采矿工程毕业设计（论文）-东峰煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】.doc

编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）东峰煤矿1.2Mt/a新井设计岩巷快速掘进技术现状与展望 采矿工程2008-1班题目： 姓名： 学号： 班级： 二一二年六月全套图纸，完整版设计，加153893706中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 21080009 学 院： 应 用 技 术 学 院 专 业： 采矿工程 设计题目： 东峰煤矿1.2Mt/a新井设计 专 题： 岩巷快速掘进技术现状与展望 指导教师： 职 称： 副教授 2012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08 学生姓名 任务下达日期：2012年02月20日毕业设计日期： 2012年 03月 05日至 2012 年 06月 04日毕业设计题目：东峰煤矿1.2Mt/a新井设计毕业设计专题题目：岩巷快速掘进技术现状与展望毕业设计主要内容和要求：根据毕业设计大纲要求，毕业设计内容包括一般部分、专题部分和翻译部分共三部分。一般部分包括矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度及服务年限、井田开拓、准备方式、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全和矿井基本技术经济指标共十章。专题为岩巷快速掘进技术现状与展望;翻译部分题目为：“Perspective of coal development of china in the early 2000s”按照毕业设计大纲的内容，独立、认真完成全部工作量，说明书和设计图纸按照设计要求进行编排和绘制。按照时间分配，及时完成阶段任务，保证设计进度。完成毕业设计说明书一份，设计大图5张,小图若干张。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 日中国矿业大学2012届本科生毕业设计摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为东峰矿1.2Mt/a新井设计。东峰煤矿位于山西省晋城市高平市境内，交通便利。井田东西长约2.8km，南北长约5.5km，井田总面积为15.5km2。主采煤层为3#煤，平均倾角为4，煤层平均总厚为6m。井田地质条件较为简单。井田工业储量126.98Mt，矿井可采储量90.53Mt。矿井生产能力为1.2Mt/a，矿井服务年限为58.3a，涌水量不大，矿井正常涌水量为200m3/h，最大涌水量为250m3/h。矿井瓦斯涌出量低，属低瓦斯矿井。井田为双斜井单水平开拓，采用带区布置，采煤工艺为综采放顶煤。主运输大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用架线式电机车和调度绞车牵引矿车设备运输。矿井通风方式为中央并列式通风。矿井工作日为330 d，工作制为“四六制”。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分的题目是岩巷快速掘进技术现状与展望。英文翻译部分的题目是：Perspective of coal development of china in the early 2000s。关键词：新井设计； 综采放顶煤； 采出率； 顶板；ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part.The general part is a new design of DongFeng coal mine. DongFeng coal mine in Shanxi Province is located in jincheng, cao territory. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 2.8km,the width is about5.5km，well farmland total area is 15.5km2.The 3 is the main coal seam, and its dip angle is 3 degree. The thickness of the mine is about 6m in all. The proved reserves of the minefield are 126.98 million tons. The recoverable reserves are 90.53 million tons. The designed productive capacity is 1.2million tons percent year, and the service life of the mine is 58.3years. The normal flow of the mine is 200 m3 percent hour and the max flow of the mine is250 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal lower, for lower gas mineral well.The well farmland is a single level in an inclined well to expand, the lord transports the big lane adoption tape conveyance luck coal, The lines of subsidirary transportation of electric locomotive and scheduling winch traction harvesters transportation equipment.The mineral well well ventilated way for central be juxtaposed type airiness.The mineral well workday is a 300 ds, work system for4-6 make. The working system “three-eight” is used in the Sehe mine. It produced 330d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.The projects section rock is fast tunneling of the situation and the outlook Translated part is Perspective of coal development of china in the early 2000s。Key words: mew mine design; Coal caving； Recovery； Roof；一般部分目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1 井田概况11.1.1位置与交通11.1.2地形与地貌21.1.3气象与地震21.1.4矿区经济概况21.1.5矿区开发史及周边小窑情况21.1.6 电源、水源情况31.2 地质特征31.2.1地层及地质构造31.3 煤层特征61.3.1煤层61.3.2煤质71.3.3水文地质条件91.3.4瓦斯、煤尘、CO2112 井田境界和储量122.1 井田境界122.1.1井田境界122.1.2开采界限132.1.3井田尺寸132.2 矿井工业储量132.2.1储量计算基础132.2.2井田地质勘探132.2.3工业储量计算132.3 矿井可采储量152.3.1安全煤柱留设原则152.3.2矿井永久煤柱损失量152.3.3矿井设计际可采储量153 矿井设计生产能力及服务年限173.1 矿井工作制度173.1.1矿井每昼夜净提升小时数的确定173.2 矿井设计生产能力及服务年限173.2.1确定依据173.2.2矿井设计生产能力173.2.3矿井服务年限173.2.4井型校核184 井田开拓194.1 井田开拓的基本问题194.1.1确定井筒形式、数目、位置194.1.2工业场地的位置214.1.3开采水平的确定及采（带）区划分214.1.4方案的提出224.2 矿井基本巷道264.2.1井筒274.2.2开拓巷道324.2.3井底车场及硐室365 准备方式带区巷道布置385.1 煤层地质特征385.1.1带区位置385.1.2带区煤层特征385.1.3煤层顶底板385.1.4水文地质385.1.5地质构造385.1.6地表情况395.2 