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夹河煤矿条带开采煤柱稳定性研究.rar

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    编号:20180910134553798    类型:共享资源    大小:7.62MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-10
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    煤矿 条带 开采 稳定性 研究
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    中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置祁东煤矿位于安徽省宿州市埇桥区祁县镇,西寺坡镇和固镇县湖沟区境内。地理坐标: 东经 117°02′49″-117°10′18″北纬 33°22′45″-33°26′53″井田中心北距宿州站约 20 公里,东距芦岭站 1.5 公里。京沪铁路、宿—固公路从本区东北通过,宿—蚌公路 206 国道经由井田西侧通过,矿井专用公路 6.5 公里与 206 国道相连,青(疃)—芦(岭)矿区铁路从井田北通过,矿井专用铁路线 8.07 公里连接青芦线;浍河从井田西南部穿过,流经本井田约 10km,常年通航,交通十分便利。 (见图 1-1)淮 北 市ÄÏÂå¸ßËÙ¹«Â·宿 州 市G206G206G206G3G3蒙 城 县固 镇 县灵 璧 县濉 溪 县祁 东 矿 区浍 河淝 河国 道 高 速其 他 国 道铁 路河 流图 1-1 祁东矿交通位置图1.1.2 矿区的水文条件矿区内的最大地表水体是浍河,它从本矿南部穿过,河水自西北流向东南。浍河属淮河支流,为季节性河流,河床蜿延曲折,宽 50~150 m ,深 3~5 m ,两岸有人工河堤,每年 7~9 月为雨季,一般流量 5~10 m3/s,枯水季节为每年 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 24.5 m,据近几年水文资料记载,1984 年丰水期最高洪水位祁县闸上游达 20.75 m,下游达 20.70 m。1978 年枯水期最低水位祁县闸上、下游河干,1973 年至 1985 年平均水位祁县闸上游水位标高 17.72 m,下游 16.07 m。历年最大流量:1965 年临涣 865 m3/s,1954 年固镇 1340 m3/s;历年最小流量:临涣、固镇均为中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页零;历年平均流量:1973 年至 1985 年临涣 7.85 m3/s,固镇 23.2 m3/s。自 1968 年 12 月新汴河挖成后,区内再也没有发生洪水灾害,目前地表水对煤矿开采和矿区建设没有危害。1.1.3 矿区的气候条件年平均温度:14~15 摄氏度,最高 40.2 摄氏度;最低—20.6 摄氏度;年平均降雨量:1260 mm,最大降雨量 1420 mm;最大风速 18 m/s,春季多东北风,夏季多东—东南风,冬季多北—西北风;冻结期一般自每年 11 月中旬至次年 3 月下旬。1.1.4 地震情况宿州处于华北平原地震带。南界大致位于新乡-蚌埠一线,北界位于燕山南侧,西界位于太行山东侧,东界位于下辽河-辽东湾拗陷的西缘,向南延到天津东南,经济南东边达宿州一带。对于特别重要的工程和建筑物,可提高一度设防。1.1.5 水源电源井田内第三、第四系含水量比较丰富,可作为矿井供水水源。矿区内现有祁县电厂,装机容量 1.5 万 kW,供本县工农业用电。矿区永久电源由宿州 220 kV 变电站供给。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地形及煤系地层概述本井田地处淮北平原中部,地势平坦,地面标高+17.02—+22.89 m 左右,一般在+21.00 m,井田西北、东北地势略比东南高。