安全工程毕业设计（论文）-范各庄矿240万吨新井通风安全设计.doc

中 国 矿 业 大 学本科生毕业论文姓 名： 学 号： 学 院： 中国矿业大学应用技术学院 专 业： 安全工程 论文题目： 范各庄矿240万吨新井通风安全设计 专 题： 范各庄矿立井提升系统安全评价 指导教师： 职 称： 2009 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 应用技术学院 专业年级 安全工程 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日毕业论文日期： 年 月 日至 年 月 日毕业论文题目：范各庄矿240万吨新井通风安全设计毕业论文专题题目：范各庄矿立井提升系统安全评价毕业论文主要内容和要求：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。一般部分为范各庄矿240万t/a新井通风系统设计，其内容共分为五个部分。一、井田概况。本矿地质构造较简单，井田走向长约8 km，倾向长约3.92km，井田总面积为27.8km2，主采煤层为9号煤，平均倾角12，煤厚平均总厚为3.90m。二、开拓开采设计。根据范各庄矿煤层赋存条件及煤炭部设计规范，确定矿井采用立井两水平开拓方式，暗斜井延伸，主井装备箕斗，副井装备罐笼。井田工业储量为33700.28万t，矿井可采储量23775.78万t。矿井服务年限为70.8a。三、采煤方法设计。本矿采用综合机械化采煤，综采面长280m，日进6刀，本矿井田共分为10个采区，矿井采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。四、矿井通风设计。根据矿井开拓开采条件，确定矿井通风方式为两翼对角式通风，风量分配由内向外计算，工作面使用“U”型通风，掘进工作面用局部扇风机抽出式通风，根据通风容易、困难时期的最大阻力选择62A14-11No24型主扇，矿井用反风道反风，主扇及电机选型合理，通风成本较低。五、矿井安全技术措施。范各庄矿12煤层具有较强的自燃发火性，发火期10个月，矿井设计利用汽雾阻化剂防火，综采工作面阻化剂日喷洒量为9.50m3/d。同时，粉尘危害问题较大，本设计也将进行综合防尘措施及洒水、注水系统设计。专题部分题目是范各庄矿立井提升系统安全评价。主要讨论了从分析矿井的生产过程出发，借鉴质量管理的过程方法，建立了以矿井生产过程为中心的安全管理模型，并结合职业健康安全管理体系(OHSMS)系统化、过程化的精神,建立了矿井安全评价体系的评价框架;以矿井生产过程中的提升系统为例，编制了安全检查表，采用改进的层次分析法确定评价指标的权值，应用模糊综合评价方法进行评价，得出了该矿井提升系统的安全等级处于较安全级别，并提出了整改措施。翻译部分主要内容强调要加强信息分析研究，介绍了煤炭信息研究院3项研究成果及其对安全生产决策所起的重要作用，提出目前安全生产战略性信息工作重点。关键词： 新井设计； 开拓； 采煤； 通风； 安全措施； 安全评价ABSTRACTThis design consists of three parts: the general part, the special part and translated part. The general part is the new mine design of 2.4Mt per year in fangezhuang coal mining bureau ,which consists five parts.Part one: Mine fields general conditions. The geological structure in this mine is much more simpler, The run of the minefield is 8.0 km ,the width is about 3.92km，the area is 27.82. The seven is the main coal seam, and its dip angle is 12 degree. The thickness of the mine is about 3.90 m in all.Part two: Opening- up exploiting design. According to the occurrence of coal seam of Lvjiatuo and the design norms of the Ministry of coal Industry, the mine