90Mt煤矿初步设计.doc

1 0 90 Mt 煤矿初步设计煤矿初步设计 2 前前 言言 一 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司矿井兼并重组整合的核准文件 参 与兼并重组整合各煤业有限公司矿井名称及隶属关系 兼并重组整合后煤业有限公司 矿名及隶属关系 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发 2009 42 号 关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案 部分 的批复 以山西煤炭运销集 团有限责任公司为整合主体企业 对原阳城县侯甲煤矿实施兼并重组整合 兼并重组 后矿井名称为山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司 批准生产能力为 0 90Mt a 2009 年 11 月山西省国土资源厅颁发新的采矿许可证 证号 C1400002009111220044536 批准开采 3 15 号煤层 批准生产能力 0 90 Mt a 批 准井田面积 3 6381km2 二 编制矿井资源整合设计的依据 1 山西省人民政府办公厅文件晋政办发 2007 35 号文 山西省人民政府办公厅 关于印发山西省加快培育和发展大型煤炭集团公司的实施方案的通知 2 山西省人民政府文件晋政发 2008 23 号文 山西省人民政府关于加快推进煤 矿企业兼并重组的实施意见 3 山西省人民政府办公厅文件晋政办发 2008 83 号文 山西省人民政府办公厅 转发省国土地资源厅关于煤矿企业兼并重组所涉外资源采矿权价款处置办法和通知 4 山西省人民政府办公厅文件晋政办函 2008 168 号文关于印发 山西省煤矿企 业兼并重组流程图 的通知 5 山西省人民政府文件晋政发 2009 10 号文 山西省人民政府关于进一步加快 推进煤矿企业兼并重组整合有关问题的通知 6 山西省人民政府办公厅文件晋政办发 2009 100 号文 山西省人民政府办公 厅关于集中办理兼并重组整合煤矿证照变更手续和简化项目审批程序有关问题的通知 7 山西省国土资源厅 2009 年 11 月颁发的采矿许可证 证号 3 C1400002009111220044536 8 晋城市煤炭工业局文件 关于阳城县侯甲煤矿初步设计的批复 晋市煤局 规字 2006 39 号 9 晋城煤矿安全监察分局文件 关于阳城县侯甲煤矿基建工程初步设计安全专 篇的批复 晋煤监局字 2006 第 11 号 10 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件 关于晋城市阳城县煤 矿企业兼并重组整合方案 部分 的批复 晋煤重组办发 2009 42 号 11 晋城市煤田地质勘探队 2010 年 4 月提交的 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤 业有限公司兼并重组整合矿井地质报告 12 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告 批 复文件及评审意见书 晋煤规发 2010 595 号 13 山西国辰建设工程勘察设计有限公司 2010 年 12 月编制的 山西煤炭运销集 团阳城侯甲煤业有限公司矿井瓦斯抽放初步设计 修改版 14 河南理工大学 2010 年 12 月编制的 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公 司矿井瓦斯涌出量预测 3 号煤层 15 山西省煤炭规划设计院 2005 年 6 月编制的 山西省阳城县侯甲煤矿初步设计 修改版 0 30Mt a 16 中华人民共和国建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布 的 煤炭工业矿井设计规范 18 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局颁发的 煤矿安全规程 2010 年版 19 现场调研资料 20 项目设计委托书 21 其它设计的依据 三 设计的指导思想 1 本着 少投入 多产出 少做岩巷 多做煤巷 早出煤 高效益 的设计原则 尽量提高矿井机械化装备水平 4 2 坚持一切从实际出发 实事求是 合理布置以采 掘 运为中心的各主要生产 环节 力求系统简单 运行安全可靠 3 学习和借鉴国内外煤矿设计和生产的先进经验 贯彻改革精神 采用新设备 应用新工艺 提高采掘机械化水平 工作面单产 实现集中生产 4 加强环境保护 积极开展 三废 治理 减少污染 变废为宝 对工业废水 生活污水 锅炉烟气进行处理 达标后排放 四 兼并重组整合设计的特点 1 首采区 3 号煤层采煤方法采用倾斜长壁综合机械化采煤方法 15 号煤层属高 硫煤 本次设计不予考虑 2 井下绝大部分巷道沿煤层布置 3 井下煤炭运输系统采用带式输送机运输 辅助运输系统采用调度绞车和连续 牵引车牵引矿车运输 4 充分利用现有井巷工程 土建设施和机电设备 五 矿井主要技术经济指标 1 开拓方式 立井开拓 2 矿井移交和达到设计生产能力时 井巷工程总长度 20901m 其中已有井巷长 度 2503m 新增为 18398m 掘进总体积 318685m3 万吨掘进率 232m 3 工业场地 主生产区 辅助生产区 行政办公区 风井区 瓦斯抽放泵站区 占 地面积 11 59ha 地面爆炸材料库场地占地面积 0 25ha 