1、中 國 礦 業(yè) 大 學本科生畢業(yè)設計姓 名： 王 強 學 號： 21060054 學 院： 應用技術學院 專 業(yè)： 采礦工程 設計題目： 荊各莊礦0.9Mt/a新井設計 專 題： 荊各莊礦村莊下條帶開采技術方案研究 指導教師： 朱衛(wèi)兵 職 稱： 講 師 2010年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書學院 應用技術學院 專業(yè)年級 采礦工程06 學生姓名 王 強 任務下達日期：2010年 3月15日畢業(yè)設計日期：2010 年 3月 15日至 2010年 6月 11日畢業(yè)設計題目：荊各莊礦0.9Mt/a新井設計畢業(yè)設計專題題目：荊各莊礦村莊下條帶開采技術方案研究畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：按照設計大

2、綱要求，完成荊各莊礦0.9Mt/a新井設計。專題為荊各莊礦村莊下條帶開采技術方案研究，以及翻譯部分。院長簽字： 指導教師簽字：中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等

3、）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學院領導小組綜合評定成績：學院領導小組負責人： 年 月 日摘 要礦井設計包括一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為荊各莊礦0.9Mt/a新井設計。荊各莊煤礦位于河北省唐山市東北部，交通便利。井田南北長約3.5 km，東西長約3.4 km，井田總面積為9.0 km2。主采煤層為9號煤，平均傾角為15°，煤層平均總厚為8.43 m。井田地質條件較為簡單。井田工業(yè)儲量為1

4、00.97Mt，礦井可采儲量62.09Mt。礦井設計生產(chǎn)能力0.9Mt/a,服務年限為49.28 a。礦井正常涌水量為224 m3/h，最大涌水量為570 m3/h。礦井瓦斯涌出量較低，為低瓦斯礦井。井田劃分為兩水平，第一水平標高為-335 m，第二水平標高為-475 m，雙立井開拓一水平暗井延深輔助水平，主井采用箕斗提升，副井裝備罐籠。大巷采用膠帶運輸機運煤，輔助運輸采用窄軌鐵路配合礦車運輸。礦井通風方式為兩翼對角式通風。礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。一般部分共包括10章：1.礦區(qū)概述及井田地質特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限；4.井田開拓；

5、5.準備方式；6.采煤方法；7.井下運輸；8.礦井提升；9.礦井通風與安全技術；10.礦井基本技術經(jīng)濟指標。專題部分題目為“荊各莊礦村莊下條帶開采技術方案研究”。主要介紹了荊各莊礦具體的地質采礦條件及地表村莊建筑物的現(xiàn)狀，通過理論計算分析,進行地表移動和變形預計，對村莊建筑物下壓煤條帶開采技術進行了探討，給出了條帶開采設計方案及其開采參數(shù)。翻譯部分題目為“Extra-thick seam caving gas emission laws and comprehensive management”。關鍵詞：新井設計 ；綜采放頂煤 ；條帶開采ABSTRACTThis design consists

6、 of three parts: the general part, the special part and translated part.The general part is a new design of JingGezhuang mine, 0.9 million tons percent year. JingGe Zhuang mine lines in Northeast of TangShan in HeBei province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The N-S

7、of the minefield is 3.5 km ,the W-E is about 3.4km，the area is 9.02.The 9 #coal seam is the main coal seam, and its dip angle is 15 degree. The thickness of the mine is about 8.43m in all. The geological structure of this area is simple. The proved reserves of the minefield are100.97million tons. Th

8、e recoverable reserves are 62.09 million tons. The designed productive capacity is 0.9 million tons percent year, and the service life of the mine is 49.28 years. The normal flow of the mine is 224 m3 percent hour and the max flow of the mine is 570 m3 percent hour, and the gas of the mine is low ga

9、seous mine.The minefield is divided into two levels, the first level of -335m elevation, elevation to the second level -475m. Shaft open up a two-level sub shaft extends two levels, the main shaft using skip upgrade equipment belonging cage. Roadway used to transport coal belt conveyor, auxiliary tr

