年年 六六 月月 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： 姚桥煤矿姚桥煤矿 5.0 Mt/a 新井设计新井设计 专 题： 深部矿井巷道稳定与支护技术研究深部矿井巷道稳定与支护技术研究 指导教师： 职 称： 讲讲 师师 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： 姚桥煤矿姚桥煤矿 3.0 Mt/a 新井设计新井设计 毕业设计专题题目：毕业设计专题题目： 煤层瓦斯抽放技术煤层瓦斯抽放技术 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 以实习矿井姚桥煤矿条件为基础，完成姚桥煤矿以实习矿井姚桥煤矿条件为基础，完成姚桥煤矿 3.0Mt/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，撰写一篇关于高瓦斯煤层抽放技术 的专题论文。 结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于高瓦斯煤层抽放技术 的专题论文。 翻译一篇翻译一篇 3000 字以上的专业英语论文， 题目为字以上的专业英语论文， 题目为“Analysis and control on anomaly water inrush in roof of fully- mechanized mining field”。 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 摘摘 要要 本设计包括三个部分：一般设计部分、专题设计部分和翻译部分。 一般部分为姚桥矿 5.0 Mt/a 的新井设计。姚桥煤矿位于江苏省沛县和山东省微山县境 内，昭阳湖西畔，距江苏省徐州市西北大约 82km，距沛县县城约 17km，距微山县县城约 10km。区内铁路交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨， 支线直达姚桥煤矿。井田走向（东西）长平均约 10 km，倾向（南北）长平均约 3.5km， 井田水平面积为 36 km2。主采煤层一层，即 7 号煤层，平均倾角 10，厚约 9.45 m。井田 工业储量为 517.46Mt，可采储量 393.51 Mt，矿井服务年限为 60.54 a。井田地质条件简单。 表土层平均厚度 163 m；矿井正常涌水量为 325 m3/h，最大涌水量为 465 m3/h；矿井瓦斯 含量很低，属低瓦斯矿井；煤尘具有爆炸危险性。 井田开拓方式为立井两水平上下山立井石门延深开拓。大巷采用胶带输送机运煤，辅 助运输采用绞车加矿车加单轨吊运输运料。矿井通风方式前期采用中央分列式通风，后期 采用两翼对角式通风。 矿井年工作日为 330d，工作制度为“三八”制。 一般部分共包括 10 章：1、矿区概述及井田地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井 工作制度及设计生产能力；4、井田开拓；5、准备方式- 采区巷道布置；6、采煤方法；7、 井下运输；8、矿井提升；9、矿井通风与安全技术；10、矿井基本技术经济指标。 专题部分题目是深部矿井巷道稳定与支护技术研究。 翻译部分是一篇关于在掘进工程中煤与瓦斯突出防治技术的研究与应用，英文原文题 目为：Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal 关键词：姚桥煤矿；立井；两水平；上下山开采；采区布置；放顶煤；中央分列式 ABSTRACT This design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper. The general design is about a 5.0 Mt/a new underground mine design of yaoqiao coal mine. YaoQiao coal mine is located in peixian ,jiangsu and WeiShanXian shandong province county territory, west bank zhaoyang lake, is apart from the jiangsu xuzhou northwest about 82 km, is apart from the county of about 17 km peixian county, about 10 km away from WeiShanXian county. The railway traffic is convenient, xu (state) pei (the chariot) railway private sidings, sand pond and longhai railway line