采矿工程毕业设计（论文）-袁店一矿1.5Mta新井设计（全套图纸）.docx

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）题目： 袁店一矿1.5 Mt/a新井设计 基于PFC3D的松散矸石充填体压缩特性数值模拟研究姓名： 学号： 01120067 班级： 采矿工程2012-3班 二 一 六 年 六 月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计全套图纸，加153893706姓 名： 学 号： 01120067 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 袁店一矿1.5 Mt/a新井设计 专 题： 基于PFC3D的松散矸石充填体压缩特性数值模拟研究 指导教师： 职 称： 副教授 2016年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程2012级 学生姓名 任务下达日期：2016年1月8日毕业设计日期：2016年3月12日 至 2016年6月12日毕业设计题目：袁店一矿1.5 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：基于PFC3D的松散矸石充填体压缩特性数值模拟研究毕业设计主要内容和要求：1、以参与的实习地点袁店一矿为基础，完成袁店一矿1.5 Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。2、结合未来研究生研究方向，撰写一篇基于PFC3D的松散矸石充填体压缩特性数值模拟研究的专题论文。3、完成一篇名为“Chemical Toxicity of Surface-Based Drinking Water Sources Due to Natural Uranium Pollutant Around Princess Gold Mine Environs in Roodepoort, South Africa”的英文文献。院长签字： 指导教师签字：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 况提 出 问 题回 答 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 要本文共分为3个部分，依次为一般部分、专题部分与翻译部分。各部分内容具体如下：一般部分为袁店一矿1.5 Mt/a新井设计。袁店一矿位于安徽省濉溪县与涡阳县的交界处，交通便利。袁店一矿走向长约3.2915.40 km，倾向长约03.52 km，井田面积约37.21 km2。主采煤层为10煤，煤层倾角为6.318.9，平均约11.5，属于缓倾斜煤层，煤层厚度为3.64.42 m，平均4.1 m。井田工业储量为177.61 Mt，矿井可采储量114.25 Mt。矿井设计开采能力1.5 Mt/a，矿井服务年限为54 a，第一水平服务年限30 a。矿井正常涌水量为392 m3/h，最大涌水量为584 m3/h。矿井最大相对瓦斯涌出量10.08 m3/t，属于高瓦斯矿井。井田开拓方式为立井两水平暗斜井延深集中岩石大巷开拓，井田采用采、带区式布置方式，共划分为两个采区，八个带区，轨道运输大巷、胶带运输大巷和回风大巷皆为岩石大巷，布置在10#煤层底板岩层中。将东一带区作为首采区，共划分5个回采工作面，并进行了运煤、通风、运料、排水、排矸、供电系统等设计。针对10101工作面进行了采煤方法设计。该工作面煤层平均厚度为4.1 m，平均倾角10。矿井年工作日为330 d，工作制度为“四六”制，工作面采用长壁综采一次采全高采煤法。采用双滚筒采煤机割煤，往返一次割两刀。截深0.6 m，每天六个循环，循环进尺3.6 m，月推进度99 m。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用电机车牵引固定矿车运料。矿井通风方式为中央并列式通风。主井采用两套带平衡锤的16 t箕斗提煤，副井采用一对1.0 t矿车双层四车窄罐笼和一个带平衡锤的1.0 t矿车双层四车宽罐笼运料和升降人员。专题部分题目为基于PFC3D的松散矸石充填体压缩特性数值模拟研究。通过改变模型的尺寸对充填体压缩特性进行研究，对其位移、旋转以及力链三个方面进行分析。翻译部分英文题目为：Chemical Toxicity of Surface-Based Drinking Water Sources Due to Natural Uranium Pollutant Around Princess Gold Mine Environs in Roodepoort, South Africa。其主要内容是因铀的开挖而导致地表饮用水的化学毒性，对人体产生了巨大的危害。