采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-荊各莊礦1.2mta新井設(shè)計(jì)[2]【全套圖紙】

1、<p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1井田位置、范圍和交通位置</p><p>　　荊各莊礦井田位于開(kāi)平向斜的西北側(cè)，中隔鳳山～缸窯背斜自成一盆狀向斜。南北長(zhǎng)約3.5 km，東西寬約3.4 km，北端閉合，南端開(kāi)放，其輪廓恰似一直徑3.5 km的亞圓形

2、，面積約9.5 km2。</p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　荊各莊礦位于河北省唐山市北偏東約13公里處，南距馬家溝礦6公里，距原京山鐵路開(kāi)平車(chē)站10公里，東距陡河發(fā)電廠4.5公里。行政區(qū)域?qū)偬粕绞虚_(kāi)平區(qū)管轄，見(jiàn)荊各莊礦交通位置圖(圖1-1)。</p><p>　　圖1-1 荊各莊礦交通位置圖</p><p&

3、gt;　　井田開(kāi)采范圍：北部、西部及南部均以煤12沖積層下潛伏露頭為界，東部及東南部以Ｆ1~F3斷層組為界，深部以煤12盆狀向斜底- 530標(biāo)高為最終深度，礦井面積約為9 km2。井田開(kāi)采范圍坐標(biāo)見(jiàn)表1.1。</p><p>　　井田開(kāi)采范圍坐標(biāo)表 表 1.1</p><p><b>　　1.1.2地形地貌</b></p>

4、<p>　　本區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河?xùn)|岸是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北－－西南方向起伏伸展的低山丘陵。從東往西有巍山（＋290 m）、鳳山（＋180 m）、小梁山（＋100 m）和菀豆山（＋38 m），由菀豆山向西南傾沒(méi)于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢(shì)逐漸增高，直到青龍山標(biāo)高達(dá)＋493.01 m。在井田北面約7公里為由震旦紀(jì)灰?guī)r構(gòu)成的低山丘陵，東西方向橫伏，這兩條低山丘陵在井田東面的青龍山一帶相匯合。低

5、山丘陵的伸展方向與地層走向方向一致。井田內(nèi)地勢(shì)平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面標(biāo)高為+38.8 m（灣35孔），南端標(biāo)高為＋23.85 m（灣補(bǔ)6孔），傾向陡河。</p><p><b>　　1.1.3河流水系</b></p><p>　　流經(jīng)本區(qū)東南邊的陡河，發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱(chēng)管河，發(fā)源于豐潤(rùn)縣福山寺管泉，西支稱(chēng)泉水河，發(fā)源于豐潤(rùn)縣趙莊上水路

6、。二支水流在雙橋村北側(cè)匯合，向南流經(jīng)唐山市區(qū)，下游匯集石榴河，向南流入渤海。河北省水利廳于1965年在雙橋村一帶修建了陡河水庫(kù)，水庫(kù)大壩距井田東端的最近距離為2200 m。陡河及陡河水庫(kù)雖然距井田區(qū)甚近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀(jì)松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對(duì)本礦充水沒(méi)有直接的影響。</p><p>　　根據(jù)附近丹河臨時(shí)觀測(cè)，其流量為0.00415（1998年6月30日）～1.4088（199

7、8年7月22）m3/s，歷史最高洪水標(biāo)高為+690.30 m。</p><p>　　1.1.4礦區(qū)的氣候條件</p><p>　　唐山地區(qū)氣候?qū)侔氪箨懶?，夏季炎熱多雨，冬季?yán)寒凜烈，氣溫變化較大。根據(jù)唐山市氣象局1959～1999年氣象資，歷年平均氣溫17.9℃，最高氣溫40.3℃，最低氣溫-18.3℃。歷年平均降水量為708.14 mm，年最大降水量為1263.8 mm。區(qū)內(nèi)冬季多北風(fēng)，

8、夏季多南風(fēng)，最大風(fēng)速16 m/s。冰凍期為十一月至次年三月，最大凍土深度0.27 m。</p><p>　　1.1.5水源、電源</p><p><b>　　1. 供水水源</b></p><p><b>　?、?地面水源</b></p><p>　　本礦地面水源共有三處：即東水源井、西水源井（小學(xué)

9、校院內(nèi)）和矸子山水源井。供水孔數(shù)為：東水源井兩個(gè)，西水源井一個(gè)，矸子山水源井一個(gè)。以上四個(gè)供水孔均自?shī)W陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層取水，水量很豐富，單位涌水量為2.33 m3/min· m。由于排水設(shè)備的限制，每個(gè)供水孔排出量約為2.0～2.3 m3/min。目前本礦部分生活用水及工業(yè)用水取自地面水源，計(jì)6.0 m3/min。</p><p><b>　　⑵ 井下水源</b><

10、;/p><p>　　本礦井下清水源目前有2080疏水中心。供水量為3.5 m3/min，主要取自第Ⅴ含水層（即煤5以上砂巖裂隙承壓含水層）。原來(lái)的1331和1148放水中心水量很小已無(wú)法滿(mǎn)足供水要求。目前2080疏水中心仍在施工，將來(lái)有希望增加井下清水源。</p><p>　?、堑孛嫠吹貖W陶系石灰?guī)r水井水質(zhì)化驗(yàn)情況</p><p><b>　　①本礦工房東水

11、源井</b></p><p>　　依1981年4月20日化驗(yàn)結(jié)果為：總硬度為67.8 mg/l，pH=8.05，NO3-N～4 mg/l，I 6r/l，F(xiàn) 0.3 mg/l。Cd、dt、Pb、Zn、As、Fe、 Mg、 Mn、Cu、Cr未檢出。</p><p>　　結(jié)論：理化檢驗(yàn)均符合國(guó)標(biāo)。</p><p>　?、诒镜V西水源井（荊礦小學(xué)校內(nèi)水源井）<

12、;/p><p>　　依1981年4月20日化驗(yàn)結(jié)果：總硬度為 69.5 mg/l，pH=8.0，NO3-N～4 mg/l，I 8r/l，F(xiàn) 0.3 mg/l。Cd、Se、Pb、Zn、As、Hg、Fe、 Mn、Cu、Cr未檢出。</p><p>　　結(jié)論：理化檢驗(yàn)均符合國(guó)標(biāo)。</p><p><b>　　衛(wèi)生指標(biāo)化驗(yàn)情況：</b></p>

13、<p>　　依1981年4月1日化驗(yàn)結(jié)果為：細(xì)菌總數(shù)2個(gè)/ml，大腸菌指數(shù)小于3個(gè)/l。</p><p>　　結(jié)論：符合飲用水國(guó)標(biāo)。</p><p><b>　　③矸子山水源井</b></p><p>　　依1998年4月20日化驗(yàn)結(jié)果為：總硬度（以CaCO3計(jì)）為142.7 mg/l，pH=6.8，NO3-N～9.76 mg/l

14、，F(xiàn)e：0.01 mg/l。硫酸鹽：16.13 mg/l。氯化物：21.27 mg/l。Zn、Ca、 Mn、Ag、Pb、Cr未檢出。細(xì)菌總數(shù)和總大腸菌群未檢出。 結(jié)論：符合飲用水國(guó)標(biāo)。</p><p>　　⑷井下水源水質(zhì)化驗(yàn)情況</p><p>　?、?080疏水中心巷道及鉆孔水</p><p>　　依1998年5月25日經(jīng)開(kāi)灤礦務(wù)局化驗(yàn)室化驗(yàn)結(jié)果為：<

