太原理工大学采矿1204煤矿开采设计说明书.doc

*煤矿9煤层开拓及通风设计 第一章 矿井概况第一节 井田概况一、井田位置、范围*煤矿位于*市西南35km处，*村南，行政区划属*市驿马乡管辖，地理坐标东经11134541113744，北纬 365653365831。井田呈形态为多边形，东西长 5.2 km，南北宽 5.1km，面积18km2。批准开采9号煤层，规划设计生产能力90万t/a。二、交通条件*煤矿位于吕梁市离石区北部，南距吕梁市离石区12km。矿区向西有简易公路与国道209公路干线相衔接；向南经吕梁市约13 km可达307国道公路和军渡离石汾阳高速公路；向西南17km可达孝柳铁路交口集运站，向西可通陕西，向东可通汾阳，直至全国各大中城市。交通极为便利（见交通位置图）。三、地形与地貌井田地处晋西黄土高原，属吕梁山南段东侧的中山区，地貌类型以侵蚀的黄土、梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟。井田内地势为北高南低，最高点位于井田东北J-29号孔所处梁峁上，海拔1153.70m，最低点位于井田西南沟谷中，海拔873.50m，相对高差280.2m。四、矿区的水文概况一、地表水流井田内无地表水体及常年性河流，但有沟谷展布，仅在雨季时，才有短暂洪水泄流，均汇入井田东部的北川河。二、含水层1、奥陶系石灰岩含水层本地层在井田内全部被覆盖，据1988.11施工完成的供水水文地质勘探KS3钻孔资料（位于井田东侧约1.5Km，奥灰静水位814.4），井田奥灰水位在814.0m左右，高于9号煤层底板（最低底板标高760m）54.0m；高于5号煤层底板（最低底板标高745m）69.0m；高于10号煤层底板（最低底板标高685m）129.0m。岩溶水富水性较强，单位涌水量为1.7213.35L/sm。2、石炭系太原组岩溶裂隙含水层含水层岩性主要为石灰岩，共分三层，分别为L1、K2、L5， L1一般厚约18m，K2平均厚约8.40m，L5 平均厚约5.50m左右。灰岩裂隙发育，岩芯破碎，钻孔在灰岩地层中大部分出现孔漏现象，据39号钻孔资料（自流孔），单位涌水量0.0649L/s.m，渗透系数0.30m/d，水位标高947.72m。3、二叠系山西组砂岩含水层含水层岩性以细、中、粗砂岩为主，裂隙不发育，富水性弱，单位涌水量0.0080.022L/sm，渗透系数0.00280.012m/d，水位标高955.62980.4m，水质HCO3.SO22-Ca2+.Mg2+.Na+型，矿化度0.696g/L。该含水层不连续，富水性差局部甚至无水。4、第四系、第三系孔隙含水层第四系中、上更新统出露高，补给条件差，含水层连续性差，基本属透水不含水层。全新统分布于沟谷中，以砂砾石层为主，厚度小，富水性较弱，民井最大出水量为30m3/d，水质HCO3.SO22-Ca2+.Mg2+型，矿化度0.544g/L。第三系上新统广泛出露于沟谷及山坡上，含水层为砾岩，单井出水量10m3/d，水质属水质HCO3Na+型，矿化度0.347g/L。三、隔水层井田内赋存地层中的泥岩、砂质泥岩、粘土岩、奥陶系泥灰岩均为良好的隔水层。另外，由于本井田构造简单，对隔水层的破坏力极弱，因而各含水层之间的水力联系甚微。 四、地下水的补、迳、排条件奥陶系岩溶水在本地区属迳流区，流向沿岩层倾向由东向西，加入整个奥灰水的迳流系统。石炭系和二迭系含水层在裸露区接受大气降水补给后，含水层中的水沿岩层顺层运动。由于煤矿历年来的开采，将改变井田内的天然迳流条件。排泄主要表现为矿坑排水。全新统及上新统含水层主要受大气降水和季节性河流的补给，迳流途径短，排泄主要是人工开采和沟谷中的小泉水。五、构造对井田水文地质条件的影响本井田为一向斜构造，煤矿在开采中也未发现岩层的大规模破碎及矿坑水的异常增大等现象，预计向斜构造有利于地下水的富集，煤矿开采向深部及向斜轴部时，矿井涌水量会有所增加。六、水文地质类型综上所述，该矿煤层为（顶板）孔裂隙充水矿床，同时结合煤矿开采排水情况和本井田周围矿井的排水情况分析，本井田水文地质类型属简单。七、采空区及古窑破坏区积水对本井田的影响整合井田内下安煤矿已开采10余年，井田内9号煤层存在有采空区，主要分布在原下安井田及下安煤矿越界原*井田东北部。采空区有积水，经本次工作调查和估算，积水面积约206.85k(m)2，积水量约20.45k(m)3。另外，周围其它煤矿也在开采，积水主要来自顶板淋水和采空区渗水，采空区积水量较大，对未来矿井生产和安全有潜伏性危险，应引起足够重视。八、地下水补给条件1、大气降水，通过裸露基岩含水层直接补给。2、因井田内基岩风化裂隙发育，故受潜水补给。五、矿区的气象与地形一、地形与地貌井田地处晋西黄土高原，属吕梁山南段东侧的中山区，地貌类型以侵蚀的黄土、梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟。井田内地势为北高南低，最高点位于井田东北J-29号孔所处梁峁上，海拔1153.70m，最低点位于井田西南沟谷中，海拔873.50m，相对高差280.2m。二、水系井田内无常年性河流发育，仅在雨季时，沟谷中汇集雨水形成洪流，流入北川河，北川河在离石区西与东川河、南川河汇集，向西流入黄河。本区属黄河流三川河水系。三、气象与地震该区位于晋西黄土高原，属温带大陆性气候，其特点为四季分明，昼夜温差大，冬季少雪干旱，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴雨天较多。据19821990年离石县城关镇气象资料，年最大降水量为744.8mm（1985年），最小降水量为327.3mm（1986年），年平均降水量507.0mm，降水量多集中在7、8、9三个月；最高气温32.5，最低气温-21.7，年平均气温8.9。年蒸发量为14821941mm，蒸发量大于降水量。每年11月份结冰。次年3月份解冻。最大冻土深度0.85m，全年无霜期平均为186d。冬季多西北风，夏季多东南风，最大风速日平均值为3.1m/s。据山西省地震局发布的地震烈度表，本区属六级烈度区。据史料记载，1829年（清道光九年三月）离石地区曾发生过5级以上地震。震中在离石区东部。四、本区社会经济状况本区经济以农、林、牧、煤为主。矿藏以煤为主，其次是铁、铝土矿、硫、磺、石灰石等。工业生产主要有原煤、焦煤、生铁、铝、电力、硫磺、化肥等，农作物以杂粮为主，有玉米、谷子、莜麦、土豆等。本区社会经济较为发达第二节 井田地质的特征及煤层特性第二节 井田地质特征及煤层特性一、 井田地质特征一、区域地质1区域地层区域为北至平遥，南到霍县，西至吕梁山，东到霍山大断裂的广大区域，从老到新依次发育有前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和新生界，缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统、三叠系、侏罗系、白垩系。2区域构造本矿区位于灵石背斜和吕梁复背斜之间的复向斜地带，其间未发现有较大断裂构造，区内以小的背斜、向斜为主，其次为小的断层，构造轴向为北北东。在阳泉曲汾西盆状复向斜东南侧有一条走向北北东、断层面东倾的左旋走滑正断层，为罗云山断层，西盘上升，东盘下降，在罗云山附近落差300400m，为临汾新裂陷的西北界。区内其它较大的断层有北部的南、北马庄正断层，偏店大断层，以及南部的汾河正断层，张家峪正断层、什林断层等，此外还发育有小断层，在个别井田内还存在着无炭柱和冲刷带。2、 区域含煤特征井田内含煤地层为太原组和山西组，太原组含煤7上、7、8、9、10、11、12号煤层。其中9、11号煤层为稳定的大部可采煤层，10煤层为稳定的全区可采煤层，12号煤层为不稳定零星可采，7上、7、8号煤层为不稳定不可采煤层。太原组地层厚度平均73.70m，煤层总厚度为9.18m，含煤系数为12.46%，可采煤层厚度7.58m，可采煤层含煤系数为10.28%。山西组含煤1、2上、2、3、4、5号煤层，其中4号煤层为较稳定大部可采煤层；2、5号煤层为不稳定零星可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。煤层总厚度为2.49m，地层平均厚度为59.48m，含煤系数为4.19%，可采煤层厚度1.30m，可采煤层含煤系数为2.19%。3、 地层井田范围内地表基岩大部出露，二迭系上统石千峰组、上石盒子组，二迭系下统下石盒子组地层在井田内有出露，石炭系中统本溪组、奥陶系中统峰峰组在井田外侧西部有出露。根据井田内地层出露情况及井田内钻孔、井筒揭露情况，对井田地层由老到新分述如下：一、奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤地层之基底，为灰色、黑灰色，厚层状石灰岩夹浅灰或灰黄色泥灰岩，厚度约80100m，平均90m。二、石炭系中统本溪组（C2b）本组地层岩性为灰色粉砂岩、灰黑色泥岩、灰色粘土岩、浅灰色石灰岩及灰白色、深灰色碎屑状铝土矿。其底部铝土矿及粘土岩中含黄铁矿结核，含植物化石。厚度27.0548.71m，平均32.80m。与下伏地层呈平行不整合接触。三、石炭系上统太原组（C3t）本组地层由灰白色各粒级砂岩、灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、黑色炭质泥岩、浅灰色石灰岩及煤层组成，含植物化石。为主要含煤地层之一，厚度76.8698.52m，平均86.87m。与下伏本溪组地层为整合接触。四、二迭系下统山西组（P1s）本组地层岩性由灰白色各粒级砂岩，灰色灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。