采矿工程毕业设计（论文）-阳煤开元煤矿0.9Mta新井设计【全套图纸】.doc

本科生毕业设计全套图纸，加153893706姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 开元矿0.9 Mt/a新井设计 专 题： 浅谈石港矿15101综放面瓦斯抽采治理技术 指导教师： 职 称： 讲师 2008年 6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业学院 专业年级 采矿04-2 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 日业设计题目： 开元矿0.9 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：浅谈石港矿15101综放面瓦斯抽采治理技术毕业设计主要内容和要求：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。一般部分为开元矿0.9 Mt/a新井设计。开元矿位于山西省寿阳县，交通便利。井田走向（东西）长约4.0 km，倾向（南北）长约4.6 km，井田总面积为18.27 km2。主采煤层为9#、15#煤，倾角318，平均5。煤层平均厚度分别为2.45 m、3.10 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为147.83 Mt，矿井可采储量105.15 Mt。矿井服务年限为77.89 a，涌水量不大，矿井正常涌水量为120 m3/h，最大涌水量为187.5 m3/d。矿井相对瓦斯涌出量为8.76 m3/t，为低瓦斯矿井。井田为双立井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用矿车运输。矿井通风方式为中央边界式通风。矿井年工作日为330 d，工作制度为“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、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式采区巷道布置；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。专题部分题目为浅谈石港矿15101综放面瓦斯抽采治理技术。翻译部分题目为极深条件下的高效长壁采煤。关键词：立井；采区，中央边界式通风ABSTRACTThe three parts is included in this design,i.e.,the general part, special subject part and translation.The general part is a new design of Kaiyuan mine with a production of 0.9 million t/a. Kaiyuan mine lines in ShouYang County, ShanXi province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 4.0 km ,the width is about 4.6 km, well farmland total area is 18.27 km2. No. 9 and No. 15 are the main coal seam, and its dip angle is 318, 5 for average. The thickness of the mine are about 2.45 m and 3.10 m respectively. The geological conditions of the minefield is relatively simple.The proved reserve of the minefield is 147.83 Mt. The recoverable reserve is 105.15 Mt. The designed productive capacity is 0.9 Mt/a, and the service life of the mine is 77.89 years. The normal water flow