桃园矿井田开拓及82煤零采区毕业论文.doc

桃园矿井田开拓及82煤零采区毕业论文目录摘要（中文）I摘要（英文）II1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1矿区位置、地形及交通11.1.2自然地理21.2井田地质特征31.2.1矿井地质构造31.2.2断层发育特征及控制情况71.2.3岩浆岩的分布及其影响81.3矿井水文地质91.3.1地表水91.3.2含、隔水层(组、段)101.3.3含水层的补给、迳流、排泄及水力联系101.3.4断层的导水性、富水性以及对矿井充水的作用和影响111.3.5陷落柱发育特征121.4煤层及煤质121.4.1煤层121.4.2煤质151.5瓦斯、煤尘和煤的自燃181.5.1瓦斯181.5.2煤尘201.5.3煤的自燃201.6地温与地压211.6.1地温211.6.2地压222 井田境界和储量222.1井田境界222.2 矿井工业储量242.2.1 储量计算参数及方法242.2.2 矿井工业储量计算252.3.1 各类保护煤柱量计算26ii2.3.2 矿井可采储量273 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限283.1矿井工作制度283.2矿井设计生产能力及服务年限283.2.1 确定依据283.2.2 矿井设计生产能力283.2.3 矿井与水平服务年限294 矿井开拓304.1矿井开拓的基本问题304.1.1井筒形式314.1.2井筒及工业广场位置324.1.3矿井开采水平的划分354.1.4 大巷布置354.1.5 井田开拓延伸364.1.6 采区划分364.1.7 井田开拓方案374.2矿井基本巷道484.2.1 井筒484.2.2 井底车场514.2.3 巷道设计624.2.4 矿井提升665采区巷道布置及回采工艺695.1 煤层地质特征695.1.1煤层赋存状况695.1.2煤层顶底板695.1.3 煤层煤质705.1.4 瓦斯、煤尘与地温705.1.5 水文地质705.1.6 断层和褶曲构造715.2. 采区巷道布置及生产系统715.2.1采区位置及范围715.2.2储量计算715.2.3采区巷道布置715.2.4采区生产系统72ii5.2.5采区内巷道掘进方法735.2.6采区生产能力及采出率735.2.7采区车场及主要硐室745.3 采煤方法755.3.1采煤工艺方式755.3.2回采巷道布置方式856 矿井通风及安全876.1矿井通风系统的选择876.1.1矿井通风系统的基本要求886.1.2主要通风机的工作方式的选择886.1.3矿井通风系统的选择896.2采区及矿井所需风量906.2.1矿井风量计算原则906.2.2矿井需风量计算906.2.3风量分配和风速验算936.3矿井通风阻力计算956.3.1 计算原则956.3.2矿井通风阻力计算956.3.3矿井通风总阻力966.3.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔966.4选择矿井通风设备976.4.1选择主要通风机976.4.2电动机选型1006.5 防止特殊灾害的安全措施1016.5.1预防瓦斯爆炸的措施1016.5.2 煤及瓦斯的防突措施1026.5.3煤层自燃及防治措施1046.5.4煤尘爆炸及防治措施1056.5.5突然涌水及防治措施1076.5.6避灾路线1087 矿井基本技术经济指标109参考文献111谢辞112371 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区位置、地形及交通1、矿井位置、范围矿井位置位于安徽省宿州市埇桥区北杨寨乡、桃园镇、祁县镇境内。距其北部宿州市约11km，距其南部蚌埠市约75km。矿井北界为F1断层，南部与祁南煤矿毗邻以第10勘探线为界，西界为10煤层露头线，东界至32煤层-800m水平投影线。