采矿工程毕业设计（论文）-祥荣2矿开采设计.doc

全套图纸加扣3012250582设计题目：祥荣2矿开采设计专 业：采矿工程本 科 生： （签名）_指导老师： （签名）_摘 要府谷祥荣2矿东西宽约1.002.54km，南北长约2.074.06km，面积6.2635km2。主采煤层是5-2煤层，平均倾角是1.5，煤层平均厚度为3.4m，整体地质比较简单。井田工业储量为29.82Mt，矿井可采储量23.93Mt。本矿设计生产能力为0.45Mt，服务年限为41a。涌水量不大。矿井瓦斯相对涌出量小，为低瓦斯矿井。井田采用斜井单水平开拓方式。主运输系统采用胶带输送机运煤方式，辅助运输采用无轨胶轮车运输方式。通风方式为中央并列式,设计采用长壁采煤法一次性采全高综合机械化采煤。关 键 词：府谷祥荣2矿；斜井单水平开拓；一次采全高；综合机械化Design Subject: Fugu Xiangrong 2 mining designMajor: Mining EngineeringName: Chang Yuan （singnature）_Instructor: Suo yong Lu （singnature）_Abstract Fugu Xiangrong 2 mine west width of 1.00 2.54km, north and south about 2.07 4.06km, area 6.2635km2. Main coal seam floor is 5-2, with an average dip of 1.5, the average coal seam thickness 3.4m, overall geology is relatively simple. Ida industrial reserves of 29.82Mt, mine recoverable reserves 23.93Mt. The mine design production capacity of 0.45Mt, the service life of 41a. Inflow not. A relatively small amount of mine gas emission, low gas mine. Ida single level using inclined to explore ways. Main transport coal belt conveyor system uses way auxiliary transport using trackless rubber tire vehicle transportation. Parallel to the central ventilation design using longwall mining law full-time high mechanized mining.Keywords: Fugu xiangrong 2 mine; inclined to develop a single level; once taken full height; comprehensive mechanization前 言 本矿井设计是以陕西省府谷县祥荣2矿的地质资料为基础，通过总结为期半个月的井下实习经历并查阅了煤矿开采学、矿山压力与岩层控制、通风安全学、开采损害学等教材的相关内容，严格按照煤矿安全规程和设计规范的要求进行编写的。设计中的一些重要地质数据和图表都是以祥荣2矿的地质资料、地形地质图、地板等高线图为依据，按照采矿工程专业毕业设计教学大纲的要求进行修改的。设计分为矿井概况及地质特征，井田开拓，大巷运输及设备，盘区布置及装备，通风与安全，矿井提升、运输、排水、压缩空气和设备选型，以及自选内容环境保护等七大章节。较为全面的介绍了祥荣2矿的相关设计开拓内容。设计在内容上遵循少而精、理论联系实际的原则，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井的实际情况，采用先进的开采方法进行开采，从而尽可能的达到经济效益最大化，安全最优化的目的。由于本人学识水平有限，因此，本设计中缺点和错误在所难免，在此恳请各位老师提出宝贵意见，进行批评指正，以便今后能够多加改正。最后，对为本次设计提出宝贵意见和帮助的老师报以万分感谢。 