《采矿学》课程设计--祁南煤矿0.9Mt新井设计jhk.docx

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1、采矿学课程设计设计题目：祁南煤矿0.9Mt新井设计目录第一章矿区概述及井田地质特征31.l矿区概述31.1.1 地理位置及交通31.1.2 地形与建筑物概况和地表水51.L3气象条件61.1.5地震81.L6水源及电源91.2 矿井地质特征9121井田地质构造91.2.2井田水文地质特征151.3 煤层特征161.3煤层161.3.2 主采煤层围岩性质171.3.3 煤的特征18第二章井田境界和储量222.1 井田境界222.2 矿井工业储量222.3 矿井可采储量25第三章矿井工作制度、设计生产能力及服务年限293.1 矿井工作制度293.2 矿井设计生产能力及服务年限293.2.1 确定依

2、据293.2.2 矿井设计生产能力293.3 井型校核30第四章井田开拓334.1 井田开拓的基本问题334.2 井筒形式的确定344.3 工业场地的位置354.4 开采水平的确定364.5 井底车场和主要开拓巷道的布置364.6 方案比较36第一章矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通祁南煤矿位于安徽省宿州市埔桥区祁县镇境内。北距宿州市约23km,南距蚌埠市约70km。矿井北部以第10勘探线与淮北矿业集团桃园矿毗邻，东部与皖北矿务局祁东煤矿分界，浅部止于二叠系山西组8煤层露头；深部以8煤层-70Om水平地面投影为界，走向长约7.8km,宽约0.933.55km,矿井

3、面积约24km2o图Ll矿区交通位置图)94500)9500000i-z;OOOOOtOOooSH本矿井交通极为方便，京沪铁路从本区东北通过，北距宿州站约23km,东距芦岭站12.5km；青芦支线从矿井北部通过，矿井铁路运输专用线在宋庄站与青芦铁路接轨；206国道宿（州）蚌（埠）段从矿井中部穿过，公路可直通徐州、阜阳、淮北、淮南、河南省永城等地。矿井内有淮河支流汾河通过，乘船可进入淮河和洪泽湖。1.1.2 地形与速筑物概况和地表水淮北煤田位于淮北平原的北部，在地貌单元上属于华北大平原的一部分，为黄河、淮河水系形成的冲积平原。除肖县、滩溪、宿县北部有震旦、寒武、奥陶系岩层出露形成剥蚀残丘低山外，

4、绝大部分地区被第四、第三系松散层覆盖，形成平原地形。低山的海拔标高为180408m,平原地区标高一般为2050m。地势总体上由西北向东南微微倾斜。祁南矿周围村庄建筑物大多为砖石结构，片石基础，砖墙，人字形屋顶或平屋顶，砌筑时多采用黄泥石灰浆砌筑，水泥砂浆勾缝，抗变形能力较弱。部分房屋为一层砖木结构，毛石基础，砖墙和机瓦屋面，门和窗户采用平砌砖罐和钢筋砖过梁，一般3间或4间连在一起，长度不超过20m。另有少数房屋为泥土墙草顶，年久失修，抗变形能力极差。祁南矿地势较为平坦，北高南低，地面标高17.2023.8Onb一般22m左右,矿内人工开挖数条近南北向泄水沟，最大的为溜法新河，其作用主要是防洪排

5、涝,它们自北向南或由南向北汇于泠河集中排泄。矿内的最大地表水体是法河，它从本矿的中北部斜穿而过，河水自西北流向东南。汾河及其支流和人工沟渠组成了密如蛛网的地表水系。法河属淮河的支流,为一季节性河流。河床蜿延曲折，宽50150m,深35m,两岸有人工河堤，每年79月为雨季，一般流量5IOm3s,枯水季节每年10月至次年3月，干旱严重季节甚至断流。历史上汾河最高洪水位为24.5m,近几年据水文资料记载，丰水期最高洪水位祁县闸上游达20.75m,下游达20.70m（1984年），枯水期最低水位上游17.22m,下游16.70m。历年最大洪峰流量临涣站865m3s（1965年），固镇闸134（3s（1

