XX煤矿改扩建工程项目实施方案.doc

第一章 矿井概况及地质特征第一节 矿井概况一、交通位置照金煤矿位于陕西省铜川市耀州区西北46km处的照金镇寺坪村。东北行政区划隶属铜川市耀州区照金镇管辖，西部属旬邑县石门乡管辖。地理坐标：东经10832581083916，北纬350336350558。目前，矿井的外部运输条件为公路运输，旬邑县柳林耀县二级公路从本区穿过，与西同高速公路相连。梅家坪前河（焦坪）铁路运煤专线柳林站，距本矿约23km，可谓交通方便（见图11）。二、地形地貌本区地貌特征为中低山区，属子午岭的南延部分。山峦起伏，沟谷纵横。地势北高南低，最大落差600米。最高点为北部石门关山梁，海拔1827.60m，最低点为寺坪河谷，海拔1200m，一般高差100400m之间。三、河流区内河流以寺坪河和秀房沟河为最大，均为常年流水；另有寨子沟、老君庵沟、南沟等，其水均流入寺坪河。寺坪河和秀房沟河在井田东南边界处汇合东流。根据1984年测量河水流量：秀房沟河13881.97m3/d，寺坪河1119.6m3/d，南沟180m3/d，寨子沟293.76m3/d，老君庵沟157.25m3/d。四、气象及地震1、气象本地区为大陆性半干旱气候，四季分明，温差大，年蒸发量大于降水量，降水多集中在79月份。据耀县气象站历年统计，年平均降水量586mm，蒸发量1492mm。年平均气温13.6左右，最低气温16（元月），最高气温38.3(七月)。霜冻期为10月下旬至翠年2月中旬。最大冻结深度约0.23m左右。2、地震据耀县县志记载，自1555年至1783年，耀县地区曾发生多次地震，国家地震局和建设部发布的中国地震烈度区划图（1990）所示，该区地震烈度为度。五、矿区经济概况本区以农业为主，工业不发达，经济基础比较薄弱，生产力水平低，经济效益差。主要农作物有小麦、玉米、水果等，粮食可以自给。工业有烟草、电力、煤炭、水泥、酒、肉类及粮食加工等。近10年来煤炭工业发展迅速，先后建立了一批地方煤矿、乡镇煤矿及国有中小型矿井，煤炭工业及伴随煤炭工业发展的运输、建材、服务性行业的发展，对促进地方经济起着十分重要的作用，所以煤炭工业已经成为当地的支柱产业之一。目前地方煤矿大多数生产规模较小，装备简陋，经济效益差，安全性能较差。为此，当地政府为煤矿技术改进，资源配置提供了更好的外部环境。三材本地均有供应，石料丰富，且当地有较多的劳动富裕人员，劳动力来源充足。六、现有生产、在建矿井及小煤窑分布及开采情况照金矿业公司为耀州区最大的股份制煤矿。斜井提升，坡度20，年产量2005年0.26Mt，2006年0.24Mt，2007年达到0.2Mt。开采42号煤层。开采方法为短臂式炮采。通风方式为抽出式机械通风。现采掘范围从井口沿煤层走向约2800m，沿倾斜已到750m左右。井下采掘实际表明，42号煤层厚度稳定，底板控制与原扩建地质报告资料基本吻合。东南部边沿煤层露头一带老窑较多。田玉矿因经营原因已停产；小丘煤矿处于正常关闭，两矿开拓方式均为竖井，年产量0.030.05Mt，均采掘浅部42号煤层。南部照金第二煤矿已停产关闭。照金联办煤矿，采用斜井开拓，年产量0.03Mt左右。寺坪煤矿为立井，年产量0.050.06Mt。两矿均为高瓦斯矿井。煤层顶板、底板均为泥岩，因此顶板易垮落及底板易底鼓。矿井涌水量较小。君安煤矿1号井、2号井均为耀州区潜能公司所属矿井，1号井设计年产量0.03 Mt，实际已达到0.05 Mt，1号井资源已采完关闭。2号井设计年产量0.15 Mt，实际为0.110.12 Mt，均为近年新办矿井。煤层顶、底板及矿井涌水量与寺坪、联办矿相近。本次改扩建区无煤矿开采。七、现有煤炭运销和经济效益情况本区煤炭主要为地销，以汽车外运为主。42煤层是很好的动力及生活用煤。有很大的销售市场。煤炭综合销售价格400元/t左右，改扩后综合成本180元/t。因此，矿井有良好扩建的的经济效益和必要性。八、有无文物古迹旅游区及其它地面建筑等情况改扩建区上方无古迹及重要地面建筑，仅在二采区边缘有三个小村庄。九、现有水源、电源情况1、供水水源（1）、地表水：秀房沟河流流量1001150l/s，矿化度0.198g/I，属HCO3Ca.Mg型，经灭菌处理后可作为生活饮用水。（2）、老君安沟中泉1号流量0.869I/s，寺坪沟中泉28号流量1.405I/s，流量均较大，拦蓄可作为供水水源。（3）、田玉村三叠系风化裂隙水，最大泉流3.4I/s，水质符合饮用水标准，可作为供水水源。矿方在田玉河距原工业场地2km处建有一座1000m3蓄水池，供工业和生活用水。另外在君安沟距工业场地1km处建有拦水坝一座，储蓄君安沟上游河水和雨水，作为矿井补充水源。因此，矿井供水水源可靠，水量充足。2、供电电源照金镇现已建有35kv变电所，电源一回引自耀县110kv变电站，一回引自柳林110kv变电站。该变电所主要为该地区煤矿供电。