decides to employ the exploiting method of two levels and deepening by sub inclined shaft, the main shaft skip install skip and the auxiliary shaft install cage, the proved reserves of the minefield are 337.0028 million tons. The recoverable reserves are 237.7578 million tons. its design service life is 70.8 years. Part three: Design of exploiting coal method. The designer uses fully mechanized mining to fit the production capacity. Fully mechanized mining face is 280 m ,six round ships per day. The coal field is divided by ten working areas. The coal mining method is ling wall retreating system on strike. Full-roof-caving method is employed after mining. Part four: Design of mine ventilation. On the basis of opening-up exploiting conditions of Lvjiatuo, the designer decides to the two wings opposite angles ventilation system is used in the mine. The method of splitting air flow quantity is based on calculating from interior to exterior “U” ventilation system is used in faces, driving faces make use of local fan to proceed exhausting method. By biggest, the “62A14-11No24” main fan is selected, reversing turn is applied to reverse air flow.Part five: The mineral well safe technique measure. Because the 12 coal seam in Lvjiatuo has spontaneous combusbility, ignition period is from eight to ten monthes, the designer uses vapour separating agent in gob areas, Fullly mechanized mining face consumes 9.50m3/d. In the meantime,The dust banes problem is bigger,This design will also carry on comprehensive dust palliative measure and sprinkle water, note water system design, Note a water system design.Focused on analysis of the mine from the start of the production process, from the process of quality management methods, The establishment of a mine production process-centric security management model, Combined with the Occupational Health and Safety Management System (OHSMS) systematic, process-oriented spirit, The establishment of mine safety evaluation system for