姚桥煤矿3.0-Mta新井设计-煤层瓦斯抽放技术.docx

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中 国 矿 业 大 学
本科生毕业设计

姓 名： 学 号：
学 院： 矿业工程学院
专 业： 采矿工程
设计题目： 姚桥煤矿5.0 Mt/a新井设计
专 题： 深部矿井巷道稳定与支护技术研究
指导教师： 职 称： 讲 师

2012年6月 徐州

中国矿业大学毕业设计任务书

学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程2008级 学生姓名

任务下达日期：2012年1月8日

毕业设计日期：2012年3月12日 至 2012年6月8日

毕业设计题目： 姚桥煤矿3.0 Mt/a新井设计

毕业设计专题题目： 煤层瓦斯抽放技术

毕业设计主要内容和要求：

以实习矿井姚桥煤矿条件为基础，完成姚桥煤矿3.0Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。
结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于高瓦斯煤层抽放技术的专题论文。
翻译一篇3000字以上的专业英语论文，题目为“Analysis and control on anomaly water inrush in roof of fully-mechanized mining field”。

院长签字： 指导教师签字：

摘 要
本设计包括三个部分：一般设计部分、专题设计部分和翻译部分。
一般部分为姚桥矿5.0 Mt/a的新井设计。姚桥煤矿位于江苏省沛县和山东省微山县境内，昭阳湖西畔，距江苏省徐州市西北大约82km，距沛县县城约17km，距微山县县城约10km。区内铁路交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨，支线直达姚桥煤矿。井田走向（东西）长平均约10 km，倾向（南北）长平均约3.5km，井田水平面积为36 km2。主采煤层一层，即7号煤层，平均倾角10°，厚约9.45 m。井田工业储量为517.46Mt，可采储量393.51 Mt，矿井服务年限为60.54 a。井田地质条件简单。表土层平均厚度163 m；矿井正常涌水量为325 m3/h，最大涌水量为465 m3/h；矿井瓦斯含量很低，属低瓦斯矿井；煤尘具有爆炸危险性。
井田开拓方式为立井两水平上下山立井石门延深开拓。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用绞车加矿车加单轨吊运输运料。矿井通风方式前期采用中央分列式通风，后期采用两翼对角式通风。
矿井年工作日为330d，工作制度为“三八”制。
一般部分共包括10章：1、矿区概述及井田地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井工作制度及设计生产能力；4、井田开拓；5、准备方式-采区巷道布置；6、采煤方法；7、井下运输；8、矿井提升；9、矿井通风与安全技术；10、矿井基本技术经济指标。
专题部分题目是深部矿井巷道稳定与支护技术研究。
翻译部分是一篇关于在掘进工程中煤与瓦斯突出防治技术的研究与应用，英文原文题目为：Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal

关键词：姚桥煤矿；立井；两水平；上下山开采；采区布置；放顶煤；中央分列式
ABSTRACT
This design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.
The general design is about a 5.0 Mt/a new underground mine design of yaoqiao coal mine. YaoQiao coal mine is located in peixian ,jiangsu and WeiShanXian shandong province county territory, west bank zhaoyang lake, is apart from the jiangsu xuzhou northwest about 82 km, is apart from the county of about 17 km peixian county, about 10 km away from WeiShanXian county. The railway traffic is convenient, xu (state) pei (the chariot) railway private sidings, sand pond and longhai railway line in international standards, regional direct YaoQiao coal mine. It’s about 10 km on the strike and 3.5 km on the dip,with the 36 km2 total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 7 with an average thickness of 9.45 m and an average dip of 10°. The proved reserves of this coal mine are 517.46 Mt and the minable reserves are 393.51 Mt, with a mine life of 60.54 a.The geological condition of the mine is relatively simple. The normal mine inflow is 325 m3/h and the maximum mine inflow is 465 m3/h. The mineral well gas gushes is lower, It is a low gas mineral well and it’s a coal seam liable to explosion.
The mine is two levels in an main shaft which well location is stonegate to expand. The central laneway use wheel mounted belt conveyor to transit coal, mining trucks are used for winch , tramcar and monorail hoist transportation in the roadway. The mine ventilation way by the central FenLieShi, later the two wings diagonal type.
The working system “three-eight” is used in the chensilou mine. It produced 330 d/a.
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 layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.
The topic of special subject parts is the research of support technology for deep mine laneway .
The translated academic paper is about Outburst control technology for rapid excavation in severe outburst coal.
Keywords：YaoQiao mine; shaft; Two level; up-dip and down-dip minging; Block layout; sublevel caving hydraulic support; the center of march-past.

