山西某煤业有限公司矿井矿井兼并重组整合项目初步设计.doc

1 前前 言言 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件“xx 重 组办发200920 号”关于 xx 市 xx 市城区、xx 县煤矿企业兼并重组 整合方案的批复 ，同意山西 xx 无烟煤集团有限责任公司兼并重组山 西 xxxxxx 煤业有限公司、山西 xxxx 煤业有限公司和山西 xxxx 煤业有限公司（已关闭）整合为山西 xx 集团 xx 煤业有限公司。兼并 重组整合前原山西 xxxxxx 煤业有限公司是由原 xx 市城区 xx 五门 联办煤矿改制而成，位于矿区中部，始建于 1983 年，于 1984 年投产， 批准井田面积 1.1164km2，批准开采煤层为 3 号煤层，生产能力为 9 万 t/a；原山西 xxxx 煤业有限公司井田面积 0.3321km2, 批准开采 3 号煤 层，于 1983 年建井，1985 年投产，生产能力 9 万 t/a，现已关闭；原山 西 xxxx 煤业有限公司井田面积 0.9734km2，批准开采 3 号煤层，于 1984 年建井，1985 年投产，生产能力 9 万 t/a。 2009 年 11 月 19 日，山西省国土资源厅为该公司颁发了新的采矿 许可证，证号 xx，批准该公司开采 3#15#煤层，井田面积为 7.4176km2，开采深度标高 775m640m，生产规模 60 万 t/a。 为尽快使矿井投入正常生产，产生经济效益，保证矿井持续健康发 展，解决当地劳动就业问题，依据省煤炭工业厅【2010】1596 号文对矿 井兼并重组整合地质报告的批复，井田内的 3 号煤层达到勘探程度，并 按省煤炭厅 xx 办基发【2009】83 号文的精神，应矿方委托，我院编制 山西 xx 集团 xx 煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计 。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 1、 山西 xx 集团 xx 煤业有限公司矿井矿井兼并重组整合项目初 步设计的设计委托书。 2、山西省国土资源厅 2009 年 11 月颁发的采矿许可证（证号： xx） 。 2 3、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室 xx 重组办发 【2009】20 号“关于 xx 市城区、xx 县煤矿企业兼并重组整合方案的批 复”。 4、xx 市煤田地质勘探队编制的山西 xx 集团 xx 煤业有限公司 兼并重组整合矿井地质报告 。 5、山西省煤炭工程项目咨询评审中心 xx 咨评地字【2010】613 号 “关于山西 xx 集团 xx 煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的 评审意见书 。 6、山西省煤炭工业厅 xx 规发【2010】1596 号“关于山西 xx 集团 xx 煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”。 7、山西省工商行政管理局（晋）名称变核内【2009】001280 号的 企业名称变更核准通知书。 8、 xx市煤炭工业局关于xx市2008年度30万吨/年以下二轻及乡镇 煤矿矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复 （晋市煤局安字 【2008】1194号）文。 9、山西xx无烟煤矿业集团有限责任公司文件xx集通字2010874 号关于对山西xx集团晋圣凤红煤业等四个煤矿的批复 。 10、河南省煤炭质量监督检验站提供的山西 xx 集团 xx 煤业有限 公司煤样的检测报告。 11、 中华人民共和国职业病防治法和中华人民共和国尘肺病 防治条例 。 12、相应的国家法规、规程和标准。 13、山西 xx 集团 xx 煤业有限公司提供的其他相关设计资料。 二、设计指导思想二、设计指导思想 在保证矿井设计规模和安全生产的前提下，尽量简化环节，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 3 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矿井。 三、设计主要特点三、设计主要特点 尽量利用现有工业场地和井巷工程，设计方案充分体现市场经济的 特点，减少基建投资，对满足重组整合设计后矿井生产和安全要求的的 仪器和设备做到综合利用，为本矿尽快投产、实现经济效益奠定坚实基 础。 1、矿井以一井一区一面达到 60 万 t/a 设计生产能力要求。 2、主运输采用胶带输送机，实现煤炭的连续运输；辅助运输采用 无极绳连续牵引车配合调度绞车牵引矿车或平板车运输。 3、采煤工艺采用综采放顶煤采煤方法。 4、设计井下巷道采用岩石上山+煤层巷的布置方式。 5、利用原 xx 煤业有限公司原工业场地，并置换原 xx 煤业有限 公司和原 xx 没有有限公司工业场地，原 xx 煤业有限公司原有工业场 地 22.7 亩，可置换 26.8 亩，需新增 61.5 亩，改造和新掘井筒，新购置 机电设备。 