6、954年），历年最低流量为零，历年平均流量临涣站7.85n?/s,固镇闸为23.211t7s篌河发源于河南省商丘地区，上游由东沙河与包河在临涣集附近汇合而成，属中小型季节性河流，五十年代以来曾发生过三次较大水灾，分别为1954年7月17日，1963年6月30日和1965年7月16日，其中1965年水灾最大，汾河洪峰达最大流量，本矿所在范围内普遍积水Im左右。1967年新汴河开挖以后，增强了区域内泄洪能力，泠河水从未溢出河床，根除了区域内水患。从水文地质图上看，沱河与各主采煤层露头线投影成3060的角度斜交,但由于有隔水层特别是新生界第三隔水层的存在，使地表水（包括河水）与煤系含水层没有水力联系

7、。目前地表水对煤矿开采和矿区建设没有危害。1.1.3 气象条件本区气候温和，属北温带季风区海洋大陆性气候。气候变化明显，四季分明，冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据宿州市气象局19801998年观测资料，平均气温14.6C,最高气温40.3C,最低气温-12.5C0年平均降雨量756mm,雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17m,年平均风速2.2ms,最大风速20s,主导风向为东东北风。无霜期210-240天。冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。1.1.4 水文条件本矿自精查报告提出以后，在1986年和1989年由安徽煤田地质三队施工了8个井口检查孔。松散层均进行了全取芯，取

8、芯质量较高，并进行了二次抽水试验，分别为23煤间砂岩和324煤间砂岩（K3）,抽水试验，抽水试验质量均为合格。在4个孔取样做了岩石物理力学性质试验，在2个孔取样做了粘土类土工试验。1991年又由安徽煤田地质水文队进行了水源勘探，共施工钻孔33个。其中抽水孔5个，观测孔19个，专门取芯孔4个。钻探进尺4014.3m,取芯进尺2901.03m,取芯总长度2406.42m,平均采取率83%0这28个孔综合验收均为优质。同时作抽水试验5次，其中一含一次，二含二次，三含上段抽水2次（一次为大口径抽水）。按现行供水水文地质勘察质量验收标准验收，5次抽水试验均为优质。表Ll祁南煤矿水文、工程地质工程量统计表

9、间项目精查期及以前井口检查孔水源勘探孔合计钻孔新生界第一含水层（组）112新生界第二含水层（组）224抽水试验（次）新生界第三含水层（组）224新生界第四含水层（组）4423煤含水层（段）1134煤含水层（段）3146-9煤含水层（段）2210煤上下含水层（段）11太原组灰含水层（段）11断层（F8、F9）22合计182525松散层取芯孔（个）全取芯2583366底含取芯132132松散层取芯孔（个）全取芯2583366底含取芯132132界面取芯5252无芯124124取样岩、土样（组）5611水样（个）21526水质细菌分析样（个）358建矿以后，进行了矿井涌水量观测。对较大的突水点进行了

10、记录，有的取样进行了水质化验。1997年矿方施工了四含观测孔97-观I,进行了注水试验。1999年在井下工作面施工了1021-探I、1021.探2及1021-探3三个探水孔和102.观I、102-观2两个观测孔。前三者为太原组二灰探查孔，后二者为太灰上段观测孔,钻探进尺共计558m。同时对受灰岩水威胁的10煤层1023、1024工作面进行电法勘探工作，主要目的是查明隐伏导水构造及可能突水区。另外还在祁县闸对汾河水位进行了观测，取得了两年的汾河水位观测资料。祁南矿井主要充水含水层为：新生界第四含水层（组）、煤系砂岩裂隙含水层（段）和10煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层（段底板埋深190.00403.7

11、5m,含水层厚033.80m,平均10.1m。在矿井西北部砾岩分布区，砾岩的厚度为3.0928.80m,平均16.53m。第四含水层厚度变化大，界面形态波状起伏，岩性也各不相同，富水性强弱差异较大，第四含水层大部分地段属弱含水层，水量较小，但砾岩分布区西部边界不清，在矿区内分布面积虽不大，但水量较为充沛。矿井涌水水源主要是煤系砂岩裂隙水。新生界四含砾岩水在留设防水煤柱的情况下，不会成为矿井直接充水水源。灰岩岩溶裂隙水在突水时会对矿井涌水量产生较大影响。预计一水平矿井正常涌水量为190m3h,最大涌水量为400m3h;目前每月观测的矿井涌水量约为180m3ho据本矿1998年以来矿井涌水量观测资

