衡水一矿煤矿毕业设计论文.doc

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1、目录第一章 矿区概述及井田地质特征51.1 矿区概述51.1.1 交通位置51.1.2 地形、地貌61.1.3 河流及水体61.1.4 气象及地震81.1.5 矿区经济概况81.1.6 水源及电源81.2 井田地质特征91.2.1 井田地质构造91.2.2 水文地质141.3 煤层特征171.3.1煤层171.3.2可采煤层的基本特征181.3.3煤层对比201.3.4瓦斯201.3.5 煤尘及煤的自燃20第二章 井田境界及储量212.1 井田境界212.1.1 井田范围212.1.2 开采界线212.1.3 井田尺寸212.2 矿井工业储量212.2.1 储量计算基础212.2.2 工业储量

2、计算222.3 矿井可采储量222.3.1 安全煤柱留设原则222.3.2 矿井永久保护煤柱损失量232.3.3 矿井设计储量242.3.4 矿井可采储量24第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限253.1 矿井工作制度253.2 矿井设计生产能力及服务年限253.2.1 确定依据253.2.2 矿井设计生产能力253.2.3 井型校核26第四章 井田开拓274.1 概述274.1.1 井田开拓的基本问题274.1.2 确定井筒形式、数目274.1.3 开采水平的确定及采（盘）区划分294.1.4主要开拓巷道294.1.5方案比较294.2 井筒位置的确定354.2.1工业场地的位置35

3、4.2.2井筒354.3 开采水平394.3.1 水平高度的确定394.3.2 设计水平的巷道布置404.4 采区划分及开采顺序424.4.1 采区划分424.4.2 开采顺序424.5 井底车场424.5.1 确定井底车场的形式424.5.2 车场内各种存车线长度计算444.5.3 轨型、道岔及曲线巷道参数454.5.4 马头门线路的平面布置计算454.5.5 井底车场的调车方式464.5.6井底车场各硐室布置464.6 开拓系统综述494.6.1 开拓系统49第五章 采煤方法和采区巷道布置515.1 煤层的地质特征515.1.1 采区概况515.1.2 采区煤层特征515.1.3 采区瓦斯

4、515.1.4 煤尘爆炸性和自然发火倾向515.2 采煤方法和回采工艺515.2.1 采煤方法的选择515.2.2 回采工艺的确定525.2.3采煤设备选型545.2.4 工作面长度确定585.2.5 工作面长度合理性的检验585.2.6 工作面支护方式、支架规格和布置方式595.2.7端头支护及超前支护方式615.2.8 循环作业方式及经济技术指标625.2.9 各工艺过程的安全注意事项655.3 采区巷道和生产系统715.3.1 概述715.3.2 采区生产能力715.3.3 采区上山布置725.3.4 区段划分735.3.5 采区生产系统735.4 采区车场设计及硐室735.4.1 采区

5、上、中部车场735.4.2 采区下部车场745.4.3 采区硐室设计755.5 采区采掘计划765.5.1 采区巷道的断面和支护形式765.5.2 采区巷道的掘进方法和作业方式775.5.3 工作面推进度、年产量及采区回采率77第六章 矿井运输与提升796.1矿井提升概述796.2 采区运输设备的选择796.3 主要巷道运输设备的选择796.3.1大巷运输方式的确定796.3.2 胶带运输机选型806.3.3电机车选型816.4主井提升826.4.1主井提升演算826.4.2副井提升设备的选择87第七章 矿井通风与安全907.1 矿井通风方式与通风系统907.1.1 概况907.1.2 选择通

6、风系统的原则907.1.3 矿井通风方式及通风系统907.1.4 通风系统概述917.2 采区及全矿所需风量927.2.1 配风的原则和方法927.2.2 配风的依据927.3.1 计算方法977.3.2等积孔的计算997.4 扇风机选型1007.4.1 选择风机的基本原则1007.4.2 通风机选型设计的基本要求1007.4.3 通风机的选型计算1007.5 防止特殊灾害的安全措施1017.5.1 瓦斯1017.5.2 粉尘1027.5.3 火灾预防1037.5.4 水灾预防1037.5.5防突管理104第八章 矿井排水1048.1 概述1058.1.1 概况1058.1.2 排水系统概述1

7、058.2 排水设备选型1058.2.1 初选水泵1058.2.2 管路的确定1078.2.3 管道特性曲线及工况的确定1078.2.4 检验计算1108.3 水仓及水泵房1118.3.1 水仓1118.3.2 水泵房111第九章 技术经济指标114感 谢115参 考 文 献116第一章 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置衡水一矿位于峰峰矿区南部，北距峰峰集团公司16km。地理位置为东经1142，北纬3615。主井口坐标为X=4026336，Y=38512346。衡水一矿井田北部隶属于邯郸市峰峰矿区界城镇管辖。衡水一矿交通较为方便，有彭辛铁路（彭城衡水一矿）运煤专线直达

