煤峪口矿3#层井田初步设计.

第一章 第一章矿井概况第一节矿井概述一、地理位置及交通条件煤峪口矿地处大同市南西65，直线距离14公里。矿井地理位置为北纬40158.37, 东经113738.28。（见图1-1）图1-1-1井田交通位置示意图整个井田从东向西北方向呈不规则狭长的马鞍形。东西长约10.5公里，南北宽约1.8公里。区内交通极为便利，煤峪口矿有运煤专用铁路经口泉到大同，与京包线、同蒲线、大秦铁路相接，可达北京、张家口、太原、呼和浩特、包头、秦皇岛等地，交通条件较为优越，具体铁路运距如下表：表1-1-1井田附近铁路运距情况起 点到 达运 距（km）起 点到 达运 距（km）煤峪口口泉2.7大同太原355.0口泉大同20.0大同呼和浩特286.0大同北京382.0大同包头434.0大同张家口183.0大同秦皇岛653.0煤峪口矿公路交通也十分便利，井田东侧有同（大同）泉（口泉）公路横贯矿区，向西有经忻州窑矿通西三风井、南信庄等地公路，公路运距如下表：表1-1-2井田附近公路运距情况起 点到 达运 距（km）起 点到 达运 距（km）煤峪口矿务局2.5矿务局大同西门外13.0二、地形地貌煤峪口矿井田位于大同煤田的南西部。井田范围内为平缓的丘陵地形，洪水冲刷切割剧烈，沟谷发育，最高点在井田西南部南信庄村的北面，标高1362.4m，最低点位于四号井的西面，标高1058.2m，最大相对高差304.2m。三、气象本区属黄土高原干旱大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，气候干燥，风沙严重。1气温气温一般较低，以年温差与日温差大为特点，年平均温度为5.1。极端最高温度为39.3，极端最低温度为35，年最高最低温差可达60以上，一般日夜温差在20左右。2降水量年降水量分布不均匀，降水量多集中在7、8、9三个月，占全年降水量的6070%，年平均降水量为420.05mm年最大降水量为628.3mm，年最小降水量为259.3mm，最大日降水量79.9mm。3蒸发量全年日照时间为28803140小时，平均为3011.4小时，年日照百分率为68%；历年来蒸发量大大超过降水量，一般蒸发量为降水量的45倍。年蒸发量为16442105mm之间，平均为1847.7mm；47月间，月蒸发量为200300mm，最大日蒸发量为19.2mm。4风大同地区向来以风沙严重而著称，西北风几乎贯穿全年，每年有风时间占全年时间70%，多集中于冬春季节，年平均风速为3.2m/s，最大风速可达17m/s。5湿度历年平均相对湿度为53%，最大相对湿度为100%，最小相对湿度为0。6冻土历年冻土月份为11月至翌年4月，最大冻土深度1.61m。四、地震近年来大同地区主要地震情况如下：11962年6月5日左云发生地震，震中位置北纬40，东经112.6，震级4.5。21989年10月18日22时57分起，在大同县与阳高县之间发生地震，据大同日报1989年10月24日报道，截至22日17时共发生大小地震2016次，其中6.1级1次，55.9级5次，44.9级11次，震中在大同县册田乡和阳高县友宰乡之间，震源深度在地下1315km，共发现15人死亡，145人受伤。本区地震基本烈度，为7度。五、矿井周边小窑情况井田西北部有大同市南郊区荣华煤矿，东部有大同市南郊区口泉乡里南沟煤矿，大同市矿区煤峪口北坡煤矿，大同市南郊区八道沟煤矿14号层扩区。其中，荣华煤矿现开采3号煤层；里南沟煤矿开采2号煤层；煤峪口北坡煤矿开采10号和11号煤层；八道沟煤矿开8、9、11、14-2号煤层；万人坑煤矿开采14号煤层；八道沟煤矿已于1999年8月封闭。1987年荣华煤矿曾越界，三条巷道进入本矿410盘区81002工作面后退回，后在煤柱内做永久密闭三座。今后，在生产中应严格遵守矿界，不能发生越界开采现象，同时，应随时监测各小煤矿的开采情况，水文情况及瓦斯等情况，做到防患于未然。小煤矿情况调查如下表：表1-1-3小煤矿情况调查表名称位置井筒名称井 口 坐 标批准文号生产能力(万吨/年)开拓方式开采煤层纵坐标(X)横坐标(Y)设计实际荣华煤矿井田外西北部主井4439143.192541484.054晋煤生字(1984)第1395号文15.09.0斜井开拓3号副井444096419675402里南沟煤矿井田外东部主井4435218.19119681010.7059.06.0盘区后退式2号副井4435551.70919680796.050北坡煤矿井田内东部主井4435569.4319682339.18省煤便函生(1984)第87号文15.03.8斜井开拓10号11号副井4435637.5519682107.96六、矿区工农业概况及供应等情况木材由国家从东北调拨。水泥由本地解决，主要厂家为大同水泥厂，矿务局水泥厂，大同市红旗水泥厂，及其它地方水泥厂。高标号水泥由大同水泥厂生产。钢材由国家统一挑拨，本地生产极少。