课程设计(祁东煤矿).doc

第一章 矿区概述及井田地质特征第一节 矿区概述1.1.1矿井位置，范围：祁东煤矿位于安徽省宿州市埇桥区祁县镇，西寺坡镇和固镇县湖沟区境内，东以33勘探线与龙王庙勘探区毗邻；西以F22断层与淮北矿业集团祁南煤矿分界；南起二叠系山西组10煤层露头；北至32煤层800米水平地面投影线为界，东西长约9km，南北宽约3.55km，矿井面积35.427平方米。地理坐标： 东经1170249-1171018北纬332245-332653主井坐标： X=3700390.000 Y=39508540.000副井坐标: X=3700420.000 Y=39508455.000回风井坐标: X=3697737.000 Y=39508870.001.1.2交通条件：京沪铁路、宿固公路从本区东北通过，宿蚌公路206国道经由井田西侧，矿井专用公路6.5公里与206国道相连，青（疃）芦（岭）矿区铁路从井田北通过，矿井专用铁路线807公里连接青芦线，浍河从井田西南部穿过，流经本井田约10km，常年通航，交通十分便利。1.1.3 地形地貌：本井田地处淮北平原中部，地势平坦，地面标高+17.02+22.89m左右，一般在+21.00m，井田西北、东北地势略比东南高。1.1.4 矿区交通位置图：本矿井交通极为便利，京沪铁路从本区东北通过，北距宿州站约20公里，东距芦岭站1.5公里；206国道宿（州）蚌（埠）段从本区西侧通过，公路通徐州、阜阳、淮北、蚌埠等地；矿井内有淮河支流浍河通过，乘船可进入淮河和洪泽湖。1.1.5 工农业生产情况：村庄和人口稠密，浍河是区内最大地表水体，也是农业灌溉的主要水源，由于浍河沿岸的煤矿长期把未经净化的差并含有大量煤粉及其他杂质的地下水）排到河内后，造成了河废水（矿化度高、硬度大、水质水严重污染，使河水变质，无法饮用。1.1.6 矿区气候：年平均温度：1415摄氏度，最高40.2摄氏度；最低20.6摄氏度年平均降雨量：1260mm，最大降雨量1420mm，最大风速18m/s，春季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风冻结期一般自每年11月中旬至次年3月下旬。 第二节 井田地质特征1.2.1井田地质构造： 图1-1 宿县矿区构造纲要示意图1.2.1.1井田的地形：祁东煤矿位于淮北煤田宿县矿区宿南向斜内。宿南向斜的大地构造位置属徐淮隆起的徐宿坳陷区的南部，其主体构造表现为向斜断块形态，故宿南向斜为一由掀斜块段控制而东翼又为后期逆冲构造切割的不完整向斜，向斜轴向近南北，东翼受西寺坡逆冲断层由东向西推覆挤压影响，浅部地层倾角较大，并发育有一系列逆断层；西翼构造较为简单，地层倾角较平缓，断层稀少（图1-1）。宿南向斜东南部中生代岩浆岩活动较为强烈，侵入层位主要为6、7、8、9、10煤层，其中对10号煤层影响较大。从向斜东南部到西北部，从下部煤层到中部煤层，岩浆侵入有逐渐减弱的趋势。1.2.1.2 井田的勘探程度：祁东煤矿位于宿南向斜的东南端，属宿南向斜的东南翼，其构造形态基本为一走向近东西、倾向北、倾角为10-15度左右的单斜构造，并在其上发育有次一级褶曲和断层。 地质精查阶段在区内查出褶曲2个、断层15条（不含龙王庙勘探区内的F16和F20）。地震补勘阶段在补勘范围内查出褶曲一个，组合断层45条，其中落差5m以下的为22条。本次在原地质精查报告的基础上，结合建井地质资料，对地震补勘所组合的断层进行了充分研究，考虑到二维数字地震的分辨能力和测线网度的限制，对地震所发现的落差小于5m的小断层一般未予组合利用，对落差较大的断层在确认存在断点的基础上进行了合理组合，全区共查出褶曲2个，断层20条。查出的褶曲为魏庙断层以南的马湾向斜及魏庙断层以北浅部的圩东背斜。在查出的20条断层中，按断层性质分：正断层13条，逆断层7条。按断层落差分：落差大于或等于50m以上的断层7条，落差在5030m之间的断层3条，落差3020m之间的断层3条，落差在2010m之间的断层6条，落差在105m之间的断层1条。按断层走向分：走向北东或北北东的断层9条，走向北西的断层5条，走向近南北的断层4条，走向近东西的断层2条。1.2.2 井田煤系地层概述：本区含煤地层为石炭二叠系，石炭系暂未作勘探对象。二叠系含煤地层为山西组、下石盒子组、上石盒子组，其总厚大于788米，共含煤1030余层，其中可采者有14层，可采煤层平均总厚15.15米。由老到新分述如下：1二叠系下统山西组（P1S）本组下界为石炭系太原组一灰之顶，其间为整合接触，上界为铝质泥岩下砂岩之底。地层厚度为100135米，平均124米。