因此，矿井供电电源可靠。第二节 地质特征一、地质构造（一）、地层旬耀矿区位于黄陇侏罗纪煤田中部，本井田位于旬耀矿区南部。据地表及钻孔揭露，矿井地层从老至新依次为：三叠系上统胡家村组（T3h）；侏罗系下统富县组（J1f），中统延安组（J2Y）、直罗组（J2z）；白垩系下统宜君组（K1Y）、洛河组（K1L）及第四系（Q）。分述如下：1、三叠系上统胡本组（T3h）:为含煤地层的基底，湖相沉积，全区分布，厚度不详。岩性主要由灰色、浅灰绿色粉砂岩、泥岩和灰黄色块状细粒砂岩组成。局部夹有黑灰色泥岩或煤线。2、侏罗系统富县组（J1f）为含煤地层下伏地层。属残积相沉积。厚055.9m，平均厚度13.15m，全区分布。岩性为紫灰、灰绿、黄褐色杂色泥岩、砂质泥岩（俗称花斑泥岩）。团块构造，具滑面，遇水易膨胀，含菱铁矿 粒。个别孔下部为角砾岩。为K1标志层。与下伏地层假整合接触。3、侏罗系中统延安组（J2Y）为含煤地层。属一套河流沼泽相沉积。厚087.15m，平均厚50m左右，本区按岩性、岩相及含煤性自下而上划分为三段五个旋回。现分述如下：（1）、第一段即第旋回，始于富县组顶界，止于42号煤层老顶，为沼泽相沉积，厚029.37m，平均13.72m。该旋回底部多为灰色、灰黑色泥岩、黑色炭质泥岩，局部夹粉粒岩、细砂岩薄层，含植物根化石即碎片，滑面发育，团块状，俗称根土岩。中上部为白色细砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩及42、41号煤层，微波状水平层理。上部为泥岩、粉砂岩，小型交错层理、微波状、水平状层理。与下伏地层假整合接触。4-2煤层全区分布，厚0.1016.40m，41号煤层局部分布，厚02.38m。与下伏地层假整合接触。（2）、第二段即第、旋回。旋回始于k2标志层，止于3号煤层顶板。各旋回底部均为细中粗粒砂岩，分选中等，孔隙式接触式泥质胶结，水平层理，含黄铁矿结核和白云母片。旋回底部砂岩为k2标志层，俗称小街砂岩，广泛分布于全区。各旋回的上部均为灰黑灰色泥岩、粉砂岩，具水平、微波状层理，见植物化石及碎片。、旋回上部夹有3号和2号煤层。旋回多为细砂岩、泥岩。本段厚度5.3047.38m。（3）第三段即第旋回，局部分布。其下部为中粒砂岩，分选较差，泥质胶结。上部以泥岩、粉砂岩为主。本段厚038.24m。4、侏罗系中统直罗组（J2z）为含煤地层的上覆地层。属半干旱气候下的河流相沉积。厚度11.05127.12m，平均62.31m，本区南部有出露。该组地层下部为灰白色粗粒砂岩和含砾砂岩，分选差，次棱角状，泥质、钙质胶结，厚层状，较坚硬。成分以石英为主，长石次之。上部为紫红色、灰绿色泥岩、砂质泥岩和中粗粒砂岩。泥岩具滑面，水平或波状层理，夹石膏纹层。砂岩多含肉红色长石砾。与下伏地层假整合接触。5、白垩系下统宜君组（K1Y）为一套冲积扇沉积。厚度038.32m。平均22.50m，区内分布较稳定。岩性为紫灰色或棕红色砾岩。砾石以灰岩为主，夹少量石英岩。粒径210cm不等，次园状，分选差，泥、钙质孔隙式基底式胶结，具选瓦状结构，有向北西方向逐渐变薄的趋势。与下伏地层假整合接触。6、白垩系下统洛河组（K1L）为风成砾丘和冲积扇沉积相特征，厚度0426.75m，一般厚度223.41m，其下部岩性以棕红色中粒砂岩为主，局部夹紫灰、紫红色砾岩薄层。砾岩成分以石英、长石为主，分选良好，泥质胶结，疏松易碎，具大型交错层理。上部紫灰色砾岩为主，夹棕红色中粒砂岩薄层。砾石以灰岩为主，次为石英岩，砂质充填，在地形上形成陡峭山崖。与下伏地层假整合接触。7、第四系（Q）为积坡、冲积物和黄土、砂土。浅黄色，以亚粘土、亚砂土为主，垂直裂隙较发育，中夹钙质结核。底部含以灰岩为主的卵石。多分不于山顶地层和河谷处。厚044/97m，一般厚7m左右。与下伏不整合接触。（二）、构造本区位于黄陇煤田中部，旬耀矿区南缘。从大地构造位置来看矿区处于鄂尔多斯盆地南部拗褶带内。区内广泛出露中新生带地层。总体构造形为一倾向北西的单斜构造。其上发育一系列走向向北东的宽缓褶曲。本井田为一宽缓的向斜构造。轴向近东西，长约10km，宽约2.2km，南翼倾角812，北翼25。未见断裂和岩浆活动迹象，构造属简单类。二、煤层与煤质（一）、煤层本井田含煤地层未侏罗纪系中下统延安组（J2Y）,厚度087.15m。含煤3层（组）。根据区域性特征对比，自上而下依次未2、3、41、42号煤层。其中2、3号煤层位于延安组第二段，41、42号煤层位于延安组第一段。各煤层分述如下：2号煤层：位于延安组第二段第旋回。为零星分布的不可采煤层。3号煤层：位于延安组第二段第旋回。与42号煤层最大间距25.47m，最小间距8.76m，一般20m。含夹矸一层，结构简单，属不可采煤层。4号煤层：位于延安组第一段中上部，在本区东南部7、8、9、10、ZK3号钻孔一带，分为41、42号煤层。