煤矿90万吨初步设计.doc

毕 业 设 计（论 文）设计题目： 专 业： 教学形式： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计日期： 太 原 理 工 大 学毕业设计(论文)任务书毕业设计（论文）题目：山西楼俊集团担炭沟煤业有限公司2、5、10号煤层90万吨初步设计市盂县跃进煤矿初步设计毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：要求： 为了培养学生能力，并考虑教学要求、时间、学生现有实际水平等因素，某些要求与设计院进行的矿井设计有所区别，巷道布置、采煤方法、通风安全等都要借鉴矿井生产的经验。有些部分则加以必要的简化或删减，从而能够将理论和实践结合，对整个矿井的开拓生产形成清晰正确的认识。会后能够成为模范带头人，能够成为社会的栋梁。原始数据： 本井田位于吕梁市离石区西属巴镇。井田批准开采2、5.10号煤层，煤层平均厚度分别为2.4m、4.4m、6.6m，煤层平均间距为50m，三层都属于全区稳定可采，中间只有局部地区有夹矸。顶底板条件较好，易于支护。井田面积4.335km2，设计生产能力为90万t/a。矿井为高瓦斯矿井，各煤层均有爆炸危险性，自燃发火等级为级。矿井正常涌水量为200m/d，涌水量最大时为260m/d。毕业设计（论文）主要内容： 毕业设计说明书煤矿初步设计说明书 图纸七张包括： 1、井田开拓平面图（1：5000） 2、井田开拓剖面图（1：2000） 3、井巷断面图（1：50） 4、回采工作布置图（1：200） 5、采区巷道布置及采掘机械配备平面图（1：2000） 6、采区巷道布置剖面图（1：2000）7、通风平面示意图（示意）（论文）：毕业设计说明书煤矿煤矿初步设计设计（主要参考文献（资料）：1、 煤矿开采学2、 矿固定机械及运输设备3、 通风与安全4、 中国采煤方法图集5、 煤矿矿井采煤设计手册（上、下册）6、 煤炭工业矿井设计规范7、 煤矿安全规程8、 煤炭井下工程概算9、 跃进煤矿地质报告专业班级 学生 要求设计(论文)工作起止日期 指导教师签字 日期 目录摘要1第一章 井田概述及井田地质特征2第一节 矿区概述2第二节、井田地质特征4第三节 、煤层的埋藏特征7第四节、水文地质11第二章 井田境界与储量17第一节 井田境界17第二节、井田储量的计算18第三章 矿井工作制度及生产能力21第一节、矿井工作制度21第二节、矿井生产能力与服务年限21第四章 矿井开拓22第一节 、井田开拓方式的确定22第二节、达到设计生产能力时工作面的配备25第五章 矿井基本巷道及建井计划25第一节、主要巷道与石门26第二节 井下车场27第六章 采煤方法29第一节、采煤方法的选择29第二节、采掘设备的选择29第三节回采工艺与劳动组织32第四节、采区准备与工作面接替33第七章 井下运输33第一节、胶带运输设备33第二节 机车运输37第三节 井下其它辅助运输设备38第八章 矿井提升41第一节 主井提升设备41第二节、副立井提升设备49第三节、矿井排水54第九章 矿井通风与安全62第一节 矿井通风62第二节 掘进通风70第三节 硐室通风71第四节 井下通风设施及构筑物71第五节 矿井主通风机及矿井反风73第六节 井筒防冻75第六节 降温措施及设备选型76第七节 矿井通风检测类设备配置76第八节 瓦斯抽放77第十章 经济部分98第一节 劳动定员和劳动生产规定率98第二节 技术经济指标表100致谢1032016年5月参考文献103107 / 114摘要本设计所选的题目为山西楼俊集团担炭沟煤业有限公司2、5、10号煤层90万吨的初步设计，根据山西楼俊集团担炭沟矿提供的煤矿的井田概况和地质特征资料。依据煤矿安全规程、煤矿工业设计规范，坚持从实际出发、联系理论知识，进行了合理的设计，本设计共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界与储量3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据新采区的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对今后更好的参加工作打下坚实的基础。本次设计承老师的指导，在此表示深深的谢意！第一章 井田概述及井田地质特征第1节 矿区概述一、矿区总体规划山西楼俊集团担炭沟煤业有限公司本次兼并重组以担炭沟公司为主体矿井，整合担炭沟煤矿和刘家峁煤矿。此次兼并重组批准井田面积4.335km2，生产规模为0.9Mt/a，批准开采2.5.10号煤层。