采矿工程毕业设计（论文）-河南演马庄矿1.5Mta新井设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第25页 1 矿区概述及井田地质特征全套图纸，完整版设计加1538937061.1 矿区概述1.1.1 交通位置演马庄矿位于焦作市东北部约20公里，隶属焦作市管辖，地理座标：东经1132111324，北纬35153517。区内有煤矿专用铁路，南距新乡焦作铁路待王车站4公里，东连京广线，西接焦枝线。二级公路及乡村油路相互连通。交通极为方便。见演马庄矿交通位置示意图图1-1。图1-1 演马庄矿交通位置图1.1.2 自然地理1.1.2.1 地形地貌本区属太行山山前平原和冲积、洪积扇的边缘地带。地势平坦。海拔83123m，一般在100m左右。全区地势北西高，南东低，最大坡度225。由于浅部煤层开采后地面塌陷，而局部形成低洼带。1.1.2.2地震据焦作市地震办公室汇集的资料，自1038年1978年6月，发生的较大地震且对焦作有影响的共有35次，本区地震基本烈度为7度。1.1.3 附近厂矿企业和农业情况1.1.3.1 东韩王煤矿东韩王煤矿位于本矿区内北西部边缘，属本矿一水平地段，其范围由前面表1-1需扣除的5个拐点坐标圈定。该矿1994年建井，2003年停产，开采二1煤层，现已采空。因本矿一水平基本采空，故其对本矿井以后生产无甚影响。1.1.3.2九里山煤矿位于本矿东边，与本矿接壤，隶属于焦作煤业公司主管。1972年7月建井，1983年投产，设计能力为90Mt/a，现实际生产能力为150Mt/a。开采二1煤层。分水平开拓，现已开拓12、11、13等三个采区。1988年矿井涌水量120 m3/h，含水系数73.40m3/T。1982年以来突水24以上次。涌水量0.2553.76 m3/min ，大于3.5 m3/min 的突水有8次。12采区排水后水力坡度较大，漏斗扩展慢，在突水点附近40300米范围石炭系八灰含水层水位保持+21+60米，露头保持在+50+60米与本井田有水力联系。现有排水能力达到337.5 m3/min。另外，瓦斯突出也是该矿生产不安全的因素，19801987年间瓦斯突出达21次之多，最大突出量94t，瓦斯涌出量最大2792.8m3。该矿与本矿之间留设了约80米宽的煤柱，一般不会对本矿生产造成不利影响。1.1.3.3韩王矿位于本矿东邻，面积约3.6km，1958年10月1日建成投产,原设计生产能力为30万吨,1997年核定生产能力为21万吨,2004年核定生产能力为16万吨。开采二1煤层。采煤方法为走向长壁下行垮落采煤方法。分两个水平十个采区。目前，一水平已经采完，二水平也即将采完，全矿资源近于枯竭。该矿水文地质条件复杂，矿井涌水量为4050 m3/ min,自建井以来，共发生几十次突水。一水平综合排水能力为36m3/min,二水平综合排水能力为36m3/min,能满足生产排水的需要。该矿与本矿水力联系密切，如果本矿发生突出水水位上升，则该矿涌水量将有明显增加。该矿属煤与瓦斯突出矿井。1975年1月7日1982年10月23日间，共发生瓦斯突出17次，矿井瓦斯绝对涌出量为3.644.53 m3/min, 瓦斯相对涌出量为7.399.15 m3/t。该矿与本矿之间留设了约80米宽的煤柱，一般不会对本矿生产造成不利影响，但对本矿水文地质条件有一定的影响，应当重视。1.1.4 气候条件本区属大陆性半干燥气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明，最低气温-19.9（1971年），最高气温43.3（1966年），降雨多集中在79月份，年降雨量333.3908.7mm，平均624.9mm，日最大降雨量达151.8mm（63年8月8日），年蒸发量为1393.62313mm，平均2022.3mm，蒸发量大于降雨量。常年以北和东北风较多，一般风速23级，最大11级（78年6月30日晚）。最大冻土厚为190mm（77年元月）。1.1.5 水文情况该区属海河流域卫河水系，东部有石门河，西部有山门河，均发源于太行山。且为间歇性河流。据近年资料表明，除雨季外，平时河床干枯。河流上游建了不少中、小型水库，已无洪泛危害。1.2 井田地质特征1.2.1 井田勘探程度该区的勘探工作始于1955年4月，到1958年9月由中南煤田地质局125队施工，并提交了焦作煤田演马庄第一、二及后夏庄、九里山第一井田区精查地质报告，经河南省煤炭工业局以（58）豫煤总二字第4号文批准，1962年元月经河南省矿产储量委员会对该报告复审核实，其结论：“原报告划分三个井田，按现行矿产储量分类规范（暂行）本区勘探和研究程度均达不到精查报告程度要求，只能做为一般中间性报告，其中演马矿井田只能以可供矿山企业建设设计中间性报告核实储量，后夏庄井田降为详查报告，九里山一井田勘探网度过稀，作为建井考虑只能达到普查程度，同时深部断层位置控制不够”。