精查地质报告基本查明了井田的煤层赋存情况、构造情况、煤质以及水文地质条件。本区含煤地层为石炭二叠系,石炭系暂未作勘探对象。二叠系含煤地层为山西组、下石盒子组、上石盒子组,其总厚大于 788 米,共含煤 10~30 余层,其中可采者有 14层,可采煤层平均总厚 15.15 米。由老到新分述如下:(柱状图见附图) 。(1)二叠系下统山西组(P1S)本组下界为石炭系太原组一灰之顶,其间为整合接触,上界为铝质泥岩下砂岩之底。地层厚度为 100~135 米,平均 124 米。含 11、 (不可采)10(可采)两个煤层。其岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成,下部(11 煤下)以深灰-灰黑色粉砂岩为主,局部地段夹灰色细砂岩;中部(11~10 煤间)以粉砂岩和砂泥岩互层为主,上部(10 煤以上)由砂岩、粉砂岩和泥岩组成。(2)二叠系下统下石盒子组(P1X)本组下界为铝质泥岩下分界砂岩之底,与山西组呈整合接触,上界为 K3 砂岩之底。地层厚度为 205~245 米,平均 234 米。含 4、6、7、8、9 五个煤组十余层煤,可采者为60、6 1、6 2、6 3、7 1、7 2、8 1、8 2、9 计九层。岩性由泥岩、粉砂岩、砂岩、煤层和铝质泥岩组成。砂岩多集中于 63~9 煤间和 4 煤上;该组底界“分界砂岩”位于铝质泥岩下10~28 米,平均 13 米左右,但该层砂岩在本区不稳定、不甚发育,常被泥岩和粉砂岩代替。铝质泥岩位于 9 煤层下 3~21 米,平均 8 米左右,岩性为浅乳灰白色,杂有紫色、绿色、黄色花斑,具鲕状结构,富含铝土,为本区煤岩层对比的良好标志层。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页(3)二叠系上统上石盒子组(P2S)图 1-2 综合地质柱状图灰 -深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 , 细 砂 岩 、 浅 灰 色 、 坚 硬泥 岩 及 细砂 岩下石盒子组P1x上石盒子组P2S组统系界 地 层 单 位 岩 石 名 称 柱 状 层 厚(m) 岩 性 简 述下二叠统P1上二叠统P3二叠系 P古生界PH细 砂 岩 5.0浅 灰 色 , 石 英 为 主 , 次 为 长 石 暗色 矿 物 , 缓 波 水 平 层 理 , 少 量 交错 层 理 , 裂 隙 发 育 。黑 色 , 条 痕 黑 色 。0.2 煤 线 灰 ~深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 。8.0泥 岩 0.2黑 色 , 条 痕 黑 色 。 煤 线0.34.5灰 ~深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 。泥 岩 煤 线 黑 色 , 条 痕 黑 色 。灰 -深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 , 细 砂 岩 、 浅 灰 色 、 坚 硬8.0黑 色 , 条 痕 黑 色 , 块 状 , 下 部 夹亮 煤 条 带泥 岩 及 细砂 岩 5~ 160 煤10.灰 -深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 , 底部 含 菱 铁 较 高 , 具 滑 面 及 裂 隙 。泥 岩63 煤 黑 色 , 条 痕 黑 色 , 块 状 , 玻 璃光 泽 , 夹 亮 煤条 带 。1.5灰 -深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 , 底 部 含 菱 铁 较 高 。5.0泥 岩61 煤 1.52黑 色 , 条 痕 黑 色 , 下 部 夹 亮 煤条 带泥 岩 2.0灰 -深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 , 底 部 含 菱 铁 较 高 。