山西泽州天泰锦辰煤业有限公司矿井毕业设计实习报告.doc

网络（继续）教育学院毕业实习报告书第一章 矿区概述及井田地质特征第一节 矿区概述 一、地理位置 山西泽州天泰锦辰煤业有限公司矿井位于沁水煤田的东南部，地处山西省晋城市城区北东直距约15km处，泽州县巴公镇北板桥村附近，行政区划隶属泽州县巴公镇管辖。其地理坐标为东经11253091125742，北纬353809353937。 二、地形特点 该矿井井田地貌特征为低山丘陵类型，黄土覆盖面大，“V”字型冲沟发育，地势北东高南西低，最高点位于井田的北中部山包上，标高为888.50m，最低点位于井田的西南部东板桥村，标高为780.10m，最大相对高差为108.40m。 三、交通条件该矿井工业场地北距高平市区约20km，东距长(治)晋(城)高速公路约5km，南距北板桥火车站1.5km，并有运煤专线与该站相接，西部边缘为太(原)焦(作)铁路与太(原)洛(阳)公路，所产原煤均通过太(原)焦(作)铁路与太(原)洛(阳)公路销往全国，交通运输条件十分便利。交通位置详见附图1-1-3。四、居民点分布矿井井田内有10个村庄，其中北板桥村、东板桥村和坡头村位于井田西部，老凹沟村、西张村位于井田北部，城公村位于井田中部，小河西村位于井田西南部，蔡河村、沟东村位于井田东北部，王沟村位于井田东南部。五、矿井周边煤矿分布 山西泽州天泰锦辰煤业有限公司矿井井田周边与多个煤矿相邻，井田北西侧与兰花集团莒山煤矿相接、北东侧与高平市新庄煤矿相邻，并且与高平新庄煤矿界内西南角的朝阳、刘轩窑两座小煤矿相接，南西侧与山宗岭煤矿相接。详见四邻关系附图1-1-5。 六、矿区工农业生产情况 矿井所在区域分布有煤化工、煤矿、铸造、冶炼等一大批工业企业，基础设施完备。区域内土地肥沃、耕地平整，有着良好的农业生产基础。矿井建设和生产所需的原料和建筑材料，如砖瓦、水泥、石料、砂子等当地可以满足供应，钢材、木材需由外地购进。七、电力供应矿井地面主斜井工业场地已建1座35kV变电站，现有两回电源线路，一回35kV电源引自李村110kV变电站，输电距离约3km；另一回35kV电源引自北义城220kV变电站，输电距离约2.7km。供电电源可靠，质量有保证。 八、水源供应地面供水水源：根据现场调研，本矿井工业场地生活用水为原有深水井提供。深度达到奥灰水位，水质符合饮用标准，水量丰富，通过潜水泵提升至主井工业场地高位水池，可作为地面生产、生活用水的供水水源。井下供水水源：矿井正常涌水量为125m3/h，最大为250m3/h,涌水排至地面后，经净化处理，可作为矿井井下消防、洒水及井下用水设施用水水源。 九、气候条件 本区属东亚温带大陆性气候，四季分明。据晋城市气象科技咨询服务中心近40年资料，该区年平均气温11.5，1、2月份最低，极端最低气温-24.8(1956年1月21日)，平均气温5.5，6、7月份最高，极端最高气温38.6(1967年6月04日)，平均气温23.2；年均降水量573.80mm，历史最高年降水量达1010.40mm(1956年)，最低仅295.90mm(1965年)，雨季多集中在7、8、9三个月，约占全年降水量的 70，年无霜期202 d，年平均冻结天数 78.2 d，一般出现在12 月份前后，最大冻土深度0.41m，多年平均相对湿度64。春冬两季多西北风，夏秋两季多东南风和南风，风力一般34级，最大达6级左右。 十、矿区水文情况 泽州县属黄河流域沁河水系，丹河为沁河支流。井田内无常年径流的地表水系，均为季节性冲沟，雨季有洪水，向东流入井田外2.5km处丹河，经晋城与沁河相接，最后汇入黄河。河道曲折，为间歇性河流，据57、58年观测资料，流量116625m3/s，水位高出河床15m，含砂量平均4.28%。司家河水库、渠头水库分别位于司家河村北与小河西村南，两水库目前无水，另老凹沟村东还有老凹沟水库，储水面积约1500m2,水深约35m。据调查，工业广场最高洪水位标高780.0m左右，主井、副井标高为796m左右，高于最高洪水水位。 第二节 井田地质特征 一、井田地质勘探程度 2009年12月，山西同地源地质矿产技术有限公司提交了山西泽州天泰锦辰煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告，2010年7月28日, 山西省煤炭工业厅以晋煤规发(2010)725号文予以批复。按照国土资源部颁发的煤、泥炭地质勘查规范(DZ/T0215-2002)规定，井田内3、9、15号煤层地质构造简单，煤层厚度稳定，达到了勘探程度，可以作为矿井建设的地质依据。 二、区域地质 井田位于沁水煤田东南部，区域出露地层有奥陶系、石炭系、二叠系。上第三系及第四系广泛覆盖于上述各时代地层之上。 