矿井东西倾向宽1.53.5km南北走向长约15km,面积为29.45km2。 地理坐标：X=332822333615 Y=116584411702312、矿区地形本矿区属于淮河流域，淮北平原中部，地势平坦，海拔标高为+21.20+27.10m，一般在+23.5+24.5m之间。矿区内没有大的河流，农用人工灌渠纵横。历年最高洪水位+21.95m，对矿坑及矿井建设影响不大。矿区内，有桃园镇和许多自然村，人口较密。地表下潜水丰富，一般居民生活用水及部分工业用水皆取于此。3、交通条件区内交通便利，铁路，公路，河运皆可，京沪铁路从矿井东北通过，东距西寺坡站约7km，北距宿州站约11km，煤矿铁路运输专线在宋庄站与青芦铁路接轨；矿井西部有合徐高速公路和206国道宿(州)蚌(埠)段穿过，淮河支流浍河从矿井南侧通过，小型机动船可通航，直接进入淮河(见图1-1)，交通便利。京沪铁路在井田东北通过，在本井田附近有宿州、凌家桥、西寺坡等三个车站。自京沪线芦岭车站至附近大城市的距离见表1-1：表1-1 芦岭车站至下列各站距离表徐州蚌埠裕溪口南京上海北京连云港10065313246551911323图 1-1 矿井交通位置图在井田西侧沥青路宿蚌公路通过，井田中部桃园至西寺坡公路穿过，是碎石路面晴雨均可通车，交通方便。1.1.2自然地理1、地形地貌桃园煤矿位于地势平坦淮北平原中部，海拔标高为+21.20+27.10m，一般在+23.5+24.5m之间。本区属淮河水系。矿区内没有大的河流，农用人工灌渠纵横。历年最高洪水位+21.95m，对矿坑及矿井建设无影响。矿区内，有桃园镇和许多自然村，人口较密。地表下潜水丰富，一般居民生活用水及部分工业用水皆取于此。2、气象本区气候温和，属北温带季风区海洋大陆性气候。气候变化明显，四季分明，冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据宿州市气象局观测资料，年平均气温14.6，最高气温40.3，最低气温-12.5。年平均降雨量766mm，雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17m，最大风速20m/s，年平均风速2.2 m/s，主导风向为东东北风。无霜期210240天，冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。3、地震据历史资料记载，安徽省北部地区自公元925年以来发生有感地震40余次，其中从1960年以来，发生较大的地震有7次。根据安徽省地震局1996年编制出版的安徽地震列席区划图查得，本区属于46级地震区，地震烈度为7度。1.2井田地质特征1.2.1矿井地质构造1、 区域地层概况桃园煤矿位于淮北煤田的东南缘，在地层区划分上属于华北地层区鲁西地层分区徐宿地层小区。本区地层出露很少，多为第四系冲、洪积平原所覆盖。区内发育的地层由老到新为青白口系（Zq）、震旦系（Zz）、寒武系（）、奥陶系（O1+2）、石炭系（C）、二叠系（P）、侏罗系（J）、白垩系（K）、第三系（E+N）、第四系（Q）。2、矿井地层矿井内无基岩出露，均为巨厚松散层所覆盖，经钻孔揭露，地层由老到新有奥陶系、石炭系、二叠系、第三系和第四系。从老到新简述如下（见图1-2 综合柱状图）：（1） 奥陶系（O）本系地层揭露不全。98观1孔揭露116.20m，大致为本系的中部地层。石灰岩为浅灰深灰色，局部显肉红色调。隐晶细晶质，局部含泥质或白云质，下部见有燧石结核，方解石脉较发育。（2） 石炭系（C） 中统本溪组（C2）98观3孔揭露地层厚度26.75m，下部为灰黑黑色的泥岩，上部为灰色的粉砂岩夹薄层泥岩以及青灰灰白色，隐晶质结构的石灰岩。与下伏地层呈不整合接触。 上统太原组（C3t）矿井内本组地层没能连续揭露。98观3钻孔连续揭露本组地层厚度172.76m（大致为二灰以下地层）。