二、兼并重组前各矿情况山西楼俊集团担炭沟煤业有限公司是由担炭沟煤矿和刘家峁煤矿兼并重组整合而成，整合前各矿井开发史简述如下：1、担炭沟煤矿离石区担炭沟煤矿1992年开工建设，1995年矿井投产，设计生产能力300kt/a，为2006年煤炭资源整合矿井，由原担炭沟煤矿，刘家峁煤矿和曹家山煤矿合并组成的，井田南北宽约1800m，东西长约2600m，井田面积4.335km2，现井田内共有三对斜井，即担炭沟，刘家峁和曹家山各一对，现刘家峁和曹家山已经关闭。(1)井田开拓担炭沟煤矿采用一对斜井开拓，其中混合提升斜井斜长452m，倾角21，井筒落底在2号煤层，采用半圆拱型断面，净宽2.9m，净断面积6.49m2，井筒装备有一部胶带输送机和铺设轨道，采用机轨合一混合提升方式，担负矿井的提煤、下料、排矸和进风任务，兼做安全出口；回风斜井斜长408m，倾角25，井筒落底在2号煤层，采用半圆拱型断面，净宽2.9m，净断面积6.49m2，担负矿井的行人和回风任务，兼做安全出口。原刘家峁煤矿（已关闭）和曹家山煤矿（已关闭）均采用斜井开拓，刘家峁煤矿混合提升斜井净宽2.7m，半圆拱型断面，墙高1.1m，净断面积5.83m2；回风斜井净宽2.5m，半圆拱型断面，墙高1.1m，净断面积5.20m2；曹家山煤矿混合提升斜井净宽2.5m，半圆拱型断面，墙高1.1m，净断面积5.20m2，回风井净宽2.3m，半圆拱型断面，墙高1.1m，净断面积4.61m2。(2)大巷布置斜井落底后沿煤层走向布置两条大巷，其中胶带巷安装有带宽650mm的胶带输送机，担负井下运煤和进风任务，回风巷铺设有轨道，担负井下的运料、排矸和回风任务。进、回风大巷长约1000m，巷道采用梯形或矩形断面，采用木棚支护，断面积约6m2。(3)采煤方法采用短壁式炮采，全部跨落法管理顶板的采煤方法。2、刘家峁煤矿离石区刘家峁煤矿于1965年开工建设，1967年矿井投产，设计生产能力45万吨/年，井田南北宽约2000m，东西长约2500m，井田面积4.335km2，井田内共有三对井筒，其中在井田东部的两对斜井已按有关规定关闭；保留了井田南部的一对斜井。(1)井田开拓刘家峁煤矿采用一对斜井开拓，其中混合提升斜井斜长632m，倾角22，井筒落底在5号煤层，采用半圆拱型断面，料石砌碹支护，净宽3.6m，净断面积9.05m2，井筒装备有一部胶带输送机和铺设轨道，采用机轨合一混合提升，担负矿井的提煤、下料、排矸和进风任务，兼做矿井安全出口；回风斜井斜长587m，倾角24，井筒落底在5号煤层，采用半圆拱型断面，料石砌碹支护，净宽2.9m，净断面积6.49m2，担负矿井的行人和回风任务，回风斜井装备有一部架空乘人器，兼做矿井安全出口。(2)大巷布置井下沿煤层倾向布置两条大巷，其中胶带巷安装有带宽650mm的胶带输送机一部，并铺设轨道，采用机轨合一运输方式，担负井下的运煤、运料、排矸和进风任务；回风巷担负回风任务，进、回风大巷长约800m。(3)采煤方法采用短壁式炮采，全部跨落法管理顶板的采煤方法。三、地理概况及交通条件1、地理概况该井田位于山西省吕梁市离石区西北约12km处的袁家岭村，行政区划隶属西属巴镇.井田地理坐标为：东经11104551110759，北纬373525373627。 2、交通位置该井田位于山西省吕梁市离石区西北约12km处的袁家岭村，行政区划隶属西属巴镇，井田东南距离石区约12km，井田内有西（属巴）茂（塔坪）公路通过，经西茂公路向东与太（原）临（县）公路相连。井田南距离（石）军（渡）高速公路约10km，南距孝柳铁路约15km，交通较为便利。交通位置详见图1-4-1。 交通位置图第二节、井田地质特征一、地形地貌本井田属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌，侵蚀地形，为强烈切割的梁峁状黄土丘陵，冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”形，与黄土梁、峁、垣相间分布。总的地势西高东低，最高点位于井田西部后梁圪塔，高程为1263.4m，最低点位于井田东部属巴沟沟谷，高程为973m，地形最大相对高差约290.4m。 二、气象、地震状况井田地处晋西北黄土高原，属暖湿带大陆性季风半干旱气候，四季分明，春季多风干旱，夏季炎热多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷，年平均气温8.6-11.4，极端最高气温38.1(1985年7月18日),极端最低气温-21.7(1984年12月24日)。年平均降水量464.2m,雨水多集中在6-9月份,年蒸发量1766.2-2171.7mm。霜冻期一般始于10月上旬，终于翌年3月。风向多为西北风，最大风速4m/s。最大冻土深度为1m左右。 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度为度。历史记载附近未发生过大地震。