超化煤矿毕业设计

1、. PAGE 2 -：.；前 言毕业设计是采矿工程专业本科教学中最关键、最重要的的一个环节，它由毕业实习和毕业设计两部分组成.三个多月的时间里，在各位指点教师，各位同窗的关怀和协助 下，我圆满的完成了设计任务。 毕业设计是对本专业所学知识的全面复习和稳定，加深了解所学的专业知识，并系统的熟习矿山开采设计、建立、消费以及平安的各个环节和系统的掌握有关知识，为以后从事矿井设计、建立、平安技术任务、技术管理任务及运营管理任务做好预备。对矿山开采规划与设计根本知识才干进展系统的教育，对矿山开采，矿山平安谋划等知识和技术全面，系统的运用才干的初步训练，对综合分析和处理消费实践问题的才干的培育，对矿山规划

2、与设计根底技艺绘图技艺、文字表达与计算机技艺等的全面的初步的训练。了解矿山开采中的有关政策、法规，熟习并能正确运用有关规定。一、编制设计的根据 本设计根据了西安科技大学能源学院采矿工程、以及采矿工程专业的课本：、等相关专业书册。同时也参考了、等相关工具书籍以及定额目的、设备目录、规范图册等。二、设计的指点思想 严厉遵守国家制定的各项有关煤炭工业平安、消费、设计、环保、建立程序等的法律、规章制度等。按照郑煤集团总体开展思绪，充分解放思想，仔细分析井田的地质条件、煤层条件、水文条件、开采技术条件和外部现状，充分利用当地的现有资源，表达矿井设计的集中化、机械化和技术经济的合理原那么。结合实践情况，科

3、学、合理地确定各个系统，因地制宜地积极采用先进的科学技术、先进的工艺、先进的设备和行之有效的操作方法，提高矿井的抗灾才干、经济效益、管理程度，在保证平安消费的前提下最大限制地降低矿井基建投资，把超化煤矿建立成系统简单、机械化程度高、平安保证才干强、高产高效的现代化矿井。三、设计的主要特点 在设计中，我系各位教师及指点给予了我极为大力的支持。特别是指点教师范教师更是给了我精心的指点与关怀，不厌其烦的为我讲解，化解了很多的知识重点与难点，并提出了许多珍贵的建议与意见，使我在经过设计学习后，受害匪浅。大学的学习在毕业设计中拉下帷幕。这次毕业设计是另一种新的学习的开场。我要以此为契机，努力并且尽量完美

4、的规划和设计我的人生。由于时间紧迫，章节繁多，加之本人程度有限，设计中难免存在缺乏之处，还敬请各位教师、同窗批判指正。目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc232068747 前 言 PAGEREF _Toc232068747 h 1 HYPERLINK l _Toc232068751 第1章 井田地质概略 PAGEREF _Toc232068751 h 1 HYPERLINK l _Toc232068752 1.1 井田位置及交通 PAGEREF _Toc232068752 h 1 HYPERLINK l _Toc232068753 1.1.1交通位置 PA

5、GEREF _Toc232068753 h 1 HYPERLINK l _Toc232068754 1.1.2地形地貌 PAGEREF _Toc232068754 h 2 HYPERLINK l _Toc232068755 1.1.3气候及水文情况 PAGEREF _Toc232068755 h 2 HYPERLINK l _Toc232068756 1.1.4矿区概略 PAGEREF _Toc232068756 h 3 HYPERLINK l _Toc232068757 1.2井田境界及储量 PAGEREF _Toc232068757 h 3 HYPERLINK l _Toc23206875

6、8 1.2.1井田境界 PAGEREF _Toc232068758 h 3 HYPERLINK l _Toc232068759 1.2.2储量 PAGEREF _Toc232068759 h 3 HYPERLINK l _Toc232068760 1.3井田地层及地质构造 PAGEREF _Toc232068760 h 7 HYPERLINK l _Toc232068761 1.3.1井田地层 PAGEREF _Toc232068761 h 7 HYPERLINK l _Toc232068762 1.3.2 地质构造 PAGEREF _Toc232068762 h 7 HYPERLINK l

7、_Toc232068763 1.4煤层赋存特征及开采技术条件 PAGEREF _Toc232068763 h 13 HYPERLINK l _Toc232068764 1.4.1 煤层及煤质 PAGEREF _Toc232068764 h 13 HYPERLINK l _Toc232068765 1.4.2煤层自然发火、瓦斯、煤尘及地热等 PAGEREF _Toc232068765 h 17 HYPERLINK l _Toc232068766 1.4.3水文地质 PAGEREF _Toc232068766 h 17 HYPERLINK l _Toc232068767 1.5 井田勘探类型及勘探

8、程度评价 PAGEREF _Toc232068767 h 18 HYPERLINK l _Toc232068768 第二章 矿井设计消费才干及效力年限 PAGEREF _Toc232068768 h 19 HYPERLINK l _Toc232068769 2.1矿井任务制度 PAGEREF _Toc232068769 h 19 HYPERLINK l _Toc232068770 2.2.矿井设计消费才干及效力年限 PAGEREF _Toc232068770 h 19 HYPERLINK l _Toc232068771 2.2.1矿井设计消费才干 PAGEREF _Toc232068771 h

