王村矿90万吨新井设计

1 摘要摘要 王村矿位于陕西省渭南市合阳县与澄城县的交界处，行政区辖属合阳县王村公 社及澄城县庄头公社。井田地表平坦，煤层平缓，倾角为 68，埋藏较深，黄土 层覆盖厚，地质构造、水文地质条件简单，瓦斯含量小。所以，开采条件较简单。 矿井设计生产能力为 90 万 t/a，年工作日 300 天，日提升时间为 14 小时，工作面 采用“三八”制循环作业方式，两班采煤一班准备，采掘平行作业。 本井田采用主立井、副立井的开拓方式，上下山开采布置一个水平，由于主要可采 5 号煤层厚度平均为 3m，煤层沿走向较稳定，所以采用单一走向长壁综采一次采全高的 采煤方法。主运输采用架线式电机车牵引的底卸式矿车运煤，主井采用箕斗提升，副井 采用罐笼提升。同时，对井田通风系统、排水系统、供电系统等进行了详细设计。 本设计系统简单，地面布置简化，井下开拓部署优化，采用国内外先进技术和设备， 从而会把王村矿建成一个技术先进、经济效益显著的现代化矿井。 关键词关键词 王村矿； 5 号煤层；单一走向长壁综采一次采全高；煤矿开采；矿井设计； 井田开拓 2 Abstravt: WangCun colliery is located Shanxi Province Weinan city Heyang County and Chengcheng Countys junction, the district is the Heyang County of wangcun peoples commune and the Chengcheng County of zhuangtou peoples commune. Coalfield surface smoothes, coal bed gentles, the inclination angle for6 - 8, buries deeply, the yellow soil layer covers thickly, geology structure and hydrology geology conditions simple, the gas content is small. Therefore, the mining condition is more simpler. The capacity of the colliery is 900,000 t/a, the year working day is 300 days, the date promotion time is 14 hours, the working circulation systerm uses three terms one day, two terms cut coal and one term prepares, parallel operations. The mine development of the colliery uses main shaft and auxiliary shaft, and arrange a main level to descend a mountain. Because the average thickness of the 5th seam is 3m, and the seam is more stabler along the trend, therefore uses the method of the sole trend longwall synthesis mechanization to mine the whole height one time. The host transportation uses electric locomotive to tow bottom- dump the ore vehicle to transport coal, the main shaft uses skips to promote, auxiliary shaft uses cages to promote. At the same time, to the coalfield ventilation system, the drainage system, the electrical power supply system and so on has carried on the detailed design. This design system simples, the ground arrangement simplifies, the underground development optimizes, uses the domestic and foreign advanced technologies and the equipment, thus WangCun colliery can be constructed for a modern mine of technological advance and the economic efficiency remarkable. Keyword: WangCun colliery；The 5th seam；The sole trend long wall synthesis mechanization one time mines entire height；Coal mining ；Mine 3 design； Mine development 1 前前 言言 时光如梭，岁月如流，伴着青春的激情和求知的欲望，我即将在采矿工程专业走完 四年的求知之旅。