国投新集能源股份有限公司板集煤矿东二采区设计说明书 毕业设计.doc

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1、目 录第一章 矿井开拓概况2第一节 矿井概况2第二节 矿井开采范围及生产能力5第三节 矿井开拓准备简介8第二章 采区概况11第一节 采区位置11第二节 采区内勘探程度11第三节 煤层与围岩11第四节 地质构造及水文地质15第五节 煤尘、瓦斯、煤炭自燃情况18第六节 存在问题19第三章 采区巷道布置19第一节 首采煤层选择19第二节 采区巷道布置20第四章 采煤方法23第一节 采煤方法的选择23第二节 回采工艺32第五章 采区生产系统42第一节 运输系统42第二节 采区通风42第六章 采区主要技术经济指标48第七章 安全生产措施49第一节 防瓦斯及煤尘措施49第二节 防水患及火灾措施54第三节

2、防顶板、运输及机电等事故措施57附图：76板集煤矿东二采区设计说明书第一章 矿井开拓概况第一节 矿井概况一 位置与交通板集井田位于安徽省阜阳市、利辛县和颍上县的交界处，行政区划隶属利辛县胡集镇管辖。该井田北距利辛县城约25km，南距颍上县城30km左右。地理坐标介于东经11609001163000和北纬325145325615之间。淮阜铁路从井田南部经过；井田附近有多条公路可通往凤台、利辛、颍上、阜阳和淮南等地。交通十分方便。本井田北与展沟井田相连，南与口孜东井田相邻，在其东南、西南分别有刘庄矿井和口孜西井田。二 地形与河流本井田地处淮河冲积平原，地形平坦，地面标高一般在+24.00+26.0

3、0m左右。井田内沟渠纵横交错，主要有南部的苏沟和中部的乌江。井田外的南部和北部分别有济河和茨淮新河，水位标高为+15+20m，最高洪水位标高为+25.63m（1954.7.29.）。三 气候与气象本井田所在地属季风暖温带半湿润性气候，四季分明，冬冷夏热。该地区每年春、夏季多东南风，秋、冬季多东北风及西北风，一般风速在2.83.6m/s；年均气温15.1，最高气温41.4，最低气温-21.7；年均降雨893.74mm，雨期多集中在6、7、8三个月；雪期一般为72127天；土壤的冻结深度一般为412cm。四 地震烈度根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的有关规定，本井田所在地的抗震设防

4、烈度为6度。五 建筑材料本矿井的工业与民用建筑的主要建筑材料为砖、砂、石、水泥、石灰、木材、各种规格型号的钢筋和型钢等，预制构件主要有空心板和大型屋面板等。建筑材料本着就近取材的原则，优先就地选用材料，对目前当地尚无的建材如型钢，钢筋等可由凤台、利辛等周边地区购入。材料运输一般采用卡车运输或火车转卡车运输。六 供电(一) 电源概况本矿井位于利辛县境内，北距利辛县城约25km，目前该矿井邻近有刑集220kV变电所及利辛、阚疃、刘庄矿井110kV变电所。刑集220kV变电所位于本矿井西约34km处，该所装设2120MVA主变压器，以2回220kV输电线路分别经阜东、张集与淮北、淮南电厂相联。利辛1

5、10kV变电所位于本矿井北约24km处，该所装设31.5MVA20MVA主变压器，2回110kV电源线路分别引自涡阳220kV变电所。阚疃110kV变电所位于本矿井东北约14km处，该所装设31.5MVA主变压器2台， 2回110kV电源分别引自利辛110kV变电所和蒙城220kV区域变电所。刘庄矿井110kV变电所位于本矿井东南约12km处，该所装设140MVA220MVA主变压器，2回110kV电源线路均引自张集220kV变电所。该所留有的适当发展裕度，用于刘庄矿井后期发展用电。若板集两路110kV电源由刘庄矿转接将违反煤矿安全规程中“矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷”的规定。本矿

6、井110kV变电所电源引自距离最近的阚疃110kV变电所，其中1回蒙-阚110kV电源线路，专供板集矿井，保证本矿井建设、生产用电安全可靠。综上所述，本矿井所处地区电源充足、供电可靠。(二) 矿井供电电源根据矿井邻近电网现状，并考虑本矿井为3.0Mt/a的大型矿井,用电负荷大，电压质量要求高，因此本矿井供电电源电压采用110kV。为保证矿井供电安全可靠，对本矿井供电电源进行了全面分析及多方案经济技术比选，采用供电方案为：矿井110kV变电所2回110kV电源线路均引自阚疃110kV变电所，所内装设2台31.5MVA主变压器。经国投新集能源股份有限公司与亳州市及利辛县供电部门协调，安徽省电力公司

