采矿工程毕业设计（论文）-河南煤化集团赵固一矿2.40Mta新井设计【全套图纸】.doc

全套图纸，加153893706 中 国 矿 业 大 学 本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号： 学 院： 应 用 技 术 学 院 专 业： 采 矿 工 程 设计题目： 河南煤化集团赵固一矿2.40Mt/a新井设计 专 题： 综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究 指导教师： 职 称： 副教授 2012年 6 月 徐州 中国矿业大学2012届本科生毕业设计（论文） 第131页中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级采矿09 学生姓名 任务下达日期： 2012年3 月9 日毕业设计日期：2012年 3 月 9 日 至 2012 年 6月 5 日毕业设计题目：河南煤化集团赵固一矿2.40Mt/a新井设计毕业设计专题题目：综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究毕业论文主要内容和要求：根据毕业设计大纲要求，毕业设计内容包括一般部分、专题部分和翻译部分共三部分。一般部分包括矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度及服务年限、井田开拓、准备方式、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、和矿井基本技术经济指标共十章。按照毕业设计大纲的内容，独立、认真完成全部工作量，说明书和设计图纸按照设计要求进行编排和绘制。按照时间分配，及时完成阶段任务，保证设计进度。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文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论文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。一般部分为赵固一矿2.4 Mt/a新井设计。赵固一矿位于河南省辉县市，隶属河南煤化集团。交通便利。井田走向（南北）长平均约5 km，倾向（东西）长平均约10km，井田总面积为38.43 km2。主采煤层为二1煤，平均倾角为4，二1煤层平均总厚为5.29 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为29185.04万t，矿井可采储量19976.41万t。矿井服务年限为59.5 a，矿井平均涌水量为2377.4 m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。井田为立井单水平开拓。矿井开采二1煤，大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无极绳运输。矿井通风方式前期为中央并列式通风，后期为对角式通风。矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”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、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式采（盘）区或带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风及安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分题目是综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究。