采矿矿井毕业设计

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1、 摘 要葛亭煤矿2.4Mt/a新井设计。葛亭煤矿位于山东省济宁市北部，交通便利。可采煤层为3煤层、16煤层、17煤层。其中3煤层为主采煤层，其可采面积为18.16km2，平均倾角为5，煤层平均厚度为10.8m。井田地质条件简单。井田工业储量为264.8Mt，矿井可采储量181.8Mt。矿井服务年限为58.28a，涌水量不大，矿井正常涌水量为75.05m3/h，最大涌水量为120m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。井田为双立井单水平开拓。矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”制。矿井采用一矿一面的高效作业方式,一面备用。工作面长度为210m。运输大巷采用胶带运输煤炭，轨道大巷采用电机

2、车牵引1.5t固定箱式矿车运输矸石和材料等。矿井前期采用中央边界式通风，后期采用中央对角式通风。主扇工作方式采用抽出式。共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3. 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风及安全；10.矿井基本技术、经济指标。关键词：强度弱化减冲理论；冲击矿压；减冲解危；危险降低 - 13 -目 录1 矿区概述及井田地质特征- 1 -1.1矿区概述- 1 -1.1.1地理位置及交通条件11.1.2地形地貌及水文气象21.1.3河流及水系21.1.4矿区自然地震3

3、1.1.5矿井四邻关系31.2井田地质特征41.2.1井田地形地势41.2.2井田地层概述41.2.3井田煤系地层概述71.2.4区域构造91.2.5矿井构造101.2.6地层产状及主要褶曲101.2.7断层- 11 -1.2.8区域水文地质概况201.2.9矿井充水条件201.2.10矿井涌水量预算211.3煤层特征221.3.1含煤性221.3.2可采煤层特征231.3.3煤质特征251.3.4煤的工业分类271.3.5煤的工业用途281.3.6瓦斯、煤尘和煤的自燃倾向291.3.7地温和地压311.3.8顶、底板岩石物理力学性质331.3.9煤层顶底板岩性及稳定性342 井田境界和储量3

4、62.1井田境界362.1.1井田范围确定原则362.1.2井田范围372.1.3井田可采面积372.1.4井田界限372.2矿井工业储量382.2.1储量计算基础382.2.2煤层可采厚度382.2.3工业储量计算392.3矿井可采储量392.3.1安全煤柱留设原则392.3.2各种永久保护煤柱损失量402.3.3矿井可采储量计算433 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限443.1矿井工作制度443.2矿井设计生产能力及服务年限443.2.1确定依据443.2.2矿井设计生产能力453.2.3矿井服务年限453.2.4井型校核454 井田开拓484.1井田开拓的基本问题484.1.1井筒形

5、式、数目、位置的确定494.1.2工业场地的位置、形状及面积确定514.1.3开采水平的确定及采、带区划分514.1.4开拓方案提出514.1.5开拓方案比较534.2矿井基本巷道614.2.1井筒614.2.2井底车场及硐室664.2.3主要开拓巷道675 准备方式带区巷道布置735.1煤层地质特征735.1.1带区位置735.1.2带区煤质特征735.1.3煤层顶底板岩石构造735.1.4水文地质745.1.5地质构造745.1.6地表情况745.2带区巷道布置及生产系统745.2.1确定采、带区巷道布置及生产系统的原则745.2.2带区巷道准备方式的确定755.2.3带区巷道布置765.

6、2.4带区生产系统775.2.5带区内巷道掘进方法785.2.6带区生产能力及采出率805.3带区车场选型835.3.1带区车场的形式和线路布置835.3.2带区主要硐室856 采煤方法876.1采煤工艺方式876.1.1采煤工艺方式确定原则876.1.2确定采煤工艺方式876.1.3回采工作面参数的确定906.1.4回采工作面破煤、装煤方式及设备916.1.5回采工作面割煤工艺926.1.6回采工作面运煤方式及设备936.1.7工作面支护方式及设备976.1.8支架工作阻力、支护强度、采空区处理、控顶设计、工作面设备布置、移架及推溜方式996.1.9端头支护、超前支护及设备1016.1.10

7、采煤工艺过程1026.1.11各工艺流程注意事项1056.1.12回采工作面正规循环作业1086.1.13主要技术经济指标1126.2回采巷道布置1156.2.1回采巷道布置方式1156.2.2回采巷道参数1157 井下运输1217.1概述1217.1.1井下运输设计的原始条件和数据1217.1.2运输距离和货载量1217.1.3各环节运输方式1227.1.4矿井运输系统1237.2带区运输设备选择1247.2.1设备选型原则：1247.2.2带区运输设备选型及能力验算1247.3运输大巷设备选择1297.3.1大巷运输设备的选择1297.3.2运输设备运输能力验算1308 矿井提升1328.

