泉店煤矿新井设计毕业论文.doc

黑龙江省教育学院毕业论文 第一章 矿区概述及井田地质特征第一节 矿区概述一、位置与交通本区位于禹州矿区东部的禹州市和许昌县之间，大部分属许昌县管辖，西北隅在禹州市境内。地理坐标为东经11335201133951，北纬340244340556。本区西距禹州市21km，东距许昌市16km。区北部有许昌神垕地方铁路穿过，禹州市许昌市的豫31公路在本区北部穿过，往东至许昌市与107国道和京珠高速公路相连，禹州市与新郑市、登封市、郏县、襄城县均有公路相连，交通方便。附交通位置示意图1-1 图1-1 交通位置示意图二、地形地貌本区位于禹州煤田东南的山前微倾斜平原区，为第四系全掩盖区，地形平坦，地面标高+105+125m，地势北部稍高，南部稍低，冲沟较发育，深度一般不大于10m。区内村庄稠密。2、地表水本区属于淮河水系，较大的颖河在本区西缘流过，河谷宽约30050m，河曲十分发育，历年最大流量1720m3/s，年平均径流量为1.776亿m3，最高水位标高+105.15m（1955年8月20日），最低水位标高+102.12m（1953年6月4日），1929年8月12日曾发生一次洪泛。区内东北部仅有一条季节性小河流。3、气象本区属大陆性半干旱气候，最高气温42.9，最低气温-13.9，年平均气温14.4。年蒸发量大于降水量，年平均降水量644.6mm，雨季多集中在69月份，降水量约457mm，占全年降水量的69%，最大连续降水量310.6mm（1967年7月10日13日）。最大风速19m/s，多为东南风，最大冻土深度为18cm。4、地震据禹县县志记载，公元前5年1966年，禹县曾发生过14次地震，其中大的地震有3次。1972年1980年初，禹县地震台测出轻微地震9次，强度1.32.6级，对地面建筑无影响。本区属低于地震裂度6度区。三、交通运输电源和水源1、运输条件井田北部有许昌神垕地方窄轨铁路穿过，至许昌市与京广铁路相接，河南地方铁路局正在进行改准轨工作。禹州市许昌市的豫31公路在本区北部穿过，往东至许昌市与107国道和京深高速公路相连，禹州市与新郑市、登封市、郏县、襄城县均有公路相连，交通方便，矿井地面运输拟接轨于计划改准轨的许昌神垕线上，运输条件落实可靠。2、电源条件矿井双回路电源分别引自距矿井8km的岗杨110kV变电站和距矿井16km的灞陵110kV变电站。矿井建设35kV变电站，可供矿井及其它工农业生产用电。矿区周围20km内有110kV变电站多处。矿井供电电源可靠。3、水源条件本区第四系潜水的主要富水层埋深40200m的砂、砾石层，动态受季节变化影响，可作为短期供水水源。新近系底部和基岩风华带岩含水层，埋深200m以上，水质好，不易受污染，受季节变化影响不大，可作为中长期供水水源。井下排水处理后也可做矿井水源，矿井水源可靠。四、迁村及土地征用情况本井田村庄相对稠密，井田资源受村庄影响较严重，故从经济角度和社会综合效益分析，村庄应全部搬迁，且搬迁村庄是经济合理的。首采区塌陷范围内有5个村庄，分别为李八庄、柏树郑、玉皇阁、黄庄、石庙李，初期需搬迁村庄约500户，其他村庄应根据开采规划适时安排搬迁。生产中应积极探索建筑物下采煤技术，进行膏体充填等绿色开采试验，以使资源得以充分利用。五、矿区经济概况矿区地处豫中，土地肥沃，人口稠密，主要粮食作物有小麦、玉米、大豆、红薯等，主要经济作物有烟叶、棉花、花生、油菜和瓜果，是国家粮烟棉生产基地，矿产资源有煤炭、铝矾土、水泥灰岩、耐火粘土等，已初步形成烟草加工、能源、化工、机械、纺织、建材六大为骨干的工业体系。六、主要建筑材料供应和配套设施矿井建设所需砖瓦、石料、水泥等建筑材料均可就地供应。钢材、木材等物资可经铁路和公路直接运至工业场地。本矿井建设的外部条件基本落实、可靠。第二节 井田地质特征一、地层区域地层属华北地层区嵩箕小区。该区位于华北板块南部，属嵩箕构造区嵩箕断隆东南端之许禹背斜南翼。禹州煤田构造形态受许昌禹州南关一线的许禹背斜所控制，构造以断层为主，局部伴有小型褶曲，地层走向北西，倾向南西，倾角1530。整个煤田主体构造形态呈宽缓的北西走向的背、向斜。本井田位于禹州煤田的东南部位，为全掩盖式井田。井田发育地层由老到新有寒武系、石炭系上统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、新近系和第四系，其中太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组为含煤地层。煤系盖层为第三、四系，覆盖层厚度250910m，具有随煤层埋深增加而增厚的特点。现将发育地层自下而上分述如下。