采矿工程设计说明书 课程设计

采矿学课程设计目 录序论.- 1 - 第一章： 矿区概况及井田地质特性.- 3- 1.1 矿区基本概况.- 3 - 1.2 主要地址构造.- 5 - 1.3 矿井开拓概况.- 6 - 第二章：采区基本开采件.- 10 - 2.1 采区开采煤层条件.- 10 - 2.2 采区基本条件.- 19 - 2.3 采区采区生产能力及服务年限计算定.- 20 - 第三者： 采煤巷道布置.- 24 - 3.1 采区上山布置.- 24 - 3.2 采区主要生产系统.- 24 - 第四章：采煤工作面采煤工艺及劳动组织等技术参数.- 27 - 4.1 采煤工作面采煤工艺.- 27 - 4.2 综采面设备选型.- 27 - 4.3 采煤工作面作业制度.-28 - 4.4 劳动循环组织表等及技术参数表.- 29 - 第五章：安全技术措施.- 32 - 5.1 防瓦斯爆炸措施.- 32 - 5.2 防煤与瓦斯突出措施.- 33 - 第六章：课程设计总结.- 36 - 参考文献：.-37 - 附图： 11采区巷道布置平面图 11采区回采工艺图序论一、设计目的 采区巷道布置设计是学完采矿学课程后进行的一项实践教学，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练，为增加感性认识加强动手能力，紧密理论联系实际而进行的程设计，并以此培养学生运用所学知识处理实际问题的能力，培养学生正确的思维方式和工程技术人员应具备的基本技能。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。 1 . 进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。 2 . 培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力3 . 培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。2、 设计题目 河北金牛能源邢台矿业集团邢台矿位于河北省邢台市西南部，地理坐标为：东经11424151143034，北纬365831370353。邢台矿区位于华北平原西缘，区内地形平坦，地面标高+70+900m，高差仅20m。邢台矿行政区除南部及东西两侧分别隶属沙河县管辖外，其余均归邢台市管辖。矿区东侧有京广铁路通过，东北距邢台火车站7km，东距小康庄站4km，并有煤矿专用铁路线与矿区沟通，此外，矿区内公路四通八达，交通非常方便。 采区开采范围：南以F2断层为界，东北西都为人为边界。井田走向长为7.4Km,倾向长为3.2 Km，邢台矿井田面积14.98 km2。 采区主要采煤工艺：为了选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并考虑实习矿井实际使用经验。邢台矿2号煤层赋存比较稳定，属于近水平煤层，平均倾角10。煤层平均厚度为6.2m。煤尘无爆炸性，煤层无自燃发火性；煤块硬度较大，中等稳定，容易冒落。老顶为稳定的粉砂岩。厚度在3.5m18m之间，平均厚度8m左右。地质构造简单，结合设计矿井矿井实际情况以及现有的生产技术条件，设计采用综合机械化一次采全厚放顶煤回采工艺，走向长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区。三、课程设计内容1、采区或带区巷道布置设计；2、采区中部甩车场线路设计或下部平车场（绕道线路和装车站线路）线路设计；3、回采工艺设计及编制循环图表。四、进行方式学生按设计大纲要求，任选设计题目条件中的煤层倾角条件1或煤层倾角条件2，综合应用采矿学所学知识，每个人独立完成一份课程设计。设计者之间可以讨论、借鉴，但不得相互抄袭，疑难问题可与指导教师共同研究解决。本课程设计要求方案进行技术分析与经济比较。五、设计说明书内容 本人此次课程设计在遵循原有设计条件下选择采区准备方式进行设计，煤层平均倾角为10，生产能力为120万。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作设计中要求严格遵守和认真贯彻煤炭工业设计政策、煤矿安全规程、煤矿工业矿井设计规范以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。 第一章 矿区概况及井田地质特性.（1） 矿井基本概况1-1河北金牛能源邢台矿业集团邢台矿位于河北省邢台市西南部，地理坐标为：东经11424151143034，北纬365831370353。邢台矿行政区除南部及东西两侧分别隶属沙河县管辖外，其余均归邢台市管辖。