朱集煤矿1.2Mta新井设计

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）题目： 朱集煤矿1.2 Mt/a新井设计 朱集矿沿空留巷“Y”型通风技术应用 姓名： 学号： 班级： 二 一 二 年 六 月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 01080031 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 朱集煤矿1.2 Mt/a新井设计 专 题： 朱集矿沿空留巷“Y”型通风技术应用 指导教师： 职 称： 讲 师 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：2012年1月8日毕业设计日期：2012年3月12日 至 2012年6月8日毕业设计题目：朱集煤矿1.2 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：朱集矿沿空留巷“Y”型通风技术应用毕业设计主要内容和要求：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： 指导教师签字：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 日摘 要一般部分针对淮南朱集矿井进行了井型为1.2 Mt/a的新井设计。朱集矿井位于安徽省淮南市境内，井田走向长约7.0 km，倾向长约3.0 km，面积约21 km2。主采煤层为11-2煤层和13-1煤层，平均倾角25，平均厚度分别为1.32 m和4 m。井田工业储量为144.83 Mt，可采储量118.03 Mt，矿井服务年限为75.66 a。矿井正常涌水量为342 m3/h，最大涌水量为462 m3/h；矿井相对瓦斯涌出量为10.3 m3/t，属高瓦斯矿井。根据井田地质条件，设计采用双立井开拓暗斜井延伸两水平开拓方式，井田采用带区式和盘区式联合布置方式，共划分为四个带区，一个盘区，轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷，分别布置在两层煤底板岩层中。考虑到本矿井为高瓦斯矿井，矿井通风方式采用混合式通风，并在开采前预掘底板瓦斯抽排巷进行瓦斯提前卸压抽放。针对北一带区采用了带区准备方式，共划分6个分带工作面，并进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。针对13101工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均厚度为4.0 m，平均倾角2.5，直接顶为泥岩，老顶为细砂岩。工作面采用长壁综采一次采全高采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。采用“三八制”工作制度，截深0.6 m，每天五个循环，循环进尺3.0 m，月推进度90 m。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。主井采用两套带平衡锤的16 t箕斗提煤，副井采用一对1.5 t矿车双层四车窄罐笼和一个带平衡锤的1.5 t矿车双层四车宽罐笼运料和升降人员。专题部分题目为朱集矿沿空留巷“Y”型通风技术应用，以朱集矿1111（1）运输顺槽底抽巷为例，进行了详实的瓦斯观测数据收集与处理，给出了高瓦斯矿井瓦斯分布和运移规律，对矿井生产实践具有显著的指导意义。翻译部分题目为UNDERGROUND LIGH TING IN COAL mINES，主要介绍了井下照明存在的问题和井下照明工具种类及其发展。关键词：朱集矿井；立井开拓；带区；综采；沿空掘巷；Y型通风ABSTRACTThe general design is about a 1.20 Mt/a new underground mine design of Zhuji coal mine. Zhuji coal mine is located in Huainan, Anhui province. Its about 7.0 km on the strike and 3.0 km on the dip, with the 21.0 km2 total horizontal area. The minable coal seam is 13-1# with an average thickness of 4.0 m and 11-2# with an average thickness of 1.32 m. And the average dip of the coal seam is 2.5. The proved reserves of this coal mine are 144.83 Mtandthe , minable reserves are 118.03 Mtandthe, with a mine life of 75.66 a. The normal mine inflow is 342 m3/h, and the maximum mine inflow is 462 m3/h. The mine gas emission rate is 10.3 m3/t which can be recognized as