葛泉煤矿年产90万吨新井设计说明.doc

目 录第1章 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1 地理位置11.1.2 交通条件11.1.3 自然地理21.1.4 矿区气象21.1.5 矿区的地震震级及烈度21.1.6 矿井中小煤矿开采情况21.2 井田地质特征31.2.1 井田地层特征31.2.2 井田地质构造51.2.3 岩浆活动情况71.2.4 岩溶陷落柱81.2.5 井田的水文地质特征91.3 煤层特征141.3.1 含煤地层特征141.3.2 标志层特征161.3.3 含煤性概述171.3.4 煤层分述171.3.5 煤层顶底板211.3.6 煤质21第2章 井田境界和储量272.1 井田境界272.2 矿井工业储量272.2.1 井田勘探272.2.2 储量计算范围282.2.3 储量级别的划分282.2.4 储量计算方法及参数的确定292.2.5 储量计算结果302.3 矿井可采储量302.3.1 永久煤柱煤量302.3.2 矿井可采储量计算31第3章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限323.1 矿井工作制度323.2 矿井设计生产能力及服务年限32第4章 井田开拓334.1 概述334.1.1井田概况334.1.2开拓方案技术比较334.1.3 开拓方案经济比较354.2 井筒位置的确定374.2.1井筒位置374.2.2 井筒的用途及规格374.3 开采水平的设计394.3.1 水平高度的确定394.3.2 设计水平巷道布置394.4 采区划分394.5 井底车场394.5.1 概述394.5.2 井底车场的选择原则404.5.3 井底车场形式的确定依据404.5.4 井底车场线路设计40第5章 采区巷道布置425.1 煤层的地质特征425.1.1 采区位置及范围425.1.2 地质构造425.1.3 水文地质条件425.1.4 可采煤层的煤质指标特征425.1.5 开采煤层的瓦斯及煤尘情况425.2 采区巷道和生产系统435.2.1 采区概况435.2.2 采区布置435.3 采区车场设计及硐室445.3.1 采区车场445.3.2 采区变电所465.3.3 采区煤仓46第6章 采煤方法476.1 回采工艺方式476.1.1 采煤方法的选择476.1.2 回采工艺的确定476.1.3 采煤机械的选用476.1.4 工作面长度的确定476.1.5 工作面长度合理性的检验486.1.6 工作面的支护方式、支架规格和布置方式486.1.7 各工艺过程的安全注意事项506.1.8 循环作业方式及各图表566.2 采区采掘计划58第7章 井下运输597.1 概述597.2 采区运输设备的选择597.3 主要巷道运输设备的选择597.3.1 煤炭运输方式597.3.2 带式输送机的选择607.3.3 电机车的选型设计607.3.4 列车组成的验算627.3.5 电机车台数的确定63第8章 矿井提升658.1 概述658.2 主井提升658.2.1 选择提升容器658.2.2 选择提升钢丝绳668.2.3 提升机的选择678.2.4 提升电动机的预选688.2.5 提升机对井筒的相对位置698.2.6 立井提升理论及计算708.2.7核算提升能力718.3 副井提升718.3.1 注意事项718.3.2 副井提升选型71第9章 矿井通风及安全技术749.1 概述749.2 矿井通风方式及通风系统的选择749.2.1 通风系统的选择原则749.2.2 矿井通风方式的选择749.3 采区及全矿所需风量的计算759.3.1 原则759.3.2 采区及全矿所需风量769.3.3 风速验算799.4 矿井通风阻力的计算799.4.1 原则799.4.2 矿井通风设备的选择819.5 防止特殊灾害的安全措施839.5.1 瓦斯管理839.5.2 煤尘管理849.5.3 火灾预防849.5.4 水灾预防859.5.5 顶板管理措施859.5.6 水灾85第10章 主要技术经济指标92摘 要这次毕业设计我们所做的是张庄二矿新井的设计设计。