s第一章 开采技术条件.doc

第一章 孙村煤矿开采技术条件及目前生产状况第一节 井田位置、地形、交通及气候条件一、井田位置孙村煤矿位于山东省泰山东侧的新泰市新汶办事处境内，地处新汶煤田东部，位居山东省新汶矿业集团公司腹地，东与张庄煤矿，西与良庄煤矿相邻，南依蒙山山系，北与莲花山相望，柴汶河自东向西流经井田之上。主井井口地理坐标：东径1174057，北纬355216，东北距新泰市9km，西距磁窑68km，西北距济南168km。孙村煤矿在新汶煤田中的地理位置如图11所示。图11 孙村煤矿地理位置二、地形孙村井田位于莲花山和蒙山山脉两大分水岭之间，地面为平缓的丘陵地带，地面标高在+165+210m之间。井田西部地形较平坦，东部起伏较大。总的趋势是西北部地形较低，东南部较高。煤系地层大部为冲积层所掩盖，只有溪沟中略有出露。奥陶系石灰岩广泛出露于井田南部区域。井田中南部有柴汶河纵贯东西。工业场地建在柴汶河南岸的小平原之上，该工业场地内主斜井井口标高为+175.5m。20世纪90年代围绕千米北立井建设的北立井工业场地位于柴汶河北岸，井口标高为199.5m。三、交通如图12所示，孙村煤矿交通方便，磁（磁窑）莱（莱芜）铁路穿过矿井生产区与生活区，与京沪铁路接轨，铁路运输可畅通全国各地。矿井驻地公路四通八达，井田南部有京沪高速公路和蒙馆公路；井田北部有直通泰安市的一级公路和博徐公路，并与京沪高速公路交汇。图12 孙村煤矿交通图第二节 开采历史一、民间小煤矿开采孙村煤矿驻地是整个新汶矿区最早发现和利用煤炭的地方之一，其开采历史可追溯到唐代，其间主要开采埋藏浅的煤层露头。宋元时期产煤已用于冶铁，明代已大量炼焦。清代中期孙村煤矿驻地采煤的小煤窑剧增，随着浅部露头煤层变少，到清末采煤业转入萧条。孙村煤矿井田范围内（也包括一部分张庄和良庄煤矿的井田范围）的古小煤窑均位于井田南部的煤层露头地段，因开采年代过久，井口均被黄土掩埋，目前仅能了解井口的大概位置，井下情况多为历代传述，能基本确定位置的清末明初古小煤窑井口有70处，如图13所示。图13 孙村煤矿古小煤窑井口位置这些古小煤窑主要开采孙村煤矿井田内的后组煤层，也就是9#、11#、15#煤层及少量的13#煤层，每个古小煤窑开采范围沿走向长约50400m，沿倾斜约50150m。至于明、元及以前的古小煤窑开发情况皆不得而知。在近代采煤业中，孙村煤矿驻地附近开采过一些小煤矿，习称之为窑，资料较为准确的民间小煤矿如表1-1所列。表1-1 孙村煤矿驻地近代开采过的小煤矿时间(年)190419091910191519161918191819361937194519461948煤矿官子号窑杨树底窑裕兴公司保太公司德胜煤矿复兴煤矿*日本投降后，部分汉奸股份被地方政府没收后更名(公私合营)这些小煤矿均为民间集资，土法开采。井下采用片盘开拓方式，房柱式采煤方法，工作面采用手镐落煤，预留煤柱支撑顶板，个别地方打点柱或用木棚支护。井下运输采用人力拉筐，立井中用木制绞车提升，井下排水为台阶式人工提水，容器为手提竹斗，井口采用牛皮包提水，工作地点采用油灯照明，自然通风。各小煤矿因煤种质量、规模及盈亏不同，用人多少亦不同，少则几十人，多则数百人。1924年，“保太公司”装备了蒸汽机拖动的绞车和水泵，用于提升煤炭和排水，这大大地提高了生产能力。在开采过程中由于受自然通风、运输、管理、资金和技术等方面的限制，只能在沿地下20150m斜深，东西走向50300m的范围内挖取井田内后组9#、11#、13#和15#煤层的露头煤，日产量以几吨、几十吨到上百吨不等。孙村煤矿的前身是德胜煤矿，于1937年底创办，1938年开凿两立井，井深分别为19m和15m。井下采用自然通风，日产20t。因东距日本“三菱”公司经营的现张庄煤矿仅1400m，屡受敌寇威胁，生产发展缓慢，经营较差。日本帝国主义投降后，1946年月10月，山东鲁中区二矿部派人接管德胜煤矿，将其更名为复兴煤矿，整理过程中，没收汉奸股份，承认原有的其他民股，并由人民政府投资，公私合国继续经营。