采矿工程毕业设计（论文）-寺家庄矿井4Mta初步设计.doc

中国矿业大学采矿工程专业2013届毕业设计说明书前 言矿井毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，是对函授期间所学知识的一次综合性考察，其目的是使我们运用本科阶段所学的理论知识并联系矿井生产实际而进行的矿井开采设计，以培养和提高我们分析和解决实际问题的能力，是对我的一次综合性能力演练。 本次设计的题目是寺家庄矿井4Mt/a初步设计，是在寺家庄矿井田地质特征的基础上，结合搜集到的其它相关原始资料，运用所学知识同时参考采矿学、煤炭工业矿井设计规范、煤矿矿井开采设计手册、井巷工程、通风安全学等参考资料，在指导老师精心指导下独立完成。此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关方针政策，结合设计矿井的实际情况，遵循采矿专业毕业设计大纲的要求，在收集、整理、查阅大量资料的前提下完成设计的。在设计的过程中，我受益非浅，自己感觉在看的书还是太少，钻研得还是不够深刻，这激励我以后要再接再厉。由于本人水平有限以及对知识的掌握程度不高，设计中难免存在错误和疏漏，恳请各位老师批评指正。 设计人：XX 2015年9月25日摘 要寺家庄矿井位于山西省昔阳县境内，距县城约8km，属阳泉煤业（集团）有限责任公司平昔矿区的一个大型矿井，为了进一步提高经济效益，根据阳煤集团公司规划，寺家庄矿井需尽快开发建设。 矿井的设计思想是充分利用煤炭资源，依靠科技进步，积极采用国内比较成熟的技术装备和先进的生产工艺，特别是适合本矿井特点的工艺及设备。在充分考虑技术发展的基础上，因地制宜，根据资源条件，建设高产高效现代化矿井。同时对对矿井主要技术方案进行全面比选，确保使矿井建成高水平、高标准、高质量、投资省、工期短、安全有保证、国内一流的矿井。按照高产高效原则，精简人员和地面非生产性设施，以降低矿井投资和生产成本。设计特点（1）根据该井田的地质储量计算矿井设计生产能力为4.0Mt/a，考虑矿井今后的发展，主要系统环节留有6.0Mt/a的余地。（2）井田的走向为西北，向西南倾斜，煤层倾角为510煤层平均厚度5.48m。（3）采用斜井、立井混合开拓方式，初期共布置三立一斜四个井筒。主斜井、副立井均布置在工业场地内，其中主斜井装备1.4m宽胶带输送机，倾角16,斜长1505m，担负煤炭提升任务；副立井布置在主斜井的东侧，装备两套提升设备，其中一套为一对1.5t矿车二层四车罐笼（一宽一窄）,担负矿井全部辅助提升任务；风井场地中布置一对风井，其中中央进风井井筒直径7.0m，为专用进风井；中央回风井井筒直径8.0m，担负全矿井回风任务。（4）大巷煤炭运输采用胶带机连续运输，大巷辅助运输采用架线式电机车。（5）根据阳泉地区实际情况，考虑矿井煤层赋存条件，本次设计主要考虑15号煤的开采；达产时中央及南一盘区各布置一个放顶煤综采工作面。（65）考虑到矿井瓦斯含量高，采用抽出式通风，同时设计采用抽放率较高的瓦斯高抽巷进行瓦斯抽放，并辅以内错瓦斯尾巷排放瓦斯。关键词：斜井、立井混合开拓 胶带机连续运输 放顶煤综采 高产高效 设计人：沈超AbstractMine is located in Temple Xinjiazhuang Xiyang County of Shanxi Province, from the county seat of about 8km, are Yangquan Coal Industry (Group) Co., Ltd., a large-scale mine. With the improvement of the situation in Chinas coal, increasing demand for coal, there has been in short supply situation, coal production can not meet the increasing market demand, in order to further enhance economic efficiency, according to group planning, Temple Xinjiazhuang mine development and construction as soon as possible.The design idea of mine is full use of coal resources, relying on scientific and technological progress, and active