据上所述，本区应进行补充勘探或重新勘探，目前演马庄矿所属井田范围已包括上述三井田。本区的生产补钻和二水平的延深勘探工作，是在“三边”工作的条件下分期分批进行的，二水平及其以下勘探主要始于1978年春，继而在19811983年，1985年、1988年与2005年等陆续进行。1988年，煤炭科学院西安地勘分院物探所在本区进行了地震勘探，因资料欠佳，又无文字说明。1989年3月1日，煤炭工业部物探测量队在该区东部进行了高分辨地震勘探施工，完成地震测线3条（9、801、802线），实测地震时间剖面长度7.67公里，获得物理点325个，其中一类剖面为4625m，约占全剖面的60%，二类剖面为2790m，约占36%，三类剖面为255m，约占4%，一、二类剖面占96%。同年4月提交了河南省焦作矿务局演马庄矿高分辨地震勘探报告。1991年河南煤田地质公司三队在本区二水平范围内补钻3个孔，计1170.65m。同年，河南煤田地质公司三队和焦作矿务局地测处及演马庄矿共同编制了河南省焦作矿务局演马庄矿生产地质和二水平补充勘探地质报告。该报告经原煤炭工业部河南煤炭工业管理局以（91）豫煤生字第395号文予以批复。该报告为本次修编报告的主要参考资料。2001年812月，河南省煤田地质局物测队在演马庄矿西南部二二采区，进行了高分辨三维地震勘探，共完成物理点2396个，面积1.512.1km2。2002年6月,提交了河南省焦作煤业（集团）公司演马庄矿二二采区三维高分辨地震勘探报告。2002年10月11日, 河南省煤炭工业局以豫煤行2002474号文对该报告予以批准。2003年14月，河南省煤田地质局物测队在演马庄矿二水平下山采区第8-11勘查线之间，进行了高分辨三维地震勘探，共完成物理点2010个，面积为2.1km2。2003年七月，提交了焦作煤业（集团）公司演马庄矿二水平下山采区三维地震勘探报告。2003年11月20日，河南省煤炭工业局以豫煤行2003622号文对该报告予以批准。据以往资料所述，1955年2005年12月，本区共施工钻孔339个，工作量68674.38m。另外，目前正在进行生产补勘施工的钻孔有 4个。本区总体构造形态为地层走向N5075E、倾向SE、倾角414的单斜构造。褶曲不发育，可见宽缓波状起伏。构造以断裂为主，EW、NE及NW等三组断层分布全区，相互交叉和切割，小型断层比较发育，尤其是二水平及以深地段，断层长度、落差等均有增大。故其构造类型应属中等类。二1煤层为本区主要开采对象，厚度1.7010.60m，平均6.58m，可采性指数为100，变异系数在20.8%以下，属稳定性煤层。因此，确定本区勘探类型为构造中等类煤层稳定型。1.2.2 地层概述本区为第三、四系全掩盖区，据区内钻孔揭露，地层由老至新为：奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组，上统太原组，二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组下段、中段及第三、四系。现由老至新分叙如下：1.2.2.1 奥陶系中统马家沟组（02m）据区域资料，厚310420m，区内揭露最大厚度141.37m(3-3孔)，底部厚约20m为灰色厚状石灰岩，致密性脆，顶部稍含泥质，中下部厚约80m，岩性为灰深灰色厚层状石灰岩或白云质石灰岩，较致密，层面含炭质及泥质，上部约20m灰深灰色厚层状石灰岩，致密性脆，呈块状，顶部厚约20m，为白云质杂色似砾状灰岩和角砾状石灰岩。顶部因风化和铁质侵染，呈棕红色，岩性混杂。1.2.2.2 中石炭统本溪组（C2b）本组与下伏奥陶系中统马家沟组呈假整合接触，厚7.4033.20m，平均16.92m。底部多为铝土质泥岩，致密有滑感，含有黄铁矿结核及晶粒，偶为粗粒石英砂岩。中部为铝土质泥岩，夹灰色泥质粉砂岩，砂质泥岩及薄层状细中粒石英砂岩，据镜鉴资料，砂岩主要成份为石英（85+%），长石占7+%，杂基主要为高岭石、水云母，粘土矿物占20%。为孔隙接触式胶结。上部为浅灰色青灰色铝土质泥岩，夹黄铁矿条带，具水平纹理，据镜鉴资料，该层铝土质泥岩多为针状和叶片状，为本区标志层之一。1.2.2.3 上石炭统太原组（C3t）该组为一套海陆交互相沉积含煤岩系，上限以L9灰岩顶界与山西组分界，下限以一1底或菱铁质泥岩与本溪组分界。与下伏地层本溪组呈整合接触，厚69.0686.75，一般78.83m。按其岩性组合及含煤情况，自下而上可分为三段：（1）下部灰岩含煤段：本段自太原组底界至L5灰岩顶，一般厚37.42m，主要由L1L55层石灰岩组成，其间夹灰色粉砂岩、灰黑色泥岩及薄煤L2石灰岩位于该段下部，全区稳定，厚6.0812.67m，平均10.81m，灰深灰色、致密坚硬、泥晶结构，中夹不规则遂石团块，中部夹泥岩薄层，局部含水量泥质，具裂隙及溶洞，含有较多的蜒类等动物化石，主要有pseudo、fusulina、Vulgaris、boultonia、Cheni、Sphaerosd、hwagerina、moelleri、Quasifusulina、sp、.Chonetessp。