1、目 录全套图纸，加 1538937061 矿区概述及井田地质特征 .11.1 矿区概况 .11.1.1 井田位置、范围和交通位置 .11.1.2 地形地貌 .21.1.3 矿区的气候条件 .21.1.4 河流水系 .31.1.5 水源与电源 .31.2 井田地质特征 .51.2.1 井田地质概况 .51.2.2 井田大中型构造特征 .51.2.3 井田内各主要构造块段的划分 .51.2.4 岩浆岩 .91.2.5 水文地质 111.3 煤层赋存条件与特征 121.3.1 煤层的结构、厚度和一般特征 121.3.2 煤质变化 151.3.3 瓦斯 162 井田境界和储量 172.1 井田境界 1
2、72.2 矿井工业储量 172.2.1 储量计算的步骤 172.2.2 工业储量计算 182.3 矿井可采储量 202.3.1 安全煤柱 202.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 212.3.3 矿井可采储量 233 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 233.1 矿井工作制度 233.2 矿井设计生产能力及服务年限 233.2.1 矿井设计生产能力的确定 243.2.2 矿井服务年限的确定 254 井田开拓 264.1 井田开拓的方案 264.1.1 工业场地位置、形式和面积 304.1.2 开采水平的确定及采区划分 304.1.3 大巷布置 304.2 开拓方案 314.2.1 开拓方案的
3、提出 314.3 矿井基本巷道 424.3.1 井筒 424.3.2 井底车场及硐室 454.3.3 井底车场铺轨 494.3.4 主要开拓巷道 505 准备方式采区巷道布置 555.1 煤层的地质特征 555.1.1 煤层埋藏条件 555.1.2 煤质与地质情况 555.2 采区巷道布置及系统 565.2.1 确定采区走向长度 565.2.2 煤柱尺寸的确定 575.2.3 确定采区巷道布置与参数的确定 575.2.4 采区上山布置 585.2.5 联络巷道的布置 595.2.6 生产系统 595.2.7 采区内巷道掘进方法 605.2.8 采区各种主要巷道的断面和支护方式 615.2.9
4、确定采区采出率与工作面生产能力 655.3 采区车场选型设计 665.3.1 采区车场的的定义 665.3.2 采区车场的作用 665.3.2 采区车场形式的选择 665.3.4 采区主要硐室 686 采煤方法 716.1 采煤工艺方式 716.1.1 采煤方法 716.1.2 确定采煤工艺方式 .726.1.3 工作面主要参数的确定 736.1.4 采煤工艺及控顶设计 746.1.5 采煤工作面支护方式 776.1.6 回采工作面吨煤成本 796.1.7 采煤工作面正规循环作业 806.2 回采巷道布置 826.2.1 回采巷道布置方式 826.2.2 回采巷道参数 827 井下运输 867
5、.1 概述 867.2 采区运输设备选择 867.2.1 采区运煤设备的选择 867.2.2 采区辅助运输设备的选择 887.3 大巷运输设备选择 887.3.1 主要运输大巷运输设备 887.3.2 辅助运输大巷设备选择 898 矿井提升 908.1 概述 908.2 主副井提升 908.2.1 提升方式 908.2.2 主井提升 908.2.3 副井提升设备选型 929 矿井通风 939.1 矿井通风系统选择 939.1.1 矿井概况 939.1.2 通风方法的确定 939.1.3 确定矿井的通风方式 949.1.4 采区通风 959.1.5 工作面通风系统 969.1.6 矿井通风网络
6、979.1.7 通风系统立体图与网络图 989.2 矿井所需风量 .1029.2.1 回采面所需风量的计算 .1029.2.2 掘进工作面需风量 .1039.2.3 硐室需风量 .1059.2.4 其它巷道所需风量Qd .1069.2.5 矿井总风量及其分配 .1069.3 全矿通风阻力的计算 .1079.3.1 矿井通风阻力 .1079.3.2 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 .1119.4 矿井主要通风机选型 .1129.4.1 矿井自然风压 .1129.4.2 主要通风机选型 .1139.4.3 电动机选型 .1169.4.4 矿井主要通风设备的配置及要求 .1179.5 防止特殊灾害时
