钱家营煤矿矿井生产与通风设计毕业论文.docx

钱家营煤矿矿井生产与通风设计毕业论文目 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地理位置11.1.2地形特征11.1.3气象及地震11.1.4地表水文情况11.1.5水源及电源21.2井田地质特征31.2.1井田地质构造31.2.2煤系地层及其层组划分61.2.3 水文地质91.2.4其它有益矿物111.2.5地质勘探程度111.3煤层特征121.3.1煤层的结构、厚度和一般特征121.3.2可采煤层及局部可采煤层稳定性121.3.3煤层对比131.3.4煤质151.3.5瓦斯181.3.6煤尘及煤的自然发火182 井田境界及储量192.1井田境界192.2矿井工业储量192.2.1各储量含义区分192.2.2储量计算的步骤222.2.3工业储量计算232.3矿井可采储量252.3.1安全煤柱252.3.2矿井永久保护煤柱损失量262.3.3矿井可采储量283 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限303.1矿井工作制度303.2矿井设计生产能力及服务年限303.2.1矿井设计生产能力的确定313.2.2矿井服务年限的确定324 井田开拓344.1井田开拓的方案344.1.1工业场地位置、形式和面积394.1.2开采水平的确定及采区划分394.1.3大巷布置404.2矿井基本巷道404.2.1井筒404.2.2井底车场及硐室454.2.3井底车场铺轨514.2.4主要开拓巷道525 矿井通风设计535.1矿井通风系统选择535.1.1矿井概况535.1.2通风方法的确定535.1.3矿井通风方式545.1.4采区通风565.1.5工作面通风系统585.2矿井所需风量605.2.1回采面所需风量的计算615.2.2掘进工作面需风量645.2.3硐室需风量665.2.4其它巷道所需风量705.2.5矿井总风量705.3全矿通风阻力的计算725.3.1矿井通风阻力725.3.2局部阻力计算745.3.3矿井通风总阻力计算745.3.4降低通风阻力745.4矿井主要通风机选型765.4.1矿井自然风压765.4.2主要通风机选型785.4.3电动机选型825.4.4矿井主要通风设备的配置及要求835.4.5局部通风846 防止特殊灾害时期的安全措施876.1井下防尘876.2瓦斯管理措施876.3防火和火灾的预防与避灾路线886.4矿山防水896.4.1突水一般征兆896.4.2防水措施907 井下运输947.1概述947.2采区运输设备选择957.2.1采区运煤设备的选择957.2.2采区辅助运输设备的选择967.3大巷运输设备选择977.3.1主要运输大巷运输设备977.3.2轨道大巷设备选择98参考文献99甲烷爆炸特性实验研究100引言1001实验仪器和原理1012实验步骤1033注意事项1054实验结果分析1065实验结论108参考文献108致 谢110中国矿业大学（北京）2012届本科生毕业设计（论文）1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述 1.1.1地理位置 钱家营矿位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，地理坐标为北纬3933、东经11828。矿区内有铁路与京山线古冶车站和林西矿业有限公司接轨，铁路交通方便有公路干线通过井田，公路交通十分方便，属京、津、唐三角区，距北京、天津均为100km。见图1.1。1.1.2地形特征 本地区地势平坦，井田范围内全被第四系冲积层所覆盖，地势低平，东北高，而西南低，标高介于726m之间，地形坡度1/1000。东部于新古河道两侧有高度13m呈北东南西向排列的小型沙丘。1.1.3气象及地震 矿区为大陆性季风气候，春季东风和西风交替出现，气候干燥少雨；夏、秋两季东南和南风常由海面带来潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷气压影响多西北风，气候寒冷干燥。矿区内由11月至翌年3月为冻结期，冻结深度为1.0至1.5m，最高气温在零上27摄氏度至37摄氏度，最低气温在-29摄氏度至-34摄氏度，全年气温平均为零上2.0摄氏度，年降水量为370mm至631mm，全年主导风向多为西北、东南，风力3至4级。根据开滦矿务局地震办公室1991年5月31日提供的钱家营矿区地震基本烈度评定报告，钱家营矿区地震基本烈度为七度。1.1.4地表水文情况井田内有沙河、老牛河。沙河发源于迁安城西好树屯，汇集清凉山东麓一带山地之水向南流去，过巍峰山凤凰山间的山谷，进入开平煤田。