8、矿区，长约7km，经孙庄矿、彭城站至马头与京广线相连。另有黄沙峰峰市区柏油公路直达矿区，长约10km。 2.井田范围：2井田南北走向长5.44km，东西宽约3.10km，井田面积为16.86km2。1.1.2 地形、地貌衡水一矿井田位于太行山东麓余脉九山、鼓山之间，地形起伏多变，坎坷不平，区内属剥蚀型的低丘陵地区，山头秃平，四周平缓，冲沟开阔，山与沟之间呈多级阶地出现。1.1.3 河流及水体在井田北部柳条老鸦峪一带存在一走向东西，标高+230m左右的分水岭，将井田划分为南、北两个水系。北部属滏阳河水系，主要有柳条、界城河沟自南向北流过，平水期流量小于120m3/h，暴雨季节流量可达3050m3

9、/s，枯水期干枯；中南部属漳河水系，现将主要水体分述如下： 漳河：位于井田南部边缘，是本区最大的河流，发源自山西省，蜿蜒于太行山后流入渤海。河流流量0.1m3/s9200m3/s，河床下部属新生代松散层沉积，自西向东逐渐变厚。 郑家河：为井田内主要河流，河内常年有水，上游泉水是河流的主要来源，最大流量为25m3/min，经南黄沙三街村东与矿井排水沟（黄沙西沟）交汇后汇入漳河。河流上游有石盒子地层出露，下游皆为第四系沉积物。图1.1 衡水一矿井田交通地理图 黄沙西沟和东沟：为季节性河沟，旱季主要接纳矿井排水，雨季最大流量可达30m3/s，黄沙西沟在井田上部煤系地层露头区通过。 大跃峰渠：由西向东

10、自井田分水岭一带通过，标高为+230m左右，设计流量为45m3/s，为料石与砂浆砌筑。 小跃峰渠：自西向东流经井田南部后汇入东武仕水库，设计标高为+165m，流量为45m3/s，为料石及砂浆砌筑。 岳城水库：位于井田南端，坝高51.5m，坝顶标高为+155.5m，设计最高水位154.8m，最大库容10.91亿m3。1961年该水库开始蓄水，设计服务年限为100年。1.1.4 气象及地震气象：本区属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。全年的总体气候特征为：雨量集中，光照充足，无霜期较长，光热资源丰富，降雨主要集中在每年的79月。依据峰峰矿区气象站19972007气象

11、观测资料，近十年多年平均降雨量500.1mm，年最大降雨量728.7mm（2000年），最小降雨量271.5mm（1997年），多年平均蒸发量1678mm，56月份蒸发量最大。历年最高气温42（2005年），历年最低气温-11.1（2002年），高温主要出现在每年的7月份，低温多出现在当年的12月份或次年的1月份。风向随季节变化，冬季以北风为主，夏季多东南风，历年最大风速17m/s，多年平均无霜期233天。地震：自公元前230年开始有地震记载以来，历史上临近地区曾发生过多次地震，并波及到峰峰矿区。距离矿区最近影响最明显的是1830年6月12日的磁县发生的7.5级强烈地震（据沈旺生撰写的磁州地震

12、大灾纪略）。此次强烈地震共造成二十余万间房屋倒塌，万余人（记录在册仅为5485人）丧生，地震波及邯郸、成安、武安、安阳、临漳等县。其次是1966年3月8日5时29分及22日16时19分，邢台市区隆尧县白家寨、宁晋县东汪先后发生6.8级和7.2级强烈地震（将这一地震群统称为邢台大地震），震源深度10km左右，震中烈度为910度。邢台大地震波及60多个县，受灾面积达23000km2，毁坏房屋500余万间，8064人丧生，3.8万余人受伤。矿区震级为34级，无房屋倒塌和人员伤亡。峰峰矿区处于华北地震带，依据根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），峰峰矿区地震基本烈度为度，地震动峰值加速

13、G为0.15g。地震长期预报以磁县为中心，1966年3月8日邢台地震，1976年7月28日唐山大地震，1981年、1983年、1985年邢台地震，本区均有震感。1.1.5 矿区经济概况衡水一矿各主要可采煤层均为属于国家紧缺的低硫、低磷、高挥发分、高发热量的优质肥煤，主要用于洗选厂配洗精煤。具有竞争能力强，价格优势大的特点，随着国民经济的持续快速发展，对优质煤炭的需求将进一步增加，衡水一矿的可持续发展将产生巨大的经济效益。1.1.6 水源及电源电源：衡水一矿地面设35kV变电所一座，35kV电源共三回，一回架空线路引自孙庄矿35kV变电站，型号为LGJ120，长度4.5km，为工作电源线路；二回