high gas mine. Based on the geological condition of the mine, this design uses a duel-vertical shaft and blind incline shaft two-level development method, and full strip preparation ,which divided into four bandsands , one district, and track roadway, belt conveyor roadway and return airway are all rock roadways, arranged in the floor rock of the two coal seams. Taking into account of the high gas emission, mine ventilation method use combined ventilation ventilation, and excaves bottom gas drainage roadway before mining to relief gas pressure inadvance.The design applies strip preparation against the first band of North One which divided into 6 stirps totally, and conducted coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing.The design conducted coal mining technology design against the 13101 face. The coal seam average thickness of this working face is 4.0 m and the average dip is 2.5, the immediate roof is mud stone and the main roof is sand stone. The working face applies fully mechanized longwall full-height coal caving method,and uses double drumshearer cutting coal which cuts twice each working cycle. Three-Eight working system has been used in this design and the depth-web is 0.6 m with five working cycles perday,and the advance of a wor king cycle is 3.0 m and the advance is 90 m permonth.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and battery locomotive to be assistant transport. The main shaft uses double 16t s kips to lift coal with a balance hammerand. The auxiliary shaft uses a twins narrow 1.5t four-car double-deckcage and a wide 1.5t four-car double-deckcage to lift material and personnel transportation.The monographic study entitled Application of technology about Y type ventilation with roadway along goaf in Zhuji coal mine , the study took 1111(1) bottom gas drainage Roadway of Zhuji mine as an example, conducted a detailed collection and processing to gas observation data, this paper presents the gas distribution and migration rule in a high gas mine, which had significant guidance for practical mine production.The title of the translated academic paper is Underground lighting in coal mines.Keywords: Zhuji coal mine; vertical shaft development; band mode; The full mechanized coal mining; driving roadwayalong goaf; “Y”type ventilation目录III目 