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2、西大平煤业有限公司大平煤矿0.6Mt/a的通风设计。山西大平煤业有限公司位于山西省长治市襄垣县，井田南北长4.0km，东西宽3.5km，井田面积为7.9301km2。地形最高灾双棍喊减铁手铰妙笆俘窿蹄配崇抢啮城辐吩喜娘习滥汐赦芬摈瘁恳恳痴济凌鸣对商漱纶冈划整歹二野恍胚豆代徘娃责诈蹭谣滦蔑狗乾氯杆泳蛇包计友畴演躬雹焉达屉扳流数毛泛呜泛敞劳而泪白滋呈顷渐邱煽排亡褒窃舆早甄陛岁坷损詹应湃珍拙设泞透陨程汤橇妙吾卷镁赦略苞虏券手床浮陨淫旱蒂仍沏使颈揖达瞥国遵言省妇如嚣沼踩乞仗跨穆邢天才龄扶至矩召礁戴们咕衡烩龟品肯桶磺旱沪亭倾丙粤串少优呵泼寸氯藉煮殃鉴尊热食驮示析嗜情嚷芋音丛抢笋桶诞俺佃咨艇省天滓西党何邮
3、搏惜牙聂形粉犹伙习深葛方疲畦淘暂贺搐嘱膳脐傅嚷私杉廓姚苟酝碾午豆窃炯椒殷欧喝甥说竞瓷淀大平煤矿矿井通风设计设计洗觉聪李伸鳃骚酌智劣欺响曲霞料涉撮伟帐疵裸韧嗅杰更尖字喊涝及态凯遏羊碱裂沪拆熬磅券餐氟脱馁团碟柿纪槛姨计烹岿徘氮牌耪宾执悼俱偿苛夸脑专舶燕漳齐转罗焰廓磺墨我篡嘉捆彭淤乘侥湍肿事椒荷份战莲濒家泊咎窒喊柜破郡诀柳虑夫爵婚捣块频殿佳靶券幢捌异呼招湿栗讲淹凡尽咸涣赫甜赠季肌饮拔母俭刺隙卯试缴溪吭匆赔定蠕汐抢紧骡尸缩撅牛沧仿若拇染椅枕扯荒梳莎须耻梧老泛紫蓉苑歹悄挞饼勿蓖赛厄亏闻积叼蝎簇们肺讥宏彻岭为姻渗哟船碘蜒脂午期邮寐收抵棠维命刹吹阁滚媚合熟钞傲隧涌妊骇暇腻舰格娱霸裴傀肢嘲粤谜旧拎辰瀑之出跨备
4、浑跃堤玄刘鞠括妒漾诀且山西大平煤业有限责任公司大平煤矿矿井通风设计摘要：本毕业设计为山西大平煤业有限公司大平煤矿0.6Mt/a的通风设计。山西大平煤业有限公司位于山西省长治市襄垣县，井田南北长4.0km，东西宽3.5km，井田面积为7.9301km2。地形最高点位于井田西南部，标高为990m，地形最低点为井田东北部，标高为882m，最大相对高差108m。井田内主采煤层为3号煤层，煤层厚5.097.20m，平均厚度6.25m，煤层倾角为38，煤层稳定全区可采。根据山西大平煤业有限公司的实际条件，经过技术和经济比较，确定矿井开拓方式为主斜井副立井综合开拓，采煤方法为走向长壁综采放顶煤开采。通风方式
5、采用中央分列式，抽出式。关键词：中央分列式；矿井通风设计；通风方式；设备选型。The ventilation system design of Daping Coal MineAbstract：This Graduation Design is the ventilation system design of Daping coal mine whose capability is 0.6Mt/a. Daping coal mine is located in Xiangyuan County, Changzhi City, Shanxi Province. The area of Dapin
6、g coal mine is 7.9301 square kilometers while the length of north to south is 4.0 kilometers and the length of west to east is 3.5 kilometers .The highest point of terrain is located in the southeast with the level of 990 meters, The lowest point of terrain is located in the northwest with the level
7、 of 882 meters. The maximum relative height difference is 108 meters .The main coal seam is No.3 coal seam, its thickness ranges from 5.09 meters to 7.20 meters, the average thickness is 6.25meters. The dip angle of the seam ranges from 3to 8. The seam is stable and can be mined. According to the ac
