伯方煤礦120萬(wàn)噸設(shè)計(jì)

目錄

一般若日分錯(cuò)誤!未定義書簽。

1礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征2

1.1礦區(qū)概述2

1.1.1交通位置2

1.1.2地形地貌2

1.1.4氣象地震2

1.1.5礦區(qū)電源及建筑材料4

1.2井田地質(zhì)特征4

1.2.1井田地形概況及勘探程度4

1.2.2井田地層構(gòu)成4

1.2.3井田地質(zhì)構(gòu)造7

1.2.4井田水文地質(zhì)7

1.3煤層特征8

1.3.1煤層埋藏條件8

1.3.2煤質(zhì)9

1.3.3瓦斯、煤塵及自燃性11

1.3.4其他有益礦產(chǎn)11

2井田境界和儲(chǔ)量12

2.1井田境界12

2.1.1井田范圍及尺寸12

2.1.2開采界限12

2.2礦井儲(chǔ)量計(jì)算12

2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算依據(jù)12

2.2.2地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算13

2.2.3工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算14

2.3礦井可采儲(chǔ)量14

2.3.1礦井保護(hù)煤柱留設(shè)原則14

2.3.2礦井保護(hù)煤柱計(jì)算15

233礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算15

3礦井工作制度、設(shè)計(jì)服務(wù)年限及生產(chǎn)能力17

3.1礦井工作制度17

3.2礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限17

3.2.1礦井生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)原則17

3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限17

3.2.3第一水平服務(wù)年限校核18

4井田開拓19

4.1井田開拓的基本問題19

4.1.1井筒形式的確定19

4.1.2井筒位置的確定20

4.1.3工業(yè)廣場(chǎng)的位置22

4.1.4開采水平的確定22

4.1.5大巷與煤層間的關(guān)系22

4.1.6采帶區(qū)接替順序22

4.1.7開拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較22

4.1.8開拓方案綜合比較28

4.2礦井主要巷道28

4.2.1井筒28

4.2.2井底車場(chǎng)及碉室33

4.2.3主要開拓巷道35

5準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置38

5.1煤層地質(zhì)特征38

5.1.1帶區(qū)位置38

5.1.2帶區(qū)煤層特征38

5.1.3煤層頂?shù)装迩闆r38

5.1.4水文地質(zhì)39

5.1.5地質(zhì)構(gòu)造39

5.1.6地表情況39

5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)39

5.2.1確定帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)的原則39

5.2.2帶區(qū)巷道布置40

5.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)40

5.2.4帶區(qū)巷道掘進(jìn)方法43

5.2.5帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率43

5.3帶區(qū)車場(chǎng)選型44

6采煤方法46

6.1采煤工藝方式46

6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件46

6.1.2確定采煤工藝方式47

6.1.3回采工作面參數(shù)48

6.1.4放頂煤參數(shù)49

6.1.5工作面采出率計(jì)算50

6.1.6綜采放頂煤工作面的設(shè)備選型及配套50

6.1.7采煤機(jī)工作方式55

6.1.8放頂煤工藝流程56

6.1.9工作面端頭支護(hù)與超前支護(hù)58

6.1.10勞動(dòng)與循環(huán)組織58

6.1.11工作面噸煤成本61

6.1.12綜合機(jī)械化采煤過程中應(yīng)注意事項(xiàng)63

6.2回采巷道布置63

6.2.1回采巷道布置方式63

6.2.2回采巷道參數(shù)63

7井下運(yùn)輸67

7.1概述67

7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度67

7.1.2煤層及煤質(zhì)67

7.1.3運(yùn)輸距離和輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì)67

7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng)67

7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型68

7.2.1設(shè)備選型原則68

7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力校核68

7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選型70

7.3.1運(yùn)輸大巷設(shè)備選型70

7.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選型70

7.3.3運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算72

8礦井提升73

8.1礦井概況73

8.2主斜井提升73

8.2.1主斜井提升73

8.2.2檢修道設(shè)備74

8.3副斜井運(yùn)輸75

9礦井通風(fēng)與安全76

9.1礦井概況76

9.1.1礦井地質(zhì)條件76

9.1.2開拓準(zhǔn)備方式76

9.1.3開采方法76

9.1.4井下胴室77

9.1.5工作制和人數(shù)77

9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定77

9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求77

9.2.2礦井通風(fēng)方式選擇77

9.2.3礦井通風(fēng)方法選擇79

9.2.4帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)要求80

9.2.5帶區(qū)通風(fēng)方式確定80

9.3礦井風(fēng)量分配81

9.3.1回采工作面需風(fēng)量81

9.3.2備用工作面需風(fēng)量82

9.3.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量83

9.3.4井下雨室需風(fēng)量84

9.3.5其他巷道需風(fēng)量84

9.3.6礦井總風(fēng)量84

9.3.7風(fēng)量分配85

9.4全礦井巷通風(fēng)阻力87

9.4.1礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則87

9.4.2通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期最大阻力路線的確定87

9.4.3計(jì)算全礦通風(fēng)阻力92

9.5礦井通風(fēng)設(shè)備選型93

9.5.1礦井通風(fēng)機(jī)選型93

9.5.2電動(dòng)機(jī)選型97

9.5.3對(duì)礦井通風(fēng)設(shè)備要求97

9.5.4反風(fēng)、風(fēng)洞的基本要求97

9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施98

9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施98

9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施98

9.6.3防水措施98

參考文獻(xiàn)4

專題部分錯(cuò)誤!未定義書簽。

基于3DSMax和VR-Platform的采礦虛擬現(xiàn)實(shí)礦井系統(tǒng)開發(fā)7

翻譯部分錯(cuò)誤!未定義書簽。

英文原文HydraulicSluicedLongwallMiningwithoutSupports33

中文譯文長(zhǎng)壁工作面無(wú)支護(hù)水力開采研究40

致謝46

放

部

第2頁(yè)

1礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征

1.1礦區(qū)概述

1.1.1交通位置

伯方井田位于山西省高平市城區(qū)西北約7km處的寺莊鎮(zhèn)伯方村西，地理坐標(biāo)為北緯

35°48'52"~35°52'52",東經(jīng)112°47'46〃~112°56z36",為沁水煤田高平礦

區(qū)王報(bào)井田的一部分。

太（原）焦（作）鐵路由礦井井田東部通過，該鐵路向南與京廣、焦柳及隴海線相接,

并可轉(zhuǎn)運(yùn)至連云港港口和石舀所港口，向北至榆次與同蒲鐵路相連。公路運(yùn)輸向北至長(zhǎng)治、

太原，南至?xí)x城、焦作、洛陽(yáng)、關(guān)B州，西至候馬。礦井距207國(guó)道1.5km,并有專用鐵路

線9.87km,專用鐵路從高平車站接軌，直通礦井工業(yè)場(chǎng)地，交通十分方便（見圖1-1）。

1.1.2地形地貌

井田位于太行山中南段西側(cè)，西側(cè)的王龍山，為沁水與丹溝的分水嶺，北部的丹珠嶺

大保頭山為濁漳河南源與丹河的分水線，井田內(nèi)地形為西北高、東南低的低山丘陵，最高

在井田中部，標(biāo)高為1130m,最低在柏枝莊村東南部，標(biāo)高為881.35m,最大相對(duì)高差為

248.65mo在標(biāo)高950m以上多為基巖出露，溝谷發(fā)育，溝谷呈樹枝狀展布，在標(biāo)高950m

以下，則為黃土丘陵區(qū)，黃土覆蓋較厚，懸崖陡壁發(fā)育，大部分開墾為梯田，河床兩岸為

黃土和近代沖積層。一般可劃分為三個(gè)階地，I級(jí)階地高出河床1?2m,II級(jí)階地高出河

床5?8m,III級(jí)階地高出河床15?25m。

1.1.3河流水系

本區(qū)主要河流為丹河，縱貫井田東部邊側(cè)。較大的支流有高良河及杜寨河，高良河延

入井田北部，杜寨河延入井田西南部，總的流向自西北流向東南與地形坡度基本一致。丹

河常年有水，最高洪水位高出河床約3?3.5m,至南部高平高廟山斷層帶，全部漏失于奧

陶系石灰?guī)r中。杜寨河流量不大，至南部許家溝全部漏失于奧陶系石灰?guī)r中。成為間歇性

河流。

井田以北有釜山水庫(kù)，庫(kù)容量為295萬(wàn)立方米。在井田西北棗河村有一干水庫(kù)，庫(kù)容

量為25萬(wàn)立方米，井田西部的溝南村有一干水庫(kù)，庫(kù)容量為15萬(wàn)立方米。

1.1.4氣象地震

本區(qū)屬大陸性氣候，平均年降水量為557mm,最大為640.7mm,最小為446.7mm,雨

季集中在7、8、9三個(gè)月；平均年蒸發(fā)量最大為2089.2mm,最小為640.7mm,平均為

1364.5mm,蒸發(fā)量是降水量的2.5倍左右。歷年最高日氣溫為36℃,七月份平均為237C,

最低日氣溫為19.2C,一月份平均為-5?6.4℃,全年平均氣溫為9.8℃,春冬多西北風(fēng)，

夏秋多東南風(fēng)和南風(fēng)，風(fēng)力一般為3?4級(jí)，最大6級(jí)，每年10月中旬至翌年4月中旬為

霜凍期，歷時(shí)150?180天，最大凍土深度0.48m。

根據(jù)《山西省地震基本烈度區(qū)劃圖說明書》本區(qū)地震烈度為6度，區(qū)內(nèi)沒有發(fā)生過大

W

3

河

第4頁(yè)

1.1.5礦區(qū)電源及建筑材料

礦區(qū)距離北莊和馬村最近，電源一回可引自北莊llOkV變電站35kV母線。線路為L(zhǎng)GJ

-95和LGJ—70架空線，13公里；另一回35kV電源可引自馬村UOkV變電站35kV母線，

線路為L(zhǎng)GJ—120架空線，19公里。

建筑所需材料，當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)可滿足供應(yīng)，除黃砂需由火車從外地調(diào)運(yùn)外，其它材料均可

在本地區(qū)購(gòu)到，且材料價(jià)格合適，能夠滿足礦井建設(shè)的需要。

1.2井田地質(zhì)特征

1.2.1井田地形概況及勘探程度

伯方井田為原高平礦區(qū)王報(bào)井田的一部分，位于王報(bào)井田中部的高級(jí)儲(chǔ)量區(qū)，1957?