10、ansport using narrow-gauge railway transport with tub. The two wings opposite angles ventilation system is used in the mine. The working system “three-eight” is used in the JingGe Zhuang mine. It produced 330d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary an

11、d the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7 .Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The b

12、asic economic and technical norms.The special subject parts of topics are " The Coal mining under villager. ". Based on the specific geological and surface structures status in JingGe Zhuang coalmine, the strip pillar mining method under village structures was analyzed trough theoretical c

13、alculation and prediction of surface movement and deformation. Then, the strip pillar mining plans and their parameters were presented. " ".Keywords：Strip pillar mining一般部分專題部分翻譯部分1 礦區(qū)概述及井田地質特征1.1礦區(qū)概述井田位置、范圍和交通位置1地形地貌1河流水系2礦區(qū)的氣候條件2水源、電源21.2井田地質特征3區(qū)域地質概況3地質特征3地質構造6地溫71.3煤層及煤質7煤層賦存條件7煤質8區(qū)域水文

14、地質9瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃122 井田境界和儲量2.1井田境界13井田境界13開采邊界擴大的可能性132.2礦井儲量13儲量計算基礎13工業(yè)儲量計算14可采儲量計算163 礦井工作制度及設計生產(chǎn)能力、服務年限3.1礦井工作制度193.2礦井設計能力19礦井設計生產(chǎn)能力的確定193.3礦井服務年限19礦井服務年限的確定19第一水平的服務年限194井田開拓4.1井田開拓的基本問題21確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標21工業(yè)場地的位置23開采水平的確定23主要開拓巷道24方案比較244.2礦井基本巷道32井筒32井底車場36井底車場硐室37井底車場巷道及硐室支護38井底車場鋪軌38主要開拓巷道38

15、5 準備方式5.1煤層的地質特征44煤層埋藏條件445.1.2 煤質與地質情況445.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)45采區(qū)數(shù)目及位置45采區(qū)走向長度的確定45確定區(qū)段和區(qū)段數(shù)目45煤柱尺寸的確定46采區(qū)上山布置46區(qū)段平巷的布置46采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序475.2.8 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)47采區(qū)巷道的掘進方法47采區(qū)生產(chǎn)能力48采區(qū)采出率485.3采區(qū)車場選型49采區(qū)上部車場選型49采區(qū)中部車場選型49采區(qū)下部車場選型50采區(qū)主要硐室516 采煤方法6.1采煤工藝方式52采煤工藝的確定52機械化程度52確定回采工作面長度、工作面推進方向和推進度52工作面推進方向53采煤工藝及設備536.1.6端頭支護及

16、超前支護方式55采煤工藝56各工藝過程安全注意事項59回采工作面噸煤成本61工作面勞動組織和作業(yè)循環(huán)圖表626.2回采巷道布置64回采巷道布置方式64回采巷道參數(shù)647 井下運輸7.1概述667.2采區(qū)運輸設備選擇67采區(qū)運煤設備的選擇67采區(qū)輔助運輸設備的選擇687.3大巷運輸設備選擇70主要運輸設備選擇70輔助運輸設備選擇718 礦井提升8.1概述738.2主副井提升739 礦井通風9.1礦井通風系統(tǒng)選擇75礦井概況75選擇礦井通風系統(tǒng)原則75通風方法的確定76確定礦井的通風方式76采區(qū)通風80工作面通風系統(tǒng)81礦井通風網(wǎng)絡83通風系統(tǒng)立體圖與網(wǎng)絡圖839.2礦井所需風量88回采面所需風量

17、的計算88掘進工作面需風量89硐室需風量90其它巷道所需風量90礦井總風量及其分配919.3全礦通風阻力的計算91礦井通風阻力92礦井總風阻、等級孔計算949.4礦井主要通風機選型95礦井自然風壓95主要通風機選型96電動機選型98礦井主要通風設備的配置及要求1009.5防止特殊災害時期的安全措施10010 礦井基本技術經(jīng)濟指標1021 概述1.1研究意義1041.2國內(nèi)外“建下”壓煤開采概況104國外概況105國內(nèi)概況106發(fā)展我國村莊下開采技術的意義1061.3村莊下開采存在的問題1072 “三下”礦體開采的理論和措施研究2.1“三下”礦體開采的基本理論1072.2“三下”礦體開采的基本措