录一般部分1矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.2井田地质特征41.3煤层特征102井田境界及储量162.1井田境界162.2矿井地质资源量162.1矿井工业储量182.2矿井可采储量182.3储量汇编203矿井工作制度、生产能力及服务年限223.1矿井工作制度223.2矿井生产能力223.3矿井服务年限234井田开拓254.1开拓方案254.1矿井基本巷道335准备方式475.1煤层地质特征475.2带区巷道布置及生产系统485.3带区车场选型设计556采煤方法586.1采煤工艺方式586.2回采工艺及工作面设备选型606.3回采工作面正规循环作业677矿井运输707.1运输方式的选择707.2主运输设备选型717.3大巷运输设备选择738矿井提升758.1主井提升设备758.2副井提升设备789矿井通及安全809.1矿井通风系统的选择809.2矿井风量计算829.3矿井通风阻力计算899.4选择矿井通风设备929.1安全灾害的预防措施9610矿井基本技术经济指标97参考文献98专题部分前言1001国内外发展情况1002实际存在问题1003Y型通风优势1013.1常用通风方式及其优缺点1013.2采空区漏风规律研究1033.3Y型通风采空区漏风规律1043.4Y型通风方式治理瓦斯的机理及配风量计算1064沿空留巷技术1084.1沿空留巷围岩结构形式1084.2围岩控制的基本理论1095淮南矿区保护层开采技术1105.1淮南矿区保护层开采必要性1105.2淮南矿区煤层赋存特征1115.3保护层开采方式1115.4保护层开采需解决的问题1116深井沿空留巷Y型通风首采关键卸压层工作面瓦斯治理1126.1深井首采关键卸压层工作面瓦斯治理技术基础1126.2抽采巷的应用1147朱集矿Y型通风沿空留巷应用1147.1首采工作面地质条件概述1147.2首采工作面回采和留巷情况1157.3采前巷道加固情况1177.4留巷后期维护1267.5首采工作面瓦斯治理情况1277.6存在问题1348结论134翻译部分英文原文Summary1381Introduction1381.1The importance of lighting in mines1381.2The provision of lighting below ground1392Visibility in mines1393Nystagmus1394Portable lighting1404.1Naked lights1404.2Flame safety lamps1414.3Electric safety lamps1424.4Lamp-room photometry1424.5Miners lamp bulbs1434.6Cables for miners cap-lamps1435Mains lighting underground1435.1Legislation relating to mains lighting1445.2Roadway lighting.1445.3Face lighting.1456Pneumatic-electric units for lighting underground1457Conclusion146中文译文摘要1471引言1471.1矿山照明的重要性1471.2地下照明的供应1472矿山可见度1483眼球震颤1484可携带照明设备1494.1无罩灯1494.2火焰安全灯1494.3电子安全灯1494.4矿灯房光度学1504.5矿工的灯泡1504.6帽灯的电缆1505地下干线供电照明1515.1与干线供电照明有关的立法1515.2巷道的照明设施1515.3采煤工作面照明1526地下照明的气压-电动设备1527结语152致谢153中国矿业大学2012届本科生毕业设计第 1 页一般部分中国矿业大学2012届本科生毕业设计第 25 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区的地理位置朱集东井田属朱集井田27勘探线以东部分，位于安徽省淮南市潘集区与怀远县交界处的武前庄与骑龙庄一带，行政区划隶属淮南市潘集区和怀远县，井田东南距淮南市洞山约38 km。地理坐标:东经11645001165345，北纬325015325430。井田东西长约7 km，南北宽约3 km，面积约21 km2。1.1.2 矿区地形地貌本井田地处淮河冲积平原，地形平坦，地面标高一般在 +22.4 +23.4 m，由东南端基岩裸露的低山、丘陵向西北过渡到厚松散层覆盖的黄淮冲积平原，地势呈现西北高而东南略低。东北部有明龙山低矮山丘，最高点标高 +126 m。矿区总体趋势为北东高、南西低。井田东面有淮河经过，南面为潘集区，北部有人工开挖的茨怀新河，西面是冲积平原。井田内尚有部分人工沟渠，属农灌季节性水渠。1.1.3 矿区交通条件本井田内交通较为便利，井田附近地区交通状况如图所示。铁路：南邻潘集矿区，有淮阜铁路穿过；西至阜阳，与京九线连接；公路：018县道和015县道经潘集区，朱集矿也有公路直接与015县道相连，可达蚌埠、阜阳、徐州、合肥等地；水路：北部有茨怀新河可以通航，可连接淮河航运。见图1-1。1.1.4 矿区气候条件本井田所在地属季风暖温带半湿润气候，四季分明，冬冷夏热。1. 气温年平均气温15.1 ，极端最高气温41.4 （1959年8月24日），极端最低气温-21.7 （1969年1月31日）。