翻译部分主要内容为采矿对煤层底板断层活化影响的数值模拟，英文题目为：Numerical Simulation of Coal Floor Fault Activation Influenced by Mining ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part.General Zhao Gu mine 2.4 in part Mt/a of the new design. Fixed deposit in Huixian city Henan province Zhao, under the Henan coal chemical group. Convenient transportation. Geological trend (North and South) average about 5 km long, tendencies (things) long on average around 10km, mine is 38.43 km2 of the total area. Main minable coal 21, average angle of 4 , 21 coal seams total 5.29 m thick on average. Mine relatively simple geological conditionsGeological reserves of industrial 291.8504 million t, 199.7641 million t recoverable reserves of mine. Mine service age 59.5, average discharge of mine for 2377.4 m3/h. Mine gas emission rate is low, low gas mine.Mine shaft levels open up. 21 coal mine mining, tunnel belt conveyor of coal and auxiliary transport with endless rope haulage. Early of mine ventilation system for Central side-by-side ventilation, late for the diagonal ventilation.The working system “four-six” is used in the Jisan mine. It produced 330d/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.Special subject parts of topics is about the technique of Coal Seam Waterflooding and selection of parameters for Coal Seam Waterflooding.Translation part of main contents is analytical model and application of stress distribution on mining coal floor，English topic is: Numerical Simulation of Coal Floor Fault Activation Influenced by Mining 目录1 矿区概述及井田地质特征21.1 矿区概述21.1.1 矿区位置和地形21.1.2 交通条件21.1.3 矿区气候31.1.4 矿区水文情况31.1.5 矿区经济条件及电力来源41.2 井田地质特征41.2.1井田勘探程度41.2.2 井田煤系地层概述41.2.3 井田地质构造51.2.4 井田的水文地质特征81.3 煤层特征101.3.1 可采煤层特征101.3.2 煤层的围岩性质101.3.3 煤的特征112.井田境界和储量132.1 井田境界132.2矿井工业储量132.2.1储量计算基础132.2.2矿井地质资源/储量142.3 矿井工业资源/储量152.4 矿井设计资源/储量162.5 矿井设计可采储量173.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限183.1 矿井工作制度183.2 矿井设计生产能力及服务年限184.井田开拓194.1井田开拓的基本问题194.1.1井筒的形式、位置204.1.2工业广场位置、形状的确定214.1.3开拓方案比较224.1.4、水平划分及标高284.1.5、大巷布置及层位选择284.1.6、带区划分及开采顺序284.2矿井基本巷道294.2.1井筒294.2.2、井筒施工方法334.2.3 井壁结构和厚度344.2.4井底车场354.3 主要开拓巷道354.3.1巷道断面及支护形式364.3.2巷道支护方式375.