毕业设计（论文）-山西反坡煤业矿井初步设计.doc

太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文）用纸太原理工大学继续教育学院毕业设计(论文)说明书学习形式 函授 层次 专科 教学站点 长治 题目 山西反坡煤业矿井初步设计姓 名 专业班级 2013级煤矿开采技术 指导教师 日 期 2015年7月 前言本次毕业设计是根据在山西长子盛元煤业反坡煤矿进行的毕业实习中所收集的矿井生产图纸和资料，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。煤矿开采技术毕业设计是煤矿开采技术专业全部教学进程中的最后一个环节。作为对本人在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它主要是考查学生这三年来对基础知识及其专业知识的掌握情况，使学生学会自我思考、自行设计。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。这样达到了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。设计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，认真贯彻矿产资源法、煤炭法煤炭工业技术政策、煤炭安全规程、煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺，力争自己的设计成果达到较高水平。本设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各个生产系统进行了初步设计。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正！目录第1章 井田概况及地质特征51.1 矿井概述51.1.1 交通位置5交通位置图1-1-1-161.1.2 地形及地貌特征61.1.3 水系61.1.4 气象及地震情况61.1.5 矿井电源条件71.2 井田地质特征71.2.1 井田地质勘探程度71.3 煤层的埋藏特征10第2章 井田境界与储量142.1 井田境界142.2 地质储量的计算14第3章 矿井工作制度及生产能力183.1 矿井工作制度183.2 矿井生产能力及服务年限18第4章 井田开拓194.1 井田开拓方式的确定194.1.3.5 开拓方案比较264.2 矿井基本巷道274.2.1.1 井筒数目及用途274.2.1.2 井筒装备284.2.2.1 井底车场294.2.2.2 主要硐室294.2.2.3 主要开拓巷道30第5章 准备方式采（盘）区或带区巷道布置315.1 煤层的地质特征315.2 采（盘）区或带区巷道布置及生产系统315.2.1.1 采区及工作面数目、位置315.2.1.2 工作面生产能力计算315.2.5.1 采区煤流系统325.2.5.2 辅助运输系统325.2.5.3 通风系统32第6章 采煤方法386.1 采煤工艺方式38 6.2 回采巷道布置44第7章 井下运输45 7.1 运输系统和运输方式的确定45 7.2 运输设备的选择和计算46第8章 矿井提升618.1 主立井提升设备618.1.1 设备选型方案618.2 副立井提升设备688.3 轨道斜巷提升设备77第9章 矿井通风与安全829.1.1.2 煤尘爆炸性及煤的自燃发火性859.1.1.3 地温地压869.1.3 风井数目、位置、服务范围及年限869.1.4 掘进通风及硐室通风879.2 采（盘）区或带区及全矿所需风量879.4.1 设计依据929.4.2 设备选型929.4.3 配电及控制939.5.1 通风设施、防止漏风和降低风阻的措施949.5.2 矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析949.5.3 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施969.5.4 火灾预防1019.5.5 预防井下水灾的措施1049.5.6 顶板灾害的防治1119.5.7 爆破材料下井安全措施111第10章 技术经济指标及环境保护112 10.1 设计矿井基本技术经济指标11210.2.1 对环境的主要影响113 10.2.2 各种污染的防治措施11410.2.2.1 综合组织措施11410.2.2.2 大气污染防治措施11410.2.2.3 水污染防治措施11510.2.2.4 固体废物处理措施11510.2.2.5 噪声控制措施11610.2.2.6 水土保持措施11610.2.2.7 绿化布置设计的原则及绿化系数118 10.2.2.8 地表塌陷治理1191、对地面建筑物的保护措施1192、对采动影响的土地、农田、植被的治理措施1193、对输电线路、水利设施的保护措施119参考文献120致 谢121第1章 井田概况及地质特征1.1 矿井概述 1.1.1 交通位置山西反坡煤业有限责任公司 山西反坡煤业有限责任公司 山西反坡煤业有限责任公司井田位于长子县东南色头镇赵家庄、窑下村、东南沟、西南沟、琚村一带，行政区划隶属长子县色头镇管辖。