排矸场占地面积 1 87ha 场外 公路占地面积 0 78ha 矿井总占地面积 14 49ha 其中新增占地面积 1 16ha 4 工业建 构 筑物总体积 64602 1m3 其中 已有工业建 构 筑物体积 20683 6m3 新增工业建 构 筑物体积 43918 5m3 栈桥总长度 494 3 m 全部为新增栈桥 行政 公共建筑总面积 15688 0m2 其中 已有行政 公共建筑面积 12142 0m2 新增行政 公共建筑面积 3546 0m2 5 矿井在籍人数 529 人 6 原煤生产效率 7 84t 工 7 该项目达到 0 90Mt a 时 矿井建设项目总资金为 68134 05 万元 含瓦斯抽放专 5 项投资 6902 万元 吨煤投资 757 05 元 其中 已完工程总投资为 11700 36 万元 还需增加投资 56433 69 万元 含预备费 建设期利息及铺底流动资金 8 吨煤投资 588 38 元 静态新增 9 吨煤成本为 189 22 元 t 10 建设工期 18 个月 六 存在的主要问题与建议 1 3 号煤层瓦斯含量高 应加大瓦斯抽放力度和加强通风管理 2 矿方在开采实践中 应进一步对各煤层的赋存 变化特征进行资料收集 编制 工作 以指导生产 科学管理 3 建议加强生产矿井地质工作 全面搜集井下资料 及时建立有关台帐 卡片 进行综合编录 4 在今后工作过程中应注意断层 隐伏构造的导水导气 做到 预测预报 有掘 必探 先探后掘 先治后采 以免发生事故 5 矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作 6 15 号煤层为带压开采煤层 且原煤硫份大于 3 本次设计未考虑开拓开采 6 第一章第一章 井田自然概况及资源整合前各矿现状井田自然概况及资源整合前各矿现状 第一节 井田自然概况 一 交通位置 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司井田位于阳城县芹池镇侯甲村东侧 行 政区划隶属阳城县芹池镇管辖 其地理坐标为北纬 35 37 27 35 39 04 东 经 112 18 08 112 20 04 井田位于阳城县芹池镇侯甲村东侧 陵 川 沁 水 公路从井田西侧边界处通过 向西可达沁水 侯马等地 与同蒲铁路相通 向东可达阳城 晋城等地 阳翼 阳 城 翼 城 高速公路从井田外东侧通过 东部约 18 Km 处有侯月铁路经过沁水 加丰 八甲口 且均有车站 井田内村与村之间有简易公路相通 交通运输条件较为便利 详见交通位置图 1 1 1 二 地形地貌 井田位于太行山南段西侧 区内沟谷纵横 地形起伏较大 西部与南部主要为黄 土丘陵区 东部与北部主要为侵蚀强烈的中低山区 井田地势为东部高西部低 井田 内最高点位于东部山梁上 标高为 973 4m 最低点位于西南部 井田范围 4 号拐点处 标高为 742 5m 相对高差 230 9m 三 河流水系 本区属黄河流域沁河水系芦苇河支流 井田内无常年性河流和大的地表水体 井田 外西部的下河为芦苇河支流 属季节性河流 雨季有短暂洪流 旱季长期断流 地表 水汇集于下河后向南经芹池流入芦苇河 最终汇入沁河 四 气象及地震烈度 本区属东亚暖温带大陆性气候 一年内四季分明 据阳城县气象部门最近 40 年的 统计资料 无霜期 184d 左右 气候干燥 多年平均降水量 583 9mm 最大年降水量为 895 7mm 2003 年 最小年降水量为 335 2mm 1965 年 最大日降水量为 7 144 7mm 1982 年 8 月 1 日 最大每小时降水量为 49 3mm 雨季多集中于 7 8 9 月 多年平均蒸发量 1735 7mm 超过降水量的近 3 倍 旱季为 12 月到翌年 2 月 多年平均 气温 11 8 6 8 月气温最高 极端最高温度可达 40 2 1966 年 6 月 22 日 12 月 至翌年 2 月气温最低 极端最低温度为 19 9 1958 年 1 月 16 日 每年 11 月至次 年 3 月为冰冻期 最大冻土深度为 39cm 结冻期与降雪从 11 月至翌年 3 月 最大积雪 厚度 17cm 冬春多为西北风 夏秋多为东南风 风力一般 3 4 级 最大风速 17m s 据历史记载地震台网监测 阳城县历史上共发生有感地震 23 次 表现为震级小 频率低 根据 中国地震动峰值加速度区划图 GB18306 2001 图 A1 该地区地震 动峰值加速度和地震动反应谱周期分别为 0 05g 和 0 45s 根据国家地震局 1 400 万 中国地震综合等震线图 本区抗震设防烈度为 6 度 五 本区工农业生产概况 阳城县经济以农业 煤炭 炼铁为主 2008 年全县财政总收入完成 200199 万元 占预算的 100 94 比上年增长 15 7 其中 一般预算收入完成 49795 万元 占预算 的 107 56 比上年增长 22 8 全县在岗职工年平均工资 9666 元 农村居民人均纯 收入 2839 元 现金收入 3080 元 农民人均可支配收入 2688 元 农村居民人均生活消 费支出 2102 元 恩格尔系数 36 8 六 四邻关系 现井田外西部为山西阳城阳泰集团晶鑫实业股份有限公司武甲分公司 山西阳城 阳泰集团伏岩煤业有限公司 据调查和矿方介绍 现相邻矿井目前未有沟通 越界开 采情况 详见四邻关系示意图 1 1 2 1 山西阳城阳泰集团晶鑫实业股份有限公司武甲分公司 位于本井田外西北部 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件 