山西高平科兴前和煤业有限公司煤矿勘察设计毕业论文.doc

山西高平科兴前和煤业有限公司煤矿勘察设计毕业论文一、编制设计的依据1、山西省国土资源厅2009年11月颁发的采矿许可证（证号：C1400002009111220043332）。2、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发【2009】44号“关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复”。3、山西高平科兴前和煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告。4、山西省煤炭工业厅晋煤规发【2010】179号“关于山西高平科兴前和煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”。5、山西省煤炭工业局文件“晋煤规发【2008】402号”关于高平市前和煤业有限公司矿井延伸开采15号煤层项目可行性研究报告的批复；6、晋城市煤炭工业局文件“晋市煤局规字【2008】951号”关于高平市前和煤业有限公司矿井延伸开采15号煤层项目初步设计的批复；7、山西省煤矿安全监察局晋城监察分局文件“晋煤监局字【2008】126号”关于高平市前和煤业有限公司15号煤水平延伸项目安全专篇的批复；8、山西省工商行政管理局（晋）名称预核内【2009】008112号的企业名称预先核准通知书。9、相应的国家法规、规程和标准。10、前和煤矿提供的其他相关设计资料。二、设计指导思想 在保证矿井设计规模和安全生产的前提下，尽量简化环节，因地制宜选择生产工艺，系统设计简单实用，设备选型先进合理。力争通过精心设计和科学管理，将该矿井建设成规模合理、安全条件好、机械化装备水平高，见效快、效益好、符合煤矿发展趋势的新型矿井。三、设计主要特点 尽量利用现有工业场地，设计方案充分体现市场经济的特点，减少基建投资，对满足重组整合设计后矿井生产和安全要求的的仪器和设备做到综合利用，为本矿尽快投产、实现经济效益奠定了坚实基础。1、矿井以一井一区一面达到900kt/a设计生产能力要求。2、主运输采用胶带输送机，实现了煤炭的连续运输；辅助运输采用调度绞车牵引矿车或平板车倒段运输。3、采煤工艺采用综合机械化一次采全高的采煤方法。4、井下巷道均沿煤层布置，更有利于探明地质构造和煤层赋存情况。5、充分利用现有工业场地，新掘井筒和购置机电设备。四、主要技术经济指标1、矿井设计生产能力为900kt/a，矿井总服务年限19.5a。2、井田开拓方式：斜井开拓。3、矿井以+810m一个水平开拓开采全井田15号煤层，以一个综采工作面、三个综掘工作面（两个准备一个开拓）保证矿井设计生产能力和正常生产接替。4、新增井巷工程总长8520.6m，其中煤巷7008.6m，占新增井巷工程总长度的82%，万吨掘进率94.7m。井巷新增掘进总体积110069.2m3，其中新增硐室体积为12141.8m3。5、矿井工业场地围墙内占地7.92 ha，排矸场占地0.5ha，风井场地占地1320m2。6、预计矿井生产期间出井矸石量为1500t/a（凿井初期矸石量约为5000t/a），地面筛选出的矸石为50000t/a，共计矸石为51500t/a（55000 t/a）。7、全矿用电设备工作总容量为6391.90kW，全矿最大计算有功负荷为3488.88 kW，经计算矿井年耗电量17050892.84 kWh，吨煤耗电量18.95kWh/t。8、矿井原煤全员效率为6.73 t/工，在籍职工总人数为618人。五、存在的问题及建议 1、通过地质报告分析确定井田地质构造简单，但是在15号煤层建设开采过程中，应加强矿井地质工作，注意探测隐伏的地质构造，确保安全。2、在建设生产过程中，应及时补充15号煤层瓦斯资料，以指导矿井建设生产。同时要加强煤层瓦斯监测及通风管理工作，以防瓦斯灾害。3、井田内15号煤层煤尘有爆炸危险性，建设开采过程中应按规定设置隔爆装置和设施，并注意洒水防尘，以杜绝煤尘爆炸事故的发生。4、在建设过程中，见煤后应及时补充15号煤层的煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性鉴定资料。5、地质报告分析井田内15号煤层为不易自燃容易自燃煤层，本次矿井初步设计按容易自燃煤层对待。要求矿方在今后建设生产中要及时封闭采空区及废弃巷道，严格按照煤矿安全规程相关条款规定管理，确保安全生产。6、矿井地质报告提供的矿井15号煤层涌水量预测，采用该矿东南部约15km的掌石沟煤矿相关数据作为参照。要求矿方加强水文地质工作，收集整理分析矿井水文资料，真实预测矿井涌水量数据，以指导矿井建设生产。7、在15号煤层建设开采过程中一定要加强对3号煤层采空区、古空区积水、积气及火区情况调查，预防采空区积水、积气涌入15号煤层井巷，影响安全生产。8、下山采区开采时，必须在采区形成完整的通风、排水等系统后，方可回采。9、在实际生产过程中，矿方应加强矿压观测和对K2石灰岩顶板管理，预防顶板事故的发生。10、在15号煤层建设开采过程中，应贯彻执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水方针。