18、施1093 地表移動對建筑物的影響3.1地表移動對建筑物和構筑物的影響和損害1103.2建筑物破壞程度與地基變形的關系1104 村莊下開采技術4.1建筑物下采礦設計的原則1124.2村下采煤方案1124.3采煤方法選擇的評價1145 開采方案5.1采區(qū)地質基本條件1155.2煤層特征1155.3采煤方法的選擇115方案設計116確定可行采煤方法的預測參數(shù)117參數(shù)確定1175.4確定方案所屬的開采類型1186 村莊下采煤應注意的問題7 結束語英文原文121中文譯文128參考文獻致 謝1 礦區(qū)概述及井田地質特征1.1礦區(qū)概述井田位置、范圍和交通位置荊各莊礦井田位于開平向斜的西北側，中隔鳳山缸窯背

19、斜自成一盆狀向斜。南北長約3.5 km，東西寬約3.4 km，北端閉合，南端開放，其輪廓恰似一個直徑3.5 km的亞圓形，面積約9 km2。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，距原京山鐵路開平車站10公里，東距陡河發(fā)電廠4.5公里。行政區(qū)域屬唐山市開平區(qū)管轄，見荊各莊礦交通位置圖(圖1.1)。圖1.1 荊各莊礦交通位置圖井田開采范圍：北部、西部及南部均以12煤層沖積層下潛伏露頭為界，東部及東南部以F1F3斷層組為界，深部以煤12盆狀向斜底- 530標高為最終深度，礦井面積約為9 km2。井田開采范圍坐標見表1.1。地形地貌本區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河東岸是由

20、奧陶紀石灰?guī)r構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于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢逐漸增高，直到青龍山標高達493.01 m。在井田北面約7 km由震旦紀灰?guī)r構成的低山丘陵，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。低山丘陵的伸展方向與地層走向方向一致。井田內(nèi)地勢平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面標高為+38.8 m（灣35孔），南端標高為23.85 m（灣補6孔），傾向陡河。河流水系流經(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，東支稱管河，發(fā)源

21、于豐潤縣福山寺管泉，西支稱泉水河，發(fā)源于豐潤縣趙莊上水路。二支水流在雙橋村北側匯合，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，水庫大壩距井田東端的最近距離為2200 m。陡河及陡河水庫雖然距井田區(qū)甚近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對本礦充水沒有直接的影響。根據(jù)附近丹河臨時觀測，其流量為0.00415（1998年6月30日）1.4088（1998年7月22）m3/s。礦區(qū)的氣候條件唐山地區(qū)氣候屬半大陸性，夏季炎熱多雨，冬季嚴寒凜烈，氣溫變化較大。根據(jù)唐山市氣象局19591999年氣象料資，歷年

22、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，夏季多南風，最大風速16 m/s。冰凍期為十一月至次年三月，最大凍土深度0.27 m。水源、電源.供水水源.地面水源本礦地面水源共有三處：即東水源井、西水源井（小學校院內(nèi)）和矸子山水源井。供水孔數(shù)為：東水源井兩個，西水源井一個，矸子山水源井一個。以上四個供水孔均自奧陶系石灰?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。由于排水設備的限制，每個供水孔排出量約為2.02.3 m3/min。目前本礦部分生活用水及

23、工業(yè)用水取自地面水源，計6.0 m3/min。.井下水源本礦井下清水源目前有2080疏水中心。供水量為3.5 m3/min，主要取自第含水層（即煤5以上砂巖裂隙承壓含水層）。原來的1331和1148放水中心水量很小已無法滿足供水要求。目前2080疏水中心仍在施工，將來有希望增加井下清水源。理化檢驗均符合國標。.工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應礦區(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。本礦井建設期間，所需要建設材料，除鋼材、木材和部分水泥、石材需由國家計劃供應外，其它磚、砂等土產(chǎn)材料，均由當?shù)毓?，滿足建設需要。礦區(qū)已建有110 kv區(qū)域變電所，可向本礦井供電的兩回

