山西和顺正邦煤业有限公司150108综采放顶煤工作面开采设计

第一章采区概况及地质特征第一节矿井概况一、矿井基本情况山西和顺正邦煤业有限公司位于和顺县城西南约15KM的义兴镇串村以北，行政区划隶属于和顺县义兴镇管辖，地理坐标东经1133137“1133307“，北纬371913“372125“。矿井目前“六证”齐全有效。采矿许可证批准开采315煤层，井田面积62824KM2，煤炭生产许可证和安全生产许可证证载能力均为120万T/A，批准开采15煤层。证照情况见表111。表111和顺正邦煤业证照现状表证照名称发证单位证照编号有效期限采矿许可证山西省国土资源厅C14000020091112200466412012102420141024煤炭生产许可证山西省煤炭工业厅2014242320012011062720310630安全生产许可证山西煤矿安全监察局（晋）MK安许证字2012X065Y2B12012112220141024企业法人营业执照山西省工商行政管理局1400001059634012000083020141024矿长资格证山西省煤炭工业厅MK1404003612011042220140422矿长安全资格证山西省煤炭工业厅110140104003952011042220140422井田西邻山西潞安集团和顺一缘煤业有限公司，东邻山西和顺隆华北关煤业有限公司，南北无矿。井田四邻关系见图111。山西和顺正邦煤业有限公司空白资源空白资源图111井田四邻关系图二、开拓方式、水平划分、采区划分1、开拓方式矿井采用斜井开拓方式，共布置主斜井、副斜井、回风立井3个井筒。主斜井井口坐标（西安80坐标系）413604789，1972513531，Z132408，倾角245，斜长450M，净宽46M，净断面147M2，井筒装备带式输送机和架空乘人装置，担负全矿井煤炭提升和人员升降任务，兼作进风井。副斜井井口坐标（西安80坐标系）413605154，1972519538，Z131786，倾角245，斜长450M，净宽33M，净断面92M2，井筒装备单钩串车，担负全矿井矸石、材料及设备等辅助提升任务，兼作进风井和安全出口。回风立井井口坐标（西安80坐标系）413646171，1972509133，Z132609，垂深196M，净直径50M，净断面196M2，井筒装备梯子间，担负全矿井回风任务兼作安全出口。各井筒特征及装备详见表112。表112井筒特征表井筒名称序号井筒特征主斜井副斜井回风立井纬距X4136047894136051544136461711井口坐标（80坐标系）经距Y1972513531197251953819725091332提升方位角1161193井筒倾角245245904井口标高M1324081317861326095井底标高M1137114011306井筒深度或斜长M450450196净4633507井筒直径或宽度M掘进54/493966/57净147921968井筒断面M2掘进201/168115342/255厚度MM400/150300800/3509砌壁材料钢筋混凝土/锚喷料石砌碹钢筋混凝土/混凝土10井筒装备带式输送机架空乘人装置单钩串车梯子间2、水平划分、采区划分矿井设一个开采水平，水平标高1140M，开采15号煤层。15号煤层全井田共划分为两个采区，现开采采区为一采区。三、工作面生产能力受和顺正邦煤业委托，我院于2013年9月编制该矿150108综采放顶煤工作面开采设计，该工作面设计月生产能力为90万T。四、矿井主要生产系统现状1、提升系统主斜井斜长为450M，倾角为245，在其一侧安设有DT100/30/2250型强力带式输送机，钢绳芯阻燃抗静电橡胶带，带宽B1000MM，带强ST2000N/MM，带速V25M/S，额定运输能力300T/H，配用2台YBK355L14型电机，双滚筒驱动，电机功率2250KW，担负矿井原煤提升任务。副斜井斜长为450M，倾角为245，井筒内铺设有单轨，安设有JK252/315型提升机，配用YR400S410型电动机，功率280KW，电压380V，转速586R/MIN，选用31NAT619SFC型钢丝绳，钢丝绳公称直径31MM，升降一般物料采用翻斗式矿车，下放大型设备及支架时选用1辆MCP206型平板车。人员输送运送人员由安设在主斜井的RJY3025/860型可摘挂架空乘人装置担负，提升长度860M，提升倾角245，一次提人106人，驱动轮直径1080MM。电机功率30KW，电压380/660V,采用SCWS35550F型减速器，KXJL660J型电控装置，采用固定抱索装置，采用18ZAB619FC型钢丝绳，公称直径18MM。2、运输系统1井下原煤运输系统井下原煤运输主要采用带式输送机。15号煤胶带下山安装STJ100/2200S型固定带式输送机，其主要技术特征Q800T/H、B1000MM、V315M/S、L340M；配用PVG1600S整芯阻燃抗静电胶带，双滚筒双电机驱动，配2台200KW隔爆电动机；胶带大巷安装STJ100/2200S型固定带式输送机，其主要技术特征Q800T/H、B1000MM、V315M/S、L1510M；配用PVG1600S整芯阻燃抗静电胶带，双滚筒双电机驱动，配2台200KW隔爆电动机；集中胶带大巷安装STJ100/2200S型固定带式输送机，其主要技术特征Q800T/H、B1000MM、V315M/S、L610M；配用PVG1600S整芯阻燃抗静电胶带，双滚筒双电机驱动，配2台200KW隔爆电动机。