開灤荊各莊礦150萬噸新井設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書修改版

1、華 北 科 技 學(xué) 院2009屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告論文題目： 開灤荊各莊礦150萬t新井設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 周培龍 學(xué) 號：2系(部、院)： 安全工程學(xué)院 專 業(yè)： 采礦工程專業(yè) 班 級： B05-3 指導(dǎo)教師： 李 勇 軍 2009年 2月 26 日 2009 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1.設(shè)計(jì)背景或研究意義采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的最后一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，對所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)理論知識進(jìn)行一次系統(tǒng)地總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際條件加以綜合利用，以鞏固和擴(kuò)大所學(xué)的知識，鞏固和發(fā)展學(xué)生的運(yùn)算和繪圖的工程技能，培養(yǎng)和提高采礦工程專業(yè)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力和素質(zhì)

2、，豐富生產(chǎn)實(shí)際知識。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過對某一理論或生產(chǎn)實(shí)際問題的深入分析研究，培養(yǎng)、鍛煉和提高采礦工程專業(yè)學(xué)生撰寫科技論文的初步寫作能力和一定的科研能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步培養(yǎng)和鍛煉采礦工程專業(yè)學(xué)生的熱愛勞動(dòng)、善于理論聯(lián)系實(shí)際，尊重科學(xué)和實(shí)踐的良好工作作風(fēng)。2.設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)或論文的基本內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目內(nèi)容1. 礦井概述及井田地質(zhì)特征；2. 井田境界和儲量；3. 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4. 井田開拓；5. 準(zhǔn)備方式采區(qū)或盤區(qū)巷道布置；6. 采煤方法；7. 井下運(yùn)輸；8. 礦井提升；9. 礦井通風(fēng)及安全；10. 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 專題部分主要內(nèi)容：專題題目:

3、綜采面瓦斯治理方法初探1. 對綜采面瓦斯治理方法的資料進(jìn)行整理,分析應(yīng)用情況，提出研究的必要性及重要意義。2. 根據(jù)資料總結(jié)歸納出現(xiàn)有的主要的瓦斯治理方法。3. 結(jié)合目前國內(nèi)情況對各種瓦斯治理方法提出實(shí)例。 4.我國煤礦綜采面瓦斯治理的新方法及發(fā)展前景。12009 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告3.進(jìn)度安排 年 月 號 年 月 號，確定論文題目，提出選題申請. 年 月 號 年 月 號，論文題目通過指導(dǎo)教師審查. 年 月 號 年 月 號，收集資料，提出開題報(bào)告. 年 月 號 年 月 號，畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集論文所需要資料. 年 月 號 年 月 號，撰寫畢業(yè)論文，裝訂完畢并上交指導(dǎo)老師。 年 月 號 年

4、 月 號，指導(dǎo)老師審閱，評閱人評閱. 年 月 號 年 月 號，畢業(yè)答辯，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部工作.指導(dǎo)教師意見：（對本設(shè)計(jì)或論文的深度、廣度及工作量的評價(jià)） 指導(dǎo)教師（簽字）：年 月 日教研室審查意見： 教研室主任（簽字）： 年 月 日2設(shè)計(jì)總說明 本設(shè)計(jì)包括兩部分：一般部分和專題部分。一般部分為開灤荊各莊礦150萬噸新井設(shè)計(jì)，全篇共有十部分：礦井概括及井田地質(zhì)特征、井田境界及儲量、礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、井田開拓、帶區(qū)巷道布置、采煤方法、井下運(yùn)輸、礦井提升、礦井通風(fēng)與安全和礦井主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。荊各莊井田位于河北省唐山市。礦井走向長約4.8公里，傾向長2.13.7公里，井田面積為16.46k

5、m2。井田內(nèi)可采的共有2層煤，煤層賦存穩(wěn)定，平均厚度7m，平均傾角為6°，為緩傾斜煤層。井田內(nèi)工業(yè)儲量1.60億t，可采儲量1.22億t。相對瓦斯涌出量為1.2m3/min屬于低瓦斯礦井，煤層有自燃發(fā)火現(xiàn)象。該礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為150萬t，服務(wù)年限為67.8年。其采用2個(gè)水平開拓，第一水平為500m，第二水平為620m。礦井采用單面傾斜長壁綜合機(jī)械化開采。礦井布置一個(gè)雙滾筒綜采工作面，長度為200m,煤在大巷的運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式前期為中央并列式，后期逐漸過渡為中央邊界式。專題部分主要內(nèi)容是：綜采面瓦斯治理方法初探綜采是采煤工藝的重要發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全

6、、低耗以及勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)。但由于井下賦存瓦斯，綜采面推進(jìn)速度快，導(dǎo)致工作面瓦斯涌出量大，工作面安全受到嚴(yán)重威脅。本文針對綜采的特點(diǎn)，聯(lián)系目前國內(nèi)情況，結(jié)合實(shí)例總結(jié)了各礦常用的工作面瓦斯治理方法，并討論了其優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。為以后各礦更好的治理工作面瓦斯問題提供了借鑒。 關(guān)鍵詞 ：新井設(shè)計(jì)；服務(wù)年限；立井開拓；綜合機(jī)械化ABSTRACTThis design contains two parts: the general part, the dissertation part.The general part is a new design of Jing Gezhuang Mine

