童亭煤矿90万吨新井设计毕业论文.doc

第1章 矿区概述及井田地质特征童亭煤矿90万吨新井设计毕业论文1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置童亭井田位于安徽省北部平原、淮北市濉溪县五沟镇境内，北距淮北市约42km，东距宿州市30km。西北以赵口断层与临涣矿井毗邻，东以4线与杨柳井田相连，南部以孟集断层、张家断层、煤层露头作为技术边界。东西走向长8.58km，南北倾斜宽2.07km，井田面积约17.26km2。童亭井田东距京沪铁路宿州站约30km，井田西部10km有青阜铁路通过符夹线铁路与京沪铁路、陇海铁路干线相接，区内青芦支线已建成，矿井专用线在青芦支线的小湖集选煤厂站接轨，经小周家、周小庄进入矿井装车站。公路可直通徐州、宿州、淮南、阜阳、河南永城，正在施工的淮六公路，穿过本井田；水路方面童亭矿在蒙城设有船运码头，交通十分便利，见图1-1。 图1-1 童亭矿交通位置图1.1.2 地形、地貌井田内地势平坦，地表自然标高+25+28m，相对高差不超过3m。总体表现为北高南低之势，均为201.50291.67m的厚层新生界松散层覆盖。井田北端有浍河流过，井田内农用沟渠纵横交错。1.1.3 河流及水体井田北端有浍河流过，流量受季节影响变化较大，雨季可形成内涝，积水深度0.50 m。最高洪水位为28.34m，最大洪峰流量为865m3s（1965年7月）。1.1.4 气象及地震本区属海洋大陆性气候,冬季寒冷多风,夏季炎热多雨，春秋两季温和。年平均降雨量为900mm，最大降雨量为1481.3mm。年平均气温14.3，最高气温40.3，最低气温23.2。最大积雪深度22cm，最大冻土深度15cm。最大风速20ms，主导风向为东北风。淮北矿区位于苏豫皖三省交界处。东有郯庐大断裂，西有阜阳麻城断裂，北有秦岭纬向构造带，南有宿南断裂（五河利辛断裂）。1929年11月19日五河县东北的郯庐断裂附近发生5.5级地震，裂度为度；1931年9月26日在潘集东北部的龙子山断裂附近发生6.25级地震，震中裂度为度；1937年5月13日在灵璧县东北部发生5.5级地震，裂度为度；1937年9月22日在濉溪县青疃与丰涡断裂之间发生4级地震，1965年3月15日在芦岭及固镇长丰断裂之间发生4级地震；1983年11月7日5时9分，山东菏泽市与东明县交界处发生5.9级地震，波及淮北矿区。根据国家地震局南京地震大队1973年9月的鉴定意见，本区地震基本裂度为度。1.1.5 矿区经济概况本矿地处华东平原，地区经济较发达，工农业基础好，对能源需求大，土地肥沃，主要农作物有小麦、玉米、大豆等，工业主要有煤矿、化肥、以发电、农机、食品加工及手工业等。开发该井田对加快华东经济区的建设和缓解我国能源紧张局面具有重要意义。1.1.6 水源及电源矿井生活用水及工业用水水源均取自处理后的浅层地表水；第三系、第四系第二含水层为矿区主要饮用水源。 供电电源，从海孜110KV变电站引双回路35KV专用供电线路，保证了矿井双回主供电电源。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造童矿区处在淮北闸河煤田之南侧，童亭背斜西北端。大地构造环境是处在华北板块东南缘的徐宿弧形构造带上。本区地层区划属华北地层区鲁西地层分区，徐州宿县地层小区。区内基岩出露面积很小，仅占总面积的3，而绝大部分为新生界地层所覆盖。童亭井田位于临涣矿区童亭背斜，井田西翼为东高西低的单斜构造，东翼为南高北低的单斜构造，整体为一轴向北东的较为对称的宽缓背斜构造。现分述如下：1、褶曲1）、童亭背斜该背斜是童亭井田主体褶曲构造，贯穿整个井田。轴向NE8316，向南东及南西倾伏，倾伏角11，相对浅部较陡，深部较缓，背斜两翼基本对称，浅部翼角24左右，深部为12左右。2、断层1）、赵口断层（）：正断层，为赵口断层较大分支，走向北东向，倾向南东，区内走向延伸长度约5000m，落差0110m，由西南向东北尖灭。有三孔控制，地震勘探良好。属基本可靠断层。2）、张家断层：正断层，处于陈楼东南部边界断层，走向北东方向，倾向北西，区内延伸长度3500m，落差100300m，由西南向北东方向变小。该断层有两孔穿过，地震勘探良好、可靠。3）、孟集断层：正断层，走向南西方向，倾向北西，区内延伸长度3500m,落差250500m，该断层有两孔穿过，地震勘探良好、可靠。地层：童亭井田属华北型沉积,含煤地层假整合于奥陶系灰岩之上。含煤地层为石炭系和二叠系。其下的泥盆系、志留系，其上的三叠系、侏罗系、白垩系地层缺失。含煤地层上部被第三纪和第四纪冲积层所覆盖，平均厚度达228m。地层层序自下而上为奥陶系中下统老虎山嘴马家沟组；石炭系中统本溪组，上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组；第三纪上新统；第四纪的更新和全新统。