wyy-荆各庄矿15Mta采区设计.doc

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1、采 矿 学课程设计说明书姓名： wyy 学号：2012xxxxxxxx 班级： 采矿B125 题目： 荆各庄矿1.5Mt/a采区设计 评语： 指导教师： 赵启峰 职 称： 讲师 2015 年 7 月 10 日目录1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1交通位置11.1.2 地形、地貌11.1.3 河流及水体21.1.4 气象及地震21.1.5 矿区经济概况21.1.6 矿区水文水源及电源21.2 井田地质特征31.2.1 井田地质构造31.2.2 煤系地层41.2.3 水文地质81.2.4 其他有益矿物91.2.5 地质勘探程度91.3 煤层特征101.3.1 煤层101.3.

2、2 煤层顶、底板101.3.3 煤质111.3.4 瓦斯111.3.5 煤尘及煤的自燃132 井田境界与储量142.1 井田境界142.2矿井储量计算142.2.1矿井工业储量143采区参数173.1 倾斜长度173.2 走向长度173.4 采出率173.5 煤柱尺寸183.6 煤仓容量184 采区巷道布置204.1 采区巷道布置204.1.1 采区准备方式的确定204.2 生产系统204.2.1 运煤系统204.3 车场选型设计214.3.1 采区上部车场形式的选择214.3.2 采取中部车场形式的选择224.3.3 采区下部车场的选择及设计225 采煤方法245.1采煤方法和回采工艺245

3、.1.1地质概况及煤层赋存245.1.2 采煤方法的确定245.1.4综采工作面的设备选型及配套255.2回采工艺285.2.1 回采工艺方式285.2.2 采煤工艺295.3 生产组织方式305.3.1 劳动组织及循环图表+305.4 回采巷道布置325.4.1 回采巷道布置方式325.2.2 回采巷道断面及支护325.2.3 掘进工作面主要设备325.5 顶板与煤壁管理措施326 主要技术经济指标346.1 主要结论34参 考 文 献36I1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1交通位置荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约13公里处，南距马家沟矿6公里，东距陡河发电厂4.5公里。行

4、政区域属唐山市开平区管辖。交通十分方便，铁路：一条通往陡河电厂的专用线，并与吕陡线在井田交汇；另一条经马家沟矿业公司与京山线的开平站相联。公路：北10与京沈高速公路、102国道相联，南7经开平与205国道、津秦高速公路相联，形成了比较完整的交通网。交通位置如图1-1。图1-1 荆各庄井田交通位置1.1.2 地形、地貌本区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北西南方向起伏伸展的低山丘陵。从东往西有巍山（290m）、凤山（180m）、小梁山（100m）和菀豆山（38m），由菀豆山向西南倾没于平原之下。由巍山向东北低山丘陵接连绵延，地势逐渐增高，直到青龙山标高达493.01m

5、。在井田北约7公里为由震旦纪灰岩构成的低山丘陵，东西方向横伏，这两条低山丘陵在井田东面的青龙山一带相汇合。低山丘陵的伸展方向与地层走向方向一致。井田内地势平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面标高为+38.8m（湾孔），南端标高为23.85m（湾补孔），倾向陡河。1.1.3 河流及水体流经本区东南边的陡河，发源于北部山区，上游由二支汇成，东支称管河，发源于丰润县福山寺管泉，西支称泉水河，发源于丰润县赵庄上水路。二支水流在双桥村北侧汇合，向南流经唐山市区，下游汇集石榴河，向南流入渤海。河北省水利厅于1965年在双桥村一带修建了陡河水库，水库大坝距井田东端的最近距离为2200m。陡河及陡河水库虽然距

6、井田区较近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散沉积物，而且存在有隔水作用的粘土层，对本矿充水没有直接的影响。1.1.4 气象及地震唐山地区气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大，属于典型的温带大陆性气候。自十五世纪有记载以来，唐山滦县一带共发生有感地震100余次，震级大于4.7级的10次，其中6级以上2次。1976年发生7.8级大地震后，国家地震局测定本矿区地震烈度为八度。1.1.5 矿区经济概况矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、水稻，间杂有果园、菜园等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当

