煤矿4mta新井设计毕业论文设计.doc

华北科技学院毕业设计书
2011届
华北科技学院
本 科 毕 业 设 计（论 文）
Undergraduate Graduation Project (Dissertation) of NCIST

设计题目： 华能集团灵泉矿业公司2.4 Mt/a新井设计
专 题： 煤炭工作面综合注水防尘措施

125

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
2010 届本科毕业设计（论文）任务书
姓名： 专业： 采矿工程 班级：采矿B076班
任务下达时间： 1 月 20 日 任务完成时间： 6 月 20 日
毕业设计（论文）题目 ：华能集团灵泉矿2.4 Mt/a新井设计
专题题目: 煤矿工作面综合注水防尘措施
题目主要内容：
第一章 矿区概况及井田地质特征
第二章 井田境界和储量
第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限
第四章 井田开拓
第五章 采区巷道布置
第六章 采煤方法
第七章 井下运输
第八章 矿井提升
第九章 矿井通风与安全
第十章 设计矿井基本技术经济指标
专题 煤矿工作面综合注水防尘措施
目的要求、主要技术指标：
根据根据华能集团灵泉矿的相关地质资料，本着降低成本，提高效益，贯彻安全生产的原则，完成年产2.4 Mt/a新矿井设计。
根据回根据灵泉矿水文地质特征以及矿井充水情况，对该矿历年来的涌水事故进行分析，在保证安全可靠的前提下，提出预防事故发生及治理的可行性措施，为煤矿的安全生产提供保障。
应完成的主要任务：
设计说明书（一般部分）110～120页
设计说明书（专题部分）10～20页
井田开拓平面图1张
井田开拓剖面图1张
采区或盘区巷道布置平面图1张
采区或盘区巷道布置剖面图1张
工作面布置图1张
主要参考文献：
[1] 刘过兵.采矿设计指导[ M].北京：煤炭工业出版社,2004
[2] 徐永圻.煤矿开采学[ M].徐州：中国矿业大学出版社,1999.8
[3] 张国枢．通风安全学[ M].徐州：中国矿业大学出版社,2007.1
[4] 孙宝铮.矿井开采设计[ M].徐州：中国矿业大学出版社,1986.2
[5] 钱鸣高等.矿山压力及其控制（修订版）北京:煤炭工业出版社，1991
指导教师： 教研室主任：

毕业设计（论文）指导教师评阅书
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法； ④取得的主要成果及创新点； ⑤工作态度及工作量；
⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成绩： 指导教师（职称）： （ ）
年 月 日
注：毕业设计（论文）成绩等级实行五级记分制，即优秀、良好、中等、及格、不及格。
毕业设计（论文）评阅教师评阅书
评阅教师评语：（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力； ④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在的问题；⑨是否同意答辩等）：

成绩： 评阅教师（职称）： （ ）
年 月 日
注：毕业设计（论文）成绩等级实行五级记分制，即优秀、良好、中等、及格、不及格。
毕业设计（论文）答辩委员会记录
专业学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。学生答辩提交的材料有：设计（论文）说明书 份，共 页，设计图纸 张，其它材料有
__________________________________________________________________。
答辩小组评语及建议成绩

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
答辩组组长：_________
建议成绩： _______
成员：_________、_________、_________ _________、_________、_________、_________。
根据学生所提交的材料、评阅人评语、指导教师评语和学生答辩情况，毕业设计（论文）答辩委员会研究评定，给予该生毕业设计（论文）成绩为_________。
系（部、院）公章
答辩委员会主席： ____________
_________年_____月_____日

摘 要
本设计包括三部分：一般部分，专题部分。
一般部分是灵泉煤矿2.4Mt新井设计。全篇共分为十章：矿井概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方式－带区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。
灵泉煤矿设计年生产能力为2.4Mt/a，服务年限为79a。矿井工作制度为“四六”制。
矿井的开拓方式为双立井联合布置。水平标高为-630m，主立井主要用于提升煤炭，副立井主要用于提升人员、矸石、和材料等。
矿井采用一矿一面的高效作业方式。工作面长度为220m。运输大巷采用皮带运输煤炭，辅助大巷采用矿车运输矸石和材料等。区段巷道与大巷采用联络巷连接。
矿井通风方式为抽出通风方式，矿井前期用中央边界式通风，后期都采用中央对角式通风。
专题部分主要介绍了煤矿工作面综合注水防尘措施。
关键词： 综放工艺；煤层注水；防尘

