采矿工程毕业设计（论文）-许疃煤矿0.9Mta新井设计（全套图纸）

编号： （）字号本科生毕业设计（论文）全套图纸，加全套图纸，加 153893706题目题目：许疃许疃煤矿煤矿 0.9Mt/a 新井设计新井设计煤矿井下防治水原理与技术浅析煤矿井下防治水原理与技术浅析姓名姓名：学号学号：班级班级：采矿工程采矿工程 2008-1 班班二二 一一 二二 年年 六六 月月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓名：学号：学院：矿业工程学院矿业工程学院专业：采矿工程采矿工程设计题目：许疃煤矿许疃煤矿 0.90.9 Mt/aMt/a 新井设计新井设计专题：煤矿井下防治水原理与技术浅析煤矿井下防治水原理与技术浅析指导教师：职 称：教教授授2012 年 6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院矿业工程学院专业年级采矿工程 2008 级学生姓名任 务 下 达 日 期 ：任 务 下 达 日 期 ： 2012 年年 1 月月 8 日日毕业设计日期：毕业设计日期：2012 年年 3 月月 12 日日 至至 2012 年年 6 月月 8 日日毕业设计题目：毕业设计题目：许疃煤矿许疃煤矿 5.0 Mt/a 新井设计新井设计毕业设计专题题目：毕业设计专题题目：煤矿井下防治水原理与技术浅析煤矿井下防治水原理与技术浅析毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求：以实习矿井以实习矿井许疃许疃煤矿条件为基础，完成煤矿条件为基础，完成许疃许疃煤矿煤矿 0.9Mt/a 新井设计。主新井设计。主要内容包括要内容包括：矿井概况矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓井田开拓、首采区首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。结合煤矿生产前沿及矿井设计情况结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于撰写一篇关于煤矿井下防治水原理煤矿井下防治水原理与技术浅析与技术浅析的专题论文。的专题论文。完成近完成近 3-53-5 年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇，要求不少于要求不少于 30003000 字符字符。院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等） ：成 绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等） ：成 绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日一般部分摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为许疃煤矿 0.9Mt/a 新井设计。许疃矿位于安徽省宿州市西南部，地处蒙城县板桥镇某乡境内， 区内交通十分便利。 井田南北走向长5.06.5km， 东西倾向宽2.53.5km，井田面积约 20km2。 井田内可采煤层共有 2 层， 主采煤层为 72煤。 井田内 72煤倾角在 713之间，平均厚度 3m。矿井工业储量为 327.898Mt，可采储量为 249.35Mt，设计服务年限197.9a。 矿井正常涌水量为525m3/h， 最大涌水量为830m3/h。 矿井相对瓦斯涌出量为12m3/t，属高瓦斯矿井。煤层部分有自然发火倾向，且煤尘有爆炸危险性。根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一：立井单水平开拓，岩石下山开采；方案二： 立井单水平开拓，煤层下山开采；方案三： 立井双水平暗斜井延伸；方案四：立井双水平首采区用采区式布置，且后期用暗斜井延伸。通过粗略和详细技术经济比较，最终确定方案一为最优方案。一水平标高-600m。整个井田划分为 3 个带区和 3个采区。矿井前期采用中央并列式通风方式，后期采用边界式通风方式。矿井采用带区式准备方式，工作面设计长度 200m，采用综合机械化采煤工艺。矿井年工作日为 330d，昼夜净提升时间为 16h。矿井采用“三八”制工作制度，两班生产，一班检修。生产班每班完成 3 个采煤循环。循环进尺为 0.6m，日产量为 2893.3t。矿井煤炭采用胶带输送机运输， 辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。 主井采用两对 6t 底卸式箕斗提煤，副井采用一对 1.5t 矿车双层四车加宽罐笼运送物料和升降人员。专题部分题目为： 煤矿井下防水理论与技术浅析。 主要介绍了井下水的来源和井下水的通道，以及防治水的相关理论和相应的措施。翻译部分主要内容是关于矿井水灰色理论预测预报。 文题目为： Grey Forewarning andPrediction for Mine Water Inflowing Catastrophe Periods关键词：关键词：立井；单水平；带区；综合机械化采煤；中央并列式通风；边界式通风ABSTRACTThis design includes three parts: the general design, the monographic study and thetranslation.The general design is about a 0.9Mt/a new underground mine design of Xutuan Coal Mine.The Xutuan Mine located in Suzhou City , Anhui Province, southwest , the TownMouxiang territory , Mengcheng County board , The transportation in the mining area is veryconvenient. Its about 