炸药、雷管由同煤集团化工厂供应。其它建筑材料如石片、河砂、砖、碎石、白灰均由当地解决，夏季货源较紧，冬季货源充足。七、水源、电源情况本矿工业用水和居民用水均由时庄水源地供给，供水量为3000m3/d。水质类型：总硬度17.41，固形物529，PH值7.5，阴离子HCO3-329.083mg/L，SO42-125.50mg/L，Cl-44.61mg/L，阳离子Ca2+52.10mg/L，Mg2+45.73mg/L，Na+K+74.93mg/L。矿内供电由神头和大同热电厂的输电线路供给。第二节 井田地质特征一、地层地质构造1、地层本井田地层出露较全，自下而上为：奥陶系下统、石炭系中统本溪组和上统太原组，二叠系山西组，侏罗系下统永定庄组、中统大同组和云岗组，以及第四系。太原组和大同组是主要的含煤地层，山西组和云岗组亦含薄煤层或煤线。本井田主要含煤地层是太原组和大同组，大同组是目前正在大规模开采的对象。太原组含煤虽然也比较丰富，但至今只有3个钻孔穿过，正处于资源勘查阶段。大同组岩性主要是中、粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩和砂质泥岩。砂岩颗粒成份主要是石英、长石、石英岩和燧石，含白云母和炭屑。胶结物成份为泥质，其次是钙质和少量硅质。颗粒分选差一中等，次棱角一次园状，发育板状和收敛状交错层理。粉砂岩岩性致密，发育水平层理和缓波状层理，并含有丰富的植物化石和植物化石碎片。砂质泥岩含完整的植物叶片化石，淡水瓣鳃类动物化石和遗迹化石。从岩相类型来看，河流相约占剖面的一半，浅水湖泊和沼泽相约占40%，而泥炭沼泽相约占10%，在走向和倾向上岩相都比较稳定。（图1-2）2、地质构造井田内构造较为简单，仅发育一些宽缓褶皱，断距大于10米的断层很难见到，落差3.0010米的断层为数也仅几条，但落差3.00米以下的断层比较发育。下部将井田内主要构造形迹作一概述。（1）大同煤田主向斜：横穿井田西部，向斜轴位于463714737148366，大致呈近东西向延伸。向斜两翼产状都比较缓，南翼地层走向北西西，倾向北东，倾角12。向斜北翼地层走向北西西转为北东向，倾向南西南东，倾角13，在与忻州窑交界附近，该向斜表现为一系列极为宽缓的次级小褶皱，向永定庄、四台沟方向向斜逐渐变窄、抬高，向南东方向向斜变得开阔，在井田内延伸约3600米。煤峪口主要褶皱构造如下表：表1-2-1煤峪口主要褶皱构造名 称发育位置两翼产状延伸方向井田内延伸长度(米)大同煤田向斜井田西部,向斜轴位于46371-47371-48366号孔一线北翼13南翼12NW753600煤峪口向斜井田东部52341-53332-5304孔一线附近北东翼58南西翼15由近南北向偏转成NNW向2500西部背斜井田西部48391-47384-47383-47375-47374孔一线东翼13西翼13由NE28向西偏转成NW292400（2）煤峪口向斜：该向斜是本井田表现最为显著的褶皱构造，位于井田东部，向北西延伸进入井田中部。向斜轴大致位于52341533325304孔一线，在井田南部呈近南北向，向北延伸，向西偏转呈北西30。煤峪口向斜与口泉断裂有密切的成因联系，在向斜北东翼，地层倾角大，井田东部岩层露头区地层近于直立甚至发生倒转。向井田内地层迅速变缓，在一公里之内地层产状呈近水平状态。地层走向近南北向北西向，倾向西南西，倾角58。向斜南西翼地层平缓，地层走向呈北西向，倾向北东，倾角35。该向斜向南仰起，变窄。向北延伸进入忻州窑井田。在井田内延伸长度约2500米。（3）西部背斜：位于井田的最西北部，背斜轴位于4839147384473834737547374孔一线。由西向东，由北东25逐渐向西偏移成北西30。背斜向南东方向倾伏于大同向斜的北翼。背斜西翼地层走向北北东北西，倾向南西和北西西，倾角13，东翼地层走向NE3060，倾向南东、倾角12。该背斜向北延伸进入云岗井田，在本井田内延伸长度约2400米。（4）次级褶皱：在煤峪口向斜的东翼，发育次一级的背向斜褶曲，其轴向平行于主向斜轴，高差起伏达十几米，长500600米，宽约200米，致使开采过程所送巷道高低起伏。该次级褶皱在9、10、11、12、14-2号煤层中发育均明显。此外，在井田西部还发育一些轴线平行于大同主向斜的小型宽缓褶皱。2断裂构造除露头区发育二条逆断层之外，目前井田内揭露的断层均为正断层。井田内断层不很发育，落差大于10米的断层仅有一条，510米的断层也只有一条，落差35米的有4条，主要发育的是落差小于3米的断层，其中31米的断层24条，1米的断层，未作统计。这些小断裂常呈带状分布，形成断裂分布密集区。