年产量120万吨煤矿采矿毕业设计论文.doc

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1、河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 摘 要 近年来，煤炭行业的发展势头一直很好，越来越多的人力和资金投入到了 煤矿的建设和生产中。本设计就是在这样的的前提下对河南集团鹤壁六矿进行 实地考察和实习后，经过认真而详细的分析，计算后撰写的。 本设计的井田面积为 11.4 万平方千米，年产量 120 万吨。井田内煤层赋 存比较稳定，煤层平均倾斜角度为 20，平均煤厚 7.5m，整体地质条件比较 简单，在井田范围中部有断层发育，矿井瓦斯和二氧化碳含量相对不高，涌水 量也不大。根据实际的地质资料情况主要对矿井开拓方式、准备方式和采煤方 法进行了初步设计，该矿井设计采用立井两水平的开拓方式，综合机械化

2、放顶 煤回采工艺，走向长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区。矿井采用对角式通 风，井底车场为刀把式环行车场，并对矿井运输、矿井提升、矿井排水和矿井 通风等各个生产系统进行设备选型计算。设计时根据现有经济技术条件，尽可 能采用先进的开采技术和设备，以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求， 完成整个矿井的初步设计。矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现 高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济 效益和社会效益。 关键词： 立井 采区式 走向长壁 放顶煤 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 Abstract In recent years, the coal

3、industry has gooddevelopment momentum, then more and more human and financial resources into the mines construction and production. This design is the premise of this group of Henan Hebi Coal Mine six field visits and internship after careful and detailed analysis, written by calculation. The design

4、 of the mine covers an area of 114,000 sq km, annual output of 1,200,000 tons. Occurrence within the coal mine is relatively stable, the average tilt angle of coal seam 20 , the average coal thickness 7.5m, the overall relatively simple geological conditions in the mine development of the scope of c

5、entral fault, mine gas and relatively low carbon dioxide, water, not Chung . Geological data in accordance with the actual situation of the main ways to develop the mine, mining methods and methods to prepare a preliminary design, design of the mine shaft to open up the way the two-level, integrated

6、 mechanized top coal caving mining technology, to longwall mining method, using All cross-charged goaf treatment. Mine the use of diagonal ventilation, shaft ring road for Dao field, mine and transport, mine hoist, mine drainage and mine ventilation systems and other production equipment selection c

7、alculation. Designed in accordance with the existing economic and technological conditions, as far as possible the use of advanced mining technology and equipment, as well as mine safety technology and environmental protection measures required to complete the preliminary design of the entire mine.

8、All mine mechanization, use of advanced technology and high production and high efficiency have been achieved from the modernization of the experience of mine, to achieve a high yield and efficiency of a mine shaft so as to achieve good economic and social benefits. Key word: The vertical shaft pick

9、s the area type to move towards the long wall Puts goes against the coal. 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 前 言 本次毕业设计是据在河南煤化集团鹤壁六矿进行的毕业实习中所收集的矿 井生产图纸和资料，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。 采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节。作为 对大学生在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它主要是考查学生这两年 来对基础知识及其专业知识的掌握情况，使学生学会自我思考、自行设计。在 设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。这样达到了对理论

10、 知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。 设计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，认真贯 彻矿产资源法 、 煤炭法煤炭工业技术政策 、 煤炭安全规程 、 煤炭工业 矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高 产高效的先进技术与工艺，力争自己的设计成果达到较高水平。 本设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要 求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各 个生产系统进行了初步设计。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之 处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正！ 河南理工大学 2009 届本

11、科生毕业设计 目 录 1 矿井概况及井田地质特征.1 1.1 矿区概况.1 1.2 井田地质特征.3 1.3 煤层及煤质.13 1.3.1 煤层13 1.4 井田勘探程度.16 2 矿井储量、年产量及服务年限18 2.1 井田境界.18 2.2 井田储量18 2.3 矿井年产量及服务年限23 3 井田开拓25 3.1 概述.25 3.2 井田开拓.26 3.3 井筒特征32 3.4 井底车场.37 3.6 确定井底车场主要巷道断面及硐室位置.45 3.7 开采顺序及采区、采煤工作面的配置.49 3.8 井巷工程量和建井工期.52 4 采煤方法.55 4.1 采煤方法的选择55 4.2 采区巷道

