采矿工程毕业设计（论文）-玉溪煤矿2.4Mta新井设计[2]【全套图纸】.doc

中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第62页目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1 交通位置11.1.2 地形地貌11.1.3 河流与水系21.1.4 气象及地震21.1.5 水源、电源情况21.1.5.1 水源情况21.1.5.2 电源情况21.2 井田地质特征21.2.1 井田勘探程度21.2.1.1 以往地质工作31.2.1.2 地层31.2.2 地质构造81.2.2.1 区域构造81.2.2.2 井田构造81.2.2.3 首采区三维地震资料91.2.3 水文地质101.2.3.1 井田主要含水层101.2.3.2 井田主要隔水层111.2.3.3 主要含水层的补给、排泄条件111.2.3.4 井田水文地质类型121.2.3.5 矿井涌水量131.3 煤层及煤质141.3.1 煤层141.3.2 煤质151.3.3 瓦斯171.3.4 煤尘爆炸性181.3.5 煤的自燃182 井田境界和储量192.1 井田境界192.2 矿井工业储量192.2.1 资源量估算范围和依据192.2.2 资源量估算的工业指标192.2.3 3号煤层的视密度202.2.4 资源量估算方法202.2.5 资源量202.2.6 工业资源/储量202.3 矿井可采储量212.3.1 永久煤柱损失量212.3.2 矿井设计储量222.3.3 矿井可采储量223 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限253.1 矿井工作制度253.2 矿井设计生产能力及服务年限253.2.1 矿井设计生产能力253.2.2 矿井服务年限253.2.3 井型校核264 井田开拓274.1 井田开拓的基本问题274.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标274.1.2 工业广场的位置、形状和面积294.1.3 开采水平的确定294.1.4 主要开拓巷道294.1.5 矿井开拓方案比较294.2 矿井基本巷道374.2.1 井筒374.2.2 井底车场424.2.2.1 井底车场形式424.2.2.2 井底车场通过能力424.2.2.3 井底车场硐室434.2.3 主要开拓巷道435 准备方式带区巷道布置475.1 煤层的地质特征475.1.1 带区位置475.1.2 带区煤层特征475.1.3 煤层顶底板岩石构造情况475.1.4 水文地质475.1.5 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485.2.3 带区生产系统495.2.4 带区内巷道掘进方法505.2.5 带区生产能力及采出率505.3 带区车场选型设计516 采煤方法526.1 采煤工艺方式526.1.1 带区煤层特征及地质条件526.1.2 确定采煤工艺方式526.1.3 确定回采工作面参数526.1.4 回采工作面破煤、装煤方式526.1.5 采煤工作面支护方式566.1.6 端头支护及超前支护方式586.1.7 各工艺过程安全注意事项596.1.8 回采工作面正规循环作业596.1.9 回采工作面吨煤成本616.2 回采巷道布置646.2.1 回采巷道布置方式646.2.2 回采巷道支护参数647 井下运输677.1 概述677.1.1 井下运输设计的原始条件和数据677.1.2 矿井设计生产能力及工作制度677.1.3 矿井运输系统677.2 带区运输设备选择687.2.1 设备选型原则：687.2.2 带区运输设备选型及能力验算687.3 大巷运输设备选择697.3.1 胶带回风大巷设备选择697.3.2 辅助运输大巷设备选择707.3.3 运输设备能力验算728 矿井提升738.1 概述738.2 主副斜井提升738.2.1 主斜井提升738.2.2 主斜井架空乘人器778.2.2 副斜井提升789 矿井通风及安全技术829.1 矿井通风系统选择829.1.1 矿井通风系统的基本要求829.1.2 矿井通风方式的选择829.1.3 工作面通风方式的确定839.2 矿井风量计算839.2.1 通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定839.2.2 工作面所需风量的计算859.2.3 备用面需风量的计算879.2.4 掘进工作面需风量879.2.5 硐室需风量879.2.6 其它巷道所需风量889.2.7 矿井总风量计算889.2.8 风量分配889.3 矿井通风阻力计算899.3.1 矿井容易和困难时期阻力路线899.3.2 矿井通风阻力计算899.3.3 矿井通风总阻力计算919.3.4 矿井总风阻和等积孔计算919.4 选择矿井通风设备919.4.1 选择主要通风机919.4.2 电动机选型959.4.3 附属设施969.4.4 其它969.5 安全灾害的预防措施979.