【正文】 1 第 12 章 結(jié)束語(yǔ) .................................................................................................................. 93 6 第 1 章 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，提高我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)。 在設(shè)計(jì)中，貫徹實(shí)事求是的精神，堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā)，深入調(diào)查研究，結(jié)合本 礦資源、器材設(shè)備和技術(shù)等條件，編制出來(lái)的并符合實(shí)際的礦井設(shè)計(jì)。 新礦井設(shè)計(jì)做到了布局合理，生產(chǎn)集中，系統(tǒng)完善，環(huán)節(jié)暢通，改進(jìn)開(kāi)拓部署，減少井巷工程量，特別是巖石工程量，以縮短建井工期。 設(shè)計(jì)時(shí)，堅(jiān)持了工業(yè)廣場(chǎng)少占農(nóng)田，節(jié)約用地，并結(jié)合工程建設(shè)做到有利于農(nóng)田灌溉，改造良田，改善交通和促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展等原則。 為考慮礦井的發(fā)展，進(jìn)行了方案比較，既做定性分析，也做了定量計(jì)算，努力節(jié)約人力、物力、財(cái)力，做到少花錢，多辦事。 設(shè)計(jì)選型標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，以國(guó)內(nèi)成批量供應(yīng)的型號(hào)為依據(jù)；新技術(shù)、新工藝是采用國(guó)內(nèi)試驗(yàn)成功并鑒定批準(zhǔn)的。 設(shè)計(jì)貫徹安全生產(chǎn)的方針政策，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工 程設(shè)計(jì)手冊(cè)》等技術(shù)文件編寫而成。 7 第 2 章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 2． 1 礦區(qū)概述 2． 1． 1 礦井地理位置、交通情況 本礦井位于永興縣復(fù)合鄉(xiāng)境內(nèi)、位于京廣鐵路之東，距馬田圩火車站 14km，地理坐標(biāo)東徑 112176。 59′ 25″，北緯 26186。 09′06″，面積 ㎞ 2。 詳見(jiàn)圖 211 馬田礦區(qū) 深 部 勘 探 區(qū) 圖 211 馬田礦業(yè)公司交通位置圖 8 2． 1． 2 地形地貌 本區(qū)屬丘陵區(qū)。井田內(nèi)溝壑縱橫，但無(wú)大的地表水體 ,僅有源頭沖、黃沙沖及梓木小溪 ,干旱季節(jié)常有斷流現(xiàn)象 ,雨季流量： ～ 。其中 107 線～ 108 線間的樟沖水庫(kù)為最大，蓄水量可達(dá) 64 萬(wàn) m3。 8～ 10 月降雨稀少，多晴天。霜凍期出現(xiàn)在 11 月中旬至次年 3月上旬止。 2． 2 井田地質(zhì)特征 2． 2． 1 地層情況 本礦井田內(nèi)出露之地層由新到老有：新生界第四系、中生界白堊系下統(tǒng)、侏羅系下統(tǒng)樟沖組、三迭系下統(tǒng)大冶組、古生界二迭系上統(tǒng)大隆組、龍?zhí)督M。與下伏地層呈不整合接觸； 中生界白堊系下統(tǒng)（ K1） :分布于本井田的西南角 ,即 95 勘探線以南，為一套陸相碎屑巖建造。薄至中層狀，可見(jiàn) 1～ 2m 厚的淺綠色石膏層。 侏羅系下統(tǒng)樟沖組（ J1z）：該組地層在井田內(nèi)大部分穩(wěn)伏殘存在老亭子斷層（ F10）之下，僅在 95～ 101 勘探線和 103～ 107 線間沿 F10 斷層有少量出露 。中上部為中至粗粒砂巖其成份以石英為主，長(zhǎng)石次之，泥質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)。下部主要由紫灰色、淡綠色、灰色的礫巖、角礫巖、含鮞粒砂巖和粉砂巖、鋁土質(zhì)泥巖、泥巖及煤組成，含較多植物化石。