畢業(yè)設計陽煤新元3號煤400萬ta初步設計

1、摘 要 i 畢業(yè)設計（論文）設計題目：陽煤新元 3 號煤 400 萬 t/a 初步設計學校站點：太原理工大學學習形式： 自 考指導教師： 邢 存 恩專 業(yè)： 采礦工程姓 名 ： 王 曉 東設計日期：2013.10-2013.11摘 要本設計通過詳細介紹山西陽煤集團新元煤炭有限責任公司的井田概況和地質特征，經(jīng)過一系列的方案論證比較，選擇了適合本礦井的開拓方式、采煤方法和各生產(chǎn)系統(tǒng)。井田內地質構造比較簡單，走向較長，西翼為縱貫井田南北的草溝背斜，屬于高瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險；本井田主要有兩層可采煤層，按埋藏深度從淺到深分別為 3 號、4 號煤層，平均厚度分別為 2.77m、3.32m，煤層傾角5

2、o9o，平均 6o，屬于近水平煤層。經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，煤礦設計 3 號煤生產(chǎn)能力為 400 萬 t/a，服務年限為 76.6 年，對第一水平選擇了立井開拓方案，首采區(qū)的采煤方法采用傾斜長壁采煤法，綜合機械化回采工藝。輔助運輸系統(tǒng)與主運輸系統(tǒng)相分離，其中主運輸系統(tǒng)采用膠帶運輸、立井箕斗提升煤炭，輔助運輸系統(tǒng)采用蓄電池機車運輸，可滿足人員、機械設備、材料和矸石的運輸，無需中間轉載，可從井底車場直達工作面。礦井一水平前期采用中央并列式通風，后期采用分區(qū)式通風系統(tǒng)。總之，通過技術經(jīng)濟等多方面的比較得出本設計的開拓方案、采煤方法等均能滿足礦井的開采需求。關鍵詞：關鍵詞：立井開拓，條帶式，傾斜長壁采煤法，

3、綜合機械化采煤，中央并列式通風abstractiiiabstractthis design introduces coalfields genneral situation and geologic characteristic of xinyuan coal limited liability company of yangquan coal group in detail. based on a series of technique and economy comparisons, the suitable mine development scheme,mining method, m

4、ines (working areas) openings and each main production system have been determined the geologic structure in the coalield is simple,the main structure is caogou anticline acrossed the field from south to north the mine has high gas and danger of coal-dust explosion. the designed main coal seams have

5、 two layers, including 3# coal seam and 4# coal seam from shallow to deep. their average thickness is 2.77m and 3.32m respectively. their angle of dip is 5o9o, the average is 6o, so they belong to flat seams.the designed capacity of the mine is 4 million t/a and the expected life of the mine is 76.6

6、 years. based on technique and economy comprisions, the design chooses vertical shaft development for the first level, adopts long wall mining method along the dip and comprehensive mechanized coal mining. the auxiliary haulage system is separated from the main haulage,and the auxiliary haul system

7、adopts the single rail hoist crane which is advanced in the international. retrograde ventilation system is used for the first level.in a word,after a series comparisons of technique and economy and so on,the development scheme and the mining method can both be fulfilled the request of the mine prod

8、uction.keywords：vertical shaft development, mining in strips, long wall mining method along the dip, comprehensive mechanized coal mining, retrograde ventilation system目 錄v目目 錄錄摘 要 .iabstract.iii前 言.11礦區(qū)概述及井田地質特征 .31.1 礦區(qū)概述.31.1.1 交通位置.31.1.2 地形地貌.31.1.3 水系.41.1.4 礦區(qū)總體概況.51.1.5 水源和電源情況.51.2 井田地質特征.6

9、1.2.1 地質構造.61.2.2 水文地質.101.2.3 其它有益礦產(chǎn).151.2.4 地質勘探程度及存在問題.161.3 煤層特性.171.3.1 煤層及煤質.171.3.2 瓦斯、煤塵、煤的自燃性及地溫.212 井田境界和儲量.232.1 井田境界.232.2 井田儲量.242.2.1 儲量計算的步驟.242.2.2 礦井地質儲量計算方法.242.2.3 礦井工業(yè)資源儲量.272.2.4 礦井設計儲量.273 礦井工作制度及生產(chǎn)能力.313.1 礦井工作制度.313.2 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限.313.2.1 確定依據(jù).313.2.2 礦井設計生產(chǎn)能力.31重慶大學本科學生畢業(yè)設計

10、（論文）vi3.2.3 礦井服務年限.323.2.4 井型校核.324 井田開拓.354.1 井田開拓的基本問題.354.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標.354.1.2 井筒數(shù)目的確定.374.1.3 工業(yè)場地的位置.374.1.4 開采水平的確定及其服務年限.374.1.5 主要開拓巷道布置.384.1.6 帶區(qū)劃分及其布置.394.1.7 方案比較.404.2 礦井基本巷道.474.2.1 井筒.474.2.2 井底車場及硐室.514.2.3 主要開拓巷道參數(shù).545 準備方式帶區(qū)巷道布置.595.1 煤層地質特征.595.1.1 帶區(qū)位置.595.1.2 帶區(qū)煤層特征.595.1

11、.3 煤層頂?shù)装鍘r石構造情況.595.1.4 水文地質.605.1.5 帶區(qū)地質構造.605.2 帶區(qū)儲量和服務年限.615.2.1 確定帶區(qū)走向長度.615.2.2 帶區(qū)范圍及工業(yè)儲量.625.3 帶區(qū)巷道布置.635.3.1 帶區(qū)布置方案.635.3.2 確定工作面長度.655.3.3 確定工作面數(shù)目.655.3.4 帶區(qū)的生產(chǎn)能力.655.3.5 條帶斜巷的布置.665.3.6 煤層間的聯(lián)系.665.4 帶區(qū)車場設計及硐室.67目 錄vii5.4.1 帶區(qū)車場.675.4.2 帶區(qū)硐室.675.5 帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng).695.5.1 采準系統(tǒng).695.5.2 通風系統(tǒng).695.5.3 運輸系統(tǒng)

12、.695.5.4 排水系統(tǒng).695.6 帶區(qū)開采順序.695.7 帶區(qū)巷道斷面尺寸、支護方式.705.8 帶區(qū)回采率.726 采煤方法.756.1 可采煤層的采煤方法和采煤機械化程度.756.2 采煤工藝.756.2.1 回采工作面落煤、裝煤、運煤方式及設備選型.756.2.2 回采工作面支護方式.806.2.3 采空區(qū)處理方式和回采工作面控頂參數(shù).836.2.4 工作面循環(huán)方式和勞動組織、作業(yè)方式.847 井下運輸.877.1 概述.877.2 帶區(qū)運輸設備的選擇.887.2.1 回采工作面運輸設備的選擇.887.2.2 帶區(qū)輔助運輸設備選擇.897.3 主要運輸設備選擇.938 礦井提升.