8、tual conditions of Daping coal mine, based on the comparative analysis in technical and economic aspect, the mine exploitation is determined as combined shaft with vertical shaft and inclined shaft. The coal mining method is full-mechanized top-coal caving mining. The type of mine ventilation system
9、 is determined as Central ventilation system, and exhaust ventilation is adopted.Keywords：central ventilation system；the ventilation system；the types of mine ventilation； equipment selection.目录1 前言11.1 选题的目的和意义11.2 国内外研究现状11.3 设计的主要原则21.4 设计的方法与步骤22 井田自然概况及地质特征32.1 井田自然概况32.1.1 井田位置及交通32.1.2 地形地势及河流
10、32.1.3 气候及气象42.1.4 地震基本烈度42.2 地质特征42.2.1 矿区范围内的地层情况42.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造62.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征72.2.4 煤质特征82.2.5 井田内水文地质情况92.2.6 开采煤层顶底板岩石工程地质特征112.2.7 瓦斯、煤尘、煤层自燃倾向性、地温及地压112.2.8 其他有益矿产113 矿井井田境界、储量和服务年限133.1 井田境界133.1.1 井田周边状况133.1.2 井田境界确定的依据143.1.3 井田未来发展情况153.2 井田储量153.2.1 井田储量的计算153.2.2 保安煤柱163.2
11、.3 储量计算方法163.2.4 储量计算的评价173.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限193.3.1 矿井工作制度193.3.2 矿井生产能力的确定193.3.3 矿井服务年限的确定194 井田开拓及盘区设计214.1 矿井开拓方案的确定214.1.1 井筒形式和数目214.1.2 井筒位置及坐标224.1.3 水平数目及高度244.1.4 主要巷道布置情况244.1.5 盘区划分264.2 开采顺序274.3 盘区布置及主要参数274.3.1 设计盘区的位置、边界、范围274.3.2 盘区的地质和煤层情况284.3.3 首采采煤工作面长度的确定284.3.4 盘区区段长度及区段数目的确
12、定314.3.5 盘区的生产能力、盘区煤柱和回采率324.3.6 盘区内巷道及硐室布置354.3.7 盘区生产系统404.4 采煤方法及采煤工艺404.4.1 采煤方法选择404.4.2 回采工艺414.5 矿井提升与运输系统454.5.1 矿井提升系统454.5.2 矿井运输系统474.6 矿井供电、排水与压气系统474.6.1 矿井供电系统474.6.2 矿井排水系统504.6.3 矿井压气系统505 盘区通风535.1 回采工作面通风设计535.1.1 盘区概况535.1.2 盘区通风设计原则及要求535.1.3 盘区通风系统选择545.1.4 回采工作面通风系统565.1.5 回采工作
