1、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： 平煤十一矿 1.8Mt/a 新井设计 专 题： 平煤十一矿二 1 煤层瓦斯综合治理技术研究 指导教师： 职 称： 讲 师 全套图纸，加 1538937062011 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术 专业年级 采矿 07-2 班 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2011 年 1 月 11 日毕业设计日期：2011 年 3 月 15 日至 2011 年 6 月 5 日毕业设计题目：平煤十一矿 1.8Mt/a 新井设计毕业设计专题题
2、目：平煤十一矿二 1 煤层瓦斯治理技术研究毕业设计主要内容和要求：按采矿工程毕业设计大纲要求，完成平煤十一矿 1.8Mt/a 新井设计。专题为平煤十一矿二 1 煤层瓦斯综合治理技术研究，翻译为 3000 字的英译汉文章。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答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确 基 本正
3、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。一般部分为九龙矿 1.8Mt/a 新井设计。平煤十一矿位于平顶山市区西北 13km 处，行政区划属平顶山市湛河区和宝丰县共同管辖。井田内交通便捷，内有国铁孟（庙）平（顶山）支线与京广铁路干线连接，平（顶山）宝（丰）支线与焦枝铁路相接，平（顶山）舞（阳）支线与地方小铁路漯（河）南（阳）支线连接。井田走向长约 6.59km，倾向长约 2.58km，井田总面积为 16.28km2。
4、主采煤层为二 1 煤，浅部平均倾角为 21，深部平均倾角为 12，煤层平均厚度为 10m。井田地质条件较为简单。井田地质储量为 237.47Mt，矿井可采储量 158.775Mt。矿井服务年限为 67a，涌水量不大，矿井正常涌水量为 150m3/h，最大涌水量为 180.4m3/h。局部矿井瓦斯涌出量较高。井田为两水平，一水平标高为650m，二水平标高为 850m 双立井开拓，主井装备箕斗，副井装备罐笼。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用 1.5t 固定式矿车运输。矿井通风方式为两翼对角式通风。矿井年工作日为 330d，工作制度为“三八” 制。一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田地质
5、特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分为：平煤十一矿二 1 瓦斯综合治理技术研究。翻译部分为二十一世纪初的中国煤炭发展前景关键词：井型 ；开拓方式 ；储量 ；通风方式 ；采煤方法 。ABSTRACTThe design includes three parts: a general part and the translation of some parts of the topic. The general part o
6、f the Kowloon mine 1.8Mt / a design of new wells. Pingmieshiyi mine is located in north-west of Pingjingshan City, Henan Province, from Fengfeng Group Co., Ltd. about 40 kilometers south-east about 13 kilometers away from the Cixian, southern Henan Province, Anyang City, Handan City, under the admin
7、istrative divisions and Cixian Fengfeng mining jurisdiction. Mine with convenient traffic, north-west have Handan railway line cut through the ring, the new station from the slope Pingmeishiyi-Guang Railroad Station is only 6.59 kilometers. Waida to about 2.58km, a total area of mine 16.28km. The ma
8、in coal seam 21 coal, with an average inclination of 21 , the average total seam thickness is 10m. Waida relatively simple geological conditions. Mine industrial reserves of 237.37Mt, mine recoverable reserves 158.775Mt. Length of service for mine 67a, Chung, water, not water mine normal Chung 150m3
9、 / h, the largest water Chung 180.4m3 / h. Higher gas emission in coal mine for high-gas coal mine. Mine for the two-level, a level of elevation for-650m, the second level of elevation-800m double for the vertical development, the main shaft skip equipment, auxiliary equipment cage. Tape transport r
10、oadway used to transport coal, the use of auxiliary transport transport 1.5t tub fixed. Mine ventilation for ventilation diagonal wings. Mine was working for the 330d, system as a “38“ structure. The general part of a total of 10 chapters: 1, an overview of mining and mine geological features; 2, Wa
11、ida realm and reserves; 3, system and design of the mine production capacity, length of service; 4, mine development; 5, to prepare the way - with the district roadway layout ; 6, coal mining methods; 7, underground transport; 8, mine hoist; 9, mine ventilation and security technologies; 10, the bas
12、ic technical and economic indicators for mine. The special subject part is the coal mine scaleboard Gas to prevent and cure a technique overview.Translation part is the Perspective of coal development of china in the early 2000S.Keywords: Well type； To open up the way； Reserves； Ventilation； Mining
13、method.目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征 .11.1 矿区概述 .11.1.1 矿区地理位置与交通条件 11.1.2 矿区地形、地貌及居民分布情况 11.1.3 矿井供配电来源 11.1.4 矿区水文概况 11.1.5 工业及居民用水的水质、水源情况 21.1.6 矿区气候条件 21.1.7 矿区经济概况 21.2 井田地质特征 31.2.1 井田的地形及地质勘探 31.2.2 地层情况 31.2.3 矿井主要断层分布 错误！未定义书签。1.2.4 水文地质特征 61.3 煤层特征 91.3.1 煤层埋藏条件 91.3.2 煤层群特征 91.3.3 煤层的围岩性质 .101.