1959年華北煤田地質(zhì)局152勘探隊(duì)在王報(bào)井田進(jìn)行了精查勘探，施工鉆孔71個(gè)，鉆探進(jìn)

尺為11695.67m,提交了《王報(bào)南精查地質(zhì)報(bào)告》，《王報(bào)北精查地質(zhì)報(bào)告》經(jīng)1962年復(fù)審

為不合格。1964年3月以山西省煤炭工業(yè)管理局地質(zhì)勘探局119勘探隊(duì)為主，114、148

勘探隊(duì)為輔，對(duì)王報(bào)井田重新進(jìn)行精查勘探，歷經(jīng)7個(gè)月，施工43個(gè)鉆孔，鉆探進(jìn)尺

9736.88m,其中水文孔2個(gè)，水文鉆探進(jìn)尺560.76m。于1964年11月提交《山西省沁水

煤田高平礦區(qū)王報(bào)井田地質(zhì)勘探最終報(bào)告》，經(jīng)復(fù)審評(píng)價(jià)為優(yōu)。

王報(bào)井田精查勘探采用鉆探測(cè)井為主，地面物探為輔的綜合勘探方法，采用1000X

750m的基本工程密度控制A級(jí)儲(chǔ)量，中南部復(fù)雜地段加密工程進(jìn)行必要的控制。井田內(nèi)

基本上為一單斜構(gòu)造，走向北東，傾向北西，傾角一般小于8度，南、北構(gòu)造復(fù)雜程度有

別，北部褶曲少而斷層多，南部斷層少而褶曲多，主要可采3號(hào)煤層，全區(qū)穩(wěn)定可采，將

勘探類型定為一類一型較合理。

精查勘探查明了井田的構(gòu)造形態(tài)和復(fù)雜程度，主要褶皺得到了控制；控制了主要斷層

的位置和落差；查明了可采煤層的層數(shù)、層位、厚度結(jié)構(gòu)和可采煤層的可采范圍；詳細(xì)了

解了陷落柱對(duì)煤層的影響；查明了可采煤層的煤質(zhì)特征及其變化情況，確定了各煤層的煤

類為單一的無(wú)煙煤；查明直接充水含水層和間接充水含水層的巖性、厚度、埋藏條件、水

位、水質(zhì)、富水性，查明了隔水層的厚度、巖性組合，查明了直、間接充水含水層、地表

水的水力聯(lián)系以及地下水的補(bǔ)給、逕流和排泄條件，基本查明了對(duì)礦井充水影響的斷層的

水文地質(zhì)特征；詳細(xì)了解了可采煤層的頂、底板的工程地質(zhì)特征。儲(chǔ)量計(jì)算利用工程質(zhì)量

可靠，各級(jí)儲(chǔ)量圈定合理。

1.2.2井田地層構(gòu)成

根據(jù)地表出露和鉆孔揭露情況，井田內(nèi)發(fā)育的地層有奧陶系中統(tǒng)峰峰組，石炭系中統(tǒng)

本溪組、上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組，第四系中、上

更新統(tǒng)、全新統(tǒng)，現(xiàn)將地層由老至新敘述如下：

一、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（。2力

地表未出露，據(jù)部分鉆孔資料，巖性為蘭灰色，致密厚層狀石灰?guī)r，頂部為淺黃色的

泥灰?guī)r。

第5頁(yè)

二、石炭系（C）

（1）中統(tǒng)本溪組（C2b）

主要為淺灰色鋁土質(zhì)泥巖，局部沉積有薄煤層及黃鐵礦，平均厚度為13.40m。

（2）上統(tǒng)太原組（C3t）

底部以Ki砂巖與本溪組分界，為井田主要含煤地層之一。厚度65.11?94.15m,平均

厚度79.95m。

主要巖性為深灰色、黑色的泥巖、砂巖，灰、灰黑色的石灰?guī)r和煤層。

三、二疊系（P）

（1）下統(tǒng)山西組（P1S）

井田主要含煤地層之一，底部以長(zhǎng)砂巖與太原組分界，厚度50.38?60.53m,平均

55.29m。

主要巖性為灰黑色的泥巖、砂巖、煤層。

（2）下統(tǒng)下石盒子組（Pix）

底以K9砂巖與山西組分界，頂以桃花色鋁質(zhì)泥巖與上石盒子組分界，該組厚70.30?

94.47m,平均厚87.54m。

下段巖性主要為淺黃灰、灰黑色泥巖、粉砂巖，夾數(shù)層黃綠色中細(xì)砂巖，上段主要巖

性為黃綠色的中粗及巨粒長(zhǎng)石石英砂巖、厚層狀和杏黃色的粉砂巖、泥巖、桃花色鋁質(zhì)泥

3

石。

（3）上統(tǒng)上石盒子組（P2S）

底部以一層黃綠色中細(xì)粒砂巖（Kio）與下石盒子組分界，頂部多被剝蝕，最大殘留厚

度500m左右。

從巖性、顏色可將該組分為三段：

下段為杏黃色、紫色粉砂巖，泥巖夾數(shù)層透鏡狀石英長(zhǎng)石砂巖。中段是紅、黃、紫色

的泥巖和幾層不穩(wěn)定的灰白色的砂巖。上段為葡萄紫色泥巖和巨厚黃綠色、灰白色中、粗

粒石英長(zhǎng)石砂巖互層。

四、第四系（Q）

（1）中、上更新統(tǒng)（Q2+Q3）

為淺紅色亞粘土和淡黃色亞砂土、粉砂土，分布于低山丘陵之上的廣大地區(qū)，厚度。?

