煤矿有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计

前言XX煤矿有限公司位于XX县城西北4KM的XX村，行政区划属XX镇管辖。山西XX煤矿有限公司综合机械化采煤升级改造项目12MT/A，（净增06MT/A）的承办单位是XX煤矿有限公司，企业性质为股份制企业。山西XX煤矿有限公司位于XX县城西北4KM处的XX村，XX公路横穿矿区，距XX铁路XX站和307国道仅4KM，交通非常便利。批采4、5号煤层，井田面积89446KM2，4号煤层厚度平均380M，5号煤层厚度平均422M，均属全区可采的煤层，煤层赋存平缓，结构较简单，顶底板岩性良好，煤尘有爆炸性，4、5号煤自燃等级为，属自燃煤层。矿井地质条件属一类，地质构造简单。本矿井水文地质类型应为简单，局部为中等。该矿属高瓦斯矿井。煤层资源/储量为7911MT，设计可采储量为2444MT。综观全井田开采技术条件较为优越，适宜于综采开采。山西XX煤矿有限公司所批准开采的4号煤层煤质为特低灰高灰、低硫、低磷焦煤，5号煤属低高灰、低中低硫、低中磷之焦煤，是国内外煤炭市场紧缺的优质炼焦用煤。为了采用较为先进的采煤技术，提高回采率，取得较好的经济效益，2008年10月，山西XX煤矿有限公司委托太原市明仕达煤炭设计有限公司编制了山西XX煤矿有限公司矿井综合机械化升级改造可行性研究报告，2009年2月18日，山西省煤炭工业局以晋煤规字2009121号文件审查批复了该可行性研究报告。根据可研批复文件及业主委托，我公司编制完成了山西XX煤矿有限公司矿井机械化采煤升级改造初步设计。一、设计依据1、山西XX煤矿有限公司关于委托太原市明仕达煤炭设计有限公司编制山西XX煤矿有限公司矿井机综合械化采煤升级改造初步设计的“设计委托书”。2、山西省煤炭地质公司2008年4月编制的山西省XX煤矿有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告。3、晋煤规发2008956号文关于山西XX煤矿有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告的批复。4、晋煤咨评地字（2008）245号文关于的评审意见书。5、山西省国土资源厅于2007年5月21日颁发的山西XX煤矿有限公司采矿许可证，证号为1400000732373。6、山西省煤炭工业局于2008年1月23日颁发的山西XX煤矿有限公司煤炭生产许可证，证号为201423270496。7、山西煤矿安全监察局于2007年12月7日颁发的山西XX煤矿有限公司安全生产许可证，编号（晋）MK安许证字2007D0175Y1B1。8、山西省工商行政管理局于2008年1月15日颁发的山西XX煤矿有限公司企业法人营业执照，注册号1400002069900579、山西省煤炭工业局晋煤行发200854号文，关于批准山西XX煤矿有限公司等12座矿井进行机械化升级改造的通知。10、2009年1月，太原市明仕达煤炭设计有限公司编制的山西XX煤矿有限公司矿井综合机械化采煤升级改造可行性研究报告。12、山西省煤炭工业局以晋煤规字2009121号文件关于山西XX煤矿有限公司矿井机械化采煤升级改造可行性研究报告的批复。13、煤炭科学总院抚顺分院于2008年12月编制的山西XX煤矿有限公司矿井瓦斯抽放工程初步设计；及晋煤安发2009444号文关于山西XX煤矿有限公司瓦斯抽放初步设计的批复。14、根据晋煤安发（2009）88号文件关于XX市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复。15、山西省煤炭工业局综合测试中心编制的检验报告（4、5号煤）。16、高压供用电合同。17、取水许可证。18、水质检验报告。19、煤矿救护协议。20、煤炭工业矿井设计规范（GB502152005）。21、煤矿安全规程（2006版）。22、矿方提供的有关技术资料。23、我国现行法律、法规和技术政策。二、设计指导思想以市场经济为导向，加大矿井设计改革的力度，在保证矿井设计规模和安全生产的前提下，尽量简化环节。设计方案充分体现市场经济的特点，因地制宜选择生产工艺，系统设计简单实用，设备选型先进合理。力争通过精心设计和科学管理，将该矿井建设成规模合理、安全条件好、机械化装备水平高，见效快、效益好、符合煤矿发展趋势的新型高效矿井。三、设计的主要特点1、矿井设计生产能力12MT/A（原生产能力06MT/A，净增06MT/A），采用一次设计，一次建成投产的移交方式。2、设计瞄准现代化煤矿发展趋势，紧密结合该矿实际，尽量利用现有设施，提高矿井效益。3、矿井采用平硐开拓方式。利用原有主平硐、副平硐和回风立井，新建一混合提升平硐。各井口位置合理，充分利用矿井现已形成生产系统，并对现有系统进行升级改造。混合平硐装备一台带宽1200MM的胶带输送机，担负煤炭提升任务，并装备一台无极绳普轨卡轨车，担负矿井大件下放、材料运输等辅助运输任务，兼作进风井；利用原主平硐装备一部架空乘人器，担负人员下放任务，并做为进风井和一个安全出口；利用原副平硐敷设综合管线，作为进风井和一个安全出口；回风立井担负全矿井回风任务兼安全出口。安装两台FBCDZ28型主要通风机，一台工作，一台备用。井筒布置和开拓方式为该矿稳定生产和发展，奠定了坚实基础。4、利用矿井原有生产系统，并进行升级改造，开采4、5号煤层。