12、料，1998年矿井涌水量月平均126.3m3h,1999年月平均181m3h,1998年8月2000年7月两年内矿井正常涌水量月平均为167.36m,最大涌水量为1999年9月的涌水量199.8m3h年1234567891011121998101IM1081081081101121131201601761951999162.7164.4174172.1173.4176.4177.9175.4199.8199.5198.4197.62000197.4196.41345135.4137.21393140.8表1.298年至2000年矿井涌水量观测统计表单位：m3h1.1.5 地震宿县矿区位于华北板

13、块东南缘。东有郑庐大断裂，西有阜阳麻城断裂，北有秦岭纬向构造带，南有五河-利辛断裂。据历史资料记载，安徽北部一带,自公元925年以来发生有感地震40余次，其中I960年以来本区发生较大的地震有7次。根据安徽省地震局1996年编制出版的安徽地震烈度区划图查得，本区属4-6级地震区，地震烈度为7度。表13近年来淮北地区有感地震统计表时间19653.151971.7.131973.9221979321981.12201983.11.71999.1.12震中位置固镇鹿临涣固镇醐撕利辛4.033455.03.05.9421.1.6 水源及电源祁南矿井电源取自南坪集变电站。该变电所以220V输电线蜘与淮北

14、电厂相联，淮北电厂与淮南电厂职网。矿井供水水源为新生界松散层一、二含水层，该层埋藏深度较浅，分布广，江河日下比较丰富，水质符合要求。为了充分利用地下水资源，设计采用井下排水处理后，作选煤厂补充水及工业场地的生产及部分生活用水。1.2 矿井地质特征1.2.1 井田地质构造祁南煤矿位于宿南向斜西南部，为一走向近似南北转至东西、向西南凸出、倾向东至北的弧形单斜构造，中部及东部发育次一级褶曲，轴向基本上与地层走向一致。矿井内地层倾角西部及北部略陡，一般为9.5。12.4。；中部及东部较缓,一般为6.4。10。根据矿井勘探及生产揭露的地层情况分析，矿井构造较为发育，已查出褶曲为张学屋向斜，落差20m及2

15、0m以上的断层3条，其中F8及F9断层落差70m,错断新生界地层，为一新构造运动。祁南煤矿属于淮北煤田宿县矿区，宿县矿区四周被大的断裂切割，东南西北方向分别为固镇一长丰断裂、光武一固镇断裂、丰涡断裂和宿北断裂，它们均为正断层，大多充填较好，一般能起到隔水作用，形成网格状水文地质单元，其水文地质条件受四周的大断裂所控制，宿县矿区位于该水文地质单元的东部。祁南矿则位于宿县矿区宿南向斜西翼南部的转折端，为一走向近似南北转至东西，向西凸出，倾向东至北的弧形单斜构造，其地表为巨厚的新生界松散层所覆盖，以下地层依次为二迭系石千峰组，上、下石盒子组、山西组，基底为石炭系太原组及奥陶系石灰岩。(1)断层DF8

16、断层正断层，为北二采区南部边界。走向北西西，倾向南南西，倾角70。，落差由浅向深逐渐变小，直至尖灭。走向长度1.8kmo地震有12条测线控制，断点异常显示清晰；有141、1418、1417三孔穿过，其中141和1418两孔为断层产状控制孔，视倾角为37。，为查明断层。另外，在断层露头附近新地层厚度变化很大，可能为F8断层的新构造运动造成的陡坎。陡坎的走向长度约I(M)Om。2) F9断层正断层，为南三采区南一带区边界。走向北北东,倾向北西西,倾角45。70。,由南向北逐渐变陡，落差070m,由南向北变小，走向长度2.1km。有36条地震测线控制，时间剖面上标准反射波同相轴发生相位错动明显，有1

17、5-166、16-178、补213、补222、补223、补212六孔穿过，其中补213和补212两孔为断层产状的控制孔，8条地质剖面控制，为查明断层。3) BF34断层逆断层，位于本矿的东南角。走向北东，倾向北西，倾角55。，落差050m,由南往北逐渐变小，控制长度1.8km。有6条地震测线控制，D3线断点，在时间剖面上TlO反射波同相轴发生重复。该断层由D3线两个钻孔定层位，L2线引导同层位和其它测线闭合而推断出来的。(2)地层矿井范围无岩层出露，均为巨厚松散层覆盖，经钻孔揭露地层有石炭系、二叠系、第三系和第四系，地层厚度大于1400m,由老至新概述如下：1)石炭系上统太原组(C3t)本矿未