准备方式采（盘）区或带区巷道布置415.1煤层地质特征415.1.1煤层的埋藏条件415.1.2带区煤层特征415.1.3地质构造415.1.4顶底板特性415.1.5水文地质425.2带区巷道布置及生产系统425.2.1带区数目及首采带区位置425.2.2带区巷道布置425.2.3带区生产系统435.2.4带区生产能力及采出率435.3带区主要硐室布置446.采煤方法456.1采煤工艺方式456.1.1确定回采工作面长度476.1.2工作面推进长度和推进方向确定486.1.3回采工作面破煤、装煤方式的确定486.1.4 回采工作面运输方式506.1.5回采工艺516.1.6确定回采工作面支护方式526.1.7 采空区处理556.1.8端头支护556.1.9工作面设备布置566.1.10劳动组织形式566.1.11 回采工作面吨煤成本576.2 回采巷道布置596.2.1 回采巷道布置方式596.2.2 回采巷道参数607. 井下运输617.1概述617.1.1矿井设计生产能力及工作制度617.1.2煤层及煤质617.1.3 运输距离和货载量617.1.4 矿井运输系统617.2 带区运输设备选择627.2.1 设备选型原则：627.2.2 带区运输设备选型及能力验算627.3 大巷运输设备选择637.3.1 回风大巷设备选择637.3.2辅助运输大巷设备选择647.3.3运输设备能力验算658 矿井提升658.1 概述668.1.1 矿井提升的原始条件和数据668.2 主副井提升678.2.1 主井提升系统678.2.2 副井提升系统689 矿井通风及安全技术709.1 矿井通风方式选择709.1.1矿井概况709.1.2主要通风机工作方法的确定709.1.3矿井通风系统的基本要求719.1.4矿井通风类型的确定719.1.5带区通风系统的要求729.1.6回采工作面通风方式739.2 矿井风量计算749.2.1 工作面所需风量的计算759.3 全矿通风阻力的计算789.3.1计算原则789.3.2确定矿井通风容易时期和困难时期789.3.3矿井最大阻力路线和通风网络图789.3.4 矿井通风总阻力819.3.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔879.4 选择矿井通风设备889.4.1 选择主扇889.4.2 电动机选型929.5防止特殊灾害的安全措施929.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施929.5.2 预防井下火灾的措施939.5.3 防水措施9310 矿井设计基本技术经济指标93参考文献 96专题部分 97翻译部分106 英文原文107 中文译文114一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区位置和地形赵固一矿位于焦作煤田东部、太行山南麓，行政区划隶属辉县市管辖，其地理座标为东经11333001134419，北纬352309352800。井田中心东南距新乡市39km，西南距焦作市50km，东北至辉县市17km，南距获嘉县20km，其间均有公路相通。本区属于太行山前冲洪积平原，地面海拔标高75100m ，全区呈北高南低缓慢倾斜地势，地形简单，自然坡度58。1.1.2 交通条件本区交通方便，铁路、公路运输均很发达。（图1-1） 一、矿井附近铁路井田南距新（乡）焦（作）铁路获嘉车站21.5km，西南距焦作矿区专用铁路古汉山车站20 km。新乡至辉县吴村762窄轨铁路在井田内东西向穿过，赵固一矿井田东25km有京广铁路，南20km有新(乡)-月(山)铁路。西25km有接轨于新月铁路待王站的矿区铁路专用线和安阳城集配站，以及由集配站通往各矿井及各企业的专用线，铁路运输方便。 二、矿井附近公路赵固矿井工业场地位于辉县市冀屯乡文庄村的西南，距北部的焦辉公路5km，距辉县市至吴村镇（X009线）公路（简称辉吴公路）1.7km，辉吴公路为沥青路面，路基宽度16m，路面宽度12m。根据矿井总平面布置，矿井运煤和进矿公路以接入辉吴公路最顺畅和经济，通过该路东可到辉县和新乡，西可到焦作。图1-1-1 赵固一矿矿交通位置图1.1.3 矿区气候本区属暖温带大陆性气候，四季分明，夏季炎热，冬季寒冷，春秋两季气候宜人。年平均气温14.114.9，最低气温为-8.1，最高气温为38.6。每年78月份为雨水季节，约占全年降水量的70以上，降水集中往往造成山洪爆发，积水成灾。年平均降雨量为580600毫米，年蒸发量为16802041毫米。最低气温-8.1，最高气温38.6，月平均相对湿度8月最大，为81，一月最小，为63，年平均相对湿度为70。