可修改编辑
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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地理位置与交通情况 2
1.1.2矿区气候条件 2
1.1.3矿区水文情况 2
1.1.4地震 2
1.2井田地质特征 4
1.2.1井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系 4
1.2.2井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况 4
1.3煤层特征 5
2 井田境界和储量 8
2.1井田境界 8
2.2矿井工业储量 8
2.2.1构造类型 8
2.2.2矿井地质储量 8
2.2.3矿井工业储量 10
2.3矿井可采储量 11
2.3.1矿井可采储量 11
2.3.2工业广场煤柱留设 11
3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 13
3.1矿井工作制度 13
3.2矿井设计能力及服务年限 13
3.2.1确定依据 13
3.2.2矿井设计能力及生产年限 13
3.2.3井型校核 14
4 井田开拓 16
4.1井田开拓的基本问题 16
4.1.1井筒形式的确定 16
4.1.2井筒位置的确定 17
4.1.3工业广场位置选择 18
4.1.4开采水平的确定及采（带）区的划分 18
4.1.5方案比较 19
4.2矿井基本巷道 24
4.2.1井筒 24
4.2.2开拓巷道 28
4.2.3井底车场及硐室 32
5 准备方式—采区巷道布置 35
5.1煤层的地质特征 35
5.1.1采区煤层特征 35
5.1.2 地质构造 35
5.1.3水文地质 35
5.1.4 地表情况 35
5.2 采区巷道布置及生产系统 35
5.2.1 采区位置及范围 35
5.2.2 采煤方法及工作面长度的确定 35
5.2.3 煤柱尺寸的确定 35
5.2.4 采区上山布置 36
5.2.5 确定采区各种巷道尺寸、支护方式及通风方式 36
5.2.6 采区巷道的联络方式 36
5.2.7工作面接替顺序 36
5.2.8 采区生产系统 37
5.2.9 采区内各种巷道的掘进方法 37
5.2.10 采区生产能力 37
5.3 采区车场选型设计 38
5.3.1 确定采区车场形式 38
5.3.2 采区主要硐室布置 40
6 采煤方法 41
6.1采煤工艺方式 41
6.1.1采煤方法的选择 41
6.1.2回采工作面长度的确定 42
6.1.3工作面的推进方向和推进度 42
6.1.4回采工作面斜巷参数 43
6.1.5回采工作面落煤方式 43
6.1.6采煤机进刀方式 43
6.1.7装运煤 44
6.1.8移架方式和移架顺序 44
6.1.9推拉运输机方式 44
6.1.10放煤方式 45
6.1.11工艺流程 46
6.2主要设备技术参数 47
6.2.1液压支架 47
6.2.2采煤机 48
6.2.3工作面主运输设备 48
6.2.4泵站 49
6.2.5移动变电站 50
6.3顶板管理 50
6.3.1支护设计 50
6.3.2工作面顶板管理 51
6.3.3工作面上、下端头支架的操作及维护要求 52
6.4劳动组织和工作面成本 54
6.4.1劳动组织 54
6.4.2工作面成本 55
6.5回采巷道布置 56
6.5.1回采巷道布置方式 56
6.5.2回采巷道参数 57
7 井下运输 59
7.1 概述 59
7.1.1 井下运输的原始条件和数据 59
7.1.2 矿井运输系统 59
7.2 采区运输设备的选择 59
7.2.1 矿井运输设备选型应遵循以下原则 59
7.2.2 工作面及顺槽运输设备选型 60
7.2.3 上山运输设备选型 61
7.3 大巷运输设备选择 62
7.3.1 确定大巷的运输方式 62
7.3.2 确定大巷运输设备 62
7.3.3运输设备能力验算 65
8 矿井提升 66
8.1矿井提升概述 66
8.2主副井提升 66
8.2.1主井提升 66
8.2.2副井提升 68
8.2.3井上下人员运送 69
9 矿井通风及安全技术 70
9.1矿井概况 70
9.1.1矿井地质概况 70
9.1.2开拓方式 70
9.1.3开采方法 70
9.1.4变电所、充电硐室、火药库` 70
9.1.5工作制、人数 70
9.2矿井通风系统的确定 70
9.2.1矿井通风系统的基本要求 70
9.2.2矿井通风方式的选择 71
9.2.3矿井通风方法的选择 72
9.2.4采区通风系统的要求 72
9.2.5 工作面通风方式的选择 73
9.2.6 回采工作面进回风道的布置 73
9.2.7 通风构筑物 74
9.3矿井风量计算 74
9.3.1工作面所需风量的计算 74
9.3.2备用工作面需风量计算 75
9.3.3掘进工作面需风量计算 76
9.3.4硐室需要风量的计算 76
9.3.5其他巷道所需风量计算 77
9.3.6矿井总风量计算 77
9.3.7风量分配 77
9.4全矿通风阻力的计算 78
9.4.1计算原则 79
9.4.2矿井最大阻力路线 79
9.4.3矿井通风阻力计算 82
9.4.4矿井通风总阻力 83
9.4.5两个时期的矿井总风阻和总等积孔 83
9.5矿井通风设备选型 84
9.5.1主要通风机选型 84
9.5.2电动机选型 86
9.5.3 矿井主要通风设备的要求 86
9.5.4对反风、风峒的要求 87
9.6安全灾害的预防措施 87
9.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 87
9.6.2预防井下火灾的措施 88
9.6.3防水措施 88
10 设计矿井基本技术经济指标 89
参考文献 90
专题部分
深部矿井巷道稳定与支护技术研究 92
摘要 92
1问题的提出 92
2 深井巷道的矿压规律与特点 92
2.1深井巷道概念 92
2.2 深井矿压规律 94
2.2.1地应力概念 94
2.2.2 主应力方向对巷道稳定的影响 94
3开采深度与巷道围岩的变形关系 95
3.1中国的研究 95
3.2前苏联的研究 95
3.3德国的研究 96
4 影响巷道稳定的因素 97
4.1 稳定性系数 97
4.2 影响因素分析 97
4.2.1 岩石力学性质 97
4.2.2 围岩结构 97
4.2.3 围岩物相 97
4.2.4 地质构造应力 97
4.2.5 地下水与地温 97
4.2.6 巷道布置与开挖顺序 97
4.2.7巷道断面尺寸和形状 97
4.2.8支护材料与结构形式 97
4.2.9支护参数 97
4.2.10施工工艺与质量 98
4.3 巷道围岩稳定性分类 98
4.3.1按围岩松动圈的分类方法 98
4.3.2按围岩变形量的分类方法 98
5深部巷道围岩变形规律 98
5.1深部巷道围岩具有软岩的力学特征 98
5.2 深部巷道围岩的变形特征 99
5. 3深部围岩巷道载荷特征 99
6深井巷道支护技术 100
6. 1深井巷道变形规律 100
6. 2深井巷道支护 100
6.2.1深井巷道支护原理 100
6.2.2支护结构形式 101
6.2.3 支护方法及对策 101
7深井锚杆支护技术 102
7.1 锚杆支护理论 102
7.2深部巷道围岩锚杆支护作用分析 105
7.3采用大直径、高强度、大延伸量锚杆 106
7.4增大锚杆预紧力 106
7.5提高锚杆锚固力 107
7.6改善锚索性能 108
7.7加固帮、角关键部位 108
7.8完善锚杆支护监测系统 109
8 深井软岩巷道支护 109
9 深部巷道高温及岩爆问题 109
9.1高温问题 109
9.2岩爆问题 109
10 结论 110
参考文献 112
翻译部分
英文原文 114
中文译文 121
致 谢 126