18、完全揭露，据邻区祁东矿26-276钻孔资料，厚度192.81m。岩性由浅海相石灰岩及过渡相的灰色砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩和薄煤层组成。其中以石灰岩为主、占本组地层厚度的40%左右。石灰岩有814层，一般1112层。石灰岩编号自上而下为一灰十二灰。其中三灰、四灰、十二灰三层灰岩厚度较大，全区较为稳定。顶部一灰厚度一般23m,顶部含泥质，富含动物化石及其碎屑，细晶粗晶结构，是下部煤组对比的重要标志层。2）二叠系（P）下统山西组（PIS）厚度120165m,平均135m,以12515Om为多。本组岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含10、11两个煤组，IO煤层上偶含薄煤线。IO煤层为本矿井主要可采

19、煤层之一，11煤层一般不可采且不稳定。与下伏地层整合接触。下统下石盒子组（PlX）地层厚度变化较大，两极值为215260m,平均232m,全区以220230m为主。含4、6、7、8、9五个煤层（组），含煤1013层，煤层总厚11.4m。本组为本矿井主要含煤段。岩性主要由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤层组成。砂岩多在639煤层（组）间和4煤（组）上。4煤层（组）附近可见保存较完整的植物叶部化石，且多含鲍粒。底部铝质泥岩是本区稳定的岩煤层对比的标志层。与下伏地层呈整合接触。上统上石盒子组（P2ss）地层厚度大于680m,含煤1、2、3三个煤层（组）。岩性主要由浅灰、灰、灰绿、灰紫色细砂岩、粉砂岩

20、、泥岩和煤层组成。成煤条件自3煤层（组）向上经2煤层（组）至1煤层（组）逐渐变差，煤层的可采性从主采到可采到不可采。岩石粒度由细变粗。层理类型由下部缓波状层理渐变为交错层理。岩石中的黑云母含量，自下而上也逐渐增多。中、下部可见较多植物化石碎片。与下伏地层整合接触。图1.2煤层综合柱状图祁南煤矿地层综合柱状图岩性综述iW(m)间 25 ()一S TT大.最大二 U二U45T 86C: :：7-*0-0夕:?:WW84 noC 04w0S:9本组ii层厚205250a平均222三u岩性主泥岩、筋砂岩、砂岩和燃层组成.泥岩、砂岩灰到深灰色，堤层附近有含性物化石及其碎片.东部为能负泥岩,浅灰色到乳白色

21、.夬紫黄色花斑,其精粒状结构,名台铝工.享茎3一W,层位段定,岩性变化不大,是良好的岩柒层对叱博志室.砂岩,以丰至百粒结恂为主，局非见有粗粒，自上可F至主越演成分有交条的缝势,各段砂岩特征如下：1,4煤组上砂岩：灰白色，中百粒结构,成份主要以石英为主，集贡咬结,岩性金哽.2、46发组间砂岩：灰白色,丰至到粒维恂,成份主要为石英及夏岑石化的长石，法员咬结，岩性至建.具斜生窿,层也不整定.3、6-7煤组间砂岩：浅灰至灰E色，丰至百粒,以细小菱蔓射粒显示层理，尤以槽大羯论文错生理为其特征.4、78堪组间砂岩浅灰至灰白色.中到到粒,具S采灰色岩砂岩、泥岩线建灰条若,显示水平至二波状层窿,曷至为互层状.

22、5.&堪正下砂岩浅灰色，多含不规则潦灰色泥员包体.含4、5、6、7、8、9A个煤层（组）.其*8堪层为较璋定型可采煤层.4、5、6、w9煤层为不可采媒尝3）第三系（R）据钻孔岩性岩相组合特征，化石泡粉资料与有关地层剖面对比，划分区内第三系如下：渐新统（E3）与下伏二迭系呈不整合接触，厚度O54.56m,平均40m。岩性较复杂，主要为砾石、砂砾、砾岩、粘土夹砾石、粘土质粘、钙质粘土及泥灰岩等。本统为残积、坡积、堆积物，其岩性受基岩古地形控制。低洼地带形成；水湾湖相物质,以钙质粘土、泥灰岩、粘土为主，含少量粘土质砂层，泥灰岩、钙质粘土水平性强，在一定范围内分布稳定，可作为对比依据。本统上段（顶部）