7、已对阚疃变电所进行改造，从蒙城变电所架设的一回110kV线路经阚疃变电所转供板集矿井使用，阚疃变电所改造后能提供2路110kV出线电源、满足40MVA供电容量需求，板集矿建设生产用电安全、可靠、经济。七 供水(一) 供水水源本矿井供水水源分为两部分，即地下水和处理后的矿井水。由于矿井所在地区地表水系不发达，且受季节性影响较大，因此设计选择地下水作为本矿井供水水源。为充分利用和开发水资源，对井下排水经过净化处理达标后，作为工业场地生产用水水源。1水源井供水水源本井田属淮河冲积平原，地形平坦。井田南有济河、北有茨淮新河流经本区，属中小型季节性河流，无大型地表水体，故设计选择地下水作为矿井建设期间用

8、水和矿井投产后的生活、消防和部分生产用水水源。根据国投新集能源股份有限公司板集井田供水水文地质勘探报告，本井田第四系松散层第二含水层（组）和第三含水层（组）上段水质各项指标均符合生活饮用水水质标准，可作为生活用水开采层位。含水层埋藏条件：第二含水层底界面埋深77.7095.45m，砂层厚度5.9029.80m，水位标高22.0622.10m，单位涌水量0.534L/s.m，渗透系数9.59m/d，矿化度0.609g/l，富水性中等，水质类型为重碳酸盐型。第三含水层上段底界面埋深195.25206.80m，砂层厚58.782.4m，岩性以灰绿色、黄色的中细砂为主，水位标高14.89517.065

9、m，单位涌水量为1.1362.556L/S.m，滲透系数5.638.91L/S.m，矿化度0.6030.650g/l，水质为重碳酸盐型，有害元素含量低于部颁标准，菌类含量均未超标。经消毒后，水质符合生活饮用水标准，能够满足矿井生活、生产、消防用水水质及水量要求。2 矿井水供水水源矿井井下正常涌水量为628m3/h，经净化处理后,水质能够达到生产用水标准，可以回用。为节约水资源，保护环境,采用处理后的矿井水作为矿井生产用水主要水源。在矿井建设期间和投产初期，矿井水处理站尚未建成投产或井下涌水量较小时，可由水源井提供或补充该部分生产用水。(二) 给水系统矿井给水系统根据水质的不同，分为生活给水系统

10、和生产给水系统两部分。其中井下消防洒水、选煤厂用水、矸石山水冲扩堆用水和防火灌浆用水等由生产给水系统供给，其他用水均由生活给水系统供给。第二节 矿井开采范围及生产能力一 井田面积板集井田位于安徽省淮南新集矿区板集-杨村区的南部块段，其东自F12断层，南、西、北均至1煤层隐伏露头。全井田东西长6.0km左右，南北宽47km，面积约30km2。二 煤系与煤层本井田的含煤地层为华北型石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。淮南煤田二叠系的山西组与上、下石盒子组自下而上一般可分为7个含煤段，但本井田上部的六、七含煤段已被剥蚀殆尽，仅存的第一、二、三、四含煤段和部分第五含煤段总厚

11、约467m，含煤19层，煤层平均总厚28.04m，含煤系数为6.0%。全井田共有可采煤层10层，平均可采总厚25.20m。其中主要可采煤层有11-2、8、5和1，平均可采总厚14.79m；次要可采煤层有9、7-2、7-1、6-1和4-2，平均可采总厚5.90m；13-1煤层尽管平均厚度达4.51m，但受剥蚀严重，保存面积小，又位于煤系的浅部，因而，开采价值极小。可采煤层主要特征见下表。本井田可采煤层以大部可采全区可采的中厚厚煤层为主，煤层结构简单较简单，煤层的稳定性属稳定较稳定型。本井田各可采煤层对比可靠。三 煤质与煤的用途本井田各煤层均以黑色为主，少量灰黑褐黑色；主要具弱玻璃玻璃光泽、沥青和

12、强沥青光泽，少量油脂光泽；以粉状、小块状为主，少量块状及片状；断口一般为参差状、平坦状和粗糙状；性脆易碎，内生裂隙发育，且多为黄铁矿膜充填。本井田可采煤层为低中灰中灰、特低低硫、特低低磷、中高高挥发份、富油、中中高热值的气煤和1/3焦煤，其中精煤为理想的炼焦配煤，中煤和原煤可作动力用煤。本井田煤层风氧化带深度为自基岩顶界面向下垂深30m。四 井田储量(一) 储量分析1 矿井地质资源量根据矿井设计规范中有关初步设计阶段资源/储量的计算要求，矿井地质资源量由查明煤炭资源组成。因此，本矿井地质资源量即包括111b、122b和333计三部分，共有540942.5kt。2 矿井工业资源/储量按照矿井设计

