【文章內(nèi)容簡介】 響，正常情況下不會造成突水。井田斷層富水性微弱，具有一定的隔水性能，一般情況下不會發(fā)生大導(dǎo)水威脅。綜上所述，本井田是一個與外部水力聯(lián)系微弱，補給不足的較完整的獨立水文地質(zhì)單元，開采煤層遠(yuǎn)離地表水體，無流水影響，間接充水巖層“灰?guī)r”雖然單位涌水量較大，局部在斷層處有與煤層對接的可能性，如留好煤柱，遠(yuǎn)離斷層，一般是不會突水的，本礦井水文地質(zhì)，工程地質(zhì)條件屬中等類型。礦井正常涌水量 1180m3/h，考慮上段灰?guī)r突水，最大涌水量為 1917m3/h，目前礦井涌水量為 1100m3/h。 煤層特征 煤層埋藏條件本井田的主要含煤地層有下二疊統(tǒng)山西組（P 1s） ，煤層總厚度平均 ，總的含煤系數(shù)為 %。下二疊統(tǒng)山西組（P 1s）含二煤組，由 1～3 個分層組成，分層編號從下至上分別為二 二 二 3，煤層平均總厚度為 ，含煤系數(shù)為 %。下石盒子組（P 1x）含三煤組，由 4～7 個分層組成，分層編號從下至上分別為三 三 2三2三 三 、三 、 、 、 三 6及三 7。煤層總厚度為 ，含煤系數(shù)為 %。井田內(nèi)二 三 三 2 、三 4煤層為可采煤層，詳見《煤層情況一覽表》 。煤層埋深大于235m 時，煤層基本正常，但局部較深的部位有風(fēng)化現(xiàn)象，參考鄰區(qū)陳四樓井田所確定的風(fēng)化帶深度為 21m，故認(rèn)為本井田風(fēng)化帶的深度為 20m 合適。表 11 煤層情況一覽表煤組號煤層編 號煤分層數(shù)煤厚最小～最大平 均(m)間距最 小 ～最 大平 均(m)夾矸層數(shù)可 采情 況含 煤 系 數(shù) 煤層穩(wěn)定性二 3 1～0 不可采 ～二 2 1～2～7.68７0～1 全區(qū)可采 穩(wěn)定二煤組二 1 1～2～～ 0～1 不可采%不穩(wěn)定二 ～ 768～山西組迭 系生二古界 系 統(tǒng) 地 層 系 統(tǒng) 地 層 及 標(biāo)志 層 名 稱 柱 狀 煤 層 及 標(biāo) 志 層厚 度 m間 距 m地 層 厚 度 m太石炭 原組系界城 郊 煤 礦 綜 合 柱 狀 圖1： 0～ 40 二 1二 31.～ ～ 煤的特征二 2煤層屬低灰分，特低硫，特低磷，高發(fā)熱量，易選的優(yōu)質(zhì)無煙煤。首先可作為化工用煤，包括氣化用煤及發(fā)生爐煤氣用煤和化肥用煤，其次作為動力用煤及民用燃料等。圖 11 城郊煤礦綜合柱狀圖表 12 可采煤層煤質(zhì)特征表原 煤 精 煤煤層編號煤質(zhì)牌號Ad(%) (%)(MJ/kg)Ag(%) Vr(%) Cc(%) Hr(%)WY～35.67(178)～1.05(8)～32.4(155)～1(147)～6(145)～95.29(98)～0(101)二 2TR～15.01(4)～1.00(8)～30.4(4)～8.96(4)～10.72(5)～91.70(3)～9(3) 注： 最小值～最大值/算術(shù)平均值（樣品個數(shù)） 其它開采技術(shù)條件（1）煤層頂?shù)装迦航M煤層直接頂板，底板主要為薄層狀泥巖，砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖，抗壓強(qiáng)度一般小于 600kg/cm2（局部大于 600kg/cm2） ，穩(wěn)定性差，管理有一定困難。二 2煤層直接頂，底板多為細(xì)中粒砂巖，厚層狀泥巖（厚度一般大于 5m） ，局部為砂質(zhì)泥巖或落層狀泥巖，抗壓強(qiáng)度一般大于 600kg/cm2 ，巖石的完整性，穩(wěn)定性較好，頂板易于管理，底板一般不易發(fā)生底鼓。（2）瓦斯、煤塵等井田中各煤層沼氣含量一般小于 ，屬低沼氣礦井。各煤層均無煤塵爆炸危險。各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層。煤的硬度系數(shù)為 f = 。（3）地溫井田內(nèi)地溫僅隨深度的增加而增加。井田的平均地濁梯度為 ，從地溫梯度看，淺部地溫梯度較高，深部地溫梯度較低。從二 2 煤層地溫等值線圖上看出，等溫線與煤層底板等高線基本平行，二 2 煤層500m 以淺的地溫一般低于 26℃。