矿井机械化升级改造初步设计

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1、山西汾西宜兴煤业有限责任公司矿井机械化升级改造初步设计说明书（环节调整）第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置宜兴煤矿井田位于山西省中部，吕梁山东麓。地理坐标为东经11138161114026，北纬365829370039，行政区划上隶属与吕梁市孝义市和晋中市灵石县管辖，见图1-2-1。汾孝矿区开发历史悠久，交通运输十分便利，宜兴井田位于矿区中部，南同蒲铁路干线由本区东南方灵石峡谷经过，介休阳泉曲铁路支线从井田以北沿兑镇河谷穿行（见表1-2），矿区距兑镇火车站约12km；距孝（义）午（城）公路14km，矿区有简易公路与孝午公路相通；此外，还有与南同蒲铁路并行的大（同）运（城）国

2、家二级公路。其它各县、乡之间有公路或简易公路通过，交通方便。见表1-2-1。表1-1-1 孝西火车站至全国主要工业城市里程表城市名太原阳泉石家庄北京天津邯郸郑州上海里程（km）1352703666497865057782410图1-1-1 交通位置图宜兴煤矿宜兴煤矿二、地形地貌、水文该区地处黄土高原，属低山丘陵地形，地貌类型以侵蚀土塬、梁峁为主，其次为黄土冲沟地貌。海拔高度在1162.5856m之间，相对高差达300m左右。地势呈西高东低，西北高东南低，以西北部教场原一带最高，最低点位于东南边界处三交河河谷。区内河谷十分发育，沟坡陡峭，除沟底有基岩出露外，大部为黄土覆盖，由于地表植被稀少，水土

3、流失严重，属侵蚀剥蚀区。本区属黄河流域汾河水系，汾河自井田西南方通过，是区域内最大河流。井田内主要河流有大河里、三交河。雨季时有水流，暴雨时水势凶猛，数日后即变为溪流，全年大部分时间干涸无水，为季节性山洪河道。当地居民在河谷中用土石筑坝储水，形成小型水库，以解决人畜用水，但当山洪暴发时库坝容易被冲垮。三、气象及地震本区属半干旱大陆气候，蒸发量大于降水量，空气干燥。冬季长，夏季短，气温变化较大，见表1-1-1。表111 气象资料表项 目最大（高）最小（低）年平均备 注日期日期降水量（mm）7181988315.31972496.3雨季：68月枯季：11月次年4月蒸发量（mm）2294.81972

4、1543.419841856.9气温（）39.974.6.1627.471.1.3010.3日平均湿度绝对（毫巴）23.71988.71.41984.19.2相对（）831977.8321980.158风速（m/s）18主导风向：西风；2.6历年平均7级以上风：8.3天风 向主导 风向：西风；次 主导风向：西风；次主导风向：西北风。最大冻土深度（）741977.2结冻期：12月中旬解冻期：次年3月上旬最大积雪厚度（）1888.11.1平均无霜期：197天注：据孝义县气象站19701991年观测资料整理。根据中国地震动峰值加速度区划图（GB183062001）,本区地震动峰值加速度为0.15g，

5、相当于原地震烈度七度区。四、井田周围开发情况汾孝矿区采煤历史悠久，据史记载，始于明代。井田外围有汾西矿业集团的水峪矿、柳湾矿、两渡矿、曙光煤矿及旺岭等煤矿。现将附近生产矿井及区内小煤窑情况分述如下（见图1-1-2）：图1-1-2 四邻关系图（1）水峪煤矿：是山西汾西矿业（集团）有限责任公司所属国有大型煤炭企业，位于本井田以北，设计生产能力3.0Mt/a。（2）柳湾煤矿：是山西汾西矿业（集团）有限责任公司所属国有大型煤炭企业。位于本井田以西，设计生产能力3.0Mt/a。（3）两渡煤矿：是山西汾西矿业（集团）有限责任公司所属国有大型煤炭企业，位于本井田东及东南方向，设计生产能力0.75Mt/a。（

6、4）曙光煤矿：其前身为孝义市下栅乡集体煤矿（乡办），现已被汾西矿业集团并购，生产规模0.9Mt/a。（5）晋中地区灵石煤矿旺岭井：地方国营煤矿。生产规模0.60Mt/a。五、矿井建设的运输、电源、水源条件（一）、运输条件南同蒲铁路干线及大运公路由井田东南部经过，介休至阳泉曲铁路支线由井田北部通过，区内有简易公路与其相通，交通条件较方便。（二）、电源条件距宜兴矿井工业场地约3.2km处有汾西集团公司的曙光煤矿35kV变电站，本矿井两回电源分别引自曙光35kV变电站的不同母线段，供电电源可靠。（三）、水源条件本区奥陶系石灰岩含水层含水较为丰富，水质较好，可在沟谷内打深井取水，作为矿井永久水源。处理

7、过的井下排水作为矿井生产补充水源。六、建材及劳动力供应情况矿井建设建筑材料除钢材、木材、高标号水泥等需从外地购进外，其它建筑材料，如：砖、瓦、石料、水泥、白灰等，均可就地解决。 孝义市以农业生产为主，当地劳动力较为充裕，矿井建成后矿井的生产技术管理可采用由国有大型煤炭集团托管或从社会招聘技术人员管理的形式解决，井上下生产工人可从当地招工解决。第二节 地质特征一、井田地层本区黄土分布广泛，仅在沟谷中有少量基岩出露，地层走向NW，倾向NE，倾角一般小于10，区内出露地层为二叠系上统上石盒子组，经钻孔所揭露的地层由老至新有：奥陶系中统上马家沟组（O2S）、峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）

8、、石炭系上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1S）、下石盒子组（P1x）、上统石盒子组（P2S）、石千峰组（P2sh）、第四系Q地层。主要含煤地层为太原组及山西组，现由老至新分述如下：（一）奥陶系中统（O2）1、马家沟组（O2m）区内没有露头，仅14-2钻孔揭露9.46m，周边水22-1号孔最大揭露厚度69.33m,主要为浅灰色深灰色，具豹皮状结构的石灰岩及白云质灰岩、泥灰岩组成，小溶洞及裂隙发育。与下伏地层整合接触。2、峰峰组（O2f）一段：14-2孔完全揭露，其厚度为92.08m，主要为深灰色角砾状泥灰岩，厚层状石灰岩及灰白色薄层石膏层组成。二段：区内多数详查钻孔均有揭露，其中14-

