采矿工程毕业设计（论文）-五阳煤矿1号矿井采矿专项初步设计.doc

河 南 理 工 大 学采矿工程专业毕业设计说明书姓 名： 学 号：310702010315学 院：能源学院班 级：采矿073班设计题目：五阳煤矿1号矿井采矿专项初步设计指导教师：职 称：教授二一一年六月1矿区概况及井田地质构造1.1矿区概况1.1.1交通位置 潞安矿区地处山西省东南部，沁水煤田东部边缘中段，地跨长治市、潞城市、襄垣县、屯留县、长子县。山西省潞安环保能源开发股份有限公司隶属的五阳煤矿位于潞安矿区北东部边缘，属长治市襄垣县管辖。其地理坐标：东经11258251130509，北纬362646363347。井田范围南以文王山北正断层为界，北至西川正断层，东起 15-3#煤层露头线（经线38418000），西至经线38408000。南北长约13km，东西宽约10km，面积约为78.3649km2。五阳煤矿交通条件较为便利。太焦铁路线自北而南横穿井田，襄垣火车站、五阳火车站位于井田之内，本矿铁路专用线与五阳站相接。邯长、太焦铁路在长治北站交会。太焦线北接石太、同浦线，南接陇海线。榆黄公路自本井田穿过，西距208国道1km。五阳煤矿距襄垣城约3km，距长治市约45km。距太原市约215km。潞安矿区的公路网连接着整个矿区，矿区至长治、太原等地均有汽车相通，交通真可谓“四通八达”。如下图 交通位置图五阳煤矿交通位置图1.1.2地形、地貌本区处于我国东部新华夏构造体系第三隆起带的中段，即太行山段。在这个一级隆起带上发育有二级隆起和凹陷，由东往西有晋城获鹿褶断带、武乡阳城凹褶带等。它们彼此平行，呈雁行排列。总体延伸方向为北20-30度东，局部地段因受其它构造体系的影响略偏北。1.1.2.1晋城获鹿褶断带该褶断带北起河北省获鹿，向南经左权县清城、虎峪、拐儿镇、芹泉、桐峪、西井、南委泉、车元、西柏峪、潞城县城和长治市东侧，一直向南西延伸至晋城以南，长240公里以上，宽数公里至十几公里。褶断带总走向为北23-25度东，呈明显的线状延伸，是一个极为典型的北北东向构造带，主要由断裂和与之平行的褶皱组成。北段左权清城至石梁一带，褶断带规模最大，内部构造复杂，出现地层的大范围翘起，太古界结晶基底出露于地表，断裂发育，相互交织。构成这一地段的主要构造形迹有：麻田背斜、清城向斜、粟城仰冲断裂、桐峪仰冲断裂等。南段由石梁向晋城延展，长达125公里，主要由中奥陶统地层组成。构成这一地段的主要构造形迹有：长治大断裂、老顶山背斜、韩店高平间褶皱群、伊侯山背斜等。褶断带的这些压性断裂和褶皱均显示主压力为北西西南东东方向。在与该褶断带主要压性结构面斜交方向上尚发育两组扭裂面。一组为北北西走向的张扭性断裂，如曹庄断裂、王家店断裂、北天池断裂、东崖底断裂等，它们均呈北15-20度西的走向，延伸不长，多在5-7公里。另一组为北东东走向的压扭性断裂(泰山式)，如南节上断裂、源庄断裂等，它们的走向为北65-75度东，延伸较长，约十一公里。综上所述，晋城获鹿褶断带乃是一个典型的新华夏系二级隆起带。1.1.2.2武乡阳城凹褶带该带主要展布在和顺、左权、屯留、阳城一线以西，圣山、樊寺山、沁源、安泽一线以东的广大区域内，呈北北东南南西方向斜贯沁水盆地。该带出露的岩层，主要是二叠系和三叠系。总体为一个复式向斜，是新华夏系太行山一级隆起带上的一个二级凹褶带。构成该带的主要构造形迹是一系列褶皱，其次是在局部地段发育的压性断裂。它们的延伸方向均为北25度东。在安泽县罗云和屯留县张店一线以北的构造线走向正常，而在该线以南构造线走向比其正常走向略偏北。这种现象的出现，可能是受晋东南山字型构造影响的结果。构成该带的褶皱是普遍发育的，但规模均较小，一般长10-20公里，最长的40公里，都是一些极为开阔平缓的褶曲。两翼岩层倾角多在10度左右，最大的20度。向斜和背斜相比较，一般是向斜更为开阔，背斜相对紧闭。它们彼此平行排列，构成一束褶皱群或褶皱带。该带的压性断裂不发育，只在和顺马坊、紫罗之间，和顺县东北南李阳至左权曹家寨间，长子县石哲和王村间有所发育。它们的走向均为北25度东左右。