13、998.1 概述.998.2 主井提升.998.2.1 提升容器的選擇.998.2.2 主井提升運動學的計算.1018.2.3 提升鋼絲繩的選擇計算.1038.2.4 提升機選擇.1048.3 副井提升.1078.3.1 提升容器的選擇.1078.3.2 副井提升運動學的計算.109重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）viii8.3.3 鋼絲繩的選擇計算.1108.3.4 提升機選擇.1119 礦井通風與安全.1159.1 礦井通方式和通風系統(tǒng).1159.1.1 提出有關通風設計的基本數(shù)據(jù).1159.1.2 選擇礦井通風方式.1169.1.3 選擇和確定通風系統(tǒng).1179.2 礦井風量計算與風量分

14、配.1189.2.1 計算和確定礦井總進風量.1189.2.2 按規(guī)定和需要進行風量分配.1219.2.3 風量調節(jié)的方法和措施.1239.3 礦井通風阻力計算.1249.3.1 確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力.1249.3.2 計算礦井通風最容易時期的最大等積孔和最困難時期的最小等積孔.1289.4 通風設備的選擇.1289.4.1 礦井主要風機選擇計算.1289.4.2 電動機的選擇計算.1309.4.3 反風措施.13110 設計礦井基本經(jīng)濟技術指標.132結束語.133參考文獻.134 前 言132前 言畢業(yè)設計是我們在校學習期間最后一個綜合性教學環(huán)節(jié)，它是在我們完成專業(yè)教學計劃所

15、規(guī)定的全部理論課程、實驗、課程設計、認識實習、生產(chǎn)實習及畢業(yè)實習，并取得及格以上成績（或相應的學分）和具備一定的實踐知識之后進行的。目的是使我們所學的理論知識系統(tǒng)化，鞏固和擴大所學的知識，并進一步鍛煉我們的識圖及制圖能力，靈活的使用工具書。使我們能夠準確的、綜合的運用所學的知識去解決礦井設計中的具體問題。還要通過設計豐富生產(chǎn)實際知識，善于理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)我們尊重科學和實事求是的優(yōu)良作風。畢業(yè)設計的實質是在我們走上工作崗位之前，進行一次集中的綜合的工程技術人員的基本技能的訓練。在一定程度上，對今后盡快勝任工作有重大意義。礦井初步設計是將畢業(yè)實習的生產(chǎn)礦井作為尚未開發(fā)的井田為前提條件，以煤炭行業(yè)

16、有關規(guī)定的礦井初步設計編制內容為準，但是鑒于礦井初步設計的內容繁多，而我們的設計時間、水平、經(jīng)驗有限，因此在要求上應與原礦井初步設計和生產(chǎn)礦井的現(xiàn)狀有所區(qū)別，它可以借鑒礦井生產(chǎn)以來的經(jīng)驗、教訓，考慮采礦技術發(fā)展方向和科學技術飛躍的時代特點。由于我們所學專業(yè)為采礦工程專業(yè)，設計內容上是有主有次的。對專業(yè)的核心內容和主要內容，如礦井開拓、帶區(qū)巷道布置和采煤方法進行了較詳細的論述，由于時間的限制礦井通風安全部分只進行了部分的論述。本次畢業(yè)設計的設計根據(jù)有煤礦開采學 ，徐永圻主編，中國礦業(yè)大學出版社 1993 年出版；煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范 ，中國計劃出版社，2005 年出版；煤礦安全規(guī)程 ，煤炭工業(yè)出

17、版社，2010 年出版；采礦工程設計手冊 ，張榮立等主編，煤炭工業(yè)出版社 2003 年出版。 技術指標：礦井 3#設計生產(chǎn)能力：400 萬噸/年 1井田位置：山西省壽陽縣中南部，行政隸屬壽陽縣朝陽鎮(zhèn)所轄。2井田境界：北以韓莊斷層群為界；南以大照河河床保護煤柱為界；東以3草溝背斜為界；西以白馬河床保護煤柱為界。井田走向、傾斜：井田基本構造形態(tài)為一單斜，近東西走向，向南傾斜，4傾角 59，平均傾角 6。走向 15.6km，傾向 4.3km。煤層名稱、厚度、層間距：5重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）2； ；mm77. 228. 340. 13號煤mm32. 333. 427. 24號煤煤層間距為 1

18、0.0m。煤層傾角、容重、煤質：6煤層傾角 59；容重 1.4t/m3；中灰、特低硫、低磷、極易選的貧煤和無煙煤。 瓦斯、煤塵、自燃性：7高瓦斯；煤塵具有爆炸性；煤層具有自然發(fā)火傾向性。通過一個學期的設計，我已盡了最大的努力做好這次設計，但是由于自身水平和時間所限，其中難免存在著一些問題， 不足之處，懇請指正。感謝采礦工程專業(yè)老師的細心教導，特別是姚精明老師的耐心指導，讓我按時按質的完成畢業(yè)設計。1 礦區(qū)概述及井田地質特征1321礦區(qū)概述及井田地質特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 交通位置新元井田位于沁水煤田西北部，地理座標東經(jīng) 11258511130933、北緯374954375209，行政區(qū)

19、劃屬山西省晉中市壽陽縣。井田鄰近 307 國道，距壽陽縣城約 10km，在井田東北部有壽陽段王運煤鐵路專線，并有貨臺，井田東南部有石太鐵路經(jīng)壽陽可到達全國各地，井田北部有太舊高速公路和 307 國道東西向通過，井田以北約 2km 有榆（次）盂（縣）瀝青公路東西向通過，井田內有鄉(xiāng)村間土路相連接。礦井交通位置見圖 1.1。圖 1.1 礦井交通位置圖1.1.2 地形地貌新元井田位于壽陽構造堆積盆地區(qū)，屬黃土丘陵地貌。塬、梁、峁發(fā)育，溝谷密集，多呈“u”型。地勢西高東低，南高北低，最高點標高 1267m，位于西南部的燕子山，最低點標高 1050m，位于吳家崖村旁黃門街河床內，一般標高在1100m 左右

