采矿专业毕业设计（论文）--矿井兼并重组整合项目初步设计.doc

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1、1 1 1 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 1.11.1 矿区概矿区概述述 1.1.1 地理位置及交通条件地理位置及交通条件 1）交通条件 山西右玉玉龙煤业有限公司原名“山西右玉南阳坡西煤矿”，位于右玉县城南 30km 的元堡子乡辛屯村一带，距右玉县城约 30 km，东南距北同蒲铁路岱岳站 30 km，东至金沙滩站 40km，井田内有简易公路直通右玉山阴公路，交通较为便利。井 田面积 2.8472km2。井田北为东洼北煤矿，东与南阳坡煤矿相接，南为吐儿水煤矿。 2）地理位置 本区位于大同盆地西缘，洪涛山以北，属山前丘陵区，地势平缓，井田内总体表 现为北高南低，最高点位于井田东北角，海拔为

2、 1488.20m，最低点位于西北部的大沙 沟河漫滩上，海拔为 1409.00m，相对高差 79.20m。 二、矿区的工农业生产建设情况二、矿区的工农业生产建设情况 本矿区位于朔州市右玉县城南 30km 的元堡子乡，工业、农业和教育事业均比较发 达，工业以煤矿为主，主要农作物有玉米、土豆、高梁、谷子等，经济作物有葵花、 苹果等，野生的沙棘经过加工畅销全国各地。该区经济形势良好，矿井建设和生产的 劳动力来源充足，建设过程中所需用的砖、石、水泥、钢材等建筑材料本地能满足供 应。 三、矿井电力供应基本情况三、矿井电力供应基本情况 矿井供电电源一趟引自距本矿北偏东 4km 处的增子坊 110kV 变电

3、站 10kV 专线， 另一趟引自距本矿 10km 处元堡子 35kV 变电站 10kV 专线，实现了双回路供电，这两 个变电站均能可靠地满足本矿井用电量的要求。矿区地面有 315kVA 变压器一台， 10kV 高压从主井引入井下中央变电所，井下中央变电所设有 KBSG-315/10/0.69 变压器 一台。 四、矿区的水文简况四、矿区的水文简况 本区属海河流域，桑干河水系。区内无较大的河流，只在井田西部赋存一条较大 沟谷大沙沟，常年干涸无水，但雨季时有短暂洪水排泄，向西北汇入元子河。元子 河雨季最大流量达 98m3/h,河床宽度为 300500m，于井田西北侧由北向南流过，为井 田附近主要河流

4、。 矿区生活饮用水取自第四系上更新统冲积孔隙水，该层水在井田分布范围较广，富水 性中等，本矿在工业广场附近打了两口水井，出水量300-400m3/d，水质类型为HCO3- Ca.Mg 型水，矿化度240mg/L，总硬度185.67mg/L，PH 值 8.0，现在出水量不能够满足矿 井改造后的生活用水；工业用水主要为井下排水，将井下水通过排水泵由排水管排至地面 经过沉淀，汇入地面储水池，再由洒水管路靠自压流入井下洒水，作为井下洒水防尘之用。 据地质报告提供本区奥灰水单位涌水量 0.21-0.28l/ s.m,水质良好，为理想的供水水源。 2 五、矿区的地形与气象五、矿区的地形与气象 本区属于黄土

5、高原中温带大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，气候干燥，风沙严 重，昼夜温差大。年均气温 4.5，最高气温和昼夜温差显著。极端最高温度 33.4， 极端最低温度34.1，平均日温差为 15左右； 年均降水量为 450m，主要集中于 79 月； 年蒸发量为 1556.71926.7mm，其中 48 月蒸发量大；冰冻期每年从 10 月上旬至翌年 4 月下旬，最大冻土深度 163cm， 一般为 138cm；风向多为西北风，5 月份风力最大，风速在 14.022.0m/s； 本区基本地震烈度为 7 度区。 六、矿井目前生产建设概况及周边小窑状况六、矿井目前生产建设概况及周边小窑状况 （一）矿井目前生产建设

6、概况 井田面积 2.8472km2 ，批准开采 9、11 号煤层。具体现状如下： 1、提升系统 （1）主斜井 净宽3.2m，倾角28，半园拱荒料石砌碹，净断面9.1m2，斜长320m，井筒内已装 备带宽为800mm的DT75型强力胶带输送机，功率为2110kW，敷设高压下井电缆两趟， 排水管路两趟，同时还敷设有消防洒水管路、通信、信号电缆等设施，担负矿井煤炭 提升任务，兼做矿井进风和安全出口。 （2）副斜井 净宽 2.5m，倾角 18，半园拱荒料石砌碹，现在净断面 6.9m2（改造后净断面 7.95m2），斜长 390m，井筒内铺设轨距为 600mm，轨型为 30kg/m 单轨，已装备 JTP

