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1、中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第2页目 录一 般 部 分1第一章 矿区概述及井田地质特征21.1矿区概述21.1.1矿区位置21.1.2地形特点21.1.3交通条件21.1.4河流及水系41.1.5气象41.1.6本区域经济状况41.1.7水源及电源41.2 井田地址特征41.2.1井田地形及勘探程度41.2.2井田地层51.2.3地质构造81.2.4矿井水文地质91.2.5其它矿物111.3煤层特征111.3.1煤层条件111.3.2可采煤层111.3.3煤的特性111.3.4瓦斯、煤尘及自燃情况121.3.5煤的用途12第二章 井田开拓142.1井田境界及开采储量142.1.1井田
2、境界142.1.2可采储量162.1.3矿井设计生产能力及服务年限182.2井田开拓192.2.1井田开拓的基本问题192.2.2矿井基本巷道262.2.3大巷运输设备选择312.2.4矿井提升36第三章 采煤方法及采取巷道布置393.1煤层地质特征393.1.1煤层埋藏条件393.1.2煤质特征393.1.3煤层顶、底板条件393.1.4煤层的瓦斯393.1.5煤层的爆炸及自燃发火情况393.1.6水文地质特征393.1.7地质构造393.1.8邻近层关系393.2带区巷道布置及生产系统403.2.1首采带区概括403.2.2巷道布置403.2.3带区车场403.2.4带区硐室布置413.2
3、.5带区工作面接替顺序423.2.6带区通风系统和运输系统423.2.7巷道掘进方法433.2.8带区生产能力453.3采煤方法463.3.1采煤工艺方法463.3.2回采巷道布置56第四章 矿井通风594.1矿井通风系统选择594.1.1矿井通风系统的确定594.1.2矿井通风系统方案比较634.2带区通风644.2.1工作面通风类型的确定644.2.2带区通风系统654.2.2通风构筑物664.2.3工作面风量计算664.2.4备用工作面风量计算684.2.5带区通风系统评价684.3掘进通风694.3.1掘进通风方式694.3.2风筒的选择694.3.3掘进工作面需风量计算704.3.4
4、掘进通风设备选型714.3.4局部通风设备技术要求和安全注意事项734.4矿井所需风量744.4.1矿井实际所需风量744.4.2矿井风量分配754.4.3风速验算764.5矿井通风阻力784.6矿井主要通风机选型834.6.1矿井的自然风压844.6.2计算通风机的总风量854.6.3计算通风机风压854.6.4电动机选型874.7矿井反风措施及装置884.7.1矿井反风的目的意义884.7.2反风方法及安全可靠性分析884.8概算通风费用89第五章 矿井安全技术措施915.1矿井安全技术概况915.1.1矿井瓦斯涌出概况及防治措施915.1.2矿井粉尘及防治措施915.2矿井火灾915.2
5、.1矿井自燃发火概况915.2.2矿井自燃发火的分析915.3事故预防及处理计划的编制101参考文献103专 题 部 分1041、采掘工作面的粉尘防治技术1052、工作面防尘技术优缺点分析1103、国内外粉尘防治研究现状1104、煤尘爆炸及防治措施1115、粉尘防治技术的发展趋势111翻 译 部 分115英文原文116中文译文120致谢123全套图纸，加153893706一般部分第一章 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区位置羊东矿井是峰峰集团公司羊渠河矿井田的矿井，位于太行山的支脉鼓山的东麓，是峰峰集团所属最东边的一个生产矿井，其行政区划隶属于河北省邯郸市峰峰矿区。1.1.2地
