渦北煤礦1.8mta新井設(shè)計(jì)

摘 要本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為渦北煤礦1.8Mt/a新井設(shè)計(jì)。渦北煤礦位于安徽省亳州市境內(nèi)，東有京九鐵路，西有濉阜鐵路，交通便利。井田走向長(zhǎng)5.567.06km，傾向長(zhǎng)1.643.27km，水平面積約為15.12km2。主采煤層為8號(hào)煤組，平均傾角為21，81煤、82煤平均厚度均為5.5m，間距10.5719.77m，平均15m。井田工業(yè)儲(chǔ)量為213.7234Mt，可采儲(chǔ)量為125.7174Mt，礦井服務(wù)年限為53.73a。礦井正常涌水量為420m3/h，最大涌水量為860m3/h。礦井相對(duì)瓦斯涌出量為15.98m3/t，屬于高瓦斯礦井。根據(jù)井田地質(zhì)條件，提出四個(gè)技術(shù)上可行的開拓方案。方案一：立井兩水平開拓上下山混合開采，暗斜井延深；方案二：立井兩水平開拓上下山混合開采，立井直接延深；方案三：立井兩水平開拓上下山混合開采，暗斜井延深；方案四：立井兩水平開拓上下山混合開采，立井直接延深。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定方案一為最優(yōu)方案。一水平標(biāo)高650m，二水平標(biāo)高1000m。設(shè)計(jì)首采區(qū)采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，工作面長(zhǎng)度180m，采用大采高一次采全厚采煤法，礦井年工作日為330d，工作制度為“四六制”。大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為前期中央并列式，后期中央并列式與兩翼對(duì)角式混合通風(fēng)。專題部分題目：跨采大巷的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及其支護(hù)技術(shù)。跨煤層底板大巷回采不僅是回收資源的一種有效途徑，更能使被跨采巷道長(zhǎng)期處于開采形成的底版低應(yīng)力區(qū)內(nèi)，顯著減小巷道圍巖變形，有利于改善巷道維護(hù)狀態(tài)，使巷道保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。但被跨采巷道要依次經(jīng)歷跨采所引起的前支承壓力影響區(qū)、前支承壓力顯現(xiàn)區(qū)、卸壓區(qū)、后支撐壓力區(qū)和壓力重新穩(wěn)定區(qū)，其對(duì)巷道的圍巖整體性具有嚴(yán)重的破壞作用，對(duì)跨采期間巷道的支護(hù)提出新的更高要求。本文總結(jié)了前人對(duì)跨采巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、跨采巷道圍巖變形預(yù)測(cè)、跨采巷道圍巖穩(wěn)定性分析及錨注支護(hù)在跨采巷道維護(hù)中的應(yīng)用等問(wèn)題所做的研究工作，對(duì)跨采大巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及其支護(hù)技術(shù)形成了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。翻譯部分題目：A plasticity model for the behaviour of footings on sand under combined loading。復(fù)合載荷下沙層地基運(yùn)轉(zhuǎn)塑性模型。關(guān)鍵詞：立井；暗斜井；采區(qū)布置；大采高一次采全厚采煤法；中央并列式；兩翼對(duì)角式；跨采大巷ABSTRACTThis design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.The general design is about a 1.8 Mt/a new underground mine design of Guobei coal mine. Guobei coal mine lies in Bozhou city, Anhui province. As Jingjiu railway runs in the west of the mine field and Suifu railway runs in the east of the mine field, the traffic is convenient. It is 5.567.06km on the strike and1.643.27km on the dip, with the15.12km2 total horizontal area. The minable coal seams are 81 and 82, both with an average thickness of 5.5m and an average dip of 21. The distance between 81 and 82 is about 10.5719.77m, with an average of 15m. The proved reserves of this coal mine are 213.7234Mt and the minable reserves are 125.7174Mt, with a mine life of 53.73a. The normal mine inflow is 420m3/h and the maximum mine inflow is 860m3/h. The mines relative gas emission rate is15.98 m3/t, so the mine belongs to high gas mine.Based on the geological conditions of the mine, I bring forward four available projects in technology. The first is vertical shaft development with two mining levels and the first level is at 650m, the second level is at 1000m with extension of blind inclined shaft; the second is vertical shaft development