L2石灰岩为本区重要标志层之一，其余各层灰岩均在1.502.84m左右，变化较大，本段共含煤5层，一5煤一2煤，其中一2煤（俗称三煤），全区较稳定，大部可采,平均厚1.20m，其余各煤层较薄，不稳定，无开采价值。（2）中部碎屑岩段：自L5灰岩顶至L7灰岩顶，平均厚15.87m，由灰色粉砂岩、灰黑色泥岩、灰色细中粒石英砂岩及薄层石灰岩组成，含灰岩2层（L6、L7）厚1.882.38m，其中L7石灰岩不稳定，常相变为泥质粉砂或泥岩，含有Boultonia Cheni,Schwagerina等化石，含煤2层（一6及一7），其中一6煤层位较稳定，多以两层煤出现（俗称二煤），单层厚度在0.50m左右，不可采，泥岩中有少量植物化石碎片及菱铁质颗粒。（3）上部灰岩段：本段自L7灰岩顶至L9灰岩顶，厚度24.54m左右，岩性以石灰岩为主，含L8、L9两层石灰岩，间夹灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤，其中L8石灰岩厚度大，全区发育，为本区重要标志层之一，岩性为深灰色、中厚层状，致密、泥晶结构，顶部略含泥质夹不规则遂石团块及较多的蜒类化石，Boultonia Cheni,及Schubetella sp等，本段含煤2层（一8、一9煤），不发育，不可采。L9灰岩厚度在0.45m左右，全区稳定，是划分P1sh与C3t的重要的界线标志。1.2.2.4 二迭系下统山西组（P1sh）该组为本区主要含煤地层，与下伏太原组呈整合接触。下自太原组L9石灰岩顶上至砂锅窑砂岩（Ss）底界，厚84.36119.20m，平均99.72m，由灰深灰色砂岩、粉砂岩、砂质泥、泥岩、含铝土质泥岩及煤层组成，按其岩性组合自下而上可分为三段：（1）下段（含煤段）：本段（L9顶大占砂岩Sd底）平均厚16.46m，岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩、细粒岩屑杂砂岩，薄层菱铁质泥岩及煤层组成，本段含煤2层（二0、二1），其中二1煤（俗称大煤）位于本段顶部，是本矿主要可采煤层，平均厚6.58m，全区稳定可采。底板泥岩含有Pecopteris sp.,Sphenophyllum thonii等植物化石，二1煤层下约37m偶有薄煤一层（俗称冯营层（二0煤），多为炭质泥岩代替，极不稳定，再下夹2-3层菱铁质泥岩，致密性脆坚硬。（2）中段（大占砂岩段Sd）：该段平均36.54m，由深灰色薄层状砂质泥岩和大占砂岩组成，大占砂岩为二1煤层顶板，多为老顶，一般厚15.04m，岩性为灰色、厚层状，成份以石英为主，（70+%），岩屑（15+%），据镜鉴资料，石英表面多具溶蚀外形，岩屑成份较轨，多碳酸盐化及叶腊石化，填隙物以次生白云石和叶腊石化等粘土矿往返为主，含晶粒显微鳞片状结构，重矿物有锆石、绿帘石，泥硅质胶结，菱铁质颗粒常顺层分布形成小型交错层理，层面含炭质膜入较多白云母碎片，底部常有泥质包体和亮煤小包体。特征明显，易于辩认，为本区重要标志层。大占砂岩之下常为黑色泥岩，砂岩之上常为深灰色砂质泥岩，具水平纹理，偶见薄煤一层（二2，）极不发育，本段含较多植物化石：Calamiaes sp,Pacopteris sp.,Neuropteris Sp.等。（3）上段（香炭砂岩段）：该段厚46.72m，岩性以浅灰灰色细中粒石英杂砂岩为主，次为深灰色粉砂岩、砂质泥岩，含颗状铝质泥岩组成，香炭砂岩一般为2个分层（、），间距15m左右，上层厚5.18m，下层厚6.61m多为石英岩屑杂砂岩，硅泥质胶结，石英75+%，岩屑20+%，杂基为水云母，粘土等518%，全晶粒鳞片状结构，孔隙接触式胶结，分选磨圆度较好，石英有次生加大现象，偶含泥质小包体，砂岩水平层理及波状层理及小型交错层理明显，砂岩中含有菱铁质颗粒和少量菱铁质结核、砂岩以下以粉砂岩，砂质泥岩为主。泥岩中含铝质，具暗斑及小颗粒，泥岩中含较多植物化石：Pecopteris sp，Gigantopteris sp.Lobatannularia heianensis等化石。1.2.2.5 二迭系下统下石盒子组（P1x）该组下起砂锅窑砂岩底界，上至于田家沟砂岩（St）底界，厚244.80277.76m，平均262.60m。由灰白、灰绿色细中粒砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝土质泥岩及薄煤组成。含植物化石碎屑。本组包括三、四、五及六等4个含煤段。与下伏山西组呈整合接触。