6、形特点羊东矿井西距鼓山10km，东临华北平原，地形为低山丘陵向平原过渡地带，由西北向东南倾斜。地面标高为+102+142m，发源于北部山区的4条南北向冲沟与井田东南部的小汇河相通。小汇河终年流水，冲沟属季节性。1.1.3交通条件本井田及其附近完全是陆路交通。公路交通四通八达，井田西行9.5km即到峰峰矿务局，在向西南14km可达新市区。井田向北，向南可直达邯郸、安阳等地。铁路交通也十分便利，本区以南4km有邯郸磁山马头邯郸环行铁路上的新坡车站，东距京广铁路马头站10km，新坡羊渠河矿小屯矿铁路专用线环绕井田南侧和北侧，马峰正线公路和复线公路从本区南侧穿过，林史公路纵贯本区南北，我矿和牛儿庄、薛
7、村、小屯矿所产的煤炭均由新坡站编组转运到祖国各地。由井田沿铁路向东仅15km即达马头火车站，和我国最主要的南北铁路干线京广线相连，向北30km到古城邯郸，见图11。 中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第3页图1-2羊东矿交通位置图 中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第29页1.1.4河流及水系本井田位于煤田最西端,被90.08m150.77m厚的第四系表土层覆盖。区内地形由西北向东南倾斜，井田内无大的河流及水库，只有四条季节性河流，由北向南流出，在井田南部与小汇河汇集流入漳河。1.1.5气象本区属大陆型与海洋型气侯的过渡型。最高气温39.6c，最低气温-20C，年平均气温13.2C，年
8、降水量平均662.46mm，最大1082.7mm（1964年），最小323.5mm（2002年），多集中于6、7、8月份。近十年来，降水偏少，均低于正常年份。1991年降雨量最高929.8mm，2002年降雨量最少为323.5mm。1.1.6本区域经济状况本矿井所用建筑材料，如水泥、石子、沙子、钢材、木材等都由当地生产供应。1.1.7水源及电源本矿的工业和生活用水水源均为奥灰水。以第四系潜水作为供水水源。1)宿舍区生活供水：宿舍区供水水源是奥灰水。原始水位标高在+62+63m左右。在井下施工水源井一眼，供水管路由井下经副井井筒到地面，一部分供工业广场用水，一部分反压井下供井下防尘用水。2)供水
9、水源水质：矿井生产及生活区用水均为奥灰水，水质符合国家饮用水卫生标准。 3)供电系统：在羊二工业场地内有邯郸供电局所属的110kV羊二区域变电站，该变电站两回电源线路引自马头发电厂，现担负矿区东北部五对矿井及附属企业的供电任务。羊二地面变电所6kV线路直接从羊二区域变电站进线。另外，在羊东副井工业场地东7km处有邯郸供电局所属的贺兰220kV变电站。故矿井供电电源可靠。1.2 井田地址特征1.2.1井田地形及勘探程度区域地层与华北煤田大部分地区相似，出露岩层主要为前震旦系、震旦系、寒武系，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、和下石炭统。在中奥陶统上沉积了石炭系、二叠系和第三系、第四系。石炭二叠系为本
10、区主要含煤地层，为海陆交互相及陆相含煤岩系，煤田内尚未发现火成岩。区域构造上处于祁吕贺“山字型”弧形构造东翼，不同级别不同形态的褶曲构成了为田的基本格架，并以高角度正断层为主，次一级的波浪起伏是为田的一大特点。因此，本区地质构造至少受着“山”字型构造、华夏系构造以及汾河凹陷的控制，燕山运动构成了该区地质构造的基本轮廓。井田为背斜的一部分，总体为一走向南北，倾向东的单斜构造，倾角平缓，一般在114，仅在井田的东南角受断层影响倾角较大，在25左右。井田内大部分区段发育有宽缓褶曲，局部地段地层沿走向和倾向有波状起伏现象，同时伴有高角度的断裂构造。没有岩浆岩存在，井田内构造复杂程度应属简单类。井田内可
11、采煤层共3层，分别编为2#、9#、10#煤。2#煤结构简单，厚度变化小，一般在3.81左右，最厚点为4.78，属稳定型。9#煤为下组煤的主要可采煤层，结构简单，厚度在4.6左右，属稳定型。10#煤稳定可采，结构复杂，厚度4.6左右。根据二类二型井田勘探类型，工程布置采用勘探线法，详查阶段勘探线线距1000，精查阶段在两线二分之一处布置加密勘探线。勘探线大致垂直地层走向。钻孔布置形成勘探网，在分析各种地质因素的基础上统筹考虑，基本做到地质孔、水文孔兼顾，以提高经济效益。勘探工程的施工顺序是按照由已知到未知，先浅后深，由稀到密的原则进行的。总之，是按“规范”要求合理布置，按顺序施工的，从而取得了较
