采矿工程毕业设计（论文）-祁南矿2.4Mta新井设计.docx

全套图纸加扣30122505822016 届华北科技学院本 科 毕 业 设 计（论 文）论文题目： 祁南矿2.4Mt/a新井设计 专题题目： 煤矿底板突水机理及防治技术 学生姓名： 学 号： 院 （部）： 安全工程学院 专 业： 采矿工程(本科) 班 级： 采矿B123班 指导教师： 年 月 日华北科技学院毕业设计（论文）诚信声明书本人郑重声明：本人所提交的毕业设计（论文）祁南矿2.4Mt/a新井设计，是本人在指导教师的指导下取得的成果。毕业设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，毕业设计（论文）中的结论和结果为本人独立完成。有关教师、同学和其他人员对完成本毕业设计（论文）提出过并为我在设计（论文）中采纳的意见、建议，均已在文中作了明确说明并表示谢意。如本人的毕业设计（论文）涉及抄袭或剽窃等行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。 毕业设计（论文）作者： （签名） 指 导 教 师 （已阅）： （签名） 年 月 日 2016 届本科毕业设计（论文）任务书姓名： 专业： 采矿工程(本科) 班级：采矿B123班任务下达时间： 月 日 任务完成时间： 月 日毕业设计（论文）题目：祁南矿2.4Mt/a新井设计专题题目:煤矿底板突水机理及防治技术题目主要内容： 毕业设计主要内容1. 矿区概述及井田地质特征；2. 井田境界和储量；3. 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4. 井田开拓；5. 准备方式；6. 采煤方法；7. 井下运输；8. 矿井提升；9. 矿井通风及安全；10. 设计矿井基本技术经济指标。专题部分主要内容根据我国煤矿底板突水机理及防治技术，对底板突水机理及防治技术的研究，针对底板突水机理及防治技术实际中的应用，展开专题，分析其矿山底板突水机理及防治技术的现状。目的要求、主要技术指标：基本目标是通过毕业设计这一重要的环节，使学生掌握结合实际条件分析问题、解决问题的能力，使学生明白新井设计需要工程技术人员具备的基本素质和基本能力，更重要的是通过毕业设计这个过程，培养学生查阅资料、学习和总结的工作本领，培养学生勤于思考、勇于创新的勇气和能力。同时，以毕业设计为契机，让学生有充足的时间去复习和巩固四年来所学的基础知识和专业知识，进一步提高学生的专业技能，以便更好的服务与行业、服务于社会，把学生培养成本行业的专门人才。基本要求是熟练掌握井田开拓、采区设计、工作面布置等各环节的设计原则、依据和步骤，搞清楚制约和保障矿井正常生产的设备选型、参数计算、系统优化、技术经济比较等领域的设计。专题探讨过程中，要求学生在掌握基本理论的基础上有创新精神，充分发挥学习潜力及才智。专题论文应按正规科技论文的格式编写，应有中、外文题目、的搞要和关键词，题目研究的必要性及意义，前人研究的成果、存在的问题，本专题的研究内容及方法，研究得出的结论或软件、主要参考文献。专题论文的编写一般在8000-10000字左右，并附以必要的插图；论述要清楚，确切说明问题，书写、绘图工整整洁。应完成的主要任务：设计说明书（一般部分）设计说明书（专题部分）井田开拓平面图1张井田开拓剖面图1张采区或带区巷道布置平面图1张采区或带区巷道布置剖面图1张采煤方法图1张主要参考文献：1 钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制. 北京.煤炭工业出版社.2003.2 徐永圻主编.煤矿开采学.徐州.中国矿业大学出版社.1999.3 中国矿业大学等编.井巷工程. 北京. 煤炭工业出版社.2003.4 刘过兵主编.采矿新技术. 北京.煤炭工业出版社.2002.5 杨孟达主编.煤矿地质学. 北京.煤炭工业出版社.2000.6 综采技术手册编委会主编. 综采技术手册.北京. 煤炭工业出版社.19977 张国枢主编.通风安全学.徐州.中国矿业大学出版社.2000.78 张荣立，何国纬，李铎主编.采矿工程设计手册.北京.煤炭工业出版社.20039 杜计平，孟宪锐.采矿学.徐州：中国矿业大学出版社，2009.指导教师： 郭敬中 系（教研室）主任： 毕业设计（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（职称）： （ ） 年 月 日注：毕业设计（论文）成绩等级实行五级记分制，即优秀、良好、中等、及格、不及格。