精选资料

一
般
部
分
1 矿区概述及井田地质特征
1.1矿区概述
1.1.1地理位置与交通情况
姚桥煤矿座落在江苏省沛县和山东省微山县境内，昭阳湖西畔，距江苏省徐州市西北大约82km，距沛县县城约17km，距微山县县城约10km。区内铁路交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨，支线直达姚桥煤矿。姚桥矿井工广距沛屯集配站8km。
沛屯集配站距各大城市距离见表1-1。
表1-1 沛屯集配站距各大城市距离
铁路沛屯集配站至 单位：km
沙塘
徐州
连云港
上海
浦口
北京
兖州
石臼所
63.3
82.4
305
833
422
893
243.4
543.4
区内公路交通也十分方便，徐州至济宁省级公路从矿井西侧穿过，东与京沪高速公路相连。京杭大运河从矿区东部通过，可供100吨级机船常年航行，水路交通也较为方便。矿井交通位置图见图1-1。
1.1.2矿区气候条件
姚桥煤矿所在地气候属北温带鲁淮区气候，具有长江流域和黄河流域过渡性特点。冬季多在大陆性冷高压控制下，天气寒冷干燥；春季冷暖气团交错，天气多变，干旱少雨夏季处于副热带高压边缘，高温多雨；秋季阳光充足，天高气爽，四季分明。年平均降雨量789.2mm，平均降水日81.8d，雨季开始6～7月，极端降水1178mm/a（1971年）和492.4mm/a（1981年），最大日降水量393mm/d（1971年）。
1.1.3矿区水文情况
姚桥井田地貌属黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖地区，矿井陆地部分地势平坦，略向东倾斜，陆地地面高程33.54～37.47m，东部昭阳湖湖底高程为30.00～33.00m，湖内常年积水。
井田内较大的地表水体有：
1、东部昭阳湖二级坝以北，井田所及部位长年积水，水位标高一般为
33.00～34.00m，最高水位36.90m，湖水面积602km2，湖容量为3817Mm3，最低水位32.02m，湖水面积87km2，湖容量18 Mm3，每年1月份湖面冰封，5～7月份湖水减少难以通航。
京杭大运河位于湖陆交界处，本井田范围内与湖水贯通。
杨屯河贯穿井田中部，水面宽40～50m，全年可通航。
沿河位于井田西端，大部分时间干枯。
1.1.4地震
姚桥煤矿位于大地构造体北断块区的南部，秦岭东西构造带东段，新华夏系第二隆起带的西侧，东距郯城庐江断裂带约150km，西距聊城断裂带约160km，附近有丰邳断裂、沛县断裂、微山断裂等次一级断裂构造。矿区具有发生五级左右地震的条件。较大地震条件不明显，造成破坏性影响的主要是来自邻区的大震。国家地震局1976年9月地震烈度区划资料本区属七度地震区。

图1-1 矿区交通位置图
1.2井田地质特征
1.2.1井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积及相邻矿井边界关系
井田处于江苏省沛县杨屯镇与山东省微山县张楼乡境内，北以F19断层为界与上海大屯能源股份有限公司龙东煤矿接壤；南以F14断层为界与上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿相邻；西北以F19断层为界与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻，东为山东微山崔庄煤矿。姚桥井田的范围：以国土资源部2009年2月19日批准的采矿许可证中25个拐点坐标圈定的范围为准，井田面积走向长度10km，倾斜长度3.5 km，采矿登记面积为36km2，开采深度为-135m～-1300m。由于本井田范围第四系冲积层较厚，无小煤矿及老窑。姚桥煤矿矿区范围拐点坐标见表1-2。
表1-2 姚桥煤矿矿区范围拐点坐标
点号
X
Y
点号
X
Y
点号
X
Y
5
3861085
39498000
3
3863500
39498000
1
3864850
39498000
4
3862000
39498000
2
3864500
39498000
03
3865250
39498000
04
3865100
39496070
06
3865500
39491920
89
3863250
39488000
05
3865950
39483600
90
3864090
39490000
88
3862810
39486500
G
3863135
39486305
I
3862687
39482945
18
3862100
39482940
H
3862970
39485813
K
3862245
39482385
19
3861160
39484500
20
3859500
39485270
22
3858230
39487100
87
3859540
39480500
21
3858270
39486590
23
3858700
39489250
86
3860170
39481250
85
3860670
39493200