14、架空线路引自王凤35kV变电站，型号为LGJ185，长度12km，为工作电源线路；三回架空线路引自北大峪35kV变电站，型号为LGJ240，长度4km，为备用电源线路。矿井供电电源可靠。水源：目前，衡水一矿用水均取自井下奥灰水，经处理后供给职工生活和生产用水。供水水质良好、水量充沛，水源可靠。通信：衡水一矿工业场地已有矿井管理及指挥调度中心，目前通信设施比较完善，可充分利用。矿生产调度电话通讯系统采用的是江西联创通信有限公司生产的DDK-6S型多媒体数字程控调度机，它是专为适应中小型调度指挥系统的需要而优化设计的，能满足全矿生产调度指挥的需要。目前通信设施比较完善，剩余容量可以满足矿井技术改造

15、工程新增电话分机的需要。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造峰峰矿区为半掩盖区，基岩多出露在鼓山、九山山区和边缘地区、丘陵地区的冲沟内，其它地区则被040m左右的第四系所覆盖。地层：峰峰区西侧外围出露的古老岩系有太古界花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩、元古界石英砂岩、变质安山岩。区内自西向东出露的地层依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。地层走向大致呈 NNE，倾角1020。石炭二叠系为含煤地层，煤炭资源丰富。铁矿产于奥陶系中统碳酸盐岩与中性岩浆岩体的接触带上。矿井及周边地表被第四系覆盖，下伏基岩由老到新为古生界奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组，二叠系下统

16、山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组，第四系。图1.2 峰峰矿区地层综合柱状图地层：峰峰区西侧外围出露的古老岩系有太古界花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩、元古界石英砂岩、变质安山岩。区内自西向东出露的地层依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。地层走向大致呈 NNE，倾角 1020。石炭二叠系为含煤地层，煤炭资源丰富。铁矿产于奥陶系中统碳酸盐岩与中性岩浆岩体的接触带上。矿井及周边地表被第四系覆盖，下伏基岩由老到新为古生界奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组，第四系。生产过程中勘探揭露地层（与采煤有关的地层）主要为奥

17、陶系中统、石炭系、二叠系、三叠系和第四系地层，主要特征简述如下：下古生界奥陶系中统（O2）由褐灰、深灰色厚层状致密纯石灰岩、灰黄及肉红色白云质灰岩、花斑状角砾状灰岩组成。致密、质纯、坚硬，裂隙多被方解石充填。厚度500600m。包括峰峰组三段，上马家沟组三段，下马家沟组二段，俗称三组八段，全统平均厚580m左右。中统下马家沟组（O2X）本组分二段，全组厚120140m。上段以纯灰岩为主，夹白云质角砾岩和花斑灰岩；下段为角砾状灰岩，下段底部为含砂砾岩及钙质页岩。中统上马家沟组（O2S）本组分三段，全组层厚220250m。上段以厚层状纯灰岩间夹花斑灰岩及白云质角砾岩为主；中段以厚层纯灰岩为主，含硅

18、质小瘤花斑灰岩；下段为一套角砾岩，角砾多为白云质次为灰质。中统峰峰组（O2f）本组分三段，全组厚140158m。上段以角砾状灰岩、白云质角砾岩为主；中段以厚层纯灰岩及花斑灰岩为主；下段以白云质角砾状灰岩为主。奥陶系主要以蓝灰及浅灰厚层状灰岩、白云质角砾岩、花斑状灰岩为主，岩溶、裂隙发育，黑龙洞泉群为奥灰水的天然排泄形式。鼓山、九山为奥陶系灰岩的主要裸露区。（2）上古生界石炭系（C）石炭系中、上统（C23）以碎屑岩为主，夹海相灰岩和煤层，主要含煤地层，由一套黑色、深灰色泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩组成，其中夹68层薄层灰岩，其中稳定者三层（大青、伏青、野青），含煤10层，可采4层，即6、7、8、9，

19、本组沉积稳定，标志层多，厚度126140m。a中统本溪组（C2b）假整合于奥陶系之上。本组上部以蛋青色、浅灰色含铝质细砂岩或粉砂岩，黑灰色砂质泥岩和薄层石灰岩组成。内含一至二层厚0.10.2m的不可采薄煤。中下部为灰白色、具鲕状结构的G层铝土岩，中夹一层03m的石灰岩。底部为山西式铁矿，此矿分布不一，常有消失而为紫红色铁质泥岩代替，含鲕状铝土成份。与下部其接触处常有残留结核。全组厚635m，平均厚25m。b上统太原组（C3t ）整合接触于本溪组之上。本组为峰峰煤田主要可采含煤地层。全组为一套黑、黑灰色砂岩、粉砂岩、夹浅灰色砂泥岩及细砂岩互层，中夹有68层薄层海相石灰岩、和煤层组成，属海陆交替相

