采矿工程毕业设计（论文）-凤凰山矿1.20Mta新井设计（全套图纸）.doc

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文） 采矿09-5题目： 姓名： 学号： 班级： 二一三年六月 中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号 学 院： 应用技术学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 凤凰山矿1.20Mt/a新井设计 专 题： 煤矿防尘技术研究 指导教师： 职 称： 讲师 2013年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 采矿09-5 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日毕业设计日期： 年 月 日至 年 月 日毕业设计题目：毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：全套图纸，加153893706院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日一般部分第 4 页中国矿业大学2013届本科生毕业设计（论文）目 录一般不分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1矿区交通位置11.1.2井田地理位置和地形特点11.1.3矿区气候条件及地震11.1.4矿区水文条件21.2井田地质特征21.2.1地层21.2.2地质构造41.2.3矿区水位地质特征61.3煤层特征71.3.1煤层72 井田境界和储量122.1井田境界122.1.1井田范围122.1.2开采界限122.1.3井田尺寸142.2矿井工业储量152.2.1矿井储量计算基础152.2.2矿井储量计算152.3矿井可采储量162.3.1安全煤住留设原则：162.3.2边界保护煤柱损失量172.3.3工广保护煤柱损失量172.3.4井筒保护煤柱损失量172.3.5矿井可采储量计算183 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限193.1矿井工作制度193.2矿井设计生产能力193.3矿井服务年限204井田开拓214.1井田开拓的基本问题214.1.1确定井筒形式、数目及其坐标214.1.2工业场地位置、形状和面积234.1.3开采水平的确定及采盘区划分244.1.4开拓方案比较244.2 矿井基本巷道314.2.1井筒314.2.2井底车场及硐室354.2.3主要开拓巷道365准备方式-带区巷道布置405.1煤层地质特征405.1.1煤层特征405.2带区巷道布置及生产系统405.2.1采煤方法及工作面长度的确定415.2.2带区巷道的布置415.2.3生产系统425.2.4确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式425.2.5确定分带车场的形式435.2.6带区主要硐室布置445.2.7确定带区各种巷道的掘进方法445.2.8带区生产能力和采出率445.2.9工作面接替顺序466采煤方法466.1采煤工艺方式466.1.1采煤方法确定466.1.2确定采煤工艺方式466.1.3工作面参数的确定476.1.4回采工作面破煤、装煤方式496.1.5工作面采煤、运煤机械的选型506.1.6回采工作面支护方式与支架选型546.1.7各工艺过程注意事项576.1.8回采工作面吨煤成本586.1.9工作面劳动组织和作业循环图表596.1.10采煤方法和回采工艺的分析和论证616.2回采巷道布置656.2.1回采巷道布置方式及要求656.2.2回采巷道布置方式666.2.3回采巷道参数及施工技术666.2.4回采巷道支护方式667 井下运输687.1 概述687.1.1井下运输原始条件687.1.2煤炭运输方式697.1.3辅助运输方式697.1.4煤炭运输707.2带区运输设备707.2.1带区煤炭运输设备的选择707.2.2带区运输能力验算717.3大巷运输设备选择717.3.1大巷运输设备的选择717.3.2类型及规格727.3.3运输设备运输能力验算728 