錢營孜礦2.4Mta新井設(shè)計

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編號：（ ）字 號本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 錢營孜礦2.4 Mt/a新井設(shè)計 固體充填采煤液壓支架支護(hù)參數(shù)設(shè)計理論研究 姓名： 學(xué)號： 01120073 班級： 采礦工程2012-3班 二 一 六 年 六 月 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計姓 名： 學(xué) 號： 01120073 學(xué) 院： 礦業(yè)工程學(xué)院 專 業(yè)： 采礦工程 設(shè)計題目： 錢營孜礦2.4 Mt/a新井設(shè)計 專 題：固體充填采煤液壓支架支護(hù)參數(shù)設(shè)計理論研究指導(dǎo)教師： 職 稱： 教 授 2016年6月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)院 礦業(yè)工程學(xué)院 專業(yè)年級 采礦工程2012級 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期：2016年1月8日畢業(yè)設(shè)計日期：2016年3月21日 至 2016年6月13日畢業(yè)設(shè)計題目：錢營孜礦2.4 Mt/a新井設(shè)計畢業(yè)設(shè)計專題題目：固體充填采煤液壓支架支護(hù)參數(shù)設(shè)計理論研究畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：根據(jù)采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計大綱，本畢業(yè)設(shè)計分為一般部分、專題部分和翻譯部分，具體包括：1、一般部分：錢營孜礦2.4 Mt/a新井設(shè)計，主要內(nèi)容包括：礦井概況、礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力、井田開拓、首采區(qū)設(shè)計、采煤方法、礦井運(yùn)輸提升、礦井通風(fēng)系統(tǒng)等。2、專題部分：固體充填采煤液壓支架支護(hù)參數(shù)設(shè)計理論研究。3、翻譯部分：完成近2年國外期刊上與采礦或煤礦安全有關(guān)的科技論文翻譯一篇，題目為“Evaluation of the stress state in two adjacent backfill stopes within an elasto-plastic rock mass”，論文5171字符。院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評語（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日摘 要本設(shè)計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為錢營孜礦2.4 Mt/a新井設(shè)計。一般部分共包括 10 章：1、礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2、井田境界與儲量；3、礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4、井田開拓；5、準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置；6、采煤方法；7、井下運(yùn)輸；8、礦井提升；9、礦井通風(fēng)及安全；10、設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。錢營孜礦位于安徽省宿州市西南。井田走向長度約為7.30 km，傾斜長度約為5.18 km，煤層平均傾角為12.8，井田水平面積約為37.84 km2，主采煤層為32煤層，平均厚度為5.28 m。地質(zhì)條件較為簡單。井田工業(yè)儲量為277.91 Mt，礦井可采儲量187.85 Mt。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為2.40 Mt/a，礦井服務(wù)年限為55.91 a，第一水平服務(wù)年限為41.76 a。礦井正常涌水量434 m3/h，最大涌水量為885 m3/h。礦井相對瓦斯涌出量平均為8.5 m3/t，屬于高瓦斯礦井。井田開拓方式為立井兩水平上下山開拓，二水平采用暗斜井延深方式。一水平標(biāo)高為-580 m，二水平標(biāo)高為-760 m。大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用蓄電池電機(jī)車牽引固定礦車。針對32煤層的首采區(qū)采用了采區(qū)準(zhǔn)備方式，分別劃分了3個回采工作面，并進(jìn)行了運(yùn)煤、運(yùn)料、通風(fēng)、排水、排矸、供電系統(tǒng)設(shè)計。針對32401工作面進(jìn)行了采煤工藝設(shè)計。該工作面煤層平均厚度為5.28 m，平均傾角11.1。礦井年工作日為330 d，工作制度為“四六”制，工作面采用大采高一次采全厚的綜采工藝。采用雙滾筒采煤機(jī)割煤，往返一次割兩刀。截深0.8 m，每天割六刀煤，每天進(jìn)尺4.8 m，月進(jìn)度144 m。專題部分題目是固體充填采煤液壓支架支護(hù)參數(shù)設(shè)計理論研究。基于固體充填采煤圍巖變形及控制特征，給出了充填采場圍巖移動的臨界狀態(tài)判別方法，定性分析了充填采煤液壓支架工作阻力的影響參數(shù)，建立了充填采煤液壓支架工作阻力設(shè)計的流程方法模型，結(jié)合翟鎮(zhèn)礦固體充填采煤工程案例，對液壓支架工作阻力設(shè)計流程進(jìn)行驗(yàn)證。翻譯部分主要內(nèi)容是彈塑性巖體中相鄰兩個充填采場的應(yīng)力狀態(tài)評估，呈現(xiàn)了用于評估彈塑性巖體（彈塑性模型）的兩個相鄰充填采場特性的數(shù)值模擬的主要結(jié)果。