【正文】 ～ 鐵質(zhì)透 鏡體或薄層，在剖面上，粒度具有自下而上變細的規(guī)律。與下伏地層呈沖刷接觸。層面上富含細小白云母片。斑點為鐵質(zhì)，風化厚，形成凹坑。 為褐紅色砂質(zhì)泥巖和鈣質(zhì)粉砂巖，夾數(shù)層礫屑灰?guī)r，鈣質(zhì)粉砂巖中含有滾圓狀及次滾圓狀同圍巖成分相同的礫石。 本段相當于金斗山砂巖，為褐紅色、厚層狀中～粗礫石英砂巖，分選中等，次圓狀～次棱角狀，鐵、硅質(zhì)膠結(jié)，富含大個鐵質(zhì)紅斑點，雜亂分布，風化后形成大小不均的凹坑，具大型斜層理、緩波狀層理、水平層理及混濁層理。區(qū)域上為一斷塊隆起 ,區(qū)內(nèi)為一復式向斜 ,發(fā)育次級褶皺及兩組斷層。井田位于李口向斜西南冀，區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)構(gòu)造有：十礦傾伏向斜，郭莊背斜，牛莊逆斷層，原十一礦逆斷層，二礦逆斷層等。 ～ 310176。 。 ～ 27176。 ，傾向 0176。 ，井田內(nèi)由東向西落差增大，且隨深度增加落差變大。聚煤期后的斷層為繼承性活動，表現(xiàn)為上盤相對下降、下盤相對上升 ,并發(fā)生過強烈的扭動，斷層兩側(cè)煤層受到牽引，層帶發(fā)育角礫巖、斷層泥，局部有平直光滑的斷面，斷層性質(zhì)有張性也有扭性，斷層兩側(cè)有派生的次級斷層。沙河和汝河流經(jīng)礦區(qū)的南部和北部邊緣， 沙河距礦區(qū)最近 公里，最大洪峰流量 3300 立方米 /秒，旱季流量 立方米 /秒，汝河流經(jīng)煤系之上，最大流量 3000 立方米 /秒；旱季流量 立方米 /秒，礦區(qū)即是兩河的分水嶺，兩河又是本區(qū)的泄水帶，河床下部為數(shù)百米的第四系沉積物，河水與煤系無水力聯(lián)系。 m. 己組煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙承壓 含水層（ L2），以灰?guī)r為主，巖溶裂隙發(fā)育，補給水源主要來自基巖風化帶和南部灰?guī)r裸露區(qū)接受大氣降水補給，淺部含水豐富， 130 水平以下含水條件較差，含水層厚度 8～ 10m. 各含水層之間均賦存有良好的隔水層，在正常情況下，可起到一定的隔水作用。 C，屬地溫異常區(qū)，所以應在深部開采時應采取相應的降溫措施。井田范圍內(nèi)分布不均勻，厚度為 ～ ，平均煤厚 ，總體趨勢呈東南厚，西北薄的趨勢。煤層厚度為 ～ ， 平均厚度 為 ，個別地段含一層泥巖夾矸。 己 17 煤層：主要為半亮型煤為主，煤為黑色。 煤的容重：經(jīng)過化驗分析得出己煤容重為 。/min 區(qū)內(nèi)變化趨勢為淺部向深部有增大的趨勢，是按低瓦斯采區(qū)管理的。 煤塵及其爆炸性：根據(jù)吳寨礦礦井地質(zhì)報告和一，四，六礦深部勘探資料：己 15 煤層在巖粉含量 80﹪時，火焰長度 600（ m/m） ,爆炸性指數(shù) ﹪（計算值），己 17 煤層在巖粉含量 80～ 90﹪時，火焰長度 80～ 650（ m/m） ,爆炸性指數(shù) ﹪（計算值），二礦己組煤層爆炸性指數(shù)測量結(jié)果 38— 39﹪，煤層為 30﹪，上述測定表明，開采煤層定為有煤塵爆炸性危險，故生產(chǎn)中應采取有效的預防措施，以保證安全生產(chǎn)。 根據(jù)以上劃分原則，以及考慮到平頂山礦區(qū)煤田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造強度大等原因，本井田在能滿足生產(chǎn)開發(fā)強度的前提條件下，不但要考慮了自然條件原因，而且要考慮到礦區(qū)的整體規(guī)劃，故將平頂山礦區(qū)二礦井田四周境界定為：西部淺部與三環(huán)公司、深部與四礦相鄰；北部以己 15 煤層 400 煤層底版等高線為依據(jù)，與一礦相 鄰；東部與天力公司吳寨礦相鄰；南部到煤層自然風化帶。 本設(shè)計只針對 己 15 煤層、 己 17 煤 層。 γ——己 1 17 煤的平均容重， ； α——己 1 17 煤層平均傾角， 7176。 1)計算可采儲量時，必須要考慮以下儲量損失： (1)工業(yè)廣場保安煤柱； (2)井田境界煤柱損失； (3)采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； (4)建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； (5)其它各種損失。 表 工業(yè)場地占地面積指標 井型（萬 t） 占地面積指標（公頃 /10 萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 本礦井地質(zhì)條件及沖擊層和基巖移動角見表 。 176。） （ 22） S= km2 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 則：工業(yè)廣場的煤柱量為： Z=S（ M+M1） γ （ 23） 式中： Zi—工業(yè)廣場煤 柱量； S—工業(yè)廣場面積； M—15煤層厚度； M1—17煤層厚度； γ—煤的容重。