15、;/p><p>　　離子分析：陽(yáng)離子：Na+60.57 mg/l，Ca2+26.42 mg/l， Mg2+13.35 mg/l，NH40.22 mg/l ，合計(jì)100.56 mg/l。陰離子：Cl- 17.72 mg/l，SO42-18.73 mg/l，HCO3-254.49 mg/l，NO3-0.2 mg/l，合計(jì)291.14 mg/l。 總計(jì)：391.7 mg/l。 硬度：全硬度6.7768，暫時(shí)

16、硬度6.7768，負(fù)硬度4.9181（單位：德國(guó)度）。</p><p>　　總鹼度：254.49 mg/l，酸度11.695德國(guó)度，固形物 268 mg/l，pH=8.08。</p><p>　　結(jié)論：理化檢驗(yàn)均符合國(guó)標(biāo)。</p><p><b>　?、?048巷道清水</b></p><p>　　依1994年4月6日開(kāi)

17、平區(qū)防疫站化驗(yàn)結(jié)果為：</p><p>　　Fe：0.08 mg/l， Mn：＜0.05 mg/l，Cu：＜0.04 mg/l，Zn：0.41 mg/l，揮發(fā)酚類(lèi)＜0.002 mg/l，氯化物9.76 mg/l，陰離子洗滌劑＜0.1 mg/l，硫酸鹽30.7 mg/l，氟化物0.2 mg/l，砷＜ 0.01 mg/l，鉻＜ 0.004 mg/l，鉛＜0.01 mg/l，硝酸鹽氮0.1 mg/l，細(xì)菌總數(shù)＜ 1個(gè)/

18、ml，總大腸菌群＜ 3個(gè)/l?？傆捕龋?54 mg/l，pH=7.48。 結(jié)論：理化檢驗(yàn)均符合國(guó)標(biāo)。</p><p>　　2.工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應(yīng)</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)工業(yè)以煤炭為主，農(nóng)業(yè)主要種植小麥、玉米、水稻，間雜有果園、菜園和苗圃等。</p><p>　　本礦井建設(shè)期間，所需要建設(shè)材料，除鋼材、木材和部分水泥、石材需由國(guó)家計(jì)劃供應(yīng)外，其它磚

19、、砂等土產(chǎn)材料，均由當(dāng)?shù)毓?yīng)，滿(mǎn)足建設(shè)需要。</p><p>　　礦區(qū)已建有110kv區(qū)域變電所，可向本礦井供電的兩回35kv輸電線(xiàn)路。</p><p><b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p>　　1.2.1區(qū)域地質(zhì)概況</p><p>　　開(kāi)平煤田位于燕山南麓，在三個(gè)大地構(gòu)造上位于中朝地臺(tái)燕山沉降帶的東

20、南側(cè)。燕山南麓煤田在地質(zhì)力學(xué)體系上處于天山～陰山緯向構(gòu)造帶、新華夏系構(gòu)造帶和祁呂～賀蘭山山字形的巨型構(gòu)造體系的交匯部位。開(kāi)平煤田受新華夏構(gòu)造體系的影響，以一系列ＮＮＥ向的褶曲及逆斷層組成，北部受緯向構(gòu)造的影響逐漸向南彎轉(zhuǎn)成走向近東西向。煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組，上統(tǒng)開(kāi)平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成。巖性以砂巖、泥巖為主，基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r，分布于煤田周邊地帶，與煤系地層呈不整合接觸。煤田向南傾伏，其南部

21、界限可能跨過(guò)寶坻～奔城大斷層伸入另一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元－－華北斷陷。見(jiàn)燕山南麓構(gòu)造綱要圖1-2。</p><p>　　開(kāi)平煤田構(gòu)造形式以褶皺為主，線(xiàn)型排列比較明顯，向斜背斜多呈相間平行排列，區(qū)內(nèi)由西至東有：薊玉向斜及其兩側(cè)的窩洛沽向斜、豐登塢背斜、車(chē)軸山向斜、卑子院背斜、彎道山～西缸窯向斜、鳳山～缸窯背斜、開(kāi)平向斜。</p><p>　　褶皺為不對(duì)稱(chēng)狀，軸面向北西傾斜，向斜軸線(xiàn)偏居西北翼一側(cè)，

22、西北翼地層急陡直立甚至倒轉(zhuǎn)，并伴有與其方向一致的逆斷層及逆掩斷層，斷層面傾角45°以下，引捩構(gòu)造明顯，次級(jí)褶皺也較為發(fā)育。東南翼一側(cè)產(chǎn)狀平緩，構(gòu)造以次級(jí)復(fù)背、向斜構(gòu)造為主，并伴生有斷層構(gòu)造。背斜則相反，西北翼產(chǎn)狀平緩，東南翼急陡，其它情況亦然。</p><p>　　煤田由于受東臨山海關(guān)地塊來(lái)自西南方向擠壓力的干擾，往往發(fā)育有串珠狀橫向褶皺，有的分異為獨(dú)立盆形，如開(kāi)平向斜西北側(cè)的西缸窯、彎道山、西北井三個(gè)

23、盆狀向斜的形成，其軸線(xiàn)方向與開(kāi)平向斜走向近直交。</p><p><b>　　1.2.2地質(zhì)特征</b></p><p>　　開(kāi)平煤田位于燕山南麓，在大地構(gòu)造上位于中朝地臺(tái)燕山沉降帶的東南側(cè)。燕山南麓煤田在地質(zhì)力學(xué)體系上處于天山～陰山緯向構(gòu)造帶、新華夏系構(gòu)造帶和祁呂～賀蘭山山字形的三個(gè)巨型構(gòu)造體系的交匯部位。開(kāi)平煤田受新華夏構(gòu)造體系的影響，以一系列ＮＮＥ向的褶曲及逆斷

24、層組成，北部受緯向構(gòu)造的影響逐漸向南彎轉(zhuǎn)成走向近東西向。煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組，上統(tǒng)開(kāi)平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成。巖性以砂巖、泥巖為主，基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r，分布于煤田周邊地帶，與煤系地層呈不整合接觸。煤田向南傾伏，其南部界限可能跨過(guò)寶坻～奔城大斷層伸入另一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元－－華北斷陷。見(jiàn)燕山南麓構(gòu)造綱要圖2-1。</p><p>　　荊各莊礦井田位于開(kāi)平向斜西北側(cè)，煤系地層的

25、形成時(shí)代屬于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。煤系基底地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r，井田地層情況見(jiàn)表1.2。 </p><p>　　本井田與開(kāi)平煤田其它構(gòu)造單元的地層特征基本相似，本階段所揭露的地層有變化的地段主要在煤9以上至煤6及煤12以下至煤15，對(duì)其層間距及巖性作了修改，下面按著由老至新的地層順序進(jìn)行描述。</p><p>　　1.奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2）</p><p>

26、;　　本組為巖性單一、質(zhì)純的碳酸鹽巖相沉積，以厚層狀灰褐色－－淡玫瑰色的豹皮狀灰?guī)r為主，夾薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r。后種巖石多賦存于本組地層上部。根據(jù)巖芯觀察，其頂部大約50 m以上部分屬古風(fēng)化帶，最頂部20 m風(fēng)化程度甚強(qiáng)，常呈土黃色，向下漸弱，巖石呈黃灰斑狀雜色。在風(fēng)化殼中，溶孔溶洞發(fā)育，部分層段呈蜂窩狀，時(shí)有鉆具陷落發(fā)生。含水性甚強(qiáng)，裂隙及孔洞內(nèi)有淺灰－－淺黃色鋁土巖充填物，這為鑒定古風(fēng)化殼的重要證據(jù)。1988年在太平莊打水井時(shí)發(fā)現(xiàn)奧陶灰