7、 in KaiLuan coal department. It has ten chapters: the outline of the mine and the mine filed geology, boundary and reserves, the designed productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic

8、index of the mine.The Jing Gezhuang mine filed lies in the Tangshan city of hebei province. The boundary of the mine filed runs 4.8km from west to east and 2.13.3km from north to south on average. The total area of the mine is about 16.46 km2.there is only two payable seam: No.11 and No.12, and the

9、average thickness of the seam is 7m. It is stable belong to fluty inclined, with the average angle 6 degree. The industry reserves of the mine filed are 160 million tons and the useable reserves are 122 million tons. The average flow of the mine gas is 1.2m3/min. It is a low gassy mine. The coal dus

10、t has explosion hazard, and the seam has self-combustion tendency.The productive capacity of this mine is 1.5 million tons per year, and its service life is 67.8 years. Thereare 2 levels in the mine. The fist development level has be located at the level of -500m and the second is 620m.The coal minn

11、ing method is the use of one-sided tilt integrated mechanized longwall mining There is only one working face in the mine. The length of the face is 200m. Coal is transported by the belt conveyor. Mine ventilation means for the central parallel pre-, post-gradual transition for the central border sty

12、le.The main content of the special part is: Fully mechanized mining face of the gas treatment .Fully mechanized coal mining process is an important direction of development, it has high yield, high-performance, security, good working conditions and low labor intensity of small advantages. However, d

13、ue to underground gas storage, fully mechanized mining face advance faster, resulting in a large quantity of gas emission face, face a serious threat to security. In this paper, the characteristics of fully mechanized mining, link the current domestic situation, combined with examples of commonly us

14、ed summed up the face of the mine gas control methods, and discuss its advantages and disadvantages and applicability. Better for the future governance of the mining face to provide a reference gas.Keyword: Degin of a new mine；Length of service；Vertical shaft development；Full-mechanized一般部分緒 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)

15、是開灤礦業(yè)集團(tuán)荊各莊礦（11#、12#）1.5Mt /a新井設(shè)計(jì)。目的是為了在設(shè)計(jì)中了解行業(yè)，不斷的在設(shè)計(jì)中完善自己，可以使自己盡快的適應(yīng)行業(yè)，掌握曠業(yè)方面的知識，做一個(gè)合格的技術(shù)人員，為祖國的煤炭行業(yè)發(fā)展作出自己的努力，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)添磚加瓦。這次設(shè)計(jì)是對我們大學(xué)四年來所學(xué)知識的一次大檢閱，要求我們對采礦這門學(xué)科有了一個(gè)深刻的認(rèn)識，進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，并把知識系統(tǒng)化，使我充分學(xué)習(xí)到了礦井的個(gè)個(gè)大系統(tǒng)，了解整個(gè)礦井運(yùn)行形式和礦井生產(chǎn)細(xì)節(jié)，而且在設(shè)計(jì)過程中還使我形成了好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，可以在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1

16、.1.1 交通位置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，東距陡河發(fā)電廠4.5公里。行政區(qū)域?qū)偬粕绞虚_平區(qū)管轄。交通十分方便，鐵路：一條通往陡河電廠的專用線，并與呂陡線在井田交匯；另一條經(jīng)馬家溝礦業(yè)公司與京山線的開平站相聯(lián)。公路：北10Km與京沈高速公路、102國道相聯(lián)，南7Km經(jīng)開平與205國道、津秦高速公路相聯(lián)，形成了比較完整的交通網(wǎng)。圖1.1 荊各莊礦交通位置圖1.1.2 地形地貌本區(qū)為一平坦的沖積平原，北、東、南三面被低山包圍， 頗有山前扇狀地景觀。井田北部地面標(biāo)高+38.9m(較高)，南部 地面標(biāo)高為+23.85m(較低)，地面坡度為3-4，傾向陡河。從東往西

17、有巍山（290m）、鳳山（180m）、小梁山（100m）和菀豆山（38m），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。在井田北約7公里為由震旦紀(jì)灰?guī)r構(gòu)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。唐山屬半大陸性地區(qū)氣候，夏季炎熱多雨，冬季嚴(yán)寒凜烈，氣溫變化較大。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 井田勘探程度（1）物探自1998年以來，荊各莊礦綜合運(yùn)用各種物探方法對井下各個(gè)異常區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證解釋和推斷，提前進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)，確保了礦井的安全生產(chǎn)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。（2）鉆探1998年以來新

18、增地面鉆孔有2個(gè)，表1.1。表1.1 荊各莊礦1998年以來新增地面鉆孔表鉆孔名稱鉆孔性質(zhì)開孔日期終孔日期終孔層位終孔深度（m）鉆孔位置荊50水文長期觀測孔兼地質(zhì)2005.11.142005.12.158煤直接頂460.1劉官屯村西北，玉豐洗煤廠西南側(cè)墻外13 m荊60水文長期觀測孔兼地質(zhì)2006.07.012006.08.0611煤底板370.6東新莊村東，距村東墻外15 m1999-2007年間所完成的荊50和荊60兩個(gè)鉆孔質(zhì)量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。沖積層采用無芯鉆進(jìn)，基巖層全部取芯，取芯質(zhì)量較好，達(dá)到且超過設(shè)計(jì)要求，累積取芯段長度293.6 m，累積采長236.68 m，采取率78.3%83.