in international standards, regional direct YaoQiao coal mine. Its about 10 km on the strike and 3.5 km on the dip,with the 36 km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 7 with an average thickness of 9.45 m and an average dip of 10. The proved reserves of this coal mine are 517.46 Mt and the minable reserves are 393.51 Mt, with a mine life of 60.54 a.The geological condition of the mine is relatively simple. The normal mine inflow is 325 m3/h and the maximum mine inflow is 465 m3/h. The mineral well gas gushes is lower, It is a low gas mineral well and its a coal seam liable to explosion. The mine is two levels in an main shaft which well location is stonegate to expand. The central laneway use wheel mounted belt conveyor to transit coal, mining trucks are used for winch , tramcar and monorail hoist transportation in the roadway. The mine ventilation way by the central FenLieShi, later the two wings diagonal type. The working system “three- eight” is used in the chensilou mine. It produced 330 d/a. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms. The topic of special subject parts is the research of support technology for deep mine laneway . The translated academic paper is about Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal. Keywords：YaoQiao mine; shaft; Two level; up- dip and down- dip minging; Block layout; sublevel caving hydraulic support; the center of march- past. 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 I 页 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 2 1.1 矿区概述 . 2 1.1.1 地理位置与交通情况 . 2 1.1.2 矿区气候条件 . 2 1.1.3 矿区水文情况 . 2 1.1.4 地震 . 2 1.2 井田地质特征 . 4 1.2.1 井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系 . 4 1.2.2 井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况 . 4 1.3 煤层特征 . 5 2 井田境界和储量井田境界和储量 8 2.1 井田境界 . 8 2.2 矿井工业储量 . 8 2.2.1 构造类型 . 8 2.2.2 矿井地质储量 . 8 2.2.3 矿井工业储量 10 2.3 矿井可采储量 11 2.3.1 矿井可采储量 11 2.3.2 工业广场煤柱留设 11 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 . 13 3.1 矿井工作制度 13 3.2 矿井设计能力及服务年限 13 3.2.1 确定依据 13 3.2.2 矿井设计能力及生产年限 13 3.2.3 井型校核 14 4 井田开拓井田开拓 . 