响水矿播土采区设计地质资料

图2、交通井田内交通万便,■■南昆铁路威（舍）红（果丿西部沿响水河经过，并建有④图2、交通井田内交通万便,■■南昆铁路威（舍）红（果丿西部沿响水河经过，并建有④第一章井田概况及建设条件第一节井田概况一、井田位置及交通1、位置井田位于盘县南部，行政区划属响水镇、大山丫镇和忠义乡管辖。矿井的地理坐标为：东经104°33’15〃-24°42’00〃，北纬24°30’00〃-25°32’30〃。位于响水河边，与南昆铁路威红支线小雨谷站及盘南电厂毗邻。土城矿月亮田矿山脚树矿老屁基矿盘江矿务局火铺矿小雨谷站，盘（县）兴（义）公路由井田东部的大山镇经过，大山镇距盘县59km。另外,井田西部的响水至威箐、水塘、盘县有公路相通，全程60km，响水镇至大山镇有简易公路相通，距离14km。二、地形地貌本井田地貌属构造—剥蚀地貌，发育单面山。含煤地层与其上覆飞仙关组、下伏峨眉山玄武岩组构成宽缓的单斜谷，其走向与地层走向基本一致。单斜谷前、后两坡冲沟均较发育。局部地段发育滑坡、崩塌及剥落等坡地重力地貌；地形平缓开阔地带属溶蚀构造为主的岩溶地貌，常见溶蚀洼地、漏斗、溶洞及落水洞等岩溶形态。整个井田地貌形态为中部高两翼低的展布形态。最高点为井田东部的大山丫，标高+2153.76m，最低点位于西部响水河河谷，标高+1355m，相对高差为798.74m。— =-fe三、气象井田内气候温和湿润，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，属亚热带高原性季风气候区。年平均气温15.2°C，极端最高气温36.7°C，极端最低气温一7.9°C；年平均降雨量1382.9mm,最大2105.5mm,最小791.5mm，降雨多集中在5〜10月份，约占全年的87.8%。风向以东北风为主，也常见西南风，历年最大风速24m/s；最大风力$8级。最大风速和最大风力多为西南风，一般出现在每年的春季和夏季。雪凌11月至竖年4月间，冻结期12月至竖年2月，雪凌线在+1700m以上。四、地表水本井田河流属珠江水系，南盘江上游支流，为山区雨源型河流，流量随季节变化大，雨季山洪飞瀑，河水暴涨暴落，枯季流量深微。井田内主要河流有响水河、铁厂河、鲁楚河、雨谷小河等。响水河为井田内最大河流，枯季流量1.47m3/s，丰水期流量200〜250m3/s。1、 地面河流本井田河流属珠江水系，南盘江上游支流（黄泥河），为山区雨源型河流。流经本区的主要河流：响水河、铜厂河、马依河等。枯季流量分别为1.47m3/s、0.039m3/s、0.0379m3/s。2、 水库矿井附近现有水库5座，分别为清底河水库（库容620万m3）、沙坝水库（库容105万m3）、大滥滩水库（库容45万m3）、跳马河水库（库容7.5万m3）、滑石水库（库容15.6万m3）。均为农灌水库，其中清底河水库、沙坝水库水质、水量均可满足矿井用水，但距离矿井较远，引水工程量大，且存在与农业争水问题。拟建的响水水库，位于矿井主场地西面，距主场地约750m，为盘县响水电厂供水水源。根据国家电力公司贵阳勘测设计研究院2001年1月“盘县响水火电厂（扩容）供水水源规划设计报告”，除去响水电厂取用水量后，响水水库剩余水量能够满足本矿井用水要求。五、地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）,该矿井抗震设计基本地震加速度值为0.05g,地震烈度为切度。第二节矿井建设的外部条件一、运输条件南昆铁路威（舍）〜红（果）段从井田西部沿响水河东岸穿过，并在小雨谷设有车站。盘（县）〜兴（义）公路由井田东部的大山镇经过，大山镇至盘县59km。另外井田西部的响水至威箐、水塘、盘县有公路相通，全长60km,响水至大山镇有简易公路相通，全程14km。响水矿井主要工业场地位于响水河边，与南昆铁路威红支线小雨谷站及盘南电厂毗邻。响水矿井的煤炭主要供应与矿井工业场地毗邻的盘南电厂，部分洗精煤通过南昆铁路向南可进入两广市场，也可以通过水柏铁路、珠六铁路、内昆铁路盘西支线进入两湖、四川、云南等。响水至干沟桥中心区公路有两条，一条至大山镇，经S218省道至盘县，再经G320国道至干沟桥（距红果3km），总里程104km；另一条经威箐、乐民至亦资孔，与G320国道相接，再北上至干沟桥，总里程45km。为配合盘南电厂建设，六盘水市路桥发展公司已开始筹资兴建红果经响水镇至威舍的二级公路，其中响水至红果的42km公路，该公路按规划将尽快建成通车，可为响水矿井的开发创造极为便利的交通条件。二、电源条件区内盘县发电厂装机容量1000MW。距矿井以北约32km处有盘江煤电集团正在筹建的火铺矸石电厂，装机容量45MW。矿区内已建有盘关和沙坡二座110kV变电所、兴义220kV变电所、红果220kV变电所，正在建设盘南电厂施工用35kV变电所、盘南电厂220kV启动变电所。三、水源条件根据井田内即附近的河流、泉点流量动态观测和水质分析，响水河、126-1、126-2、0号泉及606号钻孔可作供水水源。另外还有地面河流：本井田河流属珠江水系，南盘江上游支流（黄泥河），为山区雨源型河流。流经本区的主要河流：响水河、铜厂河、马依河等。枯季流量分别为1.47m3/s、0.039m3/s、0.0379m3/s；水库：矿井附近现有水库5座，分别为清底河水库（库容620万m3）、沙坝水库（库容105万m3）、大滥滩水库（库容45万m3）、跳马河水库（库容7.5万m3）、滑石水库（库容15.6万m3）。均为农灌水库，其中清底河水库、沙坝水库水质、水量均可满足矿井用水，但距离矿井较远，引水工程量大，且存在与农业争水问题。同时现已建成响水水库，位于矿井主场地西面，距主场地约750m，为盘县响水电厂供水水源，可以缓解矿井的供水压力。四、土地征用工业场地所占地已征用1.36km2。作为工业场地的主要建设场所。五、建筑材料供应条件区内永宁镇组石灰岩在南部出露，可作建筑材料。第三节矿井建设的资源条件一、区域地质1、区域构造雨谷井田大地构造位置处于六盘水断陷、普安旋扭构造变形区黔西南涡轮构造带上的盘南背斜与下甘河断裂之间，属盘南背斜南东翼西端。2、区域地层区域内除少量火山喷发岩（峨眉山玄武岩）外，均为沉积岩分布。区内缺失寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系下统、驻罗西、北垩系地层，其余地层均有出露。主要矿产：主要是煤矿。二、井田地质1、井田内出露地层出露地层有二叠系（P）、三叠系（T）、第四系（Q）。现由下至上叙述如下：1）二叠系下统毛口组（Pm）1出露于井田北面外围。主要为浅灰色、灰色厚层灰岩，含白云质团块或夹白云岩，具缝合线构造，产腕足类、蜒等类动物化石。顶部有厚约3m左右的红褐色硅质灰岩（硅质蚀变），角砾结构，坚硬。厚度为400-500m。二叠系上统（P）2（1）峨眉山玄武岩组（PB）2出露于井田的北面。厚度211-334m,平均为230m。根据岩性特征分为三段。从下至上为：第一阶段（PP1）灰绿色拉斑玄武岩及玄武岩，致密块状、坚硬、见大量紫红色铁2质浑圈，具气孔状构造。厚度42-62m，平均45m。第二阶段（P02）浅灰色、绿灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩、凝灰岩，产植物化2石。含煤13层，均不可采。厚度28-38m，平均35m。第三阶段（P03）深灰色、紫色、暗绿色火山角砾岩，偶夹玄武岩，顶部20m左右2为含砾凝灰岩。厚度106-185m，平均150m。与上覆龙潭组合下伏茅口组呈假整合接触。（2）龙潭组（PL）根据岩性及煤性，将其分为三段2下段（PLi）龙潭组底界（铝土岩底界）-24号煤层顶界。厚度21-55m，平均36m。2中段（PL2）24号煤层顶界-12-1号煤层顶界。厚度102-150m，平均120m。2上段（PL3）12-1号煤层顶界-龙潭组顶界。厚度73-119m，平均96m。与上覆飞仙关2组呈整合接触。（3）三叠系下统（T）1飞仙关组（Tf）1出露于井田中部，以砂岩为主夹泥岩。厚度430-640m，一般525m。