在这次毕业设计之前，我在即中能源下属的郭二庄矿进行了毕业实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对张庄矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。张庄矿矿井设计共包括以下几部分：1.矿井的水文、地质等基本情况的概述。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词 ：地质、井田、储量、矿井年产量、开拓、采煤方法、通风、提升、瓦斯、排水。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 日第1章 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置邯郸矿业集团郭二庄矿业有限公司原为邯郸矿务局郭二庄煤矿，2002年6月完成企业重组。矿井始建于1946年，是在民办小煤窑的基础上经过多次技术改造而逐步发展起来的大中型矿井，已有近60年的开采历史。邯郸矿业集团郭二庄矿业有限公司位于河北省武安市西北约13公里处，矿机关地理坐标：东经114°1131北纬36°4825，除西北部归沙河市显德旺乡外，其它均属武安市矿山镇和土山乡管辖。井田南与云驾岭井田相邻，北与显德旺、章村井田相邻。该矿东距京广铁路线31km，有午汲褡裢镇铁路从井田中部穿过，并与邯郸峰峰环行铁路在午汲接轨。邢台都党公路从井田西边通过，距矿2km，交通比较方便。交通位置如图1-1-1所示。图1-1-1 交通位置图1.1.2 交通条件矿井东距京广铁路塔裢车站直距10km，矿有专用铁路经新城站与京广铁路接轨。井田西邻刑都公路，交通十分便利。1.1.3 自然地理综观矿区地势，总体而言较为平缓，南高北低，地面标高界于92-190m之间。南部为冰脊垄岗地形。区内制高点位于葛40号钻孔附近，标高为191.07m。中部为沙河阶地，为农田和居民点所占。北部为沙河河床，河床宽2500-5000m，约占井田面积的一半。因为上游修建朱撞水库，沙河现变为一季节性河流，河床中布满松散的砂砾，支叉分合无常，水流漂移不定。1.1.4 矿区气象根据邢台气象站资料，本区历年最高气温为42，一般出现在7月份，历年最低气温为-21，出现在12月份或1月份。历年平均气温18左右。年降水量在300-600mm之间，每年7月至9月为雨季，占全年降水量的80左右。1963年降水量达到1269mm，8月2日至9日连续降雨量达770mm，造成近百年来特大洪水灾害。年蒸发量一般在1600-2200mm，5、6月份蒸发量较大，一般为300-500mm。冰冻期为11月份只至次年2月，最大冰冻深度0.44m1.1.5 矿区的地震震级及烈度据历史记载，涉县1314年10月5日发生过6级地震，磁县1830年6月12日发生过7.5级地震，隆尧县1966年3月8日发生过7.2级地震，本区位于上述县之间，因此存在地震活动的可能。本区地震烈度，中国科学院地球物理研究所确定为六至七度。1.1.6 矿井中小煤矿开采情况截止1998年底，在葛泉矿开采范围内尚无地方小煤矿开采。历史上也未发现有老窑存在。自1978年以来，在葛泉矿井田边界之外，先后由河北剩煤炭工业厅批准兴建了平乡十里亭煤矿、邢台市平东联办煤矿、伍仲煤矿、大油村煤矿和西葛泉矿共五个地方小煤矿。这些小煤矿的开采能力除伍仲矿达到21万t外，其他均为5万t左右。主采煤层多为2号煤，仅平乡十里亭煤矿批准采9号煤。