24、35 kv輸電線路。1.2井田地質特征區(qū)域地質概況開平煤田位于燕山南麓，在大地構造上位于中朝地臺燕山沉降帶的東南側。燕山南麓煤田在地質力學體系上處于天山陰山緯向構造帶、新華夏系構造帶和祁呂賀蘭山山字形的三個巨型構造體系的交匯部位。開平煤田受新華夏構造體系的影響，以一系列NNE向的褶曲及逆斷層組成，北部受緯向構造的影響逐漸向南彎轉成走向近東西向。煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組，上統(tǒng)開平組、趙各莊組及下二迭系大苗莊組、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寶坻奔城大斷層伸入另一個二級構造單元華

25、北斷陷。開平煤田構造形式以褶皺為主，線型排列比較明顯，向斜背斜多呈相間平行排列，區(qū)內(nèi)由西至東有：薊玉向斜及其兩側的窩洛沽向斜、豐登塢背斜、車軸山向斜、卑子院背斜、彎道山西缸窯向斜、鳳山缸窯背斜、開平向斜。褶皺為不對稱狀，軸面向北西傾斜，向斜軸線偏居西北翼一側，西北翼地層急陡直立甚至倒轉，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，引捩構造明顯，次級褶皺也較為發(fā)育。東南翼一側產(chǎn)狀平緩，構造以次級復背、向斜構造為主，并伴生有斷層構造。背斜則相反，西北翼產(chǎn)狀平緩，東南翼急陡，其它情況亦然。煤田由于受東臨山海關地塊來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

26、獨立盆形，如開平向斜西北側的西缸窯、彎道山、西北井三個盆狀向斜的形成，其軸線方向與開平向斜走向近直交。地質特征荊各莊礦井田位于開平向斜西北側，煤系地層的形成時代屬于石炭紀和二迭紀。煤系基底地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r，井田地層情況見表1.2。綜合柱狀圖見圖1.2。 本井田與開平煤田其它構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9號煤層以上至6煤層及12煤層以下至15煤層，對其層間距.奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2）本組為巖性單一質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

27、屬古風化帶，最頂部20 m風化程度甚強，常呈土黃色，向下漸弱，巖石呈黃灰斑狀雜色。在風化殼中，溶孔溶洞發(fā)育，部分層段呈蜂窩狀，時有鉆具陷落發(fā)生。含水性甚強，裂隙及孔洞內(nèi)有淺灰淺黃色鋁土巖充填物，這為鑒定古風化殼的重要證據(jù)。1988年在太平莊打水井時發(fā)現(xiàn)奧陶灰?guī)r中有0.5m垂深溶洞，并有淺黃色充填物。圖1.2 荊各莊礦綜合柱狀圖.石炭系（C）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頂板含海相動物化石之泥巖頂面。該層與上覆的二迭系地層呈整合接觸。本組一般厚度為210 m。 .石炭系中統(tǒng)唐山組（C2）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75m。本

28、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。本組巖相變化是由濱海湖泊相碎屑沉積過渡為海相灰?guī)r沉積，交替出現(xiàn)三個沉積旋回,即：-1、-2、-3，形成一個漸進的相序。本組中含三層薄層石灰?guī)r，均含有豐富海相動物化石，由下而上簡稱為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，稱之為唐山灰?guī)r，該層灰?guī)r呈淺灰褐色，中厚層狀，質純，厚2.5 m左右，厚度大，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。

29、.石炭系上統(tǒng)（C3）分上下兩組，下組稱開平組C31 ，上組稱趙各莊組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。 開平組C31： 下限為唐山灰?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，粉砂巖類占52.6，砂巖類占31.4，石灰?guī)r占2.9。巖相組合上為淺海相薄層泥質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-6三個較大的旋回，每一旋回都是由海相石灰?guī)r起經(jīng)過渡相沉積，又覆為海相沉積。 本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r，由下而上