从断裂的延伸方向来看，本井田的断裂可分为如下四组煤峪口井田断裂统计如下表：表1-2-2煤峪口井田断裂统计表断裂构造等级断层落差10米105米53米311米发育位置井田东部井田西部309盘区西南角井田中部和东部全井田分布主要分布于井田中部和西部全井田分布以井田中部404盘区,西部408,307,305盘区为主发育程度一条，0.06条/km2一条，0.06条/km2四条，0.23条/km2二十四条1.35条/km2对生产的影响程度影响盘区布置影响盘区和工作面布置影响盘区和工作面布置影响工作面布置形成断裂带影响工作面布置和顶板管理（1）北北东向：这组断层最为发育，主要分布于井田的西部和东部。包括底斜坑断层F13、F14、F17、F18、F20、F25、F37、F35、F31、F28、F29等断层。（2）北西西向：该组断层比较发育，主要分布于井田的中部，包括F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F11等断层。（3）北东向：主要分布于井田的东部和西部。主要包括F16、F15、F21、F24、F27、F30等断层。（4）北西向：这组断层最不发育，主要分布于井田西部，包括F34、F32、F12等断层。上述各组断层中以北北东向断层最为发育，断层落差也比较大。其次是北西西向断层和北东向断层，北西向断层最不发育。在平面分布上，井田东部以北北东和北东向为主，井田中部主要发育近东西向断层。井田西部发育多组断层，以北北东向断层为主，北西向和北东向断层也比较发育。二、水文地质：1、区域水文地质概况：大同煤田位于大同盆地之西，介于口泉山脉、牛心山脉之间，呈北东南西方向不对称向斜构造，东南翼窄，地形及构造复杂；西北翼宽广，地层平缓，构造简单。煤田四周为强烈上升的中高山地形，煤田内部呈低山丘陵，沟谷发育，相对高差200300m。区内沉积岩厚度达数百米，从地表第四系至煤层基底，均为各类碎屑岩相间成层，岩石胶结致密，裂隙少，且纵横方向上连通性差，影响了含水层的发育及相互间的水力联系，加之降水量少，又无常年性地表径流及大型地表水体，因此，地下水补给来源贫乏，岩石含水性从上至下逐渐变弱，中深部、深部的石盒子组、山西组、太原组、本溪组地层含水性较弱。综观煤田内部，大范围内水文地质条件简单。（1）太古界集宁群在煤田东部边缘出露，岩性主要为结晶的花岗片麻岩，岩石坚硬，风化不深，裂隙少，泉流量不大，一般在0.3L/s以下。因位于口泉山脉山麓，汇水面积有限，推测含水性弱。（2）寒武奥陶系石灰岩出露于煤田西南、西部边缘之西石山脉及东部边缘的口泉山脉，由南向北逐渐变薄，一般厚520820m。为岩溶裂隙含水层，含水性极不均一，在岩溶裂隙发育地段含水性较好，一般含水性弱极弱。单位涌水量0.0000090.95L/s.m，渗透系数0.00088.0m/d，灰岩地下水具承压自流特征，具统一的静压水面，补给来源主要来自北部玄武岩地下水，其次为西部奥陶系灰岩，极少量来自东部露头，水力坡度310，向东、东南方向排泄，神头泉为主要排泄点。水质类型HCO3SO4MgCa型水、HCO3ClK+NaCa型水，固形物3241598mg/L，总硬度11.6931德国度，PH值7.38.4。（3）石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组、石盒子组砂岩裂隙含水层，单位涌水量0.0000040.20L/s.m，一般含水性弱。（4）侏罗系永定庄组、大同组、云岗组砂质泥岩、砂岩裂隙含水层，单位涌水量0.00040.20L/s.m。但与地形地貌、地质构造相适应的河谷地段基岩风化壳与冲积层及地表水有水力联系者，富水性较好。单位涌水量0.501.80L/s.m，渗透系数3.36m/d。在十里河云岗镇南岸阶地上，大同组含水层地下水出现自流，自流水头+0.67+11.35m，单位涌水量0.60 L/s.m。水质类型一般SO4HCO3Ca水，固形物685976mg/L，总硬度28.2238.92德国度，PH值7.27.4。（5）风化壳不分地层时代，与地形相关，在沟谷低洼地段富水性较好，单位涌水量0.201.88L/s.m。在地形较高地带，赋水条件差，岩层漏水或含水性弱，单位涌水量0.0030.235L/s.m，渗透系数0.281.06m/d。（6）第四系河谷冲积层位于河谷两岸一、二级阶地及河漫滩，厚度0.6011.31m，含水层为砂土和砾石层，厚度06.0m，单位涌水量1.219.47L/s.m，渗透系数522.4m/d，富水性强，十里河、口泉河河谷两岸因矿坑排水影响，冲积层潜水位变深，水量变小，两条河巨变为渗透性河谷。水质类型为SO4HCO3Ca.Mg型水，固形物8951083mg/L，总硬度3840.5德国度，PH值7.17.9。2、矿井充水条件（1）、地表水：井田内地表水体不发育，仅发育一些东西向的沟谷。沟谷的最大切割深度达60m，沟谷两侧及谷底基岩裸露。除雨季外，这些沟谷均干涸无水。里南沟是井田内最大的一条沟谷，由井田东南方向经过主、副井后向西延伸，长约3km，汇水面积6.9（km2）。洪水期水位猛涨，1985年7月曾淹没高2.5m，断面为8.66m2的主涵洞。除此之外其它沟谷汇水面积都比较小。