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施979.5.2 预防井下火灾的措施979.5.3 防水措施9710 设计矿井基本技术经济指标98参考文献100专题部分煤矿瓦斯治理与综合利用1011 概述1012 采场瓦斯治理方法研究1012.1 采空区瓦斯赋存及运移规律1012.2 工作面瓦斯治理方法1022.2.1 瓦斯抽放1022.2.2 专用巷道排放瓦斯技术1032.2.3 采煤工作面顺层抽放方法1042.2.4 采空区埋管抽放技术治理工作面瓦斯1052.2.5 开采保护层技术1073 瓦斯综合利用1084 结束语109参考文献111翻译部分MECHANISM OF ACTION OF CRACKS WATER ON ROCK LANDSLIDE IN RAINFALL1121 INTRODUCTION1122 MECHANISM OF PROPAGATION OF CRACKS ON ROCK SLOPE UNDER INTENSIVE RAINFALL1133 HYDRAULIC ACTION OF CRACK WATER1143.1 HYDROSTATIC PRESSURE ON SLIDING SURFACE1153.2 HYDRODYNAMIC PRESSURE ON SLIDING SURFACE1163.3 FORCE ANALYSIS ON SLIDING SURFACE OF SLICE I1164 STABILITY ANALYSIS OF SLOPE UNDER RAINFALL1175 EXAMPLE AND ANALYSIS1176 CONCLUSIONS120裂缝水对于岩石山体滑坡的降雨机制1221 引言1222 裂缝的传播机制强降雨作用下的岩质边坡1233 液压的作用下裂隙水1243.1 滑动面的静水压力1243.2 滑动面的动水压力1253.3 受力分析滑动1264 降雨条件下的边坡稳定分析1265 案例分析1276 结论129参考文献130致 谢1311 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置全套图纸，加153893706玉溪井田位于山西省南部、樊庄普查区的东南部，行政区划隶属沁水县胡底乡所辖，其地理坐标为：东经11236201124100，北纬354215354500。曲（沃）辉（县）公路从本井田南部通过，向西经端氏镇、沁水县城，在侯马与大运公路相通；向东在高平市与207国道交会；侯月铁路经过端氏镇，距本井田约17 km，向西在侯马与南同蒲线接轨，向南在月山与太焦铁路相交，交通尚称方便。玉溪井田至邻近各县、市的的里程见表11；矿井交通位置详见图11。表1-1 玉溪井田至邻近各县、市的里程表 单位：km 名 称沁水县阳城县晋城市高平市长治市里 程5142682676图1-1 矿井交通位置图1.1.2 地形地貌本区位于山西高原东南部，太行山脉南端。区内地形总体为北高南低，沟谷纵横，地形起伏较大，东北最高，最高点位于东北角山梁，标高+1210.3 m；西南最低，最低点位于胡底村东樊庄河谷，标高+760.9 m，相对高差449.4 m。南部为樊庄河谷，走向近东西向及NEE向，与区内最发育的一组节理走向一致。谷底较平缓，宽140400 m，坡降1.6；井田中北部为樊庄支谷及山梁，呈NNE向羽状分布，与该方向的一组节理相吻合，沟谷呈“V”字型尖谷，为侵蚀强烈的中低山区。1.1.3 河流与水系本区属黄河流域沁河水系，流经本区的樊庄河为固县河支流，属季节性河流，雨季有短暂洪流，旱季长期断流，向西在东山村附近流入固县河，向南于端氏镇汇入沁河。1.1.4 气象及地震本区属东亚季风区暖温带半湿润地区，大陆气候显著，四季分明。夏季午间较热，早晚凉爽，雨水较多；冬季气候寒冷，雨雪稀少；春秋季雨少风多。据沁水县气象局资料，当地年平均气温10.2 ，极端最高气温达37.4 (1991年7月12日)，最低-18.7 （1990年2月4日），无霜期180天，最大冻土深度43 cm，最大风力为10级。降雨多在六、七、八三个月，年降水量最大891.2 mm，最小412.5 mm，年平均蒸发量1584.78 mm。据县志记载，从1140年至今，该区共发生地震28次，其中破坏性地震8次。根据国标50011-2001建筑抗震设计规范，本区位于沁水县境内，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10 g，属第一组。