煤矿探放水作业规程.doc

第一章 矿井概况第一节 矿井自然条件概况1、交通位置山西和顺正邦煤业有限公司位于和顺县城西南约1.5km的义兴镇串村以北，行政区划隶属于和顺县义兴镇管辖。其地理坐标：东经11331371133307，北纬371913372125。该矿位于和顺县城西南约1.5km处，井田南侧有阳（泉）涉（县）铁路和阳（泉）黎（城）207国道通过，榆(次)和(顺)公路从矿区南部通过，距该矿仅500m；距和顺县火车站约1km。交通运输条件较为便利。2、地形地貌本区位于太行山中段西侧，属中山侵蚀区，基岩裸露，沟谷纵横发育，切割剧烈。区内基岩大面积裸露，少部分被黄土及冲积物所覆盖，其上冲沟发育。区内地势总体为北西高、南东低，最高点在井田中部偏西的山顶上，标高1540.8m，最低点在井田北部的清漳东源的河床中，标高1264.9m，最大相对高差为275.9m。3、河流水系井田北部为清漳东源，以西又称张翼河，俗称北河，属漳河水系。发源于昔阳少山大龟谷。据蔡家庄水文站资料：清漳东源流量平均1.55m3/s，最大694m3/s。此外，井田内还发育一些走向北东北西向的冲沟，但均为季节性沟谷，平时干涸无水，仅雨季有短暂洪水通过。4、气象及地震本区属温带大陆性季风气候。据山西省自然地图集（1984年）和顺气象区划属暖温带晋东南半湿润地区和顺左权气候区。其气候特点是冬春干旱少雪多风，夏秋温和多雨，全年夏短冬长。据和顺县气象局1956-1987年观测资料，多雨年（1963年）达1069mm，少雨年（1986年）为332.5mm，平均572.3mm。降水量年内差异悬殊，主要集中在7、8、9三个月，占年总降水量的63%。且多暴雨，1963年8月5日一天内降雨量达136.3mm，一小时最大降雨量达46.6mm。历年11月初至次年4月中旬为降雪期，一次最大降雪厚度25cm（1967年11月26日）。多年平均蒸发量为1622.8mm（4-7月蒸发量最大），年蒸发量最高为1874.1mm（1972年），最低为1180.6mm（1964年）。年平均气温6.3，其中一月份最低，平均-9.2，七月份最高为19.8。极端最高气温35.0（1981年5月18日），极端最低气温为-32.1（1971年1月22日）。全年无霜期平均为132天。平均初霜期始于9月，最早9月2日（1980年），最迟10月13日（1984年）。平均终霜期在5月中旬，最早4月14日（1986年），最迟6月4日（1960、1961年）。年主导风向为西南风，冬季多西风，夏季多西南风，年平均风速为2.7米/秒。历年平均绝对湿度7.59毫巴。最大冻土深度110cm（1984年），10cm深土壤冻结始于11月27日，解冻日期平均为3月11日。本区地震基本烈度为度，属多震区。5、井田内及周边小煤矿开采情况本井田内无小煤矿开采。本井田西部与凤台一缘煤业有限公司相邻，东部与北关煤业有限公司相邻。第二节 矿井概况正邦煤业井田面积6.29km2，开采8号、15号煤层，矿井可采储量3396万吨。井田内构造总体为单斜构造，地质复杂程度简单。根据晋煤瓦发2010389号文的批复，煤炭科学研究总院沈阳研究院预测矿井规模达到120万吨/年时，矿井瓦斯绝对涌出量为33.33立方米/分钟，相对涌出量为13.20立方米/吨，为高瓦斯矿井，15号煤层火焰长度分别为10mm，煤尘云最大爆炸压力0.66mpa，最大压力上升速率41.28 mpa/s，煤尘云爆炸下限浓度20g/m3，煤尘云最低着火温度720，煤尘层最低着火温度280。煤尘具有爆炸危险性。15号煤层吸氧量为1.04cm3/g，自燃倾向性为不易自燃。矿井现采用混合开拓方式，采取“两进一回”抽出式通风方式，采煤方法为综采放顶煤。矿井布置有三条井筒，主斜井、副斜井、回风立井。1、采掘系统在15号煤层布置采煤工作面，采煤方法：走向长壁后退式。工作面长度：150米，走向长度：530米，采高：2.6米，可采储量：51万吨。工作面支护：zf4400/17/30液压架，工作面sgz764/264刮板运输机，顺槽szz800/250型转载机和ssj1000/1*125可伸缩带式输送机。工作面风量：1800m3/min，负压通风。204工作面已形成；掘进工作面2个，分掘05回风运输顺槽及204高抽巷，支护形式：金属树脂锚杆、菱形网。运输顺槽断面：10.4，高抽巷断面：5.76m2。2、通风系统地面主扇2台，型号：fbcdz-8-no25b，矿井实现二进一回，即主、副井进风，回风井回风，通风方式：中央并列式，机械通风，矿井排风量：7080 m3/s。风压：1030pa。主扇采用双电源专用变压器供电。掘进工作面局扇采用专用开关、专用线路、专用变压器供电，实现风电闭锁和瓦斯电闭锁。主要通风机通过电机反转即可实现反风，反风系统安全可靠。3、排水系统主排水系统为一级排水，井底建有总容积1800m3的主、副水仓。主排水泵房安装三台md md155-67b*5型多段离心式水泵，水泵为1台工作，1台备用，1台检修。主排水泵流量qm=155m3/h，杨程hm=315m。排水管路为2趟1596无缝钢管，1趟工作，1趟备用。排水管沿管子道、集中轨道下山、井底车场、副斜井敷设两趟到地面水池，将水排至地面。吸水管采用无缝钢管1596。