30、命名為K4、K5、K6，其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質生物碎屑巖，時而接近鈣質粘土巖。特點是含灰白色的動物介殼，富集成層，與深灰色泥質灰?guī)r交替成細帶狀，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0.11.3 m，平均0.55 m。在K5石灰?guī)r底板，賦存三個煤層即： 14煤層一般厚度為0.10.8 m,平均0.4 m;煤15甲一般厚度為0.10.5 m;煤15乙一般厚度為0.14.29 m,平均1.12 m，局部達到可采。本組比較突出的特點是出現(xiàn)了含煤沉積，是典型的海陸交互相沉積序列。趙各莊組C32： 下限為趙各莊灰?guī)rK6頂板，上限為11煤層頂板泥巖之頂界面。一

31、般厚度為60 m，本組為重要的含煤地層。本組地層以粉砂巖為主，其次為砂巖，各種巖石所占百分比如下：粉砂巖類38.3，砂巖類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，同時在瀉湖海灣相之后出現(xiàn)有湖濱三角洲相。自沉積趙各莊灰?guī)rK6之后，海水大規(guī)模后退，而每次海進的幅度都比較小。該階段沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，是成煤的最好時期。本組含煤層5層，即：煤12-1/2、煤12、12-1煤層、煤12-1上煤線、11煤層。.二迭系下統(tǒng)P1下界為11煤層頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為層礬土質粘土巖之頂板，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

32、組，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。地質構造.褶曲構造荊各莊礦井田自身即為一個盆狀向斜，向斜軸線偏居西側，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°。向斜軸線西側地層產(chǎn)狀急陡，而東側則較為舒緩，同時向斜邊緣較之中部地層產(chǎn)狀陡。這種構造特征直接影響了井田不同區(qū)域斷裂構造的性質和發(fā)育程度。在井田東部有一舒緩橫向褶皺,軸線方向N43E,長700 m,寬300 m，兩翼傾角5°10°。在井田中南部有一小型背斜，軸線方向N40°E，長600 m以上，背斜西部一翼產(chǎn)狀較陡，傾角25°60

33、76;，東部則地層較舒緩，傾角15°25°。.斷裂構造斷裂構造是井田最為重要的構造形式，它不但構成了井田邊界，而且直接影響采區(qū)的劃分，同時在井田范圍內(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問題。由于井田向斜西陡、東緩，邊緣陡、中部緩的不對稱性，造成井田范圍內(nèi)斷裂構造的性質、分布、發(fā)育程度具有較大的分異。總體上講,向斜軸線以西區(qū)域內(nèi)以逆斷層為主，且多為沖斷層，構造復雜；而向斜軸線以東則以張性正斷層為主,逆掩斷層次之，沖斷層極為少見，構造條件亦相對簡單。同時受區(qū)域應力作用,斷裂構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：.走向呈NNE到NE向的逆斷層這

34、類斷層分布密度大，極易成組出現(xiàn)，傾角20°75°之間，斷層面呈平滑微波狀，擦痕明顯，斷層泥厚25 cm，牽引構造十分明顯，并常有派生褶曲發(fā)育，延伸長度200 m1300 m，主要分布在井田西翼邊緣地帶,具有代表性的斷層有F5、F7、F1F3組等。.走向NEE向的正斷層這組正斷層主要分布在井田向斜軸部及井田西部地帶，斷層面傾角多在60°以下，斷裂面張開，層面不平整，多為斷層泥充填，斷層延伸長度1001100 m，具有代表性的斷層有F4等。.F1F3斷層組這是三條密集平行排列的逆斷層，位于井田南部，構成了井田的天然邊界，三者均為逆掩斷層，走向35°60

