1、 中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 学 号：21056061学 院： 应 用 技 术 学 院 专 业： 采 矿 工 程 设计题目：石 台 煤 矿 1.5 Mt/a 新 井 设 计 专 题：复合顶板条件下回采巷道锚杆支护技术 指导教师： 职 称： 副 教 授 年 月 徐州摘 要本设计包括三部分：一般部分，专题部分，翻译部分。一般部分为淮北矿业集团石台煤矿 1.5 Mt/a 新井设计，共分十章：矿井概述及井田地质特征，井田境界和储量，矿井工作制度、设计生产能力及服务年限，井田开拓，准备方式采区巷道布置，采煤方法，井下运输，矿井提升，矿井通风及矿井基本技术经济指标。石台矿区位
2、于距离淮北市中心东约 15 km，矿区对外交通便利。区内地势较为平坦，井田走向长度 7.0 km，倾斜方向长 3.5 km。面积为 21.39 km2。井田可采煤层 4#煤层厚度为 4.5 m， 。煤层倾角平均为 13。井田可采储量为 134.61 Mt，新井设计生产能力为 1.5 Mt/a，服务年限为 64a。石台矿工作制度为“三、八”制，一面保产。开拓方式为立井两水平开拓，水平标高分别为-250 m，-700 m。矿井主井采用箕斗提煤，副井采用罐笼作为辅助提升。工作面采用走向长壁采煤法，采用集中布置，工作面斜长 196 m， 采煤工艺为大采高一次采全高。运输大巷采用胶带运输，辅助运输采用
3、1.5 t 固定式矿车运输。矿井采用采区式通风，主扇工作方式为抽出式。专题部分：复合顶板条件下回采巷道锚杆支护技术。翻译部分：煤矿环保中的问题及对策。关键词： 立井开拓； 综合机械化采煤工艺； 大采高； 走向长壁采煤法；锚网梁支护。全套图纸，加 153893706ABSTRACTThis design contains three parts: the general part, the special part and the translated part.Huaibei mining bureau whose production capacity is 1.5Mt/a.It has t
4、en chapters as follows: the outline of mine and mine field geology, boundary and reserves, working system and productive capacity and service life, development method of the mine, the main roadways, coal mining method and layout or roadways in working area, transportation of underground, mine liftin
5、g, mine ventilation and safety, main techniqueeconomic induces.Shitai Huaibei mining area is located in the city center from the east about 15 , outbound traffic to facilitate the mining area. Relatively flat topography of the region, the length of mine to 7.0 km, tilt the direction of long 3.5 km.
6、An area of 21.39 km2. Mine coal seam to coal seam thickness of 4# 4.5 m,. Seam inclination averaged 13. Recoverable reserves for the mine 134.61Mt, the design production capacity of new wells 1.5Mt / a, length of service for 64 year. The working system is “3-8”. one productive places meet the requir
