太岳煤业股份有限公司年产90万吨矿井初步设计.doc

太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 1 目 录 第一章 井田概况及地质特征 2 第一节 井田概况 .2 第二节 地质特征 4 第二章 井田开拓与开采 .21 第一节 井田境界及储量 .21 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 .25 第三节 井田开拓 .26 第四节 井 筒 29 第五节 井底车场及硐室 .30 第三章 通风与安全31 第一节 概况.31 第二节 矿井通风.32 第三节 灾害预防及安全装备.41 第四章 通风设备56 第一节 通风设备.56 第五章 技术经济57 第一节 劳动定员及劳动生产率57 第二节 矿井设计主要技术经济指标59 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 2 第一节第一节 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 山西汾西太岳煤业股份有限公司太岳煤矿位于山西省中南部，隶属沁源县西部的 柏子镇、李元乡、中峪乡、古县北平镇，其地理坐标为北纬 362742363306，东 经 11209311121453。 在井田的西部有北平-古阳公路经古县、洪洞可与大运公路及南同蒲线相接，南部 有宝丰-唐城公路经安泽与 309 国道相连，中部柏子-中峪-沁源及北部的柏子-李元-北园 村公路经沁源-沁县公路可接 208 国道和太长高速公路，沁（源）-沁（县）铁路可与太 焦铁路线相接，交通尚属便利。 交通位置详见图 1-1-1。 二、地形、地势及河流二、地形、地势及河流 井田地处太岳山区霍山东麓。地形总的趋势是南、北部高，中部低，最高点在北部 的侯神岭西部，标高 1499m，最低点在柏子河蔚村段的河谷中，标高 1058.20m，相对 高差 440.80m。区内地形复杂，沟谷纵横，柏子河河谷较为宽阔，由西北向东南贯穿矿 区中部，两侧山谷呈树枝状分布，属侵蚀强烈的中山区。 本区属黄河水系沁河流域，主要有柏子河及其支流，北部有狼尾河，南部有蔺河， 均属季节性河流，近几年长期干枯。 三、气象与地震三、气象与地震 本区属大陆性气候，昼夜温差较大，根据沁源县气象站观测资料，年平均气温 8.6，极端最高气温 35.6(1995.7.5)，极端最低气温25.8(1990.2.1)；年平均降水 量 634mm，年最大降水量 834.3mm(1989)，年最小降水量为 541.4mm(1994)；年平均蒸 发量为 1547.2mm，年最大蒸发量为 1749.6mm(1995)，年最小蒸发量为 1397.1mm(1991)； 蒸发量比降水量大 23 倍。春冬季雨雪少，雨季多在 79 月份，最短无霜期 143 天， 结冰期多在十月份至次年三月份，最大冻土深度 80cm(1993)，夏季多东南风，春冬季多 西北风，最大风速 14.0m/s(1994)。 据国家建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） ，沁源县地震烈度为 7 度区。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 3 四、周边矿井及小窑四、周边矿井及小窑 太岳煤矿井田位于沁源县西部，井田内无小煤窑及生产矿井，井田周围有沁新煤 矿、乾元煤业有限公司、新源煤矿、康伟煤焦公司南山煤矿、泓翔煤业公司、蓝盟科技 公司玉生矿等 6 个煤矿。具体如下： 沁新煤矿位于井田北侧，隶属山西沁新煤焦股份有限公司，设计生产能力 120 万吨 /年，斜井开拓，综合机械开采，开采山西组 2 号煤层，平均煤厚 2.00m。井下为两个采 空区，中东采区正常涌水量为 432m3/d，最大涌水量为 576m3/d；南采区正常涌水量为 480m3/d，最大涌水量为 624m3/d。全矿井正常涌水量为 912m3/d，最大涌水量为 1200m3/d。瓦斯相对涌出量 16.26m3/t，属高瓦斯矿井。 新源煤矿：位于井田东北侧，隶属山西沁新煤焦股份有限公司，设计生产能力 60 万吨/年，斜井开拓，综合机械化开采，开采山西组 2 号煤层，平均煤厚 2.00m。正常涌 水量为 180m3/d，最大涌水量为 260m3/d。瓦斯相对涌出量 24.99m3/t，高瓦斯矿井。 南山煤矿：位于井田西南侧，隶属沁源县康伟煤焦有限公司，斜井开拓高档普采， 现采山西组 2 号煤层，平均煤厚 2.00m。生产能力 30 万 t/a，正常涌水量为 400m3/d，最 大涌水量为 625m3/d。瓦斯相对涌出量 13.47m3/t，高瓦斯矿井。 乾元煤业有限公司：位于井田西北侧，设计生产能力 30 万吨/年，斜井开拓，高档 普采，开采山西组 2 号煤层，平均煤厚 2.00m。正常涌水量为 20m3/d，最大涌水量为 40m3/d。高瓦斯矿井。 泓翔煤业公司：位于井田西南侧。原生产能力为 30 万 t/a，现由西山煤电集团整合， 现开采山西组 3 号煤层，正常涌水量为 80m3/d，最大涌水量为 300m3/d。 玉生煤矿：位于井田西南侧。隶属古县蓝盟煤业公司，由省煤运整合。原生产能力 为 30 万 t/a，现开采 3 号煤层，正常涌水量为 100m3/d，最大涌水量为 350m3/d。 