煤业重组初步设计.doc

1 前前 言言 根据东山省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件关于云 城市县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复晋煤重组办发 200938 号，东山煤炭运销集团玉龙煤业有限公司由县玉龙煤焦化有 限公司下峪煤矿兼并重组整合而成，建设性质为单保，兼并重组整合主 体企业为东山煤炭运销集团有限公司，重组前矿井能力为 30 万吨/年， 重组后矿井能力为 45 万吨/年。重组前后矿井的批准开采煤层和井田范 围均未发生改变。 为合理开采兼并重组整合后的井田资源，该矿委托我院编制东山煤 炭运销集团玉龙煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计。 一、编制矿井设计的依据一、编制矿井设计的依据 1、设计委托书。 2、云城市煤田地质勘探队 2010 年 4 月编制的东山煤炭运销集团 玉龙煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告 。 3、2009 年 11 月由东山省国土资源厅颁发的采矿许可证，证号为 c1400002009111220042434；。 4、东山省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件关于云 城市县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复晋煤重组办发 200938 号。 5、东山省煤炭工业厅文件关于加快兼并重组整合煤矿改造建设 工作的安排意见晋煤办基发200983 号。 6、矿方为本次设计提供的有关资料。 7、国家现行有关煤炭工业开发的法律及法规等。 二、设计的指导思想二、设计的指导思想 在保证矿井设计规模和安全生产的前提下，尽量简化环节，因地制 宜选择生产工艺，系统设计简单实用，设备选型先进合理。力争通过精 2 心设计和科学管理，将该矿井建设成规模合理、安全条件好、机械化装 备水平高，见效快、效益好、符合煤矿发展趋势的新型矿井。 三、设计的特点三、设计的特点 尽量利用现有工业场地，设计方案充分体现市场经济的特点，减少 基建投资，对满足重组整合设计后矿井生产和安全要求的的井巷工程和 设备做到综合利用，为本矿尽快投产、实现经济效益奠定了坚实基础。 1、本次设计开采煤层为 2 号煤层。 2、矿井以一井一区一面达到 450kt/a 设计生产能力要求。 3、井下主运输采用带式输送机，实现了煤炭的连续运输；辅助运 输采用调度绞车牵引矿车倒段运输。 4、回采工作面采用单一倾斜长壁采煤法，综采工艺，掘进工作面 采用综掘工艺，矿井采掘机械化程度高。 5、井下巷道均沿煤层布置，有利于探明地质构造和煤层赋存情况。 6、充分利用现有工业场地和井巷工程。 四、设计的主要技术经济指标四、设计的主要技术经济指标 1、矿井设计生产能力为 450kt/a，服务年限 5.3a。 2、井田开拓方式：斜井开拓。 3、矿井以+1102m 一个水平开拓开采全井田 2 号煤层，以一个综采 工作面、一个综掘工作面保证矿井设计生产能力和正常生产接替。 4、矿井新增井巷工程量 1714.8m（包括硐室长度） ，掘进总体积 17839.36m3，万 t 掘进率 38.11m/万 t，万 t 掘进体积 396.43m3/万 t。 5、矿井工业场地占地 2.70 hm2。 6、原煤进行三级筛分。储煤方式为筒仓。场地共 2 个筒仓，总容 量为 3600t，缓冲生产天数为 3 天。 7、全矿用电设备工作总容量为 2345.90kw，全矿最大负荷有功功 率为 1479.22 kw，矿井年耗电量 6174824.68kwh，吨煤耗电量 3 13.72kwh/t。 8、工业建（构）筑物总面积为：3692.66m2。工业建（构）筑物总 体积为：18780.06m3。 9、矿井原煤全员效率为 6.0 t/工，在籍职工总人数为 345 人。 10、建设项目总资金为 4917.79 万元，吨煤投资为 109.28 元。 五、存在的主要问题及建议五、存在的主要问题及建议 1、井田内 2 号煤层北部勘探程度较低，建议补充勘探。 2、2 号煤层由于多年开采，形成了大面积的采空区，矿方应彻底查 明老空积水，确保全矿井的安全生产。 3、15 号煤层勘探程度低，建议补充勘探。 4、本次报告未进行 15 号煤层筛分、浮沉实验等工艺性能测试，报 告中数据多为引用邻区钻孔化验资料，根据现有资料，15 号煤层为高硫 煤，建议在延深下组煤开采时补充煤质测试工作。 5、矿井投产时应尽快进行瓦斯等级鉴定，并委托有资质单位及时 调整通风设计。 6、虽然通过地质报告分析确定井田地质构造简单，但是在 2 号煤 层建设开采过程中，应加强矿井地质工作，注意探测隐伏的地质构造， 确保安全。 4 第一章第一章 井田自然概况及兼并重组整合前各矿现状井田自然概况及兼并重组整合前各矿现状 第一节第一节 井田自然概况井田自然概况 一、交通位置：矿区、矿井所在地理位置，交通情况及隶属关系一、交通位置：矿区、矿井所在地理位置，交通情况及隶属关系 1、矿区、矿井所在地理位置及隶属关系 东山煤炭运销集团玉龙煤业有限公司位于东山省县西南的中村镇下 峪村西，行政区划属县中村镇管辖，矿井隶属东山煤炭运销集团。 