刘桥二矿煤矿1.8 Mta新井设计浅析大采高综采面矿压显现特征与控制.doc

中国矿业大学2009届本科生毕业设计目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.2 井田地质特征11.3 煤层特征72 井田境界与储量162.1井田境界162.2 矿井储量计算163 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限213.1矿井工作制度213.2矿井设计生产能力及服务年限214 井田开拓234.1井田开拓的基本问题234.2 矿井基本巷道325 准备方式带区巷道布置405.1煤层地质特征405.2 带区巷道布置及生产系统415.3带区车场选型设计476 采煤方法486.1 采煤工艺方式486.2回采巷道布置647 井下运输667.1概述667.2带区运输设备选择677.3大巷运输设备选698 矿井提升738.1矿井提升概述738.2主副井提升739 矿井通风及安全779.1矿井地质、开拓、开采概况779.2矿井通风系统的确定789.3矿井风量计算819.4矿井阻力计算899.5选择矿井通风设备949.6安全灾害的预防措施9910 设计矿井基本技术经济指标101参考文献103专题设计部分浅析大采高综采面矿压显现特征与控制1050 引言1051 国内外研究现状1071.1大采高综采技术现状1071. 2大采高综采工作面矿压显现规律研究现状1082 大采高综采工作面矿压观测1112. 1沙曲矿24101大采高综采工作面概况1112.2 24101大采高综采工作面矿压观测方案1132. 3 24101大采高综采工作面矿压显现规律1143 大采高综采工作面矿压显现特征分析1193. 1沙曲矿大采高综采工作面矿压特征分析1193.2康家滩矿大采高综采工作面矿压特征分析1213.3寺河矿大采高综采工作面矿压特征分析1234 大采高综采工作面煤岩组合力学模型及其控制1254. 1大采高综采工作面煤岩组合力学模型的建立1254.2大采高综采工作面煤岩组合力学模型计算实例129结论131翻译部分英文原文135中文译文142致 谢148一 般 部 分 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第149页1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1 矿区地理位置刘桥二矿位于安徽省淮北市濉溪县刘桥镇境内。西以省界与河南省永城市毗邻，东距濉溪县约10km，东北距淮北市约13km。其地理坐标为：东经：116º3730"116º4115"北纬：33º5430"33º5800"矿井东东南浅部以土楼断层和刘桥一矿为界，西西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。矿井交通十分方便，濉溪县至永城市公路从矿区通过，可直接接通河南省和安徽省内公路网。矿井铁路专用线经濉溪站转接京沪、陇海和京九三大干线通往全国各地，交通极为便利，如图1-1所示。1.1.2 矿区气候条件本区气候温和，属北温带季风区海洋大陆性气候。气候变化明显，四季分明。冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据淮北市气象局19802000年观测资料，年平均气温14.3，最高气温40.3（1988年7月8日），最低气温-10.9（1988年12月16日）。年平均降雨量785mm，雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17m，年平均风速2.2m/s，最大风速达20 m/s,主导风向东东北风。无霜期210240天，冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。1.1.3 矿区的水文情况本矿地处淮北平原中部。矿区内地势平坦，地表自然标高+30m+32m左右，有自西北向东南倾斜趋势。基岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。本区属淮河流域。区内有王引河、丁沟、任李沟、曹沟等小型沟渠自西北向东南经矿区后，再经沱河注入淮河。矿区内农用灌沟纵横，零星坐落这几个村庄。地表下潜水丰富，一般居民生活用水及部分工业用水皆取于此。