采矿工程毕业设计（论文）-吕沟煤矿0.9Mta新井设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第 144 页一般部分1 矿井概况与地质特征全套图纸，加1538937061.1矿井概述1.1.1地理位置与交通吕沟煤矿位于河南省禹州煤田三峰山米托寺矿区，地理坐标为东经11319411132249，北纬340544340716。吕沟煤矿北东距禹州市10km、东距许昌市50km。矿区北有许昌神后地方窄轨铁路至许昌市与京广铁路相接，北有许昌洛阳的豫31公路，往东至许昌市与107国道和京珠高速公路相连。区内沥青公路与周围各县市相通，简易公路四通八达，交通较为便利。矿井交通位置如图1-1所示。图1-1-1 吕沟煤矿交通位置图1.1.2 地形地貌及水文情况矿区属于以构造剥蚀类型为主之低山丘陵区，地势西高东低。煤系顶部之“平顶山砂岩”，因耐剥蚀力较强，在区内形成沿地层走向延展之单面山地形，自东而西构成三峰山、玉皇山、凤翅山、大刘山、牛颈山、云盖山。标高300704m，地形比高东部约110m，西部达380m，煤系地层因松软易风化，形成低凹丘陵地形，标高一般为200300m，西部较高，约400500m。区内冲沟较多，无长年有水河流。区外西部仅有一条常年性有水河流兰河，虽流量不大，但雨季流量倍增。据1964年3月到1965年2月对该河的观测，流量0.5273.288m3/s，1957年7月涧渡村附近最高洪水位+142.96m。1.1.3 气候条件据许昌气象站19531964年的气象观测，全年气温以六、七月间为最高，达41.3，一月份最低，达17.4，年平均温度为14.5。历年降雨量最高为1132mm，最低为414mm，平均为781.9mm。每年六八月间为降雨量最多时期。历年最大风速24m/s，风向北北东。每年从11月至次年2月份为降雪时期，最大积雪深度0.38m。土壤冻结期限自11月至次年3月初，最大冻结深度18cm。1.1.4 其它条件地震烈度: 据河南省地震局资料，核查区属六度地震烈度区。经济状况：该区经济繁荣，工业以煤炭、建材、陶瓷、农产品加工为主，农业以小麦、玉米、烟叶为主。电力充沛，农村剩余劳动力丰富，可满足矿井开发的各种需要。1.2 井田地质特征1.2.1 地层区域地层：禹州煤田区域地层划分属华北地层区嵩箕小区，区域上主要发育地层为震旦系上统马鞍山组、寒武系、石炭系上统、二叠系和第四系，其中石炭二叠系为主要含煤地层。井田地层：本矿区为第四系地层半覆盖区，基岩零星出露。根据钻孔揭露，主要发育地层由老至新为：寒武系上统崮山组（3g）、长山组（3ch）、石炭系上统本溪组（C3b）、太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1sh）、下石盒子组（P1x），二叠系上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P2sh），三叠系刘家沟组（T1l）和第四系（Q），其中山西组和下石盒子组、上石盒子组为本区主要含煤地层。现分述如下：（1）寒武系上统1）崮山组（3g）：上部为灰色泥质条带显晶质白云岩，鲕状白云岩，下部为显晶质白云岩，区域揭露厚度73.0m。2）长山组（3ch）：上部为浅灰色显晶质白云岩，夹泥质、钙质白云岩及砂质泥岩；下部为显晶质白云岩，区域揭露厚度66.0m，与下伏崮山组呈整合接触。（2）石炭系上统1）本溪组（C3b）：为灰、深灰、紫色铝土质岩，具豆状、鲕状结构；底部厚层状构造，致密坚硬，含星点状、结核状黄铁矿层。一般815m，平均厚度10.60m左右，与下伏寒武系上统长山组呈假整合接触。2）上统太原组(C3t)：为一套海陆交互相沉积，含多层石灰岩和煤层，根据其岩性组合特征可分为下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段，平均厚67.20m，与下伏本溪组呈整合接触。（3）二叠系（P）1）下统山西组(P1sh)：自L11石灰岩顶至砂锅窑砂岩顶，厚60.083.0m，平均71.50m，与下伏太原组呈整合接触。由浅灰深灰色砂质泥岩、细中粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。2）下统下石盒子组(P1x)：自砂锅窑砂岩底至田家沟砂岩（St）底，厚215325m，平均329.20m，与下伏山西组呈整合接触。根据其岩性组合特征分为三、四、五、六煤段。