东升阳胜煤业公司改扩建初步设计说明书.doc

目 录 前言 5 第一章 井田概况及地质特征 .8 第一节 井田概况 .8 第二节 地质特征 10 第二章 井田开拓与开采 23 第一节 井田境界及可采储量 23 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 26 第三节 井田开拓 27 第四节 井筒 29 第五节 井底车场及硐室 30 第三章 大巷运输及设备 31 第一节 运输方式的选择 31 第二节 矿车 32 第三节 运输设备选型 32 第四章 采区巷道布置 35 第一节 采煤方法 35 第二节 采区布置 37 第三节 巷道掘进 38 第五章 通风和安全 40 第一节 概况 40 第二节 矿井通风 .41 第三节 灾害预防及安全装备 .44 第六章 提升、通风、排水和压缩空气设备 47 第一节 提升设备 47 第二节 通风设备 51 第三节 排水设备 .52 第四节 压风设备 .53 第七章 地面生产系统 55 第一节 煤质及其用途 .55 第二节 地面生产系统 .55 第三节 辅助设施 .57 第八章 地面运输 .58 第九章 总平面布置及防洪排涝 .59 第一节 概 况.59 第二节 平面布置 .59 第三节 竖向设计及场内排水 .61 第四节 场内运输 .62 第五节 其它场地布置 .62 第六节 管线综合布置 .63 第七节 场地绿化 .63 第八节 防洪排涝 .64 第十章 电 气 .65 第一节 供电电源 .65 第二节 电力负荷 .65 第三节 送变电 .66 第四节 地面供配电 .68 第五节 井下供配电 .69 第六节 矿井通信、监控 .70 第十一章 地面建筑 .72 第一节 设计原始资料和建筑材料 .72 第二节 工业建筑物与构筑物 .75 第十二章 给水排水 .77 第一节 给 水77 第二节 排水 .79 第三节 室内给排水 .80 第四节 消防及洒水 .80 第十三章 采暖、通风及供热 .81 第一节 采暖与通风 .81 第二节 井筒防冻 .82 第三节 锅炉房设备 .82 第四节 室外热力管网 .83 第十四章 环境保护 .84 第一节 概况 .84 第二节 主要污染的防治措施 .85 第三节 地表塌陷治理 .87 第四节 环境管理 .87 第五节 环境保护投资概算 .88 第十五章 职业安全卫生 89 第一节 概述 89 第二节 场地布置及建筑 90 第三节 职业危害因素分析 91 第四节 主要防范措施 94 第十六章 建井工期 98 第一节 建井工期 98 第二节 产量递增计划 99 第十七章 技术经济 100 第一节 劳动定员及劳动生产率 100 第二节 建设项目资金概算 100 第三节 生产成本 103 第四节 技术经济分析及评价 105 附录: 1、山西省煤炭工业局晋煤规发(2005)404 号文“关于山西东升阳胜 煤业有限公司矿井改扩建工程可行性研究报告的批复” 。 2、阳泉市安全生产监督管理局阳安监政发(2005)12 号“关于全市 煤矿 2004 年度瓦斯等级鉴定工作的批复” 。 3、平定县阳胜煤矿“平阳煤字（2003）第 34 号阳胜矿井提升 90 万吨/年生产能力可行性研究及初步设计委托书” 。 4、山西省国土资源厅颁发的 1400000431358 号“中华人民共和国 采矿许可证” 。 5、山西省煤炭工业局综合测试中心编号为 2005320 的“检验报告” 。 附件: 一、主要机电设备及器材目录 二、概算书 前 言 山西东升阳胜煤业有限公司矿井（原山西省平定县阳胜煤矿，以下 简称阳胜煤矿）位于山西省阳泉市平定县境内，隶属于山西东升洁净煤 有限公司（2004 年 7 月，该公司更名为山西东升阳胜煤业有限公司） 。 1983 年 8 月该矿开始建井，同年 11 月委托山西省煤炭规划设计院 进行了矿井初步设计，设计规模 300kt/a。经过十余年建设，于 1998 年 7 月正式投产，现实际生产能力为 210kt/a。2004 年 10 月我院编制了 山西省平定县阳胜煤矿改扩建可行性研究报告 ，山西省煤炭工业局 2005 年 5 月进行了审查，并以晋煤规发（2005）404 号文予以批准。受 山西东升阳胜煤业有限公司的委托，依据批复意见，我院开始编制山 西东升阳胜煤业有限公司矿井改扩建初步设计 一 、编制修改设计的主要依据 1、山西省煤炭地质公司 2004 年 9 月编制的山西省平定县地方国 营阳胜煤矿生产矿井地质报告 。 2、山西省煤炭工业局晋煤规发（2005）404 号文 “关于山西东升 阳胜煤业有限公司矿井改扩建工程可行性研究报告的批复” 。 3、阳泉市安全生产监督管理局阳安监政发（2005）12 号“关于全 市煤矿 2004 年度瓦斯等级鉴定工作的批复” 。 4、 平定县阳胜煤矿“平阳煤字（2003）第 34 号阳胜矿井提升 90 万吨/年生产能力可行性研究及初步设计委托书 ” 。 5、山西省国土资源厅颁发的 1400000431358 号“中华人民共和国 采矿许可证” 6、山西省煤炭工业局综合测试中心编号为 2005320 的“检验报告” 。 7、山西国晨建设工程勘察设计有限公司和山西太行建筑安装有限 七公司编制的山西省平定县东升阳胜煤业有限公司矿井瓦斯抽放初步 设计 。 8、矿方提供的生产现状资料。 