9、2孔完全揭露，厚58.61m,由灰色、深灰色石灰岩、泥灰岩、浅灰色白云质灰岩组成，溶蚀现象明显，裂隙及小溶洞发育，多被方解石充填，洞内常见方解石晶簇，与下伏地层整合接触。（二） 石炭系（C）1、中统本溪组（C2b）该组地层沉积于古侵蚀面上，与下伏地层呈假整合接触，厚度为10.6024.71m，平均厚度16.54m，主要为一套灰灰黑色泥岩、粉砂岩、碎屑石英砂岩及不稳定的薄层生物泥晶灰岩。含煤23层，除个别点达到可采外，一般不可采。底部发育一层褐灰色铝质泥岩（G层铝土），具内碎屑及鲕状结构，并含有大量团块状黄铁矿，区域上相当于山西式铁矿层位。本组地层化石稀少，仅含少量植物茎干碎片。灰岩中含海白合茎

10、、介形虫、蜓等动物化石及其碎片。与下伏地层假整合。2、上统太原组（C3t）该组为区内主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组之上，厚度69.6297.14m，平均厚85.29m。含煤710层，其中9号、10+11号煤层厚度大，全区稳定可采。5号煤层，层位稳定，厚度较小且有一定变化，属大部可采煤层。从沉积物的组成上可以看出该组明显的分为三段：（1）下部碎屑岩沉积段：从K1至11号底板，一般厚度612m。主要由砂岩、粉砂岩、含铝质泥岩组成，夹不稳定的薄煤层及灰岩。底部为一层灰白色细、中粒石英砾岩（K1）。（2）中部碎屑岩与碳酸岩交互沉积段：从11号煤底至K4灰岩顶，一般厚55m左右。主要由生物碎屑泥晶灰

11、岩，碎屑石英砂岩及煤层组成，含煤45层，自下而上依次为10+11号、9号、8下号、8号、7号、7上号，9号、10+11号煤层厚度大，全区稳定可采；7号煤层层位稳定厚度小并有一定变化，在本区可采点零星分布，属不可采煤层。7上号、8号及8下号煤层，层位稳定对比可靠但厚度很小，不可采。（3）上部碎屑岩沉积段：从K4灰岩顶至K7砂岩底。一般厚26m左右，主要由黑色泥岩、粉砂岩、岩屑石英砂岩及煤层组成，靠近顶部常夹一薄层叠锥状灰岩。本段含煤24层，依次为6号、5号、5上号、4号，其中5号煤层发育较好，属于局部可采。5上号及4号煤层层位稳定，但厚度小不可采。（三） 二叠系（P）1、下统山西组（P1s）为本

12、区主要含煤地层，与下伏地层太原组呈整合接触。厚度27.8551.83m，平均41.34m。主要由灰黑色泥岩、粉砂岩及含大量菱铁质粒或内碎屑的砂岩组成，含煤47层（1上号、1号、1下号、2号、2下号、3上号、3号），其中2号、3号煤层局部或大部可采，2下号煤层可采点分布零散，属不可采煤层。底部为一层褐灰色细中粒岩屑石英（K7）常发育沙文层理、缓波状层理，该岩石表面粗糙，平均厚度1.75m。2、下统下石盒子组（P1x）本组厚度76.40110.90m，平均92.26m。顶部为一层桃红色铝质泥岩（称下桃花泥岩）。上部由灰绿色细粗粒岩岩屑长石石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，带紫色斑块。下部为灰绿

13、、灰白色中粗岩粒长石石英砂岩和灰黑色粉砂岩、泥岩，夹13层不稳定薄煤或煤线。与下伏地层山西组整合接触。3、上统上石盒子组（P2s）1) 一段(P2s1)：厚度148.40199.94m，平均厚度173.70m，以灰绿色及灰白色中粒岩岩屑长石石英砂岩，砂质岩、砂质泥岩为主。底部为灰绿灰白色细粗粒长石石英砂岩，该K10砂岩夹在两层桃花岩之间。2) 二、三段(P2s2+3)：沟底两层有少量出露，区域地层厚度219250m，平均243.29m，以紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰绿色细粗岩屑长石石英砂岩，底部为一层灰白灰绿色层状粗粒长石石英砂岩，含少量燧石（K12）。（四）第四系(Q)1) 更新统(Q1-

14、3)：厚度086.30m，下部棕黄色、棕红色的沙土、黏土、亚黏土组成，含大量钙质结核及砂姜。2) 全新统(Q4)：04m，多发育在沟谷、河漫滩、河床阶地及山脊顶部，为河流冲、洪积物，由沙砾、砾石、粉沙及次生黄土等混合组成。二、井田地质构造本井田位于阳泉曲汾西盆状复向斜的北部偏东，受区域构造影响区内地层平缓，倾角一般小于100，以北西及北北东向宽缓的波状起伏为基本构造形态。（一）褶曲赵家庄向斜：位于本井田西南部，部分伸入旺岭煤矿井田内，走向北西，南翼倾角100，北翼倾角0，出露地层为上石盒子组，向南倾状。白衣庙东向斜：位于本井田北部，为一弧型向斜，走向，延长约1000m两翼地层倾角小于100。5

15、赵家沟向斜：位于本井田西北部边缘，轴向W，延长约1500m。6燕富曲向斜：位于本井田西南部，为一弧型向斜，走向，延长约1500m两翼地层倾角680。B孟家庄背斜：位于本井田中部，孟南庄以东河谷中，走向，南端转向NE方向。延长约1400m两翼地层倾角560。B5平泉洼背斜：位于本井田中部，自平泉洼向W方向延伸，延长约1000m两翼地层倾角480。（二） 断层本井田内现有勘探程度下未发现有断层，井下实际采掘中在2131工作面有小断层。（三）陷落柱据地质报告，区内勘探阶段钻孔未发现有陷落柱。在2号煤层揭露3个陷落柱，长轴方向直径约40m，短轴方向直径约30m。三、煤层特征（一）含煤性井田内主要含煤地