在自己不懈的努力和各位老师辛勤的教导和帮助下顺利完成了学校规 定的所有课程。根据教学安排， 按照采矿工程专业毕业设计大纲和毕业设计指 导书的要求，在各位指导老师的指导下，完成了陕西省城合矿务局王村煤矿 5 号煤层 的开采设计。 毕业设计是采矿工程专业本科学习的最后一个环节，也是最主要最关键的一个教学 环节，在专业教育中占有非常重要的地位。 毕业设计是采矿工程专业对本专业所学知识的全面复习和巩固，加深理解所学的专 业知识，并系统的熟悉矿山开采设计，建设，生产，及安全的各个环节和系统的掌握有 关知识，为以后从事矿山设计，建设及安全技术工作，技术管理工作及经营管理工作做 好准备，对矿山开采规划与设计基本知识能力进行系统的教育，对矿山开采，矿山安全 筹划等知识和技术全面，系统的应用能力的初步训练，对综合分析和解决生产实际问题 的能力的培养，对矿山规划与设计基础技能（绘图技能。文字表达与计算机处理技能） 的全面的初步的训练，了解矿山开采中的有关技术政策和法规，熟悉并能正确应用，有 关规定。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 1、 澄合矿物局王村矿井的精查地质报告及所绘制的地板等高线 ； 2、澄合矿务局王村矿提供的实测资料； 3、西安科技大学能源学院采矿工程毕业设计大纲 、 毕业设计指导丛书 、以及 采矿工程相关专业书，如采煤学 、 矿山压力及岩层控制 、 矿井设计 、 煤矿通风 与安全 、 井巷施工 、 采矿机械及设备等； 4、2005 年修订的煤矿安全规程和煤炭工业设计规范相关政策法规； 5、 矿井设计指南 、 采矿设计手册 、 中国采煤方法图集 、 中国煤矿开拓系统 图集 、 中国采煤法方法 、 中国煤矿开拓系统等相关工具书籍以及定额指标、设备 目录、标准图册等。 2 二、设计的指导思想二、设计的指导思想 严格遵守国家制定的各项有关煤炭工业安全、生产、设计、环保、建设程序等的法 律、规章制度等，按照城合矿业有限责任公司总体发展思路，充分解放思想，认真分析 矿井井田的地形条件、地质条件、煤层条件、水文地质条件、开采技术条件和外部现状， 充分利用当地的现有资源，体现矿井设计的集中化、机械化和技术经济的合理原则，结 合实际情况，科学、合理地确定各个系统，因地制宜地积极采用先进的科学技术、先进 的工艺、先进的设备和行之有效的操作方法，提高矿井的抗灾能力、经济效益、管理水 平，在保证安全生产的前提下最大限度地降低矿井基建投资，把王村煤矿建设成系统简 单、机械化程度高、安全保障能力强、高产高效的现代化矿井。 三、设计的主要特点三、设计的主要特点 1、澄合矿务局王村矿地面地形平坦，标高一般在+710+760m 左右，黄土覆盖厚 达 150200m。 2、地质构造、水文地质条件简单，全井田含有煤层十一层，4 个可采煤层，五号 煤是井田内主要可采煤层，其储量占全井储量的 68%以上，四、十、十一号煤为局部可 采煤层，其余各煤层均不可采。可采煤层总平均厚度为 5.8m，含煤系数为 7.7%。 3、矿井设计生产能力为 90 万 t/年。 4、矿井年工作日为 300 天，采用“三八”制循环作业方式，日提升时间为 14 小 时。矿井工业场地位于井田上部中央位置，距西韩铁路近，运输方便。 5、根据王村矿 5 号煤层埋藏条件和地面运输条件，本设计采用主立井、副立井的 开拓方式。 6、矿井主运输采用 ZK10-9/550 型 10t 架线式电机车牵引的 3t 底卸式矿车运煤。 每列车由两台机车（双机牵引）和 30 辆 3t 底卸式矿车组成。采区采用胶带输送机运输， 将工作面的煤运输至采区煤仓，然后由矿车运到地面。 7、矿井为低瓦斯矿井，但仍然按高瓦斯矿井管理，矿井采用对角式通风系统，抽 出式通风方式，矿井总风量为 63m3/s。 8、矿井防灭火以氮气方灭火为主，以阻化剂、胶体为辅的综合方灭火措施。工业 场地内设制氮站，选用 4 台 DWG1000 型地面固定式 PSA 碳分子筛选变压吸附制氮装置。 3 四、主要技术经济指标四、主要技术经济指标 1、工作面长度： 200m 2、采高： 3.0m 3、煤的容量： 1.4t/m3 4、循环进度： 0.6 m 5、日循环进度： 4.2 m 6、日产量： 3281.04t 7、月产量： 82026t 8、回采率： 93% 9、火药： 107 Kg/万 t 10、雷管： 285 发/万 t 11、搪材： 4.0 m3/万 t 12、尼龙网： 500 m2/万 t 13、日出勤人数： 96 人 14、出勤率： 80% 15、在册为数： 120 人 16、回采工效： 34.18 t/工 在设计中，我系各位老师及领导给予了我极为大力的支持和讲解并提出了许多宝贵 的建议与意见，使我在经过设计学习过后,受益匪浅。 