7、期的安全措施 .11810 设计矿井基本技术经济指标 119专题部分矿井安全防护分析与应用 1221.矿井含水井田概况 1222 煤层顶板主要的含水地层 1223 井田水文地质情况分析 1244 煤层顶板水的防治方法 1255 煤矿突水系统分析 1286 矿井防水闸门的施工管理 1387 带压矿井应急排水系统和防水闸门 1408 矿井排水的处理与利用 1439 结束语 .145翻译部分Research on support bearing and top coal stability of fully mechanized caving face in deep mine148深部综放开采顶煤
8、稳定性与支架 承载研究 .154一般部分中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 井田位置、范围和交通位置钱家营矿业分公司位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，地理坐标为北3933东经 11828。位于华北平原，属于平原地区，地势平坦，没有高山及丘陵。井田范围内有北阳庄、林子里、小屯、钱家营等村庄，井田西南有工人家属居住区，距工业广场约 3 千米。矿区内有铁路与京山线古冶车站和林西矿业有限公司接轨，铁路交通方便有公路干线通过井田，公路交通十分方便，属京、津、唐三角区，距北京、天津均为 100km。见钱家营矿交通线路图，如下图 1中国矿业大
9、学 2009 届本科毕业设计 第 2 页1.1.2 地形地貌本地区地势平坦，井田范围内全被第四系冲积层所覆盖，地势低平，东北高，而西南低，标高介于 726m 之间，地形坡度 1/1000。东部于新古河道两侧有高度 13m 呈北东南西向排列的小型沙丘。1.1.3 矿区的气候条件矿区为大陆性季风气候，春季东风和西风交替出现，气候干燥少雨；夏、秋两季东南和南风常由海面带来潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷气压影响多西北风，气候寒冷干燥。矿区内由 11 月至翌年 3月为冻结期，冻结深度为 1.0 至 1.5m，最高气温在零上 27至 37，最低气温在-29至-34，全年气温平均为零上 2
10、.0，年降水量为 370mm 至631mm，全年主导风向多为西北、东南，风力 3 至 4 级。根据开滦矿务局地震办公室 1991 年 5 月 31 日提供的钱家营矿区地震基本烈度评定报告，钱家营矿区地震基本烈度为七度1.1.4 河流水系井田内有沙河、老牛河。沙河发源于迁安城西好树屯，汇集清凉山东麓一带山地之水向南流去，过巍峰山凤凰山间的山谷，进入开平煤田。蜿蜒于唐家庄矿业有限公司，流经吕家坨矿业公司与范各庄矿业之间，回折而向西南，穿过钱家营、宋家营、小集镇，而泄入苇泊洼地内。1.1.5 水源与电源1） 矿井供水现状及存在的问题1. 矿井供水现状矿井供水主要包括生活用水和生产用水两部分。生活用水
11、主要分为工业广场生活用水和工房区生活用水，生产用水分为井下生产用水和地面生产用水。工业广场生活用水主要取自冲积层中部卵砾石承压含水层，部分取自净化矿井水(主要用于洗澡用水)，到目前为止，工业广场共施工冲积层水源井 14 口，正在使用的有 5 口，其余均已报废，可供水量为 2.8-3.5m3/min，水质符合国家饮用水标准。工房区生活用水取自冲积层中部以及底部卵砾石承压含水层。工房区已累计施工水源井 10 口，正在使用的有 3 口，其余水井均已报废(包括 3 口水质不符合饮用水标准的奥陶系石灰岩岩溶含水层水源井),供水量为3.3m3/min。水质符合国家饮用水标准。井下生产用水取自冲积层底部卵砾
12、石含水层以及矿坑水，矿井为井下生产供水在东风井工业广场先后施工水源井 7 口，正在使用的只有一口，其余均已报废，供水能力为 0.6-0.7m3/min，水质良好。另外，东风井井筒涌水和-300 水平回风大巷涌水中的一部分(约 0.5m3/min)，西风井筒及井底中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 3 页车场涌水(0.3m 3/min)，以及-600 水平东西大巷涌水的部分(约 0.5m3/min)均被用作生产使用，总供水能力达约 2.0m3/min。地面生产用水主要取自净化矿坑水，主要供洗煤厂、营运科、供应科、以及服务公司等单位使用。见下表一，矿井总的用水情况矿井总的用水情况 表一2.
