矿井设计（含全套CAD图纸）

河北工程大学毕业设计PAGE前言这次毕业设计我们所做的是河北郭一庒矿井设计。在这次毕业设计之前，我们在老师的带领下到郭一庒矿进行了为期一个月的生产实习。在生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对郭一庒矿矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。下腊塘矿矿井设计共包括以下几部分：1.矿井的水文、地质等基本情况的概述。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词：地质、井田、储量、矿井年产量、开拓、采煤方法、通风、提升、瓦斯、排水。AbstractThegraduationprojectwehavedoneisHebeiGuoYizhuangminedesign.Beforethegraduationdesign,weconductedamonth-longpracticeundertheguidanceoftheteachertoGuoYizhuangmine.Inproductionpractice,wecollectedalotofdesigndataandcombiningwiththeproductionoffieldworkexperience,completedthepreliminarydesignofGuoYizhuangoremine.Andintheproductionpractice,themoredeepunderstandingforfuturework;atthesametime,wealsoobtainthedesignideaandadvancedinthefieldinschoolandfailedtolearntheworkexperience,asolidfoundationforthesmoothconductofagraduatedesign.Thisgraduationdesignisallmembersofourgraduationdesignteameffort.Isamemberoftheteamthroughjointresearch,repeatedcalculationandcomparisontodeterminethecommon,isthecrystallizationofmystudyintheuniversityfouryears.WaxTangminedesignconsistsofthefollowingparts:Anoverviewofthebasicsituationofhydrology,geologyandother1mine.2inminerecoverablereserves,mineproductioncapacityandthedeterminationoflengthofservice.Designoftheoveralldevelopmentofthe3mine,includingthelevelofdivision,todeterminethelocationoftheshaft,economiccomparison,thedeepextensionoftheprogramtodetermine,thedivisionoftheminingarea,bottomlinecalculation,layoutandshaftbottomchamberofcapacitycalculationsection.Parametersofproductionmachinery4workingface,determinetheproductionprocedureofworkingfaceandtheminingyarddesigncalculationetc..Todeterminethe5increaseinmineproduction,transport,ventilation,drainagepatternsandtheequipmentusedincalculatingtheamountofselectionandarrangementoftherelevantchamber.Becausemyselflevelislimited,andthereisnolongtimeexperienceinproductionandwork,sointhedesigntherearemanyunsatisfactoryareas,andhopethattheteachersandstudentsoftheexhibitions,Ibeindebtedforever.Keywords:geology,Ida,reserves,mineproduction,development,mining,ventilation,drainage,gas,improve.