the evaluation framework, To mine in the process of upgrading the production system as an example, the preparation of a safety checklist, Used to improve the level of analysis to determine the weights of evaluation indicators, Application of fuzzy comprehensive evaluation method to evaluate, to draw the mine hoist system at the level of security than the security level, and proposed improvement measures.The translation part of main contentses emphasize and strengthen information analysis a research, Introduced a coal information an institute for research 3 research results and it produces decision the important function have to the safety, Put forward safe produce a strategic information work a point currently.Keywords：new mine design; exploit;longway mining;ventilation;safe measure;safe evaluation目 录1 矿区概述及井田地质特征151.1矿区概况151.1.1井田位置、范围、地形特点和交通位置151.1.2工农业生产和原料及电力供应161.1.3矿区气候条件161.1.4矿区水文情况161.2井田地质特征161.2.1井田地形、勘探程度、煤系地层概述161.2.2井田地质构造和地质变动181.2.3井田水文地质特征191.3.1煤层埋藏条件221.3.2煤层群特征221.3.3可采煤层特征231.3.4煤层的围岩性质261.3.4煤的特征282 井田开拓332.1井田境界及可采储量332.1.1井田境界332.1.2矿井工业储量352.1.3矿井可采储量362.1.4矿井工作制度、设计生产能力及服务年限392.2井田开拓412.2.1井田开拓的基本问题412.2.2矿井基本巷道512.2.3大巷运输设备选择402.2.4矿井提升423 采煤方法及采区巷道布置453.1煤层的地质特征453.1.1煤层埋藏条件453.1.2煤质与地质情况453.2采区巷道布置及生产系统463.2.1采区数目及位置463.2.2采区走向长度的确定473.2.3确定区段和区段数目473.2.4煤柱尺寸的确定473.2.5采区上山布置483.2.6区段平巷的布置483.2.7采区内工作面的接替顺序483.2.8采区生产系统493.2.9采区内各种巷道的掘进方法493.2.10采区生产能力493.2.11采区采出率503.2.12采区车场选型513.2.13采区主要硐室523.3采煤方法533.3.1采煤工艺方式533.3.2回采巷道布置664 矿井通风684.1矿井通风系统选择684.1.1矿井概况684.1.2选择矿井通风系统原则684.1.3确定矿井的通风方式694.1.4通风方法的确定754.1.5矿井通风网络754.2矿井所需风量764.2.1工作面所需风量的计算764.2.2掘进工作面需风量784.2.3硐室需风量794.2.4K及其它巷道所需风量Qd794.2.5矿井总风量及其分配794.3采区通风814.3.1工作面通风系统814.3.2采区通风构筑物834.3.3采区通风网络844.3.4采区配风量及漏风量844.3.5采区通风系统的评价854.4掘进通风854.4.1掘进通风方式的确定864.4.2掘进工作面的有效风量874.4.3掘进通风设备的选型884.4.4掘进通风技术管理和安全措施894.5矿井通风阻力894.5.1计算原则894.5.2容易和困难时期阻力计算904.5.3矿井最大阻力路线904.5.4井巷风速验算984.6矿井主要通风机选型984.6.1矿井自然风压984.6.2矿井总风阻、等级孔计算1004.6.4电动机选型1024.6.5矿井主要通风设备的配置及要求1034.7矿井反风措施及装置1054.7.1矿井反风装置1054.7.2防爆门1054.7.3扩散器1064.7.4风硐1064.7.5消音装置1064.7.6扇风机装置示意图1064.8矿井通风系统评价1074.8.1矿井通风费用概算1074.8.2吨煤通风电费的计算1084.8.3矿井通风系统的综合评价与分析1084.9防止特殊灾害时期的安全措施1084.9.1井下防尘1084.9.2瓦斯的预防1094.9.3火灾的预防1094.9.4水灾的预防1105 