7、ement. The mode of development about the mine is shaft development. The mine has two levels, the first level locates in the level of 250 meters, the second in the level of 700 meters. The main shaft uses skip hoisting and the auxiliary shaft adopts cage hoisting. The working face adopts long wall re
8、treating to the strike; its length is 196 meters. The technology of the working face is the top-coal caving mining. Flexible belt conveyor is used in the coal transportation., the auxiliary transportation uses 1.5t solid car. Mine ventilation using mining area, the main fan for the work out of style
9、.the special part: Composite under the condition of roadway roof bolting technologythe translated part: Problems and countermeasures of environmental protectlon in coal mines Keywords: vertical shaft development; fully-mechanized coal winning technology; large mining height; longwall mining on the s
10、trike; Roof bolting with bar and wire mesh.目 录一般部分1 井田概述及井田地质特 征 .11.1 矿区概况 .11.2 井田地质特征 .31.3 煤层特征 92 井田境界和储量 .152.1 井田境界 .152.2 矿井工业储量 .152.3 矿井可采储量 193 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .223.1 矿井工作制度 .223.2 矿井设计生产能力及服务年限 .224 井田开拓 .244.1 井田开拓的基本问题 .244.2 矿井基本巷道 .335 准备方式 采区巷道布置 .445.1 煤层的地质特征 .445.2 采区巷道布置及生产系统
11、 .455.3 采 区车场选型 .536 采煤方法 .566.1 采煤工艺方式 .566.2 回采巷道布置 .747 井下运输 .797.1 概述 .797.2 采区运输设备的选择 .867.3 大巷运输设备选择 868 矿井提升 .888.1 概述 .888.2 主副井提升 .889 矿井通风及安全技术 .919.1 通风系统 .919.2 采区通风 .939.3 全矿通 风阻力的计算 .1039.4 通风机选型 .1069.5 矿井灾害防治措施 .11010 设计矿井基本技术经济指标 .117专题部分 .119复合顶板条件下回采巷道锚杆支护 .1201T313 工作面地质概况 .1202
12、基本支护思想 .1223 锚杆支护理论 .1244T313 工作面巷道锚网索支护参数的确定 .1285 矿压检测方案 .1436 结论 .144参考文献 .145翻译部分 .146英语原文 147中文翻译 153致 谢 .157中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文）一般部分中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 1 页1 井田概述及井田地质特征1.1 矿区概况本部分将主要介绍石台矿区井田地质特征，包括矿井地层特征、可采煤层特征、主要断层、综合地质柱状图等内容。1.1.1 井田位置及范围闸河煤田位于安徽省北部，北起徐州市以南 6 km，南至濉溪县城。南北长约 45 km，
