【文章內容簡介】 含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系的可能性小。二 1 層頂板含水層鉆孔單位涌水量 ～ 178。 m，滲透系 數(shù)～ ，水位標高 +～ +170m，水化學類型為 HCO3— Na?Ca、HCO3?SO4— Ca?Mg 和 HCO3— K+Na 水，礦化度 ～ ， pH 值 ～；反映二 1 煤層頂板含水層裂隙發(fā)育較差，但局部地段較好，總體上地下水逕流遲緩。從巖性組合看，該含水巖組中所夾的隔水層較厚，含水層含水弱至中等，總體上呈弱富水特征。 新近系 、第四系松散巖類孔隙含水巖組 由沖、洪積及冰磧礫 巖 （層）構成，分選性差，常被粘土、粘土夾礫 巖 層分隔，多呈透鏡體狀。受基巖風化面及 斷裂構造控制，含水層厚度 ～，一般 。含水層主要接受大氣降水及地表水的補給，水量、水位受季節(jié)性降水及地形制約，無統(tǒng)一的地下水位。大口徑單井涌水量 20～1700m3/h，一般 50～ 90m3/h；鉆孔沖洗液漏失量為 0～ ，鉆孔單位涌水量 ～ 178。 m，滲透系數(shù) ～ ，水位埋深 ～ ，標高+ ～ + ， 水 化 學 類 型 為 HCO3— Ca 、 HCO3?SO4?Cl— Ca 、HCO3?SO4— Ca、 HCO3?SO4— Ca?Na 以及 HCO3?SO4— Ca?Mg 水，礦化度~， pH 值 ～ 。局部地段含水較強，因埋藏淺、距二 1 煤較遠，正常情況下對開采二 1 煤層一般無直接影響。 礦井地質條件和水文地質條件分類 礦井地質條件分類 十礦為 Ⅱ 類礦井，礦井地質條件為 Ⅱ —— Ⅱ acⅡ dⅡ ef。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 9 本報告依據(jù)《礦井地質規(guī)程》中礦井地質條件分類的指標，對十礦礦井地質條件綜合評定后認為，該分類是符合實際的。 礦井水文地質條件分類 據(jù)礦井資料，二 1 煤層頂板直接充水含水層為山西組砂巖含水 層，單位涌水量 ～ 178。 m；底板直接充水含水層為太原組上段石灰?guī)r含水層，單位涌水量 ～ 178。 m，比較而言，二 1 煤底板充水含水層的富水程度強于頂板含水層。 2021 年 1 月～ 2021 年 12 月 礦井涌水量一般 410～ 520m3/h之間；西北奧陶系灰?guī)r有出露，接受大氣降雨的補給水源，對煤層頂?shù)装逵幸欢ǖ难a給；采掘工程受水害影響但不威脅礦井安全，防治水工作易于進行；綜合以上分析， 根據(jù)《 煤礦防治水規(guī)定 》 中表 21 分類標準礦井水文地質類型為中等。 地溫和地壓 地溫 本區(qū)測溫鉆孔共 4 個，簡易測溫鉆孔 3 個，穩(wěn)態(tài)測溫鉆孔 1 個。 19 21? 1? 2 孔為簡易測溫孔，井田深部 196 孔，孔底 1030m溫度為 ℃ ，平均地溫梯度為 ℃ ∕ 100m。 194 為穩(wěn)態(tài)測溫鉆孔，孔底溫度 ℃ ，平均地溫梯度為 ℃ ∕ 100m，地溫梯度小于 3℃ /hm，屬為地溫正常區(qū) 。 目前開采中未發(fā)現(xiàn)地溫異常。 以上資料表明，本井田地溫梯度值小，地下采煤發(fā)生熱害的可能性不大。 地壓 經測試，十礦主要開采煤層的礦山壓力及初次來壓為： 二 1 煤開采中頂板為 采后易 冒落 的 泥巖或砂巖 ，未見沖擊地壓現(xiàn)象。 為防治礦壓造成的危害，減少巷道維護費用。多年來，根據(jù)不同煤層和不同地段的實際情況，分別采取了加大煤柱、跳采和沿空留巷，穿尼龍大柱鞋等技術措施，收到了良好的效果。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 10 井田 煤層特征 井田含煤地層包括石炭系本溪組、太原組及二疊系山西組，平均總厚，發(fā)育三個煤組，一 0 煤組、一煤組、二煤組；共含煤 24 層，平均總厚 。其中二 1 煤全區(qū)可采，一 12 煤部分可采、一 11 煤大部分可采，具有工業(yè)價值。其它各煤層均屬不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定之薄煤層，僅一 2一 6一6一 7 煤偶見可采煤點，分布范圍小，沒有工業(yè)價值。 礦井主要可采煤層為二疊系山西組二 1 煤層。二 1 煤層：位于山西組下部，為礦區(qū)主要可采煤層，厚度大且穩(wěn)定。二 1 煤底板標高 +50～ 800m，埋深 165～1037m， 59 個見煤點，除了 17 1? 1 兩個鉆孔受斷層影響不可采外，其余57 個鉆孔全部達到可采厚度，煤厚 ～ ，平均 ，可采性指數(shù) Km=1，煤層厚度變異系數(shù) r=20％，一般含較穩(wěn)定夾石一層，局部 2～ 3 層，夾石巖性為泥巖，總厚度 ～ ，平均厚度 ，僅在 4? 4? 2 孔一線，夾石厚度突然增至 ～ ，將煤層分為上下兩層，由于這種變化范圍小，故仍將煤層定位結構簡單的穩(wěn)定中厚煤層。 煤質 煤的物理性質及煤巖特征 煤的物理性質 二 1 煤 為黑色， 條痕黑色～黑灰色，以碎塊狀為主，粉狀次之、塊狀煤以亮煤為主，呈金剛光澤，見有鏡煤和暗煤，具均一狀和條帶狀結構，硬度較小，屬半光亮型。粉狀煤松軟易碎。平均容重 t/m3。 顯微煤巖特征 二 1 煤顯微煤巖組分中有機組分以鏡質組為主，含量為 ～ %，平均%，惰質 組含量 ～ %，平均 %。 鏡質組以均質鏡質體為主（部分顆粒內生裂隙發(fā)育），基質鏡質體次之，團塊鏡質體少量。惰質組以微粒體為主，含有少量火焚絲質體。 無機組分含量 ～ %，平均 %，以 粘土礦物為主，河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 11 多呈團塊狀、浸染狀分布，少量呈不規(guī)則狀充填于裂隙中；碳酸鹽類的方解石多為后生，呈脈狀分布。偶見黃鐵礦呈星點狀散布于有機質中。 顯微煤巖類型為微鏡惰煤。 煤的化學性質及工藝性能 （一）煤的化學性質 水分（ Mad%） 二 1 煤：鉆孔煤樣原煤水分 ~%，平均 %，洗選后水分有所升高。煤層煤樣原煤水分 %. 灰分（ Ad%） 二 1 煤：鉆孔煤樣原煤灰分 ~%，平均 %，洗選后降灰率達50%。煤層煤樣原煤灰分 %，依據(jù)相關 質量 標準，屬低灰 ~中灰煤。 硫分（ St,d%） 二 1 煤：鉆孔煤樣原煤全硫含量 ~%，平均 %，煤層煤樣原煤全硫含量 :%，有機硫含量 %， 依據(jù)相關質量標準， 屬特低硫煤。 發(fā)熱量（ Qgr,ad MJ/kg） 二 1 煤：鉆孔煤樣原煤 干燥基高位發(fā)熱量為 ~， 平均， 煤層煤樣原煤 干燥基高位發(fā)熱量為 ， 依據(jù)相關 質量 標準， 屬 高 熱值煤 揮發(fā)分（ Vdaf%） 二 1 煤：鉆孔煤樣浮煤 揮發(fā)分 ~%，平均 %，煤層煤樣浮煤揮發(fā)分 %，依據(jù)相關 質量 標準，屬低揮發(fā)分煤。 膠質層厚度（ Ymm）和黏結指數(shù)（ G） 煤的元素組成 二 1 煤：鉆孔煤樣元素組成以碳元素為主，含量在 ～ %之間，平均 %，其次為氫元素，含量在 ～ %之間，平均 %，氧元素 +硫元素含量在 ～ %之間，氮元素含量在 ～ %之間。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 12 （二）煤中的有害組分 二 1 煤：鉆孔煤樣煤中有害元素磷含量為 ～ %，平均 %，煤層煤樣磷含量為 %，依據(jù)相關 質量 標準，屬低磷煤。 礦井瓦斯 瓦斯含量 該礦井 二 1 煤 瓦斯相對涌出量為 ，絕對涌出量為 ，但向深部開采會有增大趨勢。 礦井瓦斯等級 原報告確定的礦井瓦斯等級為二級， 經過礦井瓦斯等級鑒定，十礦確定為煤與瓦斯突出礦井。 煤塵爆炸性和煤的自燃傾向性 煤塵爆炸性 該礦井 二 1 煤 有煤塵爆炸危險性，為防止瓦斯煤塵爆炸事故，采取煤層注水和相應的通風措施。 煤的自燃傾向性 礦井 二 1 煤 屬不易自燃。自燃發(fā)火周期為 6 個月。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 13 2 井田開拓 井田劃分的原則 （ 1）要充分利用其自然條件劃分井田。 （ 2）要有與礦區(qū)開發(fā)強度相適用的礦井數(shù)目和井田范圍。 （ 3）要照顧全局。 （ 4）要為礦井的發(fā)展留有余地。 （ 5）井田劃分的直（折）線原則。 （ 6）要達到安全、經濟效果好。 劃分井田的方法 （ 1）按地質構造劃分井田。 （ 2）按煤層賦存條件劃分井田。 （ 3）按媒質、煤種分布規(guī)律劃分井田。 （ 4）按地形、地物界限劃分井田。 （ 5）按伴生有益礦產富集帶或其他開采技術條件劃分井田。 （ 6）人為劃分井田。 井田境界 本設計井田境界，北以柴廠大斷層為邊界，南以 F308 大斷層和 23 勘探線為邊界，西以煤層露頭和 F1066 斷層為邊界，東 以 800m等高線為界。設計二 1煤層南北長約 公里，東西水平寬約 公里，煤層平均傾角 27 度，井田傾斜長度約 公里，井田面 積約為 平方米。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 14 礦井工業(yè)資源儲量 井田儲量 礦井儲量是指礦井邊界范圍里，通過地質手段查明的符合國家煤炭儲量計算標準的全部儲量，又稱礦井總儲量。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示煤炭的質量。本井田采用地質塊段法計算儲量，該方法是目前我國所用比較廣泛的方法之一。 計算說明 : 本井田以地質經緯網(wǎng)和等高線為界沿煤層走向分為十七個塊段，每個塊段儲量之和即為井田工業(yè)儲量。 礦井的工業(yè)儲量 礦井工業(yè)儲量是勘探（精查）地質報告提供的“能利用儲量”中的 A、 B、C 三級儲量之和，其中高級儲量 A、 B 級之和所占比例應符合表 2－ 1 的規(guī)定。由煤層底板等高線及儲量計算圖上提供的資料可計算出來設計礦井工業(yè)儲量匯總表見 22。 表 21 礦井高級儲量比例 地質開采條件 儲量級 別比例（％） 簡單 中等 復雜 大型 中型 小型 大型 中型 小型 中型 小型 井田內 A+B 級儲量占總儲量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平內 A+B 級儲量占本水平儲量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī)定 第一水平內 A級儲量占本水平內儲量的比例 40 30 15 30 20 不作具體規(guī)定 不要求 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 15 表 22 礦井工業(yè)儲量匯總表 面積 m2 角度(186。) 余弦值 煤層面積 m2 煤厚 m 可 視密 度t/m3 儲量 t 1 26 2 26 3 25 4 28 5 29 6 26 7 27 8 33 9 28 10 28 11 26 12 25 13 30 14 31 15 25 16 26 17 26 合 計 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 16 其中： Q 工 …………………………… 礦井工業(yè)儲 量，百萬 t； M…………………………… 煤層平均厚度， m S…………………………… 計算快段的真（斜）面積，萬 m 178。 ρ …………………………… 二 1 煤的平均視密度 t/m 179。 礦井可采儲量 井田各種儲量損失的確定 （ 1） 邊界煤柱（含邊界斷層） 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，邊界煤柱留設 30～ 50 米的邊界煤柱，本設計留 30 米。由于本礦的邊界有大斷層，所以可把此作為井田的邊界煤柱。 邊界煤柱占煤量 Q 邊 Q 邊 ＝ 30179。 L179。 d179。 r/cos27176。 ＝ 267 萬噸 （ 2） 斷層煤柱 斷層煤柱留設 30 米，其斷層占煤量 Q 斷 Q 斷 ＝ 2179。 30179。 L179。 d179。 r/cos27176。 ＝ 122 萬噸 （ 3）村莊煤柱 井田附近較大的村莊為山范，由于其位于井田深部，初期開采不受影響，后期暫按搬遷考慮。其余為零星住戶，按搬遷考慮。設計不留設村莊煤柱。 （ 4） 工業(yè)廣場煤柱 《規(guī)程》規(guī)定 60 萬 t 礦井占地面積標準為 ～ 公頃 /10 萬 t。本設計礦井所占地面積為（ ～ ） *6=～ 公頃，取 75000 米 2。為充分利用地形，工業(yè)廣場設計為長方形，取邊長 200179。 375 米。工業(yè)廣場布置在井 田走向中央，其巖層移動角見下表 2－ 3： Q 工 =M1S1ρ +M2S2ρ +M3S3ρ +MS4ρ +M5S5ρ + M6S6ρ + M7S7ρ + M8S8ρ +M9S9ρ +M10S10ρ +M11S11ρ +M12S12ρ + M13S13ρ + M14S14ρ + M15S15ρ + M16S16ρ = Mt 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 17 表 23 工業(yè)廣場保護煤柱設計參數(shù)表 煤層傾角（ 176。 ） 煤厚（ m） Φ （ 176。 ） γ （ 176。 ） β （ 176。 ） δ （ 176。 ） 埋深（ m） 27 45 75 60 75