9、 19 HYPERLINK l _Toc232068772 2.2.2 矿井效力年限 PAGEREF _Toc232068772 h 19 HYPERLINK l _Toc232068773 2.2.3.矿井储量、消费才干及效力年限的关系 PAGEREF _Toc232068773 h 20 HYPERLINK l _Toc232068774 第三章 井田开辟 PAGEREF _Toc232068774 h 21 HYPERLINK l _Toc232068775 3.1井筒方式、数目及位置确实定 PAGEREF _Toc232068775 h 21 HYPERLINK l _Toc23206

10、8776 3.1.1 井筒方式确实定 PAGEREF _Toc232068776 h 21 HYPERLINK l _Toc232068777 3.1.2 井筒位置确实定 PAGEREF _Toc232068777 h 23 HYPERLINK l _Toc232068778 3.2 开采程度的划分及布置 PAGEREF _Toc232068778 h 23 HYPERLINK l _Toc232068779 3.2.1 井田内划分及开采顺序 PAGEREF _Toc232068779 h 23 HYPERLINK l _Toc232068780 3.2.2 开采程度的划分及程度标高确定 PA

11、GEREF _Toc232068780 h 24 HYPERLINK l _Toc232068781 3.2.3 阶段运输大巷和回风大巷的布置 PAGEREF _Toc232068781 h 24 HYPERLINK l _Toc232068782 3.3 井底车场 PAGEREF _Toc232068782 h 25 HYPERLINK l _Toc232068783 3.3.1 井底车场方式选择及硐室布置 PAGEREF _Toc232068783 h 25 HYPERLINK l _Toc232068784 3.3.2井底车场线路设计 PAGEREF _Toc232068784 h 25

12、 HYPERLINK l _Toc232068785 3.3.3井底车场经过才干计算 PAGEREF _Toc232068785 h 26 HYPERLINK l _Toc232068786 3.3.4井底车场巷道断面选择和工程量计算 PAGEREF _Toc232068786 h 26 HYPERLINK l _Toc232068787 3.4 方案比较，确定开辟系统 PAGEREF _Toc232068787 h 27 HYPERLINK l _Toc232068788 第四章 采矿方法 PAGEREF _Toc232068788 h 33 HYPERLINK l _Toc23206878

13、9 4.1 盘区概略及地质特征 PAGEREF _Toc232068789 h 33 HYPERLINK l _Toc232068790 4.2 盘区的划分 PAGEREF _Toc232068790 h 33 HYPERLINK l _Toc232068791 4.3 盘区巷道布置 PAGEREF _Toc232068791 h 34 HYPERLINK l _Toc232068792 4.3.1巷道布置 PAGEREF _Toc232068792 h 34 HYPERLINK l _Toc232068793 4.3.2盘区硐室 PAGEREF _Toc232068793 h 34 HYPE

14、RLINK l _Toc232068794 4.3.3盘区车场 PAGEREF _Toc232068794 h 34 HYPERLINK l _Toc232068795 4.4 盘区消费安排 PAGEREF _Toc232068795 h 35 HYPERLINK l _Toc232068796 4.4.1 盘区消费才干 PAGEREF _Toc232068796 h 35 HYPERLINK l _Toc232068797 4.4.2采煤条带接替 PAGEREF _Toc232068797 h 36 HYPERLINK l _Toc232068798 4.5 巷道掘进 PAGEREF _To

15、c232068798 h 36 HYPERLINK l _Toc232068803 4.6 采煤方法 PAGEREF _Toc232068803 h 38 HYPERLINK l _Toc232068804 4.6.1 采煤方法的选择 PAGEREF _Toc232068804 h 38 HYPERLINK l _Toc232068805 4.6.2 采煤工艺设计 PAGEREF _Toc232068805 h 38 HYPERLINK l _Toc232068806 4.6.3 采煤任务面消费管理和劳动组织 PAGEREF _Toc232068806 h 40 HYPERLINK l _To

16、c232068807 4.6.4 采煤任务面主要技术经济目的 PAGEREF _Toc232068807 h 42 HYPERLINK l _Toc232068808 第五章 矿井通风与平安 PAGEREF _Toc232068808 h 43 HYPERLINK l _Toc232068809 5.1 概述 PAGEREF _Toc232068809 h 43 HYPERLINK l _Toc232068810 5.1.1瓦斯 PAGEREF _Toc232068810 h 43 HYPERLINK l _Toc232068811 5.1.2煤尘 PAGEREF _Toc232068811

17、h 43 HYPERLINK l _Toc232068812 5.1.3煤的自燃性 PAGEREF _Toc232068812 h 43 HYPERLINK l _Toc232068813 5.2 矿井通风 PAGEREF _Toc232068813 h 44 HYPERLINK l _Toc232068814 5.2.1确定通风方式及通风系统 PAGEREF _Toc232068814 h 44 HYPERLINK l _Toc232068815 5.3 灾祸防治及平安设备 PAGEREF _Toc232068815 h 47 HYPERLINK l _Toc232068816 第六章 矿井

18、主要设备 PAGEREF _Toc232068816 h 58 HYPERLINK l _Toc232068817 6.1 提升设备 PAGEREF _Toc232068817 h 58 HYPERLINK l _Toc232068818 6.1.1选型计算所需的原始资料 PAGEREF _Toc232068818 h 58 HYPERLINK l _Toc232068819 6.1.2选型计算的主要内容 PAGEREF _Toc232068819 h 58 HYPERLINK l _Toc232068820 6.2主运输设备选型 PAGEREF _Toc232068820 h 63 HYPE