150108回采工作面原煤综放工作面MGTY200/50011D型采煤机采煤工作面SGZ764/500型（前部）/SGZ764/500型（后部）刮板输送机运输顺槽SZZ800/250型转载机和PLM160型破碎机运输顺槽SSJ100/132型可伸缩带式输送机胶带下山SSJ100/2200型带式输送机胶带大巷STJ100/2200S型带式输送机井底煤仓集中皮带大巷及主斜井DT100/30/2250型强力带式输送机地面。掘进工作面原煤工作面综掘机割煤或放炮落煤SGB620/40T型刮板输送机SSJ650/40型带式输送机胶带下山SSJ100/2200型带式输送机胶带大巷STJ100/2200S型带式输送机井底煤仓集中胶带大巷及主斜井DT100/30/2250型强力带式输送机地面。2井下辅助运输系统材料运输流程井口车场副斜井提升机井底车场集中轨道巷及轨道大巷1台JWB75BJ无极绳连续牵引车轨道下山1台JWB75BJ无极绳连续牵引车工作面顺槽无极绳连续牵引车工作面。人员输送流程地面主斜井架空乘人装置井底车场步行至工作面。因井下主要运输巷道总长度为2000M，超过了1500M，建议矿方在大巷内安设机械运送人员装置。3、通风系统矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。主斜井、副斜井进风，回风立井回风。矿井通风系统如下掘进工作面回采工作面地面回风立井回风下山、回风大巷回风顺槽掘进巷道风筒掘进巷道运输顺槽轨道大巷下山胶带大巷下山集中轨道大巷集中胶带大巷副斜井主斜井回风立井井口安装有两台FBCDZ10NO30B型轴流式风机，一台工作，一台备用，配套电机型号YBFE450M210，功率2450KW。矿井总进风量7400M3/MIN，其中主斜井进风3100M3/MIN，副斜井进风3900M3/MIN，回风立井回风7232M3/MIN。回采工作面采用U型巷道布置全风压通风；掘进工作面采用局部通风机压入式通风，每个掘进工作面均配置两台FBD82/45KW2型局部通风机压入式通风，配用有1000MM的抗静电、阻燃胶质导风筒，局部通风机全部采用“三专供电”，并实现“风电、瓦斯电”闭锁和“双风机、双电源自动切换”。4、瓦斯抽采系统矿井在风井场地建立了一座永久性瓦斯抽放泵站，设有2套单独的瓦斯抽放系统，实现高低负压系统各自独立抽放。高负压瓦斯抽放系统用于开采层本煤层预抽，低负压抽放瓦斯系统用于邻近层及采空区抽放。地面抽放泵站高负压抽放系统安装2台2BEC72型水环式真空泵，配用电机功率630KW，1台运行，1台备用。抽放管路敷设路线为工作面钻孔工作面回风顺槽回风大巷回风立井地面瓦斯抽放管路抽放泵站。地面抽放泵站低负压抽放系统安装2台2BEC52型水环式真空泵，配用电机功率250KW，1台运行，1台备用，抽放管路敷设路线为高抽巷回风下山回风大巷回风立井地面瓦斯抽放管路抽放泵站。瓦斯抽放主管路分别采用630MM抽放高抽巷瓦斯和529MM预抽环氧树脂涂层复合钢管；工作面预抽支管采用200MM环氧树脂涂层复合钢管。根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发【2010】389号文件关于山西和顺正邦煤业有限公司煤层斯涌出量预测的批复，山西和顺正邦煤业有限公司在开采15号煤层时，矿井最大相对瓦斯涌出量为1320M3/T，最大瓦斯绝对瓦斯涌出量为3333M3/MIN。根据山西省煤炭厅晋煤瓦发【2013】160号文件关于晋中市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，矿井瓦斯绝对涌出量为7566M3/MIN，相对涌出量为265M3/MIN，抽采量为4603M3/MIN。其中150104综放工作面风排绝对瓦斯涌出量为1022M3/MIN，相对瓦斯涌出量为2104M3/T，抽放量为38M3/MIN，掘进工作面瓦斯最大瓦斯涌出量为1023M3/MIN，为高瓦斯矿井。根据矿方提供的150105工作面瓦斯抽放数据，该矿高负压抽放泵抽放量为314M3/MIN、低负压抽放泵抽放量为2866M3/MIN、抽放率为5045。5、排水系统矿井建立有独立完善的排水系统，矿井涌水采用二级排水的方法，井下各处积水排至采区水仓，再由采区水仓排至井下主要水仓，再排至地面。1水泵房排水设施主要水仓主、副水仓布置，总有效容量800M3，能容纳矿井8H的正常涌水量，当主水仓清理时，副水仓能保证正常使用。排水设备泵房安装MD155675型多级离心式水泵3台，其额定流量155M3/H，额定扬程335M，配套电机220KW。排水管路排水管为2趟15945型无缝钢管，排水管通过副斜井井筒，将井下涌水排至地面水处理站。2采区排水设施井下采掘工作面涌水通过自流或小水泵到采区水仓，通过水泵排到主副水仓内，最后沿副斜井排至地面污水处理站处理。不能自流的局部巷道低洼处设积水坑，由小水泵、管路系统把水排入采区水仓或导入到巷道水沟中排入采区水仓，再排到主要水仓。6、矿井压风设备地面压风机房安装有2台LU1327型和1台GA160075型双螺杆式空气压缩机。LU1327型空气压缩机额定流量203M3/MIN，工作压力07MPA，单台装机功率132KW；GA160075型空气压缩机额定流量242M3/MIN，工作压力07MPA，配套功率为132KW的电动机，电压380V。