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置 山西高平科兴前和煤业有限公司位于高平市东北20 km处，陈区镇张家庄村西侧前和脚下，行政区划属高平市陈区镇管辖。其地理坐标为：东经：11259481130235北纬：355027355241井田位于南距沁（水）辉（县）二级公路1.5km，西距太（原）焦（作）铁路米山集运站10km，距长晋二级公路（207国道）15km，交通较为方便。详见图1-1-1。二、地形、地貌及河流 （一）地形地貌井田地处太行山中南段的泽州盆地北端，以低山丘陵为主，区内沟谷发育，基岩大面积出露，地形总体为北高南低。地形最高点位于井田南西部的山顶，标高1153.0m，最低点为东南边界处的沟谷，标高930.0m，最大相对高差223.0m。（二）水系本区属黄河流域丹河水系，井田内沟谷平时干涸无水，仅雨季有洪水沿沟排至井田中部靠东边界外的王村水库，再经东仓河向西南注入丹河。据调查该水库常年有水，水位埋深7-8m，主要受大气降水补给。三、气象及地震情况 本区属暖温带半湿润大陆性气候，一年四季分明，昼夜温差大，冬春干旱多风，夏季温湿多雨，秋季云高气爽。据高平市历年观测资料，年降水量为295.9-1010.4mm，平均643.1mm，降水量多集中在7、8、9三个月。年蒸发量为1480.9-2428.3mm，平均1764.9mm，蒸发量为降水量的2-3倍。年平均气温为10.9。一般7-8月份气温最高，日最高气温为38.5(1978.6.30)，12月至次年1月间气温最低，日最低气温为-23.1(1972.1.2)。最大冻土深度54cm，年无霜期191天，夏季最大风速17.0m/s（SSW），冬季最大风速18.4m/s（NW）。据历史记载地震台网监测，上世纪70年代之前，晋城地区共发生过5级以上地震1次，5级以下地震44次，最大地震是1303年9月发生在高平的5.5级地震。根据建筑抗震设计规范GB500112001中国地震动参数区划图GB18306-2001，该地区地震动峰值加速度和地震动反应谱周期分别为0.05和0.45g。根据国家地震局1:400万中国地震综合等震线图，本区地震设防烈度为度区。四、煤炭运输条件山西高平科兴前和煤业有限公司位于高平市区东北部陈区镇，南距沁（水）辉（县）二级公路1.5km，西距太（原）焦（作）铁路米山集运站10km，距长晋二级公路（207国道）15km，交通较为方便。五、电源、水源情况（一）电源情况现矿井两回路分别引自浩庄35kV变电站10kV896线路和三甲北庄110V变电站10kV837线路，本次设计工业场地设10kV变电站。（二）水源情况矿井利用在工业场地西部现有郭家沟联片供水深井一眼，取深部奥陶系岩溶裂隙水，根据水文地质资料，深部奥陶系岩溶裂隙含水层含水丰富、水质尚好，单井出水量大约为960m3/d。可作为本矿永久供水水源，能够满足本设计工业场地的生产、生活及消防等用水。第二节 地质特征一、地质构造 （一）地层该井田位于沁水煤田东南部晋城国家规划区东北部。井田内基岩出露较多，沉积地层由老到新依次有奥陶系中统峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s），第四系中更新统（Q2）。分述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O2f）为煤系之基底，埋藏于井田深部，岩性以石灰岩为主，为深灰、青灰色，厚层状，致密坚硬，下部间夹泥灰岩，顶部含较多泥质，有机质及散状黄铁矿；中、下部裂隙溶洞发育，并为方解石充填，厚度106m左右。2、石炭系中统本溪组(C2b)岩性以深灰色铝土质泥岩为主，底部为极不稳定的紫红色、褐红色赤铁矿层，上部铝土质泥岩中赋存星散状、鲕状及结核状黄铁矿，属滨海相沉积，与下伏中奥陶统峰峰组地层呈平行不整合接触。厚度2.75-14.23m，平均8.34m。3、石炭系上统太原组(C3t)井田内主要含煤地层之一，出露于井田内西北部，厚84.86-125.36m，平均108.34m，与下伏本溪组地层呈整合接触。主要岩性为砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩和煤层。灰岩中生物碎屑含量1530%，以腕足类、腹足类、螺类为主，少量蜓类、羊齿类等，按岩性组合特征可划分为三个岩性段。下段（C3t1）K1砂岩底至K2灰岩底，厚8.66-18.60m，平均14.33m。由泥岩、中粒石英砂岩、铝土质泥岩及煤层组成。K1砂岩厚0-1.15m，平均厚1.01m，成分主要为石英，细中粒结构，磨圆度较好，分选中等，硅质胶结，常含黄铁矿细粒，但厚度变化大，不稳定。15号煤层结构简单，是区内主要可采煤层之一。中段（C3t2）K2灰岩底至K4灰岩顶，厚19.60-40.25m，平均30.98m。由石灰岩（K2、K3、K4）、粉砂岩和3层薄煤层组成。该段以色深、粒细、灰岩比例大为特征。K2灰岩厚2.63-8.15m，平均厚5.39m，岩性为厚层深灰色含生物碎屑的微晶灰岩，局部含泥质高，动物化石丰富，种类多，见燧石结核和方解细脉。