设计人： 指导教师： 2014年6月第1章 矿（井）田概况及地质特征71.1 矿（井）田概况71.1.1 位置及交通71.1.2 地形地貌91.1.3 气象及水文情况91.1.4矿区概况91.2 矿（井）田地质特征121.2.1地层121.2.2地质构造131.3 矿体赋存特征及开采技术条件151.3.1煤层及煤质151.3.2瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况271.3.3水文地质301.4 矿（井）田勘探类型及勘探程度评价36第2章 井田开拓372.1 矿（井）田境界及储量372.1.1井田境界372.1.2资源/储量372.2 矿井设计生产能力及服务年限382.2.1矿井工作制度382.2.2矿井设计生产能力及服务年限382.3 井田开拓392.3.1工业场地及井口位置选择392.3.2井筒形式的确定402.3.3井筒数目的确定402.3.4井田内划分及开采顺序402.3.5开采水平的划分及水平标高的确定402.3.6阶段运输大巷和回风大巷的位置412.4 开拓方案比较确定412.4.1提出方案412.4.2 方案比较432.4.3 方案经济比较442.5 井筒462.5.1井筒断面设计462.5.2 井筒参数确定482.6 井底车场492.6.1 井底车场形式选择及硐室布置492.6.2 井底车场主要巷道及硐室的支护方式及支护材料49第3章 大巷运输及设备503.1 大巷运输方式的选择503.1.1大巷煤炭运输方式选择503.1.2 大巷辅助运输方式选择503.2 运输设备的选型513.2.1无轨胶轮车选型513.2.2带式输送机选型53第4章 盘区布置及装备554.1 盘区布置554.1.1 首盘区位置及数目554.1.2采区巷道布置554.2采煤方法554.2.1采煤方法的选择554.2.2采煤工艺564.2.3工作面设备确定564.2.4采煤工作面劳动组织624.3 巷道掘进644.3.1 巷道断面与支护方式644.3.2 掘进工作面个数及掘进设备64第5章 矿井通风与安全665.1 拟定矿井通风系统665.2矿井通风容易与困难时期通风阻力计算675.3矿井总风量的计算715.4 矿井通风设备的选型765.5 计算矿井通风等积孔785.6 概算矿井通风费用785.7 预防瓦斯、火、矿井、水和顶板等事故的安全技术措施795.7.1预防瓦斯795.7.2防火795.7.3防矿尘805.7.4预防水灾805.7.5预防顶板冒落事故805.8 矿井下安全避险“六大系统”815.8.1监测监控系统815.8.2 井下人员定位系统815.8.3 紧急避险系统815.8.4 压风自救系统815.8.5 供水施救815.8.6 通信联络82第6章 矿井提升、通风、排水和压缩空气设备选型836.1 矿井提升设备选型836.1.1主斜井提升设备836.1.2副斜井提升设备876.2 主运输设备选型876.2.1 运输大巷胶带输送机876.2.2 刮板输送机选型876.3 矿井排水设备选型886.4 压缩空气设备选型90第7章 环境保护927.1 环境现状及地面保护物概述927.2 主要污染源及污染物927.3 资源开发对生态环境的影响与评价947.3.1 开采沉陷损害影响预测分析947.3.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价967.3.3 开采对建（构）筑物的损害977.3.4 开采对水资源的破坏影响977.3.5 开采对矿区大气环境的影响987.3.6 开采可能引起的地质灾害的预测987.4 资源开采环境损害的控制与生态重建997.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法997.4.2开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建997.4.3 开采引起水资源的损害的控制方法1007.4.4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法1007.5 矿区环境保护与生态重建投资估算1017.6 主要结论102致 谢103参考文献104第1章 矿（井）田概况及地质特征1.1 矿（井）田概况1.1.1 位置及交通陕西省府谷县新民镇祥荣煤矿位于府谷县城西约35km处，行政区划隶属陕西省府谷县新民镇管辖。地理坐标：东经11045221104709，北纬390517390729。从祥荣煤矿以东通过的野（芦沟）大（昌汗）公路与府(谷)店（塔）一级公路在野芦沟相接，神（木）朔（州）、神（木）包（头）铁路分别从祥荣煤矿以南和以西通过。建成通车的西（安）包（头）铁路和神（木）黄（骅）铁路，南与陇海线相接，北与京包线相连，向东有大秦、神黄两条西煤东运线通道与京九、京广线相接认定拢，形成了四周与全国运输网络的相互衔接，将为本矿煤炭资源开发注入了新的运输活力。本矿铁路、公路交通运输条件较为方便。随着陕北能源重化工基地的开发建设，本矿基础设施全面改善。西包铁路神延段已建成通车，形成我国又一条南北大通道。