1.1.5 水源、电源情况1.1.5.1 水源情况本矿井工业场地紧靠樊庄河谷布置，沟内第四系松散孔隙水和二叠系砂岩裂隙水水量较丰富，可作为矿井基建期间生活用水或生产期间的部分生活用水。同时综合利用矿坑水，可满足矿山生产的用水需要。因此，矿井的生产、生活用水有保障。根据晋城市水利局关于山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司取水许可申请的批复“晋市水2006第137号”，同意本项目生产用水源为矿坑排水，生活用水水源为玉溪村西一带胡底河流域的浅层地下水，矿井水源可靠。1.1.5.2 电源情况本矿采用35 kV 供电，一回35 kV电源引自规划的端氏220 kV变电站，输电线路为LGJ2150/8 km，另一回电源引自马村110 kV变电所，输电线路为LGJ2150/8 km。马村110 kV变电所现有2台主变压器，容量分别为31.5和40 MVA。该站一回电源引自东沟220 kV变电站，输电线路为LGJ-240/28.4 km，另一回电源引自高平110 kV变电所，输电线路为LGJ-95/9.43 km。该站向唐安、东周、野川等35 kV变电所供电。端氏在建的220 kV变电站主变容量2150 MVA，一回220 kV电源引自晋城500 kV变电站，输电线路为LGJ2300/38.4 km，另一回220 kV电源引自芹池220 kV变电站，输电线路为LGJ2300/26.3 km。根据山西省电力公司晋城供电分公司的关于兰花科创玉溪煤矿有限责任公司供电意向的函“泽电发展函字20081号文”，同意向本矿井供电，供电电源可靠。1.2 井田地质特征1.2.1 井田勘探程度1.2.1.1 以往地质工作本区地质工作历史悠久，系统工作始于1991年的樊庄普查。玉溪井田在该普查区东南部。1普查阶段19911992年，山西煤田地质勘探114队在樊庄区进行了普查勘探，并于1993年5月提交了樊庄勘探区普查地质报告，该报告经山西煤炭工业管理局审批获得通过。普查勘探共施工钻孔21个，钻探总进尺14973.39 m，测井实测米14307 m。本井田有普查期施工孔两个(1202孔、0801孔)，东西尚有同一时期施工的2个孔。2详查阶段2002年8月至2003年1月，山西煤田地质勘探114队在玉溪井田进行了详查勘探并于2003年3月提交了山西省沁水县玉溪井田3号煤层详查地质报告，同年7月该报告经山西省国土资源厅审批通过。详查阶段共施工钻孔5个，钻探进尺3465.18 m。详查阶段获得井田内3号煤层总资源量(332+333+334)186.64 Mt，其中控制的资源量(332)40.23 Mt，占21.6%。推断的资源量(333)117.00 Mt，(332+333)资源量占84.2%。3. 勘探阶段2003年8月至2004年1月，山西煤田地质勘探114队完成玉溪井田26.172 km2面积3号煤层勘探的野外施工，竣工钻孔11个，计工程量6874.1 m，其中水文孔810.38 m。原普查和详查完工钻孔7个，计工程量5056.40 m。总计各阶段钻孔18个，总工程量11930.50 m。2004年3月提交了山西省沁水煤田玉溪井田3号煤层勘探报告，该报告于2004年6月国土资源部以“国土资储备字2004205号”文进行了储量备案。共获得探明的、控制的和推断的资源量(331+332+333)为216.69 Mt，其中先期开采地段全部为探明的和控制的资源量(331+332)，共计99.84 Mt，探明的资源量(331)占本地段资源量的71.54%。本次设计玉溪井田面积29.79 km2，除西北角4.45 km2面积位于樊庄普查区外，其余地段均已达到了勘探程度。1.2.1.2 地层1区域地层本区位于沁水煤田南部，与晋东南地区地层沉积规律一致，以元古界地层为结晶基底，向上依次沉积了下古生界（寒武系、奥陶系）、上古生界（石炭系、二叠系）、中生界（三叠系）地层，第四系地层分布于山梁及沟谷中。2井田地层区内地层出露条件较好，为二叠系上统上石盒子组上段、石千峰组、三叠系下统刘家沟组，第四系地层零星分布。现将区内地层由老到新分述如下：奥陶系中统上马家沟组(O2s)：14-3孔揭露至上马家沟组下段地层。厚190.95 m，其中上段厚53.91 m，为深灰色巨厚层状石灰岩，底为白云质灰岩，中段厚121.04 m，为灰色泥灰岩、角砾状灰岩、石灰岩夹白云质灰岩。不规则裂隙发育，方解石充填，局部见小溶孔。下段为灰白色含膏灰岩。 奥陶系中统峰峰组(O2f)：为煤系地层基底，平均厚度114.71 m。分上下两段。 下段(O2f1)：厚78.53 m，主要为深灰色，中厚层状、薄层状泥灰岩、角砾状内碎屑灰岩，下部具波状层理，变形层理。下部夹一层厚层状石灰岩。 