23、棕黄色粘土、砂质粘土中可明显见有沉积间断所形成的剥蚀淋滤淀积层，构成沉积间断古剥蚀面，可作为本统组合特征，也为与其上地层分界标志。中新统（Nl）厚68.20185.55m,以灰绿色粘土和砂质粘土为主，塑性强，分布稳定，具45。静压滑面，在下部砂质粘土中富含钙质团块和少量铁锌质结构。本统为广阔的湖心相和湖边缘相沉积物，岩相组合特征与江苏泗洪下草湾下段一致，其层位相当。上新统（N2）总厚26.20132.40m。下部厚23.6097.60m,以细砂、中细砂、中砂为主,次为粉砂及粘土质砂，夹37层粘土和砂质粘土。含有13层钙质胶结的细砂岩，其下含泥量增高，混杂粘土碎屑及粘土球，为河湖交替相沉积物中的

24、标志。上部厚2.8034.80m,以棕红色粘土和砂质粘土为主，可塑性好，分布不稳定，顶部含有较多铁锦质结核和钙质结核，淋滤网纹发育，构成一较大的沉积间断古剥蚀面，可作为第三、第四系的界线。4）第四系（Q）更新统（QP）总厚80m左右，与第三系呈假整合接触。下部厚17.3351.40m,砂层与粘土、砂质粘土呈互层状，以河间阶地沉积物为主，砂层不发育，且多呈薄层状，只在河漫滩地段砂层发育，构成34个沉积旋i三上部厚729.93m,以暗黄色、棕黄色粘土和砂质粘土为主，夹有23层砂层，富含钙质结核和铁锦质结核，为一沉积间断的古剥蚀面，为目前淮北地区区分更新统与全新统的界线。全新统（Qn）厚28m,与更

25、新统呈假整合接触。下部以细粉砂层为主，夹薄层粘土，中、上部以粘土夹薄层砂为主，垂深1822m地段的灰色砂层或黑灰色粘土质砂层中富含腐植质及螺蚌碎片。本统在矿内属于平原超河漫滩相及牛胡湖相沉积物。近地表为褐黑色耕植土壤，垂深35m为砂质粘土，含钙质砂碣结核。沿汾河两岸低洼地带，沉积有棕红色近代黄泛淤积的粘土层。本统共有24个较明显的沉积旋il组合。（3）含煤地层本矿井含煤地层为石炭二叠系，钻孔揭露总厚度达100Om以上，为一套连续的海相、过渡相及陆相碎屑岩和可燃有机岩沉积。因石炭系煤层在本区不稳定且不可采，不作为研究对象1）二叠系下统山西组（PIS）下段（一灰11煤层）厚度2233m,平均27m

26、。以深灰色灰黑色泥岩和细粉砂岩为主，夹不稳定浅灰色砂岩或砂泥岩互层。细粉砂岩和泥岩为均一块状，夹细砂岩薄层可见水平层理。细粉砂岩中常含长条状菱铁质结核，底部泥岩中偶见动物化石碎屑。所含11煤层在本区为不稳定薄煤层。中段（ll10煤层间）厚度2540m,平均33m,全区比较稳定。岩性以砂岩和砂泥岩互层（叶片状砂岩）为主，少量粉砂岩。砂岩为浅灰白色，矿物组分以石英为主，含长石，分选一般，磨园较差，具缓波波状层理。砂泥岩互层以灰白色细砂岩与灰黑色粉砂岩或泥岩，呈薄层状交互组成，多呈缓波水平状层理，局部波状层理，具底栖动物通道等为其特征。砂岩中局部菱铁质富集。所含10煤层（组）为不可采煤层上段（10煤

27、层之上）该段厚度4568m,平均58m。岩性以砂岩为主，夹粉砂岩和泥岩。砂岩主要为浅灰灰白色细中粒长石石英砂岩，具交错层理。接近10煤层常见一层岩屑砂岩，胶结松散，中粗粒结构，交错层理，局部见平行层理。2）二叠系下统下石盒子组（PIX）中、下部富煤段，6煤层（组）至9煤下铝质泥岩。厚度90125m,平均HOm0岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤组成，植物化石丰富，含煤层数多，含煤性好，是本矿井主要含煤段，含6、7、8、9四个煤层（组）。其中72和8号煤层为主要可采煤层，其余均为不可采煤层。底部为铝质泥岩，其颜色为浅灰白色，夹有紫、黄、绿色花斑，具鲍状结构，鲍粒分布不均匀，成份为菱铁质。由于

