许疃煤矿1.5 mta新井设计-许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析-深部高应力破碎软岩巷道让压支护试验研究

中国矿业大学本科生毕业设计姓名学号学院矿业工程学院专业采矿工程设计题目许疃煤矿15MT/A新井设计专题许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析指导教师职称教授2012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2008级学生姓名任务下达日期2012年1月8日毕业设计日期2012年3月12日至2012年6月8日毕业设计题目许疃煤矿15MT/A新井设计毕业设计专题题目许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析毕业设计主要内容和要求以实习矿井许疃煤矿条件为基础，完成许疃煤矿15MT/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。结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于综放沿空掘巷巷道支护技术的专题论文。完成2011年采矿科学与技术上与采矿有关的科技论文翻译一篇，题目为“ANEXPERIMENTALSTUDYOFAYIELDINGSUPPORTFORROADWAYSCONSTRUCTEDINDEEPBROKENSOFTROCKUNDERHIGHSTRESS”，论文4247字符。院长签字指导教师签字摘要本设计包括三个部分一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为许疃煤矿15MT/A新井设计。许疃煤矿位于安徽省宿州市境内，区内交通十分便利。井田走向长6368KM，倾斜宽214382KM，井田面积2275KM2。井田内可采煤层共有8层，主采煤层为72和82煤。井田内72和82煤倾角均在716之间，72煤平均厚度30M，82煤平均厚度90M。矿井工业储量为34642MT，可采储量为22925MT，设计服务年限1092A。矿井正常涌水量为550M3/H，最大涌水量为660M3/H。矿井相对瓦斯涌出量为120M3/T，绝对瓦斯涌出量为37879M3/MIN，属高瓦斯矿井。煤层属于有可能自燃发火不自燃发火，煤尘有爆炸危险性。根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一立井单水平开拓，中央并列式通风；方案二立井单水平开拓，两翼对角式通风；方案三立井两水平开拓，暗斜井延深；方案四立井两水平开拓，暗立井延深。通过粗略和详细技术经济比较，最终确定方案一为最优方案。水平标高650M，整个井田划分为5个带区和2个采区，采用中央并列式通风方式。矿井采用带区式准备方式，工作面设计长度210M，采用综合机械化一次性采全高采煤工艺。矿井年工作日为330D，昼夜净提升时间为16H。矿井采用“三八”制工作制度，两班生产，一班检修,生产班每班完成3个采煤循环。循环进尺为08M，日产量为412771T。矿井煤炭采用胶带输送机运输，辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。主井采用两对16T侧卸式箕斗提煤，副井采用一对15T矿车双层四车加宽罐笼运送物料和升降人员。专题部分题目为许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析。主要分析了综合机械化放顶煤开采时沿空掘巷巷道变形破坏的机理，理论分析所留保护煤柱的宽度以及合理选择掘巷的位置，并提出了使用以高强预应力让压锚杆为核心的锚网支护系统对围岩进行控制。翻译部分主要内容是关于深部高应力破碎软岩巷道可缩性支护试验研究，英文题目为ANEXPERIMENTALSTUDYOFAYIELDINGSUPPORTFORROADWAYSCONSTRUCTEDINDEEPBROKENSOFTROCKUNDERHIGHSTRESS。关键词立井；单水平；带区；综合机械化一次性采全高；中央并列式通风ABSTRACTTHISDESIGNINCLUDESTHREEPARTSTHEGENERALDESIGN,THEMONOGRAPHICSTUDYANDTHETRANSLATIONTHEGENERALDESIGNISABOUTA15MT/ANEWUNDERGROUNDMINEDESIGNOFXUTUANCOALMINEXUTUANCOALMINELIESINTHESOUTHWESTOFSUZHOUCITY,ANHUIPROVINCETHETRANSPORTATIONINTHEMININGAREAISVERYCONVENIENTITSABOUT6368KMONTHESTRIKEAND214382KMONTHEDIP,WITHTHE2275KM2TOTALAREATHEREARE8MINABLECOALSEAMTHEMAINAQUIFERCOALSEAMIS72COALSEAMWITHANAVERAGETHICKNESSOF30MAND82COALSEAMWITHANAVERAGETHICKNESSOF90MBOTHTHEDIPOFCOALSEAMIS716THEPROVEDRESERVESOFTHISCOALMINEARE34642MTANDTHEMINABLERESERVESARE22925MT,WITHAMINELIFEOF1092ATHENORMALMINEINFLOWIS550M3/HANDTHEMAXIMUMMINEINFLOWIS660M3/HTHEMINERELATIVEGASEMISSIONQUANTITYIS120M3/T,ANDTHEABSOLUTEGASEMISSIONQUANTITYIS37879M3/MINTHUS,ITISAHIGHGASMINETHECOALSEAMRANGEFROMTENDTOSPONTANEOUSCOMBUSTIONTOHAVENOTENDENCYOFSPONTANEOUSCOMBUSTION,ANDTHECOALDUSTHASEXPLOSIONHAZARDBASEDONTHEGEOLOGICALCONDITIONSOFTHEMINE,IBRINGFORWARDFOURAVAILABLEPROJECTINTECHNOLOGYTHEFIRSTISVERTICALSHAFTDEVELOPMENTWITHSINGLEMININGLEVELANDCENTRALIZEDJUXTAPOSEVENTILATIONTHESECONDISVERTICALSHAFTDEVELOPMENTWITHSINGLEMININGLEVELANDTWOWINGSOFDIAGONALVENTILATIONTHETHIRDISVERTICALSHAFTDEVELOPMENTWITHTWOMININGLEVELS,THEDEEPEXTENSIONOFBLINDSLOPEANDTHELASTISVERTICALSHAFTDEVELOPMENTWITHTWOMININGLEVELS,THEDEEPEXTENSIONOFBLINDSLOPEANDBLINDSHAFTTHEFIRSTPROJECTISTHEBESTCOMPARINGWITHOTHERTHREEPROJECTSINTECHNOLOGYANDECONOMYTHEMININGLEVELIS650M,ANDTHEMINEFIELDISDIVIDEDINTOFIVESTRIPDISTRICTSANDTWOMININGDISTRICT,WITHCENTRALIZEDJUXTAPOSEVENTILATIONDESIGNEDFIRSTMININGDISTRICTMAKESUSEOFTHEMETHODOFTHEMININGDISTRICTPREPARATIONTHEDESIGNLENGTHOFWORKINGFACEIS210M,WHICHUSESFULLYMECHANIZEDMININGTHEFULLHEIGHTTHEWORKINGDAYSINONEYEARARE330EVERYDAYITTAKES16HOURSINLIFTINGTHECOALTHEOPERATIONMODEINTHEMINEIS“THREEEIGHT”WITHTWOTEAMSMININGANDTHEOTHEROVERHAULINGEVERYMININGTEAMMAKESTHREEWORKINGCYCLE,ANDTHEOVERHAULINGTEAMMAKESONEWORKINGCYCLESOEVERYDAYTHEREARE7WORKINGCYCLESTHEADVANCEOFAWORKINGCYCLEIS08M,ANDTHEQUANTITYOF412771TONCOALISMAKEDEVERYDAYMAINROADWAYMAKESUSEOFBELTCONVEYORTOTRANSPORTCOALRESOURCE,ANDMINECARTOBEASSISTANTTRANSPORTTHEMAINSHAFTUSESTWODOUBLE16TSKIPSTOLIFTCOALANDTHEAUXILIARYSHAFTUSESATWINSWIDE15TFOURCARDOUBLEDECKCAGETOLIFTMATERIALANDPERSONNELTRANSPORTATIONTHEMONOGRAPHICSTUDYENTITLED“RESEARCHONTECHNOLOGYOFSURROUNDINGROCKCONTROLLINGSUPPORTINGINFULLYMECHANIZEDCAVINGROADWAYINXUTUANCOALMINES”THESTUDYMAINLYANALYSETHEINSTABILITYFAILUREREASONSOFFULLYMECHANIZEDCAVINGROADWAYWITHTHEAPPLICATIONOFGOBSIDEENTRYDRIVINGTHENGIVEATHEORETICALANALYSISTHEWIDTHOFTHEPROTECTIVEPILLARANDHOWTOMAKEAREASONABLECHOICEOFLANEINTHEPOSITIONFINALLY,THECORRESPONDINGCONTROLMEASURESANDCONTROLMECHANISMONSURROUNDINGROCK,WHICHINTHECOREOFHIGHRESISTANCEANDYIELDINGBOLT,ARERAISEDINTHISSTUDYTHETRANSLATEDACADEMICPAPERISABOUTYIELDINGSUPPORTFORROADWAYSCONSTRUCTEDINDEEPBROKENSOFTROCKUNDERHIGHSTRESSITSTITLEIS“ANEXPERIMENTALSTUDYOFAYIELDINGSUPPORTFORROADWAYSCONSTRUCTEDINDEEPBROKENSOFTROCKUNDERHIGHSTRESS”KEYWORDSSHAFTSINGLEMININGLEVELSTRIPDISTRICTFULLYMECHANIZEDMININGTHEFULLHEIGHTCENTRALIZEDJUXTAPOSEVENTILATION目录一般部分1矿区概述及井田地质特征111矿区概述1111地理位置1112地形、地貌1113交通条件2114气候、地震2115水文情况2116矿区经济概况2117水源、电源212井田地质特征2121井田煤系地层2122井田地质构造4123井田水文地质特征513煤层特征7131可采煤层赋存特征7132煤质8133煤层开采技术条件92井田境界和储量1021井田境界10211井田范围10212开采界限1022矿井工业储量10221储量计算基础10222井田地质勘探10223矿井工业储量计算1023矿井可采储量12231安全煤柱留设原则12232矿井保护煤柱损失量12233矿井设计可采储量143矿井工作制度、设计生产能力及服务年限1631矿井工作制度1632矿井设计生产能力及服务年限16321矿井设计生产能力16322确定依据16323服务年限16324井型校核174井田开拓1841井田开拓基本问题18411确定井筒形式、数目、位置及坐标18412工业场地的位置19413开采水平的确定及带区、采区的划分20414主要开拓巷道20415开拓方案比较2042矿井基本巷道27421井筒27422开拓巷道31423井底车场及硐室355准备方式带区巷道布置3751煤层地质特征37511带区位置37512带区煤层特征37513煤层顶底板岩石构造情况37514水文地质37515地质构造3752带区巷道布置及生产系统38521带区准备方式的确定38522带区巷道布置38524带区生产系统38525带区内巷道掘进39526带区生产能力及采出率4053带区车场选型计算416采煤方法4261采煤工艺方式42611采煤方法的选择42613回采工作面参数42614回采工艺及工作面设备选型43615采煤工作面支护方式46616端头支护及超前支护方式47617各工艺过程注意事项48618采煤工作面正规循环作业4962回采巷道布置51621回采巷道布置方式51622回采巷道参数517井下运输5471概述54711井下运输设计的原始条件与数据54712运输距离和货载量54713井下运输系统5472带区运输设备选型55721设备选型原则55722带区运输设备的选型及能力验算5573大巷运输设备选型57731运煤设备57732辅助运输设备选择588矿井提升6081矿井提升概述6082主副井提升60821主井提升60822副井提升619矿井通风及安全6491矿井通风系统选择64911矿井概述64912矿井通风系统的确定64913带区通风系统的确定65914矿井通风容易与困难时期的确定6692带区及全矿所需风量69921采煤工作面实际需风量69922掘进工作面实际需风量70923硐室需风量71924其它巷道需风量71925矿井所需总风量71926风量分配及风速验算7293全矿通风阻力的计算73931矿井通风总阻力计算原则73932矿井最大阻力路线73933矿井通风阻力计算73934矿井通风总阻力7494矿井通风设备选型75941主要通风机选型75942电动机选型78943主要通风机附属装置7895防治特殊灾害的安全措施79951预防瓦斯灾害的措施79952预防煤尘灾害的措施79953预防井下火灾的措施80954预防井下水灾的措施8010设计矿井基本技术经济指标82参考文献83专题部分许疃煤矿综放沿空掘巷巷道支护技术分析841绪论8411研究意义8412国内外研究概况85121煤柱留设研究现状85122沿空掘巷矿压显现规律研究现状87123沿空掘巷围岩控制与支护技术研究现状8713问题的提出892沿空掘巷围岩控制理论研究9021沿空掘巷围岩变形破坏机理分析90211煤层巷道失稳力学机理90212综放沿空巷道破坏形式9122沿空掘巷合理位置的选择9223煤柱宽度理论分析94231煤柱极限强度计算94232煤柱承受荷载的计算95233合理煤柱宽度的弹塑性力学分析963综放沿空巷道围岩控制及支护技术在许疃煤矿的应用9831高强预应力让压锚杆98311高强预应力让压锚杆力学模型99312高强让压锚杆的支护机制10032综放沿空巷道围岩控制技术在许疃煤矿的应用100321锚杆支护设计方法100322锚杆支护破坏机理102323沿空巷道围岩控制措施1034结论106专题部分参考文献107英文原文108中文译文119致谢127一般部分1矿区概述及井田地质特征11矿区概述111地理位置许疃矿位于安徽省宿州市西南部，地处蒙城县板桥镇某乡境内。其地理坐标为东经1164011645，北纬33213326。井田中心位置距东北方向的宿州市约37KM，距西南方向的蒙城县约28KM。井田东部有宿州至蒙城公路；京沪铁路、青阜铁路及京九铁路分别在井田外东、西部通过，青芦支线联接青阜铁路，井田距青芦支线上的任庄站93KM。自京沪线宿县车站至各城市的距离为徐州75KM，北京886KM，南京271KM，上海574KM。矿井交通位置见图11。许疃矿许疃矿井京沪铁路江苏省徐州市陇海铁路夹河寨孟庄矿朔里矿石台矿岱河矿相王庄矿杨庄矿前岭狂朱仙庄矿芦岭矿骑路孙矿邹庄矿桃园矿祁南矿祁东矿邹庄矿任楼矿界沟矿五沟矿童亭矿临涣矿图11矿井交通位置图112地形、地貌井田内地势平坦，北部略高于南部，海拔标高在245265M之间，一般为255M左右。