K4灰岩：为深灰色泥晶灰岩，含较多的生物碎屑及有机质，厚1.76-2.85m，平均厚2.34m。上段（C3t3）K4灰岩顶至K7砂岩底，厚56.60-66.50m，平均63.03m。由砂质泥岩、砂岩、泥岩、薄煤层及灰岩组成。K5灰岩为生物碎屑泥晶灰岩，含蜓，有孔虫、蜿足类化石。K6灰岩上部为燧石层或硅质灰岩，质地坚硬，下部为泥晶灰岩，含燧石结核和泥质，质不纯，生物碎屑含量较高。4、二叠系下统山西组（P1s）K7砂岩底至K8砂岩底，在井田南部零星出露，连续沉积于太原组之上，为一套陆相碎屑沉积，井田主要含煤地层之一。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩及1-3层煤层组成，其中3号煤层为全区较稳定大部可采煤层，厚度0.50-4.82m，平均厚3.20m。本组厚度39.50-47.60m，平均厚度43.55m，该组地层系受潮汐强烈改造的三角洲前缘席状砂沉积。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）在井田中西部大面积出露，东北部局部出露。本组地层厚度47.70-56.20m，平均51.95m，连续沉积于山西组地层之上，为陆相沉积，以湖泊、河流沉积环境为主。以K8砂岩整合于山西组地层之上。主要有砂岩、粉砂岩、泥岩等组成。砂岩多集中分布于下部和中上部，一般为灰色中细粒长石石英砂岩或岩屑长石砂岩，呈中厚层状，斜层理发育，在上部的砂岩中，常夹薄层粗粒砂岩，局部含红砾；砂质泥岩和泥岩多分布于中部，颜色呈深灰色或黑色，夹2-3层薄层细砂岩。此外，在该组的上部，常1-2层浅灰色铝土质泥岩，其中位于上部的铝土质泥岩比较稳定，具明显的鲕状结构，鲕料成分多为铁质，俗称“桃花泥岩”，在区域上该层位稳定，多集中分布于下石盒子组顶部，特征明显，常作为上、下石盒子组的分界。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）连续沉积于下伏地层之上，在井田西部大面积出露，井田内最大残留厚度为102m。岩性主要为灰岩和粉砂泥岩组成，下部砂岩以灰绿色为主，上部则以灰白色为主，泥岩以杏黄色、黄绿色为主，夹紫红色条带，且层位愈高，紫红色比例愈大。底部以K10砂岩整合于下石盒子组地层之上，K10砂岩为灰白色中粗粒岩屑砂岩，以上为厚层状杏黄色、黄绿色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层状细粒砂岩、粉砂岩。7、第四系中更新统（Q2）该地层平均厚度7.00m。岩性为浅红色亚粘土、浅黄、灰绿色亚砂及砂砾石等，与下伏地层呈角度不整合接触关系。（二）地质构造该井田东距晋获褶断带高平正断层约1300m，受此影响井田总体构造为一轴向近北东南西的向斜，该向斜两翼基本对称，倾角2-7，一般4左右。受区域构造影响，据该矿井下巷道揭露及本次勘查资料，井田发育6条断层，分述如下：F1正断层：走向南南东，倾向南西，倾角68，落差8m，井田西北延伸长度为380m。井下采掘巷道揭露，控制研究程度高。F2正断层：走向南南西，倾向南东，落差1-2m，井田西北延伸长度为85m。井下采掘巷道揭露，控制研究程度高。F3正断层：走向南东东，倾向南西，倾角68，落差15m，井田西北延伸长度为140m左右。井下采掘巷道揭露，控制研究程度高。F4正断层：走向南南东，倾向南西，倾角68，落差8m，井田西北延伸长度为80m。井下采掘巷道揭露，控制研究程度高。F5正断层：走向南南西，倾向南东，落差1-3m，井田西北延伸长度为67m。井下采掘巷道揭露，控制研究程度高。F6逆断层：走向北北东，倾向北西，倾角46，落差20-35m，井田东南延伸长度为930m左右。本次勘查1号钻孔揭露，控制研究程度较高。范围内发育陷落柱共6个。据井下情况透水微弱，对生产几乎没有影响。陷壁角一般80左右。见下表：表 井田内各陷落柱一览表编号长轴短轴形状备注X1236188椭圆井下揭露X211747椭圆井下揭露X35830椭圆井下揭露X49146椭圆井下揭露X511667椭圆井下揭露X69357椭圆井下揭露井田内未见岩浆岩侵入。综上所述，井田内构造复杂程度属简单类型。二、煤层及煤质 （一）煤层 1、含煤性井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组（C3t）为本井田的主要含煤地层之一，厚度84.86-125.35m，平均108.34m，含煤9层，编号为5、7、8上、8、9、11、12、13、15号煤层，煤层总厚6.00m，含煤系数为5.54。其中9号煤层属全井田零星可采的不稳定煤层，15号煤层属全井田可采的稳定煤层，厚度3.40-4.90m，平均3.97m，含0-2层夹矸，煤层结构简单，可采煤层总厚3.97m，可采含煤系数3.66。山西组（P1s）为本井田含煤地层，厚度39.50-47.60m，平均43.55m。含煤3层，为1、2、3号煤层，煤层厚度平均3.41m，含煤系数7.83。其中3号煤层为大部可采稳定煤层。