16、层为山西组和太原组，共含煤17层，自上而下编号为01、02、03、1、2、3、4、5、5下、6上、6、7、7下、8、9、10、11号。，煤层总厚19.8m，含煤地层总厚156.2m。含煤系数12.7%，可采煤层有1、2、3、4、5、6、8、9号8层，其中1、3、5号为零星可采煤层，可采煤层总厚16.03m，可采含煤系数10.3%。山西组含煤01-05下号9层煤，煤层总厚9.15m，地层总厚68.20m，含煤系数13.4%。可采煤层总厚7.83m，可采含煤系数11.4%。太原组含6上-11号8层煤，煤层总厚10.65m，地层总88.00m，含煤系数12.1%。可采煤层总厚8.20m，可采含煤系数

17、9.3%。（二）可采煤层各可采煤层特征详见表1-2-1。表121 可 采 煤 层 特 征 表煤层编号煤层厚度(m)最小最大平 均煤层间距(m)最小最大平 均稳定性顶、底板岩性备注顶板底 板20-2.301.825.00-9.007.00 不稳定砂质泥岩中砂岩泥岩细砂岩大部可采30.90-2.001.5稳定-较稳定泥岩砂质泥岩大部可采9.40-13.2311.3350.61-1.450.97较稳定泥岩泥 岩局部可采46.43-58.2053.7991.48-1.571.51稳定石灰岩泥 岩稳定可采0.9-5.842.6810+115.10-8.896.79稳定泥岩泥 岩稳定可采各可采煤层分述如下

18、：2号煤：位于山西组中下部，上距下石盒子组底界K8砂岩25m左右。煤厚02.30m，平均1.82m；结构简单。2号煤本区南部厚度小、不可采，东北部与2下号合并，属于局部可采，2下号煤厚0.191.80m，平均厚度0.61m，多含12层夹矸，东北部较厚，其余西部及南部不可采。煤层顶板多为泥岩或粉砂岩。3号煤：位于山西组下部，上距2号煤59m平均7m，下距K7砂岩03.35m。煤层厚度0.902.00m，平均厚度1.51m。结构简单，有时含有一层夹矸，大部可采。其顶板为泥岩或粉砂岩，底板为炭质泥岩，局部为泥岩。5号煤：位于太原组上部，上距K7砂岩平均8m。下距K6砂岩约0-3m，层位稳定结构简单，

19、煤层厚度0.611.45m，平均厚度0.97m。局部可采。其顶板为12m厚的泻湖相黑色泥岩，并发育有5上号煤。底板以中细粒砂岩为主，间有砂质泥岩或粉砂岩。9号煤：位于太原组下部，层位稳定结构简单，煤层厚度1.481.57m，平均厚度1.51m。属于稳定可采。其顶板为厚7.19m的K2砂岩，底板为泥岩，厚12m。10、11号煤层：位于太原组下部，下距太原组底界砂岩（K1）约10m左右。厚5.108.89m之间，平均6.79m，属稳定煤层，结构复杂，常含24层夹矸，多达56层，在本区南部个别点处有10、11号煤分层现象。底板为泥岩，少数为炭质泥岩或砂质泥岩。四、煤质特征（一）物理性质煤的物理性质：

20、本井田煤为黑色、灰黑色的亮煤，有玻璃光泽。断口为参差状、棱角状、粒状、条带状、线理状及粒状结构，层状、块状构造。山西组2号煤裂隙发育，局部具方解石细脉，含泥质核，以半亮型及暗型煤为主。太原组富含黄铁矿结核，内外生裂隙发育，充填多为黄铁矿及方解石，以半亮型煤为主，煤层的容重为1.371.55t/m3。（二）化学性质、工艺性能及煤类各煤层主要煤质特征见表1-2-2。 1、化学性质2号煤：为低中灰、低硫、特低磷、特强粘结性、高发热量、较高软化温度灰、易选的肥煤大类。3号煤：为中灰、中高硫、特低磷、特强粘结性、高发热量、较高软化温度灰、易选的肥煤大类。5号煤：为中灰、低硫、低磷、特强粘结性、高发热量、

21、较高软化温度灰、易选的肥煤大类。9号煤：为低灰、高硫、特低磷、特强粘结性、高发热量、中等软化温度灰、极易选的肥煤大类。10、11号煤：为低中灰、中高硫、低磷、特强粘结性、高发热量、较高软化温度灰、极易选的肥煤大类。2、工艺性能（1）发热量各煤层平均干燥无灰基弹筒发热量在35MJ/kg左右，5号煤最低为34.71MJ/kg，9号煤最高为36.17MJ/kg。（2）煤的粘结性和结焦性1）粘结性本区各煤层的平均粘结指数均大于95，按烟煤粘结指数分级（MT/T596-1996）属特强粘结煤，Y值各煤层均大于20mm。Y值、GRI总体看自上而下逐渐降低，粘结性逐渐减弱，但5号煤例外，Y值、GRI均较高。

22、2）结焦性按冶金焦炭标准（GB1996-80）衡量，2号煤符合冶金焦炭Ad（5.72%）牌号，St,d（0.39%）类，M40（83.4%）组，M10（6.6%）组要求。焦炭筛分结果：大于40mm的大块焦占93.3%，大于25mm的大中块焦占2.5%，小于25mm的焦末占4.2%。9号、10+11号煤混煤符合冶金焦炭的Ad（9.08%）牌号，M40（77.9%）组，M10（9.1%）组要求，由于St，d达2.03%，故不能做为单独炼焦用煤。焦炭筛分结果：大于40mm的大块焦占87.9%，大于25mm的大中块焦占3.6%，小于25mm的焦末占8.5%。3）低温干馏3号、9号、10+11号煤层的焦