关键词：袁店一矿；立井两水平暗斜井延深；带区布置；中央并列式通风；大采高一次采全厚；化学毒性；充填体压缩特性ABSTRACTThis paper has been divided into three parts: general part, project part and translation part. Each part is as follows.The general part is a new design for YuanDian mine. It locates in Anhui Province, at the junction of Woyang and Suixi.The length of the mine field is about 3.2915.40 km along the strike, 03.52 km along the dip, field with an area of about 37.21 km2. The 10# is the main coal seam. The dip angle of the coal is 6.318.9 degree and the average is 11.5 degree,which belongs to the Gently inclined seam. The thickness of the coal is 3.64.42 m, the average is 4.1 m in 10#.The proved recoverable reserves of the minefield are 177.61 million tons, and the minable reserves are 114.25 million tons. The designed productive capacity is 1.5 million tons per year, and the service life of the mine is 54 years,the first level is about 30 years. The normal flow of the mine is 392 m3 per hour and the max flow of the mine is 584 m3 per hour. The relative mine gas gush is 10.08m3/t, It is a high gas mine. The mine is a double level extention by blind slope and concentration rock roadway to develop and full strip preparation, which divided into two mining areas and eight band areas, and track roadway, belt conveyor roadway and main return way are all rock roadways, arranged in the floor rock of 10# coal seam.The design applies strip preparation against the first band of East One which divided into 5 working faces totally, and conducted coal conveyance, ventilation, transport materials, drainage, gangue conveyance and electricity designing et al. The design conducted coal mining technology design against the 10101 face. The coal seam average thickness of this working face is 4.1 m and the average dip is 10. The “four-six” working system is used in the mine. It produces for 330 days a year. The working face applies fully mechanized longwall full-height coal caving method, and uses double drum shearer cutting coal which cuts twice each working cycle. The depth-web is 0.6 m with