1、煤系下伏地层（1）寒武系（）1）下统（1）辛集组（1x）：主要为灰色中厚层豹皮状白云质灰岩，下部为薄层灰岩、燧石团块灰岩，底部为紫红色砂、砾岩。与下伏震旦系马鞍山组整合接触，厚66m。馒头组（1m）：以灰黄、黄绿、灰红色薄层泥灰岩为主，中上部夹紫红色页岩。厚124m。2）中统（2）毛庄组（2m）：紫红色页岩，夹薄层灰岩、粉砂岩、细砂岩。厚92m。徐庄组（2x）：灰色薄中厚层泥质条带状灰岩、白云质灰岩、豹皮灰岩，中部为灰岩、页岩互层，底部为钙质粉砂岩夹薄层海绿石砂岩。厚114m。张夏组（2zh）：灰色中厚层状泥质条带鲕状灰岩，夹灰白色中厚层豹皮灰岩。厚59m。3）上统（3）崮山组（3g）：灰色厚层鲕状灰岩钙质白云岩、钙质白云岩，底部为深灰黑色白云岩。厚189m。长山组（3ch）：浅灰色厚层白云质灰岩、白云岩、鲕状白云岩，顶部为灰黄色薄层泥质灰岩、砂质页岩和泥质白云质灰岩。厚64m。2、含煤地层（1）石炭系（C）由石炭系上统本溪组（C3b）和太原组（C3t）组成，与下伏寒武系地层平行不整合接触。厚55.06120.40m，平均106.0m。1）上统本溪组（C3b）：主要为浅灰色铝土岩，上部呈致密块状，部分为层状，具波状及混浊层理。中部大部分为豆状、鲕状结构，部分含较多黄铁矿散晶。下部大部分为紫红色含黄铁矿，局部夹砂质泥岩。该组为本区主要标志层（ML），厚1.8229.70m，平均10.00m。2）上统太原组（C3t）：该组由下到上分为下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段。该组厚83106m，平均96.0m。下部灰岩段：本组顶至L4灰岩顶。由L1L4四层深灰色隐晶质灰岩和砂质泥岩、细砂岩及一3、一4煤组成。L1L3灰岩厚度大，层位稳定，L4局部相变为致密泥岩。上部局部具细粒石英砂岩，一3、一4煤较稳定，均不可采。本段厚22.00m。中部砂泥岩段：L4灰岩顶至L7灰岩底。由灰色深灰色砂质泥岩、细中粒砂岩、L5、L6两层不稳定灰岩及一5一7六层不稳定且不可采薄煤层组成。其中砂岩常含较多白云母，砂质泥岩常具鲕状结构。胡石砂岩位于上部，以局部含多量大白云母片为特征。本段厚39.00m。上部灰岩段：L7灰岩底至L9灰岩顶。由L7L9三层深灰色隐晶质灰岩、砂质泥岩、中细粒石英砂岩及不稳定且不可采一8煤层组成。L7、L8、L9三层灰岩厚度大，较稳定，L8、L9灰岩常合并。本段灰岩含较多海相动物化石，L7灰岩含团块状和透镜状燧石。顶部常有一层灰黑色致密状海相泥岩，含灰黑色生物碎屑铁质岩。本段厚25.00m。（2）二叠系（P）1）下统山西组（P1sh）：顶界止于砂锅窑砂岩（Ss）底界面。与下覆地层太原组整合接触。厚63.2897.84m，平均84.00m。主要以浅灰色深灰色的砂质泥岩、细中粒长石岩屑石英砂岩、粉砂岩和煤组成，含煤六层，其中二1煤层为本区主要可采煤层，二3煤局部可采。顶部泥岩具紫斑和鲕状结构，俗称“小紫”。二1煤顶板大占砂岩（Sd）的层面含多量大白云母片、炭屑和较多磷灰石，标志明显，层位稳定，是良好的标志层。二3煤顶板香炭砂岩（Sx）棕灰色，含较多白云母，较稳定，为辅助标志层。2）下统下石盒子组（P1x）：顶界止于田家沟砂岩（St）底面，分为三、四、五、六煤段，与下伏山西组地层整合接触，大部遭受不同程度剥蚀，厚0388.04m，平均338.00m。三煤段：顶界止于四煤底砂岩（S4）。由浅灰色细粗粒长石岩屑石英砂岩和深灰色砂质泥岩、泥岩组成，含煤7层（三1三7）。三7煤层偶可采，余均不可采。底部砂锅窑砂岩（Ss）为灰白色中、粗粒石英砂岩，底部常含燧石细砾和泥质包体，区内稳定，是良好的标志层。其上大紫泥岩（Md）紫红色、暗紫色，具豆状、鲕状结构，区内稳定。本段平均厚78m。四煤段：顶界止于四、五煤分界砂岩（S5）。由灰白色、浅灰色细粗粒长石岩屑石英砂岩和灰色砂质泥岩、泥岩组成，含煤7层，其中四6煤局部可采。底部砂岩（S4）为灰色中粒长石岩屑石英砂岩，含较多的菱铁质团粒，并组成斜层理和交错层理，层位基本稳定。本段平均厚93.00m。五煤段：顶界止于五、六煤分界砂岩（S6）。由灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩和灰白色、浅灰色的中粗粒石英砂岩、长石岩屑石英砂岩及煤组成。含煤9层，其中五7煤偶见可采点，煤段顶、底部部分具紫斑，普遍含鲕粒。本段平均厚82.00m。六煤段：顶界止于田家沟砂岩（St）。由灰色、深灰色砂质泥岩和浅灰色粗中粒长石岩屑石英砂岩、岩屑石英砂岩及煤组成。含煤4层，其中六2煤偶见可采。煤段上部和下部泥岩紫斑发育。本段平均厚85m。