1、前言采礦工程畢業設計是采礦工程專業全部教學進程中的最后一個環節，同時也是對學生成績的最終考核，其目的是使學生深入認識礦井各個生產系統和各個生產環節之間的相互聯系和制約關系，培養學生綜合運用各門學科的理論知識，分析和解決采礦工程技術問題的能力；培養和鍛煉學生獨立地進行學習和工作的能力；培養學生搜集、整理、運用科技資料和生產技術經驗的能力；進一步訓練撰寫技術文件和繪制工程圖件的基本技能。礦井設計是一個涉及煤礦開采學、井巷工程、礦山機械、礦井通風與安全、礦山環保等諸多技術科學的系統工程，雖然本次設計題目中存在一些理想化的條件，但是通過這次設計，我已經基本掌握了礦井設計的方法和步驟，培養了搜集、整理、

2、運用科技資料和生產技術經驗的能力，提高了撰寫技術文件和解決實際問題的能力。這些能力的培養對以后走上工作崗位做了良好的鋪墊。本次設計的參照礦井是義煤集團躍進煤礦，設計之前，我在該礦進行了為期24天的畢業實習，通過地面參觀、聽總工及各科室負責人作報告、參加科室實習及井下生產實習，對礦井的情況有了一個比較全面的認識。本次設計就是在超化煤礦實際地質條件的基礎上，根據收集到的礦井生產圖紙和數據，按照指導老師的要求作了一些改動后，對礦井做的初步設計。其主要內容包括礦區概況及井田地質特征；礦井儲量、年產量及服務年限；井田開拓；準備方式；礦井提升運輸和排水；礦井通風與安全技術；礦山環保等七個方面。本設計以畢業

3、設計論文大綱為依據，按照安全規程的要求，經過查閱相關資料和老師的精心指導而完成,由于本人知識結構的限制和設計能力有限，設計中難免有不妥和錯誤之處，懇請審閱老師批評指正。目錄第一章：礦井概況第二章：采區地質情況第三章：采區儲量與生產能力第四章：采區方案設計LET第五章：采煤工藝.宀第六章：采區生產系統第七章：采區施工設計第八章：安技術措施第九章：采區技術經濟指標第一章礦井概況第一節井田位置、范圍、自然地理及交通條件井田位置、范圍煤礦位于義馬市南部，地理坐標為東徑11150,37111躍進。56，15，北緯3439，003443，13。西部與千秋礦相鄰，淺部以F斷層為界；深部以35線西3-3275

4、m為人為邊界；北部與千秋礦淺部相鄰，30線以西大體以澗河南岸為界，30線以東以隴海鐵路為界；東部與常村礦相鄰，2-3煤層底板等高線+250m以上以下磨礦井田邊界為界，+250-50m以F斷層為界，F斷層以東以-50m底板等高線為88界，深部以18線西300m為界；南以F逆斷層為界，井田面積16約22.3km2。井田邊界拐點坐標見表1-1及采礦許可證。表1-1躍進煤礦井田范圍拐點坐標一覽表拐點編號XY拐點編號XY384341375771938440837581831001800384329375766238441737581832001900384329375760038442237581443

5、002003384114375760038446037579954002100383983375805838444537579875002200383975375820338442537579056002300384120375828138444837578607002400384175375818138445237578478002505384164375814538445737578249002608384177375812538446337577871055275538417937581263844653757780115028003842013758094384448375774112

6、002900384344375814438438937581231300A00384348375814638438237581431468B20384353375816238436537581411528C00384358375820038437737581171600D003843933758200注：應扣除部分由AD拐點1700坐標確定。自然地理井田淺部發育有一條自西向東的季節性河流南澗河，該河發源于陜縣觀音堂、英豪山東麓一帶，向東流經新安縣，至洛陽匯入洛河，井田以上流域面積約576km2。該河流量010.10m3/s,為一季節性河流。井田內所有沖溝干旱季節大多為干溝，雨季則排泄地表，并流

7、入南澗河。氣候：井田位于豫西半干旱地區，屬暖溫帶大陸性氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明，晝夜溫差變化較大。年平均降雨量631.3mm,蒸發量1940.5mm;最大積雪深度300mm,最大凍土深度310mm；結凍期在每年的11月至次年的3月；年平均氣溫13.4T，最高為41.6，最低為-14.3C。見表1-2。表1-2義馬礦區主要氣候特征值一覽表項目氣溫降水量蒸發量相對濕度內容(C)(mm)(mm)(%)最高（大）41.61013.62368.774時間（年、月、日）1966.6.20196419661964最低（小）-18.7301.01583.359時間（年、月、日）1969.1.3119

8、9519851960年平均12.3631.31940.563.7風向：每年59月以東東南風為主，10月至翌年4月以西西北風為主，一般風速24m/s，最大風速20m/s,全年以西西北風頻率較高，對本區氣候影響較大。地震：本區處于岸上斷層、坡頭斷層與前宮斷層等活動斷層的三角地帶，地震頻度較高。據收集洛陽地震局資料:義馬市屬5級地震區，震中烈度為67度。曾發生地震有:1847年3月澠池地震，5級，震中烈度6度；1920年6月、1930年，1964年9月和11月先后發生4次地震，中科院將前兩次鑒定為6級，1964年地震性質與前兩次大致類同。交通條件隴海鐵路、310國道、連霍高速公路橫貫整個義馬煤田，躍

9、進礦有專線與其相接，交通十分便利，見圖1-1。-%.篤忠陜縣、澠池縣逐義馬煤展液進井田新安縣新安縣城宜陽縣石寺義馬礦區躍進煤礦交通位置圖陳村；曹窯仁村張村、澠池縣城丄0義馬市.:a果圓鐵門洛陽市圖1-1躍進煤礦交通位置圖水文：南澗河發源于陜縣觀音堂、英豪山東麓一帶，向東流經新安縣，至洛陽匯入洛河，井田以上流域面積約576km2，據以往資料：本井田南澗河旱季一般無水，雨季山洪暴發流量可達1446.5ms/s，為一般季節性河流。石河發源于井田北部山區，在礦井工業廣場西部匯入南澗河。平時河床幾乎無水，雨后山洪暴發，流量劇增，持續時間較短，為典型的間歇性河流。氣象：1）氣候本井田為大陸性氣候，夏季干熱

