1、 全套图纸，加 153893706 中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号： 学 院： 应 用 技 术 学 院 专 业： 采 矿 工 程 设计题目： 河南煤化集团赵固一矿 2.40Mt/a 新井设计 专 题： 综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究 指导教师： 职 称： 副教授 2012 年 6 月 徐州中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 2 页中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级采矿 09 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2012 年 3 月 9 日毕业设计日期：2012 年 3 月 9 日 至 2012 年 6 月 5
2、日毕业设计题目：河南煤化集团赵固一矿 2.40Mt/a 新井设计毕业设计专题题目：综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究毕业论文主要内容和要求：根据毕业设计大纲要求，毕业设计内容包括一般部分、专题部分和翻译部分共三部分。一般部分包括矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度及服务年限、井田开拓、准备方式、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、和矿井基本技术经济指标共十章。按照毕业设计大纲的内容，独立、认真完成全部工作量，说明书和设计图纸按照设计要求进行编排和绘制。按照时间分配，及时完成阶段任务，保证设计进度。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计
3、（论文） 第 3 页中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 4 页中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大
4、学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 5 页中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确 基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 6 页本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为赵固一矿 2.4 Mt/a 新井设计。赵固一矿位于河南省辉县市，隶属河南煤化集团。交通便利。井田走向（南北）长平均约 5 km，倾向（东西）长平均约 10km，井
5、田总面积为 38.43 km2。主采煤层为二 1 煤，平均倾角为 4，二 1 煤层平均总厚为 5.29 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为 29185.04 万 t，矿井可采储量 19976.41 万 t。矿井服务年限为 59.5 a，矿井平均涌水量为 2377.4 m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。井田为立井单水平开拓。矿井开采二 1 煤，大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无极绳运输。矿井通风方式前期为中央并列式通风，后期为对角式通风。矿井年工作日为 330d，工作制度为“四六”制。一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、
6、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式采（盘）区或带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风及安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分题目是综合机械化采煤工作面防治水技术实践与研究。翻译部分主要内容为采矿对煤层底板断层活化影响的数值模拟，英文题目为：Numerical Simulation of Coal Floor Fault Activation Influenced by Mining ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject p
