井巷工程毕业设计(3)

河南理工大学本科毕业设计 第一章 井田概况

1.2.2 煤层及煤质

（一） 煤层

本井田含煤地层分属上石系太原组、二叠系山西组和上、下石盒子组，自上而下划分为丙煤段、丁煤段、戊煤上中下煤段、己煤段、庚煤段七个煤段。其中可采煤层为己16-17、戊8、戊9-10。丁5-6、丁4和庚20煤层为局部可采煤层。下边主要叙述该采区的主要开采煤层——己组煤层中的己16-17煤层。

己

16-17

煤层：位于山西组己煤段下部，俗称大煤，下距太原群1.94m～

10.98m，平均8.64m，上距砂锅窑砂岩34.90m～54.42m，平均51.26m，直接顶板为泥岩、砂质泥岩或细砂岩，底板为泥岩或砂质泥岩。煤层最大厚度值22.17m，最小值为0m，平均值4.86m。变化幅度在3.02m～6.50m之间的见煤点占全部穿过层位的见煤点52％，煤厚在1.30m～6.50m之间的见煤点占全部穿过层位的见煤点的73％。东部和西邻有冲刷现象，中部出现一局部煤层厚度变薄带。区内煤层倾角变化较大，中部较缓，一般为4?~15?，东北部较陡，倾角约为25?~43?，褶曲较为发育，煤层总体走向东西，倾向北。从上述分析可看出，煤层厚度变化幅度不大，煤层是稳定的。至于个别煤层特厚点，像10-29孔煤厚22.17m，显然是F3断层引起的局部煤层变厚所致。煤层结构简单，仅少部分钻孔含有夹矸，夹矸最多有2层，一般为1层。变异系数r＝62.36％，可采性指数k=96.30%，属较稳定型普遍可采煤层。煤层柱状图如1-2所示。

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河南理工大学本科毕业设计 第一章 井田概况

平 煤 集 团 朝 川 矿 一 井己 - 采 区 煤 岩 层 柱 状 图地层代号累 计 厚 度(m)534.14层柱 状 1：200厚(m)3.4岩岩 性 描 述 性砂质泥岩灰色泥质成分，上部为泥岩。中砂岩558.14559.3424.01.2泥 岩 灰白色，中粒结构，主要成分为石英，长石，次为灰色矿物，层理发育，层面富含云母片和炭质，含黄铁矿结核，泥硅质胶结，分选性和滚圆度较好，坚硬。深灰色，泥质成分，较致密，夹砂质泥岩和细砂岩，含植物化石。 灰白色，中粒结构，成分以石英长石为主，含少许深色矿物，层理发育较好，层面富含云母和炭质，中间夹薄层泥岩，下部含黄铁矿结核较多，硅质胶结，坚硬。中粒砂岩568.749.4泥 岩二574.74574.946.00.22.3深灰色泥质成分，含炭质高。煤砂质泥岩 583.24叠 黑色粉沫状，夹细粒砂岩，有时为炭质泥岩。深白色，泥质成分。己16-17 顶部黑褐色鳞片状半暗；中下部黑色粉沫状，含灰份高半亮；底部0.1-0.3米，块状坚硬，充填大量方解石细脉，夹黄铁矿结核。 系588.514.19砂质泥岩593.114.6细砂岩597.514.4黑色泥质成分，含黄铁矿结核和植物化石碎片，下部局部为炭质泥岩及泥岩。细粒灰色，以石英石成分为主，含云母。石灰岩602.515.00.71.172.50.34.00.352.35庚20泥 岩 青灰色，含有泥质成分裂隙发育充填方解石脉含少许纺虫化石，中部以遂石为主，致密，坚硬，下部含遂石较少，裂隙中充填大量方解石脉，下部含纺虫化石。黑色粉沫状。 灰黑色，泥质成分，富含植物化石碎片。石603.21604.38606.88石灰岩 灰黑色，含少许泥质和炭质，裂隙中充填大量方解石脉，含有纺虫化石。炭质泥岩粉砂岩煤砂质泥岩黑色，泥质成分含碳质高。灰色顶0.1米为泥岩。黑色粉沫状，局部变的碳质泥岩。灰褐色泥质成份，含砂质高。炭607.18c611.18611.53613.88系粉砂岩616.98620.183.13.2砂质泥岩灰黑色，水平层里发育。 灰色，碳酸钙含量较高，滴酸起泡剧烈，薄层状，微晶结构，夹大量深泥岩灰色条带，成微波状层里。 灰色，局部含较多的植物根部化石，黄铁矿结核及细粒。顶部含少量动物化石，局部水平层里发育。寒武系石灰岩622.682.5c平 煤 集 团 朝 川 矿 一 井己 一 采 区 煤 岩 柱 状 图指导老师韩宪军制表人员王志敏制表日期