27、巖中有0.5 m垂深溶洞，并有淺黃色充填物。 </p><p>　　開(kāi)平煤田區(qū)域地層表 表1.2</p><p><b>　　2.石炭系（C）</b></p><p>　　下界為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r頂面，兩者為平行不整合接觸。上界為煤11頂板含海相動(dòng)物化石之泥巖頂面。該層與上覆的二疊系地層呈整合接

28、觸。本組一般厚度為210 m。</p><p>　?、偈肯抵薪y(tǒng)－－唐山組（C2）</p><p>　　直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r之上，上至K3唐山灰?guī)r頂界面，一般厚度75 m。</p><p>　　本統(tǒng)地層以粘土巖和粉砂巖為主,各種巖石大致百分比如下:粘土巖占42.1％，粉砂巖占31.2％，砂巖占19.9％，石灰?guī)r占6.8％。 </p><p

29、>　　本組巖相變化是由濱海湖泊相碎屑沉積過(guò)渡為海相灰?guī)r沉積，交替出現(xiàn)三個(gè)沉積旋回,即：Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3，形成一個(gè)漸進(jìn)的相序。本組中含三層薄層石灰?guī)r，均含有豐富海相動(dòng)物化石，由下而上簡(jiǎn)稱(chēng)為K1、K2、K3石灰?guī)r。第一層灰?guī)rK1出現(xiàn)在距奧陶灰?guī)r頂界面大約38 m處，第二層石灰?guī)rK2出現(xiàn)在K1之上12 m處，第三層石灰?guī)rK3出現(xiàn)在K2之上大約25 m處，稱(chēng)之為唐山灰?guī)r，該層灰?guī)r呈淺灰褐色，中厚層狀，質(zhì)純，厚2.5 m左右，厚度大，

30、層位穩(wěn)定，含有大量的蜓科和珊瑚化石，易于同其它巖石相區(qū)別。</p><p>　?、谑肯瞪辖y(tǒng)（C3）</p><p>　　分上下兩組，下組稱(chēng)開(kāi)平組C31，上組稱(chēng)趙各莊組C32。上組是荊各莊礦井田重要的含煤地層，本統(tǒng)地層一般厚度為135 m。</p><p><b>　　開(kāi)平組C31：</b></p><p>　　下限為唐

31、山灰?guī)rK3頂板，呈整合接觸，上限為趙各莊灰?guī)rK6之頂板，亦是整合接觸。本組地層一般厚度76.59 m，以粉砂巖為主，粘土巖含量減少，各種巖石所占的百分比為：粘土巖10.1％，粉砂巖類(lèi)占52.6％，砂巖類(lèi)占31.4％，石灰?guī)r占2.9％。巖相組合上為淺海相薄層泥質(zhì)碳酸鹽巖和瀉湖海灣相粉砂巖及砂巖沉積物的交替沉積。包含Ｉ-4、Ｉ-5、Ｉ-6三個(gè)較大的旋回，每一旋回都是由海相石灰?guī)r起經(jīng)過(guò)渡相沉積，又覆為海相沉積。</p><

32、p>　　本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r，由下而上命名為K4、K5、K6，其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖，時(shí)而接近鈣質(zhì)粘土巖。特點(diǎn)是含灰白色的動(dòng)物介殼，富集成層，與深灰色泥質(zhì)灰?guī)r交替成細(xì)帶狀，形成明顯的水平層理和水平波狀層理，極易區(qū)別于其它石灰?guī)r。厚度薄但比較穩(wěn)定，一般為0.1～1.3 m，平均0.55 m。在K5石灰?guī)r底板，賦存三個(gè)煤層即：煤14一般厚度為0.1～0.8 m,平均0.4 m;煤15甲一般厚度為0.1～0.5 m;煤15

33、乙一般厚度為0.1～4.29 m,平均1.12 m，局部達(dá)到可采。本組比較突出的特點(diǎn)是出現(xiàn)了含煤沉積，是典型的海陸交互相沉積序列。</p><p><b>　　趙各莊組C32：</b></p><p>　　下限為趙各莊灰?guī)rK6頂板，上限為煤11頂板泥巖之頂界面。一般厚度為60 m，本組為重要的含煤地層。</p><p>　　本組地層以粉砂巖為主

34、，其次為砂巖，各種巖石所占百分比如下：粉砂巖類(lèi)38.3％，砂巖類(lèi)29.5％，煤層17.4％，粘土巖14.8％。巖相組合主要是瀉湖海灣相和泥巖沼澤相交替沉積，同時(shí)在瀉湖海灣相之后出現(xiàn)有湖濱三角洲相。</p><p>　　自沉積趙各莊灰?guī)rK6之后，海水大規(guī)模后退，而每次海進(jìn)的幅度都比較小。該階段沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，是成煤的最好時(shí)期。本組含煤層5層，即：煤12-1/2、煤12、煤12-1、煤12-1上煤線(xiàn)、煤11。其中煤

35、12可采。</p><p><b>　?、鄱B系下統(tǒng)Ｐ1</b></p><p>　　下界為煤11頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為Ａ層礬土質(zhì)粘土巖之頂板，井田內(nèi)該層大部分被沖蝕掉。本統(tǒng)地層一般厚度為235.76 m，分上下兩組，上組稱(chēng)唐家莊組，下組稱(chēng)大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。</p><p><b>　　1.2.2地質(zhì)

36、構(gòu)造</b></p><p><b>　　1.褶曲構(gòu)造</b></p><p>　　荊各莊礦井田自身即為一個(gè)盆狀向斜，向斜軸線(xiàn)偏居西側(cè)，近南北延伸，中部略向西呈弧形彎曲，并向南偏東傾伏，傾伏角約5～6°。向斜軸線(xiàn)西側(cè)地層產(chǎn)狀急陡，而東側(cè)則較為舒緩，同時(shí)向斜邊緣較之中部地層產(chǎn)狀陡。這種構(gòu)造特征直接影響了井田不同區(qū)域斷裂構(gòu)造的性質(zhì)和發(fā)育程度。在井田東

37、部有一舒緩橫向褶皺,軸線(xiàn)方向N43E,長(zhǎng)700 m,寬300 m，兩翼傾角5°～10°。</p><p>　　在井田中南部有一小型背斜，軸線(xiàn)方向Ｎ40°Ｅ，長(zhǎng)600 m以上，背斜西部一翼產(chǎn)狀較陡，傾角25°～60°，東部則地層較舒緩，傾角15°～25°。</p><p><b>　　2 .斷裂構(gòu)造</b&

38、gt;</p><p>　　斷裂構(gòu)造是井田最為重要的構(gòu)造形式，它不但構(gòu)成了井田邊界，而且直接影響采區(qū)的劃分，同時(shí)在井田范圍內(nèi)廣泛存在，是采掘生產(chǎn)和井巷工程所要解決的最主要的地質(zhì)問(wèn)題。由于井田向斜西陡、東緩，邊緣陡、中部緩的不對(duì)稱(chēng)性，造成井田范圍內(nèi)斷裂構(gòu)造的性質(zhì)、分布、發(fā)育程度具有較大的分異。總體上講,向斜軸線(xiàn)以西區(qū)域內(nèi)以逆斷層為主，且多為沖斷層，構(gòu)造復(fù)雜；而向斜軸線(xiàn)以東則以張性正斷層為主,逆掩斷層次之，沖斷層極為