3)上统上石盒子组（P2s）：自田家沟砂岩（St）底平顶山砂岩底（SP），厚218323m，平均241.40m，与下伏下石盒子组呈整合接触。根据其岩性组合特征分为七、八、九煤段。（4）新生界（Kz）本区新生界地层主要为第四系，主要为含钙质结核砂质粘土和坡积砾石。厚度2050m。与下伏地层呈角度不整合接触。1.2.2 井田地质构造吕沟煤矿区总体构造形态为走向东西、倾向南的单斜构造，局部有小的波状起伏，地层倾角1020，一般15左右。本矿区构造复杂程度为简单。该矿区发育的主要断层为七西大巷正断层（F1），延展长度约3.0km，断层走向北东向，倾向北西，倾角60左右，错断七4、六2煤层，最大落差19m，区内延展长度2.2km。1.2.3 水文地质地表水特征：区内冲沟较多，无长年有水河流。区外西部的兰河，虽流量不大，但雨季流量倍增。据观测：流量一般为0.5273.288m3/s、涧渡河附近最高洪水位+142.96m。雨季河水常通过冒落裂隙或小煤窑进入矿坑，造成矿井涌水量增大。地下水的补、迳、排：本区西部为寒武奥陶系组成的灰岩出露、东部为颖河冲洪积平原，山前有剥蚀堆积形成的垄岗，地形坡度较大，有利于地表水迳流。深层地下水在西部基岩露头区得到补给后沿地层倾向由西向东运移，大部分在地形深切或断层阻隔处以泉的形式排出地表，少部分沿地层倾向继续向东运移，在条件适宜时排给其他含水层；浅层地下水主要直接接收大气降水和地表水补给，其流向受地形影响明显。本区位于地下水的补给迳流区。含隔水层：（一）含水层（组）1、寒武-奥陶系灰岩岩溶承压含水层奥陶系主要为灰色厚层状白云质灰岩，中、下部夹板状泥灰岩和钙质泥岩，分布不连续；寒武系主要由灰白色白云质灰岩组成。地表可见蜂窝状溶洞或溶沟、溶槽；岩芯中裂隙发育但多被方解石脉充填。其富水性主要受构造控制。地表泉水出露较多、水量较大，但受季节影响明显。钻孔抽水试验，单位涌水量0.002640.478L/sm、渗透系数小于0.006080.408m/d。水质以HCO3Ca Mg型为主。据区域资料，为含水丰富而不均一的强富水承压含水层。经本矿生产实际证实，对六2、七4、二1煤层开采无影响。2、太原组灰岩岩溶裂隙承压含水组由11层灰岩组成（L1L11），其中L1L4、L7L9灰岩厚度大、层位稳定，L5、L6、L10、L11灰岩局部厚度较大、但不稳定。呈长条状出露于地表，面积较小，垂直节理发育，在标高+300m左右偶见直径0.21.1m溶洞，泉水甚少，且流量一般小于1L/s；岩芯中偶见未被方解石脉充填的小溶洞和裂隙，循环液最大漏失量7.8m3/h，钻孔抽水试验，单位涌水量0.00007320.0162L/sm、渗透系数0.0004310.197m/d。水质多为HCO3Ca Mg或HCO3Na Ca型，属含水性弱且不均一的弱富水承压含水层。经本矿生产实际证实，对六2、七4、二1煤层开采无影响。3、砂岩裂隙承压含水组系指二叠系地层中的中粒以上砂岩含水层。各含水层多沿大刘山、云盖山北坡出露。因出露标高较高，除大气降水补给外无常年性水流（体）补给，地下水沿地层倾向移动。据原详查报告16次抽水试验，单位涌水量最大0.0745L/sm、渗透系数最大1.094m/d，水位不易恢复、流量不易稳定，表现为高水头、小水量特征。因含水层补给源较高，在单面山南坡当钻孔揭露平顶山砂岩、八5煤层顶板砂岩时常发生涌水，涌水钻孔水位一般高出孔口513m、个别达42m。根据其含富水性及对煤层的影响等，自下而上可划分为：1）大占砂岩含水层位于山西组下部，由灰灰白色中厚层状中粒砂岩组成，层位稳定，厚3.6544.54m、一般3.721.4m。裂隙不甚发育。钻孔抽水试验，单位涌水量0.009780.017L/sm、渗透系数0.04080.0637m/d。水质以HCO3Ca Na Mg型为主。属弱富水含水层。2）香炭砂岩含水层位于山西组中部，由灰色厚层状中、粗粒砂岩组成，层位稳定，厚029.28m、一般1.815.5m。裂隙不甚发育，含富水性与大占砂岩含水层相似。3）砂锅窑砂岩含水层位于下石盒子组底部，由浅灰灰白色厚层状中、粗粒、局部巨粒砂岩组成，底部常见砾状砂岩，层位稳定，厚2.5035.60m、一般2.515.7m。裂隙不甚发育，含富水性与大占砂岩含水层相似。4）夹干煤顶板砂岩含水层位于下石盒子组下部，由灰白色中厚层状中、粗粒砂岩组成，层位稳定，厚1.9013.56m、一般4.511.0m。裂隙不甚发育，含富水性较弱。钻孔抽水试验，单位涌水量0.0166L/sm、渗透系数0.187m/d。