某煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计2.doc

第 1 页 共 270 页 前 言 一、概述一、概述 xxxxxx 煤业有限公司位于 xx 县城东北约 68方向 xx 镇 xx 村 北一带，距 xx 县县城直距 9.2km，运距 15km，行政区划属 xx 县 xx 镇 管辖。井田地理坐标：。 原 xxxxxx 煤业有限公司，实际生产规模为 21 万 t/a。 2008 年，xx 省煤炭工业局晋煤行发200857 号批准为机械化升级 改造矿井，批准开采石炭系 2、5 号煤层，井田面积为 5.6353km2，生产能 力 60 万 t/a。 2009 年，xx 省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件（晋煤 重组办发200983 号） 关于 xx 市 xx 县煤矿企业兼并重组整合方案 (部分)的批复 ，同意 xxxx 煤业有限责任公司为主体兼并重组 xxxxxx 煤业有限公司、xxxx 雨田煤业有限公司 2 处地方煤矿整合为 1 处，批准 生产能力 90 万吨。兼并重组后矿井名称为“xxxxxx 煤业有限公司” ， 兼并重组后批准开采石炭系太原组 2 号-5 号煤层，井田面积为 5.3381km2，井田面积减少 0.2972km2，生产规模为 90 万吨/年，净增能力 为 30 万吨/年。 2009 年 11 月 29 日 xx 省国土资源厅为 xxxxxx 煤业有限公司换发 采矿证(证号：c1400002009111220045949)，批采 2 号-5 号煤层，生产规 模 90 万吨/年，矿区面积 5.3381km2。 2010 年 1 月，xxxxxx 煤业有限公司委托我公司在为其编制 xxxxxx 煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计 ，选用综采放 顶煤开采工艺，能力提升至 900kt/a。 第 2 页 共 270 页 二、编制依据二、编制依据 1、xxxxxx 煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计的委托书 。 2、xx 省煤炭工业局文件（晋煤行发200857 号） 关于批准 xx 晋宝煤业有限公司等 22 座矿井进行机械化采煤升级改造的通知 2、xx 省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件（晋煤重组办 发200983 号） 关于 xx 市 xx 县煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的 批复 。 3、2009 年 11 月 29 日 xx 省国土资源厅为 xxxxxx 煤业有限公司 换发采矿证(证号：c1400002009111220045949)。 4、2010 年 3 月由 xx 市煤田地质勘探队提交的xxxxxx 煤业有限 公司兼并重组整合矿井地质报告 。 5、xx 省煤炭工业厅文件（晋煤规发2010564 号） 关于 xxxxxx 煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复 。 6、xx 市煤炭工业局文件（忻煤安发2008434 号） 关于全市 51 座 30 万吨以下矿井 2008 年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复 xx 市煤炭工业局文件（忻煤安发2007506 号） 关于全市 99 座 30 万吨以下矿井 2007 瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复 7、xx 省煤炭工业局综合测试中心 2008 年 5 月 26 日对 xxxxxx 煤 业有限公司 2、5 号煤层所做的“煤尘爆炸定性坚定报告”和“煤自燃倾 向性鉴定报告” 。 8、矿山救护协议 9、供电、用水协议。 9、国家有关煤炭工业的规程、规范和技术政策等。 第 3 页 共 270 页 三、设计的指导思想三、设计的指导思想 1、充分利用矿井现有生产设施和设备，在遵守规程 、 规范和 有关法律法规的前提下，按照“先井下后地面、先生产后生活”的原则， 简化地面生产系统，以最大限度地减少整合建设投资。 2、根据参与整合矿井的开采范围、剩余储量分布、现有生产系统可 利用性，以安全生产为出发点，对整合后的矿井生产系统进行合理布置， 进一步完善各生产环节安全设施，提升矿井安全生产保障体系。 3、认真贯彻执行煤矿企业兼并重组整合政策，通过本次整合设计， 进一步优化开采工艺，提高矿井的综合机械化程度，保证矿井的安全装备 水平、安全培训水平和安全管理水平，把矿井建设成为兼并重组整合后的 标准化矿井。 四、设计的主要特点 1、根据 xx 省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件（晋煤 重组办发200983 号） 关于 xx 市 xx 县煤矿企业兼并重组整合方案 (部分)的批复 ，同意 xxxx 煤业有限责任公司为主体兼并重组 xxxxxx 煤业有限公司、xxxx 雨田煤业有限公司 2 处地方煤矿整合为 1 处，产能 为 900kt/a。 