13、东西宽约 48 km，面积约 250 km2。石台煤矿隶属安徽省淮北矿业集团有限公司，位于闸河煤田中部偏东，西南距安徽省淮北市约 15 km，东北距江苏省徐州市约 40 km。石台井田地理坐标：X=3762770 至 3770193，Y=39489294 至39495239。南北长 3.3 至 7.5 km，东西宽 2.0 至 4.9 km。设计面积约 21.39 km2。1.1.2 地形地貌石台矿区地势平坦，由于山系影响，呈东北偏高，西南偏低的平原地形。矿区海拔标高：+32.0 至+36.5 m。石台矿区内东有闸河、拦碱河，西有龙河，河流受季节影响。闸河、龙河均由北向南流经该井田，拦碱河位于
14、闸河西侧，为静水河。矿区东西两侧有凤凰山、关山、萝卜山、程蒋山、方房山、香山。1.1.3 交通条件石台矿区内有矿区专用铁路线，向南经符夹线至符离集站，北接龙海南连津浦可通往华东各工业城市。公路可直通徐州、宿州、阜阳等地区，在矿区北侧 8 Km 可进入连霍高速公路，东临合徐高速公路，与全国构成交通网路，对外交通颇为便利，交通位置如下图 1.1 所示。1.1.4 自然地理石台煤矿位于淮北平原中部，属季风暖温带，半湿润气候。夏季炎热多雨，冬季寒冷多风，春秋两季气候暖和，年平均温度 14.5 度，一年之中7、8 月份天气最热，最高温度一般为 35-40 度。12 月至次年 2 月天气最冷，最低温度一般
15、为零下 12 至 18 度。土壤冻结深 0.3 m。石台矿年平均降水量 862.29 mm，降雨多集中在 6 至 8 月份的雨季。月最大降水量 1500 mm。石台矿区春夏季以东南、东风为主，冬季多北风。年平均风速为 3.1 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 2 页m/s，其中月平均最大风速为 3.7 m/s。9 月份平均风速最小,为 2.4 m/s。中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 3 页图 1.1 石台煤矿交通示意图1.1.5 水文地质影响该井田的地表水系主要有东侧闸河、西侧龙河、闸河由北向南流经该井田，洪水位一般为+35.90 m，历年（1982
16、年 7 月 22 日）的最高洪水位为 36.586 m。拦碱河位于闸河西侧，为静水河，水位变化不大。龙河自北向南流经该井田，洪水位一般为+31.36 m，历年（ 1982 年 7 月 22 日）的最高洪水位为 32.26 m，另在龙河东侧有人工河道和塌陷积水。河流及塌陷积水均受季节控制。1.1.6 其它1）供电：由马庄区域性变电所架 35 kV 线路两回路通至本矿工业广场内东侧 35 kV 变电所，线路总长 15 km，导线型号：LGJ-70，线路电压 35 kV，双回路，供全矿用电；2）供水：石台矿区所用水由塑里镇张庄村所建 4 口水源井，用 4 台300RJC185-12 10 型水泵，通
17、过管路向已建成的几座蓄水池集水，供应井口及生活用水；3）通讯：机关通讯室安装 1 台供电式电话总机 JGL8，通过 120 门分机电话对石台地区，对井上下通讯联系；4）地震：淮北地区位于苏鲁豫皖交界地区，东有庐大断裂，西有阜阳麻城断裂，北有秦岭纬向构造带，南有宿南断裂（五河至利辛断裂） 。根据全国地震烈度区划分和淮北地震局资料，石台矿区在 7 度范围内，以 8 级烈度考虑其工程建筑。1.2 井田地质特征1.2.1 井田的地形石台矿区地势平坦，由于山系影响，呈东北偏高、西南偏低的平原地形。矿区海拔标高：+32.0 至+36.5 m。矿区范围内，因煤层地下开采，造成地表塌陷水，塌陷最深可达 3.2
18、 m，一般 2.3 m。塌陷区范围约 12 万 km2。1）井田的勘探程度：矿井投产前，井田内共施工钻孔 135 个，工程量 43610 m，网度为 6.8个/ km 2，投产后共施工钻孔 126 个，工程量 46835.95 m。见表 1.1。2）普查：石台井田原属 22 井田的一部分，于 1958 至 1962 年由安徽省地质局325 队进行普查找煤，共施工钻孔 87 个，工程量 26577.72 m，并对其中 61个钻孔进行了测井，并编制了 22 井田普查地质报告。中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 4 页3）精查：1965 至 1966 年由原华东煤炭工业公司基本建设
