采矿工程毕业设计（论文）-宁东煤田积家井银星2矿120万t新井设计

目录1 矿井概况及井田地质特征41.1 矿井概况41.1.1 交通位置41.1.2 地形地貌41.1.3 地表水系41.1.4 气象、地震51.1.5经济概况61.1.5经济概况61.2 井田地质特征81.2.1 地质构造81.2.2 水文地质121.3 煤层特征161.3.1 煤层161.3.2 煤质181.3.3 其他开采技术条件222 矿井储量、生产能力及服务年限252.1井田境界252.1.1 井田划分的依据252.1.2 井田划分结果252.2 矿井工业储量252.2.1 储量计算基础262.2.2 工业储量计算262.2.4 永久煤柱损失煤量262.2.5 矿井设计可采储量计算292.3矿井生产能力及服务年限292.3.1 矿井工作制度292.3.2 矿井设计生产能力及服务年限293 井田开拓323.1 井田开拓的基本问题323.2 井田开拓323.2.1 确定井筒的形式、数目、配置323.2.2 确定工业广场及井口位置343.2.3 确定开采水平和阶段高度353.2.4 开采水平布置363.2.5 采区划分及其布置373.2.6 井田开拓设计方案比较383.3 井筒特征403.3.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护403.2.2井筒布置及装备413.3.3井筒延深意见443.4 井底车场443.4.1 井底车场形式确定及论证443.4.2 井底车场的布置、储车线路、行车线路布置长度453.4.3 通过能力计算483.4.4 井底车场主要硐室483.4.5 主要开拓巷道493.5 开采顺序及采区、采煤工作面的配置503.5.1沿井田走向的开采顺序503.5.2沿井田倾向的开采顺序513.5.3保证年产量的同采采区数和工作面数513.6 井巷工程量和建井周期523.6.1 概述523.6.2井巷工程量和建井周期的各计算图表524 采煤方法544.1.1 选择采煤方法的基本要求544.1.2 选择采煤方法的影响因素554.1.3各类采煤方法简介554.1.4采煤方法的选择原则564.1.5采煤方法的确定564.2 采区巷道布置及生产系统574.2.1 首采区位置选择原则574.2.2 采区巷道布置方法574.2.3 采区车场584.2.4 采区硐室604.2.5 采区巷道的尺寸、支护方式、掘进614.2.6 采区生产能力624.2.7 生产系统644.3 采煤工艺设计644.3.1确定采煤工艺方式644.3.2 回采工作面参数654.3.3 采煤工作面破煤、装煤方式664.3.4 采煤工作面支护方式674.3.5 端头支护及超前支护方式694.3.6 各工艺过程注意事项704.3.7 采煤工作面正规循环作业714.3.8 回采巷道布置735 矿井通风与安全765.1 矿井通风系统的确定765.1.1 概述765.1.2 通风系统确定的因素765.2 全矿所需风量的计算及其分配785.2.1 矿井风量计算原则785.2.2 矿井风量计算方法785.2.3 风速验算835.3 全矿通风阻力计算855.3.1 矿井通风总阻力计算原则855.3.2 矿井通风阻力计算855.3.3计算矿井的总风阻及总等积孔875.4 矿井通风设备的选择885.4.1 矿井通风设备的要求885.4.2 选择主要通风机885.4.3 选择电动机905.5 矿井灾害防治技术915.5.1 防治瓦斯915.5.2 防治煤尘925.5.3 防灭火925.5.4 防治水936 矿井运输、提升及排水946.1矿井运输946.1.1运输方式和运输系统的确定946.1.2采区运输设备的选择946.1.3矿车的选型及数量966.2矿井提升976.2.1矿井提升设备选择及计算976.2.2副井提升986.3 矿井排水986.3.1 概述986.3.2 排水设备的选型计算997 环境保护1067.1 矿井建设对环境的影响1067.2 各种污染的防治措施1077.2.1大气污染防治措施1077.2.2水污染防治措施1087.2.3噪声污染防治措施1087.2.4固体废物处置1097.2.5地表沉陷防治1097.2.6水土保持1097.2.7绿化1108 技术经济指标111致 谢113参 考 文 献114全套图 纸加扣 3346389411或30122505821 矿井概况及井田地质特征1.1 矿井概况1.1.1 交通位置银星2号井田位于宁夏回族自治区吴忠市东南部，西距吴忠市80km，东距盐池县城82km。