13、 矿井供水中存在的问题矿井供水存在的问题主要有以下几个方面：一 水源井成井质量低，使用寿命短，建矿以来矿井共施工水源井 31口，仍在使用的仅有 9 口，水井涌砂量大，平均使用寿命只有 23 年。二 矿井供水缺乏统一的管理和规划。三 浪废现象严重。四是用水决策缺乏科学论证，如矿坑水的利用问题，井下生产用水问题，锅炉用水问题等。分割法国风格2）矿井供水设想目前矿区供水能力可以满足生活，生产的需要，预计近十年内矿区用水量不会有大的变化。总的来说，矿区生活饮用水必须取自第四系冲积层，矿坑水可以根据具体情况尽可能加以利用。必须根据水井使用寿命定期补充打新的水井，或采用先进工艺处理恢复已报废的水井。使矿井
14、供水能力始终满足矿区生产、生活需求。3）矿坑水利用目前矿井已建成矿坑水处理厂，可对矿井水进行一级处理和二级处理。目前对矿井对矿坑水全部进行一级处理，进行二级处理的矿井水约2.03.0m 3/min，主要供洗澡以及地面生产使用。矿井水中剩余部分全部排用途地点取水层位供水能力(m3/min)目前供水量(m3/min)水质情况工房区冲积层 3.33.8 3.0符合国家饮用水标准冲积层 2.83.5 2.0符合国家饮用水标准生活用水工业广场矿坑水 5.0 1.52.0 水质一般地 面矿坑水4.8 或更大 0.50.6 水质一般冲积层 0.60.7 0.6符合国家饮用水标准生产用水井 下 矿坑水 1.3
15、 0.30.4 水质一般中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 4 页入老牛河。矿区中央变电站的电源线共计四趟，其中 2 趟电网是吕家坨变电站35KV 输电线，接矿中央变电站馈送至一水平，另外 2 趟是开滦林西电厂35KV 输电线，经过中央变电站馈送至一水平。4）电源配置矿区中央变电站的电源线共计四趟，其中 2 趟电网是吕家坨变电站 35KV 输电线，接矿中央变电站馈送至一水平，另外 2 趟是开滦林西电厂 35KV 输电线，经过中央变电站馈送至一水平。进入本矿区中央变电站的电源线共计四趟，其中 2 趟电网是吕家坨变电站 35KV 输电线，接矿中央变电站馈送至一水平，另外 2 趟是开滦林西电
16、厂 35KV 输电线，经过中央变电站馈送至一水平。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况钱家营井田位于开平煤田之开平向斜的东南翼，开平煤田位于燕山南麓，受新华夏系构造的控制，是一个北东向的大型复式含煤向斜构造。它包括了开平向斜、车轴山向斜、荆各庄向斜和西缸窑向斜四个含煤构造。开平向斜为一大型不对称向斜构造，轴向在南部为北东 40，到北部古冶以东逐渐转成近东西向，其西北翼地层陡立至倒转，东南翼地层平缓而多褶曲，自北而南有杜军庄背斜、吕家坨背斜、范各庄向斜、毕各庄向斜、南阳庄背斜、高各庄向斜、李辛庄向斜、刘唐保背斜和深港向斜等褶曲，它们的轴向都与主向斜斜交，构成了“边幕式” 褶曲。1.2.2
17、 井田大中型构造特征1)钱家营井田东端为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼，向西依次为南阳庄背斜、高各庄向斜，再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区，此单斜构造向西南延展约 12 公里，又开始出现褶曲，自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜。井田西端为深港向斜东翼。2)井田内褶曲线性排列明显，如南阳庄背斜，延展长度达 7 公里，长宽比为 3:1。各褶曲轴向都与主向斜轴（开平向斜）斜交。褶曲多呈不对称状：背斜东南翼倾角较大，一般 20左右；西北翼倾角平缓，一般 10左右；向斜则相反，东南翼倾角缓，西北翼倾角大。3)井田构造以褶曲为主，断裂为辅，断层以倾向或斜交为主，且大中型断层多伴生在褶曲轴部和褶曲区与单
18、斜区过渡带。1.2.3 井田内各主要构造块段的划分钱家营井田位于开平煤田东南翼的西南段，煤系地层的时代属于石炭系上统和二迭系下统。基盘地层为中奥陶统马家沟组石灰岩。煤系地层总厚度约为 500 米。含煤十几层，煤层总厚达 19.79 米，含煤系数 3.96%，地层特征与开平煤田其它井田基本相同，现由老至新，从煤系的基盘奥陶中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 5 页系中统描述如下：1.奥陶系中统马家沟组(O2)：本组为岩性单调、质纯的碳酸盐相沉积。以厚层状，灰褐淡玖瑰色豹皮状灰岩为主，夹白云岩和薄层状白云质灰岩。后者多赋存在本组地层的上部。井田内共四个钻孔揭露了该层，最厚达 95.53 米