39、少見(jiàn)，構(gòu)造條件亦相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí)受區(qū)域應(yīng)力作用,斷裂構(gòu)造在延伸展布上亦存在一定規(guī)律,按其走向大致可分為四組。</p><p><b>　　1.2.3地溫</b></p><p>　　據(jù)詳查勘探資料，本區(qū)地溫梯度為0.94℃/100 m，橫溫帶在50～100 m左右，地溫變化范圍在11.50～17.00℃之間，屬地溫正常區(qū)。</p><p><

40、;b>　　1.3煤層及煤質(zhì)</b></p><p>　　1.3.1煤層賦存條件</p><p>　　井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)地層組成，煤系地層總厚度約450 m，共含大小煤層19層，煤層總厚度25.3 m，含煤系數(shù)為5.7％,其中可采煤層共兩層,即煤12、煤9，平均總厚度15.93 m。可采煤層集中在趙各莊組和大苗莊組。</p><p>

41、;<b>　　1.可采煤層厚度</b></p><p>　　1)煤9：為礦井的主采煤層，厚度為0.00～17.67 m，平均厚度為8.43 m。煤層為黑色、條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤，以亮煤為主，間夾暗色條帶，局部含絲炭，偶含黃鐵礦膜，半亮～光亮型。煤層的容重為1.44t/m3。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大，最厚點(diǎn)在西翼采區(qū)灣36孔，各采區(qū)煤層厚度變化見(jiàn)表1.5。</p><p>

42、　　各采區(qū)煤9厚度及傾角統(tǒng)計(jì)表 表1.5</p><p>　　本煤層一般含2～3層夾矸，多為炭質(zhì)頁(yè)巖。在井田西翼采區(qū)有厚層夾矸，巖性為褐紅色泥巖～粉砂巖～細(xì)砂巖或淺褐色砂巖，厚度達(dá)0.5～1.0 m，在平面上呈透鏡狀，分布范圍不大，主要在盤(pán)地邊緣及F3斷層組附近，夾矸之上有1.5～3.7 m左右的煤，之下有5.0 m左右的煤。夾矸變厚處煤層厚度明顯變薄，且上分層煤往往尖滅于煤層頂板，因此

43、，在施工中必須注意：下分層煤是主要煤層。</p><p>　　2.可采煤層結(jié)構(gòu)變化</p><p>　　井田內(nèi)共有可采煤層四層，即：煤9、煤12。在礦井開(kāi)采過(guò)程中，揭露的煤厚點(diǎn)越來(lái)越多，通過(guò)全面的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)其穩(wěn)定性有了更加全面的了解，現(xiàn)將其穩(wěn)定性分析分述如下：</p><p>　　根據(jù)煤9開(kāi)采情況，選取了134個(gè)煤厚點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定煤9的穩(wěn)定程度見(jiàn)表1.8。&

44、lt;/p><p>　　井田煤層穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)表（煤9） 表 1.6</p><p>　　井田內(nèi)各采區(qū)地質(zhì)條件不同,煤層的穩(wěn)定性也不盡相同,各采區(qū)煤層厚度穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1.9。</p><p>　　各采區(qū)煤層厚度穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)表（煤9） 表1.7</p><p><b>　　1.3.2煤質(zhì)<

45、;/b></p><p><b>　　1.煤的物理性質(zhì)</b></p><p>　　煤層的物理特性見(jiàn)表1.10：</p><p>　　主 要 煤 層 物 理 特 征 表 表1.8</p><p>　　2. 可采煤層的煤質(zhì)概況</p><p>　　煤層煤質(zhì)

46、特征表見(jiàn)表1.11。</p><p>　　可采煤層煤質(zhì)特征表 表1.9</p><p>　　煤灰成分：以二氧化硅+三氧化二鋁為主，其中二氧化硅的含量43.65%，三氧化二鋁含量為36.22%，其次為三氧化二鐵，其含量為4.79%，氧化鉀含量為2.67%，氧化鎂含量為1.62%，氧化鈣含量為1.20%。灰熔融性軟化溫度（ST）1500℃，屬難熔灰分。&l

47、t;/p><p><b>　　3. 工藝性能</b></p><p><b>　　1）煤的熱穩(wěn)定性。</b></p><p>　　據(jù)詳查勘探取樣測(cè)試，1號(hào)煤TS+6為56.20～87.75%，平均77.01%；15號(hào)煤TS+6為81.50～89.40%，平均86.03%，均屬于熱穩(wěn)定性好的煤層。</p><

48、p>　　2）煤對(duì)CO2的反應(yīng)性。</p><p>　　經(jīng)本礦取樣試驗(yàn)并參考詳查勘探資料，950℃時(shí)，3號(hào)煤CO2還原率為9.40～28.50%，平均17.77%。2號(hào)煤CO2還原率為17.60～24.50%，平均19.65%，均屬反應(yīng)性低的煤層。</p><p><b>　　3）煤的可磨性。</b></p><p>　　據(jù)補(bǔ)充勘探1號(hào)鉆孔

49、煤芯煤樣試驗(yàn)結(jié)果并參考詳查勘探試驗(yàn)資料，2號(hào)煤哈氏可磨指數(shù)（HGI）為63.80～91.80%，平均78.40%。2號(hào)煤可磨指數(shù)為53.80～73.20%，平均63.00%，均屬于可磨性較好的煤層。</p><p><b>　　4）煤的結(jié)渣性。</b></p><p>　　據(jù)詳查報(bào)告資料，當(dāng)鼓風(fēng)強(qiáng)度0.30 m/s時(shí)，煤9灰的結(jié)渣率為6.42～11.98%，平均8.3

50、6%。煤12灰的結(jié)渣率為7.30～9.78%，平均8.92%，均屬弱結(jié)渣煤。</p><p><b>　　4. 煤的可選性</b></p><p>　　據(jù)詳查勘探采取鉆孔簡(jiǎn)易分選樣進(jìn)行篩浮試驗(yàn)，用±0.1含量法評(píng)價(jià)，結(jié)果為：</p><p>　　煤9：假定精煤灰分為11.00%，則±0.1含量為4.58～24.86%，平均1

51、1.68%，可選性為易選。假定精煤灰分為11.50%，±0.1含量為3.56～20.68%，平均9.29%，可選性為易選。</p><p>　　煤12：假定精煤的灰分為11.00%，則±0.1含量為4.80～35.07%，平均19.60%，可選性為易選。假定精煤的灰分為11.50%，則±0.1含量為3.50～31.50%，平均17.09%，可選性為易選。</p><

52、;p>　　5. 煤類(lèi)和工業(yè)用途</p><p>　　井田內(nèi)各煤層均屬氣煤類(lèi)，小牌號(hào)為氣煤1號(hào)和氣煤2號(hào)，根據(jù)煤9鐵箱試驗(yàn)結(jié)果，煤的結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，可考慮煤的綜合利用。由于煤的發(fā)熱量均在18.01～24.18 MJ/Kg，可作為動(dòng)力用煤。</p><p>　　1.3.3區(qū)域水文地質(zhì)

53、</p><p>　　1. 區(qū)域水文地質(zhì)概況</p><p>　　荊各莊礦井田位于開(kāi)平向斜的西北側(cè)，中隔鳳山～缸窯背斜自成一盆狀向斜。流經(jīng)本區(qū)東南邊的陡河，發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱(chēng)管河，發(fā)源于豐潤(rùn)縣福山寺管泉，西支稱(chēng)泉水河，發(fā)源于豐潤(rùn)縣趙莊上水路。二支水流在雙橋村北側(cè)匯合，向南流，經(jīng)唐山市區(qū)，下游匯集石榴河，向南流入渤海。河北省水利廳于1965年在雙橋村一帶修建了陡河水庫(kù)，水