规模较小，一般长5-8公里，最大的为和顺东蔡家庄断裂，长23公里。这些断裂的断面倾角较大，一般为50-60度，属高角度的冲断层。该带除上述压性结构面外，尚发育与压性结构面斜交的两组扭裂面：一组为北北西向(大义山式)，一组为北东东向(泰山式)。在该带内的漳河和沁河河谷及其支流，大都受这两组扭裂面的控制，形成追踪河谷。当两组扭裂面进一步发育后，就成为扭性断裂，但在该带内仅北东东的一组较发育，而且成地带集中发育在某一地区或地带，如安泽县屯留县张店一带就集中发育了几条走向北70度东左右的扭性断裂。它们的规模较大，断面整齐平直，延伸较长，显示扭性特征，同时断面还显示一定的压性特征，具有挤压现象，而且在与断裂平行的方向上，局部还发育有褶皱，从而表明呈北东东走向的断裂为压扭性的。在长子县的王村、碾张这一类断裂也有出现。它们均系第二序次的构造形迹。值得指出的是，这些压扭性断裂至少有一部分后来转化为张扭性断裂。如二岗山断裂、文王山断裂等。这可能是由于燕山晚期喜马拉雅山期区域构造应力作用方式发生了巨大变化，这一阶段的构造变动以改造先期构造形变为主。引起构造变动的主压应力方位由原来的北西西南东东向转变为北东一南西向，主张应力变为北西南东向。在主张应力的作用下，使原属新华夏系的压扭性断裂演变为张扭性断裂，并形成一系列规模不等的北东东向中新生代地堑式断陷，这些地堑构造的走向为北50-70度东。总的来说，晋城获鹿褶断带、武乡阳城凹褶带应视为新华夏系的多字型构造，而二岗山断裂、文王山断裂等则为与之具有成生联系的低序次的构造形迹。1.1.2.3水系本井田主要河流为浊漳河西源和南源，属海河流域漳河水系，浊漳河南源由南而北流经井田南部，其支流有绛河、岚水、淘清河等。浊漳河由西向东流入井田北缘，其支流有淤泥河，南、西二源在井田中央与西源汇合后，由南而北穿越井田，至襄垣城东与浊漳河北源汇合流出五阳井田。主要可采煤层3号煤层的直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层。虽然煤层位于当地侵蚀基准面以下，但钻孔单位涌水量为0.0005L/s.m，富水性弱。井田内南部构造简单，主要以宽缓褶皱为主；同时3号煤层开采一般不受奥灰水影响。因此井田水文地质条件类型为简单类型，即二类一型。而井田内北部（大黄庄断层以北）构造中等复杂，主要以断裂构造为主；3号煤层开采可能受上、下部不同含水层水的影响。因此井田水文地质条件类型为复杂类型，即一类三型。井田内3号煤层底板标高最低约为+360m，标高最高约+为860m，而奥灰水位标高在+636m。3号煤层底板与中奥陶统含水层之间一般相距120m左右。3号煤层大多位于奥灰水头压力之下。采用国标GB12719-91附录G中的公式，计算3号煤层底板奥灰水突水系数，具体计算结果见下表。 TS突水系数MPa/m P隔水层底板承受的水压MPa M底板隔水层厚度m CP采矿对底板隔水层扰动破坏厚度取经验值10m3号煤层底板突水系数表孔号底板标高（m）底板水头压力（MPa）隔水层厚度（m）突水系数（MPa/m）604179.114.48132.980.036701326.053.04119.190.028 经计算，3号煤层底板奥灰水突水系数最大为0.036 MPa /m，均小于临界突水系数0.15 MPa/m，因此属突水性安全区。在没有导水构造沟通的情况下，奥灰水突水的可能性很小。井田内南部3号煤层开采，底板一般不受奥灰水威胁，3号煤层开采时的矿井涌水量，正常为6500m3/d，最大为9500m3/d。1.1.2.4气象本区属暖温带大陆气候。年平均气温8.9，月平均最低气温-6.9(一月)，最高气温22.8(七月)。年降水量为414917mm，年平均为583.9mm。年蒸发量为1493.81996.3mm，年平均为1731.84mm。降水量多集中在7、8、9三个月。日最大降水量为109.7mm(1972年7月7日)。风向多为西北风，最大风速1420m/s。冻土期为每年十一月至次年四月，最大冻土层深度为55cm。