太原理工大學采礦工程專業(yè)自考本科畢業(yè)設計

1、 摘要本設計所選的題目為店上煤礦3、9、15號煤90萬t/a礦井初步設計，根據山西省高平市店上煤礦提供的店上煤礦的井田概況和地質特征資料。井田概況包括井田境界；地表的交通位置以及自然地理和水源、電源的供應情況。地質特征資料包括地層；地質構造；煤層及煤質；煤層頂、底板情況及煤層的瓦斯、煤塵、煤的自燃性；以及礦井的文水地質情況。此次設計的目的是運用大學階段所學的知識聯(lián)系礦井生產實際進行礦井開采設計，并就本專業(yè)范圍的某一課題進行較深入的研究，以培養(yǎng)和提高學生學習分析和解決實際問題的能力，是學生走上工作崗位前進行的一次綜合性能力訓練，也是對一個未來采礦工程高級工程技術人才的基本訓練。設計時應以當前煤礦

2、開采發(fā)展的趨勢和方向，結合本煤礦的特征以 。并合理的布置開拓巷道和工作面，以簡化采煤生產系統(tǒng)提高煤炭的利用率。此次設計需要解決的專題是 ，要求我們需要在采區(qū)巷道的布置上（尤其是通風的問題）及以后的生產管理上采取特殊的措施，以實現(xiàn)礦井的安全生產。該礦井的設計生產能力為90萬t/a， 設計過程中我們對礦井的各個系統(tǒng)又有了一次比較全面的認識和了解，同時在老師的輔導和幫助下也解決了一些接近的實際的問題。使我們在掌握專業(yè)知識的同時也提高了自己以后在現(xiàn)實工作崗位上的能力。關鍵詞：頂板管理；地質災害；綜采 采礦班學生：趙曉飛 目 錄目 錄摘 要第一章 井田概述和井田地質特征第一節(jié) 礦區(qū)概述第二節(jié) 井田地質特

3、征第三節(jié) 煤層的埋藏特征第四節(jié) 水文地質第二章 井田邊界與儲量第一節(jié) 井田境界第二節(jié) 地質儲量的計算第三章 礦井工作制度及生產能力第一節(jié) 礦井工作制度第二節(jié) 礦井生產能力及服務年限第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓方式的確定第二節(jié) 達到設計生產能力時工作面的配備第五章 礦井基本巷道及建井計劃第一節(jié) 井筒、石門與大巷第二節(jié) 井底車場第三節(jié) 建井工作計劃第六章 采煤方法第一節(jié) 采煤方法的選擇第二節(jié) 確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素第三節(jié) 回采工藝及勞動組織第四節(jié) 采（盤）區(qū)的準備及工作面的接替第七章 井下運輸?shù)谝还?jié) 運輸系統(tǒng)和運輸方式的確定第二節(jié) 運輸設備的選擇和計算第八章 礦井提升 第一節(jié) 主斜井的提

4、升第二節(jié) 副斜井的提升第三節(jié) 礦井的排水第九章 礦井通風與安全 第一節(jié) 瓦斯的抽放第二節(jié) 礦井的通風第三節(jié) 礦井通風系統(tǒng)和風量分配第四節(jié) 計算負壓及等積孔第五節(jié) 選取扇風機第六節(jié) 安全生產技術措施第十章 經濟部分第一節(jié) 勞動定員及勞動生產率第二節(jié) 技術經濟指標表致 謝參考文獻第一章 井田概述和井田地質特征第一節(jié) 礦區(qū)概述一、礦區(qū)地理位置及交通條件山西煤炭運銷集團店上煤業(yè)有限公司位于高平市北東的店上村村北，距高平市區(qū)北約2km處，行政區(qū)劃屬高平市東城辦事處管轄。其地理坐標為：北緯：35°484335°4945東經：112°5558112°5707。2.15

5、11km2。井田范圍由以下6個拐點圈定（54坐標系，6°帶）：點號 X坐標 Y坐標 1 X=3968351.08 Y=19676331.442 X=3967551.07 Y=19676331.443 X=3967551.06 Y=19675331.434 X=3966440.05 Y=19675331.435 X=3966440.05 Y=19674624.426 X=3968351.08 Y=19674624.42本礦位于店上村北，距高平市市區(qū)北約2km，西距太（原）焦（作）鐵路米山集運站7.5km，東距長晉二級公路（207國道）約0.5km，距太原晉城高速公路高平出口8km，高平

6、至團池公路從礦區(qū)的東南部穿過，交通十分方便。二、礦區(qū)的工農業(yè)生產建設狀況由于其地形結構特征，礦區(qū)內基本沒有大面積的農田，有小面積貧瘠的土地用于農作物的耕種，且種植作物單一。礦區(qū)四周有一些正在生產的小型礦井和部分報廢的老窖。礦區(qū)內沒有工廠等其他占用土地的建筑物和法律規(guī)定的用于保護建設的用地。三、礦區(qū)電力供應基本情況礦井周邊電網的情況：有北莊、永錄（擬建）變電站2座，北莊110kV變電站的主變壓器容量為（2×31.5MVA），永錄35kV變電站（擬建）的主變壓器容量為（2×8MVA）。變電所容量可以滿足本礦用電量要求。四、礦區(qū)文水簡況根據井田內施工的SZK2水文孔資料，本井田奧

