1、编 号 ：（ ）字 号本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ）全套图纸，加 153893706题目： 袁店一矿 1.8Mt/a 新井设计 高渗透压松散破碎大断面失稳巷道修复技术姓名： 学号： 班级： 采矿工程 2008-6 班 二 一 二 年 六 月中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 袁店一矿 1.8 Mt/a 新井设计 专 题：高渗透压松散破碎大断面失稳巷道修复技术指导教师： 职 称： 教 授 2012 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程 2008 级 学生
2、姓名 曹 朋 任 务 下 达 日 期 ： 2012 年 1 月 8 日毕业设计日期：2012 年 3 月 12 日 至 2012 年 6 月 8 日毕业设计题目： 袁店一矿 1.8 Mt/a 新井设计毕业设计专题题目：高渗透压松散破碎大断面失稳巷道修复技术毕业设计主要内容和要求：院长签字： 指导教师签字：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 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师
3、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 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 要一般部分为淮北矿业集团袁店一矿 1.8Mt/a 新井设计。袁店一矿西部边界为袁店断层为界，东至 32 煤层-1000m
4、 的水平投影线和 39467500 经线，南从杨柳五沟断层及 10 煤层露头线，北到 32 煤层-1000m 的水平投影线和区块登记边界。东西长约 6.913.6km，南北宽 1.23.4km，井田面积约 37.22km2。主采煤层为 8 煤和 10 煤，其中 8 煤位于 10 煤上部，两煤层间距平均约 80m，煤层倾角为 515 ，平均约 10，属于缓倾斜煤层，煤层平均总厚为 8 煤 3.5m、10 煤 3.6m。井田工业储量为 214.47Mt，矿井可采储量 148.23Mt。矿井服务年限为 58.8a，第一水平服务年限 28a。矿井正常涌水量为 392m3/h，最大涌水量为 584m3/
5、h。矿井最大相对瓦斯涌出量 10.08 m3/t，属于高瓦斯矿井。井田开拓方式为立井两水平暗斜井延深集中岩石大巷开拓，井田采用采、带区式布置方式，共划分为三个采区，八个带区，轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷，布置在 10#煤层底板岩层中。针对西二采区采用了采区准备方式，共划分 3 个回采工作面，并进行了通风、运煤、运料、排水、排矸、供电系统设计。针对 8201 工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为 3.5m，平均倾角 15。矿井年工作日为 330d，工作制度为“四六”制，工作面采用长壁综采一次采全高采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。截深1.0m，每天六个循环，
6、循环进尺 6.0m，月推进度 165 m。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用电机车牵引固定矿车运料。矿井通风方式前期为中央分列式，后期为中央并列式通风。主井采用两套带平衡锤的 16t 箕斗提煤，副井采用一对 1.0t 矿车双层四车窄罐笼和一个带平衡锤的 1.0 t 矿车双层四车宽罐笼运料和升降人员。专题部分题目是高渗透压松散破碎大断面失稳巷道修复技术。翻译部分主要内容是美国煤矿锚杆安装质量改善研究，其英文题目为：Improving Rockbolt Installations in US Coal Mines。关键词：袁店一矿；双立井；采区布置；中央并列式；大断面巷道；修复技术；锚杆性能AB
7、STRACTThe general part is a new design for YuanDian mine. Yuan Dian mine in west is bounded Yuan Dian fault; East to 32 coal-1000m level projection lines and 39467500 at warp; South from a willow 5 ditch fault and 10 coal seam outcrop lines; North to 32 coal-1000 m level projection lines and block r
8、egistration boundary. The length of the minefield is about 6.9 13.6km, north and south wide 1.2 3.4km, field with an area of about 37.22km2. The 8# and 10# is the main coal seam. And the 8# is above the 10# with a vertical distanceof about 80m. The dip angle of the coal is 515 degree and the average
9、 one is 10 degree. The average thickness of the coal is 3.5m in 8# and 3.6m in 10#.The proved recoverable reserves of the minefield are 214.47 million tons, and the minable reserves are 148.23 million tons. The designed productive capacity is 1.8 million tons per year, and the service life of the mi
