1、编 号 ：（ ）字 号本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ）全套图纸，加 153893706题目： 姓名： 学号： 班级： 二一一年六月唐口煤矿 1.5 Mt/a 新井设计煤巷锚杆支护技术的研究及应用采矿工程 2007-1 班中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号： 学 院： 矿 业 工 程 专 业： 采 矿 工 程 设计题目： 唐口煤矿 1.5 Mt/a 新井设计 专 题： 煤巷锚杆支护技术的研究及应用 指导教师： 职 称： 教 授 二一一年六月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程 专业年级 采矿工程 2007 级 学生姓名 任务下达日期： 2011
2、年 1 月 14 日毕业论文日期： 2011 年 3 月 14 日 至 2011 年 6 月 9 日毕业论文题目：唐口煤矿 1.5 Mt/a 新井设计毕业论文专题题目：煤巷锚杆支护技术的研究及应用毕业论文主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、一般部分：唐口煤矿 1.5Mt/a 新井设计，主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。2、专题部分：煤巷锚杆支护技术的研究及应用。3、翻译部分：完成近 3-5 年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇，要求不
3、少于 3000 字符。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计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 日中国矿业大学毕业设计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 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩
4、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。一般部分为唐口煤矿 1.5 Mt/a 新井设计。唐口煤矿位于山东省济宁市西侧，距济宁市10 km，交通便利。井田走向（南北）长度约 9.45 km，倾斜（东西）宽度约 5.45 km，总面积为 51.88 km。主采煤层为 3 煤，煤层平均倾角为 5，平均厚度为 3.1 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为 23673.
5、3 万 t，可采储量为 14499.1 万 t。矿井设计生产能力为 1.5 Mt/a，服务年限为 69 a。矿井涌水量不大，正常涌水量为 200 m/h，最大涌水量为 496 m/h。矿井瓦斯相对涌出量为 1.789 m/t，绝对涌出量为 2.04 m/min，为低瓦斯矿井。井田开拓方式为立井单水平开拓。采用胶带输送机运煤，采用矿车进行辅助运输。矿井通风方式为中央并列式通风。矿井年工作日为 330 d，工作制度为“ 四六”制，日净提升时间为 16 h。一般部分共包括 10 章：1、矿区概况与地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4、井田开拓；5、准备方式带区巷
6、道布置；6、采煤方法；7、井下运输；8、矿井提升；9、矿井通风与安全；10、设计矿井基本技术经济指标。专题部分题目是煤巷锚杆支护技术的研究及应用，主要是研究了煤巷锚杆支护技术，对综采工作面煤巷锚杆支护技术做了全面的陈述。翻译部分主要内容是关于伽马射线传感仪在煤矿残顶煤厚度测量中的应用，英文题目为：Remnant Roof Coal Thickness Measurement with Passive Gamma Ray Instruments in Coal Mines关键词：立井； 单水平； 带区； 中央并列式通风ABSTRACTThis design can be divided into
7、 three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 1.50 Mt/a new underground mine design of Tangkou coal mine.Tangkou coal mine lies in the west of Jining City, Shandong province.from Jining City 10 km, the transportation is convenie
8、nt.Its about 9.45 km on the strike and 5.45 km on the dip, with the 51.88 km2 total horizontal area.The minable coal seam is 3 with an average thickness of 3.1 m and an average dip of 5. Field geological conditions si simple.The proved reserves of this coal mine are 236.73 Mt and the minable reserve
9、s are 144.99 Mt, The design of mine production capacity is 1.5 Mt/a ,with a mine life of 69 a. The normal mine inflow is 200 m/h and the maximum mine inflow is 496 m/h. The mine gas emission absolute is 1.789 m/t rate is 2.04 m/min which belongs to low gas mine. The mine is a single level to develop