1.2 井田地质特征矿井东东南浅部以土楼断层和刘桥一矿为界，西西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。井田走向长度为5.085.71km，平均走向长度为5.62km，倾斜宽为2.383.63km，平均为3.26 km，平均倾角为7.13度，井田水平宽度为2.713.04 km，水平面积为18.05平方公里。图1-1 刘桥二矿交通位置示意图1.2.1 煤系地层刘桥二矿属于淮北煤田濉肖矿区，位于淮北煤田中西部，在地层区划分上属于华北地层区鲁西地层分区徐宿小区。本区地层出露甚少，多为第四系冲、洪积平原覆盖。矿井范围内无基岩出露，均为新生界松散层所覆盖，经钻孔揭露地层有奥陶系（O1+2）、石炭系（C2+3）、二叠系（P）、第三（N）和第四系（Q），地层厚度大于1500m，见图1-2，由老至新概述如下：（1）奥陶系（O）奥陶系中、下统老虎山组马家沟组（O2l-O1m），层厚度118.89m。岩性为浅灰色厚层状的石灰岩，质纯、性脆、微晶结构，局部含白云质，高角度裂隙发育。（2）石炭系（C）地层厚度129.73m，为本溪组和太原组。1）中统本溪组（C2b）地层厚度14.1823.10m。岩性以浅灰色到暗红色的杂色含铝泥岩为主，夹有少量的泥质灰岩。含铝泥岩为中厚层状，含有铁质结核及菱铁鲕粒。与下伏奥陶系地层呈假整合接触。2）上统太原组（C3t）地层厚度115.55m。岩性以深灰色的泥岩、粉砂岩及灰色的砂岩为主，灰到深灰色的石灰岩次之，夹少量的薄煤层。泥岩、粉砂岩中多见有炭屑或植物化石碎片 。下伏本溪组地层呈整合接触。（3）二叠系（P）1）下统山西组（P1s）下部以太原组顶部一灰之顶为界，上界为铝质泥岩之底。地层厚度84.00124.00m，平均108.50m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含2个煤层（组），其中6煤层为本矿井主要可采煤层之一。2）下统下石盒子组（P1xs）下界为4煤层下铝质泥岩底界面，上界为K3砂岩底界面，地层厚度201.80248.20m，平均227.10m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤层组成，为本矿井主要含煤段。含4个煤层（组），除3煤层为局部可采煤层、4煤层为矿井主要可采煤层外，其余均为不可采煤层。与下伏地层呈整合接触。3）上统上石盒子组（P2SS）下界为K3砂岩之底，未见上界，最大厚度约为298.58m，岩性由砂岩、粉砂岩和泥岩组成，自下而上,泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色绿色增多。含3个煤层（组），均不可采。与下伏地层呈整合接触。（4）上第三系（N）总厚5.9067.20m，平均厚度28.94m。不整合于二迭系地层之上。图1-2 综合地质柱状图（5）第四系（Q）1）更新统（Q1-3）总厚38.8093.70m，平均厚度63.97m。与第三系呈假整合接触。下部主要由浅黄色及浅灰绿色、灰白色细、中砂组成，其中夹12层粘土或砂质粘土；部主要由棕黄色夹浅灰绿色粘土、砂质粘土组成，夹13层砂或粘土质砂，顶部含有较多钙质或铁锰质结核。2）全新统（Q4）厚度为20.1839.80m，平均厚度32.79m。以褐黄色细砂、粉砂、粘土质砂为主，夹粘土及砂质粘土，含螺蛳、蚌壳化石，近地表为耕植土壤，属现代河流泛滥相沉积。1.2.2 水文地质特征本矿为第三、四系松散层覆盖下的裂隙充水矿床。根据含水层赋存介质特征自上而下划分为第三、四系松散层孔隙含水层（组），二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段），太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段），奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）。各含水层（组、段）之间又分布有相应的隔水层（组、段），因此各含水层（组、段）自然状态下补给、迳流、排泄条件显著不同，从而在水化学特征上也存在明显的差别。根据钻探及测井、抽（注）水试验、简易水文观测、水文长观孔及巷道、工作面实际揭露的水文地质资料，对本矿主要含水层水文地质特征叙述如下：（1）新生界松散层含、隔水层（组）1）第一含水层（组）一般自地表垂深35m起，底板埋深28.0041.60m，平均33m。