six working cycles per day, and the advance of a working cycle is 3.6 m and the advance is 99 m per month.The central laneway uses belt conveyor to transit coal, and trolley wagons are used for accessorial transportation in the roadway.The ventilation mode of this mine uses center juxtapose form. The main shaft uses double 16 t skips to lift coal with a balance hammer and the auxiliary shaft uses a twins narrow1.0 t four-car double-deck cage and a wide 1.0 t four-car double-deck cage to lift material and personnel transportation.The title of the project part is numerical simulation study on compressive properties of loose gangue filling based on PFC3D.Analysed displacement, rotation and force chain by changing the size of the model.English title of translation part is “Chemical Toxicity of Surface-Based Drinking Water Sources Due to Natural Uranium Pollutant Around Princess Gold Mine Environs in Roodepoort, South Africa”. It is about the chemical toxicity of surface-based drinking water sources, has caused huge harm to human body.Keywords：Yuandian mine; double level extention by blind slope; band area layout; center juxtaposes ventilation; longwall full-height coal mining method; chemical toxicity; compression properties of backfilling tailing 中国矿业大学2016届本科生毕业设计 第II页目 录一般部分1 矿区概况及井田地质特征11.1 矿区概况11.2 矿井外部建设条件及评价21.3 矿井资源条件32 井田境界及资源/储量182.1 井田境界182.2 矿井储量计算193 矿井工作制度、设计生产能力与服务年限253.1 矿井工作制度253.2 矿井设计生产能力253.3 矿井设计服务年限253.4 井型校核264 井田开拓274.1 井田开拓的基本问题274.2 矿井基本巷道365 准备方式带区巷道布置465.1 煤层的地质特征465.2 带区巷道布置及生产系统475.3 带区车场选型设计526 采煤方法546.1 采煤工艺方式546.2 回采巷道布置667 井下运输697.1 概述697.2 带区运输设备选择707.3 大巷运输设备选择718 矿井提升748.1 概述748.2 主副井提升749 矿井通风及安全技术799.1 矿井概况、开拓方式及开拓方法799.2 矿井通风系统的确定799.3 矿井风量计算849.4 矿井阻力计算909.5 选择矿井通风设备939.6 安全灾害的预防措施9710 设计矿井基本技术经济指标99参考文献100专题部分基于PFC3D的松散矸石充填体压缩特性数值模拟研究1011 引言1012 PFC3D简介1023 数值试验模型的构建及试验环境1033.1 数值试验模型的构建1033.2 数值试验环境1033.3 数值试验伺服加载机制1044 松散矸石充填体压缩尺寸效应数值模拟研究1044.1 PFC3D三轴模型1044.2 模型的细观参数标定1064.3 数值模拟实验结果分析1065 结论与展望1095.1主要结论1095.2 研究不足1106 参考文献110翻译部分英文部分Introduction111Materials and Methodology112Results and Discussion115Conclusion120References120中文部分1引言123材料和方法124结果与讨论126结论129参考文献130致 谢错误!