【正文】 構(gòu)，層位穩(wěn)定，厚約 5m 左右，為本區(qū)主要標(biāo)志層（ K4）；中部為細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖夾煤層，砂巖中巖屑含量較高，常具黑白相間的微波狀水平層理；頂部砂巖中含菱鐵質(zhì)成分 ,局部較集中 ,普遍含鐵質(zhì)鮞粒。以二 2煤層為界分為上、下兩段： (1)下段（即二 2煤以下）：為一套層理非常發(fā)育的粉、細(xì)粒砂巖互層，呈明顯的緩波狀水平層理，含 2～ 3 層薄煤（二 1煤），底部以條帶狀的細(xì)粒砂層或砂質(zhì)泥巖與下伏太原組海相泥巖呈整合接觸，有時(shí)分界不明顯，本段厚 約 40m。該段下部為細(xì)粒砂巖夾粉砂巖、泥巖，砂巖底界為本組與本溪組界線，具水平紋理及波狀層理，富含黃鐵礦結(jié)核，含少量植物化 石碎片及炭屑；上部為灰色厚層狀石灰?guī)r (L2)，富含動(dòng)物化石及燧石結(jié)核，為 K2標(biāo)志層。 (二 )、石炭系（ C） 石炭系中統(tǒng)本溪組（ C2b） 本組上部由灰～深灰色砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，中偶夾二層薄層泥灰?guī)r；下部為灰～灰白色鋁土質(zhì)泥巖或鋁土巖，含菱鐵質(zhì)鮞粒，具滑感；底部有紫花色鋁土泥巖，含較多的鐵質(zhì)鮞粒和結(jié)核，相當(dāng)于山西式鐵礦層位。最高海拔標(biāo)高 +，最低 +，一般 +36～ +38m。于 2020 年 5 月提交了《河南神火煤電股份有限公司薛湖煤礦 21采區(qū)三維地震勘探報(bào)告》 。本組地層厚 135～ 142m，平均 139m。自二 1煤底板砂巖至下石盒子組底鮞狀鋁土質(zhì)泥巖（ K4）底，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖組成。由泥巖、鋁土泥巖、砂巖、粉砂巖與煤層組成。本 段地層厚 100～ 150m，平均 126m。 (1)六煤段：由灰綠色、紫花色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及薄層砂巖等組成。該段地層以灰～灰白色，厚層狀，中粗粒石英砂巖為主，夾有灰綠色細(xì)砂巖及粉砂巖，砂巖中石英含量占 95%以上，硅質(zhì)膠結(jié)為主，堅(jiān)硬，顆粒為次棱角及次圓狀，常含有燧石小礫石，局部具交錯(cuò)層理。該段地層厚 110～ 160m，平均 135m。埋藏深度 35～ 100m?！?17176。其中最大落差為 DF116斷層落差在 5— 29m；其余 8條斷層落差均在 3m— 10m之間。向斜軸走向?yàn)?NW65176。據(jù)鉆孔揭露巖漿巖侵入最新地層為上石盒子組中、下部，最老地層為奧陶系頂部，但以侵入到下石盒子組和山西組最為廣泛，所以對(duì)煤層影響較大。 本區(qū)二 2 煤層大面積為 Ⅰ 、 Ⅱ 級(jí)高溫區(qū)，但先期開采地段的地溫低于 37℃ ，因此，經(jīng)過通風(fēng) 降溫后，對(duì)開采環(huán)境影響不大。 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計(jì)說明書 9 煤層厚度 ～ ，平均厚約 ，煤厚多集中于 2— 3m 之間。其煤層穩(wěn)定程度為不穩(wěn)定型煤層。 第三節(jié) 礦井水文地質(zhì) 一、水文地質(zhì)邊界條件 礦井位于永城復(fù)背斜北部揚(yáng)起端，處于基巖地下水的逕流帶。 下石盒子組與山西組砂巖裂隙含水組 由中粒、細(xì)粒砂巖組成，厚度 9～ 15m，屬弱富水含水層。 中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙含水層 井田最大揭露厚度 ，無抽水資料，富水性不詳；據(jù)區(qū)域抽水資料，單位涌水量 ～ 采區(qū)內(nèi)各個(gè)含水組的水文地質(zhì)條件與區(qū)域情況基本一致，但基巖地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件及其賦存狀態(tài)，均受邊界斷層的控制和影響。因此從整體上看，底板的隔水性較好。下段含 5～ 6 層含水層（ L1～ L6），其中 L2賦存穩(wěn)定，裂隙多被充填，巖溶不發(fā)育，地下水循環(huán)交替困難，屬弱含水層。 對(duì)于煤層頂板的砂巖水，由于頂板砂巖含水層處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)，其中的裂隙水必然要涌入礦井。 