采矿工程毕业设计（论文）-新集一矿1.2Mta新井设计.doc

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 专 业： 采矿工程 设计题目： 新集一矿1.2 Mt/a新井设计 专 题： 提高综放工作面采出率的理论与应用研究 指导教师： 职 称： 副教授 2010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06级 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日毕业设计日期： 年 月 日至 年 月 日毕业设计题目： 新集一矿1.2 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：提高综放工作面采出率的理论与应用研究 毕业设计主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、新集一矿1.2 Mt/a新井设计。2、完成专题：提高综放工作面采出率的理论与应用研究。3、翻译一篇3000字以上的专业英语文章。院长签字： 指导教师签字： 年 月 日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： 评阅教师签字： 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。一般部分为新集一矿1.2Mt/a新井设计。新集一矿位于安徽省凤台县境内，交通便利。井田走向（东西）长约6.5km，倾向（南北）长约4.0Km，井田总面积为26km2。主采煤层为13_1煤，平均倾角为15，煤层平均总厚为5.1m。井田地质条件相对较为简单。井田工业储量为17434万t，矿井可采储量11355万t。矿井服务年限为65.1a，涌水量不大，矿井正常涌水量为282m3/h，最大涌水量为521.1 m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。井田为立井三水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用电机车牵引固定式矿车设备。矿井通风方式为区域式通风。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。专题部分题目是提高综放工作面采出率的理论与应用研究，主要是研究了下提高综放工作面采出率的技术措施。翻译部分主要内容为关于综放工作面瓦斯突出的问题，英文题目为：Characteristics of Gas Emission at Super-Length Fully-Mechanized Top Coal Caving FaceABSTRACTThis design includes three parts: general parts, parts and parts.General parts for a new Wells 1.2 xinji mine design. Xinji mine within a FengTaiXian located in anhui province, the transportation is convenient. Run toward (something) long (south), 6.5 about 4.0, field covers an area of 26. For the Lord 13_1 coal, coal seam, the average Angle is 15 for the average total thick 5.1. Field geological conditions are relatively simple.Field for 17434, industrial reserves 11355 recoverable reserves of coal mine. The service life of coal mine is not mine, yield 65.1 normal maximum yield to 282, yield for 521.1. Mine gas flow-volume of low gas low for mine.Three levels of vertical fault. China adopts a belt conveyors, aided by electric locomotive transportation traction fixed harvesters equipment. Mine ventilation mode for regional type