54、庫(kù)大壩距井田東端的最近距離為2200 m。陡河及陡河水庫(kù)雖然距井田區(qū)甚近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀(jì)松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對(duì)本礦充水沒(méi)有直接的影響。</p><p>　　荊各莊礦的水文地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜型，有八個(gè)含水層，自下而上分別為：</p><p>　　1、奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ）</p><p>　　2、K2～K6砂巖裂隙承壓

55、含水層（Ⅱ）</p><p>　　3、K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ）</p><p>　　4、煤9～煤7砂巖裂隙承壓含水層（Ⅳ）</p><p>　　5、煤5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ）</p><p>　　6、風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層（Ⅵ）</p><p>　　7、第四系底部卵石孔隙承壓含水層（Ⅶ）</

56、p><p>　　8、第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層（Ⅷ）</p><p>　　其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ。</p><p><b>　　2. 井田地表河流</b></p><p>　　井田地表河流主要為陡河，發(fā)源于發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱(chēng)管河，發(fā)源于豐潤(rùn)縣福山寺管泉，西支稱(chēng)泉水河，發(fā)

57、源于豐潤(rùn)縣趙莊上水路。經(jīng)在大戴莊所設(shè)觀測(cè)站觀測(cè)：夏季最高水位為+19.5 M，冬季水位介于+16 m~+17 m，河水最高水位約低于本區(qū)地形的最低高度10 M左右。</p><p>　　根據(jù)1989～1998年?yáng)|翼塌陷坑觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，積水量最大值為263.5萬(wàn)噸，積水量最小值為21.6萬(wàn)噸，東翼塌陷坑隨著采、掘活動(dòng)逐年加大，但積水對(duì)礦井涌水量無(wú)影響，對(duì)礦井安全生產(chǎn)無(wú)威脅。</p><p>

58、<b>　　3. 井田含水層</b></p><p>　　⑴礦井直接充水含水層</p><p>　　荊各莊礦直接充水含水層有K2～K6砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ）、K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ）、煤5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ）。</p><p>　　①K2～K6砂巖裂隙承壓含水層</p><p>　　該含水層位于石炭

59、系中統(tǒng)唐山組的K2灰?guī)r和石炭系上統(tǒng)趙各莊組的K6灰?guī)r之間，厚度100 m，巖性以粉砂巖和細(xì)砂巖為主。巖石膠結(jié)物多為鈣泥質(zhì)。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以?xún)A向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。該含水層在垂向上以K6灰?guī)r、煤15底板、煤16底板含水較豐富。</p><p>　　本含水層單位涌水量為 0.005～0.083 m3/min.m，平均為 0.032 m3/min.m，滲透系數(shù)為1.296～7.816 m/d

60、 ，平均為3.486 m/d ，屬于含水豐富的含水層。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-―Ca2+－ Mg2+型淡水，總硬度為9.12德國(guó)度，PH=7.89。</p><p>　?、贙6～煤12砂巖裂隙承壓含水層</p><p>　　該含水層位于石炭系上統(tǒng)趙各莊組的K6至煤12-2底板之間，厚度20 m，巖性以砂巖和粉砂巖為主，巖石膠結(jié)物多為硅質(zhì)，垂直層面的構(gòu)造裂隙很發(fā)育，裂隙充填物多為鈣質(zhì)。從水平方向

61、看，含水層厚度由西向東呈遞增趨勢(shì)，導(dǎo)水裂隙發(fā)育率東部較西部高。該含水層在垂向上，以煤12底板、煤12-1/2底板、K6灰?guī)r含水較豐富。</p><p>　　本含水層單位涌水量為0.002～0.206 m3/min.m，平均為0.042 m3/min.m，滲透系數(shù)為0.253～19.793 m/d，平均為6.360 m/d ，屬于含水豐富的含水層。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-—Ca2+— Mg2+型淡水，總硬度為12.27

62、德國(guó)度，固型物含量為241 mg/l，PH=7.85。</p><p>　?、勖?以上砂巖裂隙承壓含水層</p><p>　　該含水層位于二疊系下統(tǒng)的大苗莊組的煤5～唐家莊組上界。巖性以粉砂巖及砂巖為主，其中中粗砂巖含水最豐富。砂巖膠結(jié)物多為鈣、硅、泥質(zhì)。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以?xún)A向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。在勘探期施工的鉆孔中，幾乎所有鉆孔過(guò)本層時(shí)均消耗沖洗液，消耗量大于5

63、 m3/h的鉆孔占總數(shù)的58％，而且漏水嚴(yán)重的分布在井田東部和南部地區(qū)，其余地段沖洗液消耗量較小，我礦在1987～1996年施工的鉆孔當(dāng)鉆至本層時(shí)，沖洗液漏失現(xiàn)象也很?chē)?yán)重，常有不回水現(xiàn)象。因此可知本含水層裂隙發(fā)育。</p><p>　　本含水層可分為下段（ⅤA）、上段（ⅤB）。</p><p>　　a、下段（ⅤA）：在煤5以上60 m厚，為一河床相砂巖，與下伏地層呈沖刷接觸，在井田西部和中

64、部直接沖刷至煤5或煤6，甚至沖刷至煤7或煤8，本段單位涌水量為0.007～0.117 m3/min.m，平均為0.052 m3/min.m，滲透系數(shù)為1.985～8.945 m/d ，平均為4.952 m/d ，其水質(zhì)特征為：HCO3-一Na+一Ca2+型淡水，硬度為7.86～12.64德國(guó)度，固形物含量234～297 mg/l，PH=8.0～8.4。</p><p>　　b、上段（ⅤB）：位于煤5以上60～10

65、0 m即厚度40 m，本段頂板直接與基巖風(fēng)化帶連接。本段單位涌水量為0.011～0.016 m3/min.m，平均為0.013 m3/min.m，滲透系數(shù)為1.722～2.059 m/d ，平均為1.843 m/d ，其水質(zhì)與下段同。</p><p>　　根據(jù)這些現(xiàn)場(chǎng)的資料對(duì)含水層的富水性進(jìn)行分區(qū)，總體趨勢(shì)是東強(qiáng)西弱，共分五個(gè)區(qū)，富水性最強(qiáng)的區(qū)域?yàn)榫锬喜肯蛐陛S附近，最弱為井田西部。提出了含水層富水性分區(qū)綜合方案

66、，其富水性分區(qū)情況見(jiàn)表1.12及圖1-8。</p><p>　　煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性分區(qū)參數(shù)表 表1.10</p><p>　　本含水層是礦井頂板突水的直接水源，是威脅礦井生產(chǎn)的主要含水層，特別是對(duì)煤9的開(kāi)采影響最大。</p><p>　?、苁肯堤M灰?guī)r裂隙巖溶含水層。</p><p>　　該含水層主要有K2、K

67、3、K4、K5灰?guī)r，據(jù)鉆孔揭露：</p><p>　　K2灰?guī)r厚4.88～8.09 m，裂隙巖溶發(fā)育，消耗水量：20.76 m3/h；</p><p>　　K3灰?guī)r厚2.4～4.88 m，局部裂隙巖溶發(fā)育，消耗水量：24.15 m3/h；</p><p>　　K4灰?guī)r厚0.25～1.35 m，有缺失現(xiàn)象，最大消耗水量：12.12 m3/h；</p>&