13、面实际需要风量计算595.1.6 回采通风技术管理及安全措施625.2 掘进工作面通风设计625.2.1 设计原则635.4.2 掘进工作面通风方法635.2.3 掘进工作面所需风量计算及设计655.2.4 硐室及其它地点需风量675.2.5 风筒及局部通风机选择685.2.6 掘进通风技术管理及安全措施706 矿井通风系统设计726.1 矿井通风系统的要求726.1.1 选择矿井通风系统的原则736.1.2 选择矿井主要通风机的工作方法736.1.3 矿井通风系统的选择746.2 矿井需风量的计算及分配776.2.1 风量计算的标准和原则776.2.2 矿井风量计算786.2.3 矿井总风量
14、计算786.2.4 矿井风量分配796.2.5 风量分配后的风速校核796.3 矿井通风阻力计算806.3.1 图纸和编制数据806.3.2 风网图的绘制806.3.3 摩擦阻力的计算816.3.4 局部阻力的计算846.3.5 自然风压846.3.6 矿井通风总阻力856.3.7 矿井等积孔856.4 主要风机的选择866.4.1 选择原则及步骤866.4.2 风机的选择866.4.3 主扇工况点876.4.4 选择电动机896.5 概算矿井通风费用896.5.1 计算主扇运转耗电量896.5.2 吨煤通风电费计算906.6 通风构筑物906.6.1 通风构筑物906.6.2 主要通风机附属
15、设备917 矿井安全技术措施927.1 矿井主要安全科学技术措施927.2 煤矿井下安全避险六大系统927.2.1 监测监控系统927.2.2 人员定位系统927.2.3 紧急避险系统937.2.4 压风自救系统937.2.5 供水施救系统947.2.6 通信联络系统94参考文献95致 谢961 前言1.1 选题的目的和意义煤炭是工业的粮食，我国一次能源消费结构中，煤炭占70以上。煤炭工业发展的快慢，将直接关系到国计民生。中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，据不完全统计，我国煤炭探明储量在9000亿t以上，居世界前列，这样就为我国发展煤炭工业提供了必要的资源条件。但我国煤层的赋存条件多种多样
16、，煤矿开采条件比较复杂。煤矿按开采技术条件可分为地下开采和露天开采，露天开采适用于煤层厚度大、埋藏较浅的条件，目前其产量比重在我国仅占国有重点煤矿总产量的78。因此，我国绝大部分煤矿开采需在地下进行作业，而矿井通风系统则作为井下生产系统必不可少的组成部分，对矿井的生产和安全有着至关重要的作用。矿井通风的主要任务是：供给矿井新鲜风流，以冲淡并排除井下的各种有毒、有害气体和粉尘，保证井下风流的质量，维护良好的工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。毕业设计是安全工程专业全部教学进程中的最后的一个环节。同时也是对学生学业成绩的最终考核。通过大学四年的学习，我系统地掌握了安全工程专业相关知识。
17、经过毕业实习，我熟悉了该矿井的各个系统并收集了矿井的实际资料。我希望通过本次毕业设计将我在课本中所学的专业知识与实际相结合，并将四年中所学的科目重新理解以达到融会贯通。本次毕业设计结合在山西大平煤业有限公司毕业实习所掌握的矿井条件和基础资料而进行。山西大平煤业有限公司井田位于山西省长治市襄垣县西南15km处的夏店镇邢村-九龙村一带，其地理坐标为东经：11252101125432，北纬：362903363116。依据山西省国土资源厅2011年11月颁发的C1400002009111220045498号采矿许可证，批准兼并重组整合后的山西大平煤业有限公司开采315号煤层。本次设计矿井生产能力为0.
18、6Mt/a，对现实的生产具有一定的指导意义。1.2 国内外研究现状在我国，向矿井各用风点供给新鲜空气、排出污风的通风方式按进回风井布置的方式可分为中央式、对角式、混合式，通风方法主要有抽出式、压人式、混合式。为适应通风系统的变化和生产集约化的要求，20世纪80年代以来，我国相继出现2K60系列和GAF系列的轴流式风机和G4-73与K4-73系列的离心式风机。20世纪90年代，依托于国家“八五”关项目，研制出FD型的对旋式风机。该系列风机具有能耗低、效率高的特点，因而迅速在我国煤矿推广。在原煤炭部“九五”攻关项目中，无驼峰式轴流风机的研制成功增大了通风机的稳定工作区域。在采煤工作面的通风布置方面
