1、 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计本 科 生 毕 业 论 文完整 CAD 图纸，联系 153893706姓 名： 学 号：14031018学 院：应用技术学院专 业：采矿工程论文题目：水峪矿 300 万 t/a 新井设计专 题：综放面顶煤的分类及研究指导教师： 职 称：讲师中国矿业大学 2007 届本科毕业设计中国矿业大学毕业论文任务书学院 应用技术学院专业年级 采矿 03 学生姓名任 务 下 达 日 期 ： 07 年 1 月 11 日毕业论文日期：07 年 3 月 25 日至 07 年 6 月 20 日毕业论文题目：水峪矿 300 万 t/a 新井设计毕业论文专题题目：综放面顶煤的分类
2、及研究毕业论文主要内容和要求：按采矿工程毕业设计大纲要求，完成水峪矿 300 万 t/a 新井设计。专题为综放面顶煤的分类及研究，翻译为 3000 字符的英译汉文章。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学 2007 届本科毕业设计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 2007 届本科毕业设计中国矿业大学毕业论文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
3、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中国矿业大学 2007 届本科毕业设计答 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 日中国矿业大学 2007 届本科毕业设计摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分是水峪矿 300 万吨
4、新井设计。全篇共分为十章：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、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。水峪矿设计年生产能力为 300 万 t/a，服务年限为 97 年。矿井工作制度为“四六”制。矿井的采煤方法主要为倾斜长壁综合机械化放顶煤开采。矿井开拓方式为双立开拓方式。矿井布置一个工作面生产，一个工作面备用，年生产能力为 300 万t/a。工作面长度为 250 m。运输大巷采用胶带运煤，大巷辅助运输采用电机车运输材料和矸石。矿井通风方式为中央边界式。专题部分主要介绍的是综放面顶板顶煤分
5、类及研究。翻译部分题目为“Adopt the crest of the coal work noodles plank management problem study” 。关键词：综放面、顶煤分类、敏感性指标、夹石层、可放性、稳定性、顶煤相对强度、顶板结构。中国矿业大学 2007 届本科毕业设计ABSTRACTThe design includes three parts : general, thematic elements and some of the translation. Shuiyu part of the general three million tons of ore
6、a new well design. The text is divided into 10 chapters : Overview of mine and mine geology, mine realm and reserves, the system of mine, design and production capabilities and service life, mine development, preparation methods-panel design, mining methods, underground transport, Mine Hoist and tra
7、nsport, mine ventilation and mine safety and the major economic and technical indicators. Shuiyu mine design annual production capacity of three million, the service life of 97 years. T Mine system “April 6“ system. Pit mining methods to tilt fully mechanized longwall top coal caving mining. Mine ex
8、plore ways to open up two-way up. Mine production layout of a face, a face standby, the annual production capacity of 300 thousand tons per year. Face length of 250 m. Transportation Roadway belt used to transport coal, Roadway auxiliary transport used motor vehicle transport materials and waste. Mi
9、ne ventilation system for mixed mode ventilation, mine early central parallel ventilation, the late hybrid ventilationSpecial subject the part is main introductive is a sum up to put the noodles crest the plank crest coal classification and research.Translate parts of topics is“the Adopt the crest o
10、f the coal work noodles plank management problem study“.Key words: fully mechanized top-coal caving face caving and drawing characteristics top-coal relative intensity rock parting classification of top-coal stability sensibility target roof structure一般部分中国矿业大学 2007 届本科毕业设计专题部分目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征 .