二、 设计指导思想 在贯彻执行国家能源开发的方针、政策及煤炭行业“规程” 、 “规范” 的前提下，结合地方煤矿的特点和矿井生产现状，依靠科技进步，因地 制宜地进行设计，充分利用现有设施，力争达到少投入、多产出、见效 快、效益好的目的。 三、设计的主要特点及主要技术经济指标 （一）设计的主要特点 1、根据矿井开拓现状，因地制宜、合理地利用了现有开拓工程， 满足矿井初期设计生产能力的要求。 2、充分考虑了矿井长远发展的要求，规划了后期井田开拓方式， 新增了主斜井，实现了从井下到地面煤炭运输胶带输送机一条龙，为矿 井高产高效和后期发展提供了有利条件。 3、首采区位置的选择既考虑了技术改造与现有生产的结合，又兼 顾了矿井整体开拓的完整性。 4、充分利用了现有的生产生活设施，既减少了投资，又加快了建 设工期。 （二） 主要技术经济指标如下： 1、 井田开拓方式：斜井开拓方式。 2、水平划分及标高：全井田划分为一个水平，水平标高+620m。 3、全矿井初期以一个采区、一个综采工作面保证设计生产能力。 4、 达到设计生产能力时新增井巷工程总量为 8075.3m，掘进总体 积 107205.10m3，万吨掘进率 89.73m。 5、矿井新增占地总面积：1.13ha。 6、项目建设总造价为 14175.30 万元，吨煤投资为 236.26 元。 7、 全员效率：9t/工。 8、 吨煤投资：236.26 元/t。 9、建井工期： 16 个月。 四、存在的主要问题及建议 1、关于 1980 年精查钻孔资料，质量较好，全区钻孔甲乙级率为 94%， 煤层合格率为 98%，本井田范围各钻孔的煤层综合成果基本全为甲级， 本次报告全予以利用。 井田内利用的 1958 年施工的钻孔质量较差，封孔质量不清，在生 产中应高度重视。 2、关于奥灰含水层，东南部与中西部奥灰水位标高 423.77546.86m，水位相差较大的原因尚未查清，在开采中西部井田时 应补做水文地质工作，为生产提供可靠的基础数据。 3、8 号煤层含硫量较高，且首采区范围内赋存极不稳定，无开采价 值；该煤层的可利用储量主要分布于井田的西北部，矿井初期暂不考虑 开采该煤层，建议探明其赋存规律、开采范围，后期利用现有水平增加 辅助水平进行开采，以提高资源利用率。 第一章 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 阳胜煤矿位于山西省平定县南部南阳胜村村南，地理坐标为北 纬 374010374232，东经 1133219113 3553。 该矿北距平定县城 15km，距阳泉市 25km，东距 207 国道 7km，其间有简易公路联接。经平定、阳泉与太旧高速公路和石太 铁路线相接，可通往全国各地，交通较为便利。故本矿区煤炭外运 条件良好。 井田交通位置见图。 二、地形地貌 井田位于太行山北段西侧。为低中山地貌。地形总体呈南高北 低,沟谷多呈南北向分布，形态多呈“U”型。地形最高点位于井田 西南部山梁，标高 1326m，最低点位于井田北部，阳胜河河床，标 高 915m。最大相对高差 321m。 三、水系 本区属海河流域，子牙河水系，井田北界外有阳胜河，由西向东流。 其特点是夏季雨量集中，易发洪水；冬、春两季雨量很小，以致出现断 流。属季节性河流。井田内各沟谷，雨季雨水除渗入地下外，均流入阳 胜河。 四、气象及地震情况 平定县属暖温带大陆性气候，四季分明。冬季少雪，春季多风，夏 季雨量集中，多晴朗凉爽天气。据平定县气象站 19581980 年共 23 年 的资料统计，基本情况如下： 历年平均降水量 601.1mm，且主要集中在 7、8、9 三个月内。其中 1963 年 8 月 5 日一天内降雨量达 173.6mm，为本县有记录以来之最大降 雨量；历年平均蒸发量为 1888.1mm，蒸发量为降雨量的 34 倍；年平 均气温 9.3，一月份最冷，平均气温为-6，月平均气温最低-9.7。 七月份最热，平均气温为 22.5，月平均气温最高 23.6；年平均风速 为 2.1m/s，多为西北风；无霜期 169 天，最大降雪度为 25cm，每年 11 月底开始地冻，翌年 3 月份解冻，最大冻土深度 60cm。 据中国地震动峰值加速度区划图 ，本区动峰值加速度值为 0.10g，相等于原地震烈度七度区。 五、煤田开发情况 阳胜煤矿于 1983 年 8 月开始建井，同年 11 月委托山西省煤炭规划 设计院进行了矿井初步设计，设计规模 300kt/a。经过十余年建设，于 1998 年 7 月正式投产，现实际生产能力为 210kt/a。 现采用一对斜井开拓，主副井井口均位于井田东北部。井筒沿 S55W 方向，2230倾角延深进入井田见煤，设有+620 水平轨道运 输大巷。大巷采用矿车运输，井口配备绞车提升，通风方式为中央并列 抽出式。该矿投产时间不长，目前井下开采范围不大，井下涌水量为 80-140m3/d，矿井属高瓦斯矿井。 井田东与平定煤矿二坑相邻，东南和南后峪煤矿交界，东北为平定 煤矿一坑。西、北与阳煤集团相邻。 据了解，未发现周边煤矿有越界开采现象，对本矿生产未产生不利 影响 七、水源和电源情况 1、水源条件 工业场地生产、生活、消防用水水源取自副斜井井筒中部的承压水 （已经建成地下水仓和取水设备） 。另外井下排水处理后用于井下消 防洒水和工业用水，水源可靠。 