岩性由浅海相石灰岩和过渡相的砂岩、粉砂岩、泥岩、薄煤层组成。其中石灰岩占地层厚度的35左右，三、四、八、九等四层石灰岩厚度较大。一灰为本矿重要标志层。本组含有薄煤层，局部有可采点，属极不稳定煤层。本组地层为浅海相、滨海相、潮坪相及过渡相沉积，其主要特征为：随海水进退，地层呈旋回出现。与下伏地层呈整合接触。（3) 二叠系（P） 下统山西组（P1s）下部以太原组顶部一灰之顶为界，上部以铝质泥岩之底为界。地层厚度一般在115m左右。山西组为本矿主要含煤地层之一。岩性以砂岩、粉砂岩为主，其次为泥质岩或煤层。上部色较浅，多为灰浅灰浅灰白色，局部略呈灰绿色调；下部色较深，一般为灰深灰色。砂岩成份以石英为主，鲕状，条带状及椭球状菱铁结核。10煤层上砂岩含岩屑胶结疏松；10煤层下部砂岩层面有大量云母，常与粉砂岩或泥岩薄层组成互层状，具缓波状水平状层理，见有底栖动物通道等。底部为厚20m左右的海相泥岩，灰黑色，致密均一，具水平层理，含少量动物化石，底部含菱铁质结核。含10、11两个煤层（组）。10煤层为本矿主要可采煤层。与下伏地层呈整合接触。 下统下石盒子组（P1x）底界为铝质泥岩之底，上界为K3砂岩之底，地层厚度一般225m左右。由中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。自下而上，岩石颜色逐渐变浅，砂岩粒度逐渐变粗。其主要特征如下：下部：6煤组至铝质泥岩段，砂岩及部分粉砂岩由炭质、泥质及菱铁质显示水平、波状、透镜状层理，泥岩、粉砂岩中产植物化石丰富。本段含煤层数多，含煤性较好。含有6、7、8、9等四个煤层（组）。底部普遍发育一层铝质泥岩，浅灰铝灰色，具紫、油黄等杂色斑块，含菱铁鲕粒，块状构造。上部：在粉砂岩和泥岩中，含较多瘤状及姜状菱铁质结核。在煤层附近植物化石较丰富。本段含煤性较下部差，含4、5两个煤层（组）。本组含4、52、61、63、71、72、82等七个可采煤层，其中71、82煤层为本矿主要可采煤层。与下伏地层呈整合接触。 上统上石盒子组（P2s）本矿井范围内未见顶界，揭露地层厚度350m，由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。按其主要特征，大致可分两部分：下部和上部。下部：自底部的K3砂岩到1煤层（组），以具紫、油黄色杂斑的泥岩、粉砂岩及灰绿色、浅灰色细中粒砂岩为主，泥岩、粉砂岩中含较多量的菱铁鲕粒，植物化石及炭屑少见；煤层附近多为灰深灰色的泥岩、粉砂岩，产丰富的植物化石。底部K3砂岩，为灰白色、厚层状、细粗粒结构的长石石英砂岩，成份以石英为主，次为长石，硅质胶结，具交错层理，层面上可见蜂窝状构造。此层砂岩在本矿井发育不够特征，其表现为粒度偏细。上部：包括1煤层组及其以上地层，以灰绿色、灰白色中细粒砂岩、粉砂岩为主，夹少部分杂色泥岩，偶见粗砂岩及煤线。粉砂岩中具缓波状层理，砂岩可见交错层理。与下伏地层呈整合接触。 图1-2 综合柱状图（4）第三系（R） 渐新统（E3）本统地层为坡积、残积堆积物，不整合于下伏地层之上。全层厚度047.30m，平均22m。本矿北部古地形有一低盆，厚度较大。其它地段大多在20m以下。主要岩性为砾石、砾岩、砂砾、粘土砾石、砂层、砂质粘土、粘土及钙质粘土等，在砂质粘土中混杂着较多的钙质团块和砾石块。 中新统（N1）厚度61.5121.1m，平均94m，为湖相沉积，主要由灰绿色粘土和砂质粘土组成。分层厚度大、塑性强、分布稳定，具45静压滑面，局部含有石膏聚结体和单晶体。局部有泥灰岩和钙质粘土，还夹有多层棕红、棕黄色砂层和粘土质砂透镜体。 上新统（N2）地层总厚60120m，平均95m。底部为灰白色、棕黄色中细砂、细砂为主，含有砾石及粘土质砾石。中部为棕红、棕黄色中细砂、细砂及少量砂砾层，其间夹有粘土、砂质粘土、泥灰岩和钙质粘土。上部为棕红、棕黄和褐黄色细砂、粘土质砂、砂质粘土及粘土层。顶部有砂礓和铁锰质结核富集。