毕业设计（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（职称）： （ ） 年 月 日注；毕业设计（论文）成绩等级实行五级记分制，即优秀、良好、中等、及格、不及格。全套图纸加扣3012250582毕业设计（论文）答辩委员会记录 采矿工程 专业学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。学生答辩提交的材料有：设计（论文）说明书 1 份，共 112 页，设计图纸 5 张，其它材料有 _。答辩小组评语及建议成绩 _ 答辩组组长：_建议成绩：_ 成员：_、_、_ _、_、_根据学生所提交的材料、评阅人评语、指导教师评语和学生答辩情况，毕业设计（论文）答辩委员会研究评定，给予该生毕业设计（论文）成绩为_。 院（部）公章答辩委员会主席：_年_月_日目录目 录1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1 位置及交通11.1.2地形与河流11.1.3气候21.1.4经济情况21.1.5矿井建设和生产的材料供应21.2 井田地质特征21.2.1井田地形21.2.2井田的勘探程度21.2.3井田煤系地层简述31.2.4井田地质构造31.2.5断层及控制程度41.2.6岩浆岩61.2.7矿井水文地质61.3 煤层特征111.3.1煤层群特征111.3.2煤层的围岩性质111.3.3煤的特征122 井田境界和储量142.1 井田境界142.2 矿井工业储量142.2.1储量计算方法142.2.2有关参数的确定142.2.3矿井的工业储量152.3 矿井的可采储量152.3.1工业场地与风井场地的煤柱煤量152.3.2矿井边界煤柱煤量172.3.3断层保护煤柱172.3.4矿井可采储量计算173 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限193.1 矿井工作制度193.2 矿井设计生产能力及服务年限193.2.1矿井生产能力的确定193.2.2服务年限204 井田开拓214.1 井田开拓的基本问题214.1.1工业广场及井口位置214.1.2确定井筒的形式、数目、配置214.1.3风井位置的确定224.1.4确定开采水平和阶段高度224.1.5开采水平布置234.1.6采区划分及其布置244.2 矿井开拓设计方案比较254.2.1井田概况254.2.2开拓方案技术比较264.2.3经济比较294.2.4结论324.3 矿井基本巷道334.3.1井筒334.3.2井底车场354.3.3选择巷道的断面形状374.3.4确定巷道断面尺寸385 采区巷道布置435.1 煤层的地质特征435.1.1煤层情况435.1.2地质构造435.1.3煤层瓦斯含量435.1.4煤尘爆炸性和煤的自燃倾向435.1.5地温，地压445.1.6水文条件445.2 采区巷道布置及生产系统445.2.1采区走向长度445.2.2区段斜长和区段数目445.2.3采区上山的布置445.2.4区段平巷的布置445.2.5采区运输，通风生产系统的确定445.3 采区车场设计455.3.1采区上部车场形式的选择455.3.2采区中部车场的选择455.3.3采区下部车场的选择及设计465.3.4采区主要硐室的布置475.4 采区采掘计划495.4.1采区主要巷道参数确定495.4.2确定采区生产能力515.4.3计算采区回采率526 采煤方法536.1 采煤方法和回采工艺536.1.1选择采煤方法536.1.2采煤工作面回采工艺设计536.1.3采煤机的工作方式和进刀方式556.1.4采煤机滚筒螺旋选择566.1.5综采工作面巷道布置及端头支架566.1.6综采作面组织循环作业及循环图表的编制566.2 综采工作面巷道布置方式586.2.1回采巷道布置方式586.2.2回采巷道参数597 井下运输617.1 采区运输设备617.1.1刮板输送机的选择计算617.1.2带式输送机的设计计算657.2 辅助运输设备687.2.1矿车选择687.3 大巷运输设备选型687.3.1主运输大巷设备选型687.3.2辅助运输设备选型687.3.3运输设备能力验算698 矿井提升708.1 主井提升708.1.1主井提升708.1.2副井提升708.2 提升容器的选型计算708.2.1小时提升量708.2.2合理的提升速度708.2.3一次提升循环时间718.2.4一次合理提升量的确定718.2.5计算一次提升循环时间Tx所需提升速度718.3 提升钢丝绳的选择728.3.1主井钢丝绳728.3.2副井钢线绳758.4 提升机与天轮的选择758.4.1提升机的选择758.4.2天轮的选择758.5 