41号煤层：与42号煤层最大间距10.36m，最小3.65m，平均7.18m。煤层厚度0.302.38m，含夹矸01层，岩性为泥岩，属局部分布的不可采煤层。4-2号煤层：位于延安组第一段中上部，K1和K2标志层之间，41号煤层之下。照金煤矿改扩建区范围内共见4-2号煤层可采煤点12个。煤层厚度2.65(ZK3)16.4(ZK11)m，平均厚度10.06m，一般含夹矸12层，最多可达9层。夹矸岩性多为泥岩，炭质泥岩、砾质泥岩积粉砂岩。顶板岩性多为泥岩、粉砂岩。底板岩性多为泥岩、炭质泥岩积粉砂岩。4-2号煤层埋藏深度大，层位较稳定。厚度变化规律明显厚煤带赋存于向斜构造之南翼，如X23、ZK8、ZK14、X19、ZK6到ZK5连线为轴部的带状区域内（最厚达16.40m）。在向斜两侧逐渐变薄以至尖灭。煤层属较稳定的结构简单复杂的可采煤层。可采煤层特征见表11。可采煤层特征表表11煤层号煤层厚度（m）最小最大平均煤层结构顶底板岩性稳定性倾角（度）视密度（t/m3）备注夹石层数夹石总厚度（m）顶板底板422.6516.4010.0612泥岩、粉砂岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩较稳定2121.49（二）、煤质1、煤的物理性质4-2号煤为黑色，条痕为褐黑色，沥青光泽，阶梯状、参差状断口，呈条带状、线理状结构，层状、块状构造。内外生裂隙较发育，并被方解石黄铁矿薄膜充填，偶见菱铁质 粒及结核。区内4-2号煤层视密度主要与其灰分及显微煤岩组分含量有关。一般视密度随灰分增高而增大；煤中丝质组分含量高，视密度值偏高。经综合计算其视密度算术平均值为1.49t/m3。2、煤质特性4-2号煤层一般由亮煤、暗煤、丝炭、镜煤含量（从小到大）组成。丝炭含量较高，反映了成煤环境为一种弱氧化环境，也是引起煤层自然的主要因素。4-2号煤全层以半亮型煤、半暗型煤为主。其中中上部以亮型、半暗型煤为主，下部以暗谈型、半暗淡型煤为主。本区4-2号煤层的变质程度较低，属变质阶段之烟煤，即长焰煤不粘煤范畴。3、煤的化学特性原煤：水分（Mad）6.4710.39%，平均8.00%；灰分（Ad）14.3333.04%，平均21.22%，以低中灰中灰煤为主；挥发分（Adaf）35.3439.50%，平均37.14；硫分（St,d）0.293.61%，平均1.32%，以特低硫低中硫煤为主。磷分（pd）0.0080.081%，平均0.042%,以特低低磷为主。砷（As）219ppm。氯（C1）0.0040.033%。浮煤：水分3.159.92%,平均6.09%。灰分4.808.02%,平均6.69%,挥发分31.3440.81%,平均36.58%,硫分（经1.4密度液选后）全硫变化在0.251.13%之间，平均0.59%。4-2号煤层原、浮煤元素分析无多大变化，总的特征是碳元素含量高且稳定。其中浮煤Cdaf77.1787.24%,平均79.68%;Hdaf3.944.98%,平均4.51%；Ndaf0.880.94%,平均0.90%；Odaf14.0315.22%,平均14.55%。4、煤的工艺性能（1）、煤的粘结性褐结焦性：该煤粘结指数测试值为0，胶质层指数化验数值为0，焦渣特征：原煤一般为2；浮煤一般为23。属无粘结性煤，结焦性差。（2）、煤的发热量：原煤Qnet,d,19.3625.45MJ/kg，平均22.97MJ/kg；Qnet,ad,17.8728.79 MJ/kg,平均21.98 MJ/kg,以中中高发热值煤为主。（3）、煤的气化指标：该煤层属化学发应性较强，热稳定性较好的煤。焦油产率（Tar,d）4.310.4%,，平均7.7%，属富油煤；总水分（Water,ad）10.9014.8%，平均12.03%；半焦（CR,ad）70.475.1%,平均72.5%；气体：6.99.3%，平均8.49。5、煤的用途该区煤质特征为低中灰、特低硫低中硫、特低磷低磷、中中高发热值、化学发应性较强，高熔灰的富油煤。可作为气化、动力用煤。三、开采技术1、瓦斯42号煤层自然瓦斯成分以氮气和甲烷为主，二氧化碳等少量，以N2CH4带为主，测试瓦斯含量介于0.071.0ml/g.daf之间。陕西省煤炭工业管理局（2008）2号文件批复的照金煤矿2007年度瓦斯等级鉴定结果，矿井瓦斯一般涌出量4.83m3/min，相对涌出量2.41m3/t.d，属低瓦斯矿井，1994年8月23日1402工作面曾发生瓦斯爆炸事故，开采过程中应该引起注意。2、煤尘根据本次勘探及照金煤矿扩建勘探时采样测试结果：火焰长度大于400mm，添加岩粉量5565，煤尘具有爆炸性。煤尘爆炸性测试成果见表12。煤尘爆炸测试成果表表12样品号采样点加岩粉量火焰长（mm）爆炸性9858ZK6号钻孔55400有9914ZK3号钻孔55400有84井下65650有3、煤的自燃根据本次及以往采样测试结果：T13介于1537之间，42号煤的自燃等级属不易自燃易自燃煤，以易自燃煤为主。