其行政区划隶属于宁夏回族自治区吴忠市盐池县冯记沟乡管辖。其地理坐标为：东经：10644411064845；北纬：372645373145。银星2号井田位于宁东煤田积家井矿区的南部，井田北部以原详查第JN12勘查线为界与马儿庄勘查区相接，南部以人为边界与洪涝池勘查区相接，西部以DF5逆断层为界与李家坝井田相邻，东部以金家渠子西侧逆断层为界与金家渠井田相邻，井田呈南北向近似长方形展布，南北走向长约5km，东西倾向宽约3km，面积约为15km2。本区交通以公路为主，经过多年建设已形成较为完善的公路网。定(边)-武(威)高速公路(G2012)和盐(池)-兴(仁)省道(S302)呈东西向从井田北部经过；井田东西两侧分别有古(窑子)-马(家滩)-冯(记沟) 县乡级公路和灵(武)-惠(安堡)国道(G211)呈南北向通过；经吴忠市、古窑子等地与(北)京-(西)藏高速公路(G6)、青(岛)-银(川)高速公路(G20)及国道G109线、G307线相接。且井田内次一级简易公路纵横相通，西可接211国道，东接古-马-冯县道，南接S302省道。总之，井田交通网络完善，交通十分方便。井田交通位置见图1-1-1。1.1.2 地形地貌本区位于毛乌素沙漠西南边缘，以缓坡丘陵、洼地地貌单元为主，井田内多为农田、人工林地和保护性草场，局部低洼地区雨季积水成。湖，冬季干枯为碱滩，地形相对较为平坦，地面起伏不大，平均海拔高度约为1400m。地势呈东高西低，南高北低的趋势，区内最高处位于井田东边界处的石油金1号孔附近，海拔高度为1476.19m，最低处位于JN1201号孔附近，海拔高度为1349.29m，相对高差约为130m。1.1.3 地表水系本区系于中温带半干旱大陆性气候。降雨量少蒸发量大。多东南风、西北风；冬季严寒凛冽。秋冬多西北风。雨季集中在七、八、九三个月。最高气温38.50C。最低气温-22.6。年平均气温10.6。冻结期由11月二旬至次年3月上旬。冻结深0.66m。矿井抗震防裂度八度，地震加速度0.2度。图1-1-1 积家井矿区银星2号井田交通位置示意图1.1.4 气象、地震（一）气象本区地处西北内陆，为典型的半干旱半沙漠大陆性气候。气候特点是冬季寒冷、夏季炎热，昼夜温差较大。根据灵武市气象站19912006年气象资料，年最低气温为-25.0(2002年)，年最高气温为36.6(1997年)，年平均气温为9.4；降水多集中在7、8、9三个月，年最小降水量仅为116.9mm(1997年)，年最大降水量也只有322.4mm(1992年)，而年最小蒸发量却为1601.1mm(1990年)，年最大蒸发量高达1922.5mm(1999年)，其年最大蒸发量为年最大降水量的6倍及最小降水量的16倍；季风从当年10月至来年5月，长达7个月，多集中于春秋两季，风向多正北或西北，风力最大可达8级，一般为45级，平均风速为3.1m/s；春秋两季时有沙尘暴；全年无霜期短，冰冻期自每年10月至翌年3月，最小冻土深度为0.42m，最大冻土深度为0.72m(1993年)；相对湿度为7.68.8%。（二）地震本区位于鄂尔多斯盆地西缘褶皱冲断带中部，属吴忠地震活动带，根据宁夏地震烈度区划图，银星2号井田地震烈度为度，地震动峰值加速度0.15g(宁夏地震局)。地震震中多分布在黄河沿岸，10101991年间发生大地震11次，震级4.95.5级之间，近期弱震时有发生。地震活动在空间上以吴忠、灵武两地相互转移，呈一密集的地震分布。近期与历史上的地震活动位置比较接近，反映了构造活动至今仍在持续进行。1.1.5经济概况本区民族以回、汉族为主，回汉杂居，经济相对落后，主要以农牧业为主，农作物一年一熟，主要农作物有荞麦、糜子、小谷、玉米、马铃薯、胡麻、葵花、麻子等，以滩羊为主的畜牧业在本区经济中占有重要地位，地方工业着重发展以开发加工甘草、苦豆子为主的医药系列和以皮毛、地毯为主的畜产品加工系列。