2、可采煤层井田内15号煤层为全区可采稳定煤层，3号煤层为大部可采稳定煤层，现分述如下：1）3号煤层位于山西组下部，煤层厚度0.50-4.82m，平均3.20m，为大部可采稳定煤层。煤层结构简单，偶含一层夹矸。煤层直接顶板为砂质泥岩或铝土质泥岩，伪顶为炭质泥岩，底板为砂质泥岩或黑色泥岩，3号煤层基本采空。2）15号煤层位于太原组底部，K2灰岩为其直接顶板，上距3号煤层约99m。煤层厚度3.40-4.90m，平均3.97m，属全区稳定可采煤层，含0-2层夹矸，夹矸厚度0.20-1.00m，煤层结构简单。煤层顶板为K2灰岩；底板为黑色泥岩或细粒砂岩。井田内各可采煤层主要特征见下表。 表 可采煤层一览表 含煤地层煤层号厚度最大-最小平均（m）间距最大-最小平均（m）结构(夹矸数)稳定性可采性顶板岩性底板岩性山西组30.50-4.823.2093.46-102.9099.00简单（0-1）稳定大部可采砂质泥岩中粒砂岩泥岩太原组153.40-4.903.97简单（0-2）稳定全区可采石灰岩泥岩细砂岩（二）煤质1、化学性质 3号煤层：3号煤层井田内已基本采空，为低灰、特低硫的无烟煤（WY），为良好的合成氨用煤和气化用煤。 15号煤层：井田内15号煤层原煤灰分为12.19%-25.38%，平均18.28%，分布为井田南中部灰分低，向北向南逐渐增大，洗选后煤的灰分为5.73%-11.61%，平均8.94%；浮煤挥发份在8.66%-9.51%之间，变化不大，井田南东部的4号钻孔挥发分为8.66%，向周围三个方向逐渐变高，井田内15号煤层为无烟煤（WY3）；15号煤层原煤全硫（St,d）为0.95%-2.95%，平均2.37%，在井田南东部的1号钻孔硫分最低，向周围三个方向逐渐增高，洗选后全硫为0.50%-3.32%，平均2.26%。15号煤层为低中灰、低中高硫、特低低磷分的无烟煤（WY3），可做为动力用煤和化工用煤。各煤层煤质参数详见如下汇总表：各可采煤层煤质汇总表1 煤层号原煤工业分析(%)发热量(MJ/kg) 焦渣 特征浮煤MadAdVdafSt,dQnet,arQgr,dCRC3原0.42-0.5414.02-15.897.75-10.490.38-0.4526.84 30.52 2-20.48 14.96 9.12 0.42 2浮0.96 8.82 32.66 215原0.22-0.6812.19-25.3810.18-12.460.95-2.9523.93-27.4525.25-31.282-20.4018.2811.382.3725.4028.442浮0.79-1.695.73-11.618.66-9.510.50-3.3228.94-30.882-21.098.949.182.2629.912煤的发热量各煤层原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)汇总上表煤质汇总表1。3号煤层原煤干燥基高位发热量为30.52/kg左右，为特高热值的无烟煤（WY）。15号煤层原煤干燥基高位发热量25.25-31.28MJ/kg之间，为中特高热无烟煤（WY）。2、工业用途评价井田可采煤层煤类均为无烟煤，属特高热值煤，灰分难熔，故工业用途可作为动力用煤或用于合成氨等化工用煤。3、煤的风化和氧化井田内3号煤层在井田南部局部有风氧化现象，属露头型风氧化，15号煤层埋藏较深。三、瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温及地压（一）瓦斯据山西省煤炭工业局晋煤安发200935号关于晋城市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复文件，山西高平前和煤业有限公司3号煤层瓦斯相对涌出量为6.04m3/t，绝对涌出量为3.81m3/min，二氧化碳相对涌出量1.87m3/t，绝对涌出量1.18m3/min，属低瓦斯矿井。根据地质勘探中的钻孔取样成果，2009年12月由山西省煤炭工业局综合测试中心为该矿提交的15号煤层瓦斯含量检验报告：15号煤层属二氧化碳氮气带、氮气甲烷带。（二）煤尘爆炸危险性根据地质勘探中的钻孔取样成果，2009年12月由山西省煤炭工业局综合测试中心为该矿提交的3、15号煤层检验报告结果可知：3、15号煤层煤尘均有爆炸性。（三）煤的自燃倾向性根据地质勘探中的钻孔取样成果，由山西省煤炭工业局综合测试中心于2009年12月为该矿3、15号煤层自燃倾向性测试结果:3号煤层为不易自燃煤层，15号煤层为不易自燃容易自燃煤层，15号煤层按容易自燃煤层管理。（四）地温及地压据该矿及邻矿开采情况，井下未发现有地温地压异常现象，本区属地温、地压正常区。参考区域资料，地温梯度为0.6-2.9/百米，恒温带深度在70m左右。四、水文地质 井田地处太行山中南段的泽州盆地北端，以低山丘陵为主，区内沟谷发育，基岩大面积出露。该区属黄河流域丹河水系，井田内沟谷平时干涸无水，仅雨季有洪水沿沟排至井田中部靠东边界外的王村水库，再经东仓河向西南注入丹河。据调查该水库常年有水，库容量约为110万m3。雨季积水量100万m3，旱季积水量60万m3，主要受大气降水补给。