with two mining levels and the first level is at 650m, the second level is at 1000m with extension of vertical shaft; the third is vertical shaft development with two mining levels and the first level is at 600m and the second level is at 850m with extension of blind inclined shaft; the last is vertical shaft development with two mining levels and the first level is at 600m and the second level is at 850m with extension of vertical shaft. The first project is the best one, comparing with other three projects in technology and economy. The first level is at 650m, the second level is at 1000m.Designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation. The length of working face is 180 m, which uses high cutting coal mining method. The working system is “four-six” which produces 330 d/a.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport. The type of mine ventilation system is center ventilation during early days, and the combination of center ventilation and two wings ventilation during later period.The monographic study is the law of the dynamic strata behavior of the main roadway influenced by overhead mining and its supporting technique. Mining cross over gateway is not only a effective way to mine the coal resource, but also can make the main roadway influenced by overhead mining in the low stress district, and decrease the transmutation of the rock around the roadway, as a result it benefit the maintenance of the roadway, make sure its stabilization for a long time. However, the main roadway influenced by overhead mining must go though the leading abutment pressure influencing district, the leading abutment pressure obvious district, the low abutment pressure district, the behind abutment pressure district and the pressure second stable district, which aroused by the caving over the roadway. It damages the surrounding rock seriously and request higher level of supporting. In this paper, the law of the dynamic strata behavior of this roadway, the forecasting for the transmutation of the surrounding rock, the analysis of the stability of the surrounding rock and the use of bolt-grouting support in the maintenance of the influenced roadway, made by the earlier academicians, is summarized, and have a systemic understanding to the law of the dynamic strata behavior of the influenced roadway and its supporting technique.The translated academic paper is “A plasticity model for the behaviour of footings on sand under combined loading”.Keywords: Vertical shaft; Blind inclined shaft; Mining district preparation; High cutting coal mining method; Center ventilation, Two wings ventilation; Main roadway influenced by overhead mining目 錄一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述11.1.1交通位置11.1.2地貌水系11.1.3氣象及地震11.1.4礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況11.1.5電源及水源21.2井田地質(zhì)特征31.2.1地質(zhì)構(gòu)造31.2.2井田水文地質(zhì)特征61.2.3井田勘探程度101.3煤層特征101.3.1煤層埋藏條件101.3.2煤層圍巖性質(zhì)131.3.3煤的特征131.3.4其他有益礦產(chǎn)142 井田境界和儲(chǔ)量162.1井田境界162.1.1井田范圍162.1.2開采界限162.1.3井田尺寸162.