王庄煤矿5Mt新井设计 毕业设计.docx

中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下独立完成的。除文中已经注明引用的内容外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本文做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。作者签名： 日期： 关于使用授权的说明本人完全了解中国矿业大学（北京）有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。作者签名： 导师签名： 日期： 中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）任务书主要内容和要求：主要内容：一、一般设计内容1、矿区概述及井田地质特征 2、井田境界和储量 3、矿井工作制度及设计生产能力、服务年限 4、井田的开拓及基本巷道布置 5、采区巷道布置及采煤方法 6、矿井通风系统 7、矿井瓦斯防治 8、矿井火灾防治 9、矿井防尘二、专题部分内容 1、专题研究的现状及研究的意义 2、理论依据及分析 3、现场的资料整理与分析4、研究结论。三、要求：1、设计中要严格执行有关规程和规范2、计算过程清楚正确，参数确定、选型依据充分，设计计算结果列表表示3、一律用计算机绘制图纸，图纸规范，绘制2张大图4、设计说明书一律用word录入。绘图和录入必须本人操作。教学院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）结合科研说明书学院：资源与安全工程摘 要本设计（论文）包含一般设计部分和专题论文两部分。本设计（论文）一般设计部分是王庄煤矿5.0 mta新井设计。本设计包括矿区概述及井田地质特征 、井田境界和储量 、矿井工作制度及设计生产能力、服务年限 、井田的开拓及基本巷道布置 、采区巷道布置及采煤方法 、矿井通风系统 、矿井瓦斯防治 、矿井火灾防治 、矿井防尘等内容。矿井年生产能力为500万吨，服务年限81年。整个井田的开拓方式为立井开拓，工作面采煤方法为走向长壁后退式大采高一次采全厚采煤法。矿井通风方式采用中央并列通风方式，工作面采用u型、上行通风。通过计算得出通风容易时期和困难时期风阻和风压，并根据其要求选定相应的风机。最后设计了矿井瓦斯、火灾和粉尘的防治措施。专题部分运用利用圆管取样的方法对乙烯火焰中碳烟生成规律进行探究。关键词：开拓设计；通风设计；矿井安全措施；乙烯；碳烟abstractthis design( paper) includes general part and the topics paper.the general part is a disign for 5.0mt wangzhuang new coal mine.the design includes field survey and geological characteristics, compartmentalized reserves, mine work system and service life, field exploration and basic roadway layout, mining area roadway layout and mining method, mine ventilation system, mine safety measures. the mine production capacity is designed 500 mt per year and service life is 81 years. the whole field exploitation uses vetical shaft.the coal mining method of mining face choses inclined longwall comprehensive mechanized mining method. the ventilation system is the central control of ventilation in the mine and u type and an upward ventilation system in the face. through calculating, the wind resistance and pressure can be got in the easy and difficult period, then fans chosed by preceding work. according to the mine ventilation system, design