采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-新大地煤礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2016屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第161頁 目錄 一般部分 1 第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1 第一節(jié) 礦區(qū)概述 1 1.1交通位置 1 1.2地形地貌及水系 1 1.3氣象、地震 1 1.4礦井生產(chǎn)建設(shè)現(xiàn)狀 1 1.5電源、水源、通信情況 3 1.6周邊礦井及小窯 3 第二節(jié) 井田地質(zhì)特征 4 2.1井田地質(zhì)勘探程度及地質(zhì)報(bào)告批準(zhǔn)文號(hào) 4 2.2地層及地質(zhì)構(gòu)造 5 第三節(jié)煤層特征 10 3.1煤層及煤質(zhì) 10 3.2煤質(zhì) 11 第二章 井田境界及儲(chǔ)量 13 第一節(jié) 井田境界 13 第二節(jié) 井田工業(yè)儲(chǔ)量 14 第三節(jié) 井田可采儲(chǔ)量 14 3.1永久煤柱留設(shè) 14 3.2礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量 15 第三章 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 16 第一節(jié) 礦井工作制度 16 第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16 2.1礦井生產(chǎn)能力的確定 16 2.2服務(wù)年限 16 第四章 井田開拓 16 第一節(jié) 井田開拓的基本問題 16 1.1礦井現(xiàn)狀、井田地質(zhì)構(gòu)造、周邊礦井老窯范圍、水文地質(zhì)等條件對(duì)開采的影響 16 1.2開拓布置的依據(jù)和原則 17 第二節(jié) 礦井基本巷道 17 2.1水平劃分 18 2.2井口數(shù)目和位置的選擇、井筒特征及裝備 19 第三節(jié) 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 19 第五章 采區(qū)巷道布置 21 第一節(jié) 煤層地質(zhì)特征 21 1.1含煤性 21 1.2可采煤層 21 1.3煤質(zhì) 22 第二節(jié) 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 23 2.1采煤工作面的循環(huán)數(shù)、月進(jìn)度、年進(jìn)度及工作面長(zhǎng)度，各工作面的生產(chǎn)能力及倒替、接續(xù)關(guān)系 24 2.2采區(qū)及工作面回采率 25 第三節(jié)　采區(qū)布置 25 3.1移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)的采區(qū)數(shù)目、位置和工作面生產(chǎn)能力計(jì)算 25 3.2采區(qū)尺寸及巷道布置、數(shù)目、作用 25 第四節(jié) 采區(qū)車場(chǎng)設(shè)計(jì) 26 第五節(jié) 采區(qū)采掘計(jì)劃 26 5.2巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo) 27 5.3掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)、組數(shù)、掘進(jìn)的機(jī)械配備 27 5.4礦井生產(chǎn)時(shí)采掘比例關(guān)系，掘進(jìn)率和矸石率的預(yù)計(jì) 28 5.4移交生產(chǎn)時(shí)井巷工程量、三個(gè)煤量及可采期 28 第六章 采煤方法 29 第一節(jié) 采煤方法和回采工藝 29 1.1采煤方法的選擇及其依據(jù) 29 1.2工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型 29 1.3工作面頂板管理方式，支架設(shè)備選型 32 1.4工作面回采方向與超前關(guān)系 33 第二節(jié) 綜采工作面巷道布置方式 33 2.2采區(qū)尺寸及巷道布置、數(shù)目、作用 33 2.3采區(qū)車場(chǎng)、裝車及硐室 34 2.4采區(qū)煤、矸石運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸方式及設(shè)備選型、采區(qū)通風(fēng)、排水 34 第三節(jié)　巷道掘進(jìn) 34 3.1巷道斷面和支護(hù)形式 34 第七章 井下運(yùn)輸 35 第一節(jié) 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備 35 1.1采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型 35 1.2主要配套設(shè)備 37 1.3工作面頂板管理方式，支架設(shè)備選型 38 1.4工作面回采方向與超前關(guān)系 39 第二節(jié) 大巷運(yùn)輸設(shè)備 40 2.1運(yùn)輸方式的選擇 40 2.2井下煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型 40 第三節(jié)　輔助運(yùn)輸設(shè)備 48 3.1運(yùn)輸方式的選擇 48 3.2井下煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型 49 第四節(jié)　礦　　車 53 4.1礦車選型 53 4.2礦車數(shù)量 54 第八章 礦井提升 54 第一節(jié) 主井提升 54 1.1主井提升設(shè)備 54 第二節(jié) 斜井提升 62 2.1計(jì)算依據(jù) 62 2.2礦車的確定 63 2.3鋼絲繩的選擇 63 2.4安全系數(shù)： 64 第九章 礦井通風(fēng)安全 73 第一節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 73 1.1礦井瓦斯、煤塵、自燃、煤和瓦斯突出及地溫情況 73 1.2隨著開采深度的增加，瓦斯等級(jí)及地溫變化的預(yù)計(jì) 73 第二節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 73 2.1通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 73 第三節(jié) 全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 76 3.1井摩擦阻力按下式計(jì)算： 76 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇 77 4.1預(yù)防瓦斯爆炸的措施 77 4.2礦井瓦斯抽放 78 4.3預(yù)防井下火災(zāi)的措施 80 4.4防塵措施 80 4.5預(yù)防水災(zāi)的措施 84 4.6礦井集中安全監(jiān)控。