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量172.2.1井田勘探172.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)172.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算182.3礦井可采儲(chǔ)量192.3.1安全煤柱留設(shè)原則192.3.2礦井永久煤柱損失量202.3.3礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算223 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限233.1礦井工作制度233.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限233.2.1確定依據(jù)233.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力233.2.3礦井服務(wù)年限233.2.4第一水平服務(wù)年限243.2.5井型校核244 井田開拓254.1井田開拓的基本問(wèn)題254.1.1井筒254.1.2井筒及工業(yè)場(chǎng)地位置274.1.3階段及水平284.1.4主要開拓巷道284.1.5開拓延深284.1.6方案比較284.2礦井基本巷道364.2.1井筒364.2.2井底車場(chǎng)及硐室374.2.3主要開拓巷道385 準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置485.1煤層地質(zhì)特征485.1.1采區(qū)位置485.1.2采區(qū)煤層特征485.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況485.1.4采區(qū)水文地質(zhì)485.1.5采區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造485.1.6采區(qū)地表狀況485.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)495.2.1采區(qū)范圍及區(qū)段劃分495.2.2采區(qū)煤柱尺寸495.2.3采區(qū)內(nèi)煤層開采順序495.2.4采區(qū)巷道布置495.2.5采區(qū)內(nèi)工作面接替順序505.2.6采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)505.2.7采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法515.2.8采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率515.3采區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì)525.3.1采區(qū)上部車場(chǎng)525.3.2采區(qū)中部車場(chǎng)525.3.3采區(qū)下部車場(chǎng)526 采煤方法566.1采煤工藝方式566.1.1采區(qū)地質(zhì)條件及煤層賦存條件566.1.2采煤工藝方式566.1.3回采工作面參數(shù)576.1.4工作面破煤、裝煤方式576.1.5工作面支護(hù)方式606.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)616.1.7各工藝過(guò)程注意事項(xiàng)626.1.8采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)646.2回采巷道布置676.2.1回采巷道布置方式676.2.2回采巷道參數(shù)677 井下運(yùn)輸707.1概述707.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度707.1.2煤層及煤質(zhì)707.1.3運(yùn)輸距離和載貨量707.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng)707.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇717.2.1設(shè)備選型原則717.2.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及運(yùn)輸能力驗(yàn)算717.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇737.3.1運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇737.3.2軌道大巷設(shè)備選擇748 礦井提升758.1概述758.2主副井提升758.2.1主井提升設(shè)備選型758.2.2副井提升設(shè)備選型779 礦井通風(fēng)及安全789.1礦井地質(zhì)、開拓及開采方法概況789.1.1礦井地質(zhì)概況789.1.2開拓方式789.1.3開采方法789.1.4變電所、充電硐室、火藥庫(kù)789.1.5工作制、人數(shù)789.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇799.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求799.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇799.2.3礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方式選擇809.2.4采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求819.2.5工作面通風(fēng)方式的選擇819.2.6回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置819.3礦井風(fēng)量計(jì)算829.3.1工作面所需風(fēng)量計(jì)算829.3.2備用工作面需風(fēng)量計(jì)算849.3.