采矿工程毕业设计（论文）-平煤十一矿1.5Mta新井设计[2]【全套图纸】 .doc

键入文字一般部分71 矿区概述及井田地质特征71.1矿区概述71.1.1地形71.1.2气候71.1.3水文91.1.4地震101.1.5区域经济概况111.2井田地质特征111.2.1地层111.2.2水文地质特征151.3煤层特征191.3.1煤层191.3.2煤质221.3.3煤层开采技术条件242 井田境界与储量272.1 井田境界272.2 矿井工业储量272.3矿井地质储量282.3.1储量计算基础282.3.2矿井地质储量计算282.3.3矿井工业储量计算292.4 矿井可采储量302.4.1井田边界保护煤柱302.4.2工业广场保护煤柱302.4.3断层保护煤柱312.4.4风井保护煤柱322.4.5大巷保护煤柱322.4.6矿井可采储量323 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限333.1矿井工作制度333.2矿井设计生产能力及服务年限333.2.1确定依据333.2.2矿井设计生产能力333.2.3矿井服务年限333.2.4井型校核344井田开拓354.1 井田开拓的基本问题354.1.1确定井筒形式、位置、数目354.1.1 开采水平的确定及采区划分374.1.2开拓方案的提出374.2开拓方案比较384.2.1技术比较384.2.2经济比较384.2.2方案二、四的详细经济比较404.3矿井的基本巷道424.3.1 井筒424.3.2主要开拓巷道424.3.3 井底车场及硐室424.4.4 验算井底车场空重车线长度445 准备方式-采区巷道布置525.1煤层的地质特征525.1.1采区位置及范围535.2采区巷道布置及生产系统535.2.1采区走向长度的确定535.2.2确定采区巷道布置535.2.3 采区巷道布置参数确定535.2.4煤柱尺寸的确定535.2.5采区上山布置545.2.6区段平巷的布置545.2.7煤层开采顺序和采区接替顺序545.2.8采区工作面通风、运输以及其它系统545.2.9采区内各种巷道的掘进方法545.2.10采区生产能力565.2.11采区采出率575.3采区车场选型575.3.1采区上部车场选型575.3.2采区中部车场选型585.3.3采区下部车场选型585.3.4采区主要硐室的布置596 采煤方法606.1采煤工艺方式606.1.1确定采煤工艺方式606.1.2机械化程度616.1.3工作面长度的确定626.1.4工作面落煤、装煤方式及落煤、装煤机械626.1.5 工作面运煤方式及运煤机械636.1.6工作面支护方式及支架选型646.1.8采煤工艺686.1.9回采工作面吨煤成本696.1.10工作面劳动组织和作业循环图表716.1.11采煤方法和回采工艺的分析和论证726.2回采巷道布置766.2.1采区巷道布置766.2.2 回采巷道断面选择及其掘进方式767 井下运输787.1概述787.1.1矿井设计生产能力及工作制度787.1.2运输系统787.2采区运输设备的选择797.2.1设备选型原则：797.2.2采区运煤设备选型及能力验算797.2.3采区辅助运输设备选型827.3 大巷运输设备选择857.3.1大巷运输设备的选择857.3.2运输大巷设备运输能力验算868 矿井提升888.1概述888.2主副井提升888.2.1主井提升设备选型888.2.2副井设备选型899 矿井通风及安全技术929.1通风方式选择929.1.1矿井通风系统和通风方式929.1.3采区通风概述969.1.4采区上山通风系统969.1.5工作面通风979.1.6 矿井通风容易和困难时期的通风立体图及网络图989.1.7 采区通风设施1059.2 采区及全矿所需风量1059.2.1采煤工作面所需风量的计算1059.2.2掘进通风1079.2.3掘进通风方法1089.2.4矿井实际总需风量1099.2.5矿井风量的分配1109.2.6风速验算1119.3全矿通风总阻力的计算1129.3.1确定矿井通风容易时期和困难时期1129.3.2矿井通风阻力计算的方法1129.3.3矿井总等积孔1159.4通风机选型1169.4.1选择风机的基本原则及技术资料1169.4.2矿井自然风压1169.4.3通风机风压1179.4.4风机风量及风机选型1189.4.5 电动机的选择1189.4.6对矿井主要通风设备的要求1199.5矿井灾害防治措施1209.5.1瓦斯管理措施1209.5.2煤尘的防治1209.5.3防火1219.5.4防水12110 设计矿井基本技术经济指标123参考文献124专题部份125煤矿采空区充填选择及可行性研究125摘要1251 概述1251.1采空区充填选择的背景及必要性1252 岩层移动及地表沉陷的控制方法1262.1 覆岩离层带注浆充填技术1262.2 充填开采1262.3 部分开采1263 充填方法的应用研究1273.1点柱式膏体充填1273.1.1 采掘东西向煤巷。