发火期36个月。4、煤层顶、底板本区42号煤层老顶为“小街砂岩”，岩性为浅灰灰白色细砂岩中砂岩，厚层状，较坚硬。岩石力学试验抗压强度为23.536.8Mpa，属中等稳定的不易冒落顶板。个别钻孔该层（如ZK13号钻孔）相变为粉砂岩，岩性深灰色，近水平层理。岩石力学试验抗压强度18.729.7Mpa, 平均23.2Mpa，属不稳定易冒落顶板。42号煤层直接顶板岩性以粉砂岩为主，局部为泥岩、粉砂岩，水平层理发育，风化易破碎，岩石力学试验资料抗压强度为18.729.7Mpa,平均23.2Mpa，属不稳定易冒落顶板。本区煤层底板以泥岩、炭质泥岩为主，部分地段为粉砂岩（如ZK9号钻孔）。泥岩岩石力学试验资料抗压强度2.115.4Mpa，膨胀率0.1984.182，含水率5.13%，属软弱岩石。吸水易膨胀，井下易形成底鼓。照金煤矿煤层厚，开采时留1m护底煤，防止发生底鼓。四、水文地质（一）、区域水文地质概况照金煤矿位于旬耀矿区的南部。矿区中部为黄土塬及残塬，黄土梁峁区，东部为低中山区。主要地表水，西部为马兰河及其支流，东部为沮水河及其支流。矿区地下水，据其赋存特征可分为两大类；松散层孔隙裂隙潜水含水层和碎屑岩裂隙含水层。（二）、改扩建区水文地质特征照金煤矿所处地貌为低中山区，沟谷坡降化大。山梁最高处1827.60m，最低点寺坪河和秀房沟河交汇处高程1205m，相对高差622.60m。（改扩建区位于照金矿的西北部）1、地表水区内主要河流为寺坪河及从东部边界流过的秀房沟河。寺坪河发源于北部山梁，全长6km，为间歇性流水，旱季是小煤窑，矿井排泄井下水的主要通道。据长期观测站资料，从11月份到次年2月底为冰冻季节，河水断流。河水流量0.26150l/s，矿化度1.044g/l，属HCO3Ca.Mg型。秀房沟河发源于西北石山子梁区，是沮水河的一个较大支流，常年流水，很少断流。据长期观测站资料，河水流量1001150l/s，矿化度0.198g/l，属HCO3Ca.Mg型水。2、主要含（隔）水层划分（自上而下）（1）、第四系松散层孔隙含水层（Q）第四系松散层不整合覆盖于基岩上，补勘区位于山梁地带，第四系松散层大部分被冲刷切。厚度06.7m。岩性为灰黄色、黄土状土、亚沙土、亚粘土，该层不含水。（2）、白垩系下统洛河组砂岩裂隙含水层（K1L）该层广泛分布，厚度104.35426.75m。岩性上部以灰紫色砾岩为主，砾石成分以石灰岩、石英岩、砂岩组成；下部以棕红色中砂岩为主，具大型斜层理，该层泉水较多；流量0.021.96l/s，据旬东第界沟S2号钻孔抽水试验资料：水位埋深1.27m，用水量1.033l/s，单位用水量0.0147l/s.m，富水性弱到中等，矿化度0.609g/l，属HCO3Ca.Mg型水。（3）、白垩系下统宜君组砾岩相对隔水层（K1Y）该层本区内南部较厚，北部变薄直至缺失，厚度024.36m，性为灰紫色砾岩。砾石成分以灰岩、石英岩、燧石、沙岩块组成；基底式钙质胶结，致密、坚硬。据彬县抽水试验资料，该层富水性极弱，可作为上、下含水层的相对隔水层。（4）、侏罗系中统组砾岩孔隙裂隙含水层（J2Z）直罗组总厚度46.43104.91m，岩性可分为上下两段。上段厚度36.2262.15m，岩性以紫红色、灰绿色、浅黄色粉砂岩和泥岩为主，中夹细砂岩及中砂岩。该段富水性极弱，可作为相对隔水层。下段厚度3050m，岩性以灰白色，灰色中粗砾岩为主，底部粒度变粗，为含砾粗砂岩。寺坪河谷地带有该层露头。泉水流量0.78l/s，矿化度0.892g/l，属，属HCO3Na.Mg型水。ZK6钻孔抽水试验资料：水位埋深7226m,用水量0.00813l/s，单位用水量0.000166l/s.m，渗透系数0.00011045m/d，矿化度1.528g/l，属SO4、HCO3Na型微咸水。该层富水性弱。（5）、侏罗系中统延安组砂岩裂隙承压含水层（J2Y）该层是本区内煤系地层，含42煤层，厚30.0586.05m。岩性由深灰色、黑色泥岩、粉砂岩、砂岩、煤层组成。而以砂岩相对含水，泥岩、粉砂岩无水。砂岩变化大，很难对比。唯有4号煤层老顶小街砂岩，区内延展性较好，为区内的标志层之一。岩性以中粗砂岩为主，局部地段相变为粉砂岩。据秀房沟ZF10号和ZK6号钻孔抽水试验：水位埋深33.4555.87m,用水量0.01220.039l/s，单位用水量0.0001410.000356l/s.m，渗透系数0.0001490.0001758m/d，矿化度9.09.988g/l，属C1-Na型咸水。该层富水性弱。（6）、侏罗系下统富县组相对隔水层（J1f）该层普遍分布，厚度024.19m，岩性以紫色、黄绿色、杂色泥岩和粉砂岩组成。可作为上、下含水层的相对隔水层。