Abstract
The design includes three parts: general part, special part.
Generally part of the new wells LingQuan Coal 2.4Mt design. Whole chapter is divided into ten chapters: an overview of the mine geology and Ida, Ida realm and reserves, mine work systems, design and production capabilities and service life, Ida development, preparation methods - mining area roadway layout, mining methods, underground transport, mine upgrading and transportation, mine ventilation and mine safety and the main economic and technical indicators.
LingQuan Coal designed annual production capacity of 2.4Mt / a, length of service as 79a. Mine work system as the "March" system.
The main way to develop the mine up the level of jointly developing a single deputy stand. Level elevation of -630 m, the main shaft is mainly used for upgrading coal, mainly used to enhance staff vice shaft, waste rock and materials.
Ore mine uses a high-side practices. Face length of 220m. Transportation Roadway use tape transport coal, auxiliary roadway access to justice than the car-free transportation waste rock and materials. Section of the roadway and the roadway used to connect contact Lane.
Way out of the mine ventilation ventilation, mine before, have adopted the latter part of the central points out ventilation.
Special section focuses on the type of coal mine water hazards and control measures.
Keywords: caving process; recovery ratio; way

目录
一般部分
1 矿区概述及井田地质特征 2
1.1矿区概述 2
1.1.1地理位置及交通条件 2
1.1.2地形特点及居民点分布 2
1.1.3工农业生产和原料及电力供应 2
1.1.4矿区气候条件 3
1.1.5矿区水文及工农业供水 3
1.1.6 地震 3
1.2井田地质特征 3
1.2.1井田地形及勘探程度 3
1.2.2井田煤系地层 4
1.2.3井田地质构造 6
1.2.4矿井水文地质条件 6
1.3煤层特征 7
1.3.1煤层埋藏条件 7
1.3.2可采煤层特征 7
2井田境界和储量 8
2.1井田境界 8
2.1.1井田范围 9
2.1.2开采界限 9
2.1.3井田尺寸 9
2.2矿井工业储量 9
2.2.1勘探类型及储量等级的圈定 9
2.2.2储量等级的圈定 10
2.2.3煤层最小可采厚度 10
2.2.4矿井工业储量的计算 10
2.3矿井可采储量 11
2.3.1保护煤柱储量计算 11
2.3.2可采储量计算 15
3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 15
3.1 矿井工作制度 15
3.2 矿井设计生产能力及服务年限 16
3.2.1确定依据 16
3.2.2 矿井设计生产能力 16
3.2.3 矿井服务年限 16
4井田开拓 17
4.1 井田开拓的基本问题 17
4.1.1 井筒形式及数目 18