自救器配備 85 4.7礦山救護(hù) 85 第五節(jié) 礦井災(zāi)害防治技術(shù) 87 5.1防治提升事故的主要措施 87 5.2運(yùn)輸事故的防治措施 89 第十章 設(shè)計(jì)礦井基本經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 90 第一節(jié)　勞動(dòng)定員及勞動(dòng)生產(chǎn)率 90 1.1原煤生產(chǎn)人員 90 1.2服務(wù)人員 92 1.3其它人員 92 1.4礦井勞動(dòng)定員 92 1.5礦井勞動(dòng)定員的在藉人數(shù) 92 1.6人員來源和培訓(xùn) 93 第二節(jié)　建設(shè)項(xiàng)目資金概算 93 2.1固定資產(chǎn)概算 93 2.2投資分析 94 2.3流動(dòng)資金計(jì)算 96 2.4投資變化的主要原因 96 第三節(jié)　原煤生產(chǎn)成本 98 第四節(jié)　技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià) 99 4.1年銷售收入、銷售稅金及附加的估算 99 4.2利潤(rùn)的計(jì)算及分配 100 4.3經(jīng)濟(jì)分析 100 4.4投資回收期 100 4.5主要財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 100 4.6技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 101 第五節(jié)　礦井設(shè)計(jì)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 101 參考文獻(xiàn) 104 專題部分 104 綜放工作面瓦斯超限治理技術(shù)研究 104 第一節(jié) 瓦斯壓力測(cè)定 104 第二節(jié) 綜放工作面瓦斯涌出規(guī)律 106 第三節(jié) 影響綜放工作面瓦斯涌出的因素分析 115 第四節(jié) 綜放工作面初采期瓦斯治理技術(shù) 118 第五節(jié) 采用u+r形通風(fēng)方式治理綜放面瓦斯技術(shù) 121 第六節(jié) 15號(hào)煤層綜放面瓦斯治理技術(shù) 123 第七節(jié) 未開采解放層綜放面瓦斯治理技術(shù) 125 第八節(jié) 走向高抽巷抽放法治理綜放面瓦斯技術(shù) 127 結(jié)論 132 翻譯部分 134 翻譯原文 134 后退式長(zhǎng)壁采煤法中瓦斯的突出:流體動(dòng)力學(xué)研究 149 結(jié)論 156 參考文獻(xiàn) 156 致謝 157  一般部分 第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦區(qū)概述 1.1交通位置 山西新大地煤礦(原和順縣義興鎮(zhèn)后溝聯(lián)營(yíng)煤礦)位于和順縣義興鎮(zhèn)后溝村，距離和順縣城直距2.0km，行政區(qū)劃隸屬和順縣義興鎮(zhèn)管轄。地理坐標(biāo)為：東經(jīng)11333′19″－11335′29″，北緯3720′54″－3723′00″。井田東南5km處有207國(guó)道通過，3km處有陽(泉)－涉(縣)鐵路通過。井田南側(cè)1km處有鄉(xiāng)級(jí)公路通往和順縣城與207國(guó)道相通，交通條件較為方便。 1.2地形地貌及水系 井田地處太行山中段西側(cè)，屬中低山侵蝕地貌，井田內(nèi)溝谷縱橫，地形復(fù)雜，地表有大片基巖裸露，間或有第四系黃土分布。 井田地勢(shì)總體表現(xiàn)為北高南低，最高處位于井田北部山梁標(biāo)高為+1493.00m，最低處位于井田前部邊界處溝谷中，標(biāo)高為+1280.00m，最大相對(duì)高差為213.00m。 井田內(nèi)無常年性河流，溝谷內(nèi)一般無水，只在汛期可見一些短暫性水流，均屬清漳河支流，海河流域。 1.3氣象、地震 井田地處太行山西麓，各處海拔均在+1100m以上，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干燥多風(fēng)，夏季溫和多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷而少雪。 年平均氣溫為6.3℃，一月份氣溫最低，極端最低氣溫為零下24.8℃：七月份氣溫最高，極端最高氣溫為35.0℃。霜凍期為11月底至次年3月中旬，約115天，最大凍土深度為110cm。 年平均降水量592.8mm，雨量集中在7、8月份，占全年總降水50.5%，最大降雨量為1069mm：年平均蒸發(fā)量為1584.1mm，是降雨量的2倍。 據(jù)和順縣志記載，和順縣范圍內(nèi)歷史上曾發(fā)生過不同程度的地震，1909年2月和1971年6月在城關(guān)與李陽間曾發(fā)生過5.0級(jí)和4.3級(jí)地震。 根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，本區(qū)地震設(shè)防烈度為7度區(qū)。 1.4礦井生產(chǎn)建設(shè)現(xiàn)狀 礦井現(xiàn)采用立井—斜井開拓，主立井、副斜井、回風(fēng)斜井均位于井田東南部，各井筒特征及用途如下： 主立井：井口坐標(biāo)為X=4139232.05，Y=19728092.07，H=1300.45，垂深248m，Φ4.3m，凈斷面積14.51m2，混凝土砌筑，井筒內(nèi)設(shè)梯子間，雙箕斗提升，安裝2JTKY-1.6提升提升機(jī)，電機(jī)功率115kW，電機(jī)型號(hào)為JRQ-148-10，主要擔(dān)負(fù)礦井進(jìn)風(fēng)、提煤任務(wù)，兼作礦井一個(gè)安全出口。 副斜井：井口坐標(biāo)為X=4139140.10、Y=19728183.07、Z=1296.328，傾角20，斜長(zhǎng)280m，凈寬2.6m，凈高2.3m，凈斷面積5.25m2，半圓拱粗料石砌碹支護(hù)，安裝有JTD-800型絞車，電機(jī)功率為30kW，主要擔(dān)負(fù)礦井下料、排矸、進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼作礦井一個(gè)安全出口。 回風(fēng)斜井：井口坐標(biāo)為X=4139211.99、Y=19728187.01、Z=1298.66，傾角23，斜長(zhǎng)198m，凈寬2.2m，凈高2.2m，凈斷面積4.32m2，半圓拱粗料石砌碹支護(hù)，安設(shè)兩臺(tái)FBCDZ№18型軸流式通風(fēng)機(jī)，功率為1322kW，主要擔(dān)負(fù)礦井行人、回風(fēng)任務(wù)。 礦井井底車場(chǎng)設(shè)在+1070水平，井下布置有運(yùn)輸大巷、北采區(qū)上倉(cāng)皮帶運(yùn)輸巷、運(yùn)輸上山和軌道大巷、北采區(qū)軌道上山以及北采區(qū)回風(fēng)上山、回風(fēng)大巷。大巷及采區(qū)運(yùn)輸采用DSJ80/35/372型膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，軌道大巷、軌道上山采用調(diào)度絞車運(yùn)輸。 工作面采用壁式采煤法，DW25-250/100型單體液壓支柱、DFB-2400型π型梁支護(hù)，爆破落煤，放頂煤一次采全高，全部垮落法管理頂板，工作面采用SGB620/40T刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸順槽采用SGB620/40T型55kW刮板運(yùn)輸機(jī)及SPJ-650型222kW膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。 礦井通風(fēng)方式現(xiàn)采用中央并列式通風(fēng)，風(fēng)機(jī)工作方式為機(jī)械抽出式。回風(fēng)斜井井口安設(shè)兩臺(tái)FBCDZ№18型對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)，功率1322kW，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)。礦井總進(jìn)風(fēng)量2551.57m3/min，總回風(fēng)量2664.90m3/min。主立井、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)?；夭晒ぷ髅娌捎萌L(fēng)壓通風(fēng)，掘進(jìn)工作面采用FBCD-№5型5.52kW局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，中央變電所采用獨(dú)立通風(fēng)。 礦井現(xiàn)排水系統(tǒng)：礦井實(shí)測(cè)正常涌水量30m3/h，最大涌水量50m3/h，在井底車場(chǎng)設(shè)有主、副水倉(cāng)各一個(gè)，容積分別為730m3和530m3。中央水泵房?jī)?nèi)安裝有三臺(tái)MD155-3010型水泵，功率200kW，配套電機(jī)型號(hào)YB2-315L2-4，額定流量155m3/h，額定揚(yáng)程300m，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修，在主立井和回風(fēng)斜井各鋪設(shè)排水管路一趟，管徑均為159mm，一趟使用，一趟備用。