5、矿井采用中央边界式通风系统，机械抽出式通风方式，营运费用低，安全性好。6、井下主运输采用胶带输送机，可实现自回采工作面至地面胶带一条龙连续运输、效率高、故障率低、安全性好，利于实现集中管理与控制。4、5号煤大巷辅助运输采用无极绳普轨卡轨车牵引10T系列矿车运输，既满足矿井前后期对井下辅助运输的要求，又最大限度地减少了矿井初期投资。7、采掘机械化程度较高、生产较集中。矿井移交和达到12MT/A生产能力时，共布置1个综采工作面和1个机械化掘进工作面，新增井巷工程量较少，运输环节简单，符合高产高效矿井要求。8、采用地面固定式空气压缩机，管理方便，有利安全生产。9、地面生产系统利用原有洗煤厂。10、设计充分利用和完善已基本建成的贮煤、装煤系统由公路外运。11、矿井工业场地设生产系统、辅助生产系统、办公楼、单身宿舍、急救室等行政福利设施。12、矿井设计有完善的安全，环保和消防系统。四、矿井主要技术经济指标1、矿井设计生产能力12MT/A；净增能力06MT/A，服务年限145A。2、井田开拓方式平硐开拓方式。3、水平划分及水平标高全井田共分一个水平，即745水平，开采4、5号煤层。4、矿井以一个生产采区、1个一次采全高综采面和1个机械化掘进工作面来保证设计生产能力和正常生产接替。5、矿井移交生产时，新增井巷工程量85464M，万吨掘进率712M。新增掘进体积1227599M3，万吨掘进体积为1023M3。6、矿井各场地总占地面积为744HM2，其中矿井工业场地占地43HM2，地面爆炸材料库场地占地065HM2，风井场地占地175HM2，场外道路占地074HM2。7、矿井原煤全员效率为8T/工，在籍职工总人数为684人。8、矿井建设总投资1124345万元，吨煤投资18739元，原煤成本估算1334元。9、矿井建设总工期189个月。五、存在的主要问题与建议1、井田西北角的F2大断层，形成大的断裂构造区F2断层落差100120M。巷道掘进时必须先探后掘，巷道不宜穿过，并留足安全煤柱。建议在开采前采用物探、化探及三维地震等手段探明该断层的及次生断层的构造和导水性。2、井田奥灰岩溶含水层，水位标高797M，高于井田所有可采煤层底板标高，存在带压开采问题。受断层影响，可能导通含水层造成矿井充水条件。在生产中必须注意地质构造的探查，注重隐伏断层的发现和研究，作好生产地质勘探。3、4号煤已形成大片采空区，采空区存在积水积气现象，4号煤回采至采空区附近，或回采采空区下5号煤时，要防止导通采空区，产生老空水淹井灾害。4、全矿井地质资源/储量为7911MT，设计可采储量为2444MT，矿井服务年限仅145A，偏短。造成矿井可采储量损失大的主要原因是井田范围内几个密集村庄的保护煤柱损失。为增加矿井的服务年限，提高矿井的经济效益，建议矿方尽早将井田范围内的村庄集中搬迁，以增加可采资源储量，提高资源回采率。第一章矿井建设条件第一节概况一、交通位置XX煤矿有限公司位于XX县城北4KM的XX村，其地理坐标为东径11050411105323北纬372816373012XX公路横穿矿区，距XX铁路XX站和307国道仅4KM，交通非常便利。交通位置详见图111。二、地形、地势及河流本井田属XX山系，地表大部为黄土覆盖，为典型的黄土高原地貌，侵蚀地形，为强烈切割的梁峁状黄土丘陵，冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”形，与黄土梁、峁、垣相间分布，常见陡崖、黄土残柱及陷穴等微地貌景观。沟谷两侧及谷底有基岩零星出露。井田内由于植被稀少，水土流失严重。综观井田地形，大致东高西低，东北高西南低。井田内地形最高点位于井田东部，标高106060M。最低点位于井田西部的沟谷中，标高85000M。最大相对高差21060M，一般相对高差100150M。本井田属黄河流域三川河水系。三川河为井田附近最大河流，它的上游是北川河、东川河和南川河，在离石交口镇汇合后，称为三川河，三川河发源于XX山脉的最高分水岭（分别为上顶山、骨脊山、赤壁岭），河流全长168KM，流域面积4161KM2，从本井田南面流过，在石西镇的两河口注入黄河。据井田以西的后大成水文站19561980年观测资料，三川河多年平均径流量288亿M3，平均径流模数223L/SKM2，洪水期最大流量为2260M3/S。井田范围内无大的河流，只有数条东西向的有微小溪流，雨季流量稍大，遇大雨则洪流暴发，携带大量泥沙向下游直泻，雨后流量锐减，79月份流量占全年总流量的5070。枯水的冬、春季节，流量甚小，甚至干枯。黄河从井田西界外4KM处流过，河底高程6100065000M，流向由北向南，据吴堡水文站19521977年资料，年平均流量9244M3/S，最大流量19500M3/S。三、气象及地震井田地处XX北黄土高原，为大陆性季风气候，属暖温带半干旱地区。气温变化昼夜悬殊，四季分明。降水量有限，多呈干旱状态。冬春两季多西北风少雪雨。而夏季雨量集中，有时出现洪水灾害。据XX县气象局19811990年气象观测资料，各项气象要素特征如下1、气压12月最高，平均为9288MB，7月份最低，为9106MB，全年平均值9201MB。2、气温年平均气温105，1月份最低，平均为69，极端最低气温为21（1984年12月24日）；7月份最高，平均为246，极端最高气温达381（1985年7月18日）。平均值相差315。一般降至0时间在10月中旬，回升至0的时间在翌年4月中旬。