1.2.2井田地质概况、地层、含煤地层及构造情况
该井田第四系冲积层广泛分布，为全掩盖式煤田，最老地层为寒武系凤山组（∈3 f），最新地层为第四系（Q）。现将地层由老至新分述如下：
1、寒武系凤山组（∈3 f）：最大厚度60.78m，岩性主要为浅灰～灰色泥晶灰岩、鲕粒灰岩、夹少量竹叶状灰岩。与上覆地层整合接触。
2、奥陶系（O）：奥陶系地层最大厚度为569.30m，灰色、厚～中厚层状，以白云岩、白云质灰岩为主,多具水平层理。与上覆地层假整合接触。
3、石炭系（C）
(1)、本溪组（C2b）：两极厚度26.64m～41.46m，平均厚度37.40m左右，中下部由泥岩、砂质泥岩组成，夹薄层灰岩；上部以浅灰～灰白色石灰岩为主，夹薄层灰绿色泥岩。与上覆地层整合接触。
(2)、太原组（C3t）：本组地层两极厚度为146.29m～182.63m，平均厚度160m左右，为一套海陆交互相含煤沉积地层。本组有灰岩14～15层，全井田稳定。可采煤层17号和21号位于本组中下部。与上覆地层整合接触。
4、二迭系（P）
(1)、山西组（P11sh）：该组地层为井田内主要含煤地层，两极厚度64.16m～130.83m，平均厚度105m左右，砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成，富含植物化石，含煤4层，其中7、8号煤层位于本组地层中下部，为井田内主要可采煤层。与上覆地层整合接触。
(2)、下石盒子组（P21xs）：该组地层两极厚度200.57m～297.13m，平均厚度242m左右，岩性主要由砂质泥岩、泥岩及砂岩组成，底部是一层厚而稳定的中、粗砂岩，平均厚度10m左右，下距山西组7号煤层60m左右。与上覆地层整合接触。
(3)、上石盒子组（P12ss）：该组地层最大残厚为211.95m，岩性以砂质泥岩、泥岩为主；底部发育一厚层状中、粗粒砂岩。与上覆地层不整合接触。
5、下白垩～上侏罗统（K1+J3）
井田内该地层最大残厚为448.76m，为一套干燥气候条件为主的内陆盆地沉积。与上覆地层不整合接触。
6、第四系（Q）
井田内该地层两极厚度为80.60m～226.80m，平均厚度163m左右，自东向西，由南至北，该地层有逐渐增厚的趋势，岩性主要由粘土、砂质粘土、混粒土及各种粒级的砂组成。
井田内断裂构造较发育，落差≥2m的断层共有378条，其中落差≥5m的断层共有138条，5m～20m有88条，落差≥20m有50 条，大多数为高角度正断层，逆断层较少只有6条。
姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为N15°E左右，中部和东部为N30°～40°E， 靠近北部袁堂断层附近为NE向。湖区次一级褶曲较发育，地层在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以7勘探线为界，西翼浅部地层倾角为12°～16°，中部及湖区地层倾角为5°～8°。平均10°。
1.3煤层特征
姚桥井田含煤层有太原组、山西组、下石盒子组，平均地层总厚503米，含煤20余层，煤层总厚12.73m，可采煤层有山西组7号煤，含煤系数3.1％。
7煤层两极厚度9.23m～9.56m，平均厚度9.45m，煤厚变异系数24%， 7号煤层厚度大多在9.40m～9.48m之间，煤层结构简单，局部含夹矸2～3层，厚度0.04～2.42m，夹矸层位一般位于7号煤层中下部，为全井田可采的稳定型厚煤层。
8煤层位于山西组地层下部，煤层厚度0～0.95m，平均厚度0.8m，煤厚变异系数35%，煤层厚度变化无明显规律，煤层结构简单，多为一层，局部为两层，夹矸两极厚度为1～2.73m，为不可采的较稳定煤层。