28、本段以三角洲平原相沉积为主，所含煤层在局部区域不同层位遭受到不同程度的分流河道侵蚀，导致煤层不稳定或大面积缺失或不可采。上部含煤段，本段自6煤层（组）以上至K3砂岩底。厚度108132m,平均117m左右，岩性主要由灰深灰色泥岩、粉砂岩、浅灰色砂岩及煤层组成。在粉砂岩和泥岩中，含较多酬状和姜状菱铁质结核。本段含煤性较差，仅含4煤层（组），不可采。在4煤层（组）附近见较多植物化石。3）二叠系上统上石盒子组（P2S）本矿井范围内未见顶界面，揭露地层厚度600m.岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。含1、2、3个煤组，均为不可采煤层。3煤组下,自K3砂岩底3煤组。厚度1750m,平均30m左右，自北

29、向南该段厚度略有增大趋势。岩性以砂岩和泥岩为主，少量粉砂岩。底部K3砂岩为灰白色，中粗粒，成分以石英为主，次为长石，硅质胶结，具交错层理，层面可见蜂窝状构造，矿井内大部发育。泥岩中含少量铝质。该段不含煤，偶见薄煤层或炭质泥岩。32煤组间，3煤组底2煤组。厚度65126m,平均110m。3煤组上、下所含35层薄煤层均不可采。本段岩性由砂岩、灰紫或灰绿色粉砂岩、泥岩和煤层组成。砂岩相对较少，砂泥岩比一般为0.23,上下部泥岩中含少量菱铁酗粒。21煤组间，2煤组底1煤组。厚度变化大50120m,一般在80m左右。岩性以杂色粉砂岩、泥岩、砂岩和煤层组成。2煤组含煤39层，煤分层间距较大，煤层一般不可采

30、。该段上部岩性多为灰绿色细砂岩，夹紫斑泥岩，下部为灰绿色夹紫斑泥岩，底部含少量菱铁新粒。1煤组上，包括1煤组及其以上地层。矿井内地层厚度400m0岩性为一套杂色泥岩、粉砂岩、砂岩组成。粉砂岩中具以颜色和成分不同而显示的缓波状层理，砂岩中可见交错层理，中上部砂岩粒度较下部粗且杂质增多。本段下部1煤组含煤27层，均不可采。1.2.2井田水文地质特征（1）含水层情况1）新生界第四含水层（组）本矿大部分地带四含富水性较弱，但砾岩区含水性强。四含水可通过浅部裂隙带，断层破碎带和塌陷裂隙带进入矿坑，与煤系砂岩裂隙水有一定的水力联系,是浅部煤层开采的主要补给水源。正常地段在合理留设防水煤柱的情况下对矿坑无突

31、水威胁，但要防止砾岩水直接进入矿井。对四含水的防治，采取合理留设防水煤柱，控制回采上限标高的方法。2）煤系砂岩裂隙含水层（段）煤系砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源，由于砂岩裂隙发育不均一，一般富水性较弱，以静储量为主，补给量不足，近几年发生几次砂岩裂隙突水，呈现出衰减趋势，后逐渐变为淋水、滴水。但随着矿井长期开采，要防止老塘积水溃泄威胁矿井安全生产。3）灰岩岩溶裂隙含水层（段）太灰和奥灰岩溶裂隙发育不均，富水程度不一，但总体上讲，是富水含水层,正常情况下对煤层开采无直接充水影响，但当遇断层使煤层与灰岩对口接触或其间距缩短或是遇封闭不良钻孔等情况,灰岩水有可能突入矿井。随着采掘的延深,加之灰岩水压

32、高的影响，灰岩的可能突水性大大增加，对灰岩可能突水地带，隔水层薄弱地带，开采10煤时必须采取疏水降压或底板加固等措施。太灰和奥灰水的防治是本矿防治水工作的重点和难点。（2）涌水量预算结果评述矿井涌水水源主要是煤系砂岩裂隙水。新生界四含砾岩水在留设防水煤柱的情况下，不会成为矿井直接充水水源。灰岩岩溶裂隙水在突水时会对矿井涌水量产生较大影响。预计一水平矿井正常涌水量为190h,最大涌水量为400m3h1.3煤层特征1.3.1 煤层本矿井含煤地层属二叠系下统山西组，下石盒子组和上石盒子组。含煤地层厚度约940m,含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11等11个煤层（组），含煤30余层。可采煤