55.00m,與下伏地層不整合接觸。

（2）全新統(tǒng)（Q4）

為近代沖積層，分布于井田大小溝谷中，在河漫灘為砂、淤泥和礫石，在中低山傍多

為坡積、殘積物，厚度0?5.00m左右。

第6頁(yè)

地層單位也質(zhì)

厚度煤層

國(guó)際生也方性柱狀

時(shí)代’最小-最大巖性描述

地J昌單位也層.率位.標(biāo)志層

段守號(hào)--般名稱

界系統(tǒng)群組1:1000（米）

全X44

新為近代沖積層，分布于井田大小溝谷中，在河漫灘為砂、淤

統(tǒng)mux

Q，0-5

新一泥和礫石，在中低山傍多為坡積、殘積物。

第~T-

中S。工I廠M-/

/。、/.

上。同!

/O外/

生更"'-一?:

/0.［。\

系新Q?為淺紅色亞粘土和淡黃色亞砂土、粉砂土，分布于低山丘陵

1O°0

統(tǒng)Qs100

OO0之上的廣大地區(qū)。

界/00

OoO0-55

O0F-

上下段為杏黃色、紫色粉砂巖，泥巖夾數(shù)層透鏡狀石英長(zhǎng)石

石

上盒砂巖。中段是紅、黃、紫色的泥巖和兒層不穩(wěn)定的灰白色的砂巖

子

/--?上段為葡萄紫色泥巖和巨厚黃綠色、灰白色中、粗粒石英長(zhǎng)石

統(tǒng)組

0-500

一砂巖互層。

中PzS颯

下下段巖性主要為淺黃灰、灰黑色泥巖、粉砂巖，夾數(shù)層黃

石

盒綠色中細(xì)砂巖，上段主要巖性為黃綠色的中粗及巨粒長(zhǎng)石石英砂

子巖、厚層狀和杏黃色的粉砂巖、泥巖、桃花色鋁質(zhì)泥巖。

組PlX

0-94.7

一87.54

cO0

。。090-5.87

。。。3.91

下0。

疊000

000-0.451煤黑色塊狀，以鏡煤亮煤為主，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

0OO一6.加

統(tǒng)

0-0.39多為粉砂巖

山~05-

西17.022煤位于山西組上部，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部可采。

\

Pis

組泥巖或粉砂巖

呼q18-30

■23—

生系位于山西組中部，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，偶含夾肝1-3層，頂板巖

3煤生大多為厚層灰黑色粉砂巖及泥巖，底板為灰黑色粉砂巖或泥巖。

5.28-7.60

6.7

灰黑色粉砂巖或泥巖

5

―**

“'?■,??

石太

卜.6A48?52

49.25

原tt.8

統(tǒng)C3t

炭位于太原組中部，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，偶含一層夾葉，頂板巖性

組0~L169煤為泥巖，局部為粉砂巖，底板為深灰、黑色泥灰?guī)r。

0.85

-M-

一,―k

系厚層石灰?guī)r

3—10

33.46

位于太原組底部，燥層厚度為2.5?6.18m,平均厚度3.01m,

2.50-6.1815煤結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，頂板巖性為厚層石灰?guī)r，底板為灰白色粘土質(zhì)泥巖。

T?n-

本主要為淺灰色鋁土質(zhì)泥巖，局部沉積有薄煤層及黃鐵礦

中

溪5-22.76

l3.4

界組Qb

統(tǒng)*?“

0O0

巖性為蘭灰色，致密厚層狀石灰?guī)r，頂部為淺黃色的泥灰?guī)r

峰

奧中?“V,

峰

陶Dif

組

系統(tǒng)

?！?。?-°

。。。

圖1-2地質(zhì)綜合柱狀圖

第7頁(yè)