四、主要技术经济指标四、主要技术经济指标 1、矿井设计生产能力为 60 万 t/a，矿井总服务年限 13.5a，其中 3 号煤层服务年限为 8.3 年。 2、井田开拓方式：斜-立井综合开拓。 3、矿井以+690m 一个水平开拓开采 3 号煤层和 9 号煤层，以一个 综采工作面、两个综掘工作面保证矿井设计生产能力和正常生产接替。 4、矿井移交生产时，新增井巷工程总长度 8025m，其中煤巷 4340m，占新增井巷工程总长度的 54%，万吨掘进率 133.75m。井巷新 增掘进总体积 906479m3。 5、矿井工业场地围墙内占地 7.40 ha。 6、原煤进行三级筛分，分为+50mm，2550mm 中块、1325mm 小块及 013mm 末煤四个品种，大块、中块、小块经带式输送机分别运 4 至封闭式滑坡仓，末煤经带式输送机运至地面储煤筒仓存放。场地共 3 个筒仓，每个筒仓容量为 1400t，总容量为 4200t，缓冲生产天数为 3 天。 7、预计矿井生产期间出井矸石量为 1000t/a（凿井初期矸石量约为 50000t/a） ，地面筛选出的矸石为 1000t/a，共计矸石为 2000t/a（52000 t/a） 。 8、全矿用电设备工作总容量为 4756.14kw，全矿最大计算有功负 荷为 2978.50 kw，经计算矿井年耗电量 13212686.43 kwh，吨煤耗电量 22.02 kwh/t。 9、工业建（构）筑物总面积为 5173.74m2，均为新建建筑，工业建 （构）筑物总体积为 37323.72m3；工业场地行政、公共建筑总面积为 16465.56m2，均为新建建筑，工业场地行政、公共建筑总体积为 56449.84m3。 10、矿井建井总工期为 30 个月。 11、矿井原煤全员效率为 4.85 t/工，在籍职工总人数为 575 人。 12、建设项目总资金为 49845.97 万元，吨煤投资为 830.77 元。 五、存在的问题及建议五、存在的问题及建议 1、通过地质报告分析确定井田地质构造简单，但是在 3 号煤层建 设开采过程中，应加强矿井地质工作，注意探测隐伏的地质构造，确保 安全。 2、在建设生产过程中，应及时补充 3 号煤层瓦斯资料，以指导矿 井建设生产。同时要加强煤层瓦斯监测及通风管理工作，以防瓦斯灾害。 3、井田内 3 号煤层开采年代已久，井下废弃巷道、采（古）空区、 小窑破坏区有不同程度的积水，需加强探放水工作。 4、井田 3 号、9 号和 15 号煤层均存在奥灰岩溶水带压开采区，生 产中应加强对隐伏构造的探测，并研究构造的导水性。 5 5、及时掌握井下开采时遇到的地质构造，应借助各种技术力量查 明井田内构造情况，以保证生产的顺利进行； 6、井田南部原 xx 煤业公司 3 号、9 号、15 号煤层控制程度较低， 建议下一步生产过程进行补充勘探，提高勘查控制程度。 7、本报告煤层资源量估算标高为 775m570m，与采矿证标高 775m640m，有所差异，换发采矿证时，注意其一致性。 8、矿井地质报告提供的矿井 3 号煤层涌水量预测，采用原山西 xxxxxx 煤业有限公司相关数据作为参照。要求矿方加强水文地质工 作，收集整理分析矿井水文资料，精确预测矿井涌水量数据，以指导矿 井建设生产。 在 3 号煤层建设开采过程中，应贯彻执行“预测预报、有掘必探、 有采必探、先探后掘、先治后采”的探放水方针。 雨季前后矿方应及时踏勘地表塌陷、裂隙，采取防治洪水进入矿井 的具体措施。 9、矿井建设开采 3 号煤层中，由于断层的存在，应加强对顶板的 管理和断层导水性的测定。 10、矿方已与 xx 供电分公司签订了关于山西 xx 集团 xx 煤业 供电意向的函，矿方应尽快与供电部门签订矿井兼并重组整合后的供 电合同。 11、根据地质报告，15 号煤平均含硫量 3.84%，且根据 15 号煤全 硫含量等值线图，硫分小于 3%的资源部分大部分被北部高速路及村庄 压盖和东部边界白马寺大断层煤柱压盖，故本次设计暂不考虑 15 号煤 层开采，待以后确定 15 号煤层可采区域后再另行设计。 6 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 山西 xx 集团 xx 煤业有限公司位于 xx 市西北 5km 的 xx 村附近。 距 xx 集团约 20km。行政区划隶属 xxxx 乡管辖。其地理位置为： 东经：11245291124714 北纬：352957353241 井田距 xx 市西环路西约 2km, 有简易公路与之相连，距太焦线 xx 北站 10km，距晋焦高速公路约 20km，xx 市环城高速公路从井田 东部经过。井田与周边村镇及工矿企业均有乡村公路相通，交通较为便 利。 详见图 1-1-1。 二、地形、地貌及河流二、地形、地貌及河流 1、地形地貌 井田地处太行山脉南段，沁水盆地的南缘，地貌上属侵蚀山地，地 形起伏不大，以低山丘陵为主。区内沟谷发育，黄土大面积覆盖。最高 点为矿区东南部边界，海拔+938m，最低点位于矿区北部，海拔 +788m，最大相对高差 150m。 2、水系及河流 该区属黄河流域沁河水系丹河支流白水河流域，白水河为丹河一支 流，发源于 xx 市区北的白马寺山，全长约 61km，河床宽约 50m，流 域面积约 411.7km2，泽州县金村镇南掌村以南约 1300m 以下为常流河， 该河流与本井田最小距离约 4km。