11、11.1 矿区概述 .11.1.1 交通位置 11.1.2 地形地貌 1中国矿业大学 2007 届本科毕业设计1.1.3 河流及水系 11.1.4 气象及地震 11.1.5 本区经济状况 21.1.6 水源及电源 21.2 井田地址特征 .41.2.1 井田地质构造 41.2.2 水文地质 71.2.3 其他有益矿物 101.2.4 地质勘探程度 111.3 煤层特征 .121.3.1 煤层 121.3.2 煤层顶、底板 131.3.3 煤质 141.3.4 瓦斯 161.3.5 煤尘及煤层自燃 162 井田境界和储量 172.1 井田境界 .172.1.1 井田范围 172.1.2 开采界限
12、 172.1.3 井田尺寸 172.2 矿井工业储量 .182.2.1 储量计算基础 182.2.2 井田地质勘探 182.2.3 工业储量计算 182.3 矿井可采储量 .202.3.1 安全煤柱留设原则 202.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 202.3.3 矿井可采储量 233 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .253.1 矿井工作制度 .253.2 矿井设计生产能力及服务年限 .253.2.1 确定依据 253.2.2 矿井设计生产能力 253.2.3 矿井服务年限 25中国矿业大学 2007 届本科毕业设计3.2.4 井型校核 264 井田开拓 .274.1 井田开拓的基本问题
13、 .274.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 274.1.2 工业场地的位置 294.1.3 开采水平的确定及采带区划分 294.1.4 主要开拓巷道 294.2 方案比较 .304.2.1 提出方案 304.2.2 技术比较 314.3 矿井的基本巷道 .354.3.1 井筒 354.3.2 井底车场及硐室 364.3.3 主要开拓巷道 385 准备方式 带区巷道布置 .455.1 煤层地质特征 .455.2 带区巷道布置及生产系 455.2.1 带区位置 455.2.2 采煤方法及工作面长度的确定 455.2.3 带区巷道布置 455.2.4 工作面接替顺序 465.2.5 生产系统
14、 465.2.6 巷道掘进方法 475.2.7 带区的生产能力和带区采出率 485.3 带区车场 505.3.1 带区车场的形式和线路布置 505.3.2 带区主要硐室布置 526 采煤方法 .536.1 采煤工艺方式 .536.1.1 设计带区地质条件 536.1.2 采煤方法及其机械化程度的确定 536.1.3 回采工作面参数的确定 556.1.4 回采工作面破煤、装煤方式及相应设备的选择 556.1.5 回采工作面运煤方式及其运输设备的选择 57中国矿业大学 2007 届本科毕业设计6.1.6 工作面支护方式及采空区处理 596.1.7 工作面设备布置 616.1.8 采煤工艺 626.
15、1.9 劳动组织和循环作业图表 646.1.10 回采工作面吨煤成本 666.2 回采巷道布置 686.2.1 回采巷道布置方式 686.2.2 回采巷道断面选择及其掘进方式 687 井下运 输 .727.1 概述 .727.1.1 井下运输的原始条件 727.1.2 矿井运输系统 727.1.3 各环节运输方式 737.2 带区运输设备选择 .737.2.1 设备选型原则： 737.2.2 带区煤炭运输设备的选择 737.3 运输大巷设备选择 .777.3.1 大巷运输设备的选择 777.3.2 运输设备运输能力验算 788 矿井提升 .798.1 矿井提升概述 .798.2 主副井提升 .
16、798.2.1 主井提升设备选型 798.2.2 副井设备选型 809 矿井通风 .839.1 矿井通风系统选择 .839.1.1 矿井概况 839.1.2 矿井通风系统的基本要求 839.1.3 矿井通风类型的确定 849.1.4 主扇工作方法的确定 879.2 带区通风 .889.2.1 带区通风 889.2.2 工作面通风 889.2.3 通风构筑物 89中国矿业大学 2007 届本科毕业设计9.2.4 工作面风量计算 899.3 掘进通风 .929.3.1 掘进工作面需风量计算 929.4 硐室风量计算 .939.4.1 井下各硐室 939.4.2 其它巷道所需风量 939.4.3 备