中上部普遍有13层钙质胶结的砂岩（盘）。有明显的水平层理，为河湖相沉积，与下伏中新统呈整合接触。（5） 第四系（Q） 更新统（Q13）厚度3580m,平均52m，由黄、灰黄和褐黄色中、细砂、粉砂、粘土质砂夹砂质粘土或粘土组成，北部砂层较多，南部粘土类层增厚。底部有一层中粗或中粒砂夹小砾石。砂层中见有水平层理和河流相特征。层中夹有较多砂礓、钙质团块和铁锰结核，含有螺蚌化石。 全新统（Q4）厚度2557.80m,平均32m，北部厚南部薄。灰黄、浅黄色粉砂、粘土质砂及砂质粘土、粘土相间组成。砂层分选性好，见有水平和微波状层理，含有砂礓、铁锰结核及小螺蚌化石。在上部有一层稳定的黑色含腐植质的砂质粘土或粘土质砂，其中含有丰富的螺蚌化石。主要为河流相及河漫滩相。与下伏更新统呈整合接触。3、山西组与下石盒子组地层分界的说明：原精查地质报告中的山西组与下石盒子组的地层分界为铝质泥岩之下杂色砂岩之底。此层砂岩相当于华北地区之骆驼钵砂岩，但此层砂岩，本矿井内不甚发育，有时为杂色粉砂岩所代替，给地层划分带来一定困难。本报告未采用精查报告中的地层分界，而以中部煤组之下的（K2）铝质泥岩之底为界。这样的划分主要考虑到铝质泥岩在矿井内比较稳定，且生产单位使用方便。桃园井田地层走向南北，倾斜向东的单斜构造，北部倾角2530，局部达40以上，南部渐缓为15左右，地层倾角成有规律的变化。1.2.2断层发育特征及控制情况1、主要断层的确定根据钻探、测井、地震及井下揭露的断点或破碎带，组合成落差10m的断层12条，其中落差100m的断层2条；20m而50m的断层3条；10m而20m的断层7条。按断层性质分：正断层8条，逆断层4条；按断层走向分，北东向5条，北西北西西向4条，近东西向2条，近南北向1条。如下表1-2所示。表1-2 断层情况表序号断层名称性质走向倾向倾角(度)落差(m)长度(km)钻孔控制地震控制及级别可靠程度1F1正NENW706502.51-23 1-25基本查明2F2正NEENNW604003.53-43 43 三维地震控制查明3F3正NESE700-200.61-24查出4F4正NWWSSW700-120.443三维地震控制查明5F5正NWWNNE700-250.6三维地震控制查明6FD4逆NENW350-120.534(A) 6(B)基本查明7FD5逆NNWNEE550-180.851(A) 4(B)基本查明8F6逆NESE27-530-15.50.4有6个巷道点揭露查明9F2-1正近EWN705-12675三维地震控制基本查明10DF3正近EWN700-10700三维地震控制基本查明11D8F02逆近SNW60-700-101010三维地震控制查明12D8F05正NENW50-700-301210三维地震控制查明2、断层控制等级划分根据钻探、测井、井下揭露和地震显示情况，将落差10m断层的控制程度分为查明，基本查明和查出三个级别。其中查明断层6条、基本查明断层5条、查出断层1条。查明：沿断层走向在钻探或地震基本线距的控制下，有两个以上钻孔穿过；有一个钻孔穿过，或有巷道穿过，并有两个以上A、B级点控制，断层的性质，走向，倾向，落差均已查明者。3、其中几个主要断层的控制情况（1） F1断层正断层，为本矿井北部边界断层，走向北65东，倾向北25西，倾角70，落差大于650m，两端皆延伸出本矿井。有2个钻孔穿过为基本查明断层。（2） F2断层正断层，该断层把本矿井分为南、北两部分，走向N8088W，倾向NNE，倾角60，落差大于400m，两端皆延伸出本矿井。有3个钻孔穿过为查明断层。（3） F3正断层正断层，位于F1断层的南侧，走向N43E，倾向S47E，倾角70，落差016m，延展长度0.6km，有1-2个钻孔穿过。（4） F4正断层正断层，位于F2断层的南侧，走向N77W，倾向S13W，倾角70，落差012m，延展长度0.4km，仅孔揭露。1.2.3岩浆岩的分布及其影响1、岩浆岩分布范围矿井内有岩浆侵入于煤系地层之中，呈有规律分布。