新密大磨岭煤矿采矿专项初步设计说明书(编辑修改稿)

新密大磨岭煤矿采矿专项初步设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

新密煤田内均发育一层深灰色、灰黑色菱铁质泥岩，厚度一般不超过 ，但特征明显、层位稳定，本区即以其作为与二叠系的分界标志层。 二叠系下统 ⑴ 、山西组 本组下起菱铁质泥岩顶面，上止于砂锅窑砂岩底面，厚 ～，一般厚度 ，俗称二煤组。 通常将其自下而上分为大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。 大占砂岩段：一般厚度 ，由大占砂岩、二 1 煤层及其底板砂质泥岩组成。 香炭砂岩段：一般厚度 m，由香炭砂岩和二 3煤层组成。 小紫泥岩段：一般厚度 ，岩性以灰色、深灰色泥岩为主，具暗斑或紫红色斑块，含铝土质，具鲕状结构。 夹薄层粉、细粒砂岩。 ⑵ 、二叠系下统下石盒子组（ P1x） 河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 7 下起砂锅窑砂岩底面，上到田家沟砂岩底面，厚 ～，一般厚度。 煤层 顶底板岩性特征 及其他开采条件 1)煤层顶底板岩性特征 该煤层位于山西组下部，井田内埋藏深度 350～ 800m。 上距砂锅窑砂岩（ Ss） ～ ，平均。 下距 L7 灰岩 ～，平均。 井田内新老共 15 个钻孔穿过该煤层位，且 2孔遇逆断层见煤层重复。 煤层厚度 ～ ，平均。 经统计，二 1煤厚度小于可采厚度者有 3 个点，占 %， ～ 有 2 个点，占 ， ～ 者有 2 个点，占 %， － 8m 者有 7 孔，占 ％， 者有 3 个，占 %。 通过计算，该煤层不稳定系数为 ，变异系数为 %，可采系数 %，标准差。 总体衡量二 1煤层属较稳定型、中厚 — 特厚可采煤层。 综观 本井田，中、厚煤层分布在地层产状变化较小的地区，几个不可采煤点出现在逆断层两侧，薄煤点出现在地层产状变化较大即褶曲轴部，因此，可以认为，本井田煤厚变化与区域变化原因基本一致，即主要是受后期褶皱、断裂等构造影响造成的增厚与变薄，沉积环境次之 二 1 煤层的直接顶板是中 — 细粒结构的大占砂岩，厚度两极值～ ，平均厚度。 岩石强度中等，是较稳定的顶板。 局部具炭质泥岩或泥岩伪顶。 底板为砂质泥岩和泥岩，局部夹砂岩薄层，厚度 ～ ，河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 8 一般厚。 岩石强度较低。 局部有厚度不大的炭质 泥岩伪底。 据可采与不可采 17 个点资料统计，其中无夹矸的 14 点，占%；含 1 层夹矸的 1 个点，占 %；含 2 层夹矸 1 点，占 %。 多层夹矸的 1 个点，占 %。 总体看来二 1煤层的结构属简单类型。 二 1煤呈黑色，具有似金刚－金刚光泽，多呈粒、粉状产出，组织疏松。 煤中含黄铁矿结核，二 1煤视密度。 2) 地温 新密煤田地温状况总体上由西向东有增高的趋势。 西部米村等井田全孔平均地温梯度低于 1℃ /100m，二 1 煤垂深 300m 地温不超过20℃，中部裴沟等井田全孔平均地温梯度为 ℃ /100m， 二 1煤垂深千米地温 35℃，东部的新郑矿区全孔平均地温梯度多在 3℃ /100m 以上，二 1煤垂深千米地温 50℃。 本区无恒温带观测孔，也未取样作岩石密度、比热、热导率、岩石放射性元素含量测定，现引用东部新郑矿区资料。 恒温带深度为 ，温度 ℃。 本区二 1上温梯度多为 ～ ，仅遇断层而未见二 1煤的 5501孔较高，达 以上。 300m 地温多在 ～ ℃，仅 5501 孔达℃。 二 1煤底板温度多在 ～ ℃， 5501 孔东出现热害区。 3） 煤尘爆炸危险性和煤的自燃倾向 ① 煤尘爆炸危险性 七 二 二 1 煤均有煤尘爆炸危险性。 一 1煤因缺资料，无法进行评述。 详见表 124。 煤尘爆炸危险性试验结果表 河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 9 表 124 煤层 火焰长度 (mm) 加岩粉量（ %） 爆炸危险性 七 4 30 50 有 二 3 120 70 有 二 1 20～ 100 50～ 70 有 ② 煤的自燃倾向 各煤层的燃点测定结果见表 234。 煤层燃点测定结果表 表 125 煤层 煤的燃点 （℃） △ To （℃） 氧化程度 （ %） 自燃倾向等级 还原样 氧化样 原煤样 七 4 372－ 363 357－ 351 366－ 358 7－ 9 － 40 不易自燃 二 3 404～ 360 394～ 354 401～ 358 4～ 7 30～ 不易自燃 二 1 404～ 375 382～ 356 394～ 368 9～ 12 ～ 不易自燃 七 二 二 1 煤均为不自燃发火煤。 