压风主管路为15945MM无缝钢管，支管路为10840MM无缝钢管，采掘工作面等巷道供风管路为8940MM无缝钢管，矿井压风自救设施已装备使用。7、供电系统1矿井电源和顺正邦煤业公司地面现有35/10KV变电站一座，两回35KV电源架空引自和顺35KV开闭所35KV侧不同母线段。35KV电源线路导线型号为LGJ120，长度为61KM。当任一回路电源停止运行时，另一回路仍能保证全矿井用电负荷。2地面供电矿井工业场地设1座35KV变电站，变电站内设2台SZ96300KVA35/105KV型变压器；矿井35KV变电站以10KV电源线路分别向风井10KV变电所、主斜井带式输送机、副井提升机房、水源井泵房、地面瓦斯抽放泵站、井下中央变电所供电。3井下供电矿井采用10KV双回路下井供电，下井电缆采用MYJV3287/10，395矿用电力电缆。井下中央变电所与井下主排水泵房联合布置，两回10KV电源引自矿井主井工业场地35KV变电所10KV不同母线段，井下中央变电所10KV、069KV母线采用单母线分段供电方式。井下中央变电所10KV高压设备设BGP9L10矿用隔爆型高压真空配电装置，660V低压设备选用KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关，变压器选用2台KBSG500/10，500KVA，10/069KV矿用隔爆型干式变压器，一用一备，供中央变电所附近低压设备用电。采区变电所10KV高压设备设BGP9L10矿用隔爆型高压真空配电装，660V侧配电装置选用KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关带选择性漏电保护。所内设KBSG315/10，10/069KV干式变压器2台，一用一备，供给采区水泵、综采放顶煤工作面、顺槽掘进工作面、胶带下山、轨道下山、胶带大巷、轨道大巷设备用电。采掘工作面设备采用移动变电站供电，移动变电站10KV电源由有采区变电所单回路供给。井下局扇均采用“三专两闭锁”供电方式，并实双风机双电源自动切换。工作面、转载机头、带式输送机机头及带式输送机全线范围内设置照明系统。综采面照明灯具采用KBY62127V型自移支架矿用防爆荧光灯及控制开关，其余地点的照明灯具采用KBY20127V型矿用防爆荧光灯。8、防灭火系统地面设有消防洒水水池和消防储备水池，有效容积分别300M3和500M3，井下消防用水与静压洒水共用一套管路。15号煤层采煤工作面采用后退式开采，在采煤工作面开采时，对采空区采取了间断性的黄泥灌浆系统和地面安装DT700/8型碳分子筛制氮装置注氮系统等防灭火措施，并配备有束管监测系统。9、产量监控系统矿井现有1套DTKC2000源头式煤炭产量监控系统。该系统采用国际先进动态称重技术，在矿井出煤口处安装称重及视频监控系统，自动监测煤炭产销量，达到监控产量，以产控销、以销控税费，关注税源费的目的。第二节采区概况一、采区在井田中的位置和顺正邦煤业现生产采区为一采区。该采区东部以F2断层煤柱、九龙柱煤柱和井田保护煤柱为界，西、南以井田保护煤柱为界，北部以清漳河保安煤柱为界。本采区15号煤层布置有一个150105综采放顶煤工作面、150106回风顺槽、150106运输顺槽、150106高抽巷和回风大巷掘进工作面。二、采区设计资源/储量、设计可采储量及服务年限一采区总面积1458512M2，15号煤层平均厚度为564M，15号煤容重141T/M3，一采区地质储量为11599万T，设计可采储量为982万T，采区生产能力为120万T/A，服务年限为58年。三、采区巷道布置井田沿南北方向布置有胶带大巷、轨道大巷、回风大巷三条大巷，沿黄狮垴村方向布置胶带下山、轨道下山、回风下山三条巷，其中，胶带巷沿15号煤层底板布置，轨道、回风巷沿15号煤层顶板布置，三条巷相互平行，间距为30M。至西部井田边界形成采区运输、通风、排水系统。在下山巷道南侧相邻150108工作面布置150109运顺顺槽、回风顺槽掘进工作面。运输顺槽、回风顺槽均沿15号煤层底板布置。15煤层厚度654M，顶板覆岩为中硬、软弱岩层互层，垮落带高度HM按下式计算经计算，HM最大值为1459M，因此，工作面高抽巷布置在回采工作面上方3045M左右的岩石中已位于垮落带上方，布置合理。四、采区生产系统1、运煤系统回采工作面原煤综放工作面MGTY200/50011D型采煤机采煤工作面SGZ764/500型（前部）/SGZ764/500型（后部）刮板输送机运输顺槽SZZ800/250型转载机和PLM160型破碎机运输顺槽SSJ100/132型可伸缩带式输送机胶带下山SSJ100/2200型带式输送机胶带大巷219740MHMSTJ100/2200S型带式输送机井底煤仓集中胶带大巷及主斜井1部DT100/30/2250型强力带式输送机地面。2、辅助运输系统材料运输流程井口车场副斜井提升机井底车场集中轨道大巷及轨道大巷1台JWB75BJ型无极绳连续牵引车轨道下山1台JWB75BJ无极绳连续牵引车工作面顺槽调度绞车牵引矿车工作面。人员输送流程地面主斜井架空乘人装置井底车场步行至工作面。3、通风系统地面新鲜风流由主、副井井底车场集中胶带/轨道大巷胶带大巷（下山）/轨道大巷（下山）运输顺槽回采工作面；乏风风流由回采工作面回风顺槽回风下山/回风大巷总回风大巷回风立井地面。4、排水系统工作面积水自流或小水泵轨道大巷采区水仓采区水泵轨道大巷井底车场水仓副斜井（集中轨道大巷）地面矿井水处理系统。