20、，最大高差 217m，相對高差一般為 40100m。井田內大面積被新生界紅、黃土覆蓋，僅在南部沿沖溝有少量基巖出露。重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）41.1.3 水系新元井田內河流水系屬黃河流域汾河水系，主要河流有白馬河、黃門街河以及大照河，黃門街河和大照河均為白馬河的支流。白馬河自西向東南從井田北部流過，在蘆家莊村匯入瀟河。黃門街河自西南向東北流經(jīng)井田，在黃門街村南匯入白馬河。大照河在井田南部自西而東經(jīng)大照村和冀家莊后向南匯入白馬河。白馬河平時流量較小，而黃門街河和大照河平時干涸，僅雨季有水，均屬季節(jié)性河流。1.1.4 礦區(qū)總體概況根據(jù)中煤國際工程集團沈陽設計研究院 2006 年 9 月編制

21、的晉東大型煤炭基地陽泉礦區(qū)總體規(guī)劃 ，規(guī)劃區(qū)內共劃分為 2 對在建礦井和 7 對生產(chǎn)礦井，總規(guī)模 37.0 mt/a。總體規(guī)劃劃分為陽泉區(qū)、平昔區(qū)和壽陽區(qū)三個區(qū)。陽泉區(qū)有六個礦井，即一礦、二礦、三礦、新景礦、五礦、石港礦。其中一礦、二礦、三礦、石港礦 2005年核定生產(chǎn)能力分別為 6.5 mt/a、7.43 mt/a、4.7 mt/a、0.9 mt/a，不進行改擴建；新景礦、五礦 2005 年核定生產(chǎn)能力分別為 5.8 mt/a、4.7 mt/a，本次規(guī)劃規(guī)模均為 7.5 mt/a。平昔區(qū)有寺家莊礦井（在建礦井） ，規(guī)劃礦井規(guī)模 6.0 mt/a。壽陽區(qū)有新元礦和開元礦兩個礦井，新元礦井為新建

22、礦井，總體規(guī)劃規(guī)模為4.0 mt/a；開元礦井 2005 年核定能力為 1.4 mt/a，總體規(guī)劃規(guī)模為 3.0 mt/a。地方煤礦整合前煤礦為 534 處，2005 年共生產(chǎn)原煤 29.6mt，其中陽泉市16.29 mt，晉中市 13.33 mt。監(jiān)獄系統(tǒng)煤礦有蔭營和固莊煤礦。蔭營煤礦設計生產(chǎn)能力為 2.4 mt/a，固莊煤礦設計生產(chǎn)能力為 1.5 mt/a。本區(qū)地方煤礦開采均位于淺部，對本井田的開拓與開采無不良影響。1.1.5 水源和電源情況水源條件1根據(jù)中國煤田地質總局華盛水文地質勘察工程公司第三工程處編制的“山西省壽陽縣白家莊水源地巖溶水供水水文地質勘探報告”，在白家莊附近草溝背斜中段

23、可建一個集中供水水源地，水量豐富，水質尚好，具有良好的開發(fā)前景，且已得到有關部門的批準，可作為礦井及礦區(qū)永久水源，水源可靠。電源條件2距礦井工業(yè)場地約 1km，有白家莊 220kv 變電站，220kv 變電站雙回電源分1 礦區(qū)概述及井田地質特征132別引自太原辛店變電站和陽泉附近的娘子關電廠。本礦井 110kv 兩回電源引自白家莊 220kv 變電站，供電電源可靠。1.2 井田地質特征1.2.1 地質構造地層1井田內大部為第四系黃土覆蓋，局部零星有基巖出露。地層由老到新簡述如下：1）奧陶系中統(tǒng)峰峰組(o2f)為含煤建造基底，以深灰色、灰色厚層狀石灰?guī)r和白云質灰?guī)r為主，中部夾有石膏層和淺灰色泥灰

24、巖。井田內鉆孔揭露最大厚度為 149.91m。2）石炭系(c）a中統(tǒng)本溪組(c2b）：厚度 33.5073.14m，平均 55.17m，中、南部較厚，與峰峰組呈平行不整合接觸。底部為 g 層鋁土礦及山西式鐵礦，其上由砂質泥巖夾砂巖、灰?guī)r及煤線組成?；?guī)r 25 層，一般 3 層，第二層較為穩(wěn)定，夾有粗粒石英砂巖及不穩(wěn)定的煤線。本組屬于瀉湖堡島環(huán)境沉積。b上統(tǒng)太原組(c3t)為主要含煤地層之一。厚度 112.21138.97m，平均 126.21m。其頂界為 k7砂巖的底面，與下伏地層呈整合接觸。以 15 號煤層頂面或其相當層位、k4石灰?guī)r頂面為界線，將太原組分為三段。a）下段：從 k1砂巖底至

25、15 號煤層頂或其相當層位，厚度 26.0865.85m，平均 41.63m。由石英砂巖、砂質泥巖、泥巖及 15、15下及 16 號煤組成。15 號煤為主要可采煤層，15下號煤為局部可采煤層，16 號煤為不可采煤層。本段屬于堡島瀉湖、潮坪環(huán)境沉積。b）中段：從 15 號煤層頂至 k4石灰?guī)r頂面，厚度 30.1068.53m，平均44.88m。由 k2 下、k2、k3、k4等 4 層石灰?guī)r和 11、11下、12、13 及 13下號等 5層煤以及砂巖、泥巖等組成。本段屬于臺地瀉湖、潮坪環(huán)境沉積。c）上段：從 k4石灰?guī)r頂面至 k7砂巖底，厚度 25.3052.60m，平均39.70m。主要由灰灰黑