工作面積水通過小水泵經(jīng)排水管路排至井底車場(chǎng)主副水倉(cāng)，經(jīng)主排水泵及排水管路排至地面蓄水池。 礦井供電：煤礦為雙回路供電，供電電壓10kV，礦井地面設(shè)10kV配電室一座，380V低壓配電室一座，地面設(shè)三臺(tái)變壓器，S11-500-10/0.4型變壓器作為地面風(fēng)機(jī)的備用變壓器、S11-400-10/0.4型變壓器和KS11-250-10/0.4型變壓器，作為地面主扇、主絞、副絞、橋式篩分刮板機(jī)、熱風(fēng)爐、煤場(chǎng)刮板機(jī)以及地面其它用電設(shè)施和照明供電。礦井10kV下井，下井電纜為MYJV42-350型礦用交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜兩趟，井下中央變電所設(shè)有兩臺(tái)KS11-500-10/0.69型變壓器，中性點(diǎn)不接地，供井下主排水泵、回采工作面、大巷皮帶運(yùn)輸機(jī)、大巷和掘進(jìn)工作面供電，另設(shè)一臺(tái)KS11-200-10/0.69型變壓器專向兩個(gè)掘進(jìn)工作面的局扇分別供電，實(shí)現(xiàn)了“三?！惫╇?。 1.5電源、水源、通信情況 ㈠、電源 礦井現(xiàn)供電電源現(xiàn)為雙回路供電，主電源引自和順縣110/35/10kV變電站10kV側(cè)建陶專線，輸電線路采用LGJ-120鋼芯鋁鉸線，線路長(zhǎng)度4km；備用電源引自李陽變電站10kV側(cè)義紫線，輸電線路采用LGJ-120鋼芯鋁鉸線，為煤用專線，線路長(zhǎng)度8.5km。 礦井附近現(xiàn)有和順云山變電站220kV/110kV/35kV一座，距離該礦8km，主電源可引自該變電站35kV側(cè)。備用電源可引自礦方現(xiàn)有主電源——和順縣110kV變電站35kV側(cè)，輸電線路4km。主備電源均由LGJ-95鋼芯鋁絞線架空引入該礦地面變電站。礦方已與電業(yè)部門簽定供用電協(xié)議。 ㈡、水源 該礦目前生活用水為深井水，水質(zhì)水量符合要求，生產(chǎn)用水為礦井井下涌水，不足部分由深井水補(bǔ)充。 機(jī)械化采煤升級(jí)改造后礦井用水量增加，生活用水仍為深井水解決；礦井生產(chǎn)用水可利用井下水解決，井下水排至地面水池，凈化后作為生產(chǎn)用水，不足部分由深井水補(bǔ)充。 ㈢、通信 礦井設(shè)行政管理電話交換機(jī)1套，調(diào)度系統(tǒng)數(shù)字程控調(diào)度交換機(jī)1套，對(duì)外有直通電話，中國(guó)移動(dòng)、聯(lián)通等通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋本區(qū)，通信聯(lián)絡(luò)暢通。 1.6周邊礦井及小窯 新大地煤礦井田內(nèi)沒有其它小煤礦開采。該礦井田面積擴(kuò)大以后，井田東鄰溫源煤礦，西河煤礦和后峪煤礦(關(guān)閉)，南鄰井玉溝煤礦，河北煤礦和九京煤礦(關(guān)閉)。 詳見礦井四鄰關(guān)系如圖1-6-1 礦井四鄰關(guān)系圖1-6-1 1、溫源煤礦：始建于1983年，1984年投產(chǎn)，原井田面積1.6746km2，本次調(diào)整礦界后面積擴(kuò)大為3.0256km2，屬村辦煤礦，集體企業(yè)，批準(zhǔn)開采8、15#煤層，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力9萬t/a，2005年核定生產(chǎn)能力30萬t/a，采用斜豎井開拓，主井為立井，副井為斜井，主井采用箕斗提升，機(jī)械通風(fēng)，壁式炮采，礦井涌水量90m3/d，瓦斯相對(duì)涌出量3.02m3/t，為低瓦斯礦井。現(xiàn)正生產(chǎn)。 2、西河煤礦：為李陽鎮(zhèn)鎮(zhèn)辦煤礦，批準(zhǔn)開采3、15#煤層。井田面積1.6795km2，礦井核定生產(chǎn)能力為21萬t/a，實(shí)際生產(chǎn)能力為21萬t/a，礦井采用斜井開拓，壁式炮采的采煤方法，礦井涌水量不大，瓦斯涌出量5.12m3/d，為低瓦斯礦井，目前仍在生產(chǎn)。 3、井玉溝煤礦：始建于1985年，1987年5月投入生產(chǎn)，井田面積1.2545km2，村辦煤礦集體企業(yè)。批準(zhǔn)開采8、15#煤層，現(xiàn)開采15#煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6萬t/a，核定生產(chǎn)能力為15萬t/a，礦井采用斜井開拓，壁式炮采的采煤方法，瓦斯涌出量為15.79m3/t，為高瓦斯礦井，目前仍在生產(chǎn)。 4、河北煤礦：始建于1983年，1964年投入生產(chǎn)，井田面積0.8247km2，屬村辦煤礦，集體企業(yè)。批準(zhǔn)開采15#煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6萬t/a，核定生產(chǎn)能力為15萬t/a，礦井采用斜井開拓，壁式炮采的采煤方法，低瓦斯礦井，目前仍在生產(chǎn)。 5、后峪煤礦：批采15#煤層，因資源枯竭而關(guān)閉。 6、九京煤礦：批采8#煤層，因井田內(nèi)8#煤層不可采被迫停建。 據(jù)調(diào)查資料，尚未發(fā)現(xiàn)相鄰煤礦有越界越層進(jìn)入本井田開采情況。今后該礦臨近邊界附近開采時(shí)應(yīng)隨時(shí)調(diào)查了解鄰近開采情況，防范鄰礦采空區(qū)積水、積氣對(duì)本礦開采生產(chǎn)造成危害。 第二節(jié) 井田地質(zhì)特征 2.1井田地質(zhì)勘探程度及地質(zhì)報(bào)告批準(zhǔn)文號(hào) 2.1.1 井田地質(zhì)勘探程度 1、1958年原煤炭部119隊(duì)進(jìn)行了包括本井田在內(nèi)的昔陽——左權(quán)間地質(zhì)普查工作，并于同年12月提交了山西省沁水煤田昔陽——左權(quán)間地質(zhì)普查報(bào)告書。 2、1959年下半年－1960年6月，119隊(duì)相繼在李陽、三奇、泊里井田進(jìn)行精查勘探，施工鉆孔29個(gè)，進(jìn)尺8045.0m。 3、1972年山西省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì)完成了包括該礦區(qū)內(nèi)的120萬左權(quán)幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作。 4、1981年煤炭部西安航測(cè)大隊(duì)對(duì)和順區(qū)進(jìn)行了航空攝影，1982－1983年山西煤田地質(zhì)普查隊(duì)進(jìn)行了外業(yè)調(diào)繪，1984年煤炭部西安航測(cè)大隊(duì)內(nèi)業(yè)成圖，提交有1：5000地形地質(zhì)圖。該圖地形測(cè)繪精度高，地層劃分合理，圖紙質(zhì)量較好。 5、1987年由山西煤田地質(zhì)勘探148隊(duì)對(duì)包括本井田在內(nèi)的和順勘探區(qū)進(jìn)行普查勘探，1988年8月結(jié)束野外施工1989年9月提交普查報(bào)告，該報(bào)告經(jīng)山西省儲(chǔ)委評(píng)審獲批準(zhǔn)。該次勘探共施工鉆孔19個(gè)，進(jìn)尺19485.18m。該次勘探在后溝井田內(nèi)及附近施工有4個(gè)鉆孔(601號(hào)、604號(hào)、701號(hào)和702號(hào)孔)，本次搜集到該4個(gè)孔的8號(hào)、15號(hào)煤層資料，據(jù)收集到的資料，各鉆孔煤芯采取率均在80%以上，煤層質(zhì)量均屬合格，可供利用。 6、1990年4月－1993年8月，山西省煤炭地質(zhì)勘探二隊(duì)對(duì)和順縣上元、南窯、李陽煤礦進(jìn)行了地質(zhì)勘探工作，分別提交了詳查或精查地質(zhì)報(bào)告，后溝井田位于李陽井田西南部，其報(bào)告資料可供參考或利用。 