由于时间紧迫，体系繁多，设计中难免存在不足之处，还敬请各位老师及同学批评 指正。 1 目目 录录 第第 1 1 章章 井田地质概况井田地质概况2 2 1.1 井田位置及交通2 1.1.1 交通位置2 1.1.2 地形地貌2 1.1.3 气象及水文情况3 1.1.4 矿区概况3 1.2 井田境界及储量.3 1.2.1 井田境界3 1.2.2 储量4 1.3 井田地层及地质构造.5 1.3.1 井田地层5 1.3.2 地质构造.8 1.4 煤层附存特征及开采技术条件8 1.4.1 煤层及煤质8 1.4.2 瓦斯、煤尘、煤的自然、地温等情况11 1.4.3 水文地质12 1.5 井田勘探类型及勘探程度评价.13 第第 2 2 章章 矿井工作制度、生产能力及服矿井工作制度、生产能力及服务务年限年限1515 2.1 矿井工作制度15 2.2 矿井生产能力及服务年限.15 2.2.1 矿井生产能力15 2 2.2.2 矿井服务年限15 2.2.3 矿井储量、生产能力和服务年限的关系15 第第 3 3 章章 井田开拓井田开拓1717 3.1 井筒形式、数目及位置的确定.17 3.1.1 井筒形式的确定17 3.1.2 井筒数目的确定17 3.1.3 井筒位置的确定17 3.2 开采水平的划分及布置.21 3.2.1 井田内划分及开采顺序21 3.2.2 开采水平的划分及水平标高确定22 3.2.3 阶段运输大巷和回风大巷的布置.22 3.3 井底车场.23 3.3.1 井底车场形式选择及硐室布置23 3.3.2 井底车场线路设计24 3.3.3 井底车场通过能力计算.24 3.3.4 井底车场巷道断面选择和工程量计算.26 3.4 方案比较、确定开拓系统26 第第 4 4 章章 采矿方法采矿方法 3434 4.1 采区地质概况34 4.1.1 采区位置34 4.1.2 煤层赋存及顶底板情况34 4.1.3 煤质情况34 4.1.4 瓦斯、煤尘、煤的自然、地温等情况.35 3 4.2 采区的划分.36 4.2.1 采区生产能力.36 4.2.2 采区同时生产工作面的数目.37 4.2.3 采区服务年限.37 4.2.4 采掘工作面个数及施工队伍配备37 4.3 采区巷道布置37 4.3.1 方案的提出.37 4.3.2 方案比较.37 4.4 巷道掘进.38 4.4.1 采区巷道断面设计38 4.4.2 采区巷道施工设计45 4.4.3 采区巷道掘进施工组织46 4.5 采煤方法.46 4.5.1 采煤方法的选择.46 4.5.2 采煤工艺设计.46 4.5.3 工作面的设计参数的确定.50 4.5.4 工作面作业方式和正规循环.52 4.6 工作面设备的确定.55 4.7 技术经济指标分析.58 第第 5 5 章章 矿井通风与安全矿井通风与安全 5959 5.1 影响矿井通风安全的因素分析.59 5.1.1 瓦斯.59 5.1.2 煤尘.59 4 5.1.3 煤的自燃59 5.1.4 地温.59 5.2 拟定矿井通风系统.59 5.3 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算.60 5.3.1 矿井通风风量.60 5.3.2 矿井通风容易和困难时期的通风阻力.63 5.4 矿井通风设备的选型.66 5.4.1 设计依据66 5.4.2 设备选型计算.66 5.4.3 通风年电耗67 5.4.4 通风设施67 5.5 矿井通风等积孔的计算.68 5.6 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施.68 5.6.1 瓦斯安全管理.68 5.6.2 预防煤尘爆炸的措施69 5.6.3 预防瓦斯爆炸的措施69 5.6.4 火灾的管理70 5.6.5 综合防尘70 5.6.6 水害防止70 第第 6 6 章章 矿井提升、运输、排水、供电设备选型矿井提升、运输、排水、供电设备选型 7272 6.1 矿井提升设备选型.72 6.2 主运输设备选型92 6.3 矿井排水设备选型.94 5 6.4 供电设备选型96 第第 7 7 章章 环境保护环境保护 9898 7.1 环境现状及地面保护物概述98 7.1.1 地理位置及地形地貌98 7.1.2 地表水系及流量.98 7.1.3 气象及水文情况.98 7.1.4 土地利用状况.98 7.1.5 矿区内的保护物.98 7.1.6 矿区内基础设施状况99 7.2 主要污染源及污染物.99 7.2.1 气体污染源及污染物.99 7.2.2 固体污染源及污染物.99 7.2.3 液体污染源.99 7.2.4 其它污染源.99 7.3 资源开发对生态环境影响与评价.99 7.3.1 开采沉陷损害影响预测分析99 7.3.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价100 7.3.3 开采对建（构）筑物的损害.100 7.3.4 开采对水资源的破环影响.100 7.3.5 开采对矿区大气环境的影响.101 7.3.6 开采可能引起的地质灾害的预测101 7.4 资源开采环境损害的控制与生态重建.102 7.