of the mine is 120 m3/h and the max flow of the mine is 187.5 m3/h. The relative gas emission rate of the mineral well is 8.76 m3/t, for low gas mineral well.The well farmland is a single level with a shaft to expand. The coal is transported by the belt conveyer in the main roadway and 1 t mine car is used as the auxiliary transportation equipment. The way of mine ventilation is central boundary ventilation.The working system “four-six” is used in Kaiyuan mine. It produces 330d/a.This general part 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.Special subject part of topics is: On the extraction treatment technology for gas of the 15101 fully mechanized caving face in Shigang mine.The title of the translation part is: High performance longwall extraction in large depth.Keywords:shaft;mining area; central boundary ventilation目 录一般设计部分1 矿区概述及井田地质特征21.1 矿区概述21.2 井田地质特征41.3 煤层特征102 井田境界和储量152.1 井田境界152.2 矿井工业储量152.3 矿井可采储量183 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限223.1 矿井工作制度223.2 矿井设计生产能力及服务年限224 井田开拓244.1 井田开拓的基本问题244.2 矿井基本巷道285 准备方式采区巷道布置365.1 煤层地质特征365.2 采区巷道布置及生产系统375.3 采区车场选型设计416 采煤方法456.1 采煤工艺方式456.2 回采巷道布置517 井下运输537.1 概述537.2 采区运输设备选择557.3 大巷运输设备选择578 矿井提升598.1 概述598.2 主副井提升599 矿井通风与安全技术629.1 矿井通风系统选择629.2 矿井风量计算及风量分配669.3 矿井通风阻力729.4 矿井通风设备选型759.5 矿井灾害的防治措施7810 矿井基本技术经济指标82专题设计部分1 绪论851.1 引言851.2 国内外瓦斯抽采治理技术研究现状861.3 我国矿井瓦斯抽放方法及其分析881.4 国内外综采面瓦斯治理现状911.5 主要研究方法和内容922 试验工作面开采技术条件922.1 石港煤业公司概况922.2 15101综放面开采技术条件933 石港煤矿15101综放面瓦斯综合治理技术963.1 顶板高抽巷边采边抽963.2 内错尾巷风排瓦斯963.3 本煤层钻孔预抽与边采边抽964 本煤层瓦斯抽采特征的实测研究1004.1 进风顺槽钻孔瓦斯抽采特征1004.2 回风平巷瓦斯抽采特征1035 主要结论及存在问题1085.1 主要结论1085.2 存在问题109翻译部分英文原文111中文译文125参考文献135致谢137 第143页中国矿业大学2009届本科生毕业设计一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通开元矿井位于山西省寿阳县城西北14 km处，行政区划属寿阳县平舒乡及南燕竹乡管辖。地理坐标：东经11259241130247，北纬375506375835。井田形状近似长方形，南北约5.2 km，东西宽约4.0 km，面积约20.8 km2。