井田内河流不发育，大小冲沟平时基 本干枯无水，只有雨季时才有短暂洪流沿沟谷由西向东、东北，由中西 部向南排出井田后，汇入白水河及其支流。 三、气象及地震情况三、气象及地震情况 7 本区属东亚暖温带大陆性气候，一年内四季分明。据城区气象部门 最近 40 年的统计资料：无霜期 202 天左右，气候干燥，多年平均降水 量 573.8mm，最大年降水量为 1010.4mm（1956 年） ，最小年降水量为 265.7mm（1997 年） ，最大日降水量为 172.6mm（2010 年 8 月 19 日） ， 最大时降雨量为 71.4mm。雨季多集中于七、八月，多年平均蒸发量 1827.8mm，超过降水量的三倍；旱季为 12 月到翌年 2 月，多年平均气 温 11.5，68 月气温最高，极端最高温度可达 38.6（1967 年 6 月 4 日） ，12 月至翌年 2 月气温最低，极端最低温度为22.8（1956 年 1 月 21 日） ；每年 11 月至次年 3 月为冰冻期，最大冻土深度为 41cm，结冻 期与降雪从 11 月至翌年 3 月；冬季多为西北风，夏季多为东南风，最 大风力为 79 级，一般为 34 级。 据历史记载地震台网监测，xx 地区共发生过 5 级以上地震 1 次， 5 级以下有感地震 44 次，最大地震是 1303 年 9 月发生在高平的 5.5 级 地震。根据中国地震动参数区划图gb183062001，该地区地震动 峰值加速度和地震动反应谱周期分别为 0.05g 和 0.45s。根据国家地震 局 1：400 万中国地震综合等震线图 ，本区地震基本烈度为 vi 度区。 四、矿区经济概况四、矿区经济概况 城区矿产资源丰富，地下乌金遍布，是全国煤炭生产的主要产区之 一，除煤铁之外，探明的金属和非金属矿产还有铝土矿、硫铁矿、水泥 灰岩、耐火粘土、硅石、大理石等多种矿藏。依托其资源优势，大力发 展煤炭、冶金、化工、纺织、电力、建材、食品等产业，现已形成门类 较为齐全的地方工业体系。 五、煤炭运输条件五、煤炭运输条件 井田距 xx 市西环路西约 2km, 有简易公路与之相连，距太焦线 xx 北站 10km，距晋焦高速公路约 20km，xx 市环城高速公路从井田 东部经过。井田与周边村镇及工矿企业均有乡村公路相通，煤炭外运条 8 件较好。 六、电源、水源情况六、电源、水源情况 1、电源情况 矿井两回路分别引自川底 110kv 变电站 35kv 线路和川底北 110v 变电站 35kv 线路，本次设计工业场地设 35kv 变电站。 2、水源情况 井田内第四系地层沉积厚度小，含水层富水性也很弱，基岩裂隙水 也是弱富水含水层。该矿原生产生活用水取自山西底村深水井，该水井 不能同时满足山西底村用水和矿井生产生活用水需求，本次设计井田范 围内打一眼深水井，供矿井提升能力后生产生活用水需要。 七、主要建筑材料供应条件七、主要建筑材料供应条件 矿井建设所需砖、料石、白灰等建筑材料可当地解决，所需钢材、 高标号水泥等需从外地购置，劳动力可当地解决。 八、矿井生产建设概况及邻近矿井开采情况八、矿井生产建设概况及邻近矿井开采情况 1、矿井生产建设概况 （1）原山西 xxxxxx 煤业有限公司 原山西 xxxxxx 煤业有限公司是由原 xx 市城区 xx 五门联办煤 矿改制而成，位于矿区中部，始建于 1983 年，于 1984 年投产，批准井 田面积 1.1164km2，批准开采煤层为 3 号煤层。3 号煤层由以下 4 个拐点 坐标连线圈定（6带）： 1、x=3934879 y=19661265 2、x=3934836 y=19662406 3、x=3933837 y=19661851 4、x=3933901 y=19660789 属低瓦斯矿井，煤尘无爆炸性，为不易自燃煤层，无越层越界开采 行为。 提升系统：矿井采用立井开拓方式，现有主立井和回风立井两个 井筒，两个井筒均位于工业场地内。主立井垂深 135m，井筒净直径 9 3.0m，净断面 7.07m2，担负全矿井下料、出煤任务，同时兼进风和安全 出口；回风井垂深 110m，井筒净直径 2.8m，净断面 6.15m2，用于全矿 井回风。 采煤方法：矿井回采工作面采用短壁炮采放顶煤一次采全高采煤 法，顶板采用全部跨落法管理，全矿共配备 2 个普通炮掘工作面，一个 用于大巷的开拓、另一个用于工作面顺槽的掘进，掘进速度均为 120m/ 月。矿井采掘比 1：2。 通风方式：采用机械抽出式通风方式，中央并列式通风系统。即 主立井进风，回风立井回风。回风立井安装有 2 台 fbcz-4-13 型轴流 式通风机，1 台工作，1 台备用，配套电机型号 ybfe250m-4，电机功率 55kw。 排水系统：机械排水，矿井涌水量约 90150m3/d。 供电系统：采用双回路电源供电，一回引自北庄 110kv 变电站 10kv、563 线路，供电距离 5km，导线为 lgj-95 型钢芯铝绞线；另一 回路引自上庄 110kv 变电站 10kv、567 线路，供电距离 3.5km，导线为 lgj-95 型钢芯铝绞线。 （2）原山西 xxxx 煤业有限公司（2008 年关闭） 原山西 xxxx 煤业有限公司是由原 xx 市城区 xxxx 煤矿改制而 成，始建于 1984 年，井田面积 0.9734km2,批准开采 3 号煤层，设计生 产能力 9 万 t/a，于 2008 年底关闭。