大油村煤矿和西葛泉历史上曾因通风条件不佳，管理不善发生过瓦斯爆炸事故，造成9人严重烧伤，生产也被迫停止。以上煤矿的矿井充水的矿井充水水源主要是第四纪底部砾石层孔隙潜水。平乡十里亭煤矿在40.58m深处测得单位涌水量为0.989L/S·m。伍仲煤矿在副井筒掘进9号煤时，发生了300m3/h左右的奥陶西石灰岩岩溶水的突出。目前，对葛泉矿的煤炭资源和生产有严重影响的小煤矿是邢台市属伍仲煤矿。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地层特征葛泉井田地表全为新生界地层所覆盖，根据钻孔及井巷揭露，井田内发育的地层自老至新依次为奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组及第四系。现分组叙述如下：1奥陶系(O)1）奥陶系中统下马家沟组(O2x)按岩性可分为三段：下段(02x1)：灰白、浅黄绿色薄层、薄板状钙质页岩，俗称“贾旺页岩”。厚717m，一般12m左右。中段(02x1)：为灰、黄色角砾状含白云质灰岩和泥质角砾状灰岩。下部为灰色、黄绿色中厚层状角砾岩，夹薄层泥质灰岩，角砾成份为石灰岩和白云岩灰岩，厚177；上部为灰色、灰褐色巨厚角砾状泥质灰岩，黄色薄层状白云质灰岩，夹有隐晶质8m，平均4750m。上段(02x3)：下部为灰色灰岩与角砾状白云质灰岩互层，局部夹薄层泥灰岩；中部为蓝色、粉红色花斑状灰岩，俗称“云雾灰岩”；上部为深灰色厚层状致密灰岩，含石膏、石盐晶体。厚75110m，平均95m。2）奥陶系中统上马家沟组(O2s)按岩性可分为三段：下段(O2s1)：下部为黄绿色钙质泥岩，风化后呈竹叶状；上部为浅红色、灰黄色含角砾白云质灰岩、薄层泥灰岩，受闪长岩体影响地段，有结晶灰岩、大理岩。厚1780m般351m。中段(02s2)：中下部为灰色厚层花斑状灰岩，夹l一2层角砾灰岩；中上部为白云质灰岩与白云岩，夹薄层灰岩；顶部为深灰色纯质中厚层状灰岩。厚593710206m，一般角砾状灰岩，砾径0.5-2.0m；中部为灰色厚层灰岩；上部为深灰色纯质灰岩与白云质灰岩互层。厚765591.00m，一般8378m。3）奥陶系中统7382m。上段(02s3)：底部为峰峰组(02f)按岩性可分为三段：下段(02f1)：黄色、浅粉红色泥质灰岩、薄层白云质灰岩及含白云角砾状泥质灰岩、角砾状灰岩，中上部夹l一2层结晶灰岩，中上部局部可见石膏、石盐晶体。厚148263m，一般4795m。中段(02f2)：灰、深灰色厚层状、巨厚层状结晶灰岩、致密灰岩，具花斑构造，局部夹泥质灰岩，底部为角砾岩。厚66.81115.30m，一般75.13m。上段(O2f3)：主要为白云质角砾状灰岩，夹缟纹状灰岩、纯灰岩、角砾状灰岩、泥质灰岩。厚136225.87m，一般21.07m。2石炭系(C)1）中石炭统本溪组(C2b)主要由深灰色泥岩，粉砂岩及石灰岩组成，夹不稳定薄煤层(10#)及薄层中细粒砂岩。泥岩富含铝质，具鲕状结构，在C2b灰岩下形成G层铝土岩。泥岩、粉砂岩富含黄铁矿结核与微晶，并含植物根化石。石灰岩含蜓科动物化石。本组厚 9.7633.94m，平均厚22.88m。与峰峰组为平行不整合接触。2）上石炭统太原组(C3t)为一套海陆交互相沉积，井田主要含煤地层之一。由深灰色、灰色粉砂岩，灰至灰白色中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成。发育灰岩46层，含煤69层。底部中砂岩为太原组与本溪组的分界。总厚13028一18100m，平均厚15374m以整合接触关系沉积于本溪组之上：。富含黄铁矿。菱铁矿及动植物化石。3二叠系(P)1）下二叠统山西组(P1s)为过渡相碎屑岩沉积。是井田又一主要含煤地层，岩性由灰色、深灰色、黑灰色的中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。