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法.102 6 7.4.2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建.102 7.4.3 开采引起水资源的损害的控制方法103 7.4.4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法.103 7.5 矿区环境保护.104 第第 8 8 章章 建井工期建井工期 106106 8.1 移交标准106 8.2 井巷工程量.106 8.3 建井工期107 8.3.1 井巷掘进指标.107 8.3.2 建井工期107 第第 9 9 章章 矿井技术经济矿井技术经济 108108 专题部分专题部分 112112 致谢致谢 117117 主要参考文献主要参考文献 118118 1 延安 甘 肃 陕 山 西 韩城 黄 河 合阳 澄城 黄龙 宜川 洛川 洛 河 西安市 渭南 西 潼关 河 闫良 钟家村 渭 河 大荔 蒲城 铜川 坡 底 白水 北 图1-1 交通位置图 咸阳 2 第第 1 章章 井田地质概况井田地质概况 1.11.1 井田位置及交通井田位置及交通 1.1.1 交通位置 王村井田位于合阳县与澄城县的交界处，行政区辖属合阳县王村公社及澄城县庄头 公社。矿井工业场地选择在王村公社附近，工业场地东距合阳县 8 公里，西距澄城县 16 公里。井田中部有西（安）韩（城）铁路南北向通过，合阳车站位于矿井工业场地 东约 2 公里处，车站距西（安）韩（城）公路及澄城合阳公路通过，交通方便。 附：交通位置图 11 1.1.2 地形地貌 王村矿井工业场地附近，地形平坦，地面标高一般在+710+760m 左右，黄土覆盖 厚达 150200m。井田内有大峪河及金水沟两条河流，以大气降水和第四系潜水补给， 分别流经井田的东西部。河流两岸因长期受水流冲刷，沟谷发育，常形成黄土峭壁，高 差 100m 左右。大峪河年平均流量为 22L/s，澄合公路桥处河底标高+558m。金水沟流量 甚小，天旱干涸，在 8-8 勘探线上，河底标高+600m。 1.1.3 气象及水文情况 本区属大陆性半干旱气候，降雨量少，且多暴雨，雨季在 79 月。据合阳气候站 资料：年降雨量 431.5814.9mm，平均为 564.1mm；年平均温度 10.912.1，最高 温度 40.1，最低温度-20.1；最大积雪厚度 13cm，最大冻结深度 47cm；风向多为 北东方向，风速一般 3.5m/s，最大风速 18m/s。 1.1.4 矿区概况 澄合矿区西北的煤田浅部，小窑分部甚广，开采历史悠久。一九五八年在小煤窑的 基础上改建成几对小井生产，七零年以来，恢复、扩建了原有小井并增建了新井。目前 澄合矿务局所属的生产矿井有权家河矿、二矿和董家河矿。权家河矿设计能力 60 万 t，开采水平标高+410m，主要开采 5 号煤层，七六年投产，八三年产量为 65 万 t；二 矿设计能力 45 万 t，开采水平标高+400m，主要开采 5 号煤层，八三年产量为 3661 万 t；董家河矿位于权家河矿的深部，东邻王村井田，设计能力 45 万 t，开采水平标高 +355m，八零年底投产。属于地方经营的矿井有位于安阳井田东端合阳县煤矿，生产能 3 力约为 10 万 t；还有位于矿区西部的尧头斜井和尧头立井。尧头斜井设计能力为 30 万 t，开采水平标高+415m，七八年投产，八三年产煤 22.61 万 t；尧头立井设计能力 15 万 t，开采水平标高+437m，六一年建井，八三年产煤 12.9 万 t。 澄合矿区在合阳站附近已建成了矿区机电修配厂、总仓库等辅助企业，位于工业场 地东侧约 3 公里处的合阳 110 千伏变电站已建成并交付使用，可向各矿井供电。此外， 还有铁路运输、水泥建材、基建安装、设备租赁、物资供应铁冶炼、医疗卫生、职教普 教、生活服务、多种经营等产业。 本矿区周围为农业区，农产品以小麦、棉花为主，玉米、豆类次之。 1.21.2 井田境界及储量井田境界及储量 1.2.1 井田境界 该井田为长方形，其中三边为自然境界，东以 F9断层与安阳井田为界，西以 F22断 层与董家河井田为界，南以 5 号煤层风氧化带为界，北部（深部）以 5 号煤层+360m 地 板等高线与山阳井田为界。井田东西走向长 15 公里，南北倾斜宽 3 公里，井田面积 45.5 平方公里。 1.2.2 储量 本矿井储量计算中的煤层最小可采厚度为 0.8m，最高可采灰分为百分之四十。不 包括 5 号煤层的风氧化带及奥陶系灰岩水载压暂定不可采储量，本井田地质储量为 20717 万 t。其中 A+B 级储量为万 t，占总储量的。主要可采 5 号煤层储量为 14234 万 t，占总储量的。 根据地质储量，扣除工业 、井筒、铁路、河流和村庄煤柱，以及开采损失的煤量 后，井田的可采储量为 9680 万 t。 