（一）矿区内主要含水层井田内主要含水层为：奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层；石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙含水层；下二叠统山西组砂岩裂隙含水层及第四系冲积含水层，分述如下：1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层埋藏于井田深部，由厚层状石灰岩组成，岩性致密坚硬，中下部岩溶裂隙发育，具良好的含水空间，单位涌水量0.714.22 l/s.m，富水性强。据高平市陈区镇郭家沟联办深井供水工程凿井施工总结报告，奥灰埋深113.59m，峰峰组厚116.41m，岩性为石灰岩、白云质灰岩，上马家沟组厚235m，由石灰岩、泥灰岩组成。下马家沟组厚218.73m，主要由石灰岩组成。据井田内陈区镇郭家沟联片供水水源井（高平市水利钻井队于2003年10月27日到2004年7月2日施工）抽水试验资料，涌水量5.5L/sm，静水位标高615m，该含水层为富水性中等强的含水层。据此推定本井田奥灰水位标高615-617 m。2、石炭系上统太原组灰岩及砂岩岩溶裂隙含水层该含水层以石灰岩岩溶裂隙含水为主：其富水性强弱取决于它的岩溶裂隙发育程度，一般K2、K5含水层的含水性相对较强，据本次勘探施工的3号水文孔抽水试验资料，静止水位标高1020.85m，水位降深48.22m，涌水量0.0114l/s，单位涌水量0.0002L/s.m，渗透系数为0.0003m/d，水质类型为HCO3-SO42-K+Na+-型。3、二叠系碎屑岩类裂隙含水层该含水岩组主要指下石盒子组及山西组，含水层主要为K9、K8、K7等砂岩，其中除K9砂岩含水层因距煤层较远，与煤层之间又有厚层的泥岩及砂质泥岩隔水层，据3号钻孔P1x+P1s混合抽水成果：抽水孔深136.50m，试抽水前水位7.00m，经过试抽水，将孔抽干水位为131.08m，恢复水位期间水位恢复很慢，证明此孔为干孔，即P1x+P1s基本无水。4、第四系松散沉积物孔隙潜水含水层主要为第四系松散沉积物，由砂土、砂及砾石组成，井田内东部及南部大面积分布，其含水层埋藏较浅，含水较少，富水性极差，受季节变化影响较大，厚7m左右。（二）井田主要隔水层1、本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层组：由15号煤层底板至奥陶系灰岩顶面，为一套以泥质岩、铝质泥岩为主的细碎屑岩地层，厚度约8.83m，岩性致密，不透水，特别是本溪组的铝土质泥岩，质地细腻，具有极好的隔水性能，为井田主要隔水层组，对下伏奥灰水起到了重要的阻隔作用。2、石炭、二叠系灰岩、砂岩含水层间之间的层间隔水层：石炭、二叠系灰岩、砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，阻隔了各含水层之间的水力联系，可起到良好层间隔水作用，但在近地表段，由于受风化作用影响，裂隙发育，不同程度地破坏了其隔水性能。（三）井田水文地质类型3号煤层的直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，富水性弱。3号煤层底板标高为840-980m，奥灰水位标高为615-617m，远低于3号煤层最低底板标高，15号煤层最低底板标高为740m，远高于奥灰水位标高，不存在带压开采问题，但在3号煤层存在采空积水，由此综合分析，3号煤层水文地质条件属中等型，15号煤层水文地质条件属简单型。（四）矿井充水因素分析1、3号煤层直接充水含水层为其顶板砂岩及冒落裂隙带范围内的几层砂岩，富水性较弱，充水条件简单。2、大气降水对矿坑充水的影响：大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物也隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补充来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响，具明显的动态变化特征，该矿的工业广场位于井田南部，且沟谷中水量极小，井口场地没有受洪水影响的历史。3、井筒水：井筒穿过揭露范围内所有含水层，其间必有一定量的地下水沿井筒流下，成为矿坑涌水的一部分。4、奥灰岩溶水与矿坑的关系：据供水水源井资料，静水位标高615m，该含水层为富水性极强的含水层。奥灰水位低于3、15号煤层，无奥灰突水危险。5、采空区积水情况：采空区、老窑积水：据调查，山西高平科兴前和煤业有限公司3号煤层资源已尽枯竭，其积水基本下渗，但生产中仍应加强观测，以防其局部积水影响生产。3号煤层采空区积水量15345m3。6、矿井充水通道据生产矿井充水情况与矿区水文地质条件来看，本矿煤层充水通道主要为煤层顶板以上岩石的裂隙、陷落柱、断层及开采后形成的导水裂隙带，其它因素居次。3号煤层顶板多为砂质泥岩，偶尔为铝土质泥岩，根据顶板岩性，计算其垮落带、导水裂隙带高度：经计算，15号煤层导水裂隙带可沟通K2、K3、K4石灰岩岩溶裂隙含水层，3号煤层采空区位于15号煤层导水裂隙带范围之上。