13、规范中初步设计阶段资源/储量的计算要求，矿井工业资源/储量由查明煤炭资源的大部分组成。因此，本矿井工业资源/储量即包括111b、122b和大部分333，其中的大部分333以333乘以其可信度系数k表之。为使大部分333确定得更趋合理，本次对可信度系数k值首先从井田的构造复杂程度考虑，然后结合各可采煤层的稳定性综合选取。由于本井田的构造复杂程度中等，但其中11-2、8和5计3层煤为稳定煤层，9、7-2、7-1、6-1、4-2和1计6层煤为较稳定煤层，因而，本次将矿井地质资源量中333的k值按稳定煤层和较稳定煤层分别取0.85和0.80，共求得矿井工业资源/储量504520.8kt。当然，由于本井

14、田的钻探工程密度不高，因而，按照钻探工程网度确定的资源/储量大部分为推断的内蕴经济资源量，探明的和控制的两部分经济基础储量偏少。而矿井设计规范则要求在设计阶段对各煤层中推断的内蕴经济资源量剔除不可信部分，这样，必然导致本矿井工业资源/储量减少，进而直接影响矿井设计服务年限。但是，如果在今后的适当时期追加适量的钻探工程，尚可提高部分资源量的地质可靠程度，从而增加矿井工业资源/储量，使矿井设计服务年限适当延长。3 矿井设计资源/储量（1）永久煤柱量a防水煤柱：按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000版）（以下简称“三下”采煤规程）的有关规定，结合新生界底部含、隔水层的赋存特

15、点综合分析，本井田必须在各可采煤层的浅部留设一定高度的防水煤柱，共有防水煤柱量109838.7kt。实际开采中，可根据具体情况和取得的实测岩移资料，在确保安全的前提下，对防水煤柱高度进行必要的调整。如果回采上限得以适当上提，将可以解放可观的煤炭资源/储量，从而增加矿井设计资源/储量，使矿井设计服务年限适当延长。b断层煤柱：根据煤炭勘探报告提供的断层含、导水性，同时结合淮南煤田新、老矿区生产矿井断层煤柱留设的实践经验，本次暂按断层的最大落差大于等于100m、小于100m而大于等于50m和小于50m而大于等于20m，分别在其两侧各留100m、50m和30m宽度为之，共有断层煤柱量97175.5kt

16、。当然，在正式开采之前，各断层煤柱的安全尺寸尚必须按照取得的基本参数计算确定。如果计算的断层煤柱安全尺寸小于本次暂定的断层煤柱宽度，将可使一定数量的煤炭资源得以回收，从而增加矿井设计资源/储量，使矿井设计服务年限适当延长。（2）矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量扣除207014.2kt永久煤柱量后，尚有矿井设计资源/储量297506.6kt。4 矿井设计可采储量（1）工业场地煤柱量按照“三下”采煤规程中淮南矿区地表移动实测参数（=41，=70，=66-22sin，=66）计算，本矿井共有工业场地煤柱量43959.8kt。（2）开采损失根据矿井设计规范的要求，本矿井各可采煤层的开采损失以扣除工

17、业场地煤柱量后的矿井设计资源/储量，按属于厚煤层、中厚煤层和薄煤层分别乘以25%、20%和15%的采区回采损失率计算，共有54394.8kt。（3）矿井设计可采储量矿井设计资源/储量扣除工业场地煤柱量和开采损失后，共有矿井设计可采储量199152.0kt；其中-735m以浅为73297.2kt，约占矿井设计可采储量的36.8%。五 矿井工作制度矿井设计年工作日为330d，每天4班作业，其中3班生产、1班检修。每班工作6h，每天净提升时间为16h。六 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力按3.0Mt/a计，考虑1.35的储量备用系数，矿井计算服务年限为49.2a。第三节 矿井开拓准备简介一

18、 井田的主要特点（一）本井田煤系地层上覆547.65713.5m之间的新生界松散层，其厚度变化随古地貌形态由南向北逐渐增厚，基本延古地形向东北倾斜，局部地段稍有起伏。（二）本井田总体形态为一轴向北西西的宽缓向斜构造。中部平缓，浅部露头部位局部较陡，井田四周被灰岩围抱。井田走向长约6.0km，倾向宽47km。（三）本井田可采煤层自上而下可分为上（9、8、7-2、7-1煤层）、中（6-1、5、4-2煤层）、下（1煤层）3个煤（层）组，宜采用分煤（层）组联合采区布置。（四）由于受F104断层（落差0160m）的影响，以F104断层为界将将井田分为东、西两大块段，即东部块段和西部块段。其中东部块段较大