冻结期一般在12约翌年3月，冻土深度为1015厘米。夏季多东南和南风，冬季多西北风和北风，年平均风速为2.37m/s，最大风速为18米/秒。1.1.4 矿区水文情况本区属海河流域卫河水系，区内主要河流有：清水河、黄水河、石门河。矿区北部的太行山岩层裸露，接受降雨补给后在河谷地带形成许多岩溶大泉，并成为河流的发源地，多数河流上游河段有水，距山口1020km开始漏失或全部漏失，成为煤矿的主要充水水源。1.1.5 矿区经济条件及电力来源 本区矿产资源丰富。矿区工业以煤炭、电力、冶金、耐火材料为主，矿区农业以种植小麦、玉米、红薯等为主，经济作物主要有烟叶、花生、棉花、药材。另外，太行山区旅游业发展势头迅猛，云台山、八里沟等风景名胜全国知名，带动了地区经济的发展。矿区所在辉县市，现有耕地面积88万亩，人口75万，辖11镇15乡，534个行政村1450个自然村。 根据已批准的赵固一矿可研报告及可研审批意见，赵固一矿的供电电源有两个：一个是李固110kV变电站，一个是冯营电厂。正常情况下，冯营电厂作为主供电源，李固110kV变电站作为备用电源。1.2 井田地质特征1.2.1井田勘探程度本区以往地质工作始于1955年，先后由中南煤田地质局、河南煤田地质局物测队、河南煤田地质局三队和河南煤炭地质勘察研究院在本区进行过地质工作，止2003年8月，全井田以往施工钻孔39孔，工程量22472.57m，完成二维地震测线25条，剖面长65km，物理点3936个。提交的成果有焦作煤田墙南辉县地区地震勘探报告、河南省焦作煤田赵固矿区普查报告。本次勘探始于2003年10月，止于2004年6月，完成钻孔20孔，其中一般地质孔14孔，水文孔6孔，工程量13800m，完成二维地震测线29条，剖面长127km，物理点6660个，首采区完成三维地震勘探，三维范围在F16与F17断层之间，深部至6405孔，浅部至11901孔，三维面积11km2。经过钻探和物探，查明了井田构造形态、井田边界断层、先期开采地段大于等于30m断层，首采区落差大于5m断层，查明了煤层赋存条件及其开采技术条件，确定了水文地质勘探类型并预算了矿井涌水量。综合历次勘探，全井田范围共施工钻孔59孔，平均每平方km1.24个钻孔，勘探方法采用了综合勘探方法，地震与钻探相互利用，互为补充，勘探工程层次分明，重点突出，尤其是井底车场及首采区进行了三维地震，大大提高了勘探精度，满足了矿井设计和生产要求。1.2.2 井田煤系地层概述本区为新近系、第四系全掩盖区，钻孔揭露地层由老到新为：奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、新近系、第四系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层，地层从老到新分述如下：1、奥陶系中统马家沟组（O2m）以深灰色巨厚层状隐晶质石灰岩为主，致密坚硬，裂隙发育，多充填方解石。本组实际厚度大于400m，揭露厚度2.25-100.41m，平均21.10m。 2、石炭系中统本溪组（C2b）底部为铝质泥岩，中部为灰色砂质泥岩，上部为黑色泥岩和砂质泥岩。本组厚3.5719.05m，平均11.73m。与下伏地层呈平行不整合接触。3、石炭系上统太原组（C3t）由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，本组下起一2煤层底，上至二1煤层底板砂岩底，厚91.28112.90m，平均105.95m，与下伏地层整合接触。据其岩性组合特征可分为上、中、下三段：（1）、下段：自一2煤层底至L4灰岩顶，平均厚度41.12m。岩性以石灰岩、煤层为主，夹砂质泥岩、泥岩。含石灰岩3层（L2L4），多为煤层顶板，其中L2石灰岩普遍发育，为本区主要标志层，厚9.2618.46m，平均厚度14.86m。底部赋存一2煤层基本全区可采，一2煤层有分岔合并现象。（2）、中段：自L4灰岩顶至L8灰岩底，平均厚度39.02m。以砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，底部常有一层中粗粒石英砂岩。灰岩L5、L6不稳定，有时相变为砂岩和砂质泥岩。（3）、上段：自L8灰岩底至二1煤层底板砂岩底，平均厚度25.81m。以石灰岩、砂质泥岩、泥岩为主，夹薄煤四层，皆不可采。含灰岩2层（L8 、L9），其中L8石灰岩普遍发育，厚0.2511.0m，平均厚7.80m，为本区主要标志层。L9石灰岩亦较稳定。