16 4.1 井田开拓的基本问题 16 4.1.1 井筒形式的确定 16 4.1.2 井筒位置的确定 17 4.1.3 工业广场位置选择 18 4.1.4 开采水平的确定及采（带）区的划分 18 4.1.5 方案比较 19 4.2 矿井基本巷道 24 4.2.1 井筒 24 4.2.2 开拓巷道 28 4.2.3 井底车场及硐室 31 5 准备方式采区巷道布置准备方式采区巷道布置 . 35 5.1 煤层的地质特征 35 5.1.1 采区煤层特征 35 5.1.2 地质构造 35 5.1.3 水文地质 35 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 II 页 5.1.4 地表情况 35 5.2 采区巷道布置及生产系统 . 35 5.2.1 采区位置及范围 35 5.2.2 采煤方法及工作面长度的确定 . 35 5.2.3 煤柱尺寸的确定 . 35 5.2.4 采区上山布置 36 5.2.5 确定采区各种巷道尺寸、支护方式及通风方式 36 5.2.6 采区巷道的联络方式 36 5.2.7 工作面接替顺序 36 5.2.8 采区生产系统 37 5.2.9 采区内各种巷道的掘进方法 37 5.2.10 采区生产能力 . 37 5.3 采区车场选型设计 38 5.3.1 确定采区车场形式 . 38 5.3.2 采区主要硐室布置 40 6 采煤方法采煤方法 . 41 6.1 采煤工艺方式 41 6.1.1 采煤方法的选择 41 6.1.2 回采工作面长度的确定 42 6.1.3 工作面的推进方向和推进度 42 6.1.4 回采工作面斜巷参数 43 6.1.5 回采工作面落煤方式 43 6.1.6 采煤机进刀方式 43 6.1.7 装运煤 43 6.1.8 移架方式和移架顺序 44 6.1.9 推拉运输机方式 44 6.1.10 放煤方式 . 45 6.1.11 工艺流程 . 46 6.2 主要设备技术参数 46 6.2.1 液压支架 47 6.2.2 采煤机 48 6.2.3 工作面主运输设备 48 6.2.4 泵站 49 6.2.5 移动变电站 49 6.3 顶板管理 50 6.3.1 支护设计 50 6.3.2 工作面顶板管理 51 6.3.3 工作面上、下端头支架的操作及维护要求 52 6.4 劳动组织和工作面成本 53 6.4.1 劳动组织 54 6.4.2 工作面成本 54 6.5 回采巷道布置 56 6.5.1 回采巷道布置方式 56 6.5.2 回采巷道参数 56 7 井下运输井下运输 . 59 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 III 页 7.1 概述 . 59 7.1.1 井下运输的原始条件和数据 59 7.1.2 矿井运输系统 59 7.2 采区运输设备的选择 . 59 7.2.1 矿井运输设备选型应遵循以下原则 59 7.2.2 工作面及顺槽运输设备选型 . 60 7.2.3 上山运输设备选型 61 7.3 大巷运输设备选择 . 62 7.3.1 确定大巷的运输方式 62 7.3.2 确定大巷运输设备 62 7.3.3 运输设备能力验算 65 8 矿井提升矿井提升 . 66 8.1 矿井提升概述 66 8.2 主副井提升 66 8.2.1 主井提升 66 8.2.2 副井提升 68 8.2.3 井上下人员运送 69 9 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术 . 70 9.1 矿井概况 70 9.1.1 矿井地质概况 70 9.1.2 开拓方式 70 9.1.3 开采方法 70 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 . 70 9.1.5 工作制、人数 70 9.2 矿井通风系统的确定 70 9.2.1 矿井通风系统的基本要求 70 9.2.2 矿井通风方式的选择 71 9.2.3 矿井通风方法的选择 72 9.2.4 采区通风系统的要求 72 9.2.5 工作面通风方式的选择 73 9.2.6 回采工作面进回风道的布置 73 9.2.7 通风构筑物 74 9.3 矿井风量计算 74 9.3.1 工作面所需风量的计算 74 9.3.2 备用工作面需风量计算 75 9.3.3 掘进工作面需风量计算 76 9.3.4 硐室需要风量的计算 76 9.3.5 其他巷道所需风量计算 77 9.3.6 矿井总风量计算 77 9.3.7 风量分配 77 9.4 全矿通风阻力的计算 78 9.4.1 计算原则 79 9.4.2 矿井最大阻力路线 79 9.4.3 矿井通风阻力计算 82 9.4.4 矿井通风总阻力 83 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 IV 页 9.4.