8、1矿井提升概述1328.1.1矿井提升设计原始条件1328.1.2矿井提升方式1328.2主、副井提升1328.2.1主井提升1328.2.2副井提升1349 矿井通风及安全1379.1矿井概况、开拓方式及开采方法1379.1.1矿井地质概况1379.1.2开拓方式1379.1.3开采方法1379.1.4变电所、充电硐室、火药库1379.1.5工作制、人数1389.2矿井通风系统的确定1389.2.1矿井通风系统的基本要求1389.2.2矿井通风方式的选择1399.2.3主扇工作方式的确定1459.2.4分带通风1469.2.5工作面通风方式1479.2.6掘进通风方式1489.2.7通风构筑

9、物1489.3矿井风量计算1499.3.1风量计算原则1499.3.2采煤工作面风量计算1499.3.3掘进工作面风量计算1529.3.4井下各硐室所需风量1549.3.5其它巷道所需风量1549.3.6备采工作面所需风量1549.3.7矿井总风量计算1549.4.风量分配和风速验算1569.4.1通风容易时期和困难时期的确定1569.4.2风量分配1569.4.3风速验算1589.5矿井通风阻力1609.5.1矿井容易、困难时期立体图和风网图1619.5.2矿井通风阻力计算1649.5.3矿井通风总阻力1659.5.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔1669.6选择矿井通风设备1679.6.1

10、矿井的自然风压1679.6.2主扇选型1689.6.3电动机选型1709.6.4对矿井主要通风设备的要求1729.6.5反风、风硐的基本要求1729.7防止特殊灾害的安全措施1739.7.1预防瓦斯事故1739.7.2预防火灾事故1759.7.3预防矿井水灾事故17510 设计矿井基本技术、经济指标177参考文献178河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置及交通条件葛亭煤矿位于济宁煤田西北部，行政区划属济宁市郊区二十里铺镇及长沟镇管辖。地理坐标为东经11628301163230。北纬352930353230。主井井口坐标经距3945

11、5227.570，纬距3932229.103，主井井口标高为+40m。图1-1 交通位置图葛亭煤矿距济宁市14km，交通方便，运输很发达(见图1-1)。连接京沪、京九两大南北铁路干线的新(乡)菏(泽)兖(州)石(臼港)铁路，从本矿井南部15km处通过，设有济宁、孙氏店及兖州西站。由济宁市东行30km至兖州，与京沪铁路相接，向西109km至菏泽站与京九铁路相接，菏泽至新乡190km与京广铁路相连。正在建设的济北矿区铁路专用线从本矿井东部通过，从兖州西站接轨，煤炭铁路外运十分方便。105国道(北京-珠海)从本矿井东1.97 km处通过，南部有327国道(一级公路)和济宁-梁山公路，兖州、济宁、邹城

12、的公路已成环形，并与104国道相连，公路运输极为便利。1.1.2地形地貌及水文气象井田内河流稀少，水系不甚发育，仅有农灌排涝的沟渠。矿井以西有京杭大运河，汛期有记录的最高洪水位标高为+36.67m，最大流量为626m3/s(1964年9月6日)，枯水季节河水减少甚至断流。京杭大运河在该矿井西南4km处向南注入南阳湖。南阳湖有历史最高湖水位标高为+36.86m(1957年7月15日)。本矿井为温带半湿润季风区，气候温和，属海洋大陆间过渡性气候，四季分明。据济宁气象站1959年1月到1998年11月的观测资料：年平均气温13.5，月平均最高气温34.3(1957年7月)，日最高气温41.6(196

13、0年6月21日)，月平均最低气温-9.8(1963年1月)，日最低气温-19.4(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2，平均最高气温月为7月，平均29。年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春早。年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493 mm(1984年)。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级， 平均风速2.3m/s。

14、历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。1.1.3河流及水系井田内河流稀少，水系不甚发育，仅有农灌排涝的沟渠。矿井以西有京杭大运河，汛期有记录的最高洪水位标高为+36.67m，最大流量为626m3/s(1964年9月6日)，枯水季节河水减少甚至断流。京杭大运河在该矿井西南4km处向南注入南阳湖。南阳湖有历史最高湖水位标高为+36.86m(1957年7月15日)。1.1.4矿区自然地震根据国家地震局、建设部震发办1992160号文“关于发布中国地震烈度区图(1990)和中国地震烈度区图(1990)使用规定的通知”，济宁市任城区地震烈度为7度。1.1.5矿井四邻关系图1-2 邻区矿井图

15、本矿南为济宁市所属运河煤矿及淄博矿务局在建的唐口煤矿。唐口煤矿东邻为淄博矿务局岱庄煤矿和许厂煤矿，设计生产能力皆为1500kt/a，两矿之间为何岗矿井。矿井东南为兖州煤田，有兖州矿业(集团)公司所属七对生产矿井，设计规模12850kt/a，均已建成投产，98年实际产煤17000kt/a。兖新铁路之南为兖州矿业(集团)公司所属的济宁二号煤矿。具体位置见图1-2。1.2井田地质特征1.2.1井田地形地势本矿井内地形平坦，地势东北略高，西南稍低，地面标高为+37.04+41.28m，平均为+38m，自然地形坡度为万分之七。1.2.2井田地层概述矿井内地层自上而下有第四系、侏罗系上统、二迭系上统上石盒

16、子组、下统下石盒子组和山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组、奥陶系中下统，详见地层综合柱状图。现分述如下：1、第四系(Q)厚190.70270.90m,平均235.95m。中部厚,向四周变薄。由粘土、钙质粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成，分为上、中、下三段。上段：厚79.50100.00m，由棕黄、灰黄色粘土与黄褐色砂层相间沉积，砂层松散且透水性好。中段：厚63.0090.00m，多为灰白色、灰绿色粘土、砂质粘土分隔灰黄色、褐色砂层沉积，上部砂层多而薄，下部砂层少而厚。本段属强富水段。下段：厚64.5090.00m，以灰绿、灰白色粘土、钙质粘土为主，次为粉砂、细砂，少量中砂，底部多为粘土或钙质粘