含水层主要由浅黄色粉砂、粘土质砂及细砂组成，夹薄层砂质粘土，局部含有砂礓块。含水砂层厚度为15.0028.60m，平均22m。2）第一隔水层（组）底板埋深53.5086.60m，平均深度72m，由棕黄色夹浅灰绿色斑块的粘土及砂质粘土组成，其中夹25层砂或粘土质砂。粘土类两极厚度14.0045.60m，平均厚度29.50m。粘土塑性指数为14.2026.80。粘土类质纯致密，可塑性较强。该层（组）分布稳定，隔水性能较好，能阻隔其上、下的含水层的水力联系。3）第二含水层（组）底板埋深72.30105.60m，平均埋深88m，由浅黄色及浅灰色绿色、灰白色细、中砂夹14层粘土或砂质粘土组成。含水砂层厚3.7031.70m，平均11.00m。砂层分布不稳定，厚度变化大，局部地段仅有相应的层位，无明显的含水砂层存在，由于含水砂层发育分布不均，富水性也相对强弱不一。4）第二隔水层（组）底板埋深99.30120.00m平均埋深105m，隔水层厚度4.9022.60m。岩性以棕黄色、浅灰绿色的粘土或砂质粘土为主，部分夹13层砂或粘土质砂，呈透镜状分布。5）第三含水层（组）底板埋深112.60170.60m，平均138m。岩性以灰白色、浅黄色细砂、中砂及少量粗砂为主，夹13层粘土或砂质粘土。含水砂层分布不稳定，两极厚度5.843.70m，平均厚度21.60m。6）第三隔水层（组）本层（组）底部深度112.00191.80m。其不整合于二迭系之上，主要由灰绿色、浅黄色粘土及砂质粘土夹13层砂层组成，偶夹钙质及铁锰质结核。隔水层两极厚度037m，平均厚度11.80m。粘土层可塑性好，膨胀性强，塑性指数18.221.0，隔水性良好。本矿内三隔在大部分地带均能起到较好的隔水作用，使三含之水不能成为矿井的直接充水水源。（2）二叠系煤系含、隔水层（段）1）五含上隔水层（段）除部分地段该层位缺失外，厚度为68215.59m，一般大于100m，岩性为泥岩、粉砂岩、砂岩相互交替，以泥岩、粉砂岩为主，砂岩裂隙不发育，穿过该层段的钻孔冲洗液只有02-1、03-4等少数孔发生漏失现象，说明该层段的隔水性能较好。2）第五含水层（段）（K3砂岩裂隙含水层）岩性主要由灰白色中、粗砂岩组成，厚约30m，岩体刚性强，是岩层受力区构造破裂极为发育的介质条件。该层段厚度大，分布稳定，垂直裂隙发育。在钻探过程中曾多次发生涌漏水现象，有些孔漏失严重，据主检孔抽水试验资料，平均q=0.1613l/s.m，K=12.07m/d，水位标高+0.04m，水化学类型为SO4.Cl- Na. Ca类型，矿化度为1.97g/L。3）K3砂岩下隔水层（段）主要由泥岩、粉砂岩夹少量砂岩组成，除少数孔缺失该层段外，厚度为5085m，穿过该层位的钻孔只有个别钻孔冲洗液发生漏失现象，说明该层（段）的隔水性是好的。4）第六含水层（段）（区域5煤上下砂岩裂隙含水层）六含主要由13层灰白色中、细粒砂岩夹泥岩或粉砂岩组成。砂岩厚度330m，一般厚度15m左右，其岩性致密，坚硬，裂隙发育，据风检和副检孔抽水试验资料，平均q=0.00240.7563l/s.m，K=0.007512.89m/d，水化学类型为SO4-K+ Na. Ca类型，矿化度为2.1782.242g/L。以上资料说明，六含砂岩裂隙发育不均一，局部裂隙发育好，富水性中等。5）4煤上隔水层（段）此层（段）间距3381m，主要由泥岩、粉砂岩夹12层砂岩组成，岩性致密完整，裂隙不发育，只有个别孔出现冲洗液漏失现象，此层（段）隔水性能较好。6）4煤上、下砂岩裂隙含水层岩性以灰白色中、细粒砂岩为主，夹泥岩、粉砂岩。七含砂岩厚度4.5041.20m，平均20.20m，见表5107。七含在本矿中部和9线以北砂岩厚度较大，含水性相对较强。据钻孔抽水试验资料q=0.04360.0921l/s.m，K=0.10090.1897m/d，富水性弱。水化学类型为SO4-K+ Na类型，矿化度为2.3173.412g/L。以上资料表明该含水层富水性较好，但含水性、导水性很不均一，局部较强。其地下水处于封闭半封闭环境，以储存量为主。是开采4煤层的直接充水水源。7）4煤下铝质泥岩隔水层(段)此层段厚度为2065m。一般厚度为25m左右，岩性以铝质泥岩为主，局部夹薄层砂岩，该铝质泥岩为浅灰灰白色，含紫色花斑，性脆含较多菱铁鲕粒，岩性特征明显，层位、厚度稳定，是中、下部煤组的分界。其岩性致密，隔水性能较好。