14、3.4 煤的特征 .101.3.5 瓦斯、煤尘及煤的自燃 .132 井田境界和储量 152.1 井田境界 .152.1.1 井田境界确定依据 152.1.2 井田境界 152.1.3 井田赋存特征 152.2 矿井工业储量 .152.2.1 储量计算基础 162.2.2 井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型 162.2.3 煤层可采厚度及储量等级圈定 162.2.4 矿井的地质储量 172.3 可采储量 .172.3.1 计算可采储量时必须考虑永久煤柱的损失 182.3.2 各种煤柱损失计算 182.3.3 矿井可采储量计算 193 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 213.1 矿井工作制度
15、.213.2 矿井设计生产能力及服务年限 .213.2.1 矿井设计生产能力确定的依据 213.2.2 核算矿井服务年限 213.2.3 核算第一水平的服务年限 223.2.4 井型校核 224 井田开拓 .244.1 井田开拓的基本问题 .244.1.1 井田开拓的基本问题 244.1.2 确定井筒形式、数目、位置、坐标 254.1.3 工业场地位置 错误！未定义书签。4.1.4 开采水平的划分 264.1.5 主要开拓巷道 264.1.6 开拓方案的确定 264.2 矿井基本巷道 .314.2.1 井筒 314.2.2 主要开拓巷道 错误！未定义书签。4.2.3 井底车场及硐室 334.2
16、.4 主要开拓巷道 365 准备方式 采区巷道布置 .395.1 煤层地质特征 .395.2 采区巷道布置及生产系统 .395.2.1 确定采区巷道布置及生产系统的原则 395.2.2 首采区基本情况及区段划分 .405.2.3 煤层的开采顺序和区段接替顺序 .405.2.4 确定采区巷道布置 .错误！未定义书签。5.2.5 生产系统 .405.2.6 确定巷道的尺寸、支护、通风方式及掘进方法 .415.2.7 采区生产能力确定 .415.3 采区车场选型设计 .425.3.1 车场 425.3.2 采区主要硐室的布置 436 采煤方法 456.1 采煤工艺方式 .456.1.1 煤层的赋存特
17、征 456.1.2 确定采煤工艺方式 456.1.3 确定回采工作面长度、推进方向、推进度 466.1.4 回采工作面破煤、装煤方式的确定 476.1.5 采煤机的工作方式 486.1.6 回采工艺 486.1.7 工作面运煤 496.1.8 工作面支护 496.1.9 合理采放、放顶步距、放煤方式的确定比 .526.1.10 劳动组织和循环作业图表 .536.1.11 工作面吨煤成本 546.2 回采巷道布置 .556.2.1 回采巷道布置 .556.2.2 回采巷道支护 .556.2.3 确定回采巷道断面及其具体施工技术要求 .557 井下运输 .587.1 概述 .587.1.1 井下运
18、输设计的原始条件和数据 587.1.2 矿井运输系统 587.2 采区运输设备的选择 .587.2.1 转载机选型 587.2.2 破碎机机选型 597.2.3 顺槽皮带送机选型 597.2.4 上山胶带输送机选型 597.2.5 采区辅助运输 597.3 大巷运输设备的选型 .627.3.1 胶带运输大巷设备选型 627.3.2 辅助运输大巷设备选型 638 矿井提升 .648.1 概述 .648.1.1 矿井提升设计原始条件核数据 648.1.2 矿井提升方式 648.2 主副井提升 648.2.1 主井设备选型 648.2.2 副井设备选型 659 矿井通风设计 679.1 选择矿井通风