65176。63176。 井田內(nèi)的所有斷層都＜ 10 m，因此不需要留設(shè)斷層煤柱。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務年限 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化確定。 本 井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶皺少，傾角小，厚度變化不大，開采條件簡單，技術(shù)準備先進，經(jīng)濟效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)焦煤，交通運輸便利，市場需求量大，易建大型礦井。 （ 2）礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 礦井可采儲量 Zk＝ （萬 t） 采用 150 萬噸 /年的生產(chǎn)能力。） 代入式中 T＝ Zk /(Ak) ＝ （萬 t） /（ 150） ＝ 年 按礦井的實際煤層開采能力 ,輔助生產(chǎn)能力 ,儲量條件及安全條件因素對井型井型校核。輔助運輸采用罐籠，同時本設(shè)計的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。礦區(qū)采用抽出式通風，設(shè)一條。大巷輔助運輸采用礦車運輸 ，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。根據(jù)現(xiàn)代化礦井 “一礦一井一面 ”的發(fā)展模式，可以布置一個大采高工作面保產(chǎn)。（此系數(shù)是為了避免井田局部地質(zhì)變化，造成儲量減小，致使礦井服務年限縮短設(shè)置的。礦井服務年限必須與井型相適應。煤田地質(zhì)條件復雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置，交通 ，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。 表 保護煤柱損失量 煤柱 類型 儲量（萬 t） 井田邊界保護煤柱 工業(yè)廣場保護煤柱 風井保護煤柱 0 合 計 ，可以按下式計算： Zk=(ZgP)*C （ 25） 式中： Zk————礦井可采儲量，萬 t； Zg——礦井工業(yè)儲量，萬 t； P——永久煤柱損失煤量，萬 t； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ； 薄煤層不小于 。63176。50176。 井田邊界保護煤柱 , 煤柱留設(shè)：井田淺部，既礦區(qū)邊界南部有風化帶留設(shè) 50m煤柱；井田東部、西部、北部都與其他礦井相臨，故各留邊界煤柱 20m； 井田邊界保護煤柱留設(shè) 20 m寬，則井田邊界保護煤柱損失量為： P1=lb(M+M1)γ/cosα （ 24） 式中 ： P——井田邊界保護煤柱煤量，萬 t； l——邊界長度 ,Km； b——邊界寬度 , m； M——煤層平均厚度， 15＃煤層平均厚 m； M1——煤層平均厚度， 17＃煤層平均厚 m； γ——煤的平均容重， ； α——煤層平均傾角， 7176。 445 7 230 50 60 60 60 用作圖法求出工業(yè)廣場保護煤柱量，工業(yè)廣場保護煤柱留設(shè)見圖 。 M M 176。 工業(yè)場地保護煤柱 本礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a，按《煤礦設(shè)計工業(yè)規(guī)范》，本設(shè)計工業(yè)廣場取 14 公頃，長、寬分別為 400m、 350m，煤柱設(shè)計依據(jù) 2021 年版《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)定》，確定地面受保護范圍及其保護對象，確定二礦工業(yè)廣場受保護對象的保護等級為Ⅱ級 ,其圍護 帶寬度為 15m。=。本設(shè)計采用求積儀法結(jié)合算術(shù)平均法計算工業(yè)儲量： （ 1） 利用求積儀法測得井田水平面積為 km2。 根據(jù)勘探資料可知煤層在 400m 以下向北部延深，深部是一無限煤田。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 2 井田開拓 井田境界及可采儲量 井田境界 在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。 d， 是按高沼區(qū)域管理 的 ，四礦東翼己三采區(qū)己 16，己 17 煤層標高在 364～496 米之間，瓦斯相對涌出量 m3/t/t 其他化驗指標： S： ～ ﹪， A： ～ %， Q： ～ ㎏，煤種牌號為肥煤。 