采矿工程毕业设计（论文）-华鹿阳坡泉煤矿0.9Mta新井设计【全套图纸】.doc

第43页 中国矿业大学2011届本科生毕业设计 目录全套图纸，完整版设计，加153893706目录11 矿区概述及井田地质特征51.1矿区概况51.1.1矿区地理位置、交通51.1.2地形、地势、河流及地震情况51.1.3气候条件61.1.4邻近矿井情况61.1.5矿区生产现状61.1.6矿井电源条件71.1.7矿区水源条件71.1.8矿区通讯71.1.9主要建材供应71.1.10村庄压煤71.1.11人文及资源状况71.2井田地质特征81.2.1地质特征81.2.1.1地层81.2.1.2含煤地层81.2.1.3地质构造91.2.2井田水文地质条件91.2.2.1区域水文地质91.2.2.2井田水文地质101.2.3区域地质131.2.4矿井涌水量预算131.3媒层特征141.3.1含煤性141.3.2可采煤层141.3.3煤层对比151.4媒质151.4.1物理性质及煤岩类型161.4.2煤质特征171.4.3煤灰成分、灰熔点测定181.4.4煤的粘结指数（GR.I.）、胶质层测定181.4.5主要煤层的工艺性能191.4.6煤类的确定及其依据211.4.7可选性211.4.8煤的风、氧化221.4.9其它矿产231.5其它开采技术条件231.5.1煤层顶底板工程地质特征231.5.2瓦斯231.5.3煤尘爆炸性及煤的自燃231.5.4地温、地压231.6工程地质231.6.1煤层顶底板岩石工程地质特征241.7环境地质241.8地质勘查与矿井地质工作241.8.1地质勘查工作251.8.2矿井地质工作251.8.3水文地质工作271.8.4测井工作271.8.5测量工作291.9资源储量估算291.9.1 资源储量估算范围及工业指标291.9.2资源储量估算方法与参数确定301.9.2资源储量类型301.9.3资源储量估算结果301.9.4资源储量估算需要说明的其他问题311.10地质报告结论312 井田境界和储量322.1井田境界322.2资源储量322.2.1资源量估算范围及工业指标322.2.2资源/储量估算方法322.2.3资源/储量估算结果322.2.4矿井工业储量计算322.2.6矿井设计资源/储量和矿井设计可采储量352.2.7保安煤柱的留设和计算363 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限363.1矿井工作制度363.2矿井设计生产能力及服务年限363.2.1设计依据363.2.2矿井设计生产能力373.2.3矿井服务年限374 井田开拓374.1井田开拓的基本问题374.1.1确定井筒形式、数目、位置、坐标384.1.2开采水平确定及带区划分394.1.3主要开拓巷道404.1.4方案比较404.2矿井基本巷道444.2.1井筒444.2.2井底车场及硐室454.3主要开拓巷道465 准备方式带区巷道布置465.1煤层地质特征465.1.1带区位置465.1.2带区煤层特征465.1.3水文地质475.1.4地质构造475.1.6地表情况475.2带区巷道布置及生产系统475.2.1带区准备方式的确定475.2.2带区巷道布置475.2.3带区生产系统485.2.4带区巷道掘进方法485.2.5带区生产能力及采出率486 采煤方法496.1采煤工艺方式496.1.1带区煤层特征及地质条件496.1.2确定采煤工艺方式506.1.3回采工作面参数506.1.4回采工作面破煤、装煤方式526.1.5回采工作面支护方式546.1.6端头支护及超前支护方式566.1.7各工艺过程注意事项576.1.8回采工作面正规循环作业596.2 回采巷道布置626.2.1 回采巷道布置方式626.2.2 回采巷道参数627 井下运输637.1概述637.1.1矿井设计生产能力及工作制度637.1.2煤层及煤质637.2带区运输设备选择637.2.1设备选型原则：637.2.2带区运输设备选型及能力验算647.3大巷运输设备选择647.3.1主运输大巷设备选择648 矿井提升658.1矿井提升概述658.2主提升设备658.3 副斜井提升设备678.4井上下人员运送679 矿井通风689.1矿井通风689.1.1矿井通风系统的确定689.1.2矿井通风系统方案比较699.2带区通风719.2.1采煤工作面通风类型的确定719.2.2通风构筑物719.2.3矿井风量的计算729.2.4负压计算759.2.5等积孔759.3选择矿井通风设备759.3.1设计依据759.3.2设备选型759.3.3配电及控制779.3.4对矿井主要通风设备要求779.3.5对反风风硐的基本要求779.4防止特殊灾害的安全措施789.4.