2、交通情况 该矿位于东山省县中村镇行政辖区境内，东北距县城约 12km，北 距中村镇约 2km，中村公路在井田外北部约 2km 通过，向西可通临汾 市，向东可通阳城县，北东距候（马）月（山）铁路线站 8km，村间 都有简易公路相通，交通较为便利（详见交通位置图） 。 二、地形、地貌二、地形、地貌 井田地处盆地西南缘，中条山东北延伸端，地形复杂，整体地势呈 南西高北东低之势，区内冲沟发育，标高最高点在井田西部边界山梁 7 号拐点附近，标高+1388.1m，最低点在井田中部下峪村沟谷中，标高 +1163.6m，相对高差 224.5m 左右。 三、河流三、河流 区域属黄河流域汾河水系浍河支流，井田无地表水体和长年性河流， 为季节性河流中村河的上游冲沟，雨季时节，沟谷有短暂洪流出现，流 径不长，洪水向东、北汇入中村河，中村河向西汇入浍河，浍河在新绛 县汇入汾河。 四、气象及地震情况四、气象及地震情况 1、气象资料 本区属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，夏秋湿润多雨， 冬季干燥寒冷。据县气象局 19562002 年观测资料，本区多年平均气 5 温 10.9，最高气温 37.3（1978 年 6 月 30 日） ，最低气温-24 （2002 年 12 月） ，多年平均降水量 795.8mm，最大年降水量为 1014.4mm（1956 年） ，最小年降水量为 265.7mm（1997 年） ，最大日降 水量为 176.4mm（1956 年 7 月 30 日） ，最大时降水量 59.2mm，历年来 一次最大降水量为 114.2mm（1998 年 8 月 21 日） 。降水主要集中于每年 的 79 月份，约占全年降水量的 70。年蒸发量为 16001800mm， 无霜期在 180 天以上，年平均冻结天数 78.2 天，一般出现在 12 月 份前后，最大冻土深度 43cm。多年平均相对湿度 64。风向冬春季多 西北风，夏季多为东南风，风力一般为 34 级，最大风速 17m/s。 2、地震情况及地震烈度。 根据中国地震动参数区划图gb183062001，该地区地震动峰 值加速度 0.1g。根据建筑抗震设计规范 （gb50011-2001）标准，本 区地震烈度为度区。 第二节第二节 兼并重组整合前各矿现状兼并重组整合前各矿现状 一、各矿生产建设情况，开采方式，主要装备和能力一、各矿生产建设情况，开采方式，主要装备和能力 东山煤炭运销集团玉龙煤业有限公司在本次兼并重组整合过程中为 单独保留矿井，兼并重组整合前矿井名称为县玉龙煤焦化有限公司下峪 煤矿，井田面积为 2.1263km2，批准开采 2-15号煤层，生产规模 45 万 t/a。 该矿 2007 年由原县中村镇下峪煤矿一坑口和下峪煤矿二坑口整合 而成，初步设计由云城市煤炭工业局 2007 年 10 月 10 日以晋市煤局规 字2007763 号云城市煤炭工业局关于县玉龙煤焦化有限公司下峪煤 矿资源整合矿井初步设计的批复给予批复，安全专篇由东山煤矿安全 监察局云城监察分局 2007 年 12 月 3 日以晋煤监局字2007248 号关 于对县玉龙煤焦化有限公司下峪煤矿资源整合设计安全专篇的批复给 6 予批复。自资源整合设计批复至今，矿井一直在进行基建工作。现井田 南部原下峪煤矿一坑口整个生产系统已关闭，现用生产系统为原二坑口 生产系统。 原矿井为一个采矿许可证、两个坑口进行生产的矿井。一坑口始建 于 1984 年，1985 年验收投产，设计生产能力 60kt/a，批准开采 2 号煤 层， 1993 年在井田北部增加了二坑口。资源整合前，一坑口已进行了 采煤方法改革，由仓房式采煤改为长壁式，二坑口为长壁式。 兼并重组整合后，该矿开拓布置为北运输大巷、回风大巷沿走向布 置，工作面顺槽沿倾向布置，工作面开切眼沿走向送巷，倾斜回采。 该矿井采用斜井开拓，采用倾斜长壁一次采全高开采，调度绞车牵 引矿车运输，带式输送机提升，中央并列式通风系统，机械排水。主要 生产系统如下： 1.通风 矿井通风系统为中央并列式，通风方法为机械抽出式，主扇风机 fbcdz54-6-16 型二台（一台工作，一台备用） ，功率 75kw2。 2.矿井排水 矿井井巷水源主要来自 2 号煤层顶板，井底建主副水仓，主水仓容 量为 200m3，副水仓容量为 200m3，矿井正常涌水量 144m3/d，雨季最大 可达 240m3/d；采用 80d308 型 55kw 水泵一台， 80d305 型 37kw 水泵二台（一台工作、一台备用、一台检修） ，工作泵最大联合排 水能力 43m3/h。副斜井安设一趟 300m，75mm 的钢管、一趟 300m，100mm 的钢管通至地面排水沟，能够满足矿井排水要求。 3.供电 该矿采用双回路供电，一回路架空线（lgj-120、3.0 km）来自中村 35 kv 变电站 10 kv 、847 线路，另一回路架空线（lgj-120、3.5 km） 来自土沃 35 kv 变电站海绵 10 kv 开闭所 10 kv 、535 线路，地面设 1 台 kys9160/10/0.4 型变压器供地面所有负荷用电，1 台 s9630/10/0.4 7 型变压器作为备用，另安装一台 500gf（500kw、ytw5004）型发 电机组作为矿井备用电源。