7、2004年6月，山西省煤炭地質(zhì)公司為該礦編制了《山西省和順縣義興鎮(zhèn)后溝聯(lián)營(yíng)煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》。 8、2006年6月，山西省煤炭地質(zhì)公司提交了《山西新大地煤業(yè)有限公司機(jī)械化采煤升級(jí)改造礦井地質(zhì)報(bào)告》。 9、2007年7月，山西克瑞通實(shí)業(yè)有限公司提交了《山西新大地煤業(yè)有限公司機(jī)械化采煤升級(jí)改造礦井地質(zhì)報(bào)告》。 2.2地層及地質(zhì)構(gòu)造 2.2.1地層 井田位于沁水煤田和順礦區(qū)中部，井田基巖大片出露，間或有第四系黃土覆蓋區(qū)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，井田內(nèi)地層由老到新依次為：奧陶系中統(tǒng)峰峰組，石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組以及新生界第四系?，F(xiàn)根據(jù)地面地質(zhì)調(diào)查和生產(chǎn)礦井揭露的地質(zhì)情況并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，將井田地層層序、厚度、巖性及其變化情況由老到新簡(jiǎn)述如下： 1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組(O2f) 該地層在區(qū)內(nèi)未出露，據(jù)鄰區(qū)鉆孔揭露最大厚度為200m，為含煤地層基底，其巖性主要為灰色－深灰色中厚層狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。 2、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b) 本組地層在井田內(nèi)無出露，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，其平行不整合于下伏中奧陶統(tǒng)峰峰組之上，下部主要巖性為深灰—灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖及淺灰色鋁土質(zhì)泥巖、鋁土巖，底部發(fā)育一層淺灰色鮞狀鋁土巖；中上部夾薄層狀灰色石灰?guī)r；上部以褐灰色中厚層長(zhǎng)石石英砂巖、淺灰色砂質(zhì)泥巖夾薄煤層為主。該組地層層位穩(wěn)定，含煤線3層，均不可采。本組厚19.80－31.21m，平均24.16m。 3、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t) 該組連續(xù)沉積于本溪組地層之上. 主要巖性由灰色砂巖，深灰—黑灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤層組成，富含動(dòng)，植物化石，為海陸交互相沉積，是主要的含煤地層之一，含區(qū)域穩(wěn)定的標(biāo)志層石灰?guī)r3層(K2、K3、K4)，含煤7層(15、14、13、12、11、9、8#)。其中8、15#為可采煤層，其余為不可采煤層。全組厚85.00－137.00m，本組平均厚108.07m。 4、二疊系下統(tǒng)山西組(P1s) 本組為井田主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于太原組之上。主要巖性由灰色一灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰—灰白色中細(xì)粒砂巖和煤層組成。為陸相含煤沉積，含植物化石。其底部K7砂巖為中粒砂巖，局部為細(xì)粒砂巖、粉砂巖，分選中等，次圓狀，硅質(zhì)膠結(jié)，交錯(cuò)層理發(fā)育。該組共含煤4層(1、2、3、4#)，均為不可采煤層。本組厚54.50－58.90m，平均56.70m。 5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組(Plx) 井田內(nèi)有成片出露，分上下兩段。上段巖性由灰，灰綠、灰黃色砂巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖組成，頂部有一層斑紫色鋁質(zhì)泥巖，俗稱桃花泥巖。下段巖性由灰白、灰黃色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，局部夾1－2層煤線，底部K8砂巖以中粒砂巖為主。木組地層厚度88.81－137.50m，平均117.57mm。 6、二疊上統(tǒng)上石盒子組(P2s) 井田內(nèi)大片出露，巖性由黃綠、灰綠、灰黃色泥巖、砂質(zhì)泥巖和各粒級(jí)砂巖組成，底部K10砂巖為一層黃綠色厚層狀中粗粒砂巖，成分以長(zhǎng)石、石英為主，井田內(nèi)僅賦存其中下部層段，上部多被剝蝕，最大殘留厚度220m左右。 7、第四系中上更新統(tǒng)(Q2+3) 井田內(nèi)發(fā)育第四系中、上更新統(tǒng)離石組和馬蘭組，覆蓋于山頂、山坡和溝谷之中，不整合于各時(shí)代基巖之上。主要巖性下部為淺黃、淺紅色砂質(zhì)亞粘土和亞砂土夾紅褐色古土壤(亞粘土)及黃白色鈣質(zhì)結(jié)核層。上部為灰黃色亞粘土、亞砂土。一般厚0－44m。 8、第四系全新統(tǒng)(Q4) 大溝谷中分布有全新統(tǒng)沖積、洪積層，巖性由砂土，礫石等組成，厚度0－19m。 2.2.2地質(zhì)構(gòu)造 1、區(qū)域地質(zhì) 區(qū)域上井田處于太行山背斜隆起區(qū)西翼，娘子關(guān)坪頭坳緣翹起帶邊緣。構(gòu)造基本形態(tài)總體為一向北西緩傾斜的單斜構(gòu)造。因局部地層產(chǎn)狀波狀起伏，構(gòu)成一些比較寬緩的，規(guī)模不等的褶曲構(gòu)造，在勘探區(qū)呈北東向排列。 本區(qū)位于沁水煤田東北部。區(qū)域內(nèi)出露地層由老至新依次有：前震旦系；古生界：震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系；中生界：三疊系；新生界：上第三系、第四系。 2、井田構(gòu)造 根據(jù)井田地表填圖資料和該礦井下揭露情況，井田內(nèi)共發(fā)育3條褶曲和4條斷層及一個(gè)小陷落柱，分述如下： 1、裙曲 (1)、S1背斜：位于井田西部，軸向N15－20E，西翼傾角12－18，東翼傾角10－16，縱穿井田，延伸長(zhǎng)度5km以上。 (2)、S2向斜：位于井田中部，軸向N15－20E，西翼傾角10－15，東翼傾角8－12，縱穿井田，延伸長(zhǎng)度5km以上。 (3)、S3背斜：位于井田東部，軸向N10－30E，西翼傾角8－12，東翼傾角8－14，縱穿井田，延伸長(zhǎng)度5km以上。 2、斷層 (1)、F44正斷層：位于井田南部，斷層走向N20E，傾向NW，傾角60，落差5m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約200m。由地面填圖發(fā)現(xiàn)。 (2)、F45正斷層：位于井田南部，斷層走向N20E，傾向SE，傾角82－83，落差7－20m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約1100m。由地面填圖發(fā)現(xiàn)。 (3)、F47正斷層：位于井田東南邊界處，斷層走N40E，傾向NW，傾角80，落差5m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約220m，由地面填圖發(fā)現(xiàn)。 (4)、F46正斷層：位于井田東南部邊界外，斷層走向N40E，傾向NW，傾角70，落差30－35m，延伸長(zhǎng)度約5000m以上。由地面填圖發(fā)現(xiàn)。 主要斷層特征見表1-2-1。 表1-2-1　主要斷層特征表 斷層 名稱 性質(zhì) 走向 傾向 傾角() 落差(m) 控制程度 備注 F44 正斷層 N20E NW 60 5 地面填圖發(fā)現(xiàn) F45 正斷層 N20E SE 82－83 7－20 地面填圖發(fā)現(xiàn) F46 正斷層 N40E NW 70 30－35 地面填圖發(fā)現(xiàn) F47 正斷層 N40E NW 80 5 地面填圖發(fā)現(xiàn) 3、陷落柱 據(jù)井下巷道揭露，在主井東南側(cè)發(fā)現(xiàn)一小陷落柱，15#煤層處水平斷面積約3040m左右，對(duì)煤層開采影響不大。 