19、8%，平均采取率80.6%。每個(gè)孔的注水段清孔后都進(jìn)行了注水前靜止水位觀測和三次水位抬高的注水試驗(yàn)及注水后的恢復(fù)水位觀測。封孔質(zhì)量可靠，取樣驗(yàn)證合格，達(dá)到封閉鉆孔質(zhì)量要求。此外，為保證鉆孔的直度，鉆進(jìn)過程中除使用加重鉆具操作給壓適當(dāng)外，每個(gè)孔都進(jìn)行了兩次電測井斜工作，每個(gè)孔的孔斜都達(dá)到了煤田鉆孔孔斜特級孔標(biāo)準(zhǔn)。（3）地質(zhì)測量荊各莊礦測量平面坐標(biāo)系統(tǒng)為1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)，采用特殊投影帶，其中央子午線為東經(jīng)118°30。為防止橫坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，則橫坐標(biāo)加500 km。井田首級控制為1977年由陜西設(shè)計(jì)院布設(shè)和施測的三等中心多邊形網(wǎng)，四等插點(diǎn)加密。1981年在此基礎(chǔ)上又布置施測了5&qu

20、ot;小三角網(wǎng)。1992年測設(shè)了工業(yè)廣場5"級控制導(dǎo)線。由于受采煤塌陷影響和人為破壞，原有控制點(diǎn)已不能滿足礦山井上下生產(chǎn)的需要。1995年由煤科總院唐山分院測設(shè)了三個(gè)GPS四等點(diǎn)。1998年5月又在礦區(qū)外圍布設(shè)施測了7個(gè)GPS四等控制點(diǎn)，各控制點(diǎn)均為混凝土灌制。其中辦公樓點(diǎn)為原5"小三角點(diǎn)，三角點(diǎn)的高程均系1956年黃海高程系統(tǒng)，采用幾何測量的方法，按四等水準(zhǔn)測定。1969年1973年先后施測了礦區(qū)1:2000地形圖及工業(yè)廣場平面圖，19831984年重測了井田范圍內(nèi)1:2000地形圖40 km2。工業(yè)廣場1:500平面圖11幅，至今已逐年填繪至14幅。由于地形地物的變化很

21、大，1992年又由中煤航測遙感局航測隊(duì)對礦區(qū)內(nèi)40 km2范圍進(jìn)行了航測。通過1978年兩井定向?qū)⒌孛嫫矫孀鴺?biāo)系統(tǒng)傳遞到井下，并在1985年在井下進(jìn)行了陀螺定向，采用長鋼絲法導(dǎo)入標(biāo)高，將地面高程系統(tǒng)傳遞到井下。因此，我礦井上下采用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)。1.2.2 煤系地質(zhì)特征荊各莊井田含煤地層為石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)，基底為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r，含煤地層特征與開平煤田其它井田基本相同，本階段所揭露的地層有變化的地段主要在9煤以上至6煤及12-2煤以下至15煤，其層間距及巖性不同，含煤地層由老到新簡述如下：（1）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2）本組為巖性單一、質(zhì)純的碳酸鹽巖相沉積，以厚層狀灰褐

22、色-淡玫瑰色的豹皮狀灰?guī)r為主，夾薄層狀白云質(zhì)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以上部分屬古風(fēng)化帶，最頂部20 m風(fēng)化程度甚強(qiáng)，常呈土黃色，向下漸弱，巖石呈黃灰斑狀雜色。在風(fēng)化殼中，溶孔溶洞發(fā)育，部分層段呈蜂窩狀，時(shí)有鉆具陷落發(fā)生。含水性甚強(qiáng)，裂隙及孔洞內(nèi)有淺灰-淺黃色鋁土巖充填物，這是鑒定古風(fēng)化殼的重要證據(jù)。（2）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11煤頂板含海相動(dòng)物化石之泥巖頂面。該層與上覆的二疊系呈整合接觸。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

23、度75 m。本統(tǒng)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(gè)沉積旋回，即：-1、-2、-3，形成一個(gè)漸進(jìn)的相序。本組中含三層薄層石灰?guī)r，均含有豐富海相動(dòng)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(zhì)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

24、同其它巖石相區(qū)別。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)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(zhì)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-4、-5、-6三個(gè)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

25、而上命名為K4、K5、K6，其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖，時(shí)而接近鈣質(zhì)粘土巖。特點(diǎn)是含灰白色的動(dòng)物介殼，富集成層，與深灰色泥質(zhì)灰?guī)r交替成細(xì)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(gè)煤層即： 14煤一般厚度為0.10.8 m，平均0.4 m； 15煤甲一般厚度為0.10.5 m； 15煤乙一般厚度為0.14.29 m，平均1.12 m，局部達(dá)到可采。本組比較突出的特點(diǎn)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煤頂板泥巖之頂界面。

