采矿工程毕业设计（论文）-谢桥矿1.2Mta新井设计【全套图纸】

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 学 号： ： 学 院： 应应 用用 技技 术术 学学 院院 专 业： 采采 矿矿 工工 程程 设计题目： 谢谢 桥桥 矿矿 1.2 Mt/a 新新 井井 设设 计计 专 题： 浅析煤浅析煤矿矿底板透水防治技底板透水防治技术术 指导教师： 职 称： 副副 教教 授授 2011 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院应用技术学院 专业年级 采矿采矿 0707 学生姓名 任任务务下下达达日日期期：2011 年年 3 月月 4 日日 毕业设计日期：毕业设计日期： 2011 年年 3 月月 4 日至日至 2011 年年 6 月月 20 日日 毕业设计题目：毕业设计题目： 谢桥矿谢桥矿 1.2Mt/a 新井新井设计设计 毕业设计专题题目：浅析煤矿底板透水防治技术毕业设计专题题目：浅析煤矿底板透水防治技术 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 按采按采矿矿工程工程毕业设计毕业设计大大纲纲要求，一般部分完成要求，一般部分完成谢桥矿谢桥矿 1.2Mt/a 新井新井设计设计； ； 专题为专题为： ： “ 浅析煤浅析煤矿矿底板透水防治技底板透水防治技术术 ”；翻；翻译译是关于是关于锚锚杆支杆支护护系系统统在煤在煤矿矿 巷道中的巷道中的应应用与改用与改进进，英文，英文题题目目为为： ： “ Bolting system in coal mine roadway Application and Improvement ” 。 。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 院长签字： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究 内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总 体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识 解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程 度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 本设计包括三部分：一般部分，专题部分和翻译部分。 一般部分是谢桥矿 120 万吨新井设计。全篇共分为十个部分：矿井概述及井田地质 特征、井田境界和储量、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方 式采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主 要经济技术指标。 谢桥矿井位于安徽省淮南市境内。矿井中心东南至风台县城约 16km，交通极为方便。 东西走向长约 6.8km，南北倾斜宽 3km，面积约 20km2。 13-1 煤层为可采煤层，厚度为 5m，平均倾角为 12。矿井正常涌水量 764m3/h，属 于高瓦斯矿井。煤尘有爆炸危险性，并且煤层有自燃发火倾向。 谢桥矿设计年生产能力为 120 万 t/a，服务年限为 53.5a。矿井工作制度为“三八” 制。矿井的采煤方法主要为综合机械化一次采全高。矿井为立井单水平加暗斜井开拓， 主立井主要用于提升煤炭，副立井主要用于提升人员、矸石、和材料等。 矿井采用一矿一面的高效作业方式。工作面长度为 160m。运输大巷采用胶带运输煤 炭，轨道大巷采用蓄电池电机车牵引 1.5t 固定箱式矿车运输矸石和材料等。 矿井通风方式为抽出式通风，风井布置方式为两翼对角式。 专题部分介绍了煤矿底板突水防治技术与实践。 翻译部分是一篇关于锚杆支护系统在煤矿巷道中的应用与改进，题目为：“Bolting system in coal mine roadway Application and Improvement ”。 关键词：矿井设计； 煤矿瓦斯； 矿山地震学 ABSTRACT This design includes three part: General part, translation part with special subject part. The general part is a mine of Xieqiao mineral 3000,000t new well in design. The whole article is divided into ten parts totally: The colliery says all and coalfield quality characteristic, coalfied state with keep deal, colliery work system, the ability of produce in design, and time limit to service, colliery expands and prepare the way takes the working area