三、区域含煤概述 井田主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。1.太原组含煤地层：其主要岩性为石灰岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等。2.山西组含煤地层：其岩石组合为砂岩、泥岩及煤层，本组岩石组分以颜色深、含煤系数高为特征，其顶界划在最上一层煤(1号煤)往上的第一层段稳定砂岩(K8砂岩)之底。总体上来说，该套含煤地层沉积稳定，岩石组合特征明显，研究程度较高。 四、井田地层井田位于沁水煤田的东南部，晋城国家规划区晋城区。井田内均为黄土覆盖，根据以往地质资料，井田内发育地层由老到新为：奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组，第四系中、上更新统。现由老到新叙述如下：1.奥陶系中统峰峰组(O2f)厚度100.00m，为煤系地层之基底。其岩性为灰、深灰色厚层状石灰岩。2.石炭系中统本溪组(C2b)厚度1.506.80m，平均3.40m。由铝质泥岩、砂质泥岩与凸镜状砂岩等组成，局部含12层煤线。3.石炭系上统太原组(C3t)厚度79.33122.19m，平均90.49m，为本区主要含煤地层之一。由砂岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩与煤层组成。含石灰岩6层，煤层(煤线)9层，其中全井田稳定可采煤层2层。4.二叠系下统山西组(P1s)厚度49.20m73.59m，平均54.19m，为本井田主要含煤地层之一。由深灰色与灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤等组成。含煤3层，可采煤层1层。5.二叠系下统下石盒子组(P1x)厚度91.93m95.80m，平均95.35m。本组以K8中粒砂岩底界与山西组分界，由砂质泥岩、砂岩、泥岩、铝质泥岩组成。砂岩一般中粗粒、硅质胶结，坚硬，磨圆度好，分选性中等，上部含铝泥岩具鲕状构造，风化后呈小孔状，沿裂隙被铁锰质充填成网格状，俗称“桃花泥岩”。6.二叠系上统上石盒子组(P2s)由于地层剥蚀，井田内仅赋存下部地层，最大残留厚度65.00m。岩性以灰黄色的砂质泥岩为主，局部夹有泥岩与薄层砂岩。7.第四系中、上更新统(Q2+3)全井田分布，由黄色、浅红色亚粘土、砂砾层、钙质结核层与灰黄色松软亚粘土、亚砂土组成。厚度5.00m55.00m，平均25.00m。 详见地质综合柱状附图1-2-4。 五、井田构造1.总体构造该井田位于沁水煤田东南部，综观井田构造形态东部总体为一单斜构造，地层走向为NE；西部为背、向斜相间的褶皱带，走向随褶曲变化而变化，地层倾向NW，倾角17。未揭露断裂构造。2.褶皱在井田的西部有与沁水向斜同期形成的小褶皱，现分述如下：S1背斜位于井田西北部，轴向NEE，向SWW倾伏。S2向斜位于井田中西部，轴向近EW，向W倾伏。S3背斜位于井田的西南角处，轴向NE。3.岩浆岩井田内未发现岩浆岩侵入。综上所述，井田构造复杂程度属简单型。六、井田水文地质特征1.井田地表水体及河流泽州县属黄河流域沁河水系，丹河为沁河支流。井田内无常年径流的地表水系，均为季节性冲沟，无雨时为矿井排放短时的流水，雨季有少量的洪水，向东流入井田外2.5km处丹河。 司家河水库、渠头水库分别位于司家河村北与小河西村南，两水库目前无水，另老凹沟村东还有老凹沟水库，储水面积约1500m2,水深约35m。2.井田含水层奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层该层属岩溶裂隙含水层。由厚层状石灰岩组成，岩性致密坚硬，含方解石细脉，裂隙喀斯特较发育，富水性强弱与裂隙喀斯特发育程度有关。据2008年我公司施工的水文孔(补3钻孔)抽水实验资料显示，钻孔单位涌水量为0.0248-0.0300L/s.m，水质类型为HCO3-SO42-Ca2+Mg2+型水，PH=7.8，总硬度为497.02，单位钻孔孔口标高为809.48m，水位埋深214.10m，计算水位标高595.38m。奥灰水径流向为由西北向西南 ，依据区域三姑泉域岩溶地下水水位线图，本井奥灰水水力坡度按5%0计算，推测本井田奥灰水水位为594.00597.00m。石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙夹砂岩含水层该含水层属孔隙岩溶裂隙含水层。主要由45层石灰岩，砂岩及砂质泥岩组成，底部有15号煤，中部有9号煤。K2、K3、K4及K5灰岩为主要含水层，其中是层间的两层中细粒砂岩。