1947年始，国民党向山东解放区进攻，我军政人员奉命往北转移，因民股占绝大多数，设备和生产规模较小，撤离时没有对其毁坏，撤离后复兴煤矿由国民党政权经营管理。二、孙村煤矿开发1948年5月，新汶矿区解放后，人民政府收买了全部私人股份，并招收工人和技术人员，一边恢复生产，一边为矿井改扩建作准备。1948年末，“复兴煤矿”更名为孙村煤矿，其间，孙村煤矿成为解放初期泰安地区最早和最大的国营企业，成为新汶矿区建设和发展的奠基煤矿。从1948年建矿，到2005年，孙村煤矿已走过57个春秋。在建设和生产过程中，随着生产规模扩大和机械化水平提高，依靠技术进步，不断向深部开拓延深，目前已成为我国煤矿采深最大的深矿井之一。按照向深部发展过程中开采水平设置，孙村煤矿已有-75m、-210m、-400m、-600m、-800m和-1100m 6个开采水平，这些开采水平的设置和埋深如表1-2所列。表1-2 孙村煤矿开采水平设置开采水平水平标高（m）埋深（m）动工时间投产时间结束时间生产能力（万t/a）一-752501948.121952196645二-21038519561962197645三-4005751960.71965.12198760四-6007751974.31978.760 (90)*五-8009751992.31999.660(120)*六-110012752003备注*延深设计能力，*综合能力第三节 井田地质特征一、井田境界随着向深部发展，根据孙村煤矿自身的生产需要和集团公司内有关各矿的发展状况，孙村煤矿与相邻矿井的井田境界经多次调整，以致呈现在的不规则形状。孙村煤矿现在的井田境界如图1-4所示，横贯井田中部的F10断层将井田划分为南北两区。1井田南区南区东以F6断层为界，与张庄煤矿相邻。西以F2断层与良庄煤矿和汶河煤矿为界，南边界线为自各煤层露头，北边界深至-1100m水平，为人为边界。2井田北区北区以千米立井为中心分东西两翼，北起F10断层，西至F8断层，南以-450m水平技术边界与良庄煤矿毗邻，北至-1100m水平煤层底板等高线，东至F6和F10断层以北侏罗系冲刷带与张庄煤矿为界。井田走向在-450m水平以上为2 km，-450-600m水平为5 km，-600-800m水平为6 km，-800-1100m水平为7.2 km。井田南北宽约3.6km，面积为21.2km2。3井田周边煤矿如图1-5所示，孙村煤矿西以F2和F8号断层为界与新汶矿业集团公司的良庄煤矿相邻，该矿生产系统完善，产量120150万t/a，分4个开采水平，一水平（0m）和二水平（-195m）已开采结束，三水平（-350m）和四水平（-580m）正在生产。孙村煤矿东以F6号断层为界，在F10号断层以南，与集团公司的张庄煤矿相邻，该矿资源已趋于枯竭，产量大幅降低，目前已改制成股份制公司，其生产系统仍保持完善，并能维持正常生产。在F10断层以北，扩大区东边界与汶南煤矿为界。目前，两煤矿在边界附近没有采掘工程。孙村煤矿西侧还有汶河煤矿，该矿生产系统完善，年产量在30万t/a左右，属地方煤矿，与孙村煤矿以F2号断层相隔。二、井田储量孙村煤矿井田储量变化如图1-5所示。至2003年末，孙村煤矿累计探明的资源储量为17024.0万t，累计动用资源储量6259.6万t，总采出量为3887.8万t，总损失量为2030.7万t，注销341.1万t，年末保有资源储量为10764.4万t。三、地层新汶煤田属华北石炭二叠系近海型煤田，下覆奥陶系石灰岩，上覆侏罗系、第三系红层、第四系黄土和流砂层。孙村煤矿井田内地层综合柱状图如图1-6所示。24图1-5 孙村煤矿井田境界及储量变化图1-6-1 孙村井田地层综合柱状图图1-6-2 续孙村井田地层综合柱状图图1-6-3 续孙村井田地层综合柱状图四、地质构造F10断层将孙村井田分为南北两区，两区基本上属简单的单斜构造形态，并有宽缓的褶曲存在，井田内地质构造以断层为主。地层走向变化在300330之间，倾角由浅至深在331231间变化。南区地层倾角由东到西逐渐变小，北区则变化较大。孙村煤矿井田内的断层多以高角度正断层为主，逆断层少见。