mine safety measures for gas, fire and coal-dust will be put forward.the topics paper experimental study of the generation characteristic of soot in ethylene flame. keywords: development design; ventilation design; safety measures; ethylene; soot 目 录1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1 地理位置11.1.2 地形特征11.1.3 交通21.1.4 气象31.1.5 地震31.1.6 地表水文情况31.1.7 矿区水源和电源41.2 井田地质特征41.2.1 地层41.2.2 含煤地层81.2.3 井田基本构造形态81.2.4 其他有益矿产91.3 煤层特征101.3.1 煤层的结构、厚度和一般特征101.3.2 可采煤层特征101.3.3 可采煤层的煤质101.3.4 瓦斯121.3.5 煤的自燃122 井田境界和储量132.1 井田境界132.2 矿井工业储量142.2.1 储量计算的步骤142.2.2 储量类型的划分152.2.3 地质储量计算162.3 矿井工业储量182.4 矿井可采储量192.4.1 安全煤柱192.4.2 矿井永久保护煤柱203 矿井工作制度及设计生产能力、服务年限233.1 矿井工作制度233.2 设计生产能力及服务年限233.2.1 确定依据233.2.2 矿井设计生产能力233.2.3 矿井服务年限243.3 井型校核243.3.1 煤层开采能力243.3.2 辅助生产系统能力校核253.3.3 安全条件校核253.3.4 储量条件校核253.3.5 第一水平的服务年限校核254 井田的开拓及基本巷道布置264.1 井田开拓的基本问题264.1.1 确定井筒形式274.1.2 井筒位置和数量的确定284.1.3 确定工业广场的位置、形状、面积284.1.4 开采水平的确定及采盘带区划分284.1.5 主要开拓巷道294.2 矿井开拓方案提出294.2.1 提出方案294.2.2 方案比较314.2.3 方案确定334.3 矿井基本巷道344.3.1 主要开拓巷道374.4 井底车场404.4.1 井底车场及硐室405 采区巷道布置及采煤方法465.1 煤层地质特征465.1.1 首采区位置465.1.2 采区煤层特征465.1.3 水文地质情况465.1.4 地表特征465.1.5 煤层的爆炸性和自燃发火危险465.1.6 顶底板特征475.2 首采区巷道布置及生产系统475.2.1 采区准备方式的确定475.2.2 采区巷道布置475.2.3 采区生产系统485.2.4 采区内巷道掘进方法495.2.5 采区巷道的准备顺序505.2.6 采区生产能力及采出率505.3 采区车场选型设计515.3.1 采区车场515.3.2 采区主要硐室525.4 采煤工艺方式535.4.1 采区煤层特征及地质条件535.4.2 确定采煤工艺方式535.4.3 回采工作面参数545.4.4 回采工作面的推进方向和推进长度555.4.5 回采工作面破煤、装煤方式555.4.6 移架方式565.4.7 放煤方式565.4.8 工艺流程576 矿井通风系统596.1 概述596.2 矿井通风系统选择596.2.1 矿井通风系统的基本要求596.2.2 矿井通风方式的确定606.2.3 主要扇风机工作方式的选择626.2.4 采煤工作面通风类型的确定636.2.5 工作面风流方向的选择656.3 矿井风量计算656.3.1 矿井风量计算的规定666.3.2 通风系统选择的原则和方法666.3.3 配风依据666.3.4 采煤工作面实际需要风量计算666.3.5 掘进工作面需风量的计算706.3.6 各个硐室需风量736.3.7 其它用风点所需风量756.3.8 矿井总风量756.4 矿井总风量分配756.4.1 分配原则756.4.2 分配的方法756.4.3 风量分配766.4.4 风速验算766.5 矿井通风阻力的计算786.5.1 矿井通风阻力的计算原则786.5.2 确定矿井通风容易和困难时期786.5.3 确定通风容易时期和困难时期的最大阻力路线786.5.4 通风阻力的计算816.5.5 自然风压的计算866.5.6 矿井等积孔876.6 矿井通风设备的选择896.6.1 矿井通风设备的要求896.6.2 选择主要通风机906.6.3 电动机选型916.6.4 对矿井主要通风设备的要求927 矿井瓦斯防治937.1 瓦斯的性质937.2 矿井瓦斯的涌出937.3 瓦斯防治938 矿井火灾防治968.1 矿井火灾分类968.2 矿井火灾防治979 矿井防尘999.1 矿尘的产生999.2 矿尘的危害999.3 矿尘的预防99参考文献100致 谢101中国矿业大学（北京）2014届本科毕业设计（论文）1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置王庄煤矿位于山西省长治市郊区故县，距市中心30公里，北距太原市230公里，南到焦作市220公里，东距邯郸市183公里，其地理坐标为：其地理坐标为：东经11258251130321，北纬361404362435。