第三节地质特征根据山西地科勘察有限公司2010年4月编制完成的山西和顺正邦煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告和山西省煤炭工业厅文件以晋煤规发2010666号关于山西和顺正邦煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复，井田地质特征据此叙述如下一、矿井地质及开采工作面周边采空区积水、积气情况1、矿井地质1地层本井田位于沁水煤田阳泉煤炭国家规划区东南部，和顺普查勘查区中段东部边缘。井田内基岩大面积出露，二叠系下统下石盒子组、山西组及石炭系太原组地层在井田东南、南部零星分布；二叠系上石盒子组地层广泛分布于井田中西、北部；新生界覆盖于各个时代基岩之上。根据和顺普查区、山西和顺正邦煤业有限公司补充地质勘查及水井地质资料，井田内由老至新发育有奥陶系下统亮甲山组O2L中统下马家沟组（O2X中统上马家沟组（O2S峰峰组（O2F）；石炭系中统本溪组（C2B上统太原组（C3T）；二叠系下统山西组（P1S下石盒子组（P1X）及上统上石盒子组（P2S）以及第四系中、上更新统（Q23全新统（Q4）地层。2含煤地层井田内主要含煤地层为上石炭统太原组（C3T）和下二叠统山西组（P1S）分述如下1上石炭统太原组（C3T）本组厚1063212696M，平均11757M，井田主要含煤地层之一，为一套海陆交互相含煤建造。岩性主要为灰色砂岩、深灰灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤组成。含煤9层，自上而下为81、8、9上、9、11、12、13、14、15等9层煤，其中8、15号煤层为主要可采煤层。含石灰岩56层，以K2、K3、K4较为稳定。本组下部泥岩中富含黄铁矿结核，动植物化石丰富，依岩性组合特征可分为5个旋回，各旋回以充填层序为主，厚度不大，该组据岩性、化石组合及区域对比，自下而上分三段。下段（K1底K2底）C3T1厚37605120M,平均4440M，厚度变化不大，主要由深灰灰黑色粉细砂岩、泥岩、铝土泥岩及煤组成，泥岩中含大量黄铁矿结核，具水平层理。该段顶部含全区可采15号煤层，属障壁泻湖体系的障壁岛、潮坪、沼泽和泥岩沼泽相沉积。K1砂体厚0938M,平均238M。岩性为细粒石英砂岩、灰白色，分选好，颗粒呈圆状或次圆状、棱角状，硅质胶结，含大量黄铁矿、菱铁矿结核，为障壁岛沉积。K115号煤层底厚1945M，多为黑色泥岩、砂质泥岩及深灰色铝土泥岩，局部夹粉细砂岩，偶见黄铁矿，为泻湖、潮坪、潮道沉积。其上出现了一次不太广泛的海侵，沉积了L0（相当于太原西山吴家峪灰岩）透镜状灰岩（旋回）。15号煤层黑色，以光亮煤为主，厚425694M，平均556M，含夹矸04层。属障壁岛充填淤浅形成的滨岸泥炭沼泽沉积。15号煤顶K2底一般厚1701M，由灰黑色砂质泥岩组成，顶部为14号不可采煤层，厚035060M，平均045M，系封闭泻湖及沼泽沉积。中段（K2底K4顶）C3T2厚47204920M,平均4831M,主要由灰深灰色砂岩、黑色砂质泥岩、薄煤层及3层石灰岩组成。K2、K3、K4石灰岩稳定，可划分为K2、K2顶K3顶、K3顶K4顶三个较大旋回，属碳酸盐岩台地相沉积。K2石灰岩厚430600M，平均535M，全区稳定，含介形类有孔虫、腕足类等到动物化石，局部夹燧石结核、黄铁矿薄膜，K2代表一次大规模海侵形成的碳酸盐岩沉积。（K2顶K3底）一般厚922M，由灰色砂岩、黑色砂质泥岩及13号煤层组成，为典型的浅水三角洲沉积。13号煤层厚044062M，平均053M，不稳定不可采。K3石灰岩厚430540M，平均402M，为深灰色石灰岩，含苔癣虫等动物化石，属水动力能量较低的碳酸盐台地沉积。K3顶K4底一般厚2749M，由灰黑色砂质泥岩及煤组成，11、12号煤均发育于河口砂坝之上，但由于后期大规模河流的强烈冲刷作用，致使其旋回结构不清，煤层极不稳定。11号煤层厚0083M，平均050M，不稳定不可采。12号煤层厚0088M，平均035M，不稳定不可采。K4石灰岩厚181470M,平均223M，致密块状，受后期河流冲刷再沉积作用，厚度变化较大，系潮间带的碳酸盐岩台地沉积。上段（K4顶K7底）C3T3厚21522656M,平均2486M，可划分为一个较大三角洲旋回。主要由灰色砂色、黑色砂质泥岩及煤组成。系三角洲的分流间湾、潮坪、沼泽、泥炭沼泽，河口砂坝、水下天然堤及决口扇等环境，轻微的地壳振荡，致使9号煤层较薄而不可采，后振荡较强，形成的9上号煤层薄而不可采。9号煤层厚030093M，平均057M，不稳定不可采。9上号煤层厚0080M，平均033M，不稳定不可采。综合全区及区域对比规律，本组属三角洲相和碳酸盐台地相沉积。K砂体为障壁岛环境，向上逐渐过渡到泻湖、沼泽、泥炭沼泽，建立在闭流沼泽之上的15号煤层厚而稳定，由于水流不畅，处于还原环境，利于黄铁矿的生成，故15号煤层含硫分较高。随着K2大海侵覆盖全区，海水进退频繁，形成了34碳酸盐台地相沉积，后海水退却，岸进作用加强，形成以河流搬运为主的三角洲相及其顶部的三角洲泥炭沼泽沉积，除8号煤层较稳定大部可采外，尚发育一些厚度不大、层位稳定的不可采煤层，不具开采价值。2下二叠统山西组（P1S）本组厚51208000M，平均6507M，井田主要含煤地层之一。为一套陆相含煤建造，主要由黑色砂质泥岩、灰色中细粒砂岩及煤层组成。