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1、前 言这次毕业设计我们所做的是河北邯矿下腊塘矿井设计。在这次毕业设计之前，我们在崔景昆老师的带领下到下腊塘矿进行了为期一个月的生产实习。在这次生产实习中，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，完成了对下腊塘矿矿井的初步设计。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
2、、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、
3、提升、瓦斯、排水。AbstractThis graduation design is about the new mine planning for Xialatang coal mine, which is a coal mine belonging to Handan CMA. It involves the geology, development, operation, transportation, haulage, ventilation and drainage, among other respects, in special terms;1. Summary of the m
4、ine, this chapter mainly introduces the position, geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3
5、.Design of mining districts and retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedul
6、e for drainage and mining in the main mining district.4.Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. In order to practice and reinforce the wealth of the kn
7、owledge learned in the past four years, I try my best to introduce various state-of-the-arts when respecting the specific situation of Majiahe coal mine. For instance, long wall mine on the inclination, long wall mining on the strike with top coal drawing, and among others, drifting and retaining ga
8、teways along goaf are preferred in the design. In addition, the design connects operational situation of a mine with a college students ability to elementary scientific research. Whats more, it has been completed with the aid of AutoCAD2007, which streamlined the design process dramatically and less
9、ened the hardness of drawing significantly.Main words： geology、operation、haulage、ventilation、transportation.目 录目 录1前 言3第1章 矿井概述及井田特征5第1节 矿井概述5第2节 井田地质特征8第3节 煤层特征16第2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26第3节 井田可采储量27第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度29第1节 生产能力及服务年限29第2节 矿井工作制度30第4章 井田开拓31第1节 概述31第2节 井筒位置的确定38第3节 开采水平的设
10、计42第4节 井底车场44第5节 开拓系统的综述50第5章 采煤方法和采区巷道布置52第1节 煤层的地质特征52第2节 采煤方法和回采工艺52第3节 采区巷道和生产系统67第4节 采区车场设计及硐室68第5节 采区采掘计划71第6章 矿井提升与运输74第1节 概述74第2节 采区运输设备的选择74第3节 主要巷道运输设备的选择75第4节 主井提升设备选型设计80第5节 副井提升设备选型设计86第7章 矿井通风与安全88第1节 矿井通风方式与通风系统的选择88第2节 采区及全矿所需风量90第3节 矿井通风总阻力计算95第4节 扇风机选型101第5节 防止特殊灾害的安全措施103第8章 矿井排水系
11、统106第1节 概述106第2节 排水设备选型计算106第3节 水仓及水泵房113第4节 技术经济指标115第9章 技术经济指标116参考文献118感 谢119第1章 矿井概述及井田特征第1节 矿井概述1.1.1 矿区概述下腊塘煤矿位于河北省武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1-1）。井田范围：北以第1地质剖面与郭二庄矿为界；南以第13地质剖面与上泉勘探区为界；西部以井田F4断层与地方煤矿为界；东部以F22断层及-550m水平切割各煤层为边界，地理坐标：北纬3640
12、10364347，东径11347091134832。井田南北长约6km，东西约1.6km，呈南北近似长条状，井田面积9.5171km2。图1-1 交通位置图1.1.2 矿区地形 矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。北洺河东西向横穿矿区中部，地势北高南低，河北岸往北呈阶地式增高，最高标高达355.77m，河床及其以南地势低缓，最低标高为246.86m，最大高差108.91m。矿区范围内全为新生界近代和下更新统松散沉积物所覆盖。除现代河谷和黄土分布的低平地带外，余者均为下更新统的冰碛泥砾和冰水沉积的灰绿、灰白夹褐红色粘土。在卵石表面可见到擦痕和压坑，卵石
13、大小不一，大者直径可达0.8m，由红色粘土及砂充填。1.1.3 气象本区为温带大陆性气候，四季分明，春旱、夏热、秋雨、冬寒，根据武安市气象站资料统计，年降雨量介于1472mm（1963年）135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），降雨多集中在7、8、9三个月。年蒸发量2000mm左右。平均气温12.6,最高温度41.3(1968年6月11日)，最低温度-19.9(1967年1月15日)。降雪及冻结日期自11月中旬至次年3月初，约90余天，最大冻结厚度41cm。平均风速2.7m/s左右，最大风速22.7m/s，风向北东，北北东居多。邯郸矿区地处中
14、纬度地带，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，风沙盛行，夏季炎热多雨，秋季晴朗，寒暖适中。据武安气象站资料，多年平均气温12.6，月平均气温最低为-3.4（1月份），最高为26.4（7月份），极端最低气温为-19.9（1967年1月5日）；极端最高气温为42.5。多年平均日照时数为2297，年日照百分率平均为52%，平均无霜期192天，霜冻期一般为每年11月中旬左右至次年3月份，约120余天。积雪最大厚度14.0016.00cm，冻土最大深度42.00cm。风向多为南风和西北风，年平均风速2.7m/s，极端最大风速29m/s。本区降水主要受太平洋东南季风气候影响，因