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 83 9.5 矿井通风设备选型 84 9.5.1 主要通风机选型 84 9.5.2 电动机选型 86 9.5.3 矿井主要通风设备的要求 86 9.5.4 对反风、风峒的要求 87 9.6 安全灾害的预防措施 87 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 87 9.6.2 预防井下火灾的措施 88 9.6.3 防水措施 88 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 89 参考文献 90 专题部分专题部分 深部矿井巷道稳定与支护技术研究深部矿井巷道稳定与支护技术研究 . 92 摘要摘要 . 92 1 问题的提出问题的提出 . 92 2 深井巷道的矿压规律与特点深井巷道的矿压规律与特点 . 92 2.1 深井巷道概念 92 2.2 深井矿压规律 . 94 2.2.1 地应力概念 94 2.2.2 主应力方向对巷道稳定的影响 94 3 开采深度与巷道围岩的变形关系开采深度与巷道围岩的变形关系 . 95 3.1 中国的研究 95 3.2 前苏联的研究 95 3.3 德国的研究 96 4 影响巷道稳定的因素影响巷道稳定的因素 . 96 4.1 稳定性系数 . 97 4.2 影响因素分析 . 97 4.2.1 岩石力学性质 97 4.2.2 围岩结构 97 4.2.3 围岩物相 97 4.2.4 地质构造应力 97 4.2.5 地下水与地温 97 4.2.6 巷道布置与开挖顺序 97 4.2.7 巷道断面尺寸和形状 97 4.2.8 支护材料与结构形式 97 4.2.9 支护参数 97 4.2.10 施工工艺与质量 . 98 4.3 巷道围岩稳定性分类 . 98 4.3.1 按围岩松动圈的分类方法 98 4.3.2 按围岩变形量的分类方法 98 5 深部巷道围岩变形规律深部巷道围岩变形规律 . 98 5.1 深部巷道围岩具有软岩的力学特征 98 5.2 深部巷道围岩的变形特征 . 99 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 V 页 5. 3 深部围岩巷道载荷特征 . 99 6 深井巷道支护技术深井巷道支护技术 100 6. 1 深井巷道变形规律 100 6. 2 深井巷道支护 100 6.2.1 深井巷道支护原理 . 100 6.2.2 支护结构形式 . 101 6.2.3 支护方法及对策 . 101 7 深井锚杆支护技术深井锚杆支护技术 102 7.1 锚杆支护理论 102 7.2 深部巷道围岩锚杆支护作用分析 . 105 7.3 采用大直径、高强度、大延伸量锚杆 . 106 7.4 增大锚杆预紧力 . 106 7.5 提高锚杆锚固力 . 107 7.6 改善锚索性能 . 107 7.7 加固帮、角关键部位 . 108 7.8 完善锚杆支护监测系统 . 108 8 深井软岩巷道支护深井软岩巷道支护 109 9 深部巷道高温及岩爆问题深部巷道高温及岩爆问题 109 9.1 高温问题 . 109 9.2 岩爆问题 . 109 10 结论结论 . 110 参考文献 112 翻译部分翻译部分 英文原文 114 中文译文 121 致致 谢谢 126 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 1 页 一 般 部 分 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 2 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 地理位置与交通情况地理位置与交通情况 姚桥煤矿座落在江苏省沛县和山东省微山县境内，昭阳湖西畔，距江苏省徐州市西北 大约 82km，距沛县县城约 17km，距微山县县城约 10km。区内铁路交通方便，有徐（州） 沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨，支线直达姚桥煤矿。姚桥矿井工广距沛 屯集配站 8km。 沛屯集配站距各大城市距离见表 1-1。 表表 1- 1 沛屯集配站距各大城市距离沛屯集配站距各大城市距离 铁路沛屯集配站至 单位：km 沙塘 徐州 连云港 上海 浦口 北京 兖州 石臼所 63.3 82.4 305 833 422 893 243.4 543.4 区内公路交通也十分方便，徐州至济宁省级公路从矿井西侧穿过，东与京沪高速公路 相连。京杭大运河从矿区东部通过，可供 100 吨级机船常年航行，水路交通也较为方便。 矿井交通位置图见图 1-1。 1.1.2 矿区气候条件矿区气候条件 姚桥煤矿所在地气候属北温带鲁淮区气候，具有长江流域和黄河流域过渡性特点。冬 季多在大陆性冷高压控制下，天气寒冷干燥；春季冷暖气团交错，天气多变，干旱少雨夏 季处于副热带高压边缘，高温多雨；秋季阳光充足，天高气爽，四季分明。