开元煤矿180万吨新井设计

第179页1 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置开元煤矿现矿井工业广场东距寿阳县城约14 km，井田中部有寿阳段王运煤铁路专用线，井田南部有石太铁路线，经寿阳东站可达全国。寿阳站通往全国各大城市里程见表1-1。表1-1 寿阳站通往全国各大城市里程表 地名石家庄北京秦皇岛连云港上海郑州西安里程km铁路1504338319881416562732公路16048575013501750570307国道从井田中部通过，太（原）旧（关）高速公路从井田南部通过，交通十分方便。交通位置图见图1-1.图 1-1 交通位置图1.1.2 地形地貌井田位于寿阳、阳泉构造堆积盆地区的西北部，属黄土丘陵地貌，梁、峁比较发育且平坦，沟谷多呈“U”字形宽谷、井田内大面积为第四系黄土及第三系红土所覆盖，冲沟中有基岩出露，为石炭系太原组及二叠系上、下石盒子组地层。井田地势总的趋势为西高东低，北高南低，最高点在井田西南的寺儿沟，标高为1247.3 m；最低点在井田东南的寺庄，标高为1062.7 m，最大高差为184.6 m，一般相对高差多在40100 m之间。1.1.3 气象井田地处黄土高原，气候干燥，昼夜温差变化大。降水量：平均年降水量为505.41 mm，降水多集中在6-9月，7、8两个月最多，多为暴雨常夹冰雹；蒸发量：平均年蒸发量为1754.16 mm,年最高达2265.0 mm，年最低为1483.8 mm；气温：年平均气温为7.60，一月份最冷，平均-8.80，七月份最热，平均气温为21.60 ；风向：风向夏季为东南、冬季为西北；风速：年平均风速为2.48 m/s，最大月平均为3.9 m/s，最小月平均为1.0 m/s；霜期：初霜期9月中旬，终霜期为次年的4月中旬，长达7个月之久，全年无霜期为148天；冻土深度：最大冻土深度为1.10 m。1.1.4 地震按山西省城市（县城）地震基本烈度区划图，该区属七级基本地震烈度区。1.1.5 电源条件现矿井工业场地建有35 kV变电所，双回35 kV电源引自新元煤矿110 kV降压站。风井工业场地两回6 kV供电电源,均引自开元矿35 kV变电所的6 kV不同母线段。当其中任一回路发生故障时,另一回能担负风井全部负荷用电。1.1.6 水文情况矿区内的河流属黄河流域汾河水系。较大的河为龙门河，自北西向南东流经井田中部，为季节性河流。龙门河在白家庄与人字河汇合，向南东至寿阳县折向南西入潇河，向西注入汾河。1.1.7 水源条件2000年在矿井工业场地内已打一眼深井，通过抽水试验，各项指标均满足国家生活及工业用水标准。风井工业场地供水水源为水车送水或打浅井及利用矿井井下排水。1.1.8 矿区工农业生产概况该区以农业为主，农作物以玉米、谷子、豆类为主，此外种植一些经济作物，如蔬菜、瓜果等。工业主要以是采矿、冶炼及建材为主。图1-1 地质综合柱状图1.2 地质特征1.2.1地层井田位于沁水煤田西北隅，属掩盖半掩盖区，新生界地层广泛分布，基岩零星出露于沟谷之内。地层由老到新依次为：奥陶系中统；石炭系中、上统；二迭系；第三系；第四系。（一）奥陶系（O）1. 中统上马家沟组（O2s）厚度为180.00325.00 m，平均厚度为298.32 m。由浅灰、深灰色厚层白云质灰岩，含泥岩，角砾状泥灰岩等组成，灰岩质纯致密，普遍具有不均匀岩化现象。2. 中统峰峰组：（O2f）厚度为122.59238.30 m，平均厚度为166.53 m,由灰、黑、浅灰色白云质灰岩，花斑灰岩等组成，下部含石膏条带，局部含星状黄铁矿。（二）石炭系 （C）1. 中统本溪组（C2b）厚度为29.9468.62 m,平均厚度为47.97 m。主要由浅灰、灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩及2-4层石灰岩组成，夹浅灰色细粒砂岩及2-3层煤线。底部为透镜状分布的山西式铁矿及G层铝土矿，与下伏地层平行不整合接触。2. 上统太原组（C3t）厚度为104.11134.21 m,平均厚度为120.78 m。以K1砂岩连续沉积于本溪组之上，由灰色、灰白色砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩、深灰色石灰岩及煤层组成。石灰岩一般有4层，自下而上依次为K2下、K2、K3及K4石灰岩。含煤11层，编号依次为8、9上、9、11、12、13、13下、15、15下、16、17号，其中8、9、15、15下号4层可采。