一 1煤因缺资料，暂不评价。 4）、瓦斯地质 大致以 5205 孔北缘为界线，其线以北主要为瓦斯风化带，夹有5002 孔一块沼气带。 其线以南为沼气带，沼气带面积约占该区 2/5。 其余均为瓦斯风化带。 沼气带瓦斯成分以烷烃为主 ， 达 80%以上，次为Ｎ CO２ 含量比前者较高。 在取样深度内，瓦斯中烷烃含量～。 一般均在 4ml/。 据瓦斯吸附试验资料，瓦斯逸散初速度（△ p）为 及 ，河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 10 煤的坚固性系数为 ，计算煤的突出危险性综合指数为 及 ，说明本区二 1煤层属于有煤与瓦斯突出危险性煤层。 本区沼气带应按煤与瓦斯突出矿井管理。 另外瓦斯风化带内二 1煤层瓦斯中烷烃含量多在 5ml/，接近瓦斯爆炸临界点。 二 1煤层原煤灰份 ～ ％，平均 ％，属低 中灰煤，精煤灰分 ％。 原煤全硫含量除 5403 孔为 ％外其它均小于％，属低硫份煤。 原煤磷含量 ％，属低磷煤。 原煤干燥基高位发热量。 二 1煤层水分、灰分统计见表 123。 二 1 煤层煤质汇总表 表 123 煤层 项目 指标 Ad(%) Std(%) Pd(%) （ MJ/kg） ST(oC) Asd （ %） 煤类 七 4 数值 1400 1 JM 评价 中高灰 特低硫 特低磷 中高热值 较高软化温 度灰 一级含砷 二 3 数值 1400 1 SM 评价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 数值 1400 0 PS 评价 低灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 二 1 数值 1395 1 PS 评价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 数值 1390 PM 评价 低中灰 特低硫 特低磷 特高热值 较高软化温度灰 一级含砷 一 1 数值 SM 评价 低中灰 高硫 特低磷 河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 11 河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 12 水文地质 井田水文地质边界条件 井田内有两条河流，一条为源于西部区外老石板山下的泽河，另一条为发源于南部区外凤后岭脚下的苟堂河。 井田内仅东部及东北部第四系砾石层发育相对较厚，含丰富的孔隙潜水，是当地居民生产生活的主要水源。 地表水文特征 井田内 地表水和第四系孔隙潜水含水层至二 1 煤层的间距较大，平均 ，其间受新近系砂质粘土、粘土隔水层和上、下石盒子组巨厚的砂质泥岩、泥岩隔水层阻隔，对二 1 煤层开采无影响。 二 1煤层顶板砂岩孔隙裂隙水是矿床充水水源之一，但富水性弱5204 孔，地下水迳流迟缓，补给条件差，充水通道均系微细的孔隙和裂隙，故一般不会对矿井形成较大的充水。 太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水是二 1 煤层底板直接充水水源。 据小口径抽水试验资料（ q=， K=0. 0775m/d），富水较弱，表现在灰岩岩溶裂隙发育程度及富水性的 不均匀性。 但据区域资料（ q=～ ），该含水层具水量丰富、水头压力大的特点。 二 1 煤层底板砂质泥岩和泥岩隔水层厚度 ～ ，平均，隔水性不佳，特别是断裂带将形成煤层底板突水通道，在矿山压力及高水头压力等因素作用下，还可能成为下部 C3tL14 灰岩甚至 O2m 灰岩岩溶承压水的间接充水通道。 主要含水层和隔水层 1）含水层 河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 13 对井田内未来矿井充水有重要意义的岩层，根据其岩性、含水特征以及地下水的储存，埋藏条件等划分为六个含水层，自下而上有： 1) 奥陶系马家沟组 (O2m)灰岩岩溶裂隙承压水含水层 为灰色至深灰色厚层状隐晶质灰岩，井田内有 3 个孔揭露该层，揭露厚度为 ～。 据区域资料，该层普遍发育且层位稳定，由东向西埋藏深度逐渐变深，局部特别是顶面以下 10m 古风化带内溶洞和裂隙较发育。 主要富水地带在断裂带附近。 