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施789.4.2预防井下火灾的措施789.4.3防水措施排水设备7810 设计矿井基本技术经济指标81煤矿防尘技术初探87结语106参考文献107英文原文108中文译文113致 谢1181 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1矿区地理位置、交通山西华鹿阳坡泉煤矿有限公司地处河东煤田北部，位于河曲县城东南约20km的阳坡泉村附近，行政区划属鹿固乡管辖，其地理坐标为东经11118071112001，北纬391519391619。河曲县地处我国河东煤田的北部，黄河之滨，与陕西、内蒙古两省区隔河相望，该县历史悠久，地理位置独特，自古就为晋西北之重镇。2003年10月8日由山西省国土资源厅为该矿换发采矿许可证，证号：1400000331105； （一）原井田范围由以下9个拐点坐标(6带)连线圈定：1、X4347000.00Y19528800.002、X4347182.00Y19528200.003、X4347644.00Y19526992.004、X4347885.00Y19526082.005、X4348800.00Y19526440.006、X4348750.00Y19527750.007、X4348370.00Y19527600.008、X4348030.00Y19528500.009、X4347685.00Y19528870.00原井田东西长2588m，南北宽1100m，面积为2.696km,批准开采10、11、13、15号煤层。（二）依据晋煤整合办核20063号文，扩区后井田范围由下列拐点坐标（6带）连线圈定：1、X4349062 Y195287252、X4348030 Y195285003、X4347685 Y195288704、X4347000 Y195288005、X4347182 Y195282006、X4346305 Y195280887、X4346775 Y195255388、X4347450 Y195240009、X4349325 Y1952400010、X4349388 Y1952690711、X4349075 Y19526907扩区后井田东西长4500m，南北宽2800 m，面积11.18042km，新增面积8.4844km，批准开采10、11、13、15号煤层。扩区内包括已关闭的骆驼也煤矿(部分井田)，尧坡沟煤矿南曲沟煤矿，观音寺煤矿(部分井田)，整合后，井田西北部紧靠黄柏勘探区。南与山西河曲电煤开发有限责任公司上榆泉煤矿毗邻，北与整合后的磁窑沟煤矿接壤。东至煤层露头。1.1.2地形、地势、河流及地震情况本区地处黄土高原，西临黄河，地形变化总的趋势是东高西低，最高点位于井田中北部大亩梁，海拔1175.0m，最低点位于井田西部沟底，海拔922.0m，相对高差253.0m，属中低山区。地面多为新生界黄土及红土覆盖，黄土地貌是本区地貌形态的主体，以黄土梁、峁为主，沟谷成V形羽毛状分布，由于雨量集中，地面植被稀少。地表冲刷剧烈。区内为黄河水系，黄河位于井田西约5km处，据河曲县水文站资料，黄河最大流量8000m/s，最小流量50 m/s，河床坡降万分之七，井田中部有一南石沟属黄河一级支流，平时无水、干枯，雨季时为排洪通道。据建筑抗震设计规范，本区抗震设防烈度为6度区。1.1.3气候条件本区属大陆性气候，据河曲县气象站资料，本区气候的特点是温凉干燥，四季分明，冬季少雪，春季干燥多风，夏季雨量集中，秋季短促凉爽。据统计，年均气温8.8，冬季最低气温在一月份，冬季平均气温为-9.4，极端最低气温为-26.9（1977、1980年）；夏季最高气温在七月份，夏季平均气温为23.9，极端最高气温为38.4；年降水量211.4-715.3mm，年蒸量为1805.7mm，蒸发量一般是降雨量的4倍左右。1.1.4邻近矿井情况扩区南部井田内分布有南曲沟煤矿、尧坡沟煤矿、观音寺煤矿，东北部有骆驼也煤矿均已关闭 。井田整合后南与山西河曲电煤开发有限责任公司上榆泉煤矿毗邻，北与整合后的磁窑沟煤矿接壤。1.1.5矿区生产现状矿井煤层埋藏浅，采用斜井-平硐开拓，现有一个主斜井，一个回风斜井，和原有的一对旧平硐，采煤方法改革后采用分层长壁式开采，井下已掘成有运输、回风两条大巷开采10号煤层。扩区南部井田内分布有南曲沟煤矿、尧坡沟煤矿、观音寺煤矿，东北部有骆驼也煤矿均已关闭 。井田整合后南与山西河曲电煤开发有限责任公司上榆泉煤矿毗邻，北与整合后的磁窑沟煤矿接壤。(见四邻关系图)骆驼也煤矿位于井田东北部，1986年建井，开采13号煤层，井田面积1.24 km，生产能力9万吨/年，井筒位于井田北界外，开采范围位于扩区外北部。开采13号煤层，矿井涌水量小，瓦斯涌出量低，煤尘具爆炸性，煤层容易自燃。尧坡沟煤矿：位于原阳坡泉井田南部扩区范围内，1988年建井，井田面积2.2 km，一对斜井开拓，开采13号煤层，因经济效益低，于1990年关闭，生产能力7万吨/年。