现将井田内揭露的地层自下而上简述如下：1、奥陶系（o）中奥陶统老虎山组及马家沟组(O2t、O1m)：据临涣井田030孔揭露厚27.00米，岩性为灰浅灰色中厚巨厚层豹皮状白云质灰岩及石灰岩，细晶质结构，方解石自形程度较高。2、石炭系(C)1）中石炭统本溪组(C2)：据临涣井田039孔，临水孔资料，地层厚3.8米，岩性为银质泥岩，灰白色，紫红色，致密性脆，含少量菱铁粒。2)上石炭统太原组(C3)： 据临涣井田039孔揭露地层厚度140.12米。由灰浅灰色石灰岩，灰色西砂岩，灰深灰色粉砂岩，深灰色泥岩组成。3、二迭系(P)1)下二迭统山西组(p11)：本组地层厚95.9170 m，平均138m。是井田主要含煤地层。岩性为泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩，夹有簿层炭质泥岩12层，泥岩，粉砂岩为深灰色，具水平层理。细中粒砂岩呈灰灰白色，以石英为主，次为长石。2)下二迭统下石盒子组(P12)：本组地层厚87152m，平均121m。是井田主要含煤地层。岩性为粉砂岩，泥岩，中粒、细粒砂岩，以粉砂岩和泥岩为主，粉砂岩，泥岩，呈灰灰绿色，泥岩中带有紫色，黄色斑纹。3)上二迭统上石盒子组(P21)：本组地层厚169269m，平均219m。该组与下伏下石盒子组整合接触。上以中粒结构巨厚灰色石英砂岩，顶面与石千峰组为界，基本是一套陆相沉积，岩性以杂色底细碎岩为主。4)上二迭统石千峰组(P22)：本组地层厚140m，岩性（无煤段）：以赤红色细砂岩、粉砂岩为主，夹深赤褐色泥岩、粉砂岩、细砂岩。石千峰组与新生界上新统呈假整合接触。石千峰组与上石盒子组呈整合接触。4、第三系（R）本组地层厚123m以灰岩为主，其中夹有12层簿层细砂、粉砂岩, 上新统与石千峰组呈假整合接触。5、第四系（Q）1）、下更新统（Q1）：本统层厚54m,由浅黄色、土黄色细砂、肉红色粉砂及棕红色页岩组成.下更新统假整合于中上更新统之上。2）、中上更新统（Q2+3）：本统地层厚30m，由土黄色、棕黄色、棕红色夹少量灰绿色斑块的粘土和砂质粘土。3）、全新统（Q4）：主要由浅黄色，土黄色粘土和砂质粘土组成，厚度平均为30m。详见图1-2图1-2 地质综合柱状图童亭井田自下而上沉积了山西组、下石盒子组和上石盒子组含煤地层，总厚348585m，平均478m。详见表1-1 。 表1-1 童亭井田含煤层地层厚度统计表地层名称厚 度（m）平均厚度（m）上石盒子组169269219下石盒子组87152121山 西 组92.61641381、山西组含煤地层本组地层厚本组地层厚95.9170 m，平均138m。井田内地层厚度较稳定，沿走向方向变化小，沿倾向方向，浅部及露头受风化剥蚀严重，向下趋于稳定。2、山西组地层主要由泥岩、砂岩及煤组成，含煤2层，编号为1011煤其中11煤组呈薄层状，有12个分层，均不可采。10煤为不可采。本组底部为海相沉积，中上部主要为过渡相沉积。3、二叠系下统下石盒子组（P1x）与山西组连续沉积，平均厚为121m。其下部以灰灰白色粉砂岩、泥岩为主，其底部有一层稳定的铝质泥岩（K2）与下伏山西组为界，厚度1.098.89m，平均3.98m，岩性特征明显，层位、厚度稳定，易于鉴别，颜色灰浅咖啡色，性脆、贝壳状断口，并含有较多的菱铁鲕子。其上部以3煤层下6070m处一层细中粒砂岩（K3）底面与上石盒子组为界。过渡相、陆相沉积，岩性主要为灰深灰色粉砂岩、泥岩及砂岩。上部泥岩中含紫色、黄色斑纹，局部含有菱铁鲕粒。本组为主要含煤地层，含煤层5、6、7、8、等煤层（组），其中5、6、煤层不可采，7、8煤层为主要可采煤层,位于本组中下段。4、二叠系上统上石盒子组（P2s）与下石盒子组整合接触，平均厚度219m； 2 煤及2 煤以上地层未见。上以粉砂结构厚度大于50m的巨厚层灰色石英砂顶面与石千峰为界，基本是陆相沉积。上段：由泥岩、粉砂岩，细粒、中粒砂岩组成，是以灰色石英为主的中粒砂岩、灰色粉砂岩，灰灰绿带紫斑的泥岩为主，上段底部有1煤层（组），含有13个薄煤层，全井田均不发育也不可采。下段：主要由粉砂岩、泥岩组成，中粒、细砂岩次之。在接近3煤组时，有一层明显的灰色深灰色粉砂岩与浅灰浅灰绿色细砂岩组成的互层具薄层状，具有水平层理。本段含有2煤、3、4煤，均不可采。1.2.2 水文地质本区为新地层覆盖达200多米的隐伏煤田，地表河流属淮河水系。井田内地势平坦，地面标高+2030m，平均27m左右。在井田东北部有季节性河流浍河，河流流量和水位受大气降水控制，雨季河流水位上涨，流量突增，枯水期河水水量较小甚至干涸；在井田南部有一条人工开挖的沟渠孟沟。浍河最高洪水位为28.34m（1965年），最大洪峰量为865m3/s，井田内涝积水深度为0.50m。自1967年开挖了新汴河后，增强了泄洪能力，浍河水从未溢出河床，基本上消除了区内水患。由于本区巨厚新地层有良好的隔水层，地表水系对井下生产无直接影响。