3 号煤层由以下 6 个拐点坐标连线 圈定（6带）： 1、x=3931471 y=19660856 2、x=3932411 y=19660842 3、x=3932896 y=19659841 4、x=3931553 y=19659704 5、x=3931560 y=19660164 6、x=3931460 y=19660166 该矿井采用立井开拓，罐笼提升，主要生产系统如下： 提升系统：该矿主井采用 30 kw 太原产 jtd-800 单滚筒绞车，采 10 用 0.75t 罐笼提升。副井转梯行人，供通风。井底运输方式采用人力平 车运输。 通风系统：采用中央并列抽出式通风方式。风从主井到总运输巷， 再到区段运输巷。经区段回风巷到总回风巷到风井到地面，矿井采用两 台离心式通风机。通风机一台运行，型号为 4-72-16b，配两台 18.5kw 的电动机，一台备用，型号为 4-72-10c，配备 15kw 电动机，总回风 480m3/min，有效风量为 470m3/min。 排水系统：该矿安装平顺产 3da-89 型主排水泵 2 台，电机 17kw。一台运行，一台备用，双管路，双电源。 供电系统：本矿电源主要由供电局 517 线路至矿主变，高压 10 千伏，地面配置 80kva 变压器，型号 kcg-80/10，井下配置专用隔离 变压器，型号为 sg9-20/0.4。矿井现为单回路供电，自备沈阳产 75kw 发电机组。 3、原山西 xxxx 煤业有限公司（2008 年关闭） 原山西 xxxx 煤业有限公司是由原 xx 市城区 xx 山西底联办煤矿 改制而成的，始建于 1989 年，于 1993 年投产，批准开采煤层为 3 号煤 层，实际生产能力 9 万 t/a，于 2008 年底关闭。3 号煤层由以下 4 个拐 点坐标连线圈定（6带）： 1、x=3935309 y=19661288 2、x=3935351 y=19662078 3、x=3934849 y=19661946 4、x=3934889 y=19661295 本矿采用立井开拓，采煤方法采用单体液压支柱配合铰接顶梁分层 开采，全部垮落法管理顶板。矿井通风方式为中央并列式，通风方法为 机械抽出式。矿井属低瓦斯矿井，煤尘无爆炸性，为不易自燃煤层，无 越层越界开采行为，主要生产系统如下； 提升系统：主立井为罐笼提升，主运输巷及材料均采用轨道矿车 运输，回采工作面、顺槽采用刮板输运机运输。 11 排水系统：矿井涌水量约 1585m3/d，主立井井底附件设有主、 副水仓，水仓容积均为 250 m3。水仓外安装有 3 台 4da-87 型卧式多 级离心式水泵，分别作为矿井的工作、备用和检修使用。 通风系统：采用中央并列抽出式通风方式。矿井采用两台轴流式 通风机。通风机一台运行，一台备用，型号为 fbcz-4-no11，配用 30kw 的电动机，总回风 960m3/min，有效风量为 890m3/min。 供电系统：矿井原采用两回路 10kv 架空线路和备用发电机组供 电，两路线路均可担负矿井全部负荷，备用发电机能够满足矿井主要负 荷用电的要求。 表 1-1-1 井田内井筒特征表井田内井筒特征表 井田内各矿开采见采掘工程平面图（图 1-1-2） 。 根据矿井现状，井田范围内可利用的井巷只有原 xx 煤业有限公司 2.8m 直径的回风立井，设计对此井筒进行扩砌利用。地面和井下基本没 名称井口 井口坐标（80 系 坐标） （x/y） 井口标高 （m） 井筒坡 度（） 斜长（垂 深） m 断面形 状 直径 （m） 备注 主立井 3934586.13 19661395.06 814.7790135圆形3.0关闭 原山西 xxxxxx 煤 业有限公司 回风立井 3934619.33 19661359.63 824.7790110圆形2.8 经扩砌 后作为 副立井 主立井 3931701.63 19660295.33 841.729070圆形4.0关闭 原山西 xxxx 煤业有限公司 回风立井 3931605.30 19660291.22 819.779060圆形3.0关闭 主立井 3935109.853 19661502.881 853.5619083圆形4.0关闭 原山西 xxxx 煤业有限公司 回风立井 3935195.63 19661589.27 853.5819093圆形3.0关闭 12 有可利用的机电设备。 2、邻近矿井开采情况 企业兼并重组后，山西 xx 集团 xx 煤业有限公司东邻兰花集团北 岩煤矿，本井田外其它方位无煤矿与之相邻，据调查和矿方介绍，由于 白马寺大断层阻隔，北岩煤矿与本矿未有贯通，无越界开采情况。井田 内现没有其他小窑开采。 矿区四邻关系详见图 1-1-3。 井田相邻煤矿生产建设情况现叙述如下： 山西省兰花集团北岩煤矿有限公司：该矿为兰花集团所属煤矿，于 1939 年建井，2003 年并入兰花集团，生产能力 60 万吨，3 号煤层已采 空，现批采 9 号煤层，采用斜井开拓，倾斜长壁式采煤方法，一次采全 高，全部垮落法管理顶板。9 号煤层的主、副井及风井为原 3 号煤层的 井筒，在开采 9 号煤层的过程中，沿主、副井筒的底部又开设了暗斜井， 作为提升、通风等用途。矿井供电采用双回路供电，均引自华北电网 xx 发电厂，专线长度 2km，下井电压 6kv。采用中央并列抽出式通风， 该矿属低瓦斯矿井。