12、好的地质效果。1.2.2井田地层煤系地层的基底为奥陶系灰岩，在其上部沉积了石炭系，二叠系地层及第三、第四系红黄土层，煤系地层与奥陶系为平行不整合接触。矿区大部分地区被红黄土覆盖，在沟谷中出露有太原组山西组、下石盒子组及上石盒子组地层，现根据勘探及生产中的有关资料由老至新叙述如下： 奥陶系中统上马家沟组()：位于峰峰组之下，与峰峰组为整合接触。勘探钻孔均未打到该组，该组地表无出露，依据区域地质资料，岩性由厚层状石灰岩，泥灰岩、白云质灰岩，白云岩等组成。岩溶裂隙发育，平均厚约250。 奥陶系中统峰峰组()：地表无出露，厚度130.96-156.10。平均厚139.7。岩性有质地较纯的石灰岩，纯石膏
13、及泥灰岩类纤维状石膏等组成。 石炭系中统本溪组()：平行不整合于峰峰组之上，井田内无出露，部分井巷工程穿过本组地层。主要由灰色、黑色页岩、砂质页岩，铝土页岩，石灰岩等组成。厚度15.48-25.80，平均厚度18.47，上部局部夹薄煤一层，石灰岩1-3层，厚度变化大，层位不稳定，石灰岩中产有蜓科等动物化石，底部为夹有团块状黄铁矿的铝土泥岩。 石炭系上统太原组()：本组由黑灰色砂岩，砂质页岩、页岩、石灰岩及煤层等组成，含煤9层，其中9#、10#煤层为稳定可采煤层，亦系本矿井主采煤层，4#、5#、7#煤层为局部可采煤层。石灰岩4-6层，其中K2、K3、K4三层灰岩稳定，是良好的标志层，在矿区内极易
14、对比，但K4灰岩在矿区西北部官窑村附近相变为砂岩，本组厚85.88-106.96，平均102.60。可采煤层总厚9.87。太原组地层一般又分为上、中、下三段。太原组的下段()：K1砂岩底板起至K2石灰岩底板，厚26.20-37.40，平均31.21，由黑灰色之页岩、砂质页岩、砂岩、石灰岩、煤组成，K1砂岩为太原组与本溪组分界标志，成分为细、中粒石英，胶结良好，此层砂岩岩性坚硬，无论是在井下还是钻孔中易于识别，K1砂岩之上有1-3层石灰岩，下层厚一般在2左右，上两层极不稳定，石灰岩之上是黑色页岩或砂页岩，及煤层，其中10#煤层在本矿合并为一层厚煤层，厚度为7.2。其上为0.5-1.2之灰色页岩(
15、泥岩)，系9#煤层底顶，9#煤层厚4.6，此外10#煤层的下部有0.3-0.8之薄煤层1-2层不稳定，9#煤层之上是K2石灰岩，其底层局部有不到1的页岩一层，系9#煤伪顶。太原组中段()：K2石灰岩底至K4石灰岩顶，厚度为44.46-54.70，平均48.84，有石灰岩三层，由下至上编号为K2、K3、K4，此三层石灰岩稳定，为良好的标志层，该段岩层具体有明显的沉积韵律。7#-1、7#、 8#-1、8#煤层位于其间。K2石灰岩厚6.85-13.7，平均厚11.50为厚层深灰色石灰岩，其中有条带状及团块状黑色燧石，石灰岩下部常有一层灰色的页岩，厚1左右，石灰岩中产有较为丰富的海相动物化石，有伞贝、
16、螺等。K3石灰岩厚4.2-8.25，平均厚5.55，距K2石灰岩19左右，亦为深灰色石灰岩，含燧石情况与K2石灰岩相似，石灰岩也产有海相动物化石。K4石灰岩厚2.70-6.80，平均3.78，距K3石灰岩约10左右，为深灰色石灰岩，一般不含燧石，在官窑附近露头上所见此层石灰岩在短距离内相变为黄色细粒砂岩。太原组上段()：自K4石灰岩顶板至K7砂岩的底板为止，平均厚22.55。4#、5#、6#薄煤层位于其间，在露头上所见一般为黑色页岩、砂岩，性脆、节量发育。其中常夹有条带状铁质页岩。 二叠系下统山西组()：K7砂岩底板起，K8砂岩底板止全层厚31.82-59.52，平均厚度42.20，亦为矿区内
17、重要含煤地层之一，与下伏之太原组地层在本区内为整合接触，出露于井田各沟谷中。K7砂岩为一层灰白色石英砂岩，一般厚1-2，胶结良好，在露头上一股呈白色细、中粒砂岩，全区不稳定常尖灭，不易对比。山西组中共有煤层4层，即1#、2#、3#-1、3#，只有2#煤层稳定可采，3#煤层为局部可采，1#、3#-1煤层均为不可采煤层。山西组岩性由灰白、灰黑色页岩，砂质页岩及砂岩组成，岩性变化较大，下部多为砂页岩，上部则砂岩较少，页岩中常夹有菱铁矿结核，风化后成为铁秀色。 二叠系下统下石盒子组()：K8砂岩至K10砂岩底板，上部为黄绿页岩、砂岩及细中粒砂岩，中部以黄绿色中粗粒厚层砂岩为主，夹黄色，黄灰色页岩，砂质