井田内影响开拓、采区划分及巷道布置的大中型断层共计16条，其分布见图1-4。这些断层的特征如表1-3所列。沿孙良石门附近反映地层被切割的剖面如图1-7所示。图1-7 沿孙良石门附近地层剖面表1-3 孙村井田主要断层特征断层位置走向（）倾向（）倾角（）落差（m）延展长度（m）F2井田浅部西边界(与良庄矿)456513515570801702704700F21F2的分支651556060800F5井田中部，与F6大致平行8090170180655554250F6井田东边界(与张庄矿)803507010704050F61F6的分叉3012060520500F7靠近井田东北1607075731400F8孙良六采区大巷2025110115800802310F9孙良六采区大巷70160705651600F10井田中部115205802402903300F102井田中部120135210225407030501400F103井田中部10719760030750F11靠近井田东北40130700231100F12平行-800m水平主暗斜井45135801350良F12井田深部东边界1405070130150510F13曾为井田西边界(与良庄矿) 557070F15孙良五采区石门NWNE558001302000孙村井田内的大中型断层以近倾向断层较多，这些近倾向断层将煤层沿走向分割成多个块段，多成为采区走向边界，造成采区走向长度较短，准备工程量大，工作面搬家频繁，采掘接替紧张。开拓煤量、准备煤量和回采煤量减少，巷道掘进率增高。孙村井田内断层分布较密，除大中型断层以外，井田还发育较多的小断层。随着采深增加，断层条数增加，落差增大，断层的分布密度如表1-4所示。表1-4 孙村井田断层分布密度断层类型密度（条/km2）延展长度（m/km2）大、中型（H10m）2.72600小型（2mH5m）259829井田内小断层随采深增加而增加，直接导致回采煤量减少，回采巷道增多，采出率降低，设备增多，机械化装备不易充分发挥，技术经济效益下降。据对采区内的小断层统计，倾角在7090的小断层最为发育，占到56.3%，倾角在5070的小断层次之，占到31.7%。五、水文地质1地表水系柴汶河及其支流经孙村井田之上长约2700m，构成主要地表水系，该河为季节性河流，雨季有水，枯季近于干涸，因其覆于煤系地层露头之上，浅部开采时为矿井充水主要补给水源。孙村矿现已进入深部开采，其补给水源及通道有限，对矿井影响较小，已构不成危害。2含水层孙村井田地层内主要含水层及对开采的影响分述如下：（1）第四系含水层该层平均厚8m，靠大气降水补给，雨季有孔隙水，村季干燥无水，对深部采掘基本无影响。（2）第三系砾岩该层平均厚438.72m，属非均质岩溶裂隙潜水含水层或承压含水层，主要靠大气降水补给。由于受第三系中下部和侏罗系中下部巨厚的粘土质粉砂岩及石盒子组杂色粘土岩的屏闭作用，该层对煤层开采无影响。（3）侏罗系厚砂岩该层平均厚253.3m，以红色中细砂岩为主，内夹粉砂岩。该含水层露头位于柴汶河河床之下，接受第四系潜水补给，富水性较强，因漏水点距首采煤层法线距离较大，为211.0329.0m，故该层对开采无影响。（4）山西组砂岩该层平均厚32.5m，为2#和4#煤层顶板，由34层中粒砂岩组成，随采深增加，含水性变弱，对开采无影响。（5）太原群一层石灰岩该层平均厚3.2m，-75m水平以上补给循环条件较好，富水性中等或较强。随采深增加，裂隙及含水性明显减弱，至-210m水平及以下，仅有淋水出现，对开采无影响。（6）太原组第四层石灰岩该层平均厚6.0m，位于13#煤层之上，在-75m水平为富水性较强的岩溶裂隙承压含水层，在-300m水平已成为弱含水层，在-600m水平已干枯无水，在深部对开采无影响。（7）本溪组徐家庄石灰岩和草埠沟石灰岩徐家庄石灰岩平均厚12m，上距15#煤层25.570m，下距奥陶系石灰岩29.061m。该岩层裂隙发育程度随采深增大而明显减弱。