未定义书签。一 般 部 分中国矿业大学2016届本科生毕业设计 第15页1 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 矿区位置与交通袁店一井位于安徽省濉溪县与涡阳县的交界处，在袁店集附近，行政区划属于濉溪县和涡阳县。本矿井位于淮北平原中部，陆路交通较为便利，北西约10 km处有濉阜铁路的青疃站，东50 km处有京沪铁路的宿州站；203省道（淮北六安）及合（肥）徐（州）高速公路从井田东部穿过，区内县乡公路网纵横交错，与干线相连可达全国各地。本区地理位置优越，交通运输方便，矿井具备铁路、公路运输条件，如图1-1所示。图1-1 淮北矿业集团袁店一矿交通位置图1.1.2 地形地貌井田位于淮北平原中部，区内地势平坦，地面标高26.3829.788 m，一般28 m左右。1.1.3 地面水系袁店一井西侧有涡河，水流终年不断，可航行机帆船。南侧有北淝河，经曹市集向东南流去，属季节性河流。东北侧有浍河。涡河、浍河、北淝河均注入淮河，属淮河水系。袁店一井区内没有大的河流，仅有曹青河、殷阳沟、青龙沟、凤凰沟等纵横交错，大小不一的人工沟渠，它们均受大气降水补给，每年7-9月份雨季，河水位较高，流量较大，局部漫及地表，每年10月至次年3月枯水季节，水位较低，干旱严重时甚至断流。1.1.4 气象特征本区属季风暖温带半湿润气候，春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风。平均风速为3 m/s，最大风速可达18 m/s。平均气温为14.4 ，最低气温（1988年12月16日）为-10.9 ，最高气温(1988年7月8日）为40.3 。年平均降雨量为834 mm，雨量多集中在七、八两个月。无霜期为208-220天，冻结期一般在十二月上旬至次年的2月中旬。1.1.5 地震情况根据安徽省地震局1996年编制出版的安徽地震烈度区划图，本区属于4-6级地震区，地震动峰值加速度值为0.05 g，地震基本烈度值为度区。1.1.6 地面已有建（构）筑物及设施根据当地军事、文物等管理部门出具文件，井田内无文物古迹、自然保护区、军事防务区、油气管道、油汽井设施、水库。1.2 矿井外部建设条件及评价1.2.1 运输条件本矿井位于淮北平原中部，陆路交通较为便利，北西约10 km处有濉阜铁路的青疃站，东50 km处有京沪铁路的宿州站；203省道（淮北六安）及合（肥）徐（州）高速公路从井田东部穿过，区内县乡公路网纵横交错，与干线相连可达全国各地。本区地理位置优越，交通运输方便，矿井具备铁路、公路运输条件。1.2.2 电源条件淮北矿业（集团）有限责任公司已和安徽省电力公司淮北供电公司达成袁店一井供电协议。本矿井供电电源接自井田东北部约11.5 km的220/110/35 kV杨柳变电所。该变电所两台主变容量为120 MVA，两路电源分别引自淮北一电厂及二电厂，可为袁店一井提供可靠电源。1.2.3 水源条件本区新生界含水层埋藏浅。新生界松散层一含分布稳定，水质较好，富水性较强，开采条件简单。区内灌溉机井多开凿于此层内，水量3050 m3/h，一含水可作为该井田工业和生活饮用水的水源。二含水质较好，各项指标均能满足生活饮用水标准，可以作为供水水源。矿井水源供应充沛。井上下消防洒水等工业生产用水采用处理后的井下排水。1.2.4 通信条件矿井不单独设置行政电话交换机，而采用设置1000线行政电话虚拟网综端。与杨柳电信局之间建立虚拟网，信道设20芯光缆传输（包括生产调度通信及电力调度通信信道），接入矿业集团公司的通信专网（数字宽带网、音频视频等信道公用）。1.2.5 主要建筑材料供应条件目前，建材市场活跃，钢材、木材进货渠道较多，砖、瓦、砂、石等建材当地均可满足需要。1.2.6 外部建设条件综合评价本矿井交通方便，进场公路顺畅；电源可靠；水源充沛；建材供应渠道畅通，主要材料可以当地解决；有相邻矿区依托，建设经验可供借鉴。因此，矿井建设的外部条件优越。1.3 矿井资源条件1.3.1 地层袁店一井及其邻近煤矿均未见基岩裸露。经钻探揭露，新生界松散层下伏地层自上而下分别为二叠系的上石盒子组、下石盒子组和山西组；石炭系的太原组、本溪组；奥陶系的老虎山组马家沟组。地层自下而上为：（1）奥陶系（O2lO1m）揭露厚度2.5413.16 m。岩性为灰褐色、灰棕色、淡肉红色厚层状石灰岩，微晶结构，致密性脆，裂隙发育，质不纯，具豹皮状构造，顶部见少量黄铁矿结核。（2）石炭系（C）1）中统本溪组（C2b）井田内无钻孔揭露。据邻区五沟矿资料，揭露最大厚度23.83 m，岩性为：灰白色、紫红色铝质泥岩，富含铝质，致密性脆，含少量菱铁鲕粒；灰到深灰色细粉砂岩，含较多泥质，见黄铁矿结核分布不均，顶部含细砂质，具明显的薄层理。