35、76;，傾角南東,斷層面傾角35°46°，累計落差70145 m，延伸長度3500 m。這組斷層在地質及水文地質方為重要的是它溝通了上下含水層的水力聯(lián)系，使鄰近區(qū)域內(nèi)水文地質條件復雜化。該斷層主要由四條地質剖面和15個地面鉆孔控制，其防水煤柱范圍內(nèi)仍是井巷工程禁區(qū)。面對井田起著十分重要的作用，斷層帶附近地層被斷褶得錯綜復雜，支離破碎，其兩側延續(xù)到相當范圍，裂隙節(jié)理叢生，使地層更具有強充水性。斷層參數(shù)見表1.3。表1.3 斷層特征表名稱落差/m傾角/°走向長度/mF1F37014535463500地溫據(jù)詳查勘探資料，本區(qū)地溫梯度為0.94 /100 m，橫溫帶在50

36、100 m左右，地溫變化范圍在11.5017.00 之間，屬地溫正常區(qū)。1.3煤層及煤質煤層賦存條件井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二迭系下統(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9#煤為可采煤層，平均總厚度8.43 m。各煤層具體分布見表1.4。.可采煤層厚度 9#煤層：為礦井的主采煤層，厚度為0.0017.67 m，平均厚度為8.43 m。煤層為黑色、條帶狀構造，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1.44 t/m3。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大，最厚點在西翼采區(qū)灣36孔。表1.4 煤系地

37、層含煤情況地層關系地層厚度（m）所含煤層可采煤層系統(tǒng)組層數(shù)煤層名稱二迭系下統(tǒng)唐家莊組145.412小煤線無大苗莊組90.3685,6,7,8,9(1),9(2)，109(2)石炭系上統(tǒng)趙各莊組60.00511,煤線,12-1,12-2,12-1/2無開平組76.59314,15,16無中統(tǒng)唐山組75.001煤線無本煤層一般含23層夾矸，多為炭質頁巖。在井田西翼采區(qū)及軸東采區(qū)有厚層夾矸，巖性為褐紅色泥巖粉砂巖細砂巖或淺褐色砂巖，厚度各采區(qū)達0.10.4m，在平面上呈透鏡狀，分布范圍不大，主要在盤地邊緣及F3斷層組附近，夾矸之上有1.53.7m左右的煤，之下有5.0m左右的煤。夾矸變厚處煤層厚度明

38、顯變薄，且上分層煤往往尖滅于煤層頂板，因此，在施工中必須注意：下分層煤是主要煤層。.可采煤層結構變化井田可采煤層為9煤層。在礦井開采過程中，揭露的煤厚點越來越多，通過全面的統(tǒng)計分析，對其穩(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：根據(jù)9煤層開采情況，選取了134個煤厚點進行統(tǒng)計分析，確定煤9的穩(wěn)定程度見表1.5。表 1.5 井田煤層穩(wěn)定性統(tǒng)計表（9#煤）煤質.煤的物理性質煤層的物理特性見表1.6：特征煤層.煤層煤質特征表見表1.7。表1.7 可采煤層煤質特征表項目煤層灰 分（Ad）%揮發(fā)分（Vdaf）%原煤全硫（St.d）%原煤含磷（Pd）%發(fā) 熱 量（）MJ/Kg煤932.8543.

39、440.50.0080.02321.35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。.工藝性能.煤的熱穩(wěn)定性。據(jù)詳查勘探取樣測試，9號煤TS+6為56.2087.75%，平均77.01%；屬于熱穩(wěn)定性好的煤層。.煤對CO2的反應性。經(jīng)本礦取樣試驗并參考詳查勘探資料，950 時，9號煤CO2還原率為9.4028.50%，平均17.77%。屬反應性低的煤層。.煤的可磨性。據(jù)補充勘探9號鉆