井田内座落有十四个自然村，自北向南分别为张筐庄村、黑土坑村、古城台村、叶儿庄村、黎明村、宋新庄村、张家圈村、汪水塘村、王疙瘩村、明家坑子、陈大梁村、金家渠子村、殷家圈村和陈家儿庄村。为响应国家“退耕还林”号召，已实行“退耕还林”、“退牧还草”政策，经济来源主要靠圈养牲畜和国家“退耕还林”补贴，个别村民发展运输业，总体经济相对落后。井田多属草原自然生态恢复区。1.1.5经济概况（一）矿区总体规划规划中银星2号井田的基本情况如下：位于矿区的南部，井田西以DF5断层为界，东到金家渠子西侧断层以矿区边界为界，北以JN12勘探线为界与马儿庄勘查区相邻，南部到矿区南边界。井田为一南北向近似四边形，东西宽约为3.6km，南北长约为8.8km，井田面积30.7km2，经估算井田内资源量为255.02Mt，可采储量为114.7Mt，规划生产能力1.20Mt/a，服务年限63.8a。银星2号井田在矿区中的位置见图1-1-3。（二）矿井及小窑银星2号井田内无生产矿井及小(老)窑与采空区，资源整装，保存完好。在积家井矿区东部有马家滩矿区、西南有韦州矿区、西北部有石沟驿煤矿，均已开发建设或正在开发建设当中。1.2 井田地质特征1.2.1 地质构造（一）区域地质特征1、区域地层根据全国地层多重划分对比研究宁夏回族自治区岩石地层（1996年）岩石地层的划分成果，积家井矿区属晋冀鲁豫地层区（V4）、华北西缘地层分区（V41）、桌子山-青龙山地层小区（V41-2），区域地层简表见表1-2-1。根据区域地质资料，桌子山-青龙山地层小区（V41-2）为中生代拗陷区。古生界地被广泛发育的中、新生界地层所掩盖，埋藏较深，仅在矿区西北部的横城和韦州矿区有零星出露。横城和韦州缺失三叠侏罗系沉积。新生界区域内普遍发育，多由风积砂、砂土、粘土半胶结的砂岩组成；中生代界地层在区域内最为发育，由下至上分别为三叠系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）。侏罗系（J）地层在宁东地区自北向南有逐渐增厚的趋势，具体表现为安定组（J3a）自北向南地层平均厚度从230.5m增加到500.2m；直罗组（J2z）厚度变化不大；延安组（J2y）自北向南地层平均厚度从326.0m增加到491.7m。2、区域构造根据宁夏回族自治区煤炭资源预测与评价报告（1994年第三次煤田预测）构造划分成果，积家井矿区属华北地台（A）、南北向逆冲构造带（A2）、青龙山-云雾山逆冲带（A24）。本区东临鄂尔多斯台拗，西接六盘山弧形构造带，呈一南北向地带，具有典型的逆冲推覆构造特征，由一系列走向NNW或近SN向的褶皱群及与之相伴的断层组成。（1）褶皱本区属宁东煤田灵（武）盐（池）含煤区，积家井矿区内部及周边主要区域性背斜和向斜有9个，其中背斜6个，向斜3个。从西往东依次为沈家庄杨庄背斜、叶庄子小沙湾子向斜、积家井背斜、甜水堡背斜、海子湖贺家瑶向斜、于家梁周家沟背斜、尖儿庄子背斜、长梁山马家滩背斜和马家滩冯记沟背斜。表1-2-1 宁夏回族自治区区域地层简表地层时代厚 度 (m)岩性描述及接触关系古生物特征分布情况界系统组新 生 界 Cz第 四 系Q9.74 由风积砂、砂土组成全区广泛发育。古 近 系 E渐新统E3清水组Eq100.0 紫红色粘土、砂质粘土，泥质为主，局部夹砂质，与下伏地层呈不整合接触。主要发育在横城地区，其它区域零星分布。中 生 界 Mz白 垩 系 K下统K1洛 河 组 Klh217.0 棕红色块状，粗、中粒砂岩夹泥岩、粉砂岩、细粒砂岩透镜体，与下伏地层呈整合接触。区内东南部零星分布。侏 罗 系 J上 统 J3安 定 组 Ja230.5500.2棕褐、灰绿、紫红、土黄色泥岩、沙质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主、与下伏地层呈整合接触。鸳鸯湖矿区、马家滩矿区及积家井矿区。中 统 J2直 罗 组 Jz448.6 以紫红、灰绿、蓝灰色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，向下粒度变粗，底部为一层灰白色含小砾石粗砾砂岩，与下伏地层呈整合接触。Picenapollenites sp. Quadraculina Classopollis sp.