建设中的朔黄铁路将成为我国第二条“西煤东送”及出口煤大通道。以210、307国道为“米”字型交通骨架的干线公路，将市、县、乡连成一体的公路网络基本形成，榆林至附近大城市的航空运输已经开通，程控电话、数字微波、宽带互联网、移动通信都已覆盖全市，南部与东部为无煤区（空白区）。祥荣煤矿东西宽约1.002.54km，南北长约2.074.06km，面积6.2635km2。拟建规模45万吨/年。矿井交通位置详见图111。图 111 矿井交通位置图1.1.2 地形地貌祥荣煤矿地处陕北黄土高原，地表多被第四系松散沉积物所覆盖，较大沟谷中出露基岩。矿内主要为黄土梁峁地貌，大部分为黄土梁峁区。地势总体南部高，东、北部低。海拔标高最高点位于祥荣煤矿中部，高程+1257.3m；最低点位于北部丈八崖沟谷，高程约+1095m。相对高差约162m。本矿文物古迹有沿旧神（木）府（谷）公路的万里长城，距矿井较远，矿井开采不会对此造成影响。1.1.3 气象及水文情况本地区属温带大陆性干旱、半干旱季风气候。天气多变，春季多风沙，夏季较炎热，秋季多暴雨，冬季长而严寒。年平均气温8.6（极端最高气温38.9、极端最低气温-29.0），日温差1520。年平均降水量410.1mm，年平均蒸发量1907.2mm。七九月份为雨季，十月中旬降雪，翌年二月解冻，最大冻土深度146mm（1968年），无霜期150180天。冬季至春未夏初多风，最大风速可达18.7m/s，风向多为北西。本区域属于黄河水系，矿井位于陕北侏罗纪煤田的西南部，为陕北黄土高原与毛乌素沙漠的接壤地带。区内水系不发育，较大的水系均为支流，属季节性河流，水流量很小，并受大气降水的控制。区域内沼泽不存在。1.1.4矿区概况 （1）矿区开发情况 19821987年，陕西省煤田地质局一三一队在窟野河以东、牛川以南开展找煤工作，施工钻孔38个，进尺10375.86m，提交了陕北侏罗纪煤田新民区找煤地质报告。1987年11月经陕西省煤田地质勘探公司以陕煤地发（87）280号文件审查批准。 19831985年，陕西省煤田地质局一三一队进行了祥荣煤矿西部的沙沟岔井田精查，并提交陕北侏罗纪煤田沙沟岔井田精查地质报告，施工钻孔45个，进尺8341.46m；地球物理测井7256.80m；完成1：1万地质及水文地质填图49.6km2；采集各类样品466个(组)；获得ABC级资源储量7303万吨。陕西煤田地质勘探公司于85年9月以陕煤地地工发（85）034号文通过。19871991年陕西省煤田地质局一三一队在新民区找煤的基础上进行普查，共施工钻孔85个，进尺23372.73m，其中：探煤钻孔80个，进尺22792.11m，提交了陕北侏罗纪煤田新民矿区普查地质报告。1992年8月，经陕西省煤田地质勘探公司以陕煤地发（1992）161号文件审查批准。本次工作在整合区西侧施工钻孔1个（PK5孔，进尺197.47m）。该成果工程质量高，对工作地区地质、构造形态、水文地质、含煤地层、沉积特征和岩相古地理、煤层、煤质等进行了全面系统的总结。、2005年，陕西省煤田地质局一八五队对府谷县21个小煤矿进行了资源储量检测工作。并通过了陕西省国土资源规划与评审中心评审。位于祥荣煤矿的2个小煤矿资料和成果本次将被采用。、2006年，府谷县新民镇东云沟煤矿为了解其煤矿区内资源情况，委托陕西省煤田地质局一八五队在区内施工钻孔3个（1、2、3号孔），进尺155.00m，该钻孔未进行测井，因此其成果仅作参考利用。以上工作在祥荣煤矿内施工钻孔3个，进尺155.00m；西侧施工钻孔1个，进尺197.47m；总体工程质量高，成果质量可靠。上述工作均严格按同期相关规范、规程完成了地质及水文、钻探、测井、测量、样品采取及分析等各项任务，总体工程质量高，成果质量可靠。19871991年陕西省煤田地质局一三一队在新民区找煤的基础上进行普查，共施工钻孔85个，进尺23372.73m，其中探煤孔80个，进尺22792.11m，提交了陕北侏罗纪煤田新民矿区普查地质报告。1992年8月，经陕西省煤田地质勘探公司以陕煤地发（1992）161号文件审查批准。本次工作在整合区西侧施工钻孔1个（PK5孔，进尺197.47m）。该成果工程质量高，对工作地区地质、构造形态、水文地质、含煤地层、沉积特征和岩相古地理、煤层、煤质等进行了全面系统的总结。 （2）矿区经济情况陕北侏罗纪煤田的煤，其煤质优良，具有“三高四低”的特点，即固定碳高、化学活性高、比电阻高，低灰、低硫、低磷、低铅，商品煤属洁净煤，有“环保煤”之美称，是良好的动力燃料与化工原料，市场前景较为广阔。根据西部大开发的步伐，西煤东运，西电东送工程的实施，煤炭就地转化的化工基地建设，“环保煤”基地建设，国家新增一批中型矿井的要求，解决煤炭供需缺口。