电动机的选择769 矿井通风与安全779.1 矿井通风系统的选择779.1.1选择矿井通风系统779.1.2选择矿井主要通风机的工作方法789.1.3选择矿井通风方式799.2 全矿所需风量的计算及其分配799.2.1矿井风量计算原则799.2.2矿井风量计算方法799.2.3风速验算849.3 全矿通风阻力计算859.3.1矿井通风总阻力计算原则859.3.2矿井通风阻力计算859.3.3矿井总风阻及总等积孔计算879.4 矿井通风设备的选择889.4.1矿井通风设备的要求889.4.2选择主要通风机889.5 矿井灾害防治技术919.5.1防治瓦斯919.5.2防治煤尘919.5.3防灭火919.5.4防治水929.6 矿井灾害应急避险929.6.1发生瓦斯煤尘爆炸事故时的应急避险929.6.2发现突出预兆时的应急措施939.6.3发现顶板冒落预兆的应急处置939.6.4发生火灾事故后最年轻撤离时应注意的事项939.6.5矿井发生突水事故时的应急避险9410 矿井基本技术经济指标95参考文献96专 题 部 分971.煤层底板突水问题的研究现状1011.1煤矿水文地质条件综合研究1011.2煤层底板突水预报研究1012.突水机理1022.1煤矿底板突水机理1022.2地质构造底板突水1022.3采动影响底板突水1033.研究现状1043.1突水系数法1053.2岩-水应力关系法1053.3 “下三带”理论及“四带”理论1063.4原位张裂与零位破坏理论1063.5板模型理论1063.6 KS理论1073.7突水优势面理论1073.8突水概率指数法1074.井下防治水主要措施1094.1做好水文观测工作1094.2井下探水1094.3疏放水1104.4疏放含水层水1104.5截水1114.6矿井注浆堵水111结论112参考文献113致 谢115V全套图纸加扣3012250582摘要：本设计包括两个部分：一般部分和专题部分。一般部分为祁南矿新井设计，全篇共分为十个部分：矿井概括及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。祁南井田，位于安徽省宿州市境内附近。矿井东西长约为7800m，南北宽约为3200m，面积为24.96km2。井田内的可采煤层为32煤、7煤、10煤，其中首采煤层为32煤，该煤层赋存稳定，平均厚度3.5米，倾角平均为11，为缓斜中厚煤层。井田内工业储量3.03108吨，可采储量2.02108吨。矿井涌水量为420m3/h，相对瓦斯涌出量1.51m3/t，属于瓦斯矿井，煤层有煤尘爆炸危险性和自然发火现象。祁南矿年设计生产能力240万t/a，服务年限64.1年。采用双立井二水平暗斜井延深开拓，第一水平标高-550m，第二水平标高-730m。矿井采用单一走向长壁综合机械化采煤法。矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量，长度300m，煤的运输采用1200mm胶带输送机运输。矿井的通风方式采用中央边界式通风。在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的受力等情况以及国内外的先进经验对倾斜长壁综采面倾斜长度及走向长度的合理确定进行了理论分析，这样使建成的矿井更加与实际相符。专题部分专题部分主要分析了煤矿底板突水事故的发生机理，全面地介绍了国内外煤矿底板突水事故的研究现状，系统地总结了当前存在的问题，并从不同方面说明了底板突水事故的预防措施。关键词：井田开拓；采区；走向长壁；采煤工艺；深井开采IXAbstract：This design contains two parts: the general part, the subject part.The general part is a new design of Qinan Mine . It has ten chapters: the outline of the mine and the mine filed geology, boundary and reserves, the designed productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine.The Qinan 3st mine filed lies in the Qinan town of Anhui province. The boundary of the mine filed runs7.8km from west to east and 3.2km from north