粉 砂 岩 1.0灰 色 , 含 菱 铁 较 高 , 质 尚 纯 , 裂隙 发 育 , 具 方 解 石 脉 充 填 。中 砂 岩 12.0浅 灰 -灰 白 色 , 石 英 为 主 , 次 为长 石 暗 色 矿 物 , 菱 铁 鲕 粒 , 缓波 水 平 层 理 , 少 量 交 错 层 理 。泥 岩 灰 ~深 灰 , 粉 砂 泥 岩 结 构 , 含 植茎 化 石 。10.0.6~1松 散 层 360中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页本组下界为 K3 砂岩之底,与下伏下石盒子组为整合接触,上界不清,地层厚度大于400 米。含 1、2、3 三个煤层组,其中可采者为 1、22、23、32 四层。本组由粉砂岩、泥岩、砂岩和煤层组成,下部(3 煤下)由砂岩、杂色泥岩、煤层组成,砂岩为白色-灰白色,细~中颗粒,底部砂岩成份单一,石英含量可高达 90%以上;泥岩为灰色杂有大量紫色花斑,含分布不均的菱铁鲕粒和铝土质。中下部(3~2 煤间)以紫色和灰色泥岩为主,砂岩层较少,常在 3 煤层顶板附近发育有厚层中细砂岩。中上部(2~1 煤间)以粉砂岩和泥岩为主,间夹砂岩。上部(1 煤上)以粉砂岩和砂岩为主,夹泥岩。(4)上第三系(N):本地层属河湖相沉积①中新统:本组厚度 30~145 m,平均厚度 101 m。主要由米黄~褐黄色中细砂岩、粉砂、粘土质砂及砂质粘土组成。②上新统(N 2):本统厚 37~88 m,平均厚 70 m。主要由砂质粘土夹褐黄细砂、粉砂及粘土质砂组成。(5)第四系①更新统:本组厚度 22~48 m,平均厚度 33 m。主要有粉~细砂、粘土,局部为粘土。②全新统:本组厚度 14~32 m,平均厚度 21 m。上部为黄色粘土质砂为主,下部为土黄~褐黄粉细砂。1.2.2 井田地质构造祁东煤矿位于淮北煤田宿县矿区宿南向斜内。宿南向斜的大地构造位置属徐淮隆起的徐宿坳陷区的南部,其主体构造表现为向斜断块形态,故宿南向斜为一由掀斜块段控制而东翼又为后期逆冲构造切割的不完整向斜,向斜轴向近南北,东翼受西寺坡逆冲断层由东向西推覆挤压影响,浅部地层倾角较大,并发育有一系列逆断层;西翼构造较为简单,地层倾角较平缓,断层稀少。1.2.3 井田水文地质(1)含水层、隔水层及其特征①新生界松散层含、隔水层(组)根据其岩性组合特征及其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) 。第一含水层(组):底板埋深 31 m 左右,含水层总厚 15~20 m,29-30 线北东厚度可达 30 m 左右。上部近地表 0.5m 左右为褐黑色耕植土壤,埋深 3~5 m,富含钙质结核和铁锰质结核。中、下部由土黄色粉砂、粘土质砂、细砂夹薄层粘土及砂质粘土组成,富水性中等,据孔抽水试验资料,水位高 17.32 m,q=0.57l/s.m,T=70.1156 m2/d,k=2.9094 m/d,矿化度 0.356 g/l,全硬度 12 德国度,水质为重碳酸钾钠镁钙水。第一隔水层(组):底板埋深 48 m 左右,隔水层总厚 8~14 m 左右,由灰黄色及浅黄色粘土、砂质粘土组成,夹 2~3 层薄层砂和粘土质砂。可塑性较好,塑性指数为15.6~21.00,分布稳定,隔水性较好。本组在局部粘土变薄地段,具有弱透水性,构成一含与二含之间的越流水文地质条件。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页第二含水层(组):底板埋深 88 m 左右,含水层总厚 10~25 m 左右,厚度变化大,由浅黄色细砂、粉砂及粘土质砂组成,含水层中夹粘土层一般 3~5 层,组成一复合含水组,以河间阶地沉积物为主,砂层不发育,多呈薄层状,富水性弱,而河漫滩沉积地带砂层较发育,富水性中等。第二隔水层(组):底板埋深 111 m 左右,隔水层总厚 10~16 m,由棕黄色、浅棕红色粘土及砂质粘土组成,夹 2~3 层透镜状砂及粘土质砂,可塑性好,塑性指数16.9~27.6,分布稳定,隔水性好。