10、. Te central laneway uses Belt Conveyor to transit coal, and trolley wagons are used for accessorial transportation in the roadway.The ventilation mode of this mine is center juxtapose form. The “four-six” working system is used in the Tangkou mine. It produces for 330 days a year, Day for 16 h time
11、 net ascension.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 engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Underground transportati
12、on of the mine; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms of the designed mine.The topic of special subject parts is the Bolt support technology research and application in mine roadway,main to research coal bolting
13、technology,It makes a fully comprehensive statement of Bolt Support Technology in mechanized mining face.Translation part is aboat gamma radiation sensing instruments application of thickness measuring residual top-coal in a coal mine.The English title is“Remnant Roof Coal Thickness Measurement with
14、Passive Gamma Ray Instruments in Coal Mines”.Keywords: Shaft; Single level; Panel; Center juxtapose ventilation一般部分专题部分翻译部分第 I 页目 录一般设计部分1 概述及井田地质特征 .11.1 矿区概述 .11.1.1 矿井位置、范围及交通 11.1.2 自然地理 .21.1.3 矿区水文情况 31.2 井田地质特征 .31.2.1 煤系地层 31.2.2 井田构造 61.2.3 岩浆岩 61.2.4 构造变动情况 61.2.5 井田的水文地质特征 61.3 煤层特征 .71.3
15、.1 煤层特征 71.3.2 煤质 81.3.3 煤的化学特征 91.3.4 煤的工业用途 101.3.5 其它有益矿产 102 井田境界和储量 .122.1 井田境界 .122.2 矿井工业资源储量 .122.2.1 钻探 122.2.2 报告审批情况 122.2.3 资源储量核实工作 132.3 矿井可采储量 .132.3.1 矿井工业储量 132.3.2 矿井设计可采储量 162.3.3 工业广场煤柱 162.3.4 后期风井保护煤柱 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 .204.1 井田
16、开拓的基本问题 .204.1.1 井筒形式的 确定 204.1.2 工业场地的位置 224.1.3 开采水平的确定及带区的划分 23第 II 页4.1.4 主要开拓巷道 234.1.5 开拓方案比较 244.2 矿井基本巷道 .344.2.1 井筒 344.2.2 井底车场 384.2.3 主要开拓巷道 405 准备方式 带区准备方式 .445.1 煤层地质特征 .445.1.1 带区位置 445.1.2 带区煤层特征 445.1.3 煤层顶底板岩石构造情 445.1.4 水文地质 445.1.5 地质构造 445.1.6 地表情况 455.2 带区巷道布置及生产系统 .455.2.1 带区准
17、备方式的确定 455.2.2 带区巷道布置 455.2.3 带区生产系统 465.2.4 带区内巷道掘进方法 495.2.5 带区生产能力及采出率 495.3 带区车场选型设计 .505.3.1 确定带区车场形式 505.3.2 带区主要硐室布置 516 采煤方 法 .526.1 采煤工艺方式 .526.1.1 带区煤层特征及地质条件 526.1.2 确定采煤工艺方式 526.1.3 回采工作面参数 536.1.4 采煤工作面破煤、装煤方式 536.1.5 采煤工作面支护方式 566.1.6 端头支护及超前支护方式 576.1.7 各工艺过程注意事项 596.1.8 回采工作面正规循环作业 6
18、06.2 回采巷道布置 .626.2.1 回采巷道布置方式 626.2.2 回采巷道支护参数 627 井下运输 .657.1 概述 .657.1.1 井下运输原始数据 65第 III 页7.1.2 井下运输系统 657.2 煤炭运输方式和设备的选择 .677.2.1 煤炭运输方式的选择 677.2.2 带区煤炭运输设备选型及验算 677.2.3 运输大巷设备选择 697.3 辅助运输方式和设备选择 .707.3.1 辅助运输方式选择 707.3.2 辅助运输设备选择 718 矿井提升 .738.1 矿井提升概述 .738.2 主副井提升 .738.2.1 主井提升 738.2.2 副井提升 7
19、69 矿井通风及安全 .789.1 矿井概况、开拓方式及开采方法 .789.1.1 矿井地质概况 789.1.2 开拓方式 789.1.3 开采方法 789.1.4 变电所、充电硐室、火药库 789.1.5 工作制、人数 789.2 矿井通风系统的确定 .789.2.1 矿井通风系统的基本要求 799.2.2 矿井通风方式的选择 799.2.3 矿井通风方法的选择 799.2.4 带区通风系统的要求 809.2.5 回采工作面进回风巷道的布置 819.2.6 工作面通风方式的确定 819.3 矿井风量计算 .819.3.1 矿井风量计算方法概述 829.3.2 回采工作面风量计算 829.3.