19、系统 .679.1.1 矿井概况 679.1.2 矿井通风系统的基本要求 679.1.3 矿井通风类型的确定 689.1.4 采区通风系统的要求 699.1.5 工作面通风方式的选择 699.1.6 矿井通风容易和困难时期的通风网路图及立体图 .709.2 工作面及全矿所需风量 719.2.1 确定回采面风量 719.2.2 确定矿井通风容易时期和困难时期矿井所需风量 749.2.3 确定采区、全矿的风量分配 749.3 全矿通风阻力的计算 .769.3.1 确定矿井通风容易时期和困难时期的最大阻力路线 769.3.2 矿井通风容易时期和困难时期井巷摩擦阻力及通风阻力计算 769.3.3 矿井
20、总风阻及总等积孔的计算 829.4 扇风机选型 .849.4.1 确定风机设计工况点 849.4.2 矿井主扇选择的两条原则 869.4.3 电动机选型 879.5 安全灾害的预防措施 .889.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 889.5.2 预防井下火灾的措施 889.5.3 防水措施 8810 设计矿井基本技术经济指标 .89专 题 部 分 .90平煤十一矿瓦斯综合治理技术研究 .错误！未定义书签。1 概述 错误！未定义书签。2 采场瓦斯治理方法研究 错误！未定义书签。2. 1 工作面瓦斯治理方法 .错误！未定义书签。2. 1. 1 顶板走向钻孔抽放技术 .错误！未定义书签。2. 1.
21、2 高抽巷抽放技术 .错误！未定义书签。2. 1.3 专用巷道排放瓦斯技术 错误！未定义书签。2. 2 采煤工作面顺层抽放方法 .错误！未定义书签。2. 2.1 采空区埋管抽放技术治理工作 错误！未定义书签。2. 2. 2 开采保护层技术 .错误！未定义书签。2. 2. 3 煤层注水防治瓦斯 错误！未定义书签。3 结束语 错误！未定义书签。参考文献: 错误！未定义书签。英文原文 .102中文译文 .107致 谢 .111中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置与交通条件1) 地理位置十一矿位于平顶山市区西北 13km
22、处，行政区划属平顶山市湛河区和宝丰县共同管辖。井田东起 50 勘探线，西至 59 勘探线（59 线以西未采动） ，南起各煤层露头，北至六2（丙 3） 、五（丁） 、四（戊） ，二（己）组煤层-950m 底板等高线。2) 交通条件井田内国铁有孟（庙）平（顶山）支线与京广铁路干线连接，平（顶山）宝（丰）支线与焦枝铁路相接，平（顶山）舞（阳）支线与地方小铁路漯（河）南（阳）支线连接。平煤集团公司自营矿区铁路专用线在核查区南部通过，专用线分别在平顶山、宝丰与国铁相接。311 国道通过井田南部。另外，县县间公路和简易公路纵横交错，与周围各县市均可相通，交通甚为畅达、便利。附交通位置图（图 11）图 11
23、 矿区交通位置图中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 2 页1.1.2 矿区地形、区域经济概况1) 地形特点平顶山矿区处于伏牛山东端与华北大平原西南缘的交接部位，地势西高东低，西部为低山丘陵，东部过度为冲积平原。2) 区域经济概况区内原以煤炭开发与加工为主导产业，其原煤产量居全国前列，为我省能源和工业用煤需求及缓解南方煤炭馈缺起着不容忽视的作用；并以平顶山市为中心形成了铁路、公路网络，交通运输极为便利；除煤炭开采业外，电力、建材、化工、机械制造、电子、电器、食品加工、餐饮、旅游等工业及服务业均较发达。农业以小麦、玉米种植业和养殖业为主。第一、二、三产业，由传统生产、经营管理模式正向现代化