10、，冬季寒冷，四季分明，雨量較為充沛和集中。據澠池氣象站資料（19572004）：最高氣溫41.6C（1966年6月20日），最低氣溫-18.70C（1969年1月30日），年平均氣溫12.4C。月均最高氣溫7月分達到24C27.8C;月均最低氣溫元月份0.5C5.1C,冬季寒冷天數平均為106天，夏季炎熱天數平均為45天。霜冷期最早為9月30日，最晚11月21日，一般在11月中旬，解冰最早在1月7日，最晚為4月24日，一般在3月份，凍結天數為3193天。凍結最大深度為0.34m,般0.15m至0.21m，最大積雪深度0.30m（1963年3月9日）。（2）降水量年降雨最大約為1013.6mm（

11、1964年）,最小為244.6mm（1965年），平均為700.2mm。月最大降水量為301.4mm（1982年8月），歷年各月平均降水量7月份最大，為164.9mm;7、8、9三個月降水量占全年降水量的54.8%。一日最大降水量為138.1mm（1982年7月30日）歷年最大連續降水日數12天，降水量達132.1mm,最長連續無降水日數79天。（3）蒸發量年均1951.0mm，最大為2368.7mm,最小為1583.3mm,月均蒸發量最大為293mm,（6月）、最小為81mm（1月）。（4）風向59月以東東南風為主，10月至次年4月以西西北風為主,平均風速3.3m/s，最大風速16m/s，西

12、北風對本地區氣候影響較大。地震：據洛陽地震辦公室資料:義馬市屬5級地震區，震中烈度為67度。曾發生地震有:1847年3月澠池地震，5級，震中烈度6度，1920年6月、1930年，1964年9月和11月先后發生4次地震，中科院將前兩次鑒定為6級，1964年地震性質與前兩次大致類同。第二節地質特征一地層與含煤地層躍進井田地表為第四系黃土層復蓋，基巖僅在一些溝谷中零星出露。據鉆孔揭露，三疊系、侏羅系地層廣泛分布。下部為含煤巖系，上部為粗碎屑巖系。各系、統之間的假整合或不整合面代表了中生代以來所發生的多次地殼運動。以燕山運動最為激烈，控制了井田沉積建造的形成和形變。新構造運動，井田大面積上升隆起，形成

13、了低山丘陵地貌景觀。中生代地層劃分詳見表1-3。表1-3義馬地區中生代含煤地層劃分沿革表中南煤田中南煤田北京地院中南煤田地山西焦作礦院中本報告采用149隊104隊豫西地層隊質局127隊區測隊生代課題組1956-1196019611965-1966197219822004958時代劃分時代劃分時代劃分時代劃分時代劃分時代劃分時代劃分J3上侏羅統K侏羅J3上侏羅J3上侏羅統統J3J白堊Ji2東孟村J22中侏羅組統義J中下侏J2馬1侏羅統J1義馬組J下侏J22義馬組J12義馬組羅統J1羅統統2J下第三組J21底礫巖組延J侏第二組延T譚石上段潭J2長羅第一組T3長莊T3佛下T3莊群1統群3組組段組井田

14、地層自老至新有三疊系、侏羅系、白堊系、第三系、第四系。1、三疊系譚莊組）井田內揭露的最老地層，在石佛一帶出露較好，總厚約563.4m，常村井田鉆孔揭露的最大厚度為409m，其它鉆孔多小于100m。頂部以灰黑、灰黃、黃綠色泥巖為主，夾薄煤層多達15層，不可采，富含植物化石。厚約51.50m。中上部以灰白色、灰黃色和粉紅色長石石英砂巖為主，夾灰色泥巖、粉砂巖及薄煤層；粉砂巖和泥巖中含較多的植物化石。厚約387.50m。下部以黃色、粉紅色泥巖、長石石英砂巖為主，夾兩層中酸性火山噴出巖及薄煤線。厚約124.40m。本組植物化石主要有：拉契波斯基枝胲蕨Cladophlebisraoiborskiczei

15、ller、葛利普照枝脈蕨C.grabuianapan、纖細枝脈蕨C.graciissze、蔡耶貝爾瑙蕨Bernoulliazeillerpan、列克勒帶羊齒Taeniopterislecleixeiller、蟹形新蘆木NeocalmitesCarcinoidesHarris、卡勒萊新蘆木N.carrerei(zeiller)Halle、費爾干似木賊Eguisetitesferganensisseuard、多實擬丹尼蕨DanaeopsisfeeundaHalle、諾登斯基阿德丁菲羊齒ThinnfeldianordenskiloldiNathorst、陜西似托第蕨Toditesshsnsiensi

16、s(pan)等。本組頂面有一明顯的風化帶，風化深度最大7.81m，一般2m，為印支運動的證據之一，上覆地層義馬組與其呈角度不整合接觸。2、侏羅系J）中侏羅統義馬組Ji）：詳見含煤地層。2中侏羅統J2）：為一套紫紅色夾灰綠色雜色碎屑巖系。2東部以礫巖為主，夾紫紅、灰綠等粉砂巖和細砂巖。礫石成份以石英巖、石英砂巖為主。西部以紫紅色粉砂巖、泥巖為主，夾灰綠、綠灰色細砂巖、礫巖，礫石成份以石英巖為主，中下部紫紅色砂巖中偶含瓣鰓及骨骼化石。底部一般有一層礫巖或含礫砂巖，富含團塊狀黃鐵礦結核。在常村井田有個別鉆孔在頂面見有風化界面，厚89.65238.31m。與Ji平行不整合2接觸。侏羅系上統J）：為一套