矿井安全技术措施1115.1矿井安全技术概况1115.1.1水灾的预防1115.1.2防尘措施1115.1.3防火措施1115.1.4瓦斯防治1125.2矿井火灾1125.2.1矿井自燃发火概况1125.2.2矿井自燃发火分析1125.2.3预防煤炭自燃发火的措施1165.3矿井瓦斯1195.3.1矿井及采区瓦斯涌出概况1195.3.2 矿井瓦斯防治措施1205.4矿尘1205.4.1矿尘情况1205.4.2矿尘防治措施1215.5事故预防及处理计划的编制127参考文献1311 绪论135引言1351.2安全管理和安全评价研究现状1351.2.1安全管理的研究现状1351.2.2安全评价的研究现状1371.2.3煤矿中的应用现状1381.3本文的研究目的、内容和方法1391.3.1研究的目的和内容1391. 3. 2研究的方法1392 基于生产过程的矿井安全评价体系1402.1现代安全管理的方法1402.1.1基于质量管理的安全管理方法1402.1.2职业健康安全管理体系(OHSMS)的兴起1412.1.3职业健康安全管理体系的内容1412.2基于生产过程的矿井安全管理模型的建立1412. 2. 1矿井的生产过程1412.2.2矿井安全管理模型的建立1422.3评价指标体系建立的原则1432.4矿井安全评价体系的确立1442. 4. 1现有评价指标体系合理性分析1442.4.2矿井安全评价体系评价因素的理论分析1452. 4. 3矿井安全评价体系基本框架1453 矿井提升系统的综合评价体系1473.1矿井提升系统的灾害事故类型1473.1.1矿井提升设备的构成1473.1.2矿井提升系统常见事故类型及原因分析1493.2 矿井提升系统主要危险源1493.2.1 危险源的定义1493.2.2矿井提升设备危险源及分类1503.2.3立井提升事故树对提升系统事故的定性分析1503. 3. 1设备设施1563. 3. 2员工素质1573.3.3安全教育培训1573. 3. 4领导重视程度1583. 3. 5突发事故准备与响应1593. 3. 6环境1594 评价因素的权值确定方法与模糊综合评价1604.1安全评价因素权重的确定方法1604.1.1层次分析法1604. 1. 2递阶层次结构的建立1614.1.3标度的选取1614. 1. 4判断矩阵的构造1614.1.5权值的确定方法1624. 2模糊综合评价方法1634. 2.1模糊综合评价1634. 2. 2模糊综合评价的数学模型1644. 2. 3模糊合成算子模型1665 矿井提升系统安全综合评价应用实例1675. 1范各庄矿副立井提升系统概况1675.2副立井提升系统评价指标权值的计算1675. 2. 1提升系统一层次评价指标权值计算1675. 2. 2提升系统第二层次指标权值的计算1705.3副立井提升系统安全综合评价1725.3.1提升设备危险源的识别1725. 3. 2单因素隶属度的确定1725. 3. 3矿井提升系统的模糊评价1806 结论182英文原文189中文译文202致 谢2111 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1井田位置、范围、地形特点和交通位置开滦精煤范各庄矿业公司位于河北省唐山市古冶区境内，西距唐山18km，北距古冶9km。地理坐标为东经11328，北纬3933。东有最大能源港-秦皇岛港，西有塘沽新港，南有京唐港及正在施工建设的中国最大的内陆深水港曹妃甸港，海运极为便利；北距京山铁路古冶火车站10.2km，并有专用铁路衔接。与林西矿业分公司、唐家庄矿业分公司、范各庄矿业分公司、赵各庄矿业分公司、钱家营矿业分公司、铁拓集团、热电公司均有铁路连接。区内有古倴公路横贯东西，向南至唐港高速公路，向北12公里至205国道并与京沈高速公路相连。陆路交通亦十分畅通、发达。范各庄井田为广阔的第四系冲积层所覆盖，地貌简单，地表平坦，地势呈现北高南低，地表坡度12，地表标高海拨+32+25M。井田西部有沙河流过，流向大致与地层走向平行。沙河为季节性河流，冬季河水近似干枯，只有林西、唐家庄等矿排放水流过。夏季流量显著增加，1965年测得沙河洪峰流量为142、8立方米每秒，流速1、69米每秒。