北部分布范围：从5线到矿井北界；南部分布范围：从8-9线到矿井南界。2、岩浆侵入层位在矿井南部，岩浆顺层侵入于10煤层；在矿井北部，3-3线以南，岩浆顺层侵入于7、8煤层（组），3-3线以北，岩浆侵入的层位逐渐抬高，主要侵入到7煤组和61煤层中。3、岩浆岩对煤层、地层的影响（1） 岩浆的侵入，对煤层的影响表现在以下几个方面： 破坏了煤层的结构煤层被岩浆穿插，出现：“分叉合并”，煤层夹矸增多，结构复杂。 使煤层的可采性变差岩浆对煤层有一定的推挤和熔蚀作用，受岩浆侵蚀的残留煤层利用厚度一般要小于正常煤层的厚度。 使煤层稳定性变差岩浆对煤层的推挤、熔蚀作用结果，使煤层的变异系数明显增大，不可采点增多，不可采面积扩大。通常情况下，煤层的厚度还受岩浆岩厚度的影响，两者有明显的互补关系，岩浆岩厚则煤层较薄，岩浆岩薄则煤层较厚。 使煤层顶板强度降低岩浆沿煤层顶板侵入，使煤层顶板遭到破坏，强度大大降低，给回采、支护煤层顶板管理增加难度。 使煤质变差岩浆同煤层直接接触，使煤变质为天然焦，减少了矿井内煤的工业储量和煤炭的利用价值。（2） 岩浆岩对煤系地层的影响一般来说，岩浆的侵入，使地层厚度增大的作用。在煤层对比过程中，把岩浆岩剔除，所剩下的地层间距与正常地层间距相差无几。1.3矿井水文地质桃园井田为中厚松散层覆盖的全隐蔽煤田。松散层厚度206265m，其变化趋势由东向西逐渐加厚。F2断层附近为古地形低盆地，沉积较厚的松散层，松散层底部含水层（四含）厚度为040m，一般为10m左右。煤系岩层裂隙均不发育，含水性弱，补给水源不丰富，仅在F2断层附近受构造影响裂隙发育涌水性较大。松散层底部含水层和煤系含水层含水性不强，渗透性弱，单位涌水量都小于0.1L/sm。故本井田水文地质条件属简单类型。F2断层是井田北部东西向较大的断层，由于应力影响致使断层两侧产生不同程度的裂隙，煤系地层涌水量相应大一些，但断层导水极小，42孔对F2断层抽水实验q=0.00218L/sm。F2断层上盘各煤层均与奥陶系直接接触，水量丰富，煤层开采接近断层时应严加防范。1.3.1地表水本矿地表水体包括河流与塌陷区积水。桃园煤矿地面较为平坦，地面标高为21.2027.10m，一般23.524.5m之间。矿内没有大的河流，但人工沟渠较多，纵横成网，最大的为运粮河，自北向南流入浍河。浍河为中小型季节性河流，在祁南矿中部流过，距本矿南部边界仅2.5km。矿内沟渠流量受大气降水控制，每年7-9月雨季时，水位较高，枯水季节(当年10月至次年3月)，沟渠水量很少甚至干涸。自1967年新汴河开挖以后，增强了区域内泄洪能力，矿区从未发生过洪灾。据祁县水文站观测资料，19962006年浍河最高水位标高21.95m。矿井正常涌水量为636m3/h，矿井最大涌水量914m3/h。本矿经多年的开采，塌陷区面积已达4km2，部分塌陷区长年积水。目前地表水体对矿井充水无影响。1.3.2含、隔水层(组、段) 本矿井为新近系、第四系巨厚松散层复盖下的全隐蔽矿床。根据地下水赋存介质特征可划分为新生界松散层孔隙含、隔水层(组)，二叠系煤系地层砂岩裂隙含、隔水层(段)，太原组石灰岩岩溶裂隙含水层(段)和奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层(段)。1.3.3含水层的补给、迳流、排泄及水力联系1、新生界第一含水层(组)上部属潜水，下部属弱承压水，为多层结构的复合含水层(组)，主要靠大气降水和地表水体垂直渗透补给，循环交替条件好，水位随季节变化大，主要排泄途径为蒸发和人工开采。一含下部以层间迳流为主，在一隔薄弱地带，一含水也可越流补给二含。2、新生界第二、三含水层(组)均属多层结构的承压含水层(组)，以区域层间迳流为主，其次在二隔薄弱地带，二含可越流补给三含，二者的排泄方式主要为层间侧向迳流，其次二含和三含上部水也已有相当部分为人工开采。由于有分布稳定、隔水性能良好的三隔的存在，使一、二、三含水与煤系水失去水力联系。