采矿矿井毕业设计

摘 要葛亭煤矿2.4Mt/a新井设计葛亭煤矿位于山东省济宁市北部，交通便利可采煤层为3煤层、16煤层、17煤层其中3煤层为主采煤层，其可采面积为18.16km2，平均倾角为5°，煤层平均厚度为10.8m井田地质条件简单井田工业储量为264.8Mt，矿井可采储量181.8Mt矿井服务年限为58.28a，涌水量不大，矿井正常涌水量为75.05m3/h，最大涌水量为120m3/h矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井井田为双立井单水平开拓矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”制矿井采用一矿一面的高效作业方式,一面备用工作面长度为210m运输大巷采用胶带运输煤炭，轨道大巷采用电机车牵引1.5t固定箱式矿车运输矸石和材料等矿井前期采用中央边界式通风，后期采用中央对角式通风主扇工作方式采用抽出式共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3. 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风及安全；10.矿井基本技术、经济指标关键词：强度弱化减冲理论；冲击矿压；减冲解危；危险降低 - 13 -目 录1 矿区概述及井田地质特征 - 1 -1.1矿区概述 - 1 -1.1.1地理位置及交通条件 11.1.2地形地貌及水文气象 21.1.3河流及水系 21.1.4矿区自然地震 31.1.5矿井四邻关系 31.2井田地质特征 41.2.1井田地形地势 41.2.2井田地层概述 41.2.3井田煤系地层概述 71.2.4区域构造 91.2.5矿井构造 101.2.6地层产状及主要褶曲 101.2.7断层 - 11 -1.2.8区域水文地质概况 201.2.9矿井充水条件 201.2.10矿井涌水量预算 211.3煤层特征 221.3.1含煤性 221.3.2可采煤层特征 231.3.3煤质特征 251.3.4煤的工业分类 271.3.5煤的工业用途 281.3.6瓦斯、煤尘和煤的自燃倾向 291.3.7地温和地压 311.3.8顶、底板岩石物理力学性质 331.3.9煤层顶底板岩性及稳定性 342 井田境界和储量 362.1井田境界 362.1.1井田范围确定原则 362.1.2井田范围 372.1.3井田可采面积 372.1.4井田界限 372.2矿井工业储量 382.2.1储量计算基础 382.2.2煤层可采厚度 382.2.3工业储量计算 392.3矿井可采储量 392.3.1安全煤柱留设原则 392.3.2各种永久保护煤柱损失量 402.3.3矿井可采储量计算 433 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 443.1矿井工作制度 443.2矿井设计生产能力及服务年限 443.2.1确定依据 443.2.2矿井设计生产能力 453.2.3矿井服务年限 453.2.4井型校核 454 井田开拓 484.1井田开拓的基本问题 484.1.1井筒形式、数目、位置的确定 494.1.2工业场地的位置、形状及面积确定 514.1.3开采水平的确定及采、带区划分 514.1.4开拓方案提出 514.1.5开拓方案比较 534.2矿井基本巷道 614.2.1井筒 614.2.2井底车场及硐室 664.2.3主要开拓巷道 675 准备方式—带区巷道布置 735.1煤层地质特征 735.1.1带区位置 735.1.2带区煤质特征 735.1.3煤层顶底板岩石构造 735.1.4水文地质 745.1.5地质构造 745.1.6地表情况 745.2带区巷道布置及生产系统 745.2.1确定采、带区巷道布置及生产系统的原则 745.2.2带区巷道准备方式的确定 755.2.3带区巷道布置 765.2.4带区生产系统 775.2.5带区内巷道掘进方法 785.2.6带区生产能力及采出率 805.3带区车场选型 835.3.1带区车场的形式和线路布置 835.3.2带区主要硐室 856 采煤方法 876.1采煤工艺方式 876.1.1采煤工艺方式确定原则 876.1.2确定采煤工艺方式 876.1.3回采工作面参数的确定 906.1.4回采工作面破煤、装煤方式及设备 916.1.5回采工作面割煤工艺 926.1.6回采工作面运煤方式及设备 936.1.7工作面支护方式及设备 976.1.8支架工作阻力、支护强度、采空区处理、控顶设计、工作面设备布置、移架及推溜方式 996.1.9端头支护、超前支护及设备 1016.1.10采煤工艺过程 1026.1.11各工艺流程注意事项 1056.1.12回采工作面正规循环作业 1086.1.13主要技术经济指标 1126.2回采巷道布置 1156.2.1回采巷道布置方式 1156.2.2回采巷道参数 1157 井下运输 1217.1概述 1217.1.1井下运输设计的原始条件和数据 1217.1.2运输距离和货载量 1217.1.3各环节运输方式 1227.1.4矿井运输系统 1237.2带区运输设备选择 1247.2.1设备选型原则： 1247.2.2带区运输设备选型及能力验算 1247.3运输大巷设备选择 1297.3.1大巷运输设备的选择 1297.3.2运输设备运输能力验算 1308 矿井提升 1328.1矿井提升概述 1328.1.1矿井提升设计原始条件 1328.1.2矿井提升方式 1328.2主、副井提升 1328.2.1主井提升 1328.2.2副井提升 1349 矿井通风及安全 1379.1矿井概况、开拓方式及开采方法 1379.1.1矿井地质概况 1379.1.2开拓方式 1379.1.3开采方法 1379.1.4变电所、充电硐室、火药库 1379.1.5工作制、人数 1389.2矿井通风系统的确定 1389.2.1矿井通风系统的基本要求 1389.2.2矿井通风方式的选择 1399.2.3主扇工作方式的确定 1459.2.4分带通风 1469.2.5工作面通风方式 1479.2.6掘进通风方式 1489.2.7通风构筑物 1489.3矿井风量计算 1499.3.1风量计算原则 1499.3.2采煤工作面风量计算 1499.3.3掘进工作面风量计算 1529.3.4井下各硐室所需风量 1549.3.5其它巷道所需风量 1549.3.6备采工作面所需风量 1549.3.7矿井总风量计算 1549.4.风量分配和风速验算 1569.4.1通风容易时期和困难时期的确定 1569.4.2风量分配 1569.4.3风速验算 1589.5矿井通风阻力 1609.5.1矿井容易、困难时期立体图和风网图 1619.5.2矿井通风阻力计算 1649.5.3矿井通风总阻力 1659.5.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔 1669.6选择矿井通风设备 1679.6.1矿井的自然风压 1679.6.2主扇选型 1689.6.3电动机选型 1709.6.4对矿井主要通风设备的要求 1729.6.5反风、风硐的基本要求 1729.7防止特殊灾害的安全措施 1739.7.1预防瓦斯事故 1739.7.2预防火灾事故 1759.7.3预防矿井水灾事故 17510 设计矿井基本技术、经济指标 177参考文献 178河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置及交通条件葛亭煤矿位于济宁煤田西北部，行政区划属济宁市郊区二十里铺镇及长沟镇管辖。

