采矿课程设计说明书-范各庄矿课程设计.doc

采 矿 学 课程设计说明书 姓名： 学号：班级： 采矿采矿 B102B102 题目： 范各庄矿课程设计 评语： 指导教师： 职 称： 讲师讲师 2013 年 7 月 12 日 采 矿 学 课 程 设 计 采 矿 学 课 程 设 计 3 设计感受 采矿课程设计是采矿工程专业学习的重要一环， 它是继我们 学 过井巷工程 、 采矿学 、 爆破工程等课程，以及通过生产 实习过后进行的，其目的是巩固和扩大我们所学理论知识并使之 系统化，培养我们运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高 我们计算，绘图，查阅资料的基本技能，为毕业设计奠定基础。 依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们 在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。 设计必须按照国家规定的煤矿安全规程进行要求，力争做到 分析论证清楚，使设计到达较高标准。 在设计过程当中，认识到了自身知识的欠缺，对完成一个好 的设计产生了巨大的阻碍，所以必须一边设计一边查阅资料，渐 渐完善自己的知识面，对自己来说很有充实感。 最后，由于自身的不足，在设计当中肯定存在错误和疏漏之 处，敬请老师谅解！ 采 矿 学 课 程 设 计 4 采 矿 学 课 程 设 计 5 目目 录录 1.矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征5 1.1 矿区概述6 1.1.1 地理位置及交通条件6 1.1.2 矿区内经济状况6 1.1.3 矿区气候条件7 1.1.4 矿区水文及工农业供水7 1.2 井田地质特征8 1.2.1 井田地形及勘探程度8 1.2.2 井田煤系地层8 1.2.3 井田地质构造8 1.3 煤层特征9 1.3.1 主要可采煤层9 2 带区境界及储量带区境界及储量11 2.1 境界11 2.2 工业储量11 2.3 可采储量12 2.3.1 永久煤柱留设11 3 带区参数带区参数13 3.1 倾斜长度13 3.2 走向长度13 3.3 生产能力13 3.4 采出率13 3.5 煤柱尺寸14 3.6 煤仓容量14 4 带区巷道布置带区巷道布置15 4.1 带区巷道布置15 4.1.1 带区准备方式的确定15 4.1.2 工作面推进方向的确定15 4.1.3 带区开采顺序16 4.2 生产系统16 4.2.1 运煤系统16 4.2.2 辅助运输系统16 4.2.3 通风系统16 4.2.4 排矸系统16 4.2.5 供电系统16 4.2.6 供水系统17 4.2.7 排水系统17 4.2.8 巷道掘进17 4.3 车场选型设计17 采 矿 学 课 程 设 计 6 5 采煤方法采煤方法18 5.1 采煤方法和回采工艺18 5.1.1 地质概况及煤层赋存18 5.1.2 采煤方法的确定18 5.1.3 采高及截深19 5.1.4 综采工作面的设备选型及配套19 5.2 回采工艺26 5.2.1 回采工艺方式26 5.2.2 采煤工艺27 5.3 生产组织方式29 5.3.1 劳动组织及循环图表+ 29 5.3.2 主要技术经济指标30 5.4 回采巷道布置32 5.4.1 回采巷道布置方式32 5.2.2 回采巷道断面及支护33 5.2.3 掘进工作面主要设备35 5.5 顶板与煤壁管理措施35 6 主要技术经济指标主要技术经济指标39 6.1 主要结论39 6.2 要技术经济指标40 参参 考考 文文 献献41 采矿学课程设计 第 7 页 共 41 页 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 矿区概述 范各庄井田位于河北省唐山市古冶区境内。井田南北走向长 5.75km，东西最大倾斜 长 2.9km，井田总面积为 16.68km2，为开平煤田的一部分。