1.2.3井田地質(zhì)構(gòu)造

高平礦區(qū)處于太行山背斜中南段西翼，沁水盆地東南邊緣，呈走向北東，傾向北西的

單斜構(gòu)造，地層傾角一般為2?8°。本井田位于高平礦區(qū)西部，即單斜下部，井田內(nèi)褶皺

和斷層發(fā)育，南北構(gòu)造特征各異。發(fā)育的褶皺如下：

（1）喬家溝向斜：位于井田東南界處，軸向近南北，南部略偏西，東翼傾角3?6°,

西翼傾角12°,向北傾伏于伯方煤礦井田內(nèi)，在613、618、619號(hào)鉆孔間形成盆狀向斜，

軸向延展長(zhǎng)度3000mo

（2）喬家溝鼻狀背斜：位于井田東南界外的喬家溝煤礦至613號(hào)鉆孔間，軸向平行

于喬家溝向斜，軸部較平緩，向北傾伏，軸向延展長(zhǎng)度1800m。

（3）柳樹底向斜：位于35號(hào)鉆孔與柳樹底村，32號(hào)與640號(hào)鉆孔之間，軸向N6O0

E,向南至杜寨村轉(zhuǎn)為N30°E,東翼傾角10°~14°,西翼于639—629號(hào)鉆孔間產(chǎn)生軸

向?yàn)镾W向的附生背斜至吳莊一帶轉(zhuǎn)為軸向N36°E的單斜產(chǎn)狀。該向斜軸向延展長(zhǎng)度

3000m,在本井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度為1000m左右。

（4）伯方東背斜：位于井田東界外伯方村東500m處，軸向N10°~20°E,軸部出

露中奧陶系石灰?guī)r，西翼傾角4°?6°,東翼被寺莊甲斷層破壞，呈穹窿狀。

（5）申頭村向斜：軸部位于申頭村至高良村北，軸向N70°W,北翼地層走向近南北

向，傾角6°?10°,南翼為東西向，傾角9?12°。

發(fā)育斷層如下：

（1）F2>F3、F4斷層：F2、F3走向相互平行，為北55°-70°東，由西向東相距

200?300m,傾向相反構(gòu)成地塹，隨后合并為F4斷層。F4斷層自后河村南由落差8?12m

向東至624號(hào)孔落差增大至13?15m,整個(gè)斷層延長(zhǎng)3500m,井田內(nèi)1800m。

1.2.4井田水文地質(zhì)

一、含水層

高平礦區(qū)位于太行山背斜西麓南段，區(qū)域水文地質(zhì)單元屬沁水盆地，山地丘陵水文地

質(zhì)分區(qū)屬郭壁泉的涇流區(qū)，區(qū)域內(nèi)分布著中奧陶系、石炭系、二迭系及第四系地層，按地

下水埋藏條件可分為孔隙水、裂隙水和裂隙巖溶水三類。本井田內(nèi)地下水類型與區(qū)域水文

完全一致，井田內(nèi)主要含水層為：

（1）奧陶系石灰?guī)r含水層

主要為奧陶系石灰?guī)r裂隙溶洞水，在高平礦區(qū)東北部埋藏較深，至南部晉城礦區(qū)以東

河谷以泉水形式出露。根據(jù)井田東北部3公里的望云井田，13號(hào)鉆孔探測(cè)，水位標(biāo)高為

+694.68m。該含水層水量豐富，是良好的供水水源。

（2）太原組K?、&石灰?guī)r含水組

該含水組為石灰?guī)r層間裂隙溶洞水，是15號(hào)煤層頂板，裂隙溶洞在淺部及斷層裂隙

處發(fā)育，深部很少。其中K2石灰?guī)r富水性較強(qiáng)，厚度為5.42?9.76m,根據(jù)抽水試驗(yàn)，單

位涌水量為0.0027?0.68L/s.m,滲透系數(shù)為0.271?7.43m/d,水位標(biāo)高713.77?764.31m。

（3）太原組K5、堆石灰?guī)r含水組

第8頁(yè)

該含水以K.5石灰?guī)r富水性較好，厚度為3.19?9.57m,單位涌水量為0.01~0.705L/s.m,

滲透系數(shù)為0.154~8.20m/d,水位標(biāo)高777.61~832.54mo

(4)山西組Kg砂巖含水組

誨砂巖為3號(hào)煤層頂板，平均厚度為10.39m,為層間裂隙水，單位涌水量為0.00051-

0.0595L/s.m,滲透系數(shù)為0.0062?0.535m/d,水位標(biāo)高為866.22?891.32m。

(5)下石盒子基底砂巖含水層

主要為層間裂隙水，大部分位于河床侵蝕面以上，據(jù)608號(hào)孔抽水試驗(yàn)，水量為

0.00074L/s.m,含水微弱，水位標(biāo)高為979.68m。

(6)風(fēng)化裂隙水

風(fēng)化深度一般為25?50m,砂巖含水層，石灰?guī)r裂隙潛水，以大氣降水和地表水為其

補(bǔ)給來源，流量隨地形變化很大，據(jù)43號(hào)、50號(hào)水文孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量為0.595?

0.638L/s.m,滲透系數(shù)為0.535?5.05m/d。

(7)第四系孔隙潛水含水層

主要為第四系砂、砂礫層孔隙水，分布于丹河、杜寨河河谷的沖積層，為當(dāng)?shù)鼐用窈?/p>

農(nóng)業(yè)灌溉用水的主要水源。據(jù)伯方村一帶水井簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)，單位涌水量為0.094?