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量849.3.4硐室需風(fēng)量849.3.5其他巷道所需風(fēng)量859.3.6礦井所需總風(fēng)量859.3.7風(fēng)量分配859.4礦井通風(fēng)阻力計(jì)算879.4.1礦井最大阻力線路879.4.2礦井通風(fēng)阻力計(jì)算879.4.3礦井通風(fēng)總阻力899.4.4各時(shí)期礦井通風(fēng)的總風(fēng)阻和總等積孔909.5礦井通風(fēng)設(shè)備選型929.5.1自然風(fēng)壓929.5.2通風(fēng)機(jī)風(fēng)量939.5.3通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓939.5.4通風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)939.5.5電動(dòng)機(jī)選型979.5.6礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求979.6特殊災(zāi)害的預(yù)防措施989.6.1瓦斯和煤塵爆炸預(yù)防措施989.6.2井下火災(zāi)預(yù)防措施989.6.3防水措施9810 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)99參考文獻(xiàn)100專題部分跨采大巷的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及其支護(hù)技術(shù)1011 緒論1011.1問(wèn)題的提出和研究意義1011.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1021.3研究?jī)?nèi)容1031.4研究方法1032 利用跨采進(jìn)行巷道卸壓的機(jī)理1032.1沿工作面推進(jìn)方向圍巖應(yīng)力變化規(guī)律1032.2沿工作面傾斜方向圍巖應(yīng)力變化規(guī)律1042.3跨采大巷的合理位置關(guān)系1043 跨采大巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律1053.1深部巷道在多元應(yīng)力場(chǎng)中的圍巖穩(wěn)定性分析1053.1.1數(shù)值計(jì)算模型的建立1053.1.2巷道圍巖變形特征與應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系1053.1.3巷道圍巖塑性破壞區(qū)發(fā)育形態(tài)與應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系1063.1.4巷道圍巖應(yīng)力分布特征與應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系1063.1.5小結(jié)1083.2工程實(shí)例1083.2.1跨采概況1083.2.2礦壓顯現(xiàn)規(guī)律1093.3縱跨底板巷道圍巖變形規(guī)律1113.4橫跨底板巷道圍巖變形規(guī)律1114 跨采時(shí)底板巷道圍巖變形預(yù)測(cè)1144.1工作面前方移動(dòng)支承壓力特征1144.2圍巖變形預(yù)測(cè)1154.3工程應(yīng)用實(shí)例1155 跨采底板巷道的優(yōu)化設(shè)計(jì)1155.1跨采巷道合理層位與法向距離1165.2跨采巷道與跨采面的合理平面位置關(guān)系1175.2.1縱跨巷道的合理平面位置關(guān)系1175.2.2橫跨巷道的合理平面位置關(guān)系及特殊地段1176 跨采巷道圍巖穩(wěn)定性分類1186.1跨采巷道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性指標(biāo)與分類模式1186.1.1分類的基本依據(jù)1186.1.2分類指標(biāo)的建立1186.1.3分類指標(biāo)的權(quán)值1196.1.4跨采巷道模糊ISODATA聚類分析與分類模式1206.2跨采巷道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的實(shí)用分類方案1206.3跨采巷道錨桿支護(hù)合理參數(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)用方法1216.4小結(jié)1237 錨注支護(hù)在跨采巷道支護(hù)中的應(yīng)用1237.1錨注支護(hù)遠(yuǎn)原理概述1237.2錨注式錨桿結(jié)構(gòu)和施工工藝1237.2.1外錨內(nèi)注式錨桿1237.2.2內(nèi)錨外注式錨桿1237.3工程實(shí)例1247.3.1動(dòng)壓巷道二次錨注支護(hù)技術(shù)實(shí)踐1247.3.2近間距跨采大巷錨網(wǎng)注噴支護(hù)126參考文獻(xiàn)128翻譯部分A plasticity model for the behaviour of footings on sand under combined loading129INTRODUCTION129OUTLINE OF THE MODEL130DETAILS OF THE MODEL131Elastic behaviour132Yield surface133Strain hardening134Plastic potential135Partially drained behaviour136RETROSPECTIVE MODELLING OF EXPERIMENTS137Vertical penetration test137Moment and horizontal swipe tests from V1600 N138Moment and horizontal swipe tests from V200 N138Constant vertical load tests139Radial displacement tests139APPLICATION OF MODEL C TO A JACK-UP