（7）、三迭系上统胡家本组砂岩裂隙含水层（T3h）该层是煤田勘查的终孔层位。岩性由淡灰色，灰绿色泥岩、粉砂岩和砂岩组成。该层在露头地带及埋藏浅部，风化裂隙发育，富水性较强，随着加深增加，富水性递减。在露图地带由泉水出露，流量0.012.05l/s，矿化度0.514g/l，属HCO3Ca.Mg型淡水。3、地下水补给、迳流、排泄条件该扩建区位于低中山森林区，地下水补给主要依靠大气降水补给，顺层向深部流动，被沟谷切割后，便以泉的形式排除地表。深层承压水则以接受侧向被给为主，缓慢向深部移动；由于地下水交替缓慢，水质矿化度高，承微咸水到咸水。4、水文地质勘探类型确定本区位于山梁地带，无大的地表水体，地下水主要以大气降水补给为主。由于沟谷坡降比大，利于降水排泄，不利于补给，地下水补给条件不好，构造简单，裂隙不发育。钻孔抽水试验资料：单位用水量0.000356l/s,小于0.1l/s，故水文地质勘探类型确定为裂隙充水为主的简单型，即二类一型。（三）、未来矿井充水因素原照金煤矿，设计生产能力0.15Mt/a，实际产量0.27Mt/a，厚煤层一次性开采。煤层直接顶板为泥岩、粉砂岩，随采随落；老顶“小街砂岩”，岩性为细砂岩中粗砂岩，煤层回采后，初期煤层冒落高度32m，周期性来压冒落12m，井下矿井用水量最小40m3/h，最大60m3/h。田玉煤矿、照金联办矿、寺坪矿、照金矿老司一、二号煤矿，实际年产量0.030.12Mt/a，顶板易冒落。田玉矿井下水量较大，涌水量400900m3/d；实际产量0.03Mt，富水系数4.8710.95m3/t。其它矿井水量均较小，一般为1040m3/d。扩大区即补勘钻孔封孔质量均符合封孔要求规定，多为特级。2、未来矿井煤层直接充水含水层未来矿井煤层直接充水含水层，即煤层开采后，直接进入矿井的地下水，这与煤层开采后产生的导水裂隙带有关。计算公式： H=100M/(3.3m+3.8)+5.1本区导水裂隙带计算结果见表13。照金煤矿改扩建区导水裂隙带计算成果表表13孔号煤层厚度（m）J2Z与煤层上J2Y厚度（m）煤层上J2Y厚度（m）导水裂隙带高度（m）J2Y上高度（m）ZK32.6573.1727.1442.4215.28ZK44.1678.9329.2963.6934.40ZK511.30155.1850.27164.251123.98ZK611.37158.8859.90165.24104.35ZK814.8077.2212.10213.55201.45ZK912.15124.3247.85176.22128.37ZK104.65108.1433.8070.5936.79ZK1116.40131.6838.08263.09225.01ZK135.4578.4618.8481.8663.02ZK1414.05110.9647.73202.99155.26从以上计算可以看出，除边界薄煤区如ZK3、ZK4、ZK10号钻孔，导水裂隙带高度在直罗组地层内，其余钻孔导水裂隙带高度均达到洛河组地层。因此，未来矿井直接充水含水层，为延安组，直罗组、洛河组砂延裂隙含水层。3、未来矿井充水因素分析从以上计算可以看出，未来矿井井下水除来自以上砂岩裂隙含水层外，井下涌水量与第四系潜水、地表水水力联系密切。另外周围小煤窑部分虽然已停产，但采空区积水与生产矿井已贯通，因此，地表水、第四系潜水、小煤窑采空区积水均可增大井下涌水量。（四）、未来矿井涌水量计算1、矿井涌水量预算计算公式：K=Q/TK吨煤富水系数Q涌水量T产量扩大勘探量照金矿实际产量0.27Mt，一般涌水量40m3/h，最大涌水量60m3/h。一般K=4024365/270000=1.2928最大K=6024365/270000=1.9467补勘区未来矿井设计年产量0.45Mt，未来矿井一般涌水量Q=K.T=1.2928450000/365=1593.86（m3/d）66.41（m3/h）未来矿井最大涌水量Q=K.T=1.9467450000/365=2400.04（m3/d）100.00（m3/h）2、矿井涌水量预算平价本次补充勘探仅布置了6个钻孔，扩大勘探时，厚煤层仅集中ZK5、ZK6、ZK19号钻孔周围，补勘区现普遍成了厚煤区。煤层直接充水含水层由原来的延安组和直罗组砂岩裂隙含水层，又增加了洛河组砂岩裂隙含水层。由于井田内未进行洛河组含水层的抽水试验工作。本次计算选用比拟法吨煤富水系数法。此方法对老矿井扩大，巷道延伸计算效果比较理想。唯一缺少与地下水的动力学法计算的比较。五、其它有益矿物勘探情况1、42号煤及煤灰中微量元素ZK4、ZK5、ZK13、ZK14四个钻孔42号煤及灰份中微量元素分析可知，该煤及煤灰中Ge、Ga、U含量很小，均未达到工业品位。2、42号煤层顶、底板及夹矸中微量元素42号煤层顶、底板及夹矸中，Ge、Ga、U含量均未达到工业品位，无利用价值。