目录前言 IAbstract II目录 III第一章井田概况及地质条件 1第一节矿井概况 11.1.1交通位置 11.1.2地形、地貌及水系 11.1.3气象及地震 11.1.4邻近煤矿开发状况 21.1.5区内经济概况 2第二节地质特征 21.2.1地层 21.2.2地质构造 5第3节煤层特征 61.3.1煤层 61.3.2煤质及工业用途 11第4节开采技术条件 16第5节水文地质 17第二章井田境界和储量 26第1节井田境界 26第2节井田工业储量 262.2.1储量计算方法 262.2.2井田工业储量计算 27第3节井田可采储量 272.3.1井田保护煤柱留设 272.3.2井田可采储量计算 31第3章矿井生产能力、服务年限及工作制度 31第1节矿井生产能力及服务年限 31第2节工作制度 32第四章井田开拓 32第1节概述 334.1.1地质构造 334.1.2煤层赋存状况 344.1.3水文地质情况 344.1.4地形因素 344.1.5综述 35第2节确定井田开拓方式 354.2.1井筒形式的确定 354.2.2工业广场的位置、形状和面积 364.2.3开拓方案比较 37第2节井筒位置的确定 464.2.1确定井筒位置 464.2.2井筒用途、规格、特征 49第3节开采水平的设计 524.3.1水平高度的确定 524.3.2设计水平的巷道布置 53第4节采区划分 54第5节井底车场 554.5.1概述 554.5.2井底车场的选择原则 554.5.3井底车场的设计依据 554.5.4井底车场的线路设计 564.5.5轨型、道岔及曲线巷道参数 574.5.6马头门线路的平面布置计算 584.5.7井底车场的调车方式 594.5.8井底车场各硐室的布置 59第6节开拓系统的综述 62第5章采煤方法和采区巷道布置 63第1节煤层的地质特征 635.1.1采区位置 635.1.2采区煤层煤层特征 635.1.3开采煤层的瓦斯及煤尘情况 635.1.4煤层顶底板岩石构造情况 635.1.5水文地质 635.1.6地质构造 645.1.7地表情况 64第2节采煤方法和回采工艺 645.2.1采煤方法的选择 645.2.2回采工艺 645.2.3确定工作面长度 665.2.4采煤设备选型 665.2.5工作面长度合理性的检验 695.2.6支护方式 705.2.7各工艺过程的安全注意事项 715.2.8循环作业方式及各图表 78第3节采区巷道和生产系统 805.3.1概述 805.3.2采区生产能力和服务年限 805.3.3采区巷道布置 815.3.4采区区段划分 825.3.5采区生产系统 82第4节采区车场设计及峒室 835.4.1采区变电所 835.4.2采区车场 845.4.3采区煤仓 85第5节采区采掘计划 865.5.1采区巷道的断面和支护形式 865.5.2采区巷道的掘进方法和作业方式 865.5.3采区工作面配备及三量管理 865.5.4工作面推进速度、生产能力、盘区回采率 87第六章矿井运输与提升 88第1节概述 88第2节采区运输设备的选择 89第3节主要巷道运输设备的选择 896.3.1煤炭运输方式 896.3.2辅助运输方式 92第4节主井提升设备选型计算 936.4.1主井提升原始数据 936.4.2提升容器的确定 936.4.3钢丝绳的选择 936.4.4提升机的选择 956.4.5提升电动机的选择 966.4.6提升机相对井筒的位置 966.4.7提升系统的总变位质量 976.4.8对防滑性能的分析 1016.4.9提升机提升能力的验算 1016.4.10防滑能力验算 101第五节副井提升设备的选择 1026.5.1罐笼的选择 1026.5.2钢丝绳的选择 1026.5.3提升机的选择 103第七章矿井通风与安全 103第1节矿井通风方式与通风系统 1037.1.1概况 1037.1.2选择通风系统的原则 1047.1.3矿井通风方式及通风系统 1047.1.4通风系统概述 105第2节采区及全矿所需风量 1067.2.1配风的原则和方法 1067.2.2配风的依据 1067.2.3采区及全矿所需风量计算 1067.2.4风量分配 111第三节矿井通风阻力计算 1127.3.1矿井通风总阻力计算原则 1127.3.2矿井最大阻力路线 1127.3.3矿井通风阻力计算 1127.3.4矿井通风总阻力 1157.3.5两个时期的矿井总风阻和总等积孔 115第四节扇风机选型 1167.4.1选择风机的基本原则 1167.4.2通风机选型设计的基本要求 1167.4.3通风机的选型计算 117第五节防止特殊灾害的安全措施 1207.5.1预防瓦斯的措施 1207.5.2预防粉尘的措施 1217.5.3防止井下火灾的措施 1217.5.4防水措施 1227.5.5顶板管理 123第八章矿井排水 123第一节概述 1238.1.1概况 1238.1.2排水系统概述 123第二节排水设备选型 1248.2.1初选水泵 1248.2.2管路的确定 1268.2.3管道特性曲线及工况的确定 1278.2.4检验计算 129第三节水仓及水泵房 1308.3.1水仓 1308.3.2水泵房 130第四节技术经济指标 131第九章技术经济指标 132谢辞 136参考文献 137第一章井田概况及地质条件第一节矿井概况1.1.1交通位置陶二煤矿改扩建主要是开发扩大区，扩大区位于河北省邯郸县境内，行政隶属河北省邯郸县工程乡、康庄乡所辖，扩大区东距邯郸市15km，西距武安市20km。