10、ne is 58.8 years. The normal flow of the mine is 392m3 per hour and the max flow of the mine is 584m3 per hour. The relative mine gas gush is 10.08m3/t, It is a high gas mine. The mine is a double level dark tilt extending depth and concentration rock roadway to develop and full strip preparation, w
11、hich divided into three working areas and eight bandts, and track roadway, belt conveyor roadway and return airway are all rock roadways, arranged in the floor rock of 10# coal seam.The design applies strip preparation against the first band of West Two which divided into 3 stirps totally, and condu
12、cted coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing. The design conducted coal mining technology design against the 8201 face. The coal seam average thickness of this working face is 3.5m and the average dip is 15. The “four-six” working system is used in the mine. It prod
13、uces for 330 days a year. The working face applies fully mechanized longwall full-height coal caving method, and uses double drum shearer cutting coal which cuts twice each working cycle. The depth-web is 1.0m with six working cycles per day, and the advance of a working cycle is 6.0m and the advanc
14、e is 165m per month.The 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 earlier stage which using boundary juxtapose form and later stage which using center juxtapose form. The main sha
15、ft uses double 16t skips to lift coal with a balance hammer and the auxiliary shaft uses a twins narrow1.0t four-car double-deck cage and a wide 1.0t four-car double-deck cage to lift material and personnel transportation.The topic of special subject parts is the restoration technology of large sect
16、ion and loose-fractured Instability roadway which in high seepage pressure.Translation part is about the useage of coal mine of US, and discusses to set up a mechanical anchor system to improve the performance of bolt. Its English title is “Improving Rockbolt Installations in US Coal Mines”.Keywords
17、：Yuandian coal mine; Double vertical shaft; Panel layout; Center juxt aposesventilation; Large section roadway; Restoration technology; Anchor performance中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 I 页目 录一般部分1 矿区概况及井田地质特征 .11.1 矿区概况 .11.2 矿井外部建设条件及评价 .21.3 矿井资源条件 .32 井田境界及资源/储量 182.1 井田境界 .182.2 矿井储量计算 .183 矿井工作制度、设计生产能
18、力与服务年限 .233.1 矿井工作制度 .233.2 矿井设计生产能力 .233.3 矿井设计服务年限 .244 井田开拓 .254.1 井田开拓的基本问题 .254.2 矿井基本巷道 .335 准备方式 采区巷道布置 .455.1 煤层的地质特征 .455.2 采区巷道布置及生产系统 .465.3 采区车场选型设计 .536 采煤方法 .566.1 采煤工艺方式 .566.2 回采巷道布置 .697 井下运输 .727.1 概述 .727.2 采区运输设备选择 .737.3 大巷运输设备选择 .758 矿井提升 .788.1 概述 .788.2 主副井提升 .789 矿井通风及安全技术 .