3、降水量及蒸发量平均年降水量为4642MM，历年最大降水量为5777MM,最小为3735MM。日最大降水量为581MM（1981年6月9日）。雨量集中于69月份,占全年总降水量的60。多年平均蒸发量为18887MM（48月蒸发量最大），年蒸发量最高为21717MM（1982年），最低为17662MM（1988年），蒸发量大于降水量。4、风向及风速风向多为西北风，风速历年平均25M/S，最大月35月平均31M/S，最小月8月平均22M/S。5、霜期、雪期及冻土期初霜期在10月上旬，终霜期在翌年3月底。平均无霜期194天。初雪期平均为11月下旬，终雪期为翌年3月底，一次最大积雪厚度为1430CM,深处最早冻结在11月26日，最晚解冻为翌年4月1日。井田内最大冻土深度111CM。据GB500112001建筑防震设计规范，本区设计地震动峰值加速度为005G，对应的地震基本烈度为度。据历史记载，本区及附近未发生过大地震。只在1829年4月清道光九年三月离石发生过525级地震，震中位置为北纬3730，东经11112。四、矿区工农业生产概况井田位于XXXX山麓黄河东岸，该县农作物有玉米、高梁、豆类、山药等，经济作物有黄麻、葵花、红枣等，工业以煤炭开采及加工为主，另外有发电厂、化肥厂、铁厂、耐火材料等。五、井田开发情况及邻近矿井概况一矿井生产现状该矿于1966年建井，于1971年建成投产，设计生产能力9万T/A。1990年为扩大生产规模，委托太原市煤矿设计研究室进行了矿井改扩建初步设计，将矿井生产能力由原来的9万T/A改扩建为21万T/A，并在同年开始改造扩建，经过多年建设，各生产环节均得到较大改善，至1999年矿井生产能力达到21万T/A。之后通过矿井技术改造，矿井生产能力经山西省煤炭工业局核定已达到60万T/A（晋煤行发2004971号）。2007年5月21日由山西省国土资源厅换发1400000732373号采矿许可证（有效期至2012年5月），批准开采4、5号煤层，井田面积89446KM2，现采4号煤层。2008年1月山西省煤炭工业局以晋煤行发（2008）54号文批准，批准改造后生产能力提高到120万T/A。1、开采系统该矿采用平硐开拓，主平硐安装JW2100/100型无极绳绞车，用于进风、提煤、辅助提升，副平硐装备两部架空乘人器，布置生产所需综合管线，担负矿井人员提升任务，兼作矿井的辅助进风井和安全出口；回风立井为专用回风井，装备金属折返式梯子间，主要担负矿井回风任务兼作安全出口。矿井运输大巷、轨道大巷、回风大巷沿井田中部东西向平行布置，贯穿整个井田。三条大巷延伸到井田西部边界后形成系统，分别向南北布置采掘工作面。运输大巷辅设胶带运输机，担负矿井原煤运输任务；轨道大巷辅设600MM单轨道，担负矿井材料等辅助运输任务，回风大巷为专用回风巷。矿井布置一个回采工作面，两个掘进工作面，回采工作面采用长壁式全部跨落法炮采放顶煤采煤法，采用悬移支架支护。工作面顺槽20M采用单体液压支柱型钢梁支护。采煤工艺为打眼装药联线放炮支护运煤移溜放顶煤。掘进工作面采用悬臂式掘进机落煤、装煤，刮板运输机、可伸缩带式输送机运煤，锚杆、锚索、钢带、铁丝网联合支护。2、通风系统矿井采用边界式通风方式。主平硐、副平硐进风，回风立井回风，回风井口安装有FBCDZ28型轴流式通风机两台。配用电机额定功率均为2450KW。3、排水系统矿井现生产能力600KT/A，正常涌水量为40M3/H,最大涌水量为60M3/H。井下中央水仓设在井底车场。水仓容积为2000M3。主水泵安装D85458型离心式水泵三台。配套功率132KW/台。另外在运料下山断层和35号顺槽口分别布置两个临时水仓，容积均为1000M3，各安装D85454型离心式水泵两台。配套功率75KW/台。排水管路直径为100MM钢管，工作面涌水自然流进35号顺槽水仓，通过断层水泵中转至中央水泵房，由主水泵直接排出井口。4、压风系统矿井采用GA200型功率200KW的空压机从回风立井向井下作业地点供风。压力085MPA，风量345M3/MIN。压风总管路直径159MM，长480M；分管路直径110MM，长2800M。二周边煤矿井田北与XX县刘家垣煤矿、XX县王家焉煤矿相邻，南与山西XX贾家沟煤矿有限公司和山西XXXX煤业有限公司交界，东界外为胡家垣煤矿（关闭），西界外为华晋焦煤有限责任公司沙曲矿（见四邻关系图112）。各矿生产概况如下1、山西XX贾家沟煤矿有限公司该矿于1984年建井，于1988年建成投产，设计生产能力9万T/A经过多年建设，各生产环节均得到较大改善，之后又不断挖潜，现矿井生产能力已达到16万T/A。于2006年11月22日由山西省国土资源厅换发1400000622874号采矿许可证（有效期至2009年11月），批准开采4、5号煤层，井田面积26315KM2。2008年1月批准为机械化升级改造矿井，能力提高到30万T/A。图112四邻关系图该矿采用斜、立井综合开拓，主立井用于提煤和进风，副平硐用于行人和下料，回风平硐，主要担负矿井的回风及安全出口的任务。本矿批准开采4、5号煤层，现开采4号煤层，壁式采煤，炮采落煤，整体顶梁悬移液压支架支护，全部垮落法管理顶板，顺槽刮板输送机运输，大巷皮带运输，绞车提升，中央并列抽出式通风，矿井一般涌水量144M3/D，雨季涌水量240M3/D，井下建有水仓，采用水泵向地面集中排水，井下瓦斯相对涌出量713M3/T。为低瓦斯矿井。