邯（郸）—长（治）铁路从本区中部通过，在邯郸站南侧与京广铁路交汇，邯郸至武安公路分别从本区中部及北部通过，交通条件极为便利。见交通位置图1—11.1.2地形、地貌及水系该区位于太行山与华北平原间的丘陵地带，呈南、北高，中部低的特征。地表标高介于118.00m～239.80m之间。区内地貌形态主要是构造剥蚀低山丘陵。本区发育有一条沁河，属海河流域子牙河水系滏阳河的支流。受地形控制，沁河由西南部的师窑支流和西部的王沟支流在牛叫河村附近汇合而成，流经井田中部，沿张岩嵛村流出井田，并向东汇入滏阳河。河谷底部常年流水，水量随季节变化增减，井田内河床一般宽30～50m，最宽处可逾百米，谷底与地面的最大高差可达24m，底部常有涓涓细流，亦为雨季之泄洪通道。其上游西沟支流建有北牛叫和北李庄水库，西南支流建有康庄水库，沁河建有八河坝水库，总库容量为290.90万m31963年最高洪水位在陶庄附近为+157.0m地台边缘最高洪水位为+123.0m。1.1.3气象及地震本区属半干旱暖温带大陆性季风气候。据邯郸气象站资料，多年平均气温为13.4℃；多年月平均气温最高为26.9℃（7月份），最低气温为-2.0℃（1月份）；极端最高气温为42.5℃，极端最低气温为-21.0℃，多年平均日照时数为2594h，多年平均无霜期202d，积雪最大厚度14.00～16.00cm，冻土最大深度37.00～42.00cm。年内风向多为南风和西北风，最大风速20m本区地震烈度为7度，地震动峰值加速度为0.15g1.1.4邻近煤矿开发状况扩大区北部有永年县焦窑煤矿，西部有陶一、陶二及邯郸县姬庄煤矿。焦窑煤矿位于扩大区的北部，1969年10月建井，1970年8月建成投产，建有主、副斜井一对（坡度为25°），井口标高+283m，设计生产能力为21万t／a，开采水平为+150m和－70m两个水平，主采1、2煤层，1煤层厚度1.00～1.50m，2煤层厚度1.20～3.50m，局部2煤层被冲刷形成无煤带。该矿1998年在其井田深部施工一副立井，并已投入使用，现开采水平已达-300m。目前矿井涌水量为300m3陶一煤矿位于陶二煤矿的西部，1976年建成投产，为主斜副立井单水平混合开拓方式，主采1、2煤层。目前矿井涌水量为390m3／陶二煤矿位于扩大区的西部，1975年5月25日建井，1982年5月1日投产，设计能力为90万t／a，采用立井开拓，主、副井井筒深度分别为431、445m，水平标高为-姬庄、衡水煤矿位于扩大区西南部的西侧。其中，衡水煤矿正常涌水量为550m3／h，最大涌水量达680m本区范围内因煤层埋藏较深，无开采矿井。1.1.5区内经济概况扩大区位于邯郸县，该县煤炭储量丰富，煤炭开采业作为邯郸县支柱产业之一，并带动了建材、冶金、机械制造等其它行业的发展，劳动力主要从事工矿业生产及相关产业、农业生产，邯郸县经济较为发达。矿井改扩建所需主要建材可由当地得到解决。第二节地质特征1.2.1地层郭一庒煤矿地质勘探钻孔揭露地层较齐全，地层由老到新有奥陶系中统、石炭系中统和上统、二叠系、三叠系及第四系。1、奥陶系中统峰峰组（O2f以巨厚～厚层状灰色、深灰色纯灰岩、褐黄色花斑状灰岩和白云质灰岩组成，地层厚度170m2、石炭系（C）1）、石炭系中统本溪组（C2b）主要由灰色巨厚层状石灰岩及浅灰色铝质泥岩组成。上层夹一层不可采薄煤层（10煤层），下层铝质泥岩具鲕状结构，局部含透镜状赤铁矿。地层厚度13～31m，平均厚度20m2）、石炭系上统太原组（C3t）本组为一套海陆交替相沉积的泥质岩、碳酸岩和碎屑岩。主要由深灰色、灰色粉砂岩、泥岩及灰色中～细粒砂岩组成。其中夹有6～8层石灰岩，赋存稳定的石灰岩为伏青、小青、中青、大青灰岩，是煤层对比的标志层，不稳定有一座、野青两层石灰岩。本组地层含煤5～14层，主要可采及局部可采煤层有6、8、9煤层。本组地层厚度112～153m，平均厚度120m3、二叠系（P）1）、下统（P1）①、山西组（P1s）该组为本区的主要含煤地层，岩性主要由深灰色粉砂岩、泥岩和浅灰色中～细粒砂岩组成，含煤2～8层，中下部1、2煤层为稳定可采煤层。上界为骆驼脖砂岩，底界以北岔沟砂岩与下伏太原组地层呈整合接触。本组地层厚度变化较大，地层厚度49～83m，平均厚度67m。②、下石盒子组（P1x）本组与下伏山西组地层连续沉积，由灰绿、深灰和带紫花班状粉砂岩及浅灰色铝质泥岩组成。地层厚度41～87m，平均厚度68m。