8）6煤上下砂岩裂隙含水层该含水层砂岩厚度5.2049.87m，平均21.50m左右。岩性以灰白色中、细砂岩为主，夹灰色粉砂岩及泥岩。砂岩裂隙发育不均，局部多发育垂直裂隙。6煤上砂岩在14勘探线以北厚度较大，含水较丰富。在勘探施工时，曾发生多次冲洗液消耗量大或漏失现象。据12-13-1孔抽水试验，q=0.0104l/s.m，K=0.0383m/d，水化学类型为SO4-K+ Na类型，矿化度为3.693g/L。据2005年04-4（水17）钻孔流量测井资料，八含水位标高为-147.204m， K=1.13m/d。6煤上下砂岩裂隙含水层流量测井资料。6煤上下砂岩裂隙含水层是开采6煤层时矿井直接充水含水层。本矿井最大涌水量为683.40m3/时，正常涌水量为525.44 m3/时。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层本矿井可采煤层有4、6两个个煤层，其煤层特征见表1-1。（1）4煤层位于下石盒子组下部,上距3煤层012.30m,平均5.50m。下距分界铝质泥岩2460.50m，平均37.50m。煤层结构简单，无夹矸。煤层厚05.54m，平均3.2m，属中厚煤层。可采性指数91.0%，变异系数39%，可采区内平均厚度为3.2m，可采面积占92.7%，属较稳定煤层。煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，中部为少量砂岩；底板以泥岩为主，次为粉砂岩。（2）6煤层位于山西组中部，上距铝质泥岩3970m，平均55.5m；下距太原组第一层灰岩40.565m，平均53.4m。煤层结构简单，以单一煤层为主，局部含一层泥岩夹矸。以中厚厚煤层为主，煤层厚度0.555.93m,平均3.3m。可采性指数97.5%，变异系数26%，可采区内平均厚度为3.3m，可采面积94.6%，属较稳定煤层。在矿井的东北部具岩浆岩侵区和冲刷区，煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，少量砂岩，底板多为泥岩和粉砂岩。综上所述，4、6煤层为全区可采，结构较简单的较稳定中厚煤层,下面的设计只针对这两层煤。表1-1 可采煤层特征表煤层层间距/m厚度/ m变异系数1%稳定类型顶、底板主要岩性最大最小平均最大最小平均405.543.239较稳定顶板多为泥岩，底板多为泥岩及粉砂岩6129.668.191.905.933.326较稳定顶板多为泥岩及砂岩，底板多为泥岩及粉砂岩1.3.2 煤的特征煤的物理性质见表1-2。表1-2 各煤层物理性质统计表 特 煤层 征 性 质 46颜 色灰黑黑色灰黑黑色条 痕黑、棕黑灰黑、棕黑光 泽弱玻璃玻璃玻璃结 构条带状、线理状条带状、线理状构 造层状层状块 度粉末、碎块碎块内生裂隙发育较发育视 密 度1.511.47断 口参差状、阶梯状参差状、阶梯状煤岩特征特征见表1-3。表1-3各煤层宏观煤岩特征表 煤层 特征特征 类别46组 分亮暗煤为主亮煤为主，暗煤次之类 型半暗半亮煤半亮煤煤的化学性质（1）挥发分（Vdat）本矿井各煤层均属低挥发分煤。4、6煤层的挥发分产率见表1-4表1-4 各煤层挥发分产率统计 含 煤量 层煤样46两 极 值平均值(点)两 极 值平均值(点)原 煤9.0225.7913.84(48)7.7917.6612.05(52)精 煤8.2914.5811.27(80)7.3719.8010.16(82)贫煤挥发分一般在10%15%之间，无烟煤挥发分一般在8%10%之间。本矿井各煤层挥发分产率与煤层相对深度有一定的相关性。在纵向上由浅到深，挥发分产率逐渐减小；在平面上，沿走向自东向西有逐渐减小的趋势。本矿井挥发分产率总体较低，与淮北煤田大部分矿井相比较，显示出较高异常，说明本区在接受深成变质的同时，还受到岩浆热力变质作用。（2）有害组分各煤层的有害组分见表1-5。1）水分（Mad）各可采煤层原煤水分平均在0.881.04%之间，（2）、灰分（A.d）灰分产率根据矿井各煤层的回采煤样灰分测试（表1-6），4煤层的回采煤样原煤平均灰分高于可采煤样灰分6.12%左右，6煤层的回采煤样原煤平均灰分约高出可采煤样灰分2.27%左右，说明4煤层及顶底板结构遭受构造破坏，增加顶板管理难度，在采掘过程中有滑脱夹矸或顶底板岩石在采煤时混入煤内，增加了开采灰分。