33、层为8煤层。可采煤层平均总厚度为6.2m。根据本矿井对距基岩界面垂深IOm以内27个点的综合分析结果，确定风化带下界为距基岩界面垂深5m。据基岩界面垂深20m以内32个煤芯煤样测试资料，各煤层的氧化程度随其与基岩界面的垂深距离作有规律变化，距基岩界面2840312388144.78Z06.26简单1.3.2主采煤层图岩性质各主采煤层围岩性质参见表1.6o表1.6主采煤层围岩性质煤层煤层特征顶板主要岩性底板主要岩性岩性厚度(m)岩性厚度(m)8较稳定，全矿可采，结构简单，少数孔见一层夹肝伪顶少，泥岩直接顶：砂岩、粉砂岩老顶:细、中砂岩0-0.981-5.05.15-17.52直接底：泥岩、粉砂岩

34、老底：泥岩、粉砂岩1.01-4.785.14-25133煤的特征本矿井各可采煤层主要为中灰、高灰融点、低硫、低磷的中变质阶段的气煤、肥煤及1/3焦煤等。其粘结性能较好，可选性一般较差。自建井以来，矿井生产原煤灰分一般在35%以下，销售煤灰分2833%,发热量在5000大卡/公斤左右。(1)煤的物理性质矿井内各可采煤层物理性质不尽相同，但距离接近的煤层(组)之间，其物理性质比较接近，兹列表说明；见表1.7。表1.7煤组的物理性质统计表组性质上煤组(32)中煤组(6-9)下煤组(10)天然焦颜色灰黑黑黑黑钢灰条痕棕黑棕黑黑黑黑光泽沥青玻璃玻璃强玻璃似金属结构条带状条带状条带状构造层状层状层状层状块

35、度块粉末、碎块粉末、碎块块内生裂隙较发育发育发育视密度1.401.421.371.431.321.331.64坚固性较硬韧较脆较脆硬断口参差状参差T介梯状阶梯状参差状（2）煤岩特性各煤层宏观煤岩特征比较接近，尤其煤组间更不易区分，其宏观煤岩特征及微煤岩组分平均含量见表1.8表1.8煤组宏观煤岩特征表组类别上煤组（2332）中煤组(619)下煤组（10）组分亮暗煤为主亮煤为主，暗煤次之亮煤为主，暗煤次之类型半亮半暗煤半亮煤半亮煤（3）煤的化学性质1）挥发分各煤层属中挥发分上限高挥发分下限，纵向上有递减趋势。挥发分产率与煤层相对深度有良好的相关性。挥发分在横向上的变化，各煤层均显示出由北向南逐渐递

36、减，72煤呈现较有规律的带状分布。2）水分原煤平均水分以23煤层最高，为1.99%。其它煤层均在1.251.60%之间，且不同煤类（天然焦除外）水分变化不大。3）灰分需要说明的是32煤层夹砰较多，主要为泥岩，原煤灰分是在采样过程中去除夹砰后的灰分产率。如果不除去32煤层的夹砰，商品煤灰分产率可达36%左右，比纯煤灰分产率高出约12%o夹砰各煤层的精煤灰分产率由上至下有降低趋势，基本上在9%,IO煤层明显低于其它煤层，在67%左右。4）硫分本矿井除32煤层外，其余各煤层原煤全硫含量均很低，属特低硫，尤以6、7煤组为最低，平均含量在0.40%以下。8、9、10煤层仅极个别见煤点含硫量1%。32煤层

37、原煤全硫含量明显高于其它煤层，含量在0.543.82,平均1.31%。在平面上，低硫和特低硫占本煤层大部分，为72.56%o由于各煤层中硫分以有机硫为主，所以，在精煤中测定的全硫含量接近原煤，表明在洗选过程中，脱硫效果较差。(4)煤的可选性据实验结果，煤中无机物的主要组成为粘土矿物，充填在有机碎片之间及植物组织中，在洗选过程中，不易被脱除，矿井内除10煤层为中等易选外，其它各可采煤层均属极难选煤。洗选后的中煤产品发热量仍属中等，尾煤产率较(5)煤的工业牌号及分布规律本矿井煤的工业牌号以1/3焦煤为主，次为气煤和肥煤，在岩浆侵入的62和10煤层，有少量高变质的天然焦和无烟煤。从各可采煤层煤类分布