ventilation.Working in mine for 330, working system for the system.In chapter 10 general part includes: 1, mining and field geological features overview, 2, the field and reserves, 3, mine work system and design production capacity, 4 and field development, 5 and ways to prepare - arrange tunnels with district, 6, mining methods, 7 and underground transportation; 8, mine, 9 mine ventilation and security technology, 10 and mine basic technical and economic indexes.The projects section is subject to improve recovery rate of full-mechanized caving mining face of theoretical research and practical application, is mainly studied under the rate of recovery fully-mechanized coalface improve technical measures.Translation part main contents aboutFully-mechanized coalface outburst, English title ：Characteristics of Gas Emission at Super-Length Fully-Mechanized Top Coal Caving Face中国矿业大学2010届本科生毕业设计 （论文） 第136页目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1 地理位置11.1.2 地形、地貌11.1.3 河体及水体21.1.4 气象及地震21.2 井田地质特征21.2.1 地层21.2.2 井田地质构造41.2.3、煤系与煤层51.2.4 水文地质特征51.2.5 其他开采技术条件81.3 煤层特征81.3.1 煤层81.3.4 煤尘及煤的自燃151.3.5 地温152 井田境界和储量162.1 井田境界162.2 矿井工业储量162.2.1 储量计算基础162.2.2 矿井工业储量计算162.3 矿井可采储量182.3.1 井田边界保护煤柱182.3.2 工业广场保护煤柱182.3.3 断层和井筒保护煤柱192.3.4 矿井可采储量203 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限213.1 矿井工作制度213.2 矿井设计生产能力及服务年限213.2.1 确定依据213.2.2 矿井设计生产能力213.2.3 矿井服务年限213.2.4 井型校核224 井田开拓244.1 井田开拓的基本问题244.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标244.1.2 工业场地的位置254.1.3 开采水平的确定及采区的划分264.1.4 主要开拓巷道264.1.5 开拓方案比较264.2 矿井基本巷道354.2.1 井筒354.2.2 井底车场及硐室394.2.3 主要开拓巷道404.2.4 巷道支护405 准备方式采区巷道布置435.1 煤层的地质特征435.1.1 首采区煤层特征435.1.2 地质构造435.1.3 顶底板特征435.1.4 水文地质435.1.5 地表情况435.2 首采区巷道布置及生产系统435.2.1 采区位置及范围435.2.2 采煤方法及工作面长度的确定445.2.3 确定采区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式445.2.4 煤柱尺寸的确定445.2.5 采区巷道的联络方式445.2.6 采区接替顺序445.2.7 采区生产系统445.2.8 采区内各种巷道的掘进方法455.2.9 采区生产能力455.3 采区车场选型设计465.3.1 确定采区车场形式465.3.2 采区主要硐室布置466 采煤方法476.1 采煤工艺方式476.1.1 采区煤层特征及地质条件476.1.2 确定采煤工艺方式476.1.3 回采工作面参数486.