26、一般厚度為60 m，本組為重要的含煤地層。本組以粉砂巖為主，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(shí)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(jìn)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(shí)期。本組含煤層5層，即： 12-1/2煤、12-2煤、12-1煤、12-1煤上煤線、11煤。但都為不可采煤層。（3）二疊系下統(tǒng)P1下界為11煤頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為A層礬土質(zhì)粘土巖之頂板，井田內(nèi)該層大部分被沖蝕掉。本統(tǒng)一般厚度為

27、235.76 m，分上下兩組，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。大苗莊組P11上限為5煤頂板的中粗粒砂巖底界面，此層位受古河流沖刷，沖蝕的下切深度并不相同，在井田西部不僅5煤受剝蝕，6、7、8煤、均受不同程度的影響。下限為11煤頂板粘土巖之頂界面。本組一般厚度為90.36 m，最小厚度為65 m（灣水2）。本組以粉砂巖和砂巖為主，粘土巖也較多，巖石大致百分比為：粉砂巖類占36.2%，砂巖類占30.2%，粘土巖類占19.2%，煤占14.4%。巖相組合主要是瀉湖海灣相、三角洲相及泥炭沼澤相沉積。在本組頂部出現(xiàn)了大陸河流沖積相沉積。本組含煤6層即：5、6、7、8、9、10

28、煤，其中可采煤層一層即9煤，是荊各莊礦的主采煤層，其它8煤、10煤局部可采。唐家莊組P12下限為5煤頂部的粗砂巖底板，與下伏大苗莊組呈不整合接觸。上限為A層鋁土質(zhì)粘土巖之頂板。荊各莊礦井田范圍內(nèi)A層及其以上地層全部剝蝕。本組一般厚度為145.4m。本組巖性組合主要是中、粗砂巖和粉砂巖，夾有少量的泥巖。巖相組合是：河流沉積相和湖泊沉積相。本組大致可分三段，反映出三次較大的河流活動(dòng)周期：下部砂巖段：以粗粒和中粒砂巖為主，間夾薄層細(xì)砂巖、粉砂巖或礫巖。呈灰綠色或淺灰色，顆粒成分以乳白色石英為主，約占70%，含有燧石、云母片及藍(lán)色、紅色、綠色、紫色礦物巖屑，分選及磨圓度均較差，具水平、斜交及收斂型層理

29、，泥質(zhì)、鈣質(zhì)及高嶺土質(zhì)孔隙膠結(jié)，含有完整的植物葉片及高特木化石。本段一般厚度為48.7 m，是煤系上部最重要的含水地層（A）。中部砂巖段：灰、綠、暗紫等雜色中細(xì)砂巖、粉砂巖、薄層礫巖及薄層粘土巖互層。以中細(xì)砂巖為主，成分主要是石英，其次為長石，少量的燧石及云母片。泥質(zhì)或高嶺土質(zhì)充填式或接觸式膠結(jié)，分選及磨圓度較好，具波狀、緩波狀、斷續(xù)波狀層理，含大量的植物葉片化石，本段也是煤系上部重要的含水層（B）。本段一般厚度65.7 m。上部砂巖段：以中粗粒砂巖為主，淺灰色，巖石成分以乳白色石英為主，約占60%，次為肉紅色長石，約占15%，暗色燧石約占10%，并含有少量的云母碎片，高嶺土質(zhì)充填式膠結(jié)，暗色

30、礦物定向排列，顯現(xiàn)微斜層理，具韻律分選，含斜立的炭化植物干枝體，與下伏地層呈沖刷接觸。本段為井田第含水層（風(fēng)化帶），一般厚度為31.0 m。圖1.2 地質(zhì)柱狀圖1.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造及分布荊各莊礦井田位于開平向斜的西北側(cè)，中隔鳳山-缸窯背斜自成一盆狀向斜。南北長約11.5km，東西寬約8km，北端閉合，南端開放，面積約為78.6km2。 斷裂構(gòu)造和褶曲是井田內(nèi)的主要構(gòu)造形式，并由此造成含煤地層的產(chǎn)狀起伏變化、節(jié)理裂隙縱橫發(fā)育。（1）主要褶曲構(gòu)造荊各莊礦井田自身即為一個(gè)盆狀向斜，向斜軸線偏居西側(cè)，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37°。向斜軸線西側(cè)地層產(chǎn)狀陡

31、，而東側(cè)則較為舒緩，同時(shí)向斜邊緣較之中部地層產(chǎn)狀陡。這種構(gòu)造特征直接影響了井田不同區(qū)域斷裂構(gòu)造的性質(zhì)和發(fā)育程度。（2）主要斷層構(gòu)造井田內(nèi)東翼及南翼以正斷層為主，軸東采區(qū)的構(gòu)造特征與東翼及南翼的構(gòu)造情況比較相似，通過分析發(fā)現(xiàn)東翼及南翼斷層大部分為NEE-SE向的正斷層，少數(shù)為NE向的逆斷層，其斷層分布具有一定的等距性，從北到南由簡單復(fù)雜間隔分布，因此在布置采掌時(shí)，應(yīng)考慮該區(qū)域斷層的分布規(guī)律。西翼采區(qū)以逆斷層為主，走向大多為NE-NEE向，同樣以斷層組的形式出現(xiàn)，大部分為雁列式的逆斷層，但斷層組之間無等距性規(guī)律。主要斷層有三個(gè)，即F1,F2斷層，見表1.2：表1.2 主要斷層特征表斷層編號性質(zhì)走向