地处潞安矿区的东南部，跨长治市郊区和屯留县两个行政区。矿区东面为长治钢铁公司，本地区总人口约4万人左右，其中王庄矿1万人，长钢1.52万人。王庄煤矿与长治钢铁公司两大企业组成本区一片规模较大的煤铁工业区，与之配套的各种服务行业也比较发达。1.1.2 地形特征潞安煤田位于太行山脉中段之西坡，太行山脉大致呈南北方向伸展，其最高点的标高达+1500 m以上，从大地构造而言，太行山脉中段为大背斜构造，山之东侧陡峻，西侧平缓，山西高原即为西侧之平缓地带，地形标高渐次降至+1000到+900 m。地貌上限制煤田的另一因素为文王山，文王山系太行山脉的分支，大致呈东西方向伸展，文王山将潞安煤田分割成南北两部。文王山为一背斜构造，山顶最大标高不超过+1100 m，主要由奥陶纪石灰岩构成，山之南北两侧因有正断层构造的存在而下降约400 m，地面标高渐次降至975- 1000 m。文王山两侧地区大部分为黄土所覆盖，厚达百余米。在王庄井田内南岭村附近地区（原二区）地形起伏甚大，高低悬殊有达100 m者。在王庄村附近地区（原一区）及井田西北部（原八区）地形稍为平缓。王庄矿地处上党盆地西北部，属高原内部断陷堆积盆地。盆地北部黄土冲沟发育，局部有基岩出露，南部为山前斜坡地带，区内地势起伏不平，均被较厚的第四系黄土所覆盖，井田北部较高，南部较低，最大标高1025 m，最小标高890 m，最大标高相对高差为135 m左右。1.1.3 交通矿井对外有交通有太（原）焦（作）铁路、邯（郸）长（治）铁路，可通往全国各地。太焦铁路从矿井东部由北向南通过，邯长铁路在长治北站与太焦铁路相接。同时王庄矿井有铁路专用线14 km达长治北站与太焦铁路相接。长治北站至太原265 km、至焦作169 km，至邯郸220 km，区内公路发达，除太（原）洛（阳）（208国道、207国道）和邯（郸）长（治）（309国道）三条主要干线公路外，区内各村镇均有公路相通，交通非常方便。矿井交通位置见图1.1。图1.1 王庄煤矿交通位置图1.1.4 气象井田地处黄土高原，区域气候属暖温带半干旱大陆性气候区，年温差和日温差变化较大，夏季午间较热，晚间较凉。年日照时间长，全年日照时数为2598.6小时。蒸发量为降雨量的3倍多。蒸发量：据屯留县气象站1967年1987年统计，年最高蒸发量1978年为1996.3 mm，年最低蒸发量1985年为14938 mm，20年平均蒸发量为1731.84 mm。降雨量：年最高降水量1971年为917.00 mm，年最低降水量1986年为311.8 mm，年平均降雨量为558.8 mm，全年降水量的62.5%，集中在夏季（6-8月份），秋季降水量占21.2%，春季降水量占13.5%，冬季降水量占2.8%左右。全年雷雨最多日数1985年为44天。日最大降水量1972年7月7日达109.7 mm。历年平均相对湿度为65%。气温：年平均最低气温1978年7.8 ，年平均最高气温为9.7 ，19年平均气温为9.15 。日最高温度1972年7月5日为37.4 ，日最低温度1972年1月27日为29.1 。风向及风速：夏季多为东南风，冬季为西北风。年平均风速为2.48 m/s。最大风速为14-16 m/s。冰冻期：是每年10月至次年的4月，最大冻土深度1977年2月为75 cm。1.1.5 地震据长治市地震局介绍，晋东南地区除1890年武乡县曾发生过5.5级（裂度7度）地震外，尚未发生过4级以上地震。而4级以下的小震比较频繁。近年来，潞城微子镇，长治县司马，漳泽水库等长治地震活动区发生的3.5级地震达十次以上。在此应该提及的是，由于临近地区发生的大地震波及本区，同样具有破坏性。如1303年洪洞及临汾8级地震，1614年平遥6级地震，1737年新乡5.5级地震等使本区均遭受了不同程度的震灾。据1977年山西省地震基本烈度区划图，长治市地震基本烈度为7度区，屯留县为6度。1.1.6 地表水文情况属海河水系的浊漳河从长治盆地南部流过，区域地貌为浊漳河河谷一、二级阶地，为第四系更新统晚期的沉积物，含有丰富的孔隙水，二级阶地底部有黑灰色亚粘土，有层理，部分地区有薄层透镜状沙层，土质比较松软，形成一些较大范围的含水层，二级阶地又为山前洪积、坡积地带，山前裂隙水及孔隙水都经二级阶地排泄，补给一级阶地和河槽。