上段（O2f2）：厚36.18 m，主要为深灰色厚层状质纯石灰岩间夹薄层泥灰岩，具缝合线构造。 石炭系中统本溪组(C2b)：与下伏峰峰组为平行不整合接触，厚度3.25(1202孔)8.45 m(0801孔)，平均3.53 m。为灰深灰色含铝泥岩、泥岩，含鲕粒具星散状黄铁矿，均匀层理为主。底部0.8 m透镜状铁矿层(山西式铁矿)。 石炭系上统太原组(C3t)：为主要含煤地层，厚75.62(14-3孔)101.74 m(0801孔)，平均厚度86.31 m，根据岩性特征可分为三段： 一段(C3t1)：K1砂岩底-K2灰岩底。厚3.4317.62m，平均11.84m，自下而上为：K1为细粒砂岩，厚0.401.80 m，平均1.43 m，灰白色薄层状，石英为主，硅质胶结，脉状层理，夹泥岩条带。K1顶15号煤底：深黑灰色泥岩粉砂岩、含铝泥岩、中夹中粒砂岩。15号煤厚1.20(1202孔)2.30 m(14-3孔)，平均1.84 m，全区可采。中条带状结构，亮煤为主暗煤次之，可见黄铁矿结核，煤质由下而上变好。本段以含可采煤层、含铝质为特征。其中15号煤为海退后期，在广阔平坦的废弃泻湖、潮坪上发育连续广布的盆控型泥炭沼泽，由于早期距海岸较近，偶然性风暴潮海水常侵入泥炭沼泽，导致15号煤下部灰分、硫分较高。晚石炭世中期(C3t2)华北最大的海侵(K2)来临，终止了本次泥炭堆积，并导致煤中硫分增高。 二段(C3t2)：K2灰岩底黄水沟砂岩底，厚23.6226.40 m，平均25.38 m。以海侵石灰岩发育为特征。由K2、K3等深灰色石灰岩构成主体格架，与其上深黑灰色泥岩，灰浅灰色中细粒砂岩及13、12、11号煤层等薄煤层组成向上变浅的海退层序。 三段(C3t3)：黄水沟砂岩底K7砂岩底，厚47.8064.35 m，平均49.09 m。以碎屑岩发育为特征，夹K5、K6等石灰岩、泥质灰岩及7、8-1、8-2等薄煤层。 二叠系下统山西组(P1s)：为主要含煤地层。厚41.96(11-2孔)66.24(12-1孔)m，平均51.73 m。其层序自下而上为： K7砂岩厚0.609.30m，平均4.07m。主要为细粒砂岩、粉砂岩，局部为中粒砂岩，含黄铁矿结核及散晶，超薄-微层状，层面含较多植物碎屑层理发育。 K7顶3号煤底，厚2.6512.80 m，平均9.20 m。为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中、细粒砂岩。 3号煤厚5.127.20 m，平均5.85 m，层位及厚度均很稳定，其东南条带状变薄，为后期河流冲刷所致。 3号煤顶板以深黑灰色泥岩、粉砂岩为主、中厚层状，含丰富植物化石。厚017.58 m，平均4.66 m，不稳定。 K砂岩顶K8底：为浅灰灰色中细粒砂岩夹深黑灰色泥岩、粉砂岩，1、2号等薄煤层及炭质泥岩。 二叠系下统下石盒子组(P1x)：厚54.7593.75 m，平均66.07 m。底部为K8中细粒砂岩，局部为粗粒，中厚层状，石英为主岩屑次之，含长石及菱铁矿鲕粒，具少量云母片，大中型楔状交错层理，波状、脉状层理，下部夹泥岩包体及条带。下部为灰深灰色，夹黑灰色泥岩，粉砂岩含较多植物化石夹灰灰白色砂岩。中部夹一层5m多的灰白色中粗粒砂岩，较稳定。上部为灰绿色、灰色泥岩，间夹灰浅灰色砂岩。顶部为灰白色含铝泥岩，较纯，含较多菱铁质鲕粒，俗称“桃花泥岩”。 二叠系上统上石盒子组(P2s)：厚度一般在492.10504.35 m，平均502.32 m。岩性主要为砂岩及杂色泥岩。根据岩性特征可分为三段： 下段(P2s1)：厚度189.00208.11m，平均201.45 m，为灰绿色、灰色、上部夹紫红色斑块的泥岩砂质泥岩、粉砂岩，局部泥岩中含菱铁质鲕粒，夹浅灰色、白灰色砂岩，中上部夹铁质砂岩及锰铁质结核。底部K10为灰浅灰色中细粒砂岩，中厚层状，石英为主，岩屑次之，含长石次棱角次圆状，分选中等，大型交错层理为主，脉状层理与下伏明显接触。 中段(P2s2)：厚87.50121.81 m，平均101.20 m，为灰色、浅灰色、局部夹灰紫、红紫色的泥岩及粉砂岩与黄绿色、灰白色巨厚层状中粗粒砂岩、含砾砂岩互层。底部K12为中粗粒砂岩，含砾粗砂岩，灰白色厚层状，石英为主，长石次之，含岩屑，次棱角-次圆状，分选中等-较好，大型板状交错层理，底部含泥岩包体，与下伏冲刷接触。 上段(P2s3)：地表仅出露上部地层，厚172.48202.10 m，平均199.67 m，以暗紫红色、黄色泥岩、粉砂岩为主，间夹黄绿色、顶部夹红褐色细粒及中粒砂岩；上部夹薄层灰绿色硅质泥岩；顶部泥岩中夹37层彩色燧石条带。底部K13为中粗粒砂岩，局部为含砾粗砂岩，灰绿灰白色中-厚层状、石英为主、岩屑次之，长石次之，次棱角状，分选中等，大型交错层理。 二叠系上统石千峰组(P2sh):平均厚度177 m，分上、下二段。 