4、井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入體。 總之，井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單，屬一類。 5、構(gòu)造對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響 由于本井田褶曲比較發(fā)育，且東南部發(fā)育4條斷層，落差達(dá)5－35m，對(duì)煤層開采有一定影響。建議煤礦在今后的開采過程中，一定要重視對(duì)斷層的研究，注意觀測(cè)斷層帶間膠結(jié)情況以及導(dǎo)水性等，并注意隱伏斷層的存在，做到有疑必探，先探后采，防患于未然。2.3含煤地層 井田內(nèi)主要含煤地層為太原組和山西組，分述如下： 1、太原組(C3t) 太原組含煤地層根據(jù)巖性、巖相及組合特征，將該組地層劃分為三段： 下段(C3t1)：從K1砂巖底至K2灰?guī)r底，巖性主要以黑色泥巖、深灰色—灰黑色砂質(zhì)泥巖為主，夾不穩(wěn)定的灰色砂巖，中上部含煤2層(15#和14#)，含植物化石。其中15#煤穩(wěn)定可采，14#煤在井田為不可采煤層。(K1)砂巖為灰色細(xì)粒砂巖，平均厚7.44m，波狀及緩斜層理，屬潮坪環(huán)境沉積。 中段(C3t2)：從K2石灰?guī)r底到K5砂巖底，巖性主要由深灰色生物碎屑灰?guī)r、灰黑色—黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層組成，石灰?guī)r節(jié)理發(fā)育，充填方解石細(xì)脈，含動(dòng)、植物化石。底界K2石灰?guī)r為14#煤的項(xiàng)板，全區(qū)穩(wěn)定，由灰?guī)r、泥灰?guī)r及薄層硅質(zhì)泥巖組成，為生物碎屑泥晶灰?guī)r，含蜓、腕足類化石；K3灰?guī)r為生物碎屑泥晶灰?guī)r，含大量海百合莖，具水平層理；K4灰?guī)r為泥晶生物碎屑灰?guī)r，為11#煤層的頂板，具水平層理及蟲孔，含動(dòng)物化石。這3層石灰?guī)r(K2、K3、K4)均穩(wěn)定，是較好的標(biāo)志層。該段共含煤3層(13、12、11#)，均為不可采煤層。 上段(C3t2)：由K5砂巖底到K7砂巖底。主要巖性為深灰色—灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、以灰—深灰色砂巖及煤層組成，含大量植物化石。K5為灰色中—粗粒砂巖，成分以石英為主，次為長(zhǎng)石。巖屑及云母，分選好，次棱角狀，具交錯(cuò)層理及平行層理。上部含一層不穩(wěn)定石灰?guī)r，含大量生物碎屑泥晶灰?guī)r，僅在局部地段發(fā)育，不穩(wěn)定，當(dāng)?shù)胤Q為“黃牛石”，厚0－1.2m，含動(dòng)物化石。該段含煤2層(9#、8#)其中8#大部可采，9#為不可采煤層。 2、山西組(P1s) 山西組為一套濱海三角州相沉積，巖性由灰—深灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖，灰—灰白色砂巖和2－4層煤層組成1、2、3、4#煤層。由于濱海三角州河流比較發(fā)育，且河流經(jīng)常遷移變化，使泥巖沼澤環(huán)境的穩(wěn)定性受到很大影響，所以井田內(nèi)山西組煤層不穩(wěn)定，不可采。2.4井田水文地質(zhì) 區(qū)域上井田處于太行山背斜隆起區(qū)，深層巖溶水屬辛安泉域水文地質(zhì)單元。區(qū)域主要含水層有奧陶系碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組、石炭系碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙含水巖組、二疊系碎屑巖類裂隙含水巖組以及第四系松散巖類孔隙含水巖組。 區(qū)域地下水的補(bǔ)給以大氣降水的垂直入滲和河川徑流集中滲流為主，其特點(diǎn)是氣候變化及地理環(huán)境影響很大，在雨季，當(dāng)大氣降水滲入地下成地下徑流后，往往順巖層傾斜方向流動(dòng)，在被切割的地方多以泉的形式出露，其余向地層深部徑流。區(qū)域奧灰地下水的徑流方向呈由北向南，于左權(quán)縣東南部西益口一帶和潞城縣辛安村呈群泉排泄。 后溝煤礦現(xiàn)開采15#煤層，在近一年來，枯水期礦井涌水量為270m3/d，平水期礦井涌水量330m3/d，豐水期礦井涌水量最大為400m3/d。充水水源為其頂板以上石灰?guī)r巖溶裂隙水。 井田內(nèi)地下水的補(bǔ)給來源主要為大氣降水，含水層接受補(bǔ)給后一般順層流動(dòng)。地下水的排泄一是蒸發(fā)，二是泉水流溢或滲透，少部分則以礦坑水排出。井田處奧灰地下水徑流方向?yàn)橛杀毕蚰?，于區(qū)域東南部呈泉水排泄。 (一)、井田內(nèi)主要含水層 根據(jù)井田地層巖性，將含水層的類型由老到新可劃分為奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層；石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙及砂巖裂隙含水層：二疊系砂巖裂隙含水層及第四系松散層孔隙含水層。 1、奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層 該含水層為海相碳酸鹽巖沉積建造，厚度較大，局部地段裂隙、巖溶較為發(fā)育，為良好的含水層。地下水水位埋藏較深，水量豐富，根據(jù)井田東北2Km處l988年148隊(duì)施工的泊里K8號(hào)水文鉆孔奧灰水位標(biāo)高+854.75m推測(cè)，本井田奧灰水位標(biāo)高為+773m左右，水質(zhì)類型為HC03-Ca.Mg型。 2、石炭系上統(tǒng)太原組巖溶裂隙及砂巖裂隙含水層 太原組主要含水層有K2、K3、K4灰?guī)r，平均厚度分別為7.13m、2.91m和2.17m灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育，賦存一定地下水，據(jù)李陽精查區(qū)鉆孔抽水資料，單位涌水量為1.8010-4L/s.m，其水質(zhì)類型為HC03-K.Na型。本組富水量微弱。砂巖和灰?guī)r間所夾泥巖、砂質(zhì)泥巖為相對(duì)隔水層。 3、二疊系砂巖裂隙含水層 為陸相碎屑巖沉積，其中k7砂巖形成相對(duì)富水的含水巖組，泥巖、砂質(zhì)泥巖為相對(duì)隔水層。含水層裂隙相對(duì)發(fā)育，直接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給后，以泉的形式排出，泉水流量很小，—般多在0.1L/s以下，富小性弱，水質(zhì)類型為S04-K.Na型。 4、新生界第四系松散層孔隙含水層 含水層為第四系中更新統(tǒng)及上更新統(tǒng)黃土層，其易于接受降雨入滲因厚度較薄，且不穩(wěn)定，而又無良好完整的隔水層，多直接下滲補(bǔ)給其它含水層，或被蒸發(fā)消耗，富水性微弱。 (二)、主要隔水層 1、泥巖層間隔水層 井田內(nèi)各含水層之間的砂質(zhì)泥巖、泥巖等，由于巖性致密、不透水，可作為各含水層的層間隔水層。但當(dāng)其受構(gòu)造或風(fēng)化作用影響而產(chǎn)生裂隙時(shí)，隔水作用將減弱甚至消失。 2、本溪組隔水層 本組巖性以鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖，灰白色細(xì)砂巖及黑色的薄層灰?guī)r組成，平均厚度24.16m，其中泥質(zhì)巖巖性細(xì)膩，隔水性能好，且連續(xù)性良好，為煤系地層與奧陶系灰?guī)r含水層間的重要隔水層。 (三)、地下水的補(bǔ)給、徑流及排泄條件 井田內(nèi)地下水的補(bǔ)給來源主要為大氣降水，含水層接受補(bǔ)給后一般順層流動(dòng)。地下水的排泄一是蒸發(fā)，二是泉水流溢或滲透，少部分則以礦坑水排出。井田處奧灰地下水徑流方向?yàn)橛杀毕蚰?，于區(qū)域東北部娘子關(guān)呈泉水排泄。 (四)、構(gòu)造對(duì)井田水文地質(zhì)條件的影響 井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，東南部發(fā)育4條斷層，最大落差35m，斷層對(duì)井田水文地質(zhì)條件會(huì)有一定影響，如斷層可能錯(cuò)斷隔水層，而使含水層發(fā)生水力聯(lián)系，給煤層開采帶來不利。