【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 概括起來(lái)，各煤組發(fā)育特征為：2煤組間間距較大，煤的灰分高；3煤層（組）與2煤組相比，灰分符合工業(yè)要求，并且有一層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，發(fā)育較好，基本全礦井可采的煤層；6煤組，煤的層數(shù)較少，多為單一結(jié)構(gòu)，發(fā)育稍差；8煤組，煤組間距較小，煤層相對(duì)集中，發(fā)育尚可；10煤層一般厚度較大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，為本礦井煤層發(fā)育最好的一層。各煤層（組）特征是確定煤層層位重要依據(jù)之一。煤的物理性質(zhì)各煤層物理性質(zhì)雖有一定的差異，但同一沉積環(huán)境下的各煤組，其物理性質(zhì)大體相似（表15）。表15 煤層物理性質(zhì)一覽表上部煤組（1～3）中部煤組（4～82）下部煤組（10）天然焦顏色褐黑～黑灰黑～黑黑鋼灰條痕棕黑棕黑～褐黑黑黑光澤瀝青瀝青～玻璃玻璃似金屬結(jié)構(gòu)條帶狀條帶狀條帶狀構(gòu)造層狀層狀層狀層狀塊度塊狀粉末～碎塊粉末～碎塊塊狀硬度～3～32～堅(jiān)固性較堅(jiān)韌脆度較大脆度較大堅(jiān)硬內(nèi)生裂隙較發(fā)育發(fā)育發(fā)育斷口階梯狀～貝殼狀階梯狀階梯狀參差狀視密度～～～～各煤層以亮煤為主，暗煤次之，其中上部煤組暗煤含量大于下部煤組。宏觀煤巖類型屬半暗～半亮型煤。煤的化學(xué)性質(zhì)（1）有害組分1）水分各煤層原煤水分含量相差不大，%%之間。精煤分析樣水分含量一般較原煤低。2）灰分灰分產(chǎn)率：各煤層總體上為中灰～富灰煤，其灰分產(chǎn)率平均值多在22%～25%之間，其中10煤層原煤灰分最低，%。各煤層精煤灰分產(chǎn)率大大低于原煤，平均多在9%～10%之間。82煤層及10煤層原煤灰分北部低于南部?；页煞旨盎胰埸c(diǎn)：各煤層灰成分基本相同，主要以酸性化合物的SiO2和Al2O3為主，次為Fe2O3及CaO，少量MgO、SOTiO2，其中10煤層灰成分中SO3含量較其它煤層高，主要由其沉積環(huán)境所致。各煤層灰分灰熔點(diǎn)（ST）均大于1250℃，屬高熔～難熔灰分，適用于固態(tài)排渣的鍋爐。3）硫分本礦井32煤層在補(bǔ)6線以北屬特低硫煤，以南則屬富硫～高硫煤，其余各可采煤層均為特低硫煤。硫含量較高的煤層測(cè)試樣中以無(wú)機(jī)硫含量為主，經(jīng)洗選后，精煤硫含量明顯下降。4）磷（）各煤層磷含量均≤%，屬特低磷煤。5）氯、三氧化砷（Cl、As2O3）本礦井無(wú)此項(xiàng)化驗(yàn)資料，據(jù)祁南礦化驗(yàn)成果，其含量均很低，對(duì)煤的工業(yè)用途沒(méi)有影響。（2）揮發(fā)分（Vdaf）本礦各煤層在無(wú)巖漿央巖侵蝕區(qū)，其揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf(850℃)平均值在37%40%之間，總體上有由32煤層至82煤層逐漸降低的趨勢(shì)。而10煤層Vdaf值比中部煤組高。受巖漿巖影響區(qū)，煤層變質(zhì)程度升高，揮發(fā)分產(chǎn)率明顯降低。因沒(méi)有850℃與900℃揮發(fā)分產(chǎn)率相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，故本次設(shè)計(jì)采用精查報(bào)告中Vdaf值見(jiàn)表16。