19、公司第三勘探队在闸河煤田后石台孜勘探区进行精查勘探，其中有 48 个钻孔 17032.31 m 的工程量落在现石台井田范围内，并对此 48 个钻孔全部进行了测井，1966 年由第三勘探队提交了闸河煤田后石台孜勘探区精查地质勘探报告 。表 1.1 历年钻探施工情况表4）井田煤系地层概述：石台井田位于闸河煤田的中部，所处大地构造位置为华北淮地台鲁西隆起徐州褶断带的西侧，本区地层自上而下有第四系，二叠系，石炭系等。第四系厚 32.0764.59 m，主要为松散砂和粘性土，下部全部为粘土和砂质粘土。含煤地层下二叠统下石盒子组，厚度 180210 m，含 7、8、9 号煤层。下二叠统山西组，厚度 120
20、145 m，含 10 号煤组，石炭系太原群厚125140 m，夹多层薄煤，没有开采价值。地质柱状图见图 1.2。1.2.2 井田地层特征由钻孔揭露本井田地层由老至新为石炭系、二叠系、第四系，其中石炭系、二叠系为本区含煤地质，以下分述之：1）中石炭统本溪组 C2b假整合于中奥陶统老虎山组石灰岩之上，厚 2238 m，一般 30 m。上部以浅灰灰白色隐晶质石灰岩为主、夹紫色泥岩；下部为灰白棕色，紫色铝质泥岩。底部铁质结核较多。2）上石炭统太原组 C3t与本溪组整合接触，为一套海陆交互相沉积，厚 120145 m,平均137.5 m。一般由十二层灰岩及薄层海相灰色细砂岩、粉砂岩组成，含不可采薄煤 7
21、 层。煤层总厚 3.74 m。顶部为一层厚 812 m 的黑色海相泥岩，上部第一层灰岩为浅灰色结晶质，厚度稳定，一般 2 m 左右，是本区主要施工日期/年 钻孔数/个 工程量/个 施工单位 备注19581962 87 26577.72 325 队 61 个测井资料19651966 48 17032.31 皖煤三勘 全部测井资料19771981 57 13697.34 局勘 全部测井资料1982 38 18084.66 局勘 全部测井资料19841994 19 7315.13 局勘 全部测井资料1994 1 78.09 本矿 全部测井资料1997 11 7660.73 局勘 全部测井资料中国矿业
22、大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 5 页标志层（K1）之一。3）下二叠统山西组与下伏地层整合接触。为一套以砂岩、粉砂岩为主夹泥岩、煤层的过渡相沉积，厚 110182 m，一般为 135 m ,含 6、7 两个煤组，煤层总厚0.79 m ,6 煤层局部可采，7 煤不可采。7 煤组以下主要为灰色粉砂岩，76煤组间主要为灰白色细中粒砂岩。水平层里发育，呈片状，系 6 煤层底部良好标志之一。6 煤组以上为灰白色细中砂岩，夹粉砂岩，上部 1015 cm，多为灰绿色，紫红色泥岩、粉砂岩，无层理。4）下二叠统下石盒子组（P2/1xs ）与山西组整合接触，厚 170230 m,一般 195 m，大
23、致可分为上下段; 下段为主要含煤层，厚 80110 m,一般 90 m，底部为浅灰灰白色铝质泥岩，无层理，层位及厚度稳定，系良好标志层（k2）之一。中部以深灰色泥岩及含菱铁质细砂岩为主，含主采煤层 4 煤层和局部可采煤层 2、3、5 煤层，煤层总厚 5.37 m。上段厚 80120 m,主要由灰、紫色泥岩、粉砂岩组成，局部为中细粒砂岩。底部常发育一厚度为 815 m 的灰白色中粒砂岩。5）上二叠统上石盒子组（P1/2ss ）与下伏地层整合接触，总厚度大于 663.5 m，为一陆相沉积。底部为一厚 1263 m，一般 40 m 的灰白色中粗粒砂岩。硅钙质胶结，坚硬，为区内主要标志层（K3)之一。
24、下段厚 230280 m，以灰绿色碎屑为主，夹杂色泥岩，含薄煤 23 层，煤层总厚度 0.65 m，仅 1 煤层局部达可采厚度，无开采价值。上段厚度大于 390.3 m，上部为灰白暗紫色粗巨粒砂岩，含砾石，成分复杂；下部以细碎屑岩为主，稍具鲕状结构，夹杂色斑块等。6）第四系（Q）与下伏地层不整合接触，厚 2373 m，一般 40 m，由北向南、由东向西渐厚。上部为棕红色、灰色粘土及砂质粘土；中部由粘土和粉砂组成，夹细、粉砂 34 层，厚 48 m;下部为棕黄色、桔红色粘土夹砾石，厚 637 m ,一般 23 m，岩性均一，塑性较好，分布稳定，并含大量砾石和钙质、铁锰质结核。中国矿业大学 200