23、油产率均小于7%，不符合炼油用煤要求，2号煤的焦油产率略高于7%但样点太少，且Y值远大于9mm，也不宜做炼油用煤。4）灰成分及灰熔融性各煤层的灰成份均以SiO2和Al2O3为主，两者之和占60%以上，5号煤达90%以上，Fe2O3次之，CaO、MgO、SO3、TiO2占极少量，且含量较稳定。2号、3号、5号、10+11号煤层煤灰平均软化温度（ST）在13621450之间，属较高软化温度灰；9号煤层煤灰平均软化温度（ST）为1320，属中等软化温度灰。5）可选性各煤层可选性等级评价依据：煤炭资源地质勘探规范（1986年9月） “中国煤炭可选性评定标准（MT56-81），采用分选密度0.1含量法”

24、进行评价，指定浮煤灰分为10%，各煤层的0.1产率，若采用的理论分选密度小于1.70时，以扣除沉矸为100%计算0.1含量参与评价。3、煤类区域煤种分布：汾西矿区的煤变质分带明显呈规律性变化，总的变化趋势为随着煤层埋藏深度的加深，上覆地层的加厚，煤的变质程度逐渐加深，平面上的分布为由南向北逐次为肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤，本区处在肥、焦煤带。煤类的划分依据：本区煤的Vdaf、G、Y值随着煤层层位的加深而降低，变质程度逐渐增高。根据中国煤炭分类国家标准（GR5751-86），井田内煤的分类指标以浮煤Vdaf、G、Y值为主要指标确定煤类，2、3、5、9、10+11号煤均为肥煤。4、工业用途评价（1）作

25、为炼焦用煤本区2号、3号煤灰份较低，含硫也不高，经洗选后可用作炼焦用煤，9、1011号煤经洗选后若能将全硫含量降至2.5%以下，并掌握好合理的配煤比，可作为配煤炼焦用煤。（2）做动力用煤1）发电煤粉锅炉用煤：根据用煤质量标准，本区煤层均满足其要求。2）蒸汽机车用煤：本区各煤层，Vdaf均大于20%，灰分均小于24%，ST1200，可满足要求，硫分大于1%的煤层在使用上可经供需双方同意采取合理的配煤措施，充分利用。3）综合利用随着煤炭工业的发展，煤的工业利用价值越来越高，煤炭及其夹矸的综合利用范围越来越广，根据本井田各煤层的煤质特征、夹矸及顶底板岩性特征等，可考虑进行多种综合开发利用。如用洗选中

26、煤建中煤电厂，矸石电厂，矸石作灰碴砖、建筑材料、烧制水泥等。五、井田水文地质条件（一）含水层1、新生界松散孔隙含水层区内新生界地层，由于地表剥蚀在平面上呈现不连续性，含水层主要为砂、沙砾、卵石层，一般含水不强。2、砂岩裂隙含水层区内二叠系、三叠系砂岩含水层较多，但对煤层开采有影响的主要为K8砂岩至2号煤顶板砂岩，是开采2号煤的直接充水含水层，该层段砂岩裂隙不发育，水位标高在605.11946.63m。3、石灰岩岩溶裂隙含水层太原组石灰岩岩溶裂隙含水层：根据勘探资料，说明其充水空间较发育。K3、K4属富水性弱的含水层，K2属富水性中等的含水层，据汾西矿务局三矿的开采资料，K2石灰岩含水层是矿井的

27、主要充水原因，其水量的大小直接影响矿井的开采。奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层：峰峰组二段石灰岩含水层为开采1011号煤的间接充水含水层，其厚度41.8380.80m，平均53.77m，裂隙发育，水位标高541.69m，单位涌水量0.34L/s.m。上马家沟组三、二段石灰岩岩溶裂隙含水层主要岩性为石灰岩夹薄层泥灰岩及白云质灰岩，岩溶裂隙发育，是奥陶系中统主要含水层段。补给来源以大气降水为主。（二）隔水层井田内个含水层之间都有良好的隔水层，当其完整性、连续性未被破坏时，完全可以隔离上下含水层间的水力联系。K10K8砂岩含水层之间由泥岩、砂质岩、粉砂岩及不稳定的薄层砂岩组成隔水层，厚度66.2698

28、.60m，平均厚度86.02m，完全可以隔断上部地层的地下水与煤系地层含水层的水力联系。11号煤中奥陶系顶面压盖隔水层段由泥岩、砂质泥岩、薄层砂岩及石灰岩、铝土泥岩组成，厚度24.8341.67m，平均29.59m。无水力联系，但在导水陷落柱及断层存在的情况下，仍有底板突水的可能性。峰峰组一段隔水层由泥灰角砾状泥灰岩及石膏组成，即上下石膏带。能起到良好的隔水作用。（三）地下水的补、径、排特征本区地处郭庄泉水文地质单元中部，属向斜储水构造，松散岩类含水层、碎屑岩类含水层、碳酸盐岩含水层在平面上成层迭置，各含水层间有隔水层发育，形成各自相对独立的补、径、排系统。井田内地形的强烈切割，使浅部不同时代

29、与岩性的地层在平面上迭置出露，使它们含水系统的整体性与连续性遭受破坏。更新统松散岩类含水层大多分布与山梁和谷坡地带，高于侵蚀基准面，接受大气降水入渗补给，以散泉的形式出露，就近补给下伏基岩风化带含水层或地表水。全新统冲洪积含水层主要分布于沟谷底部，呈条带状分布，厚度不均，发育不连续，以大气降水补给为主，丰水季节接受沟谷两侧含水层出露泉水补给，沿河谷向下游径流排泄，与沿途风化带含水层水力联系密切。二叠系碎屑岩类裂隙含水层地表出露较少，在浅部受地形切割，含水层在各大沟谷间呈独立分布，地表出露二叠系上石盒子组地层，发育风化裂隙含水层，以上覆松散岩类孔隙含水层渗漏或排泄补给为主，大气降水入渗补给为辅，