20、3 备用工作面需风量的计算 849.3.4 掘进工作面风量计算 849.3.5 硐室需要风量的计算 859.3.6 其他巷道所需风量 859.3.7 矿井总风量计算 859.3.8 风量分配 869.4 矿井通风阻力计算 .879.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定 879.4.2 矿井通风阻力计算 91第 IV 页9.4.3 矿井通风总阻力计算 929.4.4 矿井总阻力和等积孔计算 929.5 选择矿井通风设备 .939.5.1 选择主要通风机 939.5.2 电动机选型 979.5.3 矿井主要通风设备的要求 979.5.4 对反风装置及风硐的要求 989.6 特殊灾害的预防措施
21、 .989.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 989.6.2 预防井下火灾的措施 989.6.3 防水措施 9810 矿井基本技术经 济指标 .100参考文献 .101专题设计部分煤巷锚杆支护技术的研究及应用 .1021 引言 .1022 国内外煤巷锚杆支护研 究现状 .1032.1 国外锚杆支护研究现状 .1032.2 国内锚杆支护研究现状 .1032.3 我国煤巷锚杆支护技术的发展过程 .1042.4 我国煤巷锚杆支护技术的基本特点 .1043 煤巷锚杆支护 技术 .1073.1 锚杆支护理论 .1073.1.1 现有锚杆支护理论 1073.1.2 锚杆支护新理论 1093.2 锚杆支护作
22、用机理 .1103.3 锚杆支护设计方法 .1113.3.1 动态信息设计法简介 1113.3.2 试验点调查和地质力学评估 1113.3.3 初始设计 1123.3.4 井下监测 1133.3.5 信息反馈和修正初始设计 1133.4 锚杆支护监测技术 .1133.4.1 巷道表面位移 1142.4.2 顶板离层 1143.4.3 锚杆 （索）受力 1153.5 特种锚杆与锚索支护技术 .1153.5.1 特种锚杆 1163.5.2 小孔径树脂锚索 117第 V 页4 煤巷锚杆支护技术的应用 .1184.1 煤巷锚杆支护技术在徐庄煤矿的应用 .1184.1.1 巷道支护设计与施工组织 118
23、4.1.2 锚杆支护围岩监测系统 1204.1.3 经济效益与社会效益 1224.2 煤巷锚杆支护技术在石台矿的应用 1224.2.1 断面及支护方式的选择 1234.2.2 支护参数的确定 1234.2.3 施工方法及技术保障措施 1244.2.4 经济效益分析 1265 结 论 127参考文献 .128翻译部分英文原文 .129中文译文 .138致 谢 .146中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页1 概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿井位置、范围及交通唐口煤矿位于山东省西南部济宁市西部，其地理座标为东经 11626361163207，北纬 3521423529
24、08。东与淄矿集团公司的岱庄煤矿相邻，北与济宁矿业集团运河煤矿为邻，西南与里能矿业集团新河煤矿毗邻。现具体范围以中华人民共和国国土资源部 2004 年 10 月所批复采矿许可证（证号：1000000420041）的 5 个拐点坐标所圈定范围为准（表 1.1） ，面积 51.881 km，开采深度由-600 m 至-900 m 标高。表 1.1 2004 年 10 月采矿许可证矿区范围拐点坐标一览点号 纬距 X 经距 Y1 39511337.2391 3871823.33592 39511337.2391 3866316.15753 39520844.4007 3866316.15754 395
