晋城煤业集团寺河矿井东区开采设计(学校要求版本).doc

论文题目 晋城煤业集团寺河矿井东区开采设计论文题目 晋城煤业集团寺河矿井东区开采设计 专专 业 采矿工程业 采矿工程 毕毕 业业 生 生 签名 签名 指导教师 指导教师 签名 签名 摘摘 要要 本设计根据在晋城煤业集团寺河矿井收集的资料 结合专业知识 提出两个开拓 系统方案 通过技术经济比较确定采用主斜井 副斜井 回风立井的方案 矿井主运 输采用胶带输送机 矿井辅助运输采用井筒使用矿车和井下使用无轨胶轮车 矿井的 通风系统采用分区式通风 采煤方法采用长壁一次采全高综采采煤方法 矿井设计生 产能力为 4 0Mt a 矿井服务年限为 74 6a 本次设计积极采用新技术 新设备 新工 艺 力争把寺河煤矿建设成为高产 高效的现代化矿井 关 键 词 寺河矿井 开采设计 综合机械化采煤法 无轨胶 轮车 生产能力 服务年限 论文类型 类型一 以矿山开采设计为主体 Subject Mining Design of Eastern of Sihe Coal Mine Jincheng Coal Industry Group Co Ltd Specialty Mining Engineering Name Signature Instructor Signature ABSTRACT According to the materials searching from Sihe coal mine Jincheng Coal Industry Group Co Ltd and professional knowledge studying from school we present three programs to mine the coal Through cost effectiveness analysis we adopt this project which uses main slope assistant slope return air course shaft to exploit In the project main transport adopt rubber belt the pit car and the trackless vehicle are used as the assistant transport The ventilation style is zone system The method of mining is Long wall All time High Fully mining method the capacity of the coal mine is 4 Mt per year and the service life is 74 6 years This design will adopt new technology advanced equipments new process to make the coal mine to be a High yield high efficiency and modern mine Keywords sihe coal mine Mining Design Comprehensive mechanized mining method Trackless rubber tyre Production capacity Service life Type of Thesis Type One To mining as the main design 前前 言言 毕业设计是采矿工程专业本科学习的最后一个环节 也是最主要最关键的一个教 学环节 在专业教育中占有非常重要的地位 毕业设计是有毕业实习和毕业设计所组 成的 毕业实习加深对实习矿井的认识与了解 同时还收集有关矿井的地质资料 为 后来的毕业设计打好基础 毕业设计是采矿工程专业对本专业所学知识的全面复习和巩固 加深理解所学的 专业知识 并系统的熟悉矿山开采设计 建设 生产以及安全的各个环节和系统的掌 握有关知识 为以后从事矿井设计 建设 安全技术工作 技术管理工作及经营管理 工作做好准备 对矿山开采规划与设计基本知识能力进行系统的教育 对矿山开采 矿山安全筹划等知识和技术全面 系统的应用能力的初步训练 对综合分析和解决生 产实际问题的能力的培养 对矿山规划与设计基础技能 绘图技能 文字表达与计算 机技能等 的全面的初步的训练 了解矿山开采中的有关政策 法规 熟悉并能正确 应用有关规定 此次设计的是晋城无烟煤集团有限公司寺河矿井 寺河矿井隶属于晋城煤业集团 位于山西省沁水县和阳城县境内 包括东区和西区 此次设计仅考虑东区的开采 井田东区南北走向长 7 3kM 东西倾向宽 7 4kM 面积约 47 5km2 设计考虑了实 际情况 因地制宜 采用新技术 新工艺 新设备 新材料 在提高矿井生产工效和 保证安全的情况下 尽量降低矿井的投资成本 使煤矿花最少的钱 建最好的矿 为 社会主义建设做出更大的贡献 一 编制设计的依据 本设计主要依据国家计委计鉴 1984 806 号文 对山西晋城新区总体设计的批复 中确定 晋城新区统配煤矿的总规模为 20 0Mt a 划分为四矿六井 即成庄 寺河各 4 0Mt a 大宁矿 包括一 二号井 潘庄矿 包括一 二号井 各 6 