山西某能源集团公司某矿井可行性研究报告-126页.doc

商务文库网，精品资料下载，助您迅速完成工作！山西xx能源集团有限责任公司xx矿井可行性研究报告山西xx能源集团有限责任公司xx矿井可行性研究报告工程编号：k1727工程规模：1.5mt/a 院 长： 总工 程师： 项目负责人： 总说明第一章 井田概况及建设条件第一节 井田概况一、交通位置、地形、地势及水系、气象、地震烈度(一) 交通位置xx井田大部分位于山西省交城县境内。井田地理坐标为：东经11141251114523，北纬365418365934。南同蒲铁路干线及大运公路由井田东南部经过，区内有简易公路与其相通，交通条件较方便。矿井交通位置详见图1-1-1。(二) 地形地貌该区地处黄土高原，属低山丘陵地形，地貌类型以侵蚀土塬、梁峁为主，其次为黄土冲沟地貌。海拔高度在1162.5856m之间，相对高差达300m左右。地势呈西高东低，西北高东南低，以西北部教场原一带最高，最低点位于东南边界处三交河河谷。区内河谷十分发育，沟坡陡峭，除沟底有基岩出露外，大部为黄土覆盖，由于地表植被稀少，水土流失严重，属侵蚀剥蚀区。 (三) 地表水系本区属黄河流域汾河水系，汾河自井田西南方通过，是区域内最大河流。井田内主要河流有大河里、三交河。雨季时有水流，暴雨时水势凶猛，数日后即变为溪流，全年大部分时间干涸无水，为季节性山洪河道。当地居民在河谷中用土石筑坝储水，形成小型水库，以解决人畜用水，但当山洪暴发时库坝容易被冲垮。 (四) 气象本区属半干旱大陆气候，蒸发量大于降水量，空气干燥。冬季长，夏季短，气温变化较大，见表1-3-1。表131项目最大（高）最小（低）年平均备注日期日期降水量（mm）7181988315.31972496.3雨季：68月枯季：11月次年4月蒸发量（mm）2294.819721543.419841856.9气温（）39.974.6.1627.471.1.3010.3日平均湿度绝对（毫巴）23.71988.71.41984.19.2相对（）831977.8321980.158风速（m/s）18主导风向：西风；2.6历年平均7级以上风：8.3天风 向主导风向：西风；次 主导风向：西风；次主导风向：西北风。最大冻土深度（）741977.2结冻期：12月中旬解冻期：次年3月上旬最大积雪厚度（）1888.11.1平均无霜期：197天注：据孝义县气象站19701991年观测资料整理。 (五) 地震本区属地震烈度度区，根据中国地震参数区划图（gb183062001）,属地震动峰值加速度为0.10.15g区。二、矿区内工农业生产概况，矿区煤炭生产建设及规划概况(一) 矿区工农业生产概况xx井田地处交城县，该县由于地属低山、丘陵地区，土地贫瘠，又受干旱影响，农业生产产量较低，一般亩产200kg左右。粮食植物以谷子、玉米、高粱、豆类为主，小麦次之，也产一定数量的油料经济作物。随着经济改革的不断深入，农、林、牧、副业都有了一定程度的发展。矿区内工业有炼铁、水泥、农机大修、石料、电力、纺织、副食加工等企业。(二) 矿区煤炭生产建设及规划概况现生产矿井宜兴煤矿的前身孟南庄煤矿，系孝义市驿马乡孟南庄村办集体煤矿（采矿许可证为1400000020144，井田面积12.7986km2,批准开采2煤层，生产规模2万t/a）。该矿始建于1995年，设计生产能力约为10万t/a。该矿工业场地布置于井田中部，采用3对竖井开拓（见表141），采用房柱式采煤，坑木带帽点柱和棚架支护方法，机械通风，矿车运输，批准开采2煤层（见附图-1: 2煤层采掘工程现状平面图）。一号井：主井原井筒为圆形，直径2m（现已扩大为8m直径，向下扩至90m深，下部已堵塞）；副井为椭圆形，短轴2.6m，长轴4.2m,端面10.2，该井筒以延伸至10、11煤层，并已开采9煤层（见附图-2: 9煤层采掘工程现状平面图）。二号井：主井为椭圆形井筒，断面10.2；风井直径2.6m，开采2煤层。三号井：主井为圆形，直径4.5m，施工了300m,尚未见煤；副井为圆形，直径4.2m，已施工到底，揭露2、 3煤层。表1-4-1 井筒编号xyh备注1号主井4094787.41919557767.5841012.5031号主井4094725195577251006.02号主井4095152.73619557951.7841046.8912号主井4095443.22219558369.7911116.3863号主井4097269.49619558444.9271134.5983号主井4097040.25219558431.3581125.352该矿2003年3月22日，发生特大瓦斯爆炸事故，死亡72人。二、停费矿井拟扩建井田位于汾孝矿区核心区，煤层埋藏深，煤矿的开发都开始于上世纪八十年代以来，拟扩界范围内及周边没有停费矿井。三、周边矿井 汾孝矿区采煤历史悠久，据史记载，始于明代。井田外围有汾西矿业集团的水峪矿、柳湾矿、两渡矿、曙光煤矿及旺岭等煤矿，见表1-4-2。