19、，条件较好，采场较多，西部块段较小，仅宜划为1个采区块段。储量分布方面，东部块段共有可采储量11520.75万吨，西部块段有可采储量8394.51万吨，前者占矿井可采储量的57.85%，后者占42.15%。（五）井田内板集镇较大，位于井田西北部，苏沟自东向西在井田内南部经过。（六）矿井铁路专用线规划自刘庄矿井延伸而来，即该线路位于井田东南部。（七）本井田煤层埋藏深，地温较高，地压较大。（八）本矿井全井田做了三维地震勘探，进一步查明了全井田小构造发育状况。二 开拓方式根据本井田上述特点，本矿井采用立井、主要石门及分组大巷开拓方式。三 井筒数目及用途根据矿井提升、通风及安全要求，本矿井在工业场地内

20、设主井、副井和中央回风井3个井筒。井口位置设于324孔东约300m处（赵庄东南）。主井井筒净直径5.8m，为矿井进风井。井筒内布置1套32t双箕斗，专用于提煤，并兼进部分风。副井井筒净直径7.0m，井筒内布置一宽一窄900轨距1.5t矿车双层四车罐笼，供提升矸石及上下人员、设备、材料之用。本井筒为矿井主要进风井，井筒内设有梯子间，作为矿井安全出口之一。回风井井筒净直径6.5m，为矿井专用回风井。井筒内设封闭梯子间，为矿井另一个安全出口。四 水平划分本井田为一宽缓向斜有限煤田，南、北、西境界以煤层露头为界，初期开采的煤层主要为8、5煤层，其回采上限一般在-680-720m。赋存下限8煤在-800

21、m左右，5煤在-850m左右，煤层赋存垂高仅约为100140m，因此井田采用1个水平上、下山开采。五 通风系统及通风方式根据矿井开拓布置，在工业场地内设主井（D5.8/6.2m）、副井（D7.0m）和中央回风井（D6.5m）计3个井筒，其中主井、副井进风，中央回风井回风，矿井通风系统为中央并列式。通风方法采用全负压抽出式机械通风。达产时最长通风线路约7.0km，通风困难时最长通风线路10.1km左右，后期西一采区开采时最长通风线路约13.3km，经计算，三个井筒可承担全矿井前、后期的通风任务。本矿井主井、副井进风，中央回风井回风，全矿井通风井井筒数目为3个。确定回风井净直径为6.5m，回风井内

22、最大风速为10.2m/s，回风井内梯子间须密闭。副井和主井按提升和通风要求，净直径分别为7.0m和5.8m。副井和主井总的最大通风量393m3/s。六、主要巷道布置根据本井田煤层赋存特点以及所确定的矿井开拓方式、采区布置和采煤方法，本矿井采用主要石门，东、西翼采用分组大巷布置，各翼间采用胶带机及轨道大巷联系。根据通风及运输需要，初期在井底车场与首采区间共设5条主石门，即2条轨道石门，1条胶带机石门（斜巷）和2条回风石门。矿井东翼在工业场地保护煤柱线后，沿保护煤柱线向南、北各布置1条-735m轨道大巷、1条-735m胶带机大巷（斜巷），沿9、8煤层布置2条回风大巷。南翼大巷基本布置在5煤顶板5煤

23、底板，北翼大巷基本布置在8煤底板8煤顶板。南翼大巷掘到BF34-1断层附近，沿BF34-1断层布置1组上山至东三采区。后期自-735m主石门处向西掘1组大巷至F104断层附近，水平降为-820m，过断层至西部块段8煤层底板，再沿F104断层在8煤底板作1组大巷开采西部煤层。相邻大巷间平距一般控制在40m左右。为避免断层导水和太灰水的威胁，在掘进过断层时，要采取措施探水、防水；开采1煤层时，要采取疏水降压、大巷布置在1煤层顶板等切实可行的措施，确保安全生产，同时，还应积极做好灰岩水的防治工作，建立完善的水文地质观测系统，及时监控和预报地下水的变化情况，谨防突水灾害发生。七、开采顺序（一）煤层间一

24、般采用自上而下的下行开采顺序，故优先考虑开采上煤组（97-1煤），设计推荐9、8煤层作为首采煤层。（二）走向方向采取由近及远的前进式开采顺序。（三）沿倾斜方向采用由浅至深，即先上山、后下山的开采顺序。八、采区划分及配采计划（一）采区划分本矿井以F104断层为界划分为东部块段和西部块段。东部块段又以F104-1、F511断层为界划分为东一、东二、东三等三个开采块段，西部块段作为一个开采块段开采。全井田共划分为4个开采块段。每个块段内按煤层间距的大小可划分为3个采区。这样，全矿井共划分为12个采区，其中东部块段9个采区，西部块段3个采区。（二）配采计划在安排配采计划时，主要遵循以下原则：1 厚、薄