19、829.1 矿井概况、开拓方式及开拓方法 .829.2 矿井通风系统的确定 .839.3 矿井风量计算 .879.4 矿井阻力计算 .949.5 选择矿井通风设备 .979.6 安全灾害的预防措施 .10110 设计矿井基本技术经济指标 .103参考文献 .104中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 II 页专题部分高渗透压松散破碎大断面失稳巷道修复技术 .1051 水平第二部皮带机大巷工程概况 1051.1 地质条件 .1051.2 施工概况 .1051.3 底鼓变形 .1061.4 水文特征 .1061.5 变形原因 .1072 总体技术思路与技术路线 .1083 地质雷达探测围岩
20、松散破碎圈研究 .1093.1 工程概况 .1093.2 探地雷达的工作原理 .1093.3 施工方法技术及参数选择 .1103.4 资料处理及解释 .1123.5 本次探测成果 .1134 钻孔窥视仪探测研究 .1154.1 观测方案及观测仪器 .1154.2 观测资料 .1174.3 巷道围岩窥视结果分析 .1214.4 支护建议 .1225 具体方案及参数 .1225.1 围岩松散破碎圈的确定 .1225.2 区域性疏水降压 .1225.3 安全扩刷与承载环的构建 .1235.4 补强加固及长期维控 .1266 主要结论 .128参考文献 .128翻译部分英文原文 .130IMPROVI
21、NG ROCKBOLT INSTALLATIONS IN US COAL MINES130中文译文 .147美国煤矿锚杆安装质量改善研究 147致 谢 161一 般 部 分中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 矿区位置与交通袁店一井位于安徽省濉溪县与涡阳县的交界处，在袁店集附近，行政区划属于濉溪县和涡阳县。本矿井位于淮北平原中部，陆路交通较为便利，北西约 10km 处有濉阜铁路的青疃站，东 50km 处有京沪铁路的宿州站；203 省道（淮北 六安）及合（肥）徐（州）高速公路从井田东部穿过，区内县乡公路网纵横交错，与干线相连可达
22、全国各地。本区地理位置优越，交通运输方便，矿井具备铁路、公路运输条件，如图 1-1-1 所示。矿 井 地 面 交 通 系 统 示 意 图图 1-1-1 淮北矿业集团袁店一矿交通位置图1.1.2 地形地貌井田位于淮北平原中部，区内地势平坦，地面标高 26.3829.788m，一般 28m 左右。1.1.3 地面水系袁店一井西侧有涡河，水流终年不断，可航行机帆船。南侧有北淝河，经曹市集向东南流去，属季节性河流。东北侧有浍河。涡河、浍河、北淝河均注入淮河，属淮河水系。袁店一井区内没有大的河流，仅有曹青河、殷阳沟、青龙沟、凤凰沟等纵横交错，大小不一的人工沟渠，它们均受大气降水补给，每年 7-9 月份雨
23、季，河水位较高，流量较大，局部漫及地表，每年 10 月至次年 3 月枯水季节，水位较低，干旱严重时甚至断流。1.1.4 气象特征中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页本区属季风暖温带半湿润气候，春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风。平均风速为 3m/s，最大风速可达 18m/s。平均气温为 14.4，最低气温（1988 年12 月 16 日）为-10.9，最高气温(1988 年 7 月 8 日)为 40.3。年平均降雨量为834mm，雨量多集中在七、八两个月。无霜期为 208-220 天，冻结期一般在十二月上旬至次年的 2 月中旬。1.1.5 地震情况根据安徽省地震局