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式486.1.5 采煤工作面支护方式506.1.6 端头支护及超前支护方式516.1.7 各工艺过程注意事项536.1.8 回采工作面正规循环作业536.2 回采巷道布置556.2.1 回采巷道布置方式556.2.2 回采巷道支护参数557 井下运输587.1 概述587.1.1 井下运输原始数据587.1.2 井下运输系统587.2 煤炭运输方式和设备的选择597.2.1 煤炭运输方式的选择597.2.2 采区煤炭运输设备选型及验算597.2.3 运输大巷设备选择617.3 辅助运输方式和设备选择627.3.1 采区辅助运输设备的选型与设计627.3.2 辅助运输设备选择628 矿井提升648.1 矿井提升概述648.2 主副井提升648.2.1 主井提升648.2.2 副井提升659矿井通风与安全669.1 矿井概况、开拓方式及开采方法669.1.1 矿井地质概况669.1.2 开拓方式669.1.3 开采方法669.1.4 变电所、充电硐室、火药库669.1.5 工作制、人数669.2 矿井通风系统的确定679.2.1 矿井通风系统的基本要求679.2.2 矿井通风方式的选择679.2.3 矿井主要通风机工作方式的选择689.2.4 采区通风系统的要求689.2.5 工作面通风方式的选择699.3 矿井风量计算709.3.1 工作面所需风量的计算709.3.2 备用面需风量的计算719.3.3 掘进工作面需风量719.3.4 硐室需风量729.3.5 其他硐室及巷道风量的确定739.3.6 矿井总风量739.3.7 配风的原则和方法739.3.8 风量分配及风速验算749.4 矿井风阻的计算759.4.1 计算原则759.4.2 确定矿井通风容易时期和困难时期759.4.3 矿井通风阻力计算819.4.4 矿井通风总阻力计算829.4.5 矿井总风阻和等积孔计算829.5 选择矿井通风设备839.5.1 选择主要通风机839.5.2 电动机选型869.6 安全灾害的预防措施869.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施869.6.2 预防井下火灾的措施879.6.3 防水措施8710 设计矿井基本技术经济指标88专题部分提高综放工作面采出率的理论与应用研究90参考文献115翻译部分英文原文：117中文译文：126致 谢132一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置新集一矿位于安徽省淮南市凤台县城西约17km处，其东邻新集二矿，西接连塘李勘查区，北与张集煤矿相连，行政区划隶属凤台县新集镇与张集乡管辖。地理坐标介于东经11629281663435和北纬324128324424之间，井田范围由表1-1-1中7个拐点围合而成。该井田东西走向长约6.85km，南北倾斜宽平均3.65km左右，面积约25km2。本矿井交通十分方便。潘（集）谢（桥）及凤（台）张（集）公路也从井田中部穿过，且与凤（台）颍（上）、凤（台）利（辛）、凤（台）蒙（城）和颍（上）利（辛）等公路相连。流经井田东北隅的西淝河常年有水，可通百吨机帆船，自西北向东南流入淮河，从而转接淮河水运。交通位置见图1-1。图1-1矿井交通位置图1.1.2 地形、地貌 本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般在+22.00+26.50m，总体趋势为西北高、东南低。1.1.3 河体及水体 本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般在+22.00+26.50m，总体趋势为西北高、东南低。井田外的主要河流为淮河，其河床宽250300m，汛期达800m；常年水位在+17.00+18.00m，历史最低水位为+12.36m；常见洪水位标高在+22.00+24.00m左右，历史最高洪水位标高为+25.99m（1991年7月3日），最大流量为12700m3/s（1954年）。井田内东北隅的西淝河两岸有常年积水洼地，河东为花家湖，积水面积达22km2，丰水期与西淝河连成一片。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。1.1.4 气象及地震 本矿井所在地属季风暖温带半湿润气候，季节性明显，冬冷夏热。该地区年均气温15.1，两极气温分别为41.2和-22.8；一般春、夏季多东南风及东风，秋季多东南风及东北风，冬季多东北风及西北风，平均风速3.18m/s，最大达20m/s；年均降雨926.33mm，最大达1723.50mm，且雨期多集中在6、7、8三个月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪厚度16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。