【正文】 煤柱是一個(gè)梯形。 ⑴ 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 受保護(hù)面積邊界是由受保護(hù)建筑物和主要井筒的邊界向外加上一部分備用量即維護(hù)帶確定的。 井田境界確定 根據(jù)埋深及井田構(gòu)造情況，本礦井井田境界確定如下： 根據(jù)以上確定的井田境界， 林南倉(cāng) 井田均為自然露頭。井田劃分的范圍，儲(chǔ)量，煤層賦存及開(kāi)采條件應(yīng)與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 林南倉(cāng) 四 礦 第 10頁(yè) 共 139頁(yè) 表 131 可采煤層特征表 序號(hào) 煤層名稱 煤層厚度 /m 層間距/m 傾角/(186。礦井采動(dòng)塌陷坑積水量隨開(kāi)采面積的擴(kuò)大而增加。分選及滾圓度均不好，夾炭質(zhì)層紋及紫色條帶，顯大型直線形斜層理。 Ⅳ 煤 6 頂板粉砂巖：呈深灰色，欠均勻，有堆礫現(xiàn)象，加灰色細(xì)砂巖薄層，局部顯水平層理及緩波狀層理。上組稱為唐家莊組，下組稱為大苗莊組，其中大苗莊組是主要含煤地層之一。所以在每個(gè)小旋回的中上部均有泥炭沼澤沉積相，賦存有主要可采煤層（煤 11 煤 12）及不穩(wěn)定的不可采煤層（煤 14） 標(biāo)志性巖石及化石帶有： Ⅰ 煤 12 下頂板下粉砂巖：深灰 —— 黑灰色，細(xì)膩含炭質(zhì)及黃鐵礦散晶，棕褐色條痕，貝殼狀斷口，富含腕足類，瓣鰓類和海百合等動(dòng)物化石，一般厚度在一米左右。位于井筒西北部常相變?yōu)榇稚皫r，厚度達(dá)20 米左右（至煤 17 以上），風(fēng)井以東見(jiàn)薄，井相變?yōu)榧?xì)砂巖，一般厚度 5 米左右。含煤建造由一套海相、過(guò)度相、陸相地層組成。斷距數(shù)十至數(shù)百米，并具有繼承性，第四紀(jì)仍有活動(dòng)。向斜均有煤系地層保護(hù)，并閉合成盆地形構(gòu)造，而背斜部分煤系地層則被剝蝕。最高氣溫 ，最低氣溫 ，最大凍土深度 780 毫米。 林南倉(cāng)井田位于河北省玉田縣林南倉(cāng)鎮(zhèn)附近，地處京津唐秦中心地帶，林南倉(cāng)鎮(zhèn)位于玉田縣西南部，總面積 40平方公里，耕地 25600 畝，鎮(zhèn)轄 21個(gè)行政村，總?cè)丝?20492，現(xiàn)有私營(yíng)企業(yè) 48 家，個(gè)體企業(yè) 303 家，形成了以建筑 、 冶金 、 造紙 、 機(jī)械化工 、 運(yùn)輸 、建材 、 皮革 、 釀酒為主的九大骨干行業(yè)。 ② 褶皺均顯不對(duì)稱性，軸面向受力強(qiáng)烈的方向傾斜。 區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)大小斷層 4條，其中斷距大于 30 米者有 3條，以 F1 斷層斜切井田中央粘距 1550 米，延伸長(zhǎng)度 2020 米，對(duì)井田影響到大，其余斷層斷距較小，延展長(zhǎng)度也較短，對(duì)井田開(kāi)拓也較有影響。 煤系地層綜合柱狀圖 (見(jiàn)圖 121) 地 層 系 統(tǒng) 界 系 統(tǒng) 組層 間 距 / 柱 狀 名 稱 厚 度 /古生界粉 細(xì) 砂 巖 粉 砂 巖粉 砂 巖 粉 砂 巖 粉 砂 巖 粉 砂 巖 粉 砂 巖 煤 8 煤 9粉 細(xì) 砂 巖 煤 11 細(xì) 砂 巖炭 質(zhì) 泥 巖 煤 12 .9 5 820 .51 621 .02 130 .49 .6 4 .3 5 .0 6 .3 2 4 6二疊系上統(tǒng)上統(tǒng)2大苗莊組趙各莊組 圖 121 煤系地層綜合柱狀圖 煤系地層各組厚度變化、巖性特征及所含標(biāo)志層分述如下： ㈠ 奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（ 02） 本區(qū)鉆孔揭露最多者 米，巖性為淺灰 —— 灰白色石灰?guī)r，質(zhì)純性脆，時(shí)夾薄層狀灰質(zhì)粘土巖及白云質(zhì)石灰?guī)r或豹皮狀灰?guī)r。 