分上下两段，其组内为连续沉积。下段（Tf】）上部为灰绿色夹紫色的细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩。下1部为灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩。距3号煤层顶界80m左右发育一层厚0.05-6.2m的泥质灰岩，夹钙质条带及透镜体，含少量碳化植物碎屑。全段产舌形贝、克氏蛤等动物化石。厚度93-140m，一般115m。上段（Tf2）俗称紫色层，厚度289-406m，一般410m，分为三个亚段，从下至上：1第一亚段（Tf2-1）为红紫色泥岩、粉砂岩，含蠕虫状方解石。夹多层细砂岩，具板1状交错层理。厚度97-190m，一般150m。第二亚段（Tf2-2）以暗紫及紫色粉砂岩、泥岩为主，夹细砂岩，并常夹有绿色砂质1条带及白色灰岩条带。产氏蛤等动物化石。厚度152-280m，一般210m。第三亚段（Tf2-3）厚度35-80m，一般50m。下部20m左右为紫红色泥岩、粉砂质泥1岩，富含蠕虫状方解石。上部以灰紫色泥质粉砂岩、粉砂岩为主，夹生物碎屑灰岩薄层及条带，产瓣腮类动物化石。永宁镇组（Tyn）1分布于井田南部，厚度833m，可分为四段。第一段（Tyni）分两亚段，从下到上：1第一亚段（Tyni-i）厚度40-85m,—般60m。为灰紫色、灰色泥质灰岩，薄至中厚层1状，具缝合线构造。夹会紫色钙质灰岩。产丰富的动物化石。第二亚段（Tyni）为灰色微晶至隐晶白云质灰岩，具缝合线构造，含泥质包体。产1瓣鳃类、腹足类动物化石。厚度221m。第二段（Tye）为黄色、暗黄绿色泥岩、粉砂质泥岩夹暗紫色砂岩、灰白色白云质1灰岩。产瓣鳃类动物化石。厚度160m。第三段（Tyn3）和第四段（Tye）分布在井田外。11⑷第四系（Q）为残疾、坡积、洪积及冲积物，由砂土粘土及砾石组成，分布零星。厚度0-15m。与下伏地层呈不整合接触。2、含煤地层井田主要含煤地层为龙潭组，厚度221-283m，平均252m。厚度变化规律性明显，东部地层厚度较大。总的趋势为由北西向南东逐渐增厚。岩性以粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层为主，夹泥质灰岩及菱铁矿薄层。其中，砂岩成分以岩屑为主。产腕足类、瓣鳃类、腹足类、头足等动物化石及大羽羊齿、栉羊齿、瓣轮叶等植物化石。现从下至上分述如下：1） 下段（P2L1）含煤地层底界-24号煤层顶界。厚度21-55m，平均36m。厚度变化规律明显，总的趋势与整个龙潭组相似，由北西向南东逐渐增厚。岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、泥质及煤层，夹菱铁矿薄层，颜色普遍较深。富产植物化石，常见有Gigantoptocrissp（大羽羊齿）、Gigantonodeasp（单网羊齿）、Tacnioperissp（带羊齿）、Conosoptorisso（焦羊齿）、Pecopterissp（栉羊齿）等；偶见动物化石。其煤层夹矸及底板泥岩的自然珈玛测井曲线一般呈高幅值异常，富含瘤状、透镜状黄铁矿。2） 中段（P2L2）24号煤层顶界-12-1号煤层顶界，厚度102-150m，平均120m。其厚度变化以西南部及东南部较大，现以19号煤层顶界为界，分下部及上部分述如下:（1）下部厚度60-92m,平均74m，西部、中部及东部各有一厚度较大区域，其中部位大致呈南北方向展布的马鞍型变薄带。岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层，夹菱铁矿薄层，中部常夹钙质泥岩及泥质灰岩薄层。常见的动物化石有：Leptodussp（焦叶贝）、Oldnaminasp（欧姆贝）、Soinomarginiferasp（刺围脊贝）、Orehotinaruber（红色准直形贝）；常见的植物化石有：Pecopterissp（栉羊齿）、Gigantonodeasp（单网羊齿）、Lepidoendronsp（鳞木）、Gigantopterissp（大羽羊齿）、Lobatannulariasp（瓣轮叶）。（2）上部厚度31-67m，平均46m。地层厚度变化不大，总的趋势是西部较厚，东部较薄，底层厚度大小主要是受17号煤层顶板及19号煤层顶板的砂岩体控制。岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层，夹菱铁矿薄层。上部产植物化石，下部产少量植物化石。常见的化石有：Pecopterissp（栉羊齿）、Gigantonodeasp（单网羊齿）、Gigantopterissp（大羽羊齿、。3、上段（P2L3、12-1号煤层顶界-含煤地层顶界。厚度73-119m,平均96m。其厚度变化总体由北西向南东逐渐增厚。岩性主要为粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、泥质及煤层，夹泥质灰岩及菱铁矿薄层。煤层夹矸的自然珈玛测井曲线幅值仅3号煤层有一定异常，其它煤层无异常反映。富产腕足类、瓣鳃类、头足类、腹足类、有孔虫等动物化石，局部产植物化石。常见的植物化石有:Pecopterissp（栉羊齿）、Gigantonodeasp（单网羊齿）、Lepidoendronsp（鳞木）、Gigantopterissp（大羽羊齿）、Lobatannulariasp（瓣轮叶）。3、含煤地层的岩相及沉积特征龙潭组含煤地层主要由潮平相、潮道相、前三角洲相、三角洲前缘相、三角洲平原相、泻湖相、局限海湾相、砂洲砂坝相、沼泽及泥炭沼泽相组成。从垂向上看，主要有三种岩相组合:含煤地层底界至24号煤层顶界为潮平一潮道沉积组合至12-1号煤层顶界为三角洲沉积组合，主要由前三角洲相、三角洲前缘相、三角洲平原相、泻湖相、局限海湾相、砂洲砂坝相、沼泽及泥炭沼泽相组成。24号煤层至21号煤层间为三角洲的进积期，沉积了较厚的砂岩及含极不稳定的薄煤层为特征。21号煤层至12-1号煤层间为三角洲的废弃期，以煤层厚度较大、间距小、变化大为特征；12-1号煤层顶界至含煤地层顶界为海湾泻湖沉积组合，主要由泻湖相、局限海湾相、砂洲砂坝相、沼泽及泥炭沼泽相组成，其煤层厚度较小、硫分含量高、连续性好、厚度及层间距较稳定。1）潮平相具有典型的潮汐层理、单粘土层、双粘土层、泥质包体、泥冲槽。可细分为潮上带、潮间带（分为泥坪、混合坪、砂坪）、潮下带。（1） 潮上带沉积物为泥岩、粉砂质泥岩，含植物根、植物碎片和完整的叶片化石。一般为均匀、块状，偶见水平层理。含较多的散星状、蠕虫状黄铁矿。①泥评沉积物主要是粉砂质泥岩或泥质粉砂岩，发育少量透镜状层理。产植物碎屑和完整的植物叶片化石。②混合坪沉积物为粉砂岩、细砂岩，夹泥质条带，具波状、脉状、透镜状层理，具单粘土上层a层序和0层序、扁平泥砾等。产较多植物泥碎花石，常见生物扰动及变形构造。砂坪沉积物粒度较粗，以细砂岩和粉砂岩为主，夹泥质条带或线理。发育脉状、小型槽状交错层理。（2） 潮下带沉积物为粉砂岩和细砂岩，夹泥质条带，发育双粘土层，具脉状、波状、交错层理。2）潮道相沉积物以细砂岩及粉砂岩为主，底部具明显的冲刷面，冲刷面上分布有扁平泥砾，泥砾多呈单向叠瓦状排列，亦见双向叠瓦状及混杂式排列。其大型槽状交错层理及波痕层理。其视电阴率测井曲线为锯齿状的宽幅值异常，底部为突变型，顶部为渐变型。潮道相有向土变细的特点，在垂直及横向上均可与潮萍相过渡。3）前三角洲相沉积物由浅灰色的粉砂质泥岩及泥岩组成，夹菱铁矿薄层，具水平层理，含植物碎片及海相动物化石。偶见波痕层理、透镜状层理等。4）三角洲前缘相沉积物以粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩及泥岩组成，夹菱铁矿薄层，含植物化石碎片，局部含少量腕足类动物化石。具波状层理、槽状交错层理及透镜状层理。5）三角洲平原相由分流河道、天然堤、决口扇和泛滥盆地组成。分流河道沉积以细砂岩和粉砂岩为主，菱铁质胶结，底部常见明显的冲刷面，其上常有滞留沉积物，具交错层理，向上层理规模较小；天然堤沉积以粉砂质泥岩为主，夹菱铁矿薄层。