17、土。本系属河湖相沉积与下伏地层呈角度不整合接触。2、侏罗系上统蒙阴组(J3)本组地层钻孔揭露最大残厚594.59m，主要分布在矿井的南部，以N3-1号孔为中心，向周围变薄。分上下两个亚组。上亚组主要由灰、深灰至灰绿色粉、细砂岩组成，夹泥岩和泥质条带。下亚组主要为一套紫灰色、暗紫色和砖红色中、细砂岩,夹粉砂岩和泥岩,在N4-1、N4-5孔中,地层中,上部有一岩浆岩(辉长岩类)侵入体，呈岩床状，钻孔揭露厚度分别为0.40m、2.10m。本组地层底部多有紫红色砂砾岩，与下伏地层呈角度不整合接触，易于区分。3、二迭系(P)(1)、上统上石盒子组(P21)最大残留厚度273.70m，平均122.57m，

18、矿井中部保留较厚。主要由灰、灰绿色中、细砂岩和黄绿、灰紫等杂色泥岩与粉砂岩组成， 近底部发育有一层铝土岩，俗称“B层铝土岩”，厚05.87m，平均2.00m，是较好的标志层。其下发育有一层中细粒砂岩，以此砂岩作为上、下石盒子组的分界。本组主要有单网羊齿、大羽羊齿、栉羊齿等植物化石，其中以大羽羊齿植物化石为主。(2)、下统下石盒子组(P12)揭露厚度11.6085.00m，平均53.37m，由黄绿、紫灰、灰等杂色泥岩、粉砂岩及灰绿色砂岩组成。属温湿、干热过渡条件下的内陆河湖相沉积，中下部所夹细、中粒砂岩不甚稳定，常相变为粉砂岩、泥岩。与下伏山西组呈连续沉积，标志层不明显，野外不易划分。本组地层富

19、含植物化石，以栉蕨、真蕨及种子蕨植物为主，其中华夏齿叶和孤曲栉羊齿特别发育。(3)、下统山西组(P11)正常厚度53.7992.80m，平均72.20m，是本区主要含煤地层，有剥蚀现象，有闪长岩侵入本组。主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成，砂岩含量较高。上部以泥岩、粉砂岩为主,夹薄层砂岩。中下部以砂岩为主,夹泥岩、粉砂岩薄层及煤层，砂岩含量较高。斜层理发育，含海绿石。底部泥质含量增多，常为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，且细砂岩中见有粉砂岩泥岩包裹体。波状及浑浊状层理发育，见底栖动物通道，为一良好标志，与下伏太原组顶部的黑色海相泥岩、泥质粉砂岩为连续沉积。4、石炭系(C)包括

20、上统太原组和中统本溪组(1)、太原组(C3)全矿井普遍发育，有剥蚀现象，有闪长岩侵入体。正常厚度133.25225.37m，平均172.43m，为本矿井主要含煤地层之一。由灰灰黑色粉砂岩、泥岩、浅灰色中、细砂岩、石灰岩及煤层组成。含石灰岩12层，其中三、十下灰厚度大且稳定；五、七、八灰较稳定，其他石灰岩局部发育，有相变现象。含煤22层，其中16、17煤层为较稳定煤层，全矿井大部分可采；6、15上煤层为部分可采煤层，并有沉缺现象。本组地层为典型的海陆交互相沉积，岩相旋回明显，粒度韵律清楚，主采煤层、标志层层位稳定，易于对比。以十二灰顶界为本组底界并与下伏地层呈整合接触。本组石灰岩与黑色海相泥岩富

21、含蜓、牙形刺、腕足以及瓣鳃、腹足、菊石、珊瑚、棘皮动物，有孔虫等化石，以蜓类化石最为丰富，并以蜓类、牙形刺化石组合不同而成为太原组石灰岩与本溪组石灰岩之主要区别。本组植物化石主要是卵脉羊齿和椭园楔叶，同时有较多星轮叶化石。(2)、本溪组(C2)最大揭露厚度53.45m，平均35.01m，主要由紫红色、灰绿色泥岩，粉砂岩和薄层石灰岩组成，偶见19煤层。含石灰岩四层(十二、十三、十四、十五灰)。底部常为一层灰紫、紫红等杂色铝铁质泥岩(山西式铁矿层)，与下伏中、下奥陶统为假整合接触。本组地层为以海相为主的海陆交互相沉积。5、奥陶系中下统(O1O2 )据邻区钻孔揭露地层总厚800m左右，本区最大揭露厚

22、度155.53m，主要岩性为灰及棕灰色厚层状石灰岩、豹皮灰岩，夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层泥岩，岩溶较发育，为本区主要含水层。奥陶系石灰岩在视电阻率曲线上幅值极高，大于1500m，孔隙度指数小，自然伽玛强度值最低，视密度、声速均大，顶部受风化影响视电阻率曲线、自然电位曲线、声速曲线、中子孔隙度曲线、密度曲线呈锯齿状反映。1.2.3井田煤系地层概述本矿井含煤地层为上石炭统太原组及下二迭统山西组。1、上石炭统太原组(C3)本组地层正常厚133.25225.37m，平均172.43m。主要由深灰、灰黑色粉砂岩、泥岩、粘土岩、灰色细砂岩、夹薄层灰岩及煤层组成。泥质含量较高，砂岩比率较低，属海陆交互相