1.55L/s.m,滲透系數(shù)為0.457?4.60m/d。

二、隔水層

(1)本溪組隔水層

位于15號(hào)煤層與奧陶系界面之間，為鋁質(zhì)泥巖、粘土巖隔水層，厚度變化大，裂隙

不發(fā)育，隔水性能一般。

(2)太原組隔水層

太原組含水層之間均有穩(wěn)定的隔水層，以泥巖、粉砂巖為主，裂隙不發(fā)育，隔水性能

良好。

(3)山西組隔水層

由山西組的粉砂巖、泥巖、煤層組成多層隔水層，層位穩(wěn)定，厚度大，為良好的隔水

層。

三、礦井充水條件及各含水層的水力關(guān)系

本井田地層由東向西傾斜，丹河及其支流自西北流向東南，橫切煤系上覆地層，且東

北部和局部地段斷層橫貫河床，給礦床充水帶來復(fù)雜因素，但井田內(nèi)地形為西北高東南低,

河谷切割很多，坡度較大，成為良好的天然排水網(wǎng)，又因煤系及其上覆地層有良好的隔水

層，特別是第四系底部沉積有廣泛的紅土層，擋住了地面河水及其上部含水層的下滲，使

水文地質(zhì)條件趨于簡(jiǎn)單，給礦井開采帶來有利條件。

由于煤系其上覆地層為石灰?guī)r、砂巖、泥巖互層，各含水層均有其獨(dú)立的水文地質(zhì)特

征，在正常情況下，不會(huì)發(fā)生水力聯(lián)系，且含水層埋藏愈深，隔水層愈厚，富水性愈弱，

給礦井開采疏干創(chuàng)造了極為有利的條件。

1.3煤層特征

1.3.1煤層埋藏條件

本井田內(nèi)主要含煤地層為二迭系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，含煤地層總厚平均

第9頁(yè)

為135.24m,共含煤15層，其中可采煤層4層，煤層總厚度為14.42m,可采煤層總厚度

為11.27m,含煤系數(shù)為8.33%,下石盒子僅含1~2層不穩(wěn)定的煤線。

山西組含煤地層平均厚度為55.29m,含煤4層，編號(hào)為1、2、2下、3號(hào)，煤層總

厚為7.7m,其中2號(hào)、3號(hào)煤為可采煤層，可采煤層厚度7.41m,含煤系數(shù)為13.40%。

太原組含煤地層平均厚度為79.95m,含煤11層，編號(hào)為5、7、8、9上、9、10、11、

12、13、15、15卜，煤層總厚為6.22m,其中9號(hào)、15號(hào)煤為可采煤層，可采煤層厚度為

3.86m,含煤系數(shù)為4.3%。

2號(hào)煤層：位于山西組上部，厚度為0?1.02m,平均厚度0.68m,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部可

采。2號(hào)煤層與3號(hào)煤層間距為18?30m,平均22.84m。煤層頂板大多為粉砂巖，底板為

泥巖或粉砂巖。煤層可采性指數(shù)(km)為0.44m,煤層厚度變異系數(shù)(r)為27%,屬極不

穩(wěn)定煤層。

3號(hào)煤層：位于山西組中部，距9號(hào)煤層48?52m,一般49.25m左右，煤層厚度5.28?

7.60m,平均厚度為5.5m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，偶含夾肝1—3層，頂板巖性大多為厚層灰黑色

粉砂巖及泥巖，底板為灰黑色粉砂巖或泥巖。煤層可采性指數(shù)(km)為1,厚度變異系數(shù)

(r)為24.7%,屬穩(wěn)定煤層。

9號(hào)煤層:位于太原組中部，距15號(hào)煤層32?40m,平均33.46m,煤層厚度為0?1.16m,

平均0.85m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，偶含一層夾砰，頂板巖性為泥巖，局部為粉砂巖，底板為深

灰、黑色泥灰?guī)r。煤層可采性系數(shù)(km)為0.83,厚度變異系數(shù)為27%,屬極不穩(wěn)定煤層。

15號(hào)煤層：位于太原組底部，煤層厚度為2.5?6.18m,平均厚度3.01m,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，

頂板巖性為厚層石灰?guī)r，底板為灰白色粘土質(zhì)泥巖。煤層可采性指數(shù)(km)為1,厚度變

異系數(shù)為23%,屬穩(wěn)定煤層。

各可采煤層特征詳見表1-1?

表1.1可采煤層特征表

厚度(m)間距(m)

煤層

含煤地層最小~最大最小~最大結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性備注

編號(hào)

平均厚度平均

0~0.12

218?30簡(jiǎn)單極不穩(wěn)定局部可采

0.68

山西組23

5.28?7.60偶含夾研1

3簡(jiǎn)單穩(wěn)定全區(qū)可采

6.7348~52—3層

49.25

(M.16偶含夾砰1

9簡(jiǎn)單極不穩(wěn)定局部可采

0.85層

太原組3?40

2.50~6.18

1533.46簡(jiǎn)單穩(wěn)定全區(qū)可采

3.01

1.3.2煤質(zhì)

本井田各可采煤層均呈灰黑?黑色，條痕色為黑褐色，金屬?半金屬光澤，內(nèi)生裂隙

中等發(fā)育，參差狀斷口，具有均一狀結(jié)構(gòu)，夾亮煤條帶，塊狀?粒狀構(gòu)造，煤層層理不明

顯，煤的真密度1.45?1.50,視密度1.40?1.45,摩氏硬度1.5?2.5,質(zhì)較軟，污手。3號(hào)

第10頁(yè)

煤層底部煤質(zhì)較軟易碎，9、15號(hào)煤層含黃鐵礦結(jié)核多。各可采煤層主要煤質(zhì)指標(biāo)見表l-2o

第11頁(yè)

表1-2可采煤層三E要煤質(zhì)指標(biāo)