灰 — 深灰色粘土巖：有時(shí)稍發(fā)褐色，質(zhì)軟，含鋁 土質(zhì)和凌鐵質(zhì)結(jié)核，富含植物根化石，成團(tuán)塊狀構(gòu)造（為煤 14直接底板），一般厚度在 3 米左右。 Ⅱ 煤 11 至煤 12之間的粉砂巖：近煤 12 處為深灰色細(xì)粉砂巖頻 繁交替出現(xiàn)，顯條狀帶外觀，其下巖性漸細(xì)，底部為細(xì)粉砂巖或粘土巖，致密而細(xì)膩，質(zhì)地均一純凈，細(xì)水平層理明顯，井田西北部為淺灰 —— 銀灰色，而東南部則漸變?yōu)樯罨疑?，巖性標(biāo)志，易于對(duì)比，厚度 16米左右 。 標(biāo)志性巖層及化石帶： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7頁(yè) 共 139頁(yè) Ⅰ 煤 9 頂板細(xì)粉砂巖：呈灰 —— 深灰色，致密，具細(xì)水平層理及層莊菱鐵質(zhì)結(jié)核。采集有假蛋形翅羊齒、帶羊齒、楔葉木、輪木、苛達(dá)樹(shù)、細(xì)羊齒等化石，為本組植物化石富集層之一，一般厚度 6米左右。粉砂巖一般以灰紫色為主，褐鐵礦結(jié)核發(fā)育，顯花斑狀結(jié)構(gòu)，呈團(tuán)塊狀構(gòu)造。所有地表水均直接補(bǔ)給潛水層。) 硬度 容重 穩(wěn)定性 最小 最大 平均 1 8 煤 25 20 22 18 不穩(wěn) 定 2 9 煤 20 穩(wěn)定 3 11 煤 16 不穩(wěn) 定 4 12 煤 20 較穩(wěn) 定 煤的圍巖特性 林南倉(cāng)礦煤層頂?shù)装鍘r性變化大，圍巖巖石力學(xué)性質(zhì)差異明顯。對(duì)于現(xiàn)代化大型礦井，要求井田有足夠儲(chǔ)量和合理服務(wù)年限，生產(chǎn)能力小的礦井可小些。該礦地處平原，地面標(biāo)高 +6米左右， 井田走向長(zhǎng) 7千米，傾向?qū)? 千米，面積 S 為 平方千米 。受保護(hù)建筑物邊界一般不是直接以被保護(hù)建筑物的外邊界為準(zhǔn)，而是取平行于煤層走向或傾斜方向的與受保護(hù)建筑物外緣相連的直線所圍成的面積，作為受保護(hù)建筑物的邊界。 c．煤柱煤量計(jì)算 工業(yè)場(chǎng)地煤柱煤量 =梯形面積 *煤層平均厚度 *煤層平均密度 工業(yè)廣場(chǎng)面積的取值，依據(jù)設(shè)計(jì)井型大小按《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范 》 中《煤礦工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)》所列數(shù)值的規(guī)定選取。作保護(hù)線，得沿走向的煤柱邊界 Aˊ Bˊ和 Cˊ Dˊ，將 nˊ kˊ和 Aˊ Bˊ， Cˊ Dˊ均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界 ABCD。永久煤柱一般是指保護(hù)工業(yè)廣場(chǎng)和井筒的工業(yè)廣場(chǎng)煤柱，井田境界和大斷層兩側(cè)的井田境界煤柱和斷層煤柱，以及保護(hù)地面建筑物、河流、鐵路等而留設(shè)的保護(hù)煤柱等。 劃分應(yīng)考慮井筒與工業(yè)廣場(chǎng)位置的選擇，使有利于井田開(kāi)拓和采區(qū)布置，有利于礦井建設(shè)施工和工業(yè)場(chǎng)地布置。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13頁(yè) 共 139頁(yè) 2 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田劃分依據(jù) ⑴ 在井田劃分時(shí)，保證各井田合理的尺寸和 境界，使煤的各部分得到合理性開(kāi)發(fā)。 他們的結(jié)構(gòu)、厚度及特征見(jiàn)表 131。 礦區(qū)地表水系主要包括后湖。成分為石英、燧石、巖屑、長(zhǎng)石等。一般厚度 3 米左右。本統(tǒng)地層厚度約為 278 米，分上、下兩組。 且升降幅度較小，比下部唐山組和開(kāi)平組地層更接近于大陸性趁機(jī)環(huán)境亦相對(duì)比較穩(wěn)定，有利于煤層的形成。 