7、1.2 型提升绞车一部，功率为 30kW，敷设有通信、信号电缆等设施，担负矿井 全部（材料、设备、矸石等）辅助提升任务，兼做矿井回风和安全出口。 2、通风系统 矿井属低瓦斯矿井，通风系统为中央并列式，通风方式为抽出式。主斜井进风， 副斜井回风，在副斜井井口装备FBCZ-4-13B型轴流风机2台，配用电机功率为 55kW。 3、供电系统 矿井供电电源一趟引自距本矿北偏东4km处的增子坊110kV变电站10kV专线，另一 趟引自距本矿10km处元堡子35kV变电站10kV专线，实现了双回路供电，这两个变电站 均能可靠地满足本矿井用电量的要求。矿区地面有315kVA变压器一台，10kV高压从主 井引

8、入井下中央变电所，井下中央变电所设有KBSG-315/10/0.69变压器一台。 4、供水及排水系统 （1）供水水源 矿区生活饮用水取自第四系上更新统冲积孔隙水，该层水在井田分布范围较广，富水 性中等，本矿在工业广场附近打了两口水井，出水量300-400m3/d，水质类型为HCO3- Ca.Mg 型水，矿化度240mg/L，总硬度185.67mg/L，PH 值 8.0，现在出水量不能够满足矿 井升级改造后的生活用水 ；工业用水主要为井下排水，将井下水通过排水泵由排水管排至 地面经过沉淀，汇入地面储水池，再由洒水管路靠自压流入井下洒水，作为井下 洒水防尘 3 之用。矿井升级改造后设计可凿深井一眼

9、取自奥灰岩溶水以满足矿区用水需要，据地质 报告提供本区奥灰水单位涌水量 0.21-0.28l/ s.m,水质良好，为理想的供水水源。 （2）排水系统 矿井在井底设中央水仓，主水仓容量 250m3，副水仓容量 150m3，现有 3 台 D25- 307 型多段离心式水泵，配用电机功率为 37KW，660V，2950rpm；井下正常涌水量 200m3/d，雨季最大涌水量为 300m3/d，采掘工作面的水由小水泵排至井底水仓，再由 主水泵排出地面，排水管沿主斜井敷设到地面储水池。 5、采掘运系统 采煤方法为壁式炮采，现布置一个回采工作面和两个掘进工作面，回采工作面布 置长度为 160m 的两条顺槽，

10、工作面长 60m，刀柱间距 25m，煤柱留 5m，实采 20m， 一次采全高，全部垮落法管理顶板。工作面到大巷为刮板输送机及带式输送机运输， 大巷为树脂锚杆支护，原煤通过主斜井大倾角带式输送机提升至地面储煤场；工作面 所需材料由副斜井下放至井底车场，经轨道大巷转运至运输顺槽至工作面。 6、井下消防洒水系统 在主斜井井口附近建有一座容量为 230m3静压洒水池，井下消防洒水采用一个系 统，沿主斜井敷设一趟 DN804.0 消防洒水管路。 7、通信系统 矿井通信主要从右玉县电信局引3对中继线至本矿程控交换机，矿井内部采用行政 与生产调度合一的方式，配COS-DH型数字程控交换机，井下选用KTL-2

11、0型本安交接 箱，下井通信电缆采用两回MHUYAV5020.8型电缆。 8、矿井三大监控系统 矿井装设KJ95型煤矿瓦斯监控系统、DT-KC2000型产量监控系统及KJ153型下井 人员监控系统。 9、地面设施 矿井地面工业场地已有行政公共建筑面积6567m2，包括办公楼、招待所、培训中 心、职工食堂、职工宿舍、文化娱乐中心等。矿井机械化升级改造后利用现有的工业 场地即可满足要求。 （二）周边小窑状况 井田北为东洼北煤矿，东和南阳坡煤矿毗邻，南与吐儿水煤矿接壤，西部无煤矿。 东洼北煤矿批准开采 9、11 号煤层，采用一对斜井进行开拓，矿井正常涌水量为 330m3/d，最大涌水量为 420 m3

12、/d，瓦斯绝对涌出量为 1.72 m3/min，相对涌出量为 5.90m3/t；二氧化碳绝对涌水量为 1.88 m3/min,相对涌出量为 6.49 m3/t，属低瓦斯矿井。 南阳坡煤矿批准开采 9 号、11 号煤层，采用一对斜井进行开拓，采煤方法为综采 放顶煤，矿井正常涌水量为 200m3/d，最大涌水量为 500 m3/d，瓦斯绝对涌出量为 1.49 m3/min，相对涌出量为 3.6 m3/t；二氧化碳相对涌出量为 2.80 m3/t，属低瓦斯矿井。 吐儿水煤矿兼并重组后为关闭矿井。 4 根据矿方提供的调查材料表明，本矿及周边各矿均没有越界开采情况，其中东侧 南阳坡煤矿现在其井田东部开采