根據(jù)該礦開采8#煤層情況，巷道揭露F45斷層有少量涌水，對(duì)生產(chǎn)影響不大，今后開采中仍應(yīng)注意觀測(cè)斷層的導(dǎo)水性，并及時(shí)制定防治水的措施。 (五)、奧灰水對(duì)礦井開采的影響分析 井田內(nèi)奧灰水水位標(biāo)高在+773m左右，15#煤層底板標(biāo)高位于奧陶系巖溶水水位之上，奧灰水對(duì)15#煤層的開采沒有影響。 (六)、地表水對(duì)開采煤礦的影響 井田內(nèi)無常年地表河流，溝谷中一般無水，只在汛期可見一些短暫性水流，當(dāng)?shù)刈罡吆樗粸?1270m，均屬海河流域，清漳河支流。井口標(biāo)高在+1296m以上，工業(yè)場(chǎng)地位于井田南部山坡處，標(biāo)高在+1282m以上，均高于洪水水位，只要做好雨季排水工作，一般不會(huì)造成淹礦事故。 (七)、礦井充水因素分析 1、采空區(qū)積水 通過本次工作調(diào)查，井田內(nèi)新采空區(qū)無積水。在建礦至今，礦井沒有發(fā)生過任何水害事故。但井田部分8#煤層已采空多年，可能存在一定積水，經(jīng)采用老空區(qū)積水估算公式(Q=K.M.F/cosa)進(jìn)行估算：8#煤層采空區(qū)總面積371220m2，煤層平均厚度1.44m，煤層平均傾角13，充水系數(shù)K取0.17，求得8#煤層采空區(qū)積水量約93262m3。建議15#煤層開采中應(yīng)對(duì)上部8#煤層采空區(qū)積水采用物探或鉆探手段進(jìn)行探測(cè)和排放，確保礦井生產(chǎn)安全。 2、充水因素分析 ⑴、8#煤層以頂板裂隙充水為主，15#煤層以頂板石灰?guī)r巖溶裂隙水充水為主，其次為開來中產(chǎn)生的塌陷裂隙帶，在局部地段接受上部砂巖及風(fēng)化裂隙水的充水補(bǔ)給，從而成為礦井的充水水源之一。另外，由于多年的開采，上部8#煤層采空區(qū)內(nèi)可能形成一定積水，經(jīng)估算，積水量約為93262m3，亦是15#煤層井下充水因素之一，應(yīng)加強(qiáng)探放水工作。 ⑵、地表水體對(duì)礦坑水影響不大，因本區(qū)溝谷平常無水，只在雨季才有雨水匯集，來去迅速，煤礦井口位于最高洪水位線以上，不會(huì)對(duì)煤礦開采造成威脅。 ⑶、本井田東南發(fā)育四條斷層，其中兩條落差分別達(dá)20m和35m，開采中應(yīng)注意斷層的導(dǎo)水作用，以免影響煤層的開采。 (八)、礦井水文地質(zhì)類型 該礦現(xiàn)開采15#煤層，其直接充水含水層為太原組下段K2石灰?guī)r巖溶裂隙水，其含水層補(bǔ)給來源主要為大氣降水，含水層富水性弱。奧灰?guī)r溶水位低于井田內(nèi)15#煤層底板標(biāo)高，奧灰?guī)r溶水對(duì)井田煤層開采無影響，礦井水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單型。 (九)、礦井涌水量 本井田水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，各充水含水層富水性均較弱，地表水體不發(fā)育，只有雨季才有短時(shí)水流。因此，生產(chǎn)礦井礦坑水主要來源于煤層頂板裂隙滲水。該礦現(xiàn)開采15#煤層，實(shí)際生產(chǎn)能力為30萬t/a，礦井涌水量為270-400m3/d，礦井生產(chǎn)能力若達(dá)到生產(chǎn)能力90萬t/a時(shí)，則根據(jù)富水系數(shù)法計(jì)算擴(kuò)大后的礦井涌水量如下： 預(yù)算公式Q=P/P0Q0 式中：P0——為現(xiàn)礦井生產(chǎn)能力，萬t/a； Q0——為現(xiàn)礦井涌水量，m3/d； P——為擴(kuò)大后的生產(chǎn)能力，萬t/a； Q——為擴(kuò)大后的涌水量，m3/d： 求得擴(kuò)大后的涌水量為810-1200m3/d，即生產(chǎn)能力擴(kuò)大為90萬t/a時(shí)，礦井最小涌水量為810m3/d，最大涌水量為1200m3/d。 隨著開采范圍的擴(kuò)大和頂板塌陷裂隙的增多，受上覆基巖風(fēng)化帶含水層水及大氣降水等的影響，礦井涌水量也將發(fā)生變化，因此，必須在生產(chǎn)過程中，加強(qiáng)水文地質(zhì)工作，提高防范意識(shí)，確保礦井安全生產(chǎn)。 第三節(jié)煤層特征 3.1煤層及煤質(zhì) (一)、含煤性 井田內(nèi)含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，含煤地層總厚度164.77m，含煤11層，煤層總厚度11.42m，含煤系數(shù)6.9%。太原組平均厚度108.07m，共含煤7層，分別為8、9、11、12、13、14、15#煤層，其中15#煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，8#為較穩(wěn)定大部可采煤層，其余為不穩(wěn)定不可采煤層。煤層總厚平均為10.40m，含煤系數(shù)為9.6%。山西組平均厚度56.70m，含煤4層，分別為1、2、3、4#，均為不可采煤層，煤層總厚平均為1.02m，含煤系數(shù)為1.80%。 (二)、可采煤層 井田內(nèi)的可采煤層為太原組的8、15#，現(xiàn)將其特征簡(jiǎn)述如下： 1、8#煤層 位于太原組上部，通過調(diào)查了解，井田內(nèi)8#煤層屬較穩(wěn)定大部可采煤層，煤層厚度6.23－7.99m，平均7.11m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含0－1層泥巖夾桿，煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖。原井田范圍該煤層已進(jìn)行部分開采。開采中在采區(qū)西北和東北部均出現(xiàn)煤層變薄為不可采情況。 2、15#煤層 位于太原組下部，煤層厚7.47－8.77m，平均厚8.12m，為井田穩(wěn)定可采煤層。煤層常含1層夾矸，局部含2層夾矸，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。該礦現(xiàn)在正開采此煤層。 可采煤層特征見表3-1-1。 表3-1-1　可采煤層特征一覽表 地層 單位 煤層 編號(hào) 厚度(m) 最小－最大 平均 間距(m) 最?。畲? 平均 煤層 結(jié)構(gòu) 可采性 穩(wěn)定性 頂板巖性 底板巖性 C3t 8 6.23－7.99 7.11 68.54－79.60 74.50 簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 穩(wěn)定 砂質(zhì)泥巖 砂質(zhì)泥巖 泥巖 15 7.47－8.77 8.12 簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 穩(wěn)定 砂質(zhì)泥巖 泥巖 砂質(zhì)泥巖 3.2煤質(zhì) 1、物理性質(zhì)和煤巖特征 井田內(nèi)8、15#可采煤層物理性質(zhì)表現(xiàn)為褐黑色塊狀、粉末狀，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀、塊狀構(gòu)造，條痕為棕黑色，玻璃光澤，發(fā)育水平紋理，硬度一般為2－3，有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育。以亮煤為主，含少量鏡煤和暗煤。顯微煤巖組分以有機(jī)組分為主，無機(jī)組分次之，有機(jī)組分中以鏡質(zhì)組為主，絲質(zhì)組較少。無機(jī)組分以粘土礦物為主。 煤變質(zhì)作用：綜合考慮煤層的變質(zhì)指標(biāo)，確定井田內(nèi)煤變質(zhì)階段為貧煤階段。 