2. 降水年平均降雨量893.74 mm，最大1723.5 mm（1954年），最小471.9 mm（1966年）；日最大降雨量320.44 mm；小时最大降雨量75.3 mm。降雨多集中在6、7、8三个月，约占全年的40%；最长连续降雨天数为12天，最长连续无雨天数为68天。年平均蒸发量1610.14 mm（水面），最大2008.1 mm（1958年），最小1261.2 mm（1980年）。蒸发量大于降雨量，潮湿系数近似0.5；相对湿度最大78%，最小10.14%，平均为74%。初雪一般在十一月上旬，终雪在次年三月中旬。雪期72127天，最长138天，最短26天；最长连续降雪6天。日最大降雪量16c m。图1-1朱集井田交通图3. 冻结地面冻结及解冻均无定期，一般夜冻日解，冻结深为度412c m，最大冻结深度30c m。4. 风向及风速春季多东南风，夏季多东南及东风，秋季多东风及东北风，冬季多东北风及西北风；风速一般为2.83.5 m/s，平均3.3 m/s，最大风速22 m/s（1978年8月8日，南风）。1.1.5 矿区水文情况本区地处淮河中游，属淮河冲积平原，区内地形平坦。地表水系发育，淮河流经煤田的东南缘，其支流主要有颍河、西淝河，自西北流向东南，最后注入淮河。淮河为邻近本区主要河流，流量受季节控制，排洪和蓄水能够兼顾，对浅层地下水起补给作用。淮河流经淮南时，一般水位标高为 +15 m，历史最高洪水位标高为 +25.63 m（1954年7月29日）；河床宽3040 m，两岸地势低洼，雨季淮河水位上涨易成内涝。北部茨怀新河为人工开挖水利工程，宽约200 m，向东连接淮河。区内小黑河、大寨沟等沟渠，系人工挖掘，为农灌之季节性水渠。1.1.6 矿区电力供应1. 矿井用电需求根据邻近电网现状和淮南矿区总体供电规划，结合本矿井生产能力大、用电负荷大电压质量要求高等特点，本矿井供电电源电压采用110 kV。2. 矿井供电电源本矿井位于淮南市潘集区，邻近有淮南、洛河、平圩发电厂，芦集、丁集和古沟220 kV区域变电所。田家庵电厂（一厂）位于本矿井东南约60 km处，现装机容量490 mW；洛河电厂（二厂）位于田家庵电厂东北约5 km处，设计装机容量4300 mW；平圩电厂（三厂）位于淮南电厂西约11 km处，设计装机容量4600 mW；洛河电厂与平圩电厂之间设有500 kV超高压联络线，两座电厂均以500 kV超高压线路经繁昌与江南电网相联。丁集220 kV区域变电所为淮南地区总体供电规划的大型区域变电所，位于本矿井西南约20 km处，该站规模为2150 mVA。芦集220 kV区域变电所位于本矿井南约13 km处，该站规模为2120 mVA，目前芦集变电所尚有1个110 kV间隔。两变电所均以220 kV输电线路与区域电网相联。新建设的古沟220 kV变电所位于本矿井东南方，两回路220 kV电源线路分别引自潘三电厂和洛河电厂，设计规模为2180 mVA。前期装备一台180 mVA主变，已于2007年底竣工投入生产。综上所述，本矿井邻近电源充足，并且安全可靠。3. 供电方案本矿井2回110 kV电源1回取自于丁集220 kV区域变电所，导线采用LGJ185，长度约为22.6 km，另1回取自新建的古沟220 kV区域变电所，导线采用LGJ185，长度约为26 km。朱集东矿井设计生产能力为4.0 Mt/a。在朱集东矿井工业场地内建1座110 kV变电所。1.1.7 矿区其他工农业生产情况井田所在地淮南市潘集区总面积600平方公里，辖五镇五乡一个街道办事处，人口43万，其中农业人口35万。气候温和，四季宜人，物阜民丰，人杰地灵。潘集区致力于工业化、产业化、城镇化建设，取得了显着成绩。1. 农业生产潘集区农业基础雄厚。潘集区境内沃野平畴，土质肥沃，雨量充沛，盛产稻、麦、杂粮和各种瓜果蔬菜。通过大力调整农业产业结构，城郊型农业快速发展，建立了优质粮、无公害蔬菜、优质畜禽和水产品四大基地和农业科技园；农业产业化龙头企业逐步扩大，农民人均纯收入2786元。2. 煤电资源潘集区煤电资源十分丰富。区内已探明煤炭总储量37亿吨，建有潘一矿、潘东、潘三3座现代化特大型煤矿，年设计总产1000万吨。区内有平圩发电有限公司，装机容量达120万千瓦。2004年正在开工建设的潘北煤矿，年生产能力400万吨；田集电厂460万KW和平圩第二电厂260万KW超临界燃煤机组也已开工建设；装机容量460万KW的潘集电厂建设工程前期准备工作正在进行。预计到2010年，区境内煤炭年产量达2300万吨，发电装机容量达720万KW，将成为华东地区一个重要的能源基地。1.1.8 矿区其他矿产赋存状况经勘探发现，朱集矿井田范围内还有其他矿产资源。1. 铝质泥岩区内4煤层下1020 m处发育一层铝质泥岩，厚度25 m，层位稳定，一般呈浅灰铝灰色。结构致密细腻，含铝质；局部见褐红色花斑，含菱铁鲕粒。对本区7个钻孔采取了铝质泥岩样，从测试资料看，其成分中SiO2含量在35.90%67.34%之间，Al2O3含量为14.71%36.78%，Fe2O3含量为0.98%26.56%，TiO2含量为0.52%1.22%，SiO2平均含量为50.85%，Al2O3平均含量为22.96%，铝硅比为0.45，达不到铝土矿的最低工业品位，不能作为铝土矿开采，亦难以作为耐火材料和硬质高岭土矿利用。2. 