据水文孔(补3钻孔)抽水实验资料显示，钻孔单位涌水量为0.0046L/s.m，水质类型为HCO3-SO42-Ca2+Mg2+型水，PH=7.8，总硬度为405.55，钻孔孔口标高为809.48m，静止水位101.80m，恢复水位102.97m，计算水位标高706.51m。因此推测井田内岩溶裂隙水水位标高为706.51m。太原组全层富水性比较弱，尤其本井田处在锥形山头，煤层露头线多在侵蚀基准面以上，补给来源有限，富水性更趋弱小。二叠系下统山西组砂岩含水层该含水层属孔隙裂隙含水层。山西组以砂岩、砂质泥岩互层为主，含主要可采煤层1层，即3号煤层。主要含水层为中部中粒砂岩(K8)，局部变为细粒砂岩与砂质泥岩互层，位于3号煤层之上。K8砂岩厚2.0026.64m，单位涌水量0.000350.057L/s.m。该层埋藏较浅，补给条件良好，富水性随季节变化明显。总体来说，本含水层蓄水性弱，经114队采水样分析为HCO3-SO42-Ca2+型水，PH=7.2-7.6，全硬度为14.57-19.56德国度，侵蚀性二氧化碳13.5531.72mg/L。基岩风化带含水层系指煤岩层的风化带。井田内风化带多处于侵蚀基准面以上，富水性弱或不含水。据114队资料，风化带处于低凹处，富水性略强，单位涌水量0.0740.098L/s.m，风化带处于较高处富水性弱甚至不含水，单位涌水量00.01L/s.m。井田内风化带深度约在3040m左右，大部属上下石盒子组及山西组上部地层，接近地表，富水性随季节性变化明显，对煤层开采影响不大。经114队采水样分析为HCO3-SO42-Ca2+Mg2+型水，PH=6.9，全硬度为12.88德国度，无侵蚀性二氧化碳。第四系松散层全层厚度5.0055.00m，平均25.00m。以亚粘土与亚砂土为主。低凹沟谷有近代冲积层。由砂层、砂砾层及次生黄土组成，为主要含水层位。据板桥水井抽水资料，单位涌水量1.57L/s.m，含水层厚度8.3m，静止水位0.98m。水样分析为HCO3-SO42-Ca2+Mg2+水，PH=7.2-7.6，全硬度为14.5719.56德国度，侵蚀性二氧化碳13.5531.72mg/L。 3.井田隔水层 井田内各含水层之间有较多的优良隔水层段。使各水层之间呈相近平行的储水系统，互不影响，井田内起主要作用的隔水层段有三层段：本溪组及15号煤下部隔水层组由泥岩、铝质泥岩、铝土岩及煤组成，厚度约15.00m，结构较紧密，隔水性较好。太原组层间隔水层组由泥岩、砂质泥岩及煤组成，厚约28.00m，厚度较大，隔水性较好。K5石灰岩上至3号煤层顶部砂岩隔水层组由泥岩、粉砂岩及煤组成，厚度一般33.00m。4.矿井充水因素分析大气降水大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿井，成为矿井充水的间接但重要的补充来源。矿井涌水量受降水的季节变化影响，具明显的动态变化特征。据调查，工业场地最高洪水位标高780m左右，主井、副井标高为796m左右，高于最高洪水水位。相邻矿井、井田内古窑及生产小煤矿该矿北西部与兰花集团莒山煤矿相接、北东部与高平市新庄煤矿相邻，并且与高平新庄煤矿界内西南角的朝阳、刘轩窑两座小煤矿相接，西南部接山宗岭煤矿。它们的共同特点是所居位置高(指开采水平)，均开采3号煤层。矿井充水主要为煤层顶板砂岩裂隙水和废窑积水的渗透。如与本矿巷道相互贯通，这些矿井的积水将直接严重地影响着井田内的安全生产，因此本矿一定要与各四邻各矿之间留设保安煤柱，今后在开采中一定要先探后掘，随时掌握四邻各矿采空区及积水情况。在井田内煤层露头一带，废窑密布，因其停废时间太久，已无从调查，3号煤层造成大面积破坏，加之由于3号煤层采空面积较大，已基本采完封闭。裂隙带局部已达地面，故古空、采空区易于积水。古空、采空区积水，既是下伏各含水层的补给源，又是直接水患所在；井田内褶皱发育，向斜构造的核部易于地下水富集； 9号煤层顶板含水层为灰岩(K5)裂隙岩溶含水层，其富水性较弱，沟通了上覆含水层及采空积水的水力联系，使得9号煤层涌水增加，从目前开采9号煤层来看，其主要水源来自于3号煤层古空、采空积水，为此该矿应注意观测，对上覆3号煤层及9号煤层采空、古空积水随时抽排，防止古空、采空区积水涌入造成水害。井田煤层顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入矿井，成为矿井充水的主要来源。在开采过程中也不排除在特殊构造部位(如隐伏断裂构造)的越层补给。15号煤层顶板为K2灰岩，以及上覆的几层灰岩据资料分析，发育有小溶洞，岩溶裂隙水易于富集，各含水层之间有着明显的水力联系，且15号煤层导水裂隙带可导通上覆9号煤层采空区，这些因素对矿井都有一定的影响，应引起足够的重视，开采15号煤层时应随时监测，以防水患发生。 构造 井田内目前尚未发现断层等对水文地质条件有所影响的地质构造。