68、lt;p>　　K5灰?guī)r厚3.17～6.52 m，裂隙巖溶發(fā)育，最大消耗水量：11.59 m3/h。</p><p>　　單位涌水量為0.0045～16.84L/s.m，滲透系數(shù)0.024～38.43 m/d，水質(zhì)屬于HCO3-Ca、Na型，礦化度1.254g/L。該含水層水位標(biāo)高+681.43～+687.75 m。</p><p>　?、荻B系山西組K7砂巖和3號(hào)煤層頂板砂巖裂隙含水

69、層。</p><p>　　K7砂巖2.00～2.90 m，最大消耗水量24.75 m3/h，單位涌水量為0.0032～0.079L/s.m，滲透系數(shù)0.020 m/d。水質(zhì)屬于HCO3-Ca、Na型，礦化度1.25～1.37g/L。</p><p>　　3號(hào)煤頂板砂巖：與3號(hào)煤直接接觸，厚1.15～6.96 m，平均3.80 m，裂隙較為發(fā)育，最大消耗水量為95 m3/h，為3號(hào)煤直接含水

70、層。</p><p>　?、薅B系下石盒子組K8砂巖：厚4.00～8.43 m，最大消耗水量：20.13 m3/h，單位涌水量為0.079L/s· m，水質(zhì)屬于HCO3-Ca、Na型。</p><p><b>　?、呋鶐r風(fēng)化裂隙帶。</b></p><p>　　在河床與溝谷低洼處發(fā)育深度為70～100 m，在山麓邊坡一帶風(fēng)化深度不足5

71、0 m，一般透水性好而含水性差。該層最大消耗水量為20.13 m3/h，鄰區(qū)資料表明其單位涌水量為0.58～0.62L/s· m。</p><p>　?、嘈律鐩_積-洪積松散層。</p><p>　　厚0～25.29 m，平均8.75 m，單位涌水量0.094～1.55L/s.m，滲透系數(shù)</p><p>　　圖1-8 煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性分

72、區(qū)圖</p><p>　　0.46～4.60 m/d。水質(zhì)屬于HCO3-Ca、 Mg或HCO3-Ca型，礦化度0.28～0.71g/L。為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)用水主要取水層。主要巖性為亞粘土、亞砂土、砂、砂礫石，包括若干單個(gè)含水層及隔水層。</p><p>　　4. 礦井充水因素分析</p><p><b>　　礦井充水水源</b></p>

73、<p>　　礦井主要充水水源有：含水層水、斷層水、老空水。</p><p><b>　?、藕畬铀?lt;/b></p><p>　　礦井含水層充水水源有煤5以上砂巖裂隙承壓含水層水、煤9～煤7砂巖裂隙承壓含水層水、K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層水、K2～K6砂巖裂隙承壓含水層水。其中9煤層開(kāi)采受煤5以上砂巖裂隙承壓含水層和煤9～煤7砂巖裂隙承壓含水層水的影響，

74、水平開(kāi)拓工程受K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層和K2～K6砂巖裂隙承壓含水層水的影響。</p><p><b>　?、茢鄬铀?lt;/b></p><p>　　斷層水作為充水水源主要是通過(guò)斷層導(dǎo)通含水層水而形成的。斷層的性質(zhì)及圍巖的破壞程度是斷層充水的主要因素。張性正斷層、落差大、圍巖破壞嚴(yán)重便形成了良好的斷層充水條件。</p><p>　　由上可見(jiàn)，

75、煤5以上砂巖裂隙承壓含水層是礦井頂板突水的直接水源，是威脅礦井生產(chǎn)的主要含水層，特別是對(duì)煤9的開(kāi)采影響最大。根據(jù)對(duì)煤9開(kāi)采頂板涌（突）水條件綜合分析。將煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層的富水性與煤9開(kāi)采頂板冒落的安全性相結(jié)合，對(duì)煤9開(kāi)采的頂板涌（突）水條件進(jìn)行綜合分區(qū)。見(jiàn)圖1-9。</p><p>　　圖1-9 煤9開(kāi)采頂板涌(突)水條件綜合分區(qū)圖</p><p>　　對(duì)綜合性分區(qū)具體說(shuō)明如

76、下：</p><p>　　Ａ區(qū)：為煤9頂板冒落時(shí)突水威脅較小的區(qū)域，即為頂板冒落安全區(qū)。因?yàn)樵搮^(qū)域煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性較差，即使煤9開(kāi)采頂板冒落波及到該含水層，也無(wú)很大的水泄入巷道。Ａ區(qū)進(jìn)一步細(xì)分為兩個(gè)區(qū)域：</p><p>　?。?1區(qū)：該區(qū)導(dǎo)水裂隙帶的高度小于煤5～煤9巖段的厚度，并且上部的煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性很差，因而是整個(gè)井田煤9開(kāi)采頂板冒落最安全的區(qū)域。&

77、lt;/p><p>　?。?2區(qū)：該區(qū)雖然導(dǎo)水裂隙帶的高度大于煤5～煤9巖段的厚度，但由于區(qū)域上部煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性較差，因此該 區(qū)也是煤9頂板冒落比較安全的區(qū)域。</p><p>　　Ｂ區(qū)：該區(qū)處于煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性較好的區(qū)域，且大部分地區(qū)導(dǎo)水裂隙帶高度大于煤5～煤9巖段的厚度，因而屬于煤9頂板冒落危險(xiǎn)區(qū)。在Ｂ區(qū)內(nèi)按頂板突水危險(xiǎn)性的大小可劃分為四個(gè)區(qū)：</p

78、><p>　　Ｂ-1區(qū)：是該區(qū)內(nèi)危險(xiǎn)性最小的區(qū)域，因?yàn)樵搮^(qū)內(nèi)雖然導(dǎo)水裂隙帶高度小于煤5～煤9巖段的厚度，但由于煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層在該區(qū)內(nèi)富水性相當(dāng)好，因而也存在一定的突水危險(xiǎn)。</p><p>　?。?2區(qū)：因?yàn)槠鋵?dǎo)水裂隙帶高度大于煤5～煤9巖段的厚度，雖然塑性巖石的厚度較大，但上部的含水層富水性很好，因此屬于頂板突水危險(xiǎn)性較大的區(qū)域。</p><p>　　Ｂ-

79、3區(qū)：該區(qū)導(dǎo)水裂隙帶高度比煤5～煤9巖段的厚度大,上部含水層的富水性較好,煤5～煤9巖段中塑性巖石的厚度大，因此屬于頂板突水危險(xiǎn)很大的區(qū)域。</p><p>　?。?4區(qū)：該區(qū)靠近斷層帶附近。是整個(gè)井田范圍內(nèi)頂板突水危險(xiǎn)性最大的區(qū)域，這是因?yàn)樵搮^(qū)的導(dǎo)水裂隙帶的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤5～煤9巖段的厚度，并且又處于煤5頂板砂巖裂隙承壓含水層富水性非常好的區(qū)域內(nèi)，因而其頂板突水的危險(xiǎn)最大。</p><p&g

80、t;　　綜上所述，按各區(qū)煤9開(kāi)采頂板冒落涌（突）水的危險(xiǎn)性由小到大依次排列為：Ａ-1區(qū)→Ａ-2區(qū)→Ｂ-1區(qū)→Ｂ-2區(qū)→Ｂ-3區(qū)→Ｂ-4區(qū)。</p><p><b>　　充水通道</b></p><p>　　充水通道主要是巖石的孔隙、裂隙、斷層。</p><p><b>　　⑴孔隙、裂隙通道</b></p>&