20、沉积。全组含煤12-15层，可采6层、局部小青可采一层。底部有一层灰白、浅黄色中粒砂岩。灰岩中富含海相动物化石。组厚90120m，平均厚115m。二叠系（P）下统山西组（P1S）为灰、浅灰色中、细粒砂岩及深灰、灰色粉砂岩、泥岩组成。泥岩中富含铝质和植物化石。菱铁矿结核零星分布，其中一般下部高于上部，砂岩中多以石英、斜长石为主，岩屑、云母次之。有时含泥质及粉砂岩包裹体，底部砂岩多泥浊状层理，上部偶见煤线，下部含1、2煤层，1煤局部可采，2煤为主要可采煤层。该组厚6080m。整合接触于石炭系太原组之上。本组为峰峰煤田主要可采含煤地层之一，属陆相沉积，岩（煤）层亦较稳定，含煤25层，可采12层。底部

21、的第二层煤大煤（2煤）为峰峰煤田的主要开采煤层，厚6m。岩性上部为深灰、灰色中粗粒砂岩、细砂岩及砂质泥岩为主，砂岩中富含炭质黑线及黑云母片，含有芦木、羊齿、鳞木等植物化石，顶部粉砂岩中具有鲕状结构，偶夹有铁质结核。下部以黑灰色粉砂岩及砂质泥岩为主。底部为稳定的灰白色中细粒砂岩，厚23m，称北叉沟砂岩。全组以含大量的植物化石为特征，组厚5095m，平均60m。b、下统下石盒子组（P1X）上部为灰白色、紫色及紫花色铝土质泥岩，具明显鲕粒结构，下部为灰色、黑灰色粉砂岩和中细砂岩组成，厚66.5173.6m。平行不整合接触于山西组之上，岩性为黄灰、黄棕、紫花斑色粉砂岩及砂质泥岩、细中粒砂岩和粘土泥岩组

22、成，泥岩中含有鲕状结构。底部中粗粒砂岩称骆驼脖子砂岩。本组厚在2030m。c、上统上石盒子组（P2S）分为四段一段（P2S1） 整合接触于下石盒子组之上。全段以黄绿色或浅灰色的厚层状粉砂岩页岩为主。含有鲕状结构，并夹有薄层灰白色的铝土页岩。厚度在120160m；二段（P2S2） 本段以灰白色、浅灰色中粗粒长石、石英砂岩为主。夹有灰绿及紫色粉砂岩和泥岩。全段厚7080m；三段（P2S3）本段以灰黄暗紫及灰绿、黄灰色粉砂岩为主。中部夹数层灰黄绿色中粒砂岩。底部为含砾砂岩。全段厚8090m；四段（P2S4）本段以灰白色及暗紫、棕红、紫红色粉砂岩为主。夹多层紫绿色中粗粒砂岩。底部为灰白色厚层状含砾粗砂

23、岩。全段厚度在90130m。d、上统石千峰组（P2sh）整合接触于上石盒子地层之上。本组上部为紫红色砂质泥岩薄层钙质细砂岩，砂岩中富含云母，有交错层理，并夹有石灰质结核。中部有数层灰绿色泥岩。下部为紫褐色粘土页岩及粉砂岩，含钙质结核。底部含有砾岩。本组全层厚210270m，平均厚为250m。 （3）中生界三叠系（T）下统（T1）：包括刘家沟组及和尚沟组，全统以紫红色及浅紫红色细砂岩夹暗紫色薄层泥岩组成。本统全层厚平均790m。下统和尚沟组（T1h）本组假整合于下覆地层之上，以富含同生卵砾为特征，厚度在290480m左右。岩性为暗紫色、紫红色薄层至厚层状细砂岩为主、夹薄层粉砂岩。下统刘家沟组 （