UNIT141CONCLUSIONS145ACKNOWLEDGEMENTS146NOTATION146Subscripts147REFERENCES147復(fù)合載荷下沙層地基運(yùn)轉(zhuǎn)塑性模型1491引言1492模型概述1503模型詳解1503.1彈性運(yùn)轉(zhuǎn)1513.2屈服面1523.3應(yīng)變硬化1533.4塑性勢(shì)1533.5部分排水行為1544實(shí)驗(yàn)回顧模擬1554.1垂直入侵測(cè)試1554.2始于V1600N的力矩重?fù)魷y(cè)試和水平重?fù)魷y(cè)試1554.3始于V200N的力矩重?fù)魷y(cè)試和水平重?fù)魷y(cè)試1564.4常量垂直載荷測(cè)試1564.5徑向位移測(cè)試1585模型C在自升式單元中的應(yīng)用1586結(jié)論1617致謝1628注釋162下標(biāo)163致謝164一般部分第 111 頁(yè)1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1交通位置渦北井田位于淮北平原西部，行政區(qū)劃屬安徽省渦陽(yáng)縣管轄。井田中心南距渦陽(yáng)縣城4km，地理坐標(biāo)東徑11609581161245，北緯333053333448。井田南北長(zhǎng)5.567.06km；東西寬1.643.27km，水平面積約為15.1180km2。?。ㄏ└罚?yáng)）鐵路從井田東南約3km處通過(guò)，該線往東北經(jīng)符離集可接入津滬線，往西南經(jīng)阜陽(yáng)可接入京九線。井田附近在濉阜鐵路上有渦陽(yáng)和龍山兩個(gè)車站，距井田中心分別為5km和11km。區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá)。渦陽(yáng)永城公路縱貫井田東部，渦陽(yáng)往阜陽(yáng)、蚌埠、亳州、淮北、永城等鄰近市、縣均有公路相通。渦河是淮河的支流，距礦井工業(yè)場(chǎng)地最近處僅2km，可通行200400t級(jí)船舶。由渦河經(jīng)懷遠(yuǎn)可進(jìn)入淮河，還可經(jīng)洪澤湖于淮安轉(zhuǎn)入京杭運(yùn)河進(jìn)入長(zhǎng)江。綜上所述，本區(qū)地理位置優(yōu)越，交通運(yùn)輸方便，礦井具備鐵路、公路和通航河流三種運(yùn)輸條件。礦區(qū)交通位置見(jiàn)圖1.1。1.1.2地貌水系本區(qū)地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高+29.49+31.80m，總體呈西北高東南低。井田范圍內(nèi)，地面村莊較多，8煤組賦存區(qū)內(nèi)共有大小村莊22個(gè)。渦河及其支流武家河為長(zhǎng)年性河流，由西北向東南流徑井田西南部。渦陽(yáng)縣城關(guān)渦河節(jié)制閘上游最高洪水位（1963年8月7日）標(biāo)高為+30.45m。區(qū)內(nèi)溝渠縱橫，均為人工開挖的灌溉溝渠，較大的渦新河長(zhǎng)年有水。1.1.3氣象及地震本區(qū)屬季風(fēng)暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，氣候溫和，四季分明。年平均氣溫14.6，最高氣溫41.2，最低氣溫24。最早凍結(jié)期為11月，最遲解凍為翌年3月，最大凍土深度為0.19m。年平均降雨量為811.8mm，雨季集中在78月份。春秋季多東北風(fēng)，夏季多東東南風(fēng)，冬季多北西北風(fēng)，年平均風(fēng)速為3.2m/s。根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB183062001），本區(qū)地震烈度為度。1.1.4礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)欠發(fā)達(dá)。農(nóng)作物主要有小麥、大豆、紅薯、玉米等。礦井建設(shè)所需的鋼材、木材、水泥等材料主要由外地供應(yīng)，磚、瓦、砂、石等土產(chǎn)材料可由當(dāng)?shù)亟鉀Q。井田中心距渦陽(yáng)縣城僅4km，為本礦井建設(shè)、生產(chǎn)和居民生活等依托城市提供了便利條件。圖1.1礦區(qū)交通位置圖1.1.5電源及水源本區(qū)電源充沛可靠。渦陽(yáng)縣城南現(xiàn)有220/110/35kV區(qū)域變電所，其變壓器容量為1120MVA+190MVA，為雙回路供電方式。設(shè)計(jì)礦井供電電源引自渦陽(yáng)縣城南220/110/35kV區(qū)域變電所，采用35kV向礦井供電，每回線路長(zhǎng)約14km。本區(qū)水源充足。根據(jù)現(xiàn)有水文地質(zhì)資料，新生界第一含水層富水性強(qiáng)，水質(zhì)較好，可作為礦區(qū)的生活水源。礦井水經(jīng)處理后，可作為礦井及選煤廠生產(chǎn)用水。經(jīng)渦陽(yáng)縣水利局渦水政字200193號(hào)文關(guān)于對(duì)淮北礦業(yè)有限公司關(guān)于渦北礦井取水許可預(yù)審請(qǐng)函的復(fù)函批準(zhǔn)，同意日取水量1200m3，基本可以滿足礦井生活用水量的需求。礦井投產(chǎn)后，正常排水量為每小時(shí)420m3，遠(yuǎn)大于礦井及選煤廠生產(chǎn)所需水量。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1地質(zhì)構(gòu)造渦北井田位于淮北煤田渦陽(yáng)礦區(qū)的東北部，地處宿北斷裂、光武固鎮(zhèn)斷裂、夏邑固始斷裂及豐渦斷裂所圍成的菱形塊內(nèi)。井田主體構(gòu)造表現(xiàn)為一遭受斷層（塊）切割了的西傾單斜，明顯受到區(qū)域構(gòu)造的制約。井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型，局部中等偏復(fù)雜。1.2.1.1地層淮北煤田地層類型屬華北型沉積地層范疇，且為淮河地層分區(qū)中的淮北地層小區(qū)。在地層層序中，除部分缺失外，一般發(fā)育均比較齊全。本礦井內(nèi)古生界巖層均隱伏于新生界松散層之下，經(jīng)鉆孔揭露，自下而上分別為：奧陶系考虎山組，石炭系本溪組、太原組，二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、石千峰組，第三系，第四系。主要含煤地層為二疊系。地質(zhì)綜合柱狀圖如圖1.2所示。