1、主要含水层（组）1）、第三、第四系新地层含水层（组）、第一含水层（组）该层埋深2.1941.72m，两极厚度7.8223.27m，平均14.80m。岩性主要由浅黄、土黄色粉砂、细砂、粘土质砂组成，夹23层薄层砂粘土，本含水层分布比较稳定，但厚度变化大，砂质较均，含水性强，据童亭矿水源井资料，静水位标高一般为25.25m，单位涌水量q1.07Lsm，渗透系数K12.25md，水质类型为HCO3KNaMg，矿化度为0.47gl，单井涌水量3540m3h，水质类型较好。该含水层水为矿区饮用水水源。本组地下水受大气降水和地表水直接补给，地下水运动处于积极交替带。、第二含水层（组）该层埋深54.8096.55m，两极厚度3.1028.50m，平均14.1m。岩性主要由黄、暗黄色粉砂、细砂、粘土质砂组成，其中夹有23层粘土和砂质粘土。该含水层（组）砂层结构松散，厚度变化大。在河床相沉积砂层较发育，富水性较强；漫滩相沉积地段砂层不发育，富水性较弱。据童亭矿水源井资料，静水位标高一般为25.125.6m，q0.3911.068Lsm，渗透系数K4.236.71md，水质类型为SO4HCO3KNa,该含水层水现为矿区主要饮用水水源。本含水层以区域层间径流补给为主。、第三含水层（组）该层埋深89.80168.30m，两极厚度4.1547.60m，平均22.92m。岩性主要由土黄色、浅棕红色、灰绿色粉砂、细砂、中砂、粘土质砂组成，夹34层薄层砂质粘土，将该层分为上下两个分层，上段砂层较发育，单层厚度大，结构松散，分布稳定，富水性强。下段砂层不发育，单层厚度小，泥质含量高，多为粘土质砂，富水性较上段弱。据童亭矿89观3孔及临涣矿区水源初勘3抽水试验资料，静水位标高25.7826.78m，q0.0430.575Lsm，渗透系数K0.4653.51md，富水性弱中等，水质类型为SO4HCO3KNa或SO4ClKNa，本含水层以区域层间径流补给为主，基本不受井下排水影响。、第四含水层（组）（以下简称“四含” ）该层埋深187.23291.67m，两极厚度023.0m，平均8.71m。本含水层直接覆盖煤系地层之上，岩性主要由深黄色、棕红黄色砂砾、粗砂、细砂、粉砂、粘土质砂及砂质粘土、钙质粘土组成。其厚度受古地形控制，变化较大，分布不稳定。在18线以西为1015m；18线以东仅5m左右，但在11 、110孔附近砂砾层较厚，达18.721.7m。据117、西192孔抽水试验资料，静水位标高一般为25.7926.23m，q0.02060.353Lsm，渗透系数K0.11273.01md，水质类型为SO4CaMg型，矿化度为3.644gl，全硬度81.32德国度。四含岩性为粘土质砂、粘土夹砾石、细砂、砾石、粘土、细质粘土相互出现的组合结构关系，各种粒级不同的岩性相互掺杂，反映四含分选性差的特点。据资料分析和测试结果，四含沉积物压密度高，孔隙小，释水能力弱，渗透性差，按水文地质分类，四含属弱含水层。2）、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）本区该含水层（段），从岩性上看，是由灰岩、细砂、粉砂岩、泥岩等组成的海陆交互相沉积，区内仅有11、059两孔揭露全部太原组，全组总厚131m，含石灰岩5层，石灰岩总厚62m ，占全组总厚的47，其地下水主要贮存和运移在石灰岩岩溶裂隙网络之中，灰岩富水性从浅部向深部逐渐减弱。3）、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层，位于太原组灰岩之下，远离煤系地层，主要岩性为灰、浅灰、灰白色灰岩，致密、性脆、质纯，井田内无揭露全层的钻孔，总厚度不详。11、059、西32孔三孔揭露厚度为1.6714.74m，钻探揭露时西32孔发生漏水现象。区域资料表明，该层浅部裂隙发育，富水性强，据91-观9孔、临涣矿6孔，童亭背斜水源孔抽水试验资料，静止水位标高21.41m，q0.13111.29Lsm，渗透系数K1.0717.92md，水质类型为SO4ClCaMgNa型，可见奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层富水性不均一，在浅部露头裂隙发育，含水极丰富。由于含水层（段）远离煤系地层，在一般情况下对矿井无充水影响，若井巷工程遇断层或导水陷落柱，奥灰水可直接涌入矿井，造成淹井，是矿井开采的重要隐患。2、主要隔水层1）、第一隔水层（组）该层埋深29.0074.33m，两极厚度6.2036.58m，平均17.50m。岩性主要由浅黄、土黄色、浅棕色砂质粘土、粘土为主，夹23层薄层状细砂、粉砂及粘土质砂，富含钙质、铁锰质结核及砂礓块。可塑性较强，隔水性能较好，但局部隔水层厚度较小，具有弱透水性。2）、第二隔水层（组）该层埋深65.00128.75m，两极厚度5.0043.5m，平均19.31m。