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量一、井田境界本设计的照金煤矿改扩建井田范围包括原照金煤矿和照金煤矿扩大勘探区两部分。其中扩大区由A、B、C、D、E、F、G、H八个拐点组成。各拐点座标见表21。扩大区拐点座标表21拐点3 度 带 座 标XYA388229736556336B388221036556439C388205736555983D388148036550131E388309736550083F388589436557558G388525436558237H388449836559700井田扩大后，矿井北部以E、F点和F、G、H点连接为界，与秀房沟煤矿相邻；南以D、C、B、A点连接和照金煤矿原南部边界及42号煤层露头为界，与原照金第二煤矿、寺坪矿、照金三矿、利民煤矿比邻；东部以原照金煤矿东部边界为界，与小丘煤矿相接；西部以D、E两点连线为界。东西长10km，南北宽24km，面积约25km2。扩大的井田以X23和ZK8号两孔连线分为西部预留区和东部先期开发区（包括原照金煤矿）。东部先期开发区为精查勘探，东西长6km，南北宽约2.54km，面积17km2;西部预留区勘探程度为普查找煤，东西长3.8km,南北宽1.62.5km，面积8km2。由于精查勘探区高级储蓄量不足进行了补充勘探，其范围是：6-6勘探线及原扩大区边界为界；西部以县界为界；南部分别以原扩大区井田边界为界；北部以42号煤层零点边界为界，面积约1.8km2。二、井田资源/储量1、资源/储量计算范围及指标（1）、资源/储量计算范围本次参与资源/储量计算的煤层为42号煤。其范围是：东部以4-4勘探线及原扩建区边界为界；南部以井田边界和42号煤层可采边界线为界；西部和北部以42号煤层可采边界线为界。计算面积约11.318km2。（2）、工业指标确定a、最低可采厚度：42号煤层为非炼焦用煤，倾角小于12，根据煤、泥炭地质勘查规范确定最低可采厚度为0.8m。b、原煤灰份：本区42号煤层原煤最大灰份为33.04%，40，均可参与储量计算。C、原煤发热量19.3625.45MJ/kg，平均22.97MJ/kg；原煤硫份0.293.61%，平均1.32%；均符合储量计算要求。2、资源/储量计算结果照金煤矿现剩余的资源/储量共计60.92Mt，其中：探明的储量（111b）：28.08 Mt控制的储量（122b）：5.80 Mt推断的资源储量（333）：27.04 Mt探明的储量占总资源的46.1%，探明的加控制的储量占资源量的55.6%。另外，西部X23和ZK8号钻孔连线以西预测的（334）资源量为26.44Mt。矿井资源/储量汇总表见表22。矿井资源/储量汇总表表22 单位：Mt煤层编号探明的（111b）控制的（122b）推断的（333）预测的（334）合计4228.085.0827.0426.4487.363、设计工业储量矿井工业储量应为111b+122b+333资源/储量之和。为60.92Mt，扣除照金矿已采、小煤窑破坏区的资源。根据陕西省煤炭工业管理局（2007）124号文件批复，同意在井田内两个系统生产，并将老系统过渡开采区划分归新系统开采，储量为10.0Mt，（其中111b6.23 Mt、122b2.77 Mt、3331.00 Mt）后，矿井保有的工业储量有50.92Mt。根据预测区ZK23、ZK8号钻孔在11m以上，认为本矿井42号煤层赋存稳定，预测的（334）资源量可靠，因此本设计将预测的（334）资源量列入矿井工业储量参与储量计算。则矿井设计的工业储量为87.36Mt，扣除已采、小煤窑破坏区储量后，矿井尚有工业储量77.36Mt。4、可采储量矿井工业储量，减去永久煤柱损失，以及开采损失煤量后，矿井可采储量为35.61Mt。详细计算见表23。矿井可采储量汇总表表23 单位：Mt煤层编号工业储量111b+122b+333+334永 久 煤 柱开采损失可采储量工业场地大巷及集中下山井田及边界采区小 计4-277.360.394.240.344.9711.8760.53注：采区回采率为0.75计。三、安全煤柱及各种煤柱的留设1、工业场地煤柱矿井工业场地占地4.29ha，大部分在井田境界外，仅回风立井工业场地需要留设煤柱，其边界保护级别按保护，即场地范围以外即周围的维护带宽度为15m。岩移角暂按70设计并计算其煤柱量。2、井筒保护煤柱本井田为斜立混合开拓，中央并列式通风系统，主、副井井口均在井田境界以外，仅回风立井在井田范围内。由于总回风大巷布置在主、副斜井井筒以外，其井筒保护煤柱在总回风大巷保护煤柱内，因此，主、副斜井井筒不再留设井筒保护煤柱。3、集中下山及大巷保护煤柱本井田开采范围内大多是厚煤层一次采全高，集中下山及大巷一般均在煤层内布置，为减少巷道压力，根据原照金矿及周边生产矿井的经验，井下大巷两侧均留设50m的煤柱。