（1）三煤段本段下起砂锅窑砂岩(Ss)底界，上至于四煤底砂岩底界，厚77.69110.65m，平均95.49m。底部的砂锅窑砂岩为灰色细中粒、局部为粗粒，薄层状，硅泥质胶结，成份以石英为主（99+%），长石（4%），岩屑（6%）。有少量泥质包体，杂基为高岭石粘土矿物（10%）。正长石表面叶腊石化，石英有微弱次生加大现象，底部含石英小砾石。为本区重要标志层。其上34m处，常有浅灰灰白色铝土质泥岩（俗称A层铝土）厚层状、致密，有滑感，具暗斑及少量紫斑，富含菱铁质鲕粒。中部以灰灰绿色砂质泥岩和含铝土质尼岩为主，夹薄层细砂岩，砂质泥岩含暗斑较多，少含菱铁质鲕粒，岩性为灰灰绿色中粗粒岩屑石英砂岩，层面偶含炭质及少量菱铁质。具平行及交错层理，中夹粉砂岩条带。泥岩中含植物化石及其碎屑： pecopTeris sp, Lobatannularia Sinensis Taeniopteris multinervis等。（2）四六煤段本段地层下起四煤底砂岩（S4）上止于七煤底砂岩底。据区内钻孔揭露最大厚度为167.11。底部四煤底砂岩，平均15.85m，呈灰白灰绿色，岩屑石英杂砂岩，硅泥质胶结，成份以石英为主（90+%），岩屑10+%。以遂石为主，重矿物锆石1%，孔隙式胶结，底部含有少量泥质包体和石英小砾石，分选磨圆底较差，为本区重标志层之一。中下部多为灰色砂质泥岩及泥岩，夹薄层细砂岩，含菱铁质结核、具暗斑，少含铝质，中上部以灰白色、细中粒石英砂岩（S16），泥硅质胶结，底部含有泥质包体及石英小砾石。分选较差，成份以石英为主（90+%）重矿物有磁铁矿，锆石1%，孔隙接触式胶结，具小型交错层理。1.2.2.6 二迭系上统上石盒子组（P2s）本组下起田家沟砂岩（St）底，上止于平顶山砂岩底界，包括七、八两个煤段。但因古风化剥蚀等原因，区内一般予保留，偶见七煤段下部地层，据钻孔揭露，保留最大厚度为31.77m。底部St砂岩，为灰白灰绿色，中粗粒石英岩屑杂砂岩，厚层状，具交错层理，局部韵律层明显，为本区重要标志层之一，其上多为青灰灰绿色，灰紫色泥质粉砂岩、泥岩等，少含铝质，具紫斑。1.2.2.7 第三、四系（Q+R）该套地层不整合于各基岩地层之上，厚31.97173.20m，平均85.78m，由北西向南东有递增的趋势，黄土层厚4.25m，顶部0.81.0m耕植土，其下为流砂，砾石层，一般厚10m，固结差，中上部为黄褐色棕红色粘土及粘土质砂，具可塑性，中下部夹砾岩4-8层，单层厚2.0016.50m，砾石成份多以石灰岩为主，石英砂岩次之钙质胶结，其裂隙及溶洞，充填有方解石脉、下部粒土中夹有不规则钙质结核，底部多为砾石层，少有粘土夹砾石层。1.2.3 构造1.2.3.1 区域构造焦作煤田位于太行山隆起带南端，地层走向NENNE，倾向SE，倾角414，为单斜构造，区域构造以断裂为主，褶曲不甚发育。该区主要发育有东西、北东、北西向、三组断裂。其中，东西向的凤凰岭断层规模大，把焦作煤田分割为焦南、焦北两大部分；北东向断层最发育，破坏了各井田的连续性，分别切割为大小不等的井田断块；北西向断层不发育，常以中小断层出现。详细见区域断层一览表1-1表1-1 区域断层一览表断层名称性质走向倾向延伸长度一般落差（m）备注朱村断层正NWWSW24公里2000董村断层正80-100N30公里1000马坊泉断层正60NW25公里200南张门断层正7090NW30公里400700平陵断层正90120NW20公里5001000百泉断层正3640NW20公里300500峪河断层正100SW30公里200500凤凰岭断层正EWS50公里100400九里山断层正4560SW50公里300600方庄断层正N30WSW10公里120两条平行断层地堑1.2.3.2 井田构造本井田位于焦作煤田中部，具体构造位置处于九里山、凤凰岭、方庄三条断层所形成的（韩王演马九里山等三井田）三角状断块中部，地层走向N5070E，倾向SE，倾角4-14，一般9左右，为单斜构造。区内构造以断裂为主，褶曲仅有宽缓褶曲或波状起伏现象出现。井田内无岩浆岩发育。井田内断裂全为正断层，走向多为NENEE，倾向SESEE，倾角一般为6070。规模以小型断层为主，多分布于井田东部。据钻孔及矿井开采资料，全区共发现断层156条。其中，落差大于100m的断层3条，均在井田南部边界附近，且西部落差大，往东逐渐变小；50100m的断层2条；2050m的断层5条；520m的断层22条；小于5m的断层117条。而小于1.5m的断层多不切穿煤层。深部经钻探、地震和二水平下山巷道揭露，其断层规模和频率有增大的趋势。据统计，全区落差10m以上的20条断层延伸长度为36300m，平均密度为1.33条/km，平均长度为2420m/km。本区断裂处在断块的不同部位，表现了明显的规律性，并严格受到区域构造的控制，纵观全区，共发育三组不同方向的断裂，即：北东、东西和北西向，浅部构造简单，深部和东部相对较复杂，西部由于受九里山断层和凤凰岭断层不同方向的构造作用，其构造，水文地质，瓦斯等地质条件的复杂程度表现的更为突出，并给矿井生产带来较大困难，该区断裂主要受凤凰断层的控制。