K4 至 K5 之間有：淺灰色細(xì) —— 中粒沙巖：成分以石英為主，次為少量巖屑等，分選及滾圓度中等，擬質(zhì)孔隙式膠結(jié)，夾碳質(zhì)層紋，顯水平層理和緩波層理狀，巖石成分比較單純，易于煤系地層中的沙巖相區(qū)別?；诪榻?jīng)過(guò)長(zhǎng)期剝蝕夷林南倉(cāng) 四 礦 第 4頁(yè) 共 139頁(yè) 平的中奧陶統(tǒng)，上覆地層為上二疊統(tǒng)古冶組陸相碎屑巖。 Ⅱ 斷層構(gòu)造線一般呈北東方向與褶皺軸斜交，斷層面傾角 60～ 75176。 ① 主要構(gòu)造線：各向斜、背斜彼此平行相間排列，其褶皺軸線一般均作北西方向延展。年最大蒸發(fā)量 ，年最小蒸發(fā)量 。 林南倉(cāng) 四 礦 第 2頁(yè) 共 139頁(yè) 林南倉(cāng)礦業(yè)分公司的地面供水可劃分為三個(gè)部分，即以東六 家屬區(qū)生活應(yīng)用水為主體的東六供水系統(tǒng)，以生產(chǎn)和生活供水為主的工業(yè)廣場(chǎng)供水系統(tǒng)以及風(fēng)井生產(chǎn)用水為主的風(fēng)井供水系統(tǒng)，它們各自稱為獨(dú)立的系統(tǒng)，互不影響，不相干涉，從而構(gòu)成了林南倉(cāng)礦業(yè)分公司的三大供水系統(tǒng)。本煤田之中部即林西背斜至黃土坎背斜為受力較強(qiáng)烈的上升部位，因此，軸面均有內(nèi)傾之趨勢(shì)，如煤田東部林南倉(cāng)、李莊子向斜之西翼地層產(chǎn)裝較陡達(dá) 50～ 60176。主要斷層 (見(jiàn)附表 121)。頂部 有古風(fēng)化殼跡象，含黃鐵礦結(jié)核，裂隙溶洞較發(fā)育，有時(shí)被鋁土質(zhì)充填。 K5 至 K6之間有 深灰色細(xì)粉砂巖：致密而細(xì)膩，性脆質(zhì)地均一。 Ⅲ 煤 12 頂板粉砂巖：深灰色，巖性致密，質(zhì)地均一，具水平層理及緩波層理。采集有星形輪木、細(xì)羊齒、蘆木。 Ⅴ 煤 5 至煤 6之間中粒礫巖：呈淺灰綠色 ，成分為石英、巖屑、長(zhǎng)石、燧石等。植物化石少，一般多賦存在上部鋁土質(zhì)粘土巖以下 30米至 A 層以上 40 米之間的粉砂巖中。 礦井直接充水含水層包括：第三含水層（煤 12 底至煤 4 頂砂巖裂隙含水層）、第四含水層（煤 5 至煤 12 頂砂巖裂隙含水層）、第五含水層（煤 5頂板砂巖裂隙含水層）。 ⑴ 煤 9 頂板：灰～淺灰色泥質(zhì)粉砂巖，致密、細(xì)膩、性脆、易碎， 有滑膩感，斷口和裂隙面發(fā)育，具水平層理，局部含菱鐵質(zhì)結(jié)核含蘆木、星輪木、苛達(dá)樹(shù)等化石。同時(shí)考慮到礦井發(fā)展余地，井田范圍應(yīng)適當(dāng)?shù)膭澋拇笮? 井田工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算 井田地質(zhì)儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算公式： Z=SMγ /cosα （ 221） 式中 α — 煤層傾角 ,（186。 地面建筑物和主要井筒的保護(hù)煤柱是從受保護(hù)的邊界起，按 基巖移動(dòng)角β、γ和δ及表土層移動(dòng)角 216。 表 231 工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)表 井型（萬(wàn)噸 /年） 指標(biāo)（公頃 /10 萬(wàn)噸） 400～ 600 ～ 240～ 300 ～ 120～ 180 ～ 45～ 90 ～ 注：指標(biāo)中小井取大值，大井取小值 本礦井井型為 120 萬(wàn)噸 /年，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為： 90247。以同樣的方法在平 行煤層走向的剖面 2，按走向移動(dòng)角δ =75186。 108噸 井田可采儲(chǔ)量 永久煤柱煤量 要計(jì)算井田可采儲(chǔ)量，首先要確定各種永久煤柱損失。 ⑷ 選擇好井口與工業(yè)廣場(chǎng)位置。 