井下安装二台 kys9400/10/0.69 型变压器， 供井下全部负荷用电。 4.提升运输系统 该矿主斜井采用带式输送机提升，jt1200 型绞车担负副斜井材料 下井任务。井下运输大巷采用带式输送机运输，回风大巷采用调度绞车 牵引矿车运输，工作面采用刮板运输机运输。掘进工作面采用调度绞车 牵引矿车运输。 5.井筒 表1-2-1 井筒特征一览表 名 称主 斜 井副 斜 井回风斜井 x 坐标 （54 坐标） y x 坐标 （80 坐标） y 井口标高（m） 54 坐标/80 坐标 断面（m2）5.767.795.98 倾角16 22 22 25 长度（m）345.68071 断面形状三心拱圆弧拱三心拱 支护方式料石砌碹料石砌碹料石砌碹 二二、各各矿矿井井田田范范围围及及采采掘掘实实测测 见 2 号煤层采掘工程平面图。 三三、各各矿矿能能利利用用的的井井巷巷断断面面特特征征表表，能能利利用用的的主主要要设设备备明明细细表表 1、井巷 兼并重组整合后矿井能利用的井巷为主斜井、副斜井、回风斜井、 北运输大巷、北回风大巷、运输顺槽、回风顺槽、开切眼及主水泵房、 主副水仓等硐室。能利用井巷断面特征见表 1-2-2。 表 1-2-2 能利用的主要井巷断面特征表 8 名称 倾角 （） 方位角 （） 长度 （m） 支护方式 净断面 （m2） 用途 主斜井1697345.6料石砌碹5.76 提煤、进风 副斜井226780料石砌碹7.79辅助提升、进风 回风斜井256771料石砌碹5.98回风 北运输大巷3385料石砌碹7.50运煤、进风 北运输大巷8191钢棚8.32进风 北回风大巷3550钢棚8.32回风、运料 回风斜巷6368料石砌碹5.98回风 运输顺槽8285工字钢7.0运煤、进风 回风顺槽8340工字钢8.32运料、回风 开切眼870锚杆+锚索20.35 主水泵房12.4料石砌碹11.06 主副水仓95料石砌碹5.45 2、设备 能利用主要设备明细见表 1-2-3。 表 1-2-3 能利用的主要设备明细表 名称型号 单 位 数 量 液压支架zz4000/18/39架80 过渡支架zzg4000/18/39架7 采煤机mgty250/600-1.1d台1 刮板输送机sgz-764/400部1 乳化液泵站mrb125/31.5台2 喷雾泵站wpz320/6.3台1 带式输送机dtl80/7.5部1 带式输送机dtl80/275部1 通风机fbcdz54-6-16台2 空气压缩机lgd-10/8台2 水泵80d305台2 水泵80d308台1 水泵150d305台1 调度绞车jd-4台1 调度绞车jd-1.6台2 调度绞车jsdb-19台1 四、已完工工程四、已完工工程 矿井井巷工程已完成主斜井、副斜井、回风斜井、井底车场、主水 9 泵房、主副水仓、北运输大巷、北回风大巷、运输顺槽、回风顺槽、开 切眼等。 机电设备安装已完成主斜井带式输送机、主扇风机、北运输大巷带 式输送机、北回风大巷调度绞车、运输顺槽带式输送机、回风顺槽调度 绞车及回采工作面液压支架、采煤机、刮板输送机等。 地面已完工调度楼、主井井口房、副井井口房、风机房、材料库、 充灯房、空压机房、热风炉房、地面变电所、宿舍楼、机修车间、锅炉 房等土建及设备安装工程。 10 第二章第二章 兼并重组整合的条件兼并重组整合的条件 第一节第一节 资源条件资源条件 一、井田地质勘探程度及地质报告批准文号一、井田地质勘探程度及地质报告批准文号 东山煤炭运销集团玉龙煤业有限公司委托云城市煤田地质勘探队于 2010 年 4 月编制完成了东山煤炭运销集团玉龙煤业有限公司兼并重组 整合地质报告 。 地质报告批准文号为：晋市煤局规字2010417 号云城市煤炭 工业局关于东山煤炭运销集团玉龙煤业有限公司兼并重组整合地质报告 的批复 。 该地质报告是在搜集以往勘探成果和该矿实际生产地质资料的基础 上，经过综合分析研究编制完成的。地质报告详细查明了井田内含煤地 层为东山组和太原组，全区稳定可采煤层为东山组的 2 号煤层和太原组 的 15 号煤层。详细查明了井田构造为单斜构造，伴随有 6 条大小不等 的正断层，井田东南部受断层的影响发育一小型向斜，地层倾角较缓， 一般为 814，界内未发现环形陷落柱和岩浆活动，界外也未发现构造 异常现象，总体构造属简单类型。详细查明了 2 号、15 号煤层煤质特征， 确定 2 号煤为低灰、特低低挥发份、特低硫、中等高固定碳、中 热特高热值、高熔灰分、高强度之无烟煤 3 号。15 号煤层为中灰、低 挥发份、高硫、中等固定碳、中热值、高熔灰分、高强度之无烟煤 3 号。 详细查明井田 2 号煤层采（古）空区积水情况，积水量为 62120m，水 文地质类型属中等类型，15 号煤层水文地质类型属中等类型，提出了防 治措施。详细查明了井田地质环境属简单类型，预测了兼并重组整合后 可能发生的地质灾害现象，并提出了防治措施。根据检测结果，2 号煤 层煤尘无爆炸性，为不易自燃煤层；15 号煤层煤尘无爆炸性，为容易自 燃煤层。依据井巷工程及钻孔资料对 2、15 号煤层底板等高线进行了重 11 新勾绘，并估算了资源/储量。2 号煤层为该矿现采煤层，属全区稳定可 采煤层，保有资源/储量为 657 万 t；15 号煤层为该矿批采煤层，根据钻 孔煤质资料，为高硫煤，属全区稳定可采煤层，获得保有资源量 660 万 t。