這些模擬提供了依次建造的兩個充填采場內(nèi)的應(yīng)力的評估方法，也提供了在第二采場建造期間，第一個充填采場的應(yīng)力路徑、巖墻位移和水平張力的評估方法。其英文題目為：Evaluation of the stress state in two adjacent backfill stopes within an elasto-plastic rock mass。關(guān)鍵詞：錢營孜礦；立井兩水平；采區(qū)布置；固體充填采煤液壓支架；工作阻力設(shè)計流程；彈塑性巖體，應(yīng)力狀態(tài)評估 ABSTRACTThis design includes three parts：the general part，the special subject part and the translation part.The general part is a new design for Qian Yingzi mine. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5.The roadway layout of strip district; 6.The method used in coal mining; 7.Underground transportation of the mine; 8.The lifting of the mine; 9.The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms of the designed mine.Qian Yingzi mine is located in the southwest of Suzhou, Anhui province. The strike length of the mine is about 7.30 km，the dip length is about 5.18 km，with an average coal seam dip angle of 12，and the horizontal area is about 37.84 km2.The 32 is the main coal seam ，with an average thickness of 5.28 m. The geologic structure of this minefield is simple.The industrial reserves of the minefield are 277.91 million tons, and the recoverable reserves are 187.85 million tons. The designed productive capacity is 2.4 million tons per year, and the service life of this mine is 55.91 years. The service life of the first level is 41.76 years. The normal flow of the mine is 434 m3 per hour and the maximum flow of it is 885 m3 per hour. The relative gas emission quantity is with an average of 8.5 m3 per minute, however, it is a high gas mine. The developing way of mine is shaft double level with rise and dip with the extension of blind slope. The first level is -580 m，and the second level is -760 m. The main haulage roadway uses belt conveyor to transit coal, while batterytrolley wagons are used for accessorial transportation in the main track roadway. The ventilation type in the early stage is centralized juxtapose ventilation，while compound ventilation in the late stage.The method of preparation in mining area is applied in the first working district of 32 coal seam, which is divided into 3 working faces totally, and conducted coal conveyance, material conveyance, ventilation, drainage, gangue conveyance and the design of electricity system. The design of coal mining technology is conducted in the 32401working face. The average coal seam thickness of this working face is 5.28 m and the average dip angle is 11.1. The “four- six” working system is adopted in this mine. It produces for 330 days per year. The working face applies fully mechanized longwall full-height coal caving method, and uses double drum shearer cutting coal which cuts twice during each working cycle. The depth-web is 0.8 m with three working cycles per day, and the advance of a working cycle is 4.8 m and the advance is 144 m per