24、模式过渡，城市发展潜力较大。1.1.3 矿井供配电来源 矿区电源主要来自平顶山市电业局所辖的贾庄、肖营和孙岭变电站的 110Kv 和 35Kv系统以及平煤集团公司所辖的谢庄 110Kv 变电站、月台 35Kv 变电站、焦庄（平八矿西风井）35kv 站， 。矿井电源可取自月台 35Kv 变电站之 6Kv 母线。月台变电所现有两台主变，容量为21250KVA，电压等级为 35/6Kv，正常情况下两台主变同时分列运行。月台站 35Kv 主送电源取自贾庄 220kv 站。备用电源可取自焦庄（平八矿西风井）35kv 站，当主送线路故障时，备用电源可通过装置自动投入。1.1.4 矿区水文概况该区河流属淮河
25、水系，较大河流有沙河和汝河，发源于伏牛山东麓。自西向东分别流经平顶山井田的南部和北部，其中沙河位于十一矿井田以南 5.8km，汝河在井田以北12.5km，沙河与汝河在平顶山井田东部马湾附近汇合后称沙汝河。沙河、汝河流经平原处，由于河床坡度减缓，河床变浅，汛期容易泛滥成灾，据历年沙河、汝河水文观测站资料，其流量随季节性变化明显，汛期为 69 月份占全年迳流量的 6471，枯水期为头年 12 月至来年 2 月，占全年迳流量的 2.34.6。除沙河汝河外，本区还有两条主要小河，即湛河和清肠河，但均在十一矿井田范围以外。在沙河上拦河建库的白龟山水库之北干渠和西干渠未与湛河沟通之前，湛河流量随季节性变化
26、，其流量为 0.9967.3m3/s，洪水期河水可溢出两岸淹没农田，在中游诸葛庙大营一带洪水位标高为+87.57m(1953 年) 。需要指出的是：十一矿井田范围内无天然河流和水库，仅在井田北部有一些南北向季节性水流冲沟，地表排泄条件良好；在井田南部，沿寒武系露头北侧有一条排水沟。1.1.5 矿区水源、通信及建设供应情况1) 水源矿区距市区较近，矿区西南有白龟山水库，水源充足，可实现集中供水。再者地下水有寒武系灰岩含水层，太原组下段灰岩含水层，处理后均可作为矿井生产、生活用水。中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 3 页2) 通信矿区己形成自动通信网络，各矿与平煤集团公司以及对外联系十分
27、方便。通信系统包括行政管理电话、生产调度电话和井下移动通信工程。电话电缆选用 HUYVA20 型，电话机选用本安电话机 HAK-1 型。3) 供应情况区内大部分为山坡地，比较贫瘠。居民绝大部分务农，主要农作物有小麦、大豆等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，均能满足建设需要。1.1.6 矿区气候条件 本区属南暖温带季风区半干旱大陆气候。据平顶山气象站历年降雨量观测资料，年平均(43 年平均) 为 732.8mm，年最大降雨量 1322.6mm(1964 年)，年最小降雨量373.9mm(1966 年)。雨量多集中
28、69 月份，约占全年降雨量的 38.42；其中月最大降雨量可达 379.2mm(1995 年 7 月)，日最大降雨可达 234.4mm(1958 年 6 月 30 日)。另据平顶山气象站历年观测资料，年平均(26 年平均)气温 14.9，冬季寒冷多西北风和东北风，西北风风速最大可达 24.0m/s，元月份气温最低，平均为 1.0，极端最低气温为-18.8(1955 年 1 月 30 日) ，最大冻土深度 14.0cm(1977 年 1 月 30 日)，最大积雪深度22.0cm(1954 年 11 月 26 日 )；夏季炎热多东北风和东风，东北风风速最大可达 24.0m/s，七月封气温最高，平均
29、为 27.7，极端最高气温为 42.6(1966 年 7 月 19 日)，年平均气压 100560Pa，极端最高气压 103990Pa(1970 年 1 月 4 日)，极端最低气压 97890 Pa 毫巴(1956 年 8 月 3 日) ；年平均蒸发量 1880.4mm，年最高蒸发量 2825.0mm(1959 年)，年最低蒸发量 1490.5mm(1964 年)。1.2 井田地质特征1.2.1 井田的地形及地质勘探1) 井田的地形十一矿井田位于平顶山矿区的西南缘，属剥蚀残余丘陵地貌单元。井田北部为三叠系刘家沟组组成的红石山、蜘蛛山、香山、莲花盆等丘陵山体，山体呈北西南东向展布，山脊标高+22