5.06.5 km on the strike and 2.53.5 km on the dip, with the 20 km2totalarea. There are 2 minable coal seam. The main aquifer coal seam is 72coal seam with anaverage thickness of 3 m, and the dip of 72coal seam is 713. The proved reserves of this coalmine are 327.898 Mt and the minable reserves are 249.35Mt, with a mine life of 197.9 a. Thenormal mine inflow is 525m3/h and the maximum mine inflow is 830 m3/h. The mine relativegas emission quantity is 12 m3/t, Thus, it is a high gas mine. The coal seam has spontaneouscombustion tendency, and the coal dust has explosion hazard.Based on the geological conditions of the mine, I bring forward four available project intechnology. The first is vertical shaft development with one mining level.and seam downwardmining. the second is vertical shaft development with one mining level and rock downwardmining. the third is vertical shaft development with two mining levels and dark inclined shaftextension. the last is vertical shaft development with two mining levels,and seam mining anddark incline shaft. The first project is the best comparing with other three projects in technologyand economy. The first mining level is -600m, The mine field is divided into three strip districtsand three mining district. The type of mine ventilation is the centralized juxtapose ventilation.Designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation.The design length of working face is 200 m, which uses fully mechanized mining with top coalcaving technology. The working days in one year are 330. Everyday it takes 16 hours in liftingthe coal. The operation mode in the mine is “three-eight” with two teams mining and the otheroverhauling. Every mining team makes three working cycle, So everyday there are 6 workingcycles. The advance of a working cycle is 0.6 m, and the quantity of 2893.3 ton coal is makedeveryday.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to beassistant transport. The main shaft uses two double 6 t skips to lift coal and the auxiliary shaftuses a twins wide 1.5 t four-car double-deck cage to lift material and personnel transportation.The monographic study entitled “Principles of Technical Analysis of coal mine waterprevention and control”. The study is contain underground water sources and undergroundwater channels, as well as prevention of water -related theory and the corresponding measures.The translated academic paper is about Grey Theory ofCoal mine water forecasting.the articleentitledGrey forewarning and prediction for mine water inflowing catastrophe periods.Keywords: shaft; one mining levels; strip district; fully mechanized mining with coal