地理坐标为东经116°28¢30²～116°32¢30²北纬35°29¢30²～35°32¢30²主井井口坐标经距39455227.570，纬距3932229.103，主井井口标高为+40m图1-1 交通位置图葛亭煤矿距济宁市14km，交通方便，运输很发达(见图1-1)连接京沪、京九两大南北铁路干线的新(乡)～菏(泽)～兖(州)～石(臼港)铁路，从本矿井南部15km处通过，设有济宁、孙氏店及兖州西站由济宁市东行30km至兖州，与京沪铁路相接，向西109km至菏泽站与京九铁路相接，菏泽至新乡190km与京广铁路相连正在建设的济北矿区铁路专用线从本矿井东部通过，从兖州西站接轨，煤炭铁路外运十分方便105国道(北京-珠海)从本矿井东1.97 km处通过，南部有327国道(一级公路)和济宁-梁山公路，兖州、济宁、邹城的公路已成环形，并与104国道相连，公路运输极为便利1.1.2地形地貌及水文气象井田内河流稀少，水系不甚发育，仅有农灌排涝的沟渠矿井以西有京杭大运河，汛期有记录的最高洪水位标高为+36.67m，最大流量为626m3/s(1964年9月6日)，枯水季节河水减少甚至断流京杭大运河在该矿井西南4km处向南注入南阳湖。

南阳湖有历史最高湖水位标高为+36.86m(1957年7月15日)本矿井为温带半湿润季风区，气候温和，属海洋～大陆间过渡性气候，四季分明据济宁气象站1959年1月到1998年11月的观测资料：年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃(1957年7月)，日最高气温41.6℃(1960年6月21日)，月平均最低气温-9.8℃(1963年1月)，日最低气温-19.4℃(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份一般春季雨量少，时有春早年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493 mm(1984年)春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级， 平均风速2.3m/s历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm1.1.3河流及水系井田内河流稀少，水系不甚发育，仅有农灌排涝的沟渠。

矿井以西有京杭大运河，汛期有记录的最高洪水位标高为+36.67m，最大流量为626m3/s(1964年9月6日)，枯水季节河水减少甚至断流京杭大运河在该矿井西南4km处向南注入南阳湖南阳湖有历史最高湖水位标高为+36.86m(1957年7月15日)1.1.4矿区自然地震根据国家地震局、建设部震发办[1992]160号文“关于发布《中国地震烈度区图(1990)》和《中国地震烈度区图(1990)》使用规定的通知”，济宁市任城区地震烈度为7度1.1.5矿井四邻关系图1-2 邻区矿井图本矿南为济宁市所属运河煤矿及淄博矿务局在建的唐口煤矿唐口煤矿东邻为淄博矿务局岱庄煤矿和许厂煤矿，设计生产能力皆为1500kt/a，两矿之间为何岗矿井矿井东南为兖州煤田，有兖州矿业(集团)公司所属七对生产矿井，设计规模12850kt/a，均已建成投产，98年实际产煤17000kt/a兖新铁路之南为兖州矿业(集团)公司所属的济宁二号煤矿具体位置见图1-21.2井田地质特征1.2.1井田地形地势本矿井内地形平坦，地势东北略高，西南稍低，地面标高为+37.04～+41.28m，平均为+38m，自然地形坡度为万分之七1.2.2井田地层概述矿井内地层自上而下有第四系、侏罗系上统、二迭系上统上石盒子组、下统下石盒子组和山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组、奥陶系中下统，详见地层综合柱状图。

