【文章內(nèi)容簡介】 北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 井田內(nèi)巖溶水的水位標(biāo)高為 850m。 10 號煤層標(biāo)高西南部局部低于奧陶巖溶水 水位標(biāo)高。 10 號煤層存在一塊帶壓區(qū)域， 8號煤層帶壓區(qū)域又小一點， 5號煤層僅有一小塊帶壓區(qū)域，（見煤層 充水性圖） 。按 西南邊界突水危險性最大的點 S 點計算突水系數(shù)。利用附近 ZK13 號鉆孔和綜合地層柱狀圖資料， 5號煤層底板標(biāo)高取 830m， 5號煤層距奧灰頂板之間的距離取 ，煤層隔水底板 （ S 點）所受的水壓力為 ； 8號煤層底板標(biāo)高取 790m， 8號煤層距奧灰頂板之間的距離取 ； 10 號煤層底板標(biāo)高取 770m， 10 號煤層距奧灰頂板之間的距離取 。依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中提供的突水系數(shù)計算公式： Ts=MP Ts— 突水系數(shù) MPa/m； P— 水壓力 MPa； M— 隔水層厚度 m。 代入數(shù)字進行計算 5 號煤層： Ts=8 號煤層： Ts=10 號煤層： Ts=由上述計算得知， Ts 數(shù)值均小于規(guī)定的正常地質(zhì)塊段 地質(zhì)塊段 ，因此在正常情況下可以進行帶壓開采。但是，從 10號煤層帶壓開采范圍看，帶壓區(qū)附近存在小型斷層，在開采帶壓區(qū)煤層時，一定要加強對奧灰水的動態(tài)監(jiān)測，制定現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格執(zhí)行“有 掘必探，先探后掘 ”的原則，防止誤揭斷層或破碎帶等導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造，避免水害事故。 且井田內(nèi)斷層較少，所以該礦井的水文地條件為中等。 （ 5）井田水文地質(zhì)類型 井田 5號煤層直接充水含水層是山西組的砂巖裂隙含水層，由于補給條件差，富水性弱，一般不會對礦井生產(chǎn)造成威脅。 井田 10 號煤層直接充水含水層為太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層，富水性中等，對 10 號煤層開采有一定影響。只要礦井正常抽排水，一般不會對煤礦安全生產(chǎn)造成威脅。井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高 850m， 10號煤層在井田西南部局部帶壓，經(jīng)計算，5 號煤層最大突水 ， 10號煤層最大突水系數(shù)為 ，均小于受構(gòu)造破壞地段突水系數(shù)臨界值 ，為非完整，坡段突水安全區(qū)。發(fā)生奧灰突水的危 險性較小。井田內(nèi) 8號煤層采（古）空區(qū)存在積水，綜合分析礦水文地質(zhì)條件屬中等。 礦井水害 目前，礦井在生產(chǎn)中未發(fā)生任何水害，井田煤層埋藏較淺，主要水害為大氣降水入滲補給，通過巖層裂隙入滲補給煤層頂板以上含水層，煤層開采以后，含水層水通過裂煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 隙、冒落帶裂隙、導(dǎo)水裂隙帶滲入井下采空區(qū)或巷道，目前井下涌水量不大，對煤層開采無影響。 防治水措施 隨著礦山開采規(guī)模的不斷擴大，采空區(qū)面積增加，勢必對基巖的穩(wěn)定性造成影響，引起地面裂隙、地面塌陷、地表巖移等地質(zhì)災(zāi)害，為地表水與井下采空區(qū)形成一個聯(lián)系的通道，這樣會影 響礦井安全生產(chǎn)，為了預(yù)防水災(zāi)水害，提出以下預(yù)防措施： （ 1）井田煤層埋藏較淺，注意煤層淺處有采空區(qū)、古空區(qū)存在，要嚴(yán)格遵守“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方針。 （ 2）井下采掘至井田邊界時，應(yīng)預(yù)留井田保安煤柱，以防周圍煤礦采空積水引發(fā)該礦水災(zāi)害發(fā)生。 （ 3）井下巷道沿煤層布置，受煤層起伏影響較大，巷道中可能發(fā)生積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)實際情況，在巷道適當(dāng)位置設(shè)置水倉，由小水泵將積水排出，確保井下巷道暢通。 （ 4）定期清理水倉、水溝。 （ 5）雨季來臨前要及時清理地面防洪溝渠。做好地面塌陷 坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯實高出地表，防止洪水危害礦井。 （ 6）在開采煤層時，應(yīng)加強對斷層的觀察，在斷層兩側(cè)應(yīng)留足保安煤柱，在穿越斷層開采時，應(yīng)對斷層的導(dǎo)水性進行探測，并請有關(guān)部門進行論證。 （ 7）隨時踏勘地表是否有新的裂縫存在，并及時給予填堵。 （ 8）注意 5號煤層采空區(qū)積水情況，及時予以放水。 