砂岩和粉砂岩中含有鳞木、芦木、苛达松、羊齿类等植物化石。顶部粉砂岩中普遍具有黑色细鲕粒结构；中下部含煤24层。该组厚44187.65m，平均厚59.53m。上界为下石盒子组底部的“骆驼脖”砂岩。与下伏太原组地层为整合接触。2）下二叠统下石盒子组(P1x)为陆相沉积，由灰，灰绿色、紫花斑状泥岩、粉砂岩和浅灰绿色、浅灰色中细砂岩组成，中部偏下部在2层中粗砂岩之间，夹有一层铝土岩，最下部一层砂岩通称“骆驼脖”砂岩，呈灰色，含云母片和泥质包体，全区普遍发育，是一辅助对比标志。该组顶界为一层沉积稳定的富含菱铁质鲕粒及豆状铝土质的泥岩，俗称“桃花”泥岩，是下石盒于组与上石盒子组的分界层。该组地层厚16962191.12m，平均厚183.76m。与下伏山西组为整合接触关系。3）上二叠统上石盒子组(P2x)为陆相沉积。岩性以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。该组平均总厚260m左右。按岩性组合特征可分为四段：第一段以中粒砂岩石为主，第二段以泥质岩类为主，第三、四段由泥岩、粉砂岩组成。保存比较完整的地区在第8线一第9线之间的下解向斜南段。4第四系(Q)覆盖于各时代地层之上，与各地层均呈角度不整合接触关系。1）下更新统(Q1)为间冰期堆积物，又称底部冰碛卵、砾层，总厚15.10164.82m，一般厚45m左右。卵、砾石直径101000mm，几乎全为震旦系肉红色石英砂岩，无分选和定向排列现象，磨蚀较光滑。在卵、砾之间充填有紫红色粘土质沙。2）中更新统(Q2)底部由数层米黄色、褐黄色、灰白色含细砾中粗沙组成，沙层之间夹薄层状、 透镜状黄褐色、黄绿色粉砂质粘土。厚3485m。其上为又一间冰期形成的砾石、卵石层，充填物与砾石成份相同，均为震旦系石英砂岩及少量古老片麻岩，砾石表面往往沉淀有一层白色钙质薄膜。区内保留厚度10m左右。3）上更新统(Q3)坡、洪、冲积物，由粘土、粉沙、卵、砾石等组成，为中更新统沉积的改造物，厚薄不一，且不连续。4）全新统(Q4)现代河床卵、砾层及风成沙丘。河床卵、砾成分复杂，除震旦系石英砂岩外，还有各色片麻岩、各种岩浆岩及脉岩，粒间充填混粒沙。分布在沙河河床及其南”岸各大冲沟底部。沙丘分布在沙河南岸的阶地上，厚40m左右。1.2.2 井田地质构造1区域构造概况邯邢煤田位于太行山东麓，华北盆地西缘，整体沿NNE近SN向呈条带状展布。葛泉井田位于邯邢煤田中北段。由于邯邢煤田位于太行山隆起带与华北沉降区的过渡地带，决定了该煤田兼有这两大构造单元的特点：1）因太行山隆起带的影响，邯邢煤田也曾经历长期的剥蚀作用过程，煤系仅赋存在相对下降的向斜或地堑之中，同时赋存深度相对较浅，便于开采利用；2）因受华北断陷盆地的影响，新生代以来，邯邢煤田也有不同程度的深降，使整个煤田被掩盖在第四系之下，覆盖层厚度达50220m以上；3）邯邢煤田的边界断层均为NNENE向正断层，构成一系列不同级别的地堑，地垒和阶梯状单斜断块(半地堑或箕状地堑)。2井田构造葛泉井田褶皱与断层构造都十分发育。褶皱构造格架为NE向的葛泉复向斜；断裂构造格架为NE向阶梯式不对称地堑。总体而言，葛泉井田是被纵向正断层强烈切割的NE向复向斜构造。地层走向以NE向为主，地层倾角在3°30°范围内变化。特别是在一采区及四采区下解向斜两翼，地层倾角较陡，一般在20°左右，最大达30°。其它地区，一般为10°15°。井田北翼为下解向斜，南翼为大油村向斜，两个向斜之间为曹章背斜。它们共同构成葛泉复向斜。该复向斜内的次级向斜宽缓开阔，延伸较长；背斜狭窄低短。从断裂发育程度看，井田构造破坏西部较东部强烈，南部较北部强烈。井田东北部大中型断层以NENNE向纵断层为主，井田西南部，NW、NE向正断层均很发育，相互交切成网状。此外，井田东北部褶皱形态清晰，地层产状稳定；井田西南部断层破坏强烈，地层产状变化较大。