今后开采中应注意隐伏构造对井田的影响，尤其是井田东部靠近丹河地带。地表水地表水库，现均已干枯无水，井田内3号煤层古空、采空区均已封闭，故地表水体已不对3号煤层的开采产生影响。9、15号煤层开采时将会受到地表水的一定影响，主要形式为通过采空冒落裂隙带向矿井充水而增加矿井涌水，地表水溃入井下产生水害事故。采空区、古空区及小窑破坏区积水原三八煤矿3号煤层已采空，生产系统现已全部关闭。经调查，井田东北边界有古空区，受上世纪八十年代煤炭产业政策影响鼎盛时期井田内并存小煤窑数量多达十几座，再者当时行业监管松懈、生产技术落后、回采率极其有限，且各采空区、破坏区及古空区均已连通。为确保9号煤层的正常生产，该矿于2008年在井田东北、西南分别对上覆3号采空区进行了打孔放水工作（探孔总长度623.4m）均未发现积水。因9号煤层西南大部分资源已被破坏，该矿未能在此处进行规模化开采，未进行上覆采空区积水探放水工作。由于3号煤层西部底板等高线最低，各处采空区水汇聚西部。根据原矿井涌水量按照下列煤矿安全手册第五篇矿井防治水的采空区积水公式反算出积水面积。3号煤层积水量为500000m3， 积水面积1100000m2。Q静FMK1K2Q静预测采空区积水量，m3；M煤层采厚，m；F采空区水平投影积水面积，k(m2)。K1采空区积水系数（0.3）；K2回采率25%9号煤层北部、西南部及南部有大面积小窑破坏区，北、东北部有多处采空区。该矿在生产过程中采取了认真的探放水工作，所有采空区均提前采用钻孔贯通，并对各采空区进行了放水工作。经过调查，井田范围内采（古）空区有4处积水，分别位于井田内的东北部、中北部、西部及南部。根据本次调查积水面积，按照以上公式，计算出采空区积水量。（见下表）积水总面积420200m2，积水总量为114600m3。采（古）区积水、积气情况表煤层积水区编号积水区面积（m2）煤层采厚（m）积水量（m3）积气情况备注311000006.00500000有91195001.72500有2669001.78500有3589001.556800有4773001.287400有5531001.305200有62675001.3026000有奥灰水井田内补3水文孔奥灰水位标高为595.38m，推测本井田奥灰水水位为594.00597.00m。井田内批采最低煤层为15号煤层，该煤层在井田内最低底板标高为630.00m，高于奥灰水水位标高，因此井田内3、9、15号煤层开采均为不带压开采，不受奥灰水影响。5.矿井涌水量该矿3号煤层开采系统已关闭，据调查仅顶板淋水汇聚于低洼处，矿井涌水量72120m3/d。现开采9号煤层，按照目前该矿生产能力，采用富水系数法计算其涌水量。该矿生产原煤0.30Mt/a，日出煤为909t左右(每年实际出工330d)，矿井涌水量目前为7201200m3/d左右，吨煤富水系数为0.7921.320m3/t，随着生产能力提升到1.20Mt/a，日出煤3636t左右，预计涌水量为28804800m3/d。本矿及相邻矿井均未开采15号煤层，根据本矿南直距5km的晋城市润华实业有限公司泊村煤矿资料，该矿开采15号煤层，生产能力0.30Mt/a，矿井一般涌水量为750 m3/d，最大涌水量为1500 m3/d。该矿水文地质条件与本矿基本相似，根据比拟法公式，经预算，生产能力提升为1.20Mt/a，矿井一般涌水量为3000 m3/d，最大涌水量为6000 m3/d。本次设计，矿井正常涌水量为125m3/h，最大涌水量250 m3/h。 第三节 煤层特征 一、含煤性 本区含煤地层为山西组和太原组。山西组含煤三层，即1、2、3号煤层。其中1号、2号煤层为不稳定的不可采煤层，一般为煤线或缺失。3号煤层全井田稳定可采，煤层平均厚5.37m，本组地层平均厚54.19m，含煤系数9.91%。太原组含煤9层，即5、7、8、9、10、12、13、15上号和15号煤层，其中9号和15号煤为全井田稳定可采煤层。本组平均厚90.49m，煤层平均总厚6.13m，含煤系数6.77%。 二、煤层特征井田内可采煤层为山西组3号煤层和太原组的9、15号煤层,其特征见表下。1.3号煤层：位于山西组中下部，上距K8砂岩平均约36.0m，下距K7砂岩10.07m，下距9号煤层51.36m，含夹矸03层，结构简单复杂，煤层厚度变化不大，赋煤区为稳定可采煤层，到目前该矿仅余井筒与部分大巷煤柱未采，小窑开采破坏严重，煤层厚3.698.15m，平均5.53m。顶板岩性为砂质泥岩、泥岩、细粒砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。煤层在井田内东北、西南及西北部均有出露现象。井田内的3号煤层已基本采空。