1.1.2.5矿井瓦斯3号煤层矿井瓦斯等级及二氧化碳鉴定，瓦斯相对涌出量8.99m3/t，二氧化碳相对涌出量4.81m3/t，属低瓦斯矿井。1.1.2.6地震情况据GB18306-2001图A1中国地震峰值加速度区划图，本区为6级烈度区。1.1.2.7勘查区周边煤矿开采情况勘查区内煤层埋藏较深，因而无小煤窑开采，现将区外周边生产矿井概述如下：一、夏店煤矿襄垣县夏店煤矿为国有中型煤炭生产企业，隶属于潞安矿业(集团)公司(原潞安矿务局)下属的慈林山煤业有限公司。夏店煤矿原为一小煤矿，生产能力仅几万吨，之后在1976年建设了夏店联营煤矿，批准开采山西组的3号煤层，1978年投产，设计生产能力为21万吨/年，该矿2001年由慈林山煤业公司收购，并向西扩界2.988km2，矿区面积达到现今的13.2056km2，并经过山西煤矿设计院设计和技术改造，设计生产能力为60万吨/年，核定生产能力已达120万吨/年。采矿许可证号为1400000421274，批准开采山西组的3号煤层，采用斜立井上下山综合开拓，开采水平为+770米，最大开采深度270米。本矿有主斜井、副立井、斜风井各一个，主斜井长464米，提升能力120万吨/年；采煤方法为走向长壁后退式综合机械化开采和走向长壁后退式炮采，全部垮落法处理顶板。二、漳村煤矿漳村煤矿是一座国有大型煤炭生产企业，隶属潞安矿业集团公司下属山西潞安环保能源开发股份公司。采矿许可证号为1000000120133。漳村煤矿1958年建井，1960年投产时，设计能力为150万吨/年，现核定生产能力已达到360万吨/年。漳村煤矿矿井开拓方式为斜井开拓，矿井现有七个井筒，主斜井担负着原煤提升任务。提升方式为斜井钢绳牵引胶带运输机提升。井筒平均坡度5.4，最大17.5，井筒长度1656m。目前开采煤层为3号煤层，全井田划分为二个水平，其中一水平标高从+850米至+680米，二水平标高从+680米至+460米，也为现有主要生产水平，目前开采的最大深度为+400米。主要采煤方法为倾斜长壁式低位放顶煤一次采全高综合机械化采煤法及分层开采两种。常村煤矿为国有大型煤炭生产企业，隶属于潞安矿业(集团)公司下属的山西潞安环保能源开发股份有限公司。本矿1985年7月开始动工兴建，1995年9月26日正式投产，设计生产能力为400万吨/年，2003年核定生产能力为600万吨/年。采矿许可证号为1000000120130，现开采山西组的3号煤层，采用中央立井开拓方式，分两个水平开采，第一水平为+520水平，大巷布置在3号煤层底板的岩层中，开采3号煤层，第二水平为+470水平，开采下部的15-3号煤层。主立井采用双箕斗提升，采煤方法为倾斜长壁后退式综合机械化开采，通风方式采用中央并列抽出式。1.2井田地质特征1.2.1区域地层井田地层划分属华北地层区山西地层分区长治小区。区域地层特征见表 山西省东南部地层简表 界系统(群)组段符号厚度 (m)(最小-最大)一般岩性描述新生界第四系Q0-330砾石，黄土及砂层，左权县羊角一带有玄武岩。第三系N5-263棕红色粘土，底部为底砾岩。在榆社、武乡一带，粉砂土，粘土夹薄层泥灰岩。E485-576砂红色长石石英砂岩夹透镜状砾岩，下部为巨砾岩。中生界白垩系K249鲜红色泥岩，暗紫红色薄层长石石英砂岩，夹薄层砂质灰岩，底为砾岩。侏罗系中统黑峰组J230-254上部灰绿、黄绿、灰黄色砂质页岩、页岩，下部灰黄、黄白、灰白色厚一巨厚层含砾中粗粒硬砂质石英砂岩。三迭系上统延长组T3y30-13850浅肉红、灰绿色中厚中细粒石英砂岩、粉砂岩、页岩夹淡水灰岩。中统铜川组二段T2t2272-433上部紫色砂质泥岩、泥岩夹中细粒长石砂岩，中部浅肉红色、灰紫色、灰红色厚层中细粒长石砂岩，下部灰紫、灰绿色砂质泥岩、页岩夹砂岩。一段T2t1124-158浅肉红、灰黄色斑状厚层中粒长石砂岩，局部夹灰绿、灰紫色砂质泥岩。二马营组三段T2er394-196上部紫红色泥岩，砂质泥岩夹白色斑状中细粒长石砂岩，下部灰绿色中细粒长石砂岩夹紫红色泥岩。二段T2er2180-388上部紫红色砂质泥岩夹浅灰绿、灰绿色中薄层斑状中粗粒长石砂岩，下部浅灰绿中细粒长石砂岩夹紫红色泥岩。