祥荣煤矿根据国家政策，矿井全面进行技术改造，挖掘企业内部潜力。同时对低硫煤的使用，能够大大减少各大、中城市越来越严重的环保压力。目前随着国家西部大开发建设的步伐和加快西电东送工程的实施，随着陕北能源重化工基地的开发建设，本矿基础设施环境全面改善。西包铁路神延段已建成通车，形成我国又一条南北大通道。朔黄铁路将成为我国第二条“西煤东送”及出口煤通道。以210、307国道为“米”字型交通骨架干线公路，将市、县（区）、乡（镇）连成一体的公路网。陕北侏罗纪煤以其“三低一高”的特点倍受国际、国内市场的青睐。受运输条件的制约，目前煤炭内、外销量逐年增大，随着国家西部大开发的战略转移，交通运输条件的改善，国内、外环保型煤炭需求的增大，榆神府矿区将成为我国本世纪环保型煤生产加工基地。榆林地区煤炭国内销往上海、浙江、天津、秦皇岛等地，国外销往日本、韩国、马来西亚等国。 （3）矿井建设和生产所需主要材料的来源本矿井工业场地位于井田东部，占地约60亩，建设单位在资源整合之前已与当地政府签订了征用土地合同，并支付了征地费用。材料供应方面：矿井井下和地面的主要建设所用的大型材料外委解决，小型的建筑材料如沙、砖、石材、白灰等，可就地解决，但在施工中严把质量。 (4）水源、电源及劳动力的来源对于本矿可供利用的水资源主要为地表水及地下潜水为主。煤矿东部的黄河水量较大，且水质优良，可作为矿山用水的后备基地。祥荣煤矿内的侏罗系承压潜水是矿井的直接充水含水层，目前煤矿在主、副井附近采用打渗水井的方法，将地下潜水疏降到井下水仓，再用水泵排出矿井作为矿山的生活用水及生产用水。经取样，水质测试分析，矿井涌的水质良好，基本达到了生活用水标准。矿井正常排水量除满足正常的生产及生活用水外，尚有部分余水被排掉。因此矿坑涌水基本可保证矿山和正常生产与生活用水。西北电网330kV供电线路已送至榆林、神木、府谷等地，府谷至神木的两条110kV供电线路已经建成投运。目前该矿双回路供电电源均引自丈八崖35kV/10kV变电站，10kV不同母线段，作为矿井双回路供电电源。 (5)矿藏市场供需情况榆林地区煤炭二十世纪九十年代以每吨36元坑口价格销售，2008年以每吨250元坑口销售（平均），府谷县以每吨350元的坑口销售大块煤。近年来制约煤炭外销的因素是运输。产大于销，以销定产，产销矛盾十分突出。根据国家西部大开发和环保型用煤的需求，以及国际、国内对陕北侏罗纪煤的青睐，煤炭价格稳中有增；随着外运条件的改善，以及环保型煤的需求，北电南送工程和煤的“三个”转化，煤炭价格将有上升的趋势。1.2 矿（井）田地质特征1.2.1地层 祥荣煤矿地表大部分被新生界松散沉积物所覆盖，仅在较大沟谷连续出露中侏罗统延安组第一、第二段、第三段。结合地质填图及钻探资料，矿内地层由老至新依次有：下侏罗统富县组（J1f）、中侏罗统延安组（J2y）、新近系上新统静乐组（N2j）、第四系中更新统离石组（Q2l）等。现由老至新分述如下： (1)侏罗系下统富县组（J1f）区内无钻孔揭露，据西部普查钻孔资料该组岩性为灰紫色中细粒长石砂岩、灰白色细粒石英砂岩与杂色粉砂质泥岩互层。与下伏瓦窑堡组呈微角度不整合接触关系 (2)侏罗系中统延安组（J2y）为本区主要含煤地层。矿井内施工钻孔均未完全揭穿该地层，该组为一套河流湖泊三角洲冲积平原环境沉积的灰色细粗粒长石砂岩、深灰色泥岩、粉砂岩，夹黑色炭质泥岩、煤层（线）的多个沉积旋回组成。与下伏地层富县组为整合接触。在地质填图成果、钻孔资料及区域地层对比的基础上，依据岩性组合、含煤性、旋回结构等特征，将其进一步划分为五个段。祥荣煤矿内延安组上部地层，普遍遭受剥蚀保留不全，仅见及第一、二段及第三段的部分地层，现结合区域地层特征自下而上叙述如下：第一段（J2y1）出露于祥荣煤矿北部的丈八崖沟及南部的孤山川支沟中，区内钻探均未揭穿该地层。该段由三个下粗上细的次级沉积旋回组成，每个次级旋回下部为白色厚层状中细粒长石砂岩，中部为浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩，上部为粉砂质泥岩夹煤层（5-1、5-2、5-3煤层）。钻探揭露厚度31.4970.45m（未见底）。第二段（J2y2）出露于祥荣煤矿北部的丈八崖沟及南部的孤山川支沟中，其岩性主要为中粒砂岩、泥岩、粉砂质泥岩，夹粉砂岩、细砂岩及薄煤层（线）。该地层在祥荣煤矿北、南部遭受不同程度的剥蚀，仅在祥荣煤矿西部小范围内（Z101、Z102钻孔一带）保留相对较完整，钻孔揭露厚度3.7855.68m。依据岩性组合进一步划分为2个次级旋回，每个次级旋回顶部为煤层产出部位（4-3、4-4煤层）。第三段（J2y3）出露于祥荣煤矿西南部沟谷中。该段在祥荣煤矿内基本被剥蚀殆尽，仅在西部Z101、Z102孔一带残留其下部层位，残留厚度1.7323.16m。