现分述如下：1、第四系(Q)厚190.70～270.90m,平均235.95m中部厚,向四周变薄由粘土、钙质粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成，分为上、中、下三段上段：厚79.50～100.00m，由棕黄、灰黄色粘土与黄褐色砂层相间沉积，砂层松散且透水性好中段：厚63.00～90.00m，多为灰白色、灰绿色粘土、砂质粘土分隔灰黄色、褐色砂层沉积，上部砂层多而薄，下部砂层少而厚本段属强富水段下段：厚64.50～90.00m，以灰绿、灰白色粘土、钙质粘土为主，次为粉砂、细砂，少量中砂，底部多为粘土或钙质粘土本系属河湖相沉积与下伏地层呈角度不整合接触2、侏罗系上统蒙阴组(J3)本组地层钻孔揭露最大残厚594.59m，主要分布在矿井的南部，以N3-1号孔为中心，向周围变薄分上下两个亚组上亚组主要由灰、深灰至灰绿色粉、细砂岩组成，夹泥岩和泥质条带下亚组主要为一套紫灰色、暗紫色和砖红色中、细砂岩,夹粉砂岩和泥岩,在N4-1、N4-5孔中,地层中,上部有一岩浆岩(辉长岩类)侵入体，呈岩床状，钻孔揭露厚度分别为0.40m、2.10m本组地层底部多有紫红色砂砾岩，与下伏地层呈角度不整合接触，易于区分3、二迭系(P)(1)、上统上石盒子组(P21)最大残留厚度273.70m，平均122.57m，矿井中部保留较厚。

主要由灰、灰绿色中、细砂岩和黄绿、灰紫等杂色泥岩与粉砂岩组成， 近底部发育有一层铝土岩，俗称“B层铝土岩”，厚0～5.87m，平均2.00m，是较好的标志层其下发育有一层中细粒砂岩，以此砂岩作为上、下石盒子组的分界本组主要有单网羊齿、大羽羊齿、栉羊齿等植物化石，其中以大羽羊齿植物化石为主2)、下统下石盒子组(P12)揭露厚度11.60～85.00m，平均53.37m，由黄绿、紫灰、灰等杂色泥岩、粉砂岩及灰绿色砂岩组成属温湿、干热过渡条件下的内陆河湖相沉积，中下部所夹细、中粒砂岩不甚稳定，常相变为粉砂岩、泥岩与下伏山西组呈连续沉积，标志层不明显，野外不易划分本组地层富含植物化石，以栉蕨、真蕨及种子蕨植物为主，其中华夏齿叶和孤曲栉羊齿特别发育3)、下统山西组(P11)正常厚度53.79～92.80m，平均72.20m，是本区主要含煤地层，有剥蚀现象，有闪长岩侵入本组主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成，砂岩含量较高上部以泥岩、粉砂岩为主,夹薄层砂岩中下部以砂岩为主,夹泥岩、粉砂岩薄层及煤层，砂岩含量较高斜层理发育，含海绿石底部泥质含量增多，常为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，且细砂岩中见有粉砂岩泥岩包裹体。

波状及浑浊状层理发育，见底栖动物通道，为一良好标志，与下伏太原组顶部的黑色海相泥岩、泥质粉砂岩为连续沉积4、石炭系(C)包括上统太原组和中统本溪组(1)、太原组(C3)全矿井普遍发育，有剥蚀现象，有闪长岩侵入体正常厚度133.25～225.37m，平均172.43m，为本矿井主要含煤地层之一由灰～灰黑色粉砂岩、泥岩、浅灰色中、细砂岩、石灰岩及煤层组成含石灰岩12层，其中三、十下灰厚度大且稳定；五、七、八灰较稳定，其他石灰岩局部发育，有相变现象含煤22层，其中16、17煤层为较稳定煤层，全矿井大部分可采；6、15上煤层为部分可采煤层，并有沉缺现象本组地层为典型的海陆交互相沉积，岩相旋回明显，粒度韵律清楚，主采煤层、标志层层位稳定，易于对比以十二灰顶界为本组底界并与下伏地层呈整合接触本组石灰岩与黑色海相泥岩富含蜓、牙形刺、腕足以及瓣鳃、腹足、菊石、珊瑚、棘皮动物，有孔虫等化石，以蜓类化石最为丰富，并以蜓类、牙形刺化石组合不同而成为太原组石灰岩与本溪组石灰岩之主要区别本组植物化石主要是卵脉羊齿和椭园楔叶，同时有较多星轮叶化石2)、本溪组(C2)最大揭露厚度53.45m，平均35.01m，主要由紫红色、灰绿色泥岩，粉砂岩和薄层石灰岩组成，偶见19煤层。

含石灰岩四层(十二、十三、十四、十五灰)底部常为一层灰紫、紫红等杂色铝铁质泥岩(山西式铁矿层)，与下伏中、下奥陶统为假整合接触本组地层为以海相为主的海陆交互相沉积5、奥陶系中下统(O1～O2 )据邻区钻孔揭露地层总厚800m左右，本区最大揭露厚度155.53m，主要岩性为灰及棕灰色厚层状石灰岩、豹皮灰岩，夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层泥岩，岩溶较发育，为本区主要含水层奥陶系石灰岩在视电阻率曲线上幅值极高，大于1500Ωm，孔隙度指数小，自然伽玛强度值最低，视密度、声速均大，顶部受风化影响视电阻率曲线、自然电位曲线、声速曲线、中子孔隙度曲线、密度曲线呈锯齿状反映1.2.3井田煤系地层概述本矿井含煤地层为上石炭统太原组及下二迭统山西组1、上石炭统太原组(C3)本组地层正常厚133.25～225.37m，平均172.43m主要由深灰、灰黑色粉砂岩、泥岩、粘土岩、灰色细砂岩、夹薄层灰岩及煤层组成泥质含量较高，砂岩比率较低，属海陆交互相沉积本组地层粒度韵律清晰，相及旋回结构稳定，变化具有明显的规律性，易于对比东部有岩浆侵入，多呈厚层～巨厚层状，矿井内揭露多在十上灰以上，将煤层吞蚀或变成天然焦；东北部及东南部有侵入16、17煤层下并将其吞蚀。