307国道、段王寿阳专用铁路从井田中部通过；太（原）旧（关）高速公路从井田外南部通过；井口至石（家庄）太（原）铁路线上的寿阳站有专用铁路支线相连，铁路专线13 km，并有货台；各乡村间均有简易公路相通，交通极为便利。开元煤矿交通位置图如图1-1所示。图1-1 开元煤矿交通位置图1.1.2 地形、地貌及水系井田位于寿阳、阳泉构造堆积盆地区的西北部，属黄土丘陵地貌；黄土梁、峁比较发育且平坦，沟谷多呈“U”字形宽谷，冲沟中有基岩出露。井田地势总的趋势为西高东低，北高南低，最高点在井田西南部的寺儿沟，标高1247.3 m；最低点在井田东南部的寺庄，标高为1062.7 m。最大高差184.6 m，一般相对高差多在40100 m之间。井田内的河流属黄河流域汾河水系。较大的河流为龙门河，自西北向东南流经井田中部，为季节性河流，平时干涸，仅在雨季形成洪流。龙门河在白家庄于人字河汇合，向东南至寿阳城折向西南入潇河，向西流入汾河。1.1.3 气象及地震烈度1）气象井田地处黄土高原，气候干燥，昼夜温差变化大，蒸发量为降水量的3.5倍，属暖温带大陆型季风气候。据寿阳气象站观测统计资料，各种气象要素特征如下：降水量：平均年降水量505.41 mm，降水多集中在69月，尤以7、8两月最多，且多为暴雨且夹有冰雹。蒸发量：平均年蒸发量1754.16 mm，年最高达2265.0 mm，年最低为1483.8 mm。气温：年平均气温7.6 ，一月份最冷，平均-8.8 ，极端最低气温为-26.2 ；七月份最热，平均气温为21.6 ，极端最高气温为35.7 。风向风速：风向夏季为东南，冬季为西北。年平均风速2.48 m/s，最大月平均3.9 m/s，最小月平均1.0 m/s。霜期及冻土深度：初霜期为9月中旬，终霜期为来年的4月中旬，长达7个月之久，全年无霜期148天。最大冻土深度为1.10 m。2）地震烈度根据山西省地震局颁布的山西省地震基本烈度区划图确定，本区属七度基本烈度区。1.1.4 矿井电源及水源1）矿井电源矿井电源引自5.2 km处的寿阳县段王35 kV变电站，并建有矿井变电所（25.6 MVA主变）及35 kV输电线路（双回路29 km）。2）矿井水源白家庄是阳煤集团公司寿阳区的集中供水水源地，现已查明水资源丰富，且水质很好，本矿井井田地处东山娘子关地下水系径流带，有丰富的深层水资源。1.1.5 矿区经济概况整个阳泉矿区跨越阳泉市，和寿阳、昔阳、和顺、左权四县，面积约为2592 km2。本区属于太行山北段，土质比较差，主要农作物有玉米、谷子、高粱豆类等。由于农田水利基本建设发展快，粮食产量逐年提高。随着矿区建设的日新月异，各县工业如煤炭、冶铁、化肥、水泥、发电、农机、轻纺、副食加工等已具相当规模。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况开元井田位于沁水煤田寿阳矿区西北部，属掩盖半掩盖型煤田。井田总体构造为走向东西，向南倾斜的单斜构造，地层倾角212，在此上发育有次一级的短轴宽缓褶曲；井田内断层发育较少，且均为正断层；在井田东侧中央隐伏有少许陷落柱，形状以椭圆形为主。井田含煤地层分布在石炭系上统山西组及二叠系下统山西组，主要可采煤层为9#和15#煤层。煤层赋存于全区，煤厚变化较小，属稳定煤层。1.2.2 地层井田内新生界地层广泛分布，基岩零星出露于沟谷之内。地层由新到老依次为：第四系，第三系，二叠系，石炭系上、中统，奥陶系中统。地层特征见表1-1。综合柱状图见图1-2。1.2.3 井田地质构造开元井田位于沁水煤田寿阳矿区西北部，阳曲一盂县纬向构造带南翼，其东西两侧受太行经向构造带和新华夏系构造的控制，南部受寿阳西洛南北向构造带的影响，整个矿区是在纬向与经向和新华夏系构造复合控制之下。井田总体构造为走向东西，向南倾斜的单斜构造。地层倾角212，在此上发育有次一级的短轴宽缓褶曲。构造属简单类。1）褶曲井田内发育较大褶曲二条。放马沟向斜:位于井田西北部，走向近东西，北翼倾角11，南翼倾角48。井田内延伸约2500 m。上峪背斜:位于井田西部，放马沟向斜南。两翼倾角46。2）断层该井田断层不是很发育，断层走向大致成北东方向，主要受东西向区域构造（即：放马沟向斜、上峪背斜）的影响，断层表述如下（见表1-2）:（1）F12正断层位于井田西北部，走向近东西，倾向南，倾角7080。为210和H1号孔所揭露，210号孔缺失K3-K2下地层，使太原组地层缩短30 m。H1号孔太原组缺失K3灰岩及其上、下部地层，使地层缩短15 m。