3）上统上石盒子组（P2s）：区内仅保留其底部地层，由浅灰色、灰白色中、粗粒石英砂岩和灰色砂质泥岩组成。底部田家沟砂岩（St）以浅灰色、灰白色中、粗粒石英砂岩为主，含棕色石英细砾和钾长石，泥质、硅质胶结，具斜层理，标志明显，区内稳定，是较好的标志层。与下伏下石盒子组整合接触，区内残存厚度28m左右。3、煤系上覆地层(1)新生界(Kz)本井田新生界地层为新近系和第四系（R+Q）地层，与下伏上石盒子组地层呈角度不整合接触。平均厚度470m。1)新近系（R）：下部以紫红色、黄褐色砾岩为主，间夹多层紫红色砂岩、粉砂岩和砂质泥岩；中部为砖红色砂质泥岩、泥岩，夹砂岩或砾岩；上部为砖红色细粗粒砂岩、紫红色泥岩、砂质泥岩，含钙质结核。平均厚度250m。2)第四系（Q）：下部为黄褐色、浅红色间夹灰绿色的粘土，粘土夹多层薄层褐黄色的细砂和粉砂，底部具薄层的砾石，夹多层钙质结核；中部为黄褐色砂质粘土、粘土，间夹粘土质砂，上部和下部分别夹34层厚层砾石，含钙质结核；下部由三层砾石和黄褐色砂质粘土、粘土及粘土质砂组成，含钙质结核；顶部为黄土，局部为冲积和坡积砾石堆积。平均厚度220m。4、地质勘查工作在本区范围内，共完成钻探17孔，工程量9310.09m；测井14孔，9128实测米；地震测线7条，剖面总长24.9km，物理点106个；钻孔简易水文观测13孔；采样化验47个样。经历次勘查，全区进行了二维地震勘查，首采区进行了三维地震勘查，充分发挥了地震勘查的技术作用，地震和钻探相互验证，互为补充，提高了勘查的可靠程度。全井田共施工钻孔39个，工程量27634.28m，（其中以往22孔，15023.25m；勘探15孔，1125.48m；井检孔2个，1355.55m），平均每平方公里2.17个钻孔。综合评价，本井田勘查程度基本已达到勘探阶段的要求，可以作为矿井设计和生产建设的依据。附主采煤层地质综合柱状图：1-2图1-2 主采煤层地质综合柱状图二、构造1、构造特征区域构造属嵩箕构造区嵩箕断隆东南端之许禹背斜南翼。本井田整体为一走向北西、倾向南西的单斜构造，西部发育一宽缓向、背斜构造，地层走向300330，倾向210240，倾角1029一般2426。构造特征以断裂为主，近EW向断层一组，均为高角度正断层。EW向断层有DF04断层。井田中部的DF04断层把本区分为东、西两个断块。区内未发现岩浆活动迹象。本区构造复杂程度为中等。2、主要构造（1）、褶曲1）时庄向斜：位于井田西南部，展布于泉店南的沟头刘、易刘、乔王一线，延伸长度3km，轴向NW，向北西仰起，两翼基本对称，北东翼地层走向为北西西，南西翼地层走向为北北东，地层倾角2030，最大幅度为180m。由石炭二叠系构成，中部被DF04断层切割。在详查二维地震垂直轴向时间剖面上向斜特征反映明显，由二维地震6、8、9、10及L1测线控制，控制程度可靠。2）王莲背斜：王莲背斜位于井田西南隅，轴向NNW，向南东倾伏，轴部展布于王莲、65孔、朱庄西一线，控制延展长度1300m，最大幅度25m，南西翼地层走向为NNW，倾角14，北东翼地层走向为NE，倾角7。王莲背斜在垂直轴向时间剖面上特征反映明显，控制可靠。（2）、断层各主要断层见断层情况一览表，表1-1表1-1主要断层情况一览表断层名称编号位置 最大 落差（m）倾角 走向倾向长度（km） 控制依据控制程度DF04断层 DF04中部 15063 近EW N 3.51201孔、副检孔、1301孔、1302孔和9、10、11、12、12-1、13、13-1、14、L1、L2、L3、L4二维地震勘探线 可靠3、井田水文地质边界条件本井田位于许禹背斜南翼岩溶裂隙水浅埋区内、区域地下水弱迳流带上。南部边界南关正断层落差3001000m，致使南缘相对富水的寒武系地层与区内煤系地层对接，为井田的南部供水边界；西部边界落差大于400m的前石固正断层，将富水性相对较强的寒武系地层深埋地下，而使区内煤系地层与富水性相对较弱的新生界地层对接，形成西部相对隔水边界；东部DF07断层落差较小，可视为无限边界；北部露头区无构造影响，亦为一无限边界。4、地表水文特征井田地表水属淮河水系，区内水体较少，兴源铺邵李乔王纸张一带属区内地表分水岭，水文条件简单。颖河自西向东于井田西缘流过，区内西北部的灵泉水库（库容32.5万m3）是本区的最大地表水体，位于煤层露头附近，下距可采煤层垂直距离不足300m，其库水极易沿顶板裂隙带进入矿井而加大矿井涌水量；西部的无名河是区内唯一的一条长年性河流，由灵泉水库向南经沟头刘、胡楼注入颖河；白沙东干渠宽1015m，深12m，由西向东在区北部通过，渠内极少有水，其它均为宽13m，深1m左右的季节性排水沟。其它地表水体水量均较小，且距煤层垂直距离较大，并有巨厚新生界地层阻隔，一般对煤层开采无影响。