2、井田采用斜井开拓方式，设计利用该矿机械化采煤升级改造期间 建成的 2 个井筒，作为主斜井、副斜井，并新凿一个回风立井。井下煤炭 运输采用带式输送机，辅助运输采用无级绳连续牵引车轨道运输，辅以调 度绞车。 3、矿井投产时（初期）生产采区布置在井田中部。达到设计生产能 力时井下同时生产的采区为 1 个，装备综采放顶煤工作面 1 个。 4、地面充分利用了已有设施，并适度增加了一些地面设施。地面布 第 4 页 共 270 页 置紧凑合理、分区明确、线路简捷、占地面积小。 5、矿井兼并重组整合建设工期短、全员效率高、用人少、投资较低。 五、主要技术经济指标五、主要技术经济指标 1、矿井设计生产能力：900kt/a，净增 300kt/a。 2、矿井设计可采储量：44726.8kt。 3、矿井设计服务年限：35.4a。 4、矿井移交生产时，新增巷道 5270m，万吨掘进率为 176m。 5、行政公共建筑物新增面积 14333m2。 6、工业建筑及构筑物新增面积 6812.3m2。 7、工业场地占地面积 9.56hm2。 8、矿井全员效率：6.4t/工。 9、矿井在籍总人数：639 人。 10、矿井建设工期：18 个月。 11、矿井建设总投资为 27469.57 万元，吨煤投资为 305.22 元。 12、增量评价指标：税后全部投资内部收益率 94.17%；税后投资回收 期：2.85a；盈亏平衡点：38.26%；投资利润率：54.96%；投资利税率： 73.00%。 六、存在问题与建议六、存在问题与建议 1、随着煤层开采深度的增加，采空面积的增大，煤层瓦斯会有所增 加，应加强瓦斯检测工作。 2、煤尘具有爆炸性，应加强洒水防尘工作，以防煤尘爆炸。 3、矿井内应加强浮煤清理工作，以防自燃。 4、在矿井生产中应按照“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后 第 5 页 共 270 页 采”的原则进行。 5、加强矿井地质工作，认真进行矿井地质编录，为矿井安全生产提 供有效服务。 第 6 页 共 270 页 第一章 井田概况及矿井现状 第一节 井田自然概况 一、交通位置一、交通位置 xxxxxx 煤业有限公司位于 xx 县城东北约 68方向 xx 镇 xx 村 北一带，距 xx 县县城直距 9.2km，运距 15km，行政区划属 xx 县 xx 镇 管辖。 井田地理坐标：东经 11222531122519 北纬 390120390225。 井田由简易公路和县(乡)级公路与井田南侧大运二级公路相连，至大 运二级公路 2.5km，向北可至阳方口工矿镇、朔州、大同；向南至原平、 xx、太原；北同蒲铁路经过阳方口、xx 站。公路、铁路交通运输条件较 为便利。 交通位置详见图 1-1-1。 二、地形地貌二、地形地貌 井田位于云中山脉北端与恒山山脉西南端的交汇处，为典型的黄土、 基岩切割型中山丘陵地形地貎，井田内沟谷山梁发育，按其形态类型分 为侵蚀地形及堆积型地形，前者占绝对优势。 侵蚀地形表现为强烈切割的梁、塬、峁状黄土基岩中低山地或山丘， 冲沟形态多呈“v”形，与梁、塬、峁相间分布，井田沟谷两侧常见陡崖 等微地貎景观，一般沟两侧或阳坡黄土覆盖较厚，植被较多。 综观井田地形，大致为北部高，向南部渐低的中山丘陵地形地貎， 井田内地形最高点位于井田中北部山梁顶部，海拔 1931.9m，最低点位于 第 7 页 共 270 页 井田西部冲沟底，海拔 1615m，最大相对高差 316.9m。 三、水系三、水系 本井田属于海河流域，桑干河水系，恢河支流，恢河为区域内第二大 河流，发源于云中山脉北麓分水岭，经 xx 县城，阳方口工矿镇向北汇入 桑干河，该河位于本井田西部，属季节性河流，以它为主要河道的水系呈 羽毛状，本井田的冲沟平时干涸无水，只在雨季汇聚洪水，并从不同方向 排出后均向西汇入恢河，该河雨季流量增大，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 50%70%。枯水的冬、春季节流量甚小，主要靠泉水、生活用水、工业 废水等汇成细流。 四、气象及地震情况四、气象及地震情况 1、气象 本区属大陆性中温带季风气候，为干旱地区。气温变化昼夜悬殊，四 季分明。降雨量较小，多呈干旱状态，冬春两季多西北风少雪雨，而夏季 雨量集中，有时出现洪涝、冰雹灾害。年平均气温 6.2，1 月份最低，平 均为-9.9，极值为-24.2；7 月份最高，平均为 20，极值为 34.8， 平均温差 29.9。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。年平均降水量为 468.1mm，最大降水量在 7 月份，为 744.8mm，最小在 1 月份，为 4.5mm。水量主要集中于 7、8、9 月份，占 全年的 59%。蒸发量年平均为 1902.3mm，蒸发量大于降水量，气候特别 干燥。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 1.30m。最早冻结在 11 月中旬，最晚解冻为翌年 4 月，井田内最大冻土深 度为 1.50m。风向多为西北风及西风，风速历年平均 3.1m/s，最大月 第 8 页 共 270 页 （35 月）平均 4.3m/s，最小月（8 月）平均 2.2m/s。 