地层厚度57.063.0m，平均总厚度约58.96m，与下伏地层呈连续沉积。五、二迭系下统下石盒子组（P1x）本组地层岩性由灰白浅黄色各粒级砂岩，灰色黄绿色砂质泥岩、泥岩组成。地层厚度74.2083.50m，平均总厚度约79.71m，与下伏地层呈连续沉积。六、二迭系上统上石盒子组（P2s）本组地层岩性由浅黄黄绿色各粒级砂岩，杂色、砖红色、紫色砂质泥岩、泥岩组成。地层最大残留厚度约140m，与下伏地层呈连续沉积。七、第三、四系（N+Q）上部淡黄色黄土、砂土、亚砂土、质软、疏松、垂直节理发育，局部含砾石层。厚度一般为010m，平均8.50m左右。中部为棕黄色砂土、粘土、棕红色粘土，含条带状钙质结核层，厚度一般为040m，平均25m左右。下部为棕红色砂质粘土，砾石层夹有钙质结核，底部见半胶结砾石层，砾石为石灰岩及少量片麻岩。与下伏地层呈角度不整合接触。厚度一般为40170m左右。四、含煤地层井田内含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）及二迭系下统山西组（P1s），现分述如下：一、石炭系上统太原组（C3t）本组为井田含煤地层之一，为一套海陆交互相含煤建造。含煤7层，分别为7上、7、8、9、10、11、12号煤层，其中9、11号煤层为稳定的大部可采煤层，10号煤层为稳定全区可采煤层，12号煤为不稳定零星可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。含3层石灰岩，为良好的标志层。本组旋回结构清楚，厚度较稳定，地层厚度63.7782.70m，平均73.70m。二、二迭系下统山西组（P1s）本组为井田内另一个主要含煤地层，为一套陆相含煤建造，该组为灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色粉砂岩、细砂岩及煤层。含1、2上、2、3、4、5号煤层，其中，9号煤层稳定大部可采煤层，2、5号煤层为不稳定零星可采煤层，1、2上、3号煤层为不稳定不可采煤层，本组厚度49.2265.30m，平均59.48m。三、井田构造井田构造简单，总体为一宽缓向斜，向斜轴轴向为近南北向。岩层走向为北东南西向，地层倾角38之间。井田内断层、陷落柱不发育，未见岩浆岩侵入现象。井田构造类型为简单，一类。二、煤层的埋藏特征煤 层一、含煤性井田内含煤地层为山西组、太原组，主要含煤地层为太原组，现将其含煤性自上而下叙述如下：（一）山西组（P1s）本组为井田内另一个主要含煤地层，为一套陆相含煤建造，该组为灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色粉砂岩、细砂岩及煤层。含1、2上、2、3、4、5号煤层，其中，9号煤层稳定大部可采煤层，2、5号煤层为不稳定零星可采煤层，1、2上、3号煤层为不稳定不可采煤层，本组厚度49.2265.30m，平均59.48m。（二）太原组（C3t）本组为井田含煤地层之一，为一套海陆交互相含煤建造。含煤7层，分别为7上、7、8、9、10、11、12号煤层，其中9、11号煤层为稳定的大部可采煤层，10号煤层为稳定全区可采煤层，12号煤为不稳定零星可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。含3层石灰岩，为良好的标志层。本组旋回结构清楚，厚度较稳定，地层厚度63.7782.70m，平均73.70m。二、可采煤层井田内主要稳定可采煤层为太原组9、10、11号煤层，山西组9号煤层为较稳定大部可采煤层，井田内批准开采4、9、10、11号煤层，其余零星可采及不可采煤层不再叙述。19号煤层位于太原组下部，下距10号煤层4.568.72m，平均7.64m，煤层结构简单，厚度1.903.7m，平均厚度2.3m。井田西南部采空，采空面积约为1099025 m2，井田南部局部可采，顶板为K2石灰岩，局部为砂岩，底板为泥岩煤层特征表表12煤层号煤层厚度最小最大平均(m)间距最小最大平均(m)夹石(层)稳定性可采性顶板岩性底板岩性9.1.903.702.302.55-6.674.0001稳定可采石灰岩泥岩三、煤层对比1对比方法和依据本区含煤地层太原组和山西组沉积旋回清楚，岩性、岩相各具特色，标志层特征明显，横向稳定性好，地层厚度、间距、岩性变化不大，规律性较好，岩性组合及测井曲线有一定的规律，加之各煤层厚度、结构及煤质变化具有一定的规律，为煤层的对比提供了可靠的依据。2各煤层对比标志19号煤层位于太原组下部，下距10号煤层4.568.72m，平均7.64m，煤层结构简单，厚度1.903.7m，平均厚度2.3m。