7、地供应，满足建设需要。矿区已建有110KV中央变电所，向本矿井供电的四回35KV输电线路已建成送电。1.1.6 矿区水文水源及电源矿井建矿初期涌水量为24.4565.66m/min，平均为32.76 m/min，目前矿井涌水量15.65 m/min。19831986年分别在南翼1331及东翼1148建立两个疏水中心，1331初期涌水量最大到9.5 m/min，1148初期最大涌水量达到4.80 m/min。至1998年底1331及1148总涌水量分别为0.93 m/min、1.48 m/min。从1995年4月始又在井田向斜轴部建立2080疏水中心，1997年底主体工程完工，最大涌水量为5.2

8、0 m/min，一般涌水量为3.73 m/min，至1998年底测得其涌水量为5.12 m/min。疏水中心排放的清水通过管路抽到地面供生活用水，其它涌水排到-375m或-475m水仓通过排水系统排至地面灌溉农田或经东翼塌陷坑沉淀，环游后经后屯大渠流入陡河。地面水源荆各庄矿地面水源共有三处：即东水源井、西水源井（小学校院内）和矸子山水源井。荆各庄矿部分生活用水及工业用水取自地面水源。井下水源本矿原井下清水源有两个即1331及1148疏放水中心，在1988年完成对其钻孔水的收集，水量共计5.0 m3/min，全部用于生产及生活用水。这两个水源均取自第V含水层（即5煤以上砂岩裂隙承压水），该水源由

9、于涌水量逐年减小，到2000年基本放弃使用。现在井下清水源有2080疏水中心，出水水源为第V含水层，该疏水中心于1998年施工完毕，共打钻孔32个，初期涌水量为3.50 m3/min，其后由于受到下伏煤层开采波及钻孔等因素的影响，水量逐渐衰减，现已下降至1.0 m3/ min。由于今后将受到3090柱开采的波及，预计其水量仍将减小。目前矿内生活及工业用水总计为3.04 m3/ min，矿井水利用量仅为1.0 m3/ min，不能满足需求量，其余只能靠地面水源井供给。矿区已建有110KV中央变电所，向本矿井供电的四回35KV输电线路已建成送电。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造井田位于

10、开平向斜的西北侧，中隔凤山-缸窑背斜自成一盆状向斜。南北长约3.5 km，东西宽约3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似一直径3.5 km的亚圆形，面积约9 km2。断裂构造和褶曲是井田内的主要构造形式，并由此造成含煤地层的产状起伏变化、节理裂隙纵横发育。根据井田内各区段构造特征的差异，可将井田划分为三个构造块段。西翼块段：本块段西部和北部至基岩露头线，东部至F5 断层及荆各庄向斜轴线位置，南部至F3断层。南北长3500 m，东西宽500900 m，包括西一采区、西二采区和二水平轴西采区。块段内地层由东向西逐渐变陡，倾角1555，断裂构造极为发育，且多数为冲断层，断层面倾角一般为大于45

11、，正断层少见。断层走向主要为NNE向，为井田内构造最复杂地段。东翼块段：其范围西至井田向斜轴线，北至F16 断层及7号剖面线，南至F3断层，包括东翼采区及二水平轴东采区。东西长2500 m，南北宽1500 m。区内地层产状一般较为平坦，倾角多在15以下，以断裂构造为主，且多为正断层，断层面倾角多在60以上，逆断层以逆掩断层形式多见，断层面倾角常常小于65，断层走向呈NW向或NNW向。中南块段：其范围西至西翼块段，北至基岩风化带，东南至东翼块段。东西长1500 m，南北宽1000 m。区内地层产状平缓，倾角015，以NW向的正断层较为发育，构造复杂程度介于西翼块段和东翼块段之间。主要褶曲构造荆各