2、下二迭统山西组(P11)本组地层厚53.79～92.80m，平均72.20m，有剥蚀现象，为含煤地层中的主要含煤岩组，本组由砂岩、粉砂岩、粉、细砂岩互层、粘土岩、煤层组成，含5个煤层(1、2(2上、2下)、3上及3(3下)煤层)，具有经济可采价值的3(3下)煤层就赋存于本组的下部除3(3下)煤层可采、2煤层为局部可采外，其它煤层均为个别钻孔所见皆不可采本组以灰～灰白色、灰绿色砂岩为主，砂岩含量高，多以厚层状分布于煤层的顶板及底板，粉砂岩一般为深灰～灰黑色3煤顶板以上有一层浅灰～灰白色中砂，厚层状，相对稳定，以石英为主，长石次之，分选中等至较好，次棱角状～次园状，孔隙式～接触式胶结，以粘土质胶结为主，局部为钙质或硅质胶结，具交错层理、斜层理，夹煤线，与下部岩层呈冲刷式接触据镜下观察，砂岩中石英含量占80～85%，具波状消光现象，长石中主要为斜长石及钾微斜长石，并有次生蚀变现象该砂岩厚度大，特征明显，是山西组煤层对比的较好标志层从山西组煤岩层的组合特征可以看出，山西组的形成过程是一个海退过程，即从太原组顶部的浅海相向下石盒子组的内陆湖泊相沉积的过渡，整个山西组沉积时古气候、古植物及局部地区的古构造都十分有利于泥炭层的形成，煤层的形成及发展则主要受古地理条件所控制，当古地理条件有利于成煤时则形成厚煤层，反之则使煤层分叉、变薄及沉缺。

图1-3 地质综合柱状图1.2.4区域构造1、区域构造概况(1)、大地构造位置：济宁煤田位于华北地台鲁西台背斜的西南缘，在鲁西南断块凹陷济宁地堑的东部从东西向构造带来说，它位于昆仑～秦岭纬向构造带的东延北支部分，并处于新华夏系第二沉积带的复合端图1-4 区域构造示意图(2)、区域构造位置：济宁煤田的北部和南部分别为二个近东西向的地堑构造，北部为汶泗断层与郓城断层所控制的汶上～宁阳地堑构造；南部为菏泽断层、凫山断层与单县断层所控制的成武～鱼台地堑构造它们呈东西向延展，横贯于济宁煤田的北部和南部煤田的东部为滋阳背斜、兖州向斜、滕县背斜构成的北东向褶曲；西部为北北东向的巨野向斜葛亭矿井处于济宁煤田鲁西南断块坳陷区的济宁地堑西侧见图1-41.2.5矿井构造本矿井构造发育受东西向及南北向区域构造控制，早期主要为北东～北东东向褶曲，后因受南北向断层控制，使其发生扭曲表现较弱，被改造为北东东～东西向褶曲形态已不完整晚期主要表现为南北向褶曲全矿井明显表现为一近南北向的向斜褶曲，构造的北端、翼部倾角较陡,轴部较缓,因受南北向、近东西向及北东向三组断层的切割，基本被分解为几个地层块段,形态不完整区内主要发育有近南北向断层，同时由于受南北两侧东西向构造带的控制，仍然存有东西向断层;另外，北西向断层数量较少，落差小，延展短。

构造类型为复杂偏中等如图1-5图1-5 矿井构造示意图1.2.6地层产状及主要褶曲矿井整体上为一构造盆地，四周高、中间低，由于断层切割，形态已不完整地层倾角西部较缓，一般为4～15°；东部较陡主要褶曲为南张向斜、东部的N6-9向斜及西部的S8-1向斜1、南张向斜位于本区中部，贯穿本矿井轴部位于N4-1、N5-11、N6-5、N8-5、N10-1孔一线，轴向近南北，大体与F3断层平行向南倾伏，延伸长约5km西翼倾角较缓，一般为6～15°，东翼较陡，一般为10～32°因受多次构造运动影响及断层切割，褶曲形态不完整该褶曲由全矿井地震测线和钻孔控制，已经查明2、N6-9向斜位于矿井东南部，轴向北东65°～北西70°轴部位于N6-9孔、F30断层南端、N6-7、N6-6号孔一线，向西倾伏，延伸长约3km，两翼基本呈单斜形态轴部及北翼地层倾角较缓，一般为6～15°；西部较陡，局部>30°；南翼15～25°西部为F4及F5断层切割，中部为F14、F27、F29等断层切割，东部则主要受F7断层切割，形态已不完整该褶曲由125´125地震测线和钻孔控制，已经查明3、S8-1向斜位于矿井西部，轴向北西65～70°。

轴部位于N8-1、N8-2、S8-1号孔一线，向东倾伏，延伸长约2km，两翼基本呈单斜形态北翼地层倾角5～15°，南翼较缓一般3～10°东部为F2断层切割该褶曲由地震测线和钻孔控制，已经查明1.2.7断层本矿井断层分为近南北向、东西向、北东向和北西向（弧形）四组按其控制程度可分为查明、基本查明、初步控制三个等级，其划分条件如下：查明：沿断层走向地震测网完整，所有测线对该断层的异常反应均为A、B级，且以A级异常点占多数，断点组合可靠；并沿断层走向有一定数量均匀分布的钻孔穿过点或控制点验证，且两者资料吻合、断层落差及摆动范围控制清楚基本查明：沿断层走向地震测网完整，所有测线对该断层均有异常反应，B级异常点占半数以上，断点组合可靠；并有钻孔穿过或控制，断层性质清楚、落差较可靠初步控制：沿断层走向有少量地震测线控制，并有断层异常反应；或有钻孔穿过或控制，断层性质清楚，落差较可靠现对其中主要断层叙述如下：1、近南北向正断层(1)、F2断层：为一正断层位于矿井西部，北经N10-4，南至汶29附近，延展长度2.70km，走向北北东,倾向南东东,倾角70～75°,落差0～125m2)、F3断层：为一正断层。