顶板为K2石灰岩，局部为砂岩，底板为泥岩煤 质一、物理性质及煤岩特征本次生产矿井地质报告的编制对物理性质及煤岩特征引用山西省离石区白家庄煤矿扩建勘探（精查）地质报告中资料，叙述如下：（一）煤的物理性质：各煤层主要为黑色、褐黑色，条带状结构，玻璃和强玻璃光泽，硬度一般为23，有一定韧性，不规则状，阶梯状断口，比重稍大；内生裂隙发育。（二）煤岩特征1、宏观煤岩特征：各煤层的宏观煤岩特征基本相近，宏观煤岩组分以亮煤为主，次为暗煤，镜煤、少量丝炭、宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型，光亮型次之，少量暗淡型。条带状结构，线理状结构，层状构造，次为均一状结构，块状构造。2、微观煤岩特征：主要煤层煤岩鉴定一览表表13煤层号有机组分 %无机组分 %镜质组惰质组壳质组有机总量粘土类硫化物类碳酸盐类氧化硅类无机总量461.431.352.4595.203.900.600.150.154.80973.7522.350.4596.552.750.300.300.103.4510-1171.3520.800.0092.156.900.400.450.107.85二、煤的化学性质和工艺性能根据钻孔资料和该矿采样分析结果，对井田9号煤层化学性质和工艺性能评述如下：（表3-3）1、9号煤层水分（Mad）：原煤0.393.76%；平均1.09%浮煤0.481.29%；平均0.84%灰分（Ad）：原煤14.7732.04%；平均18.43%；浮煤3.219.10%；平均6.85%。全硫（St.d）：原煤0.430.48%；平均0.46%；浮煤0.470.56%；平均0.52%。挥发分（Vdaf）：原煤20.3427.70%；平均22.19%；浮煤21.1730.27%；平均24.25%磷（Pd）： 原煤0.004%。发热量（Qvd.grd）：原煤31.12MJ/kg；胶质层厚度（Y）13.020.5mm。粘结指数（GR.I）87.594.2。 元素分析中的碳（Cdaf）氢（Hdaf）氮（Ndaf）和氧（Odaf）分别为90.41%、4.79%、1.49%和2.73%。据煤炭质量分级GB/T152242004标准，该煤层属特低灰低灰、低硫、低磷、高热值、强粘结性焦煤。三、煤的可选性根据交子里精查勘探报告，9号煤简选样筛分试验结果见表1-4，10、11号煤简选样筛分试验结果见表1-5。9号煤简选样筛分试验结果表 表1-4粒度等级（mm）数 量质 量 特 征 %kg占全样 %MadAdVdafSt.d1365.1516.7180.7011.1123.522.65633.259.9690.719.8523.292.78130.56.620.2450.777.8122.363.1260.53.009.2020.7111.7325.442.9530.53.1510.5830.7312.7723.702.900.5010.8533.2830.888.2623.803.06总计32.60100损失0.451.3621011号煤筛分试验结果表 表1-5粒度等级（mm）数 量质 量 特 征 %kg占全样 %MadAdVdafSt.d13635.8533.7880.8120.5822.763.256318.0517.0120.8319.1822.622.95130.55.051.7600.8111.1122.262.7830.521.022.6200.8616.2822.632.670.5023.1521.8200.9311.8822.622.53总计106.10100损失0.85从表中可看出，9号煤层0.50mm级产率最高，粉煤（6mm）占63.037%以上，表明煤易碎。从灰分测定看，不管是哪个粒级灰分产率无太大差异，变化在10%左右。30.5mm灰分最高，为12.77%，130.5mm级灰分最低，为7.84%。各粒级全硫含量均大于2.5%，最高达3.12%；10、11号煤层136mm级产率较高，达33.788%，灰分最高，达20.58%，硫分也最高，达3.25%。各粒级灰分变化较大，0.520mm硫分变化比较稳定，各粒级全硫含量均大于2.5%。9、1011号煤生产大样筛分试验结果见表1-6、1-7、1-8。9号煤筛分试验结果表 表1-6 级别mm内容-10010050202520131366330.50.50产率（%）4.897.358.8512.868.6912.3930.2714.70Ad（%）9.6815.1219.8915.2815.3012.569.299.05St.d（%）9.906.455.774.193.112.7510号煤筛分试验结果表 表1-7 级别mm内容-10010050202520131366330.50.50产率（%）5.498.0111.0213.697.5511.5323.5619.15Ad（%）9.6316.1819.0219.2919.0115.3111.0011.23St.d（%）4.023.543.282.822.152.3511号煤筛分试验结果表 表1-8 级别mm内容-10010050202525131366330.50.50产率（%）5.098.1710.4714.909.7814.5825.0211.90Ad（%）46.0846.1139.6538.5733.5733.3921.7516.33St.d（%）4.212.312.015.971.681.68从表中可以看出，各煤层随着粒度级的减小，其产率含量有增高趋势，灰分及硫分含量有减少的趋势，25mm以上级别煤中混有不同比例的矸石煤和硫化铁，影响原煤质量，生产部门应注意选煤矸。