岩性粒度呈由细到粗的逆粒序。含大量海相动物化石，具水平层理及均匀层理。6）泻湖相泻湖沉积物以钙质泥岩、粉砂质泥岩为主，夹菱铁矿薄层。岩性粒度呈由细到粗的逆粒序，产大量海相动物化石，具水平层理及均匀层理。7）局限海湾相沉积物以泥质灰岩为主，产丰富的海相动物化石及生物碎屑。8）沙洲沙坝相沉积物以细砂岩及粉砂岩为主，菱铁质胶结，具波状层理，产植物化石碎片。9）沼泽及泥炭沼泽相沉积物由泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩及煤层组成，含透镜状、蠕虫状黄铁矿，产植物化石碎屑片及植物根化石。4、含煤地层的划分龙潭组顶界在井田西部以1号煤层（多为含炭泥岩）顶界为界，东部以3号煤层顶板泥质灰岩玉飞仙关组下段回绿色粉砂质泥岩明显分界，为整合接触；底界以灰白色铝土质岩（标志层B9）与下伏峨眉山玄武岩组上段绿色或紫色凝灰岩明显分界，为假整合接触。龙潭组连续沉积。1） 井田构造井田位于盘南背东翼西端.地层走向自西向东为30°-40°-100°-60°,倾向南及南东,倾角10°-3°（西陡东缓）,东部撤开,向北凸起的弧形,整体为单斜构造.构造以断裂为主，发育NNE和NWW向两组断裂，其中,F7断层与F25-F6断层之间的三角地带，断层稀少,且对含煤地层影响不大.F25断层以西,断层发育,特别是F25-F6断层上盘,F11-F12断层之间,井田次级褶曲不明显，规模很小。三、 煤层1、含煤地层该煤田的区域地层，自下而上赋存有：泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）、下第三系（E）和第四系（Q）地层。雨谷勘探区出露地层由老到新有：二叠系下统茅口组（Pm）,二叠系上统峨眉山玄武岩组（P0）、龙潭组（Pl），三叠系下统122飞仙关组（Tf）、永宁镇组（Tyn）和第四系（Q）等地层，含煤地层为龙潭组。112、 含煤性本井田龙潭组平均厚度252m,含煤层20〜40层，一般28层，总厚度23.14〜44.85m,平均33.64m,含煤系数13.3%，其中可采或局部可采煤层13层，可采煤层总厚度13.79〜36.32m，平均22.30m，可采含煤系数为9.4%。具体情况见下表1.1：3、 可采煤层表1.2可采煤层特征表煤层编号全层厚/m采用厚/m夹石层数煤层倾角/°对比程度可采程度容重/g/cm3稳定程度煤层间距/m极值均值极值均值极值极值均值极值均值极值一般均值170-14.083.820-14.083.170-50-27-12可靠全区1.34-1.481.45稳定8.0〜36.020.010190.47-10.163.850.47-9.283.530—40—27-1210可靠全区1.24-1.691.5稳定1）17#煤层位于龙潭组中段上部，煤层采用厚度变化不大，局部有突然增厚或变薄现象。煤层倾角100〜200，平均150，属缓倾斜煤层。井田范围内没有零点区常区。总体以井田中部厚度较大，向东及向西厚度逐渐变小。（1） 顶板岩性按厚度15m统计，上部为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩，顶部0.10〜0.94m为含根泥岩或粉砂质泥岩。（2） 底板岩性以18号煤层顶界为统计值，厚度一般8m，多为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩。顶部0.10〜0.94m为含根泥岩或粉砂质泥岩。2)19#煤层位于龙潭组中段中部，距17#煤层20m左右，煤层采用厚度有一定变化，井田东部煤厚较大，厚度大于2.5m的厚煤带主要分布在该区域。煤层倾角10。〜20。，平均15。，属缓倾斜煤层。井田范围内未见不可采点。含夹石0〜2层。夹石一般位于煤层下部。顶板岩性以18号煤层底界为统计值，厚度一般10m,上部为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩；下部为粉砂岩或泥质粉砂岩，局部粉砂质泥岩。底板岩性与20号煤层合并时，以5m统计，主要为含根泥岩、粉砂质泥岩，局部粉砂岩、泥质粉砂岩；与20号煤层分岔时，见20号煤层顶板。4、煤质17#为低硫分煤、19#煤层为中低硫分煤；17#、19#煤层为低中灰分；原煤挥发分18.03%，浮煤平均15.79%；17#、19#煤层为特高热值煤；1)17#、19#煤层粒度：＞25mm以上产率13.85-62.94%。水分：原煤两极值为0.31-5.04%，平均1.02%。灰分：原煤灰分为9.98〜39.59%，平均灰分为18.88%，精煤平均灰分为6.95〜9.31%，属底中灰煤。挥发分：原煤挥发分12.62-26.01%，平均18.03%。碳含量：浮煤元素分析碳含量85.95-92.40%，平均90.55%。固定碳含量63.64%。硫分：原煤平均值为0.48〜4.85%，精煤平均值为0.37〜1.62%。从原煤平均值来看，17为特低硫，20为中硫，19为富硫。发热量：17、19号煤层为特高热值煤。胶质层厚度：主要可采煤层胶质层厚度为0-19.5mm，平均6mm，19号煤层胶质层厚度V5mm。灰熔融性：17、19号煤层属高熔灰分。热稳定性：TS两极值为67.7-97.4%，平均91.5%，属热稳定性好的煤层。+6磷分：所有煤层均为低磷。砷：各煤层平均砷含量均很低，一般为2〜4ppm。煤的风化与氧化：根据测定结果，本井田风、氧化带深度确定为20m。5、可选性(1)17号煤层假设浮煤灰分W10%,分选比重1.74g/cm3,±0.1含量(扣除沉矸)为17.29%，可选性等级为易选。⑵19号煤层假设浮煤灰分W10%，分选比重1.65g/cm3,±0.1含量(扣除沉矸)为15.37%，可选性等级为易选。6、工艺性能本区属低强度、热稳定性好、二氧化碳还原率低、较易磨碎、低熔灰分、弱结渣性的煤层。水分平均1.02%，灰分原煤平均22.82%，浮煤平均8.16%；挥发分原煤平均18.03%，浮煤平均15.79%；硫分原煤平均2.38%，浮煤平均0.94%；原煤干燥无灰基弹筒发热量平均35.46MJ/kg，原煤收到无灰基低位发热量平均25.33MJ/kg。1)抗碎强度主要对17、19号煤层作有抗碎强度试验，其结果是17号煤层落下法＞25mm产率为68.96%，属高强度煤层。19号煤层落下法＞25mm产率为44.24%，属低强度煤层。热稳定性经过对17、19号煤层所做的热稳定试验，结果表明TS两极值为67.7-97.4%，平+6均91.5%，属热稳定性好的煤层。TS-3两极值为0.5-8.2%，平均为2.7%，属热稳定性差的煤层。煤对CO反应性2根据对主要可采煤层的试验结果，标温950°C时的a值为20.8-47.8%,平均为32.4%，属于二氧化碳还原率较低的煤层。可磨性以勘查工程中对主要可采煤层所做的可磨性试验表明，井田内主要可采煤层可磨性系数两极值91-164，平均119。属煤层可磨性系数较大，易磨碎。灰熔融性主要可采煤层软化温度(ST)两极值为1060-＞1450C，平均为1249C，属低熔灰分。其中5-3、17、19、21、26、28煤层属高熔灰分，其他煤层属低熔灰分。结渣性根据对3、17、19、20、26煤层所做的结渣性试验，在鼓风强度为0.1-0.3m/s时，其试验结果呈现弱结渣性。7、煤的工业用途：根据煤的化学成分分析及其综合指标表明，井田内煤种多样，有焦煤、廋煤、贫煤、贫廋煤，根据煤质的主要批标，井田内煤种主要适应于炼焦配煤、动力用煤、发电用煤、煤粉锅炉用煤及民用煤。四、开采技术条件含水地层上覆Tf地层和下伏P0地层厚度均较大，富水性弱为相对隔水层，含煤112地层裂隙微小，富水性弱。断层导水性差，大的水体分布在井田西部、浅部及东南部一带，地表排泄条件好，大气降水是主要补给水源，在正常情况下，含煤地层与上下含水层无直接水源关系，矿床属裂隙充水矿床，水文地质条件简单。