13、，西部为实体煤，北侧东洼北煤矿和南侧吐儿水煤矿 分别于 1990 年和 1988 年建矿，现开采范围均距本井田边界有一定距离，且开采时各 矿均留设足够的矿界保护煤柱，没有发现相互连通现象，目前未构成对本矿生产的不 利影响。 但本矿在今后开采中还须经常调查邻矿开采情况和采空区积水情况，以防巷道相 互贯通引发各类事故。 第二节第二节 井田地质特征井田地质特征 一、地层一、地层 本井田位于大同煤田西南边缘，属于黄土掩盖区。根据以往地质勘探资料结合井 筒所揭露的实际地层情况，井田内赋存地层由老到新为：奥陶系、石炭系、二叠系和 第四系。现分述如下： 1、奥陶系中统马家沟组（O2m） 为煤系地层基底，主要

14、为灰、灰黄色厚层状石灰岩及白云质灰岩，夹有少量泥灰 岩，岩石致密、坚硬，裂隙及小溶洞发育，裂隙多被方解石脉充填，含动物化石。本 区揭露厚度 380m。 2、石炭系（C） 、中统本溪组（C2b） 主要由深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩，灰、灰白色砂岩及 12 层石灰岩组成。底 部为浅灰灰白色铝土质泥岩和棕红色铁质泥岩。 本组地层厚度 18.0026.64m，平均厚度 22.10m，与下伏奥陶系地层为平行不整 合接触。 、上统太原组（C3t） 为本井田主要含煤地层，主要由灰白、浅灰色砂岩，深灰、灰黑色泥岩、砂质泥 岩及煤层组成，富含植物化石，局部有风化现象。底部 K2砂岩层位稳定，为太原组与 本溪组的分界

15、标志。 本组厚 85.00120.00m，平均 100.76m，与下伏本溪组呈整合接触。 3、二叠系（P） 、下统山西组（P1s） 由灰黄色、浅灰色、灰白色砂岩，浅灰色、灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩及煤层 组成，下部含植物化石。底部 K3砂岩层位稳定，为山西组与太原组的分界标志。 本组厚 59.0075.00m，平均 68.22m，与下伏太原组呈整合接触。 、下统下石盒子组（P1x） 岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩为主，底部为灰色中细粒砂岩（K4） 。井田 残留厚度 32.00m 左右。 4、第四系（Q） 第四系在井田内极为发育，全区被其所覆盖，厚 12.2961.00m，平均 29.91m

16、。 5 、中上更新统（Q23） 浅红色、土黄色亚砂土、亚粘土为主，夹有钙质结核。厚 4.0047.10m，平均 19.73m，与下伏地层为角度不整合接触。 、全新统（Q4） 为现代河流沉积物，由亚沙土、砂、卵石组成，分布于元子井田西部大沙沟河床 及两侧的平缓地带。厚 0.0020.00m，一般 5.00m，与下伏地层为角度不整合接触。 二、含煤地层二、含煤地层 井田含煤地层为大同煤田的下煤系，即石炭二叠系煤岩系，其主要含煤地层为 石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。现叙述如下： 1、太原组（C3t） 主要由灰、灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、高岭质泥岩和煤层组成。该 组为本区主要含煤地层，

17、含 4、7、9、10、11、12 号煤层，其中 9、11 号煤层为主要 可采煤层，赋存稳定，其余各煤层为局部可采或零星赋存煤层。本区由于煤层埋藏浅， 4、9 号煤层有不同程度的风氧化。本组最底部发育一层灰白色或灰黄色中、粗砂岩， 定为标志层 K2，作为与下伏本溪组的分界标志。该组含有丰富的植物化石，沉积韵律 较为清楚，属山前平原的曲状河到泥炭沼泽的沉积类型，为过渡相含煤建造。 本组厚 85.00120.00m，平均 100.76m，与下伏地层整合接触。 2、山西组（P1s） 由一套灰、深灰、灰白色碎屑岩、粉砂岩、砂质泥岩和煤层组成。本组含煤 2 层， 其中：山西组中部的 2 号煤层分布有零星可

18、采点，3 号煤层以不稳定煤线赋存。最底部 发育一层灰白色碎屑岩（K3） ，赋存稳定，作为与太原组的分界标志。本组属古陆边缘 的山前冲积平原型，以内陆河床相、河漫滩相为主，为陆相含煤建造。 本组厚 59.0075.00m，平均 68.22m，与下伏地层整合接触。 如上所述，本井田可采煤层均赋存于石炭系上统太原组，其中局部可采煤层为 4 号煤层，井田内均被风氧化。9、11 号煤层为全区可采煤层，分布广泛，厚度大且稳定， 是井田主要可采煤层，其它煤层为不可采煤层。 太原组地层与山西组相比，具有颜色深，粒度细，泥岩发育等特点。在其形成过 程中具有良好的聚煤环境，聚煤作用相当发育，属海陆交互相沉积。这一