2）上统太原组（C3t）井田内无钻孔系统揭露，06-08、06-19、06-17、04-46等孔分别揭露到3-4灰，揭露最大厚度38.99m；06-13、06-26、06-13等孔穿过断层揭露太原组中下部地层分别为46.03 m、58.43 m、46.33 m。据区域资料总厚度为132.40 m。岩性以浅灰色石灰岩为主，次为深灰色泥岩、粉砂岩和少量砂岩。石灰岩总厚70.53 m，占本组地层总厚度的53%。石灰岩大多富含动物化石，其中二四灰含燧石结核。（3）二叠系（P）本系地层厚度较大，虽然各岩层相变频繁，岩性厚度变化较大，但全系总厚度变化不大，在物质沉积速度上表现出互为补偿。1）下统山西组（P1s）山西组下界为太原组第一层灰岩之顶，上界为铝质泥岩之底，厚72133 m，一般93 m左右。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含10、11两个煤层组，其中10煤层为本区的主要可采煤层。2）下统下石盒子组（P1x）本组下界为铝质泥岩之底，上界为K3砂岩之底，厚度210300 m，一般237 m左右。含4、5、6、7和8五个煤层（组），8煤可采。3）上统上石盒子组（P2s）自K3砂岩底界至平顶山砂岩底界，厚约540580 m，一般厚约565 m。含1、2和3煤层（组），煤层由于较薄而不可采。该组地层特点为含杂色泥岩和灰绿色砂岩。（4）上第三系（N）上第三系厚度112.30188.90 m，平均171.70 m，与下伏二叠系地层呈不整合接触。1）中新统（N1）中新统厚度43.30171.90 m，平均厚度81.60 m。本统属河湖相沉积，分布较稳定。2）上新统（N2）上新统厚度64.40116.20 m，平均90.10 m。本统属河流相沉积，分布稳定。（5）第四系（Q）第四系假整合于下伏第三系地层之上，厚度72.5096.70 m，平均84.60 m。1）更新统（Q13）更新统厚度39.2566.20 m，平均54.10 m。本统属河漫滩牛轭湖相沉积。2）全新统（Q4）本统厚度27.0035.20 m，平均30.50 m。本统由24个沉积旋迥，属河流相河漫滩相沉积。各地层具体参数见图1-2。1.3.2 构造袁店一井总体上为一走向北北西，倾向北东的单斜断块，次级褶曲较发育，走向上地层线表现为波浪状。地层倾角较平缓，一般6.318.9，浅部缓深部略陡。断层的走向以北东向为主，其次为近南北向，个别为北西向和近东西向。三维地震勘探前后，主要断层的位置及落差有变化，但总体构造格局没有变，总体构造形态变化不大。本井局部有岩浆活动，在矿井的东南部见一巨大的岩浆岩侵入区。（1）褶曲袁店背斜：位于井田西部，轴部位于1822线附近，轴向NNE，向深部倾伏，被五沟杨柳断层切割，形态不完整，仅保留北端一段，轴长约3 km，背斜东翼较缓，地层走向NW，为五沟向斜西翼；背斜西翼较东翼陡，地层走向NE转近EW，在22线附近背斜形态十分明显。（2）断裂构造淮北煤田由于受郯庐断裂及东西向挤压应力的影响表现为网格状断块构造，而本井田的构造则是东西向挤压应力及南北向等构造应力综合作用的结果，因此井田构造与区域构造特征基本相同。根据钻探、测井、地震资料所有断层均为正断层。三维地震勘探后，主要断层有：五沟扬柳断层及F4、F6和DF7断层。具体见表1-1。表1-1 主要断层情况一览表序号名称性质走向倾向倾角(度）落差(m）延伸长度(km）地震控制点数控制程度ABC1五沟-杨柳断层正E-NEN-NW607030050013.5658查明2F4正NENW6570603005.56725查明3F6正N-NE-SE6065102602.729254查明4DF7正NENW55651001401.71910查明图1-2 综合地质柱状图（3）岩浆岩本井局部有岩浆活动，在矿井的东南部见一巨大的岩浆岩侵入区。侵入本井田的岩浆为中性闪长玢岩和基性辉绿岩及蚀变岩浆岩等，岩浆以顺层的方式侵入在10煤层组中，主要集中在井田东南部。（4）陷落柱袁店一井未发现陷落柱。首采块段三维地震勘探也未发现直径15 m以上陷落柱。1.3.3 煤层（1）含煤地层本井田含煤地层为石炭二叠系。石炭系煤层薄，不稳定，煤质差，并且顶板多为石灰岩，水文、工程地质条件复杂。二叠系含煤地层总厚约900 m，分下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组，含1、2、3、4、5、6、7、8、10、11等十个煤层（组），含煤20余层，煤层总厚9.2 m。1、2、3、4、5、6、7、8、11等9个煤层（组）为不可采煤层，10煤为可采煤层，可采煤层厚4.1 m。（2）煤层主采煤层10煤层分述如下： 位于山西组的中部，上距铝质泥岩约60 m。下距太原组一灰顶界面约50 m。煤层厚3.604.42 m，平均厚4.10 m，属中厚厚煤层，以中厚煤层为主。