17、巨厚的雜色粗礫巖。東部以石英巖、3石英砂巖為主，西部以石灰巖為主，底部夾紫紅色粉砂巖，含葉肢介化石等。厚58.50579.30m，與J3呈平行不整合接2觸。3、白堊系（K）為一套紅色碎屑巖系，不整合于老地層之上，分布在16線以西義馬煤田的核部，略呈盆形，地面僅有零星露頭。厚0269.98m。上段為雜色粗礫巖，以青灰色為主，夾紫紅色。礫石成份以巖漿巖礫巖為主，石英巖、石英砂巖、石灰巖次之。厚0185.60m。下段為雜色砂礫巖，夾礫巖，以肉紅色為主，其次有紫紅、青灰等色，具韻律層理和交錯層理，分選性差。主要成份為巖漿巖及石英砂巖，其次為石英、化長石等，泥質膠結。厚0110.40m。4、第三系(R)

18、為泥灰巖，角度不整合覆蓋于各老地層之上，略帶肉紅色，多以同生礫石為主，發育有蜂窩狀洞穴。局部地段底部為粗礫巖，礫石成份以石英砂巖、石英巖為主。厚027.25m。5、第四系(Q)頂部為土壤層，具針狀孔隙；上部為褐紅色粘土，局部為粉砂質含鈣質砂姜；中部為灰黃色砂質粘土及褐紅色粘土，含鈣質砂姜及湖泊相螺殼；底部礫石層以石英砂巖、石英巖、巖漿巖礫為主，局部為粘土礫卵石層。角度不整合覆蓋于各地層之上，厚026.00m。二、巖相組合特征：前已述及，中生代侏羅系義馬組為本區含煤沉積，煤系厚度較薄，最大厚度僅百余米，但卻賦存著厚巨厚煤層多層。含煤沉積發育在近東西方向的聚煤拗陷中，經過后期改造，僅保存在義馬向斜

19、之北翼，沉積厚度由北向南逐漸變薄，含煤層數合并并減少。義馬組地層沉積期的古地理環境為一東西向狹長的山間盆地，是典型的陸相含煤建造，躍進井田位于現存盆地的中東部，煤系下部由河流相構成，中上部則為湖泊相、湖濱三角州相、沼澤相。相結構隨煤層分叉到合并，由復雜到簡單。相旋回類型下部為河流湖泊型，中上部為湖泊型。其巖性、巖相及其沿走向、傾向的變化見圖1-4、圖1-5。SNA2703270227042701林*療圖1-4躍進礦27勘探線義馬組巖性巖相剖面圖W2-1煤2704200431023403湖泊相河床相河控三角洲相泥炭沼澤相E1-2煤2-1煤2-3煤圖1-5躍進礦義馬組走向巖性巖相剖面圖三、煤層形成

20、機理躍進井田含煤兩組，其分布特點是北部煤層分叉多，向南先后合并于2-1煤，其成煤次序由旋回結構可知，在義馬組沉積早期，聚煤盆地內河流發育，沉積了河床和河漫灘沉積物，在河流發展后期，在河漫灘相之上，廣布了沼澤與泥炭沼澤，為成煤創造了先決條件，由于泥炭堆積速度和地殼下降速度長期保持均衡，形成了厚巨厚煤層2-3煤層。2-3煤成煤后期，由于井田深部地殼下降速度加快，形成的凹陷被湖水淹沒，沉積了J黑色泥巖之湖泊相，直接覆于2-3煤之上，而井田北部K1地殼下降速度相對較慢，沉積了湖泊三角洲相，細粒砂巖為2-3煤之頂板。湖泊三角洲之細砂巖為第二、第三次成煤奠定了良好的環境，當利于沼澤、泥炭沼澤形成時，繼而形

21、成了2-2煤和2-1煤層。之后，地殼下降速度再次加快，2-1煤之上被湖水淹沒，沉積了J黑色泥巖與中深部的泥巖連成一片，全井田K1處于湖水之下，二煤組沉積至此結束。湖泊發展至后期階段，湖水逐漸變淺普遍沼澤化，但聚煤作用大為減弱，旋回厚度變小，僅形成了局部可采煤層，即一煤組，后因地殼上升，一煤組煤層部分遭受剝蝕，在井田平面分布上顯得殘缺不全。第三節礦井水文地質本區位于洛河支流南澗河流域，澠池義馬不對稱向斜的北翼，低山丘陵地貌，溝壑縱橫，沖溝發育。南澗河發源于陜縣觀音堂一帶，于洛陽興龍寨并入洛河，全長約104km，流域面積約576km2。據以往有關資料，該河最大流量約為1446.5m3/s，最小流量

22、0.5m3/s左右。1972、1982、1992、1994、1995年發生斷流，為一典型的山區河流，雨季流量大，旱季流量小，是山區行洪的主要河道。該河流自西而東橫穿躍進井田淺部，流經井田長度約4km,其流向自西向東與煤系地層走向基本一致，1982年在該區段測得最高洪水位為+429.19m。本區西北部由中低山構成二級分水嶺，標高+748+1463m。南澗河南岸有一近東西向高地構成的三級分水嶺，標高+520+670m，該分水嶺南北翼的地表水經發育密布的沖溝分別匯入洛河和南澗河。地表被厚度不等的黃土和紅色粘土所覆蓋。基巖露頭零星分布于山梁及沖溝中，不利于大氣降水滲透補給。一含水層1、第四系孔隙潛水含

23、水層本井田厚015.0m，巖性以礫、卵石為主，根據其成因可分成二類：一類以沖洪積為主的河床、河漫難相沉積，一般厚011.36m，分布于河床漫灘之中，以砂礫為主，礫石多為渾圓狀石英巖、石英砂巖及巖漿巖等，最大礫徑達0.4m，與南澗河水相溝通，接受南澗河補給較強，據千24號孔抽水試驗成果：q=0.301L/sm，K=3.76m/d，靜水位標高+442.10m，受南澗河水位影響較大，單井出水量為1020m3/h，富水性中等，水質為HCOCa型。另一類是以風化殘積卵礫層和坡積角礫層為3主的沉積，厚02.0m，以基巖風化殘積物為主，有時混雜粘土及砂姜。主要分布于南澗河的階地及井田南部丘陵地區，上覆黃土及