晋煤重组办发 2009 42 号文件 关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案 部分 的批复 该矿为单独保留矿井 兼并重组整合主体为阳城县阳泰煤业有限责任公司 重组后井田面积为 15 724km2 批准开采 3 号 15 号煤层 生产规模 1 20Mt a 该矿 8 为基建矿井 2007 年 3 月 23 日开工 目前的涌水量较小 设计采煤方法为综合机械 化放顶煤开采技术 该矿现为建设地面工业场地与井筒阶段 根据该矿钻孔化验资料 属高瓦斯矿井 煤尘无爆炸危险性 属不易自燃煤层 2 山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司 位于本井田外西南部 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件 晋煤重组办发 2009 42 号文件 关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案 部分 的批复 该矿为单独保留矿井 兼并重组整合主体企业为阳城县阳泰煤业有限责任 公司 重组后井田面积为 4 3751km2 批准开采 3 号 15 号煤层 生产规模 0 90Mt a 该矿于 2009 年元月完成 0 60Mt a 机械化升级改造初步设计 批准开采 3 号煤层 现处于基建阶段 累计开拓大巷 5000 余 m 布置完成一个综合机械化采煤工作面和两 个综掘工作面 建起了三大监控系统 标准化抽放泵站 装备了机电 通风 采煤仿 真模拟演示实验室 建成了国家四级职工安全技术培训中心 井上下生产生活设施及 配套基本完成 该矿采用斜井开拓 采用综合机械化放顶煤开采技术 大巷采用锚喷支护 回采 工作面采用液压支架 全部跨落法管理顶板 中央分列式通风 机械排水 为高瓦斯 煤矿 现开采的 3 号煤层属不易自燃煤层 煤尘无爆炸危险性 现井田内 3 号煤层无 采空区 矿井涌水主要来自井筒与顶板的渗水 现井下涌水量一般约 9m3 d 该矿井下 基本无积水 对本矿的开采无影响 第二节 兼并重组整合前各矿现状 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司前身为山西省阳城县侯甲煤矿 隶属于 阳城县煤炭运销公司 2005 年 6 月我院编制完成 山西省阳城县侯甲煤矿初步设计 0 30Mt a 晋城市煤炭工业局以晋市煤局规字 2006 39 号文件对初步设计进行了批 复 批准该矿建设规模为 0 30Mt a 采用 3 个立井开拓方式 采煤方法为倾斜长壁炮 9 采整体顶梁组合悬移支架放顶煤开采 同年 晋城煤监分局以晋煤监局字 2006 第 11 号文件对基建工程初步设计安全专篇进行了批复 目前该矿按照初步设计和施工图设 计已经完成井筒和井底车场及硐室工程 并购置了部分机电设备 根据山西省煤矿企 业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发 2009 42 号 关于晋城市阳城县 煤矿企业兼并重组整合方案 部分 的批复 该矿为单独保留矿井 重组整合后 该矿 批准生产能力提升为 0 90Mt a 2009 年 11 月山西省国土资源厅颁发新的采矿许可证 批准开采 3 15 号煤层 批准生产能力 0 90 Mt a 批准井田面积 3 6381km2 批准开 采 3 15 煤层 开采深度由 410 米到 130 米标高 2009 年 8 月 我院受业主委托编制 山西阳城侯甲煤业有限公司修改初步设计 0 90Mt a 我院接受委托后派员赴现场调查研究 搜集 了解相关设计资料 并实 地踏勘 根据掌握的第一手资料 提出矿井建设的意向性方案并与矿方领导及有关部门 讨论 交换意见 取得共识 于 2009 年 10 月编制完成了 山西阳城侯甲煤业有限公司 修改初步设计 0 90Mt a 2009 年 11 月 18 日 阳城煤运公司组织有关专家对侯甲煤业有限公司 0 90Mt a 初步设计和 0 90Mt a 万吨瓦斯抽放初步设计进行了初审 2010 年 3 月 山西省煤炭 运销集团有限公司组织有关专家对该设计进行了审查 提出了相应的修改意见 我院 于 2010 年 3 6 月对原初步设计进行了修改 编制完成了 山西煤炭运销集团阳城侯甲 煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计 0 90Mt a 目前该矿按照初步设计和施工图设计已经完成工程投资 1 17 亿元 具体项目见 下表 序号井巷工程土 建 工 程机 电 设 备 安 装 1 主立井 副立 井 回风立井 已掘成并贯通 地面火工品库 器材库 风 机房 机修车间 消防材料 库 油脂库已建成并投入使 用 副井购回 JKMD 2 25 4 I E 型多 绳摩擦轮提升机 经验算 该设 备满足本次设计需要 10 2 总回风巷完成 105m 井底车 场大巷已完成 瓦斯抽放泵站已建成并投入 使用 瓦斯泵站已安装 2 台 CBF400 A 2BV3 型瓦斯抽放泵 功率 132kW 经验算 该设备不能满足本次设 计需要 3 主井清理撒煤 巷 装载硐室 已完成 地面 10kV 变电所已施工完成 并投入使用 已购买 2 台 FBCDZ 6 20B 型通 风机 电机功率 185kW 2 经验 算 该设备不能满足本次设计需 要 4 水泵房和管子 道已完成 办公楼 综合楼 滑坡煤仓 正在建设之中 已安装型号 FHOG150A 的单螺杆空 压机 3 台 