24、1996 年编制出版的安徽地震烈度区划图，本区属于 4-6 级地震区，地震动峰值加速度值为 0.05g，地震基本烈度值为度区。1.1.6 地面已有建（构）筑物及设施根据当地军事、文物等管理部门出具文件，井田内无文物古迹、自然保护区、军事防务区、油气管道、油汽井设施、水库。1.2 矿井外部建设条件及评价1.2.1 运输条件本矿井位于淮北平原中部，陆路交通较为便利，北西约 10km 处有濉阜铁路的青疃站，东 50km 处有京沪铁路的宿州站；203 省道（淮北 六安）及合（肥）徐（州）高速公路从井田东部穿过，区内县乡公路网纵横交错，与干线相连可达全国各地。本区地理位置优越，交通运输方便，矿井具备铁路
25、、公路运输条件。1.2.2 电源条件淮北矿业（集团）有限责任公司已和安徽省电力公司淮北供电公司达成袁店一井供电协议。本矿井供电电源接自井田东北部约 11.5km 的 220/110/35kV 杨柳变电所。该变电所两台主变容量为 120MVA，两路电源分别引自淮北一电厂及二电厂，可为袁店一井提供可靠电源。1.2.3 水源条件本区新生界含水层埋藏浅。新生界松散层一含分布稳定，水质较好，富水性较强，开采条件简单。区内灌溉机井多开凿于此层内，水量 3050m3/h，一含水可作为该井田工业和生活饮用水的水源。二含水质较好，各项指标均能满足生活饮用水标准，可以作为供水水源。矿井水源供应充沛。井上下消防洒水
26、等工业生产用水采用处理后的井下排水。1.2.4 通信条件矿井不单独设置行政电话交换机，而采用设置 1000 线行政电话虚拟网综端。与杨柳电信局之间建立虚拟网，信道设 20 芯光缆传输（包括生产调度通信及电力调度通信信道），接入矿业集团公司的通信专网（数字宽带网、音频视频等信道公用） 。1.2.5 主要建筑材料供应条件目前，建材市场活跃，钢材、木材进货渠道较多，砖、瓦、砂、石等建材当地均可满足需要。1.2.6 外部建设条件综合评价本矿井交通方便，进场公路顺畅；电源可靠；水源充沛；建材供应渠道畅通，主要材料可以当地解决；有相邻矿区依托，建设经验可供借鉴。因此，矿井建设的外部条件中国矿业大学 201
27、2 届本科生毕业设计 第 3 页优越。1.3 矿井资源条件1.3.1 地层袁店一井及其邻近煤矿均未见基岩裸露。经钻探揭露，新生界松散层下伏地层自上而下分别为二叠系的上石盒子组、下石盒子组和山西组；石炭系的太原组、本溪组；奥陶系的老虎山组马家沟组。地层自下而上为：（1）奥陶系（O 2lO1m）揭露厚度 2.5413.16m。岩性为灰褐色、灰棕色、淡肉红色厚层状石灰岩，微晶结构，致密性脆，裂隙发育，质不纯，具豹皮状构造，顶部见少量黄铁矿结核。（2）石炭系（C）1）中统本溪组（C 2b）井田内无钻孔揭露。据邻区五沟矿资料，揭露最大厚度 23.83m，岩性为：灰白色、紫红色铝质泥岩，富含铝质，致密性脆
28、，含少量菱铁鲕粒；灰到深灰色细粉砂岩，含较多泥质，见黄铁矿结核分布不均，顶部含细砂质，具明显的薄层理。2）上统太原组（C 3t）井田内无钻孔系统揭露，06-08、06-19、06-17、04-46 等孔分别揭露到 3-4 灰，揭露最大厚度 38.99m；06-13、06-26、06-13 等孔穿过断层揭露太原组中下部地层分别为46.03m、58.43m、46.33m。据区域资料总厚度为 132.40m。岩性以浅灰色石灰岩为主，次为深灰色泥岩、粉砂岩和少量砂岩。石灰岩总厚 70.53m，占本组地层总厚度的 53%。石灰岩大多富含动物化石，其中二四灰含燧石结核。（3）二叠系（P ）本系地层厚度较大
