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采矿工程专业毕业设计采矿工程专业毕业设计目 录1矿区概述及井田特征91.1 矿区概述91.1.1 矿区地理位置及交通条件91.1.2 矿区地形、地势及河流101.1.3 矿区气象101.1.4 矿区地震震级及裂度101.1.5 矿井井田内小煤矿情况101.2 井田地质特征101.2.1 煤系地层111.2.2 区域地质构造121.2.3 井田地质构造141.3 矿井水文地质特征221.3.1 地表水概况221.3.2 矿区水文地质概况221.3.3 含水层特征231.3.4 断裂带水文地质特征281.4 煤层特征281.4.1 煤层稳定性评价281.4.2 煤的物理性质及煤岩特征321.4.3 煤类的确定及煤类分布321.4.4 煤的化学性质及有害元素322井田境界和储量342.1 井田境界342.2 井田工业储量342.3 井田可采储量352.3.1 矿井设计资源储量352.3.2 矿井设计可采储量373矿井生产能力、服务年限及工作制度393.1 矿井生产能力及服务年限393.1.1 确定依据393.1.2 矿井设计生产能力393.1.3 矿井服务年限393.1.4 井型校核403.2 矿井工作制度414井田开拓434.1 概述444.1.1 地质构造444.1.2 煤层赋存状况444.1.3 水文地质情况444.1.4 地形因素444.1.5 综述454.2 确定井田开拓方式454.2.1 确定井筒形式、位置、数目及坐标454.2.2 工业场地的位置484.2.3 盘区划分484.2.4 主要开拓巷道484.2.5 方案比较494.3 矿井基本巷道664.3.1 井筒664.3.2 井底车场及硐室724.3.3 主要开拓巷道764.4 开拓系统的综述785采煤方法和盘区巷道布置815.1 煤层的地质特征815.1.1 带区位置815.1.2 带区煤层煤层特征815.1.3 开采煤层的瓦斯及煤尘情况815.1.4 煤层顶底板岩石构造情况825.1.5 水文地质835.1.6 地质构造835.1.7 地表情况835.2 采煤方法和回采工艺845.2.1 采煤方法的选择845.2.2 回采工艺855.2.3 工作面设备选型895.2.4 工作面长度的确定945.2.5 支护方式965.2.6 正规循环方式和劳动组织方式985.2.7 机电设备的使用、维护、检修及搬运995.3 开采巷道和生产系统1055.3.1 概述1055.3.2 带区生产能力和服务年限1065.3.3 带区形式1075.3.4 带区带区划分1075.3.5 带区储量及回采率1075.3.6 带区生产系统1085.4 带区车场设计及硐室1095.5 带区采掘计划1105.5.1 带区巷道的断面和支护形式1105.5.2 带区巷道的掘进方法和作业方式1115.5.3 带区工作面配备及三量管理1115.5.4 工作面推进速度、生产能力、盘区回采率1126矿井运输与提升1146.1 概述1146.1.1 矿井设计生产能力及工作制度1146.1.2 煤层及煤质1146.1.3 运输距离和货载量1146.1.4 矿井运输系统1156.1.5 矿井提升概述1176.2 盘区运输设备的选择1186.2.1 设备选型原则1186.2.2 盘区运输设备选型及能力验算1186.3 主要巷道运输设备的选择1206.3.1 主运输大巷设备选择1206.3.2 辅助运输大巷设备选择1216.3.3 运输设备能力验算1236.4 主井提升1246.4.1 主井提升原始数据1246.4.2 提升容器的确定1246.4.3 钢丝绳的选择1256.4.4 提升机的选择1276.4.5 提升电动机的选择1276.4.6 提升机相对井筒的位置1286.4.7 提升系统的总变位质量1286.4.8 对防滑性能的分析1346.4.9 提升机提升能力的验算1356.5 副井提升设备的选择1356.5.1 选型依据1356.5.2 罐笼的选择1356.5.3 钢丝绳的选择1356.5.4 提升机的选择1367矿井通风与安全1377.1 矿井概况、开拓方式及开采方法1377.1.1 矿井地质概况1377.1.2 开拓方式1377.1.3 开采方法1377.1.4 变电所、充电硐室、火药库1387.1.5 工作制、人数1387.2 矿井通风方式与通风系统的选择1387.2.1 矿井通风系统的基本要求1387.2.2 矿井通风方式的选择1397.2.3 矿井主要通风机工作方式选择1407.2.4 盘区通风系统的要求1417.2.5 工作面通风方式的选择1417.3 盘区及全矿所需风量1427.3.1 工作面所需风量的计算1427.3.2 备用面需风量的计算1447.3.3 掘进工作面需风量1447.3.4 硐室需风量1457.3.5 其他巷道所需风量1467.3.6 矿井总风量1467.3.7 风量分配1477.4 矿井通风阻力计算1487.4.1 矿井通风总阻力计算原则1487.4.2 矿井最大阻力路线1487.4.3 矿井通风阻力计算1497.4.4 矿井通风总阻力1527.4.