下段(P2sh1)：厚 68.20121.57m，平均116.64m，分布于谷坡中部出露较全，由46层厚层砂岩夹泥岩组成砂岩为主的结构岩体。砂岩为白黄色、浅灰黄色、绿黄色中-厚层状中粗粒结构，正粒序，由下至上颜色由浅变深，单层厚、粒度、硬度均由大变小，大型交错层理发育；泥岩为紫红色厚巨厚层状，均匀层理为主，夹少量钙质结核。底部为厚20多米的灰白、浅黄色粗粒砂岩(K14)，厚-巨厚层状，石英为主，长石次之，含岩屑、次棱角-次圆状，分选中等含彩色燧石细砾。硅质胶结为主，大型板状、楔状交错层理发育，正粒序。与下伏岩层冲刷接触。地貌上常形成陡崖。 上段(P2sh2)：厚104.66 m，分布于谷坡上部，以棕红色泥岩为主，厚-巨厚层状，均匀层理为主局部水平纹理发育，夹多层似层状钙质结核，中夹12层黄绿色、绿黄色中细粒砂岩，中厚层-厚层状，钙质胶结为主，大型楔状交错层理；砂岩上部常见12层0.5 m淡水灰岩、泥质灰岩或钙质泥岩；顶部夹浅绿灰色细砂条带。 三叠系下统刘家沟组(T1L)：分布于北边中部山梁顶，残留最大厚35 m，以紫红色、浅灰红色薄-中厚层中细粒砂岩为主，夹薄层粉砂岩、泥岩。底部5米多为浅灰绿色薄层状砂泥互层。 第四系中更新统(Q2)：主要分布于山梁顶部。一般厚015 m，前岭村附近最厚达30 m，为棕黄色、浅红色亚粘土、粘土，含钙质结核，局部似层状。与下伏基岩地层为不整合接触。为黄土状堆积。 第四系上更新统(Q3)：分布于南部樊庄河级阶地，或披盖于谷坡中下部。分布于河流级阶地上的主要为浅灰褐色、浅灰黄色亚砂土、砂土，具垂直节理，含菌丝及植物根痕，底部常见砂砾层，砾石直径一般2-15 cm，最大达50 cm，主要为砂岩岩屑，次圆状，圆状，分选中等-差，砂质充填，中密-密实，壁立性较好。最厚达30 m。为冲洪积。披盖于古坡上的主要为浅灰黄色亚砂土、亚粘土，较均一。疏松多孔(包括虫孔及根孔)，含植物根痕，具湿陷性。厚一般小于5 m。为坡积、洪积。 第四系全新统(Q4)：分布于樊庄河床、河漫滩及沟谷中，河床为灰黄色，灰绿色砂岩砾石，砾径一般525 cm，最大0.8 m，次棱角状、次圆状、分选差、砂质充填，较疏松。为冲洪积。河漫滩为洪积沙土和人工垫积黄土，疏松，具湿陷性。 图1-2 地层综合柱状图1.2.2 地质构造1.2.2.1 区域构造山西省地处华北古板块内部。井田位于华北断块区吕梁太行断块沁水块坳东部次级构造单元沾尚武乡阳城北北东向褶带南段东部。沁水块坳是吕梁太行断块上最大的次级构造单元。其东侧以太行山大断裂与太行块隆相邻，西南部分以横河断裂与豫皖断块为界，西侧以霍山断裂、浮山(东)断裂带分别与吕梁块隆、临汾运城新裂陷相接，西北部分以洪山范村断裂与晋中新裂陷衔接，北部则以交城大断裂的北东段、下口断裂与五台山块隆分界。为被断裂围限的四周翘起的次级褶皱发育的巨型坳褶带。其东西两侧边缘均向外侧逆冲。反映了该块坳是一个受水平挤压而形成的坳褶。走向北北东，面积35000km2，主要形成于中生代燕山运动期，并遭受新生代喜马拉雅运动的改造。燕山运动的早期，由于东西向主压应力作用，构造变动在形态上主要表现为大型开阔褶皱，如太行山复式背斜隆起、霍山南北向背斜以及沁水复式向斜等。燕山运动的中期，由于主压应力方向由早期的东西向转变为北西西南东东向。地块在南北向扭力和东西向挤压力联合作用下，由此形成了北北东向的线型挤压带。燕山运动的晚期喜山期，区域构造应力方式发生了改变，主压应力方向为北东南西，主张应力方向为北西南东向，相应的构造变动以改造先期变形为主，其构造类型以断裂为主，褶皱次之。根据构造特征，沁水块坳可以划分为七个次级构造单元：娘子关坪头坳缘翘起带(I11)；析城山坳缘翘起带(I12)；普洞来远北东东向褶断带(I13)；孟县坳缘翘起带(I14)；沾尚武乡阳城北北东向褶带(I15)；太岳山坳缘翘起带(I16)；郭道安泽近南北向褶带(I17)。其中沾尚武乡阳城北北东向褶带主要展布于和顺、左权、屯留、阳城一线以西，寿阳松塔、榆社云簇、沁源、安泽一线以东的广大地带。该褶带是沁水块坳的主体，主要出露二叠系、三叠系，由一系列不同级别褶皱组成的复式向斜。次级褶曲的轴向为北北东向，向斜宽阔，背斜相对较窄。在褶带内的一些地段出现构造干扰或复合。在襄垣县五阳屯留县张店安泽县罗云一线，发育有北东东向断裂带。昔阳县之西、沾尚以南、以老庙山为核心是一个由弧形褶曲组成的小型莲花状构造；在阳城县北东、沁水县十里及固县一带发育有南北向楔形褶皱群，分布范围南北长约56 km，北宽(25 km)南窄；北部褶曲密集，向南逐渐减少；褶曲属开阔型，两翼岩层倾角一般为612，少数达20。玉溪井田就位于其东部。1.2.2.2 井田构造本区位于沾尚武乡阳城北北东向褶带南段东部。由区域构造控制本区整体地层为东高西低。同时位于坳褶带南端部主轴附近，任何一期构造运动都会在区内有所显现，但幅度不可能太大，形成轴向弯曲次级的宽缓褶曲，勘探区范围内没有发现断层，也无岩浆岩体侵入，构造属简单类。