25、9 届本科生毕业设计（论文） 第 6 页6712K1（ M）最 小 -最 大 煤 层 厚 度一 般 标 志 层煤 层最 小 最 大 （ M） 编 号 岩 性 描 述 水 文 特 征 备 注一 般界 系 统 组下生界 中统 本溪组奥陶系 2-380120-4537.太原组上统石炭系山西组45-6065-107下统 下石盒子组 23-465.0（ K）45152-06K3系 下 石 盒 子 砂 岩 含 水 组 （ 3煤 含 水 组 ）以 细 -中 粒 砂 岩 为 主 ， 由 2煤 层 顶 板 第 一 层砂 岩 到 铝 土 泥 岩 间 的 砂 岩 厚 度 16-45米 ，一 般 为 25米 ， 3煤
26、 顶 砂 岩 分 布 不 稳 定 ， 多数 为 薄 层 粉 砂 岩 、 砂 质 泥 岩 ， 该 含 水 组 砂岩 裂 隙 不 发 育 ， 钻 孔 单 位 涌 水 量 0.05-0.624升 /秒 米 ， 水 质 为 CL-NA型 或 CL-HCONA型 。山 西 组 砂 岩 含 水 组 （ 6煤 含 水 组 ） 以 细 砂 岩 为 主 ， 砂 岩 厚 度 15-0米 ，一 般 25米 ， 为 6 煤 层 直 接 顶 板 砂 岩 ， 裂 隙不 发 育 ， 钻 孔 单 位 涌 水 量 0.73公 升 /秒米 。 般 25米 ， 下 部 泥 岩 厚 度 8-12米 ， 岩 性 致 密 ， 隔 水 性
27、 能 强 ， 分 布 稳 定 ，是 一 良 好 隔 水 层 。山 西 组 底 部 隔 水 层以 粉 砂 岩 ， 砂 质 泥 岩 ， 泥 岩 组 成 ， 厚度 20-4米 一山 西 组 灰 岩 含 水 组 以 灰 岩 裂 隙 ， 溶 洞 为 主 的 含 水 组 ， 灰岩 厚 度 5-60 米 ， 自 上 而 下 共 12层 ， 3、 4、12层 较 厚 ， 单 层 厚 度 最 大 者 达 5-米 ， 2-4层 灰 岩 露 水 ， 裂 隙 ， 溶 洞 一 般 在 浅 部 盆地 边 缘 较 发 育 ， 富 水 性 强 ， 向 深 部 逐 渐 减弱 ， 钻 孔 单 位 涌 水 量 0.3-2.3公 升
28、 /秒 米 ，水 质 类 型 为 HCO-SMGNA型 水 ， 水 量 较 为 丰富 ， 水 质 良 好 ， 是 矿 主 要 供 水 水 源 。34以 灰 、 灰 绿 色 富 含 菱 铁 质 鲕 子 的 泥 岩 、 粉 砂 岩 为 主 ， 局 部为 灰 灰 白 色 细 中 粒 砂 岩 ， 本 段 含 煤 2-3个 层 位 （ 4号 煤 ） 。富 含 完 整 的 植 物 化 石 Calmites p（ 芦 木） Anulari sp（ 轮 叶 ）mucronat schenk（ 短 尖 头 轮 叶 ）Lobatnlai eifola（ Hle） （ 剑 形 瓣 轮 叶 ）l-sies（ Hl）
29、（ 中 国 瓣 轮 叶 ）Sph nophlum sp（ 楔 叶 ）s-i-cranyabe（ 中 国 楔 叶 ）Ggantopeis exg nicotanefolia schenkPecopteris p（ 栉 羊 齿 ） 。Nu（ 脉 羊 齿 ） 等 。 2煤 层 （ 7） 以 上 常 为 紫 夹 灰 黄 色 含 菱 铁 质 鲕 状 泥 岩 ， 中部 以 深 灰 色 泥 岩 及 含 菱 铁 质 细 砂 岩 为 主 ， 底 部 为 湖 泊 相 浅 灰色 铝 土 泥 岩 （ K2） 。含 2、 4、 5三 个 煤 组 ， 为 主 要 含 煤 段 。 产 植 物 化 石Anular stela
30、t（ s） wod（ 星 状 轮 叶 ）Gigtopi sp（ 大 羽 羊 齿 ） afnicanuefolia schenk（ 稍 象 烟 叶 大 羽 羊 齿 ）pecoter sp（ 栉 羊 齿 ）aruaHle（ 弯 脉 栉 羊 齿 ）Plgiozmits Oblongifolus Hale（ 长 椭 圆 扭 羽 叶 ）batnularuat（ 舌 形 瓣 轮 叶 ） 。6煤 组 （ 10） 以 上 以 灰 白 色 细 中 粒 砂 岩 为 主 ， 夹 粒 砂 岩 ，-7（ ） 煤 组 间 由 砂 、 泥 岩 互 层 及 细 中 粒 砂 岩 组 成 ， 7煤组 以 下 主 要 为 灰 色
31、粉 砂 岩 。 本 段 含 6、 7两 个 煤 组 ， 其 中 6煤 组6-1、 6-2煤 层 为 局 部 可 采 煤 层 ， 7煤 组 有 1 2个 层 位 ， 均 不 可采 。含 植 物 化 石Pecopteris arcta Hle（ 弯 脉 栉 羊 齿 ）Shnfiyuans Hale（ 象 太 原 楔 羊 齿 ）Aletoperis nor Hle（ 那 林 真 羊 齿 ）animultineriswis（ 多 脉 贷 羊 齿 ）lepdoendro pshum jetc（ 博 茨 须 鳞 木 ）Craitsincali（ Grm） HBGein（ 首 要 科 达 狄 ）Tng hm
