【文章內(nèi)容簡介】 層底板標高取 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= MPTs—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)場應急預案，嚴格執(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溶水位標高 850m，10 號煤層在井田西南部局部帶壓，經(jīng)煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）16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，含水層水通過裂隙、冒落帶裂隙、導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)，為了預防水災水害，提出以下預防措施：（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，要嚴格遵守“預測預報、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，應預留井田保安煤柱，以防周圍煤礦采空積水引發(fā)該礦水災害發(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)期間應根據(jù)實際情況，在巷道適當位置設置水倉，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，應加強對斷層的觀察，在斷層兩側(cè)應留足保安煤柱，在穿越斷層開采時，應對斷層的導水性進行探測，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)煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）17%， （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 號煤層為該礦批準開采煤層。煤層主要特征詳見可采煤層特征表（表 131） 。 可采煤層特征表　　　 　 表 131煤層厚度（m）煤層間距（m） 煤層結(jié)構(gòu) 頂?shù)装?巖性煤層編號最小—最大平均最小—最大平均矸石層數(shù) 類別穩(wěn)定程度頂板 底板5 — 03 較簡單 穩(wěn)定 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 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）18煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）19圖 131煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）20圖 132煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）21圖 133煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）22煤層對比煤層對比是在地層對比的基礎上進行，本次主要采用標志層法，層間距法等對比煤層，井田內(nèi)太原組 KL 1 、L L L4等標志層發(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：①5 號煤原煤：水份（M ad）為 －%，平均為 %；灰份（A d）為－%，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）為 －%，平均為 %；全硫(S t，d )為 －%，平均為 %；發(fā)熱量（Qgr,v,d）為 －，平均為 。浮煤：水分（M ad）為 %，平均為 %；灰分（A d）為 %，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）%，平均為 %；全硫(S t，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)（G RI）為 36煤 礦 井 田 設 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）2392，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。②8 號煤原煤：水份（M ad）為 －%，平均為 %；灰份（A d）為－%，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）為 －%，平均為 %；全硫(S t，d )為 －%，平均為 %；發(fā)熱量（Qgr,v,d）為－，平均為 。浮煤：水分（M ad）為 %，平均為 %；灰分（A d）為 %，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）%，平均為 %；全硫(S t，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)（G RI）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。③10 號煤原煤：水份（M ad）為 －%，平均為 %；灰份（A d）為－%，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）為 －%，平均為 %；全硫(S t，d )為 －%，平均為 %；發(fā)熱量（Qgr,v,d）為－，平均為 。浮煤：水分（M ad）為 %，平均為 %；灰分（A d）為 %，平均為 %；揮發(fā)份（V daf）%，平均為 %；全硫(S t，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)（G RI）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 計 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）２４煤 質(zhì) 匯 總 表 煤層號原浮煤水分（M ad）%灰分（A d）%揮發(fā)份（V daf）%全硫(St，d )%發(fā) 熱 量(MJkg)Y值(mm)粘結(jié)指數(shù) 煤類原浮8239369267JM、SM原浮 310156644JM、SM、PS原浮 81411508468JM、SM河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )25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，Al 2O3次之，還有少量Fe2OCaO、TiO K 2O、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、全硫比較表煤灰成分分析(%)煤層號 工程號SiO2 Al2O3 Fe2O3MgO TiO2 SO3 CaO K2O+Na2O P2O5 MnO4 號 ZK31 9 號 ZK31 河 北 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )26灰分 Ad(%) 全硫 (%)煤層號原煤 浮煤 降低率 原煤 浮煤 降低率備注5 53 238 55 2410 51 47表中數(shù)值為礦區(qū)平均值由以上表可以看出，區(qū)內(nèi)各層煤的精煤和原煤相比：5 號煤 Ad 降低 53%，S 23%。8 號煤 Ad 降低 55%，S 24%。10 號煤 Ad 降低 51%，S 47%。綜合考慮，區(qū)內(nèi)各層煤經(jīng) 比重液洗選后，灰分，尤其是全硫降低較少，反映出本區(qū)煤的可選性較差。煤的風化和氧化根據(jù)該區(qū)勘探中布設工程所控制煤層露頭和風氧化帶。井田風氧化帶推測如下：按鉆孔施工見煤情況，取相鄰鉆孔（其中一個為剝蝕無礦鉆孔）間距的 1/2，并結(jié)合地質(zhì)剖面和煤礦各煤層的采掘現(xiàn)狀。參考河東煤田離石詳查區(qū)西部各煤層風氧化帶延伸情況推斷。推斷風氧化帶寬度為 50m。井田東部、西部均有大面積無煤區(qū)，東部、西部均有 5 號、8 號、10 號煤層風氧化帶、隱伏著 10 號煤層露頭，西部的風氧化帶受 ZKZKZK7 號未見煤鉆孔（為剝蝕無礦