12、庄井田自身即为一个盆状向斜，向斜轴线偏居西侧，近南北延伸，中部略向西呈弧形弯曲，并向南偏东倾伏，倾伏角约56。向斜轴线西侧地层产状急陡，而东侧则较为舒缓，同时向斜边缘较之中部地层产状陡。这种构造特征直接影响了井田不同区域断裂构造的性质和发育程度。在井田东部有一舒缓横向褶皱，轴线方向N43E，长700 m，宽300 m，两翼倾角510。在井田中南部有一小型背斜，轴线方向N40E，长600 m以上，背斜西部一翼产状较陡，倾角2560，东部则地层较舒缓，倾角1525。背斜脊部张性断裂非常发育，同时煤岩层均有拉伸变薄现象，2095、2097、2099、2020S泄水巷等工程对其均有控制。主要断层构造井

13、田内主要断层有：FF断层组：这是三条密集平行排列的逆断层，位于井田南部，构成了井田的天然边界，三者均为逆掩断层，走向60，倾角南东,断层面倾角60，累计落差70145m，延伸长度3500m。这组断层在地质及水文地质方面对井田起着十分重要的作用。F正断层：位于井田中部，是井田内极为重要的断层。断层走向近东西，倾角60，最大落差35m，延伸长度达1100余米，该断层不仅落差大，而且断层破碎带宽，局部达0.11.1m，因此曾一度具有很强的充水性，给延深工程的施工带来许多困难。通过延深工程2020S泄水巷、2090探巷、2095、1320、1119等井巷工程控制，该断层的展布延伸与落差变化已基本搞清。

14、F断层是轴东采区与南翼采区、东翼采区与南翼采区的天然界线。F正断层：位于井田中部,F断层南侧，走向近东西向，断层面倾角60，落差830m。由于其走向与F基本一致而倾向相反，因此在两断层间形成了较大的地堑构造。F断层延伸长度500m,主要控制工程有2020E、2049、2020W、2020S泄水巷、2090及钻孔荆放3。FE正断层：位于井田东翼的西南端并向轴东采区延伸，走向近东西，倾角60，最大落差10m，延伸长度950m。断层面平直，断层上盘或下盘有煤层拉薄现象。由于该断层落差大，使回采工作面无法跨越，给东翼采区及轴东采区采面正常布置带来很大的困难。控制工程主要有2097、2095、1391、

15、1392、1393、荆孔。F逆断层：位于井田西一采区，走向呈NNE向，倾角60，最大落差28m，延伸长度500m以上，断层带宽0.30.5m，为泥质充填，断层面擦痕明显，两盘牵引现象明显，使煤岩层倾角变化较大，最大可达60以上。断层落差向深部有增大趋势。控制工程有1294、1292、1210、1214。节理或裂隙节理或裂隙是井田内发育最广泛的地质构造，按其走向大致可以分为三组，即:NNE向、NEE向、NNW向，由此形成了纵横交错的节理发育系统。1.2.2 煤系地层荆各庄井田隶属开平煤田，位于开平向斜的西北侧。开平煤田地层属华北型沉积。煤田古生代地层广泛分布，石炭-二叠系为含煤岩系，各系、统间多

16、以整合或假整合接触（表1-1）。含煤地层大多为第四系黄土覆盖，但也有零星出露。表1-1 区域地层界系统年代组厚度（m）新生界第四系Q不整合洼里组0890上古生界二叠系上统280古冶组346下统唐家庄组180大苗庄组79石炭系上统赵各庄组74开平组70中统C2唐山组-平行不整合-马家沟组65下古生界奥陶系中统O2345下统亮甲山组115冶里组203寒武系上统凤山组68长山组48崮山组82中统张夏组120下统馒头组150景儿峪组263元古界震旦系上统迷雾山组1200杨庄组400下统高于庄组600太古界大红峪黄崖关组不整合五台群450前震旦Ar荆各庄井田含煤地层为石炭系上统和二叠系下统，基底为中奥陶

17、统马家沟组灰岩，含煤地层特征与开平煤田其它井田基本相同，所揭露的地层有变化的地段主要在9煤以上至6煤及12-2煤以下至15煤，其层间距及岩性不同，含煤地层由老到新情况如下：石炭系（C）下界为奥陶系中统马家沟组灰岩顶面，两者为平行不整合接触；上界为11煤顶板含海相动物化石之泥岩顶面。该层与上覆的二叠系呈整合接触，本组一般厚度为210 m。石炭系中统唐山组（C2）该组直接覆盖于奥陶系灰岩之上，上至K3唐山灰岩顶界面，一般厚度75 m。本统以粘土岩和粉砂岩为主，粘土岩占42.1%，粉砂岩占31.2%，砂岩占19.9%，石灰岩占6.8%。本组岩相变化是由滨海湖泊相碎屑沉积过渡为海相灰岩沉积，交替出现三