3、第四含水层(组)四含直接覆盖在基岩各含水层之上，在天然状态下与下伏各含水层均有一定的水力联系，(主要在各基岩含水层露头带)。煤矿开采以后，四含水已通过浅部裂隙带和塌陷露头带渗入矿坑，引起四含水位下降。矿内四含发育不均，北部补42-3线之间四含较发育。但总体上看，本矿四含水平迳流及区域补给微弱，但部分四含水会渗入井下，从而使矿井涌水量增加。4、二叠系主采煤层间砂岩裂隙含水层(段)二叠系岩性一般较致密，砂岩裂隙不发育，渗透性弱，主要受区域层间迳流补给，同时浅部露头带接受新生界四含水缓慢入渗补给。由于井巷的开拓和煤层的开采，二叠系砂岩裂隙水以突水、淋水和涌水的形式向矿坑排泄。由于区域范围内二叠系含水层补给水源缺乏，水平迳流微弱，以静储量为主，故区域二叠系含水层之水的补给对本矿开采影响不大。5、太灰、奥灰岩溶裂隙含水层(段)以层间迳流、补给为主，在浅部露头带接受四含水的补给，区域范围内，若出现大的水位差，则迳流、排泄、补给明显。尤其是奥灰，厚度大，浅部岩溶裂隙发育，任楼煤矿1996年3月4日发生特大岩溶陷落柱突水造成淹井灾害时，突水4天后，远在16.2km外的童亭煤矿91-8奥灰水位观测孔水位下降了7.02m。这说明区域灰岩水，尤其是奥灰水的补给，会给矿井开采造成巨大灾害。1.3.4断层的导水性、富水性以及对矿井充水的作用和影响1、断层的导水性和富水性本矿井共组合成落差10m的断层12条，其中落差100m的断层2条；20m而50m的断层3条；10m而20m的断层7条。按断层性质分：正断层8条，逆断层4条；按断层走向分，北东向5条，北西北西西向4条，近东西向2条，近南北向1条。据43孔对断层抽水试验，q=0.00218/s.m，K=0.0044m/d。说明自然状态下断层的导水性差，富水性弱。2、小断层及构造裂隙的导水性和富水性小断层是指落差10m的小断层。淮北各生产矿井在生产过程中均发现了很多小断层，有的矿井甚至发现有几百条小断层，本矿与宿县矿区其它矿井地质构造条件基本相似，受区域构造的影响，构造应力集中小断层较发育。在建井与生产过程中已揭露落差23211510992172140-6.701.300.832587复杂82较稳定483764531430-2.150.850.58253简单46不稳定5211291751616150-2.491.050.7010简单52不稳定6111184681624320-2.410.840.6392简单52不稳定63534738960-1.730.820.724简单不稳定7113111899198550-3.711.070.79133简单78不稳定7213812484401113140-3.700.930.62194简单52不稳定82787367614100-4.102.010.91222简单89较稳定101521461252133210-5.522.900.8451171较简单82较稳定概括起来，各煤组发育特征为：1、2煤组间间距较大，煤的灰分高；3煤层（组）与1、2煤组相比，灰分符合工业要求，并且有一层结构较复杂，发育较好，基本全矿井可采的煤层；4、5、6煤组，煤的层数较少，多为单一结构，发育稍差；7、8煤组，煤组间距较小，煤层相对集中，发育尚可；10煤层一般厚度较大，结构较简单，为本矿井煤层发育最好的一层。各煤层（组）特征是确定煤层层位重要依据之一。1.4.2煤质1、煤的物理性质各煤层物理性质虽有一定的差异，但同一沉积环境下的各煤组，其物理性质大体相似（表1-5）。表1-5 煤层物理性质一览表上部煤组（13）中部煤组（482）下部煤组（10）天然焦颜色褐黑黑灰黑黑黑钢灰条痕棕黑棕黑褐黑黑黑光泽沥青沥青玻璃玻璃似金属结构条带状条带状条带状构造层状层状层状层状块度块状粉末碎块粉末碎块块状硬度2.532.5322.53.5坚固性较坚韧脆度较大脆度较大坚硬内生裂隙较发育发育发育断口阶梯状贝壳状阶梯状阶梯状参差状视密度1.331.461.301.451.311.361.491.90各煤层以亮煤为主，暗煤次之，其中上部煤组暗煤含量大于下部煤组。