含11、（不可采）10（可采）两个煤层。其岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，下部（11煤下）以深灰-灰黑色粉砂岩为主，局部地段夹灰色细砂岩；中部（1110煤间）以粉砂岩和砂泥岩互层为主，上部（10煤以上）由砂岩、粉砂岩和泥岩组成。2二叠系下统下石盒子组（P1X）本组下界为铝质泥岩下分界砂岩之底，与山西组呈整合接触，上界为K3砂岩之底。地层厚度为205245米，平均234米。含4、6、7、8、9五个煤组十余层煤，可采者为60、61、62、63、71、72、81、82、9计九层。岩性由泥岩、粉砂岩、砂岩、煤层和铝质泥岩组成。砂岩多集中于639煤间和4煤上；该组底界“分界砂岩”位于铝质泥岩下1028米，平均13米左右，但该层砂岩在本区不稳定、不甚发育，常被泥岩和粉砂岩代替。铝质泥岩位于9煤层下321米，平均8米左右，岩性为浅乳灰白色，杂有紫色、绿色、黄色花斑，具鲕状结构，富含铝土，为本区煤岩层对比的良好标志层。3二叠系上统上石盒子组（P2S）本组下界为K3砂岩之底，与下伏下石盒子组为整合接触，上界不清，地层厚度大于400米。含1、2、3三个煤层组，其中可采者为1、22、23、32四层。本组由粉砂岩、泥岩、砂岩和煤层组成，下部（3煤下）由砂岩、杂色泥岩、煤层组成，砂岩为白色-灰白色，细中颗粒，底部砂岩成份单一，石英含量可高达90%以上；泥岩为灰色杂有大量紫色花斑，含分布不均的菱铁鲕粒和铝土质。中下部（32煤间）以紫色和灰色泥岩为主，砂岩层较少，常在3煤层顶板附近发育有厚层中细砂岩。中上部（21煤间）以粉砂岩和泥岩为主，间夹砂岩。上部（1煤上）以粉砂岩和砂岩为主，夹泥岩。1.2.3 岩浆侵入活动和岩溶塌陷现象：1.2.3.1 岩浆岩的侵入层位及侵入范围中生代岩浆活动在本区较为强烈，呈似层状侵入煤层中，主要侵入层位为山西组10煤层，其次为下石盒子组9、8煤层，7、6煤层仅见个别岩浆岩侵入点。从下部的10煤层到上部的6煤层，岩浆侵入活动有逐渐减弱趋势。岩浆岩的岩性较单一，以基性云煌岩为主，少数为正长斑岩和辉石正长岩。1.2.3.2 岩浆岩对煤层与煤质的影响岩浆岩的侵入，破坏了煤层的原生状态，对煤层与煤质的影响较大，主要表现为以下几个方面：（1） 由于岩浆岩的侵入，破坏了煤层的结构和稳定性，甚至完全被吞蚀，降低了煤层的稳定性。（2） 煤层被岩浆岩穿插，出现分叉、合并，使煤层夹矸增多，结构变复杂，使煤层可采性大大降低。（3） 由于岩浆接触变质作用，侵入煤层时，煤变质为天然焦或无烟煤，造成煤类分布混杂，降低了煤的工业利用价值。1.2.4井田的水文地质特征：1地表水：矿区内的最大地表水体是浍河，它从本矿南部穿过，河水自西北流向东南。浍河属淮河支流，为季节性河流，河床蜿延曲折，宽50150m，深35m，两岸有人工河堤，每年79月为雨季，一般流量510m3/s,枯水季节为每年10月至次年3月，干旱严重季节甚至断流。历史上浍河最高洪水位为24.5m，据近几年水文资料记载，1984年丰水期最高洪水位祁县闸上游达20.75m,下游达20.70m。1978年枯水期最低水位祁县闸上、下游河干，1973年至1985年平均水位祁县闸上游水位标高17.72m,下游16.07m。历年最大流量：1965年临涣865m3/s,1954年固镇1340m3/s；历年最小流量：临涣、固镇均为零；历年平均流量：1973年至1985年临涣7.85m3/s,固镇23.2m3/s。自1968年12月新汴河挖成后,区内再也没有发生洪水灾害,目前地表水对煤矿开采和矿区建设没有危害。 2含隔水层特征（一）新生界松散层含、隔水层（组）根据其岩性组合特征及其区域水文地质剖面对比，自上而下可划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组）。（1）第一含水层（组）底板埋深31m左右，含水层总厚1520m，29-30线北东厚度可达30m左右。上部近地表0.5m左右为褐黑色耕植土壤,埋深35m,富含钙质结核和铁锰质结核。中、下部由土黄色粉砂、粘土质砂、细砂夹薄层粘土及砂质粘土组成，富水性中等，据孔抽水试验资料，水位高17.32m,q=0.57l/s.m,T=70.1156m2/d,k=2.9094m/d,矿化度0.356g/l,全硬度12德国度,水质为重碳酸钾钠镁钙水。（2）第一隔水层（组）底板埋深48m左右，隔水层总厚814m左右，由灰黄色及浅黄色粘土、砂质粘土组成，夹23层薄层砂和粘土质砂。可塑性较好，塑性指数为15.621.00,分布稳定，隔水性较好。本组在局部粘土变薄地段，具有弱透水性，构成一含与二含之间的越流水文地质条件。