4、提升、运输系统（1）主斜井：采用锚喷、砌碹支护。安装一部钢丝绳芯胶带输送机，运输量320t/h,带宽b=1000mm,带速v=2.5m/s,安装一部rjy30-22/860型架空乘人装置，钢丝绳直径18mm，运行速度1.1m/s，长度l=865.85m，运输能力180人/h。（2）副斜井：采用砌碹支护，长450m，倾角24.5。提升机型号为jk-2.52/31.5型矿井提升机，卷筒直径2500mm，卷筒宽度2000mm，减速比31.5，提升速度2.56m/s。提升钢丝绳选用28nat6v19+fc1770zz601.1 323型。5、供电系统目前我矿为35kv双回路供电：分别来自和顺35kv开闭所35kv不同母线，和顺开闭所分别来自云山220kv变电站、和顺110kv变电站，其中云山220kv供电为主供，供电可靠，一用一备。地面35 kv变电站，安装两台sz96300/35的变压器，一台运行、一台备用。采用10kv下井供电，下井电缆选用两回myjv32-8.7/10，395矿用交联聚乙烯绝缘细钢丝聚氯乙烯护套电力电缆，1050m，经主斜井井筒敷设至井下中央变电所。两回路电缆，同时运行，互为备用，当任一回电缆停止运行时，另一回可满足井下全部负荷用电。井上、下变电所均已安装完毕运行正常，且各种保护设施齐全。6、综合防尘、防灭火系统（1）综合防尘：综采放顶煤工作面的采煤机安装内外喷雾降尘设施，放煤口及液压支架设有喷雾洒水降尘系统，采煤工作面回风顺槽均设置风流净化水幕。炮掘工作面采用湿式电钻凿眼，放炮采用水炮泥，放炮喷雾，炮后洒水降尘等综合防尘措施，以减少爆破及装载时的煤尘产生量。建立了完善的井下洒水降尘系统，对井下各卸载、运输机转载点和其它可能产生煤尘的地点配备洒水管路和洒水器进行洒水降尘。（2）隔爆措施：按照煤矿安全规程的规定，在回采工作面和主要大巷安设了隔爆水棚。（3）粉尘监测：按设计要求配备了粉尘采样器、呼吸性粉尘采样器、测定仪等设备。（4）防灭火系统：按矿井扩建安全专篇设计要求，主要机电硐室均采用不燃性支护材料，使用阻燃、抗静电的胶带、风筒和阻燃电缆，井下敷设了消防洒水管路。7、瓦斯抽放系统：建立地面永久瓦斯抽放站，安装两台2bec-52型水环真空泵，配套电机功率250kw，一台工作，一台备用，担负矿井的瓦斯抽放工作。每台泵的额定流量为175 m3/min，矿井日混合抽放量在13 万m3左右，平均日抽放纯瓦斯量在 1.6万m3左右。8、瓦斯监控系统矿井采用kj78n安全监测监控系统，安装瓦斯传感器、一氧化碳传感器、设备开停传感器、负压传感器、温度传感器、馈电传感器等各类传感器。井上地面各主要机电设备、井下主要机电硐室，采掘工作面安设风电闭锁和瓦斯电闭锁。9、压风系统：在风井场地，建压风机房一座，安装两台lu132-10型空压机，1台工作，1台备用。其额定排气量：20.3m3/mim，额定排气压力：1.0mpa。压风管路干管直径108mm，支管直径89mm。第二章井田地质条件 一、地层及地质构造(一) 地层本区位于沁水煤田的东北边缘，和顺普查勘探区中段。本区赋存的地层由老至新有：奥陶系中统峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组及第四系地层。现根据和顺普查区资料，结合生产揭露情况将井田内各地层层序、厚度、岩性及其变化情况由老至新简述如下：1奥陶系中统峰峰组(o2f)下部为角砾状泥质白云岩、角砾状泥灰岩，底部为泥质灰岩夹薄层石膏带，中部为灰黄色厚层状泥灰岩夹豹皮状灰岩，上部为深灰色厚层状石灰岩夹灰黄、灰色白云质泥岩，与下伏地层整合接触，本组厚大于100m。2石炭系中统本溪组(c2b)主要由浅灰、灰色砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩和1-2层深灰色透镜状石灰岩组成，夹1-2层煤线，底部为山西式铁矿及g层铝土矿。平行不整合覆于奥陶系灰岩侵蚀面之上，沉积厚度受奥灰侵蚀基准面控制。厚13.21-33.98m，平均23m。局部含有1-2层薄煤，均不可采，无经济价值。3石炭系上统太原组（c3t）由灰色砂岩、深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤组成。主要灰岩有3层（k4、k3、k2），全区稳定，由北向南变厚，其下均直接压煤（11、13、14号），是很好的标志层，k4、k3灰岩可与西山东大窑、斜道灰岩相对比，k2灰岩相当于毛儿沟与庙沟灰岩合并层。15号煤下之透镜状灰岩与吴家峪灰岩（l0）层位相当，81号煤上灰岩（南峪灰岩）相当于西山铁磨沟叠锥灰岩。所含煤层自上而下编号为81、8、9上、9、11、12、12下、13、14、15号等10层煤，15号煤层全区稳定可采，8号煤层属较稳定煤层，本区大部可采。本组为主要含煤地层，厚105.75-139.59m，平均124m。与下伏地层呈整合接触关系。4二叠系下统山西组（p1s）由灰灰白色中细粒砂岩及深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤组成，为本区重要含煤地层。煤层自上而下编号为1、2、3、4、5、6号共6层煤，4、5号煤层在本区内只有极少的可采点，均构不成具有工业价值的可采区块。