五、电源、水源情况五、电源、水源情况 （一）电源情况 太岳矿已建成 35kv 变电站（由长治供电勘测设计院设计） ，已投入运行。该站有 2 回电源线路。一回路引自太岳 110kv 变电站，线路长 16km。另一回路引自李元 35kv 变 电站，线路长 6.8km。 （二）水源情况 本设计管井一眼，取用地下奥陶系中统灰岩岩溶裂隙水，根据资料含水层含水丰 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 4 富，水质一般，由于缺少水源水质分析资料，仅经适当消毒后做为矿井地面生产、生活 及消防用水水源利用。水量可以满足本矿井应地面生产、生活及消防用水的需要 六、主要建筑材料供应情况六、主要建筑材料供应情况 矿井所需钢材、木材、水泥、各种设备市场上能够满足建设需求;砖、石、砂及石 灰等本地可满足需求。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、地质构造一、地质构造 (一)区域地质简况 1、区域地层 沁源县太岳煤矿位于华北陆台沁水盆地的西部边缘，霍山隆起的东侧。地层走向北 东，倾向南东。区域地层由西向东、由老到新依次出露太古界、上元古界、古生界（寒 武系、奥陶系、石炭系、二叠系） 、中生界（三叠系） ，新生界（第三系、第四系） 2、区域构造 沁源县太岳煤矿位于沁水块坳上的次级构造单元郭道安泽近南北向褶带的中段。 沁水块坳是吕梁太行断块上最大的次级构造单元。其东侧以太行山大断裂与太行 块隆相邻，西南部分以横河断裂与豫皖断块为界，西侧以霍山断裂、浮山（东）断裂带 分别与吕梁块隆、临汾运城新裂陷相接，西北部分以洪山洪村断裂与晋中新裂陷衔 接，北部则以交城大断裂的北东段、下口断裂与五台山块隆分界。块坳主要表现为一大 型复式向斜，走向北北东，面积35000km2，主要形成于中生代燕山运动期，并遭受新生 代喜马拉雅运动的改造。 燕山运动的早期，由于东西向主压应力作用，构造变动在形态上主要表现为大型开 阔褶皱，如太行山复式背斜隆起、霍山南北向背斜以及沁水复式向斜等。燕山运动的中 期，由于主压应力方向由早期的东西向转变为北西西南东东向。地块在南北向扭力和 东西向挤压力联合作用下，由此形成了北北东向的线型挤压带。燕山运动的晚期也即喜 山期，区域构造应力方式发生了改变，主压应力方向为北东南西，主张应力方向为北 西南东向，相应的构造变动以改造先期变形为主，其构造类型以断裂为主，褶皱次之。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 5 根据构造特征，沁水台凹可以划分为七个次级构造单元：娘子关坪头坳缘翘起带 （11） ；析域山坳缘翘起带（12） ；普洞来远北东东向褶断带（13） ；孟县坳缘翘 起带（14） ；沾尚武乡阳城北北东向褶带（15） ；太岳山坳缘翘起带（16） ；郭 道安泽近南北向褶带（17） 。 位于太行山坳缘翘起带与沾尚武乡阳城褶带之间的郭道安泽近南北向褶带： 南北长约 140km，东西宽约 20km，北宽南窄，出露地层为石炭系、二叠系、三叠系。 该褶带总体走向北北东，褶皱排列较为紧密，单个褶曲的宽度 2km 左右，两翼倾角为 1015，个别达 40。偏西部的褶曲轴面略向东倾，两翼不对称，东部褶曲的两翼近 于对称。该褶带延长较长，成群成组出现的褶皱表现若断若续，似乎是受到北北东向构 造干扰所致，使这些褶皱的枢纽呈波状起伏。本区位于该构造单元的中带。 3、岩浆岩 据区域地质资料，在沁安普查区西北侧的霍山断裂东侧太古界老地层中，出露有多 处辉绿岩岩脉，其中最长岩脉达 8.7km，但太岳井田未见有岩浆岩出露。 4、区域含煤特征 太岳煤矿位于沁水煤田西部边缘，居沁安普查区中部。区域含煤地层为石炭系中统 本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组，其中主要含煤地层为石炭系上 统太原组和二叠系下统山西组。下石盒子组和本溪组分别含 1-3 层不稳定薄煤层，多不 可采，无价值。太原组和山西组含煤地层平均总厚 164m，其中山西组平均 46m，太原 组平均 118m，共含煤 13-24 层，其中有编号的煤层 13 层，无编号的不稳定薄煤层 11 层。有编号煤层中，山西组有 3 层，分别为 1、2、3 号煤层，其中 2 号煤稳定可采， 1、3 局部可采。太原组有编号的煤层 10 层，分别为 4、5、6、6下、7、7下、 8、9、10、11 号煤层，其中 9、10 号煤层有时合并为一层。太原组煤层中 9、10 号稳定 可采，5、6、6下、11 号煤层局部可采。其余煤层只个别零星可采，不具经济价值。 （二）矿井地质 1、地层 本区地层出露较好，结合钻孔揭露资料井田内沉积地层由老至新依次为：奥陶系中统上 马家沟组（o2s） 、峰峰组（o2f） ，石炭系中统本溪组（c2b） ，上统太原组（c3t） ，二叠 系下统山西组（p1s）和下石盒子组（p1x） ，二叠系上统上石盒子组（p2s） 、石千峰组 （p2sh） ，三叠系下统刘家沟组（t1l） 。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 6 1）奥陶系（o） （1）中统上马家沟组（o2s） 本组主要为浅灰色泥灰岩，灰色石灰岩，灰白色白云质灰岩，夹石膏条带，裂隙发 育，被方解石充填，岩溶发育。 （2）奥陶系中统峰峰组（o2f） 与下伏上马家沟组呈整合接触，为煤系地层的基底。