表 134 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯等級(jí) 絕對(duì)涌出量 (m3/min) 相對(duì)涌出量 (m3/td) 瓦斯 (CH4) CO2 瓦斯 (CH4) CO2 低 ㈡ 煤的自燃發(fā)火情況 本 礦各煤層均有自燃傾向，其中 9煤層發(fā)火期最短為 11 個(gè)月，最長(zhǎng)為 25個(gè)月，礦井發(fā)火等級(jí)定為四級(jí)。 12 層為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單厚煤層，煤層局部有夾石 12 層，層位較穩(wěn)定，平均煤厚為 采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為 ，該煤層為 不 穩(wěn)定煤層。 井田水文地質(zhì) 礦區(qū)年降水量在 350mm800mm 之間 ，由于沖積層的存在，阻隔了大氣降水與礦坑涌水之間的聯(lián)系，礦井用水量基本不受季節(jié)的影響。 巖性特征，中粗粒礫巖皆為灰白 —— 灰紫色。該層可能相當(dāng)于開(kāi)平煤田煤 6 頂板。 ㈣ 二疊系下統(tǒng)（ P1） 上限為 A層鋁土直粘土巖頂界，于上統(tǒng)呈整合接觸。海退相序地層 厚度為 36 米，海進(jìn)相序地層厚度為 米說(shuō)明地殼處于緩慢的波浪式上升。一般厚度 9米左右。 煤系地層劃分及其特征 林南倉(cāng)井田煤系地層主要由石炭系 、 二疊系地層組成，其中包括中石炭統(tǒng)唐山組 、上石炭統(tǒng)開(kāi)平組 、 趙各莊組 、 下二疊統(tǒng)的大苗莊組 、 唐家莊組。左右，斷距百米至數(shù)百米，如李莊子向斜中 A、 B、 D、 E 等正斷層均屬此類，使李莊子向斜形成地塹式構(gòu)造。 ㈠ 主要褶曲構(gòu)造 褶皺為本煤田的骨干構(gòu)造。 本區(qū)屬大陸性風(fēng)氣候，降水多集中在 8 月份，最大 年降水量 ，最小年降水量 。前兩個(gè)系統(tǒng)供水量大，對(duì)水質(zhì)的要求也較高。而煤田西部的下倉(cāng)向斜西翼地層產(chǎn)狀平緩，一般為 10～ 20176。 表 121 林南倉(cāng)井田主要斷層表 帶別 編號(hào) 性質(zhì) 斷層產(chǎn)狀 斷距 （米） 延展長(zhǎng)度 （米） 走向 傾向 傾角 1 F１ 正斷層 N10176。 ㈡ 石炭系（ C） 上限為煤 11 頂板細(xì)粉砂巖之頂界，與上復(fù)二迭系地層呈整合接觸。富含黃鐵礦石結(jié)核，底部見(jiàn)有少量海百合等動(dòng)物化石，為 K5灰?guī)r之直接頂板。采集有假蛋翅羊齒、開(kāi)平翅羊齒、直脈翅羊齒類、星輪木、纖細(xì)輪木、長(zhǎng)方楔葉、蘆木苛達(dá)樹(shù)等化石，為本組植物化石富集層之一 ,厚度一般在 5米左右?？吝_(dá)樹(shù)，東方尼式蘇鐵等植物化石，為本組化石富集層之一。分選較差。采集有細(xì)羊齒、楔葉木、輪 木等植物化石。 礦井間接含水層包括第一含水層、第二含水層、第五含水層、第六 含水層。層厚 米，直接頂垮落步距 米，老頂來(lái)壓步距 米，頂板數(shù)Ⅰ類Ⅰ級(jí)。本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬(wàn) t/a,屬于大型礦井。） 林南倉(cāng) 四 礦 第 14頁(yè) 共 139頁(yè) γ — 煤容重 , t/m3 M— 煤層的總厚度 , m S— 井田面積 ,㎡ 所以 Z=179。所做的保護(hù)平面與煤層的交線來(lái)確定。 10179。作保護(hù)線，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過(guò)nˊ和 kˊ的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。 ＝ 179。一般應(yīng)先淺后深，先易后難，分別開(kāi)發(fā)建井，以節(jié)約初期投資。瓦斯涌出量見(jiàn)表 134。 11 層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，有夾石 12 層，厚度、巖性均