tunnel arranges and adopt coal method, the transport under ground, colliery promotes with transport, colliery well ventilated and safety with main economic technique index sign in shaft. The Xieqiao mine locates in the city of huainan, Anhui province. It is roughly 16 km apart from the eastnorth of fengtai County . the transportation is extremely convenient.The alignment in longth roughly is 8.5 km, the breadth from north to south is 4km, area is 41 km2. In the Coalfield 13-1 layer is adopted coal seam. The thickness of 13-1 coal seam is 4.72m, average the Cape of is 13.5. The colliery is normal to flow out the water measures 764 m3/ h, after technique handles belong to the high gas mineral well. Coal contain Bang risk, and the coal seam has the tendency from spontaneous. The design produces ability for xieqiao mine is 3,000,000 t/ a, service time limit is 66 a. The mineral well work system is a “ three-eight “ system. The mining method of the mine is fully-mechanized full-seam mining face with longwall in the strike. Mineral well is one levels adopts the area expand, the adoption shaft expand, the main shaft used for promoting the coal primarily, the auxiliary shaft used for promoting the personnel, spoil primarily, with material etc. The colliery adopts one mine one efficiently working-face method, establish moreover a back up. The length of working-face is 250 m. The big lanel adopts belt conveyore to transport coal and storage battery electrical engineering cars lead 1.5t type mineral car conveyance spoil with material etc The ventilated way under shaft is for drawing out the well ventilated way, the breeze well arranges way as two side opposite angles type. The special subject part introducedInfluence of xieqiao mine gas extraction effect factor analysis. The translation part was about Mining engineer on a mine that must have knowledge of seismology.The title is “Mine Seismology for Rock Engineers An Outline of Required Competencies”. Keywords：mine shaft design ; coal gas; mine seismology 目目 录录 1 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征1 1 1.11.1 矿区概述矿区概述1 1 1.1.11.1.1 地理位置、地形特点地理位置、地形特点1 1 1.1.21.1.2 外部交通条件外部交通条件1 1 1.1.31.1.3 矿区气的候条件矿区气的候条件1 1 1.1.41.1.4 矿区的水文情况矿区的水文情况1 1 1.21.2 井田地质特征井田地质特征2 2 1.2.11.2.1 井田地层、地质构造井田地层、地质构造2 