4、二叠系下统山西组（P1sh）下起二1煤层底板砂岩底，上至砂锅窑砂岩底，厚66.0189.64m，平均77.42m，岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，含煤三层，其中二1煤为主要可采煤层。据其岩性特征自下而上分为二1煤层段、大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。其中二1煤层段和大占砂岩段自二1煤层底板砂岩底至香炭砂岩底，厚48.87m，大占砂岩为中粗粒砂岩，厚1.4918.41m，平均9.79m，为主要标志层。大占砂岩距二1煤层4.8310.6m，平均6.27m。本组与下伏太原组地层整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（P1X）据区内钻孔揭示，仅保留本组下部三、四煤段地层，下起砂锅窑砂岩底，上至基岩剥蚀面，保留厚度0.90131.00m，平均42.43m。本组与下伏山西组地层整合接触。6、新近系、第四系覆盖于上述各时代地层之上，由坡积、洪积与冲积形成的粘土、砂质粘土、砾石及砂层等组成。厚366.68m（7202孔）808.10m（6810孔），平均480.02m，且由北而南、由西向东逐渐增厚。1.2.3 井田地质构造井田总体构造形态为一走向北西、倾向南西、倾角26，局部12的单斜构造。受区域构造控制，本区构造特征以断裂为主，发育的断层有NE向、NW向和近EW向三组，其中以NE向为主。NE向断层延伸长、落差大、频度高，由西北向东南把整个井田切割为阶梯状长条形断块，且具多期活动性，造成断层两盘新生界地层厚度相差较大；NW向和EW向断层多被NE向断层切割，近EW向断层多在NE向断层之间发育。全井田内共发育断层24条，其中落差100m的4条（F15、F16、F17、F20），10050m的3条（F23、F25、DF37），50m20m的4条（DF46、DF48、F24、F28），落差小于20m的13条。落差小于20m的13条断层中，大于10m的2条，105m的5条，小于5m的6条。断层按走向划分，NE向4条，NW向3条，EW向6条，13条小断层中有9条位于初期采区内。全井田另解释孤立断点14个，A级断点9个，B级断点5个，按落差分，大于20m断点1个，1020m断点8个，小于10m断点5个。井田内没有岩浆岩活动。图1-1地层综合柱状图1.2.4 井田的水文地质特征（一）区域水文地质特征焦作煤田地处太行山复背斜隆起带南段东翼，其北部为太行山区，天然水资源量38541万m3/a，山区出露的石灰岩面积约1395km2，广泛接受大气降水补给，补0给量26.28 m3/s。区内寒武系、奥陶系石灰岩岩溶裂隙发育，为地下水提供了良好的储水空间和径流通道，岩溶地下水总体流向在峪河断裂以北（含赵固一矿井田）为SE、SW向，以南为NW向，一般在断裂带附近岩溶裂隙发育，常常形成强富水、导水带，如凤凰岭断层强径流带，朱村断层强径流带、方庄断层强径流带等。统计资料显示，岩溶地下水动态大致经历了三个阶段，即：五十年代中期到六十年代中期的基本天然状态；六十年代中期到七十年代末期的平水期过量开采状态；七十年代末到二十世纪初的枯水期过量开采状态，各期数据变化详见表。总的来看，如果没有丰水年的降水补给，区域岩溶地下水平衡状态基本已被打破，水位连年下降已成定势。（二）井田主要含水层及隔水层1、含水层、中奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层由中厚层状白云质灰岩、泥质灰岩组成，本区揭露最大厚度100.79m，一般揭露厚度812m，含水层顶板埋深437.26834.61m，上距L2灰岩一般19m，距二1煤层一般118.26142.58m，正常情况下不影响煤层开采，但在断裂构通情况下对矿井威胁大。该含水层在古剥蚀面的岩溶裂隙发育，钻孔漏失量12m3/h，12203孔抽水单位涌水量0.226 l/s.m，渗透系数0.701m/d，稳定水位标高87.01m。、太原组下段灰岩含水层由L2、L3灰岩组成，其中L2灰岩发育较好，厚度由西向东、由浅而深变厚，一般厚15m，最厚18.98m(7203)。据18个钻孔统计，遇岩溶裂隙涌漏水钻孔3个，占揭露总孔数的16.7%，涌、漏水钻孔主要分布在断层两侧和附近，6809孔涌水量4.0m3/h，区内近似水位标高+86.2m。区外6002孔抽水单位涌水量1.090l/s.m，渗透系数9.87m/d，为富水性较强的含水层。该含水层直接覆盖于一2煤层之上，上距二1煤层89.27104.36m，为二1煤层间接充水含水层。