根据交子里精查勘探报告浮沉试验，对9、10、11号煤层可选性评价见表1-9。表1-9煤层号分选比重中 煤浮 煤可选性评价浮煤回收等级评价含量（%）Ad（%）含量（%）Ad（%）91.410.4813.3783.673.62中等可选优等1.52.6631.5291.494.51易选优等101.413.1723.2377.524.88中等可选优等1.54.9523.7085.746.15易选优等111.442.9423.1736.367.90极难选低等1.516.6432.7762.6611.73中等可选良等四、煤的工艺性能1煤的发热量（Qgr.d）1、9号煤层原煤发热量均值为31.12MJ/kg，5号原煤发热量均值为28.23MJ/kg，10号煤层发热量33.43MJ/kg左右，均属高热值煤。2煤的粘结性和结焦性9、10号煤层粘结指数（G）均值大于65，胶质层厚度（Y）大于10-30mm，均属强粘结性煤。10号煤层粘结指数（G）62.1mm，胶质层最大厚度（Y）介于017.0mm，属弱粘结性煤。3焦炭性能焦炭灰分为9.60%，焦炭硫分为1.95%，焦炭抗碎强度M40为69.0，耐磨强度M10为13.5。10号煤层由于硫分含量高，而耐磨强度也达不到冶金焦要求，则该煤层不宜直接用于炼焦。四、煤的风化与氧化根据地表岩层出露情况和该矿开采揭露资料，井田外部西北9号煤层有隐伏露头，煤层风化、氧化较严重，风化后的煤层质地疏松、水分、灰分增高，风化严重者颜色变浅。五、煤类和煤的用途1、煤类依据中国煤炭分类国家标准GB575186标准，以浮煤挥发分（Vdaf）、粘结指数（GR.I）、胶质层指数Y（mm）等指标，确定井田9、11号煤为焦煤，10号煤为瘦煤。2、煤的用途本区各煤层属炼焦煤范畴，9、11号煤可作良好的主焦煤，10号煤脱硫后可作炼焦煤及动力用煤。六、有益矿产煤系地层中广泛发育各类沉积型粘土岩，其中煤层底板粘土岩和煤层夹矸粘土有一定的开采价值，此外，尚有石灰岩和砂石等有益矿产。1、粘土岩发育有粘土岩，含植物化石，致密块状，具层理。该粘土岩矿物主要成份为高岭土，少量伊利石、地开石。煤层底板粘土岩一般Fe2O3、TiO2等有害元素含量高，不利于粘土岩的利用。2、本溪组底部的“G”层铝粘土岩本溪组普遍发育的风化壳型含铝粘土岩，本区厚25毫米，呈灰白色，致密块状，层位稳定，在矿区内皆有分布，普遍含菱铁矿及赤铁矿结核。 “G”层含铝粘土岩的主要矿物成份为高岭石，少量硬铝石、地开石、伊利石，有较多菱铁质鲕粒及赤铁矿、黄铁矿、有机质等，Al2O3含量达28.47%，Fe2O3、TiO2、MgO有害元素含量较高，不利于粘土岩的利用，其烧失量为12.75%，耐火大于1600。3、石灰岩煤系和下伏岩层中发育多层石灰岩，但太原组和本溪组的石灰岩因层薄、含泥较高，经济价值甚低，唯西部出露的奥陶系灰岩可烧制石灰和当建筑料石使用。些外，由山西组、石盒子组底部厚层砂岩可当建筑材料使用。三、瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃性、地温及地压一、瓦斯该矿现开采9号煤层，矿井瓦斯相对涌出量2.80m3/t,低瓦斯矿井。但随着该矿开采深度和面积的增加，瓦斯涌出量会发生变化，或局部聚集，因此，在今后生产中应加强瓦斯监测预防工作，以确保安全生产。二、煤尘根据本矿2007年3月采取的9号、10，11号煤层煤样，经山西省煤炭工业局测试中心检验，9号、10,11号煤层煤尘均有爆炸性危险性；（见下表110）。爆炸性危险特征表表110时间地点火焰长度（mm）最低岩粉用量（%）鉴定结论2007.12*9号40075有爆炸性2007.12*10号40075有爆炸性2007.12*11号40075有爆炸性因此，在今后开拓、生产中应注意洒水防尘，定期清理巷道壁浮尘，以杜绝煤尘爆炸事故的发生。三、煤尘和煤的自燃根据本矿2007年3月采取的9号、10号煤层煤样，经山西省煤炭工业局综合测试中心测试，9号、10,11号煤层属易自燃煤层（见下表111）。9号煤层属自燃性特征表表111时间地点吸氧量（cm3/g）自燃倾向性等级自燃倾向性2007.12*9号0.68II自燃2007.12*10号0.66II自燃2007.12*11号0.65II自燃四、地温和地压据该矿20年的开采记录和井下调查，未发现地温、地压异常现象，本井田属地温、地压正常区。 