延 安 组 Jy326.0491.7灰白色砂岩、灰及深灰色粉砂岩，泥岩为主，含编号及未编号煤层30余层，与下伏地层呈假整合接触。Podozamites sp. Equisetites sp. Cladophlebis sp.三 叠 系 T上 统 T3上 田 组 Ts1270.0 深灰色微带绿、黄绿、灰白色砂岩、粉砂岩，下部色调以绿色、黄绿色为主，粒度变粗，与下伏地层呈整合接触。Neocalamites Unio ningxiaensis Unio huangbagauensis中 统 T2二 马 营 组 Te650.0 灰紫色、紫红色、黄绿色中厚层状砂岩，砂岩中含紫红色泥岩，粉砂岩砾块，且具独特的“砂球状”构造，与下伏地层呈假整合接触。未见化石古 生 界 Pz二 叠 系 P上 统 P2孙 家 沟 组 Psj226.0 中上部为棕红色、紫红色中粗粒砂岩、粉砂岩，底部为砾状砂岩，与下伏地层呈整合接触。未见化石横城矿区及韦州矿区石 盒 子 组 Psh219.5 上部以紫、灰紫色泥岩为主，中部以灰绿色泥岩为主，夹薄层砂岩，下部含植物化石，与下伏地层呈整合接触。Gigantopteris- yuananensis Tingiahamaguchii下 统 P1石 盒 子 组 Psh170.5 上部以灰紫、紫、灰绿色，粉砂岩为主，下部以灰白色砂岩为主，夹12层薄煤，并含植物化石，与下伏地层呈整合接触。Pecopteris -anderssonii Pecopteris sp. Taeniopteris sp.山 西 组 Ps77.0 灰白、深灰色砂岩，深灰、灰黑色粉砂岩，其中夹可采煤层13层及薄煤层，与下伏地层呈整合接触。Annularia sp. Taeniopteris Pecopteris sp.石 炭 系 C上 统 C2太 原 组 C-Pt78.0 灰色、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层24层及薄层灰岩组成，本组旋回结构清晰，与下伏地层呈整合接触。Neuropteris -aovataDictyoc10stusTingiahamaguchii土 坡 组 Ct286.0 灰黑色砂岩，粉砂岩夹薄层泥岩，灰岩含较丰富的腕足类等化石，底部主要为黑灰色泥岩，夹数层薄煤层，与下伏地层呈不整合接触。Neuropteris -gigantea Ounbarlla Subpapyracea Nereuropteris奥 陶 系 O下 统 O1马 家 沟 组 Om682.5 灰色、灰褐色隐晶灰岩，含白云质隐晶灰岩，有红绿色藻、腕足、介形虫及海绵骨针等化石碎片。 （2）断层 积家井矿区内部及周边主要区域性断层有12条，其中烟墩山断层、上台子断层和马柳断层这三条是该区的主干断裂，也是主要的后期赋煤区块边界。从西往东依次为老盐池断层、烟墩山断层、于家台断层、野麦子塘断层、北梁断层、金家渠子西侧断层、上台子断层、于家梁断层、李家新庄断层、杜窑沟断层、马柳断层和老庄子断层。 3、岩浆岩 区域内没有发现岩浆活动迹象。 （二）井田地层及构造 1、地层图1-2-1 积家井矿区银星2号井田煤层底板构造纲要图 井田全部被新生界古近系（E）和第四系（Q）地层所覆盖，属隐伏式煤田。根据钻孔揭露及区域资料，本区地层由老至新发育有：三叠系上统上田组（T3s）；侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、侏罗系上统安定组（J3a）；古近系渐新统清水营组（E3q）和第四系（Qh），其中含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y）。各地层简述如下： 2、构造 根据以往勘查结果，并经本次综合勘探证实： 银星2号井田含煤地层的主体褶曲形态变化不大，总体构造形态为复式背斜构造，由西向东依次发育有汪水塘向斜、甜水堡背斜2个褶曲构造相间的起伏形态。并伴生有一系列走向北北西-北北东向为主的DF5断层、DF6断层和金家渠西侧断层等11条断层构造，并且断层构造破坏了褶曲构造的完整性，井田构造纲要见图1-2-1。 （1）褶曲 该区褶曲不甚发育。但由于受构造运动的影响，该区地层起伏较大。