岩性主要由棕黄色、灰绿色、浅棕红色粘土、粘土砂质组成，夹13层砂及粘土质砂，粘土质纯致密，粘性和可塑性强，隔水性能较好。该层分布较稳定，但局部地段隔水层厚度较小，具有弱透水性，从而将构成新生界松散第二、第三含水层（组）地下水之间的越流补给条件。3）、第三隔水层（组）该层埋深144.00277.67 m，厚度分布不稳定，12线以西厚度55.065.0m，平均61.63m；12线以东隔水层厚度19.5048.10m，平均34.50m；孟集断层南部受断层影响，厚度可达120 m。其岩性主要由粘土、砂质粘土和少量钙质粘土组成，致密块状，上部以灰绿粘土为主，夹浅棕黄色、棕红色粘土；下部以棕黄、棕红色粘土为主，夹有少量浅灰绿色粘土，其上部粘土内可清晰见到灰绿色与浅棕黄色相互掺杂组成的花斑结构。三隔粘土质纯致密，粘性和可塑性强，塑性指数达21.537.5，具有膨胀性，膨胀系数达1013.7，粘土矿物多属高岭石族和蒙脱石族。据抽水资料：单位涌水量为0.0000629Lsm，渗透系数为0.000045md，渗透性能极弱，隔水性能较好，有效地阻隔了区内大气降水、地表水和上部一、二、三含水层水对四含水的垂向补给。4）、8煤至太原组第一层灰岩隔水层（段）该段正常厚度112181m，平均177m。上部多为砂泥岩互层、粉砂岩，下部为海相泥岩，粉砂岩夹少量细砂岩。岩性致密、完整，裂隙不甚发育，隔水性能好。矿井涌水量：矿井年平均涌水量为3.3m3/min，最大涌水量为4.6 m3/min。1.2.3 其它有益矿物1、高岭岩矿本井田煤系地层中，具有含铝泥岩供9层，其中铝质含量较高，可称为高岭岩矿的仅1层。平均3.39m。2、稀散元素该井田各可采煤层中均含有稀有分散元素镓（Ga）、锗（Ge）和放射性元素铀（U）经化验分析，其含量均很低，无利用价值。1.2.4 地质勘探程度童亭井田19551959年由原华东120勘探队进行普查找煤，19641965年原华东煤炭工业基建公司第三勘探队勘探，19731974年安徽省煤田地质第三勘探队又进行了详细勘探；并相应提交了临涣、孙疃普查资料、童亭地区普查报告及临涣勘探区精查地质报告。同时，部直属电法队、省煤田物测队于1957、1961、1964、1974年在此区进行了电法、地震勘探工作，分别提出：涡阳、蒙城、宿县电法报告、韩村五沟地震勘探报告、宿西地区电法报告（详查）、童亭地区地震报告及西童亭精查中间资料；1969年省煤田地质三队在进行韩村一井田精查勘探中，又有3个孔落入童亭井田区域内，精查勘探前，共施工钻孔79个（含陈楼42个），工程量达38625.67m，地震测线长113km。1975年6月1977年9月，省煤田三队和物测队在上述工作基础上，对童亭井田进行了精查地质勘探及补充地震勘探工作。1977年10月两队提交了童亭井田精查勘探综合地质报告，并经原两淮煤炭基地建设会战总指挥部批准。精查期共施工钻孔58个，工程量32498.36m，地震测线长68km。1979年10月1日矿井开工后,由于施工巷道揭露地质构造和煤层赋存情况与精查报告提供资料出入较大,原安徽煤炭工业公司以皖煤设字(84)0726号文批准童亭矿首采区补孔9个。1984年9月至1985年5月省煤田三队在首采区1421勘探线间施工钻孔补1补9，总工程量5700.41m，1985年7月提交“童亭矿首采区补钻地质资料”。1989年11月30日矿井投产后，原淮北矿务局勘探队于1990年、1991年、1993年、1998年先后对三四、八三、八四、八五采区进行生产补勘，建立临涣区“四含”、“太灰”、“奥灰”水位观测网，共施工钻孔28个，其中地质钻孔16个，水文观测孔12个（报废1个）。1999年安徽省地质矿产局以地矿1999120号文批准将原杨柳井田4线以西部分(称陈楼块段)划归童亭矿开采，面积约9.7km2。由于陈楼块段未进行精查勘探，经淮北矿务局要求，安徽煤田地质三队于1997年8月编制了淮北矿务局童亭矿陈楼块段详查（首采区精查）补充地质设计，安徽煤田地质局于1997年9月7日以皖煤地字1997136号文对该设计作了批复。补充勘探共施工钻孔8个，工程量3157.70m。在补充勘探前，有钻孔42个，其中找煤4个孔，普查6个孔，详查32个。为探明陈楼块段首采区的煤层赋存和地质构造状况，1999年集团公司决定对其进行地震勘探（三维和二维）。2000年10月安徽煤田地质局物探测量队提交了童亭矿陈楼块段首采区地震勘探报告，其中三维测线13束，施工面积5.63km2；二维测线长17.58km。全区共完成工作量3504个物理点。经地震勘探后，区内煤层分布形态及地质构造展布均与地勘成果有较大变化，为进一步指导设计与施工提供了较全面的地质资料。经以上各阶段勘探工作，童亭矿共施工钻孔174个，总工程量91955.79m（其中检查孔4个），测井52650.33m（未包括找煤期钻孔及16个生产补孔）,抽水12次，启封5孔，采取煤芯样380个，简易可选性煤样33个，机械力学测验样51个，水样6个。