故该断层断距在1530 m间，井田图1-2 综合柱状图内延伸长度约800 m。（2）F11正断层位于F12断层南，走向北东，倾向南东，倾角75，断距35 m，延伸长度约850 m。（3）F13正断层位于井田中部，走向近东西，倾向南，倾角5075，断距30 m，延伸长度700 m。表1-2 断层特征表断层标号断层性质落差/m延伸长度/m备注F12正断层1530800井田西北部F11正断层35850F12断层南F13正断层30700井田中部表1-1 地层特征表地质年代接触关系厚度/m地层特征系统组第四系Q全新统Q4不整合020.00分布于各大沟谷之内，为近代冲、洪积物与基岩风化砂土层。上更新统Q3整合015.00井田内广泛分布，为淡灰黄及土黄色粉质粘土、粉质砂土，含钙质结核，垂直节理发育。中更新统Q2整合10.0030.00淡红及褐黄色粉质亚粘土、粘土，夹古土壤层及13层钙质结核。底部为淡红色砂砾石层。下更新统Q1整合5.0070.00上部为橙色及深红色粘土、粉质粘土，夹多层古土壤层；中部为灰褐、黄灰色粘土夹泥灰岩薄层；下部为黄土、淡红色粉砂岩。第三系R上新统N2不整合025.00由暗紫色粘土、紫红色细砂岩、浅灰色砾石组成，不整合覆盖于各不同时代基岩之上。续表1-1 地质年代接触关系厚度/m地层特征系统组二叠系P上统P2上石盒子组P2s整合以K12（狮脑峰砂岩）为界分为上下两段：上段自K12砂岩底至K13砂岩底。主要为为灰白色厚层状含砾中粗粒砂岩，黄绿色、暗紫色细粒长石，石英砂岩与暗紫色、黄绿色砂质泥岩互层组成。本段井田内赋存不全，最大厚度不超过200m。下段自K10桃花泥岩顶面至K12砂岩底。以黄绿色、灰绿色中细粒砂岩，灰褐、暗紫等杂色砂质泥岩为主，夹黄绿色中细粒砂岩及黄褐、黄绿、紫褐色砂质泥岩。本段厚140.70188.60m，一般167.46m。下统P1下石盒子组P1x整合上部为灰绿色、灰黄色中粗粒长石、石英砂岩夹紫红色砂质泥岩、泥岩；顶部为桃花泥岩。下部由灰黄、灰绿、灰黑色中细粒砂岩，砂质泥岩、泥岩，铝质泥岩等组成；下部由灰黄、灰绿、灰黑色中细粒砂岩，砂质泥岩、泥岩，铝质泥岩等组成。山西组P1s整合主要由灰白色中细粒砂岩，深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成。底部以K7，砂岩连续沉积于太原组之上。石炭系C上统C3太原组C3t整合以K1砂岩连续沉积于本溪组之上，由灰色、灰白色砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩，深灰色石灰岩及煤层组成。9#、15#可采煤层即在本组中。中统C2本溪组C2b不整合主要由浅灰、灰色粉砂岩，砂质泥岩、泥岩，铝质泥岩及24层石灰岩组成，夹浅灰色细粒砂岩。底部为山西式铁矿及G层铝土矿，与下伏地层平行不整合接触。奥陶系O中统O2峰峰组O2f整合主要为深灰色厚层状石灰岩，角砾状灰岩，深灰、浅灰、灰黄色泥灰岩，含两层石膏层及大量石膏脉。上马家沟组O2s整合由浅灰、深灰色厚层白云质灰岩，泥岩，角砾状泥灰岩等组成，灰岩质纯致密，普遍具有不均匀岩化现象。3）陷落柱井田内已查明有两个陷落柱，分别位于井田中部与东部，其规模不同，形状以椭圆形为主。4）岩浆岩井田内无岩浆岩侵入现象，故对煤层及煤质无影响。1.2.4 水文地质1）自然条件井田地形西高东低，北高南低，地面标高+1062.7 m+1247.3 m。井田内冲积沟发育，属黄土丘陵地貌。井田内河流为白马河支流，主要有龙门河及其支流。龙门沟源于双凤山南麓，属季节性水流，流量0.15 m3/s，雨季可达8.4 m3/s。2）含水岩组井田内多被新生界覆盖，石炭系、二叠系于沟谷中零星出露。井田内主要有以下含水岩组：（1）奥陶系中统埋深130570 m，井田北部外围大面积出露。本统分上、下放马沟组及峰峰组，据区域资料，以上放马沟组石灰岩含水层富水性最强，井田南侧P44号孔，奥灰水位标高624.75 m，推测井田水位标高630 m左右，井田内仅在南缘略高于15#煤层。（2）石炭系上统太原组石灰岩溶蚀裂隙含水岩组太原组间夹于碎屑岩中的K2下、K2、K3、K4、等石灰岩为本组主要含水层，石灰岩单层厚度23 m，赋存段距40 m左右，一般富水性弱。H10号孔抽水试验，水位降深38.01 m时，单位涌水量0.0035 L/s.m，渗透系数为0.0165 m/d，水位标高913.52 m。