0Mt a 新区 建立四座选煤厂 即成庄 寺河各 4 0Mt a 潘庄 大宁各 6 0Mt a 初期先建设成 庄 寺河矿 同时依据了西安科技大学能源学院采矿工程 毕业设计大纲 毕业设计指导丛 书 以及采矿工程专业的课本 采煤学 矿井设计 矿山压力及岩层控制 煤矿通风与安全 井巷施工 采矿机械及设备 等相关专业书册 同时也参考 了 矿井设计指南 采矿设计手册 中国采煤方法图集 中国煤矿开拓系统图 集 中国采煤法方法 中国煤矿开拓系统 等相关工具书籍 现代化亿吨矿区生 产技术 以及定额指标 设备目录 标准图册等 二 设计的指导思想 认真贯彻执行国家经济建设方针和政策 以及煤炭工业技术经济政策 以经济效 益为中心 结合寺河矿井井上下具体特点 改革矿井开拓布置和地面总体布置 采用 先进的技术装备和管理模式 提高机械化水平和工作面单产 最大限度地集中生产 简化地面辅助设施 减人增效 力求缩短工期节约投资 充分合理利用已有购地及已 施工的地面建筑和井巷工程 使矿井投产后成本低 效益好 把寺河矿井建设成为安 全 高产 高效的现代化特大型矿井 三 设计的主要特点 一 井田范围 寺河井田南北走向长平均 7 3 米 东西倾向宽平均 7 4 米 面 积为 47 5km2 二 工作制度 年工作日 300d 每天 4 班作业 3 班生产 1 班检修 日净提升 时间 14h 三 开拓方式 斜井开拓 主斜井倾角 16 斜长 721 0m 装备 1 4m 钢绳芯 胶带输送机担负矿井东区煤炭提升兼进风 副斜井倾角 19 斜长 641 1m 安装 3 5m 双滚筒绞车担负全矿井材料 设备升降并兼进风 四 主要大巷布置 东区沿 3 号煤层布置 3 条主要大巷 胶带输送机大巷铺设 带宽 1 4m 的胶带输送机运送煤炭 辅助运输大巷配备无轨胶轮车运送人员 设备 材 料 五 盘区巷道布置及装备 矿井东区布置 1 个盘区 1 套长壁大采高回采工作面 和 2 套连续采煤机掘进工作面 长壁回采工作面单产为 3 0 4 0Mt a 连续采煤机面单 产均为 0 5Mt a 左右 六 通风系统 分区抽出式 东回风立井已安装 GAF33 5 15 1 型轴流式通风 机 2 台 电机功率 1000kW 胡家掌回风立井已安装 BDK 8No31 型矿用对旋轴流通风机 2 台 电机功率 560kW 七 排水系统 东区井下水由大巷自流至副斜井井底 400m 水平井底车场水仓 由井底主排水泵房排至地面 八 地面运输 矿井和选煤厂装车站在侯月铁路嘉峰站接轨 专用线及装车站 均已建成 并具备 5 0Mt a 的外运能力 十 供电 矿井 110kV 主电源引自芹池 220kV 变电站 备用电源引自成庄 110kV 变电站 由 110kV 线路送至距矿井工业场地以北 1 15km 的现有 110kV 变电站 工业场 地已建 1 座 35 6kV 变电所 电源以 2 回 35kV 线路引自 110kV 变电站 东风井场地已 建 1 座 35 6kV 变电所 以 2 回 35kV 线路与工业场地 35kV 变电所 35kV 母线相联 采用 6kV 高压直接下井供电 十一 供水 生活用水取自处理后的浅层地表水和深井水 工业用水取自处理 后的井下排水 十二 供热 工业场地现有 1 座 5 台 5 6MW 燃气锅炉房 供热热媒为 110 70 高温水 供矿井工业场地和居住区建筑物的采暖 1 座 3 台 2 8MW 燃气锅炉房 供热热媒为 95 70 热水 供给浴室和联合建筑及职工宿舍等部分建筑物采暖 十三 地面生产系统 在工业场地内同期建设与矿井配套的选煤厂 原煤破碎 至 80mm 后 13 80mm 级煤炭进入选煤厂主厂房内的重介旋流器分选 0 5 13mm 级煤 炭进入末煤重介旋流器分选 洗后产品为洗混中块 洗小块和末精煤三种产品 洗后 煤主要供化工用煤和动力用煤 选煤厂洗选生产系统能力为 1900t h 基本与矿井建后 能力相适应 原煤生产系统 煤泥回收系统完善 十四 场地布置 工业场地布置在沁河西岸侯月铁路嘉峰站附近的山坡地上 十五 居住区 居住区位于工业场地南侧的沁河西岸 十六 安全生产监测监控系统 矿井设置美国霍尼韦尔公司开发研制的井下环 境安全监测及生产监控系统 十七 主要技术经济指标 1 矿井生产能力 4 0Mt a 2 井巷总长度 42065 40m 万吨掘进率 100m 其中 岩巷 7363 58m 占 17 5 煤巷 33550 13m 占 79 8 3 矿井工业建筑体积 87789 m3 4 行政福利建筑面积 23416 5 居住区建筑面积 10251 6 总占地面积 34 71 ha 7 全员效率 26 6 t 工 8 基本建设总投资 动态总投资 13751 14 万元 吨煤投资 161 18 元 静 态总投资 179550 33 万元 吨煤投资 172 15 元 9 建井工期 26 月 10 项目内部收益率 30 86 投资回收期 8 0a 贷款偿还期 7 78a 目目 录录 第第 1 1 章章 矿矿 井井 田田地地质质报报告告 1 1 1 1 矿 井 田位置及交通 1 1 1 1 交通位置 1 1 1 2 地形地貌 2 1 1 3 气象及水文情况 2 1 1 4 矿区概况 3 1 2 矿 井 田境界及储量 5 1 2 1 井田境界 5 1 2 2 储量 6 1 3 矿 井 地层及地质构造 8 1 3 