采矿工程毕业设计论文说明书.doc

摘 要本设计是根据在小峪煤矿收集的各种资料结合专业知识，对本矿十五号煤层的开拓提出两个方案进行比较，最后得出采用主副斜井开拓合理，采用综采放顶煤的采煤方法。辅助运输用防爆蓄电池电机车牵引，煤炭运输采用胶带运输机，实现从地面到井下的连续运输，从而实现系统简单化和高产高效。关键词：小峪煤矿；主副斜井开拓；煤炭运输；高产高效。Abstract This design is compare two plan proposed on 16# seam according to the collection material of Xiaoyu coal mine while union the specialized knowledge I have learned, finally it adopts double slope open up rationally to produce and all synthesize the mechanized method of mining high.Assist-transportation uses the explosion-proof accumulator locomotive, the coal transportation uses the adhesive tape transport aircraft which can realizes mine -ground continuous haulage, thus the system turn in simplification and the high production effective . Key word: Xiaoyu coal mine；double slope type open up ；coal transportation ； high production effective 前言毕业设计是采矿工程专业对本专业所学知识的全面复习和巩固，加深理解所学的专业知识，并系统的熟悉矿山开采设计，建设，生产，及安全的各个环节和系统的掌握有关知识，为以后从事矿山设计，建设及安全技术工作，技术管理工作及经营管理工作做好准备。 这次毕业实习我选择在山西省同煤集团小峪煤矿，五小峪煤矿位于山西省怀仁县境内，隶属于朔州股份公司，为山西省国营企业。矿井始建于1956年，1963年投产，设计生产能力120MT/a，1973年达产，1985年改扩建后设计生产能力为1.50MT/a。一、设计依据小峪属黄土丘陵地带，地形起伏较大。全区广为第四系黄土所覆盖。小峪矿井原井田面积12km2，随着开采资源的枯竭，小峪煤矿于1990年上报申请将小峪煤矿相邻的管沟井田划归小峪煤矿开采，并得到山西省煤管局批准。小峪井田范围井田东部与怀仁县财路煤业有限责任公司同煤集团朔州市王坪煤矿官沟矿井相邻；南与王坪煤矿和砂石煤矿相望；西与左云县簸箕掌煤矿为界；北部与左云县水窑乡柏山煤矿和东沟村联营煤矿毗邻。南北长约4.5km，东西宽约4.3km，面积19.35km2。本区煤层埋藏较浅，区内无小窑开采。煤的变质作用类型以深成变质为主。二、设计思想 通过矿区储量确定合理的矿井生产能力和服务年限，然后根据已收集到的地质资、矿上的生产实践经验并现结合自己所学的专业知识和现在采煤业的一些前沿技术，针对矿井生产的各个环节提出相应的几个切实可行的方案，然后通过方案比较从中选出在经济上相对最合理，技术上可行的方案作为该部分的最终方案。最终完成整个毕业设计。三、设计的主要特点根据该扩区主采的十六号煤层的赋存状况和地质水文条件对矿井开拓进行设计。扩区可采储量88.72万吨。设计服务年限53年；由于埋藏较浅，采用双斜井开拓系统。井底车场轨距600mm，钢轨为630型；矿区煤层倾角平缓，选用盘区开拓。通风方式的选择应贯彻“安全第一、预防为主”的方针，并有利于加快矿井的建设速度，技术经济合理。根据扩区井田煤层的赋存条件，综合考虑矿井瓦斯等级、各煤层瓦斯涌出量、煤层自然发火性、煤尘爆炸性及爆炸指数、矿区地温及井田开拓方式确定扩区的通风方式为中央并列抽出式,主、副立井为进风井；井下排水系统有两套，井下水仓总容量为9215.6排水系统其一是井下污水排水系统，井下污水通过大巷流入中央水仓，再由中央泵房水泵排到地面供五阳热电厂使用；其二是井下清水排水系统，利用专用管道将井下清水集中在井下清水仓中，然后经排水孔排到地面清水池供矿区及附近农村生产生活用水。矿井正常排水能力为500，最大排水能力为750；在开采过程中注意对环境的保护。 尽量减小地表沉陷，保护地表建筑和农田。