其地理坐标为东经1125556-1125840，北纬355534-355811。太焦铁路及207省道从井田西部通过，东田良火车站位于井田北侧2km处，从本矿到各自然村及太焦铁路、207省道均有公路相通，区内交通十分方便，交通位置详见图1-1-1-1。交通位置图1-1-1-11.1.2 地形及地貌特征井田位于长治盆地东南边缘山区，地貌单元属低中山区。中部为一近北东东西向延伸的分水岭。在分水岭两侧的次级山梁和沟谷走向近南北向。地形最高点位于井田中偏东的交顶山，海拔为1233.5m，最低点位于西北部田良村附近，海拔为959.4m，最大相对高差为274.10m。井田西北部田良村及东南部踞村一带为低洼小盆地，地形高程9591006m。井田总体地形特征为中部高、南北低。1.1.3 水系井田水系属海河流域的浊漳河南源。中部为一分水岭，其南北两侧分布南北向冲沟，东南部属浊漳南源陶清河支流，北西部属浊漳南源田良河支流。区内主要河流为田良河，该河水源平时以赵庄矿井排水为主，往北东方向流入浊漳南源的漳泽水库。雨季时最大洪水位高不出现有河道。季节性河流有东南部陶清河水系，井田范围内无大的径流。地表水系对现有煤矿井巷不构成威胁。1.1.4 气象及地震情况井田位于盆地和山区过渡地带。属大陆性气候。由于受山谷冷空气影响，日温度变化较大，日差约1015，早晚凉，中午温热。年平均气温为9.4，夏季在57月间，最高气温为32.834.7，7月份平均气温约23，每年11月至次年2月为冬季，最低气温为-17.319.6，1月份平均气温为-6，冻土期、积雪期多集中在13月份，冻土深度为3762cm，年平均降水量为533mm，大部集中在7、8、9三个月内，且多暴雨，春冬干旱，最大月平均降水量为192.6mm，霜冻期为10月上旬-次年4月，无霜期160170d。年平均蒸发量为1550mm，最大月蒸发量为每年56月间，达210360mm，最小为12-1月间达2550mm。46月份为多风季节，多西南风，12月份多西北风。最大风力为14m/s，一般为68m/s。1.1.5 矿井电源条件矿井周边有大堡头220kV变电站、长子东站110kV变电站、东田良35kV变电站和反坡35kV开闭站等，电源选取较为方便。该矿原有双回路10kV电源引自东田良35kV变电站10kV不同母线段，两回10kV电源线路均采用LGJ-95钢芯铝绞线，混凝土杆架设。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质勘探程度根据山西省煤炭工业厅文件晋煤规发20101586号文关于山西反坡煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复，由山西省地质勘查局二一二地质队2010年9月编制完成的山西反坡煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告，矿井批采的3号、9号、15号煤层勘探程度达到了勘探阶段的要求，符合煤、泥炭地质勘查规范的要求，可作为矿井设计和建设的地质依据。1.2.2 地层本井田处于沁水煤田东南段。晋城国家规划区高平西区。井田出露地层总体分布在井田中西部，露头好，标志层清楚，从东往西依次出露石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组。第四系黄土层主要分布在平地，少部分布在半山坡的平缓地带。现根据地质填图及钻孔资料，将本区地层由老至新分述如下：1.2.2.1 奥陶系中统峰峰组（O2f）仅见于钻孔中，岩性为深灰色厚层块状石灰岩，质地较纯，顶部具角砾状构造，并含方解石细脉和浸染状黄铁矿，钻孔最大揭露厚度109.32m。1.2.2.2 石炭系中统本溪组（C2b）厚3.33-16.55m，平均11.93m，岩性为灰色铝土质泥岩，具鲕状结构，有滑感。底部含黄铁矿、菱铁矿细粒和结核，局部富集成山西式铁矿，厚度变化较大，与下伏峰峰组地层呈平行不整合接触。1.2.2.3 石炭系上统太原组（C3t）厚度87.37-125.35m，平均109.09m，煤层总厚7.44m，含煤系数6.82%；可采煤层总厚4.43m，可采含煤系数4.06%。井田东部及外围零星出露，是本区主要含煤地层之一。由于沉积时地壳周期性升降，海水时进时退，因而形成了一套具有明显韵律旋迴海陆交替相沉积。本组主要化石为纺锤蜓、希瓦格蜓、石炭皱戟贝、印脉羊齿等。根据沉积旋迴、岩性组合特征及含煤性，自下而上可划分为为C3t1、C3t2、C3t3三个岩性段。