1）褶皱井田内发育NE向与NWW向两组褶皱，其中以NE向褶皱为主。NE向褶皱有下解向斜(f1)、曹章背斜(f2)及大油村向斜，它们构成井田褶皱构造的主体葛泉复向斜。NWW向褶皱仅在井田北部和井田南部有所显示，属井田内次要褶皱构造。现分述如下：（1）下解向斜(f1)：位于葛泉复向斜北西翼，褶皱宽缓开阔。NW翼倾角20°左右，SE翼倾角15°左右。核部保留最新地层为二叠系上统上石盒子组第三段以下地层。向斜枢纽总体沿45°方向延伸，南端过葛16钻孔后，逐渐消失；在中部被F201、F117及F7等横向和斜向断层切割；北端进入邢台井田之后逐渐仰起，消失于邢台井田F5断层与F1，断层之间的地垒之上，区内延伸长度在5km以上。F201断层以西，向斜枢纽呈略向NW凸出之弧形，紧邻F5断层；F201断层以东，向斜枢纽大体位于F5与F12断层构成的地堑之中部，走向40°左右。在葛1和葛52两钻孔连线附近，与NWW向的f4背斜复合，致使下解向斜枢纽局部抬高。下解向斜的NW翼和SE翼分别被纵断层F5及F12、F6等正断层切割。（2）曹章背斜(f2)：位于葛泉复向斜中部，枢纽走向45°左右。南端消失于F7断层附近，北端消失于F12断层。区内延伸长度不足2km。核部地层为二叠系下统山西组第一、二段。背斜枢纽紧邻F12断层，其SE翼被纵断层F6切割。相对于两侧向斜而言。无论长度、宽度、幅度均小得多。（3）大油村向斜(f3)：位于葛泉复向斜南东翼，褶皱宽缓开阔。NW翼地层倾角15°左右，SE翼倾角20°左右。核部最新地层为二叠系上统上石盒子组第一、二段。向斜枢纽走向40°左右，南端消失于F4断层附近，北端延伸至9#煤层露头，且有逐渐仰起消失之趋势，区内长度4km以上。该向斜NW翼被F6纵断层切割，其南段受F13、F7等横断层切割，且与f5、f6等NWW向褶皱复合，使向斜枢纽呈波状起伏，向斜形态不如北段清晰。（4）葛1背斜(f4)位于下解向斜北段，葛1、葛52两钻孔连线附近，与下解斜呈横跨复合关系。长度规模均较小，属短轴背斜。（5）葛7l背斜(f5)：位于大油村向斜南段，葛71、葛46两钻孔连线附近。轴向NWW(280°左右)。西端消失于DF6断层附近，东端延至9#煤层露头，区内长度约2km。褶皱宽缓开阔，近于对称。与大油村向斜横跨复合，致使二者叠加部形成鞍状构造。（6）葛79向斜(f6)：位于大油村向斜南端，紧邻F4边界正断层发育，向斜枢纽大体位于葛79、葛94两钻孔连线附近。西端消失于DF6断层附近，东端延至9#煤层露头，区内延伸长度23km左右，轴向295°左右。该向斜与大油村向斜横跨复合，因而在二者叠加部位形成长轴与f。平行的椭圆形盆地。2）断层葛泉井田断裂构造十分发育，将井田内煤层切割得支离破碎，呈大小不等，形态各异的断块。从断层性质来看，截止目前，除F16为逆断层外，井田内的所有大、中、小断层均为正断层。按断层走向，断层可分为NE向、NW向、近南北向、近东西向四组。其中NE向断层构成井田断裂构造基本格架阶梯式不对称地堑；NW向断层组与近南北向断层组仅在井田西南部比较发育，与NE向断层组呈网状交切；近东西向断层无论规模、数量均处于次要地位。1.2.3 岩浆活动情况据区域勘探资料，邯邢煤田在中生代中晚期曾发生三期中性岩浆活动：早期(J2)：辉长岩一角闪闪长岩系列，主体侵入层位以O：x为主，以符山岩体为代表；中期(J3-K1)：闪长岩一二长岩系列，以杂岩体为主体，其主体侵入层位以O2s为主，O2f次之，展布在武安断陷盆地及其周围诸岩体；晚期(K1一K2)：碱性正长岩系列，其主体侵入O2sT1地层中，为侵入一喷发火山机构。燕山期中性杂岩体分布于沙河以南，符山一磁山一白沙一线以北，东抵京广线，西至符山。邢台矿区有綦村岩体、矿山岩体、新城岩体，南邻洪山岩体等，岩浆岩分布范围为邢台煤矿以南，隆尧南断层以北。在葛泉井田范围内施工的钻孔和井巷，均未发现岩浆岩。