caving;centralized juxtapose ventilation目目录录1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.11.1 矿区概述.11.1.1 地理位置.11.1.2 地形、地貌.11.1.3 气候、地震.21.1.4 水文、电源情况.21.1.5 矿区经济概况.21.2 井田地质特征.21.2.1 井田煤系地层.21.2.2 井田地质构造.41.2.3 井田水文地质特征.51.3 煤层特征.71.3.1 可采煤层赋存特征.71.3.2 煤质.81.3.3 煤层开采技术条件.82 井田境界和储量井田境界和储量.102.1 井田境界.102.1.1 井田范围.102.1.2 开采界限.102.2 井田工业储量.102.2.1 储量计算原则.102.2.2 矿井工业储量计算.112.3 矿井可采储量.122.3.1 安全煤柱留设原则.122.3.2 矿井可采储量.132.3.3 工业场地保护煤柱.133 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.153.1 矿井工作制度.153.2 矿井设计生产能力及服务年限.153.2.1 矿井设计生产能力.153.2.2 确定依据.153.2.3 服务年限.153.2.4 井型校核.164 井田开拓井田开拓.174.1 井田开拓基本问题.174.1.1 确定井筒（硐）形式、数目、位置及坐标.174.1.2 工业场地的位置.194.1.3 开采水平的确定及带区、采区的划分. 194.1.4 主要开拓巷道.194.1.5 开拓方案比较.194.2 矿井基本巷道.274.2.1 井筒.274.2.2 井底车场及硐室.314.2.3 主要开拓巷道.325 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置.365.1 煤层地质特征.365.1.1 带区位置.365.1.2 带区煤层特征.365.1.3 煤层顶底板岩石构造情况.365.1.4 水文地质情况.365.1.5 地质构造.365.2 带区巷道布置及生产系统.365.2.1 带区准备方式的确定.365.2.2 带区位置及范围.375.2.3 带区巷道布置.375.2.4 带区生产系统.385.2.5 带区内巷道掘进.405.2.6 带区生产能力及采出率.405.3 带区车场选型计算.425.3.1 带区车场的形式.425.3.2 带区车场的调车方式.425.3.3 带区主要硐室布置.426 采煤方法采煤方法.446.1 采煤工艺方式.446.1.1 采煤方法的选择.446.1.2 回采工作面长度的确定.446.1.3 回采工作面参数.446.1.4 综采工作面的设备选型及配套. 456.1.5 采煤工作面支护方式.496.1.6 端头支护及超前支护方式.506.1.7 各工艺过程注意事项.516.1.8 回采工作面正规循环作业.536.1.9 综合机械化采煤过程中应注意事项. 556.2 回采巷道布置.566.2.1 回采巷道布置方式.566.2.2 回采巷道参数.577 井下运输井下运输.597.1 概述.597.1.1 井下运输设计的原始条件与数据. 597.1.2 运输距离和货载量.597.1.3 井下运输系统.597.2 带区运输设备选型.607.2.1 设备选型原则.607.2.2 带区运输设备的选型及能力验算. 607.3 大巷运输设备选型.637.3.1 运煤设备.637.3.2 辅助运输设备选择.638 矿井提升矿井提升.668.1 矿井提升概述.668.2 主副井提升.668.2.1 主井提升.668.2.2 副井提升.689 矿井通风及安全矿井通风及安全.709.1 矿井通风系统选择.709.1.1 矿井概述.709.1.2 开拓方式.709.1.3 开采方法.709.1.4 变电所、充电硐室、火药库.719.2 矿井通风系统的确定.719.2.1 矿井通风系统的确定.719.2.2 矿井通风方式的确定.719.2.3 矿井通风方法的选择.729.2.4 带区通风系统的要求.739.2.5 带区通风方式的确定.739.3 矿井风量计算.749.3.1 通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定.749.3.2 带区及全矿所需风量.759.3.3 掘进工作面实际需风量.799.3.4 硐室需风量.809.3.5 其它巷道需风量.809.3.6 矿井所需总风量.809.3.7 风量分配及风速验算.819.4 全矿通风阻力的计算.829.4.1 矿井通风总阻力计算原则.829.4.2 矿井最大阻力路线.829.4.3 矿井通风阻力计算.829.4.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔. 849.5 矿井通风设备选型.859.5.1 主要通风机选型.859.5.2 电动机选型.879.5.3 主要通风机附属装置.889.6 防治特殊灾害的安全措施.899.6.1 预防瓦斯灾害的措施.899.6.2 预防煤尘灾害的措施.899.6.3 预防井下火灾的措施.909.6.4 预防井下水灾的措施.9010 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标. 91参考文献参考文献.93煤矿井下防治水原理与技术浅析煤矿井下防治水原理与技术浅析. 94前言.94一、我国煤矿水害主要类型及特点.94二、矿井水的来源和导水通道.952.1 矿井充水水源.962.2 矿井充水水源识别方法.962.3 矿井涌水通道.97三、矿井突水规律与预兆.983.1 突水规律.983.2 突水预兆.983.3 突水的影响因素.99四、突水预测预报.1004.1 矿井易发生突水地段.1004.2 矿井突水理论及预测方法.101五、矿井井下水害防治.1075.1 井下防治水措施之井下探水. 1075.2 井下防治水措施之留设防水煤柱。. 1095.3 井下防治水措施之疏水降压工程.1115.3 井下防治水措施之构筑防水闸门和水闸墙. 