矿井提升738.1矿井提升739 矿井通风769.1矿井通风系统选择779.1.1确定矿井的通风系统779.1.2带区通风779.1.3回采工作面的通风方式789.1.4掘进通风829.2全矿所需风量839.2.1矿井风量计算标准及原则839.2.2矿井总风量的计算839.3全矿通风阻力的计算889.3.1矿井通风总阻力计算原则889.3.2通风阻力最大路线899.3.3通风阻力计算899.4矿井总风阻929.5矿井通风设备选择949.5.1选择主要通风机949.5.2电动机选型969.5.3对矿井主要通风设备的要求979.6安全灾害的预防措施979.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施979.6.2预防井下火灾的措施989.6.3防水措施9810 设计矿井基本技术经济指标98煤矿防尘技术初探1011 概述1011.1机械化采煤工作面的防尘1012 煤层注水1022.1煤层注水概述1022.1.1长钻孔注水1032.1.2短钻孔注水1062.1.3深孔注水1082.1.4注水效果及检验方法1082.2 采煤机降尘技术1092.2.1 采煤机截割机构参数的选择1092.2.2 采煤机喷雾降尘技术1103 机械化掘进工作面的防尘1133.1确定最佳截割参数，减少产尘量1133.2高压水射流辅助截割1133.3喷雾降尘1153.4抽尘净化1153.5通风除尘1173.5.1选择合理的通风除尘方式1183.5.2机掘工作面综合防尘技术1194 采掘工作面其它防降尘措施1204.1 添加湿润剂降尘1204.2泡沫除尘1214.3磁化水除尘121专题结语121英文原文123中文译文129参考文献134致 谢135第 134 页中国矿业大学2013届本科毕业生设计（论文）（附：井田3号，9号，15号均为可开采煤层，本设计只针对3# 煤层做研究。）1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区交通位置凤凰山矿位于山西省的东南部，晋城市城区、泽州县境内。行政区划属晋城市城区北石店镇、泽州县巴公镇管辖。地理坐标为：东经1124911”1125324”，北纬353321”353728”。图1-1 交通位置图1.1.2井田地理位置和地形特点井田位于太行山西侧，泽州盆地北端。井田内沟壑纵横，地形地貌属山地、丘陵区，北、东部为丘陵区，中、南部为山区。最高点海拔标高1064.10m(小尖山)，最低点海拔标高700.00m，最大高差364.10m，平均海拔高程800.00m左右。1.1.3矿区气候条件及地震晋城市属暖温带大陆性气候。四季分明，温和宜人，日照充足，无霜期长。据晋城市气象站资料，年平均气温11，极端日最低气温-22.8(1956年1月21日)，极端日最高气温38.6(1967年6月4日)。晋城市雨季为6、7、8三个月，年平均降雨量622.7mm，最小295.9mm(1965年)，最大1010.4mm(1956年)。年平均蒸发量1783mm，最小1393.3mm(1989年)，最大2428.3mm(1965年)。降雨量远低于蒸发量，年蒸发量是降雨量的23倍。冬、春季多西北风，夏、秋季多东南风和南风，风力一般34级，最大6级左右。每年10月中旬至来年4月中旬为霜冻期，全年霜期150180d。最大冻土深度43cm。根据GB50011-2001建筑抗震设计规范，本区地震烈度为6度。1.1.4矿区水文条件晋城市属黄河流域沁河水系。井田北部有四义河，南部有车渠河，呈树枝状展布，均属季节性河流。井田内沟谷纵横，松散层广泛分布，蓄水能力强，第四系潜水多生成于此。井田内有水库、水池多处，由于多年干旱失修，大多数除雨季外，常年无水。常年有水的较大水库有：东四义人工湖，容量52万m3；山耳东水库，库容量147万m3；车渠水库，库容量45万m3。凤凰山矿生活及生产用水主要取自奥陶系岩溶地下深层水。矿上共有8眼深井，供水量11000m3/d上下，单井出水能力在6080m3/h，基本满足生产、生活用水需求。由于种种原因，矿井资源在不断衰竭，产量下降，用水量也在不断减少。因此，供水水源不存在问题。1.2井田地质特征1.2.1地层凤凰山井田位于沁水煤田南部、晋城矿区东矿区，井田内广为第四系黄土覆盖，基岩出露面积约占井田面积的25%，主要分布于中部的山梁及沟谷地段，大部分为下石盒子组及上石盒子组中、下部地层。