12、布置及生产系统.55 4.3 回采工艺设计64 5 矿井运输、提升及排水.69 5.1 矿井运输.69 5.2 运输设备的选型计算.70 5.3 矿井提升85 5.4 矿井排水99 6 矿井通风与安全技术措施.111 6.1 矿井通风系统的选择111 6.2 风量计算及风量分配114 6.3 矿井通风阻力计算.120 6.4 扇风机的选型.124 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 6.5 矿井安全技术措施.127 7 矿山环保.132 7.2 矿山污染源的防治133 7.3 地表塌陷及生态保护措施135 结 论137 致 谢139 参考文献.140 河南理工大学 2009 届本科生毕业

13、设计 1 1 矿井概况及井田地质特征 1.1 矿区概况 1.1.1 地理位置与交通 本矿区位于鹤壁市东，与市区紧邻，南与八矿相接，西北与五矿、三矿相 邻，隶属鹤壁市鹿楼和石林乡。东经为 11410371141328，北纬 355249355823。 煤矿东距京广铁路 17Km，北距安阳李珍铁路 20Km，鹤壁汤阴铁路与 京广铁路相接，鹤壁至安阳、汤阴均有公路相通，交通便利（图 1-1-1） 。 图 1-1-1 鹤壁六矿交通位置示意图 1.1.2 地形地貌及水系 本区为丘陵地貌，地势北西高、南东低，地面标高 126.50227.70m。 本区属海河流域卫河水系，汤河为区内唯一季节性河流，其发源于

14、鹤壁市 西中窑头附近，经本区南部、汤阴县城、在内黄县境内注入卫河，流量 0.30.4m3/s,最大洪水流量 1280m3（1980 年 8 月） ，最高洪水水位 140m 左右。 煤矿西部大湖村汪流涧一线有三处面积不大的地表水体，其中两处为小坑 塘，另一处为汪流涧水库，面积仅为 0.04Km2。本区深部边界外约 2Km2的温家 沟水库面积约 0.1Km2，最大库容 104 万 m3，主要用于拦洪灌溉。 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 2 1.1.3 气象 本区属北温带大陆性干旱型季风气候，年平均气温最高 15.3（1963 年） ， 最低 13.1（1964 年） ，一般 14.5。

15、气温极值最高 42.3（1967 年 6 月 4 日） ，最低-15.5（1967 年 1 月 15 日） 。 据鹤壁市气象局 1988 年至 1999 年气象资料，年降水量 371.88825.71mm，平均 635.26mm，年蒸发量 1637.42016.6mm，平均 1711.25mm，年平均相对湿度为 60.43%。 据历年统计资料，8 月至来年 2 月多为北风，最大风速 23m/s，3 月至 7 月 多为南风，最大风速 14m/s。 1.1.4 地震 据华北地区地震目录记载，近 600 年来，波及本区烈度达级以上的地震 有 20 余次。详见表 1-1。 1.2 井田地质特征 1.2

16、.1 地层 本矿位于华北地层区豫北分区太行山小区。区内地层自老到新发育有奥陶 系中统峰峰组、石炭系中统本溪组和上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒 子组及上统上石盒子组、新第三系鹤壁组、第四系。其中太原组、山西组和上、 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 3 下石盒子组为含煤地层，太原组和山西组为主要含煤地层。附有井田综合柱状 图 1-2。 奥陶系中统峰峰组（O2f） 本组为含煤地层沉积基底，由灰色青灰色厚层巨厚层状石灰岩组成， 结构致密，含燧石，具溶蚀现象，缝合线发育，裂隙内充填方解石脉。厚度大 于 100m。 石炭系（C） a. 本溪组（C2b） 为灰色深灰色泥岩、沙质泥岩、铝质泥岩

17、，含鲕粒及黄铁矿结核。间夹粉 砂岩、细粒砂岩和不稳定一 0 煤层。本组厚 26.3558.25m，平均厚 33.16m。 与下伏奥陶系呈平行不整合接触。 b. 太原组（C3t） 主要由石灰岩、深灰色泥岩、沙质泥岩、粉砂岩和薄煤层等组成，局部夹 有细粒砂岩和炭质泥岩。本组厚 93.51135.67m，平均厚 121.83m。与下伏本溪 组整合接触。根据其岩性组合，本组可分为下部石灰岩段，中部砂泥岩段和上 部石灰岩段。 上段由深灰灰色、黑灰色泥岩、沙质泥岩石灰岩及一8、一9煤层组成， 局部夹细粒砂岩和粉砂岩。共含石灰岩 3 层（L7、L8、L9） ，石灰岩中含大量蜓 科动物化石，具黄铁矿结核及燧石