以轴部走向为北北西与北北东向的向斜和背斜为主，自西向东分布有汪水塘向斜和甜水堡背斜。 （2）断层 井田内共控制查明断层12条。除3DF4为正断层外，其他均为逆断层；按照断层落差划分：落差大于等于100m的断层1条、落差在2050m的断层9条、落差在520m的断层2条；除DF5断层和金家渠子西侧断层分布在井田边界附近外，其余断层主要分布在西部汪水塘向斜附近，其它地段小断层不发育，断层构造简单。 总体来看，除边界断层外，井田内主体构造为一向北西倾斜的近似单斜构造（即甜水堡背斜的西翼），褶曲（汪水塘向斜位于西南部）和小断层仅在勘探区西南角局部发育；甜水堡背斜轴位于金家渠子西侧逆断层西南侧，轴向近NNE与金家渠子西侧逆断层斜交，受边界断层控制，地层产状沿走向和倾向虽有一定的变化，但变化规律性明显。本区没有受岩浆岩的影响。故根据勘探区的构造形态、断层及褶曲的发育情况，以及地层产状的变化等综合分析，勘探区构造复杂程度综合确定为简单构造。矿井综合柱状图见图1-2-1。柱状图煤岩性质柱状厚度m页岩1.31煤层大方大方的大方发斯蒂2.26砂页岩82煤层大方大方的大方发斯蒂1.90粉砂岩10页岩63煤层大方大方的大方发斯蒂1.97砂页岩104煤层大方大方的大方发斯蒂2.07中砂岩20图1-2-1 综合柱状图1.2.2 水文地质（一）区域水文地质概况区域水文地质区划属于陶(乐)灵(武)盐(池)台地水文地质区低丘台地裂隙孔隙水亚区，地貌为沙漠、半沙漠与草原的过渡带，现代沙丘、沙梁及第四系松散沉积物广布，地下水的形成与分布受自然地理及地质条件控制，呈现出西北地区特有的干旱、半干旱区的水文地质特征；可划分为任家庄丁家梁矿区、碎石井矿区、鸳鸯湖矿区、马家滩矿区、积家井矿区等水文地质分区。其中本勘查区属积家井矿区裂隙孔隙水分区。本区属黄河水系，影响宁东煤田的地表水主要有边沟、西天河、苦水河等。边沟位于宁东煤田北部边界沿长城一线；西天河横贯鸳鸯湖矿区、碎石井矿区，其中马家滩矿区南部勘查区属于苦水河流域。本区地下水补给主要以大气降水为主。补给量受大气降水量、降水强度、降水地地形地貌、含水层岩性等诸多因素制约。沙漠丘陵区接受沙漠凝结水补给，但补给量甚微。 本区地表分水岭与地下分水岭基本一致，松散层潜水径流方向较分散，与地表水流向总体一致，但有一定夹角；接受降水补给后，地下水向沟谷、洼地及地下水位低的地区径流，运移速度取决于含水层岩性、基岩基底形态特征及水力坡度，一般沙漠丘陵区相对较缓，沟谷低山丘陵区及地形高差较大地区相对较高；地表水多以地表径流排入沟谷。碎屑岩裂隙孔隙承压水含水层地下水径流则主要受构造、含水层岩性等控制。排泄方式除蒸发外，部分以人工排水、或以泉的方式排泄，少部分渗入地下，沿基岩面（或风化层面）径流，或汇集于地形地洼地区形成潜水，或沿沟谷径流汇入西天河、苦水河、边沟，向西汇入黄河。（二）井田水文地质条件1、地形地貌及地表水体井田地形地貌以缓坡丘陵、洼地地貌为主，东高西低，南高北低，局部形成较为平坦草原地，如宋新庄黎明一带；区内无基岩出露，基岩被第四系黄土或沙丘所覆盖；中太铁路以北，以沙丘、风积沙、洼地地貌为主，风积沙多被沙漠植物固定，主要为固定沙，其次为半固定沙丘，多呈链状分布，少量为随季风流动的新月形及垄状流动沙丘。以南，以缓坡丘陵地貌为主，井田最高标高点位于井田南部金渠子南，海拔高度为1480.1m，最低标高点位于井田北部宋新庄北，海拔高度为1388.9m，相对高差约91.2m。本区属黄河水系，因地势平坦、干旱少雨，无常年地表河流。除盐环定扬黄干渠外自西而东穿越勘查区，本区无其它地表水体。2、充水因素分析矿床充水是指煤矿床开采过程中，各种来源的水通过不同的方式和途径进入矿坑的过程，其特征由充水水源、充水方式和通道以及影响充水性质和强度的其它因素所决定。结合邻近生产矿井的水文地质条件特征和充水因素，根据井田水文地质条件对充水因素进行分析评述。（1）邻近生产矿井水文地质特征及充水因素井田邻近生产矿井主要有冯记沟煤矿。位于勘探区的北部，面积约0.65km2，由一号矿井和二号矿井组成；一号矿井1999年关闭。开拓方式均为斜井开拓，采煤方法为走向长壁式综采、炮采；二号矿井1991年投产，生产能力15万吨，目前达到25万吨，主采二、三、四煤。顶板管理采用全部垮落式。水害类型为松散岩孔隙潜水、煤层顶板含水层地下水。