2、山西XXXX煤业有限公司该矿位于本井田东部，批准开采8、10号煤层，现采8号煤层，该矿采用斜、立井联合开拓，壁式采煤，炮采落煤，液压支柱加型梁支护，全部垮落法管理顶板，顺槽刮板输送机运输，大巷皮带运输，绞车提升，中央并列抽出式通风，矿井一般涌水量240M3/D，雨季涌水量480M3/D，井下建有水仓，采用水泵向地面集中排水，2007年度井下瓦斯相对涌出量214M3/T。为低瓦斯矿井。3、华晋焦煤有限责任公司沙曲矿该矿位于本井田西部，批准开采4、5号煤层，现采4号煤层，该矿采用斜、竖井开拓，倾向长壁式综合机械化采煤，综采支架支护，全部垮落法管理顶板，顺槽刮板输送机运输，大巷皮带运输，绞车提升，中央并列抽出式通风，矿井一般涌水量2160M3/D，井下建有水仓，采用水泵向地面集中排水。属于瓦斯突出矿井。4、XX县刘家垣煤矿该矿位于本井田北部，批准开采4、5、8号煤层，现采4号煤层，该矿采用斜、立井联合开拓，走向长壁式采煤，炮采落煤,液压支柱加型梁支护，全部垮落法管理顶板，顺槽刮板输送机运输，大巷皮带运输，绞车提升，中央并列抽出式通风，矿井一般涌水量288M3/D，井下建有水仓，采用水泵向地面集中排水，2007年度井下瓦斯相对涌出量068M3/T。为低瓦斯矿井。5、XX县王家焉煤矿该矿位于本井田北部，批准开采4、5、8号煤层，现采4号煤层，该矿采用斜、立井联合开拓，倾向长壁式采煤，炮采落煤,液压支柱加型梁支护，全部垮落法管理顶板，顺槽刮板输送机运输，大巷皮带运输，绞车提升，中央并列抽出式通风，矿井一般涌水量384M3/D，井下建有水仓，采用水泵向地面集中排水，2007年度井下瓦斯相对涌出量435M3/T。为低瓦斯矿井。6、XX县胡家垣煤矿该矿位于井田东部，批准开采8号煤层，由于资源枯竭，现矿井已关闭。上述各矿均未发现有越界越层开采行为。六、电源、水源情况（一）电源条件在矿井工业场地西南方向约37KM处现有穆村110KV变电站一座，可做为矿井的一回供电电源；在矿井工业场地东南方向约26KM处现有城关35KV变电站一座，可做为矿井的另一回供电电源，本矿供电电源可靠。（二）水源条件本矿工业场地附近已建成深井一眼，生产、生活及消防用水可取用该深井之地下水，作为本矿永久供水水源是可靠的。七、场地征地情况山西XX煤矿有限公司矿井工业场地使用多年，均有土地使用手续，不存在征购地问题。八、主要建筑材料供应情况矿井所需钢材、木材、水泥、各种设备市场上能够满足建设需求；砖、石、砂及石灰等本地可满足需求；当地劳动力较充足；本次扩建各级政府大力支持该矿建设，因此矿井建设各种条件都比较好。第二节地质特征一、地质构造一、区域地质简况1、区域地层本井田位于鄂尔多斯聚煤盆地东缘的河东煤田中段离柳矿区内。区域地层见表121。2、区域构造河东煤田属鄂尔多斯盆地东部边缘，按地质力学观点，本煤田为祁吕贺山字型构造脊柱东侧盾地与东翼内带之间一沉积煤盆地，由于受各时期构造运动的影响，形态比较复杂，而东翼以北北东向的新华夏系构造为主。离柳矿区位于河东煤田中部，基本上是一向西倾斜的单斜构造，东部发育大的宽缓褶曲，成为矿区控制性构造。褶曲自东而西有离石中阳向斜、王家会背斜、三交XX单斜，其间伴生有炭窑沟、朱家店、湍水头等较大断层。王家会背斜由于隆起部位遭受长期剥蚀，其上含煤地层不复存在，而背斜东部分离出离石煤盆地。离柳矿区以北和以南，构造应力较为强烈，发育了汉高山断层带和紫荆山断层带。而中部产生了离石鼻状构造，本构造以离石聚财塔一线为转折线，形成了一个弧顶向西突出的弧状褶曲。这个弧状褶曲在三交、XX区表现明显，在转折线以北的三交区，地层走向由北东转向北北东至南北向，而转折线以南的XX区，则由南北转向北北西至北西。在鼻轴转折线部位由于张力作用产生了一个东西向的张性断裂带，即聚财塔断层和聚财塔南断层组成的地堑构造，断距130255M。3、岩浆岩本区未发现有岩浆侵入体及岩浆岩。表121区域地层简表地层单位界系统组代号厚度（M）岩性描述全新统Q4124冲积层,由亚砂土、砂层及砾石层组成上更新统马兰组Q3M1058浅黄色，黄土状亚粘土及亚砂土。含大孔隙，局部夹砂砾层及其透镜体。常组成二级阶地及其丘陵顶部覆盖黄土地貌第四系中更新统离石组Q2L15140红黄、浅红棕色黄土状亚砂土。夹红综色古土壤层，其下可见钙质结核层，底部夹有薄透镜状砾石层，砾石万分单一，以灰岩为主。垂直节理发育。新生界上第三系上新统保德组N2B4122底部为灰白、浅红色砾岩，砾石成分为片麻岩、石英砂岩、石灰岩组成，砾径510M，钙质胶结，上部为紫红色及棕红色粘土及砂质粘土，夹薄砾石层及钙质结核铜川组T2T221341下部为灰绿、灰黄及灰红色长石石英砂岩为主，夹薄层泥岩，砂岩含磁铁矿条带、钙质结核等，上部由灰红色厚层状中细粒长石石英砂岩为主，夹泥岩及12层凝灰岩中统二马营组T2ER429519中上段由紫红、灰红色长石石英砂岩及薄层泥岩、砂质泥岩组成。下段为灰绿色厚层中粒长石石英砂岩夹泥岩及砾石透镜体，顶部为紫红色砂质泥岩和尚沟组T1H92167紫红、砖红色砂质泥岩、泥岩夹浅红色细砂岩，局部含数层钙质结核或透镜状淡水灰岩层中生界三叠系下统刘家沟组T1L330485淡红、砖红色细粒薄板状长石石英砂岩夹薄层紫红色砂质泥岩，砂岩中含泥质包裹体，具大型交错层理，细砾岩中见有淡水灰岩层石千峰组P2SH995224以砖红、鲜红色砂质泥岩、泥岩为主，下部砂岩发育，上部以细碎岩为主，夹透镜状淡水灰岩上统上石盒子组P2S276508下段以灰绿色砂岩为主，中段为紫红色、灰绿色砂质泥岩、粉砂岩与紫色泥岩互层；上段为紫色、葡萄紫色、蓝灰色砂质泥岩、泥岩，夹薄层浅色长石泥岩下石盒子组P1X60116灰灰绿色砂岩、灰色泥岩及煤线组成，底部含煤线数层，上段为灰绿色中厚层状砂岩，夹砂质泥岩及炭质泥岩二叠系下统山西组P1S3398灰白深灰色砂岩，灰黑色泥岩及煤层组成，含25层煤，其中4层煤可采或局部可采，主要含煤地层之一上统太原组C3T70127由灰白色砂岩、灰黑色泥岩、石灰岩及煤层组成，含灰岩56层，煤层57层，可采煤层24层。