17、用面所需风量的计算 939.4.4 矿井总风量计算 949.4.5 带区风量计算 959.4.6 风量分配和风速验算 959.5 矿井通风阻力计算. 979.5.1 矿井通风时期和困难时期的确定 979.2.5 矿井通风阻力计算方法 1019.6 矿井通风机的选择 .1039.6.1 矿井的自然风压 1039.6.2 初选通风机 1049.7 防止特殊灾害的安全措施 .1089.7.1 预防瓦斯事故 1089.7.2 预防火灾事故 1099.7.3 预防矿井水灾事故 11010 设计矿井基本技术经济指标 111专题部分综放面顶板顶煤分类及研究 .113参考文献 .138翻译部分英文原文 .14
18、0中文原文 .144致 谢 .147中国矿业大学 2007 届本科毕业设计1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置汾西矿业集团水峪煤矿有限责任公司,位于山西省孝义市境内，覆盖下堡镇、兑镇镇、柱濮镇的一部分。南北宽约 8.4 k m，东西长约 7.1k m，矿区面积约 52k m2。矿区距孝义市城西 20 公里处，距介休城约 42 公里。地理坐标：东经 11135121113903，北纬 370040370729。水峪井田西与阳泉曲井田相邻，东北与高阳井田相邻，系人为井界，北至下堡河，南至兑镇河为自然边界。总体呈长方形。矿区交通便利，南同蒲铁路介（休）西（泉）支线从矿区内穿
19、过，矿区内设有兑镇车站，往西至阳泉曲车站。有孝（义）午（城）公路通过矿中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 2 页区往东通大运高速公路及 108 国道，往北至 307 国道，与夏汾高速公路相通。通过铁路公路可达全国各地，见图 1-1 交通位置图 ，附矿区距邻近主要城市距离见表 1-1。表1-1 矿区距邻近主要城市距离表城市 距离(公里) 城市 距离 (公里) 城市 距离(公里)孝义 20 北京 691 孟塬 426汾阳 38 石家庄 407 西安 549介休 42 大同 531 郑州 814太原 146 包头 980 武汉 13481.1.2 地形地貌呈“V”字型发育，沟谷基本呈南北向，
20、新生界的黄土主要分布在山梁垣上，基岩一般多出露在沟谷中，纵观全区其地貌特征为中等切割至轻微切割的中低丘陵类型。1.1.3 河流及水系本区内地表水属黄河流域汾河水系，主要河流为北部边缘的下堡河及横贯矿区东西的兑镇河，柱濮河，三条河均属季节性河流，受季节影响较大，雨季山洪汇集，河水猛涨，旱季河水流量较小，甚至干涸。1.1.4 气象及地震本区气候属暖温带大陆性半干旱半湿润气候，春季风大雨少干旱，夏季多雨炎热，秋季温暖湿润，冬季寒冷少雪，四季分明，平均年气温在10.3 左右，一月份最低平均气温-10.5 ，最低-23 。七月份气温最高，最高可达 39 ，平均降雨量约 500 mm，雨水多集中在 79
21、月份，占全年降雨的 6080 %；年蒸发量为 18001900 mm。每年十一月至次年四月为冻结期，最大冻土深度 0.74 m。本区地震烈度度区，根据中国地震参数区划图 （GB18306 2001） ，属地震动峰值加速度为 0.10.15 g 区。根据 1978 年 5 月 2 日山西省抗震工作办公室、山西省建委，山西省地震局“ 关于颁发山西省地震基本裂度区划分图及说明的通知”，本地区裂度为 6o。1.1.5 本区经济状况本区范围涉及孝义市境内的下堡镇，兑镇镇，柱濮镇、驿马乡，的部分村庄，人口约 5 万人。当地农民以种植业为主，主要农作物有小麦、玉中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 3