表16 煤層揮發(fā)份產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)表煤層324526163Vdaf(%)(51)(2)(36)(29)(18)煤層71728210Vdaf(%)(46)(38)(36)(111)（3）煤的工藝性能1）發(fā)熱量各煤層原煤干燥無(wú)灰基發(fā)熱量相差不大，～，而干燥基發(fā)熱量則明顯與煤層灰分含量成反比，灰分高，其值低；灰分低，其值高。對(duì)5810煤層測(cè)試樣的統(tǒng)計(jì)分析，原煤干燥基發(fā)熱量與灰分產(chǎn)率具有較好的相關(guān)關(guān)系，其中：= %= %= %2）粘結(jié)性和結(jié)焦性① 膠質(zhì)層最大厚度（y）各煤層膠質(zhì)層最大厚度見(jiàn)表17。表17 膠質(zhì)層最大厚度統(tǒng)計(jì)表煤層324516163Y(mm)717(38)14(2)816(23)(23)(6)煤層71728210Y(mm)(38)1114(25)923(28)(97)由表可知，各煤層y值平均多在12～14mm之間，其中10煤最大，52煤最小。② 粘結(jié)指數(shù)（），而僅對(duì)為數(shù)不多的樣品測(cè)定了羅伽指數(shù)（），其結(jié)果見(jiàn)表18。表18 煤層羅伽指數(shù)測(cè)定結(jié)果表煤層32526163728210（9）(1)(1)(1)(3)(1)(1)據(jù)20011孔及94W1孔化驗(yàn)資料，%以上；1/%。③ 低溫干餾實(shí)驗(yàn)本礦井溫干餾實(shí)驗(yàn)樣品較少，對(duì)僅有的5個(gè)試驗(yàn)樣品的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：%～%，%～%，為富油～高油煤。3）可磨性（HGI）本礦井無(wú)此項(xiàng)化驗(yàn)資料，據(jù)相鄰礦井化驗(yàn)成果，HGI一般在80～170之間，屬易碎煤。4）熱穩(wěn)定性據(jù)鄰礦化驗(yàn)資料，各煤層屬中等熱穩(wěn)定性煤。5）煤的可選性據(jù)精查階段簡(jiǎn)易可選性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，各煤礦層中煤含量較高，上、中部煤組理論精煤回收率屬低等，下部煤組大多屬中等，少數(shù)為低等，個(gè)別點(diǎn)為良等。據(jù)此，上部煤組屬難選～極難選煤；中部煤組屬中等可選～極難選煤；下部煤組屬中等可選煤，個(gè)別點(diǎn)為易選或極難選煤。其中選性從煤層可選性曲線圖亦可看出?？蛇x性曲線圖中，原煤灰分分布曲線大都呈平滑下降趨勢(shì)，僅10煤層有兩孔灰分分布曲線由近于垂直向水平改變。（4）風(fēng)氧化帶的確定據(jù)精查階段10個(gè)露頭孔的煤樣化驗(yàn)成果，～，所取得的資料無(wú)明顯氧化跡象。但為穩(wěn)妥起見(jiàn)，本次風(fēng)氧化帶深度定為基巖界面下垂深20m。（5）煤質(zhì)特征本礦井各煤層屬中灰～富灰、特低硫（32煤屬低硫）、特低磷、中等粘結(jié)性、中高發(fā)熱量煤，其灰分屬高熔～難熔灰分。、煤塵和煤的自燃礦井瓦斯根據(jù)地質(zhì)精查報(bào)告中資料可知，10煤層相對(duì)瓦斯涌出量最低，而中部煤組，尤其是82煤層，其相對(duì)瓦斯涌出量最高。表19 全礦井瓦斯涌出情況表 年 份鑒 定 情 況瓦斯等級(jí)2000高瓦斯礦井2001 m3/inin / 高瓦斯礦井2002高瓦斯礦井2003高瓦斯礦井2004高瓦斯礦井2005突出礦井2006突出礦井2007 m3/inin / 突出礦井2008突出礦井2009突出礦井2010突出礦井煤與瓦斯突出（1）構(gòu)造特征本礦井位于宿南向斜西翼的北段。該向斜的東翼發(fā)育一組逆斷層，向西為宿南背斜。礦井內(nèi)被張扭性斷層F2切割分成兩塊，F(xiàn)2斷層以北地層走向?yàn)楸北蔽飨?，以南為北北東向。