18、个沉积旋回，即：-1、-2、-3，形成一个渐进的相序。本组中含三层薄层灰岩，均含有丰富海相动物化石，由下而上简称为K1、K2、K3灰岩。第一层灰岩K1出现在距奥陶灰岩顶界面大约38 m处，第二层灰岩K2出现在K1之上12 m处，第三层灰岩K3出现在K2之上大约25 m处，称之为唐山灰岩，该层灰岩呈浅灰褐色，中厚层状，质纯，厚2.5 m左右，厚度大，层位稳定，含有大量的蜓科和珊瑚化石，易于同其它岩石相区别。石炭系上统（C3）该统分上下两组，下组称开平组（） ，上组称赵各庄组（） 。上组是荆各庄井田重要的含煤地层，本统一般厚度为135 m。开平组（）：下限为唐山灰岩K3顶板，呈整合接触，上限为赵各

19、庄灰岩K6之顶板，亦是整合接触。本组一般厚度76.59 m，以粉砂岩为主，粘土岩含量减少，粘土岩占10.1%，粉砂岩类占52.6%，砂岩类占31.4%，灰岩占2.9%。岩相组合上为浅海相薄层泥质碳酸盐岩和泻湖海湾相粉砂岩及砂岩沉积物的交替沉积。包含-4、-5、-6三个较大的旋回，每一旋回都是由海相灰岩起经过渡相沉积，又为海相沉积覆盖。本组内赋存三层灰岩，由下而上命名为K4、K5、K6，其中K5灰岩为深灰色泥质生物碎屑岩，时而接近钙质粘土岩，含灰白色的动物介壳，富集成层，与深灰色泥质灰岩交替成细带状，形成明显的水平层理和水平波状层理，极易区别于其它灰岩。厚度薄但比较稳定，一般为0.11.3 m，

20、平均0.55 m。在K5灰岩底板，赋存三个煤层即：14煤，一般厚度为0.10.8 m，平均0.4 m；15煤甲，一般厚度为0.10.5 m；15煤，一般厚度为0.14.29 m，平均1.12 m，局部达到可采。本组出现了含煤沉积，是典型的海陆交互相沉积序列。赵各庄组（）：下限为赵各庄灰岩K6顶板，上限为11煤顶板泥岩的顶界面。一般厚度为60 m，本组为重要的含煤地层。本组以粉砂岩为主，其次为砂岩，粉砂岩类38.3%，砂岩类29.5%，煤层17.4%，粘土岩14.8%。岩相组合主要是泻湖海湾相和泥岩沼泽相交替沉积，同时在泻湖海湾相之后出现有湖滨三角洲相。自沉积赵各庄灰岩K6之后，海水大规模后退，

21、而每次海进的幅度都比较小。该阶段沉积环境相对稳定，是成煤的最好时期。本组含有5个含煤层，即： 121/2煤、12煤、12-1煤上煤线、11煤。其中12煤、11煤两层可采。二叠系下统（P1）下界为11煤顶板的泥岩顶面，为整合接触；上界为A层矾土质粘土岩的顶板，井田内该层大部分被冲蚀掉。本统一般厚度为235.76 m，分上下两组，上组称唐家庄组，下组称大苗庄组，其中大苗庄组是重要的含煤地层。大苗庄组（）上限为5煤顶板中粗粒砂岩底界面，受古河流冲刷，冲蚀的下切深度并不相同，在井田西部不仅5煤受剥蚀，而且6、7、8煤均受不同程度的影响。下限为11煤顶板粘土岩的顶界面。本组一般厚度为90.36 m，最小