17煤层厚度0～0.65m，平均厚度0.14m，结构简单，夹矸一层，局部两层，厚度0.05～0.92m，岩性多为泥岩、炭质泥岩，为不可采的较稳定煤层。
21煤层厚度0～0.66m，平均厚度0.36m，以中厚煤层为主，21号煤层结构简单，一般含夹矸一层，少数含矸两层，厚度0.20～0.30m，岩性以泥岩为主，为不可采的稳定煤层。
姚桥井田可采煤层为7号煤层，煤性脆，易碎成粉末状，坚硬程度多为松软级。天然焦为黑色～钢灰色，光泽暗淡，硬度大，变质程度高者不染手。
姚桥井田煤层属于中等偏低变质的烟煤，各层挥发份产率普遍较高， 7号煤的平均挥发份产率为38.88%，平均灰分为14.31%，。原煤中的硫分主要以有机硫和黄铁矿形式存在。原煤全硫含量为0.74%，为低硫煤。
7号煤层高位发热量为28.03 MJ/Kg，属特高热值煤。
煤的工业分类按照《中国煤炭分类国家标准（GB 5751--86）》进行分类确定。7号煤层为气煤（QM），可作为炼焦配煤和良好的动力用煤。
姚桥井田南、北、西三面被大断层切割，为补给不畅的相对隔水边界，但在袁堂断层局部及井田东南、西南煤层露头区存在水源补给，为一相对独立的封闭～半封闭的水文地质单元。井田内主要含水层自上而下有：第四系松散砂层含水层、下白垩上侏罗统砾岩含水层、下石盒子组底部分界砂岩含水层、7煤顶底板砂岩裂隙含水层、太原组灰岩含水层、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。
第四系粘土层发育，其中3隔、4隔岩性主要为粘土，厚度平均为33.56m、13.79m,且分布稳定，隔水性强，有效地阻隔了大气降水、地表水、第四系中上部砂层水与第四系底部含水层水、基岩地下水的水力联系。井田内7煤层距L4灰距离较大，其间地层主要为砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩、薄层灰岩组成，可以作为良好的隔水层，一般对7煤开采没有威胁。受袁堂断层的影响，断层下盘奥灰强含水地层与上盘煤系地层对接，奥灰含水层在袁堂断层局部区段与煤层顶板砂岩裂隙含水层及L4灰含水层产生水力联系，对矿井充水。由上述可知，矿井不仅接受直接揭露的含水层水的补给，同时也接受与之有水力联系的其它含水层水的间接补给。
矿井历年年平均涌水量为325m3/h,年平均最大涌水量为465m3/h，1993年以来年平均涌水量为355 m3/h。矿井月平均最大涌水量577m3/h。－500m水平平均涌水量200m3/h，最大涌水量577m3/h；－650m水平平均涌水量100m3/h，最大涌水量193m3/h。排水系统根据2003年矿井地质报告预计正常涌水量为508m3/h，最大涌水量为609m3/h。井田水文地质条件复杂程度，综合评定为中等类型。
7号煤层的直接顶板为灰黑色、深灰色砂质泥岩或泥岩，局部为中、细砂岩，一般厚度为3～4m，其上多发育一层灰～灰白色中细粒砂岩，煤层顶板稳定性较好，以中等稳定为主，局部为稳定型。底板一般为深灰色砂质泥岩、泥岩，厚度一般为3～8m，以中等稳定型为主。
姚桥矿矿井瓦斯成份以二氧化碳为主，甲烷含量很低。瓦斯相对涌出量远远小于10 m3/t，属低瓦斯矿井。姚桥煤矿各主要可采煤层的可燃基挥发分都较高，均有爆炸性危险，且太原组各主要可采煤层的可燃基挥发分的平均较大，因此煤尘爆炸性更大。姚桥矿投产至今，已发生多次煤层自燃现象，发火原因多是因为采空区封闭不好、漏风等引起煤层自燃，处理方法多采用封闭、注浆、注水等方法灭火。恒温带深度为30m，恒温带的温度为16℃。地温梯度平均约为2.35℃/百米，属于地温正常区。