19、。根据岩芯观察其顶部大约 40 米以浅部分属古风化壳，最顶部约 20 米风化程度甚强，常具黄褐色斑状杂色，向下逐渐减弱。裂隙中见有浅灰杂色铝土岩充填，系属石炭系中统 G 层铝土岩沿裂隙填入的堆积物。本组厚度约 300 米。2.石炭系(C) ：分上、中两统，下统缺失。下界为奥陶系中统马家沟组石灰岩顶面，两者呈假整合接触。上界为煤 11 顶板一含海相动物化石之细粉砂岩顶面。与上复的二迭系呈整合接触。总厚一般约 200 米。1)石炭系中统一唐山组(C2)：直接复于奥陶系灰岩之上。上界为唐山石灰岩(K3)顶面。一般约 60 米。本统地层以紫、绿灰色的粘土岩和浅灰色粉砂岩为主，仅上部可见细砂岩。本统下部
20、厚约 26 米为滨海环境的湖泊相碎屑岩沉积。向上逐渐过渡到海相薄层碳酸盐和过渡相的交替沉积。形成一个逐渐递进的相序。本统标志性岩层自下而上有 G 层铝土岩和三个薄层灰岩。2)石炭系上统(C3) ：分上下两组。下组称开平组，上组称赵各庄组。上组是重要的含煤地层。本统一般厚约 135 米。3.二迭系下统(P1)：下界以煤 11 顶板之粉砂岩顶面，与赵各庄组呈整合接触。上界 A 层铝土质粘土岩顶面，部分地区有冲刷面。本统地层一般厚约 300 米，分上下两组。下组称大苗庄组；上组称唐家庄组。其大苗庄组是主要含煤地层。1)大苗庄组 (P11 )：上界为煤 5 顶板的中、细粒砂岩底面。此间为一古河床的冲刷
21、面，常使煤 5 遭受剥蚀的迹象。如林 88 孔煤 5 厚度为 0 米，钱 34 厚 0.11 米。本组厚约 70 米。本组地层为过渡相粘土岩和陆相碎屑岩的交替沉积。大陆冲积相己开始出现。含煤六层，即煤 9、煤 8、煤 7、煤 、煤 6 和煤 5。其中煤 7 和煤 9 厚度较大，为层位稳定的主要可采煤层。标志层：煤 6 顶板粉砂岩：深灰一黑灰色。致密，质地均一。具海百合茎及腕足类化石。含黄铁矿散晶及褐灰色泥质或菱铁质结核。层位稳定。2)唐家庄组 (P11 )：下界为煤 5 顶部的中、细砂岩底面，与下伏大苗庄组呈冲刷接触，上界为 A 层铝土质粘土岩顶面。一般厚度 220 米左右。井田内局部受剥蚀。
22、本组地层属陆相堆积，河流活动极为活跃，除了在河流期交替的短暂时期中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 6 页有一些滞水盆地湖相的粉砂质和泥质沉积物外，很少见有典型湖泊相的沉积物。岩性以粗碎屑砂质岩类占绝对优势。由于地壳逐渐趋向隆起，河流活跃，迁徙频繁，已不利于煤层堆积。本组地层大致可分三段。每一岩段由河床相粗碎屑物起到滞水盆地（湖）细碎屑物止，反映了三次河流活动的大周期。4.二迭系上统（P2 ）：分上下两组。下组称古冶组，上组称洼里组。本统厚度大于 722 米。1)古冶组：下界为 A 层铝土岩顶面，呈冲刷接触。上界为淡黄色底砾岩底面。亦是冲刷接触。一般厚约 430 米。本组属纯陆相沉积。
23、岩性以灰白、紫灰色中粗粒砂岩为主，间夹紫色粉砂岩和粘土岩。砂岩成份单一。泥硅质或硅质胶结。粉砂岩或粘土岩多呈团块状构造。有时含褐铁矿结核。本组中部含一层铁质粘土岩（A 层） ，是全区主要标志层之一。该层下约 4050米处粗砂岩中有同心环状层理（称李泽岗格同心环） 。再下是厚层的硅质中、粗砂岩。分选性甚好。质地坚硬，俗称“磨石砂岩 ”。厚度一般在 10 米以上。本组下部的粉砂岩中，常含羊齿及苛达树等化石。2)洼里组：下界为底砾岩底面，上界不清，厚度大于 500 米。井田内钱 12 孔所见287 米。与古冶组呈冲刷接触。本组地层岩性主要为紫色、紫红色粉砂岩间夹细砂岩，有时夹中砂岩和粘土岩。组成细带
24、状构造。底部为暗紫色或灰绿杂色砾岩，有时相变为中粗砂岩。以石英为主，次为燧石、紫色岩屑。分选不良。泥硅质胶结。本组属陆相沉积。显示由河床相粗碎屑物湖滨波浪带或浅湖相细碎屑沉积特征。5新生界复盖层（第三、第四）：本界地层不整合于各时代地层之上。厚度由北部钱 47 孔的 82 米往西南逐渐增厚，至钱 84 孔达 800 米，平均每公里厚度递增 42 米。等厚线大致呈东西方向伸展。井田西南部大致以钱 73钱 88钱 98 诸孔联线为界，此线以南，复盖层厚度均超过 600 米，经部分取芯鉴定，下部似有第三系沉积物，其岩性为灰绿黄绿色半固结状的砂岩，粉砂岩和粘土岩。曾送样于省公司化验室鉴定，岩样为细砂岩