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔1537.5 选择矿井通风设备1547.5.1 选择风机的基本原则1547.5.2 选择主要通风机1547.5.3 电动机选型1577.6 防止特殊灾害的安全措施1587.6.1 预防瓦斯的措施1587.6.2 预防粉尘的措施1597.6.3 防止井下火灾的措施1607.6.4 防水措施1617.6.5 顶板管理1617.6.6 防突管理1628矿井排水1638.1 概述1638.1.1 概况1638.1.2 排水系统概述1638.2 排水设备选型1638.2.1 初选水泵1648.2.2 管路的确定1658.2.3 管道特性曲线及工况的确定1668.2.4 检验计算1698.3 水仓及水泵房1708.3.1 水仓1708.3.2 水泵房1718.4 技术经济指标1729技术经济指标17410经济技术综述178感 谢180参 考 文 献1821 矿区概述及井田特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置及交通条件某矿位于邢台市西南约38km，南部与邯郸地区武安市相接。东距京广铁路褡裢车站25km，煤矿外运铁路专线从矿山村铁路专线权村站接轨，延伸到矿工业广场。井田内有两条主要公路邢（邢台）渡（渡口）、邢（邢台）都（都党）及通向各村的简易公路，交通极为方便（如图1.1）。图1.1 某矿交通位置图1.1.2 矿区地形、地势及河流某井田位于太行山中段东麓山前丘陵地带，地势西高东低，海拨在194.10339.6m之间，地表起伏较大，基岩裸露面积较小，属山前冰碛台地地形。井田内地表水系不发育，仅有中关小溪、栾卸小溪和紫牛湾小溪3条季节性小溪，均属北洺河支流，雨季时出现水流，旱季断流。该矿区最高洪水位+114m。1.1.3 矿区气象本区属大陆性季风气候，根据沙河赵泗气象站19821992年资料，多年平均降水量497.0mm，雨季多集中在7、8月份，年平均气温13，多年平均蒸发量1719mm。风向以北、北东及南为主。1963年8月1日10日连续10天降雨为1264.5mm，造成百年以来的特大洪水。邢台地区蒸发量为14532172mm，蒸发量远大于降水量。冻结期从11月至翌年2月，冻土深度约0.44m。全年最多的风向为南风，最大风速为16.7m/s 。1.1.4 矿区地震震级及裂度邢台地区于1966年3月8，在隆尧县白家寨发生6.8级地震，余震不断，东庞矿区距隆尧县45公里，有三级震感。同年3月22日在宁晋县发生了7.2级大地震。根据国家地震局、建设部发办1992160号文“关于发布中国地震烈度区划图和中国地震烈度区划图使用规范的通知”，邢台地区地震烈度为7度。1.1.5 矿井井田内小煤矿情况某井田周边共有正在生产的小煤窑20个，分别属沙河白塔镇或武安邑城镇，详情见后某周边小煤矿井口坐标附表。开采下组煤的主要集中在井田西部的刘石岗地区和井田北部的上关、新村附近以及井田东部章村井田内，开采上组煤的主要分布在井田的西部和南部。小煤窑的非法开采和越界开采给该矿造成重大的经济损失，对安全生产构成严重威胁，另外工业广场附近分布有古小窑，开采年限及开采情况已无法考证。1.2 井田地质特征1.2.1 煤系地层某井田地表全为新生界地层所覆盖，所发育的地层自上而下依次为：第四系()、二叠系上统上石盒子组（）、下石盒子组（）、二叠系下统山西组（P1s）、石炭系上统太原组（C3t）、石炭系中统本溪组（C2b）、奥陶系中统峰峰组（）、马家沟组（），现简述如下：（1）第四系（Q）下部为冰碛红色泥砾、冰水沉积的杂色粘土、细砂、亚粘土及砂砾石等，一般厚40m；中部为冰碛粘土砾石层、透镜状砂层及红色亚粘土组成，一般厚30m；上部为多种成因的黄土，具垂直节理和大孔隙，一般厚210m。（2）二叠系（P）上二叠统上石盒子组（）：以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。平均厚度307.4m。下二叠统下石盒子组（）：以灰色、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝土质的砂质泥岩为主，中部和下部夹有23层中细粒砂岩。