草埠沟石灰岩平均厚12.0m，下距奥陶系石灰岩525m，露头位于古河床之外，大面积裸露于地表，主要接受大气降水补给，浅部岩溶裂隙发育，富水性较强，随采深增加，富水性明显减弱，在-400m水平以下已基本不含水，因距奥陶系石灰岩较近，稍有断层错动，都会使其与奥陶系石灰岩接近或对口接触，从而影响15#煤层开采。（8)奥陶系石灰岩该层厚800m，在浅部岩溶裂隙发育，富水性强，连通性好，可直接接受大气降水补给，交替循环条件优越。-210m水平以上属富水性强的岩溶裂隙承压含水层，按断层附近岩溶裂隙尢为发育，是地下水活动的主要径流部位。随采深加大，该层石灰岩富水性逐渐减弱。奥陶系石灰岩上距15#煤层54.5155.0m，正常地段对煤层开采威胁较小。因大断层附近既是地质构造薄弱点，也是地下水的汇集点，生产过程中必须超前探查，留足安全防水煤柱。目前，新汶矿业集团公司除北翼泉沟煤矿对奥灰水进行疏降开采外，其余各矿均采用射避策略。第四节 煤层特征一、煤层1煤系地层见图1-6，孙村井田含煤地层为石炭二叠系煤系地层，总厚度246489m，平均厚度340m左右；其中石盒子组不含煤层，山西组和太原组为主要含煤地层，本溪组中偶含不可采或不稳定薄煤层。煤系地层共含煤层19层，总厚13.9m，含煤系数为4.09%，其中可采煤层7层，分别为2#、3#、4#、6#、11#、13#和15#煤层，平均总厚度8.81m，可采煤层的含煤系数为2.59%。（1）山西组含煤地层山西组平均厚9.8m，含1#4#煤层4层，煤层平均总厚度5.08m，含煤系数5.18%，其中含可采煤层3层，分别为2#、3#和4#煤层，可采煤层平均总厚度4.06m，可采煤层的含煤系数为4.14%。（2）太原组含煤地层太原组平均厚168.65m，含6#16#煤层11层，煤层平均总厚度为8.43m，含煤系数5.0%；其中含可采煤层4层，分别为6#、11#、13#和15#煤层，平均总厚度5.86m，可采煤层的含煤系数为3.47%。孙村井田内煤层间距比较稳定，易于对比。2可采煤层在井田内可采煤层中，4#和11#煤层为稳定煤层，2#、3#、6#、13#和15#煤层为较稳定煤层。（1）2#煤层2#煤层平均厚度为2.14m，是井田内的首采煤层和主采煤层该煤层赋存不完整，井田东部依一号斜井井口划80方向线至矿边界被侵蚀，西部存有冲刷带。-600m水平四采区也发现冲刷变薄区，除此全井田可采。2#煤层的厚度在薄、中厚和厚煤层之间变化，井田范围内自东向西有变薄的趋势。在-300m标高至F10断层以南属厚煤层。最大厚度为4.35m，最小厚度为0.7m。.2#煤层下距3#煤层5.0m，上距第三系红色砂岩310.0m。（2）3#煤层3#煤层平均厚度为0.68m，属局部可采煤层，最大厚度1.12m。该煤层结构复杂，因含夹矸较厚，致使大部分区域不可采。3#煤层下距4#煤层16m。（3）4#煤层4#煤层是主采煤层，平均厚度1.79m。最大厚度2.32m，最小厚度1.07m.。该煤层赋存稳定，结构简单，全井田范围内均可采，下距6#煤层37m。（4）6#煤层6#煤层属局部可采煤层，平均厚度为0.68m，最大厚度1.07m，最小厚度0.65m，在井田的一部分区域内因受冲刷和侵蚀，存在无煤带。6#煤层下距11#煤层80m。（5）11#煤层11#煤层是主采煤层。该煤层结构复杂，全井田可采，平均厚度为1.52m，厚度在0.752.0m间变化，自东向西呈变薄趋势。11#煤层下距13#煤层40m左右。（6）13#煤层13#煤层平均厚度为0.96m，厚度在0.721.37m之间变化，由浅至深有变薄的趋势。13#煤层在井田内赋存较稳定，结构复杂，含夹矸35层，其岩性为炭质砂岩，较硬，层理性差。13#煤层下距15#煤层13.5m。（7）15#煤层15#煤层平均厚度为1.04m，最大厚度1.52m，最小厚度0.65m，属赋存稳定、结构复杂煤层。该煤层顶部煤质较好，下部灰分含量达43%以上。孙村煤矿可采煤层特征如表1-5所列。随采深加大，可采煤层厚度有变薄的趋势。表1-5 可采煤层特征煤层厚度（m）煤层间距（m）结构稳定性2#较复杂较稳定3#简单较稳定4#简单稳定6#简单不稳定11#复杂稳定13#复杂稳定15#复杂较稳定二、煤质及工业用途孙村煤矿井田内可采的2#、4#和6#煤层属气煤，11#、13#和15#煤层属气肥煤，两种均属于中变质程度的烟煤，具有较强的粘结性和一定的结焦性，工业用途为炼焦配煤。