本组局部厚度小于 10 m,含钙质结核的砂质粘土具有透水性,构成二含与三含之间的越流水文地质条件。第三含水层(组):底板埋深 199 m 左右,含水层总厚 55~70 m,在 26-27 线之间含水层总厚可达 90 m 左右。全层厚度大,分布稳定,水平性强,在埋深 145~170 m 左右有 1~2 层 10~20 m 左右的厚粘土层把含水层(组)分为上、下两部分。上部:由浅红色、灰白色中、细砂和粘土质砂组成,砂层中含泥质少,夹 3~4 层粘土,含水层厚 30~40 m 左右,分布稳定,局部在埋深 120~140 m 左右,有 1~2 层薄层中细砂岩(盘) ,偶见有溶蚀现象,据水 3 和 26-2711 孔抽水试验资料,水位标高19.40~19.79 m,q=0.78~0.87 l/s.m,T=233.497~257.1955 m2/d,k=6.4139~6.768 m/d,矿化度0.662~0.776 g/l,全硬度 16.42~21.04 德国度,水质为重碳酸钾钠镁水和重碳酸硫酸钾钠镁水,富水性中等。下部:由灰黄色、灰绿色细砂、粉砂及粘土质砂组成,砂层中含泥质较多,夹 2~3层粘土,含水层厚 25~30 m 左右,分布稳定。据水 2 孔抽水试验资料,水位标高 19.22 m,q=0.14l/s.m T=143.566 m2/d,k=4.587 m/d,矿化度 1.113 g/l,全硬度 31.44 德国度,水质为硫酸重碳酸钾钠镁钙水。从抽水试验恢复水位资料来看,富水性较上部弱。 第三隔水层(组):底板埋深在 332 m 左右,隔水层总厚 80~100 m 左右,最薄处在小张家潜山顶,厚度亦有 31.90 m。由灰绿色、棕黄色粘土组成,夹多层薄层粘土质砂和粉细砂,质纯细腻,塑性指数 16.9~35.9,可塑性强,有膨胀性,局部地段在埋深220~245 m,有 1~2 层透镜状含泥质较多的粉砂、粘土质砂,且具有清晰的水平层理,中上部含铁锰质结核,下部含钙质团块,底部含较多钙质结核和铁锰质结核。本组分布稳定,水平稳定性强,在古潜山地带直接与基岩接触,隔水性良好,是矿内重要隔水层(组) ,它阻隔了地表水、一含、二含、三含的地下水与四含和煤系地层的水力联系。第四含水层(组):直接与煤系地层接触,两极厚度 0~59.10 m,平均厚度 35~40 m,由于受古地貌形态的制约,矿内中部偏西为一近南北向谷口冲洪积扇,其东西两侧为残坡积~漫滩沉积,第四含水层组主要分布在此范围内,在古潜山附近和 29-30 线以东无四含分布,属四含缺失区。谷口冲洪积扇由砾石、砂砾、粘土砾石、砂、粘土质砂组成,夹多层薄层粘土或砂质粘土。含水层总厚 35~50 m,钻探揭露有补 295、补 296、25-269 、2614、26-2718、构4 和 2715 孔漏水。据 24-258、补 302、补 303、补 306、和 26-275 孔抽水试验资料:水位标高 19.00~21.75 m,q=0.034 ~0.219 l/s.m,T=107.68~161.8 m2/d,k=0.114~3.282 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页m/d,富水性中等,矿化度 1.458~1.582 g/l,全硬度 31.52~44.15 德国度,水质为硫酸氯化钾钠钙镁水。残坡积~漫滩沉积的富水性较谷口冲洪积扇弱,钻探揭露时未发现漏水,据 291 孔抽水试验资料,水位标高 20.71 m,q=0.100 l/s.m, k=0.855 m/d,矿化度 1.418 g/l,全硬度27.96 德国度,水质为硫酸重碳酸钾钠水。残坡积~漫滩沉积与风化剥蚀区的分界线为四含的隔水边界。②二迭系主要可采煤层(组)间含、隔水层(段)煤系地层砂岩裂隙不发育,即使局部地段裂隙稍发育,但亦具有不均一性,其富水性弱,不能明显划分含、隔水层(段)的界线,仅根据煤系地层岩性组合特征和主要可采煤层(组)的赋存条件,划分如下含、隔水层(段) 。