2、电源条件 位于矿井工业场地东面 7.5km 处，有陈家庄 110kV 变电站一座，内 设一台 31500kVA 110/35/10kV 变压器，且留有安装一台 31500kVA 变 压器位置；其 110kV 电源两回引自红卫 220kV 变电站；有 35kV 备用出 线间隔。设计拟从陈家庄 110kv 变电所引两回 35kV 电源，目前，业主 方已与当地供电部门签订了有关供电协议，供电电源可靠。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、地质构造 (一) 地层 本井田深积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、二叠系下统下石盒子组、二叠 系上统上石盒子组、第四系中、上更新统。简述如下： 本井田深积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、二叠系下统下石盒子组、二叠 系上统上石盒子组、第四系中、上更新统。简述如下： 1、奥陶系中统峰峰组（O2f） 主要为炭岩及豹皮状灰岩，其次为泥灰岩及薄层状白云质灰岩。底 部为厚层状角砾状泥灰岩。下部岩溶较发育。本组厚约 170m 左右。 2、石炭系中统本溪组（C2b） 全厚 3540m，平均 38.9m。平行不整合于奥陶系灰岩之上，本组 地层由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩及石灰岩组成，夹有 12 层煤线。 底部为“山西式铁矿” ，呈鸡窝状分布。其上为 G 层铝铝土矿，厚度变 化较大。灰岩一般有两层，含少量蜓科及海百合茎化石。 3、石炭系上统太原组（C3t） 全厚 95120m，平均 105.6m。为本矿区主要含煤地层之一，连续 沉积于本溪组之中，岩性由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、浅灰、灰 白色砂岩，3 层深灰色白灰岩以及 614 层煤组成。 4、二叠系下统山西组（P1s） 平均厚 55.60m，为井田内主要含煤地层之一，它连续沉积于太原组 之上。岩性主要由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰白色中粗粒砂 岩组成。含煤 26 层。 5、二叠系下统下石盒子组（P1x） 连续沉积于山西组之中，一般厚 87.5m，底界以 K8砂岩连续沉积与 山西组之上。一般分上、下两段： （1）绿色岩层段（P1X1） 底部 K8砂岩，为黄绿色厚层状粗砂岩，底部含小砾石、小菱铁矿 结核及泥岩包体。分选、磨圆度均差，泥质胶结，疏松，表面呈球状风 化，并有氧化铁浸染。全段主要由黑色泥岩、深灰色砂质泥岩、粉砂岩 及灰色砂岩组成，夹有 12 层铝质泥岩及菱铁矿结核。下部夹有 36 层煤线。本段地层因地表风化后砂岩及砂质泥岩显示浅灰绿色色调，因 而称绿色岩层段。全厚 4055m，平均 47.5m。 （2）黄色岩层段（P1X2） 底部 K9为灰色厚层状中粒砂岩，韵律性明显，底部为砂砾岩，向 上变为细砂岩，分选、磨圆度不好。含煤屑及泥岩包体，呈斜层理或波 状层理，泥质胶结，其上为浅灰色、绿灰色砂质泥岩、粉砂岩及灰色砂 岩。有时可夹黑色泥岩和一层煤线以及灰色铝土泥岩 12 层。上部砂 岩带主要由 12 层灰白色粗中粒砂岩及 23 层灰绿色砂质泥岩组成。 砂岩中含砾石，砂质泥岩中含紫斑。顶部为桃花泥岩。本段地层因地表 风化后为姜黄、灰黄色，因而称黄色岩层段。全厚 3545m，平均 40m。 6、二叠系上统上石盒子组（P2s） 井田西部大片出露，该组上部多被剥蚀。残留最大厚度约 250m 左 右，分上下两段。 （1）红黄色岩层段（P2 s1） 其岩性下部以黄褐色砂质泥岩为主，夹薄层灰绿色中细粒砂岩及 泥岩。上部以黄绿色厚层状粗细粒砂岩为主，夹黄褐色及暗紫色砂质 泥岩条带。全厚 122.70172.90m，平均 150m。 （2）褐色岩层段（P2 s2） 以狮脑峰砂岩（K12）为基底，由 23 层灰绿色含砾粗砂岩组成。 中部夹有黄绿、紫或灰黑色薄层砂质泥岩，厚 40m 左右。向上为紫红、 兰紫及暗黄色砂质泥岩、泥岩及含紫色的黄绿色砂砾岩组成。砂岩多泥 质胶结，疏松，容易风化。本段上部多被剥蚀。井田内残留厚度约 100m 左右 7、第四系中，上更新统离石黄土和马兰黄土（Q2+3） 不整合覆盖在基岩之上。中上更新统黄土层大多分布在山顶和山坡 处，沟谷处则为全新统冲积洪积层。 中更新统离石黄土（Q2）：由红棕色、红黄色亚砂土及亚粘土组成， 并含有钙质结核。厚 020m 。 上更新统离石黄土（Q3）：为浅黄、黄灰色亚砂土或细粉砂土，孔 隙度大，垂直节理发育，底部含钙质结核。厚 020m 。 本统厚 040m，平均 22.5m。 (二) 地质构造 平昔矿区位于沁水坳陷的东部边缘北段，太行山隆起之西翼。基本 构造形态为一单斜，走向北西，向南西方向倾斜。在此单斜上又发育次 一级波状褶曲。断层走向和褶曲轴向大多为北东，少数北西，陷落柱普 遍发育。起控制作用的主要为新华夏构造体系。本井田位于沁水煤田阳 泉矿区扩区（平定区）南部。 现将井田内褶曲、断层及陷落柱等构造现象分述如下： 1、褶曲： （1）史家沟-鸦凹向斜：位于井田中部，沿 N20E 方向穿过井田， 轴部为 928 号和 M10 号钻孔连线，轴部较为宽缓，两翼倾角 49， 轴向延伸 5000m 以上。 （2）杏庄向斜：位于井田东南部，轴向 N30E，井田内延伸距离 1500m，M94，1224 号钻孔连线东侧为其轴部。 （3）药林寺台沟背斜：位于井田东部，轴向 N30E，两翼倾角为 7左右。轴部为 M30 号孔与 M4 号孔以西 100m 处之连线。井田内延 伸距离 3400m 左右。 （4）马道岭向斜：位于井田西部，轴向 N60E，延伸距离 1600 余 m，轴部宽缓，西翼倾角 58。 2、断层：井田内断层较少，落差不大，都为高角度正断层。 FM60：走向 N10E，倾向 NW，延伸 500m。落差 2m。 FM61：走向 N5E，倾向 NW，倾角 650，延伸 240m，落差 8m。 FM62：走向 N10W，倾向 SW，延伸 200m，落差 5m。 FM63：走向 SN，倾向 W，倾角 600，延伸 200m，落差 7m。 3、陷落柱：井田内陷落特别发育。全井田共有陷落柱 50 个，平均 每平方公里 3 个，其中 3 个为井下巷道发现。 陷落形态多为园形及椭园形，一般的直径为 10100m（地表） ，陷 壁角 6580，一般多在 75 左右。陷落柱围岩以二叠系石盒子组地层 居多，陷落体中岩层时代都新于围岩，陷落体部分被黄土掩盖，有一部 分为煤矿井下所巷道揭露。 综上所述，井田井田范围褶曲和陷落柱发育，地层倾角 510， 断层少且落差小，总体分析，本井田地质构造总体应为类，即中等类。 二、 煤层及煤质 （一）煤层 石炭系上统太原组（C3t）及二叠系下统山西组（P1s）为本井田主要 含煤地层，共含煤 15 层，由上而下编号为 1、2、3、5、6、8、82、84、9上、9、11、12、13、14、15 号。其中 16 号位于山西组；815 号位于太原组，煤层总厚 13.12m，含煤地层 总厚 161.20m，含煤系数 8.5%。 井田内可采、局部可采煤层有 8、9、15 号三煤层。现将可采煤层 分述如下： 1、8 号煤层：位于 K7砂岩下 10m 左右，见煤点厚 0.102.75m， 平均 1.44m，在冶 85 号、911 号和 22 号、715 号处分布小片不可采区， 全井田大部分可采，属薄煤层，结构较简单，局部含 12 层夹矸。顶 板多为砂质泥岩、泥岩，局部为粉、细砂岩，底板多为砂质泥岩、粉砂 岩，局部为细砂岩。属较稳定的大部可采煤层。煤层厚度由东向西呈增 厚趋势。 2、9 号煤层：位于太原组上部，上距 8 号煤层 7.9543.04m，平均 13.40m，煤层厚度 02.39m，平均 0.67m，属不稳定局部可采煤层，可 采范围为井田南部，该煤层结构简单，有时含一层炭质泥岩夹矸，顶板 为砂岩、粉砂岩、炭质泥岩和砂质泥岩、泥岩，底板多为砂质泥岩、 泥岩，局部为细砂岩和粉砂岩。 3、15 号煤层：位于太原组底部，K2（四节石灰岩）灰岩之下，距 K2灰岩一般 13.5m 左右。为一全区稳定可采的厚煤层，煤层厚度 4.328.64m, 平均 6.30m。最大厚度为井田东南部的 M5 号孔，厚达 8.64m。最小厚度为井田中部 934 号孔，厚度仅为 4.32m。煤层结构较复 杂，一般含夹矸 13 层, 局部可达 5 层，部分则不含夹矸。顶板多为砂 质泥岩、泥岩，局部为粉、细砂岩；底板多为炭质泥岩，局部为砂质泥 岩、泥岩和铝质泥岩。 可采煤层特征见表 1-2-1。 表 1-2-1 可采煤层特征表 含煤 层段 煤层 号 煤层厚度 （m） 最小-最大 平均 煤层间距（m） 最小-最大 平均 结构可采性稳定性 8 0.10-2.75 1.447.95-43.04 较简单大部可采较稳定 13.40 9 0-2.39 0.67 78.89-94.18 简单局部可采极不稳定 太原 组 C3t 1 5 4.32-8.64 6.30 76.18 复杂全井田可采稳定 (二) 煤质概述 1、物理性质 井田 8 号煤煤岩类型属光亮型及半光亮型。以镜煤、亮煤为主， 多为金刚光泽。9 号煤为光亮型及半亮型煤。以镜煤、亮煤为主， 夹暗煤条带。15 号煤层为光亮型及半亮型煤。以镜煤、亮煤为主， 夹暗煤条带。金刚光泽或似金属光泽，煤质坚硬，煤芯大多呈柱体。 2、化学性质及工艺性能 根据钻孔煤芯煤样化验结果和该矿取样分析资料，本井田各可采煤 层化学性质及工艺性能如下： （1）8 号煤层： 水分（Mad）：原煤 0.502.06%，平均 1.43%，精煤 0.553.13%，平均 1.40%。 灰分（Ad）：原煤 15.1935.92%，平均 23.17%，精煤 7.3810.94%，平均 8.88%。 挥发分（Vdaf）：原煤 8.2815.12%，平均 10.42%，精煤 6.937.84%，平均 7.45%。 全硫(St.d)：原煤 1.9814.89%，平均 5.31%，精煤 0.511.45%， 平均 0.8%。 磷（Pd）：精煤 0.0020.024%，平均 0.008%。 发热量（Qb.ad）：原煤 34.2937.42MJ/kg，平均 35.0MJ/kg。 8 号煤层低中中灰、中高硫、特低低磷、高发热量之无烟煤。 （2）9 号煤层： 水分（Mad）：原煤 0.833.12%，平均 1.66%，精煤 0.762.44%，平均 1.48%。 灰分（Ad）：原煤 14.0327.69%，平均 20.12%，精煤 8.3111.57，平均 11.65%。 挥发分（Vdaf）：原煤 7.6910.49%，平均 8.94%，精煤 6.308.15%，平均 7.56%。 