矿井涌水量小，瓦斯涌出量低，煤尘具爆炸性，煤层容易自燃。观音寺煤矿：1989年建井，一对斜井开拓，井田面积0.69 km，生产能力9万吨/年，因资源枯竭而关闭，扩区范围内全部采空。涌水量小，属低瓦斯矿井。煤尘具爆炸性，煤层容易自燃。南曲沟煤矿：位于扩区内西南部，批准开采10、13号煤层，因各种原因，未投产即关闭，扩区内未采动。矿井涌水量小，瓦斯涌出量低，煤尘具爆炸性，煤层容易自燃。磁窑沟煤矿,隶属于山西晋神河曲煤炭开发有限公司，由原磁窑沟煤矿四家塔煤矿、鹿固乡煤子塔煤矿及部分空白资源整合而成。批准开采8、9、13、14号煤层，井田面积10.5824 km，整合后生产能力120万t/a，整合前煤子塔煤矿开采10号煤层，四家塔煤矿开采10号煤层，原磁窑沟煤矿开采10号煤层。均属低瓦斯矿井，涌水量不大。上榆泉煤矿隶属山西河曲电煤开发有限责任公司。批准开采9、10、11、12、13号煤层，现开采9、10号煤层。设计生产能力600万t/a，属低瓦斯矿井，涌水量不大。井田内10、13号煤层所分布的古空区均为矿井在生产建设中揭露，现在已密闭。1.1.6矿井电源条件本矿井地处忻州市河曲县中部。在矿井西北约7km处有巡镇110kV变电站；在矿井西北约8km处有建设中的河曲220kV变电站；在矿井东南18km处有单寨35kV变电站；在矿井西北20km处有文笔110kV变电站等，电力资源丰富，可满足本矿井的用电需要。根据矿方的用电需求申请及河曲县供电网络的规划，本矿井拟采用35kV双回路供电，两回独立供电电源均引自矿井西北8km处正在建设中的河曲220kV变电站35kV母线，两回电源一用一备，当任一回路发生故障停止供电时，另一回可保证矿井全部负荷用电。满足煤矿安全规程的规定。1.1.7矿区水源条件一般冲沟第四系沉积薄，无水可寻，多数煤矿供水是寻找基岩风化带裂隙水，水量小，只能勉强维持生活用水，因此，要想满足矿井用水，可选择高程低的地带，开采奥灰岩溶水，奥灰水为较理想的供水水源。本区属黄河流域,据河曲县水文站资料，黄河最大流量8000 m/s,最小流量50 m/s，河床坡降万分之七，井田中央城塔石河属黄河一级支流，平时无水、干枯，雨季时为排洪通道。1.1.8矿区通讯矿井通信系统包括行政通信和生产调度通信。矿井设通信交换机室，对矿井地面、井下各用户进行行政、调度通信。矿井通信交换机与当地电信局利用20对通信光缆联网。1.1.9主要建材供应矿井建设所需的建材，如砖瓦、水泥、石料、砂子等当地可以满足供应，钢材、木材需由外地购进。1.1.10村庄压煤阳坡泉煤矿井田范围内共有7个自然村，分别为分布于井田北部的城塔村、寺焉、寨上村、新庄子和分布于井田南部鹿固、乔鹿固及位于井田东部的阳坡泉村。7个自然村中除阳坡泉村外其余村庄均有压煤。根据村庄煤柱留设原则，经计算村庄压煤771万t。为提高宝贵资源的回收率，建议矿方联系有关部门进行村庄搬迁。1.1.11人文及资源状况河曲县位于忻州地区西北部。该县地处山西、陕西、内蒙古三省区交界处，北与偏关接壤，东与五寨相连，南与保德、岢岚毗邻，西隔黄河与陕西省府谷县、内蒙古自治区准格尔旗相望，全县国土面积1320km，现辖4镇17乡，人口12.8万，县政府驻城关镇。该县现有耕地35.87万亩，粮食作物以谷子、糜子、高梁、小麦、玉米等为主，经济作物有辣椒、浅麻、芝麻、花生、大蒜等，另外，苹果、梨、葡萄、大枣、沙果、核桃等。海红，俗名“小果子”，为河曲特产。河曲栽种此果历史悠久，产品行销全国各地。该县历史悠久，地理位置独特，文物古迹繁多。娘娘滩位于县城东北15华里处的黄河中流。海潮禅寺坐落于县城东南35km处。始建于明代万历年间，后几经战乱多次重修，现有庭院10座。在黄河“龙口”上游石城村的绝壁上，有一天然石窟，称“弥佛洞”，至洞，则洞内套洞，不知其深，可谓一奇特自然景观。境内矿藏丰富，主要有煤、硫磺、铁、锰、油页岩、铝土矿等。其中以煤储量最大，其次是铁，工业主要有煤炭、硫磺、电力、机械加工等生产行业。1.2井田地质特征1.2.1地质特征1.2.1.1地层井田内大部分为第四系中、上更新统（Q2+3）所覆盖，仅少数沟谷中出露有石炭系上统太原组（C3t），现将井田内地层由老到新叙述如下：1、奥陶系中统上马家沟组（O2s）井田内未出露，为煤系地层基底，顶部为峰峰组厚层石灰岩，厚度100-130m。中下部为上马家沟组褐黄色白云质灰岩、薄层石灰岩，厚度187.00-191.00m。2、石炭系中统本溪组（C2b）岩性为石灰岩、灰白色粘土岩、粘土质砂岩、铁铝岩、山西式铁矿夹有薄层煤线，厚度15.00-18.00m，平均16.00m。与下伏奥陶系为平行不整合接触。3、石炭系上统太原组（C3t）井田内阳坡泉村沟谷中有出露，据钻孔资料，厚度81.2099.40m，平均厚度84.60m，为本井田主要的含煤地层，共含有7层煤，分别为9、10、11、13、14、15、16号煤层，其中可采煤层为10、11、13号煤层。