矿区东侧有京广铁路通过，东北距邢台火车站7km，东距小康庄站4km，并有煤矿专用铁路线与矿区沟通，此外，矿区内公路四通八达，交通非常方便，见矿区交通位置图（图1-1）。邢台矿井田面积14.98 km2。矿区东以F2断层为界，南以F12断层为界，西及北以风氧化带为界，邢台矿的南部为葛泉矿。 1-2煤层范围：南以F2断层为界，东北西都为人为边界。井田走向长为7.4Km,倾向长为3.2 Km，井田面积15Km2。（以二号煤层为例）煤层厚4.897.23m，平均厚6.2m，结构较简单，有少量夹矸。煤层平均容重为1.35t/ m3。 1-3自然环境及河流影响：邢台矿区位于华北平原西缘，区内地形平坦，地面标高+70+900m，高差仅20m。 该区属海河流域，区内地表水系不甚发育，主要有七里河、沙河。七里河位于矿区北部，全长约68km，上游黄店以上流量为80000.15m3/s，在北会以下变为潜流，计算平均渗漏量为0.346m3/s，矿区内常年干涸，河床宽300500m，雨季偶有流水流。 沙河位于矿区南部，上游分南、北两支，南支又名渡口川，发源于沙河县蝉房，全长35km，渡口以上常年有水，流量97860.24m3/s，上游在八里庙附近变为潜流，1975年8月22日在佐村实测漏失量2.00m3/s，北支又称朱庄川，起源于邢台县白鹿角，全长50km，上游朱庄以上常年有水，流量83600.068m3/s，平均3.96m3/s，至东坚固附近变为潜流，1975年8月22日实测漏失量4.18m3/s，在矿区内属季节性河流。现已分别在七里河、沙河上游修建了东川水库、朱庄水库和东石岭水库，用于防洪和灌溉，库容量分别为0.09、4.16、0.68108 m3。本区属温带大陆性气候，四季分明。据邢台气象站19541987年观测资料，最高气温41.8（1961年6月12日），最低温度-22.4（1958年1月16日），年平均气温13.2。最大年降水量为1269mm（1963年）最小年降水量222.9mm（1986年），年平均降水量532.7mm，蒸发量年平均为1887.0mm，大于降水量。春末夏初多风，南风为主，北风次之，年平均风速为2.0m/s。矿区内雨季集中在79月份，占全年降水量的6575，丰水年与枯水年降水量相差35倍，并存在10年左右的气象周期，从而形成了地下水“集中补给”的条件。自1972年以来，受全球性气候变化的影响，区内年平均气温与蒸发度逐年增高，降水量和相对湿度逐年减少。 矿区属地震活动区，历史上多次发生过地震，其东边的隆尧县曾于1966年3月8日发生过7.2级地震。1-4矿井煤层赋存、储量： （以二号煤层为例）1.矿井工业储量：采用地质块段法。计算公式：Q A M D10-4其中：Q工业储量（万吨） A计算面积（m2） M计算采用厚度（m） D煤层平均容重（吨/m3）矿井工业储量是勘探(精查）地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和，其中高级储量A、B级之和所占比例应符合表2-1的规定。经块段法计算本设计矿井工业储量汇总见表2-2。 表1-1 矿井高级储量比例 地质开采条件储量级 井 型 别比例（）简单中等复杂大型中型小型大型中型小型中型小型井田内AB级储量占总储量的比例4035253540202515第一水平内AB级储量占本水平储量比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平储量的比例4030153020不作具体规定不要求 表1-2 矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量（万吨）备注ABABCABCAB级储量占总储量的48.342号煤层1969.142367.714336.854633.9312777.6（二）主要地质构造： 1、地层 邢台矿全部被新生界第四系松散沉积层覆盖，第四系与下伏各地层呈不整合接触。根据钻孔情况，本区自下而上有奥陶系中统峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1s）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）、新生界第四系（Q）。 2、含煤地层 本矿区全部为新生界所覆盖，主要含煤地层为石炭系、二叠系近海型海陆交互相含煤岩系。 3、水文地质 上组煤包括1、2、4下、5号煤层。该组1、2煤层顶、底板基本为砂岩含水层，4下、5#煤层顶、底板为野青、伏青灰岩，富水程度较弱，钻孔抽水单位涌水量为0.001350.0599l/s.m，开采揭露的水点水量不大，考虑到断层发育，含水层相互沟通，在有大青、奥陶系灰岩水情况下，防治水工作较为困难，因此，矿井水文地质条件为中等型。 