王庄井田河流较少，水系为浊漳河支流，在矿区中部有一条故县小河和一条积石小河，流经井田塌陷区，属季节性河流，只有雨季才有流水。绛河流经王庄井田南部，在王庄扩区，除绛河以外，仅有少量干沟发育，绛河于崔邵村附近进入王庄扩区，自西向东流入王庄井田东南部的漳泽水库，该水库的库容约为1.995109 m3。1.1.7 矿区水源和电源工业用水和生活用水主要取自区内浅层水、山泉水、深度50 m左右的机井，基本上形成了一套集中供水系统，矿区水资源比较丰富，可满足工业用水和生活用水的需要。王庄煤矿供电系统为35 kv系统,两回路电源来自公司常村110 kv变电站,进线为lgj-300/4 km。经两台型号为sfz9-10000kva主变,降为6 kv后由512,513两回路配出,分两段母线运行。1.2 井田地质特征1.2.1 地层（一） 晋东南长治地区地层晋东南长治区地层出露自东向西由老到新概述如下：震旦系（z）：由碎屑岩沉积和中偏碱、偏基性的火山岩组成。厚度变化大，由几米到数千米。与下伏地层呈角度不整合接触。寒武系（）：由砾岩、砂岩、泥岩、石灰岩、白云岩等组成的浅海相碎屑岩及碳酸盐岩。厚度一般为377570 m。与震旦系呈假整合接触。奥陶系（o）：缺失上统，为中统和下统地层，由石灰岩、白云岩组成的浅海相碳酸盐岩。一般厚度为470700 m。与寒武系呈整合接触。石炭系（c）：缺失下石炭统，由中统本溪组和上统太原组地层组成。为一套浅海相三角洲相沉积，厚度32177 m。与中奥陶统峰峰组呈假整合接触。二叠系（p）：下统分山西组（图3-2）和下石盒子组，上统分上石盒子组及石千峰组。由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成的三角洲陆相沉积。厚度266422 m。与太原组呈整合接触。三叠系（t）：下统分刘家沟组和尚沟组，中统分二马营组及铜川组，上统为延河组。由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩组成的陆相沉积。厚约150 m。与石千峰组呈整合接触。上第三系（n2）：褐黄色、灰绿色粘土，含砂粘土、底部含砾石。在武乡县张村为厚层灰绿、灰黑色粘土、粉砂与薄层泥质灰岩互层，含油页岩。厚0268 m。与下伏地层呈角度不整合接触。第四系（q）：棕红、紫红、褐红色粘土、含砂粘土、粉砂质粘土夹灰绿、黄绿、灰黄色粉砂、砂、砾石层。厚0330 m，与下伏地层呈角度不整合接触。（二） 王庄井田地层王庄井田广为第四系地层所覆盖，仅在井田的西北部有少量的基岩露。地层由老到新叙述如下：1、中奥陶统（o2）仅揭露0.70331 m，均为海相沉积，从下到上有：上马家沟组（o2s）：在钻探时仅揭露最上一段部分地层（第三段s3），为巨厚层状石灰岩和薄层泥灰岩，总厚度不详。中奥陶统峰峰组（o2f）:以石膏层底板与上马家沟组分界，为含煤地层之基底。此组按其岩性可分上、下两段：上段（o2f）和下段（o2f1）。在扩大区钻孔揭露最大厚度为203.84 m。 下段（o2f1）：厚度70.8145.98 m，主要岩性为厚层状灰岩，泥灰岩，夹灰灰白石膏层，石膏层中又夹有薄层灰岩。厚层状灰岩中含白云质和方解石脉条带；泥灰岩一般较松软性脆。以厚层状泥灰岩顶板与峰峰组上段分界。在王庄扩大区岩性主要由白云岩、白云质灰岩、石灰岩及白云质泥灰岩组成，含有大量薄层纤维状石膏。平均厚度大于73.04 m。岩溶在扩大区中部有发育。上段（o2f）：可分上、下两部分，厚度118.19136.87 m，主要为灰灰黑色巨厚层状石灰岩，致密坚硬。下部岩性主要由石灰岩，含白云质灰岩、泥灰岩和含泥灰岩组成，含方解石脉，裂隙、在扩大区平均厚度为52.00 m，岩溶在此层段较为发育。上部：平均厚度为75.55 m，岩性主要为石灰岩、泥灰岩、泥质灰岩，含较多的黄铁矿结核，底多见角砾状灰岩。岩溶稍有发育。2、中石炭统本溪组（c2b）平行不整合于中奥陶系侵蚀面之上，本溪组厚度变化大，除厚度为零的钻孔外，在已揭露该层的147个钻孔中，厚度174（528孔）m，平均厚度11.89 m，灰浅灰色铝质泥岩、深灰色泥岩、砂质泥岩，局部夹薄层粉砂岩，细粒砂岩。一般上部含泥质灰岩或石灰岩，局部夹薄煤层。底部含铁质泥岩、鸡窝状的铁质粉砂岩（山西式赤铁矿层），含黄铁矿结核。含植物化石：mariopteris sp 畸羊齿（未定种）。3、上石炭统太原组（cat）厚度63.85151.86 m，平均厚度105.24 m，主要灰深灰色砂岩，粉砂岩；深灰灰黑色泥岩，砂质泥岩；58层深灰色石灰岩，泥质灰岩；714层煤组成。为典型的海陆交互相沉积，以旋迥结构明显，层理类型复杂，动植物化石丰富为其特征。底部为中细粒石英砂岩（k1砂岩）。与本溪组呈整合接触。每个旋迥多由灰岩、泥岩及不同粒级的砂岩和煤层组成。