1125.4 井下防治水措施之注浆堵水.115六、结论.116参考文献参考文献.117英文原文：英文原文：.118Grey Forewarning and Prediction for Mine Water Inflowing Catastrophe Periods.118Introduction.1181 Introduction of grey disaster prediction theory.1192 Catastrophe periods prediction of water discharging in -400 meter level inWennan Colliery.1202.1 Summary of the hidden dangers of gob water in Wennan colliery. 1202.2 -400 m level mine water inflowing catastrophe periods prediction.1202.3Analysis of grey prediction result of water inflowing catastrophe in -400 m level.1223 Conclusions and recommendations.1223.1 Conclusion.1223.2 Recommendations.122References. 123中文译文：中文译文：.124矿井水流突变时期的灰色预警理论和预测矿井水流突变时期的灰色预警理论和预测.124前言.1241 灰色灾害预测理论引言.1242 汶南-400 米水平矿井水突变时期的涌水量预测.1252.1 汶南煤矿采空区水的隐患简介. 1252.2 -400 m 水平矿井水流入突变时期预测.1262.3 在-400 m 水平的灰色水流突变的预测结果分析.1273 结论与建议.1273.1 结论.1273.2 建议.127参考文献.129致致谢谢.130中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 1页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置地理位置许疃矿位于安徽省宿州市西南部，地处蒙城县板桥镇某乡境内。其地理坐标为东经1164011645，北纬 33213326。本井田位于淮北平原，地形平坦，矿区铁路专用线青芦支线在井田北约 9km 通过，本矿井铁路专用线在该支线的任庄站接轨，专用线长度 9.3km 已投入运营。宿（州）蒙（城）公路在井田的东部边界外通过，许（疃）赵（集）公路与其相连，本矿井进场公路接自许（疃）赵（集）公路，长度 2.2km。故本矿井的交通运输较方便。井田中心位置距东北方向的宿州市约 37km，距西南方向的蒙城县约 28km。井田东部有宿州至蒙城公路；京沪铁路、青阜铁路及京九铁路分别在井田外东、西部通过，青芦支线联接青阜铁路，井田距青芦支线上的任庄站 9.3km。自京沪线宿县车站至各城市的距离为：徐州 75km，北京 886km，南京 271km，上海 574km。矿井交通位置见图 1-1。许疃矿许疃矿许疃矿井 京 沪 铁路江 苏 省徐州市陇 海 铁 路夹河寨孟庄矿朔里矿石台矿岱河矿相王庄矿杨庄矿前岭狂朱仙庄矿芦岭矿骑路孙矿邹庄矿桃园矿祁南矿祁东矿邹庄矿任楼矿界沟矿五沟矿童亭矿临涣矿图 1-1 矿井交通位置图1.1.2 地形、地貌地形、地貌井田内地势平坦，北部略高于南部，海拔标高在+24.5+26.5m 之间，一般为+25.5m左右。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 2页1.1.3 气候、地震气候、地震本区属季风暖温带半湿润气候，春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风。 年平均风速 3m/s， 最大风速可达 18m/s。 年平均气温 14.7， 一月份最低可达-23.2，7 月份最热可达 41。年平均降雨量为 750910mm，雨量集中在 7、8 两个月。无霜期208220 天，冻结期一般在 12 月上旬至次年的 2 月中旬。根据安徽省地震局资料，本区历史上未发生过大的地震。按照建筑抗震设计规范（GB500112001）附录 A我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震分组划分，本区地震烈度为 6 度。1.1.4 水文、电源情况水文、电源情况井田南部外围仅有一条可通木船的北淝河，自西北流向东南，至怀远县流入淮河。一般水位低于地表。在井田北部外围，有一条自西向东流的懈河；在井田内有白马河及跃进河。井田范围内地面农灌沟渠较多，纵横交错，主要有：白马沟、玉亭沟、菜花沟、公益沟、双村沟、纲要沟等，组成农田排灌系统。井田内新生界松散层第一、第三含水层上段埋藏深度浅，分布广，水量丰富，水质容易达到“饮用水卫生标准” 。矿井工业场地及居住区的生活、生产、消防用水取自新生界一、三含水层。井下用水水质要求低于饮用水水质标准，选择用处理后的井下排水作为井下供水水源，水源充沛。矿井电源取自南坪集变电站，工业场地内已建成一座 35kv 变电所，S11-10000/35 主变两台，已使用 9 年，电源是可靠的。1.1.5 矿区经济概况矿区经济概况许疃矿地处平原，土地肥沃， 农作物生长良好，产量较高，农作物主要有小麦、玉米、大豆、棉花等。近几年乡镇企业发展迅速，某乡发展的乡镇企业有农机厂、木器厂、面粉加工厂、瓶盖厂等。主要建筑材料供应：钢材、水泥、木材供应充足；砖瓦主要由当地供应；石料主要由符离集供应；砂主要来源于嘉山县及山东滕州市，建筑材料供应渠道畅通。1.2 井田地质特征1.2.1 井田煤系地层井田煤系地层本井田煤系地层属二迭系。根据井田内钻孔揭露的地层，自老至新叙述如下：1）奥陶系中下统老虎山-马家沟组（O2l-O1m）井田内揭露最大厚度 117.22m，岩性为灰色、深灰色中厚厚层豹皮状白云质灰岩及灰岩，细晶质结构，方解石自形程度高。2）石炭系上统太原组（C3t）据 706 孔揭露，地层厚度 133.49m，岩性由石灰岩，碎屑岩和薄煤层组成。