（三）二叠系（P）1. 下统山西组（P1s）厚度为48.2270.00 m，平均厚度为60.00 m。由灰、灰白色中细粒砂岩，深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤层组成。底部以K7砂岩连续沉积于太原组之上。本组含煤6层，编号依次为1、2、3、4、5、6号，其中3、6二层可采。2. 下统下石盒子组（P1x）厚度为111.60133.14 m，平均厚度为122.60 m。以底部K8砂岩连续沉积于山西组之上，下部为灰黄、灰绿、灰黑色中细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩等。组成K8砂岩为灰、灰白色粗-细粒砂岩。上部为灰、灰绿色、灰黄色中粗粒长石，石英砂岩夹紫红色砂质泥岩、泥岩。顶部为1-2层铝质泥岩或含铝质泥岩，富含菱铁质鲕粒，风化后呈鲜艳的紫红色斑块，俗称“桃花泥岩”，可作为辅助标志层，与顶部的上石盒子组分界。3. 上统上石盒子组（P2s）厚度为235.00438.45 m，平均厚度为345.00 m，以K12（狮脑峰砂岩）为界分为上下两段。（1）下段（P2s）自K10砂岩底至K12砂岩底。下部以黄绿色、灰绿色中细粒砂岩为主，夹黄褐、黄绿、紫褐色泥岩及砂质泥岩。上部以灰褐、暗紫等杂色砂质泥岩为主，夹黄绿色中细粒砂岩。（2）上段（P2s2）自K12砂岩底至K13砂岩底。K12砂岩为灰白色厚层状含砾中粗砂岩、泥质、硅质、硅质胶结。其上为黄绿色、暗紫色细粒长石、石英砂岩与暗紫色、黄绿色砂质泥岩互层。（四）第三、第四系（R+Q）1. 上第三系上新统（N2）厚度为025 m，由鲜红、暗紫色粘土，紫红色细砂岩，浅灰色砾岩组成，不整合覆于各不同时代基岩之上。2. 下更新统（Q1）厚度为570 m，下部为黄土、淡红色细-粉砂土。中部为灰褐、黄灰色粘土夹泥灰岩薄层。上部主橙红、深红色粘土、亚粘土、夹多层古土壤层。3. 中更新统（Q2）厚度为1030 m，淡红、褐黄色亚粘土、粘土，夹古土壤层及13层钙质结核，底部为淡红色砂砾石层。4. 上更新统（Q3）厚度为015 m，井田内广泛分布，为淡灰黄、土黄色亚粘土、亚砂土、含钙质结核垂直节理发育。5. 全新统（Q4）厚度为020 m，分布于各大沟谷之内， 为近代冲洪积物、基岩风化砂土层。1.2.2 地质构造（一）区域地质构造开元井田位于沁水煤田寿阳矿区西北部，阳曲一盂县纬向构造带南翼，其东西两侧受太行经向构造带和新华夏系构造的控制，南部受寿阳西洛南北向构造带的影响，整个矿区是在纬向与经向和新华夏系构造复合控制之下。（二）井田地质构造开元煤矿井田总体构造形态为一走向东西，向南倾斜的单斜构造，在此单斜上发育有次级的宽缓褶曲，使井田呈舒缓的波状起伏，煤层倾角为2-8，平均倾角为6。1. 褶曲井田内发育较大褶曲二条。放马沟向斜：位于井田中部，放马沟村南。走向近东西，北翼倾角110，南翼倾角480。井田内延伸约2500 m。上峪背斜：位于井田中部，放马沟向斜南。两翼倾角460。2. 断层该井田断层比较发育，断层走向大致成北东东向，主要受东西向区域构造（即：放马沟向斜、上峪背斜）的影响，其中被钻探或巷道揭露、三维地震探测的较典型的断层表述一下（见表1-2、1-3）。（1）F12正断层位于井田西北部，放马沟村北。走向近东西，倾向南，倾角70800。为209和H1号孔所揭露，209号孔缺失K3K2下地层，使太原组地层缩短35 m。H1号孔太原组缺失K3灰岩及其上、下部地层，使地层缩短17 m。故该断层断距在1735 m间，井田内延伸长度约1200 m。（2） Fll正断层位于F12断层南，属其分支断层。走向北东，倾向南东，倾角75，断距20 m，延伸长度约160 m。（3）F13正断层位于井田西北部，F12断层北，走向北东，倾向南东，倾角85，断距15 m，延伸长度600 m。表1-2 井田大型断裂构造统计表断层序号断层性质落差延伸长度钻孔或巷道揭露备注1（F12）H1钻孔井田西北部放马沟村北2（F11）正20160位于F12断层南属其分支断层3（F13）正15600位于F12断层北走向北走向北东倾向南东4（F14）正7430位于F13断层西与F12断层基本平行延伸5（F19）正860023#孔揭露走向北东东倾向南6（F53）正16301500210#孔揭露位于F12断层北走向近似东西倾向南7（F54）正7.0500H2#孔揭露推断其走向北东东倾向南8（F62）正12.0670巷道揭露位于井田西北角走向北东东倾向南9（Fh1）正6.0115巷道揭露位于井田北部H5号孔东走向东西倾向北10（Fh2）正6.0110巷道揭露位于Fh1断层南走向北西倾向南西11（Fh3）正8.0130位于H5号孔南走向北东倾向北西12（Fh4）正7.0380巷道揭露位于P35号孔南走向北东东倾向南13（Fh5）正5.0130巷道揭露位于Fh4断层南走向近东西倾向南 