26、色砂巖、砂質泥巖、泥巖和煤層等組成。本段含煤 4 層，依次為 8、8下、9上和 9 號煤層，其中 9 號煤層為較穩(wěn)定煤層，8 號煤為不穩(wěn)定煤層。本段屬于三角洲環(huán)境沉積。3)二迭系(p)a下統(tǒng)山西組(p1s)：為井田內另一主要含煤地層，厚度 38.6670.84m，平重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）6均 52.96m。其頂界為 k8砂巖的底面，由灰淺灰色中、細粒砂巖及深灰灰黑色砂質泥巖、泥巖和煤層組成。3 號煤屬穩(wěn)定煤層，6 號煤為不穩(wěn)定煤層。3 號煤層上覆砂巖(k8 下砂巖)對其局部有沖刷。6 號煤層頂、底板常為鋁質泥巖。本組屬于過渡環(huán)境沉積。b下統(tǒng)下石盒子組(p1x)：本組頂界為 k10砂巖

27、之底。厚度114.09147.90m，平均 129.56m。以 k9砂巖將該組分為上、下兩段。a）下段：由黃綠、灰綠、灰黑色砂質泥巖、泥巖與灰黃色中、細粒長石石英砂巖組成。該段屬于三角洲環(huán)境沉積。b）上段：由灰黃、黃綠色中、粗粒長石石英砂巖、砂質泥巖組成。頂部有13 層全井田基本穩(wěn)定的鋁質泥巖，俗稱“桃花泥巖”。本組屬于河湖環(huán)境沉積。c上統(tǒng)上石盒子組(p2s)：本組頂界為硅質巖的頂部即 k13砂巖的底部。厚度353.80438.45m，平均 383.34m。以 k12砂巖將本組分為下、中兩段。a）下段(p2s1)：k10砂巖底界至 k12砂巖底界，厚 145.2187.88m，平均170.02

28、m。以黃綠、灰綠色細砂巖和灰綠、暗紫色砂質泥巖為主，夾黃褐、紫褐色泥巖。b）中、上段(p2s2+3)：底界為 k12砂巖，厚 160.00258.00m，平均200.22m。由黃綠、暗紫色中、細砂巖與暗紫、黃褐、紫灰色砂質泥巖互層組成。d上統(tǒng)石千峰組(p2sh)：其頂界為 k14砂巖之底。出露于井田西南于家莊村和南部一帶，厚度 100.00127.00m，平均 112.25m。巖性為暗紫色、黃綠色砂巖、砂質泥巖及泥巖。本組屬于河湖環(huán)境沉積。4）中生界三迭系劉家溝組(t1l)：出露于井田西南部及南部，井田內最大出露厚度僅 60m 左右。主要由淺紅色細粒長石砂巖組成，間夾薄層紫紅、暗紫色砂質泥巖及

29、粉砂巖。5）新生界(k2)井田內發(fā)育第三系上新統(tǒng)及第四系，厚度 3.22110.68m。新生界在中部偏西及東部保存較厚，西南及南部保存較薄。一般分為砂土、亞砂土、亞粘土、粘土四種類型。與下伏基巖呈角度不整合接觸。a第三系上新統(tǒng)靜樂組(n2j)：厚 010.03m，底部為砂石層，中上部為灰黃、鮮紅、暗紅色粘土、亞粘土。b第四系下更新統(tǒng)泥河灣組(q1n)、午城組(q1w)：廣泛分布于沖溝及半坡上。泥河灣組底部為粒徑 210mm 礫石層及鈣質結核，中、上部由黃灰色亞粘土、亞砂土夾泥灰?guī)r薄層組成。午城組由橙紅色粘土、亞粘土夾紅棕色古土壤數(shù)層組1 礦區(qū)概述及井田地質特征132成。泥河灣組厚 024.34

30、m，與下伏基巖呈不整合接觸。午城組與泥河灣組呈整合接觸，厚 08.54m。c第四系中更新統(tǒng)離石組(q2l)：廣布于溝谷及兩側。由淡黃、淡紅色亞粘土夾棕紅色古土壤層組成。厚 047.44m。d第四系上更新統(tǒng)馬蘭組(q3m)：廣布于梁、峁之上。主要由淡黃色亞砂土組成，厚 4.827.15m。e第四系全新統(tǒng)(q4)：主要分布于黃門街河、大照河及其支流河谷內，由淡灰色砂、礫石組成。厚 123m。井田地層綜合柱狀見圖 1.2。地質構造2井田位于壽陽區(qū)中南部，受區(qū)域構造的控制，基本構造形態(tài)為一單斜，近東西走向，向南傾斜，傾角 411，一般小于 9。在此單斜基礎上發(fā)育次一級的寬緩褶曲和一些短軸褶曲，草溝背斜

31、位于井田東部。受次級褶曲構造的影響，地層緩波狀起伏明顯。南部受次級褶曲影響顯著，東部受草溝背斜的影響，地層產(chǎn)狀急劇變化，局部走向近南北。井田內斷層稀少，沒有巖漿巖侵入的影響，綜觀井田構造條件分類應屬簡單類略偏中等。1）褶曲草溝背斜：位于井田東部，系由界外延伸而來，軸向 nne，東翼傾角 25，西翼陡，傾角 38，為兩翼不對稱向南傾伏的隱伏背斜。西翼與大南溝背斜和蔡莊向斜相接，為井田內的主要構造之一。井田內主要褶曲特征詳見表 1.1。井田內主要摺曲特征表表 1.1 2）斷層井田內地表多被黃土掩蓋，露頭未發(fā)現(xiàn)斷層，在鉆孔中主要見有 1 條規(guī)模不大的小斷層，如下：f64 逆斷層：井田西部 2 號鉆孔

32、揭露 15 號、15下號煤層之后又在其下部重復揭露兩層較厚煤層，據(jù)層位分析對比研究判定為為該斷層系逆斷層影響造成煤層產(chǎn)狀要素序號褶曲名稱及性質軸向兩翼傾角井田內延深長度（m）備 注1草溝背斜nne東翼 25西翼 383300由 58、21 鉆孔控制重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）8重復。需說明的是，因 15 號煤下盤較上盤厚度變小，其頂板為砂質泥巖，缺失石灰?guī)r，推斷該斷層從煤層頂部穿過，斷距約 20m，為層間斷層，其走向據(jù)區(qū)域構造方向推為北東向，傾角 60，延伸長度推斷為 200m。1 礦區(qū)概述及井田地質特征132二疊統(tǒng)下p1山西組p1s灰色粉砂質泥巖，上部為泥巖，并含有植物化石碎片。1煤，本