含煤6层，自上而下为1、2、3、4、5、6号煤层，其中6号煤层为大部可采煤层。K7砂体厚100640M，平均353M，为灰色含云母的石英砂岩，细粒、泥质胶结，具小型交错层理，砂体呈宽带状，系分流河道沉积。K7顶3号煤层底厚2919M，主要由黑色砂质泥岩、灰色中细粒砂岩及4、5、6号煤层组成，系被充填淤浅的分流间湾、分流河道沉积，4、5、6号煤层形成于三角洲平原分流河道、泻流湖泊之上的泥炭沼泽。4号煤层厚0095M，平均064M，不稳定不可采，5号煤层厚0035M，平均008M，不稳定不可采，6号煤层厚0147M，平均091M，属不稳定局部可采煤层。3号煤层厚0349M，平均088M，黑色、块状、半暗型，为泥炭沼泽环境，有一个钻孔达可采厚度502钻孔厚349M，其余钻孔均不可采。3号煤顶K8底一般厚3147M，由灰黑色、黑色砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩及13层煤组成，系三角洲平原上的分流河道、泛滥盆地、决口扇、泥炭沼泽沉积。综上所述，本组属三角洲平原亚相和泻湖、湖沼相沉积。K7砂体为分流河道沉积，随河流分道、泻湖海湾的充填变浅，形成了淡水泥炭沼泽，地壳相对稳定，形成厚度变化不大、含硫低的3号煤层。之后随三角洲向前推进，过渡为以河流为主体的上三角洲平原环境，分流河道、决口扇、泛滥盆地发育，故1、2号煤层极不稳定、不可采。3构造本井田总体为一走向北东南西、倾向北西的单斜构造，地层倾角为513，平均8左右。在井田南部局部发育一小背斜，轴部位于井田的东南部，轴向主要为南西至北东，背斜轴部开阔，产状平缓，两翼对称，两翼倾角513；井田内断裂构造不甚发育，发现有三条断层，并发现有两个陷落柱。1F1正断层位于井田西南部，断距8M，倾角65，走向南西北东，倾向南东，井田内延伸350M，为8号煤层巷道揭露。2F2正断层位于井田东部边缘，断距11M，倾角65，走向北东南西，倾向北西，井田内延伸625M，为和顺普查区地面填图下推。3F3正断层横穿井田东南部，断距819M，倾角75，走向北东南西，倾向北西，井田内延伸2150M，为15号煤层巷道揭露。4X1陷落柱位于井田南部，规模11565M，为井下8号煤层巷道揭露。5X2陷落柱位于井田南部，规模3630M，为井下8号煤层巷道揭露。井田内发育正断层断距在819M之间，断距不大，发育的陷落柱规模较小，对煤层的破坏程度不大。本井田内未发现岩浆岩侵入。综上所述，井田构造类型属简单类。2、150108工作面周边采空区积水、积气情况150107工作面西侧为井田边界，相邻矿井为潞安一缘凤台煤矿，未进行开采，东边为150108工作面，未井下开采，150107工作周边无采空区，不存在积水和积气现象。二、煤层及煤质1、煤层1含煤性井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。太原组地层平均厚度11757M，煤层总厚1112M，含煤系数946，主要含煤9层，自上而下编号为81、8、9上、9、11、12、13、14、15号煤层，其中8、15号煤层为稳定的全区可采煤层，其余均为不稳定的不可采煤层。山西组地层平均厚度6507M，煤层总厚291M，含煤系数447，山西组含煤6层，自上而下编号为1、2、3、4、5、6号煤层，其中6号煤层为不稳定的局部可采煤层，其余均为不稳定的不可采煤层。2可采煤层16号煤层位于山西组底部，K7砂岩上10M左右，煤层厚度0147M，平均092M，结构简单，一般含夹矸01层，为井田不稳定的局部可采煤层。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩，底板为中砂岩、砂质泥岩或粉砂岩。28号煤层位于太原组顶部，上距6号煤层平均2311M，煤层厚度080215M，平均156M，结构简单，一般含夹矸02层，为井田较稳定的大部可采煤层。煤层顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为粉砂岩或砂质泥岩。315号煤层位于太原组中下部，上距8号煤层8458M左右，煤层厚425694M，平均556M。结构较简单，一般含夹矸04层，夹矸岩性为泥岩及炭质泥岩，煤层顶板为砂质泥岩或泥岩，底板以砂质泥岩为主，局部为泥岩。为厚度和层位稳定的全区可采煤层。可采煤层特征见表131。表131可采煤层特征表含煤地层煤层编号见煤点厚度最小最大平均M煤层结构（夹矸层数）煤层间距最小最大平均M顶板岩性底板岩性稳定性可采性山西组601470927简单（01）泥岩砂质泥岩粉砂岩中砂岩砂质泥岩粉砂岩不稳定局部可采217524342311808021515616简单（02）泥岩砂质泥岩粉砂岩砂质泥岩较稳定大部可采太原组1542569455615较简单（04）755787148458砂质泥岩泥岩砂质泥岩泥岩稳定全区可采2、煤质按中国煤炭分类国家标准GB（575186）进行，主要以浮煤挥发分（VDAF粘结性指数（G）确定煤种。6号煤浮煤挥发分（VDAF）为1147，粘结性指数（G）为3，为贫瘦煤；8号煤浮煤挥发分（VDAF）为11071290，平均为1185，粘结性指数（G）为0，为贫煤；15号煤浮煤挥发分（VDAF）为8471198，平均为1019，粘结性指数（G）为0，为贫煤。