29、，虽然各岩层相变频繁，岩性厚度变化较大，但全系总厚度变化不大，在物质沉积速度上表现出互为补偿。1）下统山西组（P1s）山西组下界为太原组第一层灰岩之顶，上界为铝质泥岩之底，厚 72133m，一般93m 左右。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含 10、11 两个煤层组，其中 10 煤层为本区的主要可采煤层。2）下统下石盒子组（P 1x）本组下界为铝质泥岩之底，上界为 K3 砂岩之底，厚度 210300m，一般 237m 左右。含 4、5、6、7 和 8 五个煤层（组） ，8 煤可采。3）上统上石盒子组（P 2s）自 K3 砂岩底界至平顶山砂岩底界，厚约 540580m，一般厚约 565m。含 1
30、、2 和 3煤层（组） ，煤层由于较薄而不可采。该组地层特点为含杂色泥岩和灰绿色砂岩。（4）上第三系（N）上第三系厚度 112.30188.90m，平均 171.70m，与下伏二叠系地层呈不整合接触。1）中新统（N 1）中新统厚度 43.30171.90m，平均厚度 81.60m。本统属河湖相沉积，分布较稳定。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页2）上新统（N 2）上新统厚度 64.40116.20m，平均 90.10m。本统属河流相沉积，分布稳定。（5）第四系（Q）第四系假整合于下伏第三系地层之上，厚度 72.5096.70m，平均 84.60m。1）更新统（Q 13）更新统
31、厚度 39.2566.20m，平均 54.10m。本统属河漫滩牛轭湖相沉积。2）全新统（Q 4）本统厚度 27.0035.20m，平均 30.50m。本统由 24 个沉积旋迥，属河流相河漫滩相沉积。1.3.2 构造袁店一井总体上为一走向北北西，倾向北东的单斜断块，次级褶曲较发育，走向上地层线表现为波浪状。地层倾角较平缓，一般 515，浅部缓深部略陡。断层的走向以北东向为主，其次为近南北向，个别为北西向和近东西向。三维地震勘探前后，主要断层的位置及落差有变化，但总体构造格局没有变，总体构造形态变化不大。本井局部有岩浆活动，侵入层位从 10 煤到 7 煤，其中 7-8 煤受影响稍大。（1）褶 曲袁
32、店背斜：位于井田西部，轴部位于 1822 线附近，轴向 NNE，向深部倾伏，被五沟杨柳断层切割，形态不完整，仅保留北端一段，轴长约 3.2km，背斜东翼较缓，地层走向 NW，为五沟向斜西翼；背斜西翼较东翼陡，地层走向 NE 转近 EW，在 22 线附近背斜形态十分明显。（2）断裂构造淮北煤田由于受郯庐断裂及东西向挤压应力的影响表现为网格状断块构造，而本井田的构造则是东西向挤压应力及南北向等构造应力综合作用的结果，因此井田构造与区域构造特征基本相同。根据钻探、测井、地震资料共组合断层近 10 余条，均为正断层。三维地震勘探后，主要断层有：五沟扬柳断层及 F1、F2 、F3、F4 断层。具体见表
33、1-3-1。表 1-3-1 主要断层情况一览表地震控制点数序号 名称 性质 走向 倾向 倾角(度)落差(m)延伸长度(km) A B C 控制程度1 五沟-杨柳 断层 正 E-NE N-NW 6070 300500 13.5 65 8 查明2 F1 正 NE NW 6070 200500 4.0 3 3 查明3 F2 正 E N 70 050 1.0 8 4 查明4 F3 正 NE NW 6570 0200 3.2 30 54 6 查明5 F4 正 NE NW 6570 60300 5.5 67 25 查明6 F5 正 N W 70 2050 1.8 9 10 6 查明7 F6 正 N-N E