井田内先后施工钻孔174个，前两个阶段，全取芯钻进。自1967年后，随着测井技术的提高，采取了取芯、无芯和分段取芯相结合的钻井方法。各时期钻探工 程量见表1.2。钻孔日期表1.2童亭井田各时期钻探工程量一览表 钻孔数（个）工程量（m）施工单位备 注5559（找煤）83574.27华东120勘探队全取芯6465（普查）104129.36华东第三勘探队全取芯6774（详查）6130922.04华东第三勘探队分段取芯7577（精查）5832498.36华东第三勘探队分段取芯8485（补勘）95700.41华东第三勘探队分段取芯90（生补）53071.39局勘探队分段取芯91（生补）53521.69局勘探队分段取芯93（生补）31342.38局勘探队分段取芯97（陈楼精查）83157.70省第三勘探队分段取芯98（生补）31928.62省第三勘探队分段取芯检查孔4(其中陈楼风井1个)2109.57省第三勘探队全取芯总 计17491955.791.3 煤层特征1.3.1 煤层本井田含煤地层厚为478m，含煤11层。可采煤层2层，编号为7、8煤，总厚4.3 m，含煤系数1.71%。其中下石盒子组地层厚121m，含可采煤层7煤，平均厚度2.3m，含煤系数3.16%；山西组地层厚138m，含可采煤层8煤，平均厚4.37m，含煤系数为3.17%；井田内可采煤层2层，倾角920，一般14，煤质较软。1、可采煤层情况分述下石盒子组煤层本区内有可采煤层2层，7煤、8煤层为矿井主要可采煤层.7煤位于下石盒组下段，本井田主要可采煤层之一,结构一般较简单。上距6煤层平均14m；下距8煤层35m左右，煤层厚度平均2m，煤质较软。8煤层位于下石盒子组下段，下距山西组20m，上距7煤层25m左右。其煤厚平均2.0m。煤层以单一煤层为主,构造简单，煤层赋存稳定。据统计，8煤含煤面积为17.25km2，可采面积约17.06km2，占含煤面积的96，穿过层位孔107个，见煤总数106个，局部含一层夹矸（仅有4孔揭露），夹矸多为泥岩，煤层顶板以层状砂岩为主，砂泥岩互层，粉砂岩次之，底板以泥岩为主，少量粉砂岩和砂岩。详见表1-3。表1-3 童亭煤矿可采煤层一览表煤层编号穿层点数见煤点缺失点可采指数变异系数%两极厚度m结构类型可采不可采平均厚度m710710610.992.02.8简单稳定811611420.981.82.2简单稳定2、不可采煤层1）、上石盒子组不可采煤层本组含4个不可采煤层，即1、2、3、4煤层。1、2煤层位于上石盒子中部；3、4煤位于上石盒子下部；4煤组下距5煤80m左右，上距1煤组72m左右。1煤组厚平均0.34m。，其顶板、底板岩性以泥岩、粉砂岩为主。2煤组一般由16层薄煤层或煤线组成，厚平均0.34m。3煤组厚平均0.45m。，其顶板、底板岩性以泥岩、粉砂岩、细砂岩为主4煤组厚平均0.60m。，其顶板、底板岩性以页岩、粉砂岩为主。均不可采，无工业价值。2）、下石盒子组煤层本组不可采煤层有5、6、7煤层，共3层。（1）、5煤层位于下石盒组上部，上距4煤平均80m，下距6煤平均19m，一般由15个薄煤层组成，局部为炭质泥岩，厚度00.85m，平均0.51m，全区不可采，无工业价值，其顶板以泥岩、粉砂岩为主。（2）、6煤层位于下石盒子中部，上距5煤层19m左右，下距7煤层14m，由16个分煤层组成。厚平均0.58m，煤层结构复杂，全井田内均达不到开采厚度，其顶底板以泥岩为主，粉砂岩次之。3、山西组煤层 1）. 10煤位于山西组下部，本井田主采煤层之一，其下距太原组一灰112181m，平均147m，上距K2标志层底板22m左右。井田范围内含煤面积17.26km2，见煤孔116个（断失孔5个除外），其中不可采孔2个，占见煤钻孔总数的1.72。10煤层煤层薄度，平均0.6m，煤层厚度变化不大，结构简单。 10煤顶板多为层状粉砂岩，局部为泥岩、细砂岩，所有的钻孔及实揭资料表明，10煤层为稳定的煤层，也是本井田的主要不可采煤层。2）.11煤层位于山西组底部，上距10煤层一般28m，下距K1太原组22m左右，一般有12个分层，厚度平均0.69m，层位分布较稳定，全井田内均达不到开采厚度，顶底板多以海相粉砂岩或泥岩为主。1.3.2 煤层顶、底板3号煤层：直接顶一般为厚1.298.4m的粉砂岩及粉砂质泥岩，老顶为3.655.63m的细砂岩；直接底一般为1.507.69m细砂岩、砂岩。51号煤层：顶板在16-17线以西、西4线以东以泥岩为主；16-17线与西4线之间以粉砂岩、细砂岩为主，局部为泥岩，其直接顶厚度一般为0.51.8m，属类顶板，老顶为厚度1.152.20m的细砂岩，底板为3.9611.15m的泥岩。52号煤层：顶底板均以泥岩为主，局部为粉砂岩顶板为3.9611.5m的泥岩，直接底为4.8926.85m的泥岩，老底多为粉砂岩，厚度为7.2330.93m。