在王庄井田有四个旋迥，含煤614层，煤层编号6号15号。本组地层是井田内的主要含煤地层之一。煤层厚度不等，层位稳定。底部15号煤层及岩层局部被河流冲刷。4、下二叠统山西组（p1s）底部以黑色燧石层与太原组分界，与太原组整合接触。厚度39.83200.00 m，平均厚度87.50 m。为陆相湖泊相沉积，该组地层由灰色或灰白色细至中粒砂岩，灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及1-3层煤组成，编号为13号，煤层平均总厚度6.99 m，是井田内最主要的含煤地层。5、下二叠统下石盒子组（p1x）底部以骆驼脖子砂岩与山西组分界，是以河流相、湖泊相为主的陆相沉积，以泥岩、砂质泥岩为主，含中细粒砂岩。厚46.43215.64（2号孔）m，平均83.88 m，以k8砂岩与山西组呈整合接触。底部k8砂岩为浅灰、灰色中细粒石英砂岩，局部为粗粒石英砂岩、粉砂岩。砂岩中含较多煤屑及铁质球粒，夹泥质条带及包体，交错层理发育。平均厚度10.96m。岩矿特征：碎屑颗粒呈次棱角状次园状，部分颗粒边缘被溶蚀，硅质岩屑占37%，少量菱铁矿及黄铁矿结核，杂基为粘土质，孔隙式胶结。燃烧后呈浅渴色，具紫色斑点，固结好。下部灰深灰色泥岩，砂质泥岩夹浅灰色薄层细粒砂岩、粉砂岩。局部含菱铁质鲕粒，偶夹煤线。具水平层理、交错层理。含少量的植物化石碎片。上部为绿灰、灰色中细粒砂岩夹杂色泥岩、砂质泥岩。具交错层理、水平层理。顶部为“杂色”泥岩、砂质泥岩。俗称“桃花泥岩”。以含铝质、富含菱铁质鲕粒为特征。此层较稳定，一般厚度为10m，是确定k10砂岩的良好标志。6、上二叠统上石盒子组（p2s）据全井田内部分钻孔统计，83个钻孔中揭露本组地层的，平均厚度113.27 m。本组地层在刘家镇断层以北的井田内发育不全，厚度095.03 m，主要由一套杂色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩组成，夹砂岩、泥岩，砂质泥岩多为紫红色，粉砂岩、砂岩多为黄绿色。在安昌断层以南的扩区内，本组地层厚度较大，揭露最大厚度为420.77 m（0504孔），一般378.55 m。由杂色砂岩、粉砂岩，泥岩组成，底部以k10砂岩与下石盒子组呈整合接触。7第三系上新统张村组（n2z）本组地层在扩区内有9个孔揭露， 厚度4.6039.65 m，平均14.58 m。紫红、褐黄、灰棕色粘土、含砂粘土、粉砂质粘王。下部夹23层灰黄、黄绿色中、粗砂，局部含钙质结核。与下伏地层呈角度不整合接触。8第四系（q）钻孔揭露厚度0148.29 m，揭露最大厚度为148 .29 m（0502孔），地层顶部多为黄土，下部为黄色、棕黄色、黄褐色等亚粘土、粘土、亚砂土组成，夹钙质结核层及砾石层，角度不整合于下伏地层（基岩）之上。在刘家镇断层以北的原井田内，历年施工的钻孔对本组地层大多不取芯，现据扩区内取芯钻孔资料，地面地质资料及地球物理测井成果详述如下：下更新统楼则峪组（q11）：厚度87.30126.49 m，平均111.32 m，零星出露于扩区西部及东部水库边界。以棕红、褐红、褐黄色粘土、含砂粘土、粉砂质粘土为主，夹8-18层黄绿，灰黄色粉、细、中、粗砂。局部含钙质结核。本区广泛分布。中更新统离石组（q2l）:厚度044.91 m，平均23.94 m。褐黄、紫红色粘土，含砂粘土与灰黄色、褐黄色中、细砂互层。下部粘土中含钙质结核，在扩区广泛分布。上更新统（q3）：厚度023.60 m，平均14.51 m，分布于扩区中部河流二级阶地。褐黄、紫红色含砂粘土，粉砂质粘土、粘土为主，局部夹12层黄绿色细、中砂。全新统（q4）：厚020 m。分布于扩区中部河床及其河漫滩，为近代河流冲积相沉种，岩性由淤泥、各粒级砂、卵石组成。1.2.2 含煤地层煤田生成期为二迭系下统山西组（p1s）和石炭系上统太原组（c3t）。山西组含煤地层厚度为64.4100.8 m,平均厚度为82.5 m。含煤14层。其中3号、4号煤层为全区稳定可采煤层，其余各煤层均为不可采煤层。太原组含煤地层厚度为96.0121.8 m，平均厚度为111.9 m。含煤515层。其中，15-1、15-3号煤层为较稳定全区可采煤层，9、10、13、15-2号煤层较为稳定，不稳定局部可采煤层，其余各煤层均为不可采煤层。1.2.3 井田基本构造形态王庄井田位于潞安矿区的中部东缘，处于文王山南断层与二岗山北断层之间。总体走向为西北向，倾向西南的单斜构造，地层倾角一般在26，最大倾角达16。井田中褶曲宽缓而数量众多，在井田北部和中部，褶曲大致沿东西向展布，在井田南部，以宽缓的背向斜为主，区内构造线方向近南北向，因倾向上略有起伏，加之断裂的影响，使褶皱轴线呈反“s”形；井田内断裂构造数量多，较大的断层延伸长而等间距排列，小断层大多分布于其两侧；王庄井田内陷落柱和同沉积河流冲刷发育。