（2）、井田内的含水层与隔水层大同组地层岩性变化大，由粉砂岩、中、细粒砂岩、粗砂岩、砾岩及煤层组成。粉砂岩和细砂岩胶结致密、孔隙度小，为隔水层。中、粗粒砂岩和砾岩胶结较差，孔隙度大，渗透性好，单位涌水量为0.000463L/sm，渗透系数为0.00104m/d，为弱含水层，在煤峪口向斜轴部含水性增大。大同组地层主要有七层中、粗粒砂岩层，由上而下分别是：第一层为3号煤层老顶，厚3.0036.52m。第二层位于4号煤和8号煤层之间，厚2.6330.66m，第三层厚1.2022.06m，分布于8号和9号煤层之间。第四层位于10号和11号煤层之间，厚3.0036.65m。第五层分布于11号与12号煤层之间，厚6.9320.00m。第六层位于12号与14-2号煤层之间，厚1.558.31m。第七层是14-2号和15号煤层之间的中、粗粒砂岩，厚2.2513.83m。此外在15号煤层之下还广泛分布一层中粗粒砂岩和含砾砂岩。3、充水因素分析井田内地表水体不发育，仅发育一些东西向的沟谷，除雨季外平时均干涸。里南沟为最大的一条沟谷，一般干涸或细流（矿井排出污水或民用污水），雨季才有洪水暴发。本矿井既无大的地表水体又没有长流水，再者有村庄、矿界等保安煤柱的存在，地面有防洪堤坝的拦堵，因此，地表水一般不会补给井下。本井田属大陆性半干旱气候，年降水量348.9491.2mm，降水量主要集中在7、8、9三个月，占全年降水量的70%以上，区内沟谷发育，地表植被稀少，有利于大气降水的排泄，只有一小部分沿裂隙流入大同组煤层采空区补给井下积水；现采的大同组煤系地层为不含水或弱含水层，12号煤层至K11砂岩裂隙水为井下的主要充水因素，但其含水性较弱，对井下补给量不大。据多年来的生产证明，矿井充水水源主要是风化裂隙水，其次为层状裂隙水，但含水性均较弱，对井下补给量不大。矿井水源则是老窑或采空区积水。断层虽多但其破碎带大部分不宽且紧密，为不导水或半导水断层，充水水源通过岩层孔隙、裂隙、节理，个别断层破碎带以淋滴水形式进入井下，不足以给生产造成危害，但人工通道，采空冒落带则多是老窑积水和采空区积水突入井下的通道，应加强监控与排放。综上所述，本井田水文地质条件属简单，附地质综合柱状图1-2-1图12-1 地质综合柱状图4、矿井涌水量预算该矿井下涌水主要来自采空区积水和顶板孔隙水，主要补给来源是大气降水。断层裂隙、开采裂隙以及封闭不良的钻孔是地下水的良好通道。本井田共打专门水文地质孔2个。一为49351孔（旧孔号白17），终孔深度544.07m，终孔层位为奥陶系下统，其主要用于奥陶系、石炭系、侏罗系永定庄组含水层的抽水试验；另一为49353孔（旧孔号白22），终孔深度579.41m，终孔层位太原组，用于大同组含水层抽水试验。49353号孔，水位深度89.00m，抽水2次。采用计算公式为：渗透系数 K=0.73Q（lgRlgr）/（2HS）/S影响半径 R=575S（HK）1/2抽水试验及计算结果如下：第1次：S1=30.15m Q1=0.0145L/sK1=0.009m/d R1=13.141mq1=0.000481L/sm第2次：S2=48.95m Q2=0.0218L/sK2=0.000119m/d R2=24.684mq2=0.000445L/sm由涌水量与采出量之比所得到的含水系数（K），其最大为K=0.590m3/t，最小为K=0.253m3/t，平均0.346m3/t。因此，采用该含水系数利用富水系数比拟法能很好地预测以后的矿井涌水量。采用的计算公式为：矿井涌水量Q=KT（矿井日产量）若矿井年产量稳定在120万吨，其矿井涌水量预计最小为1546m3/d，最大为3606m3/d。5、矿井主要水害及其防治措施本矿井在生产过程中受水害影响不大，由于本矿井水害主要是采空区积水，所以防治水工作应该围绕预防、治理采空区积水而进行，具体应做好以下工作：对于回采过程中遇到封闭不良的钻孔或顶板含水可能较大的地段时，要进行预测、预报，做好防治水工作。配齐、备足排水设备。6、环境地质:本井田位于大同煤田南西部，属黄土高原，地貌类型为平缓的丘陵地形，地表黄土覆盖广泛，基岩出露较少，煤层中的有害无素对环境的影响甚微。区内沟谷发育，洪水排泄较畅通，黄土下伏基岩面较平整，地表岩体相对稳定，大面积滑坡的可能性不大，但坍塌现象可能发生。本区大面积的开发，特别是采用先进的回采工艺，势必导致保护煤柱的留设大量减少，造成顶板岩层大面积垮落，从而引起地表塌陷裂缝，应引起重视。此外，随着煤层的不断开采，地表煤矸石的堆放及煤尘飘散，可能对区内土质和空气造成一定污染，坑下水和生活废水的排放，也可能造成地表水及土质污染。因此，在今后生产的同时，应做好以下防治措施：1随时对地表进行监测，发现裂缝式塌陷，应立即用黄土填实；2煤矸石应集中堆放后用黄土覆盖或进行煤矸石的综合开发利用，并搞好绿化工作；3矿坑水和生活废水要进行集中净化处理，达标后再排放或用于生产用水。