2 号煤层资源/储量比例达规范要求。 井田勘探程度可以满足矿井兼并重组整合项目设计要求。 二、矿井地质及构造二、矿井地质及构造 1、地层 井田位于普查勘探区的西部边缘，西闫精查勘探区的西北边缘。 井田内二叠系上统上石盒子组（p2s） 、下统下石盒子组（p1x）地层 大面积出露，东部后西沟河下峪村河谷内覆盖第四系全新统（q4）地 层，河谷以东覆盖第四系中更新统（q2）地层，井田北部、井田外西部 覆盖第四系中更新统（q2）地层。根据钻孔资料，结合邻区西闫精查区 资料，井田内赋存地层由老到新依次有：奥陶系中统峰峰组（02f） 、石 炭系中统本溪组（c2b） 、石炭系上统太原组（c3t） 、二叠系下统东山组 （p1s） 、二叠系下统下石盒子组（p1x） 、二叠系上统上石盒子组（p2s） 、 第四系中更新统（q2） 、第四系全新统（q4） 。现依次叙述如下： （1）奥陶系中统峰峰组（o2f） 为含煤地层之基底，埋藏于井田深部；岩性为深灰色厚层状石灰岩， 夹灰黄色、黑灰色泥灰岩，含次生石膏及侵染状黄铁矿，下部裂隙岩溶 发育，并为方解石脉充填，局部为角砾状石灰岩，本组厚度一般大于 100m。 （2）石炭系中统本溪组（c2b） 平行不整合于下伏奥陶中统峰峰组地层之上，岩性、岩相及厚度变 化较大，一般有灰色鲕状铝土岩、铝土质泥岩、灰黑色泥岩组成，底部 可见铁质粉砂岩或铁质泥岩，结核状或团块状黄铁矿、赤铁矿，即“东 山式”铁矿。全组厚度 2.030.0m，平均 13.80m。 （3）石炭系上统太原组（c3t） 12 连续沉积于下伏本溪组之上，为本区主要含煤地层之一。主要由灰 黑色、黑色泥岩，灰黑色、灰色中细粒砂岩，粉砂岩夹石灰岩及煤层组 成，为一套海陆交互相含煤沉积建造，沉积厚度较稳定。主要可采煤层 15 号煤层发育于其下部，本组厚度 69.2121.05m，平均 98.13m。 （4）二叠系下统东山组（p1s） 连续沉积于太原组之上，为区内主要含煤地层之一。主要由灰色、 深灰色中细粒砂岩夹黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成，沉积厚度稳定。 主要可采煤层 2 号煤发育于其中部，本组厚度 48.6065.30m，平均 56.35m。 （5）二叠系下统下石盒子组（p1x） 连续沉积于东山组地层之上，k8砂岩底至 k10砂岩底，为陆相沉积， 本组厚度 43.0077.20m，平均厚 56.10m，主要由黄绿色中细粒砂岩、 粉砂岩、砂质泥岩、铝土质泥岩组成。下部泥岩颜色为灰黑色，向上渐 变为黄绿色，到顶部为紫红色含铁质鲕粒铝土质泥岩，其层位俗称“桃 花泥岩”，稳定而特征明显，为本区上、下石盒子组地层分界的辅助标 志，与下伏东山组地层呈整合接触。 （6）二叠系上统上石盒子组（p2s） 主要岩性为黄色、紫色泥岩与中粗粒砂岩互层，底部为灰白色含砾 粗砂岩，残留最大厚度约 106.30m。 （7）第四系中更新统（q2） 厚 0.005.00m，平均厚 3.00m，多为耕植土，下部为浅红、黄红色 砂质粘土及亚粘土，其上部为黄色粉质粘土、砂土等组成，含钙质结核 与砂砾石，与下伏地层呈角度不整合接触。 （8）第四系全新统（q4） 分布于后西沟下峪村河谷及井田内大的冲沟内，岩性为砂、砾、 粘土等混合冲洪积物，厚度变化较大。厚 0.0015.00m，平均 12.00m。 2、含煤性 13 井田内主要含煤地层为下二叠系东山组和上石炭系太原组。其中东 山组平均厚度 56.35m，煤层平均总厚度 4.75m，含煤系数 8.43%，2 号 煤层为全井田稳定可采煤层，煤层厚度为 3.75m，含煤系数 6.65%，其 余均为不可采煤层。太原组平均厚度为 98.13m，共含煤 34 层，自上 而下分别是 11、13、15 号煤层，平均总厚度 3.48m，含煤系数 3.58%， 其中 15 号为全井田稳定可采煤层，煤层厚度为 2.48m，含煤系数 2.55%。其余均属不可采煤层。 3、构造 井田位于复式向斜构造的南缘弧形转折部，井田构造为单斜构造， 伴随有 6 条大小不等的正断层，井田东南部受断层的影响发育一小型向 斜。界内未发现环形陷落柱和岩浆活动，界外也未发现构造异常现象， 根据dz/to2152002 煤、泥炭地质勘查规范 ，总体构造属简单类型。 单斜构造：走向北东，倾向北西的单斜构造，地层倾角 814。 断裂构造：井田位于区域中村西正断层的延伸部位，受断裂控制的 影响，发育平行或斜交主断裂的次级断层： f1 断层：位于井田中南部，走向北东南西向，贯穿全井田，倾向 南东，倾角 80，落差 1030m，延伸 1800m 以上，为正断层。该断层 两侧发育有一组近平行、一组近垂直主断层的次生正断层组，断层延伸 较短，断距较小，对煤层的破坏性较小。 f2 断层：位于井田东北部，断层走向北西向，倾向南西，断层倾角 70，落差约 30m，井田内延伸约 1000m。 f3 断层：落差 5m，倾角 80，走向北东，倾向南东； f4 断层：落差 3m，倾角 80，走向北东，倾向南东； f5 断层：落差 3m，倾角 80，走向北西，倾向南西； f6 断层：落差 3.6m，倾角 80，走向北东，倾向南东。 