水质为HCO3Ca Na Mg型。属弱富水含水层。5）四、五煤组分界砂岩含水层位于下石盒子组中部，由灰白色厚巨厚层状中、粗粒砂岩组成，层位稳定，厚08.24m、一般3.16.7m。裂隙不甚发育，含富水性与夹干煤顶板砂岩含水层相似。6）红砂炭砂岩含水层位于下石盒子组中部，由灰白色中厚层状中粒砂岩组成，层位稳定，厚026.72m、一般2.113.5m。裂隙不甚发育，含富水性与夹干煤顶板砂岩含水层相似。7）六煤组分界砂岩含水层位于下石盒子组上中部，由灰白色厚中厚层状粗、中粒、局部巨粒砂岩组成，层位稳定，厚024.40m、一般3.312.2m。裂隙不甚发育，含富水性与夹干煤顶板砂岩含水层相似。据矿井调查，以上各含水层一般对六2、七4、二1煤层开采无影响。8）六2煤层顶板砂岩含水层位于下石盒子组上中部。由灰色中厚层状粗、中粒砂岩组成，层位稳定，厚017.72m、一般1.014.2m。裂隙不甚发育，含富水性较弱。钻孔抽水试验，单位涌水量0.0005170.0745L/sm、渗透系数0.00861.094m/d。水质为HCO3Na型。属弱富水含水层。据调查，在裂隙发育处，常造成六2煤层顶板淋水，但水量小、持续时间短，对六2煤层开采有一定影响。9）田家沟砂岩含水层位于上石盒子组底部。由灰色厚层状中、粗粒、底部砾状砂岩组成，层位稳定，厚016.21m、一般3.612.3m。裂隙不甚发育，含富水性较弱。钻孔抽水试验，单位涌水量0.0005170.0745L/sm、渗透系数0.00861.094m/d。属弱富水含水层。据调查，一般对六2煤层开采无影响。10）七4煤层（原采矿证六4煤层）顶板砂岩含水层位于上石盒子组下部。由浅灰色中厚层状中粒砂岩组成，层位稳定，厚012.62m、一般1.56.4m。裂隙不甚发育，含富水性较弱。钻孔抽水试验，单位涌水量0.0003460.0157L/sm、渗透系数0.001820.125m/d。水质为HCO3Ca Na或HCO3Na Ca型。属富水性弱的裂隙承压含水层。据调查，在裂隙发育处，可造成七4煤层顶板淋水，但水量小、持续时间短，对七4煤层开采偶有影响。11）七、八煤组分界砂岩含水层位于上石盒子组下部。由灰深灰色层状中、粗粒砂岩组成，层位不稳定，厚012.32m、一般1.07.3m。裂隙不甚发育，含富水性与七4煤层顶板砂岩含水层相似。12）八5煤层顶板砂岩含水层位于上石盒子组中部。由中粒、甚至粗粒或砾状砂岩组成，层位不稳定，厚09.19m、一般1.95.1m。在贺庙、大风口附近有出露。裂隙不甚发育，且无常年性水流（体）补给，钻探遇此层时常发生涌水，但含富水性较弱。钻孔抽水试验，单位涌水量0.003940.0141L/sm、渗透系数0.05220.0683m/d。水质为HCO3Na型。属弱富水含水层。对七4煤层开无影响。13）大风口砂岩含水层位于上石盒子组中部。由中粒砂岩组成，层位不太稳定，厚010.97m、一般1.17.4m。在大风口、陈庄、小刘山附近有出露，风化后成黄褐色。裂隙不甚发育，且无常年性水流（体）补给，含富水性与八5煤层顶板砂岩含水层相似。对七4煤层开无影响。14）平顶山砂岩含水层位于上石盒子组上部。由灰白色厚层状巨中粒、甚至砾状砂岩组成。裂隙发育，含富水性较强，钻探遇此层时常发生涌水，涌水量0.203.2L/sm。钻孔抽水试验，单位涌水量0.0632.053L/sm、渗透系数0.0541.890m/d。水质为HCO3Ca Na型。属富水性中等偏强含水层。据矿井调查，12）14）含水层对七4煤层开无影响。4、新生界松散岩类孔隙潜水含水层新生界松散层广布于山间谷地和山前缓坡陇岗，富含孔隙潜水。以HCO3 SO4Ca Mg型水质为主。洪、坡积层多沿山间河谷分布，上部为砂质粘土夹砾石、下部为57m的砾石层。多下降泉出露，流量0.036.36L/sm，受大气降水和基岩裂隙水补给，流量随季节变化明显。钻孔抽水试验，单位涌水量0.1190.215L/sm。坡、残积层分布于山前缓坡陇岗地带，以红色砂质粘土为主。民井抽水试验，单位涌水量0.029L/sm。旱季多数民井干涸。（二）隔水层（段）根据岩性组合，本区隔水层段较发育。对本矿井有主要意义的是二叠系地层中七4煤层上部和六2煤层下部的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩隔水层。因其层位稳定、厚度较大、岩性致密，可有效隔绝各含水层（组）水进入矿坑，对矿井安全生产十分有利。该矿区断裂落差多小于5m、最大19m。