主要含煤地层之一古生界石炭系中统本溪组C2B1444由铁铝岩、粘土泥岩及泥岩、砂岩组成，底部为山西式铁矿或黄铁矿及G层铝土矿，向上为泥岩段，夹薄层砂岩及煤线峰峰组O2F46138浅灰深灰色中厚层状石灰岩，角砾状泥灰岩为主，夹层状、脉状、纤维状隐晶质石膏，石膏带多赋存于中下部上马家沟组O2S122383底部为泥灰岩，局部含角砾，其上主要为灰岩及白云质泥灰岩与豹皮状灰岩互层中统下马家沟组O2X48263底部为黄褐色中厚层状石英砂岩及黄绿色钙质泥岩、泥灰岩，其上为灰岩，夹薄层泥灰岩及白云质灰岩奥陶系下统冶里亮甲山组O1YO1L461212945底部为黄绿色泥岩与竹叶状白云岩互层，泥岩一般为23层，其上为燧石结核、白云岩和泥质白云岩，泥岩中含山西朝鲜早化石寒武系上统凤山组3F55110底部为泥质白云岩，向上为厚层白云岩、泥岩及泥质条带白云岩，白云岩层位稳定，质纯，含五湖嘴虫及索克虫化石古生界寒武系上统长山组3CH344灰紫色竹叶状灰岩，夹薄层灰岩，汉高山带相变为白云质灰岩，含王冠头虫化石崮山组3G740黄绿色、灰紫色泥岩，泥质条带灰岩和竹叶状灰岩汉高山组ZCH18350下部为紫红色砾岩及灰黄色砂岩，上部为紫红色砂质泥岩、泥岩夹砂岩，靠下部夹一层12M厚的安山质凝灰岩，含孢粉震旦系黑茶山组PTLHC1080由变质砾岩及肉红色、灰紫色含砾长石石英岩等岩石组成，砾岩中砾径大小悬殊，一般260MM白龙山组PTLB660变基性火山岩，由斑状、气孔状斜长石角闪岩、角闪变粒岩及千枚岩组成元古界野鸡山群青杨树湾组PTLQ2601002下部为变质砾岩，含砾石英岩及石英岩等变质粗粒碎屑岩，中部为浅红色条带状石英岩状角闪变粒岩，上部为灰黑色条纹、条带状钙质黑云母千枚岩，夹钙质石英岩及12层变基性火山岩XX山群ARZLL483513035以变质酸性、基性火山岩为主，中部夹有泥质为主的变质沉积岩（石英岩、千枚岩、大理岩），顶部为巨厚层状的大理岩太古界界河口群ARZJH250012410以云母片岩、云母变粒岩为主，夹各种大理岩，黑云母斜长片麻岩及斜长角闪岩，经受混合化作用较强烈4、区域含煤特征河东煤田离柳矿区位于山西省西部，主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。石炭系上统太原组为一套海陆交互相的含煤建造。主要是由一套石灰岩、泥灰岩、泥岩、砂质泥岩及不同粒度的砂岩组成，地层厚度70127M。含煤6上、6、7、8上、8、9、10、11号煤层。其中8、10号煤层为稳定的中厚煤层，6号煤层为较稳定的局部可采薄煤层。其余为不可采煤层。二叠系下统山西组是一套由砂岩、泥岩、砂质泥岩和煤层组成的陆相含煤建造，地层厚度一般为3398M。含煤1、2、3、4、5、5下号煤层。其中4、5号煤层为稳定的中厚煤层，2、3号煤层为局部可采煤层。其余为不可采煤层详见表122。（二）矿井地质1、地层井田位于河东煤田中段，离柳矿区中西部边缘，井田内地表大部分为黄土覆盖，仅在较大沟谷中有基岩裸露，根据地表分布和钻孔揭露情况，井田范围沉积地层由下而上依次为1奥陶系中统峰峰组（O2F）埋藏于井田深部，地层厚度880012600M，平均10600M，岩性底部多为角砾状石灰岩，中下部为泥灰岩、灰岩、含脉状纤维质石膏或层状隐晶质石膏35层。上部为中厚层石灰岩，夹有薄层角砾状泥灰岩、泥岩。表122区域可采煤层情况表含煤地层煤层编号煤层厚度（M）最小最大平均煤层间距（M）最小最大平均结构（夹石层数）可采性稳定性20252200891012392简单（02）大部可采较稳定3040150105103401699简单（01）大部可采较稳定4084605298616180974中等（04）全部可采稳定山西组501050427355611563182复杂（06）大部可采较稳定6010166081168817393758简单（02）大部可采较稳定8079933391277301248复杂（07）全部可采稳定901831213913202250复杂（05）局部可采不稳定太原组10018538166943中等（04）大部可采较稳定2石炭系中统本溪组（C2B）平行不整合于下伏奥陶系灰岩之上。底部为鸡窝状山西式铁矿和浅灰色铝土岩，即铁铝层段。之上为深灰色泥岩、砂质泥岩夹泥岩、粉砂岩、和23层不稳定石灰岩及12层薄煤线。本组厚度16003900M，平均2900M左右。3石炭系上统太原组（C3T）连续沉积于本溪组之上，为井田内主要含煤地层之一，地层厚度780010700M，平均9000M，岩性为灰灰白色砂岩，深灰色泥岩、砂质泥岩间夹47层煤层，其中8号煤层为井田主要可采煤层。自下而上发育的L1、L2（L1、L2多合并为一层）、L3、L4、L5石灰岩中L12、L3层位稳定，为良好的标志层，L3、L4灰岩则不稳定，部分钻孔中缺失。本组底部以一层灰白色中细粒石英砂岩（K1）与本溪组分界。