底砂岩k7（阳泉称第三砂岩）厚0-20.93m，平均4.82m，为灰白色中细砂岩，局部相变为粉砂岩或砂质泥岩，连续沉积于太原组之上。全组厚40.15-67.85m，平均50m左右。与下伏地层呈整合接触关系。5二叠系下统下石盒子组(p1x)下段(p1x1)：厚度54.40-79.74m，平均62.70m。为灰黄、灰绿色中细粒石英砂岩、夹灰深灰色砂质泥岩及泥岩，局部夹1-2层煤线，底砂岩k8以中粗粒为主，局部相变为粉砂岩，厚0.61-28.78m，平均6.91m。与下伏山西组地层连续沉积。上段(p1x2)：厚度38.50-69.03m，平均54.30m。为黄绿、灰绿色中细粒砂岩，夹杏黄色砂质泥岩及薄层铝质泥岩，顶部为一层杂色铝质泥岩，铝质含量较高，具锰铁质鲕粒，称“桃花泥岩”，风化后呈紫色斑块，特征明显，可作为辅助标志。6二叠系上统上石盒子组（p2s） 下段（p2s1）：下部为黄绿色中粗粒砂岩夹黄绿、黄褐色砂质泥岩、泥岩，上部以中细粒砂岩为主、夹薄层紫红色砂质泥岩，局部可见透镜状锰铁质结核及薄层。厚148.02-192.35m，平均157m，与下伏地层呈整合接触关系。上段（p2s2）：底部狮脑峰砂岩（k12），一般由2-4层砂岩组成，厚10.90-41.08m，平均30.45m，为灰黄、灰白色中厚层状含砾中粗石英砂岩，间夹黄绿、褐黄色砂质泥岩，是良好的标志层。其上以暗紫、紫红色砂质泥岩为主夹数层灰紫色细粒砂岩，与下伏地层呈整合接触关系。7第四系中上更新统(q2+3)下部为浅灰、红黄色亚砂土、亚粘土、粘土夹棕色古土壤数层以及钙质结核层。上部为灰黄、土黄色亚砂土、粉砂质土，局部含钙质结核。红黄土层垂直节理发育。厚0-66.74m，平均36.54m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。8第四系全新统（q4）为近代冲积、洪积、坡积物，分布在各大沟谷及山坡处，由土黄、淡红色亚砂土、砂土及浅灰色砂、砾石层等组成。厚0-54.09m，平均11.63m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。(二) 含煤地层本区含煤地层有石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组及下石盒子组的下段。其中：太原组含有主要可采煤层。本溪组、下石盒子组下段虽都含2-6层煤，但均未达可采厚度、无经济价值。1石炭系上统太原组(c3t)本组主要岩性为灰色砂岩、深灰灰黑色砂质泥岩、泥岩及石灰岩，含煤10层，其中可采煤层2层，为本区主要含煤层段，全组厚105.75-139.59m，平均124m。属海陆交互相沉积，根据岩性、岩相可大体划为5个旋回。全组又可划为两个含煤组（称下煤组和上煤组）。下煤组：k1砂岩底k4灰岩顶，包括、旋回，厚约80m左右，含煤6层，自上而下编号为11、12、12下、13、14、15号，其中：15号煤为稳定可采煤层，其余煤层均未达可采厚度，无经济价值。3层稳定的灰岩和1层透镜状灰岩反映出本段出现过三次广泛的海侵和一次局部海侵，体现了当时地壳振荡的频繁性。底砂岩k1为浅灰色细粉砂岩，厚0-9.38m，平均2.38m，波状及缓斜层理，常相变为砂质泥岩，含粘土质及植物碎屑化石，属潮坪沉积。其上出现了一次不太广泛的海侵，沉积了l0（相当于太原西山吴家峪灰岩）透镜状灰岩（旋回），海退以后，在广泛的滨海平原上形成了沼泽及泥炭沼泽，地壳的缓慢下沉与有机物的堆积速度相一致，形成了具有经济价值的15号煤层，之后，地壳振荡又趋频繁，出现了三次广泛海侵，沉积了k2、k3、k4灰岩和13、12下、12、11号煤层（旋回、），均为不可采煤层。灰岩全区稳定，是很好的对比标志。k2灰岩为14号煤顶板，全区稳定，厚2.7-11.72m，平均6.94m。由灰岩、泥灰岩及薄层硅质条带组成，为生物碎屑灰岩或泥晶灰岩，含蜓、腕足类、海百合茎等化石。k3灰岩厚1.15-7.37m，平均3.12m，为13号煤顶板，含大量海百合茎，具水平层理、觅食迹及生物钻孔，为生物碎屑泥晶灰岩。k4灰岩厚1-4.06m，平均2.46m，全区发育，为11号煤顶板，具水平层理及虫孔，含动物化石，为泥晶生物碎屑灰岩。上煤组：k4灰岩顶到k7砂岩底（第旋回），厚约44m。由灰灰白色砂岩、深灰、灰黑色砂质泥岩、海相泥岩及灰岩组成，含煤4层，编号为81、8、9下、9号。其中8号煤层为较稳定的大部可采煤层，其它煤层均无经济价值。根据钻孔揭露，将本段垂向层序特征自下而上叙述如下：黑色泥岩、灰黑色砂质泥岩及灰色粉砂岩，含菱铁质结核及星散状黄铁矿，粉砂岩具水平和微波状层理，属前三角洲，三角洲前缘沉积。由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩和9、9上煤组成，含大量植物叶茎化石和菱铁质结核，水平及缓波状层理发育，属三角洲平原及泥炭沼泽沉积。9号煤厚度变化较大，厚0-1.97m，平均0.72m，9上煤层厚0-0.80m，平均0.38m。8号煤组，此段由灰黑色砂质泥岩，泥岩及灰色细粉砂岩组成，含81、8号煤层，81号厚0-1.89m，平均0.65m，8号厚0.80-2.10m，平均1.17m。