平均41.1m。下二叠统山西组（）：由灰色、深灰色、黑灰色中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。中下部含煤24层，平均83.8m。（3）石炭系（C）上石炭统太原组（）：由深灰色、灰色粉砂岩、灰至灰白色中细砂岩、46层灰岩和69层煤组成。平均厚度135.5m。中石炭统本溪组（）：主要由深灰色泥岩、粉砂岩及灰岩组成，夹不稳定薄煤一层，平均厚度17.56m。（4）奥陶系（）中统峰峰组（）：由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩组成。按岩性特征分为三段，总平均厚度167m 。中统上马家沟组（）：黄、浅红色白云质角砾状灰岩、蜂窝状灰岩、灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成。按岩性分为三段，总厚度平均246m。中统下马家沟组（）：由角砾状灰岩及蜂窝状泥质、白云质灰岩组成，按岩性分为三段，厚度大于144m。（5）煤层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，其次为石炭系中统本溪组，煤层与含煤地层对应关系如表2-1及附图某矿综合水文地质柱状图。表1.1 煤层与含煤地层对应关系表煤层编号地层地层平均厚度（m）稳定性、可采性1#山西组下部45.10主要可采煤层2#3#太原组上部14.73层位稳定不可采4#太原组中部80.30不稳定局部可采5#不稳定不可采6#不稳定局部可采7#不稳定局部可采 续表1.1煤层编号地层地层平均厚度（m）稳定性、可采性8#太原组下部32.62极不稳定局部可采9#主要可采煤层10#本溪组17.56不稳定局部可采1.2.2 区域地质构造邢台煤田位于新华夏系第二沉降带（华北平原沉降带）西部，西与新华夏系第三隆起带（即太行山隆起带）毗邻，位于前述沉降带和隆起带之间的太行山山前断裂带的东侧，属于华北平原沉降带范畴。煤田形成后，受到我国东部中新生代多次构造运动的影响，尤其受到新华夏系的强烈改造。邯邢煤田位于太行山东麓，华北盆地西缘。煤田西部为太行山隆起的中南段，整体走向呈北东向展布，由赞皇隆起和武安断陷组成。前者由太古代和少部分元古代变质岩系组成，后者主要由古生代地层组成。某井田即位于武安断陷北部太行山隆起带东侧，为新生代华北盆地的西部边缘。由于西侧太行山隆起的上升和东侧华北盆地的沉降，使邯邢煤田形成走向NNE近SN，西边翘起，东边倾降，并具波状起伏的翘倾断块。煤田边界断层多为走向NNE的正断层，煤田内发育有大量NNENE向正断层及少量NNW向正断层，组成一系列地堑、地垒和阶梯状单斜断块。自北向南有NNE向的晋县栾城断陷(地堑)、宁晋隆尧断隆(地垒)、巨鹿邯郸断陷(地堑)及南部的邢台断陷（与太行山隆起带中的武安断陷共同构成邢台武安断陷），呈雁行状斜列展布。煤田内褶皱构造主要分布在近东西向的隆尧南正断层以南至洺河一线。轴向NNE，与大断层走向平行展布的背、向斜为煤田内主要褶皱构造，延伸较长，形态清晰,EW向NW向褶皱规模小，断续出现。地层倾角比较平缓，一般为1020，局部可达30左右。如图2.1：现将煤田内对某井田有控制作用的区域性构造简述如下： （1）隆尧南正断层：展布于隆尧南宫一带，横贯煤田中部，总体走向近EW，断层面向南倾斜，倾角55左右，落差9002900m。在煤田内延伸长度约44km，将邯邢煤田分为南北两个构造单元。其下盘（北侧）构成尧山山系，出露煤系基底奥陶系灰岩；其上盘（南侧）有煤系地层广泛赋存。（2）太行山山前大断裂南段：由隆尧邢台之间的唐庄农场断层、晏家屯断层、邢台邯郸间的百泉断层、临洺关断层等组成，总体走向NNE，唐庄农场断层走向NE。断层面均向东或SE倾斜，落差5001800m。太行山山前大断裂是太行山隆起带与华北盆地的分界，在隆尧南断层以南构成太行山隆起带和华北盆地次一级构造单元邢台武安断陷与巨鹿邯郸断陷之间的分界。图1.2 区域构造纲要略图1.2.3 井田地质构造某井田位于太行山隆起带与山前大断层之间的过渡地带，即武安断陷的北部。为一不完整的、被NNE向断层切割的NNE向某向斜与NWW向栾卸向斜相复合的构造。井田东部规模较大的NNE向向斜称为某向斜。该向斜宽缓开阔，略显波状起伏，向斜形态较清晰完整。在第12勘探线以南，发育一轴向NWW向的向斜，称为栾卸向斜。某向斜与栾卸向斜之间还有李石岗向斜及李石岗南背斜等次级褶皱构造。区内大中型断层大多分布在某向斜东翼及栾卸向斜西南翼，井田南半部有火成岩岩床侵入，如图13某井田构造纲要图。现将某井田主要构造简述如下：图1.3 中关煤矿井田构造纲要图(1) 褶皱某井田为一褶皱型井田，挤压揉皱及层滑构造发育，残余构造应力大，造成煤层顶底板岩石破碎，巷道围岩压力大。