use of domestic technology and equipment more mature and advanced production technology, especially suited to the characteristics of the mine technology and equipment. Taking full account of technological development based on local conditions, according to resources, the construction of modern high-yielding and efficient mine. At the same time, the main technical program of mine to conduct a comprehensive comparison and selection, to ensure that the mine into a high level, high standards, high-quality, low investment, short construction period, to ensure the safety of the domestic first-class mine. In accordance with the principle of high yield and efficiency, streamlining staff and non-productive ground-based facilities, in order to reduce the Mine investment and production costs. Design features (1) According to the calculation of geological reserves of the mine shaft design production capacity of 4.0Mt / a, consider the future development of the mine, the main link in the system have 6.0Mt / a of the room. (2) the direction of mine to the northwest, southwest tilted 5-10 angle of coal seam thickness 5.48m. (3) the use of inclined, vertical mixed-development approach, the initial layout Sanlih a total of four inclined shaft. The main slope, the Deputy shaft are arranged in industrial sites, of which the main equipment 1.4m wide inclined belt conveyor, angle 16 , plagioclase 1505m, to assume the task of coal upgrading; Vice-shaft arrangement of the eastern side of the inclined shaft in the main equipment two sets of lifting equipment, including a tub for a second four-car 1.5t cage (a narrow-wide), responsible for all the auxiliary shaft upgrade tasks; air shaft sites in the layout of a ventilation shaft, one of the central ventilation shaft into the shaft diameter of 7.0m, for the special into the ventilation shaft; central return air Shaft diameter 8.0m, take the whole task of mine back to the wind. (4) roadway transport coal for the use of tape machine transport, use of auxiliary transport roadway motor vehicle wiring.