32、/m傾向/m傾角（°）落差/m分布位置F1逆1650NNE41.640井田西部F2正1750NEE33.715井田東北部F3正2010NEE5360井田南東部（3）節(jié)理與裂隙節(jié)理或裂隙也是井田內(nèi)發(fā)育最廣泛的地質(zhì)構(gòu)造，按其走向大致可以分為三組，即：NWW向、近WE向、近NNE向，由此形成了縱橫交錯(cuò)的節(jié)理發(fā)育系統(tǒng)。不同走向的節(jié)理在不同采區(qū)的發(fā)育程度有所差異，西翼采區(qū)NNW向的節(jié)理最為發(fā)育，分布密度為每米11條，NNE向次之，每米5條。在東翼采區(qū)則以NNE向節(jié)理為主，分布密度每米9條，NNW向次之，分布密度每米6條。即使在同一采區(qū)，節(jié)理在不同的煤層、巖層中的發(fā)育程度亦有所不同，一般說來，煤

33、層中的節(jié)理密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖層。在所觀測到的節(jié)理中，就其力學(xué)性質(zhì)而言可分為兩種，即剪節(jié)理和張節(jié)理，其中以剪節(jié)理最為常見，節(jié)理面平直光滑，偶有小的擦痕，傾角多在45°以上，產(chǎn)狀穩(wěn)定，沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn)，多為折尾形式尖滅。而張節(jié)理節(jié)理面一般較粗糙，呈張開狀，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，延伸也較短，節(jié)理面內(nèi)有方解石充填，充水、導(dǎo)水性強(qiáng)。1.2.4 井田水文地質(zhì)（1）含水層煤系地層上復(fù)飽含地下水的第四紀(jì)沖積層，下伏 客斯特溶洞發(fā)育的奧陶紀(jì)石巖和煤系地層中的含水層。其中三個(gè)主要含水層為奧陶紀(jì)石灰?guī)r裂隙溶洞含水層(I)；第四紀(jì)底部 卵礫石承壓含水層和第四紀(jì)中部卵石層。煤系地層中無主要含水層，（2）水力聯(lián)系造成各

34、含水層之間相互聯(lián)系的主要渠道有：地 層斷裂形成的構(gòu)造破碎或相互接觸，發(fā)育節(jié)理裂隙，古河床的 沖刷影響，第四紀(jì)含水層與含水層基巖露頭直接接觸， 煤系地層下有厚達(dá)1115米的致密G層鋁土質(zhì)粘土巖所 承托，在地層正常序列下，與奧陶紀(jì)石灰?guī)r為不整合接觸，阻 隔了之間的水力聯(lián)系，奧陶紀(jì)水對礦床開采沒有直接危害。但 在有構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)的條件下，如寬達(dá)250米的F1-F3斷層破碎帶，裂 隙發(fā)育，滲透性較強(qiáng)。 第四紀(jì)底部卵礫石層之上有一層層位穩(wěn)定、標(biāo)志明顯、 對比可靠、厚達(dá)20米以上的粘土層，完全隔開了其上各含水層， 減少了對礦床充水影響。 基巖風(fēng)化帶，巖石結(jié)構(gòu)松散，裂隙填塞，導(dǎo)水性弱， 但平面分布上具的分帶性，南

35、半部滲透性強(qiáng)，北半部較弱，而 底部卵礫層向煤系基巖的補(bǔ)給起了相對滯水作用，僅井田南部 風(fēng)化帶呈滲透式進(jìn)行，有水力聯(lián)系。全礦涌水量不大，平均涌水量為240m3/h。表1.3 各含水層特征表含水層編號層位含水層性質(zhì)含水層厚度(m)單位涌水量(米/秒)東 翼西 翼東翼西翼奧陶系裂隙溶洞-無壓轉(zhuǎn)承壓6.59-3.106.70-9.000.0260.039K3-K6裂隙-潛水6.83-2.486.940.0650.094K6-煤12裂隙-潛水5.37-3.003.95-6.890.0320.076煤9-煤7裂隙-潛水27.44-7.910.0190.044A煤5以上60米裂隙-潛水4.18-5.727.

36、65-10.100.1350.165B煤5上60-100米裂隙-潛水99.000.1770.162續(xù)表1.3風(fēng)化帶裂隙孔隙潛水3.39-4.762.97-16.200.0430.091底部卵礫石層孔隙-潛水4.38-5.429.480.0390.077A中部卵石層孔隙-潛水7.700.081B上部砂礫層孔隙-潛水3.30-8.90.084C淺部砂層孔隙-潛水1.60-5.400.0531.2.5 其他有益礦物井田內(nèi)的有益礦產(chǎn)有耐火粘土、鋁土礦、鐵礦以及賦存于煤中的某些稀有分散元素?，F(xiàn)簡述如下：（1）耐火粘土6煤底板粘土巖厚1.01.5 m，灰或深灰色，團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，含鮞粒及菱鐵礦結(jié)核，有植物細(xì)根