2、煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能 ⑴、化學(xué)性質(zhì) 根據(jù)該礦以往和現(xiàn)在所采煤層煤樣化驗(yàn)資料及結(jié)合相鄰李陽精查報(bào)告資料，敘述如下： 8#煤層 水分(Mad)原煤：0.68－2.45%，平均1.10；浮煤：0.68－1.25%，平均0.86%： 灰分(Ad)原煤：18.04－33.03，平均25.76%；浮煤：5.88－18.81%，平均12.55% 揮發(fā)分(Vdaf)原煤：11.30－21.30%，平均15.95%：浮煤：10.81－16.07%，平均12.87% 全硫(St，d)原煤：0.35－1.93%，平均0.89%：浮煤：0.60－0.96，平均0.75% 發(fā)熱量(Qnet.v.ad)原煤：19.18－35.22MJ/kg 膠質(zhì)層厚度Y：0mm；焦渣特征(CRC)：2；粘結(jié)指數(shù)(GR.1)：0。 15#煤層： 水分(Mad)原煤：0.70－2.45%，平均1.57%：浮煤：0.69－1.25，平均1.11%： 灰分(Ad)原煤：11.75－26.56%，平均19.68%：浮煤：6.34－8.17，平均7.29%； 揮發(fā)分(Vdaf)原煤：11.47－15.00%，平均13.57%：浮煤：9.22－12.05%，平均10.54%； 全硫(St，d)原煤：1.21－2.19%，平均1.80%：浮煤：0.83－1.21%，平均1.06%： 發(fā)熱量(Qnet.v.ad)原煤：24.72－29.46MJ/kg，平均27.63MJ/kg； 膠質(zhì)層厚度Y：0mm；焦渣特征(CRC) ：2；固定碳(FC.d) ：69.40%；粘結(jié)指數(shù)(GR.1) ：0。 見煤層煤質(zhì)特征表1-2-3。 表3-2-1　煤層煤質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)一覽表 含煤 地層 煤號(hào) 煤層 結(jié)構(gòu) 煤質(zhì)特征 水分 (Mad)% 灰分 (Ad)% 揮發(fā)分 (Vdaf)% 全硫 (St.d)% 發(fā)熱量 (Qgr.ad) MJ/Kg 膠質(zhì) 層厚 (mm) 焦渣 特征 (CRC) 粘結(jié) 指數(shù) 煤種 太 原 組 8 簡(jiǎn)單 原煤 0.68－2.45 1.10 18.04－33.03 25.76 11.30－21.30 15.95 0.35－1.93 0.89 19.18－35.22 0 2 0 貧煤 浮煤 0.68－1.25 0.86 5.88－18.81 12.55 10.81－16.07 12.87 0.60－0.96 0.75 15 簡(jiǎn)單 原煤 0.70－2.45 1.57 11.75－26.56 19.68 11.47－15.00 13.57 1.21－2.19 1.80 24.72－29.46 27.63 0 2 0 貧煤 浮煤 0.69－1.25 1.11 6.34－8.17 7.29 9.22－12.05 10.54 0.83－1.21 1.06 ⑵、工藝性能 粘結(jié)性：8、15#煤層類似，焦渣特征均為2，粘結(jié)指數(shù)(GR.1)均為0，膠質(zhì)層厚度Y均為0。8、15#煤層均為弱粘結(jié)性的貧煤。 煤灰成分及灰熔融性：15#煤層灰成分以二氧化硅(SiO2)。三氧化二鋁(A12O3)為主，含量分別為40.93－46.72%，32.35－36.04%；三氧化二鐵(Fe2O3)次之，含量為2.86－8.06%；氧化鈣(CaO)含量為5.06－10.37%，三氧化硫(SO3)含量為2.00－7.31，二氧化鈦(TiO2)含量較少，氧化鎂(MgO)含量甚微。煤灰熔融性軟化溫度ST大于1400℃，屬高熔灰分。 3、煤的可選性 本井田未做過煤的可選性試驗(yàn)，據(jù)南窯精查報(bào)告資料，15#煤層浮煤回收率為32.89-58.57%，平均34.94%，回收率為低等到良等。根據(jù)15#煤層浮沉試驗(yàn)結(jié)果，采用0.1含量法評(píng)定，假定浮煤灰分7%，理論分選比重1.48，理論浮煤回收率81%，0.1含量33.10%屬難選煤，假定浮煤灰分8%，理論分選比重1.62，理論浮煤回收率86.5%，0.1含量5.10%，屬極易選煤。假定浮煤灰分9%，理論分選比重1.75，理論浮煤回收率89.5%，0.1含量3.00%，屬易選煤。 4、煤類的確定 井田內(nèi)煤層煤類確定依據(jù)中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB5751-86)執(zhí)行。 8#煤層：浮煤揮發(fā)分(Vdaf)為10.81-16.07%，平均12.87%，粘結(jié)指數(shù)(GR.1)0；膠質(zhì)層厚度Y為0。根據(jù)以上指標(biāo)確定8#煤層為貧煤(PM11)。 15#煤層：浮煤揮發(fā)分(Vdaf)9.22-12.05%，平均10.54%；粘結(jié)指數(shù)(GR.1)0：膠質(zhì)層指數(shù)Y為0。確定15#煤層為貧煤(PM11)。 5、煤質(zhì)及工業(yè)用途評(píng)價(jià) 據(jù)煤層煤質(zhì)分析資料： 8#煤層：原煤灰分(Ad)為18.04-33.03%，平均25.76%：屬中－高灰煤，全硫(St，d)O.35－1.93%，平均0.89%，屬特低－中高硫煤。經(jīng)過洗選以后灰分(Ad)降為5.88－18.81%全硫(St，d)降為0.60-O.96%。 15#煤層：原煤灰分(Ad)12.16-26.56%，平均19.68%：為低灰－中灰煤，全硫(St，d)1.21－2.19%，平均1.80%，為中－中高硫煤，經(jīng)過洗選以后灰分(Ad)降為6.34－8.17，平均7.29%，硫分(St.d)降為0.83－1.21%，平均1.06%。 由上可知井田8、15#煤層均可作為動(dòng)力用煤或化工用煤。 第二章 井田境界及儲(chǔ)量 第一節(jié) 井田境界 根據(jù)2007年1月由山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許可證，證號(hào)：1400000721303，批準(zhǔn)開采8、15#煤層，批準(zhǔn)井田面積6.5352km2，開采范圍由以下12點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定： 1、X=4139600，　　　Y=19729600； 2、X=4138390，　　　Y=19728730； 3、X=4138850，　　　Y=19728050； 4、X=4139210，　　　Y=19727420； 5、X=4139358，　　　Y=19727564； 6、X=4139540，　　　Y=19727240； 7、X=4139410，　　　Y=19727134； 8、X=4140150，　　　Y=19726400； 9、X=4141100，　　　Y=19727200； 10、X=4142240，　　 Y=19727960； 11、X=4141240， Y=19729500； 12、X=4140132， Y=19728748。 第二節(jié) 井田工業(yè)儲(chǔ)量 井田批準(zhǔn)開采8、15#煤層，批采煤層全部參與礦井資源/儲(chǔ)量計(jì)算。按照國(guó)土資源部2003年頒發(fā)的《煤、泥炭地質(zhì)勘探規(guī)范》，資源/儲(chǔ)量估算指標(biāo)為：煤層最低可采厚度為0.8m(傾角＜25時(shí))，最高可采灰分原煤不大于40%，最高可采硫分原煤不大于3%，發(fā)熱量不小于17.0MJ/kg。 8#煤層視密度為1.45t/m3，15#煤層視密度為1.45t/m3。 1﹑礦井地質(zhì)資源量 根據(jù)山西克瑞通實(shí)業(yè)有限公司2007年7月提交的礦井地質(zhì)報(bào)告，井田內(nèi)的8#和15#煤層都是穩(wěn)定可采煤層，井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單類，故分別以一類一型和一類二型基本線距要求，15#煤層，圈定為111b儲(chǔ)量，以2000m(局部稍有超越)并外延700m為333資源量，斷層兩側(cè)30m估算為333資源量。8#煤層為穩(wěn)定煤層，故全部圈定為333資源量。 經(jīng)本次估算共獲得整合后井田內(nèi)8、15#煤層，共計(jì)查明資源/儲(chǔ)量147835kt。其中探明的（可研的）經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（111b）130190kt，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）96431kt，現(xiàn)保有資源/儲(chǔ)量156621kt。