、太原组上段灰岩含水层主要由L9、L8、L7灰岩组成，其中L8灰岩发育最好，据揭露该层灰岩含水层的34个孔统计，含水层厚度一般811m，平均8.75m，最厚11.50m（7603孔），灰岩岩溶裂隙较发育，连通性较好，在倾向上好于走向。统计漏水6孔，占揭露总孔数的17.65%，漏水钻孔主要分布在古剥蚀面、北东面断层及露头附近，漏水量0.1212.0 m3/h。钻孔抽水单位涌水量0.5507L/s.m，渗透系数9.8210.94m/d，水位标高87.9288.85m，比前两年水位升高36m，为中等富水含水层。PH值为7.78.35。该含水层上距二1煤层24.0839.89m，平均31.94m，为二1煤层底板主要充水含水层。L8灰岩含水层天然与人工流场图见图1-2-1。、二1煤顶板砂岩含水层主要由二1煤顶板大占砂岩和香炭砂岩组成，厚度一般2.867.99m（113层）,揭露34孔未发生涌、漏水现象。井检1孔抽水单位涌水量0.000736l/s.m，渗透系数0.00858m/d，水位标高84.51m，属弱富水含水层。、风化带含水层由隐伏出露的各类不同岩层组成，厚度1550m，一般2035m，除石灰岩风化带含水层富水性较强外，其它砂岩、砂质泥岩等岩层属弱含水层到隔水层，局部为弱透水层。11901孔抽水，单位涌水量0.0000826L/sm，渗透系数1.12m/d。、新近系中底部砂砾石含水层新近系中部存在13层中、细砂，含乘压水，井检1孔抽水单位涌水量0.393 l/s.m，渗透系数2.082 m/d，水位标高87.61m，属中等富水含水层，PH值为7.82。本井田范围内，新近系底部未见砂砾石层（俗称“底含”）含水层，底部砾石为古河床相，主要分布在勘探区西、东部，由砾石、砂砾石组成，呈半固结状态，其渗透率介于含水与弱透水之间，属弱富水含水层，对矿床影响不大。、第四系含水层主要由冲积砾石和细至中粗砂组成，级配差别大，多位于中上段。普查区西部山前多为砾卵石层，含水层埋藏较浅，厚度5.016.1m，含水丰富；中、东部多为砂、砾石含水层，多层相间分布，调查含水层厚度11.735.95m，富水性较强。区内民用机井简易抽水试验，单井单位涌水量14.38l/s.m；水位标高75.5783.64m，pH值呈中性。由于含水层埋藏浅易受环境污染，所采三组水样的大肠菌群、细菌总数均严重超标。2、隔水层、本溪组铝质泥岩隔水层系指奥陶系含水层上覆的铝质泥岩层、局部薄层砂岩和砂质泥岩层，全区发育，厚度2.8028.85m，分布连续稳定，具有良好的隔水性能。、太原组中段砂泥岩隔水层系指L4顶至L7底之间的砂岩、泥岩、薄层灰岩及薄煤等岩层，该层段总厚度28.9453.25m，以泥质岩层为主体，为太原组上下段灰岩含水层之间的主要隔水层。、二1煤底板砂泥岩隔水层系指二1煤底板至L8灰岩顶之间的砂泥岩互层，以泥质类岩层为主。该段的总厚度为24.0839.89m，平均31.94m，其分布连续稳定，是良好的隔水层段，但遇构造处隔水层变薄，隔水性明显降低。、新近系泥质隔水层由一套河湖相沉积的粘土、砂质粘土组成，厚度215571m，呈半固结状态，隔水性良好，可阻隔地表水、浅层水对矿床的影响。（三）预算井田涌水量勘探报告对二1煤层顶、底板充水含水层进行了抽水试验，共抽水9层次，其中奥灰1层次、太原群上段4层次，顶板1层次，利用抽水参数用解析法预算全矿井和-510m水平正常涌水量分别为2377.36m3/h、1828.45m3/h。另外，利用邻近古汉山和辉县吴村煤矿实际涌水资料用比拟法预算全矿井和-510m水平正常涌水量分别为2291.04m3/h、1863.98m3/h。总体认为，公式法预算与比拟法预算结果比较接近，但还存在有差距，主要原因勘探报告认为是古汉山矿井下暴露条件还不够充分，而吴村煤矿开采水平较浅。故勘探报告推荐以解析法计算的涌水量结果，最大涌水量按正常值的1.251.35倍计算，故赵固一矿预算涌水量为： 正常涌水量 最大涌水量-510m水平 1828.45 m3/h 2468.41 m3/h全矿井 2377.36 m3/h 2971.7 m3/h设计利用全矿井涌水量作为井底主排水设备选型的依据。需要指出，上述预算的涌水量与实际难免会有出入，生产当中应根据实际暴露情况，不断进行修正、完 ,.善。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层特征井田含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组。含煤地层总厚237.53m，划分5个煤组段，含煤21层，煤层总厚11.41m，含煤系数4.80%。