目录第一章 井田地质概况- 1 -1.1矿（井）田位置及交通-1 -1.1.1交通位置- 1 -1.1.2地形地貌- 1 -1.1.3气象和水文情况及地震- 1 -1.1.4矿区概况- 1 -1.2矿（井）田地层及地质构造- 2 -1.2.1地层- 2 -1.2.2构造- 8 -1.3矿体赋存特征及开采技术条件- 9 -1.3.1 煤层及煤质- 9 -1.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况- 12 -1.3.3水文地质- 14 -1.4矿井勘探类型及勘探程度评价- 17 -第二章井田开拓- 18 -2.1矿井设计生产能力及服务年限- 18 -2.1.1矿井工作制度- 18 -2.1.2矿井设计生产能力- 18 -2.1.3矿井设计服务年限- 18 -2.1.4矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系- 19 -2. 2矿井境界及储量- 20 -2.2.1井田境界- 20 -2.2.2资源储量- 20 -2.3井田开拓- 23 -2.3.1工业场地及井口位置选择- 23 -2.3.3井筒数目的确定- 26 -2.3.4井田内划分及开采顺序- 27 -2.3.5开采水平的划分及水平标高确定- 27 -2.3.6运输大巷和轨道大巷的布置- 28 -2.4井筒- 30 -2.4.1井筒断面设计- 30 -2.5井底车场- 34 -2.5.1井底车场形势选择及硐室布置- 34 -2.5.2井底车场线路设计- 34 -2.5.3井底车场通过能力计算- 34 -2.5.6井底车场巷道断面选择和工程量计算- 35 -2.6方案比较、确定开拓系统- 36 -第三章 大巷运输及设备- 43 -3.1大巷运输方式选择- 43 -3.1.1大巷煤炭运输方式选择- 43 -3.2 矿车- 44 -3.2.1矿井车辆配备- 44 -3.3运输设备选型- 45 -3.3.1电机车选型- 45 -第四章 采区布置及装备- 50 -4.1 采区布置- 50 -4.2采区的划分- 50 -4.3采煤方法- 52 -4.3.1采煤方法及工艺的选择9- 52 -4.2.1回采工艺的确定- 52 -4.3.2工作面的重要参数- 53 -4.3.3 回采工艺设备选择- 54 -4.3采区巷道布置- 57 -4.4巷道掘进与掘进机械化- 64 -4.5工作面设备确定- 65 -4.6劳动组织表- 66 -4.7技术经济指标分析- 68 -第五章通风和安全- 70 -5.1拟定矿井通风系统- 70 -5.2矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算- 70 -5.3矿井通风设备选型- 75 -5.4矿井通风等积孔的计算- 77 -5.5瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施- 78 -第六章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型- 82 -6.1矿井提升设备选型- 82 -6.1.1副井提升设备- 82 -6.2矿井运输设备选型- 84 -6.2.1主井皮带运输机选型- 84 -6.2.2刮板输送机选型- 87 -6.2.3电机车选型- 88 -6.3矿井排水设备选型- 89 -6.3.2 排水管路- 90 -6.4 供电设备选型- 90 -第七章环境保护- 93 -7.1 环境现状及地面保护物概述- 93 -7.1.1 自然环境概况- 93 -7.1.2 社会经济环境概况- 94 -7.1.3 环境质量现状- 94 -7.2主要污染源及污染物- 95 -7.2.1环境影响因素：- 95 -7.3生态环境影响与评价- 96 -7.3.1 开采沉陷损害影响预测分析- 96 -7.3.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价- 96 -7.3.3开采对水资源的破坏影响- 96 -7.3.4 开采对矿区大气环境的影响- 97 -7.3.5 开采可能引起的地质灾害的预测- 97 -7.4资源开采环境损害的控制与生态重建- 97 -7.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法- 97 -7.4.2开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建- 98 -7.4.3废水处理- 99 -7.4.4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法- 100 -7.5 矿区环境保护与生态重建投资估算- 102 -7.5.1矿区绿化布置原则及意义- 102 -7.5.2 矿井工业场地绿化- 102 -7.5.3 工业场地周围绿化- 103 -7.6重建投资估算- 103 -第一章 井田地质概况1.1矿（井）田位置及交通1.1.1交通位置小峪煤矿位于朔州市怀仁县小峪镇与新家园镇之间。