4二叠系下统山西组（P1S）井田主要含煤地层之一，与下伏太原组呈连续沉积，地层厚度47838800M，平均6125M。岩性由深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和35层煤层组成，其中4、5号煤层为主要可采煤层，底部分界砂岩（K3）在井田范围不稳定，中部多相变为泥岩。5二叠系下统下石盒子组（P1X）连续沉积于山西组之上，岩性为灰灰绿色砂岩夹深灰色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩，下部偶夹12层煤线，顶部有一层浅灰、紫红斑杂色铝质泥岩，俗称桃花泥岩“，为良好辅助标志层。底部以一层灰绿色中粗粒砂岩（K4）与山西组分界。本组厚度600010500M，平均8300M。6）二叠系上统上石盒子组（P2S）与下盒子组呈连续沉积，全组厚度410M左右，井田内仅残留中下部层段，岩性为灰白黄绿色砂岩夹灰、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，最大残留厚度12000M左右。7第四、上第三系（QN）广泛分布于井田内，上部为第四系中上更新统黄土层，其上段岩性为淡黄色砂质粘土，具大孔隙，垂直节理发育。下段为浅红、红黄色砂质粘土，较致密，含有钙质结构，厚度014200M。下部为上第三系红土层，为棕红色粘土、亚粘土，厚度03000M。2、含煤地层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。此外，在本溪组和下石盒子组也含有少量不稳定的薄煤层和煤线。现将井田主要含煤地层叙述如下1）太原组（C3T）为一套海陆交互相含煤地层，平均厚度9000M左右，根据岩性岩相组合特征，自下而上可分为三段晋祠组由K1砂岩底至9号煤层底，厚度3800M左右，岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹有灰色中、细、粉砂岩和一层不稳定的10号煤层，底部K1砂岩为一层中细粒石英砂岩，成分以石英和石英质岩屑为主，硅质泥质胶结，磨园度较好，分选中等，垂向上呈正序列，发育有板状交错层理。不稳定，厚度变化大，平均厚度为350M。本段泥质岩类成分主要为高岭石，次为伊利石、低开石及锂云母等，常见陆源石英、长石及岩屑等混入物。顶部泥岩中富含球粒状菱铁矿。本段为一套海退的泻湖、障壁岛体系沉积，其间有过一次范围不广的泥沼环境，沉积了一层不稳定的薄煤层。毛儿沟段由9号煤层底至L3灰岩顶，厚度2100M左右。岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩间3层石灰岩（L1、L2、L3，L1、L2多合并为一层），12层泥岩和23层煤层（8号、9号）组成，为本组主要含煤段，其中8号煤层为井田主要可采煤层。本段所含3层灰岩中，L1灰岩为泥晶泥质灰岩。含腕足类、苔藓类、瓣鳃类等化石。L2灰岩为生物泥晶泥质灰岩，基质中含有少量硅质，化石呈片状，种类有腕足、棘皮动物等。L3灰岩为泥晶生物含泥灰岩，生物化石有苔藓、腕足类、棘皮动物等。所含砂岩以中细粒为主，具交错层理，垂向上以反粒序为主，碎屑成分以石英、燧石、岩屑为主，泥质胶结，磨园、分选较好。本段泥质岩成分主要为高岭石、石英和云母，含少量菱铁矿结核。该段属湖坪体系沉积，三次海退海进分别形成了砂坪、泥坪、沼泽和泥岩及碳酸盐岩台地沉积环境，沉积了普遍发育的L1、L2、和L3三层灰岩和8号稳定可采煤层，其中由于前二次海侵间隙较短，只局部出现了其间海退期的泥坪沉积，大部地区则两次海侵叠加，形成历时较长的碳酸盐台地环境，沉积了较厚的L1L2石灰岩地层。东大窑段由L3灰岩顶至K3砂岩底，厚度3100M左右，岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩，2层石灰岩（L4、L5）和2层煤层（6号、7号）组成。所含砂岩以中细粒为主，发育大型交错层理磨园、分选较好，成分以石英、长石及岩屑为主，泥质胶结。所含泥质岩成分以高岭石、石英云母为主。本段亦属潮坪体系沉积，两次海退海进分别经历了由潮间坪泥炭坪环境的演变过程。由于泥炭坪环境相对稳定性差，致沉积煤层多不可采。2）山西组（P1S）为一套陆相碎屑岩含煤地层，平均厚度6125M。岩性主要由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩间34层中、细粒砂岩和35层煤层组成。所含煤层中；下部4号、5号煤层为主要可采煤层。中上部沉积煤层大都不可采。本组所含砂岩多以中细粒为主，成分以石英、长石和岩屑为主，有时含煤屑。砂粒磨园、分选中等，交错层理发育，有时有冲刷下伏地层现象。该组所含泥岩多具水平层理，局部富含植物茎叶化石。本组属三角洲体系沉积，随着晚石炭世最后一次海侵的结束，早二叠世早期，井田一带逐渐过渡为三角洲沉积环境，而三角洲沼泽化就成为山西组主要煤层堆积的良好基础，故而沉积了井田主要可采的4、5号煤层。3、构造井田位于河东煤田中段，区域构造位置处于XX山复背斜之次级构造王家会背斜西翼，受其影响井田范围总体呈一走向近南北，向西倾伏的单斜构造，局部略有次级起伏。地层倾角大部平缓，一般为46左右，南部边缘稍陡，可达27。