根据2002.6山西省寿阳县地方国营黄丹沟煤矿矿产资源储量核实报告断层整理表1-3 5 m以上落差断层特征一览表（三维地震带内） 煤层断层序号断层性质落差延伸长度备注3#1正5.0125三维带内北西处走向近似东西2正10.5240三维带内南西处走向近似东西3正9.0300三维带内中部走向北东4正7.0160三维带内中部走向北西5正7.0250三维带内中东部走向北西6正30.0480三维带内中东部走向近似东西9#1正8.0160三维带内北西部走向近似东西2正8.0300三维带中部走向北东3正7.0130三维带中部走向北西4正7.0180三维带中部走向北西5正7.0130三维带中部走向北西6正7.0250三维带中东部走向北西7正30.0720三维带中东部走向近似东西15#1正10.0200三维带西部走向近似东西2正10.0300三维带中部走向北东3正5.0200三维带中部走向北西4正7.0150三维带中部走向北西5正27.0720三维带中东部走向近似东西6正9.0170三维带中东部走向北西15#下1正10.0180三维带西部走向近似东西2正10.0280三维带中部走向北东3正5.0160三维带中部走向北西4正7.0120三维带中部走向北西5正27.0750三维带中东部走向近似东西6正9.0100三维带中东部走向北西（4）F14正断层位于井田西部，F13断层西，走向近东西，与F12断层基本平行延伸，倾向北，断距7 m，延伸长度430 m。（5）F19正断层为23号孔揭露，测井解释断点深度348.40 m，6号煤断失，推断其走向北东东，倾向南，断距8 m，延伸长度600 m。（6）F53正断层位于F12断层北，走向近东西，倾向南，倾角80，断距1630 m，延伸长度1500 m。210号孔所遇即该断层。（7）F54正断层为H2号孔揭露，测井解释断点位置431.20 m，推断其走向北东东，倾向南，断距7 m，延伸长度500 m。（8）F62正断层位于井田西北角，为生产矿井巷道中所见，走向北东东，倾向南，倾角75，断距12 m，延伸长度约670 m。（9）Fh1逆断层位于井田北部，H5号孔东，巷道中所见，走向近东西，倾向北，倾角75，断距6 m，延伸长度115 m。（10）Fh2正断层位于Fh1断层南，巷道中所见，走向北西，倾向南西，倾角75，断距6 m，延伸长度110 m。（11）Fh3正断层位于H5号孔南，走向北东，倾向北西，倾角750，断距8 m，延伸长度130 m。（12）Fh4正断层位于P35号孔南，巷道中所见，走向北东东，倾向南，倾角75，断距7 m，延伸长度380 m。（13）Fh5正断层位于Fh4断层南，巷道中所见，走向近东西，南倾，倾角75，断距5 m，延伸长度130 m。另外，三维地震勘探中发现一条落差30 m的断层，小于15米断层36条；开采过程尚见到几条断距23.5 m，延伸不长的层间小断层。3. 陷落往井田内陷落柱已证实的有35个，最大者长轴90 m，短者20 m；地表所见陷落极少，隐伏较多；三维地震解释28个，最大者长轴254 m,短者20 m。陷落柱其规模大小不等，形状以圆形和椭圆形为主。4. 岩浆岩井田内无岩浆岩侵入现象，故对煤层及煤质无影响。1.2.3 水文地质（一）含水层及隔水层井田主要含水层自下而上为奥陶系中统石灰岩含水层、石炭系上统太原组石灰岩含水层、二迭系砂岩含水层、第四系砂石层等，各含水层分述如下：1. 奥陶系中统石灰岩岩溶含水层奥陶系中统埋深130570 m，井田北部外围大面积出露，本统分上、下马家沟组及峰峰组，以上马家沟组石灰岩含水层富水性最强。奥灰水位标高为+630 m，井田内仅15号及15下号煤层在井田南部低于该标高。2. 石炭系上统太原组石灰岩溶蚀裂隙含水层太原组含水层主要是K2、K2、K3、K4层石灰岩层，石灰岩单层厚度为23 m，一般富水性弱，单位涌水量为0.0035 L/s.m，渗透系数为0.0165 m/d，水位标高为913.52 m。水质类型HCO3C1-Na型。3. 二迭系砂岩裂隙含水层山西组，下石盒子组，主要以K7、K8砂岩及3号煤顶板砂岩为主要含水层，砂岩厚度大，且不稳定，单位涌水量为0.0004 L/sm,渗透系数为0.0019 m/d,水位标高为1003.07 m,水质属HCO3C1-Na型。