4.1.2 工业广场及井口位置的确定 19
4.1.3 开采水平的确定及采区划分 20
4.1.4 采区划分及其布置 21
4.2 开拓方案比较 21
4.2.1提出方案 21
4.2.2技术比较 23
4.2.3经济比较 25
4.2.4 综合比较 26
4.3 矿井基本巷道 27
4.3.1井筒 27
4.3.2井底车场 27
4.3.3主要开拓巷道 28
5 准备方式——带区巷道布置 37
5.1煤层的地质特征 37
5.1.1煤层埋藏条件 37
5.1.2煤质特征 37
5.1.3煤层顶、底板条件 37
5.1.4煤层的含瓦斯特征 37
5.1.5水文地质特征 37
5.1.6煤尘的爆炸性和自燃发火危险性 37
5.1.7地质构造 37
5.1.8地表特征 38
5.2 带区巷道布置及生产系统 38
5.2.1首采带区概况 38
5.2.2采煤方法及工作面长度的确定 38
5.2.3巷道布置 38
5.2.4工作面接替顺序 38
5.2.5带区通风 39
5.2.6带区生产系统 39
5.2.7巷道掘进方法 40
5.2.8带区的生产能力和带区采出率 42
5.3 带区车场选型设计 43
5.3.1带区车场 43
5.3.2 各个系统的说明 43
5.3.3带区主要硐室布置 44
6 采煤方法 45
6.1采煤工艺方式 45
6.1.1设计带区地质条件 45
6.1.2 采煤方法及其机械化程度的确定 46
6.1.3 回采工作面参数的确定 47
6.1.4回采工作面破煤、装煤方式及相应设备的选择 48
6.1.5回采工作面运煤方式及其运输设备的选择 50
6.1.6工作面支护方式及采空区处理 51
6.1.7工作面设备布置 54
6.1.8采煤工艺 54
6.1.9 劳动组织和循环作业图表 56
6.2回采巷道布置 59
6.2.1回采巷道布置方式 59
6.2.2回采巷道断面选择及其掘进方式 59
7 井下运输 62
7.1 概述 62
7.1.1 井下运输的原始条件 62
7.1.2井下运输 63
7.1.3各环节运输方式 63
7.2带区运输设备选择 64
7.2.1带区煤炭运输设备的选择 64
7.2.2带区运输能力验算 65
7.2.3带区辅助运输设备的选择 65
7.2.4带区车场一次提升的矿车数 67
7.3大巷运输设备选择 67
7.3.1大巷运输设备的选择 67
7.3.2运输设备运输能力验算 68
8 矿井提升 68
8.1设计依据 69
8.1.1主井提升 69
8.1.2副井提升 69
8.2提升容器的选型计算 69
8.2.1 小时提升量 69
8.2.2 合理的经济提升速度 70
8.2.3 一次提升循环时间 70
8.2.4 一次合理提升量的确定 71
8.2.5 计算一次提升循环提升时间Tx和所需的提升速度vm 72
8.3 提升钢丝绳的选择计算 72
8.4 提升机与天轮的选择计算 74
8.4.1 滚筒（或摩擦轮）直径的确定 74
8.4.2 天轮的选择 74
8.4.3 提升机强度校验 75
8.4.4 摩擦衬垫比压 75
8.5提升电动机的预选 75
8.5.1电动机功率的估算 76
8.5.2 估算电动机转数 76
8.6 提升机与井筒的相对位置 77
8.6.1 井架高度 77
8.6.2 尾绳环高度 77
9矿井通风及安全 77
9.1通风系统确定因素 77
9.1.1选择通风系统的原则 77
9.1.2通风系统的确定 78
9.2 带区通风系统选择 81
9.2.1采煤工作面通风类型的确定 81
9.2.2 掘进通风局部通风机通风系统 82
9.2.3通风容易和通风困难两个时期位置的确定 83
9.2.4掘进头数目和位置的确定 83
9.2.5绘制两个时期的通风系统立体图和网络图 83
9.3全矿所需风量的计算及其分配 85
9.3.1井风量计算原则 85
9.3.2矿井风量计算 86
9.4全矿通风阻力计算 92
9.4.1矿井通风总阻力计算原则 92
9.4.2矿井通风总阻力计算 92
9.4.3通风容易时期和通风困难时期最大阻力路线的确定 93
9.4.4全矿井巷通风阻力的计算 93
9.5矿井通风设备的选择 96
9.5.1矿井通风设备的要求 96
9.5.2选择主要通风机 97
9.5.3 选择电动机 100
9.6矿井灾害防治技术 101
9.6.1防治瓦斯 101
9.6.2防治煤尘 101
9.6.3防治火灾 102
9.6.4防治水 102
10设计矿井基本技术经济指标 103
11参考文献 105
12专题部分 113
1.1煤层注水的提出和研究意义 113
1.2煤层注水的实质 114
1.3封孔技术的研究和现状分析 117
1.4影响煤层注水难易程度的因素 121
1.5煤层注水的注意事项 122
参考文献 123