15、距海洋较远，故而偏少，多年平均降水量为560mm，历年最大降水量为1472.7mm（1963年），最小降水量为135.0mm（1966年），月最大降雨量1026.3mm(1963年8月)，最大日降雨量286.3mm（1963年8月4日），降水主要集中在夏季，汛期一般在69月份，降水量占全年总量的76%。年最大蒸发量2792.9mm(1960年)，最小1257.1(1964年)，年平均1977.2mm，月最大蒸发量495mm(1972年6月)。主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等。1.1.4 地震本区位于环太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。邯邢矿区属国家地震重点
16、监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，本区所属地震动峰值加速度分区为0.100.15g。据河北省历史地震资料，历史上有记载并影响到本区的地震有：（1）、1314年10月5日在涉县、武安（北纬365，东经1138）发生6级地震，地震烈度8，坏官民庐舍，涉县死326人，武安死14人。（2）、1708年10月26日在永年（北纬367，东经1147）发生5.5级地震，地震烈度7，震倒城垛数十处，坏民舍无数，人多露宿。沙河县同年地震。（3）、1805年在邢台（北纬371，东经1145）发生5级地震，地震烈度6，屋有
17、坏者，沙河县亦震。（4）、1830年6月12日在磁县（北纬364，东经1142）发生7.5级地震，地震烈度10，山崩地裂，涌出黄黑沙土，井水浸溢，漳、洼两河涸，房屋倒塌十之八九，达20余万间，压死5485人。受波及的武安县房屋倒塌无数，城垣坍塌，半成废墟。地震波及邯郸、武安、广平、肥乡、永年、馆陶等县。（5）、1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东的马兰、白家寨一带，发生6.8级强烈地震，震源深度10公里，震中烈度为9度强。极震区面积300平方公里。继这次地震之后，3月22日在宁晋县东汪镇分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，地震震源深度9公里，震中烈度为10度，极震区面积约
18、137平方公里，东汪镇一带房屋几乎全部塌平，地裂冒水，村内外宽大裂缝纵横交错，裂缝宽0.7m以上，绵延数十米至数公里不等。沙河县以褡裢、显德旺等地较重，倒房394间，严重破坏324间，山区有6处大滑坡，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，此次地震一直延续到5月15日，4.9级以上地震达10次之多。这一地震群统称为邢台地震。（6）、1972年10月12日7时在沙河县西秦庄公社樊下曹一带（北纬3657.5，东经11418.5）发生5.2级地震，地震烈度6，先听到爆破声
19、大的巨响，随即感到地面上拱，激烈跳动，房屋个别倒塌，余震持续到10月18日。1.1.5 经济概况下腊塘煤矿位于武安市境内。武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。2005年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿元。综合经济实力在2003年再进全省“十强”，2004年晋位全省“三强”、并跨入全国“百强”。武安市矿藏丰富，
20、以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、钨等共20余种。矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。第2节 井田地质特征 1.2.1 井田地质1.2.1.1 勘探概况下腊塘井田曾于1968年，由原峰峰水文队提交过精查地质报告。后因9勘探线以北归郭二庄煤矿扩大区开采，剩余地段（井田南部9线至20线）的储量少。且勘探程度偏低，不能满足新井建设的要求。为此省煤炭局于1978年元旦确定：在原下腊塘井田精查地质报告的基础上，