沟通工作面平巷，铺设充填管道1273.1.2 “采一封一充”协调作业，形成膏体充填体与煤柱混合条带支撑体1273.1.3 开采残留煤柱，形成膏体充填体和保护煤柱共存的点柱式支撑结构1283.2 煤矸石与粉煤灰综合充填采矿技术1283.2.1充填材料的物理化学组成1283.2.2 输运系统工作原理1293.2.3实验结果与分析1293.2.4 输送过程中常见问题及对策1313.3覆岩离层注浆充填1313.3.1 工作面地质采矿与注浆概况1313.3.2地表减沉效果的观测1313.3.3 覆岩破坏形态的连续观测1323.4 快速复原式充填开采防治水技术1363.4.1底板的赋存及水文地质特征1363.4.2 底板阻水能力计算1373.4.3充填工作面采煤方法及工艺1373.4.4 充填施工工艺1383.5 花管注浆1383.5.1全充填压力注浆的机理和要求1393.5.2 浆液正循环花管注浆与裸孔注浆对比1393.5.3 浆液正循环花管注浆方案1403.5.4 应用实例证明浆液正循环花管注浆法能保证治理质量1403.5.5 钻探物探检查证明浆液正循环花管注浆法能保证治理质量1414 充填法选择的可行性分析1414.1 点柱式充填方法的可行性分析1414.1.1 地表沉陷控制效果分析1414.1.2 点柱式膏体充填采煤法优越性分析1424.1.3 工程模拟预计分析1424.1.4 点柱式膏体充填采煤法存在问题1434.2 充填开采与煤矿安全的关系1434.2.1 充填开采工艺应用概况1434.2.2 充填开采对安全生产的影响分析1435 参考文献145翻译部分147中文译文154在王庄煤矿进行小煤柱保护巷道稳定性研究154摘要1541.简介1542 .决定采用窄煤柱的原因1543.理论性的结果分析和数值模拟1584. 深井采空区侧入口的技术支持1585.结论158参考文献158致 谢160一般部分1 矿区概述及井田地质特征全套图纸，加1538937061.1矿区概述十一矿位于平顶山市区西北13km处，行政区划属平顶山市湛河区和宝丰县共同管辖。矿井地理坐标为东经1138261131115,北纬334730335120。依据中华人民共和国国土资源部颁发采矿许可证（证号：1000000140056）划定区域范围，井田范围由136个拐点坐标圈定（其中扣除67点圈定的富达煤矿、杨官营六矿、连庄三矿、杨官营三矿、杨官营二矿、连庄二矿1、连庄二矿2、薛庄镇三矿、香山阳煤矿西井、薛庄一矿、连庄煤矿、香山阳煤矿、王庄煤矿、周庄镇第三煤矿等小煤矿范围），矿井采矿证范围内最大面积为16.68 km2。井田范围内各煤层边界拐点坐标详见图1.1。法定开采煤层六（丙）组煤、五（丁）组煤、四（戊）组煤、二（己）组煤。1.1.1地形平顶山矿区处于伏牛山东端与华北大平原西南缘的交接部位，地势西高东低，西部为低山丘陵，东部过度为冲积平原。十一矿井田位于平顶山矿区的西南缘，属剥蚀残余丘陵地貌单元。井田北部为三叠系刘家沟组组成的红石山、蜘蛛山、香山、莲花盆等丘陵山体，山体呈北西南东向展布，山脊标高+227.3+320.4m；山体南坡为褶裙状坡洪积层及二叠系平顶山砂岩组成的艾山，弹花锤等剥蚀残丘，标高+245.6+130.0m；南北向冲沟较为发育，沟深2.03.5m。井田南缘为寒武系灰岩组成呈北西南东向展布的剥蚀残丘(青石山)和垄岗，标高+110+176.1m；井田南中部为剥蚀残丘，垄岗与坡洪积层之间由冲洪积层组成的北西南东向槽形谷地，标高+110.0+140.0m，地势较平坦，谷地最高处位于55勘探线附近，东西两侧逐渐变低。1.1.2气候本区属南暖温带季风区半干旱大陆气候。据平顶山气象站历年降雨量观测资料，年平均(43年)为732.8mm，年最大降雨量1322.6mm(1964年)，年最小降雨量373.9mm(1966年)。雨量多集中69月份，约占全年降雨量的38.42；其中月最大降雨量可达379.2mm(1995年7月)，日最大降雨可达234.4mm(1958年6月30日)。另据平顶山气象站历年观测资料，年平均(26年平均)气温14.9，冬季寒冷多西北风和东北风，西北风风速最大可达24.0m/s，元月份气温最低，平均为1.0，极端最低气温为-18.8(1955年1月30日)，最大冻土深度14.0cm(1977年1月30日)，最大积雪深度22.0cm(1954年11月26日)；夏季炎热多东北风和东风，东北风风速最大可达24.0m/s，七月封气温最高，平均为27.7，极端最高气温为42.6(1966年7月19日)，年平均气压100560pa，极端最高气压103990pa(1970年1月4日)，极端最低气压97890 pa毫巴(1956年8月3日)；年平均蒸发量1880.4mm，年最高蒸发量2825.0mm(1959年)，年最低蒸发量1490.5mm(1964年)。