18、页岩，K9为黄绿色粗砂岩，成份以石英长石为主，泥质胶结，下部为黑灰色页岩，砂质页岩夹薄层细砂岩，底部有0.5以下薄煤1-3层，煤层不稳定常尖灭K8砂岩为黄色中粒砂岩，成份以石英长石为主，泥质胶结厚度变化大。本组厚95.00-132.00，平均121.00。 二叠系上统上石盒子组()：K10砂岩起至K11砂岩底板，主要位于井田中南部，由紫红色、紫绿杂色页岩，砂质页岩夹黄绿色石英长石砂岩组成，K10砂岩一般为黄绿色粗粒一中粒砂岩，泥质胶结，本组地层厚235.50-326.70，、平均281.54，与下伏下石盒子组为整合接触。 第三系上新统()：一般分上下两部，该统下部仅在本区东北部偏城村南部其出露
19、，岩性以三层砾岩为主，各层砾岩之间为未胶结的微红色， 黄色之粉砂，细砂，砂质粘土等组成，各层砾石厚度一般在1-3，砾石成份以石灰岩为主，砾石的直径一般为1-10，钙质胶结良好，与下伏地层呈不整合接触，厚度为9.29-26.16，该统上部为红色砂质粘土，与下伏地层呈不整合接触，厚度一般在10-20左右。 第四系()：井田内可分为中更新统()、上更新统()及全新统()，由砂质土、黄土、次生黄土，现代河流冲积等组成，平均厚36.69，不整合覆盖于各不同地层之上，其厚度变化较大。井田内地层对比的方法主要以钻孔的勘探资料为主，将各标志层、煤层、加以对比，在巷道、实际揭露的资料中经验证对比较合理，能够指导
20、生产，服务生产，整个井田对比可靠。图1-3 煤层地质柱状图1.2.3地质构造井田构造形态主要为走向南北倾向东的单倾构造，区内次一级褶皱较发育，使地层呈波浪起浮状，断层落差不大，以高角度正断层为主，逆断层主要表现为契形推移，推移距离短，延伸长为特征。无炭柱从目前实际揭露情况看多分布于井田中部和西北部，大小各异，长轴短的10，长的270。本区无火成岩侵入。断层本区内断层构造不甚发展，小断层较多，平均1.1条/，多为高角度正断层，无大中型断层。已揭露的断层基本控制了断层的断距，延展方向和长度，研究程度较高。基本情况见表1-1。表中所列各断层均在本矿区内，延伸出井田外则不予统计，未揭露者均属地表调查发
21、现勘探报告资料提供，并且生产矿井对地表断层进行实际收集，资料真实可靠。矿区内断层的平面展布规律为：断层走向大致北东，北西两组发育，这与区域构造吻合，分别属于祁吕贺兰“山字型”的新华夏系构造体系。断层面有明显的擦痕，且有平移错动现象，呈显扭动性质。所以本区断层基本上为张扭性断裂或压扭性断裂，其应力场特征与区域应力场特征相似。剖面上断层倾角较大，多以阶梯状或地堑式构造形式出现，断层两盘牵引构造发育，对判断较为有利，一般断层在9#煤层中落差较大，而进入10#煤层时落差显著减小或消失，致使煤层发生挤压变形成层滑构造，这是断层从较为刚性的岩层进入塑料较强的岩层(煤层)时，应力减弱或消失所致。褶皱本区内褶
22、皱构造较发育，构成矿区构造的基本格架。由于地层倾角平缓，在露头的个别地段见到基本形态，一般不易观察到，但在主要煤层等高线图上则反映清楚，表1-2为勘探报告及井下实测得到的主要褶皱的基本情况。表1-1矿区断层统计表断层位置断层要素走向倾向倾角落差性质延伸长度F1位于西一带区N87ENW754.0正断层500F2位于西一的第一分带N8ENE504.0正断层180F3工业广场下面SNW603.0正断层50F4位于工业广场以西N80wSE724.0逆断层250表1-2矿区背、向斜统计表名称位置轴向两翼倾角轴长1郝家寨向斜郝家寨村西南N30E2-1310002郝家寨背斜郝家寒村西南N30E5-78003
23、兑镇背斜兑镇北NW5-61000 由于本矿区地质构造较简单，断层构造多为落差小10的小断层，大部分为0.5-1.5的断层构造，对采掘的影响程度较轻，主要影响是顶板破碎，增加了支护困难，使材料消费增大，对煤层煤质影响主要是构造附近的煤质轻微氧化，所以地质构造是对生产的影响不是很大，对开采技术、煤层煤质没有太大的影响。1.2.4矿井水文地质 含水层： 本区位于郭庄泉域中北部，泉域及岩溶水盆地的范围主要受汾西大向斜的控制，泉域的北界基本沿晋中盆地的南缘到将军山以南的变质岩裸露区，南止于射姑山，盈利，团柏一线。西起吕梁山分水岭，东边界北段至汾阳-孝义大断层，南段为霍山，山前大断裂和一部分变质岩区，直接