7、art and translated part.General Zhao Gu mine 2.4 in part Mt/a of the new design. Fixed deposit in Huixian city Henan province Zhao, under the Henan coal chemical group. Convenient transportation. Geological trend (North and South) average about 5 km long, tendencies (things) long on average around 1
8、0km, mine is 38.43 km2 of the total area. Main minable coal 21, average angle of 4 , 21 coal seams total 5.29 m thick on average. Mine relatively simple geological conditionsGeological reserves of industrial 291.8504 million t, 199.7641 million t recoverable reserves of mine. 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文
9、） 第 7 页Mine service age 59.5, average discharge of mine for 2377.4 m3/h. Mine gas emission rate is low, low gas mine.Mine shaft levels open up. 21 coal mine mining, tunnel belt conveyor of coal and auxiliary transport with endless rope haulage. Early of mine ventilation system for Central side-by-si
10、de ventilation, late for the diagonal ventilation.The working system “four-six” is used in the Jisan mine. It produced 330d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development e
11、ngineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.Special subject parts of topics is about the techniq
12、ue of Coal Seam Waterflooding and selection of parameters for Coal Seam Waterflooding.Translation part of main contents is analytical model and application of stress distribution on mining coal floor，English topic is: Numerical Simulation of Coal Floor Fault Activation Influenced by Mining目录1 矿区概述及井
13、田地质特征 21.1 矿区概述 .21.1.1 矿区位置和地形 21.1.2 交通条件 21.1.3 矿区气候 31.1.4 矿区水文情况 31.1.5 矿区经济条件及电力来源 41.2 井田地质特征 .41.2.1 井田勘探程度 .41.2.2 井田煤系地层概述 41.2.3 井田地质构造 51.2.4 井田的水文地质特征 81.3 煤层特征 .101.3.1 可采煤层特征 101.3.2 煤层的围岩性质 101.3.3 煤的特征 112.井田境界和储量 .132.1 井田境界 .132.2 矿井工业储量 132.2.1 储量计算基础 .132.2.2 矿井地质资源/储量 .142.3 矿井
14、工业资源/储量 .152.4 矿井设计资源/储量 .16中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 8 页2.5 矿井设计可采储量 .173.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .183.1 矿井工作制度 .183.2 矿井设计生产能力及服务年限 .184.井田开拓 .194.1 井田开拓的基本问题 194.1.1 井筒的形式、位置 .204.1.2 工业广场位置、形状的确定 .214.1.3 开拓方案比较 .224.1.4、水平划分及标高 284.1.5、大巷布置及层位选择 284.1.6、带区划分及开采顺序 284.2 矿井基本巷道 294.2.1 井筒 .294.2.2、井筒