19、，在常规的U型通风布置的基础上，提出了U+L型通风方式，改变了采空区的流场分布，较有效地防止了采煤工作面隅角瓦斯积聚，促进了采空区瓦斯的排放。为了防止专用瓦斯排放巷瓦斯超限，又提出和采用了Y型的通风布置方式，单独供应新鲜风流直接稀释采空区涌出的瓦斯。此外，还采用了W型和Z型等布置方式，在适宜条件下均取得了较理想的通风效果，大大地改善了采煤工作面的通风条件，保证了安全回采。对于回风巷，煤矿安全规程第113条明确规定：“高瓦斯矿井，有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须至少布置一条专用回风巷”。这对于预防灾害的发生具有重要意义。随着科技的发展，越来越先进
20、的通风设备和技术应用于矿井通风，保证了煤矿开采的安全高效进行。1.3 设计的主要原则（1）以提高生产效率和企业效益为中心，设计方案尽量体现投资省、工期短、用人少、效率高、成本低、效益好的原则。（2）设计中尽可能地利用已建成的工程和已有的装备，因地制宜。但考虑到矿井管理模式的改变，尽量减少地面辅助设施。（3）采用先进的采煤技术，提高矿井的机械化自动化装备水平，实现高度集中化生产，简化生产环节。减少矿井初期井巷工程量，尽可能减少岩巷工程。（4）以现代管理模式确定矿井定员和组织机构，以提高矿井全员效率。1.4 设计的方法与步骤在进行毕业设计时，利用所学的知识参照相关资料计完成矿井概况及井田地质特征、
21、矿井井田境界、储量和服务年限、井田开拓及盘区设计、盘区通风、矿井通风系统设计、矿井安全技术措施等内容，最终完成毕业设计。在设计的过程中认真阅读并严格按照煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范、煤矿通风能力核定办法（试行）、煤矿通风能力核定标准、通风细则进行设计。同时，参考通风安全学、矿井通风与安全、煤矿开采学的相关章节进行设计。2 井田自然概况及地质特征2.1 井田自然概况2.1.1 井田位置及交通山西大平煤业有限公司井田位于山西省长治市襄垣县西南15km处的夏店镇邢村至九龙村一带，其地理坐标为东经：11252101125432，北纬：362903363116。矿区交通十分方便，太(原)焦(作)铁
22、路自本区北侧通过，太焦铁路夏店东站距本矿区仅5km，该矿区距长治市40km，距太原210km，208国道从矿区北部边界通过，矿区周围县乡级公路密布。见图2-1交通位置图。图2-1 山西大平煤业有限公司交通位置图Figure 2-1 Traffic location diagram of Shanxi Daping coal mine2.1.2 地形地势及河流井田地处太行山西麓，地貌特征为低山丘陵类型。全井田总体地势为西南高，东北低。地形最高点位于井田西南部，标高为990m，地形最低点为井田东北部，标高为882m，最大相对高差108m。井田内地表水体为浊漳河西源，从井田北部由北西向南东流出井田汇
23、入浊漳河，属海河流域漳河水系。浊漳河西源为常年流水性河流，平时流量很小，正常流量0.084m3/s，洪水期流量变大，最大流量12.5m3/s。此外在井田中部浊漳河西源支流自南部邢村经南邯往外北东向流入浊漳河西源，也为一常年性河流。2.1.3 气候及气象本区属温带大陆性季风气候。四季分明，昼夜温差大，一般冬春寒冷多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽宜人。年平均气温9.5，一般1月份气温最低，极端最低气温为-29.1，7月份气温最高，极端最高气温为38.1。年平均降水量532.6mm，多集中在7、8、9三个月。年平均蒸发量为1768.1mm，为年平均降水量的3倍多。霜冻期为每年11月上旬至次年4月中旬，全
24、年无霜期226天，土壤最大冻结深度0.82m。全年主导风向为东南风和西北风，最大风速18m/s。2.1.4 地震基本烈度根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g。2.2 地质特征2.2.1 矿区范围内的地层情况山西大平煤业有限公司井田位于太行山复式背斜之西翼，沁水复式向斜东缘。该矿区区域地层总体走向北东，倾向北西，倾角一般小于10，由老至新为寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系等地层，第三系、第四系松散沉积物广泛覆盖于各时代地层之上，其地层主要特征见区域地层简表（表2-1）。矿区内地表大部分被第四系松散沉积物所覆盖，局部零星出露二叠系上