该段下旋回顶部的3-3煤层区内已自燃，煤层顶板岩石受烘烤呈褐红、暗红色调，形成大量裂隙和空洞，使岩石质量、稳定性变差，力学强度减小，垮塌较严重。 (3)新近系上新统静乐组（N2j）区内沿沟谷均有出露，厚度025.51m，变化较大。岩性为浅红色、棕红色粘土、亚粘土，含大量砂质及粉砂质、不规则状钙质结核。钙质结核呈层分布。底部局部发育一层厚度13m的楔状砾石层，不稳定，砾石成分为砂岩、烧变岩等岩块，砂质充填，泥质胶结。与下伏延安组不整合接触，之上多被中更新统离石组黄土覆盖，两者间呈角度不整合接触关系。 (4)第四系中更新统离石组（Q2l）区内广泛分布，厚度054.25m，主要受地形地貌的控制变化较大，不整合于一切下伏地层之上。岩性以土黄色、棕黄色亚粘土、亚砂土为主，局部夹数层厚度0.200.50m的古土壤层。含大小不一，形态各异的钙质结核，结核呈零散状分布。发育柱状节理，是主要耕作层。1.2.2地质构造 (1)区域构造陕北侏罗纪煤田位于中朝大陆板块之西部、鄂尔多斯拗陷盆地伊陕单斜区之内，基底为坚固的前震旦系结晶岩系，印支期及其后的历次构造运动对矿区的影响主要表现为垂直升降运动，形成一系列的假整合面或小角度的不整合面。根据区域资料，基底中主要存在吴堡靖边EW向、保德吴旗NE向、榆林西神木西NE向构造带，对煤田的形成及分布具有一定的控制作用。该区处于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东北部。陕北斜坡被围于西部天环坳陷、北部伊盟隆起、东部晋西挠折等构造体系之中。神府新民矿区位于鄂尔多斯向斜东翼，除翼部边沿地带倾斜较陡外，主要发育构造多呈宽缓短轴状背斜，地层倾角13，岩层倾向北西、北西西。 （2)区域地层区域地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区东胜环县小区。区域地层系统一览详见表121。表121 区域地层系统一览表界系统组新生界第四系全新统Q42eolQ42al+p1Q41a1+p1按成因类型有冲积砂砾石层Q42al+p1、Q41al+p1、及风成沙地Q42eol030上更新统马兰组Q32m岩性为浅黄色粉砂质亚粘土，疏松540萨拉乌苏组Q31s岩性为浅灰黄色、土黄色粉砂质亚砂土、亚粘土090.3中更新统离石组Q2l岩性为浅褐土黄色砂质粘土夹棕色薄层状亚粘土，含钙质结核14-220第三系上新统静乐组N2j岩性为紫红色至棕红色砂质亚粘土，夹钙质结核层，呈似层状展布，底部有时见紫色砾岩层50100.00中生界白垩系下统洛河组K1l岩性为砖红色，棕红色粗粒砂岩，砂砾岩0148侏罗系上统安定组J2a岩性为紫红色泥岩与细砂岩的韵律层为主，夹杂色泥岩，砂质泥岩，灰色钙质泥岩，局部有粗砾岩及炭质泥岩0100直罗组J2z岩性以灰、灰绿色中粗粒砂岩为主，夹浅灰绿色细砂岩，粉砂岩，砂质泥岩及细砾岩，底部有灰色粗粒粒砂岩。0250延安组J2y岩性为灰白色粗粒长石砂岩、细砂岩、深灰色、灰色粉砂岩，粉砂质泥岩，泥岩为主，夹有炭质泥岩，煤层103.71394.38下统富县组J1f岩性为灰色中厚层砂岩，杂色砂质泥岩，顶部为黑色薄层状炭质泥岩0130.11m三叠系上统瓦窑堡 组T3w岩性为灰白色浅灰色砂岩、粉砂岩、泥岩、黑色页岩夹煤线0228（3）矿井构造断层、褶皱及岩浆岩祥荣煤矿位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡东北部，地质构造简单，区内无岩浆活动痕迹，无大的断裂构造。总体构造形态为一倾向北西的单斜层，倾向290，平均倾角约1.5，局部发育宽缓的波状起伏。节理及裂隙区内发育北西西和北东向两组节理，节理倾角平均7080，但节理密度小，在沟谷边坡及陡坎上，易诱导基岩崩塌。此外，祥荣煤矿内局部地段发育烧变岩，由于煤层自燃真空垮塌，造成岩石破碎，发育大量节理、裂隙；在基岩顶界面之下，受第四系风化作用，形成2030m风化裂隙带。上述因素导致区内上部基岩孔隙度加大，结构松散，是地下水的良好通道。1.3 矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1煤层及煤质 (1)煤层延安组为本区含煤地层，所施工钻孔中均见及煤层。由于祥荣煤矿内延安组地层遭受后期剥蚀，第四、五段全部缺失；第三段大部分缺失，分布范围及残留厚度较小，仅在西部局地分布；第二段上部普遍遭受剥蚀，仅在整合区西部Z101、Z102钻孔附近相对较完整，其中含4-3、4-4煤层；第一段全区分布，含5-1、5-2、5-3煤层。延安组含煤特征一览详见表131。