month.The topic of special subject parts is the theoretical study on the design of support parameter for hydraulic support in solid backfilled minimg. Base on the movement and control of rock mass in critical state in solid backfilled mining，give the discriminated method of movement of rock mass，analyze the influence parameter of hydraulic support resistance qualitatively，build the model of design process of the support resistance. Finally，combined with engineering cases in Zhaizhen mine， we verify the design process of support resistance.Translation part is about evaluation of the stress state in two adjacent backfill stopes within an elasto-plastic rock mass。The main results of numerical simulations conducted to assess the behavior of two neighboring backfilled stopes in an EP rock mass (EP model) have been presented. These simulations provide an evaluation of the stresses within the two backfilled stopes created in sequence, as well as an assessment of the stress paths, rock walls displacements and horizontal strains in the first backfilled stope during creation of the second opening. Its English title is “Evaluation of the stress state in two adjacent backfill stopes within an elasto-plastic rock mass?！盞eywords：Qian Yingzi mine; Shaft with two levels; The layout of mining area; solid backfilled mining；design process of support resistance；elasto-plastic rock mass；evaluation of the stress state目 錄一般部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1 礦區(qū)概述11.1.1 交通位置11.1.2 地形與河流11.1.3 氣候與氣象21.1.4 地震烈度21.1.5 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況21.1.6 水源與電源21.2 井田地質(zhì)特征21.2.1 區(qū)域構(gòu)造21.2.2 井田地層41.2.3 井田構(gòu)造61.2.4 煤層61.2.5 煤質(zhì)111.2.6 煤層頂?shù)装?31.2.7 煤的物理性質(zhì)及宏觀煤巖特性131.2.8 水文地質(zhì)141.2.9 其他開采技術(shù)條件152 井田境界與儲量162.1 井田境界162.1.1 井田境界劃分的原則162.1.2 開采界限162.1.3 井田尺寸162.2 礦井工業(yè)儲量162.2.1 構(gòu)造類型162.2.2 地質(zhì)資源儲量162.2.3 礦井工業(yè)儲量計算182.3 礦井設(shè)計儲量192.3.1 井田邊界保護(hù)煤柱192.3.2 斷層保護(hù)煤柱202.3.3 防水保護(hù)煤柱202.3.4 礦井設(shè)計儲量計算202.4 礦井可采儲量212.4.1 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱212.4.2 井筒保護(hù)煤柱232.4.3 大巷保護(hù)煤柱232.4.4 礦井可采儲量計算233 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限253.1 礦井工作制度253.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限253.2.1 確定依據(jù)253.2.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力253.2.3 礦井服務(wù)年限263.2.4 井型校核264 井田開拓284.1 井田開拓的基本問題284.1.1 井田的主要特點(diǎn)284.1.2 確定井筒的形式、位置和數(shù)目294.1.2 井筒位置的確定及采（帶）區(qū)的劃分314.1.3 工業(yè)場地的位置314.1.4 開采水平的確定334.1.5 主要開拓大巷334.1.6 礦井開拓方案比較344.2 礦井基本巷道394.2.1 井筒394.2.2 井底車場和硐室444.2.3 主要開拓巷道464.2.4 巷道支護(hù)475 準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置515.1 煤層地質(zhì)特征515.1.1 首采區(qū)位置515.1.2 采區(qū)煤層特征515.1.3 煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況515.1.4 水文地質(zhì)515.1.5 地質(zhì)構(gòu)造525.