附：矿井可采储量汇总列表 11 井田地质储量汇总列表 12 表表 1 11 1 矿井可采储量汇总列表矿井可采储量汇总列表 单位：万单位：万 t t 永久煤柱 煤层 工业 储量工业场地铁路风井村庄河流合计 开采 损失 可采 储量 514234224.69650.6454.67570.1171.21571.3129829680 4 表表 1 12 2 井田地质储量汇总列表井田地质储量汇总列表 单位单位: :万万 t t 400 标 高 以 上400 标 高 以 下合 计 380 标高以下 储量 煤 层 名 称 煤 种 ABCA+B+C A+B A+B+C (%) ABCA+B+C A+B A+B+C (%) ABCA+B+C A+B A+B+C (%) C 小计 总 计 C477.71318.11795.848.12633.9682.1525.81952.12477.9 T302.2302.2261.4261.4563.5563.5 4 号 煤 小 计 477.71620.3209822.848.12895.3943.45.1525.82515.63041.417.33041 C1917.72943.42240.47101.5978.41486.15272991.52896.14429.52767.410093 T824.7779.8664.02268.5439.6795.9636.71872.21264.31575.71300.74140.7 5 号 煤 小 计 2742.43723.22904.4937069141822821163.74863.776.14160.46005.24068.114233.771.414233.7 10 号 煤 T246.8968.81215.620.3624.11602.62226.728870.92571.43442.325.32522523694.3 C1917.73421.13558.58897.3978.41534.211613673.62896.14955.34719.512571 T824.71026.61934.93786.2439.614202500.64360.21264.32446.64435.58146252252 合 计 小 计 2742.44447.75493.41268456.71418295423661.68033.854.44160.47401.991552071755.725225220969 11 号煤 C 312.1312.1312.1312.1117.2117.2429 5 1.31.3 井田地层及地质构造井田地层及地质构造 1.3.1 井田地层 本井田几乎全为广厚的黄土层所覆盖，仅在大峪河中有上、下石盒子组地层零星出 露。现将地层有老到新简述如下：（附矿区地层综合柱状图 12) （1）奥陶系中下奥陶统 主要为灰-灰黑色中厚层状的石灰岩，致密坚硬质纯，隐晶质至细晶质结构。石灰 岩 上部裂隙发育，有溶蚀现象，灰岩面起伏不平。在灰岩面以下 20m 常夹有一层 1 5m 厚的浅灰色粉砂质泥岩，含铝质及黄铁矿结核。本层厚达数百米，一般埋深 200 400m，井田内未见出露。 （2）石炭系中统本溪群 本群假整合于奥陶系中下统石灰岩之上，井田内分布不普遍，仅个别钻孔见有其层 位，厚度 0.943.36m，岩性多为灰色、灰绿及紫灰色的铝质泥岩、泥岩及粉砂岩，内 含黄铁矿结核，层理不明显，多具团状结构。 （3）石炭系上统太原群 连续沉积于本溪群地层之上，属海陆交互相沉积，是井田内的主要含煤地层。主要 由碎屑岩、泥岩、煤及石灰岩组成，厚达 22.0975.11m，一般厚 45m 左右，按岩性可 分为三部分： 下部由砾岩、铝质泥岩、石英砂岩、砂质泥岩及煤（10 号、11 号煤）组成。铝质 泥岩分布普遍，厚度稳定，为一标志层（K） ，岩性为灰-灰黑色，质不纯，具鲕状构造， 可塑性强，层理不清，是奥灰面上第一沉积层，时代归属同于其上覆地层，铝质泥岩顶 部通常为砂质泥岩或粉砂岩；其上为十一号煤层，煤层顶板多为一层厚度变化大的石英 砂岩，岩性为灰白到灰黑色，夹有粉砂岩夹层，岩层厚度及岩性均变化很大，如 W 号及 补 W 号钻孔，两孔相距仅 96m，补 W 号孔见该层石英砂岩 7.77m，而 W 号孔未见这层石 英砂岩，有的孔该岩层最厚可达 21.99m；十一号煤层上为泥岩、砂质泥岩及粉砂岩， 顶部为十号煤层，岩层中含有较多的黄铁矿结核及完整的植物化石，该层在井田中西部 较厚。 中部为海相黑色石灰岩（K 标志层） 、石英砂岩、钙质粉砂岩、泥岩及煤层（八号、 九号煤）组成。黑色石灰岩多呈中厚层状，井田内一般为两层，厚度变化大，从 0 6 15.88m，一般厚 57m，且无明显的规律可寻；其上为黑色砂质泥岩、粉砂岩及石英砂 岩，其中夹有 6 号与 7 号煤层，岩性变化很大，特别是石英砂岩厚度变化极大。 上部由黑色泥岩、砂质泥岩、煤层及石英砂岩（K 标志层）所组成。其中所含煤层 有四、四-1、五及五-2 号煤。该段地层的厚度受其上覆岩层 K 砂岩的下切冲刷程度所 控制。K 石英砂岩位于 5 号煤层之下，有时为其直接底板，全井田普遍有其层位，厚度 变化大。 （4）二迭系下统山西组 连续沉积于太原群地层之上，为陆相含煤沉积建造，厚度 21.5562.47m，一般厚 40m 左右。按照岩性及岩相特征可分为三部分： 下部为灰白灰黑色的中粗粉砂岩（K 标志层） ，厚度及岩性变化较大，厚度由 0 33.15m，一般厚度为 10m 左右。 