7号煤层：顶板以泥岩为主，局部为粉砂岩，偶见0.10.3m的炭质泥岩伪顶。直接顶厚度一般1.256.24m，老顶为1.676.93m的中细砂岩，其直接顶初次垮落步距为13m，周期来压不明显，直接底为0.439.92m的泥岩。8煤顶底板伪顶：灰色泥岩或炭质泥岩，常与煤层分界不清，多缺失，极易冒落，平均厚0. 05m。直接顶：以页岩、泥岩为主，灰色，致密块状，含砂量由下向上逐渐增大，中上部含大量完整植物化石，裂隙发育，易冒落，平均厚7.2m。井田东西两翼岩性差别不大；其顶板分类定为类。老顶：浅灰色灰色中砂岩，裂隙较发育,不易冒落，厚度平均4.19m。直接底：由粉砂岩组成，主要为灰灰白色。厚度平均7.43m。老底：由中砂岩组成，主要是灰灰白色。厚度平均8.36m。10煤顶底板直接顶：以灰色泥岩为主，致密性脆，块状，由下向上含砂量逐渐增大，裂隙较发育，硬度34度，厚平均 13.65m。顶板分类应定为类。老顶：以粉砂岩为主，灰白色，块状，厚平均33.74m。直接底：以泥岩为主，灰色，含砂少，致密，泥质胶结，厚平均10.51m。老底：砂泥岩互层，深灰色砂质泥岩和薄层状灰色细砂岩迭层出现，以薄层砂质泥岩为主，遇水易膨胀，平均厚8.49m。1.3.3 煤质1.煤的物理性质本井田各煤层均为黑色，一般是油脂光泽玻璃光泽，以块状粉末状为主，少量为鳞片状，质地较软，比重轻，常具线理状、条带状结构，内生裂隙发育。宏观煤岩类型多为半亮型光亮型，显微煤岩类型主要是亮型和亮暗型。2.煤岩特征据1977年精查报告资料，显微煤岩组分均以凝胶化组分为主，其次是丝炭及丝炭化组分。稳定组分一般都可见到，但煤的变质程度较高时，其特征趋向和凝胶化组分一致。凝胶化组分主要为均一状的凝胶化基质，有时含少量木炭、木质镜煤等形态分子。丝炭半丝炭化组分，以丝炭半丝炭基质为主，其次为焦炭半丝炭基质。木质镜煤半丝炭以及丝炭碎片体等残余植物组织，稳定组分中以小孢子、大孢子最为常见；此外，树脂体、角质层以及树皮等也有存在，镜下几乎皆有条带状结构。煤中矿物杂质主要为粘土类，其次为硫化物、碳酸盐及其它矿物。粘土矿物一般呈细小质点和包裸体分散分布或夹层分布。硫化物、碳酸盐等矿物呈微晶、微粒镶嵌或浸染状分布于有机物之中。煤质资料详见表1-4、1-5。表1-4 可采煤层有机岩组分定量统计表类别煤层 凝胶化组分半凝胶化组分丝炭化及半丝炭化组分稳定组分有机质总和变 质阶 段750.4080.8067.58(11)0.309.204.45(11)11.2032.9019.87(11)0.808.30 4.16(8)86.4098.8091.59(11)834.1070.3053.25(15)3.2018.0010.11(15)12.0054.1029.63(15)0.209.803.96(11)82.5096.9092.87(11)注：表中 “”表示：平均（点数）。表1.5 可采煤层有害组分化验成果表煤目项 水分(%)灰分(%)原煤精煤原煤精煤71/3JMQM0.481.641.27(13)0.531.691.16(13)10.7629.3819.31(13)6.3010.968.27(13)8WY1.011.231.12(2)1.69(1)21.8130.7126.26(2)9.66(1)1/3JMFM0.411.760.98(24)0.521.250.91(23)10.7326.6815.14(24)5.088.856.36(23)全硫(%)磷(%)原煤精煤原煤精煤71/3JMQM0.320.960.63(10)0.470.620.56(7)0.0050.0170.0098(3)0.00280.00460.0040(4)8WY1/3JMFM0.140.730.37(20)0.260.500.35(12)0.0040.0070.0051(3)0.00080.00830.0024(12)1.3.4 瓦斯1、根据以前矿井瓦斯等级鉴定，本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯涌出量较小，约为3m3/t,本矿井通风工作相对比较简单。2、煤的自燃据煤炭科学研究总院、重庆分院分别于1992年7月、1999年7月、1999年10月对我矿7、8煤层有关于煤的自燃倾向的报告，童亭矿7、8煤自燃倾向属类，容易自燃。依据精查地质报告提供的测定结果，52煤自燃倾向属类不易自燃发火的煤层（见表1-6）。3、煤尘的爆炸性据精查期钻孔取样试验结果及煤科院重庆分院1990年以来有关我矿煤尘爆炸性鉴定报告，本井田7、8煤层均属有爆炸危险的煤层。孔号煤层名称样品止深(m)燃点自燃发火倾向原样()氧化样()还原样()氧化程度（）1657502.13366366369100类不自燃发火西2118647.5636236036771类不自燃发火西21310341.67369364369类不自燃发火表1-6 煤的燃点测定成果表（精查期）据精查期钻孔取样试验结果及煤科院重庆分院1990年以来有关我矿煤尘爆炸性鉴定报告，本井田3、51、52、7、8、10煤层均属有爆炸危险的煤层，见表1-7。