水分灰分揮發(fā)分全硫發(fā)熱量

類別煤類

(Mad)(%)(Ad)(%)(Vdaf)(%)(St.d)(%)(MJ/kg)

煤公最小~最大最小~最大最小~最大最小-最大最小~最大

編號(hào)平均平均平均平均平均

0.24?1.7013.02?21.578.87~17.870.30~0.8523.13?31.14

2無(wú)煙煤

1.0916.9710.970.4229.26

0.21~1.439.03~25.904.3279.050.25?0.5725.56?31.83

3無(wú)煙煤

1.0916.7511.540.3530.60

0.58~1.4710.59~30.448.32~12.942.45?4.5123.93~30.26

9無(wú)煙煤

1.1618.9010.162.0829.60

0.247.358.43~28.277.7073.392.34?8.2228.49~31.60

15無(wú)煙煤

0.7716.419.764.5829.43

1.3.3瓦斯、煤塵及自燃性

據(jù)王報(bào)井田地質(zhì)報(bào)告提供，勘探中于608、612、622、643號(hào)四個(gè)鉆孔取3號(hào)、15號(hào)

煤瓦斯樣試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果分析：“井田內(nèi)各可采煤層瓦斯含量均低”。周邊井田開采3號(hào)

煤層經(jīng)鑒定均為低瓦斯煤層。

3號(hào)煤層煤塵爆炸性試驗(yàn)結(jié)果為火焰長(zhǎng)度為0,屬無(wú)爆炸危險(xiǎn)性煤層。3號(hào)煤層煤樣的

自燃傾向性測(cè)試結(jié)果為吸氧量為L(zhǎng)0484cm3/g,煤層自燃發(fā)火等級(jí)為III級(jí)，屬不易自燃煤層。

且周圍礦井開采3號(hào)煤層沒有自然發(fā)火記錄。

1.3.4其他有益礦產(chǎn)

井田內(nèi)除煤以外的有益礦產(chǎn)以鋁土礦為主，尚有粘土礦、黃鐵礦和石灰?guī)r，分散元素

和放射性礦物在煤和巖石中的含量極微。

二疊系鋁土礦，位于下石盒子組頂部，即K”出露于相枝莊、后河、越家山、伯方礦

及柳樹底一帶，全層厚8?14m,地面呈鮮艷的紫約、灰黃色帶，稱桃花色鋁質(zhì)泥巖，肉

眼鑒定其品位變化大，一般上部質(zhì)量較佳，厚4.80m,中部則多以鐵鋁混合巖，表面風(fēng)化

后，有黑色的錦鐵礦殼皮。石炭系鋁土礦，位于本溪組底部，厚度和品位變化較大，厚3?

11m,上部色灰白質(zhì)純，下部深灰色呈酶狀，有的地方被砂巖取代。

另外15號(hào)煤層內(nèi)伴生黃鐵礦，3號(hào)煤層頂、底板中V2O5含量較高，達(dá)0.039?0.051%,

可考慮提取。

第12頁(yè)

2井田境界和儲(chǔ)量

2.1井田境界

2.1.1井田范圍及尺寸

井田地理坐標(biāo)為北緯35°48z52"~35°52z52”,東經(jīng)112°47z46"-112°56'

36"。根據(jù)山西省國(guó)土資源廳2004年11月為該礦換發(fā)的1400000421264號(hào)采礦許可證，北

部與高良煤礦以F7、F8斷層為天然界線，東、南、西以下列7個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)依次連線圈定：

(1)X=532256,￥=3956904

(2)X=531217,Y=3955408

(3)X=531217,Y=3952744

(4)X=535880,Y=3952744

(5)X=535880,Y=3955205

(6)X=535597,Y=3956110

(7)X=535533,Y=3956904

井田東西長(zhǎng)度最大4.67km,最小3.50km,平均4.50km。

井田南北長(zhǎng)度最大3.97km,最小2.46km,平均3.60km。

煤層傾角最大8。，最小2。，平均5。。

井田面積為17.75km2o

2.1.2開采界限

本井田內(nèi)主要含煤地層為二迭系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，含煤地層總厚平均

為135.24m,共含煤15層，其中可采煤層4層。由于2號(hào)煤層平均厚度只有0.68m、2下

號(hào)煤層平均厚度只有0.85m而且賦存極不穩(wěn)定，15號(hào)煤層平均全硫4.58%屬高硫煤，因此

2號(hào)、2下號(hào)和15號(hào)煤層列為次邊際經(jīng)濟(jì)（2S21、2S22）儲(chǔ)量。

井田主要開采3號(hào)煤層。

2.2礦井儲(chǔ)量計(jì)算

2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算依據(jù)

（1）《煤炭地質(zhì)資源地質(zhì)勘探規(guī)范》煤炭資源指標(biāo)中無(wú)煙煤指標(biāo)為：煤層最低可采厚

度0.8m,最高灰分40%,最高硫分3%,最低發(fā)熱量22.1MJ/kg。

（2）儲(chǔ)量厚度計(jì)算：夾肝厚度不大于0.05m時(shí)，與煤層合并計(jì)算；復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的

夾砰厚度不超過每分層厚度的50%時(shí)，以各煤層的總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度。