19、时期，地壳 上升处于海退阶段，中间过程作小的海侵、海退振荡。本区地层厚度、岩性、岩相、 物性、沉积特征等沿其走向和倾向都无明显的变化规律。 三、井田内煤系地层的主要地质构造三、井田内煤系地层的主要地质构造 井田位于大同煤田南部石炭二叠系煤田的西北边缘，属大同煤田向斜构造的西部， 在地质构造上它既服从于大同煤田总体构造规律特征，又有其特殊性，在地层走向、 倾向、断裂、褶皱的分布形态等，皆与燕山期北东和北北东向构造有关，受大同向斜 控制和影响，北东向构造在井田内占主导地位，与大同煤田整体及东部地区相比，地 层倾角相对较为平缓。根据钻孔和井下揭露，本井田内发育一组宽缓的背向斜构造， 轴向呈北东向，两

20、翼不对称，背斜东翼、向斜西翼较平缓，地层倾角为 12。背斜西 6 翼， 向斜东翼， 即井田东、西边界附近稍陡，地层倾角为 34。另据钻孔和井下巷 道揭露，井田内发育 2 条正断层，现分述如下： 1、F1断层 位于井田西部，正断层，走向 N65W，倾向 NE，倾角 70，落差 8m，此断层由 井下巷道揭露，推测延伸长度 400m。 2、F2断层 位于井田中西部， 正断层，走向 N15E，倾向 SE，倾角 70，落差 6m，由井下 巷道揭露，井田内推测延伸长度约 150m。 综上所述，本井田地质构造属简单类型。 四、井田的水文地质及矿井涌水量概况四、井田的水文地质及矿井涌水量概况 （一）水文地质

21、1、含水层 、奥陶系岩溶裂隙含水层 奥陶系主要为岩溶裂隙含水层，据邻区资料，多数钻孔在钻进至石灰岩时漏水， 富水性较强，据吐儿水井田抽水试验结果，单位涌水量为 0.210.28L/s.m，渗透系数 1.081.278m/d，水位标高 1201.10m，裂隙发育，且多被方解石充填，本含水层富水 性及导水性均较好，水量较大， 水质也好，为 HCO3SO42-Ca2Mg2型水。根据 区域资料推测本井田奥灰岩溶水水位标高在 1204m 左右。 、太原组砂岩裂隙含水层 太原组是本区主要含煤地层，9 号煤层上部砂岩及 K2砂岩是本组主要含水层段， 含水层厚 1020m，9 号煤层上部砂岩呈半风化状，岩石较

22、为破碎，裂隙发育。本矿在 开采 9 号煤层时，砂岩裂隙水经过冒落带或断层直接进入矿井，矿井涌水量在 300m3/d 左右，由于矿井排水，太原组地下水位已大幅度下降，在影响半径范围，地下水位已 降至 9 号煤层中。据东洼北煤矿 3 号水文孔抽水试验，静止水位深 149.52m，单位涌水 量 0.02850.04L/s.m，渗透系数 0.08560.1001 m/d，富水性弱。 水质类型：HCO3Ca.Mg 型水，矿化度 340mg/L，总硬度 238.42mg/L，PH 值 7.07。 、山西组砂岩裂隙含水层 山西组地层埋藏浅，近地表岩石均已风化，属风化裂隙水，该含水层与上部冲积 层水局部沟通，

23、富水性较好。有时第四系上更新统砂层与山西组地层直接接触，水力 联系密切。在矿坑排水疏干范围内，山西组含水层基本已无水。东洼北煤矿 3 号孔山 西组抽水试验时，静止水位深 85.20m，基本已到孔底，成干孔状态。 、第四系孔隙含水层 第四系孔隙含水层在本区分布范围较广，含水层为第四系上更新统砂、砂砾石层， 厚 4.8510.00m，颗粒粗，以粗砂、砾砂为主，局部富水性较好。东洼北煤矿在区内 打的两口浅层水井，出水量 300400m3/d，富水性中等。 水质类型为 HCO3Ca.Mg 型，矿化度 215mg/L，总硬度 185.87mg/L，PH 值 8.30。 7 2、隔水层 本区隔水层有石炭系

24、中统本溪组地层和上更新统粘土层。 本溪组岩性主要为灰色砂质泥岩、泥岩，灰白色铝质泥岩组成，加少量中细砂 岩，局部为灰岩，厚 18.0026.64m，平均 22.10m。本组地层普遍发育，连续性强， 是煤系下伏良好的隔水层。 上更新统粘土在本区分布比较广，厚度一般在 410m，是煤系地层上覆良好的隔 水层。 3、矿井水文地质类型 玉龙煤业有限公司主要可采煤层为 9、11 号煤层，其直接充水含水层山西组、太 原组砂岩裂隙含水层富水性并不强，但由于其上覆第四系孔隙水富水性较强，而且局 部地段与山西组风化壳直接接触，水力联系密切。本区多数钻孔山西组、太原组地层 已风化，第四系孔隙水通过风化壳直接补给煤