2）、上统（P2）①、上石盒子组（P2s）本组地层共划分为四段，总厚度420～647m，平均厚度517m。地层由下至上分述如下：一段（P2s1）由灰、深灰、紫灰色花斑粉砂岩和浅灰、灰白色砂岩组成，砂岩成分以石英为主，具交错层，粉砂岩多以铝土质成分为主。本段地层厚度103～189m，平均厚度148m。二段（P2s2）本段主要由厚层状浅灰色、灰白色中~粗粒岩石与厚层状灰白、灰紫花斑粉砂岩组成。本段地层厚度103～147m，平均厚度124m。三段（P2s3）本段以灰、紫灰色带花斑粉砂岩为主，地面风化呈紫褐黄色，岩性较单一，夹2～3层细粒砂岩薄层，下部偶夹厚层透镜状粗粒砂岩。地层厚度82～129m，平均厚度96m。四段（P2s4）本段由紫灰、灰、浅灰紫色粉砂岩与浅灰黄褐色（风化）中～粗粒砂岩呈互层沉积。本段地层厚度132～182m，平均厚度149m。②、石千峰组（P2sh）本组地层划分为两段，总厚度165～276m，平均厚度237m，地层由下至上分述如下：一段（P2sh1）由绿灰、紫灰色中～细粒砂岩与紫色粉砂岩相间交替沉积，以粉砂岩为主。本段地层厚度92～171m，平均厚度145m。二段（P2sh2）本段由紫红色粉砂岩、紫色泥岩及浅紫色细粒砂岩组成。地层厚度73～105m，平均厚度92m。4、三叠系（T）1）、下统（T1）①、刘家沟组（T1l岩性以薄~厚层状紫色、灰紫色及紫红色细粒砂岩为主，夹粉砂岩薄层或粉砂岩透镜体。本组与下伏二叠系石千峰组整和接触。地层厚度大于550m。②、和尚沟组（T1h）由灰紫、浅紫色中厚层状细粒砂岩间夹紫及紫红色粉砂岩组成。本组地层厚度大于230m。2）、上统（T2）二马营组（T2e）因断层缺失底部地层，所见地层为浅褐黄色中～厚层状中粗粒砂岩为主，次为紫红、灰黄、浅灰和蓝紫色泥岩及粉砂岩。地层厚度大于185m。5、第四系（Q）由冲洪积的砂质粘土、粘土及砂、砾石组成，地层分布不均，厚度变化大。地层厚度0～21.96m。1.2.2地质构造邯郸矿区地处山西断隆Ⅱ级构造单元，太行拱断束Ⅲ级构造单元，武安凹断束Ⅳ级构造单元的东部，扩大区位于邯郸矿区的东部，地处半个山至紫山东倾单斜构造的东部。本区地层总体走向为北东向、北北东向，地层倾角一般10°～25°，2～6勘探线地层倾角为10°～14°，6～10勘探线因岩浆岩侵入，使地层产状变陡，达18°～22°；18～20勘探线由于断裂构造密度较大，使地层倾角变化较大，在断层附近地层倾角可达30°左右。井田内的构造以断裂为主，并伴有轴向近东西的呈“W”型的简单宽缓褶皱构造。在24勘探线附近，有一明显的“马鞍型”构造，由店子背斜、史村向斜及史村东北部的向斜组合而成。地层倾角在轴部都很平缓为6°左右，在两翼较陡。对本井田起主导作用的断裂带，大至可划分两个断裂束，由南向北是：由井田的南部至12勘探线间的F1、F32断层束，其间断层走向以北东及北北东向且断距大为其特征；12勘探线以北的断裂束走向以北西及北北西向且断距较小为特征。断层间形成地垒或地堑，这两束断裂构造破坏了井田内褶皱构造线的连续性和本井田的完整性。本井田构造形迹展布情况分述如下：1、褶皱1）、北牛叫～葛岩嵛向斜由陶二井田延伸到扩大区中北部，轴向近东西，两翼产状大致对称，倾角在15°～25°之间，在本区轴长1900m，并被F1、F20断层切割。轴迹位置可靠。2）、南牛叫背斜由陶二井田延伸到扩大区，轴线位于13与15勘探线之间，轴向近东西，1302孔处于轴线附近，与北牛叫～葛岩嵛向斜相对应，两翼产状大致对称，倾角为15°～25°，在本区轴线长2800m，并被F1、F20、F25断层切割，为一宽缓的简单背斜构造。3）、店子背斜由半个山井田向东延伸入本区，西店子村以西轴向为北东向，进入店子村以东，轴向转为北西向，向南至24勘探线轴向转变为近南北向，轴部位于22勘探线以南，并分别被F1、F20、F37断层切割，在本区轴线长2700m。4）、史村向斜位于24勘探线与史村之间，轴向近南北，在本区轴线长1900m。2、断层据地质填图、地震勘探和钻孔揭露已发现大小断层共29条，其中落差大于100m的断层有4条，落差50～100m的有7条，落差30～50m的有4条，落差小于30m的有14条，其中影响到煤系地层的有17条。断层的性质均为高角度正断层，断层倾角一般60°～70°；断层走向多为北东及北北东向，少数北西及北北西向。本井田总体构造形态为向东及南东倾斜的单斜构造，依本井田的构造发育程度和条件分析，其构造类型中等。主要断层的控制程度及断层特征叙述详见表1—2—1。第3节煤层特征1.3.1煤层扩大区含煤地层为二叠系下统山西组，石炭系上统太原组，中统本溪组，共含煤23层，可采及局部可采煤层5层，其中1、2、9煤层为可采陶二煤矿扩大区断层统计表表1—2—1编号性质走向断层面落差(m)长度(m)位置备注倾向倾角F1正断层N61°E～N25°ESE53°～70°70～10808600断层沿东店子村东侧、石坡村、张庄村、康庄村西、师窑村、陶二煤矿生活区东由南向北延伸为井田西部边界断层。