24、T1L）本组整合接触于下组地层之上。厚度较稳定在270230m左右，岩性以紫红、暗紫色板状细砂岩厚层细砂岩，中夹数层紫红色底部细砂岩中含同生砾石。中统流泉组（T2L） 全组为一套黄色和灰黄色厚层状中粒砂岩，局部具斜层理，中间夹薄层不稳定紫绿色细砂岩和一层绿色页岩，底部为23m的黄绿、紫绿色纸片状泥岩。厚度106225m，平均厚200m。（4）新生界第三系（R）角度不整合于三迭系之上，厚度不稳定，由0190m，平均120m。岩性以疏松的黄色、白色中粗粒泥岩或细砂岩，红粘土和灰黄绿色粉质粘土等相间组成。第四系（Q）主要由黄土、粘土、亚粘土组成，含砾石、蛋白石。厚度215m，一般5m左右。不整合接触

25、于下覆各地层之上，全层厚060m、平均30m。为黄色、灰黄色或稍带红色及黄色粘土，黄土组成，黄土中偶夹有石灰质结核及微小砾石。岩浆岩主要分布在峰峰矿区北部，在利泰公司与薛村矿东西一线以北地区，均有大面积出露。其分布方向以北北东呈长条带状侵入，但每个条带可清楚表现一段较强烈一段较微弱，这与北北东主干断裂构造和断裂破碎带完全一致，并沿它们发育方向或附近侵入较强烈，远者较微弱。主要岩性为：闪长岩、花岗闪长斑岩、正长斑岩。褶曲与断层：衡水一矿井田处于鼓山复背斜及和村彭城向斜之南端，总体为一走向SN倾向WE的单斜构造。沿地层走向发育着次一级断裂和小褶曲。衡水一矿井田煤层倾角一般为814。矿井地质条件分类

26、为：ade。（1）断层断层发育具有以下特点: 断层性质以逆断层占绝对优势； 断层具有多期活动性，多数为压扭性逆断层； 断层平面组合为“S”形，反映扭动走滑特点。（2）褶皱矿区内较大褶皱为鼓山复背斜，它以滏阳河为起点，其背斜轴向南呈近于东西，向北渐变为北10东左右，延伸到局电视塔以南略有倾伏，后被断裂所切割，其走向偏向西北。鼓山背斜以东总的来看为单斜构造，但发育着斜裂式的次一级的小型背向斜，并呈规律地分布在各井田之中。（3）区域陷落柱陷落柱一般受区域构造条件裂隙分布规律控制，其发育程度是构造规律的反映。截止到现在，矿区未发现了陷落柱。1.2.2 水文地质1.）地下水的补给、径流、排泄条件按岩溶水

27、的补给、径流、排泄条件进行水文地质分区，峰峰矿区属于邯邢水文地质单元的南单元，即峰峰水文地质单元。该单元西起长亭涉县断层，东至矿区东界奥陶系灰岩埋深-500m标高起，北起北洺河地下分水岭，南至漳河南地下分水岭，总面积2404km2。 （1）地下水补给区域地下水的主要补给来源是大气降水和局部地区沟谷河床渗漏。奥陶系灰岩裂隙岩溶地下水，大气降水入渗补给区主要位于鼓山、九山露头和西部及西北部岩溶发育的灰岩裸露区，除接受地区降雨渗入补给外，还接受西部、西北部山区裂隙岩溶地下水的侧向补给。由于区域内裂隙岩溶含水层均为厚层含水层，且裂隙岩溶发育，各含水层通过众多断裂构造发生水力联系，山区裂隙岩溶含水层与矿

28、区奥陶系裂隙岩溶含水层，构成统一的含水层。山区沟谷和河流的渗漏是区内地下水的集中补给来源。 河谷渗漏补给主要位于西北部洺河，渗漏段主要位于河床为灰岩的河段。主要集中在南洺河常年有水的地区，如小店阳邑段、木井一带、沙名西寺庄地段。十里店-磁山段河床南岸奥灰裸露区，主要在雨季和洪水季节形成渗漏补给地下水。南部漳河流经的区城内的河床地段虽然大部分为Z1、2、O1、O2灰岩河床，但由于河底分布有一层具有良好隔水性能的冰积泥砾层，只有特大洪水年份，洪水倒灌渗入河床两侧灰岩裸露区的裂隙岩溶，才能补给地下水。矿区范围内第四系松散含水层及砂岩含水层一般接受降水补给，煤系地层灰岩含水层除接受渗漏补给外，在构造条

29、件下局部接受下伏奥陶系灰岩地下水的补给。此外，从张家头至峰峰矿区的跃峰渠渗漏补给也是一个局部的地下水补给区。（2）地下水径流地下水径流主要受地层产状、构造和地形因素的控制，局部范围受水动力条件的影响，区域奥灰水总体流向为自西向东或略向东南。南部总体流向为北东方向，流经石场、申家庄、前辛安地段进入和村盆地后，沿东北方向经上庄一孙庄一彭城流入黑龙洞泉群排泄区；北部地下水的流向总体呈南东方向，途经崔炉、八特、利泰公司一带自西北进入和村盆地后向东南方向流动，至黑龙洞泉群排泄区；鼓山东受构造控制，地下水总体流向自北向南到黑龙洞泉群排泄区。地下水汇入峰峰矿区相对集中的地段是南洺河北岔口青碗窑、白土和观台等

