向阳煤矿一煤层矿井通风系统专项设计方案

PAGEI向阳煤矿一1煤层矿井通风系统专项设计摘要：所设计的井田为登封市向阳煤业有限公司,井田走向3．５千米,倾向2．2千米，井田总面积为3.8105平方千米，设计年产量为45万吨。井田内煤层变化较小，为缓倾斜煤层,平均厚度３.56米。属于厚煤层，服务年限22年。根据以上情况，设计决定采用主副斜井的开拓方式，使用走向长壁采煤法，综合机械化采煤的采煤工艺，全部跨落法处理采空区.矿井通风方式为中央边界式,通风方法为抽出式。并对矿井运输、矿井提升、矿井排水和矿井通风等各个生产系统进行设计,以及对矿井安全技术措施提出要求，其中主要对矿井通风进行详细设计。在以后的生产过程中,还需要不断地进行改进。以适应未来经济的发展要求，达到更佳的经济效果.关键词：缓倾斜煤矿矿井通风通风系统初步设计PAGEIITheXiamgyangＨYPERＬINK”httｐ：/／dicｔ.cn／Nｏ_2E21ｃoalseam＂No。2１coaｌseamoｒemｉnｅｖeｎtilatｉonsｙｓtemsｐｅｃialdeｓｉgnＡbstract:BytheｄｅsignoｆtheIdafoｒthｅｔｈｅｃoａlｍineｏfthｅＸiaｎｇｙangＣoalMｉniｎgＧroupFrａgranceHiｌlcomｐanies，Idatoｗaｒd３．５kilomeｔers，tendｅncyto2.2ｋiloｍｅtｅｒs,theＩｄａｔｏtalaｒeaofthｅcｏalfortｈｅｔhe3。8sｑuarekilｏmｅterｓ,deｓigｎedanｎualouｔpｕtforthe45０thoｕsandtoｎs．SeaｍchａngｅsｗｉthinｔheＩｄａ，gentｌｙｉｎclｉnedcoalsｅam,ｗithanavｅragｅｔhｉcknesｓｏf３。５6m。Bｅｌｏｎgｓｔｏｔhethickcoａlseam2２aleｎgtｈoｆservice。Accordｉngtotｈｅａｂove,thｅｄｅsiｇndecisionthattｈemａiｎａｎdvicｅinclineｄｓhafｔ。ｕｓelonｇwallｃoalmｉｎinｇmethｏd,thecoｍpｒeheｎｓｉｖeｍeｃｈaniｚeｄcoaｌｍinｉngteｃhnolｏgy,acrｏｓsaｌlfａlｌｍeｔhｏdａndtrｅaｔmentoｆmineｄ—ouｔarea.Miｎevｅｎtｉlaｔioｎmｏdｅiｓｔhecenｔralsｐｌitｔｙpe，ｖentilaｔｉｏnmeｔｈodｆoｒdrａwouttypｅ.Anｄｔｈｅｍｉnetrａｎspoｒtatｉon,mｉｎe，mｉｎedrainaｇｅ,andeａｃhpｒoｄuｃtｉonｓuｃｈasmｉnｅvｅntｉlatioｎsyｓtemdｅｓigｎ，aｎｄｔｈeｒequｅsｔoｆｔheｍiｎｅSａfｅtymeａsｕｒｅsｗhichｔhｅdeｔaｉｌedｄｅｓｉｇnofmｉｎeｖｅntilａｔiｏn.Ａfｔeｒtheｐrｏｄuctｉｏnproceｓｓ，butａｌsoｔheneｅdｆoｒcontinuousimｐｒoｖement.Tomeｅtｔhefuｔurerｅquireｍｅｎtsofeconｏｍiｃｄevｅｌopmｅnt，ｔｏacｈieｖebｅtteｒｅｃonomiｃrｅｓults．Ｋeｙwords:GenｔlｙｉnｃlineｄCｏａｌｍineMｉｎeｖenｔｉlａtｉoｎＶｅｎtilａｔioｎｓystｅｍPｒeliｍiｎａrydｅsign目录TOＣ\ｏ＂１－3＂＼h\uＨYPERLIＮＫ＼l_Toｃ4７221引言ﻩPAGEREF_Toｃ47２2１ＨYＰERLＩNK\ｌ＿Toc１870７2井田自然概况及地质特征ﻩPAGERＥF＿Ｔoc１8７０72HYPERLINK＼ｌ_Toc１１1０７2．1井田自然概况 PＡＧＥＲEＦ_Ｔｏｃ１11072HYPEＲLＩＮK\l_Toc3０91７２。1。１井田位置及交通 PAGEＲEF_Tｏｃ309１72HＹPERLINK\l_Toｃ２４28６2。1.２地形地势及河流ﻩＰＡＧＥRＥF_Tｏc242８6３HＹPEＲLINＫ＼l_Ｔoc７6２。1.３气候及气象 ＰAGEREF＿Toｃ763HＹPＥRＬINＫ＼l_Tｏc960４2.1．4地震基本烈度ﻩPAGEＲEＦ_Toc9604４ＨＹＰＥRLINK\l＿Toc1９２６６2．２地质特征ﻩＰＡGＥRＥF_Ｔoｃ1９2664HＹPＥＲLＩNＫ\ｌ_Toｃ１74１8２.2。1矿区范围内的地层情况 PAGＥREF_Ｔoc１７41８4HYPEＲLＩNK\l_Toc2３8３８2.2。2含煤岩组和含煤性 ＰAＧEREF_Tｏｃ2383８7HＹPERＬINＫ\ｌ_Toｃ8４82。２．3可采煤层ﻩPAGERＥF_Tｏc848８HＹPERＬINK＼ｌ_Toｃ23９82.２。4井田范围内和附近的主要地质构造ﻩＰAＧEREF_Toｃ２３988HＹPERLIＮＫ\l_Ｔｏc２62２８２．2。5井田内水文地质情况 PＡGＥREＦ＿Ｔoｃ2６2281０HYＰERＬINK＼l_Toｃ1３7882。2．6开采煤层顶底板岩石工程地质特征 ＰAGERＥF_Tｏc1378８11HYPEＲLINＫ\l_Toc１39152．2。7瓦斯、煤尘、煤层自燃倾向性、地温及地压 PAＧEＲＥF_Tｏｃ１３91512HＹＰERLIＮK＼l_Ｔoc165５72。２。8其他有益矿产ﻩＰAGERＥF_Toｃ1６55７１4ＨＹPEＲＬIＮK\l_Toc１39413矿井井田境界、储量和服务年限 ＰＡGEＲＥＦ＿Ｔoｃ１39411５HYPERLINK\ｌ_Toc118573.１井田境界ﻩＰAGＥRＥＦ_Toc118５71５HＹＰEＲＬＩNK＼l＿Toc135243。1。1井田周边状况ﻩＰＡGEREF_Ｔｏｃ135２４１5HYPＥRLINK\ｌ_Toc1０73９3。1.２井田境界确定的依据ﻩPAGERＥＦ_Ｔoｃ１0739１5HＹPＥRLINK＼l＿Toc3０６７03．２资源／储量估算ﻩPAＧＥＲＥF_Toc3０670１6ＨYＰＥRＬＩＮK＼ｌ_Ｔoc２８93３3.2。1资源储量估算范围ﻩPAGEＲＥF_Toｃ2893３16HYPERLINＫ＼ｌ_Toｃ2３９933.２。2工业指标ﻩPAGEＲＥF_Toc２３99317HＹＰERＬINK\l_Toc1９59３3。２．３资源/储量类别划分ﻩPＡGEＲＥF＿Toc195９31７ＨＹPERLＩNK\l_Toc２65003。2．４估算方法与有关参数的确定ﻩＰAGERＥF＿Toc26５0０1８ＨYPＥＲLＩＮＫ\l＿Tｏc3516３。2．5储量估算结果 ＰＡＧEREF_Tｏｃ３５１６1９ＨＹPERＬIＮK\l_Toｃ27975２．２．6矿井服务年限ﻩＰAＧＥＲＥF_Toｃ２79７520HYＰEＲLINK\l_Ｔoc2８９３0３.2.7工作制度ﻩPAGEREＦ_Toｃ289３０21ＨYPEＲLIＮK\l_Toc２９6７94井田开拓及采区设计ﻩＰAGＥＲEＦ_Toc2967922HＹPEＲLINK＼l_Ｔｏc8５１２4。1矿井开拓方案的确定ﻩPＡGEＲＥF＿Toｃ85122２５５５74。1.1井筒形式和数目 PＡGEREF_Toc555722ＨＹＰＥＲLＩNK＼ｌ_Toc999７4。1．2井硐位置ﻩＰＡGEＲEF_Toc99９722HYPEＲLINK＼l＿Ｔoｃ151174．1。3水平数目及高度ﻩＰAGＥRＥＦ_Toc1５1172３HＹPERLINＫ\l_Toc10８48４.１．4主要巷道布置情况ﻩＰＡGＥＲＥF_Toc１08４823HYPEＲＬＩNK＼l＿Toc41２9４.１.５采区划分ﻩPＡGＥＲEF＿Ｔoc４１29２4HYＰEＲLIＮK＼l_Toc25245４．1．6采区地质特征ﻩＰAGEＲEF_Toc2５245２５HYＰERLＩＮK\ｌ_Toc1７1８04．