中部为灰色灰黑色的粉砂岩、砂质泥岩及煤层（三号煤） 。该段地层较薄，一般 厚 57m 左右，岩性及厚度变化大。 上部为灰色的细粒砂岩 粉砂岩或砂质泥岩，偶夹有一、2 号煤层。该段地层岩性、厚度变化大，砂岩常在 短距离内变薄，一、二号煤层很不发育，仅个别孔见其层位。 （5）下二迭统下石盒子组 连续沉积于山西组地层之上，厚度 22.0464.01m，平均厚度 35m。由灰白、灰绿、 深灰色的砂岩、粉砂岩及灰紫杂色的砂质泥岩、泥岩组成，为河床相及河漫相沉积。 （6）上二迭统上石盒子组 连续沉积于下石盒子组地层之上，厚度为 32.036.0m，由中厚层状中粗砂岩与粉 砂岩、砂质泥岩互层组成。底部为一层 10m 左右的灰白灰色的中粗粒砂岩（K）标志 层，中上部由中细粒砂岩与粉砂岩、砂质泥岩相间组成。该组地层于上覆黄土层为不整 合接触，接触面起伏较大。 （7）第四系上更新统 以黄土为主，全层厚 170m 左右。上部为淡黄色的亚砂土，局部夹透镜状及钙质结 核；中部全为硬质黄土；下部为硬质红色粘土及亚砂土，底部有一层半成岩状的砾岩， 厚度变化大，其变化幅度从 033.70m。 7 8 0 0H2 地层时代 界系统组 新 生 界 K? 第 四 系 Q 更 新 统 QP 地层厚度 最大-最小 岩性柱状 标 煤 志 层 层 编 与 号 标 煤 志 层 层 厚 与 度 煤 层 间 距 岩 性 特 征 216.890 160 二 迭 系 P 上 二 迭 统 P? 上 石 盒 子 组 P?sh 255.670 140 下 二 迭 统 P1 下 石 盒 子 组 P1sh 山 西 组 P1s 640.122.04 35 62.4721.55 40 古 生 界 P? 石 炭 系 C 奥 陶 系 上 石 炭 统 C3 太 原 群 C3大 中统 石 炭C? 中陶 下 奥统 本 溪 群C?b 不 详 75.1122.09 45 25.480 K5 2号 3号 K4 4-1号 4-2号 5号 6号 K3 K2 2 K21 10号 10号下 11号 K1 1.0023.76 1号0.2m以下 0.2m以下 00.90 0.40 0.5028.23 01.47 0.72 02.70 1.10 0.127.0 3.0 05.39 0.90 02.78 1.00 09.57 011.12 011.53 04.12 023.77 0.4m以下 45 0.349.94 2.00 9.9446.87 18.00 4.2426.44 15.00 510 1011 上中部由浅黄色亚粘土组成， 下部由浅黄色亚粘土及亚砂土组 成，底部为一层河床砂砾石。 上部为黄绿灰绿色砂岩、粉 砂岩，砂质泥岩互层，中下部由 灰绿砂岩和紫杂色泥岩组成，底 层为中粗粒含砾砂岩。 顶部为一层紫杂色的泥岩， 上部为绿灰-灰绿和灰白色的粉 砂岩，细砂岩、砂岩，下部为灰 色粉砂岩，底部为中细粒砂岩。 上部由灰-深灰色泥岩，砂 质泥岩，灰白色和浅灰色中粗粒 砂岩组成，局部地段有薄煤层即1 号、2号和3号煤层。 下部由灰色粉砂岩、灰白色 中细粒砂岩组成，斜层理，以石 英长石为主，层面有大量云母片 和泥质，常是4号、5号煤层的顶 板。 上部由灰黑色砂质泥岩，泥 岩4号、5号煤层组成，4号、5号 煤均有两层，4-2号、5-1号是主 要可采煤层，结构较简单。5号 煤一般有两层夹矸，厚0.10 0.20m，最厚达0.80m。 中部由深灰色粉砂岩和灰白 色石英砂岩，黑色灰岩组成，石 英砂岩1-2层，夹煤层6号，石灰 岩2-3层，夹煤层7号、8号和9号。 下部由10号煤，深灰色泥岩， 石英砂岩，11号煤，铝质泥岩组 成，石英砂岩灰白色、质纯、致 密，是11号煤层顶板。 灰色铝质泥岩和浅灰色粘土 泥岩组成。 灰色石灰岩，致密坚硬，顶 部含块状黄铁矿结核。 图图 1 12 2 矿区地层综合柱状图矿区地层综合柱状图 9 1.3.2 地质构造 本井田位于祁吕贺山型构造的前弧东翼的内弯部，即渭北煤田东部弧形构造的转折 部位。地层走向北东东或近似东西向，倾向北北西，地层倾向一般 68 度，最大 11 度。 井田为一波起伏的较平缓的单斜构造，沿走向和倾向小型的宽缓褶皱甚为发育，其轴向 多呈北东向或北东东向，多数呈北西向，幅度多不超过 30m，一般为 1020m，延展长 度 500800m 不等，宽度 400700m。井田内的小型背、向斜呈斜列式和串珠状分布， 所受主应力方向为北西南东向，与区域应力场一致。 井田内尚未发现较大的断裂存在。井田东西两侧断裂较为发育。F9、F22断层构成 了井田东部及西部的边界。F9断层及其派生的 F11、F12、F13断层形成“入”字形构造。 断层性质皆为北东或北北东的张扭性断裂，断层特征详见表 13。 表表 1 13 3 断层特征表断层特征表 产 状 顺 序 断层名称 及性质 位 置 走向倾向倾角 断距 （m） 控制程度 1 F9正断层 井田东 部边界 NE40NW60100-300 A122、A87、3-1、浅 四个孔控制 2 F11正断层 井田东 南边界 NE60SE-150 浅 7 孔控制，经电 法勘探验证 3 F12正断层 井田东 南边界 NE70SSE-20 P5号孔控制，经电 法勘探控制 4 F13正断层 井田东 南边界 NE80SSE20 4-4、f11孔控制 5 F22正断层 井田西 部边界 NE80NW60-70 0 100-140 L67孔穿断层面，还 有 L60、L63和 L68、23-1 孔控制 1.41.4 煤层附存特征及开采技术条件煤层附存特征及开采技术条件 10 1.4.1 煤层及煤质 （1）煤层 本井田为石炭二迭系含煤构造。