22、厚度为65 m（湾水）。本组以粉砂岩和砂岩为主，粘土岩也较多，粉砂岩类占36.2%，砂岩类占30.2%，粘土岩类占19.2%，煤层占14.4%。主要是泻湖海湾相、三角洲相及泥炭沼泽相沉积等岩相组合。在本组顶部出现大陆河流冲积相沉积。本组有6个含煤层即：5、6、7、8、10煤，其中8煤、10煤局部可采。唐家庄组()下限为5煤顶部的粗砂岩底板，与下伏大苗庄组呈不整合接触。上限为A层铝土质粘土岩之顶板。井田范围内A层及其以上地层全部剥蚀。本组一般厚度为145.4 m。本组岩性组合主要是中、粗砂岩和粉砂岩，夹有少量的泥岩；为河流沉积相和湖泊沉积相岩相组合。本组大致可分三段，反映出三次较大的河流活动周期

23、。下部砂岩段：以粗粒和中粒砂岩为主，间夹薄层细砂岩、粉砂岩或砾岩，呈灰绿色或浅灰色，颗粒成分以乳白色石英为主，约占70%，含有燧石、云母片及蓝色、红色、绿色、紫色矿物岩屑，分选及磨圆度均较差，具水平、斜交及收敛型层理，泥质、钙质及高岭土质孔隙胶结，含有完整的植物叶片及高特木化石。本段一般厚度为48.7 m，是煤系上部最重要的含水地层（）。中部砂岩段：灰、绿、暗紫等杂色中细砂岩、粉砂岩、薄层砾岩及薄层粘土岩互层，以中细砂岩为主，成份主要是石英，其次为长石，少量的燧石及云母片。泥质或高岭土质充填式或接触式胶结，分选及磨圆度较好，具波状、缓波状、断续波状层理，含大量的植物叶片化石，本段也是煤系上部重

24、要的含水层（）。本段一般厚度65.7 m。上部砂岩段：以中粗粒砂岩为主，浅灰色，岩石成分以乳白色石英为主，约占60%，次为肉红色长石，约占15%，暗色燧石约占10%，并含有少量的云母碎片，高岭土质充填式胶结，暗色矿物定向排列，显现微斜层理，具韵律分选，含斜立的炭化植物干枝体，与下伏地层呈冲刷接触。本段为井田第含水层（风化带），一般厚度为31.0 m。1.2.3 水文地质矿井的补给水源和含水层。大气降水及其对矿井涌水量变化的影响 荆各庄矿的水文地质条件属复杂型，有八个含水层，自下而上分别为： 奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层（） KK砂岩裂隙承压含水层（） K煤12砂岩裂隙承压含水层（） 煤9煤7

25、砂岩裂隙承压含水层（） 煤5以上砂岩裂隙承压含水层（） 风化带裂隙、孔隙承压含水层（） 第四系底部卵石孔隙承压含水层（） 第四系中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层（）其中与矿井生产较密切的为、。本区大气降水一般集中在七、八、九月份。据19791998年气象资料统计：年降水量最大值为899.6mm（1987年），最小值为317.45mm（1997年），平均值为596.85mm。补给关系是： 大气降水、等各基岩含水层。矿井直接充水含水层荆各庄矿直接充水含水层有KK砂岩裂隙承压含水层（）、K煤12砂岩裂隙承压含水层（）、煤5以上砂岩裂隙承压含水层（）。矿井间接充水含水层冲积层含水层该含水层厚100

26、379.67m。它本身为一矿井间接充水含水层，它补给上述三个直接充水含水层。其中底部卵砾石孔隙承压含水层对基岩含水层补给关系最密切。奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层（）该含水层厚度大于600m。岩性由质纯的豹皮状灰岩和白云质灰岩组成，据勘探资料表明，施工的13个孔穿过灰岩总长度451.51m，因溶洞或巨大裂隙造成钻具骤然下陷的有10个孔25个段落，溶洞最大直径为1.13m，冲洗液失去循环。在井田东南部，因构造（FF断层组）作用与巨厚的第四系冲积层相互接触，增加了灰岩裂隙发育程度。1.2.4 其他有益矿物井田内的有益矿产有耐火粘土、铝土矿、铁矿以及赋存于煤中的某些稀有分散元素，它们的详细情况如下：