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)525.2.1 采區(qū)準(zhǔn)備方式的確定525.2.2 采區(qū)范圍及區(qū)段劃分525.2.3 煤柱尺寸的確定525.2.4 采煤方法及首采工作面長度的確定535.2.5 確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式535.2.6 采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式535.2.7 采區(qū)接替順序535.2.8 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)545.2.9 采區(qū)巷道掘進(jìn)與通風(fēng)545.2.10 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率555.3 采區(qū)車場選型設(shè)計565.3.1 確定采區(qū)車場形式565.3.2 采區(qū)主要硐室576 采煤方法596.1 采煤工藝方式596.1.1 采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件596.1.2 確定采煤工藝方式596.1.3回采工作面參數(shù)606.1.4 回采工藝和設(shè)備606.1.5 工作面支護(hù)方式646.1.6 各工藝過程注意事項(xiàng)676.1.7 采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)686.2 回采巷道布置716.2.1 回采巷道的布置形式716.2.2 回采巷道參數(shù)727 井下運(yùn)輸747.1 概述747.1.1 井下運(yùn)輸設(shè)計的原始條件和數(shù)據(jù)747.1.2 運(yùn)輸距離和貨載量747.1.3 井下運(yùn)輸系統(tǒng)747.2 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇757.2.1 設(shè)備選擇原則757.2.2 區(qū)段運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算757.2.3 采區(qū)運(yùn)輸上山設(shè)備選型767.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇777.3.1 主要運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇777.3.2 輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇778 礦井提升798.1 礦井提升概述798.2 主副井提升798.2.1 主井提升798.2.2 副井提升829 礦井通風(fēng)及安全849.1 礦井地質(zhì)、開拓、開采概況849.1.1 礦井地質(zhì)概況849.1.2 開拓方式849.1.3 開采方法849.1.4 變電所、充電硐室和火藥庫849.1.5 工作制、人數(shù)849.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定849.2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求859.2.2 礦井通風(fēng)方式的選擇859.2.3 礦井通風(fēng)方法的選擇889.2.4 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求899.2.5 采區(qū)通風(fēng)方式的確定899.2.6 回采工作面的通風(fēng)方式909.3 礦井風(fēng)量計算919.3.1 通風(fēng)容易時期和困難時期通風(fēng)方案的確定919.3.2 回采工作面風(fēng)量計算939.3.3 掘進(jìn)工作面風(fēng)量計算959.3.4 硐室需要風(fēng)量計算969.3.5 備用工作面風(fēng)量計算969.3.6 其他巷道所需風(fēng)量計算969.3.7 礦井總風(fēng)量的計算969.4 礦井風(fēng)量分配979.4.1 配風(fēng)的原則和方法979.4.2 風(fēng)速驗(yàn)算989.5 礦井通風(fēng)阻力計算999.5.1 通風(fēng)通風(fēng)阻力的計算原則999.5.2礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的最大阻力路線999.5.3 礦井通風(fēng)阻力的計算999.5.4 礦井通風(fēng)總阻力1009.5.5 礦井總風(fēng)阻和總等積孔1019.6 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備1029.6.1 選擇主要通風(fēng)機(jī)1029.6.2 電動機(jī)選型1069.6.3 對反風(fēng)裝置及風(fēng)硐的要求1069.7 安全災(zāi)害的防治措施1069.7.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施1069.7.2 預(yù)防井下火災(zāi)的措施1079.7.3 防水措施10710 設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)108參考文獻(xiàn)109專題部分固體充填采煤液壓支架支護(hù)參數(shù)設(shè)計理論研究1110 前言1111 固體充填圍巖移動及控制特征1111.1 固體充填綜采采場的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律1111.1.1 傳統(tǒng)綜采上覆巖層的變形特征1111.1.2 固體充填綜采上覆巖層的變形特征1121.1.3 固體充填采煤采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律1151.2 固體充填采煤地表沉陷規(guī)律1151.2.1 