21、对9线至20线范围进行补充勘探工作。20线至24线，由于岩浆岩对煤层的破坏严重，留待今后继续工作。此次精查补充勘探范围：北起9线，南至20线；西起煤层露头或F3断层，东至550m水平及F22断层。南北长6km，东西宽1.6km，2号煤层有效勘探面积9.5171km2。区内共先后施工钻孔105个。其中原精查勘探钻孔51个。精查补充勘探钻孔54个，在54个补勘探钻孔中，此次补充钻孔33个。煤岩芯采取质量，原精查报告51个老钻孔全取芯17个，占老钻孔33。精查报告以后补充的54个钻孔中，全取芯孔5个，占精补钻孔的9。非煤系岩芯采取率达到设计要求的有3个钻孔（6606、6607、6413），占取芯孔数
22、的60。煤系岩芯采取率达到设计要求有4个钻孔，占取芯孔的80。煤芯采取率19751978年2月以前取煤12层，采取率大于75的有10层。1978年2月以后此次设计要求取煤16层，除去2层不可采煤层不参与煤芯质量统计外，剩余的14个煤层，煤芯采取率大于75的有8层，占57。钻孔测斜情况，在补勘的54个钻孔中，有53个钻孔进行了测斜工作，仅有6608一个孔未作终孔电测斜。按测量深度参与孔斜评级的53各孔中，达到甲级36个孔68，达到乙级8个孔占15，甲、乙级钻孔占83。第四系冲积层取芯质量：此次补勘只作了一个专门取芯孔（6710），砂砾石层岩芯采取率都达到了规程要求，仅粘土类岩芯采取率低于规程70
23、要求，只达到63.7。7个冲积层测井孔，砂砾石采取率为1429，粘土类采取率一般在3055。其余的46个钻孔中，冲积层未要求取芯。下腊塘勘探区煤岩层的物性反应较好。地层沉积稳定，煤岩层解释及对比基本可靠。全区105个钻孔中，有100个钻孔都进行了测井。后期补充的54个钻孔，经钻孔综合评级，甲乙级孔44个，达到81。以及对邻近生产矿井资料收集分析，我们认为本报告的基础资料是可靠的。基本完成了补充勘探确定的五条地质任务。图1-2 综合柱状图1.2.1.2 煤系地层本区为全掩盖区，地层由老到新有：奥陶系、石炭系、二叠系及新生界。现分述如下：一、奥陶系（一）中统（O2）A、峰峰组（O2f）为煤系地层基
24、底，地表未出露，由灰、青灰色、深灰色厚层状灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、花斑状灰岩、薄层泥灰岩组成，含海相动物化石Actionceras sp.局部夹石膏层，灰岩中见缝合线构造。本组厚度155m左右，岩溶裂隙发育，按岩性可分两段。下部：（奥陶系七段）：为灰色、深灰色、浅灰色巨厚中厚层致密灰岩，微晶隐晶结构，夹白云质灰岩、花斑状灰岩、条带状灰岩及少量薄层泥灰岩、大理石化灰岩，局部夹石膏层，顶部有角砾状灰岩，灰岩中局部具缝合线构造。灰岩夹肉红色薄层白云质灰岩，具不发育的花斑状结构。厚度40-69m。上部（奥陶系八段）：深灰色、浅灰色厚层夹中厚层、巨厚层微晶灰岩或花斑状灰岩，泥质含量较高。顶部夹多层
25、黄褐色、杂色中厚层角砾状灰岩。厚度约100m。二、石炭系（一）中统（C2）A、本溪组（C2b）与下伏奥陶系峰峰组假整合接触。本组厚度：1520m，平均约18m。岩性大致可分四部分：底部为紫色、灰色铝土质泥岩、粉砂岩，具鲕状结构。夹赤铁矿层（山西式铁矿）一般厚0.200.50m，局部为含铁砂岩,含铁量很低。下部为灰色、紫褐色铝土质泥岩，粉砂岩及中细粒砂岩，具鲕状结构，含少量植物化石。中部为本溪灰岩及煤层，灰岩为深灰色，隐晶结构，致密块状，含少量筳科及其它动物化石，含不规则团块状燧石。上部为黑色、深灰色粉砂岩、细粒砂岩、泥岩、普遍含铝土质，具鲕状结构，发育水平层理及缓波状层理，含少量植物化石。（二