25、故未发现孢粉，无法确定其时代，暂划入新生界复盖层。本界地层由各种粒级的砂、卵石，砾石及粘土和亚粘土组成。图 13 钱家营煤矿地层综合柱状图中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 7 页图 1.3 煤层柱状图唐家庄组迭 深 灰 色 ， 上 部 略 粗 夹 细 砂 岩 ， 向 下 渐 变 为 致 密 ，均 一 ， 纯 净 ， 具 贝 壳 状 断 口 和 平 坦 状 断 口 ， 局部 含 海 百 合 茎 和 海 豆 芽 等 化 石 ， 偶 见 植 物 化 石 ，含 黄 铁 矿 散 晶 及 菱 铁 矿 结 核 。煤 质 好 ， 光 亮 型 ， 块 状 ， 厚 度 变 化 不 大 ， 为 井田 最
26、上 可 采 煤 层 ， 较 稳 定 ， 一 般 为 单 一 结 构 。粉 砂 岩界 统系生 煤 56.12 9度厚 岩 性状柱 述描Q 中 细 砂 岩 ： 灰 色 ， 常 夹 薄 层 粉 砂 岩 ， 具 条 带 状构 造 ， 清 晰 的 水 平 缓 波 状 层 理 ， 局 部 为 含 钙 中砂 岩 ， 含 菱 铁 质 结 核 。粉 砂 岩 ： 深 灰 色 ， 较 粗 糙 ， 具 不 明 显 的 水 平 层理 ， 略 显 条 带 状 ， 含 假 蛋 形 翅 羊 齿 ， 细 羊 齿 等植 物 化 石 ， 为 化 石 带 之 一 ， 常 相 变 为 细 中 砂 岩 ，局 部 含 植 物 根 化 石
27、。1P古 20下二 2 13.7 25.98粉 沙 岩 、中 细 砂岩上冲 积 层 自 北 部 钱 47孔 厚 82.0米 ， 向 西 南 部 井 田边 缘 逐 渐 加 厚 ， 至 钱 4孔 达 .0米 ， 平 均 每公 里 厚 度 递 增 42米 ， 冲 积 层 主 要 由 不 同 粒 度 的砂 层 为 主 ， 中 间 夹 有 薄 层 粘 土 层 ， 砂 层 以 浅 灰 、灰 白 、 灰 黄 为 主 ， 粘 土 则 以 黄 褐 色 为 主 .一 般 厚度 为 270米 。界 系四生 82 07冲 积 层第新 组统系界 1:50最 小 最 大一 般 (米 )名 称地 层 系 统 性岩 煤 岩
28、层中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 8 页1.2.4 岩浆岩一、岩浆岩的分布建井以来，井巷工程尚未遇到岩浆岩体，但地面补充勘探钻孔又有新的发现，钱补 3、钱补 13、钱水 27、钱补 17 共四个孔揭露了岩浆岩，使得井田内发现岩浆岩的钻孔达到了九个，各钻孔情况见表 6钱家营矿井田见岩浆岩钻孔情况一览表 表 6孔 号与孔位钻孔坐标见火成岩深 度厚度侵入层位岩浆岩特征及围岩蚀变备注钱补 3六采区X=380884.3Y=85741.5Z=14.69335.48 368.9833.50基岩面上5.6米斑状结构，岩浆岩上部围岩为杂色砾岩，下部为浅色角砾岩，均含有大量火成岩成分钱补 13六采区X
29、=381585.9Y=85870.1Z=15.53465.00 465.400.260.40煤6煤7 之间，距 7 煤26.79米和11.09米岩浆岩比重较轻，隐晶质结构，具气孔构造，可见粉砂岩捕虏体及次物方解石充气填气孔内，形成杏仁构造，含 FeS晶体钱水 27六采区X=381554.5Y=85393.3Z=16.09553.09 554.84 1.75距7 煤31.31米，相当于煤5 层位岩浆岩为辉绿岩，比重较大，以暗色矿物为主钱18X=381564.1煤7 底 2.8709.8 710.1米未见火成中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 9 页八采区Y=84928.2Z=15.19米
30、 处岩石发绿有方解石细脉及斑点并有小气孔、已焦化的小薄煤线、FeS岩钱19六采区X=381853.5Y=85647.0Z=15.90598.54 598.86607.93 608.030.32煤7 上8.37米黑灰色辉绿岩，为古相喷出岩，具杏构造，火成岩上部 0.12米和其下0.03米煤 7变成天然焦煤9 下缺失煤 11此处外定为 F20钱5八采区X=382283.2Y=85771.8Z=16.300.23 煤9煤 9变成天然焦，具气孔构造，内有大量方解石脉充填未取上火成岩，煤 9 处为 F19钱补 17八采区X=382155.5Y=85023.6Z=16.62827.73 82923 1.5