(5) in accordance with the actual situation in Yangquan area, consider the occurrence of the conditions of coal mines, the main consideration in this design of coal mining on the 15th; production at a central and southern areas of the layout of a fully mechanized caving face. (6) taking into account the high gas content, the use of extract ventilation, and drainage design uses a high rate of gas pumping Lane for gas drainage and gas by the end of Lane in the wrong gas emissions. Keywords:Inclined, vertical mixed development Tape drive for transport Fully mechanized caving High Yield and High Efficiency Design by: Li Jie目 录前 言1摘 要2Abstract3第一章 井田概况及地质特征5第一节 井田概况5第二节 井田地质特征8第三节 煤层的埋藏特征16第二章 井田开拓19第一节 井田境界及储量19第三章 矿井工作制度及生产能力23第四章 井田开拓24第一节 井田开拓方式的确定24第二节 达到设计生产能力时工作面的配备34第五章 矿井基本巷道及建井计划36第一节 井筒、石门与大巷36第二节 井底车场38第三节 建井工作计划40第六章 采煤方法41第一节 采煤方法的选择41第二节 确定采（盘）区巷道布置和要素42第三节 回采工艺与劳动组织46第四节 采(盘)区的准备与工作面接替53第七章 井下运输57第一节 运输系统和运输方式的确定57第二节 运输设备的选择和计算58第八章 矿井提升64第九章 矿井通风与安全78第一节 风量的计算78第二节 矿井通风系统和风量分配81第三节 计算负压及等积孔85第四节 选取扇风机87第五节 安全生产技术措施90第十章 经济部分99第一节 劳动定员和劳动生产率99第二节 矿井设计概算99第三节 主要技术经济指标101参考文献105致 谢106第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置寺家庄矿井隶属阳泉煤业（集团）有限责任公司，位于昔阳县境内，矿井工业场地在县城西南约7km处，昔阳县城距阳泉市约30km。本区铁路交通条件优越，石太铁路沿桃河经过阳泉矿区，石太线为阳泉矿区煤炭外运的主要干线，经电气化改造和完善自动闭塞后，年运输能力可达70Mt。石太线上白羊墅站为机械化驼峰编组站，最大日解体能力3000车。另外，阳涉铁路通过本区，该线已全部建成通车，采用内燃机车牵引，并预留电力牵引条件，该线最大年输送能力为17Mt，为阳煤集团部分煤炭分流创造了有利条件，可直接为该矿的建设和煤炭的外运服务，本矿井铁路专用线在阳涉铁路昔阳站接轨，目前就接轨事宜已达成初步协议。本区公路交通便利，阳泉至黎城的二级公路通过本区，公路以昔阳县城区为枢纽，呈放射状伸向四方，除阳泉至黎城公路外，昔阳至左权、赞皇、寿阳、邢台、长治等均有公路相通，区内公路遍布，97%以上的村庄可通汽车。井田交通位置见图1-1-1。二、地形地貌本井田位于太行山北段西侧，从外围地形来看，西部石千峰地层的地形较高，组成太岳山，东部则为奥陶、寒武系地层组成的太行山脉，昔阳县境内的白羊山、沾岭山、菜岭山均系太行山支脉。沾岭山东部为松溪河流域，一般河窄谷深，沟谷纵横发育，切割甚深。井田内地形为西高东低，最高处为龙王庙山，海拔+1613.3m，最低点在巴洲乡附近，标高+863m，高低相差750m左右，一般相对高差100200m，属构造剥蚀成因，河谷、高山相间的低中心地形。三、河流及水库昔阳县大部面积属海河流域子牙河水系，松溪河及其流经本井田的支流安坪河，巴洲河、洪水河均为该水系。现分述如下：松溪河：发源于和顺县窑上村附近，经昔阳县的杨家坡村南入境，向北经县城东侧，东流至水磨头村，再经井陉、平山县汇入滹沱河，干流在昔阳县境内长73.25km，流域面积1473.2km2，该河受水面积大，河床宽，杜庄至县城一带宽达500800m。