37、。井田西半部被剝蝕。15煤底板粘土巖厚約1.5 m，淺灰色團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，含鮞粒及菱鐵礦結(jié)核，頂部有植物根。G層粘土巖頂部厚約4.5 m，淺灰色，組織致密、細(xì)膩、鮞狀及豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦散晶及菱鐵礦結(jié)核。其耐火粘土情況如表1.4所示：表1.4 耐火粘土情況表耐火粘土類型項(xiàng)目取樣SiO2（%）Al2O3（%）Fe2O3（%）CaO（%）MgO（%）TiO2（%）耐火度（）灼熱減量（%）6煤底板粘土巖號孔56.7426.72.390.8116109.5215煤底板粘土巖號孔43.643.4438.037.801.351.7817901770G層粘土巖頂部灣補(bǔ)1730.0730.4642.8240.85

38、9.4511.420.550.300.260.230.800.5015.1415.48號孔33.5425.0019.740.581480150017.32（2）鋁土礦G層鋁土質(zhì)粘土巖厚約5.5 m，灰或紫灰雜色，鮞狀和豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核，底部時(shí)現(xiàn)礫狀結(jié)構(gòu)如表1.5：表1.5 鋁土礦情況表項(xiàng)目取樣SiO2（%）Al2O3（%）Fe2O3（%）CaO（%）MgO（%）TiO2（%）耐火度（）灼熱減量（%）灣補(bǔ)1715.8930.3315.9030.3415.9130.3515.9230.3615.9330.3715.9430.3815.9530.39（3）鐵礦在G層鋁土礦和中奧陶統(tǒng)馬家

39、溝組石灰?guī)r之間有一巢窩狀鐵礦層，由黃鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦聚合而成。比重甚大，厚度極不穩(wěn)定，約0.2 m左右。以上的鋁土礦及鐵礦因直接覆蓋于奧陶石灰?guī)r之上，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，當(dāng)前不具備開采價(jià)值。（4）稀有分散元素根據(jù)稀有元素測試結(jié)果如表，鈾的含量均低于0.003%，鍺的含量在7、10煤兩個(gè)層煤中有個(gè)別點(diǎn)的品位大于0.003%，其余均低于0.0025%，鎵的含量僅6煤有個(gè)別點(diǎn)的品位達(dá)0.003%，其余均低于0.0025%，說明井田內(nèi)賦存稀有元素，但是品位低，無工業(yè)價(jià)值。表1.6 稀有元素測試結(jié)果煤層鈾（U）含量（%）鍺（Ge）（%）鎵（Ga）（%）兩極值平均值（點(diǎn)數(shù)）兩極值平均值（點(diǎn)數(shù)）兩極值平均

40、值（點(diǎn)數(shù)）500（1）0.00020.0002（1）0.00050.0005（1）600.0020.001（4）0.0020.00220.00086（4）0.00060.0030.0019（4）70.0010.00190.0014（2）0.000130.00630.00038（2）0.000180.00240.0021（2）80.0010.0120.001（3）0.000120.00070.00037（3）0.00130.00260.0021（3）90.0010.00120.001（3）00.00080.0005（8）00.00190.0011（8）100.0010.00110.001（3）0

41、0.0030.0016（7）0.00050.0010.00084（7）110.0010.001（3）00.00130.00086（8）00.00140.00084（8）12-10.0010.001（2）0.000120.0010.0008（6）00.00170.0005（6）續(xù)表1.612-20.0010.001（2）0.00020.0010.00082（5）00.00250.0007（5）150.0010.001（1）0.000440.0010.0008（3）00.00180.0009（3）1.3 煤層特征1.3.1 煤層荊各莊井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)組成，含煤地層總厚約450

42、m，共含大小煤層十九層，煤層總厚達(dá)25.3 m，含煤系數(shù)5.7%，其中可采煤層兩層層，即11煤平均總厚度3.6 m，12煤平均厚度3.4m。可采含煤系數(shù)3.6%，可采煤層集中在大苗莊組如表1.7：表1.7 煤系含煤情況表地層關(guān)系地層厚度（m）所含煤層可采煤層系統(tǒng)組層數(shù)煤層二疊系下統(tǒng)唐家莊145.412小煤線無大苗莊90.3675、6、7、8、9、109石炭系上統(tǒng)趙各莊60.00511、煤線、12-1、12-2、121/2無開平76.59314、15、16無中統(tǒng)唐山75.001煤線無井田十九層煤中，2煤為可采煤層，煤層厚度及傾角如表，其它煤層為不可采或局部可采煤層，現(xiàn)分述主要可采煤層。煤11：井

43、田內(nèi)厚度自2.93.9m，平均3.6m。傾角為3°21°，平均為6°，黑色塊狀條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤，以亮煤為主，夾鏡煤及亮煤條帶，含黃鐵礦結(jié)核，光亮型煤，含夾矸一層，但夾石分布不穩(wěn)定，在東翼采區(qū)1114掌見到厚度達(dá)0.5m的泥巖夾矸，褐紅色，易碎,具油脂光澤。煤層的容重為1.42t/m3。煤12：煤層厚度為2.854.05m，平均3.4m。傾角為020°，平均為10°，區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較穩(wěn)定，煤層為黑色塊狀條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤，以亮煤為主，下部也有暗煤夾絲炭膜，光亮半暗型煤，煤層中間夾一層穩(wěn)定的炭質(zhì)泥巖，上分層煤厚為0.191.95m，平均0.