1、水文地质条件1)地层富水性根据地层岩性，大体可分为可溶岩和非可溶岩两大类，栖霞组、茅口组、永宁镇组、关岭组属可溶岩类，岩溶发育，富水性强，补给、迳流、排泄条件良好，是地下水的活跃层位；峨眉山玄武岩组、二叠系龙潭组、三叠系飞仙关组属非可溶岩类，含裂隙水，但充水空间不发育，无明显含水层，根据以往勘探成果和生产矿井实践验证，与矿井开发有关的岩层既是煤矿床充水的弱含水层段，又是茅口组、永宁镇组灰岩岩溶水的隔水层段。一般矿井属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单，局部中等偏简单2)断层、破碎带含水性井田内主要发育北东向及北西向断层，中部有少量弧形断层发育，多属正断层。由于含煤地层大多为塑、柔性岩石，断层破碎带发育宽度小，且被泥质物充填，因此，其地下水的赋存与运移受到限制。地表断层带上泉水出露少，流量小，一般为0.10〜0.40l/s。精查钻孔穿过断层的71处，均未发现涌、漏水现象，水位变化正常，仅详查时1104孔穿过F11断层时发生漏水。本区断层富水性弱，导水性差。2、煤层顶底板1)17号煤层(1)直接顶由泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩组成。泥质粉砂岩夹泥质及细砂质条带，半坚硬；泥岩、粉砂质泥岩较软弱，易风化破碎，水稳性差，见挤压现象。据J1215号孔资料，粉砂质泥岩质量指标50%,质量等级为W级；据J1424号孔资料，泥岩质量指标28%,质量等级为II级。间接顶由粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩组成。粉砂质泥岩较软弱，岩芯破碎，据揉皱现象；泥质粉砂岩半坚硬，易崩解；粉砂岩、细砂岩夹泥质条带，坚硬。据J1424号孔资料，粉砂岩质量指标为86%，质量等级为W级。直接底泥岩、粉砂质泥岩。软弱，见挤压现象，裂隙发育，岩石破碎，水稳性差。据J1215号孔资料，粉砂质泥岩质量指标48%，质量等级为W级；据J1424号孔资料，泥岩质量指标76%,质量等级为II级。间接底由泥质粉砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩组成。泥质粉砂岩夹泥质条带，半坚硬；粉砂质泥岩夹薄层泥岩软弱，裂隙发育；细砂岩夹泥质条带，坚硬，裂隙发育，被方解石脉充填；粉砂岩由泥质极菱铁质胶结，坚硬。据J1424号孔资料，粉砂岩质量指标76%，质量等级为II级。2)19号煤层(1)直接顶以泥灰岩为主，局部地段为粉砂质泥岩。泥灰岩致密坚硬；分砂质泥岩较软弱，易风化破碎，水稳性差，见挤压现象。据J1215号孔资料，粉砂质泥岩质量指标43%，质量等级为W级；(2)间接顶由粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成。泥质粉砂岩夹细砂条带，半坚硬；泥岩呈块状，软弱，易分化破碎，据J1215号孔资料，质量指标0%，质量等级为V级；粉砂质泥岩较软弱，局部地段受挤压严重，岩芯破碎，易崩解；据J1424号孔资料，岩石质量指标为49%,质量等级为W级。（3） 直接底泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩组成。粉砂质泥岩、泥岩较软,岩芯较破碎,易崩解。据J1215号孔资料，粉砂质泥岩质量指标39%，质量等级为W级，泥质粉砂岩半坚硬,裂隙发育,被方解石脉填充；据J1424号孔资料,岩石质量指标77%,质量等级为II级。（4）间接底由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩岩组成。泥质粉砂、粉砂岩较坚硬；据J1215号孔资料，粉砂岩质量指标100%，质量等级为I级，细砂岩夹泥质条带，坚硬，据J1424号孔资料，质量指标100%，质量等级为I级。3、瓦斯、煤与瓦斯突出、煤尘、煤的自然及地温1）瓦斯（1） 瓦斯成分CH为71.51-99.75%，平均93.77%。CO为0-24.43，平均1.16%。在瓦斯自然成分42中5-2、17、19、20、28号煤层中含有0.664-6.68%的重烃组分。（2） 瓦斯风化带瓦斯风化带的划分方法是以抚顺煤研所制定的，以每克可燃物质含2ml可燃气体相对应的深度为准，其上为瓦斯风化带，其下为瓦斯带。本井田瓦斯风化带距地表平均56m左右。2） 瓦斯含量及其变化规律井田内主采煤层的瓦斯含量（含重烃）7.42〜21.35ml/g・r，平均13.02ml/g・r。瓦斯含量由上部向下部煤层增大，瓦斯梯度：煤层埋藏深度每增加28.05m，其瓦斯含量增加1ml/g・r；瓦斯增长率：煤层埋藏深度每增加100m，瓦斯含量增加3.56ml/g・r。瓦斯含量的变化规律为不同煤层随埋藏深度的增加瓦斯含量增加，主要在浅部至中深部规律较为明显。同一煤层瓦斯含量与埋藏深度的关系较为明显，瓦斯含量的等值线与底板等高线的走势基本一致，即由浅入深瓦斯含量增大。并且本矿井的瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。3） 煤尘井田范围内煤层火焰长度5-70mm，岩粉量为30-75%，均具有煤层爆炸危险性。根

据工业分析结果，计算煤尘爆炸性指数为19.88%。计算结果与煤尘爆炸性试验结果相符证明煤尘具有爆炸危险性。见下表1.3：表1.3煤的工业分析结果煤层工业分析（t）爆炸试验爆炸性结论MadADVdaf火焰长度/mm岩粉量/（%）170.6714.6816.661050有爆炸危险性190.51-0.6016.65-17.9316.21-16.832060有爆炸危险性4）煤的自燃倾向性井田范围内主要可采煤层氧化温度最低为340°C，最高还原温度为389°C，温度差7-40，属于自燃的煤层。主要可采煤层的自燃倾向等级见表1.4：表1.4煤的自燃倾向性等级汇总表煤层燃点/(C)煤的自燃倾向自燃倾向等级氧化还原着火温度（原样）△T：T-T还 氧1736137836917自燃1935337837025自燃5）地温据《雨谷井田（响水矿井一期）精查中间地质报告》资料，井田内地温梯度为0.76-3.67°C/100m,含煤地层温度不超过30C，无高温区，无热害。4、地质灾害简述所谓地质灾害是指各种（天然的和人为的）地质作用对人民生命财产和国家建设事业（人类的生存与发展）造成的危害。对于本矿来说，主要的地质灾害分为：断层错动、滑坡、泥石流、面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）、煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等等。五、 资源量及勘探程度1、资源量2、勘探程度及存在的问题1)勘探程度(1)工程及工程质量全区共竣工钻孔159个，探矿权范围内钻孔127个，本矿利用钻孔159个，探矿权范围内钻孔密度1.76孔/km2。全区共完成钻探进尺73074.66m,其中无芯进尺20630.65m,占总进尺的28%。探矿权范围内钻探进尺62496.81m,其中无芯进尺18690.62m,占总进尺的30%。全区钻孔质量为特级孔40个,甲级孔54个,乙级孔48个,丙级孔17个。特级孔率25%,特甲级孔率59%,特甲乙级孔率89%。探矿权范围内特级孔36个,甲级孔41个,乙级孔37个,丙级孔13个；特级孔率28%,特甲级孔率61%,特甲乙级孔率90%。全区验收煤层情况：1997年祥查验收煤层495层,其中合格307层,不合格267层。1985年及1991年祥查验收煤层55层,其中优质29层,合格15层,不合格1层。1994年勘探验收煤层427层,优质215层次,合格171层次,不合格41层次。本次勘探验收煤层135层次,其中优质87层,合格48层。竣工钻孔一律进行了测井工作,实测米数68556.80m，占钻探总进尺94%。抽水试验10层次,优质4层,合格6层。简易水文观测共132孔,特级72孔,甲级18孔,合格41孔,不合格1孔。采集筛分浮沉样4个,简选样82个,每层样86个,煤芯煤样1814个,瓦斯样230个,煤岩样136个,其它样品515个。工程量符合是积极设计和勘查阶段工作程度的要求,工程质量均达到了规程、规范的要求标准。