表131 延安组含煤特征一览表地层地层厚度（m）所有煤层(0.10m)可采煤层(0.80m)最小最大煤层层数见煤孔数累计厚度（m）含煤率（%）煤层层数见煤孔数累计厚度（m）含煤系数（%）最小最大最小最大最小最大最小最大平均平均平均平均平均五段区内已全部剥蚀四段三段1.7323.16区内大部已剥蚀，仅西部2个孔（Z101、Z102）残存，不含煤层12.42二段3.7855.680222.403.167.408.700222.403.167.408.7028.382.788.052.788.05一段31.4970.451373.685.296.1016.11373.805.295.3016.1046.934.359.974.219.71全组51.1695.131573.688.224.0010.301472.978.225.3010.3070.005.157.475.007.23表132 各煤层间距一览表 煤层煤层4-34-44-45-15-15-25-25-3最小(m)9.7620.6613.1721.67最大(m)10.3513.7822.75平均(m)10.05/13.4822.21 祥荣煤矿内施工钻孔均未揭穿延安组，除Z302、Z304钻孔终孔于5-3煤层之下15m外，其他钻孔均于5-2主采煤层之下15m终孔，最大厚度132.70m（Z302孔）。含煤15层，具有对比意义的煤层5层，自上而下编号分别为4-3、4-4、5-1、5-2、5-3，其中5-1、5-2煤层为可采煤层，4-3、4-4、5-3为不可采煤层。单项工程全煤层累加厚度3.688.22m，平均5.15m，含煤率（全煤层累加平均厚度/地层累加平均厚度，下同）4.0010.30%，平均为7.47%；单项工程可采煤层累计厚度2.978.22m，平均5.00m，含煤系数（可采煤层累加平均厚度/地层累加平均厚度，下同。）5.3010.30%，平均为7.23%。延安组第三段除祥荣煤矿西部残存外，其余均被剥蚀。残留厚度在1.7323.16m之间，平均厚度12.42m。该段下旋回顶部的3-3煤层区内已全部自燃。延安组第二段厚度在3.7855.68m之间，平均厚度28.38m，含煤层2层（4-3、4-4）。单工程全煤层累加厚度在2.403.16m之间，平均2.78m，含煤率在7.40%8.70%之间，平均为8.05%；单工程可采煤层累加厚度在2.403.16m之间，平均2.78m，含煤系数在7.40%8.70%之间，平均为8.05%。延安组第一段厚度在31.4970.45m之间，平均厚度46.93m。含煤层13层，其中含可采煤层2层（5-1、5-2）。单工程全煤层累加厚度在3.685.29m之间，平均4.35m，含煤率在6.10%16.10%之间，平均为9.97%；单工程可采煤层累加厚度在3.805.29m之间，平均4.21m，含煤系数在5.30%16.10%之间，平均为9.71%。该段全煤层累加厚度、含煤性在平面上的变化。祥荣煤矿内延安组第一段含煤性最好，Z101孔煤层累加厚度达到8.22m，含煤率最高达到16.10%，含煤系数最大达到16.10%；第二段含煤性稍差，煤层累加厚度在2.403.16m之间，含煤率在7.40%8.70%之间，含煤系数变化在7.408.70%之间。在平面分布上，延安组煤层累加厚度呈现出由东南部向西北部逐渐增大的展布特征，含煤率、含煤系数也表现出相似特征，主要是由于祥荣煤矿南、北部处于后期剥蚀区，而西部覆盖层较厚。延安组第二段煤层累加厚度由祥荣煤矿东部向西部煤层逐渐增大，含煤率、含煤系数变化规律与煤层累加厚度变化规律基本一致；延安组第一段煤层累加厚度中，5-2主采煤层起着主导作用，祥荣煤矿内表现为南部较小，北部较大的特点，含煤率、含煤系数变化规律与煤层累加厚度变化规律基本一致。 （2）煤层特征综述煤层产状、厚度及结构区内各煤层均呈简单的层状产出，在剖面上呈趋势性渐变，无明显的膨缩突变现象。煤层受后期构造影响较小，层位稳定。产状受区域构造和古地形条件的控制,整体为向西北倾斜的单斜层，倾向290,倾角1.5左右。煤层的厚度按规范中的有关标准划分，5-2煤层为中厚煤层，5-1煤层为薄煤层。煤层顶底板岩性以泥岩为主，次为粉砂质泥岩，粉砂岩、细砂岩。煤层的盖层厚度及相对埋深煤层的盖层由新生界松散层和中生界基岩两部分组成，其厚度的变化主要受地形条件的控制，次受地层产状的制约。区主要以黄土梁峁区为主，地形切割强烈，高差相对较大。祥荣煤矿内5-2煤层全区大部可采，层位稳定，厚度稳定，变化规律比较明显，结构较简单。以为不粘煤主，少量为长焰煤，煤层的主要煤质指标变化均较小。属稳定型煤层。5-1煤层局部可采,层位稳定,结构简单,为不粘煤。属于较稳定型煤层。5-1煤层呈层状产于延安组第一段上旋回的顶部，层位稳定，分布于矿井西南部，其余地段无分布。区内局部可采，可采面积约1.35km2，约占全区面积的21.4%。