2 1.2.21.2.2 井田勘探程度井田勘探程度2 2 1.2.31.2.3 水文地质水文地质4 4 1.2.41.2.4 地质综合柱状图地质综合柱状图 5 5 1.31.3 煤层特征煤层特征7 7 1.3.11.3.1 煤的风氧化带煤的风氧化带7 7 1.3.21.3.2 煤层特征和间距煤层特征和间距7 7 1.3.31.3.3 煤层的围岩性质煤层的围岩性质7 7 1.3.41.3.4 煤的特征煤的特征8 8 2 2 井田境界和储量井田境界和储量1111 2.12.1 井田境界井田境界1111 2.1.12.1.1 井田境界井田境界1111 2.22.2 矿井工业储量矿井工业储量1111 2.2.12.2.1 储量计算基础储量计算基础 1111 2.2.22.2.2 井田地质勘探井田地质勘探1212 2.2.32.2.3 工业储量计算工业储量计算1212 2.32.3 矿井可采储量矿井可采储量1414 2.3.12.3.1 计算各类永久煤柱计算各类永久煤柱1414 2.3.22.3.2 矿井永久保护煤柱损失量矿井永久保护煤柱损失量1414 2.3.32.3.3 矿井设计可采储量矿井设计可采储量1515 3 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限1616 3.13.1 矿井工作制度矿井工作制度1616 3.1.13.1.1 矿井年工作日数的确定矿井年工作日数的确定1616 3.1.23.1.2 矿井工作制度的确定矿井工作制度的确定1616 3.1.33.1.3 矿井每昼夜净提升小时数的确定矿井每昼夜净提升小时数的确定1616 3.23.2 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限1616 3.2.13.2.1 确定依据确定依据1616 3.2.23.2.2 矿井设计生产能力矿井设计生产能力1616 3.2.33.2.3 矿井服务年限矿井服务年限1616 4 4 井田开拓井田开拓1818 4.14.1 井田开拓基本问题井田开拓基本问题1818 4.1.14.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标确定井筒形式、数目、位置及坐标1818 4.1.24.1.2 工业场地的位置工业场地的位置1919 4.1.34.1.3 开采水平的确定开采水平的确定2020 4.1.44.1.4 主要开拓巷道主要开拓巷道2020 4.1.54.1.5 井底车场的布置井底车场的布置2121 4.24.2 开拓方案开拓方案2121 4.2.14.2.1 提出开拓方案提出开拓方案2121 4.2.24.2.2 开拓方案经济比较开拓方案经济比较2222 4.3 矿井基本巷道3030 4.3.14.3.1 井筒井筒3030 4.3.24.3.2 井底车场井底车场3131 4.3.34.3.3 主要开拓巷道主要开拓巷道3232 5 5 准备方式准备方式采区巷道布置采区巷道布置4040 5.15.1 煤层的地质特征煤层的地质特征4040 5.25.2 采区巷道布置及生产系统采区巷道布置及生产系统4040 5.2.15.2.1 采区数目及位置采区数目及位置4040 5.2.25.2.2 采区走向长度的确定采区走向长度的确定4141 5.2.35.2.3 确定区段和区段数目确定区段和区段数目4141 5.2.45.2.4 采区煤柱尺寸采区煤柱尺寸4141 5.2.55.2.5 区段斜长及数目区段斜长及数目4141 5.2.65.2.6 采区上山布置采区上山布置4141 5.2.75.2.7 区段平巷的布置区段平巷的布置4141 5.2.85.2.8 采区内工作面接替顺序采区内工作面接替顺序4242 5.2.95.2.9 采区生产系统采区生产系统4242 5.2.105.2.10 巷道掘进巷道掘进4242 5.2.115.2.11 采区生产能力采区生产能力4242 5.35.3 采区车场选型设计采区车场选型设计4343 5.3.1.5.3.1.采区上部车场选型采区上部车场选型 4343 5.3.25.3.2 采区中部车场采区中部车场4444 5.3.35.3.3 采区下部车场采区下部车场4444 5.45.4 采区主要硐室的布置采区主要硐室的布置4545 5.4.15.4.1 采区煤仓采区煤仓4545 5.4.25.4.2 采区绞车房采区绞车房4545 5.4.35.4.3 采区变电所采区变电所4545 6 6 采煤方法采煤方法 4646 6.16.1 采煤工艺方式采煤工艺方式4646 6.1.16.1.1 采煤工艺的确定采煤工艺的确定4646 6.1.26.1.2 机械化程度机械化程度4646 6.1.36.1.3 确定回采工作面长度、工作面推进方向和推进度确定回采工作面长度、工作面推进方向和推进度4646 6.1.46.1.4 采煤工艺及设备采煤工艺及设备4747 6.1.56.1.5 采煤机工作方式采煤机工作方式 4848 6.1.66.1.6 回采工艺回采工艺4949 6.1.76.1.7 回采工作面运煤方式回采工作面运煤方式 4949 6.1.86.1.8 回采工作面支护方式回采工作面支护方式5151 6.1.96.1.9 劳动组织和循环作业图表劳动组织和循环作业图表5353 6.1.106.1.10 