26、）上统（C3）A、太原组（C3t）与下伏本溪组整合接触。本组厚度125150m，一般厚度140m。本组为本区主要含煤地层，以浅海相、滨海相、过渡相为主，底部以灰、灰黑色粉砂岩、细粒砂岩与本溪组为界。本组岩性以浅灰、灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，夹灰岩7层，含煤12层。本组含丰富植物、动物化石；微细层理，水平层理发育。灰岩自下而上分别为：下架灰岩、大青灰岩、中青灰岩、小青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩和一座灰岩。其中厚度较稳定者4层，分别为大青、中青、伏青、野青灰岩。灰岩一般为深灰黑灰色，可见大量海百合茎及蜓化石。可采及局部可采煤层有4、6、7、8、9号煤，其中6、7煤层为本组主要可采煤
27、层，不可采或零星可采煤层有3、4下、5、5上、6下、7上、7下煤层。三、二叠系（一）下统（P1）A、山西组（P1s）与下伏石炭系太原组整合接触。本组厚度6070m，一般厚度65m。本组由浅灰灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩，深灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，含煤3层。上部1上煤层不可采，1号煤层局部可采，下部为厚而稳定的2号煤层，为本区主要可采煤层。本组按岩性大致可分为三个沉积旋回：底界至2#煤层顶板：一般厚度10m。底界粉砂岩、细粒砂岩或灰白色中粒砂岩（相当于北岔沟砂岩）与太原组分界。向上为黑、白相间粉砂岩、细粒砂岩，具波状层理和透镜状层理，含较多植物化石及菱铁质结核。2号煤层直接顶板为深灰色含丰富植
28、物化石的粉砂岩，可相变为中、细粒砂岩。2煤上部砂岩到1煤顶板：一般厚15m。1煤层间接顶板为浅灰、灰白色厚层状中、粗粒砂岩，发育斜层理，层面富含炭屑及白云母片，含泥质包裹体，夹镜煤条带。向上为深灰色粉砂岩、泥岩，局部相变为中细粒砂岩。1煤上部砂岩到本组顶界：一般厚40m，为灰色、灰白色厚层细粒砂岩、中粒砂岩夹粉砂岩，局部地段含铝土质，具鲕状结构，含菱铁矿结核，中下部夹三层薄煤。1煤层直接顶板为灰色粉砂岩或细粒砂岩，含椭圆形菱铁矿结核，含较多植物化石。B、下石盒子组（P1x）与下伏山西组整合接触。本组厚度32.2072.40m，一般厚度60m。本组底部以浅灰灰白色厚层含砾粗粒砂岩（相当于骆驼脖砂
29、岩）与山西组分界，底界砂岩含泥质团块，局部夹微带紫色粉砂质泥岩，风化后较松散。上部为铝土质粉砂岩、泥岩及细粒砂岩，具鲕状结构，颜色有一定变化，主要为灰、灰绿色，植物化石较少，偶夹煤线，局部含砾。北部粉砂岩及铝土质泥岩中普遍含赤铁矿大鲕粒，集结成瘤状、葡萄状集合体。（二）上统（P2）A、上石盒子组（P2s）：与下伏下石盒子组整合接触。本组共分四个岩性段，岩性特征如下：（1）、一段：本段厚度118.73181.07m，一般厚度154m。底部以灰绿、灰白色厚层中粗砂岩、含砾粗粒砂岩与下石盒子组分界，砂岩具斜层理，含泥质团块，风化后较松散。下部为灰绿、灰、紫花斑色铝土质粉砂岩、泥岩及薄层细粒砂岩，具鲕
30、状结构，含有少量植物化石，夹三层灰白色厚层含砾石英砂岩，北部以紫色为主且含豆状铁质结核。中部为灰白色厚层状具斜层理的含砾粗粒石英砂岩，具斜层理，一般厚815m。中上部为灰色、灰绿色、紫色铝土质粉砂岩、泥岩夹中及细粒砂岩，局部夹灰白色厚层石英粗粒砂岩。局部泥岩具鲕状结构，局部含少量植物碎片化石。（2）、二段：本段厚103.10133.46m，一般厚度120m。本段以中粗粒砂岩含量高为主要特征。底部以灰白色、灰微带紫的厚层含砾石英粗粒砂岩与一段为界，砾石多为石英岩、硅质岩等，成层分布。具韵律分选的大型斜层理，一般厚40m，质地坚硬，可作磨石材料，普遍沉积，是良好的标志层。中上部为灰绿、紫花、灰黄等