（3）第二含水层（组）底板埋深88m左右，含水层总厚1025m左右，厚度变化大，由浅黄色细砂、粉砂及粘土质砂组成，含水层中夹粘土层一般35层，组成一复合含水组，以河间阶地沉积物为主，砂层不发育，多呈薄层状，富水性弱，而河漫滩沉积地带砂层较发育，富水性中等。（4）第二隔水层（组）底板埋深111m左右,隔水层总厚1016m，由棕黄色、浅棕红色粘土及砂质粘土组成，夹23层透镜状砂及粘土质砂，可塑性好，塑性指数16.927.6，分布稳定，隔水性好。本组局部厚度小于10m，含钙质结核的砂质粘土具有透水性，构成二含与三含之间的越流水文地质条件。（5）第三含水层（组）底板埋深199m左右，含水层总厚5570m，在26-27线之间含水层总厚可达90m左右。全层厚度大，分布稳定，水平性强，在埋深145170 m左右有12层1020m左右的厚粘土层把含水层（组）分为上、下两部分。上部：由浅红色、灰白色中、细砂和粘土质砂组成，砂层中含泥质少，夹34层粘土，含水层厚3040m左右，分布稳定，局部在埋深120140m左右，有12层薄层中细砂岩（盘），偶见有溶蚀现象，据水3和26-2711孔抽水试验资料，水位标高19.4019.79m,q=0.780.87l/s.m,T=233.497257.1955m2/d,k=6.41396.768m/d,矿化度0.6620.776g/l,全硬度16.4221.04德国度,水质为重碳酸钾钠镁水和重碳酸硫酸钾钠镁水,富水性中等。下部：由灰黄色、灰绿色细砂、粉砂及粘土质砂组成，砂层中含泥质较多，夹23层粘土，含水层厚2530m左右，分布稳定。据水2孔抽水试验资料，水位标高19.22m,q=0.14l/s.m T=143.566m2/d,k=4.587m/d,矿化度1.113g/l,全硬度31.44德国度,水质为硫酸重碳酸钾钠镁钙水。从抽水试验恢复水位资料来看，富水性较上部弱。 （6）第三隔水层（组）底板埋深在332m左右，隔水层总厚80100m左右，最薄处在小张家潜山顶，厚度亦有31.90m。由灰绿色、棕黄色粘土组成，夹多层薄层粘土质砂和粉细砂，质纯细腻，塑性指数16.935.9,可塑性强，有膨胀性，局部地段在埋深220245m,有12层透镜状含泥质较多的粉砂、粘土质砂,且具有清晰的水平层理,中上部含铁锰质结核,下部含钙质团块,底部含较多钙质结核和铁锰质结核。本组分布稳定，水平稳定性强，在古潜山地带直接与基岩接触，隔水性良好，是矿内重要隔水层（组），它阻隔了地表水、一含、二含、三含的地下水与四含和煤系地层的水力联系。（7）第四含水层（组）直接与煤系地层接触，两极厚度059.10m,平均厚度3540m,由于受古地貌形态的制约,矿内中部偏西为一近南北向谷口冲洪积扇,其东西两侧为残坡积漫滩沉积,第四含水层组主要分布在此范围内,在古潜山附近和29-30线以东无四含分布,属四含缺失区。谷口冲洪积扇由砾石、砂砾、粘土砾石、砂、粘土质砂组成，夹多层薄层粘土或砂质粘土。含水层总厚3550m，钻探揭露有补295、补296、25-269、2614、26-2718、构4和2715孔漏水。据24-258、补302、补303、补306、和26-275孔抽水试验资料：水位标高19.0021.75m，q=0.0340.219l/s.m，T=107.68161.8m2/d，k=0.1143.282m/d，富水性中等，矿化度1.4581.582g/l，全硬度31.5244.15德国度，水质为硫酸氯化钾钠钙镁水。残坡积漫滩沉积的富水性较谷口冲洪积扇弱，钻探揭露时未发现漏水，据291孔抽水试验资料，水位标高20.71m，q=0.100l/s.m，k=0.855m/d，矿化度1.418g/l,全硬度27.96德国度，水质为硫酸重碳酸钾钠水。残坡积漫滩沉积与风化剥蚀区的分界线为四含的隔水边界。（二）二迭系主要可采煤层（组）间含、隔水层（段）煤系地层砂岩裂隙不发育，即使局部地段裂隙稍发育，但亦具有不均一性，其富水性弱，不能明显划分含、隔水层（段）的界线，仅根据煤系地层岩性组合特征和主要可采煤层（组）的赋存条件，划分如下含、隔水层（段）。（1）12煤（组）隔水层（段）：顶界与第三系呈角度不整合接触，风化带深度1530m左右。由泥岩、粉砂岩和砂岩组成，以泥岩、粉砂岩为主。隔水层总厚92.50134.00m,平均厚度115m，裂隙不发育，在钻探揭露时未发现漏水，本次在检1和检2孔的抽水试验资料，也表明富水性弱，隔水性良好。（2）3煤（组）上、下砂岩裂隙含水层（段）主采煤层32煤的直接顶、底板一般为泥岩。