19、RLINK l _Toc232068821 6.2.1选型计算所需的原始资料 PAGEREF _Toc232068821 h 63 HYPERLINK l _Toc232068822 6.2.2 确定大巷运输方式及选择运输设备 PAGEREF _Toc232068822 h 63 HYPERLINK l _Toc232068828 6.3通风设备 PAGEREF _Toc232068828 h 66 HYPERLINK l _Toc232068829 6.3.1主扇的选择计算 PAGEREF _Toc232068829 h 66 HYPERLINK l _Toc232068830 6.4排水设

20、备 PAGEREF _Toc232068830 h 67 HYPERLINK l _Toc232068831 6.4.1排水系统 PAGEREF _Toc232068831 h 67 HYPERLINK l _Toc232068832 6.4.2.管路的选择 PAGEREF _Toc232068832 h 68 HYPERLINK l _Toc232068833 6.5紧缩空气设备 PAGEREF _Toc232068833 h 69 HYPERLINK l _Toc232068834 6.5.1设计根据 PAGEREF _Toc232068834 h 69 HYPERLINK l _Toc2

21、32068835 6.5.2 设备选型 PAGEREF _Toc232068835 h 69 HYPERLINK l _Toc232068836 6.6供电设备选型 PAGEREF _Toc232068836 h 70 HYPERLINK l _Toc232068837 第七章 环境维护 PAGEREF _Toc232068837 h 72 HYPERLINK l _Toc232068838 7.1 环境现状及地面维护物概述 PAGEREF _Toc232068838 h 72 HYPERLINK l _Toc232068839 7.2 主要污染源及污染物 PAGEREF _Toc232068

22、839 h 72 HYPERLINK l _Toc232068840 7.3 资源开发对生态环境影响与评价 PAGEREF _Toc232068840 h 73 HYPERLINK l _Toc232068841 7.3.1 开采沉陷损害影响预测分析 PAGEREF _Toc232068841 h 73 HYPERLINK l _Toc232068842 7.3.2开采沉陷对耕地损害的估计评价 PAGEREF _Toc232068842 h 73 HYPERLINK l _Toc232068843 7.3.3 开采对水资源的破坏影响 PAGEREF _Toc232068843 h 73 HYP

23、ERLINK l _Toc232068844 7.3.4 开采对矿区大气环境的影响 PAGEREF _Toc232068844 h 74 HYPERLINK l _Toc232068845 7.3.5 开采能够引起的地质灾祸的预测 PAGEREF _Toc232068845 h 74 HYPERLINK l _Toc232068846 7.4 资源开采环境损害的控制与生态重建 PAGEREF _Toc232068846 h 74 HYPERLINK l _Toc232068847 7.4.1 控制开采引起地表建筑设备的开采方法 PAGEREF _Toc232068847 h 74 HYPERL

24、INK l _Toc232068848 7.4.2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建 PAGEREF _Toc232068848 h 75 HYPERLINK l _Toc232068849 7.5 矿区环境维护与生态重建投资估算 PAGEREF _Toc232068849 h 76 HYPERLINK l _Toc232068850 7.5.1环境维护管理机构和监测机构的设置 PAGEREF _Toc232068850 h 76 HYPERLINK l _Toc232068851 7.5.2环境维护投资 PAGEREF _Toc232068851 h 76 HYPERLINK

25、l _Toc232068852 7.6 主要结论 PAGEREF _Toc232068852 h 76- PAGE 76 - PAGE 1 -第1章 井田地质概略1.1 井田位置及交通1.1.1交通位置超化煤矿位于河南省新密煤田西南部、平陌-超化矿区东部，行政区划主体位于河南省新密市超化镇申沟村。该煤矿位于郑州市西南50公里，新密市南约15公里的超化镇境内，井田面积8.8Km。矿区公用铁路在新郑与京广铁路接轨，畅通全国；107国道从矿区东部经过，矿区内公路四通八达，交通非常方便。其地理坐标为东经1132247-1132735，北纬342509-342658。超化煤矿向北直距矿务局和新密市约12

26、km和15km，向东北直距郑州市约40km。区内有公路直达新密、登封、郑郑和郑州等地，别外还有本矿公用铁路宋寨大冶铁路经新密铁路与京广铁路相连，北邻3km处还有窄轨铁路向东通达开封。矿区北部15km处的豫04公路以及东部4045km的107国道、京广铁路、京珠高速公路通达全国各地。超化煤矿交通位置表示图如1-1所示：图1-1 超化煤矿交通位置表示图二隶属关系及企业性质郑煤集团超化煤矿隶属郑煤集团。属国有企业性质，采矿权人为郑煤集团。1.1.2地形地貌本区内地形起伏不平，地势西高东低、南高北低，总体西南高、东北低。地面调程最高在南部归心寨处300.4m，最低在东边陈家窝处155.5m,相对高差1

27、44.9m。本区地貌成因类型属构造剥蚀地貌，地貌单元为丘陵。区内基岩裸露平面积约占勘查区总平面面积的10%，其它大部为第四系松散堆沉积物所掩盖，因此本区也可称为松散层半掩盖区或基岩半裸露区。1.1.3气候及水文情况1、气候本区属温带半干旱大陆性气候区。夏季炎热多东南风，冬季冰冷多西北风，气温41.317.8，年平均14.3，年降雨量397.7973mm，平均624.35mm，79月为雨季，最大积雪深度0.20m，最大冻土深度0.18m，地面最大风速22m/s，地震烈度为2、地形与地貌本区北、西、南三面环山，向东开阔平坦，似一箕形盆地，山地属于秦岭山系北支嵩山山脉之东延部分。西北部五指岭为本区最