共含 8 层灰岩，总厚 6l.87m，占本组地层厚度的 46.3%。上段一灰至六灰灰岩总厚 40.46m，占该段厚度的 65%。下段含两层灰岩，总厚 21.41m，占该段厚度的 49%，含薄煤层，位于灰岩下，不作为开采对象。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 3页3）二迭系下统山西组（P1s）位于骆驼脖子砂岩底板至太原组一灰顶界之间，厚度 95130m，平均 111m，由海陆交互相沉积的砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含 10、11 两个煤层（组） ，其中 101煤层在某断层以北厚度稳定，为可采煤层，在某断层以南出现大面积沉积缺失。112煤层较薄，为局部可采煤层。4）二迭系下统下石盒子组（P1xs）位于 K3 砂岩底板至骆驼脖子砂岩底板之间，厚度 220260m，平均 245m。由过渡相砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、铝质泥岩、泥岩和煤层组成。是本井田主要含煤地层，含4、5、7、8 四个煤层（组） ，可采煤层为 42、51、52、71、72、82六层。其中 72、82煤层为本井田主采煤层，82煤层下的铝质泥岩为本区中部地层的重要标志层。5）二迭系上统上石盒子组（P2ss）位于 K3 砂岩底板以上，井田内揭露最大厚度 644m。由过渡相陆相砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含 1、2、3 三个煤层（组） ，32煤层为本井田主采煤层，K3 砂岩为本区上部地层重要标志层。6）下第三系（E）分布在井田南部及东南部，井田内揭露最大厚度 492.59m。岩性由紫红色粉砂质胶结的砾岩及砖红色少量云母的粗砂和少量细砾组成。7）上第三系上新统（N2）地层厚度 122315m， 平均厚度 245m。 底部以残积坡物和洪积物为主， 厚度 063m，平均厚度 20m，主要分布在 71 线以北。岩性为砾石、粘土砾石、砂砾、砂及粘土质砂，夹薄层粘土、砂质粘土及粘土夹砾石。中下部以湖相沉积的灰绿色、 综红色粘土和砂质粘土为主。 厚度 85185m， 平均 140m。厚度大，可塑性好，膨胀性强，是井田内主要隔水层组。中上部多河湖相沉积的棕黄色、浅红色及灰白色细、中砂。顶部以综黄色及灰绿色粘土和砂质粘土为主，粘土可塑性强，分布稳定。8）第四系（Q）地层厚度 64116m，平均厚度 90m 左右。更新统下部砂层与粘土或砂质粘土呈互层状， 以河间阶地沉积物为主， 平均厚度 37m左右。更新统上部以土黄色、棕黄色粘土和砂质粘土为主，平均厚度 22m 左右。全新统平均厚度 31m 左右。下部以细粉砂、粉砂为主。中部在垂深 2023m 普遍含有一层厚 12m 的灰黑色富含腐植砂质粘土。上部在垂深 35m 为砂质粘土，富含钙质结核及锰铁质结核，为近代淮北平原的剥蚀面。近地表 0.5m 左右为褐黑色耕植土壤，在井田的西南部沉积有近代黄泛淤积的综红色粘土层，厚 1m 左右。矿井地质综合柱状图见图 1-2。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 4页系煤细砂岩泥岩泥岩泥岩泥岩煤泥岩细砂岩中砂岩碳质泥岩泥岩中砂岩7-1煤7-2煤8-2煤8-2煤421.67422.40426.10431.59433.28434.79440.97443.97445.64445.95447.25451.15460.37463.18463.36469.55473.10476.855.020.733.705.491.691.511.343.001.670.311.303.909.222.810.186.193.553.75灰到浅灰色，薄到中厚层状，中细粒结构，主要由石英组成，含少量暗色矿物。测井资料。灰色，薄到中厚层状，含粉砂质结构，发育有斜楔型层理，见有少量裂隙，并见有方介石脉状充填。深灰色，块状构造，顶部稍含粉砂质，430.50米以下0.35米菱铁鲕粒岩。黑色，以末状为主，夹有少量细碎块状，局部见有鳞片状，属半亮型煤。深灰色，块状构造，泥质结构，含少量结核，产多量的植物化石，顶部0.20米底部0.10米为黑灰色的含炭泥岩。黑色，以粉末状、细碎块为主，夹少量块状、粒状、条带状，内生裂隙发育。深灰色，块状，泥质结构，产植物化石。测井资料。深灰色，块状，含粉砂质结构。浅灰色，薄到中厚层状，细粒结构，分选中等，泥质胶结，常见与深灰色的粉砂质组成互层。浅灰色，中厚层状，细中粒结构，主要由石英组成，含少部分暗色矿物或岩屑，分选差，钙质胶结，层面有炭质或云母分布，含少量菱铁鲕粒。黑色，以粉状、细碎块状为主，夹少量块状、粒状，局部见少量鳞片状。深灰色，块状构造，中部部分含少量鲕粒，下部见有少量结核，底部0.20米含大量的粉砂质，自上而下化石碎片渐少。浅灰色，块状构造，细中粒结构，主要由石英组成，含少量长石、云母及其它暗色矿物或岩屑，分选差，泥质胶结。细砂岩439.634.84灰到浅灰色，薄到中厚层状，中细粒结构，主要由石英组成，含少量暗色矿物。黑色，以粉状、细碎块状为主，夹少量块状、粒状，局部见少量鳞片状。统组地 层综合柱状岩 性 描 述细砂岩累计厚度名称/m 厚 度/m二迭系下统下石盒子组深灰色，块状，含粉砂质结构。深灰色，块状，含粉砂质结构。图 1-2 矿井地质综合柱状图1.2.2 井田地质构造井田地质构造区域构造最主要、最突出的形象是新华夏构造和淮阴弧形构造。该井田位于童亭背斜的南端，为走向南北，向东倾斜的单斜构造，地层倾角北缓南陡825，一般为 816。童亭背斜又位于淮阴弧形构造的南部， 背斜南端以板桥断层与东西走向的固镇蒙城凸起相接。由于该井田所处的特定位置，其构造成分必与区域构造相对应。1）褶曲邵于庄向斜位于井田东北界外，是五沟向斜的南延部分。于大庄背斜在邵于庄向斜东部，与向斜连成一个完整的起伏状态。本井田内，沿走向呈波状起伏，有两处较显著：一处在 7275 线之间 5 煤露头呈波状起伏，与临近煤层露头的走向不一致。虽经72-735、73-746、74-756 孔查证，也未见断层。