傳統(tǒng)綜采地表沉陷規(guī)律1151.2.2 固體充填綜采地表沉陷規(guī)律1161.3 固體充填三元控頂機(jī)制1172 充填采場圍巖移動的臨界狀態(tài)判別1182.1 不同的充實(shí)率對采場覆巖移動的影響1182.2 臨界充實(shí)率對采場覆巖移動的影響1192.2.1 臨界充實(shí)率的定義1192.2.2 臨界充實(shí)率的分類1192.3 臨界充實(shí)率的求解1192.3.1 力學(xué)模型建立1192.3.2 工程案例1223 充填采煤液壓支架工作阻力設(shè)計1243.1 支架基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定1243.2 支架工作阻力的計算1253.2.1 普通液壓支架工作阻力計算方法1253.2.2 充填采煤液壓支架工作阻力計算1263.2.3 充填采煤液壓支架工作阻力設(shè)計考慮參數(shù)1274 充填采煤液壓支架工作阻力設(shè)計流程1285 工程實(shí)測分析1285.1 工程概況1285.2 頂板位態(tài)變化實(shí)測1295.3 液壓支架工作阻力驗(yàn)證1305.3.1 地質(zhì)參數(shù)1306 結(jié)論1317 不足之處1318 參考文獻(xiàn)131翻譯部分英文原文134中文譯文149致 謝161一 般 部 分 中國礦業(yè)大學(xué)2016屆本科畢業(yè)設(shè)計 第99頁1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 交通位置錢營孜井田位于安徽省宿州市西南，北距宿州市約15 km，行政區(qū)劃隸屬宿州市和淮北市濉溪縣管轄。地理坐標(biāo)介于東經(jīng)11651001170000和北緯332700333230之間。勘查區(qū)范圍：東起雙堆斷層，西至南坪斷層，南以27勘探線和F22斷層為界，北至32煤層-1200 m等高線地面投影線?？辈樵S可證號為3400000520045，勘查登記面積為74.15 km2。區(qū)內(nèi)有南坪集至宿州市的公路和四通八達(dá)的支線與任樓、許疃、臨渙、童亭、桃園等礦井相連。青疃蘆嶺礦區(qū)鐵路支線從勘查區(qū)南部由西向東穿過，向東與京滬線、向西與濉阜線溝通。合徐高速公路從勘查區(qū)東北部穿過，交通十分便利。見圖1-1。圖1-1 交通位置圖1.1.2 地形與河流本井田地處淮北平原中部，地形平坦，地面標(biāo)高介于+19.68+24.72 m之間，一般在+23 m左右，總體地勢為西北高，東南低。澮河從井田的中部流過，為本井田附近的主要河流，年均水位：祁縣閘上游為+17.22 m，下游為+16.07 m；年均流量：上游的臨渙為7.85 m3/s，下游的固鎮(zhèn)為23.2 m3/s。此外，井田內(nèi)尚有縱橫交錯的人工溝渠。1.1.3 氣候與氣象本井田所在地屬季風(fēng)暖溫帶半濕潤性氣候，四季分明，冬冷夏熱。該地區(qū)每年春、秋季多東北風(fēng)，夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)；年均氣溫1415 ，最高40.2 ，最低-14.0 ；年均降水850 mm左右，最小520 mm，且雨量多集中在7、8月份。1.1.4 地震烈度淮北地區(qū)一千年來共發(fā)生有感地震40 多次，上世紀(jì)60年代以來，發(fā)生4 級以上地震4 次。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50011-2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為度，設(shè)計基本地震動峰值加速度為0.05 g，地震分組為第三組。近期來安徽北部地區(qū)發(fā)生較大地震統(tǒng)計參見表1-1。表1-1 近期來安徽北部地區(qū)發(fā)生較大地震統(tǒng)計表時間1965.3.151971.7.131973.9.221979.3.21981.12.201983.11.71999.1.12震中位置固鎮(zhèn)靈璧臨渙固鎮(zhèn)固鎮(zhèn)菏澤利辛地震級別4.03.34.55.03.05.94.21.1.5 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況區(qū)內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主，盛產(chǎn)小麥、玉米、大豆、山芋、棉花、花生、蔬菜以及蘋果、梨、桃、葡萄、湖桑等?？辈閰^(qū)所在地宿州市總?cè)丝?93 萬人，2003年全市GDP實(shí)現(xiàn)208 億元，全年財政收入11 億元，農(nóng)民人均純收入2000 元，城鎮(zhèn)人均可支配收入5500 元。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整成效明顯。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)初步形成畜牧、水果、蔬菜、種子四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；工業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，全市已基本形成食品、紡織、建材、能源、醫(yī)藥等五大支柱產(chǎn)業(yè)；全市規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值46.2 億元，已逐漸建成為新興工業(yè)城、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)市、皖東北商貿(mào)中心。井田位于淮北煤田中的宿縣礦區(qū)，礦區(qū)年生產(chǎn)能力已達(dá)到年產(chǎn)原煤1500 萬噸。井田東鄰有桃園、祁南、祁東、蘆嶺、朱仙莊等五對礦井，西有臨渙礦區(qū)的任樓、許疃、界溝等三對礦井，南部以27勘探線與鄒莊井田搭界。1.1.6 水源與電源區(qū)內(nèi)地表水系有自西向東流經(jīng)本區(qū)的澮河，新生界松散層含水層（組）水量豐富可作為供水水源。