22、 页米、高梁、谷子等。区内煤炭资源丰富，工业主要以开办煤矿为主，开采运输业较发达。1.1.6 水源及电源水峪矿共有九口水源深井，总出水量为：250 m3h，是水峪矿工业用水和生活用水主要来源。主要用于锅炉房、澡堂、食堂及工村生活用水等。井下水源由矿井中央水仓送到高山水池，经沉淀池沉淀后靠静压送到井下中央泵房，加压后送到各工作地用水处。水峪矿区内供电由 35 KV 变电站通过各变电所及变电亭向各用处供电。地面生活及生产辅助用电由各变电所供电，如工村变、新机厂变、锅炉变、旺家垣变、学校变都取自 35 KV 变电站，然后输送到各用户。由于井口附近负荷比较集中，在铁路车站北侧设有 638 KV 变电亭
23、，向井口绞车、生产系统供电。各风井及工业场地用电电源均取自 356 KV 变电站，以双电源供电。扇风机房内附设有变电亭。井上 35/6 KV 变电所把 6 KV 电压经主斜井送往井下中央变电所，然后通过高压开关柜把 6 KV 电压送往主排水泵和采区变电所，然后采区变电所将 6 KV、660 V 电压分别送到工作面移变和其它用户，采煤工作面移变再将 660 V、1140 V 电压送到工作面各用户。采区手持式电器设备为 127 V,由工作面移变通过综保供给，其它用电设备为 660 V、 1140 V。中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 4 页图 1-1 矿区位置交通图中国矿业大学 2007
24、 届本科毕业设计 第 5 页1.2 井田地址特征1.2.1 井田地质构造霍西煤田位于山西省中南部吕梁山脉与霍山山脉之间，北起汾阳，南至河津，在隰县、乡宁与河东为田相连接，地理坐标在东经 1102111200，北纬 3446-3715之间；行政区划分属晋中、吕梁、临汾、运城（市）地区。本矿区位于霍西煤田的北部孝义市境内。区域地层与华北煤田大部分地区相似，出露岩层主要为前震旦系、震旦系、寒武系，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、和下石炭统。在中奥陶统上沉积了石炭系、二叠系和第三系、第四系。石炭二叠系为本区主要含煤地层，为海陆交互相及陆相含煤岩系，煤田内尚未发现火成岩。区域构造上处于祁吕贺“ 山字型 ”
25、弧形构造东翼，不同级别不同形态的褶曲构成了为田的基本格架，并以高角度正断层为主，次一级的波浪起伏是为田的一大特点。因此，本区地质构造至少受着“ 山” 字型构造、华夏系构造以及汾河凹陷的控制，燕山运动构成了该区地质构造的基本轮廓。地层:本矿井地层与霍西煤田汾孝矿区的地层一致，煤系地层的基底为奥陶系灰岩，在其上部沉积了石炭系，二叠系地层及第三、第四系红黄土层，煤系地层与奥陶系为平行不整合接触。矿区大部分地区被红黄土覆盖，在沟谷中出露有太原组山西组、下石盒子组及上石盒子组地层，现根据勘探及生产中的有关资料由老至新叙述如下：1、奥陶系中统上马家沟组（O 2S)：位于峰峰组之下，与峰峰组为整合接触。勘探
26、钻孔均未打到该组，该组地表无出露，依据区域地质资料，岩性由厚层状石灰岩，泥灰岩、白云质灰岩，白云岩等组成。岩溶裂隙发育，平均厚约 250 mm。2、奥陶系中统峰峰组（O 2f)：地表无出露，厚度 130.96-156.10 cm。平均厚 139.7 m。岩性有质地较纯的石灰岩，纯石膏及泥灰岩类纤维状石膏等组成。3、石炭系中统本溪组（C 2b）：平行不整合于峰峰组之上，井田内无出露，部分井巷工程穿过本组地层。主要由灰色、黑色页岩、砂质页岩，铝土页岩，石灰岩等组成。厚度 15.48-25.80 m，平均厚度 18.47 m，上部局部夹薄煤一层，石灰岩 1-3 层，厚度变化大，层位不稳定，石灰岩中产
27、有蜓科等动物化石，底部为夹有团块状黄铁矿的铝土泥岩，本组部分地层在宜兴中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 6 页大巷揭露。4、石炭系上统太原组（C 3t):本组由黑灰色砂岩，砂质页岩、页岩、石灰岩及煤层等组成，含煤 7-12 层，其中 2#、9 #煤层为稳定可采煤层，亦系本矿井主采煤层，3 #、7 #、10 #煤层为局部可采煤层。石灰岩 4-6 层，其中K2、K3、K4 三层灰岩稳定，是良好的标志层，在矿区内极易对比，但 K4灰岩在矿区西北部官窑村附近相变为砂岩，本组厚 95.10 m-98.94 m，平均 97.02 m。可采煤层总厚 1.57 m。太原组地层一般又分为上、中、下三段