（一）、褶曲王庄井田内波状起伏的褶曲比较发育，大多数褶曲的两翼地层倾角较平缓，发育的规模也不尽相同，有的褶曲延伸长，有的延伸短，背斜与向斜、断层往往伴生发育，即一个区域发育有背斜，它的左右区域，就伴有向斜和断层发育；在井田的部分区段，发育有穹窿和构造盆地。另外，小型规模的向、背斜在井田内比较发育，它们的延伸长度一般小于500 m。王庄井田内褶曲发育规模较大的共有19个。（二）、断层到目前为止，井田内已揭露大小断层237条，仅有几条同沉积正断层和逆断层外，全为正断层，而且断层面的倾角均较大，大多在6675之间，个别断层的断层面倾角小于50；其中落差大于10米的断层有f114、王庄断层、故县断层、f98、f110、王132上、下断层、刘家畛断层、安昌断层、南岗西隐伏正断层、中华逆断层、中华正断层及二岗山北正断层12条断层，这些断层在井田内均延伸较长，甚至贯穿整个井田东西区域，而且在井田内呈一定间隔分布，对井田的中小型断裂起着主导作用。 (三)、陷落柱井田内的陷落柱较为发育。目前，在掘进、回采中或坑透分析查明陷落柱共48个；陷落柱的水平切面近似椭圆形，椭圆的长轴在15 m150 m之间，椭圆的陷落柱为倒漏斗形，柱内的岩石杂乱无章地排列，岩块的大小不等，有粉末状的黄土，有直径大于米的泥岩、砂岩岩块，相互镶嵌在一起，岩块间的胶结比较松散；另外，陷落柱有的富含水，有的较干燥，有的导通了上部含水层的水，使水涌入了工作面，到目前为止，还没有发现导通奥灰水的陷落柱。（四）、冲刷带井田内的同沉积河流的冲刷现象（冲刷带）在井田内较发育，在目前开采的3号煤层中，发现有对3号煤层底板的冲刷，造成煤层底板的局部缺失（或底板凹凸不平）；有在泥岩的堆积过程中，对泥岩的冲刷，造成目前煤层内的包裹体和夹矸变厚（有的厚达1 m）的地质现象；主要表现为3号煤层顶板沉积后河流的冲刷，这种冲刷带的规模大小不一，有的冲刷带宽约几十公分，有的则达几十米，冲刷深度有的为几十厘米，最深达2.5 m左右，冲刷带的岩性大多为砂岩，泥岩也出现过，但不多见。1.2.4 其他有益矿产井田内伴生的其它有益矿产主要为铝质泥岩、铁矿及稀散元素锗、镓等。1.3 煤层特征1.3.1 煤层的结构、厚度和一般特征井田内的煤层主要分布在二叠系下统的山西组和石炭系上统太原组。从上到下，山西组所含煤层编号为1、2、3、4号，太原组所含煤层编号从5、6、7、8、9、10、11、12、13、15-1、15-2和15-3号，共含煤16层，平均总厚度为13.75米，含煤系数7.39%，其中计算储量煤层2层（3#、4#）平均总厚度10.9米，可采含煤系数9.07%。1.3.2 可采煤层特征井田内可采煤层为3号和4号煤层3号煤层特征：俗称“香煤”，旧称12号煤，为本区主要可采煤层之一，也是目前王庄矿生产所采煤层。该煤层位于下二叠系山西组中下部，下距石炭与二叠分界砂岩平均厚度为12 m，上距号含水层平均约5.12 m。3号煤层在全井田厚度稳定，根据261个钻孔统计，除王-5孔受构造破坏厚度为0.18 m外，最小厚度为3.16 m（王-82），最大厚度7.87 m（98号孔），平均厚度6.1 m。夹矸05层，总厚01.18 m，结构一般较简单，夹石成份多为炭质泥岩或泥岩。该煤层在空间分布上总体上呈南北厚、中间薄的状态，而南部又厚于北部。最薄点在北中部东缘（王33号孔），最薄带以王33号孔王86号孔为线呈东西条带状。该煤层厚度变异系数y10.59%。其可采指数km，故该煤层属稳定煤层。4号煤层：本地俗称“二节煤”，上距k底板6.86m，据173个钻孔统计，煤层厚度2.46.0，平均厚度4.8m，在潞安矿区为主要可采煤层之一，含夹矸，该煤层在井田北部分布较多，在井田中部，部分地区呈东西向条带被河流冲刷破坏了煤层的完整性，多呈零星分布，在扩区，大部分地区均无该层煤。1.3.3 可采煤层的煤质（一）、物理性质、煤岩特征3号煤层：黑色，块状及粉状，半亮型煤。玻璃光泽，条带状与均一状结构。4号煤层：黑色，粉状为主，局部为块状，半亮型煤。玻璃光泽，条带状结构，含黄铁矿结核。（二）、煤质特征根据各时期的媒质化验资料:1) 3号煤层主要指标（括号中数字为样品个数）：原煤水分（90）0.221.82%，平均0.83%，变化很小。精煤水分（51）0.341.62%，平均0.82%。原煤灰分（92）10.7826.37%，平均15.17%，变化很小。原煤挥发分（78）13.2718.64%，平均15.87%。精煤挥发分（52）11.9116.80%，平均13.99%。原煤硫分（63）0.181.03%，平均0.34%。井田内仅0901号孔硫分偏高，达1.03%。其余在0.5%以下，相当稳定。精煤硫分（28）0.250.58%，平均0.34%，亦相当稳定。煤中其它有害成份（扩区）：砷00.0001%，平均0.00006%。氯0.0120.03%，平均0.026%。