5、主要含水层和隔水层（1）含水层根据岩性、水力性质、孔隙特征和富水程度，区内含水层自上而下分为：第四系砂及砾石孔隙含水层（组）；新近系半固结及基岩风化带孔隙裂隙含水层；二叠系下石盒子组砂岩裂隙含水层；山西组二1煤层顶板砂岩裂隙含水层；石炭系太原群上段灰岩岩溶裂隙含水层；石炭系太原群下段灰岩岩溶裂隙含水层；寒武系白云质灰岩岩溶裂隙含水层。现描述如下：1）第四系砂及砾石孔隙含水层（组）勘探中绝大多数钻孔第四系与新近系未取心，仅根据测井曲线特征对其进行了划分对比，以钻孔半固结成岩的平均深度作为松散岩类含水层底界。区内该含水层最高水位标高为+121.2m，最低水位标高为+96.0m，受季节影响动态变化明显。水化学类型以HCO3Ca型为主，其次是HCO3CaMg型；矿化度0.3470.499g/L；永久硬度一般为7099，最大207.01；PH值7.698.00，略偏碱性。另据原普查水文地质测绘民井（本区北部BX107号民井）调查资料，该含水层厚度7.2m，顶板埋深9.8m，水位标高+116.88m，水柱高度11.55m，单位涌水量为1.52 L/ms，渗透系数为4.8m/d。该含水层是当地居民生产生活和农业灌溉用水的主要水源。2）新近系半固结砂砾石及基岩风化带孔隙裂隙含水层该含水层主要由新近系下部的砾岩和风化带组成，该含水层富水性受岩性和深度控制，当砾岩结构疏松，利于浅部地下水下渗时，则富水性强；风化砂岩的富水性明显强于其它风化岩类。据1101孔新近系底部和基岩风化带抽水试验结果，其单位涌水量0.18 L/sm，渗透系数0.252m/d，水位标高113.71m；水化学类型为HCO3CaMg型，矿化度0.472g/L；永久硬度69.82mg/L，PH值8.05，说明该含水层具有一定富水性，对矿井浅部（特别是煤层露头风化带附近）煤层开采有一定影响。3）二叠系下石盒子组砂岩裂隙含水层（组）由310层中粒、粗粒砂岩组成，厚8.8263.31m，平均24.68m，占该组平均厚度的16%，但砂岩裂隙不发育，区内施工钻孔该组段未见涌漏水现象。据区域资料，该含水层单位涌水量0.0005170.0745L/sm，渗透系数0.001823.445m/d，属富水性弱的裂隙承压水。但在四6煤层露头附近或其浅部开采时，应特别注意上部水的补给。4）山西组二1煤层顶板砂岩裂隙含水层（组）为二1和二3煤层顶板直接充水含水层。由26层细粗中粒砂岩组成，厚6.6731.69m，一般1324m，平均18.15m，砂岩裂隙不发育。据9001、1302和副井检孔等三孔抽水试验成果，该含水层单位涌水量为0.01100.0119 L/sm，渗透系数0.0380.0828m/d，水位标高+112.63+115.56m；水化学类型为HCO3SO4CaMg 和HCO3SO4K+Na型，矿化度0.6180.663g/L；永久硬度0177.58mg/L，PH值7.728.27，属富水性弱的裂隙承压水。5）石炭系太原群上段灰岩岩溶裂隙水含水层为二1煤层底板直接充水含水层。主要由厚度5.2424.43m（平均14.28m）、多为三层，局部合并为一层（61孔）或分成5层（1301孔）的L7L9灰岩组成，全区较稳定。据7001、9001和1601三孔抽水试验结果，该含水层单位涌水量0.01870.28L/sm，渗透系数0.092140.7988m/d，水位标高+113.80+122.12m；水化学类型为HCO3SO4Ca 和HCO3CaMg型，矿化度0.5300.640g/L；永久硬度110.45180.08mg/L，PH值7.448.15，属富水性中等的岩溶裂隙承压水。上段灰岩距二1煤层底板24.02m。6）石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙水含水层由厚度3.7926.88m、多为三层局部合并为一层（1301孔）的L1L4灰岩组成。全区穿见下部灰岩段的钻孔4个，其中先漏后涌钻孔1个（1601孔）。最大涌水量40.35m3/h，水位标高121.54m。据邻近梁北一号井田钻孔抽水试验成果，该含水层水位标高+143.24m，单位涌水量0.0362 L/sm，渗透系数0.857m/d；水化学类型为HCO3CaMg型，矿化度0.2320.389g/L，PH值7.07.3。属富水性弱、且不均匀的岩溶-裂隙承压水。下段灰岩距二1煤层底板约90m。7）寒武系白云质灰岩岩溶孔隙水含水层本区有两孔揭露寒武系含水层，揭露最大厚度46.66m(1301孔) ，其顶面标高537.66-581.11m，上距二2煤层底板约120m。岩性为白云质灰岩。