一

般

部

分

灵泉矿240万t新井设计

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
灵泉矿位于扎赉诺尔煤田西翼的西南部，地理座标为东经117°41′23″—117°44′40″，北纬49°22′14″—49°25′55″。行政区隶属内蒙古自治区满洲里市扎赉诺尔区。灵泉矿井田位于扎赉诺尔煤田西翼的中浅部，南北走向长7.4km，东西倾斜宽4.2km，面积31.1km2。
本区交通方便，滨洲铁路横贯井田区的北部，矿区内设有专用铁路线与滨洲铁路连接，301国道横贯矿区，至各旗县、市有公路相通（图1-1）。

图1—1 灵泉矿煤矿地理位置图
1.1.2地形特点及居民点分布
井田范围地貌简单地表平坦，为第四纪冲积平原，地势北高南低，呈1～2°坡度，地面标高介于+25m～+32m之间。开采范围所对应的地表村庄已搬迁，无需要保护的建筑物，只有沙河流过整个区域，为季节性河流，流向大致与地层走向平行，汛期有时泛滥，造成一定的危害，但对生产没有直接影响。
1.1.3工农业生产和原料及电力供应
矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等。
本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。
矿区建有110Kv中央变电所，向本矿井供电的四回35Kv输电线路已建成送电。
1.1.4矿区气候条件
矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年七、八、九月为雨季，雨量占全年的76％，年平均降雨量645mm，降雪期由十一月到次年三月，月降雪平均厚度30～40mm，最大163mm。常年最高气温37.6℃，最低气温-22.6℃，年平均气温10.8℃。冻结期由十一月中旬到次年三月下旬，土壤冻结深度0.5～0.7m。
1.1.5矿区水文及工农业供水
因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田西部沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为28.572m，最高洪峰达142.8 m3/s，流速1.69 m2/s。
本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为HCO3—Ca—Na，矿化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井排水全部进入污水净化站进行处理，净化水主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。
1.1.6 地震
自十五世纪有记载以来，扎赉诺尔一带未发生有感地震，地质条件良好.
1.2井田地质特征
1.2.1井田地形及勘探程度
井田的勘探程度：全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，施工地面地质孔5个，进尺2737.35米，井下地质孔201 个，进尺13237.17米；地面水文地质探查孔13个，进尺8055.14米，井下水文孔210个，进尺22496米。
1.2.2井田煤系地层
灵泉矿井田煤系地层主要由石炭系、二叠系地层组成，其中包括前寒武系变质岩组，上古生代石炭--二迭系变质岩组、侏罗系，白垩系。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二叠统古冶组陆相碎屑岩，含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表1-1为灵泉矿井田地层划分表。
1、前寒武系变质岩组：
分布于嵯岗附近，以绿色片岩、花岗片麻岩为主，夹石灰岩，厚度不详，与上伏地层接触关系不详。
2、上古生代石炭--二迭系变质岩组：
分布于煤田东部阿尔公—双山子一带，呈弧岛分布，岩石以变质砂岩，石灰岩为主，厚度不详，与上覆地层接触关系不详。
3、侏罗系
下统兴安岭群：
兴安岭火山岩组分布于煤田四周，上部以凝灰质砂岩、玄武安山岩为主，下部以流纹岩、粗面岩为主，厚度不详。
4、白垩系
下统扎赉诺尔群：
分布范围东以阿尔山—双山子一带，西至矿区边缘山地，向南延伸深至达赉湖，北至中苏边界，面积为1035平方公里，煤系厚度1100m以上，本区按东北地层表划分为伊敏组和大磨拐河组，系由一整套砂岩、泥岩、砂质泥岩、砂砾岩及煤层组成，为本区主要含煤地层。
表1－1 灵泉矿井田地层划分简表
地质时代
建组起止层位
地层接
触关系
厚度
含煤性
主 要 特 征
系
统
组
第四系

由地表至基岩面

不整合

整合

整合

整合

整合

整合

假整合
219.5

主要由砂、粘土、卵石组成。
二

叠

系
上
统
古冶组
红色砂岩底面至A层顶面
120.0
不含煤
主要由中砂岩、粉砂岩组成

下

统
东斜组
A层顶面至5煤层顶面
269.7
含煤线4-5层
主要由中砂岩、粉砂岩组成
小站组
5煤层顶板至11煤层顶板
69.4
含煤6层可采2层即5、9煤
由砂岩、粉砂岩、煤和泥岩组成。

石

炭

系

上

统
东山组
11煤层顶板至K6灰岩顶面
86.4
含3层煤12煤可采
由砂岩、粉砂岩、煤组成
西山组
K6灰岩顶面至K3灰岩顶面
51.7
含煤1~3层
主要由粉砂岩、泥岩组成
中
统
西斜组
K3灰岩顶面至奥陶灰岩顶面
55.8
含1~3层不稳定薄煤线
以粉砂岩为主，细砂岩次之，间夹三层灰岩
奥陶系
中
统
开平组