井田钻孔揭露厚度 92.60m， 主要为深灰色石灰岩，角砾状泥灰岩及泥质白云岩，下部夹似层状石膏。上部方解石细 脉发育，顶部具铁质浸染现象。 2）石炭系（c） (1)中统本溪组（c2b） 与下伏峰峰组呈平行不整合接触，厚 27.5050.90m，平均 35.00m，以浅灰色铝质 泥岩、深灰色泥岩、粉砂岩为主，间夹中细粒砂岩和石灰岩及薄煤层，底部多为以结核 状黄铁矿为主的铁铝质岩，既“山西式”铁矿。 本组是在古风化壳基础上形成的以局限泻湖、海湾环境为主的沉积。 （2）上统太原组（c3t） 为主要含煤地层之一。为一套海陆交互相含煤沉积，与下伏本溪组呈整合接触。本 组厚 106.83131.32m，平均 120.68m，由灰黑色泥岩、粉砂岩、灰色砂岩及 3 层海相 石灰岩和 4-14 层煤层组成。 3）二叠系（p） (1)山西组（p1s） 井田主要含煤地层之一，为一套陆相碎屑岩含煤建造。岩性由泥岩、砂质泥岩、粉 砂岩、中细砂岩和 36 层煤层组成，与下伏太原组为连续沉积，本组地层厚度 28.744.36m，平均 34.33m。 （2）下统下石盒子组（p1x） 与下伏山西组呈整合接触。厚 105.23133.33m,平均 116.55m。由浅灰、灰色中粒 砂岩，灰绿色、浅紫色、黑色泥岩、粉砂岩及薄煤层组成。岩性特征如下： 下部岩性为灰深灰色、黑色泥岩、粉砂岩，夹灰色、灰白色、灰绿色砂岩，下部 夹薄煤层，砂岩具均匀层理、平行层理、脉状层理、大型交错层理。含植物化石。底部 k8 砂岩为浅灰、灰色中厚层状的中细粒砂岩，层面富含白云母片及炭屑，含泥质包体，局 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 7 部相变为粉砂岩。 上部岩性为浅灰色、灰绿色、浅紫色（局部夹灰黑色）泥岩、砂质泥岩、粉砂岩夹 浅灰色、浅绿色中细粒砂岩，含菱铁质，具交错层理，含少量植物化石碎屑。k9砂岩为 浅灰色、浅绿色中厚层状的中细粒砂岩，具大型板状交错层理，层面富含白云母，片底 部常夹煤线；本组顶部常为紫红色铝质泥岩，含大量菱铁质鲕粒，俗称“桃花泥岩”，局 部相变为灰白色含铝泥岩及浅灰色粉砂岩、砂质泥岩，其层位稳定，岩性特殊，物性反 映特征明显，是 k10砂岩的良好辅助标志层。 本组系三角洲平原冲击平原沉积。 （3）上统上石盒子组（p2s） 与下伏下石盒子组整合接触。一般厚 445m。本区西部大面积出露。根据岩性组合 特征分为上、中、下三段。 下段（p2s1）：k10砂岩底至 k12砂岩底，厚 182.55225.76m，平均 202.08m。底 部为灰白色、灰绿色中厚层状的中细粒砂岩（k10砂岩） ，具大型交错层理，局部相变为 粉砂岩；下部以浅灰色、浅绿灰色泥岩，粉砂岩为主，夹浅灰、灰白、灰绿色中细粒砂 岩，局部夹含鲕粒铝质泥岩，中下部偶夹透镜状锰铁矿岩；中部为浅灰色、灰绿色泥岩 夹灰白色、绿灰色中粒砂岩及含砾粗粒砂岩；上部为黄色，夹紫红色、浅灰色等杂色泥 岩、粉砂岩，夹 23 层灰白色、灰绿色、黄绿色中粗粒砂岩，夹 02 层锰铁质泥岩。 中段（p2s2）：k12砂岩底至 k13砂岩底，厚 73.91102.15m，平均 87.78m。底部 k12砂岩为黄绿色中厚层状的中粒砂岩，含云母片，具交错层理，局部为含砾粗粒砂岩 及细粒砂岩；中部以黄绿色、绿黄色厚层状砂岩为主，夹紫红色、黄色泥岩、粉砂岩； 顶部为灰紫红色厚层状砂质泥岩，夹黄绿色砂质条带。 上段（p2s3）：k13砂岩底至 k14砂岩底，厚 141.25168.20m，平均 154.64m。底 部 k13砂岩为黄绿色中厚层状的中细粒砂岩；下部为灰绿色、暗紫色、紫红色泥岩，夹 灰绿色、黄绿色粉砂岩及细粒砂岩，偶夹不稳定的中粒砂岩；上部为黄绿色、杏黄色粉 砂岩、泥岩互层，泥岩中常含硅质，显示互层层理，顶部常夹薄层或条带状燧石。 （4）上统石千峰组（p2sh） 与下伏上石盒子组呈整合接触，一般厚 184m。出露于矿区的中东部。根据岩性特 征分为上、下两段。 下段（p2sh1）：厚 65.5091.35m，平均 75.86m。由灰绿色、黄绿色中厚层状的中 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 8 粗粒砂岩，间夹红色细粒砂岩，夹深紫红色泥岩组成。底部 k14砂岩为黄绿色中粗粒砂 岩，局部为细粒砂岩，具大型板状交错层理，底部常见遂石、石英细砾，含泥岩包体。 上段（p2sh2）厚 96120.41m，平均 108.21m。由紫红色、棕红色泥岩夹薄层状的 紫红色细粒砂岩组成，中上部泥岩中常含大量钙质结核，局部结核富集呈层状（淡水灰 岩） 。 本组系干热气候条件下陆相河湖沉积。 4）三叠系（t） 下统刘家沟组（t1l）：厚 180.00m 。岩性单一，以浅红色、紫红色细粒砂岩为主， 薄中厚层状，分选好，夹紫红色薄层状粉砂岩。出露于矿区东北部及东南部。 本组系干旱气候条件下形成的一套陆相瓣状河流沉积。 5)第四系（q） （1）中更新统（q2） 厚 040m，平均 10.00m。为棕黄色亚粘土、亚砂土，含钙质结核，底部夹砂砾透 镜体。 （2）上更新统（q3） 与下伏地层不整合接触。厚010.00m。平均7.50m。为灰黄色、淡黄色亚砂土、砂质 粘土，具垂直节理，含砾石及钙质结核。分布于柏子河等河流 i 级阶地上。 （3）全新统（q4） 与下伏地层不整合接触。厚010.00m，平均5.00m。为浅黄色砂土，亚砂土及浅黄 色、浅灰色，分选及磨园较差的砂砾层。