行政隶属朔州市怀仁县。地理坐标为东经11251301125440，北纬394801395021，井田东西长约4.3Km，面积：15.1449k。井田东部与怀仁县财路煤业有限责任公司同煤集团朔州市王坪煤矿官沟矿井相邻；南与王坪煤矿和砂石煤矿相望；西与左云县簸箕掌煤矿为界；北部与左云县水窑乡柏山煤矿和东沟村联营煤矿毗邻。煤矿铁路专用线向东14km与北同蒲线的宋家庄相接，铁路编组站在小峪口山前冲积平原上，由编组站到宋家庄车站向北可在大同与京包线相接，向南至朔州和太原。从井田有混凝土公路向东10km与大（同）运（城）二级公路相通，交通便利。井田到小峪口5km，到怀仁县城25km，到大同市50km。1.1.2地形地貌小峪井田属高原地带的山岳丘陵区和低山区，井田内地层平缓沟谷发育，汇水面积内广大地区波状起伏，有残留不完整的黄土塬梁。地表松散沉积物厚021.16m。井田内地表最高点位于西南部01号钻孔以西，标高1430.70m；最低点位于东南大西沟沟口处，标高1220.70m，最大相对高差210m。1.1.3气象和水文情况及地震井田范围属海河流域，永定河水系，桑干河支系。本井田唯一的地表水系小峪河流经井田东部，再井田内小峪村分为两支沟谷大西沟与车道沟，平常为干沟，雨季大西沟有由西北向东南汇入小峪河车道沟洪水由北而南汇入小峪河。本区为中温带大陆性半干旱气候，降水量多集中在69月，霜冻期从当年的10月第二年的3月，最大冻土深度1610mm。年平均气温6.98.2，年平均降水量379.5mm。蒸发量17812382mm。年平均风速2.83.3m/s,最大风速20.3m/s,多为西北风。 据山西通志地震表将本区主要地震情况叙述如下：11022年4月怀仁发生地震，震中位置北纬39.8，东经113.1，震级6.5级，烈度8度。 1307年，大同发生地震，震中位置北纬40.2，东经113.2，震级4.5级。31989年10月18日22时57分起在大同县与阳高县之间发生地震，据大同日报1989年10月24日报道，截止22日17时，共发生大小地震2016次，其中6.1级一次，55.9级5次，44.9级11次。1.1.4矿区概况 本区及邻近区域以及煤炭工业及农业为主，辅以其他副业。农作物有玉米马铃薯谷子黍子胡麻油菜籽。1.2矿（井）田地层及地质构造1.2.1地层井田内地层由老到新有：一奥陶系（O）：为煤系地层的基盘，由浅灰深灰色白云岩灰岩，偶夹泥灰岩竹叶状灰岩和砂质泥岩组成，厚约240m。本井田x41号钻孔揭穿152.73m。二石炭系（C）： （一）中统本溪组（C2b）：主要由铁铝质泥岩铝土岩泥岩砂质泥岩砂砾岩夹12层石灰岩组成，中部一层较稳定为K1灰岩，含煤建造古地理类型为滨海平原型，厚27.2334.02m，平均30.11m与奥陶系为平行不整合或轻微角度不整合。 (二）上统太原组（C3t）：主要由砂质泥岩砂岩砂砾岩和煤层组成，含丰富的植物化石和少量腕足类化石，含煤建造的古地理类型为滨海冲击平原型和滨海三角洲型。厚80.84121.63m，平均厚为104.23m。根据沉积旋回可划分为两个煤组：上煤组为22号煤层，下煤组为1819号煤层。与下伏地层整合接触。 三二叠系（P）： （一）下统下部山西组（P1s）：主要为砂岩砂砾岩砂质泥岩泥岩组成，夹有煤层。本组地层厚60.53102.95m，平均为83.86m，含丰富的植物化石，主要可采煤层为16号煤层，含煤建造的古地理类型为大陆冲积平原型。 （二）下统上部下石盒子组（P1x）：下段K4为含砾中粗粒砂岩，有时相变为粉砂岩，浅灰灰白色，有时为灰绿色，中厚层块状。厚0.7512.70m，平均3.55m楔形层理，与下伏地层为冲刷接触。 上段为灰白色砂砾岩，紫红色灰绿色砂质泥岩粉砂岩。厚度岩性变化大。发育大型斜层理，河床特征明显，古气候条件由潮湿向干燥变化。为山前冲积平原型含煤建造。 下石盒子组完整地层厚61.1993.50m，平均79.94m，由于冲刷剥蚀赋存不全，厚21.0493.50m，平均68.65m. （三）上统上石盒子组（P2s）：底部为K5含粒粗砂岩，灰白色，泥质胶结，斜层理，分选和磨圆差。厚1.2016.18m，一般厚为7.96m。中上部为紫红色灰绿色砂质泥岩灰白色砂砾岩。 上段底部为K6细砾岩，灰白色，不规则斜层理。中上部为紫红色砂岩泥岩灰白色砂砾岩。植物化石稀少。 本组为山前冲积平原沉积建造，本区因受强烈剥蚀，所残留厚度不大，厚096.11m，一般为平均24.72m。 四白垩纪（K）： 为中粗砾岩，灰绿色。砾石成分以石英岩为主，次为燧石，灰岩，岩浆岩，灰绿色沙泥岩。磨圆度号而分选性差，啥泥质胶结，区内西南部零星出露，厚度0.80m左右。