4、区域构造 邢台矿区位于山西中台隆起东缘，属山西断隆区中太行拱断束武安凹断束小区。区内断层以高角度正断层为主，主要构造线走向分别为南北向、东西向和北东向三组，其中北东向断层占主导地位。大中型断层呈高角度正断层性质，近平行展布，形成狭长的地堑、地垒构造，往往构成矿区内含煤区边界和无煤区边界，矿区西南部边界即以大型断层为界，矿区内落差大于20m的断层往往成为采区边界。南北方向与北东方向构造线在本区占绝大优势，是燕山期形成的，控制井田的分布范围，西部的F1、F15、F27、F26等及东部的F21、F2断层，皆为井田西、东两方的井田边界；后期喜马拉雅运动形成了近似东西方向的断裂，截断了井田向南发展的可能性，如F12断层的形成，作为本井田的南部边界，割断了北东向断裂。1-6煤层分布情况：邢台煤矿含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组和二叠系山西组。含煤地层总厚207.37m，共计含煤19层，其中可采及部分可采煤层8层,煤层总厚17.30m，含煤系数为7.98%。山西组和太原组为主要含煤地层，山西组含可采及部分可采煤层2层（1#、2#），太原组含可采及部分可采煤层6层（4下#、5#、6#、7#、8#、9#），其中2#、9#煤层为全区可采煤层，其它煤层为部分可采煤层。1-7瓦斯涌出及爆炸性：无瓦斯涌出、煤尘无爆炸性。（三）、矿井开拓概况 布置采区巷道是为了把回采工作面与主要开拓巷道联系起来。构成运输、通风、动力供应、材料供应等系统。保证工作面联续不断的生产。为了布置采区巷道，需要确定采区走向长度、区段斜长和数目，以及采区内各种煤柱的尺寸，然后确定采区上下山、区段平巷的位置、条数以及它们之间的联络巷道形式。在本设计中西翼第一采区为首采区，本节就首采区的巷道布置及生产系统做详细详细说明。 1、采区走向长度的确定本采区位于井田中央至井田西部边界之间，采区倾斜长度700m，走向长度3000m，工作面长度160m划分为四个区段，分两翼开采。 2、确定区段斜长及区段数目区段数目为3个。 3、煤柱尺寸水平大巷为25m、主回风巷为20m、采区上下山为30m、采区边界为10m、无断层。 4、采区上山布置采区内布置两条上山，即轨道上山和运输上山。运输上山和轨道上山都布置在岩层中，运输上山主要用来运煤，轨道上山主要用于运料，行人，通风，运矸。采区上山沿煤层走向方向距离为20m。在垂直走向方向上，使两条上山在层位上保持在同一高度。 5、区段平巷布置由于开采的煤层为单一中厚煤层且回采巷道的服务年限较短，根据煤层赋存条件可以知道顶底板岩石比较稳定，维护条件较好，所以决定将回采巷道布置在煤层中，为了减少煤层厚度的损失，回采巷道和采煤工作面开切眼均应沿煤层底板布置。工作面巷道采用单巷布置的形式，采用沿空掘巷的无煤柱护巷方式。 6、联络巷道的布置为了便于轨道上山和运输上山之间的联系，在两条上山之间第隔150m做一条联络巷，在联络巷要设风门，防止回风短路。 7、采区硐室 7-1、采区煤仓 设置一定容量的采区煤仓对于保证采掘工作面正常生产和高产，高效是十分必要的。它可以有效的提高工作面采掘设备的利用率，充分发挥运输系统的潜力，保证连续均衡生产。采区煤仓设计为垂直式圆形断面，煤仓直径4m，故煤仓容积应在200t。为了大巷安全，煤仓与大巷连接处必须加强支护，在煤仓下部收口处四周敷设数根钢梁，灌入混凝土与大巷支护连为一体。煤仓周壁采用砌碹支护。 7-2、绞车房 应选择在围岩稳定，无淋水，矿压小和容易维护的地点；在满足施工机械安装和提升运输要求前提下，绞车房应尽量靠近变坡点，以减少工程量。绞车房采用三角架进行安装。绞车房的高度一般在34.5m。断面形状和支护设计为半圆拱型，采用锚喷支护，喷厚100mm。工作面辅助运输采用绞车牵引。 7-3、变电所 采区变电所设在岩层稳定，无淋水，矿压小及通风良好的地点，并位于采区电负荷中心，布置在回风大巷和运输大巷之间。变电所采用锚喷支护，底板采用100号混泥土铺地，高出临近的巷道200-300mm并具有3的坡度，同时在通道内应采用不可燃材料支护。变电所内不设电缆沟，电缆沿墙敷设，电缆穿过密闭处，需要套管保护;在硐室和通道的连接处，装设向外开的防火栅栏两用门 8、采区出煤率及千吨出煤率、掘进出煤率 采区掘进巷道及统计见表13。 