二号矿井正常涌水量为115m3/h，最大涌水量280m3/h。矿井涌水的原因，主要是延安组地层中发育诸多小断裂，个别导水的小断裂使富水性弱的煤系地层与直罗组底部富水的“七里镇砂岩”形成了水力联系。矿井涌水的处理措施主要是采用工作面井下抽排放水。总体来看，邻近矿井涌水来源主要为采空区积水及煤层顶板含水层涌水。当煤层开采后，顶板冒落，围岩水沿岩层中的导水裂隙渗入采空区内形成大量积水，对矿井开采影响较大，为矿井主要水害；老窑采空后，日久多有积水，老窑水可沿岩层中裂隙导入或沿岩层面渗入，造成矿井涌水过大。（2）井田充水因素分析本井田在地震勘探及钻孔工程中，均没有发现老窑水的存在。因本区无地表水体，矿坑充水水源主要是大气降水和地下水两种。大气降水：区内年降水量甚小，一般不足260mm，且降水多集中在79月，虽深部一般采煤导水裂隙带最大高度达不到松散层潜水，仅浅部煤层开采的导水裂隙带可与松散层潜水层沟通，因此，大气降水为本区煤层开采的间接充水水源。地下水：侏罗系中统直罗组、延安组砂岩含水层承压水为区内煤层开采主要的直接充水水源。a、风化壳裂隙充水：主要分布于勘探区东南部，在基岩出露地表期间遭受了强烈的风化作用，风化裂隙发育，随着地壳的下沉，被第四系、古近系沉积层所覆盖。风化壳裂隙水含水层含水性受岩性影响明显，当岩性为泥岩、粉砂质泥岩和粉砂岩时，这些岩层风化后趋于粘土化，其塑性显著增大，岩层裂隙度和渗透性减弱，浸水后易迅速崩解和泥化，在岩石自重应力作用下，原有的构造裂隙被压实弥合，具有一定的隔水性。而岩性为粗、中粒砂岩等硬脆性岩石时，裂隙常常呈层状分布，岩石抗压强度减弱，导水性增强，成为富水性较强的地段，通过各种不同性质的裂隙通道进入地下，补给深部含水层，为间接充水，对矿井开采有一定影响。b、层状裂隙充水：主要分布于深部含水层，岩石成岩初期，当成岩时间较短时，岩石产生裂隙，且成层状分布于不同的岩性变化过程中，粗砂岩与粉泥岩层面上下较小范围内，构成了富集和储存地下水的条件。由于裂隙发育的不均一性，不同地段岩层透水性和涌水量也有较大的差异，一般情况下，巷道最初揭露含水层时，涌水量较大，如果补给充足，持续时间较长，补给不足时，涌水量逐渐变小或者被疏干。这类形式的充水较为普遍，是本井田的主要充水形式。c、构造裂隙充水：构造裂隙包括各种节理、岩层褶皱以及断裂破碎带等，这些裂隙是主要储水富集带导水通道，特别是裂隙密集带呈集中涌水。本井田首采区东西两侧分布有F9断层及李新庄断层，断层破碎带以压性为主，导水性较差。但在局部地段产生的东西向次生构造破碎带富水性相对较强，对建井及开采影响相对较大，须注意深部小型构造的存在及导水作用，特别在背斜轴部，裂隙相对发育，在裂隙发育密集地段和深部汇水中心均可能存在一定的储存量，一旦掘通，往往容易引起井下突水。d、开采造成的裂隙充水：由于煤层开采后引起上方岩层的移动所形成的两带高度，一旦延伸到剥蚀面或上方富水层时，将使各含水层间发生水力联系，这种人为造成的裂隙通道也是不可忽视的矿床充水因素。特别是1煤、3煤开采后，必然导致矿区原有地下水流场发生改变而形成新的开采条件下的地下水流场。根据1煤、3煤冒落带和裂隙带高度计算，其高度达到直罗组底部砂岩含水层组，地下水将沿破碎带进入煤系地层。根据宁东各煤矿涌水情况调查，各煤矿涌水量大于50 m3/h，矿坑充水源主要以顶板含水层及采空区积水为主。3、主要可采煤层顶底板岩性分布及稳定性评价由于受沉积环境的控制，井田内各煤层顶底板岩性和厚度变化较大，各可采煤层顶底板岩性主要为砂岩及粉砂岩，泥岩次之，部分煤层在局部范围内有泥岩或炭质泥岩的伪顶、伪底，在煤系地层的顶部有一定数量的粗粒砂岩及中粒砂岩构成煤层的直接顶板。各主要煤层顶、底板主要物理力学性质见表1-2-3。