位于矿井中西部，北经N9-5附近，南至F11断层，贯穿全矿井，延展长度4.50km，走向北东～北北东，倾向南东～南东东，倾角70°，落差66～260m3)、F4断层：为一正断层位于矿井中部，北经N10-2附近，南至F11断层，贯穿全矿井，延展长度4.50km，走向北北东～北东，倾向南东东～南东，倾角70°，落差70～250m4)、F5断层：为一正断层位于矿井南部N4-4孔附近，北端位于F24断层以东附近，南至F11断层，延展长度1.50km，走向北东～北北东，倾向北西，倾角70°，落差105～250m5)、F6断层：为一正断层位于矿井东北部，经N8-7、N6-6钻孔，延展长度4.20km，走向近南北～北东，倾向东～南东，倾角70°，落差70～160m6)、F8断层：为一正断层位于F3与F4之间，北起N8-5附近，南至F11断层，延展长度2.0km，走向北东～北北东，倾向南东东～南东，倾角70～78°，落差0～55m7)、F9断层：为一正断层南至F11断层，北于N6-3孔附近交F3断层，延展长度1.2km，走向北北东，倾向南东东，倾角70～76°，落差60～80m2、东西向断层F11断层：为一正断层。

是矿井南部边界，东起秦营村，西经N4-2钻孔，贯穿全矿井，延展长度5.00km，走向北西～北东东，倾向北东～北北西，倾角70°，落差65～400m3、北东向断层(1)、F1断层：为一正断层位于矿井西部，经N8-3钻孔，延展长度1.20km，走向北东，倾向南东，倾角70～75°，落差0～45m2)、F25断层：为一正断层位于矿井南部，南端交于F11断层，北端于N6-6孔东部、N6-9向斜轴部附近尖灭延展长度1.40km，走向北东～北北东，倾向北西～北西西，倾角70°，落差0～230m4、北西向（弧形）断层(1)、F7断层：为一正断层位于矿井东北部，N11-2、N7-8、S7-5、N6-10号钻孔以西，经N8-8钻孔，至前冯寺村附近，延展长度4.70km，走向北西～南北，倾向南西～西，倾角70°，落差0～235m2)、DF1断层：正断层为3煤西部边界断层南端位于汶29孔附近，北端于N8-3孔北与F1断层相交走向北西～北东，倾向北东～南东，倾角75°，落差0～44m；为查明断层其它≥20m断层情况见表1-1表1-1 断 层 控 制 情 况 及 特 征 表序号断层名称控 制 程 度产状落差(m)性质延展长度(km)走向倾角倾向1F1断层1个钻孔穿过(A级断点1个)及7条二维地震测线控制(B级断点6个，C级1个)，为基本查明。

NE70～75°SE0～45正1.22F2断层1个钻孔穿过(B级断点1个)及11条二维地震测线控制(断点10A，1B)中南段位于三维地震区(断点17A、16B)查明，北段为初步控制NNE70～75°SEE0～125正矿井内2.73F3断层4个钻孔穿过(断点2B、2C)，16条二维地震测线控制(断点12A、4B、2C)，南段位于三维地震区(断点20A、14B)为查明，中段基本查明，北段初步控制NE～NNE70°SE～SEE66～260正矿井内4.54F3支断层3条二维地震测线(断点1A、2B)及三维控制(断点5A、4B)，属查明～基本查明NE70～73°SE0～80正1.55F3支1断层3条二维地震测线控制(B级断点2个)，属基本查明NE70°SE70正矿井内0.66F3支2断层N9-5钻孔穿过(A级断点1个)，1条二维地震测线控制(B级断点1个)，属初步控制NE70°SE0～30正0.57F4断层3个钻孔穿过(断点2B、1C)，19条二维地震测线控制(断点8A、8B、3C)，北段初步控制，南段为查明NNE～NE70°SEE～SE70～250正4.58F4支2断层1个钻孔穿过(断点C级1个)，2条二维地震测线控制(断点B级2个)，为查明断层。

NE70°SE25～40正0.49F5断层1个钻孔穿过(断点A级1个)，10条二维地震测线控制(断点4A、5B、1C)，为查明NE～NNE70°NW105～250正1.5续 表 1-1序号断层名称控 制 程 度产状落差(m)性质延展长度(km)走向倾角倾向10F6断层3个钻孔穿过(断点2A、1B)，2个钻孔及17条二维地震测线控制(断点8A、6B、2C)，北段初步控制，南段查明SN～NE70°E～SE70～160正4.211F7断层1个钻孔穿过(B级断点1个)，16条二维地震测线控制(断点11A、4B、2C)，北段初步控制，中南段查明SN～NW70°W～SW0～235正矿井内4.712F7支断层6条二维地震测线控制(断点3A、3B)，为查明断层NW70°NE0～25正0.613F8断层3个钻孔穿过(断点2A、1B)，112条二维地震测线(断点9A、2B、1C)及三维地震(断点8A、6B、1C)控制，为查明NE～NNE70～78°SEE～SE0～70正2.014F9断层2个钻孔穿过(断点1A、1B)，7条二维测线控制(断点2A、5B)，查明～基本查明NNE70～76°SEE60～100正1.215F9支1断层1个钻孔穿过(B级断点1个)，4条二维地震测线控制(断点3B、1C)，基本查明。