分布于河床及河漫滩。 （三）含煤地层 本井田主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，分述如下： 1、太原组（c3t） 太原组为一套海陆交互相含煤沉积，根据岩性组合特征，可将本组划分为三段： 一段（c3t1）：k1砂岩底至 k2石灰岩底，厚 44.1551.68m。由浅灰色铝质泥岩， 深灰色灰黑色泥岩、粉砂岩，灰白色、灰色中细粒砂岩，深灰色石灰岩及煤层（主要 为 910、11 号）组成。 二段（c3t2）：k2石灰岩底至 k4石灰岩顶，厚 31.8036.62m，平均 34.62m。由石 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 9 灰岩（k2 、k3 、k4） 、深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩及煤层组成。 三段（c3t3）：k4石灰岩顶至 k7砂岩底，厚 31.5844.25m，平均 38.77m。由浅灰 色灰黑色泥岩、粉砂岩、砂岩、煤层及泥灰岩组成，底部一般含一层硅质泥岩。 本组总的系碳酸盐台地滨海三角洲（障壁海岸）交互相沉积。 2、山西组（p1s） 本组地层由 k7砂岩底至 k8砂岩底，岩性由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩 及煤层组成。由下而上沉积特征如下： k7砂岩：以浅灰色细粒砂岩为主，局部为中粒砂岩或粉砂岩，薄层状，分选好，波 状及脉状层理发育，层面富含白云母片及丰富的植物化石碎屑，系三角洲前缘（席状砂） 沉积。 k7砂岩顶3 号煤层底：为深灰色黑色泥岩、粉砂岩，具水平纹理，含不完整的 植物化石碎屑，含菱铁质鲕粒。系三角洲分流涧湾沉积。 3 号煤层：厚度 0-1.00m，为海退后废弃的分流涧湾上发育的泥炭沼泽沉积。其间 短暂的洪泛形成了煤层中较稳定的泥岩夹矸。 3 号煤层顶2 号煤层底：厚 4.83-9.45m，平均 6.11m，东厚西薄。由泥岩、粉砂岩 及中细粒砂岩组成。3 号煤层伪顶为灰黑色泥岩、深灰色粉砂岩，具星散状黄铁矿，水 平纹理发育，含少量植物化石，系前三角洲及三角洲前缘（远端坝）沉积；2 号煤层底 板砂岩为浅灰灰色中细粒砂岩，薄中厚层状，层面富含白云母片及植物碎屑，局部 富含菱铁矿结核及其鲕粒，具波状、脉状、大型楔状交错层理。砂体普遍发育，北厚南 薄，系受潮汐改造的河口砂坝及水下分流河道沉积；2 号煤层伪底为灰黑色泥岩，含丰 富的植物根部化石，一般东厚西薄，系废弃三角洲沼泽沉积。 2 号煤层：厚度 1.713.00m，为海退后过渡三角洲平原上发育的泥炭沼泽沉积。 2 号煤层顶1 号煤层底：厚 12.3022.92m，平均 16.88m，北部较厚。由深灰色 黑色泥岩、粉砂岩，浅深灰色中细粒砂岩夹 03 层薄煤层组成。2 号煤层伪顶泥岩 系洪泛湖沉积。其砂岩可分为上下两套：下部砂岩较薄，具多层结构，小型交错层理、 脉状层理、波状层理发育，层面含白云母片及丰富的植物碎屑，系支叉河道及河湖砂坝 沉积；上部砂岩较厚，以大型板状、楔状交错层理为主，含菱铁质鲕粒，多显正粒序， 系分流河道沉积。其间泥岩、粉砂岩局部见水平纹理，含菱铁矿结核，含丰富的植物化 石碎屑，系泛滥盆地沉积。其间出现间歇稳定的洪泛平原沉积了泥炭沼泽，由于成煤时 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 10 间较短，煤层大多不可采。 1 号煤层：厚度 0-1.23m，系上三角洲平原上泥炭沼泽沉积。 1 号煤层顶k8砂岩底：一般厚 6m 左右。主要为深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩， 均匀层理、波状层理发育，含较多植物化石（羊齿类、科达等） ，局部夹细粒砂岩，近 底部含一层层位较稳定的薄煤层，系泛滥盆地及决口扇沉积。局部受后期冲刷缺失，使 下石盆子组 k8砂岩直接超覆于 1 号煤层上。 本组总的系滨海三角洲沉积。 3、构造 本区位于沁水块坳西部的次级构造单元郭道安泽近南北向褶带的中带，总体成走 向北东倾向南东，倾角一般为 1015的单斜构造。区内未发现有断裂构造，亦无岩浆 岩侵入，仅发现有 11 条次一级褶曲。现分述如下： 关家洼向斜：位于关家洼、畅村、养天池一线，北部于关家洼西北延伸出区外，区 内长约 8200m，走向北部 nw30，中部 ne45，南部 se18。轴部出露地层 p2s2、p2s3、p2sh2、p2sh2、t1l，两翼地层倾角一般 38 ，地表可达 15。 榆树坪背斜：位于寺梁、榆树坪、后窑西一线，北部于关家洼东北延伸出区外， 区内长约 6400m，走向与关家洼向斜近于同向延展，轴部出露地层 p2s2、p2s3、p2sh1、p2sh2、t1l，两翼地层倾角一般 38，地表可达 15。 山桃凹背斜：位于山桃凹及大南山村西一线，长约 2900m，走向 ne12，轴部出 露地层 p2s3、p2sh2、p2sh1，两翼地层倾角 38。 阳坡向斜：位于阳坡村西，长约 2400m，走向 nw8，轴部出露地层 p2s3、 p2sh1、p2sh2，两翼地层倾角 47，地表可达 12。 瓦窑山背斜：位于瓦窑山西侧一带，长约 2700m，走向 nw1735，轴部出露地 层 p2s3、p2sh1、p2sh2，两翼地层倾角 36，地表可达 10。 