根据现行建筑抗震设计规范中附录A的有关规定，本矿井所在地的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。1.2 井田地质特征1.2.1 地层新集矿区内基岩被新生界所覆盖，经钻探揭露控制，由老至新有：下元古界、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、第三系及第四系。其中二叠系的山西组和下、上石盒子组为主要含煤地层。现将地层由老至新叙述如下：（一）下元古界（Pt1）由灰灰绿色片麻岩、角闪片麻岩、角闪斜长片麻岩、浅褐红色混合花岗岩、花岗片麻岩。分布在矿井的中、南部，呈东西向展布，为FO2逆冲断层的上盘，迭覆于煤系地层及寒武系之上。708孔附近，开“天窗”近1.5km2，以7线为中心，向东西两侧逐渐加厚。钻探揭露最大铅直厚度714.48m。(二) 寒武系由灰褐色褐红色中厚层状灰岩、鲕状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、白云岩、泥岩、褐色薄层状钙质粉砂岩、砂质泥岩组成。位于F02断层与阜凤逆冲断层之间，为阜凤逆冲断层上盘迭覆于煤系地层之上。钻探揭露最大铅垂厚度578.06m。（三）奥陶系中下统（O1+2）由浅灰灰白色中厚层状结晶灰岩、白云质灰岩夹薄层状灰绿色铝质泥岩组成，为煤系的沉积基底，局部地段呈夹片状分布于阜凤逆冲断层之下片麻岩和原地系统之间，矿井内有709、505、711、T-1等4个孔揭露，厚度不全，据区域资料全层厚度大于270m，与下伏地层假整合。（四）石炭系下统本溪组（C2b）本矿仅709及T-1揭露，厚度为3.57.9m。岩性为青灰色铝质泥岩为主，夹12层薄层灰岩。（五）石炭系上统太原组（C3t）由1013层浅灰深绿色灰岩、泥灰岩、生物碎屑灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，含布稳定薄煤层58层。其中4、12号灰岩全区稳定，12号灰岩中富含蜒科化石。该地层在原地系统中全区发育，本矿由709和T-1两钻孔揭露，厚度125150米。局部地段夹片也有残存。与下伏地层假整合接触。（六）二叠系山西组（P1s）底部为致密的泥岩、砂质泥岩，内含菱铁结核，及个体较小的瓣鳃类和腕足类动物化石及虫痕，最底部的海相泥岩与太原组分界。中下布含煤两层。中部为中、粗粒石英砂岩，夹泥岩及粉沙岩包体。上部为浅灰色砂质、粉沙岩。山西组为二叠系第一含煤段，主要分布在原地系统内。组厚46.4685.04m，平均68.62每米。与下伏地层为整合接触。（七）二叠系下石盒子组（P1xs）由灰深灰色泥岩、砂质泥岩、砂泥岩互层、粉沙岩、浅灰色铝土岩或鲕状花斑铝质泥岩、灰白色富含菱铁质团粒的细、中、粗砂岩和石英砂岩等组成，中上部含煤812层。5号煤顶板为砂泥岩互层，具混浊层理和虫迹，42号煤层下部1520m左右的鲕状花斑铝质泥岩或铝土岩为全矿井的标志层，底部以“骆驼脖子”中、细粒砂岩与山西组分界。本组为二叠系第二含煤段，组厚111.50168.15m，本段平均厚度147.67m。与下伏地层整合接触。（八）二叠系上石盒子组（P2s）由深灰色砂岩、泥岩及浅灰灰绿色砂岩等组成，含煤2125层，本组厚度约540米左右。根据层间特征、岩性组合含煤情况，本组自上而下分为三、四、五、六、七，五个含煤段。与下伏地层为整合接触。现分段叙述如下：1、第三含煤段由灰色粉沙岩、泥岩及灰白色细、中粒砂岩、石英砂岩等组成。底部以灰白色石英砂岩与下石盒子组分界，中部含煤34层，其中112煤层全矿井发育。顶部泥岩或砂泥岩互层中，含较完整的植物化石。本段厚75m。2、第四含煤段由灰深灰色粉沙岩、砂质泥岩、泥岩及灰白色细、中粒砂岩等组成。底部以灰白色中粒砂岩与第三含煤段分界。中下部含煤57层，其中131煤层全矿井发育。其下820m左右发育一层紫褐色灰绿色的含鲕粒花斑泥岩，是全矿井标志层之一。本段平均厚度106m 3、第五含煤段由浅灰绿深灰色砂岩、泥岩组成。底部以深灰色中细粒石英砂岩与第四含煤段分界。中部含煤45层，不稳定，161煤层下20米左右发育，13层较稳定的紫红棕黄色含鲕粒花斑泥岩，俗称“小花斑”。本段平均厚度82m。4、第六含煤段由灰绿深灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。底部以深灰色中细粒砂岩与五含煤段分界。中部含煤56层，不稳定，181煤层下常发育一层铝质泥岩或含鲕粒花斑泥岩，全区稳定，可为煤岩层对比标志。20号煤层附近发育有13层海绵骨针硅质岩薄层。本段平均厚度92m。