现将附近生产矿井及区内小煤窑情况分述如下（见表1-4-1）：1、水峪煤矿：是山西汾西矿业（集团）有限责任公司所属国有大型煤炭企业，位于本井田以北，采矿许可证号：1000000140141，井田面积45.7km2,设计生产能力300万t/a,由水峪井田、旺家垣井田两部组成。原宜兴井田拟作为水峪矿扩区开发，与本井田北边界相邻，批准开采上组煤，目前尚处于申请报批阶段。2、柳湾煤矿：是山西汾西矿业（集团）有限责任公司所属国有大型煤炭企业。位于本井田以西，采矿许可证号：1000000140140井田面积为106.8km2，设计生产能力300万t/a,交子里井田为其扩区，与本井田西边相邻，批准开采1、3、9、10+11煤。3 、两渡煤矿：是山西汾西矿业（集团）有限责任公司所属国有大型煤炭企业，位于本井田东及东南方向，采矿许可证为1400000220099，井田面积84.2757km2，设计生产能力75万t/a。由崔家沟井田及扩区、河溪沟井田、河溪沟扩区（原xx井田一部分）组成。其中河溪沟扩区与本井田东及东南边界相邻。4、曙光煤矿：其前身为孝义市下栅乡集体煤矿（乡办），现已被汾西矿业集团并购，其采矿许可证为1400000321332，井田面积2.5 km2，批准开采2、3，生产规模21万t/a。5、晋中地区灵石煤矿旺岭井：地方国营煤矿，采矿许可证号1400000041276，井田面积7.7705 km2，批准开采2、4、9、10+11煤。生产规模60万t/a。周边矿井情况一览表 表1-4-2矿名开采煤层坐标拐点xy曙光煤矿2、31409700019561000240970001956350034096000195635004409600019561000交城县交口乡经委一矿2、4、714091000195541502409100019556000340881501955600044088700195554505408765019554150640882501955352074088450195535208408914019554150旺岭煤矿2、4、9、10+1114091000195580002408900019558000340880001955750044087300195575005408730019558925640875501955925074087550195600008409100019560000第二节 矿井建设的外部条件一、运输条件南同蒲铁路干线及大运公路由井田东南部经过，介休至阳泉曲铁路支线由井田北部通过，区内有简易公路与其相通，交通条件较方便。二、电源条件距宜兴矿井工业场地约13km和22km处分别有汾西集团公司的后庄110kv和北村110kv变电站，本矿井两回电源分别引自后庄110kv和北村110kv变电站，供电电源可靠。三、水源条件本区奥陶系石灰岩含水层含水较为丰富，水质较好，可在沟谷内打深井取水，作为矿井永久水源。处理过的井下排水也可作为矿井生产补充水源。第三节 矿井建设的资源条件一、地质构造及煤层特征(一) 地层本区黄土分布广泛，仅在沟谷中有少量基岩出露，地层走向北西，倾向北东，倾角一般小于10，区内出露地层为二叠系上统上石盒子组，经钻孔所揭露的地层由老至新有：奥陶系中统上马家沟组（o2s）、峰峰组（o2f）、石炭系中统本溪组（c2b）、上统太原组（c3t）、二叠系下统山西组（p1s）、下石盒子组（p1x）、上统石盒子组（p2s）、石千峰组（p2sh）、第四系q地层。主要含煤地层为太原组及山西组，现由老至新分述如下：1、奥陶系 (o)中统（o2）上马家沟组（o2s）：区内没有露头，仅14-2钻孔揭露9.46m，周边水22-1号孔最大揭露厚度69.33m,主要为浅灰色深灰色，具豹皮状结构的石灰岩及白云质灰岩、泥灰岩组成，小溶洞及裂隙发育。与下伏地层整合接触。峰峰组（o2f）一段：14-2孔完全揭露，其厚度为92.08m，主要为深灰色角砾状泥灰岩，厚层状石灰岩及灰白色薄层石膏层组成。二段：区内多数详查钻孔均有揭露，其中14-2孔完全揭露，厚58.61m,由灰色、深灰色石灰岩、泥灰岩、浅灰色白云质灰岩组成，溶蚀想象明显，裂隙及小溶洞发育，多被方解石充填，洞内常见方解石晶簇，与下伏地层整合接触。2、 石炭系(c)中统本溪组(c2b)该组地层沉积于古侵蚀面上，与下伏地层呈假整合接触，厚度为10.6024.71m，平均厚度16.54m，主要为一套灰灰黑色泥岩、粉砂岩、碎屑石英砂岩及不稳定的薄层生物泥晶灰岩。含煤23层，除个别点达到可采外，一般不可采。底部发育一层褐灰色铝质泥岩（g层铝土），具内碎屑及鲕状结构，并含有大量团块状黄铁矿，区域上相当于山西式铁矿层位。本组地层化石稀少，仅含少量植物茎干碎片。灰岩中含海白合茎、介形虫、蜓等动物化石及其碎片。与该层位相当的白壁关井田，灰岩中含有fusulina of,konnoi,今野氏纺锤蜓为本溪组的带化石。另外还有fusulinela及staffella。