28、高山峰，海拔1215.9m，由此沿矿区北侧荥巩背斜轴部向东下降为低山丘陵，至矿区东部过渡为平原，该山脉呈东西向展布，系黄淮一级分水岭。整体地貌矿区南北两侧为东西陈列的低山区，矿区西南部和中南部的宽广地带为丘陵岗地，矿区东部京广线两侧及中部双洎河河谷地带为冲、洪积平原。3、河流本区水系属淮河流域。区内无水库和年年性河流，仅有一条的季节性河流一麻河在雨季从矿区西南向东北穿过矿区中部流入矿区东北部的淮河二级支流双洎河，在正年年份或干旱季节往往断流而在矿区中部滞留并构成龟山寨泉池洼地，水量较小，其水源西南上游3km外的老姜窝小型水库。该水库水多元古界蜕变岩裂隙水和大气降水，补给有限。本区气候属暖温带半

29、干旱大陆性季风气候区。年平均气温9.1-14.6C，最高达44.6C，最低为-18.2C;年降雨量381.3-1059.6mm，平均606.2mm，降雨多集中在7、8、9三个月，并常伴有雷电;年蒸发量908-1976.2m;年平均相对湿度60-70%;风向主要为东南向、西北向和西南向，风力在冬春季最大，达40ms；最大积雪深度23cm1964.12.31；最大冻土深20cm1966.12.30；霜冻期11、12、1、2四个月。1.1.4矿区概略根据全面地质资料核定超化煤矿消费才干为120万吨；井田开辟方式为立、斜井综合开辟；采用伪斜走向长壁放顶一次采全厚采煤法，全部跨落法管理顶板。勘查区内主要

30、有申沟、黄固寺、圣地庙等几个行政村，总人口约1万人。工业以建材耐火粘土、采矿、运输等为主，农业以小麦、玉米等为主。水电情况良好，区内经济相对兴隆。1.2井田境界及储量1.2.1井田境界西起32勘查线，东到46勘查线的起化断层和崔庄断层交汇处，北起于樊寨断层，向南大致到龟山断层; 开采矿种为煤炭;二1煤层限采标高+60-900m，二1煤层矿区范围现由2001年河南省国土资源厅核发的32个拐点圈定采矿答应证4100000140155，有效期2001年1月至2019年1月。该区南北宽约0.13.3km,东西长约0.37.3km，面积8.8km2。2006年经河南省煤炭资源整合，省国土资源厅将超化煤矿

31、东部划归曾经整合到郑煤集团下属的新发煤矿和蓝盾煤矿一部分，范围在经线Y38448100.00和Y38448300.00以东，两矿割去总面积约1.6km2。1.2.2储量1矿区的煤炭资源 郑煤集团公司是郑州矿区煤炭资源开发的主体企业。该矿区有四大煤田，千米以浅煤炭资源量160亿吨，煤炭资源丰富。目前，郑煤集团公司主要开发新密煤田和登封煤田。荥巩煤田的三李井田、计河井田、金龙井田等整合后正在技术改造。(2) 地质勘查地质调查最早由李希霍芬和辛长福等人开场，后有孙建初、曹世禄等人作普通性地质调查。解放后陆续进展了较系统的地质普查与勘探任务，主要任务单位有：开封地质调查所、地质部456队、河南省工业厅

32、地质队、密县地质队、中南煤田地质局123队和127队、煤田地质公司一队、二队和三队，以及郑州矿务局钻探队等单位，累计钻探进尺约50万米。地质研讨程度较高。(3) 区域构造本矿区在大地构造上位于昆仑秦岭纬向构造带北亚带的东延部分与新华夏系第二沉降带西缘之复合部位，在地质历史开展过程中，本区阅历了多次构造变动，尤其以燕山运动最为剧烈，奠定了本区根本构造格局。区域地质构造展布呈近东西向，以高角度正断层为主，次为褶皱。地层主要是堆积岩，属华北型石炭系、二叠系含煤地层。区内地层标志层较多，地层中富含动、植物化石，也为地层对比提供了可靠的根据，地层分界、对比可靠。区域内以堆积矿产为主，煤炭蕴藏量丰富。(4

33、) 煤炭资源及开发情况郑州矿区包括新密煤田、新郑煤田及登封煤田和荥巩煤田。该区煤炭资源丰富，现消费矿井多分布在新密煤田、登封煤田；基建矿在新郑煤田、登封煤田各一个。本公司消费矿井主采煤层为二迭系山西组二1煤，煤层厚0.34-37.8米，平均8.5米，倾角4-29度，平均10度。地质构造：芦沟矿复杂程度为ab类，其他矿井为ab类。煤层具有顶板软、煤层软、底板软的特性，属豫西“三软不稳定难采煤层。 (2)矿井储量井田工业储量汇总表煤层层 别工业储量万tA+BA+B+C%备注ABA+BCA+B+C二煤1024838617633127.0191101169885331.535115430519.595

34、.4%矿井煤柱留设1.井田边境煤柱按照的要求，井田边境留设20m煤柱。矿井边境煤柱留设量为：39.44万t。2.井筒及工业场地维护煤柱由于井田面积较大，为减少通风线路长度，可把工业广场布置在井田中央，本着少投入、少占牧场的原那么，作到合理规划和优化布置。1 平安煤柱按挪动角采用垂直法和垂直剖面法计算，根据2007年版的规定，工业场地、井筒维护等级为级，围护带宽度取20m,由于没有实测的岩层挪动角参数数据，留设平安煤柱时，暂根据(2007年版)附表5-3及附表5-4选取，表土松散层挪动角取45，岩层挪动角取70。2、设计对井田的村庄采用搬迁，工业场地，井筒等均留设了维护煤柱。井田边境留20m隔离