蜿蜒于唐家庄矿业有限公司，流经吕家坨矿业公司与范各庄矿业之间，回折而向西南，穿过钱家营、宋家营、小集镇，而泄入苇泊洼地内。井田范围内有沙河自井田北部流向西南，流向与地层走向大致一致，河面开阔，水力坡度较小，仅为1%2%。冬春河水近于干涸，只排泄矿井水。夏秋流量显著增大，汛期有时泛滥，流量随上游北部山区降雨量而变化。最高水位为1.9m。图1.1 交通位置图1.1.5水源及电源工业用水和生活用水主要取自第四系冲积层水和矿井井下分流的清水，基本上形成了一套集中供水系统，矿区水资源比较丰富，可满足工业用水和生活用水的需要。进入本矿区中央变电站的电源线共计四趟，其中2趟电网是吕家坨变电站35KV输电线，接矿中央变电站馈送至一水平，另外2趟是开滦林西电厂35KV输电线，经过中央变电站馈送至一水平。1.2井田地质特征 1.2.1井田地质构造 1）井田大中型构造特征（1）区域构造概况钱家营井田位于开平煤田之开平向斜的东南翼，开平煤田位于燕山南麓，受新华夏系构造的控制，是一个北东向的大型复式含煤向斜构造。它包括了开平向斜、车轴山向斜、荆各庄向斜和西缸窑向斜四个含煤构造。开平向斜为一大型不对称向斜构造，轴向在南部为北东40，到北部古冶以东逐渐转成近东西向，其西北翼地层陡立至倒转，东南翼地层平缓而多褶曲，自北而南有杜军庄背斜、吕家坨背斜、范各庄向斜、毕各庄向斜、南阳庄背斜、高各庄向斜、李辛庄向斜、刘唐保背斜和深港向斜等褶曲，它们的轴向都与主向斜斜交，构成了“边幕式”褶曲。（2）井田大中型构造特征钱家营井田东端为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼，向西依次为南阳庄背斜、高各庄向斜，再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区，此单斜构造向西南延展约12公里，又开始出现褶曲，自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜。井田西端为深港向斜东翼。井田内褶曲线性排列明显，如南阳庄背斜，延展长度达7公里，长宽比为3:1。各褶曲轴向都与主向斜轴（开平向斜）斜交。褶曲多呈不对称状：背斜东南翼倾角较大，一般20左右；西北翼倾角平缓，一般10左右；向斜则相反，东南翼倾角缓，西北翼倾角大。井田构造以褶曲为主，断裂为辅，断层以倾向或斜交为主，且大中型断层多伴生在褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带。2）井田主要构造描述（1）南阳庄背斜特征：长轴状背斜，轴向在南阳庄附近呈近南北向，到岭上庄附近急剧转成近东西向，呈向东北方向凸出的弧形，两翼不对称，西翼倾角10左右，东翼倾角20左右。往深部褶曲幅度变小，于煤12的-1100米底板等高线附近趋于消失。褶曲浅部发现有F4、DF4、DF4三条大型逆断层。控制程度：延展长度达7公里，褶曲浅部煤12的-700底板等高线以浅有16个地面钻孔，井下钻探、巷探和二维地震、瞬变电磁等物探方法进行综合探测控制，背斜形态得到了较好的控制，而深部仅有钱46、钱101、钱85三个地面孔控制，背斜形态控制不严密，有大中型断层伴生的可能，影响工作面的布置甚至影响采区的合理划分，有待进一步探测控制。（2）高各庄向斜特征：井田中深部构造，轴向北80西，南翼倾角10左右，北翼13左右，轴部伴生有F11逆断层和F17正断层。控制程度：延展长度约3.5公里。钱77、钱81、钱45、钱9、钱40和钱水19共6个地面钻孔控制，向斜深部控制较差。（3）李辛庄向斜轴向北40西，两翼不对称，东北翼倾角12左右，西南翼20左右。延展长度超过4公里，钱78、钱86、钱88共3个钻孔控制，向斜形态控制不严密，其中钱78孔揭露向斜轴部有3断层（落差31米），当然还有其它大中型断层伴生的可能，严重影响着采区的正常划分，采区设计前必须进一步及时勘探查明。（4）刘唐保背斜轴向北75西，东北翼倾角20左右，西南翼倾角13左右，此背斜褶幅比两侧向斜大，在煤层底板等高线图上，可见呈“舌状”向主向斜内拱出。与李辛庄向斜相似，东南部较紧闭，而向深部较宽缓。其西部为深港向斜。延展长度超过15公里，仅褶曲深部有钱93、钱94、钱95和钱96共4个孔控制，背斜控制极不严密，且有大中型断层伴生的可能，采区设计前必须进一步勘探控制。（5）主要断层到1998年年底井田内共有187个地面钻孔，查出断层26条，其中落差5030米的断层4条，3010米的断层10条，10米以下的断层11条，落差不明者1条，详见表1.1。表1.1 钱家营井田断层概况表项 别落 差（m）5030301010合计条 数35513其中正断层34512逆断层01013）对井田内大中型构造的认识勘探及采掘实践表明：井田内主要褶曲都伴生有大中型断层，尤其褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带断层密集，断层落差较大，远离这些区域断层规模和密度较小。