25、煤层搭配开采，以提高资源回收率，避免产量出现较大波动，保证矿井均衡生产；2 尽量使综采、高档普采工作面数目相对稳定，以保证矿井生产队伍和设备的稳定性；3 优先开采东部块段，西部块段作为矿井后备区。根据配采计划安排，矿井移交后第二年即达到3.0Mt/a设计生产能力。九 井底车场形式根据矿井开拓部署、井筒提升与大巷运输方式、井筒与主要运输大巷（石门）相互关系以及地面生产系统布置等，从减少初期井巷工程量、缩短矿井建设工期，有利于井底车场和硐室布置等方面考虑，并结合矿井实际情况，矿井井底车场采用立式刀型布置，东西向进出车。井底车场通过-735m轨道石门与-735m 南北翼轨道大巷相连接。第二章 采区概

26、况第一节 采区位置东二采区位于煤田的中东北部，东接采区巷道，南、西分别与东二、西一采区采区相邻，北以F104-1断层为界,南以F511断层为界,东二采区总的东西长约2.5公里，南北宽约2.2公里，面积约5.5平方公里。地面标高24.81+27.16m。第二节 采区内勘探程度1 地面钻探情况东二采区内共有4条勘探线穿过，分别为30、31、32、33勘探线，共有18个钻孔落在本区。除402、406孔为1986年1月12日-1986年9月19日施工，其余均为2003年5月31日2003年10月15日施工。2 地面三维物探情况2005年，安徽煤田地质局物探测量队和南京第六物探大队对板集煤矿的东翼、西翼

27、分别进行了三维地震勘探，完成测线21束，物理点10286个，满叠加面积14.365km2 。并于2005年5月由六物提交了国投新集能源股份有限公司板集井田三维高分辨率地震勘探总结报告。第三节 煤层与围岩一 煤层及其顶、底板岩性特征1煤：位于山西组第一含煤段下部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点10个，均可采，断缺点2个（31-4、32-2孔）。厚0.808.66m,平均4.65m，多为单一结构煤层，仅在30-3孔有一层夹矸，31-3孔有二层夹矸，夹矸多为炭质泥岩和泥岩，结构简单。该煤层在成煤后期大面积受到河流冲刷，但在本区受冲刷影响较小，煤层厚度基本正常，因此该区煤层属稳定煤层。顶板以中、粗砂岩

28、为主，次为粉砂岩及砂泥岩互层，底板多为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。4-2煤：位于第二含煤段下部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点9个，其中可采点8个，不可采点1个，尖灭点1个，煤厚01.60m，平均厚1.13m。结构简单，不含夹矸，属大部可采的较稳定煤层。本区不可采区主要分布31线中部（31-4孔附近）。顶板多为粉砂岩、细砂岩，其次为泥岩、砂质泥岩，底板多为泥岩、砂质泥岩，次为炭质泥岩、粉细砂岩。5煤：位于第二含煤段中下部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点10个，全部可采。煤厚3.657.00m，平均厚5.96m，煤层结构简单，本区内全为单一煤层，部分钻孔含12层夹矸，为全区可采的稳定煤层，顶板多泥岩

29、，个别为中、细砂岩、粉砂岩，底板多为细砂岩、粉砂岩，次为泥岩、砂质泥岩及炭质泥岩。6-1煤：位于第二含煤段中部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点10个，全部可采，煤厚0.853.55m，平均厚1.51m，煤层结构简单，本区属大部可采的较稳定煤层。顶、底板以泥岩、砂质泥岩为主，少数为粉砂岩、细砂岩。 7-1煤：位于第二含煤段上部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点7个，全部可采，尖灭点2个，断缺点1个，煤厚01.60m，平均1.28m。结构简单，本区属大部可采的较稳定煤层。顶、底板多为泥岩、砂质泥岩。个别点为粉砂岩、细砂岩7-2煤：位于第二含煤段上部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点8个，其中可采点6个

30、，不可采点2个，尖灭点1个，断缺点1个，煤厚01.70m,平均1.12m，结构简单，30-3孔含有一层夹矸，夹矸为炭质页岩，本区为大部可采的较稳定煤层，不可采区面积较大，主要分布在井田南部32勘探线以西地段。顶底板多为泥岩、砂质泥岩，少数点为粉砂岩、细砂岩和中砂岩。8煤：位于第二含煤段上部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点9个，全部可采，断缺点1个，煤厚1.803.75m，平均2.36m。见煤点不含夹矸，结构简单较简单。顶、底板以泥岩为主，少数为砂岩，属全区可采的稳定煤层。9煤：位于第二含煤段顶部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点10个，其中可采点9个，不可采点1个，断缺点1个，煤厚0.651.4