上石盒子组，主要以K10、K12等砂岩为主要含水层，砂岩厚度不大且不稳定，单位涌水量为0.234 L/sm,渗透系数为0.13 m/d,水位标高为1083.27 m,水质属HCO3-CO3Na型。4. 第四系砂砾石层含水层广泛分布的第四系更新统及分布在河谷中的第四系全统，其砂砾石层含孔隙水。雨季含水丰富，旱季含水很小。本井田内主要隔水层有，奥灰顶面至15下号煤层顶板间的岩层，以泥质岩类为主，厚度为80 m左右，石炭、二迭系各含水层间的岩层，也以泥质岩类为主，厚度大，沉积稳定。（二）矿井充水条件矿井主要充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，及太原组石灰岩溶蚀裂隙含水层，各含水层富水性弱，对矿井充水影响小，井田内奥灰水位标高为+630 m左右，由于隔水层的存在，开采上组煤时，奥灰水对矿井无影响。井田内河谷第四系全新统砂砾石含水层距最上一层可采煤层3号煤100 m，因此，煤层开采一般不受河谷第四系含水层地下水的影响。（三）矿井涌水量根据阳煤集团地质处提供的矿井涌水资料：矿井正常涌水量为140 m3/h，最大涌水量为220 m3/h。1.3 煤层特征主要含煤地层为山西组和太原组含煤地层总厚度为180.78 m，煤层总厚度为17.83 m，含煤系数9.9%。共含16层煤，自上而下依次为1、2、3、4、5、6、8、9、11、12、13、13下、15、15下、16、17号。其中南部分区为3、9、15、15下号煤层可采。1.3.1 各可采煤层分述如下：1. 3号煤位于山西组中部，K8砂岩下20.0 m左右。煤层厚度为1.602.50 m，平均厚度为2.20 m。南部分区东、西两侧变薄不可采，中间部分全部可采。煤层结构简单，含或偶含1层夹石。顶、底板岩性以砂质泥岩和泥岩为主。本煤层属局部可采煤层。2. 9号煤位于太原组上部，K4灰岩以上20 m左右，煤层厚度为3.515.80 m，平均厚度为4.93 m，南部分区西部9号煤与8号煤合并，煤层明显增厚，煤层含夹石在04层，其岩性为泥岩或炭质泥岩，厚度一般小于0.20 m，煤层结构简单。顶板为泥岩或砂质泥岩，局部为中、细粒砂岩。底板为砂质泥岩、泥岩、局部为粉砂岩或细粒砂岩。本煤层属全分区稳定可采煤层。3. 15号煤位于太原组下部，K2石灰岩为其直接顶板，局部有薄层炭质泥岩伪顶。煤层厚度为1.424.89 m，平均厚度为3.55 m。南部分区东、西两侧变薄不可采，中间部分全部可采。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩或细粒砂岩，本煤层属局部可采煤层。4. 15下号煤位于太原组下部，距15号煤0.8014.4 m，为太原组最下一层可采煤层。煤厚度为平均1.82 m。煤层结构简单-复杂。顶板岩性为中、细粒砂岩或砂质泥岩，底板岩性为砂质泥岩、细粒砂岩，局部为炭质泥岩或粉砂岩。本煤层属全分区稳定可采煤层。表1-4 煤层特征表煤号平均厚度煤层间距（m）最小一最大平均夹石层夹石厚度（m）稳定性32.2024.9269.1243.949.670.0864.00.814.45.501较稳定94.93040.2稳定153.55030.2较稳定15下1.82稳定1.3.2 煤质各煤层为中高变质煤层，煤种属瘦煤、贫煤。原煤灰分分别为3号煤25.19%；9号煤35.10%；15号煤24.47%；15下号煤28.96%。硫分分别为：3号煤0.34%；9号煤0.71%；15号煤2.81%；15下号煤1.36%。原煤挥发分：3号煤14.0121.52%；9号煤13.2434.51%；15号煤11.4923.70%；15下号煤12.9627.37%。发热量分别为：3号煤26.72 MJ/kg；9号煤22.15 MJ/kg；15号煤25.44 MJ/kg；15下号煤23.00 MJ/kg。1.3.3 瓦斯、煤尘及煤自燃和地温1. 瓦斯瓦斯涌出量6.69 m3/t，属低沼气矿井。2. 煤尘爆炸性开元煤矿委托煤炭科学研究总院抚顺分院瓦斯实验室于2007年9月对可采煤层进行了测试，各煤层均无爆炸性。3. 煤的自燃开元煤矿委托煤炭科学研究总院抚顺分院通风防灭火实验室于2007年9月对可采煤层进行了测试，各煤层为三类不易自燃。4. 矿井地温本井田内地温正常，地温梯度1.46 /100m。2 井田境界和储量2.1 井田境界开元煤矿井田位于山西省寿阳县城西北14 km处，地理坐标：东经11259241130247，北纬375506375835，井田成长方形，南北长约5.5 km，东西长约5 km，面积27.5 km2，如图2-1所示。