以南阳庄背斜浅部为例，其轴部伴生有F4、DF4A、DF4B三条逆断层（落差依次为32米、18米、12米），同时在大中型断层两侧还有较宽的断层影响带，中小型断裂发育，煤层顶板稳定性极差，如F4逆断层仅下盘影响带宽约100200米，不仅影响了采区工作面的合理布置，而且极大影响了工作面高产高效采掘。4）矿井地质构造复杂程度评定以上论述表明，钱家营井田大中型断层不多且很少互相切割交叉，地层产状变化不大，有少量宽缓褶皱，大中型构造复杂程度应属类。1.2.2煤系地层及其层组划分钱家营井田位于开平煤田东南翼的西南段，煤系地层的时代属于石炭系上统和二迭系下统。基盘地层为中奥陶统马家沟组石灰岩。煤系地层总厚度约为500米。含煤十几层，煤层总厚达19.79米，含煤系数3.96%，地层特征与开平煤田其它井田基本相同，现由老至新，从煤系的基盘奥陶系中统描述如下：1）奥陶系中统马家沟组(O2)：本组为岩性单调、质纯的碳酸盐相沉积。以厚层状，灰褐淡玖瑰色豹皮状灰岩为主，夹白云岩和薄层状白云质灰岩。后者多赋存在本组地层的上部。井田内共四个钻孔揭露了该层，最厚达95.53米。根据岩芯观察其顶部大约40米以浅部分属古风化壳，最顶部约20米风化程度甚强，常具黄褐色斑状杂色，向下逐渐减弱。裂隙中见有浅灰杂色铝土岩充填，系属石炭系中统G层铝土岩沿裂隙填入的堆积物。本组厚度约300米。2）石炭系(C)：分上、中两统，下统缺失。下界为奥陶系中统马家沟组石灰岩顶面，两者呈假整合接触。上界为煤11顶板一含海相动物化石之细粉砂岩顶面。与上复的二迭系呈整合接触。总厚一般约200米。（1）石炭系中统一唐山组(C2)：直接复于奥陶系灰岩之上。上界为唐山石灰岩(K3)顶面。一般约60米。本统地层以紫、绿灰色的粘土岩和浅灰色粉砂岩为主，仅上部可见细砂岩。本统下部厚约26米为滨海环境的湖泊相碎屑岩沉积。向上逐渐过渡到海相薄层碳酸盐和过渡相的交替沉积。形成一个逐渐递进的相序。本统标志性岩层自下而上有G层铝土岩和三个薄层灰岩。（2）石炭系上统(C3)：分上下两组。下组称开平组，上组称钱家营组。上组是重要的含煤地层。本统一般厚约135米。3）二迭系下统(P1)：下界以煤11顶板之粉砂岩顶面，与钱家营组呈整合接触。上界A层铝土质粘土岩顶面，部分地区有冲刷面。本统地层一般厚约300米，分上下两组。下组称大苗庄组；上组称唐家庄组。其大苗庄组是主要含煤地层。（1）大苗庄组(P11)：上界为煤5顶板的中、细粒砂岩底面。此间为一古河床的冲刷面，常使煤5遭受剥蚀的迹象。如林88孔煤5厚度为0米，钱34厚0.11米。本组厚约70米。本组地层为过渡相粘土岩和陆相碎屑岩的交替沉积。大陆冲积相己开始出现。含煤六层，即煤9、煤8、煤7、煤11、煤6和煤5。其中煤7和煤9厚度较大，为层位稳定的主要可采煤层。标志层：煤6顶板粉砂岩：深灰一黑灰色。致密，质地均一。具海百合茎及腕足类化石。含黄铁矿散晶及褐灰色泥质或菱铁质结核。层位稳定。（2）唐家庄组(P11)：下界为煤5顶部的中、细砂岩底面，与下伏大苗庄组呈冲刷接触，上界为A层铝土质粘土岩顶面。一般厚度220米左右。井田内局部受剥蚀。本组地层属陆相堆积，河流活动极为活跃，除了在河流期交替的短暂时期有一些滞水盆地湖相的粉砂质和泥质沉积物外，很少见有典型湖泊相的沉积物。岩性以粗碎屑砂质岩类占绝对优势。由于地壳逐渐趋向隆起，河流活跃，迁徙频繁，已不利于煤层堆积。本组地层大致可分三段。每一岩段由河床相粗碎屑物起到滞水盆地（湖）细碎屑物止，反映了三次河流活动的大周期。4）二迭系上统（P2）：分上下两组。下组称古冶组，上组称洼里组。本统厚度大于722米。（1）古冶组：下界为A层铝土岩顶面，呈冲刷接触。上界为淡黄色底砾岩底面。亦是冲刷接触。一般厚约430米。本组属纯陆相沉积。岩性以灰白、紫灰色中粗粒砂岩为主，间夹紫色粉砂岩和粘土岩。砂岩成份单一。泥硅质或硅质胶结。粉砂岩或粘土岩多呈团块状构造。有时含褐铁矿结核。本组中部含一层铁质粘土岩（A层），是全区主要标志层之一。该层下约4050米处粗砂岩中有同心环状层理（称李泽岗格同心环）。再下是厚层的硅质中、粗砂岩。分选性甚好。质地坚硬，俗称“磨石砂岩”。厚度一般在10米以上。本组下部的粉砂岩中，常含羊齿及苛达树等化石。（2）洼里组：下界为底砾岩底面，上界不清，厚度大于500米。井田内钱12孔所见287米。与古冶组呈冲刷接触。本组地层岩性主要为紫色、紫红色粉砂岩间夹细砂岩，有时夹中砂岩和粘土岩。组成细带状构造。底部为暗紫色或灰绿杂色砾岩，有时相变为中粗砂岩。以石英为主，次为燧石、紫色岩屑。分选不良。泥硅质胶结。本组属陆相沉积。显示由河床相粗碎屑物湖滨波浪带或浅湖相细碎屑沉积特征。