历史最高洪水位29.5米。境内有村庄18个。图1-1 范各庄矿交通位置图1.1.2工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、水稻，间杂有果园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥、石材需由国家计划供应外，其它砖、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。本矿的主供电电源取自华北电网范各庄变电站35kV输电线和林西发电厂35kV输电线。1.1.3矿区气候条件本区属温带季风区的海洋大陆性气候。根据唐山市气象局19591999年气象资料，历年平均气温17.9，最高气温37.6，最低气温-22.6。历年平均降水量为645mm，年最大降水量为1263.8mm。区内冬季多北风，夏季多南风，最大风速16m/s。冰冻期为十一月至次年三月，最大冻土深度0.27m。1.1.4矿区水文情况根据地质资料及现场实际，本矿区以裂隙含水层及孔隙含水层为主，岩溶裂隙含水层局部发育。矿井充水因素除砂岩裂隙含水层外，奥陶岩溶水亦为本矿永久水源，但奥陶水水质有待化验分析。沙河水为本区农业灌溉河居民生活用水的主要来源，可做为矿井临时生活用水水源。1.2井田地质特征1.2.1井田地形、勘探程度、煤系地层概述范各庄井田位于开平煤田的东南翼。开平煤田位于燕山南麓，煤系地层为石炭二迭系。开平主向斜是煤田的主要构造骨架，呈复式向斜构造。向斜的总体轴向为NE向，自古冶以北主向斜轴逐渐转为东西向。向斜两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：一组由杜军庄背斜、黑鸭子向斜、范各庄背斜、塔坨向斜、毕各庄向斜及南阳庄背斜等组成；另一组出现在宋家营以南，由李新庄向斜、刘唐堡背斜组成，其规模不如前者。东南翼断层不很发育，规模亦较小，多见于褶皱构造的轴部，正断层较多，逆断层较少。全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，施工地面地质孔5个，进尺2737.35米，井下地质孔201 个，进尺13237.17米；地面水文地质探查孔13个，进尺8055.14米，井下水文孔210个，进尺22496米。煤系地层为石炭系、二叠系组成，总厚度500m左右。煤系基底为奥陶系石灰岩，上部为第四系冲积层，北部大约50m，向南逐步加厚至毕各庄，厚约500m。井田主要可采煤层为：5s、7s、8s、9s、11s、12s、s共计7个煤层。单一煤层有：8s、11s、12s煤层。7s、9s煤层含有部分矸石层。范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表1-1为范各庄井田地层划分表。1、唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约56米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（层），含1、 2、3三层灰岩，以3灰岩发育较好，层位稳定，厚度一般为2.53.2米，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。2、开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约52米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含4、5、6三层质地不匀的薄层灰岩和一层局部可采的14煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。3、赵各庄组属石炭系上统。上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约86米，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含一层可采煤层，即12煤。岩性与开平组相比颗粒变粗，接近陆相沉积。4、大苗庄组属二迭系下统。上部止于5煤层顶板，下伏赵各庄组，厚度约67米。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含可采煤层两层，即7煤、8煤。5、唐家庄组属二迭系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约270米。