断层可靠F20正断层N53°E～N17°ENW50°～70°15～3708950在12线以北尖灭，向南出井田。24线以南地下与F1相交。断层可靠F32正断层N22°E～N57°ESE65°300～5505200贾沟村西、西常赦村西北井田东南部边界断层，在16线东与F30断层相交，向南出本区。断层可靠F28-1正断层N10°ENW70°120201孔东侧为F28的分支断层，两端与F28相交。断层较可靠F33正断层N48°ENW64°～70°40～803700隐伏断层与F32相交。断层较可靠F26正断层N29°ENW50°～70°25～80330015～18线之间为F2的分支断层，地下与F25相交。较可靠F25正断层N20°ESE55°15～55>2000隐伏断层，较可靠F23正断层N～N40°ESE70°10～803700师窑村东、康庄、南牛叫村控制可靠南部与F1相交，北到13线尖灭。断层可靠陶二煤矿扩大区断层统计表表1—2—1编号性质走向断层面落差(m)长度(m)位置备注倾向倾角DF75正断层N50°W～N25°ENE～SE70°10～1003800可靠F28正断层N1°E～N10°WSE70°15～80>4000工程村北葛岩嵛村北较可靠F29正断层N6°E～N10°ENE～SE65°30～70450201孔东侧较可靠F37正断层N45°ENW65°30～35>3200与F32断层相交，向南出本区。断层可靠F12-1正断层N20°W～N2°WNE～SE70°10～401850师窑村东断层走向为推断，较可靠F23-1正断层N25°ESE65°10～402400南部与F1相交，北在16线尖灭。较可靠F31正断层N28°E～N37°ENW70°10～251500北部与F27断层相交，南部与F26断层相交地下与F25断层相交，较可靠DF3正断层E～S15°ESE73°0～30470可靠F35正断层N21°E～N28°ESE70°201500较可靠DF36正断层N25°E～N20°WSE～N67°12360可靠陶二煤矿扩大区断层统计表表1—2—1编号性质走向断层面落差(m)长度(m)位置备注倾向倾角DF23正断层N8°E～N50°ESE63°151000可靠DF30正断层N5°ESE70°25580可靠DF52正断层N5°ESE70°10430可靠DF62正断层N46°WSW68°10300可靠DF22正断层NW70°0～22550可靠DF74正断层N47oWSW70O101080较可靠F27正断层N30°ESE69°10～152400普15孔东侧两端与F31相交，较可靠F29-1正断层N15°W～N10°ENE～SE55°～63°15～251900604孔东侧可靠DF44正断层N50°WSW70°251350可靠DF9正断层N35°W～N43°WNE～SE70°0～65700可靠DF40正断层N20°E～N5°ENE74°0～23400可靠和大部可采煤层，6、8煤层为局部可采煤层。现将可采煤层分述如下：1煤层：位于山西组地层中部，下距2煤层13～33m

（平均20m）。煤层厚度0.30～3.32m，平均厚度1.25m，纯煤厚0.30～2.12m2煤层：为主要可采煤层，位于山西组下部。煤层厚0.8～7.71m，平均厚3.53m，为中厚～厚煤层，纯煤厚度0.8～7.56m。煤层结构简单，普遍含一层夹矸，厚0.09～0.626煤层：位于太原组中部，上距2煤层49～99m（平均64m左右），与上部4煤层20～40m（平均27m左右）。煤层厚度0.35～4.77m，平均厚度0.968煤层：位于太原组底部。上距6煤层32～56m（平均45m），距7煤层10～25m（平均18m左右）。煤层厚0.38～1.89m，平均厚0.989煤层：位于太原组底部，上距8煤层2～16m（平均5.8m）。煤层厚度0.67～3.64m详见煤层特征表1—2—21.3.2煤质及工业用途区内各煤层均变质为无烟煤。其中1、2煤层多属中~富灰特低硫无烟煤层特征表表1—2—2含煤地层煤层编号煤层真厚(m)纯煤真厚(m)煤层结构煤层间距(m)可采程度煤层稳定性最小-最大平均最小-最大平均夹矸层数结构类型最小-最大平均山西组10.30—3.321.250.30—2.121.170-1简单13—3321大部可采（79.1%）较稳定20.80—7.713.530.8—7.563.370-1简单可采（100%）稳定49—9864太原组60.35—4.770.960.35—4.770.920-2简单局部可采（53.3%）较稳定31—574580.38—1.890.980.38—1.890.880-1简单局部可采（73.3%）较稳定2—6690.67—3.642.370.67—3.642.070-4复杂可采（94.1%）稳定煤质分析成果表表1—2—3项目煤层工业分析（%）元素分析（%）水份Mad灰份Ad挥发份Vdaf固定碳Fcd全硫Std磷Pd发热量（MJ/kg）碳Cdaf氢Hdaf氮Ndaf氧+硫Qdaf+Sdaf煤二号。