表13 采区掘进巷道统计序号巷道名称围岩形式支护方式巷道断面(m2)巷道长度(m)同类巷道总长度(m)出煤量（t）净断面掘断面1轨道上山岩巷U型钢6.47.37007006898.52运输上山岩巷U型钢5.76.270070058593轨道顺槽煤巷工字钢4.74.812003600233284运输顺槽煤巷工字钢4.35.612003600272165开切眼煤巷液压支架8.48.41606707597.86回风石门岩巷U型钢6.47.33030295.65合计35.939.63990930071194.95 9、确定采区巷道掘进方法、设备数量及掘进工作面数目根据带区生产能力，带区巷道布置、煤层赋存条件选择确定巷道的掘进方法为综掘。当某一回采工作面将要采完时，须把一个接替回采工作面准备好，以确保工作面的正常生产。故需要配置足够的巷道掘进队，并安排好掘进工作面的接替。采掘工作面的比例关系(头、面比)计算方法如下： 式中：N掘进工作面回采工作面头面比； t1机械安装时间，综采一个月； t2工作面备用时间，按半月计。 th回采工作面所需时间，月； 其中：Lg区段内回采工作面沿走向全长，m； Vh回采工作面月速度，m/月； tj掘进工作面所需时间，月； 其中：In接替工作面的巷道长度，m； Vj巷道的掘进速度，m/月； 所以： 月 月 又因为t11，t20.5。 所以： 10、井底车场形式：采区上部车场选用逆向平车场，采区中部车场选用甩入石门式车场，采区下部车场选用顶板绕道下部车场，大巷装车。 11、矿井通风方法、通风系统：根据采区巷道布置及生产安排，采区轨道上山进风，运输上山回风。第二章 采区基本开采条件（一）、采区开采煤层条件 2-1采区内煤层赋存特征：2#煤层特征 该煤层位于山西组地层下部，区内有86钻孔穿过该层位，所有钻孔全部见煤且均可采。2#煤层上距下石盒子组底部骆驼钵砂岩22.0158.65m，平均38.55m。煤层分布广，厚度大，层位稳定，为邢台煤矿主采煤层之一，同时也是矿区主要标志层之一。煤层厚度2.429.46m，平均6.20m，在断层附近多有变薄现象。从煤层厚度分布范围图上可以看出（见图13），煤层厚度多集中在4.06.5m之间。煤层有北东南西向条带状分布趋势，煤层可采性指数km=1.00，煤厚变异系数=17，为稳定可采厚煤层。 图21 煤层厚度分布范围图 2#煤层结构比较复杂，含夹矸02层，夹矸多位于煤层的中部和下部。中部夹矸分布普遍，层位稳定，但厚度变化不大。井田东部和北部煤层夹矸厚度0.20.4m，一般0.25m；西翼煤层中部夹矸厚度0.31.04m，一般0.50m。在部分钻孔和采面中，煤层下部可见一层夹矸，厚度0.20m左右，距煤层底界面0.41.2m。 煤层直接顶板一般为灰黑色粉砂岩，局部地段因受河流冲刷，直接顶板变为中、粗粒石英砂岩。煤层底板一般为深灰色泥岩和砂质泥岩，部分地段为灰色粉砂岩和砂岩，岩性变化相对较大。 22采区内主要地质状况：邢台矿处于太行山拱断束（块状断层化的复背斜）东翼边缘的断阶上，井田西侧属于上升的太行背斜的主体，东侧紧靠下降的华北断拗带的边缘，由于处在构造上升与下降间的过渡地带，区内构造以剪切断裂为主，褶皱表现轻微。 1、褶皱 井田内基本构造为一短轴向斜盆地和断层所复杂化了的平缓单斜地层，地层产状总的趋势是：走向为N2050E，倾向东南，地层倾伏平缓，倾角一般在525，局部达40，在单斜地层上表现的次一级褶皱为短轴向斜和鼻状背斜，分布在勘探区的西南部和东部。洛阳向斜盆地，是井田内的主要褶曲，其盆地部位在卧庄、洛阳之间，该向斜盆地的南翼、东翼，由于断层的影响，下盘地层上升，煤系地层均被剥蚀，西翼、北翼地层倾角均比较开阔，西翼断层密集，形成地堑、地垒。该褶曲由4、5、6、7、8线地质剖面控制，马鞍形背斜，位于东翼六采区，地面位置在悟思村北，褶曲翼部地层倾角较为平缓、开阔。洛阳西向斜位于洛阳村西部，井下位置为西翼9采区和11采区，该向斜受F12断层影响走向近东西，其轴部位于邢12孔和8310孔之间，为本区主要向斜，该向斜两翼地层基本对称，区内轴长约800m，地层倾角在17左右，轴部倾角较缓，在11左右。该向斜由扩23孔、8303孔、邢12孔、8310孔、扩27孔、8304孔、8309孔、4033孔控制。 2.断层 F2正断层：包括F21、F22等三条伴生断层，形成复杂的断裂破碎带，分布南端起于洛阳村南F12断层，经西北留延伸至井田外，为井田之东部边界。断层走向总的趋势为NE25，倾向295，断面倾角70，落差200600m。断层南端被F12断层切割，北端延出区外，总长度约6km，断层带的下盘（东侧）为奥陶系中统马家沟灰岩，上盘（西侧）为煤系地层和石盒子组地层。 F10正断层： 南起4027孔南，经补9孔至邢台矿西尖灭，在井下西翼-320大巷和一石门均见到该断层，向南延伸到二石门附近消失，向北西翼-210大巷和东翼-210大巷均实见，过补52孔再向北与原F21断层合二为一，该断层延伸长度1.7km，走向NE2540，倾向115130，落差3560m左右，平均42m。 