主要技术经济指标主要技术经济指标5454 6.26.2 回采巷道布置回采巷道布置5555 6.2.16.2.1 确定回采巷道布置形式确定回采巷道布置形式5555 6.2.26.2.2 回采巷道支护回采巷道支护5555 7 7 井下运输井下运输 5757 7.17.1 概述概述5757 7.1.17.1.1 井下运输设计的原始条件和数据井下运输设计的原始条件和数据5757 7.1.27.1.2 矿井运输系统矿井运输系统5757 7.27.2 采区运输设备选择采区运输设备选择5959 7.2.17.2.1 设备选型原则：设备选型原则：5959 7.2.27.2.2 采区运输设备选型及能力验算采区运输设备选型及能力验算5959 7.2.37.2.3 运输设备的运输能力验算运输设备的运输能力验算6060 7.2.47.2.4 采区绞车的运输能力验算采区绞车的运输能力验算6262 7.37.3 轨道大巷设备轨道大巷设备6464 7.3.17.3.1 胶带大巷设备胶带大巷设备6565 8 8 矿井提升矿井提升6767 8.18.1 概述概述6767 8.28.2 主副井提升主副井提升6767 8.2.18.2.1 主井提升设备选型主井提升设备选型6767 8.2.28.2.2 副井设备选型副井设备选型6868 9 9 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术7272 9.19.1 矿井通风系统选择矿井通风系统选择7272 9.1.19.1.1 矿井通风系统的基本要求矿井通风系统的基本要求7272 9.1.29.1.2 矿井通风方案的技术比较矿井通风方案的技术比较7272 9.1.39.1.3 通风方式的确定通风方式的确定7373 9.1.49.1.4 采区通风采区通风 7373 9.1.59.1.5 工作面通风系统工作面通风系统7474 9.1.69.1.6 通风系统立体图与网络图通风系统立体图与网络图7777 9.29.2 采区及全矿所需风量采区及全矿所需风量8282 9.2.19.2.1 矿井风量矿井风量8282 9.2.29.2.2 风量计算的依据风量计算的依据8282 9.2.39.2.3 矿井风量计算矿井风量计算8282 9.2.49.2.4 矿井风量分配矿井风量分配8585 9.2.59.2.5 风速验算风速验算8686 9.39.3 全矿通风阻力的计算全矿通风阻力的计算8888 9.3.19.3.1 矿井通风总阻力计算原则矿井通风总阻力计算原则8888 9.3.29.3.2 矿井通风阻力计算的方法矿井通风阻力计算的方法8888 9.3.39.3.3 矿井总风阻和总等积孔矿井总风阻和总等积孔9090 9.49.4 矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择9191 9.4.19.4.1 选择主扇选择主扇9191 9.4.29.4.2 电动机选型电动机选型9494 9.59.5 防止特殊灾害时期的安全措施防止特殊灾害时期的安全措施9797 9.5.19.5.1 瓦斯管理措施瓦斯管理措施9797 9.5.29.5.2 煤尘的防治煤尘的防治9797 9.5.39.5.3 预防井下火灾的措施预防井下火灾的措施9797 9.5.49.5.4 预防井下水灾的措施预防井下水灾的措施9797 1 10 0 设设计计矿矿井井基基本本技技术术经经济济指指标标9999 专专 题题 部部 分分101101 浅析煤矿底板突水防治技术浅析煤矿底板突水防治技术102102 1 1 底板突水理论底板突水理论102102 1.11.1 底板相对隔水层底板相对隔水层 102102 1.21.2 突水系数突水系数 103103 1.31.3 “下三带下三带”理论理论 104104 1.41.4 原位张裂与零位破坏理论原位张裂与零位破坏理论 105105 1.51.5 薄板模型理论薄板模型理论 106106 1 1.6.6 “强渗通道强渗通道”说说 106106 1.71.7 “岩水应力关系岩水应力关系”说说 106106 1.81.8 关键层理论关键层理论 107107 1.91.9 “下四带下四带”理论理论 107107 2 2 突水机理理论突水机理理论108108 2.12.1 突水机理理论形成的各种突水预测预报方法突水机理理论形成的各种突水预测预报方法 108108 2.22.2 煤层顶、底板突水预报煤层顶、底板突水预报 109109 3 3 底板突水防治底板突水防治110110 3.13.1 底板突水防治技术底板突水防治技术 110110 3.23.2 矿井水矿井水“排供结合排供结合”及净化处理技术及净化处理技术 111111 4 4 国外研究现状国外研究现状111111 4.4. 1 1 水害防治理论研究水害防治理论研究 111111 4.4. 2 2 水害防治方法研究水害防治方法研究 112112 4.4. 