NNE70°SEE30～55正0.816F9支2断层1个钻孔穿过(A级断点1个)，2条二维地震测线控制(B级断点2个)，基本查明NNE70°SEE45正0.317F11断层3个钻孔穿过(1B、2C),4个钻孔及22条二维地震测线控制(断点17B、5C),基本查明NW～NEE70°NE～NNW65～400正矿井内5.018F11支断层5条二维地震测线控制(断点2A、4B)，为基本查明NE～SE70°NW～NE10～20正矿井内0.719F11支1断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，1个二维地震C级断点，基本查明NEE 70°NNW 70正0.3520F11支2断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，1个二维地震C级断点，基本查明NEE70°NNW50正0.3521F12断层3条二维地震测线控制(3个B级断点)，基本查明NE70°SSE0～20正0.422F13断层5条二维地震测线控制(5个A级断点)，查明近EW70°N0～60正0.6523F14断层5条二维地震测线控制(断点4A、1B)，查明EW～NE70°S～SE0～20正0.5续 表 1-124F21断层2条二维地震测线控制(2个B级断点)，初步控制。

近南北70°W0～25正1.025F22断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，6个二维断点(断点3A、3B)，查明NEE70°NNW0～50正0.726F23断层1条二维地震测线控制(断点1B、1C)，初步控制NE70°SW0～20正2.027F24断层4条二维测线(断点4A、1B)及三维地震(断点6A、3B、2C)控制，查明近SN70～76°W0～45正0.728F25断层8条二维地震测线控制(断点4A、4B)，基本查明NE～NNE70°NW～NWW0～230正1.429F26断层4条二维地震测线控制(断点1B、1C)，查明NE70°NW0～20正0.330F27断层9条二维地震测线控制(断点5A、4B)，查明NNE～NE70°SEE～SE0～25正1.031F28断层4条二维地震测线控制(断点2A、2B)，查明NE70°NW0～55正0.532F29断层9条二维地震测线控制(断点4A、5B)，查明NW70°SW0～20正0.833F30断层4条二维地震测线控制(断点3A、1B)，查明NE70°SE0～20正0.534F31断层4条二维地震测线控制(断点3A、1B)，查明NW70°SW0～20正0.4535F35断层1个钻孔穿过(1个A级断点)，5条二维地震测线控制(断点4B、1C)，为基本查明。

NNW70°SWW0～43正0.536T09-1西断层推断断层近SN～NW70°E～NE130正矿井内1.337F6支断层2条二维地震测线控制(2个B级断点)，基本查明NE70°SE40正0.438N10-3断层2个钻孔穿过(断点1A、1C)，初步控制NE70°SE～NE0～26正0.7149河南理工大学成人高等教育毕业设计1.2.8区域水文地质概况区域范围：东起峄山断层，西至嘉祥断层，南起凫山断层，北至郓城断层东西宽42～58km，南北长47～55km，面积约2500km2区域内奥灰受断层控制，以断层与周围不透水地层相接触，侧向补给、排泄不良但在石灰岩中的断层带和构造裂隙，易受水溶蚀而形成含水带，因而还不能排除边界断层具有垂向补给的可能性区域范围内奥陶系石灰岩具有裸露型、覆盖型、埋藏型，形成了不同的补给、迳流、排泄区奥灰水补给区可分裸露补给区及第四系覆盖补给区两部分裸露补给区主要分布在凫山寒武系、奥陶系灰岩及北部磁阳山奥陶系灰岩出露区，在此范围内接受大气降水补给凫山裸露区面积广，补给水顺岩层倾斜方向向北运动形成强富水区奥灰埋藏区分布于兖州煤田、济宁煤田，其特点是深埋于石炭二迭系之下，不具备接受大气降水、地表水、第四系孔隙水补给条件。

兖州煤田之下绝大部分属Ⅱ级(单位涌水量0.1～1.0L/s.m)富水区，局部为Ⅲ级(单位涌水量1.0～10.0L/s.m)富水区济宁煤田之下大部分是Ⅰ级(单位涌水量<0.1L/s.m)富水区葛亭煤矿位于区域水文地质单元的西北部，奥灰属Ⅱ级中等富水区1.2.9矿井充水条件葛亭煤矿南部以F11断层与运河煤矿为界，西、北界均为奥灰隐伏露头，为本矿井的补给边界，东界人为边界距唐阳断层1～2km；南界F11断层，落差65～400m，南升北降，矿井内各主要含水层与对盘奥灰对口接触，因而也有可能成为本矿井补给水源本矿井共有六个主要含水层(组)，自上而下分别为第四系砂层、岩浆岩、3煤层顶、底板砂岩、太原组三灰、十下灰及奥陶系灰岩1、直接充水含水层包括3煤层顶、底板砂岩、三灰、十下灰、岩浆岩2、间接充水含水层奥灰是开采3(3下)、16、17煤层的间接充水含水层矿井内共有31个钻孔揭露奥灰，最大揭露厚度155.03m(N6－1)，有1个钻孔揭露了奥灰五段62.59m3、隔水层除第四系下部隔水层组、上侏罗统隔水层组和石盒子组隔水层组外，还有17煤底板至奥灰顶界面的压盖隔水层组，由杂色粘土岩、铁铝质泥岩及石灰岩组成。