一般流量为13m3/s，最大洪峰流量达1200m3/s（1963年8月流经昔阳县城一段），年平均径流量3.68m3/s。安坪河（城北河）：该河为松溪河支流，发源于崇家岭奶头山，自西向东在县城东汇入干流，全长14.5km，流域面积77.2km2，年平均径流量0.26m3/s。巴洲河（城西河）：发源于闹岭庄附近，自西向东在县城北关处汇入安坪河，全长20.5km，流域面积96.3km2，年平均径流量0.352m3/s。洪水河（城南河）：发源于闰家沟，自西南流向东北，在洪水村东汇入松溪河，全长14km，流域面积56.2km2，年平均径流量0.298m3/s。在河流上游建有多座水库，其中以下秦山水库、郭庄水库较大，秦山水库位于井田中部，现为昔阳县城居民生活用水水源。全县大部分河流均为季节性河流。四、气象及地震烈度昔阳县属暖温带大陆性气候，一年四季气候变化明显，冬季寒冷，风大少雪；春季日照充足，干旱多风；夏季雨量集中，多冰雹和风灾；秋季时间较短，晴朗凉爽。根据19581983年的气象资料，最高气温37.9，最低气温-23.9，年平均气温9.3。最大年降雨量为885.7mm（1963年），最小年降雨量242.3mm（1972年），年平均降雨量为601mm，降雨量年内差异较大，主要集中在7、8、9三个月，约占全年降雨量的67%。年平均蒸发量1887.9mm，蒸发量大于降雨量3倍多。主导风向为西风，历年平均风速2.1m/s，最大风速20m/s。区内冻结期一般始于每年10月下旬，终于次年4月，冻土最大深度为75cm，全年日照数平均为106.6d。依据中国地震动参数区划图GB18306和建筑抗震设计规范GB50011，本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。五、矿区内工农业生产概况山西省昔阳县原有16个乡4个镇，共计20个乡镇，2001年经过行政区划调整为5镇7乡共12个乡镇，约423个行政村，全县总户数70117户，总人口24万人，其中农业人口22万人，占91.6%。农作物总播种面积为410685亩，其中粮食作物以小麦、玉米、谷子、高梁、大豆、薯类及杂粮为主，播种面积389049亩；经济作物以棉花、油料作物为主，播种面积10512亩；除此之外还有蔬菜及瓜果类播种面积10963亩。全县果园面积19666亩，以苹果、梨、柿子、红枣、葡萄为主。全县的工业发展速度较快，县企业中以燃料、食品、化工、机械、建材工业比重较大。六、电源、水源情况1、电源矿井的供电电源及供电方案目前已由甲方委托晋中电力公司进行方案设计，目前我院尚未收到有关文件。经与甲方协商，初步设计暂按矿井电源分别取自昔阳110kV变电站和和顺220kV变电站，供电电压等级110kV进行。由于电源变电站距本矿较远，且变电站施工周期比较长，必须考虑矿井建设期间的施工电源引接方式。本矿附近有地方小煤矿多处，矿井建设初期的施工电源可就近由地方小煤矿引来，但矿井井下全面施工后，所需电力负荷将大幅度增加，此时应投入矿井变电站作为施工电源。2、水源根据精查地质报告及相关资料，本区奥灰岩溶水，其水量丰富、可靠，水质好，本矿井取奥灰岩溶水作为主供水水源，设计在工业场地内打深井三眼。另外，地面设井下水处理站，井下水排至地面处理后，一部分作为井下消防洒水，一部分用于选煤厂。第二节 井田地质特征一、地层本区位于沁水煤田的东北边缘。由东向西出露地层为由老至新。于勘探区东部区外大面积出露奥陶系地层；石炭系本溪组、太原组、二迭系山西组地层分布零星；区内二迭系石盒子组地层广泛分布，二迭系石千峰组，三叠系刘家沟组地层出露于勘探区西缘；新生界复于各个时代基岩之上，现就勘探区从奥陶系至第四系地层分述如下：1）奥陶系中统（O2）根据岩性，可划分为峰峰组及上马家沟组上段两部分。峰峰组厚188.76m，上部以灰色、深灰色石灰岩为主，中部为灰色豹皮灰岩及石灰岩、裂隙发育，底部为石膏带。上马家沟组揭露厚度107.03m，属上马家沟组上部，主要为灰色石灰岩。2）石炭系中统本溪组（C2）全厚18.5046.0m，东南厚、西北薄。平行不整合于奥陶系灰岩之上，主要由浅灰、灰色细砂岩、泥岩组成。3）石炭系上统太原组（C3）本组为重要含煤地层之一，以K1砂岩为基底，连续沉积于本溪组之上。全厚90.3143.8m。含81、82、84、9上、9、11、12、13、14、14下、15、16号等12层煤，全区比较稳定，可作为良好的标志层。4）二迭系下统山西组（P11）以K7砂岩为基底，连续沉降于太原组之上，厚42.673.9m，主要由灰、深灰色砂岩、砂质泥岩及煤组成。含1、2、3、4、5、6号等6层煤。