5）新生界复盖层（第三、第四）：本界地层不整合于各时代地层之上。厚度由北部钱47孔的82米往西南逐渐增厚，至钱84孔达800米，平均每公里厚度递增42米。等厚线大致呈东西方向伸展。井田西南部大致以钱73钱88钱98诸孔联线为界，此线以南，复盖层厚度均超过600米，经部分取芯鉴定，下部似有第三系沉积物，其岩性为灰绿黄绿色半固结状的砂岩，粉砂岩和粘土岩。曾送样于省公司化验室鉴定，岩样为细砂岩故未发现孢粉，无法确定其时代，暂划入新生界复盖层。本界地层由各种粒级的砂、卵石，砾石及粘土和亚粘土组成。1.2.3 水文地质1）大气降水矿区年降水量在350-800mm之间，由于巨厚冲积层的存在，阻隔了大气降水与矿坑涌水之间的联系，矿井涌水量基本不受季节影响。2）地表水系矿区地表水系主要包括沙河、老牛河、幸福河、矿井采动塌陷积水坑以及一些人工排水灌溉沟渠。矿井采动塌陷坑积水量随开采面积的扩大而增加，到1997年末最大积水量为3344971立方米。所有地表水体均直接补给潜水 层，但与煤系含水层均无直接水力联系。根据矿井开采以来涌水量观测数据分析，地表水与矿井涌水量无联系。3）矿井直接充水含水层及其主要特征。矿井直接充水含水层包括第含水层(煤12底至煤14顶砂岩裂隙含水层)、第含水层(煤5底至煤12顶砂岩裂隙含水层)、第含水层(煤5顶板砂岩裂隙含水层)。（1）第含水层煤12至煤14砂岩裂隙含水层，含水性中等，局部较强，是矿井主要充水水源之一。该含水层主要参数为：单位涌水量0.0197-0.0566L/sm.，渗透系数0.15010.707米/昼夜，目前井田内观测到的最低水位为-480m(钱水24)，其水质类型为重碳酸钠型或硫酸钠钙型，矿井揭露该含水层长时间涌水后沉淀黄褐色胶状物质。（2）第含水层煤5底至煤12顶砂岩裂隙含水层，含水性弱，工作面揭露时只出现局部滴、淋水现象，单位涌水量为0.0160.0584L/sm，渗透系数为0.1541.742m/d，水质类型为重碳酸钠型。（3）第含水层煤5顶至A层砂岩裂隙含水层，从煤5向上依次分为三段(VA、VB、VC)，含水性中等，局部较强，是矿井主要充水水源之一，已采工作面中最大涌水量达2.1m3/min(1375东工作面)，该含水层主要参数为：VA段单位涌水量为0.06030.228升/秒.米，渗透系数为4.526米/昼夜。第含水层水质类型为重碳酸钠型或硫酸重碳酸镁钠型，工作面揭露该含水层涌水后沉淀乳白色胶状物质。4）矿井间接充水含水层及其主要特征矿井间接充水含水层包括第含水层(奥陶系灰岩岩溶含水层)、第含水层(煤14到K3含水层)、第含水层(A层至基岩顶界面含水层)、第含水层(冲积层含水层)。（1）第含水层奥陶系灰岩岩溶含水层，该含水层含水丰富，单位涌水量为2.146升/秒.米，渗透系数为182.714米/昼夜，其水质类型为硫酸重碳酸钙镁型。在井田范围内，奥陶系灰岩距煤12-1在140180m左右，此范围地层由粘土岩、薄层灰岩、砂岩互层组成，正常情况下奥陶系灰岩含水层水对采掘开工程不构成直接威胁。（2）第含水层煤14至K3(唐山灰岩)含水层，含水性弱，单位涌水量为0.0455升/秒.米，渗透系数0.261米/昼夜，水质类型为硫酸钙镁型。（3）第含水层A层至基岩顶界面砂岩裂隙含水层，含水性弱，单位涌水量为0.040.0196升/秒.米，渗透系数为0.02480.211米/昼夜，水质类型为重碳酸钠钙型或重碳酸钠型。（4）第含水层第四系冲积层孔隙含水层，在井田范围内冲积层厚度由东北部80余米向西南变厚至800余米，由砂、粘土、卵砾石互层组成，由上往下共分五个含水层组，其中第四承压含水层（E）与煤系地层直接接触，其厚度变化为0130米，西南部最厚达270米，含水性较强，单位涌水量为1.0161.385升/秒米，渗透系数为8.30120.626米/昼夜，水质类型为重碳酸钙型或重碳酸钙镁型，受矿井开采影响，其水位由建井前的+10米左右下降至目前的-30余米（最深达-60余米）。1.2.4其它有益矿物境内矿产资源丰富，主要有煤、铁、石灰石、耐火粘土等。1.2.5地质勘探程度钱家营矿井田面积35.6km2，补勘14个地面孔，工程量6551.22m；井下地质孔7724.2米；井田内的主要构造形态和煤层情况已基本清楚，矿井各个区域的勘探程度均属于精查，可以满足矿井开采的要求。1.3煤层特征 1.3.1煤层的结构、厚度和一般特征井田内可采和部分可采煤层共8层，计有煤5、煤6-1/2、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。其中主要可采煤层为煤7、煤9、煤12-1，均属复结构的中厚厚煤层。详见表1.3。1.3.2可采煤层及局部可采煤层稳定性建井至今我矿一水平回采煤层集中于煤5、煤7、煤9、煤12-1。