石灰岩坚硬、致密，岩芯完整，抗张力强，泥岩、粘土岩隔水性能好，它们共同组成一个良好的压盖奥灰水底鼓的隔水层组4、地下水的补给、迳流和排泄矿井西部、北部均是奥灰和十灰在第四系下的隐伏露头，由于第四系下组隔水性能好，接受垂向补给的条件较差；但在浅部风化带露头，当含水层间有较大的水位差时各含水层可发生一定的水力联系据矿井内奥灰和十灰抽水试验资料,西部浅部奥灰水位标高为34.98m(N7-11)，相距640m的N6-1号孔奥灰水位标高为31.75m；浅部十灰水位标高为33.77m，相距100m的N7-10号孔十灰水位标高为31.55m由此可以看出，本区地下水由西部、北部、东部的浅部隐伏露头向南和东南深部运动本矿井采上组煤时的水文地质条件属于裂隙类简单～中等型；下组煤的水文地质条件为裂隙、岩溶类中等～复杂型1.2.10矿井涌水量预算1、计算的资料依据参与上组煤矿井涌水量计算的3煤顶、底板砂岩和三灰含水层各有2次抽水试验资料，参与下组煤矿井涌水量计算的十下灰也有3次群孔、1次单孔的抽水试验资料各次抽水试验质量均为合格以上，满足规范要求，可以参与矿井涌水量的计算2、矿井涌水量计算采用“大井法”有限边界承压～无压稳定流法计算上组煤矿井涌水量。

经计算，得十下灰矿井涌水量为Q=20m3/h1.3煤层特征1.3.1含煤性本矿井含煤地层为下二迭统山西组、石炭系上统太原组和中统本溪组其中本溪组仅局部赋存薄煤层，无经济可采价值，故不详述山西组和太原组为主要含煤地层，平均总厚232.29m共含煤层27层,平均总厚12.95m，含煤系数为6％，可采煤层3(3下)、16、17，平均总厚8.50m；其中以3(3下)煤层最厚，最大厚度11.61m，全区平均10.8m，占可采煤层总厚的75％，又是最上一层可采煤层，是先期开采的主要对象表1-2 可采煤层控制情况一览表煤层名 称穿过钻孔个数可采点 不可采点断缺断薄天然焦吞蚀点断层煤 风 化可采性指数参与评价点数可采不可采3(3下)563475351182.98471663461051190.2051176544310331183.0253表1-3 可采煤层一览表 煤层名称煤 层夹 石全区厚度(m)最小～最大平均(点数)结构稳定性煤厚变异系数间距(m)最小～最大平均(点数)层数主要岩性3(3下)0．57～9.616.35(43)简单较稳定14.04146.27～189.10158.94(22)0-2泥 岩粉砂岩160.00～3.141.19(51)简单较稳定29.320-2炭质细砂 岩粉砂岩6.53～13.3210.16(50)170.00～1.320.98(50)简单稳定～ 较稳定14.160-1泥 岩炭质泥岩1.3.2可采煤层特征本矿井可采煤层共3层，现分述如下：1、3(3下)煤层位于山西组中、下部，上距2煤层9.83～40.60m,平均22.18m，下距太原组海相泥岩4.17～22.06m,平均11.43m；煤层厚度0.57～11.61m,平均10.8m；天然焦可采面积1.46km2，平均1.53m。

煤层中一般不含夹石,个别孔中见1～2层夹石,岩性为泥岩或粉砂岩,顶板主要为泥岩、粉砂岩,少数为中、细砂岩,底板主要为泥岩,粉砂岩,少数为粉、细砂岩互层8线以北因受岩浆岩侵入，变成天然焦，变薄或吞蚀，8线以南可采，可采范围内平均厚度10.8m，可采面积约18.16km2，为矿井主要可采煤层，属较稳定煤层2、16煤层位于太原组下部，十下灰为其直接顶板,下距17煤层6.53～13.32m,平均10.16m；煤层厚度0.00～3.14m，平均1.19m，一般含一层夹石，少数含2层夹石，夹石岩性多为炭质砂岩，炭质粉砂岩，少数为泥岩，顶板主要为石灰岩，偶有泥岩、炭质泥岩伪顶，底板主要为泥岩，粉砂岩，少数为细砂岩F7断层以东被岩浆岩侵入，变为天然焦或吞蚀，可采范围内平均厚度1.24m，可采面积约14.84km2,属较稳定煤层3、17煤层位于太原组下部，距太原组底界8.63～18.20m，平均13.15m煤层厚度0.00～1.32m，平均0.98m，部分含一层夹石，夹石多为泥岩、炭质泥岩，少数为粉砂岩顶板主要为石灰岩、泥岩、粉砂岩，底板主要为泥岩矿井北部N10-1、N10-2、N9-6三孔受断层影响，造成局部不可采，F7断层以东被岩浆岩侵入，变为天然焦或吞蚀，可采面积约13.91km2，可采范围内平均厚度1.00m，属稳定～较稳定煤层。