25、20844.4007 3871268.07375 39519786.5176 3871823.3359矿井的南界兖（州）新（乡）铁路，向西 109 km 在菏泽站与京九铁路相接，再向西190 km 在新乡站与京广铁路相接。济宁站向东 30 km 在兖州站与京沪铁路接轨，再向东经临沂可至石臼港。区内公路四通八达，北京至珠海的 105 国道、连云港至菏泽的 327 国道均经过本区，交通十分方便（图 1.1） 。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页图 1.1 交通位置示意图1.1.2 自然地理1）地形地貌区内地形平坦，地面标高+35+38 m，平均标高为+36 m。为鲁西南冲积平原北
26、部边缘部分，地势东北部略高，东南部略低，地形坡度万分之二左右。2）河流水系区内主要地面水系为京杭运河，由此向南注入南阳湖，历年最高洪水位+36.67 m（1964 年 9 月 5 日） ，最大流量为 626 m/s。矿区中心距南阳湖约 12 km。南阳湖最高湖水位标高为 36.86 m（1957 年 7 月 15 日） 。3）气象本矿区气候温和，属温带季风海洋大陆性气候。据济宁气象站 1959 年 1 月至 2004年 12 月的观测资料：气温：历年平均气温 13.5，月平均最高气温 34.3（1957 年 7 月） ，日最高气温41.6（1960 年 6 月 21 日） ，月平均最低气温-9
27、.8（1963 年 1 月） ，日最低气温-19.4（1964 年 2 月 18 日） ，多年来最低平均气温月为 1 月，平均最高气温月为 7 月。雨量：年平均降雨量 688.86 mm，年最大降雨量为 1186 mm（1964 年） ，年最小降雨量为 156.8 mm（2001 年） ，日最大降雨量 177.1 mm（1965 年 7 月 9 日） ，降雨多集中于每年的 7、8 月份。一般春季雨量少，时有春旱。年平均蒸发量 1814.1 mm，年最大蒸发量 2228.2 mm（1960 年） ，年最低蒸发量 1493.0 mm（1984 年） 。风向、积雪厚度及冻土深度：春夏两季多东及东南风
28、，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为 2.3 m/s。历年最大积雪厚度 0.15 m，最大冻土深度 0.31 m。亳 州商 丘菏 泽 台 前 泰 安 青 岛胶 州淄 博聊 城 济 南永 城 淮 北徐 州单 县 金 乡 济 宁兖 州 微 山 枣 庄 宿 迁 连 云 港东 港历 城山 东 省 江 苏微 山 湖黄 河 黄 河京 杭 运 河 莱 芜 沂 源 临 朐 安 丘蒙 阴 沂 水临 沂唐 口煤 矿中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页4）自然地震根据国家地震局、建设部震发办1992160 号文“ 关于发布中国地震烈度区图（1990） 和中国地震烈度区图（1990） 使用规定的通
29、知”，济宁市任城区地震烈度为7 度。1.1.3 矿区水文情况1）供水水源供水水源主要有：（1）第四系砂层水，包括第四系上、中段砂砾层含水层，其富水性强，水质较好，为目前工农业生产和生活用水水源。（2）矿井东邻岱庄煤矿北部奥灰级富水区和西部嘉祥断层以西奥灰隐伏区，奥灰埋藏浅，富水性较强，只要补作少量水源勘探工作即可作为矿井的永久供水水源，从而可以避免取用第四系水引起工农业用水矛盾。2）矿井供水现状目前矿井供水水源来自第四系砂层水，水源井于 2000 年 7 月份施工，现有水源井 2个，位于主井东 300 m 处，孔深为 140 m，静止水位 12 m，井管直径 360 mm，内径300 mm，安