一段T2er1193-327灰绿色厚-中薄层中细粒长石砂岩夹紫红色泥岩及灰绿色泥岩。下统和尚沟组T1h131-474250灰紫色薄中层状细粒长石砂岩夹紫红色泥岩。刘家沟组T1l115-595400浅灰、紫红色薄中层细粒长石砂岩，夹紫红色页岩、细砂岩及砾岩，在细砂岩中夹磁铁矿条带。二迭系上统石千峰组P2sh22-217150黄绿色厚层状长石砂岩与紫红色泥岩互层，顶部有淡水灰岩。上石盒子组三段P2s317-236140黄绿、灰紫色砂岩，粉砂岩互层、夹遂石层。二段P2s218-216160灰绿色薄层状中粗石英砂岩与黄绿紫红色粉砂岩互层。一段P2s188-224140杏黄色中粗粒石英砂岩，夹紫色粉砂岩。79古生界下统下石盒子组P1x44-10065黄绿、杏黄色泥岩、粉砂岩及砂岩，近顶部有透镜状锰铁矿，底部有薄煤。山西组P1s35-7260灰白、灰绿色石英砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层。石炭系上统太原组C3t82-14290灰白、灰色薄层状中细粒石英砂岩粉砂岩、页岩及灰岩煤层。中统本溪组C2b0-3520杂色铁铝岩、灰白、灰色粘土岩，底部有山西式铁矿。奥陶系中统峰峰组O2f0-176120中层状豹皮状灰岩，灰白、灰黄色薄层状白云质灰岩，夹灰黑色中层状灰岩。上马家沟组O2s170-308230顶部为白云泥灰岩夹泥质灰岩夹泥质灰岩，中上部灰黑色中厚状豹皮状灰岩夹泥岩，下部为泥灰岩，角砾状泥灰岩。下马家沟组O2x37-213120青灰色中厚巨厚灰岩，下部为角砾状泥灰岩，底部为浅灰、黄绿色钙质页岩。下统O164-209130浅灰色中厚巨厚层状白云岩，含燧石条带及结核白云岩，含燧石条带及结核白云岩，下部泥质白云岩夹竹叶状白云岩(?)寒武系上统风山组3f38-10990厚层状结晶白云岩，竹叶状白云岩，鲕状白云岩偶尔含燧石。长山组3e6-3520灰色中层我行我素 叶状灰岩夹薄绿色页岩、泥质白云岩，竹叶状白云岩。崮山组3g15-4235薄层泥质条带灰岩、竹叶状灰岩、黄绿色页岩互层，泥质条带白云质灰岩，鲕状灰岩。中统张夏组2z65-244160灰青色中厚层状鲕状灰岩，白云质鲕状灰岩，底部薄层灰岩、泥质条带灰岩、页岩。徐庄组2x32-169130鲕状灰岩、泥质条带灰岩，灰岩互层、中下部猪肝色页岩夹薄层细砂岩、灰岩。下统毛庄组1mz4.8-9260紫红色页岩夹薄层灰岩、泥岩、顶部青色鲕状灰岩。馒头组1m35-8660黄绿色页岩、泥灰岩、底部为黄色含砾砂岩。(长治幅、左权幅)辛集组1x29-5440上部为灰白色厚层白云财夹致密灰岩，下部红色石英砂岩。上元古界震旦系中统北大尖组Z2bd4-460200灰白、紫色厚层状中粗粒石英砂岩、夹紫红色页岩。白草坪组Z2b5-217100紫红色页岩，砖红色粉砂岩，泥岩夹中细粒石英砂岩，局部夹白云岩和白云质砾岩。云梦山组Z2y2.2-591150紫红、灰白色中厚层中粗粒石英砂岩，底部为厚层砂砾岩及巨砾岩。下统西阳河群马家河组Z1m1973-21282050暗灰色安山岩、杏仁状安山岩，夹少量辉石安山岩、暗绿粗安山岩，少量粗面岩或碱性流纹岩夹泥岩、页岩和细砂岩。鸡蛋坪组Z1j107-250180暗绿、暗紫色安山岩、紫红色杏仁状粗安岩夹少量石英斑岩。许山组Z1x2964-25002700暗绿、暗紫色安山岩、紫灰色中厚层中粗粒石砂岩，底部厚层砾岩。大古石组Z1d54-6260紫红黄褐色页岩、紫灰色中厚层中粗粒石砂岩，底部厚层砾岩。下元古界铁山河群双房组Pt1s853上部灰绿色绿泥石英片岩、钠长角闪片岩、黑云片岩，黑云斜长麻岩，下部为变质砂岩，绿泥片岩夹大理岩。北崖山组Pt1b420-681灰白、紫灰色厚层变质长石石英砂岩、石英岩夹绿泥片岩及大理岩、底部变质砾岩。银鱼沟群赤山沟组Pt1c608-1215950上部碳质绢云片岩，夹石英岩，中部大理岩，下部紫红灰白色变质长石石英砂岩。幸福园组Pt1r335-354345灰白、肉红色厚层变质长石石英砂岩，变质石英砂岩、石英岩夹绢云母石英片岩及黑云母片岩，底部为透镜状变质砾岩。