（九）新生界（Kz）1、下第三系（E）分布于寿县老人仓断层以南。下部以紫红色砾岩、砂砾岩为主，中央粉砂岩、砂质泥岩薄层。砾石成份以片麻岩、石灰岩砾为主，分选磨圆不佳。上部以紫红色浅紫色粉细砂岩、砂砾岩、砂泥岩互层为主，夹有砂质泥岩及泥岩薄层，在泥岩中偶见腹足类口盖化石。全层固结程度低，疏松易碎，最大控制厚度达747.71m。与下伏地层为不整合接触。2、上第三系（N）中上部以砂岩为主，下部以粘土类为主，夹不太松散或半固结状砂，均含程度不同的钙，局部钙质富集，并固结成岩。（泥灰岩，局部地段13层）。由于受古地形影响矿井中部薄，向南北两侧增厚。走向上，虽西厚东薄趋势，不整合于基岩之上。厚度0186.50m。本次未做专门研究工作。该地层划分依据不够充分。3、第四系（Q）由细砂、中砂以及粉砂和粗砂与粘土或砂质粘土相同组成，砂层结构松散。近地表处以砂质粘土和粘土为主，内含较多砂礓。不整合于一切老地层之上，平均厚度111.53 m。1.2.2 井田地质构造本井田位于淮南复向斜中谢桥向斜的南翼，受淮南推覆构造阜凤逆冲断层的影响，基岩包括原地系统（阜凤逆冲断层或阜凤下夹片断层的下盘）、推覆体（阜凤逆冲断层的上盘）和下夹片三部分。原地系统由二叠系、石炭系及其下伏地层组成。二叠纪煤系的总体构造形态为一走向近东西北西西、倾向北、倾角浅缓（510）深陡（2530，局部35以上）的单斜，其中中深部有一定数量的断层和宽缓褶曲，且沿走向还有波状起伏。推覆体呈近东西向分布于井田的中部和南部，主要由南部的下元古界片麻岩和北部的寒武系灰岩组成，二者以与阜凤逆冲断层近于平行的F02分支断层为界。推覆体地层走向近东西，总体倾向北，倾角变化大，局部直立倒转，并伴有一系列小褶皱和逆冲断层。因外来系统的下元古界片麻岩局部被剥蚀，故在井田的中南部形成了出露原地系统二叠纪煤系的“构造窗”。下夹片多位于井田南部，东部中段也有分布，剖面上多呈透镜状或勺状，主要由部分奥陶、石炭和二叠系组成，其地层紊乱，产状多变，岩石破碎，滑面发育，并伴有小褶皱和断裂构造。地质勘查、地震补充勘探和采掘资料综合表明：本井田共发现谢桥向斜（位于井田北部边界附近）、刘卡背斜（位于井田中部）和前大刘家向斜（位于井田中南部）等褶曲构造3处；查出探明断层2条，F10正断层：位于矿井中部，走N70W，倾向SW，倾角45-70，落差0230 m以4勘探线最大。本断层自1勘探线西至13勘探线西消失，区内长6500 m，另外一条断层位于井田北部边界位置，落差在100 m以上。断层的展布方向多为北东向、北西向和近东西向，其它方向甚少。主要断层特征见表1-1。本井田未发现岩浆岩和陷落柱分布。总体来看，本井田原地系统构造中等，但推覆体和下夹片构造复杂。根据矿井地质规程中地质因素复杂程度标准评定，本矿井地质构造复杂程度为类。表1-1主要断层特征表名称性质走向倾向倾角（o）落差（m）查明程度备注阜凤逆冲断层逆NWSW0301000查明井田边界阜凤下夹片断层逆0301000查明井田边界F10正近EWS30700230查明寿县老人仓断层正近EWS701000查明井田边界F12正NWWSSW700110查明井田边界1.2.3、煤系与煤层本井田含煤地层为华北型石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内二叠系含煤层段厚约756 m，含煤35层，煤层总厚38.18 m，含煤系数平均为5.05%。共有可采煤层11层，平均总厚23.21 m；其中13-1、11-2、9、8和6-1 为主要可采煤层，平均总厚14.84 m；20、13-1下、7-2、7-1、1上和1为次要可采煤层，平均总厚8.37 m。本井田多为大部可采基本全区可采的中厚厚煤层，煤层结构单一较复杂，煤层的稳定性以稳定较稳定为主。除次要可采煤层个别点可能有串层现象以外，其余均对比可靠。根据矿井地质规程中地质因素复杂程度标准评定，本矿井煤层稳定程度为类。1.2.4 水文地质特征（一）水文地质条件及主要充水因素1地表水本井田地形比较平坦，地面标高一般在+22.00+26.50 m，总体为西高东低。东北隅的西淝河两岸地势低洼，地面标高+19.00m左右，雨季大面积积水；另有纵横交错的西淝河小支流和人工沟渠。河、渠常年有水，水位一般低于地表24 m，雨季水位较高，但排泄较快，不致溢出两侧23 m高的河堤。因此，地表水不会对井下生产构成威胁。2新生界松散含、隔水层（组）本井田新生界松散层两极厚度介于60.20311.29 m之间，平均161.28 m，总体变化趋势为中部较薄，南、北两侧较厚。根据沉积物的组合特征及含、隔水性能的不同，可将新生界自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔、四含计4个含水组和3个隔水组。