28、。太原组的下段（C 3t1）：K1 砂岩底板起至 K2 石灰岩底板，厚 26.20-37.40 m，平均 31.21 m，由黑灰色之页岩、砂质页岩、砂岩、石灰岩、煤组成，K1 砂岩为太原组与本溪组分界标志，成分为细、中粒石英，胶结良好，此层砂岩岩性坚硬，无论是在井下还是钻孔中易于识别，K1 砂岩之上有 1-3 层石灰岩，下层厚一般在 2 m 左右，上两层极不稳定，石灰岩之上是黑色页岩或砂页岩，及煤层，其中 10#厚度为 0.67 m。其上为 0.5-1.2 m 之灰色页岩（泥岩），系 9#煤层底顶，9 #煤层厚 1.55 m，此外 10#煤层的下部有0.3-0.8 之薄煤层 1-2 层不稳定，
29、9 #煤层之上是 K2 石灰岩，其底层局部有不到 1 m 的页岩一层，系 9#煤伪顶。太原组中段（C 3t2):K2 石灰岩底至 K4 石灰岩顶，厚度为 44.46-54.70 m，平均 48.84,有石灰岩三层，由下至上编号为 K2、K3 、K4 ，此三层石灰岩稳定，为良好的标志层，该段岩层具体有明显的沉积韵律。7 #1、7 #、 8#-1、8 #煤层位于其间。K2 石灰岩厚 6.85-13.7 m，平均厚 11.50 m 为厚层深灰色石灰岩，其中有条带状及团块状黑色燧石，石灰岩下部常有一层灰色的页岩，厚 1.0 m 左右，石灰岩中产有较为丰富的海相动物化石。K3 石灰岩厚 4.2-8.25
30、 m，平均厚 5.55 m,距 K2 石灰岩 19 m 左右，亦为深灰色石灰岩，含燧石情况与 K2 石灰岩相似，石灰岩也产有海相动物化石。K4 石灰岩厚 2.70-6.80 m，平均 3.78 m，距 K3 石灰岩约 10 m 左右，为深灰色石灰岩，一般不含燧石，在官窑附近露头上所见此层石灰岩在短距离内相变为黄色细粒砂岩。太原组上段（C 3t3):自 K4 石灰岩顶板至 K7 砂岩的底板为止，平均厚22.55 m。4 #、5 #、6 #薄煤层位于其间，在露头上所见一般为黑色页岩、砂岩，性脆、节量发育。其中常夹有条带状铁质页岩。5、二叠系下统山西组（P 1S）：K7 砂岩底板起，K8 砂岩底板止
31、全层中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 7 页厚 31.82-59.52，平均厚度 42.20 m，亦为矿区内重要含煤地层之一，与下伏之太原组地层在本区内为整合接触，出露于水峪井田各沟谷中。K7 砂岩为一层灰白色石英砂岩，一般厚 1-2 m，胶结良好，在露头上一股呈白色细、中粒砂岩，全区不稳定常尘灭，不易对比。山西组中共有煤层 4 层，即 1#、2 #、3 #-1、3 #，只有 2#煤层稳定可采，为本矿井主采煤层，3 #煤层为局部可采，1 #、3 #-1 煤层均为不可采煤层。山西组岩性由灰白、灰黑色页岩，砂质页岩及砂岩组成，岩性变化较大，下部多为砂页岩，上部则砂岩较少，页岩中常夹有菱铁
32、矿结核，风化后成为铁秀色。6、二叠系下统下石盒子组（P 1X）：K8 砂岩至 K10 砂岩底板，上部为黄绿页岩、砂岩及细中粒砂岩，中部以黄绿色中粗粒厚层砂岩为主，夹黄色，黄灰色页岩，砂质页岩，K9 为黄绿色粗砂岩，成份以石英长石为主，泥质胶结，下部为黑灰色页岩，砂质页岩夹薄层细砂岩，底部有 0.5 m 以下薄煤 1-3 层，煤层不稳定常尖灭 K8 砂岩为黄色中粒砂岩，成份以石英长石为主，泥质胶结厚度变化大。本组厚 95.00-132.00 m，平均 121.00 m。7、二叠系上统上石盒子组(P 2s):K10 砂岩起至 K11 砂岩底板，主要位于井田中南部，由紫红色、紫绿杂色页岩，砂质页岩夹