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、地质特征一、地质特征 （一）区域地质简介 1、区域地质 井田位于沁水盆地东南边缘，白马寺背斜西翼，太行山复式背斜南 段西翼，晋获褶断带附近。区域地质构造总体为走向 nne，地层倾角一 般为 510，无岩浆活动。 区域上由南向北依次出露地层有奥陶系、石炭系、二叠系。上第三 系及第四系广泛覆盖于上述各时代地层之上，其地层特征见区域地层简 13 表 1-2-1。 2、区域构造 山西省处于天山阴山、昆仑秦岭两个巨型纬向构造体系之间， 东西两侧为经向构造体系（太行山、黄河东岸吕梁山西坡南北向构造 带）所限，总体呈近南北向，各种扭动构造型式遍布全省。而山西省东 南部的构造体系（带）有新华夏构造体系、晋东南山字型、经向构造体 系、华夏构造体系等。 控制沁水煤田东缘的 xx获鹿褶断带，是我国东部新华夏系主干 大断裂紫荆关大断裂的组成部分，其北延部分控制新华夏系第三隆起 带的东部边界，使山西与华北大平原形成截然不同的地貌景观。xx 获鹿褶断带是一条区域性的大断裂。该带北起河北省获鹿，向南经左权 县清城，潞城市区，长治市东侧，高平市东，延伸至 xx 市以南。省内 延展长度约 320km，总体走向 nne。 另外沁水煤田南端晋东南山字型构造是 xx 矿区的主要构造型式。 3、区域含煤特征 沁水煤田是我省主要煤田之一，本井田位于沁水煤田的东南部。区 域主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。 （1）太原组含煤地层：其主要岩性为石灰岩、砂岩、粉砂岩、粉 砂质泥岩、泥岩、煤层等。据其岩石组合特征，对比邻区，本次工作中 仍将本溪组和太原组分界划在铝土质泥岩之上的 k1砂岩之底。太原组 与山西组分界划分在太原组最上一层灰岩（k6灰岩）之上的第一层较稳 定的砂岩（k7砂岩）之底。 该套地层为典型的海陆交互相沉积，全面反映了海浸初期、高潮期 及海退期的沉积特征，其地层井田内沉积稳定，横向上变化不大，归结 其地层沉积规律可划分为两种基本层序：即由粗粒到细粒型和由细到粗 粒再到细粒型。k2灰岩往下以第一种为特征，由 13 个基本层序组成， 下部为中粗粒砂岩，往上渐变为细砂岩、粉砂岩、泥岩，顶部常有煤层 14 赋存。k2灰岩往上以第二种层序为特征，海相石灰岩常位于层序底部， 往上为泥岩、粉砂岩或中细粒砂岩，再往上则又变细为粉砂岩、泥岩， 煤层多赋存于层序顶部，该层序体现出海侵作用频繁的特征，该段共含 灰岩 46 层，较稳定煤层 56 层，其中 9 号煤层为区域内较稳定大部 可采煤层，15 号煤层为区域内稳定可采煤层。本组灰岩中普遍含有生物 化石碎屑，其含量 1020，主要为腕足类、腹足类、珊瑚类及蜓类等。 泥岩中含大量的植物化石，其中包括有：尖芦木、楔叶、卵脉羊齿、脉 羊齿、栉羊齿等。 （2）山西组含煤地层：其岩石组合为砂岩、泥岩及煤层，本组岩 石以颜色深、含煤系数高为特征，其顶界划在最上一层煤（1 号煤）往 上的第一层段稳定砂岩（k8砂岩）之底。 该套地层是由 24 个由粗到细的基本层序组合而成，煤层常赋存 于层序的顶部。根据钻探工程资料分析，其第一个沉积旋回极不稳定， 仅在井田中部发育，而井田内影响范围小，相应该区沉积的 4 号煤层极 不稳定，而往上的 24 个旋回沉积稳定。横向上变化不大，其下部沉 积了稳定可采的 3 号煤层。再往上其聚煤作用减弱，逐渐向石盒子组干 旱环境过度。本组泥岩多为深灰色，含丰富的植物化石，其中包括：二 叠系枝脉蕨、尖头带羊齿、多脉带羊齿、宽栉羊齿、华北蕉叶、三角织 羊齿星轮叶等，山西组沉积环境为三角洲平原-三角洲前缘。 总体上来说，该套含煤地层沉积稳定，岩石组合特征明显，研究程 度较高。 详见区域地层表 1-2-1 （二）矿井地质 1、地层 井田位于沁水煤田 xx 煤炭国家规划矿区东南部。井田内地层由老 至新为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二 叠系下统山西组和下石盒子组广泛被第四系黄土覆盖。根据以往地质资 15 料，对相关地层简述如下： （1）奥陶系中统峰峰组（o2f） 为含煤地层之基底，岩性为深灰、青灰色厚层状石灰岩，夹灰黄色、 黑灰色泥灰岩、含次生石膏及侵染状黄铁矿，下部裂隙岩溶发育，并为 方解石脉充填，局部为角砾状石灰岩，厚度一般大于 100m。井田东部 出露于较多，西部偶有出露。 （2）石炭系中统本溪组（c2b） 厚 3.2417.37m，一般厚 13.94m。岩性主要由灰白色或兰灰色铝质 泥岩、灰色薄层状粉砂岩组成，与下伏地层呈平行不整合接触关系。 （3）石炭系上统太原组（c3t） 为区内主要含煤地层，底部以黑色泥（页）岩与本溪组分界。主要 由石灰岩、煤层、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩组成，为一套海陆交 互相含煤沉积建造，沉积厚度较稳定。灰岩一般有 4-5 层，灰岩中常夹 有燧石结核和团块，富含海相生物化石，层位稳定，是煤层对比的重要 标志层。本组含煤 5 层，稳定大部可采的主要为下部的 15 号煤层平均 厚 2.25m，中部的 9 号煤层大部可采，平均厚 1.27m。全组厚度平均 78.99m。 石炭系上统太原组为井田内主要含煤地层之一，厚 42.15103.61m，一般厚 78.99m。主要岩性为砂岩、粉砂岩、泥岩、灰 岩和煤层。