表1-5 有害组分统计表 煤层 含量项目46两 极 值平均值(点数)两 极 值平均值(点数)Mad(%)原煤0.414.581.04(87)0.373.860.92(84)精煤0.462.100.98(80)0.442.40.93(82)A.d(%)原煤8.2932.6521.22(83)6.8532.7417.01(84)精煤1.2615.427.58(78)2.1311.836.16(80)St.d(%)原煤0.260.710.49(76)0.280.830.45(73)P.d(%)原煤0.00100.00730.0039(11)0.00160.00500.0027(8)精煤0.00110.00410.0021(14)0.00070.00510.0017(21)Fd(PPM)原煤无测定21.38118.4569.92(2)灰成分及灰熔点各煤层灰成分分析见表1-7。表1-6 回采煤样原煤灰分统计表 分层煤量含成空气干燥水灰 分Aad灰 分Ad4最大值（%）2.2628.9629.23最小值（%）0.5413.2813.44平均值（%）1.3819.2819.45样品数（点）4545456最大值（%）1.8934.6735.29最小值（%）0.5624.6124.85平均值（%）1.3027.3427.10样品数（点）404040表1-7 灰成份统计表 煤层项目46两极值平均值(点数)两极值平均值(点数)灰成份分析%Si0233.8852.9646.96(15)31.4754.4343.47(18)Al2O326.8035.4731.35(15)23.4631.3527.80(18)Fe2O34.277.835.62(15)4.367.905.33(18)CaO2.0119.205.55(15)3.5931.0312.31(18)MgO0.781.481.20(15)0.591.671.16(18)SO31.437.653.27(15)2.527.055.13(18)TiO20.942.241.67(15)0.952.101.44(18)煤灰熔融性DT1280>1500(17)13001490(15)ST1300>1500(14)1330>1500(15)FT1340>1500(9)1340>1500(15)各煤层的灰分组成基本相同，主要为酸性化合物，其中以SiO2和Al2O3为主，少量SO3；碱性化合物中以Fe2O3和CaO为主，少量MgO、TiO2和K2O等。4煤层SiO2+Al2O3平均含量为78.13%；6煤层SiO2+Al2O3平均含量为71.27%，可见6煤层的酸性化合物低于4煤层。煤灰成分组成的差异，表明煤层（组）成煤古地理环境不同。反映了在煤系地层形成和演变过程中，含煤沉积由海陆交互相逐渐演变为陆相的特点。从测试结果，各煤层煤灰熔点均属高熔难熔。硫分（St.d）各可采煤层原煤全硫含量平均为0.450.65%之间，属低硫煤，显示出淡水泥炭沼泽成煤特征。标准差一般小于0.10，属变化小。各煤层中的硫含量较低时，硫分以有机硫为主，所以，在精煤中测定的全硫含量接近原煤，表明在洗选过程中，脱硫效果较差。磷（P.d）各煤层原煤的磷含量在0.00150.0035%之间，精煤磷含量0.0040%，属特低磷煤。氯、三氧化二砷和氟（Cl、As2O3、F）各煤层含量均很低，对煤的工业利用没有影响或影响甚微。（3）元素分析各煤层煤的元素分析成果统计见表1-8。通过对各煤层的氢碳原子比和氧碳原子比进行计算统计，在克瑞威伦煤带图上，本矿的煤位于无烟煤区。表1-8 元素分析统计表煤层Cdaf(%)Hdaf(%)Odaf(%)H/C(%)O/C(%)Ndaf(%)(O+S)daf(%)两极值平均值两极值平均值两极值平均值两极值平均值两极值平均值两极值平均值两极值平均值482.99-93.0691.34(28)3.48-4.464.38(18)1.82-5.612.70(13)0.0470.0300.86-1.581.41(28)1.32-12.193.38(21)687.48-93.1492.04(27)3.45-4.413.94(28)0.80-5.611.89(14)0.0430.0211.21-1.561.35(27)1.27-7.712.61(22)（4）煤的工艺性能1）粘结性和结焦性本矿井各煤层G值及Y值较低（表1-9），多为高变质的贫煤、无烟煤。其粘结性和结焦性很低，甚至不具粘结性及结焦性。表1-9 煤层粘结性指标统计表煤层指标346GRI（%）0.19(32)0.25(28)y（mm）2.300(27)0(37)2）燃烧性发热量各煤层发热量情况见表1-10。