to south on average. The total area of the mine is about 24.96 km2.There are three available seams: 32#,7#,10#, in which the 32# coal bed is the main mining coal bed.The coal bed preserves stably, average thickness 3.5 meters. The inclination angle is equally 11, is the approximately level and specially thick coal bed. The industry reserves of the mine filed are 303 million tons and the useable reserves are 202 million tons. The average flow of the mine is from 420m3/h. The productive capacity of Qinan mine is 2.4 million tons per year, and its service life is 64.1 years. Uses the double shaft two level subinclined shaft extension development, the first level -550m, the second level -730m. Mine uses a single long wall to comprehensive mechanized top coal caving mining methods. There is only one working face in the mine. The length of the face is 300m. Coal is transported by the 1200mm belt conveyor. During the design process, combined with the geological condition of the mine, coal and other forces, as well as advanced experience both at home and abroad to tilt fully mechanized caving longwall face length and tilt towards the reasonable determination of the length of the theoretical analysis, thus the completion of the mine more and the actual match.The special subject mainly has conducted the research to the water inrush from coal seam noor technology, the water inrush from coal seam noor strata pressure, through the summary of previous experience, the water inrush from coal seam noor control effective technical methods and measures.Key Words：Mine development; Mining area; To long wall; Coal mining process; Deep mining一般部分祁南矿2.4Mt/a新井设计1 矿区概述及井田地质特征1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 位置及交通淮北矿业集团祁南煤矿位于安徽省宿州市南约30公里，北距淮北市84公里，东临皖北煤电集团祁东煤矿，属祁县区管辖。井田南北走向长约7.8公里，倾斜宽3.2公里，面积约24.96 km2。京沪铁路在本井田外东北侧通过北距宿县车站20公里，东距芦岭车站12.5公里，宿蚌公路，在井田那由北至南通过系沥青路南，晴雨均可通车。矿区内有符夹支线和濉阜支线，有自营铁路110公里，直通各厂、矿。公路以宿县为中心构成淮北地区网路，交通较为方便，煤炭及材料设备运输以铁路为主。