2 井田境界和儲量 井田境界 井田邊界 井田劃分的原則有：（1）要充分利用自然條件劃分井田；（2）要有與礦區(qū)開發(fā)強(qiáng)度相適應(yīng)的礦井?dāng)?shù)目和井田范圍；（3）照顧全局；（4）為礦井發(fā)展留有余地；（5）直（折）線原則；（6）安全經(jīng)濟(jì)效果好；根據(jù)以上的劃分原則，再結(jié)合城郊礦的實際情況，將其邊界做如下劃分：北西以正斷層 F14 為邊界； 南東以正斷層 F5 為邊界； 北東以煤層露頭和永城集團(tuán)人為劃分的井田邊界線280m 等高線為界；南以永城集團(tuán)人為劃分的580m 等高線井田邊界線作為邊界； 井田邊界擴(kuò)大的可能性由于本井田邊界一部分以自然條件為劃分依據(jù)，另一部分以永城集團(tuán)根據(jù)礦井的發(fā)展戰(zhàn)略而劃分的。在以兩個正斷層劃分的邊界處，F(xiàn)14 斷層落差達(dá) 17107m，F(xiàn)5 斷層落差達(dá) 42135 m，并且這兩處的煤層不很穩(wěn)定，由此可見，這兩處的邊界均無擴(kuò)大的可能性。在人為劃分的邊界處，由于受相鄰礦區(qū)的制約和社會上各方面的因素的影響，再加上本礦區(qū)集團(tuán)總部的總體規(guī)劃，這些邊界處暫無擴(kuò)大的可能性。 井田劃分結(jié)果根據(jù)埋深、井田構(gòu)造情況以及上述各項要求，本礦井井田境界確定如下：井田的走向最大長度為 ，最小長度為 ，平均長度為 。井田的傾斜長度最大為 ，最小長度為 ，平均長度為 。煤層的傾角最大為 8176。，最小為 4176。，平均為 6176。井田的水平面積為 km178。 礦井工業(yè)儲量 井田勘探類型、鉆孔及勘探分布本井田的勘探類型當(dāng)屬中等偏簡單構(gòu)造，穩(wěn)定到較穩(wěn)定的煤層。考慮習(xí)慣用法并參考相鄰井田（勘探區(qū)）的經(jīng)驗，采用較為穩(wěn)妥的作法以二類二型的基本線距進(jìn)行勘探。經(jīng)過計算穿過本煤層的鉆孔密度為 個/k㎡，使用合理。 根據(jù)本井田的地質(zhì)報告，井田的勘探類型為二類二型（偏簡單穩(wěn)定劃分各級儲量的基本網(wǎng)度為： A 級 一般 500500（米） B 級 一般 10001000（米） C 級一般 20222022（米）A、B 級儲量，允許跨越已經(jīng)查明的單個斷層，跨越時，斷層兩側(cè)各留 50 米劃分為 C級儲量。A、B 級儲量不與風(fēng)氧化帶下界，插入的可采邊界相接觸，經(jīng)查明煤層的平均厚度為7 米。 計算標(biāo)高的劃分根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》第 26 條，礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力一般以一個生產(chǎn)水平來保證。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力在 120180 萬 t/a 的礦井，礦井第一水平設(shè)計服務(wù)年限一般不少于 30a。再結(jié)合本礦井的垂高和煤層厚度，按不同的標(biāo)高計算的工業(yè)儲量為：風(fēng)氧化帶下界280m～440m，工業(yè)儲量為 萬 t；440m～480m，工業(yè)儲量為 萬 t；480m～580m，工業(yè)儲量為 萬 t； 儲量計算基礎(chǔ)1)根據(jù)井田地質(zhì)報告提供的煤層儲量計算圖計算。2)依據(jù) 《煤、泥炭地質(zhì)勘查》煤炭資源量估算指標(biāo)中無煙煤為：煤層最低可采厚度為 ，最高灰分為 40%。最高硫分為 3%，最低發(fā)熱量為 。3)儲量計算厚度：加石厚度不大于 時，與煤分層合并計算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的加石總厚度不超過每分層厚度的 50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度。4)井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用分段塊段的算術(shù)平均法。5)煤層體積質(zhì)量：7 號煤層的體積質(zhì)量為 179。，8 號煤的體積質(zhì)量為 t/m179。 工業(yè)儲量計算井田儲量的計算公式： （21）Z=SMir/cos?式中 α—煤層傾角,（186。）γi—煤容重, t/m 3Mi—煤層的總厚度, mS—井田面積 ,㎡所以 Z=1079176。+1078176。 =108 噸 井田可采儲量 永久煤柱煤量要計算井田可采儲量，首先要確定各種永久煤柱損失。