另据地震补勘资料，在 73 至 76 勘探线间，F6 断层的尾部，在 72煤层中发现了 DF10、DF11、F24、DF12、DF13、DF14、DF15 等中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 5页断层。由于受断层作用，该地段地层产状发生较大变化在 DF11、F24 断层间呈现为反向的小褶曲。沿走向分别在 70、72、74、76 勘探线处形成小向斜，其间向背斜相互交替，小褶曲呈串珠状十分发育。另一处在 6566 线浅部，该段地层沿走向发生强烈扭曲，呈明显的向背斜形态，经636615 八个钻孔及 5 条地震测线控制， 它是受南北向的挤压和某断层的牵引作用所致。2）断层根据某井田精查地质报告，井田内共查出断层 23 条，其中正断层 11 条，逆断层 12条。断层落差大于 100m 的 5 条，断层落差大于 30m 而小于 100m 的 8 条，断层落差小于30m 的 10 条。从断层组合关系看， 属于北东向的断层有 8 条， 是由东西向的压应力挤压而成的压性断裂；属于北西西东西向的断层有 10 条，由东西向压应力而形成的张扭性和压扭性断裂；于第三系时有继承性活动，如板桥断层和某断层等。属于北西向的断层有 4 条，全为张扭性断裂。属于北东东向的断层只有 F18 一条，属张性断裂。根据国家能投计（1991）612 号文件要求，为进一步查明该矿井首采区的小构造，淮北矿务局委托安徽省煤田地质局物探测量队进行地震补勘。补勘范围为：北起某断层，南至 F11 断层，东以 F5 断层为界，西至 82煤层露头，面积约 35km2。本次补勘全区共发现断点 169 个，利用断点 134 个，组合断层 28 条（包括补勘前发现的 10 条断层） 。未能组合成断层的孤立断点 35 个，其落差均小于 10m。28 条断层中，正断层 8 条。控制可靠的断层 21 条，较可靠的 6 条，控制不足断层 1 条。本次补勘对以前发现的断层进行了进一步控制，修改了 F15、F5-1 断层，改变了 F6 断层的组合方式，F9 根据钻探资料作为保留断层处理，其余 6 条断层与原来基本一致，新发现断层 18 条。从补勘结果来看，该区褶曲及断裂构造很发育，其特征及规律表现如下：（1）逆断层发育，以压性断裂为主且落差大，正断层少且落差小。（2）断层走向多数以北东向为主，且倾向南东，如 F5、F6、F15 走向北西以某断层和 F11 为代表。（3）补勘区北部断层相对较少，且表现为走向北西；南部断层相对较为发育，且现为走向北东。（4）煤层露头浅部和-800m 深部断层较少，多数断层分布于井田深度的中部地段。（5）在地层产状变化的地段是褶曲加小断层。根据精查勘探和地震补勘的结果，本井田为一走向南北、向东倾斜的单斜形态，煤系地层沿走向呈舒缓状起伏，局部有伴生小断层的褶曲，地层倾角北缓南陡，已发现 35 条断层，未发现岩浆岩侵入。本井田构造复杂程度属于第二类中等构造。1.2.3 井田水文地质特征井田水文地质特征1）各含、隔水层特征（1）本井田新生界松散层厚度 292.84368.10m，一般厚度 320340m，自北西向南东有逐渐增厚的趋势。 根据新生界松散层的钻孔芯取电测井资料和岩相组合特征， 自上而下划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组） 。其中第三隔水层 （组） ， 底板埋深 292.40354 20m， 隔水层两极厚度 57.30176.90m，中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 6页一般厚度 120m 左右。中、上部以灰绿色、棕红色粘土和砂质粘土为主，质纯致密，可塑性好，膨胀性强；下部以粘士、砂质粘土、泥灰岩、钙质粘土为主，夹 23 层砂。该隔水层（组）可塑性好，膨胀性强，厚度大，分布稳定，隔水性能良好，能阻隔地表水及一、二、三含地下水与下部四含和基岩各含水层（段）地下水的水力联系，是井田内重要隔水层（组） 。第四含水层（组） ，底板埋深 292.40368.10m，含水层（组）厚度 056.62m。一般厚度 1015m 左右。北部古潜山和西部、南部构造突起地段四含沉积缺失或沉积较薄，多为残积、坡积物，其岩性为砾石、粘土砾石、粘土夹砾石、砂砾、粘土、砂质粘土、钙质粘土等。在西北部沿五沟向斜向东南，构成了本井田天然进水通道，四含地下水自北西流向南东， 在井田西北谷口附近及延至井田北部偏东形成谷口洪冲积物， 该区段四含沉积最大厚度为 56.62m。岩性为砾石、粘土质砾石、砂砾、粗砂、中砂、细砂、粉砂及粘土质砂，夹有粘土和砂质粘土。71 线以北，据 66-684 孔及 70-713 孔抽水资料，q=0.1050.282L/ms，富水性中等。71 线以南至 77 线，据 74-756 孔抽水资料 q=0.0005L/ms，富水性弱。77 线以南绝大部分缺失四含。（2）新生界下第三系“红层”含、隔水层（段） ，上段厚度 150m 左右，多为浅红色砂质泥质砾岩，为含水层，835 孔在深 339.67m 处，曾发生严重漏水。中段厚度 280m 左右，以砖红色粉砂岩为主，隔水性良好。下段厚度约 5060m，多为红色砂砾岩，钻进过程中未发生漏水，富水性较弱，在局部块段直接覆盖 32、5、7 煤层之上，对开采可能有影响。（3）二迭系主采煤层间大、隔水层（段） ，煤层岩层主要由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层组成。3 煤顶板中细粒砂岩，裂隙较发育；3 煤下 6090m 的 K3 砂岩局部裂隙发育。据 718 孔和 74-753 孔对 K3 砂岩抽水资料，q=0.0040.0062L/ms，富水性弱。煤顶板中砂岩和底部细砂岩局部裂隙较发育，据 7211 孔抽水资料 q=0.025L/ms，富水性弱。34煤层（组）间砂岩裂隙水以储存量为主，补给水源不足。78 煤顶、底板砂岩，局部裂隙较发育；据 7015、68-672、73-746 孔抽水资料，q=0.0090.294L/ms，富水性弱中等。 以储存量为主， 补给水源不足。 10 煤顶底板砂岩， 据 623 孔抽水资料， q=0.0015L/ms，富水性弱。