煤矿瓦斯抽采设计
L9灰岩，层位不稳定，厚度薄，岩溶裂隙不发育，从水文地质角度来看，视为相对隔水层。L7和L8虽然厚度较大，层位稳定，但被砂泥岩分割。该层上距二7m。
该层的灰岩化学成份：Si02含量0.72～30.04％，平均含量14.94％，AlO3含量0.18～8.16％,平均含量1.22％，Fe203含量0.79～36.55％，平均含量4.03％，一般1～3％。CaO·MgO含量7.21～52.82，平均含量42.82％，从分析结果，Si02含量高，可溶性盐类含量较低，不利于岩溶的发育。
该层揭露厚度0.00m（上段灰岩缺失）～37.60m（1909孔），一般5.00～15.00m。从太原群上段灰岩水文地质图中可以看出，厚度由中部向东西两翼有变薄的趋势。
据1909孔抽水结果，涌水量趋近于零，水位下降27.69m，经三天后尚未恢复稳定，充分说明本段灰岩含水微弱。据相邻谷山井田8803孔资料，单位涌水量q=0.00043L/s·m，水位标高H=+200.21m，渗透系数K=0.012m/d。据7603孔水质HCO3-K+Na型，矿化度0.712g/L，PH值7.3。
4．二1煤顶板砂岩含水层
系指开采二1煤顶板冒落裂隙带内（二1煤上60m）的中、粗粒砂岩。其中层位比较稳定是大占砂岩、香炭砂岩，均为二1煤顶板直接充水含水层。
据钻孔揭露，砂岩一般3～4层，最多为14层（2706孔），最少为零；厚度0.00～32.49m（2303孔），一般10.00～20.00m。从二1煤上砂岩水文地质图和19线水文地质剖面可见，在短距离内有尖灭和增厚的特点。厚度变化规律性不明显。
据三个孔抽水结果，单位涌水量q=0.0000532～0.00797L/s·m，渗透系数K=0.000530～0.0352m/d，水位标高H=287.57～212.65m。水质为HCO3-K+Na型，PH值8.1，矿化度0.746g/L。
5．三煤组砂岩含水层
由三煤组中粗粒砂岩组成。砂岩多被泥岩和砂质泥岩分割成互不发生水力联系的含水层。其中以底部砂锅窑砂岩发育较好，层位稳定，一般厚度8～15m。由于出露条件和补给条件不佳，区内尚未发现地下水天然露头和漏水钻孔。从钻孔简易水文地质观测，该煤组漏失量0～12m3/h。（2013孔）含裂隙承压水，含水性微弱。因距二1煤层位较远，超过了开采二1煤的冒落裂隙带高度，故此含水层对二1煤的开采影响不大。
6．四煤组砂岩含水层
由中粗粒砂岩组成，其中以四煤底板砂岩比较稳定。据2808、1709孔的资料统计，含水层厚度8.70～21.67m，含水层占层段厚21.7％，砂岩层多被泥岩和砂质泥岩所分隔，形成互无水力联系的含水层。由于相变或尖变及补给条件的不好，使之含水微弱。该层距二l煤较远，对二1煤矿床没有影响。
7．五煤组至七煤组底板砂岩含水层
由中～粗粒砂岩组成。其中以七煤组底板砂岩（田家沟砂岩）比较稳定，其它均在
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煤底板平均约
煤矿瓦斯抽采设计
短距离内有尖灭和变薄的趋势。据2808孔的资料，厚度37.55m，占整个层段27％。在区内未发现漏水钻孔，仅在巴家沟、阴沟、张山洼有泉水出露，标高+274～+302m，其流量均小于0.5L/s。
该层含裂隙承压水，因远距二1煤层，对二1煤开发影响不大。 8．平顶山砂岩含水层
由灰白色和褐黄色中、粗粒、厚层、石英砂岩组成，硅质胶结，致密坚硬、裂隙发育，出露于区外的北部丘陵区，含裂隙水，在将军岭+352.00m的陡坎上见有泉水出露，其流量0.5L/s。据2808孔揭露，厚度61.27m。因距开采煤层远，对煤层影响不大。
9．金斗山砂岩含水层
紫红色、厚层状中粒砂岩，成分以石英为主，硅质胶结，致密坚硬。出露于北部的山脊，由于出露条件不佳，没有地下水的天然露头，含裂隙水。
10．第四系(Q)砂、砾石含水层
分布于王河河谷和区外的沟谷宽阔地段。主要由冲积洪积而成的砂卵石层，含丰富的孔隙水。在王河河谷玉皇庙以北的地段，已成为农灌和大峪沟矿临时水源基地。据以往民井抽水资料，单位涌水量q=0.83～10.54L/s·m，渗透系数K=21.88～88.95m/d，水位埋深6.73～11.75m，水位标高H=167.25～254.77m。水质为S04-HC03-Ca-Mg型。PH值7.5～7.25，矿化度0.675～0.912g/L。 2.2.5.2 主要隔水层
1．本溪组铝土质泥岩隔水层