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計(jì)說明書 15 四、采區(qū)涌水量計(jì)算 (一 )、礦井涌水量變化及其構(gòu)成： 薛湖煤礦排 水系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，經(jīng)常觀測(cè)的位置是 780 主、副井井筒、 780 水倉(cāng)及東風(fēng)井井筒四處。 (3)、底板 C2t 上段含水層涌水量預(yù)算參數(shù) 滲透系數(shù)（ K）：，因井田抽水試驗(yàn)孔遠(yuǎn)離富水區(qū)，其參數(shù)難以代表井田水文地質(zhì)條件，仍借用鄰區(qū)陳四樓礦抽水參數(shù)平均值K=； 含水層厚度（ M）取全區(qū)穩(wěn)定的 L12 與 L8 灰?guī)r相加之平均值M=； 疏排降深取含水層水位標(biāo)高 + 減去疏排標(biāo)高 – 780m 得S=； 其它 r、 d d2值同上。二 2煤頂板砂巖裂隙水為礦井主要涌水量，該含水層以靜儲(chǔ)量為主，含水層含水性弱，徑流滯緩，通常在礦井生產(chǎn)初期水量較大，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，頂板砂巖水易于疏干，對(duì)安全生產(chǎn)不會(huì)造成很大的影響。但只要根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果合理留設(shè)防水煤柱，即可保證安全生產(chǎn)。當(dāng)探查完成后水文地質(zhì)技術(shù)人員要根據(jù)探查結(jié)果結(jié)合水文地質(zhì)條件對(duì)底板的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。 在煤層傾角緩的情況下應(yīng)將上巷作為機(jī)巷，使得水往低處流，煤往高處走。 (3) 斷層上下兩盤錯(cuò)動(dòng)，縮短了煤層與底板含水層之間的距離，或造成斷層一盤的煤層與另一盤的含水層直接接觸，使工作面更易發(fā)生突水。 突水實(shí)例表明，當(dāng)掘進(jìn)工作面的推進(jìn)方向與斷層的走向平行時(shí)，更易造 成斷層的活化突水。 3 斷層使含水層與煤層對(duì)接 巷道一旦穿過斷層帶，立即突水。對(duì)于大型斷層，一般比較重視，從而減少了突水事故的發(fā)生。老頂為細(xì)、中粒砂巖。二 2煤層直接底板為粉砂巖及砂質(zhì)泥巖屬于中等堅(jiān)硬底板，泥巖則屬于松軟類底板。 二、該采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，采區(qū)內(nèi)小斷層發(fā)育。 第二章 采區(qū)開拓與開采 第一節(jié) 資源儲(chǔ)量估算 一 、估算范圍 參與儲(chǔ)量估算的煤層為二 2煤， 23 采區(qū)工作面所在范圍，南到采區(qū)邊界保護(hù)煤柱。 四、估算方法 本次估量估算利用北京龍軟科技發(fā)展有限公司開發(fā)的“地測(cè)空間管理信息系統(tǒng)”計(jì)算。 第二節(jié) 采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一、采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)設(shè)計(jì)年工作日 330 天，每天三班作業(yè)，三班生產(chǎn)。 二、 采區(qū)巷道規(guī)格 (一 )、 23 采區(qū)軌道巷： 23 采區(qū)軌道巷掘進(jìn)已完成，其上山段平均坡度為 11176。 工作面采煤機(jī)選用 MG300/730WD 型電牽引采煤機(jī)，該采煤機(jī)為多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)橫向布置，交流變頻調(diào)速無鏈雙驅(qū)動(dòng)電牽引采煤機(jī)，總裝機(jī)功率為 730KW，機(jī)高 1212mm，牽引力 :550～ 325KN，牽引速度 :0～ ～ ，適用于最大采高 ，煤層傾角≤ 40 度的薄煤層工作面，工作面長(zhǎng)度以 150～ 200米。 2301 采面選用掩護(hù)式液壓支架 ZY6600/14/32，該液壓支架能夠滿足頂板壓力和采煤機(jī)工作的需要，其參數(shù)為工作阻力： 6600KN；支架重量： 18292Kg；支架強(qiáng)度： ~；支架高度： ~；。 (二 )、采區(qū)風(fēng)量計(jì)算 采區(qū)需要風(fēng)量按由里向外核算法進(jìn)行計(jì)算。 