33、黄绿色石英长石砂岩组成，K10 砂岩一般为黄绿色粗粒一中粒砂岩，泥质胶结，本组地层厚235.50-326.70 m，、平均 281.54，与下伏下石盒子组为整合接触。8、第三系上新统（N 2）：一般分上下两部，该统下部仅在本区东北部偏城村南部其出露，岩性以三层砾岩为主，各层砾岩之间为未胶结的微红色，黄色之粉砂，细砂，砂质粘土等组成，各层砾石厚度一般在 1-3 m，砾石成份以石灰岩为主，砾石的直径一般为 1-10 cm，钙质胶结良好，与下伏地层呈不整合接触，厚度为 9.29-26.16 m，该统上部为红色砂质粘土，与下伏地层呈不整合接触，厚度一般在 10-20 m 左右。9、第四系（Q）：井田内
34、可分为中更新统（Q 2）、上更新统（Q 3）及全新统（Q 4），由砂质土、黄土、次生黄土，现代河流冲积等组成，平均厚度 36.69，不整合伏盖于各不同地层之上，其厚度变化较大。井田内地层对比的方法主要以钻孔的勘探资料为主，将各标志层、煤层、加以对比，在巷道、实际揭露的资料中经验证对比较合理，能够指导生产，服务生产，整个井田对比可靠。构造本井田构造形态主要为走向南北倾向东的单倾构造，区内次一级褶皱较发育，使地层呈波浪起浮状，断层落差不大，以高角度正断层为主，逆中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 8 页断层主要表现为契形推移，推移距离短，延伸长为特征。无炭柱从目前实际揭露情况看多分布于井田
35、中部和西北部，大小各异，长轴短的 10 m，长的 270 m。本区无火成岩侵入。断层本区内断层构造不甚发展，已揭露的断层基本控制了断层的断距，延展方向和长度，研究程度较高。F6 断层: 位于圪卓头村东北 520 m N80w倾角为 27o 落差 250 m 的正断。2、褶皱本区内褶皱构造较发育，构成矿区构造的基本格架。由于地层倾角平缓，在露头的个别地段见到基本形态，一般不易观察到。1.2.2 水文地质含水层：水峪煤矿位于郭庄泉域岩溶地下水系统的中北部，为浅埋藏型隐伏岩溶区，主要接受大气降水补给，矿区内出露的地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、第三系及第四系地层
36、，根据含水岩系及水力特征将井田内地下水划分为以下几种类型。（1)碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组矿区内没有奥陶系灰岩出露，仅在旺家垣井井底车场有揭露，根据煤矿所施工的供水井提供的资料，峰峰组岩性主要为质纯灰岩、泥质灰岩、泥灰岩及石膏层，灰岩裂隙较发育，由于本区峰峰组底板大部高于区域奥灰水位标高，该含水岩组现已成为透水而不含水岩组，厚度一般在 140 m左右。上马家沟组为奥陶系主要含水层，主要由石灰岩层、泥质灰岩、白云质灰岩、泥灰岩组成。含水层岩溶裂隙发育，并发育有小的溶孔，连通性好，含水层厚 200 余米，富水性强，地下水交替快，矿区内供水井奥灰水位标高一般在 560 m 左右，单井涌水量 4801
37、600 m3/d，单位涌水量0.726-2.013 L/s. m。总之，本区奥陶系灰岩裂隙发育，地下水交替快，富水性强，除矿区南部部分地区处，在矿区大部分地区奥灰水位低于煤系地层标高，故奥陶系岩溶水对矿井开采不会构成太大威胁。（2）碎屑岩类裂隙含水量水岩组井田内碎屑岩地层为石炭系和二叠系，根据含水介质的不同，含水层可分为碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层和砂岩裂隙含水层。太原组有三层稳定石灰岩，自下而上为 K2、K 3、K 4 石灰岩，为矿区内的主要含水层，尤其为 K2 石灰岩富水强，构成矿井的直接充水水源。中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 9 页本组地层仅出露于井田西北部官窑村附近，及兑镇西
38、北方向大沟内，凡灰岩出露处，地表水流量往往减少或全部断流，显然是渗入灰岩成为地下迳流，在兑镇后庄即是另一方面在灰岩出露处又有泉水。如井田西北角之后庞沟从中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 10 页图 1-2 煤系地层综合柱状图中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 11 页K3、K 4 灰岩流出来的泉水很大，涌水量达 1.92-2.05 L/S，这是受局部地质构造影响所致。从岩性特征上看，质地较纯的石灰岩裂隙溶洞较发育，从井下揭露的情况看，溶洞直径从几厘米至数米不等，当井巷揭露 K2 灰岩时，溶洞发育处出现涌水之后水量减少至干涸。说明了岩溶裂隙发育是不均匀的，连通性一般。这为地下水