31、5m，平均1.16m。结构简单较简单，31-3孔含有一层夹矸，夹矸为泥岩，本区为大部可采的较稳定煤层。不可采区主要分布在31-4孔附近。顶板以泥岩为主，次为粉砂岩、细砂岩、中砂岩和粗砂岩，底板为泥岩及砂质泥岩，个别为粉砂岩。本区东南角基岩界面至煤层底板的垂直深度不足80m，处在风氧化带和防水煤柱范围内。11-2煤：位于第三含煤段中部，东一、东二采区内钻孔穿过煤层点5个，其中可采点5个，剥蚀点5个，煤厚1.553.10m，平均2.22m。3个见煤点含一三层夹矸，夹矸多为炭质泥岩，少数为泥岩。顶、底板为泥岩、砂质泥岩，个别顶板为粉砂岩、细砂岩。本区煤层埋藏较浅，煤层受到剥蚀严重，多处出现无煤区，且

32、基岩界面至煤层底板的垂直深度不足80m，处在风氧化带和防水煤柱范围内。二 煤质1 煤的物理性质和煤岩特征各煤层均以黑色为主，少量灰黑褐黑色，弱玻璃、玻璃光泽，有沥青和强沥青光泽，少量油脂光泽；以粉状、小块状为主，少量块状及片状；性脆易碎，内生裂隙发育，多充填有黄铁矿膜，断口一般为参差状、平坦状、粗糙状。宏观煤岩成分以暗煤、亮煤为主，少量镜煤条带成透镜体。煤岩类型为半暗半亮型煤。各煤层实测视比重（ARD）两极值为1.301.66，平均值为1.361.51之间，随灰分增高而增大。A 原煤水分（Mad）原煤水分平均值以11-2煤层较高，为2.16%，7-1煤层较低，为1.75%，其它煤层均在1.77

33、2.03%之间，变化不明显。B 原煤灰分:剔除因采样原因致使个别样点原煤灰分超过40%的异常值后，各可采煤层原煤灰分平均值在18.6129.19%之间，7-1煤层最高，1煤层最低，除5、1煤层属低中灰煤外，其余煤层均属中灰煤。11-2煤层：原煤灰分实测两极值为16.4335.22%，灰分变化标准差为5.42，该煤层灰分总体以中灰为主，部分为中高灰，少量为低中灰。其平均灰分为26.69%，属中灰分煤。9煤层：原煤灰分实测两极值为20.0235.28%，灰分变化标准差为4.45，该煤层灰分以中灰为主，部分为中高灰。其平均灰分为27.98%，属中灰分煤。8煤层：原煤灰分实测两极值为13.8038.0

34、7%，灰分变化标准差为6.34，该煤层灰分以低中灰和中灰为主，伴少量中高灰。其平均灰分为23.26%，属中灰分煤。7-2煤层：原煤灰分实测两极值为14.6436.19%，灰分变化标准差为5.80，该煤层灰分以中灰为主，次为低中灰和中高灰。其平均灰分为25.04%，属中灰分煤。 7-1煤层：原煤灰分实测两极值为20.4139.12%，灰分变化标准差为5.37，该煤层灰分主要为中灰，次为中高灰。其平均灰分为29.19%，属中灰分煤。 6-1煤层：原煤灰分实测两极值为11.0934.18%，灰分变化标准差为5.92，该煤层灰分以低中灰为主，部分为中灰，少量为中高灰。其平均灰分为21.61%，属中灰分

35、煤。5煤层：原煤灰分实测两极值为12.4334.59%，灰分变化标准差为5.04，该煤层灰分以低中灰为主，部分为中灰，少量为中高灰。其平均灰分为19.54%，属低中灰分煤。 4-2煤层：原煤灰分实测两极值为15.9936.34%，灰分变化标准差为6.04，该煤层灰分以低中灰和中灰为主，次为中高灰。其平均灰分为23.79%，属中灰分煤。 1煤层：原煤灰分实测两极值为9.4034.32%，灰分变化标准差为6.49，该煤层灰分以低中灰为主，部分中灰伴少量低灰和中高灰。其平均灰分为18.61%，属低中灰分煤。 各可采煤层原煤全硫平均值在0.480.76%之间，7-1煤层属特低硫分煤，其余煤层均属低硫煤