现结合区域资料与钻探资料，由老至新分述如下：奥陶系中统下马家沟组(O2x)以中厚层状石灰岩为主，下部夹泥质灰岩和含石膏的泥质角砾状灰岩，中下部岩溶发育，呈蜂窝状小溶洞相互连通，一般可见13层,洞内可见黄褐色沉淀物。最高的岩溶层距奥灰顶界264.27377.00m，岩溶总厚8.7064.59m，平均31.69m。本组钻探揭露最大厚度178.32m。本组岩溶发育，含水丰富，是矿区水源的重要取水层段。奥陶系中统上马家沟组(O2s)以浅灰深灰色致密性脆的厚层状石灰岩为主，次为泥质灰岩，具方解石细脉。本组厚177.04254.13m，平均207.96m。奥陶系中统峰峰组(O2f)以深灰色坚硬致密的厚层状石灰岩及角砾状灰岩为主，砾石成分较复杂。本组厚42.7986.13m，平均68.38m。出露于白马寺逆冲断层以西。石炭系中统本溪组(C2b)以灰白色铝土质泥岩为主，夹薄层砂质泥岩及细粒砂岩，局部夹薄层灰岩。为一套以泥岩为主的泻湖海湾相沉积。底部为山西式铁矿。本组厚4.0622.25m，平均9.65m。与下伏峰峰组呈平行不整合接触。石炭系上统太原组(C3t)为井田主要含煤地层之一。由深灰色灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤层组成，属三角洲和碳酸盐岩台地沉积。含煤11层，一般68层，可采2层(9、15号)。含石灰岩510层，一般5层。本组厚54.80107.72m，平均83.23m。底部以K1砂岩与本溪组呈整合接触。二叠系下统山西组(P1s)为井田主要含煤地层之一。由灰白色深灰色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤层组成，属三角洲平原和泻湖、湖沼沉积。一般含煤4层，其中3号煤为主要可采煤层。本组厚28.9891.66m，平均58.25m。底部以K7砂岩与太原组呈整合接触。二叠系下统下石盒子组(P1x)由灰色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，局部夹12层煤线及铁锰质结核。属淡水的浅湖滨湖相沉积。顶部为含铝质泥岩，富含鲕粒，俗称“桃花泥岩”，层位稳定，分布广泛，是良好的标志层。底部为灰、深灰色细中粒长石石英杂砂岩(K8)。本组厚42.1097.53m，一般78.12m。与下伏山西组呈整合接触。二叠系上统上石盒子组(P2s)本组属陆相河流和湖泊沉积。据岩性组合可分为三段：下段(P2s1)：井田中部广为分布。由黄绿、灰绿、紫红色细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。底部为中粗粒长石石英杂砂岩（10），泥质胶结，具交错层理。与下伏下石盒子组呈整合接触。本段厚72.1090.01m，一般85.78m左右。中段(P2s2)：井田内广泛出露。由杏黄色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，夹数层中厚层状粗粒长石石英杂砂岩。中部夹厚00.50m的锰铁矿层。本段厚90.6098.31m，一般96.51m。上段(P2s3)：出露于井田最高处。以灰绿色、紫红色砂质泥岩、泥岩为主，夹薄层状细粒砂岩。顶部泥岩中夹燧石条带。因受剥蚀，所见最大厚度为23.00m左右。第三系上新统(N2)由红色粘土和亚粘土组成。土质细腻，塑性好。含锰铁质结核。厚010m。与下伏地层呈角度不整合接触。第四系中更新统(Q2)分布于三级阶地。由红色亚粘土、砂砾层组成，砂砾层呈半胶结或不胶结，分选不良，磨圆度差。厚025m。与下伏地层呈角度不整合接触。第四系上更新统(Q3)分布于二级阶地。由黄色、灰白色、灰黑色亚粘土、亚砂土及砂土组成，垂直节理发育，含多量腐植质及钙质结核。厚015m。与下伏地层呈角度不整合接触。第四系全新统(Q4)分布于一级阶地及河漫滩。由亚砂土砂、砾石组成，分选不好。厚010m。与下伏地层呈角度不整合接触。1.2.2地质构造井田内除西部白马寺逆冲断层外，断裂不发育，主要为北北东向的宽缓的背、向斜和短轴的背向斜。未发现岩浆活动。在矿井生产过程中，发现有落差小于5m的断层，常见有陷落柱。总的说来，构造仍属较简单类。(1)断层白马寺逆冲断层(F1)为井田的西部边界，被第四系黄土所覆盖，出露不清，且无勘探工程控制。