开采15号煤层时，其上部采空区积水不会对15号煤层的开采造成影响。但今后生产中仍要加强水文地质工作。（五）主要水害防治措施1每年汛期前必须将井筒周围的导水沟渠挖通，并由专人负责。2必须随时观察井下各种涌水现象，做好常规矿井水文地质工作。3要制定防止断层、陷落柱等构造使煤层顶板抽冒造成水患的专项管理措施。4加强井田范围内及相邻煤矿因回采塌陷所造成的地面裂隙检查、充填、疏通工作，尤其是采空区积水，要高度重视。5开采15号煤层时，加强对突水前兆的识别，必须坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则，以防止突水事故的发生。6了解周边矿井的采掘、充水情况，防止互相沟通。7在雨季要做好矿井水文地质动态观测工作。8据调查王村水库常年有水，水位埋深7-8m，库容量约为110万m3。雨季积水量100万m3，旱季积水量60万m3，矿井开采过程中，邻近该水库时根据防治水规程规范留足隔水煤柱。（六）矿井涌水量预测重组整合后山西高平科兴前和煤业有限公司开采15号煤层，生产规模为900kt/a，据该矿东南部约15km的掌石沟煤矿现开采15号煤层，生产规模为900kt/a，矿井正常涌水量为300 m3/d，最大涌水量为600 m3/d，富水系数T=0.11-0.22m3/t。经山西高平科兴前和煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告预算，掌石沟煤矿15号煤层，顶板为K2灰岩，其上部含水层为K2、K5含水层，含水层相对较强，与前和矿水文地质条件基本一致，采用富水系数进行预算：当前和矿井生产达到900kt/a 时，其矿井正常涌水量为300m3/d，最大涌水量为600m3/d。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量一、 井田境界 根据2009年10月13日山西省国土资源厅为该矿换发的采矿许可证（证号：C1400002009111220043332），批采3-15号煤层，井田范围由以下22个坐标点依次连线圈定，井田面积为8.9601km2，井田拐点坐标（1980西安坐标系）见下表：表 井田拐点坐标表 项目序号XY13973571.1719684451.5523972451.1619684451.5533972451.1519683131.5343972651.1519683131.5353972651.1519682931.5363972851.1519682931.5373972851.1519682300.0083972000.0019682300.0093972000.0019682931.53103969751.1119682931.54113969751.1119680331.50123970661.1219680331.50133970661.1219680931.50143971851.1419680931.50153971851.1419681344.51163973631.1719681344.50173973631.1719682731.53183973951.1819682731.52193973951.1819683231.53203973771.1819683231.53213973771.1819683661.54223973771.1719683661.54井田呈不规则多边形，东西长约4.20km，南北宽约3.82km，面积8.9601km2。开采深度由980m到750m标高。资源整合重组后，山西高平科兴前和煤业有限公司南与山西高平青龙同昌煤业有限公司相邻，西与山西煤炭运销集团南河煤业有限公司相邻，北与山西煤炭运销集团大通煤业有限公司相邻。二、储量 （一）矿井地质资源量计算1、资源/储量估算范围本次资源储量估算范围为采矿许可证圈定的井田边界为准。2、资源/储量计算指标井田内15号煤层为无烟煤,煤层倾角小于25。工业指标按照2002年12月国土资源部颁发的煤、泥炭地质勘查规范中有关规定执行。 3、储量计算结果根据矿井兼并重组整合地质报告，全井田共获得井田内3、15号煤层资源/储量53134kt，其中探明的（可研的）经济基础储量（111b）25920kt，占保有资源/储量的48.78；控制的经济基础储量（122b）11246kt，(111b+122b)占保有资源/储量的69.95；推断的内蕴经济资源量（333）15968kt。矿井地质资源量估算汇总见下表。表 矿井地质资源量估算汇总表 煤层号煤类资源储量（kt）111b/总量(%)111b+122b/总量(%)111b122b333现保有累计查明3WY731702337550 96.9196.9115WY18603 1124615735 4558440.8165.48合 计25920112461596853134 48.7869.95先期开采地段共获得15号煤层资源/储量23954kt，其中探明的（可研的）经济基础储量（111b）18603kt，占保有资源/储量的77.66；控制的经济基础储量（122b）4775kt，(111b+122b)占保有资源/储量的97.60；推断的内蕴经济资源量（333）576kt。