18、团块。其中 L8 石灰岩厚度大，层位稳定， 为全区标志层之一。该段厚 35.1849.20m，平均厚 42.34m。 中部由深灰色黑灰色泥岩、沙质泥岩、薄层状粉砂中粒砂岩、石灰岩、 煤层等组成。含不稳定石灰岩三层（L62、L61、L5、 ）和六层不稳定煤（一72、 一71、一62、一61、一52、一51煤） 。该段厚 30.21m，平均厚 43.69m。 下段由深灰色黑灰色泥岩、沙质泥岩、中厚层状石灰岩、煤层等组成。 夹薄层粉砂岩和细粒砂岩。含石灰岩四层（L4、L3、L2、L1） ，石灰岩中含蜓科 及蜿足类动物化石及燧石团块，其中 L 石灰岩厚度大，层位稳定，为全区标志 层之一。含煤 37 层

19、，其中一 11 煤层厚 02.00m，平均厚 1.35m，属大部可采 煤层，一22煤层厚 01.07m，平均厚 0.72m，属局部可采煤层，其余煤层均不 可采。该段厚 28.1240.36m,平均厚 35.80m。 二叠系（P） a. 山西组（P1sh） 上部为灰深灰色泥岩、沙质泥岩和鲕状铝质泥岩，含植物化石碎片夹砂 岩薄层；中部为深灰灰黑色泥岩，沙质泥岩、煤层及中细粒砂岩组成；下 部为深灰色泥岩、沙质泥岩、粉砂岩和中细粒砂岩和煤层组成。本组发育煤层 有二3、二2、二1和二0煤层，其中二1煤层为全区普遍可采的厚煤层。本组 厚 76.38146.66m，平均 112.10m。与下伏太原组呈整合接

20、触。 b. 下石盒子组（P1x） 本组地层由灰、浅灰、灰绿色泥岩、沙质泥岩为主，局部具紫斑，产植物 化石碎片。中夹灰、灰绿灰白色中粗粒石英砂岩。本组厚 208.19342.56m，平均 269.49m。 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 4 第一岩性段：为灰紫、灰绿、灰色泥岩、沙质泥岩，局部含铝质较高，具 紫斑及鲕粒，产少量植物化石碎片。中部夹灰绿灰白色中粗粒石英砂岩，具 斜层理。平均厚 94.06m。 第二岩性段：为灰绿灰白色中粒石英砂岩，成分主要为石英、次为少量 硅质岩屑，分选中等，呈次棱角状，含泥岩包裹体，具波状层理，硅泥质胶结。 底部含细砾。平均厚 10.50m。 第三岩性段：

21、为灰、紫灰、灰绿色泥岩及沙质泥岩，含铝质，具紫斑及鲕 粒，产少量植物化石碎片。中部夹灰绿灰白色中细粒石英砂岩，底部含砾石， 具斜层理。平均厚 73.01m。 第四岩性段：为浅灰青灰色中细粒石英砂岩，含少量岩屑及长石，分选 中等，次棱角状，具斜层理。含泥岩包裹体，孔隙式硅泥质胶结。层面含炭质。 平均厚 6.50m。 第五岩性段：为灰色、青灰色、泥岩及沙质泥岩，含铝质，具紫斑及菱铁 质鲕粒，产少量植物化石碎片。中夹 23 层青灰色、灰绿色中细粒长石石英 砂岩，具斜层理。平均厚 71.52m。 第六岩性段：为浅灰色铝土质泥岩，致密块状，呈蜡状色泽，局部具紫斑， 中下部夹菱铁质鲕粒及豆状结核。具镜检资

22、料，有凝灰岩和火山碎屑岩岩屑， 俗称 A 层铝土。平均厚 4.81m。 第七岩性段：为浅灰灰色泥岩，局部为深灰色，含铝质，盛产植物化石 碎片。层面含炭质，夹薄层细粒长石石英砂岩。平均厚 4.49m。 第八岩性段：为绿灰浅灰色，中细粒石英砂岩，含少量燧石和深灰色泥岩 包裹体，上部为粉砂岩，底部为砾岩，具冲涮面，硅泥质胶结，呈交错层理。 称砂锅窑砂岩，是与下伏山西组分界之砾岩。平均厚 4.60m。 c. 上石盒子组（P2s） 岩性主要为灰、灰绿色，局部夹灰紫色泥岩、沙质泥岩，灰色中粒砂岩。 底部田家沟砂岩为灰绿灰白色中厚层状中粒石英砂岩，底部含砾岩，砾径 23mm，具泥岩包裹体及交错层理，分选性差