81、lt;p>　　礦井孔隙主要發(fā)育在第四系沖積層中，而裂隙發(fā)育在基巖里。其中后者與礦井生產(chǎn)關(guān)系較密切。</p><p>　　礦井的巖石裂隙較發(fā)育，且多為張性裂隙，傾角大于70°，是含水層水進(jìn)入礦井的主要通道。</p><p><b>　?、茢鄬?lt;/b></p><p>　　荊各莊礦斷層可分為兩大類(lèi)：正斷層和逆斷層。除F1～F3斷層外

82、，大多數(shù)逆斷層由于其結(jié)構(gòu)面為壓性面，比較緊密，導(dǎo)水性較差。而正斷層卻與之相反，由于其結(jié)構(gòu)面屬?gòu)埿?，較松散，易導(dǎo)水，F(xiàn)1～F3斷層組 雖為逆斷層，但破碎帶寬達(dá)250 m，使其附近地層被錯(cuò)動(dòng)得支離破碎。通過(guò)15個(gè)穿過(guò)該斷層帶的鉆孔簡(jiǎn)易水文觀測(cè)表明；有60％的孔發(fā)生沖洗液嚴(yán)重漏失現(xiàn)象，漏失量達(dá)7.8 m3/h，對(duì)灣42、灣水5進(jìn)行抽水實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)挝挥克繛?.001 m3/min.m和0.056 m3/min.m，滲透系數(shù)為0.388 m/d和1

83、1.222 m/d 。因此足以證明該斷層導(dǎo)水，富水性較強(qiáng)（已留有防水煤柱）。</p><p>　　綜上，荊各莊礦水文地質(zhì)條件為中等復(fù)雜類(lèi)型。</p><p><b>　　5. 礦井涌水量</b></p><p>　　根據(jù)本礦水文地質(zhì)條件和及鄰區(qū)實(shí)際生產(chǎn)狀況，確定本礦井最大涌水量為9.5 m3/min，一般為3.73 m3/min。</p&

84、gt;<p>　　1.3.4瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃</p><p>　　根據(jù)（燃化部[72]燃煤開(kāi)字第91號(hào)文）確定：礦井瓦斯等級(jí)為低瓦斯礦井，并有煤塵爆炸危險(xiǎn)。瓦斯涌出量，自燃發(fā)火期，煤塵爆炸指數(shù)見(jiàn)表1.13。</p><p>　　瓦斯、煤塵及自燃發(fā)火情況表 表1.11</p><p><b>　　2井田境界

85、和儲(chǔ)量</b></p><p><b>　　2.1井田境界</b></p><p><b>　　2.1.1井田境界</b></p><p>　　在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開(kāi)發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則為：</p><p>　　（1）井田

86、范圍內(nèi)的儲(chǔ)量，要與煤層賦存情況、開(kāi)采條件和礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　　（2）保證井田有合理尺寸；</p><p>　　（3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；</p><p>　?。?）合理規(guī)劃礦井開(kāi)采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。</p><p>　　根據(jù)以上原則和荊各莊礦采礦登記，采礦許可證“地采證煤字[199

87、0]第107號(hào)”批準(zhǔn)的井田開(kāi)采范圍確定本井田境界有七個(gè)拐點(diǎn)連線(xiàn)圈定。七個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表1.1。</p><p>　　荊各莊礦井田位于開(kāi)平向斜的西北側(cè)，中隔鳳山～缸窯背斜自成一盆狀向斜。南北長(zhǎng)約3.5km，東西寬約3.4km，北端閉合，南端開(kāi)放，其輪廓恰似一直徑3.5km的亞圓形，面積約9平方公里。</p><p>　　2.1.2開(kāi)采邊界擴(kuò)大的可能性</p><p>　

88、　根據(jù)地質(zhì)資料，北部、西部及南部均以煤12-2沖積層下潛伏露頭為界，東部及東南部以Ｆ3斷層為界，深部以煤12-2盆狀向斜底- 530標(biāo)高為最終深度，因此由上可知沒(méi)有開(kāi)采邊界擴(kuò)大的可能。</p><p><b>　　2.2礦井儲(chǔ)量</b></p><p>　　根據(jù)（83）煤生字第1275號(hào)文頒發(fā)的《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》中第二章第一節(jié)第八條確定各級(jí)儲(chǔ)量的條件中有關(guān)規(guī)定要

89、求及參照開(kāi)灤礦務(wù)局1991年頒發(fā)的《開(kāi)灤礦務(wù)局生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程實(shí)施細(xì)則》和國(guó)家頒發(fā)的各種法規(guī)等作為確定各級(jí)儲(chǔ)量的主要依據(jù)。</p><p>　　本井田內(nèi)共含煤19層，其編號(hào)自上而下分別為：1、2、3、5、6、7、8、9、10、11、12號(hào)煤，其中9、12號(hào)煤為主要可采煤層，其余為不可采煤層。本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)9號(hào)煤層。</p><p>　　2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)</p><

90、;p>　　1. 工業(yè)指標(biāo)的確定</p><p>　　依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，儲(chǔ)量計(jì)算中厚度、灰分指標(biāo)要求見(jiàn)表2.1。</p><p>　　儲(chǔ)量計(jì)算厚度、灰分指標(biāo) 表2.1</p><p><b>　　2. 其他計(jì)算依據(jù)</b></p><p>　?。?）根據(jù)荊各莊礦井

91、田地質(zhì)詳查勘探報(bào)告和1998年6月補(bǔ)充勘探提供的煤層資料計(jì)算。</p><p>　?。?）依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動(dòng)力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算能利用儲(chǔ)量的煤層最低可采厚度為0.80 m，原煤灰分不大于40%。計(jì)算暫不能利用儲(chǔ)量的煤層厚度為0.70～0.80 m。</p><p>　　（3）依據(jù)國(guó)務(wù)院（1998）5號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新

92、建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外儲(chǔ)量。</p><p>　?。?）儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05 m時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過(guò)每分層厚度的50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度。</p><p>　?。?）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平穩(wěn)，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均值。</p>

93、<p>　　2.2.2工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算</p><p>　　根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算公式（《地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》中礦大出版社 陳昌榮主編）</p><p><b>　　地質(zhì)塊段法</b></p><p>　　地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開(kāi)采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲(chǔ)量。煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和，應(yīng)

94、當(dāng)指出，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。</p><p>　　塊段的面積S必須采用真面積（即煤層斜面積）。用煤層底板等高線(xiàn)上的水平投影面積換算成真面積。</p><p>　　式中 s—真面積， m2;</p><p>　　—水平投影面積， m2 ;</p><p>　　—煤層傾角，采用塊段內(nèi)的平均傾角，（。）</p>&

95、lt;p>　　mi—塊段煤層的平均真厚度， m;</p><p>　　煤層厚度 M應(yīng)采用其厚度的平均值，即根據(jù)計(jì)算面積內(nèi)各見(jiàn)煤點(diǎn)的厚度，均換算成真厚度（垂直層面方向的厚度），而后用算術(shù)平均法進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　式中 Mi—煤層真厚度的平均值， m；</p><p>　　n---參加計(jì)算的見(jiàn)煤點(diǎn)數(shù)（地段中的鉆孔數(shù)）</p><p

96、>　　M1+M2+M3……+Mn —該地段中各見(jiàn)煤點(diǎn)的煤層真厚度， m；</p><p>　　γi—塊段內(nèi)煤層容重，t/m2</p><p>　　煤層儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：</p><p><b>　　……………..</b></p><p>　　、……. —分別為各塊段的儲(chǔ)量，萬(wàn)t ;</p><p