s-1 背斜：位于畅村和王庄之间，区内长约 1300m，走向 ne25o47，轴部出露地 层 p2s1、p2s2，两翼地层倾角 48。 s-2 向斜：位于小南山南沟北侧一带，长约 3000m，走向北部 ne65，南部 nw5， 轴部出露地层 p2s3、p2sh1、p2sh2，两翼地层倾角 35。 s-3 背斜：位于 s-2 向斜的东部，长约 1500m，走向 ne65左右，轴部出露地层 p2s3，两翼地层倾角 36。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 11 s-4 向斜：位于好村东山，长约 1800m，走向 ne38左右，轴部出露地层 p2s3，两 翼地层倾角 35。 s-5 背斜：位于东山，下凹西部，长约 1900m，走向近于 s-4 同向展布，轴部出露 地层 p2s3、p2sh1、p2sh2，西翼地层倾角一般为 24，东翼地层倾角 58。 s-6向斜：位于蔚村南山上，区内长约1200m，走向ne43，轴部出露地层 p2s3、p2sh1、p2sh2，两翼地层倾角一般36。 根据井田地表出露情况和钻孔及矿井揭露资料，井田内未发现岩浆岩侵入现象。 综上所述，井田构造总体为一走向北东、倾向南东的单斜，并伴有宽缓的褶曲，无 断裂构造，无岩浆岩体侵入，井田构造属简单类(类)。 二、煤层及煤质二、煤层及煤质 （一） 、煤 层 (1)含煤性 煤层主要分布于石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。 山西组地层厚度 28.7044.36m，平均 34.33m。含煤 26 层，自上而下编号的有 1、2、3 号煤层，煤层总厚 2.895.70m，平均 3.99m，平均含煤系数 11.62%，1、2 号 可采煤层平均总厚 2.77m，平均可采含煤系数为 8.07%。 太原组地层厚度 106.83-131.32m，平均 120.68m。含煤 4-14 层，自上而下编号煤层 有 5、6、6下、7、8、9+10、11 号煤层。煤层总厚 4.2411.69m，平均 7.60m，平均含 煤系数为 6.30%。其中 6、9+10、11 号可采煤层平均总厚 5.10m，平均可采含煤系数 4.23%。 如上所述，井田可采煤层为山西组 1、2 号煤层和太原组 6、9+10、11 号煤层。 (2)可采煤层 1 号煤层 位于山西组上部，上距 k8砂岩 5.7012.83m，平均 9.66m，下距 2 号煤层 8.34- 22.92m，平均 16.88m。煤厚 0-1.23m，平均 0.57m，变异系数 cr=56，属不稳定局部可 采煤层。该煤层形成于三角洲洪泛平原之上的泥炭沼泽相，在井田北部 1503 号孔和南 部 21-3 号孔沉积缺失，可采地段为井田东部 17-3 号孔、19-3 号孔处。井田西北分布零 散可采点，属零星可采，连不成片。该煤层结构简单，偶含一层薄夹矸。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 12 煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、细砂岩，局部为粉砂岩；底板多为泥岩、砂质泥岩， 局部为中细粒砂岩。 2 号煤层 俗称“主焦煤”或“八尺煤”，位于山西组中下部,上距 1 号煤层 8.34-22.92m，平均 16.88m。煤厚 1.71-3.00m，平均 2.20m，变异系数 cr=23，全井田稳定可采。该煤层形 成于三角洲平原上的泥炭沼泽相。 该煤层结构简单，仅局部夹 13 层泥岩或炭质泥岩夹矸，夹矸厚度 0.04-0.24m， 平均 0.13m。 煤层直接顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为中细粒砂岩，局部含炭泥伪顶； 煤层直接底板多为中细粒砂岩，局部为粉砂岩及泥岩。 该煤层属稳定可采煤层，为该矿主采煤层。 6 号煤层 位于太原组中部，上距 2 号煤层 34.10-40.42m，平均 37.81m，煤层厚度 0.55- 1.50m，平均 1.09m，厚度变异系数 cr=43，属不稳定局部可采煤层 可采地段为井田北部。 该煤层结构简单，有时含一层薄煤岩夹矸，夹矸厚度 0.10-0.35m。煤层直接顶板为 泥岩、粉砂岩，局部为中细砂岩。底板为灰黑色泥岩。 9+10 号煤层 位于太原组下部，直伏于 k2石灰岩之下，上距 6 号煤层 42.26m 左右。煤层厚度 2.09-2.89m，平均 2.36m，为 9 号、10 号煤层合并层。井田内仅北部 1503 号处因间距变 大为 1.02m 而呈分叉，其它地段均以合并层赋存。煤层厚度变异系数 cr=19，可采系数 km=1.00，该煤层属全区稳定可采煤层。 该煤层含 1 层薄煤岩夹矸，结构简单。 煤层直接顶板为 k2石灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩。 11 号煤层 位于太原组下部，上距 9+10 号煤层 15.81-24.80m，平均 20.92m。煤层厚度 1.17- 3.16m，平均 2.00m，厚度变异系数 cr=41，可采系数 km=1.00，该煤层属较稳定全区可 采煤层。 该煤层结构较简单，大部含 1 层薄泥岩夹矸，局部含 2-3 层夹矸。