113交通条件本井田位于淮北平原，地形平坦，矿区铁路专用线青芦支线在井田北约9KM通过，本矿井铁路专用线在该支线的任庄站接轨，专用线长度93KM已投入运营。宿（州）蒙（城）公路在井田的东部边界外通过，许（疃）赵（集）公路与其相连，本矿井进场公路接自许（疃）赵（集）公路，长度22KM。故本矿井的交通运输较方便。114气候、地震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。年平均风速3M/S，最大风速可达18M/S。年平均气温147，一月份最低可达232，7月份最热可达41。年平均降雨量为750910MM，雨量集中在7、8两个月。无霜期208220天，冻结期一般在12月上旬至次年的2月中旬。根据安徽省地震局资料，本区历史上未发生过大的地震。按照建筑抗震设计规范（GB500112001）附录A我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震分组划分，本区地震烈度为6度。115水文情况井田南部外围仅有一条可通木船的北淝河，自西北流向东南，至怀远县流入淮河。一般水位低于地表。在井田北部外围，有一条自西向东流的懈河；在井田内有白马河及跃进河。井田范围内地面农灌沟渠较多，纵横交错，主要有白马沟、玉亭沟、菜花沟、公益沟、双村沟、纲要沟等，组成农田排灌系统。116矿区经济概况许疃矿地处平原，土地肥沃，农作物生长良好，产量较高，农作物主要有小麦、玉米、大豆、棉花等。近几年乡镇企业发展迅速，某乡发展的乡镇企业有农机厂、木器厂、面粉加工厂、瓶盖厂等。主要建筑材料供应钢材、水泥、木材供应充足；砖瓦主要由当地供应；石料主要由符离集供应；砂主要来源于嘉山县及山东滕州市，建筑材料供应渠道畅通。117水源、电源井田内新生界松散层第一、第三含水层上段埋藏深度浅，分布广，水量丰富，水质容易达到“饮用水卫生标准”。矿井工业场地及居住区的生活、生产、消防用水取自新生界一、三含水层。井下用水水质要求低于饮用水水质标准，选择用处理后的井下排水作为井下供水水源，水源充沛。矿井电源取自南坪集变电站，工业场地内已建成一座35KV变电所，S1110000/35主变两台，已使用9年，电源是可靠的。12井田地质特征121井田煤系地层本井田煤系地层属石炭系、二迭系。根据井田内钻孔揭露的地层，自老至新叙述如下1）奥陶系中下统老虎山马家沟组（O2LO1M）井田内揭露最大厚度11722M，岩性为灰色、深灰色中厚厚层豹皮状白云质灰岩及灰岩，细晶质结构，方解石自形程度高。2）石炭系上统太原组（C3T）据706孔揭露，地层厚度13349M，岩性由石灰岩，碎屑岩和薄煤层组成。共含8层灰岩，总厚6L87M，占本组地层厚度的463。上段一灰至六灰灰岩总厚4046M，占该段厚度的65。下段含两层灰岩，总厚2141M，占该段厚度的49，含薄煤层，位于灰岩下，不作为开采对象。3）二迭系下统山西组（P1S）位于骆驼脖子砂岩底板至太原组一灰顶界之间，厚度95130M，平均111M，由海陆交互相沉积的砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含10、11两个煤层（组），其中101煤层在某断层以北厚度稳定，为可采煤层，在某断层以南出现大面积沉积缺失。112煤层较薄，为局部可采煤层。4）二迭系下统下石盒子组（P1XS）位于K3砂岩底板至骆驼脖子砂岩底板之间，厚度220260M，平均245M。由过渡相砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、铝质泥岩、泥岩和煤层组成。是本井田主要含煤地层，含4、5、7、8四个煤层（组），可采煤层为42、51、52、71、72、82六层。其中72、82煤层为本井田主采煤层，82煤层下的铝质泥岩为本区中部地层的重要标志层。5）二迭系上统上石盒子组（P2SS）位于K3砂岩底板以上，井田内揭露最大厚度644M。由过渡相陆相砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含1、2、3三个煤层（组），32煤层为本井田主采煤层，K3砂岩为本区上部地层重要标志层。6）下第三系（E）分布在井田南部及东南部，井田内揭露最大厚度49259M。岩性由紫红色粉砂质胶结的砾岩及砖红色少量云母的粗砂和少量细砾组成。7）上第三系上新统（N2）地层厚度122315M，平均厚度245M。底部以残积坡物和洪积物为主，厚度063M，平均厚度20M，主要分布在71线以北。岩性为砾石、粘土砾石、砂砾、砂及粘土质砂，夹薄层粘土、砂质粘土及粘土夹砾石。中下部以湖相沉积的灰绿色、综红色粘土和砂质粘土为主。厚度85185M，平均140M。厚度大，可塑性好，膨胀性强，是井田内主要隔水层组。中上部多河湖相沉积的棕黄色、浅红色及灰白色细、中砂。顶部以综黄色及灰绿色粘土和砂质粘土为主，粘土可塑性强，分布稳定。8）第四系（Q）地层厚度64116M，平均厚度90M左右。更新统下部砂层与粘土或砂质粘土呈互层状，以河间阶地沉积物为主，平均厚度37M左右。更新统上部以土黄色、棕黄色粘土和砂质粘土为主，平均厚度22M左右。全新统平均厚度31M左右。下部以细粉砂、粉砂为主。中部在垂深2023M普遍含有一层厚12M的灰黑色富含腐植砂质粘土。上部在垂深35M为砂质粘土，富含钙质结核及锰铁质结核，为近代淮北平原的剥蚀面。