岩性以粗中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹层薄煤线。岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰和紫红色，均属于陆相沉积。范各庄井田煤系地层的形成过程均属于近海型沉积。其中石炭系的唐山组、开平组和赵各庄组属于海陆交互相沉积，二迭系的大苗庄组和唐家庄组属于近海陆相沉积。整个煤系地层厚度、煤层层数、旋回结构明显清晰，易于对比。从相旋回的特征分析，中石炭世地壳升降运动频繁，引起大面积的海侵和海退，沉积了一套海陆交互相地层。1.2.2井田地质构造和地质变动范各庄井田地质构造简单,主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼毕各庄区域的毕各庄向斜，是开平向斜的次一级构造。根据构造特征按地层产状分成三个地质单元或三个构造区：1）井田北部的塔坨向斜区：井口北翼，向斜轴大致为EW方向，北翼倾角大约45，南翼倾角小。该区域内以褶皱和陷落柱构造发育为主要特征。2）中部的单斜区：井口南四石门，地层走向变化不大，倾向NWW向，地层倾角824，一般在15以下。该区域以小型断层为主，F0大断层贯穿区域，在南二石门以北及南四石门以南发育局部小型褶区。 3）南部的毕各庄向斜区：走向长度8km，倾斜长度4km。整个井田略呈椭圆形盆形构造。二水平地质构造比较复杂，东翼向斜倾角15，西翼向斜倾角30。塔坨向斜区有北东、北西两组断层，其落差小于30m；单斜区有北东、北西两组小型断层，以正断层为主，北东断层向南东倾斜，北西断层向南倾斜。由于地壳运动短暂而频繁，不宜泥炭堆积，故没有形成可采煤层。在这时期地形比较平坦，海侵和海退范围广泛，沉积了三层薄层灰岩，即1、2、3灰岩。中石炭世地层厚度较薄，约为56 米，相旋回结构清晰，易于对比。晚石炭世地层以缓慢上升为主，聚煤作用活跃，海相地层逐渐减少，过渡相地层增多，且出现河流冲积相沉积。在晚石炭世早期地壳运动还比较频繁，且很不稳定，沉积了三层薄层灰岩，即4、5、6灰岩，到后期地壳运动趋于稳定，适宜植物生长与堆积形成了本井田的可采煤层，即12煤层。晚石炭世厚度约为138米，相旋回结构比较清楚。早二迭世地壳运动仍以上升为主，上升幅度由小渐大，海退范围逐渐扩大，沉积了一套近海陆相地层，湖泊、沼泽遍布，沉积了两层稳定和较稳定可采煤层（7、8煤层）。到二迭世中晚期，气候由温润转向干燥，不宜植物的生长。中期只形成薄煤层，到晚期聚煤作用已进入尾声。下二迭统地层厚度约为337米。从煤系地层形成过程来看，地壳运动在中石炭世、下二迭世是以上升为主，上升幅度由小到大，由缓慢上升到直线上升。从岩相来看，为近海相过渡相大陆相。从成煤环境看，则为滨海平原到内陆湖泊。正是由于地壳运动由弱到强，从海相逐渐转为陆相，在这种地壳相对稳定时期，才沉积了本井田的可采煤层。1.2.3井田水文地质特征范各庄井田水文地质情况复杂。大气降水和地表水体，在正常情况下，只是通过渗透补给冲积层底部卵砾石含水层，间接补给煤系地层。在特殊情况下，沙河洪水泛滥。塌陷坑水漫溢，可能出现流入井筒，淹没矿井的问题。煤系上下各有一个含水层，上为冲积层强含水层，其为厚度不等的卵石层，下有一黏土层有隔水作用；下为奥灰含水层。它们之间联系密切，以煤层露头线为联系，相互沟通，煤层地质有两个含水层：5S顶板砂岩含水层和12S-14S砂岩组含水层，它们是矿井的主要出水来源。1、大气降水因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降雨后，大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化,少部分渗人地下，首先形成潜水，然后再慢慢地向下渗透到底部卵砾石层，形成孔隙承压水。通过基岩隐伏露头补给煤系地层，然后经构造和裂隙渗入巷道和采空区，变成矿井涌水。2、地表水井田范围内有沙河自井田北部流向西南，流向大致与地层走向一致，河面开阔，水力坡度较小，仅为l2。在井田北部，沙河已与地面塌陷坑连为一体。冬春河水近于干涸，只排泄矿井水。夏秋流量显著增大，汛期有时泛滥，流量随上游山区降雨量而变化。（沙河历年最大洪峰流量、降雨量及最高洪水位资料见下表V3）建矿以来，1959年沙河最高洪水位为29.572米；1964年投产以来，由于年降雨量偏小，沙河最高洪水位只达到28.0米。根据洪水位与洪峰流量和降雨量的相互关系，计算沙河最高洪水位50年一遇为29.76米，百年一遇30.49米。地表水体与第四系冲积层中的潜水层水量呈互补关系。在雨季地表水体水位高于潜水层水位，地表水补给潜水；在旱季地表水体水位低于潜水位，潜水补给地表水。