宏观煤岩类型属半暗半亮型煤。2、煤的化学性质（1）有害组分1）水分各煤层原煤水分含量相差不大，平均值多在1.50%-2.00%之间。精煤分析样水分含量一般较原煤低。2）灰分灰分产率：各煤层总体上为中灰富灰煤，其灰分产率平均值多在22%25%之间，其中10煤层原煤灰分最低，平均为18.05%。各煤层精煤灰分产率大大低于原煤，平均多在9%10%之间。82煤层及10煤层原煤灰分北部低于南部。灰成分及灰熔点：各煤层灰成分基本相同，主要以酸性化合物的SiO2和Al2O3为主，次为Fe2O3及CaO，少量MgO、SO3、TiO2，其中10煤层灰成分中SO3含量较其它煤层高，主要由其沉积环境所致。各煤层灰分灰熔点（ST）均大于1250，属高熔难熔灰分，适用于固态排渣的锅炉。3）硫分本矿井32煤层在补6线以北属特低硫煤，以南则属富硫高硫煤，其余各可采煤层均为特低硫煤。硫含量较高的煤层测试样中以无机硫含量为主，经洗选后，精煤硫含量明显下降。4）磷（P.d）各煤层磷含量均0.01%，属特低磷煤。5）氯、三氧化砷（Cl、As2O3）本矿井无此项化验资料，据祁南矿化验成果，其含量均很低，对煤的工业用途没有影响。（2）挥发分（Vdaf）本矿各煤层在无岩浆央岩侵蚀区，其挥发分产率Vdaf(850)平均值在37%-40%之间，总体上有由32煤层至82煤层逐渐降低的趋势。而10煤层Vdaf值比中部煤组高。受岩浆岩影响区，煤层变质程度升高，挥发分产率明显降低。因没有850与900挥发分产率相对应的数据资料，故本次设计采用精查报告中Vdaf值见表1-6。表1-6 煤层挥发份产率统计表煤层324526163Vdaf(%)34.75-45.4639.65(51)35.83-38.3237.08(2)32.52-41.1637.34(36)35.67-39.8537.81(29)32.98-39.2137.65(18)煤层71728210-Vdaf(%)14.52-41.0636.10(46)13.88-43.2434.66(38)20.52-40.1134.83(36)8.42-45.4137.67(111)-（3）煤的工艺性能1）发热量各煤层原煤干燥无灰基发热量相差不大，平均值在33.7234.2MJ/kg之间，而干燥基发热量则明显与煤层灰分含量成反比，灰分高，其值低；灰分低，其值高。对52、82、10煤层测试样的统计分析，原煤干燥基发热量与灰分产率具有较好的相关关系，其中：52煤层相关公式为Qb.d=35.458-0.412Ad 相关系数为97.69%82煤层相关公式为Qb.d=34.887-0.384Ad 相关系数为97.05%10煤层相关公式为Qb.d=35.545-0.409Ad 相关系数为97.13%2）粘结性和结焦性 胶质层最大厚度（y）各煤层胶质层最大厚度见表1-7。表1-7 胶质层最大厚度统计表煤层324516163Y(mm)7-1713.2(38)12.5-15.514(2)8-1611.5(23)8.5-1912.0(23)10-22.512.9(6)煤层71728210-Y(mm)9-18.514.0(38)11-1412.7(25)9-2312.0(28)10.5-3316.7(97)-由表可知，各煤层y值平均多在1214mm之间，其中10煤最大，52煤最小。 粘结指数（GR.I）精查阶段均未测GR.I值，而仅对为数不多的样品测定了罗伽指数（R.I），其结果见表1-8。表1-8 煤层罗伽指数测定结果表煤层32526163728210R.I40-84.769.9（9）64.3(1)82.6(1)72.9(1)47.3-62.957.4(3)66.7(1)74.1(1)据20011孔及94W1孔化验资料，气煤的GR.I可达90%以上；1/3JM的GR.I值为70%。 