F101正断层：走向32，倾向122，断面倾角56，断距1532m，一般22m。南起邢台矿，经扩5孔、冲10孔、4023孔、胡家营尖灭于邢台市南郊，延伸长度约4.8km。F12正断层：由区外进入矿区，经洛阳村南向西延伸，再经冲29孔，延至区外，为矿区南部边界断层，断层走向NE85，倾向355度，断层倾向70，落差大于200m。区内长度5.7km，断层下盘为奥陶系中统马家沟组灰岩，上盘为山西组。断层落差大于200m。该断层是根据冲29、扩10、8312、8303、8307、8308等钻孔资料分析对比而定，2002年11月三维地震勘探也控制了该断层，参与评级的断点21个，断层位置基本探明。 F13正断层：南起F12断层，经西北留、李村，在邢台南部交于F17断层，延伸长度7.5km，走向NE2560，倾向115150，倾角70，断距40110m。该断层在扩10孔、东翼-320大巷、东翼三轨道均实见，断层位置基本控制，2002年11月三维地震勘探也控制了该断层，参与评级的断点27个。 3、褶皱与断层的特点及其相互关系 本区褶皱与断层有着密切的关系，在断层形成的同时，由于两侧滑动所产生的引力作用，两侧地层表现了弯曲，改变了褶皱的形态。如果两盘地层产状不一致， 就会使断层的落差沿断层走向时大时小的变化，如东翼六采区F13，断层的两侧形成了隐伏的背斜向斜构造，使断层的落差在背斜部位变小，在向斜部位变大。含水层 （1）第四纪顶部砾石层（） 矿区内分布稳定，岩性为石英质砾石，粗粒石英砂和砂土、砂组成，砾径在0.60.1m之间，底板埋藏深度在2540m，南部沙河最浅为12m。厚度一般为1520m，西及西南部较薄为10m左右，中部较厚为24.5m。该层为富水性很强的岩层，属孔隙潜水性质。在七里河北岸之西部，砾石层间夹有粘土而出现分层。本层上部为粗粒石英砂和夹有薄层透镜体砂质粘土、砂土及砂层组成，砂层和砂土层的透水性很强，故本层为一透水性不同的双层含水层。水位标高为+32m+35m，水流方向由西向东，只有沙河北岸即由西南转向东北之势。含水层补给面积广，主要受大气降雨补给，含水层水量丰富，成为本矿区农业用水的主要水源，与煤层开采影响不大。水化学类型为HCO3.SO4Ca.Mg型，矿化度0.280.4g/L。 （2）第四纪底部砾石含水层（） 位于冲积层底部，基岩风化带之上，厚度一般为0.5215.96m，平均厚为7.13m，由红色石英岩、砂和粘土组成，砾石直径较小，一般在510cm之间。在井田西侧以及东界以东，砾石层尖灭，而为砂及粘土代替。 含水层的产状与埋藏深度与古地形相一致，一般埋藏深度在140220m间，向斜盆地之轴部最深，达260m。此含水层富水性较弱，在2号煤与该含水层较接近时，形成了井下巷道的主要充水水源。开采实践证明，在井田中部与西部露头处开采，水量很小，一般在5m3/h22m3/h。但在东部接近F2或F14断层并与奥陶纪灰岩接触地段时，底砾含水层的水量就骤然增大，如东翼7402工作面，在风巷钻探冲积层时，钻孔涌水量达40m3/h以上，迫使风巷停头，另设计风巷。底砾含水层的水化学类型为HCO3Ca.Na、HCO3Ca.Mg和HCO3 ClNa.Ca型，矿化度为0.370.59g/L。 （3）石盒子砂岩含水层（） 该层分布较稳定，厚度一般在8.8929.41m，平均厚度为20.92 m。岩性为灰白色中粗砂岩或白色中粒砂岩，泥质胶结，裂隙不发育。平均单位涌水量为0.0599L/s.m。在井筒深度275.4m打一钻孔进行放水试验，当水位降低170.6m时，总出水量为7.60m3/h，单位出水量为0.0124L/s.m。水化学类型为HCO3.ClNa.Ca型，矿化度为0.330.43g/L，本层距2号煤层为2250m，在煤层采空塌陷后，该层水会涌入工作面或巷道。 （4）山西组大煤顶板砂岩（） 该层为2号煤直接或间接顶板，呈区域性的透镜体分布，厚度变化很大，由021m，平均厚度为9.70m，井田中部厚度较大，南部和北部其厚度变薄，并成为煤层的间接顶板以致砂岩尖灭。含水层之岩性为灰白和白色中细粒及中粒砂岩，含线性层理，泥质胶结，裂隙不发育，单位涌水量为0.002440.0479L/sm，属弱含水层，水化学类型为HCO3.ClNa.Ca型，矿化度为0.260.41g/L。 （5）野青灰岩含水层（） 为薄层灰岩，平均厚度为1.61m。矿井南部厚，最厚为4.42m，北部薄，最薄为0.2m，与四下煤层间距011m。岩石完整致密，裂隙不发育。由井下揭露观测看，各区段裂隙发育有差别，局部区段方解石脉甚发育，涌水量就大，反应则小。单位涌水量为0.01350.0198l/sm。