当采矿揭露时，偶有水淋入矿坑，最大水量12m3/h、最长持续时间不足15日。表明断裂无导水性，且自身富水性较弱。对煤层开采略有影响，但不危及矿山安全。矿井涌水量据调查，矿井正常涌水量100m3/h、最大120m3/h，主要水源来自上部冲积层内，补给条件差、水源少，含水层单位涌水量0.1L/sm，矿井水防治工作简单易行，采掘工程不受水害影响。比照矿井水文地质规程，属以顶板孔隙水为主的水文地质条件简单型矿井。1.3 煤层特征1.3.1 煤层据钻孔揭露资料，该矿区含煤地层为石炭二叠系，主要含煤地层厚约710m，含煤30余层，分为9个煤段。其中石炭系太原组（一煤段）仅含薄煤层或煤线69层；二叠系下统山西组（二煤段）含煤13层，下石盒子组三煤段含煤1-2层，四煤段含煤35层、五煤段含煤34层、六煤段含煤12层，上石盒子组七煤段含煤34层、八煤段含煤46层、九煤段含煤35层。可采煤层主要赋存于山西组和下石盒子组、上统上石盒子组。主要可采煤层为山西组二1煤层、下石盒子组六2煤层、四4煤层、上石盒子组七煤段七4煤层、其余各煤层不可采或偶尔可采。各可采煤层具体埋藏特征如下：七4煤层：赋存于二叠系上统上石盒子组七煤段中部，上距平顶山砂岩220m，下距六2煤层90m。煤层直接顶、底板多为深灰色泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，煤厚02.01m，一般1.001.30m，平均厚度1.32m，以薄煤层为主，次为中厚煤层，煤层结构简单，小范围内煤层厚度变化不大，可采指数为0.82，变异系数为37.2%，属于较稳定型煤层。六2煤层：赋存于二叠系下统下石盒子组五煤段中部，上距七4煤层约90m，下距二1煤层约350m。煤层直接顶、底板多为深灰色泥岩、砂质泥岩和灰色细砂岩、粉砂岩，煤厚02.92m，一般1.431.96m，平均厚度1.74m，以薄煤层为主，次为中厚煤层。煤层结构较简单，小范围内煤层厚度变化不大，可采指数为0.91，煤厚变异系数为19.0%，属于较稳定型煤层。二1煤层：赋存于二叠系下统山西组二煤段中部，上距六2煤层约350m。煤层直接顶、底板多为深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，煤厚02.47，一般1.301.80m，平均厚度1.62m，以薄煤层为主，次为中厚煤层，煤层结构简单，小范围内煤层厚度变化不大，可采指数0.88，煤层变异系数24.3%，属于较稳定型煤层。1.3.2 煤的特征（一）煤的物理性质 六2煤：为灰黑色，条痕黑色稍带棕色，玻璃光泽，条带状结构明显，具参差状断口，性脆，外生裂隙较发育，在裂隙面上有方解石充填。顶部多为致密、薄层致密状暗煤，夹少量镜煤，中部较疏松，含透镜状炭质泥岩，下部亮煤、镜煤较多。七4煤：为黑色，条痕黑色，玻璃光泽，条带状结构。顶部常有一层致密状暗煤，中部主要为暗煤和亮煤，下部亮煤、镜煤为主。 二1煤：为黑色，以暗煤为主，次为亮煤和镜煤。（二）宏观煤岩特征：六2、七4煤、二1煤煤岩成分由镜煤，亮煤、暗煤和少量丝炭组成，以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤及丝炭条带。宏观煤岩类型以半亮型为主，半暗型次之。（三）显微镜煤岩特征：六2、七4煤、二1煤有机组分的特征未有显著差别，在一起叙述：有机组分以镜质组为主，次为惰质组和少量壳质组。镜质组中以基质镜质体为主，均质镜质体次之；含少量的碎屑镜质体。基质镜质体常浸染粘土类矿物，且胶结其它组分，惰质组以碎屑惰质体为主，含少量丝质体，粗粒体和微粒体。壳质组以角质体为主其结构多模糊不清。六2、七4煤、二1煤无机组分以粘土类为主，其次为氧化硅类及少量硫化物类和碳酸岩类。黄铁矿呈分散粒状为主、少量浸染状充填胞腔中，方解石充填于裂隙或胞腔中，氧化硅类呈粒状，颗粒大小不一。粘土矿物六2煤以分散状为主、含少量块状。七4煤块状为主，分散状次之。显微组分鉴定成果表 表1-3-1分 类有 机 组 分（%）无 机 组 分（%）最大反射率（%）组分%采样地点煤层镜质组壳质组惰质组总量粘土矿物类硫化物类碳酸岩类氧化硅类总总量六2煤43.23.031.978.113.62.72.92.721.91.51七4煤41.81.628.772.122.80.20.84.127.91.51二1煤42.11.929.273.216.51.31.67.426.81.511.3.3 煤的化学性质和工艺性能（一）化学性质：1、水分（Mad）分析结果看浮煤水分值略高于原煤水分值。