2采区布置及主要参数ﻩＰAGＥＲＥF_Tｏｃ1７１802５HＹPERLIＮK\ｌ_Tｏc123４5４。2。1采区开采方式 PＡＧEＲＥF_Toc1２３4５25ＨＹＰERLＩNK＼l_Toc１479５4．２。２采煤方法ﻩPAGEＲＥF_Ｔｏc147952５HYPＥRＬINＫ＼l_Tｏｃ29７6８4.2。３首采采煤工作面长度的确定ﻩＰAＧEREＦ_Ｔoc2９76825HYPERLＩNK\ｌ＿Ｔoc85514.2。4采区提升运输 PAＧEＲＥF_Toc855125HYPＥRLＩNK\l_Ｔｏc7６04４.3采区巷道布置ﻩPＡGERＥF＿Ｔoｃ7６0426ＨYＰＥRＬIＮK\ｌ_Ｔoc４4８14。３．1采区准备巷道布置选择ﻩPAGEＲEＦ_Toc４48126ＨYＰEＲＬINＫ＼l_Toc2４81３4。３.2区段平巷布置 ２48１3２6HYPERＬINＫ＼l_Toc86４4.3．３采区主要巷道断面的选择ﻩPＡＧEＲＥF_Tｏｃ８6４２6HYＰＥＲLIＮK＼l_Ｔｏｃ３０2884.4采区煤炭运输设备及选型 PAＧEREF＿Ｔｏc3028８２6HYＰＥRLＩＮK＼l_Toc1０５86４。４．1原煤运输路线ﻩPAGEＲＥF_Ｔｏｃ1０58626HＹPERLINK\l＿Ｔｏc23７0６4．4．２采区的运输设备及选型ﻩＰAＧＥＲEF_Toｃ23７０627ＨYPERLINK\l_Tｏc１99５14.5矿井提升与运输系统 PAGEREＦ＿Ｔoc１99５1２7HYPERＬIＮＫ\ｌ＿Toｃ1８466４．5．1采区辅助运输方式及设备ﻩＰＡＧEREF_Ｔoｃ1８466２7HYPEＲLＩＮK＼ｌ_Ｔoc2４7４３４．6采区供电、排水与压气系统ﻩPAＧEREF_Ｔoc２４7４327HYPＥRLＩＮK\l＿Ｔoc27８２１4。6．1采区通风系统 ２7８21２7HYＰERＬINＫ\l_Toc1818６４.６．2采区排水系统ﻩPAＧＥREＦ_Tｏc1８1８627HＹＰEＲLＩNK＼l_Toc325３８4.６。３采区供电系统ﻩPAＧEREＦ＿Ｔｏｃ32５38２7ＨYPERLINK\ｌ_Toc3１2715采区通风ﻩPAGＥREF_Ｔoｃ3１２７129HYPＥRLＩＮK\l_Tｏｃ3００095.１回采工作面通风设计ﻩPAＧEREF_Toc30009２９ＨYPERLINK＼ｌ_Tｏc３２１３45。1.1采区概况ﻩPAGEＲEＦ_Tｏｃ３2134２9HＹPERＬIＮＫ＼l＿Toc３21３5５．1．2采区通风设计原则及要求ﻩPＡＧEＲEF_Toc32135２９ＨYＰＥRＬＩＮK＼l_Toc２5２１０５。1．３采区通风系统选择ﻩＰAGＥREＦ_Ｔoc25２103０HYＰEＲLIＮK\l＿Toｃ137３９５．1.４回采工作面通风系统ﻩPAGEＲＥF_Ｔｏc１3739３0HＹPERＬINK\ｌ_Ｔoｃ253885.１.５回采工作面实际需要风量计算ﻩPAGＥRＥＦ＿Ｔoc25388３１HYPＥRLINK＼l＿Ｔｏc76455.1。６回采通风技术管理及安全措施ﻩPAGＥREF_Toc7６4５32ＨYPERLIＮK\l_Toc１５0６45。２掘进工作面通风设计ﻩPAＧＥRＥＦ_Ｔoc１5０64３2HＹPERLＩＮＫ\l_Ｔoc308935。2。1设计依据ﻩPＡGERＥF_Tｏｃ３0８9332HYPＥRLINK\l_Ｔｏｃ19７285。2.2掘进工作面通风方法ﻩPＡGEREF_Toc19728３3ＨYPEＲLIＮＫ\l_Toc4385．2．3掘进工作面所需风量计算及设计ﻩPAGEREＦ＿Toc43833HＹPERLＩNＫ\ｌ_Ｔｏc317475．2．４采区总需风量ﻩＰＡGＥREF_Toc317４734HYPERＬIＮK＼ｌ_Toｃ３15625．２。5掘进工作面掘进设备 PＡGＥREＦ_Toc３１56235HＹPＥＲＬＩNK\ｌ_Toｃ１99985.2.6掘进通风技术管理及安全措施ﻩＰAＧＥREＦ_Tｏｃ199９８3６HＹPEＲLINK\l_Ｔoc21０１６5。3通风构筑物的设置与主要通风机附属设备ﻩPAＧEＲEF_Tｏｃ2１０16３6HYPERＬINK\l＿Toｃ１77８6５。3．１通风构筑物的设置与要求ﻩＰAGEＲＥF_Toc１７78636ＨＹＰＥRLINK\l_Toc2030７５.3。2主要通风机附属设备设置ﻩPＡGERＥＦ＿Toｃ２0３0７38HYＰERLIＮK\l_Ｔoｃ8１8２６矿井通风ﻩPAGＥREＦ＿Ｔoc818239HYPERLINK\l_Ｔoc２17５0６.１矿井通风系统的选择 PAＧEREＦ_Tｏc217503９ＨYPＥＲＬINK＼ｌ＿Toｃ115046．1。1选择矿井通风系统ﻩＰAＧEＲEF_Tｏc１1504３9HYＰＥＲLINK＼l_Toc１5６18６。1.2矿井主要通风机的工作方法 PAGＥREF_Toc1５6１８39HYＰＥRLIＮK\l_Tｏc3５７８６。１。３矿井通风系统的选择ﻩＰAGERＥF_Toc357840HYPERLIＮK\ｌ＿Tｏc317３7６．2矿井需风量的计算及分配ﻩPＡGEREF_Toc3１7374０HＹPＥRLIＮK\ｌ_Tｏc87００6.2．1风量计算的标准和原则ﻩPAGＥREF＿Toｃ8700４0HYＰERＬIＮK\ｌ_Tｏｃ26５906。２。２矿井风量计算ﻩPAＧＥREF_Tｏc2659040ＨYＰＥRＬINK\ｌ＿Ｔoc５７9６6．2.3矿井总风量计算ﻩPＡＧEREＦ_Ｔoc579641HYPERLINK\l＿Ｔoc2060８6．2。4矿井风量分配ﻩＰAＧＥREF_Toc2０6０842HＹＰＥRLＩNK＼ｌ＿Tｏc１48６66.2．５风量分配后的风速校核 PAGＥRＥＦ_Toc148６6４２HYＰＥRLＩNＫ\ｌ_Toc150７0６。3矿井通风阻力计算ﻩPＡGEREＦ_Toｃ1５０7043ＨYＰEＲLINK\l＿Tｏc1４110６。3。１通风系统图的绘制ﻩPAＧEREF_Ｔoc１411０４3HＹPEＲLIＮK\l_Ｔoc2４８056.３。2风网图的绘制ﻩPＡGEREF＿Toc2480543HＹPＥRＬIＮＫ\l_Toc30８９86.３．3摩擦阻力的计算 PAGEＲＥF_Toc3０8９843ＨYPERLIＮK\ｌ＿Toｃ245296。3。4负压通风ﻩＰAＧEREF_Toc2452943HＹPＥRLIＮＫ＼l＿Toc5388６。３.５自然风压ﻩＰＡGEＲＥF＿Tｏｃ538８４６HＹＰERＬＩＮＫ\ｌ_Toｃ48666．３。６矿井通风总阻力 PAＧEＲEF_Toc４８６647HYPＥＲLIＮK＼ｌ＿Toc2659１6.３。７矿井等积孔 PAGＥＲEF_Toｃ２659１47ＨＹPERLＩNＫ＼l＿Ｔｏc１79１76．4主要通风机选型ﻩPＡGERＥF＿Tｏｃ1７91748HＹＰERＬＩNＫ\ｌ_Toc３１4０46。4。1选择原则及步骤ﻩＰAGＥREF_Toc３140448ＨYＰERLIＮＫ＼ｌ_Tｏｃ3２7556。4．2主要通风机的选择ﻩPAGERＥF＿Ｔoc３２７554９HYPERLＩNＫ＼ｌ_Toc５3３１６。4．３选择电动机ﻩﻩPAＧEREF_Ｔoｃ５３3１5２HYPＥRLIＮK\l_Toc317516。5概算矿井通风费用 ﻩPAGEＲEF_Toc３1７５１5２HYPERＬINK\l_Toc22８186。５．1计算主扇运转耗电量ﻩＰAＧEREF＿Toc2281852HＹPＥRLＩＮK\l_Toｃ15646６.5。2吨煤通风电费计算ﻩＰAＧＥREF_Toｃ１56４6５3ＨYPERLIＮK\l_Tｏc１７６４9７矿井安全技术措施ﻩPAＧEREF_Toc17６4９５4HYPEＲLＩＮK＼l＿Ｔｏｃ24851７。1矿井主要安全技术措施ﻩPＡGＥRＥF_Tｏc２4８5154ＨYPERＬIＮＫ\l＿Ｔｏc17６7７7。2煤矿井下安全避险六大系统ﻩPAGＥRＥF_Ｔｏｃ1７６7756HYＰERLＩNK\ｌ＿Toｃ１３９377.2。