25、系地层。虽然煤系地层大部分地段有上 更新统粘土阻隔，但由于 9 号煤层与上覆粘土的间距仅为 100m 左右，矿井在今后的开 采过程中，采空区面积增大，顶板冒落势必波及到地表，第四系孔隙水通过裂隙带向 井下泄流，矿井涌水量将会大大增加。井田奥陶系石灰岩岩溶裂隙水含水性较强，岩 溶水水位标高 1204m 左右，而 11 号煤层底板标高均在 1204m 以上，不会受到岩溶水的 危害。 综上所述，本井田水文地质类型为二类一型，为裂隙、孔隙充水水文地质简单矿井。 （二）矿井涌水量及预算 该矿开采 9 号煤层时，正常涌水量为 200 m3/d，雨季最大涌水量为 300 m3/d。现 采用富水系数比拟法对本

26、次设计为 60 万 t/a 时的涌水量预算如下： 预算公式：Q=KPP 0 0 P Q 该矿正常涌水量为 200m3/d，最大涌水量为 300 m3/d，矿井生产能力为 15 万 t/a，日产量为 455t/d，富水系数 K正常0.44m3/t，K最大0.66 m3/t。 455 200 455 300 当矿井生产能力扩大为 60 万 t/a 时，日产煤为 1818t/d，日涌水量为： Q正常0.441818800 m3/d=33 m3/h Q最大0.6618181200 m3/d=50 m3/h 以上涌水量为理论预算值，根据该矿井下情况，当遇到断层和陷落柱时，初期涌 水量均较大，然后逐渐减少

27、，故推测当今后开采中遇到隐伏断层和陷落柱时，矿井涌 水量将会有较大增加，应注意防范。 第三节第三节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征 一、煤层煤层 1 1、含煤性、含煤性 8 井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组，地层厚度为 85.00 120.00m，平均厚 度 100.76m，共含煤 6 层，为 4、7、9、10、11、12 号煤层，煤层总厚度平均为 17.10m，含煤系数为 17，其中 9、11 号煤层为稳定可采煤层，4 号煤层为不稳定局 部可采煤层，其余为不可采煤层。井田可采煤层情况详见表 1-3-1。 表 1-3-1 可采煤层特征表可采煤层特征表 煤层 编号 煤层号度(m) 最小-最大

28、平均 煤层间距(m) 最小-最大 平均 结构 (夹矸数) 稳定 性 可采 性 顶板 岩性 底板 岩性 煤层 倾角 （） 煤层 视密度 （t/m3） 4 0.00-1.79 1.51 简单 (0-2) 不稳 定 局部 可采 泥岩 砂质 泥岩 泥岩 砂质 泥岩 26.54-55.45 45.46 9 7.72-13.26 9.21 简单 复杂 (0-4) 稳定 全区 可采 泥岩 砂岩 泥岩 砂岩 141.43 11 3.68-7.18 5.59 7.35-24.73 16.11较简单 (1-3) 稳定 全区 可采 泥岩 泥岩 砂岩 141.50 2、可采煤层 现将井田内可采煤层自上而下分述如下：

29、(1)4 号煤层 位于太原组顶部，煤层厚度 01.79m，平均 0.51m，属不稳定局部可采煤层，可 采地段为井田东北部 S308 号孔附近，由于埋藏浅，该煤层在井田内均被风化。该煤层 结构简单，含 02 层薄层泥岩夹矸。煤层顶底板均为泥岩、砂质泥岩。 (2) 9 号煤层 位于太原组地层中部，厚度一般为 7.7213.26m，平均厚约 9.21m，属稳定可采 煤层。煤层结构中等，含 04 层夹矸。井田内 S308 号钻孔揭露该煤层全部风氧化， TE8、TE9、TE12 号钻孔揭露该煤层上部风氧化。煤层顶板为砂质泥岩、砂岩，底板为 泥岩、中细砂岩。 (3)11 号煤层 位于太原组地层中下部，厚度

30、一般在 3.687.18m，平均厚约 5.59m，煤层结构中 等，含有 13 层夹石，井田内全区赋存，属稳定可采煤层。煤层顶板为泥岩，底板为 9 泥岩、细砂岩。 3、煤层对比 石炭系太原组为本井田主要含煤地层，该含煤地层中含有稳定的 9、11 号煤层， 煤层厚度大且层位稳定，加之有稳定的标志层（K1、K2、K3）作参照，故煤层对比较为 容易。 本次煤层对比采用标志层对比法，以及煤层厚度、煤层间距、结构、测井曲线形 态及沉积特征等因素进行了综合对比，对比可靠，层位清楚。 二二、煤层围岩性质煤层围岩性质 （一）顶底板条件 1、9 号煤层 直接顶板：为灰色泥岩或中细砂岩，厚约 2.0m，块状、较坚硬