煤8仅局部可采，且煤厚变化较大、煤层灰分较高，伪顶发育。煤11绝大部分不可采，均属极不稳定煤层。已采工作面稳定性评价指标如下：表1.2 工作面煤层稳定性评价表57912煤 厚0.53.01.61.67.1750.63.22.20.65.23.2可采指数0.971.00.970.99变异指数22.2418.8627.4328.69综合评定稳定稳定较稳定较稳定表1.3 钱家营井田可采煤层沉积特征表煤层名称煤 层 厚 度最小最大平均（点数）与上一煤层间距最小最大平均（点数）发 育 情 况煤 层 结 构稳 定 性煤503.931.42(98)17.8848.75时而变薄出现不可采地段,钱34、47、51、18、64及林88孔附近均不可采.19号剖面以西(乙区)稳定性好,厚1.392.00米.一般为单一结构,时有夹石12层.不稳定一水平西翼大部分不可采,东翼仅局部变薄不可采.煤71.667.175.2(113)23.56(83)0.2017.39沉积稳定为井田内主要可采煤层之一.复结构,含夹石23层,为炭质粘土岩或粘土岩.稳定煤803.391.25(95)6.34(94)1.2311.31不可采地段,主要在第7剖面以东;吕53孔钱44、16、51孔和林88孔等及中部的钱64附近不可采.第21号剖面以西至井田边界煤7、8合区.一般为单一结构,时有夹石12层.多为粉砂岩或为粘土岩.不稳定一水平大部分不可采,且煤层厚度变化较大,目前本煤层尚无回采工作面.续表1.3 钱家营井田可采煤层沉积特征表煤90.355.202.20(101)6.26(95)5.2718.12为井田内较稳定,可采的中厚煤层,向北和东方向有变薄的趋势.钱55孔和苗4孔附近出现不可采地段.单一结构,时有夹石12层.较稳定一水平生产实践发现,煤层厚度变化不大,但煤层沉积基底不平,局部顶底板断层密集,层完整性受到极大破坏.煤1102.230.78(105)10.69(95)2.7734.26不可采面积较大,主要在第3号剖面以东.中部钱26、60、73等孔附近均系零星不可采地段单一结构，时有夹石1层极不稳定一水平仅局部可采煤12-10.396.412.99(105)15(90)为井田内中厚厚煤层,向北至吕家坨区有变薄趋势.一般为单一结构,时有夹石12层.较稳定煤层厚度局部变化较大对井田煤层稳定性结合一水平采掘情况和精查勘探结论评价如下：井田内煤7为稳定煤层，煤9、煤12-1为较稳定煤层，煤5、煤8为不稳定煤层，煤11属极不稳定煤层。井田内稳定和较稳定煤层储量占全井田储量的77.2%。矿井地质规程规定稳定和比较稳定煤层储量占全矿井储量的6080%，则煤层稳定程度属类，据此钱家营井田煤层稳定程度属类。1.3.3煤层对比钱家营井田煤系地层的时代属于石炭系上统和二迭系下统，基底地层为中奥陶统马家沟组石灰岩，煤系地层总厚度约为500米，含煤十几层，煤层总厚达19.79米，含煤系数3.96%，地层特征与开平煤田其它井田基本相同。1）标志层:（1）G层铝土岩：沉积在奥陶系灰岩的古风化壳上。上部常为浅灰色，下部时为浅灰、灰白和紫色。岩性致密，细腻有滑感。具分布不均匀的菱铁质鲕粒。含黄铁矿结核及散晶体。全区稳定，总厚平均5米。（2）1石灰岩：灰深灰色略具褐色，质地较纯，富含海百合茎及腕足类等化石含黄铁矿结核。层位稳定，厚度平均1.50米。下距奥陶系顶面约30米。（3）2石灰岩：深灰黑灰色，有时微发褐色，致密，质地较纯。层面有时附沥青质。含海百合茎及腕足类化石。层位较稳定，厚度平均约1.15米，下距1约15米。（4）3石灰岩（唐山石灰岩）：浅灰褐色，中厚层状，质纯坚硬。含大量筵科、珊瑚、海百合茎和腕足类等化石。并含豆状黄铁矿结核及沥清质膜。厚度较大，层位稳定，是煤系地层中沉积幅度较大的一次灰岩沉积，厚度平均 3.58米。下距2约15米。（5）4石灰岩：褐灰色，致密，坚硬，质不纯。富含海白合茎及腕足类及筵科化石。偶见黄铁矿散晶。层位不稳定，常相变为浅海相粉砂岩。厚度平均1.39米。下距3约20米。（6）5石灰岩：灰深灰色，含泥质的生物碎屑石灰岩，时而相变为钙质粉砂岩。本层灰岩常为煤14-1直接顶板或间接顶板。厚度度平均为1.15米。下距4石灰岩约30米。（7）6石灰岩（钱家营石灰岩）：深灰色，质不纯、含硅质，富含海白合茎及腕足类化石。裂隙多被方解石脉充填，并可见黄铁矿散晶，厚度平均为1.00米。有时被上部三角洲相冲刷，下距5石灰岩约15米。（8）煤12-1顶板腐泥质粘土岩：灰黑色，条痕褐色。岩性极细，均一，油脂光泽，具贝壳状断口，含黄铁矿薄膜。海相动物化石富集于该层顶部粉砂岩中。其上部为含钙质的粉砂岩，仅井田中部及西南部明显。层位较稳定，本水平西部不具腐泥质。（9）煤11顶板腐泥质粘土岩：黑色，条痕棕褐色。质纯而均一，油脂光泽，平坦状及贝壳状断口，本水平东部发育，西部相变为粘土岩。