主要由泥岩、铝土质泥岩、铝土矿等组成。大峪沟井田内有139孔揭见本层，占全区钻孔67.5％，揭穿本群130孔，占揭见钻孔93.5％。最大厚度达33.69m（2402孔），最小厚度3.52m（2901孔），一般6～14m。从太原群下段灰岩水文地质图看出，层位稳定，厚度变化规律不明显，该层且充填灌注了奥陶系古剥蚀的溶隙溶洞，因而降低了不整合面附近的富水性，而且增加了阻隔奥灰水进入一1煤矿坑的隔水强度，故视为主要隔水层。
2．太原群中段砂泥岩隔水层
系指L4、L6灰岩之间的碎屑岩沉积，主要由中～细粒砂岩、泥岩及砂质泥岩组成。局部夹薄层L5灰岩。据钻孔揭露，厚22.52（2805孔）～57.81m（(1309孔)，一般30～45m，层位稳定，因砂质成分稍高，故具强度大的特点。是太原群上、下段灰岩含水层之间的良好隔水层。
3．二l煤底板隔水层
系指二l煤底板至太原群灰岩含水层间的岩层。主要有泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩、局部夹灰岩等组成。正常情况下，是阻隔太原群上段灰岩水进入二1煤矿床的隔水层，在本区厚度0.40～37.82m。该段厚度变化大，稳定性差。在1511、2603、2903孔以南区段，厚度薄，隔水性能减弱，在二1煤开采过程中，要引起足够的重视。
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煤矿瓦斯抽采设计
4．七煤组～平顶山砂岩底隔水层
由一套浅灰色和灰色砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩组成。据2808孔的资料，厚度206.27m，其厚度大，层位稳定，岩性均一，是一良好的隔水层。
5．平顶山砂岩至金斗山砂岩底隔水层
主要为一套青灰色、紫红色砂质泥岩、泥岩、细砂岩组成，岩性均一，层位稳定，隔水性好，出露于区外北部丘陵区。它对阻隔上下两个含水层的水力联系，起着良好的隔水作用。
2.2.5.3 井田水文地质勘探类型
据以上资料，二1煤层水文地质条件简单，直接充水含水层为裂隙岩溶水，属二类一型或三类一型。二1煤水文地质条件为三类二型。对开采有较大威胁的是底板岩溶突水。
2.2.5.4 矿井充水因素
在浅部，大气降水、地表水及第四系潜水会通过各种裂隙、孔隙渗入地下，或通过回采落顶后的塌陷破裂带充入矿坑：在矿井井巷开拓回采过程中，煤层顶板砂岩含水层首先得以揭露和破坏，其砂岩裂隙水（开采二l煤层时）或灰岩岩溶裂隙水（开采一
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煤层时）将会充入矿坑，构成矿井主要充水水源；还有区外浅部生产井及废弃老窑，积存大量老空老塘水，当未来矿坑回采落顶后的塌陷破裂带或采掘工程一旦与之沟通，就有可能造成溃水淹井事故；一1煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层中所含地下水，在其底板隔水层沉积薄弱地段或在断裂构造发育地段，多会以突水形式充入矿坑，具有水压高、水量大、破坏性强，以动储量为主，不易疏排等特征。 2.2.5.5 矿井涌水量
根据1982年12月河南省煤田地质勘探公司地质三队编写的《河南省巩县荥巩煤田大峪沟井田精查补充勘探地质报告》及结合周边矿井的实际情况，确定本矿井的正常涌水量为116m3/h，最大涌水量为151m3/h。 2.3 矿井开拓、开采概况 2.3.1 井田境界
本井田北部以F9断层为界，东部以35勘探线与新中矿业公司谷山井分界，南部以煤层露头及地方小窑深部边界为界，西部以19勘探线与红旗井分界。井田东西走向长4.5km，南北倾向宽3.0km，面积约13.5km2。
具体范围由省国土资源厅2003年1月颁发的证号为410000032006的采矿许可证中的15个拐点坐标圈定，拐点坐标见表2-3。
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2.3.2 矿井资源/储量计算 2.3.2.1 矿井地质资源量
储量计算边界为上述划定的井田范围，储量计算的最低可采厚度为0.8m，最高灰分＜40％。根据储量核准报告，获得二1煤地质资源量为38.10Mt。 2.3.2.2 工业资源/储量
矿井地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部，归类为矿井工业资源/储量，即：
矿井工业资源/储量=111b+122b+2M11+2M22+333×k（k=0.8～0.9）