年平均降雨量 789.2mm， 平均降水日 81.8d， 雨季开始 67 月， 极端降水 1178mm/a （1971 年） 和 492.4mm/a （1981 年） ，最大日降水量 393mm/d（1971 年） 。 1.1.3 矿区水文情况矿区水文情况 姚桥井田地貌属黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖地区，矿井陆地部分地势平坦，略 向东倾斜，陆地地面高程 33.5437.47m，东部昭阳湖湖底高程为 30.0033.00m，湖内 常年积水。 井田内较大的地表水体有： 1、东部昭阳湖二级坝以北，井田所及部位长年积水，水位标高一般为 33.0034.00m，最高水位 36.90m，湖水面积 602km2，湖容量为 3817Mm3，最低水位 32.02m，湖水面积 87km2，湖容量 18 Mm3，每年 1 月份湖面冰封，57 月份湖水减少难 以通航。 京杭大运河位于湖陆交界处，本井田范围内与湖水贯通。 杨屯河贯穿井田中部，水面宽 4050m，全年可通航。 沿河位于井田西端，大部分时间干枯。 1.1.4 地震地震 姚桥煤矿位于大地构造体北断块区的南部，秦岭东西构造带东段，新华夏系第二隆起 带的西侧，东距郯城庐江断裂带约 150km，西距聊城断裂带约 160km，附近有丰邳断裂、 沛县断裂、微山断裂等次一级断裂构造。矿区具有发生五级左右地震的条件。较大地震条 件不明显，造成破坏性影响的主要是来自邻区的大震。国家地震局 1976 年 9 月地震烈度 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 3 页 区划资料本区属七度地震区。 图图 1- 1 矿区交通位置图矿区交通位置图 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 4 页 1.2 井田地质特征 1.2.1 井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系 井田处于江苏省沛县杨屯镇与山东省微山县张楼乡境内，北以 F19 断层为界与上海大 屯能源股份有限公司龙东煤矿接壤；南以 F14 断层为界与上海大屯能源股份有限公司徐庄 煤矿相邻； 西北以 F19 断层为界与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻， 东为山东微山崔庄煤矿。 姚桥井田的范围：以国土资源部 2009 年 2 月 19 日批准的采矿许可证中 25 个拐点坐标圈 定的范围为准，井田面积走向长度 10km，倾斜长度 3.5 km，采矿登记面积为 36km 2，开采 深度为-135m-1300m。由于本井田范围第四系冲积层较厚，无小煤矿及老窑。姚桥煤矿 矿区范围拐点坐标见表 1-2。 表表 1- 2 姚桥煤矿矿区姚桥煤矿矿区范范围围拐拐点点坐坐标标 点号 X Y 点号 X Y 点号 X Y 5 3861085 3949800 0 3 3863500 39498000 1 3864850 39498000 4 3862000 3949800 0 2 3864500 39498000 03 3865250 39498000 04 3865100 3949607 0 06 3865500 39491920 89 3863250 39488000 05 3865950 3948360 0 90 3864090 39490000 88 3862810 39486500 G 3863135 3948630 5 I 3862687 39482945 18 3862100 39482940 H 3862970 3948581 3 K 3862245 39482385 19 3861160 39484500 20 3859500 3948527 0 22 3858230 39487100 87 3859540 39480500 21 3858270 3948659 0 23 3858700 39489250 86 3860170 39481250 85 3860670 3949320 0 1.2.2 井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况 该井田第四系冲积层广泛分布，为全掩盖式煤田，最老地层为寒武系凤山组（3 f） ， 最新地层为第四系（Q） 。现将地层由老至新分述如下： 1、寒武系凤山组（3 f） ：最大厚度 60.78m，岩性主要为浅灰灰色泥晶灰岩、鲕粒 灰岩、夹少量竹叶状灰岩。与上覆地层整合接触。 2、奥陶系（O） ：奥陶系地层最大厚度为 569.30m，灰色、厚中厚层状，以白云岩、 白云质灰岩为主,多具水平层理。与上覆地层假整合接触。 3、石炭系（C） (1)、本溪组（C2b）：两极厚度 26.64m41.46m，平均厚度 37.40m 左右，中下部由泥 岩、砂质泥岩组成，夹薄层灰岩；上部以浅灰灰白色石灰岩为主，夹薄层灰绿色泥岩。