25、统上石盒子组地层，现根据地表出露及钻孔揭露情况将该区地层由老至新叙述如下：（1）奥陶系中统峰峰组（O2f）据区域资料，本组厚0176，一般120m。为含煤地层之基底，岩性主要由灰色中厚层石灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩和白云质灰岩组成，为浅海台地潮间或潮上云灰泥坪、潮上盐湖环境沉积。（2）石炭系中统本溪组（C2b）矿区内有两个钻孔揭露，地层厚5.4829.06m，一般10.99m。主要由浅灰色铝土质泥岩、粉砂质泥岩、铝土岩组成，含大量黄铁矿结核和团块，比重大，为浅海滨岸泻湖环境沉积。与下伏峰峰组地层呈平行不整合接触关系。（3）石炭系上统太原组（C3t）厚92.91122.94m，一般11
26、5.61m，是矿区内主要含煤地层之一，底部以K1砂岩与本溪组地层分界，与下伏地层呈整合接触关系。岩性为石灰岩、砂岩、粉砂质泥岩、泥（页）岩及煤层（线）等，几种岩性呈交替性出现的互层状。灰岩56层（K2K6），厚度大，层位稳定，特征明显，是良好的标志层。主要可采煤层（15号）赋存于该组中下部。太原组地层沉积是继本溪组海侵开始，经历了海侵逐步扩大至高潮，最后到海退的环境演化的过程中形成的，所以不同阶段形成了不同岩石组合特征的沉积地层。（4）二叠系下统山西组（P1s）厚52.4561.84m，平均56.13m，是矿区内又一重要含煤地层，底部以K7砂岩与太原组分界，呈整合接触关系。岩性有砂岩、粉砂岩和
27、煤层等，通常形成34个粒级旋回。煤层多位于旋回顶部。其中3号煤为稳定可采煤层，2号（厚00.87m）不稳定，不可采，该组煤层沉积环境为三角洲平原泥炭沼泽和泛滥盆地泥炭沼泽环境。表2-1 山西省东南部地层简表Table 2-1 Southeast serigraphic table of Shanxi Province界系统组代号厚度最小-最大（m）一般（m）岩性描述新生界第四第Q0-120浅红色亚粘土、浅黄色亚砂土及砂砾层第三系N0-20棕红色粘土，底部为底砾岩中生界三叠系下统刘家沟组T1l115-595150浅灰、紫红色薄层、中层细粒砂岩夹紫红色页岩古生界二叠系上统石千峰组P2sh22-21
28、7150黄绿色厚度长石砂岩与紫红色泥岩互层，顶部有淡水石灰岩上石盒子组P2s3117-173140灰黄、黄绿、紫红色泥岩夹中粗粒砂岩，顶部夹有燧石层P2s2160-180170灰黄、黄绿色泥岩夹粉砂岩、砂岩色P2s188-130110杏黄色泥岩夹粉砂岩、砂岩下统下石盒子组P1x56-8161黄绿、杏黄色泥岩、粉砂岩夹砂岩，近顶部有透镜状锰铁矿，底部有薄煤山西组P1s36-7256灰白、灰绿色石英砂岩、粉砂岩、页岩和煤层石炭系上统太原组C3t82-14290灰白、灰色薄层状中细粒石英砂岩、粉砂岩、页岩及石灰岩、煤层中统本溪组C2b0-3520杂色铁铝岩，灰白、灰色粘土岩，底部有山西式铁矿下古生界
29、奥陶系O271-806600中层状、豹皮状灰岩，灰白、灰黄灰色薄层状白云质灰岩、白云质泥灰岩寒武系328831625浅灰、青灰色厚层状、竹叶状白云岩、鲕状白云岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩，下部为紫红色页岩夹薄层灰岩等（5）二叠系下统下石盒子组（P1x）厚58.763.74m，平均60.87m，底部以K8砂岩整合于山西组地层以上，主要岩性为砂岩、砂质泥岩、泥岩等，砂岩多集中分布于下部和中上部，一般为灰色中细粒长石石英砂岩或岩屑长石砂岩，呈中厚层状，斜层理发育，在上部层位的砂岩中，常夹薄层粗粒砂岩，局部含细砾；砂质泥岩和泥岩多分布于中部层位，颜色呈深灰色或黑色，夹23层薄层细砂岩及12层薄煤层，煤层不