本井田构造简单，二1煤层属厚度变化较大的较稳定煤层，333级折减量取0.8。经计算，矿井工业资源/储量为33194kt。
表2-3 井田境界拐点坐标表
Tab.2-3 The coordinate table of the minefield boundary inflection point
拐点编号
1 2 3 4 5 6 7 8
纬距 X 3846160.00 3844690.00 3844460.00 3844425.00 3843500.00 3843500.00 3843770.00 3843770.00
经距
Y
38417520.00 38417262.00 38417635.00 38418506.00 38418500.00 38419215.00 38419215.00 38418700.00
拐点编号 9 10 11 12 13 14 15
纬距 X 3844325.00 3844240.00 3843960.00 3844010.00 3843840.00 3845780.00 3846100.00
经距 Y 38418676.00 38419876.00 38419730.00 38420500.00 38420835.00 38421870.00 38419580.00
2.3.2.3 矿井设计资源/储量
矿井设计资源储量是指矿井工业资源/储量中减去设计计算的断层煤柱、井田境界煤柱和地面建筑物、构筑物等永久保护煤柱损失量后的资源/储量。
1．断层煤柱
根据《河南省荥巩煤田大峪沟井田精查补充勘探地质报告》井田内断层未见导水性强的报道， 井田内实际揭露和钻孔资料实际控制的断层有3条，其中F9断层落差0～70m，F104断层落差18m左右，及北部边界附近的F6断层。由于断层的存在改变了可采煤层与直接充水含水层之间的相对位置，使隔水层的有效厚度变薄或消失，为防止底板承压水沿断层面进入煤层，需在断层两侧留设断层防水煤柱。
根据《矿井水文地质规程》（试行）所推荐公式计算：
L?0.5KM3P?20mkP （2-1）
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煤矿瓦斯抽采设计
式中：L——煤柱留设的宽度，m；
K——安全系数（一般取2～5），取3；
P——水头压力（kgf/cm2）最大取L7灰在8803孔水位标高处的水压20 kgf/cm2； Kp——煤的抗张强度（kgf/cm2）；精查地质报告未给出，根据经验暂取2kgf/cm2，
矿井在实际开拓过程中，见煤后可做煤的抗张强度实验，确定具体的抗张强度数值。
M——煤层厚度，取4.62m
经计算，断层防水煤柱宽度为：F9断层煤柱L=38.0m。
根据本井田地质报告，虽然断层导水性较弱，但由于采动的影响要对较大的断层严加控制，按以往矿井生产实际，按断层落差大小两侧各留设一定宽度的断层保护煤柱，煤柱留设原则是：断层落差大于100m的留100m，落差在50m到期100m之间的留50m，落差小于50m的留30m。
所以, F9断层留设50m宽煤柱；F104断层留设30m宽煤柱。经计算断层煤柱损失536kt。
2．边界煤柱
井田边界北以F9断层为界，因此井田北部边界煤柱为F9断层煤柱；井田西、东两侧分别与谷山井、红旗井相邻，南侧与开采浅部煤炭的老窑相邻。沿老窑开采警界线和井田边界留设20m～40m煤柱，采区之间留设10m煤柱。边界煤柱煤量为1661kt。
3．其它煤柱
考虑凉水泉水库，为防止地下开采对地表水库堤坝的影响。开采二1煤层时须按照地面建筑保护煤柱的留设方法来留设防塌陷煤柱，留一定的煤柱并加上围护带宽度其损失煤量为：70kt。
上述保护煤柱损失共计2267kt，计算全矿井的设计储量30927kt。 2.3.2.4 矿井设计可采储量
矿井设计可采储量＝设计资源/储量-工业场地保护煤柱-风井场地保护煤柱-主要井巷煤柱-开采损失。
区内分布有零星村庄按搬迁考虑。对主副井、风井工业场地留设保护煤柱，按岩层移动角考虑，按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（以下简称“三下”采煤规程）的相关规定和巩义地区其他矿井的经验数据，各参数选取如下：
表土移动角： Φ=45° 上山移动角： γ=75° 下山移动角： β=73°~0.82α 走向移动角： δ= 75°。
保护煤柱根据上述参数，采用垂直法计算。工业广场保护煤柱904kt。 井下主要运输及回风大巷经计算按30m留设保护煤柱。
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