7、灰水埋藏深度230.08m左右，水位標高622.463m，經采集水樣化驗，溶解性固體364mg/L，總硬度（以CaCO3計）300.24mg/L，PH值7.33，水質為HCO-3·SO42-Ca2+·Mg2+型，較為良好，可做為理想的生活及生產用水水源。五、礦區(qū)的地形與氣象本區(qū)位于太行山脈西麓，澤州盆地北端，地貌類型為低山丘陵區(qū)。井田總體地勢為西北高東南低，最高點位于井田中南部黃土塬上，標高為885.2m；最低點位于井田南部，標高為844.0m，最大相對高差41.2m。該區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，夏秋濕潤雨量充沛，冬季干燥寒冷，春季風多雨少。據高平市氣象站觀

8、測資料統(tǒng)計，年平均降水量為567.1mm，年最大降水量870.7（2003年），年最小降水量305.9mm（1997年），年平均蒸發(fā)量1827.8mm。年平均氣溫10.2，年極端最高氣溫38.5（），極端最低氣溫-23.1（），最大凍土深度54cm，年無霜期191天。夏季最大風速17.0m/s，冬季最大風速18.4m/s。根據建筑抗震設計規(guī)范GB500ll2001、中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB183062001，該地區(qū)地震動峰值加速度和地震動反應譜周期分別為 0.05g和 0.45s。根據國家地震局 1:400萬中國地震綜合等震線圖，本區(qū)地震烈度為VI度區(qū)。第二節(jié) 井田地質特征一、井田所屬的位置、

9、地質層位概述1、 井田所屬的位置本區(qū)位于沁水煤田東南部，晉獲褶斷帶上，區(qū)域地層總體走向呈北向東，向北西緩傾，傾角3°6°的單斜構造。由南至北依次出露有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系等地層，第三系和第四系松散沉積物廣泛分布。其中石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組為本區(qū)域含煤地層。2、井田地質層位的概述井田地面大部分為黃土所覆蓋，僅在井田的東南部主井附近有部分下石盒子組地層零星出露，在井田西部邊界處有峰峰組零星出露。井田內賦存地層由老到新依次有：奧陶系中統(tǒng)峰峰組（02f）；石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）；石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）；二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）；二疊系下統(tǒng)下石盒子組（

10、P1x）；第四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）?，F(xiàn)根據鉆孔資料并結合區(qū)域地層情況，依次敘述如下：（一）奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）本組為含煤地層之基底，厚層狀灰色致密石灰?guī)r組成，質純、性脆、夾泥質灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，多為方解石充填，厚度約140m左右。（二）石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）厚1.009.40m，平均7.14m。巖性以深灰色鋁土質泥巖為主，底部為極不穩(wěn)定的紫紅色、褐紅色赤鐵礦層。上部鋁土質泥巖中賦存星散狀、鮞狀及結核狀黃鐵礦，呈似層狀。與下伏峰峰組呈平行不整合接觸。（三）石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）K1砂巖底至K7砂巖底，為區(qū)內主要含煤地層，厚80.5109.50m，平均厚93.64m。主要由石灰?guī)r、

11、煤層、泥巖、砂質泥巖、粉砂巖、砂巖組成。灰?guī)r一般有34層，灰?guī)r中常夾有燧石結核或團塊，富含海相生物化石，層位穩(wěn)定，是煤層對比的重要標志層。含煤7層，中部的9號煤層及下部的15號煤層，全區(qū)穩(wěn)定可采，其余煤層均不穩(wěn)定，不可采。（四）二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）K7砂巖底至K8砂巖底，厚26.563.95m，平均50.35m。含全區(qū)穩(wěn)定可采的3號煤層，厚4.205.30m，平均厚4.86m，一般含1層夾矸。底部以K7砂巖與下伏太原組整合接觸，主要由砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖組成。（五）二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）本組最大殘留厚約40.55m，底部以K8砂巖整合于山西組之上，主要有砂巖、粉砂巖、泥

12、巖、石英巖等組成。（六）第四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）井田內大面積覆蓋，不整合于基巖之上，巖性主要為中上更新統(tǒng)黃土層，厚度025.0m，平均11.14m。上部為上更新統(tǒng)淺黃色亞粘土，垂直節(jié)理發(fā)育、常形成黃土陡坎，下部為中更新統(tǒng)淺紅色亞粘土，局部含有鈣質結核和礫石。二、井田構造本井田總體為一地塹，地塹內為一傾向南南東-南東的單斜構造，地層傾角23°左右，地塹的西北部高廟山正斷層，東南部為高平正斷層。高廟山正斷層：走向北-北東，傾向東-南東，落差135m，傾角75°，受此斷層影響，本井田的西北部煤系地層被剝蝕，在井田3201工作面掘進過程中，煤層傾角變化較大，本次施工的ZK7號孔

13、，打到了此斷層上。ZK5號鉆孔施工在該斷層的上盤，煤系地層均未見到。高平正斷層：走向北東，傾向北西，落差180m，傾角75°，受此斷層影響，本井田的東南部煤系地層被剝蝕。在井田內無工程控制。井田內未發(fā)現(xiàn)陷落柱，本井田構造屬中等類型。第三節(jié) 煤層埋藏特征一、 煤層的賦存特征煤層賦存特征見煤系地層柱狀圖。 圖1-3-1 煤系地層柱狀圖1、含煤地層井田內含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。石炭系上統(tǒng)太原組連續(xù)沉積于下伏本溪組地層之上，屬海陸交互相沉積。本組厚80.5109.50m，平均厚93.64m。主要巖性為深灰、灰黑色砂質泥巖、泥巖、石灰?guī)r及灰色、淺灰色砂巖組成，含煤7層，其