只在1829年4月(清道光九年三月)离石发生过5.25级地震，震中位置为北纬3730，东经11112三、主要自然灾害该井田基本构造形态为褶曲构造，随着煤层采空，顶板跨落形成塌陷裂隙，会导致上部含水层的水沿裂隙下渗。由于煤层之上没有强含水层，所以断层、陷落柱及对矿井充水因素影响不大。四、褶曲、断层、陷落柱及岩浆岩总观井田构造形态以褶曲构造为主，发育有五条褶曲，即两条向斜，三条背斜，地层倾角515，一般8左右。井田内断裂不发育，全井田发现12条3-15 m的正断层。井田内仅发现一些小的陷落柱。井田内崩塌和坡积发育普遍。岩体的形变与破裂，反映本区构造应力相对集中，张、压应力并存。除发生褶皱外，岩石节理、劈理丛生，造成地面景观岩石破碎、崩塌和滑落举目可见。分述如下：1、褶曲后火山背斜，位于井田西北部，轴向近南北，井田内延伸长度1200m，背斜两翼不对称，其西翼平缓，地层倾角10左右，东翼较陡，地层倾角1015。后火山向斜，位于井田中西部，轴向北东，井田内延伸长度900m。向斜两翼基本对称，其核部较为宽缓，倾角56，向两翼逐渐变陡，倾角815。S1向斜，位于井田中东部，轴向北北东，井田内延伸长度1500m。向斜两翼基本对称，两翼地层倾角812。S2背斜，位于井田东部，轴向近南北，井田内延伸长度约3000m，背斜两翼基本对称，倾角1015。花塔背斜，位于井田西南部，轴向北东，井田内延伸长度约600m，背斜两翼基本对称，倾角56。2、断层F3正断层，位于井田东部，走向北东东，倾向南南东，倾角60，落差8m，井田内延展长度约900m。F4正断层，位于井田东部，走向北东东，倾向南南东，倾角70，落差15m，井田内延伸长度800m。F5正断层，位于井田东部，为井田内主要断裂构造，走向北东东，倾向南南东，倾角70，落差15m，井田内延展长度1200m左右。F6正断层，位于井田中南部，走向北北东，倾向南东东，倾角70，落差8m，井田内延伸长度300m。F7正断层，位于井田东南部，走向北东，倾向南东，落差8m，倾角68，井田内延展长400m。F9正断层，位于井田中西部，其走向北东东，倾向南南东，落差5m，倾角80，井田内延展长约200m。F10正断层，位于井田西南部，其走向北东，倾向南东，落差5m，倾角67，井田内延展长约700m。F43正断层，位于井田中西部，其走向北东东，倾向南南东，落差5m，倾角80，井田内延伸长度约200m。F44正断层，位于井田中西部，其走向北东东，倾向北北西，落差2-7m，倾角42-70，井田内延伸长度约400m。F45正断层，位于井田中西部，为井田内又一主要断裂构造，其走向北东东，倾向南南东，落差10m，倾角70-86，井田内延伸长度约1100m。F46正断层，位于井田中西部，其走向北东东，倾向南南东，落差6m，倾角71，井田内延伸长度约150m。F47正断层，位于井田西部，其走向北东东，倾向北北西，落差3-8m，倾角67-77，井田内延伸长度约750m。3、陷落柱地面发现两个小型陷落柱（X2及X4），在井田北部开采2号煤层中，揭露发现一个小型陷落柱，断面形状呈椭圆形，陷落范围2515m。在南部开采2号煤层中发现了4处陷落柱（X1X4），陷落柱呈椭圆状，长轴一般为150m左右，最大为200m，陷落柱在局部有连片的趋势，陷落柱内岩性杂乱无章，对开采有一定影响。综上所述，井田地质构造以褶曲为主，伴生有12条小型正断层，发育几个小陷落柱，未发现岩浆岩侵入现象。第3节 、煤层的埋藏特征 (一) 含煤性井田内含煤地层为石炭系上统太原组及二叠系下统山西组，含有02号、03号、2号、3号、4号、5号、6上号、6号、7号、7下号、8上号、8号、9号、10号和11号煤层，其中的 2号、5号、8号为全区稳定可采煤层，03号为大部可采的较稳定煤层，4号、9号为稳定大部可采煤层，其余为不稳定、不可采煤层。煤系地层总厚度135.60m，煤层总厚15.75m，地层含煤系数11.3%；可采煤层总厚11.42m，可采煤层含煤系数8.42%。其中太原组地层总厚78.10m，煤层总厚7.80m，地层含煤系数9.99%；可采煤层总厚4.35m，可采煤层含煤系数5.60%；山西组地层总厚57.50m，煤层总厚7.98m，地层含煤系数13.88%；可采煤层总厚7.07m含煤系数12.30%。(二) 可采煤层井田内可采煤层为2号、5号、10号煤层。03号煤层：位于山西组中上部，为本区的主要可采煤层之一。上距K4砂岩11.0015.20m，平均12.00m。下距2号煤层7.0010.80m，平均9.00m。煤厚02.10m，平均1.06m，属薄煤层，结构简单，含02层夹矸。大部可采的较稳定煤层，根据清交勘探区详查报告，本煤层已被采空或破坏，无利用价值。2号煤层：位于山西组中部，为本区的主要可采煤层之一。俗称“大窑煤”，上距03号煤层7.0010.80m，平均9.00m。