其间的砂质泥岩、粉砂岩含大量完整植物化石及菱铁质结核，水平及微波状层理，属覆水沼泽及泥炭沼泽沉积。综上所述，第旋回为一套河流三角洲相沉积，在三角洲平原上有两期河流沉积，出现过两次沉煤环境和一次局部海侵。8、9号煤厚受河道砂体发育程度控制，海水侵入大体为东南方向。2二叠系下统山西组（p1s）本组厚40.15-67.85m，平均50m左右，与太原组连续沉积，为三角洲沉积，划分为、三个旋回，反映了地壳的三次升降。主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、灰色中细粒砂岩及6层煤组成，其中3号煤较稳定，但该层煤在井田南部已剥蚀，在本次施工的四个钻孔中均见到3号煤层，厚度为0.750.79 m，平均0.77m，为临界可采的贫煤。其余均为不稳定薄煤层。其底砂岩k7又称第三砂岩，厚0-20.93m，平均4.82m，为中细粒岩屑石英杂砂岩，碎屑含量84%，杂基含量16%，碎屑中石英占87%，岩屑占8%，长石占5%；颗粒次圆至棱角状、分选、磨圆中等，硅质胶结为主，交错层理，为分流河道沉积。之后，为湖沼相、天然堤（s3）沉积，形成6、5、4号煤。之后为泛滥平原沉积，河流作用加强，湖泊、沼泽时有发育，沉积了3、2、1号煤层。到山西组后期，成煤环境越来越差，煤层薄且不稳定，对比困难。山西组之上为下石盒子组底部的河流沉积。(三) 地质构造1区域地质构造本区位于太行隆起及高平长治泽城昔阳皋落断褶带的西翼，受区域构造的控制，地层走向总体显示为北北东，倾向北西西。区内地层平缓，倾角一般612，在勘探区东北部及西部二、三叠系泥岩与巨厚砂岩接壤带，由于受泽城皋落断褶带和沁水拗陷包括左权右匣一团壁断褶带影响迁就，倾角在20左右，最大达35以上。从勘探区构造形迹的展露看，南部较北部简单，西部较东部简单，东部断褶并存，西部主要为宽缓、稀少的长轴褶曲，断层和褶曲走向基本平行地层走向，属典型的新华夏系构造，但亦有少数北西、北东东、近南北或东西向短轴褶曲和小断层。2井田地质构造本井田总体上为一走向北东南西、倾向北西，倾角4-13的单斜构造，井田南部发育一轴向北东南西的背斜构造，井田内断裂构造不甚发育，发现有两条断层，并发现有一个陷落柱。f1正断层：位于井田南部，落差8m，倾角65，走向南西北东，倾向南东，井田内延伸350m，为8号煤层巷道揭露。f2正断层：位于井田东部边缘，落差11m，倾角65，走向北东南西，倾向北西，井田内延伸625m，为地质填图下推。x1陷落柱：位于井田南部，规模11565m，为井下巷道揭露。井田内发育的正断层断距在8-11m之间，断距不大，发育的陷落柱规模较小，对煤层的破坏程度不大，但要注意隐伏构造的导水、透气事故。井田内未发现岩浆岩侵入。综上所述，井田构造类型简单。二、煤层及煤质(一) 煤层1含煤性本区主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。其中：太原组地层平均厚度124.00m，煤层总厚10.34m，含煤系数8.34，主要含煤10层，自上而下编号为81、8、9上、9、11、12、12下、13、14、15号煤层，其中8号煤层（为本区的8号）为较稳定的大部可采煤层，15号煤层为全区稳定可采煤层。山西组地层平均厚度50.00m，煤层总厚3.02m，含煤系数6.04，山西组含煤6层，自上而下编号为1、2、3、4、5、6号煤层，其中3号煤层位较稳定，但该层煤在井田南部已剥蚀，在本次施工的四个钻孔中均见到该煤层，厚度为0.75-0.79m，平均0.77m，为不可采煤层，其余均为不稳定的薄煤层。2可采煤层8号煤层：位于太原组顶部，81号煤层下约3m左右，k4灰岩上31.5m左右，本区利用的四个钻孔揭露均为可采，但井下巷道揭露，煤层厚度及夹矸厚度变化都比较大，井田南部井下揭露有因夹矸厚而造成的不可采区。煤层厚度0.80-2.10m，平均1.17m，含夹矸1层，夹矸厚0-0.70m，为较稳定的全井田基本可采煤层。煤层顶板为砂质泥岩，底板为中砂岩或砂质泥岩。15号煤层：位于太原组中下部，14号煤层下14.5m左右，下距k1砂岩约19.8m左右。煤层厚4.25-6.94m，平均5.56m。结构复杂，含夹矸2-4层，夹矸岩性为泥岩及炭质泥岩。煤层顶板为砂质泥岩或细砂岩，底板以砂质泥岩为主，局部为泥岩、粉砂岩。为厚度、层位稳定的全区可采煤层。可采煤层特征见表1-2-1。表1-2-1 可采煤层特征表煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均煤层结(夹矸层数)煤层间距(m)最小最大平均顶板岩性底板岩性稳定性80.80-2.101.17简单（1）80.00-93.0088.00砂质泥岩中砂岩砂质泥岩较稳定154.25-6.945.56中等（2-4）砂质泥岩细砂岩砂质泥岩粉砂岩稳定(二) 煤质1物理性质和煤岩特征(1) 煤的物理性质及宏观煤岩类型本区各可采煤层多为玻璃光泽或强玻璃光泽，少数为沥青光泽。颜色多为黑色，条痕褐黑色，具条带状结构，贝壳及阶梯状断口。以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤薄层或条带，宏观煤岩类型以光亮型、半光亮型煤为主。