6、9煤层多属中～高灰富硫无烟煤二号。8煤层属低～中灰富硫无烟煤三号（煤质分析成果见表1—2—3）。根据各煤层煤质化验结果，本区1、2煤煤粉可用于发电和锅炉用煤，块煤可用作合成氨用煤及民用煤。6、8、9煤主要为民用煤。三、岩浆岩岩浆岩在本区10勘探线以北大面积出露。煤系地层及二叠系上石盒子组四段地层中均有岩浆岩侵入，按岩浆岩侵入煤系地层层位的高低，本区岩浆岩自上而下大致分为五层：第一层岩浆岩（h1）：侵入于奥陶系顶与大青灰岩之间，侵入厚度1.10～20.31m第二层岩浆岩（h2）：侵入于大青灰岩与伏青灰岩之间，一般侵入1～5层，厚度1.27～210.20m第三层岩浆岩（h3）：侵入于伏青灰岩与野青灰岩之间，一般侵入1～3层，厚度0.96～23.2m第四层岩浆岩（h4）：侵入野青灰岩与1煤层之间，一般1～3层，厚度0.42～15.09m第五层岩浆岩（h5）：侵入于1煤层与山西组顶界之间，仅有2003孔见到一层，厚4.33m第4节开采技术条件（一）陶二矿井开采技术条件陶二矿井沼气等级为高CH4、低CO2矿井，沼气涌出量主要来源于采掘工作面。煤的自燃倾向和煤尘爆炸性经重庆煤研所鉴定，2煤层自燃倾向等级为Ⅲ类不易自燃，煤尘不具爆炸性。陶二煤矿自投产以来未发生过煤尘爆炸和煤层自燃事故。1、2煤层的顶、底板为Ⅰ、Ⅱ类易管理顶、底板。（二）扩大区开采技术条件1、煤层顶、底板本区设计主采1、2煤层。1煤层顶板岩性以粉砂岩（平均厚度3.89m）为主，次为泥岩，节理、裂隙较发育，容易跨落。底板岩性以粉砂岩为主，平均厚度8.02煤层直接顶岩性以中、细粒砂岩（平均厚11.96m2、瓦斯根据地质报告和矿井生产实测资料，推测本区属高沼气矿井。又据邯郸矿务局提供资料，扩大区瓦斯相对涌出量20m3由于区断裂构造较发育，含煤地层受多层厚度不等的岩浆岩侵入破坏，煤的变质程度高，煤层沉积环境变化较大，因此本区煤层瓦斯含量平面分布具不均一性。主要表现为受断层影响，在位于断层落差较大或断层密集的地段瓦斯含量低。在第10勘探线以北受厚层岩浆岩对煤层及围岩挤压破坏，以及岩浆岩的高温变质作用，使煤层去气而降低了瓦斯含量，因此第10勘探线以北瓦斯含量较低。另外北部2煤顶板为厚层砂岩分布，不利于瓦斯储存，也是北部瓦斯含量低的原因之一。南部由于含煤地层受岩浆岩影响相对较弱，煤变质程度低于北部，煤层厚度大，故瓦斯含量相对较高。3、煤尘本区1、2、6、9煤层均无爆炸性。4、煤的自燃各煤层的自燃倾向性为：1煤层为Ⅲ类不易自燃；2煤层为Ⅳ类或Ⅲ类不易自燃；6、8、9煤层为Ⅲ类不易自燃。5、地温本区已有测温孔17个，仅2003孔为近似稳态测温，其余均为简易测温。本区以40m垂深作为恒温带与内热带的分界，恒温带平均温度13.40地温梯度：2.72℃/100m～1.91℃/100m，平均2.15℃/1002煤底板地温随煤层埋深增加而增高，西部较低，一般27℃左右，东部较高，一般为39℃左右，无地温异常区。根据扩大区地质报告提供资料显示，-700m水平切面地温一般在29～31℃左右。只有在矿井开采后期的井田东南部构造发育地段，地温增高到36.6第5节水文地质（一）区域水文地质概况陶二煤矿扩大区位于邯邢水文地质单元南单元的康二城亚单元的东部。该单元的北部边界分布在紫山岩体一带，其地表分水岭即为该单元的北部边界；西界以紫山～鼓山断层为界；东界以奥陶系石灰岩顶界面标高-1100m为界；南部边界分为两段，即南部西段以双玉泉断层为界，南部东段以胡峪断层为界。整个单元的形状似三角形，面积约200km2单元内主要含水层组按其含水介质不同可划分为三种类型：一是第四系松散砂卵砾石孔隙含水层，二是二叠系砂岩裂隙含水层组，三是石炭系薄层石灰岩及奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组。（二）井田水文地质条件本区内发育一条季节性河流～沁河，它是由区内西部的王沟支流和西南部的野河、师窑支流在牛叫河村附近汇合而成，经扩大区东部张岩嵛村流出区外。该河平时主要排泄其上游矿坑水，水量在1000～1500m3/h，雨季期间为上游地区大气降水排泄通道，并形成洪水和洪峰。据调查，1963年最高洪水位在牛叫河村桥北的小庙下部地台边缘，其最高水位标高为+123.00m。现已在沁河上分别建有八河坝、康庄、北牛叫、张庄等小型水库，总库容量约为290.9万m31、含水层特征扩大区地层共有七个含水层，自上而下分述为：（1）奥陶系中统石灰岩含水层（Ⅰ）该层是由厚层状石灰岩、白云质灰岩等组成。本层总厚度约为550m，分为峰峰组、磁县组和马家沟组三组八个层段。其中，峰峰组的二、三段，磁县组的二、三段和马家沟组的二段为含水层段。其余层段则为相对隔水层段。扩大区内奥灰埋藏深度较大，奥灰顶界面标高在扩大区西部为-800～-1100m，东部为-550～-800m，埋藏深度大于700m，且又受北部伏青灰岩下的巨厚层岩浆岩的影响，制约了岩溶的发育。因此，本区奥灰含水层岩溶发育极差，富水性较弱，奥灰水属深埋藏滞流型。