1 地层 8 1 3 2 构造 11 1 4 煤层赋存特征及开采技术条件 11 1 4 1 煤层及煤质 11 1 4 2 煤层自燃发火 瓦斯 煤尘及地热等 15 1 4 3 水文地质 16 1 5 矿 井 田勘探类型及勘探程度评论 18 第第 2 2 章章 矿矿井井工工作作制制度度 生生产产能能力力及及服服务务年年限限 2020 2 1 矿井工作制度 20 2 2 矿井生产能力及服务年限 20 2 2 1 矿井生产能力 20 2 2 2 矿井服务年限 20 2 2 3 矿井储量 生产能力和服务年限的关系 21 2 2 4 矿井生产能力的确定 21 第第 3 3 章章 井井田田开开拓拓 2222 3 1 井筒形式 数目及位置的确定 22 3 1 1 井筒形式的确定 22 3 1 2 井筒数目的确定 22 3 1 3 井筒位置的确定 23 3 2 开采水平的划分及布置 30 3 2 1 井田内划分及开采顺序 30 3 2 2 开采水平的划分及水平标高的确定 30 3 2 3 阶段运输大巷和回风大巷的布置 31 3 3 井底车场 32 3 3 1 井底车场形式及硐室布置 32 3 3 2 井底车场线路设计 33 3 3 3 井底车场通过能力计算 35 3 3 4 井底车场巷道断面选择及工程量计算 35 3 4 方案比较 确定开拓方案 36 第第四四章章 采采矿矿方方法法 4040 4 1 盘区地质概况 40 4 2 盘区的划分 41 4 3 盘区巷道布置 45 4 4 采煤方法 46 4 4 1 采煤方法的选择 46 4 4 2 工作面采煤 装煤 运煤方式及设备类型 54 4 4 3 首采工作面作业规程 58 4 5 巷道掘进 67 4 5 1 巷道断面和支护形式 67 4 5 2 施工方法 69 第第五五章章 矿矿井井通通风风与与安安全全 8080 5 1 影响矿井通风安全的因素分析 80 5 1 1 瓦斯 80 5 1 2 煤尘 80 5 1 3 煤的自燃性 81 5 2 拟定矿井通风系统 81 5 3 矿井通风容易与困难时的通风阻力计算 82 5 4 矿井通风设备的选型 85 5 5 矿井通风等积孔的计算 87 5 6 预防瓦斯 火 煤尘 水和顶板等事故的安全技术措施 88 第第 6 6 章章 矿矿井井提提升升 运运输输 排排水水 供供电电设设备备选选型型 9191 6 1 矿井提升设备选型 91 6 2 主运输设备选型 96 6 3 矿井排水设备选型 97 6 4 供电设备选型 98 第第 7 7 章章 环环境境保保护护 9999 7 1 环境现状及地面保护物概述 99 7 2 主要污染源及污染物 101 7 3 资源开发对生态环境影响与评价 104 7 3 1 开采沉陷损害影响预测分析 104 7 3 2 开采沉陷对耕地损害的预计评价 104 7 3 3 开采对建筑物的损害 105 7 3 4 开采对水资源的破坏影响 105 7 3 5 开采对矿区大气环境的影响 105 7 3 6 开采可能引起的地质灾害的预测 105 7 4 资源开采环境损害的控制与生态重建 106 7 4 1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法 106 7 4 2 开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建 106 7 4 3 开采引起水资源的损害的控制方法 106 7 4 4 矿区资源开采引起大气污染的措施与方法 106 7 5 矿区环境保护与生态重建投资估算 107 第第 8 8 章章 建建井井工工期期 109109 8 1 移交标准 109 8 2 井巷工程量 109 8 3 建井工期 110 8 3 1 井巷掘进指标 110 8 3 2 井巷工程排队 110 8 3 3 建井工期 111 第第 9 9 章章 矿矿井井技技术术经经济济 112112 9 1 劳动定员及劳动生产率 112 9 1 1 劳动定员 112 9 1 2 劳动生产率 114 9 2 建井投资 114 9 2 1 投资概算 114 9 2 2 项目建设的资金筹措与使用计划 115 9 3 成本及销售收入 115 9 3 1 吨煤生产成本估算 115 9 3 2 销售收入 116 9 4 技术经济分析与评价 116 9 4 1 概述 116 9 4 2 资金来源及贷款利率 116 9 4 3 建设工期及逐年投资分配 116 9 4 4 生产成本及销售收入 117 9 4 5 税金和利润 117 9 4 6 企业经济效益分析 117 9 5 矿井主要技术经济指标 118 致致 谢谢 120120 参参 考考 文文 献献 121121 1 第第 1 1 章章 矿矿 井井 田田地地质质报报告告 1 11 1 矿 井 田位置及交通矿 井 田位置及交通 1 1 11 1 1 交通位置交通位置 寺河井田位于晋城新区东南部 跨晋城市和阳城 沁水两县 行政区划属山西省 晋城市所辖 地理座标 北纬 35 30 51 35 36 11 东经 112 27 07 112 40 54 寺河矿井工业场地位于沁水县嘉峰镇嘉峰村与殷庄村之间 距沁水县城 53km 距 晋城市区 70km 寺河矿井工业场地紧邻侯 马 月 山 铁路嘉峰车站 其铁路专用线即位于嘉 峰车站站场内 