煤质指标如表1-6所列。表1-6 可采煤层煤质指标煤层水分(%)灰分(%)挥发份(%)发热量（kj/g）全硫(%)磷(%)胶质层厚度（mm）煤种2#1.023.94 2.5810.9837.82 25.8935.2545.17 38.4730.6933.89 33.200.591.09 0.790.0040.022 0.01317.33气煤3#1.702.36 2.0523.2940.36 26.8938.7048.64 36.2834.5635.10 35.000.620.93 0.860.0160.022 0.02016.10气煤4#2.093.08 2.6114.2823.68 18.2633.5840.65 36.6730.5734.11 33.540.451.01 0.660.0120.016 0.01317.56气煤6#1.993.35 2.495.5818.39 13.9239.1439.47 39.2833.9934.88 34.200.592.45 1.410.0110.013 0.01219.17气煤11#2.343.14 2.6918.9427.31 26.8940.9844.93 42.5132.0033.77 33.290.805.30 2.300.0110.013 0.01229.12气肥煤13#1.072.76 1.6129.3042.98 34.9839.0147.64 44.6832.1134.42 33.271.765.00 3.010.0160.019 0.01739.86气肥煤15#1.322.15 1.6039.4745.50 42.2247.9149.19 48.2631.3632.77 31.893.605.14 2.560.0060.008 0.00733.81气肥煤2#、3#、4#和6#煤层的挥发分平均值在3643%之间，平均胶质层厚度1620mm之间，11#、13#和15#煤层的挥发分均大于42%，平均胶质层厚度2940mm之间。各可采煤层的发热量均较高，原煤可燃基弹筒低位发热量均在22.0030.90MJ/kg之间，精煤均大于30MJ/kg，为中高特高热值煤，达到动力用煤的标准要求，是良好的动力和民用燃料用煤。各可采煤层的原煤灰分在1343%之间，为富灰煤。各煤层经1.4比重液洗选后，精煤灰分均小于8%，为低灰煤。各可采煤层中的全硫分主要为黄铁矿和有机硫，少量为硫酸盐硫。前两者自上而下有明显增高的规律。2#、3#和4#煤层全硫分均小于1%，为低硫煤。6#煤层全硫分小于2.5%，为中硫煤，13#和15#煤层为高硫煤。各煤层经洗选后，全硫分均有不同程度的降低，大部分黄铁矿硫脱出，而有机硫和硫酸盐硫脱出率很小。在各煤层合理配采的情况下，经洗选后，含硫在0.8%以下，达到炼焦配煤要求。各可采煤层中的原煤磷分含量均没有超过0.06%，经洗选后皆小于0.01%，为低磷煤。各可采煤层均属强粘性煤，并均具有较好的结焦性。三、可采煤层顶底板岩性12#煤层顶底板岩性2#煤层的直接顶板为粉砂岩，局部存在泥岩伪顶，深灰色，易碎且厚度变化较大。直接顶板之上的基本顶是灰白色中粒砂岩，钙质胶结，致密坚硬，厚49m，层间含植物化石，侵蚀面附近为红色砂岩，性脆，易冒落，不稳固，强度明显降低。2#煤层底板为砂岩，厚24m，含深灰色植物碎屑化石。23#煤层顶底板岩性3#煤层之上存在炭质页岩伪顶，厚0.20.3m，深灰色，性脆，易碎，其上直接顶板是泥岩，厚13m，平均2m。3#煤层底板为粉砂岩，厚24m。34#煤层顶底板岩性4#煤层直接顶板为砂岩或细砂岩，厚424m，平均13m左右，灰白色或浅灰色，沿井田走向自西向东变为砂页岩互层、细砂岩和粉砂岩，致密坚固，单向抗压强度多大于40MPa。4#煤层底板为粉砂岩，厚23m，平均2m，层理发育，含植物化石。46#煤层顶底板岩性6#煤层直接顶板为粉砂岩，厚34m，平均3.5m，灰色层理，发育成互层，性脆，含泥质与植物碎屑化石和黄铁矿散粒。