图1-2 煤层柱状图

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（二）煤质

己

16-17

煤呈黑色粉状，组织疏松易污手、脆度大，工业分析特征指标详见

表1-3。

表1-3可采煤层煤质特征表

煤层

水分M (%) 己

16-17

灰分Ad (%)

挥发分V (%)

全硫分S (%)

磷分P (%)

发热量Q (mJ/kg)

胶结层指数Y (mm)

煤种

＜1 14.26 24.18 1.32 0.01 31.19 20 1/3焦煤

1.2.3 水文地质

（一） 区域水文地质

朝川矿一井属三里寨井田，由于受李寨正断层、刘洼正断层、上石灰窑正断层主干断裂构造的控制，矿区被切割为一三角形的弧形单斜构造，依次分布着寒武系，石炭系、二叠系、三叠系地层，北侧的刘洼弧形正断层，落差千余米，倾向北，使下盘的寒武系灰岩与上盘的三叠系地层对接，形成北部的阻水边界，西南部的上石灰窑正断层与东南部的李寨正断层，落差均在500m以上，使下盘的寒武系石灰岩与上盘的二叠系或第三，第四系地层对接，形成西南与东南的阻水边界，致使整个矿区属基本封闭的水文地质单元。（见朝川矿水文地质单元及边界示意图1-3）

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刘洼正断层二1-1500黑龙庙井田FF岩溶水F牛庄井田朝川一井二1煤等埋深线断 层三里砦井田朝川二井F张村井田朝川三井补二1煤露头线蜈绍窝矿F给区李寨正断层

（二） 基本特征

朝川矿一井水害主要有底板灰岩承压水、地表水、断层水、顶板砂岩裂隙水。对己组开采影响较大的己组煤底部石炭系太原组，主要有7～8层灰岩，总厚1.73m～27.00m，平均12.32m。本层上距己

16-17煤层

图1-3朝川矿区水文地质单元及边界示意图 0m-17.2m，平均厚

8.37m，属底板直接充水含水层，其充水水源主要来自寒武纪灰岩与白云岩强含水层，两含水层间承压水通过断层和裂隙构成统一的富水水体，从而对己16-17煤层的开采造成一定的水害威胁。 （三） 涌水量预测及依据 1近五年来涌水量统计见下表。

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河南理工大学本科毕业设计 第一章 井田概况

表1-4矿井历年涌水量汇总表（m3/h）

项 目

最大值 最小值

井

平均值

865.04

1164.8

1345.0

1062.9

1125.5

2005年 1057.4 742.8

2006年 1881.8 382.4

2007年 1996.0 1027.9

2008年 1468.3 545.0

2009年 1495.7 922.1

一

2、涌水量预计

利用比拟法：涌水量计算公式采用Q=Q0AHA0H0； 其中，Q0为矿井上部历年平均涌水量923m3/h；

A0为矿井上部开采面积4760000m2； H0为水位降深420m（原始水位+180m）；

A为己一下山设计开采面积3502500m2；

； H为设计水位降深550m（目前水位-240m，设计最低标高-790m）根据以上公式及数据计算Q＝889.4m3/h（其中顶板砂岩淋水量为73.28m3/h）。

朝川矿一井己一下山采区涌水量预测结果为：正常涌水量980m3/h，最大涌水量1960m3/h。因此，该井定为―水文地质复杂‖类型。

1.2.4开采技术条件

(一) 可采煤层顶底板岩性

己16-17煤层顶板伪顶炭质泥岩厚度0.01m-0.25m，平均0.15m局部较厚；直接顶己

16-17

煤层在井田内钻孔揭露是以大占砂岩为其直接顶板。砂岩厚度

1.72m-5.3m，平均2.3m，基本顶4.8m-12m平均6.0m。据生产矿井实践表明，凡是以该砂岩为直接顶板者，顶板静压力稳定，易于支护和管理。直接底砂质泥岩，厚度3.8m-6.4m，平均4.6m；基本底细砂岩厚度1.8m-5.7m，平均4.4m，局部为泥岩。

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