本井田西側(cè)有220 kV區(qū)域變電所,建有120 MVA主變壓器兩臺，供電電源可靠。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 區(qū)域構(gòu)造據(jù)區(qū)域資料對大地構(gòu)造單元的劃分(見圖1-2)，淮北煤田位于華北板塊（級構(gòu)造單元）東南緣之淮北凹陷（級構(gòu)造單元）內(nèi)，東以郯廬斷裂與揚(yáng)子板塊相接，南依蚌埠隆起和淮南煤田相望，煤田構(gòu)造的形成和發(fā)展與華北板塊總體構(gòu)造的形成及板緣構(gòu)造的演化有著密切聯(lián)系。煤田劃分為宿縣、渦陽、臨渙和濉肖等四個礦區(qū)，本區(qū)所在的宿縣礦區(qū)位于煤田的中部、宿縣渦陽凹褶帶內(nèi)。淮北煤田的總體構(gòu)造特征保持著華北板塊初始的東西向基本格局，早期形成并在聚煤期后繼續(xù)活動發(fā)展的近東西向斷裂嚴(yán)格控制著煤田的展布，燕山早期的擠壓機(jī)制以及其后至喜山期拉張機(jī)制下形成的南北向斷裂、褶皺及推覆構(gòu)造交叉、復(fù)合、迭置在近東西向構(gòu)造線上，形成近似網(wǎng)格狀的斷塊構(gòu)造格局（見圖1-3）。具體表現(xiàn)為近南北向構(gòu)造切割、改造早期的近東西向構(gòu)造，屬配套成分或低序次的北西和北東向斷裂分布在各斷塊內(nèi)，使已存的構(gòu)造變形進(jìn)一步復(fù)雜化。煤田的主導(dǎo)控煤構(gòu)造以斷塊方式為主，在煤田的東部、南部部分塊段還存在滑脫式、褶皺式控煤構(gòu)造，現(xiàn)存控煤構(gòu)造從其成生到最后“定格”，經(jīng)歷過兩期或兩期以上的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動，形成兩套或兩套以上疊加、復(fù)合的構(gòu)造應(yīng)力場，構(gòu)造形跡因此而得到不斷的改造和迭加。圖1-2 皖北地區(qū)構(gòu)造單元劃分略圖.華北板塊、.秦嶺大別上褶皺帶1. 淮北凹陷、2.蚌埠隆起、3.淮南凹陷、4.江淮隆起11. 徐宿弧形推覆體、21.宿縣渦陽凹褶帶、31.濉溪亳縣凹褶帶圖1-3 淮北煤田構(gòu)造綱要示意圖一、斷裂.宿北斷裂、.板橋斷層、.太河五河斷裂、.郯廬斷裂、.固鎮(zhèn)長豐斷裂、.徐宿弧形推覆構(gòu)造、.南坪斷裂、.大劉家斷層、.豐渦斷裂、.夏邑阜陽斷裂二、褶皺.蕭西向斜、.蕭縣復(fù)背斜、.閘河向斜、.皇藏峪背斜、.童亭背斜、.南坪向斜、.宿南向斜、.蘆嶺向斜1.2.2 井田地層井田內(nèi)地層自下而上劃分為奧陶系、石炭系、二疊系、第三系和第四系，簡述如下:1）奧陶系（O）：分布于本區(qū)雙堆斷層之東，鄰區(qū)鉆孔零星揭露，揭露厚度20.56 m，為厚層狀、灰褐色的白云質(zhì)灰?guī)r，溶洞發(fā)育。2）石炭系（C）:自下而上劃分為本溪組和太原組。（1）中統(tǒng)本溪組(C2b)：本區(qū)未揭露，據(jù)區(qū)域資料本組地層厚857.4 m，為淺灰色夾紫斑含鮞粒鋁質(zhì)泥巖,間夾薄層灰?guī)r.與下伏奧陶系呈假整合接觸。（2）上統(tǒng)太原組（C3t）：本區(qū)未完全揭露，361孔揭露厚度115 m，為灰?guī)r、碎屑巖和薄煤層組成。據(jù)鄰區(qū)祁南井田綜合資料，本組厚133 m，巖性由灰?guī)r、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖及薄煤層組成，夾灰?guī)r814層,一般1112層，其中3、4、12灰三層較厚。5灰11灰可合并?；?guī)r多分布于本組上、下部位，各層灰?guī)r具細(xì)晶粗晶結(jié)構(gòu)，局部層段含燧石結(jié)核。與下伏本溪組整合接觸。粉砂巖為灰深灰色，間夾砂質(zhì)條帶。泥巖為深灰黑色，質(zhì)細(xì)均一，含黃鐵礦結(jié)核。砂巖為灰淺灰色，微帶綠色，細(xì)砂巖成分以石英、長石為主，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，性疏松，具不清晰緩波狀層理。3）二疊系（P）: 區(qū)內(nèi)揭露厚度1266.80 m，為二疊系下統(tǒng)及上統(tǒng)一部分，自下而上劃分為山西組、下石盒子組、上石盒子組。(1) 下統(tǒng)山西組（P1S）：底界為太原組一灰之頂，頂界為駱駝缽砂巖之底，厚度為88.50145.50 m，平均111.20 m。巖性組合為砂巖、砂泥巖互層、粉砂巖、泥巖和煤層，含10、11兩個煤層（組），其中11煤層發(fā)育不好，10煤層發(fā)育稍好，為局部可采煤層。與下伏太原組整合接觸。（2）下統(tǒng)下石盒子組（P1XS）：底界為駱駝缽砂巖之底，頂界為K3砂巖之底，厚224.00306.50 m，平均265.60 m。巖性組合為砂巖、粉砂巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖和煤層。含4、5、6、7、8等5個煤層（組），含煤1019層，平均厚約13.57 m。其中51、52、53、62、72、82為可采煤層。上部砂巖較發(fā)育，中下部煤層發(fā)育，為二疊系主要含煤段。4煤上泥巖具少量紫斑，4、5煤附近泥巖常含菱鐵鮞粒和結(jié)核。7、8煤組間砂巖水平層理發(fā)育，底部鋁質(zhì)泥巖和駱駝缽砂巖為區(qū)域性標(biāo)志層。與下伏山西組整合接觸。（3）上統(tǒng)上石盒子組（P2SS）：底界為K3砂巖之底，頂界為平頂山砂巖之底，厚約900余米，區(qū)內(nèi)揭露厚度890 m，上部1煤至平頂山砂巖無系統(tǒng)揭露。巖性組合為雜色泥巖、粉砂巖、砂巖和煤層。含1、2、3三個煤組，含煤415層，平均厚度約7.83 m，其中32煤為可采煤層。1、2煤組偶有可采點(diǎn)，但灰份高，煤質(zhì)差。上部（1煤上）巖層色雜，多紫色、灰綠色，由上而下雜色漸少。底部K3砂巖是良好的標(biāo)志層。與下伏下石盒子組整合接觸。（4）上統(tǒng)石千峰組(P2Sh)：區(qū)內(nèi)未揭露，據(jù)鄰區(qū)資料，厚度大于200 m,巖性為一套陸相磚紅色、紫紅色砂巖，砂礫巖間夾淺豬肝色、灰綠色花斑狀砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。與下伏上石盒子組整合接觸。