第二章 井田开拓第一节 井田境界与储量一、井田境界*煤矿位于*市西南35km处，*村南，行政区划属*市驿马乡管辖，地理坐标东经11134541113744，北纬 365653365831。井田呈形态为多边形，东西长 5.2 km，南北宽 5.1km，面积 18km2。距驿马乡5km，距南同蒲铁路介体阳泉曲支线阳泉曲火车站20km，交通便利。批准开采9号煤层，规划设计生产能力90万t/a。二、 储量计算一、地质储量1、资源/储量计算范围和工业指标参与资源/储量估算的煤层为井田内批采煤层，有9号煤层。本次工作估算各煤层未采区、采空区动用资源/储量，估算范围为资源整合后井田所圈定的范围。井田内可采煤层为肥煤，煤层倾角小于15，根据煤、泥炭地质勘查规范，煤层最低可采厚度为2.3m，最高灰分32.04%，最高硫分0.56%。井田内批采煤层均符合上述指标。2、资源/储量类型划分本次工作根据现行的煤、泥炭地质勘查规范，井田内地层平缓，构造简单；9号煤层稳定可采。矿井地质类型为“一类一型”故以不大于10001000m网度以及不超过该基本线距1/2外推500m所圈定的全部范围为探明的经济基础储量（111b）；以20002000m网度，同时以该线距的1/2外推1000m所圈定的全部范围为控制的经济基础储量（122b）；其余为推断的内蕴资源量（333）；在高级储量块段内可采边界线内推50m圈定内蕴资源量（333）。二、可采储量矿井设计资源储量=（矿井工业资源/储量永久煤柱损失） （公式2-1）设计可采储量=（设计资源/储量工广和大巷等保护煤柱）采区回采率矿井可采储量用下式计算： （公式2-1）式中： Zk设计可采储量，kt； Z设计工业资源/储量，kt； P工厂及大巷等保护煤柱，kt；C采区回采率，依据2006年实施的新煤炭工业矿井设计规范矿井采区的回采率，应符合下列规定：厚煤层不应小于75； 中厚煤层不应小于80； 薄煤层不应小于85 。该煤矿批准开采的9号煤平均厚度2.3m，故本次计算C取90% 。按照可采储量的计算公式，经过计算，矿井设计资源储量为56.72Mt，矿井可采储量为49.23Mt。三、安全煤柱说明：依据2006年实施的新煤炭工业矿井设计规范,计算矿井设计资源/储量时，应从工业资源/储量中减去井田边界、断层、防水、水库、村庄、陷落柱、河流、湖泊、公路（高速、国道、一级公路）、铁路、地面建（构）筑物等永久煤柱的煤量损失及因法律、社会环境保护等因素影响不得开采的煤柱煤量。计算设计可采储量时，应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量；其煤柱留设要求和计算方法，必须符合现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定。各种永久煤柱留设如下：井田边界煤柱为20m；断层煤柱断距大于20m时取30米左右，断距小于20米时取20米；陷落柱煤柱根据煤层厚度取2030米；大巷之间及两侧煤柱按30m留设；采空区和风氧化带隔离煤柱按20m留设；高速公路、铁路、村庄及工业场地均按级保护考虑，各留设15m维护带，按表土移动角（45）、基岩移动角（72）下推计算。第二节 生产能力及矿井工作制度一、矿井工作制度矿井设计工作日为330a，每天净提升时间为16h,班工作制度为“四六制”，及每天三个班采煤，一个班检修。实行专业工种追机作业，生产班每班割煤两刀，全队日割煤六刀，回采工作面循环进度4.8米/日。二、矿井生产能力的确定本矿井主要考虑以下因素：1储量因素：本矿井9号煤层储量一般，矿井设计资源储量为56.72Mt，矿井可采储量为49.23Mt。且煤层属于厚煤层，赋存较浅。因此，适宜建中型矿井。2开采能力因素：井田地质构造、水文地质条件简单，煤层赋存稳定，煤层倾角为近水平煤层，没有较大的地质构造。设计的矿井为低瓦斯矿井，涌水量较小。本矿井4煤层为厚煤层，现采用综采放顶煤工艺。根据本矿井的生产技术水平和管理水平，为提高矿井经济效益，则矿井生产能力宜加大。3生产环节因素：本矿主立井将采用箕斗运输，运输大巷中利用胶带运输机，工作面采煤利用综采设备。因此，矿井生产能力较大。4市场需求因素：*煤矿所产煤炭9号煤可作为动力煤，由于其煤炭市场较稳定，无论是国内市场还是国际市场缺口都很大，供不应求，开发前途相当广阔。鉴于以上条件，可行性研究报告确定*煤矿设计生产能力为0.9Mt/a。三、矿井和水平的服务年限矿井生产能力和服务年限的关系，实质上就是矿井生产能力和矿井储量的关系。在圈定的井田范围内，矿井储量一定，井型越大，服务年限越短。井型越小，服务年限越长。