6#煤层底板为灰白色砂岩，厚24m，渐变为粉砂岩。511#煤层顶底板岩性11#煤层直接顶板为深灰色粉砂岩，厚610m，平均8m，层理发育，含植物化石和褐色结核黄铁矿散粒，性脆，易于冒落。11#煤层底板是由细砂岩变到粉砂岩的岩层，厚910m，平均8m，层理发育，夹一层薄煤层，距11#煤层2m左右。靠近11#煤层底板处有一层粘土岩，遇水呈泥状，厚0.2m左右。613#煤层顶底板岩性13#煤层的直接顶板是第四层石灰岩，厚57m，有5个分层，含方解石脉及蜓科类化石，下部含黑色隧石条带。第四层石灰岩坚硬，单向抗压强度大于70MPa，由于受海蚀作用，呈高低不平，因分层多易形成复合顶板，在生产中需引起重视。13#煤层底板为砂岩，局部为泥岩，泥质胶结，灰白色至黑色，厚67m。715#煤层顶底板岩性15#煤层直接顶板为泥灰岩，厚0.50.8m，灰色，泥质胶结。其上为泥岩，含褐色结核和黄铁矿散粒，性脆，易碎，易冒落。15#煤层底板是粉砂岩，厚23m。孙村煤矿井田内可采煤层的顶底板岩性特征如表1-7所列。表1-7 煤层顶底板岩性特征煤层直 接 顶基 本 顶底 板岩性厚度（m）岩性厚度（m）备注岩性厚度（m）备注2#粉砂岩4.09.07.0中粒砂岩31.0局部有泥岩伪顶砂岩2.04.03.03#泥岩1.03.02.0砂岩7.0炭质页岩伪顶0.20.3m粉砂岩2.04.03.04#砂岩细砂岩4.024.013.0砂岩局部泥岩伪顶粉砂岩2.03.02.06#粉砂岩3.04.03.5中砂岩4.0砂岩2.04.03.011#粉砂岩6.010.78.0中砂岩19.0粉砂岩9.010.08.0直接底为粘土岩厚0.20.3m13#石灰岩5.07.06.0泥岩4.06.05.0砂岩6.5渐变为泥岩15#泥灰岩0.50.80.7泥岩67.06.5渐变为砂岩粉砂岩2.03.02.0四、瓦斯、煤尘、自燃倾向性及地温1瓦斯通过历年瓦斯鉴定，孙村煤矿一直为一级瓦斯矿井或低瓦斯矿井，也是低二氧化碳矿井。瓦斯涌出量随开采深度增加呈增加趋势，但没有明显增加，而是随开采强度的大小而增减，相对涌出量随采煤工作面产量增大而减小。平均相对瓦斯涌出量变化趋势如图1-8所示。图1-8 平均相对瓦斯涌出量变化趋势2煤尘根据抚顺煤科分院和新汶矿业集团公司通风实验室完成的煤尘爆炸性测试结果，孙村煤矿开采的各煤层均有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸(可燃挥发分)指数都超过了28%，属煤尘爆炸性很强的煤层。孙村煤矿各开采煤层在实验室测定的煤尘爆炸性结果如表1-8所列。表1-8 各开采煤层实验室煤尘爆炸性测定煤层煤的工业分析煤尘爆炸性实验水分Wf（%）灰分Ag（%）爆炸(挥发分)指数Vr(%)火焰长度(mm)岩粉用量(%)2#1.0812.3234.59600753#1.0033.2637.61125654#1.409.6435.356008011#1.2010.0742.746508513#0.8611.5545.376508515#1.2018.3542.42700803煤层的自燃倾向性孙村煤矿开采的各煤层均具有自燃发火倾向，发火期为612个月，2#、4#、11#、和13#煤层为类不易自燃煤层，3#、6#和15#煤层为类自燃煤层。各开采煤层自燃倾向性测定结果如表1-9所列。表1-9 煤层自燃倾向性测定 煤层工作面全硫（%）密度（g/cm3）吸氧量(cm3/g)自燃等级及倾向性2#22181.071.540.28、不易自燃52131.041.730.27、不易自燃1217下0.641.480.39、不易自燃3#13170.991.450.43、自燃4#24170.881.500.39、不易自燃6#16133.171.460.47、自燃11#111141.771.480.34、不易自燃13#113142.951.360.32、不易自燃15#315141.290.41、自燃4地温经测定，孙村煤矿井田内恒温带深37m，平均温度为16.1。