采矿工程毕业设计-任楼煤矿150万t新井设计

1 井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1位置与交通任楼井田位于安徽省宿州市西南约30km的濉溪、蒙城两县交界处，行政区划属濉溪县南坪镇和蒙城县许疃镇管辖。

井田内的矿区公路东接宿（县）～蒙（城）公路，北至淮北市；矿区铁路支线从井田中部向西约40km至阜（阳）～濉（溪）线的青疃车站可到全国各地。

交通较为方便。

见图1-1。

1.1.2地形与河流任楼井田地处淮北平原中部，地势平坦，自然标高一般为+25～+27m，总体地势为西北高，东南低。

井田内有澥河流过，其下通淮河，最高水位历年均低于地表，井田内百年一遇最高洪水位为+26.0m。

井田外东北侧为浍河，其最高洪水位达+28.34m(1965年临涣水文站)，曾酿成内涝。

1968年12月新汴河开挖完成以后，最高洪水位为+26.98m(1977年7月31日)，对矿区不构成威胁。

图1-1 任楼煤矿交通位置图1.1.3气候与气象任楼地区属季风暖温带半湿润气候，系我国湿润和干旱区的过渡地带。

一般春季多东北风，夏季多东～东南风，冬季多北～西北风，平均风速3m/s,最大风速18m/s;年均降雨820mm,雨期多集中在6～9月份；年均气温14.3℃，最高达41℃，最低为-23.2℃；年平均蒸发量1774mm，无霜期为218d。

1.1.4地震皖革发（79）151号文指出，本地区地震烈度为7度。

南京地震大队1973年9月对临涣矿区鉴定意见亦为7度。

1.2 井田地质特征1.2.1井田的勘探程度自1956年临涣矿区普查找煤开始到2004年6月止，本延深区共施工钻孔46个，累计工程量34403.11m（见表1-1）,前后大致可分为五个阶段。

表1-1 阶段施工钻孔工程量汇总表1)、预查阶段1956~1961年开始了临涣矿区普查找煤，提交了“1：20000涡阳、蒙城、宿县地区电法报告”（1957年）；“韩村~五沟地震勘探报告”（1961年）。

本区无钻孔控制。

2)、普查阶段1964~1965年，物探队、第三勘探队对临涣矿区进行了大面积的普查勘探工作，提交了《宿西地区电法勘探报告》、《童亭地区（即临涣矿区）普查报告》，该阶段在本区共施工钻孔2个，工程量1231.79m。

3)、详查阶段1973~1974年，安徽煤田地质局组织队伍对临涣矿区进行总体详查勘探会战，提交了《临涣矿区总体详查地质报告》，此阶段落在本区内5个钻孔，工程量3733.84m。

4)、勘探阶段1976~1979年，物测队，第三勘探队对任楼井田进行精查综合勘探，提交了《安徽省淮北煤田临涣矿区任楼井田精查勘探地质报告》。

此阶段本区共施工钻孔24个，工程量18098.44m。

5)、采区补充勘探阶段1997年中四采区补勘，落入本区钻孔1个，工程量595.20m。

1998~2002年，Ⅱ1、Ⅱ2采区补勘，共施工了钻孔14个，工程量10743.84m。

1999年3月由安徽煤田物探测量队对Ⅱ1采区进行了三维地震勘探，并于2000年3月提交了三维地震勘探报告。

2001年10月先后由山东中煤物探测量总公司和安徽煤田物探测量队对Ⅱ2采区进行了三维地震勘探，分别于2002年3月提交了各自的三维地震勘探报告。

2003年6月~2004年6月由安徽煤田物探测量队对任楼井田中五采区及其深部进行了三维地震勘探，并于2004年6月提交了三维地震勘探报告。

1.2.2井田煤系地层任楼井田属全隐蔽煤田，地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系、老第三系、新第三系和第四系（见表1-2）。