据该段与DF04断层带混合抽水试验，单位涌水量为0.048 L/sm， 渗透系数0.1025m/d；水化学类型为HCO3 SO4Ca 型，矿化度0.641g/L，PH值8.19。属富水性弱的岩溶-孔隙承压水。因该含水层的水具有较高的水头压力，考虑其区域富水特征，在断层带附近或煤层底板隔水层薄弱处进行煤层开采时，应注意防范突水事故。4、含水层（组）间的水力联系各含水层之间，因隔水层的存在，一般无水力联系。但在以下部位含水层可能会串通而发生水力联系。（1）煤层露头附近。由于新生界地层上覆于其它基岩含水层（包括基岩风化带）之上，在隔水层薄弱处，上部含水层水极易补给基岩含水层。（2）较大的DF04等断层断裂带附近。因断层的错动而改变了含水层间的接触关系，形成顶板含水层与底板含水层、上部含水层与下部含水层、强含水层与弱含水层的接触，导致水文地质条件复杂化。（3）矿山压力影响范围内。由于矿山压力影响而形成的围岩裂隙带，削弱了隔水层的隔水能力，易导致其它含水层的水沿裂隙带进入矿井。5、断层水文地质特征本区主要发育近SN和近EW向的高角度张性正断层。井田内构造简单，断层较少，区内落差大于20m的断层7条（包括首采区三维地震勘探解释发现的断层），均为高角度正断层。断层破碎带厚度一般在10m以下，其组成物主要为泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤屑，断层影响带内石灰岩含水层岩溶裂隙较发育。钻孔简易水文地质观测，仅有一孔（1301孔）遇断层带漏失量为1.0m3/h。另据邻近梁北一号井田资料，在距断层100m左右的范围内，钻孔揭露的99个断层点，有33孔漏水（其中5个为断层破碎带），占总漏水点的40%。由此推断该区断层及其影响带内，具有一定的富水性。6、地下水的补给、径流及排泄条件本井田在区域上位于岩溶-裂隙浅埋区内，就本井田而言，深层地下水于井田北部隐覆露头区处接受浅部地下水的补给，而后由北向南、由浅而深在井田内迳流。当遇南部边界南关断层时，部分地下水沿断层带上升而排泄到浅部含水层中，部分沿断层带继续向东南深部运移。9、矿井涌水量勘探报告采用比拟法和大井法对矿井涌水量进行预计，推荐采用大井法的计算结果，见表1-2。参照梁北一号井最大涌水量与正常涌水量之比为1.14，本矿井采用比例参数为1.2，估算矿井最大涌水量。预测涌水量为：矿井500m正常涌水量为1188.13m3/h，最大涌水量为1425.76m3/h；700m正常涌水量为1634.39m3/h，最大涌水量为1961.27m3/h。 表1-2泉店井田全区大井法正常矿井涌水量计算表计算水平参数 及成果含水层K(m/)M(m)H(m)F(m2)R0(m)r0(m)Q(m3/h)500m 二1煤顶板0.054217.95614. 1947715082602.051246.65209.741188.13 二1煤底板0.248931.69622.1247715084641.621246.65978.39700m 二1煤顶板0.054217.95814.1989483483558.051761.29292.011634.39二1煤底板0.248931.69822.1289483486247.691761.291342.38第三节 煤层特征一、煤层埋藏条件井田地面地势平坦，新生界地层厚度250m910m，本井田整体为一走向北西、倾向南西的单斜构造，西部发育一宽缓向、背斜构造，地层走向300330，倾向210240，倾角1029，一般2426。井田中部的DF04断层把本区分为东、西两个断块，区内未发现岩浆活动迹象。本区构造复杂程度为中等。井田内二1煤层全区可采，主要可采煤层二1煤层厚度1.1810.38m，平均5.88m，属较稳定厚煤层，原煤灰分7.1433.21%，平均14.3%，发热量2231.55MJ/kg，平均30.28MJ/kg，为低中灰、特低低硫、特高热值、易选较难选的瘦煤焦煤。各可采煤层均属不易自燃煤层，均具有煤尘爆炸性，本矿井预测为低瓦斯矿井；井田内二1煤层底板埋深3701200m，底板温度多在2141，以级高温区面积最广。二、煤层的围岩性质二1煤层赋存于山西组下部，上距砂锅窑砂岩（Ss）49.1867.90m，平均58.80m。下距L7 石灰岩34.6558.28m，平均46.12m。煤层直接顶板以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，偶为细、中粒砂岩，偶具炭质泥岩伪顶；底板以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，局部为细粒砂岩，偶为中粒砂岩，偶具炭质泥岩伪底。