山西组为次要含煤地层，含有薄煤层三层，为一、 二、三号煤层，均不可采。太原群为主要含煤地层，含有煤层十一层，五号煤是井田内 主要可采煤层，其储量占全井储量的 68%以上，四、十、十一号煤为局部可采煤层，其 余各煤层均不可采。可采煤层总平均厚度为 5.8m，含煤系数为 7.7%。各可采煤层描述 如下： 四号煤层：位于太原群的顶部，山西组（K）砂岩之下，为一较稳定的局部可采煤 层，结构较简单，一般无夹矸。煤层厚度 02.70m，一般厚度 1.10m 左右。主要可采 区分布于井田中部首采区及井田的东西两端。山西组底部河床相砂岩（K）常为其直接 顶板。 五号煤层：为本井田主要可采煤层，厚度 0.127.00m，一般厚度 34m，为一中 厚煤层，厚度较为稳定，厚度变化尚有一定的规律，一般在背向斜的翼部煤层发育较厚， 且呈北东向延伸，薄煤带与厚煤带相间出现，就全井田看，浅部及深部较薄，中间较厚， 西部较薄，东部较厚。含矸 07 层，一般 24 层，较稳定的矸石有两层，矸石多为砂 质泥岩及泥岩。在井田的中西部，该煤层有一条宽 700m 长 2900m 向西北方向延伸的不 可采区，其成因属于成煤时的泥岩沼泽发育不良。该煤层的老顶为 K 砂岩，伪顶为砂质 泥岩、粉砂岩，伪顶厚 015.90m，一般为 36m；其底板主要为泥岩、粉砂岩及石英 砂岩，一般岩性致密坚硬，无吸水膨胀现象。 十号煤层：为不稳定的局部可采煤层，厚度 05.32m，一般厚度为 1m 左右，为简 单结构煤层。可采区分布于井田西部的大峪河以西的地段。该煤层直接顶板为 K 石灰岩， 一般厚度 58m；其底板多为灰色泥岩、砂质泥岩及铝质粘土岩，铝质粘土岩遇水有较 强的可塑性。 十一号煤层：位于太原群地层的底部，为不稳定的局部可采煤层，主要分布于井田 的中深部。煤层厚度 02.50m，一般厚度 1m 左右。顶板常以一层石英砂岩与上面的十 号煤层相隔，底板常为奥灰岩面上的吕、铝质粘土岩。 煤层特征详见表 14 （2）煤质 11 本井田位于瘦煤与贫煤的过渡带，总的趋势是第六勘探线以西部分以瘦煤为主，以 东部分则以贫煤为主。四号煤与五号煤属于灰富硫煤，十号煤与十一号煤属中灰高硫煤。 12 表表 1 14 4 煤层特征表煤层特征表 煤层厚度（m）煤层间距(m)煤层结构顶底板岩性 煤层 名称最 小 最 大 平 均 最 小 最 大 平 均 夹矸层 数 夹矸总厚 （m） 顶板底板 稳定性 倾角 (度) 容重 （t/m ） 3 备注 四-1 01.470.720 42 00 K4中粗粒 砂岩细纱 岩 砂质泥岩粉 砂岩 极不稳定 四 02.701.10 042 020.20 K4中粗粒 砂岩细纱 岩 砂质泥岩粉 砂岩 较稳定 1.33 五 07.003.000.629.962.00070.25 砂质泥岩 粉砂岩 泥岩粉砂岩稳定 681.40 五2 02.819.9648.9120.80 砂质泥岩 粉砂岩 K3石英砂岩 粉砂岩 不稳定 十 05.320.904.2426.415020.22 K2石灰岩 砂质泥岩 砂质泥岩泥 岩 不稳定 1.30 十2 04.124.6030.41700 稳定 十一 02.501.00010.15 粉砂岩石铝土岩泥岩稳定 1.41 13 英砂岩 14 各煤层的变质程度，均有由西向东增高的趋势。 井田内各煤层硬度较小，成块度较低，机械强度弱，多为粉末状。煤质表面呈弱油 质光泽，煤岩组分为光亮煤及半暗煤，丝炭含量较少，硫化物较多，机械强度及块度由 上往下略有增加。 煤的工业分析主要以井田钻孔煤芯煤样工业分析为主,并参照邻近权家河矿及澄城 二矿八零年提出的五号煤上下分层的生产大样、筛选、沉浮试验资料进行分析.从资料 中可以看出,各煤层精煤挥发分为 11-19%,胶质层厚度 0-12%,变质程度由浅到深,由西向 东有增高的趋势。 主要可采煤层五号煤,原煤灰分(Ag)9.32-37.67%，平均灰分为 20.17%全硫含量 0.33-6.96%，平均 3.42%，其中有机硫为 18%，经洗选可降至 201%。全层属中灰高硫煤。 （3）煤层露头及风氧化带 井田为广厚的黄土层覆盖，煤层埋藏于 160m 左右厚的黄土之下。风氧化带界线的 圈定，以钻孔揭露为主要手段，以肉眼鉴定为主并结合煤质化验确定其宽度，井田东西 两端为煤层露头下推 150200m，井田中部 318 线间为 200650m，最宽的达 1000m 以上。对于 F22断层两侧，也按断层带宽度外推 50m 为风氧化带。 1.4.2 瓦斯、煤尘、煤的自然、地温等情况 （1）瓦斯 本矿井属于低级瓦斯矿井，有煤尘爆炸危险，煤层不易自然，低温情况正常，属 “无热害区”井田。 在勘探中以集气式采取器在钻孔中对四、五、十和十一煤层进行了瓦斯采样，经分 析各煤层中所含的 CH4可燃物均不大。