随采深增加，井下地温增高，成为深部开采的热害。地层中的地温梯度在水平和垂直方向上有明显差别，表现在沿井田走向方向东低西高，沿倾向方向随深度增加而增大，平均2.20/100m。孙村煤矿井田地温梯度和地温分布如表1-10所列。表1-10 井田地温梯度和地温分布 区域地温梯度（/100m）深部各开采水平平均地温（）-600m-800m-1100mE-1100mW东1.8129.633.337.938.7中2.1932.536.942.443.5西2.6035.540.747.448.7平均2.2032.536.942.643.6第五节 目前生产状况一、生产能力孙村煤矿解放前由小煤窑开采，1948年由人民政府接管，恢复生产后并进行改扩建。1962年-400m水平延深设计时确定矿井生产能力为60万t/a，1980年矿井生产能力核定为75万t/a，1991年矿井生产能力核定为70万t/a，1997年核定生产能力为90万t/a。2004年对矿井主要生产系统重新核定，核定结果如表1-11所列。表1-11 2004年主要生产系统能力核定生产系统能力（万t/a）生产系统能力（万t/a）主井提升144.74排水147.3副井提升181.8采掘*131.84井下运输215.5地面150.8通风195.5供电333.38备注*指2003年矿井产量矿井采掘生产能力为矿井生产系统最小能力,依此矿井生产能力核定为130万t/a。2001年、2002年、2003年、2004和2005年孙村煤矿分别生产煤炭117.6万t、123.7万t、131.84万t、131.72万t和141.36万t。二、开拓方式如图1-9和图1-10所示，孙村煤矿采用多水平、主斜井、副立井综合开拓方式。井田已划分为-75 m、-210 m、-400 m、-600 m、-800 m和-1100 m六个开采水平，并且还有向深部发展的可能。目前，-600 m水平及以上的各开采水平已基本结束开采，-1100 m水平为开拓延深水平，-800 m开采水平为主要生产水平，正利用-800 m开采水平对-1100 m水平进行下山开采。孙村煤矿全井田内现有6个由地面直接开凿的井筒进入井下，分布在井田南北两区，南区有主斜井、东斜井、西斜井和-400 m水平回风立井，北区有千米副立井和千米回风井。各井筒的技术参数如表112所列。表1-12 井筒技术参数项目井口标高（m）井底标高（m）井筒倾角()井筒直径（m）井筒长度（m） 净断面（m2）宽度（m）支护斜井主斜井175.5-21017.51276103.6砌碹东斜井173-21025997103.3砌碹西斜井171.7-21025106010.43.6砌碹立井洛沟风井173.73-398.66905.5572.3423.68混凝土碹千米副立井201.54-855.35906.5110033.18砌碹千米风井197.5-776.00906.098028.26锚网喷由浅部开采进入深部开采,孙村煤矿各开采水平大巷逐步由分层大巷布置方式、分组集中大巷置方式发展到集中大巷置方式。图1-9 井田开拓平面图图1-10 井田开拓剖面图三、采区划分及准备方式孙村煤矿井田内可采煤层分2#、3#、4#、6#、11#、13#、15#煤层7层，其中2#、3#、4#和6#煤层划分为前组煤，11#、13#和15#煤层划分为后组煤，进入深部开采后各组煤层采区联合布置，集中开采。在F10断层以南，-210m开采水平以下至-600m水平上山阶段，孙村井田各开采水平的前组煤层由东向西划分为一采区（东区）、二采区（中区）和三采区（西区），-600m水平下山阶段只有一采区（东区）和二采区（中区）。在F10断层以北，孙村井田-600m水平前组煤层划分为孙良四采区、五采区和六采区。-800m水平前组煤层划分为三采区、四采区和五采区。在-800m水平以下，孙村井田北区工业场地及保护煤柱将深部划分为东西两翼，西翼前组煤层由西向东划分为四采区和三采区，东翼前组煤层划分为二采区和一采区。孙村煤矿前组煤层上下山多布置在4#煤层中，后组煤层上下山多布置在13#煤层中。