电机功率 110kW 经验 算 该设备不能满足本次设计需 要 11 第二章第二章 资源整合的条件资源整合的条件 第一节 资源条件 一 井田地质勘探程度及地质报告批准文号 地质报告共收集利用钻孔资料共 6 个 含井检孔 其中 4 个钻孔为 2003 年 114 地 质队精查勘探时施工 孔号为 H1 H2 H3 H4 钻探总进尺 2628 39m 4 孔均进行了 评级验收 验收等级均达到了甲级 32 号钻孔为山西省煤炭化工局地质勘探一队 1973 年施工 位于井田外西侧 钻探进尺 548 44m 终孔至奥陶系地层 该孔质量验收等 级为甲级 井筒检查孔为长治市高原综合勘探工程有限公司 2005 年 3 月施工 位于本 矿主井北侧 钻探进尺 480 40m 终孔至太原组三段地层 该孔质量亦较好 本次利用的 6 个钻孔资料质量较高 为矿井兼并重组设计提供了较可靠的地质依 据 2010 年 4 月 晋城市煤田地质勘探队提交了 山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有 限公司兼并重组整合矿井地质报告 同年 山西省煤炭工业厅下发文件 关于山西煤 炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复 晋煤规发 2010 595 号 对该地质报告进行了批复 二 地质构造 一 区域地质 1 区域地质 井田位于沁水煤田南部 沁水复式向斜的南端 晋获褶断带西侧 区域地层总体 走向为 NE 或 NNE 倾向于 NW 地层倾角一般为 5 15 无岩浆活动 区域上由南向北依次出露地层有奥陶系 石炭系 二叠系 三叠系 上第三系及 第四系松散沉积物广泛覆盖于上述各时代地层之上 2 区域含煤地层 区域主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组 12 1 太原组含煤地层 其主要岩性为石灰岩 砂岩 粉砂岩 粉砂质泥岩 泥岩 煤层等 据其岩石组合特征 对比邻区 将本溪组和太原组分界划在铝土质泥岩之上 的 K1砂岩之底 太原组与山西组分界划分在太原组最上一层灰岩 K6灰岩 之上的第一 层较稳定的砂岩 K7砂岩 之底 2 山西组含煤地层 其岩石组合为砂岩 泥岩及煤层 本组岩石以颜色深 含煤 系数高为特征 该套地层是由 2 4 个由粗到细的基本层序组合而成 煤层常赋存于层序的顶部 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 二 井田地质 1 地层 井田内基岩出露主要为二叠系上统石千峰组 上石盒子组 第四系分布于山梁 沟 谷及其两侧阶地 现根据地表出露及钻孔揭露情况 将井田内地层由老至新简述如下 1 奥陶系中统峰峰组 02f 为含煤地层之基底 据区内 H1 钻孔揭露 厚 64 22m 由灰 深灰色中厚层石灰 岩 泥质灰岩 泥灰岩 角砾状灰岩和白云质灰岩组成 下部泥质灰岩 白云质灰岩 中见脉状 薄层状石膏 顶部常见细粒状 星散状黄铁矿 2 石炭系中统本溪组 C2b 厚 3 34 13 35m 一般厚 7 73m 以浅灰色铝土质泥岩为主 夹砂质泥岩 浅灰 色粘土质泥岩 局部具鲕粒结构 底部偶夹透镜状赤褐铁矿层 3 石炭系上统太原组 C3t 为井田内主要含煤地层之一 厚 84 68 149 13m 一般厚 122 95m 以 K1砂岩为 底 本组由多层石灰岩 不同粒级的砂岩 灰黑色泥岩及煤层组成 含煤 5 7 层 下部含煤性较好 有灰岩 4 5 层 中部砂岩发育 泥岩及粉砂岩 中富含黄铁矿 菱铁矿结核 根据岩性组合以及与区域对比将本组分为三段 1 一段 C3t1 13 Kl底 K2底 厚 15 70 47 92m 一般厚 38 50m 由灰黑色泥岩 砂质泥岩 粉 砂岩 煤层等组成 K1砂岩厚 0 45 6 48m 一般厚 4 10m 灰白色 灰色中厚 薄层状 成份以石英 为主 硅质胶结 脉状 波状层理 夹泥岩条带 局部底部含砾 为砂坪沉积 Kl顶 15 号煤顶 灰 灰黑色泥岩 粉砂岩 含铝泥岩 中夹细粒砂岩 含星散 状黄铁矿 顶部具有 15 号煤层 井田内厚 3 30 3 80m 平均厚 3 55m 全区可采 为黑色中条带状结构 以亮煤为主 暗煤次之 中下部局部见一层深灰色石灰岩 泥 灰岩 15 号煤顶局部含黑灰色炭质泥岩 厚 0 0 30m 一般厚 0 26m 2 二段 C3t2 K2底 K4顶 厚 35 20 52 51m 一般厚 43 31m 为石灰岩 泥岩 粉砂岩 中 细砂岩和薄煤层组成 由 K2 K4等深灰色石灰岩构成主体格架 与黑灰色泥岩 灰 浅灰色中细粒砂岩 及 12 号 11 号薄煤层等组成向上变浅的海退层序 泥岩中含黄铁矿结核 含少量植 物化石 砂岩为中 细粒结构 具波状 大型板状交错层理 夹泥岩条带 本段为三 角洲前缘砂坝沉积 标志层横向稳定 沉积结构清楚 中部 K3灰岩普遍受后期冲刷缺 失 3 三段 C3t3 K4顶 K7底 厚 33 78 48 70m 一般厚 41 14m 本段岩性以碎屑岩发育为特征 夹 K5 K6等石灰岩 泥质灰岩及 5 号 8 号 9 号等薄煤层 石灰岩为深灰色 均匀层理为主 为开阔及局限台地沉积 碎屑岩中砂岩为中 粗粒及细粒结构 脉状 波状层理 大型交错层理 夹泥岩条带 层面含较多植物碎 屑 泥岩 粉砂岩为深灰色 黑灰色 具水平纹理 透镜 波状层理 含完整及不完 整植物化石 含菱铁矿结核 偶见黄铁矿结核 该段为分流河道沉积 4 二叠系下统山西组 P1s 井田内主要含煤地层之一 厚 32 23 65 08m 一般厚 46 