（10）煤6顶板粉砂岩：深灰灰黑色，致密，质地均一，具海白茎及腕足类化石。含黄铁矿散晶及褐灰色泥质或菱铁质结核。层位稳定。（11）A层铝土岩：淡青、浅灰和紫红色为主。岩性致密，性脆，细腻，具鲕状均造。常夹粉砂岩薄层，层位较稳定，但厚度变化大，一般310米，局部被顶板河床相砂岩所冲刷。2）物性特征钱家营井田各煤层均属腐植质煤，通过肉眼鉴定，颜色一般为黑色；条痕褐灰色；呈眼球状断口；呈条带状粒状及片状结构，少数为粉状。煤岩组分以亮煤为主，镜煤及丝炭少见，煤岩类型一般为光亮型，次为半暗型。表1.4 钱家营井田各主要可采煤层物理特征一览表煤层颜色光泽煤岩组分煤岩类型结构构造块度硬度容重其它煤5黑 色 玻 璃光 泽亮 煤 为 主，暗 煤 较 少，偶 见 丝 炭光 亮半 亮层状及片状粉状1.01.3具粘土岩微 薄 层煤7灰黑色及灰色弱 玻璃 光 泽亮 煤暗 煤夹 镜 煤 条带。光 亮半 暗层状及块 状碎 块1.51.4性脆具黄铁矿散晶煤8黑色弱 玻璃 或金 钢光 泽亮 暗 煤 偶 见 丝 炭。半 亮 暗 淡同 上。块 状1.01.4具 黄 铁矿 散 晶煤9黑色玻 璃 光 泽亮 煤 为 主，暗 煤 次 之，具 镜 煤 条 带 及 丝 炭。光 亮 半 暗颗 粒状 结构 块状 构造。碎 块1.01.4具 黄 铁矿 散 晶1.3.4煤质1）煤层中有害成分（见表1.5）表1.5 钱家营井田各主要可采煤层工业指标一览表煤层WrAgVrCrSgQPgQY工业牌号51.0810.7931.6884.380.760.007854926FM70.9323.5132.0885.450.610.071816325QF，FM1/3JM81.0120.7733.5783.690.680.034825332QF，FM1/3JM，JM90.9118.3431.2883.841.330.016830131QF，FM110.8913.3134.7184.372.710.013831434FM12-10.9316.5832.4583.921.390.021837630FM（1）灰分原煤： 煤5、煤11分别为10.79%，10.31%属于低灰；煤7、煤8、煤9、煤12-1分别为23.51%，20.77%，18.34%，16.58%，属于中灰。精煤：煤5、煤8、煤9、煤11、煤12-1在10%以内，为5.037.94%，煤7为12.62%。（2）硫分原煤：煤11为2.71%属富硫煤，其它煤层为0.611.39%属低硫煤。精煤：经洗选后煤7，煤8比原煤略有升高，其它煤层除煤11降幅较大外略有降低，含量为0.661.45%，属低硫煤。（3）形态硫煤11，煤12-1以黄铁矿为主，其余煤层以有机硫为主。（4）磷勘探中化验成果多为单孔单样，仅供参考。煤7、8略高，分别为0.071%、0.034%，其它煤层为0.0070.021%。洗选后各煤层平均值低于0.015%。2）煤层发热量、粘结性指数等，见表1.6。3）煤种分布井田以肥煤为主，气煤次之，焦煤甚少。井田煤种分布特征具明显的分带规律。由浅部向深部，煤的变质程度逐渐增高，其排列依次为气煤、肥煤至焦煤。条带大致呈北5060东向延展。其中以肥煤条带最宽，延展最长，所占面积最大，为井田的主要煤种。气肥、肥气煤及气煤分布于井田的南及西南边缘浅部。第15号剖面以西至井田边界，因精查取芯钻孔较少，煤种确定尚需进一步做工作。另外，目前各采动煤层化验结果表明，煤种多为1/3焦，见表9，今后补勘应加强煤质化验工作。4）煤质变化井田内煤的物理性质、煤质及煤岩等特征沿走向及倾向变化均不大，但井田西部（钱5、钱19、钱23、钱补13、钱补17及钱水27孔一带）局部因受火成岩影响，煤层变成天然焦。表1-6 近期钱家营采动煤层煤质化验情况一览表煤层名称灰分（%）煤 灰 成 分（%）煤种牌号取祥地点原生生产SiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2SO254.8234.2241.2535.304.007.101.420.120.221.364.321/3焦13521153W718.7434.5047.6340.801.862.841.240.100.161.511.581/32536.0352.8429.173.721.631.770.150.261.081.951/3焦辅29312921.3.5瓦斯精查中对矿井瓦斯等级没能做出确切评价，只是据邻矿资料进行了预测：-700以浅二级沼气，二级CO2矿井；-700以深属三级沼气矿井。目前-600水平随采掘深度增加，发现瓦斯经常超限，二水平采掘前，应及时对矿井瓦斯等级做出确切评价，为采掘风量合理设计提供依据。1.3.6煤尘及煤的自然发火1）依据煤层取样，经实验室大管状煤尘爆炸性鉴定仪鉴定，本矿井煤尘爆炸指数为5.219.81%，煤尘无爆炸危险性。