局部区段揭露，开始时涌水量较大，可达14m3/h，但二个星期至一个月以后就有疏干现象，可见它的静储量很小，而又无补给来源，为一弱的层间裂隙含水层。水化学型为HCO3.ClNa.Ca型，其PH值一般大于8左右。 （6）伏青灰岩含水层（） 该层为6下煤直接顶板，也属薄层灰岩，一般只有0.202.91m，最大厚度为3.85m，具分布不稳定，有尖灭现象，井下揭露一般在2m左右，西翼揭露该层无水，东翼揭露有少量涌水。据钻孔揭露在灰岩露头处及井田边缘靠断层附近，有漏水现象，在井田中部和深部，岩芯致密完整，而不含水。本层未作抽水试验，因此无涌水量资料。但在灰岩露头处和井田边界靠断层附近，由于受断裂作用影响和风化结果，局部地区裂隙仍较发育而富水，在生产中仍应予以注意。22302溜子巷道泄水孔水的化学类型为SO4-Ca.K+Na。Mg型，PH值为7.0。 （7）大青灰岩含水层（） 该层为8号煤层的直接顶板，分布较稳定，厚度一般在2.1410.52m，平均厚度为6.75m；在向斜盆地西侧，呈南北向带状分布，井田东侧与F2断层直接接触，灰岩的裂隙发育，有蜂窝状溶洞和水解蚀变现象。据4039、4031、4019、4003、4029、4004、4007、4054、4043、4055、4022，主1-1、主1、补13、补15、补27、冲9、冲23、邢12等19个钻孔观测，曾发生漏水，并在冲8、冲15、补7、补11、补18等六孔的泥浆消耗量大于0.5m3/h。占整个井田钻孔数的35.7%。据井下多个供水孔钻探，都发生不同水量的涌水，最大为400m3/h，最小为9 m3/h，并且东翼水量较大，西翼水量较小。此层的单位涌水量为0.001861.626L/sm，属富水性强的含水层。本层为层间岩溶裂隙水，是煤系地层中的主要充水岩层，具有高达200500m的水头压力。水位标高为+50m左右。水化学类型为HCO3Ca、HCO3Ca.Ma，局部如4033、4054水样点为HCO3.Cl Ca型水，大青放水期间DG8出现HCO3-Na型水、DG4出现CO3.HCO3-Na型水，矿化度为0.230.34g/L。西翼大青灰岩水有浓重的H2S气味，东翼则无H2S味。 （8）本溪灰岩含水层（） 厚度为1.5m8.21m，一般厚36m，埋藏深度在200600m之间。据勘探钻孔揭露，本层漏水钻孔仅占13.2%，其余钻孔岩芯多致密完整。漏水钻孔一般在靠近断层附近。钻孔的单位涌水量差异很大，最大为3.438L/sm，最小为0.191L/sm。本层为局部强富水溶洞裂隙水，属承压含水层，水面标高基本与奥灰水相同。水化学类型为HCO3Ca.Ma、HCO3Ca.Na型水，矿化度为0.240.29g/L。 （9）奥陶纪灰岩含水层（） 厚度约600800m，与上覆煤系地层假整合接触，多以溶蚀裂隙、溶孔和小型溶洞为主。地面钻孔在揭露本层时，有21孔发生严重的漏水现象，占揭露本层84个钻孔的25%。钻孔抽水单位涌水量一般在0.07815.045L/sm。富水性很强。 由揭露的情况看，奥陶纪灰岩在垂直方向上岩溶发育有明显的分带性，根据岩性与含水性划分为三组八段。井田内七段和八段在西部与西南部因风化剥蚀已不明显，仅为五段与六段；本井田内四段与五段一般深度在中奥陶顶面以下70170m左右，为岩溶发育的主要富水段。隔水层 第四系上部粘土、砂质粘土隔水层主要为粘土、砂质粘土，分布连续、稳定，厚度2.7024.58m，隔水层底板埋深45.1072.02m，隔水性一般较好。 新近系中部粘土、砂质粘土隔水层主要为粘土、砂质粘土，分布连续、稳定，厚度1.5428.95m，隔水层底板埋深96.71139.43m，隔水性一般较好。 新近系中下部粘土、砂质粘土隔水层主要为粘土、砂质粘土，分布连续稳定，厚度2.2037.30m，隔水层底板埋深134.80204.00，隔水性一般较好。 、含水层之间砂、泥岩隔水层主要为致密薄层泥岩、砂质泥岩隔水层，厚度1030m。 、含水层之间砂、泥岩隔水层为厚度3450m的砂质泥岩隔水层。 、含水层之间砂、泥岩隔水层主要为厚层泥岩和致密粉、细砂岩，累积厚度2947m，隔水性良好。 、含水层之间砂、泥岩隔水层主要为致密薄层泥岩和薄层砂岩，累积厚度2344m，隔水性良好。 、含水层之间砂、泥岩隔水层、含水层之间一般相距2044m，上部为9#煤层，其间有1325m的砂、泥岩隔水层，可阻隔、含水层水的进入。 、含水层之间铝质泥岩隔水层该层厚度一般为512m，为致密铝质泥岩，分布连续稳定，隔水性能良好。岩溶地下水的补给、径流、排泄邢台煤矿区位于邢台泉域的下游，距离集中排泄区的百泉泉群约5公里，区内全部被新生界及基岩覆盖，属于隐伏岩溶地区。奥灰、大青等主要岩溶裂隙含水层水不能就地直接接受大气降水和第四系孔隙潜水的补给。