33、層厚度較小，變化較大，很不穩(wěn)定，無開采價值。灰黑色粉砂質泥巖，中部夾有細砂巖。2煤，厚度極不穩(wěn)定，局部地區(qū)達到可采厚度，但范圍較小，無開采價值。2.773.28-1.40k8下深灰色粉砂質泥巖，并含有植物化石，有時呈細粒砂巖與粉砂質泥巖互層。34.02-2.081.765.62-0.009.95k7灰褐色粉砂質泥巖，本層常相變?yōu)榧毩Ｉ皫r，上部植物化石較多.灰黑色粉砂質泥巖，上部有時相變?yōu)槟鄮r，并含有植物化石碎片。深灰色或灰黑色粉砂質泥巖，本層有時相變?yōu)榧毶皫r與砂質泥巖互層，并含有植物化石碎片。6深灰-灰白色粗?；蚣毩Ｉ皫r，成分以石英為主，長石次之，含有云母和黑色礦物，并含有煤線，硅質膠結。底部

34、較粗，常含有礫石，頂部風化后呈黃褐色，交錯層理發(fā)育。10.60-9.102.46灰黑色粉砂質泥巖，上部含砂量較小，頂部富含植物化石，下部含砂量較大。5煤，本層厚度較小，變化較大，很不穩(wěn)定，無開采價值。灰黑色砂質泥巖，在緊靠6煤底部有時相變?yōu)楹谏鄮r，富含植物化石。12466.7319.44-0.751.903.80-0.800.811.50-0.003.324.33-2.275.3016.53-0.504.15-0.801.961.24-0.000.405.30-3.603.780.35-0.000.22灰白色中粒砂巖，局部富含裂隙水。有時相變?yōu)樯百|泥巖與細砂巖互層。該層常沖刷下部3煤層。3煤

35、，俗稱七尺煤，除西部邊界不可采外，其余大面積均穩(wěn)定可采，煤層由西向東由薄變厚。煤，本層厚度變化較大，除井田東北部、東南部局部可采外，其它范圍大面積不可采。井田內無出露，含水層主要由k7和3號煤上k8下砂巖組成，厚度不穩(wěn)定，富水性弱，局部裂隙發(fā)育地段富水性強，據(jù)抽水試驗資料和水質資料，34號孔抽干，46號孔單位涌水量0.0021l/sm,水位標高807.72m，位于大南溝背斜軸部的11號孔對k8下砂巖與下石盒子組混合抽水試驗，單位涌水量2.65l/sm（降深小，值偏大）,水位標高834.10m.水質類型為hco3na型，礦化度0.55g/l712.47712.69716.47716.87724.

36、13725.89718.83728.66738.61741.93755.43756.24762.97744.62750.49750.85煤，本層厚度較大，變化不大，煤層穩(wěn)定，全部可采。45深灰色或灰黑色粉砂質泥巖，本層有時相變?yōu)榧毶皫r與砂質泥巖互層，并含有植物化石碎片。柱狀1:500巖性描述煤層及標志層編號界系統(tǒng)組段地 層 系 統(tǒng)厚(m)累水文地質特征(m)最大-最小平均層厚二疊系p井田地層綜合柱狀圖(部分)圖 1.2 井田地層綜合柱狀圖（含 3#、4#煤層部分）重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）103）陷落柱根據(jù)勘探資料，新元井田內陷落柱極少，地表僅在西北角見一陷落（x18） ，長軸 35m，

37、短軸 25m，圍巖見 p2s2+3地層。精查勘探鉆孔中僅有 39 號孔過 k1后，即孔深 694.10m 以下，發(fā)現(xiàn)巖芯破碎，巖性混雜，層序紊亂，地層傾角突然變大，達 2558，鉆至 766.54m，相當奧陶系層位仍無變化，確定為陷落柱，陷落高度及范圍不明。4）巖漿巖井田內無巖漿巖侵入。1.2.2 水文地質該井田處于娘子關泉域奧灰?guī)r溶水的深循環(huán)弱徑流區(qū)。含水層1井田地層主要有 5 個含水層組，即：第四系砂礫石層孔隙含水層，二疊系石盒子組、石千峰組、三疊系劉家溝組砂巖裂隙含水層組，二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層組，石炭系上統(tǒng)太原組石灰?guī)r溶及砂巖裂隙含水層和中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r巖溶含水層組。1）中奧陶統(tǒng)

38、石灰?guī)r巖溶水含水層組井田內奧灰處于深埋區(qū)，一般埋深 700900m，最大埋深超過 1000m，受單斜構造控制，由北往南埋深逐漸加大，受大南溝背斜和草溝背斜的影響，6、17號孔一帶和 58 號孔處分別隆起，44、45 號孔一帶下凹。本統(tǒng)分上、下馬家溝組和峰峰組。上馬家溝組，該組巖溶發(fā)育，富水性強，據(jù)北鄰南燕竹井田內的 sg1 號孔資料，奧灰埋深 607.23m，峰峰組和上馬家溝組混合抽水試驗資料，含水層厚42.20m，單位涌水量為 5.30l/sm（降深 1.23m） ，滲透系數(shù) 11.23m/d，水位標高610m。水質屬 so4hco3cana 型，礦化度 0.97g/l，硬度 25.77 德

39、國度。峰峰組在井田內有 21 個鉆孔揭露，揭露較多的是 6 個巖溶孔，其中45、22、25 號孔，分別為 98.93、104.85、149.91m，其余揭露厚 5060m。據(jù)上述 3 個孔資料，本組巖性主要是石灰?guī)r和白云質灰?guī)r、白云巖，占 6692%，其中石灰?guī)r占 4050%，其次是角礫狀泥灰?guī)r、泥巖等，大致上是上段以石灰?guī)r為主，下段以白云質灰?guī)r和角礫狀泥灰?guī)r為主。巖芯所見巖溶發(fā)育程度較低，裂隙均被方解石和石膏充填，有少量溶孔和裂隙。據(jù)坪頭區(qū)詳查資料，本組富水性一般弱，淺埋區(qū)強于深埋區(qū)。據(jù) sg1 號孔峰峰組抽水試驗資料，含水層厚14.95m，單位涌水量為 0.00857l/sm（降深 105