2、地震 根据中国地震动参数区划图 （gb183062001）附录 a“中国地震 动峰值加速度区划图” ，本区地震动峰值加速度为 0.15g，地震基本烈度值 为度。历史记载本区内曾发生过多次地震，较大的为 1683 年 11 月 22 日原平 7 级地震，1961 年 10 月 27 日 xx 东寨 4.5 级地震。 第二节 兼并重组整合前各矿现状 一、兼并重组前各矿生产及建设概况一、兼并重组前各矿生产及建设概况 xxxx 煤业有限责任公司作为主体兼并重组 xxxxxx 煤业有限公司、 xxxx 雨田煤业有限公司 2 处地方煤矿整合为 1 处，产能为 90 万吨/年， 净增能力为 30 万吨/年。兼并重组后矿井名称为“xxxxxx 煤业有限公司” 。 1、原 xxxxxx 煤业有限公司为 xx 省煤炭工业局晋煤行发2008 57 号批准的机械化升级改造矿井，批准开采石炭系 2、5 号煤层，井田面 积为 5.6353km2，生产能力 60 万 t/a，现生产规模为 21 万 t/a。 表 1-2-1 井筒特征值一览表 井筒坐标 井筒 xy 井口 标高 (m) 坡度 (。) 提升 方位 (。) 井筒 长度 (m) 主平硐4323025.54719621096.1941751.4239 副斜井4323296.99119621278.2631789.56512334240 xxxx 德胜煤业有限公司批准开采 2、5 号煤层，始建于 1981 年， 1990 年建成投产。2005 年底停采 5 号煤层，现开采 2 号煤层，该矿平硐 斜井联合开拓，主平硐、副斜井均位于井田西部，井筒特征见表 1-2- 1（采用 54 坐标系） 。 第 9 页 共 270 页 该矿采煤方法为长壁式，锚杆支护，悬移组合支架放顶煤，工作面采 用 sgw-40 型刮板运输机运输，井筒、大巷采用 10t 架线式电机车牵引 1t 矿车运输。通风方式为中央并列式，通风方法采用负压抽出式机械通风， 主扇型号为 fbczno-16 型，功率为 55kw，共两台，一台运行，一台备用， 工作面排水设备为 df46-306 型离心式水泵三台，最大涌水量为 8m3/h， 最小涌水量为 6m3/h。井下照明采用防爆矿灯照明。因该矿 2005 年采煤方 法改革前采区已形成，因此采煤方法改革设计利用了原有的生产采区巷道， 布置新的回采工作面，形成了 2 号煤层下山采区为区内后退式开采。 2、xxxx 雨田煤业有限公司隶属于 xx 县 xx 镇管辖，始建于 1981 年，1989 年投产,井田面积 1.086km2，采矿许可证批准开采石炭系 2、3、5 号煤层，煤炭生产许可证批准开采 5 号煤层。2005 年经市局批准 进行了采煤方法改革，核定生产能力由原 9 万 t/a 提高到 15 万 t/a。采用一 对平硐开拓，采用机械抽出式通风，开采 5 号煤层。采煤方法为悬移支架 分层放顶煤。顶板管理方法采用全部垮落法，采区工作面采用悬移支架支 护，运输巷和回风巷均为料石砌碹。矿井正常涌水量为 10m3/h，最大涌水 量为 30m3/h，属低瓦斯矿井。2008 年 6 月 13 日井田西南部巷道发生透水 事故，透水量为 3500m3，事故后凤凰镇人民政府按“六条”标准关闭并对 古空区进行了治理。 二、四邻关系二、四邻关系 1、小窑 井田范围内煤层露头出露较好，2、5 号煤层露头有小窑早年私挖乱采， 西北部基本被破坏。 2、周边矿井 井田北部与 xxxx 神达朝凯煤业有限公司(兼并重组 xx 扦树梁煤业有 第 10 页 共 270 页 限公司、xxxx 麻地沟煤业有限公司、xxxx 贾家堡煤业有限公司)相邻，东 与梨园河煤矿相接，南与大运华盛石湖南沟井田交界，西与大运华盛庄旺 井田接壤。(详见周边煤矿分布示意图 1-2) 1)xxxx 神达朝凯煤业有限公司兼并重组后为露天开采，批准开采 2、3、5 号煤层，生产能力为 120 万吨/年。 （1）原 xx 扦树梁煤业有限公司位于 xx 县薛家洼乡麻地沟村，为薛 家洼乡乡办煤矿，井田呈不规则的多边形，井田面积为 1.464km2。该矿 1982 年建矿，1985 年投入生产，2002 年 12 月取得采矿许可证 （2002.122005.12） ，证号为：1400000221568；2003 年 1 月取得新的煤 炭生产许可证（2003.12005.12） ，生产许可证证号为： x040707007y2g2。2 号煤层已采空，现采石炭系 5 号煤层，生产规模为 9 万 t/a。采用三个斜井开拓，采煤方法为走向长壁式。矿井最大涌水量为 91m3/d，一般情况下 10m3/d 左右。矿井为低瓦斯矿井，5 号煤尘有爆炸性， 自燃等级为 ii 级，为自燃煤层。与本井田无越界开采。 （2）原 xxxx 麻地沟煤业有限公司为 xx 县薛家洼麻地沟乡村联营煤 矿，行政区划属 xx 县薛家洼乡管辖，井田位于麻地沟村，2006 年 11 月 xx 省国土资源厅颁发新的采矿许可证，证号为 1400000622604，批准开 采石炭系 2、5 号煤层，准采标高为 1910m1720m，有效期至 2009 年 11 月，井田面积为 0.9924km2。该矿始建于 1982 年，1985 年投产。设计生产 能力为 9 万 t/a,实际生产能力为 9 万 t/a，核定生产能力为 9 万 t/a，原在井 田的北部采用主斜井、副斜井及风斜井开采 5 号煤层，以上三个井筒均在 本井田范围外扦树梁井田内，现均已关闭，已形成一定面积的采空区，其 中有部分采空区在扦树梁井田内。