全硫(St.d)：原煤 0.492.93%，平均 1.26%。精煤 0.490.97%，平 均 0.68%。 磷（Pd）：精煤 0.0020.004%，平均 0.003%。 发热量（Qb.daf）：原煤 35.0235.85MJ/kg，平均 35.29 MJ/kg。 9 号煤层低中中灰、特低中高硫、低磷、高发热量之无烟煤。 （3）15 号煤层： 水分（Mad）：原煤 0.793.01%，平均 1.82%，精煤 0.633.04%，平均 1.52%。 灰分（Ad）：原煤 7.8626.18%，平均 16.11%，精煤 3.398.31%，平均 5.91%。 挥发分（Vdaf）：原煤 6.7010.46%，平均 8.08%，精煤 5.187.13%，平均 6.35%。 全硫(St.d)：原煤 0.711.56%，平均 1.20%，精煤 0.580.91%，平 均 0.78%。 磷（Pd）：精煤 0.0040.172%，平均 0.054%。 发热量（Qb.ad）：原煤 34.5235.44MJ/kg，平均 35.01MJ/kg。 15 号煤层为特低中灰、低中硫、特低高磷、高发热量之无烟 煤。 3、可选性 井田范围无原煤的分选试验资料。据 148 队在马郡头精查勘探 时从李夫峪煤矿采取 15 号煤层大样进行筛浮试验，试验结果为： 原煤 1001mm 级的中煤量为 18.22%，大于 100mm 级破碎到 1001mm 中煤量为 24.12%，属难选中等可选。理论精煤回收率， 原煤 1001mm 级均为 65%，大于 100mm 级破碎到 1001mm 的为 72.08%，属良优级。 4、煤的工业用途 井田各煤层灰分含量较低，大部为中低灰，除 8 号煤层含硫较 高外，基本为中低硫煤，经洗选后，灰分、硫分均有明显降低，加 之各煤层均具较高的发热量，可做为良好的动力用煤。 三、瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温 1、瓦斯 根据阳泉市安全生产监督管理局批复的 2005 年瓦斯测定资料，该 矿为高瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量：14.67m3/t。 2、煤尘爆炸性 根据山西省煤炭工业局综合测试中心鉴定报告，15 号煤层火焰长度 0mm，加岩粉量 0%，无煤尘爆炸性危险。 3、煤的自燃 根据山西省煤炭工业局综合测试中心鉴定报告，15 号煤层吸氧量 1.2860cm3/g，自燃等级为 级，属不易自燃煤层。 4、地温 地温无异常现象，地温梯度为 1/100m, 属地温正常区。 四、水文地质 山西沁水煤田位于太行山腹背斜的西翼。山脉走向为南北向或北东 向。阳泉矿区平定扩区位于沁水煤田北部，地势西高东低。区内主要河 流为南川河和阳胜河。南川河、阳胜河由西向东流入桃河，向东流入河 北省境内，汇入滹沱河。南川河、阳胜河主要靠大气降水补给。 区域内基岩地下水分两类：一类是岩溶水，赋存于寒武系、奥陶系 和石炭系碳酸盐岩中；另一类为石炭系、二叠系的非可溶岩的裂隙水。 区域含水层有寒武奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层组，石炭系上统石灰岩 岩溶裂隙含水层组，二叠系下统砂岩裂隙含水层组，第四系冲积层含水 层。地下水主要接受大气降水的补给。含水层富水带都分布于含水层的 浅埋区。区域水文地质条件以简单型为主，范围较小的局部属中等以至 复杂型。 本井田位于娘子关泉域自西南向东北的地下水迳流区。 （一）含水层 1、奥陶系中统石灰岩溶裂隙含水层组： 该含水岩组在井田范围埋藏于侵蚀基面以下，井田以东则有大片出 露，岩性主要为灰色厚层状石灰岩和薄层状泥灰岩,可见到大的溶洞及大 量溶蚀裂隙，下部为灰白色白云质石灰岩。据北界外南川河水5 号孔 资料，高峰期水位标高 477.27m，溶洞发育，但无抽水试验资料。另据 省水文队资料，本区奥灰低水位期出现在 5 月底到 7 月初，而后上升较 快，9 月到 10 月份为高水位期，年变幅最大 23.41m，具上升快下降慢 的特点。 2、石炭系上统太原组石灰岩含水层组：本组由 K2、K3、K4三层灰 岩组成。K2灰岩一般厚 45m，质较纯；K3灰岩一般厚 25m；K4灰 岩一般厚 12m。三层灰岩露头岩溶发育，以较宽的溶蚀裂隙为主，并 有溶孔，钻孔揭露岩溶也较发育。三层灰岩中 K2灰岩厚度大，质较纯 且稳定，故含水性较强。据邻近 702 号详查孔太原组抽水试验资料，单 位涌水量为 0.107l/s.m，渗透系数为 0.028m/d。水质类型为重碳酸盐、 氯化物钙镁或钠钙型。 本组含水性一般弱，仅在浅部稍强。 3、二叠系下统山西组砂岩含水组：山西组含较厚砂岩数层，但含 水性一般较弱。据 702 号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为 0.045l/s.m，渗透系数 0.14m/d。水质类型为重碳酸盐钠钾水。 4、二叠系石盒子组砂岩含水组：主要含水层为 K8、K9、K10、K12 几层较稳定的砂岩。井田内出露广泛，裂隙也较发育，但由于补给条件 差，富水性较弱。据南部马郡头区 M56号钻孔抽水试验资料，其单位涌 水量为 0.00079l/s.m，渗透系数为 0.00034m/d，含水性较弱。