27、耐火粘土6煤底板粘土岩厚1.01.5 m，灰或深灰色，团块状结构，含鲕粒及菱铁矿结核，有植物细根。井田西半部被剥蚀。15煤底板粘土岩厚约1.5 m，浅灰色团块状结构，含鲕粒及菱铁矿结核，顶部有植物根。G层粘土岩顶部厚约4.5 m，浅灰色，组织致密、细腻、鲕状及豆状结构，含黄铁矿散晶及菱铁矿结核。铝土矿G层铝土质粘土岩厚约5.5 m，灰或紫灰杂色，鲕状和豆状结构，含黄铁矿及菱铁矿结核，底部时现砾状结构（表4-12），目前暂时不具备开采价值。铁矿在G层铝土矿和中奥陶统马家沟组灰岩之间有一巢窝状铁矿层，由黄铁矿、赤铁矿和褐铁矿聚合而成。比重甚大，厚度极不稳定，约0.2 m左右，不具备开采价值。稀有元

28、素根据稀有元素测试结果（表4-13），铀的含量均低于0.003%，锗的含量在7煤、10煤两个层煤中有个别点的品位大于0.003%，其余均低于0.0025%，镓的含量仅6煤有个别点的品位达0.003%，其余均低于0.0025%，说明井田内赋存稀有元素，但是品位低，无工业价值。1.2.5 地质勘探程度自1998年以来，荆各庄矿业分公司运用各种物探方法对井上下进行解释和推断，提前进行预测预报，主要完成的工作为：2001年委托河北省煤田地质局物测地质队，对井田西三采区进行了三维综合地震勘探，解释断层52 条，其中正断层36条，逆断层16条，按断层的评级标准及地质任务要求，对落差5m的断层进行了评定；查

29、明了区内9煤、11煤、12煤的赋存状态、厚度变化趋势，底板深度误差不大于1，并探明了区内各煤层隐伏露头位置；查明了第四系底界面起伏形态及其底部砾石层厚度的变化趋势；定性解释了9煤、12煤顶底板岩性及岩相变化趋势；对西三采区内地应力的分布形态给予了研究；解释了区内第四系底部砾石层的富水性及采区北部9煤顶板7煤底板、12煤底板15煤顶板、奥陶系灰岩各含水层的富水性；查明了区内无直径大于等于20 m的陷落柱；确定了F3、F4断层的产状，解释了F4为富水断层。1.3 煤层特征1.3.1 煤层井田含煤地层主要由石炭系上统和二叠系下统组成，含煤地层总厚约450 m，共含大小煤层十九层，煤层总厚达25.3

30、m，含煤系数5.7%，其中可采煤层共两层，11和12煤，平均总厚度8.0m，可采含煤系数3.6%，可采煤层集中在赵各庄组和大苗庄组，表1-2。表1-2 煤系含煤情况地层关系地层厚度（m）所含煤层可采煤层系统组层数煤层二叠系下统唐家庄145.412小煤线无大苗庄90.3675、6、7、8、9-1、9-2、10无石炭系上统赵各庄60.00511、煤线、1211、12开平76.59314、15、16无中统唐山75.001煤线无井田内的两层可采煤层及两层局部可采煤层的结构、厚度及一般特征描述如下：煤11：井田内厚度自3.684.34m，平均5.01m。倾角为1.516.3，平均为5.2，黑色块状条带状

31、构造，玻璃光泽，以亮煤为主，夹镜煤及亮煤条带，含黄铁矿结核，光亮型煤，含夹矸一层，但夹石分布不稳定，在东翼采区1114见到厚度达0.5m的泥岩夹矸，褐红色，易碎,具油脂光泽。煤层的容重为1.50 t/m。煤12：为矿井主采煤层，厚度为3.824.35m，平均5.08m，煤层倾角为1.616.8，平均5.2。煤层黑色，块状构造，下部为条带状构造，质硬，玻璃光泽暗淡光泽，半亮半暗型，含夹石45层，最多达11层，为复杂结构煤层，其中下部含一层分布极稳定的细砂岩夹矸，灰白色或浅灰色，条带状，致密坚硬，厚度0.020.78m，平均0.39m。煤层的容重为1.35 t/m。表1-3 可采煤层特征序号煤层名