1.2.2.4 二叠系下统山西组（P1s）本组与太原组形成环境不同，是一套陆相含煤岩系，厚42.30-71.79m，平均59.43m。煤层总厚4.72m含煤系数7.94%；可采煤层厚3.83m，可采含煤系数6.44%。与下伏地层连续沉积，整合接触。主要化石有：中国瓣轮叶、舌形贝、羊齿类等。1.2.2.5 二叠系下统下石盒子组（P1x）厚57.80-85.27m，平均厚80.21m。下部为灰白-黄绿色中粒长石石英砂岩及砂质泥岩，并夹泥岩或薄煤线；中部为砂质泥岩夹砂岩；上部为砂质泥岩及铝土质泥岩，底部砂岩中常含铁质晕圈，多呈球状风化；顶部“桃花泥岩”含铁质鲕粒，风化后呈小孔洞，色泽鲜艳，分界清楚，是划分上下石盒子组，对比和预测3号煤层见煤深度的良好标志。整个下石盒子组地层岩性由粗到细粒度韵律明显。本组主要化石为羊齿类。与下伏山西组连续沉积，整合接触。1.2.2.6 二叠系上统上石盒子组（P2s）广泛分布于井田内西部各个山梁，出露厚200余m。上石盒子组地层按岩性组合特征可划分为三个岩性段（P2s1、P2s2、P2s3），井田内P2s2和P2s3出露不全。1.2.2.7 第四系（Q）厚0.35-22.60m，一般厚10.93m。其中中更新统Q2主要岩性为浅红色亚砂土，常含钙质结核，夹古土壤层，底部有时见砂、砾石，与下伏地层呈不整合接触。上更新统Q3主要岩性为浅黄、黄褐色亚砂土及亚粘土，局部夹钙质结核，与下伏中更新统为渐变接触。全新统Q4主要分布在河谷。以细砂、砂土、砾石为主，是一套近代河床沉积物。1.2.3 井田构造井田位于晋-获褶断带以西，即沁水块坳东翼。井田内地层总体呈走向北东，倾向北西的单斜构造，倾角一般在512之间，在西后沟村西小范围山西组地层倾角达20。总体构造线方向与区域构造方向一致，东部发育有走向北东东或近东西向宽缓的波状褶皱构造，西部边界小范围集中发育一些断裂构造。主要构造叙述如下：1.2.3.1 褶皱构造区内褶皱构造都为一些波状起伏幅度不大的背向斜形态。其延伸长度不大，背斜多东缓西陡，向斜多东陡西缓，对煤层生产影响不大。从东到西褶皱主要有：小琚向斜：分布于井田东南角小琚-西后沟村一带，轴向北北东，两翼倾角约3-8，向北延长约1500余米至区外，为一宽缓向斜。南张河向斜：分布于井田东部原河峪煤矿一带，轴向北北东，两翼倾角约5，原河峪村煤矿井下开采15号煤层时揭露，褶幅不大。河峪背斜：分布于井田东部原反坡井田，背斜轴向北北东向，两翼倾角约5-10，地表可见出露。1.2.3.2 断裂构造庄头正断层：位于井田的西部-北部。断层走向为北东1575，南段及北东段是本井田的自然边界，倾向北西-北北西，倾角为7580，落差在150310m之间。慈林山正断层：位于井田的西部。走向北东45，断层倾角75-80，倾向北西，落差南小北大为60-225m，断层两端为庄头断层所截。山坡正断层：位于井田西部庄头断层与慈林山断层之间，走向近东西115，倾向北，落差70m，倾角80。南坡正断层：位于井田的西南部。断层走向北东40，倾向北西，倾角约75，落差110m左右。区域内未见岩浆活动，未见陷落柱。根据区内构造分布情况，断层主要分布于井田西部边界，本井田构造复杂程度总体属中等类型。1.2.4 水文地质概况井田地层总体向西倾斜，产状东部较平缓，西部受庄头断层影响产状较陡。通过井田内的主要断层构造为庄头断层，该断层规模见“构造部分”，该断层倾向NW，倾角7075，落差为30220m，自北往南落差逐渐减小，断层破碎带宽约1050m。据井田水文地质条件分析，矿井充水通道主要为矿井之上的岩石裂隙、冒落导水裂隙带、井筒。另外，在区内西部及北部的庄头断层以及区内存在的已发现或未查明的陷落柱或小断层，都属于矿井的充水通道。庄头断层属张性正断层，具有一定的导水性。1.2.4.1 主要含水层井田内主要含水层为：奥陶系中统灰岩岩溶含水层、二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层组、二叠系下统下石盒子组、山西组砂岩裂隙含水层组、石炭系上统太原组灰岩、砂岩裂隙岩溶含水层组。1.2.4.2 主要隔水层井田内主要隔水层为：本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层、石炭系、二叠系灰岩、砂岩含水层层间泥岩隔水层、井田构造水文地质特征1.2.4.3 矿井涌水量矿井生产能力达到1.2Mt/a时，矿井正常涌水量为120m3/h，最大涌水量为260m3/h。1.2.4.4 水文地质类型划分 3号、9号煤矿床水文地质类型属中等类型；15号煤矿床水文地质类型属中等复杂类型，突水系数Ts小于0.06MPa/m的区域属中等类型，庄头断层以西突水系数Ts大于0.06MPa/m的区域属复杂类型。1.3 煤层的埋藏特征1.3.1 煤层井田内主要含煤地层为二叠系的山西组及石炭系太原组。