采空區(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量1214kt。見礦井地質(zhì)資源量匯總表2-1-1。 表2-1-1　礦井地質(zhì)資源量匯總表　　　單位：kt 煤層號(hào) 查明資源量 資源儲(chǔ)量(kt) 保有 小計(jì) 動(dòng)用 儲(chǔ)量 煤種 111b 122b 333 8 7335 0 6647 6647 8 7335 50500 15 50500 30190 19784 49974 15 總計(jì) 57835 30190 26431 56621 總計(jì) 57835 2、礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量 本礦井推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)26431kt，占礦井總地質(zhì)資源量的46.7%，井田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，根據(jù)本礦井及臨近其他礦井實(shí)際生產(chǎn)揭露情況看，資源/儲(chǔ)量比較可靠，因此，可信度系數(shù)取0.9。 礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=111b+333k=144315.67kt 。 其中：8#煤礦井工業(yè)儲(chǔ)量67372.58kt ；15#煤礦井工業(yè)儲(chǔ)量76943.09kt。 第三節(jié) 井田可采儲(chǔ)量 3.1永久煤柱留設(shè) 永久煤柱包括斷層煤柱、陷落柱煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、井筒煤柱和地面建(構(gòu))筑物等煤柱。 15#煤層煤柱留設(shè)如下：井田邊界留設(shè)20m；斷層留設(shè)20m；陷落柱煤柱20m。 礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量扣除井田境界煤柱、防水煤柱、斷層煤柱、地面建(構(gòu))筑物等永久煤柱后，作為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為48476kt。見表2-1-2。 表3-1-1　礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量匯總表　　　　　單位：kt 煤層 編號(hào) 工業(yè) 儲(chǔ)量 永久煤柱 設(shè)計(jì) 儲(chǔ)量 境界 陷落柱 斷層 村莊 小計(jì) 8 67372 1794 23 1096 1218 4068 63904 15 76943 1894 33 1196 1345 4468 72475 合計(jì) 144315 3688 56 2292 2563 8536 136379 3.2礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量 反斜井井筒及工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)如圖 可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Z=(ZC-P)C 式中：ZC----礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，kt； P----開采損失煤量，kt； C----采區(qū)回采率，8#煤層取75%，15#煤層取75%。 見礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量匯總表2-1-3。 表3-2-1　　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量匯總表　　　單位：kt 煤層 編號(hào) 設(shè)計(jì) 儲(chǔ)量 煤柱損失(kt) 開采損失 小計(jì) 設(shè)計(jì)可 采儲(chǔ)量 井筒工業(yè)場(chǎng)地 大巷煤柱40% 8 63904 725 2392 7960 11077 52827 15 72475 812 2504 9114 12430 60045 合計(jì) 136379 1537 4896 17074 23507 112872 第三章 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 第一節(jié) 礦井工作制度 礦井設(shè)計(jì)年工作日330d，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修，日凈提升時(shí)間18h。 第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.1礦井生產(chǎn)能力的確定 根據(jù)礦井立項(xiàng)文件和可行性研究報(bào)告批復(fù)文件，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定為1.5Mt/a。 2.2服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限按下式計(jì)算： T=ZK/KA 式中：T───礦井服務(wù)年限，年； K───儲(chǔ)量備用系數(shù),取1.3； A───礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1.5Mt/a； ZK───設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，kt；8＃煤層52827kt，15＃煤層60045kt。 經(jīng)計(jì)算，全礦井務(wù)年限為59年，其中8＃煤層服務(wù)年限為27年，15#煤層服務(wù)年限為32年。 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓的基本問題 1.1礦井現(xiàn)狀、井田地質(zhì)構(gòu)造、周邊礦井老窯范圍、水文地質(zhì)等條件對(duì)開采的影響 1、礦井現(xiàn)狀對(duì)開采的影響 山西新大地煤業(yè)有限公司煤礦開拓方式為斜井-立井開拓，井下東南部已形成一定的采空區(qū)，但井筒及井下巷道煤柱留設(shè)完整，對(duì)今后的開拓布置基本不受影響。但在生產(chǎn)過程中應(yīng)注意采空區(qū)的積水、積氣情況，加強(qiáng)測(cè)量封堵疏排工作，保證安全生產(chǎn)。 2、井田地質(zhì)條件對(duì)開采的影響 本區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，地層總體上為軸向北北東的背向斜構(gòu)造，傾角一般為8－15；井田中發(fā)育四條正斷層，東南部的F45、F46斷層斷距分別為20m和35m，對(duì)井田開拓有一定影響；井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)近圓形的小陷落柱，對(duì)井田煤層開拓開采影響不大。 3、井田周圍礦井對(duì)開采的影響 井田東鄰溫源煤礦，西河煤礦和后峪煤礦(關(guān)閉)，南鄰井玉溝煤礦，河北煤礦和九京煤礦(關(guān)閉)。據(jù)調(diào)查資料，尚未發(fā)現(xiàn)相鄰煤礦有越界越層進(jìn)入本井田開采情況。但在臨近邊界附近開采時(shí)應(yīng)隨時(shí)調(diào)查了解鄰近煤礦開采情況，防范鄰礦采空區(qū)積水、積氣對(duì)本礦開采生產(chǎn)造成危害。 4、水文地質(zhì)條件對(duì)本井田開采的影響 礦井現(xiàn)開采15#煤層，位于太原組下部，其直接充水含水層為K2灰?guī)r含水層，但從開采揭露情況看，該含水層裂隙不太發(fā)育，含水性較差，對(duì)井田煤層開采影響不大。本井田奧灰水水位標(biāo)高在+773m左右，15#煤層最低標(biāo)高為+940m，因此，奧灰水對(duì)本井田15#煤層開采沒有影響。 井田東南部發(fā)育的正斷層，其破碎帶有一定的富水性和導(dǎo)水性。根據(jù)該礦開采8#煤層情況，巷道揭露F45斷層有少量涌水，對(duì)生產(chǎn)影響不大，今后開采中仍應(yīng)注意觀測(cè)斷層的導(dǎo)水性，并及時(shí)制定防治水的措施。 1.2開