4、境界煤柱沿井田边界两侧留设20m，采区边界两侧留设10m煤柱。各煤柱量见表23。第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度根据生产实际及“设计规范”，设计矿井年工作日为300d，每天三班工作，其中两班生产，一班检修，每天净提升时间为14h。二、矿井设计生产能力矿井设计生产能力与井田地质构造，水文地质条件，煤炭储量及质量，煤层赋存条件，采煤机械化装备水平等诸多因素有关。根据原照金矿生产管理水平及开采经验、扩大勘探区精查地质报告及补充勘探资料，以及今年来煤炭工业的发展方向，该矿井的实际装备，设计认为矿井生产能力确定为0.9Mt/a是合理的。其理由如下：1、本井田面积较大但含煤面积相对较小，煤层赋存较稳定，储量可靠，具有建设中型煤矿的资源/储量条件。矿井总资源/储量为87.36Mt，可采储量为60.52Mt，按设计生产能力0.9Mt/a计算，矿井设计服务年限为51.7a。2、井田内唯一一层可采煤层42号煤层赋存较稳定，构造简单，煤层倾角012；瓦斯含量低，水文地质条件简单，煤层以易燃煤层为主；采区煤层厚度大部分在8.0m以上，适合综采放顶煤开采。对实现一井一面开采十分有利。3、42号煤层属低中灰、特低低硫、中高发热量的无粘性、中强结渣的富油煤，是很好的动力及生活用煤，还可用于气化、低温干溜等，有很大的销售市场。综上所述，设计认为本矿井无论是从资源条件，开采技术条件，生产管理水平，还是从产品销售条件，都具备建成中型矿井的必要性。因此，将矿井生产规模确定为0.9Mt/a是合理的。三、矿井生产能力及服务年限照金煤矿现有装备能满足生产能力为0.9Mt/a矿井的需要，因此，矿井的设计生产能力确定为0.9Mt/a，储量可靠，故矿井储量备用系数选用1.3计算。矿井服务年限Y=Z可/A矿。K(a)式中：Y矿井服务年限a Z可矿井开采储量Mt A矿矿井生产能力Mt/a K矿井储量备用系数1.3Y=60.52/0.91.3=51.7(a)矿井服务年限51.7a，满足中型矿井服务年限大于50年的要求。由于本井田为单水平开拓，水平服务年限与矿井服务年限相同。第三节 井田开拓一、井田特点及其对开拓的影响1、本区位于旬耀矿区南部。受寺坪河、秀房沟河及其它支流的长期切割和冲刷，构成基岩出露，阶地发育，沟谷纵横，地形特别复杂，为中低山丘陵区地貌特征。井田内地形为西北、北部高，东南、东部低。最高处西北石门关山梁高程1827.60m，最低处为寺坪河与秀房沟河交汇高程1205m（为本地区最低侵蚀基准面），相对高差622.60m。受上述地形、地貌制约，矿井工业场地位置无法选择在储量中心或靠近储量中心的位置，只能在寺坪河岸或其支沟附近选择。2、改扩建区内煤层埋深大约在200670m之间，煤层底板标高在10601240m，为一长轴向斜构造。宜采用斜井开拓。3、改扩建区内唯一开采煤层42号煤层为单一煤层，倾角012，煤层厚度2.6516.40m，厚煤区主要集中在中部，区内浅部与深部煤层高差180m，为一不规则长舌形状，宜采用单水平开采全井田。4、42号煤层为中厚厚煤层，赋存稳定，补勘区资料证明煤层多为厚煤层，煤质中硬，节理裂隙较发育，其底板多为泥岩、炭质泥岩基粉砂岩，底板底鼓现象较严重。因此，矿井主要巷道宜布置在42号煤层内，尽量避免穿越底板软岩。根据原照金矿经验，巷道底板应留1m以上的煤层护底以防底鼓。二、矿井工业场地的选择由于照金井田是一走向东西的长条状井田，为了便于开采，利用老矿井开采困难较多。因此，照金煤矿是在距原矿井3km处新建的一座矿井，地处照金镇照金村西北800m处的后沟，重新建设了一套生产系统，有利于整体资源的合理开发。三、开拓方式的选择（一）、矿井现状照金煤矿原设计生产能力0.45Mt/a，于2004年开工建设，2008年达产达效。矿井采用斜、立井混合开拓，主斜井是运煤斜井，长810m，坡度16，安装皮带运输，担负全矿井的运煤任务。副斜井是运送材料和上、下人员，斜长630m，坡度22，轨道运输，担负全矿井材料和人员上、下井任务。回风井是立井，担负全矿井回风任务。(二)、井田开拓方案矿井开拓方式为斜、立井混合开拓方式，主、副井进风，回风立井回风，1090水平单水平开拓全井田，实现了两进一回的中央并列式通风方式。主副风井井底与三条集中下山与1090水平连接，间距为40m，有利于减少巷道压力，降低巷道维护费用，同时方便与回采工作面巷道之间的联络。设计将该井田划分为两个系统开采全井田，一采区煤层倾角略大（818），采用走向双翼布置回采工作面。二采区煤层倾角小（06）沿走向单翼布置工作面，减少运输大巷的掘进工程量和煤柱损失，有利于布置长在工作面，减少搬迁次数，有利于采掘接替。开拓方案见图2-31、232。（三）、水平划分及阶段垂高的确定42号煤层的底板标高在10601240m，垂高仅180m，采用下山单水平开拓全井田。