97、>　　、….. —分別為各塊段的面積， m2</p><p>　　、….. —分別為各塊段內(nèi)煤層的厚度， m</p><p>　　、、—分別為各塊段內(nèi)煤層的容重，t/m2</p><p>　　本井田內(nèi)主要可采煤層為煤9，其平均厚度分別為8.43 m。由上式計(jì)算</p><p><b>　　結(jié)果見(jiàn)表2.2：</b>&

98、lt;/p><p>　　故全礦井共獲得能利用儲(chǔ)量12402.70萬(wàn)t，本井田儲(chǔ)量級(jí)別均為111b+121b+122b級(jí)，因此礦井工業(yè)儲(chǔ)量為12402.70萬(wàn)t。</p><p>　　2.2.3可采儲(chǔ)量計(jì)算</p><p>　　礦井可采儲(chǔ)量=（礦井工業(yè)儲(chǔ)量-永久煤柱損失）×礦井回收率。</p><p>　　計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以

99、下?lián)p失：（1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；（2）井田境界煤柱損失；（3）采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失和斷層煤柱損失；（4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；（5）其他損失。</p><p>　　本井田中永久煤柱損失主要有：工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱、井田境界煤柱損失、村莊保護(hù)煤柱和斷層保護(hù)煤柱等。</p><p>　　根據(jù)王臺(tái)鋪礦和長(zhǎng)平井周?chē)V井實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱與壓煤開(kāi)采規(guī)程》之相關(guān)條

100、款規(guī)定，部分煤柱的留設(shè)方法如下，見(jiàn)表2.3。</p><p>　　煤柱留設(shè)方法 表2.3</p><p>　　1. 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱留設(shè)</p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)如表2.4。</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo) 表2

101、.4</p><p>　　注：1.占地指標(biāo)中包括圍墻內(nèi)鐵路站線(xiàn)的占地面積；</p><p>　　2.井型小的取大值，井型大的取小值；</p><p>　　3. 在山區(qū)，占地指標(biāo)可適當(dāng)增加；</p><p>　　4. 附近礦井有選煤廠時(shí)，增加的數(shù)值為同類(lèi)礦井占地面積的30～40%；</p><p>　　5. 占地指標(biāo)單位

102、中的10萬(wàn)t指礦井的年產(chǎn)量。</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地的布置應(yīng)結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。根據(jù)上述規(guī)定，本井田工業(yè)場(chǎng)地占地面積S取值如下：</p><p>　　S=（0.80+0.30）×90/10=13.2公頃=132000 m²</p><p>　　由于荊各莊礦采用中央邊界式的通風(fēng)方式，而又將

103、風(fēng)井與主井、副井布置在同一個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，故本礦井?dāng)U大工業(yè)場(chǎng)地的面積為13.2公頃，由于長(zhǎng)方形便于布置地面建筑，所以初步設(shè)定工業(yè)廣場(chǎng)為長(zhǎng)方形324.43 m ×408 m 。 </p><p>　　圖2-1 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱留設(shè)圖</p><p>　　查地質(zhì)資料，根據(jù)地質(zhì)巖性，參照地質(zhì)資料，確定地層移動(dòng)角Ψ=45°，δ=70°，γ=ß

104、;=35°~72°。用作圖法求出工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱量。</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱留設(shè)見(jiàn)圖2-1。</p><p>　　由作圖法求得荊各莊礦工業(yè)場(chǎng)地煤柱損失：煤9：777.76萬(wàn)t。</p><p>　　2.斷層煤柱及其他煤柱損失</p><p>　　井田東南邊界有3個(gè)斷層F1、F2，井田邊界各煤柱損失煤量見(jiàn)表2.

105、5。</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo) 表2.5</p><p><b>　　3.可采儲(chǔ)量計(jì)算</b></p><p>　　由以上計(jì)算可知，斷層煤柱及其他煤柱損失煤量為1305.10萬(wàn)t，礦井的回收率沒(méi)有具體規(guī)定，一般為不低于60%，結(jié)合本礦實(shí)際情況，為了充分利用煤炭資源，參照采區(qū)回采率，煤9為厚煤層

106、，所以礦井回收率取75%。經(jīng)計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量為12402.70萬(wàn)t，全礦永久煤柱損失為1305.10萬(wàn)t，</p><p>　　則礦井可采儲(chǔ)量=（12402.70-1305.10）×0.75=8323.20 萬(wàn)t礦井儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表2.6所示。</p><p>　　儲(chǔ)量總表 表2.6</p><p>

107、;　　3 礦井工作制度及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、服務(wù)年限</p><p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　　由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第223條規(guī)定，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按330d計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)年工作日330d，每日3班工作，每班工作8h，2班生產(chǎn)，一班檢修；掘進(jìn)3班作業(yè)；晝夜凈提升時(shí)間為16h。</p><p><b>

108、;　　3.2礦井設(shè)計(jì)能力</b></p><p>　　礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開(kāi)采條件、設(shè)備供應(yīng)及國(guó)家需煤等因素確定。</p><p>　　針對(duì)荊各莊礦井的實(shí)際情況：地質(zhì)構(gòu)中等復(fù)雜，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，開(kāi)采條件優(yōu)越，主要可采煤層為煤9。煤9煤平均厚度8.43 m，井田內(nèi)各煤層均屬氣煤類(lèi)，小牌號(hào)為氣煤1號(hào)和氣煤2號(hào)，根據(jù)煤9鐵箱試驗(yàn)結(jié)果，煤的結(jié)焦性能

109、較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，可考慮煤的綜合利用。由于煤的發(fā)熱量均在18.01～24.18 MJ/Kg，可作為動(dòng)力用煤。</p><p>　　礦井沼氣相對(duì)涌出量為:0.39～3.38 m3/t,絕對(duì)涌出量為1.27～5.56 m3/min；二氧化碳相對(duì)涌出量為1.5～2.85 m3/t，絕對(duì)涌出量為4.95～9.24 m3/min

110、。煤塵具有爆炸危險(xiǎn)，煤塵爆炸指數(shù)為38.42％～64.2％。</p><p>　　結(jié)合本礦實(shí)際和當(dāng)前技術(shù)水平，為了更好的發(fā)揮煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效益，采用綜合機(jī)械化采煤放頂煤的采煤工藝。本礦儲(chǔ)量中等豐富，按照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將該礦井生產(chǎn)能力預(yù)定為1.2 Mt/a。</p><p><b>　　3.3礦井服務(wù)年限</b></p><p>　　3.3.

111、1礦井服務(wù)年限的確定</p><p>　　礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限T可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（公式3-1）</b></p><p>　　式中：T—礦井服務(wù)年限，a；</p><p>　　ZK—礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t；</p><p>　　A—礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a；</p>

112、<p>　　K—儲(chǔ)量備用系數(shù)（1.3~1.5），本礦井由于地質(zhì)條件屬中等復(fù)雜，因此取1.36。</p><p>　　由前面計(jì)算可知：ZK=8323.2萬(wàn)t得：</p><p>　　T=8323.2 / (1.36×120) ≈51a</p><p>　　即本煤礦的服務(wù)年限約為51a>50a。</p><p>　　由

113、以上計(jì)算可知：荊各莊礦礦井服務(wù)年限滿(mǎn)足規(guī)定要求，礦井生產(chǎn)能力1.2 M/a合適。</p><p>　　3.3.2第一水平的服務(wù)年限</p><p>　　根據(jù)礦井開(kāi)拓布置，第一水平開(kāi)采煤9，儲(chǔ)量為煤9為8323.2萬(wàn)T，，所以第一水平的服務(wù)年限為：</p><p><b>　　T=Z/(A×K)</b></p><p