24、紅色粘土，與基巖風化帶構成同一含水層組，主要接受大氣降水和基巖下降泉水補給，水位隨季節變化0.132.51m,水質為HCO3-Ca型，水溫1315C。富水性較弱。2、第三系孔隙裂隙及巖溶潛水承壓含水層井田內厚0-21.25m,平均8.70m,呈條狀不連續分布，泥灰巖具同生角礫狀結構，蜂窩狀溶洞發育。礫石以石英巖、石英砂巖及石灰巖礫組成，多為鈣質膠結。水質為HCO-Ca型。據抽3水試驗成果：q=0.0434L/sm,K=1.097m/d，靜水位標高+477.98m，水溫1315C，水質HCOCa型，富水性弱。3本層在露頭處直接接受大氣降水補給，在第四系覆蓋區與第四系底部卵礫層水交替劇烈。3、白堊

25、系孔隙裂隙潛水承壓含水層厚0-269.98m，平均132.78m，井田內大面積發育。巖性上段以雜色粗礫巖為主，厚0-185.60m，平均75m，泥質基底式膠結，部分為鐵鈣質膠結，膠結松散，成分以圓次圓狀巖漿巖為主，礫徑1624mm;下段以肉紅色砂礫巖為主，鈣泥質膠結,成分以長石石英巖為主，一般粒徑310mm，具韻律及交錯層理，厚110.4m。該層分布于16線以西，略呈盆型不整合于侏羅系上統礫巖之上。在3406、3103、2701、2103號一線沉積較厚，向西側變薄，剝蝕邊界在3404、3308、3101、2905、2703、2601、2507、2003及1602孔以南。據延深勘探鉆孔簡易水文觀

26、測，該層循環液漏失量均小于5m3/h,富水性弱。水位隨地形起伏而變化，年變幅在0.40.6m之間，泉流量季節變化大，在0.2392.631L/S之間，水溫15C,水質為HCOCa型。本含水層主要靠零星露頭接受大氣降水3補給和上覆第三系泥灰巖、礫巖水的補給。4、侏羅系上統孔隙、裂隙承壓含水層本井田厚38.50-579.50m，平均372.12m,全井田分布，巖性以紫紅、青灰色為主的粗礫巖，鈣質膠結，礫徑3264mm，礫石成分東部以石英巖、石英砂巖為主，巖漿巖、石灰巖次之；西部以石灰巖為主，石英巖、石英砂巖及漿巖巖次之。呈次圓狀圓狀。據3201號孔涌水試驗成果：q=0.06260.178L/sm，

27、K=0.201.470m/d。靜水位標高+472.34+498.65m，水溫15.5C，水質為HCOCa型。鉆進中沖洗液消耗量一般為335m3/h，有26個層段漏失量超過泵量（15m3/h），淺部露頭區接受大氣降水直接補給，其次為深部第三系泥灰巖及礫巖水的越流補給，補給水源不充沛，富水性較弱。5、侏羅系中統厚層礫巖孔隙裂隙承壓含水層本井田厚13.30-154.38m,平均81.42m,巖性以中粗礫巖為主，礫巖成分為次圓狀圓狀的石英砂巖、石英巖、石灰巖，其分布呈東厚西薄、淺部厚、深部變薄的現象。礫徑3264mm,最大300mm;受沉積環境影響，在垂向上可分上下兩部分。上部礫巖層在井田內厚度變化大

28、,分布不穩定,據鄰區3402號付孔抽水試驗成果：q=0.0056L/sm,K=0.012m/d,靜水位標高+439.96m,水質為HCOCaMg型，水溫18C,富水性弱。3下部礫巖層分布相對穩定，厚1.90-75.4m,平均40.00m,東厚西薄。井田內有2601、2602、2703、2905和3002等孔,在本層鉆進時,沖洗液全部漏失。據鄰區3402主孔抽水試驗：q=0.00071L/s-m,K=0.0004m/d。靜水位標高+450.335m,水質為HCOK-Na型，水溫12C;中部則以粉砂巖、細砂3巖、泥巖組成一穩定隔水層。本層在零星露頭處承受大氣降水的直接補給和南澗河水經河漫補給,其次

29、為上統礫巖和本層上部礫巖水越流補給。6、侏羅系中統義馬組底礫巖孔隙裂隙承壓含水層厚0-46.4m,平均10.00m,本井田厚0.80-27.45m,平均8.69m，巖性為淺灰色鈣質膠結的礫砂巖及礫巖，分布不穩定,礫巖成分以石英巖、石英砂巖為主，礫徑1664mm,多呈次圓狀圓狀。在2029線沉積較厚，在30線及F斷層下盤沿斷層帶附近相變為含礫泥巖及粉砂巖。在33線16兩側礫巖成為2-3煤的直接底板。本層在礦井采過程中多處揭露而無水。據鄰區抽水試驗資料q=0.000219L/sm,k=0.00055m/d。靜水位標高+444.55m,水溫13。C,水質為HCOKNa型，富水性較弱，對礦井開拓3無威

30、脅。本含水層主要接受上覆的上、中統礫巖水經過斷層破碎帶越流補給。隔水層1、第四系隔水層本井田厚023m。由黃土、紅色粘土和砂質粘土組成，紅色粘土和砂質粘土中含有團塊狀砂姜。除基巖露頭外,區內廣布。黃土中含有白色淡水螺殼，多分布于丘陵的低洼處，覆蓋在紅色粘土之上，黃土柱狀節理發育，紅色粘土塑性強，隔水性能良好，阻隔大氣降水對基巖的直接補給。2、侏羅系中統中部隔水層：井田內厚30.94-109.35m,平均74.75m,由紫紅色粉砂巖、泥巖及細砂巖等組成，在自然狀態下，阻隔了本統上下礫巖層的水力聯系。3、侏羅系下統2-1煤層頂板泥巖隔水層：本井田厚5.00-43.55m，平均19.26m，灰黑色、