表1-2-3 各主要煤层顶、底板主要物理力学性质煤层号顶底板岩石名称单向抗压强度 (MPa)软化系数变形试验抗剪断强度变形模量弹性模量泊松比C(o)天然饱和Mpa(*104)MPa1顶粗粒砂岩22.2713.050.432.022.250.233.303419底中粒砂岩30.6511.453.092.800.294.143523细粒砂岩28.4316.600.431.521.930.155.533250粉砂岩17.575.890.222.832.250.345.1737193中粒砂岩19.8815.283.933.593.290.264.033733细粒砂岩28.6010.800.212.142.380.145.193206粉砂岩22.9411.050.322.092.290.154.073555底中粒砂岩37.3321.902.532.490.193.943435细粒砂岩33.6522.750.443.503.410.175.523152粉砂岩19.296.760.212.632.890.264.1435203下顶粗粒砂岩17.859.960.392.122.550.382.473412细粒砂岩22.0514.350.434.084.630.093.853220粉砂岩17.408.950.382.213.020.283.3833374上顶粗粒砂岩18.850.962.023.200.096.173327细粒砂岩15.755.810.202.883.100.273.983213粉砂岩30.106.190.152.632.660.202.033730底粉砂岩23.353.530.111.401.610.282.1738294顶粗粒砂岩27.4016.430.482.603.033.810.154213中粒砂岩30.3517.380.393.293.620.224.673148粉砂岩13.855.140.240.280.460.061.374102底中粒砂岩22.1513.600.421.181.780.193.143502粉砂岩23.338.300.231.711.980.134.2933335顶中粒砂岩28.7515.15/2.242.530.184.163115粉砂岩20.1310.171.211.170.122.913638底细粒砂岩29.7711.991.191.460.146.753249粉砂岩27.9812.580.341.871.920.223.29345010顶中粒砂岩17.7012.900.860.930.351.873826细粒砂岩23.4012.080.251.601.820.145.413108粉砂岩23.408.821.601.930.134.663130泥岩19.107.790.260.170.450.241.504002中粒砂岩21.4313.33/1.741.410.242.98365粉砂岩24.738.660.142.562.850.183.07364212顶中粒砂岩48.3028.70/4.754.953059细粒砂岩54.2026.25/3.793.116.61粉砂岩30.9011.402.182.670.16底细粒砂岩45.6029.900.511.882.540.153.853706粉砂岩45.4012.700.202.583.230.07/18上粉砂岩18.953.710.121.171.230.133.813534粉砂岩19.407.280.290.720.910.132.78354318顶粉砂岩28.5018.700.410.400.730.093.973519中粒砂岩44.7527.000.433.463.280.124.653159细粒砂岩48.4331.200.453.693.850.126.01335中粒砂岩42.3527.802.273.520.167.183027细粒砂岩37.5029.200.581.323.570.087.8833542、矿井涌水量预计正常涌水量120m3/h。目前矿井涌水量约190m3/h，主要水害有新近系砾岩水、煤层顶板砂岩水及老空积水，矿井水文地质类型中等。1.3 煤层特征1.3.1 煤层1、含煤性井田内延安组(Jy)含煤地层平均厚度为441.50m，含煤层最多达33层，含煤总厚15.5830.07 m，平均总厚21.66m，含煤系数为5.14%。其中编号煤层共22层（自上而下编号为：1、2、3、3下、4上、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18上、18和18下煤层）；全区可采和大部可采及局部可采煤层共10层，平均可采总厚18.08m，可采含煤系数4.1%。