煤中微量元素对区内各煤层中微量元素进行测试分析可知，各煤层中微量元素镓平均含量为12.114.6 pp m，锗平均含量为1.31.8 pp m，铀平均含量为0.91.8 pp m，钍平均含量为0.61.4 pp m，钒平均含量为6.79.4 pp m。上述各微量元素含量均未达到相应矿产的工业品位要求。1.1.9 矿区地震情况1. 地震资料根据已掌握的地震历史资料，淮南市属于许昌淮南地震带。从地震活动性、断裂构造、地形变化及第四纪地质、地貌等方面的情况来看，许昌淮南地震带正处在新构造时期，活动是比较明显的。自公元294年以来，许昌淮南地震带发生4.75级以上地震14次。其中1831年淮南北部的平硪山（明龙山）发生6.25级地震，地震震中烈度为8度；公元294年7月，淮南八公山发生5.5级地震，地震震中烈度达7度。除此之外，淮南周围的较大地震对淮南也曾产生过不同程度的破坏和震感，例如著名的1868年山东郯城8.5级大地震，波及到淮南时的最大烈度达10度。2. 勘察设计国家地震局1979年10月，在淮南地区进行地应力普查，在7 km的深度截面地应力相对大小等值线图和断裂构造分析，明显地存在北西西向的地应力高值区，存在一条东西向、一条北东向的深大断层。根据中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范（GB 500112001）的附录A，本地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度为7度，设计基本地震峰值加速度为0.10g，设计地震分组为第一组1.2 井田地质特征1.2.1 井田勘探程度朱集东井田从1966年开始地质勘查工作，历经预查、普查、详查和勘探等地质勘查阶段。勘探过程中投入了大量的钻探、测井、地震和水文地质工作，共完成钻孔91个，工程量103237.47 m，二维地震测线30条，测长1077.472 m，目前又完成了首采块段三维地震勘探，三维地震有效控制面积19.82 km2，测线48束，共16400个物理点，且成果已融入勘探地质报告中。上述勘探工作对井田地质特征作了详细勘查，具体结果如下： 查明了井田的地质构造形态，基本查明了边界断层和先期开采地段内较大断层的发育情况，对小构造的发育程度、分布范围及对开采的影响作出评述； 查明煤层的层位、厚度、结构、间距和稳定性等主要特征，煤层对比可靠，能够严格控制先期开采地段范围内主要可采煤层的风氧化带界线；查明了可采煤层的煤质特征及其变化情况，并划分了煤类； 查明了或基本查明了直接充水含水层和间接充水含水层的岩性、厚度、富水性及其水力联系，确定先期开采417煤层（组）时，井田的水文地质条件为简单类型，预计的矿井涌水量及突水量结果可信；对可采煤层顶、底板岩石工程地质条件、瓦斯、煤尘与自燃、地温和环境地质状况等其它开采技术条件也作了不同程度的了解、评价和查明； 基本查明其他有益矿产赋存情况； 计算了可采煤层的储量。总体来看，本井田的地质勘查程度是比较高的，所提交的井田勘探地质报告已经通过国土资源部矿产储量评审中心组织的专家评审，国土资源部也已完成对资源/储量评审材料的备案工作，可以作为矿井初步设计编制的依据。1.2.2 地层淮南煤田处于黄淮平原的南部，煤系地层全部被第三、四系覆盖，唯有煤田南北两翼边缘的低山残丘，出露前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系等古老地层。朱集东井田处于黄淮平原的南部，煤系地层全部被第三、四系松散层所覆盖，区内地层系钻探揭露及利用邻区资料。本井田为全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。1.2.2.1 奥陶系中下统（O1 +2）为石炭、二叠系含煤地层的基底，区内无钻孔穿过，南邻潘四井田十西线水四5孔穿过厚度96.78 m。岩性主要为灰色、致密、厚层状、硅质灰岩及白云质灰岩、质纯、坚硬、性脆为其特征。顶部为白云岩；下部为灰岩、泥质灰岩。1.2.2.2 石炭系上统太原组（C3 t）假整合于奥陶系之上，区内仅有231孔揭露到五灰。南邻潘四井田水四11、九10两孔揭示该组厚度分别为114.24 m和112.05 m。底部为46 m厚的铝质泥岩，为浅灰色微带青灰色，具紫红及锈黄色花斑，局部具鲕状结构。鲕粒分布不均，其余岩层由灰色、深灰色灰岩、粘土岩、砂质粘土岩和中细砂岩组成。局部有岩浆岩侵入，灰岩1013层，总厚49.5 m。其中12灰分布稳定且较厚，一般9.5119.34 m。灰岩含丰富的海百合茎及仿锤虫、珊瑚等动物化石。在砂质泥岩中含有较多的腕足类及型体较小的瓣鳃类化石。含不可采薄煤层79层。为本区含煤地层之一。其岩相以浅海相沉积为主，亦具过渡相及泥炭沼泽相。1.2.2.3 二叠系（P）二叠系平均总厚964.44 m，底部以灰岩与太原组分界，二叠系整合于太原组之上。分为下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组，其中山西组、上、下石盒子组为含煤地层，石千峰组为非含煤地层，不是本次研究对象。山西组和上、下石盒子组为主要勘探对象，揭露厚度649.95799.1 m，平均厚730.83 m，含煤28层，总厚28.58 m，含煤系数为3.91%，自下而上划分为七个含煤段。山西组和下石盒子组各为一个含煤段，上石盒子组有五个含煤段。其中下部四个含煤段为矿井主要开采对象。1.2.2.4 三叠系(T）是一套棕红色碎屑岩，由棕红、紫红色、灰白色砂岩、粉砂岩、泥岩组成，砂岩成份以石英、长石为主，见暗色矿物、白云母片及小砾石，钙质胶结，水平层理。