煤厚1.853.15m，平均2.34m，属中厚煤层，结构简单，含01层夹矸，厚0.13-0.50m，为泥岩。为井田内稳定可采煤层，顶板为砂质泥岩，底板为细砂岩。井田西部有被邻矿越界开采的情况，由于长期的开采，古空区范围较大，本煤层已基本被采空。5号煤层：位于太原组中下部，为本区的主要可采煤层之一。俗称“中带”，上距5号煤层47.4962.88m，平均60.80m。煤厚0.932.97m，平均2.33m，属中厚煤层，结构简单较简单，含02层夹矸，厚0.04-0.25m，为泥岩，为井田内稳定可采煤层，顶板为炭质泥岩及泥岩，底板为泥岩。10号煤层：位于大原组下部，为井田的又一可采煤层。俗称“四尺”，上距8号煤层5.9612.29m，平均7.02m。煤厚02.90m，平均2.02m，属中厚煤层，结构简单，含01层夹矸，厚0.10-0.15m，为泥岩。为井田内稳定可采煤层，顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。主要可采煤层情况见下表。主要可采煤层情况一览表地层煤层号煤层厚度(m)最小最大平均煤层间距(m)最小最大平均结构(夹矸数)可采系数(km)可采性稳定性山西组0302101.067.00-10.89.00简单(0-2)0.89大部可采(大部采空)较稳定21.853.152.34简单(0-1)1.00全区可采(大部采空)稳定40.402.711.75简单(0-2)0.86大部可采稳定51.202.501.83简单(0-1)1.00全区可采稳定太原组80.932.972.33简单-较简单(0-2)1.00全区可采稳定902.902.02简单(0-1)0.95全区可采稳定三、煤质及用途(1)物理性质和煤岩特征据本次勘探的煤层煤质化验资料，将各煤层物理性质及煤岩特征叙述如下：1) 物理性质各煤层煤的物理性质基本相同，颜色为黑色、黑灰色，条痕为棕黑色、褐黑色，玻璃及强玻璃光泽，内生裂隙发育，断口呈参差状、不规则状，容重1.351.40t/m3，硬度中等，一般为2-3。2) 煤岩特征 宏观煤岩类型 各煤层煤的宏观煤岩特征相近，一般以亮煤为主，次为暗煤、镜煤，少量丝炭。宏观煤岩类型主要为半亮型和光亮型，半暗型次之，少量暗淡型。一般呈条带状、线理状结构，均一状结构次之；层状构造为主，块状构造次之。 显微煤岩特征2号煤有机组分中镜质组为92.5%，惰质组为7.5%，为微镜惰煤，无机组分以粘土质为主，硫化物及氧化硅少量，占总组分的15.6%；8号煤有机组分中镜质组为90.9%，惰质组为9.1%，为微镜惰煤，无机组分以粘土质为主，硫化物及氧化硅少量，占总组分的12.0%；9号煤有机组分中镜质组为92.1%，惰质组为7.9%，为微镜惰煤，无机组分以粘土质为主，硫化物及氧化硅少量，占总组分的15.2%。各煤层显微组分测定结果见下表。各煤层显微组分测定结果表煤层号有机组分（%）无机组分（%）镜质组惰质组壳质组粘土类硫化铁碳酸盐氧化硅小计292.57.514.80.30.10.415.6493.07.021.20.20.20.722.4592.87.216.80.50.20.518.0890.99.110.51.00.10.412.0992.17.914.20.50.20.315.2（2）煤质分析、工艺性能及煤类1） 煤质分析各煤层主要煤质特征详述如下： 2号煤层：水份（Mad）：原煤0.421.12%，平均0.69%，浮煤0.361.12%，平均0.64%，；灰份（Ad）：原煤7.0533.44%，平均20.83%，浮煤4.859.63%，平均6.79%；挥发份（Vdaf）：原煤9.8518.49%，平均15.95%，浮煤12.7314.96%，平均14.10%；全硫（St.d）：原煤0.482.78%，平均1.55%，浮煤0.400.89%，平均0.65%；磷（Pd）：原煤0.004-0.015%，平均0.008%，浮煤0.002-0.006%，平均0.005%；另据山西省煤炭工业局综合测试中心检测报告（2006年7月10日担炭沟煤矿，2005年5月15日刘家峁煤矿），担炭沟煤矿2号煤层原煤水份（Mad）0.63%，灰份（Ad）8.29%，挥发份（Vdaf）14.50%，全硫（St.d）0.97%，焦渣特征5。刘家峁煤矿2号煤层原煤水份（Mad）0.26%，灰份（Ad）7.16%，挥发份（Vdaf）14.65%，全硫（St.d）1.83%，焦渣特征5。 