矿井正常涌水量为 3m3/h,最大涌水量为 5m3/h，属低瓦斯矿井，5 号煤层煤尘有爆炸性，自燃倾向等级为级， 为 自燃煤层。与本井田无越界开采。 第 11 页 共 270 页 （3）原 xxxx 贾家堡煤业有限公司隶属于 xx 县阳方口镇管辖，xx 省 国土资源厅以 1400000622597 号采矿许可证批准，有效期至 2009 年 11 月，面积 1.7991km2。该矿始建于 1982 年，于 1988 年投产，现生产能 力 15 万 t/a。井田内批准开采 2 号、5 号煤，现采 5 号煤层，开拓方式为 斜井开拓，采用长壁式采煤，爆破落煤，悬移支架支护。该矿设计生产能 力为 15 万 t/a，实际生产能力为 11 万 t/a，据生产矿井实际观察，矿井 正常涌水量为 15m3/h，最大涌水量为 16.7m3/h。为低瓦斯矿井，该矿 2 号、 5 号煤层煤尘均有爆炸性，2、5 号煤层自燃等级均为级，容易自燃。与 本井田无越界开采。 xxxx 神达朝凯煤业有限公司兼并重组前三矿与本井田均无越界开采， 三矿开采 2、5 号煤层均形成一定面积的采空区，位于本井田北部，对本 井田北部的开采有一定影响。 2）梨园河煤矿属于轩岗煤电集团，批准开采 2、5 号煤层，实际开采 5 号煤层，采用综合机械化低位放顶煤回采工艺。正常涌水量 1.5m3/h，最 大涌水量 1.8m3/h，为低瓦斯矿井，5 号煤层煤尘有爆炸性，自燃倾向等级 为级， 为自燃煤层。与本井田无越界开采，其采（古）空区在其井田的 东部，积水对本井田没有影响。 3）大运华盛石湖南沟井田（原石湖二坑）为 xx 县县营煤矿，始建于 2000 年底，2002 年 5 月投产，2007 年 5 月 21 日 xx 省国土资源厅颁发了 采矿许可证（证号：1400000722394） ，批准 xx 县大运华盛煤矿石湖南沟 井田开采 2、3、5 号煤层，批准开采深度 1250m1650m，生产能力 30 万 t/a，井田面积 4.6365km2。本矿现开采 5 号煤层，采用斜井平硐综合合 开拓，煤炭运输采用带式输送机，辅助运输采用调度绞车牵引矿车运输。 通风方式采用抽出式，通风系统采用中央并列式。矿井正常涌水量为 5.0m3/h，最大为 7.0m3/h，为低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性,自燃倾向性等级 第 12 页 共 270 页 为级，为自燃煤层。与本井田无越界开采，其采空区位于本井田下部， 对本井田开采没有影响。 (四)、大运华盛庄旺井田始建于 1985 年，2002 年建成投产。xx 省国 土资源厅 2007 年 5 月换发的采矿许可证(证号为 1400000742301)批准，批 采煤层为 2、3、5 号，生产规模 30 万 t/a，井田面积为 4.7957 km2。现开 采 5 号煤层，该矿采煤方法为倾向长壁式开采，使用悬移支架放顶煤法， 井下运输大巷采用胶带运输机运输，型号为 hdj800，工作面采用刮板机 运输、矿灯照明，采用中央并列式通风，风机 2 台，型号为 fbcdzno16.275。井下正常涌水量为 40 m3/h。瓦斯相对涌出量为 7.20 m3/t，属低瓦斯矿井。矿井采用双回路供电。与本井田无越界开采，其采 空区位于本井田西部（本井田的西部倾向西） ，对本井田开采没有影响。 井田四邻关系详见图 1-2-1。 第 13 页 共 270 页 第二章 兼并重组整合的条件 第一节 资源条件 一、地层及地质构造一、地层及地质构造 1、地层 井田内沟谷内部分基岩出露，黄土覆盖区主要分布在山梁上，井田内 赋存的地层由老至新为奥陶系中统上马家沟组，石炭系中统本溪组、上统 太原组，二叠系下统 xx 组、下石盒子组和上统上石盒子组，第四系上更 新统和全新统。现根据不同勘探阶段的地质资料，结合矿井生产揭露情况 和本次资料，将井田内地层层序、厚度，岩性及其变化情况由老至新简述 如下： 1）奥陶系中统上马家沟组（o2s） 本组地层为灰、黄灰色石灰岩、白云质灰岩，角砾状、豹皮状灰岩、 泥质灰岩、泥质白云岩，隐晶质、泥质结构，厚层状、块状构造，质较硬， 性脆，上部有星散状黄铁矿分布，据区域地质资料，厚度约为 268m。 2）石炭系中统本溪组（c2b） 与下伏地层为平行不整合接触。岩性自下而上可见紫红色、褐红色铁 铝质泥岩和鸡窝状“xx 式铁矿” ，浅灰色、绿灰色铝土岩(易相变成铝土 矿)，上部为深灰色薄层状石灰岩及中细粒砂岩、泥岩，本组地层厚度一般 为 13.1029.49m，平均 23.17m。 3）石炭系上统太原组（c3t） 与本溪组整合接触，本组为井田内主要含煤地层，是一套以陆相沉积 为主的含煤沉积建造，厚度 83.76106.90m，平均 91.85m。下起 k1砂岩 底，上至 k2砂岩底，岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成，仅在井 第 14 页 共 270 页 田中西部零星出露，分为上下两段： (1) 下段：k1砂岩底至 5 号煤层老顶砂岩底，岩性为浅灰、灰白色细 粒砂岩，灰色、深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层。k1砂岩 2.258.56m，平均 5.55m，厚度变化较大，但层位相对稳定。本段发育 4、5、6 号煤层，其中 5 号煤层为全区稳定可采厚煤层。 (2) 上段：由 5 号煤层老顶砂岩底界至 k2砂岩底界，由浅灰色、灰白 色细粒砂岩，灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。本段含 2、3 号煤层。其中 2 号煤层为全区稳定可采煤层。 4）二叠系下统 xx 组（p1s） 与太原组地层整合接触，为过渡相含煤地层。为一套陆相沉积建造， 岩性由灰白色中细粒砂岩、粉砂岩，灰色深灰色砂质泥岩、泥岩及煤线 组成。本组地层厚度为 22.0544.40m，平均 34.40m，含 1 号煤，位于本 组地层中部，为不可采煤层，底部 k2砂岩(相当于北岔沟砂岩)与太原组分 界。 5）二叠系下统下石盒子组（p1x） 与 xx 组整合接触，岩性下部以灰色泥岩、粉砂岩为主，夹灰绿色粘 土泥岩，向上变为黄、黄褐、黄绿、紫色泥岩及黄绿色砂岩，底部为一层 灰白色粗砂岩即 k3 砂岩(相当于骆驼脖子砂岩)。本组厚度平均 120m。 6）二叠系上统上石盒子组（p2s） 分布于井田东南部，为本组下部层段，最大残留厚度 40.00m 左右， 与下石盒子组呈整合接触。岩性由黄绿色或紫红色砂岩、泥岩组成，局部 见蓝灰色砂岩、泥岩。底部为一层厚层状黄绿色粗粒砂岩。 7）第四系上更新统（q3） 岩性为浅黄色砂土、亚砂土、亚粘土，含钙质结核，具垂直节理。厚 度一般为 025.00m，平均 13.00m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。 第 15 页 共 270 页 8）第四系全新统(q4) 主要为近代坡积物和冲洪积物。坡积物多为基岩风化碎块，冲洪积物 为砂、砾和粘土的混杂堆积物。厚度为 05.00m,平均 2.50m，与下伏地层 呈角度不整合接触关系。 2、含煤地层 井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统 xx 组。 太原组为本井田主要含煤地层，厚度 83.76106.90m，平均 91.85m。 底部以 k1砂岩与本溪组分界，k1为灰白色厚层状中粒砂岩，成分以石英 为主，含少量长石，部分长石已高岭土化或云母化，硅质胶结，分选一般。 太原组旋回结构较明显，每个旋回岩性多由灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、 砂岩、煤层组成。本组主要含煤 2、3、4、5、6 号 5 层煤，其中 2、5 号 煤层为本井田主要可采煤层。3 号煤层为本井田稳定煤层但暂没利用价值 (灰分大于 40%)，6 号煤层为大部分可采煤层，4 号煤层为不可采煤层。 xx 组由黑色页岩、砂岩、泥岩及薄煤层组成，厚度 22.0544.40m， 平均 34.40m。含 1 号煤层或煤线，底部以 k2砂岩与太原组为界，k2为灰 白色厚层状中粒砂岩，成分以石英为主，含少量长石和黑色矿物，分选良 好，夹有煤屑斑点。 3、地质构造 本井田位于宁静向斜东翼，盘道梁西洪河向斜的北西翼，下白泉 马家山箱状背斜轴部南西端。总的构造线方向受区域构造方向控制，区内 地层总体呈向南倾伏的单斜构造，地层倾角为 1014，平均 11。 本井田发育 6 条断层，分述如下： 1）f1 正断层：位于井田北部，走向近东西，倾向北，倾角 70，落 差 010m，在本井田内走向延伸 700m。 2）f2 正断层：位于井田中北部，走向近东西，倾向南，倾角 81， 第 16 页 共 270 页 落差 020m，在井田内走向延伸 1070m 左右。 3）f3 正断层：位于井田中北部，走向北东南西，倾向南东，倾角 84，落差约 08m，在井田内走向延伸 250m 左右。 4）f4 正断层：位于井田中部，走向北北东南西，倾向南东东南 东，倾角 55，落差 030m，在井田内走向延伸 1180m 左右。 5）f5 正断层：位于井南西部，走向北北东南西，倾向南东东南 东，倾角 65，落差 012m，在本井田走向延伸 1010m 左右。 6）f6 正断层：位于井田西部，走向近南北，倾向西，倾角 60，落 差 13m，在本井田走向延伸出矿界。 本井田内未发现陷落柱和岩浆岩侵入体。 总之本井田地质构造类型为简单。 二、煤层及煤质二、煤层及煤质 1、含煤性 井田含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组和二叠系下统 xx 组。 本溪组和 xx 组不含可采煤层。太原组含煤 2、3、4、5、6 号 5 层煤，其 中 2、5 号煤层为主要可采煤层； 3 号煤层为本井田稳定煤层但暂没利用 价值(灰分大于 40%)，6 号煤层为大部分可采煤层，4 号煤层厚度平均 0.40m 为不可采煤层，太原组地层厚度 83.76106.90m，平均 91.85m。其 中，煤层平均总厚度为 24.48m，含煤系数为 26.65。 2、可采煤层 本井田可采煤层有 2、5 号煤层，3 号煤层为本井田稳定煤层但没利用 价值(灰分大于 40%)，6 号煤层为大部分可采煤层。其中 2、3、5 号煤层 为本井田批采煤层，6 号煤层为未批采煤层。 1）2 号煤层 第 17 页 共 270 页 位于太原组顶部，为本井田内稳定可采的厚煤层，煤厚 6.708.80m，平均厚 7.80m，含夹矸 15 层，结构复杂，单层夹矸最大 厚度 0.65m，直接顶板砂质泥岩为主，厚度 0.206.30m，平均厚度 1.95m；老顶为 k2 砂岩，厚度 2.9514.00m，平均厚度 7.26m。