31、色铝土质粉砂岩、细粒砂岩、泥岩及灰白色厚层含砾石英砂岩，砾石多为石英岩、硅质岩等，成层分布，粉砂岩具鲕状结构。上部夹数层灰白色长石石英砂岩，具大型斜层理。（3）、三段：本段厚84.80120.07m，一般厚度100m。底部以灰微带浅紫、灰白色厚层含砾石英砂岩与二段为界。本段岩性为灰紫、紫花、灰黄、灰绿色粉砂岩夹灰白色、浅灰色细粒砂岩、厚层中粒长石石英砂岩。局部含铝土质、具鲕状结构，局部夹砖青色粉砂岩或薄层细粒砂岩。（4）、四段：本段厚约165m。本段岩性为紫色、紫花色、灰黄色粉砂岩、细粒砂岩夹数层灰白色厚层状含砾粗粒砂岩。底部以灰白色、灰黄色厚层含砾粗粒砂岩与三段分界，砂岩中含有泥质团块，具不
32、清晰的韵律分选。顶部的紫红色、暗紫色粉砂岩、细粒砂岩普遍沉积。B、石千峰组（P2sh）与下伏上石盒子组整合接触。本组厚度200-250m，一般厚220m。底部以黄色、灰绿、紫灰色中厚层含砾粗粒砂岩与上石盒子组分界，局部相变为细粒砂岩、粉砂岩。一般厚34m，砾石为石英砾，砾径520mm。其上为厚1020m的紫灰色泥岩、砂质泥岩。下部为砂、泥岩互层，砂岩多为浅灰色，细粒中厚层状，成分以石英、长石为主，含云母较少，颗粒分选较好，磨圆度一般，钙质胶结，交错层理及波状层理较为发育，泥岩一般为鲜红色或紫红色，含有较多瘤状钙质结核，厚自10cm至12m不等。上部主要为紫红色薄层状泥岩，夹灰色细粒砂岩及青灰色
33、钙质泥岩薄层，局部含大量钙质结核，泥岩层面含大量细碎云母片，钙质泥岩一般厚1020cm，性较软，质不纯，含有大量砂、泥质。向上与三叠系之间呈渐变过渡关系，无明显分界。本组夹淡水灰岩（泥灰岩）3层，为灰白色，结晶程度不好，局部相变为钙质泥岩，厚0.105m，一般23m，呈团块状、不规则状、疙瘩状，成层性不好，局部可顺层尖灭，一般35层，野外极易辨认，是良好的标志层。淡水灰岩外表呈灰白色至淡青色，致密坚硬，常含有红色硅质条带。本组地层最明显特征是含淡水灰岩及钙质结核。四、第四系（Q）超覆于各时代地层之上。底部多为一层灰绿色含砾粘土或含砾亚砂土，砾石成分为石英、石灰岩及岩浆岩，磨圆度较差，砾径210
34、cm。中下部以褐黄色粘土、亚粘土为主，含少量肉红色石英质卵石。上部厚约3050m，为松散的卵石，含少量亚粘土。卵石成分以肉红色石英岩为主，另有少量的岩浆岩及石灰岩。磨圆度好，砾径510cm。卵石、见有刨蚀凹月面、压坑、擦痕等冰碛物特征。除山坡、河床之外，均被第四系薄层黄土覆盖。第四系厚度6.45173.00m，平均厚度93.90m。1.2.2 井田水文地质构造1.2.2.1 水文特征下腊塘矿区为一单斜构造，本矿区可划分为两个不同的水文地质块段。位于F4断层以西地段，构造复杂，岩溶裂隙发育，煤层赋存浅，覆盖层薄，地表有北洺河河道穿过，因此水文地质条件复杂。而位于F4断层以东地段，煤层埋藏深，覆盖
35、层厚，水文地质条件相对简单。本区开采上部煤层时，水文地质类型属于坚硬裂隙岩层为主的水文地质条件简单偏中等的矿床；如果开采下三层煤，则为以裂隙岩溶岩层为主的水文地质条件复杂的矿床。（1）、含水层本区含水层自上而下依次为：第四系砂砾石及砂层、二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩，山西组大煤顶板砂岩、太原组野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩、奥陶系灰岩，共计7个含水层。其中，大煤顶板砂岩、伏青灰岩、大青灰岩及奥灰为煤层开采时的主要充水含水层，含水层特征（见表5-6）。（2）、隔水层在各含水层之间，普遍赋存有良好的相对隔水层（以下称隔水层）。矿区东部覆盖层下段普遍分布1570m厚的土类（粘土、砂质粘土、砂土
36、）隔水层，层位较稳定，连续性较好，可阻挡地表水及潜水向下渗漏。二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩与山西组大煤顶板砂岩含水层之间，赋存有4050m左右的泥质岩层，这套岩层厚度稳定，岩石完整。在正常情况下能够起到良好的隔水作用。当大煤回采塌陷后有效充水裂隙带将会勾通石盒子组一段砂岩含水层。大煤顶板砂岩，野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩各含水层之间，均赋存有3040m的粉砂岩、胶结致密的细粒砂岩及裂隙不发育的岩浆岩，可视为隔水层。6号煤下距伏青灰岩37m，岩性为黑色粉砂岩。因厚度小，裂隙发育，隔水性差，所以在开采6号煤层时，伏青灰岩是坑道充水的主要含水层。大青灰岩下距奥灰一般为37m左右，岩性主要为粉