1~2 煤(组)隔水层(段):顶界与第三系呈角度不整合接触,风化带深度 15~30 m 左右。由泥岩、粉砂岩和砂岩组成,以泥岩、粉砂岩为主。隔水层总厚 92.50~134.00 m,平均厚度 115 m,裂隙不发育,在钻探揭露时未发现漏水,本次在检 1 和检 2 孔的抽水试验资料,也表明富水性弱,隔水性良好。3 煤(组)上、下砂岩裂隙含水层(段):主采煤层 32 煤的直接顶、底板一般为泥岩。煤下 35 m 左右有浅灰色细~中粒砂岩( K3 砂岩)分布,厚度 0~20 m 左右,变化较大,本段含水层总厚 9.5~35.5 m,平均 25 m,裂隙较发育,钻孔揭露有补 284,24-2510和补 308 孔漏水。据 25-267 和 2712 两孔抽水试验资料,水位标高 15.22~18.27 m,q=8.5 ×10-4~4.7×10 -3 l/s.m,T=1.2087m2/d,k=0.002~0.0508m/d,矿化度0.801~0.817g/l,水质为重碳酸氯化钾钠水和重碳酸硫酸氯化钾钠水。从抽水试验的涌水量、水位降深、水质及恢复水位资料分析,本含水层(段)地下水补给条件极差,地下水以储存量为主,水量具有衰减疏干趋势。4~6 煤(组)隔水层(段):主要由泥岩及粉砂岩组成,夹 2~4 层砂岩。隔水层总厚 50~134m,平均厚 91m,岩芯致密完整,裂隙不发育,钻探揭露时未发现漏水,隔水性良好。7~9 煤(组)间砂岩裂隙含水层(段);以中~细粒砂岩为主,主采煤层 71、82 和9 煤的直接顶底板多为砂岩,其中 82 煤在 26 线与 27 线之间有岩浆岩为其直接顶底板,9 煤在 26 线以东其直接顶底板多数为岩浆岩,含水层总厚 11~58m ,平均厚度 36m。裂隙较发育,但具不均一性,差异较大,富水性弱,钻探揭露时补 285、2412、补 293、补296、补 306 和 303 孔漏水,未发现岩浆岩漏水,据 304、补 3011 和 27-282 三孔抽水试验:水位标高 18.78~19.00 m,q=0.0044 ~0.023 l/s.m,T=1.63~7.51 m2/d,k=0.048 ~0.3362 m/d,矿化度 1.085~1.525 g/l,水质为硫酸重碳酸钾钠水和硫酸重碳酸钾钠水。铝质泥岩隔水层(段): 以泥岩、铝质泥岩、粉砂岩为主,隔水层总厚 8.5~35.00 m,平均厚度 18 m 左右,全区稳定,标志明显,岩芯致密完整,隔水性良好。10 煤(组)上、下砂岩裂隙含水层(段):10 煤(组)上为中~细粒砂岩,岩性疏松,而煤(组)下为砂泥岩互层和细砂岩。含水层厚度变化较大,总厚 3~38 m,平均 17 m。裂隙不发育,富水性弱,钻探揭露时仅补 281 和 325 孔漏水。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页11 煤(组)至太原组一灰隔水层(段):以海相沉积的泥岩或粉砂岩为主,隔水层总厚 20.5~45 m,平均厚度 31 m.。全区稳定,隔水性良好。局部地段由于受断层影响,导致隔水层变薄或使 10 煤与太原组石灰岩接触,使其起不到隔水作用时,很可能发生底鼓或断层导水。③太原组石灰岩岩溶裂隙含水层(段)矿井内有 26-276 孔完整揭露了太原组,25-262 孔于太原组五灰终孔。全组厚 194 m,含石灰岩 10 层,总厚约 80 m 左右,占全组厚度的 40%左右,区域和本井田石灰岩的主要富水地段都在浅部潜伏露头带,浅部岩溶裂隙发育,向深部减弱。由于岩溶裂隙发育不均一性,其富水性差异明显。1~4 层石灰岩厚度 31.45~33.60 m,岩溶裂隙发育,富水性强,钻探揭露有 25-262、26-276 和 2711 三孔漏水。据 25-262 孔抽水试验资料:水位标高 19.60 m,q=0.183 l/s.m,T=114.99 m2/d,k=3.4223 /d,矿化度 1.578 g/l,全硬度 44.88 德国度,水质为硫酸氯化钾钠钙水。据 2000 年 10 月~12 月所施工 ST1 太原组 1~4 层灰岩长观孔抽水试验资料:水位标高为 10.005 m,q=0.02742 l/s.m,k=0.10614 m/d,矿化度 1.486 g/l,水质为重碳酸氯化物硫酸钾钠水。