带区巷道布置及生产系统395.2.1带区准备方式的确定395.2.2带区巷道布置405.2.3带区生产系统405.2.4带区内巷道掘进方法415.2.5带区生产能力及采出率415.3 带区内主要巷道、硐室布置425.3.1带区下部车场425.3.2带区变电所435.3.3带区煤仓436 采煤方法446.1 采煤工艺方式446.1.1带区煤层特征及地质条件446.1.2采煤工艺方法的选择446.2 回采工作面设备选型与配套456.2.1回采工作面设备选型与配套456.2.2运输设备的能力验算496.2.2工作面回采工艺506.2.3工作面成本526.2.4各工艺过程注意事项546.2.4回采巷道参数557 井下运输577.1 概述587.2 带区辅助运输方式设备选型587.2.1设备选型原则587.3 大巷运输设备选择607.3.1运输方式选择607.3.2主要运输设备选型607.3.3辅助运输设备选型618 矿井提升628.1 概述628.2 主副井提升628.2.1主井提升设备628.2.2副井提升设备选型639 矿井通风与安全649.1 矿井概况、开拓方式及开采方法649.1.1矿井概况649.1.2开拓方式649.1.3开采方法649.1.4变电所、充电硐室、火药库649.1.5工作制度、人数649.2 矿井通风系统的确定649.2.1矿井通风系统的基本要求649.2.2矿井通风方式的选择659.3 带区通风679.3.1带区通风系统的定义689.3.2带区通风系统的要求689.3.3采煤工作面通风类型的确定689.3.4通风构筑物699.3.5带区通风系统评价699.3.6采煤工作面所需风量计算709.3.7掘进通风方式选择719.3.8掘进工作面所需风量计算729.3.9硐室需风量739.3.10其它巷道所需风量739.3.11矿井总风量计算739.3.12风量分配749.3.13风速验算759.4 矿井通风总阻力计算769.4.1矿井通风总阻力计算原则769.4.2通风阻力最大路线769.4.3矿井通风阻力计算769.4.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔799.5 矿井主要通风机选型799.5.1矿井的自然风压799.5.2主要通风机工况点809.5.3主要通风机选型819.5.4电动机选型839.5.5对矿井主要通风设备的要求839.6 防止特殊灾害的安全措施849.6.1瓦斯管理措施849.6.2煤尘的防治849.6.3预防井下火灾的措施849.6.4防水措施8510 设计矿井基本技术经济指标90岩巷快速掘进技术现状与展望921引言922岩巷掘进中存在的主要问题922.1 机械化装备水平低922.2 爆破参数有待进一步优化923影响因素分析933.1 人的因素933.2 机械设备因素933.3 自然因素943.4 环境因素944提高岩巷快速掘进的措施944.1 大力推广中深孔光面爆破944.2 光面爆破概述974.3 机械化设备的使用与应用1014.4 提高支护能力1074.5 提高装岩和转运的机械化程度1074.6 提高工人工作效率1085. 发展与展望108参考文献109英文原文111中文译文117参考文献121致 谢122中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第43页1 矿区概述及井田地质特征1.1 井田概况1.1.1位置与交通山西兰花东峰煤矿有限公司井田位于山西省晋城市高平市境内，是沁水煤田野川精查区的一部分，其地理座标为东经11244011124707，北纬354500354804。选定的工业场地位于高平市原村乡下董峰村，行政区划属高平市原村乡管辖，南距晋城市约41km，北距长治市64km，东距高平市15km。矿井隶属于山西兰花煤炭实业集团有限公司。本井田交通十分方便。省道曲坪线从矿井东南约6km（新线约1km）处穿过与207国道相接。井田内有三级公路与省道曲坪线相接。国铁太（原）焦（作）线从高平市西侧通过，唐安煤矿专用线在太焦铁路南陈铺站接轨，东峰煤矿规划建设的铁路专用线拟在唐安煤矿专用线的石碴厂车站接轨，专用线长约10km。交通位置详见图1-1-1。南陈铺站至全国各主要大站的铁路里程见表1-1-1。