34、-SE 6065 10260 2.7 29 25 4 查明中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页（3）岩浆岩本井局部有岩浆活动，侵入层位从 10 煤到 7 煤，其中 7-8 煤受影响稍大。侵入本井田的岩浆为中性闪长玢岩和基性辉绿岩及蚀变岩浆岩等，岩浆以顺层的方式侵入在7、8、10 煤层组中，主要集中在井田西部 18-23 线间。72 煤层 2 个点，厚度0.62、1.70m；81 煤层 1 个点，厚度 0.60m；8 煤层 4 个点，厚度 0.382.69m；10 煤层 2个点，1 个点厚度 0.75m，另一个点吞蚀。侵入在煤层中间者，以夹矸形式出现，一般一层。（4）陷落柱袁店一
35、井未发现陷落柱。首采块段三维地震勘探也未发现直径 15m 以上陷落柱。1.3.3 煤层（1）含煤地层本井田含煤地层为石炭二叠系。石炭系煤层薄，不稳定，煤质差，并且顶板多为石灰岩，水文、工程地质条件复杂。二叠系含煤地层总厚约 900m，分下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组，含 1、2、3、4、5、6、7、8、10、11 等十个煤层（组） ，含煤20 余层，煤层总厚 9.2m。1、2、3、4、5、6、7、 11 等 8 个煤层（组）为不可采煤层，8、10 等 2 层为可采煤层，可采煤层总厚 7.1m。（2）煤层主采煤层自上而下分述如下：1）8 煤层位于下石盒子组下部。下距铝质泥岩底板 25m
36、左右，煤层厚 1.424.41m，平均3.50m，为厚煤层。穿过点 88 个，可采点 69 个，不可采点 6 个，岩浆侵蚀点 3 个，可采指数 0.92。煤层原生结构较简单，多以单一煤层出现，少部分含 12 夹矸，夹矸为泥岩、炭质泥岩。煤层顶、底板以泥岩为主，砂岩次之，少量粉砂岩，砂岩分布无明显的规律性。全区大部可采，为较稳定的主要可采煤层。2）10 煤层位于山西组的中部，上距铝质泥岩约 60m。下距太原组一灰顶界面约 50m。煤层厚1.374.40m，平均厚 3.60m，属中厚厚煤层，以中厚煤层为主。穿过点 92 个，可采点63 个，不可采点 3 个，岩浆侵蚀点 2 个，可采指数 0.94。
37、煤层原生结构简单，少数见煤点具 12 层夹矸，夹矸为泥岩、炭质泥岩。煤层顶、底板以粉砂岩、泥岩为主，其次为砂岩。全区大部可采，发育较好，为较稳定的主要可采煤层。各煤层（组）的间距有一定变化，但在一定范围内具有相对稳定性，对邻近钻孔对比具有重要意义。1.3.4 煤质（1）煤类本井可采煤层以炼焦配煤中的肥煤、1/3 焦煤和焦煤为主，个别点为气煤、气肥煤，少量有岩浆侵入的变为天然焦。（2）煤质本井田可采煤层为二迭纪山西组和上下石盒子组沉积的煤层，区域变质阶段属阶段的气煤 焦煤。由于后期受岩浆的侵入，使各煤层因距岩浆远近不同而出现了不同的中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页变质程度，其
38、变质阶段从 V，甚至阶段的无烟煤天然焦。各煤层原煤灰分为中灰高灰煤；低硫分 中硫分煤；特低磷低磷分煤；特低氯；一级 二级含砷煤；具中热值 高热值；煤灰为中等 高软化温度和中等流动温度灰；不易结渣；含油富油；各煤层属中 中高挥发分煤；具强粘结性特强粘结性；具良好的结焦性；各煤层可选性评定为易选 极难选煤。（3）煤的用途根据袁店井田的煤种及煤质特征，该矿井生产的原煤可以做为炼焦配煤、动力用煤和化工用煤。产品结构为：洗精煤、中煤、煤泥、矸石四种产品，洗精煤作为冶金炼焦用煤供华东地区的钢铁厂；中煤、煤泥和部分矸石一起作为动力用煤供电厂发电；剩余矸石制砖。1.3.5 水文地质（1）地表水系袁店一井地势较
39、为平坦，地面标高为 27.2028.446m，一般 28.00m 左右。矿井西侧有涡河，水流终年不断，可航行机帆船。南侧有北淝河，经曹市集向东南流去，属季节性河流。东北侧有浍河。涡河、浍河、北淝河均注入淮河，属淮河水系。袁店一井区内没有大的河流，仅有曹青河、殷阳沟、青龙沟、凤凰沟等纵横交错，大小不一的人工沟渠，它们均受大气降水补给，每年 7-9 月份雨季，河水位较高，流量较大，局部漫及地表，每年 10 月至次年 3 月枯水季节，水位较低，干旱严重时甚至断流。由于本井田煤层埋藏相对较深，地表水对矿井充水与矿井建设没有影响。（2）含水层及隔水层袁店一井为第三、四系松散层复盖下的全隐蔽矿床。地下水含