1.3.3煤质特征1、煤的物理性质本矿井各稳定煤层均为黑色、黑褐、褐黑条痕色的软～中等坚硬煤层煤的硬度(坚固性系数)平均0.87，山西组煤层硬于太原组煤层，煤的最大硬度达1.40(3煤层)，天然焦硬度1.53，各煤层主要物性特征见表1-4表1-4 各煤层主要物性特征表项目煤层光 泽硬度真密度视密度断 口裂 隙3(3下)玻璃沥青油脂0.81～1.401.01(9)1.42～1.661.47(17)1.30～1.531.39(23)阶梯状参差状棱角状较发育16玻璃沥青0.28～0.830.66(4)1.38～1.491.43(8)1.28～1.421.37(14)阶梯状参差状发 育17玻璃沥青油脂0.48～0.860.67(2)1.37～1.541.44(8)1.26～1.431.33(16)阶梯状参差状发 育2、宏观煤岩特征3(3下)、16煤层宏观煤岩组分多以亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤条带及丝炭；17煤层以亮煤为主,次为暗煤,夹少量镜煤、丝炭条带山西组煤丝炭含量比太原组煤多，以线理状分布于煤层中煤岩类型以半亮型煤为主, 次为半暗型煤中～宽条带状结构，层状构造3、显微煤岩特征表1-5 各煤层显微煤岩组分及镜煤反射率表煤层项目(％)3(3下)1617镜 质 组50.472.475.4半镜质组12.92.23.1丝 质 组3.21.72.4半丝质组15.35.47.3稳 定 组8.27.04.4腐 泥 组0.170.080.53无机总量9.510.06.7粘 土 类8.15.83.4碳酸盐类0.91.00.6氧化物类0.10.80.9硫化物类0.43.41.8反射率R0max1.0840.7510.7364、煤的元素分析(1)、元素组分本矿井各煤层受岩浆岩影响均出现不同变质阶段的煤,未受岩浆岩影响的煤,其元素组成差别不大。

其特点是碳含量高,在82.01～85.18%之间，平均82.95%；氢含量在4.89～5.91%之间，平均5.47%；氮含量在1.13～1.72%之间；氧含量在9.01～11.32%之间2)、其它有害元素3(3下) 、17煤层原煤属特低～低磷煤，平均为低磷，16煤层为特低磷经-1.4比重液洗选，3(3下)煤层为低磷，16、17煤层为特低磷，脱磷系数见表1-6表1-5 脱硫系数一览表煤层脱硫系数3(3下)1617全 硫(St,d)0.190.500.46硫化物硫(Sp,d)0.590.840.77有 机 硫(So,d)-0.26-0.14-0.26表1-6 脱磷系数一览表煤 层3(3下)1617脱 磷 系 数0.300.400.59氯在各煤层中的最高含量为0.08％，作为炼焦或锅炉燃烧用煤不会腐蚀锅炉及炉壁砷在各煤层中的最高含量为7μg/g，不超过酿造和食品工业小于8μg/g的要求铜、铅、锌的最高含量分别为315、380、1018μg/g，均符合工业用煤要求1.3.4煤的工业分类 按中国煤炭分类国家标准(GB5751－86)划分,以精煤挥发分产率(900℃Vdaf%)和粘结指数(GR.I)为主要分类指标,胶质层厚度(Ymm)、奥亚膨胀度(b%)为辅助指标,本区煤类划分结果为：3(3下)煤层主要为气煤,个别点为1/3焦煤、弱粘煤、无烟煤、天然焦。

16、17煤层除北部及南部小面积为气煤外,其余大面积均为气肥煤1.3.5煤的工业用途根据本矿井上述煤质特点，对煤的工业用途做如下评述1、炼焦用煤山西组煤层以气煤(QM45)为主，灰、硫、磷等有害组分低，结焦性能好，成焦率较高，通过洗选可以生产多种级别的冶炼用炼焦精煤，配以其它煤类炼焦效果更好太原组煤层为气肥煤(QF46)、气煤(QM45)，特低灰，特低磷，唯硫含量高，但结焦性能比山西组煤强太原组煤层精煤也可以炼制冶金焦的要求2、动力燃料用煤各煤层的挥发分、发热量、灰分、硫分等指标均符合火力发电厂固态除渣煤粉锅炉用煤要求，太原组煤层由于煤的灰熔融性(ST)<1350℃，结渣性较强，灰粘度较大，必须和灰熔融性高的煤掺混或和低发热量煤掺混(使Qnet,v,ar≥12.54MJ/kg)，才能使之符合煤粉锅炉用煤要求山西组煤层也是良好的蒸汽机车用煤，太原组煤层则可用于穿越隧道区段较少的蒸汽机车用煤3、气化、液化用煤3(3下)煤层对二氧化碳反应性试验温度在900～950℃时二氧化碳分解率均小于60％为中等结渣、中等粘结性煤；太原组煤层为强结渣、强粘结性煤，因此，不宜于固定层和沸腾层煤气发生炉用煤粉煤悬浮床气化炉对煤质要求不严，特别是太原组高硫、低熔点、强粘结气煤、气肥煤，均可适用于K-T炉气化用煤的要求。

各煤层焦油产率虽然大于7％，但由于粘结性强(Y值>9mm)，热稳定性差(济宁煤田三号煤矿资料)，因此不符合干馏法炼油的要求但太原组煤层碳氢比<16，Vdaf>35％，Ad<5％，精煤可考虑用氢化法提炼焦油太原组煤层具有较高的有机硫，有利于液化反应，从煤岩组分看，气煤、气肥煤多含有最易液化的树皮类稳定组分，可大大提高液化效果，因此各煤层大都符合液化用煤工业要求1.3.6瓦斯、煤尘和煤的自燃倾向1、瓦斯表1-7 瓦斯含量及成分一览表 项目煤层深 度最小/最大(m)瓦斯含量 cm3/g.燃最大/平均(点数)瓦斯成分 ％最大/平均(点数)CH4CO2CH4CO2N2及其它3(3下)255.99899.451.2850.372(9)0.4110.157(9)58.7522.78(9)18.058.15(9)97.4768.98(9)16355.50792.350.1640.027(7)0.2280.171(7)11.341.91(7)15.5911.51(7)94.5886.57(7)17365.47875.430.2480.050(9)0.3630.234(9)11.392.69(9)25.4115.12(9)91.6482.19(9)本矿井各煤层瓦斯成分、含量见表1-7。

瓦斯(甲烷)含量和成分最高分别为1.285cm3/g燃和58.7。