该组微体化石牙形刺有：太原异颚刺、微小欣德刺、优美欣德刺及s treptognathodus cancellosus。花粉组合以laevigatosporites和florinites的丰富为特征。该组灰岩、砂岩电阻率高异常突出，自然伽马低值明显。泥岩伽马低值较高。底部g层铝土岩自然伽马特高，为良好标志。与下伏地层假整合。上统太原组(c3t)该组为区内主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组之上，厚度69.6297.14m，平均厚85.29m。含煤710层，其中9、10+11煤层厚度大，全区稳定可采。5煤层，层位稳定，厚度较小且有一定变化，属大部可采煤层。从沉积物的组成上可以看出该组明显的分为三段：（1）下部碎屑岩沉积段：从k1至11底板，一般厚度612m。主要由砂岩、粉砂岩、含铝质泥岩组成，夹不稳定的薄煤层及灰岩。底部为一层灰白色细、中粒石英砾岩（k1），其成分、结构成熟度很高，石英含量达95以上，分选极好、硅质胶结，均匀层理或具有细粒物质形成的砂纹层理。显微镜下石英颗粒表面纯净，可见次生加大现象。该层特征明显，易于辨认，并可作为分界标志层，但其稳定性较差，局部相变为粉砂岩或泥岩。此段底部k1砂岩电阻率较高，自然伽玛为低值反映，泥岩自然伽玛较高。该段含植物化石，丁氏未定种、卵脉羊齿及镰羊齿、相当于太原西山标准剖面的晋祠段。（2）中部碎屑岩与碳酸岩交互沉积段：从11煤底至k4灰岩顶，一般厚55m左右。主要由生物碎屑泥晶灰岩，碎屑石英砂岩及煤层组成，含煤45层，自下而上依次为10+11、9、8下、8、7、7上，9、10+11煤层厚度大，全区稳定可采；7煤层层位稳定厚度小并有一定变化，在本区可采点零星分布，属不可采煤层。7上、8及8下煤层，层位稳定对比可靠但厚度很小，不可采。10+11、9、8、7、7上诸煤层在电阻率、自然伽玛、声速曲线上均以高峰型出现，自然伽玛低值明显。8、7上多数为高自然伽玛显示。9、10+11煤层在各种参数曲线上组合形态特殊，为对比标志。（3）上部碎屑岩沉积段：从k4灰岩顶至k7砂岩底。一般厚26m左右，主要由黑色泥岩、粉砂岩、岩屑石英砂岩及煤层组成，靠近顶部常夹一薄层叠锥状灰岩。本段含煤24层，依次为6#、5#、5#上、4#，其中5#煤层发育较好，属于局部可采。5#上及4#煤层层位稳定，但厚度小不可采。3、二迭系(p)下统山西组(p1s)：为本区主要含煤地层，与下伏地层太原组呈整合接触。厚度27.8551.83m，平均41.34m。主要由灰黑色泥岩、粉砂岩及含大量菱铁质粒或内碎屑的砂岩组成，含煤47层（1#上、1#、1#下、2#、2#下、3#上、3#），其中2#、3#煤层局部或大部可采，2#下煤层可采点分布零散，属不可采煤层。底部为一层褐灰色细中粒岩屑石英（k7）常发育沙文层理、缓波状层理，该岩石表面粗糙，以含较多的菱铁质碎屑为其特征，是与下伏地层太原组的分解标志，平均厚度1.75m。下统下石盒子组(p1x)：本组厚度76.40110.90m，平均92.26m。顶部为一层桃红色铝质泥岩（称下桃花泥岩），是良好的辅助标志层。上部由灰绿色细粗粒岩岩屑长石石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，带紫色斑块。下部为灰绿、灰白色中粗岩粒长石石英砂岩和灰黑色粉砂岩、泥岩，夹13层不稳定薄煤或煤线。泥岩、砂质泥岩中富含植物化石底部以一层内含大量菱铁质内碎屑，具炭化面及小型交错层理发育的灰褐色中粗粒岩屑石英砂岩（k3），与下伏地层山西组分界。整合接触。上统上石盒子组(p2s)：1) 一段(p2s1)：厚度148.40199.94m，平均厚度173.70m，以灰绿色及灰白色中粒岩岩屑长石石英砂岩，砂质岩、砂质泥岩为主。底部为灰绿灰白色细粗粒长石石英砂岩，该k10砂岩夹在两层桃花岩之间。2) 二、三段(p2s2+3)：沟底两层有少量出露，区域地层厚度219250m，平均243.29m，以紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰绿色细粗岩屑长石石英砂岩，底部为一层灰白灰绿色层状粗粒长石石英砂岩，含少量燧石（k12）。4、第四系(q)1) 更新统(q1-3)：厚度086.30m，下部棕黄色、棕红色的沙土、黏土、亚黏土组成，含大量钙质结核及砂姜。2) 全新统(q4)：04m，多发育在沟谷、河漫滩、河床阶地及山脊顶部，为河流冲、洪积物，由沙砾、砾石、粉沙及次生黄土等混合组成。(二) 地质构造区域构造霍系煤田位于山西省中南部。属于吕梁山块隆东南部之四级构造单元阳泉曲汾西盆状复向斜，分布与孝义市阳泉曲汾西县以南一带，构成著名的霍西煤盆地。总体展布方向为北北东向，长约km，宽km，面积达km，产状平缓，倾角一般小于度。该盆状复向斜之北为柏洼山刘家坪多字形断褶，呈北北东向长条壮展布，由一系列北北东向的背斜，断层呈雁行式斜列组成。