图1-1 矿区位置1.1.2地形与河流祁南煤矿处于淮北平原中部。区内地势平坦，地表自然标高+17.20+23.80 m，一般在+22 m左右，井田北和西地势略比区内高。基岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。本矿区属淮河流域，在区内有淮河支流浍河和澥浍新河从矿区流过，通航民船，流量不稳定，随季节影响变化大，常年有水。浍河自西北向东南注入淮河和洪泽湖。历年最高洪水位+24.5 m，对矿坑及矿区建设影响不大，矿井内农用灌沟纵横，村庄星罗棋布。地表下潜水较丰富，一般居民生活用水及部分工业用水皆取于此。1.1.3气候本区气候温和，属北温带季风区海洋大陆性气候。气候变化明显，四季分明，冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据宿州市气象局19801998年观测资料，平均气温14.6，最高气温40.3，最低气温-12.5。年平均降雨量756 mm，雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17 m，年平均风速2.2 m/s，最大风速20 m/s，主导风向为东东北风。无霜期210240天。冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。1.1.4经济情况淮北矿区地处华东，自1958年动工建设以来，现已成为我国的主要产煤基地之一，自1984年以来，淮北矿物局年产已超过1400万吨，现有职工十万余人。另外还有属地方管辖的皖北矿物局。伴随着煤炭工业的发展，交通、机械、化工、水泥、电力、纺织等工业都相继发展，形成了以煤炭工业为主的综合经济发展区。淮北矿区地处平原，土地肥沃，农作物生长良好，单产较高，农作物主要有小麦、玉米、大豆、棉花等。近年来乡镇企业发展迅速，乡镇企业有农具厂、砖窑厂、造纸厂、化肥厂等。1.1.5矿井建设和生产的材料供应主要建筑供应条件，钢材、水泥、木材主要由国家调拨供应，砖瓦主要由当地供应，石料主要由符离集供应，砖当地缺乏，主要来源于明光县及腾县供应，建筑材料供应渠道畅通。根据已批准的宿县矿区总体设计，电力部门已在矿区内的南坪集建成220/110/35 kv变电站，该变电所以220 kv输电线路与淮北电厂相联，淮北电厂与淮南电厂联网。祁南矿取自南坪集变电所是落实的。矿井供水水源为新生界松散层一、二含水层，该层埋藏深度较浅，分布广，水量比较丰富，水质符合要求，为了充分利用地下水资源，设计采用井下排水处理后，作选煤厂及工业场地的生产及部分生活用水。1.2 井田地质特征1.2.1井田地形祁南煤矿处于淮北平原中部。区内地势平坦，地表自然标高+17.20+23.80 m，一般在+22 m左右，基岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。1.2.2井田的勘探程度该井田从1957年找煤至1983年10月共施工钻孔333个，工程量171706.28 m，报废及不能利用钻孔20个，工程量7624.48 m。抽水18次，近似稳态测温4次，简单测温55次，共启封钻孔33个其中成功的20个，启封失败钻孔13个，地震勘探测线长426.609 km，物理点10958个，控制面积87 km2，采取煤芯样712件，其他样品1745件。关于本井田勘探程度设计认为：本井田内对构造控制程度较高，对王楼背斜和张学屋向斜有10条勘探线及33条地震控制线，轴部有8个钻孔穿过对褶曲轴向及两翼产状均已严格控制。井田内共查出断层20条，其中正断层16条，逆断层4条，断层落差大于30 m的有6条，其中5条查明，1条基本查明，落差小于30 m的14条均有一定的地震线和钻孔控制，但在断层组合关系F3与F1没有制定。井田内的岩浆的侵入种类，部位，分布范围，产状已基本查明，对煤层，媒质的影响程度有了详细的了解。查明了煤层厚度，层数，层位，结构及可采范围，对煤层及标志层阐述比较详细。查明了各主要可采煤层的煤质变换，32煤层为极难选的气煤，72煤层为气煤并有少量的肥煤，10煤层为肥煤及天然焦，期于煤层为气煤。水文地质工作，查明了隔水层的层数，含水层，岩性，厚度，埋藏条件和分布规律，以及含水层之间的水力联系，抽水资料表明地下水补给条件差，水文地质条件大部分块段属简单类型，北部水文地质条件属中等复杂型。根据上述设计认为该报告可为初步设计依据。1.2.3井田煤系地层简述本井田位于宿南向斜古翼南端,南部之西端,为一走向南北转向东西,倾向东西,倾向由东转向北的单斜构造。井田中部及东部发育有王楼背斜和张学屋向斜，经钻孔岩芯证实，背向斜轴之间岩芯破碎，背向斜轴向两翼钻孔岩芯由破碎到裂隙发育，背向斜轴向两翼约大于500 m左右，钻孔岩芯正常。