4）下第三系（E）：主要分布在本區(qū)西部及外圍，揭露厚度300.26 m。其巖性以紫紅色砂礫巖和粉砂巖為主。與下伏地層不整合接觸。5）上第三系：揭露有中新統(tǒng)、上新統(tǒng)，兩極厚度52.30236.80 m，平均157.12 m。(1) 中新統(tǒng)：與下伏地層呈不整合接觸，厚度在0109.20 m，平均厚60.29 m，根據(jù)巖性特征，一般分為上、下兩段。 下段：厚度024.55 m，平均6.69 m，局部缺失，巖性較復(fù)雜，一般由土黃色、灰黃色和雜色含泥質(zhì)中細(xì)砂、砂礫、礫石及粘土礫石組成，局部呈半固結(jié)狀。 上段：厚度084.65 m，平均厚度為53.60 m，在296、806和696三孔缺失，上中部為灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土組成，下部為砂質(zhì)粘土、鈣質(zhì)粘土和少量泥灰?guī)r組成。局部夾23層粉砂或細(xì)砂、粘土質(zhì)砂，可塑性強(qiáng)，具膨脹性，少數(shù)泥灰?guī)r具溶蝕現(xiàn)象。(2) 上新統(tǒng)：厚度在52.30127.60 m，平均厚度為96.83 m，可分為上、下兩段。 下段：兩極厚度42.3098.35 m，平均厚78.96 m，巖性以淺棕紅、棕褐色及灰綠色中、細(xì)、粉砂為主，夾34層粘土或砂質(zhì)粘土，上部砂層一般純含泥質(zhì)少，而下部則含泥質(zhì)多。在頂部夾有12層細(xì)砂巖（盤）。 上段：兩極厚度10.0029.25 m，平均17.88 m，巖性由灰黃色、棕紅色及灰綠色的粘土或砂質(zhì)粘土為主，間夾13層薄層透鏡狀粉砂、細(xì)砂等，粘土可塑性強(qiáng)，分布穩(wěn)定，頂部有一層砂質(zhì)粘土，富含鈣質(zhì)和黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核，為一沉積間斷的古土壤層，是第三、四系的分界線。6) 第四系:兩極厚度為49.2087.35 m，平均厚67.46 m。(1)更新統(tǒng)：兩極厚度2149.70 m，平均厚34.72 m，可分為上、下兩段。下段：兩極厚度11.5026.20 m，平均厚度19.12 m，巖性以灰黃色、棕黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂為主，夾12層粘土或砂質(zhì)粘土，含有鐵錳質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。上段：兩極厚度9.5023.50 m，平均厚度15.60 m，巖性以灰黃色、褐黃色粘土及砂質(zhì)粘土組成，夾12層粉砂或粘土質(zhì)砂，一般含較多鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核。(2)全新統(tǒng)：兩極厚度為28.2037.65 m，平均厚度32.74 m，巖性主要為灰黃色、黃褐色的粉砂、粘土質(zhì)砂及砂質(zhì)粘土、粘土組成，一般具二元結(jié)構(gòu)，由粉砂與粘土組成23個韻律層，上部0.50 m為耕植土，在深度35 m處富含砂礓結(jié)核，底部普遍發(fā)育有一層12 m的砂質(zhì)粘土，富含大量有機(jī)質(zhì)，并保存有大量蚌、螺化石及碎片，并含有鈣質(zhì)結(jié)核，是全新統(tǒng)與下伏更新統(tǒng)分界的標(biāo)志。地層綜合柱狀圖見圖1-4。1.2.3 井田構(gòu)造井田位于淮北煤田南部中段，處于北東向的南坪斷層、雙堆斷層所夾持的斷塊內(nèi)。區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一較寬緩向南仰起的向斜，并被一系列北東向斷層切割。斷層較發(fā)育，斷層走向以北東向?yàn)橹?，少?shù)近南北向及北西向。經(jīng)綜合精查地質(zhì)勘探等勘探手段，區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一較寬緩的向南部仰起的向斜，地層產(chǎn)狀一般較為平緩，沿走向和傾向有一定的起伏變化，地層傾角一般530左右，次級褶曲不甚發(fā)育；斷層雖較為發(fā)育，但斷層組合的規(guī)律性較強(qiáng)；巖漿巖在本區(qū)中下部煤層侵入，使得可采煤層及煤層結(jié)構(gòu)受到一定影響。本區(qū)小構(gòu)造比較發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)20 m的斷層10條，其展布方向與大斷層一致，主要為NE向，發(fā)育在大斷層附近，對煤層開采有所影響。在大斷層附近，由于斷層牽引作用，局部地段形成小的褶曲。因此綜合評價本區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。本設(shè)計為設(shè)計方便，將多數(shù)采區(qū)小斷層除去，只留有主要特征斷層及邊界斷層。其中兩條特征斷層其特征見表1-2。表1-2 斷層特征表斷層名稱性質(zhì)走向傾向傾角/()落差/m延展長度/m探明程度南坪正NENW7010009.6基本查明雙堆正NENW70100011.3基本查明1.2.4 煤層本井田的含煤地層為華北型石炭、二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。井田內(nèi)主要含煤層段揭露總厚約1266.80 m，自上而下含1、2、3、4、5、6、7、8、10和11共10個煤組計30余層煤，煤層平均總厚23.47 m，含煤系數(shù)為1.9%。32、51、52、53、62、72、82和10為可采煤層，平均可采總厚15.09 m，約占煤層平均總厚的64.3%；其中32為主要可采煤層，平均總厚5.28 m，約占可采煤層平均總厚的35.0%。51、52、53、62、72、82、10為次要可采煤層，平均總厚9.81 m，約占可采煤層平均總厚的65.0%。可采煤層主要特征見表1-3所示。圖1-4 綜合地質(zhì)柱狀圖勘查登記范圍拐點(diǎn)位置如表1-3所示。