氟64.0785.11g/t，平均76.75g/t。铅571625g/t，平均109.5g/t。磷（原煤）0.0020.059%，平均0.024%。原煤干燥基高位发热量 (21)为27.7236.51mj/kg，平均33.68mj/kg。精煤发热量(18)27.6933.49mj/kg，平均30.58mj/kg很稳定。原煤分析基弹筒发热量27.57930.9929mj/kg，平均29.176mj/kg。灰成份分析：以sio2+al2o3为主。sio2为46.0051.44%，平均48.80%。 al2o3为28.2434.34%，平均32.01%。灰熔融性(t2)：1438。2) 4号煤层主要指标（括号中数字为样品个数）：原煤水分0.062.56%，平均0.85%。精煤水分0.311.30%，平均0.84%。原煤灰分13.0242.83%，平均24.21%。精煤灰分8.2519.25%，平均12.49%。原煤挥发分11.6421.81，平均15.47%。精煤挥发分 10.5016.12%，平均13.61%。原煤硫分1.064.25%，平均2.37%。原煤干燥基高位发热量(w)为21.5836.56 mj/kg，平均 34.97 mj/kg。灰成份分析：以sio2+al2o3为主。sio2为38.5251.08%，平均46.80%。 al2o3为18.8626.48%，平均22.75%。灰熔融性(t2)：1308。1.3.4 瓦斯煤层瓦斯含量是指单位体积或单位重量煤体内游离瓦斯和吸附瓦斯之和。影响煤层瓦斯含量的地质因素有多种，在其它条件相同的条件下，煤化程度越高，生成的瓦斯量也越多，煤层瓦斯含量也大；围岩的透气性对瓦斯的保存与逸散起着重要作用；而地质构造往往是矿井内瓦斯含量分布的主要因素之一；在瓦斯风化带以下，煤层瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯压力通常随深度而增加，另外，地下水活动、煤层厚度变化、煤层结构破坏、陷落柱分布等也对瓦斯含量均有直接影响。王庄煤矿在生产中瓦斯的散放方式为普通涌出，经测定3号煤层的相对瓦斯涌出量为4 m3/t，4号煤层的相对瓦斯涌出量为6 m3/t。1.3.5 煤的自燃在王庄扩大区勘探时，对0303、0502等钻孔取样，做煤的自燃趋势试验，结果见表1.1。从试验结果看，3号煤层还原样与氧化样燃点之差t1-3为633 c,属不自燃-不易自燃煤层。表1.1 煤的自燃趋势试验孔 号煤层编号燃 点 c原样氧化还原t1-30303 3 389 386397110501 3 380 37738660502 3 392 386419330504 3 375 371382110901 3 393 379422432 井田境界和储量2.1 井田境界境界的划分原则：在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则为：1）井田范围内的储量，要与煤层赋存情况、开采条件和矿井生产能力相适应；2）保证井田有合理尺寸；3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。王庄矿井田边界如下：东部：上部沿中村、上葛家庄及西沟村以拐点11、12、22的连线与石圪节井田分界，下部以拐点1、2、7为界。西部：以经线38409750与常村井田分界，南以拐点8、9点连线为界。南部：以二岗山北断层为界。北部：大致以纬线4031500与漳村矿分界。拐点座标如下标表2.1。王庄矿井田面积54.68平方公里，开采深度由标高+220m至0m。 表2.1 拐点座标点号x坐标y坐标点号x坐标y坐标14025193.0038414708.00124029480.0038412740.0024024810.0038414160.00134029480.0038412820.0034024200.0038414120.00144029340.00 38412820.0044022830.0038414420.00154029340.0038413575.0054022405.00 38415210.00164028150.0038414085.0064020500.0038413800.00174027972.0038414358.00续表2.1点号x坐标y坐标点号x坐标y坐标74017500.0038412700.00184027247.0038414350.0094018820.0038409400.00194027245.0038414600.0094018860.0038409400.00204026470.0038414592.00104031549.0038409400.00214026473.0038414292.00114031514.0038412717.00224025349.00 38414270.002.