31、0煤12-1中部岩浆岩为辉绿岩，煤上分层0.6米及下分层上部1.8米均已变成天然焦钱21一采区X=383762.1Y=89014.2Z=18.58231.84 233.35 1.51煤5 下 8米灰绿色已风化，呈脉状分岔。围岩为细砂岩，无变质现象，所夹粘土岩有烘烤和龟裂现象钱23X=382283.2 0.10 煤 暗 绿中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 10 页十二采区Y=8571.85Z=16.3012-1下2.2米色 ， 只 有 方解 石 脉 ， 钻孔 煤 12-1 处定 F25， 煤12-1 下 13米 定 F24平面分布上：这些钻孔集中分布于矿井西翼，911 号剖面之间（七个
32、钻孔）,即六采中部和其倾斜下方八采区中部；另两个孔：钱 21 孔位于一采区，钱 23 位于-850 暗立井以北 540 米。 侵入层位集中于煤系地层的煤12 附近到煤 5 附近，其中钱补 17 的煤 12、钱 5 孔的煤 9、钱 19 孔的煤 7 全部变成天然焦，并且由西南向东北（沿地层倾向）侵入层位由浅而深（煤5 附近到煤 12 附近） 。二、岩浆岩复杂程度评定井田内仅局部区域受到岩浆岩侵入影响（预计对八采区影响极大） ，侵入层位多变，部分煤层局部失去开采价值，岩浆岩复杂程度属类。1.2.5 水文地质1大气降水矿区年降水量在 350-800mm 之间，由于巨厚冲积层的存在，阻隔了大气降水与矿
33、坑涌水之间的联系，矿井涌水量基本不受季节影响。2地表水系矿区地表水系主要包括沙河、老牛河、幸福河、矿井采动塌陷积水坑以及一些人工排水灌溉沟渠。矿井采动塌陷坑积水量随开采面积的扩大而增加，到 1997 年末最大积水量为 3344971 立方米。所有地表水体均直接补给潜水 层，但与煤系含水层均无直接水力联系。根据矿井开采以来涌水量观测数据分析，地表水与矿井涌水量无联系。3矿井直接充水含水层及其主要特征。矿井直接充水含水层包括第含水层(煤 12 底至煤 14 顶砂岩裂隙含水层)、第 含水层 (煤 5 底至煤 12 顶砂岩裂隙含水层)、第含水层(煤 5 顶板砂岩裂隙含水层) 。1)第 含水层煤 12
34、至煤 14 砂岩裂隙含水层，含水性中等，局部较强，是矿井主要充水水源之一。该含水层主要参数为：单位涌水量 0.0197-0.0566 升/ 秒.米，渗透系数 0.15010.707 米/昼夜，目前井田内观测到的最低水位为 -480m(钱水 24)，其水质类型为重碳酸钠型或硫酸钠钙型，矿井揭露该含水层长时间涌水后沉淀黄褐色胶状物质。2)第 含水层煤 5 底至煤 12 顶砂岩裂隙含水层，含水性弱，工作面揭露时只出现局部滴、淋水现象，单位涌水量为 0.0160.0584 升/ 秒.米，渗透系数为中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 11 页0.1541.742 米/昼夜，水质类型为重碳酸钠型。
35、3)第 含水层煤 5 顶至 A 层砂岩裂隙含水层，从煤 5 向上依次分为三段(VA、VB 、VC)，含水性中等，局部较强，是矿井主要充水水源之一，已采工作面中最大涌水量达 2.1m3/min(1375 东工作面)，该含水层主要参数为：VA 段单位涌水量为 0.06030.228 升/秒.米，渗透系数为 4.526 米/昼夜。第含水层水质类型为重碳酸钠型或硫酸重碳酸镁钠型，工作面揭露该含水层涌水后沉淀乳白色胶状物质。4矿井间接充水含水层及其主要特征矿井间接充水含水层包括第含水层(奥陶系灰岩岩溶含水层)、第含水层( 煤 14 到 K3 含水层)、第含水层(A 层至基岩顶界面含水层)、第含水层( 冲
36、积层含水层) 。1)第 含水层奥陶系灰岩岩溶含水层，该含水层含水丰富，单位涌水量为 2.146 升/秒.米，渗透系数为 182.714 米/昼夜，其水质类型为硫酸重碳酸钙镁型。在井田范围内，奥陶系灰岩距煤 12-1 在 140180m 左右，此范围地层由粘土岩、薄层灰岩、砂岩互层组成，正常情况下奥陶系灰岩含水层水对采掘开工程不构成直接威胁。2)第 含水层煤 14 至 K3(唐山灰岩) 含水层，含水性弱，单位涌水量为 0.0455 升/秒.米，渗透系数 0.261 米/昼夜，水质类型为硫酸钙镁型。3)第 含水层A 层至基岩顶界面砂岩裂隙含水层，含水性弱，单位涌水量为0.040.0196 升/秒.