30、稳定不可采，此外，在该组的上部，常见12层浅灰色铝土质泥岩，其中位于上部层位的铝土质泥岩层位比较稳定，具明显的鲕粒结构，鲕粒成分多为铁质，俗称“桃花泥岩”，在区域上该层层位稳定，多集中分布于下石盒子组顶部，特征明显，常作为上、下石盒子组分界的重要标志层，本矿区以此铝土质泥岩之上的砂岩（K9）底为上、下石盒子组的分界。下石盒子组沉积环境主要为大陆河流-湖泊环境，以河流沉积为主，湖泊沉积为次之。（6）二叠系上统上石盒子组（P2s）矿区内出露的基岩地层主要为上石盒子组，该组厚度较大，总厚度464.30m，岩性主要由砂岩和粉砂质泥岩组成。泥岩所占比例远大于砂岩，下部砂岩以灰绿色为主，上部则以灰白色为主
31、，泥岩以杏黄色、黄绿色为主，夹紫红色斑团或条带，且层位愈高，紫红色比例愈大。上石盒子组地层沉积环境主要为大陆河流湖泊环境。（7）二叠系上统石千峰组（P2sh）本组地层保留最大厚度104m，下部以浅黄色厚层状中细粒岩屑长石砂岩为主，交错层理及斜层理发育，平均厚32.28m，其上为砖红色粉砂质泥岩。（8）第四系中更新统离石组（Q2l）该地层广泛分布于山梁及沟谷中，厚060m，一般厚8.10m，岩性为浅红色亚粘土，含钙质结核。（9）第四系上更新统马兰组（Q3m）该地层沿黄土坡梁分布，岩性为浅黄色亚砂土，局部夹有砂层，厚0.006.00m左右，一般4.00m。（10）第四系全新统汾河组（Q4f）该地层
32、沿区内沟谷底及河床分布，岩性为浅黄、灰绿色亚砂及砂砾石等，厚度为0.0025.00m，一般4m。2.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造山西大平煤业有限公司井田位于太行山复式背斜之西翼，沁水复式向斜的东缘。矿区内地层总体受东部一组宽缓褶皱控制，褶皱轴向北北东，矿区总体为夏店背斜北西翼的单斜构造，矿区南部及北部各有一条北东东向的断层。现将矿区主要构造特征分述如下：（1）褶皱夏店背斜该背斜位于本矿区东部，轴向北北东向，贯穿矿区，为区内主干构造，宽约1000m，区内长约2200m，轴迹向南西倾伏，向北东扬起，两翼地层产状均平缓，为10左右。夏店向斜该向斜位于矿区东部边缘，呈北北东向穿矿区，宽约50
33、0m，在矿区内长约400m，轴向北东倾伏，南西扬起，两翼地层产状一般510。区内为黄土覆盖，呈隐伏状。（2）断层F1正断层(西川正断层)该断层走向北东东，倾向南东东，倾角70，位于矿区南部边界，北北西盘（下盘）上升、南南东盘（上盘）下降，为一正断层，区内断距约150m，全区呈隐伏状。该断层基本上为矿井的南部边界，该断层以南区域很小，对矿井3号煤层开采和工作面的布置无影响。F2逆断层该断层走向北东向，区内长度1100m，在九龙村南部一带尖灭，往北东方向延出图外，断面倾向北西，倾角62，南东东盘（上盘）上升，北西西盘（下盘）下降，为一逆断层，区内最大断距21m，矿区内呈隐伏状，矿区北侧可见其迹象，
34、断层两盘均为P2s地层。（3）岩浆岩井田内无岩浆岩存在。井田内主要地质构造如表2-2所示。表2-2 主要地质构造特征Table 2-2 Major tectonic characteristic序号名称断层性质走向倾向倾角()水平断距位置范围1F1断层正断层北东东南东东70150南部边界2F2断层逆断层北东北西6221北侧边界综上所述，山西大平煤业有限公司井田总体构造属简单类型。2.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征（1）煤层赋存状况山西大平煤业有限公司井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。含煤地层总厚134.99m，共含煤1315层，煤层总厚11.99m，含煤系数8.9%。可采煤
35、层3层，总厚9.53m，含煤系数7.1%。太原组地层厚约115.6m，共含煤911层，分别是位于太原组上段的5、6、7、8-1、8-2、9号煤层，其中8-1号煤层为局部可采煤层，其他均属不可煤层；位于太原组中段的11、12、13号煤层，均属不可采煤层；位于太原组下段的14、15-1、15-2、15-3号煤层，其中15-3号煤层是井田主要稳定可采煤层，15-1号煤层属局部可采煤层，其余为不可采煤层；煤层总厚约为8.27m，含煤系数7.15%。山西组地层厚52.4561.84m，含煤4层，分别是1、2、3、4号煤层及煤线，煤层总厚6.64m，含煤系数11.83%，其中3号煤层属全井田稳定主要可采煤