岩性主要有泥岩，砂质泥岩、细-粗粒砂岩、石灰岩、炭质泥岩、煤，主要砂岩有两层，底部S1（晋祠砂岩），中部S2（桥头砂岩）；主要煤层10、11、13号，分别赋存在本组的上部和中部。本组地层与下伏本溪组地层呈整合接触。4、二叠系下统山西组（P1s）本组厚48.8289.60m，平均59.70m。岩性为灰白色砂岩，深灰色砂质泥岩，灰黑色泥岩，夹有6、7、8号薄煤层，7号煤层厚度0-2.30m，仅YZK-1钻孔揭露7号煤层厚度2.30 m，结构为0.50（0.70)1.10，极不稳定零星可采，6、8号薄煤层皆不可采。本组地层与下伏太原组地层呈整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）上部以杂色砂质泥岩为主，夹薄层中细粒长石石英砂岩，下部为深灰色砂质泥岩，底部以厚层状灰绿色，中粗粒含砾砂岩与山西组分界，全组厚最大为126.40m，平均41.00 m。与下伏山西组地层整合接触。6、上第三系上新统（N2）粘土质泥岩岩性呈红褐色，俗称“红土”，塑性好含砾石，常形成峁、梁骨架，在井田沟谷两侧出露，厚度0-62.00m。平均38.00 m，与下伏地层角度不整合。7、第四系中上更新统（Q2+3）广泛分布于梁峁、山坡之上，岩性为淡黄色亚砂土，含钙质结核，垂直节理发育，与下伏地层为不整合接触，厚度0-32.00m，平均15.00m。1.2.1.2含煤地层本井田主要含煤地层为石炭系上统太原组；二叠系下统山西组为次要含煤地层，太原组厚度81.20-99.40m，平均84.60m，含煤7层，可采煤层3层，为10、11、13号煤层，按其岩性和煤层的特点分为三段，叙述如下：下段：S1砂岩至13号煤层底，岩性以泥岩，砂质泥岩为主，夹L1、L2、L3三层不稳定泥质灰岩，发育14、15、16号三层不稳定薄煤层，14号煤层不稳定，零星可采；15号煤层厚度0-0.64 m，平均0.10 m，16号煤层厚度0.10 m，15、16号煤层不稳定不可采。底部为中粗粒含砾砂岩（S1）。中段：13号煤层底至9号煤层顶为本组主要含煤段，岩性为深灰色砂质泥岩，灰黑色炭质泥岩，夹S2中粗砂岩，含9、10、11、13号煤层，S2砂岩（桥头砂岩）厚度大，变化亦大，井田内由西向东逐渐变薄，9号煤层不稳定零星可采，10号煤层厚度1.96-7.38 m，平均4.28 m，井田内属稳定可采煤层，11号煤层厚度变化大，0-2.6 0m，平均1.46 m，井田内局部可采。13号煤层厚度6.37-13.00 m，平均8.5 m，属全区稳定主要可采煤层。上段：9号煤层顶至S4砂岩底，本段地层不含煤，岩性为砂岩、砂质泥岩、泥岩，S3砂岩不稳定，常相变为砂质泥岩。1.2.1.3地质构造井田位于山西地台北部，吕梁隆起北段之西翼，鄂尔多斯盆地东缘。构造基本形态总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层平缓，倾角一般5-10，局部地层波状起伏，构成一些比较宽缓的、规模不大的短轴褶曲构造。1、范家梁一新窑褶皱带主体为一呈北北西向展布的向斜构造，从新窑起经范家梁向北北西方向延伸至黄河。核部地层为山西组，西翼为太原组、本溪组、奥陶系中统。北东东翼倾角5-14，南西西翼倾角4-5，轴面倾向南西，另外在主向斜的两翼分别发育有轴向相互平行的、规模较小的背向斜，背斜比较宽缓、幅度不大。2、天桥地堑天桥地堑由五条正断层组成，其中最主要的两条呈北西-南东向展布。垂直断距：西南边的一条为110m，北东边一条约180m，形成明显的地堑，中间地层为上石盒子组及下石盒子组，北东侧的地层为奥陶系中统、石炭系本溪组、太原组、二叠系的山西组。南西侧地层为下石盒子组。3、铁匠铺地堑该地堑由两条较大的正断层组成，断面相对应，断层走向在铁匠铺沟口一带为120，倾角70-80，出露长175m，中间地层为上石盒子组，两侧地层为太原组、山西组、断裂带较窄，断面平直，垂直断距200-300m，此地堑向北西延伸至黄河对岸府谷县境内后很快消失，向南东不远即被上第三系红土和第四系沉积物覆盖。4、井田构造本井田地层平缓倾向北西的单斜构造，倾角310。井田中央发育一宽缓的小型背斜，两翼基本对称，背斜轴长1000m。地表及井下未揭露断层、陷落柱，未发现岩浆岩侵入。总之，井田地质构造简单为一类。1.2.2井田水文地质条件1.2.2.1区域水文地质1、区域概况本井田位于鄂尔多斯盆地东缘，地层总体倾向南西，呈单斜构造，倾角一般510，局部1320，从东到西出露地层有前寒武系、寒武系、奥陶系、石灰系、二叠系、三叠系地层。上第三系和第四系松散层则覆盖于不同时代的基岩之上或河谷中。地貌形态以中低山，低山丘陵和黄土梁峁为主，黄河沿岸发育有河谷阶地。区内为黄河水系，黄河位于井田西约5km处，据河曲县水文站资料，黄河最大流量8000 m/s，最小流量50 m/s，河床坡降万分之七，井田中部南石沟属黄河一级支流，平时无水、干枯，雨季时为排洪通道。