煤炭质量分级按照中国煤炭分类国家标准（GB/T152241232004）进行6号煤为特低灰低灰，特低硫，高热值特高热值的贫瘦煤；8号煤为中灰高灰，以高灰为主，中硫高硫，主要以中硫煤为主，低热值高热值的贫煤；15号煤为低灰高灰，以中灰为主，中硫中高硫，以中高硫煤为主，低热值高热值，以中热值煤为主的贫煤。三、水文地质条件1、矿井水文地质1地表水井田范围内北部为清漳东源，在开采北部资源时会受到一定程度的影响，开采井田北部资源时，一定要留足防隔水煤柱；其余均为干涸的沟谷，各沟谷地表洪水北部流入清漳东源，南部流入梁余河，最后向东至烟松村南与清河汇合。本井田河流最高洪水位标高1250M。山西和顺正邦煤业有限公司工业广场建在两沟交汇处，主、副斜井位于中间山坡地上，附近冲沟基本无水。主斜井井口标高132408M，副斜井井口标高131786M，回风立井井口标高132609M，高于最高洪水位。2主要含水层1碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩层由奥陶系中统的深灰色厚层状石灰岩、角砾状石灰岩、薄层泥灰岩及白云岩和石膏等组成。裂隙岩溶主要发育于上马家沟组二段下部及其以下的灰岩之中，富水性较强，为区域主要岩溶含水层。含水层的补给来源以南部区域岩溶水的侧向补给为主，次为东南部奥灰岩浅埋地段的上部地下水、地表水等沿断层或岩石裂隙的垂向渗透补给。据山西省第三地质工程勘察院于2009年在井田东南部施工的水井资料水井揭露到奥陶系下统亮甲山组1580M，其中揭露奥陶系中统下马家沟组18140M，岩性为灰白色白云质灰岩，夹有薄层泥灰岩，岩溶裂隙发育较好；揭露上马家沟组287M，岩性以角砾状泥灰岩为主，石灰岩次之，夹薄层灰岩、白云岩，石灰岩岩溶不发育；揭露峰峰组厚2856M，岩层角砾状泥灰岩和角砾状泥质白云岩占58，其裂隙及岩溶均很不发育；灰岩和白云质灰岩占31，裂隙及岩溶较发育，是含水层，但未发现大的漏水裂隙存在，说明本区峰峰组及上马家沟组上部地层含水微弱。终孔后对马家沟组以上地层进行了抽水试验，静止水位埋深为56800M，标高为70200M，水位降深220M，稳定出水量20M3/H，合计480M3/D。根据该矿所配的潜水泵抽水，出水量32M3/H，流量稳定。经水质检测，水化学类型为SO4HCO3CAMG型，PH值746，矿化度09951G/L。井田东南部的山西和顺隆华煤业有限责任公司施工的水井井田外南西方向距和顺正邦煤业煤矿水井3975M，水位标高由731329M至70200M，推测本区水力坡度约738，推测井田内奥灰水水位标高在680708M之间；15号煤层最低底板标高为830M，远高于奥灰水水位标高，奥灰岩溶水对煤层开采无影响。2碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩层本含水层组自下而上由K2、K3、K4三层灰岩组成。三层灰岩位于15号煤以上15M至50M以内。K2灰岩层位稳定，厚430600M，平均535M，灰岩质不纯，夹有燧石，常被泥质岩分隔成23层；K3灰岩层位也稳定，厚430540M，平均402M，质较纯，含泥质及大量海百合茎及腕足类动物化石；K4灰岩层位不稳定，厚181470M，平均223M，质不纯，泥质含量高。本组岩溶浅部较深部明显发育，主要是溶孔、溶隙，属弱富水性含水层。3碎屑岩类裂隙含水岩层二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层本组含数层砂岩，其中K7为基底，亦为6号煤间接底板，厚100640M，平均353M，中细粒，中粒占70。该组砂岩内岩性致密，裂隙不发育，钻进时的水文地质动态基本无异常显示，其富水规律南部浅埋区强于北部深埋区；据当地泉涌水量调查，一般小于1升/秒，含水性弱，水化学类型为重碳酸盐钙型或重碳酸盐钙、镁型。石盒子组砂岩裂隙含水岩层该组在井田内西部西北部出露，多形成中低山地貌，由于出露层位较高，其浅部风化裂隙发育，渗透性较强，为透水层，以下补给条件好的地段富水性较强，沿沟底常有该组下降泉出露，据本次调查，在云龙山公园有2个泉，水量不大，一般00174L/S左右，与深部含水层无水力联系，属弱富水性含水层。松散岩类孔隙含水岩层第四系全新统地层分布在清漳东源河河床沿岸及其支流的沟谷中，厚05409M，一般单泉流量在0102L/S之间，属弱富水含水层，水质较好，矿化度09G/L。3隔水层井田内各含水层之间都有良好的隔水层，当其完整性，连续性未被破坏时，完全可以隔离上下含水层之间的水力联系。1二叠系上、下石盒子组泥岩隔水层二叠系上、下石盒子组地层为一套泥岩和砂岩交互沉积地层，泥岩沉积厚度大，且连续稳定，钻孔钻进过程中水位不变化泥浆消耗不大。是基岩风化裂隙含水层以及地表水与煤系地层之间较好的隔水层。215号煤层底板至本溪组顶面之间的隔水层位于太原组底部15号煤层之下的泥岩和砂质泥岩等也为井田主要隔水层，厚度约18M左右，质地致密，发育普遍，隔水性较好，与下部的本溪组泥质岩类一起组成了阻挡奥灰水的天然屏障。3本溪组地层泥岩隔水层平均厚1735M，岩性为砂质泥岩、泥岩、鲕状铝土泥岩及不稳定的石灰岩，岩性致密，裂隙不发育，钻进时水文动态无变化，可视为上、下含水层之隔水层。此外，相间于各灰岩、砂岩含水层之间厚度不等的泥岩、砂质泥岩、也可起到层间隔水作用。4地下水的补、径、排条件奥陶系灰岩在本井田东外围大面积出露，为裸露型岩溶区，岩溶发育，直接受降水补给，也受河水和冲积层潜水的补给，富水性强，在本井田向北东径流，排泄于娘子关泉，在本井田为径流区。