8号煤层：水份（Mad）： 原煤0.241.18%，平均0.65%， 浮煤0.281.00%，平均0.54%；灰份（Ad）：原煤13.0247.15%，平均22.39%，浮煤4.9114.60%，平均7.40%；挥发份（Vdaf）：原煤9.6817.37%， 平均14.16%，浮煤10.9316.43%， 平均12.51%；全硫（St.d）：原煤0.504.98%，平均2.19%（661号孔全硫10.47%，为异常点，不予参与计算），浮煤0.561.38%，平均0.96%；磷（Pd）：原煤0.006-0.026%，平均0.011%，浮煤0.0030.030%，平均0.009%； 9号煤层：水份（Mad）： 原煤0.312.09%，平均0.66%， 浮煤0.201.02%，平均0.55%；灰份（Ad）：原煤11.0136.77%，平均22.52%，浮煤4.2312.80%，平均7.77%；挥发份（Vdaf）：原煤10.8518.42%，平均14.41%，浮煤10.0014.07%，平均11.90%；全硫（St.d）：原煤0.467.76%，平均1.59%，浮煤0.551.48%，平均0.84%；磷（Pd）：原煤0.004-0.015%，平均0.007%，浮煤0.0020.013%，平均0.005%；2）工艺性能 煤的发热量2号煤层原煤发热量（Qgr.v.d）为22.75035.770MJ/kg，平均31.233MJ/kg。8号煤层原煤发热量（Qgr.v.d）为17.58935.800MJ/kg，平均28.139MJ/kg。9号煤层原煤发热量（Qgr.v.d）为21.33834.800MJ/kg，平均29.715MJ/kg。 煤的粘结性2号煤层：粘结指数（GRI）：027，胶质层(y)为06mm；8号煤层：粘结指数（GRI）：0-41.30，胶质层(y)为07mm；9号煤层：粘结指数（GRI）：0-5，胶质层(y)为0mm。 灰熔融性8号煤层煤灰熔融性软化温度(ST) 1110-1460，为较低-较高软化温度灰；9号煤层煤灰熔融性软化温度(ST) 1500，为高软化温度灰。3） 煤类依据中国煤炭分类国家标准(1958)划分，划分指标为浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)、胶质层最大厚度(Y)，粘结指数（GRI）。依据上述分类指标进行划分，井田内2号为以瘦煤及贫瘦煤，8号为贫煤及贫瘦煤，9号煤层为贫煤。（3）煤的可选性据清交矿区离石区勘探区详查地质报告资料，各煤层可选性测定结果见下表。可选性测定结果综合表煤号精煤(%)中煤(%)尾煤(%)浮煤回收率等级可选性274.513.412.1优等中等873.411.215.4优等中等969.616.214.2良等中等（4）煤的风化和氧化本区以及周围无煤层露头，故不存在煤的风化和氧化现象。（5）煤的工业用途根据前述的煤质特征，井田内2号煤层为中灰、特低硫中高硫、特高热值之瘦煤和贫瘦煤， 8号煤层为低灰中灰、中硫中高硫、特高热值之贫煤和贫瘦煤；9号煤层属低中灰一中灰、低硫一中硫、特高热值之贫煤。2号煤为瘦煤和贫煤，8、9号煤为贫煤和无烟煤，瘦煤可作炼焦配煤，贫煤主要可作为动力及民用煤。 第四节、水文地质一、水文地质条件(一)地表水体区内地表水属黄河流域汾河水系，井田内没有常年性河流，较大沟谷均为季节性水流，平时断续有水或干涸，雨季流量增加。(二)井田内含水层1. 二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层(组)本组含水层一般由数层中粗粒砂岩组成，其间多隔以泥岩、砂质泥岩等，出露面积广大，但相当大一部分处于当地侵蚀基准面以上，形成透水层。据离石区详查勘探时抽水试验结果，单位涌水量为0.0002170.00134L/s.m，渗透系数0.00785m/d，水量较小，含水微弱，水质类型为HCO3SO4CaMg型，矿化度534mg/L，为软的淡水。2. 二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层(组)本组主要含水层为中粗粒砂岩，据离石区详查勘探抽水试验结果，单位涌水量0.0042L/s.m，渗透系数0.032m/d，富水性较差，水质类型为HCO3SO4CaMg型，矿化度556 mg /L。3. 石炭系上统太原组砂岩、灰岩岩溶裂隙含水层(组)本组主要含水层为L1、K2、L4、L5等四层石灰岩。据离石区详查勘探抽水试验结果，单位涌水量0.000350.0247L/s.m，富水性较差，水质类型为HCO3SO4一CaMg型，矿化度10351520mg/L，水位标高789.40798.60m。4. 奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层(组)奥陶系中统地层岩性以石灰岩、白云岩为主，夹泥灰岩、石膏。由于本层的含水性主要取决于裂隙及岩溶的发育程度。根据火山精查勘探抽水试验结果，单位涌水量为 1.0519.18L/s.m，富水性较好，水位标高783.53786.19m，据此推断本井田奥灰水位标高804812m，水质类型为HCO3SO4CaMg型，矿化度76192mg/L。