30、装规格为 200QJ80-66/6 水泵，出水量 80 m/h，扬程 66 m，转速 2850 r/min，电机功率 22 kw，供水管路规格 170 mm，供水时间始于 2001 年 5 月份。现在最大取水量 1090 m/d。1.2 井田地质特征1.2.1 煤系地层本区含煤地层为山西组和太原组。1）山 西 组 （ P1 ）S厚约 87 m，为本区主要含煤地层。以中、细粒砂岩为主，其次为粉砂岩、泥岩和煤层。共含煤 4 层（1、2、3（3 上 ） 、3 下 ） ，其中 3 上 、3 下 煤层有时合并，称 3 煤层，它是本区主采煤层，又是最上一层可采煤层。本组底界以太原组海相泥岩（或一灰）之顶为
31、界；顶界因与石盒子组连续沉积，无明显界线而不易划分。本组的中、细粒砂岩按其所处位置，分为 S1、S 2、 S3 三套砂岩（或称砂体。 ）S 3 砂体为 3（3 上 ）煤层以上至山西组顶界之间所沉积的一套中、细粒砂岩，灰至灰白色，石英为主，长石次之，含有燧石、石英岩、泥岩岩屑，次圆次棱角状，分选中等。该砂岩有时为 3（3 上 ）煤层的直接顶板。3 上 与 3 下 煤层之间的砂岩称 S2 砂体，石英为主，长石次之，含有菱铁矿及云母，含泥质、粉砂质包裹体。镜下鉴定石英约占 60%，无色透明，表面干净，无裂纹，波状消光不明显；长石主要为正长石和酸性斜长石；岩屑主要为硅质岩屑；孔隙式胶结，胶结物以杂基为
32、主。另见有海绿石及少量重矿物。该砂岩的宏观特征为夹大量泥岩和粉砂岩包体，俗称“花砂岩” 。对 3 下 煤层有冲刷现象。3 下 煤层以下至山西组底界之间的砂岩为 S1 砂体，浅灰色，主要矿物成分为石英、长石，少量黑云母、白云母、黄铁矿。镜下鉴定石英约占 70%，长石约占 20%，岩屑为硅质岩。另见有海绿石、磷灰石及锆石等。脉状及透镜状层理比较发育，底栖动物通道和浑浊状层理普遍发中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页育。本组属陆相为主的海陆过渡相地层。2）太原组（C 2P1t）厚 157.35188.37 m，平均 168 m。地层厚度稳定，主要由细碎屑岩层组成，为泥岩、粉砂岩，其次
33、为砂岩、石灰岩和煤层。本组地层粒度韵律清楚，层序结构明显，为典型的海陆交互相沉积，岩、煤层易于对比。现分段叙述如下：（1）上段（三灰段）：本段自太原组顶界至五灰厚约 60 m。以灰黑色泥岩及粉砂岩为主，夹灰岩和煤层，偶含薄层砂岩。顶部海相泥岩呈灰黑色，含菱铁矿结核，产个体小、壳薄、数量较少的腕足类、瓣鳃类及海百合茎化石，全区稳定，是太原组顶部辅助标志层。含灰岩三层（一、二、三灰） ，一、二灰不稳定，经常相变为泥岩。三灰全区稳定，平均厚 5.20 m，灰至深灰色，厚层状，产丰富的海百合茎及蜒科化石，是本区主要标志层。本段含煤七层（4、5、6、7、8 上 、8 中 、8 下 煤层） ，但均较薄，只
34、有 6 煤层为局部可采煤层，其余煤层均不可采。（2）中段（八灰段）：本段从五灰顶至 15 上 煤层，厚约 28 m。以泥岩、粉砂岩和细砂岩为主，夹薄层灰岩和煤层。在 10 煤层和 12 煤层附近常有细砂岩出现，并冲刷煤层及其他细碎屑岩石。含薄层灰岩五层（五、六、七、八、九灰） ，其中六灰和七灰常相变为泥岩或被砂岩代替，五灰和九灰相对较稳定。八灰在全区稳定，平均厚度 2.87 m，灰色、厚层状，动物化石丰富，主要为腕足类、棘皮类、有孔虫及介形虫等，是本区主要标志层之一。本段含煤 10 层（9、10 上 、10 中 、10 下 、11、12 上 、12 中 、12 下 、14、15 上煤层） ，其
