【文章內(nèi)容簡介】 m，一般為 270 m 左右，含水層厚度 ~ m，一般為 100 m 左右，由深黃、棕黃、棕紅、灰白色、中砂、細 砂、粉砂及粘土質(zhì)砂，夾 5 ~ 8 層粘土或砂質(zhì)粘土組成。 （ 3）基巖含水層 ① 二疊紀地層含水層 疊紀地層巖性主要由泥巖、粉砂巖及砂巖所組成，并以泥巖和粉砂巖為主。砂巖裂隙一般不發(fā)育，即使局部地段裂隙較發(fā)育，也具有不均一性，且抽水試驗水量較小。 ② 8 煤組頂、底板砂巖裂隙含水層（段） 含水層厚 ~ m，平均厚度 m，由淺灰色中細粒砂巖為主，夾泥巖和粉砂巖組成，裂隙不甚發(fā)育，鉆探揭露時無漏水現(xiàn)象。該含水層段水質(zhì)差，補給水源有限 ，逕流條件差，富水性弱，以儲存量為主。 2）礦井涌水量 設(shè)計結(jié)合地質(zhì)報告所提 礦井涌水量 ，并參考鄰近礦井估算，取礦井正常涌水量 260 m3/h，最大涌水量 280 m3/h。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 煤層特征 煤層 本井田含煤地層為華北型 石炭 、二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。 二疊紀含煤地層，總厚約 990 m，含煤 20~30 層，煤層總厚 20 ~ 26 m。上石盒子組下部含 3 三個煤組，多為薄煤層。下石盒子組含 8 等四個煤組，為礦井主要含煤段。山西組下部含 11 二個煤 組，煤層薄，煤分層少?？刹傻挠? 11 共計 3 層，可采煤層平均總厚 m，占煤層總厚的 44%，其中 8 煤層為主要可采的較穩(wěn)定煤層，平均厚度 m，占可采煤層總厚的 82%；其它為不穩(wěn)定的局部可采煤層。 1）可采煤層 本區(qū)主要 可采煤層 為 8 號煤層，全區(qū)穩(wěn)定可采， 11 號煤層較穩(wěn)定，局部不可采， 3 號煤層在區(qū)內(nèi)局部可采， 10 號煤層零星可采，現(xiàn)將各可采煤層分述如下： 3 煤層： 位于上石盒子組下部，為本組唯一可采煤層。煤層厚 ~ m，平均 m。變異系數(shù)為 43%，可采指數(shù) ， 厚度頻率分布圖顯示， ~ m 的見煤點占 67%，小于 m 的占 30%，結(jié)構(gòu)簡單，部分見煤點具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖或泥巖。 F 斷層以北厚 ~ m，僅個別點不可采，厚度變化不大，可采區(qū)連續(xù)，趨向于較穩(wěn)定煤層； F26 斷層以南煤層厚度變化較大，不可采區(qū)零星分布，因此， 3 煤層為大部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層頂、底板以泥巖為主，并有少量粉砂巖和細砂巖。 8 煤層： 位于下石盒子組下部，全區(qū)賦存，上距 3 煤層平均間距 m，煤層厚 ~ m，平均 m。變異系數(shù)為 36%，可采指數(shù) ，厚度頻率分布圖顯示， ≥ m的占 92%，其中 ~ m 的占 75%，結(jié)構(gòu)簡單，1/3 見煤點具一層夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖或泥巖。全區(qū)大部可采，煤類單一。因此煤層為穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖、細砂巖次之，粉砂巖、細砂巖下常發(fā)育泥巖偽頂，底板 多為砂質(zhì)泥巖及細粒砂巖 。 11 煤層 :位于山西組下部，上距 82煤層平均間距為 m，煤厚 0 ~ m，平均為 m。變異系數(shù)為 62%，可采指數(shù) ，厚度頻率分布圖顯示，≥ m的占 48%，小于 m 的占 52%，結(jié)構(gòu)簡單，少量見煤點具一層夾矸，夾矸為泥巖或炭質(zhì)泥巖。 112 煤層厚度較薄，見煤點厚度一般均在臨界可采附近，因此 11 煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。頂板以泥巖為主，粉砂中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 巖次之，底板一般為粉砂巖，可采煤層特征見表 131。 