区内岩溶水的主要补给来源是西南方向的侧向径流补给。区内发育的北东向为主的断层，控制了地下水的赋存、运移。由于区内岩溶裂隙发育，为地下水的流动提供了良好通道，因此，径流条件好，地下水交替循环相当强烈，特别是在断裂构造附近，因为断层均不具备完全隔水的条件，所以富水性很强，并且水力坡度很小，旱、雨季的水力坡度均小于千分之一，使区内不同块段具有较为统一的岩溶水位。 天然状态下，区内岩溶裂隙水大体由西南向东北径流，在百泉泉群排泄。七十年代以来，工农业用水及矿坑排水日益增加，致使奥灰、大青等主要岩溶裂隙含水层地下水位逐年下降，因而造成达活泉泉群及百泉泉群断流，据有关资料统计，目前地下水开采量已达4.231m3/s，人工开采已经逐渐成为区内地下水的主要排泄方式。 岩溶裂隙水的动态规律 与区域条件一致，井田内岩溶裂隙水动态变化与大气降水关系密切，不仅有大致十年左右一个周期的丰水年与枯水年的周期性动态变化，而且具有每年之内的丰水期与枯水期的季节性动态变化，充分反映出“丰水年集中补给、多年消耗”和“雨季集中补给、常年消耗”的动态特征。由于井田范围新生界覆盖，大气降水不能直接渗入补给，因此，以侧向补给为主，形成了水位变化滞后于降水情况，一般每年812月为水位回升期，翌年1月至7月为水位下降期，水位年变幅在平水年一般为36m，丰水年可达1013m。 19771981年连续五年降水量低于多年年平均降水量，井田东北部的J13号孔长期观测显示，水位从1978年开始逐年下降，直至1982年7月20日出现最低水位+56.45m，平均降幅3.16m/a；1982年为丰水年，年降水量605.1mm，其中8月份达357.1mm，因此自7月底以后水位急剧回升，到12月25日达年内水位最高值+68.58m，年升幅12.13m，至1983年元月底以后，水位又下降，至1988年5月14日达到极端最低水位，水位标高+43.445m。19741982年水位平均下降速率每年为1.121.72m，19831987年下降速率每年为2.213.39m。区内泉水流量同样受大气降水控制，流量与降水量成正比，滞后时间略短于水位的变化。根据区内多年降水量与地下水位相关关系的分析，大致有以下动态预测规律： （1）即年降水量在600mm左右时，地下水将处于均衡状态，低于此值水位下降，高于此值水位上升。据此规律可以进行短期预报，每年9月份雨季过后就可据当年的降水量推算翌年雨季到达前的水位变化。 （2）根据大致十年左右一个气象周期的规律，预测2012年以前一般不会出现丰水年，因此2013年雨季到达之前，将是水位下降期。岩浆岩 侵入部位及形态 本区有岩浆岩侵入体存在，集中区内中部小型盆地的盆底部位，对9#煤层影响最大，该区域8#、9#煤层大部分合并为一层，层间距一般小于0.5m，故推断8#煤可能部分遭受岩浆岩侵入。岩浆岩多沿9#煤层中部或顶部侵入，形态为板状椭园形的岩床，东西两边较厚，中间部位较薄，补32孔穿见厚度达7.02m，补16孔穿见厚度只有0.23m，平均厚度为2.85m，全区共有16个钻孔穿见。 侵入岩岩性 侵入岩岩性经北京煤炭科学研究院鉴定，其结晶度差，属闪长岩类的闪长玢岩，颜色为灰白色，在西南部8601孔、8604孔为灰色或灰绿色，玢晶较小，玢晶成分为斜长石（中长石）、角闪石。侵入体的基石为斜长石和角闪石（碳酸岩化），其次为黑云母、辉石、石英和晶形完好的磷灰石（长柱状或短柱状）间有少量的黄铁矿结核和薄膜，岩体局部地段碳酸岩化程度高。肉眼观察，该岩体为均一的块状构造，边缘部分有明显的流动构造和长条形的小块俘虏体，8601孔、8603孔见到被俘虏的天然焦，为灰色，质纯。 对煤层的影响 9#煤岩体侵入部位煤层厚度部分受吞蚀，使部分煤层由气肥煤变成了贫煤或无烟煤，接触面出现天然焦。在16个穿见岩浆岩侵入体的钻孔中，位于煤层上部或顶部的占13个，在煤层中部的有3个。 扩14孔见岩浆岩1.52m，吞蚀煤层4m，剩余煤厚2.13m，补32孔岩体厚度7.02m，吞蚀煤厚4.5m，剩余煤厚1.58m，扩29孔岩体厚度5.53m，煤厚5.01m，主2孔岩体4.70m，煤厚4.10m，以上钻孔资料显示，侵入体对煤层的吞蚀程度，规律性不甚明显。 侵入体对煤质的影响也无一定规律，9#煤被侵入的一大部分，很大一部分仍为肥煤，补16孔侵入岩厚仅0.23m，沿8#煤入侵，使煤质变为贫煤，补4孔岩体侵入0.30m，使肥煤变为焦煤，8603孔侵入体1.55m，煤质由肥煤变为贫煤，其它钻孔所见侵入体，厚度在2.5m以上， 使肥煤全部变成无烟煤。 2-3采区开采煤层基本状况、煤质状况：依椐GB5751-86中国煤炭分类，以浮煤干燥无灰基挥发份（Vdaf）、胶质层最大厚度（Y）值、粘结指数（G）值、奥阿膨胀序数（b）为主要指标、辅以自由膨胀序数（CNC）和焦渣特征（CRC）确定煤类。