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 5 页 与上覆地层整合接触。 (2)、太原组（C3t）：本组地层两极厚度为 146.29m182.63m，平均厚度 160m 左右， 为一套海陆交互相含煤沉积地层。本组有灰岩 1415 层，全井田稳定。可采煤层 17 号和 21 号位于本组中下部。与上覆地层整合接触。 4、二迭系（P） (1)、山西组（P11sh）：该组地层为井田内主要含煤地层，两极厚度 64.16m130.83m， 平均厚度 105m 左右，砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成，富含植物化石，含煤 4 层，其中 7、8 号煤层位于本组地层中下部，为井田内主要可采煤层。与上覆地层整合接触。 (2)、下石盒子组（P21xs）：该组地层两极厚度 200.57m297.13m，平均厚度 242m 左 右，岩性主要由砂质泥岩、泥岩及砂岩组成，底部是一层厚而稳定的中、粗砂岩，平均厚 度 10m 左右，下距山西组 7 号煤层 60m 左右。与上覆地层整合接触。 (3)、上石盒子组（P12ss）：该组地层最大残厚为 211.95m，岩性以砂质泥岩、泥岩为 主；底部发育一厚层状中、粗粒砂岩。与上覆地层不整合接触。 5、下白垩上侏罗统（K1+J3） 井田内该地层最大残厚为 448.76m，为一套干燥气候条件为主的内陆盆地沉积。与上 覆地层不整合接触。 6、第四系（Q） 井田内该地层两极厚度为 80.60m226.80m，平均厚度 163m 左右，自东向西，由南 至北，该地层有逐渐增厚的趋势，岩性主要由粘土、砂质粘土、混粒土及各种粒级的砂组 成。 井田内断裂构造较发育， 落差2m 的断层共有 378 条， 其中落差5m 的断层共有 138 条，5m20m 有 88 条，落差20m 有 50 条，大多数为高角度正断层，逆断层较少只有 6 条。 姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的 断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为 N15E 左右，中部和 东部为 N3040E， 靠近北部袁堂断层附近为 NE 向。湖区次一级褶曲较发育，地层 在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以 7 勘探线为界，西翼浅部地层倾角为 1216，中部及湖区地层倾角为 58。平均 10。 1.3 煤层特征 姚桥井田含煤层有太原组、山西组、下石盒子组，平均地层总厚 503 米，含煤 20 余 层，煤层总厚 12.73m，可采煤层有山西组 7 号煤，含煤系数 3.1。 7 煤层两极厚度 9.23m9.56m，平均厚度 9.45m，煤厚变异系数 24%， 7 号煤层厚度 大多在 9.40m9.48m 之间，煤层结构简单，局部含夹矸 23 层，厚度 0.042.42m，夹 矸层位一般位于 7 号煤层中下部，为全井田可采的稳定型厚煤层。 8 煤层位于山西组地层下部， 煤层厚度 00.95m， 平均厚度 0.8m， 煤厚变异系数 35%， 煤层厚度变化无明显规律，煤层结构简单，多为一层，局部为两层，夹矸两极厚度为 1 2.73m，为不可采的较稳定煤层。 17 煤层厚度 00.65m， 平均厚度 0.14m， 结构简单， 夹矸一层， 局部两层， 厚度 0.05 0.92m，岩性多为泥岩、炭质泥岩，为不可采的较稳定煤层。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 6 页 21 煤层厚度 00.66m，平均厚度 0.36m，以中厚煤层为主，21 号煤层结构简单，一 般含夹矸一层，少数含矸两层，厚度 0.200.30m，岩性以泥岩为主，为不可采的稳定煤 层。 姚桥井田可采煤层为 7 号煤层，煤性脆，易碎成粉末状，坚硬程度多为松软级。 天然焦为黑色钢灰色，光泽暗淡，硬度大，变质程度高者不染手。 姚桥井田煤层属于中等偏低变质的烟煤，各层挥发份产率普遍较高， 7 号煤的平均挥 发份产率为 38.88%， 平均灰分为 14.31%， 。 原煤中的硫分主要以有机硫和黄铁矿形式存在。 原煤全硫含量为 0.74%，为低硫煤。 7 号煤层高位发热量为 28.03 MJ/Kg，属特高热值煤。 煤的工业分类按照中国煤炭分类国家标准（GB 5751-86） 进行分类确定。7 号煤 层为气煤（QM） ，可作为炼焦配煤和良好的动力用煤。 姚桥井田南、北、西三面被大断层切割，为补给不畅的相对隔水边界，但在袁堂断层 局部及井田东南、西南煤层露头区存在水源补给，为一相对独立的封闭半封闭的水文地 质单元。井田内主要含水层自上而下有：第四系松散砂层含水层、下白垩上侏罗统砾岩含 水层、下石盒子组底部分界砂岩含水层、7 煤顶底板砂岩裂隙含水层、太原组灰岩含水层、 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。 