24、补给区为寒武系，奥陶系灰岩裸露区(特别是西部)及汾河河流渗漏段。补给区面积1400，岩溶地下水的补给，以大气降水直接入渗补给及河川径流集中渗漏补给为主，从西部大面积灰岩揭露区入渗的地下水，从北部灵石一带汾河河谷中渗漏的河水及从东部来的水均向河谷下游汇集，并以泉群的形式集中排泄，泉群由60余个泉眼组成，出露标高+516+521，流量7.04-9.80，平均7.23。 区域内根据含水岩系及水力特征，将地下水划分为以下几种类型： 碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组主要由寒武、奥陶系碳酸盐岩组成，是区域最主要的含水层，水量丰富，富水性强，具有统一的区域地下水水位。寒武、奥陶系石灰岩在泉域的西部、北部及东部均有
25、出露，西部出露面积最大，其埋深在汾西向斜轴部最大，浅部岩溶发育，有利于地下水的循环，深部地下水交替缓慢。地下水主要补给来源为大气降水及河床渗漏补给，地下水通过北西-南东及近南北向(与汾河流向大致相同)的强径流带，汇积于郭庄一带，受近东西向的郭庄背斜隆起及下团柏断层阻挡的影响，使地下水以泉的形式涌出。 碎屑岩类裂隙含水量水岩组矿区内碎屑岩类地层主要有石炭、二叠系地层，碎屑岩类裂隙含水量水岩组据其含水介质不同又可分为碎屑岩类间夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组及碎屑岩类砂岩裂隙含水岩组。 碎屑岩类间夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组 含水层主要为石炭系太原组石灰岩，发育有3-6层，其中K2、K3、K4三层灰岩
26、发育最好，层位稳定，灰岩厚度一般在13-30 ，平均厚度21 ，灰岩中以K2灰岩最厚，一般厚6.85-13.70，是太原组最主要的含水层。在区域西部、西北部出露面积较大，局部沟谷中有零星出露，含水层随埋深不同其富水性也不相同，埋藏较浅或在断裂发育地段，裂隙发育，地下水补给、径流条件好，含水层富水性强，含水层随埋藏较深，裂隙不发育，地下水补给、径流条件差，则含水层富水性弱，因而在平面分布上，不同地段其富水性相差较大，天然状态下补给来源以大气降水为主，其次为山间沟谷的入渗补给，地下水径流途径较短，在地形低洼处以泉的形式出露，或补给松散层孔隙水。 碎屑岩类砂岩裂隙含水岩组 含水层主要为二叠系下统山西
27、组、上、下石盒子组中之若干层砂岩，在区内出露面积较大，含水层富水性受埋深条件制约，埋藏深度不同，裂隙节理的发育程度不同，其富水性也不同，一般情况下，含水层埋深大富水性差，含水层埋深小富水性好，基岩风化壳因为露出地表或距地表较近，风化裂隙较发育，接受补给条件好，其富水性要好一些，此外，在断裂带裂隙发育的向斜部位，水量较为丰富，而在地势较高，含水层埋藏深度较大，裂隙不发育，没有断裂，没有好的蓄水构造的地段水量很小，差异性较大。从整体上讲，埋藏较浅的含水层要好于埋藏较深的含水层，各含水层之间连通性较差，水力联系不密切。大气降水为地下水的主要补给来源，径流途径较短，在地形低洼处，沟谷切割强烈地段及断裂
28、带附近以泉的形式排泄。 松散层类孔隙含水层组 本含水岩组为第三系、第四系地层，含水层岩性为砂卵石层、胶结砂砾石层及钙质结核层，分布于下堡河、兑镇河、柱濮河两岸及其它支流段、低山丘陵区。大气降水及河流渗漏为主要补给来源，煤系地层裂隙水也有侧向补给，含水层厚度从几米到数十米，其富水性差异性也很大，在有补给的地段，水位埋深浅，水量丰富，远离补给的地段，一般水量很小，该类含水层为当地居民饮用水及农业灌溉用水主要水源。 隔水层 碳酸盐岩类含水岩组之隔水层为泥灰岩、泥质灰岩及石膏层；碎屑岩类水岩组之隔水层主要由各含水层之间沉积的铝土泥岩、泥岩及砂质泥岩组成；松散层类含水岩组之隔水层主要为粘土、砂质粘土。矿