王楼背斜南翼发育有一条新构造断裂带，落差735 m，全井田查出的20条断层，其中有15条与背，向斜相交。此处由于构造位置关系，不仅断层及褶曲构造较为集中，并且使岩石的破碎程度加大，揉皱现象也较为普遍，其岩石工程地质条件较为复杂，是影响井口位置选择的主要原因之一。井田中部向西南方向凸出，形成井田倾斜方向两边窄，中间宽的弯钩状。浅部走向长，深部走向短。1.2.4井田地质构造祁南矿区位于淮北煤田东南部。大地构造环境处在华北古大陆板块东南缘，豫淮坳褶带东部、徐宿弧形推覆构造南端。东邻宿东向斜，南有光武固镇断裂，西接童亭背斜，北有宿北断裂。淮北煤田的区域基底格架受南、东两侧板缘活动带控制，总体表现为受郯庐断裂控制的近南北向（略偏北北东）褶皱断裂，叠加并切割早期东西向构造，形成了许多近似网块断块式的隆坳构造系统。而低序次的北西向和北东向构造分布于断块内，且以北东向构造为主。随着徐宿弧形推覆构造的形成和发展，形成了一系列由南东东向北西西推掩的断片及伴生的一套平卧、斜歪、紧闭线形褶皱，并为后期裂陷作用、重力滑动作用及挤压作用所叠加而更加复杂化。推覆构造以废黄河断裂与宿北断裂为界，自北而南可分为北段北东向褶断带，中段弧形褶断带与南部北西向褶断带，综合现有资料，区内构造体系可划分为华夏系构造、东西向构造、徐宿弧形推覆构造及新华夏构造。1）宿东向斜地质构造特征宿东向斜位于徐宿弧形构造的东南端，矿区不对称的轴向N25-500W的向斜盆地，轴长18公里，宽1.5-5.8公里。轴部为二迭系煤系地层，四周被奥陶系和石炭系所包围，东翼因F4逆断层切割，使寒武，奥陶系灰岩与煤系上部地层相接触。祁南煤矿位于宿南向斜西南部，为一走向近似南北转至东西、向西南凸出、倾向东至北的弧形单斜构造，中部及东部发育次一级褶曲，轴向基本上与地层走向一致。矿井内地层倾角北部略陡，一般为2030度；中部及东部较缓，一般为715。构造较为发育，已查出褶曲2个，断层65条。岩浆岩不甚发育，主要侵入10煤层位，对10煤层破坏作用较大。根据本矿井的构造组合，结合区域构造应力场分析，本矿井构造形成主要为宿南向斜形成时的构造应力及后期近东西向的剪切力综合作用的结果。2）褶曲及控制程度（1）王楼背斜位于矿区的中部，轴向为北西南东向，轴线长4.58.6 km，有10条地质剖面线和33条地震测线控制。波幅值在19线附近最大，幅值约160 m,向两端逐渐变小。两翼地层产状较平缓,一般在715之间。北东翼较南西翼稍缓。轴线被F8、F2、F1、F7、F5、F6、F17等多条断层所切割。轴部和翼部均有钻孔控制，褶曲在地震时间剖面上标准波反映明显，起伏形态清晰，褶曲准确可靠。（2）张学屋向斜轴线与王楼背斜平行，轴线长5.39 km，波幅及其变化与王楼背斜相近，两翼地层产状较为平缓，一般在10左右，并且北东翼较南西翼稍陡，轴向有15条地质剖面线和33条地震测线控制。轴线被F10、F2、F3、F5、F1等多条断层所切割。轴部和翼部均有钻孔控制，褶曲在地震时间剖面上标准波反映明显褶曲形态准确可靠。1.2.5断层及控制程度祁南井田共查出断层65条，按力学性质分：正断层45条，逆断层20条；按断层走向分：北东向23条，北西向27条，近南北向8条，近东西向7条；按断层落差大小分，小于或等于10 m的36条，大于10 m而小于20 m的10条，等于或大于20 m而小于30 m的10条，等于或大于30 m而小于50 m的4条，大于50 m的5条。1）NNE 和 NWW 两组断层NNE、NWW两组断层是井田内最先形成的两组断裂，它们是宿东向斜刚开始形成的早期平石“X”型剪切节理基础上发育起来的断裂，以平移正断层为主。NNE断层组在井田南部比较发育，为F23，F5，F1等断层近似平行分布。NWW断层组在井田北部比较发育，如F10、F11等断层。2）NNW断层NNW断层组形成稍晚，是宿东向斜形成后，在继续挤压过程中产生的晚期剖面“X”节理基础上发育起来的断裂。它们与地层走向基本一致，以逆断层为主，在井田的东翼发育，断距较大，如F4、F21等断层。3）放射状断层组宿东向斜形成晚期，在向斜转折端处放射状裂隙的基础上，发育成放射状的断层井田内分布在北部转折端处，断层走向多变，呈放射状，断距小，走向短，以中小型断层为主。图1-2井田地质综合柱状图1.2.6岩浆岩矿井内岩浆岩活动不甚强烈，主要侵入下煤组10煤层，其次为中煤组62煤层。71和61煤层仅个别见到。62煤层34个点，61煤层5个点，71煤层1个点。矿井内共见岩浆岩钻孔有114个，绝大多数钻孔只见一种岩浆岩，只有7个钻孔见到二种岩浆岩。