煤层厚度变化在0.121.13m之间，平均0.84m，标准差0.48，变异系数57.14%。可采厚度变化在1.001.13m之间，平均1.08m，标准差0.67，变异系数62.04%。煤层厚度由中部向西南部逐渐增大的变化规律明显。煤层埋深049.10m，一般3050m，底板标高变化在+1117.56+1140.24m之间。煤层向西倾斜，倾向280，降幅深度平均23.0m/km,平均倾角1.3。与下伏的5-2煤层间距在13.1713.78m之间变化，平均间距13.48m。该煤层不含夹矸结构简单，煤层的顶板岩性为泥岩、炭质泥岩；底板为泥质粉砂岩、泥岩。煤层与其顶底板均为明显接触。该煤层层位稳定，厚度变化不大，规律明显，煤类单一，煤质变化小，煤层结构简单，属全矿大部分地段均有分布的局部可采较稳定型薄煤层。5-2煤层呈层状产于延安组第一段中旋回的上部，层位稳定，是区内主要可采煤层和主要目的层，基本全区分布。煤层可采厚度变化在1.603.98m之间，平均3.40m，标准差0.87,变异系数28.06%。煤层埋深43.88160.95m，一般6090m，底板标高变化在+1076.10+1134.99m之间。煤层向西北倾斜，倾向310，降幅深度平均26.0m/km，平均倾角1.5。煤层的顶板岩性以泥岩为主，粉砂质泥岩次之；煤层底板岩性以泥岩为主，粉砂岩、细砂岩次之。煤层与其顶底板均为明显接触。该煤层层位稳定，厚度变化较小且变化规律明显，煤类单一。煤质变化小，煤层结构较简单，属全区大部可采的稳定型中厚煤层。4-3煤层呈层状赋存于延安组第二段上旋回顶部，呈简单的层状产出，层位稳定。区内北、南部被剥蚀，仅在西部（Z101、102钻孔一带）小范围分布。见煤点为2个，均为中厚煤层点。与其下部的4-4煤层间距变化在9.7610.35m，平均10.05m。煤层厚度在1.471.58m之间，平均厚度1.53m，煤层厚度稳定，变化幅度小，极差0.11m，标准差0.08，变异系数5.23%。煤层埋深在14.9025.83m之间，底板标高变化在+1129.48+1140.60m之间。煤层向西北倾斜，倾角1.4左右。该煤层属局部分布的不可采煤层。4-4煤层呈层状赋存于延安组第二段中旋回顶部，呈简单的层状产出，层位稳定。分布范围与4-3煤层基本一致。见煤点只有2个。与其下部的5-1煤层间距约20.66m。煤层厚度在0.931.58m之间，平均厚度1.26m，煤层厚度较稳定，变化幅度小，极差0.65m，标准差0.46，变异系数36.51%。煤层埋深在26.7237.17m之间，底板标高变化在+1118.67+1129.32m之间。煤层向西北倾斜，倾角1.5左右。该煤层属局部分布的不可采薄煤层。5-3煤层呈层状赋存于延安组第一段下旋回顶部，呈简单的层状产出，层位稳定。区内仅Z302、Z304钻孔控制，见煤点2个，均为薄煤层点。煤层厚度在0.340.71m之间，平均厚度0.53m，煤层厚度较稳定，变化幅度小，极差0.37m，标准差0.26，变异系数49.06%。煤层埋深在94.19113.73m之间，底板标高变化在+1104.81+1108.04m之间。煤层向西北倾斜，倾角1.5左右。可采煤层主要特征一览表详见表133。 （3）煤层顶底板稳定性初步评价煤层顶、底板岩石工程地质特征祥荣煤矿内共有2层可采煤层，其分别为5-1、5-2煤层。其顶、底板的工程地质特征取决于岩性组合、厚度大小、分布特征及岩石自身的物理力学性质，现将其分叙如下：a、5-1煤层该煤层属矿内局部可采的薄煤层，分布于祥荣煤矿西南部。煤层埋深一般29.1042.11m，煤层的顶板岩性为泥岩、炭质泥岩，饱水抗压强度17.31MPa，软化系数0.31；底板为泥质粉砂岩、泥岩，饱水抗压强度4.0MPa，软化系数0.11；。岩质较软，强度较小。表133 可采煤层主要特征一览表含煤情况0.1m最小最大0.121.131.603.98平均0.843.40见煤点47见煤率(%)50.0100极差(m)1.012.38标准差0.480.87变异系数(%)57.1428.06可采情况0.80m最小最大1.001.131.603.98平均1.083.40可采点37极差(m)0.132.38标准差0.670.87变异系数(%)62.0428.06直接顶板厚度(m)0.731.710.314.63岩性泥岩为主，次为炭质泥岩。泥岩为主，次为粉砂质泥岩。直接底板厚度(m)0.403.660.202.79岩性泥质粉砂岩为主，次为泥岩。泥岩为主，次为粉砂岩、细砂岩埋深(m)最小最大049.4143.88100.95一般30506090底板高程(m)1107.561127.241076.101134.99煤层结构简单较简单厚度变化情况规律明显规律明显煤层稳定程度较稳定稳定降幅深度(m/km)23.026.0倾向（）280310倾角（）1.31.5煤类不粘煤以不粘煤为主，少量长焰煤b、5-2煤层该煤层属全矿大部分可采的中厚煤层，煤层埋深43.88100.95m，煤层上覆基岩厚度15.8576.81m。