山西组含煤地层平均厚度为59.43m，共含煤13层，煤层总厚4.62m，含煤系数为7.78%，其中3号煤层为稳定可采煤层，厚0.50-5.91m，平均3.83m，可采含煤系数为6.44%。太原组含煤地层平均厚度为109.09m，共含煤911层，煤层总厚7.48m，含煤系数为6.86%，其中15号煤层为稳定可采煤层，厚1.80-4.71m，平均3.24m，可采含煤系数为3.61%；9号煤层为稳定大部可采煤层。1.3.1.1 3号煤层3号煤层位于山西组下部，上距下石盒子组底K8砂岩一般17-45m，下距山西组底K7砂岩3-8m，下距太原组K6灰岩7-14m。煤层最厚5.91m，最薄0.50m，平均3.83m，一般含夹矸0-2层，偶见4层夹矸，夹矸位于煤层下部，厚0.02-0.30m，平均含矸率0.91%；属厚度变化小，结构简单复杂，全区可采的稳定煤层。1.3.1.2 9号煤层9号煤层位于太原组下部，上距3号煤层底47.8-70.5m，平均53.62m。煤层厚0.54-1.55m，平均1.19m，南厚北薄；含矸0-1层，夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩，厚0.10-0.35m。夹矸多位于煤层中下部，平均含矸率为11.96%。9号煤层属厚度变化小且规律明显，结构简单，为大部可采稳定煤层；井田东南部9号煤层属不可采区。1.3.1.3 15号煤层15号煤层位于太原组下部，上距3号煤层底91.40-112.8m，平均101.69m；上距9号煤底39-74.1m，平均46.53m。下距O2灰岩顶6.0-23.6m，平均19.37m。煤层厚1.80-4.71m，平均3.24m，厚度变异系数为22.24%，可采系数为100%。一般含0-2层夹矸，偶见3层，岩性为泥岩或炭质泥岩，厚0.10-1.15m。夹矸多位于煤层下部，平均含矸率为11.96%。15号煤层属厚度稳定，煤层结构较简单较简单，全区可采的稳定煤层。1.3.2 煤层围岩性质3号煤层直接顶板为灰黑色泥岩或砂质泥岩，厚0.65-7.54m，间接顶板为粉砂岩或细粒砂岩，厚5.61-15.32m，直接顶板泥岩单轴(天然)抗压强度 38.4-55.2MPa，平均45.5MPa，饱和单轴抗压强度24.0-26.4MPa，平均25.1MPa，属较软岩类，比重2.60，软化系数0.55，泊松比0.22；抗剪试验内摩擦角3727，凝聚力系数为8.1。砂质泥岩单轴抗压强度20.6-35.3MPa，平均28.4MPa，饱和单轴抗压强度19.1-19.4MPa，平均19.2MPa，属较软岩类。间接顶板粉、细砂岩抗拉强度1.30-2.90MPa，平均为2.00MPa；饱和极限抗压强度为45.9-57.0MPa，平均为55.9MPa，属较硬岩类，抗剪试验内摩擦角为4044，凝聚力系数为13.0；底板为泥岩、砂岩或砂质泥岩，泥岩饱和单轴抗压强度26.0-35.2MPa，平均30.3MPa，属较软岩类，比重2.57，泊松比0.26；砂质泥岩抗拉强度0.56-0.84MPa，平均为0.7MPa；饱和单轴抗压强度为20.0-21.3MPa，平均为20.7MPa，属较软岩类。抗剪强度凝聚力C值10.2MPa，内摩擦角3912。9号煤层直接顶板多为泥岩，次为灰岩，厚0.69-2.50m；间接顶板为砂岩、灰岩，厚1.18-6.97m，直接顶板泥岩单轴(天然)抗压强度为48.3-53.1MPa，平均50.5MPa，饱和单轴抗压强度为33.9-39.2MPa，平均36.6MPa，属较硬岩类，软化系数0.73，密度2.67g/cm3，抗剪试验内摩擦角3517，凝聚力系数5.1。厚9.02m，间接顶板细砂岩，饱和单轴抗压强度为41.7-47.2MPa，平均45.0MPa，属较硬岩类，比重2.74。底板多数为砂岩，少数为泥岩，厚1.18-2.44m，底板石灰岩饱和单轴抗压强度94.0-104.4MPa，平均100.5MPa，属坚硬岩类，比重2.68。15号煤层直接顶板为泥岩、粉砂质泥岩，厚0.50-4.05m；间接顶板为K2灰岩，直接顶板泥岩的比重为2.79，饱和极限抗压强度为17.6-20.0MPa，平均为18.9MPa，为较软岩石，普氏硬度系数为3.0，软化系数为0.63，切线模量为0.16（105MPa），变形参数为0.16（105MPa），泊松比为0.20，抗剪试验内摩擦角为3241，凝聚力系数为4.0。15号煤层间接顶板粉、细砂岩的比重为2.76，饱和极限抗压强度为58.8-66.8MPa，平均为62.5MPa，为较硬坚硬岩石，普氏硬度系数为7.9，软化系数为0.79，切线模量为0.30（105MPa），变形参数为0.28（105MPa），泊松比为0.22，抗剪试验内摩擦角为4244，凝聚力系数为13.8。