(2) 煤的显微组分含量有机组分以镜质组为主。无机组分含量一般20%，以粘土矿物为主，少量为黄铁矿和碳酸盐矿物。2煤的化学性质、工艺性能根据本次勘查的4个钻孔及401钻孔的煤质资料，结合该矿提供的煤质化验单，将该矿可采煤层的化学性质和工艺性能简述如下：(1) 8号煤原煤：灰分（ad）为24.63-35.14%，平均为29.45%，水分（mad）为0.1-0.86%，平均为0.40%，挥发分（vdaf）为13.48-18.76%，平均为15.88%；全硫（st.d）为1.35-3.63%；平均为2.88%，发热量（qgr.d）为21.98-24.95mj/kg，平均为23.53mj/kg。浮煤：灰分（ad）为6.14-11.85%，平均为9.75%；水分（mad）为0.2-1.34%，平均为0.5%；挥发分（vdaf）为11.07-12.90%，平均为11.97%；全硫（st.d）为0.77-1.28%，平均为1.02%；发热量（qgr.d）为33.05-33.70mj/kg，平均为31.28mj/kg；粘结指数（gr.i）为0。8号煤属中灰高灰、中硫高硫、低热中热值的贫煤。(2) 15号煤原煤：灰分（ad）为14.42-31.32%，平均为22.86%；水分（mad）为0.12-0.86%，平均为0.32%；挥发分（vdaf）为11.41-21.12%，平均为15.06%；全硫（st.d）为0.94-1.79%，平均为1.39%；发热量（qgr.d）为22.03-28.96mj/kg，平均为25.74mj/kg。浮煤：灰分（ad）为4.77-9.13%，平均为6.57%；水分（mad）为0.17-1.41%，平均为0.51%；挥发分（vdaf）为10.01-10.25%，平均为10.11%；全硫（st.d）为0.83-1.0%，平均为0.91%；发热量（qgr.d）为23.34-33.86mj/kg，平均为30.26mj/kg；粘结指数（gr.i）为0。15号煤属低灰高灰、中硫中高硫、低热高热值的贫煤。3可选性本矿未做过煤的可选性试验，根据和顺普查勘探地质报告，仅作了西沟一坑的15号煤层的简选样试验，15号煤层精煤回收率等级为中等；采用0.1含量法评价可选性等级为极难选。4煤质及工业用途评价(1) 煤质8号煤属中灰高灰、中硫高硫、低热中热值的贫煤。15号煤属低灰高灰、中硫中高硫、低热高热值的贫煤。 (2) 工业用途评价本区的贫煤质量较好，其中现开采的15号煤层原煤发热量（qgr.d）25 mj/kg，原煤灰分（ad）40%，全硫（st.d）1.39%，为较好的动力用煤和民用煤。精煤灰分（ad）15%，全硫（st.d）1%，可达到目前我国高炉喷吹用煤的主要指标。另外，本区煤的有害元素含量低，碳含量中等，发热量高，耐烧强，作蜂窝煤成型较好。三、瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性、煤和瓦斯突出及地温1瓦斯根据晋煤瓦发2010389号文的批复，煤炭科学研究总院沈阳研究院预测矿井规模达到120万吨/年时，矿井瓦斯绝对涌出量为33.33立方米/分钟，相对涌出量为13.20立方米/吨，为高瓦斯矿井。2煤尘爆炸性根据2007年8月19日和2007年8月29日山西省煤炭工业局综合测试中心提交的山西和顺正邦煤业有限公司15号煤层检验报告，火焰长度分别为5mm和20mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量分别为25%和45%，煤尘有爆炸性。本矿近几年未开采8号煤层，没有8号煤层的检验报告。周边矿井仅有紫罗煤矿开采8号煤层，2006年已关闭。据2003年9月山西省煤炭工业局综合测试中心提交的紫罗煤矿8号煤层检验报告，火焰长度15mm，加岩粉量20%，煤尘有爆炸性。本次设计8号煤层按煤尘有爆炸性设计。3煤的自燃倾向性根据2007年8月19日和2007年8月29日山西省煤炭工业局综合测试中心提交的检验报告，山西和顺正邦煤业有限公司15号煤层吸氧量分别为1.0302cm3/g和0.9194cm3/g，自燃倾向性为不易自燃。另据山西和顺正邦煤业有限公司（煤矿）资源整合地质报告评审意见书和晋中市安全生产监督管理局市安监煤字200630号文件，本矿15号煤层为容易自燃煤层。因此，本次设计15号煤层按容易自燃煤层设计。本矿近几年未开采8号煤层，没有8号煤层的检验报告。周边矿井仅有紫罗煤矿开采8号煤层，2006年已关闭。据2003年9月山西省煤炭工业局综合测试中心提交的紫罗煤矿8号煤层检验报告，吸氧量0.9444cm3/g，自燃倾向性为自燃煤层。本设计8号煤层按自燃煤层设计。4煤和瓦斯突出本矿及相邻煤矿未发现煤和瓦斯突出现象，无煤和瓦斯突出危险。5地温、地压本区恒温带位于距地表40m处，地温为7.0，平均地温梯度分别为1.1/100m，测量结果表明本区为地温正常区。四、水文地质(一) 区域水文地质概况井田位于沁水盆地东部边缘，太行复背斜中段西翼。区内以低山丘陵地貌形态为主，和顺县境内6条河流，分属黄河、海河两大流域。其中，海河流域的清漳东源、仪岭河、松溪河三条季节性河流流经本区。