23、，硅质交接。视电阻率曲线呈高祖 反映，为一良好分界标志层。该组平均厚 268.71m，与下伏石盒子组整合接触。 d. 石千峰组（P2sh） 本组平均厚 338.56m。与下伏上石盒子组整合接触。根据岩性沉积特征分 为四段，自上而下为： 一段：为灰绿、浅灰灰白色、中细粒长石岩屑砂岩和中细粒长石岩屑杂 砂岩，由 23 个分层组成，成分主要为石英、次为肉红色长石和暗色岩屑，分 选较差，次棱角状，接触式钙泥质胶结。底部颗粒较粗，含石英砾岩，局部为 砾岩。含泥质包裹体。间杂暗紫色、灰绿色泥岩、沙质泥岩。该组砂岩厚 84.16m，为一良好标志层，俗称平顶山砂岩。 二段：为紫红、灰绿、暗紫色泥岩及沙质泥岩，

24、含钙质及少量铝土质，局 部夹薄层细粒砂岩。 三段：为紫红紫灰色中细粒石英砂岩，含少量白云母片，硅泥质胶结。 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 5 具交错层理，分选性好、含泥岩包裹体及砾石，砾径为 310mm。间夹紫红、 灰绿色泥岩及沙质泥岩。 四段：为紫红色细粒砂岩、粉砂岩，主要成分为石英、次为长石和暗色岩 屑，含泥质包裹体，具波状层理，钙泥质胶结。间夹薄层砂质泥岩。本段中下 部有数层同生砾岩，砾径 210mm。 新第三系上统鹤壁组（N2h1） 上部为褐黄、棕黄、浅棕色粘土，下部为粘土夹砾石，局部夹薄层砾石层。 本系厚 75260m，平均 155.00m。与下伏基岩呈角度不整合接触。

25、第四系（Q） 区内为第四系广泛覆盖，岩性主要为褐黄色黄土，下部为砾石层。本系厚 2.5034.00m，平均 16m。与下伏第三层呈角度不整合接触。 地层综合柱状图见图 1-2-1。 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 6 下 系 2s 268.71 组 子 盒 石 244.59306.91 子 盒 石 下 组 1xP 208.19342.56 灰色青灰色厚层巨厚层状石灰岩组 岩溶较发育。此层灰岩稳定， C P 组 统 系 陶 奥 系 炭 石 P 界 CC -80m 统 西 山 269.49 组 粉、细粒砂岩。 铝质泥岩，含鲕粒及黄铁矿结核。间夹 浅灰色、灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩、 组成

26、。 段 下 42.34 3 1 峰 峰 3tC 组 原 太 中 统 上 P1sh 上 段 段 中 43.69 35.80 33.16 统 中 组 溪 本 C2b2 112.10 76.38146.66 30.2146.11 3t 1 C C23t 3t 3 C 35.1849.20 26.3558.25 28.1240.36 层状粉砂中粒砂岩、石灰岩、煤层等 具岩溶裂隙，但不很发育。 由深灰色黑灰色泥岩、砂质泥岩、薄 地层综合柱状图 岩 性 描 述 石层中的孔隙潜水。 中的裂隙承压水和第四系砾 本含水组包括新第三系砾岩 第三、四系含水组： 水文地质特征 2N 二 P 段 三 段 四 峰 千 石

27、 组 上 统 二 N 系 古 zK 界 N12h 3 2sh 155.00 P42sh95.18 P 段 2sh 255.7699.99 69.66 44.70135.69 89.56 壁 鹤 新 上 三 第 生 新 地层系统 第 四 系 Q 界系统组段 16.00 2.5034.00 平均厚度 最小最大 地层厚度(m) 柱 状 75.1260.58 84.16 P 段 一 上 组 2sh2sh 1 P 77.9888.26 缝合线发育，裂隙内充填方解石脉。 成，结构致密，含燧石，具溶蚀现象， 要含水层。 岩溶发育，此层灰岩稳定，为 O zPO2fO2100.00 岩性主要为褐黄色黄土，下 部