29、井涌水量： 地质报告预计造成充水来源的为太原组K2、K3、K4三层灰岩，属岩溶裂隙水，其中以K2灰岩为主。在正常情况下，其涌水量随着季节的变化而变化，春、冬季水量较小，夏、秋季水量较大，同时随着开采深度的增加而增加，涌水量为120左右。由此可见，太原组K2、K3、K4三层灰岩是矿井充水的主要直接水源。正常涌水量为110左右，整个矿井最大涌水量为160。1.2.5其它矿物 本井田内主要有益矿产为石灰岩、石膏、铁矿、铝土矿、粘土等。这些矿产受埋藏深度或品位不高等技术条件的限制，直到目前尚未利用。现将这些矿产的基本特征以及今后的利用方向予以阐述。 石灰岩：本矿井本溪组、太原组一般赋存3-5层石灰岩，
30、最厚不超过12m，在井田的西北有出露，能作道碴和小型石料，亦可用于建筑材料和烧制石灰。 石膏：赋存于奥陶系峰峰组，目前无经济价值。 铁矿(Fe)：区内常见的有山西组地层结核状菱铁矿、太原组之黄铁矿、本溪组“山西式”铁矿：山西组的菱铁矿结核，层位不稳定，含铁量较低，不适于工业利用，太原组黄铁矿零量分布，常赋存于7#(铜三尺)及9#、10#煤层中，透镜体不稳定厚度不大，一般不超过0.1，钻孔中见有0.05，本溪组底部“山西式”铁矿，层位比较稳定，浅部呈不规则之团块状，土名“窝子矿”大部分以赤铁矿、褐铁矿为主，呈紫红、褐红色。 粘土及铝土：本区太原组9#10#煤底板之粘土及本溪组底部之“G”层铝土矿
31、，较为稳定，其余因层位不稳定、厚度变化大，无经济价值。1.3煤层特征1.3.1煤层条件井田内含煤地层主要为上古生界石炭系太原组及二叠系山西组，含煤岩系总厚度为143.92，共含煤层12层，煤层总厚为16.28，含煤系数为9.5%，计算储量煤层为3层，即2#、9#及10#煤层，总厚度为13.1。1.3.2可采煤层井田内可采煤层3层，倾角39，一般为7，煤质较硬。各可采煤层分述如下： 2#煤层：位于山西组上部，上距K8砂岩6-20，一般10左右，下距9#煤层约85，煤层厚度2.325.15平均3.81，煤层中上部夹有1-2层矸石，属稳定可采煤层。煤层厚度往南变薄，煤层的节理较发育，层理不甚发育。
32、9#煤层：位于太原组下部，10#煤层的顶板则为该煤层底板。煤层厚度4.34-4.89，平均4.6，经计算煤层厚度变异系数为12.15%。可采性指数为1。为稳定的可采煤层，煤层无夹矸，结构简单，煤层节理发育，主要节理方向为5-335，层理不甚发育。 10#煤层：位于太原组下部，下距K1砂岩21，10#煤层由于夹层厚度不大，故合并为一层开采，该煤层厚4.23-5.92平均4.6，在整个井田内厚度变化不大，煤层厚度变异系数为8.54%，可采性指数为1，本煤层属结构复杂的稳定煤层，一般含夹矸5-10层，夹石层厚度一般为1-5，大部分夹矸层位较稳定，变化有规律可寻。1.3.3煤的特性物理性质： 物理性质
33、和宏观煤岩类型各煤层：黑-黑灰色，光亮型煤，煤岩组分以亮煤为主，块状及粉末状。9#煤层大部分为粉状块，少部分为不规则的菱形；10#煤层大部分为菱形，少部分为不规则的立方体形。局部地段含泥岩或砂质泥岩夹矸1-3层。条痕为棕黑色、沥青-玻璃光泽，硬度一般为2-3，有一定的韧性，贝壳状、阶梯状断口，均一条带状结构，层状、块状构造，内生裂隙较发育。 显微煤岩组分各煤层显微煤岩类型：以微镜煤为主，其次为微镜惰煤、微惰质煤，有少量的微泥质煤，个别的微硫铁矿煤。显微组分：镜质组主要是均质镜质体和基质镜质体，基质镜质体中常分布有丝炭碎屑。半丝质组以无结构的团块半镜质体出现，丝质组中结构半丝质体略多于粗粒体，有
34、部分碎屑体出现在基质镜质体中，部分煤样见有少量的各项异性组分。无机组分以粘土类为主，多为分散状、浸染状；黄铁矿为结核状、无规则状；方解石为次生脉状。各煤层显微煤岩组分的组成及其各煤岩组分的含量基本相近，有机组分以镜质组为主，在56.50-90.00%之间，一般在70.50%左右；半镜质组在1.40-9.00%之间，一般在5.50%左右；丝质组在8.50-31.25%之间，一般在24%左右。无机组分以粘土类为主，粘土类含量在2.90-13.25%之间，一般在8.50%左右；硫化铁含量在0.10-1.25%之间，一般在0.23%左右；碳酸盐类含量在0.10-0.82%之间，一般在0.30%左右。镜