但在井田西缘的J3号水文孔及工人村1、2号水源井中发现有闪长岩侵入在奥陶系灰岩中；另外在井田南部的葛10、葛15、葛18、葛20、葛21、葛33、葛35、葛42、葛43、葛46等钻孔的8#、9#煤层里发现有岩浆热液形成的石英岩脉、碳酸盐类以及天然焦。据河北地质二队勘探资料，井田南部以西葛泉村为中心，有一较大闪长岩体侵入在奥陶系石灰岩中，并有铁矿形成，侵入层位较高，距地表浅。向东北呈倾伏状态潜伏于煤系基底的奥陶系灰岩中。从葛泉井田煤变质规律看自东北向西南，变质程度依次增高，从焦煤变为无烟煤，与埋藏深度关系不大。这说明，以西葛泉村为中心向东北的闪长岩体是造成井田内煤层变质的主要控制因素。1.2.4 岩溶陷落柱在井田精查勘探时，第55勘探线上的葛10、葛90钻孔打到陷落柱上，判定这是一个长轴方位315°的椭圆形陷落柱，长轴420m，短轴120m。通过对比钻孔资料，葛85孔已探测到此陷落柱，但精查勘探中对此陷落柱没有判定。截止目前，由地质勘探、地震勘探发现的陷落柱共53个。其中在采动区域(面积约1.9km2)内揭露47个，总面积10165m2，平均25个km2，对煤层的破坏面积占总面积的53，由此看来，精查勘探对陷落柱的认识明显不足，限于地质钻探的条件及水平也在所难免。1.陷落柱饿形态特征井田内揭露的陷落柱，绝大多数为椭圆形，长轴13208m，大多数在100m以内，<50m者占50左右；短轴6102m，一般30m左右。面积最小者仅75m2，最大可达14250m2，平均239lm2。此外还有一些陷落柱形态极不规则，如“凹”字形，“T”字形、带状、梨形等。在垂向上，推测为下大上小的圆柱状。根据一般规律，对2#煤层所见陷落柱向以下煤层按80的角度进行了垂向推断。陷落柱长轴方位以NWSE向为主(占近50)，次为NESW向(约占30)，少量近东向西。2陷落柱的物质特征据生产揭露及钻孔探测的情况来看，陷落柱内岩层非常破碎、杂乱，不同时代，不同岩性的碎块掺合在一起，石盒子组杂色斑状泥岩块、太原组石灰岩块、本溪组纯铝土岩块及第四系卵、砾石等被压合在一起，棱角分明，杂乱无章。从陷落柱内充填物来判断，岩溶塌陷高度至少在200m以上。3陷落柱的平面分布特征井田内发现的陷落柱，几乎全部分布于下解向斜内。虽然陷落柱出现的随机性较强，但带状分布规律仍比较明显。1）北东向条带在：FsF12断层之间的下解向斜内可分出3个与向斜轴平行的陷落柱密集带。陷落柱密集带宽度200m，稀疏带宽度180200m。第l密集带：位于补11葛59孔连线附近，含陷落柱6个；第2密集带：位于葛83葛51孔连线附近，含陷落柱15个：第3密集带：位于葛75葛35孔连线附近，含陷落柱16个。2）东西向条带自南向北，可划分出6个陷落柱密集带，带宽200m250m。第1密集带：位于葛83葛43孔连线附近，由钻孔或地震勘探发现陷落柱2个，带宽200m。第2密集带：位于葛13葛65孔连线附近，井底车场揭露陷落柱4个；带宽200m。第3密集带：位于葛91葛60孔连线附近。第4密集带：位于葛59葛55孔连线附近。第5密集带：补6葛52孔连线附近，近东西向展布，带宽250m。4陷落柱分布与构造的关系区内陷落柱集中分布在下解向斜轴部附近，且密集区域随下解向斜轴部的偏转而变化。从断裂构造的角度来看，下解向斜是夹于F5于F12两条正断层之间的箕状地堑式断块，因F5断层落差较大，下陷断块向北西方向倾斜，所以，陷落柱集中发育在距离断层较近的一侧。1.2.5 井田的水文地质特征1地下水动态l）年内变化特征本单元地下水的年内变化特征是雨季集中补给，补给量大于消耗量，水位上升；旱季补给中断，开采量增加，水位迅速下降。水位一般在711月份回升，122月间相对稳定。如章村井田的观测11号孔，73年12月5日最高水位标高175.23m，74年7月30日最高水位161.24m，下降13.99m。