其中：3、4、5、10、18上和18煤层为全区可采煤层；1和12煤层为大部分可采煤层；3下和4上煤层为局部可采煤；11煤虽然可采面积较大，但均分布在构造比较复杂的西南角，仍定为不可采煤层；其余煤层多不可采或零星分布有可采点。 2、可采煤层可采煤层10层（1、3、3下、4上、4、5、10、12、18上和18煤层），其中：全区可采煤层6层（3、4、5、10、18上和18煤层）；大部分可采煤层2层（1和12煤层）；局部可采煤2层（3下和4上煤层）；主要可采煤层4层（3、4、10、18上煤）。本设计仅对主采煤层进行开采设计。综合柱状图见图1-3-1。柱 状厚度（m）岩 性 描 述1.55K1煤层89.14泥岩，粉砂岩2.423煤层6.82粉砂岩，泥岩0.983下煤层30.48泥岩，砂岩，稳定0.814上煤层。9.91粉砂岩为主，少量的泥岩2.084煤层-11.60粉砂岩为主，少量的细粒砂岩和泥岩1.485煤层。61.44粉砂岩为主，少量的泥岩和细粒砂岩2.0610煤层。24.10粉砂岩为主，少量的中粒砂岩薄层1.1612煤层116.46粉砂岩为主，少量的细粒砂岩1.7518上煤层。15.24粉砂岩为主，少量的细粒砂岩和泥岩1.0418煤层图1-3-1 综合地质柱状图1.3.2 煤质（一）煤的物理性质及煤岩特性1、物理性质各可采煤层煤的颜色为黑色，条痕为褐黑色。弱沥青、沥青光泽,丝炭具丝绢光泽。阶梯状、参差状和平坦状断口。煤的裂隙较发育，裂隙充填有方解石。局部煤中含少量结核状、薄膜状黄铁矿。条带状结构，层状构造。为半坚硬煤，多呈块状。各可采煤层煤的平均真密度为1.451.50g/cm3，平均视密度为1.331.38g/cm3，主要可采煤层真密度、视密度见表1-3-1。设计密度取1.4。表1-3-1 各可采煤层煤的密度煤层号真密度（g/cm3）视密度（g/cm3）煤层号真密度（g/cm3）视密度（g/cm3）11.501.501.50(1)1.371.371.37(1)51.411.501.45(3)1.311.371.35(3)31.431.511.47(2)1.321.381.35(2)101.481.491.49(2)1.351.351.35(1)3下1.501.501.50(1)1.381.381.38(1)121.471.471.47(1)1.351.351.35(1)4上1.481.521.50(2)1.351.391.37(2)18上1.441.501.47(2)1.321.371.35(2)41.461.501.48(2)1.341.341.34(2)181.431.501.47(2)1.351.371.36(2)（二）煤的化学性质和工艺性能1、煤的化学性质（1）工业分析水分（Mad）：原煤空气干燥基水分（Mad）在3.0114.60%之间变化，各可采煤层平均为6.037.66%。浮煤空气干燥基水分在3.0612.33%之间变化，各可采煤层平均为5.386.27%。在垂向上，自上而下各可采煤层水分平均含量有降低的趋势。水平方向上，井田大部分区域水分为6.0010.00%。局部水分（Mad）含量10.00%或6.00%。各可采煤层的水分统计见表1-3-1。表1-3-1 各可采煤层煤的水分（Mad）统计表煤层号原煤浮煤煤层号原煤浮煤13.1213.833.919.9954.4812.113.069.617.66(14)6.27(14)6.95(24)5.63(24)34.6911.193.1410.64103.8212.403.028.637.57(19)6.16(19)6.88(21)5.38(19)3下3.7110.643.209.88123.0810.563.749.606.38(13)5.40(13)6.78(18)5.95(18)4上4.1614.603.5112.3318上3.0110.103.368.287.23(18)5.68(18)6.03(22)5.26(21)45.269.973.549.03183.459.863.738.987.24(22)5.85(21)6.28(22)5.63(20)灰分（Ad）：本井田原煤灰分（Ad）在3.2029.01%之间变化，各可采煤层平均为8.7512.07%，属特低灰和低灰煤层（按GB/T15224.1-20