37、米，渗透系数为 0.02480.211 米/ 昼夜，水质类型为重碳酸钠钙型或重碳酸钠型。4)第 含水层第四系冲积层孔隙含水层，在井田范围内冲积层厚度由东北部 80 余米向西南变厚至 800 余米，由砂、粘土、卵砾石互层组成，由上往下共分五个含水层组，其中第四承压含水层（E）与煤系地层直接接触，其厚度变化为 0130 米，西南部最厚达 270 米，含水性较强，单位涌水量为1.0161.385 升/秒米，渗透系数为 8.30120.626 米/ 昼夜，水质类型为重碳酸钙型或重碳酸钙镁型，受矿井开采影响，其水位由建井前的+10 米左右下降至目前的-30 余米（最深达-60 余米） 。1.3 煤层赋存
38、条件与特征1.3.1 煤层的结构、厚度和一般特征井田内可采和部分可采煤层共 8 层，计有煤 5、煤 6、煤 7、煤 8、煤9、煤 11、煤 12-1、煤 12-2。其中主要可采煤层为煤 5、煤 7、煤 9、煤 12中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 12 页均属复结构的中厚厚煤层。详见表 1.2。表 1.2 钱家营井田可采煤层沉积特征表煤层名称煤层厚度最小最大平均（点数）与上一煤层间距最小最大平均（点数）发育情况 煤层结构 稳定性煤 55.286.966.117.8848.75 为井田上部最可采煤层一般为单一结构,时有夹石12 层.稳定煤 71.507.173.24（ 113)23.5
39、6(83)0.2017.39沉积稳定为井田内主要可采煤层之一.复结构,含夹石 23层,为炭质粘土岩或粘土岩.稳定煤 803.391.25(95)6.34(94)1.2311.31不可采地段,主要在第 7 剖面以东 ;吕53 孔钱44、16、51 孔和林88 孔等及中部的钱64 附近不可采.第21 号剖面以西至井田边界煤 7、8 合区.一般为单一结构,时有夹石12 层.多为粉砂岩或为粘土岩.不稳定一水平大部分不可采 ,且煤层厚度变化较大 ,目前本煤层尚无回采工作面 .煤 90.354.402.20(101)6.26(95)4.4718.12为井田内较稳定,可采的中厚煤层,向北和东方向有变薄的趋势
40、.钱 55 孔和苗4 孔附近出现不可采地段.单一结构,时有夹石 12 层.较稳定一水平生产实践发现 ,煤层厚度变化不大 ,但煤层沉积基底不平 ,局部顶底板小中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 13 页1) 灰分 原煤： 煤 5、煤 11 分别为 10.79%，10.31%属于低灰；煤 7、煤 8、煤9、煤 12-1 分别为 23.51%，20.77%，18.34% ，16.58% ，属于中灰。 精煤： 煤 5、煤 8、煤 9、煤 11、煤 12-1 在 10%以内，为5.037.94% ，煤 7 为 12.62%.2) 硫分 原煤：煤 11 为 2.71%属富硫煤，其它煤层为 0.61
41、1.39%属低硫煤。 精煤：经洗选后煤 7，煤 8 比原煤略有升高，其它煤层除煤 11 降幅较大外略有降低，含量为 0.661.45%，属低硫煤。3) 形态硫 煤 11，煤 12-1 以黄铁矿为主，其余煤层以有机硫为主。 4) 磷1.勘探中化验成果多为单孔单样，仅供参考。煤 7、8 略高，分别为0.071%、0.034%，其它煤层为 0.0070.021%。洗选后各煤层平均值低于0.015%。 2.煤层发热量、粘结性指数等，见表 8。三、煤种分布与煤质变化煤种分布井田以肥煤为主，气煤次之，焦煤甚少。井田煤种分布特征具明显的分带规律。由浅部向深部，煤的变质程度逐渐增高，其排列依次为气煤、肥煤至焦
42、煤。条带大致呈北 5060 东向延展。其中以肥煤条带最宽，延展最长，所占面积最大，为井田的主要煤种。气肥、肥气煤及气煤分布于井田的南及西南边缘浅部。 第 15 号剖面断层密集。煤层完整性受到极大破坏 .煤 1102.230.78(105)10.69(95)2.7734.26不可采面积较大,主要在第 3 号剖面以东.中部钱26、60、73 等孔附近均系零星不可采地段单一结构，时有夹石1 层极不稳定一水平仅局部可采煤 120.396.412.99(105)15.24(90)为井田内中厚厚煤层,向北至吕家坨区有变薄趋势.一般为单一结构,时有夹石12 层.较稳定煤层厚度局部变化较大中国矿业大学 200
43、9 届本科毕业设计 第 14 页以西至井田边界，因精查取芯钻孔较少，煤种确定尚需进一步做工作。另外，目前各采动煤层化验结果表明，煤种多为 1/3 焦，见表 9，今后补勘应加强煤质化验工作。1.3.2 煤质变化井田内煤的物理性质、煤质及煤岩等特征沿走向及倾向变化均不大，但井田西部（钱 5、钱 19、钱 23、钱补 13、钱补 17 及钱水 27 孔一带）局部因受火成岩影响，煤层变成天然焦。1煤层中有害成分（见表 1.3）表 1.3 近期钱家营采动煤层煤质化验情况一览表煤层 Wr Ag Vr Cr SgQ Pg Q Y 工业牌号5 1.08 10.79 31.68 84.38 0.76 0.007