表1-3 勘查登記范圍拐點(diǎn)位置表序號經(jīng)度緯度XY111651003328393705782.7039486057.70211651003329003706429.7039486058.70311651303329003706428.6039486833.20411651303329303707352.9039486834.40511652003329303707351.9039487608.90611652003330003708276.2039487610.10711652303330003708275.2039488384.40811652303331003710123.8039488386.70911653303331003710122.1039489935.101011653303331303711046.4039489936.101111654003331303711045.6039490710.201211654003332003711969.9039490711.101311654303332003711969.2039491485.201411654303332303712893.5039491486.001511657003332303712890.8039495356.001611657003332003711966.5039495355.501711657453332003711966.0039496516.601811657453332153712428.2039496516.801911700003332153712427.6039500000.002011700003331303711041.1039500000.002111659303331303711041.2039499225.802211659303331003710116.8039499225.702311659003331003710116.9039498451.502411659003330303709192.6039498451.402511658303330303709192.8039497677.102611658303330003708268.5039497676.802711658003330003708268.7039496902.502811658003329303707344.4039496902.202911657303329303707344.7039496127.703011657303329003706420.4039496127.403111657003329003706420.8039495352.903211657003328303705496.5039495352.403311656303328303705496.9039494577.803411656303328003704572.6039494577.303511656003328003704573.0039493802.60本井田可采煤層的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度為簡單較復(fù)雜，可采性為基本全區(qū)可采局部可采，穩(wěn)定性為較穩(wěn)定不穩(wěn)定。煤層對比結(jié)果：32、72和82可靠，51、52、53、62和10基本可靠。表1-4 可采煤層主要特征表煤層厚度（m）最小最大平均下距煤層平均（m）頂板巖性底板巖性結(jié)構(gòu)可采性穩(wěn)定性324.685.885.28170.16以泥巖為主，粉、細(xì)砂巖次之以泥巖為主，粉、細(xì)砂巖次之較復(fù)雜基本全區(qū)可采較穩(wěn)定5103.430.937.59以泥巖為主，粉、細(xì)砂巖次之多為泥巖簡單大部可采不穩(wěn)定5202.270.7213.99以泥巖為主，粉、細(xì)砂巖次之多為泥巖和粉砂巖較簡單局部可采不穩(wěn)定5302.440.7027.37以泥巖為主，粉砂巖次之以泥巖為主，粉砂巖次之簡單大部可采不穩(wěn)定6202.010.8915.14多為泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖多為泥巖和粉砂巖較簡單局部可采不穩(wěn)定720.879.194.0628.12多為泥巖和粉砂巖多為泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖較簡單局部可采不穩(wěn)定8205.461.7885.91多為細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖多為泥巖和粉砂巖簡單大部可采較穩(wěn)定1003.961.15下距太灰69.08多為泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖多為泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖簡單大部可采不穩(wěn)定1.2.5 煤質(zhì)1）煤類本區(qū)煤類總體以氣煤、1/3焦煤為主，又有少量的不粘煤、貧煤、焦煤、弱粘煤。在勘探區(qū)內(nèi)，32煤層全區(qū)為氣煤。82煤層受巖漿巖侵入影響較小，全區(qū)以1/3焦煤為主。2）煤質(zhì)本井田可采煤層中32、51、52和53煤層的煤芯呈塊狀粉末狀，內(nèi)生裂隙較發(fā)育；62、72、82煤層的煤芯呈塊狀粉末狀，內(nèi)生裂隙發(fā)育；10煤層的煤芯呈碎塊狀粉末狀。各煤層為中灰、中等高揮發(fā)分煤；特低中硫、特低低磷、特低氯、一級二級含砷煤；較高軟化溫度灰、結(jié)渣指數(shù)低等；中高熱值煤，中強(qiáng)粘結(jié)性，具中等結(jié)焦性能，屬富油煤；可選性為易選極難選，但以極難選為主。3）化學(xué)性質(zhì)（1）水份（Mad）各可采煤層原煤空氣干燥基水分平均在1.28-1.39%之間，以51煤層較低，53、72煤層較高，但變化不甚明顯。（2）灰份產(chǎn)率（Ad）區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤干燥基灰分平均值在18.3728.89%之間，53煤層較高，10煤層較低，均屬中灰煤。煤份各參數(shù)參見表1-5。表1-5 原煤灰分參數(shù)表煤層實(shí)測原煤灰分平均灰分灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差屬性煤層主體煤層次要煤層少量3216.4039.86%27.85%5.419中灰煤中灰煤高灰煤5116