由于宿南背斜軸部已被風(fēng)化剝蝕，地層淺部瓦斯易于逸散至地表；而逆斷層往往能夠阻隔瓦斯向上運(yùn)移，有利于向斜軸部瓦斯的富集。F2斷層在第三紀(jì)仍有活動(dòng)，但該斷層與其它含水層水力聯(lián)系不太密切，一般情況下其富水性較弱，導(dǎo)水性較差，孔隙率低，不利于瓦斯的逸散。而且該地段處于構(gòu)造形跡收斂端及地層扭折部位，應(yīng)是瓦斯富集的場(chǎng)所。（2）沉積環(huán)境本礦井主要煤系地層為二疊系下石盒子組，其沉積相為三角洲平原相。該組厚約220m，泥巖及粉砂巖厚度大，其上連續(xù)沉積的上石盒子組地層砂泥比也較低，為良好的瓦斯儲(chǔ)存蓋層。下石盒子組含煤多達(dá)10余層，煤厚達(dá)10余米，具有良好的生氣能力，而煤層本身也是良好的儲(chǔ)氣層。（3）水動(dòng)力條件本礦煤系地層巖性一般較致密，砂巖裂隙不發(fā)育，滲透性弱，主要受區(qū)域?qū)娱g逕流、補(bǔ)給，同時(shí)淺部露頭帶接受新生界四含水緩慢滲入補(bǔ)給。本礦區(qū)四含不甚發(fā)育，區(qū)域范圍內(nèi)二迭系含水層補(bǔ)給水源缺乏，水平逕流微弱，以靜儲(chǔ)量為主，故不利于瓦斯的運(yùn)移與逸散。（4）熱力條件本礦煤系地層有巖漿侵入。在巖漿侵蝕區(qū)，煤的變質(zhì)程度加深，瓦斯的含量也將大大增加。本礦井各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性（表110）。據(jù)礦井井下采樣測(cè)試結(jié)果，須用85%的巖粉量來(lái)抑制煤塵爆炸。表110 煤塵爆炸鉆孔取樣測(cè)試表項(xiàng)目32526171728210補(bǔ)54補(bǔ)107補(bǔ)66補(bǔ)92補(bǔ)43783補(bǔ)68333457812補(bǔ)45火焰長(zhǎng)度(m)微火~80100~150350~400150~500400~600750~8005~20微火~10050~100350~700500~600巖粉量(%)35707050708520457075有無(wú)爆炸危險(xiǎn)有有有有有有有各煤層燃點(diǎn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表111。由表可知，32煤層與10煤層自燃發(fā)火傾向?yàn)椴蛔匀肌芤鬃匀迹?1煤層為不自燃～不易自燃；其它煤層為不自燃。但考慮到測(cè)試樣點(diǎn)數(shù)目有限，難以瓜各煤層燃點(diǎn)的真實(shí)性，故本礦可參考祁南礦各煤層自燃發(fā)火傾向預(yù)測(cè)結(jié)果，即372煤層屬不自燃～很易自燃煤層；6810煤層屬不自燃～易自燃煤層；6752煤層屬不自燃～不易自燃煤層。表111 煤層燃點(diǎn)測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表煤層燃 點(diǎn)(℃)自燃發(fā)火傾向原樣氯化樣還原樣ΔT32294354337．5294347(6)347376(6)482(6)不自燃～很易自燃52350373361(4)350369358(4)354374364(4)410(4)不自燃61348353(2)347352(2)341359355(2)47(2)不自燃71350367(3)346348(3)351369358(3)32111(3)不自燃～不易自燃72348(1)347(1)353(1)6(1)易自燃82341365(4)339362(4)343367(4)4159(4)不自燃10341360(9)300364(9)347375(9)175(9)不自燃～很易自燃 本礦井僅補(bǔ)76孔有地溫資料（表112），在孔孔深465m處地溫已達(dá)31℃以上。