30、在沟谷或陡坡处以散泉形式排泄，在沟谷地带与冲洪积含水层水力联系密切。井田内深部各承压含水岩组，在井田内地表无出露，不能直接接受降水入渗补给，天然状态下，补给受区域向斜储水构造控制，主要接受井田外西北及北部含水层侧向径流补给，向南径流排泄。（四）水文地质条件复杂程度井田内可采煤层深埋地下，开采形成顶板导水裂隙带不会达到地表，2号煤直接充水含水层主要为二叠系砂岩层间裂隙含水层，深埋地下，补给条件差，富水性弱，水文地质条件属简单。（五）矿井充水因素分析1、井田充水因素分析井田内煤层深埋地下，开采形成的导水裂隙带不会沟通地表，直接充水含水层主要来自煤系围岩层间裂隙含水层，浅部风化带裂隙含水层主要通过三

31、对竖井和斜井形成的导水通道向矿井充水，成为建井初期矿井主要充水含水层。开采2号煤时，矿井充水因素为K8砂岩至2号煤顶板砂岩裂隙水。但该含水层段裂隙不发育，主要受井田周边含水层径流补给。矿井开采初期涌水量较小，随着开采时间的延续，采空范围逐渐增大，矿井涌水量逐渐增大，后期受含水层补给条件限制，矿井涌水量逐渐趋于稳定。宜兴煤矿周边相邻区域大部分尚未开发，东部曙光煤矿技改完成刚刚投产，周边相邻采空区积水，现阶段不会对宜兴煤矿造成影响。还应当指出的是，宜兴煤矿井田范围内1、2号井生产系统由于瓦斯爆炸破坏严重现已废弃，井下停止排水，多年来巷道及采空区积存了大量积水，对矿井开采构成隐患，应予以重视。矿方调

32、查资料，2号井积水水位标高约646m，估算1、2号井2号煤层采空区积水量约10.4万m3。据详查资料，太原组、山西组及下石盒子组富水性一般弱，峰峰组及上马家沟组三段富水性中等，水位标高分别为542m和565m，以565m评价，井田中北部和东北部2号煤存在带压开采区，但突水系数最大0.017MPa/m，属于安全范围；9号煤层则全部为带压开采区，最底部可采煤层10+11号最大突水系数0.07Mpa/m，也在安全范围。2、矿床充水类型井田2号煤充水以顶板裂隙含水层为主，根据抽水资料，主要充水含水层K82号煤顶板砂岩富水性弱，井田内构造简单。根据规范，2号煤层的矿床充水类型为二类一型，即以顶板进水为主

33、的砂岩裂隙充水，水文地质条件简单的矿床。（六）矿井涌水量预测根据井田水文地质条件及汾西集团公司地质处提供的资料，利用地下水动力学法，计算得矿井初期正常涌水量15m3/h，最大涌水量30m3/h。六、其他开采技术条件（一）主要可采煤层顶底工程地质特征2号煤层的顶板岩性以砂质泥岩及粉砂岩为主，抗压强度16.9278.02 MPa之间，平均43.20MPa，单向抗拉强度1.273.95 MPa，平均2.01MPa，属中等稳定顶板。2号煤层底板是2下号煤顶板，岩性大多为炭质泥岩，抗压强度6.6545.60 MPa，平均21.32 MPa；抗拉强度0.571.50 MPa，平均0.97MPa；属不稳定顶

34、板。因此，在开采时，最好2号及2下号煤同时开采，否则2下号煤的顶板是不好维护的。9号煤顶板为K2灰岩，抗压强度30.5998.80 MPa，平均69.28 MPa，大部分属稳定坚硬顶板。但K2灰岩由于受沉积环境影响，底部风暴沉积，形成了丘状层理，造成了煤层变薄，致不可采，如4-3号孔9号煤厚度仅1.48m。9号煤层底板即1011号煤层顶板，岩性多为粉砂岩、炭质泥岩，抗压强度18.5030.94 MPa，平均25.27MPa，抗拉强度1.671.96 MPa，平均1.85MPa,且易受上部9号煤层采动破坏顶板不稳定。1011号煤层底板岩性以铝质泥岩、泥岩为主，抗压强度10.2029.80MP，平

35、均17.61MPa，抗拉强度0.112.38 MPa，平均1.30 MPa，较松软。其余3号、5号煤层顶板都在中等稳定以上。（二）瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向及地温1、瓦斯据孝义市2001年矿井瓦斯等级鉴定结果，原孟南庄煤矿的相对瓦斯涌出量为5.76 m3/t。另因曙光煤矿与宜兴煤矿相邻，同样隶属于山西汾西矿业（集团）有限责任公司。初期开采2号煤层，煤质、煤层埋藏条件与宜兴煤矿十分相似，其瓦斯数据对宜兴矿井具有重要借鉴意义。曙光煤矿预测一期达产时，矿井相对瓦斯涌出量预测值为8.49m3/t，小于10m3/t；本矿井达到45万t/a时，绝对瓦斯涌出量预测值为8.04m3/min，属低瓦斯矿井。根据汾

36、西矿务局19831993年各矿井瓦斯测定结果，均属低瓦斯矿井，未曾发生过煤与瓦斯喷出。但是，据了解该矿建井以来曾发生两次瓦斯爆炸，1998年一次，2003年一次。特别应当引起警觉的是，2003年3月22日，本矿的前身孟南庄矿在2号主井井下过发生特大瓦斯爆炸事故，死亡72人。因此，本次设计按高瓦斯矿井进行管理。2、煤尘、煤的自燃倾向根据地质报告提供：详查区各主要可采煤层均有煤尘爆炸危险。其中2号煤层火焰长度70400mm，平均256mm，加岩粉量75-85%，平均80%。该矿开采的2号煤层煤尘具有爆炸危险性。根据地质报告，本区2号煤层属容易自燃煤层。2号煤层发火期一般在8个月以上。3、地温本井田

37、平均地温梯度2.69/100；地热增温率为垂向增深37.17m升温1，属于地温正常区。（三）、勘探程度及存在的问题与建议（1）进一步落实井田内2号煤层及相邻矿井的采空区、小窑范围和采空区积水积气情况，并对其采取针对性防治措施，确保矿井安全生产。（2）鉴于孟南庄煤矿曾发生瓦斯爆炸，要求矿井在生产中加强通风管理和监测工作，一但瓦斯等级发生变化立即委托设计部门修改通风设计。（3）必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，制定完善的防治水安全措施。掘进巷道接近采空区和导水构造时必须做到“有掘必探、先探后掘”。（4）制定详细的技术措施和管理措施，防止内因火灾的发生。（5）尽快提供项