28、为砾石层。 上部为褐黄、棕黄、浅棕色 粘土，下部为粘土夹砾石， 局部夹薄层砾石层。 紫红色细粒砂岩、粉砂岩 ，间夹薄层沙顶泥岩。本 段中下部有数层同生砾岩 ，砾径2、10mm 紫红、紫灰色中细粒石英砂 岩，含泥岩包裹体及砾石， 砾径3、10mm。间夹紫红色 、灰绿色泥岩及沙质泥岩。 紫红、灰绿、暗紫色泥岩及 沙质泥岩，局部夹薄层细粒 砂岩。 、 、 、 灰、 、 、 、 灰白色中厚层状中粒石英砂 岩，俗称田家沟砂岩。 为灰色、青灰色、泥岩及沙 质泥岩，含铝质，具紫斑及 菱铁质鲕粒，产少量植物化 石碎片。中夹青灰色、灰绿 色中细粒长石石英砂岩。底 部为灰绿、 、 、 、3、2、1、0、 、1、

29、、 、 主 为主。 由深灰、灰色、黑灰色泥岩、沙质泥岩和 石灰及一9、一8煤层组成，局部夹杂细粒砂 岩和粉砂岩。其灰岩厚度大，层位稳定。 图 1-2-1 地层综合柱状图 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 7 1.2.2 构造 区域构造 鹤壁煤田位于华北古板块南缘，太行构造区西部太行断隆带，构造形迹以 断裂为主，伴有发育烈度不同的褶皱，并有岩浆岩侵入煤层及喷出岩。总的构 造形态为走向 NNE、倾向 SE、倾角 540的单斜构造。区域构造线展布方向 以 NE、NNE 向为主发，近 SE 向断层次之，煤田南部发育 EW 向构造，构造线多 呈雁行式、地垒、地堑构造相间出现。 井田构造 鹤壁六矿

30、位于鹤壁煤田东部太行断隆的东缘，总体构造形态为地层走向近 SN，倾向 E，倾角 038 ，一般为 20左右的单斜构造。主要构造形迹为轴 向近 EW、向 E 倾伏的一系列宽缓背、向斜与煤矿中部近 SN、NE 向德小型背、 向斜相复合和 NE、NNE 向正断层。 褶曲 经采掘揭漏和钻孔控制的褶曲有 5 条，向斜 3 条背斜 2 条。有张庄向斜、 82-11 背斜、71-1482-4 向斜、71-15 向斜、74-7 背斜。 断裂 本区主要影响断层有 F4断层，另外就是西部边界断层 F1、F2、F3、F5。主 要参数见下表 1-2。 表 1-2-1 主要地质构造特征 序号名称断层面走向倾角（）落差（

31、m） 1F1S-N7535 2F2S-N6540 3F3S-N7040 4F4SW-NE6050 5F5S-N6030 1.2.3 水文地质特征 根据以往区域水文地质研究，本矿所处区域水文地质单元西界北起铜冶， 向南经天喜镇、鹤壁集、许家沟一线为界，为一仅南北向延伸的中奥陶统 与 中石炭统的岩层接触带。东部以青羊口断裂为界，南端在新村一带与西部边界 相交，该边界在深部起阻水作用。该单元北界尚未查明。本单元主要由石炭系、 二叠系与新第三系碎屑岩组成，含水组岩性主要为灰岩、砂岩和砾岩，相对隔 水岩为泥岩、沙质泥岩等，是一个以裂隙岩溶水和裂隙水为主的多层含水结构。 下伏中奥陶统裂隙岩溶含水组水量丰富

32、，水压力高。单元内断裂发育，岩层走 向近南北，向东缓倾斜。本单元与西部水文地质单元的小南海天喜镇泉域、 许家沟泉域两个二级水文地质单元由水力联系。本矿位于该水文地质单元的中 部。 地表水 区内地势西高东低，为丘陵地貌，地表被第四系黄土和第三系粘土及砾石 层覆盖。流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河，发源于距井田 34km 的西部 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 8 山区，流向由西向东注入卫河的支流汤河。两河流域均属季节性河流，旱季河 床干枯，雨季陈家湾河最大洪水流量 702.4m.3/s，洪水位标高+134.3m，寺湾 河最大洪水流量 322.5m3./s，洪水位标高+137.6m，井田