3 3 探测仪器探测仪器 112112 5 5 结语结语112112 参考文献参考文献: :114114 英文部分英文部分116116 BoltingBolting systemsystem inin coalcoal minemine roadwayroadway ApplicationApplication andand ImprovementImprovement 116116 中文部分中文部分122122 锚杆支护系统在煤矿巷道中的应用与改进锚杆支护系统在煤矿巷道中的应用与改进122122 4 4 结论结论126126 参考文献参考文献: :127127 致致 谢谢128128 一一 般般 部部 分分 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页 1 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1.11.1 矿区概述矿区概述 1.1.11.1.1 地理位置地理位置、地形特点、地形特点 谢桥煤矿位于淮北平原的西南部，东与张集矿井接壤，西与刘庄井田毗邻；其东南 至凤台县城约 34km，西南距颍上县城 20km 左右，行政区划隶属安徽省颍上县管辖。井 田地理坐标介于东经 1161936116288和北纬 32455332 4840之间。 本区属淮河冲积平原，矿区内地势平坦，区内沟渠纵横，村庄较密，地面标高 +24+25m，济河两岸标高+20+22m，局部+19m，标高低于+20m 地段雨季易发生内涝。 1.1.2 外部交通外部交通条件条件 谢桥煤矿位于淮南煤田谢矿区西端，淮阜铁路从矿区南部通过，西有颖上陈桥公 路通过，向南与颖上风台公路相接，交通较为方便。见图 1.1。 图图 1.11.1 矿区交通位置图矿区交通位置图 1.1.3 矿区气的候条件矿区气的候条件 本区气候温和，属季风暖温带半湿润气候，春秋温和雨少，夏季炎热多雨，冬季寒 冷多风。年平均气温 15.1，最高气温（1966 年 8 月 8 日）41.4，最低气温（1969 年 1 月 31 日）21.7；春秋季多东南、东北风，夏季多东南风，冬季多东北西北风， 平均风速为 3.28m/，最大风速 20m/；年平均降水量为 926.33mm，雨量多集中在七、 八两个月。全年蒸发量 1242.9mm， 全年无霜期 214.7 天，冻结期最早为 11 月 10 日 （1968 年） ，最晚可至次年 3 月 16 日（1959 年） 。冻土最深可达 19cm（1977 年 1 月 6 日） 。 1.1.4 矿区的水文情况矿区的水文情况 矿区主要水系济河，上接颖河的永安闸，自西至东横贯矿区中部，向东汇入西淝河， 济河以蓄水抗旱为主，兼排过多降水，在永安闸与谢桥闸之间水位标高保持在+23.50m， 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页 蓄水 400500 万 m3，夏季为洪水期，历史上最高洪水位为 1954 年 7 月，实测标高 24.42224.743m。 1.21.2 井田地质特征井田地质特征 1.2.1 井田地层、地质构造井田地层、地质构造 谢桥井田为全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有古生界（寒武系、奥陶系、 石炭系、二迭系） 、中生界（三迭系）和新生界（第三系、第四系） 。 谢桥煤矿位于淮南复向斜中部，陈桥背斜的南翼、谢桥向斜的北翼。总体上呈一走 向近东西、向南倾斜的单斜构造。地层倾角一般 1015，虽局部地段发育有小的褶 曲，造成地层起伏，但波幅较小，地层产状总体上变化不大。单斜构造特征明显。井田 内断层较少，一般规模不大，对煤层的影响、破坏作用较弱，规模较大的主要为井田边 界断层或发育在井田深部；且以北东、北北东向斜切正断层为主，偶见其它走向断层， 逆断层发育较少。井田南部边界 F202、F206 断层为两条逆冲推覆断层，属阜风推覆构造 前缘叠瓦扇的一部分，两断层间夹块一般厚 100200 米，有时合二为一，夹块内构造复 杂，由其造成井田深部局部地段含煤地层叠置；发育于井田深部的谢桥向斜的枢纽向东 部仰起，向西倾斜，使得井田东段深部近向斜轴部的煤层走向由近东西转向南东。2004 年东二采区经勘探发现两个岩溶陷落柱，即 1#、2#陷落柱，陷落柱影响东二采区 8 煤层 及以下各煤层的开采。 1.2.2 井田勘探程度井田勘探程度 1973 年以前，将西淝河至 F5 断层之间走向长 20km，面积 95km2 地区，以七勘探线 为界，划分为谢桥一、二勘探区。1966 至 1968 年安徽煤田勘探一队和地震三队，在此进 行综合勘探，完成地震测线测长 248km，物理点 2100 个，施工钻孔 25 个，工程量 17230.44m,达到普、详查程度。 1970 年 1 月安徽煤田勘探一队在谢桥进行精查勘探，至 1971 年 11 月，施工钻孔 44 个，工程量 30448.20m，其中水文孔 6 个，工程量 2117.62m，抽水 6 次，提交谢桥煤 田第一勘探区综合勘探精查（最终）地质报告 ，年底由省燃化局组织审查，并以燃化煤 生字（72）004 号文批准。 1971 年 11 月至 1973 年 10 月，安徽煤田勘探一队在谢桥第二勘探区进行综合勘探， 施工钻孔 99 个，工程量 66076.36m，其中水文孔 9 个，工程量 3117.91m，抽水 9 次，完 成地震测线测长 330.8km，物理点 2861 个，于 1973 年 10 月提交谢桥第二勘探区综合 勘探精查地质报告 。 1978 年 1 月 147 队进入该区进行补充勘探，至 1979 年 3 月 1 日，野外施工即将结束 之时，根据两淮会战总部在“讨论重新划分谢桥张集矿井设计方案”会议上决定：谢桥 东界改在七八线与七西线之间，以东为王庄井田，147 队在边界以东的补勘资料，移交 安徽煤田勘探一队。