煤层的顶板岩性以泥岩为主，粉砂质泥岩次之，饱水抗压强度7.812.8MPa，软化系数0.210.31，强度较小；煤层基本顶分布在北部（Z102、Z101、Z301、Z401孔），东南部无基本顶（Z202、Z302、Z304孔），煤层直接顶全区分布，一般1.1813.85m，厚度变化较大，西部较薄东部较厚。煤层底板岩性以泥岩为主，粉砂岩、细砂岩次之，饱水抗压强度13.834.7MPa，软化系数0.290.94，强度较小。煤层顶、底板稳定性评价a、煤层顶板根据本矿煤层顶底板的地层结构、岩性特征及岩石的物理力学性质，煤层顶板稳定程度可划分为以下三种类型：级易冒落顶板：一般无基本顶，直接顶板为泥岩。级中等冒落顶板：有基本顶，岩性为细砂岩、粉砂岩等，级难冒落顶板：基本顶直接位于煤层之上，岩性为细砂岩、中粗粒砂岩及坚硬的粉砂岩等。依据上述标准，结合其岩石物理力学性质，对整合区内5-1、5-2号煤层顶板稳定性作了定性评价，具体划分情况综合汇总于表中。煤层顶板稳定程度评价详见表134。表134 煤层顶板稳定程度评价表 煤层编号项 目5-15-2直接顶板岩性泥岩、炭质泥岩泥岩、粉砂岩Rc（MPa）17.312.828.8坚硬程度较软岩较软岩基本顶板岩性细砂岩、中砂岩细砂岩Rc（MPa）20.319.334.7坚硬程度较软岩较软岩稳定程度评价易冒落顶板为主中等冒落顶板次之中等冒落顶板为主易冒落顶板次之b、煤层底板5-1煤层底板为泥质粉砂岩、泥岩，饱水抗压强度4.0MPa，软化系数0.11。强度虽较小，但不易产生底鼓现象，稳定性较好。5-2煤层底板岩性以粉砂岩、细砂岩、泥岩为主，饱水抗压强度13.834.7MPa，软化系数0.290.94，岩石强度中等，不易产生底鼓现象，稳定性较好。(2)煤质煤的物理性质及煤岩特征区内各煤层煤的物理性质变化不大，均为黑色，条痕褐黑色，沥青弱沥青光泽和少量丝绢光泽，阶梯状、参差状、少量棱角状断口，硬度中等，性脆，内生裂隙较发育、外生裂隙不发育，内外生裂隙常被方解石和黄铁矿薄膜充填。条带状结构，层状构造。5-1煤层视密度在1.301.34t/m3之间，平均1.32t/m3，5-2煤层视密度在1.331.39t/m3之间，平均为1.35t/m3。各煤层以半光亮型煤为主，少量半暗淡煤。各煤层物理性质及宏观煤岩特征一览详见表135。表135 各煤层物理性质及宏观煤岩特征一览表煤层编号物理性质宏观煤岩特征宏观煤岩类型颜色视密度光泽断口内外生裂隙矿物质赋存情况结构构造5-1黑1.32t/m3玻璃、沥青阶梯状、参差状内生裂隙较发育，外生裂不发育内外生裂隙常被方解石、黄铁矿薄膜充填，局部含黄铁矿结核条带状结构层状构造以半光亮煤为主，少量半暗煤5-2黑1.35t/m3玻璃、沥青阶梯状、参差状内生裂隙较发育，外生裂不发育内外生裂隙充填方解石、黄铁矿薄膜，局部含黄铁矿结核条带状结构层状构造以半光亮煤为主，半暗煤次之在有机显微组分中，5-1煤层煤以丝质组为主，含量为48.6%，镜质组（含半镜质组）次之，含量为45.7%，稳定组最少，含量为0.8%。5-2煤层煤以丝质组为主，含量在47.360.4%之间，平均53.6%，镜质组（含半镜质组）次之，含量在37.348.3%之间，平均为42.7%，稳定组最少，含量在0.31.2%之间，平均为0.7%。各煤层无机显微组分主要为碳酸盐组，平均含量在2.14.7%之间，其次为硫化物组、粘土组，平均含量分别在0.40.6%之间和1.12.1%之间，无机组分总量在1.54.9%之间，总体较低。按GB/155891995分类方案结果全为微镜惰煤型。为了与国际显微煤岩分类方案对比，同时采用E施塔赫1975年的分类方案进行了分类，结果各煤层显微煤岩类型属微镜暗煤。各煤层煤的显微煤岩类型按国际方案进行了详细测定和分类。各煤层煤以微镜惰煤为主，次为微惰质煤和微镜质煤，少量微三合煤、微亮煤和微暗煤。微矿化煤总量为1.0%，岩矿质含量为3.7%。各煤层镜煤最大反射率（Rmax%）平均值分别为0.567%0.589%，属低变质阶段烟煤，其变质阶段可划为。区内构造简单，无岩浆活动，变质类型属深成变质作用。煤的化学性质工业分析测试成果综合统计详见表136和表137。a、水分（Mad）5-1煤层原煤水分含量在6.027.60%之间，平均6.74%，属中水分煤，浮煤水分含量在3.503.73%之间，平均3.59%；5-2煤层原煤水分含量在5.947.58%之间，平均6.98%，属中水分煤，浮煤水分含量在3.124.25%之间，平均3.59%。各煤层