(2)构造经勘探证实，区内总体为一单斜构造。沿煤层走向自西向东为30°-40。〜100°-60°,倾向东南及南,倾角10°-30°(西陡东缓),区内以正断层为主,逆断层次之；井田构造整体属于中等构造。煤层对比及可采煤层煤层对比井田内含煤地层有9层标志层，其层位、岩性、厚度均较稳定，是对比的主要依据同时岩煤层物性较好，曲线特征规律性明显，亦为对比提供了较为可靠的依据，再结合煤层间距、煤层组合特征及煤层本身特征进行了综合对比，其结果：17，19号煤层对比可靠。可采煤层区内可采局部可采煤层13层，17，19号煤层为全区可采煤层。煤层的稳定性区内所有煤层中，17，19号煤层为稳定性煤层。煤质查明区内煤类有焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤。煤焦化程度w-w阶段，煤的变质程度自下而上逐渐加深。17号为低硫分煤、19号煤层为中低硫分煤；17、19号煤层为低中灰分；原煤挥发分18.03%，浮煤平均15.79%；17、19号煤层为特高热值煤。瓦斯含量：井田内主采煤层的瓦斯含量(含重烃)7.42〜21.35ml/g・r,平均13.02ml/g・r。瓦斯成分烃含量大于80%,属高沼气带。井田范围内煤层火焰长度5-70mm,岩粉量为30-75%，均具有煤层爆炸危险性。水文地质含水地层上覆Tf地层和下伏P0地层厚度均较大，富水性弱为相对隔水层，含煤112地层裂隙微小，富水性弱。断层导水性差，大的水体分布在井田西部、浅部及东南部一带，地表排泄条件好，大气降水是主要补给水源，在正常情况下，含煤地层与上下含水层无直接水源关系，矿床属裂隙充水矿床，水文地质条件简单。资源量井田内获得总资源量为1010.04152万吨.2)存在问题⑴由于小窑开采时间较长，多数煤矿垮塌封闭，无法测量或无法访问，其采空区边界线不十分可靠。开采时应注意老窑积水，以防突水事故发生；⑵本次施工的钻孔未进行封孔质量启封检查工作；⑶由于受条件限制，井田内只采取了17、19号煤层筛分浮沉样，对可选性评价有一定的影响；⑷0-9勘查线间及深部地段控制程度严重不足；⑸对小构造的发育情况研究部够；⑹矿井涌水量采用“比拟法”进行预算，预算结果仅供参考⑺资源量估算中首采区资源量偏小。第二章井田开拓第一节井田境界及可采储量一、井田境界响水矿井播土区有较大的地质构造，本采区位于第一水平，采区上部边界为17#煤层露头线，下部边界为+1500m采区运输大巷水平，采区运输大巷位19#煤层底板岩层当中，距19号煤层垂直距离20米。采区倾斜长平均为2000米，走向长平均为1800米，西部以F5断层为界，东部以东二采区边界线为界，采区平均走向长度为1500米。二、储量1、矿井内的工业储量和可采储量计算矿井的工业储量和可采储量(1)矿井的工业储量指在井田范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均符合开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资料依据，一般是列入平衡表内的A+B+C级储量，不包括作为远景的D级储量。矿井的工业储量QSxMxy一cosa (2-1)式中：S—矿井内的含煤面积，m2M—煤层的平均厚度，mY—煤层的容重，t/m3a—煤层的倾角平均值，°Q—矿井的工业储量，t雨谷井田播土区所设计的两层煤的平均厚度17#为3.17m，属于中厚煤层；19#为3.53m,属于厚煤层，因此矿井的采区采出率应不低于0.75,综合考虑矿井的实际情况。由于在矿井的底板等高线图上，所设计的井田范围内没有大的断层和构造因此对矿井的正常生产没有影响，所以综合考虑小窑采空区及煤层风化带的具体位置和距离，留设50m的距离作为保护带；井田的西面留设30m的储量作为井田左面的保护煤柱；井田的底部及+1300水平标高的地方留设30m的储量作为底部的保护煤柱；井田的右面是F断层，7因此在此处留设的煤柱应梢大点，综合考虑各方面的实际情况，决定留设50m的储量作为井田右面的保护煤柱。说明：虽然本井田范围内有一条工矿企业专用线路从井田西部沿煤层倾向穿过，但是17和19号煤层在该范围内的埋藏深度均在400m以上，按照H/M>60，所以不需要留设保护煤柱。由于在井田的东部有一条210线道，沿井田倾向跨过井田，因此要留设道路保护煤柱，按照现有的地质资料，煤层埋藏深度由上到下逐渐增加，平均按100m,150m,200m,250m的埋藏深度计算，在道路两旁各留设10m后以65°的垮落角计算保护煤柱宽度。最后计算得该道路的保护煤柱面积为0.77km2。由于该道路在井田的东部，煤层倾角平均为10°。第二节矿井生产能力及服务年限一、工作制度按《煤矿设计规范》有关规定工作制度，充分结合本矿井的实际情况，确定矿井的年工作日为330天；采用三班作业，“两班采1检修”的作业制度，即是“两班半采煤、半班检修”，每个班每天的工作时间为八小时。二、生产能力的确定由于一个矿井的设计生产能力(井型)决定于储量、开采条件、技术装备水平和安全生产条件等诸多因素，所以，不可能在设计之初就能确定一个矿井的合理的井型和服务年限。然而一个矿井的开拓系统和采煤方法与井型的大小及服务的长短又有密切的关系。所以在设计之初应用上面计算出的“工业储量”以及《设计规范》有关井型及服务年限的规定，初算矿井的生产能力和服务年限，初算结果作为设计的开拓系统和采煤方法的参考。按下式初算：T二Z/(AxK) (2-4)CGCC式中：T—初算矿井的服务年限；aCZ—矿井的工业储量；万tGA—初算井型；万t/年CK—初算储量备用系数，取1.6〜1.8C初算本矿井的年产量及服务年限，根据本矿井的工业储量为1010041521,初步确定矿井为大型矿井，设计年生产能力为120万t/a。所以矿井的服务年限为:T=10100.4152/120X1.6=53aC表2.2矿井的井型和服务年限表矿井设计生产能力（万t/a）矿井服务年（a）矿井稳产时（a）技改矿井服务年限（a）水平服务年限（a）大型井240、300、400>80>70>50>30120、150、180>50〜70>60>40>20中型井45、60、90>40>50>30>15〜20小型井9、15、21、30>30>30>15>10计算出本矿井的设计年生产能力为120万t/a,矿井的服务年限为53a,与《规范》规定的相应的服务年限对照，见表2.2矿井的井型和服务年限表，可以判断出所选井型合适。三、矿井服务年限的确定按下式计算矿井的设计生产能力和服务年限：T=Z/（AxK） （2-5）K式中：Z—矿井（或水平）可米储量；万tKT—矿井（或水平）服务年限；aA—矿井（或水平）年生产能力；万t/aK—储量备用系数；一般取1.2〜1.5由此确定出矿井的服务年限：T=6808.0337/（120X1.3）=44a通过用矿井（或水平）可米储量Z计算矿井（或水平）的设计生产能力和服务年限,K最后确定矿井的设计年生产能力为120万t/a,设计服务年限为44a。第三节井田开拓一、开拓方案的确定1、井田内的地质构造及其它特征响水矿井播土区位于盘南背东翼西端.地层走向自西向东为30°〜-40°,-100°〜-60°,倾向南及南东,倾角10°-3°（西陡东缓）,东部撤开,向北凸起的弧形,整体为单斜构造•构造以断裂为主，发育NNE和NWW向两组断裂,其中,F7断层与F25-F6断层之间的三角地带,断层稀少,且对含煤地层影响不大。25断层以西,断层发育,特别是F25-F6断层上盘,F11-F12断层之间，井田次级褶曲不明显，规模很小。井田内偶有一些地质构造，但均属小构造，对矿井的正常生产没有影响。但在井田的上部，也就是煤层的露头处有一些小的煤矿，因此水文地质相对要复杂点。2、开采煤层该矿井的开采煤层为17#和19#,煤层的厚度分别为3.17m、和3.53m。在井田范围内，煤层的沉积比较稳定，每层的厚度变化不大，煤层的顶底板性质不太好，一般为泥岩或砂质泥岩。但在19#煤层底板15m左右的岩层中,岩性比较好,而且比较稳定,可以将井筒布置在该岩层当中,十分有利于矿井的开拓建设。