五第四系（Q）：上更新统（Q3）：为风基层，由黄色亚砂土亚粘土组成，垂直节理发育，厚021.00m，一般厚为7.00m。与下伏地层为角度不整合接触。全新统（Q4）：为冲洪积层，由砾石砂组成，分布于现代沟谷中，厚07.85m，平均3.50m。 含煤地层：小峪井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。 一、太原组（C3t）： (一）下段 1、K2为石英细砾岩、细砾岩，灰白色块状，厚0.755.99m，平均2.46m； 2、泥质粉砂岩砂岩：深灰灰黑色，与下伏地层为过度关系，含植物化石碎片。 3、菱铁质泥岩：深灰色，含大量菱铁质结核。薄层叶片状，与上覆地层为渐变关系，向上逐渐含粉砂质，下部近煤层含植物化石，上部含腕足类化石。下部为湖泊相，上部为海湾相，厚度16.43m左右。 （二）中段 1、泥质粉砂岩粉砂岩细砂岩：由下而上渐粗，浅灰灰色，薄层状。水平波状层理，含大量铁质结核。与下伏地层为渐变关系。厚度一般2m左右。 2、中、粗粒砂岩灰白色，水平波状层理和小型斜层理。含铁质结核。与上下地层均为渐变关系，厚6m左右。 3、粉砂岩：浅灰灰色，0.5m左右。上述地层根据其沉淀特征及与上下地层的关系应为砂洲砂坝相。 4、泥岩：深灰色，厚0.5m左右，与上下地层界限明显。 5、含细砾石英砂岩：灰白色，夹砾岩透镜体。砾石次棱角状次圆状，发育大型斜层理和楔开交错层理，含大量大型硅化木。局部相变为细砂岩，为河床相。层厚3m32m，一般23m。 6、粉砂岩泥质粉砂岩砂质泥岩互层：与下伏地层为渐变关系，深灰灰黑色浅灰色。叶片状薄层状，具断续波状层理，由上而下粒度渐粗，颜色渐浅。含大量植物化石碎片和丰富植物化石，为河漫相沼泽相。厚度3m左右。 7、22号煤层：全区不可采，厚度1.131.47m，平均厚度为1.32m。 8、粉砂岩泥质粉砂岩砂质泥互层：深灰色灰黑色，团块状叶片状。偶夹灰白色粗砂岩。含大量植物化石碎屑和植物化石。为湖沼相，厚1.047.98m，平均厚3.15m。 (三）上段 1、含细砺粗砂岩：灰白色。碎屑棱角状次棱角状，楔形斜层一，夹砾岩透镜体。铁泥质胶结，局部相变为泥质粉砂岩。下部局部夹灰黑色，叶片状，含丰富植物化石的泥岩。厚度026m，一般20m。此层为三角洲前缘和分流河道砂质沉淀，缺失底几层。 2、细砂岩粉砂岩：薄层状，由下而上渐细，与下伏地层渐变关系。为河漫相，04.9m，一般2m。 3、泥质粉砂岩粉砂质泥岩：深灰灰黑色，含大量植物化石碎片和丰富植物化石，为湖沼相。此地层与下伏地层为渐变关系。厚0.7m4.3m，一般3m。 4、泥岩砂岩：黑灰色，含大量植物化石碎片偶夹不稳定薄煤。为沼泽相泥炭沼泽相。厚1.256.76m，平均4.35m。 5、19号煤层：全井田仅局部可采。煤层机构复杂，夹线理状薄层状高岭岩，含大量植物化石碎片，中部的结晶状高岭岩特征明显，普遍发育是良好的标志层。微微沼泽相泥炭沼泽相，厚度0.332.19m，平均厚1.46m。 6、铝土质泥岩：深灰色黑灰色，致密、块状，含丰富植物化石，为湖泊相。厚0.805.64m，平均2.63m。 7、18号煤层：仅井田西部局部可采，其余大部分不可采。结构复杂夹石多为高岭岩。厚度为：0.381.17m，平均0.96 m。为沼泽相泥炭沼泽相。 8、灰黑色泥炭：夹不稳定煤层17号煤层，为沼泽相泥炭沼泽相，厚06.59m，平均1.11m。 太原组可分为三个主要旋回：下部旋回为河床相河漫相沼泽相泥炭沼泽相湖泊相；中部旋回为三角洲；上部旋回为三角洲相。 二、山西组 （一）下段 1、3下部为深灰色菱铁泥岩，泥质粉砂岩质泥岩粉砂岩，细砂岩，夹黑色泥岩，其上部发育13层不稳定薄煤层。次套地层常为含砾粗砂岩，也常为尖灭。为河床相河漫相湖泊相泥炭沼泽相。下部为含砾粗砂岩，含细砾岩透镜体，灰白色，由下而上颗粒渐细，与上覆地层为渐变关系，与下伏地层界面清楚。斜层理发育，似层状透镜状。常相变为粉岩，泥质粉砂岩，砂质泥岩。为河相河漫相。K3总厚度0.5510.39m，平均3.9m。2、煤层底板，为深灰色灰黑色砂质泥岩，泥岩，页片状薄层状。夹粉砂岩，细砂岩透镜体，与下伏地层为渐变关系，含植物化石。为河漫相湖泊相。 （二）上段为深灰色灰黑色砂质泥岩，粘土泥岩，泥质粉砂岩和灰色粉砂岩、细砂岩互层，夹灰白色，透镜状似层状砂砾岩及不稳定薄煤层和煤线，砂砾岩斜层理发育，与下伏地层为冲刷接触。含大量硅化木。细碎屑岩中含大量植物化石碎片和完整植物化石。沉积岩相为河床相，河漫相，泥炭相，泥炭沼泽相，湖泊相。厚46.91m94.53m，一般为73.38m。 山西组含煤建造中的古地理类型为大陆冲积平原型。相旋回组合，由老至新：河床相河漫相沼泽相泥炭沼泽相 ：河床相河漫相沼泽相泥炭沼泽相：河床相沼泽相：河床相沼泽相由下至上相旋回结构由完全而愈来愈不完全。