现将各褶曲及小构造特征分述如下：(1) 褶曲：区内共有褶曲5条，轴向近南北向、NNE向为主，呈“)(”形。 金地坡向斜：位于窑凹岭以东，井田东边界附近，轴向北部N45E，南端转为N15E。轴部出露P2sh1、P2sh2、 P2s3地层，植被较密，少量黄土覆盖，东部植被较密。两翼倾角为23，区内长500 m，南北逐渐消失。由露头及两翼产状控制。控制较可靠。 王回背斜：位于王回、12-1孔等一线，轴向北部为N45E，南部为N52W，呈向西凸出的弧形。轴部出露P2s3、P2sh1、P2sh2地层，局部黄土覆盖。东翼倾角为24，最大为10；西翼倾角为26，最大为8。区内长4500 m北南向东延出井田。由露头及两翼产状控制。控制可靠。 东岭向斜：位于东岭山梁，轴向北端部为N12W，北部转为N40W，中部近南北向南端转为N35E，呈向东凸出的弓形。轴部出露P2sh2、P2sh1、P2s3地层，局部第四系覆盖。东翼倾角为26，最大为8；西翼倾角为28；最大为10。区内长4850 m，南北延出井田。由露头及两翼产状控制。控制可靠。 朝阳坡背斜：位于山神坪、朝阳坡、玉溪以西等一线，轴向北部为N22W，中部由N45W转为N30E，南部N65E，呈向东凸出的弓形。轴部出露P2sh2、P2sh1 、P2s3地层，部分黄土覆盖。东翼倾角为24，最大为16；西翼倾角为25，最大为6。区内长6000 m南北延出井田。由露头及两翼产状控制，控制可靠。 红沙窑向斜：位于红沙窑村附近，轴向西部为N51W，向东于红土洼附近转为N5W，呈向东北凸出的弧形。轴部出露P2sh1、P2s3地层，东西均黄土覆盖。北东翼倾角为25，最大为6；西南翼倾角为25，最大为8。长1950 m，南北尖灭于黄土之中。由露头及两翼产状控制。控制可靠。据附近12-1孔钻孔岩芯观测，3号煤顶板裂隙特别发育达13 cm 1条，并见小错动及碎裂带，为该陷落牵引所至。其余钻孔，岩芯完整性较好，并且该孔自然瓦斯成分中氮气含量有所增高，甲烷含量稍有降低。( 2) 节理及裂隙井田内节理不太发育，一般以两组为主，规律性不强总体以走向6095一组最发育，其次走向为120135和170175及530等三组较发育。一般谷坡上部，山梁顶部较发育，0.10.8米1条，多显张性，部分节理较不规则，延伸不远即消失，为风化和构造裂隙。沟谷中节理不发育，一般大于1米1条，常达1.52米1条，节理走向平直、规则，延伸较远，主要为构造节理。钻孔中除12-1孔3号煤顶板裂隙发育外，其它钻孔裂隙少见，岩芯较完整。综上所述：区内地层产状平缓，仅有方向单一为数不多的宽缓褶皱。由于区内无断裂破碎带，构造裂隙不发育，各含水层垂向水力联系很小，导致地表泉水出露较多，而深部各含水层涌水量很小。浅层地下水分布于向斜轴部并以泉的形式排泄。区内构造属简单类型。1.2.2.3 首采区三维地震资料2007年4月，山西省第六地质工程勘察院完成首采盘区4.76 km2范围的三维地震勘探并提交了勘探报告。区内构造相对不发育，以小断裂为主，无大的断层。通过本次三维地震勘探，解释出一条正断层，落差不大。 首采盘区三维地震断层详见表1-2。表1-2 首采盘区三维地震断层一览表断层名称性质错断煤层断层产状断层落差(m)区内延展长度(m)控制程度走向倾向倾角DF1逆3320172302873441020434可靠1.2.3 水文地质井田位于延河泉域北边界剥蚀山区，沟谷切割较深，出露二叠系、三叠系及第四系松散堆积物。井田主要河流樊庄河发源于老马岭一带，属于固县河的支流，为季节性河流，东西横穿井田。枯水期流入井田东边界王回村时流量为4.34 L/s，王回村以南50 m消失形成地下水；在其下游玉溪村出露,流量为14.34 L/s，然后又消失形成地下水；在南边界外出露，河床较窄，多为卵、砾石及砂、粘土组成，砾石磨园度及分选差。其次为樊庄河支流，主要有金地坡沟谷，王回村西沟谷，玉溪北沟谷，西部洞沟一带等，上游均有常年性流水，下游多入渗Q4砂、砾石层中，至樊庄河附近时均已消失，属于季节性河流，受大气降水影响较大。1.2.3.1 井田主要含水层1奥陶系中统岩溶裂隙含水层该含水层位于延河泉域北边界奥陶系岩溶裂隙含水层厚层覆盖区，属于弱迳流带。井田内该含水层可分为下马家沟组，上马家沟组及峰峰组含水层。岩性主要为石灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩等。井田内有4个钻孔揭露奥陶系灰岩，其余均只钻进至3号煤层底。最大埋深862.04 m(0801号孔)，最小埋深505.85(14-3号孔)。其中13-1和14-3孔揭穿峰峰组地层，厚度分别为115.85和113.57 m；揭露上马家沟组地层分别为70.27 m和190.96 m。在钻进过程中，消耗量及水位均无明显变化。