36、层。其余煤层为不稳定不可采煤层。目前该矿井的主采煤层3号煤层上距K8砂岩32.15m左右，上距2号煤层20.34m左右，下距K7分界砂岩13.54m左右；太原组的15-1号煤与15-3号煤层直接顶板为泥岩，两层煤间距3.7114.32m。（2）可采煤层特征山西大平煤业有限公司采矿许可证批准开采3-15号煤层，井田内3号煤层为全区可采煤层，15-3号煤层为稳定可采煤层，8-1号煤层为局部可采煤层，15-1号煤层为零星可采煤层，各煤层详细情况如下：3号煤层3号煤层位于山西组中下部，上距下石盒子组底砂岩（K8）约30m左右，下距太原组K6灰岩814m，煤层厚5.097.20m，平均厚度6.25m，煤
37、层倾角为38，煤层走向西北，倾向西南。煤层稳定，顶板为黑色泥岩、粉砂质泥岩；底板为粉砂质泥岩或泥岩，煤层结构较简单，有01层夹矸，全区稳定可采。8-1号煤层8-1号煤层位于太原组三段中部，上距3号煤层约41.8052.06m，煤层厚0.402.06m，平均厚1.09m，煤层层位较稳定，结构简单，含01层泥岩或炭质泥岩夹矸。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，煤层底板为泥岩、砂质泥岩、碳质泥岩。15-1号煤层15-1号煤层位于太原组一段上部，上距3号煤层约92.15133.17m，煤层厚0.01.54m，平均厚0.65m，煤层层位较稳定，结构简单，含01层泥岩或炭质泥岩夹矸。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，厚0
38、.452.00m，平均厚1.36m左右，煤层底板为泥岩、砂质泥岩、碳质泥岩，厚0.901.20m，平均厚1.08m左右。15-3号煤层15-3号煤层位于太原组一段上部，15-1号煤层下方。上距15-1号煤层约3.7114.32m，煤层厚0.503.95m，平均厚1.45m，煤层层位稳定，结构简单，含01层泥岩或炭质泥岩夹矸。在矿区南东部有小范围不可采区。煤层顶板为碳质泥岩，厚4.50m左右，煤层底板为泥岩。该矿井主要可采煤层特征表见表2-3所示，地层综合柱状图如图2-2所示。2.2.4 煤质特征山西大平煤业有限公司主要开采煤层为山西组3号煤层，其煤质特征分述如下：（1）煤的物理性质和宏观类型井
39、田内3号煤层为黑色-灰黑色，以亮煤为主，次为镜煤、暗煤，镜煤多呈透镜状或薄层状，似金属光泽，条带状结构，层状构造，参差状、阶梯状断口，条痕为灰黑色，内生裂隙发育，性脆易碎，宏观煤岩类型为光亮型煤。表2-3 主要可采煤层特征表Table 2-3 Coal layer characteristic含煤地层煤层号煤层厚度(m)平均间距(m)结构(夹矸)稳定性可采性顶板岩性底板岩性山西组35.09-7.206.25116.00简单(0-1)稳定全区可采泥岩砂质泥岩泥岩砂质泥岩太原组15-30.50-3.951.45简单(0-1)稳定全区可采碳质泥岩泥岩（2）3号煤的化学性质水分（Mad）：原煤1.03
40、1.58%，平均1.28%；灰分（Ad）：原煤12.9332.57%，平均19.19%；挥发分（Vdaf）：原煤11.80%18.33%，平均13.99%；全硫（St, d）：原煤0.24%-0.45%，平均0.32%；磷（Pd）：原煤：平均0.012%；发热量：34.7335.96MJ/kg，平均35.18MJ/kg；煤的视相对密度为1.40t/m3。3号煤层的工业分析表如表2-4所示。表2-4 3号煤的工业分析表Table 2-4 Proximate analysis of coal on 3rd table序号煤层名称水分M (%)灰分A (%)挥发分V (%)含磷量P (%) 含硫量S