33、内河床基底为 5080m 第三系粘土，阻水性能极佳，使得地表水与基岩地下水不发生水力联 系，对矿床开发无影响。 含水层 根据以往勘探资料（岩性、结构、富水性、赋存特征等）及二煤层开采已 来的生产实践，将矿井范围内含水层划分成五个，分述如下： a、中奥陶统灰岩含水层 O2f灰岩含水层位于二1煤层下 102.39183.50m，矿区西部山区广泛出露， 补给条件好。区内有 20 个钻孔揭露该层，揭露最大厚度 123.4m（76 水源孔） ， 据区域资料：O2f灰岩含水层厚度 397.97m。岩溶发育的大致规律是：0100m 以裂隙为主，有少量溶洞，洞内充填有铝土质砂岩；100200m，裂隙和溶洞 都

34、不发育；200300m，岩洞发育，以溶洞为主。该层厚度大，补给充足，富 水性强，水头高，是二1煤层底板威胁最大的间接充水水源。据 76 水源孔抽水 实验资料：q=0.541L/s.m，水质类型为 HCO3Ca 型水。马庄小煤窑 1981 年 5 月 16 日突水后稳定水位标高 115m。因建设矿奥灰突水后长期向六矿透水，76 号水源孔长期排水，以两点为中心可能形成降水漏斗，但因没有水位观测资料， 难以描述漏斗的形态、大小和展布情况。 b、太原组下段 L2灰岩含水层 C3L2灰岩含水层位于二1煤层下 83.9135.32m，厚度一般 58.5m，是二1 煤层底板间接充水含水层。该层厚度小，补给条

35、件一般，岩溶裂隙发育中等， 富水性中等，含岩溶裂隙承压水。据大 35 孔抽水试验资料：原始水位标高 112.86m，q=0.0146L/s.m，K=0.0978m/d，水质类型为 HCO3Ca 型水。 c、太原组上段 L8灰岩含水层 C3L8灰岩含水层位于二1煤层下，一般间距 2035m，因断层影响，间距 最小值出现在 76-4（8.25m） 、76 补 4（5.38m）两个孤立点位，C3L8灰岩厚度 一般 3.55.5m，属二1煤层底板直接充水含水层。由于其厚度小，补给条件 差，以静储量为主，本区揭露该层的钻孔，无一孔发生漏水，裂隙不发育，富 水性较弱，含岩溶裂隙承压水。据大 46 孔抽水试

36、验资料：原始水位标高 114.37m，K=0.137m/d,q=0.0123L/s.m，水质类型以 HCO3CaMg 型水为主。 d、二1煤层上 60m 砂岩含水层 该层由二1煤层上 60m 范围内的中、粗粒砂岩组成，其中以 S10为主，厚 度 1.528.6m，一般厚度 8.4m，是二1煤层顶板直接充水含水层。其补给条件 差富水性很弱，一般与其它含水层无水力联系，裁决揭露时均为滴水或淋水， 并很快自行干枯，因此对开采无影响。据大 35 孔资料，原始水位标高 104.12m。 e、第三、四系含水层 包括第三系砾岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水。以接受大气 降水补给为主，水量丰富，动态随

37、季节变化。No 浅 22 孔抽水试验资料：原始 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 9 水位标高 128.08m，K=2.72m/d，q=0.18L/s.m，水质类型以 HCO3CaMg 型水为 主。 隔水层 第三系底部粘土岩隔水层，分布广，厚度均匀，能有效阻隔第三系李岩中 裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水向下渗透。 C3L8灰岩含水层与二1煤层一般间距 2035m，由砂岩和砂质泥岩、泥岩 组成，砂岩含水性差，砂质泥岩和泥岩隔水性良好，正常情况下，可以起到隔 水作用。 C3t中段沙泥岩互层，隔水性良好，正常情况下，可以起到阻隔太灰上、 下段两水层的水力联系作用。 C2b铝土质泥岩厚度

38、一般 10m 以上，泥质成分高，隔水性良好，正常情况 下能有阻隔 O2f灰岩水向矿井充水。 含水层的水力联系及断层导水性 含水层间的水力联系 各含水层间因具有相对稳定的隔水层，越流补给量小。从历年来已开采区 的出水点资料看，二1煤层顶、底板砂岩和灰岩含水层出水点，出水持续时间 都不太长，并自行疏干。由此说明在无断层影响下，区内 C3L8、C3L2和 O2f间 屋水力联系。 断层导水性评价 F40、F44断层带使奥灰与二1煤层及 C3L8灰岩对接，马庄及建设两小矿在 此带附近发生奥灰突水淹井并向本矿区透水，足以说明此带导水、富水性极佳， 也是本区地下水的主要补给通道。在 F618附近的 10-1