四邻关系：西与寿阳县段王煤矿相接，南与阳煤集团新元矿井井田相接，东与寿阳县平舒乡小煤矿相邻。2.2 井田勘探2.2.1井田勘探工作（1）原华北煤田地质勘探局大地队及148队，于1957年1958年自盂县经寿阳至太原作过三等点45个和四等点65个，19581960年国家测绘局又布设由太原经寿阳至盂县一、二等网和部分军控点，精度均能满足相应等级精度要求。但是三、四等先于一、二等网施工，故一、二等网点未联测在三、四等网之内。从阳泉发展到太原，平面坐标位移达23 m之多。为提高三、四等点精度和归算到国网上来，进行了改建工作。 （2） 改建工作于1978年9月至1979年10月由148队测量分队担任，主要是满足航控急需及煤炭资源开发之用，在国家一、二等点基础上布设三等网65点，四等点保持原来图形结构，只在个别处予以补充，总共点数为55个，新建6m钢标10座，其余均利用旧有觇标。标石分上、下两层，按1:1000、1:5000地形测量规范中有关标石规格制作，唯原军控点为一层柱石，因不宜更动，予以利用。在等级点稀少地区，又用5小三角补充，埋一层混凝土柱石。 坐标为1954年北京坐标系（中央子午线111，六度带投影），高程为1956年黄海高程系。（3） 控制精度按国家三角测量和精密导线测量规范进行作业。使用瑞士T3或T2经纬仪，水平角按全圆方向观测法（依仪器类型），等点观测9或12测回，等点观测6或9测回，天顶距按中丝法4测回观测，小三角用T2经纬仪水平角和天顶距各测3测回，其精度见表21。 图2-1 井田范围表2-1 精度表等级三角形闭合差测角中误差网之角度边长（km）最弱点位中误差（m）最大最小平差后菲莱罗最大最小最大最小mxmyms东5.482.051.441.3497386.572.280.030.030.046.011.951.381.37125219.372.280.0250.020.034西6.923.162.061.4685349.241.890.030.020.04小三角1364.154.113.991.880.040.040.05小三角732.031.874.791.020.010.010.02小三角931.871.633.670.720.020.020.03起算数据、等点抄自山西省测绘局，计算在西安市707部队利用DTS-18机（990点程序），用间接观测平差法解算，采用的是点松弛法，高程用逐次趋近法平差。（4） 报告用1:5000地形图，系1978年民航二中队航空摄影，像片为23X23 cm大像幅黑白像片，像片比例尺为1:18000，代号为7852航区。航测调绘于19791981年由我队测量分队按煤炭部航测大队制定的1:50001:10000航测外业技术要求作业的。内业成图于1982年由煤炭部航测大队采用微分法成图，三度带投影，中央子午线114，基本等高距为5 m。图式根据1974年版1:50001:10000地形图符号描绘，图幅采用国际统一分幅和编号法。经验收，地形图质量精度能满足规范要求。2.2.2钻孔测量工作本井田历经普查、普补、详查、精查勘探以及生产补钻，共施工钻孔46，总进尺13319.32 m（表6-2）1、19601962年，坪头普查补充勘探由119队完成，1962年12月提交普查报告，山西省煤管局技委会于1963年9月10日（第03号）文审查批准，勘探面积120 km2，批准储量1292.58 Mt。黄丹沟煤矿属坪头普查区的一部分，井田内有普查孔6个，钻探进尺1482.42 m，其中全取芯孔3个，无岩芯孔3个。钻探评级煤层17层，甲级12层，乙级2层，丙级2层，废1层。测井评级煤层26层，甲级3层，乙级14层，丙级9层。2、1960年148队在河底一带进行精查勘探时，在本矿内施工钻孔7个，进尺2231.40 m，其中全取芯孔2个，无岩芯孔5个。钻探见煤层8层，甲级3层，乙级1层，丙级3层，废1层；测井煤层28层，其中甲级3层，乙级21层，丙级4层。经详查钻孔验证，测井施工质量有将灰岩或高阻砂岩解释为煤的现象。3、19811985年，148队进行了寿阳矿区坪头勘探区详查，矿内施工钻孔6个，进尺2640.87 m，均为煤系取芯孔。按1978年部颁煤田地质勘探钻孔质量标准验收评级，钻探甲级孔1个，乙级孔5个，测井全为甲级孔。钻探见可采煤层30层，其中甲级22 层，乙级8层；测井评级煤层32层，全为甲级。测井质量良好，钻探质量较好。