23、沉积。本组地层粒度韵律清晰，相及旋回结构稳定，变化具有明显的规律性，易于对比。东部有岩浆侵入，多呈厚层巨厚层状，矿井内揭露多在十上灰以上，将煤层吞蚀或变成天然焦；东北部及东南部有侵入16、17煤层下并将其吞蚀。2、下二迭统山西组(P11)本组地层厚53.7992.80m，平均72.20m，有剥蚀现象，为含煤地层中的主要含煤岩组，本组由砂岩、粉砂岩、粉、细砂岩互层、粘土岩、煤层组成，含5个煤层(1、2(2上、2下)、3上及3(3下)煤层)，具有经济可采价值的3(3下)煤层就赋存于本组的下部。除3(3下)煤层可采、2煤层为局部可采外，其它煤层均为个别钻孔所见皆不可采。本组以灰灰白色、灰绿色砂岩为主

24、，砂岩含量高，多以厚层状分布于煤层的顶板及底板，粉砂岩一般为深灰灰黑色。3煤顶板以上有一层浅灰灰白色中砂，厚层状，相对稳定，以石英为主，长石次之，分选中等至较好，次棱角状次园状，孔隙式接触式胶结，以粘土质胶结为主，局部为钙质或硅质胶结，具交错层理、斜层理，夹煤线，与下部岩层呈冲刷式接触。据镜下观察，砂岩中石英含量占8085%，具波状消光现象，长石中主要为斜长石及钾微斜长石，并有次生蚀变现象。该砂岩厚度大，特征明显，是山西组煤层对比的较好标志层。从山西组煤岩层的组合特征可以看出，山西组的形成过程是一个海退过程，即从太原组顶部的浅海相向下石盒子组的内陆湖泊相沉积的过渡，整个山西组沉积时古气候、古植

25、物及局部地区的古构造都十分有利于泥炭层的形成，煤层的形成及发展则主要受古地理条件所控制，当古地理条件有利于成煤时则形成厚煤层，反之则使煤层分叉、变薄及沉缺。图1-3 地质综合柱状图1.2.4区域构造1、区域构造概况(1)、大地构造位置：济宁煤田位于华北地台鲁西台背斜的西南缘，在鲁西南断块凹陷济宁地堑的东部。从东西向构造带来说，它位于昆仑秦岭纬向构造带的东延北支部分，并处于新华夏系第二沉积带的复合端。图1-4 区域构造示意图(2)、区域构造位置：济宁煤田的北部和南部分别为二个近东西向的地堑构造，北部为汶泗断层与郓城断层所控制的汶上宁阳地堑构造；南部为菏泽断层、凫山断层与单县断层所控制的成武鱼台地

26、堑构造。它们呈东西向延展，横贯于济宁煤田的北部和南部。煤田的东部为滋阳背斜、兖州向斜、滕县背斜构成的北东向褶曲；西部为北北东向的巨野向斜。葛亭矿井处于济宁煤田鲁西南断块坳陷区的济宁地堑西侧。见图1-4。1.2.5矿井构造本矿井构造发育受东西向及南北向区域构造控制，早期主要为北东北东东向褶曲，后因受南北向断层控制，使其发生扭曲表现较弱，被改造为北东东东西向褶曲形态已不完整。晚期主要表现为南北向褶曲。全矿井明显表现为一近南北向的向斜褶曲，构造的北端、翼部倾角较陡,轴部较缓,因受南北向、近东西向及北东向三组断层的切割，基本被分解为几个地层块段,形态不完整。区内主要发育有近南北向断层，同时由于受南北两

27、侧东西向构造带的控制，仍然存有东西向断层;另外，北西向断层数量较少，落差小，延展短。构造类型为复杂偏中等如图1-5。图1-5 矿井构造示意图1.2.6地层产状及主要褶曲矿井整体上为一构造盆地，四周高、中间低，由于断层切割，形态已不完整。地层倾角西部较缓，一般为415；东部较陡。主要褶曲为南张向斜、东部的N6-9向斜及西部的S8-1向斜。1、南张向斜位于本区中部，贯穿本矿井。轴部位于N4-1、N5-11、N6-5、N8-5、N10-1孔一线，轴向近南北，大体与F3断层平行。向南倾伏，延伸长约5km。西翼倾角较缓，一般为615，东翼较陡，一般为1032。因受多次构造运动影响及断层切割，褶曲形态不完

28、整。该褶曲由全矿井地震测线和钻孔控制，已经查明。2、N6-9向斜位于矿井东南部，轴向北东65北西70。轴部位于N6-9孔、F30断层南端、N6-7、N6-6号孔一线，向西倾伏，延伸长约3km，两翼基本呈单斜形态。轴部及北翼地层倾角较缓，一般为615；西部较陡，局部30；南翼1525。西部为F4及F5断层切割，中部为F14、F27、F29等断层切割，东部则主要受F7断层切割，形态已不完整。该褶曲由125125地震测线和钻孔控制，已经查明。3、S8-1向斜位于矿井西部，轴向北西6570。轴部位于N8-1、N8-2、S8-1号孔一线，向东倾伏，延伸长约2km，两翼基本呈单斜形态。北翼地层倾角515，