14 表 2-1-1 主要断层特征表 断层产状 断层名称断层性质 走向倾向倾角 落差 （m） 延伸长度 （m） f1正北东-南西南东8010301800 f2正北西南西70301000 f3正北东南东805780 f4正北东南东803400 f5正北西南西803200 f6正北东南东803.6460 井田内外无岩浆岩侵入，对本区地层，煤层无影响。 三、煤层及煤质三、煤层及煤质 1、可采煤层 井田内可采煤层为东山组的 2 号煤层及太原组的 15 号煤层，分述 如下： 1.2 号煤层：位于东山组中部，煤层厚度 3.354.30m，平均 3.75m。为全区稳定可采煤层，煤层结构简单较简单，一般见 03 层 夹矸，煤层顶板为泥岩、粉砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。该煤层在井 田东部部分被剥蚀。井田西南部被翼城上河煤矿部分破坏，南部和东北 有古空区。 2.15 号煤层：位于太原组底部，煤层厚度 2.402.55m，平均 2.48m，为全井田稳定可采煤层，煤层层位及厚度均很稳定，属结构简 单稳定型煤层。一般含 01 层泥岩夹矸，煤层顶板为 k2灰岩；底板为 中厚层状泥岩、粉砂质泥岩。 表 2-1-2 可可 采采 煤煤 层层 一一 览览 表表 煤层厚度 （m） 煤层间距 （m） 煤层结构 含煤 地层 煤层 编号最小-最大 平均 最小-最大 平均 矸石 层数 类别 顶板 岩性 底板 岩性 煤层 稳定 程度 可采 性 p1s2 3.35-4.30 3.75 94.3-145.0 117.35 03 简单 较简 单 泥岩 粉砂 岩 泥岩 砂质 泥岩 稳定 全区 可采 15 c3t15 2.40-2.55 2.48 1简单 石灰 岩 泥岩 粉砂 质泥 岩 稳定 全区 可采 2、煤的物理性质 2号煤层：黑色，似金属光泽，中一宽条状结构、均一结构，层状至 块状构造。显微煤岩特征：煤岩组分主要为镜质组，惰质组次之。镜质 组：以无结构镜质体为主，次为胶质镜质体、基质镜质体；惰质组：以 氧化丝质体为主，呈碎屑状、透镜状分布。 15 号煤层：黑色，似金属光泽，中条带状结构，层状构造。煤岩组 分主要为镜质组、惰质组。镜质组：主要为无结构镜质体，其次为胶质 镜质体，偶见基质镜质体分布。惰质组：以氧化丝质体为主，呈碎屑状 分布，或分布于镜质体中，或与粘土渗杂在一起。矿物质以粘土矿物和 黄铁矿为主。 综上所述，本井田 2 号煤层显微煤岩类型为单组分微镜煤，15 号煤 层显微煤岩类型为双组分微镜惰煤。 3、煤的化学性质 据 2010 年 4 月 24 日由东山省煤炭工业局综合测试中心对该矿井下 所取 3 个煤样进行化验结果并结合东山太行矿业工程技术有限公司施工 钻孔 zk2、zk3煤质分析资料，2 号煤层煤质结果如下： 水份（mad）：原煤 0.481.64，平均 1.14%； 浮煤 1.212.53，平均 1.88%； 灰份（ad）：原煤 13.2629.60，平均 22.94%； 浮煤 5.378.64，平均 6.75%； 挥发份（vdaf）：原煤 9.0611.39，平均 10.44%； 浮煤 6.728.90，平均 7.58%； 全硫（st.d）：原煤 0.350.47，平均 0.39%； 浮煤 0.400.48，平均 0.44%； 高位发热量（qgr，dmj/kg）：原煤 23.8530.47mj/kg，平均 26.76 16 mj/kg；浮煤 32.4033.90mj/kg，平均 33.41 mj/kg； 固定碳（fc.d）：原煤 62.3877.64，平均 68.80%； 浮煤 82.7484.98，平均 83.86%； 元素分析： 碳（cdaf）：原煤 78.4479.31%，平均 78.88%； 浮煤 84.0685.74%，平均 84.90%； 氢（hdaf）：原煤 3.313.33%，平均 3.32%； 浮煤 3.293.57%，平均 3.40%； 氮（ndaf）：原煤 0.951.00%，平均 0.98%； 浮煤 1.131.16%，平均 1.15%； 焦渣特征（crc）：2 2 号煤层为低灰高灰、特低低挥发份、特低硫、中热特高热 值、中等高固定碳无烟煤 3 号。 根据钻孔 zk2、zk3煤质化验资料，15 号煤层煤质如下： 水份（mad）：原煤 0.932.08，平均 1.51%； 浮煤 0.731.02，平均 0.88%； 灰份（ad）：原煤 24.0027.72，平均 25.86%； 浮煤 3.1911.36，平均 7.28%； 挥发份（vdaf）：原煤 11.9313.06，平均 12.50%； 浮煤 8.739.61，平均 9.17%； 全硫（st.d）：原煤 3.865.14，平均 4.50%； 浮煤 2.493.27，平均 2.88%； 发热量（qgr，dmj/kg）：原煤 23.8125.41mj/kg，平均 24.61 mj/kg； 浮煤 30.9734.27mj/kg，平均 32.62 mj/kg； 固定碳（fc.d）：原煤 62.8463.93，平均 63.39%； 浮煤 80.9087.51，平均 84.21%； 17 元素分析： 碳（cdaf）：原煤 62.8466.931%，平均 64.89%； 浮煤 80.9085.51%，平均 84.21%； 氢（hdaf）：原煤 2.512.85%，平均 2.68%； 浮煤 3.373.83%，平均 3.60%； 氮（ndaf）：原煤 0.530.67%，平均 0.60%； 浮煤 0.811.00%，平均 0.91%； 15 号煤层为中灰、低挥发份、高硫、中热值、中等固定碳无烟煤 3 号。 