近地表05M左右为褐黑色耕植土壤，在井田的西南部沉积有近代黄泛淤积的综红色粘土层，厚1M左右。矿井地质综合柱状图见图12。系煤细砂岩泥岩泥岩泥岩泥岩煤泥岩细砂岩中砂岩碳质泥岩泥岩中砂岩71煤72煤82煤82煤421670426135942837940973564972514603746318469547310685523741651401309220197灰到浅灰色，薄到中厚层状，中细粒结构，主要由石英组成，含少量暗色矿物。测井资料。灰色，薄到中厚层状，含粉砂质结构，发育有斜楔型层理，见有少量裂隙，并见有方介石脉状充填。深灰色，块状构造，顶部稍含粉砂质，4305米以下35米菱铁鲕粒岩。黑色，以末状为主，夹有少量细碎块状，局部见有鳞片状，属半亮型煤。深灰色，块状构造，泥质结构，含少量结核，产多量的植物化石，顶部020米底部1米为黑灰色的含炭泥岩。黑色，以粉末状、细碎块为主，夹少量块状、粒状、条带状，内生裂隙发育。深灰色，块状，泥质结构，产植物化石。测井资料。深灰色，块状，含粉砂质结构。浅灰色，薄到中厚层状，细粒结构，分选中等，泥质胶结，常见与深灰色的粉砂质组成互层。浅灰色，中厚层状，细中粒结构，主要由石英组成，含少部分暗色矿物或岩屑，分选差，钙质胶结，层面有炭质或云母分布，含少量菱铁鲕粒。黑色，以粉状、细碎块状为主，夹少量块状、粒状，局部见少量鳞片状。深灰色，块状构造，中部部分含少量鲕粒，下部见有少量结核，底部020米含大量的粉砂质，自上而下化石碎片渐少。浅灰色，块状构造，细中粒结构，主要由石英组成，含少量长石、云母及其它暗色矿物或岩屑，分选差，泥质胶结。细砂岩68灰到浅灰色，薄到中厚层状，中细粒结构，主要由石英组成，含少量暗色矿物。黑色，以粉状、细碎块状为主，夹少量块状、粒状，局部见少量鳞片状。统组地层综合柱状岩性描述细砂岩累计厚度名称/M厚度二迭系下统下石盒子组深灰色，块状，含粉砂质结构。深灰色，块状，含粉砂质结构。图12矿井地质综合柱状图122井田地质构造区域构造最主要、最突出的形象是新华夏构造和淮阴弧形构造。该井田位于童亭背斜的南端，为走向南北，向东倾斜的单斜构造，地层倾角北缓南陡825，一般为816。童亭背斜又位于淮阴弧形构造的南部，背斜南端以板桥断层与东西走向的固镇蒙城凸起相接。由于该井田所处的特定位置，其构造成分必与区域构造相对应。1）褶曲邵于庄向斜位于井田东北界外，是五沟向斜的南延部分。于大庄背斜在邵于庄向斜东部，与向斜连成一个完整的起伏状态。本井田内，沿走向呈波状起伏，有两处较显著一处在7275线之间5煤露头呈波状起伏，与临近煤层露头的走向不一致。虽经72735、73746、74756孔查证，也未见断层。另据地震补勘资料，在73至76勘探线间，F6断层的尾部，在72煤层中发现了DF10、DF11、F24、DF12、DF13、DF14、DF15等断层。由于受断层作用，该地段地层产状发生较大变化在DF11、F24断层间呈现为反向的小褶曲。沿走向分别在70、72、74、76勘探线处形成小向斜，其间向背斜相互交替，小褶曲呈串珠状十分发育。另一处在6566线浅部，该段地层沿走向发生强烈扭曲，呈明显的向背斜形态，经636615八个钻孔及5条地震测线控制，它是受南北向的挤压和某断层的牵引作用所致。2）断层根据某井田精查地质报告，井田内共查出断层23条，其中正断层11条，逆断层12条。断层落差大于100M的5条，断层落差大于30M而小于100M的8条，断层落差小于30M的10条。从断层组合关系看，属于北东向的断层有8条，是由东西向的压应力挤压而成的压性断裂；属于北西西东西向的断层有10条，由东西向压应力而形成的张扭性和压扭性断裂；于第三系时有继承性活动，如板桥断层和某断层等。属于北西向的断层有4条，全为张扭性断裂。属于北东东向的断层只有F18一条，属张性断裂。根据国家能投计（1991）612号文件要求，为进一步查明该矿井首采区的小构造，淮北矿务局委托安徽省煤田地质局物探测量队进行地震补勘。补勘范围为北起某断层，南至F11断层，东以F5断层为界，西至82煤层露头，面积约35KM2。本次补勘全区共发现断点169个，利用断点134个，组合断层28条（包括补勘前发现的10条断层）。未能组合成断层的孤立断点35个，其落差均小于10M。28条断层中，正断层8条。控制可靠的断层21条，较可靠的6条，控制不足断层1条。本次补勘对以前发现的断层进行了进一步控制，修改了F15、F51断层，改变了F6断层的组合方式，F9根据钻探资料作为保留断层处理，其余6条断层与原来基本一致，新发现断层18条。从补勘结果来看，该区褶曲及断裂构造很发育，其特征及规律表现如下（1）逆断层发育，以压性断裂为主且落差大，正断层少且落差小。（2）断层走向多数以北东向为主，且倾向南东，如F5、F6、F15走向北西以某断层和F11为代表。（3）补勘区北部断层相对较少，且表现为走向北西；南部断层相对较为发育，且现为走向北东。（4）煤层露头浅部和800M深部断层较少，多数断层分布于井田深度的中部地段。（5）在地层产状变化的地段是褶曲加小断层。根据精查勘探和地震补勘的结果，本井田为一走向南北、向东倾斜的单斜形态，煤系地层沿走向呈舒缓状起伏，局部有伴生小断层的褶曲，地层倾角北缓南陡，已发现35条断层，未发现岩浆岩侵入。本井田构造复杂程度属于第二类中等构造。123井田水文地质特征1）各含、隔水层特征（1）本井田新生界松散层厚度2928436810M，一般厚度320340M，自北西向南东有逐渐增厚的趋势。