侯月线由南同蒲线侯马站经沁水 端氏 嘉峰 阳城顺沁河南下至河 南省沁阳县 与焦枝铁路月山站接轨 太焦 侯月线均可经新焦线至新乡 与京广和 京九线 新党及完石线相接 寺河矿井工业场地沿公路向北 10km 处端氏镇有曲 沃 辉 县 公路 东至高平 市接国道 207 线 西达侯马市与国道 108 线以及在建的大 同 运 城 高速公路相 连 向南 15km 至润城镇可上晋 城 阳 城 高速公路直达晋城市 接晋 城 焦 作 高速公路 井田内各乡镇间均通有公路 交通运输堪称便利 嘉峰至各大城市及车站距离见表 l l 1 嘉峰至各大城市及车站距离 表 1 1 1 起止距离 km 起止距离 km 嘉 峰侯 马 155 嘉 峰汉 口 782 嘉 峰太 原 489 嘉 峰广 州 1886 2 嘉 峰新 乡 188 嘉 峰石臼所 819 矿井交通位置见图 l l l 1 1 21 1 2 地形地貌地形地貌 井田位于太行山南段西侧 地貌区划属剥蚀 侵蚀山地 以低山及丘陵为主 这 类地形相对高差较小 起伏较为平缓 并有黄土覆盖 沟谷发育 切割较破碎 平地 甚少 仅沁河 长河西岸有较狭窄的阶地 总观地貌形态为西北高 东南低的低山 丘陵区 地表标高介于 600 1130m 之间 沁河及其支流长河流经井田西部和东部 西部与南部多以构造剥蚀的丘陵 低山地形 为主 沁河河谷两侧为侵蚀堆积地形 构成河漫滩以上的三级阶地 1 1 31 1 3 气象及水文情况气象及水文情况 本区属于黄河水系 井田中部的沁河发源于沁源县北柿庄东家岭一带 流向东南 在河南省涉县人黄河 全长 450km 据润城水文站历年观测资料 最大流量 3050m3 s 1982 年 最小流量 2 5m3 s 1971 年 嘉峰工业场地 100a 一遇设计洪水位 为 534 5m 300a 一遇洪水位 535 3m 长河是沁河的支流 发源于晋城市上河章村一带 流经井田东缘 在神头注人沁河 全长约 20km 为间歇性河流 井田东部还有寺河水 库和沙河水库 水库容量分别为 206 160 万 m3 主要用于农田灌溉 本区地处山西高原之东南部 由于太行山屏障影响 气候干燥 形成大陆性气候 特征 据晋城气象站资料 1964 1973 年间年降水量为 295 9 704 8mm 年蒸发量 为 148 09 2428 3mm 全年蒸发量为降水量的 2 3 倍 雨季集中在 7 9 月份 最高 气温为 36 loC 最低气温为 15 7oC 最大冻土深度为 0 5m 主导风向春 冬季为西 北风 夏季为东南风和南风 风力一般 3 4 级 最大 7 8 级 最大风速达 23m s 据晋城 阳城 高平等县志记载 从 1140 年以来先后共发生地震 28 次 其中破 坏性地震有 8 次 地震强度最大达 7 级 据山西省地震局鉴定 本区地震基本烈度为 6 度 3 1 1 41 1 4 矿区概况矿区概况 1 矿区开发情况 晋城煤业集团老区于 1958 年开始建设 截止 1970 年共建成移交三对大型矿井 总设计生产能力为 5 4Mt a 此后经改扩建达到 9 1Mt a 其中王台铺矿 2 1Mt a 古 书院矿由 l 8Mt a 扩建到 3 0Mt a 凤凰山矿由 1 5Mt a 扩建到 4 0Mt a 各矿井自投 产以来 原煤产量逐年增长 1996 年矿区总产量达 11 5lMt 全员效率 6 753t 工 生产全部实现机械化采煤 工作面年产量突破百万吨大关 个别已达 1 8Mt a 是我国 各项技术经济指标均较先进的矿区之一 但是 由于近年来地方小煤矿越界开采的破 坏及开采强度的加大 各矿 3 号煤层的保有储量已所剩无几 开采已近尾声 煤炭产 量逐年降低 2001 年原煤产量 8 24Mt 为了满足矿井接替的需要及市场对优质无烟煤 的需求 必须加大对矿区新区的开发力度 图 1 1 交 通 位 置 图 4 新区的成庄矿井已于 1997 年 9 月 18 日正式投产 设计生产能力为 4 0Mt a 投产 当年出煤 0 68Mt 2001 年原煤产量 4 62Mt 寺河井田周围的地方和乡 镇小煤矿发展很快 井田东侧有晋城市的峪南 天户 郭庄 王谷蛇 西庄煤矿 南侧有阳城县的史山 沟底 王街 皇城 屯城煤矿 西 南部有永安 东沟 永红 嘉峰等矿 据 1987 年 12 月编制的 阳城重点采煤县规划 资料 目前小煤矿的资源回收率仅有 20 左右 国家煤炭资源遭受了严重的损失 所 以 在发展地方煤矿的同时 要保证统配矿井合理开拓及持续 稳定 安全地开采 按照国家对矿产资源开发的有关法令尽快合理地解决小煤矿越界间题 制止乱采乱掘 现象 保护国家资源 2 矿区经济情况 整个晋城矿区跨越晋城市和阳城 沁水 2 县 面积为 6795km2 1985 年底统计资 料人口为 1184000 人 本区处于太行山西坡 土质比较肥沃 主要农作物有玉米 谷 子 小麦和高梁 由于农田水利基本建设发展较快 亩产水平逐年提高 工业主要有 冶炼 化肥 水泥 发电 农机 副食加工及手工业等 3 矿井建设和生产所需主要材料的来源 矿井交通非常方便 双线电气化侯 马 月 山 铁路的嘉峰站与工业广场 地相邻 外来的材料可直接输入 高平 沁水 翼城的干线公路从井田穿过 可 直达晋城 阳城 侯马 进而到达太原 长治 郑州等地 为矿井建设生产期间人 材 设备的运输提供了便利条件 建设期间的材料大多数为国内提供 