侵入10煤层的岩浆岩最为发育，分布较广，对煤层、煤质影响较大，侵入面积为10.48 km2，占该煤层总面积42%，主要分布在补18线以北及17线以东第一水平地区。而侵入中部煤组62煤层的岩浆岩主要分布在17线以东地区，侵入面积为7.56 km2，占该煤层总面积的30%。 1.2.7矿井水文地质1）地表水系本区河流均属淮河水系的一部分，主要有新濉河、汴河、沱河、浍河及涡河等，它们自西北流向东南汇入淮河，流经洪泽湖然后入海。它们都属于季节性河流，河水受大气降水控制，雨季各河流水位上涨，流量突增；枯水期间河流水流量减小甚至干枯。各河平均流量3.5272.10 m3/s，年平均水位标高为14.7326.56 m。祁南矿地势较为平坦，北高南低，地面标高17.2023.80 m，一般22 m左右，矿内人工开挖数条近南北向泄水沟，最大的为澥浍新河，其作用主要是防洪排涝，它们自北向南或由南向北汇于浍河集中排泄。矿内的最大地表水体是浍河，由矿井中北部斜穿而过，河水自西北流向东南。属淮河的支流，为一季节性河流。宽50150 m，深35 m，两岸有人工河堤，每年79月为雨季，一般流量510 m3/s，枯水季节每年10月至次年3月，干旱严重季节甚至断流。历史上浍河最高洪水位为1909年记载的23.5 m，自1967年新汴河开挖以后，增强了区域内泄洪能力，浍河水从未溢出河床，根除了区域内水患。从水文地质图上看，浍河与各主采煤层露头线投影成3060的角度斜交，但由于有隔水层特别是新生界第三隔水层的存在，使地表水（包括河水）与煤系含水层没有水力联系。因此，目前地表水对煤矿开采和矿区建设没有危害。2）矿井含水层（组、段）根据区域地层及含水层赋存空间的分布情况，区域含水层（组、段）可分三大类，分别为：新生界松散层类孔隙含水层（组）碎屑岩和局部地区分布的岩浆岩类裂隙含水层（段）碳酸盐岩类裂隙溶隙含水层（段）。矿井含水层自上而下划分9个含水层（组），主要含水层及其特征见表1-2。3）各含水层的补、径、排及水力联系，区域地下水对本矿的影响。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，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。在河流附近，雨季时，河水补给一含，在旱季一含水又补给河流。在区域范围内，矿区一含上部水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。一含下部水以层间径流为主，在一隔薄弱地带也可越流补给二含。表1-1 主要含水层主要水文地质特征表含水层厚度(m)q(l/s.m)K(m/d)富水性水 质 类 型新生界一含15300.15.351.038.67中强HCO3-Na.Mg新生界二含10600.130.9210.95中强HCO3.SO4-Na.Ca HCO3-Na.Ca新生界三含20800.1431.210.5135.47中等SO4.HCO3-Na.CaHCO3. SO4-Na.Ca新生界四含0570.000242.6350.00115.8弱中SO4.HCO3-Na.Ca HCO3.Cl-Na.Ca3煤(K3) 含水层20600.020.870.0232.65弱HCO3.Cl-Na.Ca SO4-Ca.Na7-8煤砂岩含水层20400.00220.120.00661.45弱HCO3.Cl-Na.Ca SO4-Ca.Na10煤上下砂岩含水层25400.0030.130.0090.67弱HCO3.Cl-Na HCO3-Na太原组灰岩含水层471350.003411.40.01536.4弱强HCO3.SO4-Ca.Mg SO4.Cl-Na.Ca奥陶系灰岩含水层约5000.006545.560.007260.24强HCO3-Ca.Mg SO4.HCO3-Ca.Mg新生界第二、三含水层（组）均属多层结构和承压含水层（组），以区域层间径流为主。其次在二隔薄弱地带，由于隔水层的弱透水性，二含接受一含的补给，同时又越流补给三含。根据祁南井田供水水文地质勘察报告提供的资料，二隔在矿内大部分地带隔水性能较好，致使三含水与一、二含水有一定差异，地下水在垂向上运动微弱，水力坡度1.05/万，矿内三含地下水流向为南西北东向，其排泄方式主要为侧向径流。由于三含之下有分布稳定、巨厚、隔水性能良好的三隔的存在，使一、二、三含水和四含、煤系水失去水力联系，一、二、三含水除了可以为矿井提供水源之利外，对矿井开采没有影响。新生界第四含水层（组）因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。