清漳东源（和顺县城以西又称张翼河）：源于昔阳县少山大龟谷，由北而南流入区内。梁余河源于马坊乡东的石猴岭，由西而东流到和顺县城东与清漳东源汇合，向东而至松烟村南与清河汇合。该两河全长179km，控制面积1109km2，河床宽30100m不等，最大流量649m3/s，平均流量1.55m3/s。该河流流经本井田北部。仪岭河：清漳西源支河，源于后仪岭西沟，由北西向南东流，至左权县东汇入清漳西源。谷底宽150400m。年径流量471万m3，其中洪水期为369万m3，属漳河水系。松溪河：上源之一李阳河源于李阳乡神掌洼山；之二石勒河，源于猪龙庙山，二河于石岩坪村汇合，向北流入昔阳县境，属滹沱河水系。1区域内主要含水岩组碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组：主要指奥陶系中统石灰岩、泥灰岩、白云岩等可溶盐岩，区域东部外围见有出露。该组地层总厚约585m，至上而下划分为峰峰组、上、下马家沟组。据和顺普查区资料，本区奥陶系中统岩溶地下水水位北东高南西低，推定其流向南西，水力坡度3.4。结合北邻李家沟井田上郭庄的51号孔，奥灰水水位标高为565m，判断区内泊里附近确实存在一条东西向的地下分水岭，以北属娘子关泉域，以南属辛安泉域。碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组：本含水岩组为上石炭统太原组一套海陆交互相沉积地层，由砂岩、泥岩、煤层及3-5层石灰岩组成。厚105-140m，为区内主要含水岩组之一。含层间岩溶裂隙水，富水性不均一，富水性强弱取决于岩溶及裂隙发育程度，与奥灰水有相似性。碎屑岩类裂隙含水岩组：主要包括二叠系的一套陆相，过度相碎屑岩层，在区域内均大面积出露，由砂岩、砂质泥岩夹煤层等组成。含裂隙水，含水空间以风化裂隙和构造为主，受季节影响较为明显。松散岩类孔隙含水岩组：主要由第四系中、上更新统和全新统地层组成。中、上更新统地层主要分布在梁、峁之上和山前地带，在河谷两侧往往形成一、二级阶地，岩性为浅黄色亚砂土和砂质粘土，平均厚36m，上更新统下部多为砂、砾石互层，局部含有一定地下水，但含水微弱。全新统地层主要分布在沁河河谷和一级阶地上，厚0-55m，平均厚12m。砂砾石层为其主要含水层。潜水位埋深0.2-4m，由于埋藏与补给条件的不同，富水性差异较大，潜水多渗漏补给岩溶水形成透水不含水岩层，在不透水地段，含水较为丰富，且水质较好，可供生活和灌溉用水。2地下水的补给、迳流、排泄条件各含水层组的补给、迳流、排泄条件各不相同。奥陶系灰岩在区东外围大面积出露，为裸露型岩溶区，岩溶发育，直接受降水和河水补给，富水性强。泊里附近地下分水岭以北一部分自补给区向北迳流，直到娘子关泉，一部分向北进入李家沟迳流区；分水岭以南向南西运移入辛安泉域，地下水可能排泄于岩溶大泉。(二) 井田水文地质条件1地表水系及对矿床的开采影响井田北部为清漳东源，在开采北部资源时可能会受到一定程度的影响，其余均为干涸的沟谷，各沟谷地表洪水北部流入清漳东源，南部流入梁余河，最后向东至烟松村南与清河汇合。2主要含水层(1) 中奥陶统岩溶含水组本统在勘探区以东大面积出露，为一套浅海相碳酸盐岩沉积，岩性以石灰岩、白云质灰岩及角砾状泥灰岩为主，其次为泥灰岩、白云岩及石膏等，区域总厚约585m，划分为上、下马家沟组，峰峰组。地质勘查收集到井田西南外围凤台联营煤矿2005年施工的水井资料，水井揭露到下马沟组123m，岩性为灰白色白云质灰岩，夹有薄层泥灰岩，岩溶裂隙发育较好。终孔后对马家沟组以上地层进行了止水。上马家沟组及下马家沟混合水埋深为571.52m，标高为729.58m。本水井直径为250mm，出水量50m3/h，合计1200m3/d，根据提泵管试验推测降深31m左右，估计本井田奥灰水水位为735m左右，低于15号煤层底板标高。(2) 上石炭统太原组灰岩岩溶含水层本含水层组自下而上由k2、k3、k4三层灰岩组成，区内有零星出露。三层灰岩位于15号煤以上15至50m以内。k2灰岩层位稳定，厚2.70-11.72m，平均6.94m，灰岩质不纯，夹有燧石，常被泥质岩分隔成2-3层；k3灰岩层位也稳定，厚1.15-7.37m，平均3.12m，质较纯，含泥质及大量海百合茎及腕足类动物化石；k4灰岩层位稳定，厚1.00-4.06m，平均2.46m，质不纯，泥质含量高。本组岩溶浅部较深部明显发育，主要是溶孔、溶隙。据钻孔简易水文资料，该含水层组富水性k2最强，k3次之。据省地质局水文队的“水文地质图说明表”该含水层组于近代河床下富水性极强，水位埋藏浅，单位涌水量1.01-22.7l/sm，渗透系数8.18-93.75m/d。水化学类型重碳酸盐硫酸盐钙型。由河水和基岩裂隙水补给。(3) 二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组本组含数层砂岩，其中k7为基底，亦为6号煤间接底板，厚0-20.93m，平均4.82m，中细粒，中粒占70%。该组砂岩内岩性致密，裂隙不发育，钻进时的水文地质动态基本无异常显示，其富水规律南部浅埋区强于北部深埋区，当地泉涌水量一般小于0.83l/s，个别达5.56 l/s，含水性弱，水化学类型为重碳酸盐钙型或重碳酸盐钙、镁型。