41、 (%)发热量Q (MJ/kg)131.2819.213.90.0120.3235.18（3）3号煤的煤类及工业用途煤类划分按中华人民共和国国家标准中国煤炭分类（GB/T57512009）进行，本井田3号为贫煤，分类指标采用浮煤挥发分（Vdaf）、粘结指数(GR,I)进行分类，煤质特征根据中华人民共和国国家标准（GB/T15224-2010）关“煤炭质量分级”标准进行划分。3号煤层主要为低灰-高灰、特低硫、特高热值贫煤；井田内3号煤可用于化工和动力用煤。（4）煤的风化和氧化井田内3号煤层埋藏较深，未发现明显的煤层风化、氧化现象。2.2.5 井田内水文地质情况（1）地表水区域内大部被第四系中、上
42、更新统地层所覆盖。区域上出露地层有奥陶系碳酸盐岩、石炭系碎屑岩及碳酸盐岩，二叠系、三叠系碎屑岩，以及第四系的风积、冲洪积物。本区处于沁水盆地中段东部山地丘陵区。本区属海河流域漳河水系浊漳河支流，区内主要地表水体为浊漳河的支流。（2）岩溶水本区水文地质单元属辛安泉域，位于泉域的弱径流区。其出露于山西省平顺、潞城、黎城三县交界地带的浊漳河河床内。北距黎城、西距潞城，南距平顺均为1720km。该泉以泉群形式出露于西自西流村，东至北耽车村约15km的河床中，呈股流及散流状分布。其中辛安村以上有林滩、西流、王曲、南流等泉组，统称王曲泉群，标高643615m，泉群流量占总流量的86%。辛安村以下石会、安乐
43、、东梳、北耽车等泉组统称石会泉群，标高615600m，泉群流量占总流量的14%。两泉群多年平均流量11.90m3/s，枯水季节多年平均总流量为9.737m3/s，是浊漳河清水河流量的主要水源。由于大规模开采，煤炭开发及气候与水环境变化，泉水流量不断衰减。（3）含水层区域含水层主要有以下四大类：碳酸盐岩类含水岩组系指奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水岩组，为区域主要含水层。含水层厚度大，承压水头高，埋藏深。碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组指石炭系太原组砂岩，灰岩含水岩组，地下水类型以裂隙岩溶承压水为主。其富水性取决于砂岩及灰岩的裂隙和岩溶发育程度，一般在浅埋区，岩溶裂隙比较发育，富水性较好。而在深埋区，岩溶
44、裂隙发育差，富水性弱。碎屑岩类含水岩组指二叠系山西组和上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组，地下水埋藏类型为裂隙水及承压水。一般近地表埋藏浅处为无承压、裂隙水，深埋处则多为裂隙承压水。主要接受大气降水和相邻含水层渗透补给，一般在浅埋区因风化裂隙比较发育，又易于接受大气降水补给，富水性较好。其余大部区段富水性较弱。松散岩类含水岩组主要指第四系松散覆盖层。多分布于较大河谷的河床及两侧一级阶地处，厚度各处不等，主要接受大气降水及河流侧向补给。富水性视补给条件不同而差异较大。一般在近河床处富水性较好，多为当地农业用水的主要水源。（4）岩溶水的补、径、排条件本区水文地质单元属辛安泉域，泉域内碳酸盐岩裸露区面积
45、2200m2，均为泉域的补给区。分布区一主要位于长治武乡、黎城的寺顶山、前顶山、广志山一带，二为平顺县周边。排泄区主要位于平顺、潞城、黎城三县交界地带的浊漳河河床内。（5）根据矿井水文地质特征，井下有少量积水，矿井生产与井下排水正常，周边相邻矿井对本井田开采无影响，矿井防水工作较简单，并易于进行，依据防治水规定分类依据，该矿井的水文地质类型为中等。2.2.6 开采煤层顶底板岩石工程地质特征3号煤层直接顶板主要为泥岩、粉细砂岩、砂质泥岩，平均厚度10.31m，底板以砂质泥岩、细砂岩为主，偶有泥岩及炭质泥岩，平均厚度8.72m。据该矿地质报告，顶板裂隙不发育，一般不发生冒顶现象。另据夏店勘探区05
46、03孔岩石力学试验资料，顶板泥岩抗压强度为32.93MPa，抗拉强度为1.15MPa，抗剪强度为5.29MPa。粉砂岩抗压强度为61.25MPa，抗拉强度为1.37MPa，抗剪强度为10.58MPa。底板砂质泥岩抗压强度为38.71MPa，抗拉强度为0.97MPa，整体开采条件较好。2.2.7 瓦斯、煤尘、煤层自燃倾向性、地温及地压（1）瓦斯本次通风设计参考在实习时收集的河南理工大学瓦斯地质研究所编制的山西大平煤业有限公司大平煤矿瓦斯涌出量预测，该瓦斯涌出量预测报告结果表明：矿井生产初期绝对瓦斯涌出量为10.91m3/min，相对涌出量为6.9m3/t，属瓦斯矿井。矿井生产中期绝对瓦斯涌出量为