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 13 煤层直接顶板为泥岩、粉砂岩，局部为细砂岩，底板为泥岩，局部为粉砂岩、细砂 岩。 表表 1-2-11-2-1 可采煤层特征表可采煤层特征表 厚度(m)层间距(m)层位稳定性煤层厚度稳定性煤层可采性 最小最大最小最大 含煤 地层 煤层 号 平均平均 稳定系数 % 稳定性 变异系数 cr% 结构稳定性 可采系数 可采性 1 0-1.23 0.57 88较稳定56简单不稳定0.24局部可采8.34-22.92 16.88p1s 2 1.71-3.00 2.20 100稳定23 较简 单 稳定1.00全区可采 34.10-40.42 37.81 6 0.55-1.50 1.09 100稳定43简单不稳定0.60局部可采 42.10-42.51 42.26 9+10 2.09-2.89 2.36 100稳定19简单稳定1.00全区可采c3t 11 1.17-3.16 2.00 15.81-24.80 20.92100稳定41 较简 单 较稳定1.00全区可采 （二） 、煤 质 1）物理性质和煤岩特征 （1）煤的主要物理性质 井田 1、2 号煤层均呈黑色，条痕亦为黑色，玻璃强玻璃光泽，参差状、阶梯状 断口，内生裂隙发育。视（相对）密度分别为 1.30 t / m3、1.31t / m3 ，真(相对)密度分 别为 1.45t/m3、1.43t/m3。 （2）宏观煤岩特征 1、2 号煤层均以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤条带，偶见丝炭条带，细一中条带 状结构，层状构造，属光亮一半光亮型煤。 2）化学性质和工艺性能 （1）化学性质 表表 1-2-21-2-2 煤质分析成果汇总表煤质分析成果汇总表 煤层项目12 原 0.50-0.89 0.69 0.20-1.36 0.70mad (%) 浮 0.36-0.79 0.45 0.24-0.96 0.51 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 14 原 7.72-29.35 18.67 8.55-19.91 13.47ad (%) 浮 4.94-13.57 7.54 4.33-7.40 5.69 原 16.19-22.13 18.39 14.89-18.38 16.61vdaf (%) 浮 15.78-19.28 17.07 14.43-16.46 15.44 原 0.32-0.56 0.37 0.28-0.44 0.36st,d (%) 浮 0.35-0.62 0.40 0.31-0.44 0.37 pd (%) 原 0.005-0.015 0.009 0.004-0.019 0.008 原 25.04-33.63 29.62 28.68-33.04 31.17qgr.d (mj/kg) 浮 32.93-34.41 33.67 33.31-35.00 34.22 胶质层厚度(y) (mm) 浮 5.5-10.5 8.6 4.0-14.0 7.5 粘结指数 (gr,i) 浮 53.8-84.0 69.3 24.6-70.5 48.9 cdaf浮 89.71-91.40 90.81 90.91-91.84 91.33 hdaf浮 4.39-4.79 4.54 4.21-4.48 4.38 odaf浮 2.41-3.53 2.85 2.07-2.90 2.57 元 素 分 析 ndaf浮 1.31-1.49 1.36 1.22-1.39 1.32 sio2+al2o3 +tio2 原 86.09-94.58 90.89 80.09-92.66 88.72 fe2o3+cao+mgo+k2o+ na2o 原 2.73-12.26 7.17 4.82-15.05 8.42 灰成 分 分析 st原15001492 视(相对)密度 1.25-1.39 1.31 1.28-1.34 1.32 浮煤回收率 45.00-74.07 58.70 40.00-70.59 56.01 煤类jm.smjm.sm 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 15 三、水文地质三、水文地质 (一) 区域水文地质 本区位于霍泉泉域东侧，沁河以西。霍泉泉域西以变质岩地区地形分水岭为界；北 以河底泉断层形成的隔水边界与洪山泉域相隔；东侧边界位于沁水向斜奥灰深埋区；南 部广胜寺附近为泉域排泄区。泉域面积约 800km2。 区域内主要河流为南涧河、洪安涧河及沁河，均属黄河水系。南涧河，洪安涧河向西流 入汾河。汾河、沁河则汇入黄河。山间沟谷地带多有季节性河流。 （二）井田水文地质条件 1、地表水 本区位于霍山隆起东翼，沁水盆地西缘。地貌形态为剥蚀的中山区。区内主要河流 为柏子河，自西向东从区内中部穿过，其流量受大气降水影响很大，雨季时暴涨，通常 无水。 2、井田内主要含水层 1）奥陶系中统岩溶裂隙含水层 井田隐伏于煤系地层之下，厚 545m 左右。由石灰岩、泥质灰岩及白云岩等组成。 仅 191 钻孔揭露奥灰最深，延深奥灰 153.96m，其中峰峰组厚 92.60m，上马家沟组 61.36m。峰峰组地层岩芯采取率较高，钻进中消耗量为 1.0569.688m3/h,一般 8.051m3/h，水位变化不大，说明该层发育一定的岩溶裂隙。上马家沟组地层岩芯采取率 较低，钻进中消耗量为 7.4049.300m3/h，一般 8.180m3/h ,在孔深 684.80m 时，水位突 然下降，说明该处岩溶裂隙较为发育。