走向N25E，倾向NW，倾角70，落差约40m。F2断层开采3号煤层时，在3310工作面发现的正断层，走向N20W，倾向NE，倾角55，落差4.5m，延展长度约480m。F3断层开采3号煤层时，在2315工作面发现的正断层，走向N80W，倾向NE，倾角60，落差3.5m，延展长度约155m。F4断层开采3号煤层时，在4302工作面发现的正断层，走向N88E，倾向NW，倾角80，落差2.4m，延展长度约130m。层间断层及“冲刷”在3号煤层开采过程中常见有“冲刷”构造，一般只“冲刷”到3号煤层顶部约0.300.50m，最大的可“冲刷”到2.35m。“冲刷”后的充填物以砂岩为主。在“冲刷”带附近或砂岩顶板与砂质泥岩顶板交接处，易形成一系列层间正断层，煤层顶板错开，底板只有弯曲或破碎，夹石位移明显，落差甚小。(2)褶曲受白马寺逆冲断层的影响，井田内形成了挤压牵引而成背、向斜构造：二仙掌向斜(Z1)位于井田西部二仙掌村东至山耳东村一线，井田内长约3.1km。轴向近SNN20E，西翼陡立，倾角1080，东翼宽缓，倾角35，为不对称向斜。山耳东北向斜(Z2)位于井田西部山耳东村北东，延展长2.3km。轴向N15E，西翼陡立，倾角1280，东翼宽缓，倾角56，为不对称向斜。古洞墕背斜(Z3)位于井田北西部古洞墕村、西四义村北一线，井田内延展长1.7km。轴向N10W，转N45W，再转N30E，两翼倾角35。四义背斜(Z5)位于井田中北部东四义村、东四义煤矿一线，井田内长约3.7km。轴向N2045E，向南转为N10W，东翼倾角414，西翼倾角58。王庄向斜(Z6)位于兴王庄村北东、坟上村、双峰山煤矿一线，长4.2km。轴向N640E，西翼倾角7，东翼倾角7。车渠背斜(Z12)位于大车渠村西、小车渠村北一线，长1.6km。轴向N3560W，两翼倾角23。Z14背斜长1.7km，轴向N45W转N30E再转N5E，西翼倾角68，东翼倾角79。Z15向斜长1.6km,轴向N515W,西翼倾角1012,东翼倾角46。Z16背斜长1.7km，轴向N2045E，两翼倾角35。Z17向斜长2.5km，轴向N2030E，两翼倾角14。(3)陷落柱井田内陷落柱较为发育，在开采3号煤层时发现40个陷落柱(X140)，开采9号煤层时发现2个陷落柱(X41X42),且集中分布在井田中、东部。生产中曾在一个工作面见到5个陷落柱。井田内发现的陷落柱具有群生的特征，横断面呈椭圆状，长轴10133m，短轴561m，单个面积可达1207145m2，纵断面呈倒锥体，锥体内充填物杂乱无章，岩块大小不等，具棱角状。据矿方提供的资料及邻区(寺河井田)三维地震资料，陷壁角为6080。柱体内一般无水，说明陷落柱导水性差。柱体内未发现黄土，说明陷落柱生成于二叠纪以后，第四纪以前。(4)“冲刷”构造该井田内局部地段，3号煤层的老顶K砂岩直接覆盖在煤层之上，形成所谓的“同生冲刷”，在平面上呈带状、树枝状分布。这是由于分流河道改道，使原沉积的煤层顶板泥岩、砂质泥岩和部分煤层被“冲刷”而致。在“冲刷”带内，煤层变薄0.301.20m，顶板下有粉状软煤，厚0.200.80m。在水平方向与煤层直接顶板呈渐变关系。1.2.3矿区水位地质特征（1）含水层井田内主要含水层(组)从上到下有:第四系冲积层孔隙含水层及风化壳孔隙含水层潜水第四系孔隙潜水分布于四义河、车渠河等地段。含水量较为丰富，在河床地带水量大，远离河床则变小。一般含水层埋藏浅，直接接受大气降水补给，受季节影响大。 据专门水文孔抽水资料，单位涌水量(q)变化在0.0543.17L/sm之间。二叠系石炭系层间裂隙含水层二叠系含水层主要为砂岩裂隙水，本井田主要为3号煤层老顶砂岩(K)及石盒子组砂岩。据以往资料及采煤资料，含水性较微弱。钻孔抽水资料，单位涌水量(q)0.000340.062L/sm。石炭系含水层主要为K5、K2灰岩。据钻孔资料(表5-2-2)，含水性微弱，单位涌水量(q)0.00050.0849 L/sm。奥陶系中统岩溶裂隙含水层本井田奥陶系中统以中厚层状石灰岩为主，夹薄层泥质灰岩。富水段主要是下马家沟组灰岩。钻孔中见有13层溶洞发育的层段，厚约3540m。（2）隔水层本溪组底部广泛发育有铝土泥岩，其层位稳定，厚度大,是良好的隔水层。既可阻隔上层各含水层水下漏，也可阻挡奥灰岩溶承压水向上层含水层充水。