一含顶部为砂质粘土和粘土，下为松散状粉砂和粘土质砂与粘土互层组成的复合潜水含水层，下部具承压性；砂、土厚度极不稳定，一般砂层厚约10 m，富水性中等。一隔由浅黄或浅棕色砂质粘土与粘土组成，局部夹12层砂层透镜体，厚度变化较大。二含由浅黄、灰黄色中、细砂和少量粉、粗砂组成，砂层累厚平均约47 m，间夹多层粘土，其中一层厚层粘土将该组分为上、下两部分，总体富水性中等较强。二隔主要由杂色粘土组成，局部夹12层砂层透镜体；粘土结构致密，塑性较强，局部含钙；该组厚度变化较大，局部缺失处二含直覆于基岩之上。三含主要由灰黄、灰白色中、细砂或粉、粗砂与杂色厚层含砾粘土或钙质粘土相间组成，局部钙质富集成泥灰岩；该组中上部多为砂类，下部多为粘土类，砂类含量较低，富水性中等较弱，井田中部局部缺失。三隔主要由粘土、砂质粘土夹中、细砂或粘土质砂组成，其中粘土、砂质粘土致密，具膨胀性，隔水性能良好。因受古地形控制，厚度变化大，介于0134.64 m之间，除在中部和东北部有所缺失以外，其它地段分布稳定，粘土平均厚度40 m左右，系其上、下含水层间的良好隔水层。四含分布范围小，富水性极弱。正常情况下，新生界松散层水不致对矿井生产构成威胁。但“天窗”所在地段，若受采动影响，则很可能致二、三含孔隙水向下溃漏。3基岩含水层（组）（1）原地系统a. 二叠纪煤系砂岩裂隙含水层（组）二叠纪煤系砂岩裂隙含水组以中、细粒砂岩为主，厚度变化大，不能明显地划分含、隔水层，只能按可采煤层的位置，大致分为20煤上部、17-1煤上部、13-1煤顶底板、11-2煤顶底板、8煤顶底板、6-1煤顶底板和1煤顶底板等7个砂岩裂隙含水层；砂岩一般裂隙发育不均，富水性弱，以储存量为主，且因间夹泥岩、粉砂岩和煤层，含水层之间在自然状态下无密切的水力联系。但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏，上、下含水层有可能互相沟通，引发局部砂岩突水。二叠纪煤系砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源，但绝大部分具静储量消耗的疏干型特点。b. 石炭系太灰岩溶裂隙含水组石炭系太灰岩溶裂隙含水组总厚约126 m，主要由自上而下编号的13层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成，灰岩累厚约占组厚的45%，其中3、4和12灰厚度较大，分布稳定。该组富水性不均，但总体为中等，是开采1煤层的底板直接充水含水层。因其上距1煤层较近，介于7.8424.45 m之间，平均16.41 m，且灰岩水压较高，如果直接开采1煤层，很可能引发底板突水事故。c. 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水组据淮南矿区资料，奥陶系总厚约250270 m，主要由石灰岩和白云质灰岩等组成，岩溶发育，溶洞的最大高度达9.15 m，含水丰富，系太灰的主要补给水源。（2）外来系统a. 寒武系灰岩岩溶裂隙含水组本组主要由灰岩、白云质灰岩和鲕状灰岩等组成，间夹泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，其中灰岩含量南部低，中、北部高。该组顶界面起伏较小，但底界面变化较大，富水性差异明显，一般顶部和中上部较强，下部较弱。由于中段寒武系灰岩底界下距13-1煤层90 m以上，因而，正常情况下对井下开采不致造成严重影响；但在西段和东段，寒武系灰岩底界下距13-1及其下伏煤层较近，甚至局部与煤层直接接触，开采时很可能以顶板进水的方式向矿井充水。该含水组基本呈近东西向条带分布于井田中部，b. 下元古界片麻岩裂隙含水组本组主要由灰灰绿色角闪片麻岩和肉红紫红色花岗片麻岩组成，岩石致密、坚硬；上部为厚度2050 m的风化带，裂隙较发育；中部为裂隙较小的完整带，且多为钙质充填；下部为厚度020 m的破碎带。总体来看，相对富水部位多在中上部，且富水性不强，也不均一。该含水组基本呈近东西向覆盖在井田南部的下夹片、13-1和11-2煤层之上，但由于中下部富水性较弱，因而，对下伏煤层开采不致造成危害，中部的完整带甚至还能起到一定的隔水作用。（3）下夹片岩溶、裂隙含水带本带主要由奥陶、石炭和二迭系的灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤等组成，其中灰岩富水性弱中等，局部岩溶裂隙发育处富水性较强。该含水带主要集中在井田南部的阜凤逆冲断层与其下夹片断层之间，寿县老人仓断层为其中、东段的南界，平面上大致呈长条带状分布，剖面上基本为一向南开口的楔形，使得该带与原地系统的石炭、奥陶系的石灰岩广泛接触而获得水源补给。4断层的富、导水性本井田断层带大多为泥质充填或胶结，除阜凤逆冲断层局部富水又导水以外，其余断层在正常情况下大多富水性较弱，导水性较差，断层带往往具有一定的阻水作用。