化学性质见表 2-1-3。 表 2-1-3 煤质特征表 原煤煤 层 号 浮煤 水分 mad（%） 灰分 ad（%） 挥发分 vdaf（%） 硫分 st.d（%） 发热量 qgr.d （mj/kg） 固定碳 （fcd） 煤类 原煤 0.481.64 1.14 13.2629.60 22.94 9.0611.39 10.44 0.350.47 0.39 23.8530.47 26.76 62.3877.64 68.80 2 浮煤 1.212.53 1.88 5.378.64 6.75 6.728.90 7.58 0.400.48 0.44 32.4033.90 33.41 82.7484.98 83.86 wy03 原煤 0.932.08 1.51 24.0027.72 25.86 11.9313.06 12.50 3.865.14 4.50 23.8125.41 24.61 62.8463.93 63.39 15 浮煤 0.731.02 0.88 3.1911.36 7.28 8.739.61 9.17 2.493.27 2.88 30.9734.27 32.62 80.9087.51 84.21 wy03 4、煤类 煤类划分按中国煤炭分类国家标准 gb（5751-1986）进行， 主要以浮煤挥发 分（vdaf）及氢元素（ hdaf）分类。根据煤质资料， 井田内可采煤层 2 号煤层挥发 分（浮煤）介于 6.728.90%，氢元 素（hdaf）介于 3.293.57%之间，故 2 号煤层划为无烟煤 3 号。 15 号煤层挥发 分（浮煤）介于 8.739.61%，氢元素（ hdaf）介于 3.373.83%之间，故 15 号煤层划为无烟煤 3 号。 5、工艺性能 18 （1）煤的粘结性和结焦性 各主要可采煤层的粘结指数多为 0，胶质层 y 值为 0，其粘结性亦 为 1，其结焦性很弱。 （2）发热量 2 号煤层发热量为 23.8530.47mj/kg，为中热特高热值煤层。15 号煤层发热量为 23.8125.41mj/kg，为中热值煤层。 （3）煤灰熔融性 煤灰成分以 si02和 al203为主，其软化温度 st 均大于 1500，为 特高熔灰分煤。 （4）低温干馏 勘探阶段曾作此试验，结果均无油。 （5）抗碎强度 根据区域煤质资料，2 号煤大于 25mm 的煤块在 80以上，表明其 抗碎强度中高等。 6、可选性 该公司采取 2 号煤层样于 2010 年 04 月 24 日在东山省煤炭工业局 综合测试中心进行了简易筛浮选试验，试验结果如下： （1）煤炭筛分浮沉试验 简易可选性试验煤样只做 13-6、6-3、3-0.5、0.5-0mm 级的筛分浮 沉试验，综合报表见表 2-1-4。 表 2-1-4 2 号煤层简易浮沉试验综合报表 19 （2）煤的可选性评价 依据 gb16417-1996 规定和本次实验绘制的可选性曲线，经计算机 电脑运行计算，不同灰分浮煤产品的 0.1 含量和可选性结果如下: 浮煤灰分 8%，理论产率为 72.02%，分选密度为 1.645g/cm3，0.1 含量为 7.01%，属易选等级； 浮煤灰分 10%，理论产率为 78.30%，分选密度为 原煤累计分选比重0.1 浮物（%）沉物（%） 密度级 （kg/l） 产率 （%） 灰分 （%） 产率灰分产率灰分 密度 （kg/l） 产率 （%） 1.300.000.000.000.00100.0024.211.304.26 1.30-1.404.263.764.263.76100.0024.211.4060.11 1.40-1.5055.846.8560.116.6395.7425.121.5067.15 1.50-1.6011.3115.4571.428.0339.8950.681.6014.46 1.60-1.806.3029.6277.729.7828.5864.631.706.30 1.80-2.002.3238.5280.0410.6122.2874.531.804.31 2.0019.9678.71100.0024.2119.9678.711.902.32 合计100.0024.21 煤泥2.756.36 总计100.0023.69 20 1.907g/cm3，0.1 含量为 12.38%，属中等可选等级； 浮煤灰分 12%，理论产率为 82.40%，分选密度为 2.071g/cm3，0.1 含量为 11.94%，属中等可选等级。 7、煤的风化和氧化 井田内 2 号煤层埋深较浅，在井田东部的沟谷西侧有 2 号煤层的露 头线，露头线由北到南呈带状分布，自煤层露头线沿煤层倾向水平内推 30100m 为 2 号煤层的风氧化带。15 号煤层在井田内未出露。 （10）煤质及工业用途评价 井田内 2 号煤层为低灰高灰、特低低挥发份、特低硫、中等 高固定碳、中热特高热值、高熔灰分、高强度之无烟煤 3 号，为良好 的动力用煤和一级合成氨用煤和气化用煤。 15 号煤层为特低全水分、中灰、低挥发份、高硫、中等固定碳、中 热值、高熔灰分、高强度之无烟煤 3 号，经脱硫后可作为动力用煤。 