5）二迭系下统下石盒子组（P12）底界以K8砂岩与山西组整合接触，顶为K10桃花泥岩顶界面。全厚110150m，分为绿色地层、黄色地层两段。6）二迭系上统上石盒子组（P21）区内大面积出露。标志层K12狮脑峰砂岩，围绕山脊呈带状分布。区内出露总厚度450m。7）二迭系上统石千峰组（P22）厚122.6160.2m，基底砂岩K13为暗紫色、厚层状含砾粗砂岩，厚0.77.0m。8）三叠系下统刘家沟组（T11）出露于勘探区外西侧，厚度不详。为一套砖红色，薄板状及中厚层状细砂岩组成。9）第四系（Q）不整合覆盖于各时代基岩之上，分布于山顶、山坡及沟谷中。勘探区东部分布面积广，厚度大，中西部分布零星。中更新统离石黄土（Q2）：由红棕色、红黄色黄土状亚粘土组成，并含有钙质结核。上更新统马兰黄土（Q3）:为浅黄、黄灰色亚粘土或细砂土。中、上更新统总厚020m。第四系全新统（Q4）:主要分布于安平河、巴州河及洪水川等较大河谷中。为现代冲积、洪积物。由砂、卵石及粉砂土组成。一般厚度515m。二、含煤地层本井田含煤地层包括石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二迭系下统山西组，其中主要含煤地层为石炭系上统太原组及二迭系下统山西组（平均厚约60m），含煤地层总厚168.24m，共含煤18层，煤层总厚13.46m，含煤系数约8%左右。石炭系上统太原组厚90.3143.80m，平均厚约111.33m，主要岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及灰色砂岩组成。含煤12层，其中可采煤层4层，为本区中演含煤地层。按其岩性、岩相特征分为上、下两段，其中下段自K1砂岩底至K4灰岩顶，厚80m左右，含11、12、13、14、14下、15、16号共7层煤，15号煤全区稳定可采，其它煤层无开采价值；上段自K4顶至K7底，厚约35m左右，由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂岩及浅灰色细砂岩、中粗砂岩组成，含8、9两个煤组共6层煤，81、84、9号煤具有开采价值。三、地质构造本井田基本呈一单斜构造，构造复杂程度中等。井田走向为西北，向西南倾斜，地层比较平缓，倾角一般为510，局部褶曲地段倾角1220，区内以背、向斜交替出现的褶曲构造为主；断层较少，一般落差多在20m以内；井田北部陷落柱较发育，对煤层破坏较为严重。从整个井田来看，构造复杂程度中等。在此作为重点分析如下：1、褶曲区内褶曲发育，轴向主要为近南北向及北东向两组，其次有北西向及东西向。南北向的一组褶曲主要分布于中、东部，构成本区的基本构造形态。主要特征为排列紧密，间距约1000m，两翼不对称，向斜东翼较陡，倾角可达23,西翼较缓，倾角一般为10左右；背斜轴部开阔，产状平缓。北东向的一组褶曲，主要分布于勘探区的西北及东南，主要特征为排列较疏，间距约1500m，两翼多不对称，南东翼较陡，北西翼较缓。主要褶曲特征见表1-2-1。2、断层区内断层较少，落差不大，多为走向北东及北杯东，倾向北西之正断层。集中分布在勘探区的东部及东南边界附近。地面所见落差5m以上者20多条，施工中有新旧钻孔14个孔遇见断层。井田范围内落差10m以上的断层共计19条。主要断层特征见表1-2-2，表121 主要褶曲特征表顺序褶曲名称褶曲方向产状延伸长度（m）备注WE1蒙家峪向斜SN47571100李家沟区2野峪背斜SN4114145000李家沟区3寺地向斜SN2166206000李家沟区4崇家岭背斜N40E45616800李家沟区崇家岭背斜N10E79（SE）NW）68900马郡头区5台沟背斜N40E转N30E610（SE）（NW）4132000马郡头区6杏庄向斜N60E转N20E415（SE）（NW）6213200马郡头区杏庄向斜N40E8158202800李家沟区7杏庄背斜N40E793132000李家沟区杏庄背斜N70E转N40E再转N20E39（SE）（NW）9152500马郡头区8毛家沟向斜N50E711（SE）（NW）6111100马郡头区9毛家沟向斜N45E517（SE）（NW）6152500马郡头区10龙眼向斜EW转N45E520（SE）（NW）10272100马郡头区龙眼向斜N65E5155203000李家沟区表122 