以上各含水层间以及与四含、太灰之间均有隔水层（段） 。2）断层的富水性及导水性钻探揭露的破碎带充填物以泥岩、粉砂岩碎块为主，砂岩碎块次之，一般泥质胶结。钻孔揭露破碎带，均未发生漏水。据 65663、7017、546 和 7216 孔分别对某断层、F5、F6 和 F7 断层抽水资料，q=0.00010.0093L/ms，T0.00382.93m2/d，k0.00010.017m/d。地质资料从断层破碎带岩性，简易水文和抽水试验资料，说明断层的富水性极弱，导水性差。根据生产矿井的实践经验，回采引起岩层移动，导致局部应力重新分布，极易使断层的导水性增强。未探明的地质构造，严重威胁矿井的安全生产。因此，施工及生产过程中还应从井下应力变化以及开采煤层引起的冒落裂隙带的实际情况， 分析断层两盘岩性，采取必要的防水安全措施。3）矿井涌水量矿井主要充水因素是煤系地层砂岩裂隙水。 松散层底部含水层应留设防水煤岩柱， 其涌水量未计入矿井总涌水量内； 巷道遇断层引起太灰水的突水量未计入矿井总涌水量。 全中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 7页矿井合计正常涌水量为 525m/h，最大涌水量为 830m/h。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层赋存特征可采煤层赋存特征二迭系煤系是本井田勘探对象，含 10 个煤层（组） ，自上而下编号为 1、2、3、4、5、6、7、8、10、11 煤层（组） ，含 34 层煤。其中可采煤层有：24、32、42、51、52、71、72、82、101、112 共 10 层，煤层平均总厚 15.79m。32、72、82 煤层为主采煤层，平均总厚 7.20m。42、51、52、71 煤层属大部可采煤层。平均总厚 4.56m。24、101、112 煤层属局部可采煤层， 平均总厚 4.03m。 24 煤层平均厚 0.72m， 离 32 煤层较远 （平均 115m） ，112 煤层平均厚度 0.72m，离灰岩近（平均 22m） ，精查地质报告列为暂不利用煤层。井田内可采煤层特征见表 1-1。井田可采煤层情况分述如下：1）32 煤层距 24 煤层平均 115m，煤厚 0.224.27m，平均 2.22m。煤层结构较简单，以一层薄夹矸为主，个别孔夹矸增厚而分叉成二层独立煤层。该煤层为井田主采煤层，全区仅二个孔不可采，可采范围占全区 99.2%。煤层顶板以泥岩为主，次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。2）42 煤层距 32 煤层平均 104m，煤厚 02.18m，平均 0.91m。煤层结构较简单，无夹矸者为主。井田的南部和北部有成片不可采区，可采范围占全区 69.5%。煤层顶板以砂岩（南、北部）为主，次为泥岩和粉砂岩。属较稳定煤层。3）51 煤层距 42 煤层平均 78m，煤厚 02.35m，平均 1.19m。煤层结构较简单，一般在顶部有薄层炭质泥岩夹矸。 中部、 北部及南部靠近露头区有成片不可采区。 可采范围占全区 73.1%。煤层顶板以泥岩为主，其次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。4）52 煤层距 51 煤层平均 7m，煤厚 02.94m，平均 0.77m。煤层结构简单，南部有成片不可采区，其它为零星小块不可采区，可采范围占全区 77.2%，煤层顶板以泥岩为主，次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。5）71 煤层距 52 煤层平均 58m，煤厚 03.46m，平均 l.69m。7 煤组在分岔区为二层（71、72） ，东侧合并为一层（72） ，故 71 煤层仅位于井田北部和南部西侧。煤层结构较简单，无夹矸及具一层夹矸者占绝大多数，西部露头区有长条状不可采区，可采范围占全区 89.4%，煤层顶板以砂岩，泥岩为主。属较稳定煤层。6）72 煤层距 71 煤层平均 13m，煤厚 07.82m，平均 3.0m。分岔区煤层薄且结构简单，合并区煤层厚且结构复杂。露头处有条带状不可采区，北部有片状不可采区，可采范围占全区81.6%。煤层顶板以砂岩为主，其次为粉砂岩和泥岩。属较稳定煤层。7）82 煤层距 72 煤层平均 19m，煤厚 015.14m，平均 9.0m。煤层结构较简单。当煤层具簿夹中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 8页矸时，一般为 83 与 82 煤层合并，当夹矸增厚时则为分岔，导致 83 成为独立煤层。合并后煤层厚具一层夹矸，反之则薄或无夹矸。83 煤层不稳定，常出现尖灭点，可采面积只有 23%，在井田南部，82 煤层有一条带状不可采区，可采范围占全区 93.5%。煤层顶板以砂岩为主，其次为泥岩和粉砂岩。属较稳定煤层。8）101 煤层只赋存于某断层以北，距 82 煤层平均 97m，煤厚 05.26m，平均 2.59m，煤层结构较简单，有小片不可采区，可采范围为 75.8%。煤层顶板以砂岩、泥岩为主，局部为粉岩砂。 某断层以北可定为较稳定煤层。 但在某断层以南由于沉降差异改变成煤环境而出现大面积缺失，从全井田衡量只能定为不稳定煤层。表 1-1 可采煤层特征表煤层名称两极厚度平均厚度（m）煤层结构稳定程度煤层间距（m）320.22-4.272.22含夹矸 12 层，较简单较稳定，大部可采-420-2.180.91无夹矸为主，较简单较稳定，大部可采104510-2.351.19顶部有薄夹矸，较简单较稳定，大部可采78520-2.940.77无夹矸层，简单较稳定，大部可采7710-3.461.69无夹矸及一层夹矸为主，较简单较稳定，大部可采58720-7.823无夹矸，较简单较稳定，主要可采13820-15.149一层薄夹矸，较简单较稳定，主要可采191010-5.262.59无夹矸，较简单不稳定，大部可采971.3.2 煤质煤质本井田以肥煤为主，1/3 焦煤次之，伴少量气煤和气肥煤。各煤精煤挥发分产率约为 3037.5%，胶质层最大厚度多在 2030mm 之间，粘结性指数基本上都大于 85%，属中等挥发分为主的强粘结煤种。