第三节 煤层特征一、煤层及煤质1、煤层本井田地层出露较全，自下而上为：奥陶系下统、石炭系中统本溪组和上统太原组、二叠系山西组、侏罗系下统永定庄组、中统大同组和云岗组、以及第四系，主要含煤地层是太原组和大同组，大同组是目前正在大规模开采的对象，其含煤20余层，总厚21.99m，含煤系数9.42%，其中可采或局部可采煤层共9层，自上而下依次是2、3、8、9、10、11、12、14-2、15号煤层，可采煤层总厚17.69m。井田地质构造简单，地层产状平缓 ，仅发育少量宽缓褶皱，除煤峪口向斜北东翼外，其它地段地层产状一般小于5，属近水平地层，大中型断裂不发育，落差大于5m的断层仅有两条，但落差小于3m的断层比较发育，常组成断裂带密集出现。本设计计划开采3号煤层：上距2号煤层25.7047.42m（2号煤层：是大同组最上部的一层位于云岗组K21标志层之下03.02m的零星可采煤层。煤层厚度01.84m，平均0.60m。该煤层分布局限，煤层可采指数0.46，厚度变异系数65.63%，属极不稳定煤层。），平均37.97m。煤层厚度4.687.87m，平均厚度6.22m, 煤层倾角平缓最小为1，最大为8，最小近水平状态。煤系和煤层沉积稳定，标志层明显。煤层结构简单，大部分地段不含夹石。夹石厚度变化在0.090.48m，但一般小于0. 11m。根据71个见煤点统计，3号煤层可采指数为0.85，厚度变异系数34.33%，为较稳定大部可采煤层。可采煤层特征如下表：表1-3-1煤层特征表煤层分类煤厚间 距（m）顶 板底 板伪 顶直接顶老 顶3#4.517.8m/6.22m25.7047.42灰灰黑色砂岩灰白色灰色粉砂岩、细砂岩互层灰白色粗粒砂岩灰黑色粉砂岩2、煤质3号煤层（原煤）：水分含量为2.315.01%，平均3.46%。灰分含量为3.7020.83%，平均7.65%。井田中部灰分含量较高，平均8.96%，井田东部和西部较低，平均值分别为5.3%和7.62%。3号煤的全硫含量是所有煤层中最低的，为0.141.39%，平均值仅0.33%。含硫量的变化趋势与灰分相同，即井田中部含量高，井田西部和东部都比较低。3号煤的含磷量也是各煤层中最低的，为0.00090.0036%，平均0.0017%。发热量（Qgr.v.daf）为26.2934.20MJ/kg，平均为32.96MJ/kg。3号煤层煤为低灰分、特低硫、特低磷，特高热值煤。煤质特征表如下表：表1-3-1煤质特征表量号层煤含目项Mad(%)（原）Ad(%)（原）Vadf(%)（洗）St.d(%)（原）Pd(%)（原）Qgr,v,daf(Mj/kg)（原）GRI（洗）32.315.013.463.7020.837.6522.1332.9229.610.141.390.330.00090.00360.001726.2934.2032.960.5二、其它开采技术条件1、顶底板条件：3号煤层：伪顶由灰灰黑色粉砂岩组成，厚0.250.50m。直接顶为灰白色灰色粉砂岩、细砂岩互层，发育水平层理和波状层理，在煤层被冲刷处，顶板岩性有时为中、粗粒砂岩，厚25m。老顶为灰色为中细砂岩，厚8.718m，厚层状，硅质胶结，属最坚固至坚固岩石，抗压强度9001300kg/cm2。底板岩性为灰黑色泥岩，厚0.131.98m。2、瓦斯、煤尘和煤的自燃(1)、瓦斯瓦斯最大涌出量为1.43m3/日吨，一般情况下均小于1m3/日吨，本井田瓦斯含量低，除与煤层本身特性有关外，与煤层埋藏深度及裂隙发育好有关。(2)、煤尘煤尘爆炸指数为39%，层爆炸危险的煤层。(3)、煤层的自燃性本井田的煤层具有自燃发火的危险，发火期一年一年半。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量一、井田境界：本井田换算大同独立坐标系，其井田范围拐点坐标如下：（1）X=4433797 Y=554941（2）X=4433764 Y=554957（3）X=4433196 Y=554671（4）X=4433208 Y=554502（5）X=4433162 Y=554457（6）X=4433046 Y=554442（7）X=4432617 Y=554068（8）X=4432285 Y=553737（9）X=4432494 Y=553504（10）X=4432516 Y=553213（11）X=4432558 Y=552910（12）X=4433585 Y=550068（13）X=4433939 Y=549121（14）X=4435744 Y=550160（15）X=4435046 Y=552035（16）X=4435042 Y=553167（17）X=4434770 Y=553713（18）X=4434646 Y=554115整个井田从东向西北方向呈狭长不规则形。东西长约6.5公里，南北宽约2.3公里。面积约为14.4平方公里。二、储量：1、资源/储量估算范围：本次参与资源/储量估算的煤层为煤峪口矿批准开采的3#煤层东部矿井。