水质类型 为重碳酸盐氯化物钠镁型。 5、第四系冲积层含水层 主要分布于各大河谷中，如井田北部的阳胜河床及其两侧砂砾层中 含有较丰富潜水，据井田北界外新城村水井抽水试验资料，单位涌水量 达 5.00l/s.m，水质类型为重碳酸盐钙水或钠钾水。 （二）隔水层 1、本溪组和太原组底部隔水层 本层主要由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成，夹不稳定的煤线。厚 45m 左右，为奥陶系中统岩溶含水层与太原组石灰岩岩溶裂隙含水层间 的良好隔水层。 2、石炭系太原组中上部及二叠系山西组层间隔水层 该隔水层系太原组石灰岩岩溶裂隙水和山西组砂岩裂隙水间的层间 隔水层，由泥岩、砂质泥岩及煤层组成，分布于各层石灰岩和砂岩含水 层之间，与各层石灰岩和砂岩含水层构成平行复合结构，起层间隔水作 用。 （三）断层及柱状陷落的水文地质意义 井田内发现 4 条小断层，陷落柱比较发育，据钻探及阳胜煤矿井下 巷道见上述构造现象时，水文尚未发现有大的异常现象，但井田内其它 众多的陷落柱是否含水和导水，尚需进一步观测验证。 （四）井田水文地质类型 本本井田处于马郡头勘探区西北部，地表水流稀少，基岩含水性一 般很弱，地下水补给条件不好。而且井田内各煤系含水层只在井田以东 大面积出露，接受大气降水的补给，井田内出露的基岩主要是 P2s 和 P1x ,直接接受大气降水的补给，也可能接受第四系潜水的补给。 关于奥灰含水层，据 M86 和 M56 号精查孔资料，奥灰水位标高 416422m，水位相差较大的原因尚未查清，若以 M56 号孔水位标高 423.77m 考虑，井田 15 号煤层仅西南边界处 430m 底板等高线以下约 0.4Km2为带压开采区。若以 M86 号孔水位标高 546.86m 考虑，则井田中 西部 15 号煤层底板等高线 550m 以下将大片处于奥灰水位之下，上部 8 号煤层亦于西南部底板标高 550m 以下约 1.3Km2区段存在带压开采问题， 虽然尚未发现有导水可能的较大断裂构造，但星罗棋布的陷落柱是否存 在导水性尚待进一步做工作加以证实，因此，奥灰水将是影响井田水文 地质条件的重要因素，矿井水文地质类型的确定有待彻底查清奥灰水位 等有关资料后才能予以确定。 （五）充水因素分析 就目前而论，该矿在井田东北角小范围开采 15 号煤层，矿井水主 要来自 K2，其次为 K3石灰岩，顶板冒落后可能有少量山西组水进入。随 着今后向中西部深部开采，将可能受到奥灰水的影响。如前所述，由于 精查勘探中出现相距 3km 的两孔（M86 和 M56）水位标高相差 123.09m 的异常现象，导致精查报告对区内奥灰水位未能做出明确结论，加之众 多陷落柱的含水性、导水性尚待进一步做工作加以证实，故有关奥灰水 对煤层开采的影响目前尚难做出准确结论。为此，建议在开采中西部底 板标高 550m 以下区段以前，补打水文孔，查清井田奥灰水量及其水位 标高，并对陷落柱的含水性、导水性做进一步探测，以便根据可靠的水 文资料而采取相应的防范措施，确保井下安全生产。 （六）矿井涌水量 阳胜煤矿井下正常涌水量为 80m3/d，最大涌水量为 140m3/d，现实 际产量为 210kt/a，本次设计生产能力为 900kt/a。采用富水系数法预 计未来矿井涌水量如下： Q正常=802190=343m3/d Q最大=1402190=600m3/d 若以东部相邻平定煤矿二坑井下涌水情况对比分析，由于两矿紧邻， 同采 15 号煤层，水文地质情况类似，采用比拟法预算本矿涌水量如下。 平定煤矿二坑现采 15 号煤层，年生产能力 15 万吨，井下正常涌水 量 300m3/d，雨季最大涌水量 500m3/d，采用比拟法预算本矿达到年生产 能力 900kt 时，涌水量如下： Q正常=3001590=1800m3/d Q最大=50015903000m3/d 设计采用值为：正常涌水量 75m3/h，最大涌水量 150m3/h。 五、地质勘探程度及存在问题 1、 地质勘探及报告的编制情况 矿井地质报告于 1999 年元月完成，矿井扩界地质报告于 2002 年 11 月完成，生产矿井地质报告于 2004 年 9 月完成，2003 年 1 月山西省国 土资源厅以晋国土资认储字(2003)127 号对扩界地质报告予以认定。 2、勘探程度评述 该报告收集利用以往地质数据成果，结合煤矿开采揭露的煤层、陷 落柱等地质数据进行了系统整理研究，基本查明了井田的地层、构造、 煤层及煤质特征，初步了解了井田水文地质、工程地质、瓦斯、煤尘和 煤的自燃等开采技术条件，储量计算方法正确，块段划分合理，计算参 数选择可靠，报告基本能够满足勘察设计的要求。 3、地质构造对开采影响的评价 井田内断层极少、陷落柱较多，构造以宽缓褶曲为主；煤层储量丰 富，赋存稳定，倾角一般 510。对机械化开采比较有利。 4、煤层对比的可靠性、稳定性分析及对开采的影响 本井田主要含煤地层沉积稳定，旋回结构明显，标志层及煤层本身 特征突出，主要可采煤层可采边界规则，厚度变化规律明显，对比可靠， 稳定可采，对开采无不良影响。 5、地质储量的复核、验算；高级储量的范围、储量是否满足设计 的要求 储量计算方法正确，各项参数的选择符合有关规范规定，级别划分 合理，精度符合各级别一般要求，高级储量比例符合规范、设计的要求。 