太古界林山群A2ln507黑云片岩、绿泥片岩、角闪片岩、黑云斜长片麻岩、角闪片麻岩，局部夹大理岩，混合岩化。1.2.2区域地质构造潞安矿区处于我国东部新华夏构造体系第三隆起带中段，即太行山段。在这个一级隆起带上发育有二级隆起与凹陷，由东向西有晋（城）获（鹿）断褶带，武（乡）阳（城）凹褶带等，它们彼此平行呈雁行排列。总体延伸方向为北2030东，局部地段因受其它构造体系的影响略偏北，现简述如下：1.2.2.1晋（城）获（鹿）断褶带北起河北省的获鹿，向南经昔阳县的皋落各和顺县的表城、左权县、黎城县的拐镇、芳泉、泽城、潞城市的西井、南委泉、西柏会和长治市的东侧，一直向南延伸经高平市至晋城市以南，长约250km，宽2050km，总体走向呈北25东复式背斜。1.2.2.2武（乡）阳（城）凹褶带主要展布于和顺、左权、屯留、阳城一线以西；圣山、樊寺山、沁源、安泽一线以东的广大区域内。总体为一复式向斜。主要构造形迹是由二叠系，三叠系岩层组成的一系列彼此平行的褶皱，规模较小，一般长2030km，最长40km，均系平缓开阔的褶曲，两翼倾角多为10，最大达20。向斜较背斜更为开阔。其次是局部地段发育的压性断裂，一般为高角度正断层，其延伸方向均为北25东。潞安矿区处于武阳凹褶带中段，晋获断裂西侧。晋获断裂对矿区构造格局的形成和发展具有重要的控制作用。矿区主体构造线方向与晋获断裂带一致，呈北北东北东东向。沿南北方向分别以文王山地垒和二岗山地垒为界分为北、中、南段。北段南部文王山断层与西川断层之间，由宽缓褶曲和正断层组成的北东东向的构造带，五阳井田位于该构造带内，北以西川断层为界，南以文王山北断层为界。1.2.3井田构造五阳井田处于上述二级构造带之间，受晋获断褶带的控制和武阳凹褶带的影响主要形成低级，低序次的构造。本井田的基本构造特征为：向南西倾伏宽缓褶曲，伴有大中型、高角度正断层和次一级的小型断裂，构造线方向大致为北东东和北东方向褶曲；地层总体倾向南西，倾角一般为10。1.2.3.1褶曲井田内主要褶曲是天仓向斜，与其伴生的次级褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝沟向斜、十字道背斜、五阳背斜、东周背斜。其轴向除崔村向斜为北北东向外，其余均为北东东向。天仓向斜横贯井田中央，为本井田的控制性构造。褶曲的共同特点是：向西倾伏，两翼倾角520，一般10左右，仅天仓向斜和崔村向斜靠近枢纽部分有大于20甚至达25。天仓向斜幅度在100m以上，其它在20m至80m之间。小黄庄断层以北至西川断层之间由崔村向斜和大郝沟向斜构成煤层的基本形态，而小黄庄断层以南至文王山北断层之间以中部的天仓向斜构成井田的基本形态。兹将主要褶曲叙述如下：（1）崔村向斜：位于井田北部，向斜两翼分别为西川断层和东南上断层截切。向斜轴部南西端自王家庄断层、下峪村、崔村至西川东部附近，向北略偏西方向呈弧线弯曲延伸出区。轴向为北东3540，向西南倾伏，两翼岩层较陡，东南翼约20，西北约18，幅度在50m左右，区内延伸约3.50km。（2）大郝沟向斜：位于王家庄断层南，小黄庄断层北，经兴庄村南，大郝沟村附近向东北延伸，向斜轴在兴庄附近为北75东，过铁路东转为北65东。轴部西端为山西组地层往东逐渐变为太原组地层，两翼对称，倾角10左右，分别为王家庄断层和小黄庄断层切割，长约7.5km。（3）天仓向斜：位于井田中部，横贯东西，为井田内部一级控制性构造。东经东李村至甘村北过天仓村，向西延伸出区外。轴向北75东，向西南倾伏，倾伏角约10左右，两翼岩层倾角1020之间，一般为10。北翼较南翼陡，仅在靠近枢纽部分有大于20达25左右。历次勘探和井下巷道及生产实践控制查明。（4）十字道背斜：位于井田中部小黄庄断层以南，天仓向斜以北。西自矿区外往东经付村至马家窑过大黄庄，十字道村向东延伸出矿区外。呈平缓倾角513南翼1013。向斜轴在付村附近为北75，在大黄庄附近为北85东，十字道以东转为北70左右，一般起伏50100m，东部精查控制查明,生产实践研究证实，西部南峰扩区补充勘控制查明。