2、灰分（Ad）依据现行煤炭质量分级（灰分）标准，六2、七4、二1煤均属中高灰煤，六2、七4、二1煤层经浮选后其灰分大大降低，降灰率在45%左右。3、挥发分（Vdaf）挥发分产率是煤分类中的一个参数，六2、七4、二1煤原、浮煤挥发分产率测定结果见表1-3-2。工业分析结 果 表 表1-3-2煤层样品原 煤 分 析 （%）浮 煤 分 析 （%）水分Mad灰分Ad挥发分Vdaf水分Mad灰分Ad挥发分Vdaf六2煤煤层样0.660.740.70(2)23.0932.7727.93(2)15.3721.4418.41(2)0.5615.0620.85七4煤煤层样0.660.900.78(2)28.1033.0030.55(2)17.0823.7120.40(2)0.6420.7321.76二1煤煤层样0.660.800.74(2)25.3032.8028.76(2)16.5422.6319.56(2)0.6118.2721.24六2煤煤芯样19.3339.3432.29(87)9.9528.2016.76(74)17.9623.7820.46(74)七4煤煤芯样19.7539.6428.50(108)9.1424.2016.20(96)17.2523.5720.35(96)二1煤煤芯样19.7539.6430.32(97)9.5226.2016.51(85)17.5523.6220.39(85)4、硫分（St,d）煤层原、浮煤全硫含量以及部分原煤形态硫含量见表。依据现行煤炭质量分级（硫分）标准，六2、七4、二1煤均属低硫煤。全硫、形态硫分析结果表 表1-3-3 煤层样品全硫St,d（%）质量分级原煤形态硫（%）原煤浮煤全硫St,d硫铁矿硫Sp,d硫酸盐硫Ss,d有机硫So,d六2煤煤层样0.220.870.54(2)0.68低硫煤0.870.480.000.39七4煤煤层样0.281.110.70(2)0.36低硫煤0.280.020.000.26二1煤煤层样0.250.990.67(2)0.49低硫煤0.530.210.000.315、发热量（Qgr,v,d）依据现行煤炭质量分级（发热量）标准，对六2、七4、二1煤进行发热量分级，六2、二1煤属高热值煤，七4煤属中热值煤。发热量分析结果表 表1-3-4煤层样品原 煤浮 煤 发热量Qb d (cal/g)发热量Qg r,v,d (MJ/kg)发热量Qnetvd(MJ/kg)发热量Qb d (cal/g)发热量Qg r,v,d (MJ/kg)发热量Qnetvd(MJ/kg)六2煤煤层样657927.5126.75741030.9930.16七4煤煤层样556423.2722.57683828.5927.80二1煤煤层样632826.0125.32728930. 0129.786、元素分析煤的元素中以碳元素（Cdaf）为主，六2、七4、二1煤分别为90.08%、87.21%、89.32%，次为氢（Hdaf）元素，分别为4.87%、5.08%，氧+硫（Odaf+St,daf）分别为2.83%、6.05%、3.56%，氮元素（Ndaf）少量。元素分析见表。元素分析结果表 表1-3-5煤层样品原 煤 元 素 分 析 （%）浮 煤 元 素 分 析 （%）碳Cdaf氢Hdaf氮Ndaf氧+硫Odaf +St,daf碳Cdaf氢Hdaf氮Ndaf氧+硫Odaf +St,daf六2煤煤层样90.084.871.082.8391.924.731.141.40七4煤煤层样87.215.081.246.0589.454.881.303.91二1煤煤层样89.214.921.783.5690.614.791.212.19（二）煤的工艺性能1、煤灰成分煤灰成分以酸性氧化物（硅、铝氧化物）为主，六2、七4、二1煤含量分别为83.81%，91.79%、85.23%，次为碱性氧化物（三氧化二铁、氧化钙、氧化镁和三氧化硫），含量分别为14.57%，6.39%，10.12%氧化钠和氧化钾含量较少。煤灰成分测试结果见表。灰成分分析结果表 表1-3-6煤层样品煤 灰 成 分 （%）SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2O六2煤煤层样57.1226.690.856.354.030.613.580.280.13七4煤煤层样59.2932.500.582.921.990.560.920.260.24二1煤煤层样58.2128.010.775.143.420.592.740.270.192、煤灰熔融性六2、七4、二1煤变形温度、软化温度、流动温度、均大于1400，按现行煤灰熔融性分级标准：软化温度、流动温度划分属较高软化温度灰和较高流动温度灰。