3、矿井直接充水含水层及其主要特征在煤系地层中，对矿井直接充水的含水层是五煤层顶板砂岩裂隙承压含水层和1214煤层间砂岩组裂隙承压含水层及512煤层间砂岩裂隙承压含水层。712煤层间砂岩裂隙承压含水层有几层互不联系的含水亚层组成，主要有57煤层间砂岩裂隙承压含水层，78煤层间砂岩裂隙承压含水层，812煤层间砂岩裂隙承压含水层。裂隙承压含水层和812煤层间砂岩裂隙承压含水层富水较强。该含水层在井田东部露头区接受第四系冲积层含水层的补给，煤层采掘过程中充水形式为顶板淋滴水和底板缓慢渗水，目前主要消耗其静储量。4、矿井间接充水含水层及其主要特征： 煤系地层基底的奥陶系灰岩强含水层和上覆的第四系冲积层强含水层，煤系地层中的唐山灰岩含水层是矿井充水的间接补给水源。 （1）第四系冲积层含水层： 第四系冲积层厚度在井田北部为50米左右，到井田南部厚度已达400米以上。本层可分为四个含水带，第一个含水带为潜水层，其它三个含水带为承压含水层。 潜水层：本层主要由混合砂组成，分布整个井田，为一层状孔隙含水层，厚度平均12米左右。由于地势平坦，主要接受大气降水的补给，与地表水体为互补关系。雨季接受地表水补给，旱季向地表水体排泄。潜水的流动方向大致与沙河流向一致。潜水水位埋深与地形有关，受降雨影响水位动态季节性变化明显。平水期渗透系数为1.925米昼夜，单位涌水量为0.364升秒米，多雨期渗透系数为5.061米昼夜，单位涌水量为0.891升秒米。水质类型为重碳酸一钙镁型，属淡软水。 上部砂岩含水层：该层埋藏深度2336米，其厚度一般为13米，为承压含水层。本层主要由粗砂和细砂组成，局部有粗砂含砾，含水层顶部有一厚达3米左右的砂质粘土或粘土层。据钻孔抽水试验结果该含水层渗透系数为195506米昼夜，单位涌水量为02320865升秒米，水质类型为重碳酸一钙镁型，属淡水。 中部卵石层含水层：本层埋藏深度3565米，含水丰富，分部较广，为承压含水层，主要由卵石组成。井田北部发育，厚度约10米，向南逐渐变薄，其含砂量亦愈来愈多，至范各庄乡张庄窝村、大赤口一带变成粗砂层而歼灭。据F 13钻孔水试验结果渗透系数为12307米昼夜，单位涌水量为2339升秒米，水质类型为重碳酸一钙钠型，属碱性淡水。 底部卵砾石含水层：本层为冲积层最底部的含水层，井田北部范区埋藏在53170米，南部毕区埋藏在230424米。顶部多中细砂层，底部为含砂砾石层，分布广呈多层透镜状。在井田中部约有933平方公里的底部卵石层直接与基岩接触，其厚度310米；毕区较厚，厚度达15米以上。井田范围内底部卵砾石层与基岩直接接触面积累计约2124平方公里，占整个井田面积的685。据抽水试验结果，单位涌水量为2887升秒米，渗透系数为35.46米昼夜。水质类型为重碳酸一钙镁钠型，属淡软水。井田范围内有315的面积为粘土层与基岩直接接触，在井田北部其厚度为3-6米左右，局部达10米以上；在井田南部其厚度为68米，局部厚达10米以上。（2）奥陶系灰岩岩溶含水层： 奥陶系石灰岩在井田东部、北部埋藏较浅，在西部、南部埋藏较深；在井田外部为隐伏露头，直接与第四系冲积层接触。整个井田奥陶系石灰岩中构造裂隙和岩溶发育，但不同区域发育程度有很大差异。在塔坨向斜至井口向斜区岩溶发育及有较大溶洞存在，并造成煤系地层陷落，已相继发现了12个岩溶陷落柱；井田南翼单斜区，奥灰岩溶发育则较差，如南二、南三石门钻孔只有小的构造裂隙和溶孔。根据抽水试验和对该含水层动态长期观测资料，奥陶系石灰岩是一个互相连通的岩溶含水整体，是煤系地层的主要补给水源，又可通过导水断裂和岩溶陷落柱成为矿井的直接突水水源。 奥灰岩溶富水性是极不均一的，井田北部一些钻孔单位涌水量可达过6593升秒米，渗透系数为3187米昼夜，而井田南部有的钻孔单位涌水量不足001升秒米；建井前该含水层原始水位可达十 31 33米，由于30年的疏降，现水位为十 2 4米左右。该含水层水位季节变化明显，年变化范围在2米左右。奥灰水水质类型为重碳酸一钙镁型，属淡软水。 奥陶系灰岩距最下一个稳定可采煤层（12煤层）时间距一般为160220米，在正常情况下对矿井无直接充水关系，但由于岩溶陷落柱及导水断裂构造的存在，将奥灰水直接导人煤系地层，可成为矿井水的直接补给水源。 （3）14煤层一唐山灰岩间砂岩、灰岩裂隙承压含水层 该含水层由l4煤层底板砂岩和唐山灰岩组成，厚度为40米，该层节理裂隙发育，北部唐山灰岩中有溶洞存在。该含水层在隐伏露头区接受冲积层含水层渗透补给，在井田中部接受下伏奥灰含水层越流补给。由于其裂隙发育的不均一性，其含水性由北向南，由浅至深逐渐减弱。但由于隐伏导水构造影响，局部区域含水性强。根据抽水试验结果，单位涌水量为00360665升秒，米，渗透系数为02754683米昼夜。