2.9号煤层：该煤层位于太原组中部，上距3号煤层平均51.36mm，厚度为0.801.97m，平均1.59m，煤层中一般无夹矸石，在个别钻孔中含夹矸石2层，结构简单较简单，为全井田稳定可采煤层，顶板以砂质泥岩为主，底板为砂质泥岩、泥岩。该矿目前开采9号煤层。井田东部有煤层露头。3.15号煤层：井田内全部赋存，上距9号煤层平均36.03m，厚为2.285.50m，平均3.44m，一般含夹矸02层，结构简单较简单，属全井田稳定可采煤层，顶板为石灰岩，局部地方存在泥岩伪顶，底板为铝质泥岩或泥岩。井田东部有煤层露头。煤 层 特 征 表 煤层号厚度最小-最大平均(m)层间距最小-最大平均(m) 结构(夹矸数)稳定性可采性 顶底板岩性顶板底板33.69-8.155.5349.71-54.5151.36简单复杂(0-3)稳定全井田可采细粒砂岩砂质泥岩泥岩粉砂岩炭质泥岩90.80-1.97 1.59简单较简单(0-2)稳定全井田可采砂质泥岩砂岩泥岩泥岩30.50-42.98 36.03152.28-5.50 3.44简单较简单(0-2)稳定全井田可采石灰岩泥岩铝土泥岩泥岩 三、煤层围岩性质 1.3号煤层：从多年开采情况来看，伪顶为黑色泥岩或炭质泥岩，厚0.100.20m，结构疏松，极易破碎，多随煤层开采而冒落。直接顶多为灰黑色、灰色砂质泥岩或粉砂岩，层理发育，致密坚硬，平均厚为2.70m。老顶岩性为灰白色中粒或细粒砂岩，平均厚度7.70m，致密坚硬，层理发育，呈半张开状，有方解石充填，正规循环开采，形成周期性来压垮落。底板为泥岩、炭质泥岩，易底鼓，厚约8m，不易管理。2.9号煤层：从目前开采情况看，伪顶为黑色炭质泥岩、砂质泥岩，厚0.080.25m，极易破碎，多随煤层开采而冒落；直接顶多为灰黑色、灰色砂质泥岩，层理发育，不易破碎，平均厚为3.10m；老顶为灰白色中、细粒砂岩，平均厚度为8.50m，含石英长石，致密坚硬，呈半张开状，有钙质充填，来压周期稍长，后自行垮落。底板为炭质泥岩、泥岩、砂岩，易底鼓。3.15号煤层：本矿尚未开采，从钻探资料分析，伪顶为泥岩，厚度一般为0.10m，不易管理；直接顶多为石灰岩，厚2.58m3.50m，平均3.20m；无老顶。底板为铝土泥岩或泥岩，见水易软化，不易管理。顶底板岩石物理、力学性质见下表。 岩石物理力学性质试验成果表 项目比重容重含水量%抗压(MPa)抗拉(MPa)抗剪弹性模量平均变异范围平均变异范围内摩擦角(度)凝聚力系数切线模量变形参数泊松比9号层顶2.622.61.327.626.828281.111.11.1334540.110.10.379号层底2.62.551.325.92029.6280.9110.8335040.150.160.2515号层顶2.662.620.178.878.474.883.23.43.32.94.141228.40.210.20.1515号层底2.532.510.826.326.826260.80.90.80.833124.20.180.180.22 四、煤的特征1.物理性质和煤岩特征3号煤层：黑色略带灰色，金属光泽(暗煤呈强油脂光泽)，具贝壳状断口与阶梯状断口，质地坚硬，成块性良好，含硫份较低，燃烧时火点亮，青色火烟，发烟甚少，俗名香煤，视密度1.46t/m3。9号煤层：黑色，光泽、硬度比3号煤略差，性较脆，具贝壳状断口，含硫份中等，燃烧时略有刺臭，俗名半香煤(或黄煤)，视密度1.49t/m3。15号煤层：深黑色，光泽、硬度比3号煤差，底部煤层比较松软，富含硫分与黄铁矿结核，燃烧时有恶臭，俗名臭煤，视密度1.47t/m3。2.化学性质及工艺性能井田内各煤层主要煤质化验成果详见下表。根据地质报告提供的指标结果，现将各主要煤层的煤质特征分述如下: 1)3号煤层工业分析水分(Mad)：原煤0.89%5.48%,平均1.81%;浮煤0.93%0.94%,平均0.935%。灰分(Ad)：原煤12.45%21.91%,平均15.68%;浮煤4.49%4.51%,平均4.50%。挥发分(Vdaf)：原煤6.22%19.76%,平均9.71%;浮煤5.80%6.47%,平均6.14%。硫分(Std)：原煤0.35%;浮煤0.33%0.43%,平均0.38%。发热量(Qgr,d)：原煤33.9835.60 MJ/kg，平均34.77J/kg。元素分析碳含量(Cdaf)：原煤92.90%93.43%，平均93.17%。氢含量(Hdaf)：原煤3.37%3.50%，平均3.44%。 氧含量(Odaf)：原煤1.61%1.89%，平均1.75%。 氮含量(Ndaf)：原煤1.14%1.36%，平均1.25%。 本煤层为低灰中灰，平均为低灰、特低硫、特低挥发分低挥发分，平均为特低挥发分、特高热值无烟煤。2)9号煤层工业分析水分(Mad)：原煤0.63%3.55%,平均1.87%;浮煤0.74%1.89%,平均1.07%。