2工业指标确定：本井田的煤种为非炼焦煤，煤层倾角小于8，所以资源储量估算的工业指标为：最低可采厚度1.80m，最高可采灰分40%，最高硫分3%。3、资源/储量估算方法与有关参数的确定：在3#煤层1：5000底板等高线及储量估算图上采用地质块段法估算储量，因煤层倾角10，煤层厚度和面积不再换算，采用估算公式为：Q=Shd/10式中：Q块段储量，万t；S块段面积，k（m2）；h块段煤厚算术平均值，m；d煤的视密度，t/m3。对于形状规整的块段，或者划成规整几何图形的块段，采用几何法计算各块段面积，对于不规整块段，利用求积仪计算出各块段面积，面积读数精度均达千分之二。有关参数的确定1面积用求积仪对块段面积进行三次测算，其中两次面积之差不允许超过2/1000。然后用三次面积读数的平均值做为该块段的面积。2几种边界线的确定（1）采空区边界线，破坏区边界线及储量注销等边界线由该矿提供；（2）可采边界线及暂不能利用储量边界线用内插法求出；（3）保护煤柱边界线：矿界保护煤柱：由矿界内推20m。大巷保护煤柱：大巷两边各留40m作为保护煤柱。（4）可采边界：当见煤点的煤层厚度低于最低可采厚度时，煤层稳定和较稳定并且有渐变规律的情况下，用插入法求出可采边界。对未见煤钻孔，采用相邻钻孔连线的中点作为零点，然后用插入法求出可采边界。3煤层平均厚度煤层平均厚度为块段内各见煤孔和生产点煤层利用厚度的平均值。煤层利用厚度根据如下原则确定：煤层中夹矸的单层厚度不大于0.05m时，夹矸与煤合并计算，煤层利用厚度为煤层与夹矸厚度之和。煤层中夹矸的单层厚度不小于0.80m时，被夹矸所分开的煤分层作为独立煤层，分别估算储量。煤层中夹矸的单层厚度小于0.80m时，煤分层不作为独立煤层。煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时，煤层的利用厚度为上、下煤分层厚度之和。夹矸不稳定，无法进行煤分层对比的复杂煤层，当夹矸的总厚度不超过煤分层厚度的1/2时，以各煤分层的厚度之和作为煤层利用煤厚。煤层夹矸的单层厚度不受最低可采厚度的限制。4视密度3号煤层视密度数据根据钻孔提取煤样实验所得为1.382t/m3。4、资源/储量估算结果：井田内能利用储量A+B+C级共计12851.1万吨，其中A级储量10877.1万吨，B级储量411.8万吨，C级储量1561.6万吨，A+B级储量占总储量的比例为80.1%。二、可采储量：矿井设计可采储量为矿井工业储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道以及上下山保护煤柱、矿界保护煤柱、断层保护煤柱、井筒保护煤柱等安全煤柱后乘以采区回采率得到的储量。因为井田内没有地表水体，故不需要留设防水煤柱。1、 煤柱的留设（1）井筒以及工业场地保护煤柱的留设由于井田面积较大，为了减少通风线路长度，可把工业场地布置在井田中央，本着少投入、少占牧场的原则，作到合理规划和优化布置。根据关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）中规定，规划利用工业场地面积为：150亩，即：409.5m223m。又根据煤炭工业矿井设计规范之规定，工业广场属二级保护，其围护带宽度为15m。因此，加上围护带，工业广场需要保护的尺寸为：长宽=439.5253=111190m2。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程，煤柱留设所使用的参数如下：表土层移动角：=45基岩部分：走向移动角=75下山移动角：=75上山移动角：=72煤柱留设方法：煤柱设计计算采用垂直断面法。保护煤柱的留设过程，如图2-1-1所示：确定受保护面积。如图2-1-1所示，在开拓平面图上通过建筑物的四个角分别作平行于3#煤层走向和倾斜的四条直线得矩形abcd。在矩形的外缘上加上15m宽的维护带，得受保护面积abcd。确定保护煤柱边界。通过受保护面积中心作一沿煤层倾斜方向的倾斜剖面-，在这个剖面上，由维护带的边缘点m1,n1起在表土层以=45画两条保护线，即m1m2，n1n2。然后在基岩中于下山和上山方向按上山移动角=72和下山移动角=75作保护线，与煤层相交得n和k点，则通过n和k的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。以同样的方法在平行煤层走向的剖面-上，按其走向移动角=75作保护线，求得沿走向的煤柱边界AB和CD，将nk和AB、CD均绘制到平面图上，即得保护煤柱边界ABCD。煤柱是一个梯形，梯形的边AB=397.9m，CD=370.6m，长度为581.6m。 图2-1-1 用垂直断面法确定工业广场下安全煤柱工业场地保护煤柱煤量计算工业场地煤柱煤量=梯形面积煤层平均厚度每层平均密度=（397.9+370.6）581.66.221.382=380.2万t井筒保护煤柱的留设所使用的方法同工业场地保护煤柱，根据煤炭工业矿井设计规范之规定，工业广场属一级保护，其围护带宽度为20m。