根据新生界松散层的钻孔芯取电测井资料和岩相组合特征，自上而下划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组）。其中第三隔水层（组），底板埋深2924035420M，隔水层两极厚度573017690M，一般厚度120M左右。中、上部以灰绿色、棕红色粘土和砂质粘土为主，质纯致密，可塑性好，膨胀性强；下部以粘士、砂质粘土、泥灰岩、钙质粘土为主，夹23层砂。该隔水层（组）可塑性好，膨胀性强，厚度大，分布稳定，隔水性能良好，能阻隔地表水及一、二、三含地下水与下部四含和基岩各含水层（段）地下水的水力联系，是井田内重要隔水层（组）。第四含水层（组），底板埋深2924036810M，含水层（组）厚度05662M。一般厚度1015M左右。北部古潜山和西部、南部构造突起地段四含沉积缺失或沉积较薄，多为残积、坡积物，其岩性为砾石、粘土砾石、粘土夹砾石、砂砾、粘土、砂质粘土、钙质粘土等。在西北部沿五沟向斜向东南，构成了本井田天然进水通道，四含地下水自北西流向南东，在井田西北谷口附近及延至井田北部偏东形成谷口洪冲积物，该区段四含沉积最大厚度为5662M。岩性为砾石、粘土质砾石、砂砾、粗砂、中砂、细砂、粉砂及粘土质砂，夹有粘土和砂质粘土。71线以北，据66684孔及70713孔抽水资料，Q01050282L/MS，富水性中等。71线以南至77线，据74756孔抽水资料Q00005L/MS，富水性弱。77线以南绝大部分缺失四含。（2）新生界下第三系“红层”含、隔水层（段），上段厚度150M左右，多为浅红色砂质泥质砾岩，为含水层，835孔在深33967M处，曾发生严重漏水。中段厚度280M左右，以砖红色粉砂岩为主，隔水性良好。下段厚度约5060M，多为红色砂砾岩，钻进过程中未发生漏水，富水性较弱，在局部块段直接覆盖32、5、7煤层之上，对开采可能有影响。（3）二迭系主采煤层间大、隔水层（段），煤层岩层主要由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层组成。3煤顶板中细粒砂岩，裂隙较发育；3煤下6090M的K3砂岩局部裂隙发育。据718孔和74753孔对K3砂岩抽水资料，Q000400062L/MS，富水性弱。煤顶板中砂岩和底部细砂岩局部裂隙较发育，据7211孔抽水资料Q0025L/MS，富水性弱。34煤层（组）间砂岩裂隙水以储存量为主，补给水源不足。78煤顶、底板砂岩，局部裂隙较发育；据7015、68672、73746孔抽水资料，Q00090294L/MS，富水性弱中等。以储存量为主，补给水源不足。10煤顶底板砂岩，据623孔抽水资料，Q00015L/MS，富水性弱。以上各含水层间以及与四含、太灰之间均有隔水层（段）。2）断层的富水性及导水性钻探揭露的破碎带充填物以泥岩、粉砂岩碎块为主，砂岩碎块次之，一般泥质胶结。钻孔揭露破碎带，均未发生漏水。据65663、7017、546和7216孔分别对某断层、F5、F6和F7断层抽水资料，Q0000100093L/MS，T00038293M2/D，K000010017M/D。地质资料从断层破碎带岩性，简易水文和抽水试验资料，说明断层的富水性极弱，导水性差。根据生产矿井的实践经验，回采引起岩层移动，导致局部应力重新分布，极易使断层的导水性增强。未探明的地质构造，严重威胁矿井的安全生产。因此，施工及生产过程中还应从井下应力变化以及开采煤层引起的冒落裂隙带的实际情况，分析断层两盘岩性，采取必要的防水安全措施。3）矿井涌水量矿井主要充水因素是煤系地层砂岩裂隙水。松散层底部含水层应留设防水煤岩柱，其涌水量未计入矿井总涌水量内；巷道遇断层引起太灰水的突水量未计入矿井总涌水量。全矿井合计正常涌水量为550M/H，最大涌水量为660M/H。13煤层特征131可采煤层赋存特征二迭系煤系是本井田勘探对象，含10个煤层（组），自上而下编号为1、2、3、4、5、6、7、8、10、11煤层（组），含34层煤。其中可采煤层有24、32、42、51、52、71、72、82、101、112共10层，煤层平均总厚1579M。32、72、82煤层为主采煤层，平均总厚720M。42、51、52、71煤层属大部可采煤层。平均总厚456M。24、101、112煤层属局部可采煤层，平均总厚403M。24煤层平均厚072M，离32煤层较远（平均115M），112煤层平均厚度072M，离灰岩近（平均22M），精查地质报告列为暂不利用煤层。井田内可采煤层特征见表11。井田可采煤层情况分述如下1）32煤层距24煤层平均115M，煤厚022427M，平均222M。煤层结构较简单，以一层薄夹矸为主，个别孔夹矸增厚而分叉成二层独立煤层。该煤层为井田主采煤层，全区仅二个孔不可采，可采范围占全区992。煤层顶板以泥岩为主，次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。2）42煤层距32煤层平均104M，煤厚0218M，平均091M。煤层结构较简单，无夹矸者为主。井田的南部和北部有成片不可采区，可采范围占全区695。煤层顶板以砂岩（南、北部）为主，次为泥岩和粉砂岩。属较稳定煤层。3）51煤层距42煤层平均78M，煤厚0235M，平均119M。煤层结构较简单，一般在顶部有薄层炭质泥岩夹矸。中部、北部及南部靠近露头区有成片不可采区。可采范围占全区731。煤层顶板以泥岩为主，其次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。4）52煤层距51煤层平均7M，煤厚0294M，平均077M。