图1.1 平顶山十一矿交通位置1.1.3水文该区河流属淮河水系，较大河流有沙河和汝河，发源于伏牛山东麓。自西向东分别流经平顶山矿区的南部和北部，其中沙河位于十一矿井田以南5.8km，汝河在井口以北12.5km，沙河与汝河在平顶山矿区东部马湾附近汇合后称沙汝河。沙河、汝河流经平原处，由于河床坡度减缓，河床变浅，汛期容易泛滥成灾，据历年沙河、汝河水文观测站资料，其流量随季节性变化明显，汛期为69月份占全年迳流量的6471，枯水期为头年12月至来年2月，占全年迳流量的2.34.6(见表1.1)。除沙河汝河外，本区还有两条主要小河，即湛河和清肠河，但均在十一矿井田范围以外。湛河(又名乌江河)是沙河主要支流之一，位于沙河以北，其上游在十一矿井口以南约2km，其间有青石山丘陵垄岗作为分水岭与井田相隔，中下游流经平顶山矿区南缘，在矿区东部张庄附近汇入沙河。在沙河上拦河建库的白龟山水库之北干渠和西干渠未与湛河沟通之前，湛河流量随季节性变化，其流量为0.9967.3m3/s，洪水期河水可溢出两岸淹没农田，在中游诸葛庙大营一带洪水位标高为+87.57m(1953年)。表1.1 历年沙河、汝河水文要素河流名称测站年 迳 流 量汛 期(69月)枯水期(122月)流 量(m/s)最高水位标高（m）最大最小多年平均迳流量(亿m3)占全年(%)迳流量(亿m3)占全年(%)最大最小平均沙河昭平台12.77(1964)0.957(1966)5.9724.240710.2972.319.94白龟山22.95(1964)1.497(1966)9.5056.730710.5972.652900.830.14106.21汝河襄县29.90(1964)1.979(1966)10.5746.396641.0544.630400.833.5379.73沙汝河马湾65.65(1964)3.619(1966)22.00514.340651.6562.569.7866.66清肠河位于十一矿井口以北约8km，其间有红石山、香山作为分水岭与井田相隔，是汝河的主要支流之一，流向北东，在士庄街附近汇入汝河，其流量一般不大，但遇雨季洪水暴发，亦可淹没两岸农田。白龟山水库位于十一矿井口以南5.8km，是区内最大的地表水体之一，拦河大坝标高+109.0m，总库容7.5亿m3，设计千年一遇洪水位+107.0m，其库容6.49亿m3，建库以来实见最高洪水位+103.0m（1975年8月8日），库容5.73亿m3。拦河大坝设有7孔泄洪闸，最大泄洪能力为6450m3/s，1975年8月8日泄水量为3660 m3/s。在水库北侧人工开挖的北干渠和西干渠与湛河沟通，用于调节水量，当洪水期或灌溉季节开闸放水分洪或农田灌溉，调节库容为3.21亿m3，（兴利水位+103.0m）。北干渠历年开闸放水最大流量167.0 m3/s，年平均流量1.656.58 m3/s，年迳流量0.5212.15亿m3；西干渠（珠砂洞附近）历年开闸放水最大流量4.11亿m3，年平均流量0.311.05 m3/s，年迳流量0.09650.344亿m3。需要指出的是：十一矿井田范围内无天然河流和水库，仅在井田北部有一些南北向季节性水流冲沟，地表排泄条件良好；在井田南部，沿寒武系露头北侧有一条排水沟，矿井排水及雨季地表水沿排水沟由西向东至井营附近注入湛河。1.1.4地震据有关资料统计，平顶山周围历史上发生有感地震共27次，除1924年2月4日张潘地震，震级5级，震中烈度7度，震情记载为“张潘店（今临颖县城北20km，平顶山市东北67km处的张潘街）民舍皆倾覆，被伤者无数，民野宿”，属破坏性地震外，其余26次为1960年至1996年发生的小震，震级1.52.8级，无破坏性。根据国家质量技术监督局发布“中华人民共和国国家标准gb183062001中国地震动参数区划图”焦作市地震动峰值加速度g为0.1，本区地震峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为度，地震设防应为。如图1.2所示，表1.2为地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表。表1.2 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照地震动峰值加速度分区g0.05g0.05 g0.1 g0.15 g0.2 g0.3 g0.4 g地震基本烈度值图1.2 中国地震动峰值加速度区1.1.5区域经济概况区内原以煤炭开发与加工为主导产业，其原煤产量居全国前列，为我省能源和工业用煤需求及缓解南方煤炭馈缺起着不容忽视的作用；并以平顶山市为中心形成了铁路、公路网络，交通运输极为便利；除煤炭开采业外，电力、建材、化工、机械制造、电子、电器、食品加工、餐饮、旅游等工业及服务业均较发达。