矿内铁路与林西矿和京山线 古冶站接轨，北距古冶火车站 10.2km。有公路干线（迁唐线）通过井田。有季节性河流 沙河流过(图 1-1)。 图 1-1 开滦矿区矿井分布及交通位置平面图 矿井地理坐标：东经 113 度 28 分，北纬 39 度 33 分，井田北部、西北部及西部与吕 家坨矿相接，井田西及西南部与钱家营矿相邻，井田东部及南部以 14 煤层的基岩露头为 界。井田地理位置优越，交通线四通八达。西距唐山市区 23km，丰南区 31km。西南距 天津市 121.5km，西北距北京市 192.3km；北距古冶 205 国道 10km，京沈高速榛子镇入 口 23km；南距唐港高速青坨营镇入口 16km，曹妃甸新区 41km，曹妃甸港 67km；东距 滦县新城 26.7km，秦皇岛港 100km。东南距滦南县城 24km，乐亭县城 46km，京唐港 66km（以范各庄矿为中心，直线距离）。 1.2 井田地质特征井田地质特征 1.2.1 井田地质构造 开滦矿区位于燕山南麓，区内包括开平煤田的开平主向斜和车轴山向斜 2 个含煤构 林南仓南矿 5.0Mt 新井设计 第 8 页 共 41 页 8 造，为华北断块的一部分，因此区域构造特征及地应力分布都受到华北断块构造的控制。 由于受加里东运动的影响，中朝地台自中奥陶世以后一直处于上升状态，至早石炭世仍 未接受沉积，因此开平煤田也缺失了从中奥陶统至下石炭统的各地层。 矿区主体构造形态为开平复式向斜构造，向斜东北端抬升封闭，西南端开口呈半封 闭性的构造盆地，面积约 800km2。向斜的总体轴向为北东向，自古冶以北主向斜轴逐渐 转为东西向(图 1-2)。 图 1-2 开平煤田构造纲要图 开平复式向斜构造两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差 及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴 向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：一组由杜军庄背斜、黑鸭子向斜、范各 庄背斜、塔坨向斜、毕各庄向斜及南阳庄背斜等组成；另一组出现在宋家营以南，由李 新庄向斜、刘唐堡背斜组成，其规模不如前者。东南翼较缓，地质条件较为简单，断层 发育程度较西北翼明显要低，且以张性、张扭性的高角度斜交正断层为主。 范各庄井田位于开平向斜东南翼南段，南北走向延伸 12.25km，东西斜长平均 3.92km，总面积 32.33km2。范各庄井田主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼的毕各庄 向斜，主要受开平向斜在发育过程中北部受青龙山东西构造带影响，为主向斜轴在古冶 以北发生偏转呈东西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造（图 2-1）。塔坨向斜轴 线总体呈东西向，枢纽呈弧形向北凸出。受塔坨向斜影响，往南伴生发育了北二背斜和 井口向斜，并在轴部附近产生了小型断层，落差较小。毕各庄向斜轴线总体呈北西向， 车 轴 山 新军屯 向 斜 韩城 车轴山 荆各庄向斜 荆各庄 碑子 院 背 斜 胥各庄 岭 子背斜 稻地 唐山市 开平 洼里 古冶 林西 赵各庄 范各庄 毕各庄 钱家营 缸 窑 吕家坨 吕 家 坨 背 斜 范 各 庄 向斜 杜军 庄背 斜 冶里 冶 里 背斜 后 屯 断 层 榛子镇 白云山 断层 磨 石 板 断层 青 龙 山 背 斜 黑 鸭 子向斜 楼 向 斜 家 岭 断层 开 平 向 斜 徐 背斜 向斜 压性断裂 背斜 向斜 压扭性断裂 张性断裂 二迭系 石炭系 奥陶系 寒武系 震旦系上统 中统 下统 花岗片麻岩 轮近断裂 P C D E E Z P P P P O E FV O C I C F O O OCP PCO C C O E P C P P P COOC O O O O O O GE E Z3 Z2 Z2 Z2Z3 Z2 Z2 Z2 Z2 Z2 Z2 Z2 Z3 Z3 E E C Z3 Z3 Z3 Z3 Z2 E Z3 Z1 Z1 Z1 Z1 Z1 Z1 Z1 P E E E O Z2 Z3 P C C O O O-O1 开 平 煤 田 地 质 构 造 略 图 比 例 尺 1: 40万 、 前震旦系 pp zc o z EAr 1 2 Ar Ar C C 采矿学课程设计 第 9 页 共 41 页 枢纽呈马鞍状起伏较大，沿轴线形成两个小型盆地。