钻孔单位涌水量为0.041L/s·m，渗透系数为0.12m/d，水质类型为SO4（2）大青石灰岩含水层（Ⅱ）岩性为中厚层状的隐晶~细晶质石灰岩，局部夹燧石条带，层位稳定，平均厚度6.24m。据陶庄井田抽水实验资料，钻孔单位涌水量介于0.015～0.138L/s·m，渗透系数介于0.024～1.82m/d；水质类型以HCO3·SO4—Ca·Mg（3）伏青石灰岩含水层（Ⅲ）岩性为灰色隐晶质石灰岩，层位稳定。揭露厚度1.20～6.53m，平均厚度4.50m。钻孔单位涌水量介于0.165～0.405L/s·m，渗透系数介于4.36～11.77m/d。水质类型以HCO3·SO4—Na·Ca型为主，水位标高124.53～161.82（4）野青石灰岩含水层（Ⅳ）岩性为隐晶质含泥质石灰岩。局部相变为泥岩及粉砂岩，沉积不稳定。钻孔单位涌水量为0.011L/s·m,渗透系数为0.366m/d。水质类型以HCO3·SO4— Ca·Mg型为主，水位标高141.75～142（5）2煤层顶板砂岩含水层（Ⅴ）岩性为中～细粒结构、泥硅质胶结长石石英砂岩，局部相变为粉沙岩。其平均厚度为11.96m。从陶二煤矿生产揭露来看，该层以滴淋水形式为主，初见水时水量较大，一定时间后水量明显下降并趋于稳定，以消耗储存量为主。目前稳定水量在150m3/h左右。钻孔单位涌水量为0.0055～0.269L/s·m，渗透系数为1.958m（6）下石盒子组砂岩含水层（Ⅵ）岩性为中～细粒结构、泥硅质胶结石英砂岩，砂岩分为上、中、下三层，下层相当于骆驼脖砂岩，层位稳定，但厚度变化较大，上两层层位不稳定。本含水层主要是指其底部砂岩层。该层总厚为1.65～44.26m，平均厚度22.30m。钻孔单位涌水量为0.742L/s·m，渗透系数为7.13m/d，水质类型为HCO3·SO4—C（7）上石盒子组二段底砂岩含水层组（Ⅶ）岩性为一套粗～中粒结构、泥硅质胶结石英砂岩，厚度5.40～64.60m,平均厚度20.25m。单井最大出水量44.70m3/h，钻孔单位涌水量为0.274L/s·m，渗透系数为1.40m/d，水质类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型，水位标高1969年为各含水层特征详见表1—2—42、隔水层特征扩大区内各含水层之间均存在一定厚度并且有良好隔水性能的隔水岩层。奥陶系石灰岩顶至9煤层底板间的距离为21.65～40.66m含水层特征一览表表1—2—4含水层编号含水层名称水位标高（m）单位涌水量q(L/s·m)渗透系数k(m/d)水质类型矿化度(g/l)备注Ⅶ上石盒子二段底砂岩187.420.2741.4HCO3·SO4—Ca·Mg0.594陶庄水井目前水位标高136.4～165.3mⅥ下石盒子底砂岩170.110.7427.13HCO3·SO4—Ca·Na0.294Ⅴ2煤顶板砂岩156.12～1560960.0055～0.26961.958HCO3·SO4—Ca·Na0.303Ⅳ野青石灰岩141.75～142.740.0110.366HCO3—Na·Ca0.758Ⅲ伏青石灰岩124.53～161.820.165～0.4054.36～11.77HCO3·SO4—Ca·Mg0.591Ⅱ大青石灰岩135.01～162.540.015～0.13860.024～1.82SO4—Ca0.725陶二煤矿观14孔1986年水位108.92mⅠ奥陶系中统石灰岩135.060.040.12HCO3·SO4—Ca·Mg1.792陶二煤矿观11孔1997年水位108.30m砂质泥岩、铝质泥岩、粉砂岩组成，具有良好的隔水性能。大青石灰岩（Ⅱ）与伏青石灰岩（Ⅲ）间距为28.42～41.09m，平均为33.98m,岩性60%为泥岩、粉砂岩，同时还有厚度不等的岩浆岩侵入，侵入厚度在扩大区北部（6～12勘探线之间）较大，特别在602孔及801孔厚度均大于伏青石灰岩（Ⅲ）与野青石灰岩（Ⅳ）的间距为34.53～60.77m,野青石灰岩（Ⅳ）与2煤层顶板砂岩（Ⅴ）间距为21.88～47.14m,平均为36.102煤层顶板砂岩（Ⅴ）与下石盒子组底砂岩（Ⅵ）的平均间距为50.99m下石盒子组底砂岩（Ⅵ）与上石盒子组二段底部砂岩（Ⅶ）的间距为121.60～184.50m，平均为149.36（三）地表水体与含水层之间的水力联系扩大区有小型水库4座，并发育一条季节性河流，但这些地表水体多发育在三叠系刘家沟组及二叠系石千峰组地层之上，而刘家沟组及石千峰组均由厚层粉砂岩、泥岩组成，裂隙不发育，它能起到良好的阻隔水作用，一般情况下，地表水体不会与其下伏各含水层发生水力联系。各含水层之间均有一定厚度的具有良好隔水性能的泥岩、铝质泥岩、粉砂岩隔水岩层。含水层水位各不相同，说明其无水力联系。但在遇到断层、陷落柱等特殊情况下，仍会发生水力联系。值得指出的是，大青灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层水位标高比较相近，二者之间可能存在一定的水力联系。