39、 孔 C3L8漏水，且形成局 部一级高温区，说明该断层具有一定导水性，深部高温水沿此带向上顶托排泄。 根据生产实践所揭示，区内 NNE、NE 方向断层导水性好，当断层落差较大沟通 C3L2和 O2f灰岩时，将形成富水带，给开采带来威胁。勘探阶段所进行的断层 抽水试验揭示的断层导水性、富水性差，属天然状态下情况。而在生产条件下， 因开采而导致原始平衡被打破，在形成新的平衡过程中，某些断层可能会由不 导水转变为导水。 经综合分析预计矿井的正常涌水量为 138m3/h，最大涌水量为 230m3/h。 1.3 煤层及煤质 1.3.1 煤层 本区含煤地层包括石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组

40、、 下石盒子组和上统上石盒子组，其中山西组二煤组和太原组一煤组为本区主要 含煤地层。含煤地层总厚 805.29m，含煤 22 层，总厚 10.71m，含煤系数 1.33%。可采煤层厚 8.83m，可采含煤系数 1.1%。详见表 1-3-1。 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 10 表 1-3-1 含煤地层含煤特征表 含煤地层 煤层厚度(m)含煤地层厚度(m)含煤系数(%) 备注 上石盒子组 0268.710 下石盒子组 0269.490 山西组 7.62112.16.8 含煤 4 层,其中二1 煤全区可采 太原组 3.07121.832.52 含煤 17 层,均不可 采 本溪组 0.0

41、233.160.06 含一0煤层不可采 合计 10.71805.291.33 共含煤 22 层 本区可采煤层主要为山西组二1煤层。其特征详见表 1-3-2。 表 1-3-2 可采煤层及顶底板岩层特征表 煤厚(m)围岩性质 序 号 名 称 最小最大平均 倾角 顶板底板 煤 牌 号 硬 度 容重 煤层结构 及稳定性 1 二 1 4.7213.517.511 黑色泥 岩或砂 质泥岩 泥岩 或砂 质泥 岩 贫 瘦 煤 31.38 条带状稳 定 二1煤层位于二叠系下统山西组的下部，层位稳定，其顶板为黑色泥岩或 砂质泥岩，老顶为细中粒砂岩（俗称大占砂岩） ，为本区良好标志层；煤层 底板为泥岩或砂质泥岩，老

42、底为灰色细中粒长石石英砂岩。 1.3.2 煤质 物理性质 二1煤：黑色，条痕为褐色或黑灰色，强玻璃金刚光泽。以粉状、碎块状 煤为主，夹少量块状煤。视密度 1.38t/m3，真密度 1.48t/m3，孔隙率 6.8%。 煤岩特征 二1煤：宏观煤岩类型以半亮型及半暗型次之。据镜下鉴定，二1煤层有 机组分含量平均为 90.4%，其中镜质组、半镜质组为 80.6%，占有机组分的 89.2%，并以镜质组为主，镜质组多呈均匀无结构镜质体，偶见木镜质体，呈 微透镜状，有时分布有矿物及丝炭碎片，胞腔结构明显而完整。半镜质组结构 呈不均匀状，偶显团粒状，并有较强的反射力。半丝质组和丝质组为 9.8%，占 有机组

43、分的 10.8%。具有明显的木质结构，胞腔中常充填有粘土矿物及少量微 粒状硫铁矿，方解石、石英颗粒偶尔见及，镜质组平均最大反射率（Rmax） 为 1.612.21%，平均 1.86%。 无机组分含量为 9.6%，并以粘土类为主，占无机组分 85.4%，其次为碳酸 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 11 盐和氧化物，硫化物和其它含量甚微。 表 1-3-3 煤的工业分析表 1.4 井田勘探程度 鹤壁煤田早在 1950 年就由当时的平原省工业厅探矿队进行过初步勘探， 其范围仅限于当时的鹤壁一、二井田（今鹤壁一矿）和小西天矿附近。1953 年 初，鹤壁矿井由省营改为中央国营，拉开了矿区大规模建