32煤属高挥发分煤。各煤的原煤灰分产率多在 1525%之间，中灰为主，并伴有少量低灰及富灰煤。各煤含硫量一般都小于 1.0%（42煤除外） ，磷含量多小于 0.01%（仅 72和 82煤略大于 0.01） 。属特低硫低硫、特低磷低磷为主的煤，同时亦伴少量中硫富硫煤。各煤的 QfDT一般大于 6400 卡/g （2.7107J/kg） ， 51和 52略低， 但仍大于 6000 卡/g （25107J/kg） ，都具有较高的热值。主要可采煤层的精煤回收率偏低，属难洗选煤。本井田之煤具有配煤炼焦、 工业锅炉燃烧和气化等多种用途， 但以配煤炼焦的优势最为明显，亦可兼作其它用途。1.3.3 煤层开采技术条件煤层开采技术条件1）主采煤层顶底板情况（1）72 煤层72 煤层直接顶为深灰色块状泥岩，局部为砂岩或炭质泥岩，厚度 014.65m，平均中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 9页厚度 1.57m，局部见 0.30.66m 炭质泥岩伪顶；老顶为中细粒石英砂岩或砂质泥岩，厚度016.20m， 平均4.84m； 直接底板为灰深灰色块状泥岩， 厚0.733.31m平均1.81m；上距 71 煤 019.16m，下距 82 煤层 9.2522.87m，平均 15.31m。（2）82 煤层82 煤层层直接顶为灰深灰色细粉砂质或砂质泥岩，厚度 1.7214.71m，平均厚度 8.61m；老顶为粗细粒砂岩或砂质泥岩，厚度 0.2514.02m，平均 4.84m；直接底板为灰深灰色块状泥岩，厚 0.745.79m 平均 1.85m，直接底下见一薄煤层或煤线（83 煤层） ；上距 72 煤 9.2522.87m，平均 15.31m；下距铝质泥岩标志层（K2）8.6521.10m，平均 14.49m。2）瓦斯本井田瓦斯样瓦斯含量为 0.0510.08mL/g。在煤系剖面上，浅部低于深部，上部煤层（32）低于深部煤层（72、82） 。在平面上，某断层以北和 76 线（32 煤层 74 线）以南低，中部区间为高。矿井相对瓦斯涌出量 12m3/t，矿井属于高瓦斯矿井。3）煤尘及煤的自燃本井田各煤层均有煤尘爆炸危险。本井田各煤层基本上都属于有可能自燃发火。4）地温本井恒温带深度为 30m，温度为 16.4。平均地温梯度 2.67/100m，平均增温率为37.29m/。本井田属于基底凹陷型的以地温正常为背景的水温和岩温平衡基地的一级高温区，局部为二级高温区。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 10页2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围井田范围某井田境界为：北以 F7 断层为界；南以板桥断层为界；浅部以石炭系第一层石灰岩顶界面为界；深部某断层以南以-850m 水平地面投影线、某断层以北以 F5 断层为界。其地理坐标为东经 1164011645，北纬 33213326。井田南北走向长 5.06.5km，东西倾向宽 2.53.5km，井田面积约 20km2。其赋存情况如图 2-1 所示.-350-500-450-800-700-750-800 -400-450-550-600-650-700-750-350-400-450-600-650-700-750-800-750-700-650-700-750-800-600-550-500-450-400-650-600-500-450-40036932001:5000许疃煤矿开拓平面图许疃煤矿采矿工程系中国矿业大学矿业工程学院37004200470052005700620067007200770082008700394733005300480043003800330028002300280018001300080002003946970003000800130018003694700520062006700720077008200870092009700020057003700700394723000700020097003699200394758005800530048004300380032003700369420039469700-550-550-500-500-500N-850-850-850图 2-1 井田范围图2.1.2 开采界限开采界限本矿区可采煤层为 24、32、42、51、52、71、72、82、101、112。主采煤层为: 72煤厚 07.82m，平均 3.0m。露头处有条带状不可采区，北部有片状不可采区，可采范围占全区 81.6%。82 煤厚 015.14m，平均 9.0m。煤层结构较简单，82 煤层有一条带状不可采区，可采范围占全区 93.5%。72煤层为本矿井设计主采煤层。2.2 井田工业储量2.2.1 储量计算原则储量计算原则1）根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2）根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定：煤层最低可采厚度为 0.70m，原煤灰分40%；3）依据国务院过函（1998）5 号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于 3%的矿井，硫份大于 3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4）储量计算厚度：夹石厚度不大于 0.05m 时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第 11页夹石总厚度不超过每分层厚度的 50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层赋存较稳定，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。2.2.2 矿井工业储量计算矿井工业储量计算本矿井主采煤层为 72煤，采用地质块段法计算工业储量。地质块段法就是根据煤层倾角