农业以小麦、玉米种植业和养殖业为主。第一、二、三产业，由传统生产、经营管理模式正向现代化模式过渡，城市发展潜力较大。1.2井田地质特征1.2.1地层根据华北石炭、二叠纪地层区划，平顶山煤田属于华北地层区汝阳确山地层小区。据区域出露及钻孔揭示，区域内发育地层由老至新有：太古界变质岩系、上元古界震旦系、下古生界寒武系、上古生界石炭二叠系、中生界三叠系及新生界第三四系，区域缺失地层有奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系下统和侏罗系（见表1.3）。表1.3 区域地层发育岩石地层单位厚 度（m）岩 性 特 征界系统组代号新生界第四系q0430以砾石、卵石、砂为主，混杂亚砂土及亚粘土，多为灰黄及黄色，下部为棕红、褐红色粘土，底部为砂砾层第三系上第三系n200下部为杂色砂岩，钙质胶结；中上部为灰黄色砂质泥岩与泥岩互层。下第三系e4302460上部为红色砂质页岩与砂质泥岩互层，夹红色钙质或铁质胶结砾岩；中部为砂质泥岩、泥岩、砂砾岩，中夹炭质泥岩，下为砂砾岩中生界白垩系下统k11108.70上部为安山质火山角砾岩；中部为深灰、紫红、灰绿色安山玢岩、玄武安山岩，夹火山角砾岩；下部为紫红、褐红、灰绿色泥质粉砂岩、泥岩，夹泥灰岩及细砾岩。与下伏地层为不整合接触三叠系下统和尚沟组t2h300上部为紫红色泥岩及砂质泥岩，夹钙质泥岩及砾屑灰岩；中部为紫灰色中粒砂岩；下部为紫红色厚层泥岩及砂质泥岩刘家沟组t1l125250紫红色、褐红色中、细粒砂岩，硅质及铁质胶结，具“红斑”，与下伏地层为整合接触上古生界二叠系上统石千峰组p2sh320上部为灰黄色、淡紫色粉、细砂岩及泥岩夹数层砾屑灰岩；中上部紫红色泥岩；中下部为浅灰色、灰白色中、细粒砂岩夹绿、紫红色泥岩；下部为浅灰灰白色中、粗粒砂岩（平顶山砂岩）上石盒子组p2s163390灰绿色、浅灰深灰色泥岩、砂质泥岩，夹中、细粒砂岩,分三个煤段（七-八），含煤1025层下统下石盒子组p1x161397灰绿色、浅灰深灰色泥岩、砂质泥岩，夹中、细粒砂岩, 分四个煤段（三-六），含煤2030层，其中六2（丙3）、五2（丁5-6）、四2（戊9-10）、四3（戊8）等煤层为可采煤层山西组p1sh53123浅灰色中细粒砂岩，灰深灰色泥岩，砂质泥岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，为二煤段，含煤26层，其中二1（己16-17）煤层为主要可采煤层石炭系上统太原组c3t3090以灰色深灰色灰岩（511层）为主，中部夹细中粒砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层，灰岩中富含蜓、腕足类化石，泥岩中含植物化石，本段含煤917层，与下伏地层不整合接触本溪组c3b021灰绿灰色，局部紫色、乳白色、杂色铝土质泥岩或铝质岩。富含黄铁矿晶粒、鲕粒、结核，具鲕状、豆状结构下古生界寒武系上统崮山组3g85160灰深灰色厚层状白云质灰岩、鲕状灰岩中统张夏组2zh60220上部深灰色白云质灰岩，具不明现的鲕状结构；下部为深灰色厚层状鲕状灰岩徐庄组2x50250上部为厚层状灰岩，间夹灰绿色页岩及海绿石砂岩；中部灰深灰色泥质条带白云质灰岩；下部为泥质条带灰岩，黄绿色砂质泥岩毛庄组2m90140暗紫色、灰绿色粉砂岩，层面含大量白云母片，夹透镜状灰岩下统馒头组1m35270紫红、黄绿色泥质灰岩或泥灰岩为主，间夹页岩、砂质泥岩，薄中厚层状致密灰岩和钙质砂岩辛集组1x55210上部为灰深灰色豹皮灰岩、白云质灰岩；下部褐黄色厚层状，中细粒石英砂岩、泥灰岩。与下伏地层为假整合接触上元古界震旦系上统罗圈组z3l100上部为灰绿、紫红色砂质或泥质页岩；下部为杂色冰积泥、砂质砾岩洛峪口组z3ly320灰白色、厚层状硅质条带白云岩三教堂组z3s100浅肉红色、灰白色厚层状中细粒石英砂岩，顶部有硅质团块及条带崔庄组z3c290灰褐黄色、浅肉红等杂色砂质泥岩夹薄层细砂岩，底部为浅肉红色中薄层状粗粒石英砂岩中统北大尖组z2bd241280灰白、褐黄色厚层状细、中粒石英砂岩，夹白云质灰岩，顶部为厚层状白云岩白草坪组z2b166180暗紫红色泥质粉沙岩，砂质泥岩夹中、细粒石英砂岩云梦山组z2y177533浅肉红色、灰白色厚层中粗粒石英砂岩夹粉砂岩、砂质泥岩，下部夹安山玢岩，底部砾岩下统马家河组z1m15802220灰绿、紫红色变质安山玢岩，杏仁状变质安山玢岩夹绢云母绿泥片岩，变质凝灰质砂砾岩，与下伏地层不整合接触太古界前震旦系太华群arth铁山庙组art1610角闪更长片麻岩夹更长角闪片麻岩、大理岩及石英鳞铁矿两层，部分混合岩化作用赵案庄组arz1340铁铝石角闪更长片麻岩，更长角闪片麻岩夹蛇纹鳞铁矿两层，部分受混合岩化作用太古界变质岩系与上元古界震旦系地层零星出露于平顶山煤田南部鲁叶断层以北。