39、的储存，迳流提供了有利的场所和通道。下面对 K2、K 3、K 4 灰岩含水特征分叙：a、K 2 灰岩： 9#煤的直接顶板，厚度达 6.85-13.70 m，平均厚度 11.5 m，埋藏深度 80-320 m，岩性为青灰色质较纯的厚层稳定石灰岩，为矿井充水的直接水源。属承压含水层。具有一定的水头压力。单位涌水量平均为 0.35 L/S m。渗透系数为 5.01 m/a。钻孔中冲洗液 100 %漏失。岩溶裂隙比较发育，富水性强，但分布不均匀。这主要是 K2 灰岩的岩溶裂隙发育不均匀所致。也就是说，其富水性系 K2 灰岩的岩溶裂隙发育与否所控制，其水质类型为“HS-C M”型水。总矿化度在 1.70
40、4-1.878，为弱矿化水，PH值在 6.8-7.4。近中性水。全硬度均在 78.95-79.51 纯国度。属很硬水。涌水量最大为 180 m3/h，是 1990 年 12 月 6402 工作面初次放顶后，工作面出水，水位标高 680 m，水温 19。b、K 3、K 4 灰岩：K 4 灰岩厚 2.7-6.8 m，平均 3.27 m。在本区内有呈尘灭或相变为砂岩。K 3 灰岩厚 4.2-8.25 m，平均厚约 5.55 m。青灰色质地较纯，裂隙溶洞比较发育，富水性仅次于 K2 灰岩，在区外西北角后庞沟露头处有泉水流出，涌水量达 1.92-2.05L/S。大部分则为流量 0.05-0.1 L/S
41、的泉。从抽水试验结果看其单位涌水量为 0.086 L/S m 左右。渗系数为 0.989-2.54 m/a 之间。旺 -11#孔 K4 单位涌水量为 1.23 L/S m。 K3、K4 混抽单位涌水量为 0.16-0.72 L/S m。旺-25 #孔 K3、K4 混抽单位涌水量则为 0.036-0.042L/S m。水位标高+866.66-910.57 。在偏店水源报告中 2-5#孔单位涌水量达 0.4-0.9L/S m。渗透系数达 4.25-17.43 m/d。所得值比本区大，富水性较强，地下水富水之强弱与地质构造有很大关系，从邻区水文资料及本区简易水文资料分析，K 3 灰岩比 K4 灰岩富
42、水性要强一些，其水质类型多为 HS-C M型水。总矿化度为 0.876-0.919 g/L 为强水。PH 值为 7.30-7.60 属碱性水。K3 的涌水量比 K4 要大。K 4 涌水量为 36 m3/h，埋藏深度 40-305 m。二叠系砂岩含水层：二叠系含水层由若干层砂岩组成，其主要含水层为 K7、K 8、K 9 砂岩及基岩风化壳。含水层富水性受埋藏深浅条件的制约，一般情况下，含水层埋深小，富水性好，反之则差。K 7 砂岩在井田内厚度变化大，层位不稳定，中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 12 页K8 砂岩厚度在 0.7-9.3 m 之间，平均 4.06 m。K 9 砂岩厚度为 5
43、.6-10.10 m。平均 7.80 m。基岩风化壳因为露出地表或距离地表较近，风化裂隙发育，接受补给条件较好，其富水性要好于 K7、K 8、K 9 砂岩。在断层带，滑坡体及裂隙发育的向斜部位涌水量一般较大，山西组含水层主要为 K7 砂岩，据2-14#孔抽资料，单位涌水量为 0.0068 L/S m，旺 -25#孔单位涌水量为 0.007 L/S m，水位标高+919.8 m。水质一般为“HS-N M”型水。下石盒子组大多出露于地表，在井田内受沟谷切割 影响，在接受大气降水补给后，经短暂径流，在合适的地段以泉的形式涌出。本组较稳定的是 K8、K 9 砂岩，厚 6-15 m，旺 - 15#钻孔在