15、施工方法 334.2.3 井壁结构和厚度 344.2.4 井底车场 .354.3 主要开拓巷道 .354.3.1 巷道断面及支护形式 .364.3.2 巷道支护方式 .375.准备方式 采（盘）区或带区巷道布置 .415.1 煤层地质特征 415.1.1 煤层的埋藏条件 .415.1.2 带区煤层特征 .415.1.3 地质构造 .415.1.4 顶底板特性 .415.1.5 水文地质 .425.2 带区巷道布置及生产系统 425.2.1 带区数目及首采带区位置 .425.2.2 带区巷道布置 .425.2.3 带区生产系统 .435.2.4 带区生产能力及采出率 .435.3 带区主要硐室布
16、置 446.采煤方法 .456.1 采煤工艺方式 456.1.1 确定回采工作面长度 .476.1.2 工作面推进长度和推进方向确定 .486.1.3 回采工作面破煤、装煤方式的确定 .486.1.4 回采工作面运输方式 506.1.5 回采工艺 .516.1.6 确定回采工作面支护方式 .526.1.7 采空区处理 556.1.8 端头支护 .556.1.9 工作面设备布置 .566.1.10 劳动组织形式 .56中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 9 页6.1.11 回采工作面吨煤成本 576.2 回采巷道布置 .596.2.1 回采巷道布置方式 596.2.2 回采巷道
17、参数 607. 井下运输 .617.1 概述 617.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 .617.1.2 煤层及煤质 .617.1.3 运输距离和货载量 617.1.4 矿井运输系统 617.2 带区运输设备选择 .627.2.1 设备选型原则： 627.2.2 带区运输设备选型及能力验算 627.3 大巷运输设备选择 .637.3.1 回风大巷设备选择 637.3.2 辅助运输大巷设备选择 .647.3.3 运输设备能力验算 .658 矿井提升 658.1 概述 .668.1.1 矿井提升的原始条件和数据 668.2 主副井提升 .678.2.1 主井提升系统 678.2.2 副井提升系统
18、 689 矿井通风及安全技术 709.1 矿井通风方式选择 .709.1.1 矿井概况 .709.1.2 主要通风机工作方法的确定 .709.1.3 矿井通风系统的基本要求 .719.1.4 矿井通风类型的确定 .719.1.5 带区通风系统的要求 .729.1.6 回采工作面通风方式 .739.2 矿井风量计算 .749.2.1 工作面所需风量的计算 759.3 全矿通风阻力的计算 .789.3.1 计算原则 .789.3.2 确定矿井通风容易时期和困难时期 .789.3.3 矿井最大阻力路线和通风网络图 .789.3.4 矿井通风总阻力 819.3.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 87
19、9.4 选择矿井通风设备 .889.4.1 选择主扇 889.4.2 电动机选型 929.5 防止特殊灾害的安全措施 929.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 .929.5.2 预防井下火灾的措施 93中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 10页9.5.3 防水措施 9310 矿井设计基本技术经济指标 93参考文献 96专题部分 97翻译部分106英文原文107中文译文114中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 11页一般部分中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 12页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区位置和地形赵固一矿位
20、于焦作煤田东部、太行山南麓，行政区划隶属辉县市管辖，其地理座标为东经 11333001134419，北纬 352309 352800。井田中心东南距新乡市39km，西南距焦作市 50km，东北至辉县市 17km，南距获嘉县 20km，其间均有公路相通。本区属于太行山前冲洪积平原，地面海拔标高 75100m ，全区呈北高南低缓慢倾斜地势，地形简单，自然坡度 58。1.1.2 交通条件本区交通方便，铁路、公路运输均很发达。 （图 1-1）一、矿井附近铁路井田南距新（乡）焦（作）铁路获嘉车站 21.5km，西南距焦作矿区专用铁路古汉山车站 20 km。新乡至辉县吴村 762 窄轨铁路在井田内东西向穿
21、过，赵 固 一 矿 井 田 东25km 有 京 广 铁 路 ， 南 20km 有 新 (乡 )-月 (山 )铁 路 。 西 25km 有 接 轨 于 新 月 铁 路 待 王 站的 矿 区 铁 路 专 用 线 和 安 阳 城 集 配 站 ， 以 及 由 集 配 站 通 往 各 矿 井 及 各 企 业 的 专 用 线 ， 铁 路运 输 方 便 。二、矿井附近公路赵固矿井工业场地位于辉县市冀屯乡文庄村的西南，距北部的焦辉公路 5km，距辉县市至吴村镇（X009 线）公路（简称辉吴公路） 1.7km，辉吴公路为沥青路面，路基宽度 16m，路面宽度 12m。根据矿井总平面布置，矿井运煤和进矿公路以接入辉