县川河为黄河在区域内的最大支流，据县川河水文站资料，汇入面积1610km，平水位882.5m，流量4320 m/d，其它支流均为季节性河流。2、水文地质特征区内以奥陶系石灰岩岩溶水最为丰富，是区内主要含水岩组，含水层以石灰岩裂隙、溶隙、溶孔为主。该含水岩组主要分布在区域东部，平面上呈南北向条带状展布，至本井田东界以西的区域西部为埋藏型。该含水岩组的富水性受岩性，构造和地形的影响，大部分地区属中等富水或富水区，单井涌水量小于5000 m/d。在构造破碎带和排泄区为极富水地段，单井涌水量可达10000 m/d以上。区域水位标高在820m-860m之间，井田内水位标高在831.881m左右，工作区没有岩溶泉水出露，只在河曲县龙口和保德县天桥两个排泄区有泉水出露。水质类型以HCO3-Ca.Mg型为主。矿化度多小于0.5g/L。石炭系、二叠系砂岩裂隙含水岩组，主要分布在井田东边界以西，在沟谷中可见出露。地下水水位埋深随地形变化，在地形切割深处呈下降泉形式出露地表。泉流量一般0.01-1.00L/s。上第三系上新统松散岩类孔隙含水岩组，主要分布在沟谷两侧基岩顶面上。含水层为浅红色粘土夹砂砾石层。砂砾石层夹杂在粘土内，局部砂砾石呈透镜状。泉流量一般小于0.1 L/s。第四系松散岩类孔隙含水岩组，主要分布在河曲县城以及河曲县天桥一带的黄河沿岸，含水层以冲积砂砾石层为主，厚3-10m，单井涌水量多大于1000 m/d。3、地下水的补给迳流排泄条件区内奥陶系岩溶水属保德县天桥泉域的一部分，大气降水入渗是其主要补给来源。灰岩裸露区分布在区域东侧，其裂隙发育，大气降水通过岩溶裂隙和覆盖岩层地下水的入渗补给岩溶水。根据现有资料，河曲县龙口岩溶泉水的出露标高为866m，保德县天桥泉水出露标高在830m左右，据此分析，区域黄河以东的岩溶水总的径流方向是由北东向南西方向运移，最终排向保德县天桥黄河峡谷中。龙口岩溶泉和天桥岩溶泉是区域岩溶水的主要排泄点。此外矿井排放也是岩溶水排泄的主要方式之一。1.2.2.2井田水文地质井田为低山黄土丘陵区，大部分面积被第四系中、上更新统地层所覆盖。含煤地层仅在切割较深的沟谷中可见露头。全井田无长年性河流。沟谷发育，较大沟谷雨季才有洪水排泄。本次调查本区最高洪水位标高为1001.62m，位于10号煤层大石岩风井之下。若逢“百年一遇”洪水，可能进入10号煤层矿坑。1、井田主要含水层（1）奥陶系岩溶隙含水层奥淘系灰岩从井田东边界开始全部倾没于石炭系、二叠系地层之下。奥陶系灰岩到13号煤层底板厚50m左右。本次工作施工的YZK-1水文钻孔，孔径110mm，抽水试验结果表明奥灰溶裂隙含水层静止水位标高831.881m，涌水量1.04L/s，单位涌水量0.128 L/s .m，渗透系数0.011m/d，水质类型为HCO3-Ca、Mg型，矿化度小于0.5g/L，总硬度14.0德国度水温18。水力坡度1，由东北向西南方向运移。井田内奥灰水位标高为830m左右，13号煤层底板最低标高为730m，13号煤层至本溪组底部隔水层厚度50m。（2）石炭系太原组砂岩裂隙含水层本组地层仅在井田南部阳坡泉村附近沟内见有出露，含水层主要是砂岩裂隙，根据钻孔揭露，井田内太原组的灰岩，位于13号煤层以下，岩溶裂隙亦不发育，10号煤层以上含水层以中细粒砂岩为主，厚度6.88m-19.72m，全区平均厚度10.74m。根据开采煤矿斜井揭露情况看，该含水层裂隙不发育，仅有局部淋水，水量很小，只有供降尘使用，无需排水。YZK-1水文钻孔水位降升三次，抽水试验结果表明，太原组碎屑岩裂隙含水层，静止水位标高840.641 m，涌水量0.32-0.67 L/s，单位涌水量0.014-0.019 L/s. m。渗透系数0.00299-0.0036 m/d，水质类型为HCO3、SO4-Ca、Mg型，矿化度1.38，总硬度30-40德国度，PH=7.7，水温14-26。巨厚状中粗粒（S2）砂岩，富水性差，该砂岩呈透镜体状分布，从钻孔ZK2、ZK4、ZK6一线向东逐渐尖灭，ZK3、ZK5钻孔中就没有该层砂岩。（3）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层该段地层在井田东部，大部分被剥蚀，从井田中部向西该段地层逐渐增厚，含水层厚度也随之而变化。含水层以中粗粒砂岩为主，裂隙较发育，属弱富水含水层，单井出水量一般10-50 m/d局部可达100 m/d,根据磁窑沟S1水井的分析结果，水质类型为HCO3-Na.Ca.Mg型，矿化度0.35g/L。（4）第四系中、上更新统地层分布在全井田山顶上，含水层以粉细砂以及黄土裂隙为主，由于地层切割强烈，大多透水而不含水，局部可形成上层滞水，水质较好，但水量很小。2、井田主要隔水层石炭系中统本溪组地层为一套以泥岩、粘土岩、铁铝岩为主的地层，夹薄层灰岩和砂岩，砂岩一般为泥质结构，隔水性很好，本溪组地层厚16.00m，13号煤层底板到本溪组顶板也是以粘土岩为主的，地层厚34.00m，两段地层合计厚度50m，其中粘土岩占地层厚度的80%以上，该段地层是含煤地层和奥陶系地层之间很重要的隔水层。