井田內(nèi)有 46 個(gè)鉆孔穿過(guò)樟沖組地層，只有 18 個(gè)鉆孔見(jiàn)有煤層，其中 7 個(gè)孔煤層可采。 三迭系下統(tǒng)大冶組（ T1d）：分布在井田的東部，中深部的廣大地帶，即 F10斷層上盤。中上部是青灰色、灰色泥灰?guī)r夾細(xì)晶質(zhì)灰?guī)r；下部是深灰色泥灰色泥灰?guī)r、碎屑狀灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖。底部夾 1～ 2 層 ～ 黃綠色的鋁土質(zhì)泥巖 ,為與大隆組分界的良好標(biāo)志。井田內(nèi)最深的 9919 孔控制大冶組灰?guī)r厚為 360m。 古生界二迭系上統(tǒng)大隆組（ P2d）：沿地層走向分布于大冶組與龍?zhí)督M之間 ，為 9 一套淺海相硅質(zhì)巖建造。下部是黑色簿層狀硅質(zhì)泥巖夾少量硅質(zhì)灰?guī)r，含較多動(dòng)物化石。底部有一層菱鐵質(zhì)灰?guī)r ,細(xì)晶質(zhì) ,中厚層狀 ,裂隙多 ,被方解石充填 ,形如網(wǎng)狀。是在隆組與龍?zhí)督M分界的良好標(biāo)志。 龍?zhí)督M（ P2L）：地表由于 F F7 等斷層的破壞， 無(wú)完整地層剖面存在，僅沿井田的西北緣，即 F10 斷層下盤有少量出露，為一套過(guò)渡相的含煤建造。 上段（ P2L2） 自上而下可劃分為簿層砂巖組（ P2L26）、 2 煤組（ P2L25）、 3 煤組（ P2L24）、4～ 5 煤組（ P2L23）、 6 煤組（ P2L22）、 7 煤組（ P2L21）。由礦砂 巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖石及煤層組成，富含動(dòng)物化石?，F(xiàn)由上而下分述如下： 灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、局部相變?yōu)榉凵皫r。厚度 0～,平均 。 1 煤層極不穩(wěn)定 ,般不可采。 2. 細(xì)砂巖（ P2L2k）：位于 1 煤層之下，深灰色，簿層狀，水平至緩波狀層理，層面凹凸不平，致密堅(jiān)硬，斷口油脂光澤。 3. 2 煤組（ P2L25）：灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖。底部為 2煤層，極不穩(wěn)定，僅偶爾可采。 4. 3 煤組（ P2L24）：灰白色、灰色，中細(xì)及中粒石英砂巖，中厚層狀，斜層理、緩波狀層理，溶蝕空洞發(fā)育，以石英砂巖為主，細(xì)中粒狀結(jié) 構(gòu)，分選性較好。底部為 3 煤層，其極不穩(wěn)定，大部分不可采。 5. 4～ 5 煤組（ P2L23）：主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及煤層組成。下部為砂質(zhì)泥巖、局部為粉砂巖：灰黑色、簿層狀，水平層理，富含似層狀菱鐵質(zhì)結(jié)核細(xì)小石英脈垂直層面密集分布。底部為 5煤層，為本井田局部可采 煤層。 6. 6 煤組（ P2L22）：是由中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及煤層組成。其 6 煤層位于 6 煤組底部，為井田內(nèi)主要可采煤層。 10 7. 7 煤組（ P2L21）：由中至細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及煤層組成。 下段（ P2L1） 井田內(nèi)地表表出露 ,而鉆孔僅探至“動(dòng)物化石泥巖”和“螺 底砂巖”附近。該層中部往往有一層細(xì)砂巖或粉砂巖及不穩(wěn)定的簿煤 1～ 2 層。厚度 1～ 20m。“螺底砂巖”：一般為中、細(xì)粒砂巖，深灰色，中厚層狀，主要為以水平層理的細(xì)砂巖、粉砂巖或互層組成。間夾 3～ 4 層含有大量微體動(dòng)物化石的砂質(zhì)泥巖，偶爾夾 1～3層薄煤。與下伏當(dāng)沖組呈假整合接觸。井田內(nèi)為一單斜構(gòu)造，但次一級(jí)褶曲非常發(fā)育，并伴生斷裂。～ 50176。左右?！?40176。背斜由北東向南西傾伏，傾伏角 6 度左右；向斜則自南西向北東崛 起。向斜北西翼緩，南東翼陡。 斷裂 、 F F F8 走向逆斷層：該組斷層面的走向與褶曲軸近于平行，落差由南西往北東，由地表向深部逐漸減小。