22、吴公路最顺畅和经济，通过该路东可到辉县和新乡，西可到焦作。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 13页图 1-1-1 赵固一矿矿交通位置图1.1.3 矿区气候本区属暖温带大陆性气候，四季分明，夏季炎热，冬季寒冷，春秋两季气候宜人。年平均气温 14.114.9，最低气温为-8.1，最高气温为 38.6。每年 78 月份为雨水季节，约占全年降水量的 70以上，降水集中往往造成山洪爆发，积水成灾。年平均降雨量为 580600 毫米，年蒸发量为 16802041 毫米。最低气温-8.1，最高气温38.6，月平均相对湿度 8 月最大，为 81，一月最小，为 63，年平均相对湿度为70。冻
23、结期一般在 12 约翌年 3 月，冻土深度为 1015 厘米。夏季多东南和南风，冬季多西北风和北风，年平均风速为 2.37m/s，最大风速为 18 米/秒。1.1.4 矿区水文情况本区属海河流域卫河水系，区内主要河流有：清水河、黄水河、石门河。矿区北部的太行山岩层裸露，接受降雨补给后在河谷地带形成许多岩溶大泉，并成为河流的发源地，多数河流上游河段有水，距山口 1020km 开始漏失或全部漏失，成为煤矿的主要充水水源。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 14页1.1.5 矿区经济条件及电力来源本区矿产资源丰富。矿区工业以煤炭、电力、冶金、耐火材料为主，矿区农业以种植小麦、玉米、
24、红薯等为主，经济作物主要有烟叶、花生、棉花、药材。另外，太行山区旅游业发展势头迅猛，云台山、八里沟等风景名胜全国知名，带动了地区经济的发展。矿区所在辉县市，现有耕地面积 88 万亩，人口 75 万，辖 11 镇 15 乡，534 个行政村1450 个自然村。根据已批准的赵固一矿可研报告及可研审批意见，赵固一矿的供电电源有两个：一个是李固 110kV 变电站，一个是冯营电厂。正常情况下，冯营电厂作为主供电源，李固 110kV 变电站作为备用电源。1.2 井田地质特征1.2.1 井田勘探程度本区以往地质工作始于 1955 年，先后由中南煤田地质局、河南煤田地质局物测队、河南煤田地质局三队和河南煤炭
25、地质勘察研究院在本区进行过地质工作，止 2003 年 8 月，全井田以往施工钻孔 39 孔，工程量 22472.57m，完成二维地震测线 25 条，剖面长65km，物理点 3936 个。提交的成果有焦作煤田墙南 辉县地区地震勘探报告 、 河南省焦作煤田赵固矿区普查报告 。本次勘探始于 2003 年 10 月，止于 2004 年 6 月，完成钻孔 20 孔，其中一般地质孔14 孔，水文孔 6 孔，工程量 13800m，完成二维地震测线 29 条，剖面长 127km，物理点6660 个，首采区完成三维地震勘探，三维范围在 F16 与 F17断层之间，深部至 6405 孔，浅部至 11901 孔，三
26、维面积 11km2。经过钻探和物探，查明了井田构造形态、井田边界断层、先期开采地段大于等于 30m 断层，首采区落差大于 5m 断层，查明了煤层赋存条件及其开采技术条件，确定了水文地质勘探类型并预算了矿井涌水量。综合历次勘探，全井田范围共施工钻孔 59 孔，平均每平方 km1.24 个钻孔，勘探方法采用了综合勘探方法，地震与钻探相互利用，互为补充，勘探工程层次分明，重点突出，尤其是井底车场及首采区进行了三维地震，大大提高了勘探精度，满足了矿井设计和生产要求。1.2.2 井田煤系地层概述本区为新近系、第四系全掩盖区，钻孔揭露地层由老到新为：奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、
27、二叠系下统山西组与下石盒子组、新近系、第四系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层，地层从老到新分述如下：1、奥陶系中统马家沟组（O 2m）中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 15页以深灰色巨厚层状隐晶质石灰岩为主，致密坚硬，裂隙发育，多充填方解石。本组实际厚度大于 400m，揭露厚度 2.25-100.41m，平均 21.10m。 2、石炭系中统本溪组（C 2b）底部为铝质泥岩，中部为灰色砂质泥岩，上部为黑色泥岩和砂质泥岩。本组厚3.5719.05m，平均 11.73m。与下伏地层呈平行不整合接触。3、石炭系上统太原组（C 3t）由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥
28、岩和煤层组成，本组下起一 2 煤层底，上至二 1 煤层底板砂岩底，厚 91.28112.90m，平均 105.95m，与下伏地层整合接触。据其岩性组合特征可分为上、中、下三段：（1） 、下段：自一 2 煤层底至 L4 灰岩顶，平均厚度 41.12m。岩性以石灰岩、煤层为主，夹砂质泥岩、泥岩。含石灰岩 3 层（L 2L4） ，多为煤层顶板，其中 L2 石灰岩普遍发育，为本区主要标志层，厚 9.2618.46m，平均厚度 14.86m。底部赋存一 2 煤层基本全区可采，一 2 煤层有分岔合并现象。（2） 、中段：自 L4 灰岩顶至 L8 灰岩底，平均厚度 39.02m。以砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，
29、底部常有一层中粗粒石英砂岩。灰岩 L5、 L6 不稳定，有时相变为砂岩和砂质泥岩。（3） 、上段：自 L8 灰岩底至二 1 煤层底板砂岩底，平均厚度 25.81m。以石灰岩、砂质泥岩、泥岩为主，夹薄煤四层，皆不可采。含灰岩 2 层（L 8 、L 9） ，其中 L8 石灰岩普遍发育，厚 0.2511.0m，平均厚 7.80m，为本区主要标志层。L 9 石灰岩亦较稳定。4、二叠系下统山西组（P 1sh）下起二 1 煤层底板砂岩底，上至砂锅窑砂岩底，厚 66.0189.64m ，平均 77.42m，岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，含煤三层，其中二 1 煤为主要可采煤层。据其
30、岩性特征自下而上分为二 1 煤层段、大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。其中二 1 煤层段和大占砂岩段自二 1 煤层底板砂岩底至香炭砂岩底，厚 48.87m，大占砂岩为中粗粒砂岩，厚 1.4918.41m，平均 9.79m，为主要标志层。大占砂岩距二 1煤层 4.8310.6m，平均 6.27m。本组与下伏太原组地层整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（P 1X）据区内钻孔揭示，仅保留本组下部三、四煤段地层，下起砂锅窑砂岩底，上至基岩剥蚀面，保留厚度 0.90131.00m，平均 42.43m。本组与下伏山西组地层整合接触。6、新近系、第四系覆盖于上述各时代地层之上，由坡积、洪积与冲积形成的粘土
31、、砂质粘土、砾石及砂层等组成。厚 366.68m（7202 孔）808.10m（6810 孔） ，平均 480.02m，且由北而南、由西向东逐渐增厚。1.2.3 井田地质构造井 田 总 体 构 造 形 态 为 一 走 向 北 西 、 倾 向 南 西 、 倾 角 26， 局 部 12的单斜构造。受区域构造控制，本区构造特征以断裂为主，发育的断层有 NE 向、NW 向和近 EW 向三组，其中以 NE 向为主。NE 向断层延伸长、落差大、频度高，由西北向东南把整个井田切割中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 16页为阶梯状长条形断块，且具多期活动性，造成断层两盘新生界地层厚度相差较大
32、；NW 向和 EW 向断层多被 NE 向断层切割，近 EW 向断层多在 NE 向断层之间发育。全井田内共发育断层 24 条，其中落差100m 的 4 条（F 15、F 16、F 17、F 20） ，10050m 的 3 条（F 23、 F25、DF 37） ，50m20m 的 4 条（DF 46、DF 48、F 24、F 28） ，落差小于 20m 的 13 条。落差小于 20m 的 13 条断层中，大于 10m 的 2 条，105m 的 5 条，小于 5m 的 6 条。断层按走向划分，NE 向 4 条，NW 向 3 条，EW 向 6 条，13 条小断层中有 9 条位于初期采区内。全井田另解释
33、孤立断点 14 个，A 级断点 9 个，B 级断点 5 个，按落差分，大于 20m断点 1 个，1020m 断点 8 个，小于 10m 断点 5 个。井田内没有岩浆岩活动。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 17页图 1-1 地层综合柱状图中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 18页1.2.4 井田的水文地质特征（一）区域水文地质特征焦作煤田地处太行山复背斜隆起带南段东翼，其北部为太行山区，天然水资源量38541 万 m3/a，山区出露的石灰岩面积约 1395km2，广泛接受大气降水补给，补 0 给量26.28 m3/s。区内寒武系、奥陶系石灰岩岩溶裂隙发育，
34、为地下水提供了良好的储水空间和径流通道，岩溶地下水总体流向在峪河断裂以北（含赵固一矿井田）为 SE、SW 向，以南为 NW 向，一般在断裂带附近岩溶裂隙发育，常常形成强富水、导水带，如凤凰岭断层强径流带，朱村断层强径流带、方庄断层强径流带等。统计资料显示，岩溶地下水动态大致经历了三个阶段，即：五十年代中期到六十年代中期的基本天然状态；六十年代中期到七十年代末期的平水期过量开采状态；七十年代末到二十世纪初的枯水期过量开采状态，各期数据变化详见表。总的来看，如果没有丰水年的降水补给，区域岩溶地下水平衡状态基本已被打破，水位连年下降已成定势。（二）井田主要含水层及隔水层1、含水层、中奥陶系灰岩岩溶裂