由灰岩、白云岩等组成

灵泉矿井田煤系地层的形成过程均属于近海型沉积。其中石炭系的东山组、西山组和西斜组属于海陆交互相沉积，二叠系的古治组和东斜组属于近海陆相沉积。整个煤系地层厚度、煤层层数、旋回结构明显清晰，易于对比。从相旋回的特征分析，中石炭世地壳升降运动频繁，引起大面积的海侵和海退，沉积了一套海陆交互相地层。由于地壳运动短暂而频繁，不宜泥炭堆积，故没有形成可采煤层。在这时期地形比较平坦，海侵和海退范围广泛，沉积了三层薄层灰岩，即Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3灰岩。中石炭世地层厚度较薄，约为56米，相旋回结构清晰，易于对比。晚石炭世地层以缓慢上升为主，聚煤作用活跃，海相地层逐渐减少，过渡相地层增多，且出现河流冲积相沉积。在晚石炭世早期地壳运动还比较频繁，且很不稳定，沉积了三层薄层灰岩，即Ｋ4、Ｋ5、Ｋ6灰岩，到后期地壳运动趋于稳定，适宜植物生长与堆积形成了本井田的可采煤层，即12煤层。晚石炭世厚度约为138米，相旋回结构比较清楚。早二叠世地壳运动仍以上升为主，上升幅度由小渐大，海退范围逐渐扩大，沉积了一套近海陆相地层，湖泊、沼泽遍布，沉积了两层稳定和较稳定可采煤层（5、9煤层）。到二叠世中晚期，气候由温润转向干燥，不宜植物的生长。中期只形成薄煤层，到晚期聚煤作用已进入尾声。下二叠统地层厚度约为337米。
从煤系地层形成过程来看，地壳运动在中石炭世、下二叠世是以上升为主，上升幅度由小到大，由缓慢上升到直线上升。从岩相来看，为近海相—过渡相—大陆相。从成煤环境看，则为滨海平原到内陆湖泊。正是由于地壳运动由弱到强，从海相逐渐转为陆相，在这种地壳相对稳定时期，才沉积了本井田的可采煤层。
1.2.3井田地质构造
灵泉矿井田位于灵泉东南翼。灵泉位于扎赉诺尔，煤系地层为石炭二叠系。灵泉主向斜是煤田的主要构造骨架，呈复式向斜构造。向斜的总体轴向为NE向，自古冶以北主向斜轴逐渐转为东西向。向斜两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：东南翼断层不很发育，规模亦较小，多见于褶皱构造的轴部，正断层较多，逆断层较少。
灵泉矿井田的主体构造为向斜，是由于向斜在发育过程中北部受青龙山东西构造带影响，主向斜轴在古冶以北发生偏转呈东西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造。向斜在井田范围内已由钻探工程、井巷工程严密控制，向斜轴线总体呈东西向，枢纽呈弧形向北凸出。受向斜影响，往南伴生发育了北二背斜和井口向斜。向斜主要为钻探工程控制，向斜轴呈NW向，枢纽呈马鞍状起伏较大，沿轴线形成两个小型盆地。井田内较大的断裂构造主要分布于向斜区域：一组是以F1大断层为主的断层带，走向呈NNE向。F1断层为正断层，落差达200余米，向北发育，一直切过唐家庄井田。F1断层为喜马拉雅运动中产生的次一级构造；另一组是以F0断层为主的断裂构造带。该断层带通过钻探、物探得到了比较好的控制。F0断层为F1大断层的伴生构造。
到目前为止，井田内可能出现的大型构造已基本得到了控制。总的来看，塔坨向斜区、毕各庄向斜区构造比较复杂，形成的断裂构造多与区域构造应力场有关，有明显的规律性。同时随着井田开发往深部延深，构造发育越来越复杂，断层落差增大，断层面形式多样化，对生产的影响也越来越大。
井主要断层表
序号
名称
性质
断层面走向
落差
水平断距
1
F1
正断层
NNE
200