3、井田地下水的补给、迳流、排泄条件奥陶系岩溶水的补给主要是基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补给。井田内奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水由北东向南西方向运移，最终排向保德县天桥黄河峡谷中。石炭系和二叠系的砂岩裂隙水，在接受大气降水和季节性河流以及上覆含水层的入渗补给后，顺岩层倾斜方向运移，上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的形式排泄，下部含水层顺层向西排出井田外。煤矿的矿坑排水和民井开采是其主要的排泄方式。由此，确定该矿矿井水文地质类型为简单类型。4、构造对井田水文地质条件的影响井田受区域构造的控制，基本呈单斜构造，但是随着地下煤层的开采对地应力的进一步破坏，使上覆各含水层相互沟通，增加矿井涌水量。井田内主采煤层13号煤层部分地段位于奥陶系岩溶水水位之下，一般情况奥灰水不会突水，遇导水构造，亦会发生突水事故。5、地表水对开采煤矿的影响井田内没有常年性河流，10号煤层出露于沟底与松散岩层直接接触，因而开采煤层时，要在沟底和沟两侧留足保安煤柱。随着煤矿的开采，顶部岩层将遭到破坏，尤其是井田东部及沟谷中，煤层埋藏较浅，会使地表岩层裂隙加大、增多，甚至形成地面塌陷，地表水沿塌陷裂隙带入渗，使矿坑涌水量增大。据调查，一般民井和泉水均受季节变化的影响，雨季水量增大，旱季水量减小。根据山西省地质工程勘察院近年来在龙口水源地工作获得资料分析，岩溶水水位变化与当年降雨量关系甚微，而与前一年降雨量关系密切，1-3月份是岩溶水高水位期，4-6月呈等速下降趋势，7-12月处于低水位状态。年变幅1.44m，滞后补给6个月左右。6、古空区或老采空区对煤矿的影响井田内10、13 号煤层均较厚，10号煤层位于太原组上部，13号煤层位于太原组下部，各煤层充水水源主要为大气降水，其充水通道主要为岩层裂隙，煤层开采后的采动裂隙，含水层水通过各种裂隙渗入井下采空区及巷道。本区采煤历史悠久，东部煤层埋藏较浅，存在古空区或老采空区，其低洼处存有一定量的采空积水。目前生产矿井涌水量不大，但井田四周煤矿采空区、古空区形成一定量的积水，尤其尧坡沟煤矿采空区位处本矿东南角，估算积水量为32400 m，对本矿井安全生产造成威胁。7、井田水文地质类型井田主采煤层10号和13号都是石岩系太原组煤层，太原组砂岩裂隙含水层是煤层直接充水含水层，山西组砂岩裂隙含水层是煤层间接充水含水层。井田内奥灰水位标高为831.881m，左右，13号煤层底板最低标高为730m，13号煤层至本溪组底部隔水层厚度50m，13号煤层底板突水系数计算公式如下:Ts=PM-Cp式中：Ts底板突水系数（MPa/m）； P隔水层承受的水压（MPa）； M底板隔水层厚度（m）； Cp采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度（m）。本区经验值取17m。将分析数据代入上式：计算13号煤层底板突水系数为0.028MPa/m，小于正常地段突水系数经验值0.15 MPa/m和受构造坡坏地段突水系数经验值0.06 MPa/m。因此，井田内各煤层开采一般不会受到奥灰水的影响。该矿矿井水文地质类型为简单类型。8、充水因素分析井田现开采10、13号煤层，其开采10、13号煤层矿井涌水量均不大，用水泵正常排水能够保证矿井正常生产。开采井田内10、13 号煤层为太原组煤层，煤层均较厚，10号煤层位于太原组上部，13号煤层位于太原组中下部，各煤层充水水源主要为大气降水，其充水通道主要为岩层裂隙，煤层开采后的导水裂隙，含水层水通过各种裂隙渗入井下采空区及巷道，并汇结井下水仓。同时煤层露头附近存在古空区或采空区，其低洼处可能存有一定量的采空积水。由此，在煤层开采时，要做到“有疑必探，先探后掘”，同时应留足采空区保安煤柱，确保安全生产。 9、矿井涌水量该矿现开采井田内10、13号煤层，现矿井涌水量10号煤层为100-120 m/d，13号煤层矿井涌水量60100 m/d，其10、13号煤层富水系数分别为0.550.66 m/t、0.500.83 m/t，由此，预计开采10、13号煤层时矿井正常涌水量100 m/h，最大涌水量150 m/h。10、供水水源奥陶系灰岩含水层岩溶裂隙发育，富水性强，开采奥陶系岩溶水是矿井主要的供水方向，井田位于岩溶水迳流区，水位标高831.881m左右，灰岩顶板埋藏深度0320m，成井深度250600m，单井出水量可达2000 m/d以上。开采时一定要对含煤地层以上进行严格止水，以防止水质污染以及人为水害的发生，造成淹矿。11、矿井水害与防治措施（1）井田主要可采煤层水文地质类型10、13号煤层均为简单类型。