5103 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水标高 ，最大漏水量为 2t/h。 另据邻区资料钻孔单位涌水量 ～ 、渗透系数 ～ 、水化学类型为 — 、矿 化度 ～。 该含水层距 距离二 1煤层 90m 左右，距离 上覆一 1煤层较近，为其底板直接充水岩层。 2) 太原组下段（ c3tL14）灰岩岩溶裂隙承压水含水层 该含水层由 L14 四层灰岩组成，间夹薄层泥岩、砂质泥岩及煤层。 井田内共有 4 个钻孔揭穿该层，厚度 ～ ，平均厚度，其中灰岩厚 ～ ，平均厚。 另据邻区资料钻孔单位涌水量 ～ 、渗透系数 ～ 、水化学类型为 — 、矿化度 ～。 因其层位稳定、厚度大故有较大的水文地质意义。 该含水层为一 1煤层顶板直接充水岩层， 距离 二 1煤层 底板 60m，是二 1煤层底板间接充水岩层，据邻区资料，其岩溶裂隙发育，富水性较 强，正常情况下对一 1煤层开采有较大的影响，对二 1煤层的开采河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 14 影响不大。 3) 太原组上段（ c3L78）灰岩岩溶裂隙承压水含水层 该含水层由 L L8 两层灰岩组成。 井田内共有 10 个钻孔揭穿或揭露该层。 厚度 ～ ，平均厚度。 该段 L L8 灰岩厚度 (5205 孔 )～ (5103 孔 )m，平均厚度。 5003 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水层位 L7 灰岩，漏水标高 ，最大漏水量为 ，近似静止水位标高。 该含水层西北部埋藏较浅（ ～ ），南部南东部埋藏较深（ ～ ）。 钻孔单位涌水量 ～ 、渗透系数 ～ 、水化学类型为 、矿化度～ ， 水温 ～ 22℃。 该含水层层位稳定、厚度较大， 上距二 1煤层 20m 左右， 是二 1煤层开采的直接充水含水层，虽然上述小口径抽水试验并非富水，因岩溶裂隙发育及突水性具有一定的不均匀性，在断裂带两侧及其附近，岩溶裂隙相对发育，富水性好，对开采二 1煤层影响较大。 4) 山西组（ P1sh）砂岩孔隙裂隙承压水含水层 该含水层主要由大占砂岩和香炭砂岩组成。 大占砂岩为灰、深灰色中细粒长石石英砂岩，香炭砂岩为浅灰、灰色细 — 中粒长石石英砂岩，两层厚 ～ ，平均 ，埋藏深度一般在 341～827m。 单位涌水量 ，渗透系数 ，水位标高+。 该含水层为二 1和二 3煤层顶板直接充水含水层，但平均含水性较弱，补给条件较差，对煤层开采影响不大。 河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 15 5) 上、下石盒子组砂岩孔隙、裂隙承压水含水层 该层段为砂岩、砂质泥岩互层，以砂锅窝砂岩（ Ss）、田家沟砂岩（ St）、平顶山砂岩（ Sp）发育较好。 上、下石盒子组中厚度 5m的中、粗粒砂岩总厚度 ～ ，平均总厚度 ，埋藏深度 20～ 183m，为灰、浅灰局部灰绿色长石石英砂岩，风化后呈灰黄色，裂隙较发育，疏松。 平顶山砂岩在井田南部 520 4902 孔中见到 ，埋深 ～。 东部 540 5404 孔见该层埋深 40～ 45m。 岩性为浅灰、灰白色中 — 粗粒长石石英砂岩，厚层状构造，厚度，含水性不详。 该套砂岩虽厚度较大，但富水性弱，其间因有数层砂质泥岩及泥岩隔水层而水力联系不佳，所以对开采七 4煤层及下伏二 1煤层无大影响。 6) 第四系孔隙潜水含水层（ Q） 该层岩性上部为棕黄色粉土、粉质粘土，下部为砾石层。 砾石多为石英砂岩，次为长石石英砂岩，砾径 1～ 5cm，次棱角状，分选差，其中充填粗沙、粉沙及砂质粘土。 东北部较厚 ～ 40m，其中砾石层厚 ～ ，南东部较薄 ～ ，其中砾石层 0～，而泽河两侧砾石层相对较厚。 该含水层特别是下部砾石层，孔隙发育、含丰富的孔隙潜水，是当地居民生产、生活的主要水源，由于离开采煤层较远，加之下部有较厚的隔水层，一般对矿产开发影响不大，只是在开挖井筒过程中有一定影响。 潜水流向由西南流向北区，水位标高 ～ ，水位埋河南理工大学采矿工程专业 2020届毕业设计（论文） 16 藏深度 ～ ，最终排泄于泽河。 2）隔水层 1) 一 1煤层底板铝土质泥岩、砂质泥岩隔水层 位于奥陶系灰岩顶面至一 1煤层底面之间，平 均厚度 ，岩性以浅灰至褐红色铝土质泥岩为主，局部夹灰至深灰色砂质泥岩或细粒砂岩。 层位稳定，致密，隔水性良好。 局部地段厚度变薄，尤其在受断裂错动的情况下，奥陶系灰岩高压岩溶水有可能突破，发生底鼓突水，对一 1煤层的开采有直接影响。 2)。