穿过点92个，可采点63个，不可采点3个，可采指数0.94。煤层原生结构简单，少数见煤点具12层夹矸，夹矸为泥岩、炭质泥岩。煤层顶、底板以粉砂岩、泥岩为主，其次为砂岩。全区大部可采，发育较好，为较稳定的主要可采煤层。1.3.4 煤质（1）煤类本井可采煤层以炼焦配煤中的肥煤、1/3焦煤和焦煤为主，个别点为气煤、气肥煤，少量有岩浆侵入的变为天然焦。（2）煤质本井田可采煤层为二迭纪山西组和上下石盒子组沉积的煤层，区域变质阶段属阶段的气煤焦煤。由于后期受岩浆的侵入，使各煤层因距岩浆远近不同而出现了不同的变质程度，其变质阶段从，甚至阶段的无烟煤天然焦。各煤层原煤灰分为中灰高灰煤；低硫分中硫分煤；特低磷低磷分煤；特低氯；一级二级含砷煤；具中热值高热值；煤灰为中等高软化温度和中等流动温度灰；不易结渣；含油富油；各煤层属中中高挥发分煤；具强粘结性特强粘结性；具良好的结焦性；各煤层可选性评定为易选极难选煤。（3）煤的用途根据袁店井田的煤种及煤质特征，该矿井生产的原煤可以做为炼焦配煤、动力用煤和化工用煤。产品结构为：洗精煤、中煤、煤泥、矸石四种产品，洗精煤作为冶金炼焦用煤供华东地区的钢铁厂；中煤、煤泥和部分矸石一起作为动力用煤供电厂发电；剩余矸石制砖。1.3.5 水文地质（1）地表水系袁店一井地势较为平坦，地面标高为27.2028.446 m，一般28.00 m左右。矿井西侧有涡河，水流终年不断，可航行机帆船。南侧有北淝河，经曹市集向东南流去，属季节性河流。东北侧有浍河。涡河、浍河、北淝河均注入淮河，属淮河水系。袁店一井区内没有大的河流，仅有曹青河、殷阳沟、青龙沟、凤凰沟等纵横交错，大小不一的人工沟渠，它们均受大气降水补给，每年7-9月份雨季，河水位较高，流量较大，局部漫及地表，每年10月至次年3月枯水季节，水位较低，干旱严重时甚至断流。由于本井田煤层埋藏相对较深，地表水对矿井充水与矿井建设没有影响。（2）含水层及隔水层袁店一井为第三、四系松散层复盖下的全隐蔽矿床。地下水含水层可根据其赋存介质特征进一步划分第三、四系松散层孔隙含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）和煤系下伏石灰岩岩溶裂隙含水层（段）。1）新生界松散层含、隔水层（组）井田内新生界松散层厚度变化受下伏基岩古地形控制，大致上有自东向西、自南北向中部逐渐增厚的趋势。松散层两极厚度202.5309.40 m,平均262.30 m。古地形起伏不大。按其岩性组合特征及其与区域水文地质剖面对比，自上而下可划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组），现自上而下分述之。 第一含水层（组）一般自地表垂深35 m起，底板埋深27.0034.30 m左右，平均30.50 m，含水砂层总厚4.2021.40 m，平均12.70 m。岩性以浅黄色、土黄色粉砂、粘土质砂、细砂为主，夹14层粘土或砂质粘土。砂层结构松散，成分以石英、长石为主，次为云母，具水平层理，粘土中含砂礓及铁锰质结核。垂深20 m左右普遍发育有一层灰黑色富含腐植质的粘土或砂质粘土，厚约11.5 m，含螺蚌化石或碎片，近地表0.50 m为褐黄色耕植土壤。该组上部为潜水，下部水具弱承压性，为一复合型潜水弱承压含水层（组）。地下水主要补给来源为大气降水渗入，其次为侧向迳流补给。一含水的排泄以蒸发和人工开采为主。 第一隔水层（组）底板埋深46.8054.60 m，平均50.10 m。隔水层厚8.3024.80 m，平均14.70 m。岩性由土黄色、棕黄色及少量棕红色粘土或砂质粘土夹03层砂或粘土质砂组成，富含钙质或铁锰质结核。粘土或砂质粘土质纯致密，可塑性较强。该层分布较稳定，一般隔水性能较好，但在局部地带隔水层较薄，使其具有弱透水性。 第二含水层（组）底板埋深72.5596.70 m，平均84.60 m。含水砂层厚4.5127.40 m，平均13.40 m。岩性以土黄色、浅肉红色细砂、粉砂为主，夹23层粘土或砂质粘土。砂层结构松散，成分以石英、长石为主，次为云母，分选性较好。砂层不太发育，分布不稳定，厚度变化大且薄。局部地段仅有相应的层位，无明显的含水砂层存在。本组为一孔隙类复合承压含水层，砂层发育分布不均，富水性也相对强弱不一。以层间水平迳流补给为主，在局部地带接受一含的越流补给，水位变化基本上与一含升降同步，并滞后于一含。据相邻矿井资料，二含水质较好，各项指标均能满足生活饮用水标准，可以作为供水水源。 第二隔水层（组）底板埋深79.80123.05 m，平均107.50 m。隔水层厚度6.6537.70 m，平均18.20 m。岩性由土黄色、棕黄色、浅棕红色及少量灰绿色粘土、砂质粘土夹12层薄层砂层组成。粘土类一般塑性好，膨胀性强，结构致密。该层分布较稳定，隔水性能一般较好，但局部隔水层薄弱地带隔水性能较弱，二、三含之间存在一定的水力联系。 