（2）该矿自建矿以来，从未发生过水害，随着开采面积的增大，开采深度的增加，矿井涌水量有可能增大。在开采过程中一定要遵循先浅后深的原则，从东逐渐向西开采，并重视构造特别是隐伏断层的发现和研究，以防断层导水，造成水害。（3）由于基岩呈单斜构造，煤层露头直接与沟底松散岩层接触，因而在开采煤层时，一定要在煤层露头的沟谷沿线留足保安煤柱，以防雨季洪水浸入，造成水害。（4）勘探区东部煤层露头附近，老窑较多，这些老窑和现采煤矿的采空区都不同程度地存有积水，开采中要采取防范措施，以防老窑积水侵入，造成危害。（5）应重视水文地质及工程地质资料的收集积累和研究，以利指导生产。1.2.3区域地质一、区域地质区域出露地层由老到新为：古生界奥陶系中统（Q2），石炭系中统本溪组（C2b），上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）, 二叠系下统下石盒子组（P1x）,上统上石盒子组（P2s），石千峰组（P2sh），三叠系下统刘家沟组(T1l)，上第三系上新统（N2），第四系中上更新统（Q2+3），全新统（Q4）。 井田位于山西地台北部，吕梁隆起北段之西翼，鄂尔多斯盆地东缘。构造基本形态总体为一向北西缓倾斜的单斜构造，地层平缓，倾角一般5-10，局部地层波状起伏，构成一些比较宽缓的、规模不大的短轴褶曲构造。（一）范家梁一新窑褶皱带主体为一呈北北西向展布的向斜构造，从新窑起经范家梁向北北西方向延伸至黄河。核部地层为山西组，西翼为太原组、本溪组、奥陶系中统。北东东翼倾角5-14，南西西翼倾角4-5，轴面倾向南西，另外在主向斜的两翼分别发育有轴向相互平行的、规模较小的背向斜，背斜比较宽缓、幅度不大。（二）天桥地堑天桥地堑由五条正断层组成，其中最主要的两条呈北西-南东向展布。垂直断距：西南边的一条为110m，北东边一条约180m，形成明显的地堑，中间地层为上石盒子组及下石盒子组，北东侧的地层为奥陶系中统、石炭系本溪组、太原组、二叠系的山西组。南西侧地层为下石盒子组。（三）铁匠铺地堑该地堑由两条较大的正断层组成，断面相对应，断层走向在铁匠铺沟口一带为120，倾角70-80，出露长175m，中间地层为上石盒子组，两侧地层为太原组、山西组、断裂带较窄，断面平直，垂直断距200-300m，此地堑向北西延伸至黄河对岸府谷县境内后很快消失，向南东不远即被上第三系红土和第四系沉积物覆盖。二、区域含煤特征区内含煤地层为山西组，太原组，本溪组，共含煤14层，山西组4层，本溪组2层，主要含煤地层为太原组，含煤8层，其中10、13号为本区主要可采煤层，全区可采，11号煤为局部可采煤层，山西组平均厚度49.40m，含数层薄煤层皆不可采。煤层总厚度0.95 m，含煤系数1.92%，太原组平均厚度100.50 m。含9、10、11、12、13、14、15、16号煤层，煤层总厚27.61 m，含煤系数26.84%，本溪组厚度18.20 m，含数层薄煤层，总厚0.90 m，含煤系数4.9%。1.2.4矿井涌水量预算井田现开采10、13号煤层，矿井涌水量均不大，用水泵正常排水能够保证矿井正常生产。太原组砂岩裂隙含水层是煤层直接充水含水层富水性弱，山西组砂岩裂隙含水层是煤层间接充水含水层。10号煤层生产能力为7万t/a，13号煤层生产能力为23万t/a， 10号煤层矿井涌水量100 m/d，最大涌水量120 m/d，13号煤层矿井涌水量90 m/d，最大涌水量110 m/d。按330工作日/a计算，其10、13号煤层富水系数分别为0.47-0.57 m/t、0.13-0.16 m/t，矿井涌水量在雨季后略增大。年度开采煤层煤层涌水量矿井涌水量200210120/d22013100/d200310110/d2001390/d200410100/d1901390/d200510110/d21013100/d200610100/d21013110/d1.3媒层特征1.3.1含煤性井田内主要含煤地层为太原组，含有9、10、11、13、14、15、16号7层煤，其中10、11、13号为本井田主要可采煤层，10、13号煤层全区可采，11号煤为局部可采煤层，本组平均厚度84.60m，煤层总厚17.43m，含煤系数为20.60。主要可采煤层厚度15.41m，可采含煤系数为18.21%。1.3.2可采煤层井田内可采煤层为10、11、13号煤层，井田内批准开采10、11、13、15号煤层，由于15号煤层为不稳定不可采煤层，厚度仅为00.64m，本设计不作考虑。井田可采煤层叙述如下：10号煤层：位于太原组上部，上距S4砂岩14m左右，煤层厚度1.96-7.38m，厚度变化大，平均4.28m，结构复杂，含0-4层夹矸，稳定可采，井田东部有10号煤露头出现。10号煤层顶板岩性为砂质泥岩,底板岩性为泥岩。11号煤层：位于太原组中上部，上距10号煤层平均12.10 m，煤层厚度0-2.60m，平均1.46m，结构简单，不含夹矸，井筒及巷道中未见11号煤层， ZK-5钻孔尖灭，为局部可采不稳定煤层，顶底板岩性均为泥岩。