寒武系地层主要出露于平顶山煤田西部韩庄、梁洼以西，常王村四周及白龟山水库北侧，石炭二叠系地层在低山区有零星出露，三叠系地层隐伏于山前缓倾斜平原。十一矿井田大部分为第四系、第三系所覆盖。据钻孔揭露和地表出露情况，井田内赋存地层主要有寒武系、石炭系上统本溪组和太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、二叠系上统上石盒子组和石千峰组、三叠系刘家沟组、第三系及第四系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组为主要含煤地层，从老到新分述如下：（1）寒武系上统崮山组（3g）本系是石炭、二叠系含煤地层的沉积基底，仅出露于井田西南部，据区域资料本组厚度为85160m，以灰色浅灰色厚层状白云质灰岩为主，具细晶质及糖粒状结构，局部夹薄层泥岩或砂质泥岩，裂隙及小溶孔发育。与下伏地层呈整合接触。产三叶虫化石blackwelderia sinensis。 （2）石炭系（c）核查区仅发育石炭系上统地层，厚56.00102.01m，平均67.92m。上统本溪组（c3b）本组与下伏寒武系地层假整合接触。主要为灰、灰绿及灰紫团快状铝土泥岩。具鲕状结构，含分散状黄铁矿及结核，上部局部相变为泥岩、砂质泥岩或细纱岩，顶部见薄煤层。本组厚1.0015.00m，一般5.77m。产植物化石。上统太原组（c3t）本组整合接触于下伏本溪组地层之上，顶界止于山西组底部砂泥岩的底面，厚54.00102.02m，平均62.00m。为一套海陆交互相含煤岩系，主要由砂岩、砂质泥岩、砂泥质灰岩、燧石团块灰岩及生物碎屑灰岩夹煤层（一煤组）组成。按岩性特征自下而上可分为 “下部灰岩段”、“中部砂泥岩段”和“上部灰岩段”。灰岩中含丰富的动植物化石：dictyodostus tiayuanfuengis （太原网格长身贝）pseudoschwageria sp. （假希瓦格蜓）schwagerina sp. （希瓦格蜓）quasifusulina sp. （似纺锤蜓）pseudofusulina sp. （假纺锤蜓）lepidodendron oculus-felis （猫眼鳞木）l.szeianum （斯氏鳞木）cordaites sp. （科达）（3）二叠系（p）下统山西组（p1sh）本组为过渡相含煤建造，整合于太原群之上，顶界止于砂锅窑砂岩之底，底界止于太原组灰岩之顶，厚34.50131.00m，平均93.79m。主要由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、紫红色斑状泥岩、灰、灰白色细中粒长石石英砂岩和煤层组成。含煤25层，是本井田主要含煤层段之一。含丰富的动植物化石：lingula sp. （舌形贝）anthraconia （河炭蚌）lepidodendron sp. （鳞木）emplectopteridium alatum （翅编羊齿）pecopteris sp. （栉羊齿）emplectoptoris triangularis （三角织羊齿）下统下石盒子组（p1x）整合于山西组之上。厚305.80409.00m，平均321.81m。由浅灰色、灰白色、灰绿色砂岩，深灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩、紫红色斑块泥岩及煤层组成。本组按含煤性及沉积旋回可划分为三、四、五和六等4个含煤组段。本组含丰富的动植物化石，主要有：gigantopteris nicolianaefolia schentk （烟叶大羽羊齿）lobatannularia ensifolia （剑瓣轮叶）neuropteris sp. （脉羊齿）上统上石盒子组（p2s）本组整合于下石盒子组之上，主要由灰、深灰色砂质泥岩、泥岩，灰、灰绿、肉红及紫红色砂岩，紫红色斑块泥岩和煤层组成，平均厚311.59m。本组含煤四段1025层，个别煤层局部可采，其他煤层均不可采。依据岩性和沉积旋回本段可划分为七、八、九三个煤段。本组含动植物化石：lingula sp. （舌形贝）lobatannularia multifia （多叶瓣轮叶）pecopteris sp. （栉羊齿）cladophlebis henanensis （河南枝脉蕨）gigantopteris nicolianaefolia schentk （烟叶大羽羊齿）上统石千峰组（p2sh）本组下部为平顶山砂岩段，出露于井田中部的艾山、弹花锤等剥蚀残丘。