同年 4 月 147 队按此边界提交了谢桥井田精查补充报告 ，补打钻 孔 82 个，工程量 50601.49m，抽水 7 次，利用钻孔 130 个，工程量 83010.41m，抽水 13 次。 1977 年至 1979 年，安徽煤田勘探一队在张集王庄进行补充勘探，在 65km2 范围内， 施工钻孔 136 个，工程量 93398.83m，共计利用钻孔 265 个，工程量 183022.85m，9 月提 交张集王庄精查地质报告 ，其西部 15km2，划归谢桥煤矿。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页 1980 年 4 月，147 队提交王庄井田补钻资料 ，补打大巷定向孔和井筒附近构造孔 1 个，工程量 7784.53m。 1989 年 11 月安徽煤田勘探一队编制了谢桥煤矿精查地质报告汇编简称“汇编” （下同） 。该“汇编”报告全面收集利用、综合了“谢桥井田精查报告（补充） ” 、 “张集 王庄井田精查地质报告”以及“王庄井田补充资料” ，并参考了建井期间实见井巷资料， 以及谢桥矿外围的刘庄、罗园的最新勘探成果资料。根据各时期提交的地质报告， “汇编” 报告汇总自 1966 年以来，不同时期、不同勘探阶段和不同单位施工的钻孔 217 个，工程 量 139332.51m，其中水文孔 19 个，工程量 9904.93m，抽水 21 次。各勘探阶段的钻孔利 用情况是：普查孔 20 个，工程量 12792.91m，精查孔 66 个，工程量 44718.74m，精查补 充勘探钻孔 131 个（包括井筒检查孔 5 个） ，工程量 81820.86m。见（表 1.1）所示。 表表 1.1 精查报告汇编精查报告汇编”钻探工程利用情况表钻探工程利用情况表 钻 探 工 程 备 注 地 质 孔水 文 孔 施 工 时 间 勘 探 阶 段 孔 数 工 程 量 孔 数 工 程量 抽 水 66 68 普 查 一 队 2 0 1279 2.91 70 76 精 查 一 队 5 6 4028 1.28 8 44 37.46 8 5 2836 .34 1 58 8.14 1精补 一 队 2 1018 .14 82 年井 简检查孔 1 03 6517 1.54 8 32 79.68 8精补 9 6627 .19 王庄补 钻 1 700. 00 2 15 99.65 4 井简检 查孔 77 80 精 查 补 充 合 计 1 21 7635 3.19 1 1 54 67.47 1 3 总 计 1 96 1294 27.58 1 9 99 04.93 2 1 合计共采取煤芯煤样、煤岩样、煤尘爆炸样、煤自燃样、瓦斯煤样、简易可选性样、 水样、煤层顶底板物理力学试验样计 657 个，基础资料基本可靠。 合计共完成水文孔 19 个，工程量 9904.93m，抽水试验 21 次，其中新生界松散层抽 水 7 次，二迭系煤系抽水 7 次，太原组灰岩抽水 5 次，奥陶系灰岩抽水 1 次，断层抽水 1 次。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页 合计松散层全取芯孔 13 个，层段取芯孔 84 个（指取芯段超过 50m 的孔） ，界面取芯 孔 84 个，共计 181 个，其余钻孔均为无芯钻进。 合计有 13 个孔延深至太原组第 4 层灰岩以下，揭露奥陶系灰岩孔 4 个，计 17 个。 施工太原组灰岩长观孔 1 个，用于观测太原组灰岩水文地质资料。 1997 年 1 月至 1999 年九月由淮南矿务局勘探工程处对生产接替的东二、西二采区， 以及东一、西一采区 13-1 煤的-610m 至-720m 区段进行了生产补勘，共完工钻孔 30 个， 工程量 18061.07m，其中地质孔 14 个,11301.34m，水文孔 16 个，6759.73m，补勘对新生 界底部红层进行提水试验 5 次，工程量 2041.27m。松散层全取芯孔 9 个，层段取芯孔 3 个，界面取芯孔 15 个，无芯孔 2 个。有 2 个延深孔至奥陶系灰岩，揭露奥陶系灰岩孔 2 个。施工 12 个水文长期观测孔，其中新生界松散层观测孔 9 个，太原组观测孔 1 个，奥 陶系观测孔 2 个。 1.2.3 水文地质水文地质 (1)地表水 本区地表水主要有济河自西向东横贯矿井中部，系人工河流，上接颍河永安闸，向 东汇入西淝河，属排泄洪水和浇灌农田的季节性河流。在永安闸与谢桥闸之间水位标高 保持在+23.50m，蓄水约 400500 万 m3，历史上最高洪水位为 1954 年 7 月，实测标高 +24.422+24.743m。济河属本矿井地表最大水体，对矿坑开采无充水影响。 (2)含、隔水层 本井田主要含水层由岩溶裂隙含水层、裂隙含水层、孔隙含水层三部分组成。各类 含水层对矿床开采的影响程度，又可分为直接充水含水层和间接充水含水层，各含水层 之间均有有效隔水层和相对隔水层间隔，具体包含新生界松散层含（隔）水层、基岩含 （隔）水层。 新生界松散层含（隔）水层 松散层厚度 194.10485.64m，平均厚度 363.26m；总体呈南薄北厚的趋势。