第三節(jié) 煤層特征 一 、 煤層 含煤性 井田主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。山西組平均厚，自上而下依次含 5號共 5 層煤，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù)%，（ 4 號煤層在井田內(nèi)僅有 ZK4 號孔可采，厚度 ，其它鉆孔均不可采）其中 5號為可采煤層，平均厚度 ，可采含煤系數(shù) %。太原組平均厚度 ，自上而下依次為 11 號共 5 層煤，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù) %，其中 10 號為可采煤層，平均總厚 ，可采含煤系數(shù) %。 上述 10 號可采煤層中，只有 8號煤層為該礦批準(zhǔn)開采煤層。煤層主要特征詳見可采煤層特征表（表 131） 。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 可采煤層特征表 表 131 煤 層 編 號 煤層厚度 （ m） 煤層間距 （ m） 煤層結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定程度 頂?shù)装? 巖性 最小 — 最大 平均 最小 — 最大 平均 矸石 層數(shù) 類別 頂板 底板 5 — 03 較簡單 穩(wěn)定 泥巖 泥巖 8 — 01 簡單 穩(wěn)定 灰?guī)r 泥質(zhì)巖 10 — 02 簡單 穩(wěn)定 泥巖 砂質(zhì)泥巖 泥巖 可采煤層 (1)5 號煤層 位于山西組 下部，下距 8號煤層 ，平均 m。煤層厚度 ，平均 。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，含 03 層夾矸。井田西部和東北部剝蝕無煤，賦存區(qū)屬穩(wěn)定可采煤層。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖。見圖 131。 (2)8 號煤層 賦存于太原組中部 L1石灰?guī)r之下，下距 10 號煤層 ，平均 m。見煤點厚度 ，平均 ，井田西部和東北部剝蝕無煤，賦存區(qū) 穩(wěn)業(yè) 可采。 ZK1號孔 為風(fēng)氧化帶 ，結(jié)構(gòu)簡單，不含或含一層夾矸。煤層頂板為灰?guī)r，底板多為泥巖 。見圖 132。 (3)10 號煤層 賦存于太原組中下部，下距 K1砂巖 。見煤點厚度 ～ ，平均。煤層結(jié)構(gòu)簡單，含 02層夾矸。井田西部和東北部剝蝕無煤，賦存區(qū) 穩(wěn)定 可采。ZK1 號孔 為風(fēng)氧化帶 ，屬穩(wěn)定可采煤層。煤層頂板為泥巖，底板為泥巖。見圖 133。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 131 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 132 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 133 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 煤層對比 煤層對比是在地層對比的基礎(chǔ)上 進行 ，本次主要采用標(biāo)志層 法，層間距法等對比煤層，井田內(nèi) 太原組 K L1 、 L L L4等標(biāo)志層發(fā)育明顯，易于對比；山西組的 5 號煤層， 太原組 的 10號煤層發(fā)育穩(wěn)定，本身就是很好的對比標(biāo)志，總之，井田內(nèi)可采的 10號煤層對比可靠 。 二、 煤質(zhì) 煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 （ 1） 物理性質(zhì) 井田內(nèi)各層煤的物理性質(zhì)大體相同，表現(xiàn)為黑色，條痕為黑褐色，玻璃光澤，有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，容重據(jù)區(qū)域資料為 ，硬度中等，一般為 2～ 3。 （ 2） 煤巖特征 5 號煤層：黑色，條痕為黑褐色，條帶狀結(jié)構(gòu)，玻璃光澤 ，參差狀斷口，宏觀煤巖類型為半亮型煤。 8 號煤層：黑色，條痕為黑褐色，玻璃光澤，均一狀 條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀 層狀構(gòu)造，硬度中等，貝殼狀斷口。宏觀煤巖類型為光亮型 半亮型煤。 10 號煤層：黑色，油脂光澤，條痕黑褐色，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀 層狀構(gòu)造，硬度中等，貝殼狀斷口。宏觀煤巖類型為半亮型 半暗型煤。 區(qū)內(nèi)各層煤的有機組分均以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之；無機組分均以粘土類為主，硫化物次之，鏡質(zhì)組中以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體次之或少量，粘土充填細胞腔或與有機組分摻雜分布，黃鐵礦呈點狀、草莓狀分布；碳酸鹽、褐鐵礦呈團塊狀 分布。 