30、7.3 +320.4m；山体南坡为褶裙状坡洪积层及二叠系平顶山砂岩组成的艾山，弹花锤等剥蚀残丘，标高+245.6+130.0m ；南北向冲沟较为发育，沟深 2.03.5m 。井田南缘为寒武系灰岩组成呈北西南东向展布的剥蚀残丘(青石山)和垄岗，标高+110 +176.1m；井田南中部为剥蚀残丘，垄岗与坡洪积层之间由冲洪积层组成的北西南东向槽形谷地，标高+110.0+140.0m ，地势较平坦，谷地最高处位于 55 勘探线附近，东西两侧逐渐变低。2) 井田的勘探程度十一矿先后经历了资源精查勘查、矿井地质勘探等两大阶段。精查勘查阶段先后由地质部中南地质局平顶山勘探队（401 队） 、平顶山矿务局钻探
31、队及煤炭部中南地质局 126 队进行勘探；矿井地质补勘工作主要由原平顶山矿务局钻探队及其后的平顶山矿务局地质中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 4 页测量处施工。1.2.2 地层情况根据华北石炭、二叠纪地层区划，平顶山煤田属于华北地层区汝阳确山地层小区。据区域出露及钻孔揭示，区域内发育地层由老至新有：太古界变质岩系、上元古界震旦系、下古生界寒武系、上古生界石炭二叠系、中生界三叠系及新生界第三四系，区域缺失地层有奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系下统和侏罗系（见表 11） 。表 11 区域地层发育一览表岩石地层单位界 系 统 组 代号厚 度（m） 岩 性 特 征第四系 Q 0430以砾石、卵
32、石、砂为主，混杂亚砂土及亚粘土，多为灰黄及黄色，下部为棕红、褐红色粘土，底部为砂砾层上第三系 N 200下部为杂色砂岩，钙质胶结；中上部为灰黄色砂质泥岩与泥岩互层。新生界 第三 系下第三系 E4302460上部为红色砂质页岩与砂质泥岩互层，夹红色钙质或铁质胶结砾岩；中部为砂质泥岩、泥岩、砂砾岩，中夹炭质泥岩，下为砂砾岩白垩系 下统 K1 1108.70上部为安山质火山角砾岩；中部为深灰、紫红、灰绿色安山玢岩、玄武安山岩，夹火山角砾岩；下部为紫红、褐红、灰绿色泥质粉砂岩、泥岩，夹泥灰岩及细砾岩。与下伏地层为不整合接触和尚沟组T2h 300上部为紫红色泥岩及砂质泥岩，夹钙质泥岩及砾屑灰岩；中部为紫
33、灰色中粒砂岩；下部为紫红色厚层泥岩及砂质泥岩中生界三叠系 下统 刘家沟组T1l 125250 紫红色、褐红色中、细粒砂岩，硅质及铁质胶结，具“红斑” ，与下伏地层为整合接触石千峰组P2sh 320上部为灰黄色、淡紫色粉、细砂岩及泥岩夹数层砾屑灰岩；中上部紫红色泥岩；中下部为浅灰色、灰白色中、细粒砂岩夹绿、紫红色泥岩；下部为浅灰灰白色中、粗粒砂岩（平顶山砂岩）上古生界二叠系 上统上石盒P2s 163390灰绿色、浅灰深灰色泥岩、砂质泥岩，夹中、细粒砂岩,分三个煤段（七- 八） ，含煤1025 层中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 5 页子组下石盒子组P1x 161397灰绿色、浅灰深灰色
34、泥岩、砂质泥岩，夹中、细粒砂岩, 分四个煤段（三-六） ，含煤2030 层，其中六 2（丙 3） 、五 2（丁 5-6） 、四2（戊 9-10） 、四 3（戊 8）等煤层为可采煤层下统山西组P1sh 53123浅灰色中细粒砂岩，灰深灰色泥岩，砂质泥岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，为二煤段，含煤 26 层，其中二 1（己 16-17）煤层为主要可采煤层太原组C3t 3090以灰色深灰色灰岩（511 层）为主，中部夹细中粒砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层，灰岩中富含蜓、腕足类化石，泥岩中含植物化石，本段含煤 917 层，与下伏地层不整合接触石炭 系 上统本溪组C3b 021灰绿灰色，局部紫色、乳白色、