（5）五阳背斜：位于井田东南部，西起洛江沟村北的五149号钻孔附近，经范家沟村北过五阳村南部，延伸出井田东部边界，轴向约北75东，与天仓向斜大致平行，向西南倾伏，两翼倾角平缓，北翼12，南翼7左右，为一不对称褶曲。西山底区精查控制查明，煤层底板等高线可清楚显示。（6）东周背斜：位于井田西南，西自井田外经东周村到五201钻孔往东背斜逐渐减弱。轴向北75东，两翼产状不对称，北翼陡约10，南翼缓约7左右。南峰扩区补勘控制查明。在褶曲形成过程中，由于背斜轴部张引力的作用发育有高角度正断层，构成地垒、地堑构造，直接控制和影响含煤岩系的分布，发育规律和煤层开采。1.2.3.2断层 区内共揭露大断层2条崔家庄3#正断层；位于付村、马家庄、张家庄村南一线，走向北75东，倾向北西，倾角70，落差由西向东增大，西部20m，中部增到70m，东部约50m，全长大于10km，沿走向上有地震测线和34、五29、五97、五38等钻孔控制。东周正断层：位于韩家庄、东周村南一线，区内长约4.2km，向西穿出井田西界，向东与文王山北断层相交尖灭。走向东西，倾向南，倾角75，落差中部小约12m，东、西部大2860m，沿走向有五198、南23、南44等孔控制。1.3煤层特征可采煤层3号煤层。煤层稳定，厚度大，全勘查区穿过其层位的36个钻孔全部可采，煤层厚度南北较厚，中部较薄，(详见3号煤层等厚线图4-3-1)煤层厚度1.99m(401孔)6.77m(606孔)，平均6.3m。下部常含夹矸一层，局部含2-3层，夹矸厚度0-0.70m，一般0.20m，岩性为泥岩或炭质泥岩。下距局部可采煤层8-1号平均44.86m。顶板主要是泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩或细粒砂岩，厚度0.6118.51m。底板主要是泥岩，局部为细粒砂岩或粉砂岩，厚度0.206.10m，一般2.80m。该煤层属稳定型煤层，其控制程度和研究程度都较高。3号煤层原煤灰分(Ad)为10.61%-19.80%，平均为15.44%，为低灰-中灰煤。以低灰煤为主，中灰煤分布井田中部、西北部、中东部及北部(图5-2-1)。浮煤灰分(Ad)为5.63%-10.71%，平均8.10%，为特低灰-中灰煤。原煤挥发分(Vdaf)为12.91%-15.77%，平均14.20%；浮煤挥发分(Vdaf)为11.92%-15.27%，平均12.90%，为低挥发分煤。由图5-2-2上可看出，自东向西浮煤挥发分逐渐降低。煤类由贫瘦煤变为贫煤。原煤硫分(St,d)为0.25%-0.61%，平均0.34%；为特低硫-低硫煤(仅401、606号孔为低硫煤)。浮煤硫分(St,d)为0.24%-0.49%，平均0.36%。为特低硫低硫煤。从各种硫测试结果看：3号煤层以有机硫为主，因此，洗选后煤中的硫含量反而略有升高。3号煤层各种硫测试结果统计表煤层号Sp,d(%)Ss,d(%)So,d(%)3号煤原煤0.05-0.210.10 (13)0.000.19-0.310.25 (13)浮煤0.02-0.100.06 (13)0.000.26-0.340.30 (13)注：括弧内为统计样点数煤灰成分分析：以酸性二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)为主，其次为碱性三氧化二铁(Fe2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等成份。其中二氧化硅(SiO2)含量为40.52%-48.18%，平均45.43%；三氧化二铝(Al2O3)含量为28.45%-35.61%，平均31.81%。煤灰熔融性软化温度(ST)大于1430，属较高软化温度灰。根据煤灰成分计算，3号煤层碱酸比为0.17，结渣指数为0.06，结污指数为0.14。煤的热稳定性：3号煤层TS+6为69.14%-88.04%,平均78.45%,3号煤层属较高热稳定性高热稳定性煤。煤的可磨性：3号煤层哈氏可磨性指数变化在90-121之间，属易磨煤极易磨煤。 