据 ST1 太原组 1~4 层灰岩长观孔今年 2~9 月水位观测情况分析(表 1-1),目前水位标高为 7.65 m,平均月降幅为 0.20 m,ST1 孔抽水表 1-1 ST1 孔 2001 年水位观测统计表 月份 2 3 4 5 6 7 8 9水位 9.60 9.59 9.46 9.27 9.25 8.71 8.20 7.65试验资料与精查时期的 25-262 孔(1985 年 4 月施工)除在水位上差别较大外,其它基本上变化不大,分析主要原因可能为邻近祁南和桃园两矿通过几年的井下排水所导致,桃园矿95-1 观测孔 ,观测层位也是太原组 1~4 灰,1995 年移交时水位标高为 20.03 m,2000 年 3 月为 9.20 m,水位平均年降幅为 2.4 m。是由于矿井排水,造成煤系水位不断下降,而导致太灰水位也不断下降,同时也说明太灰水是煤系水的补给水源。第一层石灰岩顶板距 10 煤层 59 m 左右,在正常情况下石灰岩岩溶裂隙水对 10 煤开采无影响。④奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层(段)在 26-276 孔揭露 10.33 m,岩性为浅灰~灰白色,含紫色及肉红色斑点,致密性硬,局部含白色云质。据区域资料,该层段石灰岩岩溶裂隙发育,富水性强。据临涣矿Ⅲ6 孔和童亭背斜水源孔抽水试验资料:q=0.13~11.29 l/s.m,k=1.07~17.92 m/d。另据任楼矿突水资料,1996 年 3 月 4 日,由于导水陷落柱导通含水丰富的奥灰含水层,致使 7222 工作面发生特大突水灾害,一般涌水量为 11854 m3/h,高峰流量达 34570m3/h,使年产百万吨矿井停产半年多,由此可见,奥灰富水性极不均一,差异很大,一般情况下浅部露头带含水较丰富,但在正常情况下,该含水层远离主采煤层,一般对矿坑无直接充水影响。(2)矿井涌水量矿井正常涌水量为 437.06 m3/h(预算 390.9 m3/h) ,本次设计取 440 m3/h;最大涌水量为 2106.10 m3/h(预算 581.4 m3/h) ,本次设计取 586 m3/h。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页(3)井田水文地质类型本井田主要开采下石盒子组三煤组和山西组二 2 煤层。三煤组以岩层裂隙水为主,水文地质条件简单;二 2 煤以底板岩溶裂隙水为主,水文地质条件中等。1.3 井田煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件及围岩性质走向近东西,倾向南北,南高北低,倾角 10—15 度左右。基岩风化带:15.7—17.9 m强风化带厚:6.78—9.08 m煤层的露头深度:32 煤层的露头直接位于谷口冲洪积扇区粗粒相范围内。各主要可采煤层具体埋藏特性如下:(1)61 煤层:位于 60煤层下 11 米左右,煤厚 5.41~5.81 米,平均 5.60 米。煤层结构简单,少有夹矸,为较稳定的可采煤层。其顶底板岩性以泥岩为主,局部为粉砂岩或砂岩。(2)63 煤层:位于 62煤层下 6 米左右,煤厚 0~2.19 米,平均 0.97 米。煤层结构简单,为较稳定的可采煤层。其顶底板岩性以泥岩为多,细砂岩和粉砂岩皆为零星分布。(3)71 煤层:位于 63煤层下 30 米左右,煤厚 0~4.31 米,平均 1.75 米。煤层结构一般以一层泥岩夹矸为多,在 71和 72煤层合并区内,可有 2~3 层夹矸。属复杂结构煤层。为较稳定主要可采煤层。煤层顶板岩性在 25-26 线以西以砂岩为主,粉砂岩次之;25-26 线以东以泥岩为主,零星分布砂岩和粉砂岩。煤层底板岩性以泥岩为主,零星分布粉砂岩和细砂岩。(4)72 煤层:位于 71煤层下 0.83~12 米左右,平均约 5 米。煤层厚度 0~2.97 米,平均 0.36 米;27线以西局部可采,27 线以东多合并于 71煤层。