31、致密，具水平層理，局部夾粉砂巖薄層，井田內沉積穩定，僅在西部剝蝕變薄。當下伏煤層開采后，冒落帶的發育使該層失去隔水性。4、侏羅系中統義馬組2-3煤底板隔水層厚14m左右，由砂質泥巖、泥質砂巖組成。井田內分布不穩定。5、三疊系上統延長群隔水層根據區域資料，厚度大于1700m，井田內沒有鉆孔打穿該隔水層，僅1604孔在F斷層上盤揭露本層較厚，厚度大于16215.62m。巖性以粉砂巖、細砂巖、中粒砂巖互層為主，間夾深灰色泥巖，本群為侏羅系下部良好隔水層。由于F斷層的作用，16使得本井田煤系地層與對盤延長群隔水層對接，組成南部隔水邊界。區域地下水的補給、逕流和排泄條件各含水層在區內均有不同程度的出露，

32、承受大氣降水的直接補給，在沖溝中，含水層露頭還接受洪水期地表水的補給。在侏羅紀煤系中，上、中統礫巖含水層部分露頭上覆澗河河灘，長年接受澗河水的穩定補給，且沿傾向順層逕流，其中一部分排泄到礦井中。礦井生產觀察發現，采空區上方地表都存在不同程度的地表塌陷裂隙，承受大氣降水匯流補給。斷層的導水性根據實際揭露的斷層情況，F、F、F等斷層均有不同程2-42-72-8度的滴滲水現象，一般水量23ms/h，延續時間不久即干枯。說明這些斷層的導水性均較弱。F斷層由常村礦延深至本礦，據常村礦井下揭露，平行于F33斷層的派生裂隙成束狀產出，裂隙寬l4cm，互相貫通，一經采動影響，儲存于裂隙中的水會突然涌出開成突水

33、，常村礦一三采區兩翼工作面的數次突水事故即為F斷層引起。在F和F斷層338的交匯處，斷層帶的導水性可能會增強。F斷層的支斷層F、F位于淺部，井巷工程揭露后，雖然88-18-2滲水量不大，但水量穩定，說明有較穩定的補給水源。補給水源可能為南澗河水或基巖風化帶水。由此可以看出，斷層在本井田內是含水層水滲入井巷的主要通道。斷層的錯動破壞了巖層的連續性和完整性，使斷層破碎帶具有一定的含水能力和導水能力。礦井主要充水水源1、大氣降水當開采低洼處且埋藏較淺的煤層時，大氣降水往往是礦井涌水的主要水源。開采高于河谷處地表的煤層，它往往是唯一水源。大氣降水的滲入量的大小，與礦區的氣候、地形、巖性、構造等因素有關

34、，當其成為礦井涌水水源時，一般是有規律可尋的，具體體現在以下三個方面。（1）礦井涌水的程度與礦區降水大小、降水的性質、強度和延續時間有相應關系，降水量大和長時間降水對滲入有利，因此礦井涌水量亦大。（2）礦井涌水量隨氣候具有明顯的季節性變化，但涌水量高峰出現的時間則往往后延。（3）大氣降水滲入量隨開采深度增加而減少。即同一礦井不同的開采深度，降水對礦井涌水的影響相差很大。2、地表洪水該礦自1959年投產以來，至1982年前從未發生大的突水事故。1982年由于洪水經東井采空區潰入礦井造成重大淹井事故。3、該礦及相鄰礦老空水躍進礦北部、西部與千秋礦相鄰。千秋礦西二下山采空區位于躍進礦六采區上山方向，

35、19651988年間回采，2-1煤、2-3煤積水標高+229.5+320m,原積水量約55萬m3。經石河灘小窯及該礦的排水，預計仍有水量約30萬m3。該采空區與躍進礦的井田隔離煤柱約200m。在該采空區西側有新建聯辦礦，如果該小窯破壞井田隔離煤柱，將給礦井帶來嚴重災害。躍進礦東部與常村礦相鄰。常村礦西二下山采后積水約40萬m3,積水標高+40+310m,與躍進礦以F斷層為界，相8距約50m。該采空區西側有小窯香山礦和香峰礦，一旦小窯將兩礦采透,會將采空積水引入,給躍進礦造成威脅。第四節開采技術條件頂板條件井田內主要可采煤層為2-1煤層和2-3煤，在18線以東及井田深部兩層煤合并。合并區煤層仍稱

36、為2-1煤。1、2-1煤頂板偽頂多為薄層狀細砂巖，厚00.3m,般隨煤層的回采而冒落。局部為復合偽頂，厚0.81.2m,在井田的東部采區較為常見。直接頂板為灰黑色泥巖，厚5.0043.55/19.26m，全井田普遍發育，分布較穩定，且有自西向東變厚的趨勢。該泥巖成分均一，巖性致密，性脆，具水平層理，含FeS結核，構造裂隙不發2育。據1807、2703號孔及常村礦井下采樣試驗成果：該泥巖比重為25302760kg/m3,容重23402610kg/m3,抗壓強度為14044312Mpa,抗拉強度為49284Mpa。回采工作面均采用全部垮落法管理頂板。據開掘實際資料得知，直接頂板垮落步距為23m，端

37、面頂板允許暴露面積為34m2,允許暴露時間小于2小時。故該泥巖頂板應屬于I級頂板。老頂巖性為較堅硬的礫巖,厚度大。在泥巖偏薄的淺部,老頂初次來壓步距為2530m,二次來壓步距為2025m，為H級老頂；向深部和東部因泥巖厚度大于35倍采高，老頂來壓不明顯，為I級老頂。2、2-3煤頂板偽頂為炭質泥巖，粉砂巖，厚00.5m,隨采隨落。直接頂板多為粉砂巖、中細粒砂巖及泥巖，厚024.54/6.7m。其中砂巖多為泥質膠結，具緩波及楔形交錯層理，含植物化石及碎屑，構造裂隙不發育。據2703號孔及常村礦井下取樣試驗結果獲得的砂巖容重2600kg/m3,平均抗拉強度為137.2Mpa，平均抗壓強度為3714M

38、pa。泥巖容重為2392kg/m3，平均抗拉強度為98Mpa，平均抗壓強度為1450Mpa。因此，在泥巖地段屬I級頂板，隨采隨落，便于管理;在砂巖地段屬II級頂板，需人工放頂。底板條件2-3煤底板巖性較復雜，由泥巖、粉砂巖、中細砂巖等組成。總厚度o-40.85m，平均23.3m，自東向西逐漸變薄，至32線以西尖滅；2-3煤的直接底板巖性變化為礫巖、含礫粘土巖及砂質粘土巖。據1801、2703、3503號孔及常村礦井下取樣試驗：泥巖比重26202770kg/m3,容重23902550kg/m3,抗壓強度1813Mpa，抗拉強度106.2Mpa。2-1煤的底板即2-3煤的頂板，前邊已敘述。在礦井生