29、南翼较缓一般310。东部为F2断层切割。该褶曲由地震测线和钻孔控制，已经查明。1.2.7断层本矿井断层分为近南北向、东西向、北东向和北西向（弧形）四组。按其控制程度可分为查明、基本查明、初步控制三个等级，其划分条件如下：查明：沿断层走向地震测网完整，所有测线对该断层的异常反应均为A、B级，且以A级异常点占多数，断点组合可靠；并沿断层走向有一定数量均匀分布的钻孔穿过点或控制点验证，且两者资料吻合、断层落差及摆动范围控制清楚。基本查明：沿断层走向地震测网完整，所有测线对该断层均有异常反应，B级异常点占半数以上，断点组合可靠；并有钻孔穿过或控制，断层性质清楚、落差较可靠。初步控制：沿断层走向有少量地

30、震测线控制，并有断层异常反应；或有钻孔穿过或控制，断层性质清楚，落差较可靠。现对其中主要断层叙述如下：1、近南北向正断层(1)、F2断层：为一正断层。位于矿井西部，北经N10-4，南至汶29附近，延展长度2.70km，走向北北东,倾向南东东,倾角7075,落差0125m。(2)、F3断层：为一正断层。位于矿井中西部，北经N9-5附近，南至F11断层，贯穿全矿井，延展长度4.50km，走向北东北北东，倾向南东南东东，倾角70，落差66260m。(3)、F4断层：为一正断层。位于矿井中部，北经N10-2附近，南至F11断层，贯穿全矿井，延展长度4.50km，走向北北东北东，倾向南东东南东，倾角70

31、，落差70250m。(4)、F5断层：为一正断层。位于矿井南部N4-4孔附近，北端位于F24断层以东附近，南至F11断层，延展长度1.50km，走向北东北北东，倾向北西，倾角70，落差105250m。(5)、F6断层：为一正断层。位于矿井东北部，经N8-7、N6-6钻孔，延展长度4.20km，走向近南北北东，倾向东南东，倾角70，落差70160m。(6)、F8断层：为一正断层。位于F3与F4之间，北起N8-5附近，南至F11断层，延展长度2.0km，走向北东北北东，倾向南东东南东，倾角7078，落差055m。(7)、F9断层：为一正断层。南至F11断层，北于N6-3孔附近交F3断层，延展长度1

32、.2km，走向北北东，倾向南东东，倾角7076，落差6080m。2、东西向断层F11断层：为一正断层。是矿井南部边界，东起秦营村，西经N4-2钻孔，贯穿全矿井，延展长度5.00km，走向北西北东东，倾向北东北北西，倾角70，落差65400m。3、北东向断层(1)、F1断层：为一正断层。位于矿井西部，经N8-3钻孔，延展长度1.20km，走向北东，倾向南东，倾角7075，落差045m。(2)、F25断层：为一正断层。位于矿井南部，南端交于F11断层，北端于N6-6孔东部、N6-9向斜轴部附近尖灭。延展长度1.40km，走向北东北北东，倾向北西北西西，倾角70，落差0230m。4、北西向（弧形）断

33、层(1)、F7断层：为一正断层。位于矿井东北部，N11-2、N7-8、S7-5、N6-10号钻孔以西，经N8-8钻孔，至前冯寺村附近，延展长度4.70km，走向北西南北，倾向南西西，倾角70，落差0235m。(2)、DF1断层：正断层。为3煤西部边界断层。南端位于汶29孔附近，北端于N8-3孔北与F1断层相交。走向北西北东，倾向北东南东，倾角75，落差044m；为查明断层。其它20m断层情况见表1-1。表1-1 断 层 控 制 情 况 及 特 征 表序号断层名称控 制 程 度产状落差(m)性质延展长度(km)走向倾角倾向1F1断层1个钻孔穿过(A级断点1个)及7条二维地震测线控制(B级断点6个

34、，C级1个)，为基本查明。NE7075SE045正1.22F2断层1个钻孔穿过(B级断点1个)及11条二维地震测线控制(断点10A，1B)中南段位于三维地震区(断点17A、16B)查明，北段为初步控制。NNE7075SEE0125正矿井内2.73F3断层4个钻孔穿过(断点2B、2C)，16条二维地震测线控制(断点12A、4B、2C)，南段位于三维地震区(断点20A、14B)为查明，中段基本查明，北段初步控制。NENNE70SESEE66260正矿井内4.54F3支断层3条二维地震测线(断点1A、2B)及三维控制(断点5A、4B)，属查明基本查明。NE7073SE080正1.55F3支1断层3条

35、二维地震测线控制(B级断点2个)，属基本查明。NE70SE70正矿井内0.66F3支2断层N9-5钻孔穿过(A级断点1个)，1条二维地震测线控制(B级断点1个)，属初步控制。NE70SE030正0.57F4断层3个钻孔穿过(断点2B、1C)，19条二维地震测线控制(断点8A、8B、3C)，北段初步控制，南段为查明。NNENE70SEESE70250正4.58F4支2断层1个钻孔穿过(断点C级1个)，2条二维地震测线控制(断点B级2个)，为查明断层。NE70SE2540正0.49F5断层1个钻孔穿过(断点A级1个)，10条二维地震测线控制(断点4A、5B、1C)，为查明。NENNE70NW105

36、250正1.5续 表 1-1序号断层名称控 制 程 度产状落差(m)性质延展长度(km)走向倾角倾向10F6断层3个钻孔穿过(断点2A、1B)，2个钻孔及17条二维地震测线控制(断点8A、6B、2C)，北段初步控制，南段查明。SNNE70ESE70160正4.211F7断层1个钻孔穿过(B级断点1个)，16条二维地震测线控制(断点11A、4B、2C)，北段初步控制，中南段查明。SNNW70WSW0235正矿井内4.712F7支断层6条二维地震测线控制(断点3A、3B)，为查明断层。NW70NE025正0.613F8断层3个钻孔穿过(断点2A、1B)，112条二维地震测线(断点9A、2B、1C)