3号煤层原煤固定碳(FCd)含量变化在68.50%-75.75%之间，浮煤固定碳(FCd)含量变化在76.49%-82.23%之间。属中高固定碳高固定碳煤。3号煤层为低灰中灰、特低硫低硫、高热值特高热值贫瘦煤、贫煤。可作为良好的动力用煤、化工用煤和民用煤。3号煤层经洗选后灰分降至5.63%-10.71%，平均8.10%，全硫含量平均为0.36%，贫瘦煤可作为炼焦配煤。煤层赋存特征表煤层厚度（平均）6.3m煤层结构1.5（0.01）3.17（0.05）1.6煤层倾角(平均)10开采煤层3#煤 种瘦 煤稳定程度稳 定可采指数1普氏硬度0.81.0容 重1.38煤 层情况描述工作面开采对象为山西组中下部的3#煤层，煤层赋存稳定，平均厚6.3m，含二层夹矸，分三个自然分层。煤层类型以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤及丝炭条带，煤质为贫煤。围岩及其特征表煤层顶底板情况顶底板名称岩石名称厚度（m）岩性特征老顶细砂岩2.8011.307.58浅灰色、石英为主、硅质胶结、水平层理、层面黑色直接顶泥岩及砂泥岩1.006.703.71黑色、质匀、致密、块状、含大量植物化石碎屑伪顶炭质泥岩00.500.25黑色、夹煤线或煤屑、节理发育、易冒落直接底砂质泥岩2.305.103.49黑色、质均、致密、团块状，含植物化石碎屑老底细砂岩2.009.154.74灰白色、厚层块状、含长石、石英、层面黑色、云母及黑色矿物、钙质胶结、水平层理主要地质构造特征序号名称断层性质断层面走向断层面倾向倾角（）落差（m）13号煤层正断层向北50东东南756070煤的工业分析表序号煤层名称灰分A（%）挥发分（%）含硫（%）胶质层厚Y（m)发热量Q（MJ/Kg）13号煤层15.44%14.20%0.34%014.833.33 2井田境界和储量2.1井田境界 井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确认。一般情况下以下列情况为界：1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界： 2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保安煤柱为界：3、以相邻矿井井田境界煤柱为界：4、人为划分井田时：煤层倾角较小，特别是近水平煤层时，用一垂直面来划分井田境界，在倾斜或急倾斜煤层中，沿煤层倾斜方向，常以主采煤层底板等高线为准的水平面划分井田。本矿井西起井田平面图上显示为410500线，东部以煤层露头为界，北部以井田平面图上显示为4042000线为界，南部东周断层为界。井田东西长6303.74m,南北长5118.89m，井田面积24094840m2。2.1.1井田储量2.1.1.1矿井工业储量矿井工业储量是勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和，其中高级储量A、B级之和所占比例应符合下表的规定。矿井高级储量比例 储量级别比例（） 井 型地质开采条件简单中等复杂大型中型小型大型中型小型中型小型井田内A+B级储量占总储量的比例4035253540202515第一水平内A+B级储量占本水平储量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平内储量的比例4030153020不作具体规定不要求矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量（万吨）备注ABA+BCA+B+C3号煤层79981199519993127821271 矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量。矿井设计可采储量是矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区采出率的储量。