山西组总厚度：60.53102.95m，平均83.86m。1.2.2构造大同煤田位于天山阴山东西向构造带的南侧，新华夏第三隆起带的北端。西邻吕梁经向构造带的西石山脉；大同煤田属于东西向构造体系，于新华夏系联合、复合的构造部位，是一个与大同新生代断陷盆地相对应的新华夏台隆，二者之间以泉口山脉山前断裂，即山阴怀仁大同大断裂为界。煤田为一开阔的东北向的向斜构造，相北东倾伏，南东翼倾角2060，东部边缘地层局部倒转、直立。小峪井田位于大同向斜的南东翼边缘，井田内发育有与大同向斜轴平行的次级向背斜。井田区内基本为一宽缓的褶曲，轴向NESW，区内地层产状平缓，倾角小于10但受区域构造控制，区内发育次级断层和褶曲等构造迹象。局部节理裂隙较为发育。地质构造方向与区域构造基本一致，分北东向和北西向两组，落差大于5m的断层有3条。 F11断层：为一走向N23W，倾向SE的正断层，倾角6787，落差13.2m，井田内延伸长度1900m。 F13断层：为一走向N66W，倾向SW的正断层，倾角65-75，落差10m，井田内延伸长度2100m。 F14断层：为一走向N70W，倾向SW的正断层，倾角68，落差47.0m，井田内延伸长度2745m。 序号断点编号性质走向倾向倾角落差（m）井田内延伸长度(m) 1F11正N23ESE67-8713.2751 2F13正N66WSW65-7510.02005 3F14正N70WSW6847.0684 1.3矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1 煤层及煤质 本井田共含煤17层，总厚一般在28米左右。山西组含煤地层厚60.53102.95m，平均厚83.86m，含煤5层，从上向下山1山5号，仅16(山4)号煤层可采，平均厚7.41m。本组可采含煤系数4.1%。太原组含煤地层厚80.84121.63m，平均厚104.23m，含煤4层，从上而下有17、18、19、22,详情见煤质特征一览表。16号煤层：位于山西组下部，距K3砂岩上07.83m，平均3.26m，煤厚3.7113.75m，平均7.41m。煤厚最薄点位于井田西南部小峪2号钻孔，最厚点位于井田东北部409钻孔。煤层顶板多为中、粗砂岩、砂质泥岩，底部为高岭质泥岩、粉细砂岩。结构较简单，一 主要煤层特征表煤层名称煤层可采厚度(m)煤层间距(m)煤层结构顶底板岩性煤层稳定性煤层可采性最小最大平均最小最大平均夹矸层数 顶板底板1 163.70-13.757.413-14.42 4.471.73-10.105.976.77-69.34 40.1823 较简单砂质泥岩中、粗砂岩高岭质泥岩，粉细砂岩稳定全区1180.38-1.1700.9612复杂砂质泥岩及泥岩砂质泥岩、泥岩不稳定局部1190.33-2.219 1.4612极复杂砂质泥岩及高岭质泥岩砂质岩、泥岩不稳定局部221.13-1.4741.3202极复杂中粗砂岩炭质泥岩砂质泥岩稳定不可采般含23层夹矸。夹矸多为炭质泥岩和高龄岩。属稳定可采煤层，可采性指数100%。 18号煤层：位于太原组上部，距K3砂岩下06.59m,平均1.11m。属局部可采的不稳定煤层。 19号煤层：位于太原组上部，上距18号煤层0.805.64m，平均2.63m。煤层厚0.332.19m，煤厚总体呈北厚南薄之趋势，最厚点位于409号孔，最薄点位于416号孔。煤层顶板多为砂质泥岩及高岭质泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。结构极复杂，含夹矸12层。 22号煤层：位于太原组下部，距19号煤层下4.7770.20m，平均36.94m。煤层厚度1.131.47m，平均1.32m，煤层厚度由西南向北东变厚，最薄点位于井田南部X39孔，最厚点位于井田北东部409孔。煤层顶板多为中粗砂岩、炭质泥岩，底部多为砂质泥岩。结构极复杂，含夹矸02层，一般为36层，夹矸一般为炭质泥岩、砂质泥岩或高岭岩。 具钻探煤芯鉴定描述，各可采煤层以弱玻璃光泽为主，少数玻璃光泽或沥青光泽，结构有层状和均一状，块状构造，参差状端口，内生列席较发育，裂隙中充填碳酸盐类矿物。煤芯样测定视密度在1.361.50，各层平均在1.121.45。宏观煤岩按平均光泽类型划分，多以半亮型煤为主，半暗行煤为辅。半亮型煤以亮煤为主，与暗煤以条带状分布，中夹细条带状或线理状镜煤;半暗型煤中暗煤较多，与亮煤以条带状分布。 主要煤层含煤的化学性质和工艺性能及煤类16号煤：原煤主要煤质特征：水分1.072.81%，平均1.92%；灰分18.7236.38%，平均26.92%，属于低灰-高灰煤(GB/T15224.1-2004)，以20-30%的灰分为主，全层灰分特征见灰分直方图；挥发分29.68-43.03%，平均38.96%，为中挥发分-高挥发分；全硫0.35-0.77%，平均0.49%，属于特低硫-低硫煤（GB/T152224.2-2004），以小于0.50%的硫分为主，全层硫分特征见硫分直方表；发热量（高位）20.69-25.35KJ/Kg，平均23.21KJ/Kg，属于低热值-中热值煤；低温干馏焦油产率8.62-11.60%，平均10.11%，为含富油煤。