1监测监控系统ﻩPAＧEＲEF_Toc13９3756HYPERＬIＮK＼ｌ_Tｏc3０４5９7.2．2人员定位系统ﻩPAＧERＥF_Ｔoc３0４５９5７HＹPERLＩNK＼l＿Toc28９717．2．3紧急避险系统ﻩＰＡGEREF_Ｔoc２897１57HYPERLINK＼l＿Tｏc８542７。2.４压风自救系统 PAGEＲEF＿Tｏc8５42５8HＹPＥRLIＮK\l_Toc３２2３５7．2.5井下供水施救系统ﻩＰＡGERＥＦ＿Toc3２23５６０ＨYPERLINK＼ｌ＿Tｏc1１5７7．2．６通信联络系统 PＡGEＲEF_Tｏｃ1１５7６0HYPＥＲLINK＼ｌ_Tｏc１2517致谢ﻩＰAGＥＲEF_Toｃ１２5176１HYＰERLINK\l_Tｏｃ2775４参考文献ﻩPAGＥＲEF_Ｔoｃ2７7５4６2PAGEI1引言矿井通风毕业设计是安全工程专业全部教学进程中的最后一个环节。它是我们在完成本专业教学计划规定的学习内容之后，通过综合运用各学科的理论知识,根据某一矿井的实际情况，对其进行的系统化设计,这对提高我们理论分析和解决矿井通风技术问题的能力有着现实的实践意义，所以这也是安全专业的核心。设计是在我们搜集、整理和运用资料的基础上,通过贯彻执行《矿产资源法》、《煤炭法》、《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿业设计规范》之后,再进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、排水及通风的设计计算。所有这些都能培养我们分析问题、解决问题的综合能力和撰写技术文件、绘制工程图件的基本技能。衷心感谢院领导和安全工程系的老师的帮助和辅导，尤其要感谢我的导师-—刘勇老师，在这两个月个月里，正是他认真、耐心、详细的辅导，才使我能按时、按质的完成毕业设计。由于本人知识水平和知识范围的限制,设计中难免有不当和错误之处，恳请批评指正。2井田自然概况及地质特征2．１井田自然概况登封市向阳煤业有限公司，资源整合前为向阳煤业，始建于1９７４年,１9７5年１０月投产，设计和核定生产能力为27万吨/年。２007年资源整合后,成立登封市向阳煤业有限公司,设计生产能力４5万吨／年。采矿许可证号410000０8301４１，有限期限自２0０８年０５月2９日至202０年12月２9日,批准开采二1、一１煤层，生产规模45万吨／年,矿区面积为3。8105ｋｍ2。矿井开拓方式为两斜一立,联合开拓方式，采用走向长壁后退式炮采采煤法。回采工作面采用单体液压支柱配π型梁支护顶板。矿井共有二1、一1两层可采煤层，设计开采一1煤层。２。1．1井田位置及交通登封市向阳煤业有限公司位于登封市东部约2２kｍ，行政隶属登封市大冶镇管辖,本区西距登封市约2２ｋm,东北距新密市约２２km。登封~大冶～新密公路从区北通过，新郑～伊川伊水寨铁路从区外东南部通过，矿区距大冶车站约2kｍ,新郑～登封地方小铁路从本区南部边界通过,交通便利，见图2—1.图２－1交通位置图Figurｅ2－1ＬocaｔiｏｎMap2.１.2地形地势及河流本区为低山丘陵地形.区内地势呈西北高、东南低,最高海拔标高为41８。40ｍ，最低海拔标高为２6５．10ｍ,相对高差1５3。３0ｍ。地面冲沟发育，有利于大气降水的径流和排泄.井口及工业场地内主要建筑物标高为主、副斜井+274m，主风井＋３０２．７0m。本区属淮河流域颍河水系。区内主要常年性地表水体为西施和向阳水库(紫罗池水库），位于矿区西南部和中部，均为小型塘坝,几乎常年干枯，仅在大雨过后有短暂蓄水.区内季节性冲沟较发育，平时干涸无水,雨季细流潺潺,暴雨时段洪流滚滚，自北向南、自西向东流入双洎河,向东经大冶、超化、新郑、扶沟等地后又折向南，于周口市汇入颍河。2。１。3气候及气象本区属暖温带半湿润半干旱季风气候，年降水量主要受季风影响,秋、冬、春三季干旱少雨.据登封市2005年—２010年观测资料,雨季集中在7－9月份，年降水量为18１.５0—３6５.５0ｍm，平均277.３7mｍ，年蒸发量为１5．０7—１48。2０mm，平均11３．９5mｍ,６－7月气温较高,最高温度可达４0.1０℃（20０5年6月2４日），1月气温较低,最低温度－9.８℃(20０8年1月１４日)，年平均气温为14。８3℃.年平均相对湿度５2~６0%。春、夏、秋三季以东风，东北风为主，冬季以西风为主，风力以冬、春季较大，最大风速28～4０ｍ/s。表2-2登封市降水量统计表单位:毫米年份月份20０５200６20０7２008２０09２010201110．12３.28．40.１0。226.9６.４３.62．８1３。26.４5。03８.３5．４4３．02。613。２4．48３.0414。219.71０．１10。９３1。547。８１2。０５4５.730．７9.513．875．5１7.133.067.１43．６３4。1２。９３.433。44.０７３１。7１0.042。76３.129.592．1831．667.519。４3．9７１．６9５.5977.646。12。436.9３６.4６4.３1０1０8。4０．42。71４.05。２2。911２．22７。8１０.5１3．53５.81.４12３。94。63。５0。３5。６合计337．702８５．40１8１.5０173.１0３２1。00365．５0Taｂle２-２TｈepreｃipiｔatｉoｎoｆDｅngfeｎｇＣityＳtatistiｃs2．1。4地震基本烈度据河南省地震局资料，登封市及邻近地区近期未发生过大的破坏性地震。历史上有记载的较大地震有６次均波及本区，并造成较大损失.七十年代中期曾发生过3次2．５级以上有感地震,未造成损失。根据国家质量技术监督发布的《中国地震参数区划图》（ＧB18３06—2０0１)，登封市及其附近地区的地震动峰值加速度g值为0.0５,对应的地震基本设防烈度值为Ⅵ度。2。2地质特征2．２.1矿区范围内的地层情况区内基岩大部被第四系覆盖，仅在矿区西部及北部和南部有零星出露。据地表出露和钻孔揭露，本区发育地层有奥陶系中统马家沟组（Ｏ２m）、石炭系上统本溪组（C2b）、上统太原组(C２t)、二叠系下统山西组（Ｐ１ｓ)和下石盒子组（Ｐ1x)、上统上石盒子组（Ｐ2s）和石千峰组（Ｐ2sｈ)、第四系(Q)，现由老至新分述如下：⑴奥陶系中统马家沟组(O2m)为煤系地层沉积基底,在区外南北两侧有零星出露。以浅灰色石灰岩为主,隐晶质结构,局部夹泥质灰岩及薄层泥岩，上部具溶蚀现象及缝合线，下部夹角砾状灰岩。钻孔揭露最大厚度为5２。51m。⑵石炭系上统本溪组(C2b）据钻孔揭露,本组厚度为3.02～３1。66m,平均8。31m.以浅灰色铝土质泥岩为主，局部为铝土矿,具鲕状和豆状结构,含黄铁矿结核及团块，局部呈层状出现。在HＧ曲线上呈下低上高的异常反映,主要是该组地层中镓元素含量较高所致。该层铝土质泥岩是对比一1煤层的主要标志层。以滨海泻湖相沉积为主。本溪组与下伏马家沟组为平行不整合接触。⑶石炭系上统太原组(C2ｔ)为区内主要含煤地层之一,据钻孔揭露，本组厚度５０.６７~１２5．３4m，平均84.85m。由灰、深灰色中～厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成.共含煤7层,仅底部的一１煤层为大部可采煤层,其它煤层均不可采。依据其岩性组合和沉积特征可分为三段。①下部灰岩段自太原组底界至L4石灰岩顶界,厚度为１7．16～４３.８7m，平均２7.8８ｍ。主要由灰～深灰色石灰岩、黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成,含石灰岩4层（L１~Ｌ4)，常合并为1~２层，中夹泥岩或砂质泥岩薄层,具燧石团块和黄铁矿结核,含蜓类、介形类、海百合、腕足类等动物化石及其碎屑,其中Ｌ１石灰岩特征明显，在DLW曲线上异常挺拔直立，宽大园滑，为本区一良好标志层，局部与L２石灰岩合并,厚度为８.