(4) 二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层组该组在井田内大面积出露，多形成中低山地貌，由于出露层位较高，其浅部风化裂隙发育，渗透性较强，为透水层，以下补给条件好的地段富水性较强，沿沟底常有该组下降泉出露，水量不大，一般0.20l/s左右，与深部含水层无水力联系，少数钻孔耗水量较大。(5) 新生界第四系冲积-洪积孔隙含水层组包括第四系全新统、中上更新统地层。第四系中上更新统黄土多分布于沟谷两侧的梁、峁之上，岩性以黄土状亚砂土为主，底部含砂砾石层夹薄层杂质粘土，含水微弱，多为透水不含水岩层。第四系全新统地层分布在清漳东源河河床沿岸及其支流的沟谷中，厚0-20m，一般单泉泉流量在0.1-0.2l/s之间，属弱富水含水层，水质较，矿化度0.9g/l。3隔水层本溪组地层一般厚23.00m，岩性为粉、细砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝土泥岩及1-2层薄层灰岩，岩性致密，裂隙不发育，钻进时水文动态无变化，可视为上、下含水层之隔水层。(三) 矿井充水因素分析1构造对矿床作用的影响区内已发现的2个断层最大落差11m，陷落柱揭露1个。据井巷揭露断层和陷落时，一般无水，个别有少量水流出，从无水害发生。但在断层较大或断层和陷落附近的裂隙发育时，当补给条件好时，富水性有可能增强。因此应对大断层及陷落柱进一步研究，防止水害发生。2地下水的补给、迳流和排泄条件含水层的补迳排条件各有不同：奥陶系灰岩在本区东外围大面积出露，为裸型岩溶区，岩溶发育，直接受降水补给，也受河水和冲积层潜水的补给，富水性强，在本区向南西迳流，排泄于辛安泉或人工开采，在本区为迳流区。太原组灰岩在区内零星出露，可接受大气降水补给，其主要补给区是下伏于近代河谷的浅埋地段，接受河谷潜水的补给，因而可在一定的范围内成为含水层，矿区周围的生产矿井和采水孔成为人工排泄点。山西组和石盒子组地层大面积裸露，接受大气降水和河谷潜水补给，在河谷底部多以泉排泄，但本区内以迳流为主。全新统砂砾石含水层组分布于近代河谷中，受大气降水和河水补给，同时也以泉和下渗形式补给河水和基岩，如铁道部设计院的和顺区段、仪村区段水源水文地质断面资料表明，该潜水与河水及下伏浅部基岩有直接水力联系，相互补给。太原组15号煤层为本区最主要煤层，其直接充水含水层以石灰岩为主，属岩溶充水矿床；太原组上部煤层和山西组煤层直接充水含水层以砂岩为主，属裂隙充水矿床。该区沟谷深切，有利于大气降水和地表水排泄，况且地下水的运移都得受裂隙或岩溶的发育程度的制约。本区岩层大致自东向西加深，裂隙和岩溶的发育程度随之减弱，富水性也相应由强变弱，在水平方向上和垂向上都有明显的分带性。基岩含水层在浅部虽富水性稍强，但已知含水层最大单位涌水量仅为0.157 l/sm，最大渗透系数0.585m/d，此为浅部的下石盒子组和山西组的混合值，而与煤矿床关系最密切的煤系含水层，单位涌水量均小于0.1 l/sm。因之，水文地质条件属简单型。3采区分布范围及其积水情况联松联办煤矿一坑自投产以来，一直在井田南部开采8号煤层，联松联办煤矿二坑自投产以来，原在井田南部开采8号煤层，但由于8号煤层夹矸厚且不稳定，2002年延伸井筒，开采15号煤层，到目前为止，8号煤层采空区面积已达0.74km2，估计积水量达60万吨左右。因此以后生产中应加强对采空区及构造的控制，防止打通古空区及构造引发突水事件的发生。4矿井历年涌水量联松联办煤矿一坑开采8号煤层，涌水来源于顶板以上的k7砂岩和底板砂岩，矿井平均每小时排水量约0.8m3，与雨季关系不大，对采矿影响不大。联松联办煤矿二坑开采15号煤层，涌水来源于顶板以上的k2灰岩，矿井平均每小时排水量约15m3，与雨季关系不大，对采矿影响不大。综上所述，8号煤层的矿井涌水主要来自山西组底部的k7砂岩，底板局部为砂岩也有富水性，15号煤层的矿井涌水主要来自k2灰岩。(四) 矿井涌水量预算井田内8号煤层的涌水主要来自山西组底部的k7砂岩，底板局部为砂岩也有富水性，15号煤层的直接充水含水层主要是太原组的三层灰岩，且k2灰岩为其间接顶板，影响最大。山西组和上、下石盒子组含水层是其间接充水含水层。井田内有两条断层和一个陷落柱，断层、陷落柱附近淋水将明显增大，对矿坑水的影响将增大。因此，在开采中应严格执行探放水措施。整合前，一坑开采8号煤层，实际生产能力为30kt/a，二坑开采15号煤层，实际生产能力为150kt/a，未进行过历年涌水量详细统计，但根据每日排水时间及所使用的泵量，一坑正常涌水量在0.5-1.2m3/h，平均0.8m3/h，二坑正常涌水量在10-20m3/h，平均15m3/h。采用富水系数比拟法预算矿井达到设计生产能力的矿坑涌水量。矿井达到设计生产能力1.2mt/a时，预计矿井正常涌水量70m3/h，最大涌水量120m3/h。