各組巖性特征由老到新簡(jiǎn)述如下：1）奧陶系（O2t）中下統(tǒng)老虎山組：揭露厚度10.76m（61孔），為深灰色略帶肉紅色塊狀微晶白云質(zhì)含泥質(zhì)灰?guī)r，含燧石結(jié)核，裂隙尤為發(fā)育。2）石炭系（C）中統(tǒng)本溪組（C2b）：與下伏老虎山組假整合接觸。厚43.73m，以深灰色鈣質(zhì)泥巖、暗紫色雜色鋁質(zhì)泥巖、鐵鋁質(zhì)泥巖為主，上部夾淺灰白色生物碎屑泥晶灰?guī)r兩層。上統(tǒng)太原組（C3t）：與下伏本溪組整合接觸。厚127.70m，下段為深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r，有孔蟲、瓣鰓類等動(dòng)物化石；中段為淺灰色灰色細(xì)中粒石英砂巖、泥巖，夾薄煤三層及生物碎屑灰?guī)r一層；上段為灰深灰色泥晶生物碎屑灰?guī)r5層，夾深灰色泥巖及薄層細(xì)砂巖，灰?guī)r中含較多蜓類、腕足類、珊瑚、海百合莖等動(dòng)物化石。3）二疊系（P）下統(tǒng)山西組（P1S）：與下伏太原組整合接觸。底界以太原組L1灰?guī)r之頂為界，上界至鋁質(zhì)泥巖下駱駝缽砂巖之底，厚66.85108.11m，平均87.76m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含10、11兩個(gè)煤層（組）。下統(tǒng)下石盒子組（P1X）：與下伏山西組整合接觸。下界為駱駝缽砂巖之底，上界至3煤組下K3砂巖之底，厚246.73255.31m，平均250.04m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。本組為主要含煤段，含4、5、6、8等四個(gè)煤層（組），其中8煤層（組）為主要可采煤層（組）。上統(tǒng)上石盒子組（P2S）：與下伏下石盒子組整合接觸。下界從K3砂巖之底，上界至平頂山砂巖之底，厚約642m。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色和綠色增多。含1、2、3三個(gè)煤層（組），其中32煤層為局部可采煤層。上統(tǒng)石千峰組（P2h）：與下伏上石盒子組整合接觸，揭露厚度310m。下段厚約80m，為灰白色粗粒石英砂巖夾磚紅色細(xì)砂巖、粉砂巖薄層，石英含量可達(dá)8590%，含長(zhǎng)石及重礦物，接觸式、基底式膠結(jié)，填隙物以硅質(zhì)為主，泥、鈣質(zhì)次之，局部可見(jiàn)泥巖角礫，厚層狀，層理不發(fā)育；上段以磚紅色粉砂巖為主，夾細(xì)砂巖薄層，鏡下鑒定石英含量可達(dá)7585%，長(zhǎng)石含量為10%左右，含有重礦物，基底式、接觸式膠結(jié)，填隙物以鈣質(zhì)為主，泥質(zhì)次之，常見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核，平行層理發(fā)育，層面含白云母片。4）上第三系中新統(tǒng)：與下伏二疊系呈不整合接觸。厚111.20147.80m，平均133.50m。一般可分為三段：下段為殘坡積相沉積，巖性較雜，厚011.35m，一般為34m，由深黃、灰白、灰綠及棕紅色砂礫、礫石、粘土礫石、粘土質(zhì)砂及鈣質(zhì)粘土組成，多呈半固結(jié)狀；中段厚度一般為10m左右，為湖相沉積，巖性為灰綠色粘土、半固結(jié)及固結(jié)狀灰白色泥灰?guī)r及鈣質(zhì)粘土，泥灰?guī)r堅(jiān)硬有溶蝕現(xiàn)象，具溶孔或小溶洞；上段厚度一般為110m左右，為湖相沉積，由灰綠、灰白、灰黃色厚層粘土及砂質(zhì)粘土間夾58層細(xì)砂或粘土質(zhì)砂組成，粘土單層厚度大，分布穩(wěn)定，質(zhì)純致密，具靜壓滑面。上新統(tǒng)：與下伏中新統(tǒng)呈整合接觸，為河湖相沉積物，分為上中下三段：下段由棕黃、灰綠、灰白色中細(xì)砂及粉砂、粘土質(zhì)砂間夾36層砂質(zhì)粘土及粘土組成，厚度一般為55m左右；中段厚度為95m左右，由棕黃及淺黃色中細(xì)砂和粉砂間夾35層粘土或砂質(zhì)粘土組成，砂層單層厚度大，結(jié)構(gòu)松散，局部夾13層薄層呈透鏡狀分布的砂巖（盤），鈣泥質(zhì)膠結(jié)，巖性堅(jiān)硬；上段由灰綠、淺黃、棕黃色粘土及砂質(zhì)粘土夾23層細(xì)砂及粘土質(zhì)砂組成，厚度為32m左右，頂部富含鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核組成古土壤層，相當(dāng)于沉積間斷古剝蝕面，是第三系與第四系地層的分界線。5）第四系該地層假整合于上第三系之上，厚8399m，一般為91m左右。1.2.1.2地層產(chǎn)狀及褶曲本區(qū)褶曲不甚發(fā)育，僅存在一些寬緩的波狀起伏，具體表現(xiàn)為：F2斷層以東，地層走向近南北，傾角變化范圍為1534，一般在24左右。F2斷層以西，地層傾角則相對(duì)較為平緩，但沿走向有一定的變化，具體表現(xiàn)為：第2勘探線以北，地層走向近南北，傾角變化不大一般在20左右；自第2勘探線以南至第5勘探線以北，地層走向近南北，傾角逐漸由20變?yōu)?4左右，一般為15左右；由F1、F2、F3所包圍塊段內(nèi)，地層走向近南北，傾角平緩，為16；F3斷層以南550m水平以深，地層傾角由13逐漸變?yōu)?8左右，一般在23左右，致使南部水平寬度減小，地層走向也逐步拐向東南方向。1.2.1.3斷層根據(jù)渦北井田勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層7條，均為正斷層，其中劉樓斷層、F4、F4-1屬于井田邊界斷層。區(qū)內(nèi)F2與F1、F3兩條斷層正交，落差依次為65250m，90310m和20150m，將井田分割成6個(gè)塊段，為井田內(nèi)主要構(gòu)造，次生斷層較發(fā)育。此外，精查地質(zhì)報(bào)告中提出，井田內(nèi)尚有46個(gè)地震解釋小于10m的孤立斷點(diǎn)。圖1.2地質(zhì)綜合柱狀圖礦井主要斷層特征及控制程度見(jiàn)表1.1。井田構(gòu)造示意見(jiàn)圖1.3。表1.1礦井主要斷層特征及控制程度表斷層名稱性質(zhì)落差（m）斷層產(chǎn)狀走向長(zhǎng)度（m）查明程度走向傾向傾角（）F1正90310NEENNW40703700查明F1-1正0100NEENNW40702200查明F2正65250SNE30756000查明F3正20150EWN702200查明F4正280NESE702300查明F4-1正270NNESEE50900查明圖1.3井田構(gòu)造示意1.2.1.4巖漿巖區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)不甚強(qiáng)烈，僅在井田邊緣兩個(gè)鉆孔（61孔和127孔）見(jiàn)到。