35、中 15 上 和 10 下 煤层为局部可采煤层，其余均不可采。（3）下段（十灰段）：底部以十三灰底板与本溪组分界，厚约 60 m。以灰黑色泥岩和粉砂岩为主，其次为细砂岩，夹薄层灰岩和煤层。含灰岩五层（十 上 、十 下 、十一、十二、十三灰） ，十一灰经常相变为泥岩，十 上 灰虽薄，只有几十厘米，但较稳定。十 下 灰平均厚度 5.02 m，全区稳定，深灰色，厚层状，有黄铁矿呈星点状分布，产丰富的动物化石，主要为有孔虫、腕足类、瓣鳃类及海百合等动物化石，是全区最主要的标志层之一。共含煤 6 层（15 下 、16、17、18 上 、18 中 、18 下 煤层） ，为太原组主要含煤段。其中 16 和1
36、7 煤层属稳定煤层，全区可采，其余煤层均不可采。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页图 1.2 地质综合柱状图 m 150 m 3.4067.03.170.15.3080.4108.514.90123.75P11 9.45154.60 1.6014.70 6 5zPC33t2945.6067 75.105.0364712.15 3.9.40128.7054.305.45.3039.0 6.953.7010.510.5 1.2021.353 6.36.714155.404.5159.0 263 .045389.326.756.3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页
37、1.2.2 井田构造1）井田构造概况济宁煤田位于华北地台鲁西台背斜的西南部。就东西向构造带而言，它位于昆仑秦岭纬向构造带的东延北支部分，并处于和新华夏系第二沉降带的复合端。鲁西南区域主要褶皱方向为北东向北东东向。自北而南主要有宁阳背斜、汶泗向斜、滋阳背斜、兖州济宁向斜、凫山背斜、鱼台滕北向斜等。2）断层济宁正断层：位于本区中部偏东，经白庄、汪营、凤凰台一线，区内延展长度 8.2 km。走向北东，倾向南东，倾角 6270 ，落差 1216 m。 1.2.3 岩浆岩本区在上侏罗统蒙阴组下亚组的中上部，普遍发育一层岩浆岩，呈岩床状分布。厚3.60125.20 m，平均厚 70.26 m，北薄南厚。岩
38、性主要为灰绿色、致密坚硬，显晶质。辉长结构，块状构造。裂隙较发育，充填方解石脉。镜下鉴定为橄榄苏长辉长岩。矿物成分主要有斜长石、辉石、角闪石、橄榄石和黑云母，并有少量磁铁矿、锆石、磷灰石等。岩石因次生蚀变，橄榄石呈蛇纹石化，辉石、角闪石发生绿泥石化。据同位素绝对年龄值测定，距今 1.064 亿年，属燕山期，地质时代相当于中生代末期的晚白垩世。岩浆岩底界距最上一层可采煤层 3（3 上 ）的最小距离为 463.99 m，对本区煤层、煤质均无影响。1.2.4 构造变动情况褶曲构造变动情况精查报告对矿井褶曲构造划分为十里铺背斜、南张向斜、火头湾背斜和漕井桥向斜。建井期间矿井北部大部分做了三维地震勘探，
39、对主要煤层底板形态做了严密控制，由于是分区、分阶段做的三维地震勘探，三维地震勘探区内控制了幅度 5 m 以上的褶曲，在构造图上对褶曲划分比较细致，本次报告根据精查和各期三维地震报告，对全矿井褶曲统一为：十里铺背斜，南张向斜、火头湾背斜、大王村向斜、南田背斜、漕井桥向斜。1.2.5 井田的水文地质特征区域水文地质概况区域内地表水系发育，南四湖大部分在区内，泗河、白马河自东北向西南流入南阳湖。第四系属冲积、洪积地层，全区第四系厚度变化较大，从 0350 m，大范围内东北薄、西南厚。第四系按其富水性、沉积物特征的不同可分为上、中、下三组。第四系特征：一是厚度大，含水层和隔水层大多相间沉积；二是第四系