表1-1-1 南陈铺站至全国各主要大站的铁路里程表起点南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺终点新乡郑州青岛徐州汉口上海石臼所连云港天津里程(km)18323010125797601228814835967图1-1-1 矿井交通位置图1.1.2地形与地貌井田位于太行山南段西侧，地貌属剥蚀、侵蚀山地，北部为丘陵山区，南部为山前冲积阶地。井田内沟谷纵横，地势北高南低，最高点在井田北部边界，海拔+1182.7m，最低点在井田东南部，海拔+877.0m，相对高差为305.7m。1.1.3气象与地震本区属大陆性气候，四季分明，冬季寒冷少雪、夏季暖湿多雨、春秋季多风少雨。据高平市气象站观测资料，68月气温较高，最高温度可达36，12月至翌年2月气温较低，最低温度-19.2。每年平均气温为9.8。雨季集中在79月份，年降水量为517.60758.10mm，平均603.7mm（19522002年），年蒸发量为1424.201825.50mm，平均1786.40mm，无霜期183天左右，冰冻期为11月至翌年3月，冻土深度0.300.56m。风向春冬两季多西北风，夏秋两季多东南风和南风，最大风速达20m/s。根据GB50011-2001建筑抗震设计规范，本区地震烈度为6度。1.1.4矿区经济概况矿区所在的高平市主要农产品有小麦、玉米、高粱、大豆、油料和药材。工业主要有采煤、化工、炼铁、机械制造和农机修配等行业。采煤业在当地经济中占主导地位，矿区内人多地少，劳动力可就地解决。建筑材料砖、石、砂等可就地解决，水泥、石灰、钢材、木材等需外购解决。1.1.5矿区开发史及周边小窑情况东峰煤矿井田内无其它煤矿开采。井田四周有山西兰花科技创业股份公司唐安煤矿分公司、高平科兴集团南阳煤矿、高平科兴集团前和煤矿、良户煤矿（已关闭）。（详见四邻关系图1-1-2）。1、山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司位于井田南侧，唐安村北，属兰花科技创业股份公司，始建于1987年，1990年8月正式投产，设计能力0.6Mt/a，现开采3号煤层，经改扩建后现生产能力1.5Mt/a，斜井开拓，煤厚6m左右，综采放顶煤法采煤，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单。矿坑正常涌水量46m3/h。2、高平科兴集团南阳煤矿位于井田北侧及东侧，野川镇南阳村，属野川镇管辖，1995年动工，1999年投产，设计能力0.6Mt/a，批准开采3、9、15号煤层，现开采3号煤层，采用斜井开拓，改扩建后生产能力1.2Mt/a，综采放顶煤法采煤，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，矿井涌水量50-70m3/h。3、高平科兴集团前和煤矿位于井田东侧，现开采3号煤层，斜井开拓，设计能力1.2Mt/a，煤厚5.6m左右，现生产能力1.2Mt/a，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，矿井涌水量为15-20m3/h。4、良户煤矿（已关闭）位于井田东南侧，属良户村村办煤矿，斜井开拓，设计能力为90kt/a，煤厚6m左右，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，矿井涌水量为15-20m3/h，现已关闭。井田西部没有矿井开采。图1-1-2 矿井四邻关系图1.1.6 电源、水源情况1、电源矿井两回35kV电源分别引自高平城关110kV变电站和马村110kV变电站，高平城关侧电源线路采用LGJ-70钢芯铝绞线，钢筋混凝双杆架设，送电距离约为15km，线路压降为4.7%；马村侧电源线路采用LGJ-120钢芯铝绞线，钢筋混凝双杆架设，送电距离约为6km，线路压降为4.8%。正常情况下两回35kV电源线路一回工作，另一回带电备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。在工业场地设35kV变电所，35kV变电所设SZ9-10000 35/6kV 10000kVA变压器两台，变电站6 kV母线均采用单母线分段结线型式，防雷保护装置、过电压保护装置、单相接地保护装置及过负荷短路保护装置完善，技术性能符合规定要求，运行正常。供电系统技术档案齐全，各种运行、维护、检查、事故记录完善，管理维护制度健全。本矿供电电源可靠。2、水源经高平市水资源管理委员会批准，东峰煤矿在工业场地内建有深井1眼（2号水源井），取用水量丰富，水质优良的奥灰水作为本矿永久供水水源是可靠的。