40、水层可根据其赋存介质特征进一步划分第三、四系松散层孔隙含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）和煤系下伏石灰岩岩溶裂隙含水层（段） 。1) 新生界松散层含、隔水层（组）井田内新生界松散层厚度变化受下伏基岩古地形控制，大致上有自东向西、自南北向中部逐渐增厚的趋势。松散层两极厚度 202.5309.40m,平均 262.30m。古地形起伏不大。按其岩性组合特征及其与区域水文地质剖面对比，自上而下可划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组） ，现自上而下分述之。第一含水层（组）一般自地表垂深 35m 起，底板埋深 27.0034.30m 左右，平均 30.50m，含水砂层总厚 4.2021.40m，平均
41、 12.70m。岩性以浅黄色、土黄色粉砂、粘土质砂、细砂为主，夹14 层粘土或砂质粘土。砂层结构松散，成分以石英、长石为主，次为云母，具水平层理，粘土中含砂礓及铁锰质结核。垂深 20m 左右普遍发育有一层灰黑色富含腐植质的粘土或砂质粘土，厚约 11.5m，含螺蚌化石或碎片，近地表 0.50m 为褐黄色耕植土壤。该组上部为潜水，下部水具弱承压性，为一复合型潜水弱承压含水层（组） 。地下水主要补给来源为大气降水渗入，其次为侧向迳流补给。一含水的排泄以蒸发和人工开采为主。第一隔水层（组）底板埋深 46.8054.60m，平均 50.10m。隔水层厚 8.3024.80m，平均 14.70m。岩性中国
42、矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页由土黄色、棕黄色及少量棕红色粘土或砂质粘土夹 03 层砂或粘土质砂组成，富含钙质或铁锰质结核。粘土或砂质粘土质纯致密，可塑性较强。该层分布较稳定，一般隔水性能较好，但在局部地带隔水层较薄，使其具有弱透水性。第二含水层（组）底板埋深 72.5596.70m，平均 84.60m。含水砂层厚 4.5127.40m，平均 13.40m。岩性以土黄色、浅肉红色细砂、粉砂为主，夹 23 层粘土或砂质粘土。砂层结构松散，成分以石英、长石为主，次为云母，分选性较好。砂层不太发育，分布不稳定，厚度变化大且薄。局部地段仅有相应的层位，无明显的含水砂层存在。本组为一孔
43、隙类复合承压含水层，砂层发育分布不均，富水性也相对强弱不一。以层间水平迳流补给为主，在局部地带接受一含的越流补给，水位变化基本上与一含升降同步，并滞后于一含。据相邻矿井资料，二含水质较好，各项指标均能满足生活饮用水标准，可以作为供水水源。第二隔水层（组）底板埋深 79.80123.05m，平均 107.50m。隔水层厚度 6.6537.70m，平均 18.20m。岩性由土黄色、棕黄色、浅棕红色及少量灰绿色粘土、砂质粘土夹 12 层薄层砂层组成。粘土类一般塑性好，膨胀性强，结构致密。该层分布较稳定，隔水性能一般较好，但局部隔水层薄弱地带隔水性能较弱，二、三含之间存在一定的水力联系。第三含水层（组
44、）底板埋深 156.20197.50m，平均 174.60m。含水砂层厚 8.8060.75m，平均 32.30m。岩性以土黄色、浅肉红色、棕红色、灰白色细砂、粉砂、中砂、粘土质砂为主，夹棕黄色、浅肉红色及灰绿色粘土或砂质粘土 35 层。砂层结构松散，主要矿物成分为石英，次为长石及云母片，分选性较差。本层(组)中部有一厚层粘土将其分为上、下段；上段局部含有 13 层透镜状钙质胶结的砂岩（盘） ，厚 13m，较坚硬，局部有溶蚀现象；上段砂层单层厚度大，富水性较强。下段砂层不太发育，单层厚度较小，质不纯，含泥质量增高，富水性较弱。三含上部水质尚好，在一、二含水量不足时，三含上部水可以作为生活饮用水