39m 底部以 K7砂岩底 14 与太原组地层分界 岩性主要为岩屑石英杂砂岩 粉砂岩 泥质粉砂岩 泥岩和煤层 其中 3 号煤层位于本组中下部 井田内煤层厚 4 00 5 81m 平均厚 5 06m 为全区稳 定可采煤层 5 二叠系下统下石盒子组 P1x 该地层出露于井田内北部 古寨村东南侧 地层厚 56 53 80 10m 一般厚 70 98m 主要由砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 铝质泥岩等组成 顶部为灰白色含铝泥岩 较纯 含较多菱铁质鲕粒 俗称 桃花泥岩 下部为灰色 黑灰色泥岩 粉砂岩含较 多植物化石 中夹灰白色中粗粒砂岩 较稳定 底部为 K8中细粒砂岩 中 厚层状 成份以石英为主 岩屑次之 含长石及菱铁矿鲕粒 具少量云母片 交错层理 波状 脉状层理 下部夹泥岩包体及条带 本组为三角洲平原 曲流河 湖泊相沉积 6 二叠系上统上石盒子组 P2s 厚 482 55 518 72m 一般厚 504 40m 岩性主要为砂岩及杂质泥岩 根据岩性特 征可分为三段 1 一段 P2s1 厚 223 70 226 25m 一般厚 225 43m 为灰绿色 灰色 上部夹紫红色斑块的泥 岩 砂质泥岩 粉砂岩 局部泥岩中含菱铁矿鲕粒 夹浅灰色 灰白色砂岩 中下部 夹铁质砂岩及锰铁质结核 底部 K10砂岩厚 3 15 9 80m 一般厚 6 00m 为灰 浅灰色中 细粒砂岩 中 厚层状 石英为主 岩屑次之 含长石次棱角 次圆状 分选中等 大型交错层理为 主 脉状层理次之 本段为半干旱湖泊 曲流河沉积 2 二段 P2s2 厚 126 65 131 60m 一般厚 128 97m 为灰色 局部夹紫色的泥岩及粉砂岩 与 黄绿色 灰白色厚层状中粗粒砂岩 含砾砂岩互层 底部 K12砂岩厚 5 05 8 70m 一般厚 6 97m 岩性为中 粗粒砂岩 含砾粗砂岩 15 灰白色厚层状 成份以石英为主 长石次之 含岩屑 次棱角 次圆状 分选中等 较好 大型板状交错层理 底部含泥岩包体 与下伏冲刷接触 本段为曲流河 半干旱湖泊沉积 3 三段 P2s3 井田内地表零星出露 本段一般厚 150m 左右 岩性以暗紫红色 黄色泥岩 粉砂 岩为主 夹红褐色细粒及中粒砂岩 上部夹薄层灰绿色硅质泥岩 顶部泥岩中夹彩色 燧石条带 底部 K13砂岩厚 2 20 8 85m 一般厚 5 70m 岩性为中 细粒砂岩 局部为含砾 粗砂岩 灰绿 灰白色 中厚层状 成份以石英为主 岩屑次之 次棱角状 分选中 等 大型交错层理 本段为半干旱湖泊 低能河沉积 7 二叠系上统石千峰组 P2sh 该组地层出露于井田东部及北部 井田内残留最大厚度约 105m 由中 粗粒砂岩 夹泥岩组成 砂岩为白黄色 浅灰黄色 中 厚层状 正粒序 大型交错层理 泥岩 为紫红色 厚层状 均匀层理为主 夹少量钙质结核 底部为厚约 20m 左右的灰白 浅黄色粗粒砂岩 K14 厚层状 石英为主 长石次 之 含岩屑 次棱角 次圆状 分选中等 底部含彩色燧石细砾 硅质胶结为主 大 型交错层理 8 第四系中更新统 Q2 井田内广泛分布 厚 0 18 0m 一般厚 15 0m 岩性为棕黄色 浅红色亚粘土 粘土 含钙质结核 局部似波状 为黄土状堆积 9 第四系上更新统 Q3 主要分布于井田外西部 厚 0 10 0m 一般厚约 5 0m 井田内西南侧 井田范围 4 号拐点处 有小面积出露 岩性主要为浅灰褐色 浅黄色亚砂土 砂土 具垂直节理 含菌丝及植物根痕 底部常见砂砾层 砾石直径一般 2 15cm 壁立性较好 为冲洪 积 16 10 第四系全新统 Q4 厚 0 10 0m 一般厚约 5 0m 主要分布于井田外西部河床 河漫滩中 井田内西 南侧 井田范围 4 号拐点处 有小面积出露 岩性为灰黄色 灰绿色砂岩砾石 砾石直 径一般 5 25cm 最大 0 80m 次棱角状 次圆状 分选差 砂质充填 较疏松 为冲 洪积 2 井田构造 井田位于沁水煤田南部 沁水复式向斜的南端 晋获褶断带西侧 井田构造线方 向与区域构造线方向基本一致 总体为一走向 NW 倾向于 NE 的单斜构造 同时发育有 较宽缓的褶曲和断层构造 现未发现陷落柱构造 未见岩浆岩侵入 现将褶曲 断层 特征分述如下 1 西沟背斜 位于陕庄 H2孔 H4孔等一线 轴向为 N48 E 背斜轴西部为黄土 覆盖 东部出露 P2S P2Sh 地层 两翼产状一般约 6 区内长约 1 93Km 2 东汉沟向斜 位于陈家庄北 贾家庄南一线 轴向约 N61 E 轴部出露 P2s P2sh 地层 局部黄土覆盖 两翼产状约 5 7 区内长约 1 48Km 3 东汉沟正断层 位于井田北部 贾家庄北侧 走向约 N70 E 倾向 SE 落差约 5 10m 倾角大于 75 井田内延伸长约 610m 向东延出区外 该断层由区内 区外 露头点控制 较可靠 4 羊泉正断层 位于井田内南侧 井田内延伸长约 1500m 走向 N49 E N60 E 倾向 SE 落差约 160m 倾角 65 该断层东西延出井田外 由区内 区外露头点 控制 较可靠 由于该断层落差较大 对煤层 煤质以及其它开采技术条件会有影响 综上所述 井田内褶曲宽缓 发现存有两条正断层 未见岩浆岩侵入 地层走向 变化不大 根据 DZ TO215 2002 煤 泥炭地质勘查规范 井田构造总体属简单类 型 三 煤层 煤质 一 煤层 17 1 含煤性 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 不同的聚煤环境 形 成了不同的岩性组合 岩相特征 含煤性也存在有较大的差异性 