井田内褶皱构造的特点是：向斜形态完整清晰、延伸较长，背斜较模糊。NNE与NWW两组褶皱横跨复合，地层倾角830，一般1015左右。主要褶皱特征如表1.2。表1.2 主要褶皱构造特征一览表名称延伸长度区 内 变 化两翼倾角某向斜6km轴部出露最新基岩为上二叠统上石盒子二段，向斜轴10线以北NNE向在上关一带仰起，10线以南SN向，14与17线向东呈弧形弯曲。东翼倾角10至30,平均17，西翼倾角较缓，平均11。栾卸向斜3km轴部出露最新基岩为上二叠统石盒子组二段。向斜西端伸出井田边界向斜轴向SEE向，经栾卸村北延至井田中部，被F10、F5错断向东与某向斜复合后，又被F9断层截断。西部EW向、中部及东部NWW向。北翼平均倾角14，南翼平均倾角17。李石岗向斜2km与某向斜基本平行展布，规模较小。向斜轴近SN向。10线以北清晰显示，以南与其它构造复合较模糊。东翼倾角较缓平均11，西翼较陡，平均16(2)断层某井田揭露的断层绝大多数为压扭性正断层，走向以NNE向为主。大中型断层主要集中在井田的东南部，井田西北部小断层与层滑构造发育。井田内现已发现大、小断层693条，其中落差大于30m以上的断层有12条；落差2030m的断层6条，落差1020m的断层12条，落差510m的断层15条。井田大、中型断层统计如表2-3。（3）岩浆岩本区自燕山运动以来，岩浆侵入活动频繁，使煤系地层受到不同程度的影响。岩浆活动对4#煤层以上影响不大，而对6#煤层以下均有不同程度的影响，尤其对9#煤层影响严重。据测算，9#煤层受岩浆岩吞蚀、部分吞蚀及直接接触影响的面积约3.5km2，占9#煤层总面积的18.6%。表1.3 中关煤矿井田大中型断层一览表序号编号断 层 产 状落差长度控制情况走向倾向倾角1F1N10-25EW7056-72m6km井田东部边界。2F2N10EW7010-35m1.6km中央石门未揭露。3F3N25-40ENW5840m3.4km据一采区、二采区揭露，落差自下而上变小，走向有变化。4F4N15E-N20WE7013-40m2.4m12勘探线以北2#煤层位未见。5F5N20ESE7020-30m1.2km巷道未揭露。6F6N25ENW7520-60m1.15km巷道未揭露。7F9N40E-N10ENW6530-70m3.95km中央石门揭露落差30m。8F10N25ESE7020-40m1.45km九采区下车场未揭露。9F11N10ESN7020-25m1.6km二采区1#、2#煤层未见。10F16SNW7016m580m巷道未揭露。1715钻孔2#煤层见。11F17N10EW7015m320m巷道未揭露。2#以下发育。12F18N20EW7020-24m1025m-50回风平巷揭露为断层组。续表 1.3序号编号断 层 产 状落差长度控制情况走向倾向倾角13F20N55WNE6535m1600m巷道未揭露。14F21N25ENW7030m800m仅由404孔控制，产状控制不严。15F22N10EE6715m210m仅由304孔控制，控制不严。16F25SNW549.5m360m一采区行人上山揭露。17F26N45ESE6110m510m一采区行人上山揭露。18F28SNW6010m690m一采区南运大巷揭露，断层带0.3m。19F29N10EW509-15m625m副石门揭露及1009孔控制。20F30N3EW5230m不明由主暗斜井揭露，向上落差变小。21F31SNW6025-28m150m-200集中运输巷及9#水源井揭露。22F32N5WE7424m120m二采区轨道上山揭露。23F33114NNE7413m二采区通风行人巷6#-6#下煤底板24F351522426230-35m九轨下车场5#-2#煤底板（4） 陷落柱自建井以来共揭露4个岩溶陷落柱，仅2#陷落柱含水，且为上部冲积层水。井田岩溶陷落柱发育特征如表1.4。表1.4 某井田岩溶陷落柱发育情况统计表编号位置形状长、短轴充填情况含水性揭露时间1#1715工作面椭圆状长轴：14m短轴9.5m棱角分明，粒径0.030.6m不等，岩性为绿色泥岩，灰色、紫色砂岩、粉砂岩，其间被细碎屑及泥质充填，松散干燥无水19942#九采回风巷椭圆状长轴：90m短轴：60m紫红色铝土质泥岩、黄褐色粉砂岩及黑色粉砂岩，粒径0.050.25m不等，棱角明显初期：无水；距离10m:36m3/h最大：200 m3/h3月后：30 m3/h稳定：15 m3/h19963#1718工作面1720工作面椭圆状长轴：98m短轴：52m巨砾状粉砂岩、细砂岩，粒径0.25.2m，充填物与1#顶板相差不大，胶结物为碎粉砂岩，呈胶结、半胶结状态干燥无水199820054#1718工作面1720工作面椭圆状长轴：62m短轴：32m巨砾状粉砂岩、细砂岩，粒径0.12.5m，胶结物为粉细砂岩碎屑，呈半胶结状态无水、局部潮湿199920051.3 矿井水文地质特征1.3.1 地表水概况井田范围内没有常年性地表水，季节性的小溪流有中关小溪、栾卸小溪和紫牛湾小溪。