6、水文地质、瓦斯等级、煤质分析等资料的精确程度，及对开采 的影响 基本查明了矿区水文地质类型。对矿坑涌水量进行了预测。但是对 奥灰水研究不够，对开采有些不利。 7、地质资料存在的问题及应补充勘探工作的建议 在矿井建设和开发中，建议加强水文地质、工程地质、环境地质的 经常性监测，进一步研究奥灰水对开采的影响。 第二章 井田开拓与开采 第一节第一节 井田境界及可采储量井田境界及可采储量 一、井田境界 根据 1400000431358 号采矿许可证，井田范围按以下 13 点座标圈 定： 1、X=4176380 Y=19724093 2、X=4176799 Y=19726434 3、X=4178270 Y=19727119 4、X=4178424 Y=19729242 5、X=4178627 Y=19729236 6、X=4179342 Y=19729234 7、X=4179342 Y=19729767 8、X=4178567 Y=19729788 9、X=4178579 Y=19730238 10、X=4176204 Y=19730303 11、X=4176176 Y=19729278 12、X=4174326 Y=19729338 13、X=4174184 Y=19724153 井田东西走向长 5km，南北倾斜宽 4km，面积 19.3356km2。 二、储量 （一） 地质储量 1、储量计算基础 本次参与储量计算的煤层为批准开采的 8、15 号煤层。储量计算边 界为井田范围。 工业指标： （1）本矿区煤层为无烟煤，依据规范 ，其采用指标见表2-1-1。 表 2-1-1 储量计算工业指标表 最低可采厚度（m） 最高可采灰分 （%） 最高硫分（%） 0.80403 （2）煤层视密度： 8 号煤层视密度：1.40t/m3 15 号煤层视密度：1.41t/m3 2、计算方法 本区参与储量计算的煤层，产状都比较平缓，故储量计算方法采用 地质块段法。 计算公式为：Q=SMD 式中：O-储量 （kt） S-块段面积 （km2） M-块段厚度 （m） D-视密度 （t/m3） （1）面积：用求积仪在储量图上测得。 （2）厚度：采用块段内及邻近工程点的煤厚算术求平均值。 储量计算结果 根据地质报告并考虑了近年来动用储量，进行了储量计算，共获得 地质储量 179849kt，其中：111b+122b 级储量 88751kt，占总储量的 49.3%。 详见表2-1-2。 表 2-1-2 地质储量汇总表 单位：kt 煤层号111b（A)122b(B)333A+BA+B+C(A+B)/(A+B+C)*100 821671401022907161773908441.4 15131395943568917257414076551.6 合计1530673445910988875117984949.3 （二） 、可采储量 根据煤炭工业矿井设计规范 ，经计算，矿井 15 号煤层保有工业 储量为 140765kt，矿井设计储量 12686.7kt，矿井设计可采储量 88561.4kt，详见表 2-1-3。 表 2-1-3 15 号煤层可采储量表 单位：kt 永久煤柱（kt) 采区 编号 工业储量 （kt) 井田、采 区 工业场地 陷落柱 风井场地小计 设计储量 （kt) 大巷煤柱 （kt) 可采储量 (kt) 一采区1438.4538.62594863948.6 10432.810657025.9 二采区40592542.81026664.62233.4 38358.62061.8 27222.6 三采区12190342.9209551.911638.11103.3 7901.1 四采区73601.618564776532.47164.4 66437.24554.8 46411.8 合计1407653280.325946827119713898.31268678784.9 88561.4 三、安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法 1、建筑物按保护等级外推围护带，表土按 450下推，遇基岩再按 650下推留设保安煤柱。 2、井田边界煤柱按 20m 留设。 3、大巷两侧各按 40m 留设保安煤柱。 第二节第二节 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度 按煤炭工业矿井设计规范规定，矿井设计年工作日为 300d，每 天三班作业(其中两班生产，一班准备)，每天净提升时间为 14h。 二、矿井设计生产能力的确定与论证 矿井设计生产能力确定为初期 900kt/a，二期 1500kt/a。其理由如下： 1、本井田煤层储量十分丰富，赋存以稳定、较稳定型为主，倾角 一般为 510。煤层顶底板条件尚佳，非常适宜综合机械化开采。因 此，从煤层储量、煤层赋存条件和先期开采煤层的特征等方面分析，矿 井宜建设现代化大型矿井。 2、井田内地质构造简单，从开采技术条件方面分析，矿井适合建 设大型矿井。 3、15 号煤为优质的无烟煤，是优质的高炉喷吹煤和出口煤，市场 前景良好。 4、由于本矿为地方煤矿，从资金筹措、技术和管理水平考虑，不 宜直接建设大型矿井。 为此，从矿井资源条件、煤层开采技术条件和煤的加工利用以及地 方煤矿特点等方面综合考虑，矿井设计生产能力确定为初期 900kt/a。 