37、及三维地震(断点8A、6B、1C)控制，为查明。NENNE7078SEESE070正2.014F9断层2个钻孔穿过(断点1A、1B)，7条二维测线控制(断点2A、5B)，查明基本查明。NNE7076SEE60100正1.215F9支1断层1个钻孔穿过(B级断点1个)，4条二维地震测线控制(断点3B、1C)，基本查明。NNE70SEE3055正0.816F9支2断层1个钻孔穿过(A级断点1个)，2条二维地震测线控制(B级断点2个)，基本查明。NNE70SEE45正0.317F11断层3个钻孔穿过(1B、2C),4个钻孔及22条二维地震测线控制(断点17B、5C),基本查明。NWNEE70NENN

38、W65400正矿井内5.018F11支断层5条二维地震测线控制(断点2A、4B)，为基本查明。NESE70NWNE1020正矿井内0.719F11支1断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，1个二维地震C级断点，基本查明。NEE 70NNW 70正0.3520F11支2断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，1个二维地震C级断点，基本查明。NEE70NNW50正0.3521F12断层3条二维地震测线控制(3个B级断点)，基本查明。NE70SSE020正0.422F13断层5条二维地震测线控制(5个A级断点)，查明。近EW70N060正0.6523F14断层5条二维地震测线控制(断点4A、1B)，查明。EW

39、NE70SSE020正0.5续 表 1-124F21断层2条二维地震测线控制(2个B级断点)，初步控制。近南北70W025正1.025F22断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，6个二维断点(断点3A、3B)，查明。NEE70NNW050正0.726F23断层1条二维地震测线控制(断点1B、1C)，初步控制。NE70SW020正2.027F24断层4条二维测线(断点4A、1B)及三维地震(断点6A、3B、2C)控制，查明。近SN7076W045正0.728F25断层8条二维地震测线控制(断点4A、4B)，基本查明。NENNE70NWNWW0230正1.429F26断层4条二维地震测线控制(断点1B

40、、1C)，查明。NE70NW020正0.330F27断层9条二维地震测线控制(断点5A、4B)，查明。NNENE70SEESE025正1.031F28断层4条二维地震测线控制(断点2A、2B)，查明。NE70NW055正0.532F29断层9条二维地震测线控制(断点4A、5B)，查明。NW70SW020正0.833F30断层4条二维地震测线控制(断点3A、1B)，查明。NE70SE020正0.534F31断层4条二维地震测线控制(断点3A、1B)，查明。NW70SW020正0.4535F35断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，5条二维地震测线控制(断点4B、1C)，为基本查明。NNW70SWW0

41、43正0.536T09-1西断层推断断层近SNNW70ENE130正矿井内1.337F6支断层2条二维地震测线控制(2个B级断点)，基本查明。NE70SE40正0.438N10-3断层2个钻孔穿过(断点1A、1C)，初步控制。NE70SENE026正0.7149河南理工大学成人高等教育毕业设计1.2.8区域水文地质概况区域范围：东起峄山断层，西至嘉祥断层，南起凫山断层，北至郓城断层。东西宽4258km，南北长4755km，面积约2500km2。区域内奥灰受断层控制，以断层与周围不透水地层相接触，侧向补给、排泄不良。但在石灰岩中的断层带和构造裂隙，易受水溶蚀而形成含水带，因而还不能排除边界断层具

42、有垂向补给的可能性。区域范围内奥陶系石灰岩具有裸露型、覆盖型、埋藏型，形成了不同的补给、迳流、排泄区。奥灰水补给区可分裸露补给区及第四系覆盖补给区两部分。裸露补给区主要分布在凫山寒武系、奥陶系灰岩及北部磁阳山奥陶系灰岩出露区，在此范围内接受大气降水补给。凫山裸露区面积广，补给水顺岩层倾斜方向向北运动形成强富水区。奥灰埋藏区分布于兖州煤田、济宁煤田，其特点是深埋于石炭二迭系之下，不具备接受大气降水、地表水、第四系孔隙水补给条件。兖州煤田之下绝大部分属级(单位涌水量0.11.0L/s.m)富水区，局部为级(单位涌水量1.010.0L/s.m)富水区。济宁煤田之下大部分是级(单位涌水量0.1L/s.

43、m)富水区。葛亭煤矿位于区域水文地质单元的西北部，奥灰属级中等富水区。1.2.9矿井充水条件葛亭煤矿南部以F11断层与运河煤矿为界，西、北界均为奥灰隐伏露头，为本矿井的补给边界，东界人为边界距唐阳断层12km；南界F11断层，落差65400m，南升北降，矿井内各主要含水层与对盘奥灰对口接触，因而也有可能成为本矿井补给水源。本矿井共有六个主要含水层(组)，自上而下分别为第四系砂层、岩浆岩、3煤层顶、底板砂岩、太原组三灰、十下灰及奥陶系灰岩。1、直接充水含水层包括3煤层顶、底板砂岩、三灰、十下灰、岩浆岩。2、间接充水含水层奥灰是开采3(3下)、16、17煤层的间接充水含水层。矿井内共有31个钻孔揭