灰岩中生物碎屑含量 1530%，以腕足类、腹足类、螺类为 主，少量蜓类、羊齿类等，按岩性组合特征可划分为三个岩性段。 一段（c3t1） k1砂岩底至 k2灰岩底，厚 2.3010.95m，一般厚 7.03m。由砂质 泥岩、粉砂岩及煤层组成。区内 k1砂岩有时不稳定，局部地区 15 号煤 层与本溪组铝质泥岩直接接触。15 号煤层位于该段顶部，煤层厚 1.524.25m，平均厚 2.25m。 二段（c3t2） k2灰岩底至 k4灰岩顶，厚 18.7446.25m，一般厚 29.49m。由石 16 灰岩（k2、k3、k4） 、泥岩、粉砂岩和 4 层薄煤层组成。该段以色深、粒 细、灰岩比例大为特征。 三段（c3t3） k4灰岩顶至 k7砂岩底，厚 21.1146.41m，一般厚 42.47m。由砂 岩、细砂岩、泥岩、煤层、煤线及灰岩组成。其中 9 号煤位于本段下部， 厚 0.751.76m，平均厚 1.27m。 （4）二叠系下统山西组（p1s） 井田内厚 41.4366.97m，一般厚 57.40m。底部以 k7砂岩底与太原 组地层分界。岩性主要为岩屑石英杂砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩 和煤层。含丰富的植物化石，有二叠枝脉蕨、华北蕉羽叶、星轮叶等。 其中 3 号煤位于本组下部，厚 0.557.36m，平均厚 5.57m，全区主要可 采煤层。 （5）二叠系下统下石盒子组（p1x） 主要赋存于井田西部，以 k8砂岩底界与下伏山西组地层分界，岩 性主要为岩屑石英杂砂岩、岩屑杂砂岩粉砂岩、粉砂岩、泥岩和含菱铁 矿鲕粒泥岩等，与下伏山西组地层呈整合接触。井田内厚 037.42m， 一般厚 15.25m。 （6）上第三系 （n） 由黄绿色亚粘土、黄色亚砂土组成，顶部为黄绿色粘土，含砂量较 大，有滑面，分布有黑色小斑点及氧化铁，底部为亚砂土，含多量细砂 砾及红土块。厚 0-10m，平均 7.5m。 （7）第四系（q） 底部为亚粘土与亚砂土组成，呈淡黄色，含钙质结核和岩石碎屑， 中部为黄土层，垂直节理发育，形成黄土峭壁与黄土柱，局部具有底砾 岩，上部为现代冲积层，冲积层由含砂质次生黄土组成。第四系黄土覆 盖分布面积占本井田总面积的 1/2 以上，呈不整合覆盖在不同基岩之上， 118.00m 之间。 2、构造 17 井田位于太行山复背斜西翼，晋获褶断带 xx 段。本井田位于白马 寺逆断层的西侧，区内地层总体走向 ne-sw，倾角 8-12，东部靠近白 马寺逆断层地段和西部局部地段变化较大，倾角约为 30。受区域构造 影响，井田构造特点以褶曲为主，断层不发育。褶曲构造构造线以北东 南西向为主。褶曲构造由东掩五门向斜组成。详见井田构造纲要图 1-2-1。 （1）褶曲 东掩五门向斜（s1）:位于井田中部，轴向为北北东向，两翼基本 对称，倾角均为 30左右。向斜轴部东掩五门村之间，位于区内轴长 约为 3500m，两侧由第四系黄土覆盖。 （2）断层 白马寺逆断层：位于井田东部，为区域构造，由地面地形对此断层 控制，轴向北东向 25-30，倾向南东，倾角 70，落差 6080m，延伸长 度 6000m。 表 1-2-2 井田断层一览表 断层名称 延伸长度 （m） 走向倾向倾角 落差 （m） 查明程度 白马寺逆断层6000nese706080查出 综上所述，本矿井构造形态主要为褶曲，除白马寺逆断层外，在煤 层的开采过程中未发现有其它断裂构造，因此就整个矿区来看构造属简 单类型。 （3）岩浆岩 井田内无岩浆岩体侵入。 二、煤层及煤质二、煤层及煤质 （一）煤层 1、含煤性 井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，不同的 18 聚煤环境，形成了不同的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的 差异性。 太原组为一套海陆交互相含煤地层，一般含海相灰岩 4 层，含煤 10 层，编号自上而下为 5、6、7、8、9、11、12、13、14 及 15 号，煤层 平均总厚 4.19m，本组地层平均厚 78.99m，含煤系数 5.30。其中 9 号 煤层为赋煤区稳定大部可采煤层，15 号煤层为赋煤区稳定可采煤层。9 号煤层厚 11.78m，平均厚 1.35m；15 号煤层厚 1.694.25m，平均厚 2.29m；本组可采煤层厚 3.64m，可采含煤系数 3.95。其余煤层均为不 稳定的不可采煤层。 山西组为一套陆相含煤地层，含主要可采煤层 3 号煤层，本组地层 平均厚 57.40m，3 号煤层厚 5.347.36m，平均厚 6.56m，为赋煤区稳定 可采煤层，可采含煤系数 9.70。其余为不稳定的不可采煤层。 含煤地层总厚 136.39m，煤层总厚 4.20m，含煤系数 3.08。井田 内 3 号、15 号煤层为赋煤区稳定可采煤层，9 号煤层为赋煤区稳定大部 可采煤层，其余煤层均为不稳定的不可采煤层。 2、可采煤层 （1）3 号煤层 位于山西组下部，距离 9 号煤层底板 50.58m 左右。煤层厚度厚 5.347.36m，平均厚 6.56m，煤层厚度有一定变化，结构简单，根据钻 孔资料，没发育夹矸。伪顶为泥岩或砂质泥岩，老顶为厚层状砂岩。底 板为泥岩、炭质泥岩或砂岩，为赋煤区稳定可采的煤层。3 号煤层东部 有一小块剥蚀区。 （2）9 号煤层 位于太原组中部 k4石灰岩之上，下距 15 号煤层底板 33.46m 左右， 煤层厚度 11.78m，平均厚 1.35m，结构简单。顶板为 k4 上灰岩，局部 发育一薄层黑色泥岩，底板为泥岩或含黄铁矿砂质泥岩，为赋煤区稳定 大部可采的煤层。在矿界西部有一小块剥蚀区。 （3）15 号煤层 19 位于太原组下部 k2灰岩之下，下距奥陶系界面约 18.72m，煤层厚 度厚 1.694.25m，平均厚 2.29m，结构简单。发育 0-1 层夹矸，矸厚 0.04-0.20m。顶板为 k2灰岩，局部发育一薄层黑色泥岩，底板为泥岩或 铝土质泥岩，为赋煤区稳定可采的煤层。在矿界西部有一小块剥蚀区。 井田内各可采煤层主要特征见表 1-2-2。 表表 1-2-2 可采煤层一览表可采煤层一览表 （二）煤质 1、物理性质及宏观煤岩类型 （1）3 号煤层 宏观煤岩特征：呈灰黑黑色，似金属光泽，半亮型煤为主，阶梯 状、贝壳状断口，内生裂隙较发育，性脆易碎，块状，层状构造。 显微煤岩特征：煤岩组分主要为镜质组，惰质组次之。镜质组：以 无结构均质体为主，次为胶质体、基质镜质体；惰质组：氧化丝质体为 主，呈碎屑状、透镜分布。视密度为 1.45t/m3。 （2）9 号煤层 宏观煤岩特征：呈灰黑色，似金属光泽，性较脆，阶梯状、贝壳状 断口，内生裂隙较发育，块状，质坚硬，层状构造。 显微煤岩特征：煤岩组分主要为镜质组，惰质组次之。镜质组：以 无结构均质体为主，次为胶质镜质体、基质镜质体。惰质组：氧化丝质 体为主，呈碎屑状、透镜分布。矿物质以粘土矿物为主，其次为少量黄 煤 层厚度（m）间距（m）顶板底板 稳定 性 可采性 结构（夹矸数） 3 5.347.36 6.56 砂质泥岩 泥岩 泥岩、炭质 泥岩 砂岩 稳定 赋煤区可 采 简单（0）33.2562.24 50.58 9 11.78 1.35 石灰岩或 泥岩 泥岩 砂质泥岩 稳定 赋煤区大 部可采 简单（0-1） 15 1.694.25 2.29 29.0540.14 33.46石灰岩 泥岩或铝土 质泥岩 稳定 赋煤区可 采 简单（0-1） 20 铁矿、碳酸盐矿物。视密度为 1.49t/m3。 （3）15 号煤层 宏观煤岩特征：呈深黑色，似金属光泽，阶梯状、贝壳状断口，半 亮型煤为主，内生裂隙较发育，性脆易碎，块状，质坚硬，层状构造。 富含硫及黄铁矿结核，燃烧时有恶臭。 显微煤岩特征：煤岩组分主要为镜质组，惰质组。镜质组：以无结 构均质体为主，次为胶质镜质体，偶见基质镜质体分布。惰质组：氧化 丝质体为主，呈碎屑状、透镜分布，或分布于镜质体中，或与粘土渗杂 在一起。矿物质以粘土矿物和黄铁矿为主。视密度为 1.56t/m3。 2、煤的化学性质、工艺性能、煤的化学性质、工艺性能 （1）化学性质 井田内 3、9、15 号煤层主要煤质特征分述如下：（各煤层灰分、 硫分、发热量质量分级按 gb/t15224.1-2004、gb/t15224.2- 2004、gb/t15224.3-2004 进行） 。 表 1-2-3 煤质化验综合表 煤 层 号3915 原煤 0.96-4.02 1.92 0.66-1.94 1.41 0.42-6.05 1.59水分 mad(%) 浮煤 1.06-2.44 1.69 0.76-1.82 1.37 0.74-4.66 1.62 原煤 9.92-16.74 14.90 10.25-28.92 19.57 17.15-47.85 31.28灰分 ad(%) 浮煤 4.13-6.00 4.83 1.83-5.55 4.17 3.68-9.96 6.49 原煤 6.71-19.40 1078 7.35-13.32 9.27 9.27-16.16 12.07挥发分 vdaf(%) 浮煤 6.12-13.00 7.70 5.54-8.24 6.13 5.50-6.41 6.03 原煤 0.31-0.51 0.42 1.72-3.79 2.17 0.75-7.01 3.84全硫 st,d(%) 浮煤 0.38-0.40 0.39 0.85-2.18 1.19 1.43-2.45 1.88 原煤 26.09-31.62 29.23 23.71-31.16 27.25 15.90-28.53 21.94发热量 qgr,d(mj/kg) 浮煤 31.55-33.87 33.20 33.61-35.00 34.12 27.78-34.14 32.42 原煤 68.03-84.04 77.13 60.74-81.36 71.88 31.33-75.17 57.27固定碳 fcd(%) 浮煤 82.87-90.22 87.48 88.84-92.73 90.22 36.88-89.33 77.77 原煤 2.42-2.90 2.61 1.97-2.75 2.39 1.72-2.56 2.11 工 业 分 析 氢 hdaf(%) 浮煤 2.73-2.79 2.76 21 视密度(t/m3) 1.42-1.49 1.45 1.46-1.52 1.49 1.52-1.59 1.56 煤 类wywywy 3 号煤层 a、工业分析 据井田内钻孔煤芯煤样化验资料，叙述如下： 水分（mad）：原煤：0.96%4.02%，平均 1.92%； 浮煤：1.06%2.44%，平均 1.69%。 灰分（ad）：原煤：9.92%16.74%，平均 14.90%； 浮煤：4.13%6.00%, 平均 4.83%。 