虽然位于井田外围，但仍处于井田所属水文地质单元。对本矿井具有间接充水意义的河流有南沙河和马会河等。1.3.2 矿区水文地质概况邯邢矿区以黑龙洞泉群、邢台百泉泉群、临城坻河泉群集中排泄点及其各自的径流区分别划分为三个水文地质单元，按其相对位置称之为南单元、中单元和北单元。百泉水文地质单元面积3843km，寒武及奥陶系灰岩裸露面积为645km，直接接受大气降水补给，全区补给量约为6.911m/s。百泉水文地质单元为一基本独立且封闭的单元，东北界为邢台大断层；西界为寒武系中统毛庄组相对隔水层；南界为北名河地下分水岭。西部山区的灰岩裸露区是区域地下水的补给区，大气降水沿灰岩露头直接下渗，形成面状补给，白马河、七里河、沙河、马会河、北名河等地表径流的渗漏，形成线状集中补给。当地下水由垂直运动转变为水平运动以后，由于岩溶裂隙的发育严格受构造和岩浆岩的控制，从而使地下水的汇集和运动具有明显的径流条带和方向性。区域岩溶地下水的径流方向总的是以百泉为集中排泄点，由西北、西、西南三个方向汇集。在构造、岩浆岩及岩性的制约下，形成了五个径流带： （1） 白马河径流带源起潭村以西，经西南庄、张东流至达活泉、百泉，流量约0.70 m3s。（2） 七里河径流带源起皇台底以西，经南石门、孔村流至达活泉、百泉，流量约1.40 m3s。（3） 沙河径流带源起西佐村，沿綦村岩体北侧经西坚固、祁村转向东北与七里河径流带汇合至达活泉、百泉，流量约1.75 ms。（4） 北名河径流带，主要是汇集西南山区地下水，在北名河以北形成地下径流，地下水流向北东，沿矿山岩体东侧经郭家岭、玉石洼至惠兰村后分流，一股向北进入西石门铁矿，一股向北东经郭二庄、王窑以后又沿某向斜两翼分流，两支在中关合并以后，受綦村岩体阻挡，除一部分向北与沙河径流带汇合外，大部分折向东流至百泉，流量约为2.8 m3s。 （5） 紫山百泉径流带流量约为0.40 m3s。百泉及达活泉是邯邢中单元百泉汇水带地下水的主要排泄区。根据1963年资料，白马河北岸最高洪水位线设有5个洪水位点，记载最高洪水位为+111.48m+102.54m；瞎马河最高洪水位线两岸设有21个洪水位点，记载最高洪水位为+120.61m+87.24m。白马河在东青山村以东河床下伏寒武、奥陶系碳酸岩地层，地表水在此可渗入河床补给岩溶地下水。（6） 矿井涌水量矿井正常用水量为192m3/h，最大用水量为211m3/h。1.3.3 含水层特征根据岩性、结构、富水特征及其对开采煤层的影响程度，参考区域含水岩组情况，矿区含水层（组）划分如下：A 新生界松散类孔隙潜水含水组全新统砂砾石含水组呈条带状分布于中关、栾卸小溪等沟谷之内，主要为冲洪积相卵砾石层。厚013.00m，平均4.00m。渗透系数13.0m/d，钻孔单位涌水量0.662L/sm，水位标高198.2m，为HCO3Ca型水，富水程度中等。中更新统砂砾石含水层全区大面积分布，主要由粒径180cm冰碛砾石组成，厚8.0081.64m，一般30m。渗透系数0.692m/d，钻孔单位涌水量0.125L/sm，水位标高280.04m，为HCO3Ca型水。富水程度中等。下更新统砂层含水层出露于某、新村、柳泉、上关一带。厚10.0080.14m。渗透系数4.055.72 m/d，钻孔单位涌水量0.09380.609 L/sm，水位标高230.89242.77m。富水性中等，但极不均一。井田内小煤窑井筒多见此层，且含水。以上各含水层动态受季节影响明显，在17勘探线以北该组富水性较强，工作面回采时应多加注意。B 二叠系砂岩裂隙承压含水组下石盒子组砂岩含水层厚0.5042.79m，一般14.37m。矿井揭露时最大涌水量为60m3/h，后逐渐减小至少量淋水，钻孔单位涌水量0.004330.0231 L/sm，一般0.0137L/sm，其渗透系数为0.02620.311m/d，一般0.0974m/d，水位标高+198.75+216.87m，一般+213.58m。水化学类型为HCO3ClNa水，矿化度0.309g/L。井田东、北部富水性稍强。但总体呈弱富水性。山西组砂岩含水层厚023.29m，平均9.95m，不稳定。井下在一轨道三中、二中材料上山揭露该含水层时，最大涌水量40 m3/h；在三采区石门揭露该含水层时，涌水量为23 m3/h，一月后基本疏干。