全区各条断层的有关内容均在附表“断层一览表”中，兹将该区主要断层分叙如下。（1）凤凰岭断层（F218）为井田南部边界断层，走向近东西，倾向南，倾角70。区内走向长大于8km，西部落差180m，向东逐渐变小约为80m，并形成数条分枝断裂，如：王母泉断层（F212）、F215、F216、F217、F219等。该断层在2-7孔以西由2-5孔及等1勘探线和韩王矿的数孔控制，东部无钻探控制，其位置有所摆动。（2）马坊泉断层（F204）位于井田中部，南起王母泉断层，北部延伸到九里山井田，走向北35 东，倾向北西，倾角60，落差25m左右，延伸长度大于3000m。该断层有6-16孔，地震9测线，802测线控制。（3）王母泉断层（F212）位于井田深部，西起凤凰岭断层，东部延伸到九里山井田深部，走向北60东，倾向北西，倾向北西，倾角70左右，落差50120m，延伸长度大于5公里。该断层有513 孔，地震9线、802线控制，落差由西向东逐渐变小，已基本控制。（4）F07断层（推1）位于二水平中部，走向北80东，倾向南东，倾角64，落差17m左右，延伸长度1300m。该断层有6-8孔，N 132孔揭露7线剖面控制，控制程度较好。（5）F75断层（推2）位于二水平中部，与F07 平行，走向北5080东，倾向南东，倾角64，落差18m延伸大于2000m，有77孔穿见6-14孔到6-3孔控制及二水平下山巷道遇见，该断层已控制。1.2.3.3 井田构造变化情况本次在充分认识浅部生产矿井构造规律的基础上，对二水平及以深钻探、测井、三维地震所揭露的断点进行了综合分析，经多方案对比，认为原构造解释基本合理，仅有个别有所变化。以下将该区变化较大的断层分别予以说明。（1）F209断层：由于新竣工的8-12和10-8孔的揭露，结合三维地震资料，推测该断层应继续向东延伸出区，且断距增大至50米左右。（2）F210和 F211断层：这两条断层虽无增加新的控制点，但受F209的影响，在煤层底板等高线图上， F211的北盘应该上升，而原F211北盘却为下降，故本次将该断层改向南倾。但由于落差较大，分析其与西边的F210应当相连，合二为一后，统称F210断层，即去掉了F211断层。（3）马坊泉断层（F204）：由于二七下山轨新向南掘进了100米左右，在该断层原位置上未发现断层，又因9-13孔穿见，结合三维地震资料，故将该断层这一段向南移了约300米。（4）F148断层：该断层为二七轨道下向延伸时新接露断1.2.4 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，山前倾斜平原地带，地层走向N60E，倾向SE，倾角812，呈地堑、地垒、掀斜断块等组合形式，以断裂构造为主。区内寒武系、奥陶系灰岩中岩溶裂隙发育，为地下水提供了良好的储水空间和迳流通道。地下水总体向受构造控制，如峪河断裂以北为SE、SW方向，以南为SE向，局部受断层阻水影响流向稍有变化。另外，在断裂带附近岩溶裂隙相对发育，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、马坊泉断层强径流带和百泉断层强径流带等成为焦作煤田内诸矿区、勘查区的补给边界。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件1.3.1.1 含煤性区内主要含煤地层为太原组和山西组，总厚177.59m，共含煤11层，煤层平均总厚11.00m，含煤系数6.19%，可采煤层2层，平均厚7.78m，可采含煤系数4.38%。有关情况参见图1-2地层综合柱状图。图1-2 地层综合柱状图1.3.2 可采煤层1.3.2.1 二1煤层（1）概况二1煤层为本区主要可采煤层，现正开采，为本次资源储量估算对象。赋存于山西组底部，上距砂锅窑砂岩78m左右，下距山西组底界（L9顶）10m左右，距L8灰岩18m左右。煤层厚1.7010.60m，平均6.58m，属厚煤层。煤厚变化不大，薄煤带（1.70m）仅在72孔及11-9孔附近小范围分布，其它煤厚均在6.00m左右变化。煤层赋存良好，无分叉尖灭现象，仅局部含有1层泥岩或砂岩夹矸，夹矸厚度0.100.70m。二水平及以深的钻孔煤层厚度，除断失外，全部可采，厚2.1610.65m，平均6.68m，仅有3孔含夹矸，厚0.050.30m，煤层直接顶板大部为砂质泥岩和泥岩，厚度一般3m左右。少数钻孔为细中粒砂岩（大占砂岩），厚度一般18m左右。仅局部有小面积炭质泥岩伪顶，直接底板为泥岩，砂质泥岩和粉砂岩。（2）煤层厚度变化情况通过对二水平及以深的83孔见煤点统计，2孔断失，2孔未达层位，其余79孔见煤点煤厚在5.008.00m的67孔，占86%，在34m占3%，在810m占10% ,2m和10m的占1%,见图1-3。