对峰峰组和上马家沟组进行了混合抽水试验，涌 水量 2.552l/s，单位涌水量 0.237l/sm，水位降低 10.78m，静止水位标高887.28m。 水质类型 so4hco3-ca 型。该抽水资料因受施工条件及抽水设备因素限制，出水量偏 小。 邻区沁新煤矿水源井(北距本井田约 2km)对峰峰组和上马家沟组进行了混合抽水试 验，从资料上分析，出水层位为上马家沟组地层。沁新煤矿水源井单位涌水量 7.53l/sm，水位标高932.40m。根据本井田 19-1 号水文孔和沁新煤矿水源井奥灰水位 标高及相邻间距计算，井田一带奥灰水力坡度为 6.6。由此推测，本井田内奥灰水位 标高为 869-902m 左右。 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 16 以上水井资料表明，中奥陶统峰峰组和上马家沟组含水层属富水性中等强的岩溶 裂隙含水层。 2）石炭系上统太原组岩溶裂隙含水层组 为碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组。主要包括 k2、k3、k4等岩溶裂隙含水层。 仅 19-1 钻孔揭穿太原组地层，现综合太岳详查和沁一安普查成果资料，将其分述如下： k2石灰岩：厚 7.108.42m，平均 7.60m，厚度稳定。该层发育的裂隙以垂直裂隙 为主，多为方解石脉充填，局部偶见小溶孔。据 19-1 钻孔简易水文地质观测，扩孔至 454.87m 时，开始漏水，漏水量 9.688m3/h。该含水层为（910，10）号煤层的直接充 水含水层。据邻区生产矿井调查，一般矿井排水量 140m3/d，最大可达 420m3/d。 k3石灰岩：厚 5.408.89m，平均 6.42m，厚度较稳定。该层冲洗液消耗量一般在 2.0783.084m3/h，局部可达 15m3/h 。 k4石灰岩：厚 3.495.90m，平均 5.02m。层内发育有垂直裂隙及斜交裂隙，多为方 解石脉充填。该层冲洗液消耗量一般为 0.071m3/h，局部可达 15m3/h。 据 191 钻孔太原组放水资料，涌水量 0.089l/s,单位涌水量 0.015l/sm，静止水位 高出地表 6.09m，水质类型属 hco3kna 型。该含水层组属富水性弱的含水层组。 3）二叠系下统山西组碎屑岩裂隙含水层 本含水层为碎屑岩裂隙含水层。由中、细粒砂岩组成，厚 2.6015.08m，平均 10.88m，为主采 2 号煤层的直接充水含水层。据钻孔简易水文地质观测，该层冲洗液消 耗量 04.785m3/h,一般 0.091m3/h。据 19-1 钻孔放水资料，涌水量为 0.079l/s，单位涌 水量 0.019l/s.m，静止水位高出地表 4.36m，水质类型属 hco3kna 型。该含水层 仅在浅埋区直接接受大气降水补给，富水性较好。因此含水层为富水性弱的含水层。 4）二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组 区内部分出露,由数层中、粗粒砂岩组成，厚 48.00138.68m、平均 90.30m。该层 局部垂直裂隙发育且未充填。出露处可直接接受大气降水补给；埋藏较深处，富水性一 般较差。该层形成的天然泉，一般流量 0.010.45l/s。据钻孔简易水文地质观测，冲洗 液消耗量一般为 0.101m3/h 左右，最大可达 9.970m3/h。2 号煤层开采时形成的导水裂隙， 可达下石盒子组含水层组的底部，成为 2 号煤层的间接充水含水层。据 191 钻孔放水 资料，上石盒子组砂岩含水层涌水量 0.61l/s，单位涌水量 0.349l/s.m，静止水位高出地 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 17 表 2.45m，水质类型属 hco3kna 型。下石盒子组未单独进行抽水试验。再结合钻 孔简易水文地质观测及天然泉流量分析，该含水层组为富水性弱中等的含水层组。 5）第四系砂砾孔隙含水层 主要分布于柏子河河谷，由砂、卵砾石等组成。结构松散、厚度不一，一般在 10.00m 左右。据钻孔简易水文地质观测，冲洗液消耗量在 0.0360.585m3/h 之间，一般 为 0.362m3/h。该含水层主要接受大气降水的补给，局部可得到地表水或砂岩裂隙水的 补给。该含水层富水性不一，局部富水性较好。为富水性中等的孔隙含水层。 3、井田主要隔水层 1）石炭系中统本溪组隔水层组 该隔水层主要由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩等组成。厚 27.5050.90m，平均 35.00m。该含水层不整合于奥陶系中统岩溶裂隙含水层之上，阻隔其上、下含水层间的 水力联系。据区域资料，该隔水层隔水性良好。 2）石炭系上统太原组上段隔水层 由 k7砂岩底至 k4灰岩顶之间的泥岩、砂质泥岩等组成。厚 31.5844.25m，平均 37.49m。若无构造沟通或遭受破坏，可成为 2 号煤层底板良好的隔水层。 3）二叠系砂岩含水层层间隔水层组 主要由泥岩、铝质泥岩、砂质泥岩等组成。呈层状分布于各含水层之间，形成平 行复合结构，阻隔各含水层之间的垂向水力联系。 （三）矿井充水因素分析及水害防治措施 1、矿井充水因素分析 1）顶板上覆砂岩裂隙水 2 号煤层直接充水含水层为顶板山西组中、细粒砂岩裂隙含水层，由于开采引起顶 板塌陷而形成的导水裂隙带还可能沟通上部含水层，使其成为间接充水含水层。