表 131 可采煤層特征表 煤層編號 煤層厚度 /m 煤層間距 /m 穩(wěn)定程度 可采情況 賦存范圍 3 ~ ~ 局部可采 較穩(wěn)定 全井田 5 0~ 零星可采 不穩(wěn)定 局部 ~ 8 ~ 全井田可采 穩(wěn)定 全井田 ~ 9 ~ 零星可采 較穩(wěn)定 局部 ~ 10 0~ 零星可采 不穩(wěn)定 局部 ~ 11 0~ 局部可采 較穩(wěn)定 全井田 2）主要可采煤層頂?shù)装鍘r性 本井田可采煤層頂板以 砂質(zhì) 泥巖為主，其 次粉砂巖，局部細、中砂巖。底板以泥巖為主，其次粉、細砂巖。主采煤層頂、底板巖石物理力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果表明：主要可采煤層頂?shù)装迥鄮r抗壓強度 ~ MPa，巖石力學(xué)強度較低，變形模量小。細、中砂巖抗壓強度 ~ MPa，抗拉強度 ~ MPa，巖石較堅硬致密，抗壓強度高，頂板不易坍塌，底板泥巖抗壓強度 ~ MPa，抗拉強度 ~ MPa，力學(xué)強度低，巖石受壓易破碎，局部可能產(chǎn)生底鼓。相同巖性的巖石差異不大，但有所波動；不同巖性的巖石 則明顯不同，一般是砂巖大于粉砂巖，粉砂巖大于泥巖，而淺部風(fēng)化帶處巖石強度低。從工程地質(zhì)條件來看，一般砂巖膠結(jié)良好，堅硬致密，抗壓強度高，屬硬巖類；泥巖抗壓強度低，屬軟巖類；粉砂巖介于其間，屬中硬巖類；斷層附近及基巖風(fēng)化帶則屬軟弱帶。由此可見，本礦工程地質(zhì)條件屬中等類型。按煤層頂、底板巖性指標(biāo)分類，井田內(nèi)砂巖屬中等穩(wěn)定型，粉砂巖屬中等 ~不穩(wěn)定型，泥巖屬不穩(wěn)定型。 煤質(zhì) 本井田各可采煤層以中灰、特低硫（ 11 煤層屬中高 ~高硫分煤）、特低磷~低磷、中揮發(fā)分、中 ~高熱值、具強 ~特強粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性的 JM 為主，伴少量 FM；其中主采煤層 8 煤為中灰、低硫、特低磷煤；是較為理想的煉焦配煤，中煤可作為動力用煤?？刹擅簩犹卣鞣謩e見表 13表 13中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 表 13表 13表 136。 表 132 可采煤層物理性質(zhì)和煤巖特征表 煤層 顏色 構(gòu) 造 光 澤 斷 口 結(jié) 構(gòu) 煤 巖 組 分 煤巖類型 3 黑色 塊狀 粉末狀 弱玻璃光 澤 參差狀 條帶狀 亮煤為主夾鏡煤或絲炭 條帶底部暗煤稍高 半暗半亮型 8 黑色 塊狀粒狀 粉末狀 玻璃光澤 階梯狀 均一狀 亮煤、鏡煤為主， 少量暗煤 半亮光亮型 11 黑色 塊狀 玻璃光澤 階梯狀 平 坦 均一狀 粒 狀 亮煤為主，少量暗煤、 鏡煤 半亮光亮型 表 133 視密度一覽表 煤層 煤類 平均灰分 實測平均值 回歸計算值 實測回歸差值 報告采用值 3 FM 8 JM 11 JM 表 134 元素分析成果統(tǒng)計表 煤層 元 素 分 析 /% 原子比 FC C.daf （ O+S） .daf O/C H/C 3 （ 12） （ 12） （ 12） （ 12） （ 12） 8 （ 27） （ 27） （ 27） （ 27） （ 27） 11 （ 6） （ 6） （ 6） （ 6） （ 6） 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 表 135 煤炭分類指標(biāo)綜合表 煤層 /% GR。 I Y / mm 煤 類 3 （ 16） （ 16） （ 13） FM（ 11） 1/3JM（ 1） JM（ 4） 8 （ 31） （ 30） （ 30） JM（ 31） 11 （ 8） （ 8） （ 6） FM（ 1） JM（ 7） 表 136 發(fā)熱量統(tǒng)計表 煤層 煤類 / MJKg1 Q /MJKg1 分級 原煤 浮煤 原煤 3 FM JM （ 14） （ 4） 高熱值煤 8 JM （ 27） （ 12） 高熱值煤 11 JM （ 8） （ 1） 高熱值煤 開采技術(shù)條件 1）瓦斯 本礦井獲得各煤層瓦斯煤樣測試資料 50 個（合格點），成果見表 137。 由表 137 可知本礦瓦斯含量較高者為 3 煤層，其最高瓦斯含量為 m3/g，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，本礦井為 ―低瓦斯礦井 ‖。 全礦井相對瓦斯涌出量 m3/（ td） ，絕對瓦斯涌出量 m3/min，按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，日產(chǎn)一噸煤瓦斯涌出量在 10 m3以下的礦井為低瓦斯礦井，本礦為低瓦斯礦井。