水质属HCO3Cl-Na型，矿化度0.91 g/L。（3）二叠系砂岩裂隙含水岩组山西组、下石盒子组以碎屑岩为主。以K7、K8砂岩及3号煤层顶砂岩为主要含水层，砂岩厚度大，但不稳定，H10号孔抽水试验，水位降深62.43 m时单位涌水量为0.0004 L/sm，渗透系数0.0019 m/d，水位标高1003.07 m，水质属HCO3Cl-Na型，矿化度为0.67 g/L。上石盒子组以碎屑岩为主，以K10、K12等砂岩为主要含水层，砂岩内厚度大，但不稳定，井田南侧P44号孔放水试验，水位降深2.05m时，单位涌水量0.234 L/sm，渗透系数为0.13 m/d，水位标高1083.27 m，水质属HCO3Cl-Ca.Na型，矿化度0.33 g/L。（4）第四系砂砾石层含水岩组广泛分布的第四系更新统及分布在河谷中的第四系全新统。其砂砾石含孔隙水，当地民用水井多取该层水，水量不大。隔水层：奥灰顶面至15#煤层顶板间的岩层，以泥质岩类为主，厚80 m左右，为隔水层。石炭、二叠系各含水层间的岩层，也以泥质岩为主，厚度大，沉积稳定，为隔水层。3）矿井主要充水因素（1）二叠系砂岩裂隙含水层及太原组石灰岩溶溶裂隙含水层各含水层富水性弱，对矿井充水影响小。（2）奥陶系中统石灰岩岩溶含水层井田内绝大水位标高为630 m左右，最下一层可采煤层15#煤层底板最低标高为660 m，又由于隔水层的存在，因此一般情况下，奥灰水对矿井无影响。（3）第四系砂砾石层孔隙含水层井田内龙门河河谷第四系全新统砂砾石含水层，距3#煤100余米，经计算得出本井田3#煤开采导水裂隙带最大高度为50 m。因此，煤层开采一般不受河谷第四系含水层地下水的影响。井下遇断层及陷落柱时一般无水或水很小，导水性差。总之，本矿井水文地质条件简单。4）矿井涌水量地质报告预计矿井正常涌水量为2880 m3/d，最大涌水量为：4500 m3/d。1.2.5 其它有益矿产本井田除赋存有丰富的煤炭资源外，还赋存有石膏。石灰岩、粘土、铝土、铁矿资源。现将各种矿产简述如下：1）石膏赋存于奥陶系中统，峰峰组中部有l2层，上马家沟组1层，厚几米至三十几米。所作化学分析只有CaO，而无CaSO42H2O和CaSO4资料。一般CaO：2540%，SO3：2256%。矿石品位较好，可作制水泥的配料和制硫酸、硫酸氨的原料。2）石灰岩赋存于石炭系上统太原组、中统本溪组以及奥陶系。太原组、本溪组的石灰岩层，厚度小，质地不纯，且较少裸露，开采困难，经济价值小。奥陶系石灰岩，厚度大，个别层段质地很纯，品位高，在井田外大量出露，经济价值大。一般可用来作冶金熔剂、制水泥的原料或烧制石灰、作建材用。3）粘土、粘土岩和铝土矿粘土，赋存于第四系，井田内广泛分布，多作制砖原料。粘土岩，赋存于煤系地层中，多在煤层的顶、底出现，一般厚度小，层位不稳定，经济价值不大。铝土矿，赋存于本溪组底部，厚度不稳定，质较纯，AL2O3可达77%，SiO2：8.3%，Fe2O3：1.30%，CaO：20.98，SO3： 0.20，铝硅比9.59，达到工业开采的品位。4）铁矿主要有本溪组底的山西式铁矿，和上石盒子组中部的寿阳式铁锰矿。山西式铁矿产于本溪组底部，奥陶系风化面之上，厚度变化大，多为鸡窝状。在露头附近由赤铁矿、褐铁矿组成；在深部多为鲕状、豆状和肾状的黄铁矿结核体，常与铝土、粘土结合成铁铝岩层，呈似层状。山西式铁矿品位不稳定，部分区域可达工业品位，能够开采。寿阳式铁锰矿产于上石盒子组中部，厚01.20 m，呈扁豆状、似层状，厚度变化大、品位不稳定，无经济价值。1.3 煤层特征 1.3.1 煤层1）含煤性井田含煤地层分布在石炭系上统山西组及二叠系下统山西组。含煤层数共计17层，其中可采煤层层数5层，分别为3#、6#、8#、9#、15#煤层，计算储量煤层为9#、15#，现主采煤层为9#、15#煤层，煤层的总厚度为4.2620.85 m，平均10.17 m，含煤系数7.84%。2）可采煤层各可采煤层情况详见表1-3。（1）3#煤位于山西组中部，K下8砂岩下20 m左右。井田北部被剥蚀，西部210、23号2个孔沉缺。见煤点厚0.301.40 m。平均0.8 m。煤厚变化趋势是东厚西薄，全井田约l/2面积煤厚大于1 m。西部30号孔最薄，仅0.30 m。东南角24号孔最厚，厚度达1.4 m。西部不可采，其余部分局部可采。结构简单，不含或偶含1层夹石。顶板及岩性均以砂质泥岩和泥岩为主。本层属局部可采的不稳定煤层。（2）6#煤位于山西组下部，K7砂岩上04 m，上距3#煤18.9233.72 m。