四、井田水文地质四、井田水文地质 井田位于煤田西南部边缘地带，地貌类型属侵蚀中山区，井田内地 形西南高东北低，冲沟发育，井田内无常年性的地表径流，雨季地表水 由西向东排泄。历史最高洪水水位低于井田内各井筒的标高，洪水对井 田的井筒影响不大。 （一）井田内主要含水层 1.第四系松散沉积物孔隙含水层 该含水层主要为第四系松散沉积物，岩性为砂质粘土夹砂、砾石， 据水文地质调查；其含水层埋藏较浅，渗透性强，富水性较差，受季节 变化影响较大。 2.二叠系碎屑岩类裂隙含水层 该含水岩组主要指石盒子组及东山组，含水层主要为 k9、k8、k7 等砂岩，其中 k9砂岩含水层因距煤层较远，与煤层之间又有厚层的泥 岩及砂质岩隔水层，对煤层的开采影响较小，k7砂岩含水层位于 2 号煤 21 层之下，对煤层的开采影响较小，k8砂岩含水层对 2 号煤的开采影响较 大。据邻区钻孔抽水实验结果，东山组含水层单位涌水量 q=0.0246l/s.m，渗透系数 k=0.118m/d。 据西闫精查资料，单位涌水量为 0.03l/s.m，渗透系数为 0.251m/d， 水质类型属 so4hco3-cana 型水。 3.石炭系上统太原组灰岩及砂岩岩溶裂隙含水层 太原组 k5灰岩与 k4、k3、k2灰岩及 15 号煤顶板以上厚层中粒砂 岩即属该类含水层。其中较有影响的是 k4、k3、k2三层灰岩含水层。 区内 k4、k3、k2三层灰岩连续性较好，k4灰岩平均厚 3.00m，k3灰岩 平均厚 3.2m，k2灰岩平均厚 10.2m。调查 k2灰岩泉流量 0.22l/s，为弱 含水层。据邻区抽水资料表明，三层灰岩透水性差，富水性较弱且不均 匀，该类水受煤系地层影响，水质较差，水中 so42-、总硬度等组份含量 明显偏高，水质类型属 hco3so4或 so4hco3-camg 型水。另据邻区 钻孔抽水实验结果，2 号煤层到 9 号煤层底含水层单位涌水量 q=0.0382l/sm，渗透系数 k=0.11m/d，9 号煤层到 15 号煤层底含水层单 位涌水量 q=0.0213l/s.m，渗透系数 k=0.705m/d。 4.奥陶系中统碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组 赋存于奥陶系石灰岩中，该区位于南梁泉域与延河泉域的分水岭地 带，属奥灰水的补给地带，富水性一般。根据 2008 年由长治诚宇勘探 公司在下峪村南 500m 处施工的供水井，该井深度 550m，含水层位为奥 陶系，静止水位埋藏深度为 216m，水位标高+960m，水量为 11.5m/h。 （二）井田主要隔水层 1.石炭系、二叠系含水层层间泥岩类隔水层 主要岩性为泥岩、粉砂质泥岩、单层厚度不等，呈层状分布于风化 带以下的砂岩及灰岩含水层之间，隔断了含水层之间的水力联系，但采 煤矿井顶板冒落带内的泥岩将逐步减弱或失去其隔水性能。 2.本溪组及太原组底部泥岩类隔水层 22 位于 15 号煤下，岩性以铝土质泥岩、粉砂质泥岩及铁质泥岩为主， 平均厚度 13.80m 左右，在煤系地层与奥灰岩之间起到良好的隔水作用。 （三）充水因素分析 现依据矿区水文地质条件将区内矿坑充水因素分析如下： 1矿坑充水通道 据井田水文地质工程地质条件分析，矿坑充水通道主要为岩土层的 孔隙、裂隙、岩溶、顶板冒落带、井筒及断层构造。 2.大气降水对矿坑充水的影响 由于 2 号煤层埋藏较浅，大气降水是开采 2 号煤层的主要充水水源。 矿井的充水规律主要为：充水程度与地区降水量的多少、降水性质、强 度和延续时间有相应关系；矿井充水具有明显的季节性变化，最大涌水 量均出现在雨季；大气降水的渗入量随着开采深度的增加而减少，即使 在同一矿井的不同开采深度，降水对矿井涌水量的影响程度相差也很大。 3.地下水对矿坑充水的影响 储存和运动在岩层空隙中的地下水，是构成矿床充水的主要水源。 在开采 2 号煤层时的主要水源是裂隙水，往往在采掘工作面揭露含裂隙 水的岩层时进入井巷的工作面，其特点是水量较小，运动速度较慢。 二叠系下统东山组砂岩裂隙含水层含多层中细粒砂岩，局部裂隙较 发育，该含水岩组砂岩裂隙水为 2 号煤层开采的主要直接充水水源。矿 井巷道顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系， 使地下水进入井巷，成为矿井充水的主要来源。二叠系石盒子组砂岩裂 隙含水层，由二叠系上、下石盒子组含多层中、粗、细不同粒级砂岩构 成，直接接受大气降水补给和上部第四系松散孔隙水渗透补给，该含水 层及第四系松散孔隙水含水层一般构成 2 号煤层的间接充水水源。 对于 2 号煤层导水裂隙带高度采用中硬公式： 23 对于 15 号煤层导水裂隙带高度采用坚硬公式： 式中：hli 导水裂隙带高度（m） ； m 累计采厚（m） ； 本井田 2 号煤层最大厚度为 4.30m，15 号煤层最大厚度为 2.55m。 经计算，本井田 2 号煤层开采后，导水裂隙带最大高度为 51.5m； 15 号煤层开采后，导水裂隙带最大高度为 57.9m。 对照地层综合柱状图，井田开采后 2 号煤层两带最大高度可达二叠 系下石盒子组地层中下部，从而使 2 号煤层上部东山组砂岩含水层受到 破坏。 