图1-3 二1煤层厚度频率直方图纵观全区，煤层厚度变化不大，从图1-4，大于6m或小于6m的煤层厚度呈北西南东向波状展布。从走向上看，煤层厚度也无明显的变化趋势，见图1-5。倾向上煤厚变化趋势也不明显。此外，通过生产矿井调查，煤层顶板稳定且平整，底板在局部有隆起现象，但范围不大，工作面褶曲不发育，但煤层在倾向上有小型的宽缓波状起伏，据此分析，煤厚小幅度变化主要是受煤层基底小型隆起所致。图1-4二1煤层等厚线示意图图1-5 二1煤层-160米左右走向剖面示意图（3）煤层稳定性综上所述，全区煤厚在走向和倾向上变化不大，一般在58m之间，经统计：可采性指数为100%，变异系数在20.8以下，二水平及以深，煤厚1.7010.65m，平均6.58m，属稳定煤层。1.3.3.2 一2煤层赋存于太原组底部，直接顶板为L2石灰岩，其厚度稳定，全区发育，大部可采，底板为黑色泥岩或铝质泥岩，且多含黄铁矿结核。一2煤层上距二1煤层63.6075.70m，下距奥陶系石灰岩8.4627.21m，一般17m左右。全区穿见一2 煤层55孔，可采42孔，不可采13孔（定性、定厚不可靠），厚度0.702.47m，平均1.20m。煤层中部普遍发育1层泥岩质或炭质泥岩夹矸，厚度0.100.50m，一般0.30m左右（图1-6）。图1-6 一2煤层走向剖面示意图1.3.3 瓦斯、煤尘与自燃1.3.3.1 矿区瓦斯地质概况本矿区位于九里山韩王矿中部，为一倾向SE，倾角415的单斜构造。其浅部的煤层露头和深部的凤凰岭断层和王毋泉断层构成了本区的瓦斯逸散边界，而其东西边界虽亦有小断裂破坏了煤层的连续性，但不利于瓦斯逸散。上述边界条件决定了该区瓦斯成分，含量及其运移和分布规律。20022005年的瓦斯鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量26.0546.93m3/min，相对瓦斯涌出量20.4028.18m3/t，其中2005年瓦斯最大：矿井绝对瓦斯涌出量46.93m3/min，相对瓦斯涌出量28.18m3/t，二氧化碳绝对涌出量13.91m3/min，二氧化碳相对涌出量8.26m3/t。1.3.3.2 矿井瓦斯等级据20022005年度瓦斯鉴定结果见表6-3，瓦斯相对涌出量多大于20m3/td，按煤矿安全规程第133条属高瓦斯矿井。该矿多次发生过煤与瓦斯突出，其中1975年8月4日发生过特大型煤与瓦斯突出事故，2004年河南省煤炭工业厅瓦斯防治小组定为该矿煤与瓦斯突出矿井。20022005年瓦斯等级鉴定表1-2。表1-2 瓦 斯 鉴 定 结 果 表 时间（年）瓦斯二氧化碳瓦斯绝对涌出量（m3/min）瓦斯相对涌出量（m3/td）采区最大相对量（m3/td）鉴定等级绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/td）采区最大相对量（m3/td）鉴定等级200235.1623.1333.42瓦斯突出矿井17.1911.317.48高CO2矿井200326.0520.40116.88瓦斯突出矿井13.7610.0788.47高CO2矿井200438.5122.47154.28瓦斯突出矿井15.348.95100.95高CO2矿井200546.9328.1851.1瓦斯突出矿井13.918.2614.5低CO2矿井1.3.3.3 煤尘爆炸二1煤层以块煤为主，煤尘量较小，在钻探过程中对9-13孔取样进行煤尘爆炸性测试，2002、2003、2005年该矿对二1煤层取样进行了煤尘爆炸性鉴定，该矿二1煤层无煤尘爆炸危险性。结果见表1-3。表1-3 煤尘爆炸性及自燃倾向性鉴定表 采样地点、时间样品编号煤尘爆炸性燃点（）煤尘爆炸性指数（%）结论原样氧化还原自燃倾向性1989年9月9-13分1无爆炸危险性387383402不易自燃9-13分9无爆炸危险性不易自燃9-13分10无爆炸危险性392389400不易自燃2002年8月二1煤层7.54无爆炸危险性不易自燃2003年 8月二1煤层7.54无爆炸危险性不易自燃2004年12月二1煤层无爆炸危险性不易自燃1.3.3.4 煤的自燃倾向性在钻探过程中对9-13孔取样进行煤的自燃倾向性测试，该矿二1煤层取样进行了自燃倾向性鉴定，结果见表1-3。自投产以来，从未发生煤的自燃，因此，该矿二1煤层属不易自燃发火煤层。1.3.4 煤质、煤的牌号与用途1.3.4.1 煤质二1煤层为灰黑色，条带状结构，层状构造，上部以块状为主、具贝壳状断口，似金属光泽，局部为粒状，下部则多为粉状，鳞片状。真密度（TRD）1.60，视密度（ARD）1.47，孔隙率8.12%。一2煤层为灰黑色，以块状为主，内生裂隙发育，贝壳状断口，似金属光泽，下部含较多的黄铁矿，真密度1.68、视密度1.49，孔裂隙11.31%。