表1.7 煤尘爆炸性鉴定报告表试样编号采样地点工业分析（）爆炸性试验爆炸性结论MadAadVdafVad火焰长度（mm）抑制煤尘爆炸最低岩粉量(%)90爆1324机巷1.4820.3723.4730.0240070有煤岩爆炸性90爆251煤上山1.4316.6524.2729.634007590爆3711机巷1.7513.8726.6131.544007590爆4811机巷1.6917.6124.4030.244007092爆11013轨道巷1.0310.3625.1328.353506099爆69347工作面1.6614.4431.3526.304007599爆70729风巷0.9317.4727.9722.823807099爆718211轨道巷4.7520.6024.7018.443507099爆721018工作面1.3114.7527.2622.8840075备 注鉴定单位：煤炭科学研究总院重庆分院（后四样鉴定日期：1999.10.25 取样日期：1999.9.7）119第2章 井田境界和储量2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围本井田煤层为缓倾斜煤层，井田境界采用垂直划分法，本井田划分的原则有：1) 井田范围储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应；2) 保证井田有合理的尺寸；3) 充分利用现有的自然条件划分井田；4) 合理规划矿井的开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。根据以上规则和矿区总设计任务书的要求，结合煤层的赋层情况，地质构造，开采技术条件，并保证各井田都有合理的尺寸和边界，童亭矿的边界划分如下：东部边界：矿井东为杨柳煤矿；西部边界：矿井西以孟集断层与临涣煤矿相邻；北部边界：矿井北为赵口断层；南部边界：矿井南为煤层露头。2.1.2 开采界限童亭井田自下而上沉积了山西组、下石盒子组及上石盒子组含煤地层，总厚348585m，平均478m。详见表2-1。表2-1 童亭井田含煤层地层厚度统计表地层名称厚 度（m）平均厚度（m）下石盒子组169269219山 西 组87152121太 原 组92164138开采上限:7号煤层以上无可采煤层；下部边界:8号煤层以下无可采煤层。2.1.3 井田尺寸井田的走向最大长度为10Km，最小长度为7.40Km，平均长度为8.58Km。井田倾斜方向最大长度为3.8Km，最小长度为0.86Km，平均长度2.07Km。煤层的倾角最大为35，最小为9，东翼平均为14，西翼平均为13。本井田水平面积的计算采用AutoCAD中面积查询的方法获得：井田水平面积为： s=17.75（km）2井田赋存状况示意图如图2-1。图2-1 井田赋存状况示意图2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算基础1.根据童亭井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.5m；3.依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4.储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5.井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。6.煤层容重：7号煤层容重为1.40t/m3，8号煤层容重为1.40t/m3。2.2.2 井田地质勘探19641965年原华东煤炭工业基建公司第三勘探队勘探，19731974年安徽省煤田地质第三勘探队又进行了详细勘探；并相应提交了临涣、孙疃普查资料、童亭地区普查报告及临涣勘探区精查地质报告。1969年省煤田地质三队在进行韩村一井田精查勘探中，又有3个孔落入童亭井田区域内，精查勘探前，共施工钻孔79个（含陈楼42个），工程量达38625.67m，地震测线长113km。1975年6月1977年9月，省煤田三队和物测队在上述工作基础上，对童亭井田进行了精查地质勘探。1977年10月两队提交了童亭井田精查勘探综合地质报告，并经原两淮煤炭基地建设会战总指挥部批准。精查期共施工钻孔58个，工程量32498.36m，地震测线长68km。1984年9月至1985年5月省煤田三队在1421勘探线间施工钻孔补1补9，总工程量5700.41m，1985年7月提交“童亭矿补钻地质资料”。1999年安徽省地质矿产局以地矿1999120号文批准将原杨柳井田4线以西部分(称陈楼块段)划归童亭矿，面积约9.7km2。