井田内较大的断裂构造主要分布于 毕各庄向斜区域的南部边缘，其中一组是以 F5 正断层为主的断层带，走向呈北北东向， 落差达 200 余 m，造成煤系地层与奥陶系灰岩对接，成为开平煤田的边界；另一组是以 F4、F11、F12 断层组，落差在 2530m。另外在井田中部发育有 FO 断层为主的断裂构 造带，走向为南北向。 地层： 范各庄矿勘探和开发揭示的地层自上而下有：第四系、二叠系、石炭系、奥陶系。 范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二叠系地层组成，煤系地层包括中石炭统唐山组， 上石炭统开平组、赵各庄组，下二叠统的大苗庄组、唐家庄组。范各庄井田地层划分如 表 3-1 和图 3-1 所示。 1）奥陶系 （1）上马家沟组：中统。厚度 152307m，岩性致密均一，泥晶质为主，无颗粒， 局部具有水平层理和石膏假晶，下部云斑灰岩或深灰色厚层状泥晶-微晶云斑灰岩，局部 夹薄层亮晶沙屑，灰岩含腕足及三叶虫薄屑及头足类化石。局部地段岩相变成杂色角砾 屑云灰岩。与煤系地层呈假整合接触。 （2）下马家沟组：中统。厚度 150307m，蠕虫状微晶白云岩，又称蠕虫灰岩，含 三叶虫，腕足棘皮等生物碎屑及腹足类化石，其下部为白云岩，蠕虫灰岩和豹斑灰岩， 本统白云岩较多，伴有石膏条带和石膏假晶，底部多层泥晶角砾岩屑灰岩，角砾成分为 灰岩，白云岩等。 （3）亮甲山组：下统。厚度 135260m，以细晶白云岩，竹叶状灰岩，豹皮状选层 灰岩组成，上部小的岩溶较发育，含三叶虫头足类和腕足类化石。 （4）冶里组：下统。厚度 6993m，以条带状灰岩，竹叶状灰岩，小豹皮状云斑灰 岩组成，含腹足类化石，下部层面见少量菱铁矿和碱石。下与寒武系地层整合接触。 2）石炭系 （1）唐山组：中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均 厚度约 67.3m。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩(G 层)， 含 K1、K2、K3 三层灰岩，以 K3 灰岩发育较好，层位稳定，厚度为 2.426.34m，称为 唐山灰岩。本组含 13 层不稳定的薄煤线。 （2）开平组：上统。上部止于赵各庄灰岩(K6)顶板，下起唐山灰岩顶板，本组平均 厚度约 51.9m。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含 K4、K5、K6 三层质地不匀 的薄层灰岩和一层局部可采的 14 煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著 减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。 （3）赵各庄组：上统。上部以 11 煤层顶板为界，下伏开平组，平均厚度约 83.7m，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含二至 三层可采煤层，即 11 煤、12 煤、12 半煤。岩性与开平组相比颗粒变粗，接近陆相沉积。 林南仓南矿 5.0Mt 新井设计 第 10 页 共 41 页 10 3）二叠系 （1）大苗庄组：下统。上部止于 5 煤层顶板，下伏赵各庄组，平均厚度约 61.4m。 