3、 矿区内的主要水文地质条件该矿井涌水量的变化主要是受降水量和开采面积的制约。矿井的充水方式有两种,其一是大气降水沿风化裂隙、构造裂隙、采空区裂隙渗入矿井,这种充水方式属于正常地质现象,对矿井的正常生产有影响,但不会造成灾害事故。其二是小井积水或地表径流经小矿溃入本矿,这种充水方式对矿井的生产影响较大,部分小矿已处在本地侵蚀基准面以下,常年有积水,这使得本矿对水文资料和水害的防治加大了难度。地表断层带上泉水出露少，流量小，一般为0.10〜0.40l/s。4、 储量的可靠程度在全矿井的储量计算过程中，充分使用了勘探阶段和生产矿井地质工作阶段所获得的地质资料，对煤厚的选用、煤质和煤层的开采情况的确认，都严格的执行了《生产矿井储量管理制度》，关于煤层对比的可靠程度，都是比较精确的。5、 井筒位置的确定对本矿井井筒形式的选择，需要先确定出井筒的布置位置。井筒位置与井筒形式通常是在一起确定出来的，主副井筒位置一经确定和施工后，在其上部布置工业场地，进行工业和民用建筑建设，在其下部布置开采水平，进行开采部署，在整个矿井服务期间很难更改。因此需要正确确定井筒位置是井田开拓的重要问题，合理的井筒位置应使井下开采有利，井筒的开掘和使用安全可靠，地面工业场地布置合理。根据雨谷田的实际情况，在综合考虑合理布置井筒的位置的实际情况，在结合响水矿井播土区的地质地形图和底板等高线图，可以确定出矿井井筒的合理布置位置有两处，一处是在17-1#与19#露头下方大田边附近的+1879m水平标高的位置，在地质地形图和底板等高线图上找出在该点布置的井筒的井口的坐标约为：(2823378,465610),井口标高为+1879m。另一处也是在在17＃与19＃露头下方播土附近的+1750m水平标高的位置，在地质地形图和底板等高线图上找出在该点布置的平硐井筒的井口的坐标约为：（2822408，464927），井口标咼为+1767m。要选择出一个合适的布置井筒位置的地方，需要对两个地方合理布置井筒的各个方面进行技术比较。1）对井下开采合理的井筒位置对井下开采有利的井筒位置应使井巷工程量、井下运输工作量、井巷维护工作量较少，通风安全条件好，煤柱损失少，有利于井下的开采部署。根据雨谷井田播土区井田的实际情况，只分析沿井田走向有利的井筒位置。井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央。当井田储量不均匀分布时，应在储量的中央，以此形成两翼储量比较均匀的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。井筒设在井田中央（储量分布的中央），可使沿井田走向的井下运输工作量最小，而井筒偏在一翼边界时的相应井下运输工作量要较前者为大。井筒设在井田的中央时，两翼产量分配、风量分配比较均衡，通风网路较短，通风阻力较小。井筒偏于一侧时，一翼通风距离长，风压增大。当产量集中于一翼时，风量成倍的增加，风压按二次方关系增加。如要降低风压，就要增大巷道断面，增加掘进工作量。井筒设在井田的中央时，两翼分担产量比较均衡，各水平两翼开采结束的时间比较接近。如井筒偏于一侧，一翼过早采完，然后产量集中于另一翼，将使运输、通风过于集中，采煤掘进互相干扰，甚至影响全矿生产。在实际工作中，由于井田地质条件和其它因素的综合影响，只要尽可能使两翼较为均衡，同时可将井筒布置在靠近咼级储量地段，使初期投产的采区地质构造简单，储量可靠。从而使矿井建设投产后能有可靠的储量和较好的开采条件，以便迅速达到设计能力。2）对掘进与维护有利的井筒位置为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土具有较好的水文、围岩和地质条件。对于掘进和维护有利的井筒位置，在井田中央大田边附近的+1879m标高的地方可以布置斜井和立井在这里都有条件布置。而在井田边界播土附近的+1767m标高的地方布置平硐和斜井可行，而布置立井在其下部布置井底车场或大面积的硐室的掘进与维护就有相应的困难。3）便于布置地面工业场地的井筒位置为合理布置工业场地，在选择井筒时，应贯彻农业为基础的方针，充分利用荒山、坡地、劣地，尽可能不占或少占良田，不妨碍农业水利建设，避免拆迁村庄及河流改道，也不要占用重要文化古迹和园林。并其应注意符合下列要求：（1） 要有足够的场地，便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物如主、副井绞车房及井口棚、井口车场、受煤仓、选煤厂等。根据需要，还应考虑以后扩建留有适当的余地。（2） 要有较好的工程地质和水文地质条件，尽可能避开滑坡、崩岩、溶洞、流沙层、采空区等不良地段，这样既便于施工，也可防止自然灾害的侵袭。（3） 要便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居住区、排矸设施的地点。（4） 要避免井筒和工业场地遭受水患，井筒位置应高于当地最高洪水位。（5） 要充分利用地形，使地面生产系统、工业场地总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地的工程量较少。6、井筒的数量及作用：本矿井根据实际需要，选择自地面开掘一主井到第一生产水平标高，作为运输煤炭用；自地面开掘一副井到第一生产水平标高，作为进风和设备、材料运输用。由于本矿是煤与瓦斯突出矿井，所以自地面开掘第二副斜井到第一生产水平标高作为行人和回风用。这样就依次形成第一生产水平的运输、通风、排水及运料等生产系统。二、开拓方案综述1、 井筒在19#煤层底板的岩层中15m的地方布置三条上山，分别为运输上山、轨道上山兼作轨道斜井用，在19#煤层底板10m处布置回风上山兼作回风斜井用。运输上山井口参数为：X=2823394,Y=465610,Z=+1879,a=11°，0=339。在19#煤层底板的岩层中15m的地方布置一主平硐，主平硐口的参数为：X=2822408,Y=464927,Z=+1767,a=3%o,0=249°。2、 井田的划分在井田范围内,沿煤层的倾向将井田划分为三个阶段,每个阶段斜长分别为830m,1040m和830m。水平标高分别为：+1767m、+1700m和+1550m。第一阶段是上下山开拓，第二、三阶段为下山开拓。3、 阶段的划分在第一阶段内沿煤层的倾向将阶段划分成四个分段，第二阶段划分成五个分段，第三分段划分成四个分段，每个分段210m,在整个井田范围内沿煤层的倾斜方向将井田划分成了13个分段进行回采。4、 通风方式在该设计方案中，由于该矿是煤与瓦斯突出矿井，所以布置有专门的回风上山，在该开拓方案中，通风方式选用抽出式通风。轨道上山进风和主平硐进新鲜风，经分段运输石门、运输顺槽冲洗采煤工作面后由分段回风顺槽经过回风石门后进入回风上山后抽出地表。5、 开采顺序在本井田范围内沿煤层的倾斜方向将井田划分成三个阶段，在每个阶段内再划分成多个分段。先开采第一阶段，接后开采第二、三阶段。首采面为第一阶段的第一分段。三、开采顺序根据煤矿设计规范要求，为缩短建井工期,便于更快出煤生产，阶段开采顺序为下行式。分段开采顺序为后退式（相对井筒），分段开采顺序为下行式，工作面开采顺序为后退式，煤层间开采顺序为下行式。第四节主要运输方式及设备一、运输方式运输上山采用的是皮带运输机运输、平硐采用的也是皮带运输机和矿车运输、主要运输石门是采用刮板运输机运输。运输顺槽也是采用皮带运输机运输。二、运输设备运输设备主要有：采煤工作面刮板运输机、运输顺槽皮带运输机、运输石门采用刮板运输机，运输上山和主平硐采用皮带运输机运输。设备和材料采用材料矿车运输。矿车：第三章采煤方法第一节设计采区情况一、采区范围在该井田范围内，因为井筒布置在井田的中部，在充分考虑井田的走向长和斜长，全井田根据矿井的实际情况和有关的规定，沿煤层的倾斜方向将井田划分成三个阶段，分别为第一、二、三阶段。本矿井的设计生产能力为120万t/a，经计算设计采用一个采区、一个工作面保产。由于在每个阶段范围内，每层的走向长度不使很长，所以在阶段内部划分采区，而是沿煤层的倾斜方向将每个阶段划分成多个分段。