39、產過程中，經常發生巷道變形和底鼓等現象，尤其是當直接底板為泥巖、含礫泥巖時，由于其巖性松軟、見水易脹，底鼓問題就明顯的較為突出。瓦斯根據化驗指標和歷年測定數據，確定本礦為低瓦斯礦井，見表5-1。相對瓦斯涌出量一般在35m3/t左右，最高達7.87m3/t。表5-1躍進礦歷年瓦斯鑒定結果表相對瓦斯涌鑒定備年份出量m3/t結果注相對瓦斯涌鑒定備年份出量m3/t結果注CH82CH4CO219613.26低瓦斯19834.688.62低瓦斯1961.8低瓦1984.27.50低瓦24斯40斯1964.7低瓦1982.44.86低瓦38斯52斯1960.54.12低瓦1981.95.32低瓦48斯61斯

40、1962.914.3低瓦1983.23.04低瓦575斯77斯1964.113.3低瓦1985.09.65低瓦665斯81斯1961.83.60低瓦1985.715.1低瓦70斯968斯196未鑒1993.25.35低瓦8定09斯1963.410.3低瓦1991.43.00低瓦900斯13斯19700.915.44低瓦斯19923.227.61低瓦斯1972.54.10低瓦1993.36.68低瓦16斯34斯1972.96.00低瓦1992.26.04低瓦27斯49斯197未鑒1995.410.1低瓦3定526斯197未鑒1997.412.9低瓦4定622斯197未鑒1997.814.3低瓦5

41、定775斯1975.55.40低瓦199未鑒60斯8定1976.812.0低瓦1994.08.90低瓦700斯95斯1974.39.00低瓦2003.15.10低瓦80斯06斯1975.713.2低瓦2001.22.16低瓦930斯17斯1983.07.25低瓦2001.01.93低瓦08斯27斯1985.38.30低瓦2000.92.21低瓦10斯34斯1984.112.4低瓦2001.62.64低瓦255斯49斯井下實測資料表明，在斷層附近瓦斯相對涌出量變化大。2-1煤層和2-3煤層相對涌出量都有向深部增大的趨勢，但也有反常現象。在延深勘探區曾于18個鉆孔中采取2-1煤和2-3煤瓦斯樣25

42、個，沼氣含量0.031.35cm3/g,可燃質一般低于lcms/g;沼氣成份占0.2564.33%，屬瓦斯風化帶。在2-1煤和2-3煤的合并區中，沼氣含量明顯增大。綜上所述，本井田雖屬低瓦斯礦井，但在厚煤帶、井田深部及斷層附近，瓦斯含量均會增大，特別是三者兼有處。因此應嚴格執行煤礦安全規程的有關規定，并采取預防措施，防患于未然。煤塵本礦在1981年曾取煤樣委托原重慶煤炭研究所鑒定煤塵的爆炸性，獲得2-1煤的煤塵爆炸指數為8，2-3煤為47.14%。煤的自燃本井田在延深勘探階段利用煤芯樣進行煤的自然傾向性鑒定，其結果見表煤層名稱著火溫度著火溫度降低值TCC）煤的自然傾向性等級原樣氧化樣還原樣2-

43、1煤28626732861很易自然2-3煤31228032949很易自然二煤31226432864很易自然躍進礦煤炭自燃發火嚴重，自然發火期一般為13個月，最短20天。自然傾向性等級均屬1級，應采取預防措施為宜。根據義馬侏羅紀厚煤層綜采面自然火災的規律及防止措施的研究（王正木，1997年），隨著綜采面由一次采全高的煤層向特厚煤層轉移，自然發火將會更加頻繁，成為威脅綜采面安全生產的突出問題，且是推行放頂煤綜采的攔路虎。對綜采面煤層自然應以防為主，采取可靠措施，形成完整工藝，消除導致沒自然的原因，如黃泥或類似材料灌漿工藝，阻化劑防治煤層自燃工藝注氮預防煤自燃等。千秋礦曾于14022回采工作面開展了

44、成功的均壓滅火（南社平，竺光明，2000）。曾分析認為采空區漏風是造成自然發火的主要的原因，要改變漏風方向，使有害氣體向小煤窯方向流走，就必須增加工作面的絕對壓力。為此，在14022工作面進風巷打一道帶風門的木板墻，墻體上嵌入一臺局扇作為供風源，風門用作行人。同時，在工作面回風巷安設一調節風門，一提高工作面的絕對壓力，實踐證明，采取上述措施后，工作的有害氣體明顯下降，而且工作面采空區火源逐漸熄滅，從而是工作面生產實現正常推進。目前礦井已經建立了黃泥灌漿防滅火系統，灌注漿液水土比為3：15：1。多年的實踐證明，黃泥灌漿對防止煤層自然火災效果較好，但由注漿工藝技術措施和操作質量監控系統需要進一步完

45、善，不斷摸索更為有效的方法和經驗。（1）氮氣火火是處理綜采放頂煤工作面火災的最有效手段，由于頂煤厚近20m,插釬注膠到達不了最頂部的陰燃火點，而氮氣比空氣輕，可以向最頂部的陰燃火區擴散，降低頂煤中氧氣含量，隔絕與陰燃火點的接觸，從而抑制一氧化碳的生成，阻止陰燃火點的再次復燃。同時，隨著頂煤采空區氮氣壓力的進一步升高向頂煤采空區的漏風得到減弱，從而更進一步惰化火區，加速火區的熄滅。注膠滅火對處理綜采放頂煤工作面火災起到積極的輔助作用，由于膠體溶液很難達到頂煤中的最高處，滲透不到最高出的陰燃火點，滅火有其局限性，只能對頂煤中的底部位，采空區起輔助的滅火作用。綜合研究表明，預防性灌漿是本區最基本的防