（四）充水因素分析综上所述，2煤层顶板砂岩含水层、伏青灰岩含水层、陷落柱导水、未封闭及封闭不良的钻孔导水，将是陶二煤矿扩大区开采上组煤时未来矿井充水的主要因素，开采下组煤时的主要充水水源是大青及奥灰含水层水。（五）矿井涌水量矿井正常涌水量312m3/h，最大涌水量536六、地质勘探程度及存在问题（一）、勘探程度陶二煤矿扩大区经地质勘探和物探，并结合矿井生产实际，由河北省煤田地质局水文地质队提交了《河北省邯郸矿务局陶二煤矿扩大区地质报告》，经设计研究分析认为：本区地质构造形态、主要断层，已基本查明，煤层对比可靠清楚，对火成岩侵入、煤层厚度变化及上组煤开采技术条件已查明或基本查明，已满足矿井改扩建设计要求。（二）、存在问题及建议1、早期地质勘探钻孔如1001孔、603孔、1204孔，因孔内事故，部分钻孔未封孔或封孔质量不高，生产过程中应采取预防措施。2、勘探采用简易测温，地温梯度可能与实际有出入，建议基建期间应进一步加强实测和总结，以便指导生产。3、瓦斯资料尚有不足，今后应对不同地带、不同标高的煤层瓦斯含量、压力、渗透系数等参数增加勘探工作，以便掌握其分布规律和制定确切的治理措施。4、由于扩大区煤层埋藏较深，钻孔布置数量较少，建议投产后采用生产与物探相结合的手段，对地质情况加强了解，掌握其规律变化。5、矿井供电电源不得分接其它负荷，建设单位应与供电部门进行协商。第二章井田境界和储量第1节井田境界井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确定。一般井田境界划分的原则有如下几条：1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界；2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界；3、以相邻矿井井田境界煤柱为界；4、人为划分井田时：煤层倾角较小，特别是近水平煤层时，用一垂直面来划分井田境界；在倾斜或急倾斜煤层中，沿煤层倾斜方向，以主采煤层底板等高线为准的水平面划分井田。根据以上原则以及本矿井的实际情况，郭一庄矿井田勘探类型为简单构造，矿区内的煤层倾角较小，煤层倾角一般为12o左右。本设计井田范围东北以DF断层为界，西南以DE断层为界，东以小窑采空区为界，西以-800底板等高线为界，倾向最小约2.44Km，最大约,2.65Km，倾向平均长度为2.5Km，走向最小约6.41Km，最大为本井田主采1#和2#煤，北东边以DF断层为界，有往东北扩大的可能，西南边以DE断层为界，有往西南扩大的可能。第2节井田工业储量2.2.1储量计算方法井田内各可采煤层构造简单，煤层稳定，地质报告采用地质块段法估算资源量。因煤层倾角一般12º左右，故块段面积采用块段斜面积，块段厚度采用平均真厚度。其计算公式为：Q=S×M×γ式中：Q－块段煤炭工业储量（万t）；S－块段斜面积k（m2）；M－块段煤层平均真厚度（m）；γ－煤层平均视密度值（t/m3）；2.2.2井田工业储量计算郭一庄矿矿各煤层平均视密度及煤表(表2.1)煤层1#2#视密度t/m31.401.40煤厚m3.02.5经过计算，1#、2#号煤层的平均倾角均为12°。由地质资料可知：S=16827486.4/cos12°（m2）1#煤储量为：Q1=（16827486.4×3.0×1.40）/cos12°（数据见表2.1）=7225.44万吨2#煤储量为：Q2=（16827486.4×2.5×1.40）/cos12°=6021.20万吨本井田的工业储量为： Q工=Q1+Q2=7225.44+6021.20=13246.64万吨第3节井田可采储量2.3.1井田保护煤柱留设（一）在本井田范围内，各类煤柱的留设原则为：（1）、断层煤柱：断层按其落差大小及对煤层的破坏程度而留设保安煤柱，落差≥50米者，两侧各留50m（水平距离），落差≥20m（水平距离），两侧各留20m（水平距离），落差〈20m者，不留保安煤柱。（2）、井田边界煤柱：按50m（水平距离）留设（3）、三下保护煤柱设计时,边界角δ0=γ0=58°β0=58°-0.3α移动角δ=γ=73°β=73°-0.6α松散移动角45°α煤层真倾角（二）井筒及工业场地保护煤柱留设：按规范规定，年产1.2Mt/a的大型矿井，工业场地占地面积指标为1.2公顷/10万吨，见表2.2。故可算得工业场地的总占地面积：S=1.2×12=14.4公顷=14.4×10可知工业场地占地144000m2，设其沿倾向边长为360矿井工业场地占地指标表表2.2井型大型井中型井小型井生产能力（万吨/年）120、150、180、24045、60、909、15、21、30占地指标（公顷/10万吨）0.8—1.21.3—1.82.0—2.5经过计算，得工业广场1#煤保护煤柱为：842930.7631m其质量为：842930.7631×3.0×1.40/cos12°=361.94