備用采煤工作面的需要風(fēng)量 備用采煤工作面應(yīng)滿足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計(jì)算的風(fēng)量，且最少不得低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的 50%。 煤巷掘進(jìn)工作面： Q 掘煤 ＞ 15 = 206m3/min Q 掘煤 ＜ 240 = 3288 m3/min 巖巷掘進(jìn)工作面： Q 掘巖 ＞ 9 = 141m3/min Q 掘巖 ＜ 240 = 3768 m3/min 根據(jù)以上計(jì)算，煤巷掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量取 1033m3/min（雙風(fēng)機(jī)），巖巷掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量取 561m3/min。 +Q 硐 n ∑ Q 硐 —— 所有獨(dú)立通風(fēng)硐室需要風(fēng)量總和， m3/min； Q 硐 掘進(jìn)工作面均采 用壓入式供風(fēng)，選用 2 30kw或 2 37kw 對(duì)旋式高效局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，煤巷掘進(jìn)工作面主、備風(fēng)機(jī)均采用“三?！惫╇?，并設(shè)專人看護(hù)風(fēng)機(jī)，巖巷主風(fēng)機(jī)必須采用“三?！惫╇姡才湃藛T每班檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，運(yùn)行的風(fēng)機(jī)每天堅(jiān)持進(jìn)行一次風(fēng)機(jī)倒臺(tái)及風(fēng)電閉鎖試驗(yàn)，保證掘進(jìn)工作面連續(xù)可靠、穩(wěn)定均衡通風(fēng)。 井下硐室的需要風(fēng)量 井下硐室的需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量的總和計(jì)算： ∑ Q 硐 =Q 硐 1+ Q 硐 2+ Q 硐 3+ 掘進(jìn)工作面的需要風(fēng)量 煤巷掘進(jìn)工作面： (1)、按照瓦斯涌出量計(jì)算 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計(jì)說明書 32 Q 掘 =100 q 掘 K 掘通 式中： Q 掘 ―― 單個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量， m3/min； q 掘 — 煤巷掘進(jìn)工作面在采取條帶預(yù)抽煤層瓦斯措施后，工作面回風(fēng)流中瓦斯絕對(duì)涌出量為 ； K 掘通 — 瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)取 ； Q 掘 =100 =525m3/min (2)、按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算 Q 巖掘 = Q 扇 Ii+ 9 S（ m3/min） Q 扇 —— 局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量， m3/min。 (3)、按工作面溫度計(jì)算： Q3=60V 采 S 采 =60 =1421m3/min 式中： Q3— 工作面計(jì)算 所需風(fēng)量， m3/min； V 采 — 采煤工作面的風(fēng)速， m/s。 2301 采區(qū)工作面采用 MG300/730WD 型電牽引采煤機(jī)、 SGZ764/2 200型可伸縮刮板運(yùn)輸機(jī)、 SZZ764/132轉(zhuǎn)載機(jī)及液壓支架等大型采煤運(yùn)輸支護(hù)設(shè)備， 開關(guān)列車由乳化液泵站 3 臺(tái)、乳化液箱 2 臺(tái)、KXJR4127乳化液站自動(dòng)控制和綜合保護(hù) 1 套、噴霧泵 2 臺(tái)、清水箱一臺(tái)、 KXJR4127噴霧泵站自動(dòng)控制和綜合保護(hù) 1 套、礦用隔爆型組合開關(guān)（ 8SKC9215－ 1140／ 660V礦用隔爆型四回路九組合開關(guān)） 2臺(tái)、移動(dòng)變壓器（ KBSGZY2T1250/6） 2臺(tái)。刮板速度 。斷面如圖 231； 圖 231 23 采區(qū)軌道巷斷面圖 (乘人車場(chǎng)段 ) (二 )、 23 采區(qū)回風(fēng)巷： 23 采區(qū)回風(fēng)掘進(jìn)已完成，其上山段平均坡度為 10176。 