斷層面走向北東 32 度，傾向南東，傾角 53～ 60 度，落差 64～ 70m。走向北東 50～ 55 度，傾向面東，傾角 43～ 65 度，落差 14～ 78m。走向北東 35～ 50 度，長(zhǎng) 2km過(guò) 104 勘探線后被 F10 斷層切斷。 斷層的破碎帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造透鏡體、斷層角礫巖、糜棱巖、斷層泥等；斷層面上和附近的巖上可見(jiàn)及水平擦痕和斜沖擦痕；斷層面呈舒緩波狀，其附近的巖層呈現(xiàn)強(qiáng)烈的擠壓狀態(tài)，屬壓性兼扭性斷裂。斷層走向與 F7 斷層基本一致經(jīng)北東 50 度，傾向南東，傾角 50 度左右，落差 15～ 30m。 11 上述四條斷層，從地表到深部均有較多工程點(diǎn)控制。其中 F F F7 斷層對(duì) 6 煤層破壞性較大， F8斷層對(duì) 6煤層無(wú)大的影響。走向北東 35～ 50 度，傾向南東，傾角 32～ 45 度，落差不詳。對(duì)可采煤層并無(wú)影響。 2． 3 煤層特征 2． 3． 1 煤層特征 本井田龍?zhí)督M上段厚約 247ｍ，含煤 10 多層，而層位較穩(wěn)定的自上而下編號(hào)為： 7煤層。主要可采煤為6煤層 ,局部可采為 5煤層 , 7 煤層僅偶爾可采現(xiàn)將各煤層描述如下 :表 231所示。底板為 砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。可采 17 個(gè)點(diǎn)，可采率 27%。 5 煤層直接頂、底板均為黑色砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。可采 38個(gè)點(diǎn)，可采率 51%，可采范圍分布零星。 高泉塘礦井在南二橫硐和北四橫硐均已穿見(jiàn) 5煤層，并在北四橫硐布置了一個(gè)采區(qū)，但由于厚度變化急劇，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可采點(diǎn)頻繁出現(xiàn)，加上頂板傾角變化大，開(kāi)采困難 ，停止回采。 綜合上述， 5 煤層沿走向及傾向厚度變化大，可采率低，且分布零星，屬極不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層底板為深灰色粉砂巖或細(xì)砂巖。 該煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般 2～ 3個(gè)分層，其夾矸為泥巖、粉砂巖，個(gè)別為砂巖。厚度變化劇烈，但有規(guī)律可尋。 7 煤層直接頂、底板為灰黑色砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，底板偶爾有砂巖。可采僅 8個(gè)點(diǎn)，可采率 14%。 詳情見(jiàn)煤層特征表 2－ 3－ 1。煤種為無(wú)煙煤。 表 232 煤層分析資料表 煤層 煤層工業(yè)分析 膠質(zhì)層厚度(m/m) 粘結(jié)性 水分 (%) 灰分(%) 硫分(%) 磷分 (%) 可燃性揮發(fā)分 (%) 發(fā)熱量 (卡/g) 3煤 5 6 ～ ～ ～ ～ 3420～ 7622 7 ～ ～ ～ 6984～ 7368 7176 13 煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 主采 6煤層為黑色，具弱金剛光澤，以粉末狀再膠結(jié)為主，夾有片狀和細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，斷口呈土狀。 6煤層鏡質(zhì)組合含量普遍較高，一般 90～ %,絲質(zhì)組含量低，一般在 10%以下。煤巖類型為亮煤亞型。煤化階段屬無(wú)煙煤。全礦區(qū)煤的平均灰分為 %，全硫含量一般低于 1%，發(fā)熱量一般為 7063大卡 /kg，水分小于 5%。 2． 3． 3 瓦斯與煤塵 鉆孔瓦斯煤樣測(cè)試及瓦斯分帶 本井田瓦斯樣采用“真空罐”法采取 ,先 后在 28 個(gè)鉆孔中采瓦斯樣 42個(gè)進(jìn)行脫氣和分析。 6 煤層分析結(jié)果 ,自然瓦斯成份 :CH4=27～ 87%,N2=0～ 43%,CO2=7～ 24%。 4CH ＜ 1016 ＞ 80 ＜ 6 980 991 10008 等孔。