表2-2 钻探工程量一览表孔数（个）进尺（m）全取半取不取合计取芯不取芯合计坪头普查补充119队19601962年336770.89711.531484.2河底精查148队1960年257576.811654.592231.40坪头详查148队19811985年661228.841412.032640.87黄丹沟精查148队1985年735152526.672666.065192.73生产补钻晋中勘探队1985年11108.57108.57采区补钻148队1995年11105.10130.44235.54生产补钻阳煤集团地测处2002年441427791427.79生产补钻阳煤集团地测处2004年66948.14948.14合计231013467692.816574.6514267.464、1985年，148队为黄丹沟煤矿进行了精查勘探，共施工钻孔15个，总进尺5192.73 m，其中全取芯孔7个，煤系取芯孔3个，无岩芯孔5个。按1978年部颁煤田地质勘探钻孔质量标准验收，钻探甲级孔8个，乙级孔6个，丙级孔1个；测井甲级孔8个，乙级孔7个。钻探验收煤层48层，其中甲级32层，乙级12层，丙级4层；测井评级煤层82层，其中甲级78层，乙级4层，施工质量较好。本次勘探只绘制了一号井田5层煤层底板等高线及储量计算图，没有文字说明。5、1985年4月晋中煤田地质勘探队为黄丹沟煤矿施工生产补充钻探，井田内施工1个孔，编号为黄生-1号孔，进108.57 m。该孔虽钻探全取芯，但煤层未采样化验；全孔未进行物探测井及孔斜测量，资料只作参考。6、1995年7月，148队为原一号井田旧井采区施工补充勘探孔1个，进尺235.54 m，煤系地层取芯。经验收，钻探、测井质量均为甲级，钻探验收煤层4层、2层优质，2层合格；测井验收煤层4层，全为优质层，资料可靠。并于1995年9月提交山西省寿阳县黄丹沟煤矿旧井采区地质说明书。7、1997年，148队受黄丹沟矿委托，通过收集以往的勘查资料，结合矿井地质调查和井下煤层厚度控制点的测量以及取样化验，经过比较充分综合整理、研究，提交了山西省寿阳县黄丹沟煤矿矿井地质报告。该报告于1998年6月18日修改后，经山西省储委办公室复核后，报省储委审核并签发决议书，由山西省矿产储量委员会以晋储字199815号批准。该报告的编制使井田的查明程度得到了进一步提高，是本井田最为完整的地质成果。该报告是编制本报告的主要基础资料。8、2002年1月起，阳煤集团地质测量处为黄丹沟煤矿进行了生产补充勘探，截止6月底共完成补钻4个，总进尺1427.79 m，全部为取芯孔，特级孔2个，甲级孔2个；钻探见可采煤层17层，其中优质11层，合格6层。全部进行了数字化测井，所见可采煤层全部为优质。钻孔均进行了简易水文观测。9、2004年5月，阳煤集团地质处再次对黄丹沟井田东北翼15号煤合并区进行补充勘探，共布设钻孔6个，全部施工完毕总进尺914.14 m，该孔全部为取芯孔，钻孔等级为特级，其中，K-8揭露的15号煤层，K-9揭露的15号和15下号煤层，均为可采煤层。其余钻孔15号煤层均为不可采煤层。K-8、K-9钻孔均进行数字化测井，所见可采煤层均为优质。本次补勘揭露的可采煤层均符合煤田钻孔质量验收标准的优质或合格。2.3 矿井各类储量的计算2.3.1 矿井地质资源储量的计算井田范围内的地质资源储量是矿井设计的基本依据。用分组的方法来计算9号和15下号的地质资源储量。分组计算的原则为倾角相差不大。根据井田地质等高线图结合分组计算原则，把井田共划分为若干个组。煤炭地质资源储量计算公式一般为：Zg=SM/COS （2.1）其中： Zg矿井的地质资源储量，Mt； S井田水平面积，km2； M煤层的厚度，m； 煤的容重，t/m3； 煤层倾角，。计算见表2-3和表2-4所示。表2-3 煤层地质资源储量计算分块分块倾角（）实际面积（m2）分块煤层平均厚度（m）分块储量（Mt）A-16.32 891580.84 2.90 3.78A-27.50 1079338.71 4.00 6.30A-39.46 901696.05 1.60 2.11A-413.87 2184667.38 4.00 12.76A-515.67 1572710.56 3.70 8.50A-68.91 2301056.63 3.60 12.09A-72.90 274093.17 5.40 2.16A-83.81 2719058.20 4.00 15.88A-92.55 895998.63 2.70 3.53A-104.07 1369193.79 2.00 4.00A-115.81 1454358.78 5.10 10.83A-122.65 784933.64 