32、称煤层厚度/m层间距/m倾角/()硬度容重稳定性最小最大平均111煤3.684.344.014012.20.4-0.71.35稳定212煤3.824.354.0812.20.4-0.91.35稳定1.3.2 煤层顶、底板11煤直接顶：灰黑色泥岩，块状，致密细腻，贝壳状断口，含菱铁质透镜状结核及黄铁矿聚集体,含海相动物化石(在西翼1210、1214采到完整的动物介壳化石)层厚3.969.47m,平均6.65m。老顶：浅灰色灰白色细砂岩，块状，钙质基底式胶结，成分以石英为主，易风化，厚度不稳定，一般在0.658.23m之间，平均2.69m。直接底：灰灰白色带褐色泥岩或粘土质粉砂岩,泥质胶结，块状构

33、造，含大量植物根化石，厚0.533.87m，平均1.85m。12煤直接顶：灰浅灰色条带状粉砂岩，水平波状层理、交错层理、透镜状层理，岩石致密坚硬，局部夹细砂岩条带，使层理更加明显；厚度不稳定，在09.1m之间，平均厚4.0m。老顶：灰白色中细砂岩，厚层状，高岭土质基底式胶结，易风化澎涨，呈泥状；矿物成分为石英及少量的暗色矿物，厚1.610.67m，平均厚6.52m。直接底：深灰色灰黑色矽质胶结的粉砂岩或细砂岩，岩性致密坚硬，含大量沿层面分布的植物根化石，厚0.52.77m，平均1.5m。1.3.3 煤质据勘探报告和煤样化学分析测定结果（表1-4），本井田可采煤层的变质程度较低，相当于气煤阶段。

34、根据各煤种的分布情况，得出本井田煤的变质以区域变质为主。表1-4 各煤层煤质情况统计 项目煤层水分Mad（%）灰分Ad（%）挥发分Vdaf（%）全硫St,d（%）发热量Qgr,d（MJ/Kg）煤种112.0836.6841.862.633.6624.18气煤121.5037.7342.040.4820.69气煤有害组分如下：灰分：各煤层灰分变化较大，煤样灰分及毛煤灰分统计见表1-5。表1-5 各煤层灰分统计煤层灰分（%）毛煤灰分（%）灰分增值（%）1116.7933.6816.891233.2737.924.66硫分：井田各煤层全硫平均含量为0.25%3.66%，其中12煤含量为0.48%，均

35、低于1%，属低硫煤；11煤含硫量最高为2.63%3.66%，平均为3.07%，属富硫煤。其它形态硫含量中：有机硫占36%，黄铁矿硫占59%，硫酸盐硫占2.5%。磷分：磷分平均含量0.0080.0825%，其中11煤为特低磷煤，12煤为低磷煤。1.3.4 瓦斯矿井生产作业区域广，构造形式多，多煤层开采，矿井对瓦斯进行了深入的研究，并且把瓦斯的涌出量的测量工作作为矿井生产的一个重要内容，2007年底对瓦斯涌出量测量数据如表1-6。表1-6 2007年底矿井各区瓦斯等级鉴定测试区域气体名称三旬最大涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）矿井瓦斯等级上年度瓦斯等级上年度矿井瓦斯涌出量瓦斯涌出量风排

36、量总量绝对量（m3/min）相对量（m3/t）矿井CH44.394.391.25低低5.20.61CO210.4910.492.9710.832.9511煤CH42.822.821.67低CO22.192.191.3012煤CH40.370.370.24低CO21.001.000.66南翼CH42.822.821.67低低0.630.30CO22.192.191.300.910.44东翼CH40.560.560.37低低0.210.18CO21.501.500.980.600.51西翼CH40.590.591.04低低0.711.70CO21.951.953.431.774.23一水平11煤C