35、煤柱，采区边境限两侧各留设5m隔离煤柱，主要巷道两侧各留设50m维护煤柱，断层两侧各留设30m煤柱。根据，煤柱留设所运用的参数如下：维护煤柱的留设过程，如图1-2-2所示：图1-2-2 用垂直断面法确定工业广场下平安煤柱1确定受维护面积。如图1-2-2所示，在开辟平面图上经过建筑物的四个角分别作平行于某煤层走向和倾斜的四条直线得矩形abcd。在矩形的外缘上加上15m宽的维护带，得受维护面积abcd。2确定维护煤柱边境。经过受维护面积中心作一沿煤层倾斜方向的倾斜剖面-，在这个剖面上，由维护带的边缘点m1,n1起在表土层以=45画两条维护线，即m1m2，n1n2。然后在基岩中于下山和上山方向按上山

36、挪动角=61和下山挪动角=70作维护线，与煤层相交得n和k点，那么经过n和k的走向线分别为维护煤柱的上部和下部边境。以同样的方法在平行煤层走向的剖面-上，按其走向挪动角=70作维护线，求得沿走向的煤柱边境AB和CD，将nk和AB、CD3煤柱煤量计算工业场地煤柱煤量=梯形面积煤层平均厚度每层平均密度=2475008.51.45=30.5万t矿井可采储量汇总表程度别煤层别工业储量A+B+C吨设计损失可采储量万吨备注工业场地井田境界断层开采损失其他损失合计一层二1煤115430519.53050437.539440001060225046218756954956.547498519.59525.6万

37、吨工业储量为1.1543亿吨，可采储量为9525.6万吨。 (3) 矿区自然灾祸情况随着开采活动向深部转移，自然灾祸的要挟越来越严重。瓦斯：瓦斯压力和瓦斯涌出量逐渐增大，矿井瓦斯等级上升非常快，瓦斯治理难度明显增大。大平、告成、超化曾经由高瓦斯矿井转化为煤与瓦斯突出矿井；裴沟为高瓦斯矿井；其他矿井为低瓦斯矿井。随着开采深度的进一步添加，瓦斯危害将更加严重。水害：超化、芦沟两矿水文地质为复杂类型，其他各矿为中等类型。目前，各矿井煤层底板石炭系L1-3灰岩和奥陶系灰岩等承压含水层水位高于开采标高，属带压开采。加上实行放顶煤开采工艺以后，对老空积水规律认识不够清楚，特别是井田范围内小煤窑乱挖滥采，防

38、御老空水灾祸难度很大。地质补勘工程欠账较多，地质丈量和探放水手段落后。煤尘：煤质松软易成粉末状，且孔隙率低，注水困难，消费过程中产尘量较大，特别是综采放顶煤任务面的防尘问题是一项技术难题。煤尘具有爆炸危险；煤层自燃发火期2-6个月。矿山压力显现越来越明显；以上要素是制约平安消费稳定安康开展的主要问题。1.3井田地层及地质构造1.3.1井田地层地层总体近东西走向，部分有变化，倾向南，采掘中不断发现有小断层和褶曲，构造复杂程度中等；煤层较稳定，普遍可采，但煤厚变化较大，煤厚0-37.8m,正常煤厚5-10m之间；煤层偶含夹矸，部分构造复杂，含夹矸2-4层，总体构造简单；煤层顶板主要为砂质泥岩和泥岩

39、岩，其次为中细粒砂岩，底板主要为砂质泥岩和泥岩，易于管理；矿井来水以底板L7-8灰岩水为主，近年年平均矿井涌水量正常约500m3h，最大706.1m3h；2004年相对瓦斯涌出量6.48m3t，2005年发现-200m以下煤层有动力景象，现按煤与瓦斯突出矿井管理，机械通风。1.3.2 地质构造 本任务面地质构造复杂，煤层整体上呈现一单斜构外型态。煤层底板产状为：140200825。但在送巷时揭露了13条断层，其中一条逆断层。受构造影响，煤层底板产状及煤层厚度变化均较大。任务面断层情况超化井田位于荥密大背斜南翼的平陌超化矿区东部，呈一大的单斜构造，区内构造以高角度近东西的走向正断层为主，伴有逆断

40、层及宽缓褶曲，区内构造类型中等。一、地质构造及煤层特征1、构造特征超化矿区总体构造为夹持于新密复向斜西南翼的次一级平陌-超化向斜东段本区叫张沟向斜，主体位其北翼。地层走向总体近东西向，南北对倾，倾角变化范围在4-45之间，北缓南陡。伴有三组近EW、NW和NE向多条断裂构造。主要的构造方向为近东西向，其次为北东和北西向。较大的中型和大型断层断距40m主要有龟山断层、杨台逆断层、超化断层、河西断层、樊寨断层、小司沟断层和崔庄断层7条，另有20多条小断层。该区含煤地层沿走向和倾向均有一定变化，地层产状南北对倾，总体为一不完好、不对称、严密向斜即张沟向斜，矿区主体在其北翼，受三组近EW、NW和NE向断