日 ,無(wú)煤 (巖 )和瓦斯突出 ,無(wú)煤層自然發(fā)火傾向 ,無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性。爆炸性試驗(yàn)火焰長(zhǎng)度及巖粉量為零，得出無(wú)煤塵爆炸性的結(jié)論。 本井田煤種屬無(wú)煙煤，生產(chǎn)井和老窯調(diào)查尚未發(fā)現(xiàn)煤炭自燃現(xiàn)象，煤質(zhì)含硫 低，變質(zhì)程度高，應(yīng)屬不易自燃的煤層。一般垂深第增加 100 米地溫增加 1度，個(gè)別鉆孔，在垂深超過(guò) 400 米后，每加深 100 米，地溫增加 2度。小溪雨季流量sm～ ，旱季流量 sm～ 。小溪的年地下徑流量 333 10156910388 m～ ?? 。 井田內(nèi)水庫(kù)較多，主要的有瓦泥塘、豆子塘、樟沖水庫(kù)。由于水庫(kù)距主要開(kāi)采煤層垂深四百余米，所以對(duì)未來(lái)礦井充水沒(méi)有影響。一般厚 ,含孔隙水。水質(zhì)為低礦化度的 NaKHCO ?—3 型。含水弱。平均厚 ,中至粗粒砂巖裂隙率 ～ %,吸水率 ～ %。粉砂巖、礫巖及角礫巖等含水微弱。 大冶組（ dT1 ）：以泥灰?guī)r為主厚 ＞ 360m，裂隙率 0～ %,泉水涌水量sm～ 含水微弱。 大隆組（ dP2 ）：由硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖等組成，平均厚約 110m，裂隙率 0～ %。由于硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖 ,巖石致密 ,裂隙率低 ,可以視為相對(duì)隔水層。 龍?zhí)督M上段 ( 22LP ):由中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤組成 ,厚 247m,裂隙率 ～ %。 其中主要可采 6 煤頂板中細(xì)粒砂巖吸水率是 ～ %,單位涌水量是msm～ ?0 0 2 3 0 0 0 2 ,含水微弱 ,對(duì)煤層開(kāi)采影響甚微。 龍?zhí)督M下段 ( 12LP ):由砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及薄煤組成 ,平均厚 184m。此外 ,以風(fēng)化營(yíng)為為主形成的風(fēng)化裂隙帶 ,一般厚 15～ 140m。由于接近地表 ,風(fēng)化裂隙水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件較好。 水質(zhì)為低礦化度的 NaKHCO ?—3 型。 在 1100?K 探槽中見(jiàn) 10F 斷層 ,斷層的壓扭性特征明顯。 角礫巖帶 :礫石有砂巖、硅質(zhì)巖、菱鐵質(zhì)灰?guī)r。 糜棱巖帶 :被擠壓破碎的細(xì)粒物質(zhì)呈扁平的透鏡狀或鱗片狀。張裂隙被石英、亞粘土等物質(zhì)充填，剪裂隙平直細(xì)小。 角礫巖和糜棱巖帶被擠壓緊密，組成物質(zhì)中以有很多細(xì)粒物質(zhì)，含水極其微弱。 7F 、 6F 、 5F 斷層雖然對(duì)煤層的破壞性較大，但其力學(xué)性質(zhì)屬壓扭性，斷層兩盤煤系地層的含水性微弱，加之補(bǔ)給條件受到限制，所以對(duì)礦井充水影響不大。老窯在不同程度上都有積水，其動(dòng)態(tài)隨季節(jié)變化明顯，流量 ～ 10m3/s。 綜上所述，本井田內(nèi)無(wú)較大的地表水體，巖層的含水性弱，斷層的導(dǎo)水性差，老窯水不能直接對(duì)礦井充水產(chǎn)生影響。 2． 4． 5 礦井涌水量 該礦井位于高泉塘礦井的深部，深部礦井的充水條件完全不同于淺部礦井。因此礦井的充水通道，主要是開(kāi)采時(shí)與淺部礦井相通，其次是井筒、未封閉好的鉆孔等。 由于本礦井是位于高泉塘礦井的深部，所以其礦井涌水量的大小是由淺部高泉塘礦井的涌水量而決定的，因而選擇了由相關(guān)分析所建立的高泉塘礦井涌水量回歸方程式： 1 7 2 0 FQ ? 高泉塘 +100 水平以上現(xiàn)在實(shí)際開(kāi)采面積占原報(bào)告儲(chǔ)量計(jì)算面積的 40%。 正常涌水量與最大涌水量的比值見(jiàn)下表 241 16 表 241 正常涌水量與最大限度涌水量的比值 1977 年 1979 年 1980 年 正 常 涌水量 最 大 涌水量 Q 最大 正