36、。 C 磷（Pd） 各可采煤层原煤磷含量平均值在0.0090.022%之间，11-2、9、8、7-1、6-1煤层属特低磷煤，其余煤层均属低磷分煤。井田内9、5、1煤层精煤挥发分平均值大于37%，属高挥发分煤，其余煤层均属中高挥发分煤。本井田各煤层间挥发分产率差异不大，无明显变化规律，同一煤层其挥发分产率变化也无明显规律，高挥发分（37%）和中高挥发分（2837%）相间分布，致使本井田煤层的煤类分布也无明显规律。本井田各煤层原煤干燥基弹筒发热量平均值在23.2227.74MJ/kg之间，其中1煤层最高，7-1煤层最低。原煤发热量与原煤灰分之间关系密切，随煤层原煤灰分降低，发热量增高。煤质总体特征

37、 本井田煤类主要为气煤，次为1/3焦煤。 第四节 地质构造及水文地质一 地质构造东二采区地层构造形态为中间凸起，向南西变深的背斜形态，缓波状起伏较发育。采区内共有断层9条（含采区边界断层F104、F1041、F511，其中正断层8条，逆断层1条）。采区内地层走向72165，倾向162255，地层倾角一般较为平缓，倾角215，平均倾角9。东二采区地层总体构造形态为单斜构造，东南高西北低，缓波状起伏较发育。采区内共有断层7条（含采区边界断层F1041、F511）（附表一），其中BF36与BF37以及BF32与AF01断层，在采区中部形成两个地堑构造。区内地层走向NE50130，NE倾向32040，

38、地层倾角除西北角稍陡外，一般较为平缓，倾角015，平均倾角8二 水文地质（一）水文地质特征1 新生界松散层区内松散层较厚，其厚度变化随古地貌形态由南向北增厚，基本沿古地形向东北倾斜，局部地段稍有起伏。松散层自上而下可分为四个含水层和三个隔水层。上部第一、二含水层是矿区的主要供水水源。中部第三隔水层粘土厚度大和分布范围广，是区域内的重要隔水层。下部第四含水层下粘土层较薄，基本直接覆盖基岩含水层之上，在开采浅部煤层时，下部第四含水层地下水可沿基岩风化带垂直渗入补给，构成矿坑充水水源之一，同时该含水层是沟通基岩各含水层之间发生水力联系的主要途径。第四含水层由上部厚层灰白色中细砂层和下部砂砾层构成，砂

39、层间有薄层粘土、砂质粘土分布，含水砂层厚度大。井田内抽水3次，水位标高16.5117.15m q=0.15310.655L/ sm k=0.16030.671 m/d ，矿化度2.3882.419 g /L，水质类型ClNa水，富水性中等。2 二叠系砂岩裂隙含水层二叠纪煤系砂岩裂隙含水层位于可采煤层与泥岩之间，按其与可采煤层的相对关系和对矿井充水的影响程度，大致可分为13-111-2煤间含水层（段）和84-2煤层间含水层（段）。砂岩裂隙含水层岩性、厚度变化均比较大，分布不稳定，一般以中、细砂岩为主，局部为粗砂岩和石英砂岩，是矿井开采的直接充水含水层。但因其主要与砂岩裂隙的发育程度、开启大小和延

40、展长度密切相关，故富水性不均一，且以储存量为主。3 太原组灰岩含水层据区域资料，本井田所在地的石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙含水组总厚约100110m，由灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成，其中含自上而下编号的灰岩13层，除3、4和12灰较厚以外，其余均较薄，一般灰岩岩溶裂隙发育不均，且多为方解石充填，富水性弱。该含水组上部的14灰是1煤层底板直接充水含水层，其上距1煤层14.6040.70m，平均26.21m，虽然根据抽水试验资料，太原组14灰富水性均较弱，但考虑的岩溶发育不均一性，如果直接开采1煤层，很可能因灰岩水压过高而引发底板突水事故。（二）充水因素分析1 新生界砂层水新生界松散层下部含

41、水层直接覆盖在煤系之上，天然条件下，下含水通过煤系基岩风化带垂直渗透补给。补给量大小与风化带岩性和渗透性大小有密切关系。一般在留足防水煤柱的情况下对工作面的掘进不构成威胁，但考虑到断层的因素，可能通过断层带导通，造成垂向上的水力联系，造成一定量的涌水。2 煤系砂岩裂隙水煤系砂岩裂隙水是工作面掘进直接充水水源，其主要与砂岩裂隙的发育程度、开启大小和延展长度密切相关，故富水性不均一，且一般以静储量为主，属疏干型，初始涌水量大，随后逐渐衰减。在穿过坚硬砂岩层及褶曲轴部及小断层附近时，须提防带压砂岩水突然溃出。建议采用先进井下物探探测顶板砂岩的富水区，然后根据探测结果进行探放水。3 石灰岩岩溶裂隙水