据钻孔抽水试验，单位涌水量0.0178 L/sm，渗透系数0.14m/d，水位标高+171.74+269.62m，一般+215.66m，水化学类型为HCO3ClNaCa型和HCO3SO4CaMg型水，矿化度0.427m/d。主要富水区集中于16线以北，属弱富水含水层。为开采1、2号煤时的主要直接充水水源。C 石炭系灰岩岩溶、裂隙承压含水组野青灰岩含水层厚0.73.76m，平均2.31m。钻孔抽水试验单位涌水量0.0005750.120 L/sm，平均0.0603 L/sm，渗透系数5.010.0154m/d，一般0.729m/d。为HCO3ClCa型水。17勘探线附近、井田的北及西北部富水性稍强。总体富水程度中等偏弱。伏青灰岩含水层厚0.393.40m，平均1.86m。钻孔抽水试验，单位涌水量为0.00274L/sm，渗透系数为0.0166m/d。富水区主要集中于17线附近及北、西北翼的浅部。富水性弱偏中等，为HCO3NaCa型水。大青灰岩含水层厚1.539.71m，平均4.67m。钻孔抽水试验，单位涌水量0.003570.123L/sm，平均0.0456L/sm，渗透系数0.00242.91m/d，平均1.04m/d。井下涌水点最大水量60m3/h，一般小于 30 m3/h；8号水源井涌水量49.860m3/h。富水区主要集中于17线附近及北、西北翼的浅部，富水性中等。水化学类型为HCO3Na和HCO3NaCa型，矿化度0.6461.064g/L，具H2S气味。本溪灰岩含水层厚度08.00m，平均4.13m，单位涌水量0.106L/sm，渗透系数3.38m/d，水位标高+215.34+265.16m，一般+247.59m（1975年）。总体富水性中等，7勘探线以北地区富水性稍强。D 奥陶系灰岩岩溶、裂隙承压含水组本区奥陶系灰岩含水层富水性极不均一，具有明显的分带性，在垂向上按岩性、结构及富水性可分为三组八段，见图1。其中二、四、五、七段为含水段，七段富水程度最强；一、三、六、八段，可视为隔水层。富水部位主要集中在-250m以浅的上马家沟灰岩二、三段和下马家沟灰岩二段。由平面分布情况来看，井田内统计的漏水钻孔多分布在西部，并且涌水量大于100m3/h以上的钻孔包括水7、放2、水9、放3、放1、奥观13等，均集中在井田的西部，应为强富水区。由于受某向斜与栾卸向斜影响，两向斜轴部附近的含水层深埋，使水循环变缓，勘探期间的涌、漏水点分布少，应属富水性相对较弱区。第三组（峰峰组）灰岩含水层层厚89.00168.00m，裂隙发育。钻孔单位涌水量0.05880.392L/sm，渗透系数0.055331.64m/d，一般6.76m/d。地面1号、4号水井及井下3号、5号、7号、9号水井均取水于该层。九十年代地面1号、风井1号、7号水源井水位标高+109+130m，一般+110m左右。富水性强，目前水位+65m。第二段（上马家沟组）灰岩含水层厚202320m。钻孔单位涌水量0.02140.139L/sm；出水量在250m3/h左右。该层的第二、第三段（O22-2、O22-3）裂隙、溶隙、小溶洞较发育，富水性相对较强。第三段（下马家沟组）灰岩含水层厚度约75120m，岩溶裂隙发育，面裂隙率36%。钻孔单位涌水量0.33.0 L/sm，富水程度强。水化学类型为HCO3Ca型，矿化度0.250. 28g/L。井下9#煤供水孔最大涌水量120.03.6m3/h；放水孔最大放水量224.00m3/h（放2）；钻孔抽（注）水试验，单位涌水量0.0027710.090L/sm，一般大于0.6L/sm，渗透系数0.05316.05m/d。，图1.4 奥陶系灰含水层分组及分段柱状图E 燕山期闪长玢岩风化裂隙承压含水层该组/层出露于沙河南部紫牛湾小溪西南；侵入中奥陶统灰岩和煤系地层。厚056.9m，平均26.88m。节理裂隙较发育，强风化带深度一般为1020m。据钻孔抽水试验单位涌水量0.0605L/sm，渗透系数0.29m/d，影响半径71m，水位标高176.99 m（1975年1708孔）；井田南部富水程度稍强。水化学类型为HCO3NaCaMg型，矿化度0.818g/L。在局部构造破碎带内可形成钻孔涌水量达100.2m3/h的强富水区，但总体呈弱富水性。正常情况下该含水层组对矿井充水威胁不大。1.3.4 断裂带水文地质特征井田内的断裂构造多表现为高角度正断层。除栾卸附近有NW向断裂外，大多呈NE或NNE向，即基本与某向斜轴平行。在南部郭二庄煤矿二坑在21大巷（+80m水平）穿越此F1断层时，未见突水，但早在1956年2月23日该矿一坑在该断层附近开采时发生了突水。显示了该断层富水性极不均一。F10断层位于井田西南东下河村的西侧，井田内长度1450m。据1708号钻孔对该断层带进行的抽水试验，渗透系数0.311m/d，单位涌水量0.0231L/sm，富水程度较弱。