35、隙含水层由中厚层状白云质灰岩、泥质灰岩组成，本区揭露最大厚度 100.79m，一般揭露厚度812m，含水层顶板埋深 437.26834.61m，上距 L2 灰岩一般 19m，距二 1 煤层一般118.26142.58m，正常情况下不影响煤层开采，但在断裂构通情况下对矿井威胁大。该含水层在古剥蚀面的岩溶裂隙发育，钻孔漏失量 12m3/h，12203 孔抽水单位涌水量 0.226 l/s.m，渗透系数 0.701m/d，稳定水位标高 87.01m。、太原组下段灰岩含水层由 L2、L 3 灰岩组成，其中 L2 灰岩发育较好，厚度由西向东、由浅而深变厚，一般厚15m，最厚 18.98m(7203)。据
36、 18 个钻孔统计，遇岩溶裂隙涌漏水钻孔 3 个，占揭露总孔数的 16.7%，涌、漏水钻孔主要分布在断层两侧和附近，6809 孔涌水量 4.0m3/h，区内近似水位标高+86.2m 。区外 6002 孔抽水单位涌水量 1.090l/s.m，渗透系数 9.87m/d，为富水性较强的含水层。该含水层直接覆盖于一 2 煤层之上，上距二 1 煤层 89.27104.36m ，为二 1 煤层间接充水含水层。、太原组上段灰岩含水层主要由 L9、L 8、L 7 灰岩组成，其中 L8 灰岩发育最好，据揭露该层灰岩含水层的 34个孔统计，含水层厚度一般 811m，平均 8.75m，最厚 11.50m（7603
37、孔） ，灰岩岩溶裂隙较发育，连通性较好，在倾向上好于走向。统计漏水 6 孔，占揭露总孔数的 17.65%，漏水钻孔主要分布在古剥蚀面、北东面断层及露头附近，漏水量 0.1212.0 m3/h。钻孔抽水单位涌水量 0.5507L/s.m，渗透系数 9.8210.94m/d，水位标高 87.9288.85m ，比前两年水位升高 36m，为中等富水含水层。 PH 值为 7.78.35。该含水层上距二 1 煤层 24.0839.89m，平均 31.94m，为二 1 煤层底板主要充水含水中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 19页层。L8 灰岩含水层天然与人工流场图见图 1-2-1。、二
38、 1 煤顶板砂岩含水层主要由二 1 煤顶板大占砂岩和香炭砂岩组成，厚度一般 2.867.99m （113 层）,揭露34 孔未发生涌、漏水现象。井检 1 孔抽水单位涌水量 0.000736l/s.m，渗透系数0.00858m/d，水位标高 84.51m，属弱富水含水层。、风化带含水层由隐伏出露的各类不同岩层组成，厚度 1550m，一般 2035m ，除石灰岩风化带含水层富水性较强外，其它砂岩、砂质泥岩等岩层属弱含水层到隔水层，局部为弱透水层。11901 孔抽水，单位涌水量 0.0000826L/sm，渗透系数1.12m/d。、新近系中底部砂砾石含水层新近系中部存在 13 层中、细砂，含乘压水，
39、井检 1 孔抽水单位涌水量 0.393 l/s.m，渗透系数 2.082 m/d，水位标高 87.61m，属中等富水含水层，PH 值为 7.82。本井田范围内，新近系底部未见砂砾石层（俗称“底含” ）含水层，底部砾石为古河床相，主要分布在勘探区西、东部，由砾石、砂砾石组成，呈半固结状态，其渗透率介于含水与弱透水之间，属弱富水含水层，对矿床影响不大。、第四系含水层主 要 由 冲 积 砾石和 细 至 中 粗 砂 组 成 ， 级 配 差 别 大 ， 多 位 于 中 上 段 。 普 查 区 西 部 山前 多 为 砾 卵 石 层 ， 含 水 层 埋 藏 较 浅 ， 厚 度 5.0 16.1m， 含 水
40、丰 富 ； 中 、 东 部 多 为 砂 、砾 石 含 水 层 ， 多 层 相 间 分 布 ， 调 查 含 水 层 厚 度 11.7 35.95m， 富 水 性 较 强 。 区 内 民用 机 井 简 易 抽 水 试 验 ， 单 井 单 位 涌 水 量 1 4.38l/s.m； 水 位 标 高 75.57 83.64m， pH值 呈 中 性 。 由 于 含 水 层 埋 藏 浅 易 受 环 境 污 染 ， 所 采 三 组 水 样 的 大 肠 菌 群 、 细 菌 总 数 均严 重 超 标 。2、隔水层、本溪组铝质泥岩隔水层系指奥陶系含水层上覆的铝质泥岩层、局部薄层砂岩和砂质泥岩层，全区发育，厚度 2.
41、8028.85m，分布连续稳定，具有良好的隔水性能。、太原组中段砂泥岩隔水层系指 L4 顶至 L7 底之间的砂岩、泥岩、薄层灰岩及薄煤等岩层，该层段总厚度28.9453.25m，以泥质岩层为主体，为太原组上下段灰岩含水层之间的主要隔水层。、二 1 煤底板砂泥岩隔水层系指二 1 煤底板至 L8 灰岩顶之间的砂泥岩互层，以泥质类岩层为主。该段的总厚度为 24.0839.89m，平均 31.94m，其分布连续稳定，是良好的隔水层段，但遇构造处隔水层变薄，隔水性明显降低。、新近系泥质隔水层由一套河湖相沉积的粘土、砂质粘土组成，厚度 215571m ，呈半固结状态，隔水性良好，可阻隔地表水、浅层水对矿床