1974年11月5 日雨季后最高水位16587m，1975年7月20日降至148420m，雨季过后9月20日回升至最高水位157.89m，即下降17.67m，后又回升9.47m。2）多年变化特征据分析，地下水除年内小周期变化外，尚有10年左右一次的大周期变化规律。如百泉泉群排泄量从1963年8.97m3s后逐年减少，至1977年排泄量又增大至7.40m3s，后又逐年减少。这种多年周期变化与降水的周期变化息息相关。除此之外，随开采量逐年增大，地下水排泄量还有一逐年递减之长期变化规律。3）平面变化特征地下水水位变幅由补给区至排泄区呈递减趋势。其量从50m至3m不等，反映出随汇水面积与水量的增大而出现的变幅减小特点。2水化学特征该区水化学类型从基岩露头区，经浅部掩盖区、深埋藏区至排泄区，大体变化规律为矿化度越来越高，Ca+的含量越来越少，而Na+含量不断增大。比如，露头区水化学类型为HCO3-Ca+型水，矿化度小于02gL；浅掩盖、深埋藏区水质类型为HCO3Ca+·Na+型水，局部过渡为HCO3-Ca+·Na+型水，矿化度为0204gL；排泄区则为HCO3Na+型水，矿化度为02035gL。3资源量根据综合人渗法、相关分析法和补偿疏干法等多种方法计算，该区水资源量为67m3s。水量比较丰富。4含水区划分极强富水区：石灰岩顶面埋深在地下水面以下至标高-150m以上，单孔平均溶隙点数313857，钻孔溶洞率12，单并出水量大于100m3h。强富水区：石灰岩顶面埋深标高-150m-400m，单孔平均溶隙点数093273，钻孔溶洞率081.0，单井出水量50l00m3h。中等富水区：石灰岩顶面埋深标高-400-650m，单孔平均溶隙点数053073，钻孔溶洞率小于08，单井出水量1050m3h。弱富水区：石灰岩顶面埋深标高低于-650m，单孔平均溶隙点数小于053，裂隙被充填，无溶洞，单孔出水量小于l0m3h。5地表水体1）河流沙河源于井田西北部中元古界长城系基岩山区。其在渡口以东的八里庙至佐村之间的石灰岩露头区漏失量较大。1973年7月测得漏失量达8856m3d，直接补给了本区及所属流域的奥陶系石灰岩层岩溶水，属矿井充水的间接充水水源。该河流上游段分南沙河与北沙河两条支流。流至葛泉井田西北缘后，南北沙河逐渐出现较大幅度的绕曲，分叉增多，形成网状河系。至下游高庙村、端庄以东，两支流合二为一，汇成为澧河东流而去。在井田范围内，沙河河床宽度为25005000m，其面积占井田面积的一半。如此广布的河系，造就了井田内广泛分布、且厚度为0170m左右的第四纪孔隙潜水含水层。沙河的河水与大面积补给的大气降水补给本矿及邻矿含水层。2）溪流本井田的季节性溪流主要是南北沙河两侧的支沟。由于南北沙河在本区随地质历史的延续呈现出摆动不定的态势，分叉、交接较多，其两侧的支沟也就特别发育。主要表现为NWWSEE向的河流及支流与NNESSW向的支沟，密度较高。由于该区地势较平缓，加之古河道多而交错，虽然支沟仅有季节性水流但有利于接受大气降水的补给和蓄存水。在2#煤浅部开采时，具有一定的矿井充水意义。从目前井下探孔情况看，水量均不是很大。单孔打穿时的水体积一般为几立方米。3）其它水体沙河上游营建有石岭水库。它们起限流甚至截流作用，又远在本井田范围之外，因而对本矿井不具有直接充水威胁。相反，减少了河流量，也相应减少了从地表水转化为地下水的量。6含水层特征在分析区域地层及其含水性的基础上，可以进一步根据本井田所揭露的含水层及其对煤炭开采的影响程度，将葛泉井田含水系统从上到下划分为四个含水组，共12个含水层。现详述如下：l）第四纪砂砾卵石层孔隙潜水含水组第1含水组（1）全新统砂砾卵石层孔隙潜水极强含水层II含水层该层以灰白色、肉红色等石英砂岩砾石为主。片麻岩、岩浆岩砾石为次。砾径0204m不等，最大可达lm左右，充填不等粒砂。主要分布在沙河河床、河漫滩及低阶地二元结构的下部。