其中河南机械制造厂为主要提供商之一 生 产期间的割煤机为德国进口 液压支架为晋煤集团委托河南机械制造厂制造的 6 2m 大 采高液压支架 井下的辅助运输为国内产的无轨胶轮车 4 水源 电源及劳动力来源 1 供水水源 矿井生活用水水源取自处理后的浅层地表水 工业用水取自处理后的井下排水 2 电源 矿井 110kV 主电源引自芹池 220kV 变电站 备用电源引自成庄 110kV 变电站 由 110kV 线路送至距矿井场地以北 1 15km 的 110kV 变电站 5 3 劳动力来源 技术人员面向全国招生专业对口的大学生以及技校生 同时招聘有工作经验的技 术人员 工人大多来自矿井周边农村及河南省的焦作 郑州等地 5 矿藏市场供需情况 晋城煤业集团现有老区凤凰山 王台铺 古书院和新区成庄共 4 对矿井 其中成 庄矿是一九九七年九月建成投产的新井 据一九九七年底统计资料 凤凰山 王台铺 和古书院 3 对老矿 3 号煤实际可采储量仅剩 55 10Mt 以 8 0Mt a 生产规模 按 3 号煤 与 9 号和 15 号煤以 6 4 的比例配采 仅可以维持 7 7a 即维持到 2004 年 寺河矿 井达产后 晋城煤业集团的生产规模不会增加 仍为 12 00Mt a 只是解决了矿井的接 替问题 因此晋城煤业集团现在的用户 也就是将来寺河矿井的用户 目前晋城煤业集团的无烟煤产品 销售辐射全国 22 个省 市 自治区 按地域分 布有华东 华南 华北 西北和东北地区 2000 年 2001 年 2002 年煤炭销售量分别 为 9 55Mt 10 25Mt 和 12 08Mt 销售量主要集中在华东地区 占总销售量的 60 左右 用煤量较大的用户 有华东地区的南京化工总厂 巨化集团 马鞍山钢铁厂等 年销售量为 3 75Mt 左右 华南的武汉钢铁厂 江门氮肥厂 柳州化肥厂 三明化工总 厂等 年销售量为 1 20 Mt 左右 晋城煤业集团在山西省境内 也有众多的用户 其中向装机容量为 6 350MW 的阳 城电厂年供煤量达 2 0 Mt 1 21 2 矿 井 田境界及储量矿 井 田境界及储量 1 2 11 2 1 井田境界井田境界 1 井田境界 东界 以长 22 403 405 号钻孔连线为界 西界 为 330 长 20 341 号钻孔之连线为界 南界 以 341 475 468 号钻孔连线与郭峪 沟底 史山煤矿为界 6 北界 以潘庄一号井田境界与潘庄一号矿井为界 2 井田范围 井田东区南北走向长平均 7 3km 东西倾斜宽平均 7 4km 面积为 47 5km2 3 与相邻矿井和老窑的关系 就东区而言 西部有长畛煤矿 北部与大宁矿以及潘庄矿相邻 在南部有一系列 的地方乡镇小煤矿 皇城煤矿 王街煤矿 沟底煤矿 西庄煤矿 史山煤矿等 在东 部有祥和煤矿 川底煤矿 天户煤矿 马坪头煤矿等等 4 井田境界拐点坐标 井田境界拐点坐标见插表 2 1 1 表 2 1 1 编号纬线 X 经线 Y 编号纬线 X 经线 Y 13939300 618506770 54163932430 112510780 048 23937060 173505560 19573937240 054512110 618 33935040 612505160 93783939300 225514700 385 43933590 273508050 27793940420 869509220 437 53931820 359510790 159 1 2 21 2 2 储量储量 1 储量计算原则 1 根据寺河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 8m 原煤灰分不大于 40 计算暂不能利用储量的煤层 厚度为 0 7 0 8m 3 依据国务院国函 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 量列入平衡表外储量 4 储量计算厚度 夹石厚度不大于 0 05m 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 7 均匀 采用地质块段的算术平均法 6 煤层容重 3 5 6 15 号煤层为 1 45t m3 9 号煤层为 1 49 t m3 2 储量计算结果 1 地质储量 全井田地质储量 1193 44Mt 其中能利用储量 661 99 Mt 工业储量 661 94 Mt 其中 A B 级储量为 603 13Mt 占工业储量的 91 全井田 3 号煤层地质储量 533 85Mt 工业储量 533 85 Mt 其中 A B 级储量为 524 72 Mt 占工业储量的 98 3 2 可采储量 矿井设计储量为工业储量减去永久煤柱损失 矿井可采储量为矿井设计储量减去工业场地保护煤柱及井下主要大巷 上下山保 护煤柱量后乘以采区回采率 各煤层采区回采率为 3 号煤层 75 5 6 号煤层 85 9 15 号煤层 80 3 安全煤柱 1 工业场地 井筒 水库等均留设保护煤柱 对较大的村庄留设保护煤柱 对零 星分布的村庄不留设保护煤柱 2 各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定 用岩层移动角确定工业场地 村庄 煤柱 用裂隙角确定水库煤柱 岩层移动角 70 裂隙角 75 3 维护带宽度 