40、.63m） ，滲透系數(shù) 0.065m/d，水位標高 704.20m。水質屬 hco3na 型，礦化度 1.1g/l，硬度 3.42 德國度。1 礦區(qū)概述及井田地質特征132簡易水文觀測資料表明，部分鉆孔當揭露峰峰組厚度 7.89m51.09m 時，消耗量增大，最大 10.80m3/h，一般小于 5m3/h。也有的孔如 45 號孔揭露近 100m，孔內水文動態(tài)無任何變化。據(jù)此，說明井田內峰峰組巖溶發(fā)育程度弱，且不均衡；含水層多以上部和中部的石灰?guī)r為主。22、25 號孔峰峰組穩(wěn)定水位標高分別為 783、27、782.33m，高出 sg1 號孔 70 余 m，其原因可能是峰峰組巖溶發(fā)育不均衡，含水性

41、弱，含水層連通性差，各孔顯示水位的含水層不盡一致，因而水位也有差異。2）石炭系上統(tǒng)太原組石灰?guī)r溶隙及砂巖裂隙含水層太原組含水層主要由中段的 k2 下、k2、k3、k4等石灰?guī)r組成，其次為下段的 k1、和上段的 k5、k6等砂巖。k2 下與 k4間距 29.2068.53m，平均 44.88m，單層厚度一般 16m。井田北 10 余 km 和井田西 20km，有少量出露。井田內無出露，處于深埋區(qū)，一般埋藏深度大于 500m。據(jù)巖芯觀察，石灰?guī)r巖溶及裂隙不發(fā)育，有少量溶隙，裂隙多被方解石充填，據(jù)鉆孔抽水試驗資料，25 號孔“抽干” ；46 號孔單位涌水量僅為0.00014l/sm（降深 168.2

42、4m） ，滲透系數(shù) 0.0017m/d，水位標高 978.91m（與鄰區(qū)相比偏高） ，可視作非含水層。井田西北界外附近的 p34 號孔，單位涌水量0.02l/sm（降深 4.35m） ，滲透系數(shù) 0.025m/d，水位標高 775.16m，為弱富水性含水層。鉆孔簡易水文觀測資料表明，44 號等 3 個孔，3 號等 7 個孔，34 號等 7 個孔，分別揭露 k1砂巖，k2 下、k2、k3、k4石灰?guī)r，k5、k6砂巖時，消耗量增大，為 0.6010.44m3/h，此外，大部分鉆孔在石盒子組時消耗量較大或全漏，鉆至太原組時，消耗量及水位均無明顯變化?？傮w上看，灰?guī)r中 k2 下富水性較強。46、p34

43、 號孔本組水質類型為 hco3na 型，礦化度分別為 1.4、2.27g/l，硬度分別為 1.81、4.45 德國度。3）二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層組山西組含水層主要由山西組底砂巖 k7和 3 號煤頂板 k6 下等砂巖組成，k7厚0.7519.44m，平均 6.73m，巖性主要為中細粒砂巖，k8 下厚度 016.53m，平均6.26m，巖性主要為中細粒和粗粒砂巖。山西組在井田以北和以西 1020km 外零星出露，井田內無出露，處于深埋區(qū)，一般埋深 450750m。砂巖裂隙一般不發(fā)育，據(jù)抽水試驗資料，34 號孔“抽干” ，46 號孔單位涌水量僅為 0.0021l/sm(降深 9.96m)，滲

44、透系數(shù) 0.0041m/d，水位標高 807.72m，為弱富水性的含水層，另據(jù)井田外 p34 號孔抽水試驗資料，單位涌水量為 0.028l/sm（降深 2.53m） ，水位標高 799.49m，為弱富水性含水層。據(jù)簡易水文觀測，42 號孔揭露 k8 下、k7時，5 號孔揭露 k7時耗水量增大，消耗量 1.086.48m3/h，除 42、5 號孔外其余重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）12大部分鉆孔在石盒子組漏水，鉆至本組時，消耗量和鉆進水位均無明顯變化。p34 號孔水質類型為 hco3na 型，礦化度為 0.94g/l，硬度為 1.28 德國度。4）二疊系石盒子組、石千峰組、三疊系劉家溝組砂巖裂

45、隙含水層組下石盒子組含水層主要由 k8等砂巖組成，巖性主要為中、細粒砂巖，厚度大但不穩(wěn)定，井田內無出露，一般裂隙不發(fā)育，據(jù)鉆孔抽水試驗資料，34 號孔本組與山西組混合試驗“抽干” ，位于大南溝背斜軸部的 11 號孔對本組與山西組上部混合抽水試驗，單位涌水量為 2.65l/sm（降深 0.57m，降深過小，此值偏大） ，滲透系數(shù)為 4.93m/d，水位標高 834.11m?？傮w上屬弱富水性的含水層，局部裂隙發(fā)育地段富水性增強。據(jù)簡易水文觀測資料，有 22 個鉆孔在本組耗水量增大或全漏，11 號孔水質為 hco3na 型，礦化度為 0.55g/l，硬度為 1.26 德國度。上石盒子組含水層主要由

46、k12等砂巖組成，巖性主要為中、細粒砂巖，厚度大但不穩(wěn)定，在井田北部溝谷中有出露，一般裂隙不發(fā)育。王家垴村東溝中有泉出露，流量 0.82l/s。34 號孔抽水試驗，單位涌水量 0.048l/sm（降深 12.44m） ，水位標高 1050.92m，屬弱富水性的含水層，據(jù)北鄰南燕竹井田 p44 號孔放水試驗，單位涌水量 0.23l/sm（降深 2.05m） ，滲透系數(shù) 0.13m/d，水位標高 1083.27m，屬中等富水性的含水層。據(jù)簡易水文觀測資料，井田內約 2/3 鉆孔（39 個）在本組耗水量增大。王家垴泉、p44 號孔、34 號孔水質類型分別為 hco3ca 型、hco3cana 型、c