另?yè)?jù)鄰近礦井及本礦井下不同標(biāo)高掘進(jìn)工作面實(shí)測(cè)資料，對(duì)本礦地溫情況分析如下：表112 井溫測(cè)定結(jié)果表深度/m1565115165215265315365415465515565615溫度/℃深度/m645665685705725745765785805825845865溫度/℃恒溫帶本礦及鄰區(qū)均無(wú)恒溫帶資料，故只能用間接計(jì)算的方法獲取?！?，+=℃。恒溫帶深度確定為32m。地溫梯度根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可求得本礦地溫梯度為：式中：GT——地溫增溫梯度（℃/100m） Tr——某一深度的地溫（℃） t——恒溫帶溫度（℃） Hr——某一點(diǎn)的深度（m） H——恒溫帶深度(m)將t=℃，H=32m，代入式中進(jìn)行計(jì)算處理可得：Gt=℃/100m。據(jù)此可推測(cè)出不同深度的地溫（表113）。表113 不同梯度平均地溫表標(biāo)高(m)300400500600700800900地溫(℃)其他熱源分析地面氣候?qū)诇囟鹊挠绊懀簱?jù)井下實(shí)測(cè)結(jié)果，地面氣溫與井底氣溫有著明顯的同步性。但地面風(fēng)流進(jìn)入井筒后，由于風(fēng)流與井巷圍巖進(jìn)行著熱交換，隨著通風(fēng)距離的增長(zhǎng)，氣溫受季節(jié)性影響逐漸減弱。（1）地下水對(duì)井底溫度的影響據(jù)井下現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果，巷道淋水溫度與同標(biāo)高的煤巖溫度基本一致，熱水引起的巷道溫升和散熱量相對(duì)較小。因此，熱水散熱不是礦井主要熱源。（2）地質(zhì)構(gòu)造及巖漿巖對(duì)井底溫度的影響本礦井大的地質(zhì)構(gòu)造少，因構(gòu)造作用導(dǎo)致地溫升高的可能性小。在89線以南，因巖漿的侵入，受熱力接觸變質(zhì)作用，該區(qū)地溫梯度應(yīng)比正常地溫情景下的地溫梯度高。本礦井自勘探階段至投產(chǎn)以來(lái)均未進(jìn)行過(guò)專門(mén)的地壓測(cè)試工作，而地壓的大小對(duì)礦井的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。地應(yīng)力大的區(qū)域，不僅能導(dǎo)致巷道發(fā)生片邦、底隆及冒頂?shù)痊F(xiàn)象，而其也往往伴隨著瓦斯應(yīng)力的集中。礦井在生產(chǎn)過(guò)程中，也已出現(xiàn)過(guò)底隆現(xiàn)象。因此，為了確保礦井安全生產(chǎn)，必須加強(qiáng)地壓測(cè)試工作，掌握地壓特征及其變化規(guī)律，以利于正確處理各種地壓引起的問(wèn)題。2 井田境界和儲(chǔ)量桃園煤礦位于安徽省宿州市南郊北楊寨鄉(xiāng)境內(nèi)，北距宿州市12km，南距蚌埠市75km。礦井井田北界為F1斷層，南部以第10勘探線為界與祁南煤礦毗鄰，西界為10煤層露頭線，東界至32煤層800m底板等高線的水平投影線。礦井南北走向長(zhǎng)約15km，～?！恫傻V許可證》（證號(hào)：3400000140056）上的礦井范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表21。表21 礦井范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)表坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)XYZ137059303949904023707340394995503370818039499690437090403950003053710180395006306371197039501260737131603950137083715480395022309371656039501940103716770395008901