37、H40.270.270.47低CO20.710.711.25三水平11煤CH42.822.821.67低CO22.192.191.30三水平12煤层CH40.370.370.24低CO21.001.000.66轴东采区CH40.560.560.37低CO21.501.500.98南翼采区CH42.822.821.67低CO22.192.191.30西翼二采区CH40.590.591.04低低0.711.70CO21.951.953.431.774.233094工作面CH42.912.911.72低CO21.371.370.813322B工作面CH40.280.280.23低CO20.500.5

38、00.401291工作面CH40.310.310.55低CO20.570.571.00根据测定的基础数据，分析计算得出鉴定结果（表1-6），本矿属低瓦斯等级。煤矿瓦斯是安全的重要隐患，应引起高度重视，要严格执行煤矿安全规程之规定，建立健全各项有关瓦斯管理制度，采取广泛的、有效的预防措施。表1-7 矿井瓦斯等级鉴定结果瓦斯二氧化碳鉴定等级上年度鉴定等级全矿井采区全矿井采区相对量（m3/t）绝对量（m3/min）是否突出最大相对量（m3/t）相对量（m3/t）绝对量 （m3/min）最大相对量（m3/t）1.255.2否1.672.9710.491.30低低1.3.5 煤尘及煤的自燃煤尘荆各庄矿对

39、11煤、12煤的煤尘的爆炸性进行了鉴定，数据如表1-8，结果显示鉴定煤层均有爆炸危险。表1-8 荆各庄矿实验室煤尘爆炸性鉴定采样地点煤层名称工业分析（%）爆炸性试验煤尘爆炸性鉴定结果水分Wad灰分Aad挥发性火焰长度（mm）抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%）VadVdaf三水平3312112.259.7038.8544.1240090有爆炸性三水平3324121.6717.9533.0941.1640080有爆炸性一水平0090111.8440.7225.3744.177065有爆炸性一水平1426121.4840.3727.4747.245065有爆炸性煤的自燃为了探索荆各庄矿煤层的自燃发生规律，

40、对9煤、11煤、12煤的自燃倾向性进行了测定（表1-9），结果显示各煤层均自燃。表1-9 荆各庄矿煤层自燃倾向性鉴定煤层水分Mad（%）灰分Aad（%）挥发分Vdaf（%）全硫St.d（%）真密度TRD（g/cm3）吸氧量（ml/g）干煤自燃倾向性等级111.5312.0642.447.441.480.67级121.1239.0939.750.311.750.60级2 井田境界与储量2.1 井田境界荆各庄矿井田位于开平向斜的西北侧，中隔凤山-缸窑背斜自成一盆状向斜。南北长约3.5 km，东西宽约3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似一直径3.5 km的亚圆形，面积约9 km2。断裂构造和

41、褶曲是井田内的主要构造形式，并由此造成含煤地层的产状起伏变化、节理裂隙纵横发育。 2.2矿井储量计算2.2.1矿井工业储量本矿井设计对11煤层进行开采设计，边界露头线为-120m，-1000m以下的煤炭储量尚未探明，作为矿井的远景储量。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据，煤炭工业储量是由煤层面积、容重及厚度相乘所得，其公式一般为：Zg=SMR其中：Zg矿井的工业储量； S 井田的倾斜面积，3484.8万平方米； M煤层的厚度，4 m； R 煤的容重，1.35吨/立方米；则：Zg=3438.8x4x1.3

42、5=1881.8万t2.2.2矿井可采储量1）边界煤柱可按下列公式计算Z=LbMR 其中：Z边界煤柱损失量； L边界长度， b边界宽度，取b=50； M煤层厚度，M=4； R煤的容重，R=1.35。则井田的边界断层煤柱为：（3.423.52）10005041.35=372.6万t断层1断层： 2740/cos125041.35=75.6万t；2断层： 3075/cos125041.35=84.9万t。2）工业广场煤柱根据煤炭工业设计规范规定：井型为150Mt的工业广场的面积为1.2平方公顷/10万吨。所以取工业广场的尺寸为18平方公顷。煤层的平均倾角为12度，工业广场的中心处在井田走向的中央，倾向中央偏于煤层中上部，其中心处埋藏深度为-230m，该处表土层厚度为110m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护