32、aguh Kon（ 口 丁 氏 蕨 ）Emplectoperidmaltum Kawski（ 翅 状 准 羊 齿 ）由 12层 石 灰 岩 及 薄 层 海 相 灰 色 细 砂 岩 与 粉 砂 岩 组 成 ， 底 部为 含 铝 质 泥 岩 ， 石 灰 岩 厚 度 大 于 8米 者 有 3、 4、 12层 ， 其 中 4灰最 厚 （ 15 20米 ） ， 含 燧 石 的 石 灰 岩 有 、 9、 0、 层 。 本 组 含 煤 7层 ， 一 般 薄 而 不 稳 定 ， 不 可 采 ， 其 中 9、 12灰 下 的煤 层 稍 好 ， 顶 部 1灰 为 标 志 层 （ K1） ， 顶 部 第 一 层 灰
33、 岩 含 化 石 丰富 有 ：Dictyolstu aigunesi（ 太 原 网 格 长 身 贝 ）LnprdcSm（ 西 门 线 纹 长 身 贝 ）Ovetoia P（ 欧 尔 通 贝 ）？ MargnferS（ ？ 围 胥 贝 ） 以 及 海 百 合 菜 等 。底 部 几 层 灰 岩 含 化 石 有 ：Aronia SPOuasifulima longisma（ hoelr）Schugerin VdePsedoschuagerina SP 本 组 石 灰 岩 一 般 为 灰 灰 白 色 ， 隐 晶 质 、 致 密 ， 灰 岩 间 为 紫色 泥 岩 ， 灰 岩 ； 下 部 为 灰 白 棕
34、色 、 紫 色 铝 质 泥 岩 ， 底 部 含 铁 质结 核 较 多 ， 石 灰 岩 含 化 石 有 ：Puslina Cylindrca Fuslina bocki等 。 以 棕 黄 、 灰 褐 色 厚 层 石 灰 岩 为 主 ， 夹 薄 层状 泥 灰 岩 ， 顶 部 数 层 稍 含 燧 石 结 核 。地 层 系 统 岩 性柱 状1： 020.13-.07 54.51.7-292间 距图 1.2 石台煤矿地质柱状图中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 7 页1.2.2.1 地质构造石台井田位于闸河复式向斜的中部，张庄向斜西翼，主体构造为张庄向斜。以 Fj2 断层为界，南部以褶
35、曲为主，北部以断裂为主。区内岩浆侵蚀范围广泛，主要侵蚀 Fj2 断层以东的大部分地区。1.2.2.2 褶曲井田只有一条张庄向斜，位于井田东部，轴向 N326E ，轴向 SE 倾斜，枢纽起伏，东陡西缓，东翼地层倾角 4575，西翼地层倾角525，其核部地层为上石盒子组，北部因 F3 断层轴向呈弧形弯曲，为一不对称向斜盆地，此褶曲贯穿全井田。1.2.2.3 断层井田有 1、2 两条大断层。1 断层是正断层，倾角在 3050，落差1535 m；2 号断层是正断层，倾角为 4060，落差为 2045 m。另有两条小断层，落差都在 715 m。1.2.2.4 岩浆侵入活动和岩溶塌陷井田内岩浆岩分布范围广
36、泛，岩石种类以辉绿玢岩为主，次为花岗斑岩。各类岩石分布规律是：辉绿玢岩主要分布于井田东部及中部 13 线以东地区，花岗斑岩分布于井田 13 线以北，岩浆岩在煤层中呈床状、透镜状、串珠状、岩墙状及其它不规则分布，垂向上可有多层。岩浆通道主要受井田东部大的 NNE 向构造带控制，区内 NE 向大断裂两侧岩浆岩的厚度与分布范围有明显差异，井下生产中实见小断层切割岩浆岩的现象，说明岩浆侵入在断层形成之前，从 Fj2 及 F4 断层两盘岩浆岩分布情况也说明了这一点。到目前为止尚未发现岩浆顺断层侵入的例证。1.2.3 水文地质根据以往勘探阶段的简易水文观测，抽水实验成果及生产中实际水文地质资料的分析，将井
37、田自上而下划分为 6 个含水组和 2 个隔水层。1.2.3.3 主要含水层特征1）第四系全新统孔隙含水组以粉砂、细砂为主，砂层厚度 48 m,中间被砂质粘土或粘土砂层分隔成 34 层，多呈透镜状分布，水力性质为承压水，地表以下 56 m 为潜水。砂层含水组钻孔单位涌水量为 q=0.24 ml/s，渗透系数 k=12 m/d，水质类型为 HCO3 -CL -Ca -Mg 型。22）风氧化带含水组以风化砂岩裂隙为主，厚度 15 m 左右。该组富水性大小与基岩露头的岩性、裂隙发育程度有关。一水平生产时，浅部突水点水量较大，就是受中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 8 页到风氧化带水