图1-2 终合柱状图
2 井田境界和储量
2.1井田境界
井田处于江苏省沛县杨屯镇与山东省微山县张楼乡境内，北以F19断层为界与上海大屯能源股份有限公司龙东煤矿接壤；南以F14断层为界与上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿相邻；西北以F19断层为界与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻，东为山东微山崔庄煤矿。姚桥井田的范围：以国土资源部2009年2月19日批准的采矿许可证中25个拐点坐标圈定的范围为准，井田面积走向长度10km，倾斜长度3.5 km，采矿登记面积为36 km2，开采深度为-135m～-1300m。
姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为N15°E左右，中部和东部为N30°～40°E， 靠近北部袁堂断层附近为NE向。湖区次一级褶曲较发育，地层在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以7勘探线为界，西翼浅部地层倾角为12度～19度，中部及湖区地层倾角为5度～10度。平均倾角为10度。
2.2矿井工业储量
2.2.1构造类型
井田内断裂构造较发育，落差≥2m的断层共有378条，其中落差≥5m的断层共有138条，5m～20m有88条，落差≥20m有50 条，大多数为高角度正断层，逆断层较少只有6条。 姚桥井田由于受区域构造的影响，断裂构造较发育，南、北、西边界皆为落差较大的断层，总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层走向在陆上的西部为N15°E左右，中部和东部为N30°～40°E， 靠近北部袁堂断层附近为NE向。湖区次一级褶曲较发育，地层在走向和倾向上均有起伏变化。从采掘资料来看，以7勘探线为界，西翼浅部地层倾角为12°～16°，中部及湖区地层倾角为5°～8°。