井田北部被剥蚀，23、210、216号三个孔尖灭。见煤点厚0.221.50 m，平均0.6 m。西北部H12号孔最厚，达1.5 m，东部P42号孔最薄，仅0.22 m。可采区主要分布于西部，东南部有小片可采区。偶含1层夹石，结构简单。顶板为砂质泥岩、泥岩、中、细粒砂岩。底板为中、细粒砂岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩。本层属局部可采的不稳定煤层。（3）8#煤位于太原组顶部，K7砂岩下5 m左右，6#煤下5.2017.20 m。井田北部被剥蚀，30号孔尖灭。井田西南角与9号煤合并为1层，称8+9号煤。独立分布区见煤点厚0.201.32 m，平均0.68 m。可采区主要分布于东部。偶含l层夹石，结构简单。顶底板均以砂质泥岩或泥岩为主，局部为炭质泥岩或细粒砂岩。本层属局部可采的不稳定煤层。（4）9#煤位于太原组上部，K4灰岩上20 m左右。煤厚2.302.59 m，平均2.45 m。在井田东北部有一煤厚小于0.8 m的不可采区。总体来看，中间厚，往东、西两边厚度递减。含夹石04层，岩性为泥岩或炭质泥岩，厚0.080.75 m，一般小于0.20 m，结构简单复杂。顶板为泥岩或砂质泥岩，局部为中、细粒砂岩。底板为砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩或细粒砂岩。本层属全井田可采的稳定煤层。（5）15#煤位于太原组下部，K2下石灰岩为其直接顶板，局部有薄层炭质泥岩伪顶。本层为全井田赋存最好的一层煤。独立分布区煤厚2.953.25 m，平均3.10 m。井田内仅H1号孔厚度小于3.00 m，煤厚多数大于3.00 m，属中厚煤层。全井田稳定可采。结构简单复杂，含夹石03层，岩性为泥岩，厚0.050.40 m，一般小于0.20 m。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩或细粒砂岩。本层属全井田稳定可采煤层。表1-3 煤层特征表煤层见煤点可采点尖灭点见煤点厚度/m最小-最大平均煤层间距/m最小-最大平均夹石层数变异系数可采指数稳定性3252120.30-1.400.818.92-33.7225.005.20-17.2011.700.80-18.207.2015.20-25.1020.000-14230不稳定6262130.22-1.500.60-13225不稳定8261910.20-1.320.680-13128不稳定930302.30-2.592.450-435100稳定1524242.95-3.253.100-317100稳定1.3.2 煤质1）物理性质煤的光泽为玻璃光泽或强玻璃光泽；颜色为黑色。内生裂隙不太发育，外生裂隙发育。煤的断口多呈参差状，有时为贝壳状。以条带状结构为主，亦有线理状、透镜状。均一状。构造为层状、块状构造。宏观煤岩组分：以亮煤、暗煤为主，其次为镜煤，丝炭较少，8#、9#煤含暗煤较多。宏观煤岩类型以半亮煤、光亮煤为主，其次为半暗煤、暗淡煤。据矿内及周围钻孔资料，可采煤层显微煤岩组分以镜质组为主，占74.415.5%；其次为丝质组，占13.221.8%；半镜质组最少，占1.33.8%。各煤层无机组分，占14.636.4%，8#煤最高，6#煤最低，其它均在1620%。无机组分以粘土矿物为主，占95%以上，其它为硫化物类、碳酸盐类，石英类很少。粘土矿物在煤中以充填状、分散状、团块状、粒状分布。可采煤层镜质组最大反射率1.8362.082%，随煤层层位降低而增大。煤的变质阶段3#、6#、8#煤层V阶段，9#、15#煤属VI阶段，相应的煤种为瘦煤、贫煤。2）化学性质、工艺性能：（1）3#煤：原煤灰分为11.3839.41%，平均为25.19%，精煤灰分5.7815.27%，平均为8.56%；原煤硫分为0.120.64%，平均为0.34%，精煤硫分0.300.56，平均为0.41%；原煤挥发分为14.0121.52%，平均为16.73%，精煤挥发分12.5017.00%，平均为14.20%；原煤含磷量为0.0050.011%，平均为0.008%，精煤含磷量0.0020.026%，平均为0.006%；原煤发热量为23.1231.43 MJ/kg，平均为26.72 MJ/kg。综上所述，3#煤层为中灰、特低硫、特低磷、中高热值煤。