煤的 化學(xué) 性質(zhì) 、工藝性能 根據(jù)施工的 ZK3 號、 ZK11 號、 ZK12 號、 ZK13 號、 ZK14 號鉆孔取樣化驗成果，井田可采煤層主要煤質(zhì)特征如下： ① 5 號煤 原煤：水份（ Mad）為 － %，平均為 %；灰份（ Ad）為 － %，平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf）為 － %，平均為 %；全硫 (St， d)為 －%，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － ，平均為 。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － %，平均為 。膠質(zhì)層最大厚度 Y為 8～ 23mm，平均為 。粘結(jié)指數(shù)（ GR178。 I）為 3692，平均為 67。 確定該層煤為低硫分煤 高硫分煤、低灰 高灰，屬中熱值 高熱值焦煤，瘦煤。 ② 8 號煤 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 原煤：水份（ Mad）為 － %，平均為 %；灰份（ Ad）為 － %，平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf）為 － %，平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － ，平均為 。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）平均為 。膠質(zhì)層最大厚度 Y為 3～ 10mm，平均為 。粘結(jié)指數(shù)（ GR178。 I）為 1566，平均為 。 確定該層煤為中硫分煤 高硫分煤、低灰 中灰，屬中熱值 特高熱值焦煤，瘦煤 ,貧瘦煤。 ③ 10 號煤 原煤：水份（ Mad）為 － %，平均為 %；灰份（ Ad）為 － %，平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf）為 － %，平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － ，平均為 。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）平均為 ；膠質(zhì)層最大厚度 Y為 814，平均為 。粘結(jié)指數(shù)（ GR178。 I）為 5084，平均為 68。 確定該 層煤為低硫 中高硫、中灰 高灰，屬高熱值 特高熱值焦煤、瘦煤。 (見煤質(zhì)匯總表 )煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ２３ 煤 質(zhì) 匯 總 表 煤 層 號 原 浮 煤 水分 （ Mad） % 灰分 （ Ad） % 揮發(fā)份 （ Vdaf） % 全硫 (St， d)% 發(fā)熱量 (MJkg) Y值 (mm) 粘結(jié)指數(shù) 煤 類 5 原 JM、SM 浮 823 9 3692 67 8 原 JM、SM、PS 浮 310 1566 44 10 原 JM、SM 浮 814 11 5084 68 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 煤灰成分、灰熔點測定 ①、煤灰成分 根據(jù) 1990 年大莊煤礦的化驗資料測定成果如表。 煤灰成分測定成果表 井田內(nèi) 9 號煤層煤灰分均以 SiO2為主， Al2O3次之，還有少量 Fe2O CaO、 TiOK2O、 MgO。 ②、煤灰熔融性 根據(jù)三交詳查資料中煤灰熔性測定結(jié)果，井田各可采煤層軟化溫度（ TS，186。 C）普遍大于 14600C，屬高熔灰分～難熔灰分，一般山西組高于太原組，變化幅度很小。 煤的可磨性 根據(jù)三交詳查資料， 4 號煤層哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 71～ 86， 8 號煤層哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 ～ 105， 9號煤層測定哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 73～ 104。均為中等可磨煤～極易磨煤。 煤的 可選性 本次勘探工作未作篩分和浮沉試驗。故無法進行煤的可選性評價。下面僅就區(qū)內(nèi)煤心煤樣在測試工業(yè)分析等 項目的過程中獲取的資料，來預(yù)測一下本區(qū)煤的可選性。 理論精煤回收率 5號煤為 ﹪，平均 ﹪。 8號煤為 ﹪，平均 ﹪。 10 號煤為 ﹪ ,平均 ﹪。 由此可知，本區(qū)各層煤的理論精煤回收率的平均值小于 55﹪ ,屬于低等可選。 原煤與浮煤的煤質(zhì)差異性 原煤經(jīng)過 比重液洗過后即為浮煤，灰分，全硫和磷在原煤樣品和浮煤樣品中的差異性，可以反映煤的可選性。 區(qū)內(nèi)主要煤層原煤與浮煤中的灰分、全硫比較表