生产揭露的中小断层大小693条，性质均为正断层，其中有水或导水断层仅数条。1#、2#煤层生产中揭露的中小断层具有在2#煤层以下、4#煤层以上落差变小或尖灭之特征，有水断层表现为以静储量为主，一般初始水量仅56m/h左右，且短时间内即可被疏干，一般不需特别处理。深部富水断层部分表现为静储量为主，部分与灰岩含水层联通性较好，2004年2月20日，九煤一采运输上山巷道掘进时，遇一落差5m断层，初始水量20m/h，数日后水量渐增大至30m/h，当该巷向前揭露大青灰岩后，原出水点水量明显减小。1.4 煤层特征1.4.1 煤层稳定性评价某矿主要可采煤层为1#、2#、9#煤层，4#、6#、7#、8#、10#为大部分或局部可采煤层，2下#煤层是2#煤层的分叉煤层，仅小块可采，3#煤层仅个别达到可采厚度。现从上到下分述如下：A 1#煤层1#煤层位于山西组中部，为井田最上一层主要可采煤层。下距2#煤层3.0929.80m，平均19.71m。1#煤层最厚0.262.98m，平均2.76m，煤层厚度多集中在2.22.6m之间。煤层一般含矸12层，夹矸平均厚0.15m，煤层平均厚：上分层0.78m，下分层0.58m。1#煤层厚度变异系数（）分别为31.3%、22.9%、35.7%，可采指数（Km）分别为0.94、1.00、0.94，应属较稳定煤层。B 2#煤层2#煤层是井田内主要可采煤层之一，位于山西组底部，1#煤层之下3.5030.50m，平均17.90m。2#煤厚度17.29m，平均3.59m。煤层厚度多集中在2.63.2m之间。煤矿已采区煤层结构较复杂，距煤层底板0.20.3m处有一层0.2m左右的炭质泥岩夹矸，煤层中、下部有一层夹矸，厚00.60m，其厚度和层位均不稳定。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均属不稳定煤层，见表1.5。C 3#煤层3#煤层位于太原组顶部，一座灰岩之下1.1720.34m，平均7.17m处。下距野青灰岩3.2712.14m，平均6.54m。3#煤层真厚度02.04m，平均0.56m。煤层厚度多集中在0.50.7m之间。区内仅个别点煤厚达到可采厚度，且零星分布，不能成片，绝大部分地区煤层不可采。3#煤层用煤层厚度变异系数、可采指数评价，属极不稳定煤层。D 4#煤层4#煤层位于太原组上部，野青灰岩之下02.16m，平均1.30m处，上距3#煤层5.0415.03m，平均10.26m，下距6#煤层平均29.84m。煤层真厚01.97m，平均0.74m。煤层厚度多集中在0.51.1m之间。煤层结构简单，一般不含夹矸。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。E 6#煤层6#煤层位于太原组中部，上距4#煤层19.6243.67m，平均29.84m。下距伏青灰岩021.30m，平均13.59m。6#煤层厚度02.84m，平均0.81m。煤层结构较复杂，含矸12层 ，单层夹矸厚0.30m左右。煤层厚度多集中在0.91.6m之间，煤厚变化较大，常有尖灭和相变为炭质泥岩的地方。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。F 7#煤层7#煤层位于太原组中部，伏青灰岩之下2.359.85m处，上距6#煤层平均21.90m，下距中青灰岩1.1414.77m，平均7.51m。7#煤层厚度01.96m，平均0.83m。煤层厚度多集中在0.40.9m之间，煤层结构简单，一般不含夹矸。井田北部、西部煤厚变化较大，大部分地区可采，且煤厚变化不大。井田东部及南部煤层较薄，不可采面积较大。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。G 8#煤层8#煤层位于太原组下部，大青灰岩之下02.17m，平均0.10m处，上距7#煤层17.5431.36m，平均24.85m，下距9#煤层平均12.43m。8#煤层真厚02.61m，平均0.82m。含矸03层，一般含一层夹矸，夹矸厚0.20.3m左右。煤层厚度多集中在0.71.3m之间，8#煤层煤厚变化较大，主要在井田中、西部地区出现一些南北向狭长可采条带，其余有一些局部可采处。西南部有火成岩侵入，且局部有吞蚀煤层现象。可采煤厚02.12m，平均0.65m，用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。H 9#煤层9#煤层位于太原组底部，为本井田主要可采煤层之一。上距8#煤层1.2242.58m，平均12.43m，下距本溪灰岩7.3123.50m，平均15.93m。9#煤层真厚0.4514.71m，平均6.25m，全区可采。