水质类型为HCO3Ca-Mg水 ，为淡软水。 该含水层由于处于奥灰强含水层与1214煤层间砂岩含水层中间，其含水性强弱可间接反映出奥灰含水层对上部含水层的越流补给关系。因此，了解该含水层的含水性及水位、水温情况有助于查明奥灰含水层对上部含水层的补给清况。5、井田涌水量除去由于突水造成涌水量突然增大因素外，矿井涌水量为240 t/h；最大涌水量400t/h。1.3.1煤层埋藏条件范各庄井田内的主要可采煤层中，下部的12煤沉积于石炭系上统的赵各庄组，属海陆交互相沉积，煤层厚度的区域性变化相对比较稳定，规律性较强，且顶底板条件较好。上部的7煤、8煤沉积于二迭系下统的大苗庄组，基本上属陆相沉积，由于沉积环境的复杂多变，对煤层厚度、结构及其顶底板均产生一定的影响，并往往伴随不同程度的河流冲刷。1.3.2煤层群特征范各庄井田主要开采煤层有4层，即二迭系下统大苗庄组的7、8、9、12层，其中9、12煤层为本矿井设计的可采煤层，其余煤层无开采价值。各煤层的厚度、层间距及其变化规律见表1-1主要开采煤层煤厚、层间距变化特征一览表煤层名称煤厚m倾角结构层间距m可采程度容重T/M3稳定性7平均1.713简单结构局部可采1.57较稳定最小最大0.85-2.76-198平均2012简单结构28局部可采1.56较稳定最小最大1.5-2.55-189平均3.913简单结构1055可采1.51较稳定最小最大2.41-4.25-1512平均45413简单结构289可采1.42较稳定最小最大1.05-8.326-151.3.3可采煤层特征井田内两层可采煤层及三层局部可采煤层结构、厚度及一般特征描述如下：1）5煤层 5煤层为简单结构煤层，煤层厚度02.49米，平均1.14 米，厚度变化尚有规律，西北薄，东南厚。在北翼塔坨向斜区除一水平北一采区局部可采外，其余均不可采。在中部单斜区二水平的南二采区局部、三四水平南二石门以北J27、吕37、吕18、83-1等孔控制的范围均为大面积不可采薄煤，煤层顶板多直接为砂岩，属成煤建造期内冲刷造成的。另外，在一、二水平的南二采区和二水平的南三采区存在着内生河流冲刷，并冲蚀部分煤层。毕各庄向斜区除在南8剖面以南受大型断裂构造影响外，其余均在可采范围，为较稳定煤层。 煤岩类型以光亮型煤为主，间夹半亮型煤。内生节理发育，性脆。煤的硬度f=0.30.5，容重1.36。 2）7煤层 7煤层为复杂结构厚煤层。煤厚0.852.7米。煤层中夹有23层炭质成分含量很高的粉砂岩夹矸（俗称老碴），中间一层厚度较大，约0.4米，广泛发育、比较稳定。煤层厚度由北往南逐渐变薄。在毕区7剖面以南煤厚多在2.0米以下。 煤岩类型以半亮型和半暗淡型煤为主，中间夹12层暗淡型煤，底部为光亮型煤。煤层中节理裂隙发育，棱角状断口。煤的硬度f=0.40.9，容重1.57。 7煤与下部8煤层间距变化较大，间距015米。在井口区7、8煤层合群，往南间距逐渐增大，在井田北翼7、8煤层间距为0.30.5米。 3）8煤层 8煤层为简单结构中厚煤层，南四石门以北煤层厚度0.3 2.64米，平均1.78米，煤层顶部为厚0.30.6米的劣质煤。南三南四石门之间局部受古河流冲刷，煤层厚度变化较大，出现小范围无煤区。南四石门至整个毕各庄区域，除局部有煤呈孤岛状赋存外，其余全部为无煤区。受河流强烈冲刷，8 煤及顶底板层位全部代之以含砾粗砂岩。孤岛状的煤层因无法形成生产系统而不能开采。 煤岩类型以光亮型和半光亮型为主，中间夹有透镜状的半暗淡型煤，煤层内生节理发育。煤的硬度f0.30.8，容重1.56。 与下伏9煤层间距为6.320.5米，平均9.3米。4）9煤层 9煤层为复杂结构的中厚煤层。煤层厚度2.414.2米，平均3.90米。含有12层泥岩、粉砂岩夹石。夹石分布广泛，变化较大，由北往南逐渐增厚，由0.1米至0.9米，在南二至南三石门，由于夹石厚达0.9米，将煤层分为两层。9煤层厚度的变化较大，多是由于煤层底板起伏变化较大和煤层顶板小型断层比较发育造成。 煤岩类型以光亮型为主，下层以半亮型为主，界线明显。内生节理发育，玻璃光泽。煤的硬度f=0.40.7，容重1.51。 与下伏11煤层间距5.321.0米，平均9.3米。 5）11煤层 11煤层为单一结构薄煤层。煤厚01.37米，平均0.9米。二水平除南二以北至北翼塔坨向斜区大部分可采外，二水平的南二以南、三水平及四水平绝大部分为薄煤，属原生沉积原因形成的薄煤区。在可采区域内，也往往由于煤层顶板小断层发育形成局部薄煤而没法开采。 煤岩类型以光亮型为主，夹有薄层半光亮型煤。内生节理发育，贝壳状断口，油脂光泽。煤的硬度f=0.3 ，容重1.39。 与下伏12煤的层间距为8.530.5米，平均1