其中主要可采层五号煤层中煤层中每克含 CH4量 4.09 毫升（即每吨煤含 CH44.09m3）为最大值。临近的合阳煤矿生产过程中所测得每吨 每昼夜放出瓦斯量为 1.16m3，与地质勘探中所测得瓦斯含量基本相当，考虑到该矿井 煤层埋藏深，井田范围大，局部地方瓦斯含量可能增大，但仍应属于低瓦斯矿井范畴。 （2）煤尘 对可采煤层进行了煤尘爆炸性试验，证明各煤层均有煤尘爆炸危险，见表 15。 15 表表 1 15 5 煤尘爆炸试验表煤尘爆炸试验表 爆炸性试验项目 煤层 火焰长度岩粉量（%） 结论备注 41570 有爆炸性危险 51553 有爆炸性危险 1010-15/1350-60/55 有爆炸性危险 11550 有爆炸性危险 （3）煤的自然 本井田东南侧的合阳县煤矿，在废弃的旧巷中曾几次发生火灾，究其原因系因密闭 不良所致。各煤层含硫均较高，硫遇水经氧化成亚硫酸，而产生大量热能，当热能达到 一定程度即可引起自然。由此说明该井田煤层具有自然性。在生产实践中应引起高度重 视。 （4）地温 在地质勘探中，曾对钻孔进行过测温工作。测得全孔平均地温梯度最大为 4.34 度 /100m；最小为 1.42 度/100m；平均为 3.23 度/100m。钻孔底部温度 33.8 度，最小为 14.5 度，平均为 26.04 度。根据上述资料说明，该井田属于地温正常区、无热害井田。 1.4.3 水文地质 本矿井为黄土广厚覆盖，地表水不发育。地下水赋存较深，主要赋存于基岩裂隙或 岩溶裂隙之中。本井田地下水受大气降水补给，主要蕴藏在小向斜轴部及金水沟、大峪 河谷地。井下含水层按其岩性及储水空间可分为：第四系松散岩层孔裂水、石炭二迭系 砂岩裂隙水、太原群 K 灰岩及奥陶系石灰岩岩溶裂隙水三种类型。总体而言，第四系砂 土层含水不富；石炭二迭系地层水富，透水性不强；奥灰岩溶水富，透水性强，但及不 均一。因此，本井田煤系及上部地层应属水文 地质条件简单的井田，同时鉴于奥灰岩深埋于各煤层之下，应属底板进水为主的岩 溶水矿床。由于本区域奥灰岩水位标高为+380m 左右，故本矿井开采+380m 标高以下的 煤层时，奥灰水将对井田深部的十号和十一号煤的开采有一定的影响。 16 本井田各主要含水层由上而下分述如下： 1、第四系及第四系松散岩层孔隙水： 本区域第四系 Q13广厚分布，总厚一般为 160m 左右。其中 Q2岩性为亚粘土、亚砂 土及细砂层，局部夹透镜状流砂层及钙质结核，厚度 80100m，水位埋深 80 左右，据 民井抽水资料，单位涌水量为 0.1190.264L/sm；Q1岩性为亚粘土，底部有较厚的 亚粘土夹砾石层，总厚 325m，砾岩层厚度 13m，水位埋深 30145m，补给条件差， 含水不富，据钻孔与民井抽水资料，单位涌水量为 0.000120.67L/sm，经化验水质 较好。 2、石炭、二迭系砂岩裂隙水： 上十盒子组底部 K5砂岩含水层：岩性为灰色、浅灰色中粗粒砂岩，钙质胶结，裂 隙发育，透水性较好。厚度为 0.9023.76m，平均厚度约 7.50m，单位涌水量为 0.0001020.40L/sm； 下石盒子组底部砂岩含水层：岩性为灰白灰黄色中粗粒砂岩，含大量云母片，钙 质胶结，坚硬且裂隙发育，透水性好。含水层厚度为 0.8024.48m，平均为 12.40m， 单位涌水量为 0.0151L/sm； 山西组底部 K4砂岩裂隙发育，透水性好。含水层厚度为 0.5033.13m，平均为 8.23m，单位吸水量为 0.00430.154L/sm（8-5 孔） 。 3、太原群 K2灰岩、奥陶系灰岩裂隙岩溶水： 太原群 K2灰岩含水层：岩性为黑灰色，致密坚硬，裂隙岩溶发育不均。厚度为 0 15.32m，平均厚度为 5.80m，单位吸水量为 0.000690.5695L/sm； 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层；岩性主要为灰深灰色石灰岩，致密坚硬，岩溶 比较发育。在+380m 标高以上漏水，以下含水性强，其富透水性极不均一。据 y14及 8- 5 号孔资料，水位标高为+380.11+379.64m，注水试验单位吸水量为 0.264 36L/sm。 1.51.5 井田勘探类型及勘探程度评价井田勘探类型及勘探程度评价 本井田的地质勘探工作从 1973 年开始，至 1981 年 6 月止，先后上钻三次，累计共 打钻孔 219 个，总进尺为 70199.20m，平均每平方公里面积内施工 4.38 个钻孔，采取 煤芯样 294 个，岩石力学试验样 9 个，水样 20 个，瓦斯煤尘样 70 个，专门水文孔 6 个， 17 共获得 A+B+C 地质储量 20717 万 t，其中 A+B 占总储量 55.7%。 王村井田总的勘探工程是不少的，尤其首采区内的钻孔密度较大，已基本控制了构 造、煤层及井田的构造形态，特别是对主要可采的 5 号煤层作了较全面的工作，对比是 清楚的，对其赋存规律和开采技术条件都有较详细的资料，基本上可满足矿井建设及生 产上的要求。 虽经两次补钻，但对于奥陶系石灰岩的水文地质条件仍然未搞清，如奥灰岩裂隙、 岩溶发育程度、形态及分布规律等方面的资料十分不足，尤其没有关于奥灰水的强径流 带分布以及水质等资料，无疑给井下找水和供水设计带来困