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算的步骤为保证储量具有足够的可靠性，在进行矿井储量技术时，应按照下列步骤进行。1）原始资料的检查储量是确定矿井生产能力的基础。因此，首先对计算储量用的各类原始地质资料进行全面的研究和审核。2）确定勘探类型并选择不同储量级别的勘探密度当对勘探工程做出可靠性的评价以后，应根据规范中对勘探区的构造复杂程度及煤层稳定程度，确定勘探类型与选择不同储量级别的勘探密度，以此编制储量计算平面图。3）确定不同储量级别的边界线按照不同的煤层，参照其勘探类型规定的各级储量计算所需要的勘探密度，结合设计矿井的具体地质条件，分别确定其不同储量级别的边界线。4）选择储量计算的方法根据地质构造、煤层变化、勘探工程等情况，结合煤矿设计的具体要求，选择合理的储量计算方法，以保证计算出的储量可靠，满足设计要求。根据（83）煤生字第1275号文颁发的生产矿井储量管理规程中第二章第一节第八条确定各级储量的条件中有关规定要求及参照开滦矿务局1991年颁发的开滦矿务局生产矿井储量管理规程实施细则和国家颁发的各种法规等作为确定各级储量的主要依据。本井田内共含煤15层，煤1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、15-1和15-3号。其中主要可采煤层为3号煤层和4号煤层，均属复结构的厚煤层。其余为不可采煤层。本设计只设计3号煤层和4号煤层。2.2.2 储量类型的划分本设计对资源/储量类型划分采用了国家质量技术监督局于1999-06-08发布，1999-12- 01实施的固体矿产资源/储量分类（gb/t17766-1999），以该标准作为资源/储量级别的划分。1、地质可靠程度：根据矿井地质规程（试行）矿井地质条件分类，将王庄井田划归为类矿，即地质构造为类矿、煤层稳定程度为类、其它条件不高于类，综合评定为类矿井。在原井田范围内，钻孔的密度达到4.53个/平方公里，在扩大区，钻孔的密度达到1.03个/平方公里。根据煤层稳定程度、构造复杂程度、勘探研究程度，3号煤层和4号煤层因其煤层稳定，构造简单，控制程度较高而认为是“探明的”，部分是“控制的”，只有少数位于断层附近的区域是“推断的”。2、可行性评价：王庄煤矿地质构造简单，但是由于煤层埋藏较深属高瓦斯矿井，地温地压均为正常区，井田内水文地质条件简单，自1966年投产以来，3号煤层和4号煤层已开采37年，最高年产量达到500万吨。在原井田内未采区域及扩大区内，已探明的3号煤层和4号煤层之煤质、开采地质条件亦未发现有大的改变，因此，本报告对3号煤层和4号煤层未采区的可行性评价认为是“可行性研究”和“预可行性研究”。3、经济意义：3号煤层和4号煤层煤种为中灰、低硫、低磷、高发热量之瘦煤，是优质动力和化工用煤。3号煤层和4号煤层已开采多年，尤其在近年煤炭价格持续位居较高水平的情况下， 3号煤层和4号煤层以每吨原煤200元的价格粗略计算，每年的收入即为10亿元，若以王庄煤矿洗精煤的产量来计算，则经济效益更为可观。进一步来讲，为建立以市场为中心的经营管理机制，潞安 “把资源弱势转化经济强势”战略思想指导下，2001年潞安煤用于高炉喷吹技术取得成功，获2004年度中国煤炭工业协会科学技术特等奖，“潞安喷吹煤”简单得说就是潞安贫煤、瘦煤应用于钢铁冶炼高炉喷吹，作为冶炼用焦的替代。喷吹煤销售价为300元/吨，2005年潞安预计喷吹煤产量达500万吨，年增加利润6.75亿元。此项技术更可使王庄煤矿在今后若干年经济迈上新的台阶。因此，3号煤层和4号经济意义是“经济的”和“边际经济的”，只有少数区域的经济意义是“内蕴经济的”。综上所述，王庄煤矿资源/储量分为基础储量、资源量三大类，六种类型:探明的（可研）经济可采储量(111b)，探明的（可研）经济基础储量(111b)，探明的（预可研）边际经济基础储量（2m11），探明的（概略研究）内蕴经济的资源量（331）， 控制的（概略研究）内蕴经济的资源量（332），推断的（概略研究）内蕴经济的资源量（333）。2.2.3 地质储量计算按原煤炭工业部颁发的生产矿井储量管理规程规定的一般地区储量计算标准执行，即最低可采厚度采用0.7m，各煤层原煤灰分不大于40%。根据储量计算公式（地质学基础中矿大出版社 陈昌荣主编）地质块段法。地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，应当指出，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。块段的面积s必须采用真面积（即煤层斜面积）。用煤层底板等高线上的水平投影面积换算成真面积。s=s/cosai (2.1)式中：s真面积，m2；水平投影面积，m2；煤层倾角，采用块段内的