主要断层特征表顺序断层编号断层产状落差（m）延伸长度（m）走向倾向倾角1FS38N10ENW768010157202FM36SNW728003011003FS22N10ENW80106004FS14N20ENW7580153027005FS16N15ESE80103033006FS26NWN10E70804612007FS20N10ESE8072508FS37N10ENW70103009FS56N15ENE821040010FS57ENNW785680011FS23N30ESE758082390012FS54N40ESE761045013FS55N55ESE752565014FS60NENW80823885015FS62N5ESE751025016FS21N10ESW6882102513003、陷落柱全井田123km2范围内已探出的陷落柱共166个，陷落柱密度为1.32个/km2，陷落柱面积5.21km2，平均每平方公里范围内陷落柱面积为41349m2，即约4%的井田面积为陷落柱。陷落柱的分布多集中在井田北部，在纬线74000线以北约32km2范围内有陷落柱87个，占陷落柱总数的52%，陷落柱密度达2.7个/km2，每平方公里范围内陷落柱面积为84823m2；特别是毛家沟村附近约10km2范围内有陷落柱45个，陷落柱密度达4.5个/km2，每平方公里范围内陷落柱的面积为0.14km2。纬线74000线以南94km2范围内仅有陷落柱79个，陷落柱密度为0.84个/km2，每平方公里范围内陷落柱面积仅为26389m2。由此可以看出，整个井田受陷落柱破坏严重的区域分布在井田北部，破坏轻微的南部与深部将作为主要开采区。陷落柱的形态多为近圆形及椭圆形，最小直径10m，最大的长轴可达320m，一般直径为2050m，陷壁角为6283，一般为80。应当指出：陷落柱具有一定的隐蔽性，除地表出露和勘探钻孔遇到的陷落柱外，没有出露到地表的陷落柱就难于探清。在今后的地质工作中，要采取多种勘探手段取得可靠地质资料，掌握本井田的陷落柱发育情况及分布规律，为采掘提供更切合实际的资料。四、井田水文地质概况1）含水层主要含水层有奥陶系灰岩、太原组灰岩和第四系冲积层。由上而下简述如下：第四系冲积层：主要分布于洪水河、巴洲河和安坪河的河谷中，河谷最宽约300m，一般100200m，厚度1020m，砂砾中含较丰富的潜水，且水质良好，单位涌水量1.305.00L/s.m。民用井水量每小时可达100m3以上。上二迭统石盒子组：主要含水层属裂隙性的砂岩层（K7、K8、K9、K10），区内砂岩出露广泛，裂隙也较发育，这类砂岩一般胶结致密，故其富水性较差，单位涌水量0.00079L/s.m。下二迭统山西组：属孔隙性砂岩层（K5、K6），胶结性良好，富水性差，单位涌水量在1L/s.m以下，浅部钻孔单位涌水量0.0161L/s.m以下，渗透系数0.212m/d。上石炭统太原组灰岩：主要含水层为海相沉积之三层灰岩（K2、K3、K4），其中K2灰岩含水性较强，为主要含水层，水位标高为+690.57+695.63m。进入80年代后期由于井田开采使主要含水层破坏，如城关、李家庄、大寨的机井已近干涸，大量的地下水被疏干。奥陶系灰岩：井田东部有广泛基岩出露，L86号孔揭露灰岩295.75m，巴洲村48号孔和上郭庄51号孔分别揭露206.39m和514.55m，水量比较丰富，桃河资料提供单位涌水量为0.52.5L/s.m，渗透系数为0.92.4m/d。根据已有资料分析，勘探区东缘奥灰水位标高，北部为525m(井田边界外48号孔)，南部为565m(井田边界外51号孔)；往西奥灰水位标高降低，接近中部为446.76m(L86号孔)，北部为423.77m(M56号孔)，中、东部15号煤底板标高大于420m，在南部基本高于565m，故中、东部奥灰水位在15号煤以下。西部奥灰水位标高大约可采用420m，西缘局部奥灰水超越15号煤的范围约12km2，即井田面积的十分之一，此范围15号煤将存在带压开采问题。15号煤与奥灰间岩层厚度为23.4971.04m，平均49.66m，岩性以泥岩、砂质泥岩、薄层砂岩为主，间夹基层灰岩，可以起到一定的隔水作用。2）断层和陷落柱的水文地质情况区内断层最大落差30m左右，陷落柱较多。钻孔见断层的有14个，见陷落柱的15个，多分布于勘探区北部。这些钻孔在断层带和陷落带钻进时，一般无水，个别有少量水流出，从无水害发生。因此，可认为本区的断层带和陷落带一般不含水，透水性也极差。但在断层和陷落附近的裂隙发育带，当补给条件好时，富水性有可能增强。3）地下水的补给、径流和排泄条件含水层的补径排条件各有不同。奥陶系灰岩在区东外围大面积出露，为裸露型岩溶区，岩溶发育，直接受降水补给，也受河水和冲积层潜水的补给，地下水沿岩层倾向井田渗入，再向北、北东方向运移，井田属埋藏型岩溶区，是岩溶水的径流区。太原组灰岩也在区外出露，范围不大，在补给方面起重要作用的是在松溪河等河谷下伏的露头或浅部，从而成为分布一定面积的重要含水层，井田为其径流区。