依据2006年实施的新煤炭工业矿井设计规范，新建矿井及其第一开采水平的设计服务年限，不宜小于表2-2规定：矿井服务年限按下式计算： T=4923(90*1.3)=42a式中：T矿井设计服务年限，a； Zk可采储量，万t； A设计生产能力，万t/a； K储量备用系数，依据2006年实施的新煤炭工业矿井设计规范计算矿井及第一开采水平设计服务年限时，储量备用系数宜采用1.31.5。本次计算取1.3 。表2-2新建矿井设计服务年限矿井设计生产能力(Mt/a)矿井设计服务年限(a)第一开采水平设计服务年限(a)煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角456.0及以上7035-3.05.06030-1.22.4502520150.450.9402015 15由上面计算知，*矿矿井设计服务年限为42a40a ，符合新建矿井的有关规定（表2-1-1）。2开采能力因素：开采能力即按矿井开采条件能保证的原煤生产能力，主要是同时生产的采区生产能力的总和。本矿井要保证原煤生产能力需同时生产的采区为一个。每个采区内同时生产的采煤工作面数为一个，矿井以单一水平来保证矿井设计能力，可以实现合理集中生产、减少初期工程量和基建投资，并能及早投产。3生产环节因素：生产环节因素主要指矿井通风，由于通风路线适中，且该矿井为低瓦斯矿，采用分区并列式通风，可以减少初期投入。4安全生产条件因素：井田内水文地质条件较简单，奥灰水对煤炭开采的影响程度较小。根据收集到邻近矿井资料，井田应以低瓦斯矿井管理，矿井生产前期和后期各设一个回风立井。煤尘有爆炸性和自燃倾向性，生产中，应提高安全生产意识，做好井下通风工作，加强瓦斯、煤尘监测管理工作。该涌水量不会制约矿井生产5.地质构造因素：井田内未发现断裂构造，地质构造简单，顶底板岩石性质较好，煤层赋存平缓，所以采区和工作面布置均不受限制，生产能力较大。市场需求因素：本矿井拟开采的煤层，煤质优良，市场需求前景非常好，因此加大开发力度不仅能产生显著的经济效益，而且能产生较好的社会效益。7.其他因素：本井田地形比较复杂，可供布置工业广场的地方不多。综合考虑以上因素，并结合矿井外部条件和主管部门批文，经过技术分析比较后，确定矿井年生产能力为90万t/a ，属于中型矿井。第三节 井田开拓一、井田内地质构造、水文地质、煤层对开采的影响井田构造简单，总体为一宽缓向斜，向斜轴轴向为近南北向。岩层走向为北东南西向，地层倾角310之间。井田内断层、陷落柱不发育，未见岩浆岩侵入现象。井田构造类型为简单，一类。井田煤层为（顶板）孔裂隙充水矿床，同时结合煤矿开采排水情况和本井田周围矿井的排水情况分析，本井田水文地质类型属简单。煤层为近水平煤层，适合大型机械开采位于山西组中下部，下距10号煤层约18.20m 。厚度1.903.70m，平均厚度2.30m,不含夹矸，属稳定可采煤层。顶板为石灰岩，底板为泥岩。二、确定开拓方式的主要原则1、因地制宜，尽量利用已有设施和设备；2、力求简化生产系统，尽量减少井巷工程量；3、适当提高机械化程度，提高生产效率，实现安全高效；4、投资少，工期短，见效快。三、开拓方案1.工业广场及井口位置确定应符合下原则（）对初期开采有利，即储量必须可靠，井巷工程量省，建井工期较短。（）应使井田两翼储量大致平衡，即井筒应位于储量中心，利于井下运输、通风和开采系统布置，减少生产经营费用。（）尽量不占良田、少占农田。充分利用地形地貌布置工业广场，以便使地面生产系统合理，便于与外界沟通，使运输方便。（）井筒应尽量避免穿过流沙层、较大含水层、较厚的冲击层、有煤和瓦斯突出的煤层以及较大面积的采空区和大断层，以减少施工困难，并尽量少压煤。（）工业广场和井筒应有良好的工程地质条件，不受洪水、岩崩、泥石流、滑坡及森林火灾的威胁。（）用斜井开拓时，应考虑井筒层位的合理选择，考虑其经济技术的合理性。2、工业场地位置的选择两方案的工业场地均选在井田的中部，该处地势较平坦，虽有一个浅沟，但可以将山削平，工程量不大。在此处可以在井下布置时，两翼储量较均衡，而且工作面推进长度较合理，工作面搬家次数较少，保持煤炭的生产效率。而且此处离公路较近，离村庄不远，矿上用电问题较易解决。如果选在其它地方，则地势起伏不平，离公路较远，还必须修路。虽然离村子较远，但生活用水和煤矿生产用电较难解决。3、开拓方案井田开拓遵循尽量利用已有井巷工程，综合考虑矿井初期投资、安全生产、技术管理、建井工期等因素，力争做到开拓方案具有较强的适应性及合理性，技术上可行，经济上合理。开拓布置时，本着合理集中、方便生产、有序接替，尽可能减少井巷工程量、多做煤巷、少做岩巷、着重考虑矿井初期开采的原则，并结合后期矿井开采的特点，提出了两个开拓方案，现分述如下：方案一：新建主立井、副立井和回风立井，采用中央并列式。主立井装备箕斗，担负矿井的原煤运输任务，兼作进风井；副立井采用灌笼提升，担负矿井的运料和排矸等辅助运输任务，并装备有人车，担负矿井的运送人员任务，兼作进风井；回风立井，担负全矿井的回风任务。