图2-1井田赋存状况示意图

2.2.2矿井地质储量
参与矿井储量计算的煤层是7号煤，工业指标主要是煤层最低可采厚度为0.7m、天然焦为0.8m，最高可采灰份不大于40%。
井工业储量是指在井田范围内，经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。
根据矿井地质报告，重新编制了井田内主要可采煤层7号的1：5000煤层的底板等高线及资源储量估算图，在估算中，方法选择正确，块段重新划分合理，参数选用准确，估算结果可靠。本次参加储量估算的煤层有7号。
地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。

图2-2 块段划分图
矿井地质储量计算选取参数：
1、井田范围内的各可采煤层储量计算是在1：5000煤层底板等高线图上采用地质块段法进行。
计算公式为：
Q = S×M×γ/COSα （2-1）
式中：
Q--煤层储量 ﹙t﹚；
S--平面积 ﹙m2﹚；
α--煤层倾角 ﹙°﹚；
M--煤层真厚 ﹙m﹚；
γ--煤层容重 ﹙t/m3﹚
2、煤层视密度的确定：
煤层视密度的确定，以全井田煤样测试的视密度值及煤层平均灰分等参数来确定视密度，计算公式为：
D=DB+0.007﹙AC - ARC﹚
式中：
D--煤层视密度 ，﹙t/ m3﹚；
DB--已知煤层各视密度测试点的视密度值的算术平均值﹙t/ m3﹚；AC--煤层灰分平均值；
ARC--煤层已知视密度点的灰分算术平均值；
0.007--经验系数。
由实际矿井情况确定7号煤层视密度为1.38
3、块段平面积：在1：5000煤层底板等高线图上由计算机依据划定好的块段范围自动计算。
4、块段煤厚：利用块段内及邻近见煤点采用厚度的算术平均值。
5、倾角：以块段内等高线的平均宽度求取
2.2.3矿井工业储量
根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量由式计算。
表2-1 7号煤层地质储量计算
煤层
块段
倾角/°
块段面积/km2
煤厚/m
容重/t/m3
储量/万t
煤层总储量/万t
7号

1
10
5.60
9.50
1.38
7454.86
52268.22
2
8
6.64
9.42
1.38
8716.56
3
12
7.51
9.43
1.38
9991.40
4
19
4.33
9.41
1.38
5946.84
5
10
9.30
9.49
1.38
12367.35
6
8
5.91
9.46
1.38
7791.21

矿井工业储量可用下式计算：
（2-2）
式中：——矿井工业资源/储量；
——探明的资源量中经济的基础储量；
——控制的资源量中经济的基础储量；
——探明的资源量中边际经济的基础储量；
——控制的资源量中经济的基础储量；
——推断的资源量；
——可信度系数，取0.7～0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井，取0.7，该式取0.9。
得： 21952.65万t
10976.33万t
9408.28万t
4704.14万t