本矿井下正常排水量为200m3/h，最大排水量250m3/h，经净化处理达到复用水标准后，可作为矿井生产、井下消防洒水及后期选煤用水等，水量可满足要求，故矿井水源可靠。1.2 地质特征1.2.1地层及地质构造 (一) 地层井田内约三分之二为第四系黄土覆盖，出露地层为二叠系上统上石盒子组。地层由老至新依次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、上、下石盒子组及第四系。对井田地层由老到新分述如下：1奥陶系中统峰峰组(O2f)埋藏于井田深部，为煤系地层之基盘，岩性为深灰色、厚层状海相石灰岩、角砾状灰岩，夹泥灰岩和白云质灰岩，坚硬性脆，顶部常因铁质浸染而呈淡红色。2石炭系中统本溪组(C2b)平行不整合于下伏奥陶系灰岩侵蚀面之上，为一套海陆交互相沉积建造，底部为褐红色“山西式铁矿”，多呈鸡窝状分布，铁矿层之上为浅灰色G层铝土岩、粘土岩，偶夹有12层不稳定煤线及砂岩透镜体，与下伏地层呈假整合接触。本组厚度6.3216.70m，平均9.06m。3石炭系上统太原组(C3t)K1砂岩底至K7砂岩底，厚72.5884.40m，平均81.21m。连续沉积于本溪组之上，为一套海陆交互含煤建造，井田主要含煤地层之一，由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色中细粒砂岩和45层石灰岩及89层煤组成，底部以一层灰白色细粒石英砂岩(K1)与本溪组分界。4.二叠系下统山西组(P1s)K7砂岩底至K8砂岩底，厚46.5760.92m，平均51.54m。与下伏太原组连续沉积，为一套陆相碎屑岩沉积含煤建造，井田内主要含煤地层之一，由灰、灰黑色泥岩、粉砂岩和灰白色砂岩及3层煤组成，底部以一层灰色细粒砂岩(K7)与太原组分界。5.二叠系下统下石盒子组(P1x)K8砂岩底至K10砂岩底，厚73m左右。连续沉积于山西组之上，由灰绿、黄绿色砂岩，间夹灰、黄绿、局部为紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。本组以K9中细粒砂岩为界可分为上下两段，分述如下：（1）下段(P1X1)：下部为黄绿色厚层状中粗粒石英硬砂岩及灰绿色砂质泥岩、泥岩，含大量锰质结核；上部为黄色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。厚46.20m。（2）上段(P1X2)：下部为黄绿、灰绿色中粗粒石英砂岩；上部为杏黄色、黄绿色砂岩、砂质泥岩夹砂岩及紫色泥岩，其顶部为杂色含铁质鲕粒的铝土泥岩(桃花泥岩)。厚26.80m。6.二叠系上统上石盒子组(P2s)K10砂岩底至K14砂岩底，连续沉积于下石盒子组之上，井田内有出露，由黄绿色砂岩间灰、黄绿、紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。根据岩性组合特征可分为三段，本井田残留一、二段，最大残留厚度400余m。（1）第一段(P2s1)：K10砂岩底至K12砂岩底，由黄绿、黄色夹紫红色泥岩、铝土泥岩、砂质泥岩和黄绿色硬砂岩组成，夹1-3层不稳定之锰铁矿层，底部以一层黄绿色中粗粒砂岩(K10)与下伏下石盒子组分界；本段厚170220m，平均195m。（2）第二段(P2s2)：以黄绿色中细粒石英长石砂岩为主，间夹紫色、暗紫色泥岩，含菱铁质结核，底部以一层黄绿色中粗粒含砾砂岩(K12)与第一段分界，本段厚90224m，平均130m。7.第四系(Q)不整合覆盖于不同时代的地层之上，岩性为中上更新统黄土及全新统冲洪积层，沉积厚度各处不等，一般在021.00m间。图1-2-1 地层综合柱状图（二）地质构造井田总体呈一向斜构造，轴向NNW、向NW倾伏，两翼地层平缓，倾角一般为17，在此基础上发育有次一级的背向斜构造，井田内断裂构造较发育，地表以及三维地震勘探没有发现断层。1、褶曲：总体上可分为NNW和NWW向两组：（1）S1向斜：发育于井田中部，西坪村东、经窑则头村东，向南至良户村西北，轴向NNW，向N倾伏，两翼倾角15，井田内延伸长度5300m。（2）S2背斜：发育于井田东侧，由北向南经小北山，磊石街至冯村，轴向NNW，向N倾伏，两翼倾角58，井田内延伸长度900余m。（3）S3向斜：发育于井田东边界外，大北山村，与S2背斜平行展布，东翼倾角57，西翼倾角58。（4）S4背斜：发育于井田北部，为次一级构造，轴向NWSE，向NW倾伏，倾角2左右，延伸长度900m。（5）S5向斜：发育于井田北部，与S4背斜平行展布，西翼倾角2左右，东翼倾角58，延伸长度800m。