第一、三阶段划分成四个分段，第二个阶段划分成五个分段。每个分段倾斜长度均为210m。第一个工作面的长度为200m。采区的上下山都布置在最下一层煤即19#煤层的底板岩层中，开采过程中不会受到采动的影响，无须留设保护煤柱，从而减少了煤炭损失量和掘进工程量，也便于巷道的维护。设计采区上以井田边界大田边煤矿影响区分界线为界，左以煤层露头为界，右以井田境界为界，下以平均+1720标高为界。二、可采煤层采区范围内自下而上共有13层可采煤层，采用总厚度19.93m,其中可采2层，厚度6.70m,分别为17#和19#煤层。大部可采7层，厚度10.17m；局部可采煤层3层，厚度2.09m，在本采区范围内，共有13层可采煤层。但本设计只设计17#和19#煤层。见表3.1。表3.1可采煤层特征表煤层编号全层厚/m采用厚/m夹石层数倾角/(°)对比程度可采程度容重/(g/cm3)稳定程度煤层间距/m极值均值极值均值极值均值极值均值极值均值极值一般170-14.083.820—14.083.170—50—27—1210可靠全区1.34—1.481.45稳定8.0〜36.020.0190.47-10.163.850.47—9.283.530—40—27—1210可靠全区1.24—1.691.5稳定三、采区储量1、采区的工业储量及可采储量工业储量和可采储量在本设计中，设计采区的储量及是第一阶段的储量。该采区的面积为2327051.3m2，除去留设采区的边界煤柱外，可得到采区的可采储量的面积为2120102.3m2。所以采区的工业储量为：Q=SxMxy一cosa=2327051.3X3.17X1.45^0.981627183=1089.65万t17工Q=SxMxy-cosa=2327051.3X3.53X1.50^0.981627183=1255.24万t19工采区的总的工业储量为：Q=1089.65+1255.24=2344.89万t。总工根据所留设的采区边界保护煤柱，可得采区的可采储量的面积为2120102.3m2。所以采区的可采储量为：Q=SxMxy一cosa=2120102.3X3.17X1.45^0.981627183=992.74万t17可Q=SxMxy一cosa=2120102.3X3.53X1.50^0.981627183=1143.61万t19可可得采区内的可采储量为：Q=992.74+1143.61=2136.35万t。总可采区内的保护煤柱损失量为：2344.89—2136.35=208.54万t。2、采区采出率采出率是指工业储量中，设计或实际采出的那一部分储量，约占工业储量的比例，以百分数表示。采区的采出率为：(采区工业储量一开采损失)/采区工业储量X100% (3-1)采区的工业储量为2344.89万t；开采损失主要有：工作面的落煤损失为工业储量的3%〜7%,该采区取4%,所以落煤损失为93.7956万t；采区内煤柱的损失为208.54万t。所以总的开采损失为302.3356万t。所以采区的采出率为：(2344.89—302.3356)/2344.89X100%=87%四、采区生产能力及服务年限该矿井的设计年生产能力为120万t,结合矿井内的地质构造情况和煤层的赋存条件等多种因素，在确定出矿井工作面的长度为200m后，可以计算出矿井只需要一个工作面生产即可保产。所以在此阶段内只需布置一个回采面生产即可。阶段的生产能力的基础是采煤工作面的生产能力，而采煤工作面的产量取决于煤层的厚度、工作面长度及推进度。本设计阶段的可采储量为：Q=992.74+1143.61总可=2136.35万t。阶段的服务年限为：T=2136.35三120=17.8a阶第二节采区巷道布置一、采区布置方案本阶段位于播土区的浅部，主要开采17和19号煤层两层煤。根据矿井开拓布置-1和阶段西翼煤层倾角较大等煤层赋存条件，阶段不宜布置倾斜条带开采。因此，在阶段中部布置三条上山，形成双翼开采，两翼工作面走向长壁布置方式。二、采区巷道布置1、上山布置采区上山数目的确定该矿井的设计生产能力为120万t/a，属于大型矿井，而该矿井经瓦斯等级鉴定为煤与瓦斯突出矿井等特点，需要布置一条运输上山、一条轨道上山和一条专门的回风上山。运输上山用作运煤；轨道上山用作运料、排矸、人员的进出、回风上山用于回风。采区上山布置上山按其在煤层或岩层中布置的情况和数目，主要有以下五种类型。一岩两煤上山当煤层群最下一层为维护条件较好的薄及中厚煤层时，可将轨道上山布、回风上山置在该煤层中，运输上山布置在底板岩层中。这种布置可以减少一些岩石上山工程量，适用于产量不大，瓦斯涌出量不大，服务期不太长的采区。两条岩石上山一煤层上山在煤层底板岩层中布置两条岩石上山，它多用于煤层群最下一层为厚煤层，或开采单一厚煤层的采区，当煤层群的最下一层为薄煤层或煤线时，可将两条上山布置在该薄煤层中。两条岩石上山布置的应用，在瓦斯涌出量不大的联合准备采区中较为普遍。两条煤层上山也可以在单层准备时应用。两条煤层上山一岩石上山在煤层中布置两条岩石上山及轨道上山河运输上山，另一上山即运输上山布置在岩层当中。它多用于煤层群最下一层为厚煤层，或开采单一厚煤层的采区，两条煤层上山一岩层上山布置的应用，在瓦斯涌出量不大的联合准备采区中较为普遍。两条煤层上山也可以在单层准备时应用（4） 两岩一煤上山为了进一步弄清楚地质构造和煤层的情况，在煤层中增设一条通风行人上山，一般是先掘煤层上山，为两条岩石上山导向。在生产中，煤层上山可用做通风和行人。这种布置在矿井瓦斯涌出不大的矿井中得到了广泛的应用。（5） 三条岩石上山在煤层底板中布置三条上山。该种方式适用于开采煤层层数多、厚度大、储量丰富的采区，以及瓦斯大，通风系统复杂的采区。该阶段的设计生产煤层为两层，两层煤之间的间距都比较小，且设计开采的最下一层煤的厚度为3.53m,属于厚煤层；该矿井的瓦斯涌出量较大，煤层的赋存比较稳定，且煤层的顶底板和围岩的岩性相对较弱些，所以结合本采区的实际情况，该采区的上山布置类型采用三条岩石上山，将运输上山和轨道上山布置在19号煤层底板15米处，将回风上山布置在19号煤层下部10米处。为了减少应力的集中，便于井筒的维护，井筒间距取40m。根据综合柱状图，19号煤层底板10—15m之间有一层厚度11m左右的粉砂岩和细砂岩的岩层，岩性较好，岩石强度高，岩层稳定且较厚，在该层位中布置岩石斜井，服务年限长，巷道易于支护和维护。因为岩石上山易于维护，无须留设保护煤柱，这样减少了煤炭的损失量。同时在本设计中，暗斜井也兼作运输上山，这样就大大减少了井巷工程量。初期投入生产较快。2、区段划分及区段平巷1） 采区参数的确定（1）分段斜长由于设计阶段的倾斜长为860m，设计将该阶段划分为四个分段进行回采，工作面长度定为200m，巷道的掘进采用沿空掘巷，每条分段平巷的宽度均取为5m宽。所以区段的斜长为210m。2） 区段平巷的布置方式分段平巷的布置方式有单巷布置和双巷布置两种方式（1）单巷布置在综合机械化采煤时，采用单巷布置时通常区段轨道平巷超前运输平巷掘进，这样既可探明煤层变化情况又便于辅助运输及排水。但是因为要提前开掘下区段轨道平巷，虽有区段煤柱护巷，但维护比较困难，且增加了联络巷的掘进费用及相应的密闭费用。当瓦斯含量不大、煤层埋藏较稳定、涌水量不大时，一般采用单巷布置，但是须加强掘进通风管理，减少井筒的漏风量。(2)双巷布置采用双巷布置时，可以减少巷道断面，将输送机和电气等设备分别布置在两条巷道内，安置输送机的巷到随采随弃，电气设备平巷加以维护作为下一区段的回风平巷。但是它的缺点是配电点至用电设备的输电点缆需穿过联络巷，当配电点移过一个联络巷时，同时需将输电电缆和油管等也要从原来的联络移巷到下一个联络巷中去。这就要求进行移置和重新拆接电缆和油管等工作，给生产、维护带来了不便。所以该阶段的分段平巷布置方式最终确定采用单巷布置，设备分巷布置的方式。区段无煤柱护巷的选择(1)沿空留巷沿空留巷一般适用于开采缓斜和倾斜、厚度为2m以下的薄及中厚煤层，这样的方法与留煤柱护巷比可以减少保护煤柱的损失量，而且可以减少平巷的掘进工程量。沿空留巷时区段的布置主要采用的是后退式沿空留巷的方式：先掘出分段运输巷到采区边界，工作面后退式回采，回采后在沿空留出平巷作为下区段的回风巷。