区内32孔穿过二1煤层层位，层位稳定，除泉7孔为废点、1301、4001孔见煤点受断层影响外，29点为正常煤厚点。煤层厚度1.1810.38m，平均7.8m，全区可采。二2 1煤层厚度3.778.04m，平均厚5.91m，二1 1煤层厚度0.220.46m，二1 1与二2 1煤层间距0.832.21m。二1煤层见煤点以厚煤层为主，29个见煤点中，大于3.5m的厚煤层占75.9，1.303.50m的中厚煤层占20，小于1.30m的薄煤层占3.4。煤层厚度总体呈北东向条带状相间变化趋势，大于8.0m的特厚煤区分布在井田中部和西部，小于1.30的薄煤区仅在井田西南部小范围分布，中厚煤区呈狭长条带分布于井田西部。煤层可采性指数（k）为1，厚度变异系数（r）为39.3。煤层稳定程度为全区可采的较稳定型煤层。附煤层特征表1-3表1-3主要煤层、标志层间距一览表 煤层名称主要煤层、标志层间距（m） L7 二1 二3 Ss S4 四6 S5二1 46.12 0 3.98 58.80124.05176.17 225.94三、煤的特征 1、物理性质及煤岩特征（1） 、物理性质本区二1煤层为黑灰黑色，条痕为黑灰黑色。二1煤层以粉粒状为主，次为粉状、鳞片状。煤层受压固结成块状，手指轻压易碎，具挤压和揉搓现象。 各煤层的视密度、真密度、孔隙率见表1-4。 表1-4各可采煤层视密度、真密度、孔隙率一览表 项目煤层 视相对 密度（ARD） 真相对 密度（TRD） 孔隙率（%） 二1 1.341.55 1.42（14） 1.391.62 1.47（13） 3.4（2）、煤岩特征1）宏观煤岩特征本区二1煤其原生结构遭到破坏，具挤压、揉搓现象，构造镜面发育，形成粉粒状、粉状、鳞片状的构造煤，宏观煤岩成分均已遭到破坏，宏观煤岩特征无法观察和描述。 2）显微煤岩组分特征本区二1煤类显微煤岩组分组均以镜质组为主，少量惰质组。镜质组以均质镜质体为主，基质镜质体和碎屑镜质体次之。惰质组以粗粒体和微粒体为主，少量半丝质体、碎屑惰质体，可见结构完好的火焚丝质体。二1煤类无机组分主要为粘土矿物，次为碳酸盐矿物和微量硫化物矿物。粘土矿物呈团块状分布、透镜状、不规则状充填在胞腔或有机质裂隙中；方解石呈粒状分布或充填于有机质裂隙中；黄铁矿呈星点状、莓状集合体分布或细脉状充填在有机质裂隙中。2、化学性质及工艺性能（1）、化学性质水分（Mad）各煤层原、浮煤空气干燥基水分结果见表1-5。 表1-5各可采煤层半工业分析结果表煤层原 煤浮 煤质量分级水分Mad( %)灰分Ad(%)挥发分Vdaf(%)水分Mad( %)灰分Ad(%)挥发分Vdaf(%)二10.331.550.81(28)7.1433.2114.30(28)16.7422.6518.90(28)0.531.640.92(28)3.7510.896.71(28)15.2520.6517.40(28)低中灰，局部中灰煤灰分（Ad）各煤层原煤干燥基灰分结果见表1-5。二1煤原煤灰分7.1433.21%，平均灰分14.3%。依据原国家标准GB/T1522494，二1煤属低中灰煤，局部属中灰煤；经1.4密度比重液洗选后，原煤灰分明显降低，二1煤平均降灰率为53.3%。挥发分（Vdaf）各煤层的原、浮煤干燥无灰基挥发分分析结果见表1-5。二1煤浮煤挥发分15.2520.65%，随着煤层埋藏深度的增加，挥发分降低，煤化程度增高。 硫分（St，d）各煤层原、浮煤的干燥基全硫含量均小于1.0%，平均在0.5%左右，见表1-6。依据原国家标准GB/T1522494，二1煤属特低硫低硫分煤。表1-6各可采煤层全硫、形态硫结果表煤层 全硫 St，d (%) 煤中形态硫（%） 质量 分级原煤浮煤 原 煤 浮 煤硫铁矿硫Sp，d硫酸盐硫Ss，d有机硫So，d硫铁矿硫Sp，d硫酸盐硫Ss，d有机硫So，d二10.310.960.48(28)0.320.540.41(19) 0.06 0.460.21(10)0.000.000.00(10)0.170.310.27(10)0.030.140.09(10)0.000.000.00(10)0.270.380.32(10)特低-低硫煤 煤的有害元素二1煤层原煤中含：砷04mg/kg，平均2.16mg/kg；氯0.0040.0038，平均0.024 ；磷0.0040.099，平均0.031 ；铬9.675.4mg/kg，平均34.0mg/kg ；汞0.030.5mg/kg，平均0.27mg/kg；铅5.821.7mg/kg，平均13.46mg/kg；硒0.74.1mg/kg，平均2.16mg/kg；镉0.51.1mg/kg，平均0.93mg/kg。