经过换算， 4、6煤层的干燥基高位发热量分别为： 27.22 MJ/kg、28.93 MJ/kg，由此可见：3煤层、4煤层和6煤层均为高热值煤。表1-10 各煤层发热量情况统计煤 层Qb.adQb.dQb.daf两 极 值平均值(点数)两 极 值平均值(点数)两 极 值平均值(点数)421.11-34.0527.44(69)21.44-34.4527.96(52)22.188-37.7434.29(66)624.48-33.5029.13(70)23.29-33.9129.30(68)25.88-36.4435.00(70)商品煤26.93-30.2128.41熔渣性和结污性本矿各煤层的灰渣属酸性，碱酸比平均在0.160.26之间，6煤层较4煤层偏高，但熔渣、结污指数均0.15，各煤层均为低熔渣、低结污、高熔灰煤，对锅炉炉壁和对流管道危害很小，宜采用固态排渣（见表1-11）。表1-11 灰渣特征一览表煤层酸性物质量（%）碱性物质量（%）碱酸比铁钙比硅铝比结渣指数结污指数461.6285.2179.98(15)7.6125.4412.69(15)0.165.62/5.55=1.0146.96/31.35=1.500.0780.093656.0681.4672.72(18)9.6836.7818.95(18)0.265.33/12.31=0.4343.47/27.80=1.560.1170.127燃料比各可采煤层煤的固定碳含量在6875%之间，6煤相比较4煤含量偏高。燃料比一般大于6，如以日本动力用煤对其评价，均属优质燃料煤。3）可磨性（HGI）煤对CO2反应测定见表1-12，从表中可见，反应温度和还原率成正比，温度愈高，CO2愈大。当温度达950以上时，6煤对CO2的反应性比4煤好，贫煤比无烟煤反应性好。6煤活性之所以比4煤好，在于6煤层的煤的灰成分中，Ca含量较4煤层高（CaO10%），因为CaO+Fe2O3对CO2有较强的催化作用。总之，在标准温度下（950），贫煤活性比无烟煤好，但各煤层均属反应性较好煤层。如要使CO260%，必须升高炉温至1000以上。表1-12 煤及焦碳对二氧化碳化学反映性成果1(%)4PM3.9516.0051.3977.2893.2298.00WY13.5023.5045.2062.5075.5081.306WY7.2321.1347.5868.8380.5085.841.3.3 其它有益矿产（1）微量元素煤中微量元素种类繁多，但大多含量甚微，没有明显富集。通过光谱半定量分析，对煤层和铝质泥岩中易于富集的镓、锗二种元素进行了测定 (见表1-13)。从表中可以看出，各煤层的镓、锗的含量差异不大，其含量均未达到国家规定的最低工业品位要求，在目前经济技术条件下尚无回收利用价值。 表1-13 镓锗含量统计表 样别煤层Ga(PPM)Ge(PPM)煤芯煤样最大最小平均点数最大最小平均点数414.09.011.9131.8100.9514614.04.08.01710.9201.7017铝质泥岩106.018.041.7114.830.402.0911（2）铝质泥岩在本矿井下石盒子组底部（4煤层下）发育12层，厚24m铝质泥岩，层位稳定，分布较广。从取样化验分析结果看，采样化验结果Al2O3含量大部分在22.76%32.56%之间，达到三级粘土矿品位，但AL2O3/SIO2<1，达不到铝土矿的边界工业品位2.1的要求，在目前技术条件下，不能用于冶炼铝。由于铝质泥岩中的Fe2O3含量在7.44%23.55%之间，也达不到1984年全国矿产储量委员会制定的耐火粘土勘探规范中硬质粘土的标准，不具备工业利用价值。1.3.4 瓦斯，煤尘及自燃（1）瓦斯根据精查地质报告的瓦斯地质资料，全矿井最大绝对瓦斯涌出量为2.223 m3/min,最大相对瓦斯涌出量为1.472m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。（2）煤尘和煤的自燃据煤尘爆炸，测试结果，各煤层火焰长度为420570mm，均有爆炸危险性，须通入2045%的岩粉方能抑制爆炸。建议采用湿式打眼、煤层注水、放炮喷雾、净化水幕、转载点喷雾、冲洗巷帮等综合防尘措施。据煤的自燃发火倾向测试结果，各煤层均属不自燃发火煤层（级）。2 井田境界与储量2.1井田境界 刘桥二矿位于安徽省淮北市濉溪县刘桥镇境内。西以省界与河南省永城市毗邻，东距濉溪县约10km，东北距淮北市约13km。矿井范围东东南浅部以土楼断层和刘桥一矿为界，西西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。井田走向长度为5.08-5.71km，平均走向长度为5.62km，倾斜宽为2.38-3.63km，平均为3.26 km，平均倾角为7度，井田水平宽度为2.71-3.04 km，水平面积为18.05平方公里。2.2 矿井储量计算2.2.1构造类型煤层内倾角为4°15°，褶曲与断层均较发育，无岩浆活动，为中等构造地区，属于第二类。2.2.2 矿井工业储量矿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。根据已看勘探的煤种以贫煤为主，其次是无烟煤，由表2-1知最低可采厚度为0.7m。表2-1 储量计算厚度、灰分指标储量类别能利用储量尚可利用储量煤的种类炼焦用煤非炼焦用煤褐煤炼焦用煤非炼焦用煤褐煤最低可采厚度/m缓斜煤层（0°-25°）0.70.70.80.50.60.7倾斜煤层（25°-45°）0.60.70.70.40.50.6急斜煤层（>45°）0.50.60.60.40.40.5最低灰分%4050本矿井设计对4，6煤层进行开采设计，它们的厚度分别为3.2、3.3，基岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。4煤层和6煤层，采用块段法计算工业储量。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。块段划分如图2-1所示。图2-1 块段划分示意图根据煤炭工业设计规范，求得以下各储量类型的值：（1）矿井地质资源量矿井地质资源量可由以下等式计算： （2-1）式中：矿井地质资源量，Mt；煤层平均厚度，m；煤层底面面积，m3；煤容重，t/m3。将各参数代入（2-1）式中可得表2-2，所以地质储量为： =177.74（Mt）表2-2 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/Mt煤层总储量/Mt总储量/Mt3#1101.839.451.3523.73 191.11 231.61 25.43.349.451.3542.74 33.72.119.451.3526.92 47.56.299.451.3581.01 54.41.319.451.3516.71 其他1101.832.081.35.03 40.51 25.43.342.081.39.06 33.72.112.081.35.71 47.56.292.081.317.17 54.41.312.081.33.54 （2）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。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0.70.9。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0.8。74.65（Mt）37.33（Mt）31.99（Mt）16.00（Mt）14.22（Mt）因此将各数代入式2-2得：174.19（Mt）2.2.3 矿井可采储量矿井设计资源储量按式（2-3）计算：式中矿井设计资源/储量断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之和。按矿井工业储量的3%算。则：168.96（Mt）矿井设计可采储量式中矿井设计可采储量；工业场地和主要井巷煤柱损失量之和，按矿井设计资源/储量的2%算；C采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。此处取0.85。则：140.75（Mt）2.2.4工业广场煤柱根据煤炭工业设计规范不同井型与其对应的工业广场面积见表2-3。第5-22条规定：工业广场的面积为0.8-1.1平方公顷/10万吨。本矿井设计生产能力为150万吨/年，所以取工业广场的尺寸为300m×400m的长方形。煤层的平均倾角为10度，工业广场的中心处在井田走向的中央，倾向中央偏于煤层中上部，其中心处埋藏深度为-500m，该处表土层厚度为120-160m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为15m。本矿井的地质掉件及冲