另一种排泄方式是娘子关泉群附近通过第四系松散层渗透出地表补给河流，但在局部地段排泄不畅，造成地表积水，形成湿地或沼泽地。近年来人工凿井汲取奥陶系中统石灰岩地下水，形成另一种排泄途径人工排泄。太原组灰岩在区内零星出露，可接受大气降水补给，其主要补给区是下伏于近代河谷的浅埋地段，接受河谷潜水的补给，因而局部富水性较强，矿区周围的生产矿井和采水孔成为人工排泄点。石炭系灰岩裂隙水和二叠系砂岩裂隙水，在裸露区接受大气降水和季节性河流补给后，顺岩层倾斜方向运移。上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的形式排泄；下部含水层顺层向西北排出井田外，现采煤矿的矿坑排水和民井开采是其主要的排泄方式。第四系孔隙水的补给除大气降水的垂直入渗补给外，有地表水的入渗补给和较高基岩裂隙水的侧向补给。地下水的流向大致与地表水一致，排泄方式除蒸发和以泉的形式排泄外主要是人工开采。2、矿井充水因素分析1矿床充水的自然条件自然充水水源大气降水本区多年平均降水量为5375MM，2002年最大为6977MM，2004年最小为4294MM，降水量年内差异悬殊，主要集中在7、8、9三个月，占年总降水量的60。地表水水源区内地表水系主要是清漳东源（和顺县城以西又称张翼河），源于昔阳县少山大龟谷，由北而南流入区内。河床宽30100M不等，最大流量649M3/S，平均流量155M3/S。清漳东源流经本井田北部边缘，沿矿区长800M，矿井开采时一定要留足保安煤柱，注意沿河地段发育的风化裂隙，防止风化裂隙带与煤层回采后的导水裂隙发生水力联系，要定时特别是洪水季节进行巡查，避免洪水倒灌，发生水害事故。围岩地下水水源随着煤矿的开采，顶部岩层将遭到破坏，尤其是井田东南部及沟谷中，煤层埋藏较浅，会使地表岩层裂隙加大、增多，冒落导水裂隙将与强风化裂隙含水层沟通，甚至形成地面塌陷。山西组6号煤层和太原组8号煤层，属本井田内大部可采煤层，其直接充水含水层以山西组砂岩为主，属裂隙充水矿床；下、上石盒子组地层砂岩含水层为其间接充水层，但该含水层裂隙不发育，补给条件差，地下水以静储量为主，矿井开采初期涌水量稍大，中期随着开采时间的延续，矿井涌水量有逐渐减小的趋势，到开采后期，随着开采面积增大，坍塌裂隙发育到地面，这时大气降水可能通过塌陷裂隙渗入矿井，致使矿井涌水量有所增加，而伴随季节的变化而变化。太原组15号煤层为主要可采煤层，其直接充水含水层以石灰岩为主，属岩溶充水矿床，但补给条件较差，一般对煤矿开采不会造成很大威胁。井田内15号煤层最低底板标高为830M，而奥灰水水位标高在680708M之间，高于奥灰水水位标高，奥灰水对开采煤层不会造成影响。充水天然通道矿床充水天然通道主要包括岩溶陷落柱、断裂（裂隙）带等。矿井在生产过程中发现有两个陷落柱，陷落柱出露处岩层产状杂乱,无层次可寻，充填着上覆不同地层的破碎岩块，堆积在陷落柱内的岩石碎块呈棱角状，形状不规则，排列紊乱，分选性差，根据井下揭露柱体富水性弱，导水性不强，但陷落柱四周或局部由于受塌陷作用影响形成较为密集的次生带，从而可能沟通多层含水层组之间地下水的水力联系。矿井在生产过程中发现有三条正断层，断层或断层带被粘土质充填，据井下揭露断层富水性弱，透水性不强，仅出现淋水情况，个别有少量水流出。但在断层附近的裂隙发育带，当补给条件好时，富水性有可能增强。另一方面要加强对隐伏构造的发现和研究，防止构造通道沟通深层岩溶水和浅层的风化裂隙含水层。2矿床充水的人为条件井田内采、古空区积水对开采煤层的影响井田内重组前有两个生产矿井，原山西和顺正邦煤业有限公司和原山西和顺百利煤业有限公司。原山西和顺正邦煤业有限公司在井田南部开采8、15号煤层，原山西和顺百利煤业有限公司在井田南部开采15号煤层，井田内8、15号煤层均分布有采空区，部分采空区分布有积水，因采空区密闭或已坍塌，无法进行采空区积水深度及积水量的观测。据调查，采空区积水量见表132。表132采空区积水量表生产矿井开采煤层采空区编号采空区面积M2煤层厚度（M）煤层倾角（）充水系数积水量（万M3）备注8采15964213502162山西和顺正邦煤业有限公司15采1394007采212255205采313187221采44983083采5876703147采621403120采717141096采89716054采916464092山西和顺百利煤业有限公司15采1030672554701171界内采114779026采127334041采1310553059计2184811504原紫罗煤矿8采27137221017021450采1511725196山西和顺百利煤业有限公司15采1637239554703624界外小计227合计3774注煤层倾角为井田内地层倾角的一般值；充水系数为经验数值。井田内8号煤层1处采空区积水面积59642M2，积水量162万M3；15号煤层14处采空区积水面积158839M2，积水量1342万M3。井田内总积水量1504万M3。周边矿井采空区积水对矿井开采的影响据调查，井田东北部外已关闭的山西和顺腾信煤业有限公司原和顺县义兴镇紫罗煤矿8号煤层采空区及巷道内充满了积水，积水面积713722M2，积水量为145万M3；原山西和顺百利煤业有限公司15号煤层采空区积水面积48964M2，积水量82万M3。周边矿井总积水量227万M3。采空区积水对矿井充水的影响兼并重组后8、15号煤层采空区积水将是本矿开采下部煤层时极大的隐患，以下分析矿井开采下部煤层时，上部煤层的采空区积水对下部煤层的开采影响。