2）煤的自然发火情况经测定煤9和煤12-1有自燃发火倾向，投产后曾在一采煤12-1巷道发生煤层自燃现象。3）地温井田内共有38个钻孔进行了地温测量，其中-600水平有17个，-850水平4个，-1050水平11个，-1050水平以深6个。（1）-550水平温度变化在16.630.6之间，一般为2026.7。地温梯度在0.553.5/100米，一般在1.42.9/100米。（2）-850水平温度变化在18.534之间，平均22.5，西翼深部钻孔钱56钱59钱65一带为地温高梯度区（近2/100米），呈条带状与地层走向基本一致，钱59和钱60钻孔一带地温高达30，向深部地温增加，向浅部地温减小。地温等值线自西向东，由北东向到7号剖面以东弯转成近南北向。2 井田境界及储量2.1井田境界 境界的划分原则：在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则为：1）井田范围内的储量，要与煤层赋存情况、开采条件和矿井生产能力相适应；2）保证井田有合理尺寸；3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。钱家营井田大部位于河北省丰南市境内，北部边缘属唐山市。井田东北部和北部分别与范各庄井田和吕家坨井田相邻。矿井走向长8.243公里，倾斜长3.926公里，面积为32.36平方公里。精查勘探批准范围深部为各煤层-1200底板等高线，西部至27号剖面线，面积约67平方公里。本井田东至钱吕、钱范井田边界，西至27号剖面线，浅部起于各煤层风氧化带以下，即由基岩面而下垂直30米不计算储量，深部至各煤层-1200米煤层底板等高线。2.2矿井工业储量2.2.1各储量含义区分 可采储量 工业储量 能利用储量 A+B+C 设计损失储量 总储量 远景储量D 暂不能利用储量 1）总储量：指生产矿井井田技术边界范围内，通过地质手段（物探、钻探、巷道、地质调查等）查明，符合煤炭储量计算标准要求的全部煤炭储量。 2）能利用储量：指煤层的厚度、质量符合当前煤矿开采经济技术条件的储量。 3）工业储量：在能利用储量中，可以佬为设计和高效依据的那部分储量。 4）可采储量是指在工业储量中，可以采了来的那部分储量。工业储量减去设计损失量，即为可采储量。5）远景储量：指在能利用储量中，研究程度不足，只能作为地质勘探设计和矿区发展远景规划依据的那部分储量。6）暂不能利用储量：指煤层的厚度、质量不能满足当前煤矿开采经济技术条件的要求，或因水文地质条件及开采技术条件特别复杂等原因，目前开采很困难，暂时不能利用的储量。 7）储量级别的革分：根据对煤层勘探和研究程度不同，并考虑设计、生产的需要，煤炭储量分为四级，即A级、B级、C级、D级。A级和B级称为高级储量。 （1）A级储量。是经过详细勘探，用钻孔或巷道在A级储量所要求的线距内圈定的储量。列为A级储量的条件是： 煤层层位、厚度、结构及其变化情况已经查明，煤层对比可靠； 煤层产状已经查明，底板等高线已控制，较大的褶曲和落差大于（或等于）30米的断层已经查明； 煤层的水文地质条件、矿井导水条件和补给关系等，已基本查明； 岩浆岩、冲刷带、烧变区等的范围、性质及对煤层、煤质的影响已经查明； 煤层顶、底板牲及开采技术条件己了解清楚； 煤质及其变化情况已经查明，煤种已经清楚。 （2）B级储量。它是煤矿建设时设计和投资的依据。列为B级储量的条件是： 煤层层位、厚度、结构及变化情况已基本查明，煤层对比可靠；煤层产状已经查明，煤层底板等高线已基本控制，落差大于（或等于）50米的为现已查明；煤层的水文地质条件、矿井导水条件和补给关系等已初步查明。 岩浆岩、冲刷带、烧变区等的范围、性质及对煤层、煤质的影响已初步查明。 煤层顶、底板特性及开采技术条件已初步了解； 煤质及其变化情况已基本查明。煤种已经查明。 （3）C级储量。列为C级储量的条件是： 煤层层位、厚度及变化情况已初步查明，煤层对比基本； 构造及煤层产状已初步查明； 水文地质条件已做初步研究； 煤质和煤种已初步查明。 （4）D级储量。 根据地质调查、物探成果及有关地质资料推定，将有省量勘探工程揭露证实的储量。列为D级储量的条件，应达到对煤层层位、厚度、煤质、煤层产状、构造等均有初步了解。它一般可作为地质勘探设计的依据，有时也可配合C级储量作为小型煤矿建设或一般矿井建设总体规划的根据。2.2.2储量计算的步骤为保证储量具有足够的可靠性，在进行矿井储量技术时，应按照下列步骤进行。1）原始资料的检查储量是确定矿井生产能力的基础。因此，首先对计算储量用的各类原始地质资料进行全面的研究和审核。2）确定勘探类型并选择不同储量级别的勘探密度当对勘探工程作出可靠性的评价以后，应根据规范中对勘探区的构造复杂程度及煤层稳定程度，确定勘探类型与选择不同储量级别的勘探密度，以此编制储量计算平面图。