41、层切割和破坏，南翼还受滑动构造和破坏影响，因此，该区构造复杂程度为中等构造。地质填图、钻探、地震和矿井消费中未发现区内有岩浆岩。超化煤矿位于平陌-超化勘探区的东部，其总体构造为夹持于新密复向斜西南翼的次一级平陌超化向斜东段本区叫张沟向斜，主体位于其北翼。地层走向总体近东西向，南北对倾，倾角变化范围在445之间，北缓南陡，伴有三组近EW、NW和NE向多条断裂构造。主要的构造方向为近东西向，其次为北东和北西向。较大的中型和大型断层断距40m主要有龟山断层、杨台逆断层、超化断层、河西断层、樊寨断层、小司沟断层和崔庄断层7条，另有20多条小断层；另外龟山断层南还发育滑动构造。(1)断裂龟山断层：区域上

42、位于风后岭背斜北翼和新密复向斜南翼转化带一线，本区位于井田南部张沟向斜核部，近东西走向。地表在韩家寨黄寨白龙庙灰徐沟一线，纵贯本区南部边缘，区域延伸约15Km，倾向北，倾角5870左右，南升北降，正断层，区域断距200500m，本区断距300410M，超化煤矿南部断距最大，向东西两端变小。它影响该矿区的划分，同时因富水、断距大等缘由，将对断层两边特别是南部煤层的开采带来非常不利的影响，同时又成为矿区南部边缘富水、导水的边境和通道，也是矿区地下水的南部补给边境。杨台逆断层：位于矿区西南，地面无出露。地下断失二1煤层交面线发端于超化煤矿35勘探线与龟山断层交汇处，向西大致沿二1煤层露头经王岗东坡向

43、西出区，区内延伸约2Km，近东西走向，北升南降，倾向北，倾角1040，区内逆差约160190m，东小西大。3204孔见九煤组后又反复到P2SH2地层，3202孔见三煤组后又反复到P2S组地层。该断层控制根本可靠。它影响该矿区的划分，同时因断距大等缘由，将对断层南部煤层的开采带来不利的影响，在水文上它成为矿区西南边境的一条阻水边境。超化断层：位于井田北部，地表在葛庄纪窝一线，区内延伸约2Km，向东西两端伸出区外，近东西走向，南升北降，正断层，倾向北，倾角5565，断距65110m，东大西小。它影响矿区划分，对开采北部煤层不利，但却是矿区北部接受西部岩溶水和超花泉群地下、地表水的富水断层和导水通道

44、，对矿井水的赋存和疏排起重要作用。河西断层：位于矿区北部边缘，地表发端于4001孔附近向西经西风井向河西村延伸，近东西走向，北升南降，正断层，倾向南，倾角约60，断距30m。4号水井与1号水井二1煤层不延续。控制程度差。该断层也可看成是樊寨断层的支断层，对开采北部煤层不利。樊寨断层：位于矿区最北部，大部分在区外，地表在4001孔和周家窝一线，向东西两边延伸，近东西走向，南升北降，正断层，倾向北，倾角65，区域断距120400m，本区断距120140m，西小东大。有4号水井、4001孔和1号水井揭露，控制根本可靠。樊寨南断层：位于东风井西风井一线，延伸约0.7Km，北西走向，西南升东北降，正断层

45、，倾向北东，倾角60，断距020M，向北西尖灭。该断层也可看成超化支断层，对开采北部煤层不利。小司沟断层：位于矿区中南部，地表在39-补14孔和41-补26孔一线，延伸约1.4Km，近东西走向，北升南降，正断层，倾向南，倾角4050，断距040m，向东西两边尖灭。39-补14孔缺失部分P1X地层，41-补23孔也有揭露，23轨道和回风下山等巷道也有揭露。崔拐断层：位于矿区东南部，地表在42付-补31孔和44付-补21孔一线，延伸约0.8Km，近东西走向，北升南降，正断层，倾向南，倾角约60，断距017m，向东西两边尖灭。该断层降低该区附近煤炭资源储量类别，影响23采区采煤任务面布置。崔庄断层：

46、位于矿区东南部边缘，地面在白龙庙崔庄蓝盾煤矿竹园沟陈家窝一线，延伸约2.7KM，北东走向，东南升西北降，正断层，倾向北西，倾角约55，断距045m，西边尖灭，向东交于超化断层。该断层降低该区附近煤炭资源储量类别，成为矿区地下水的东南补给边境。其它正断层：如F3、F东、DF4、DF5、DF6、FS1FS18等矿井揭露和二维、三维地震查明的小断层，它们大多分布在矿井深部的21采区和23采区。这些小型构造对采区和采煤任务面的布置和采煤方法的选择有着至关重要的破坏作用，特别对综采任务面的破坏性更大，因此在开采时应加以注重。(2)褶皱张沟向斜：该向斜近东西向横贯矿区南部，为平陌超化向斜之东段，夹持于南部

47、的风后岭背斜和北部的超化背斜之间，总体走向近东西，地面向斜轴之枢纽迹线在韩沟张沟圣地庙龟山寨南坡崔庄一线，并略向北东偏转，图幅内从西到东延伸约6KM，南北宽约12Km，长宽比约6:13:1,应为一严密向斜；该向斜在本区西部和中部两翼产状是北陡南缓，轴面向北倾斜，倾角70左右，东端即23采区三维地震所称“崔庄向斜两翼是南陡北缓，轴面近直立或微向南倾斜，从西到东轴面呈麻花状，总体看应为一斜歪向斜；该向斜向西倾伏，向东扬起，阐明该向斜为倾伏向斜；同时该向斜大致沿其轴部由龟山正断层切割破坏，其北翼又有杨台逆断层切割破坏，所以该向斜又为一不完好向斜。超化背斜：矿区西北部位于其东部倾伏端，受其影响，矿区西