区东的生产矿井和采水孔为其人工排泄点。山西组和石盒子组也靠露头和浅部接受降水和地表水的补给，区内有其补给区，但以径流为主。据水位资料，奥灰与以上各含水层间由于有较好的隔水层存在，无水力联系。其余基岩含水层在浅部（L18号孔）水位很接近，说明有联通，是由于构造条件使得各基岩含水层的浅部组成一个统一的含水体；在深部这种联通关系明显减弱甚至消失，其水位则明显有别，并且水位与层位成正比相关关系。全新统潜水和地表水与下休基岩风化带关系密切，而与深部含水层因受裂隙发育深度的制约，关系不大。4）水文地质条件评价太原组15号煤层为本区主要可采煤层，其直接充水含水层以石灰岩为主，属岩溶充水矿床；太原组上部煤层和山西组煤层直接充水含水层以砂岩为主，属裂隙充水矿床。各基岩含水层虽然在区外或区内有不同程度的补给条件，但地下水的运移都受裂隙或岩溶的发育程度的制约。本区岩层大致自东向西加深，裂隙和岩溶的发育程度随之减弱，富水性也相应由强变弱，在水平方向上垂向上都有明显的分带性。总体来看，本井田基本属水文地质条件简单型，水文地质勘探类型以三类一型为主，二类一型为副。3、矿床充水条件太原组K2、K3灰岩为15号煤充水的主要因素。顶板冒落后15号煤充水也可来自山西组。奥灰水一般对矿井初期充水无影响，对奥灰水位以下的深部15号煤（局部）开采影响较大。地表水及冲积层水在构造正常地段只能进入浅部裂隙发育段，即使在有断裂构造的地段，由于本区断层一般不导水，所以通过断层带向矿井充水的可能性不大，至少不会发生水患。开采过程中顶板冒落产生的导水裂隙带高度如果能达到浅部列席发育带甚至地表，则有可能把地表水和浅部水导向矿井。本区陷落柱一般不导水，但在陷落柱密集区要注意其导水性。4、矿井涌水量预计根据阳泉矿区现有生产矿井统计资料，参照精查地质报告对矿井涌水量预测，确定矿井正常涌水量按吨煤涌水系数0.4m3/t考虑，即日产1万t煤，预计涌水量为4000m3；最大涌水量按吨煤涌水系数0.63m3/t考虑。经计算,矿井生产初期（4.0Mt/a时）正常涌水量为240m3/h，最大涌水量为350m3/h；矿井生产后期（6.0Mt/a时）正常涌水量为340m3/h，最大涌水量为530m3/h；五、储量1、储量计算范围本井田为煤质单一的无烟煤，参与储量计算的可采及局部可采煤层有6、81、84、9（上组煤）及15号煤（下组煤）。储量计算边界为井田边界（不包括已划归黄岩汇煤矿的区域）。2、储量计算指标储量计算的工业指标为：可采厚度0.8m，灰份小于40%。3、储量计算方法本区地层倾角平缓，一般为510左右，仅局部向斜轴部地段达1220左右，储量计算面积采用用水平投影面积，计算公式为：储量=厚度面积容重。经计算，全矿井地质储量为1174.84Mt，详见表1-2-3。表1-2-3 全矿井地质及工业储量汇总表 单位：Mt煤层ABC工业储量A+B+CD地质储量A+B+C+DA+B A+B+C+D610.6710.6710.678115.06102.35117.41117.4112.8842.6465.3968.0368.033.997.0027.93103.24138.17138.1725.315188.93273.99377.64840.56840.5655.1合计195.93319.62659.291174.841174.8443.9六、资源及开采条件评述1、煤炭资源工业价值评述本井田15号煤属中灰分、中硫、低挥发分、高发热量、高强度、高灰溶点的优质无烟煤，经洗选加工后，洗块煤、洗末煤可作为化工用煤，末原煤是优质的动力用煤。2、开采条件评述本井田储量丰富、地质构造中等，其特点是断层虽多，但大部分落差较小，对开采影响不大；陷落柱虽多，但主要分布在井田北部边界毛家沟村一带，其它地区较少，特别是首采区范围内更少，因此，对矿井开采尤其是对初期开采影响很小。本矿井主采15号煤层，全区稳定可采，平均厚度5.48m，适合放顶煤综合机械化开采。本矿井虽薄煤层较多，但根据阳泉矿区经验，采用上行开采，只要上下煤层间距大于下煤层的裂隙带高度，开采上部煤层时不仅顶板管理可正常进行，而且也不会出现瓦斯喷出现象。预计本井田开采15号煤后冒落带高度为3542m左右，而15号煤距9号煤平均间距为66m，因此下部15号煤采出后，上部薄煤层仍可开采，可以实现上行式开采。从薄煤层的分布看，主要分布在井田的北部、巴洲河以北，范围较小。为了提高矿井投产后的经济效益，根据矿方要求，本次初步设计主要先考虑15号煤的开采。各煤层的顶底板岩性多为砂岩、泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，顶板易于冒落，属中等条件的顶板管理方法。