该矿正 在基建，尚未进行回采。据巷道开拓情况，顶板渗水量很小。2 号煤层顶板为细粒砂岩、 砂质泥岩。细粒砂岩抗压强度 43mpa，为坚硬岩石；砂质泥岩抗压强度为 15mpa，为软 弱岩石。当顶板为细粒砂岩时，采用公式及 hh=计算导水 0 . 8 0 . 22 . 1 100 m m hh 1030 m 裂隙带高度为 35.1054.50m；当顶板为砂质泥岩时，采用公式及 hh= 0 . 4 501 . 3 100 m m hh 计算导水裂隙带高度为 18.0822.61m。将来回采形成采空区后，由顶板垮塌 510 m 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 18 形成的导水裂隙将沟通下石盒子组底部 k8砂岩含水层，使矿井涌水量有大的增加。另 外，井田 1、2 号煤层间距为 8.3422.92m，大部地段小于 2 号煤层顶板导水裂隙高度， 故在 1 号煤层采空区下部开采 2 号煤层时，应先疏排 1 号煤层采空区积水，确保安全生 产。关于地表水的影响，由于井田 1、2 号煤层均埋藏于地表 100m 以下，地表水对井 田开采 1、2 号煤层无影响。 2）井筒砂岩裂隙水 据该矿基建情况，现井下主要为主副井和回风立井井筒渗水，涌水量 49m3/d，充水 水源为山西组和上、下石盒子组砂岩裂隙水，由于井筒对煤层上部含水层起到了较好的 沟通作用，井筒渗水将成为矿井投产后的主要充水来源之一。 3）相邻矿井采空区积水 井田北部的沁新煤矿和新源煤矿与本矿边界之间尚有一定间距，且沁新煤矿现在其 井田中北部开采，其开采情况目前对本矿建设不会造成不利影响。而井田西北侧的乾元 煤矿和南山煤矿，均开采 2 号煤层，由于其位置处在煤层的高起端，其采空区积水对本 矿安全生产存在潜在危险。但据调查，目前两矿在本井田边界邻近尚无采空区分布，建 议今后本矿在边界附近开采时，应详细了解邻矿采空区分布情况和积水程度，防范巷道 贯通采空区积水造成水害事故。 4）奥灰水 井田 2 号煤层底板标高 420-840m，而奥灰水标高为 869902m，井田 2 号煤层全 部位于奥灰水以下，存在带压开采问题。经对井田东南角 2 号煤层底板最低处（煤层底 板标高 420m，奥灰水水位标高 875m） ，进行突水系数计算： 采用公式：ts= p=(h0-h1+m)0.0098 m p 式中：ts奥灰突水系数（mpa/m） p隔水层底板承受的静水压力（mpa） m 底板隔水层厚度（m） ，井田 2 号煤层 m=163.28m h1煤层底板最低标高(m) h0奥灰岩溶水水位标高(m) 经计算该处奥灰突水系数 ts=0.04mpa/m，小于正常块段安全突水系数 太岳煤业股份有限公司年产太岳煤业股份有限公司年产 9090 万吨矿井初步设计万吨矿井初步设计 19 0.10mpa/m，也小于具有构造破坏的地区安全突水系数 0.06mpa/m，由此推断在无导水 构造沟通的情况下，井田内开采 2 号煤层时突水的可能性小，但井田内若有隐伏导水构 造发育时，应当防范奥灰突水危险性。 5）地表水 井田地表河流有柏子河及其支流，但均属季节性河流，近年平时基本干涸，仅雨 季时有洪水排泄。而据钻孔资料，井田 1、2 号煤层埋深在 316m 以上，开采 2 号煤层 的最大顶板导水裂隙带高度为 22.61-55.41m，导水裂隙不会通到地表。 另外，该矿主副井口和风井井口均位于历史最高洪水位 11051109m 以上，雨季 洪水一般不会对矿井造成水害威胁。 2、矿井水文地质类型 该矿批采 1、2 号煤层，矿井直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，属富水性弱 的含水层。井田构造简单，无断层、陷落柱等导水构造，虽存在奥灰带压开采，但一般 不存在突水危险，结合矿井预算涌水量综合分析，矿井水文地质类型应属简单类型。 （四）矿井涌水量预算 根据地质报告提供数据，当矿井开采 2 号煤层年采 1.5mt 时，正常涌水量 2000m3/d，最大涌水量为 3125m3/d。即矿井正常涌水量为 84m3/h，最大涌水量为 131m3/h。 四、瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温及地压四、瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温及地压 1、瓦斯 目前收集到的瓦斯资料如下： （1）二一年七月十五日，煤炭科学研究总院沈阳研究院编制了山西汾西太 岳煤业股份有限公司太岳煤矿煤层瓦斯基础参数测定及涌出量预测研究报告，山西省 煤炭工业厅以晋煤瓦发【2010】748 号关于山西汾西太岳煤业有限公司煤层瓦斯涌出量 预测的批复文件对预测报告做出批复。批复结果为矿井开采 2 号煤层时最大相对瓦斯涌 出量为 17.10 m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为 53.98 m3/min，属高瓦斯矿井。 （2）根据晋煤安发200991 号文件关于长治市 2008 年度 30 万 t/a 及以上煤 矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量结果的批复 ，太岳煤矿瓦斯绝对涌出量为 1.75