48、北部地层和二1煤层走向皆发生东偏北的偏转，倾角变缓成214。该背斜为一向东略偏北倾伏的宽缓平卧背斜，核部地层由O2M和3CH等碳酸岩盐岩组成，南翼和东部倾伏端由煤系组成。其它小褶曲：在超化煤矿工业广场3号水井、6号水井、2号水井和水仓等处，以及21051、21071等采区均发现煤岩层有倾斜、倒转等小褶曲景象，并不同程度伴生有小的断层等景象。(3)滑动构造区内发育的滑动构造为新庄滑动构造，在20042006年的超化井田外围煤详查时即发现该滑动构造。西部发端于28线，向东到超化煤矿的龟山正断层；地表浅部沿南部的新庄断层伸展，深部向北交于龟山断层；滑动方向由南向北；该滑动系统可进一步分为上部的滑体、

49、中部的滑面和下部的滑床三部分。滑体地层主要由二叠系上统地层组成，滑面主要沿上、下石盒子组、山西组地层软性岩层特别是二1煤层，见36剖面附近滑动并构成一定厚度的断层破碎带，滑面倾向北，倾角530不等，上陡下缓；滑床主要由奥陶系和寒武系刚性地层组成，部分保管有二1煤层34线以西。本区3607孔及外围的3404、3405孔均见该滑动构造。控制根本可靠。总之，本区含煤地层沿走向和倾向均有一定变化，地层产状南北对倾，总体为一不完好、不对称、严密向斜即张沟向斜，矿区主体在其北翼，受三组近EW、NW和NE向断层切割和破坏，南翼还受滑动构造和破坏影响，构造复杂程度中等构造。4、构造煤发育及分布特征构造软煤是在

50、构造应力作用下，煤层蒙受了韧性变形，从而构成与原生煤构造、构造迥异的构造煤。严重破坏的构造煤的主要特点是：煤体强度低，使得发动突出的应力临界值大幅度降低；煤的孔隙构造发生变化，瓦斯的放散速度加快，特别是突出发动后，煤很容易被粉碎，瓦斯放散速度更快；软煤分层的应力敏感性强，在原始应力形状下浸透率很低，有利于瓦斯瓦斯保管、容易构成高瓦斯压力梯度，一定厚度的构造软煤的存在是发生突出的必要条件，本矿所采二1煤层受滑动构造影响大部为构造煤，本次重点研讨二1煤的分布规律、及影响要素。本区二1煤层厚0.3437.8m，平均厚8.5m，二1煤总体应属巨厚煤层。张沟向斜的存在，使煤层沿走向和倾向均存在一定变化，

51、总体近东西走向，龟山正断层以北的主体区总体倾向南，倾角4-45，龟山断层以南倾向北，倾角14-19。矿区内93个钻孔中未到二1煤钻孔2个，断失二1煤钻孔4个，见二1煤钻孔87个。在87个见煤点中，不可采点4个，约占总见煤孔数的4.6，见煤孔数占95.4，不可采点面积约占总含煤面积的1；87个见煤点中，不可采煤层占4点，薄煤层1点，中厚煤层15点，厚煤层9点，特厚煤层15点，巨厚煤层43点，属中厚煤层。该区二1煤层厚薄变化规律性不明显，存在短间隔 内忽然增厚或变薄景象，厚煤带主要分布在矿区中深部3702观4补1442-补139孔一带，其长轴方向多为北西南东向，深部相对为薄煤带。分析缘由主要与原始

52、堆积有关，但也受后期构造影响，深部煤层多受断层切割影响而相对变薄。郑州矿区主要包括新密煤田、登封煤田和荥巩煤田，受历次大地构造运动的影响，特别是受印支晚期至燕山期昆仑秦岭造山运动的影响，煤系地层遭到南北向挤压破坏。晚白垩世以后，受华北陆块板块运动影响，结合造山后的松弛作用，挤压被拉张所取代，郑州矿区较为发育的滑动构造均属于该构造应力场作用的结果。在多次剧烈构造运动的作用下，郑州矿区所主采的二1煤层遭到严重的挤压、揉搓和剪切破坏，构成了厚煤层全层构造煤，区内煤层赋存及瓦斯分布很不稳定，大小构造形迹遍及，属典型的“三软不稳定难采煤层，所蕴含的煤与瓦斯突出灾祸较为严重。2、煤田演化及瓦斯地质规律(1

53、)煤田构造演化煤田在区域构造上位于华北地块南缘，中生代及其之前属于华北型的地壳构造。中生代以来，受着秦岭大别山造山带构造的控制与改造，因此又属于秦岭造山带北缘逆冲推覆构造系，其位于豫西渑池义马宜阳鲁山舞阳逆冲推覆构造带的东北侧。印支期至燕山早、中期，受秦岭造山带隆起剧烈推挤作用，构成主体为一系列北西向展布的挤压断裂、褶皱构造；燕山早、中期，好像华北板块一样，受太平洋库拉板块北北西向爬升，在原来北西向构造的根底上，又构成了一系列的北北东北东向的挤压断裂、褶皱构造，但规模和发育程度都弱于北西向构造。嵩山背斜、箕山背斜、颖阳芦店向斜，以及控制大平井田的北东向展布的大冶向斜、周山、吴庄逆断层都是此期构