井田内除批准范围较小的毛家沟及白村煤矿在矿井井田的北部边界内，其它小煤窑都在井田浅部边界以外。本矿井属水文地质条件简单的矿井，绝大部分煤层位于奥灰水位以上，仅深部局部区域受奥灰水影响。本矿井开采的不利因素主要是瓦斯涌出量大，需采取抽放措施，对将来开采有一定影响。综合上述分析，本矿井具有良好的开采技术条件。第三节 煤层的埋藏特征一、煤层根据精查地质报告，本井田内共含煤18层，自上而下可采及局部可采煤层有6、81、84、9及15号煤层，总厚度达9.9m。其中15号煤全区稳定可采，为主要可采煤层，也是首采煤层，最大厚度7.65m，平均厚度5.48m。各可采煤层顶底板岩性大同小异，一般为泥岩、砂质泥岩，太原组个别煤层直接顶为石灰岩，山西组有的煤层顶底板为砂岩。主要标志层特征：由下至上分为15号煤以下至K1层段，岩层中多含铝质，并有12层铝土泥岩作为煤系终止；K2（四节石）灰岩全区稳定；K3（钱石）灰岩全区分布广泛；K4（猴石）灰岩厚度受S1砂体控制变化较大。三层灰岩均含海百合茎、蜓、层孔虫及腕足类动物化石碎片，并以K3灰岩最多，81号煤层顶板常为深灰色或黑色海相泥岩，含戟贝、海百合、舌形贝动物化石。K7砂岩为山西组含煤地层基底，为浅灰、灰白色中粗粒砂岩，分选、磨圆较差，泥质胶结，含少量植物碎片化石及泥质包体，含大量菱铁质鲕粒。可采煤层特征详见表1-3-1。表1-3-1 可 采 煤 层 特 征 表煤层编号煤层厚度(m)(m)煤 层 间 距（m）(m)结构稳定性顶 底 板 岩 性可 采情 况最 大可采平均最 小最 大平 均顶 板底 板31.680.51简单极不稳定粉砂岩泥岩及细砂岩局部可采7.6245.7328.0662.200.58简单极不稳定泥岩及砂质泥岩砂质泥岩局部可采10.4031.2019.75812.030.74简单不稳定砂质泥岩或泥岩砂质泥岩或粉砂岩细砂岩局部可采3.3016.609.40842.351.05较简单不稳定炭质泥岩或粉砂岩砂质泥岩细砂或砂质泥岩粉砂岩局部可采2.5020.805.5791.911.00简单不稳定泥岩、砂质泥岩或粉砂岩砂质泥岩或泥岩、粉砂岩局部可采50.4077.3066.00157.655.48复杂稳 定砂质泥岩、粉砂岩或泥岩泥岩、炭质泥岩全部可采二、煤质区内各煤层均为单一的无烟煤种，同一煤层自南向北变质程度有所增高，就埋藏深度而言由上而下变质程度也有所增高。煤质有发热量大，洗后灰份低，硫、磷有害物质含量少等特点。各煤层主要煤质指标见表1-3-2。表1-3-2 各煤层主要煤质指标表煤层编号灰 份 Ag(%)全 疏 SgQ(%)挥发份(洗)Vt(%)碳Cr(%)氢Hr(%)磷Pg(%)发热量QrDr (Kon/g)QrDW原 煤精 煤原 煤精 煤313.0550.1725.77 (10)4.9010.548.78 (10)0.180.500.38 (10)0.410.630.47 (10)6.528.757.65 (10)91.3993.1592.19 (3)3.463.943.74 (3)0.004-0.0560.013 (6)8249 (10)6266 (5)610.3737.2822.90 (20)5.9113.0710.22 (20)0.444.722.67 (21)0.421.600.78 (20)6.568.517.59 (20)89.2993.2791.89 (19)3.054.433.79 (19)0.002-0.0050.003 (3)8361 (20)5819 (13)816.3149.7224.17 (74)3.6112.699.31 (67)0.6621.213.72 (74)0.481.480.73 (61)3.469.077.48 (67)89.4192.8691.70 (54)3.214.163.71 (54)0.002-0.0610.010 (19)8072 (74)6140 (36)8410.2449.7727.16 (66)4.1216.3810.16 (62)0.243.780.75 (64)0.361.720.55 (57)6.269.057.55 (62)86.3292.8691.47 (53)3.504.513.76 (53)0.001-0.0330.004 (23)8149 (63)5918 (38)911.1334.9013.60 (64)4.6814.329.18 (63)0.435.261.86 (64)0.381.680.84 (60)6.329.147.36 (63)89.6093.4891.84 (56)2.984.293.71 (56)0.001-0.0040.003 (24)8421 (63)6558 (35)157.9036.2417.20 (94)3.73