14、中穩(wěn)定可采煤層2層：9、15號煤層；其余煤層均屬不穩(wěn)定不可采煤層。二疊系下統(tǒng)山西組連續(xù)沉積于下伏太原組地層之上，屬陸相沉積。本組厚26.5063.95m，平均50.35m。巖性主要由深灰色、灰黑色泥巖、砂質泥巖、灰白色粗、中、細粒砂巖和煤層組成，含煤3層：1、2、3號煤層，其中3號煤層屬穩(wěn)定全部可采煤層，其余煤層均屬不穩(wěn)定不可采煤層。下面就石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）和二疊系下統(tǒng)山西組（P1S）巖性由下而上分述如下：2、含煤性井田內含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，不同的聚煤環(huán)境，形成了不同的巖性組合、巖相特征，含煤性也存在有較大的差異性。山西組厚度26.5063.95m，平均50.

15、35m，共含煤3層，自上而下分別為1、2、3號煤層，含煤平均總厚5.91m，含煤系數(shù)11.7%。其中3號為可采煤層，1、2號煤層為不可采煤層。太原組厚度80.5109.50m，平均厚93.64m。共含煤7層，自上而下分別為5、8、9、11、12、13、15號煤層，含煤平均總厚6.44m，含煤系數(shù)7.2%，其中9號、15號為全井田穩(wěn)定可采煤層，其余均屬不可采煤層。含煤地層總厚139.92m，煤層總厚12.35m，含煤系數(shù)8.8%。井田內穩(wěn)定可采煤層為3號、9號、15號煤層，其余煤層均為不穩(wěn)定的不可采煤層。二、 可采煤層井田批采煤層為315號煤層，其中3號、9號、15號煤層為井田穩(wěn)定可采煤層，其余

16、煤層全區(qū)均未達到可采厚度。3號煤層位于山西組下部，下距9號煤層53.8m左右。煤層厚度4.205.30m，平均4.86m，為井田穩(wěn)定全部可采煤層，含01層夾矸，結構簡單。頂板多為泥巖、砂質泥巖；底板為泥巖、砂質泥巖，局部為細砂巖。9號煤層位于太原組中段，上距3號煤層53.80m左右，下距15號煤層36.20m左右。煤層厚度1.202.10m，平均1.53m，為井田穩(wěn)定全部可采煤層，一般不含夾矸，結構簡單。頂板為泥巖、砂質泥巖，局部為灰?guī)r頂板；底板為砂質泥巖，局部為泥巖。15號煤層位于太原組下段頂部，上距9號煤層36.20m左右。煤層厚度1.803.40m，平均2.96m，為井田穩(wěn)定全部可采煤層

17、，一般含01層夾矸，結構簡單。頂板為灰?guī)r，有時為泥巖偽頂；底板為鋁質泥巖、泥巖。可采煤層的特征見表1-3-1表1-3-1 可采煤層特征表含煤地層煤層號厚度最大最小平均（m）平均（m）煤層結構（夾矸數(shù)）穩(wěn)定性可采性頂板巖性底板巖性山西組34.205.304.86簡單（01）穩(wěn)定全部可采泥巖砂質泥巖砂質泥巖泥巖49.860.453.8太原組91.202.101.53簡單穩(wěn)定全部可采泥巖砂質泥巖灰?guī)r砂質泥巖泥巖33.440.336.2151.803.402.96簡單（01）穩(wěn)定全部可采灰?guī)r泥巖鋁質泥巖泥巖三、 煤層圍巖性質3號煤層：頂板多為泥巖、砂質泥巖。直接頂厚度2.406.30m，平均4.72

18、m，經鉆孔取樣力學試驗抗壓強度平均為25.1 MPa，抗拉強度平均為1.06MPa，巖石堅硬程度屬軟弱。底板砂質泥巖為主、泥巖次之，厚度2.407.70m，平均5.26m，節(jié)理、裂隙較不發(fā)育，經鉆孔取樣力學試驗抗壓強度平均為33.4 MPa，抗拉強度平均為1.23MPa，巖石堅硬程度屬軟弱半堅硬。巖石堅硬程度屬軟弱巖半堅硬巖。9號煤層：直接頂板多為泥巖、砂質泥巖，局部為灰?guī)r。直接頂厚度1.106.30 m，平均3.17 m，經鉆孔取樣力學試驗抗壓強度平均為28.0 MPa，抗拉強度平均為1.13MPa，巖石堅硬程度屬軟弱。底板為砂質泥巖居多，泥巖次之，厚度1.56.0m，平均2.96m，節(jié)理、