（3）井田内地质构造的水文地质特征西部白马寺逆冲断层是分隔晋城矿区二个储水构造的控制条件，不导水。断层面与15号煤接触标高为750m。奥灰水位标高580m，大大低于15号煤层。因此，在开采15号煤层时，白马寺断裂带均无地下水害威胁。井田内陷落柱较发育，陷落柱分布无规律，它属奥灰岩溶塌陷形成。凡遇陷落柱的地方，煤层均遭破坏。它是沟通奥灰水的通道，在9、15号煤层底板标高低于奥灰水头580m的地段，有导通奥灰水的可能。矿井涌水量预计图1-2综合柱状图根据山西省煤炭地质公司提交的凤凰山矿煤层地质报告，预计全井田煤层开采：最大涌水量为18632m3/d（776m3/h），最小涌水量为5672m3/d（236m3/h），正常涌水量为9513m3/d（396m3/h）。其中：南翼、北翼分别独立开采时：最大涌水量为9316m3/d（388m3/h），最小涌水量为2836m3/d（118m3/h），正常涌水量为4756m3/d（198m3/h）。每翼各布置一个盘区开采时：最大涌水量为4658m3/d（194m3/h），最小涌水量为1418m3/d（59m3/h），正常涌水量为2378m3/d（99m3/h）。1.3煤层特征1.3.1煤层井田内主要含煤地层为山西组和太原组，总厚141.48m，含煤13层，煤层总厚14.25m，平均含煤系数为10.07%。其中山西组厚58.25m。含煤4层，编号为1、2、3、4号，煤层总厚7.08m，含煤系数为12.15%。其中1、2、4号煤层均不可采，唯3号煤层为主要可采煤层，平均厚4.5 m，可采含煤系数为10.47%。太原组厚83.23m。含煤9层，编号为5、7、8-1、8-2、9、11、12、13、15号，煤层总厚7.17m，含煤系数为8.61%。其中15号为主要可采煤层，其余各煤层均不可采。可采总厚3.4 m，平均可采含煤系数为4.77%。可采煤层情况详见表4-1-1。表4-1-1可采煤层情况一览表地 层单 位可采含煤系数(%)煤号煤 厚(m)间 距(m)结 构厚度变异系数 (%)可采性指数 稳定性可采性统组下二叠统山西组10.4734.549.636.1064.52简 单101稳 定可 采上石炭统太原组4.7790.806.001.70简 单381较稳定可 采29.42150.985.502.27简单较复杂311较稳定可 采1.3.2煤层的围岩性质3号煤层3号煤层位于山西组中下部，上距K10砂岩约100m左右，上距K8砂岩约31m左右，下距K7砂岩16m左右，下距9号煤层约64m左右。煤厚4.549.63m，平均4.5 m。煤层结构简单，含03层泥岩或炭质泥岩夹矸。其厚度变异系数()为10%，可采性指数(Km)为1，属稳定可采的厚煤层。顶板为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩、砂岩。炭质泥岩的抗压强度为135kg/cm2，普氏硬度系数为1.4，单向抗拉强度为8.1kg/cm2。底板为泥岩、砂质泥岩，有炭质泥岩伪底。砂质泥岩的抗压强度688kg/cm2，普氏硬度系数为6.3，软化系数0.705。老底砂岩的抗压强度614kg/cm2。9号煤层9号煤层位于太原组二段K4上石灰岩之下，下距K4石灰岩约2.50m。煤厚0.806.00m，平均1.70m。煤层结构简单，一般不含夹矸，局部含12层泥岩或炭质泥岩夹矸。其厚度变异系数()为38%，可采性指数(Km)为1，属较稳定可采煤层。其控制及研究程度较高。该煤层为三角洲平原上泥炭沼泽沉积，在支流间湾处形成的煤层较厚，在废弃河道上形成的煤层较薄。顶板为K4上石灰岩，时有炭质泥岩伪顶,有时为泥岩、砂质泥岩或砂岩。K4上石灰岩的抗压强度为1527kg/cm2。相变后抗压强度大大减低，开采中不易管理。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为石灰岩或砂岩。泥岩抗压强度为154 kg/cm2。15号煤层15号煤层位于太原组一段顶部，K2石灰岩之下，上距9号煤层29m左右，距3号煤层94m左右，下距K1砂岩4m左右。煤厚0.985.50m，平均2.27 m。煤层结构简单较复杂，含04层泥岩或炭质泥岩夹矸。其厚度变异系数()为31%，可采性指数(Km)为1，属较稳定可采煤层。其控制及研究程度与3、9号煤层比较，相对较差一些。顶板为K2石灰岩，时有炭质泥岩或泥岩伪顶。