第三章 兼并重组整合后矿井设计和井田开拓第一节 井田境界一、井田境界依据2009年11月27日山西省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：c1400002009111220046641），批准山西和顺正邦煤业有限公司开采8号-15号煤层，井田范围由12点坐标连线圈定，井田境界拐点坐标如下：1 x=4137017.05 y=19725736.212 x=4135452.04 y=19726161.233 x=4135072.03 y=19725481.224 x=4135097.03 y=19725216.225 x=4135097.03 y=19725016.226 x=4135132.03 y=19724381.217 x=4137117.05 y=19724431.208 x=4137152.04 y=19723931.209 x=4139192.06 y=19723931.1910x=4138672.07 y=19725931.2111x=4137812.06 y=19725321.2112x=4137322.06 y=19726031.21井田南北长3.5m，东西宽2.1m，井田面积6.29km2。本井田西部与凤台一缘煤业有限公司相邻，东部与北关煤业有限公司相邻。第二节 矿井设计和开拓系统正邦煤业有限公司兼并重组整合前为机械化升级改造基建矿井，采用斜井开拓，共布置主斜井、副斜井、回风立井3个井筒，主斜井倾角24.5，斜长450m，井筒装备带式输送机和架空乘人装置，担负全矿井煤炭提升任务和人员升降任务，兼作进风井和安全出口；副斜井倾角24.5，斜长450m，井筒装备单钩串车，担负全矿井矸石、材料及设备等提升任务，兼作进风井和安全出口；回风立井净直径5.0m，垂深196m，井筒装备梯子间，担负全矿井回风任务，兼作安全出口。开拓巷道布置集中胶带下山、集中轨道下山、胶带大巷、轨道大巷、回风大巷。一、井筒矿井初步设计共布置3个井筒，即主斜井、副斜井和回风斜井。各井筒特征如下：主斜井：表土段采用半圆拱形料石砌碹，碹体厚度300mm。基岩段采用矩形锚喷支护，装备spj-650型带式输送机提升原煤，敷设照明电缆、排水管、洒水管、压风管、灌浆管、动力电缆、通信电缆、监控系统电缆等，设水沟、台阶、扶手； 副斜井：表土段采用半圆拱形料石砌碹，碹体厚度450mm。基岩段采用矩形锚喷支护，装备gkt-1.61.5-20单滚筒绞车牵引1t矿车作辅助提升，敷设照明电缆、洒水管、压风管等，设水沟、台阶、扶手；回风斜井：表土段采用半圆拱形料石砌碹，碹体厚度300mm，基岩段采用矩形锚喷支护，井筒内设水沟、台阶、扶手；井口装备有fbcz-6-18b型轴流式风机两台。主斜井，井筒倾角24.5，斜长450m，装备带式输送机和架空乘人装置，担负全矿井煤炭提升任务和人员升降任务，兼作进风井和安全出口。副斜井，井筒倾角24.5，斜长450m，装备单钩串车，担负全矿井矸石、材料及设备等提升任务，兼作进风井和安全出口。回风立井，垂深196m，井筒装备梯子间，担负全矿井回风任务，兼作安全出口。二、大巷布置主斜井、副斜井、进风斜井、回风立井均落底于15号煤层，在副斜井井底布置井底车场，沿15号煤层倾向布置集中胶带下山、集中轨道下山至井田西部边界，在井田西部边界附近沿15号煤层南北方向分别布置胶带大巷、轨道大巷、回风大巷至井田北部边界，三条大巷相互平行，间距为30m。后期在井田北部南庄沟内另掘后期回风立井。15号煤层全井田共划分为2个采区。井下煤炭运输采用带式输送机，辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引矿车运输。矿井通风方式初期采用中央并列式，后期采用中央分列式，通风方法采用抽出式。三、水平划分及标高全井田8、15号煤层共划分为一个主水平，一个辅助水平。主水平开采全井田15号煤层，水平标高1140m；辅助水平开采全井田8号煤层，水平标高1070m。两个水平之间采用暗斜井连接。四、主要运输大巷及回风大巷布置层位的确定主要运输大巷及回风大巷分别沿15号煤层和8号煤层布置，主水平开拓巷道沿15号煤层布置集中胶带下山、集中轨道下山、胶带大巷、轨道大巷、回风大巷，其中集中胶带下山、胶带大巷沿15号煤层底板布置，集中轨道下山、轨道大巷、回风大巷沿15号煤层顶板布置；辅助水平开拓巷道沿8号煤层布置胶带大巷、轨道大巷、回风大巷。两个水平之间采用暗斜井联接。五、采区划分及开采顺序全井田15号煤层共划分为2个采区，8号煤层共划分为2个采区。开采顺序：15号煤层一采区15号煤层二采区8号煤层一采区8号煤层二采区。第三节 矿井采空区积水情况1、采空区分布情况井田内重组前有两个生产矿井，原山西和顺正邦煤业有限公司和原山西和顺百利煤业有限公司：原联松联办煤矿一坑自投产以来，一直在井田南部开采8号煤层，采空区面积已达0.33km2；原联松联办煤矿二坑自投产以来，原在井田南部开采8号煤层，但由于8号煤层夹矸厚且不太稳定，2002年延伸井筒，开采15号煤层，根据实测及矿井提供的资料，到目前为止8号煤层采空区面积已达0.43km2，15号煤层采空区面积已达0.39km2。原山西和顺百利煤业有限公司：原西沟联营煤矿一坑自投产以来，一直在井田南部开采15号煤层，采空区面积已达0.153km2。原西沟联营煤矿二坑自投产以来，原在井田中南部开采15号煤层，根据本次实测及矿井提供的资料，到目前为止15号煤层采空区面积已达0.353km2。 煤矿采矿区积水量理论公式估算统计表 表5-1生产矿井开采煤层采空区编