本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含 可采煤层四层，即 5 煤、7 煤、8 煤、9 煤。6 煤层分布普遍，但不可采。植物化石的种 属显著增多。 （2）唐家庄组：下统。上部止于 A 层顶板，下伏大苗庄组，平均厚度约 224.5m。 岩性以粗中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹 14 层薄煤线。 岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰绿和紫红色，均属于陆相沉积。 （3）古冶组：上统。下起 A 层顶板，上至 A0 层底，平均厚度约 122.9m。岩性主要由中 粗砂岩组成，夹少量泥岩、粉砂岩。泥岩、粉砂岩层多呈紫色、紫灰色，砂岩多呈灰色、 青灰色，局部夹浅黄色、紫色等杂色。在粉砂岩夹层中含少量植物化石。古冶组地层只 保留在范各庄区域的主井、毕 2 孔、毕 23 孔至毕 37 孔一线以西，毕各庄区域大部分被 剥蚀掉。与下伏唐家庄组整合接触。 （4）洼里组：上统。受地层剥蚀影响，洼里组地层只保留在井田内范各庄区域范井 5 孔至 951 孔一线以西，平均厚度约 139.7m。岩性主要由中粗砂岩、细砂岩、粉砂岩 组成。粉砂岩及泥岩夹层多呈紫色、棕红色，砂岩多呈灰白色、青灰色，局部夹杂色。 底部发育一层厚度约 45m 的紫色铁铝质泥岩，称其为 A0 层，分布比较稳定、广泛， 为井田最上部的第一层较为重要的标志层。与下伏的古冶组整合接触。 4）第四系冲积层 整个范各庄井田均为第四系冲积层所覆盖。冲积层主要由粘土层、砂层及卵砾石层 组成，中上部多粘土及砂质粘土层，下部多粗砂及卵砾石层。与下伏地层呈角度不整合 接触。冲积层厚度变化较大，厚度 54424m，由北往南逐渐增厚。在范各庄区域厚度沿 东西向变化较小，南北向变化较大；而在毕各庄区域基岩面出现近南北向的山沟和山脊， 冲积层厚度在两个方向上变化均较大。 冲积层底部卵砾石层比较发育，局部厚度可达 33.5m。在井田内的大部分区域，卵 砾石层直接沉积于基岩面之上。底砾层是煤系地层上部的重要承压含水层，是煤系地层 中含水层的补给水源。 采矿学课程设计 第 11 页 共 41 页 表1-1 范各庄矿井田地层划分表 林南仓南矿 5.0Mt 新井设计 第 12 页 共 41 页 12 地质时代 系统组 建组起止层位地层关系 厚度（m ） 含煤性主要特征 由地表至基岩面 164.6 主要由砂、粘土、卵石 组成 A0层底面至基岩面 139.7 不含煤 主要由中粗砂岩、细砂 岩、粉砂岩组成。 A0层底面至A层顶 面 122.9 不含煤 主要由中砂岩、粉砂岩 组成 A层顶面至五煤顶 面 224.5 含煤线 45层 主要由中砂岩、粉砂岩 组成 5煤层顶板至 11煤层顶板 61.35 含煤六层 可采四层 即5、7、 8、9煤 由砂岩、粉砂岩、煤和 泥岩组成 11煤层顶板至K6 灰岩顶面 83.7 含煤三层 可采的即 11、12、12 半 由砂岩、粉砂岩、煤组 成 K6灰岩顶面至 K3灰岩顶面 51.9 含煤13 层，14煤局 部可采 主要为粉砂岩、泥岩、 夹三层分布不稳定的灰 岩 K3灰岩顶面至 奥陶灰岩顶面 67.3 含13层 不稳定薄煤 线 以粉砂岩为主，细砂岩 次之，间夹三层灰岩， 底部为G层铝钒土岩 不整合 整合 整合 整合 整合 整合 整合 假整合 由灰岩、白云岩等组成 采矿学课程设计 第 13 页 共 41 页 、 164.55 139.71 2P2 122.95 P12 262.22 P 2 1 224.47 1 P1 61.35285.82548.48 C 83.65 3 2 51.90135.55 67.367.3202.85751.33 O2 O 54-424 164.55 0-150.30 139.71 80.30-164.94 122.95 192.97-240.51 224.47 45.8-135 67.3 83.65 64.7-86.4 57.3-68.5 61.35 30-74.6 51.9 、,、54、 、424、,、,、,、,、 、,、,、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 164.55 、 、 、,、,、 、 、-、-、-、 、-、 、 、-、-、 、-、 、,、,、 、,、,、.