三、矿井及水平服务年限 矿井及水平服务年限均按下式计算： T=Z/AK 式中：T服务年限，a; Z设计可采储量，kt； A生产能力，kt/a； K储量备用系数，取 1.4。 则矿井服务年限为： T=88561.4/(9001.4)=70.3(a) 根据矿井发展情况和煤炭市场需求，在适当的时候扩大建设开发规 模，以缩短矿井服务年限。 第三节第三节 井田开拓井田开拓 一、矿井开拓现状 矿井现采用斜井开拓方式：一个混合提升斜井，净宽 4.0m、净断面 9.48m2、倾角 22、斜长 710m，井筒内装备双轨，采用 2JK2.5/20 型 双滚筒绞车；一个回风斜井，净宽4.2m、净断面11.46m2、 倾角30、斜 长 540m，井筒无装备。 二、井田开拓方案 根据开拓现状、设计生产能力及通风要求，在矿井可行性研究报 告中，优化了三个井田开拓方案，并进行了技术经济比较，本次设计 根据可研批复精神，通过认真研究，确定采用可研推荐方案。 开拓方案简述如下： 1、采用斜井开拓方式，在工业场地新增一个主斜井，净宽 4.6m、 净断面 15.24m2、倾角 25，斜长 762.1m，装备 1000mm 钢绳芯胶带输 送机和检修轨；副斜井、回风斜井功能不变，维持现状。 2、设置+620 水平胶带、轨道运输大巷和回风大巷，井下主运输采 用 B=1000mm 胶带输送机，采用无极绳绞车牵引 1t 矿车担负辅助运输 任务。 3、矿井采用机械抽出式通风方式，初期为中央并列式通风、后期 分区式通风。 15 号煤层共划分了 4 个采区。 开拓方案详见图 231。 该方案的主要优点如下： （1）主斜井采用胶带输送机运输，提升能力大、生产潜力大，容 易实现自动化管理，运营成本低，占用人员少。 （2）改扩建施工对现有生产干扰小，可最大限度地发挥现有生产 系统的经济效益，为技术改造提供有力的经济支持。 （3）投资省。 （4）大巷运输采用胶带输送机，运输环节简单，适应煤层能力强， 与主斜井提升设备相配套，生产潜力大，容易实现自动化管理，运营成 本低，占用人员少。 三、水平划分及标高 井田内煤层赋存平缓，一般 510，属近水平煤层；按煤层间距， 8 号煤层为上组煤，15 号煤层为下组煤，上、下组煤层平均间距 89.5m。该矿井田内的煤层赋存状况东高西低，高差近 100m，且 8 号煤 层可采区集中于井田中西部。 基于上述分析，结合开拓方式，设计确定井田共划分为一个开采水 平。设+620m 水平开采 15 号煤层，待查清 8 号煤层低硫区域后，在适 当位置设辅助水平开采 8 号煤层。 四、主要运输大巷及总回风巷的布置方式和位置选择 根据开拓布置现有工程情况，设置三条大巷，即一条水平+620 水平 胶带运输大巷、一条+620m 水平轨道运输大巷、一条回风大巷(采区巷 道兼)。 轨道大巷根据运输要求，按一定坡度布置，胶带大巷沿着煤层底板 布置，回风大巷沿 15 号煤层顶板布置。 五、采区划分及开采顺序 1、采区划分 为了达到集中生产、系统简单、管理方便、设备利用率高及高产高 效的目的，采区划分依据以下原则： （1）采区尺寸与高产高效工作面开采要求相适应，力争做到采区 划分合理，接替工程量小，工作面服务时间适宜。 （2）采区布置符合分区通风要求，尽可能减少煤炭的反向运输。 据此，设计将 15 号煤划分为四个采区，其中煤层埋藏浅，靠近井 底的一采区作为首采区。 2、开采顺序 采区开采顺序为先近后远，逐步向井田边界推进。回采面开采顺序 为后退式。 第四节第四节 井井 筒筒 一、井筒用途、布置及装备 1、井筒数目及用途 矿井移交生产及达到设计生产能力时，共布置三个井筒，即主斜井、 副斜井、回风斜井。各井筒用途分述如下： （1）主斜井：担负全矿煤炭提升任务，兼作进风井和安全出口。 （2） 副斜井：担负矿井人员、设备、材料等辅助运输任务，兼作 进风井和安全出口。 （3） 回风斜井：主要担负矿井初期回风任务。 2、井筒装备及布置 （1）主斜井：净宽 4.6m，装备 1000mm 钢绳芯胶带输送机。 （2）副斜井：装备 600mm 轨距、24kg/m 的双轨。 （3）回风斜井：装备台阶、扶手。 矿井初期各井筒特征见表 2-4-1。 矿井初期各井筒布置见图 2-4-12-4-3。 表 2-4-1 井筒特征表 表 241 井筒特征表 井筒名称主斜井副斜井回风斜井 纬距 （X） 4178668.0004178838.0004178750.000 井口 坐标经距 （Y） 19729440.00019729535.00019729490.000 井口 890.0891.25890.890 标高 （m）井底 568.6622.3616.1 方位角（度） 555555 倾角（度） 252230 斜长（m） 762.1710540.0 净宽（m） 4.64.04.2 净断面（m2) 15.249.4811.46 用途煤炭提升辅助提升专用回风 装备 装备 1000mm 钢绳 芯胶带输送机及检修 轨 600 轨距、24kg/m 的双轨 台阶、扶手 备注 已有 已有 第五节第五节 井底车场及硐室井底车场及硐室 一、井底车场型式的确定 根据开拓部署和本矿井开拓现状，确定副斜井利用车场。 在副斜井井底设空、重车存车线和主变电所、主水泵房、等候室、 消防材料库、信号硐室、水仓等硐室。 二、井底车场硐室名称及位置 1、井下爆破材料发放硐室的形式、容量及通风 本次设计新增井下爆破材料发放硐室，硐室采用壁槽式，