为一套陆相碎屑沉积的灰白色厚巨厚层状中粗粒长石石英砂岩，下部为巨粒夹含砾砂岩，厚62.70163.65m，平均127.77m。本段之上为一套陆相碎屑沉积的紫红、暗红色长石石英砂岩、砂质泥岩，中夹薄层或透镜状砾岩，井田内平均厚182.00m。（4）三叠系上统刘家沟组（t1l）广泛分布于井田北部的红石山、香山、蜘蛛山、莲花盆等丘陵最高峰，东西呈条带状展布，厚170m左右。主要由褐红色、砖红色砂岩、粉砂岩、砾屑灰岩和钙质泥岩组成。（5）第三系（r）本系岩性主要为不连续透镜状灰白色泥质灰岩，不整合沉积于各系之上。岩溶裂隙较为发育，为内陆湖相沉积。井田内厚06.93m，平均3.50m，分布于井田中南部。（6）第四系（q）井田内主要为杂色粘土、黄土、亚砂土夹卵石及钙质结核，厚度变化较大，最厚达120.00m。1.2.2水文地质特征（1）地表水系及其对矿井的影响区内较大的地表水体有：湛河、沙河、汝河及白龟山水库。湛河由西向东并通过北干渠与白龟山水库相连通，流量为0.9667.3m3/s，一般2.5m3/s。该渠切割寒武纪灰岩和第三纪泥灰岩，河水与地下水水力联系密切，尤其在五矿、七矿一带，对矿坑充水影响较大。沙河、汝河分别流经矿区的南、北边缘，由nw流向se，最大洪流量：沙河3300m3/s，妆河3000m3/s；旱季流量：沙河0.8m3/s，汝河0.28m3/s。两河河床下部均为数百米厚的第四纪沉积物，河水与含煤地层无直接水力联系，一般对矿井充水无影响。矿区西南部的白龟山水库为本区最大地表蓄水体，最大蓄水量可达6.49亿m3，但距矿井较远，对矿井充水无直接影响。汝河、北干渠、乌江河流经灰岩地层露头附近，对矿区地下水影响较大。井田内地表水体有流经工业广场东侧及沿二煤组露头走向的东西排水沟，经物探和实测证实，该排水沟存在渗漏段，地表水可能由此补给地下含水层。（2）含水层根据岩性特征、水力性质、富水空间及对可采煤层的影响等，将区内含水层自上而下划分如下：基岩风化带含水层在本矿区分布较广一般厚3050m，具钻孔抽水资料显示单位涌水量0.00591 l/sm，渗透系数0.01123 m/d。第四系底部砾石含水层第四系底部普遍发育一层一般厚度316m、最大61.10m的坡、洪积砾石层。该砾石层覆盖于各可采煤层隐伏露头之上，沿地层走向呈带状分布。是各可采顶板砂岩水的主要补给来源。第三系泥灰岩含水层该泥灰岩不整合于煤系地层之上，主要分布在一煤组露头北侧，且沿走向断续呈窝状分布。厚031.85m，矿区西部60-3孔达146m。钻孔单位涌水量0.03250.1104l/sm，渗透系数0.229m/d。以56勘探线为界，东部厚08.87m、西部厚031.85m。本矿井附近，大部分地段厚度较小、分布范围狭窄，钻孔见岩溶率仅7.1，但埋藏较浅(5.458.5m)，易接受大气降水、地表水、第四系底砾层水的入渗补给，然后再补给下伏的寒武系灰岩、太原组灰岩及二1煤层顶板砂岩等。故该含水层不仅是下伏各含水层的主要补给源，也是下伏各含水层发生水力联系的通道。如1975年8月大雨后，斜风井在泥灰岩段的出水，最大涌水量达27.2m3/h。平顶山砂岩裂隙含水层位于石千峰组底部，在矿井中部分水岭一带大面积出露。平均厚121.12m。由中粗粒石英砂岩组成，浅部风化裂隙发育、岩石较破碎、富水性较强。属无压-承压裂隙含水层。对矿井开采无影响。五2煤层顶板砂岩含水层五2煤层上部的老顶为中粗粒砂岩（k6）厚042.4m，平均13.6m。一般下距五2煤层30m左右，为五2煤层顶板直接充水含水层。砂岩中裂隙发育，钻孔单位涌水量0.001410.00156l/ms，渗透系数0.00750.0081m/d，井下突水点最大水量60m3/h，富水性较弱。地下水呈浮白色，碱度较大，水质为hco3na型。四2煤层顶板砂岩含水层从四2煤层顶板至五21煤层底板间所夹的厚050.29m、一般816m中粗粒砂岩，该砂岩中裂隙不甚发育，钻孔单位涌水量0.01130.0119l/sm，渗透系数0.0520.054m/d，放顶后出水量一般小于20m3/h，含水性差，属弱富水含水层。对井下采掘工程影响较小。二1煤层顶板砂岩含水层从二1煤层顶板到山西组顶界，含多层中、粗砂岩，其中大占砂岩、香炭砂岩为二1煤顶板直接充水含水层，一般总厚1535m，平均21.1m，最厚可达67.0m。砂岩中裂隙不甚发育，钻孔单位涌水量0.001160.00138l/sm，渗透系数0.001120.00259m/d。含弱的承压裂隙水，对二1煤层开采有一定影响，但不威胁矿井安全。水质为hco3clna型。石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙含水组主要由l7、l8两层灰岩组成，层位稳定。其中l8灰岩平均上距二1煤层9.60m，灰岩总厚2.1040.18m，平均厚12.77m，岩溶裂隙较发育。