、 、,、. 、-、-、 、5、6、7、8、9、 、6、8、 、-、 、11、12 、11、,、 、,、,、;12、 、,、,、1-2、 、-、 、K6、K5、K4 、13、14 、13、0.3m、 、 、K3、K2、K1 、-、G、 、 、 、 、 、 、 24-368 123.96 A、 、 、 0-191.91 157.35 A、 0-20.37 8.25 5、 、 、 35.93-219.65 74.35 5、 、 1.14-22.93 6.8 5、12 、 、 、 32.32-107.32 62.8 12、 、 6.48-24.31 12.5 12、14 、 、 、 3.95-44.16 6.0 14、K3 、-、 、 、 24.06-68.86 39.95 K3、 、G、 、 45.83-134.96 64.1 O2、 、 600-800 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 A0 、A 、 、 、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 、 11 、 12 、12(1/2) 、(k6) 、 13 、 14 、G 、(k5) 、(k4) 、(k3) 、(k2) 、(k1) 、 、 、 、(、) 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 P2 、 、 、 C3 1 C2 、 、 P2 、 、 、 、 C3 C2 、 、 、 、 O1 、 、 、 P 、 、 、 C 、 、 、 、 图1-3 范各庄井田地层综合柱状图 1.2.2 水文地质 开平煤田位于燕山沉降带中段之南缘，为一北东向的北翼陡南翼缓的不对称向斜构 造。向斜盆地北依低山，南卧平原，绝大部分隐伏于第四系冲积层之下。向斜北部基岩 裸露地区，地面标高 4060m，南部为 20m 左右。区内地表水系不发育。分布于煤田东 部的沙河及自西部进入煤田的陡河，均系季节性河流，平时主要起排泄矿井水的作用。 矿区内主要含水层为冲积层含水层、煤系地层砂岩裂隙承压含水层、奥灰含水层，除第 林南仓南矿 5.0Mt 新井设计 第 14 页 共 41 页 14 四系潜水层外均为承压含水层，含水丰富。煤系砂岩含水层富水性受构造发育控制，主 要是裂隙含水层，奥灰含水层岩溶发育，含水丰富，对区域内矿井威胁较大，多座矿井 发生奥灰水突水水害事故。区域内含水层的补给主要为大气降水，同时由于导水构造的 存在，也造成各含水层的越流补给。 1）矿井直接充水含水层及其主要特征 在煤系地层中，对矿井直接充水的含水层是 5 煤层顶板砂岩裂隙承压含水层、512 煤层间砂岩裂隙承压含水层和 1214 煤层间砂岩裂隙承压含水层。 （1）5 煤层顶板砂岩裂隙承压含水层：该层在 5 煤层顶板以上，平均厚度约 74.4m，岩性主要为中、细砂岩及粉砂岩。该层裂隙发育，含水较丰富。采掘过程中大都 表现为淋滴水，局部表现为涌水现象。该含水层在井田东部、西南部隐伏露头区与第四 系冲积层底部砾石含水层直接接触，并接受其补给。在井田北部、西部分别与范各庄矿、 钱家营矿相连。整个含水层在井田范围内具有典型的裂隙水特点，节理裂隙较为发育， 充水及导水性较好，含水较为丰富，单位涌水量为 0.328 升秒m，渗透系数为 0.339m昼夜，水质类型为重碳酸钙镁钠型或重碳酸钠型，属软水。 （2）512 煤层间砂岩裂隙承压含水层：该含水层系由几层互不联系的含水亚层组 成，主要有 57 煤层间砂岩裂隙承压含水层，79 煤层间砂岩裂隙承压含水层，911 煤层间砂岩裂隙承压含水层、1112 煤层间砂岩裂隙承压含水层。