15号煤层老顶K2石灰岩的比重为3.09，饱和极限抗压强度为69.6-82.8MPa，平均为76.3MPa，为坚硬岩石，普氏硬度系数为9.0，软化系数为0.84，切线模量为0.30（105MPa），变形参数为0.29（105MPa），泊松比为0.17，抗剪试验内摩擦角为4324，凝聚力系数为12.4。底板为泥岩、灰岩粉砂质泥岩，厚1.52-4.84m，底板泥岩的比重为2.67，饱和极限抗压强度为48.0-54.8MPa，平均为51.2MPa，为较硬岩石，普氏硬度系数为5.7，软化系数为0.89，切线模量为0.36（105MPa），变形参数为0.35（105MPa），泊松比为0.24。1.3.3 煤质及工业用途3号煤为特低硫-中硫煤，特低灰-高灰煤、低磷、中-特高热值贫煤。9号煤层为特低灰-中灰煤、特低硫-中高硫煤、高-特高发热量之贫煤。15号煤为中灰-高灰、中硫-高硫、低挥发分、低-特高热值贫煤、无烟煤。3号煤为良好的合成氨用煤和常压固体床煤气发生炉用煤。9、15号煤层硫分高，且以有机硫为主，不易洗选，但煤质稳定，发热量高，是良好的发电用煤。据煤层煤质特征可认为井田内的可采煤层可作为良好的动力用煤、民用煤。表1-3-3-1 可采煤层特征表煤层编号煤层厚度最小-最大平均(m)煤层间距最小-最大平均(m)结构(夹矸数)稳定性可采性顶板岩性底板岩性30.505.913.8347.80-70.5053.6239.00-74.1046.53简单复杂（0-4）稳定赋存区可采泥岩、砂质泥岩砂岩泥岩、砂质泥岩，砂岩90.541.551.19简单（0-1）稳定大部可采泥岩、砂质泥岩灰岩，砂岩泥岩、砂岩151.804.713.24简单较简单（0-3）稳定全区可采泥岩、灰岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩，砂岩1.3.4 瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃发火性以及地温地压情况1.3.4.1 瓦斯本区在庄头断层以西的井田范围内，施工了7个钻孔，共采瓦斯样9个，其中3号煤4个，15号煤5个。在瓦斯解析计算时，3号煤瓦斯样只有一个样有气体溢出，其余的样都无气体；15号煤有三个样有气体溢出。无气体溢出的瓦斯样未送样。根据钻孔瓦斯测试结果，3号煤和15号煤瓦斯含量均不高，属瓦斯矿井。根据钻孔瓦斯测试结果，本井田3号和15号煤层瓦斯分带属氮气-沼气带。根据钻孔瓦斯含量测试结果，本井田3号和15号煤层瓦斯含量均在10ml/g以下，属瓦斯矿井。 根据长煤局安级2007717号文件、晋煤安发200991号文件、长煤局安级2008534号文件、晋煤瓦发2010739号文件及晋煤瓦发2013391号文件对长子县牛南头煤矿、慈林山煤矿、原反坡煤矿、紫云山煤矿及西后沟煤矿近三年矿井瓦斯等级鉴定结果的批复可看出，本区域3号、9号、15号矿井整体也为瓦斯矿井。1.3.4.2 煤尘爆炸性牛南头煤矿3号煤层火焰长度15mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量10%，煤尘有爆炸性。煤层爆炸特性参数：煤尘云最大爆炸压力0.45MPa、最大压力上升速率19.75MPa/s、煤尘云爆炸下限浓度40g/m3、煤尘云最低着火温度930、煤尘层最低着火温度390。反坡煤矿3号煤层火焰长度5mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量45%，煤尘有爆炸性。煤层爆炸特性参数：煤尘云最大爆炸压力0.36MPa、最大压力上升速率14.16MPa/s、煤尘云爆炸下限浓度20g/m3、煤尘云最低着火温度880、煤尘层最低着火温度380。慈林山煤矿9号煤层火焰长度5mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量15%，煤尘有爆炸性。煤层爆炸特性参数：煤尘云最大爆炸压力0.51MPa、最大压力上升速率35.40MPa/s、煤尘云爆炸下限浓度30g/m3、煤尘云最低着火温度710、煤尘层最低着火温度270。反坡煤矿15号煤层火焰长度0-5mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量0-15%，煤尘有爆炸性。煤层爆炸特性参数：煤尘云最大爆炸压力0.50MPa、最大压力上升速率49.80MPa/s、煤尘云爆炸下限浓度30g/m3、煤尘云最低着火温度860、煤尘层最低着火 温 度380。根据周边矿井数据分析可知本区主要可采煤层3、9、15号煤尘有爆炸性。1.3.4.3 煤的自燃倾向性牛南头煤矿3号煤的吸氧量0.95 cm3/g，自燃倾向性等级类，自燃倾向性属不易自燃；反坡煤矿3号煤的吸氧量1.0884 cm3/g，自燃倾向性等级类，自燃倾向性属不易自燃；9号煤的吸氧量0.78 cm3/g，自燃倾向性等级类，自燃倾向性属不易自燃煤层；15号煤的吸氧量0.85 cm3/g，自燃倾向性等级类，自燃倾向性属不易自燃煤层。