但是，当断层两侧不同层位的含水层彼此对接，且断层带又未被泥质和岩屑充填，或受采动影响而致断层局部活化，破坏了地下水的水力均衡，断层很可能成为地下水突溃的主要途径。综上所述，本井田新生界松散层孔隙水、原地系统的二叠纪煤系砂岩裂隙水与石炭系太灰岩溶裂隙水、外来系统的寒武系灰岩岩溶裂隙水和下夹片岩溶、裂隙水对井下开采均有一定程度影响。但是，只要在可采煤层的浅部对新生界松散含水层、寒武系灰岩岩溶裂隙含水层和下夹片岩溶、裂隙含水带留设必要的防水煤柱，新生界松散层孔隙水、寒武系灰岩水和下夹片水一般不致溃入矿坑而对井下开采构成大的威胁。这样，原地系统的二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为矿井开采的主要充水因素。按照矿井水文地质规程中有关矿井水文地质条件分类标准综合评价，本矿井先期开采13-16-1煤层时的水文地质类型为中等；后期开采1煤层时，水文地质类型将趋于复杂。（二）矿井涌水量1涌水量预计的方法、公式和相关参数本矿井开采13-16-1煤层时-700m以浅涌水量预计的方法、公式和相关参数如下：方法1：地下水动力学法（承压转无压完整井）公式为： Q=1.366K（2S-M）M/（lg R0-lg r0） （1-1）式中：Q预计矿井涌水量（m3/h）；K渗透系数，0.01052m/d；S预计水位降深，720m；M含水层厚度，94.63m；系数，取1.14；a坑道长度，6500m；b坑道宽度，1540m；R影响半径，由R=10SK求得为738.48 m；r0“大井”引用半径，由r0=（a+b）/4求得为2291.4m；R0“大井”引用影响半径，由R0=R+ r0求得为3029.88m；方法2：水文地质比拟法（比拟对象为本矿井-450m水平实测涌水量）公式为：Q=Q0（FS/F0S0）式中：Q预计矿井涌水量（m3/h）；S预计水位降深，720m；F预计开采面积，10.0km2；Q0本矿井-450m水平实测涌水量，正常为282.3m3/h，最大为521.3m3/h；1.2.5 其他开采技术条件主要可采煤层顶、底板岩石力学特征本井田原地系统内煤系岩石大部分坚硬致密，以钙、泥质胶结为主，少量硅质胶结。不同岩性的岩石物理力学性质差异较大，其中砂岩类抗压强度最大，平均99.5MPa；泥岩类最小，平均40.0MPa。井田内主要可采煤层顶板多由泥岩、砂质泥岩和砂岩组成；底板为泥岩和砂质泥岩。煤层顶底板岩石工程地质特征与含煤地层一致，其中11-2、6-1和1煤层顶板砂岩相对较硬，尤为1煤层，直接顶板多为砂岩，厚度一般1020 m，抗压强度平均大于150MPa，稳定性好。1.3 煤层特征1.3.1 煤层1、含煤性本矿井含煤地层为石炭二叠系，揭露地层总厚度889 m。含煤45层，煤层总厚42.53 m，含煤系数4.78，其中可采煤层11层，赋存于二叠系山西组和下石盒子组地层中。见表1-2。表1-2 可采煤层特征表煤层两极厚度（m）平均厚度（m）顶板岩性底板岩性结构类型可采性稳定性200.194.911.70多为泥岩、砂质泥岩，少量粉、细砂岩泥岩和粉、细砂岩简单局部可采极不稳定13-10.3111.185.03多为泥岩，少量粉、细砂岩多为泥岩，少量炭质泥岩、含炭泥岩简单全区可采稳定13-1下02.291.12泥岩、炭质泥岩泥岩、砂质泥岩简单局部可采不稳定11-20.654.922.64多为泥岩、砂质泥岩，少量砂岩泥岩、砂质泥岩、含铝泥岩较复杂基本全区可采稳定90.243.151.48多为泥岩，少量粉、细砂岩多为泥岩，少量砂质泥岩简单大部可采较稳定80.424.732.66多为泥岩、砂质泥岩，少量粉、细砂岩多为泥岩，少量砂质泥岩、含铝泥岩单一大部可采稳定7-202.831.07多为泥岩、砂质泥岩，少量粉、细砂岩多为泥岩，少量砂质泥岩、粉砂岩、含铝泥岩单一局部可采不稳定7-102.671.17多为泥岩、砂质泥岩，少量粉、细砂岩多为砂质泥岩、泥岩，少量含铝泥岩简单局部可采不稳定6-10.297.532.60多为泥岩、炭质泥岩，少量中、细砂岩多为泥岩、砂质泥岩，部分粉、细砂岩较简单大部可采较稳定1上04.901.83多为石英砂岩和粗、中、细砂岩，少量泥岩泥岩、砂质泥岩和粉、细砂岩单一局部可采极不稳定10.247.981.91石英砂岩、中、细砂岩和泥岩多为泥岩，部分砂质泥岩和粉砂岩单一局部可采不稳定2、可采煤层（一）20煤：0.194.91 m，平均厚度1.70 m，下距13-1煤层161250 m，平均间距203 m，煤层结构简单，以中厚煤层为主，少数含12层泥岩或炭质泥岩夹矸。顶板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，少数粉、细粒砂岩，底板为泥岩，粉、细粒砂岩。煤层厚度变化规律不明显，总趋势南薄北厚，为局部可采的极不稳定煤层。