各煤层煤类结果见表16。 通过分析、整理、汇总，该井田煤层的煤类： 2#煤（本区主采煤层）以1/3焦煤为主，次为气煤，局部为肥煤和气肥煤7#煤以气肥煤为主，局部为肥煤和气煤；8#煤以肥煤为主，局部为气肥煤。表21 煤层煤分类煤层挥发分Vdaf（%）胶质层厚度Y(mm)焦渣特征CRC粘结指数G奥阿膨胀度b (%)自由膨胀序数CNC煤类符号代码2#31.5036.9835.54(39)13.024.019.7(39) 47 6(22)789488(6)1710167(5)6(1)1/3焦煤1/3JM 3537.0538.5937.64(19)14.325.019.7(19) 67 6(14)889490(3)2710769(3) 66 6(3)气煤QM 4534.9436.9535.98(9)25.842.031.2(9) 47 6(8)/肥煤FM 3637.3438.3037.90(3)25.428.026.5(3) 77 7(3)/气肥煤QF 4634.6236.5035.27(3)26.033.028.5(3) 67 6(3)/肥煤FM 3635.4236.7936.36(6)25.537.029.9(6) 77 7(6)95(1)113(1)/肥煤FM 3632.4235.8634.01(4)20.025.023.0(4) 47 6(3)/1/3焦煤1/3JM 357#37.2043.9139.05(23)26.038.831.8(23) 68 7(16)/气肥煤QF 4635.3536.4935.79(4)32.037.034.5(4) 88 8(2)/肥煤FM 3637.5939.7238.89(3)22.023.322.9(3)7(1)/气煤QM 注：表格中数据为最小值最大值 平均值(点数)，以下各表类同。 煤岩特征:区内2#煤层呈黑色，以镜煤、亮煤为主，玻璃光泽，贝壳状断口，内生裂隙发育、性脆、易碎，属光亮型煤。 其它有益矿产 1、铝土质泥岩 产于石炭系本溪组地层中上部，灰青灰色，致密坚硬，矿体多呈透镜状，局部为似层状，矿石结构以鲕状、豆状和碎屑状为主。原勘探时邢4、4029、4047孔取样，化验结果：二氧化硅41.7644.10%，平均43.14%，三氧化二铝37.1037.50%，平均37.32%，二氧化三铁0.140.37%，平均0.22%，烧失量14.43%。按我国地质矿产行业标准DZ/T02022002达到耐火粘土矿品位。 2、石灰岩 石灰岩产于寒武、奥陶、石炭系地层。分布较广泛，层位稳定，厚度较大，根据东庞的原取样化验，氧化钙平均52.06%，氧化镁平均2.11%，二氧化三铁平均0.21%，三氧化二铝平均1.62%，二氧化硅平均1.11%，三氧化硫平均0.26%，。按我国地质矿产行业标准DZ/T02132002达到黑色冶金熔剂石灰岩的一般要求。但上述化验资料时间较久，若开发铝土质泥岩、石灰岩矿石资源应进一步采样化验。（二）、采区基本条件 2-1采区开采范围：南以F2断层为界，东北西都为人为边界。井田走向长为7.4Km,倾向长为3.2 Km，井田面积15Km2。 2-2采区主要采煤工艺：为了选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并考虑实习矿井实际使用经验。邢台矿2号煤层赋存比较稳定，属于近水平煤层，平均倾角10。煤层平均厚度为6.2m。煤尘无爆炸性，煤层无自燃发火性；煤块硬度较大，中等稳定，容易冒落。老顶为稳定的粉砂岩。厚度在3.5m18m之间，平均厚度8m左右。地质构造简单，结合设计矿井矿井实际情况以及现有的生产技术条件，设计采用综合机械化一次采全厚放顶煤回采工艺，走向长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区。（三）、采区生产能力及服务年限计算确定 3-1采区煤炭储量：矿井设计储量等于矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量；计算公式如下： 矿井设计储量工业储量永久煤柱损失 永久煤柱为：井田境界、断层、村庄保护煤柱； 井田边界保护煤柱的留设：井田边界处均留设25m米宽的保护煤柱，煤柱损失量为399万吨。 地面村庄保护煤柱：由垂直断面计算求得为190万吨。 故，矿井设计储量工业储量永久煤柱损失 12777.6422200201 11954.6万吨 矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量计算公式如下： 矿井设计可