煤层开采采用主水平标高为+750m，全井田共4个采区。轨道大巷和运输大巷布置在岩层中，轨道大巷布置在9号煤层底板中。在平面图中，大巷间及大巷两侧的煤柱为30米。由井底煤仓附近依次向井田西部边界布置轨道大巷、运输大巷、回风大巷。方案二：轨道大巷，运输大巷和回风大巷沿东西方向布置，大巷的西面布置成带区式开采。通风方式采用中央并列式。回风大巷和轨道大巷布置在9号煤层中，运输布置在9号煤层底板中。在平面图中，大巷间及大巷两侧的煤柱为30米。主立井装备箕斗，担负矿井的原煤运输任务，兼作进风井；副立井采用灌笼提升，担负矿井的运料和排矸等辅助运输任务，并装备有人车，担负矿井的运送人员任务，兼作进风井；回风立井，担负全矿井的回风任务。4、开拓方案技术经济比较两方案的技术比较见表2-3 表2-3 开拓方案技术比较表方案一方案二优点1、分为四个采区开采，回采率较高，剩余的三角煤较少，大巷布置较短。2、分区开采，易于管理。1、带式开采方便。2、初期投资少，投产快。缺点1、回风下山维护时间长。2、前期投资较二方案大。1、大巷中部带区式开采留有的三角煤较多，回采率低下。2、某些工作面的推进长度过长，通风阻力较大。通过上述两方案技术经济比较可知，方案一比方案二在技术及回采效率上较方案二好，故设计推荐采用方案一。四、开采水平的划分开采水平和阶段高度的确定开采水平的确定直接影响矿井的基本建设投资及生产经营费用，是井田开拓的重要参数，必须多方比较后确定。开采水平高度根据煤层赋存条件、生产技术水平及水平接替等因素综合考虑确定。应从以下几方面进行分析研究论证：（）具有合理的阶段斜长，主要考虑煤的运输、辅助运输和行人条件等。（）具有合理的区段数目。（）要有利于采区的正常接替。（）要保证开采水平有合理的服务年限和足够的储量，服务年限必须符合矿井设计规范的规定。（）要使水平垂高在经济上有利。为扩大水平的开采范围，对倾角在16以下的缓倾斜煤层，可以采用上下山开采。在井田深部受自然条件限制时，且储量不多，深部境界不一致，设置开采水平有困难或不经济时，可采用下山开采。在开采水平以上的上山煤层斜长过大，用一个阶段开采技术上有困难，安全上又不可靠时，可考虑设置辅助水平。用多水平上、下山开采的矿井，为了解决下山采区排水、通风和辅助运输等困难，也可以考虑设置辅助水平。开采近水平煤层分煤层开拓，距开采水平较远的煤层，其储量不大，设置开采水平不经济时，也可以设置辅助水平。设置开采水平时，要综合考虑各种因素，择优而定。2、开采水平的选择根据煤层赋存及开采技术条件，9号煤层中设主水平。全井田采用主开采水平开采，其中主开采水平标高为+750m。五、大巷位置的确定开拓巷道的布置应符合下列规定：（）开采近距离多煤层时，宜采用集中或分组运输大巷布置方式；煤层（组）间距大时，宜采用分层运输大巷的布置方式；（）开拓巷道不得布置在有煤与瓦斯突出危险煤层中和严重冲击地压煤层中；（）当煤层无煤与瓦斯突出危险、无冲击地压，煤层顶底板围岩较稳定、煤层较坚硬、含水量较小，或自燃发火、高瓦斯煤层采取安全措施在技术可行、经济合理时，主要运输大巷及总回风巷宜布置在煤层中；（）近水平多煤层开采，采用分层或分组布置运输大巷时，宜将开采水平分层（组）运输大巷重迭布置；（）开拓巷道布置应避开应力集中区和活动断层，且不宜沿断层布置；根据煤层赋存及开采技术条件,运输大巷、集中回风巷9号煤中沿煤掘进布置，轨道大巷布置在煤层底板，各大巷间距30m。运输巷、轨道巷和回风巷均为三心圆拱断面，运输巷和轨道巷净宽4m，净高4m，净断面积14.92，回风巷净宽4.0m，净高4m，净断面积14.92，均采用锚网喷支护（加打锚索）。运输大巷铺设胶带输送机担负运煤任务，轨道大巷铺设轨道担负辅助运输任务，回风大巷为专用回风巷。六、采区划分及开采顺序采区划分应符合下列规定：（）当井田内有对采区巷道布置和工作面回采影响较大的断层或褶曲区造时，应以其断层和褶曲轴部作为采区划分的自然边界；（）当井田地面有重要建（构）筑物，按其保护等级划分必须留设保护煤柱时，采区划分应以其保护煤柱为边界；（）当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层构造较少时，应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求，合理划分采区；（）开采有煤与瓦斯突出危险和突水威胁的煤层时，应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术措施要求，合理划采区；（）井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响，当采区划分避不开时，宜避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交；（）开采煤层群时，应按集中和分组布置开采方式的不同，划分集中煤