35、煤最大反射率(R0max)的测值变化范围在1.28-1.53之间，随煤层赋存深度增加逐渐增高的趋势符合煤的深成变质规律，1-7号煤层的变质阶段相当于肥煤阶段，9-11号煤层的变质阶段相当于焦煤阶段。煤的化学性质、工艺性能：表1-3 各煤层煤质特征表煤层项目工业分析(%)Pd(%)Qb，daf(MJ/kg)胶质层试验(mm)G坩埚粘结性视密度煤类MAVSXY2原0.7110.24-38.70/18.3829.80.4435.7101.40洗0.687.7328.50.550.00723625925-6FM9原1.114.50-30.23/11.1022.82.9935.6061.40洗0.884
36、.9821.72.820.00363516785JM10-11原0.609.70-23.55/17.1222.82.7935.5241.40洗0.608.3920.92.110.01973614735JM1.3.4瓦斯、煤尘及自燃情况矿井瓦斯相对涌出量为0.44，属低瓦斯矿井；煤尘有爆炸危险性，煤尘有自燃发火危险性；二氧化碳相对涌出量为3.44，二氧化碳为高等级矿井。1.3.5煤的用途随着科学技术和钢铁、化工等工业的发展，煤的用途日益广泛，使用价值愈来愈高。但由于不同工业用煤对煤质的要求不同，导致不同类型的煤其用途不一，本矿井煤系地层中均为气煤，决定了其主要用途如下：1、气煤：可用来作炼焦、燃
37、料、低温干馏、造气、加氢制流体燃料、氟化制防爆油类、电工用油、氨化制离子交换剂等。2、肥煤：用作炼焦，制磺化剂、高压加氢制液体燃料。第2章 井田开拓2.1井田境界及开采储量2.1.1井田境界 矿区南与旺家垣井田、交子里井田相邻，西与阳泉曲井田、瓜沟井田相邻，东邻高阳井田、宜兴井田，北以下堡河为自然边界。井田走向长度最大约3.8，最小约3.5，平均约3.65；倾向长度最大约4.4，最小约2.3，平均约3.35，井田面积约13。图2-1 井田赋存状况示意图计算矿井工业储量相关规定： 根据本井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算； 依据国务院过函(1985)5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区
38、有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫分大于3%的矿井。硫分大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量； 储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度； 煤层倾角不大于15时，可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量；当倾角大于15时，必须以煤层的真厚度和斜面积计算储量，由于井田内的煤层平均为7，所以不考虑真厚度和斜面积。 煤层容重：2#、9# 、10#煤层容重约为1.4； 煤厚、灰分以下表为依据表 2-1煤炭资源量计算指标煤类指标项目炼焦用煤长焰煤、不粘煤、弱粘煤、贫煤无烟煤褐煤煤层厚度()井 采倾
39、角250.70.81.525450.60.71.4450.50.61.3露天开采1.01.5最高灰分(%)40最高硫分(%)3最低发热量(MJ/kg)17.022.115.7 井田的主采煤层为2#、9#和10#煤，从表1-5可知硫分、灰分都符合矿井工业储量计算的相关规定。除2#煤为非炼焦用煤以外，其它两层都是炼焦用煤，井田的平均倾角约为7，故最低可采厚度由表2-1查得：=S(M1+M2+M3)/cos 式 (2-1) =131.4（3.81+4.6+4.6）/cos70 =238.66Mt式中：矿井工业储量，万t； 井田水平面积，m2；M12#煤层平均厚度；3.81mM29#煤层平均厚度；4.