（6）S6背斜：发育于井田南西，自上董峰村经水南村西至713号孔，轴向NWSE，两翼倾角平缓，1左右，向NW倾伏，井田内延伸长度2100m。（7）S7向斜：发育于井田东南部，轴向近NWW，两翼产状57，向W倾伏，井田内延伸长度900m。（8）S8背斜：发育于井田东南部S7向斜北侧与之平行展布于Y-19、5号孔一带，北翼倾角35，南翼倾角57，井田内延伸长度800m。（9）S9背斜：发育于井田东南部边界，良户村，轴向NWW，两翼倾角57，向W倾伏，井田内延伸长度1200m。（10）DS1向斜：位于井田中部，Y-17孔西，轴向近SN，延伸长度约1200m。东翼倾角58，西翼倾角510，300m范围内地震幅值约15m。（11）DS2背斜：位于井田中部，DS1向斜西，与DS1向斜基本平行，轴向近SN，延伸长度约2030m。东翼倾角611，西翼倾角46，260m范围内地震幅值约10m。（12）DS3向斜：位于井田西南部，DS2背斜西，轴向近SN，延伸长度约2120m。两翼基本对称，倾角24，460m范围内地震幅值约10m。（13）DS4背斜：位于井田西南部，DS3背斜西，轴向近SN，延伸长度约430m。两翼基本对称，倾角23，350m范围内地震幅值约10m。井田内未发现有岩浆岩侵入。综上所述，井田内构造主要以宽缓褶曲为主，局部地段较陡，就整个井田来看，总体上井田构造仍属简单类。1.3 煤层特征1.3.1煤层井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，地层总厚平均132.75m，平均含煤层总厚13.15m，平均含煤系数9.91%。山西组是井田内主要含煤地层之一，厚46.5760.92m，平均51.54m，含煤一般3层，编号自上而下为1、2、3号，其中3号煤层位于本组下部，为全区稳定可采煤层，其余为不可采煤层。煤层平均总厚度6.0m，含煤系数10.64%。太原组是井田内主要含煤地层之一，厚72.5884.40m，平均81.21m，含煤8-9层，自上而下编号为5、8-1、8、9、10、11、12、13及15号，煤层平均总厚度6.45m，含煤系数7.94%，其中9、15号煤层厚度最大为1.0m平均为0.6m、为全区不可采之煤层。井田内可采煤层为山西组的3号煤层及太原组的9、15号煤层(其特征见表1-2-1)，分述如下：表1-3-1 可采煤层特征一览表含煤地层煤层编号煤层厚度(m)煤层间距(m)煤层结构顶板岩性底板岩性煤层稳定程度备注最小-最大平均最小-最大平均矸石层数类别山西组P1s34.63-6.626.041.56-48.4544.680-3较简单砂质泥岩中砂岩粉砂岩砂质泥岩稳定一型太原组C3t90.45-0.850.60-1简单砂质泥岩泥岩砂质泥岩泥岩不稳定三型31.89-42.1535.15150.3-1.00.650-2简单石灰岩铝土岩砂质泥岩粘土岩不稳定一型1、3号煤层：位于山西组下部，上距K砂岩2.29m左右，下距15号煤层平均79.83m。煤层厚度4.636.62m，平均6.0m，可采性指数1.00，煤厚变异系数r=0.16，纯煤厚度4.506.55m，含03层泥岩及炭质泥岩夹矸，时夹黄铁矿结核，夹矸厚00.8m，平均0.15m。煤层顶板为砂质泥岩、粉砂岩、中砂岩，底板多为砂质泥岩。该煤层属全区稳定可采煤层，控制及研究程度均较高。2、9号煤层：位于太原组三段下部，上距3号煤层平均44.68m，煤层厚0.450.85m，平均0.6m，可采性指数0.69，可采范围不足全井田的1/3，煤厚变异系数为r.=0.37，为井田内全区发育、局部可采之不稳定煤层，可采区位于井田东南部，局部见有一层炭质泥岩夹矸，煤层顶板多为砂质泥岩、粉砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩。该煤层为不稳定局部可采煤层，控制及研究程度均较低。3、15号煤层：位于太原组一段顶部，上距9号煤层平均35.15m，K2灰岩为其直接顶板，煤层厚0.31.0m，平均0.65m，可采性指数0.58，煤厚变异系数为r.=0.21，为全井田不可采之稳定煤层。煤层结构简单，含02层泥岩夹矸，纯煤厚度0.31.0m，平均0.65m，煤层顶板为K2灰岩，底板为砂质泥岩、铝土岩、粘土岩。该煤层全井田不稳定不可采、控制及研究程度均较低。1.3.2煤质1、物理性质及煤岩特征3号、9号、15号煤层为黑色、灰黑色，条痕灰黑色，似金属光泽，内生裂隙发育，贝壳状断口，细中条带状结构，块状或层状构造。