矿井工业场地占地面积指标井型与设计能力（万t/a)占地面积指标(公顷/10万t）2403000.70.81201800.91.045901.21.39301.5备注：占地面积指标中小井取大值、大井取小值。 工业场地指标计算，其工业广场面积为180. 910000=162000m2，松散层移动角=45， 基岩移动角=73，=55，=73。煤层倾角平均约在=10。松散层厚度h=60m。将工业广场设成长为405m，宽为400m的矩形，并且将其保护等级视为一级，所以围护带宽度为20m，其面积为S=425420m2。工业广场保护煤柱设计参数表煤层倾角（）煤厚（m）（）（）（）（）埋深（m）106.345735573200用垂直剖面法作图求出工业广场保护煤柱损失为Q工保=384.2万吨断层保护煤柱煤量Q断保=3940m6.3m1.38t/m350m=172万吨井田边界保护煤柱煤量Q边=23034m6.3m1.38t/m340m=801万吨运输大巷留设40m的保护煤柱，运输大巷保护煤柱Q运=398万吨上下山巷道留设30m的保护煤柱，上下山保护煤柱Q上下=645万吨矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量（A+B+C)(万t）矿井设计储量（万t）矿井可采储量（万t）永久煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量断煤柱层境界煤柱工业场地井下巷道13号煤层2127117280120298384.2104314146.353矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度 矿井设计规范第2.2.3条规定：“矿井设计生产能力按年工作日330d，每日净提升16h”计算。3.2矿井设计生产能力及服务年限矿井井型和服务年限井型矿井设计生产能力（Mt/a)新矿井服务年限（a）扩建后矿井服务年限（a)大型6.0以上3.05.01.22.4706050605040中型0.450.904030小型0.30以下由各省煤炭厅自定由各省煤炭厅自定注：改建矿井的服务年限，不应低于同类型新建矿井服务年限的50%矿井服务年限按下式计算：T=式中：T矿井设计服务年限，a；矿井可采储量，Mt；ZK =14146.35万吨A矿井设计年产量，Mt/a；A=180Mt/aK储量备用系数，K=1.31.5。此处K=1.4T=56根据大型矿井的矿井设计服务年限为50a以上，而本矿的服务年限为a=56，故符合建立大型矿井。4井田开拓4.1概述五阳煤矿为立井单水平分区开拓，立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；立井的井筒短，提升能力大，对辅助提升特别有利。影响矿井设计开拓方式的主要因素包括精查地质报告、所确定的煤层自然产状、构造要素、顶底板条件、冲击层构造、表土层厚、地形以及水文地质条件等。本矿井埋藏深度50510m，煤层倾角平均为10，瓦斯相对涌出量8.99m3/t，二氧化碳相对涌出量4.81m3/t，属低瓦斯矿井。4.2井田开拓由于煤层埋藏深浅不一，采用斜井开拓井筒过长，以至建井时间过长，斜井不能打在煤层底下，况且要给它留较多煤柱，所以选择用立井开拓。立井开拓适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等地质条件的影响。立井开拓井筒短，提升能力大，对辅助提升特别有利。对于煤层赋存较深、表土层厚、水文情况比较复杂、井筒需要特殊法施工或多水平开采急斜煤层的矿井，一般都应该采用立井开拓，该设计矿井采用多水平上下山开采。根据3号煤层的赋存条件和设计规范的有关规定，本井田可以划分为2个水平，阶段内采用盘区式和采区式准备。 井田内划分及开采水平数目及位置 采用多水平上下山开采，一水平标高为+690m，二水平标高为+490m。4.3井筒特征4.3.1井筒形式本井田开采煤层为3号煤层，煤层赋存稳定，为缓倾斜煤层，地质构造简单。在技术上，采用立井开拓。4.3.2井