回采工作面生產(chǎn)能力的確定： a、回采工作面日生產(chǎn)能力： A1=L h b r K1 K2 =180 =1780(噸 ) 式中 A—— 日生產(chǎn)能力，噸 L—— 工作面長(zhǎng)度， m b—— 工作面推進(jìn)度， m h—— 工作面平均采高， m r—— 煤的容重，取 K1—— 工作面回采率，取 95% K2—— 正規(guī)循環(huán)率，取 80% b、掘進(jìn)出煤量 掘進(jìn)出煤量一般為采面出煤量的 5%，故掘進(jìn)出煤量為 A2=1780 5% =89（噸） 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計(jì)說明書 26 故 23 采區(qū)日出煤量為： 1780+89=1869（噸） c、生產(chǎn)能力確定 N33 采區(qū)設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 A=(A1+A2) D =1869 330 =616770(噸 ) 式中 A—— 采區(qū)生產(chǎn)能力，噸 D—— 年生產(chǎn)日數(shù)，取 330天 根據(jù)以上計(jì)算 23 采區(qū)生產(chǎn)能力為 60萬噸。 333 類資源儲(chǔ)量 193 萬噸，占資源儲(chǔ)量的 1%。西以21采區(qū)保護(hù)煤柱為邊界。 三、礦井 二 2煤 埋藏較深，瓦斯含量較高，由于瓦斯賦存的不均衡規(guī)律，瓦斯有可能會(huì)局部 聚集，局部有煤與瓦斯突出現(xiàn)象，生產(chǎn)中應(yīng)予以足夠重視，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)工作，以保證礦井安全生產(chǎn)。 (一 )、巷道圍巖巖性分布： 23 采區(qū)主要巷道圍巖有泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖交互構(gòu)成，且以粉砂巖和細(xì)粒砂巖居多。 (二 )、二 2煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)： 巖石 抗壓強(qiáng)度：細(xì)、中粒砂巖 ～ ，粉砂巖與砂質(zhì)泥巖～ ，泥巖 ～ 。 斷層水探放的原則、方法及措施：防治斷層的基礎(chǔ)是對(duì)斷層 的探查。突水多為滯后式，水量呈遞增特征 4 斷層頂距開采煤層或巷道有一定距離 巷道掘進(jìn)一般不會(huì)引起底板突水。這表現(xiàn)為： (1)、頂板冒落以前懸空面積很大，對(duì)斷層的擾動(dòng)面積大，擾動(dòng)程度高； (2)、沿著斷層走向的推進(jìn)，對(duì)斷層的擾 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計(jì)說明書 21 動(dòng)時(shí)間大大增加。 斷層導(dǎo)水與否主要與斷層的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。 過斷層時(shí)二 2煤層底板太原群灰?guī)r巖溶裂隙承壓水的防治水工作： 斷層是底板突水的主要影響因素，有以下幾個(gè)方面的原因： (1) 回采工作面底板巖體中存在斷層時(shí)，底板的采動(dòng)破壞深度增大。 對(duì)于底板灰?guī)r水壓較高，底板承受突水系數(shù)超出臨界值的工作面，應(yīng)采取疏水降壓及底板注漿加固防治水措施。要求回采前提前安設(shè)排水設(shè)施，排水能力大于最大出水量的 。 薛湖煤礦新生界沉積厚度 220～ 330m，其最底層巖層為俗稱“鈣質(zhì)層”的亞粘土，含 1～ 4層粉砂、細(xì)砂，一般厚 0～ 30m。 表 131 – 780m 水平以淺先期開采地段礦井涌水量預(yù)算一覽表 煤層 穩(wěn) 定 流 解 析 法 頂板 底板 全 區(qū) 砂巖 砂巖 石灰?guī)r 二 2 正常 最大 952 礦井涌水量評(píng)價(jià)： 上述預(yù)算的礦井涌水量為煤層頂?shù)装逯苯映渌畬訉?duì)礦井的充水量，二 2煤底板下伏奧灰間接含水層一般不會(huì)影響礦井生產(chǎn)。涌水量變化不大，基本穩(wěn)定在 110m3/h左右。 而對(duì)安全真正有威脅的導(dǎo)水通道是斷層，當(dāng)斷層溝通太原群灰?guī)r裂隙水、太原群灰?guī)r裂隙水甚至奧陶系灰?guī)r地下水時(shí)，對(duì)礦井危害極大。 開采二 2煤時(shí)主要充水水源： 二 2煤為該采區(qū)的主采煤層，其直接充水水源為二疊系二 2煤層