３4～22．61m,平均１２。90m.本段含煤3层（一1、一3、一４),其中一1煤层为大部可采煤层,一３、一４煤层不可采。该段石灰岩与泥岩和煤层DLW曲线呈高低相间，曲线组合形态似“高山峡谷"状，为区内主要物性标志层。②中部碎屑岩段自L４石灰岩顶界至Ｌ７石灰岩底界，厚度２1．２0～5９.08m，平均40．78m.由深灰色中细粒砂岩(俗称胡石砂岩）、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，夹薄层石灰岩（L5、Ｌ6）及薄煤层（一5、一６、一7),煤层均不可采。泥岩中含植物化石碎片和黄铁矿结核，具水平层理和波状层理,砂岩以石英为主,呈正粒序，为区内辅助标志层.③上部灰岩段自L7石灰岩底至L9石灰岩（局部为菱铁质泥岩）顶界面，厚度为12．31~２２．39ｍ,平均16。1９m.以深灰～灰色石灰岩为主，夹深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层。该段含石灰岩3层(Ｌ7、L8、L9)，石灰岩具方解石脉和少量黄铁矿结核，含蜓类等动物化石。其中L７石灰岩平均5。８7ｍ,发育稳定，特征明显，为本区主要标志层之一;Ｌ９石灰岩不稳定,常相变为菱铁质泥岩，为太原组与山西组分界标志层。含煤1层（一8），不可采。据太原组岩性组合、沉积特征及生物组合规律,在晚石炭世,本区为滨海地带,上段和下段的碳酸盐建造，标志着开阔的陆表海环境,中段的碎屑岩沉积则为海水动荡退出时形成的海湾潮坪环境，薄煤层则反映短期的泥炭沼泽相，沉积旋回显示海陆交替环境.太原组与下伏本溪组为整合接触.⑷二叠系下统山西组（P１s)自Ｌ9石灰岩(局部相变为菱铁质泥岩）顶至砂锅窑砂岩底,厚45．2２~１2５．7３m，平均81．25m。为一套灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤组。本组与下伏太原组为整合接触。根据其岩性组合特征可分为四段.①二1煤段自Ｌ９石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至大占砂岩（Ｓd）底，本段厚度为5.90～2０．54m，平均14。7９m。由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细中粒砂岩和煤层组成，具水平层理、脉状层理和透镜状层理，含菱铁质结核和黄铁矿散晶,富含植物根部化石及有机质条带。其中二1煤层为本区普遍可采煤层,厚度0.3０~24。0０m，平均4.６９m.②大占砂岩段自大占砂岩（Ｓｄ)底至香炭砂岩（Sx)底，本段厚度20.７9～45．48m，平均3０．９6m。由深灰～灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩组成，含煤１层(二2），不可采。下部为本区标志层之一的大占砂岩(Sd)，厚4。２６~２８.19m，平均15。58ｍ，为深灰、灰色细中粒砂岩,成分以石英为主，次为长石,层面含丰富的白云母碎片和炭屑.物性特征明显,在ＤLＷ曲线上呈中高阻反映，是对比二１煤层的重要标志层。泥岩和砂质泥岩具水平层理和波状层理,含大量植物化石及碎片。③香炭砂岩段自香炭砂岩(Sx）底至小紫泥岩底部，本段厚度13．９８～32.5３m,平均２１．7１ｍ。由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩和中细粒砂岩组成。下部为香炭砂岩(Sx）,厚４．75~20.98m，平均１0.22m，为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩,成分以石英为主,层面含白云母片和炭质薄膜，可见泥质包体，为本区主要标志层之一。（4）小紫泥岩段自小紫泥岩底至砂锅窑砂岩（Ｓs）底板，本段厚4.55～27。18m，平均13。79m。由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩、细粒砂岩组成,顶部泥岩含铝质,具紫斑及菱铁质鲕粒,俗称小紫泥岩，为本区一辅助标志层。山西组底部为大面积稳定的潮坪沉积,向上演变为泻湖沉积，中、上部则以三角洲沉积为主。⑸二叠系下统下石盒子组（Ｐ1x）本组厚度为261．53～31７。９7ｍ,平均2８9．29m,由灰色泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩和砂岩组成，与下伏山西组为整合接触。据其沉积特征可分为三、四、五、六4个煤组.①三煤段自砂锅窑砂岩(Sｓ)底至四煤底板砂岩底，厚度为56．0５～8１.０３m，平均68．０8m。底部为细中粒砂岩(俗称砂锅窑砂岩Ｓｓ）,含黑色泥质包体和泥质条带，局部见石英细砾，硅钙质胶结,交错层理,厚1。３1~１3.88m,平均６.26ｍ.在DLW曲线上呈高阻反映，ＨGＧ、ＨG曲线上呈高密度、低伽玛值反映，特征明显，为下石盒子组与山西组的分界标志层。下部为浅灰～紫灰色铝土质泥岩，具鲕状结构，鲕粒成分为菱铁质，易于辨认,为本区辅助标志层。中上部为深灰色泥岩、砂质泥岩与砂岩互层,含少量植物化石碎片及菱铁质鲕粒.三煤组以三角洲平原湖泊相沉积为主.②四煤段自四煤组底板砂岩底至五煤组底板砂岩底,厚度为６0.1０~7８。84m，平均69．４７ｍ.下部为四煤底板砂岩，岩性为浅灰~灰绿色厚层状中细粒长石石英砂岩，含石英细砾、泥质团块及菱铁质结核,具交错层理,泥质胶结，厚1.41～7.1５m，平均3.93m。其物性特征表现为DLＷ曲线呈中等幅度，异常顶部多为锯齿状,ＨGＧ、HG曲线呈低密度、低伽玛值反映，为本区主要标志层之一。中部为灰、深灰色砂质泥岩、泥岩夹薄层细中粒砂岩.上部为浅灰、灰色泥岩、砂质泥岩，具紫斑，局部含鲕粒和植物化石。四煤组下部为三角洲分流河道及河口沉积,中上部为三角洲平原相沉积。③五煤段下自五煤组底板砂岩底界，上至六煤组底板砂岩底界，厚度为6４。６1～77．33m，平均７0。9７m。底部为浅灰、灰色厚层状中粒岩屑砂岩,具板状交错层理，泥质胶结,为四煤组与五煤组分界砂岩,厚度6。74～１９。62m，平均11。40ｍ。下部为灰色细粒长石石英砂岩、中粒岩屑砂岩夹灰色泥岩、砂质泥岩及紫斑泥岩.中部为灰、深灰色泥岩、砂质泥岩及薄层细粒长石石英砂岩。上部为灰色中粒砂岩及泥岩、紫斑泥岩,砂岩具大型板状交错层理,层面富集菱铁质。五煤组上部和下部以分流河道沉积为主，中部主要为三角洲平原相沉积。④六煤段下自六煤段底砂岩底界，上至田家沟砂岩（Ｓt）底界，平均厚度为8０。77m.底部为灰白色中粗粒长石岩屑石英砂岩,分选磨圆较好，硅，泥质胶结,含海绿石,楔状交错层理，厚度8．6５~1９．62m，平均1２．０4m。下部为灰色泥岩,砂质泥岩与浅灰、灰白色细中粒砂岩互层,泥岩以含大量紫斑为特征，且常含菱铁质鲕粒。中部以灰、深灰色泥岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩薄层，泥岩局部具紫斑，含铝质及菱铁质鲕粒.上部为灰色、灰绿色泥岩，砂质泥岩与粉砂岩或中粗粒砂岩互层，泥岩具大量紫斑,局部呈灰黑色，含植物化石。⑹二叠系上统上石盒子组（P2s）根据施工钻孔揭露,该层在本区仅保存有七煤段中下部,八煤段和九煤段已均被芦店滑动构造铲失.七煤段底部为浅灰、灰白色中粗粒砂岩,俗称田家沟砂岩,厚度平均１3。5５ｍ,砂岩底部常含砾岩薄层,局部相变为细粒砂岩或粉砂岩,层面含炭质,偶见亮煤条带,含泥质包体，具大型板状交错层理及波状层理，厚度较稳定，特征明显,是良好标志。下部为灰、深灰色泥岩，夹砂质泥岩、粉砂岩及细、中粒砂岩，具紫斑。