四、采掘现状孙村煤矿目前生产主要集中在-800m水平，利用该水平生产系统进行一部分下山开采。-800 m水平采用集中运输大巷、采区石门布置方式，各采区生产的煤炭通过3t底卸式矿车运输，全岩排矸通过1t矿车运输。现生产采区为-800m水平后组煤层一采区、-1100m水平前组煤层二采区和四采区（-800m水平下山阶段）。现准备采区为-800m水平后组煤层四采区。孙村煤矿采用走向长壁采煤法开采，全部垮落法处理采空区。到2005年底有三个采煤队，分别装备三套综采设备，矿井全部由综合机械化采煤工艺保证产量。到2005年，孙村煤矿采煤工作面最大埋深为1089.74m，掘进工作面最大埋深已超过1300m。围绕生产掘进、-1100m水平开拓延深和生产系统改造工程，孙村煤矿井下有17个掘进队，年掘进总进尺在21000m左右；其中10个队为生产掘进服务，2个队作为开拓延深，5个队用于生产系统改造。2005年底孙村煤矿井下有11处全岩巷掘进工作面，其中生产掘进4处，开拓延深2处、生产系统改造5处。全岩巷掘进工作面采用锚网喷支护，2处采用CMJ17凿岩台车钻眼、ZC-型侧卸式装岩机装矸的机械化钻眼爆破法作业线，其余9处采用凿岩机钻眼、扒斗装岩机装岩的钻眼爆破法作业线。在煤巷和半煤岩巷掘进工作面，有4处采用综掘机掘进，锚网带支护，其余2处采用钻眼爆破法破岩和锚网带支护。五、主要生产系统1主运系统孙村煤矿目前生产集中在-800m开采水平，运煤的主运系统分为五段，以胶带输送机接力运输为主，其中斜井提升四段，石门运输一段。第一段：地面+177.5m至井下-210m，采用带宽1070mm的钢丝绳牵引胶带输送机，也称钢缆胶带输送机，主斜井井筒倾角17.5，运输距离1276m。第二段：-210m水平至-600m水平，采用带宽1070mm的钢丝绳牵引胶带输送机，主暗斜井倾角1730，运输距离1500m。第一段和第二段胶带输送机之间设有折返转载胶带输送机1部，带宽1000mm，倾角18，运输距离140m。第三段：-600m水平孙良胶带输送机运输石门，该石门内铺设3部SD-150P胶带输送机，带宽1000mm，石门运输距离1030m。第四段：-600m水平至-800m水平，采用带宽为1000mm的钢绳芯胶带输送机，主暗斜井倾角2324，也称大倾角胶带输送机主暗斜井，运输距离788m。第五段：-800m水平至-1100m水平，采用大倾角胶带输送机，倾角013，1322，2226，前期运输距离420 m，后期将延长到920 m。目前，由-800 m水平下山开采的原煤由-800 m水平运输大巷内的3t底卸式矿车卸入-800 m水平井底煤仓后，进入-600m-800m的钢绳芯胶带输送机。主运系统运输距离4758m，装机总功率3070kW。2副井提升系统孙村煤矿副井提升系统由副斜井、副立井和副暗斜井组成，分南区西副斜井、北区千米副立井、-210 m-600m副暗斜井、-600m-800m人车管子道副暗斜井、-800m-1100m人车管子道副暗斜井和-800m-1100m 矸石副暗斜井。南区西副斜井装备23000/1530-2A绞车，-210 m-600m副暗斜井装备XKT231.5B绞车，两者主要担负矿内人员和物料的提运。北区千米副立井装备JKD3.5m 6绳摩擦提升绞车，采用双层4车罐笼双钩提升，主要担负-800m水平及-1100m水平人员、物料和矸石的提运。-600m-800m人车管子道副暗斜井装备JK2/30X绞车，主要用于-800水平与矿内辅助运输之间的沟通提升，提运部分物料和应急提升-800m水平人员。-800m-1100m人车管子道副暗斜井装备JK-2.5/20E绞车，-800m-1100m 矸石副暗斜井装备2JK3/30E绞车，两者目前主要用于-1100m水平开拓延深时人员、矸石和物料的提运。3通风系统北区千米北风井投入使用前，孙村煤矿井下采用中央分列式通风方式，东副井、西副井、主斜井和千米北立井进风，南区洛沟风井（-400m水平回风立井）回风，该风井装备G4-73-11-28D型离心式主要通风机，抽出式通风，最大额定排风能力为