底板砂质 泥岩、粉砂岩，平均厚度 3.60m。 2）3 号煤层 位于太原组上部，上距 2 号煤层平均 8.62m，煤厚 1.422.45m，平均 厚度 1.83m，含夹矸 01 层，结构简单，单层夹矸最大厚度 0.45m，为本 井田内稳定的薄中厚煤层，由于原煤灰分大于 40%，低位发热量小于 17.0mj/kg，属于不可采煤层。顶板泥岩、砂质泥岩，厚度 0.8010.40m， 平均厚度 4.60m；底板砂质泥岩、细砂岩，厚度 2.486.00m，平均厚度 4.48m。 表 2-1-1 可采煤层一览表 第 18 页 共 270 页 3）5 号煤层 位于太原组下部，上距 3 号煤层平均 40.23m，煤层厚度 7.9515.50m，平均 13.38m，为本井田稳定可采的特厚煤层，该煤层结构 复杂，一般含 28 层夹矸，单层夹矸最大厚度 0.60m。煤层直接顶板为泥 岩、砂质泥岩，厚度 1.667.00m，平均厚度 3.26m，底板为砂质泥岩、泥 岩，厚度 1.145.34m，平均厚度 2.22m。 4）6 号煤层 位于太原组底部，上距 5 号煤层平均 7.19m，据现有钻孔揭露，为本 井田不稳定大部分可采煤层，煤层厚度 02.20m，平均 1.07m，该煤层结 构简单，含 01 层夹矸，单层夹矸最大厚度 0.50m。顶板一般为砂岩 或砂质泥岩，平均厚度 3.84m，底板为砂质泥岩、泥岩，平均厚度 3.05m。 煤层厚度 (m) 煤层间距(m)顶底板岩性 地 层 煤 层 最小最大 平均 夹 石 数 最小最大 平均 可 采 性 稳 定 性顶板底板 倾角 () 备注 2 6.708.80 7.80 15 全 区 可 采 稳 定 k2 砂岩 砂质 泥岩 11qm 5 7.9515.50 13.38 28 全 区 可 采 稳 定 砂质 泥岩 砂质 泥岩 11qm 太 原 组 6 02.20 1.07 01 38.8856.45 48.85 2.2017.05 7.19 大 部 分 可 采 不 稳 定 砂岩 砂质 泥岩 11qm 第 19 页 共 270 页 可采煤层一览表详见表 2-1-1（其中 6 号煤层尚未批复） 。 3、煤质 2、3、5、6 号煤层均为气煤，可用作炼焦及动力用煤。3 号煤层原煤 灰分超标，暂没有利用价值。 根据煤炭质量分级 gb/t15224-2004 标准，2、5、6 号煤层采用浮煤指 标评价，2 号煤为低灰中灰、低硫、中热值高热值气煤；5 号煤为低 灰、中硫高硫、中热值高热值气煤；6 号煤为中灰、中高硫、特高热 值气煤。2、5、6 号煤层采用原煤指标评价，2 号煤为中灰高灰、特低 硫、中热值高热值气煤；5 号煤为低灰中灰、中硫中高硫、中热 值高热值气煤；6 号煤为中灰、中高硫、高热值气煤。 三、其他开采技术条件三、其他开采技术条件 1、煤层顶底板岩石工程地质特征 2 号煤层：直接顶为砂质泥岩，平均厚度 1.95m，平均抗压强度 60.8mpa；老顶 k2 中粗砂岩，平均厚度 7.26m，平均抗压强度 55.7mpa。 底板为砂质泥岩，平均厚度 3.60m，平均抗压强度 30.3mpa，无底鼓现象。 3 号煤层：顶板为砂质泥岩，厚度平均 4.60m；底板为砂质泥岩或细 砂岩，平均厚度 4.48m。 5 号煤层：直接顶板为砂质泥岩，含植物化石碎片，平均厚度 3.26m，平均抗压强度 53.2mpa；老顶为砂岩，平均厚度为 4.75m，平均抗 压强度 54.3mpa。底板为砂质泥岩，平均厚度 2.22m，平均抗压强度 37.1mpa。 6 号煤层：顶板为砂岩，平均厚度为 3.84m，底板为砂质泥岩，厚度 平均 3.05m。 第 20 页 共 270 页 2008 年 5 月 xx 省煤炭工业局综合测试中心对 2、5 号煤层顶、底板 分别进行了力学性质试验，其结果见表 2-1-2。 表 2-1-2 岩石力学性质试验成果表 抗压强度（mpa）抗拉强度（mpa） 名 称岩 性 最小最大 平均 最小最大 平均 2 号煤层老顶砂岩 54.456.8 55.7 1.41.9 1.6 2 号直接顶板砂质泥岩 56.864.0 60.8 2.02.6 2.4 2 号底板砂质泥岩 28.032.0 30.3 0.70.9 0.8 5 号煤层老顶砂岩 51.256.0 54.3 1.52.3 1.7 5 号直接顶板砂质泥岩 48.056.0 53.2 1.92.3 2.1 5 号煤层底板砂质泥岩 35.240.0 37.1 1.21.8 1.5 煤层开采时煤层顶底板岩体稳定性主要取决于岩体质量，而岩体质量 主要取决于岩石强度和岩体结构面特征。根据本井田的岩石特征及资料情 况，本报告主要根据煤层顶板的岩性及其抗压强度对煤层顶板进行评价， 断层带附近岩石较破碎，岩石强度较低，按不稳定顶底板处理。 2 号煤层老顶为砂岩，抗压强度为 54.456.8mpa 之间，为稳定顶板； 直接顶板为砂质泥岩，抗压强度为 56.864.05mpa，为稳定顶板。 5 号煤层老顶为砂岩，抗压强度在 51.256.0pma 之间，为稳定顶板； 直接顶板为砂质泥岩，抗压强度为 35.240.0mpa，为中等稳定顶板。 本井田工程地质条件简单，顶板管理采用人工放顶全部垮落法，据该 矿现开采情况，在已开采揭露的采区顶底板均较易管理。