19、裂隙較不發(fā)育，經鉆孔取樣力學試驗抗壓強度平均為42.3MPa，抗拉強度平均為1.50MPa，巖石堅硬程度屬軟弱半堅硬。15號煤層：頂板多為灰?guī)r，局部有泥巖偽頂。直接頂厚度1.98.8 m，平均6.74 m，經鉆孔取樣力學試驗抗壓強度平均為85.1 MPa，抗拉強度平均為4.87MPa，巖石堅硬程度屬堅硬。底板多為鋁質泥巖，局部為砂質泥巖，厚度2.2014.80m，平均7.08m，節(jié)理、裂隙較不發(fā)育，經鉆孔取樣力學試驗抗壓強度平均為17.5 MPa，抗拉強度平均為0.63MPa，巖石堅硬程度屬軟弱。四、 煤的性質及品種1、 煤的物理性質1）宏觀煤巖特征3號煤層黑色灰黑色，宏觀煤巖類型以半光亮型煤

20、為主，光亮型煤較少，多具線理狀結構，少量帶狀結構，層狀至塊狀構造。精煤條帶在2mm左右，呈強金屬光澤。條痕為灰黑色，絲炭呈薄狀或透鏡狀，礦物夾層甚少，常見貝殼狀與眼球狀斷口。比重中等，視密度1.52t/m3，致密堅硬，裂隙少。15號煤層以半光亮型煤及光亮型煤為主，半暗型煤次之，裂隙較3號煤發(fā)育，并充填有黃鐵礦。條痕為灰黑色、貝殼狀斷口，具似金屬光澤，條帶狀結構，層狀構造，視密度1.46 t/m3。2）顯微煤巖特征3號煤由區(qū)域資料鑒定結果看，均質鏡質體和基質鏡質體占主要地位，有部分結構鏡質體。鏡質體各向異性十分明顯。基質鏡質體中常散布有粘土顆粒、絲質碎屑等。半絲質組組分多于絲質組，且多為木質鏡煤

21、結構，有少量粗粒體，組分界限不清。礦物以粘土為主，充填于細胞腔內，或呈粗粒、細粒分散狀態(tài)。有少量次生方解石充填于裂隙之中，個別黃鐵礦呈小結核狀和細晶狀。石英含量甚少，偶有出現(xiàn)。總體上礦物含量小于10%，多在58%之間。呈分散狀分布，以層狀、夾矸形式出現(xiàn)的不多。15號煤鏡質組組分與3號煤層類同，組分之間條帶性較3號煤明顯，其它特征與3號煤層相似。正交偏光下，發(fā)現(xiàn)有光學各向異性體和一些半石墨化的物質，碳化程度高，網狀鑲嵌結構清晰。礦物以粘土為主，黃鐵礦次之。黃鐵礦常以莓粒狀單體或群體出現(xiàn)，有明顯不規(guī)則結核狀、細晶狀等。2、 化學性質及工藝性能井田內可采的3、9、15號煤層主要煤質指標見表1-3-2

22、。表1-3-2 煤質指標表煤層號分析項目原煤水份Mad%灰份Ad%揮發(fā)份Vdaf%全硫St,d%發(fā)熱量Qgr,dMJ/kg粘結指數(shù)GR.I固定碳FC,d膠質層視密度煤種浮煤XYARD3原煤0.170.730.4216.7336.8227.6811.6325.0115.630.280.580.3921.8029.2025.2747.3881.6463.221.391.631.52浮煤0.811.881.186.529.788.109.4411.3810.190.411.020.7132.5033.6033.0609原煤0.181.230.5210.2637.6025.779.9520.5313.

23、980.422.931.7121.6331.9325.7649.5989.7467.941.391.441.41PM浮煤0.561.421.002.4314.107.039.0214.3111.510.662.291.1530.5835.3733.47013215原煤0.072.990.8710.1537.4025.029.1736.6018.212.202.852.6717.7631.4825.6844.8189.8563.471.401.541.46浮煤0.802.241.194.9710.047.338.1610.899.191.212.752.3231.9633.6032.930111

24、413PM3、 瓦斯、煤塵及煤的自燃1）瓦斯根據晉城市煤炭工業(yè)局文件“晉市煤局安字20091065號”關于晉城市2009年度30萬噸/年以下煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結果的批復文件，原山西高平東城店上煤業(yè)有限公司2009年度礦井瓦斯絕對涌出量0.74m3/min，相對涌出量3.12 m3/t； 二氧化碳相絕對涌出量0.32m3/min，相對涌出量1.02 m3/t，屬低瓦斯礦井。本次在對井田勘查過程中，對鉆孔采取了煤層瓦斯樣，共采樣9個，并送交山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心進行測試，該測試中心對送交樣品進行分析，認為存在如下問題：1）無瓦斯解吸記錄；2）罐有漏氣；3）樣品重量小于250

25、克；4）個別樣品灰分超標。該測試中心對送交樣品進行了瓦斯含量、自然瓦斯成分測試，其成果綜合于下表，認為可參考使用。見下面瓦斯含量試驗成果匯總表。表2-1-9 各煤層瓦斯含量試驗成果匯總表煤層號瓦斯含量(ml/g·daf)自然瓦斯成分總計CH4CO2N2C2-C8CH4CO2C2-C8%30.321.380.850.334.291.550.031.122.8721.2213.7777.7497.1185.070.0290.230.270.250.220.550.310.014.167.6519.8313.4180.1788.1982.711.43151.070.101.200.480.