2 号煤层和 15 号煤层之间的距离为 94.3145.0m，平均 117.35m， 开采 15 号煤层导水裂隙带不会达到 2 号煤层的采空区，但可能会沟通 15 号煤层上部含水层，给矿井开采 15 号煤层带来一定的影响。 4.采空区积水对矿坑充水的影响 该井田2号煤层已形成较大面积采空区，特别是井田东南部原下峪 煤矿一坑口，该矿井原生产系统已关闭。部分采空区内有一定量的积水。 现采空区积水量采用以下公式进行计算： w静=kmf/cos 式中：w静采空积水的静储量（m3） k采空区充水系数，依本矿开拓规模取 0.15 m采厚，3.75m 煤层倾角，8-14 度 f采空区积水面积（） 本次调查，井田东南部原下峪煤矿一坑口积水量较多，积水范围较 大，受煤层底板标高影响，井下积水流向为南东向北西。在井田西部 f1 断层西侧有上河煤矿破坏区，破坏范围较大，编号为 q2-1，破坏面积为 71455m，估算积水量为 40490m；在 f1 断层东南部巷道与采空区内形 24 成一定量的积水，编号分别为 q2-2、q2-3，积水面积分别为 15091、 9863，积水量分别 8549 m、5588m；在井田的中西部 f4 断层附近采 空区内有积水，编号分别为为 q2-4、q2-5、q2-6，积水面积分别为 12959、6453、8593，积水量为 7493m、3691m、4915m。整个 矿井积水量为 69308m。 采空区积水量估算表 采空区积水编号水平投影面积（m） 平均采高 （m） 煤层倾角（）估算积水量（m） q2-1714553.75840490 q2-2150913.7588549 q2-398633.7585588 q2-4129593.75147493 q2-564533.70143691 q2-685933.70144915 合计1221143.7069308 5.构造水对矿坑充水的影响 在矿区范围内，受构造体系控制的蓄水构造的类型和规模，决定着 地下水的运动和汇集条件，因而也影响井下涌水量的大小。井田内断层 较发育。断层密度大的地段，因应力集中造成岩层破碎，裂隙发育，形 成地下水运动和储存的良好场所，一旦采掘工作面接近或者通过时易发 生突水。另外，断层形成时由于受力的边界条件和重力作用的不同，一 般情况下，上盘形成的低序次断裂相应比下盘发育，故上盘突水强。断 层构造又是各种水源进入采掘工作门面的天然途径，可能沟通含水层与 煤系地层各含水层之间的水力联系，使其地下水进入矿坑，成为矿坑充 水的来源。受其影响矿井开采在靠近断层带和矿井边界时应留设足够的 保安煤柱，对断层导水带引起高度的重视。 6.奥灰水对矿坑充水的影响 该区位于南梁泉域与延河泉域的分水岭地带，属奥灰水的补给地带， 25 本井田奥灰水水位标高为+960m，2 号煤层最低底板标高为+1030m，奥 灰水水位标高低于 2 号煤层底板标高，对矿井 2 号煤层开采无影响。本 井田 15 号煤层最低底板标高为+970m，奥灰水水位标高低于 15 号煤层 底板标高，对矿井 15 号煤层开采无影响。 （四）矿井水文地质类型 井田位于煤田西南部边缘地带，地貌类型属侵蚀中低山区，井田内 地形西南高东北低，冲沟发育，井田2号煤层为以裂隙含水层充水为主 的矿床，位于当地侵蚀基准面以下，煤层与各上覆含水层之间的岩层较 稳定，主要充水含水层富水性均较差，地下水补给条件差，隔水性较好； 井田内有断裂发育，构造简单，井田处在奥灰水的补给区，对井田内2 号煤层的开采不会形成威胁，查明了井田积水情况，该矿井2号煤层水 文地质类型属中等类型。 15 号煤层系以顶板灰岩为直接充水含水层的裂隙岩溶充水矿床，矿 床位于当地侵蚀基准面以下，位于区域奥灰水的补给区，奥灰水位标高 低于 15 号煤层底板标高，奥灰水对 15 号煤层无影响，开采下部煤层时， 上部 2 号煤层有较多的采空区积水，由于井田内断层较为发育，断层可 能沟通上部 2 号煤层的采空区积水。由此分析，15 号煤层水文地质类型 属中等类型。 （五）矿井涌水量预测 据调查，2 号煤层涌水量一般为 144m3/d，雨季最大可达 240m3/d。 1.富水系数法 采用富水系数法预算矿井涌水量，核定生产能力为 30 万 t/a 时，按 每年生产 330d 计算，则富水系数为 0.1580.264m3/t，根据井田水文地 质条件类比分析，兼并重组整合后生产能力为 45 万 t/a，按每年生产 330d 计算，为 1363.6t/d，则预测兼并重组整合后 2 号煤层矿井涌水量为 215360m3/d。 2. 水文地质比拟法 26 q = q0f/f0 式中： q 预计矿井涌水量，取 m3/d； q0 目前矿井涌水量 144240m3/d； f0 已经采空及采空影响面积约 0.84km2； f 预计全部采完后采空面积约 1.59km2（井田面积 2.1263km2） 。 经计算，本矿 2 号煤层采动后预计矿井涌水量为 273454m3/d。 比较以上两种计算方法，水文地质比拟法符合实际，故本次报告 2 号煤层兼并重组整合后矿井正常涌水量取 273m3/d（11.4 m3/h） ，最大涌 水量取 454m3/d（18.9 m3/h） 。矿井涌水量不能局限于本次预算，应根据 矿井实际情况正确对待，做好应有的准备和预防，本次预算未考虑采空 区积水及周边采空区积水对矿坑所产生的影响。 五、其它开采技术条件五、其它开采技术条件 1、矿井瓦斯 据东山