K2石灰岩抗压强度为1572 kg/cm2，是不易冒落的坚硬顶板。底板为泥岩、铝土泥岩，有时为炭质泥岩或粉、细粒砂岩。底板含铝土质较高，具可塑性，遇水易膨胀变软，抗压强度为391kg/cm2。1.3.3 煤质1）煤岩特征和机械性能表4-1-2主要标志层情况一览表地层单位标志层号岩石名称厚度(m)层间距(m)岩性特征P1xK8细粒砂岩3.006.0031.20灰、深灰色细中粒长石石英杂砂岩。P1s3煤4.549.636.10厚度大且稳定。15.88K7细粒砂岩1.0111.085.07深灰色薄层状细粒砂岩，具波状层理。4.37C3tK6石灰岩0.503.020.86深灰色，夹似层状燧石。9.57K5石灰岩0.4010.893.58深灰色，致密坚硬，含方解石脉及小斑晶，产丰富的动物化石。层位稳定。24.23K4上石灰岩0.153.650.96深灰色，为9号煤直接顶，含动物化石。4.21K4石灰岩0.984.991.48深灰色，坚硬致密，质不纯，具星点状黄铁矿。含丰富的动物化石。8.46K3石灰岩0.975.502.68深灰色，致密坚硬，偶夹燧石条带，含黄铁矿。产动物化石。5.18K2石灰岩1.2817.859.11深灰色，致密性脆，夹燧石条带，中部含泥质。含丰富的动物化石。厚度大且稳定。6.54K1细粒砂岩02.00灰深灰色细粒石英砂岩，硅质胶结，坚硬。总的讲，3号煤以光亮型煤为主，半亮型煤为辅(图4-2-1)。煤为黑色，条痕亦为黑色，断面呈贝壳状，不染手，金刚似金刚光泽，坚硬致密，坚固性系数为1.08。煤的真(相对)密度和视(相对)密度分别为1.601.62和1.50左右。孔隙率11.9(表4-2-1)。表4-2-13号煤下部软煤的部分物理性能表真(相对)密度视(相对)密度含水率(%)孔隙率(%)坚固性系数1.621.505.1011.91.08由于煤本身致密坚硬，加之煤层结构简单，宏观煤岩类型结构简，再加井田内构造简单，煤层受挤压、剪切力小，所以，3号煤成块率高，产块率高达70%左右(见表4-2-4)。据山东矿院白俊仁教授的资料，3号煤大块煤(50100 mm)的抗碎强度在84.5%93.4%之间，属高强度煤。3号煤的哈氏可磨性指数在3245之间。9、15号煤的煤岩特征和机械性能与3号煤相近。但在外观上常见黄铁矿结核和晶体，特别是15号煤。由于变质和灰分的增加，煤变的更加致密，真(相对)密度和视(相对)密度略有增加，而煤的孔隙率略有下降。煤的产块率亦很高(表4-2-2)。表4-2-2大样大粒度(mm)产率表(%)煤号采 样 点1001005050252513本级累计本级累计本级累计3斜 井20.0114.8934.9014.6849.5721.1470.71991306工作面50.1214.5764.69临 泽 矿33.5411.0344.5713.4458.0213.8171.8315黄 头 矿29.697.9437.647.8745.5011.7557.252）煤的化学组成及其特征3号煤层3号煤层3号煤全水分为5.75%，含水率5.10%，二者相近。原煤平均灰分14.28%，属低中灰煤(LMA)。灰分产率的变化标准差为4.6，属变化小的类型。灰分绝大多数在1020%之间，与矿井采的煤层样、商品样、筛分浮沉大样的灰分很相近。3号煤灰成分中的SiO2、Al2O3、Fe2O3分别为45.47%、38.72%、5.03%，高Al2O3和低Fe2O3的特征符合远海型煤的特点。煤灰熔融性软化温度(ST)为1466，属较高软化温度灰(RHST)。9号煤层9号煤煤层样的全水分为5.99%，比3号煤略有增加，符合埋深增加水分增加的规律。原煤灰分平均为16.18%，比3号煤略有增加，仍属低中灰煤(LMA)。灰分的变化标准差为5，属小中的类型，在平面上变化不大，只有在新主井附近、东北角和西南角的灰分超过20%。15号煤层原煤灰分平均为17.78%，虽比3、9号煤高，但仍属低中灰煤(LMA)。其变化标准差为4，属变化小的类型。原煤硫分平均2.07%，属中高硫煤(MHS)。与9号煤一样，该层煤中亦常见硫化铁结核和结晶，硫分主要由硫化铁硫组成(约占82%)，硫分变化标准差为0.6，仍属变化中等类型。3)煤的工艺性能热稳定性3号煤晋城3号煤的热稳定性闻名全国，远远优于阳泉矿区和北京西山等地的优质无烟煤。据白俊仁教授的资料，热稳定性TS+6为97.9%，属高热稳定性煤(HTS)