54、成的。发生在晚侏罗世早白垩世的裂陷活动和晚白垩世早第三纪的裂陷活动，北西向构造表现为伸展运动背景下的差别升降活动，新密煤田由原来的北西向展布的逆冲推覆构造反转为正断层，构成为一系列北西南东向展布为主的正断层所夹的地堑、地垒、掀斜构造。 太平洋板块对华北板块爬升方向改动，加上印度板块对华北板块挤压应力加强，使得华北板块不断向东向太平洋方向蠕散，华北板块处于引张、裂陷、伸展的地球动力学背景，北北东、北东向断裂表现为右旋拉张的受力形状。沿着太行山武陵山北北东向的重力梯级带横跨秦岭造山带的部位，构成了一系列NNESN的新生代陆相断陷盆地横切先期一切构造，在豫西煤田构成了一系列北北东、北东向展布的裂陷带

55、，有利于瓦斯释放。1.4煤层赋存特征及开采技术条件1.4.1 煤层及煤质一、煤层情况1、煤层赋存情况本井田煤层赋存较稳定，煤层产状变化较大，倾角为4-29详细表现为东部陡，西部缓，煤层平均厚度约8.5m，最厚可达17m以上，最薄约4m，特别是在38445000至38445400坐标线之间，煤层较厚，均在10m以上。煤层受构造的影响也较为破碎、松软。2、煤层编号及煤质本任务面所采的煤层为山西组二1煤，呈黑色粉末状，硬度低，松软，属中灰、低硫、高发热量、贫瘦煤。任务面煤层构造复杂，含有1-2层夹矸，厚度多在0.05m至0.2m之间，对煤质有一定影响。二、煤层顶板(附煤层综合柱状图)1、伪顶：炭质泥

56、岩，厚度为0.2m。岩性特征：部分发育。2、直接顶：泥岩，厚度为5.4m。岩性特征：深灰色，含植物化石碎片。3、老顶：砂质泥岩、砂岩，厚度为25.78m。岩性特征：灰色砂质泥岩及中粒砂岩。三、煤层底板1、直接底：泥岩，厚度为12.04m。岩性特征：深灰色，含植物根部化石。2、老底：砂质泥岩及灰岩。岩性特征：石炭系太原组地层四、煤层特征本区含煤岩系为石炭二叠系。含煤岩组由下至上依次为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组及上统上石盒子组。依岩性和含煤性不同划分为九个含煤组段。太原组习惯上称一煤组，山西组习惯上称二煤组，下石盒子组包括三、四、五、六计4个煤段，上石盒子组包括七、八、九计3个

57、煤段。含煤地层总厚约667.95m，含煤23层，煤层总厚约12m，含煤系数1.80%。可采煤层总厚10.92m。仅据本矿区钻孔揭露，其中山西组二1煤层全区发育，为本区开采煤层(见下表1-4-1二1煤层厚0.34-37.8 m,平均8.5m，煤层倾角4-29，平均10。顶、底板岩性均为砂质泥岩及泥岩，厚度普通1.02.0m，顶、底板及煤厚相对较稳定，受区域性滑动构造影像，煤层及顶、底板滑面发育，易冒落，在井田边境及边境断层附近煤层厚度变化比较大，煤层可采指数为95，变异指数为60.6，属极不稳定煤层豫西“三软不稳定煤层。表1-4-1地层系统煤 组段常见主要煤层系统组称号厚 度含煤层数煤层编号编号

58、煤厚m穿过孔数见煤孔数可采性二叠系上统上石盒子组P2s九煤段73.301八煤段75.871七煤段82.333七1七七3七20-3.24/0.602210部分可采下统下石盒子组P1x六煤段74.151六1五煤段69.873五1五2五3四煤段70.492四1四2三煤段74.701三1山西组P1s二煤组73.032二0二1二10.19-37.8/8.508787全区可采石炭系上统太原组C3t一煤组74.219一1 一9一10-2.90/1.042320大部可采合计9个 =SUM(ABOVE) 667.95 =SUM(ABOVE) 23132117 (1) 煤的物理性质及煤岩特征二1煤受构造影响，该煤

59、多呈粉末状，少量鳞片状，金刚光泽，宏观煤岩类型为半亮型或光亮型煤，煤的视密度1.45t/m3，视电阻率在80315/cm之间。(2) 煤的化学性质(1)灰分Ad：二1煤原煤灰分Ad8.5027.30，平均14.86，介于10.0116.00、16.0129.00两区间。据GB/T15224.1-2004规范动力用煤，应属低中灰煤，总体属低灰煤。二1煤煤灰熔融性软化温度ST平均为12401400，总体大于12500(2)全硫St，d：二1煤原煤全硫St，d0.14-2.05，平均0.45，折算后的枯燥基全硫St,d基准发热量24.00/实测发热量29.85实测枯燥基全硫0.450.36，0.50

60、。据GB/T15224.2-2004规范动力煤中无烟煤和烟煤硫分分级，总体属特低硫煤。(3)磷Pd：二1煤原煤磷Pd0.0110.038，平均0.022，介于0.0100.050区间，按MT/T562-1996规范确定，总体为低磷分煤。(4)挥发分Vdaf：二1煤浮煤枯燥无灰基挥发分Vdaf两极值为10.4715.26%，平均12.90%，介于10.0020.00之间。据MT/T849-2000规范，应属低挥发分煤。(5)元素组成：二1煤的元素组成主要为碳、氢、氧、氮、硫表1-4-2表1-4-2浮 煤 元 素 分 析%H/CCdafHdafNdafOdaf+Sdaf90.3192.2191.3