密度分别为1.42t/m3、1.44t/m3、1.44t/m3。各煤层以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤条带，15号煤层中夹有层状或透镜状的黄铁矿。3号煤层为半亮型煤。2、化学性质、工艺性能各可采煤层煤质化验结果汇总见表1-3-2。表1-3-2 各煤层煤质化验汇总表煤 层 号3915工业分析Mad(%)原煤0.68-3.031.670.98-1.681.320.64-3.051.30浮煤0.30-2.040.870.36-1.130.800.40-2.190.72Ad(%)原煤11.78-30.5717.1319.18-30.5024.6313.89-19.2716.15浮煤5.82-12.688.968.24-11.5010.044.40-8.386.66Vdaf(%)原煤8.75-14.8910.1710.11-12.7811.188.45-12.059.38浮煤7.65-9.228.377.75-9.148.377.07-8.047.54St,d(%)原煤0.24-0.500.351.69-5.964.912.79-4.153.42浮煤0.28-0.440.371.30-2.881.932.05-3.822.71Pd(%)原煤0.0083-0.05000.02810.0020-0.00620.00450.0002-0.00300.0017浮煤0.0092-0.04320.02510.0011-0.00310.00190.0006-0.00070.0006Qgr,v,d(MJ/kg)原煤23.56-31.1528.9524.21-27.9226.2028.36-30.3429.36浮煤32.49-32.9532.72元素分析(浮)Cdaf(%)92.00-92.6992.3791.36-91.7491.5591.28-91.3691.32Hdaf(%)3.11-3.883.653.57-3.713.643.54-3.803.67Odaf(%)1.72-2.362.061.03-1.951.491.42-1.471.45Ndaf(%)0.96-1.431.260.90-1.181.040.85-1.060.96视(相对)密度1.42-1.431.421.43-1.441.44浮煤回收率(%)38.00-71.0051.2127.00-46.0034.8328.00-60.0047.80煤类WY03WY03WY033、煤中其它有害元素磷：3号煤层磷(Pd)含量为0.0083%0.0500%，平均0.0281%，属特低磷低磷煤。9号煤层磷(Pd)含量为0.0052%0.0062%，平均0.0057%，属特低磷煤。15号煤层磷(Pd)含量为0.0002%0.0030%，平均0.0017%，属特低磷煤。氟：据1-1号孔采样测试，3号煤层中氟(F)含量为84P.P.m。氯：据1-1号孔采样测试，3号煤层氯(Cl)含量为0.028%，为特低氯煤。砷：据1-1号孔采样测试，3号煤层中砷(As)含量为0.4P.P.m。4、煤的工业用途3号煤层为低灰高灰、特低硫、中热值特高热值无烟煤。可作为良好的动力用煤、合成氨用煤。3号煤层经洗选后灰分降至5.82%12.68%，平均8.96%，全硫含量平均0.37%，可作为高炉喷吹用煤。9号煤层为中灰高灰、中高硫高硫、中热值高热值无烟煤。15号煤层为低灰中灰、中高硫高硫、高热值特高热值无烟煤。9号、15号煤可作为动力用煤。1.3.3水文地质条件（一）含水层奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层井田内隐伏于煤系地层之下，未见出露。由石灰岩、泥质灰岩及白云岩等组成，为井田内主要含水层。据本矿生活区2号水源井资料，井深在655m水平，揭露奥灰地层373.0m，局部发育有溶隙、溶孔等。抽水试验资料：单位涌水量5.99L/s.m，水位标高为621.90m，水质类型为HCO3-SO42- Ca2+Mg2+型。该含水层为一富水性不均匀的岩溶裂隙含水层。井田位于三姑泉域西北部地下水补给区附近，奥灰含水层属富水性极强的含水层。石炭系上统太原组岩溶裂隙含水层该含水层由K2、K3、K4、K5、四层石灰岩组成。单层厚0.309.24m，平均总厚度为15.75m。根据钻孔揭露情况，除个别钻孔外，一般岩溶裂隙不发育。从简易水文情况看，多数钻孔冲洗液均有少量漏失，钻孔水位变化较小。