煤层结构简单，南部有成片不可采区，其它为零星小块不可采区，可采范围占全区772，煤层顶板以泥岩为主，次为粉砂岩和砂岩。属较稳定煤层。5）71煤层距52煤层平均58M，煤厚0346M，平均L69M。7煤组在分岔区为二层（71、72），东侧合并为一层（72），故71煤层仅位于井田北部和南部西侧。煤层结构较简单，无夹矸及具一层夹矸者占绝大多数，西部露头区有长条状不可采区，可采范围占全区894，煤层顶板以砂岩，泥岩为主。属较稳定煤层。6）72煤层距71煤层平均13M，煤厚0782M，平均30M。分岔区煤层薄且结构简单，合并区煤层厚且结构复杂。露头处有条带状不可采区，北部有片状不可采区，可采范围占全区816。煤层顶板以砂岩为主，其次为粉砂岩和泥岩。属较稳定煤层。7）82煤层距72煤层平均19M，煤厚01514M，平均90M。煤层结构较简单。当煤层具簿夹矸时，一般为83与82煤层合并，当夹矸增厚时则为分岔，导致83成为独立煤层。合并后煤层厚具一层夹矸，反之则薄或无夹矸。83煤层不稳定，常出现尖灭点，可采面积只有23，在井田南部，82煤层有一条带状不可采区，可采范围占全区935。煤层顶板以砂岩为主，其次为泥岩和粉砂岩。属较稳定煤层。8）101煤层只赋存于某断层以北，距82煤层平均97M，煤厚0526M，平均259M，煤层结构较简单，有小片不可采区，可采范围为758。煤层顶板以砂岩、泥岩为主，局部为粉岩砂。某断层以北可定为较稳定煤层。但在某断层以南由于沉降差异改变成煤环境而出现大面积缺失，从全井田衡量只能定为不稳定煤层。表11可采煤层特征表煤层名称两极厚度平均厚度（M）煤层结构稳定程度煤层间距（M）32022427222含夹矸12层，较简单较稳定，大部可采420218091无夹矸为主，较简单较稳定，大部可采104510235119顶部有薄夹矸，较简单较稳定，大部可采78520294077无夹矸层，简单较稳定，大部可采7710346169无夹矸及一层夹矸为主，较简单较稳定，大部可采587207823无夹矸，较简单较稳定，主要可采1382015149一层薄夹矸，较简单较稳定，主要可采191010526259无夹矸，较简单不稳定，大部可采97132煤质本井田以肥煤为主，1/3焦煤次之，伴少量气煤和气肥煤。各煤精煤挥发分产率约为30375，胶质层最大厚度多在2030MM之间，粘结性指数基本上都大于85，属中等挥发分为主的强粘结煤种。32煤属高挥发分煤。各煤的原煤灰分产率多在1525之间，中灰为主，并伴有少量低灰及富灰煤。各煤含硫量一般都小于10（42煤除外），磷含量多小于001（仅72和82煤略大于001）。属特低硫低硫、特低磷低磷为主的煤，同时亦伴少量中硫富硫煤。各煤的QFDT一般大于6400卡/G（27107J/KG），51和52略低，但仍大于6000卡/G（25107J/KG），都具有较高的热值。主要可采煤层的精煤回收率偏低，属难洗选煤。本井田之煤具有配煤炼焦、工业锅炉燃烧和气化等多种用途，但以配煤炼焦的优势最为明显，亦可兼作其它用途。133煤层开采技术条件1）主采煤层顶底板情况（1）72煤层72煤层直接顶为深灰色块状泥岩，局部为砂岩或炭质泥岩，厚度01465M，平均厚度157M，局部见03066M炭质泥岩伪顶；老顶为中细粒石英砂岩或砂质泥岩，厚度01620M，平均484M；直接底板为灰深灰色块状泥岩，厚073331M平均181M；上距71煤01916M，下距82煤层9252287M，平均1531M。（2）82煤层82煤层层直接顶为灰深灰色细粉砂质或砂质泥岩，厚度1721471M，平均厚度861M；老顶为粗细粒砂岩或砂质泥岩，厚度0251402M，平均484M；直接底板为灰深灰色块状泥岩，厚074579M平均185M，直接底下见一薄煤层或煤线（83煤层）；上距72煤9252287M，平均1531M；下距铝质泥岩标志层（K2）8652110M，平均1449M。2）瓦斯本井田瓦斯样瓦斯含量为0051008ML/G，只82煤层有一个样沼气含量大于10ML/G，其余皆少于10ML/G。在煤系剖面上，浅部低于深部，上部煤层（32）低于深部煤层（72、82）。在平面上，某断层以北和76线（32煤层74线）以南低，中部区间为高。矿井相对瓦斯涌出量120M3/T，矿井属于高瓦斯矿井。3）煤尘及煤的自燃本井田各煤层均有煤尘爆炸危险。本井田各煤层基本上都属于有可能自燃发火不自燃发火。4）地温本井恒温带深度为30M，温度为164。平均地温梯度267/100M，平均增温率为3729M/。本井田属于基底凹陷型的以地温正常为背景的水温和岩温平衡基地的一级高温区，局部为二级高温区。2井田境界和储量21井田境界211井田范围许疃矿井田范围为北以F7断层为界；南以板桥断层为界；浅部以石炭系第一层石灰岩顶界面为界；深部断层以南以850M水平地面投影线、以北以F5断层为界。井田走向长6368KM，倾斜宽214382KM，井田面积2275KM2。本井田北与隶属于皖北矿务局的任楼矿井相邻。除此之外，周围无其它矿井或小窑。地理坐标为东经1164011645，北纬33213326。212开采界限井田可采煤层共有8层，自上而下分别为72和82。72和82煤层结构简单，可采范围可达到80以上，为本矿井的主采煤层。