31、，不易跨落。 老顶：为灰白色粗粒砂岩，厚约 30m，成分以石英、长石为主，含黑色矿物，钙质 胶结，坚硬，难垮落。 直接底板：为黑色泥岩、炭质泥岩，厚约 4.59m，细腻，具滑感，较坚硬，局部为 细砂岩。 2、11 号煤层 直接顶板：岩性以泥岩为主，多为薄层状结构，断口平坦状、参差状，含植物化 石碎片，质软、性脆，厚 2.50m 左右。 老顶：分布于井田的北部、西部和东南部，岩性以中粗砂岩为主，局部为细砂岩， 厚层状，钙质、泥质胶结，半坚硬，厚约 11.00m。 直接底板：岩性以泥岩为主，厚 5.00m 左右，薄层状，有时为中细砂岩、钙质胶 结，坚硬。相邻东洼北煤矿补充勘探时曾采取 9、11 号

32、煤层顶底板样进行了力学性质 试验，试验结果见表 1-3-2。 煤层顶底板岩石物理力学成果表煤层顶底板岩石物理力学成果表 表 1-3-2 孔 号 煤 层 号 顶底 板类 型 岩性 真密度 (kg/m3) 视密度 (kg/m3) 含水 率 （ ） 孔隙 率 （ ） 抗压 强度 （MPa） 抗拉 强度 （MPa ） 抗剪 强度 （MPa ） 内摩 擦角 （） 凝聚力 （MPa ） 软化 系数 9 1 顶板 砂质 泥岩 260924971.134.297.900.464.03 9 2 底板 粉砂 岩 263025500.943.0417.101.554.80 334 8 6.160.71 3 11顶板

33、 粉砂 岩 263025500.943.0417.101.554.80 334 8 6.160.71 （二）井田工程地质条件复杂程度评价 井田位于大同盆地西缘，洪涛山以北，属山前丘陵区，区内地势平坦，井田西南 部有元子河斜穿而过，区内地层有第四系上更新统、二叠系山西组、石炭系太原组、 10 本溪组及奥陶系，构造简单。 本区第四系中上更新统地层厚度 1261m，上部为马兰期黄土，下部为河流相物质， 有 34 层砂层，厚度不等，最厚处厚约 20m，岩性为砾砂、粗砂，薄的地方位于古河 道边缘，单层厚度 0.70m。砂层未胶结、疏松、含水，形成了流砂层，井巷在施工过程 中顶部易产生塌陷，边帮变形，给井

34、筒的施工带来困难。 井田煤层埋藏较浅，煤层顶板岩石多呈风化状，风化裂隙比较发育，顶板岩体质 量差，多属不稳定顶板，在掘进过程中容易产生冒落、塌方、掉块等不良工程地质问 题。煤系地层砂岩裂隙水与上部松散层孔隙水水力联系密切，煤层大面积开采后，在 局部地段可能会产生顶板突水及流砂溃入井下等不良水文地质及工程地质问题，对矿 井安全影响严重。 综上所述，本区工程地质条件较为复杂，属工程地质条件中等类型。 三、煤的性质及品种三、煤的性质及品种 （一）煤的物理性质和煤岩特征 各煤层以弱玻璃光泽为主，断口差参状，块状构造，韧性较大，镜煤内生裂隙发 育并充填方解石，可见黄铁矿结核。宏观煤岩类型以半暗煤为主，半

35、亮型煤为辅。据 9、11 号煤层煤芯样测定，显微煤岩组分以镜质组为主，主要为基质镜质体，其次为均 质镜质体，有部分碎屑体；惰质组为次，多为氧化丝质体，团块状和不规则状，11 号 煤有个别火焚丝质体；壳质组在 10以下。无机组分以粘土类为主，为分散状、浸染 状和颗粒状粘土，充填于有机质中。镜煤最大反射率在 0.630.65之间，变质阶段相 当于长焰煤至气煤阶段。 （二）煤的化学性质和工艺性能 1、9 号煤层： 表 9#煤的化学性质 原煤浮煤 项目 范围/%平均/%范围/%平均/% 备注 水分/Mad1.60-4.012.721.61-4.302.68 灰分/Ad22.51-39.1526.517

36、.33-9.628.11中-高灰煤 挥发分/Vdaf38.94-42.5740.8037.35-41.5239.13高挥发分煤 固定碳/Fc.d35.13-47.1843.6756.36-57.1056.67中等固定碳煤 硫分/St.d1.32-2.361.760.78-1.331.17中-中高硫煤 发热量/Qgr.d22.05MJ/kg低热值长焰煤 2、11 号煤层 水分（Mad） 原煤 1.43 3.31，平均 2.61， 11 浮煤 2.08 3.50，平均 2.60； 灰分（Ad） 原煤 21.2336.47，平均 26.71， 浮煤 8.1010.68，平均 8.37， 为中高灰煤；

37、 挥发分（Vdaf）原煤 36.9540.84，平均 40.04， 浮煤 35.6440.22，平均 38.85， 属高挥发分煤； 固定碳（Fc.d）原煤 37.9546.92，平均 43.83， 浮煤 54.7757.48，平均 56.28， 属中等固定碳煤； 硫分（St.d） 原煤 0.85 2.68，平均 1.74， 浮煤 0.79 1.31，平均 1.13， 属低中高硫煤； 发热量(Qgr.d)原煤 23.41MJ/kg，属中热值的长焰煤。 根据 1.4 密度级浮煤的元素分析，各煤层碳含量在 80.5082.53，氢含量在 5.005.17，氮含量在 1.261.41，氧含量在 9.6