煤的灰熔融性试验结果见表。 煤灰熔融性试验统计结果表 表1-3-7煤层样品煤灰熔融性煤灰熔融性级别变形温度DT ()软化温度ST ( )流动温度FT ()软化温度流动温度六2煤煤层样140014001400较高软化温度灰较高流动温度灰七4煤煤层样140014001400较高软化温度灰较高流动温度灰二1煤煤层样140014001400较高软化温度灰较高流动温度灰3、煤的粘结性（1）胶质层（Y）煤的胶质层最大厚度（Y）值，六2、七4、二1煤分别为12.2mm、16.5mm、10.11m，曲线类型分别为平滑下降、波型，熔融状态六2、二1煤为完全融合，七4煤部分融合。（2）粘结指数（GR.I）粘结指数：六2、二1煤76，七4煤为77。粘结性指标结果见表。4、煤的可磨性（HGI）可磨性试验按照国家标准用哈特葛罗夫法测定，六2、七4、二1煤可磨性分别为96、121、98，按照我国煤炭行业标准进行分级六2、二1煤属易磨煤，七4煤属极易磨煤。二1煤层粘结性指标测试结果见表表1-3-8煤层样品粘结指数（GRI）胶质层（mm）焦渣特征（CRC）XY六2煤煤层样7642.512.26七4煤煤层样772116.56二1煤煤层样7639.213.161.3.4煤层开采技术条件（1）煤层顶底板情况六2煤层直接顶板多为砂质泥岩或粉砂岩，老顶为砂岩。根据“三峰山米托寺矿区详查地质报告书”，砂岩类饱和抗压强度83.8119.5MPa、粉砂岩饱和抗压强度22.235.4MPa、泥质岩类饱和抗压强度12.927.4Mpa，其他参数见表。在生产中极少发生冒顶、片帮事故，根据有关规程和矿井开采实践，属类顶板，即较易管理型顶板；直接底板多为砂质泥岩或泥岩，虽局部有微弱隆起现象，但不太严重。六2煤层顶底板岩石物理力学性质试验成果表 表1-3-9 岩性 项目顶 板底 板 砂岩类粉砂岩泥质岩类砂岩粉砂岩泥质岩类比重 g/cm32.652.752. 672.922.682.822.67容重 g/cm32.452.622.482.612.432.612.58干燥抗压强度MPa43.1171.033.532.571.420.5饱和抗压强度MPa83.8119.522.235.412.927.4软化系数0.700.71抗拉强度MPa1.607.50七4煤层直接顶板多为砂质泥岩或粉砂岩，老顶为砂岩。根据“三峰山米托寺矿区详查地质报告书”，砂岩类饱和抗压强度82.7MPa，其他参数见表。粉砂岩和泥质岩类应与六2煤层相似。在生产中极少发生冒顶、片帮事故，根据有关规程和矿井开采实践，属类顶板，即易管理型顶板；直接底板多为砂质泥岩或泥岩，虽局部有微弱隆起现象，但不太严重。七4煤层顶底板岩石物理力学性质试验成果表表1-3-10 岩性 项目顶 板底 板 砂岩粉砂岩泥质岩类砂岩粉砂岩泥质岩类比重 g/cm32.652.732.722.622.64容重 g/cm32.632.602.572.572.59干燥抗压强度MPa97.0164.357.014.319.8饱和抗压强度MPa82.7软化系数0.50抗拉强度MPa5.0纯剪强度MPa12.5二1煤层直接顶板多为砂质泥岩或粉砂岩，老顶为砂岩。根据“三峰山米托寺矿区详查地质报告书”，砂岩类饱和抗压强度92.1MPa，其他参数见表。粉砂岩和泥质岩类应与七4煤层相似。在生产中极少发生冒顶、片帮事故，根据有关规程和矿井开采实践，属类顶板，即易管理型顶板；直接底板多为砂质泥岩或泥岩，虽局部有微弱隆起现象，但不太严重。二1煤层顶底板岩石物理力学性质试验成果表表1-3-11 岩性 项目顶 板底 板 砂岩粉砂岩泥质岩类砂岩粉砂岩泥质岩类比重 g/cm32.652.732.722.622.64容重 g/cm32.632.602.572.572.59干燥抗压强度MPa97.0164.357.014.319.8饱和抗压强度MPa82.7软化系数0.50抗拉强度MPa5.0纯剪强度MPa12.51.3.5 瓦斯据吕沟矿瓦斯鉴定报告，见表。