二1煤层以亮煤为主，次为暗煤和镜煤，煤层中部可见一薄层具纤维状结构，疏松多孔，光泽较弱丝炭，厚度（0.10m），属光亮半亮型煤。一2煤层煤岩组分和二1煤层相似，属半亮光亮型煤。表1-4 煤层水分、灰分测试结果表 煤层原 煤 （%）浮 煤（%）质量分级水分Mad灰分Ad挥发分Vdaf水分Mad灰分Ad挥发分Vdaf二10.842.421.88(3)13.7315.8414.73(3)8.108.518.25(3)0.742.731.69(3)5.967.076.58(3)6.046.276.16(3)低灰煤一20.571.991.48(3)16.4222.9519.14(3)7.1610.378.41(3)0.532.191.57(3)4.036.455.09(3)4.976.005.36(3)中灰煤 表1-5 煤层发热量测试结果表 煤层原 煤 浮 煤 发热量Qgr,v,d(MJ/kg)质量分级发热量Qgr,v,d(MJ/kg)二129.1629.8029.58(3)高热值煤32.4333.1032.86(3)一225.8729.1027.64(3)高热值煤32.9333.8933.39(3) 表1-6 煤层元素分析结果表 煤层原煤分析（%）浮煤分析（%）碳Cdaf氢Hdaf氮Ndaf氧+硫Odaf +St,daf碳Cdaf氢Hdaf氮Ndaf氧+硫Odaf +St,daf二192.30 (1)3.02(1)1.35 (1)3.33 (1)92.9993.4193.24(3)2.953.113.01(3)1.101.141.12(3)2.422.932.62(3)一289.3091.2490.27(2)2.902.912.91(2)0.590.710.65(2)5.277.086.18(2)92.9593.2693.07(3)2.803.062.90(3)0.690.980.79(3)3.023.493.25(3) 表1-7 煤中有害元素分析结果表 煤层砷As（10-6）氯Cl (%)磷Pd (%)结果分级结果分级结果分级二11.12.92.0(2)一级含砷煤0.0400.0420.041(2)特低氯0.03210.0410.0366(2)低磷分煤一20.85.03.1(3)一级含砷煤0.0050.0410.0207(3)特低氯0.00780.0180.0113(3)低磷分煤表1-8 煤类确定结果表 煤层浮 煤原 煤代码挥发分Vdaf（%）氢Hdaf（%）焦渣特征R0max(%)二16.046.276.16(3)2.953.113.01(3)222(3)3.633.953.77(3)WY3一24.976.005.36(3)2.803.062.90(3)222(3)3.954.084.02(3)WY21.3.4.2 煤的牌号与用途二1煤为无烟煤三号，以低灰、特低硫、低磷、特低氯、一级含砷、高发热量及较高软化温度灰、较难磨为主要特征，是良好的动力用煤、水煤浆材料和民用燃料。一2煤为无烟煤二号，以中灰、高硫、低磷、特低氯、一级含砷、高发热量及中等软化温度灰、较难磨为主要特征，经脱硫后，可作为动力用煤和民用燃料。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素进行技术分析后确定。一般以下列情况为界：（1）以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界；（2）以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界；（3）以相邻的矿井井田境界为界；（4）人为划分井田境界。以上原则为指导，根据演马庄矿井田地质勘探资料，结合构造等因素，现确定演马庄矿1号矿井井田境界如下：东部与九里山煤矿相邻。西部以韩王矿相邻。南部大致以1-5号钻孔与1-5号、2-5号钻孔连线与-500m地板等高线交点为界北部以3-2号、11-3号钻孔连线为边界。2.1.2 开采界限井田内主要含煤地层为太原组和山西组，总厚177.59m，共含煤11层，煤层平均总厚11.00m，含煤系数6.19%，可采煤层2层，平均厚7.78m，可采含煤系数4.38%。矿井设计只针对二1煤层开采上限：二1煤层以上无可采煤层。下部边界：一2煤层以下无可采煤层。 2.1.3 井田尺寸 井田的走向最大长度为5.52km，最小长度为4.63km，平均长度为5.08km。 井田倾斜方向的最大长度为3.87km，最小长度为3.25km，平均长度为3.48km。 煤层的倾角最大为14，最小为4，平均为9。 井田的水平面积按下式计算： S=HL （公式 2.1）式中 S井田的水平面积，； H井田的平均倾斜长度，m; L井田的平均走向长度，m。 则井田的水平面积为：S=5.083.48=17.6784（km） 井田赋存状况示意图如图2-1所示。