47、1hco3na 型，礦化度分別為 0.30、0.33、0.63g/l，硬度分別為 14.14、12.04、1.22 德國度。石千峰組分布范圍較廣，溝谷中有出露，含風化裂隙水，有少量泉出露，流量均小于 1l/s，屬弱富水性的含水層。井田內劉家溝組只分布于大照村以西的南部邊緣地帶，溝谷中有出露，流量均小于 1l/s，31 號孔揭露本組時漏水，漏失量分別為 10.40、6.00m3/h。5）第四系砂礫石層孔隙含水層更新統(tǒng)分布范圍較廣，分別位于下、中、上更新統(tǒng)下部的砂礫石層，含孔隙水，據(jù)坪頭詳查區(qū)坪頭村一帶下更新統(tǒng)泥河灣組水井抽水試驗，涌水量可達826m3/d，水量較豐富。全新統(tǒng)砂礫石層，主要分布于白

48、馬河及較大支流河谷中，接受大氣降水或河水補給。39 號孔抽水試驗，單位涌水量為 0.088l/sm（降深 12.31m） ，水位標高1059.16m，屬弱富水性的含水層，水質類型為 hco3naca 型，礦化度0.27g/l，硬度 9.19 德國度。北鄰南燕竹井田榆林溝水井和南燕竹水井水質分別為hco3ca、hco3camg 型，礦化度分別為 0.37、0.50g/l，硬度分別為15.33、22.81 德國度。1 礦區(qū)概述及井田地質特征132據(jù)于家莊、韓莊、吳家崖第四系水井水位動態(tài)觀測，水位在 7 月份開始下降，直到 10 月，都保持低水位，分析與當年雨季降水量明顯偏小有關。隔水層2奧陶系頂面

49、至 15 號煤底板間的巖層，厚 81.53115.22m，平均厚 95.45m，以泥質巖類為主，裂隙不發(fā)育，具有較好的隔水層性能，對奧灰水進入煤系能起到阻礙作用。石炭、二疊系含水層間均夾有較厚的泥質巖層，受構造破壞程度底，據(jù)上述含水層敘述，各含水層的水位標高相差懸殊，說明其間無水力聯(lián)系，因此這些巖層具有較好的隔水性能，可視為隔水層。構造對地下水的控制3井田基本構造形態(tài)為一單斜，走向近東西，南傾，其上有大南溝背斜、蔡莊向斜及草溝背斜等次一級寬緩褶曲，構造屬簡單類，略偏中等。大南溝背斜由井田外西北部伸入，軸向近東西，井田內延伸約 7km，11 號孔資料表明其軸部地表裂隙較發(fā)育，為富水地段。位于井田

50、北部，與大南溝背斜平行延伸的蔡莊向斜，為一兩翼不對稱的隱傾狀向斜，井田內延伸 2.5km，據(jù)坪頭詳查區(qū)資料，蔡莊向斜構成地下水匯水構造，但其水量有限。草溝背斜位于井田東部，軸向近南北，向南傾狀，沿 12 勘探線橫穿井田，據(jù)接近軸部的 58、60、61 號孔巖芯所見，巖石裂隙較發(fā)育。井田內地表未發(fā)現(xiàn)有斷層。2 號孔見一逆斷層（f64） ，推斷其斷距約 20m，延伸 200m，鉆孔揭露時耗水量及水位均無變化，推斷其為隔水斷層。井田內地表僅發(fā)現(xiàn)一個陷落柱，位于東北角，長軸 35m，短軸 25m。此外，39 號孔過 k1后遇到陷落柱，范圍不詳，鉆孔揭露時，消耗水量和水位無變化。結合區(qū)域性資料，推斷陷落

51、一般不含水。地下水補給、徑流、排泄條件4大氣降水是井田內地下水的主要補給來源。井田地下水類型主要為承壓水，潛水分布范圍很有限。承壓水主要在露頭區(qū)接受大氣降水補給，而含水層的出露范圍除奧灰廣泛外，其余都很小，因此承壓水補給條件除奧灰較好外，其余都不好。河谷、溝谷中的基巖風化帶裂隙水，可接受第四系孔隙潛水或河水補給，其范圍只限于露頭區(qū)。第四系孔隙潛水，可接受大氣降水或河水補給，接受補給條件相對較好。井田奧灰水屬娘子關泉域，處于娘子關泉域的深循環(huán)弱徑流區(qū)，北鄰南燕竹井田 sg1 號孔的水質表明該處奧灰水徑流條件較好，至于井田內，由于水位及水質資料缺乏，奧灰水的徑流方向及徑流強度尚難確定。重慶大學本科

52、學生畢業(yè)設計（論文）14奧灰水總的排泄區(qū)為娘子關泉。從總體上看，石炭、二疊系含水層巖溶裂隙發(fā)育程度和富水性由淺埋區(qū)往深埋區(qū)逐漸變弱，徑流條件愈來愈差。井田內石炭、二疊系含水層，受巖溶、裂隙發(fā)育程度的控制，承壓地下水徑流排泄條件均較差。基巖風化帶裂隙水及第四系砂礫石孔隙水，受地形控制，經(jīng)短途徑流排向河道或滲入下伏巖層裂隙中，徑流條件相對較好，排泄途徑也較多，可以通過泉、地面蒸發(fā)和人工采水等方式排泄。構造控水情況5陽泉礦區(qū)位于太行山隆起帶中段西側，北部為五臺地塊，屬于沁水盆地東北邊緣地帶。礦區(qū)處于太行山隆起帶和東西向構造帶的復合部位，由于北東復合部位應力集中，向西南方向減弱，因而形成了一個東北部位

53、抬高而向南西傾斜的單斜構造，傾角一般 610。在這一構造基礎上又發(fā)育了次一級 nne、ne 與nee 走向的褶皺群，陷落柱相當發(fā)育，構成礦區(qū)的主要構造特點。這些構造的分布對陽泉礦區(qū)地下水的補、逕、排條件具有重要的控制作用。 新元礦屬于陽泉礦區(qū)的壽陽區(qū)，本區(qū)從總體上看為一走向近東西，傾向南的單斜構造。在此背景上又發(fā)育著一些不同方向的次一級的褶曲和斷裂。新元井田基本構造形態(tài)同樣受控于本區(qū)構造，為一單斜走向近東西傾向南的單斜構造，地下水的補給、運移等受郭家溝斷層、東山背斜等的控制。其上又有大南溝背斜、蔡莊向斜及草溝背斜等次一級寬緩褶曲。從勘探資料看，這些褶曲軸部均富水，成為新元井田的匯水或導水通道。