40、沉积所处的冲积、洪积扇部位不同而富水性有差异。济宁煤田处于泗河冲积、洪积扇前沿，第四系总厚度加厚，但砂层粒度较细，含水层变少而隔水层增多，第四系下组砂砾层富水性中等，砂砾层下有较稳定的厚层粘土及石膏粘土，隔离了砂砾层与基岩接触，使之与基岩含水层水力联系不密切。兖州煤田处于泗河冲积扇轴部，粒度较粗，含水层相对增多，第四系下组砂砾层为强富水层并与基岩大面积接触，有条件补给基岩地下水，使第四系下组水与基岩水有较好的水力联系。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页唐口煤矿位于区域水文地质单元的西北部，奥灰属 I 级富水区。矿井涌水量：预测矿区在生产时，正常涌水量 200 m/h，最大涌水
41、量 496 m/h。1.3 煤层特征1.3.1 煤层特征1）概况唐口煤矿含煤地层为山西组和太原组，两组地层平均总厚 255 m 左右。可采煤层有3（3 上 ） 、3 下 、6、10 下 、15 上 、16、17 共七层，平均总厚 12.00 m，含煤系数为 4.7%。主要可采煤层 3（3 上 ） 、3 下 、16、17，平均总厚 9.76 m，占可采煤层总厚的 81.3%；其中以 3（3 上 ）煤层最厚，最大厚度 3.4 m，全区平均 3.1 m，占可采煤层总厚的 34.8%。又是最上一层可采煤层，是先期开采的主要对象。2）煤层在含煤地层中的分布及组合特征山西组含煤 4 层，即 1、2、3（3
42、 上 ） 、3 下 煤层；太原组含煤 23 层，即4、5、6、7、8 上 、8 中 、8 下 、9、10 上 、10 中 、10 下 、11、12 上 、12 中 、12 下 、14、15 上 、15 下 、16、17、18 上 、18 中 、18 下 煤层。其中 3（3 上 ） 、16、17 煤层全区可采，3 下 、6、10 下 、15 上 四层为局部可采煤层。按煤层在含煤地层中的位置，可采煤层可分成上、下两个可采煤组，上组煤包括 3（3 上 ） 、3 下 和 6 煤层，下组煤包括 10 下 、15 上 、16 和 17煤层。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页表 1.2 主
43、要可采煤层特征表煤层 层厚 主要曲线上的形态特征与层位特征3 中厚视电阻率1000 m，中部最高，两侧稍低，有浅的低凹或平台，密度值极小，在 1.31.4 g/cm。自然伽玛呈相对低值，30API，常有 3 个以上楔形上凸。距山西组底界一般27 m，视电阻率曲线上该段底部常呈斜坡，由中阻逐渐下降，最低处为一灰上部海相泥岩。3 上 中厚各种曲线上，异常均较突出，界面均较清楚，幅值与 3 煤层相似。自然伽玛曲线上，常有 2 个楔形上凸，有时形成为夹矸。下距山西组底界距离较大，其间常有较厚的中高阻、较大密度的砂岩异常。与 3 下煤层距离在 046.74 m。3 下 薄中厚密度曲线与声速曲线上异常明显
44、，在视电阻率曲线与自然伽玛曲线上，有时与顶、底板无大差异。与 3 上煤层接近时，顶板以低阻、较小密度岩层为主;与 3上煤层远离时，顶板多为中高阻、较大密度岩层，底板至山西组底界特征同 3煤层。6 薄视电阻率曲线与密度曲线上均呈锥形。自然伽玛曲线上与底板差异不明显，常缓慢地由低变高。与三灰间距稳定，其间电阻率曲线常由锯齿状的中阻下降至平坦的的低阻。10 下 薄视电阻率曲线与密度曲线上，常显示有两个分层构成，其中幅值相对较低者，有时变为炭质泥岩。异常中间的低谷，有时形成为夹矸。下距六灰、11 煤层一般仅 410 m ，其间多为低阻砂岩。15 上 薄视电阻率曲线上，常与九灰组合成较宽的高异常，界面处