南部古 地形起伏明显，根据沉积规律和区域对比，以及谢桥井田煤系上复第三系“红层”隔 水性评价补勘验证报告重新对以往的划分作了适当调整，可大致分为上部含水层（组） 、 上部隔水层（组） 、中部含水层（组） 、中部隔水层（组）及底部“红层”等五部分。 基岩含（隔）水层 基岩含（隔）水层可大致分为二迭系砂岩裂隙含水层（段） 、 1 煤底板隔水层段、太 原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段） 、本溪组隔水层段、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段） 。 (3)断层及其富水性 区内共有断层 38 条，据钻孔穿过断点统计，破碎带宽度在 1.6016.00m，一般为泥 质充填，钻孔未发现漏水现象，据水 209 孔对 F209 断层抽水试验，结果无水。表明以泥 质岩类为主组成的断层破碎带起阻水作用，但是在地下水力均衡失去平衡时，因其抗压 强度比正常岩层小，将成为高水头含水层溃入矿坑之途径。如系坚硬岩层构成的破碎带 可能含水，尤其切割 1 煤及太原组灰岩的断层带，有随时导致底鼓水的危害。 (4)各含水层之间的水力联系 新生界松散层上部含水层水位随季节变化，中部含水层组与上部含水层组之间为 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页 粘土类隔水层间隔，一般无直接水力联系，底部“红层”由砂岩和粘土相间组成，可作 相对隔水层考虑。 二迭系煤层之间砂岩裂隙含水层，因有泥质岩类隔水层间隔，相互之间在正常情 况下，无水力联系。但在断层切割处而层间水力均衡又遭破坏时，则可能导致水力联系 并有突水危险。 煤系砂岩裂隙含水层与松散层孔隙含水层组之间，有厚层粘土层覆盖煤系，无水力 联系。 太原组灰岩含水层距 1 煤底板平均间距 16.44m，正常状态下无水力联系，但第一 水平（-610）灰岩水头压力约 6.23Mpa，超过 1 煤底板岩层的抗压强度。因此，在开采 1 煤层时太原组灰岩岩溶裂隙水，是 1 煤底板直接充水含水层，尤其是煤层与灰岩对口的 断层破碎带，就成为灰岩水进入的直接通道。 (5)矿井水文地质类型 受采掘破坏影响的主要是：煤系砂岩裂隙含水层（组） ，富水性弱，补给水源极有限。 因此，煤系砂岩含水层（组）虽然是矿井直接充水水源，但对煤层开采威胁并不严重； 太原组灰岩岩溶含水层（组）虽然是间接充水含水层（组） ，接受太原组下段灰岩和奥陶 系灰岩含水层的补给。它的富水性强，补给丰富，成为矿井水患的最大隐患。 陷落柱作为一种强导水通道，岩溶陷落柱充水是矿井重大水害隐患。岩溶塌陷宽度 大（450750m） ，发育的层位深（奥陶系以下） ，在煤系地层表现为整体下沉。受塌陷体 影响，造成上部岩层高度裂隙（大于 65）及离层发育。影响区宽达数百米至数千米。 在影响区内，8 煤顶板砂岩含水丰富，不属于静储量疏干类型。 通过对本矿井水文地质条件综合分析，按照煤矿防治水规定 ，按分类就高不就低 的原则，谢桥矿水文地质类型属复杂型。 (6)矿井涌水量预计 根据淮南矿业集团谢桥煤矿补充勘探地质报告（2000.12） 矿井开采 134 煤层 （面积为 7.144km2）至-720m 水平时的正常涌水量为 579.5m3/h。 谢桥矿安全改建设计时采用谢桥煤矿补充勘探地质报告中预计矿井开采 134 煤层 至-720m 水平时的正常涌水量所采用的比拟法及相关参数计算，矿井开采 134 煤层（面 积为 7.144km2）至-1000m 水平时正常涌水量为 798m3/h，最大涌水量为 1052m3/h。 鉴于谢桥煤矿补充勘探地质报告中缺少开采 134 煤层至-720m 水平时的最大涌水量， 设计中也采用上述方法对其进行预计，结果为 764.5m3/h。另据谢桥煤矿的有关资料，本 矿井开采 1 煤层时太灰的突水量为 976m3/h。 1.2.4 地质综合柱状图地质综合柱状图 见图（2.2）所示。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页 图图 2.2 煤层地质综合柱状图煤层地质综合柱状图 1.31.3 煤层特征煤层特征 1.3.1 煤的风氧化带煤的风氧化带 根据部分浅部煤层煤质资料（表 1.2） 、测井曲线及邻区资料，确定本区新生界底界 面往下垂深 30m 为风氧化带。 表表 1.2 部分浅部煤层煤质资料部分浅部煤层煤质资料 孔 号 煤 层 底 板 深 度 (m) 新生 界底 界面下 Mad (%) Ad (%) Vdaf (%) 粘 结 性 Qb,d (MJ/kg) Y HA (%) Tar,ad ( % ) 结 论 九-十 4 7-2398.595.571.5049.1848.7229.1933.4风化 补316-1383.056.852.9913.9737.37329.106风化 七-八717-2387.5011.2218.2030.5738.14218.682.30风化 八311-2414.8112.663.9618.2933.402风化 补313-1401.8314.931.3815.9546.01 6-729.27正常 八东613-1406.1317.939.3616.5637.88 2-325.430风化 八东613-1408.7020.502.1516.5242.12 5-628.059风化 七-八717-1393.0817.572.8131.3441.30 2-322.52正常 L111441.8922.991.9611.3335.26630.6911风化 八118433.1931.191.3819.3039.62627.53风化 L98424.8832.381.7915.0439.64612正常 17168439.6636.072.6818.6036.91611正常 1.3.2 煤层特征和间距煤层特征和间距 区内各可采煤层间间距较为稳定，是煤层对比的重要手段之一，详见（表 1.3）所示。 