38、的影响。3）石盒子组上段裂隙含水组以中粗粒砂岩为主，顶部为一厚层粗砂岩（K3）, 裂隙较发育，钻孔揭露时有漏水现象，漏失量 13 t。4）石盒子组下段（3 煤）裂隙含水组以中、细砂岩为主，砂岩厚度 1545 m，一般在 25 m 左右，从 3 煤层顶板第一层砂岩到铝质泥岩间的砂岩所组成。3 煤层顶板砂岩分布不稳定，多数为粉砂岩、细砂岩互层。该含水组砂岩裂隙不发育，富水性较弱。钻孔单位涌水量 q=0.0000850.0624 ml/s.m，渗透系数 k=0.000470.202 m/d，水质类型属于 CL -Na 或 CO -CL -Na 型。235）山西组裂隙含水组（6 煤层含水组）以中、细粒
39、砂岩为主，厚度 1550 m，一般 25 m 左右，为 6 煤层的直接顶板，裂隙不发育，富水性弱，钻孔单位涌水量 q=0.077 ml/s.m，水质类型属于 HCO -SO -Ca -Mg 型水。该组水量较为丰富，水质量好，是工3242业广场和工人村饮用水的水源。1.2.3.3 主要隔水层特征及隔水性能1）第四系更新统隔水层以粘土、砂质粘土及粘土、砂质粘土夹砾石或者钙质结核组成，厚度637 m，一般 23 m，该层分布较为稳定，而且粘塑性好，同时又与砾石或钙质胶结紧密，隔断了风氧化带含水组和全新统孔隙含水组之间的水力联系。2）山西组底部隔水层以黑色泥岩、粉砂岩及泥岩互层为主，厚度在 25 m
40、左右，岩性致密，隔水性能较强，分布较稳定，为太原组与山西组之间的良好的隔水层。1.2.3.3 各含水组之间的水力联系从上述各含水组、隔水层的划分可见，水量较为丰富的含水组有三个：第四系全新统孔隙含水组、石盒子组中上段裂隙含水组和太原组裂隙岩溶含水组。第四系全新统孔隙含水组受大气降水和地表水的影响比较大，地表水和大气降水是该含水组的主要补给水源，但由于在全新统含水组与基岩之间有更新统隔水层，这样就隔断了全新统含水组与以下各含水组之间的水力联系，所以大气降水及地表水对煤系地层没有直接影响。石盒子组上段裂隙含水组的水量为静储量，没有外界补给水源，随着出水时间的增长，而被逐渐疏干。太原组灰岩岩溶含水组
41、富水性很强，水压较大，但有太原组顶部黑色中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 9 页泥岩隔水层，隔断了灰岩水与上部各含水组之间的水力联系。灰岩水对 3煤层开采是没有影响的，但在该矿后期开采 6 煤层时，太灰水应该引起注意。1.2.3.4 矿井涌水量矿井生产初期涌水量：90.8246.9 t/h，平均涌水量 110 t/h。随开采范围和深度的增加，涌水量有增大的趋势。在生产初期（19761983） ，涌水量增大的比较明显，但在 19841988 年，涌水量反而减少，估计是砂岩水补给不足的缘故。1）断层导水情况该矿井揭露的断层大都为正断层，说明形成断层的应力为拉应力。该矿井的断层导
42、水性差异很大，Fj2 断层是该井田的一条落差 2045 m 的正断层，该断层沟通了 4 煤层顶底板砂岩裂隙含水组，但在实际揭露时，并没有大的断层水出现。2）矿井水文地质类型从上述内容可知，该矿井主要充水岩层是受采掘破坏或影响的 4 煤层顶底板砂岩裂隙含水组，含水组充水裂隙稍发育，补给条件一般。采掘工程有时受水害影响，但不威胁矿井安全，防治水工作易于进行。根据煤炭部一九八四年五月颁发的煤矿水文地质类型分类依据，该矿井水文地质类型属于中等型。1.3 煤层特征1.3.1 地层的含煤性概述井田内含煤地层为石炭、二叠系，以二叠系下石盒子组为主，山西组次之，区内煤系地层总厚 113 m，含煤 22 层，其
43、中以 4#煤层主采，1、2、3、5、6、7 煤层零星或局部可采，煤层总厚 9.51 m，含煤系数为0.84 %。1.3.2 主要煤层特征1）二叠系上石盒子组煤层1#煤层该煤层位于 K3 砂岩之上 10.623.4 m，一般 15 m 左右，距 3 煤层之上 190230 m，一般 210 m 左右，井田内共有 86 个钻孔穿过其层位。井田内见煤点共 12 个，煤厚 0.141.09 m，平均 0.65 m，变异系数为 60 %。1煤层为极不稳定的薄煤层，仅见零星可采点。2）二叠系下石盒子组（1）2 #煤层中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 10 页该煤层位于 K2 铝质泥岩之