厚度不详，51孔揭露厚度87.54 m。与下伏石千峰组呈整合接触。1.2.2.5 第三系（R）1. 下第三系（E）揭露厚度0548.78 m，主要分布在北部边界F201断层附近，由一套棕红色为主的杂色砂、砾岩、砂质泥岩、泥岩组成，砾石成分以石英砾岩、石英砂岩、灰岩为主，砾径360 mm,多呈次棱角状次圆状，胶结物为泥质和粉砂质，固结程度较好。砾岩一般层厚几米到二十几米，最大厚度可达70 m。与下伏地层呈不整合接触。2. 上第三系（N）1） 上第三系中新统下段（N 1 1）厚037.20 m，平均10.28 m，由棕红色、褐黄色砂砾、粘土砾石和砾石组成，局部夹有薄层粘土，属残坡积相沉积，与下伏地层呈不整合接触。2） 上第三系中新统上段（N 2 1）厚0113.90 m，平均厚74.94 m，以灰绿色粘土和砂质粘土为主，间夹粉、细砂13层，局部砂层较厚，但其砂层含泥质较高。属河湖相沉积全区分布稳定，只在北部井田边界4个钻孔缺蚀。3） 上第三系上新统（N2）厚54.00186.24 m，平均厚110.50 m，由灰绿、土黄色及灰白色中砂、细砂、粉砂及粘土质砂组成，夹砂质粘土或粘土35层，局部粘土层较厚。属河湖相沉积全区分布稳定。1.2.2.6 第四系（Q）厚87.40108.94 m，平均100.20 m，以灰黄色、土黄色中砂、细、粉砂、砂质粘土为主，次为粘土间夹粘土质砂，富含砂礓和铁猛结核与蚌壳碎片，属河流相及河漫滩相沉积。1.2.3 地质构造1.2.3.1 淮南煤田区域构造淮南煤田位于华北板块东南缘，北邻蚌埠隆起，南靠合肥坳陷，东起郯庐断裂，西止于商丘麻城断裂，东西长180 km，南北宽1525 km，面积约3200 km2。煤田呈复向斜形态，主体构造线呈北西西走向，两翼有低山出露太古界五河群、下元古界凤阳群、上元古界青白口系八公山群和震旦系徐淮群、古生界寒武系、奥陶系。轴部具有次一级宽缓曲，以石炭、二叠系含煤地层为主，上覆新生界一般厚200500 m。南翼有阜凤、舜耕山逆冲推覆构造，北翼有明龙山上窑山重力滑动构造。北北东向的区域性断层迭加在北西西向的主体构造线上。复向斜内部倾角平缓，一般1020，为一系列宽缓褶皱，由南向北有谢桥古沟向斜、陈桥潘集背斜、尚塘耿村集向斜和朱集唐集背斜；其中陈桥潘集背斜隆起幅度最大，是复向斜内的主要构造。区域性走向逆断层也较发育，同时，北北东向斜切正断层亦很发育，主要有武店断层、新城口蔡城塘断层、颖上陈桥断层、口孜集南照集断层、阜阳断层等，是一组大致平行于郯庐断裂，向西倾斜的阶梯式构造。区内影响煤系地层赋存的构造运动主要发生在印支、燕山期。燕山运动不仅表现为褶皱、断裂，并伴有岩浆运动。新华夏系构造在本区以断裂为主，褶皱不发育，断裂一般截接东西向构造。淮南煤田岩浆岩活动不甚发育，岩体分布较少，局限于上窑、潘集背斜和丁集井田的细晶岩、煌斑岩、正长斑岩、正长煌斑岩、辉石正长岩等，绝对年龄1.1亿年，一般呈岩脉层状侵入，属燕山期产物。对煤层有较大影响，其大多沿煤层分布，使煤层受其影响发生变质，局部为天然焦、无烟煤、贫煤，甚至被岩体全部吞蚀，亦有变薄者。 1.2.3.2 朱集井田构造本井田位于淮南煤田东北部，淮南复向斜的次级褶皱朱集唐集背斜及尚塘耿村集向斜的东段，总体构造形态为一连续的背、向斜。1. 褶曲井田北部为朱集唐集背斜，南翼与潘集背斜北翼构成宽缓向斜。背、向斜轴向为北西西向，沿轴向有所起伏，其中发育有部分次级褶曲。按其构造特点来划分，本井田可分为三大块段： 7线以东为一走向北北东，倾向北西的单斜构造，地层倾角一般在5左右； 721线为一宽缓背斜，系朱集唐集背斜延伸部分，背斜轴部与两翼高差一般为3050 m，地层倾角一般27； 21线以西由北部隆起和南部凹陷两部分组成。其中北部隆起为轴向北西的背斜构造，地层倾角一般在2030，局部达40。南部凹陷为尚塘耿村集向斜，向斜北翼地层较缓，地层倾角一般在35；南翼地层较陡，地层倾角一般在2530，局部达50。2. 断层全井田共发现30条断层，其中17条为正断层，13条为逆断层。按断层落差分：落差100 m的1条，落差100 m且50 m的3条，落差50 m且30 m的4条，落差30 m的22条。断层的延展方向以北西西和北西向为主，次为北东向。本井田先期开采地段（621线）经高分辨率三维地震共发现155条断层，孤立断点24个。其中原钻探期间发现断层7条，新发现断层155条；按断层性质分：正断层135条，逆断层20条；按落差大小分：落差50米的4条，落差30 m且50 m的2条，落差10 m且30 m的20条，落差10 m的129条。3. 岩浆岩本井田在钻探期间有42个孔揭露有岩浆岩，3个孔见天然焦未见岩浆岩，区内岩浆岩可能以岩床和岩脉形式产出。岩浆顺煤层侵入，侵入范围主要集中在中、东部617勘查线之间的中、北部地段，在18勘查线及以西地段有零星分布，主要的侵入形式为拱开煤层，使煤层缺失、变薄或质变为天然焦。本井田构造复杂程度属简单类型。1.2.4 水文地质条件1.2.4.1 主要水文地质条件1. 新生界松散层含、隔水层（组）本井田新生界松散层厚度两极值为150.40394.30 m，平均厚为295.92 m，其厚度变化规律是由北向南、由东向西逐渐增厚。按照沉积物的组合特征及其含、隔水情况，可将其自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计4个含水层（组）和3个隔水层（组）。