元素分析平均含量，碳82.92%，氢5.33%，氮1.33%，氧9.81%；粘结性指数40.1-53.4，粘结性中等。煤类为气煤。此外，有害元素磷、氯、砷、氟尚无资料，距相邻矿井石峰山煤矿勘探资料，（见下表）各可采煤层磷含量均小于0.05%，为低磷煤，氯含量小于0.03%，砷含量4ppm以下，氟含量在164-214ppm。总体煤中的有害元素对于工业用煤及环保影响不大。煤层以中灰煤为主，挥发分较高，低硫-中高硫分，中强粘结性，含焦油，中热值，煤类均为气煤。煤炭资源的综合利用，以目前的工业用煤标准评价，主要可用作动力用煤，洗选后减灰脱硫可用于炼焦配煤，随着科学技术的发展，煤炭加工技术的不断提高，将会有跟多，更具经济价值的用途。1.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况1.煤层自燃发火钻孔采样测定成果分析，各每层的原样着火温度在376-688，还原与氧化燃点差值在8-15，煤类为气煤，挥发分多在35-40%，碳含量在81-85%，自燃倾向应为不易自燃。但小峪煤矿于2005年11月25日对16号煤层进行鉴定，其结果表明各煤层均有自燃发火倾向，最短自燃发火期为12个月。2.瓦斯2006年度瓦等级鉴定为低瓦斯矿井（山西省煤炭工业局文件，晋煤安发【2007】125号，关于大同煤矿集团所属40座矿井2006年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复）。矿井最大绝对瓦斯涌出量为9.89m/min，矿井相对瓦斯涌出量2.22m/t。测定等级为低瓦斯矿井，批复等级为低瓦斯矿井。瓦斯来源，主要是采空区渗漏及采空区煤体涌出，其次是回采工作面瓦斯涌出量，再次掘进工作面瓦斯涌出量。矿井随着掘进井巷的延伸和开采面积的扩大，瓦斯涌出量必将增大，此外瓦斯的赋存受多方面地质条件影响，在局部分布有不均衡的一面，在矿井生产当中必须重视瓦斯的检测与预防工作，确保安全生产。3.煤尘本矿于2005年11月25日，又山西省煤炭工业局综合测试中心对16、19、22号煤层进行了鉴定，其结果（见下表）表明各煤层均有煤尘爆炸危险性。 4.地热据矿方多年观察，井下温度一般在15左右，冬季略低，为地温正常区。 （1）恒温带深度、温度本井田的恒温带深度为26m，温度为16。 （2）地温梯度最大为2.81/100m，最小为1.97/100m，平均为2.35/100m，属地温正常区，地温梯度由井田的浅部至深部逐渐减少。煤层采样深度m 煤尘爆炸 燃点火焰长度mm加岩粉量%爆炸危险性氧化原样还原T1-316232.87-235.7720075有375380384918250.95-253.702060有37438038612 19 297.55-300.854065有37438438612300.85-304.155065有37838538810304.45-305.2040080有3703783841422305.70-306.7040075有368376380121.3.3水文地质1.含水层组根据含水介质特征，区域内含水层可划分为碳酸盐岩溶列席含水层组、碎屑岩列席含水层组、松散层空隙含水层组。2.隔水层组本区唯一发育稳定的隔水层为本溪组，该组位于太原组煤系地层之上，上覆于奥陶系石灰岩，由于其岩性多以泥质岩类为主，具阻隔水作用，阻隔了其上部砂岩裂隙水和下部岩溶水的水里联系，其厚度介于25.57-33.02之间，平均厚28.37m。3.采空区积水随着综采机械化开采涌水量增大，遗留在采空区中的积水也会增多。故需要在采掘前探放，保证安全生产。4.断层对矿井用水量的影响S1向斜位于井田东那部，呈南东向，其向斜轴部，由于应力局部集中，节理裂隙比较发育，构成地下水的储存空间。且向斜轴部地势低洼，地下水顺层向轴部集中，因而形成地下水的集中汇集点。矿井开采掘进该部位时，涌水量较大。煤层开采后，易形成良好的汇水空间。井田内共发育大小断层数条，分为两组，一组呈NE-SW向，井田内主压应力方向为NW-SE，与此组断层走向垂直，以此这些断层为压扭性断层，煤矿开采掘进中发现上述断层破碎带多呈泥质糜棱状，不含水，导水性差。另一组呈NW-SE向，井田内断层最大落差47m，最小落差1.2m，其走向与井田内主压应力方向一致，为张扭性正断层，张开性好。煤矿开采16、19号煤层时揭露该方向断层时未发现突水，且断距大于2m的断层其破碎带一般宽0.3-0.5m，小于两米的断层破碎带宽度小于0.3m，基本不含水。