30、地段，受地下分水岭影响，局部向东北方向流动；在和村盆地北张庄附近，由于鼓山断裂部分地段沟通了东、西两侧奥灰水的水力联系，使西部奥灰水径流到东部，与鼓山东奥灰水汇合，构成了鼓山东径流带。单元内强径流带主要受构造和地势控制，总体分布在鼓山背斜、莲花山背斜和贾壁东山背斜的东翼（九山），弱径流带主要分布在区内规模较大的向斜和地堑展布的地段。 （3）地下水排泄 地下水排泄方式主要包括泉群自然排泄和人工排泄（矿区内工、农业用水和矿山排水）两种排泄方式。黑龙洞泉群位于鼓山南段黑龙洞村、响堂寺一带，由大小60余个泉点组成，以黑龙洞泉、娘娘庙泉，郭家庄泉、广胜泉为主，泉群出露标高+122.84+132.0m，是

31、矿区奥灰水的自然排泄方式。泉群的形成是由于东侧断层和煤系地层阻水，使奥灰水流动受阻，地下水沿断层导水地段及构造复合部位溢出成泉。泉水多年平均流量67m3s，最大为32m3s（1963年），最小流量1.7m3s（1985年），近年来由于人工排泄量增大，泉流量日趋减少。 随着工农业的发展，工农业用水及矿井排水将成为本区地下水的主要排泄方式。2.）地下水的动态特征地下水的动态特征，取决于其补给、径流和排泄条件，同时受自然和人为因素的制约，区内地下水位的动态具有雨季上升，旱季下降的特点。据水位观测资料，降雨后一天甚至几小时后，地下水位即发生变化，水位上升至最高值时的时间，一般在山区滞后最大降雨期103

32、0天，其它地区区滞后23个月。奥灰水具有集中补给，长年消耗，710年出现一次高水位的特点。从区域水位变化来看，不同区的水位变化存在明显的差异。西部山区灰岩裸露面积大，直接接受降雨补给，水位高，水位动态不稳定，年变幅大；在矿区范围，水位较西部山区低，受西部地下水侧向补给影响，地下水位动态相对稳定，矿区径流区范围内年变幅值一般为510m（1975年），排泄区年变幅值小，一般为24m。3.）主要含水层根据勘探资料和井巷揭露，对采煤产生一定影响的含水层有8个，按埋藏顺序自上而下分述如下：（1）下石盒子组砂岩裂隙含水层位于下石盒子组中下部，以浅灰色、灰白色中细粒石英砂岩为主，局部含小砾石，多为泥质胶结厚

33、度约15m。节理、裂隙发育微弱，且裂隙常为方解石脉充填，富水性弱。该含水层下距大煤煤层较近，在开采大煤过程中，砂岩水沿顶板垮落的裂隙，可以涌入开采工作面，涌水量为0.11.5m3/min。（2）山西组砂岩裂隙含水层为大煤煤层间接顶板，岩性为灰色、灰黄色中细粒石英砂岩，泥质、钙质胶结，厚度1020m。节理、裂隙多为方解石脉充填，含水层富水性弱。开采揭露呈淋水、滴水状态，涌水较为稳定，为0.11.0m3/min。（3）野青灰岩裂隙含水层为野青煤层直接顶板，灰岩呈黑色，隐晶质，结构致密、坚硬，分布稳定，厚度1.03.5m，平均2.0m。构造裂隙发育，但分布不均，局部比较密集，大多数裂隙未被充填，富水

34、性较差。开采揭露时，呈淋水、滴水状态，涌水量0.51.0m3/min，短期即可疏干。（4）山青灰岩裂隙含水层为山青煤层直接顶板，灰岩呈灰黑色，质地纯，局部成泥质薄层石灰岩，井田内北部局部地区相变为砂岩、砂质页岩和泥岩，层厚1.22.0m。裂隙不发育，多为方解石脉充填，富水性较差，涌水量小于1.0m3/min。（5）伏青灰岩裂隙含水层为山青煤层间接底板，上距山青煤层24m，分布普遍且稳定，灰岩呈浅灰、青灰色，微晶质，结构致密，呈块状，质地不纯，夹遂石层，厚度25m。裂隙发育，部分为方解石脉充填，局部有溶蚀现象，钻探中普遍存在漏水现象。一般情况下，含水层富水性较差，以静储量为主，易于疏干，涌水量1