煤下35m左右有浅灰色细中粒砂岩（K3砂岩）分布，厚度020m左右，变化较大，本段含水层总厚9.535.5m,平均25m,裂隙较发育，钻孔揭露有补284，24-2510和补308孔漏水。据25-267和2712两孔抽水试验资料，水位标高15.2218.27m，q=8.510-44.710-3l/s.m，T=1.2087m2/d，k=0.0020.0508m/d，矿化度0.8010.817g/l，水质为重碳酸氯化钾钠水和重碳酸硫酸氯化钾钠水。从抽水试验的涌水量、水位降深、水质及恢复水位资料分析，本含水层（段）地下水补给条件极差，地下水以储存量为主，水量具有衰减疏干趋势。（3）46煤（组）隔水层（段）主要由泥岩及粉砂岩组成，夹24层砂岩。隔水层总厚50134m，平均厚91m，岩芯致密完整，裂隙不发育，钻探揭露时未发现漏水，隔水性良好。（4）79煤（组）间砂岩裂隙含水层（段）以中细粒砂岩为主，主采煤层71、82和9煤的直接顶底板多为砂岩，其中82煤在26线与27线之间有岩浆岩为其直接顶底板，9煤在26线以东其直接顶底板多数为岩浆岩，含水层总厚1158m，平均厚度36m。裂隙较发育，但具不均一性，差异较大，富水性弱，钻探揭露时补285、2412、补293、补296、补306和303孔漏水，未发现岩浆岩漏水，据304、补3011和27-282三孔抽水试验：水位标高18.7819.00m，q=0.00440.023l/s.m，T=1.637.51m2/d，k=0.0480.3362m/d，矿化度1.0851.525g/l，水质为硫酸重碳酸钾钠水和硫酸重碳酸钾钠水。（5）铝质泥岩隔水层(段)以泥岩、铝质泥岩、粉砂岩为主，隔水层总厚8.535.00m,平均厚度18m左右,全区稳定,标志明显,岩芯致密完整，隔水性良好。（6）10煤（组）上、下砂岩裂隙含水层（段）10煤（组）上为中细粒砂岩，岩性疏松，而煤（组）下为砂泥岩互层和细砂岩。含水层厚度变化较大，总厚338m，平均17m。裂隙不发育，富水性弱，钻探揭露时仅补281和325孔漏水。（7）11煤（组）至太原组一灰隔水层（段）以海相沉积的泥岩或粉砂岩为主，隔水层总厚20.545m,平均厚度31m.。全区稳定，隔水性良好。局部地段由于受断层影响，导致隔水层变薄或使10煤与太原组石灰岩接触，使其起不到隔水作用时，很可能发生底鼓或断层导水。（三）太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）矿井内有26-276孔完整揭露了太原组，25-262孔于太原组五灰终孔。全组厚194m，含石灰岩10层，总厚约80m左右，占全组厚度的40%左右，区域和本井田石灰岩的主要富水地段都在浅部潜伏露头带，浅部岩溶裂隙发育，向深部减弱。由于岩溶裂隙发育不均一性，其富水性差异明显。14层石灰岩厚度31.4533.60m,岩溶裂隙发育,富水性强,钻探揭露有25-262、26-276和2711三孔漏水。据25-262孔抽水试验资料：水位标高19.60m，q=0.183l/s.m，T=114.99m2/d，k=3.4223m/d，矿化度1.578g/l，全硬度44.88德国度，水质为硫酸氯化钾钠钙水。据2000年10月12月所施工ST1太原组14层灰岩长观孔抽水试验资料：水位标高为10.005m,q=0.02742l/s.m,k=0.10614m/d,矿化度1.486g/l,水质为重碳酸氯化物硫酸钾钠水。据ST1太原组14层灰岩长观孔今年29月水位观测情况分析（表1-1）,目前水位标高为7.65m,平均月降幅为0.20m,ST1孔抽水表1-1 ST1孔2001年水位观测统计表 月份 2 3 4 5 6 7 8 9水位9.60 9.59 9.46 9.27 9.25 8.71 8.20 7.65试验资料与精查时期的25-262孔(1985年4月施工)除在水位上差别较大外,其它基本上变化不大,分析主要原因可能为邻近祁南和桃园两矿通过几年的井下排水所导致,桃园矿95-1观测孔,观测层位也是太原组14灰,1995年移交时水位标高为20.03m,2000年3月为9.20m,水位平均年降幅为2.4m。是由于矿井排水，造成煤系水位不断下降，而导致太灰水位也不断下降，同时也说明太灰水是煤系水的补给水源。第一层石灰岩顶板距10煤层59m左右，在正常情况下石灰岩岩溶裂隙水对10煤开采无影响。（四）奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）在26-276孔揭露10.33m,岩性为浅灰灰白色,含紫色及肉红色斑点,致密性硬,局部含白色云质。据区域资料，该层段石灰岩岩溶裂隙发育，富水性强。