另外在井田内还发育三条断层，分别叙述如下（见表123）表123主要断层一览表断层编号位置性质走向倾向倾角落差（M）井田内延伸长度（M）F2井田北部正EWN7075801201500F1井田中西部正NENW6002475F2井田中西部正NENW75033001F2正断层位于井田北部冯家畔村北，属聚财塔地堑之南断层，断层走向延伸方向呈近东西向，延伸长度2500M以上，穿越井田长度约1500M，断层面倾向北，倾角7075，落差80120M。该断层与其以北450M处之F1断层（聚财塔北断层）共同组成聚财塔地堑，地堑内地层段落深度80250M，在南北大断层临近伴生有次级羽状小断层和宽缓小褶曲。该断层为沙曲井田勘探时42号钻孔控制。2F1正断层位于井田中部，由该矿井下运输下山巷道和新开下山巷道揭露。断层走向呈北东，断层面倾向北西，倾角60，走向延伸长度475M，断层落差2M左右。3、F2正断层位于井田中部，由该矿井下运输下山巷道和新开下山巷道揭露。断层走向呈北西，断层面倾向南西，倾角75，走向延伸长度300M，断层落差3M左右。除上述三断层外，井田内未发现陷落柱、岩浆侵入现象。井田总体构造属简单类型。二、煤层及煤质1、煤层1含煤性本井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。山西组平均厚度6125M，含1、2、3、4、5号煤层，其中4、5号煤层为可采煤层。煤层平均总厚894M，含煤系数1460；可采煤层厚793M，可采含煤系数1295。太原组平均厚度9000M，含6、7、8、9、10号煤层，其中8号煤层为可采煤层。煤层平均总厚524M，含煤系数582；可采煤层厚375M，可采含煤系数417。两煤系地层总厚15125M，含煤总厚1418M，含煤系数938；可采煤层厚1168M，可采含煤系数772。2可采煤层本井田批采煤层有4、5号煤层，其特征见表124。表124可采煤层特征表顶底板岩性地层煤层厚度（M）最小最大平均层间距（M）最小最大平均结构夹矸数稳定性可采性顶板底板4240491380286416369简单01稳定全区可采泥岩砂质泥岩粉砂岩泥岩细砂岩山西组5310497422399950744528简单01稳定全区可采泥岩细砂岩泥岩中砂岩4号煤层位于山西组下部，下距5号煤层286416M，平均369。煤层厚度240491M，平均380M。煤层结构简单，大部分含一层夹矸，该煤层全区可采，煤层直接顶板大多为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩，底板大都为泥岩或细砂岩。5号煤层位于山西组下部，下距K3砂岩02M左右。煤层厚度310497M，平均422M。属全区可采煤层。煤层结构简单，不含夹矸或含一层夹矸。煤层直接顶板大多为泥岩，局部为细砂岩，底板多为泥岩，局部为中砂岩。3煤层对比煤层对比采用沙曲精查地质报告对比成果,其对比方法主要采取标志层法，结合地层层序、层间距及煤层自身特点等进行对比，4号煤层位于山西组下部，其下有一层砂体，易于识别。原煤灰分低于其它煤层。测井曲线显示伽玛伽玛值本煤层最高。易于对比。5号煤层位于山西组下部，上距4号煤层286416M，下距K3砂岩0200M左右，下距太原组顶部L5灰岩12M左右。顶板常发育一层海相泥岩为其特征，以原煤灰分、硫分高于山西组所有煤层为主要特征，对比基本可靠。8号煤层L12灰岩为其直接顶板且硫分最高，为一中厚厚煤层，稳定，全区可采。综上所述，井田内标志层发育，各煤层特征比较明显，故对比结果可靠。2、煤质1）物理性质和煤岩特征据山西省河东煤田离柳矿区沙曲井田勘探（精查）地质报告资料，将各煤层物理性质及煤岩特征叙述如下1物理性质各煤层煤的物理性质基本相同，颜色为黑色、黑灰色，条痕为黑色至灰黑色，以玻璃及强玻璃光泽为主，少数分层呈油脂光泽，内生裂隙普遍发育，断口为贝壳状、参差状和阶梯状。各煤层为中变质煤，硬度小，脆度大。主要可采煤层一般含夹矸03层，属简单中等结构。夹矸多为泥岩，炭质泥岩为主，伴生黄铁矿及菱铁质结核。2煤岩特征宏观煤岩特征各可采煤层宏观煤岩特征相近，煤岩组分多以亮煤、镜煤为主，其次为暗煤。煤岩类型为光亮型半亮型煤，含少量半暗暗淡型煤分层。煤层主要为条带状、均一状结构，层状构造，其次为线理状结构、块状构造。显微煤岩特征各煤层均以镜质组为主，一般在90以上，其次丝质组一般大于20，再次半镜质组一般小于10。镜质组中以均质镜质体、基质镜质体为主，其次是结构镜质体和碎屑镜质体，胶质镜质体、团块镜质体少见。丝质组是煤中的常见组分，以半丝质体为主，其次是丝质体、碎屑丝质体、粗粒体，其它组分少见。半镜质组是次要组分，其中以均质半镜质体、结构半镜质体为主，基质半镜质体少见，碎屑半镜质体仅在含矿物多的暗煤中富集，由于煤化强度较高，故煤中壳质体大部分已消失，只见一些形态模糊的角质体和孢子体。无机组分均以粘土矿物为主，占105212，其次为硫化铁类、碳酸盐类。粘土矿物呈分散状、条带状、小团块状分布于煤中，部分充填胞腔。黄铁矿呈微粒状、莓球状、块状或充填于胞腔与裂隙中。碳酸盐类充填于次生裂隙或丝质体、半丝质体胞腔中。显微煤岩类型以微镜煤为主，其次为微镜惰煤，微惰煤含量不高，一般在49216之间，微矿物煤和微矿质类型之和在2216之间。微镜煤中以微无结构镜煤为主，微镜惰煤中以镜质体为主。煤的反射率及煤变质煤的镜质组最大反射率，山西组平均133143，太原组平均149169，均达中高变质阶段。煤变质的特点为纵向上，随煤层层位降低变质加深，符合希尔特定律，主要为深成变质作用所控制。各煤层显微组分测定结果见表125。