灰分(Ad)：原煤12.49%23.65%,平均18.51%;浮煤4.70%8.02%,平均6.48%。挥发分(Vdaf)：原煤6.93%9.13%,平均8.08%;浮煤6.23%7.09%,平均6.62%。硫分(Std)：原煤1.35%2.66%,平均1.99%;浮煤0.92%1.49%,平均1.22%。发热量(Qgr,d)：原煤26.2934.78 MJ/kg，平均32.23J/kg。元素分析 碳含量(Cdaf)：原煤84.64%92.88%，平均88.34%。 氢含量(Hdaf)：原煤2.94%3.60%，平均3.15%。 氧含量(Odaf)：原煤1.11%2.80%，平均1.94%。 氮含量(Ndaf)：原煤0.97%1.68%，平均1.16%。 本煤层为低灰中灰，平均为中灰、中硫中高硫，平均为中高硫、特低挥发分、高热值特高热值，平均为特高热值无烟煤。3)15号煤层工业分析水分(Mad)：原煤0.58%3.76%,平均1.80%;浮煤0.50%1.34%,平均0.76%。灰分(Ad)：原煤11.74%27.60%,平均18.47%;浮煤4.07%6.79%,平均5.54%。挥发分(Vdaf)：原煤7.39%11.98%,平均9.00%;浮煤6.04%9.82%,平均6.82%。硫分(Std)：原煤2.28%4.27%,平均2.96%;浮煤2.40%2.94%,平均2.69%。发热量(Qgr,d)：原煤24.3434.72 MJ/kg，平均31.77J/kg。元素分析 碳含量(Cdaf)：原煤83.42%92.25%，平均87.52%。 氢含量(Hdaf)：原煤2.86%3.60%，平均3.11%。 氧含量(Odaf)：原煤0.79%2.37%，平均1.66%。 氮含量(Ndaf)：原煤0.70%1.33%，平均0.94%。 本煤层为低灰中灰，平均为中灰、中高硫高硫，平均为中高硫、特低挥发分低挥发分，平均为低挥发分、中热值特高热值，平均为特高热值无烟煤。煤层煤质化验结果表 煤层项目3号9号15号工业分析Mad(%)原煤0.89-5.48/1.810.63-5.55/1.870.58-3.76/1.80浮煤0.93-0.94/0.940.74-1.89/1.070.50-1.34/0.76Ad(%)原煤12.45-21.91/15.6812.49-23.65/18.5111.74-27.60/18.47浮煤4.49-4.51/4.504.70-8.02/6.484.07-6.79/5.54Vdaf(%)原煤6.22-19.76/9.716.93-9.13/8.087.39-11.98/9.00浮煤5.80-6.47/6.146.23-7.09/6.626.04-9.82/6.82St.d(%)原煤0.351.35-2.66/1.992.28-4.27/2.96浮煤0.33-0.43/0.380.92-1.49/1.222.40-2.94/2.69Qb.daf (MJ/kg)原煤33.98-35.60/34.7726.29-34.78/32.2324.34-34.72/31.77元素分析Cdaf (%)原煤92.90-93.43/93.1784.64-92.88/88.3483.42-92.25/87.52Hdaf (%)原煤3.37-3.50/3.442.94-3.60/3.152.86-3.60/3.11Odaf (%)原煤1.61-1.89/1.751.11-2.80/1.940.79-2.37/1.66Ndaf (%)原煤1.14-1.36/1.250.97-1.68/1.160.70-1.33/0.94煤类WYWYWY3.可选性9号煤样的筛分试验分13-6mm、6-3mm、3-0.5mm、0.5-0mm四个粒度级进行。从9号煤层简易筛分试验结果汇总表(见下)看：13-6mm粒度级产率最高，其次为6-3mm粒度级，0.5-0mm粒度级产率最低。原煤灰分以0.5-0mm粒度级最高。 9号简易可选性筛分试验结果汇总表粒度级(mm)9号煤层15号煤层产率(%)Ad(%)产率(%)Ad(%)13-642.02415.986-327.19616.213-0.524.31517.480.5-06.46529.59合计100.0017.29本次还进行了9号煤层煤粉筛分试验(0.5-0mm)，结果见下表，由表可见煤粉产率主要集中在0.5-0.25mm级内，其次为0.25-0.125mm与0.075-0.045mm两粒级，以0.125-0.075mm粒级产率为最低。原煤灰分以0.045mm粒级最高。 