（二）13-1煤：厚度0.3111.18 m，平均厚度5.03 m，以厚煤层为主，结构较简单，含矸点约见煤点的三分之二，其中以含12层的居多，夹矸岩性为泥岩及炭质泥岩。顶板岩性以泥岩为主，粉砂岩、细砂岩零星分布。底板岩性以泥岩为主，少数炭质泥岩、含炭泥岩。中部及西部煤层较薄在45 m左右，浅部及深部的煤层较厚，在56 m左右。可采指数为98%，变异系数为30%，属稳定煤层。（三）13-1下煤：厚度02.29米，平均厚度1.12 m，上距13-1煤0.457.83 m，平均2.11 m，以中厚煤层为主，结构简单。仅13个点含一层夹矸，岩性为泥岩。顶板岩性为泥岩、炭质泥岩，底板岩性为泥岩、砂质泥岩。为局部可采的不稳定煤层。参见图1-2.图1-2 13煤层及顶底板结构柱状图图1-3 11煤层及顶底板结构柱状图（四）11-2煤：厚度0.654.92 m，平均厚度2.64 m。上距13-1下煤48.4480.46 m，平均间距65.25 m。结构较复杂，含12层夹矸的煤层点较多，个别点含有4层，夹矸岩性多数为泥岩，少数炭质泥岩，夹矸变化无规律，难于分层对比。顶板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，个别为粉砂岩及菱铁质砂岩，少数点为石英细砂岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩及含铝泥岩。以中厚煤层为主，大于3.5 m的厚煤层呈零星分布，可采指数为98%，变异系数为25%，为全矿井可采的稳定煤层之一。见图1-3（五）9煤：厚度0.243.15 m，平均厚度1.48 m，上距11-2煤46.71106.54 m，平均61.56 m。结构简单，含1层夹矸的煤层点三分之二左右，夹矸岩性以泥岩为主，少数炭质泥岩。顶板岩性以泥岩为主，粉砂岩、细砂岩零星分布。底板岩性以泥岩为主，次为砂质泥岩。煤层厚度比较稳定，薄-中厚煤层为大部分可采的较稳定煤层。（六）8煤：厚度0.424.73 m，平均厚度2.66 m，上距9煤10.6926.87 m，平均间距19.16 m，结构单一，全矿井仅5个点含有一层夹矸，岩性为泥岩。顶板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，在11勘探线附近为粉、细砂岩。底板岩性主要为泥岩，少数为砂质泥岩及含铝泥岩。煤厚以中厚煤层为主，大于3.5 m的厚煤层主要分布在矿井中部。可采指数为96%，变异系数为16%，为全矿大部可采的稳定煤层。见图1-4图1-4 8煤层及顶底板结构柱状图（七）7-2煤：厚度02.83 m，平均厚度1.07 m，以薄煤层为主。上距8煤3.7419.22 m，平均间距7.24 m。结构单一，仅6个点含一层夹矸，其岩性为泥岩。顶板岩性：主要为泥岩、砂质泥岩，少数为粉砂岩，个别点（L45、107孔）为细、中砂岩。底板岩性主要为泥岩，少数砂质泥岩、粉砂岩及含铝泥岩。本煤层沉积稳定，厚度变化不大，不可采点及尖灭点出现较多。为局部可采的不稳定煤层。（八）7-1煤：厚度02.67 m，平均厚度1.17米，以薄煤层为主。上距7-2煤3.5415.37 m，平均间距7.77 m。结构简单，含12层夹矸，其岩性为泥岩、炭质泥岩。顶板岩性主要为泥岩、砂质泥岩，少数粉、细砂岩，个别点（414孔）为石英砂岩。底板岩性以砂质泥岩、泥岩为主，个别点为含铝泥岩。可采范围主要在901勘探线间，为一局部可采不稳定煤层。图1-5 6煤层及顶底板结构柱状图（九）6-1煤：厚度0.297.53 m，平均厚度2.60 m，以中厚煤层为主。上距7-1煤6.0728.81 m，平均间距19.46 m。结构较简单，一般含12层，个别点（L42、Z7）含3层，夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩。顶板岩性为泥岩、炭质泥岩，少数点为中、细砂岩。底板岩性以泥岩，砂质泥岩为主，部分为粉细砂岩。煤层厚度比较稳定，可采指数为91%，变异系数为40%，为大部分可采的较稳定煤层。见图1-5.（十）1上煤：厚度04.90 m，平均厚度1.83 m，以中厚煤层为主。上距6-1煤82.37134.9 m，平均间距103.67 m，结构单一，仅8个点含一层夹矸，其岩性为泥岩，炭质泥岩。顶板岩性多为石英砂岩，粗、中、细砂岩，个别点为泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉、细砂岩。本煤层为1煤分层，与1煤间距由北向南逐渐增大，且煤层厚度亦逐步变薄、尖灭，致使浅部及11勘探线以西出现大面积的无煤区。可采范围为111勘探线的-600m以深部位。为局部可采的极不稳定煤层。（十一）1煤：厚度0.247.98 m，平均厚度1