风井场地 20m 村庄 10m 其它 15m 4 断层煤柱宽度 30m 井田境界煤柱宽度 20m 经计算 矿井永久煤柱损失为 87 07Mt 矿井东区设计储量为 574 92Mt 其中 3 号煤层设计储量 462 61 Mt 矿井东区可采储量为 429 67Mt 其中 3 号煤层可采储量 338 93Mt 矿井东区的地质及可采储量详见表 1 2 1 2 矿井东区地质储量汇总表 表 1 2 1 单位 Mt 煤层 层别 能利用储量 A B A B C 平衡表外 储量 8 ABCA BA B C 3191 46333 269 13524 72533 8598 29 52 1122 12 1124 218 725 11 615 315 314 85 944 5331 7712 3376 388 6386 092 8 15253 45 合计 235 99367 1458 86603 13661 9991 10276 21 矿井东区可采储量表 表 1 2 2 单位 Mt 工业储量煤层 ABCA B C 永久煤柱 损失 矿井设计 储量 设计开采 损失 设计开 采储量 3191 46333 269 13533 8571 24462 61123 68338 93 52 1122 124 211 1223 093 4619 63 615 315 31 9213 382 9410 44 944 5331 7712 3388 6312 7975 8415 1760 67 15 合计 235 99367 1458 86661 9987 07574 92145 25429 67 1 31 3 矿 井 地层及地质构造矿 井 地层及地质构造 1 3 11 3 1 地层地层 本区地层由老至新有 中奥陶统马家沟组 O2 中石炭统本溪群 C2 上石炭 统太原群 C3 下二叠统山西组 P1 1 和下石盒子 P2 1 上二叠统上石盒子组 P1 2 和石千峰组 P2sh 第四系中更新统 Q2 上更新统 Q3 和全新统 Q4 井田主要煤系地层为二叠系下统山西组 P1s 和石炭系上统太原组 C3t 平均 厚 136 02m 含煤 15 层 煤层总厚 14 67m 含煤系数 10 8 其中可采和局部可采煤 层 3 层 总厚度 10 32m 可采含煤系数 7 6 山西组 P1s 厚 30 70 59 10m 平均 45 20m 含煤 4 层 自上而下依次为 9 1 2 3 4 号 煤层总厚 6 89m 含煤系数 15 2 其中可采煤层 1 层 3 号 平均 厚度 6 31m 可采含煤系数 14 0 太原组 C3t 平均厚 90 82m 含煤 11 13 层 编号依次自上而下为 5 6 7 8 1 8 2 9 10 11 12 13 13 下 15 16 号 煤层总厚 7 78m 含煤 系数 8 6 其中可采煤层 2 层 9 15 号 平均可采厚度 4 01m 可采含煤系数 4 4 主要含煤地层分述如下 1 上石炭统太原群 C3 井田主要含煤地层之一 连续沉积于中统本溪组 C2b 之上 K1 砂岩底至 K7 砂岩底 平均厚 90 82m 由深灰色粉砂岩 砂质泥岩 泥岩 石灰岩和灰色 浅灰色中 细粒砂岩及煤层等组成 为一套泻湖 三角洲平原 碳酸盐台地相沉积 普遍发育石灰岩 3 5 层 层位稳定 是良好的煤 岩 层对比标 志 含煤 12 层 依层序结构 岩性岩相 化石组合划分为三段 一 一段 C3t1 K1 砂岩底至 K2 石灰岩底 厚 4 80 41 37m 平均 14 73m 由深灰色泥岩 砂质 泥岩 粉砂岩 浅灰色中 细粒砂岩 煤层 15 16 号 及石灰岩组成 1 K1砂岩 浅灰色 中 细粒结构 局部粗粒结构 硅质胶结 分选性好 沉积不稳定 有时相变为粉砂岩 泥岩 厚 0 13 68m 平均 2 58m 2 黑灰色泥岩及煤层 16 号 平均厚度 3 34m 3 K0石灰岩 深灰色 中厚层状 产蜓类 牙形刺化石 局部泥质含量高 沉积不稳定 常相变为泥岩 厚 0 3 80m 平均 1 49m 4 灰 浅灰色泥岩 粘土泥岩 顶部为炭质泥岩 常相变为中 细粒砂岩 平均厚 4 24m 5 15 号煤层 井田内稳定可采 厚 1 80 5 45m 平均 2 67m 6 黑灰色泥岩或炭质泥岩 15 号煤层伪顶 沉积不稳定 厚 0 2 50m 平均 0 41m 二 二段 C3t2 K2 石灰岩底至 K4 石灰岩顶 厚 21 07 38 64m 平均 29 18m 由 K2 K3 K4 三 层深灰色石灰岩夹灰黑色 深灰色泥岩 粉砂岩和灰色砂岩及薄煤层 11 12 13 号 组成 7 K2石灰岩 深灰色 中 厚层状 泥晶结构 中夹薄层泥质灰岩 下部泥质较多 时夹 10 薄层钙质泥岩 上部偶见燧石结核及条带 产蜓 牙形刺 珊瑚 介形类等动物化石 厚 1 10 13 60m 平均 9 83m 8 灰黑色泥岩 砂质泥岩和灰色中 细粒砂岩及薄煤层 平均厚 5 07m 9 K3石灰岩 深灰色 中厚层状 局部含燧石结核 产丰富的动物化石 厚 0 7 43m 平均 3 41m 10 深灰色泥岩和灰色中 细粒砂岩及煤层 局部夹薄层泥灰岩 12 号煤层顶 平均厚 9 69m 11 K4石灰岩 深灰色 中厚层状 富含蜓 牙形刺 珊瑚 介形类等动物化石 沉积不 稳定 局部受冲刷而缺失 厚 0 2 89m 平均 1 18m 三 三段 