两翼出露寒武、奥陶系地层。西南为劲香太林南北向褶带，为近南北向的正玄曲线壮复向斜，两翼出露石炭系，边部为奥陶系地层，产状近于水平。北部靠吕梁山块隆的主体关帝山穹状隆起，沉积盖层为寒武、奥陶系地层，产状近于水平。北东部为晋中新裂陷中的孝义断阶，分界为义棠汾阳断裂，是霍山大断裂的向北西分支断裂。南东部为临汾、运成新裂陷中的洪洞临汾凹陷，呈北东向展布，为霍山大断裂的西部沉降盘。受区域构造的影响，盘状复向斜的内部次级构造呈北东向，但由于东部霍山大断裂的向北延伸部分为北西向，属盖层断裂。从地层的出露看，该盆状复向斜亦受北西向构造的干扰、叠加，使内部的小盆地构造呈网目状。受整体构造的影响，每个小盆地的内部构造比较简单，本区就是其中之一。汾河断层是盆状复向斜中一条较大的断层，走向北东，落差m左右，倾角度，据邻区资料在南庙沟、刘家沟、枣沟，出露清楚。义棠以南桑平峪附近，下盘出露奥陶系地层，上盘为上石盒子组地层，景家沟、阁老洼附近亦出露清楚。中部接近本区的部分受汾河河床覆盖无出露。、井田构造本井田位于阳泉曲汾西盆状复向斜的北部偏东，受区域构造影响区内地层平缓，倾角一般不大于度，以北西及北北东向宽缓的波状起伏为基本构造形态。（）褶曲赵庄向斜：位于本井田西南部，部分伸入旺岭煤矿井田内，走向北西，南翼倾角度，北翼倾角度，出露地层为上石盒子组，向南倾状。白衣庙向斜：位于本井田北部，为一弧型向斜，走向，延长约1000m两翼地层倾角95度。5赵家沟向斜：位于本井田西北部边缘，走向w，延长约1500m。6燕富曲向斜：位于本井田西南部，为一弧型向斜，走向，延长约1500m两翼地层倾角95度。b孟家庄背斜：位于本井田中部，走向，南断转向ne方向。延长约1400m两翼地层倾角56度。b5平泉洼背斜：位于本井田中部，自平泉洼向w方向延伸，延长约1000m两翼地层倾角48度。（2）断层本井田内现有勘探程度下为发现断层，井下实际采掘中在2131工作面有小断层。（3）陷落柱区内勘探阶段为发现陷落柱。2#煤层揭露3个陷落柱，长轴方向直径约40m，短轴方向直径约30m。(三) 煤层井田内含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组、二迭系下统山西组和下石盒子组，总厚平均为235.43m，含煤22层，平均总厚14.59m，含煤系数为6.2%。其中本溪组14、13和下石盒子组煤层不可采。井田内主要含煤地层为上统太原组、二迭系下统山西组，平均总厚度126.63m，含煤21层，平均总厚10.61m，含煤系数为8.4%。其中太原组9#、10+11#煤层和山西组2#、3#煤层为全区主要可采煤层。各可采煤层分述如下：2#煤：位于山西组中下部，上距下石盒子组底界k8砂岩25m左右。煤厚02.10m，平均1.02m；结构简单。2#煤本区南部厚度小不可采，东北部与2下#合并，属于局部可采，2下#煤厚0.191.80m，平均厚度0.61m，多含12层嘉矸，东北部教厚其余西部及南部不可采。煤层顶板多为泥岩或粉砂岩。3#煤：位于山西组下部，上距2#煤59m平均7m，下距k7砂岩03.35m。煤层厚度.0.302.00m，平均厚度1.07m。结构简单，有时含有一层夹矸，大部可采。其顶板为泥岩或粉砂岩，底板为炭质泥岩，局部为泥岩。5#煤：位于太原组上部，上距k7砂岩平均8m。下距k4灰岩约16m，层位稳定结构简单，煤层厚度.01.30m，平均厚度0.74m。局部可采。其顶板为12m厚的泻湖相黑色泥岩，并发育有5上#煤。底板以中细粒砂岩为主，间有砂质泥岩或粉砂岩。9#煤：位于太原组下部，层位稳定结构简单，煤层厚度.01.62m，平均厚度1.43m。属于稳定可采。其顶板为厚7.19m的k2灰岩，底板为泥岩，厚12m。可采煤层特征见表1-3-4。 (四) 煤质简述1.煤的物理性质：本井田煤为黑色、灰黑色的亮煤，有玻璃光泽。断口为参差状、棱角状、粒状、条带状、线理状及粒状结构，层状、块状构造。山西组2#煤裂隙发育，局部具方解石细脉，含泥质核，以半亮型及暗型煤为主。太原组富含黄铁矿结核，内外生裂隙发育，充填多为黄铁矿及方解石，以半亮型煤为主，煤层的容重为1.371.55t/m3。2.煤的化学性质及可选性2#煤：为低中灰、低硫、特低磷、特强黏结性、高发热量、较高软化温度、易选的肥煤大类。3#煤：为中灰、中高硫、特低磷、特强黏结性、高发热量、较高软化温度、易选的肥煤大类。5#煤：为中灰、低硫、低磷、特强黏结性、高发热量、较高软化温度、易选的肥煤大类。9#煤：为低灰、高硫、特低磷、特强黏结性、高发热量、中等软化温度、极易选的焦煤大类。10、11#煤：为低中灰、中高硫、低磷、特强黏结性、高发热量、较高软化温度、极易选的焦煤大类。各层煤均为难熔灰分煤，热稳定性好，易于磨碎。各煤层主要煤质指标见表1-3-5。 (五) 瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温1.