挥发分（vdaf）：原煤：6.71%19.40%，平均 10.78%； 浮煤：6.12%13.00%，平均 7.7%。 发热量（qgr.v.d）：原煤：26.0931.62mj/kg，平均为 29.23mj/kg； 浮煤：31.5533.87mj/kg，平均为 33.20mj/kg。 全硫（st,d）：原煤：0.31%0.51%，平均 0.42%； 浮煤：0.38%0.40%，平均 0.39%。 固定碳（fcd）：原煤：68.03%84.04%，平均为 77.13%； 浮煤：82.87%90.22%，平均为 87.48%。 b、元素分析 氢含量（hdaf）：原煤：2.422.90，平均 2.61； 浮煤：2.732.79，平均 2.76。 3 号煤层为特低灰中灰、特低硫、高热值特高热值、中高固定 碳高固定碳的无烟煤。 9 号煤层 a、工业分析 据井田内钻孔煤芯煤样化验资料，叙述如下： 水分(mad)：原煤：0.66%1.94%，平均 1.41%； 浮煤：0.76%1.82%，平均 1. 37%。 22 灰分(ad)：原煤：10.25%28.92%,平均 19.57%； 浮煤：1.83%5.55%,平均 4.17%。 挥发分(vdaf)：原煤：7.35%13.32%,平均 9.27%； 浮煤：5.54%8.24%，平均 6.13%。 发热量（qgr.v.d）：原煤：23.7131.16mj/kg，平均为 27.25mj/k； 浮煤：33.6135.00mj/kg，平均为 34.12mj/kg。 全硫(st,d)：原煤：1.72%3.79%，平均 2.17%； 浮煤：0.85%2.18%，平均 1.19%。 固定碳(fcd)：原煤：60.74%81.36%，平均为 66.42%； 浮煤：88.84%92.73%，平均为 90.22%。 b、元素分析 氢含量（hdaf）：原煤：1.972. 75，平均 2.39。 9 号煤层为低灰中灰、中高硫高硫、中热值特高热值、中高高 固定碳的无烟煤。 15 号煤层 a、工业分析 据井田内钻孔煤芯煤样化验资料，叙述如下： 水分(mad)：原煤：0.426. 05，平均 1.59； 浮煤：0.744.66，平均 1.62。 灰分(ad)：原煤：17.15%47.85%, 平均 31.28%； 浮煤：3.68%9.96%,平均 6.49%。 挥发分(vdaf)：原煤：9.27%16.16%,平均 12.07%； 浮煤：5.50%6.41%，平均 6.03%。 发热量（qgr.v.d）：原煤：15.9028.53mj/kg，平均为 21.94mj/kg； 浮煤：27.7834.14mj/kg，平均为 32.42mj/kg。 23 全硫(st,d)：原煤：0.75%7.01%，平均 3.84%； 浮煤：1.43%2.45%，平均 1.88%。 固定碳(fcd)：原煤：31.33%75.17%，平均为 57.27%； 浮煤：36.88%89.33%，平均为 77.77%。 b、元素分析 氢含量（hdaf）：原煤：1.722.56，平均 2.11。 15 号煤层属中灰高灰、低硫高硫、特低高热值、特低固定碳 高固定碳的无烟煤。 煤类 煤类划分按 中国煤炭分类国家标准（ gb/t 5751-2009） 进行， 主要以浮煤挥发 分（vdaf）为主要分类指标，氢元素（ hdaf）为辅助 指标。根据煤质化验资料分析， 3 号浮煤挥发分（vdaf）为 6.12%7.49%，平均 6.19%，浮煤氢（hdaf）含量为 2.732.79， 平均 2.76，划分为无烟煤；9 号浮煤挥发分（vdaf） 为 5.54%5.94%， 平均 5.81%，划分为无烟煤；15 号煤层浮煤挥发分 （vdaf） 为 5.50%6.41%，平均 6.03%，划分为无烟煤。 3、可选性 本次施工钻孔共采取 9 号、15 号煤层简易可选性试验样各一个，均 可利用,采用0.1 含量法。 。 100 90 10 0 2.12.01.91.8 1.7 1.61.51.41.3 比 重 灰 分 ad % 浮 物 产 率 % r r 沉 物 产 率 % 20 30 40 50 60 70 80 90 100 010203040 5060708090 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 24 图 1-2-2 9 号煤层 130.5m 级可选性曲线 图 1-2-3 15 号煤层 130.5m 级可选性曲线 （1）煤的筛分浮沉试验 煤样的筛分试验分 136mm、63mm、30.5mm、0.50mm 四 个粒度级进行。从 9 号、15 号煤层筛分试验结果汇总表（表 3-6）看： 9 号、15 号煤层 136mm 粒度级产率最高，其次为 63mm 粒度级和 30.5mm 粒度级，0.50mm 粒度级产率最低。原煤灰分以 0.50mm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 9080706050 403020100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 沉 物 产 率 % r r 浮 物 产 率 % 灰 分 ad % 比 重 1.31.41.51.6 1.71.8 1.9 2.02.1 0 10 90 100