表 先期开采地段资源/储量估算结果汇总表 煤层号煤类面积k(m2)资源/储量(kt）111b122b333保有111b+122b+333111b111b+122b+333（%）111b111b+122b+333（%）15WY2599.76 18603 4775 576 2395477.6697.60 总计WY18603 4775 576 2395477.6697.60 经后面章节计算先期开采15号煤层可采资源储量11450kt，先期开采15号煤层的服务年限为9.8年。（二）矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量按下式计算：矿井工业资源/储量=111b+122b+333k。为可靠性系数，根据矿井勘探程度，矿井k取0.9。经过计算，井田内矿井工业资源/储量为51537.2kt，其中3号煤层储量为7526.7 kt，15号煤层储量为44010.5 kt。（三）矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量计算方法：矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、陷落柱煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源/储量。设计矿井考虑的永久煤柱损失有：井田境界、村庄、断层、陷落柱等留设保安煤柱的损失。1、井田境界煤柱按20m宽留设；2、设计井田内断层保安煤柱宽度按30m留设。3、井田内南部、北部分布的村庄有西牛家庄、东牛家庄、上庄、张家庄、王家庄、南河、魏庄，设计各村庄保护等级为级，围护带宽度取10m；松散层及基岩厚度参照邻近钻孔的资料确定，松散层的移动角取45，基岩移动角走向取73，上山取72，下山取72-0.6，经计算，3号煤层村庄煤柱按42m留设。15号煤层村庄煤柱按75m留设。矿井设计储量按下式计算：矿井设计储量矿井工业储量永久煤柱损失。经计算，矿井设计资源/储量为41876.8kt，详见下表。表 矿井设计资源/储量 煤层编号工业资源/储量（kt）永久煤柱损失（kt）设计资源/储量（kt）井田境界断层村庄小计37526.72060.7405.61734.04200.33326.41544010.52060.7731.72667.75460.138550.4合计51537.24121.41137.34401.79660.441876.8（四）矿井设计可采储量矿井留设的开采保护煤柱有：矿井工业场地、井筒及开拓大巷保护煤柱，主要巷道间煤柱及巷道两侧煤柱均按30m宽留设。矿井工业场地及井筒保护煤柱是在其边线外留出保护等级围护带宽度，围护带宽20m，然后按照松散层的移动角取45，基岩移动角走向取73，上山取72，下山取72-0.6，计算出各岩层的水平移动长度，所有岩层水平移动长度之和即为围护带外煤柱的宽度。矿井设计可采储量按下式计算：ZK=(Zs-P)C 式中：ZK矿井设计可采储量，kt； Zs矿井设计资源/储量，kt； P开采煤柱损失，kt； C采区回采率。设计采区回采率为75%。经计算，矿井设计可采储量为22839.5kt，其中3号煤层无设计可采储量，15号煤层设计可采储量为22839.5kt，矿井设计可采储量汇总表见表。表 矿井设计可采储量汇总表 煤层序号设计资源/储量(kt)开采保护煤柱损失(kt)开采损失(kt)合计设计可采储量（kt）场地及井筒主要井巷合计33326.41690.51635.93326.403326.401538550.42817.55280.28097.77613.215710.922839.5合计41876.84508.06916.111424.17613.219037.322839.5（五）3号煤层剩余资源储量情况根据该矿兼并重组整合地质报告分析，其中3号煤层剩余资源储量为7526.7 kt，井田内却分布分散，储量可信度不高，且大部为各类保安煤柱压盖，如回收剩余3号煤量，建议探明真实资源情况，做暗斜井联络到3号煤层进行回采，矿井3号煤剩余储量情况见下表。表 矿井3号煤剩余储量情况表煤层编号工业资源/储量（kt）煤柱压盖储量（kt）剩余资源储量（kt）井田境界（kt）断层及构造（kt）村庄（kt）场地及井筒（kt）主要井巷（kt）37526.72060.7405.61734.01690.51635.90合计7526.72060.7405.61734.01690.51635.90第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度 矿井设计年工作日为330天，矿井实行四六工作制度（三班生产，一班检修准备），地面实行三八工作制度，日净提升时间16h。二、矿井生产能力确定 矿井生产能力主要受煤层开采技术条件、资源储量、市场需求和交通运输条件等多方面制约。（一）矿井开采技术条件及资源/储量井田内地质构造和水文地质条件简单，煤层赋存平缓稳定。矿井地质资源量53134kt，矿井工业资源/储量51537.2kt，设计资源储量41876.8kt，矿井15号煤层设计可采储量22839.5kt。