从瓦斯鉴定报告得出：该矿属低瓦斯矿井，全矿井瓦斯绝对涌出量一般为1.9062.487m3/min，瓦斯相对涌出量一般为1.9862.892m3/td；二氧化碳绝对涌出量一般为4.4474.595m3/min，相对涌出量一般为4.6525.345m3/td；六2煤瓦斯绝对涌出量一般为1.2261.262m3/min，瓦斯相对涌出量一般为1.3592.210m3/td；二氧化碳绝对涌出量一般为2.0822.212m3/min，相对涌出量一般为2.2423.987m3/td；七4煤瓦斯绝对涌出量一般为0.6750.835m3/min，瓦斯相对涌出量一般为2.739m3/td；二氧化碳绝对涌出量一般为1.278m3/min，相对涌出量一般为4.192m3/td；随着开采深度的增加，矿井瓦斯含量可能有增加的趋势。吕沟矿瓦斯鉴定结果表1-3-12项 目煤层绝对涌出量相对涌出量鉴定等级沼气CO2沼气CO2（m3/min）（m3/min）（m3/td）（m3/td）沼气CO2全矿井2.4874.5952.8925.345低低六2煤1.2262.2122.2103.987低低七4煤0.8351.2782.7394.192低低二1煤1.1141.7322.3674.486低低矿井西翼1.7833.3432.1704.069低低矿井东翼0.7041.252低低1.3.6 煤尘爆炸性该矿井下采样，委托平煤集团通风实验室对五2、六4、二1煤进行煤尘爆炸危险性试验，鉴定结论为：六2、七4、二1煤煤尘具有爆炸危险性。随着五2、六4、二1煤开采强度的增加，煤尘将有所增大，在生产过程中，应采取必要的防尘措施。根据煤矿安全规程的要求，今后该矿在采掘中的不同地段必须加强煤的煤尘爆性。该矿井下采样，委托平煤集团通风实验室采用吸氧法对五2、六4、二1煤进行煤炭自燃倾向等级试验，鉴定结论为：五2、六4、二1煤自燃倾向等级为级，属自燃，根据煤矿安全规程的要求，今后该矿在采掘中不同的地段必须加强煤的自燃倾向性测试，确保煤矿安全生产。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1井田范围吕沟煤矿范围1999年由河南省地质矿产厅颁发的采矿许可证（证号：4100009840372）矿井划定开采范围：七4煤层由9个座标点依次连接而圈定；六2煤层由9个座标点依次连接而圈定，二1煤层由11个坐标点依次连接而圈定，估算范围与采矿证范围基本一致。井田上部至风化带，下部以-400m煤层底板等高线为自然边界，东部以Y=38442800与新峰四矿为界，西部以兰河为界与新峰二矿为邻，上部以谢西矿、老君堂矿为邻，下部无矿井布置。2.1.2开采界限七4煤层为大部可采煤层，资源量估算面积为8.95km2，煤层底板最低标高-400m，最高标高-50m。六2煤层为大部可采煤层，资源量估算面积为10.17km2，煤层底板最低标高-400m ，最高标高+100m。二1煤层为大部可采煤层，资源量估算面积为9.38km2，煤层底板最低标高-400m ，最高标高+120m。井田区域内六2煤层边界拐点坐标，见表井田六2煤层拐点坐标一览表表2-1-1点号纬距（X）经距(Y)点号纬距（X）经距(Y)1377667038438000637771853844280023776670384390707377494038442800337773603843913083774995384400004377733038439530937751903843800053777235384342110七4煤层拐点坐标一览表表2-1-2点号纬距（X）经距(Y)点号纬距（X）经距(Y)1377605038438000637758503844280023776050384382007377450038442800337762003843820083774600384400004377620038438500937748003843800053775850384417002.1.3井田尺寸井田的最大走向平均长度4.8km。井田倾斜方向的最大水平长度为2.7 km，最小水平长度为1.9km，平均水平长度为2.43 km。井田的水平面积按下式计算：SHL 式中： S井田的水平面积，m2； H井田的平均水平长度，m； L井田的平均走向长度，m。则井田的水平面积为：S4.82.4311.664 (km2)井田赋存情况示意图如图：图2-1-1 井田赋存情况示意图2.2 矿井地质资源储量2.2.1储量计算基础一、资源储量类别的划分原则本矿区构造复杂程度为简单，七4、六2、二1煤层为较稳定煤层，依据煤、泥炭地质勘查规范附录D中规定的煤层稳定程度类型钻探工程基本线距圈定相应类别的资源储量。