可采煤層特征 可采煤層特征如下表： 表 可采煤層特征表 煤層號 厚度（ m） 頂板巖性 底板巖性 與下層間距（ m） 最小～最大 最小～最大 平均 平均 己 15 2.～ 深灰色粉砂巖、細砂巖、砂質(zhì)泥巖 灰色泥巖 ～ 己 17 ~ 灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖 泥巖 、 粉砂巖 ～ 煤質(zhì) 本區(qū)煤質(zhì)穩(wěn)定，根據(jù)井田內(nèi)各煤層揮發(fā)份、粘結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層最大厚度，結(jié)合《中國中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 煤炭分類國家標準（ GB5752－ 86）》，對照中國煤炭分類簡表，本礦區(qū)各煤層特性如下： 己 15 煤層：主要為半亮型煤，煤呈黑色，玻璃光澤，性脆易碎呈碎粒狀及粉末狀；其他化驗指標： A： ～ ﹪。 17 煤 己 17 煤 為本井田主要開采煤層之一，位于山西組己煤段下部，偽頂為炭質(zhì)泥巖，厚～ ，直接頂板就是己 16煤的直接底板，為深灰色砂質(zhì)泥巖或泥巖，局部為砂巖。煤系平均總厚度 ，含煤 60 余層，常見 43 層，煤層總厚 ，含煤系數(shù) %左右，其中可采煤層為己組煤的己 1己 1己 17 煤層和戊組、丁組和庚組局部可采煤層。 C/100m 推測。裂隙發(fā)育，補給條件差，以靜儲量為主，根據(jù)一，四，六礦外勘探報告及吳寨礦地質(zhì)報告。平頂山煤田位于河南省西部，伏牛山區(qū)以北，為一地壘形 構(gòu)造，其北西，南東，北東和南部邊界受 到 數(shù)千米以上的郟縣斷層，洛崗斷層，襄郟斷層和魯葉斷層的切割，形成相對獨立的水文地質(zhì)單元，煤田四周為數(shù)百米的第四系沉積物。 2)鍋底山斷層 鍋底山斷層位于李口向斜的南西翼 ,呈北西 — 南東向展布 ,其主斷面傾向南西 ,呈 上陡下緩的犁形，是礦區(qū)內(nèi)最大的斷層，斷距 170～ 220m，局部 80～ 85m。 ，傾角 25176。 1.)二礦逆斷層 位于井田西南部，走向 90176。 ～ 8176。背斜由南東向北西方向傾伏，傾角為 4176。 郭莊背 斜位于井田中部，戊七上山和戊七擴大區(qū)之間，背斜軸被原十一礦逆斷層切割。煤田構(gòu)造變形受秦嶺褶皺帶演化的控制 ,煤田內(nèi)均發(fā)育有由秦嶺造山帶指向地臺內(nèi)部的逆沖推覆構(gòu)造。 圖 山西組層狀圖 井田地質(zhì)構(gòu)造 平頂山煤田位于秦嶺緯向構(gòu)造帶的東延部分和淮陽山字型西北翼反射弧的頂端，為緯向 構(gòu)造及淮陽山字型構(gòu)造的復合部位，既受緯向構(gòu)造帶的控制，又受淮陽山字型構(gòu)造的影響。由于厚度小，加上坡積物覆蓋，地質(zhì)填 圖時將其與 T111 合中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 并。在本層段中發(fā)現(xiàn)脊椎動物化石。 （ T）－劉家溝組（ T11） 1） 劉家溝組一段－小紅斑砂巖段（ T111）：厚度 40～ 48m，平均厚 。 由磚紅～紫褐色砂質(zhì)泥巖及細砂巖組成，具綠色斑點，夾黃色透鏡狀砂質(zhì)泥巖。巖性較穩(wěn)定。礦物成分單純，主要為石英（含量 70～ 80％）和長石（含量 20～ 30％），并由電氣石、鎬石、磷灰石等。 近于東西方向展布，覆蓋于礦區(qū)。主要含薄煤 10～ 25 層，煤層基本都不可采，底界為田家溝砂巖。煤段上、下部泥巖中常見紫斑，并含有菱鐵枝鮞粒。煤段的上、下均具紫斑泥巖，并富含菱鐵質(zhì)細鮞粒。 ② 丁段煤（ P122） :厚度 61～ 94m，平均厚 。戊 10 煤層常與戊 9 煤層分叉合并，其它諸煤層為不穩(wěn)定的薄煤或炭質(zhì)泥巖。 依據(jù)巖性和含煤特征分為戊、丁、丙煤段： ① 戊段煤（ P121）：厚 121～ 160m，平均厚 。以上沉積特征顯示 ,該段地層是潮坪沉積環(huán)境的產(chǎn)物。己煤層底板砂巖主要分布在井田的東部 。下部由深灰～黑色粉砂巖和泥巖、砂質(zhì)泥巖及細～中粒石英砂巖和煤層等組成。上下兩段以灰?guī)r為主，而中段砂質(zhì)泥巖居首，與北、中帶不同。 L1 灰?guī)r極不穩(wěn)定，有時相變?yōu)槟嗷規(guī)r或砂質(zhì)泥巖，其頂界構(gòu)成太原組與山西組分界。砂巖層面上富含白云母碎片，泥巖中含完整植物化石?；?guī)r中盛產(chǎn)動物化石，一蜓科居首，珊瑚、腕足類、海百合，苔蘚蟲中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 及孔蟲次之。由淺灰色～乳白色鋁土泥巖組成，具豆狀及鮞狀結(jié)構(gòu)；下部夾紫褐色斑塊，含黃鐵礦集合體及大量黃鐵礦結(jié)核，局部地段硫鐵礦富集。 由煤層、灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖組成。鉆孔揭露厚度 50m。厚 50～ 250