42、1煤层底板距石炭系太原组第一层灰岩平均距离26.21m，第一水平-735m灰岩水头压力为7.50Mpa，在自然状态下，无水流补给矿坑。但在开采1煤层，地压失去平衡以后，1煤底部岩石将会因超过极限强度而破裂，引起底鼓，导致灰岩水突入坑道。尤其是断层由煤系切入灰岩使得1煤与灰岩间距变小，或者断层使煤层与灰岩直接对口，突水机率将会增大。所以，在开采1煤层时，必须进行疏水降压，确保生产安全。4 断层导水目前对于采区内的断层构造带的含、导水性尚不清楚。预计断层在切割坚硬脆性岩层地段，将会造成围岩裂隙发育，特别是灰岩与煤岩层对口部位是突水的主要诱发因素。所以，为了保证矿井生产安全必须作为导水断层加以考虑，

43、留足安全距离，提前探放。（三）防水煤岩柱留设 区内被巨厚松散层覆盖，松散层厚度大致为580620m，底含较发育富水性中等，而底部粘土层较薄或缺失，一般小于5m。为确保安全开采，必须留设足够的防水煤柱。根据矿井初步设计，防水煤柱留设采用公式 Hsh=Hfe+Hb +Hli 式中：Hsh防水煤柱高度（m）； Hfe风氧化带深度，本区可采煤层的浅部大部分与基岩直接接触，地下水很可能通过风化带裂隙垂直下渗，故风氧化带当作含水层，本区取30m； Hb保护层厚度，Hb=6M/n ，M为累计采厚，n为煤层分层层数； Hli导水裂隙带高度，Hli=100M/（1.6 n+3.6）；计算结果：根据上述公式计算1

44、1-2、8、5、1煤的防水煤柱高度分别为80m、80m、110m、110m，其他煤层则按临近可采煤层确定的防水煤柱高度取值，例如9煤亦可参照8煤以80m取之。（四）涌水量预计煤炭工业合肥设计研究院对板集矿井首采区涌水量预计成果如下： 1 计算依据： 根据安徽省亳州市板集煤矿地质报告汇编（2006.3）中的比拟法和地下水动力学法计算。（1）比拟法公式为： Q=Q0FS /F0S0Q0 生产矿井正常涌水量（130.63m3/h）,最大涌水量（164.90 m3/h）S、S0设计矿井水位降深（755m），生产矿井水位降深（630m）F、F0设计矿井开采面积（2.10km2）, 生产矿井开采面积（2.

45、27km2）（2）地下水动力学公式为： Q=1.366K（2H-M）M/（lgR0lgr0） K渗透系数（0.0652m/d）; M煤系砂岩含水层厚度（48m）； r0大井半径（818m），r0=F/3.14； R0大井引用半径（2740m），R0=10 SK+ r0；2 计算结果：（1）比拟法计算的东二采区正常涌水量为132.29m3/h，最大涌水量为167.00 m3/h。 （2）地下水动力学法计算的首采区最大涌水量为484.22m3/h。所以本矿井的首采区（东二采区）正常涌水量取132.29 m3/h，最大涌水量取484.22m3/h。第五节 煤尘、瓦斯、煤炭自燃情况1、瓦斯、煤尘与煤的

46、自燃煤层瓦斯、煤尘、自然情况一览表煤层序号瓦斯含量（CH4，m3/t）瓦斯突出危险性煤尘爆炸危险性煤的自燃11-2-危险有不自燃-不易自燃90.050.06危险有不自燃-很易自燃80.040.56危险有不自燃-易自燃7-20.060.19危险有不易自燃7-100.51危险有不自燃-不易自燃 6-2-危险有-6-10.010.47危险有不自燃-不易自燃50.030.22危险有不自燃-不易自燃4-20.030.11危险有不自燃-易自燃4-1-危险有-10.040.23危险有不自燃-不易自燃2、地温根据检查孔资料，井田恒温带深度为30m，温度为16.8，井田地温梯度2.23.8/100m。第六节 存在问题 1 本采区煤系地层上方绝大部分为新生界松散层覆盖，其底含砂层厚度大，富水性中等，且大部分与基岩直接接触，是基岩含水层的重要补给水源，为确保矿井安全生产，在采区及工作面布置时，必须做好防水煤柱的留设。2 对于区内断层，其导、阻水性的认识都尚不清，建议作为导水断层考虑进行提前探水，以确保矿井安全生产。3 应充分考虑大巷及边界断层保护煤柱的留设。第三章 采区巷道布置第一节 首采煤层选择根据矿井开拓布局，本