瓦斯(1) 区域瓦斯概况根据汾西矿务局19831993年个矿井瓦斯测定结果，均属低级瓦斯矿井，未曾发生过煤与沼气喷出。(2) 矿井瓦斯本区各主要可采煤层瓦斯含量较低，结合生产矿井的实际资料，本区宜定为低沼气矿井。但应注意勘探阶段化验室的瓦斯相对涌出量与实际开采阶段结果有所不同，应对瓦斯富集地段高度重视。2.煤尘及煤的自燃性拟扩界井田内煤尘爆炸实验资料较少，通过分析临近生产矿井的生产资料确定，各煤层煤尘均有爆炸性危险。根据各煤层煤的自燃性试验结果，本区煤层属易自燃不易自燃。3.矿井地温本井田地热增温率为垂向增深37.17m升温1。地温梯度为2.69/100m，属地温正常区。(六) 井田水文地质特征1.含水层(1) 新生界松散孔隙含水层区内新生界地层，由于地表剥蚀在平面上呈现不连续性，含水层主要为砂、沙砾、卵石层，一般含水不强。(2) 砂岩裂隙含水层区内二叠系、三叠系砂岩含水层较多，但对煤层开采有影响的主要为k8砂岩至2#煤顶板砂岩，是开采2#煤的直接充水含水层，该层段砂岩裂隙不发育，水位标高在605.11946.63m。(3) 石灰岩岩溶裂隙含水层 太原组石灰岩岩溶裂隙含水层：根据勘探资料，说明其充水空间较发育。k3、k4属富水性弱的含水层，k2属富水性中等的含水层，据汾西矿务局三矿的开采资料，k2石灰岩含水层是矿井的主要充水原因，其水量的大小直接影响矿井的开采。 奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层：峰峰组二段石灰岩含水层为开采1011#煤的间接充水含水层，其厚度41.8380.80m，平均53.77m，裂隙发育，水位标高541.69m，单位涌水量0.34l/s.m。 上马家沟组三、二段石灰岩岩溶裂隙含水层主要岩性为石灰岩夹薄层泥灰岩及白云质灰岩，岩溶裂隙发育，是奥陶系中统主要含水层段。补给来源以大气降水为主。2、隔水层井田内个含水层之间都有良好的隔水层，当其完整性、连续性未被破坏时，完全可以隔离上下含水层间的水力联系。k10k8砂岩含水层之间由泥岩、砂质岩、粉砂岩及不稳定的薄层砂岩组成隔水层，厚度66.2698.60m，平均厚度86.02m，完全可以隔断上部地层的地下水与煤系地层含水层的水力联系。 11#煤中奥陶系顶面压盖隔水层段由泥岩、砂质泥岩、薄层砂岩及石灰岩、铝土泥岩组成，厚度24.8341.67m，平均29.59m。无水力联系，但在导水陷落柱及断层存在的情况下，仍有底板突水的可能性。 峰峰组一段隔水层由泥灰角砾状泥灰岩及石膏组成，即上下石膏带。能起到良好的隔水作用。3.构造对地下水的控制大南沟背斜轴部地层裂隙较发育，为富水地段。蔡庄向斜轴部构成地下水汇水构造，但其水量有限。草沟背斜轴部岩石裂隙较发育。井田内地表未发现有断层。钻孔揭露的f64逆沁层，推断为隔水断层。井田内地表发现的k17、x18两个陷落柱，根据钻孔揭露情况，推断陷落柱一般不含水。4.地下水补给、径流、排泄条件大气降水是井田内地下水的主要补给来源。地下水类型主要为承压水，潜水分布很有限。承压水补给条件除奥灰水较好外，其余都不好。井田奥灰水属娘子关泉域，处于娘子关泉域的深循环弱径流区，井田北部奥灰水径流条件较好，井田南部因资料缺乏，无法确定。奥灰水总的排泄区为娘子关泉。石炭二迭系含水层的承压水，受岩溶、裂隙发育程度的控制，其径流、排泄条件都比较差。基岩风化带裂隙水及第四系砂砾石孔隙水，径流条件相对较好，排泄途径也较多，可以通过泉、地面蒸发和人工采水等方式排泄。5.矿井涌水量根据井田水文地质条件及现有资料，利用地下水动力学法，计算得矿井初期正常涌水量150m3/h，最大涌水量210m3/h。二、地质储量1.储量计算基础储量计算基础为井田内2、3、5、9、10+11号煤层的底板等高线及储量计算图。 工业指标井田内煤质属炼焦用煤，储量计算最低可采厚度为0.70m、原煤最高灰分不超过40%、原煤硫分不超过3%。 夹矸处理局部可采煤层，可采边界及工业指标均采用插入法圈定其储量计算范围。2.计算方法井田内煤层平缓，倾角一般小于10，故采用伪厚度和水平面积计算储量，计算公式为：m=shd10-3式中： m储量，kt；s水平面积，m2；h储量计算厚度，m;d容重，t/m3。地质储量计算结果见表1-3-9。三、勘探程度、资源及开采条件评述(一) 勘探程度及存在问题 (二) 资源及开采条件评述第四节 市场分析长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费构成中均占2/3以上，要实现我国人均生产总值达到中等发达国家水平，人民过上比较富裕的生活，能源消费量还将有较大的增长。我国石油资源比较缺少，石油进口量近年来不断攀升，去年已成为世界第二大石油进口国，而煤炭资源丰富，在未来相当长的时期内，以煤为主的能源供应格局不会改变，为保证国民经济和社会持续、稳定、健康的发展，必须加强煤炭的基础能源地位。