矿井15号煤层瓦斯含量不高，煤尘有爆炸危险性，煤层自燃等级属级。对于矿井相关不利因素，设计认为：以国内现有的成熟的开采技术，只要设计部门进行精心设计和矿方加强建设生产管理，并采取有效防治措施，是能够得以治理的。（二）交通运输条件矿井井田南距沁（水）辉（县）二级公路1.5km，西距太（原）焦（作）铁路米山集运站10km，距长晋二级公路（207国道）15km，交通较为方便。综上因素，另根据晋煤重组办发200944号文件精神，及山西省国土资源厅为该矿换发的C1400002009111220043332号采矿许可证，本矿井兼并重组整合后生产能力为900kt/a。三、矿井水平服务年限 井田内15号煤层矿井设计可采储量为22839.5kt，先期开采15号煤层可采资源储量11450kt。则矿井服务年限：TZK /( AK )= 22839.5/(1.3900)=19.5a T先Z先/( AK )= 11450/(1.3900)=9.8a 式中：T矿井设计服务年限，a； ZK矿井可采储量，kt； A矿井设计生产能力，kt/a； K储备备用系数，取1.3。经计算，矿井15号煤层服务年限为19.5年；先期开采15号煤层的服务年限为9.8年。第三节 井田开拓一、井田内地质构造、煤层及水文等条件对开采的影响（一）地质构造井田东距晋获褶断带高平正断层约1300m，受此影响井田总体构造为一轴向近北东南西的向斜，该向斜两翼基本对称，倾角2-7，一般4左右。受区域构造影响，据该矿井下巷道揭露及本次勘查资料，井田发育6条断层，分述如下：F1 、F2 、F3、F4 、F5五条正断层由井下采掘巷道揭露，均位于井田西北部，最大落差15m，最大延伸长度为380m，控制研究程度高；F6逆断层：位于井田东南部，落差20-35m，井田内延伸长度为930m左右，由勘查1号钻孔揭露，井田内构造复杂程度属简单类型。（二）煤层特征井田内可采煤层为山西组的3号煤层和太原组的15号煤层。3号煤层位于山西组下部，煤层厚度0.50-4.82m，平均3.20m，为大部可采稳定煤层。煤层结构简单，偶含一层夹矸。煤层直接顶板为砂质泥岩或铝土质泥岩，伪顶为炭质泥岩，底板为砂质泥岩或黑色泥岩，3号煤层基本采空。15号煤层位于太原组底部，K2灰岩为其直接顶板，上距3号煤层约99m。煤层厚度3.40-4.90m，平均3.97m，属全区稳定可采煤层，含0-2层夹矸，夹矸厚度0.20-1.00m，煤层结构简单。煤层顶板为K2灰岩；底板为黑色泥岩或细粒砂岩。15号煤层为本次设计开采煤层。（三）水文地质条件根据地质报告参考邻近矿资料：15号煤层兼并重组后生产能力达到900kt/a时，矿井正常涌水量为300m3/d，最大涌水量为600m3/d。矿井水文地质类型属简单型。（四）瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃性经预测，矿井瓦斯等级为低瓦斯，15号煤层属容易自燃，煤尘有爆炸危险性。二、井田内地质构造、煤层及水文等条件对开采的影响。1、井田总体构造为一轴向近北东南西的向斜，该向斜两翼基本对称，倾角2-7，一般4左右。井田发育6条断层和6个陷落柱，皆为井下巷道揭露，故井田内地质构造对矿井安全建设生产影响不大。2、15号煤层位于太原组底部，K2灰岩为其直接顶板，上距3号煤层约99m。煤层厚度3.40-4.90m，平均3.97m，属全区稳定可采煤层，含0-2层夹矸，夹矸厚度0.20-1.00m，煤层结构简单。煤层顶板为K2灰岩；底板为黑色泥岩或细粒砂岩。15号煤层属容易自燃煤层，煤尘有爆炸危险性，低瓦斯矿井。从国内开采技术条件看，只要精心管理和采取切实有效的安全措施，对15号煤层开采影响不大。3、3号煤层的直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，富水性弱。15号煤层最低底板标高为740m，奥灰水位标高为615-617m，远高于奥灰水位标高，不存在带压开采问题，总体15号煤层水文地质条件属简单型。但在断层等地质构造附近开采时，建设和生产中必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，防患于未然。三、矿井工业场地位置本次设计矿井开拓方式仍采用斜井开拓，利用原前和煤矿工业场地，该场地位于井田南部东牛庄村和张家庄村之间东南约500m宽狭长开阔坡地，该处地处井田南部边界附近，地势开阔，场地面积约7.0ha，场矿方现已依据地形地势采用台阶式布置了行政福利区、主要生产区和辅助生产区，经过现场踏勘和对矿井现有生产设施的校核，能满足矿井达到900kt/a要求。此外，距离工业场地南侧1.5km有沁（水）辉（县）二级公路通过，西距太（原）焦（作）铁路米山集运站10km，距长晋二级公路（207国道）15km，交通便利，便于矿井原煤外运销售及材料、设备采购。该场地内形成水源井和架空导线。综述选择利用现有的工业场地是合理的。设计前期风井工业场地位于井田中部上庄村村北约200m处的荒坡地上，场地面积为0.4ha，经过现场踏勘及井下测量，该处3号煤层为实体煤，能满足矿井前期（一、二、三采区）矿井回风需求。设计后期风井