井田内无重要铁 第 21 页 共 270 页 路、公路通过，无大的地表水体，南面有 xx 村庄，在村庄附近要留设保 安煤柱，因区内断裂较发育，今后在采掘过程中应做好顶底板的支护工作。 2、瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温 1）瓦斯 根据 xx 市煤炭工业局忻煤安发2008434 号关于全市 51 座 30 万吨以下矿井 2008 年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复文件， xxxxxx 煤业有限公司 2008 年瓦斯绝对涌出量 1.39m3/min，相对涌出量 3.00m3/t；二氧化碳绝对涌出量 2.36m3/min，相对涌出量 5.10m3/t。上年度 （2007 年）瓦斯绝对涌出量 1.06m3/min，相对涌出量 3.21m3/t；二氧化碳 绝对涌出量 2.47m3/min，相对涌出量 6.71m3/t。矿井瓦斯等级鉴定为低瓦 斯矿井。 近几年 xxxx 雨田煤业有限公司没有生产，根据 xx 市煤炭工业局文 件忻煤安发2007506 号关于全市 99 座 30 万吨以下矿井 2007 瓦斯等 级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复 ，xxxx 雨田煤业有限公司瓦斯绝 对涌出量 0.58m3/min，相对涌出量 1.74m3/t；二氧化碳绝对涌出量 0.87m3/min，相对涌出量 2.61m3/t，批复为低瓦斯矿井。 兼并重组整合前各矿建矿以来未发现过瓦斯事故。尽管如此，本区在 今后的开采中，随着开采面积的增大，瓦斯含量可能增加，应随时对瓦斯 涌出量进行监测，防止瓦斯集聚，确保安全生产。 2）煤尘 据 xx 省煤炭工业局综合测试中心 2008 年 5 月 26 日对 xxxxxx 煤 业有限公司 2、5 号煤层所做的煤尘爆炸定性分析和特性参量表明：本井 田 2、5 号煤层煤尘均具爆炸性。 （表 2-1-3） 表 2-1-3 2、5 号煤层煤尘爆炸化验分析表 第 22 页 共 270 页 化验项目 2 号煤层5 号煤层 火焰长度mm80240 岩粉用量%5565 煤尘爆炸 定性分析 有无爆炸性有有 煤尘云最大 爆炸压力 mpa0.620.59 最大压力 上升速率 mpa/s41.9939.55 煤尘云爆炸 下限浓度 g/m32020 煤尘云最低 着火温度 620680 煤尘爆炸 特性参量 煤尘层最低 着火温度 240230 3）煤的自燃性 据 xx 省煤炭工业局综合测试中心 2008 年 5 月 26 日对 xxxxxx 煤 业有限公司 2、5 号煤层所作的“煤自燃倾向性鉴定报告” ，2 号煤层吸氧 量 0.51cm3/g，煤的自燃倾向等级为级，为自燃煤层。5 号煤层吸氧量 0.57cm3/g 原煤，煤的自燃倾向等级为级，为自燃煤层。自然发火期 3-6 个月。 5 号煤层东部露头处曾发生过自然现象，井下和工业广场没有煤的自 燃现象。 在以后的开采中应注意制定防灭火措施，及时清理浮煤、易燃物质， 确保安全生产。 4）地温地压 根据邻区资料和该矿开采情况，平均地温梯度小于 3/100m，井下未 发现地温、地压异常现象，属地温地压正常区。 四、水文地质条件四、水文地质条件 1、地表迳流 第 23 页 共 270 页 井田位于 xx 煤田的云中山脉北端与恒山山脉西南端交汇部分，宁静 向斜北端。区内地貎形态属中低山区，主要河流有恢河，其余均为沟谷中 季节性水流。恢河发源于云中山脉北分水岭处，为桑干河水系上游段，为 xx 县第二大河流，该河属季节性河流，水量较小，雨季随山洪的排泄而 增大，由井田中部冲沟向南排出后，向西南方向汇入恢河，后向北流入桑 干河。 井田位于宁静向斜蓄水构造的次一级水文地质单元神头泉域水文 地质单元南部。神头泉位于朔州市朔城区神头镇，出露于寒武系、奥陶系 灰岩中，水位高程 1052m1065m，地面高程 1044m1053m，为构造上 升泉。泉域总面积 4756km2，主要由神头泉组、司马泊泉组、河道泉组三 个泉组组成，是海河流域永定河水系主流桑干河清水之源。神头泉多年平 均流量 6.74m3/s（19562003 年） 。水质类型为 hco3-camg 型，矿化度 285360mg/l，总硬度 232277mg/l，水温 1315，岩溶水水质总 体良好。xxxxxx 煤业有限公司处于本水文地质单元南西迳流区。 区域含水岩组按其含水介质划分为三种类型：松散岩类、碎屑岩类和 碳酸盐岩类。各类含水岩组受岩层、地质构造及裂隙发育程度的控制和影 响而具有不同的含水特征。 一、松散岩类含水岩组 主要由第四系上更新统和全新统地层组成。 上更新统地层主要分布在梁、峁之上和山前地带，在沟谷两侧形成一、 二组阶地，岩性为浅黄色亚砂土，最厚可达 50m，下部含砂和砾石层，地 势低的地方含有一定的地下水，但含水性弱。 全新统地层主要分布在恢河等河谷和一级阶地上，厚度 0m20m，以 亚砂土，细砂土，砾石层为主，埋藏 0.2m2.0m，富水性差异很大，一般 说含水较丰富，可供生活和灌溉用水。 第 24 页 共 270 页 二、 碎屑岩类含水岩组 主要由石炭系、二叠系多层砂岩和灰岩组成。本溪组和太原组共有砂 岩和灰岩含水层 611 层，单层厚 0.6m12m。二叠系主要有 xx 组 k2 砂岩、下石盒子组 k3砂岩、上石盒子组 k4砂岩等含水层，单层厚 0.7m16.16m。