54、在礦井采掘過程中，當通過這些構造軸部時，由于構造的富水或導水作用，有可能引發(fā)礦井突水而造成災害。井田水文地質類型6井田煤層處于深埋區(qū)，煤系內及以上鄰近基巖含水層，遠離露頭區(qū)，與地表水體和第四系含水層無力聯(lián)系，地下水補給條件很差，含水層富水性很弱。井田內主要含水層是煤系以下的上馬家溝組巖溶含水層，富水性強，但距煤層遠，一般不會危及開采。本井田主要可采煤層為 3 號、4 號煤。3 號煤的主要充水含水層為其上覆砂巖裂隙含水層，4 號煤主要充水含水層以上覆砂巖裂隙含水層為主，其次為下伏的山西組含水層。據(jù)上述礦床主要充水含水層的容水空間特征、充水方式及水文地質條件的復雜程度，井田礦床水文地質類型可劃分為

55、兩類；山西組煤主要為第二類第一型，即水文地質條件簡單的頂板間接充水的裂隙充水礦床，太原組煤為第三類第一亞類第一型，即水文地質條件簡單的頂板間接充水的以溶蝕裂隙為主的巖溶充水礦床。1 礦區(qū)概述及井田地質特征132礦井涌水量7根據(jù)地質報告，礦井正常涌水量為 150m3/h、最大涌水量為 210 m3/h?？紤]到現(xiàn)開采 3 號煤層位于淺部，隨著開采深度的增加，礦井涌水量有增大的趨勢，開采下組煤時，上覆煤層采空區(qū)積水也將給開采帶來威脅，同時全井田為奧灰?guī)洪_采，綜合考慮各種因素，結合陽煤集團地質處對黃丹溝礦井生產(chǎn)資料的調查結論，根據(jù)礦方要求按礦井較大的涌水量進行設計，礦井正常涌水量 680m3/h，最

56、大涌水量 1000m3/h。確保礦井在不利條件下的安全生產(chǎn)，同時也有利于節(jié)能減排。1.2.3 其它有益礦產(chǎn)井田內除埋藏著豐富的煤炭資源外，還賦存有一些其它礦產(chǎn)，簡述如下：鋁土巖1主要為本溪組底部之 g 層鋁土，厚 0.8219.82m，平均 9.93m，al2o3含量17.7149.53%，平均 33.82%；sio2含量 29.0561.20%,平均為 40.60%；鋁硅比值為 0.83，未達工業(yè)品位。其次為下石盒子組頂部的鋁質泥巖，俗稱“桃花泥巖”，井田內有 13 層，厚2.0014.48m, al2o3含量 20.8122.00%，無開采利用價值。鐵礦2主要為山西式鐵礦，產(chǎn)于本溪組底部，

57、奧陶系風化面之上，呈雞窩狀分布，極不穩(wěn)定，厚 04.5m，平均 0.79m，為黃鐵礦與鋁土混生體，fe2o3含量7.0851.52%，平均 31.37%。st 含量 5.3033.82%，平均 17.58%，含硫品位可達級工業(yè)指標，因分布極不穩(wěn)定，品位變化大，埋藏深，無開采利用價值。石灰?guī)r3賦存于奧陶系、石炭系本溪組和太原組，以奧陶系石灰?guī)r為主，cao 含量31.3149.16%，平均 43.67%；mgo 含量 0.374.43%，平均 1.97%；sio2含量1.0017.55%,平均為 6.29%?？梢杂米魉嘣?、煅燒石灰及建筑材料，限于其埋藏較深，難以開采利用。石膏4賦存于奧陶系中統(tǒng)

58、峰峰組的下部，厚度不大，cao 含量 28.4832.24%，平均 30.36%；mgo 含量 4.445.36%，平均 4.90%；sio2含量 8.7011.75%,平均為 10.23%。品位較低，又因埋藏較深，不易開采，無經(jīng)濟價值。粘土5產(chǎn)于第四系中，分布廣泛，是當?shù)鼐用裼脕頍拼u瓦的天然原料。煤中稀散元素6重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文）16各主要可采煤層中鍺、鎵、鈾、釷、釩含量最大值均達不到工業(yè)品位。1.2.4 地質勘探程度及存在問題地質勘探及報告的編制情況1井田地質勘探由兩部分組成，一部分為 1988 年完成的詳查地質報告，一部分為 1992 年完成的精查地質報告，詳查地質報告已得

59、到了行業(yè)管理部門的批準，精查地質報告 1993 年 1 月山西省礦產(chǎn)儲量委員會以晉儲決字(1992)17 號審批通過。為了完善礦井地質報告，陽煤集團 2002 年 12 月完成了礦產(chǎn)資源儲量核實報告，國土資源部以國土資儲備字（2003）17 號文予以備案證明。為進一步滿足礦井建設、帶區(qū)開采設計及安全生產(chǎn)需要，受新元煤炭有限責任公司委托，陽煤集團地質測量處 2004 年 6 月完成了新元礦井（首采區(qū)）精查補充地質勘探成果，中國煤炭地質總局水文物測隊 2004 年 9 月完成了西翼首采區(qū)三維地震勘探報告，中國煤炭地質總局物測隊 2004 年 11 月完成了東翼首采區(qū)三維地震勘探報告。勘探程度評述2

60、該項目地質勘查工作的類型確定正確，手段選擇基本合適，工程布置較合理，各項工程質量良好，內容齊全，勘探基本網(wǎng)度控制合理，可以滿足設計的要求。地質構造對開采影響的評價3井田基本構造形態(tài)為單斜，在此基礎上發(fā)育有寬緩褶曲和短軸褶曲，斷層稀少，屬簡單略偏中等，對機械化開采比較有利。煤層對比的可靠性、穩(wěn)定性分析及對開采的影響4本井田主要含煤地層沉積穩(wěn)定，旋回結構明顯，標志層及煤層本身特征突出，主要可采煤層可采邊界規(guī)則，厚度變化規(guī)律明顯，對比可靠，穩(wěn)定可采，對開采無不良影響。地質儲量的復核、驗算；高級儲量的范圍、儲量是否滿足設計的要求5儲量計算方法正確，各項參數(shù)的選擇符合有關規(guī)范規(guī)定，級別劃分合理，精度符合