44、露奥灰，最大揭露厚度155.03m(N61)，有1个钻孔揭露了奥灰五段62.59m。3、隔水层除第四系下部隔水层组、上侏罗统隔水层组和石盒子组隔水层组外，还有17煤底板至奥灰顶界面的压盖隔水层组，由杂色粘土岩、铁铝质泥岩及石灰岩组成。石灰岩坚硬、致密，岩芯完整，抗张力强，泥岩、粘土岩隔水性能好，它们共同组成一个良好的压盖奥灰水底鼓的隔水层组。4、地下水的补给、迳流和排泄矿井西部、北部均是奥灰和十灰在第四系下的隐伏露头，由于第四系下组隔水性能好，接受垂向补给的条件较差；但在浅部风化带露头，当含水层间有较大的水位差时各含水层可发生一定的水力联系。据矿井内奥灰和十灰抽水试验资料,西部浅部奥灰水位标高

45、为34.98m(N7-11)，相距640m的N6-1号孔奥灰水位标高为31.75m；浅部十灰水位标高为33.77m，相距100m的N7-10号孔十灰水位标高为31.55m。由此可以看出，本区地下水由西部、北部、东部的浅部隐伏露头向南和东南深部运动。本矿井采上组煤时的水文地质条件属于裂隙类简单中等型；下组煤的水文地质条件为裂隙、岩溶类中等复杂型。1.2.10矿井涌水量预算1、计算的资料依据参与上组煤矿井涌水量计算的3煤顶、底板砂岩和三灰含水层各有2次抽水试验资料，参与下组煤矿井涌水量计算的十下灰也有3次群孔、1次单孔的抽水试验资料。各次抽水试验质量均为合格以上，满足规范要求，可以参与矿井涌水量的

46、计算。2、矿井涌水量计算采用“大井法”有限边界承压无压稳定流法计算上组煤矿井涌水量。经计算，得十下灰矿井涌水量为Q=20m3/h1.3煤层特征1.3.1含煤性本矿井含煤地层为下二迭统山西组、石炭系上统太原组和中统本溪组。其中本溪组仅局部赋存薄煤层，无经济可采价值，故不详述。山西组和太原组为主要含煤地层，平均总厚232.29m。共含煤层27层,平均总厚12.95m，含煤系数为6，可采煤层3(3下)、16、17，平均总厚8.50m；其中以3(3下)煤层最厚，最大厚度11.61m，全区平均10.8m，占可采煤层总厚的75，又是最上一层可采煤层，是先期开采的主要对象。表1-2 可采煤层控制情况一览表煤

47、层名 称穿过钻孔个数可采点 不可采点断缺断薄天然焦吞蚀点断层煤 风 化可采性指数参与评价点数可采不可采3(3下)563475351182.98471663461051190.2051176544310331183.0253表1-3 可采煤层一览表 煤层名称煤 层夹 石全区厚度(m)最小最大平均(点数)结构稳定性煤厚变异系数间距(m)最小最大平均(点数)层数主要岩性3(3下)0579.616.35(43)简单较稳定14.04146.27189.10158.94(22)0-2泥 岩粉砂岩160.003.141.19(51)简单较稳定29.320-2炭质细砂 岩粉砂岩6.5313.3210.16(5

48、0)170.001.320.98(50)简单稳定 较稳定14.160-1泥 岩炭质泥岩1.3.2可采煤层特征本矿井可采煤层共3层，现分述如下：1、3(3下)煤层位于山西组中、下部，上距2煤层9.8340.60m,平均22.18m，下距太原组海相泥岩4.1722.06m,平均11.43m；煤层厚度0.5711.61m,平均10.8m；天然焦可采面积1.46km2，平均1.53m。煤层中一般不含夹石,个别孔中见12层夹石,岩性为泥岩或粉砂岩,顶板主要为泥岩、粉砂岩,少数为中、细砂岩,底板主要为泥岩,粉砂岩,少数为粉、细砂岩互层。8线以北因受岩浆岩侵入，变成天然焦，变薄或吞蚀，8线以南可采，可采范围

49、内平均厚度10.8m，可采面积约18.16km2，为矿井主要可采煤层，属较稳定煤层。2、16煤层位于太原组下部，十下灰为其直接顶板,下距17煤层6.5313.32m,平均10.16m；煤层厚度0.003.14m，平均1.19m，一般含一层夹石，少数含2层夹石，夹石岩性多为炭质砂岩，炭质粉砂岩，少数为泥岩，顶板主要为石灰岩，偶有泥岩、炭质泥岩伪顶，底板主要为泥岩，粉砂岩，少数为细砂岩。F7断层以东被岩浆岩侵入，变为天然焦或吞蚀，可采范围内平均厚度1.24m，可采面积约14.84km2,属较稳定煤层。3、17煤层位于太原组下部，距太原组底界8.6318.20m，平均13.15m。煤层厚度0.001

50、.32m，平均0.98m，部分含一层夹石，夹石多为泥岩、炭质泥岩，少数为粉砂岩。顶板主要为石灰岩、泥岩、粉砂岩，底板主要为泥岩。矿井北部N10-1、N10-2、N9-6三孔受断层影响，造成局部不可采，F7断层以东被岩浆岩侵入，变为天然焦或吞蚀，可采面积约13.91km2，可采范围内平均厚度1.00m，属稳定较稳定煤层。1.3.3煤质特征1、煤的物理性质本矿井各稳定煤层均为黑色、黑褐、褐黑条痕色的软中等坚硬煤层。煤的硬度(坚固性系数)平均0.87，山西组煤层硬于太原组煤层，煤的最大硬度达1.40(3煤层)，天然焦硬度1.53，各煤层主要物性特征见表1-4。表1-4 各煤层主要物性特征表项目煤层光