26、0324.762.0523.3310.7672.7989.6679.720.40根據山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心的測試結果，可得如下結論：3號煤層在井田大部分范圍為氮氣甲烷帶，北中部ZK3、ZK4號附近有甲烷含量，但仍以氮氣和二氧化碳為主，從測試資料看，瓦斯含量變化趨勢為由北西向南東有變大的趨勢。9號煤層井田范圍內大部分為二氧化碳氮氣帶，僅井田北西部（ZK4）有一定的甲烷分布，瓦斯含量變化趨勢無明顯規(guī)律。15號煤層南部ZK6號鉆孔附近范圍為甲烷帶，大部分范圍為氮氣甲烷帶，北中部ZK3、ZK4號附近范圍為二氧化碳氮氣帶。瓦斯含量ZK6號孔處最大，瓦斯變化趨勢為由北向南變大的趨勢。根據鉆孔瓦斯測定

27、資料，預測本井田瓦斯梯度為每百米2.67cm3/g.daf。盡管本礦井為低瓦斯礦井，但在生產過程中，也一定要加強瓦斯監(jiān)測、監(jiān)控工作，加強通風管理，對采空區(qū)、廢棄的巷道實施嚴格密閉，杜絕瓦斯爆炸事故發(fā)生。2）煤塵本次工作，在施工的SZK2、ZK3中采集3號、9號、15號煤層煤樣分別2個，進行了煤塵爆炸性測試，結果見表2-1-10。 表2-1-10 煤塵爆炸性測試成果表鉆孔號煤層號火焰長度（mm）巖粉用量C%）有無爆炸性取樣編號SZK23515有爆炸性2010-6032900無爆炸性2010-60331500無爆炸性2010-6034ZK33510有爆炸性2010-57189510有爆炸性2010

28、-571915510有爆炸性2010-5720根據上表，井田內3號、9號、15號煤層均具爆炸性，本井田為具有煤塵爆炸性井田。所以，煤礦在今后的生產中要加強灑水及防滅煤塵工作，確保安全生產。3）煤的自燃本次工作，在施工的SZK2、ZK3中采集3號、9號、15號煤層煤樣分別2個，進行了煤自燃傾向性測試，結果見表2-1-11。 表2-1-11 煤層自燃傾向性測試成果表鉆孔號煤層號吸氧量（cm3/g）自燃傾向性等級鑒定結論取樣編號SZK231.03不易自燃2010-603291.10不易自燃2010-6033151.17不易自燃2010-6034ZK330.85不易自燃2010-571890.96自燃

29、2010-5719150.94自燃2010-5720引用煤礦2006年對井下工作面3號煤層采樣化驗結果：煤的吸氧量0.8096cm3/g，自燃傾向性等級為級，自燃傾向性質為不易自燃。綜上所述，井田內各可采煤層大部分為不易自燃煤層，在井田東部SZK2處9、15號煤層為不易自燃煤層，在井田東南部ZK3處，下組煤（9號、15號）為自燃煤層，可見，同一煤層在井田不同區(qū)域，自燃傾向性存在差異，所以，煤礦今后的生產過程中，一定要加強浮煤清理工作，采空區(qū)或盲巷應及時密閉，確保安全生產。4）地溫、地壓本次施工的鉆孔，均未進行井溫測定。據區(qū)域資料和礦井調查，井下未發(fā)現(xiàn)地溫與地壓異常，區(qū)域鉆孔測溫資料，3號煤層地

30、溫15左右，15號煤層為28，屬正常區(qū)，恒溫帶深度約85m。第四節(jié) 水文地質一、 地表水區(qū)域地表水系為黃河流域沁河水系。井田東南部有東倉河流過，東倉河為丹河的支流，平時干枯無水，為一季節(jié)性河流，向西南流入丹河。東倉河平時水量較小，一般11.5m3/s，甚至斷流，雨季匯集洪水，水量猛增，最大流量10 m3/s。二、 含水層1、奧陶系碳酸鹽巖類巖溶含水層組為區(qū)內最重要的含水類型，其特點是厚度大、埋藏深，富水性一般較好，厚約400600m，據區(qū)域鉆孔資料表明，有向北逐漸變厚，向南變薄的趨勢，此層巖溶裂隙發(fā)育，泥灰?guī)r為相對隔水層，泉水多沿最下層泥灰?guī)r頂部出露，流量一般在0.082L/s，該層雖含水豐富

31、，但富水性不均一，單位涌水量為0.09824.8L/s·m。水質較好，屬HCO3及HCO3-SO4型。巖溶水主要補給方式有三種，一是大面積灰?guī)r裸露區(qū)及半裸露區(qū)直接接受大氣降水入滲補給；二是河流與水庫在灰?guī)r出露區(qū)的滲漏補給；三是上部覆蓋層的越流補給。在東部和南部的灰?guī)r裸露區(qū)，大氣降水垂直入滲，是巖溶地下水的重要補給來源。丹河在進入巖溶地區(qū)后多呈干谷或間歇性河流，大量補給巖溶地下水。據高平市水利局資料，丹河河道滲漏補給量可達0.028億m3/a。此外，松散巖孔隙水及其它含水層的地下水，通過導水通道也可成為巖溶地下水的另一補給來源。在高平以北及陵川一帶，巖溶水向南、南西方向的高平、巴公，北