这种方式，可克服前进式回采时前方煤层赋存情况不明和留巷影响工作面端头采煤等缺点，但要增加平巷的掘进工程量。(2)沿空掘巷沿空掘巷就是沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷，这种方法利用采空区边缘压力小的特点，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘掘进，有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护。多用于开采缓斜和倾斜的中厚煤层和厚煤层。沿空掘巷虽然没有减少区段的数目，但是不留或少留保护煤柱，减少了采区内煤炭的损失量。又由于巷道布置在采空区的边缘，这样巷道的维护相对要简单许多。由于沿空掘巷的巷道受压较小，对支护的要求不如沿空留巷严格，一般梯形金属支架、木支架均可用，所以该采区区段无煤柱护巷方式采用沿空掘巷。层间的联系方式该阶段内的设计可采煤层为两层，且两层煤之间的间距都比较小，所以采区内煤层间的联系方式采用石门联系各煤层。3、采区车场及硐室1）采区车场由于轨道上山布置在最下一层煤及19＃煤层的底板岩石中，采区上、中下部车场往往采用甩入石门的甩车场，所以采区中部车场就选用石门甩车的形式，调车方式采用的是折返式调节。2）采区变电所采区变电所的布置形式决定采用“－”形，这是因为“－”形的布置最为简单，其支护方式广泛采用料石砌碹。硐室的长度为24m,宽度为3.5m，高3m。硐室内的高压和低压设备一般应分别布置在硐室的两侧，其间过道大于0.8m。硐室地面应高于相邻的底板距离为200mm,采用100#混凝土铺地，硐室地面的坡度设计为3%o。3）采区绞车房绞车房的位置应布置在围岩稳定、无淋水、矿压小和易于维护的地点；在满足绞车房施工、机械安装和提升运输要求的前提下，绞车房应尽量靠近变坡点，以减少工程量。根据本矿井的实际情况并结合采区的布置位置和方式，决定将采区绞车房布置在地表。绞车房应有两个安全出口，即钢丝绳通道和绞车房的风道，绳道的位置应使绳道中心与上山轨道中心线相重合，尽量使绳道中的人行道位置与轨道上山一致。绞车房断面主要尺寸见表3.2。表3.2采区绞车房断面主要尺寸绞车型号宽度/mm高度/mm长度/mm断面形状左侧人行道右侧人行道净宽自地面起壁高拱高净高、/.—r~-刖面人行道宽后面人行道宽净长半圆拱JT800X600-306001000300012001500270080012004000绞车房的断面一般设计为半圆拱形，用全料石或混凝土拱料面墙砌筑，本矿井的采区绞车房的支护方式采用的是全料石砌筑。4、采区生产系统1）运煤系统采煤工作面产煤经刮板输送机、转载机和顺槽胶带输送机，石门刮板运输机送至运输上山，经运输上山胶带输送机运入主平硐胶带输送机，再由主平硐胶带输送机运送至矿井主工业场地。2）运料系统掘进工作面出矸经轨道上山绞车提升至播土区工业场地地面。掘进和采煤工作面所需材料和设备，经主平硐（或播土区轨道上山）运送至阶段各中部车场，再运送至各顺槽和工作面。3）通风系统新鲜风流由轨道上山、主平硐、运输上山进入，经阶段中部车场、运输石门和分段运输顺槽进入工作面。乏风经工作面分段轨道顺槽、阶段回风石门，经回风上山由通风机抽至地面排入大气。4）排水系统回采及掘进工作面涌水，通过自流或使用污水泵，排入各轨道上山井筒，流入+1767m水平主平硐，然后自流至矿井主工业场地污水处理站。5、采区内的开采顺序阶段内分段间的开采顺序采用下行式；分层间的开采顺序为下行式；煤层间的开采顺序也采用下行式。第三节回采工艺一、设计工作面概况本设计煤层17#和19#煤层，首采煤层为17#,首采工作面状况为煤层采高位3.17m,煤层容重为1.45g/cm3，采煤工作面长度为200m，采煤工作面瓦斯涌出量为18.87ms/min。二、回采工艺方式1、 回采工艺方式的选择在煤层比较稳定，构造不太复杂的大型矿井及特大型矿井的回采工作面，可采用综合机械化采煤工艺。近几年来，“综采”与其它一般普通机械化采煤相比具有较高的产量、生产能力达、较少的消耗、操作简单、更好的安全性等优点，在煤炭系统得到较快的推广，也是今后相当一段时间内，我国煤炭工业重点发展的回采工艺致之一。由于本矿井的煤层比较稳定，煤层的倾角较缓，所以决定采用综合机械化采煤。2、 工作面生产能力一个采煤工作面的产量A=LVMyC (3—2)O00工作面长度主要取决于采区条件和工作面装备水平，随着煤炭科技进步，综合机械化装备技术和生产管理水平大幅度提高，国内外回采工作面长度也有加长的趋势，综采工作面长度已达到200m以上。式中：L—采煤工作面长度，m；该工作面的长度取为200m工作面年推进度受到多种因素影响，如开采技术条件、工作面装备水平、工作面长度、采高、推进长度、生产管理水平等。根据本矿井煤层条件和开采技术条件以及配备的综采设备性能，结合国内目前类似条件的回采水平，确定工作面年推进度为V一工作面推进度，m/a；该工作面每年生产时间为330天；每天割煤刀数为五刀，0采煤机的截深为0.80m；所以工作面年推进度为1320m。M—煤层厚度或采高，m；取3.17。Y—煤的密度，t/m3；取1.45。C—采煤工作面采出率，一般取93%〜97%，薄煤层取高限，厚煤层取低限。本0采区取95%。所以该采煤工作面的年产量为A=200X1320X3.17X1.45X95%=115.28万t,根0据A=A+A一=(1.05〜1.10)A一=1.08A一=115.28X1.08=124.50万t。因此一个采煤掘采 采 采工作面的年生产能力能够满足矿井的设计生产能力。3、回采方式综述1)落煤对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。具体要求为：采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求；工作机构能在所给煤层力学特性(硬度、切割阻抗)的条件下正常切割；装煤效果好；落煤块度大、煤尘少、能耗少；(3)能调节采高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口；有足够的牵引力和良好的防滑、自动装置，能在所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随工作条件变化而调节，其大小能满足工作要求；有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置，电气设备必须能够防爆；采煤机械是机采工作的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大。因此，要求采煤机械的性能必须可靠，维护正常工作所必需的各种消耗(动力、截齿、液压轴、易损件等）应较低，经济效益好。回采面的落煤工序采用的是MG300/700-WD型的采煤机，该类型的采煤机的主要参数为：型号：MG300/700-WD；采高范围：2.0-4.0m；煤层倾角：（°）W20；滚筒转速：（mm）016000180002000；卧底量：mm240340440；滚筒转速：r/min38.3；调速方式：机载交流变频调速；牵引方式：齿轮销轨式；牵引力：KN550/302；牵引速度：m/min0-6.4/10.8；截割功率：kw2X300；牵引功率：kw2X40；泵站功率：20；装机功率： 700；灭尘方式：内外喷雾；重量t，46；配套运输机：SGZ764或SGZ830。采高1.8〜3.6m，截深800mm，牵引速度0〜7.9m/s，总功率700KW。参考价格121万元。计算采煤机的生产能力：Q=120MBVK “-采 采 （3-3）式中M—采高mB—采煤机的截深mV采一采煤机的牵引速度m/minY一煤的容重t/m3K—时间利用系数选用0.4所以采煤机的生产能力为Q=120X3.17X0.8X6X1.45X0.4采=1059t/h2） 装煤一般的采煤机在设计时，落煤和装煤是同时考虑的，所以在这里装煤工艺不用过多的考虑。3） 运煤运煤的中心问题是采面刮板运输