据统计，岩溶发育标高主要集中在+77.74+90.75m，局部在440m深处可发现岩溶现象。钻孔单孔抽水试验，单位涌水量0.005318.008l/sm，渗透系数0.0052763.13m/d；群孔抽水试验，单位涌水量1.717l/sm，渗透系数15.9330.05m/d，平均22.39m/d，并且走向渗透系数大于倾向渗透系数；180东西大巷掘进过程中，曾发生l7灰岩突水，最大水量达80m3/h。由此可见，该含水层含水丰富。是二1煤层底板直接充水含水层。水质为hco3ca型。受矿井疏排影响，水位呈逐年下降趋势，2006年该段水位标高在+61m左右。石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙含水组由太原组下段中的l1l4灰岩组成，其中l4灰岩层位稳定，层位稳定，与下伏l1、l2、l3灰岩较近，可视为同一含水层，一般厚1025m。该段岩溶裂隙发育，钻孔见溶洞率达18.6，揭露溶洞最大高度6.54m（52-2孔）。据统计，穿见岩溶标高为+77.48135.42m。钻孔单位涌水量0.00003512.842l/sm，渗透系数0.00013829.761m/d，在180东大巷6钻窝向下段灰岩打钻时出水，最大出水量237.80m3/h，压力较大。由此表明，该含水层含水丰富。因其为二1煤层底板间接充水含水层，一般对煤层开采无影响。随着煤层开采水平的延伸，在矿压、水压联合作用下，一旦发生突水，将会造成严重后果。寒武系灰岩岩溶裂隙含水层该含水层在露头区，溶沟、溶槽、落水洞等发育，地下溶洞则多被棕黄、棕红色粘土充填。据水井资料，60m以深岩溶发育较差。上统崮山组白云质灰岩含水层，平均厚68m，钻孔最大揭露65.53m。深部岩溶裂隙发育程度低，含水性较弱，钻孔单位涌水量0.00120.045l/sm；浅部风化带中，裂隙比较发育。中统张夏组主要由鲕状、豆状灰岩组成，厚56124m，呈东西狭长状出露于本矿西南的青石山附近。裂隙溶洞发育，可直接接受大气降水补给。据区域资料，该段含水层导、富水性较强，是威胁矿井安全的主要水源。由于以上两段含水层可直接接受降水补给，地表水与地下水交替强烈，再加上构造、岩溶裂隙的导水作用，使其常发生水力联系，形成统一含水体，从而严重威胁矿井安全。根据建矿以来的统计，太原群灰岩含水层是矿井的最主要充水水源，其充水量占矿井总充水量的80%以上，其岩溶发育规律为：浅部较深部发育，西部较东部发育。但局部地带存在多条沿岩层倾斜方向延展的宽度为100-200m的岩溶发育带，对深部开采影响较大。在井田东部和中部存在三个太原群灰岩岩溶发育带，根据现有生产揭露看，其延展方向为北东向，影响深度已达到-700m水平以下，以煤层底板突水方式充入矿井，是十一矿矿井最主要水害。标高180m以浅发育强烈，地下水连通性好，深部出水点对浅部出水点“袭夺”明显；180290m发育中等，深部出水点对浅部出水点影响较小；290m以下岩溶发育微弱，岩溶裂隙与浅部沟通差；即沿倾向由浅入深，岩溶裂隙发育程度明显减弱。据群孔抽水试验，沿地层走向的渗透系数是其倾向的1.37倍，表明岩溶裂隙沿走向联通性较好。（3）隔水层寒武系底部隔水层包括寒武系下统馒头组和中统毛庄组的泥岩、泥灰岩、砂质泥岩，厚135410m，可阻隔震旦系石英岩和寒武系下统辛集组石英砂岩含水层同张夏组灰岩含水层的水力联系。是区域性隔水层。本溪组铝土泥岩隔水层主要由铝土质泥岩或铝土矿层组成，个别孔含泥岩和一1煤，塑性好。厚1.520.94m，一般410m，平均5.92m。层位稳定，正常情况下可阻隔石炭系灰岩和寒武系灰岩含水层之间的水力联系。但如受开采影响，在矿压和寒武系高水头压力作用下，可通过薄弱带或构造破碎带，使两含水层发生水力联系。太原组中部砂泥岩段隔水层由太原组中段的泥岩、砂质泥岩、粉、细砂岩、煤线和薄层l5、l6灰岩组成，一般厚2045m，局部l6灰岩与l7灰岩成为同一含水层。正常情况下可阻隔上、下段灰岩水之间的联系。二1煤层底板隔水层二1煤底板至l8灰岩间的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和层位不稳定的l9泥灰岩，组合厚度0.7030.73m，平均9.60m。其中二1煤直接底板中的泥岩、砂质泥岩垂直单轴抗压强度12.83826.46mpa，平均19.698mpa；垂直抗拉强度0.54881.127mpa，平均0.8428mpa。据此推算，正常情况下，每米隔水层可抵抗0.15mpa的静水压力，但在断层裂隙发育带和隔水层薄地段，难以起到隔水作用。如52线以东的二1煤七采区浅部沿近东西向的底板破碎带，在二1煤层回采时发生的上段灰岩水突水，其水量近10m3/h。各煤层之间的砂质泥岩和泥岩隔水层各可采煤层上部的砂岩含水层之间，普遍赋存有厚525m的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等。