9号煤粉筛分试验结果表 粒度(mm)产率%Ad(%)0.5-0.252.22523.260.25-0.1251.87926.860.125-0.0750.54730.020.075-0.0451.14534.470.0450.66943.94合计6.46529.00从浮沉试验结果汇总表见下看：9号煤层产率主要集中1.4-1.5密度级内，其次为2.0密度级内，1.8-2.0密度级产率最低；15号煤层产率主要集中1.4密度级内，达到61.58%，而且其灰分也很低，仅为5.02%，其次为2.0密度级内，产率17.27%，且其灰分高达61.47%，1.7-1.8密度级产率最低。 浮沉试验结果汇总表 密度级(kg/L)9号煤层15号煤层产率(%)Ad(%)产率(%)Ad(%)1.4061.585.021.3-1.43.704.451.4-1.576.349.3411.7810.801.5-1.65.3019.442.4116.581.6-1.75.1828.842.1425.411.7-1.81.8735.021.8-2.01.6242.462.9550.792.07.8674.2617.2761.47合计100.0016.35100.0018.07本次可选性评价按照国家标准GB/T16417-1996的规定执行。9号、15号煤层可选性综合评价见表下。9号煤层采用0.1含量法评价：假定精煤灰分为9.0%时，理论分选密度为1.56kg/L，扣除沉矸的0.1含量为13.5%，为中等可选。假定精煤灰分为10.0%时，理论分选密度为1.62kg/L，扣除沉矸的0.1含量为8.1%，为易选。15号煤层采用0.1含量法评价：假定精煤灰分为9.0%时，理论分选密度为1.95kg/L，扣除低密度物的0.1含量为8.3%，为易选。假定精煤灰分为10.0%时，理论分选密度为2.04kg/L，扣除低密度物的0.1含量为7.1%，为易选。 煤层可选性评价表煤层号 0.1 含 量 法假定精煤灰分(%)理论分选密 度精煤理论产率(%)0.1含量(%)可选性等级99.01.5612.413.5中等可选10.01.627.58.1易选159.01.952.28.3易选10.02.041.97.1易选4.煤的风氧化 3号煤层在井田西部、东南部有露头，9号、15号煤层在井田东部出露,据井田内小窑巷道揭露，在煤层露头线附近约30100m范围内煤层有风氧化现象。煤层松散，局部稍捻即碎成粉末状，光泽暗淡，裂隙发育，沿裂隙多见褐色氧化铁色圈或色带，沿煤层倾向一侧渐变过渡为正常煤层。 5.煤类及其工业用途 煤类确定依据为中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)、GB/T15224.1-2004,GB/T15224.2-2004和GB/T15224.3-2004。3号煤为低灰中灰、特低硫、特高热值之无烟煤。9号煤为低灰中灰、中硫中高硫分、高热值特高热值之无烟煤。15号煤为低灰中灰、中高硫高硫分、中热值特高热值之无烟煤。 三层煤均可作为发电粉煤锅炉、合成氨和工业、民用燃料用煤等用途。 6.瓦斯 根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年10月对山西泽州天泰锦辰煤业有限公司编制的矿井瓦斯涌出量预测报告，15号煤层以1.20Mt/a产量生产时，矿井开采时的最大绝对CH4涌出量7.50m3/min，最大相对CH4涌出量2.97m3/t，属低瓦斯矿井。 7.煤尘 根据2010年5月24日山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，9、15号煤层火焰长度均为0mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量均为0，均无爆炸危险性。 8.煤的自燃根据2010年5月24日山西省煤炭工业局综合 测试中心检验报告，9号煤层煤的吸氧量1.00cm3/g，自燃倾向性为类，属不易自燃煤层；15号煤层煤的吸氧量0.97cm3/g，自燃倾向性为类，属自燃煤层。9.地温、地压根据矿方多年观测，井下温度一般为14左右，冬季略低，9号煤层埋深平均150m左右，恒温带距地表约70m，按地温梯度每百米增高3左右，为地温、地压正常区。第二章 井田开拓第一节 井田开拓的基本问题 一、井田内地质构造、老窑范围、火区、煤层及水文条件、兼并重组整合各矿采空区等对井田开拓开采的影响井田位于沁水煤田东南部，综观井田构造形态东部总体为一单斜构造，地层走向为NE；西部为背、向斜相间的褶皱带，走向随褶曲变化而变化，地层倾向北西，倾角17。该矿15号煤层自燃倾向为类，属自燃煤层。井田内可采的15号煤层赋存稳定，为主要可采煤层，水文地质条件为中等，3、9号煤层存在采空区积水。矿井为低瓦斯矿井。由此可以看出，上述情况除了煤层自然发火、采空区积水，其它对开采基本影响不大。