44、设的序幕，大规模的 地质勘探工作由此开始。 “一五”期间，先后在陈家庄、杨家庄、校场、梁峪、 罗村、陈家湾等井田进行了勘探，提交供建井用精察地质报告 7 个，共探明能 利用储量 5.08 亿吨。与鹤壁六矿相关的地质勘探情况如下： 1957 年，中南煤田地质勘探局 127 勘探队在陈家湾区普查地质报告的基础 上，直接对该区进行精查勘探，勘探手段为钻探，勘探范围：浅部为二1煤层 露头，深部至-350m 等高线，北以 F41断层为界，勘探面积 6.7km。于同年 10 月提交了陈家湾勘探区地质精查报告 ，提交二1煤层 A2+B+C1级储量 7551.68 万吨。 1959 年，河南省煤田地质局 10

45、3 勘探队提交了后营地质精查报告 ，勘 探区范围为 F70断层、陈家湾河及 F47断层为界，南以 F45 断层为界，北为 F40 断层，东至煤层底板-550m 等高线。走向长 6.5km，倾向宽 0.61.4km，面积 6.6km2。本次勘探采用了钻探与电测井相结合的勘探方法，获得储量 8883.7 万 t。后武汉煤矿设计院及有关单位根据陈家湾勘探区地质精查报告及 后营地质精查报告资料情况，按照煤炭工业部的建议和意见，决定将两勘 探区储量合并，以扩大鹤壁六矿的设计能力。随后，河南省煤炭地质局 103 勘 探队又补充施工一孔（后 13 孔） ，孔深 579.01m，终孔层位为 C3L8灰岩，并在

46、 原后营地质精查报告的基础上，于 1959 年 9 月提交了陈家湾井田深部 地质补充报告 ，共提交二1煤层 A2+B+C1 级储量 6149.71 万 t，其中 A2+B 级 储量 624 万 t，1963 年 2 月，河南省矿产储量委员会对该报告进行复审，认为 本报告质量低劣，只能作为普查找煤报告，应重新勘探。复审后降低了煤炭储 量级别，核实二1煤层 C1 级储量 127.8 万 t，C2级储量 1927.7 万 t，地质储量 为 4186.5 万 t。 1983 年 2 月，鹤壁矿务局地测处对本矿南翼进行生产补勘，其范围上至- 170m 水平，下至-450m 水平，南至六、八矿边界，北至中

47、央轨道下山，面积约 1.6km2。提交了六矿南翼生产补充勘探报告 。 序 号 名 称 牌号 水分 （） 灰分 （ ） 挥发分% 含磷% 胶质层厚 （m） 发热量 （MJ/kg） 1 二 1 贫瘦 煤 0.281 .75 7.70 33.38 12.92 19.64 0.016 0.03 010.5014.9633.73 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 12 19831986 年，河南煤炭地质三队对原三、五、六矿深部进行详查，其范 围西起原三、五、六矿深部边界（三、六矿为-350m，五矿为-400m 煤层底板等 高线） ，东止-880m 煤层底板等高线，南以张庄向斜轴与八矿分界，北到中

48、山断 层 F3，面积约 21km2。勘探方法采用钻探与测井相结合的综合勘探方法，同时 进行了 1：10000 的地质填图，最终提交了河南省鹤壁煤田三、五、六矿深 部勘探区详查地质报告 ，获得总储量 24753.32 万 t，其中二1煤层储量 21469.35 万 t。该报告 1988 年 5 月由河南煤炭工业管理局审查批准。 河南理工大学 2009 届本科生毕业设计 13 2 矿井储量、年产量及服务年限 2.1 井田境界 井田境界应根据地质构造，储量，水文，煤层赋存情况，开采技术条件， 开拓方式及地貌，地物等因素，进行技术分析后确定。一般井田划分的原则有 以下几条： a、以大断层，褶曲和煤层露头，老窑采空区为界； b、以山谷，河流，铁路，较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界； c、以相邻矿井井田境界煤柱为界； d、人为划分井田式：煤层倾角较小，特别是进水平煤层，用一垂直面来 划分井田边界；在倾斜或急斜煤层中，沿煤层的方向，常以主采煤层底板等高 线为准的水平面划分。 本井田北起张庄向斜轴与八矿为界，西部以煤层露头为界，北部以南纬 355823边界（井田平面图上显示为 75200 线） ，东部至-800m 煤层底板等 高线。 井田南北走向 4.1km，东西倾斜宽最大宽 2.7km、小宽 2.4km，平均斜宽 2.6km，井田面积 11.4km