根據(jù)已有資料分析，巖漿巖侵入屬燕山期，對(duì)井田內(nèi)煤層、煤質(zhì)產(chǎn)生影響的可能性較小。1.2.2井田水文地質(zhì)特征1.2.2.1新生界松散層含、隔水層（組）井田內(nèi)松散層厚度受古地形所控制，總體趨勢(shì)是自東向西逐漸增厚，兩極厚度為378.80445.40m，平均404.28m。按其巖性組合及區(qū)域資料對(duì)比，自上而下新生界松散層可劃分為四個(gè)含水層（組）和三個(gè)隔水層（組）。第一含水層（組）底板深度31.3035.40m，平均33.66m。含水砂層厚14.8526.00m，平均20.85m。主要由淺黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂夾23層薄層狀砂質(zhì)粘土組成。水位標(biāo)高27.1329.22m，q=0.5341.536L/sm，富水性中等。礦化度0.2990.747g/L，水質(zhì)類型為HCO3KNaMgCa型。第一隔水層（組）底板深度在45.6052.60m，平均48.35m。隔水層厚6.4013.50m，平均10.10m。由淺黃色及淺棕黃色粘土及砂質(zhì)粘土夾13層粉細(xì)砂及粘土質(zhì)砂組成，富含鈣質(zhì)結(jié)核及鐵錳結(jié)核。分布穩(wěn)定，隔水性能較好。第二含水層（組）底板深度在86.3097.10m，平均91.39m。含水層厚12.0028.50m，平均20.50m。由淺黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂夾58層砂質(zhì)粘土或粘土組成。水位標(biāo)高24.4628.01m，q=0.0990.564L/sm，富水性弱中等。礦化度0.8301.51g/L，水質(zhì)類型為HCO3KNaMg型和SO4HCO3ClKNa型。第二隔水層（組）底板深度在116.40142.30m，平均121.48m。隔水層厚12.8046.50m，平均22.70m。由棕黃、灰黃及棕紅色砂質(zhì)粘土及粘土夾13層細(xì)砂及粘土質(zhì)砂組成。分布穩(wěn)定，隔水性能好。第三含水層（組） 底板深度在260.20297.60m，平均269.70m。含水層厚69.50124.10m，平均100.60m。由深黃、棕黃、棕紅、灰白色中砂、細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂夾58層粘土或砂質(zhì)粘土組成。頂板一般夾有12層細(xì)砂巖（盤），在195225m有12層厚粘土把該含水層組分為上下兩段：上段砂層較厚，一般大于50m，含水較豐富；下段砂層較上段薄，一般為2040m，砂層泥質(zhì)含量高，含水性較上部差。上段水位標(biāo)高14.5622.31m，q=0.4910.8901L/sm，富水性中等，礦化度為0.7911.245g/L，水質(zhì)類型為HCO3ClKNa型和HCO3ClSO4K+Na型，經(jīng)礦泉水指標(biāo)測(cè)試，本層水中鍶、碘、偏硅酸達(dá)到飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)；下段水位標(biāo)高22.61m，q=0.232L/sm，礦化度為1.245g/L，水質(zhì)屬HCO3K+Na型，礦化度、氟含量及色度第多項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，不宜飲用。第三隔水層（組）底板深度在374.80442.20m，平均403.23m。隔水層厚59.90125.90m，平均93.90m。由灰綠、棕紅、灰白色粘土、砂質(zhì)粘土及鈣質(zhì)粘土夾410層粉細(xì)砂及粘土質(zhì)砂組成。底部在612線之間有泥灰?guī)r分布，泥灰?guī)r厚1.4032.30m，平均10.59m。該層（組）為井田內(nèi)重要隔水層（組），使其上部的地表水及一、二、三含地下水與下部四含及煤系砂巖裂隙水無(wú)直接水力聯(lián)系。第四含水層（組）該含水層（組）直接覆蓋在煤系地層之上，其厚度變化主要受古地形控制。含水層厚011.35m，平均3.43m。巖性較復(fù)雜，多為半固結(jié)及固結(jié)狀礫石及粘土質(zhì)砂組成。分布極不穩(wěn)定，只在4線和10線局部地段呈透鏡狀分布。水位標(biāo)高33.312m，q=0.0327L/sm，富水性弱。礦化度3.16g/L，水質(zhì)類型為ClSO4K+Na型。1.2.2.2基巖含、隔水層（段）12煤組隔水層（段）主要由泥巖、粉砂巖及14層薄層狀砂巖組成。隔水層厚5080m。巖性致密完整，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露僅在48孔的2煤組上中砂巖處發(fā)生漏水，漏水孔率占3%，隔水性能較好。3煤上下砂巖裂隙含水層（段）由中、細(xì)粒砂巖夾少量泥巖及粉砂巖組成。含水層厚5.0028.50m，平均17.25m。砂巖裂隙程度發(fā)育不均一，鉆探揭露僅在46孔發(fā)生漏水，漏水孔率占2.6%，富水性弱。45煤組隔水層（段）主要由灰色泥巖、粉砂巖、煤層及24層細(xì)粒砂巖組成。隔水層厚3080m，一般為60m。巖性致密，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露僅在12孔4煤組下砂巖漏水，漏水孔率占2%，隔水性能好。6煤組頂板砂巖裂隙含水層（段）由中、細(xì)粒砂巖夾泥巖及粉砂巖組成。含水層厚3.5021.00m，平均9.95m。一般裂隙不發(fā)育，鉆探揭露無(wú)漏水現(xiàn)象。8煤組頂、底板砂巖裂隙含水層（段）巖性以淺灰色中細(xì)粒砂巖為主，夾泥巖和粉砂巖。含水層厚3.5040.00m，平均21.43m。裂隙不甚發(fā)育，鉆探揭露無(wú)漏水現(xiàn)象。水位標(biāo)高27.67533.564m，q=0.0080.0065L/sm。礦化度0.5373.365g/L，水質(zhì)類型為HCO3K+NaCaMg、ClSO4K+Na型。該含水層段水質(zhì)差，補(bǔ)給水源有限，徑流條件差，富水性弱，以儲(chǔ)存量為主。8煤組下隔水層（段）巖性以鋁質(zhì)泥巖、泥巖和粉砂巖為主，夾少量砂巖。