38、512.97。 原煤有害元素，磷含量各煤层平均在 0.0230.036，均属于低磷煤。氯含量各煤 层平均在 0.0070.019，均为特低氯煤。砷含量最大值为 20ppm，平均小于 10ppm，均为一级含砷煤。氟含量在 70198ppm。 1.4 密度级浮煤有害元素含量，磷含量较原煤略有提高，氯、砷、氟元素较原煤明 显下降。 煤灰成分各煤层均以 Si02为主，含量平均在 47.4048.94，Al2O3含量平均在 35.0841.97，Fe2O3含量平均在 0.8810.22以下，其它成分含量较少。 煤灰熔融性测定的 ST 以大于 1500为主，属于高软化温度灰。原煤高位干基发 热量平均在 2

39、2.0523.41MJ/kg，属于低中热值煤。1.4 密度级浮煤发热量在 30.4831.83MJ/kg，属于特高热值煤。 粘结性指数在 1323，胶质层最大厚度在 10mm 以下，各煤层的粘结性和结焦性 较差。 3、煤类 按煤炭分类标准 GB/575186 划分，以 1.4 密度级浮煤的挥发分（Vdaf）和粘结 性指数（GR.I）为主要分类指标，胶质层最大厚度作参考指标。本区煤层的 1.4 密度级 12 浮煤挥发分均大于 37，粘结指数小于 35，煤类均为长焰煤，数码（42） 。 4、煤的风氧化 本区煤层埋藏较浅，风氧化侵蚀较严重，煤层风氧化范围见底板等高线及资源储 量估算图。风化煤和氧化煤

40、与正常煤区别，一方面是按原生结构以及物理性质遭受破 坏的程度不同，风氧化煤特征，一般光泽较正常煤暗淡，严重风化的为土状光泽，灰 褐色，黑灰色，质地疏松，外生裂隙发育，氧化煤较风化煤的变质程度轻，接近正常 煤。另一方面是测定的化学性质和工艺性方面差别较大，风化煤的有机质绝大多数被 破坏，矿物质含量高，灰分产率大，可燃性极低或无，粘结性消失；氧化煤的有机质 有部分被破坏，其水分明显增高，发热量明显下降，粘结性为 0，腐植酸含量较正常煤 增高。 5、其它有益矿产 （1）粘土岩及铝土岩 据地质报告，本区粘土岩及铝土岩品位未达到工业品位要求。 （2）稀有元素 煤层顶底板和夹矸中所含的镓元素在 2068p

41、pm，平均值超过 30ppm，达到了工业 提取最低品位要求，采煤时应考虑回收综合利用。其它元素含量低达不到提取要求。 四、四、瓦斯、煤尘和煤的自燃瓦斯、煤尘和煤的自燃 （一）瓦斯 根据该矿提供 9 号煤层的瓦斯等级鉴定结果报告，瓦斯绝对涌出量 0.43m3/min,相 对涌出量为 1.29 m3/t，二氧化碳绝对涌出量为 0.57 m3/min,相对涌出量为 1.71 m3/t，属 低瓦斯矿井。 矿井达到600kt/a 时，根据矿井日产量对瓦斯 及二氧化碳绝对涌出量进行估算如下： 瓦斯绝对涌出量：q（600000330)1.29（2460）=1.63（ m3/min） 二氧化碳绝对涌出量：q（

42、600000330)1.71（2460）=2.16（ m3/min） 根据上述计算结果，矿井达到600kt/a 时，矿井仍为低瓦斯矿井。 （二）煤尘及煤的自燃 据山西省煤炭工业局综合测试中心2006 年 11 月出据的 9 号原煤检验报告如下： 煤尘爆炸定性分析结果为： 火焰长度 120mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量 60，煤尘有爆炸危险性； 煤自燃倾向性结果为：吸氧量为0.9098cm3/g，自燃倾向等级为级，为容易自燃 煤层； 煤尘爆炸特性参量为：煤尘云最大爆炸压力 0.63MPa，最大压力上升速率 41.50 MPa/s，煤尘云爆炸下限浓度 30g/m3，煤尘云最低着火温度 670，煤尘

43、层最低着火温 度 240。 另据相邻吐儿水煤矿采取 11 号煤层样试验结论为：火焰长度为 10cm，加岩粉量 为 45%，吸氧量为 0.5261 cm3/g,自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为自燃,结论为 11 号煤层有煤尘爆炸危险性。 13 (3)地温、地压 根据大同煤田的有关资料分析， 100m 以上地段为地温正常区， 100200m 深度为地 温异常区（局部） ，200400m 深度为地温正常区。 从地温分布情况分析，非煤系地层为地温正常区，地温异常区在煤系地层内，热的 主要来源是煤层中硫化物与围岩中水的氧分子发生氧化而放出的热量，从而形成地温的 局部异常区。本矿井下年平均气温为14，属地