根据周边矿井数据分析可知本区主要可采煤层3、9、15号煤层自燃倾向性等级类，自燃倾向性属不易自燃煤层。1.3.4.4 地温、地压布村普查时进行测温，其温度变化特征是：孔深100m内无变化，孔深100-500m间，每加深100m，井温升高1，孔深500-830m间，每加深100m，井温升高2，属地温正常区；西部赵庄勘探时；本次矿井地质工作时选择庄头断层边的水文孔（测深592m）进行了简易测温，温度在11.07-13.68间，恒温带在80-100m间，温度11左右。据周边资料分析该区属地温正常区。第2章 井田境界与储量2.1 井田境界2011年12月26日山西省国土资源厅换发了证号为C1400002009121220051706号采矿许可证批准，井田范围由33个坐标点依次连线圈定。井田东西最长6.9km，南北最宽5.9km，呈不规则多边形，面积为17.1429km2。批准开采315号煤层。批采标高：1065.0-350.0m。井田西部和北部为赵庄煤矿（属晋城无烟煤矿业集团有限责任公司）；东北部为已关闭的长子县慈林镇南张煤矿；南部从西往东为慈林山煤矿（属潞安集团）、山西东岭煤业有限责任公司煤矿、长子县原龙塘村煤矿、山西反坡煤业有限责任公司煤矿及已关闭的长子县色头镇琚村寨沟煤矿。2-1-1 矿井四邻关系图2.2 地质储量的计算2.2.1 资源/储量估算范围资源储量估算范围按照采矿许可证载明的315号煤层范围内进行，估算标高为350-970m，可采煤层为3号、9号、15号煤层。井田内的村庄、公路、铁路未考虑其影响，无煤带及厚度小于0.8m区域不参加资源储量估算。2.2.2 资源/储量估算方法井田内煤层层位稳定，厚度、煤质变化不大，煤层倾角变化小，故选择地质块段法进行资源储量估算。资源储量估算公式为：Q=SHD10000其中 Q：煤炭资源量（万t）S：面积（m2）H：厚度（m）D：视密度（t/m3）2.2.3 资源储量估算参数各计算参数的确定依据如下：2.2.3.1 面积（S）井田内煤层倾角15，其资源储量估算面积采用水平投影面积。2.2.3.2 厚度（H）单工程煤层采用厚度为钻孔中煤层的铅垂厚度，其中有夹矸的煤层采用厚度为剔除单层厚度0.05m的夹矸煤分层厚度之和。块段厚度的确定：是有各相关单工程煤层采用厚度的算术平均值。煤层变薄带及无煤区的确定：由控制工程按照内插法推断0.8m等厚线为变薄带的边界；无煤区由见煤工程和相邻无煤工程连线中点相连圈定。2.2.3.3 视密度（D）根据勘查资料，采用测试的平均值。3号煤层采用1.41t/m3、9号煤层采用1.40 t/m3、15号煤层采用1.42t/m3。2.2.4 资源/储量估算结果经估算，全井田共求得3、9、15号煤层（111b+122b+333+蹬空区）煤炭资源/储量总量97580kt，其中现保有97170kt，蹬空区410kt。贫煤（PM）总量79320kt，无烟煤（WY3）总量17850kt。111b资源/储量占总量的70%；（111b+122b）资源/储量占总量的80%。3号煤层（111b+122b+333）煤炭资源/储量37960kt；9号煤层（111b+122b+333+蹬空区）资源/储量的14140kt；15号煤层（111b+122b+333）煤炭资源/储量45480kt。2.2.5 地质储量经估算，全井田共求得3、9、15号煤层（111b+122b+333+蹬空区）煤炭资源/储量总量97580kt，其中现保有97170kt，其中蹬空区410kt。其中3号煤层（111b+122b+333）煤炭资源/储量37960kt；9号煤层（111b+122b+333+蹬空区）资源/储量的14140kt；15号煤层（111b+122b+333）煤炭资源/储量45480kt。煤层资源/储量汇总详见表2-2-5-1。2.2.6 矿井工业储量矿井工业资源/储量为地质资源储量中探明的资源储量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b，连同地质资源储量中推断的资源量333的大部，其按下式计算：表2-2-5-1 各煤层资源/储量估算汇总表 单位：kt煤层编号煤类资源/储量111b/总量（%）(111b+122b)/总量（%）111b122b333其中蹬空区现保有3PM26680463066503796070829PM68603670320041013730507715PM228101060376027630WY311610980526017850小计3442020409020454807680合计679601034018870410971707081矿井工业资源/储量111b122b333k式中：K为可信度系数，本矿井质构造简单，煤层赋存稳定，因此k取0.9。