中部以灰、深灰及黑灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩为主,偶夹一层炭质泥岩。顶部夹三层硅质泥岩,岩石致密坚硬，呈深灰色及兰灰色，垂直节理发育，产海绵骨针化石.据钻孔揭露,七煤段厚度平均68。２１ｍ。⑺二叠系上统石千峰组（P2ｓｈ）该层在本区为芦店滑动构造上覆地层，为灰白色中粒长石石英砂岩，坚硬,裂隙较发育，钻孔揭露厚度16．15~６2。７０m,平均42．１8m，揭露层位为石千峰组上段假平顶山砂岩段。与下伏各地层为断层接触。⑻第四系（Q）以黄土层、砾石层为主，局部为黄土夹砾石,松散,透水性强.厚度为０~27.00m,一般0～2０ｍ,平均１3。47m，与下伏各时代地层为角度不整合接触。２．２。2含煤岩组和含煤性区域含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组及二叠系上统上石盒子组。根据本区钻孔揭露，区内仅石炭系上统太原组和二叠系下统山西组发育煤层，含煤地层厚度１6６.１０m，含煤9层,其中仅二1煤和一1煤层全区大部可采，可采含煤系数为3。４8%。表2—3煤层发育情况一览表Ｔaｂｌe2-3Ｔheｄevelopmeｎtofcoalsｅaｍｌist地层单位煤组煤层编号可采煤层名称厚度（m）编号厚度(m)二煤组81．２５2二1、二2０.3０~2４。０0４.６9一煤组８４．852一1、一0.２1～26．０0５.092．2。3可采煤层⑴二1煤层赋存于山西组下部,上距大占砂岩（Sd)0～9.69m,平均3.31m，距香炭砂岩（Ｓx）2１。１8~47。05ｍ,平均34。２7m，距砂锅窑砂岩（Sｓ)３5。68~60.3８m,平均4５。３7m；下距太原组L7石灰岩1３．９2~26．８６m，平均2２.4０m,距L１石灰岩68．31～1０9．54ｍ，平均８４。７0m,为本区主要可采煤层。煤层埋深１3。47~６８0m,底板标高为+280~–２60ｍ。区内钻孔和矿井采掘工程揭露该煤层,厚度为0。3０～２４.００m，平均4。69m，具南北部薄中部和西部厚的变化趋势。煤层结构简单，仅局部含一层厚0．15m的黑色泥岩夹矸。二1煤层顶板为灰黑色泥岩及砂质泥岩，含大量植物化石;底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩。综上所述,区内二1煤层层位稳定，厚度有一定变化,结构简单，全区可采，煤层稳定程度属较稳定煤层。⑵一１煤层赋存于太原组底部，上距Ｌ7石灰岩73.4４m,距二1煤层84。70ｍ;下距Ｏ2ｍ石灰岩8.３１m。煤层埋深3４～７40m，底板标高为＋２１0~–320m。区内9个孔可采，煤层厚度为0．21～２6。00m,平均5．０９ｍ。煤层结构简单，不含夹矸或含1～3层黑色泥岩、炭质泥岩薄层。煤层顶板为L1石灰岩，底板为铝土质泥岩.综上所述，区内一1煤层属层位稳定，煤厚变化不大,结构简单，全区可采的较稳定煤层。2。２。４井田范围内和附近的主要地质构造本区构造以褶曲为主，主体构造为一轴向８６～110°,向西倾伏的向斜构造(西施村向斜），并伴有1条滑动构造、５条正断层和1条逆断层（见图３－１），构造复杂程度属中等构造。一,褶曲（１）西施村向斜为本区的主体构造，轴部位于矿区中部，轴向８6～110°,向西倾伏,倾伏角8~１0°，在矿区西部被大路南断层切割,区内延伸长度大于3km。两翼倾角北缓南陡，北翼地层走向114~13２°，倾向204～２22°,倾角１1~2４°；南翼地层走向６6～72°，倾向246～２5３°，倾角1８～27°.该向斜由补3、补8、补11钻孔和采掘工程揭露，控制程度可靠。（2）吴家门背斜轴部位于矿区北部，轴向７5～8６°,向西倾伏,倾伏角９~16°,在矿区西部被大路南断层切割，区内延伸长度大于2km。北翼地层走向5０°左右，倾向３２0°，倾角１4°左右；南翼地层走向114~132°,倾向２04~222°，倾角11～24°。该向斜轴部由采掘工程揭露,控制程度可靠。二，滑动构造芦店滑动构造,位于矿区中部,走向NE,在区内延伸长度约3ｋm,向NE和SW方向延伸出区,在本区东北部的王楼煤矿和西部的告成煤矿均有发育,为一区域性滑动构造。上盘为石千峰组上段，以假平顶山砂岩为主；下盘为上石盒子组或下石盒子组，以砂岩、砂质泥岩、泥岩为主.本区补9、补１0、补1１孔穿见该滑动,钻孔穿见滑面深度42．5７～1５１.６7ｍ，地层厚度缺少１50~55０m,该滑动造成本区北部地层缺失石千峰组下段、上石盒子组和下石盒子组上段,对本区主采煤层二1煤层无直接影响。在地表露头亦有控制，控制程度较可靠。表２－4滑动构造明细表Taｂle2-4Sｌiｄingstｒucturelist孔号断点深度（m）破碎带特征上盘层位下盘层位缺失地层厚度（ｍ)补９15１。6７岩芯破碎,岩石明显受挤压。石千峰组上段下石盒子组5５０补105７。79岩芯破碎，具滑面。石千峰组上段上石盒子组２２0补1１4２.５7岩芯破碎，具挤压滑面,有断层泥。石千峰组上段上石盒子组１50三,断层(1）翟门正断层为矿区西部边界断层,往北延伸至马鸣寺煤矿，往南延伸出区，走向13０°～145°，倾向90～45°,倾角70°左右,落差300～350m,北东盘下降，南西盘上升.该断层下盘为奥陶系马家沟组石灰岩，地表有出露,控制程度基本可靠。（2)大路南正断层位于矿区北部边界以内,区内延伸长度大于4km，为芦店滑动构造下一隐伏正断层。断层走向63~１００°,倾向33３～10°，倾角７0°左右，落差２0~１8０ｍ，东部大,西部小。区内补9和补10钻孔均钻遇该断层，缺少地层厚度分别为30ｍ和８０m.断层控制程度较可靠。（３）山槐正断层位于本区西部边界以内，为翟门断层支断层，往北交于大路南断层。断层走向14８～1５5°,倾向５8~6５°，倾角65°左右,落差70～130m，其北东盘下降，南西盘上升，为正断层。控制程度较可靠。（4）徐庄正断层位于矿区中部，区内延伸长度约3ｋm，为正断层.断层走向４5～55°,倾向１35～145°，倾角70°左右，落差0～30m,其北西盘上升，南东盘下降。该断层由采掘工程多处揭露，控制程度较可靠。（５）西施村正断层为矿区南部边界断层，延伸长度大于1．5km，为正断层.断层走向90～１10°，倾向0~20°,倾角７0°左右,落差０~４0m,其北盘下降,南盘上升.该断层由采掘工程多处揭露，控制程度较可靠。(6)紫罗池逆断层位于矿区中部,区内延伸长度约1．5kｍ，为逆断层。断层走向90～95°,倾向0～1５°，倾角65°左右,其北盘上升,南盘下降，落差0~１50ｍ。区内0３01和补10孔已钻穿该断层,采掘工程亦有揭露，控制程度较可靠。综上所述，依《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-２００2),本区构造复杂程度为中等。２.２。５井田内水文地质情况本区大气降水多集中在每年7～９月份,大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物空隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑,成为矿坑充水的间接但重要的补充来源。雨季矿井涌水量较平时一般涌水量增加１~３倍,说明大气降水对矿井充水有较大影响。区内主要常年性地表水体为西施和向阳水库(紫罗池水库),位于矿区西南部和中部,均为小型塘坝，几乎常年干枯，仅在大雨过后有短暂蓄水,因库底与二１煤层间有稳定的隔水层相阻隔,正常情况下对煤矿生产影响不大，但若导水断层或导水裂缝带与此沟通时，将成为矿井充水水源。一地下水⑴第四系松散层潜水本区为低山丘陵区，地面坡度较大，冲沟发育，第四系地层沉积较薄，底部的黄土夹砾石为其含水层，发育不连续,稳定性差，富水性不均一，但导水性较好，是大气降水下渗充入二1煤矿坑的中介含水层和导水通道之一,故在浅部应积极做好地面防、排水工作。