40、孔煤芯煤樣試驗結果并參考詳查勘探試驗資料，9號煤哈氏可磨指數(shù)（HGI）為63.8091.80%，平均78.40%。屬于可磨性較好的煤層。.煤的結渣性。據(jù)詳查報告資料，當鼓風強度0.30m/s時， 9號煤灰的結渣率為6.4211.98%，平均8.36%。屬弱結渣煤。.煤的可選性據(jù)詳查勘探采取鉆孔簡易分選樣進行篩浮試驗，用±0.1含量法評價，結果為：9號煤：假定精煤灰分為11.00%，則±0.1含量為4.5824.86%，平均11.68%，可選性為易選。假定精煤灰分為11.50%，±0.1含量為3.5620.68%，平均9.29%，可選性為易選。.煤類和工業(yè)用途井田內(nèi)

41、各煤層均屬氣煤類，小牌號為氣煤1號和氣煤2號，根據(jù)9號煤鐵箱試驗結果，煤的結焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨煉焦之用，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18.0124.18 MJ/Kg，可作為動力用煤。區(qū)域水文地質.區(qū)域水文地質概況，荊各莊礦斷層可分為兩大類：正斷層和逆斷層。除F1F3斷層外，大多數(shù)逆斷層由于其結構面為壓性面，比較緊密，導水性較差。而正斷層卻與之相反，由于其結構面屬張性，較松散，易導水，F(xiàn)1F3斷層組 雖為逆斷層，但破碎帶寬達250 m，使其附近地層被錯動得支離破碎。通過15個穿過該斷層帶的鉆孔簡易

42、水文觀測表明；有60的孔發(fā)生沖洗液嚴重漏失現(xiàn)象，漏失量達7.8 m3/h，對灣42、灣水5進行抽水實驗：單位涌水量為0.001 m3/min.m和0.056 m3/min.m，滲透系數(shù)為0.388 m/d和11.222 m/d 。因此足以證明該斷層導水，富水性較強（已。綜上，荊各莊礦水文地質條件為中等復雜類型。.礦井涌水量根據(jù)本礦水文地質條件和及鄰區(qū)實際生產(chǎn)狀況，確定本礦井最大涌水量為570 m3/h，一般為224 m3/h。瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃瓦斯涌出量，自燃發(fā)火期，煤塵爆炸指數(shù)見表1.8。表1.8 瓦斯、煤塵及自燃發(fā)火情況表礦井名稱沼氣(CH4)二氧化碳（CO2）煤層自燃傾向性煤塵爆炸

43、指數(shù)V（%）相對涌出量m3/t絕對涌出量m3/min相對涌出量m3/t絕對涌出量m3/min荊各莊礦極易自燃2 井田境界和儲量2.1井田境界井田境界在煤田劃分為井田時，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發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則為：.井田范圍內(nèi)的儲量，要與煤層賦存情況、開采條件和礦井生產(chǎn)能力相適應；.保證井田有合理尺寸；.充分利用自然條件進行劃分，如地質構造（斷層）等；.合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關系。根據(jù)以上原則和確定本井田境界有七個拐點連線圈定。七個拐點坐標見表1.1。開采邊界擴大的可能性根據(jù)地質資料，因此由上可知沒有開采邊界擴大的可能。2.2礦井

44、儲量根據(jù)（83）煤生字第1275號文頒發(fā)的生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程中第二章第一節(jié)第八條確定各級儲量的條件中有關規(guī)定要求及參照開灤礦務局1991年頒發(fā)的開灤礦務局生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程實施細則和國家頒發(fā)的各種法規(guī)等作為確定各級儲量的主要依據(jù)。本井田內(nèi)共含煤19層，其編號自上而下分別為：1、2、3、5、6、7、8、9、18、19號煤，其中9號煤為主要可采煤層，其余煤層本設計不做討論。儲量計算基礎.工業(yè)指標的確定依據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范有關規(guī)定，儲量計算中厚度、灰分指標要求見表2.1。.其他計算依據(jù).根據(jù)荊各莊礦井田地質詳查勘探報告和1998年6月補充勘探提供的煤層資料計算。.依據(jù)煤炭資源地質勘探規(guī)范關于