矿内大部分地带四含不发育，水平径流及区域补给微弱，但在西北砾岩分布区，由于砾岩溶隙、裂隙发育，水平径流强，含水丰富，在井下采煤靠近砾岩区时，部分砾岩水可能渗入矿井内，从而使矿井涌水量增加。二叠系主采煤层间砂岩裂隙含水层（段）矿井煤系地层岩性一般较致密，砂岩裂隙不发育，渗透性弱，主要受区域层间径流、补给，同时浅部露头带接受新生界四含水缓慢渗入补给。由于井巷的开挖和煤层的开采，二叠系砂岩裂隙水以突水、淋水和涌水的形式向矿坑排泄。但因区域范围内煤系水补给水源缺乏，水平径流微弱，以静储量为主，故区域煤系水的补给对采矿影响不大。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。在区域范围内，若出现了大的水位差则径流补给明显，尤其是奥灰，其单层厚度大，浅部溶隙发育，如任楼煤矿1996年3月4日7222工作面由岩溶陷落柱突水造成淹井灾害时，突水4天后，远在16.2 km外的童亭矿91-8奥灰观测孔水位下降了7.02 m。这说明区域灰岩水尤其是奥灰水的补给会给煤矿开采造成巨大灾害。4）区域矿井水文地质特征淮北煤田濉肖矿区各矿正常涌水量为100300 m3/s，其它矿区各矿正常涌水量为200500 m3/s，矿坑直接充水水源为煤层顶底板裂隙含水层，出水点水量大小与构造裂隙发育程度河补给水源有密切关系，只要没有富水含水层补给，一般水量呈衰减趋势，矿井初期开采时水量增长较快，投产几年以后，涌水量较趋稳定，甚至降低，以后随采区接替和开采延深，矿井涌水量只是有所增加。井下揭露的断层多为滴水、淋水或无水，若不与石灰岩含水层沟通一般水量不大。突水点的水量变化一般是开始较大，后逐渐减小。太原组石灰岩与10煤层间距一般大于50 m，在正常情况下不会发生底鼓突水，若遇构造或岩溶陷落柱，使煤层与太灰以至奥灰对口或间距缩短，太灰水有可能对矿坑产生直接充水。综上所述，淮北煤田是被新生界松散层所覆盖的全隐伏型煤田。整个煤田是以空隙水和裂隙水为主要充水水源的矿床，在正常情况下，水文地质条件大多属于简单或简单-中等，但局部地段太灰、奥灰有可能大量突水的时候，个别矿井水文地质条件也可为复杂类型。5）主要充水含水层影响祁南矿采掘生产的主要充水含水层有新生界松散层第四含水层、煤系砂岩裂隙含水层和太原组灰岩含水层及奥陶系灰岩含水层。新生界松散层第四含水层底板埋深190.0403.75 m，含水层厚度033.80 m，平均10.1 m。在本矿西北部砾岩分布区，砾岩的厚度为3.0928.80 m，平均16.53 m。在井田的西部和南部边沿地段，由于受暂时性洪水搬运，形成洪积、坡积物。岩性为砾石、粘土质砾石，粘土夹砾岩及粘土质砂等。砾岩溶隙、洞穴发育，矿内砾岩分布面积3km2，砾岩一般导水性强，含水性丰富。在中部和东南部四含顶部多为灰白色泥岩和钙质粘土。中下部以粘土、砂质粘土或粘土质砂为主，含有较多的钙质团块及铁锰质结核，局部地段的底部含有少量的粘土质砾岩或粘土夹砾岩，该地段四含部发育。井田东北部的阎家浅山地段，新生界厚度最小，三隔与基岩直接接触，四含缺失。综上所述，四含厚度变化不大，界面形态波状起伏，岩性各不相同，赋水性强弱差异较大，四含大部分地段属弱含水层，水量较小，但砾岩分布区西部边界不清，矿内分布面积虽不大，但水量充沛，值得注意。北部砾岩区富水性较强。四含水可通过浅部裂隙带，断层破碎带和塌陷裂隙带进入矿坑，与煤系砂岩裂隙水有一定的水力联系，是浅部煤层开采的主要补给水源。正常地段在合理留设防水煤柱的情况下对矿坑无突水威胁，但要防止砾岩水直接进入矿井。煤系砂岩裂隙含水层煤系砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源，由于砂岩裂隙发育不均一，一般富水性较弱，以静储量为主，补给量不足，故对矿井的安全生产威胁不大。灰岩岩溶裂隙含水层（段）太原组灰岩富水性不均一，其富水性强弱，取决于岩溶裂隙发育程度，其规律是浅部露头带岩溶裂隙发育，富水性较深部强，即使在同一深度，其岩溶裂隙的发育程度也具不均一性，但在一般情况下是14灰岩溶裂隙较发育，富水性较好，结合邻矿资料分析，矿内14灰总厚度0.4421.91 m，其中以第三。四层和第十二层灰岩最厚，三者厚度占全组灰岩总厚的50。由淮北各矿的生产实践得知，太灰岩溶裂隙水是开采10煤的矿坑充水的主要隐患之一，灰岩岩溶裂隙水能否突破10煤底板隔水层对矿坑突水，取决于太灰原始导高、水头压力、隔水层厚度、隔水层的抗压强度以及底板受构造、开采等因素影响与破坏程度。据经验：开采深度550 m时隔水层厚度小于48 m，开采-600 m深度时，隔水层厚度小于55 m，开采-700 m深度时，隔水层厚度小于60 m，开采-800 m深度时隔水层厚度小于6