我国煤炭供求关系由八十年代供不应求，制约国民经济发展，过渡到九十年代初期的供需平衡，基本保证了国民经济的发展需求，但随着大量小煤矿的上马，九十年代末期出现供过于求的现象。在国家宏观调控政策下，自从2000年国家加大了对地方小煤矿关井压产、清理整顿的力度后，扭转了供过于求的局面，转向供求基本平衡，但近两年，局部又出现煤炭供应紧张现象。随着国民经济发展增长，煤炭供应还将出现较大的缺口，需要建设新井及改造老井来补充。本井田主采煤为配焦煤和炼焦用煤，是目前市场上紧缺的煤种之一，尤其是随着浅部焦煤资源的逐渐枯竭及我国钢铁工业的飞速发展，炼焦和配焦煤将会更加紧缺。因此，开发建设该矿井将具有十分广阔的市场前景。xx井田共有可采煤层六层，其中2、2下、5、11号煤层局部可采，9、10+11号煤层为主要可采煤层。具有储量丰富、地质构造简单、开采条件好及外部条件好等特点，有着适合于建设大中型矿井的条件。因此，该项目的建设是可行的。山西汾西矿业（集团）有限责任公司是国家大型企业之一，为国民经济的发展做出了巨大贡献，特别是该企业下属的富家滩、南关、张家庄三个老矿，目前资源均已枯竭，南关、张家庄矿现已相继找到新的接替矿区，为了解决富家滩矿人员安置和企业的出路，同时为了落实集团公司做大作强的总体发展规划，确定将xx井田作为富家滩矿的接替区，建立与目前市场经济相适应的企业模式，开发xx井田，是可行的，也是必要的。 第二章 井田开拓与开采第一节 井田境界及可采储量一、井田境界根据地质报告提供的资料，井田范围按以下10点座标圈定：1点： x=4195350 y=384260002点： x=4192100 y=384260003点：x=4190400 y=384253004点： x=4189400 y=384247005点： x=4189400 y=384104006点： x=4199000 y=384104007点： x=4199000 y=384196008点： x=4189400 y=384104009点： x=4199000 y=3841040010点： x=4199000 y=38419600井田东西走向长4.07.5km，南北倾斜宽7.0km，面积41km2。二、可采储量根据煤炭工业矿井设计规范，经计算，矿井工业储量为3.3784mt，其中第一水平94.911mt，第二水平242.936mt；矿井设计储量262.9192mt，其中第一水平79.8944mt，第二水平183.0248mt；矿井设计可采储量200.3082mt，其中第一水平65.1592mt，第二水平135.149mt。详见表2-1-8。第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度按煤炭工业矿井设计规范规定，矿井设计年工作日为300d，每天三班作业(其中两班生产，一班准备)，每天净提升时间为14h。二、矿井设计生产能力的确定与论证矿井设计生产能力确定为初期1.2mt/a，二期3.0mt/a。其理由如下：1.本井田煤层储量十分丰富，赋存以稳定、较稳定型为主，倾角一般36。六层可采煤层已精查探明的地质储量为657.600mt，加上待精查的地质储量(井田扩大部分的储量)782.800mt，则全井田地质储量高达1440.400mt，工业储量1201.660mt，可采储量721.4007mt。先期开采的3号煤层可采储量为261.6131mt，全区稳定，煤层结构简单，煤厚多在23m之间，煤层顶底板条件尚佳，且煤层无自燃发火倾向，非常适宜综合机械化开采。因此，从煤层储量、煤层赋存条件和先期开采煤层的特征等方面分析，矿井宜建设现代化大型矿井。2.井田内地质构造简单。据精查报告所述，井田内无大的地质构造，以宽缓的褶曲为主。井田内断层、陷落柱稀少，仅在井田中、西部发现三条中、小型断层和两个直径为1535m的陷落柱。全井田无岩浆岩侵入。井田内水文地质条件简单，涌水量很小。因此，从开采技术条件方面分析，矿井适合建设大型矿井。3. 3号煤为中灰、特低硫、低磷、极易选的贫煤、贫瘦煤，是优质的高炉喷吹煤和出口煤。建设大型矿井不但可以缓解国内供应紧张的高炉喷吹用煤，而且也可大量出口，为国家增收外汇，其社会经济效益显著。4.具有良好的铁路外运条件。具有较强运输能力的石太铁路从井田东南部通过，铁路外运有保障。5.近十年来，阳泉煤业集团通过设计、挖潜和改造，现生产的五对矿井，除即将报废的四矿外，其余矿井实际生产能力均达到过3.0mt/a，已经积累了建设和管理大型、特大型矿井的丰富经验。6.目前国内已能生产高度机械化的大型提升、运输、采煤、掘进、选煤、通风等设备，完全可以满足高产、高效矿井的生产需要，这为建设高标准的现代化大型矿井提供了坚实的物质基础。7.根据能源计1992523号文“关于阳泉矿区(统配)总体发展规划(设计)的批复”，本矿井年生产能力定为3.0mt。考虑到本次设计把南燕竹井田的大部划归xx井田，使xx井田面积由原来的64.0km2扩大到134.1km2的事实，则韩庄矿井年设计生产能力应为韩庄与南燕竹矿井之和比较适宜。