太原组为一套海陆交互相含煤地层 含海相灰岩 4 5 层 含煤 6 层 编号自上而 下为 5 8 9 11 12 15 号 煤层平均总厚 5 31m 本组地层平均厚 122 95m 含煤 系数 4 32 其中 15 号煤层为全井田稳定可采煤层 厚 3 30 3 80m 平均厚 3 55m 可采含煤系数 2 89 其余煤层均不可采 山西组为一套陆相含煤地层 一般含煤 3 层 编号自上而下为 1 2 3 号 煤层 平均总厚 5 45m 本组地层平均厚 46 39m 含煤系数 11 75 其中 3 号煤层为全井 田内稳定可采煤层 煤层厚 4 00 5 81m 平均厚 5 06m 可采含煤系数 10 91 其 余煤层均不可采 含煤地层平均总厚 169 34m 煤层总厚 10 76m 含煤系数 6 35 井田内可采煤 层为 3 号 15 号煤层 其余煤层均为不可采煤层 2 可采煤层 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 其特征见表 2 1 1 现分述如下 1 3 号煤层 位于二叠系下统山西组中下部 据井田内钻孔工程揭露 煤层厚度为 4 00 井检 孔 5 81m H3 平均厚 5 06m 煤层结构简单 一般夹 0 1 层矸石 矸石成分多为 炭质泥岩或泥岩 其直接顶板多为砂质泥岩 粉砂岩 泥岩 局部为细粒砂岩 一般 厚约 4 00m 直接顶下常有约 0 1m 的灰色泥岩或炭质泥岩伪顶 老顶为中粒砂岩 厚 约 6 00m 底板岩性多为泥岩 一般厚 3 50m 综述 井田内 3 号煤层层位稳定 结构简单 为全井田稳定可采煤层 表 2 1 1 可 采 煤 层 一 览 表 含 煤 地 煤 层 编 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 可采 性 18 层号 最小 最 大 平均 最小 最大 平均 矸石 层数 类别 P1 s 3 4 00 5 81 5 06 0 1简单 砂质泥 岩 粉砂岩 泥岩 泥岩稳定 全井 田可 采 C3 t 15 3 30 3 80 3 55 74 06 118 0 1 96 01 0 2简单石灰岩泥岩稳定 全井 田可 采 2 15 号煤层 位于太原组一段上部 K2灰岩之下 据井田内钻孔工程揭露 煤层厚 3 30 H1 3 80m H4 平均厚 3 55m 煤层结构简单 一般含 0 2 层矸石 煤层直 接顶板为 K2灰岩 厚度较大 一般厚约 9 10m K2灰岩下局部有薄层炭质泥岩 底板 为泥岩 一般厚约 4 50m 综述 井田内 15 号煤层层位稳定 结构简单 为全井田稳定可采煤层 二 煤质 1 煤的物理性质和煤岩特征 1 3号煤 宏观煤岩特征 为黑色 灰黑色 半亮 光亮型煤 玻璃 似金属光泽 条带状 结构 层状构造 阶梯状 贝壳状断口 条痕灰黑色 裂隙不发育 显微煤岩特征 煤岩组分主要为镜质组 半镜质组 惰质组次之 镜质组 以无结 构均质镜质体为主 次为胶质镜质体 基质镜质体 惰质组 氧化丝质体为主 呈碎屑 状 透镜状分布 2 15号煤 宏观煤岩特征 为黑色 灰黑色 半亮型煤 似金属光泽 均一条带状结构 阶 梯状断口为主 贝壳状次之 条痕为灰黑色 裂隙较为发育 常见黄铁矿充填 显微煤岩特征 煤岩组分主要为镜质组 惰质组 镜质组 主要为无结构均质镜质 体 其次为胶质镜质体 偶见基质镜质体分布 惰质组 以氧化丝质体为主 呈碎屑状 分布 或分布于镜质体中 或与粘土渗杂在一起 矿物质以粘土矿物和黄铁矿为主 19 本井田 3 号煤显微煤岩类型为单组分组类型为微镜煤 15 号煤为双组分组类型为 微镜惰煤 3 号 15 号煤均为黑 灰黑色 强玻璃 似金属光泽 贝壳状 阶梯状断 口 均一条带状结构 层状构造 内生裂隙发育 2 煤的化学性质 1 3 号煤层 根据井田内钻孔煤芯煤样化验资料叙述如下 工业分析 水分 Mad 原煤 0 68 2 30 平均 1 23 浮煤 0 74 2 12 平均 1 39 灰分 Ad 原煤 12 95 16 92 平均 14 76 浮煤 7 53 8 03 平 均 7 83 挥发分 Vdaf 原煤 7 77 8 96 平均 8 27 浮煤 6 16 8 11 平均 6 61 高位发热量 Qgr d 原煤 29 155MJ kg 30 60MJ kg 平均 29 90MJ kg 全硫 St d 原煤 0 31 0 43 平均 0 36 浮煤 0 35 0 43 平 均 0 39 固定碳 FCd 原煤 75 77 80 29 平均 78 20 浮煤 84 72 86 66 平均 86 07 元素分析 碳含量 Cdaf 浮煤 92 59 93 13 平均 92 84 氢含量 Hdaf 原煤 2 97 3 25 平均 3 12 浮煤 2 90 3 24 平均 3 09 氧含量 Odaf 浮煤 2 19 2 77 平均 2 48 氮含量 Ndaf 浮煤 1 05 3 11 平均 1 63 磷含量 Pd 原煤 0 029 0 034 平均 0 032 煤灰成分 20 据 2003 年 114 地质队精査资料 煤灰成分以酸性二氧化硅 SiO2 和三氧化二铝 Al2O3 为主 其次为碱性的三氧化二铁 Fe2O3 氧化钙 CaO 氧化镁 MgO 等成分 其中二氧化硅 SiO2 含量为 38 99 47 15 平均 42 89 三氧化二铝 Al2O3 含 量为 31 91 37 76 平均 34 05 3 号煤层的灰熔融性软化温度 ST 1440 为较高软化温度灰 RHST 高软化 温度灰 HST 综上所述 3 号煤层为低灰 