煤层厚度多集中在3.17.5m之间。煤厚变化值也大。且北部大于南部，西部大于东部。东南部煤层受火成岩和断层影响，煤厚多在3.0m以下。9#煤层结构复杂，含矸07层，煤层愈厚，夹矸层数愈多，夹矸总厚度在12勘探线以北大于0.5m， 12勘探线以南，夹矸总厚多小于0.5m，用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属较稳定煤层。J 10#煤层10#煤层位于本溪组顶部的灰岩之下或夹于其中，上距9#煤层10.5831.05m，平均18.48m，下距奥陶纪灰岩顶面1.3222.92m，平均15.42m。10#煤层真厚度01.94m，平均0.88m，煤层厚度多集中在0.51.3m之间，煤层结构简单，煤层沉积不稳定，有尖灭或变为炭质泥岩现象。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属不稳定煤层。某矿各煤层厚度、可采性、层间距及稳定性评价结果详见表1.5。表1.5 各煤层厚度稳定性评价结果表煤层统计点数煤层厚度（m）可采性指数Km变异系数稳定性备注最小最大平均1#870.262.831.460.9431.3较稳定全区1#340.802.831.561.0022.9稳定已采区1#530.262.601.370.9435.7较稳定未采区1#76402.501.670.9727.2较稳定已采区生产点2#8107.291.690.6786.6不稳定全区2#251.117.292.911.0056.5较稳定已采区2#5603.781.140.5283.6不稳定未采区续表 1.5煤层统计点数煤层厚度（m）可采性指数Km变异系数稳定性备注最小最大平均2#5160.108.002.760.9245.8不稳定已采区生产点3#7702.040.560.0146.5极不稳定全区4#8601.970.740.3746.1极不稳定全区6#8902.840.810.5183.6极不稳定全区7#9201.960.830.3444.5极不稳定全区8#8902.610.820.5356.3极不稳定全区9#930.4514.716.250.9647.83较稳定全区10#8801.940.880.5259.5极不稳定全区1.4.2 煤的物理性质及煤岩特征各煤层均为高变质煤，为黑色灰黑色，受构造破坏，裂隙十分发育，煤体结构多为碎裂结构和碎粒结构，硬度较小，机械强度低。燃烧时难燃、无烟，无火焰或火焰短，不熔不膨胀。视相对密度无岩浆岩区1.401.50，岩浆岩区1.60。煤岩成分由镜煤，亮煤、暗煤和丝炭组成。太原组各煤层以半亮型为主，山西组1#、2#煤层则以半亮型和半暗型为主，含有较少量的暗淡型煤。1.4.3 煤类的确定及煤类分布1、2、9各主要可采煤层煤布着贫煤和无烟煤两大类，各煤层煤类以三号无烟煤为主，局部为贫煤。1#煤层以第10勘探线为界，2#煤层以第10勘探线以北150m为界，3#煤层以第7勘探线为界，北部为贫煤，南部为无烟煤。4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#煤层全属无烟煤。1.4.4 煤的化学性质及有害元素A 化学性质6#、7#、8#、9#煤的水分为2.232.67%，其它煤层煤的水分为1.501.85%，风氧化的煤水分明显增高，达3.11%以上，最高达20.78%。各煤层灰分变化较大，3#、6下#、8#煤层属低灰煤； 1#、2#、4#、5#、6#、7#、9#、10#煤层属中灰煤。各煤层经1.41.5比重液洗选后灰分大大降低，浮煤灰分一般在8%左右。各煤层中1#、2#煤层属特低硫煤；3#、4#、5#、6#、6下#和9#煤层属中高硫煤；7#、8#和10#煤层属高硫煤。经过浮选太原组各煤层硫分含量有较大幅度降低，脱硫率在40%以上。B 有害元素依据现行磷含量和砷含量分级标准，3#、4#、6下#煤层属特低磷分煤；2#、6#、8#、9#、10#煤层属低磷分煤；1#、7#煤层属中磷分煤。各煤层原煤砷均属一级含砷煤。2 井田境界和储量2.1 井田境界某一矿井田面积近似矩形，只有东面至于10勘探线，走向长度为5680米，倾向长度约为4282米，井田境界以五个点坐标来确定，具体坐标如下表表2.1 井田边界点坐标表边界点经纬12345经向38230.841252.545274.943236.341261.4纬向119262.8116230.3120258.51223001223002.2 井田工业储量某一矿煤田为掩盖式煤田，一般埋深不超过625m，本次储量计算深度为625m，即水平标高-410m，唯东部第10勘探线西端部分地段，煤层埋藏较深，计算垂深在625m左右。本井田勘探类