第三含水层（组）底板埋深156.20197.50 m，平均174.60 m。含水砂层厚8.8060.75 m，平均32.30 m。岩性以土黄色、浅肉红色、棕红色、灰白色细砂、粉砂、中砂、粘土质砂为主，夹棕黄色、浅肉红色及灰绿色粘土或砂质粘土35层。砂层结构松散，主要矿物成分为石英，次为长石及云母片，分选性较差。本层(组）中部有一厚层粘土将其分为上、下段；上段局部含有13层透镜状钙质胶结的砂岩（盘），厚13 m，较坚硬，局部有溶蚀现象；上段砂层单层厚度大，富水性较强。下段砂层不太发育，单层厚度较小，质不纯，含泥质量增高，富水性较弱。三含上部水质尚好，在一、二含水量不足时，三含上部水可以作为生活饮用水水源。三含下部水质较差，不宜做生活饮用水水源。 第三隔水层（组）底板埋深201.40262.06 m，平均248.20 m。隔水层厚约42.2077.30 m，平均61.90 m。岩性以灰绿色、棕黄色、棕红色砂质粘土、粘土及灰白色钙质粘土、泥灰岩为主，夹砂层或粘土质砂05层,局部地段在深度190200 m处为厚层砂。该层分上、下两段：上段粘土、砂质粘土可塑性好，膨胀性强；下段灰白色、乳白色钙质粘土，泥灰岩呈半固结状，可塑性较差，为湖滨回水湾静水环境沉积。该层（组）粘土类可塑性好，膨胀性强，厚度大，分布稳定，隔水性良好，是区域及本矿重要的隔水层（组）。由于它的存在使其以一、二、三含地下水及地表水、大气降水与其下的四含水、煤系砂岩裂隙水之间失去水力联系。 第四含水层（组）底板埋深202.50271.05 m，平均256.30 m。含水砂层厚度017.15 m，平均6.00 m。四含沉积厚度受古地形控制，古地形低洼处四含沉积厚度较大。四含岩性复杂，由砾石、砂砾、粘土砾石、粗砂及粘土质砂等组成，其间夹有04层薄层状粘土夹砾石、粘土、砂质粘土、钙质粘土等。从总体上看四含岩性泥质含量高，渗透性差，补给条件较差，一般富水性弱。其地下水以区域层间迳流为主，水平径流条件差，补给微弱，处于滞缓状态，与煤系砂岩裂隙含水层通过风化裂隙带及采空冒裂带裂隙构成直接水力联系。而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系。据04-98孔抽水资料，四含静止水位标高+15.696 m，q=0.009351 l/s,k=0.12275 m/d，水化学类型为HCO3Cl-Na，矿化度0.679 g/l，全硬度4.71德国度。生产实践证明四含直接覆盖在煤系地层之上，是矿井充水的主要补给水源之一，但一般补给量不大。2）二叠系煤系含、隔水层（段）二叠系岩性由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等组成，并以泥岩、粉砂岩为主。其中泥岩、粉砂岩可视为隔水层，砂岩层组成含水层，各含水层之间均为有效隔水层阻隔。含水层的富水性主要取决于岩层的裂隙发育程度、连通性和补给条件。地下水主要储存和运移在以构造裂隙为主的裂隙网络之中，以储存量为主。其主采煤层顶底板砂岩裂隙水是井巷开拓、煤层开采时矿井直接充水水源。据抽水试验资料，主采煤层顶底板砂岩裂隙含水层q=0.0073240.02143 L/s.m。另据相邻生产矿井实际资料，井下揭露的突水点变化规律，一般是开始涌水量较大，随时间延长，衰减较快，呈淋水或滴水状态，仅少量突水点呈流量稳定的长流水。总的来说，煤系砂岩裂隙含水层富水性较弱，根据区域水文地质资料及主采煤层赋存的位置关系、裂隙发育程度划分为三个含水层（段）和四个隔水层（段）。3）太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）袁店一井共有62个钻孔揭露太原组地层，最大揭露厚度52.06 m（06-26孔），多数钻孔仅揭露12层灰岩，少数钻孔揭露下部灰岩。据相邻五沟矿资料太原组地层厚度132.40 m，有石灰岩12层，总厚75 m，占全组总厚的60%。本矿一灰厚度0.333.29 m，平均1.77 m左右，二灰厚度1.533.55 m，平均2.89 m左右。三灰厚度4.1810.83 m，平均8.31 m左右，四灰厚度2.4625.26 m，平均13.79 m。1-4灰累计平均厚度26.76 m。太原组岩性由石灰岩、泥岩、粉砂岩及薄煤层组成，以石灰岩为主。地下水主要储存和运移在石灰岩岩溶裂隙网络之中，富水性主要取决于岩溶裂隙发育的程度。岩溶裂隙发育具有不均一性，因此富水性也不均一。石灰岩岩溶裂隙在浅部较发育，向深部逐渐减弱。当岩溶裂隙发育时富水性较强，反之就弱。第一、二层石灰岩厚度小，第三、四层石灰岩厚度较大。一四灰通常视为一个统一的含水层（段），并作为10煤开采时防治水的主要对象。五灰十三灰埋藏较深，距主采煤层较远，岩溶裂隙不太发育，水动力条件相对较差，通常视为间接含水层段。钻探揭露太原组地层时，没有发生漏水现象。