总的来看，开采条件是比较好的。 二、井田开拓方案1工业场地位置的选择该矿井田内现有3个生产矿井1个关闭矿井，只有原晋城市三八煤矿现有的工业场地相对开阔，地形较平坦，地面建筑可充分利用现有设施，能满足1.20Mt/a生产能力的要求。本次设计利用该场地作为资源兼并重组后矿井的工业场地。2.井田开拓方案矿井设计开拓方案主要考虑下列原则：(1)有完善的采、掘、运输、提升、通风、排水等生产环节及系统。(2)生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。(3)投产采区布置在井底附近，以缩短建井工期，节省初期基建投资。(4)井下巷道沿煤层布置，掘进速度快，费用低，并能进一步探明煤层的赋存情况。(5)近期与长远相结合，既要考虑当前效益，又要有利长远规划。基于上述原则，在现有的主副井工业场地内，利用原有闲置的斜井作为矿井的主斜井，井筒净宽3.7m,净断面9.20m2,倾角16，斜长540m,在443m 处见15号煤层，至516m处做下扎式井底煤仓，主斜井装备带式输送机和台阶扶手，担负全矿井的提煤任务，为矿井的一个进风井和一个安全出口。在主斜井北侧新掘副斜井，井筒净宽4.0m,净断面13.48m2，倾角22，斜长328m至15号煤层，副斜井铺设单轨，担负全矿井的辅助提升任务，为矿井的又一进风井和一个安全出口。在现有的风井工业场地内，新掘回风立井，井筒净直径5.0m,净断面19.63m2, 垂深177m，担负全矿井的回风任务，装备折返式梯子间，为矿井的另一安全出口。矿井开采后期，在井田中部新凿一回风立井，井筒净直径4.0m,净断面19.63m2, 垂深85m，担负全矿井的后期回风任务，装备折返式梯子间，为矿井的另一安全出口。主斜井在井底设一下扎式井底煤仓，煤仓上口与运输大巷相接，副斜井在15号煤层落底后布置井底车场，在井底车场附近设车场硐室，井底车场为平车场，与轨道大巷相接，当主、副斜井见15号煤层后平行于井田北边界向东沿15号煤层底板布置运输大巷、沿15号煤层顶板布置轨道大巷和回风大巷，巷道向东掘1400m处转向南掘三条集中巷，集中回风巷与回风立井相接，至井田南部环城高速公路停采线，形成开拓系统。在井田中部回风立井井底向东布置采区运输、轨道及回风巷道，形成井田中东部开拓系统。开拓系统将整个井田15号煤层划分为四个采区，分别为1501、1502、1503、1504采区。详见矿井开拓系统平、剖面图2-1-2、2-1-2/。 三、井口数目和位置的选择山西泽州天泰锦辰煤业有限公司矿井为兼并重组整合矿井，该矿井田内现有3个生产矿井1个关闭矿井，只有原三八煤矿已建成的斜井有利用价值，本次设计利用原三八煤矿的已有斜井作为设计的主斜井，在井田西部(原三八煤矿主、副井场地)新凿一副斜井，在井田中部(原三八煤矿副立井、回风立井场地)新凿回风立井，原三八煤矿场地地势平坦，交通便利，能满足1.20Mt/a生产能力地面布置的要求。 四、水平划分及阶段垂高的确定 根据开拓推荐方案，全井田共布置1个水平，标高为+677m，水平设在15号煤层。 五、矿井各水平、煤层、上下山和采区的开采顺序，第一水平采区划分和配采关系 根据井田开拓布置，按照煤炭工业矿井设计规范要求，并结合井田内的实际情况及工作面技术装备和管理水平，设计15号煤层布置单、双翼采区。井田共划分为4个采区，即1501、1502、1503、1504采区。首采区为1501采区，布置1个回采工作面保证矿井的设计生产能力。采区接替按编号顺序进行，采区内工作面接替顺序采用后退式或前进式。采区接替详见下表。采区接替表采区名称开采煤层可采储量(Mt)服务年限(a)接替采区1501采区15号煤层7.564.515102采区1502采区15号煤层5.223.115103采区1503采区15号煤层8.975.315104采区1504采区15号煤层10.176.1 六、“三下”采煤井田内无水体和铁路，地面有东板桥、北板坡、城公、老凹沟、西张村、东张村、蔡河、坡头、小河西、王沟、沟东、北义城、张庄13个村庄，由于井田内的村庄较大较多，矿井初期不考虑村庄搬迁。本井田开采时工业场地、井筒、井田境界等均需留设保护煤柱。斜井井筒按级保护, 立井井筒按级保护,工业场地、村庄按级保护，表土段移动角取45，岩层移动角取70。第二节 矿井基本巷道一、井筒井筒用途、布置及装备据开拓布置，达产时布置有3个井筒，即主斜井、副斜井和回风立井。1.主斜井：采用三心拱断面，净宽3.7m,净断面9.20m2, 倾角16，斜长540m，在井筒一侧装备带式输送机，担负全矿井的提煤任务，为矿井的进风井，在井筒另一侧设台阶、扶手，作为矿井的一个安全出口。2.副斜井：采用半圆拱断面，净宽4.0m,净断面13.48m2, 倾角22，斜