22矿井工业储量221储量计算基础1）根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2）根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定煤层最低可采厚度为070M，原煤灰分40；3）依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求禁止新建煤层含硫份大于3的矿井，硫份大于3的煤层储量列入平衡表外的储量；4）储量计算厚度夹石厚度不大于005M时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层赋存较稳定，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。222井田地质勘探井田勘探类型和网度符合地质勘探规范要求和客观实际，各项勘探工程质量和勘探研究程度高，地质基础资料齐全、准确、可靠，对井田构造、可采煤层的厚度、结构、产状及分布已查明，煤的用途已评价，储量数据可靠，可以满足矿井设计的需要。223矿井工业储量计算本矿井主采煤层为72和82煤层，采用地质块段法计算工业储量。地质块段法就是根据煤层倾角和厚度大体一致的原则，将井田划分为若干块段，在圈定的块段范围内可用算术平均法求得每个块段的储量，煤层总储量即为各块段储量之和。本井田划分为6个储量块，分块情况如图21所示。3505045080707508040450506065070750350404506065070750807507065070750806050504504065060504504036920150许疃煤矿开拓平面图采矿工程系中国矿业大学矿业工程学院3704204705205706206707207082087039470530480430380302802302801801300802394670030813018036947052062067072070208709209700253703947200702973692039475805805348043380373694203946705050505050N850850850图21块段划分示意图1）矿井地质资源量矿井地质资源量可由下式计算21610Z10COS/ZIIIASM式中ZZ矿井地质资源量，MT；MI第I块段煤层平均厚度，M；SI第I块段煤层平面面积，M2；煤的密度，146T/M3；AI第I块段煤层的平均倾角，。将各参数代入式21，可得表21。故矿井地质资源储量为28868MT。2）矿井工业储量根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60探明的，30控制的，10推断的。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70是经济的基础储量，30是边际经济的基础储量，则矿井工业储量由下式计算ZGZ111BZ122BZ2M11Z2M22Z333K22式中ZG矿井工业储量，MT；Z111B探明的资源量中经济的基础储量，MT；Z122B控制的资源量中经济的基础储量，MT；Z2M11探明的资源量中边际经济的基础储量，MT；Z2M22控制的资源量中边际经济的基础储量，MT；Z333推断的资源量，MT；K可信度系数，取0709，根据本矿实际条件取08。其中Z111BZZ607034642607014550MTZ122BZZ30703464230707275MTZ2M11ZZ60303464260306236MTZ2M22ZZ30303464230303118MTZ333KZZ10803464210802771MT则矿井工业储量ZG1455072756236311827713395MT表21煤层地质储量计算煤层块段倾角/块段面积/KM2煤厚/M容重/TM3储量/MT煤层总储量/MT总储量/MT17340530146172727635730146152331183623014618114119300301461297512538330146146472616419030146838866173405901465181276357901464571311836290146543241193009014638915125383901464393826164190901462514259823464223矿井可采储量231安全煤柱留设原则1）工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱。2）各类保护煤柱按垂直剖面法确定，用岩层移动角确定工业场地煤柱。3）围护带宽度是根据矿区建筑物的保护等级划定的。风井属I级保护建筑物，故风井场地留设20M宽的围护带；工业场地属II级保护建（构）筑物，留设15M宽围护带。4）落差超过100M的断层保护煤柱宽度50M，井田境界煤柱宽度为50M。5）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表22。表22工业广场占地面积指标井型（万T/A）占地面积指标（公顷/10万T）240及以上101201801245901593018232矿井保护煤柱损失量1）井田境界保护煤柱根据本矿井的实际情况，本井田东北部边界为落差超过100M的断层边界，按照煤矿安全规程（2010年版）的有关要求，井田边界内侧暂留50M宽度作为井田境界煤柱，其余部分边界，留设30M宽度保护煤柱，则井田境界保护煤柱的损失量按下式计算PH1L1M106H2L2M10623式中P井田境界煤柱损失量，MT；H1大断层井田境界煤柱宽度，50M；L1大断层井田境界长度，2803M；H2其