C3t3 K4 石灰岩顶至 K7 砂岩底 厚 35 25 63 14m 平均 46 91m 由深灰色泥岩 粉砂 岩和灰色中 细粒砂岩夹深灰色石灰岩及煤层 5 6 7 8 1 8 2 9 10 号 组成 12 灰色中 细粒砂岩和深灰色泥岩夹煤层 偶见 1 2 层不稳定石灰岩或泥灰岩 8 1 9 号煤层顶 产少量植物化石 平均厚 28 20m 13 K5石灰岩 灰色 中厚层状 产丰富的蜓 牙形刺 珊瑚 腕足类等动物化石 沉积 不稳定 厚 0 4 63m 平均 1 94m 14 深灰色粉砂岩 泥岩和灰色中 细粒砂岩及煤层 平均厚 11 37m 15 K6石灰岩 深灰色 薄 中厚层状 含燧石结核 时相变为硅质层 沉积不稳定 厚 0 3 90m 平均 1 29m 16 灰色 深灰色泥岩 局部为砂质泥岩 间夹粉砂岩 具波状 透镜状 脉状层理 见 生物扰动构造 含丰富的菱铁矿结核 厚 0 9 28m 平均 4 15m 2 下二叠统山西组 P1 1 井田主要含煤地层 与下伏太原组呈整合接触 K7 砂 岩底至 K8 砂岩底 厚 30 70 59 10m 平均 45 20m 由灰白 灰色中 细粒砂岩和灰 黑色粉砂岩 粉砂质泥岩 泥岩及煤层 1 4 层 组成 属半咸水 淡水的三角洲平 原亚相和泻湖 湖沼相沉积 17 K7砂岩 灰 深灰色 细粒结构 局部为粉砂状结构或中粒结构 西区局部相变为泥 岩 厚 0 12 40m 平均 2 70m 18 灰色 深灰色 黑灰色泥岩 粉砂质泥岩夹薄煤层 4 号 时见舌形贝化石 上部有 时相变为中粒砂岩或粉砂岩 平均厚 6 05m 19 3 号煤层 层位稳定 厚度大 厚 4 45 8 75m 平均 6 31m 11 20 深灰色 灰黑色泥岩 粉砂岩 夹细粒砂岩条带 厚 0 15 35m 平均 2 79m 21 K 砂岩 灰色 深灰色 细 中粒结构 局部粗粒结构 呈正粒序 富含白云母片和 泥质包裹体 厚 0 20 75m 平均 7 82m 22 灰 灰白色中 细粒砂岩和灰黑色粉砂岩 砂质泥岩 泥岩夹煤层 1 2 号 产鳞 木 楔叶类等植物化石 平均厚 19 53m 主要含煤地层综合柱状图见插页图 1 3 1 1 3 21 3 2 构造构造 1 断裂构造 F51 正断层 为长 17 号孔穿过 K7 细砂岩重复 走向南北 断层面倾向西 倾角 65 西侧向上推复 落差 8m 推测延展 500m 2 褶皱构造 井田东区主要有 18 58 号向斜及 59 号背斜 1 18 号向斜 纵贯井田中部 为井田内主要向斜 由南部于山村西向北延展至 半坡村西 走向南北 全长约 9km 轴部出露的地层为上石盒子组 两翼不对称 东翼 倾角 7 13 西翼平缓 倾角一般 5 最大幅度在老母掌一带 约 80m 2 58 号向斜 位于井田北部 车郭庄以西 延展 1 5km 走向北 35 西 两翼 开阔 倾角 2 5 出露上石盒子组 3 59 号背斜 位于 18 号向斜东侧 自寺河村向北延展约 3km 走向近南北 两翼开阔 倾角 2 5 出露下石盒子组 3 陷落柱 设计开采的东区内无陷落柱区 1 41 4 煤层赋存特征及开采技术条件煤层赋存特征及开采技术条件 1 4 11 4 1 煤层及煤质煤层及煤质 1 煤层 井田煤系地层共含煤 15 层 其中可采煤层为 3 5 6 9 15 号煤 主要可采煤 12 层为 3 9 15 号煤 5 6 为极不规则的局部可采煤层 1 3 号煤层 位于山西组下部 上距 K8 砂岩 30 14m 下距 K7 砂岩 6 05m 距 15 号煤层 85 29m 厚 4 45 8 75m 平均 6 31m 含夹矸 0 5 层 一般 1 3 层 夹矸厚度不大 总厚度一般不大于 0 50m 单层厚度一般小于 0 30m 其中上部夹矸较薄 小于 0 14m 下部夹矸较厚 最大 0 45m 在井田东区局部地段偶见夹矸厚达 0 97 1 25m 夹矸 岩性多为泥岩或粉砂质泥岩 结构属简单 较简单型 煤层变异系数为 0 09 可采系 数为 100 属稳定可采煤层 13 综合柱状图 1 3 1 14 直接顶板一般为砂质泥岩或粉砂岩 常有薄层炭质泥岩或泥岩伪顶 老顶为细粒 或中粒砂岩 K 砂岩 据原 寺河报告 潘二报告 伪顶及直接顶板较松软 开采 时成片或成层冒落 老顶较稳定 一般不易冒落 在开采后 3 5 天自然零星冒落 岩 石硬度系数为 2 4 底板多为黑色泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 局部细粒砂岩 有底鼓现象 顶板压力 大时发生偏帮 偏帮距 0 6 0 8m 速度 0 1m h 砂质泥岩单向抗压强度 25 4MPa 抗 剪强度 2 93MPa 内摩擦角 42 36 细粒砂岩裂隙较发育 饱和状态下抗压强度 15 6MPa 干燥状态下抗压强度 20 3MPa 抗剪强度 4 98MPa 泊松比 0 16 岩石强度 指数 50 其中东区顶 底板多为灰色粉砂岩 少数为泥岩 细砂岩 2 5 号煤层 位于太原组顶部 为不稳定局部可采煤层 在寺河井田东区上距 3 号煤层 13 65m 厚度 0 1 8m 平均 0 63m 在其它区域不可采 顶板多为灰黑色泥岩 局部为石灰岩 底板多为粉砂岩 局部为黑色泥岩 3 6 号煤层 位于太原组上部 K5灰岩之下 为不稳定局部可采煤层 在寺河井 田东区上距 5 