安徽煤田地质三队于1997年9月7日补充勘探共施工钻孔8个，工程量3157.70m。在补充勘探前，有钻孔42个，其中找煤4个孔，普查6个孔，详查32个。2.2.3 工业储量计算本次储量计算是在童亭井田精查勘探综合地质报告及童亭矿补钻地质资料的基础上，储量计算可靠。矿井主采煤层为7号、8号煤层由于井田边界形状不规则，但煤层赋存较为均匀，因此采用AutoCAD中查询面积的方法得到井田的平面面积。工业储量由下式确定：Zg=17.75MR/cos14 2-1 式中： Zg-井田工业储量，万t； M煤层厚度，m；M=4.3； R-煤的容重，t/m3 R=1.35。Zg=10619（万t） 2.3 矿井可采储量2.3.1 安全煤柱留设原则1.工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；2.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。岩层移动角为=65、=65、=65，表土层移动角为45；3.维护带宽度：工业场地维护带15m；村庄10m；风井场地20m；4.断层煤柱宽度30m；5.井田境界煤柱宽度为20m；6.煤层露头为50m；5.工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-2。将工业广场定为长400m，宽360m。表2-2 工业场地占地面积指标井 型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.82.3.2 矿井永久保护煤柱面积损失1.井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设20m宽，则井田边界保护煤柱损失量为336.70万t。2.断层保护煤柱断层煤柱留设30m宽，则断层保护煤柱损失量为293万t 。3.工业广场保护煤柱工业广场按级保护留围护带宽度15m，工业广场面积由表2-1确定，取13.5公顷。工业广场保护煤柱如图2-3。则工业广场保护煤柱损失量为807万t。4.大巷保护煤柱以大巷中心为基点，大巷两侧的保护煤柱宽度各为30m，则大巷保护煤柱损失量为351.7万t。5.井筒保护煤柱主、副井井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为0。6.防水煤柱由于松散层第四系含水层直接覆盖煤系地层上,矿井在浅部开采时,必须留设合适的防水煤柱,防止矿井突水。图2-3 工业广场保护煤柱导水裂隙带的高度由下式确定：H=100M/（1.6M+3.6）5.6 2-2 式中：H导水裂隙带高度； M可采煤层厚度之和,m,M=4.3。H=43.505.6 取防水煤柱垂直高度为50m，其倾斜长度平均为206m。 各种保护煤柱损失量见表2-3。表2-3 保护煤柱损失量煤 柱 类 型煤损(万t)井田边界保护煤柱336.7工业广场保护煤柱807大巷保护煤柱351.7井筒保护煤柱0防水煤柱647.01合 计2142.412.3.3 矿井可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：Zk = （Zg-P）C 2-5式中： Zk矿井可采储量，万t；P保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，万t；C采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85。则，矿井设计可采储量：Zk=(10619-2142.61)0.8=6781.11（万t）第3章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范相关规定，结合矿井的实际情况，确定矿井设计年工作日为330天，工作制度采用“三八制”，每天两班作业，一班准备，每班工作8小时。矿井每昼夜净提升时间为16小时。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 确定矿井设计生产能力本井田煤层倾角平均在14左右,主采煤层为7号煤和8号煤，可采厚度平均在2.6m左右，本次设计对7煤做具体设计，7煤顶板为泥岩、中砂岩、粉砂岩，底板为泥岩、粉砂、中砂岩，煤层中无夹矸。瓦斯含量为3m3/t，属低瓦斯矿井，在距8煤下177m处有上石炭统太原组灰岩，分有5层，厚度共计62m，距8煤下207.4m处揭露厚28m的灰岩，属奥陶中、下统含水层，具体厚度不详。考虑到其间距较大，不会受7煤采动影响，因此采用综合机械化一次采全高开采。矿井设计生产能力为60万t，理由如下：1.资源情况：煤田地质条件简单，但储量相对较小，两主采煤层厚均在2.3m左右，适合于综合机械化一次采全高开采。2.本井田走向长度平均在8.