46、滅火措施，成本最低，防滅火可靠，但需要另做工程，工藝操作麻煩，且有污染下順槽運輸系統的可能。壓注凝膠是處理局部高溫，堵漏的主要手段；壓注膠體泥漿是快速處理大冒頂空洞，直接滅火的有效途徑；均壓，噴灑阻化劑是延緩采空區遺煤自燃的補充措施，聚氨掂噴涂是工作面順利拆除支架可靠保證。注氨防滅火技術先進，工藝簡單，操作方便，工藝質量控制手段先進可靠，防滅火效果好，但設備，裝置價格昂貴，成本高。地溫本區共9個測溫孔，平均地溫梯度為1.481.92/1.78/100m，較一般沉積巖層的地溫梯度偏低，屬地溫正常區。經曲線校正，井底溫度在27.432.8t之間，2-1煤底板溫度在26.031.5t之間。2005號

47、孔，2-1煤底深935.31m，對應標高-376.40m，底板溫度為31.5t，該處進入一級熱害區。煤層賦存隨深度的增加，底板溫度生高，見表5-2。表5-2地溫隨深度變化鉆孔測定結果一覽表孔號20012002200320042-1煤底深（m）576.75659.32761.09935.31底板標咼（m）-16.02-115.3-217.5-376.4085溫度（t）24.4026.028.431.5礦井主要充水水源大氣降水當開采低洼處且埋藏較淺的煤層時，大氣降水往往是礦井涌水的主要水源。開采高于河谷處地表的煤層，它往往是唯一水源。大氣降水的滲入量的大小，與礦區的氣候、地形、巖性、構造等般是有規

48、律可尋的，具因素有關，當其成為礦井涌水水源時體體現在以下三個方面。（1）礦井涌水的程度與礦區降水大小、降水的性質、強度和延續時間有相應關系，降水量大和長時間降水對滲入有利，因此礦井涌水量亦大。（2）礦井涌水量隨氣候具有明顯的季節性變化，但涌水量高峰出現的時間則往往后延。（3）大氣降水滲入量隨開采深度增加而減少。即同一礦井不同的開采深度，降水對礦井涌水的影響相差很大。地表洪水該礦自1959年投產以來，至1982年前從未發生大的突水事故。1982年由于洪水經東井采空區潰入礦井造成重大淹井事故。該礦及相鄰礦老空水躍進礦北部、西部與千秋礦相鄰。千秋礦西二下山采空區位于躍進礦六采區上山方向，196519

49、88年間回采，2-1煤、2-3煤積水標高+229.5+320m,原積水量約55萬m3。經石河灘小窯及該礦的排水，預計仍有水量約30萬m3。該采空區與躍進礦的井田隔離煤柱約200m。在該采空區西側有新建聯辦礦，如果該小窯破壞井田隔離煤柱，將給礦井帶來嚴重災害。躍進礦東部與常村礦相鄰。常村礦西二下山采后積水約40萬叫積水標高+40+310與躍進礦以F8斷層為界，相距約50m。該采空區西側有小窯香山礦和香峰礦，一旦小窯將兩礦采透，會將采空積水引入，給躍進礦造成威脅。第五節礦井儲量計算計算方法由于井田內各煤層構造較簡單，地層產狀平緩，均屬中厚以上煤層，據此我們認為采用地質塊段法計算各煤層儲量較為適宜：

50、先按儲量級別劃分各級塊段，按順序編號，再用求積儀測定各塊段面積，求出塊段的平均煤厚和平均傾角，計算各塊段的儲量，然后相加。計算公式如下：Q=SXmXDQ計算塊段的儲量；S塊段的面積；m塊段的平均煤厚；D煤的容重。有關參數的確定煤層傾角大于15時采用真厚和斜面積計算，小于15時采用偽厚和水平投影面積計算，采用內插法圈出不可采范圍和可采邊界。對于小于0.05m的夾矸，不予剔除，與煤層合并計算采用厚度。煤層中夾矸的單層厚度等于或大于0.8m時，但其夾矸僅見于個別煤層部位，不予分層計算，二水平2-3煤在此條件基礎上，僅分別標出2-13、2-32、2-33的可采厚度、底標及可采邊界。容重依據本礦井實測及

51、鉆孔資料，2-1煤采用1.35，2-3煤采用1.4。儲量計算結果依據上述原則和方法，本報告重新計算礦井儲量計算結果為：地質儲量12970萬噸，工業儲量11276萬噸，可采儲量6215.5萬噸（見表6-1、2）。表6-1躍進煤礦煤層儲量匯總表單位:萬噸煤層名水平儲量級別稱A+B一水二水總計A/(A(A+B)/(A+B+2-1煤2-3煤合計2-1煤2-3煤合計563.119175892.892.2642151243.1458.1938.501.42439.3898.778.243321283501.333654246.409.655.2801274074731025.2843.3869.5633.

52、四邊形7406.11276+B)(%)71.548.954.631.526.840.4A+B+C)(%)7685.683.150.228.34558.0169169169礦井服務年限改擴建后生產能力為120萬噸/年，本次計算礦井工業儲11276萬噸，可采儲量6215.5萬噸。我們用下式預計了礦井服務年限：T=徐AK式中：T礦井預計服務年限；Z礦井可采儲量，取Z=6215.5萬噸；KKA礦井設計年產量，取A=120萬噸/年;K儲量備用系數，取k=1.4。計算礦井服務年限為37年。第二章采區地質情況第一節采區位置該采區位于躍進礦二水平，開采二1煤煤層，采區25煤層露頭線，南與西至井田邊界，東和2-

53、3采取相鄰，北與2-0采區相鄰。采區走向長2000米，傾斜長1000米，煤層走向為N80E，煤層平均厚度為4m,傾角為10,容重1.4t/m3。采區瓦斯絕對涌出量2m3/t（掘）及12m3/t（采），正常涌水量2ms/h,煤層自然發火期為6個月，煤塵有爆炸性，煤質堅硬。該采區內開采煤層底板標高為-100米-220米，開采深度為250米320米，地層基本形態為一簡單的單斜構造，產狀平緩，走向近東西，傾向南，地層傾角度為11左右。第二節地質構造本采區根據勘探和鄰近采區揭露的資料顯示構造尚屬簡單。第三節煤層頂底板性質偽頂為啥質泥巖，厚0.2m左右，局部夾石英砂巖，堅硬；直接頂為泥巖，厚16m左右，灰