其中以 57 煤层间 砂岩裂隙承压含水层和 911 煤层间砂岩裂隙承压含水层富水较强。该含水层在井田东 部露头区接受第四系冲积层含水层的补给，煤层采掘过程中充水形式为顶板淋滴水和底 板缓慢渗水，目前主要消耗其静储量。另外，7 煤层采出后，通过回采冒落裂隙带接受 上部 5 煤层顶板砂岩裂隙承压含水层的补给。据抽水试验结果，单位涌水量为 0.00220.845 升秒m，渗透系数为 0.0121.725m昼夜。水质类型变化较大，为重 碳酸钠钙镁型，重碳酸钙型，重碳酸、硫酸钙镁型，属软水，局部矿化度较高。 （3）121 4 煤层间砂岩裂隙承压含水层：该段平均厚度约 60m 左右，岩性主要为 中、粗砂岩、含砾粗砂岩。中部的一层含砾粗砂岩，裂隙发育、含水丰富，当开拓巷道 通过该层时大多表现为裂隙出水。 该含水层在井田东部、西南部与第四系冲积层底部卵砾石含水层直接接触，并接受 其补给；在井田北部、西部分别与范各庄矿、钱家营矿相连。在井田范围内，该含水层 接受奥陶系灰岩含水层的补给，其补给途径大多是通过岩溶陷落柱、导水断层及导水裂 隙等。由于构造发育的不均一性，导致了该含水层在井田范围内富水性的不均一。在井 口区及北翼，由于岩溶陷落柱及导水构造较为发育，1214 煤层间砂岩组含水层与奥灰 岩溶水联系密切，含水较为丰富，不易疏干。 该含水层据范 45 孔抽水试验结果单位涌水量为 0.845 升秒m，渗透系数为 1.725m昼夜。水质类型为重碳酸钙镁型，局部为重碳酸钙镁钠型和重碳酸钠型， 属软水。 采矿学课程设计 第 15 页 共 41 页 2）矿井间接充水含水层及其主要特征： 煤系地层基底的奥陶系灰岩强含水层和上覆的第四系冲积层强含水层，煤系地层中 的唐山灰岩含水层是矿井充水的间接补给水源。 （1）第四系冲积层含水层：第四系冲积层厚度在井田北部为 50m 左右，到井田南 部厚度已达 400m 以上。本层可分为四个含水带，第一个含水带为潜水层，其它三个含 水带为承压含水层。 （2）潜水层：本层主要由混合砂组成，分布整个井田，为一层状孔隙含水层，厚度 平均 12m 左右。由于地势平坦，主要接受大气降水的补给，与地表水体为互补关系。雨 季接受地表水补给，旱季向地表水体排泄。潜水的流动方向大致与沙河流向一致。潜水 水位埋深与地形有关，受降雨影响水位动态季节性变化明显。平水期渗透系数为 1.925m昼夜，单位涌水量为 0.364 升秒m，多雨期渗透系数为 5.061m昼夜，单 位涌水量为 0.891 升秒m。水质类型为重碳酸钙镁型，属软水。 （3）上部砂岩含水层：该层埋藏深度 2336m，其厚度一般为 13m，为承压含水层。 本层主要由粗砂和细砂组成，局部有粗砂含砾，含水层顶部有一厚达 3m 左右的砂质粘 土或粘土层。 据钻孔抽水试验结果该含水层渗透系数为 1.955.06m昼夜，单位涌水量为 0.2320.865 升秒m，水质类型为重碳酸钙镁型，属淡水。 （4）中部卵石层含水层：本层埋藏深度 3565m，含水丰富，分布较广，为承压含 水层，主要由卵石组成。井田北部发育，厚度约 13m，向南逐渐变薄，其含砂量亦愈来 愈多，至范各庄乡张庄户村、大赤口村一带变成粗砂层而尖灭。据 F13 钻孔抽水试验结 果渗透系数为 12.307m昼夜，单位涌水量为 2.339 升秒m，水质类型为重碳酸钙 钠型，属碱性淡水。 （5）底部卵砾石含水层：本层为冲积层最底部的含水层，井田北部范区埋藏在 53170m，南部毕区埋藏在 230424m。顶部多中细砂层，底部为含砂砾石层，分布广 呈多层透镜状。在井田中部约有 9.33km2 的底部卵石层直接与基岩接触，其厚度 310m；毕区较厚，厚度达 15m 以上。井田范围内底部卵砾石层与基岩直接接触面积累 计约 21.24km2，占整个井田面积的 68.5。据抽水试验结果，单位涌水量为 2.887 升 秒m，渗透系数为 35.46m昼夜。水质类型为重碳酸一钙镁钠型，属淡软水。 