总之，井田主要含水层中，除奥陶系灰岩含水较丰富外，其它含水层富水性均较差，含水微弱。(三)井田隔水层1. 太原组泥质岩隔水层太原组9号煤到本溪组顶部平均厚25m，除底部晋祠砂岩(K1)外，是一套以泥岩、砂质泥岩为主的地层，沉积稳定，是一重要的隔水层。2. 石炭系本溪组隔水层石炭系中统本溪组为一套泥岩、铁铝岩、铝质泥岩为主的地层，平均厚度约35m，隔水性能较好。与其上部太原组隔水层一道构成了9号煤层与奥陶系之间的重要隔水层。（四）含水层的补给、径流、排泄第四系松散岩类主要靠大气降水补给，在地形控制有利的情况下，在沟谷中形成水泉。石炭、二叠系的砂岩、灰岩含水层主要接受上覆松散层的入渗补给，少数露头部位直接接受大气降水的补给，另外还有承压含水层之间的越流补给，地下水沿层间裂隙或溶隙向南运动。奥陶系灰岩岩溶水，区域上主要接受大气降水的补给，向南流向晋中盆地。(五)矿井充水因素目前开采2号煤层，井下涌水主要为井筒和上山采区煤层中渗水。初步分析，其原因一是由于井田西北部分布采、古空区多，都有不同程度积水，可沿煤层底板向巷道渗透；二是井田内部煤层埋深较浅，顶板以上岩层风化裂隙发育，富水性较强，亦可沿风化裂隙间接向煤层渗漏。当开采煤层深部时，矿井充水因素将主要来自顶板以上砂岩含水层的渗漏，特别是随着煤层采空，顶板跨落形成塌陷裂隙，会导致上部各含水层，以至顶部基岩风化裂隙含水层的水沿裂隙下渗。井田内平均降水量为250500mm，由于地形坡度较陡，植被不发育，地形有利于自然排水，入渗补给地下水条件差，只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗，对于山西组砂岩含水层，由于其上有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给是很少的。2号煤层的直接充水含水层是山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层主要为下石盒子组砂岩裂隙含水层、太原组岩溶裂隙含水层和奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层。 8号及9号煤层的直接充水含水层为太原组薄层石灰岩岩溶裂隙含水层。奥陶系中统峰峰组顶面距9号煤层底板约60m，以泥岩和砂质泥岩为主，是很好的隔水层，本井田奥灰水位标高804812m，2号煤层在井田内局部位于此水位之下，8、9号煤层均位于此水位之下。9号煤底板最低点在井田南部，标高为685m，低于奥灰水位127m，下面计算最低点及各钻孔突水系数，以预测奥灰水突水的可能性。计算公式如下：Ts=P/M其中：Ts突水系数（MPa/m）； P隔水层承受的静水压力（MPa）； M底板隔水层有效厚度（m）。9号煤层距奥灰界面平均60m，即9号煤层最低底板标高685m以下的本溪组底部与奥灰界面处承受的最大静水压力812685+60187（m）水柱。则9号煤层突水系数：Ts1879.8103/60106=0.031MPa/m。9号煤层底板承受的突水系数为0.031MPa/m，从计算结果看出，井田内突水系数小于受构造破坏块段的临界突水系数0.06MPa/m， 奥陶系岩溶水对矿井充水影响不大，但在矿井生产过程中，应注意煤层底板构造裂隙与奥灰水的连通，防止水害发生。综上所述，井田中在可采煤层下部虽有较丰富的奥陶系石灰岩岩溶裂隙水，但其上有较厚、较稳定的隔水层存在，虽然井田内有小型断层存在，但以泥质岩类为主，各含水层之间水力联系差。因此，矿井充水水源主要是煤系地层中砂岩、石灰岩裂隙含水层中的地下水。(六)矿井涌水量预算据原担炭沟煤矿开采情况，井下涌水量较小，正常涌水量为60m3/d，最小为40m3/d，最大为80m3/d。2006年煤炭产量为90kt，年工作日按330计算，日产量300t，富水系数为0.130.26 m3/t，整合后一水平仍设在井田南部，因此届时一水平水文地质条件与现在基本相同，可以采用现在的富水系数对生产能力达到600kt/a时，年工作日按330计算，日产量1819t，对矿井涌水量进行预算，经计算，矿井正常涌水量为200 m3/d左右，最大涌水量为260m3/d。(七)矿井水文地质类型山西组2号煤层上部下石盒子组含水层为直接充水含水层，富水性弱，下部太原组灰岩、砂岩岩溶裂隙含水层和奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层为间接充水含水层，奥灰岩溶水位局部低于2-5号煤层底板标高，太原组8号以及9号煤层直接充水含水层为太原组薄层石灰岩岩溶裂隙含水层，间接充水层为奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层，其水位标高804812m，高于9号煤层底板标高最大为127m，2、8、9号煤层处于带压开采。