32、石店、晉城城區(qū)一帶匯集；在晉城城區(qū)以南，由于受高平晉城褶斷帶和丹河小“山”字型構造前弧阻隔，巖溶水折向南東，向郭壁泉、水掌泉、三姑泉一帶徑流。三姑泉為區(qū)域地下水的最終排泄點，出露丹河河谷中，泉水出露標高為302.33，流量3.0m3/s（2000年）。此外，在焦作以北一帶，由于下寒武統(tǒng)隔水層隆起阻水，使地下水以潛流或泉的形式流出地表。近年來，由于礦區(qū)排水和工農業(yè)用水增加，造成地下水位下降，泉水干枯，因而人工排泄代替了自然排泄。2、石炭系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組太原組一套海陸交互相沉積地層，由砂巖、泥巖、煤及35層石灰?guī)r組成。厚度一般為90132m ,為區(qū)域內主要含水層之一。含層間巖溶裂隙水，富水

33、性極不均一，富水性的的強弱取決于巖溶及裂隙發(fā)育程度，單位涌水量一般為0.050.42L/s·m，滲透系數(shù)為0.0052.85m/d，水質HCO3或HCO3·SO3型。以上兩個含水層，由于受構造的影響，在區(qū)域內大面積出露，接受大氣降水的垂直入滲補給，通過斷裂、陷落柱等構造的溝通，也可接受其它含水層的補給。含水層組內各個含水層相對呈層狀，其間水力聯(lián)系較弱，具有各自不同的水位值，地下水的運動一般以水平方向為主，由北向南運動，在徑流過程中，因溝谷切割，則常以泉的形式排泄出地表。3、二疊、三疊系的碎屑巖類組成的裂隙含水層指二疊系的一套陸相及過度相碎屑巖層，由砂巖、砂質泥巖夾煤等組成，

34、厚度320435m。含裂隙水，含水空間以風化裂隙和構造裂隙為主，鉆孔單位涌水量為0.020.47L/s·m，滲透系數(shù)為0.0041.74m/d，水質為HCO3或HCO3·SO3型，個別地段礦化度偏高，可達1g/L。4、第四系砂礫石孔隙含水層分布在高平晉城盆地丹河河谷地帶，北部較厚、南部較薄，厚度變化較大，其中主要的含水層由含砂粘土、粗粉砂組成，含水性差異大，受地形地貌控制較為明顯，水位埋藏較淺，一般高于河床水位，單位涌水量為0.1392.78L/s·m，滲透系數(shù)為0.0124m/d，礦化度一般小于0.5g/L，水質屬HCO3·SO4-Ca·Mg

35、型。地下水主要來源為大氣降水，水位受季節(jié)性影響變化大，徑流區(qū)和排泄區(qū)不明顯，主要排泄于地表溝谷河流，局部還通過斷裂破碎帶補給深部含水層。三、 含水層補、徑、排條件本區(qū)地下水類型主要為承壓水，潛水分布范圍很有限。承壓水主要在露頭區(qū)接受大氣降水補給，而承壓含水層的出露范圍除奧灰水廣泛（井田個東西側均大范圍出露）外，其余部很小，因此承壓水補給條件除奧灰較好外，其余均不好。河谷、溝谷中的基巖風化帶裂隙水、第四系孔隙潛水，在其分布范圍內接受補給條件相對較好。井田位于三姑泉域的北部徑流區(qū)，奧灰水徑流條件較好，由北向南，在三姑泉群排泄。井田內石炭、二疊系含水層，受補給條件及巖溶、裂隙發(fā)育程度的控制，承壓地下

36、水徑流、排泄條件均較差?；鶐r風化帶裂隙水及第四系砂礫石孔隙水，受地形控制，經短途徑流排向河道或滲入下伏巖層裂隙中，徑流條件相對好，排泄途徑也較多。四、 周圍礦區(qū)對井田水文地質條件影響五、 充水因素分析井田南部的東倉河為季節(jié)性河流，平時干涸無水，排泄條件較好，該礦的工業(yè)廣場位于井田中部，標高高于東側東倉河約15m左右，且溝谷中水量極小，井口場地沒有受洪水影響的歷史。3號煤層頂板以泥巖為主，局部為砂質泥巖，為軟弱性巖石。3號煤在本井田內的埋藏深度69.60126.50m，故判定地表水和礦井水不會有直接水力交換。3號煤層間接充水含水層為冒落裂隙帶范圍內山西組的幾層砂巖，富水性較中等，充水條件簡單。巷

37、道揭露各含水層時，淋水均較大。9號、15號煤層直接或間接充水含水層，為太原組三層石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，根據SZK2水文孔資料，三層灰?guī)r富水性中等。對礦井充水有一定的影響。綜上所述，水害對可采煤層礦井都存在一定的危險性，在煤層開采過程中，應引起足夠得重視，應隨時監(jiān)測，以防水患發(fā)生。六、 礦井涌水量礦井涌水量采用富水系數(shù)法對未來礦井涌水量進行預測。據調查，本礦井生產能力900kt/a時，按每年330天計算，日產原煤455t，礦井正常涌水量1200m3/d，最大涌水量1680 m3/d。則：富水系數(shù)為2.643.69m3/t。富水系數(shù)法計算公式：Q=P·Kp式中：Q整合后礦井涌水量，m3/