为此，从矿井资源条件、煤层开采技术条件和煤的加工利用以及煤炭外运条件和总体批复等方面综合考虑，矿井年设计生产能力确定为初期3.0mt，二期6mt比较合理。三、同时生产的水平数目及其论证(一) 煤层群的分组本井田可采煤层有3号、6号、8号、9号、15号、15下号共六层，其中3号、15号为主要可采煤层，其平均间距约103m。根据两层主采煤层的间距和其它可采煤层的赋存情况，设计考虑采用煤层分组开拓全井田。遵循“将距离相近的煤层划为一组”的原则，设计把六层可采煤层划分为上、下两组。3号、6号、8号、9号划为上组煤层，15号、15下号划为下组煤层。(二) 开采水平数目的确定井田倾斜宽9.4km，同一煤层相对高差400.0m。井田采用倾斜条带开采，条带长度一般取2500m左右。根据上述井田特征和开采技术条件，结合本井田地质构造情况，设计考虑采用+858m、+490m两个水平开发全井田。(三) 同时生产的水平数及其论证设计采用一个水平满足生产。其理由如下：1.井田内上、下两组煤层，分两个水平开采。由于上下两组煤层层间距较大，不适合多个水平同时开采。2.第一水平的设计可采煤量占全井田设计可采煤量的一半多，其水平服务年限足能满足煤炭工业矿井设计规范的有关规定。3.第一水平先期开采 3号煤层，厚度平均2.77m，其储量丰富，煤质优良，不但能充分地满足水平服务年限，而且也能保证矿井稳产和高产。四、矿井及水平服务年限矿井及水平服务年限均按下式计算：t=z/ak式中：t服务年限，a;z设计可采储量，mt；a生产能力，mt/a；k储量备用系数，取1.4。则第一水平服务年限为t1=65.1592/（1.21.4）=38.8(a)第二水平服务年限为：t2=135.149/（31.4）=32.0(a)则矿井服务年限为：t=t1+t2=38.8+32.0=70.8(a)，符合煤炭工业矿井规范之要求。第三节 井田开拓一、矿井开拓现状矿井现有三个工业场地，六个井筒，现状分别如下：1、 1号工业场地位于井田中部的沟内，布置有两个井筒，一个主立井：椭圆形 a=4.5m，b=2.9m，净断面10.2m2，至2号煤垂深450m、至11号煤垂深530m，装备jt1.2双滚筒绞车，电机功率55kw；一个副立井：原直径2m，上部60m已扩大为8m（已施工），净断面50.3m2，至2号煤垂深400m、至11号煤垂深480m，装备jkm3.254多绳绞车，电机功率1000kw，且井塔已施工。2、2号工业场地位于1号工业场地的附近，布置有一个主立井：椭圆形 a=4.5m，b=2.9m，净断面10.2m2，至2号煤垂深480m，装备jt1.6双滚筒绞车，电机功率95kw。3、三号工业场地位于井田北部的山梁上，布置有三个井筒，一个主立井：净径4.5m，净断面15.9m2，至2号煤垂深620m，已施工370m，剩余250m，装备jkm3.254多绳绞车，电机功率1000 kw，井塔已施工；一个副立井：净径4.2m，净断面13.85m2，至2号煤垂深600m，装备jkm1.854多绳绞车，电机功率280kw，井塔已施工，绞车已安装；一个回风立井（位于工业场地外）：净径2.6m，净断面5.3m2，垂深580m。二、影响矿井开拓部署的主要因素1、现有的三个工业场地比较分散，且已分别建设了许多设施，在设计中应合理、经济地予以利用。2、矿井瓦斯含量较低，对开拓部署十分有利。3、上组煤较薄且均属局部可采煤层，下组煤10+11号煤层较厚，上下组煤平均间距75m，具备分组开拓的条件。4.井田内煤层赋存平缓，地质构造简单，对矿井使用现代化设备、建设高产高效矿井有利。三、井口及工业场地位置比选经过多次深入细致的现场踏勘，结合井上、下条件和矿井开发规模，设计将3号工业场地作为改扩建后的矿井工业场地，主要理由如下：1、3号工业场地宽广，有利于大型矿井的地面设施布置。2、3号工业场地靠近乡镇公路，交通方便。3、3号工业场地附近的沟内有利于主斜井和选煤厂的布置。4、2号工业场地主井井塔已施工，剩余工程施工困难，建井工期长。5、二号井井下已采区域比较乱，初期工作面位置选择困难，不利于矿井早见效。四、井田开拓方案比选(一) 上组煤开拓方案1、开拓方案设计在确定的工业场地位置上，根据现有井筒情况，优化、筛选出两个开拓方案进行技术、经济比较。方案一：采用斜立混合开拓方式。新选一个主井工业场地，布置一个主斜井，倾角25，斜长1100.3m，装备1.4m钢绳芯胶带输送机，担负煤炭提升和升降大件任务。副立井利用现有主立井，装备一对1t单层单车罐笼，回风立井利用现有副立井，装备梯子间。一、二号工业场地的井筒用于后期回风。上组煤划分为一个+550m水平，沿东西方向布置两组大巷，两组大巷间采用胶带运输巷、辅助运输巷和回风巷联接。每组大巷共布置三条大巷，分别为胶带运输大巷、辅助运输大巷、回风大巷，均沿煤层布置。大巷煤炭运输采用胶带输送机、辅助运输采用连续牵引车运输方式。上组煤共划分为三个采区。