51、 泽硬度真密度视密度断 口裂 隙3(3下)玻璃沥青油脂0.811.401.01(9)1.421.661.47(17)1.301.531.39(23)阶梯状参差状棱角状较发育16玻璃沥青0.280.830.66(4)1.381.491.43(8)1.281.421.37(14)阶梯状参差状发 育17玻璃沥青油脂0.480.860.67(2)1.371.541.44(8)1.261.431.33(16)阶梯状参差状发 育2、宏观煤岩特征3(3下)、16煤层宏观煤岩组分多以亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤条带及丝炭；17煤层以亮煤为主,次为暗煤,夹少量镜煤、丝炭条带。山西组煤丝炭含量比太原组煤多，以线理状

52、分布于煤层中。煤岩类型以半亮型煤为主, 次为半暗型煤。中宽条带状结构，层状构造。3、显微煤岩特征表1-5 各煤层显微煤岩组分及镜煤反射率表煤层项目()3(3下)1617镜 质 组50.472.475.4半镜质组12.92.23.1丝 质 组3.21.72.4半丝质组15.35.47.3稳 定 组8.27.04.4腐 泥 组0.170.080.53无机总量9.510.06.7粘 土 类8.15.83.4碳酸盐类0.91.00.6氧化物类0.10.80.9硫化物类0.43.41.8反射率R0max1.0840.7510.7364、煤的元素分析(1)、元素组分本矿井各煤层受岩浆岩影响均出现不同变质阶

53、段的煤,未受岩浆岩影响的煤,其元素组成差别不大。其特点是碳含量高,在82.0185.18%之间，平均82.95%；氢含量在4.895.91%之间，平均5.47%；氮含量在1.131.72%之间；氧含量在9.0111.32%之间。(2)、其它有害元素3(3下) 、17煤层原煤属特低低磷煤，平均为低磷，16煤层为特低磷。经-1.4比重液洗选，3(3下)煤层为低磷，16、17煤层为特低磷，脱磷系数见表1-6。表1-5 脱硫系数一览表煤层脱硫系数3(3下)1617全 硫(St,d)0.190.500.46硫化物硫(Sp,d)0.590.840.77有 机 硫(So,d)-0.26-0.14-0.26表

54、1-6 脱磷系数一览表煤 层3(3下)1617脱 磷 系 数0.300.400.59氯在各煤层中的最高含量为0.08，作为炼焦或锅炉燃烧用煤不会腐蚀锅炉及炉壁。砷在各煤层中的最高含量为7g/g，不超过酿造和食品工业小于8g/g的要求。铜、铅、锌的最高含量分别为315、380、1018g/g，均符合工业用煤要求。1.3.4煤的工业分类 按中国煤炭分类国家标准(GB575186)划分,以精煤挥发分产率(900Vdaf%)和粘结指数(GR.I)为主要分类指标,胶质层厚度(Ymm)、奥亚膨胀度(b%)为辅助指标,本区煤类划分结果为：3(3下)煤层主要为气煤,个别点为1/3焦煤、弱粘煤、无烟煤、天然焦。

55、16、17煤层除北部及南部小面积为气煤外,其余大面积均为气肥煤。1.3.5煤的工业用途根据本矿井上述煤质特点，对煤的工业用途做如下评述。1、炼焦用煤山西组煤层以气煤(QM45)为主，灰、硫、磷等有害组分低，结焦性能好，成焦率较高，通过洗选可以生产多种级别的冶炼用炼焦精煤，配以其它煤类炼焦效果更好。太原组煤层为气肥煤(QF46)、气煤(QM45)，特低灰，特低磷，唯硫含量高，但结焦性能比山西组煤强。太原组煤层精煤也可以炼制冶金焦的要求。2、动力燃料用煤各煤层的挥发分、发热量、灰分、硫分等指标均符合火力发电厂固态除渣煤粉锅炉用煤要求，太原组煤层由于煤的灰熔融性(ST)9mm)，热稳定性差(济宁煤田

56、三号煤矿资料)，因此不符合干馏法炼油的要求。但太原组煤层碳氢比35，Ad5，精煤可考虑用氢化法提炼焦油。太原组煤层具有较高的有机硫，有利于液化反应，从煤岩组分看，气煤、气肥煤多含有最易液化的树皮类稳定组分，可大大提高液化效果，因此各煤层大都符合液化用煤工业要求。1.3.6瓦斯、煤尘和煤的自燃倾向1、瓦斯表1-7 瓦斯含量及成分一览表 项目煤层深 度最小/最大(m)瓦斯含量 cm3/g.燃最大/平均(点数)瓦斯成分 最大/平均(点数)CH4CO2CH4CO2N2及其它3(3下)255.99899.451.2850.372(9)0.4110.157(9)58.7522.78(9)18.058.15(9)97.4768.98(9)16355.50792.350.1640.027(7)0.2280.171(7)11.341.91(7)15.5911.51(7)94.5886.57(7)17365.47875.430.2480.050(9)0.3630.234(9)11.392.69(9)25.4115.12(9)91.6482.19(9)本矿井各煤层瓦斯成分、含量见表1-7。瓦斯(甲烷)含量和成分最高分别为1.285cm3/g