据临涣矿6孔和童亭背斜水源孔抽水试验资料：q=0.1311.29l/s.m,k=1.0717.92m/d。另据任楼矿突水资料，1996年3月4日，由于导水陷落柱导通含水丰富的奥灰含水层，致使7222工作面发生特大突水灾害，一般涌水量为11854m3/h,高峰流量达34570m3/h，使年产百万吨矿井停产半年多，由此可见，奥灰富水性极不均一，差异很大，一般情况下浅部露头带含水较丰富，但在正常情况下，该含水层远离主采煤层，一般对矿坑无直接充水影响表1-2 建井期间突水点统计表 突 水时 间 突 水 地 点最大水 量m3/h水量变化趋势m3/h突水因素分析(层位及通道)1999.5.27中央轨道石门 35减小至疏干32煤层顶板砂岩裂隙3222进风斜巷 10渐变成淋水32煤顶板砂岩裂隙3223提料斜巷 5减小至疏干32煤顶板砂岩裂隙3222提料斜巷 5渐变成淋水32煤顶板砂岩裂隙东翼轨道大巷 3渐变成淋水F11断层附近西翼轨道大巷 5渐变成淋水断层附近3222机巷 3渐变成淋水32煤顶板砂岩裂隙井田涌水量：矿井正常涌水量为437.06 m3/h（预算390.9 m3/h），本次设计取440 m3/h最大涌水量为586.10 m3/h（预算581.4 m3/h），本次设计取630 m3/h第三节 煤层特征1.3.1煤层埋藏条件：走向近东西，倾向南北，南高北低，倾角1015度左右。基岩风化带：15.717.9m强风化带厚：6.789.08m煤层的露头深度：32煤层的露头直接位于谷口冲洪积扇区粗粒相范围内。1.3.2煤层群的层数： 本区二叠系含煤地层共含111煤层（组），可采者自上而下编号为1、22、23、32、60、61、62、63、71、72、81、82、9、10计14层，其中32、71、82、9为主要可采煤层，61、63、为可采煤层1、22、23、60、62、72、81、10为局部可采煤层。主要可采和可采煤层为较稳定煤层，局部可采煤层为不稳定煤层。现从上而下将各可采煤层分述如下： 11煤层该煤层为上石盒子组最上的可采煤层，其上下有多层薄煤，其厚度两极值为01.86米,平均0.72米。可采范围内煤层厚度以0.701.30米为主。煤层结构简单，个别点具一层泥岩夹矸，为不稳定的局部可采煤层。其顶板岩性多为泥岩，局部为砂岩，底板岩性亦多为泥岩，局部为砂岩。222煤层位于1煤层下80米左右，其厚度两极值为02.28米,平均0.74米。仅在25-26线至27-28线及30线以东中深度构成局部可采。可采区范围内煤厚多为0.701.30米。煤层结构简单，个别点具一层泥岩夹矸，为不稳定的局部可采煤层。其顶板岩性以泥岩为主，仅局部为粉砂岩-中砂岩，底板基本为泥岩，个别为粉砂岩。323煤层：位于22煤层下平均16米左右，其两极厚度为01.99米,平均0.69米。可采范围分布在26线附近及27线至31线间，可采范围内厚度多为0.701.30米，结构简单，个别点具一层泥岩夹矸，为不稳定的局部可采煤层。其顶底板岩性多为泥岩，局部为细砂岩或粉砂岩。432煤层：位于23煤层下平均110米左右，其厚度两极值为04.11米,平均1.73米，不可采范围为零星小块。煤层结构复杂，多具13层泥岩或炭质泥岩夹矸，为较稳定的主要可采煤层。煤层顶底板岩性以泥岩为主，局部为粉砂岩或细砂岩。560煤层：位于32煤层下160米左右，为6煤组最上之可采煤层，煤厚两极值为01.31米,平均0.21米。可采范围分布于魏庙断层以北26-27线及29-30线东-650米水平以浅地区。煤层结构简单，仅少数点见一层泥岩夹矸，为不稳定的局部可采煤层。煤层顶底板岩性以泥岩为主，个别点为粉砂岩或细砂岩。661煤层：位于60煤层下11米左右，煤厚03.21米,平均1.52米。煤层结构简单，少有夹矸，为较稳定的可采煤层。其顶底板岩性以泥岩为主，局部为粉砂岩或砂岩。762煤层：位于61煤层下10米左右，煤厚01.96米,平均0.33米,可采范围分布于26线以西,可采区内煤厚一般为0.701.30米。煤层普遍含一层夹矸，结构简单。为不稳定的局部可采煤层。顶底板岩性以泥岩为主，局部为粉砂岩或细砂岩。863煤层：位于62煤层下6米左右，煤厚02.19米,平均0.97米。煤层结构简单，为较稳定的可采煤层。其顶底板岩性以泥岩为多，细砂岩和粉砂岩皆为零星分布。971煤层：位于63煤层下30米左右，煤厚04.31米,平均1.75米。煤层结构一般以一层泥岩夹矸为多，在71和72煤层合并区内，可有23层夹矸。属复杂结构煤层。为较稳定主要可采煤层。煤层顶板岩性在25-26线以西以砂岩为主，粉砂岩次之；25-26线以东以泥岩为主，零星分布砂岩和粉砂岩。