54、色塊狀易破碎，工作面切眼上半部頂板不完整，局部裂隙和節理發育；老頂以細砂巖為主，屬弱含水層；局部裂隙發育時，為強含水層；直接底為砂頁巖，淺灰色，致密堅硬。第五節采區的瓦斯煤塵及其他情況瓦斯：相對涌出量小于12m3/t,工作面上隅角CH4濃度會相對增大，應安設抽放風機。煤塵：有爆炸性，指數8，應注意綜合防塵。煤的自燃：易自燃，發火期為6個月左右，應加強防滅火管理。地溫：系正常區，無熱害第三章采區儲量與生產能力第一節采區儲量采區儲量可分為采區的工業儲量及可采儲量由于采區范圍內無較大的構造，煤層埋藏穩定，其計算式為：Zg=h其中：h煤層厚度m,取4;A采區煤層面積，m2r煤體容重，t/m3,取1.4

55、故工業儲量Zg=4*2000000*1.4=11200*108（噸）可采儲量指能利用儲量中可以采出的那一部分儲量。其計算式為;Z=（Zg-p）*C其中：Z可采儲量，萬tZg工業儲量，萬t;P煤住損失，萬tC采出率。國家對采區采出率做出了如下規定：薄煤層的采出率不低于85%;中厚煤層不低于80%;厚煤層不低于75%。故Z=（1120-11.6）*75%=831.3萬t儲量計算表煤層地質儲量（萬噸）可采儲量（萬噸）可利用地質儲量永久煤柱合計二2112011.61108.4831.3備注第二節采區生產能力帶區設計年工作日330天，每天三班作業，三班生產。采區生產設計一個采煤隊。回采工作面生產能力的確

56、定a、回采工作面日生產能力A=LXhXbXrXKXK112=180X4X5.4X1.4X0.95X0.8=4136.8(t)式中A日生產能力，噸L工作面長度，mb工作面推進度，mh工作面平均采高，m煤的容重，取1.4/m3K工作面回采率，取95%K正規循環率，取80%2b、掘進出煤量掘進出煤量一般為采面出煤量的5%，故掘進出煤量為A=4136.8X5%=206.8(噸)2故采區日出煤量為：4136.8+206.8=4343.6(噸)c、生產能力確定采區設計年生產能力為A=(A+A)XD12=4343.6X330=1433388(t)式中A帶區生產能力，噸D年生產日數，取330天根據以上計算采區

57、生產能力為150萬噸。第三節采區服務年限采區的生產能力要求與采區的儲量相適應，使采區具有合理的服務年限。按照掘進先行、以掘保采、采掘并舉的原則，避免開采強度過大，確保帶區正常生產接替。帶區生產能力與服務年限有如下關系：T=ZC/A式中：Z采區可采儲量T采區設計服務年限A采區設計生產能力C采區采出率T=11O8.4XO.75/15O=5.5a第四章采區方案設計第一節采煤方法的選擇本礦的煤層賦存條件簡單穩定，地質特征簡單，參照附近礦井的實際經驗，并遵循以下原則：（1）煤炭資源損失少，采用正規采煤方法；（2）安全勞動條件好；（3）盡可能采用機械化采煤，達到工作面高產高效；（4）材料消耗少，生產成本低

58、；（5）便于生產管理。主采煤層煤層傾角為I0度，欲采用走向長壁采煤法，煤層結構簡單，賦存穩定，主采煤層平均厚度4m,因此可以考慮采用分層綜采和大采高一次采全厚綜合機械化采煤工藝。下面對兩者進行比較。1）分層綜合機械化采煤工藝的特點優點：分層綜采是我國使用成熟的一種采煤工藝，采煤設備配套，類型齊全，性能完好，操作方便，管理簡單；液壓支架及配套的采煤機設備體積小，輕便，回采工作面搬家到面方便；采高一般為2.0-3.5m，回采工作面煤壁增壓區小，煤壁穩定，生產環節良好；回采工作面回收率高，煤炭含矸率低，一般不大于1.5%，且相對綜放開采煤塵濃度低；頂板易管理，工作面巷道維護難度小，上分層跟頂掘進，回

59、采。下分層跟再生頂板掘進、回采，頂板（煤）冒漏，自燃等問題較少。f.B.缺點:工作面單產低，單產提高困難；開采投入高，上、下分層開采，人工鋪網，勞動強度大，鋪網費用高，煤巷掘進工程量大，回采工作面搬家次數多，搬家費用高；區段分層周期長，多次啟閉，自燃發火頻繁；下分層開采需要留內錯式隔離煤柱，因而采區回采率降低；加劇接續緊張的矛盾，這是由于需要等待再生頂板的生成；生產區域大，影響不同煤系的開采，相對不能合理集中生產，也影響地面建設的合理進行。C.適用條件煤層頂板不是十分堅硬，直接頂具有一定厚度的煤層。2）大采高一次采全厚綜合機械化采煤工藝的特點A.優點：工作面產量和效率大幅度提高；回采巷道的掘進

60、量比分層減少了一半，并減少了假頂的鋪設；工作面搬遷的次數減少，比分層開采減少一半以上，節省搬遷費用，增加了生產時間；缺點：煤壁片幫甚至架前漏頂較為嚴重，控制片幫是大采高采煤工藝的關鍵性技術問題；支架防倒防滑工作顯得尤為重要端頭支護和超前支護比分層開采更為重要。使用條件：一般適用于地質構造簡單、煤層厚度3.55m、賦存穩重、傾角小于12和頂板較穩定的煤層。主采煤層平均厚度為4m,煤自燃期較長，從以上分析可以看出大采高一次采全厚采煤工藝優點更加突出。其不利方面可采取一定的技術加以解決。（1）控制片幫的措施一般有以下幾點：加快工作面推進速度；用快硬膨脹水泥尼龍繩等錨桿加固煤壁；提高液壓支架的初撐力，