42、的影响。（三）预算井田涌水量勘探报告对二 1 煤层顶、底板充水含水层进行了抽水试验，共抽水 9 层次，其中奥灰中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 20页1 层次、太原群上段 4 层次，顶板 1 层次，利用抽水参数用解析法预算全矿井和-510m 水平正常涌水量分别为 2377.36m3/h、1828.45m 3/h。另外，利用邻近古汉山和辉县吴村煤矿实际涌水资料用比拟 法 预 算 全 矿 井 和 -510m 水 平 正 常 涌 水 量 分 别 为2291.04m3/h、 1863.98m3/h。 总 体 认 为 ， 公 式 法 预 算 与 比 拟 法 预 算 结 果 比 较 接
43、 近 ， 但 还 存 在有 差 距 ， 主 要 原 因 勘 探 报 告 认 为 是 古 汉 山 矿 井 下 暴 露 条 件 还 不 够 充 分 ， 而 吴 村 煤 矿 开 采 水平 较 浅 。 故 勘 探 报 告 推 荐 以 解 析 法 计 算 的 涌 水 量 结 果 ， 最 大 涌 水 量 按 正 常 值 的 1.25 1.35倍 计 算 ， 故 赵 固 一 矿 预 算 涌 水 量为：正常涌水量 最大涌水量-510m 水平 1828.45 m3/h 2468.41 m3/h全矿井 2377.36 m3/h 2971.7 m3/h设计利用全矿井涌水量作为井底主排水设备选型的依据。需要指出，上述
44、预算的涌水量与实际难免会有出入，生产当中应根据实际暴露情况，不断进行修正、完 ,.善。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层特征井田含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组。含煤地层总厚237.53m，划分 5 个煤组段，含煤 21 层，煤层总厚 11.41m，含煤系数 4.80%。山西组和太原组为主要含煤地层，山西组下部的二 1 煤层和太原组底部的一 2 煤层为主要可采煤层，其余煤层偶尔可采或不可采，可采煤层总厚 9.51m。1、二 1 煤层：赋存于山西组下部，上距大占砂岩 4.8310.6m ，平均 6.27m，距砂锅窑砂岩 49.175.33m，平均 58.20 系数 0.22，标
45、准差 1.18，可采性指数 100%，属全区可采的稳定型厚煤层。m；下距 L8 灰岩 24.0839.89m ，平均 31.94m，其层位稳定。井田内计有 38 孔穿过二 1 煤层，全部可采，煤层厚度 1.217.10m ，平均 5.29m，其中煤厚3.58.0m 的钻孔 36 个，占见煤钻孔的 94.7%。煤厚变异二 1 煤层厚度变化小，且变化规律明显。井田南西部厚度较小，一般 3.84.15m，其余块段除断层边缘零星分布有 4 点煤厚小于 4m 外，绝大多数点煤层厚度均稳定在5.56.96m。初期采区统计见煤点 22 个，煤层厚度 3.926.96m，除去一个最厚点和一个最薄点，平均煤厚
46、6.14m。38 个钻孔中有 24 孔见二 1 煤层有夹矸，其中夹矸 1 层者有 16 孔，2 层有 5 孔，3 层有 3 孔，夹矸厚度 0.050.42m，多为炭质泥岩和泥岩，故煤层结构简单。二 1 煤层赋存标高-330-780m，埋藏深度 410860m。2、一 2 煤层：赋存于太原组底部，上距二 1 煤层 106.96121.47m ，平均 116.26m，下距奥陶系顶界面 3.5719.05m，平均 11.73m。全区 41 孔中，14 孔穿见，全区可采，揭露煤厚 1.385.68m，平均 3.62m。煤层结构简单较复杂，一 2 煤局部分叉为一 21、一22、一 23，分叉后下部两层煤
47、属局部可采或偶尔可采煤层。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 21页1.3.2 煤层的围岩性质1、新生界冲积层条件新生界平均厚度 480.02m，上部第四系为一山前冲积沉积，第四系底部为冲、洪积卵石层，富水程度较强；下部新近系大部分为粘土、粉砂质粘土，其次为中、细砂，部分受上覆土层自重压力影响，部分呈半固结状态。粘土、粉砂质粘土抗压强度0.1472.373MPa，内聚力 0.00390.481 MPa，塑限 10.622.7%，膨胀率 1.1535.03%，孔隙比 0.310.65，含水量 9.421.2%。2、煤层顶板基岩保留层条件煤层顶板基岩主要为山西组和下石盒子组地层，厚度一般大于 30m，不足 30m 的范围：在 F16 断层以北分布于 11201 孔东侧；F 16 和 F17 之间分布有三处，一是 1220511901孔一线，宽度 8001500m，第二处是 7304 孔至 F17 之间，第三处是煤层露头附近，宽度200500m。总体趋势是由东向西逐渐增厚，煤层顶板基岩厚度小于 30m 范围多为破碎状态，结构疏松，30m 以下基本保留原岩特征。3