故本矿井工业资源/储量111b122b333k69760+10340+188700.995283kt其中，矿井3号、9号、15号煤层工业资源/储量分别为：37295kt、13410k、44578t。2.3 可采储量计算2.3.1 矿井设计资源/储量和矿井设计可采储量根据地质报告煤层底板等高线及储量计算图，扣除工业场地及井筒、井田边界、大巷等保安煤柱，再按煤炭工业矿井设计规范中的采区回采率，计算设计可采储量。设计资源/储量：矿井工业资源/储量减去井田境界煤柱、断层保护煤柱、采空区防水保护煤柱和村庄、铁路保护煤柱等永久煤柱储量后的储量。经计算，矿井设计资源/储量41379kt。矿井设计储量汇总表见表2-3-1-1。表2-3-1-1 矿井设计储量计算表 单位：kt煤层编号工业资源/储量111b+122b+3330.9永久煤柱损失设计储量井田境界断层采空区防 水村庄铁路小计33729512201281707188212251607091341049548140242377325678154457816761364027393582494719631合计95283339131271273189695390441379矿井设计可采储量：矿井设计资源/储量减去工业场地煤柱、井巷煤柱的资源/储量后乘以采区回采率（根据设计规范，薄煤层采区回采率取85%，中厚煤层采区回采率取80%，厚煤层采区回采率取75%）后的储量，即：Zk=（ZsP）C式中：Zk矿井设计可采储量，kt； Zs矿井设计储量，kt； P保护煤柱，kt； C采区回采率。根据设计规范，3号煤层采区回采率取75%、9号煤层采区回采率取85%、15号煤层采区回采率取80%。根据以上计算，矿井可采储量为25602kt。可采储量详见表2-3-1-2。表2-3-1-2 矿井设计可采储量计算表 单位：kt煤层编号设计储量开采煤柱损失开采损失设计可采储量工业场地井筒及大巷小计3160701001255635573128938595678382772115467738471519631121829534171309012370合计413792601628188826895256022.3.2 安全煤柱的留设和计算方法井田内需要留设永久煤柱的有：井田境界、断层、村庄、铁路和采空区、积水区防水煤柱等保护煤柱。井田境界留设20m煤柱。地面建(构)筑物的保护煤柱围护带宽度按其保护等级留设；松散层及基岩厚度参照邻近钻孔的资料确定，松散层的移动角取45，基岩移动角取73。经计算，井田西部村庄、铁路等地面构筑物保护煤柱在3号、9号、15号煤层分别取180m、200m、230m。井田东部村庄等地面构筑物保护煤柱在9号、15号煤层分别取110m、130m。永久煤柱留设参数如下：井田境界留设20m煤柱，庄头断层留设120m防水煤柱，南坡断层留设80m防水煤柱，慈林山断层留设110m防水煤柱。积水区留设30m防水煤柱，采空区留设30m保安煤柱。矿井留设的开采保护煤柱有：矿井工业场地、井筒及开拓大巷保护煤柱，3号、15号煤层大巷间煤柱及大巷两侧煤柱均按40m宽留设，9号煤层大巷间煤柱及大巷两侧煤柱均按30m宽留设。矿井工业场地及井筒保护煤柱是在其边线外留出保护等级围护带宽度，然后按照各岩层的移动角计算出各岩层的水平移动长度，所有岩层水平移动长度之和即为围护带外煤柱的宽度。松散层及基岩厚度参照邻近钻孔的资料确定，松散层的移动角取45，基岩移动角取73。工业场地保护煤柱同断层煤柱、村庄保护煤柱重叠，属于永久煤柱。第3章 矿井工作制度及生产能力3.1 矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，确定本矿井设计生产能力按年工作日330d计算，四六制作业即：三班生产，一班检修，日净提升时间16h。3.2 矿井生产能力及服务年限3.3.1 矿井生产能力根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200965号关于长治市长子县煤矿企业兼并重组整合方案的批复，分析确定山西反坡煤业有限公司矿井生产能力1.2Mt/a，其理由如下：井田内煤层厚，煤层开采技术条件优越，为布置综采工作面并达到生产能力提供了可靠保证。矿井煤炭主要为动力煤。销量比较稳定，需求量大，外运交通方便，矿井兼并重组整合投产后，不仅能产生较好的经济利益，而且能带动本县经济的发展。针对上述因素，矿井设计生产能力确定为1.2Mt/a，即满足了矿井开发强度的要求，又兼顾了其他外部条件，因此矿井兼并重组整合工程的规模是合理的。3.3.2 矿井服务年限矿井服务年限按下式计算：T=Zk/（KA）式中：T矿井服务年限，a； Zk设计可采储量，25602kt； A设计生产能力，1200kt/a； K储量备用系数，取K =1.3；矿井服务年限：T=Z/（AK）=25602/（12001.3）16.4（a）其中第一水平服务年限为6.0a。 第二水平服务年限为2.5a。 第三水平服务年限为7.9a。