第四系粘土层发育，其中 3 隔、4 隔岩性主要为粘土，厚度平均为 33.56m、13.79m, 且分布稳定，隔水性强，有效地阻隔了大气降水、地表水、第四系中上部砂层水与第四系 底部含水层水、基岩地下水的水力联系。井田内 7 煤层距 L4灰距离较大，其间地层主要为 砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩、薄层灰岩组成，可以作为良好的隔水层，一般对 7 煤 开采没有威胁。受袁堂断层的影响，断层下盘奥灰强含水地层与上盘煤系地层对接，奥灰 含水层在袁堂断层局部区段与煤层顶板砂岩裂隙含水层及 L4灰含水层产生水力联系，对矿 井充水。由上述可知，矿井不仅接受直接揭露的含水层水的补给，同时也接受与之有水力 联系的其它含水层水的间接补给。 矿井历年年平均涌水量为 325m 3/h,年平均最大涌水量为 465m3/h，1993 年以来年平均 涌水量为 355 m 3/h。矿井月平均最大涌水量 577m3/h。500m 水平平均涌水量 200m3/h，最 大涌水量 577m 3/h；650m 水平平均涌水量 100m3/h，最大涌水量 193m3/h。排水系统根据 2003 年矿井地质报告预计正常涌水量为 508m 3/h，最大涌水量为 609m3/h。井田水文地质条 件复杂程度，综合评定为中等类型。 7 号煤层的直接顶板为灰黑色、深灰色砂质泥岩或泥岩，局部为中、细砂岩，一般厚 度为 34m，其上多发育一层灰灰白色中细粒砂岩，煤层顶板稳定性较好，以中等稳定 为主，局部为稳定型。底板一般为深灰色砂质泥岩、泥岩，厚度一般为 38m，以中等稳 定型为主。 姚桥矿矿井瓦斯成份以二氧化碳为主，甲烷含量很低。瓦斯相对涌出量远远小于 10 m 3/t，属低瓦斯矿井。姚桥煤矿各主要可采煤层的可燃基挥发分都较高，均有爆炸性危险， 且太原组各主要可采煤层的可燃基挥发分的平均较大，因此煤尘爆炸性更大。姚桥矿投产 至今，已发生多次煤层自燃现象，发火原因多是因为采空区封闭不好、漏风等引起煤层自 燃，处理方法多采用封闭、注浆、注水等方法灭火。恒温带深度为 30m，恒温带的温度为 16。地温梯度平均约为 2.35/百米，属于地温正常区。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 7 页 64.16130.83 105.00 9.00 43.85 0.32 0.24 160.00 146.29182.63 0.29 0.30 3.70 1.36 0.48 11.2320.64 15.00 01.24 00.66 2.149.35 5.10 01.85 0.76 00.95 0.62 21号煤 20.0043.49 27.70 00.85 0.804.46 1.70 4.8021.30 12.00 00.94 0.52 00.65 00.45 1.14 04.46 1.87 04.25 1.48 02.81 1.54 0.27 00.40 00.34 0.25 00.5 01.09 0.85 0.304.52 2.70 L7 L6 01.83 0.72 L5 4.7313.80 7.80 11.40 3.3224.50 0.7 2.828.3 5.50 3.509.70 2.47.30 3.3512.54 8.80 00.59 0.40 01.18 煤 0.20 00.50 煤 5.4711.57 8.0010.00 7.4214.66 01.09 0.90 1.75 0.642.80 0.43 01.38 2.789.17 6.20 1.988.96 5.50 9.6558.75 00.95 0.8 9.239.56 4.86 00.50 0.32 10.00 0.23 00.29 45.0078.00 60.00 达100立方米/时，底板砂岩裂隙承压水： 9.45 具有缝合线构造,溶洞裂隙发育。 顶板。 是21号煤的直接顶板。 方解石充填q=0.0001-0.0006升/秒米。K=0.0012米/日 秒 .米.63 q= .0 00 升 /秒 .米.8 L12. 灰岩裂隙溶洞水为 原始 水位标高m 水质类型 So -42 K Na.3 45 位标高m324 0水原始 为 2 =/.0米k日25 1号煤的直接顶板. 矿化度. 4 41 克7 / .升 质类型 So -4K Na.水. aC 砂层裂隙承压含水层：7煤顶板砂岩裂隙发育一般，被 矿化度0.535克/升. 水质类型： So -4K Na. 为开采7煤的主要充水水源西三采区7601面最大涌水量 q=0- 0.09升 /秒米. 水位:34.-37.541米 .5 原始水位：31.50m. 原始 L4. 灰岩裂隙溶洞水为. 钻孔普遍漏水. 是本组的主 要含水层. 含水丰富. 对开采具有影响. 