沙河支沟谷两侧也有带状或零星分布。出露厚度040m，一般20m左右。民井抽水试验测得单位涌水量39248.8Ls·m，一般4.0Ls·m左右，HCO3Ca2+型水，矿化度0170.562gL。水位埋深1.6315.7m，一般2.05.0m，属于含水性极强的含水层。（2）中更新统砂层孔隙潜水弱含水层I一含水层主要由顶部紫红色冰积泥砾、中下部米黄色、桔红色中粗砂组成，夹薄层亚粘土和亚砂土数层。砂粒主要成份为石英砂岩，含少量片麻岩块，充填物为紫红色不等粒砂及少量砂质粘土。厚度约为10m左右，主要分布在南部丘陵顶部及夷平面黄土之下。因层位较高，多在潜水位以上，不含水。中下部砂层以细中粗砂为主，有时含砾，松散至微固结，夹数层亚粘土和亚砂土。本段在井田西侧平乡煤矿附近被冲刷缺失，往东逐渐增厚。粘性土夹层亦相应增多，其厚度从零增至131.20m。冲洗液消耗量为0120.803h，一般小于05m3h。据葛9号孔抽水试验资料，单位涌水量0.076Lsm，渗透系数0230md，属于HCO3-Ca2+型水，矿化度为0.186gL，为含水性弱的孔隙潜水含水层。（3）下更新统砾石层孔隙潜水弱含水层I一含水层砾石成份单一，为肉红色、紫红色石英砂岩，砾径101000mm不等。充填物为紫红色不等粒砂或含砂粘土。厚151014682m。本层除葛24孔附近无沉积外，全区均有分布。一般富水性很弱。只有在井田西部平乡煤矿和沙20孔附近，由于距古河道较近；富水性较强。据平乡煤矿资料证明，降深为4058m时，水井的单位涌水量为0989Ls·m。区内最大钻孔冲洗液消耗量为057m3h，一般0305m3h。三个抽水试验钻孔的单位涌水量在0013000641Ls·m之间，渗透系数0.075md，属于HCO3-Ca2+型水，为一含水性弱的孔隙含水层。2）二叠系砂层裂隙承压弱含水组第含水组（l）石盒子组砂岩裂隙承压弱含水层含水层灰白色、浅灰色、局部绿灰色中粗砂岩为主。底部含砾，夹粉砂岩，砂岩。裂隙不甚发育，呈线、脉状，且为泥质充填。本层分布不普遍，只在葛16、27、70、75、76、83六个钻孔有揭露。最大厚度13920m，消耗量均小于05m3h，为一含水性弱的裂隙含水层。（2）山西组砂岩裂隙承压极弱一弱含水层V含水层2#煤顶板砂岩为灰白、浅灰中细砂岩，常含铁质鲕状颗粒，裂隙不发育。石盒子组底部砂岩为浅灰色细中砂岩。裂隙不发育，并被方解石充填。总厚度约为5583939m，一般1020m。本层段钻孔未发现有漏水现象。简易抽水试验钻孔21个。其中消耗量大于05m3h的有4个，只占总孔数的19。在本层段共做抽水试验二次，测得单位涌水量为00003830065Ls·m，渗透系数为0004300170md，属于HCO-Na+型水，矿化度为04860742gL，为含水性弱极弱的裂隙含水层。3）石炭系石灰岩裂隙岩溶承压极弱一弱含水组第含水组该含水组主要由四个薄层石灰岩含水层，即野青、伏青、大青和本溪石灰岩层组成，全区普遍发育。（1）野青石灰岩裂隙岩溶承压极弱一弱含水层一含水层石灰岩层呈灰、浅灰色，局部含泥质呈褐色。裂隙被全部充填或半充填。少量钻孔呈豆状、蜂窝状。溶孔厚2.637.88m，一般46m。岩溶、裂隙受埋藏条件和构造控制，多呈羽状或网格状排列且被方解石充填或半充填。在揭露本层有简易水文地质观测的62个钻孔中，有漏水孔16个，钻孔冲洗液消耗量大于0.05m3h的孔4个，二者占总数的32。抽水试验三次，测得单位涌水量为0.0003680.0516Ls·m，渗透系数0.003671.5l2md，属HCO3-Na+型水，矿化度0.3750.508gL。（2）伏青石灰岩裂隙承压极弱含水层含水层该层岩性为灰色、灰褐色石灰岩，一般质不纯，含泥质或炭质。隐晶质结构块状构造。裂隙较发育，呈线脉状，多为方解石充填。钻孔简易水文地质观测得 本层57个孔中有3个孔漏水，冲洗液消耗量大于05m3h的孔14个，占总孔数的7