38、目环境影响报告审查批复文件。井田内2号煤层最低赋存标高低于采矿许可证批准开采标高范围，应尽快办理变更手续。（6）请权威部门对瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃性进行鉴定工作。（7）对首采区投产前实施地震勘探工作，进一步查明隐伏断裂构造，确保安全生产。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量一、井田境界根据山西省国土资源厅颁发的采矿许可证，井田范围由下列4个坐标点连线圈定：1.X=4098000.00 Y=19556800.002.X=4098000.00 Y=19560000.003.X=4094000.00 Y=19560000.004.X=4094000.00 Y=19556800.00井田东西宽约

39、3.2km，南北长约4km，面积12.8km2。二、储量（一）、矿井地质储量储量计算工业指标按煤炭资源地质勘探规范中关于炼焦用煤的标准确定：能利用储量的最低可采厚度0.7m，最高可采灰分40%；最高可采灰分40%。根据山西煤炭地质水文勘查研究院2007年3月编制的山西汾西宜兴煤业有限责任公司矿井地质报告提供的储量情况如下：因目前只批准本矿井开采2号煤层，故只计算2号煤的储量。宜兴煤矿现井田累计查明资源总量24979kt，其中探明的经济基础储量（111b）13494kt，控制的经济基础储量（122b）7726kt，推断的资源量（333）3663kt，已动用资源量96kt。矿井储量计算汇总详见表2

40、-1-1。 表2-1-1 矿井储量计算汇总表 单位：kt煤层煤类现保有资源/储量(kt)动用资源/储量累计查明111b122b333小计2号煤FM13494772636632488354.2%85.3%9624979（二）、矿井工业储量根据煤炭工业矿井设计规范，矿井工业储量为111b+122b+333k，k取0.7，则矿井的工业储量为23784.1kt。（三）、矿井设计储量计算矿井设计储量=矿井工业储量-永久煤柱损失；其中永久煤柱损失包括设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和地面建（构）筑物需留设的保护煤柱等永久性煤柱的损失量。矿井设计可采储量计算矿井设计可采储量按下式计算：Zk=(Zs

41、-P)C式中：Zk矿井设计可采储量，kt;Zs矿井设计储量，kt;P保护煤柱损失量，其中保护煤柱损失量包括工业场地及风井场地保护煤柱、矿井主要开拓巷道、采区边界保护煤柱等损失量，kt； C采区回采率，根据煤炭工业矿井设计规范，2号煤层取80%。工业场地、风井场地、地面村庄、以有的建（构）筑物地面范围按其实际占用范围并考虑其保护等级的维护带宽度而圈定，井下各可采煤层的保护煤柱范围计算方法为：松散层及基岩厚度参照邻近钻孔资料及实际揭露的资料而确定，松散层地层移动角取45，基岩地层移动角走向取72，上山取72，下山取720.6。其他保护煤柱留设参数如下：井田境界20.0m，开拓大巷两侧各留设30.0

42、m，采区边界两侧各留设5.0m。经计算全矿井的永久煤柱损失量为2890.7kt，将矿井工业储量减去全矿井的永久煤柱损失量后，该矿井设计储量为20893.4kt。（四）、矿井设计可采储量根据煤炭工业矿井设计规范的有关要求，将矿井设计储量减去工业场地及大巷保护煤柱损失，再乘以采区回采率（80），即为全矿井的设计可采储量。经计算矿井设计可采储量为14601.2kt。详见表212。表212 矿井设计可采储量 单位（kt）煤层编号工业储量永久煤柱损失设计储量保安煤柱损失开采损失设计可 采储量村庄陷落柱井田境界小计工业场地大巷合计 223784.1 2180.0 3.1 707.6 2890.7 2089

43、3.4 978.5 1663.4 2641.9 3650.3 14601.2 第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度矿井设计年工作日330d，每天四班作业（其中三班生产，一班准备），每日净提升时间16h。二、矿井设计生产能力及服务年限1、矿井设计生产能力确定为0.45 Mt/a，其理由如下：1）.本井田煤层储量十分丰富，赋存以稳定、较稳定型为主，倾角一般小于10。井田内大可采。从煤层储量、煤层赋存条件和先期开采煤层的特征等方面分析，矿井宜建设现代化中小型矿井。2）.井田内地质构造简单。井田内无大的地质构造，以宽缓的褶曲为主。井田内断层、陷落柱稀少，全井田无岩浆岩侵入。井田内水文地质

44、条件简单。因此，从开采技术条件方面分析，矿井适合建设大中型矿井。3）. 目前国内综采一次采全高工作面的技术成熟，非常适合本矿井的煤层条件，为矿井高产高效创造了有利条件。4）.如果井型为0.30Mt/a，矿井服务年限为42.8a，服务年限较长；井下2号煤为薄及中厚煤层，布置一个综采工作面不能充分发挥设备效率；布置一个高档工作面难以满足生产能力，若布置两个高档工作面不符合“一井一面”煤炭政策，所以0.30Mt/a不适宜。5）如果井型为0.60Mt/a，矿井服务年限为21.4a，服务年限偏短，不符合设计规范要求。6）根据待批的汾西矿区总体规划，宜兴矿井规模为2.4Mt/a，本井田还有扩界增层的可能，

45、所以井型不宜偏小。为此，从矿井资源条件、煤层开采技术条件和总体规划等方面综合考虑，矿井年设计生产能力确定为0.45Mt是合理的。2、矿井及水平服务年限均按下式计算：T=Z/AK式中：T服务年限，a;Z设计可采储量，kt;A设计生产能力，kt/a; K储量备用系数，取1.3。则：矿井服务年限为：T1=14601.2/（4501.3）25(a)第三节 井田开拓一、井田开拓（一）、 井田开拓方式及井口位置1、矿井开拓现状矿井现有三个工业场地，七个井筒，现状分别如下：（1）、1号工业场地位于井田中部的沟内，布置有两个井筒，一个主立井：椭圆形 a=4.5m，b=2.9m，净断面10.2m2，至2号煤垂深