2
F0
正断层
NNE
45

1.2.4矿井水文地质条件
灵泉矿井田水文地质情况复杂，煤系上下各有一个含水层，上为冲积层强含水层，其为厚度不等的卵石层，下有一黏土层有隔水作用；下为奥灰含水层。它们之间联系密切，以煤层露头线为联系，相互沟通，煤层地质有两个含水层：5煤层顶板砂岩含水层和12煤层-14煤层砂岩组含水层，它们是矿井的主要出水来源。
1.3煤层特征
1.3.1煤层埋藏条件
灵泉矿井田内的主要可采煤层中，下部的12煤层沉积于石炭系上统的东山组，属海陆交互相沉积，煤层厚度的区域性变化相对比较稳定，规律性较强，且顶底板条件较好。上部的5煤层、9煤层沉积于二叠系下统的东斜组，基本上属陆相沉积，由于沉积环境的复杂多变，对煤层厚度、结构及其顶底板均产生一定的影响，并往往伴随不同程度的河流冲刷。
1.3.2可采煤层特征
1）5煤层
5煤层为简单结构煤层，煤层厚度3.52 米，向斜区除在南8剖面以南受大型断裂构造影响外，其余均在可采范围，为较稳定煤层。煤岩类型以光亮型煤为主，间夹半亮型煤。内生节理发育，性脆。煤的硬度f=0.3～0.5，容重1.36。
顶板情况：直接顶水平层理，层理面附大量植物化石，富含泥质结核，成细层状或串珠状分布，厚度一般约3.0m，岩性为深灰色粉砂岩，致密均一,直立裂隙发育，其上硅质胶结砂岩，局部含钙质，一般厚4.0m。
底板情况：5煤层直接底为含大量植物根化石的粉砂岩，厚度为0.5～1.0m，老底岩性为细砂岩，水平层理，分布稳定。
2）8煤层
8煤层为简单结构中厚煤层，煤层厚度3.54米，煤层顶部为厚0.3－0.6米的劣质煤。煤层局部受古河流冲刷，厚度变化较大，出现小范围无煤区。受河流强烈冲刷，8煤及顶底板层位全部代之以含砾粗砂岩砂岩。
1.3.4煤尘及煤的自然发火倾向
在本矿取样做煤尘爆炸性试验，结果为：火焰长度及岩粉含量均为零，属无爆炸危险煤层。
各煤层均没有自然发火的倾向。
表1—5 煤层顶底板情况表
煤层
顶底板
岩性
厚度
特征及赋存情况
5
煤
伪顶
粉砂岩
0~1.3
岩石破碎，夹多层煤线，南三剖面以南出现煤线
直接顶
粉砂岩
3.0
水平层理，层理面附大量植物化石，富含泥质结核，成细层状或串珠状分布。
老顶
砂岩
4.0
硅质胶结，局部含钙质。
直接底
粉砂岩
0.5~1.0
含大量植物根化石。
老底
细砂岩
2.0~3.0
水平层理，分布稳定。
8
煤
伪顶
粉砂岩
0.2~0.5
松软破碎，节理发育，顶部发育煤线与直接顶相隔，南一石门以南逐渐出现，北部既为7煤层底板。
直接顶
粉砂岩
2.0
深灰色，由南一石门往南逐渐发育并增厚。南二道半石门以北分布不稳定。
老顶
砂岩
0~2.5
层状层理，自南二石门以南出现并逐渐增厚。
直接底
粉砂岩
0.2~0.6
含大量根化石，普遍发育。
老底
细砂岩
3.0
硅质胶结，呈块状结构，坚硬，普遍发育。

2井田境界和储量
2.1井田境界
2.1.1井田范围
灵泉矿位于开平向斜之东南翼。矿井地理坐标：东经113度28分，北纬39度33分。
东部边界：以14s煤层浅部露头与冲击层交线为界。
北部边界：以1、2、3、4、5、6、7点连线与铁北矿为界，各点坐标见表2-1。
西部边界：以钻孔毕25、33、34孔连线及深部-800m与露天矿为界，浅部以14S煤层露头与冲击层交线为界。
表2-1 井田北部边界各点坐标表
各点
X
Y
1
392500
94805
2
391990
94620
3
392080
94000
4
392015
93615
5
391097
93143
6
390537
92605
7
390220
92605
南部边界：-340 m以上以坐标点（385100，94185）和坐标点（385000，93600）的连线及风井工业广场煤柱为界；-340m以下以毕9孔、11孔、36孔连线为界，同时浅部以可采煤层-400m水平底板等高线与灵东矿为界。
2.1.2开采界限
灵泉矿井田煤系地层主要由石炭系、二叠系地层组成，含煤12层，其中可采煤层2层，分别为5煤层、8煤层。其中主采煤层为5煤层，本矿井设计主要针对5煤层。
开采上限：5煤层以上没有可采煤层。
下部边界：8煤层以下没有可采煤层。
2.1.3井田尺寸
井田的平均走向长度为10km，平均倾向长度为3.6km，井田面积为34.57km2。
2.2矿井工业储量
2.2.1勘探类型及储量等级的圈定
1）井田勘探类型
根据矿井勘探情况，其勘探类型为Ⅰ类Ⅱ型。
2）钻孔及勘探线分布
全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔145个，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.61m。
2.2.2储量等级的圈定
根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。
本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质条件中等，煤系中无岩浆岩破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。
邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；
断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；
2.2.3煤层最小可采厚度
该井田煤层倾角均小于25°，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求，根据《生产矿井储量管理规程》的规定，确定煤层的最小可采厚度为1.3 m。
2.2.4矿井工业储量的计算
矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量即A+B+C级储量。
井田范围内全区可采煤层为5、8煤共2层煤。其中， 5煤平均厚度为3.52m，8煤平均厚度为3.54m，可采煤层总厚为7.06m。
1）计算数据的求取
（1）投影面积：以1：5000煤层底板等高线图为基础，划分储量计算块段