山西组和太原组为主要含煤地层，山西组下部的二1煤层和太原组底部的一2煤层为主要可采煤层，其余煤层偶尔可采或不可采，可采煤层总厚9.51m。1、二1煤层：赋存于山西组下部，上距大占砂岩4.8310.6m，平均6.27m，距砂锅窑砂岩49.175.33m，平均58.20系数0.22，标准差1.18，可采性指数100%，属全区可采的稳定型厚煤层。m；下距L8灰岩24.0839.89m，平均31.94m，其层位稳定。井田内计有38孔穿过二1煤层，全部可采，煤层厚度1.217.10m，平均5.29m，其中煤厚3.58.0m的钻孔36个，占见煤钻孔的94.7%。煤厚变异二1煤层厚度变化小，且变化规律明显。井田南西部厚度较小，一般3.84.15m，其余块段除断层边缘零星分布有4点煤厚小于4m外，绝大多数点煤层厚度均稳定在5.56.96m。初期采区统计见煤点22个，煤层厚度3.926.96m，除去一个最厚点和一个最薄点，平均煤厚6.14m。38个钻孔中有24孔见二1煤层有夹矸，其中夹矸1层者有16孔，2层有5孔，3层有3孔，夹矸厚度0.050.42m，多为炭质泥岩和泥岩，故煤层结构简单。二1煤层赋存标高-330-780m，埋藏深度410860m。2、一2煤层：赋存于太原组底部，上距二1煤层106.96121.47m，平均116.26m，下距奥陶系顶界面3.5719.05m，平均11.73m。全区41孔中，14孔穿见，全区可采，揭露煤厚1.385.68m，平均3.62m。煤层结构简单较复杂，一2煤局部分叉为一21、一22、一23，分叉后下部两层煤属局部可采或偶尔可采煤层。1.3.2 煤层的围岩性质1、新生界冲积层条件新生界平均厚度480.02m，上部第四系为一山前冲积沉积，第四系底部为冲、洪积卵石层，富水程度较强；下部新近系大部分为粘土、粉砂质粘土，其次为中、细砂，部分受上覆土层自重压力影响，部分呈半固结状态。粘土、粉砂质粘土抗压强度0.1472.373MPa，内聚力0.00390.481 MPa，塑限10.622.7%，膨胀率1.1535.03%，孔隙比0.310.65，含水量9.421.2%。2、煤层顶板基岩保留层条件煤层顶板基岩主要为山西组和下石盒子组地层，厚度一般大于30m，不足30m的范围：在F16断层以北分布于11201孔东侧；F16和F17之间分布有三处，一是1220511901孔一线，宽度8001500m，第二处是7304孔至F17之间，第三处是煤层露头附近，宽度200500m。总体趋势是由东向西逐渐增厚，煤层顶板基岩厚度小于30m范围多为破碎状态，结构疏松，30m以下基本保留原岩特征。3、煤层顶、底板工程地质条件二1煤顶板：直接顶厚度一般36m，岩石完整性与稳定性均较好，顶板易于管理。岩性有砂质泥岩及粉矿岩、泥岩和少部分砂岩。分布情况为：F16F17块段中部（含首采区）和F15F16块段浅部6004孔以浅，直接顶为砂质泥岩和粉砂岩，11602孔和11902孔周围直接顶为砂岩，其余范围包括F16F17块段浅部和整个井田深部均为泥岩顶板。按面积统计，砂岩顶板占5，粉砂岩和砂质泥岩占35，泥岩占60。砂质泥岩抗压强度8.523.2MPa，属半坚硬岩类。零星分布的伪顶厚0.30.5m，随采随落。老顶多为812m中粗粒砂岩（大占砂岩），局部相变为砂质泥岩，吸水后抗压强度16.479.9MPa，岩石坚硬、稳定性较好。二1煤底板：底板以泥岩、砂质泥岩为主，二1煤下部到第一层石灰岩之间厚度8.3227.8m，一般1015m，底板岩层总体完整性较好，但部分泥岩底板有泥化现象。与顶板大占砂岩相对应，底板有中细粒砂岩，厚7.8m左右。4、巷道围岩稳定性评价（1）岩石RQD指标统计：首采区内4个孔统计结果以中等差为主，其他区域5个孔统计RQD指标中等好为主。分析首采区指标低的原因是这些钻孔多数靠近断层分布。（2）泥岩和砂质泥岩吸水后强度明显降低，泥岩干燥状态下抗压强度2430MPa，吸水后3.912.8MPa，砂质泥岩干燥状态下强度1336MPa，吸水后624MPa。但在长达1030天的岩石浸水试验观测中，各类岩块没有泥化、崩解现象，显示了顶底板岩石遇水变化不大的特点。（3）断层发育处，岩石原生结构遭到破坏，裂隙发育，强度降低。1.3.3 煤的特征（1）煤质二1煤以块煤为主，夹有少量粒状煤。块煤强度大，坚硬，钻孔煤芯资料统计，块煤产率平均约为89.7%，平面分布大致有自西向东、从北向南逐渐增高的趋势。视密度1.46。