隔水層厚17.2666.41m，一般為30m左右。裂隙不發(fā)育，鉆孔揭露無(wú)漏水現(xiàn)象，隔水性能較好。1011煤間砂巖裂隙含水層（段）主要由中、細(xì)粒砂巖和砂泥巖互層夾少量泥巖和粉砂巖組成。含水層厚17.4053.96m，平均32.77m，裂隙一般不發(fā)育，富水性弱，鉆孔揭露無(wú)漏水現(xiàn)象。11煤下隔水層（段）巖性以泥巖及粉砂巖為主。隔水層厚7.6319.77m，平均14.49m。巖性致密完整，鉆孔揭露無(wú)漏水現(xiàn)象，能起一定隔水作用。太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）據(jù)本井田61孔資料，太原組由灰?guī)r、泥巖、粉砂巖、砂巖和煤層組成。厚度127.70m，含灰?guī)r7層，厚度52.60m，占組厚41.2%。其中L3、L4、L12層灰?guī)r單層厚度大且分布穩(wěn)定，為主要含水層段。L1上距112煤平均間距為14.49m，是開采112煤層時(shí)底板進(jìn)水直接充水含水層（段）。灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育不均一，一般淺部較發(fā)育，向深部逐漸減弱。個(gè)別孔（44孔）有漏水現(xiàn)象，漏水孔率占2.4%。水位標(biāo)高27.1734.599m，q=0.02860.287L/sm，富水性弱中等，水質(zhì)類型為ClSO4K+Na型和SO4HCO3K+NaMg型。本溪組隔水層（段）巖性以鈣質(zhì)、鋁質(zhì)和鐵鋁質(zhì)泥巖為主，夾23層薄層狀灰?guī)r。隔水層厚36.72m。巖性致密完整，鉆探揭露無(wú)漏水現(xiàn)象，具有一定的隔水作用。除上述部分之外，奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）主要由深灰色略帶肉紅色的白云質(zhì)灰?guī)r組成。僅有61孔揭露10.76m，裂隙較發(fā)育，據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，該層段在淺部裂隙巖溶發(fā)育，富水性強(qiáng)。但由于遠(yuǎn)離煤系地層，對(duì)礦床開采一般無(wú)影響。1.2.2.3斷層的富水性及導(dǎo)水性本井田已查出7條斷層，均為正斷層。斷層破碎帶巖性較混雜，以泥巖、粉砂巖為主，砂巖少量，擠壓揉皺現(xiàn)象嚴(yán)重，但鉆探揭露時(shí)均未發(fā)生漏水。斷層的富水性弱，導(dǎo)水性差。1.2.2.4各含水層間的補(bǔ)給、排泄條件及其水力聯(lián)系第一含水層（組）地下水該層（組）上部屬潛水，下部為弱承壓水，兩者水力聯(lián)系密切。其主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水（通常7、8月為主要補(bǔ)給期），另外還有人為蓄水滲入，灌溉水回滲，地下水側(cè)向徑流等途徑，但水量較少。水位動(dòng)態(tài)為滲入蒸發(fā)型，水位年變幅2.1m，主要排泄途徑以垂直排泄為主，人工開采和蒸發(fā)次之。在渦河兩岸，河水與一含地下水有密切的水力聯(lián)系，表現(xiàn)為汛期渦河水補(bǔ)給一含地下水，平、枯水期一含地下水補(bǔ)給渦河。新生界第二、三含水層（組）地下水第二、三含水層（組）均屬多層結(jié)構(gòu)的承壓含水層（組），以區(qū)域?qū)娱g徑流補(bǔ)給為主，其次是在第一隔水層（組）局部變薄地段，隔水層具有弱透水性，會(huì)構(gòu)成一含和二含間的越流補(bǔ)給。三含水作為城市供水水源，使其水位持續(xù)下降，亦證明該含水層補(bǔ)給條件差。新生界第四含水層（組）地下水由于上部有隔水性良好的第三隔水層（組）存在，第四含水層（組）與上部地表水及一、二、三含地下水無(wú)直接水力聯(lián)系。由于第四含水層（組）不發(fā)育，含水層厚度薄，分布范圍小，僅在局部地段直接覆蓋在煤系地層和太原組及奧陶系石灰?guī)r之上，“四含”水不僅與煤系砂巖水有一定水力聯(lián)系，而且還是溝通基巖各含水層地下水的通道。二迭系主采煤層（組）砂巖裂隙含水層（段）地下水本井田煤系巖層致密，砂巖裂隙不甚發(fā)育，滲透性弱，砂巖各層間均有泥巖相隔，除因?qū)畯埿詳鄬訙贤ㄍ猓话銥楠?dú)立含水層。主要受區(qū)域?qū)娱g徑流補(bǔ)給。淺部露頭帶接受上覆新生界松散層第四含水層（組）地下水緩慢入滲補(bǔ)給。其補(bǔ)給條件差，補(bǔ)給源有限，富水性弱，屬于以靜儲(chǔ)量為主的承壓含水層。太原組和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）地下水均屬承壓水，主要通過(guò)層間徑流補(bǔ)給以及淺部露頭帶接受上覆新生界松散層第四含水層（組）補(bǔ)給，若受斷裂影響可能和煤系地層發(fā)生水力聯(lián)系。1.2.2.5水文地質(zhì)類型在自然條件下，新生界松散層底部泥灰?guī)r及四含水通過(guò)煤系基巖風(fēng)化帶垂直入滲進(jìn)入礦坑，成為礦床主要間接充水含水層。開采3282煤層屬裂隙充水礦床，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單；開采112煤層屬底板進(jìn)水巖溶充水礦床，水文地質(zhì)條件中等。故本井田應(yīng)屬以裂隙充水礦床為主，底板進(jìn)水巖溶充水礦床為輔，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單中等。1.2.2.6礦井涌水量預(yù)計(jì)根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告，本礦井新生界松散層底部泥灰?guī)r及四含水涌水量為71.76m3/h；主采煤層頂、底板砂巖裂隙水涌水量為275.35m3/h；太原組石灰?guī)r巖溶裂隙水可能突水量為495.96m3/h。地質(zhì)報(bào)告特別提出，淮北各生產(chǎn)礦井雖然均留設(shè)了一定的防水或防砂煤柱，但松散層底部含水層水仍然滲入礦坑，引起四含水位大幅度下降。因此礦井正常涌水量應(yīng)包括松散層底部泥灰?guī)r及四含水涌水量。礦井正常涌水量礦井正常涌水量包括新生界松散層底部泥灰?guī)r及四含水涌水量、主采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水涌水量，即71.76275.35347.11 m3/h?？紤]井筒淋水及消防灑水、黃泥灌漿等生產(chǎn)工藝中增加的水量