煤层结构简单,仅少数点具 1~2 层泥岩夹矸。属不稳定的局部可采煤层。当 71和 72煤层间距稍大时,72 煤层顶板常为砂岩,间距较小时,常为泥岩,东部合并区内,72 煤层顶板为泥岩;底板以泥岩为主,少数为粉砂岩或细砂岩。(5)82 煤层:位于 81煤层下 7-18 米,平均 11 米左右,煤厚 0~3.83 米,平均 1.65 米。煤层结构复杂,普遍具一层泥岩夹矸。属较稳定的主采煤层。煤层顶板岩性大部分为砂岩,粉砂岩和泥岩则为零星分布,底板岩性主要为粉砂岩,次为泥岩或砂泥岩互层。(6)9 煤层:位于 82煤层下 10~21 米,平均 15 米左右。煤厚 0~5.78 米,平均 2.65 米。煤层结构简单,部分因岩浆岩侵入致使结构复杂。属较稳定的主采煤层。煤层顶板多为砂岩,其次为粉砂岩或泥岩。底板主要为泥岩,少量为粉砂岩或细砂岩。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 9 页上述各煤层顶底板的稳定性以原煤炭科学院牛锡绰提出的分类方案为依据认为:砂岩属中等稳定型,粉砂岩属不稳定-中等稳定型,泥岩属不稳定型。具体可采煤层间距情况见表 1-2。表 1-2 各可采煤层层间距情况一览表煤 层 61 63 71 72 82 9层间距(m) 极小~极大值 平均值 14.98~20.6719.07 19.55~31.2922.0 0~7.623.37 22.73~33.4226.82 7.65~16.2611.281.3.2 煤层特征(1)煤质61煤层为中灰、特低硫、特低磷、中高挥发分、中热值,强-特强粘结性的肥煤和 1/3焦煤。63、71、72 煤层为中灰、特低硫,特低磷、中高挥发份、中热值、强-特强粘结性的1/3 焦煤和肥煤(其中 72煤层仅为 1/3 焦煤) 。82煤层为低中灰、低硫、特低磷、中高挥发分、中热值、强-特强粘结性的 1/3 焦煤和肥煤,其中有少量无烟煤。9 煤层为中灰、低硫、特低磷、中高挥发分、中热值、强~特强粘结性的肥煤和 1/3焦煤,并有少量无烟煤。(2)瓦斯、煤尘及自燃①瓦斯:本井田可采煤层的瓦斯成分最高达 98.71%,瓦斯含量最大达 25.52ml/g 燃。预计一水平瓦斯涌出量为 15.34m3/t, 总体看来瓦斯涌出量浅部低于深部,南部低于北部,本矿井属于煤与瓦斯突出矿井。②煤尘:除无烟煤与天然焦以外,煤尘均具有爆炸危险。③自燃:本井田各煤层自燃倾向等级为三类不易自燃。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 10 页2 井田境界与储量2.1 井田境界2.1.1 井田境界划分的原则在煤田划分为井田时,要保证各井田有合理的尺寸和境界,使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有:(1)井田的储量,煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应;(2)保证井田有合理尺寸;(3)充分利用自然条件进行划分,如地质构造(断层)等;(4)合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井间的关系。2.1.2 井田境界根据以上划分原则以及淮北煤田宿县矿区的整体规划以及祁东煤矿的实际情况,四周边界为:南:上石炭系第一层灰岩的隐伏露头;东:33 勘探线;北:-900 m 底板等高线的地面垂直投影;西:祁南矿接壤;矿井设计生产能力为 1.8 Mt/a,根据以上标准和开采技术水平确定井田东西走向长度约为 4.28~8.71 km,平均为 7.5 km,南北倾向宽约 2.85~3.18 km,平均为 3.02 km。煤层倾角一般为 9°~17°,浅部与深部的倾斜角大致相同,平均倾角为 13°。水平面积为 22.65 km2,倾斜面积为 23.25 km2。井田赋存状况示意图如图 2-1 所示。
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