在有导水构造沟通的情况下，局部存在奥灰岩溶水底板突水的可能，因此井田内2、8、9号水文地质类型属于中等型。二、矿井充水因素分析1. 构造对矿井充水因素影响井田内主要为轴向北东的向背斜构造，具有一定的储水条件。在井田东部及西部发育一系列走向北东，倾向南东的正断层，对矿井的规划、煤层的开采生产有一定影响。井田陷落柱是随着采矿而被发现的，在南部发现了4处陷落柱（X1X4），陷落柱呈椭圆状，长轴一般为150m左右，最大为200m，陷落柱在局部有连片的趋势，陷落柱内岩性杂乱无章，对开采有一定影响。总的来说，井田内构造简单。但开采过程中防止在有断裂沟通时造成突水事故的发生。2、老窑采空区积水本区煤炭开采历史悠久，开采强度大，古窑和小窑采空区都不同程度的留有一定量的积水，周边小窑技术力量较为薄弱，加上采掘图纸不全，以致于积水面积，积水量无法计算，能够保存下来和能利用的地质及地质水文资料可靠性低，对矿井的安全生产有一定的威胁。因此，本矿井为充水性弱的矿井，其主要水患为采空区积水。随着今后采煤工艺的提高，采空范围的增大，将会出现地层塌陷、地面出现裂缝，从而沟通地面水、各含水层和井下的通道，而使矿井涌水有所增加。三、矿井水患类型及威胁程度1、充水层及地表水向井下渗透据导水裂隙带最大高度计算，受导水裂隙带的影响，2号煤层其充水含水层为该煤层之上的山西组及下石盒子组下部砂岩裂隙含水层； 2、8、9号煤层由于开采产生的导水裂隙带局部地段可到达山西组，均属弱含水层，对矿井的开采威胁较小，但也要高度重视4号煤层采空区内的积水对开采的影响。另外在开采8、9号煤层时形成的导水裂隙带在井田东部及深沟切割处将通达地表，雨季洪水将有可能沿导水裂隙渗入矿井造成水害，应加强防范。2、矿区内及周边矿井采（古）空区积水、积气1）井田内03、2、4号煤层的直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层为下石盒子组砂岩裂隙含水层、太原组岩溶裂隙含水层，当03、2、4号煤层采掘后，其顶、底板都会慢慢渗透，形成一定范围的积水，这是该矿采（古）空积水的主要来源。2）03号煤层本井田各矿均未开采，其古空区范围根据原清交详查报告确定，根据相邻矿井的涌水量为20m3/d，停产40年，古空区积水系数取0.3，估算其积水量约为8.76万m3，圈定其积水面积约为8.10万m2。3）原刘家峁煤业有限公司：开采2号煤层，2009年9月至10月调查得知，副井一水仓积水约1.5m3，主水仓的积水量受季节性影响较大，雨季期间涌水量最大为0.536m3/h，10月份以后，涌水量降至0.234m3/h，通过比拟法估算，主水仓及巷道的积水量约为1852.4m3。此外，在该矿西部存在邻矿越界开采采空区（见2号煤层充水性图）。在本次补充勘探中N6号孔在2号煤层发现空巷，无积水。而在4号煤层发现空巷，有积水约0.2m厚，积水标高为880m，据此圈定其积水面积约为93.6375万m2，积水量约为41.8024万m3。原担炭沟煤矿：开采2号煤层，2006年停产，井下涌水主要为井筒和上山采区煤层中渗水，采（古）空区的渗水。据调查，沿主井口20米外，有一出水点，涌水量为0.063m3/h，顺延主井流入井底水仓，巷道底板低洼处均有不同程度的积水。该矿西南部涌水量2.5m3/h。主水仓积水量受季节性影响较大，2009年9月份雨季期间涌水量最大6.25m3/h，10月份后，涌水量降至3.125m3/h，经估算主水仓及巷道积水量约为5400m3。据调查，在原担炭沟煤矿西南部2号煤层工作面采空区内存在积水，积水面积约为3.6212万m2，估算积水量约为2.1616万m3。原曹家山煤矿：开采2号煤层及4号煤层。据调查在该矿南部2号煤层存在积水，积水标高为758m，据此估算2号煤层积水面积约为3.9036万m2，积水量约为2.3302万m3；本次补充勘探过程中N3号孔在4号煤层空巷处出现涌水，涌水标高为818.38m，据此涌水标高圈定4号煤层古空区积水面积约为34.1107万m2，估算的积水量约为15.2280万m3。此外，据调查，在4号煤层采空区南部存在积水，积水标高为775m，据此圈定此处4号煤层采空区积水面积约为1.7163万m2，积水量约为0.9194万m3。原刘家峁煤矿：开采2号煤层。据调查，在该矿东南2号煤层采空区存在积水，积水标高为774m，据此圈定积水面积约为4.6842万m2，估算积水量约为2.7926万m3。本次勘探N10号孔4号煤层为空巷，根据周围煤矿采掘情况推断为古空区，根据相邻矿井的涌水量估算其积水量为2.6427万m3。