二1煤原煤灰分为10.0315.59%，平均12.77%，属低中灰煤；原煤硫分为0.280.49%，平均0.38%，属特低硫煤形态以有机硫为主，次为硫化铁硫；磷含量为0.027%，为低磷煤。原煤挥发份产率5.7111.18%，平均7.93，水分1.33%，原煤恒容低位干燥基发热量28.7331.50MJ/kg，平均29.90MJ/kg。二1煤属高强度煤，抗碎强度平均为68.6%65，可磨性指数为3440，属难磨煤。二1煤属弱结渣性，高熔灰分煤。综上所述二1煤层为低中灰、特低硫、低磷、高熔融性、高强度、弱结渣性，不易破碎的高发热量三号无烟煤。其块煤产率较高，块煤可做化工造气，末煤可用作高炉喷吹、动力或民用燃料。二1煤风氧化带推定为基岩面以下垂深10m。（2）瓦斯本区以往地质工作二1煤层集气式采瓦斯样5个，解吸法采瓦斯样3个，本次地质勘探解吸法采瓦斯样9个，采样深度421.2815.3m，并进行了瓦斯成分、含量测定，测定结果见表1-3-1。由表1-3-1可知，二1煤层瓦斯成分中以N2为主，占58.46%，CH4成分占26.14%，通常情况下，瓦斯成分中CH4成分小于80%，称为瓦斯风化带，本井田CH4成分远小于80%，二1煤层处在CH4成分极小的瓦斯风化带之中。瓦斯含量中CH4含量在09.96ml/g，二1煤层15个瓦斯取样点测试，除1孔位于井田最深部（11807）含量9.96ml/g外，余下14个孔最高CH4含量4.93ml/g，其中有7孔CH4含量小于0.1ml/g，平均2.02ml/g。根据CH4含量按照最新颁发的矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ行业标准），预测未来矿井生产相对瓦斯涌出量6.12m3/t，绝对瓦斯涌出量31m3/min，矿井应属低瓦斯矿井。二1煤层瓦斯测试结果表表1-3-1 煤层统计结果瓦斯成分（%）瓦斯含量（ml/gr）O2（%）煤质分析（%）CO2CH4N2CO2CH4N2自然加热MadAd二1最大值30.3782.9690.420.779.964.3014.286.182.3539.10最小值1.420.0010.590.240.000.381.070.240.364.90平均值15.4026.1458.460.512.021.315.891.830.9414.15点数13131314141413141414（3）煤尘爆炸性测定5个点8个样，无火焰产生，二1煤鉴定无煤尘爆炸危险性。（4）煤的自燃性测定5个点8个样，还原样与氧化样着火点温度之差为916，均小于25，故二1煤层属不易自燃煤层。2.井田境界和储量2.1 井田境界本井田位于赵固矿区内。赵固矿区位于焦作煤田东部，矿区西南以峪河断层(F20)及二1煤-1100m底板等高线为界，西及西北部以耿村断层（F15）为界，西北起F15断层，东南止F17断层，东北起二1煤层隐伏露头，西南止F20断层和F17断层西段。走向长2.05.5km，倾斜宽9.511.0km，井田面积约38.43km2。井田的最大走向长度5.5 km，最小长2.80 km，平均长度5.24 km。井田倾斜方向的最大水平长度为11.0 km，最小水平长度为9.5 km，平均水平长度为10.58km。煤层的倾角最大为8 ，最小2 ，平均为4 。2.2矿井工业储量2.2.1储量计算基础矿井储量是矿井开发和各项建设工作的客观基础条件，因此，对储量的圈定与计算必须以十分认真的态度，严肃对待。为保证储量具有足够的可靠性，在进行矿井储量技术时，应按照下列步骤进行。1、 原始资料的检查储量是确定矿井生产能力的基础。因此，首先对计算储量用的各类原始地质资料进行全面的研究和审核。2、 确定勘探类型并选择不同储量级别的勘探密度当对勘探工程作出可靠性的评价以后，应根据规范中对勘探区的构造复杂程度及煤层稳定程度，确定勘探类型与选择不同储量级别的勘探密度，以此编制储量计算平面图。3、 确定不同储量级别的边界线按照不同的煤层，参照其勘探类型规定的各级储量计算所需要的勘探密度，结合设计矿井的具体地质条件，分别确定其不同储量级别的边界线。4、 选择储量计算的方法根据地质构造、煤层变化、勘探工程等情况，结合煤矿设计的具体要求，选择合理的储量计算方法，以保证计算出的储量可靠，满足设计要求。图2-1-井田赋存情况示意图2.2.2矿井地质资源/储量采用地质块断法计算矿井地质资源量，地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。煤层储量的计算公式为：（公式2-2-1）、分别为各块段的储量，万t ；、. 分别为各块段的面积，m2；、.分别为各块段内煤层的平均厚度；、分别为各块段内煤