（四）、主要运输大巷及总回风巷道的布置方式和位置的选择因本区为厚煤层，为减少大巷煤柱量，运输、回风集中下山及大巷均布置在煤层中，留护底煤，防止底鼓。大巷位置:集中下山靠近井底车场，全部布置在煤层中间，减少岩巷工程量，节省投资；运输大巷布置在1090水平该煤田的向斜轴部，兼顾南北两翼居中布置，适应地质构造变化。六、采区划分及接替各采区地质储量，可采储量，生产能力，服务年限及接替关系见表24。开 采 计 划 表表24采区编号煤层工业储量（Mt）可采储量（Mt）生产能力（Mt/a）服务年限(a)开 采 时 间（a）102030405060一4-235.3228.280.924.624.6二4-242.4331.70.927.151.7合计77.7559.9851.7七、对于受开采影响的建（构）筑物、水体、铁路等情况本区域上方为中底山区地貌，无大的水体及铁路，仅在二采区南部边缘地带有村庄，规模较小，开采影响不大。第四节 井筒一、井筒用途、布置及装备矿井设计能力0.9Mt/a，有一对斜井和一个回风立井。1、主斜井：净宽3.8m，倾角16，斜长811m。担负全矿井提煤任务，兼作进风及安全出口。井筒内装备一条带宽800mm的钢芯胶带输送机，机旁铺设15kg/m轨道供检修用，固定道床，拱墙上敷设二根动力电缆，二根通信、信号电缆，端面布置详见图241。2、副斜井：净宽3.2m，倾角22，斜长629m。担负全矿井人员、材料机设备升降等辅助运输任务，兼作进风及安全出口。井筒内铺设30kg/m轨道，固定道床，架设两趟排水管（194）、一趟洒水管（108）及三根通讯、信号和安监电缆等。断面布置详见图242。3、回风立井：净直径3.0m，井筒深度234m，专作矿井回风之用。断面见图243。主、副斜井，回风立井井筒特征见表25二、井壁结构井壁结构采用料石砌碹，壁厚分别为副：主斜井400mm，副斜井400mm，回风立井350mm。井筒特征表表25井筒名称主斜井副斜井回风立井井口座标纬距X(m)3882086.5003882159.9593882245.019经距Y(m)36556490.00036556370.69636556369.937井口或底板标高（m）1448.4871452.4571460.013提升方位角()9090井筒倾角（162290井筒深度或斜长(m)811629234井底标高（m）1225.0001218.0001227.000井筒直径或宽度（m）净3.803.203.00掘进4.754.153.85井筒断面（m2）净11.79.17.1掘进16.313.210.8砌壁厚度（mm）400400350材料料石料石料石井筒装备胶带输送机B=800及动力通信、信号、电缆串车提升，排水管、洒水管及通迅、信号和安监电缆无备注运煤、进风、安全出口辅运、进风、行人回风第五节 井底车场及硐室一、井底车场形式的选定副斜井为辅助运输提升井筒，串车提升且井筒不再延深，所以井底车场为平车场，车场水平标高为1220m。本井底车场靠近集中辅助运输下山的上部车场，两车场之间用单轨（曲线）巷道相连，形成相互对应的衔接关系紧密的线路运输整体。为了少掘岩巷，节省工程量，方便排水，两个车场线路坡度确定为零，水沟坡度坡向集中下山，坡度为3。二、空重车线长度的确定副斜井串车提升，每钩（次）提4辆矿车，井底空重车线长度按3钩矿车考虑，故空重车线长度确定为28m。材料车线长度10m，可存放5辆车。因为掘进煤、矸量很少，其中综掘工作面的煤直接进入主运系统，所剩炮掘工作面每天产出煤矸量不足120t。两车场之间运距49m，人运推车满足辅运能力要求。井底车场线路图详见图251三、井底车场硐室及位置1、井底煤仓在主斜井井底与集运下山上口交点位置，煤仓为立式圆筒煤仓，净直径D=5m，混凝土支护，仓壁T=350mm，仓高28.5m，容量500t。2、由于移交生产采区是下山采区，1220m水平以上没有采区，矿井用水量大部分来自1220m水平以下，所以1220m水平井底车场不设水仓，而在集中辅助运输下山1090m水平下部车场内设水仓，水仓分内外水仓布置，有效总容量为850m3。清理方式：内外水仓清理暂按人工清理方式。3、爆破材料发放硐室 由于采用综采综掘，爆破材料需求量较小，故在井下未设库房。4、其它硐室：车场内另设有主要变电所、等候室、信号硐室、消防材料库等。四、井底车场主要巷道和硐室的支护方式和支护材料主要硐室如变电所、煤仓等均采用混凝土支护，巷道及一般硐室均采用挂网锚喷支护。井底车场及硐室工程量见表26。井底车场及硐室工程量表26序号巷道或硐室名称围岩类别支护方式巷道长度（m）工程量（m3）净掘进1双轨大巷（摘挂钩处）半煤岩锚喷挂网T=12017231.2265.22空重车线双轨大巷煤锚喷挂网T=120455676573单轨巷道（通上部车场）半煤岩锚喷挂网T=12044444.451