依据MT/T562-1996、MT/T5597-1996和MT/T803-1999分级，二1、煤属低磷，特低氯、一级含砷煤。2、煤的工艺性能发热量（Qnet，v，d）本区内二1煤发热量（Qnet，v，d）为2231.55MJ/Kg。二1煤属高热值煤。各煤层原、浮煤干燥基低位发热量测试结果见表1-7。 表1-7各可采煤层发热量测试结果表煤层 原 煤 浮 煤 发热量 Qgr,v,d (MJ/kg) 发热量Qnet,v,d (MJ/kg)碳酸盐CO2CO2,d (%) 发热量Qgr,v,d (MJ/kg) 发热量Qnet,v,d (MJ/kg)碳酸盐CO2CO2,d (%) 二1 22.98 33.2630.28(26) 22.28 31.5528.48(17) 0.72 2.98 1.55(12) 32.04 34.8633.52(13) 31.19 33.9932.61(13) 0.38 1.45 0.73(12)煤的粘结性二1煤的粘结指数（G）值为2665，平均为54，胶质层最大厚度（Y）0.013.0，平均8.1。二1煤属于中等强粘结煤。煤的简易可选性据筛分结果，二1煤粒度以0.5mm为主，约占45%，其次为0.53.0mm，占27.39%；二1煤随煤样粒度的增大，产率降低，灰分增高。二1煤煤粉0.5 mm筛分试验结果表明：煤粉粒度以0.045 mm的粒级为主，占煤粉产率的27.28；煤粉随粒度减小，灰分降低。二1煤浮煤产率以小于1.5密度级产率为主，产率大于75%。按照国家标准GB/T164171996，对二1煤进行可选性评价。假定浮煤灰分为10.0%时，二1煤可选性属易选中等可选。假定浮煤灰分为9.0%时，二1煤可选性属易选较难选。煤灰成分与煤灰熔融性煤灰成分：二1煤灰成分以二氧化硅和三氧化二铝为主，含量分为71.90%，次为氧化钙、三氧化二铁和三氧化硫，合计含量为19.46%。煤灰熔融性：由于本区各煤层煤灰中难熔的二氧化硅和三氧化二铝含量较高，煤的软化温度135，依标准MT/T853.12000，二1煤属较高软化温度灰。 可磨性按照国家标准GB/T25651998，用哈特葛罗夫法对二1煤进行了可磨性试验，依标准MT/T8522000确定：二1煤属极易磨煤。煤灰粘度本区二1煤煤灰粘度试验结果见表1-8。表1-8 二1煤灰粘度试验表 温度（） 1370 1380 1400 1450 1500 1550 灰粘度 （Pa.s）261.2454.32 5.90 4.10 3.50 3.10 备注炉内气氛：弱还原性煤的成浆性初步计算，区内二1煤的成浆性D值为-0.24，各煤层成浆性较好。3、煤类的确定煤类的确定按煤炭分类国家标准GB575186，以浮煤干燥无灰基挥发分产率（Vdaf）值、粘结指数（G）值、胶质层最大厚度（Y）值、奥阿膨胀度（b）为主要指标，辅以镜质组最大反射率（R0max）值及焦渣特征（CRC），对各可采煤层进行煤炭分类。本区二1煤以瘦煤为主，次为焦煤。煤类分布本区受深成变质作用和区域岩浆热变质作用的影响，各煤层形成焦煤和瘦煤两大煤类。二1煤层垂向上煤化程度自上而下依次增高，平面上由北向南逐渐增高。二1煤由西向东从白庄、兴源铺、高王、杨堂以北为焦煤，以南为瘦煤。煤的用途根据对本区各可采煤层主要煤质特征、化学组成、工艺性能等的分析，二1煤为低中灰、特低低硫、特高热值、易选较难选的瘦煤焦煤，可作炼焦配煤，也可作水煤浆的初步试验用煤。 4、瓦斯（1）邻近生产矿井瓦斯概况据西邻的梁北一井采样深度315.45905.47m，瓦斯风化带下限为435.0m，瓦斯含量4.6414.98 ml/g，东部瓦斯含量较小1.214.64 ml/g。本区西北的新峰一矿，开采二1煤，开采水平207.02688.59m，瓦斯风化带下限500m，瓦斯相对涌出量6.48.5m3/t.d，瓦斯绝对涌出量0.452.48 m 3/min，为低瓦斯矿井。本区二1煤瓦斯成分CH4含量074.4%，N2为6.4190.20%，CO2为9.8036.22%，并含少量重烃（C2H6），钻孔煤层瓦斯含量06.08ml/g。DF04断层西二1煤底板700m以浅和DF04断层东1202孔曹王村以北瓦斯含量小于4ml/g，煤层上覆基岩保存厚度小于300m，为瓦斯风化带；DF04断层西二1煤底板700m以深和DF04断层东1202孔曹王村以南瓦斯含量多大于4ml/g，其1202、8003、8004、102、7003、62孔煤层上覆基岩保存厚度大于300m，为沼气带。5、煤尘爆炸性 各煤层多为粉状煤，试验点火时有较强的火焰和要加一定（15）的岩粉量，故各煤层均具有煤尘爆炸性。6、煤的自燃倾向性 按同一煤层的还原样着火点温度与氧化样着火点温度之差（T）进行煤的自燃倾向等级分类判断。