选用建筑物水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中计算倒水裂隙带高度的经验公式对各可采煤层开采所形成的导水裂隙带高度进行计算。8号煤层至6号煤层之间主要岩性为泥岩、砂质泥岩等软弱岩石，故取软弱岩石垮落带高度、导水裂缝带高度公式垮落带高度HM153210M导水裂缝带高度HLI405式中HM垮落带高度M；HLI导水裂缝带高度M；M累计采厚，215M。通过计算，8号煤开采后导水裂缝带高度2243M，8号煤与6号煤的层间距21752434M，导水裂缝带沟通了这两层煤之间的水力联系，将来6号煤层采空积水对8号煤层开采有影响。15号煤层所产生的冒落带、导水裂隙带高度按下列公式进行计算HM100M/47M1922HLI100M/16M3656式中HM垮落带高度M；HLI导水裂缝带高度M；M累计采厚，694M。通过计算，15号煤层开采后导水裂隙带高度5280M。15号煤层距8号煤层平均间距8458M，8号煤层采空积水对15号煤层开采无影响。3矿井涌水量据调查，矿井现生产能力为120万T/A，开采8号煤层矿井涌水量预计将达到11521920M3/D，正常为1536M3/D；开采15号煤层矿井涌水量预计将达到11201920M3/D，正常为1440M3/D。4矿井水文地质类型太原组15号煤层主要的充水因素为K2、K3灰岩含水层，顶板冒落后也可来自山西组砂岩含水层。矿井开采多年，井下已形成一定面积的采古空区，部分采空区、古空区存有一定积水，对安全合理的开采煤层有很大的影响。井田内分布有大小不等的断层、陷落柱等构造，在井下揭露时，仅出现淋水情况，矿井涌水量增加不大，富水性弱，透水性不强。地表水和冲积层水在构造正常地段只能进入浅部裂隙发育带，即使在有断裂构造的地段，由于本区断层带透水性不强，所以通过断层带流向矿井的水量不大，但在井田东南部采矿过程中顶板冒落所产生的导水裂隙带高度能达到浅部风化裂隙发育带甚至地表，应特别注意这些裂隙把地表水和浅部水导向矿井。从以上几方面综合考虑并根据矿井水文地质类型划分报告及批复，15号煤层水文地质类型为中等。四、开采技术条件1、瓦斯2010年4月受山西和顺正邦煤业有限公司委托，煤炭科学研究总院沈阳研究院为该矿编制了山西和顺正邦煤业有限公司矿井兼并重组整合瓦斯涌出量预测，2010年5月17日山西省煤炭工业厅以晋煤瓦发2010389号进行了批复，预测山西和顺正邦煤业有限公司开采15号煤层时，矿井瓦斯绝对涌出量3333M3/MIN，相对涌出量1320M3/T，为高瓦斯矿井。根据山西省煤炭厅晋煤瓦发【2013】160号文件关于晋中市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，矿井瓦斯绝对涌出量为7566M3/MIN，相对涌出量为265M3/MIN，其中风排的绝对瓦斯涌出量为2963M3/MIN，抽采量为4603M3/MIN。为高瓦斯矿井。综上，山西和顺正邦煤业有限公司为高瓦斯矿井。2、煤尘爆炸性根据山西省煤炭工业局综合测试中心进行煤尘爆炸性分析，经测试15号煤层火焰长度10MM，煤尘云最大爆炸压力066MPA，最大压力上升速率4128MPA/S，煤尘云爆炸下限浓度20G/M3，煤尘云最低着火温度720，煤尘层最低着火温度280，煤尘具有爆炸危险性；13号煤层火焰长度20MM，煤尘云最大爆炸压力059MPA，最大压力上升速率3928MPA/S，煤尘云爆炸下限浓度20G/M3，煤尘云最低着火温度670，煤尘层最低着火温度290，煤尘具有爆炸危险性。3、煤层自燃倾向性根据山西省煤炭工业局综合测试中心进行自燃倾向性试验。经测试15号煤层吸氧量为104CM3/G，煤的自燃倾向性，不易自燃煤层；13号煤层吸氧量为098CM3/G，煤的自燃倾向性，不易自燃煤层。根据2011年9月5日山西省煤炭工业局综合测试中心对山西和顺正邦煤业有限公司所送的15上、15下号煤层煤样最短自然发火期实验报告15上号煤层煤样自燃倾向性等级属类，不易自燃，吸氧量094CM3/G干煤，最短自然发火期为104天；15下号煤层煤样自燃倾向性等级属类，不易自燃，吸氧量075CM3/G干煤，最短自然发火期为95天。4、煤与瓦斯突出危险性据地质报告提供资料及矿井开拓情况，本矿及相邻煤矿未发现煤和瓦斯突出现象。5、地温、地压和顺正邦煤业生产补充勘探时在LS05号钻孔中作了简易测温，根据所测结果本区恒温带位于距地表40M处，地温为700，平均地温梯度为110/100M，测量结果表明本区为地温正常区，地压也无异常现象。6、煤层冲击倾向性根据实际调查及该矿地质报告，该矿井下无冲击地压危险。7、顶板岩性及力学性质据地质报告，15号煤层无伪顶，直接顶板为砂质泥岩，厚度为1101M，抗压强度743MPA，抗拉强度0917MPA；根据采矿手册直接顶分类15号煤层直接顶板稳定程度属3类顶板，稳定。老顶为细粒粉砂岩。15号煤层老顶属II级3类，即稳定来压明显顶板，直接顶属于3类稳定顶板，顶板在伪顶发育地带可能会发生冒落。五、邻近老窑及采空区积水情况据调查，井田东北部外已关闭的山西和顺腾信煤业有限公司原和顺县义兴镇紫罗煤矿8号煤层采空区及巷道内充满了积水，积水面积713722M2，积水量为145万M3；原山西和顺百利煤业有限公司15号煤层采空区积水面积48964M2，积水量82万M3。周边矿井总积水量227万M3，详见表132。