本次预测采空区积水采用的经验公式如下：WK.M.F/cosW预测采空区积水量，万m3K采空区积水系数（取0.250.5，本次采空区取0.25，古空区取0.3）M煤层采厚，mF采空区积水面积，（m2）煤层倾角（）预测积水量统计表煤层号积水区编号积水面积(万m 2)积水量(万m3)0303-18.108.7622-13.62122.16162-23.90362.33022-34.68422.7926水仓巷道(刘家峁)0.1852水仓巷道(担炭沟)0.5400小计12.20728.009644-193.637541.80244-234.110715.22804-31.71630.91944-44.93302.6427小计134.397560.5925总积水量（万m3）77.3621上述积水量预测结果未考虑邻界煤矿采（古）空区与井田内采（古）空区的连通，且未考虑上部煤层采空区进入下部煤层采空区内，在采（古）空区的局部低洼地段也有可能存在积水。第2章 井田境界与储量第一节 井田境界根据2009年11月11日山西省国土资源厅颁发的采矿许可证，证号为C1400002009111220042843。井田范围拐点由10个坐标圈定如下：表1-4-1 井田范围拐点坐标表1954北京坐标系1980西安坐标系1.X=4169775Y=196043001.X=4169726.69Y=19604230.172.X=4168700Y=196059802.X=4168651.71Y=19605910.193.X=4167973Y=196063103.X=4167924.71Y=19606240.194.X=4168017Y=196066064.X=4167968.71Y=19606536.205.X=4167200Y=196067505.X=4167151.71Y=19606680.206.X=4165980Y=196068906.X=4165931.71Y=19606825.217.X=4166015Y=196060607.X=4165966.70Y=19605990.218.X=4165675Y=196050158.X=4165626.69Y=19604945.219.X=4166880Y=196039609.X=4166831.68Y=19603890.2010.X= 4168040Y=1960324010.X=4167991.68Y=19603170.18井田南北长约4100m，东西宽约3500m，面积为9.0198km2。第二节、井田储量的计算（1）资源/储量 保有资源/储量根据山西省煤炭地质148勘查院2010年4月编制的山西楼俊集团担炭沟煤业有限公司兼并重组整合项目矿井地质报告，井田内03、2、4、5、8、10号煤层保有资源/储量10235万吨。其中：探明的经济基础储量(111b)5151万吨，控制的经济基础储量(122b)3558万吨，推断的内蕴经济资源量(333)987万吨。探明的经济基础储量（111b）占保有资源/储量的50%：探明的经济基础储量、控制的经济基础储量（111b+122b）占保有资源/储量的86%。资源量汇总见下表。全井田资源/储量汇总表煤层编号资源/储量(万t)111b/总量(%)(111b+122b)/总量(%)111b122b333蹬空合计122b333038042964436612724135747088884810564172154652895110683618721295291815451100268291353919127797826125165190合计5151355898796443102355086兼并重组后的矿井田内03、2号煤层已基本被采空或破坏，在其内不能形成规模化生产，本次暂不设计03、2号煤剩余资源储量的开采，待矿井后期回收时考虑。依据上表数据，2号煤剩余资源储量为470万t。即井田中部储量有225万t，其中主井工业场地压煤159万t，该范围内设计可采储量约66万t剩余储量，待矿井后期回收时考虑。井田北部边界小范围内储量有242万t剩余储量，其中大巷压煤59万t，该范围内设计可采储量183万t万t，若正规开采，仅能布置推进、采长很短的回采工作面，使矿井产量不均衡，鉴于井田内2、4、5号煤层间距较近，平均7m左右，矿井可在开采后期，利用一水平生产系统，回收2号煤层剩余储量。 矿井工业资源/储量本矿地质条件总体简单，计算工业资源量时，推断的储量（333）的可信度系数取0.9。经计算，矿井工业资源量为8709+9870.9=9597.3万t。其中：4号煤工业资源量为：1374+1720.9=1528.8万t；5号煤工业资源量为：1942+1870.9=2110.3万t；8号煤工业资源量为：2645+2680.9=2886.2万t；9号煤工业资源量为：2255+2610.9=2489.9万t (4、5、8、9号煤工业资源量合计为9015.2万t) 。 设计资源/储量矿井设计资源