表125各煤层显微组分测定结果表有机组分（）无机组分（）煤层号镜质组半镜质组丝质组小计粘土类硫化铁碳酸盐石英小计反射率R。MAX27083625610067000100680133369940261100116000111713846064734710075010100771405524504261001910902202143679429177100104130812514986934226510075070284157981724159100780510930169107732919810011508021251562）化学性质和工艺性能（1）化学性质根据河东煤田XX勘探区地质勘探最终报告（精查）资料和矿井取样化验资料，各可采煤层煤质特征如下，详见表126、4号煤层水分（MAD）原煤026082，平均049；浮煤043082，平均057。灰分（AD）原煤13513022，平均1982；浮煤5321351，平均792。挥发分（VDAF）原煤23972909，平均2522；浮煤22592520，平均2371。硫分（ST,D）原煤041071，平均054；浮煤047066，平均057。磷含量（PD）原煤00020029，平均0015。浮煤00130027，平均0018。发热量QGR,D原煤28213134MJ/KG，平均2999MJ/KG。浮煤33603393J/KG，平均3375MJ/KG。粘结指数（GRI）浮煤8894,平均913胶质层最大厚度（Y）107208MM，平均163MM。煤类为焦煤，洗选后作为炼焦用煤为特低灰高灰以低灰为主、低硫分、低磷分煤。、5号煤层水分（MAD）原煤031071，平均049；浮煤038086，平均062。灰分（AD）原煤21483371，平均2695；浮煤8771783，平均1163。挥发分（VDAF）原煤22982501，平均2402；浮煤21852464，平均2301。硫分（ST,D）原煤042340，平均102；浮煤063097，平均075。磷含量（PD）浮煤00160085，平均0051。发热量QGR,D原煤24702594MJ/KG，平均2532MJ/KG；浮煤30963152MJ/KG，平均3124MJ/KG。粘结指数（GRI）浮煤7186，平均785胶质层最大厚度（Y）13213MM，平均169MM。煤类为焦煤，洗选后作为炼焦用煤为低灰高灰以中灰为主、低硫分中低硫以中低硫为主、低磷分中磷分煤以中磷分为主。（2）工艺性能粘结性指数、胶质层厚度各可采煤层粘结性指数均在71以上，胶质层最大厚度95213MM，焦渣特征67，属强粘结性煤，另据相邻三交区详查勘探资料，4号煤结焦性最好，5号煤结焦性稍差。灰熔融性据相邻三交区详查报告资料，各可采煤层的转化温度（ST）均大于1460，为难熔灰分煤。煤对二氧化碳的反应性参考三交区详查报告资料，4、5号煤的化学活性较好，在1100时，还原率依次为3565、3100和3760。单独铁箱试验、小焦炉试验1959年XX精查在XX长盛窑5号煤层采取铁箱样，同年XX城普查于寨崖底窑采10号煤、于光明窑采5号煤铁箱样，1989、1991年XX城详查于庄上煤矿、XX煤矿采4、8号煤的小焦炉试验样。经北京钢铁工业综合研究所试验（见表126），试验结果M40大于76，M10小于9，均符合级冶金焦标准，各煤层粘结性能好，结焦性优良。3）可选性据三交详查勘探时于本井田之北3KM处33号孔采取4号煤层简选样和本井田之北2KM处聚财塔煤矿采取5号煤层简选样分别进行了筛分和浮沉试验，结果如下（见表127）表126单独铁箱试验、小焦炉试验成果表装炉煤工业分析（）焦炭工业分析（）采样地点煤层ADST,DVDAFADST,DVDAFM40M10YMMG寨崖底窑1059804817307517光明窑5101304123506520XX长盛窑570505380462庄上煤矿47970592275995053089836741882XX煤矿885922520211094191134790881477表127可选性测定结果综合表煤层AD理论产率01含量可选性等级89447790易选4（简选样）1090441855中等可选869955822极难选108408822易选4（大选样）1290641668中等可选838896755极难选1061445902极难选51274401703中等可选988801063中等可选8109250745易选1筛分试验4号煤层05130MM级粒煤占全样的8575，灰分1470，全硫071，其规律是随着粒级的降低，灰分降低，硫分降低。（简选样）050MM级粒煤占全样的1337，灰分2098，全硫039，其规律是随着粒级的降低，灰分降低，硫分增加。（大选样）5号煤层05130MM级粒煤占全样的8769，灰分为2005，全硫为076，其规律是随着粒级的降低，灰分降低，硫分增高。（2）浮沉试验和可选性评价上述4、5、8号煤层简选样均分别进行了浮沉试验，根据试验结果，采用01含量对其可选性评价如下4号煤层（简选样）分别选用理论灰分8、10时，01含量分别为790、1855，理论产率分别为9447、9044，理论分选密度分别为1775G/CM3、2222G/CM3，可选性分别为易选、中等可选。4号煤层（大选样）分别选用理论灰分8、10、12时，01含量分别为5822、822、1816，理论产率分别为6995、8408、9064，理论分选密度分别为1362G/CM3、1598