44、85m，下分層煤厚為0.202.06m，平均0.75 m，夾矸厚度為01.64m，平均0.698m。煤層的容重為1.35t/m3。1.3.2 煤層頂?shù)装迕?1 直接頂：灰黑色泥巖，塊狀，致密細(xì)膩，貝殼狀斷口，含菱鐵質(zhì)透鏡狀結(jié)核及黃鐵礦聚集體,含海相動(dòng)物化石(在西翼1210、1214采到完整的動(dòng)物介殼化石)層厚3.969.47m,平均6.65m。 老頂：淺灰色灰白色細(xì)砂巖，塊狀，鈣質(zhì)基底式膠結(jié)，成分以石英為主，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，一般在0.658.23m之間，平均2.69m。 直接底：灰灰白色帶褐色泥巖或粘土質(zhì)粉砂巖,泥質(zhì)膠結(jié)，塊狀構(gòu)造，含大量植物根化石，厚0.533.87m，平均1.85m。煤

45、12 直接頂：灰淺灰色條帶狀粉砂巖，水平波狀層理、交錯(cuò)層理、透鏡狀層理，巖石致密堅(jiān)硬，局部夾細(xì)砂巖條帶，使層理更加明顯；厚度不穩(wěn)定，在09.1m之間，平均厚4.0m。 老頂：灰白色中細(xì)砂巖，厚層狀，高嶺土質(zhì)基底式膠結(jié)，易風(fēng)化澎漲，呈泥狀；礦物成分為石英及少量的暗色礦物，厚1.610.67m，平均厚6.52m。 直接底：深灰色灰黑色矽質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖或細(xì)砂巖，巖性致密堅(jiān)硬，含大量沿層面分布的植物根化石，厚0.52.77m，平均1.5m。1.3.3 煤質(zhì)荊各莊井田各煤層均屬腐植質(zhì)煤，通過肉眼鑒定，顏色一般為黑色，玻璃光澤。塊狀構(gòu)造，少數(shù)為條帶狀。煤巖組分以亮煤為主，鏡煤及暗煤次之，絲炭少見。煤巖類型

46、一般為光亮型或半光亮型、次為半暗型，見下表1.9：表1.8 主要煤層物理特征表特征煤層顏色光澤煤巖成分煤巖類型煤的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造礦物結(jié)核和包體容重（t/m3）續(xù)表1.85黑色強(qiáng)玻璃光澤至金剛光澤由亮煤和鏡煤組成光亮型均質(zhì)塊狀構(gòu)造6黑色玻璃光澤或暗淡光澤以亮煤為主，含有暗煤及絲炭膜，有時(shí)暗煤組分增多半光亮型塊狀構(gòu)造，局部為帶狀構(gòu)造，質(zhì)硬含黃鐵礦及結(jié)核7黑色褐色弱玻璃光澤由亮煤和暗煤組成半光亮型塊狀構(gòu)造，局部為帶狀構(gòu)造8黑色弱玻璃光澤至暗淡光澤由亮煤和暗煤組成，間夾炭膜，有時(shí)以暗煤組成半暗型帶狀構(gòu)造，或塊狀構(gòu)造，質(zhì)硬含1-2mm厚的泥質(zhì)條帶或泥質(zhì)透鏡體9黑色玻璃光澤以亮煤為主，間夾暗煤條帶局部含絲炭膜

47、半亮-光亮型帶條狀構(gòu)造偶含黃鐵礦1.4410黑色玻璃光澤以亮煤為主，偶夾暗煤細(xì)層光亮型塊狀構(gòu)造富含黃鐵礦膜及結(jié)核11黑色玻璃光澤以亮煤為主，夾有鏡煤及暗煤條帶光亮型塊狀構(gòu)造，局部呈條帶狀構(gòu)造含黃鐵礦膜及薄膜1.4212-1黑色強(qiáng)玻璃光澤弱玻璃光澤上部以亮煤為主，下部由亮煤和暗煤組成，常夾絲炭膜光亮型-半亮型塊狀及條帶狀構(gòu)造1.3512-2黑色上玻璃光澤下暗淡光澤上部主要為亮煤，含暗煤，下部以暗煤為主，夾有亮煤條帶半亮-半暗型塊狀構(gòu)造，下部條帶狀，質(zhì)硬有黃鐵礦膜1.53121/2黑色弱玻璃光澤及絲絹光澤由暗煤、絲炭和亮煤組成半亮-半暗型塊狀構(gòu)造，局部為帶狀構(gòu)造，質(zhì)硬含黃鐵礦結(jié)核15黑色弱玻璃光澤