详细地质情况见附图：地质综合柱状图。

表1-2 地层简表1.2.3井田地质构造任楼井田位于童亭背斜东南翼地层走向转弯部位，北以界沟断层与孙疃井田相邻，南至F8断层与许疃井田毗邻。

以岩层走向最大转弯处的横切断层组F3为界，将整个井田分成北翼和西翼两部分。

北翼为走向近南北、向东倾斜的单斜构造，倾角较平缓，一般在13～17°；西翼煤岩层产状变化较大，走向由北东逐渐转变为东西向至北西西向，倾角变化在10～30°之间。

另本井田内发育有王大庄背斜、童庄向斜及东南角48勘探线深部的鞍状构造。

1)、褶皱构造任楼井田的褶皱构造主要有井田西南部的童庄向斜，48线深部鞍状构造及井田外围的王大庄背斜，在50线～54线间煤系地层沿走向及倾向具波状起伏的特征。

1. 童庄向斜轴向北西西—北西，1线～60线剖面控制，向斜内保留少量5、7、8、10及11煤层，58线以西仅保留10、11煤层。

向斜沿轴向向西北有翘起的趋势。

向斜两翼地层倾角8º～15º，较平缓，北翼相对更缓。

向斜北翼及南翼分别被北北西及北西西向张扭性断层所切。

向斜北翼还发育一组北西—北西西张扭性断层及逆冲断层。

2. 48线深部鞍状构造为47线及48线深部少数钻孔控制，物探资料证实，实际上是童亭背斜与王大庄背斜的过渡地带，南北两端地层向上翘起，东西两侧向下缓缓倾斜，地层平缓，倾角8°～15°。

3. 王大庄背斜该背斜隆起幅度不大。

轴部4812孔51煤层标高在-600m左右。

北侧4810孔31煤层标高在-460m左右。

由于老第三纪在该处相对上升，遭到剥蚀，上部煤系保留很少。

轴向北北西沿48线剖面地层倾角小于10°。

背斜东北侧有一近东西向压扭性断层，背斜西北侧有一南倾的张扭性断层，二者断距均为0～25m。

前者为4810孔穿过，后者为物探控制。

2）、井田主要断层特征根据钻探及井下揭露资料，截至到2004年10月任楼井田共发现落差大于5m 的断层35条，其中断距大于100m的断层4条，大于30m小于或等于100m断层7条，小于及等于30m断层24条（见表1-3）。

在发现的大中型断层中逆断层为8条，占22%，且主要分布于井田南部的童庄向斜附近。

综观全区大中型断层发育具有分区性，根据研究主要分以下6个构造区，第1构造区：位于井田F5断层以南地区；第2构造区：位于井田F3～F5断层之间地区；第3构造区：位于井田F3断层以北，FX7及FD48以南地区；第4构造区：位于井田FX6断层以北，F16断层以西之间地区；第5构造区：位于井田F16断层以东，F2断层以南，FD48断层以北地区；第6构造区：位于井田F2断层以北地区；具体特征为：断层走向具有明显的方向性按走向基本上可分为三个组合，即：(1) 北东向断层组合。

包括：界沟、F13、F1、F2、F2-1、F14、F11、F21、FD50、F23、F x1、FD52、FD48、FD47等14条断层，主要分布于井田48－49线以北地区。

(2) 北西向断层组合。

包括：F19、FX2、F16、F15、F16′、 F4、F7、F7-1、F22、F 18、F17等12条断层，除F16和F16′外主要分布于48－49线以南地区。

(3) 西向近乎东西向断层组合。

包括： FX8、 FX8-1、Fx6、 FX7、 F8、F3、FX4、F 5-1、F5等9条，主要分布于48－49线以南地区。

表1-3 任楼矿井落差大于5米断层统计一览表任楼矿区无岩浆侵入活动和岩溶塌陷现象。

1.2.4井田水文地质特征1.本井田基岩被厚度为190.00～321.92m、一般为220～280m的北薄南厚、略向南倾斜的新生界松散层所覆盖。

按照沉积物的组合特征，可将新生界松散层自上而下依次分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计4个含水层（组）和3个隔水层（组）。