13号煤层：位于太原组下部，上距11号煤层平均18.20m，煤层厚度6.37-13.00m，厚度变化大（见插图)，平均8.5m，结构复杂，含1-5层夹矸，为全区稳定可采煤层，顶板岩性为中粗砂岩或泥岩，底板为泥岩、石灰岩。各可采煤层特征详见下表 各可采煤层特征表煤层号厚度最小-最大平均m间距最小-最大平均m结构（夹矸数）稳定性可采性顶底板岩性顶板底板101.96-7.384.289.1-1812.10-4稳定全区可采砂质泥岩泥岩110-2.601.460不稳定局部可采泥岩泥岩8.0-30.2818.20136.37-10.638.51-5稳定全区可采泥岩中粗砂岩泥岩、石灰岩。1.3.3煤层对比对比方法:主要采用标志层法，煤层间距法，结合煤层自身特征等进行对比，相互参照综合确定。1、标志层法（1）标志层的选择含煤岩系中标志层自上而下为S5、S4、S3、S2、S1、10、13号煤、L3石灰岩共8层。（2）标志层特征及其在对比中的意义S5砂岩：为灰白色中粗粒长石石英砂岩，钙质胶结，厚度5.4-14m,位于8号煤之上，是对比8号煤的标志。S4砂岩：为灰白色长石石英砂岩，钙质、粘土质胶结，厚度2.62-40.4m，平均12.80m，层位稳定，山西组与太原组的分界砂岩。S3砂岩：为灰白色中细粒砂岩，厚度0-5m，平均2m，是9号煤的对比标志。S2砂岩（桥头砂岩)：灰白色中粗粒砂岩，以其厚度大，含有菱铁质条带和团块显著特征，是良好的标志层，其上部为11号煤层，下部为13号煤层。10号煤：以其厚度大，为1.96-7.38m，平均4.28m，含有0-4层夹矸的显著特征，与9号、11号煤组合规律明显。13号煤层，以厚度大，为6.37-10.63m，结构复杂，其上部为S2砂岩为显著特征。L3石灰岩位于14号煤层上部，13号煤层下部。S1砂岩（晋祠砂岩）：为灰白色中粗粒石英砂岩，钙质胶结，含有菱铁质团块、为16号煤的下部砂岩。2、层间距法含煤地层厚度较稳定，尤其是太原组上部的9、10、11号三层煤，间距相当稳定，所以在有重要的标志层对比的基础上，利用层间距法进行煤层对比，有一定的可靠性。3、煤层特征煤层厚度、煤层结构，相邻煤层的组合关系，形成明显的特点，易于对比。10、13号煤的厚度大为明显特点。9、11号煤层薄不稳定是其特征。9、10、11号三层煤相伴出现，间距稳定，总厚度稳定，呈典型的组合特点。1.4媒质本区各煤层煤岩组成，煤的物理化学性质，有害组分含量及煤的种类等基本变化不大，煤层的变质程度亦十分接近，其变化规律应属于区域深成变质特征。根据详查阶段的煤质工作成果，结合区域上河东煤田北部各煤层的一般特点及本矿提供的化验资料，重点叙述可采煤层10、11、13号煤层的煤质特征。1.4.1物理性质及煤岩类型本井田各煤层煤样多为黑色块状、或粉状，煤的结构以条带状结构为主，透镜状、线理状、均一状结构也占一定比例，层状、块状构造，弱玻璃光泽，沥青光泽，煤的条痕色一般为深棕色-棕黑色；煤块的韧性较大，多见参差状断口、阶梯状、贝壳状断口。内生裂隙不甚发育到较发育，一般1015条/5厘米，局部可见网格状裂隙，在节理及裂隙中可见有后期碳酸盐类及硫铁矿充填。其易燃、焰长、烟浓黑的特点，一般以半亮煤和半暗煤为主，并见有暗淡型煤，很少见光亮型煤。1、10号煤层物理性质及煤岩特征（1）宏见煤岩特征煤的颜色为灰黑-黑色，深棕色条痕，弱玻璃光泽，内生裂隙较发育，一般每厘米14条，主要为条带状结构，次为均一状结构，层状构造明显，具易燃、焰长、不膨-微膨的特点，一般为半亮型煤，次为半暗型煤，局部为暗淡型煤。（2）显微煤岩特征根据此次工作成果，结合邻区沙坪露天勘探区精查资料，煤岩镜质组含量35.0070.00%，平均52.12%，半镜质组含量0.906.60%，平均3.23%，丝质组与半丝质组含量为12.5030.50%，平均23.14%；稳定组含量3.6013.78%，平均7.08%；显微煤岩类型主要属混合亮暗煤亚型，镜质组最大反射率（R0max）0.520.63%，平均0.60%，属变质阶段之长焰煤。镜质组以无结构均质镜质体为主，胶质镜质体次之，半镜质组少量；丝质体以无结构丝质体为主，氧化丝质体少量；稳定组以孢子体为主，角质体少量，偶见树皮体、树脂体；矿物组分以碎屑状粘土矿物为主，碳酸盐少量，也见硫化矿物。2、13号煤层物理性质及煤岩特征（1）宏观煤岩特征煤岩颜色呈黑褐-黑色，条痕深棕-棕黑色，玻璃光泽，内生裂隙较发育，一般每厘米24条，贝壳状阶梯状断口，条带状结构，层状构造，以半亮型煤和半暗型煤为主，光亮型煤及暗淡型煤少量，易燃、焰长、烟浓黑及微膨为主要特点。宏观煤岩特征在垂向上的变化自上而下可分为，顶部暗淡型煤带：厚度1.00m左右，褐黑黑色，弱玻璃光泽，主要由暗煤和少量丝炭组成；中部混合煤带：厚度近10.00m，主要以半亮型煤及半暗型煤交替出现，中夹薄层光亮型煤及少量暗淡型煤。