煤层底板岩性以泥岩为主，零星分布粉砂岩和细砂岩。1072煤层：位于71煤层下0.8312米左右,平均约5米。煤层厚度02.97米,平均0.36米；27线以西局部可采，27线以东多合并于71煤层。煤层结构简单，仅少数点具12层泥岩夹矸。属不稳定的局部可采煤层。当71和72煤层间距稍大时，72煤层顶板常为砂岩，间距较小时，常为泥岩，东部合并区内，72煤层顶板为泥岩；底板以泥岩为主，少数为粉砂岩或细砂岩。 1181煤层：位于72煤层下735米，平均16米左右。煤厚02.94米,平均0.74米。81煤层常因砂岩冲刷造成大面积不可采，可采范围分布于补31线以西，呈一不规则带状。煤层结构较为简单，以一层泥岩或岩浆岩夹矸最为常见。属不稳定的局部可采煤层。煤层顶底板多为砂岩，少为泥岩和粉砂岩。1282煤层：位于81煤层下7-18米，平均11米左右，煤厚03.83米,平均1.65米。煤层结构复杂，普遍具一层泥岩夹矸。属较稳定的主采煤层。煤层顶板岩性大部分为砂岩，粉砂岩和泥岩则为零星分布，底板岩性主要为粉砂岩，次为泥岩或砂泥岩互层。139煤层：位于82煤层下1021米，平均15米左右。煤厚05.78米，平均2.65米。煤层结构简单，部分因岩浆岩侵入致使结构复杂。属较稳定的主采煤层。煤层顶板多为砂岩，其次为粉砂岩或泥岩。底板主要为泥岩，少量为粉砂岩或细砂岩。1410煤层：本煤层位于山西组中部，上距9煤层55111米，平均73米左右。煤厚04.10米,平均1.09米。从原始沉积看，该煤层应属结构简单的稳定性较好的煤层，但由于本区岩浆岩对煤层的广泛侵入，使煤层遭到严重破坏，煤层结构变复杂，可采性变差，属不稳定的局部可采煤层。煤层顶底板以砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。上述各煤层顶底板的稳定性以原煤炭科学院牛锡绰提出的分类方案为依据认为：砂岩属中等稳定型，粉砂岩属不稳定-中等稳定型，泥岩属不稳定型。1.3.3 煤层的围岩性质：二采区松散层厚375m，平均采深525m。32煤层直接顶为深灰色泥岩，易冒，厚1.842.41m，均厚2.1m，在自然状态下其单向抗压强度为28.959.5Mpa；老顶为灰白色细砂岩，厚1.763.67m，均厚2.7m，其单向抗压强度为65.4102.2Mpa，平均89.6Mpa，属于中等稳定型。1.3.4煤的特征：（牌号、用途、硬度、容重、瓦斯、自燃性、煤尘爆炸危险性、指数）1煤层为高灰、高硫、高挥发分，低中热值、强粘结性的气煤。22、23、32煤层为中灰、低硫、（32煤为低中硫）特低磷、高挥发分、中热值、强粘结性的气煤，其中32煤有少量1/3焦煤。60煤层为中高灰、特低硫、特低磷、中高挥发分、中热值，强粘结性的1/3焦煤。61煤层为中灰、特低硫、特低磷、中高挥发分、中热值，强-特强粘结性的肥煤和1/3焦煤。62煤层为中灰、低硫、特低磷、中高挥发分、中热值、特强粘结性的肥煤。63、71、72煤层为中灰、特低硫，特低磷、中高挥发份、中热值、强-特强粘结性的1/3焦煤和肥煤（其中72煤层仅为1/3焦煤）。81、82煤层为低中灰、低硫、特低磷、中高挥发分、中热值、强-特强粘结性的1/3焦煤和肥煤其中82煤层有少量无烟煤。9煤层为中灰、低硫、特低磷、中高挥发分、中热值、强特强粘结性的肥煤和1/3焦煤，并有少量无烟煤。10煤层以天然焦为主，当煤层未受岩浆侵入影响时，为低灰、特低硫、特低磷、中高挥发分，特强粘结性的肥煤。当煤层受岩浆岩侵入时，造成原煤灰分增加，精煤挥发分和煤的粘结性能降低，煤变质为天然焦或贫煤、无烟煤。不但降低了煤的可采性，也使煤质指标稳定性变差。第二章 井田境界和储量第一节 井田境界2.1.1 井田四周境界 本井田西以F22断层与祁南矿接壤;东以33勘探线为界与龙王庙勘探区毗邻;南至上石炭系第一层灰岩的隐伏露头;北以32煤层-800m底板等高线的地面垂直投影为界.东西长约9km,南北倾斜宽约3.5-5km,面积约45k。2.1.2 开采上限的确定:煤层煤厚04.31米,平均1.75米。煤层结构一般以一层泥岩夹矸为多，在71和72煤层合并区内，可有23层夹矸。属复杂结构煤层。为较稳定主要可采煤层。煤层顶板岩性在25-26线以西以砂岩为主，粉砂岩次之；25-26线以东以泥岩为主，零星分布砂岩和粉砂岩。煤层底板岩性以泥岩为主，零星分布粉砂岩和细砂岩。