40、6mM310#煤层平均厚度；4.6m1煤的平均容重，1.4t/m3；2煤的平均容重，1.4t/m3；3煤的平均容重，1.4t/m3；表2-2各煤层工业储量储量煤层Mt2#()69.869#()84.3510#()84.35合 计238.662.1.2可采储量计算矿井可采储量时，必须要考虑以下煤柱损失： 井田境界煤柱损失； 工业广场保护煤柱； 采煤方法所产生的煤柱损失和断层煤柱损失； 建筑物、河流、铁路等压煤和其他损失。本井田中永久煤柱损失主要有：工业广场保护煤柱、井田境界煤柱损失。 边界煤柱留设计算边界煤柱 式(2-2) 式中：边界煤柱损失量； 边界长度； 边界宽度； 煤层厚度； 煤的容重。1
41、.40表2-3各煤层边界煤柱损失项目煤层煤 厚()周 长()宽 度()容 重()合计Mt2#()3.8113.86201.401.489#()4.613.86201.401.7810#()4.613.86201.401.78合计135.04 工业广场煤柱留设根据煤炭工业设计规范，工业场地占地指标如表2-4。本矿井的井型是150万，表2-4查得工业广场的面积需要18公顷考虑到工业场地的布置应结合地形、地物、工程地质条件及工艺要求，做到有利生产，方便生活，节约用电。因此工业广场长600，宽300。表2-4 工业场地占地面积指标井型（万t）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-18
42、01.245-901.59-301.8注： 1.占地指标中包括围墙内铁路站线的占地面积； 2. 在山区，占地指标可适当增加； 3. 附近矿井有选煤厂时，增加的数值为同类矿井占地面积的3040%； 4. 占地指标单位中的10万t指矿井的年产量。用作图法求出工业广场保护煤柱边界，如图2-2所示。图2-2 垂直剖面法确定工业广场保护煤柱边界本矿井的可采煤层有3层，由作图法求得工业广场保护煤柱边界为梯形，2#的上底713.63，下底739.87，垂高961.53，面积为0.7；9#和10#的上底776.84，下底807.30，垂高1039.09。面积为0.82。计算2#工业广场的煤柱 式(2-3)0.
43、73.811.43.73计算9#和10#工业广场的煤柱 式(2-4)0.829.21.410.56式中：边界煤柱损失量，； 工业广场面积，； 煤层厚度，； 煤的容重，1.40。 断层煤柱留设根据实际经验，断层按性质、落差大小及其对煤层破坏程度，断层煤柱留设如下：落差50的断层，两侧各留50的煤柱；落差2050的断层，两侧各留30煤柱；落差1020的断层，两侧各留20煤柱；落差10的断层不留设断层煤柱。井田内的所有断层都10，因此不需要留设断层煤柱。 铁路煤柱留设本矿的铁路专用线及介西支铁路均不在矿区范围内，无需留设保护煤柱。 露头防水煤柱留设本矿井主采煤层目前没有风氧化带，受K2灰岩水的影响9#煤层局部有氧化，氧化区域不稳定，只能靠生产中揭示取样化验后逐步圈定，故不考虑煤柱留设。计算矿井可采储量：式(2-5) (238.66-19.33)0.75 164.5Mt式中：矿井可采储量，； 矿井工业储量，由表2