图2-1 井田赋存状况示意图2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算基础（1）根据演马庄矿井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。（2）依据煤、泥炭地质勘查煤炭资源量估算指标中无烟煤为：煤层最低可采厚度为0.8m,最高灰分不大于40。最高硫分不大于3，最低发热量不小于17MJ/kg。（3）储量计算厚度：凡夹矸厚度0.05m时均应剔除，当夹矸小于最低可采厚度，且煤分层又不大于夹矸厚度时，上、下煤分层合并利用，否则作为独立煤层分别计算储量。（4）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。（5）煤层体积质量：二1煤层体积质量为1.47t/m。2.2.2 井田地质勘探井田地质勘探类型为精查，属详细勘探。演马井田精查地质报告是由1991年河南煤田地质公司三队提出。井田范围内钻孔分布：井田内东南部边界附近钻孔布置较少，其他区域钻孔分布比较均匀，勘探详细。二1煤层最小可采厚度为1.70m,最大可采厚度为10.60m，平均6.58m。2.2.3 工业储量计算矿井主采煤层为二1煤层。根据地质勘探情况，将矿体分为A、B、C三个块段，在各块段范围内，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。块段划分如图2-2所示。图2-2 地质块段划分由图计算各块段面积分别为： S1=3245699.02；S2=7217007.19；S3=4379967.84各块段的实际面积为： S1=S1/cos9=3286157.07；S2=S2/cos9=7306968.09 S3=S3/cos9=4434564.69。.按下式计算： Zi=SiMii式中 Zi各块段储量，Mt; Si各块段实际面积，; Mi各块段内煤层的厚度，m; i各块段内煤的体积质量，均为1.47t/m。 A块段储量：Z1=3286157.076.581.47=31.7857（Mt） B块段储量：Z2=7306968.097.021.47=75.4035（Mt） C块段储量：Z3=4434564.696.581.47=42.8938（Mt）则二1煤层工业储量：Zg= Z1+ Z2+ Z3=31.7857+75.4035+42.8938=150.083（Mt）2.3 矿井可采储量2.3.1 安全煤柱留设原则（1）工业广场、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱。（2）各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。岩层移动角为70，表土层移动角为45。（3）维护带宽度：风井场地20m,村庄10m，其他15m。（4）断层煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度为20m。（5）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-1。表2-1 工业场地占地面积指标 井 型/Mta-1占地面积指标/ha（0.1Mt）-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.82.3.2 矿井永久保护煤柱损失量（1）井田边界保护煤柱：井田边界保护煤柱留设20m宽，则井田边界保护煤柱损失量为3.078815Mt。（2）断层保护煤柱：断层煤柱留设20m宽，则断层保护煤柱损失量为0.217Mt。（3）工业场地保护煤柱：工业场地按II级保护，围护带宽度15m,工业场地面积由表2.1确定，取18公顷，工业场地保护煤柱如图2-3所示，则工业场地保护煤柱压煤量为6.7319Mt。见图2-3。.（4）井筒保护煤柱：主、副井井筒保护煤柱在工业场地保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为0。各种保护煤柱损失量见表2-2。表2-2 保护煤柱损失量 煤柱类型储 量/Mt井田边界保护煤柱3.078815断层保护煤柱0.217工业场地6.7319井筒保护煤柱0合计10.0277图2-3 工业场地垂直断面法2.3.3 矿井可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：Zk=(ZgP)C式中 Zk矿井可采储量，Mt; P保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，Mt; C采区采出率，厚煤层不小于75；中厚煤层不小于80；薄煤层不小于85。则矿井设