（2）6#煤：原煤灰分为6.7540.46%，平均为21.76%，精煤灰分3.9011.12%，平均为6.03%；原煤硫分为0.311.08%，平均为0.48%，精煤硫分0.290.79%，平均为0.49%；原煤挥发分为12.9019.51%，平均为15.50%，精煤挥发分12.0919.91%，平均为13.87%；原煤含磷量为0.0050.007%，平均为0.006%，精煤含磷量0.00010.020%，平均为0.0035%；原煤发热量为20.7132.12 MJ/kg，平均为27.30 MJ/kg。综上所述，6#煤层为中灰、特低硫、特低磷、特高热值煤。（3）8#煤：原煤灰分为29.7749.44%，平均为39.78%，精煤灰分5.5714.51%，平均为8.98%；原煤硫分为0.335.38%，平均为1.89%，精煤硫分0.461.76%，平均为0.75%；原煤挥发分为12.6924.53%，平均为19.90%，精煤挥发分13.3515.21%，平均为14.18%；原煤含磷量为0.0210.145%，平均为0.064%，精煤含磷量0.0040.062%，平均为0.0414%；原煤发热量为10.0723.97 MJ/kg，平均为17.4 MJ/kg。综上所述，8#煤层为中高灰、中硫、中磷、中热值煤。（4）9#煤：原煤灰分为24.6346.27%，平均为35.10%，精煤灰分6.6814.44%，平均为10.26%；原煤硫分为0.261.84%，平均为0.71%，精煤硫分0.380.82%，平均为0.54%；原煤挥发分为13.2434.51%，平均为20.03%，精煤挥发分13.3916.94%，平均为15.05%；原煤含磷量为0.0140.044%，平均为0.026%，精煤含磷量0.0020.045%，平均为0.0165%；原煤发热量为19.9725.64 MJ/kg，平均为22.15 MJ/kg。综上所述，9#煤层为中高灰、低硫、低磷、中高热值煤。（5）15#煤：原煤灰分为14.9433.26%，平均为24.47%，精煤灰分5.5410.93%，平均为8.31%；原煤硫分为0.705.76%，平均为2.81%，精煤硫分0.441.87%，平均为1.37%；原煤挥发分为11.4923.70%，平均为14.88%，精煤挥发分10.7016.00%，平均为12.40%；原煤含磷量为0.0120.022%，平均为0.017%，精煤含磷量0.0060.023%，平均为0.013%；原煤发热量为21.9429.91 MJ/kg，平均为25.44 MJ/kg。综上所述，15#煤层为中灰、中高硫、低磷、高热值煤。表1-4 煤层煤质特征表煤层项目3#6#8#9#15#Ad(%)原煤11.38-39.4125.196.75-40.4621.7629.77-49.4439.7824.63-46.2735.1014.94-33.2624.47精煤5.78-15.278.563.90-11.126.035.57-14.518.986.68-14.4410.265.54-10.938.31St.d(%)原煤0.12-0.640.340.31-1.080.480.33-5.381.890.26-1.840.710.70-5.762.81精煤0.30-0.560.410.29-0.790.490.46-1.760.750.38-0.820.540.44-1.871.37Vd af(%)原煤14.01-21.5216.7312.90-19.5115.5012.69-24.5319.9013.24-34.5120.0311.49-23.7014.88精煤12.50-17.0014.2012.09-19.9113.8713.35-15.2114.1813.39-16.9415.0510.70-16.0012.40Pd(%)原煤0.05-0.0110.0080.005-0.0070.0060.021-0.1450.0640.014-0.0440.0260.012-0.0220.017精煤0.002-0.0260.0060.0001-0.020.00350.004-0.0620.04140.002-0.0450.01650.006-0.0230.013Qb.ad(MJ/Kg)原煤23.12-31.4326.7220.71-32.1227.3010.07-23.9717.419.97-25.6422.1521.94-29.9125.44G精煤11.20-69.4030.005.00-40.8018.08.70-15.0011.8011.60-16.1014.250.10-4.002.00精煤回收率(%)原煤11.00-62.8038.8627.52-72.0750.064.30-36.0816.5410.36-33.7320.044.54-59.1538.371.3.3 煤层容重表1-5 煤层容重表煤层3#6#8#9#15#容重/tm-31.401.381.461.461.401.3.4 瓦斯井田中，坪头详查时施工的P43号孔，采有9#、15#煤瓦斯样各一个，测得瓦斯含量分别为6.54 ml/g.