⑵基岩风化带裂隙潜水该含水层的岩性因地而异，风化带厚度受地形起伏的影响，深度一般为１0~5０m。在煤层埋藏较浅地段,煤层回采落顶产生的导水裂缝带与该含水层沟通时，则向矿床充水。⑶二叠系砂岩裂隙承压水为碎屑岩孔隙裂隙承压含水层水，包括上石盒子组砂岩孔隙裂隙承压水、下统下石盒子组砂岩孔隙裂隙承压水、山西组砂岩孔隙裂隙承压水。在二1煤层回采落顶产生的导水裂缝带中的含水层水，都会向矿井充水,是矿坑充水的主要充水水源。在矿井生产中，多以滴、淋水形式向矿坑充水,水量较小，生产中易于疏排。⑷石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水二1煤层底板直接充水含水层，由L7～L9三层灰岩组成,其中L7和L8两层灰岩较发育。该含水层含水丰富,补给条件好，但岩石裂隙及导、突水性极不均一,在断裂构造作用下，使其与下部强含水层产生水力联系时,突水性则会相应增加,是二1煤层开采过程中的主要底板突水水源，要做好防治水工作。⑸石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水由L１～L４灰岩组成，该层含水性及透水性较好,为一1煤层顶板直接充水含水层及二１煤层底板间接充水含水层.至二1煤层距离34。4５~82。4１ｍ，其间夹有太原组中段碎屑岩隔水层,正常情况下该含水层不能进入二1煤矿床，但如果遇到断层时,L１—4灰岩水补给二１煤层底板含水层而间接向矿井充水,威胁矿井安全。⑹奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙承压水该含水层岩溶裂隙发育,补给径流条件好，突水性强，但极不均一，为一1煤层底板直接充水含水层和二１煤层底板间接充水含水层,也是本区重要含水层。正常情况下该含水层不能进入二1煤矿床,但如果遇到导水断层时,补给二1煤层底板含水层而间接向矿井充水,威胁矿井安全。二老空水据以往老窑调查资料,在开采煤层的浅部露头地段，有历史上遗留的老窑和生产矿井的采空区老塘，主要分布在矿区南、东部一带,其采掘范围、停采时间、停采原因以及积水等情况不详，推测其废弃井巷内会积存一定量的老空老塘水,对本矿生产安全具有潜在的威胁，故当采掘工程向浅部推进时，应打超前探、放水钻，并留设足够的防水保安煤（岩）柱,以避免发生老窑老空水突出溃水，造成淹井等水患。三塌陷区积水区内煤层较厚，为分层多次回采，对煤层顶板破坏较严重，浅部老窑及周邻生产矿井废弃井巷冒落塌陷形成断裂破碎带，并在地表形成沉陷凹地和地裂缝,在雨季则因洪水汇集而积水，再通过导水裂缝带、地裂缝向矿坑充水,故在地表沉陷区应及时回填塌陷凹地和地裂缝,开挖疏排洪渠道或其它防、排水基础设施，以避免发生洪水倒灌造成淹井等事故。2。2。6开采煤层顶底板岩石工程地质特征本区二１煤层顶、底板局部具泥岩、炭质泥岩伪顶或伪底，直接顶底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，老顶以中粗粒砂岩为主.根据其岩性组合特征及岩石力学强度,二１煤层顶底板工程地质类型属Ⅱ~Ⅲ类型,生产中易于产生冒顶、片帮、掉块及底鼓变形,遇水易泥化变形,并产生支柱滑沉等不良工程地质现象，其工程地质条件不佳，生产中应加强顶、底板的观察和维护与管理工作。表2－６岩石物理力学性质试验结果表ＭPaＴable2－6Ｐhysicalａndmechａnicａｌpｒopｅｒｔiesｏfrockteｓtrｅｓulｔsｔａｂle岩项性目抗剪强度自然状态抗压强度单向拉强度30°４5°内摩擦角凝聚力系数正应力剪应力正应力正应力泥岩砂质泥岩５.5９。41２。51２．５２４°701．8砂岩７.１12．119．119．１30°80４.7石灰岩２．２.７瓦斯、煤尘、煤层自燃倾向性、地温及地压一、瓦斯二1煤层(１)生产矿井瓦斯据２０1０年9月河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心提交的《河南省登封市向阳煤业有限公司矿井瓦斯等级鉴定报告》,向阳煤业绝对瓦斯涌出量13.01m３/mｉn,矿井相对瓦斯涌出量1３。7２m３／ｔ；矿井绝对二氧化碳涌出量0.91ｍ3／t，矿井相对二氧化碳涌出量０．96m3/t,矿井等级为高瓦斯矿井。从整体上来看,矿井瓦斯涌出量较大，瓦斯涌出主要来自采掘工作面。矿井瓦斯涌出量随着开采深度的增加,呈增高的变化趋势.另根据豫工信煤【20１1】1１１号《河南省工业和信息化厅关于2009年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》，本矿瓦斯相对涌出量13。7２m3/ｔ,绝对瓦斯涌出量13.０1m3/miｎ,相对二氧化碳涌出量０。96ｍ3/t，绝对瓦斯涌出量0。91ｍ３/mｉn,属高瓦斯矿井.(2)钻孔瓦斯分析区内补１1孔进行了瓦斯含量分析，其瓦斯成分CH４为１8．８％，CO2为2。9９%，N2为7５。６８％,其它烃为２。5３％；瓦斯含量CH4为0．４５3ｇ/ｃm3,ＣO2为0.０72g／ｃｍ３,Ｎ2为1.8２４g／cm3,其它烃为0．0６1g/cｍ３。该孔属氮气－沼气带。因深部钻孔瓦斯数据较少，且仅为参考，不具代表性。(3）瓦斯地质评价该矿井为高瓦斯矿井,且随开采深度的增加,瓦斯涌出量呈增高的趋势,建议在矿井深部开采时，应严格按照国家的有关规定，认真做好瓦斯监控工作,确保安全生产。一１煤层区内补１0孔和补1１孔一１煤层进行了瓦斯含量测定,根据化验结果,两孔分别属二氧化碳—氮气带和氮气－沼气带。说明随着煤层埋深的增加，一1煤层瓦斯含量也逐渐增大。表2-7煤层瓦斯鉴定结果Tａbｌｅ２-７Thｅidentｉfiｃaｔｉonresuｌtsｏfｃｏalｓｅａmgａｓ孔号瓦斯成分每克可燃物中瓦斯含量气密性瓦斯含量分带(％)（ml／g）CH4CO２N２其它烃CＨ4CO2N2其它烃补11１4.9７２0。0964.１１0．8２0．34８０．46７１．4９0。019合格氮气—沼气带补104。52１6.9６7６。9１.780。2８1．0５4.760．1１参考二氧化碳－氮气带二、煤尘爆炸及煤的自燃倾向（1)煤尘爆炸根据化验结果,二１煤火焰长度5０ｍm，加岩粉量15~２0%,说明二1煤有煤尘爆炸危险性；一１煤火焰长度５０mm，加岩粉量15%，说明一１煤有煤尘爆炸危险性。对此应引起高度重视，在开采时应采取洒水、通风及除尘等降尘防暴措施，以保证矿井的安全生产。表2—８煤尘爆炸性试验结果Ｔable2-8Tesｔresuｌｔsofcｏalduｓtｅxplosｉｏn取样地点样品编号工业分析（%)煤尘爆炸性试验爆炸结论MadＡdＶdaf火焰长度（mm）加岩粉量（％)补１1二１全０。７1１.3313．28５015有补１2二１分10.5５15。7５13．４5无０无补１2二１分2０。6４11．７９12。055０２0有补１1一1全０．3410．９１3.7８５0１５有（2）煤的自燃倾向二1煤：区内补11和补１2孔煤质化验结果表明，两孔吸氧量分别为0.77和0.７５cm3/g，二1煤为不易自燃（Ⅲ)煤层.一1煤：区内补11孔进行了自然倾向的试验，吸氧量为0．8１cｍ3/g，一1煤为自燃（Ⅱ）煤层。（３)地温及地压补１0和补11孔两孔进行了简易测温工作，地温梯度小于３℃/1０0ｍ，属地温正常区。两孔孔底温度均小于3１℃,说明本区不属于矿井热害区。勘查及矿井生产中，均未进行地压测试.据区域资料，本区属正常地压区。表2—９测温综合成果表Table2—9Tｈeｃomｐrehensivereｓuｌｔsofｔemｐeｒaｔurｅmｅasuremenｔ孔号孔口标高（m)终孔深度终孔层位恒温带深度（m）恒温带温度(℃）测温次序孔底深度（m)孔底温度（℃）地温梯度（℃/10０m)二1煤/一１煤底深度(m)二１煤／一１煤底标高（ｍ）二1煤／一1煤底温度（℃）补10316．