虽然煤矿开采上部煤层验证了该组煤层不含水，但仅能代表断层上部，不能排除在煤层深部的该组大断层不含水。这是因为在区域内张性断层（断距大于10m），一般表现为导水性好，破碎带发育，含水，因此随着煤层开采深度的增加，应引起高度重视。5矿井涌水计算 矿井正常涌水量500m/t,最大涌水量750m/t。小峪煤矿煤层开采时，除正常情况下，煤系地层中夹矸岩含水层及风化壳含水层涌水外，还存在构造导水、灰岩岩溶水以及采空区积水构成的突水危害。现分述如下： 岩溶水危害矿坑底板灰岩岩溶水突水是在地质、水文地质工程地质等方面的自然因素和采矿活动等人为因素影响下发生的。岩溶水的突水能力取决于灰岩水的水头压力富水性构造破坏程度等因素。控制上述因素阻碍其突水的主要为隔水层厚度，采矿活动对隔水层的破坏程度。这些因素中，最主要的是构造、岩溶水的水头压力及隔水层厚度。据井田内414钻孔结合区域水文地质条件，灰岩水分1147.11-1180m，16号煤层大部分位于灰岩水位之下。 采空积水区突水危害采空区积水对下部煤层开采影响不可忽视。左云县张家村新井煤矿，由于不了解采空区积水情况于2006年5月18日发生透水事故，已造成巨大损失。因此，小峪煤矿开采下部煤层时，上部有采空积水部位就像悬浮于矿井上方的地下水库，一旦与开采裂隙贯通，将会对下部煤层开采造成威胁。 煤层上覆季节性沟谷突水危害小峪煤矿矿井范围内发育有季节性沟谷大西沟和车道沟，采掘时出现的采空区，随着时间的推移，导水裂隙带会延伸到沟谷中，雨季存在洪水进入矿井的危险。1.4矿井勘探类型及勘探程度评价山西煤田地质勘探队115队曾5次进入小峪勘探区和小峪井田进行地质勘探工作。19541956年为普查工作，施工10个钻孔。1958年4月9月，对小峪区进行了精查勘探，施工孔22个，同年9月提交了小峪勘探区地质报告及小峪扩大勘探区补充文字说明及附件，后者包括前者，省储委1959第8号决议书批准。1960年又进行了补充勘探，施工钻孔12个，大部分不取芯。1980年4月1982年5月该队再次对包括本井田在内的小峪勘探区进行了精补勘探。历次勘探及补钻共在小峪井田内及临边钻孔44个，钻探总工程量13344.77米。包括小峪井田在内的附近区域，基本构造形态为一向北西倾斜的单斜构造，除东南部煤层露头处地层倾角较大外，井田西北部大范围倾角在210之间。另外局部发育有振幅不同的波状起伏，断层较少，有以岩墙形式的火成岩侵入，除局部地段为中等构造外，一般地质构造简单：井田内可采煤层多数为全区发育，煤种单一，因此，煤层属较稳定稳定型，故井田地质条件属一类一型一类二型。小峪井田属低山丘陵区，地面裂缝较发育，地形地貌单一，构造简单，地层倾向平缓，构造破坏作用小，岩土体工程地质性质良好，工程水文地质条件良好。本井田储量丰富，地质构造简单，开采技术条件优越，主要可采煤层赋存稳定，煤质优良，具备建设高产高效现代化大型矿井的资源条件。本井田外部交通运输条件良好，电源及水源条件可靠，外部协作条件具备，通信条件较好，具备建设大型矿井的外部条件。 第2章井田开拓2.1矿井设计生产能力及服务年限2.1.1矿井工作制度采区设计年工作日330天，采用三班工作制，每日两班采煤、一班准备，采煤机截煤深度0.6m，采煤高度为3.00m，工作面日推进2.4m，年推进度792m。2.1.2矿井设计生产能力根据井田精查地质报告中矿井地质储量及可采储量的资料，以及矿井设计生产服务年限的要求，确定矿井的生产能力为120万t/a。2.1.3矿井设计服务年限矿井生产能力确定的合理与否，对保证矿井能否迅速投产、达产和尽早发挥投资效益至关重要。而矿井设计生产能力问题又是一个与井田地质构造、水文地质条件、煤炭资源量及煤质、煤层赋存条件及建井条件、采煤机械化装备水平及市场需求等诸多因素有关的综合问题。对矿井合理的建设规模进行综合分析论述如下：1. 储量丰富煤炭储量是决定矿井生产能力的主要因素之一。本井田内可采煤层主要为1层为16号煤层，共有工业储量134.3Mt，设计可采储量为87.72Mt。当生产能力为1.2Mt/a时，服务年限52.7a，满足煤炭工业矿井设计规范规定。2. 煤层开采技术条件优越本井田内煤层赋存稳定，倾角平缓，结构简单，水文地质条件及地质构造简单，瓦斯含量低， 且煤层顶底板岩性稳定，适宜综合机械化开采。3. 煤层埋藏较浅，开拓系统简单本井田煤层埋深较浅，宜用斜井开拓，系统简单，建井工期短，投资省，效益好，是建设大型矿井的理想井田。4. 基础设施条件好。5. 外部协作条件好矿井建设外部条件基本具备，矿井交通运输方便，水源、电源条件可靠。矿井建设外部协作条件优越。综上所述，设计认为本矿井的建设规模确定为1.2Mt/a是合理的。 根据矿井的可采储量和矿井设计服务年限的要求，最终确定服务年限为52.7年。