永久煤柱一般是指保護(hù)工業(yè)廣場和井筒的工業(yè)廣場煤柱，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。1) 工業(yè)廣場保護(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。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。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，按基巖移動角 β、γ 和 δ及表土層移動角 216。 所做的保護(hù)平面與煤層的交線來確定。煤層群開采時，應(yīng)采用重復(fù)采動條件下的移動角值。基巖移動角和表土層移動角如圖 231 所示。 δδβγ ΦΦΦΦ圖 231 巖層移動角示意圖安全煤柱的留設(shè)與計算一般用垂直斷面法求得。煤柱的留設(shè)的計算方法與步驟如下：⑴確定受保護(hù)面積如圖所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形 abcd。在矩形的外緣加上 20m 寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積 aˊbˊcˊdˊ。 Ⅱ Ⅱ 斷 面Ⅰ Ⅰ 斷 面Ⅱ Ⅱ ⅠⅠ 建 筑 物 的 長 軸 方 向θ煤 層 圍 護(hù) 帶αφγ φ φ φβ δ δ圖 232 用垂直斷面法確定建筑物下安全煤柱 ⑵確定受保護(hù)煤柱通過受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面 1 在這個剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點m1， n1 起在表土層以 Φ=45186。 劃兩條保護(hù)線，即 m1m2，n 121n2。然后在基巖中在下山和上山方向按上山移動角 γ=75186。 和下山移動角 β=70186。 作保護(hù)線，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過 nˊ和 kˊ的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按走向移動角 δ=75186。 作保護(hù)線，得沿走向的煤柱邊界 AˊBˊ和 CˊDˊ，將nˊkˊ和 AˊBˊ，CˊDˊ均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界 ABCD。煤柱是一個梯形。⑶煤柱煤量計算工業(yè)場地煤柱煤量=梯形面積*煤層平均厚度*煤層平均密度工業(yè)廣場面積的取值，依據(jù)設(shè)計井型大小按《煤礦設(shè)計規(guī)范》中《煤礦工業(yè)廣場占地指標(biāo)》所列數(shù)值的規(guī)定選取。表 21 工業(yè)廣場占地指標(biāo)表井型（萬噸/年） 指標(biāo)（公頃/10 萬噸）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 400 萬噸/年，工業(yè)廣場占地面積為：400247。1010000＝10 5 m2設(shè)計工業(yè)廣場形狀為長方形，長為 500 m, 寬為 400m。礦井的表土層厚度為 80 米，煤層平均傾角 6186。，δ=γ=75186。，則 β=70186。，ɑ=6186。 ，沖擊層移動角 Φ＝45186。，圍護(hù)帶寬度為20m。經(jīng)計算得：梯形高度 h=梯形上底 AB=梯形下底 CD=得 S 底 =1/2（+）=10 4 m2工業(yè)廣場保護(hù)煤柱煤量= 梯形面積 煤層平均厚度 煤層平均密度 所以 7 煤層工業(yè)場地煤柱量＝10 49＝ 106t8 煤層工業(yè)場地煤柱量＝10 48＝10 6t故總工業(yè)場地煤柱損失量＝10 6t。㈡ 斷層保護(hù)煤柱根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》 ，為保護(hù)礦井的安全生產(chǎn)，本井田無特大的斷層，只有一些較小斷層，所有斷層長度總為 ，斷層兩側(cè)各留設(shè) 50m 的保護(hù)煤柱。斷層保護(hù)煤柱煤量＝斷層長度煤柱寬度 煤層厚度 煤的平均密度：故斷層保護(hù)煤柱煤量＝5029+5028=106t㈢ 邊界保護(hù)煤柱根據(jù)井田邊界的地質(zhì)情況，井田邊界防水安全煤柱為 20m，防水煤柱約長為則留設(shè)井田邊界防水安全煤柱的儲