3）确定不同储量级别的边界线按照不同的煤层，参照其勘探类型规定的各级储量计算所需要的勘探密度，结合设计矿井的具体地质条件，分别确定其不同储量级别的边界线。4）选择储量计算的方法根据地质构造、煤层变化、勘探工程等情况，结合煤矿设计的具体要求，选择合理的储量计算方法，以保证计算出的储量可靠，满足设计要求。根据（83）煤生字第1275号文颁发的生产矿井储量管理规程中第二章第一节第八条确定各级储量的条件中有关规定要求及参照开滦矿务局1991年颁发的开滦矿务局生产矿井储量管理规程实施细则和国家颁发的各种法规等作为确定各级储量的主要依据。本井田内共含煤8层，煤5、煤6-1/2、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。其中主要可采煤层为煤5、煤7、煤9，均属复结构的中厚厚煤层。其余为不可采煤层。本设计只设计5号煤层。2.2.3工业储量计算按原煤炭工业部颁发的生产矿井储量管理规程规定的一般地区储量计算标准执行，即最低可采厚度采用0.7m，各煤层原煤灰分不大于40%。根据储量计算公式（地质学基础中矿大出版社 陈昌荣主编）地质块段法地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，应当指出，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。块段的面积S必须采用真面积（即煤层斜面积）。用煤层底板等高线上的水平投影面积换算成真面积。S=s/cosai (2-1)Rt=(M1+M2+Mn ) / n (2-2)Qn=Sn MnRn (2-3)Q=Q1+Q2+Q3+Qn (2-4)式中：s真面积，m2； 水平投影面积，m2； 煤层倾角，采用块段内的平均倾角，（。） Mi块段煤层的平均真厚度，m；煤层厚度M应采用其厚度的平均值，即根据计算面积内各见煤点的厚度，均换算成真厚度（垂直层面方向的厚度），而后用算术平均法进行计算。Mi=(M1+M2+M3+Mn)（2.5）式中：Mi煤层真厚度的平均值，m；n参加计算的见煤点数（地段中的钻孔数）M1+M2+M3+Mn该地段中各见煤点的煤层真厚度，m；i块段内煤层容重，t/m3煤层储量的计算公式为： （2.6） （2.7） （2.8） （2.9）式中：Q1、Q2Qn分别为各块段的储量，万t；S1、S2Sn分别为各块段的面积，m2；M1、M2Mn分别为各块段内煤层的厚度，m；1、2n分别为各块段内煤层的容重，t/m3。在比例尺1：10000等高距为50m的煤层底板等高线图上采用CAD的面积测量功能，直接测量出投影面积(m2)。按下式计算：Zi=SiMii （2.10）式中：Zi各块段的储量，Mt；Si各块段的真实倾斜面积，km2；Mi各块段内煤层的厚度，m；i各块段内煤的容重，t/m3。表2.1 煤炭地质储量计算表储量计算表块段标号投影面积(m2)平均倾角(。)实际面积(m2)平均厚度(m)煤层容重(t/m3)块段储量（Mt）平均厚度（m）块段总储量（Mt）井田面积（m2）1103工作面7827504.8514.008367133.186.21.4474.706.1288.5534155422.721104工作面12721379.215.0013140140.96.161.44116.56平均倾角（。）实际井田面积（m2）井田储量（Mt）1105工作面11069293.513.0011355461.45.951.4497.2914.0032597735.59300.02所以，全矿可以利用的总共储量是300.02Mt，本井田储量级别为各个段块级相加，因此，本矿的工业储量应该是288.55Mt。2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱计算矿井可采储量时，必须要考虑以下损失：1）工业广场保护煤柱：工业场地、井筒、水库等均留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星的村庄不留设保护煤柱；2）井田境界煤柱损失；3）采煤方法所产生的煤柱损失和断层煤柱损失；4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；本井田中永久煤柱损失主要有：工业广场保护煤柱、井田境界煤柱损失和断层保护煤柱等。保护带、维护带的划分原则：（1）各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，用裂隙角确定水库煤柱。（2）维护带宽度：风井场地20m,村庄10m，其他15m。（3）断层煤柱宽度30m,井田境界煤柱宽度20m。煤矿设计规范中若干条文修改决定的说明中第十五