低温干馏实验本矿井温干馏实验样品较少，对仅有的5个试验样品的统计结果为：半焦产率为76.50%83.00%，焦油产率Td为8.3%13.7%，为富油高油煤。3）可磨性（HGI）本矿井无此项化验资料，据相邻矿井化验成果，HGI一般在80170之间，属易碎煤。4）热稳定性据邻矿化验资料，各煤层属中等热稳定性煤。5）煤的可选性据精查阶段简易可选性实验结果，各煤矿层中煤含量较高，上、中部煤组理论精煤回收率属低等，下部煤组大多属中等，少数为低等，个别点为良等。据此，上部煤组属难选极难选煤；中部煤组属中等可选极难选煤；下部煤组属中等可选煤，个别点为易选或极难选煤。其中选性从煤层可选性曲线图亦可看出。可选性曲线图中，原煤灰分分布曲线大都呈平滑下降趋势，仅10煤层有两孔灰分分布曲线由近于垂直向水平改变。（4）风氧化带的确定据精查阶段10个露头孔的煤样化验成果，基岩界面下垂深9.8820.56m以内，所取得的资料无明显氧化迹象。但为稳妥起见，本次风氧化带深度定为基岩界面下垂深20m。（5）煤质特征本矿井各煤层属中灰富灰、特低硫（32煤属低硫）、特低磷、中等粘结性、中高发热量煤，其灰分属高熔难熔灰分。1.5瓦斯、煤尘和煤的自燃1.5.1瓦斯1、矿井瓦斯根据地质精查报告中资料可知，10煤层相对瓦斯涌出量最低，而中部煤组，尤其是82煤层，其相对瓦斯涌出量最高。表1-9 全矿井瓦斯涌出情况表 年 份鉴 定 情 况瓦斯等级2000绝对涌出量32.09m3/inin / 相对涌出量12.24m3/t高瓦斯矿井2001绝对涌出量33.37 m3/inin / 相对涌出量11.34m3/t高瓦斯矿井2002绝对涌出量37.75m3/inin / 相对涌出量13.98m3/t高瓦斯矿井2003绝对涌出量19.77m3/inin / 相对涌出量13.98m3/t高瓦斯矿井2004绝对涌出量35.08m3/inin / 相对涌出量9.25m3/t高瓦斯矿井2005绝对涌出量29.30m3/inin / 相对涌出量10.13m3/t突出矿井2006绝对涌出量30.17m3/inin / 相对涌出量10.21m3/t突出矿井2007绝对涌出量29.42 m3/inin / 相对涌出量11.82m3/t突出矿井2008绝对涌出量28.06m3/inin / 相对涌出量12.62m3/t突出矿井2009绝对涌出量31.10m3/inin / 相对涌出量11.03m3/t突出矿井2010绝对涌出量36.20m3/inin / 相对涌出量11.21m3/t突出矿井2、煤与瓦斯突出（1）构造特征本矿井位于宿南向斜西翼的北段。该向斜的东翼发育一组逆断层，向西为宿南背斜。矿井内被张扭性断层F2切割分成两块，F2断层以北地层走向为北北西向，以南为北北东向。由于宿南背斜轴部已被风化剥蚀，地层浅部瓦斯易于逸散至地表；而逆断层往往能够阻隔瓦斯向上运移，有利于向斜轴部瓦斯的富集。F2断层在第三纪仍有活动，但该断层与其它含水层水力联系不太密切，一般情况下其富水性较弱，导水性较差，孔隙率低，不利于瓦斯的逸散。而且该地段处于构造形迹收敛端及地层扭折部位，应是瓦斯富集的场所。（2）沉积环境本矿井主要煤系地层为二叠系下石盒子组，其沉积相为三角洲平原相。该组厚约220m，泥岩及粉砂岩厚度大，其上连续沉积的上石盒子组地层砂泥比也较低，为良好的瓦斯储存盖层。下石盒子组含煤多达10余层，煤厚达10余米，具有良好的生气能力，而煤层本身也是良好的储气层。（3）水动力条件本矿煤系地层岩性一般较致密，砂岩裂隙不发育，渗透性弱，主要受区域层间迳流、补给，同时浅部露头带接受新生界四含水缓慢渗入补给。本矿区四含不甚发育，区域范围内二迭系含水层补给水源缺乏，水平迳流微弱，以静储量为主，故不利于瓦斯的运移与逸散。（4）热力条件本矿煤系地层有岩浆侵入。在岩浆侵蚀区，煤的变质程度加深，瓦斯的含量也将大大增加。1.5.2煤尘本矿井各煤层均有煤尘爆炸危险性（表1-10）。据矿井井下采样测