燃、8.64 ml/g.燃；井田外P50号钻孔，采有15号煤瓦斯样一个，瓦斯含量为14.47 ml/g燃。根据上述情况，地质报告对矿井瓦斯等级划分的参考意见：对断层、褶曲轴部等挤压带的瓦斯积聚地区应考虑瓦斯喷出的可能。因此开采时必须采取相应安全措施，确保安全生产。从以上仅有的几个资料可以看出，同一煤层随埋藏深度增加、瓦斯含量增加；同一钻孔的不同煤层，随煤层层位的降低，瓦斯含量亦增加。矿井开采向深部延伸或采下部煤层时，煤层瓦斯含量将增高，矿井瓦斯涌出量也会加大，又根据阳泉矿区多年经验，所以综合考虑将本矿定义为高瓦斯矿井。综上所述，本设计针对全矿井按高瓦斯矿井设计。1.3.5 煤尘及煤的自燃据煤科总院抚顺分院所做的煤尘爆炸性鉴定报告：开元井田内9#、15#煤煤尘均无爆炸性。据煤科总院抚顺分院所做的煤炭自燃倾向鉴定报告：开元井田内9#、15#煤均为三类不易自燃。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围井田东邻寿阳县平舒煤矿，西邻寿阳县段王煤矿，南邻阳煤集团韩庄井田、于家庄井田，北为煤层露头线。2.1.2 开采界限井田含煤地层分布在石炭系上统山西组及二叠系下统山西组。含煤层数共计17层，其中可采煤层层数5层，分别为3#、6#、8#、9#、15#煤层，只有9#、15#煤层在全井田内为稳定可采煤层，所以计算储量煤层为9#、15#，现主采煤层为9#、15#煤层，矿井设计也针对9#、15#煤。开采上限：1060 m。开采下限：630 m。2.1.3 井田尺寸井田的走向最大长度为4.06 km，最小长度为3.33 km，平均长度为3.98 km。井田倾斜方向的最大长度为5.05 km，最小长度为4.36 km，平均长度为4.59 km。煤层的倾角最大为18，最小为3，平均为7，井田平均水平宽度为3.98 km。井田赋存状况示意图如图2-1。2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算基础1）根据开元井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2）依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8 m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.70.8 m；3）依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05 m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法；6）煤层容重：9#煤层容重为1.46 t/m3，15#煤层容重为1.40 t/m3。图2-1 井田赋存状况示意图2.2.2 井田地质勘探井田地质勘探类型为精查，属详细勘探。开元井田精查地质报告是由山西省煤化局地质勘探一队分别于1974年12月提出，于1975年3月13日经山西省煤化局批准了详查报告。井田范围钻孔分布比较均匀，勘探详细。符合煤炭工业设计规范要求。煤层最小可采厚度为0.8 m。9#煤层最小可采厚度为2.30 m，最大可采厚度为2.59 m，平均2.45 m；15#煤层最小可采厚度为2.95 m，最大可采厚度为3.25 m，平均3.10 m。2.2.3 地质资源量矿井主采煤层为9#、15#煤层，其中9#煤层采用地质块段法。块段划分依据主要是煤层倾角及钻孔所揭露的煤层厚度。各块段内按算术平均法计算，具体块段划分如图2-2。15#煤层采用算术平均法计算，显然精度不如块段法。图2-2 储量块段划分示意图各块段储量及总储量见表2-1由表2-1可知9#煤地质资源量为6680.9万t。15#