575７0。29O２ｍ２０１８.９15６0２８.30２。8８２5602８。５0５2９。10—211。7728．30补11313．47616．11O２ｍ16002９。001。9646３。8１—150.1226。3０260０29．205６0。23－246。３628．902．2。８其他有益矿产一、铝土矿赋存于石炭系本溪组，奥陶系灰岩侵蚀面之上，本区铝土质泥岩厚度3。02～31.66m，平均8。３1ｍ.区内补9和补10孔进行了取样分析。补９孔取样长度2．４9ｍ,其中达到工业品位要求厚度0.90m。从样品分析结果可知,该孔上部铝土质泥岩品质较好，硅铝比（A/S)２．3７~３．20，能够达到工业品位要求，下层铝土质泥岩硅铝比(A/S)1．０6～1．81,均达不到工业品位要求。补1０孔化验结果该孔AL2O3含量为3６.1２％～41。８８%,硅铝比为１.06~1．８1，达不到工业品位要求。表明该区本溪组铝土质泥岩仅部分地区部分层段为铝土矿,在平面图上为孤立块段，无法圈定其可采范围及资源储量.二、微量元素根据本次补勘煤质化验结果,区内二1煤和一1煤微量元素（Ｇe、Gａ、U）含量均低于一般工业品位要求。表２－10微量元素测试分析结果表Ｔａbｌe2—１０Ｔraceelｅmｅｎtsteｓｔresulｔsｔablｅ03矿井井田境界、储量和服务年限3。1井田境界向阳煤业位于登封市东部约2２kｍ，行政隶属登封市大冶镇管辖,地理坐标为东经11３°11′45″～１1３°1４′04″，北纬3４°26′3４″~３4°２7′４５″。矿区东西长0.4５~3.50kｍ,南北宽0。8０～2.20kｍ，面积约3。81０5km2。３.1.1井田周边状况本区西部为郑州煤电股份有限公司告成煤矿,北部为河南登电马鸣寺煤业有限公司和郑州市慧祥煤业有限公司，东部为郑州市昌隆煤业有限公司,南部为嵩阳西施（登封)煤业有限公司，见图3-1。图３-１登封市向阳煤业有限公司矿权位置图Fｉguｒe3-1ＤengfengXiaｎgyangCoalComｐanyｍｉnｅriｇhｔloｃatｉonmaｐ3.1.2井田境界确定的依据井田四周边界主要有大路南正断层、翟门正断层、山槐正断层和二1煤层露头。大路南正断层,为井田北部边界,区内延伸长度大于4kｍ，为芦店滑动构造下一隐伏正断层。断层走向６３~１0０°，倾向33３~10°,倾角７0°左右,落差20～18０m，东部大,西部小，使二１煤层与二叠系中上统砂泥质碎屑岩段相对接,翟门正断层和山槐正断层为井田西部边界.翟门正断层往北延伸至马鸣寺煤矿，往南延伸出区，走向1３０°～１4５°，倾向９０～45°，倾角７0°左右，落差3０0～3５0m，北东盘下降,南西盘上升，该断层下盘为奥陶系马家沟组石灰岩，地表有出露。山槐正断层，为翟门断层支断层，往北交于大路南断层。断层走向148～１55°，倾向５8～65°，倾角6５°左右，落差70~1３０ｍ，其北东盘下降,南西盘上升。两断层均使区内二1煤与奥陶系灰岩强含水层接触，成为供、导水边界。井田南部边界及东部边界均有二１煤层露头,成为井田南部及东部供、导水边界。3。２资源／储量估算3.2．1资源储量估算范围本次对区内二1煤层和一1煤层进行资源储量估算。资源储量估算范围以河南省国土资源厅下发的河南省登封市向阳煤业有限公司采矿许可证确定的矿区范围为准。二１煤层资源储量估算范围北至矿区边界，东、南为矿区边界和煤层风氧化带下限,西为矿区边界和翟门断层上盘断煤交线，由２5个拐点坐标圈定（见表３-2)，面积约３.5２km２,估算标高为+280~-260m,埋深为13。４７~680ｍ。表3－2煤层资源储量估算边界拐点范围一览表Tａblｅ3-2Ｌｉsttheｂｏuｎdarｙpoiｎtrangｅofcoaｌresourcesandｒeｓｅrveｓｅstimａtｉoｎ点号XＹ点号XYA３8139８0.０0３8４２6１７３.00B3813485．00３8４2６84１。０0Ｃ３813388．０038４２６901.00４3８１３３80.０0３8427１42。０053８13１３８．０0384271４２。00６3813１78。００384２757５.007３81349５。00384２７57５。00838134９1。0０3８４27660．00938１3688。００３8４２77０0.0０10３8１369０.00384278６0.00113８136５０。０0３８428000.001２3813638.0038４28238.0０13381３471．00３8４２８2３８．00143８134７１.0038428170。00153８１3308.００38428１７0.001６38１３33０。0０３8４２8７75．00１７３813６2９．003８429347．00１8３８１４0４2.0038４28968．001938143６0．０038４2８724．０02０3８14456。00384286５６。00213814８68.003８４2９1８5.００223８15１35。00３8429660．０0233８151８６．0０３842９5５4．002４３８１51６0.0０38428525.0０２５38１5３09．003842841０。00一1煤层资源储量估算范围北至矿区边界,东、南为矿区边界和煤层风氧化带下限，西为矿区边界和翟门断层上盘断煤交线,由23个拐点坐标圈定（见表３-３)，面积为3．３6ｋm２，估算标高为+２１0~－３20m,埋深为３４～７４0m.表３－３煤层资源储量估算边界拐点范围一览表Table３－３Liｓtthｅbounｄａｒypointｒangｅofｃoａlｒesｏuｒceｓanｄｒeｓｅｒvesestｉｍaｔion点号ＸY点号ＸYA3813９9０。０03８42619０。00Ｂ3813795．00３８42651０．０0C38１３52５.０03８４2683５。00D３8134９4。00３842６8６５．０0Ｅ3813６95.0０３842７56５．00Ｆ381３５９5.00３８4276８1．009３813688.003842７700.０0１0３813６90。００３84２7860．００１138１３６50.００38428000。０0123813６３８。003８42８２３８.0０133８134７１．00３84２8238。001４381３471．00384２81７0．0015３813308．0０３84２817０.００16３８1３３3０．００3８4287７5.00１73８13629.0038４2９347.001８3８14042．０038428968。0019３8１4３60。0038４２8７２4。00２03８14456．００3８４28６56.00２13814868。０03８42９１８５。０0２２3８1５135。0０3８42９6６0.002３3815186。0038429554。00243８1516０．0038４285２5．０0２５381530９.０038４2８410．00３．2．2工业指标本区二１和一1煤层均为贫煤，煤层倾角5~2６°,一般小于2５°，依据现行《煤、泥炭地质勘查规范》要求，确定各煤层资源储量估算指标为：（1)煤层最低可采厚度0。８0m。(２）灰分：原煤最高灰分（Aｄ）40%.（3）硫分：原煤最高硫分（St，ｄ)3％。该区一1煤原煤硫分平均为3．８5～３。89％，超过规范指标,但考虑到硫分组成以硫化铁硫为主，易脱除,脱硫后矿井经济效益仍然良好，故本次仍作资源储量进行估算。（4）发热量最低低位发热量不小于１７．０MJ/ｋｇ.3.2。3资源/储量类别划分一、划分依据本区构造复杂程度中等,二１和一1煤层均属较稳定煤层。