37、砂岩及铝土泥岩，穿插有岩浆岩。奥灰第八段（O28）也视为隔水层，这样便增加了隔水层厚度。（3）、构造的导水性本区发育的构造基本为阶梯状正断层。煤系地层多为柔性岩石，断层带多为泥质成份，断层角砾岩有胶结现象，在天然状态下的导水是微弱的。下腊塘矿自建井投产以来，截止到2007年6月底，由于断层因素导致的突水大小共11次，最小0.05L/s.m，最大为4.67L/s.m，但绝大多数发生在建井期间，近年来生产中虽有断层揭露，均未发生明显突水。但当煤层与下盘大青和奥灰接触时情况则可能相反，如郭二庄矿一坑大煤与奥灰对口接触，造成了矿坑突然涌水。该情况说明，当矿井开拓揭露断层时，由于失去平衡状态，当对应盘含
38、水层水压大于断层带抗压强度时，断层将失去隔水作用，造成地下水充入。因此，采掘过程中对落差较大的断层应保留适当的煤柱，并加强防探水工作。（4）、其它充水因素 本矿区无大的固定地表水体，仅矿区北部八里湾河和矿区中部的北洺河为季节性河流，其中北洺河为本矿区主要河流，汛期虽然有1020m3/s的流量，但覆盖层厚度介于45150m，加之下段有1570m的土类隔水层。大煤距覆盖层底界大于120m。据峰峰矿务局通二矿和邯郸矿务局王风矿河下采煤试验，煤层回采塌陷后有效充水裂隙带高度不大于采高的810倍，因此北洺河对位于F4断层以东地段煤矿生产无影响。而位于F4断层以西地段，大煤距覆盖层底界050m，覆盖层厚度
39、1050m，且底部隔水层较薄以至尖灭。所以当煤层回采后造成的冒落裂隙有可能将地表水和潜水下渗充入回采区。 矿区西侧八里湾一带小窑遍布，开采深度50140m，煤层开采约在+250标高。但各小窑相互连通，不易疏干。在煤矿生产中，开采浅部煤层时，应注意小窑水的突然涌入。1.2.2.2地质构造下腊塘井田基本构造形态为一单斜构造，以断裂构造为主，褶曲次之。此外，尚有岩浆岩的侵入。断裂方向以北北东及北东向最为发育，以高角度正断层为主，将矿区切割成若干小型的地垒、地堑和断块。区内伴有宽缓的褶曲及岩浆岩侵入，地质构造复杂程度属中等类型。地层在第10地质剖面线以北近南北走向，倾向东。第10地质剖面线以南走向转为
40、北东，倾向南东。地层倾角1530，一般1520。一、褶曲在南部沿11线有较明显的向斜，轴向约北70西。其次，在F4以西的浅部地段第10及4地质剖面线附近也具有短轴向斜的特征。二、断层下腊塘井田内已发现断层共4条。全部为大型断层，落差均在30m或30m以上。断层性质均为高角度正断层，断层倾角一般为5060。断层走向主要为南北向。总观全区，南部断层多落差大，加之岩浆岩发育，使构造趋向复杂化。现将区内的断层分述如下：在下腊塘井田内，已揭露大型断层4条（表2-1）。将各断层的主要特征及控制情况描述如下：表2-1 下腊塘井田内大型断层一览表序 号断 层代 号断 层性 质断层产状()落 差(m)区内长度(
41、m)走 向倾 向倾 角1F1正断层EW近SN603036002F2正断层EW近SN604020003F3正断层近SNEW505020004F4正断层EW近SN60503600三、岩浆岩活动（一）、岩浆岩分布矿区内岩浆岩为新生界地层所掩盖。在矿区的勘探范围内，于先后各期施工的105个钻孔中，除极少数钻孔因未打穿太原群下部煤层而未见岩浆岩外，其余钻孔均于不同层位和同一层位揭露有岩浆岩。这一事实，说明本区岩浆岩活动相当强烈，岩浆岩极为发育，分布广泛。上至最高地层层位石千峰组，下到煤系基底奥陶纪灰岩，各时代地层均有岩浆岩侵入。在垂向地层剖面上，一般均见有两个或多个岩体。单一岩体厚度最薄不足1m，最厚达