44、上 3555 m，一般为 45 m，下距 3 煤层15 m 左右，井田内共有 195 个钻孔穿过其层位，见煤点 95 个，占 49 %，煤厚 0.131.07 m，平均煤厚 0.55 m，可采点只有 11 个，占见煤点的 12 %，可采点平均煤厚 0.96 m。为极不稳定零星可采之薄煤层。煤层局部受岩浆侵蚀影响变为天然焦。（2）3 #煤层该煤层位于 2 煤层之上，位于 K2 铝质泥岩之上 3045 m，一般 38 m 左右，井田内共有 196 个钻孔穿过其层位，其中见煤点达 92 个，见煤点占 46%.煤层厚 0.00.74 m，平均煤厚 0.45 m，可采系数 0.07 %，可采范围内煤层变
45、异系数为 86.5 %，3 煤层为极不稳定的薄煤层，仅见零星可采点。（3）4 #煤层该煤层为井田内主要可采煤层，主要分布于井田 23 线以南，其次是 12 线中部，井田内共有 196 个钻孔穿过其层位，其中见煤点 192 个，占97.9 %，煤层厚 4.35.7 m，平均煤厚 4.5m，可采指数为 0.92 %，煤层结构简单复杂。可采范围内煤层变异系数为 17.7 %，为较稳定的厚煤层，是本矿的主要可采煤层。(4) 5#煤层该煤层位于 K2 煤层之上 13 m 左右，而在 971 孔等附近仅 6 m 左右，主要分布于井田东北部、西南部和东部。井田内穿过 5 煤层位的钻孔有190 个，其中见煤点
46、 176 个，占 94.3 %，煤层厚 1.72.9 m，平均煤厚2.2m， ，煤层结构复杂。可采指数为 0.91 %，变异系数为 18.9 %，属稳定局部可采中厚煤层。3）二叠系山西组煤层本煤层含 6#煤，其中 6#煤组为局部可采煤层。6 #煤层位于山西组中部，K1 灰岩之上 5565 m，一般 60 m，主要分布于井田的西南部，其次是井田北部，井田内有 112 个钻孔穿过其层位，见煤点仅 62 个，占 55 %，煤层厚 0.102.08 m，平均煤厚 0.66 m，达可采者 20 个，占 32 %，煤层结构简单，由于古河流冲刷，使煤层变薄或尖灭。6 煤层平均厚为 0.41 m，可采指数为
47、0.19 %，变异系数为 89.6 %，属极不稳定局部可采薄煤层。4）石炭系太原组煤层区内控制钻孔较少，共计 7 个钻孔，且资料不全，仅有 3 个钻孔穿过太原组地层，其余只穿过 2 灰或 3 灰，就见煤情况简述如下：井田内共含太原组煤层 7 层，煤厚 0.20.79 m，在 3 灰、8 9 灰、12 灰下均有个别见中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 11 页煤点，煤厚分别为 0.73 m、0.96 m 和 0.73 m，其余皆为不可采煤层。煤层结构简单，但因该组煤层埋深大，地压高，就现有生产技术条件，煤层开采经济价值不大。1.3.3 煤层顶底板1#煤层：顶底板多为泥岩、粉砂岩
48、。2#煤层：顶板为泥岩或粉砂岩，其上以灰白色中细粒长石、石英砂岩为标志，底板为泥岩。3#煤层：顶板一般为泥岩或粉砂岩，夹有薄层细砂岩，局部顶板为细砂岩，底板为泥岩。4#煤层：顶板一般为泥岩、砂质泥岩，部分为细砂岩，底板为泥岩。5#煤层：顶板为厚中、细砂岩或条带状泥质胶结的细砂岩，底板为泥岩。6#煤层：顶板为中厚层的中、细粒砂岩，底板为波纹状的条带状沙岩。各可采煤层特征见表 1.2。表 1.2 可采煤层特征表煤层及标志层煤层结构稳定程度顶板岩性底板岩性层间距范围平均值 可采性1 简单 极不稳定 泥岩粉砂岩 泥岩 10.623.3814.78 不可采K3 130189.41159.62 煤层 简单
49、 极不稳定 泥岩粉砂岩 粉砂岩 泥岩 5.5525.1015.51 不可采3 煤层 简单复杂 极不稳定 泥岩 泥岩 不可采4 煤层 简单 稳定 砂岩泥岩 泥岩 11.230.79 可采5 煤层 简单 较稳定 泥岩粉砂岩 泥岩 粉砂岩 2.2717.87 9.3 局部可采K2 铝质泥岩54.391.50 71.9461 煤层 简单 极不稳定 粉砂岩 砂岩 粉砂岩条带状砂岩 2.8214.246.06 局部可采62 煤层 简单 极不 粉砂条带 泥岩粉砂 30 局部中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计（论文） 第 12 页稳定 状砂岩 岩 可采7 煤层 简单 极不 稳定 粉砂岩 砂岩 砂岩 201.3.4 煤质1）煤质概述区内煤层因受区域变质影响及岩浆侵入接触变质影响，煤类以焦煤为主，其次为