表表 1.3 可采煤层间距可采煤层间距 层位 17-116-113-111-287-27-1654-21C3 最大21.32106.6876.4697.1512.1612.7237.6725.1730.85104.7621.44 最小4.2769.2955.4471.550.69 0.79 9.37 3.47 4.0274.8912.08间距 平均11.5290.4866.9586.704.57 5.11 23.5818.127.5088.8216.44 现将参与储量计算的三层煤自上而下评述于下： 13-1 煤层：为稳定的全区可采煤层，厚度 0.798.28m，平均 5m。上距 16-1 煤层平 均为 90.48m。变异系数 30%，可采系数 100%。九线以西深部煤厚有变薄趋势。结构较简 单，含炭质泥岩或泥岩夹矸 12 层，底部一层夹矸普遍发育，从西向东逐渐变厚，使煤 层分叉，最大厚度 2.62m。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页 11-2 煤层：厚度 0 4.01m，平均 1.67m。结构较复杂，一般含 13 层炭质泥岩或 泥岩夹矸。煤层较稳定，部分可采，但是煤层可采性变化较大，西翼采区全部可采；东 一采区西翼大部分不可采，东翼基本可采，但受变薄带影响，煤层可采性差；东二采区 大部分不可采，可采块段主要分布在七-八线以东-690-720m 范围内。 8 煤层：为稳定的可采煤层，厚度 1.195.87m， 平均 3.25m。上距 11-2 煤层平均为 86.70m。变异系数 27%，可采系数 99%。煤层结构简单，局部含炭质泥岩夹矸一层。 1.3.3 煤层的围岩性质煤层的围岩性质 谢桥矿井可采煤层共有 11 层，自上而下依次为 17-1、16-1、13-1、11-2、8、7-2、7- 1、6、5、4-2、1 煤层，主采煤层为 13-1、8、6、4-2、1 煤。各煤层赋存情况分述如下： 13-1 煤层：顶底板岩性均为泥岩及砂质泥岩。 11-2 煤层：顶板以泥岩或砂质泥岩为主，局部为粉细砂岩；底板为泥岩及砂质泥岩。 8 煤层：顶板以泥岩为主，八线以东多为砂岩及石英砂岩；底板为泥岩及砂质泥岩。 6 煤层：顶板以泥岩及砂质泥岩为主，局部为粉砂岩，底板为砂质泥岩及泥岩。 5 煤层：顶板为泥岩、砂质泥岩及粉细砂岩；底板为泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层。 4-2 煤层：东二采区受陷落柱和变薄带影响，降低了 4-2 煤层可采性,局部布置综采工 作面困难。距 1 煤层为 74.89104.76 米,平均 88.82m。顶板为泥岩及砂质泥岩，底板以 泥岩为主。 1 煤层： 1 煤层在陷落柱发育区域外可采性均较好,受太灰水威胁暂不具备开采条件。 顶板多为石英砂岩，少量为泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层，底板为细砂岩及砂泥岩互层。 1.3.4 煤的特征煤的特征 1.3.4.1 煤物理性质煤物理性质 1、4-2、5、6、8 煤层均以半亮型煤为主，局部属半亮半暗型煤，褐色黑色，油 脂弱玻璃光泽，条带状结构，夹镜煤条带及少量丝炭，条痕棕黑色，参差状断口，内 生裂隙较发育。裂隙面常附有黄铁矿薄膜，性脆，易碎成块状和粉粒状，硬度小。 7-1、7-2、11-2、13-1、16-1、17-1 煤层均以半亮型煤半暗型煤为主，局部半暗型 煤，褐色黑色，沥青弱玻璃光泽，条带状结构，夹镜煤条带及少量丝炭，内生裂隙 不太发育，条痕棕黑色，暗煤硬度较大，参差状断口。 1.3.4.2 煤岩特征煤岩特征 镜下煤岩鉴定：有机显微组分以镜质组为主，次为丝质组，稳定组较少。镜质组包 括有结构和无结构的凝胶化组分及半镜质体，颜色深灰灰色,灰度中等,突起微弱；丝质 组大多为有结构的丝炭和半丝炭，颜色亮白灰白色，灰度较低，突起明显；稳定组主 要是树皮、角质层和孢子体，颜色灰黑色，灰度甚高，突起较明显。成因上有较复杂的 氧化条件，性质上有较高的挥发物和偏低的粘结性。 无机显微组分以粘土类矿物较多，次为碳酸盐，而氧化物较少，硫化物甚少。 煤的变质阶段为，相当于煤分类的气煤。 1.3.4.3 煤的组分煤的组分 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页 本区主要煤层煤质稳定，煤类较单一，为 QM，仅 1、4-2 煤层局部块段有少量 1/3JM。特低低硫分、特低低磷、中灰分煤为主、中等发热量、高熔灰分、富焦油。 水分（Mad）：各可采煤层原煤水分平均值在 1.291.99%之间，5 煤最低为 1.29%，16-1 煤最高为 1.99%。精煤水分与原煤相差不大。 灰分（Ad）：各可采煤层原