经过画图得出其外形尺寸得出保护煤柱煤量为：东西部风井以及主井的保护煤柱煤量是7.53万吨；副井保护煤柱煤量是2.9万吨。共计10.43万吨。（2）矿井井下主要巷道保护煤柱矿井井下主要巷道以及上下山保护煤柱根据煤炭工业矿井设计规范之规定，大巷两边各留40m作为保护煤柱其保护煤柱煤量为1351.4万吨。（3）矿界保护煤柱和断层保护煤柱设计对落差大于50m的断层两侧各按50m留设煤柱，落差小于50m的断层两侧各按30m留设煤柱。本井田范围内的断层，由于开拓平面图中显示的落差较小，设计确定暂不留设煤柱，等实际揭露后，按上述原则留设煤柱。井田边界煤柱根据采矿工程设计手册推荐的经验公式计算。经计算，井田边界煤柱宽度为40m左右，本井田一侧留取20m。按照煤柱留设宽度，经计算，井田境界保护煤柱为241.4万吨。2、矿井可采储量计算利用以上所求得各种永久煤柱的储量损失后，按下式计算矿井可采储量： Z=(Zc-P)C =(12851.1-1983.43)0.80 =8694.14万t式中：Z矿井可采储量，万t； Zc矿井工业储量，万t； P各种永久煤柱储量损失之和，万t； C采区回采率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.80；薄煤层不低于0.85。本设计取0.80。经计算，井田内可采储量为8506.6万吨。把矿井储量汇总如表2-1-1所示。 表2-1-1 矿井储量汇总表煤层名称工业储量/万t永久煤柱损失/万t采区回采率可采储量/万tA+B+C工业场地保护煤柱矿界保护煤柱井筒保护煤柱矿井井下主要巷道保护煤柱合计3#煤层12851.1380.2241.410.431351.41983.430.808694.14第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范2.2.3条规定，确定本矿井工业制度见下表：表2-2-1矿井工业制度表年工作日数日工作班数班工作时数日净提升时数备注3304614回采与运输提升不同此表内所列作业班数及时数为均一般情况。二、矿井生产能力确定本井田可采储量为8694.14万吨，煤质优良，是很好的动力用煤，市场需求量大，且本区内交通便利，矿井技术装备较先进，又根据地质报告的资料描述，煤层储量丰富，地质构造比较简单，煤层生产能力大以及煤层赋存深等因素，初步决定采用大型矿井设计。并初步确定三个方案，即矿井生产能力为1.20Mt/a，1.50Mt/a和1.80Mt/a。按照公式T1=PK/(AK)=8694.14/（1201.3）=55.75a式中，T-为矿井设计服务年限（年）PK-井田的可采储量（万吨） A- 为矿井生产能力（万吨） K-为矿井储量备用系数，一般取1.3分别将矿井生产能力为1.50Mt/a和1.80Mt/a计算得T1、T2、T3：T1=55.75a T2= 44.59a T3=37.15a经与规程和采矿设计手册以及GB 50215-2005煤炭工业矿井设计规范相核对，确定55.75a为比较合理的服务年限，即本矿井的生产能力为1.20Mt/a，本矿井第一水平的生产服务年限为55. 75a。第三节 井田开拓一、矿井工业场地位置选择：工业场地位置的确定原则（1）有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少；（2）有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村；（3）井田两翼储量基本平衡；（4）井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出、煤层或软弱岩层；（5）工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；（6）工业广场宜少占耕地，少压煤；（7）水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。本井田地形地貌属丘陵山区，地形复杂，西北部多山地交通不便，东南部地势较平坦，交通便利，根据交通地形特点，及保证井田两翼储量基本平衡的原则确定工业广场位置宜选择在井田走向中部，倾向南部区域。该处的地质构造清楚、简单、开采条件好。主、副开凿在井田走向中央的工业广场，可减少保护煤柱的损失。二、开拓方式的确定：对井筒形式根据地面标高及煤层埋藏深度可采用立井斜井两种方式。这样布置是为了保证矿井提升能力及工业广场布置，且采用主斜井，副立井综合开拓方式。主井用来提升煤炭，副井用来提升人员、材料、矸石以及通风。三、开拓方案的选定：（1）、方案一：主斜井，副立井综合开拓方式。主、副井口及工业广场布置在井田东南侧49362钻孔附近，自然地形标高13101315米，高差5米。