44、温正常区。 五、对地质报告的评述五、对地质报告的评述 (一)勘探程度评述 1、井田内及邻近以往勘探共计施工钻孔 8 个，其中吐儿水精查孔 4 个，左云南详 查孔 3 个，元堡子矿施工钻孔 1 个。其中除 YB2 号孔无孔深资料外，其余 7 个钻孔总 计勘探工程量 1316.92m。上述各次勘探工作均进行了物探测井验证，保证了勘探工程 质量，据搜集到的有关资料，钻孔煤层质量均为合格以上，其综合利用成果中，合格 品为 11 层次，优质品为 2 层次，优质合格率为 100，优质率为 15.4，总体上说， 综合成果质量较好，井田控制程度较高，达到了勘探阶段要求。 2、矿区内中部发育一组北东向背向斜构造

45、，地层倾角约 14，井田内发育有 2 条正断层，井田构造复杂程度为类。 3、井田主要可采煤层为 9、11 号煤层，属稳定煤层。 4、工程地质条件： 主采 9 号煤层直接顶板大部为深灰色泥岩，局部为中细砂岩，属类顶板， 老顶为灰白色中、粗粒砂岩。顶底板较完整，裂隙不发育。11 号煤层直接顶板为泥岩， 为类顶板。 综述，矿井工程地质条件复杂程度定为类。 5、矿井水文地质类型及其它开采技术条件 （1）矿井现正常涌水量为 200m3/d，矿井水文地质条件类型为简单型。 （2）矿井瓦斯鉴定结果属低瓦斯矿井。 （3）9 号煤层煤尘具有爆炸性，自燃等级级，为容易自燃煤层。 6、资源/储量估算结果 经本次工作

46、，对资源/储量进行了重新划分块段、重新估算，估算的井田保有储量 为 46928kt，其中：111b 储量 44186kt，122b 储量 713kt，333 资源量 2029kt。111b 储量占总资源/储量的 94.2，111b+122b 储量占总资源储量的 95.7，高级储量比 例达到勘探程度要求。 （二）存在问题及建议 1、矿井缺乏煤层中游离 sio2 含量资料，应尽快补测此数据，以便采取相应的防 治措施。 2、井田内无奥灰水试验资料。 3、矿井无煤的可选性数据及未做 9、11 号煤层顶、底板力学性质测试，地质报告 参照山西省煤炭地质 115 勘查院在东洼北煤矿井田勘探时对 9、11 号

47、煤层顶底板力学 14 性质测试成果进行了评述，今后要补做。 4、9 号煤层采空区积水是一大安全隐患，因此矿井生产中要加强对采空区积水的 探放水工作，防止造成水害。 5、井田内 11 号煤层瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性资料缺乏，建议矿井生 产前补充测试。 6、做好日常矿压观测记录工作，为改革采煤方法提供依据。 7、鉴于井下采掘至断层时有较大涌水现象，今后矿井生产至断层等构造附近时一 定要留足保安煤柱，同时要注意对隐伏构造的探测与研究，做到“预测预报、有掘必 探、先探后掘、先治后采” 。 8、今后矿井生产中要加强矿井地质编录工作，积累详细的地质资料，研究其地质 变化规律，指导矿井安全生产。 1

48、5 第二章第二章 井田境界与储量井田境界与储量 第一节第一节 井田境界井田境界 一、井田境界一、井田境界 据山西省国土资源厅 颁发的证号为1400000622413的采矿许可证，井田 境界由以下座标 圈定： 1.X=4404300Y=19635000 2.X=4404300Y=19637500 3.X=4403915Y=19637500 4.X=4403100Y=19637125 5.X=4403100Y=19635000 井田东西长约2.37km，南北宽约1.19km,井田面积2.8472km2。 批准开采9、11 号煤层。 第二节第二节 地质储量的计算地质储量的计算 一、一、计算方法计算方

49、法 （一）资源/储量估算范围: 9 号煤层为批准井田范围减去采空区范围及风氧化范围，11 号煤层为批准井田 范围。 （二）资源/储量估算指标： 根据煤、泥炭地质勘查规范 （DZ/T02152002）参与资源储量估算的煤层必须 满足： 煤层最低可采厚度：0.8m； 最高灰分 Ad：40； 最高硫分（St.d）:3； 最低发热量（Qnet.v.d）：17.0MJ/kg。 （三）资源/储量类型划分 井田构造复杂程度为类，构造简单，根据固体矿产资源/储量分类 （GB/T17766-1999）和煤、泥炭地质勘查规范 （DZ/T02152002）规定， 9、11 号 煤层属稳定煤层，以 1000m 作为探明储量基本线距，并外推 12 圈定为探明的经济基 础储量（111b）,以 2000m 作为控