5.00 5.73A-135.08 2047584.10 5.20 15.55A-142.35 1023177.47 5.10 7.62B-14.32 1011070.87 5.40 7.97B-28.29 1105427.40 2.00 3.23C-111.41 387763.45 3.00 1.70 C-25.99 390841.33 3.00 1.71 C-33.33 1127230.84 5.20 8.56 合计23521781.83 133.99 注：9号煤层的容重为1.46 t/m3，平均厚度为3.78 m表2-4 15下号煤层地质资源储量计算分块分块倾角（）实际面积（m2）分块煤层平均厚度（m）分块储量（Mt）A-18.66 1570687.04 1.70 3.82 A-26.21 337884.69 2.30 1.11 A-35.57 515448.82 2.10 1.55 A-42.51 971154.86 0.50 0.69 A-59.37 1516424.07 2.10 4.55 A-614.85 371443.47 2.00 1.06 A-75.57 681763.41 3.10 3.02 A-810.42 138264.07 1.60 0.32 A-92.34 216405.24 2.00 0.62 A-1011.42 2618457.55 2.70 10.11 A-119.60 734616.74 3.50 3.68 A-1224.04 192483.53 1.80 0.50 A-1314.43 945257.87 1.50 2.03 A-145.80 719403.00 1.10 1.13 A-159.55 1347172.46 2.20 4.24 A-161.18 553129.59 3.00 2.37 A-176.37 132006.52 0.50 0.09 A-184.07 940512.37 1.50 2.02 A-193.65 2608445.01 1.50 5.60 A-202.75 358912.73 1.80 0.92 A-216.00 1229281.42 1.50 2.64 A-223.77 1449455.92 1.90 3.94 A-232.16 2260169.04 1.70 5.49 B-13.36 1786087.90 1.60 4.09 B-22.18 678124.50 0.70 0.68 B-315.35 76783.06 1.00 0.11 B-44.07 1626265.73 1.90 4.42 C-115.63 289001.54 0.90 0.37 C-25.60 371640.91 1.10 0.58 C-39.80 154108.59 1.00 0.22 C-40.00 292120.00 1.10 0.46 C-55.09 535840.51 1.90 1.46 合计28218752.17 73.88 注：15下号煤层煤的容重为1.43 t/m3，平均厚度为1.8 m由上述表格的数据可得：9号煤层矿井的地质资源/储量=133.99 Mt15下号煤层矿井的地质资源/储量=73.88 Mt整个井田范围矿井的地质资源/储量Zd=207.88 Mt按照煤炭矿井工业设计规范规定矿井地质资源储量的分类如下：控制的资源量 332地质资源量333k推断的资源量 333工业资源储量探明的资源量 331边际经济的基础储量2M11经济的基础储量111b次边际经济的资源量2S11边际经济的基础储量2M22经济的基础储量122b次边际经济的资源量2S22矿井工业资源储量按下式计算：矿井工业资源储量111b122b2M112M22333k其中探明的资源储量、控制的资源储量、推断的资源储量各占地质储量的60、30、10。2.3.2矿井的工业资源/储量计算Z工业=331+332+3330.99号煤层矿井的工业资源/储量=132.65 Mt15下号煤层矿井的工业资源/储量=73.15 Mt整个井田范围矿井的工业资源/储量Zg=205.80 Mt2.3.3矿井设计资源/储量（1）矿井永久保护煤柱损失量1）井田边界保护煤柱边界保护煤柱可按下列公式计算： Z边界=LbM （2-2）式中： Z边界边界保护煤柱损失量，t； L边界长度； b边界宽度，边界煤柱每侧留设30 m煤柱； M煤层厚度； 煤的容重。则井田的边界保护煤柱为：9号煤层的平均厚度为3.78 m，容重为1.46 t/m3；本煤层的边界长20.0 km。