据孔资料.9 0 - 1观长到2 0 0 2 年 水位月.m , 是矿井开采7 煤的主要充水水降至- 4263源.已126 = .K 1 733 米 /日 矿化度. 4 克 / 008升 . 1973年施工的711孔原始水文参数q= .0 0升 /秒 . 77米. 位 高标水3 .37m.4 水质类型So4-K.Na 1993年7月姚桥井下东三-400车场施工的Fs-8孔最大涌 水量为300立方米/小时，目前涌水量尚有5立方米/小时. 6号煤 5号煤 7号煤 8号煤 13号下煤 14号煤 17号煤 18号煤 20号煤 22号煤 太 原 组 上 石 炭 统 石 炭 C3tC3 L2 L1 L3 L无 L8 L9 L10 L12 7煤顶板由泥岩、砂质泥岩及砂岩构成，该层砂岩多为灰、灰白色 中粗粒结构，其厚度变化大，局部地段砂泥岩缺失，直接构成7煤的 7煤底板为中细砂岩，局部相变为砂质泥岩及泥岩。 L4灰：深灰、灰黑、中厚层状，致密，坚硬，常含大量燧石结核， L12灰：深灰，中厚层状，致密，含少量沥青质，局部含有燧石结 是矿井开采1 7 号煤层的直接充水水源. =/.米k日矿化度. L 克 / .升 8. 灰岩裂隙溶洞水为 4 512 363 q= .0 0升 / L4 11号煤 13号煤 L11 L13 山 西 组 统系 生 P P1 1sh P 1 图图 1- 2 终终合合柱状柱状图图 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 8 页 2 井田境界和储量 2.1 井田境界 井田处于江苏省沛县杨屯镇与山东省微山县张楼乡境内，北以 F19 断层为界与上海大 屯能源股份有限公司龙东煤矿接壤；南以 F14 断层为界与上海大屯能源股份有限公司徐庄 煤矿相邻； 西北以 F19 断层为界与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻， 东为山东微山崔庄煤矿。 姚桥井田的范围：以国土资源部 2009 年 2 月 19 日批准的采矿许可证中 25 个拐点坐标圈 定的范围为准，井田面积走向长度 10km，倾斜长度 3.5 km，采矿登记面积为 36 km 2，开 采深度为-135m-1300m。 姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大 的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为 N15E 左右，中部 和东部为 N3040E， 靠近北部袁堂断层附近为 NE 向。湖区次一级褶曲较发育，地层 在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以 7 勘探线为界，西翼浅部地层倾角为 12 度19 度，中部及湖区地层倾角为 5 度10 度。平均倾角为 10 度。 2.2 矿井工业储量 2.2.1 构造类型构造类型 井田内断裂构造较发育，落差2m 的断层共有 378 条，其中落差5m 的断层共有 138 条，5m20m 有 88 条，落差20m 有 50 条，大多数为高角度正断层，逆断层较少只有 6 条。 姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大 的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为 N15E 左右，中部 和东部为 N3040E， 靠近北部袁堂断层附近为 NE 向。湖区次一级褶曲较发育，地层 在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以 7 勘探线为界，西翼浅部地层倾角为 1216，中部及湖区地层倾角为 58。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 8 386H=8.0m3-1F 1 70 H=5 .5 m + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 国 土 资 源 部 C1 0 00 00 20 09 02 1 12 0004 798 号 + + + + + + + + + + + + - 450 -450 -400 -350 -500 70 H=650m 1 2 3 89 崔 庄 煤 矿 国 土 资 源 部 C1000002009021120004798 号 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 20 7101 7103 7105 7107 7109 7102 7104 7106 7108 7110 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -900 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -90