【正文】 礦區(qū)地表水系主要包括后湖。礦井采動塌陷坑積水量隨開采面積的擴大而增加。所有地表水均直接補給潛水層。 礦井直接充水含水層包括：第三含水層（煤 12 底至煤 4 頂砂巖裂隙含水層）、第四含水層（煤 5 至煤 12 頂砂巖裂隙含水層）、第五含水層（煤 5頂板砂巖裂隙含水層）。 礦井間接含水層包括第一含水層、第二含水層、第五含水層、第六 含水層。其特征見表 122。 表 122 含水層劃分表 含水層編 號 含水層名稱 含水層富存情況 單位流水量 滲透系數(shù) 水質類型 1 第一含水層 含水豐富 升 /秒 *米 /晝夜 重碳酸鈣鎂型 2 第二含水層 含水性弱 /秒 *米 米 /晝夜 硫酸鈣鎂型 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 9頁 共 139頁 3 第三含水層 含水性中等，局部較強 ~6 升 /秒 *米 ~米 /晝夜 重碳酸鈉型 4 第四含水層 含水性弱 ~升 /秒 *米 ~米 /晝夜 重碳酸鈉型 5 第五含水層 含水性中等，局部較強 ~升 /秒 *米 米 /晝夜 重碳酸鈉型 6 第六含水層 含水性弱 ~升 /秒 *米 ~米 /晝夜 重碳酸鈉型 煤層特征 可采煤層情況 井田內可采和局部可采煤層共四層，即煤 煤 煤 1煤 1其中主要可采煤層 共有 1 層。 即：煤 9，其余絕大部分不可采。 煤的物理性質 8 煤層為復雜結構煤層，含有 12層泥漿，粉砂巖夾石。煤巖類型以亮型為主，界限明顯，內生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。平均厚度 米，該煤層為不穩(wěn)定煤層。 9 煤層為復雜結構煤層，有夾石 12 層，層位穩(wěn)定，全井田可采，局部相變?yōu)樘抠|泥巖，平均厚度為 。采性指數(shù)為 ，煤厚變異指數(shù)為 ，該煤層為穩(wěn)定煤層。 11 層為復雜結構煤層，有夾石 12 層，厚度、巖性均變化較大，該煤層只在 F1 斷層西北及北側和井田東南角可采，其他部位變尖或尖滅，平均厚度為 米，可采性指數(shù)為 ，煤厚變異指數(shù)為 ，該煤層為極不穩(wěn)定煤層。 12 層為結構簡單厚煤層，煤層局部有夾石 12 層，層位較穩(wěn)定，平均煤厚為 采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為 ，該煤層為 不 穩(wěn)定煤層。 他們的結構、厚度及特征見表 131。 林南倉 四 礦 第 10頁 共 139頁 表 131 可采煤層特征表 序號 煤層名稱 煤層厚度 /m 層間距/m 傾角/(186。) 硬度 容重 穩(wěn)定性 最小 最大 平均 1 8 煤 25 20 22 18 不穩(wěn) 定 2 9 煤 20 穩(wěn)定 3 11 煤 16 不穩(wěn) 定 4 12 煤 20 較穩(wěn) 定 煤的圍巖特性 林南倉礦煤層頂?shù)装鍘r性變化大，圍巖巖石力學性質差異明顯。 ⑴ 煤 9 頂板：灰～淺灰色泥質粉砂巖，致密、細膩、性脆、易碎， 有滑膩感，斷口和裂隙面發(fā)育，具水平層理，局部含菱鐵質結核含蘆木、星輪木、苛達樹等化石。層厚 米，直接頂垮落步距 米，老頂來壓步距 米，頂板數(shù)Ⅰ類Ⅰ級。 ⑵ 煤 9 底板：深灰色粘土巖，細膩、光滑，有貝殼狀斷口，并含有大量根化石，巖石軟、易風化，層厚 米。 ⑶ 煤 11頂板： 條帶狀灰色粉砂巖，致密，顯水平層理及緩波狀層理， 并含有大量的菱鐵質結核，薄層，巖石大部分為碎塊狀， 層面含有方解石膜，該層含有星輪木、楔葉木、細羊齒、蘆木、 柯達木苛達木等植物化石，層厚 0～ 4米，通過回采過的工作面觀測，直接頂初次垮落步距 4～ 6米，老頂初次來壓步距 3 米，老頂周期來壓步距 10～12 米，頂板屬 1 類 1 級。 ⑷ 煤 12頂板：灰色粉砂巖，厚 米，致密、堅硬、呈條帶狀，灰、灰白、褐色相間，有時附著綠色物質，層理呈水平或緩波狀， 泥質膠結，含有豐富的植物葉化石，初次垮落步距 14～ 16 米， 老頂初次來壓步距為 32 米，老頂周期來壓步距 10～ 12米，頂板屬Ⅰ類Ⅱ級。 ⑸ 煤 12底板：灰～深灰色細砂巖，厚度 米，層狀產(chǎn)出，巖石較硬，為鈣質或菱鐵質膠結，全 井田發(fā)育較好。 煤的特征 ㈠ 煤的物理特征 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 11頁 共 139頁 林南倉井田內各煤層均屬腐植煤，煤層顏色一般為深黑色，條痕黑褐色或黑色帶有褐色。呈較亮的似玻璃光澤，硬度和韌性較大，脆性較小，煤巖組分以亮煤和暗煤為主，次為鏡煤，絲炭少見。各煤層物理特征見表 132。 表 132 煤層物理特性 特征 煤層 顏色 光澤 煤巖組分 煤巖類型 煤的結構和構造 塊度 黃鐵礦結核 煤 8 深黑色 玻璃狀光澤 鏡煤亮煤和暗煤 半亮型 條帶狀，層狀結構 粉 碎塊狀 含 煤 9 深黑色 較亮的似玻璃狀光澤 鏡煤亮煤和暗煤 半亮型 條帶狀，透鏡狀結構，層狀結構 粉 碎塊狀 含 煤 11 深黑色 較亮的似玻璃狀光澤 以亮煤和暗煤為主少量鏡煤 半暗型 條帶狀，層狀結構 粉 碎塊狀 少量 煤 12 深黑色 光亮的似玻璃狀光澤 鏡煤亮煤和暗煤 半亮型 條帶狀，透鏡狀結構，層狀結構 粉 碎塊狀 含 ㈡ 煤化學分析：原煤工業(yè) 分析見表 133。 表 133 可采煤層原煤工業(yè)分析綜合表 項目 煤層 灰分 Ag(%) 硫分 S(%) 揮 發(fā) 分Vr(%) 發(fā)熱量 (卡 /克 ) 煤質牌號 8 52007572 7137 2 號肥煤為主，局部肥焦煤 9 46007630 6016 2 號肥煤 11 52007572 7137 2 號肥煤為主，局部氣肥煤 林南倉 四 礦 第 12頁 共 139頁 12 55207652 6060 12 號肥煤為主，局部肥焦煤和氣肥煤 瓦斯和煤塵 ㈠ 瓦斯 瓦斯的相對涌出量在 ～ 米 3/噸 ?天，二氧化碳的相對涌出量 ～ 米 3/噸 ?天，屬于低級瓦斯礦井。瓦斯涌出量見表 134。 表 134 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯等級 絕對涌出量 (m3/min) 相對涌出量 (m3/td) 瓦斯 (CH4) CO2 瓦斯 (CH4) CO2 低 ㈡ 煤的自燃發(fā)火情況 本 礦各煤層均有自燃傾向，其中 9煤層發(fā)火期最短為 11 個月，最長為 25個月，礦井發(fā)火等級定為四級。 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 13頁 共 139頁 2 井田境界及儲量 井田境界 井田劃分依據(jù) ⑴ 在井田劃分時，保證各井田合理的尺寸和 境界，使煤的各部分得到合理性開發(fā)。井田劃分的范圍，儲量，煤層賦存及開采條件應與礦井生產(chǎn)能力相適應。對于現(xiàn)代化大型礦井，要求井田有足夠儲量和合理服務年限，生產(chǎn)能力小的礦井可小些。同時考慮到礦井發(fā)展余地，井田范圍應適當?shù)膭澋拇笮１驹O計生產(chǎn)能力為 120 萬 t/a,屬于大型礦井。因此在劃分井田范圍時，應與該生產(chǎn)能力相適應。 ⑵ 保證井田有合理的尺寸。通常情況下，為合理安排井下生產(chǎn)，井田走向長度應大于傾斜長度。如井田長度過短，則難以保證礦井各個開采水平有足夠的儲量和合理的服務年限。造成礦井接替緊張。井田走向長度過長，又 會給礦井通風，井下運輸帶來不便。根據(jù)實際地質情況，并參照我國煤礦的實踐經(jīng)驗，選擇一個合理的尺寸。 ⑶ 合理劃分礦井開采范圍，處理相鄰礦井關系。劃分礦井邊界時，通常把煤層傾角不大，沿傾斜延展很寬的煤田，分成淺部和深部兩部分。一般應先淺后深，先易后難，分別開發(fā)建井，以節(jié)約初期投資。 ⑷ 選擇好井口與工業(yè)廣場位置。 劃分應考慮井筒與工業(yè)廣場位置的選擇，使有利于井田開拓和采區(qū)布置，有利于礦井建設施工和工業(yè)場地布置。 井田境界確定 根據(jù)埋深及井田構造情況，本礦井井田境界確定如下： 根據(jù)以上確定的井田境界， 林南倉 井田均為自然露頭。該礦地處平原，地面標高 +6米左右， 井田走向長 7千米，傾向寬 千米，面積 S 為 平方千米 。 井田工業(yè)儲量的計算 井田地質儲量 井田儲量的計算公式： Z=SMγ /cosα （ 221） 式中 α — 煤層傾角 ,（186。） 林南倉 四 礦 第 14頁 共 139頁 γ — 煤容重 , t/m3 M— 煤層的總厚度 , m S— 井田面積 ,㎡ 所以 Z=179。 107179。 179。 176。 =179。 108噸 工業(yè)儲量的確定 本井田內考慮到煤 煤 煤 11 絕大部分不可采， 目前情況下，暫定煤 煤12 為可采煤層，而這兩層煤的厚度分別為 。 所以工業(yè)儲量為 Zc ＝ 179。 107179。 179。 176。 ＝ 179。 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的井田境界煤柱和斷層煤柱，以及保護地面建筑物、河流、鐵路等而留設的保護煤柱等。 ⑴ 工業(yè)廣場保護煤柱 受保護面積邊界是由受保護建筑物和主要井筒的邊界向外加上一部分備用量即維護帶確定的。受保護建筑物邊界一般不是直接以被保護建筑物的外邊界為準，而是取平行于煤層走向或傾斜方向的與受保護建筑物外緣相連的直線所圍成的面積，作為受保護建筑物的邊界。 地面建筑物和主要井筒的保護煤柱是從受保護的邊界起，按 基巖移動角β、γ和δ及表土層移動角 216。所做的保護平面與煤層的交線來確定。煤層群開采時，應采用重復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。 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 15頁 共 139頁 δδβγΦΦΦΦ 圖 231 巖層移動角示意圖 安全煤柱的留設與計算一般用垂直斷面法求得。 煤柱的留設的計算方法與步驟如下： a．確定受保護面積 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 15m寬的維護帶 ，得受保護面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。 ⅡⅡ斷面ⅠⅠ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長軸方向θ煤層圍護帶αφγφ φ φβ δ δ 圖 232 用垂直斷面法確定建筑物下安全煤柱 b．確定受保護煤柱 通過受保護面積中心作一沿煤層傾斜剖面 1 在這個剖面上，由維護帶的邊緣點 m1，林南倉 四 礦 第 16頁 共 139頁 n1起在表土層以Φ =45186。劃兩條保護線，即 m1m2， n121n2。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 =59186。作保護線，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。作保護線，得沿走向的煤柱邊界 Aˊ Bˊ和 Cˊ Dˊ，將 nˊ kˊ和 Aˊ Bˊ， Cˊ Dˊ均繪制在平面圖上，即得保護煤柱邊界 ABCD。煤柱是一個梯形。 c．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)設計井型大小按《煤礦設計規(guī)范 》 中《煤礦工業(yè)廣場占地指標》所列數(shù)值的規(guī)定選取。 表 231 工業(yè)廣場占地指標表 井型（萬噸 /年） 指標（公頃 /10 萬噸） 400～ 600 ～ 240～ 300 ～ 120～ 180 ～ 45～ 90 ～ 注：指標中小井取大值，大井取小值 本礦井井型為 120 萬噸 /年，工業(yè)廣場占地面積為： 90247。 10179。 179。 10000179。 ＝ 179。 105 m2 設計工業(yè)