35、杂色铝土质泥岩或铝质岩。富含黄铁矿晶粒、鲕粒、结核，具鲕状、豆状结构上统 崮山组3g 85160灰深灰色厚层状白云质灰岩、鲕状灰岩张夏组2zh 60220上部深灰色白云质灰岩，具不明现的鲕状结构；下部为深灰色厚层状鲕状灰岩徐庄组2x 50250上部为厚层状灰岩，间夹灰绿色页岩及海绿石砂岩；中部灰深灰色泥质条带白云质灰岩；下部为泥质条带灰岩，黄绿色砂质泥岩中统毛庄组2m 90140暗紫色、灰绿色粉砂岩，层面含大量白云母片，夹透镜状灰岩馒头组1m 35270紫红、黄绿色泥质灰岩或泥灰岩为主，间夹页岩、砂质泥岩，薄中厚层状致密灰岩和钙质砂岩下古生界寒武系下统辛集组1x 55210上部为灰深灰色豹皮灰
36、岩、白云质灰岩；下部褐黄色厚层状，中细粒石英砂岩、泥灰岩。与下伏地层为假整合接触罗圈组Z3l 100上部为灰绿、紫红色砂质或泥质页岩；下部为杂色冰积泥、砂质砾岩中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 6 页洛峪口组Z3ly 320灰白色、厚层状硅质条带白云岩三教堂组Z3s 100浅肉红色、灰白色厚层状中细粒石英砂岩，顶部有硅质团块及条带上统崔庄组Z3c 290灰褐黄色、浅肉红等杂色砂质泥岩夹薄层细砂岩，底部为浅肉红色中薄层状粗粒石英砂岩北大尖组Z2bd 241280灰白、褐黄色厚层状细、中粒石英砂岩，夹白云质灰岩，顶部为厚层状白云岩白草坪组Z2b 166180暗紫红色泥质粉沙岩，砂质泥岩夹
37、中、细粒石英砂岩中统云梦山组Z2y 177533浅肉红色、灰白色厚层中粗粒石英砂岩夹粉砂岩、砂质泥岩，下部夹安山玢岩，底部砾岩上元古界震旦系下统马家河组Z1m 15802220灰绿、紫红色变质安山玢岩，杏仁状变质安山玢岩夹绢云母绿泥片岩，变质凝灰质砂砾岩，与下伏地层不整合接触铁山庙组Art 1610角闪更长片麻岩夹更长角闪片麻岩、大理岩及石英鳞铁矿两层，部分混合岩化作用太古界前震旦系太华群Arth赵案庄组Arz 1340铁铝石角闪更长片麻岩，更长角闪片麻岩夹蛇纹鳞铁矿两层，部分受混合岩化作用太古界变质岩系与上元古界震旦系地层零星出露于平顶山煤田南部鲁叶断层以北。寒武系地层主要出露于平顶山煤田西
38、部韩庄、梁洼以西，常王村四周及白龟山水库北侧，石炭二叠系地层在低山区有零星出露，三叠系地层隐伏于山前缓倾斜平原。中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 7 页十一矿井田大部分为第四系、第三系所覆盖。据钻孔揭露和地表出露情况，井田内赋存地层主要有寒武系、石炭系上统本溪组和太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、二叠系上统上石盒子组和石千峰组、三叠系刘家沟组、第三系及第四系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组为主要含煤地层。附十一矿煤层综合柱状图 12图 12 井田地质柱状图1.2.3 井田的地质构造、最主要的地质变动十一矿位于平顶山煤田西部，处于李口向斜西南翼，整体为走向 NW