所有砂岩含水层皆属裂隙含水类型，各层之间常有砂质泥 岩、泥岩和煤层等岩层，这些岩层隔水性强，在无断层和裂隙沟通的情况 下，各含水层之间水力联系弱，形成多层裂隙承压含水层。各含水层富水 性具有明显的不均一性，在断层和裂隙发育的层位，富水性相对较强。 碎屑岩类含水层以大气降水补给为主，同时接受地表水和孔隙水补给， 水质类型为 hco3so4camg 型或 hco3so4na 型。各含水层厚 度薄，出露面积小，渗入条件差。受地形切割和构造破坏的影响，含水层 分布不连续，迳流途经短，多以散泉形式向沟谷排泄。 三、碳酸盐岩类含水岩组 由厚层状灰岩、白云岩、白云质灰岩、竹叶状灰岩和鲕状灰岩等岩层 组成，层位稳定，在本井田属于埋藏型岩溶裂隙含水岩组。以网状溶蚀裂 隙含水为主，溶洞次之。主要含水层段有寒武系张夏组、崮山组和凤山组， 奥陶系亮甲山组、下马家沟组、上马家沟组。不同含水层段因其所处构造 部位及埋藏深浅的不同，富水性有显著差异。在含水层段埋藏浅、断裂构 造发育区，富水性强；随含水层段埋藏深度的增加，富水性逐渐减弱。奥 陶系中统岩溶地下水属神头泉域，其流向北西。 区域主要隔水层: 1、石炭系本溪组隔水岩组 岩性主要为泥岩、炭质泥岩、石英砂岩、灰岩或煤层，底部为铝土岩、 铁铝岩，层位稳定。总体来讲为主要可采煤层与下伏奥陶系岩溶裂隙含水 岩组的良好隔水层。 第 25 页 共 270 页 2、煤系地层砂岩间粉砂岩、泥岩组成的层间隔水层组 煤系地层之间的标志层(砂岩及石灰岩)沉积厚度稳定，其间夹的泥岩、 粉砂岩致密，沉积稳定，构造裂隙不发育，为良好的隔水层。 1）地表水 井田内地势北高南低，海拔标高 1615.01931.9m,相对高差 316.9m。 汛期地表径流快，不易积水，地表迳流不会对开采造成大的影响。 xxxxxx 煤业有限公司主平硐标高 1751.4m，井口附近历年最高洪水 位标高约 1730m。 2）砂岩裂隙水 2 号煤层直接充水含水层为老顶 k2 砂岩含水层，间接充水含水层为 k2 以上 xx 组砂岩裂隙孔隙含水层；5 号煤层直接充水含水层为顶板砂岩 含水层，间接充水含水层为顶板以上太原组碎屑岩类夹碳酸盐岩含水层， 由于 2、5 号煤层直接、间接含水层富水性均弱，补给条件差，因此对矿 井生产影响不大。 3）奥灰水 本井田属神头泉岩溶区域，根据神头泉出露地面高程，结合区域奥灰 水流向，推测本井田奥灰水位标高为 11621173.5m，奥灰水流向北西， 水力坡度 3。5 号煤层底板最低标高 1460m，因此奥灰岩溶水对煤层开 采影响不大。 4）采空、古空区积水 原 xxxxxx 煤业有限公司 2 号煤层形成采空区面积约 0.338164km2，古空区面积约 0.281875km2。查明 2 号煤层存在 2 个积水区， 积水面积约 8750m2，积水量约 11022m3；5 号煤层形成采空区面积约 0.208721km2，古空区面积约 0.7009km2。5 号煤层采空区为 2005 年前形成， 据调查没有积水。2、5 号煤层因煤层沿倾向方向出露，古空区积水顺煤层 第 26 页 共 270 页 露头自然排泄，古空区没有积水。 原 xxxx 雨田煤业有限公司 5 号煤层开成采空区 0.2189km2，查明 5 号煤层存在 8 个采空积水区，积水面积约 60750m2，积水量约 141463m3； 巷道积水 700m，积水量约 2834m3。当开拓其下方的煤层时需要先排、疏 放采空区积水，并留足保安煤柱。 在生产过程中一定要按“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采” 的原则进行生产，留设足够的保安煤柱，以防采空区积水对生产造成影响。 开采 5 号煤层形成冒落带及导水裂隙高度超过 2、5 号煤层间距时，2 号煤层采空区积水有可能通过冒落带及导水裂隙进入井巷。5 号煤层倾角 平均 11，小于 54，煤层以上岩石以泥岩、砂岩、砂质泥岩为主，顶 板管理采用全部垮落法，因此采用下列公式计算。 采用如下公式计算 5 号煤层开采后形成的冒落带及导水裂隙带： h冒=100m/(2.1m+16)2.5 h导=100m/(1.2m +2.0)8.9 式中：h冒、h导导水裂隙带的高度，m m煤层累计采厚，(5 号煤层累计采厚 13.38m) 5 号煤层开采形成的冒落带高度及导水裂隙高度： h冒=10013.38(2.113.38+16)2.5=32.8427.84（m） h导=10013.38(1.213.38+2.0)8.9=83.0065.20（m） 开采 6 号煤层形成冒落带及导水裂隙高度超过 5、6 号煤层间距时，5 号煤层采空区积水有可能通过冒落带及导水裂隙进入井巷。6 号煤层直接 顶板为砂质泥岩。 采用如下公式计算 6 号煤层开采后形成的冒落带及导水裂隙带： h冒=100m/(2.1m+16)2.5 第 27 页 共 270 页 h导=100m/(1.2m +2.0)8.9 式中：h冒、h导导水裂隙带的高度，m m煤层累计采厚，(6 号煤层累计采厚 1.07m) 6 号煤层开采形成的冒落带高度及导水裂隙高度： h冒=1001.07(2.11.07+16)2.5=8.363.36（m） h导=1001.07(1.21.07+2.0)8.9=41.4823.68（m） 经计算并分析可得：5 号煤层采空以后其冒落带的高度为 32.8427