本区二1煤自燃倾向性等级均为级，均属不易自燃煤层。7、地温 恒温带数值采用平顶山矿区资料，即恒温带深度25m，温度17.2。全区22个测温孔资料，除4-1、6-1及4001三孔全孔平均地温梯度大于3.0/hm，其附近二1煤层底板温度为2941，明显高于东部，为地温异常区外，其余测温孔的全孔平均地温梯度在1.572.86/hm之间，低于3/hm，故本区绝大部分属地温正常区。第二章 井田开拓与开采第一节 井田境界泉店井田是河南禹州煤田梁北详查区的一部分，井田西以前石固断层（F82）为界，东以DF07断层为界，北起二1煤层露头，南到南关断层（F3）和二1煤层-1000m底板等高线，具体范围由国土资源部国土资矿划字【2005】030号文批复的12个边界拐点坐标圈定（见表2-1）。井田东西走向长约7.0km，南北倾向宽约1.83.0km。表2-1井田边界拐点座标表 拐点 编号 纬距（X） 径距（Y） 拐点 编号 纬距（X） 径距（Y）13774560.0038462560.0073770400.0038468670.0023772830.0038462120.0083770930.0038468205.0033770109.7338464967.8393771640.0038467170.0043770540.8238465046.37103771690.0038467480.0053769035.0038467820.00113772610.0038466740.0063770020.0038468740.00123773660.0038464950.001. 走向长度：走向最大长度/m7536.15走向最小长度/m3905.8走向平均长度/m7082.282.倾斜长度倾斜最大长度/m3364.19倾斜最小长度/m1809.08倾斜平均长度/m2620.413.水平宽度：7142.85m4.水平面积：通过CAD计算命令在CAD图纸上计算得S =16584114.69 约为16.58第二节 矿井工业资源/储量一、矿井地质储量计算矿井工业储量是指在井田范围内，经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。二1煤层，采用块段法计算工业储量。地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。块段划分如图2-1 图2-1 井田块段划分根据煤炭工业设计规范，求得以下各储量类型的值：（1）矿井地质资源量 矿井地质资源量可由以下等式计算： （2-1）式中Z矿井地质储量，tS 井田块段面积， m2m煤层平均厚度， m 煤层的容重，1.4 t/m3煤层的倾角，表2-2 煤层地质储量计算煤 层块 段倾角 /块段面积/km2煤厚/m容重 /tm-3储量/Mt总储量/Mt124.756.22 8.08 1.4 75.24 174.52 2 7.322.26 7.17 1.4 22.87 310.720.91 8.61 1.4 11.16 413.691.19 7.99 1.4 13.70 527.18 6 6.82 1.4 51.55二、矿井工业储量计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般也就是列入平衡表内的储量。矿井工业储量：地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部，归类为矿井工业储量。储量的分配探明储量、控制储量、推断储量按6：3：1 分配，经济基础储量、边际经济基础储量按90%、10% 分配，次边际经济基础储量不计。 =174.5260%70%=73.2984Mt =174.5230%70%=36.6492Mt =174.5260%30%=31.4136Mt =174.5230%30%=15.7068Mt 地质较复杂 k取0.75 =174.5210%75%=13.089Mt =73.2984+36.6492+31.4136+15.7068+13.089=170.157Mt （2-2）矿井工业储量，Mt第三节 矿井设计资源/储量、矿井设计可采储量井田边界保护煤柱按泉店煤矿实际情况取30m，则用公式2-3计算井田边界保护煤柱损失。 （2-3）式中： 井田边界煤柱宽度，30m；井田边界长度，19070.3203m；煤层平均厚度，7.8m；煤层容重，1.4tm-3；井田边界保护煤柱损失，Mt。代入数据得：6.247Mt2井田中断层煤柱井田中断层煤柱按泉店煤矿实际情况取30m，则用公式2-4计算井田断层保护煤柱损失。 （2-4）式中：井田断层煤柱宽度，