39、SE、倾向 NE的单斜构造。浅部地层陡，倾角高达 22，局部倒转；深部缓，倾角一般为 512 。井田内褶皱与大中型断裂构造均较简单，而根据生产中揭露小断层情况，反映井田内小断层很发育。1) 褶皱由于受挤压应力作用，在井田浅部形成一紧闭褶皱，地层变得很陡，局部出现直立甚至倒转现象；在井田深部，地层较缓，在走向上呈缓波状展布，在 50 勘探线附近形成一宽缓向斜，56 勘探附近形成一宽缓背斜。2) 断层中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 8 页由于受区域构造的影响，井田内及附近发育大、中型断层 2 条（见表 12） ，多为NWSE 向。表 12 主要断层下一览表编号 断层名称 性质 走向()
40、 倾向（） 倾角（） 落差（m） 控制程度F1 凤凰岭断层 逆 近 SN 270 3755 3080 可靠F2 锅底山断层 正 NW 220 48 40129 局部可靠1.2.4 水文地质特征根据岩性特征、水力性质、富水空间及对可采煤层的影响等，将区内含水层自上而下划分如下：1) 含水层(1)基岩风化带含水层在本矿区分布较广一般厚 3050m，具钻孔抽水资料显示单位涌水量 0.00591 L/sm，渗透系数 0.01123 m/d。(2)第四系底部砾石含水层第四系底部普遍发育一层一般厚度 316m、最大 61.10m 的坡、洪积砾石层。该砾石层覆盖于各可采煤层隐伏露头之上，沿地层走向呈带状分布
41、。是各可采顶板砂岩水的主要补给来源。(3)第三系泥灰岩含水层该泥灰岩不整合于煤系地层之上，主要分布在一煤组露头北侧，且沿走向断续呈窝状分布。厚 031.85m，矿区西部 60-3 孔达 146m。钻孔单位涌水量0.03250.1104L/sm，渗透系数 0.229m/d。以 56 勘探线为界，东部厚 08.87m 、西部厚031.85m。故该含水层不仅是下伏各含水层的主要补给源，也是下伏各含水层发生水力联系的通道。(4)平顶山砂岩裂隙含水层位于石千峰组底部，在矿区中部分水岭一带大面积出露。平均厚 121.12m。由中粗粒石英砂岩组成，浅部风化裂隙发育、岩石较破碎、富水性较强。属无压-承压裂隙含
42、水层。(5)五 2 煤层顶板砂岩含水层五 2 煤层上部的老顶为中粗粒砂岩（K 6）厚 042.4m，平均 13.6m。一般下距五 2 煤层 30m 左右，为五 2 煤层顶板直接充水含水层。砂岩中裂隙发育，钻孔单位涌水量0.001410.00156L/ms，渗透系数 0.00750.0081m/d，富水性较弱。地下水呈浮白色，碱度较大，水质为 HCO3Na 型。(6)四 2 煤层顶板砂岩含水层从四 2 煤层顶板至五 21 煤层底板间所夹的厚 050.29m 、一般 816m 中粗粒砂岩，中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 9 页该砂岩中裂隙不甚发育，钻孔单位涌水量 0.01130.011
43、9L/sm，渗透系数0.0520.054m/d，放顶后出水量一般小于 20m3/h，含水性差，属弱富水含水层。(7)二 1 煤层顶板砂岩含水层从二 1 煤层顶板到山西组顶界，含多层中、粗砂岩，其中大占砂岩、香炭砂岩为二 1煤顶板直接充水含水层，一般总厚 1535m，平均 21.1m，最厚可达 67.0m。砂岩中裂隙不甚发育，钻孔单位涌水量 0.001160.00138L/sm，渗透系数 0.001120.00259m/d。含弱的承压裂隙水，对二 1 煤层开采有一定影响，但不威胁矿井安全。水质为 HCO3ClNa 型。(8)石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙含水组主要由 L7、L 8 两层灰岩组成，层
44、位稳定。其中 L8 灰岩平均上距二 1 煤层 9.60m，灰岩总厚 2.1040.18m，平均厚 12.77m，岩溶裂隙较发育。据统计，岩溶发育标高主要集中在+77.74 +90.75m，局部在440m 深处可发现岩溶现象。钻孔单孔抽水试验，单位涌水量 0.005318.008L/sm，渗透系数 0.0052763.13m/d；群孔抽水试验，单位涌水量1.717L/sm，渗透系数 15.9330.05m/d，平均 22.39m/d，并且走向渗透系数大于倾向渗透系数，是二 1 煤层底板直接充水含水层。水质为 HCO3Ca 型。(9)石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙含水组由太原组下段中的 L1L 4