说明各层石灰岩局部发育岩溶裂隙，其中以K2、K5为主。井田内该层位未进行抽水试验。根据井田东边界外约1.3Km处水源Y-32号孔和井田东界外约1Km处的Y-12号孔抽水试验资料：Y-12号孔K5石灰岩含水层单位涌水量为0.000114 L/s.m，水位标高824.39m，水质类型为HCO3-SO42-Ca2+Ma2+ 型。Y-12号孔K2K3石灰岩含水层单位涌水量为0.000091 L/s.m。水源Y-32号孔K2K3石灰岩含水层单位涌水量为3.73L/s.m，Y-32号孔因受风化作用及构造影响，岩溶裂隙发育，溶洞高达0.9m，富水性强，而Y-12号孔K2K3石灰岩埋藏相对较深其富水性弱。一般而言，该含水层为一富水性不均匀的岩溶裂隙弱含水层。二叠系下统山西组及K8砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内无出露，包括K7、K8砂岩及3号煤层顶板砂岩裂隙含水层，构成主采3号煤层的充水水源。岩性以中粒砂岩为主，局部砂岩裂隙发育。钻进至该层位时，消耗量一般变化不明显。井田内补2-1号钻孔对该含水层进行了抽水试验。单位涌水量0.0011L/s.m，渗透系数0.0047m/d，水位标高925.71m，水质类型为HCO3- SO42-Ca2+ Mg2+型。该含水层属富水性弱的砂岩裂隙含水层。二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内大面积出露。岩性以中粒砂岩为主，层厚一般为6m左右。局部砂岩裂隙发育。井田内该层位出露泉水较多，流量一般为0.050.22L/s。据井田北部王报井田资料，单位涌水量0.0941.55L/s.m，渗透系数0.4574.60m/d，水位标高925.71m，水质类型以HCO3-Ca2+为型。该含水层属富水性弱中等的砂岩裂隙含水层。基岩风化带裂隙含水层该含水层的岩性因地而异，风化裂隙发育因岩性、构造及地形控制而不同，一般发育深度在3050m左右。该含水层一般富水性差异较大。井田内Y-19号钻孔对基岩风化带抽水试验资料为：单位涌水量0.0047L/s.m，渗透系数0.0170.033m/d，水位标高为882.75m，水质类型为HCO3-SO42-Ca2+K+Na+型。该含水层属富水性弱的砂岩裂隙含水层。松散层孔隙含水层该含水层主要由具孔隙的亚粘土、砂、砾石等组成，区内大面积出露。松散层厚度一般小于50m，一般530m。水位埋藏一般较浅，主要接受大气降水补给。该含水层渗透性好，局部含水丰富。据水井调查资料：单位涌水量0.6161.780L/s.m，水位标高为887.39m，水质类型以HCO3- Ca2+型为主。该含水层属富水性弱-中等的孔隙含水层。（二）主要隔水层石炭系上统太原组底部及中统本溪组隔水层该层主要由具塑性的铝质泥岩、粘土质泥岩及砂质泥岩等组成，位于15号煤层底板与峰峰组顶界之间，层厚平均9.06m。该层裂隙一般不发育，透水性差，隔断其上覆与下伏含水层的水力联系，一般隔水性良好。二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、砂质泥岩组成，单层厚度一般小于10m。垂向分布呈平行复合结构，阻隔上下各含水层层间的水力联系，起层间隔水作用。（三）主要含水层的补、迳、排条件井田内地表有松散层含水层及上石盒子组砂岩裂隙含水层分布，其余含水层未见出露。松散含水层主要接受大气降水的补给，向地表水及下伏风化带含水层排泄。在局部地段松散含水层与风化带含水层可互为补给含水层。基岩风化带含水层主要接受大气降水补给及松散含水层补给，由于沟谷的切割，局部以泉的形式排泄。山西组、太原组含水层在井田范围内地表无出露，与上覆各含水层、下伏奥陶系含水层均有一定厚度的隔水层相隔，水力联系微弱。含水层间夹数层隔水层，使含水层处于分散间隔状态。它们之间存在着一定的水位差，在无构造沟通或隔水层未破坏的情况下，则各含水层之间相互补给条件较差。总体来看，该含水层接受补给条件较差，迳流主要以层间迳流为主，迳流缓慢，排泄区不明显。中奥陶统含水层，井田内上覆盖层厚度大，补给条件差。由于本区地处区域地下水补给地带，地下水迳流缓慢，局部可能滞流，流向总体是由北向南。三姑泉为最终排泄点。（四）矿井涌水量及预算该矿目前开采3号 煤层，设计生产能力为1.2Mt/a。其充水水源主要为3号煤层顶板砂岩裂隙含水层及采空区积水，以顶板淋水方式向矿井充水。矿井涌水量一般为120m3/h。矿井涌水量受大气降水影响明显，在雨季期及延后的半月内，矿井涌水量增大，最大为1