第4章 井田开拓4.1 井田开拓方式的确定4.1.1 地质构造、煤层赋存条件及开采技术条件对井田开拓的影响4.1.1.1 地形地物井田位于长治盆地东南边缘山区，地貌单元属低中山区。中部为一近北东东西向延伸的分水岭。在分水岭两侧的次级山梁和沟谷走向近南北向。地形最高点位于井田中偏东的交顶山，海拔为1233.5m，最低点位于西北部田良村附近，海拔为959.4m，最大相对高差为274.10m。井田西北部田良村及东南部踞村一带为低洼小盆地，地形高程9591006m。井田总体地形特征为中部高、南北低。对工业场地选择影响较大的主要地物是太焦铁路线、旧太焦公路（S227省道）、慈林镇东田良村及位于崔庄村北部翠云山南麓的法兴寺，该寺始建于十六国时期的公元401年，历经各代整修重建延续不废，为国家重点文物保护单位。4.1.1.2 井田形状本井田为一不规则凹型多边形，其中井田北部仅有300m宽的窄条带，成为井田东西两翼沟通的唯一通道，加之断裂构造的影响井田东西两翼的沟通较为困难。4.1.1.3 地质构造控制井田构造形态的主要是断裂构造，对井田开拓产生重大影响，简述如下：庄头正断层：位于井田的西部-北部。断层走向为北东1575，南段是本井田的自然边界，倾向北西-北北西，倾角为7580，落差在150310m之间。慈林山正断层：位于井田的西部、庄头正断层东部。走向北东45，断层倾角75-80，倾向北西，落差南小北大为60-225m，断层两端为庄头断层所截。本断层出露明显，界内北部几近于庄头断层平行。山坡正断层：位于井田西部庄头断层与慈林山断层之间，走向近东西115，倾向北，落差70m，倾角80。南坡正断层：位于井田的西南部。走向北东40，倾向北西，倾角约75，落差110m左右。4.1.1.4 煤层赋存条件井田内可采煤层为3、9、15号煤层。3号煤层位于山西组下部，煤层最厚5.91m，最薄0.50m，平均3.83m；该层在慈林山正断层东盘已开采剥蚀完毕，仅在慈林山正断层以西有赋存。煤层直接顶板为砂质泥岩，老顶为中粒、细粒砂岩，底板为炭质泥岩、泥岩、粉砂质泥岩、砂岩。井田西部3号煤层埋深在300-500m之间。9号煤层位于太原组下部，上距3号煤层底47.8-70.5m，平均53.62m。煤层厚0.54-1.55m，平均1.19m，南厚北薄；慈林山正断层和庄头正断层西盘储量为动用，慈林山正断层东盘在15号煤层实体煤赋存区有零星储量赋存，15号煤层采空区上方为蹬空区，基本为无法开采的滞留储量。煤层直接顶板为泥岩或砂岩，底板为泥岩或砂质泥岩，局部为粉砂质泥岩。井田西部9号煤层埋深在350-600m之间。15号煤层位于太原组下部，上距3号煤层底91.40-112.8m，平均101.69m；上距9号煤底39-74.1m，平均46.53m。煤层厚1.80-4.71m，平均3.24m。煤层直接顶板为泥岩、石灰岩、砂质泥岩，老顶为K2灰岩，底板为泥岩或含黄铁矿泥岩，局部为粉砂质泥岩。井田西部15号煤层埋深在450-650m之间。4.1.1.5 水文地质条件3号、9号煤矿床水文地质类型属中等类型；15号煤矿床水文地质类型属中等复杂类型，突水系数Ts小于0.06MPa/m的区域属中等类型，庄头断层以西突水系数Ts大于0.06MPa/m的区域属复杂类型。井田范围内奥灰水位标高在643646m之间，井田范围内慈林山断层以东各煤层底板均高于奥灰水位标高，奥灰水对各煤层矿井充水无影响。在庄头断层以东慈林山断层以西及南坡断层以南，9、15号煤层底板部分低于奥灰水位标高，奥灰水对煤层矿井突水有一定的影响，但根据煤矿防治水规定计算，其底板突水系数均小于0.06MPa/m。在庄头断层以西南坡断层以北各煤层大部分带压。根据煤矿防治水规定计算，3号煤层最大Ts0.015MPa/m；9号煤层最大Ts0.030MPa/m；15号煤层最大Ts0.0935 MPa/m，其中突水系数等于0.06MPa/m时15号煤层底板标高为+456m，因此在该等高线以北地段突水系数值大于0.06MPa/m，采掘煤层前要专门进行突水可能性研究工作，确定突水的可能性，以保证煤矿的安全生产。4.1.1.6 瓦斯、煤尘及煤层自然发火性根据长煤局安级2007717号文件、晋煤安发200991号文件、长煤局安级2008534号文件、晋煤瓦发2010739号文件及晋煤瓦发2013391号文件对长子县牛南头煤矿、慈林山煤矿、原反坡煤矿、紫云山煤矿及西后沟煤矿近三年矿井瓦斯等级鉴定结果的批复可看出，本区域3号、9号、15号矿井整体也为瓦斯矿井。本区主要可采煤层3、9、15号煤尘均有爆炸危险性；自燃倾向性均属级，不易自燃煤层。4.1.1.7 交通运输条件矿井位于位于长子县城南东约20km处的崔庄、田良、河峪、西后沟村一带，太焦铁路及227省道从井田内通过，东田良火车站位于井田北侧2km处，从矿到各自然村及太焦铁路、227省道均有公路相通，区内交通十分方便，因此矿井外部交通条件较好，选择工业场地时受交通条件