消耗量变化为0.0250.396 m3/h，一般为0.135 m3/h；钻探上取芯率高，岩芯完整，仅局部见细小垂直裂隙；对该段进行水文地质测井，未发现明显含水层；而对奥陶系中统石灰岩含水层的抽水试验；13-1号孔为抽干，水位埋深372.90 m标高为505.09 m；14-3号孔单位涌水量为0.0056 L/sm，渗透系数0.0326 m/d，水位埋深205.46 m，标高为593.92 m。以上种种原因均说明该区奥陶系中统峰峰组及上马家沟组石灰岩含水层富水性较弱。井田东部存在陷落柱，说明存在岩溶发育地段，上马家沟中段或下马家沟组，存在局部地段富水，在实际工作生产中应引起足够重视。2石炭系上统太原组含水层该含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，井田内无出露。井田内有四个钻孔揭穿，该层位即0801、1202、13-1及14-3。主要含水层由数层砂岩裂隙含水层及K2、K3、K5灰岩岩溶裂隙含水层构成。其中K2为15号煤层顶板直接充水含水层，层厚稳定，一般厚6.288.67 m，平均7.92 m； K3一般厚2.905.30 m，平均3.81 m；K5一般厚2.004.05 m。三层石灰岩均发育有垂直裂隙，方解石脉充填，偶见小溶孔。在该含水层中钻进时冲洗液消耗量及水位无明显的变化，消耗量最大为0.20 m3/h，最小为0.04 m3/h，一般为0.08 m3/h。井田内该含水层未进行抽水试验，邻区资料，该含水层除局部因构造影响富水外，一般富水性弱。3二叠系下统山西组含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内无出露。含水层主要由中-细粒砂岩组成。厚度1.5115.02 m，平均8.97 m。含水空间以砂岩裂隙为主，是3号煤层顶板直接充水含水层。钻进过程中最大消耗量为0.242 m3/h，最小为0.026 m3/h，一般0.161 m3/h，水位无明显的变化。据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0010.00281 L/s.m，渗透系数为0.00730.0105 m/d，为富水性弱的含水层，水质属Cl-K+Na型或ClHCO3-K+Na。4二叠系上统砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，含水层主要由粗细粒砂岩组成，含水空间以风化裂隙及砂岩裂隙为主，泉分布于向斜轴部，一般泉流量小于0.3 l/s，按矿区水文地质工程地质勘探规范天然泉水流量富水性划分为弱富水性含水层，水质属HCO3-Ca. Mg型水。5基岩风化带含水层该含水层厚度由风化裂隙发育程度而异，13-1号孔可达93.37 m，含水层主要由粗-细砂岩组成，含水空间以风化裂隙为主，钻进过程中最大消耗量为10.476 m3/h(13-2号钻孔)，最小消耗量0.025 m3/h，(13-1号钻孔)，一般1.322 m3/h，据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0083l0.0455 L/s.m，渗透系数0.02150.0937 m/d,水位标高+877.29 m和+743.10 m,属于弱富水性含水层,水质属HCO3-Ca.Mg型或HCO3-K+Na。6第四系松散层砂、砾含水层该含水层为松散岩类孔类隙水，含水层主要由砂、卵、砾石层等组成，主要分布于樊庄河谷及山间沟谷地带，富水性差异较大，受分布位置，补给条件及岩性组合的影响，局部富水性较好，如玉溪铁厂水井(26号)出量可达40 m3/h，水质属HCO3-Ca型。1.2.3.2 井田主要隔水层1石炭系中统本溪组底至上统太原组15号煤层底隔水层主要由泥岩、砂质泥岩砂岩、等组成，厚度7.5119.67 m，阻隔奥陶系中统岩溶裂隙水对上覆煤层的影响。2二叠系砂岩层间隔水层由泥岩、铝质泥岩等具塑性的岩石组成，平行分布于各砂岩含水层之间。与砂岩含水层形成平行复合结构，起到层间隔水作用，阻隔各含水层垂向水力联系。1.2.3.3 主要含水层的补给、排泄条件井田出露基岩地层为二叠系、三叠系地层，其余为松散堆积物。松散含水层主要接受大气降水补给，其次是与其下伏基岩风化带含水层的相互补给。在地势低或沟谷两岸则可补给下伏含水层。基岩风化带含水层，主要接受大气降水及第四系含水层的补给，一部分地下水通过构造或裂隙补给下伏含水层，大部分地下水以迳流方式排出区外，局部以泉的形式排泄。 太原组，山西组含水层在井田内无出露，且埋藏深，与上覆及下伏各含水层均有一定厚度隔水层相隔，除陷落柱附近外若无构造沟通、人为破坏，则各含水层水力联系微弱。井田内太原组、山西组含水层主要接受上覆地层微弱的补给，地下水运动以层间迳流为主，由于补给条件差，地下水迳流微弱，排泄区不明显。