38、看，23、32煤层全部为气煤，61煤层为气煤和1/3焦煤，62、63、8、9煤层全部为1/3焦煤，71、72煤层以1/3焦煤为主，次为气煤和肥煤，10煤层除天然焦外为1/3焦煤和肥煤。(6)煤的工业用途本矿井各可采煤层，除少数煤层因岩浆岩侵蚀局部变为天然焦和无烟煤外，均为低中变质的气煤、1/3焦煤和肥煤。各煤层主要煤质指标稳定，变化幅度不大，原煤属于中灰、高灰熔点、中等强粘结性、中等中高发热量煤。各煤层结焦性能良好、特低低硫、特低磷，伸和氯的含量甚微。故本矿井的各煤层，除可作为良好的动力用煤外，还可做远洋船舶及内海船舶用煤。洗精煤可作为较好炼焦配煤，中煤可以直接用于发电。(7)瓦斯在建井前的历

39、次勘探中，本矿井对各可采煤层采集合格瓦斯样69个。其中在精查勘探中期以前采用“抚顺研究所58集气式煤芯采样器”直接在钻孔内采取煤芯，测定其自然瓦斯含量，精查勘探后期采用解析式，测定其含量。各煤层的瓦斯主要成份和含量见表1.9。从表中可以看出，各煤层瓦斯成份以CH4为主，由浅部到深部有逐渐增加趋势，但从瓦斯绝对涌出量来看，其值均小于10cm3go次要成分为CO2和N气，由浅至深含量降低，根据煤基函字199850号文，确定本矿井为低瓦斯矿井。表1.9各煤层甲烷特征表煤层第一水平第二水平CH4成分(%)两极值平均(点)CH4含量(cm3g)两极值平均(点)CH4成分(%)两极值平均(点)CH4含量(

40、cm3g)两极值平均(点)865.2088.7277.18(3)3.033.123.08(2)71.7794.0782.73(8)1.384.283.92(8)(8)煤尘的自燃与爆炸煤尘具有爆炸危险性，不具有自燃倾向性，自燃倾向性为IV类。(9)地温矿井属于以地温正常为背景的高温区。恒温带深度39m,地温梯度2.6/100mo在-50Om以浅一般都低于31,为无热害区；-550-800m,地温在3040之间，为12级热害区。第二章井田境界和储量2.1 井田境界祁南煤矿位于安徽省宿州市娴桥区祁县镇境内，北距宿州市约23km,南距蚌埠市约70km。2.2 矿井工业储量矿井工业储量是指在井田范围内，

41、经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。所给煤层底板等高线图上的储量均设定为经济的储量和边界经济的储量，并设定70%为经济的储量，30%为边际经济的储量。井田内的地质构造形态主要褶曲和断层以及煤层赋存条件已查清；井田水文地质条件已基本查明，所提资料基本满足设计要求。煤层倾角北部较陡为9.5 12.4。，中部及东部较缓为6.4o-10o无岩浆活动，构造较为发育。煤层倾角510度，褶曲与断层一般发育，煤层地质条件较稳定。储量计算基础（1）储量计算厚度：夹砰厚度不大于0.05m,与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹肝厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层厚度作为储量计算厚度。比

42、较的,根据地质勘探情况，将矿体划分为A、B、C三个块段，在各块段范围内，用算术平均法求得每个块段的储量，煤层地质总储量即为各块段储量之和，块段划分如图2-1所示。A块段水平面积为4300*3091.4=13.3km2,平均倾角为6.2,煤平均厚度6.23m；B块段水平面积为3156*36002=5.7km2,平均倾角为5.9,煤平均厚度6.1m；C块段水平面积为2523*33772=4.3kn?,平均倾角为6.9,煤平均厚度6.3m；矿井工业储量利用下式计算：Zz=mrScos()(2-1)式中：Zz矿井工业储量，Mt；m各块段煤层平均厚度，m；r煤层容重，t/n?；S各块段水平面积，km2；

43、二各块段煤层的倾角，;把各块段的数值带入式2-1得：Za=116.68MtZb=48.94MtZc=38.2Mt则矿井工业储量：Zz=ZaZb+Zc=203.82Mt经济的储量为203.82*0.7=142.67Mt,边际经济的储量为203.82*0.3=61.14MK根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量由式计算。矿井工业储量可用下式计算：ZK=Zm+Z228+Z2mi1+Z2w22+Z333k(2-2)式中4矿井工业资源/储量；Zlllfe探明的资源量中经济的基础储量；Zmb一一控制的资源量中经济的基础储量；Z