其中第三隔水层（组）的粘土可塑性好，膨胀性强，厚度大，介于51.90～148.30m之间，一般为98m左右，分布稳定，隔水性能良好，为区域及本井田的重要隔水层（组），可阻隔其上的一、二、三含与其下四含的水力联系。

第四含水层由含泥砂砾、中细砂及砂土组成，含水性弱，透水性差，厚度为0～48.48m之间，一般为5～15m,其地下水依靠区域层间径流及通过含水层本身与基岩发生水力联系，与上覆一、二、三含无直接的水力联系，但可通过基岩裂隙补给矿坑，为浅部开采的主要补给水源。

2.二叠系煤系砂岩裂隙受地质构造控制发育不均，富水性弱，地下水主要以静储量赋存在砂岩裂隙之中,为煤层开采的主要充水水源。

3.石炭系太灰岩溶裂隙含水层的上部1～4层灰岩溶洞发育，富水性中等。

因上距8煤层一般为150m左右，正常情况下与开采无关。

但是，当受断层切割2或采掘遇岩溶陷落柱时，太灰水则可能沿断层带或陷落柱涌入矿坑，严重威胁矿井的安全。

4.奥陶系地层由浅灰、灰棕色厚层状石灰岩组成。

石灰岩岩溶溶洞多发育在基岩古风化剥蚀面以下100m之内。

该含水层水量丰富，一般不会突入矿坑，若遇岩溶陷落柱或导水断层时，可能直接向矿坑突水，造成重大突水灾害。

5.本井田内位于二叠系煤系地层中的大中型断层因两盘的泥岩、砂质泥岩受压而使断层带充填较密实，区内钻孔所穿过断层带的钻孔仅1个孔漏水外，其余均无漏水且泥浆消耗量与煤系正常岩层无明显差异。

而井下揭露断层也仅少数有淋水现象，其余均未出水。

由此表明：本井田断层带富水性较弱，导水性较差。

但是，若受采动影响而致断层活化，很可能成为矿井突水的主要途径。

6.采空区老塘水：随着开采的深入，老塘水将成为矿井水害不可忽视的一个重要因素。

老塘水虽以静储量为主，补给不充分，但其突水迅猛，常造成较大的经济损失，甚至人员伤亡。

1.2.5井田涌水量根据《任楼煤矿建井地质报告》提供，本矿井开采初期正常涌水量为339t/h，开采末期矿坑正常总涌水量为526t/h。

煤层浅部露头带突然涌水量为224t/h左右，在开采8煤时，可能会发生底鼓引起突水，最大突水量为696～977t/h，掘进中可能遇岩溶陷落柱而产生重大突水灾害，水量可达34570t/h。

且突水无一定规律，在未来生产过程中应加强防范，避免突水灾害的发生。

另老塘水在设计与采掘中是一个不可忽视的重要因素。

1.3 煤层特征1.3.1煤系及煤层任楼井田煤层倾角一般为12°～20°。

局部为25°左右，主要煤类为气煤、可作炼焦配煤。

任楼井田煤系地层为石炭系和二叠系，共含17个煤层（组）。

石炭系含7个煤层（组），煤层平均总厚3.36m，各煤层一般不可采，煤质差，顶板多为石灰岩。

井田内的二叠系揭露完整，地层总厚度882～1170m，一般1000m 左右，含10个煤层（组），11～28层煤，平均总厚14.88m。

其中主要可采煤层3 1、51、72和82，平均总厚7.52m；可采煤层为52和73，平均总厚为3.00m；局部可采煤层为10和11，平均总厚1.35m。

可采煤层平均总厚11.87m。

不可采煤层平均总厚3.01m（可采煤层主要特征见表1-4）表1-4 可采煤层主要特征表1.3.2可采煤层围岩力学特征任楼井田可采煤层直接顶、底板大多以泥岩为主，粉砂岩次之，局部为中细砂岩。