但根據(jù)淮北礦區(qū)生產(chǎn)經(jīng)驗，礦井生產(chǎn) 期間瓦斯較勘探期間有升高趨勢，因此在生產(chǎn)中應(yīng)加強瓦斯監(jiān)測和管理，防止瓦斯事故的發(fā)生。 表 137 瓦斯測試成果表 煤層 瓦斯成分 / % 瓦斯含量 / m3g 1 CH4（ 含 C2+） N2 CO2 CH4（ 含 C2+） CO2 3 8 11 2）煤塵 各煤層共采取 22 個煤芯煤樣做了煤塵爆炸性試驗，結(jié)果見表 138。 各煤層之煤塵燃燒時均有一定 長度 的火焰，最大火焰長度者為 3 煤可達中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 250 mm，一般需通入 25~95%的巖粉方能抑制發(fā)火；且各煤層爆炸指數(shù)為~%，均 15%，所以各煤層均存在爆炸危險性。今后各煤層均存在爆炸危險性。 表 138 煤塵爆炸性試驗成果統(tǒng)計表 煤層 樣點數(shù) 揮發(fā)分 Vdaaf /% 火焰長度 / mm 巖粉量 /% 結(jié)論 3 5 ~ 有火 ~250 20~8 有爆炸危 險 8 7 ~ 有火 ~100 55~95 有爆炸危 險 11 1 有火 25 有爆炸危 險 3）煤的自燃 以還原樣與氧化樣著火點溫度之差 ΔT13 評價煤的自然發(fā)火傾向。本報告共獲得各煤層 44 個樣品的自燃發(fā)火傾向測試成果表 139。 由表可知，大部分樣品 ΔT13在 20℃ 以內(nèi)， 3 煤層屬不自燃； 8 煤層為不易自燃 ~不自燃； 11 煤層屬易自燃 ~不自燃。 表 139 自燃發(fā)火傾向性試驗成果統(tǒng)計表 煤層 煤類 樣點數(shù) 原樣 /℃ ΔT13 /℃ 自燃傾向等級 （ 點 ） 結(jié)論 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 3 FM 4 362~380 10~26 1 3 不自燃 8 JM 14 353~389 9~29 1 6 不易自燃 ~不自燃 11 JM 5 349~390 16~41 2 1 2 易自燃 ~不自燃 4）地溫 本礦地溫梯度為 ~ ℃ /百米，平均為 ℃ /百米；增溫率為 m/℃ 。屬地溫正常區(qū)。各煤層溫度 T（ ℃ ） 與埋深 H（ m） 成正比關(guān)系，且相關(guān)性較好，見表 1310。 8 煤層：測溫深度 ~ m，底板溫度 ~ ℃ 。一級高溫區(qū)在 480 m 以下 ,710 m 水平以下為二級高溫區(qū)， 650 m 水平平均地 溫為 ℃ 。 表 1310 可采煤層底板溫度與深度關(guān)系表 煤層 回歸方程 點數(shù) 相關(guān)系數(shù) 3 T=+ 20 8 T=+ 12 11 T=+ 10 5）地壓 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 本礦目前尚沒有專門地壓測試資料，據(jù)淮北生產(chǎn)礦井資料，地壓較大，顯現(xiàn)明顯，采掘巷道都不同程度的出現(xiàn)變形，經(jīng)常前掘后修、邊掘邊修現(xiàn)象、片幫和底鼓等現(xiàn)象。不得不采取擴大斷面、壁后注漿加固等多種措施 進行防治，嚴重影響礦井安全生產(chǎn)。本礦煤層埋藏深度較大，預(yù)計也存在地壓大的問題，今后生產(chǎn)過程中要加強地壓的觀測和研究工作。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 2 井田境界及儲量 井田境界 井田范圍 地理坐標(biāo)：東徑 116176。09′58″ ~ 116176。12′45″，北緯 33176。30′53″ ~ 33176。34′48″。 南界：南起 F3 斷層； 北界：北至劉樓斷層； 東界：東起太原組第一層灰?guī)r頂界面的隱伏露頭線； 西界：西止于 11 煤層 1000 m 水平等高線的地面投影線。 開采界限 上統(tǒng)上石盒子組：下界從 K3 砂巖之 底，上界至平頂山砂巖之底，厚約642 m。含 3 三個煤層（組），其中 3 煤層為局部可采煤層。 下統(tǒng)下石盒子組： 井田內(nèi)主要含煤地層為下界從駱駝缽砂巖之底，上界至 3 煤組下K3砂巖之底，地層厚 ~ m，平均厚 m，含 8等四個煤組，其中 8 為本礦主要可采煤層。 下統(tǒng)山西組：底界以太原組Ｌ １灰?guī)r之頂為界，上界至鋁質(zhì)泥巖下駱駝缽砂巖之底，厚 ~ m，平均厚 m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，