所有可采煤层（32、71、82、9）的开采上限为: 导水裂隙带高度计算: Hli=100M / (3.1M+5)+4.0 =1007.74 / (3.17.74+5)+4.0 =30.7 m 冒落带高度计算: Hm=(M-W)/(K-1) cosa =(7.74-1)/(1.2-1) cos13.6 =6.74/(0.2*0.97) =34.7 m 其中:W-冒落过程中顶板下沉值 K-冒落岩石碎胀系数,一般取1.1-1.4 a-煤层倾角 故开采上限=松散层厚度+带冒落带高度+导水裂隙带高度 =375+34.7+30.7 =440.4 m 各个煤层的具体开采上限为:32煤层:(直接顶老顶一般为泥岩) Hli=100M / (3.1M+5.0)+4.0 =1001.73 / (3.11.73+5)+4.0 =20.7 m71煤层: (直接顶为砂岩,中硬) Hli= 100M / (1.6M+3.6)+4.0 =1001.71/ (1.61.73+3.6)+4.0 =31 m 82煤层: (直接顶为砂岩,中硬) Hli=100M / (1.6M+3.6)+4.0 =1001.65/ (1.61.65+3.6)+4.0 =30.4 m9煤层: (直接顶为砂岩,中硬) Hli=100M / (1.6M+3.6)+4.0 =1002.65/ (1.62.65+3.6)+4.0 =37.82.1.3 井田长度:走向:近东西,长约9km倾向:南北,宽约3.5-5km面积:近45平方千米第二节 矿井工业储量2.2.1 井田勘探类型,钻孔及勘探线分布情况,储量等级的圈定1.井田的勘探程度：祁东煤矿位于宿南向斜的东南端，属宿南向斜的东南翼，其构造形态基本为一走向近东西、倾向北、倾角为10-15度左右的单斜构造，并在 其上发育有次一级褶曲和断层。 地质精查阶段在区内查出褶曲2个、断层15条（不含龙王庙勘探区内的F16和F20）。地震补勘阶段在补勘范围内查出褶曲一个，组合断层45条，其中落差5m以下的为22条。本次在原地质精查报告的基础上，结合建井地质资料，对地震补勘所组合的断层进行了充分研究，考虑到二维数字地震的分辨能力和测线网度的限制，对地震所发现的落差小于5m的小断层一般未予组合利用，对落差较大的断层在确认存在断点的基础上进行了合理组合，全区共查出褶曲2个，断层20条。查出的褶曲为魏庙层以南的马湾向斜及魏庙断层以北浅部的圩东背斜。在查出的20条断层中，按断层性质分：正断层13条，逆断层7条。按断层落差分：落差大于或等于50m以上的断层7条，落差在5030m之间的断层3条，落差3020m之间的断层3条，落差在2010m之间的断层6条，落差在105m之间的断层1条。按断层走向分：走向北东或北北东的断层9条，走向北西的断层5条，走向近南北的断层4条，走向近东西的断层2条。 2. 地质储量和工业储量:根据,设计对井田范围内的10个可采煤层进行分析和复算,全井田共获得地质储量(A+B+C+D)342758.1kt,工业储量(A+B+C)335552.4kt,其中A级储量68986.7kt,B级储量121418.0kt,(A+B)级储量190404.7kt,占(A+B+C)级的57%.第一水平(风氧化带下限-600)工业储量(A+B+C)204511.6kt,其中A级储量62379.1kt,B级储量69241.5kt.(A+B)级储量131620.6kt,占本水平(A+B+C)级的64%.3.可采储量:矿井地质储量汇总见下表:（见表2-1）矿井设计储量减去各类保护煤柱,非经济储量及开采损失后，全矿井共获得可采储量294956.6kt,占矿井工业储量的56.3%,其中一水平可采储量141876.4kt,占一水平工业储量的52.9%.各煤层工业储量,设计储量及可采储量见下表:表2-1 矿井地质储量汇总表 单位:kt煤层水平ABCA+B+CA+B/A+B+CDA+B+C+D3 风化带底界-防水煤柱底界1047145412303732673732防水煤柱底界 到-600840160323680181148018114-600到-800233785614705225253522525计968315073196164437256443726风化带底界-防水煤柱底界5295290529防水煤柱底界 到-6002783278302783-600到-800670670012031873计398339830120351866风化带底界-防水煤柱底界1427228121615870635870防水煤柱底界 到-6006662108405284227877722787-600到-800121407163891058140234312924计8211171921383539239652343415826风化带底界-防水煤柱底界35713311688211688防水煤柱底界 到-600147526874163354163-600到-80022572495024950计2059474268023068026 