45、灰岩组成，其中 L4 灰岩层位稳定，层位稳定，与下伏L1、L 2、L 3 灰岩较近，可视为同一含水层，一般厚 1025m 。该段岩溶裂隙发育，钻孔见溶洞率达 18.6，揭露溶洞最大高度 6.54m（52-2 孔） 。据统计，穿见岩溶标高为+77.48135.42m 。钻孔单位涌水量 0.000035 12.842L/sm，渗透系数0.00013829.761m/d，该含水层含水丰富。因其为二 1 煤层底板间接充水含水层，一般对煤层开采无影响。随着煤层开采水平的延伸，在矿压、水压联合作用下，一旦发生突水，将会造成严重后果。(10)寒武系灰岩岩溶裂隙含水层该含水层在露头区，溶沟、溶槽、落水洞等发育
46、，地下溶洞则多被棕黄、棕红色粘土充填。据水井资料，60m 以深岩溶发育较差。上统崮山组白云质灰岩含水层，平均厚 68m，钻孔最大揭露 65.53m。深部岩溶裂隙发育程度低，含水性较弱，钻孔单位涌水量 0.00120.045L/sm；浅部风化带中，裂隙比较发育。中统张夏组主要由鲕状、豆状灰岩组成，厚 56124m ，呈东西狭长状出露于本矿西南的青石山附近。裂隙溶洞发育，可直接接受大气降水补给。据区域资料，该段含水层导、富水性较强。2) 隔水层(1)寒武系底部隔水层包括寒武系下统馒头组和中统毛庄组的泥岩、泥灰岩、砂质泥岩，厚 135410m ，可阻隔震旦系石英岩和寒武系下统辛集组石英砂岩含水层同张
47、夏组灰岩含水层的水力联系。是区域性隔水层。(2)本溪组铝土泥岩隔水层主要由铝土质泥岩或铝土矿层组成，个别孔含泥岩和一 1 煤，塑性好。厚中国矿业大学 2011 届本科毕业设计 第 10 页1.520.94m，一般 410m，平均 5.92m。层位稳定，正常情况下可阻隔石炭系灰岩和寒武系灰岩含水层之间的水力联系。(3)太原组中部砂泥岩段隔水层由太原组中段的泥岩、砂质泥岩、粉、细砂岩、煤线和薄层 L5、L 6 灰岩组成，一般厚 2045m，局部 L6 灰岩与 L7 灰岩成为同一含水层。正常情况下可阻隔上、下段灰岩水之间的联系。(4)二 1 煤层底板隔水层二 1 煤底板至 L8 灰岩间的泥岩、砂质泥
48、岩、粉砂岩和层位不稳定的 L9 泥灰岩，组合厚度 0.7030.73m，平均 9.60m。其中二 1 煤直接底板中的泥岩、砂质泥岩垂直单轴抗压强度 12.83826.46MPa，平均 19.698MPa；垂直抗拉强度 0.54881.127MPa，平均0.8428MPa。据此推算，正常情况下，每米隔水层可抵抗 0.15MPa 的静水压力，但在断层裂隙发育带和隔水层薄地段，难以起到隔水作用。如 52 线以东的二 1 煤七采区浅部沿近东西向的底板破碎带，在二 1 煤层回采时发生的上段灰岩水突水，其水量近 10m3/h。(5)各煤层之间的砂质泥岩和泥岩隔水层各可采煤层上部的砂岩含水层之间，普遍赋存有厚 525m 的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等。这些厚度大、层位稳定的岩层，透水性差，可有效阻隔各煤层顶板砂岩含水层之间的水力联系。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件十一矿位于平顶山煤田西部，处于李口向斜西南翼，整体为走向 NWSE、倾向 NE 的单斜构造。浅部地层陡，倾角高达 21,局部倒转；深部缓，倾角一般为 512。井田内褶皱与大中型断裂构造均较简单，而根据生产中揭露小断层情况，反映井