45、有时有低凹或不显著的台阶。密度曲线上仅有煤层的锥形异常。上距八灰、14 煤层一般约 7 m，其间以锯齿状的中低幅值粉砂岩为主，有时也有中高阻砂岩。16 薄中厚视电阻率曲线上，与十上灰、十下灰连成一体，幅值高（煤层相对较低），底部常有一个略为分离的较低的小异常，相当于 16 下煤层层位。在密度曲线上灰岩呈低值，煤层异常十分明显，且常有 2 处低谷，上部低谷相当于炭质砂岩或炭质粉砂岩夹矸层位，下部低谷能与电阻率曲线对应，相当于 16 上与 16 下煤层之间的泥岩夹矸，有时底部的小分层在各种曲线上幅值低微，仅为炭质泥岩。17 薄中厚各种曲线上的异常均较突出，当有十一灰顶板时，在视电阻率与自然伽玛曲线
46、上常连为一体，界面有时有浅的低凹或台阶。密度曲线上有时出现针锥状低谷，一般为炭质粉砂岩夹矸。上距 16 煤层约 8 m，其间多为中低阻、锯齿状的粉砂岩或细砂岩。1.3.2 煤质1）物理性质及煤岩特征（1）煤的主要物理性质本区各层可采煤层均为黑色、黑褐色条痕，其它物理性质见表 1.3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页表 1.3 主要煤层物性特征表项 目煤 层 光 泽坚固性系 数真密度视密度 断 口 裂 隙3（3 上 ） 玻璃、沥青、油脂 0.92 1.45 1.38 阶梯状、参差状、贝壳状 较发育3 下 玻璃、沥青、油脂 1.35 1.51 1.41 阶梯状参差状 较发育6 玻
47、璃、沥青、油脂 1.28 1.43 1.35 阶梯状平坦状 发 育10 下 沥 青 - 1.45 1.39 阶梯状贝壳状 发 育15 上 玻璃、沥青 0.81 1.44 1.36 阶梯状贝壳状 发 育16 玻璃、沥青 0.73 1.40 1.35 阶梯状贝壳状 发 育17 玻璃、沥青、油脂 0.85 1.44 1.31 阶梯状参差状 发 育（2）宏观煤岩特征各煤层以亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤及丝炭条带，为条带状结构，层状构造，半亮半暗型煤。1.3.3 煤的化学特征1）煤的化学成分（1）灰分原煤灰分平均值各煤层均为低中灰，各煤层一般以低中灰为主，6、16、17 煤层有低灰出现。从平面分布上看，3
48、（3 上 ）全为低中灰、16、17 煤层均以低中灰为主。16 煤层在矿井南半部的中区及矿井北部边界处为低灰，另在矿井北部零星分布中灰；17 煤层在矿井北部零星分布低灰，中部零星分布中灰。（2）硫分山西组煤层硫分均小于 1%，为低硫煤，且以硫化物为主，次为有机硫。太原组煤层硫分变化于中高硫高硫之间，其中 6 煤层平均为中高硫，10 下 、15 上 、16、17 煤层为高硫，各煤层均以有机硫为主，次为硫化物硫。本区太原组煤层有机硫含量相对较高，主要是沉积植物受海水影响，即半咸水、咸水环境下的植物在吸收水份的同时，也吸收硫分，因而有机硫含量相对较高。（3）磷分3（3 上 ） 、6、10 下 煤层原煤平均为低磷，属特低-低磷煤，其余煤层均为特低磷。各煤层经-1.4 比重液洗选平均磷分均降低为特低磷，脱磷系数见表 1.4。表 1.4 各煤层脱磷系数表煤 层 3（3 上 ） 3 下 6 10 下 15 上 16 17脱磷系数 0.47 0.38 0.28 0.33 0.42 0.40 0.464.氯、