35、.03.0 m3/min，深部矿井该含水层富水性更差。个别矿井，该含水层岩溶裂隙发育，富水性强，且具有稳定的补给源。如大力公司-125水平涌水量1011m3/min，薛村矿稳定涌水量9m3/min，衡水一矿涌水量6m3/min。（6）小青灰岩裂隙含水层为小青煤层直接顶板，灰岩呈深灰色或灰黑色，结构致密，分布不稳定，局部地区相变为砂岩、砂质页岩，该灰岩含水层厚0.31.5m。裂隙不发育，富水性很弱，开采揭露该含水层时，呈淋水、滴水状态，短期即可疏干。（7）大青灰岩裂隙岩溶含水层为大青煤层直接顶板，分布普遍且稳定，夹23层薄层黑色燧石层，厚度46m。该含水层是煤系地层薄层灰岩含水层中最厚、距奥灰含

36、水层最近的一个含水层，裂隙发育，部分有溶蚀现象，在构造发育部位接受奥灰水补给时，富水性较强，矿井涌水量一般在560m3/min。（8）奥陶系中统灰岩岩溶裂隙含水层奥灰含水层为厚层裂隙岩溶含水层，主要由角砾状石灰岩、中厚层纯灰岩、致密灰岩与花斑灰岩组成，奥陶系灰岩平均厚度605m，其中，奥陶系中统石灰岩含水层就达545m。该含水层的质纯中厚层灰岩中裂隙岩溶发育，裂隙主要沿北1030东方向发育，次为北290300西方向。按其沉积旋回可分为三组八段，各组岩层由于其化学成分、结构、岩性组合及裂隙发育情况的不同，使其含水特征及富水性存在着明显的差异。其中，第三含水组位于顶部，埋藏相对较浅，含水丰富，构成

37、奥陶系含水层一个主要含水组，厚度一般103m左右。大气降雨通过灰岩裸露区的的渗入补给是奥灰含水层的主要补给源，主要补给期为每年的79月，具有集中补给，长年消耗的特征。据1950年至1984年35年的降雨资料估算，奥灰含水层最大补给量为32m3/s，最小补给量8.481m3/s，平均补给量15.65m3/s。据20042007年各矿奥灰水位动态资料统计，矿区范围内奥灰水水位标高一般在+95+125m左右，受南洺河铁矿长期持续排水影响，万年矿奥灰水位在+30+87m左右变化。峰峰矿区位于太行山隆起带与华北平原沉降带的过渡地带。区内构造体系复杂，以新华夏系为主，次为南北向构造和华夏系构造体系，并发育

38、有东西向和北西向构造。新华夏系构造形成于燕山期，该区断裂发育，褶皱次之，控制矿区构造格架的大型褶皱为鼓山紫山背斜。该背斜将矿区分为东西两部分，西侧为武安和村向斜，东侧为向SEE缓倾的单斜，在此基础上发育有小型褶皱和大中型断层，断层以高角度正断层为主，多数既显示上盘下降的拉伸现象，又显示压性结构面特征的挤压现象。1.3 煤层特征1.3.1煤层衡水一矿处于峰峰煤田的肥煤带中，通过以往施工钻孔56个，取样点和近期煤样的工业分析结果看，2#和4#煤是肥煤，衡水一矿现只设计开采2#和4#煤层。各煤层煤质工业指标见表121各煤层煤质特征表。表1.3 煤层煤质特征表煤层名称煤类原煤工业指标精煤工业指标AdV

39、dafQnet.adSt.dyAdVdafQbet.adSt.dY(%)(%）（MJ/kg)(%)(mm)(%)（%）（MJ/kg)(%)(mm)2#FM16.828.64290.74348.8427.420.39344#FM22.0429.021.613713.0628.411.11376#FM19.0629.961.56309.5825.241.18307#FM14.3627.372.2130.56.6925.571.6730.58#FM14.8922.882.43296.219.94229含煤地层与煤层：衡水井田内含煤地层为石炭系本溪组、太原组和二迭系山西组，煤系地层总厚度185220m

40、，平均厚度为190m，共含煤1217层。其中大部分可采煤层有2层，分别为2#煤（大煤）、4#煤（野青煤）。因其他煤层受奥灰水威胁暂不可采。本溪组含煤地层厚度为612m，平均厚度为10m，含一层尽头煤，煤层厚度小且极不稳定为不可采煤层；太原组含煤地层地层厚度为111.77132.57m，平均厚度124m，含煤1012层，煤层总厚度7.33m，含煤系数为5.91；二迭系山西组含煤地层地层厚度50.4390.62m，平均厚度为66m，含煤25层，煤层总厚度6.23m，含煤系数9.44。各煤层的基本信息参见表2-1。1.3.2可采煤层的基本特征表1.2 黄沙井田各煤层基本信息表煤层名称 厚度（m）煤层