风化带底界-防水煤柱底界81132864098204098防水煤柱底界 到-60052315816110484711048-600到-800505395444601125757035计65491305819607332575221827风化带底界-防水煤柱底界690366413075662775662防水煤柱底界 到-6001283291604835268288226828-600到-8002191182310549225925322592计1374224647166935508270550827风化带底界-防水煤柱底界1261323144991449防水煤柱底界 到-60053437514286124286-600到-80016681668010832751计661674274039108384878风化带底界-防水煤柱底界16410691234131234防水煤柱底界 到-60074266807422107422-600到-8006080608006080计90613830147376147378 风化带底界-防水煤柱底界1120173222475100565100防水煤柱底界 到-60012482768556642583372825833-600到-80018751276710169248115924811计1547822185180815574568557459风化带底界-防水煤柱底界1354219237957342487342防水煤柱底界 到-600163591475213423445357044535-600到-80041581519717345367015336701计2187132143345648857961088579合计风化带底界-防水煤柱底界56401278518282367075036707防水煤柱底界 到-60056739564565460816780367167803-600到-80066075217672256131040457205138246计68986121418145147335552577205342758 第三章 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限第一节 矿井工作制度矿井设计工作日330d,每天三班作业,其中两班生产,一班检修,每班工作8h,每天净提升时间16h。第二节 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 确定矿井的年生产能力 总体设计确定本矿井井型180万t/a。根据煤炭工业部基字(1996)第202号文件”关于对预备,在建矿井项目进行设计优化的通知”的精神,本着少投入,早投产,多产出的指导思想,本设计对矿井设计生产能力进行了深入分析和论证,认为本矿井井型为180万t/a比较合适,其主要理由如下:1.本井田交通方便,通信快捷,水源充足,电源可靠,劳动力丰富,建材供应充分, 建设180万t/a规模的矿井,具有良好的外部条件。2.本井田储量多,资源丰富.全矿井可采煤层10层,其中主要可采煤层4层,即3,7,8,9煤层。全矿井可采储量264956.6kt;第一水平可采储量141876.41kt。从储量分析看,本矿井具备建设大型矿井的资源条件。根据开拓部署和采区划分,全矿井共划分四大块段,由于本矿井走向长度约9km,可同时多采区布置,采区接替较灵活,按180万t/a生产能力进行配采,综采工作面可连续配采50年以上。从采区接替和配采情况看,矿井井型为180万t/a是比较合理的。近年来,随着世界煤炭技术的发展和提高,我国综合机械化采煤的发展速度很快,生产技术和管理经验已趋于成熟.综合机械化采煤程度也由1980年的13.16%发展到1994年的44.75%.目前,国内新建和设计的矿井均以综采为主.我国综采工作面单产提高也比较快.本矿井4层主要可采煤层平均厚度2.0-3.7m.其中一水平大部分都可进行综合机械化采煤。目前国内综采机械化的发展趋势,也本着为本矿井适当加大井型提供了可靠的保障.本次优化设计,依据井田地质和煤层开采技术条件,并结合当前煤炭生产技术发展,本矿井宜于选择以综采为主,局部薄煤层采用高档普采的方式.其中首产采区的单综采面可达120万t/a.两个首采工作面能保证矿井的年生产能力。3.随着经济的发展,本矿所处的华东地区对煤炭的需求越来越大,加之本地区煤质好,市场竞争力强,销售市场广阔,售价高,故无论从国家利益还是企业经济利益考虑,都应该加大本矿井的开发强度.4.本井田松散层厚度大(234.7-453.