采用三条水平大巷沿煤层走向布置，位置在井田南部靠近矿界，全井田沿走向中央划分为两个盘区，在工业广场和矿井走向中央各打一回风斜井分别为两个盘区回风服务（图2-3-1）。图23-1方案一开拓示意（2）、方案二：主斜井，副立井综合开拓方式。主、副、风井口及工业广场布置在井田走向中央靠南侧49352钻孔附近，自然地形标高13101317米，高差7米。采用三条水平大巷沿煤层走向布置，位置在井田南部靠近矿界，全井田沿走向以工业广场为界划分为两个盘区（图2-3-2）。图2-3-2方案二开拓示意上述两个方案在技术上各有优缺点，两方案技术比较如下：方案：优点：地面交通比较便利，可直接利用现有的公路铁路网络。开拓初期的运料，排矸，运煤方便。工业广场占用的煤柱较少。采用后退式开采顺序，开采一段封闭一段，水平大巷压力控制和采空区管理容易。缺点：采用后退开采水平大巷的开拓周期较长。运输及通风线路长，多打一条回风斜井增加了开拓工程量。方案：优点：运输及通风线路短。管理相对简单，成本降低。两翼开采，水平巷道的开拓时间比方案一缩短一半，见效快。缺点：地面交通不太便利，需要另外建设一部分运输网络。采用后退开采，末期主副井筒周围煤柱的压力增大，可能增加维护工程量。综上所述，方案开拓时间比方案缩短一半，投产见效时间快，正常生产期间的运输成本，通风成本都比方案低，供电，排水线路短，吨煤成本低等优势，本设计推荐方案为矿井主要开拓方式。附图：煤峪口矿3层东部矿井开拓平剖面图（1：5000）四、盘区的划分及开采顺序：（1）、盘区的划分受水平运输大巷的影响，以及井田范围的限制，本井田倾向长度在2.3km左右，走向长度6.5km左右，采用条带式开采，水平运输大巷沿井田走向布置于井田南部边界根据当前采掘设备的使用状况，及其开采手册中关于采区划分原则，并考虑到盘区设计面积在逐渐增大的趋势，按井田范围划分为2个盘区。同时生产盘区为1个盘区，保证矿井产量。（2）、盘区开采顺序404盘区402盘区第四节 井筒一、井筒数目及用途：本井田开拓采用主斜井，副立井综合开拓井田内布设两个风井，其中西部风井为了生产前期使用，东部风井为生产后期使用。二、井筒布置及装备：主斜井：三心拱断面，净宽4.5m，净断面15.05m2，支护形式锚喷，装备大倾角皮带。副立井：圆形断面，直径7m，支护形式，装备双层罐笼。西风井：三心拱断面，净宽4m，净断面12.21m2，支护形式锚喷。东风井：三心拱断面，净宽4m，净断面12.21m2，支护形式锚喷。附图：巷道断面图（1：50）井筒特征见下表：表2-4-1井筒特征井峒名称井峒作用位置井口标高（m）长度（m）倾角（度）方位角（度）XY主斜井提升煤炭44315500.6552664.6191315697.4816174副立井上下人员、材料、提升矸石4439087.5551864.6191320210900西部风井通风、大型机电设备4429375547565.2311332695.2316174东部风井通风、大型机电设备4429375552515.1241310705.4516174第五节 井底车场及硐室一、井底车场形式的选定：主、副井落底后分别沿3煤层布置胶带运输大巷和轨道运输大巷，在副立井井底设井底车场，初步设计已确定为立式环形，东西两翼来车均由绕道进入井底车场。3吨固定式矿车做辅助运输。电机车采用10吨架线式。二、井底车场硐室名称及位置：（1）、井下中央变电所 中央变电所硐室是全矿井下电力总配电站，为了节约输入输出电缆线、配电均衡、安装维护方便和便于提供新鲜风流等目的，宜将变电所置于副井与井底车场连接的附近。其断面按所选的具体变压器型号确定，同时，应满足有关规定的要求，不得违反有关规程。变电所必须采用不燃性材料支护，如选用混凝土或料石砌碹，条件许可也可采用不燃性锚喷支护。硐室必须设置易关闭的既防水又放火的密闭门，门内可设向外开的铁珊门，但不能妨碍门的关闭，从硐室出口防火门起5m内的巷道应砌碹或用其它不燃性材料支护。变电所的地坪，应比副井重车线侧的硐室通道与车场巷连接点处的标高高出0.5m。硐室不应有滴水现象，电缆沟应设置一定坡度以便将积水随时排出室外。中央变电所应根据规定，设置灭火器材。如配置灭火设备和充足的砂箱，为此在硐室设计尺寸时，应留出相应的位置。（2）、中央水泵房水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全运行关系重大，故水泵房硐室位置的选择应考虑以下因素：管路敷设最短，不仅节约管路电缆，而且管道阻力和电压将最小。一旦井下发生水患，人员、设备便于撤出，同时便于下放排水设备，增加排水能力，迅速排除事故恢复生产。具有良好的通风条件。根据以上要求，硐室位置应选在井底车场与副井连接处附近空车线一侧，以便于设备运输，与中央变电所硐室组成联合硐室，即使有特殊原因也要尽可能靠近副井。中央水泵房硐室必须采用不燃性材料支护，采用锚喷支护，在坚固的岩层中也可采用锚