45、水源。三含下部水质较差，不宜做生活饮用水水源。第三隔水层（组）底板埋深 201.40262.06m，平均 248.20m。隔水层厚约 42.2077.30m，平均61.90m。岩性以灰绿色、棕黄色、棕红色砂质粘土、粘土及灰白色钙质粘土、泥灰岩为主，夹砂层或粘土质砂 05 层,局部地段在深度 190200m 处为厚层砂。该层分上、下两段：上段粘土、砂质粘土可塑性好，膨胀性强；下段灰白色、乳白色钙质粘土，泥灰岩呈半固结状，可塑性较差，为湖滨回水湾静水环境沉积。该层（组）粘土类可塑性好，膨胀性强，厚度大，分布稳定，隔水性良好，是区域及本矿重要的隔水层（组） 。由于它的存在使其以一、二、三含地下水及地
46、表水、大气降水与其下的四含水、煤系砂岩裂隙水之间失去水力联系。第四含水层（组）底板埋深 202.50271.05m，平均 256.30m。含水砂层厚度 017.15m，平均 6.00m。四中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页含沉积厚度受古地形控制，古地形低洼处四含沉积厚度较大。四含岩性复杂，由砾石、砂砾、粘土砾石、粗砂及粘土质砂等组成，其间夹有 04层薄层状粘土夹砾石、粘土、砂质粘土、钙质粘土等。从总体上看四含岩性泥质含量高，渗透性差，补给条件较差，一般富水性弱。其地下水以区域层间迳流为主，水平径流条件差，补给微弱，处于滞缓状态，与煤系砂岩裂隙含水层通过风化裂隙带及采空冒裂带裂
47、隙构成直接水力联系。而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系。据 04-98 孔抽水资料，四含静止水位标高+15.696m，q=0.009351l/s,k=0.12275m/d ，水化学类型为 HCO3Cl-Na，矿化度 0.679g/l，全硬度 4.71 德国度。生产实践证明四含直接覆盖在煤系地层之上，是矿井充水的主要补给水源之一，但一般补给量不大。2) 二叠系煤系含、隔水层（段）二叠系岩性由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等组成，并以泥岩、粉砂岩为主。其中泥岩、粉砂岩可视为隔水层，砂岩层组成含水层，各含水层之间均为有效隔水层阻隔。含水层的富水性主要取决于岩层的裂隙发育程度、连通性和补给条件。地下水主
48、要储存和运移在以构造裂隙为主的裂隙网络之中，以储存量为主。其主采煤层顶底板砂岩裂隙水是井巷开拓、煤层开采时矿井直接充水水源。据抽水试验资料，主采煤层顶底板砂岩裂隙含水层 q=0.0073240.02143L/s.m。另据相邻生产矿井实际资料，井下揭露的突水点变化规律，一般是开始涌水量较大，随时间延长，衰减较快，呈淋水或滴水状态，仅少量突水点呈流量稳定的长流水。总的来说，煤系砂岩裂隙含水层富水性较弱，根据区域水文地质资料及主采煤层赋存的位置关系、裂隙发育程度划分为三个含水层（段）和四个隔水层（段） 。3) 太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）袁店一井共有 62 个钻孔揭露太原组地层，最大揭露厚度 52.06m（06-26 孔） ，多数钻孔仅揭露一 二层灰岩，少数钻孔揭露下部灰岩。据相邻五沟矿资料太原组地层厚度132.40m，有石灰岩 12 层，总厚 75m，占全组总厚的 60%。本矿一灰厚度 0.333.29m，平均 1.77m 左右，二灰厚度 1.533.55m，平均 2.89m 左右。三