48、以亮煤為主，偶夾暗煤半光亮型塊狀構(gòu)造含黃鐵礦結(jié)核較多煤的化學(xué)分析（1）硫份:各煤層全硫平均含量為0.253.66,其中煤9低于1，屬低硫煤；煤11含硫量最高為3.66，平均為3.07，屬富硫煤，其所含硫量分為：黃鐵礦硫占59，有機(jī)硫占36，硫酸鹽硫占2.5。（2）磷份：磷份平均含量最大0.0825，最小0.008，煤9為中磷煤。（3）發(fā)熱量：可采煤層發(fā)熱量變化范圍在18.0120.18MJ/kg之間。表1.9 煤質(zhì)特征表 項(xiàng)目 煤層水分Mad（%）灰分Ad（%）揮發(fā)份Vdaf（%）全硫St.d（%）發(fā)熱量Qgr.d（MJ/Kg）煤91.8738.5844.670.419.571.3.4 瓦斯本

49、礦井瓦斯等級為一級，屬低瓦斯礦井，甲烷相對涌出量為:0.393.38m3/t,絕對涌出量為1.275.56m3/min；二氧化碳相對涌出量為1.52.85m3/t，絕對涌出量為4.959.24m3/min。1.3.5 煤的自燃及自然發(fā)火期礦井火災(zāi)的發(fā)生與發(fā)展，嚴(yán)重地影響著煤礦的安全生產(chǎn)，火災(zāi)的發(fā)生還極易引發(fā)煤塵瓦斯爆炸，因此礦井火災(zāi)是煤礦的重大自然災(zāi)害之一。針對煤層自然發(fā)火，進(jìn)行煤的自燃傾向性鑒定，尋找比較敏感的標(biāo)志氣體，制定適合本地的防滅火措施是非常必要的。荊各莊礦煤層的自燃傾向等級為級，自燃發(fā)火期為8-12個(gè)月；煤塵具有爆炸危險(xiǎn)，爆炸指數(shù)為38.4264.2。1.3.6礦井水文地質(zhì) 礦井的

50、補(bǔ)給水源和含水層 一、大氣降水及其對礦井涌水量變化的影響 荊各莊礦的水文地質(zhì)條件屬復(fù)雜型，有八個(gè)含水層，自下而上分別為： 1、奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（） 2、K2K6砂巖裂隙承壓含水層（） 3、K6煤12砂巖裂隙承壓含水層（） 4、煤9煤7砂巖裂隙承壓含水層（） 5、煤5以上砂巖裂隙承壓含水層（） 6、風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層（） 7、第四系底部卵石孔隙承壓含水層（） 8、第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層（） 其中與礦井生產(chǎn)較密切的為、。本區(qū)大氣降水一般集中在七、八、九月份。據(jù)19791998年氣象資料統(tǒng)計(jì)：年降水量最大值為899.6mm（1987年），最小值為317.45

51、mm（1997年），平均值為596.85mm。補(bǔ)給關(guān)系是： 大氣降水、等各基巖含水層。 二、礦井直接充水含水層 荊各莊礦直接充水含水層有K2K6砂巖裂隙承壓含水層（）、K6煤12砂巖裂隙承壓含水層（）、煤5以上砂巖裂隙承壓含水層（）。 三、礦井間接充水含水層 （一） 沖積層含水層 該含水層厚100379.67m。它本身為一礦井間接充水含水層，它補(bǔ)給上述三個(gè)直接充水含水層。其中底部卵礫石孔隙承壓含水層對基巖含水層補(bǔ)給關(guān)系最密切。 （二）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（） 該含水層厚度大于600m。巖性由質(zhì)純的豹皮狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，據(jù)勘探資料表明，施工的13個(gè)孔穿過灰?guī)r總長度451.51m，

52、因溶洞或巨大裂隙造成鉆具驟然下陷的有10個(gè)孔25個(gè)段落，溶洞最大直徑為1.13m，沖洗液失去循環(huán)。在井田東南部，因構(gòu)造（F1F3斷層組）作用與巨厚的第四系沖積層相互接觸，增加了灰?guī)r裂隙發(fā)育程度。2井田境界及儲量2.1 井田境界井田劃分的原則有：（1）要充分利用自然條件劃分井田；（2）要有與礦區(qū)開發(fā)強(qiáng)度相適應(yīng)的礦井?dāng)?shù)目和井田范圍；（3）照顧全局；（4）為礦井發(fā)展留有余地；（5）直（折）線原則；（6）安全經(jīng)濟(jì)效果好；根據(jù)以上的劃分原則，再結(jié)合荊各莊南礦的實(shí)際情況，將其邊界做如下劃分： 井田深部以煤層的-620m底板等高線為界； 淺部以各煤層的-360m底板等高線為界； 南西和北東以煤層露頭為界，南東以F3斷層為界，北西系人為劃定界限。 根據(jù)以上確定的井田境界，井田走向長4.8千米，傾向?qū)?.133.72千米，平均為3.15千米，面積為16.46平方千米。2.2 井田工業(yè)儲量本次儲量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供地1：5000煤層底版等高圖上計(jì)算的，儲量計(jì)算結(jié)果可靠。礦井儲量是煤的密度，煤層面積，煤層厚度的乘積ZcS××h 1.646*107×1.42×3.6+1.646*107*1.35*3.4t 1.596*108 t S井田面積煤的平均容重h煤層總厚度2.3 井田可采儲量1）工業(yè)廣場煤量計(jì)算根據(jù)煤炭工程設(shè)計(jì)暫行規(guī)定，礦井工業(yè)廣場面