46、450m、至11号煤垂深530m，装备JT1.2双滚筒绞车，电机功率55kW；一个副立井：原直径2m，上部90m已扩大为8m，净断面50.3m2，至2号煤垂深400m、至11号煤垂深480m，装备JKM3.254多绳绞车，电机功率1000kW，且井塔已施工。（2）、2号工业场地位于1号工业场地的附近，布置有一个主立井：椭圆形 a=4.5m，b=2.9m，净断面10.2m2，至2号煤垂深480m，装备JT1.6双滚筒绞车，电机功率95kW。一个回风立井，直径2.6m，爆炸后已废弃。（3）、3号工业场地位于井田北部的山梁上，布置有三个井筒，回风立井为圆形，直径4.5m，施工了300m，尚未见煤；副

47、立井为圆形，直径4.2m，已经装备了罐笼箕斗混合设备；已施工到底，揭露2号、3号煤层。3号斜井：宽5.4m，高4.3m，主斜井方位角（）57，倾角（）25已施工到底。2、 影响矿井开拓部署的因素（1）、井田内分布有七个村庄、无规则，给工作面布置带来一定的影响。（2）、现有的三个工业场地比较分散，且已分别建设了许多设施，在设计中应合理、经济地予以利用。（3）、矿井瓦斯含量较低，对开拓部署十分有利。（4）、井田内煤层赋存平缓，地质构造简单，对矿井使用现代化设备、建设高产高效矿井有利。3、井口及工业场地位置和开拓方案比选（1）、井口及工业场地的选择根据井田地理位置、煤层赋存条件、设备发展状况，也相应

48、进行了大量深入细致的工作，经充分考虑，设计将宜兴煤矿的副井工业场地确定在原3号工业场地附近，主井工业场地选择在副井工业场地东北部的平地，即已有主斜井的工业场地。主要理由如下：1）、3号工业场地宽广，有利于矿井的地面设施布置。2）、3号工业场地靠近乡镇公路，交通方便。3）、3号工业场地地面设施比较齐全。3）、2号工业场地主井井塔已施工，剩余工程施工困难，建井工期长。4）、2号井井下已采区域比较乱，初期工作面位置选择困难，不利于矿井早见效。（2）、井田开拓方案根据以上影响井田开拓的因素，结合宜兴煤矿工业场地和井筒的实际情况，本次设计重点对批准开采的2号煤层进行了开拓部署。首先考虑利用现主井作为混合

49、提升井的方案，根据现有装备，每斗只能装载3t煤炭，按每天煤炭、辅助提升8h计算，年生产能力只有240kt，不能满足本矿要求。因此，根据井口位置和大巷布置的不同，设计提出了两个开拓方案，分述如下：方案一：利用和改造原有井筒的开拓方案（原主斜井、原3号主立井、延伸原3号副立井）见图231：采用斜立混合开拓方式。利用现有的一条主斜井，主斜井净宽5.4m，倾角25，斜长1163.459m，担负矿井煤炭提升任务，兼进风井及安全出口；利用原3号主立井和装备，净径4.2m，倾角90深度557.818m，担负矿井辅助提升任务兼进风井；将原3号副立井继续延伸到2号煤作为回风立井，净径4.5m，倾角90深度593

50、.598m（已施工300m），装备梯子间担负全矿井的回风任务兼安全出口。利用原2号井作为后期回风立井，椭圆井筒，a=4.5m，b=2.9m，净断面10.2m2，垂深480m，装备梯子间担负全矿井的后期回风任务兼安全出口。主斜井落底在+528.3m标高处：副立井落底在2号煤层中的+567.534m标高处；回风立井落底在2号煤层中的+541m标高处。自主斜井井底沿2号煤层底板向南北方向布置一条胶带运输大巷，在其两侧的2号煤层中平行布置一条辅助运输大巷及一条回风大巷，巷间距彼此为30m。三条大巷向南到达X=4096000以北100m时开始90o向东布置三条大巷，即辅助运输大巷、胶带运输大巷、回风大巷

51、，延伸至井田边界。胶带运输联络巷向东759m开始向南布置三采区胶带运输大巷，两侧分别布置三采区辅助运输大巷、三采区回风大巷，直达井田边界。开拓大巷避开了原2号井底的采空区，且基本在井田的中部。2号煤共划分三个采区。井下煤炭运输采用胶带输送机方式，辅助运输采用无级绳连续牵引车方式。矿井初期采用中央并列式，后期采用中央分列式通风系统，通风方式为机械抽出式。方案二：利用原有井筒的开拓方案（原主斜井、原3号主立井）见图232：利用现有的主斜井和原3号主立井作为初期移交的井筒，主斜井净宽5.4m，倾角25，斜长1163.459m，将现有主斜井装备800mm胶带和30kg/m轨道作为矿井的混合提升斜井，担

52、负全矿井的煤炭提升和辅助设备提升任务，兼进风井和安全出口。原3号主立井，净径4.2m，倾角90深度557.818m，装备梯子间作为矿井的回风井筒，兼安全出口。形成斜立混合开拓方式。主斜井落底在+528.3m标高处，回风立井已落底在2号煤层中的+541m标高处。大巷布置方式和采区划分方式与方案一相同。井下煤炭运输采用胶带输送机方式，辅助运输采用无级绳连续牵引车方式。矿井初期采用中央并列式，后期采用中央分列式通风系统，通风方式为机械抽出式。沿主立井和副立井井底2号煤层底板向南北方向布置三条大巷，即胶带运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，三条大巷横贯井田南北，全长3.96km，巷间距彼此为30m。用一