井田范围内有 31.5的面积为粘土层与基岩直接接触，在井田北部其厚度为 36m 左右，局部达 10m 以上；在井田南部其厚度为 68m，局部厚达 10m 以上。 （6）奥陶系灰岩岩溶含水层：奥陶系石灰岩在井田东部、北部埋藏较浅，在西部、 南部埋藏较深；在井田外部为隐伏露头，直接与第四系冲积层接触。整个井田奥陶系石 灰岩中构造裂隙和岩溶发育，但不同区域发育程度有很大差异。在塔坨向斜至井口向斜 区岩溶发育且有较大溶洞存在，并造成煤系地层陷落，已相继发现了 14 个岩溶陷落柱； 井田南翼单斜区，奥灰岩溶发育则较差，如南二、南三石门钻孔只有小的构造裂隙和溶 林南仓南矿 5.0Mt 新井设计 第 16 页 共 41 页 16 孔。根据抽水试验和对该含水层动态长期观测资料，奥陶系石灰岩是一个互相连通的岩 溶含水整体，是煤系地层的主要补给水源，又可通过导水断裂和岩溶陷落柱成为矿井的 直接突水水源。 奥灰岩溶富水性是极不均一的，井田北部一些钻孔单位涌水量可达 6.593 升 秒m，渗透系数为 31.87m昼夜，而井田南部有的钻孔单位涌水量不足 0.01 升 秒m；建井前该含水层原始水位可达+31+33m，由于 30 年的疏降，现水位为 +2.35+4.88m 之间。该含水层水位季节变化明显，年变化范围在 2m 左右。奥灰水水质 类型为重碳酸一钙镁型，属软水。 奥陶系灰岩距最下一个稳定可采煤层(12 煤层)的间距一般为 160220m，在正常情 况下对矿井无直接充水关系，但由于岩溶陷落柱及导水断裂构造的存在，将奥灰水直接 导入煤系地层，可成为矿井水的直接补给水源。 3）矿井涌水量 矿井涌水量大，平均涌水量为 1140m/h。 1.2.3 其他有益矿物 根据范各庄矿多年采探资料，在井田范围内，目前还没有发现具有一定经济品位， 达到可采标准的伴生矿床，但在采矿及选煤过程中，可以把与煤伴生的有益矿产做为副 产品进行回收和综合利用，其中主要是洗矸和黄铁矿。 1）洗矸：洗矸是选精煤过程中的副产品，其主要成分是粘土类矿物。由于其与煤伴 生，含碳量较高，因而有一定的发热量，可以供沸腾炉燃用，也可以做为自燃砖的配料， 以节约煤炭用量。 2）黄铁矿：黄铁矿是制取硫磺和硫酸的原料，范各庄矿井田范围内黄铁矿主要与石炭系上统煤层相 伴生，可以探索通过选矿对黄铁矿进行回收和综合利用的途径 1.3 煤层特征煤层特征 1.3.11.3.1 可采煤层情况可采煤层情况 井田内可采和局部可采煤层共九层，即煤 5、煤 61/2、煤 7、煤 8、煤 9、煤 11、 煤 12、煤 14。 1.3.21.3.2 煤的物理性质煤的物理性质 范各庄井田各煤层均属腐殖质煤，通过肉眼鉴定颜色一般为黑色，内生节理发育， 贝壳状断口，油脂光泽。煤岩组分以亮煤为主，镜煤及丝炭少见，煤岩一般类型一般为 光亮型和半光亮型 1.3.31.3.3 煤种及煤质变化煤种及煤质变化 井田以肥煤为主气煤次之，焦煤甚少。 井田煤种分布特征具有明显的分带规律。由浅部至深部，煤的变质程度逐渐增高， 采矿学课程设计 第 17 页 共 41 页 其排列依次为气煤、肥煤至焦煤。条带大致呈北 5060东向延展，其中以肥煤条带 最宽、延展最长、所占面积最大，为井田的主要煤种。气肥、肥气煤及气煤分布于井田 的南及西南边缘浅部。 井田内煤的物理性质、煤质及煤岩等特征沿走向及倾向变化均不大，但井田西部 局部因受火成岩的影响，煤层变成天然焦。 1.3.41.3.4 各煤层顶底板特性各煤层顶底板特性 研究区内煤层顶底板岩性主要由泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和中细砂岩构成。主 采煤层直接顶板为深灰色泥岩或砂质泥岩，为分流间湾、泛滥平原相沉积，部分区域过 渡为深灰色粉砂岩；老顶为灰色粉砂岩和细粒砂岩，硅质或钙质胶结，含杂色矿物、炭 纹、菱铁矿结核、黄铁矿及泥质包体，具板状交错层理与大型槽状交错层理和水平层理 等，有时冲刷下伏泥岩或砂质泥岩直至煤层，在冲刷面上具泥质包体，节理