41、间距最小最大/平均（m）稳定程度煤层结构顶底板岩性煤种最小最大平均顶板底板小煤（1#）00.96较稳定简单砂质泥岩砂质泥岩0.611430/24大煤（2#）5.66.4稳定较简单、局部有夹石一层砂质泥岩砂质泥岩肥煤6.02447/35一座（3#）00.96较稳定简单砂质泥岩砂质泥岩肥煤0.69717/15野青（4#）1.92.1较稳定复杂灰岩砂质泥岩肥煤2.02641/35山青（6#）0.591.18较稳定简单、南部有夹石一层灰岩砂质泥岩肥煤0.891524/19小青（7#）0.311.55较稳定简单、夹石一层灰岩砂质泥岩肥煤0.852230/24大青（8#）0.491.07较稳定简单灰岩细砂

42、岩肥焦煤0.780.53/2.5下架（9#）0.712.17较稳定复杂、有夹石12层灰岩砂质泥岩肥焦煤1.32（1）大煤（2#）为井田厚度大、分布稳定、结构简单煤层，厚度为5.66.4m，平均6.0m。一般无夹矸，个别钻孔含夹矸一至二层，厚度0.080.49m，夹矸为炭质泥岩或砂质泥岩。直接顶板多为一层08.26m的粉沙岩，厚度变化大，不稳定，开采时易冒落。间接顶板（老顶）为中细粉沙岩，厚度2.725.33m，平均厚度10m左右，质地坚硬，不易垮落，在断层带附近节理裂隙发育。底板为深灰黑色砂质泥岩，厚度412.03m，平均6m左右，个别地段为砂页岩互层，含植物根部化石。( 2 )野青煤（4#）

43、为井田内分布较稳定煤层，厚度1.92.1m，平均厚度2.0m。直接顶板为石灰岩，厚度1.544.93m，底板为5.5m左右的细砂岩。1.3.3煤层对比黄沙井田属海陆交互相过渡相含煤建造，石炭、二叠系含煤地层沉积稳定，岩性及厚度变化不大，含有多层稳定而明显的石灰岩标志层，有些煤层间还有其它稳定可靠的标志层。各煤层间的标志层层位、层厚、层间距及物性特征均相当稳定，构成了地层对比的良好依据。井田煤层对比主要借助标志层进行对比定位，同时参考层间距、岩性组合和物性特征。山西组2#煤层为全区可采煤层，煤层厚度大，层位稳定，煤层对比可靠。4#煤层赋存稳定也同样可采1.3.4瓦斯矿井瓦斯涌出量分布总的规律是：

44、平面分布是北部黄沙井田瓦斯含量小，南部辛安井田大，剖面上的分布是浅部瓦斯含量小，深部大。2005年，河北省煤矿安全生产监督管理办公室以冀煤安办200544号批复：矿井瓦斯相对量5.57m3/min，绝对瓦斯涌出量为1.47m3/min，为低瓦斯矿井。1.3.5 煤尘及煤的自燃2005年11月经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定：煤尘爆炸指数为28.56%，煤尘具有爆炸性。2005年11月经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定为三类，不易自燃。第二章 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围衡水一矿矿区位于河北省邯郸市，地理位置为东经1142，北纬3615。衡水一矿井田北部隶属于邯郸市峰峰矿区界城镇

45、管辖。矿区范围由以下11个坐标拐点圈定，矿区面积16.86km2。采矿许可证界定的井田范围为：西部X勘探线为界；东至漳河北岸；北部边界为F1断层为界并与三矿马家荒区和梧桐庄勘探区相邻；南部以F2断层与申家庄矿为界。井田走向长5.44km ，东西宽约3.10km。2.1.2 开采界线衡水一矿主要开采煤层为大煤（2#煤），野青煤（4#煤），采煤方法多为走向长壁开采，采煤工艺主要以综合机械化采煤为主。而山青煤和下组煤（小青煤、大青煤、下架煤）等下组煤因受大青、奥灰水威胁，暂时没有开采。目前主要生产地区衡水一矿可供开采的煤层有2#煤4#煤，2#煤厚度5.66.4m，平均6.0m；4#煤厚度为1.92.1m，平均2.0m。2.1.3 井田尺寸井田的走向最大长度为5.47km，最小长度为4.91km，平均长度为5.44km。井田的倾向最大长度为3.14km，最小长度为2.59km，平均长度为3.10km。煤层倾角最大为14，最小8，平均12。井田的水