44、 8549 6 FM7 0.93 23.51 32.08 85.45 0.61 0.071 8163 5 QF，FM1/3JM8 1.01 20.77 33.57 83.69 0.68 0.034 8253 2 QF， FM1/3JM，JM9 0.91 18.34 31.28 83.84 1.33 0.016 8301 1 QF， FM11 0.89 13.31 34.71 84.37 2.71 0.013 8314 4 FM12 0.93 16.58 32.45 83.92 1.39 0.021 8376 0 FM1) 灰分原煤： 煤 5、煤 11 分别为 10.79%，10.31%属于低灰
45、；煤 7、煤 8、煤9、煤 12-1 分别为 23.51%，20.77%，18.34% ，16.58% ，属于中灰。精煤：煤 5、煤 8、煤 9、煤 11、煤 12-1 在 10%以内，为5.037.94% ，煤 7 为 12.62%。2) 硫分原煤：煤 11 为 2.71%属富硫煤，其它煤层为 0.611.39%属低硫煤。精煤：经洗选后煤 7，煤 8 比原煤略有升高，其它煤层除煤 11 降幅较大外略有降低，含量为 0.661.45%，属低硫煤。3) 形态硫煤 11，煤 12-1 以黄铁矿为主，其余煤层以有机硫为主。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 15 页4) 磷勘探中化验成果多为
46、单孔单样，仅供参考。煤 7、8 略高，分别为0.071%、0.034%，其它煤层为 0.0070.021%。洗选后各煤层平均值低于0.015%。2煤层发热量、粘结性指数等。3煤种分布井田以肥煤为主，气煤次之，焦煤甚少。井田煤种分布特征具明显的分带规律。由浅部向深部，煤的变质程度逐渐增高，其排列依次为气煤、肥煤至焦煤。条带大致呈北 5060 东向延展。其中以肥煤条带最宽，延展最长，所占面积最大，为井田的主要煤种。气肥、肥气煤及气煤分布于井田的南及西南边缘浅部。第 15 号剖面以西至井田边界，因精查取芯钻孔较少，煤种确定尚需进一步做工作。另外，目前各采动煤层化验结果表明，煤种多为 1/3 焦，见表
47、9，今后补勘应加强煤质化验工作。4煤质变化井田内煤的物理性质、煤质及煤岩等特征沿走向及倾向变化均不大，但井田西部（钱 5、钱 19、钱 23、钱补 13、钱补 17 及钱水 27 孔一带）局部因受火成岩影响，煤层变成天然焦。1.3.3 瓦斯精查中对矿井瓦斯等级没能做出确切评价，只是据邻矿资料进行了预测：-700 以浅二级沼气，二级2 矿井；-700 以深属三级沼气矿井。目前-600 水平随采掘深度增加，发现瓦斯经常超限，二水平采掘前，应及时对矿井瓦斯等级做出确切评价，为采掘风量合理设计提供依据。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 16 页2 井田境界和储量2.1 井田境界境界的划分原则
48、：在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则为：（1）井田范围内的储量，要与煤层赋存情况、开采条件和矿井生产能力相适应；（2）保证井田有合理尺寸；（3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。钱家营井田大部位于河北省丰南市境内，北部边缘属唐山市。井田东北部和北部分别与范各庄井田和吕家坨井田相邻。矿井走向长 8.243 公里，倾斜长 3.926 公里，面积为 32.36 平方公里。精查勘探批准范围深部为各煤层-1200 底板等高线，西部至 27 号剖面线，面积约 67 平方
49、公里。本井田东至钱吕、钱范井田边界，西至 27 号剖面线，浅部起于各煤层风氧化带以下，即由基岩面而下垂直 30 米不计算储量，深部至各煤层-1200米煤层底板等高线。2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算的步骤为保证储量具有足够的可靠性，在进行矿井储量技术时，应按照下列步骤进行。1.原始资料的检查储量是确定矿井生产能力的基础。因此，首先对计算储量用的各类原始地质资料进行全面的研究和审核。2.确定勘探类型并选择不同储量级别的勘探密度当对勘探工程作出可靠性的评价以后，应根据规范中对勘探区的构造复杂程度及煤层稳定程度，确定勘探类型与选择不同储量级别的勘探密度，以此编制储量计算平面图。3.确定不同储量级别的边界线按照不同的煤层，参照其勘探类