矿井通风系统初期为中央并列式，后期为中央分列式。方案一开拓方式详见图2-3-1、图2-3-2。方案二：采用立井开拓方式。充分利用现有三号井设施，矿井设计生产能力确定为900kt/a，主立井装备9t箕斗，副立井装备带平衡锤的1t双层单车罐笼和梯子间，风井净直径扩大为4m，净断面为12.57 m2。水平划分、大巷布置、大巷运输方式、采区划分基本同方案一。矿井通风系统为中央分列式。方案二开拓方案详见图2-3-3。2.开拓方案比选(1) 开拓方案经济比较详见表2-3-1。从表2-3-1可以看出， 方案一与方案二可比工程相比，井巷工程量多266.2m，投资少15.18万元，设备及安装工程多602.03万元，土建工程多8.3万元，总投资多595.15万元。(2) 开拓方案技术比较方案一：优点：a、主斜井采用胶带输送机，提升环节简单，提升潜力大，后期扩大生产能力时，不仅可简单快捷地实现，而且后期投资少。b、新增了主井工业场地，为选煤厂的建设提供了有利条件。c、主要生产环节与矿井开发规模想匹配，矿井服务年限合理。d、采区长度比较均衡，对生产管理有利。e、矿井二期工程建设简单易行，建设工期短。缺点：a、井巷工程量较大，投资高。b、对现有设施未能充分利用。c、工业场地保安煤柱大，资源利用率低。方案二：优点：a、井巷工程量小，投资省。b、充分利用了现有设施。c、工业场地保安煤柱小，资源利用率高。缺点：a、 主井采用箕斗提升，生产环节多、占用人员多、营运费用高。b、生产能力小、潜力小，与矿井开发规模不匹配。c、现有工业场地附近布置选煤厂比较困难。d、二期工程建设复杂，投资高。综上所述，方案一具有主井装备提升潜力大，后期扩大生产能力易于实现，同时兼顾了选煤厂的建设等优点，故设计推荐方案一为井田开拓方式。(二) 下组煤开拓方式根据推荐的上组煤开拓方式，设计确定下组煤采用主运输暗斜井延深、副立井和回风立井直接延深的开拓方式，在上组煤井底煤仓处向东开凿主暗斜井，倾角16，斜长272.0m，装备钢绳芯胶带输送机担负下组煤煤炭提升任务；副立井直接延深落底于+475m水平，担负下组煤辅助运输任务，将回风立井延深至10+11号煤层，担负下组煤回风任务。下组煤划分为+475m一个水平，根据煤炭技术的发展趋势，下组煤工作面推进长度暂按3000m左右考虑，大巷布置形式基本同上组煤。下组煤共划分为两个采区。五、水平划分及标高井田内煤层赋存平缓，一般小于8，属近水平煤层；按煤层间距，2号、3号、5号煤层为上组煤，9号、10+11号煤层为下组煤，上、下组煤层平均间距75m。根据上述特点，宜在上、下两组煤中分别设置水平进行开采。基于上述分析，结合开拓方式，设计确定井田共划分为+550m、+475m两个开采水平。+550m水平开采上组煤，+475m水平开采下组煤。四、大巷布置根据井田内煤层赋存状况及水平划分情况，结合近年来国内外高产高效工作面推进长度，井田上组煤沿东西方向划分为两个条带区，两个条带区之间采用集中巷道联系方式，每个条带区布置一组大巷。为满足生产中运输、通风等要求，每组大巷共设置三条，即一条胶带运输大巷、一条辅助运输大巷、一条回风大巷。大巷层位选择根据多做煤巷少做岩巷的原则，设计确定初期胶带运输大巷沿3号煤层布置，辅助运输大巷、回风大巷沿2号煤层布置；期胶带运输大巷沿5号煤层布置，辅助运输大巷、回风大巷沿3号煤层布置五、采区划分及开采顺序1.采区划分为了达到集中生产、系统简单、管理方便、设备利用率高及高产高效的目的，采区划分依据以下原则：为了减少采区巷道工程量，尽可能多采用条带布置。 采区尺寸与高产高效工作面开采要求相适应，力争做到采区划分合理，接替工程量小，工作面服务时间适宜。 采区布置符合分区通风要求，尽可能减少煤炭的反向运输。据此，设计将上组煤划分为三个采区，其中靠近井底的一采区作为首采区，工作面推进长度一般为2000m。2.开采顺序水平开采顺序遵循由浅入深的原则，即先开采+550m水平，后开采+475m水平。煤层开采顺序为先上后下，逐层扒皮开采。采区开采顺序为先近后远，逐步向井田边界推进。第四节 井筒、井底车场及大巷运输一、井筒装备及布置1.井筒数目及用途矿井移交生产及达到设计生产能力时，共布置三个井筒，即主斜井、副立井、回风立井。各井筒用途分述如下： 主斜井：担负全矿煤炭提升和大件升降任务，兼作进风井和安全出口。 副立井：担负矿井人员、设备、材料等辅助提升任务，兼作进风井。 回风立井：担负矿井初期回风任务和安全出口。2.井筒装备及布置 主斜井：净宽5.4m，装备1400mm钢绳芯胶带输送机和检修轨。 副立井：装备1对1t单层单车标准罐笼。回风立井：装备梯子间。矿井初期各井筒特征见表2-4-1。矿井初期各井筒布置见图2-4-12-4-4。表2-4-1矿井初期井筒特征表二、大巷运输方式方案比选及设备选型(一) 大巷运输方式方案比选1.煤炭运输方式根据井田开拓部署，结合目前国内外大型矿井大巷运输设备使用经验，大巷煤炭运输考虑了矿车和胶带输送机两种方式，经过详细的技术比较，