53、个采区开采全井田。井下煤炭运输采用胶带输送机方式，辅助运输采用无级绳连续牵引车方式。矿井初期采用中央并列式，后期采用中央分列式通风系统，通风方式为机械抽出式。（3）、开拓方案比选1）开拓方案经济比较从表2-3-1可以看出， 方案一与方案二可比工程相比，井巷工程、设备及安装、土建工程投资共少230万元。 2）开拓方案技术比较方案一：优点：A、初期布置了三个井筒，井筒功能专一，安全程度高。B、主斜井装备胶带输送机，自动化程度高，安全性好，运输费用低。C、副立井利用现有主立井，充分利用了现有设备和地面设施，对建设生产衔接有利。缺点：A、井巷工程量较大，建井工期长，投资较多。B、主、副井工业场地分别布

54、置，占地多，生产联系不方便。C、工业场地保安煤柱大，资源利用率低。方案二：优点：A、充分利用了现有井筒，没有新增井筒工程，井巷工程投资少。B、主斜井装备胶带输送机，自动化程度高，安全性好，运输费用低。C、回风立井利用原3号主立井，充分利用了现有设备和地面设施，对建设生产衔接有利。缺点：A、主、副井合二为一，机轨合一布置，井底车场复杂，安全性差。B、主、副井场地联合布置，行政福利、辅助生产设施全部要新建，占地多，投资高。综上所述，从经济和技术方面比较，结合可行性研究报告批复的精神，推荐方案一为井田开拓方式。第四节 井筒、井底车场及硐室一、井筒（一） 井筒数目及用途矿井移交生产及达到设计生产能力时

55、，共布置三个井筒，即主斜井、副立井、回风立井。各井筒用途分述如下：1、主斜井：净宽5.4m，净面积20.1m2，斜长1163.459m；装备800mm钢丝绳芯带式输送机和30kg/m检修轨，担负全矿煤炭提升任务和大件下放任务，兼作进风井和安全出口。2、副立井：净径4.2m，净面积13.8m2，垂深557.818m；装备一对双层1t非标罐笼，担负矿井的矸石提升、人员升降、材料及小型设备运送等除重大件以外的全部辅助提升任务，兼作进风井。3、回风立井：净径4.5m，净面积15.90m2，垂深593.598m；装备梯子间，担负全矿井初期的回风任务，兼作安全出口。4、后期回风立井：椭圆断面，长轴4.5m

56、，短轴2.9m，净面积10.2m2，装备梯子间，担负全矿井后期的回风任务，兼作安全出口。各井筒断面见图2-4-1、2-4-2、2-4-3、2-4-4。矿井初期各井筒特征见表2-4-1。（二） 井筒支护主斜井、副立井、回风立井表土段及风化破碎带均采用混凝土砌碹支护方式，支护厚度分别为400mm、350 mm、350 mm，斜井坚硬基岩段采用锚喷支护方式，锚喷混凝土厚度100 mm，锚杆采用18 mm、L1800mm树脂锚杆；回风立井坚硬基岩段采用锚喷支护方式，锚喷混凝土厚度200 mm，锚杆采用18 mm、L1800mm树脂锚杆。表241 矿井初期各井筒特征表特 征井 筒 名 称主 斜 井副立井

57、回 风 立 井后期回风立井井口坐标（m）纬距X4097738.0004097040.2524097269.4964095147.259经距Y19558838.00019558431.35819558444.92719557952.540标 高（m）井口+1020.000+1125.352+1134.598+1060.000井底+528.300+567.534+541.000+580.000井筒倾角（度）25909090井筒方位角（度）570260111”井筒长度（m）1163.459557.818593.598480.000井筒净断面（m2）20.113.815.9010.2井筒净宽/净径（m

58、）5.44.24.5a=4.5，b=2.9井筒装备胶带机、30kg/m单轨、台阶现有梯子间梯子间井筒用途煤炭运输，大件下放兼进风辅助提升，兼进风专用回风井专用回风井备 注安全出口（已有）（已有）安全出口（已有）安全出口（已有）二、井底车场及硐室（一）井底车场型式副立井井底2号煤马头门标高为+567.534m，现在已有一条绕道可到达集中辅助运输大巷，本次设计在此基础上完善车场线路，使车场形成坡度环路，车场线路进车侧存车线长度45m，出车侧存车线长度50m，采用顶推调车方式，可满足副立井井底存、调车要求。副立井井底车场布置详见图245。主斜井井底甩车场设于主斜井井底附近，将主斜井与辅助运输大巷直接

59、贯通。甩车场落平后设存车线，存车线长度25m，采用顶推调车方式，满足存、调车要求。主斜井井底甩车场布置详见图246。（二）井底车场主要硐室井底集中煤仓布置在胶带运输大巷于主斜井井底巷道立体交汇处，其型式采用直径8.0m园形直立普通煤仓，高40.3m，有效容积为1750t；副立井井底车场内设有调度室、等候室、医务室、调度室、信号及控制室；集中辅助运输大巷中部低洼处设置井下中央变电所、主排水泵房、水仓等硐室，水仓长度137.2m，容积800 m3，可容纳8小时正常涌水量。管子道将水泵房和副立井独立相连，出口处高出水泵房底板7.5m；在辅助运输大巷靠近集中辅助运输大巷处设爆炸材料发放硐室；在辅助运输

60、大巷和回风大巷之间布置井下消防材料库。副斜井井底车场及硐室工程量见表242。表242 井底车场及硐室工程量表序号巷道及硐室名称支护方式巷道长度（m）掘进体积（m3）备注1副立井井底车场网锚喷258.33130.92主斜井甩车场网锚喷235.83586.93主排水泵房混凝土砌碹77.5821.64主变电所混凝土砌碹55.6983.35水仓混凝土砌碹137.21983.06管子道网锚喷204.81034.57等候室混凝土砌碹67.9486.848井底煤仓混凝土砌碹353541.79消防材料库网锚喷70.7940.510爆破材料发放硐室混凝土砌碹169.71254.511连续牵引车硐室混凝土砌碹30500.012合 计1342.518263.7第三章 大巷运输及设备第一节 大巷运输方式的选择一、 大巷运输方式（一）、主运输根据矿井生产规模、井筒提升方式、井田开拓部署及目前国内井下煤炭运输技术装备发展情况，结合本矿井采掘机械化装备水平较高，初期工作面布置距一水平集中煤仓较近、煤炭运量大且集中、开拓大巷基本沿2号煤层