（3）本礦井設(shè)計(jì)對(duì)3號(hào)煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)。煤層情況：3號(hào)煤層平均厚度6.73m,密

度1.45t/m'。

（4）井內(nèi)主要煤層穩(wěn)定厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探平均時(shí)可以采用地質(zhì)塊

段的算術(shù)平均法。

本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)

算可靠。

第13頁(yè)

地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的

塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲(chǔ)量。煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和，每

個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。塊段劃分如圖2-1所示。

圖2-1井田賦存情況示意圖

2.2.2地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算

根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲(chǔ)量類型的值：

礦井地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算公日見式2-1：

Z工=7i義F邛Qt.OOOC(2-1)

式中：Z]——礦井地質(zhì)資源量，Mt；

m煤層平均厚度，m；

F一一煤層底面面積，n?；

7一一煤容重，t/m\

將各參數(shù)代入式(2-1)中可得表2-1,所以地質(zhì)儲(chǔ)量為：

Z：=142.55(Mt)

表2-13號(hào)煤層地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算

編號(hào)容重t/m2煤厚/m傾角/(°)面積/m?儲(chǔ)量/Mt總儲(chǔ)量/Mt

A1.455.502241768919.28

B1.455.505607057448.41

142.55

C1.455.505350493427.95

D1.455.503413592032.98

第14頁(yè)

E1.455.506168031713.40

2.2.3工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算

根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)

煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際

經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量由式2-2計(jì)算。

Zg=Ziiib+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333K(2-2)

式中Zg——工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；

Zlllb——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，Mt；

Z122b——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，Mt；

z2Mli——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，Mt；

Z2M22——控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，Mt；

Z333——推斷的資源量，Mt；

k——可信度系數(shù)，取0.7?0.9。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，值取0.9；

地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井，取0.7。該式取0.8。

八=4*60%*70%=59.87(Mt)

Zg=Z：*30%*70%=2994(Mt)

Z2,.U=4*60%*30%=25.66(Mt)

馬q=4*30%*30%=12.83(Mt)

44Z「10%%=I.(Mt)

因此將各數(shù)代入式2-2得：Z&=139.70(Mt)

2.3礦井可采儲(chǔ)量

2.3.1礦井保護(hù)煤柱留設(shè)原則

(1)工業(yè)廣場(chǎng)、井筒留設(shè)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱。工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指

標(biāo)見表2-2o

(2)各類保護(hù)煤柱按垂直剖面法或垂線法確定。巖層移動(dòng)角參照周圍礦區(qū)的觀測(cè)記

錄，伯方井田巖層移動(dòng)角取6=丫=72。,6=70。，表土層移動(dòng)角取(p=45。。其中，由第四章

開拓巷道布置可知，為便于工作面布置，工業(yè)廣場(chǎng)沿地理南北方向布置，即受護(hù)邊界與煤

層走向方向夾一銳角60。，根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》P331要求“當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走

向斜交時(shí)，應(yīng)根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直于受護(hù)邊界方向'即偽傾斜方向’的上山方向移動(dòng)

角和下山方向移動(dòng)角。再確定保護(hù)煤柱?！辈橹Z謨圖得6=丫=72。邛=70。。

(3)維護(hù)帶寬度：工業(yè)場(chǎng)地、風(fēng)井場(chǎng)地20m,村莊10m,其他15m。

(4)斷層煤柱寬度30m,井田邊界煤柱寬度20m。

表2-2工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)

井型/Mt?a-1占地面積指標(biāo)/ha?(0.1Mt)-1

2.4及以上1.0

1.2-1.81.2

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0.45?0.91.5

0.09?0.31.8

2.3.2礦井保護(hù)煤柱計(jì)算

(1)井田邊界保護(hù)煤柱：井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20mo則井田邊界煤柱面積為

495239m2,井田邊界保護(hù)煤柱損失煤量為3.95Mt。

(2)斷層保護(hù)煤柱：斷層保護(hù)煤柱留設(shè)30m。斷層保護(hù)煤柱面積289829m2,斷層保

護(hù)煤柱損失煤量為2.31Mto

(3)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱：工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)等級(jí)定為國(guó)家I級(jí)，維護(hù)帶寬度取20m；井

型為1.2M1-a-1,以1.2ha?(O.lMt)-l標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)廣場(chǎng)面積為14.4ha(144000m2),工業(yè)廣場(chǎng)

為300mx500m的長(zhǎng)方形，工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱見圖2-2,工業(yè)廣場(chǎng)煤柱面積40320811?,工

業(yè)廣場(chǎng)煤損失煤量為3.22Mto

圖2-2工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖

2.3.3礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算

根據(jù)《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》要求，可采儲(chǔ)量計(jì)算公式見式2-2。

Zk=(Zg-P)xC(2-3)

式中：Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；

Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；

P——保護(hù)工業(yè)廣場(chǎng)、井田邊界等永久煤柱損失量，Mt；

C——采區(qū)采出率，對(duì)于厚煤層取0.75o

則礦井可采儲(chǔ)量為：

Zk=(Zg-P)XC

=(139.70-9.48)x0.75

=97.60Mt

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3礦井工作制度、設(shè)計(jì)服務(wù)年限及生產(chǎn)能力

3.1礦井工作制度

按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》