38、d。P整合后礦井日產量，1364t/d；Kp富水系數(shù)，2.643.69m3/t；經計算，礦井生產能力達900kt/a時：其3號煤層正常礦井涌水量為3600m3/d，最大礦井涌水量5040m3/d。本礦井周邊沒有煤礦，采用本礦的實際生產能力和礦井涌水情況，采用富水系數(shù)比擬法預測整合后礦井達產后的礦井涌水量，基本上能滿足礦井防治水設計，但礦井涌水量不能局限于以上的預算，因斷層的導水性無法確定，礦方還應根據礦井的實際情況做好應有的準備和預防。另外，本井田未開采9號、15號煤層，且無相鄰礦，對9、15號煤層的開采時的礦井涌水量無法比擬估算，建議今后開采至9、15號煤層時，加強礦井涌水量預測工作。七、

39、供水水源目前礦井生產和生活用水，主要取自第四系沖洪積層，取水量約200m3，井田第四系地層分布面積不大，是當?shù)剞r業(yè)及生活用水的主要來源，富水性中等，受季節(jié)的影響明顯。目前，上述取水量基本滿足煤礦生產生活使用。當生產能力達到450kt/a時，對水的需要對越來越大，因此，應盡早開發(fā)新的供水水源。根據井田內施工的SZK2水文孔資料，本井田奧灰水埋藏深度230.08m左右，水位標高622.463m，經采集水樣化驗，溶解性固體364mg/L，總硬度（以CaCO3計）300.24mg/L，PH值7.33，水質為HCO-3·SO42-Ca2+·Mg2+型，較為良好，可做為理想的生活及生產

40、用水水源。八、 礦井主要水害及防治措施近年來，我省降雨量普遍增加，各處水害事故時有發(fā)生，煤礦在注意井下生產的同時，還要加強水害防范意識，時刻保證安全生產，并建議做好以下防范水害的工作。1、井口附近構筑排水渠，以防雨季來臨時洪水涌入礦井。2、樹立防水意識，重視防水工作，對工人進行有關水害知識的教育和有關出水征兆的識別。加強對礦井涌水量的觀測記錄，及時掌握有關涌水量的變化情況，對突然增大的涌水量，要查明水源及水量變化情況，分析其原因，采取有效措施，制止水害事故發(fā)生。3、必須經常檢查礦區(qū)地表是否存在導水裂隙或其它導水通道，發(fā)現(xiàn)裂隙及其它導水通道，應及時將其回填密實，避免雨季洪水灌入井下。4、留防水煤

41、柱。防水煤柱留設原則是在充分考慮“安全可靠與資源充分利用，開采方法和強度及構造與巖性之關系，開拓、采掘布局與煤柱的協(xié)調關系，煤柱的維護條件時效性”的同時，在不宜采取疏放措施的突水區(qū)域，設置防水煤柱。對于兩條正斷層處，一定要按設計留設足夠的防水煤柱，并劃出警戒區(qū)和探水區(qū)。5、在巷道掘進接近采空區(qū)、陷落柱、斷層、鉆孔時，要進行探放水工作，尤其要對采空區(qū)積水、積氣進行探測排放，堅持“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原則。6、保證井下排水設備的正常運轉，一臺運行，一臺備用，一臺檢修。第二章 井田境界及儲量第一節(jié) 井田境界本次兼并重組整合后，根據頒發(fā)的采礦許可證，以及晉煤重組辦發(fā)200944號

42、文，山西煤炭運銷集團店上煤業(yè)有限公司礦井為單獨保留礦井，生產能力90萬t/a，批準開采3、9、15號煤層，礦區(qū)面積2.1511km2。礦區(qū)范圍拐點地理坐標：點號 X坐標 Y坐標 1 3968351.0819676331.442 3967551.0719676331.443 3967551.0619675331.434 3966440.0519675331.435 3966440.0519674624.426 3968351.0819674624.42井田為一不規(guī)則形狀，東西向最長1.7km，南北向最長1.9km，井田面積為2.1511km2。第二節(jié) 地質儲量的計算一、工業(yè)儲量本礦井負責開采該井

43、田范圍內的3號、9號和15號煤層，依據地質普查報告、及對3號、9號和15號煤的各項指標的測定，塊段內德地質儲量由公式Z=s×r×h×cos式中：Z工業(yè)儲量（Kt）； s:井田水平投影面積（k2m）； r:煤的容重（t/m3）； 15號煤層為1.4。 h:煤層厚度（m）；:煤層傾角（ o）。; 根據中華人民共和國國土資源部DZ/T0215-2002煤、泥炭地質勘查規(guī)范規(guī)定，確定資源/儲量估算各項指標如下：最低可采厚度： 0.80m；最高可采灰分（Ad%）： 40%；最高硫分(St.d)： 3%；最低發(fā)熱量（Qgr.d） 22.1MJ/kg。煤層中夾石剔除厚度的確定按

44、照下列指標確定：煤分層中單層厚度不大于0.05m的夾矸和煤分層合并計算作為資源/儲量估算厚度，但合并后全層的原煤灰分應小于40%。大于等于0.05m的夾矸一律剔除。當煤分層厚度小于夾矸厚度時，與夾矸厚度一并剔除。當夾矸厚度大于最低可采厚度時，分層估算儲量。 經本次估算，全井田內保有資源/儲量（111b+122b+333）共計16990kt：其中探明的經濟基礎儲量（111b）9980kt，推斷的內蘊經濟資源量（333）7010kt。根據規(guī)范，礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算： Q工業(yè)=111b+122b+333k式中：Q工業(yè)礦井工業(yè)資源/儲量，kt； 111b礦井資源/儲量中探明的經濟基礎儲量，kt