号煤层 15 91 米 厚度为 0 l 92m 平均厚 0 7lm 局部夹石 l 2 层 其它区域均不可采 顶板为 K5石灰岩 是该煤层对比可靠依据 底板多为泥岩 4 9 号煤层 位于太原组三段下部 上距 3 号煤层 47 57m 距 K7 砂岩 38 82m 下距 15 号煤 36 38m 距 K1 砂岩 48 12m 厚 0 48 2 44m 平均 1 34m 其中东区 0 48 2 44 平均 1 47 东区局部地段 9 号与 10 号煤层合并 厚度变大 沉积较稳定 含夹矸 0 4 层 夹矸单层厚不超过 0 45m 一般小于 0 20m 结构属简单 较简单型 煤层变 异系数 0 33 可采系数 92 属较稳定局部可采煤层 其中东区大部可采 直接顶板一般为粉砂岩 局部见泥岩 老顶为泥质灰岩 底板多为泥岩或粉砂岩 局部为中粒 细粒砂岩 9 号 10 号合并地段底板为石 灰岩 15 其中东区顶板为粗砂岩 局部为砂岩 底板北部多为粉砂岩 南部多为石灰岩 5 15 号煤层 位于太原组一段顶部 直接附于 K2 灰岩之下 上距 3 号煤层 85 29 m K7 砂岩 76 54m 下距 K1 砂岩 9 07m 奥灰顶界面 21 33m 煤层厚 1 08 5 45m 平均 2 67m 含夹矸 0 4 层 夹矸单层厚小于 0 60m 一般小于 0 20m 结构属较简单 复 杂 煤层变异系数为 0 21 可采系数为 100 属稳定可采煤层 直接顶板为石灰岩 K2 沉积稳定 局部见含炭泥岩或炭质泥岩伪顶 具水平纹 理 含黄铁矿化的小个体腕足类等化石 底板多为泥岩或含炭泥岩 常含有黄铁矿结核 偶为粉砂岩 其中东区顶板为 K2 石灰岩 局部为薄层黑色泥岩 底板多为泥岩 少数为粉砂岩 列表表示可采煤层特征见表 1 4 1 2 煤质 3 号煤层为低 中灰 特低硫 中磷 高发热量 高熔灰分 高强度的无烟煤 热 稳定性好 强结渣 理论精煤回收率良等 固定碳含量高 洗选后 精煤灰分明显降 低 洗选效果明显 9 15 号煤层为中灰 富硫 特低磷 中高发热量 高熔灰分的无烟煤 热稳定性 好 强粘结 理论精煤回收率中等 固定碳含量高 洗选后 精煤灰分 硫分明显降 低 洗选 脱硫效果明显 但 15 号煤脱硫效果略差 1 4 21 4 2 煤层自燃发火 瓦斯 煤尘及地热等煤层自燃发火 瓦斯 煤尘及地热等 1 煤层自燃发火 根据晋城矿务局的古书院矿地面煤堆曾于 1962 年 10 月发生自燃 开发东区应予 注意 2 瓦斯 本井田东区 500m 东区瓦斯平均含量 7 67m3 其中 500m 以上属于低沼气带 瓦斯 涌出量 5m3 t 500m 以下为高沼气带含量 9 03m3 t 根据残存瓦斯含量 分别计算东 16 区各盘区瓦斯相对涌出量为 2 41 21 48m3 t 本次设计仅对矿井的东区低沼气进行 设计 3 煤尘 据成庄矿东邻的白沙小煤矿 晋城矿务局的王台铺矿 古书院矿取样作煤尘爆炸 性试验结果 火焰长度及岩粉量均为零 属无爆炸危险煤层 4 地热 矿井东区地层温度变化不大 温度适合工人正常作业 1 4 31 4 3 水文地质水文地质 1 含水层 矿井主要含水层自下而上有中奥陶统马家沟组灰岩 太原群 K2 K3 灰岩 太原群 K5 下石盒子组 3 号煤层顶板砂岩 上石盒子组 K12 砂岩 第四系全新统砂砾层 各 含水层分述如下 可采煤层特征表 表 1 4 1 煤层厚度 m 煤层间距 m 煤层结 构 顶底板岩性煤 组 煤 层 最 小 最 大 平 均 最 小 最 大 平 均 夹 矸 层 数 夹 矸 总 厚 m 顶板底 板 稳 定 性 倾 角 度 容 重 t 备 注 可 采 性 山 西 组 34 4 5 8 7 5 6 3 1 43 00 59 28 47 57 51 2 5 砂质泥 岩或粉 沙岩 细粒或 中粒砂 岩 黑 色 泥 岩 砂 质 泥 岩 粉 稳 定 51 4 5 可 采 17 砂 岩 90 4 8 2 4 4 1 3 4 40 4 5 粉砂岩 泥岩 泥质灰 岩 泥 岩 或 粉 砂 岩 较 稳 定 51 4 9 可 采 太 原 组 151 8 0 5 4 5 2 6 7 24 15 52 15 36 38 40 6 0 石灰岩泥 岩 或 含 炭 泥 岩 稳 定 51 4 5 可 采 1 中奥陶统马家沟组灰岩 O2 裂隙溶洞水的岩层 由深灰色厚层状灰岩 角砾状灰岩 薄层泥岩质灰岩组成 出露于井田东及南部 厚 400 450m 为富水性强 的含水层 水质类型 HCO3 SO4 Ca Mg 水 2 太原群 K2 K5 灰岩 裂隙溶洞水 民平均厚度 9 90 10 29m K3 平均厚 度 3 61m 沉积稳定 厚度变化不大 水位标高 669 15 626 41m 钻孔涌水量 0 0078 0 02L sm 渗透系数 0 051 0 36m d 为较弱含水层 水质类型 HCO3 SO4 Na K Ca 水 3 太原群 K5 灰岩 裂隙溶洞水 沉积稳定 厚度变化不大 一般厚 0 96 2 83m 水位标高 735 74 627 77m 钻孔涌水量 0 0013 0 0023L sm 渗透系数 0 096 0 033m d 为较弱含水层 4 下石盒子组 3 号煤层顶板砂岩 裂隙水 细 中粒砂岩 厚度变化较大 0 12 5m 一般厚约 5m 钻孔涌水量 0 0001 0 008L sm 渗