原则上以不大于500m基本工程间距估算探明的经济基础储量（111b）；以不大于1000m基本工程间距或以探明的经济基础储量基本工程间距不大于250m外推估算控制的经济基础储量（122b）。F1断层两侧保留50m断层煤柱估算为推断的资源量（333），不可采边界外围50m估算为推断的资源量（333）。资源储量估算块段划分原则上按资源储量类别以勘查线、工程点连线、断煤交线、煤层底板等高线、煤层不可采边界线、采区边界线、煤柱界线、煤矿边界线划分资源储量块段并进行资源储量估算。二、参数确定1、平面积的确定：各煤层底板等高线平面图经扫描仪扫描后，利用MapGIS绘图系统软件对图纸进行矢量化、编辑、误差校正后，由计算机求取各地质块段的平面积，其精度远高于用求积仪求取的面积。2、视密度的确定： 根据详查报告容重测定结果，七4煤层为1.40t/m3，六2、二1煤层为1.45t/m3。3、煤层倾角的确定：用图解法在块段内不同地段求取煤层倾角，然后取其平均值作为该块段煤层倾角。4、煤层厚度的确定：参加储量计算的钻孔见煤点厚度均为真厚，各钻孔见煤点质量均依据煤炭工业部颁布的煤田勘探钻孔工程质量标准及河南煤田地质局制订的钻孔见煤点综合评级标准重新进行了评定，除废点外，优、良、可级见煤点均可参加各类资源储量的估算。巷道、工作面煤厚值以矿井实测煤厚点为准。5、最低可采边界线的确定：不可采见煤点与可采见煤点之间的最低可采边界线采用内插法求取。零点与可采点之间先采用1/2间距确定零点界限，然后采用内插法确定可采边界。2.2.2矿井地质资源/储量由地质勘探知，本矿井可采煤层有三层，分别为七4、六2和二1煤层。七4煤层面积为8.95km2，倾角为14，平均厚度1.32m；六2煤层面积为10.17km2，倾角为13，平均厚度1.74m；二1煤层面积为9.38 km2，倾角为 14，平均厚度1.62m；矿井工业储量利用下式计算： 式中: 矿井工业储量，Mt； 各块段煤层平均厚度，m； 煤层容重，t/m3； 各块段水平面积，km2； 各块段煤层的倾角, ；把各块段的数值带入式得： Mt Mt Mt则矿井工业储量： Mt2.3 矿井设计储量矿井设计储量为矿井工业储量减去计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量的储量。2.3.1 计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失 （1）工业广场保护煤柱；（2）井田边界煤柱损失；（3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；（4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；（5）其它各种损失。2.3.2 各种煤柱损失计算（1）井田境界煤柱井田边界煤柱可按下式计算： Z=LbMR 式中：Z井田边界煤柱损失量，t； L井田边界长度，m； b井田边界煤柱宽度， m； M煤层厚度；m R煤的容重， t/m3。则井田边界煤柱损失量为：Z1=LbMR=13972.30201.741.45=705042.258t（2）断层保护煤柱同理可用上式计算：则断层保护煤柱损失量为：Z2=LbMR=2638.13201.741.452 =266240.07t（3）地面工业广场保护煤柱根据煤炭工业设计规范有关条文，不同井型与其对应的工业广场面积见表。 工业场地占地面积表表2-3-1 井 型 /万ta-1占地面积/公顷（10万t）-12401.01201801.245901.59301.8结合本设计井型（0.9Mt/a），应该是13.5公顷，即0.135 km2，但是考虑到近些年来建筑技术的提高，建筑物不断向空间发展，所以，工业广场的面积都有缩小的趋势。本设计取0.70的系数，则工业广场的面积约为0.0945 km2。设计长轴定为378 m，短轴定为250 m。采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失，围护带的宽度取20 m，井田地质条件及岩层移动角表2-3-2煤层厚度/m煤层倾角/围护带宽度/m表土层移动角/1.32132045走向移动角/上山移动角/下山移动角/707065由此根据上述已知条件，画出如图所示的工业广场保安煤柱的尺寸，并由图得出保护煤柱的尺寸：图2-3-1 工业广场示意图由此可得工业广场保护煤柱面积： 式中 工业广场保护煤柱平面面积，m 2； 梯形面的高，m； 煤柱上边长度，m；煤柱下边长度，m。已知=