本井田三隔厚度大，一般074.85 m，平均44.18 m，分布范围较稳定（除北部5-1、9-4、11-5及23-1四个孔沉积缺失外），由灰绿色厚层粘土及砂质粘土和多层细砂组成，粘土致密，可塑性强，是井田内的重要隔水层（组），隔水性能较好；其下部第四含水层（组）厚度为025.40 m，平均7.49 m，该含水层（组）由细砂、砂砾层及粘土砾石组成，砂层间有薄层粘土、砂质粘土分布，且直接覆盖于基岩含水层之上。2. 基岩含水层（段）1） 下第三系砂砾岩含水层（段）该含水层主要分布在井田的北部边界，钻孔揭露厚度为216.25548.78 m，岩性主要为紫红色砾岩和各粒级砂岩及砂质泥岩，据简易水文观测资料表明，该含水层富水性弱，对矿坑充水无直接影响。2） 二叠纪煤系地层含、隔水层（段）本井田煤系砂岩含水层岩性以中、细砂岩为主，局部为粗砂岩和石英砂岩，分布于煤层、粉砂岩和泥岩之间，岩性厚度变化较大，裂隙不发育，且具不均一性，各砂岩含水层之间均有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和煤层等隔水岩石分布，以储存量为主，据井田内钻孔抽水资料表明，各砂岩含水层富水性弱，正常情况下，煤系砂岩含水层之间无密切的水力联系。3） 太原组石灰岩岩溶裂隙含隔水层（段）本井田石炭系太原组灰岩埋藏较深，钻孔未揭露全层厚度，据区域资料表明，地层总厚110130 m左右，含灰岩13层，其中第3、4、12等三层灰岩厚度大，分布稳定，岩溶裂隙较发育外，其余均为薄层灰岩。本井田太原组一灰上距3煤层底板平均间距32.30 m，天然状态下无水力联系，但因太灰的水压较高，已超过3煤层下隔水层（组）岩石的抗压强度，若直接开采3煤层，水力平衡即遭破坏，势必造成其煤层底板突水事故的发生。因此，在开采3煤层之前，必须采取疏水降压等措施，谨防灾害发生。3. 断层带本井田断层较发育，共查出断层30条，其中正断层17条，逆断层13条，钻孔穿过断点3个。断层破碎带主要以泥岩、粉砂岩为主，含砂岩碎块，钻探揭露断层时，大多数断层无漏水现象，结合区域和邻近生产矿井，断层一般是富水性弱，导水性差。但应谨防受采动影响而活化的断层可能成为矿井突水的重要途径。综上所述，本井田新生界下部含水层（组）、二叠纪煤系砂岩裂隙含水层（段）和太灰岩溶裂隙含水层（组）对井下开采影响较大。但是，只要在可采煤层的浅部留设适当高度的防水煤柱，正常情况下新生界下部四含对井下开采威胁较小，但仅在二十三线以东北部四含对1713煤层开采有充水威胁，其它块段四含对各煤层开采无影响。这样，二叠纪煤系砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙含水层（组）便成为矿井开采的主要充水因素。故本井田在开采417煤层（组）时，以裂隙充水为主，水文地质条件简单。1.2.4.2 涌水量预计根据安徽省淮南煤田朱集东井田煤炭勘探报告，本井田一水平（-970 m）开采13-111-2煤层时，采用比拟法，与潘一矿进行比拟，预计矿井涌水量，计算公式为QQ0（F/F0）（S/S0）1/2（1-1）式中Q、Q0矿井涌水量，其中Q0为潘一矿涌水量，正常涌水量为186.32 m3/h，最大涌水量为270.51 m3/h；F、F0预算采用面积，其中朱集井田采用面积F为10 km2，潘一矿采用面积F0为9.3 km2；S、S0水位降深，其中朱集井田水位降深为975.95 m，潘一矿水位降深为550 m。经计算，朱集矿井的正常涌水量为267 m3/h，最大涌水量为387 m3/h。考虑井筒淋水、井下洒水、防火灌浆等因素，因此矿井的正常涌水量取342 m3/h，最大涌水量取462 m3/h。太灰岩溶裂隙含水层的突水量为1152 m3/h。1.2.5 其它开采技术条件1.2.5.1 主要可采煤层顶、底板岩性及工程地质条件本井田主要可采煤层顶、底板主要以泥岩为主，次为中、细砂岩。泥岩特别是炭质泥岩、含炭泥岩，厚度小，抗压强度低，多属软岩，稳定性差中等。粉砂岩和砂泥岩互层属中等坚硬岩类，细砂岩、中砂岩胶结良好，岩石坚硬致密，抗压强度高，稳定性好，工程地质条件良好。矿床浅部基岩风化带岩体质量差，断层带岩石破碎，均属软弱结构面，故本井田矿床工程地质条件为中等类型。1.2.5.2 瓦斯通过对瓦斯测试资料分析，本井田共采测瓦斯煤样364个，实际利用272个，采样深度在-710.25-1227.22 m之间，瓦斯含量两极值为021.53 m3/t，瓦斯含量较高，各煤层瓦斯含量分布特征与地质构造条件有着密切的关系。沼气带位于基岩顶界面下垂深435 m以深。13-1煤层：瓦斯含量为0.0515.21 m3/t，平均瓦斯含量为4.94 m3/t，首采块段13-1煤层瓦斯含量为0.0510.94 m3/t。11-2煤层：瓦斯含量为013.50 m3/t，平均瓦斯含量为4.41 m3/t(-970 m以浅)，-970 m以深仅一个点，含量为4.18 m3/t。首采块段11-2煤层瓦斯含量：0.0513.5 m3/t。另外通过对79个煤样进行煤与瓦斯突出危险性测定，其中17-1、13-1、11-2、8、5-2、5-1、4-2、4-1煤层的突出危险性综合指标 k值均有大于15的样品，由此表明上述煤层均有煤与瓦斯突出危险。因此，本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。