Z9=20.0103303.781.46=3.31 Mt15下号煤层的平均厚度为1.8 m，容重为1.43 t/m3，边界长22.0 km。Z15下=22.0103301.81.43=1.60 Mt则边界煤柱损失为Z边界=331.1+160.4=4.91 Mt2）断层保护煤柱断层保护煤柱可按下列公式计算： Z断层=LbM （2-3）式中： Z断层断层煤柱损失量，t； L断层长度 ，2.1 km； b煤柱宽度，断层煤柱每侧留设30 m煤柱； M煤层厚度，m； 煤的容重，t/m3。则井田的断层保护煤柱为：Z9=2.11033023.781.46=0.70 MtZ15下=2.11033021.81.43=0.31 Mt则断层煤柱损失为Z边界=69.5+30.6=1.01 Mt（2）煤层矿井设计资源/储量Z设计= Z工业- Z边界- Z断层9号煤层矿井设计资源/储量=128.65 Mt15下号煤层矿井设计资源/储量=71.55 Mt整个井田范围的矿井设计资源/储量Zs=199.20 Mt2.3.4煤层矿井设计可采资源/储量（1）煤柱损失1）工业广场永久煤柱根据煤炭工业设计规范有关条文，不同井型与其对应的工业广场面积见表2-3-1。由表2-5可知，并结合本设计井型（1.8 Mt/a），应该是21.6公顷，即0.216 km2，但是考虑到近些年来建筑技术的提高，建筑物不断向空间发展，所以，工业广场的面积都由缩小的趋势。本设计取0.75的系数，则工业广场的面积为0.162 km2。长轴定为560 m，短轴定为300 m。采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失，围护带的宽度取20 m。表2-5 工业广场占地面积表井型/Mta-1占地面积/公顷（Mt）-12.4101.21.8120.450.9150.90.318表2-6 岩层移动角煤层名称广场中心深度/m煤层倾角/（）煤层厚度/m冲击层厚度/m冲击层移动角/（）走向移动角/（）上山移动角/（）下山移动角/（）95083.78 504572755315下507.51.8 5045727553由此根据上述以知条件，画出如图2-2所示的工业广场保护煤柱的尺寸：图2-2 工业广场保护煤柱由图可得出保护煤柱的尺寸为：S=梯形面积=（上宽+下宽）高/（2COS） （2-4）则：S9= （780+720）644/（2COS8）=487746.7 ；S15下=（816.5+757）695/（2COS7.5）=551509.2 则：工业广场的煤柱量为： Z=SM （2-5）式中： Z工业广场煤柱量，t； S工业广场压煤面积，； M煤层厚度，m； 煤的容重，t/m3。则： Z9= 487746.73.781.46= 2691776 t Z15下= 551509.21.81.43= 1340719 t所以：Z工广= 4032495t=4.03 Mt2）井筒保护煤柱由于主、副井井筒保护煤柱全在工业广场保护煤柱范围内，故不用参与井筒煤柱的计算，而风井的保护煤柱又在井田边界煤柱范围内，故不用重复计算。则煤柱损失汇总见表2-7。表2-7 保护煤柱损失保护煤柱名称数量/Mt合计/Mt工业广场煤柱4.03 4.03井筒煤柱（2）矿井的可采储量1）矿井的可采储量按下式计算： Zk=（Zg-P）C （2-6）式中： Zk矿井的设计可采资源/储量；Mt Zg矿井的设计资源/储量，199.20 Mt； P保护工业场地、井筒留设的永久煤柱损失量，4.03 Mt； C采区采出率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85，本矿取0.80。则： Zk=（199.20-4.03）0.80 =156.13 Mt2.3.5分采区与分煤层计算可采储量在本设计中将整个井田作为一个水平，划分为南北两个大采区，采用上下山开采的方式；其中北部采区为首采区，本文中称它为北采区。北采区标高为7201050 m，此采区的面积占整个井田面积的46，由前面煤柱损失计算结合精查地质报告估算得：北采区地质资源/储量 Z9#=13399.390.46=61.64 MtZ15下#=7388.420.46=33.99 MtZ=20787.810.46=95.62 Mt北采区工业资源/储量 Z9#=13265.360.46=61.02 MtZ15下#=7314.60.46=33.65 MtZs=20579.960.46=94.67 Mt北采区设计资源/储量Z9#=12864.760.46=59.18 MtZ15下#=7054.70.46=32.45.16 MtZk