42、70m左右，其中以上石盒子组岩浆岩为最厚。侵入煤系地层的单一岩体最厚约40m，一般数米至十余米。（二）、岩浆岩侵入方向和产状矿区内岩浆岩体在厚度和层数上，总的趋势为由东向西变薄，尖灭和减少，说明岩浆岩由东向西侵入，但亦有由西向东侵入的（与F4断层有关）迹象。通过大量钻探资料证实，岩浆岩的产状为似层状。如侵入煤层及其上下的岩浆岩，沿煤层走向或倾向，在岩体的延伸方向上常无固定的层位，由侵入煤层顶板转为贯入煤层，或又由穿过煤层转为侵入煤层底板。而侵入煤系上覆石盒子组的岩浆岩也是大致沿一定层位。另外，在矿区内个别地点也存在非似层状岩体，产状为P型岩盖或岩墙。如云73孔于6号煤间接顶板见厚度达32.25
43、m的岩浆岩，而周围钻孔该层位均未见岩浆岩，分析岩浆岩可能是沿裂隙或小断层侵入形成的岩盖。第3节 煤层特征1.3.1 煤层地层含煤性本井田的主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组。地层总厚度200240m，平均220m，共含煤16层，煤层总厚13.08m，总含煤系数5.9，其中可采煤层7层，可采总厚度10.11m，可采含煤系数4.6，其中太原组和山西组为主要含煤地层。一、山西组（P11s）地层厚度6070m，平均65m。岩性以灰、深灰色粉砂岩、砂质泥岩与浅灰色、灰白色细粒至中粒砂岩为主。底部常以一层灰、深灰色细、中粒砂岩或粉砂岩与太原组分界，整合接触。下部为砂质泥岩，泥岩偶
44、夹煤线。中部以灰、深灰色中、细粒砂岩、粉砂岩为主，间夹灰黑色砂质泥岩、泥岩，含煤3层，编号分别为1上、1、2，煤层总厚4.56m，总含煤系数7.0。位于该组下部的2#煤层为主要可采煤层，1煤层为局部可采煤层。可采煤层总厚4.16m，可采含煤系数6.4。2#煤夹矸深灰色(晶质)水云母粘土岩是极可靠的标志层。上部为灰色砂质泥岩、泥岩，局部具泥质或菱铁质细鲕粒结构，间夹粉砂岩，细粒砂岩。本组地层中含有丰富的植物化石，尤以各煤层顶板植物化石居多，其中常见的有猫眼鳞木和苛达木等。动物化石仅在少数钻孔中偶尔发现，多为瓣腮类，常与植物化石共生。山西组地层沉积是在海退渐远的大环境条件下以三角洲相为主的沉积。沉
45、积环境决定了岩性和煤层的变化。二、太原组（C3t）总厚125150m，平均140m。岩性以灰、深灰色粉砂岩和灰、浅灰色细粒至中粒砂岩组成，局部见粗粒砂岩或含砾粗粒砂岩，间夹石灰岩47层，其中沉积普遍，厚度稳定者有大青、中青、伏青和野青灰岩四层，为良好标志层；其余下架、小青和一座灰岩仅局部或偶有沉积。含煤层14层，煤层总厚8.36m，总含煤系数6.0%。从上到下煤层编号为3#、4#、4下#、5上#、5#、5下、6#、6下#、7上#、7#、7下#、8上#、8#、9#，其中可采煤层5层，分别为4#、6#、7#、8#、9#，除4煤层局部可采外，其余均为大部可采煤层。可采煤层总平均厚度5.95m，可采含
46、煤系数4.3%。位于太原组底部的8、9#煤层受岩浆岩侵入影响严重。本组地层粉砂岩中含丰富植物化石，常见的有翅羊齿和栉羊齿植物化石。灰岩中海相动物化石丰富，常见的网格长身贝，纺缍蜒、希瓦格蜒及海百合茎等。太原组是以浅海入侵频繁的海陆交替相沉积，每个沉积旋回中陆相、过渡相、海相几乎齐全，但以过渡相较为发育，沉积旋回韵律明显。从太原组所含47层灰岩（或海相泥岩）在地层剖面中的分布、间距、厚度可以看出，海水侵入的间隔由下至上逐渐增大，而侵入强度逐渐变弱以至消失。三、本溪组（C2b）地层总厚1520m，平均18m。中下部为灰、灰黑色铝土质泥岩，砂质泥岩，具鲕状结构，间夹细砂岩，粉砂岩。上部为一层深灰色石灰岩，含蜒科动物化石，层位较稳定，称本溪灰岩或尽头灰岩。本组含不稳定薄煤层1层，即10#煤层，为不可采煤层，煤层厚度平均0.15m，含煤系数为0.8%。本组地层为海陆交替相沉积，以泻湖、潮坪等过渡相为主。底部普遍沉积一层比较稳定的铁质泥岩（山西式铁矿），与奥陶系呈假整合接触。本井田位于太行山拱断束东翼边缘的断阶上，西侧为上升的太行背斜主体，东侧紧靠下降的华北断拗带的边缘，正处在构造上升与下降间的过渡地带，所以区内构造以剪切断裂构造为主，褶皱表现轻微。井田基本构造形态为一短轴向斜盆地和被断层复杂化了的平缓