2.1.4矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系矿井可采储量为6760万t，储量备用系数按1.4选取，矿井服务年限计算如下： T=式中:T 采区服务年限，a；ZK采区可采储量，万t：A 设计年产量，万t/a；K 储量备用系数，k=1.4。将有关数据代入公式： T=57.2 2. 2矿井境界及储量2.2.1井田境界地理坐标为东经11251301125440，北纬394801395021，井田东西长约4.3Km，面积：15.1449k。井田东部与怀仁县财路煤业有限责任公司同煤集团朔州市王坪煤矿官沟矿井相邻；南与王坪煤矿和砂石煤矿相望；西与左云县簸箕掌煤矿为界；北部与左云县水窑乡柏山煤矿和东沟村联营煤矿毗邻。 2.2.2资源储量（一）矿井地质资源量计算井田境界各拐点坐标表 拐点号国家6坐标同煤集团独立坐标XYXY14413400.0019659591.004411797.359 531189.78124413100.0019659596.004411497.352 531189.74334413136.0019661746.004411497.283 533339.79644413427.0019661741.004411788.291 533339.69454413467.0019663592.004407496.232 535190.86364409153.0019662863.004407496.559 534389.72374409116.0019660163.004407496.481 532189.66984410116.0019660647.04408496.493 532290.44294410541.0019659139.004408946.661530689.950104413381.0019659091.004411786.756530689.605按照划定的井田范围，根据所附的十五煤底板等高线及储量计算图，经核算，十五号煤共有地质储量144.7万t，其中A级为9968.1万t，B级为3193.4万t，C级为1308.5万t。 （二）矿井工业资源储量计算地质资源量中探明的资源量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、边际经济的基础储量2M11和2M22、未升级的331、332，以及连同地质资源量中推断的资源量333，归类为矿井工业资源/储量。矿井工业资源/储量=111b+122b+2M11+2M22+333k上式中，k为333资源量的折减量，取0.9。根据计算，矿井工业资源/储量134.32Mt。 矿井工业资源/储量分析表 单位：Mt开采水平煤层地质资源量探明的资源量（331）控制的资源量（332）推断的资源量（333）工业资源储量111b2M11小计122b2M22小计K值333K一25144.7120.92120.9210.0010.000.93.40134.32 （三）矿井设计资源储量计算扣除井田境界煤柱、断层煤柱、防水煤柱、地面建筑物煤柱等永久保护煤柱的损失后，经计算矿井永久煤柱损失3.66Mt，则矿井设计资源/储量为130.66Mt 。 1.境界煤柱：沿井田边界留设20m煤柱。 2.断层煤柱：井田内较大断层两侧各留设煤柱10米。 3.采区边界煤柱:采区边界煤柱留设总量为117819t。 （三）矿井可采储量计算矿井可采储量为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率的资源/储量。采区回采率根据煤炭工业矿井设计规范之规定，厚煤层采区回采率75%，中厚煤层采区回采率80%，薄煤层采区回采率85%，。经计算，矿井设计可采储量为88.72Mt矿井设计可采储量汇总见表 矿井设计可采储量汇总表 单位：Mt煤层矿井工业资源/储量永久煤柱损失矿井设计资源/储量工业场地和主要井巷煤柱开采损失设计可采储量井田边界断层煤柱天然气管道高压线火烧区防水合计工业场地主要井巷合计25 134.322.940.723.66130.662.0110.3512.3629.58 88.72 1. 区段煤柱：8m。2. 盘区下山之间及其保护煤柱：40m。2.3井田开拓2.3.1工业场地及井口位置选择 (1)工业场地位置 方案：将主、副斜井和风井布置在Y=44084000坐标线且靠田东侧边界附近，坐标：风井X532500，Y4408073；副井X532420，Y4407840；主井X532460，Y4407840. 优点：1.主、副井场地联合布置，风井在工业场地内管理方便，占地少； 2.地面开阔比较平坦，填挖工程量小； 3.场地工程地质条件好，且地下煤层处有一47m大断层，影响正常采煤工作进行 4.场地位于井田走向中心附近，井下运营费用低； 5