矿井开采实践证明，这些厚度大、层位稳定的岩层，透水性差，可有效阻隔各煤层顶板砂岩含水层之间的水力联系。（4）区域地下水补、径、排对井田影响平顶山矿区作为一个相对独立的水文地质单元，不受单元以外的地下水补给。平顶山矿区受锅底山断层影响，分成东、西两个水文地质分区，各分区地下水的补、径、排条件有较大差异，东区含煤地层各主要含水层，均为第四纪松散沉积物覆盖，补给条件差，锅底山断层阻隔区域地下水由西向东径流，因而东区地下水主要由浅部含水层越流补给及在北部山麓地带接受大气降水的入渗补给。而包括十一矿在内的西区，因主要含水层寒武纪灰岩、石炭纪灰岩和第三纪泥灰岩在南部补给区零星出露，均可接受大气降水和地表水补给，补给水源丰富，水量充沛，而且各含水层在浅部岩溶裂隙发育，地下水径流畅通。十一矿位于整个区域的补给区，浅部的灰岩出露，或灰岩隐伏，第四系渗漏段，大气降水可由此渗入地下，补给整个矿区地下水含水层。矿区地下水接受补给后，受地层产状、导水通道走向和水压等控制径流到排泄区。李口向斜南翼浅部地下水沿地层倾向由浅入深，中、深部则沿地层走向由西北向东南迳流，而李口向斜北翼地下水在十三矿浅部得到补给后沿地层走向由西北流向东南。本矿井则位于李口向斜南翼浅部的补给迳流区。总之，区域地下水对十一矿井田影响甚微，起主要作用的是流经井田南部边缘的地表水体和大气降水。（5）断层性质及对矿井充水影响矿井西南部为寒武系灰岩和太原组灰岩露头区，灰岩水可直接接受大气降水和地表水的渗、漏补给，是本矿井的自然补给边界；东西部分别为落差3080m、23160m的逆断层组，造成区内煤层与区外导、富水性较弱的二叠系地层接触，形成本矿井阻水边界，根据西部原红旗煤矿煤层开采标高及两盘钻孔资料推算，该断层组可造成区外含水性较弱的寒武系中部灰岩与区内可采煤层及其顶、底板对接，在加上深部岩溶裂隙发育程度较差，总体为隔水边界。从井下突水实例可知，历次突水一般均沿裂隙涌水。井下主要出水点即主要经由裂隙而出。从平面分布来看，井下出水点主要集中于井田东南的浅部风化裂隙带和煤层露头带附近，这里小断层、裂隙发育，以正断层为主，是沟通各含水层的良好通道。从数量上看井下101次突水中，有一半以上是由小断层或裂隙导通所致。（6）相邻矿井情况及对本井田影响相邻生产矿井主要有五矿、香山公司（原九矿）及香山煤矿（红旗矿）其中五矿、香山公司西界以50勘探线与十一矿相邻，香山矿东界以55线与十一矿相邻。主要开采煤层为二煤组、四煤组、五煤组，据资料显示五矿正常涌水量890m3/h、九矿为66.2m3/h、香山矿为55 m3/h，香山煤矿与十一矿之间水力联系较弱。九矿与十一矿浅部灰岩出露补给整个区域地下水含水层，地下水在中深部顺地层走向向东南方向径流，从位置看即由十一矿流向九矿。矿井之间均有较宽的边界煤柱相隔。开采期间及报废后的采空区积水，一般不会涌入本井田。1.3煤层特征1.3.1煤层十一矿井田范围内含煤地层为石炭系上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。其中石炭系太原组含一煤组（庚煤组）；二叠系含煤八组，其中下石盒子组含煤四组，即二煤组（己煤组）、三煤组、四煤组（戊煤组）、五煤组（丁煤组）、六煤组（丙煤组），上统上石盒子组含煤三组，即七煤组、八煤组（乙煤组）、九煤组（甲煤组）。煤系地层总厚794.03m，共含煤九组88层，煤层总厚度25.31m，含煤系数为3.19%。全区可采或基本全区可采煤层4层，分别为二1（己16-17）煤、四2（戊9-10）煤、五21（丁5煤、丁5和丁6煤层合并为丁56煤时亦称作五21煤）煤和五22（丁6）煤等，层位稳定，厚度变化不大，结构简单，为主要可采煤层；局部大面积可采煤层8层，分别为：一4（庚20）煤、二2（己15）煤、四3（戊8）煤和六2（丙3）煤等，分布不均，厚度变化较大，局部地段不可采（见表1.5）。可采煤层总厚14.30m，可采煤层含煤系数1.80。表1.4 各煤层特征煤 段厚 度两极值（m）含煤层数可采煤层可采煤层含煤系数(%)备 注平均值（m）六(丙)煤组42.00165.9187.6646六2（丙3）1.6五(丁)煤组53.56154.1960.10211五22（丁5）五21（丁6、丁56）7.3丁5、丁6大面积分叉四(戊)煤组56.00121.2083.13410四3（戊8） 四2（戊9-10）4.3戊910局部分叉三煤组69.00135.0090.9223二(己)煤组34.50131.0093.7925二2（己15） 二1（己16 -17）8.0己1617局部分岔一(庚)煤组54.00102.0262.00513一4（庚20）1.6井田内可采煤层自下而上包括：一4（庚20）、二1（己16-17）、二2（己15）、四2（戊9-10）、四3（