45、化工、動力用煤的標準：計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.80 m，原煤灰分不大于40%。計算暫不能利用儲量的煤層厚度為0.700.80 m。.依據(jù)國務院（1998）5號文關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外儲量。.儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05 m時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度。.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，采用地質塊段的算術平均值。表2.1 儲量計算厚度、灰分指標儲量類別能利用

46、儲量尚難利用儲量煤 種煉焦用煤非煉焦用褐煤煉焦用煤非煉焦用褐煤最低可采厚度(m)緩斜煤層（025°）0.700.800.800.400.600.70傾斜煤層（2545°）0.600.700.700.400.500.60急斜煤層（>45°）0.500.600.600.400.400.50最大灰分40%50%工業(yè)儲量計算根據(jù)儲量計算公式（地質學基礎中礦大出版社 陳昌榮主編）地質塊段法地質塊段法就是根據(jù)一定的地質勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術平均法求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，應當指出，每個塊段內(nèi)至少應有一個

47、以上的鉆孔。塊段的面積S必須采用真面積（即煤層斜面積）。用煤層底板等高線上的水平投影面積換算成真面積。儲量計算圖見圖2.1。式2-4式2-3式2-2式2-1式中 真面積，m2; 水平投影面積，m2 ; 煤層傾角，采用塊段內(nèi)的平均傾角，（º）; Mi塊段煤層的平均真厚度，m;煤層厚度M應采用其厚度的平均值，即根據(jù)計算面積內(nèi)各見煤點的厚度，均換算成真厚度（垂直層面方向的厚度），而后用算術平均法進行計算。式2-5式中 煤層真厚度的平均值，m；n參加計算的見煤點數(shù)（地段中的鉆孔數(shù)） 該地段中各見煤點的煤層真厚度，m； 塊段內(nèi)煤層容重，t/m3。煤層儲量的計算公式為：-.、-. 分別為各塊段的

48、儲量，萬t ;、-. 分別為各塊段的面積，m2M1、M2.Mn分別為各塊段內(nèi)煤層的厚度，m、-.分別為各塊段內(nèi)煤層的容重，t/m3。本井田內(nèi)主要可采煤層為9#煤層，其平均厚度為8.43 m。由上式計算結果見表2.2：圖2.1 儲量計算圖表2.2 開灤荊各莊礦9#煤儲量計算表地質塊段號塊段投影面積(m2)平均傾角(°)塊段實際面積(m2)平均厚度(m)煤層容重(t/m3)塊段儲量(t)區(qū)域一703671.7724768483.698.221.449096387.73區(qū)域二668838.7121717875.938.921.449220972.77區(qū)域三679416.2723735928

49、.028.201.448689838.07區(qū)域四1466336.5691484614.638.101.4417316545.03區(qū)域五977517.018985951.978.621.4412238424.56區(qū)域六1620788.8191640992.158.641.4420416567.88區(qū)域七929174.527935373.468.441.4411368154.87區(qū)域八1130922.21231229501.828.301.4414695005.77總 計8176665.86158498721.668.431.44103041896.69 礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質勘探

50、，煤層厚度與質量均合乎開采要求，地質構造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量是進行礦井設計的資源依據(jù)，一般也就是列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量：地質資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟的基礎儲量111b和122b、邊際經(jīng)濟的基礎儲量2M11和2M22，連同地質資源量中推斷的資源量333的大部，歸類為礦井工業(yè)儲量。儲量的分配探明儲量、控制儲量、推斷儲量按6：3：1 分配，經(jīng)濟基礎儲量、邊際經(jīng)濟基礎儲量按90%、10% 分配,次邊際經(jīng)濟基礎儲量不計。各種儲量分配表見表2.3：類別探明儲量(Mt)控制儲量(Mt)推斷儲量(Mt)經(jīng)濟儲量(Mt)邊際儲量(Mt)經(jīng)濟儲量(Mt)邊際儲量(Mt)10.3數(shù)量55.646.1827.823.09合計61.8230.91表2.3 儲量分配表礦井工業(yè)儲量按下式計算：Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k 式2-6 其中：k 取值為0.8Zg=55.64+27.82+6.18+3.09+10.3