45、； 122b礦井資源/儲量中控制的經濟基礎儲量，kt； 333礦井資源/儲量中推斷的資源量，kt； k可信度系數(shù)，一般為0.70.9，取0.9。 Q工業(yè)=9980+7010×0.9=16289kt，礦井設計/資源儲量=礦井工業(yè)資源/儲量永久煤柱損失永久煤柱損失包括井田邊界、公路、地面建筑、斷層、高壓線塔、采空區(qū)煤柱等永久性保護煤柱。部分高平至團池縣級公路保護煤柱與井田邊界保護煤柱、南李村保護煤柱合并，部分高廟山斷層保護煤柱與五交化倉庫保護煤柱合并。經計算，礦井設計儲量7301kt 礦井設計儲量計量表 單位：kt煤層編號工業(yè)儲量永久煤柱損失設計儲量井田邊界公路地面建筑高壓線塔斷層采空區(qū)

46、小計36548112913252977273375427922699347644301121846881697177915626593768181718115330123253合計162892491982556430451437589887301二、采儲量的計算礦井設計可采儲量按下列公式計算： Zk=（ZsP）×C 式中：Zk礦井設計可采儲量，kt； Zs礦井設計儲量，kt； P煤柱損失量，開采時需留設的煤柱有：工業(yè)場地、大巷等主要巷道需留設的保護煤柱； C采區(qū)回采率， 3號煤層屬厚煤層，取75%，9、15號煤層屬中厚煤層，取80。經計算，礦井設計可采儲量為4043kt工業(yè)廣場的保護

47、煤柱的計算:工業(yè)場地及井筒按一級保護，按外沿外擴20m保護帶，高平至團池縣級公路按二級保護，按外沿外擴15m保護帶，村莊、高壓鐵塔按三級保護，按外沿外擴10m保護帶，再按松散層地層移動角取45°，基巖地層移動角取72°計算各煤柱。其它保護煤柱留設參數(shù)如下：井田境界20m，大巷之間及兩側各30m、順槽間20m，采空區(qū)煤柱20m，斷層煤柱30m。 第三章 礦井工作制度及生產能力 第一節(jié) 礦井工作制度根據煤炭工業(yè)設計規(guī)范及目前用工制度實際情況確定，礦井年工作日為330d，日凈提升時間為16h，工作制度為“四六”制作業(yè)，每天三班生產，一班準備。 第二節(jié) 礦井生產能力及服務年限一、礦

48、井生產能力根據本井田實際情空、井田境界、煤層賦存條件、煤炭市場單位供求關系及礦井各主要系統(tǒng)的具體條件和礦井生產管理水平，結合業(yè)主委托，確定本礦井生產能力為90萬t/a。一、 礦井服務年限的計算礦井服務年限按下式計算： T=式中：T服務年限，a； Z設計可采儲量，kt； A設計生產能力，kt/a； K儲量備用系數(shù)，取1.3；經計算，礦井服務年限為： T7.1a；其中3號煤層服務年限為： T1.8a，9號煤層服務年限為： T2.0a，15號煤層服務年限為： T3.3a。 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓方式的確定一、井筒的位置、形式、數(shù)目及礦井通風方式二、工業(yè)場地位置的選擇 三、井筒形式的確定四

49、、井筒位置的確定方案一一水平3號煤層開拓方式主立井利用礦井現(xiàn)有混合提升立井，圓形斷面，料石砌碹支護，凈直徑4.2m，凈斷面13.85m2，垂深104m；對其進行改造，拆除現(xiàn)有的一個箕斗、一個罐籠，井筒裝備一對3t箕斗、梯子間，并敷設各類管線；擔負礦井原煤提升、進風任務，兼作安全出口。在現(xiàn)有混合提升立井東北側新掘一副立井，圓形斷面，錨噴支護，凈直徑5.0m，凈斷面19.63 m2，預計垂深110m；井筒裝備1t單層單車單罐籠加平衡錘、梯子間，擔負礦井材料、人員提升和進風任務，兼作安全出口。在在副立井的東北側新掘一回風立井，圓形斷面，錨噴支護，凈直徑4.0m，凈斷面12.60 m2，預計垂深154

50、m；井筒裝備梯子間，擔負礦井回風任務，兼作安全出口。主立井落底3號煤層，落底后現(xiàn)布置有井底煤倉、井底車場及井底車場硐室。井底煤倉及各類井底硐室，經核算，仍能滿足礦井450kt/a時需要，因此設計考慮利用現(xiàn)有井底煤倉及各類井底硐室，硐室主要包括主水泵房，主、副水倉，管子道，主變電所等；現(xiàn)有井底車場調整為清理灑煤巷道使用。副立井落底于3號煤層底板以下20m處，預計標高+745m，落底后新布置一環(huán)形車場，在車場內布置等候室?；仫L立井落底于9號煤層底板，預計標高+703m，在3號煤層底板處布置馬頭門，使用標高以下井筒不排水，自然水淹封閉，井下馬頭門內設柵欄。設計仍利用3號煤層現(xiàn)有的三條大巷對剩余儲量進行開拓。利用現(xiàn)有膠帶大巷擔負礦井3號煤層開采的主運輸任務，經核算，現(xiàn)有膠帶輸送機能夠滿足礦井45