4）本溪组铝质泥岩隔水层（段）袁店一井没有钻孔控制，据相邻五沟矿资料，隔水层厚度0.8723.83 m平均10.33 m，岩性以灰白色、紫红色铝质泥岩、粉砂岩为主，含02层石灰岩，隔水性较好。5）奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）区域厚度500多米，袁店一井有04-80、04-82、213、173、04-74、2436等6个钻孔揭露，揭露最大厚度为13.16 m（04-74孔）。岩性为肉红色致密块状性硬隐晶质厚层状白云质灰岩。钻探揭露时04-74孔发生漏水现象，漏失量为12 m3/h。奥灰突水具有水压高，水量大的特征，是矿井开采的重要隐患之一。如1996年3月任楼煤矿7222工作面因岩溶陷落柱导水发生特大突水灾害，最大水量达34570 m3/h，造成矿井被淹，损失巨大。因此提前对奥灰含水层进行水文地质评价，制定防治水计划很有必要。（3）各含水层的补给、径流、排泄及水力联系1）新生界第一含水层（组）该组上部属潜水，下部属弱承压水，为多层结构的复合含水层（组），主要靠大气降水和地表水体垂直渗透补给，地下水循环交替条件良好，水位随季节变化大，主要排泄途径为蒸发和人工开采。在区域范围内，一含水上部接受河流上游的补给，同时又通过河流的径流排泄到河流的下游。一含下部水以层间迳流为主，在一隔薄弱地带也可越流补给二含。2）新生界第二、三含水层（组）二者均属多层结构的承压含水层（组），以区域层间迳流为主，其次在一、二隔薄弱地带，二含接受一含越流补给或越流补给三含，二者的排泄方式主要为侧向径流，其次二、三含上部也有相当部分水为人工开采。由于三含之下有分布较稳定、隔水性能较好的三隔存在，使一、二、三含水与四含水及煤系水失去水力联系。3）第四含水层（组）四含属承压含水层，其上有隔水性良好的第三隔水层（组）所阻隔，其地下水与地表水及一、二、三含地下水无水力联系。四含直接覆盖在基岩各含水层之上，在天然状态下与下伏各含水层均有一定的水力联系（主要在各基岩含水层露头带）。煤层开采以后四含水将通过浅部裂隙带和采空冒裂带裂隙渗入矿坑，引起四含水位下降。但总体上看，在自然条件下四含地下水水平径流条件差，区域补给微弱，处于滞缓状态。4）二叠系主采煤层间砂岩裂隙含水层（段）二叠系含煤地层一般岩性较致密，砂岩裂隙大多不发育，富水性差，渗透性差，主要为区域层间补给径流、排泄，同时浅部露头带接受新生界四含水缓慢渗入补给。在井巷开拓和煤层开采条件下，二叠系砂岩裂隙水以突水、淋水和涌水的形式向矿坑排泄。区域范围内二叠系砂岩裂隙含水层补给水源缺乏，水平径流微弱，以储存量为主，故区域二叠系砂岩裂隙含水层之水的补给对该井田开采影响不大。5）太灰、奥灰岩溶裂隙含水层（段）以层间径流、补给为主，在浅部露头带接受四含水的补给，区域范围内，若出现大的水位差，则径流、排泄、补给明显。据邻近童亭矿长观孔资料，1997年太灰水位埋深为140.70 m，与精查期间太灰水位相差139.45 m。这说明在开采条件下太灰水通过露头与煤系含水层之间存在一定的水力联系，太灰水可以部分间接地补给矿坑，以10煤层底板涌水的形式向矿坑排泄，成为矿井排水的一部分被排放到地面。目前袁店一井太灰水位埋深为6.58.81 m，高于相邻童亭矿太灰水位（2005年12月太灰水位埋深170.40 m）160余米，说明太灰水由南向北面的童亭矿方向迳流。相邻生产矿井水文地质资料表明，由于煤矿的开采奥灰水已部分地补给太灰，然后进入矿坑被排到地面，同时也说明了，奥灰水与太灰水有一定的越流关系。（4）断层的富水性和导水性1）断层的富水性和导水性根据钻探揭露资料，断层破碎宽度260 m，一般多为泥质充填，岩性较混杂，主要为泥岩、粉砂岩及少量砂岩。挤压和揉皱现象严重，岩芯较破碎，泥岩呈糜棱状，砂岩呈碎块状、角砾状。钻探穿过五沟杨柳等断层时均没有发生漏水现象。 五沟杨柳断层据04-82孔对五沟杨柳断层破碎带抽水试验，q=0.003013 l/s.m，k=0.01139 m/d，水化学类型为HCO3SO4Na+Mg型水。对抽水结果进行了长时间的水位恢复，水位恢复十分缓慢，而且最终也没有恢复到抽水前的静止水位高度，说明五沟杨柳断层富水性弱、导水性差。 F4断层06-9孔对F4断层破碎带抽水试验q=0.007904 l/s.m，K=0.014793 m/d，水化学类型为HCO3-Na型。对抽水结果进行了长时间的水位恢复，水位恢复十分缓慢，而且最终也没有恢复到抽水前的静止水位高度，F4断层富水性弱、导水性差。2）小断层及构造裂隙的导水性和富水性小断层是指落差5 m的小断层。淮北各生产矿井在生产过程中均发现了很多小断层，有的矿井甚至发现有几百条小断层，袁店一井处于童亭背斜西翼北段，与临涣矿区其它矿井地质构造条件基本相似，受区域构造的影响，构造应力集中小断层较发育。小断层因其数量多，张性好，充填差，是基岩地下水良好的导水通道，相互联结起到汇水网络作用，可造