中灰 特低硫 低磷分 高固定碳 高热值 特高 热值之无烟煤 2 15 号煤层 工业分析 根据井田内钻孔煤芯煤样化验资料叙述如下 水分 Mad 原煤 0 44 2 85 平均 1 59 浮煤 0 38 0 72 平均 0 56 灰分 Ad 原煤 13 14 18 25 平均 16 37 浮煤 6 10 6 45 平 均 6 22 挥发分 Vdaf 原煤 6 99 9 45 平均 8 14 浮煤 6 16 6 96 平均 6 52 高位发热量 Qgr d 原煤 27 93MJ kg 30 07MJ kg 平均 28 68MJ kg 全硫 St d 原煤 3 70 5 26 平均 4 53 浮煤 3 88 5 03 平均 4 50 固定碳 FCd 原煤 74 50 81 74 平均 77 18 浮煤 86 75 88 29 平均 87 67 元素分析 碳含量 Cdaf 浮煤 89 30 91 26 平均 90 24 氢含量 Hdaf 原煤 2 85 3 03 平均 2 96 浮煤 2 81 2 97 平均 2 91 21 氧含量 Odaf 浮煤 0 77 1 73 平均 1 28 氮含量 Ndaf 浮煤 0 66 0 85 平均 0 77 磷含量 Pd 原煤 0 004 煤灰成分 据 2003 年 114 地质队精查资料 煤灰成分以酸性二氧化硅 SiO2 和三氧化二铝 Al2O3 为主 其次为碱性的三氧化二铁 Fe2O3 氧化钙 CaO 氧化镁 MgO 等成分 其中二氧化硅 SiO2 含量为 32 50 45 84 平均 39 01 三氧化二铝 Al2O3 含 量为 27 48 36 04 平均 32 58 15 号煤层的灰熔融性软化温度 ST 1425 为较高软化温度灰 RHST 高软 化温度灰 HST 综上所述 15 号煤层为低灰 中灰 高硫分 特低磷 中高固定碳 高固定碳 高热值 特高热值之无烟煤 各煤层煤质化验结果详见表 2 1 2 表 2 1 2 煤质化验结果表 煤号 项目 315 原煤 0 68 2 30 1 23 0 44 2 85 1 59 Mad 浮煤 0 74 2 12 1 39 0 38 0 72 0 56 原煤 12 95 16 92 14 76 13 14 18 25 16 37 Ad 浮煤 7 53 8 03 7 83 6 10 6 45 6 22 原煤 7 77 8 96 8 27 6 99 9 45 8 14 Vdaf 浮煤 6 16 8 11 6 61 6 16 6 96 6 52 原煤 0 31 0 43 0 36 3 70 5 26 4 53 St d 浮煤 0 35 0 43 0 39 3 88 5 03 4 50 22 Qgr d MJ kg 原煤 29 155 30 60 29 90 27 93 30 07 28 68 容重 t m3 原煤1 461 46 煤类WYWY 3 煤类 煤类划分按 中国煤炭分类国家标准 GB 5751 1986 进行 主要以浮煤挥 发分 Vdaf 及氢元素 Hdaf 分类 根据煤质化验资料分析 井田内3 号煤层的浮 煤挥发分 Vdaf 为 6 16 8 11 平均 6 61 浮煤氢含量 Hdaf 为 2 90 3 24 平均 3 09 故 3 号煤层属于无烟煤 WY02 WY03 15 号煤层的 浮煤挥发分 Vdaf 为 6 16 6 96 平均 6 52 浮煤氢含量 Hdaf 为 2 81 2 97 平均 2 91 故 15 号煤层亦应属于无烟煤 WY02 WY03 4 工艺性能 据 2003 年 114 地质队精査资料 1 煤对二氧化碳反应性 本井田 H1 钻孔对 3 号 15 号煤层采样进行了煤对二氧化碳反应性试验 各个试 验温度所测得二氧化碳还原率见下表 2 1 3 从表中可以看出 3 号 15 号煤层煤对 二氧化碳反应性较低 表 2 1 3 3 号 15 号煤层煤对二氧化碳反应性测试一览表 温度 还原率 800850900950100010501100 3 号煤层 1 85 512 120 527 234 945 9 15 号煤层 0 92 25 814 126 442 854 8 2 煤的热稳定性 据 H1 钻孔采样测试 3 号煤层 TS 6值为 86 39 15 号煤 TS 6值为 89 99 均 属高热稳定性煤 3 煤的可磨性 H1 H3 钻孔对 3 号 15 号煤层进行了哈氏可磨性试验 其中 3 号煤的哈氏可磨 23 性指数 HGI 为 33 0 41 4 15 号煤为 36 3 41 0 均属较难磨 难磨煤 5 煤的可选性 2003 年 114 地质队在井田内精査勘探时对 H3 钻孔采取了 3 号 15 号煤层简易可 选性试验样各一个 均可利用 1 煤的筛分浮沉试验 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 从筛分试验结果看 见表 1 2 5 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 表 2 1 4 3 号 15 号煤层 13 0mm 筛分试验成果表 H3 号孔 3 号煤层 H3 号孔 15 号煤层 煤 层 粒级 mm 产率 灰分 产率 灰分 13 667 5411 9563 1213 17 6 317 1413 5120 4110 32 3 0 59 6713 1911 0811 24 0 5 05 6519 475 3918 93 合计 100 0012 76100 0012 69 从浮沉试验结果来看 见表 2 1 5 本井田浮煤产率主要集中在 