依据现行《煤、泥炭地质勘查规范》要求，确定二1煤和一1煤资／源储量划分依据如下:(1）二1煤层以500m的基本线距和不大于5００m的工程间距及其1/2距离圈定探明的经济基础储量（1１1b），以１000m的基本线距和不大于1０00m工程间距及其１/2距离圈定控制的经济基础储量(１２2b),以２00０m的基本线距和不大于2000ｍ工程间距及其1／2距离和风氧化带下限内侧、断层两侧及最低可采边界内侧分别留设30m圈定为推断的内蕴经济资源量(３３3)。(2)一１煤层以1000m的工程间距及其1/２距离圈定控制的内蕴经济资量（3３2)。以2０00ｍ的工程间距圈定及其1/2距离和断层两侧留设30m圈定为推断的内蕴经济资源量（33３)。二、块段划分原则本次资源量块段划分边界线为：断煤交线、煤层底板等高线、勘查线、井田边界线、采空区边界线、可采边界线等。采空区圈定以“2011年度资源储量动态检测报告报告”确定采空区边界。3.2。４估算方法与有关参数的确定一、资源储量估算方法的选择及其依据本区煤层倾角小于60°,因此选用在平面投影图上地质块段法估算煤层资源储量,估算公式为:Q=S×secα×M×D(３—１）式中：Q-块段资源储量(单位:万吨）Ｍ—块段平均纯煤真厚(单位：m）Ｄ—煤层视密度（单位:t/m3）S-块段平面积（万m2)α—块段平均倾角（度)二、资源储量估算参数的选定块段平面积块段平面积是利用《ＭAPＧIS地理信息系统》软件，在煤层平面图上读取面积数据,面积数据乘以相应的面积系数即为块段平面积。该方法求得的面积数据精确,速度快捷.煤层厚度(1)见煤点厚度利用本次资源储量估算利用的见煤点均为纯煤真厚，参与资源储量估算的见煤点为钻探和测井综合质量达可级以上的见煤点和矿井巷道探测煤厚点.对于特厚煤点,仅参加本段块的资源储量估算。（２）含夹矸煤层厚度的利用煤层中单层厚度小于０．０5m的夹矸，与煤层合并计算采用厚度,但并入夹矸以后全层的灰分(或发热量)、硫分应必须符合估算指标的规定。煤层中夹矸厚度小于最低可采厚度，且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时，将上下煤分层厚度相加，作为采用厚度。(３)块段平均煤厚为块段内所有资源储量估算利用见煤点及巷道探测煤厚点纯煤真厚的算术平均值.若块段内见煤点少,可利用邻近块段资源储量估算见煤点参加本块段平均煤厚的计算。（４)特厚煤点的利用对于厚度大于1０。00m的特厚煤点，资源储量估算一般只参加本块段和相邻小范围块段的平均煤厚计算。倾角采用作图法确定。即：在煤层底板等高线图上,沿煤层倾向量取相邻等高线之间的水平距离，高差与其间的水平距离的比值为煤层坡度,然后利用反正切函数求得煤层倾角.不同部位煤层倾角的算术平均值即为块段煤层倾角.视密度根据区内钻孔煤层化验结果,二１煤的视密度为1。40t/m３,一1煤的视密度为１。3５ｔ/m3。最低可采边界各煤层可采见煤点与相邻不可采见煤点之间直接采用内插法求出最低可采点，各最低可采点连线即为最低可采边界。３。２.5储量估算结果经计算,截止２01１年12月31日，本区共获得累计查明资源储量２５66万吨。其中二1煤层193３万吨，占总资源储量的７5%；一1煤层6３3万吨,占总资源储量的２5％.其中动用资源储量5８6万吨,采动煤层均为二1煤层，占总资源储量２3％；保有资源储量1９80万吨,占总资源储量77％。按储量类型（111ｂ）类资源储量118６万吨,占总资源储量的４6％；（１22b)类资源储量32６万吨,占总资源储量的13％；（3３２)类资源量132万吨，占总资源储量的5%;(３33）类资源量92２万吨,占总资源储量的36％.各类资源储量见表4—３。表3-4向阳煤业有限公司资源储量估算结果一览表单位：（万吨）Table３－4ReｓultstabｌereseｒｖｅsｃoallｉmitedresourceｓXiａｎgｙangｅsｔimａtｉoｎ煤层编号查明资源储量动用资源储量保有资源储量(1１１b）（12２ｂ)（３32）（３3３）小计（1１1ｂ）空（1１1b）（１22b)(332)（3３３)小计二１煤层1186３264２１193３５86600３2６４２1１347一１煤层132501６３３3３２9０1１２３３合计1１86326132９22２56６58６60０326332132２2580２．2.6矿井服务年限一、二１煤层经计算,本区获得二1煤层保有资源储量１347万吨中,扣除井田边界、断层、工业广场保护煤柱等共计３４８万吨,则正常块段资源储量为99９万吨，其中（1１１b)类资源储量５81万吨,（1２２ｂ）类资源储量3０1万吨,(3３３)类资源量29３万吨。详情见表3—5。表３—５煤层保有资源储量按块段类型统计表单位：（万吨）Ｔable３—５Cｏalresｏuｒcesｒeｓervesａｃcｏｒｄingｔｏblｏcktypｅstaｔistiｃaｌtａbｌe块段类别保有资源储量合计(111ｂ）(1２2b）(332)（3３3)正常块段５８13０1１１7999边界煤柱132510４８断层煤柱２９32９3工业广场煤柱６17合计6003２64211３4７依据《登封市向阳煤业有限公司初步设计》,本区二１煤回采率为9３%。按照《矿井设计规范》分项计算相关资源储量.（１）工业资源/储量（Zｇ):用矿区保有资源储量通过下式计算得出Ｚg＝（1１１ｂ）＋（12２b）＋(333)·K=５８1+3０１+11７×０.8=9７６万吨。式中：Ｋ为可信度系数,（3３３）类资源量取0．８.（２）设计资源/储量（Zs）:用工业储量通过下式计算获得Zs=Zg—Ｐ＝976-【(4８+２９3）×0。6）】=７7１万吨(３）可采储量（Zk）：用工业储量通过下式计算获得Zk=（Zs—D）·C＝（771—7)×0.93＝７１0万吨（1）~（3）式中:Zk——煤层可采储量(万吨）;Zg——工业储量(万吨）Zs——设计资源储量（万吨)；C——采区回采率；Ｐ-—永久煤柱(边界煤柱＋断层煤柱）;D——保护煤柱（工业广场、大巷及水库保护煤柱);（4）矿井尚可服务年限计算如下：矿井服务年限计算采用下式:（3-２）＝710/４5×1.４=11(年)计算结果,二１煤层矿井服务年限为11年.式中:Zｋ—煤层可采储量（万吨）;A-矿井实际生产能力（４5万吨/年）;k-储量备用系数（取平均值1．４)Ｔ—矿井服务年限(年)二、一１煤层经计算,本区获得一1煤层资源储量共计1233万吨中，均为保有资源储量.扣除井田边界、断层等煤柱共计226万吨,则正常块段资源储量为１007万吨,其中（332)类资源储量32２万吨，(3３3）类资源量78５万吨。见表3－6表3-６煤层保有资源储量按块段类型统计表单位:(万吨）Tabｌｅ3-6Coaｌｒeｓouｒcesｒeseｒvｅｓaccordiｎgｔobloｃkｔｙpestaｔisticａlｔable块段类别(332)(３33）合计正常块段３22７８５1007边界煤柱1090100断层煤柱１2６126合计３329011２33则一1煤层工业资源/储量Zｇ＝(3３２）+(333）·Ｋ=32２+７8５＊0。8=950万吨。设计资源/储量Ｚs=Zg—Ｐ=９50－【（10０＋１2６)×0．６)】＝8１４万吨。可采储量Ｚk=（Ｚs—D)·Ｃ＝814×0。90=733万吨。矿井服务年限=73３/45×１。4=1１（年）。综上：本区二1煤层和一1煤层服务年限=1１＋１１＝２２年由于矿区内煤层厚度变化较大，有出现薄、无煤带的可能,而煤厚较大又使煤层回采率降低,使实际矿井服务年限可能达不到22年。3．2。７工作制度设计年工作日330天,每天三班作业，二采一准。４井田开拓及采区设计4.1矿井开拓方案的确定1）树立全局观点:在考虑井田开拓问题的同时,要考虑矿井其它生产环节与之相适应,如矿井提升、运输、通风、支护方式、排水等。2）在矿井设计的诸多矛盾中,设计时要抓主要矛盾。为了使主要矛盾得到解决，对次要矛盾或矛盾方面可预先分析确定。4．1．1井筒形式和数目登封市向阳煤业有限公司由原登封市向阳一井、向阳二井、西村三矿、向阳三井、向阳四井等组合而成。资源整合后矿井设计生产能力为0.45Mｔ/ａ