1.2.5.3 煤尘与煤的自燃本井田16-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、3煤层为自燃煤层，13-1、11-2、4-1煤层为容易自燃自燃煤层。各可采煤层均有煤尘爆炸危险。1.2.5.4 地温根据九龙岗矿长观孔资料，井田所在地的恒温带深度为自地表向下垂深30 m，相应的温度为16.8。根据已有测温资料，本井田的地温梯度为1.703.80/h m，平均为2.83/h m，基本属地温正常区。一级高温区（31）一般出现在-564 m以下，二级高温区（37）一般出现在-736 m以下，一水平平均地温为43.7，属二级高温区。鉴于本井田地温较高，需采取积极的降温措施，以防热害发生。1.3 煤层特征1.3.1 含煤地层本井田含煤地层为石炭系和二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内二叠系含煤层段揭露厚度649.95799.10 m，平均730.83 m，共含煤28层，煤层总厚28.58 m，含煤系数为3.91%，自下而上依次可分为7个含煤段。山西组和下石盒子组各为一个含煤段，上石盒子组有五个含煤段。其中下部四个含煤段为矿井主要开采对象。1.3.1.1 二叠系下统山西组（P1S）第一含煤段：揭露厚度52.6482.30 m，平均厚67.46 m，含1、3两层局部可采煤层，一般合并为1层，平均厚2.46 m，含煤系数为3.65%。其中3煤为局部可采煤层。见图1-3。1.3.1.2 二叠系下统下石盒子组（P1XS）第二含煤段：揭露厚度116.73162.11 m，平均厚145.63 m，含煤512层（49煤组），平均厚11.09 m，含煤系数7.61%。其中4-1、4-2、5-1、5-2、6、7-2、8煤为可采煤层或局部可采煤层。见图1-4。1.3.1.3 二叠系上统上石盒子组（P2SS）揭露厚度480.58554.69 m，地层平均厚517.74 m，分五个含煤段：第三含煤段：揭露厚度77.8107.5 m，平均厚93.62 m，含煤07层(11煤组)，平均厚2.10 m，含煤系数2.24%。其中11-1、11-2煤为可采煤层或局部可采煤层。见图1-5。第四含煤段：揭露厚度67101.5 m，平均厚82.09 m，含煤16层(1215煤组)，平均厚5.17 m，含煤系数6.3%。其中13-1煤是主要可采煤层。见图1-6。第五含煤段：揭露厚度6197.5 m，平均厚79.44 m，含煤06层(16、17煤组)，平均厚3.12 m，含煤系数3.93%。其中16-2、17-1为局部可采煤层。见图1-7。第六含煤段：揭露厚度77.4109 m，平均厚92.31 m，含煤07层(1821煤组)，平均厚2.51 m，含煤系数2.99%。18、20煤层发育较好，煤层厚度可形成可采区，但由于大部分煤芯样灰分超过40%，使煤层成为不可采，其它均为不稳定薄煤层。见图1-8。第七含煤层：揭露厚度131.5195.5 m，平均厚170.28 m，含煤09层(2226煤组)，平均厚2.13 m，含煤系数1.25%。均属不稳定不可采煤层。见图1-2。1.3.2 可采煤层七个含煤层段中下部四个含煤段为矿井主要开采对象。可采煤层共13层，分别为17-1、16-2、13-1、11-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、4-1和3煤层，平均总厚为21.58 m。其中13-1、11-2、8、5-1和4-1煤层为主要可采煤层，平均总厚12.80 m，约占可采煤层总厚的59.3%；17-1、16-2、11-1、7-2、6、5-2、4-2和3煤层为次要可采煤层，平均总厚8.78 m。各主采煤层赋存特征如下： 13-1煤层：含煤面积21.98 km2，可采面积21.51 km2，仅11-5孔因岩浆侵蚀不可采，赋存标高在-350-960 m之间，煤层厚度0.776.43 m，平均4.00 m，属结构简单、全区可采的稳定煤层；其中7线21线赋存标高在-810-920 m之间，大部分赋存于-850-870 m之间； 11-2煤层：含煤面积22.1 km2，可采面积20.8 km2，有4处不可采区，赋存标高在-350-1000 m之间，煤层厚度02.02 m，平均1.32 m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中7线21线赋存标高在-870-980 m之间，大部分赋存于-920-940 m之间； 8煤层：含煤面积22.5 km2，可采面积21.1 km2，有1处不可采区，2处岩浆侵蚀区，赋存标高在-500-1100 m之间，煤层厚度05.77 m，平均2.99 m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中7线21线赋存标高在-960-1070 m之间，大部分赋存于-990-1030 m之间； 5-1煤层：含煤面积23.1 km2，可采面积22.22 km2，有4处不可采区，2处岩浆侵蚀区，赋存标高在-1000-1180 m之间，煤层厚度05.77 m，平均2.99 m，属结构简单、大部可采的较稳定煤层；其中7线21线赋存标高在-1040-1110 m之间，大部分赋存于-1050-1080 m之间； 4-1煤层：含煤面积23.3 km2，可采面积22.98 km2，有1处不可采区，2处岩浆侵蚀区，赋存标高在-550-1160 m之间