44、钻进到 K9 砂岩时曾出现过自流。高出钻口 8.65 m，水位标高 +946.62，自流量 0.18 L/S。总之，山西组及下盒子组砂岩含水层在正常情况下富水性差，但也不排除在局部地段富水的可能性。据 2-14号孔抽水资料，单位涌水量为 0.0068 L/S，渗透系数为 0.0285 m/d，东北高阳井田抽水结果，单位涌水量 0.0012-0.0105 L/S m，渗透系数 0.00142-0.0157 m/d，地下水矿化度 0.310-0.125 g/L，为淡水，PH 值 7.8-8.4 为碱性水。水质类型“HS-C M”型水。（3) 松散层类孔隙含水层组本区松散层类孔隙含水层组为第三系、第
45、四系地层，主要分布于兑镇河、下堡河、柱濮河河床及主要沟谷内，以砂卵石层、砂砾石层、砂为主，卵砾石成分多为灰岩、砂均未胶结，粒度相差悬殊。分选性差，孔隙度大，为良好的含水层，也是良好的透水层。分布于地表厚 8-12 平均 9 m 大的沟谷内，兑镇一带水井调查说明其水位变化均受气候及降雨量控制，兑镇河平时水深不超过 0.2 m，常年有水，雨季山洪瀑发，水势汹涌，旱季水位下降。87 年专门对兑镇河的流量进行了测量，测得最大洪水位标高 877.68 m，流量 7.38 m3/s，据水井简易抽水资料，单位涌水量 6.67 L/S m，受季节性影响，动态变化幅度在 1 m 左右，水质类型为 HS-C M
46、型水。矿井涌水量：地质报告预计矿井 2 号煤的涌水量一般在 150350 m3/h，参照历年来全矿井的涌水量，预计全矿的涌水量为 250 m3/h。1.2.3 其他有益矿物本井田内主要有益矿产为石灰岩、石膏、铁矿、铝土矿、粘土等。这些矿产受埋藏深度或品位不高等技术条件的限制，直到目前尚未利用。现将这些矿产的基本特征以及今后的利用方向予以阐述。1.石灰岩：本矿井本溪组、太原组一般赋存 3-5 层石灰岩，最厚不超过中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 13 页12 m，在井田的西北有出露，能作道碴和小型石料，亦可用于建筑材料和烧制石灰。 奥陶系石灰岩在本矿井车场有揭露，根据钻孔 21-02，
47、24-02 两孔的化学分析结果，S 及 SiO2、 Fe2O3 含量较高，不宜供作冶金熔剂及制作水泥，含泥质较多。厚层致密坚硬者可作建筑材料。2.石膏：赋存于奥陶系峰峰组，在矿井+700 大巷有薄层的纤维状石膏夹与石灰岩间未作取样分析，目前无经济价值。3.铁矿（Fe）：区内常见的有山西组地层结核状菱铁矿，太原组之黄铁矿，本溪组“ 山西式” 铁矿。山西组的菱铁矿结核，层位不稳定，含铁量较低，不适于工业利用，太原组黄铁矿零量分布，常赋存于 7#（铜三尺）及 9#、10 #煤层中，透镜体不稳定厚度不大，一般不超过 0.1 m，钻孔中见有 0.05 m，井下实际观察发现黄铁矿呈结核状分布较多，极不稳定
48、，10 #煤层下分层含量多，无利用的价值。本溪组底部“ 山西式” 铁矿，层位比较稳定，浅部呈不规则之团块状，土名“窝子矿 ”大部分以赤铁矿、褐铁矿为主，呈紫红、褐红色。老乡曾之以土法冶炼，品位较高，但往深部逐渐为黄铁矿所代替。4、粘土及铝土：本区太原组 9#10#煤底板之粘土及本溪组底部之“G”层铝土矿，较为稳定，其余因层位不稳定、厚度变化大，无经济价值。现将以上两主要层分述如下：（1）、粘土：区内开拓大巷，钻孔大部分穿过此层，层位稳定，厚0.7-11.22 m，平均厚 4.17 m。底部呈鲕状、含硅量增高，以上部质较纯，一般为灰色，至灰白色的软质粘土，页理不清呈土状，有滑感，具有脆性，常含植
49、物根茎及呈散状之黄铁矿。（2）、铝土矿：位于本溪组底部，奥陶风化面之上与黄铁矿相伴生，勘探中 15、25、21-02 孔穿过此层，生产中 3008 放水巷穿过此层，+700 大巷揭露此层，厚 3.49-7.23 m，为浅灰-深灰色之半硬质鲕状铝土页岩，块状黄铁矿与其共生，本区除上述矿产外，尚有黄土和砂岩，可用作烧制砖、瓦和采取小型石膏之用，能满足一般的需要。1.2.4 地质勘探程度井田为吕梁背斜的一部分，总体为一走向南北,倾向东的单斜构造，倾角平缓，一般在 114 ，仅在井田的东南角受断层影响倾角较大，在 25左中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 14 页右。井田内大部分区段发育有宽缓褶曲，局部地段地层沿走向