1 40 1 50 比重 级内 其次为 1 50 1 60 1 30 1 40 比重级 表 2 1 5 3 号 15 号煤层浮沉试验结果表 比 重级 煤 层 1 30 1 401 40 1 501 50 1 601 60 1 801 80 2 00 2 00 合计 5 6080 666 563 862 191 13100 00 3 产 率 4 239 2620 4933 2352 3769 0412 27 17 2363 8011 693 891 441 59100 00 15 灰 分 2 189 0918 2530 3449 9564 9611 48 24 2 煤的可选性评价 1 3 号煤层 采用 0 1 含量法评价 假定浮煤灰分为 9 0 时 理论分选比重为 1 49 扣除沉 矸的 0 1 含量为 88 2 为极难选 假定浮煤灰分为 10 时 理论分选比重为 1 64 扣除沉矸的 0 1 含量为 6 7 为易选 可选性评价见表 2 1 6 2 15 号煤层 采用 0 1 含量法评价 假定浮煤灰分为 9 0 时 理论分选比重为 1 62 扣除沉 矸的 0 1 含量为 12 0 为中等可选 假定浮煤灰分为 10 时 理论分选比重为 1 72 扣除沉矸的 0 1 含量为 3 0 为易选 可选性评价见表 2 1 6 表 2 1 6 H3 钻孔 3 号 15 号煤层可选性评价表 0 1 含 量 法 煤 层 假定浮煤灰 分 理论分选比 重 浮煤理论产率 0 1 含量 可选性等 级 9 01 4985 088 2 极难选 3 10 01 6494 56 7 易选 9 01 6294 012 0 中等可选 15 10 01 7297 03 0 易选 6 煤的工业用途 1 3 号 15 号煤层煤质特征 1 井田内 3 号 15 号煤层浮煤挥发分相差不大 3 号煤层高于 15 号煤层 符合 希尔特及煤变质一般规律 2 原煤灰分由上至下呈增大趋势 原煤硫分亦是如此 3 号煤为特低硫煤 15 号 煤为高硫煤 从各种硫测试结果看 3 号 15 号煤层均以有机硫为主 不易洗选 3 煤灰成分以酸性的二氧化硅 SiO2 和三氧化二铝 Al2O3 为主 SiO2 Al2O3平均 含量占煤灰成分的 70 以上 4 3 号煤浮煤回收率为 64 77 72 92 平均 69 55 15 号煤浮煤回收率为 46 39 59 79 平均 54 88 均属良等 25 2 工业用途评价 3 号煤为低灰 中灰 特低硫 低磷分 高固定碳 高热值 特高热值之无烟煤 浮煤回收率良 为良好的合成氨用煤 15 号煤为低灰 中灰 高硫分 特低磷 中高固定碳 高固定碳 高热值 特高 热值之无烟煤 由于硫分含量较高 影响工业利用 不宜直接作合成氨与动力煤使用 但通过洗选 脱硫等技术加工途径降低煤中的硫分后 可作动力用煤与合成氨用煤 若直接作动力用煤使用 会腐蚀锅炉设备 并产生大量的烟尘和含硫的大气污染物 造成环境污染 因此 要对该煤层进行煤炭洗选加工 这样既能节约能源 提高热效 率 也大大减轻了环境污染 从而扩大了煤的工业用途 7 煤的风氧化 井田内可采煤层 3 号 15 号煤层埋藏较深 未被风氧化 四 水文地质 一 区域水文地质 本区以低山丘陵为主 区域内主要河流为芦苇河及其支流 芦苇河为常年性河流 水量随季节变化 位于井田外南部约3km 处 流向大致为由西向东 发源于沁水县芦坡 流经阳城县羊泉 芹池 町店等乡 至润城镇下河村汇入沁河 长约 41km 流域面积 291 3km2 流量一般为 0 22 9m3 s 河床平均宽 50 100m 井田内无常年性河流和大 的地表水体 井田外西部的下河为芦苇河支流 属季节性河流 雨季有短暂洪流 旱 季长期断流 地表水汇集于下河后向南经芹池流入芦苇河 最终汇入沁河 区域内主要地下水 按含水介质分 有 松散岩类含水岩组 碎屑岩类含水岩组 碎屑岩夹碳酸盐类含水岩组 碳酸盐类含水岩组 1 松散岩类含水岩组 指第四系松散沉积物含水岩组 由亚砂土夹细砂或卵石组成 地下水埋藏类型以 潜水为主 含水层厚度不大 水位埋深一般较浅 富水性差异较大 单位涌水量为 0 1 5L s m 受大气降水影响 季节性变化大 一般富水期在 7 9 月份 水质类型 为 HCO3 Ca Mg 型水 水质较差 该含水岩组地下水主要接受大气降水及煤矿排水补 26 给 向河谷下游排泄或下渗补给其下基岩裂隙含水层 地下水水位 水量动态变化比 较显著 2 碎屑岩类含水岩组 指二叠系砂岩含水岩组 地下水埋藏类型以潜水为主 主要接受大气降水补给 其富水性取决于裂隙发育程度 一般富水性较差 地下水位受地形影响因地而异 排 泄方式主要为向下补给碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组或在地表有利部位以下降泉的形 式排泄 3 碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组 指石炭系太原组砂岩及灰岩含水岩组 地下水埋藏类型为承压水 该含水岩组主 要接受上部碎屑岩类裂隙水的补给 局部接受松散岩类孔隙水或大气降水的补给 其 富水性决定于砂岩及灰岩的裂隙与岩溶发育程度 据区域资料 单位涌水量一般为 0 001 1 09L s m 水质类型为 HCO3 Ca Mg 型或 HCO3 Ka Na 型 4 碳酸盐岩类含水岩组 指奥陶系碳酸盐岩含水岩组 为本区最主要的含水层 具有埋藏深 厚度大 承 压水头较高的特点 从区域水文地质条件来看 含水层岩溶裂隙较发育 富水性一般 较好 水质良好 水质类型为 HCO3 Ca Mg 型水