中奥陶统峰峰组、上马家沟组含水层井田内埋藏较深、上覆盖层厚度大。在区域上位于岩溶地下水迳流滞缓区，地下水迳流，排泄均不明显。1.2.3.4 井田水文地质类型13号煤层井田内构造主要以宽缓褶曲为主，未发现断层，仅有少量陷落柱存在。主采煤层位于当地侵蚀基准面以下，但主采煤层直接充水含水层钻孔单位涌水量仅为0.00110.0028 L/s.m，且距奥灰岩溶含水层有100 m以上的地层相隔。井田内有两个钻孔揭露奥灰水，3号煤层底板标高在383.34-384.54 m之间，奥灰水位标高在505.09-593.92 m之间。 突水系数计算采用国标GB12719-91附录G中的公式，计算3号煤层底板奥灰水突水系数（计算结果见表1-3）。TsP/（M-Cp） (式1-1)式中：Ts突水系数，MPa/m；P隔水层底板承受的水压，MPa；M底板隔水层厚度，m；Cp采矿对底板隔水层扰动破坏厚度，m；其中Cp取经验值15 m。 13-1号钻孔突水系数计算：Ts=（505.09-383.34+94.93）0.0098/（94.93-15）=0.027 MPa/ m14-1号钻孔突水系数计算：Ts=（593.92-384.54+122.08）0.0098/（120.08-15）=0.031 MPa/ m经计算3号煤层底板奥灰水系数0.027-0.031 MPa/m，均小于构造破坏地段临界突水系数0.06 MPa/m，因此煤层带压开采相对安全区域，一般3号煤层开采不受奥灰水威胁。在生产中注意查明隐伏断层及其导水性可能性，做好防治水工作。 表1-3 3号煤层底板突水系数计算表孔号底板标高(m)底板水头压力(MPa)隔水层厚度(m)突水系数(MPa/m)13-1383.340.2194.930.02714-1384.540.32122.080.031依据煤、泥炭地质勘查规范，除陷落柱附近外，井田水文地质类型为二类一型，即简单型。 3号煤层采后裂隙带高度计算采用中硬煤层三下规程附表6-2公式二计算：H1i20M+10 （式1-2）式中：M采高，m；H1i裂隙带高度，m；3号煤层最大厚度7.20 m时：H1i207.20+10=63.7 m3号煤层最小厚度5.12 m时：H1i205.12+10=55.3 m3号煤层平均厚度5.83 m时：H1i205.85+10=58.4 m井田范围内最低点海拔标高+760.9 m，最高点海拔标高1210.3 m，井田开采水平标高+327 m，3号煤层埋藏深度433.9-883.3 m，3号煤层采后未波及到地表，地表水不会影响井下3号煤层开采；3号煤层之上没有可供开采煤层，亦不会受到上覆煤层采空区积水威胁。215号煤15号煤层直接充水含水层为顶板K2石灰岩含水层，该含水层区内未做抽水试验工作。据区域资料，该含水层富水性不均一，一般富水性较弱。15号煤层底板距奥灰界面距离仅7.85 m(13-1孔)，同时位于奥灰水位下208.03 m，其突水系数为0.298，远大于0.15，故存在突水可能。考虑到奥灰含水层在该区富水性相对较弱，故水文地质类型为三类二型。在井田东部，则水文地质条件趋向复杂化。1.2.3.5 矿井涌水量矿坑排水量预测有多种方法，即解析法、吨煤排水系数法、水均衡法等。根据玉溪煤矿地质报告和水资源论证报告，综合分析论证。1地质报告中已有的解析法预测成果据玉溪井田3号煤层勘探报告，采用大井法对3号煤层进行涌水量预测，本区确定先期开采地段面积（F）约12 km2，选用公式如下： Q= nK2H-MM-h2lnR-lnr0 （式1-3）Q= 2.73MSKLgR/lgr0 （式1-4） R= r0+10.S.K12 （式1-5）式中：Q预算涌水量（m3/d）；M含水层平均厚度（m）；h3号煤层底至K7底的平均距离（m）；H水柱高度(m)，为静止水位至疏干标高的距离与h之和，B级储量区最低标高+340 m；S水位降深，为静止水位至疏干标高的距离；K渗透系数(m/d)，采用14-3号孔抽水试验资料，r0引用半径，由式r0= (F/)1/2得出：r0=1954.41 m，取r0=1950 m。对于直接充水含水层：m=26.73，h=13.67，H=268.84，S=255.17，K=0.01，r0=1950；对于间接充水含水m=47.15，h=0，H=S=142.82，K=0.09（矿井地质勘探报告中显示矿井有三个教大的陷落柱存在，考虑矿井开采时有可能导入基岩风化带含水，故K值取0.09），r0=1950。利用公式、可求出直接充水含水层涌水量3443.45 m3/d，利用公式、可求出间接充水含不层涌水量为8338.11 m3/d。正常情况下，3号煤层涌水量为直接充水含水层与间接充水含水层涌水量之和，即11781 m3/d。2水均衡法预测井田处于太行山南段，延河泉域北边界剥蚀山区，雨量丰