采矿工程专业论文40643

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1、前言毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。以培养和提高学生分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个采矿工程工程技术人员的基本训练。此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关方针、政策，结合设计矿井的实际情况，遵照采矿专业毕业设计大纲的要求，在收集、整理、查阅大量资料的前提下，运用自己所学的专业知识独立完成设计的。整个设计内容力求少而精，深入浅出。注重基础理论与煤矿实际相结合。本次设计的指导老师为曲民强老师，同时还得到了田取珍、刑存恩、丰建荣

2、、李建忠、陈慎心、史鹏飞、陈耀明等老师的悉心指导，他们在许多方面给予了宝贵意见，为了帮助我顺利、正确地完成毕业设计，牺牲了大量的工作时间和业余时间，在此表示衷心的感谢和深深的敬意！由于编者水平有限，加之时间有限，设计中错误和不妥之处，恳请各位老师不吝指正。内 容 摘 要麦田煤矿位于河东煤田乡宁矿区，南北长约4.32公里，东西宽约3.53公里，大致呈规则长方形，井田面积约13.1平方公里。主要开采2、10号煤层。本设计的对象是2号和10号煤层。矿井地质储量12628.4万吨，可采储量9092.448万吨。矿井服务年限54.1年，设计生产能力120万t/a。两层煤分别为3.2米、4.0米厚，相距6

3、3米，倾角58。采用立井开拓方式。沿井田东西布置三条大巷，水平标高+425m。矿井移交生产至达到设计能力时，共开凿3个井筒，即主立井、副立井、回风立井。矿井移交生产时总工期为23个月。工业广场位于井田中部。 本井田2号煤层划分为4个采区，采用带区式准备。设计采用倾斜长壁采煤方法开采。回采工艺采用后退式、一次采全高综合机械化采煤法。作业制度为“三八制”，两班采煤、一班检修。工作面的设备有双滚筒采煤机、液压支架、可弯曲刮板运输机、破碎机、转载机等。采空区采用全部跨落法管理顶板。矿井运输大巷采用皮带运输机运输，轨道大巷采用双轨架线电机车作辅助运输，通风方式为对角式通风。矿井总风量为80m3/s，主扇

4、工作方式为抽出式，风机型号为：FBNo .6.3 型轴流式扇风机，n=430r/min，电机功率为2002kW。关键字： 立井 、 带区式、 倾斜长壁采煤方法 ABSTRACTMaitian Coal Mine located in hedong coal field xiang ning kuangqu , approximately 4.32 km north-south direction, having a width of about 3.53 km east-west orientation, an irregular shape, well field area of about

5、 13.1 square kilometres. Major mining 2, 10coal bed, the design target is on the 2th and 10th coal bed. Geological reserves of 126.284million tons of coal, 90.924million tons of recoverable reserves. Because service 54.1, 12Mt/a design capacity. Two-tier coal respectively 3.2metres, 4 metres thick,

6、a distance of 63 metres and inclination 5-8 degrees, about 650metres away from the ground. Using inclined shaft, single-level, focused in large alley. Because of the production to achieve design capacity, a total of drilling three pit shaft, owners, Deputy inclined shaft, back to the wind Lijin. The

7、 inclined shaft with belts, the Deputy inclined shaft at track. The well field is divided into 4th coal bed mining area, using a zone-type preparation. Determine whether more long-wall coal mining extraction methods. Stoping techniques used retreat ceremony, a full-time comprehensive high mechanized

8、 coal mining law. Operating system for 3*8 two classes coal mining, a group overhaul. Equipment located a double-double-roller-scale sheer, hydraulic structures, can be curved rail transport planes, Breakers, reproduced plane. Extraction region used up all across France management roof. Because tran

9、sport large transport as the main transport lane use belts, the use of electrical vehicles towed orbit big alley tub as a complementary transportation. Parallel to the central ventilation-ventilation manner, the fans work out modalities for mechanical style.Keyword: Shaft Zone-type long-wall coal mi

10、ning 目录前言1内 容 摘 要2ABSTRACT3目录4第一章 井田概述和井田地质特征6第一节 矿区概况6第二节 井田地质特征11第三节 煤层的埋藏特征17第二章 井田境界与储量24第一节 井田境界24第二节 地质储量的计算25第三节 可采储量的计算27第三章 矿井工作制度及生产能力28第一节 矿井工作制度28第二节 矿井生产能力及服务年限29第四章 井田开拓30第一节 井田开拓方式的确定30第二节 达到设计生产能力时工作面的配备34第五章 矿井基本巷道及建井计划34第一节 井筒、石门与大巷34第二节 井底车场36第三节 建井工作计划37第六章 采煤方法39第一节 采煤方法的选择39第二节

11、 确定采（盘）区巷道布置和要素41第三节 回采工艺及劳动组织42第四节 采(盘)区的准备与工作面接替46第七章 井下运输48第一节 运输系统和运输方式的确定48第二节 运输设备的选择和计算50第八章 矿井提升和排水54第一节 主井提升54第二节 副井提升58第三节 矿井排水61第九章 矿井通风与安全63第一节 风量的计算63第二节 通风系统和风量分配67第三节 计算负压及等积孔68第四节 选取扇风机72第五节安全生产技术措施75第十章 经济部分77第一节 矿井设计概算77第二节 劳动定员和劳动生产率79第三节 原煤生产成本81第四节 主要技术经济指标83外文资料87World coal min

12、ing technology87中文翻译93参考文献97第一章 井田概述和井田地质特征第一节 矿区概况一、矿区地理位置及交通条件麦田煤矿位于河东煤田乡宁矿区赵家湾西北边缘地带部，矿区地理坐标为：东经： 110 49 59 110 52 20 北纬： 350 5904 360 01 00 行政区划属乡宁县昌宁镇管辖。其边界由八个拐点圈定，东西宽 3 . 53km ，南北长约 4 .32km ，面积为13.1 k。各个拐点坐标分别为： (1) X = 3988224 Y = 19484871(2) X = 3988220 Y = 19487981(3) X = 3987970 Y = 194879

13、81(4) X = 3986750 Y = 19488500 (5) X = 3985090 Y = 19487750 (6) X = 3983900 Y = 19487750 (7) X = 3983900 Y = 19485600(8)X = 3984650 Y = 19484975矿区中心南距乡宁县城约 4.0km ，在其西侧与南侧均有国道通过，矿区至乡宁县城有乡村公路连接，东北可达临汾，西南直达河津、稷山，其间均有柏油路相通，因此交通方便（附交通位置图）。二、矿区的工农业生产建设状况本区工农业较为发达，工业主要有采矿、制药、化肥、水泥、发电、煤业及炼铁等冶炼。区内矿产资源种类较多，现已

14、探明的有煤炭、石膏、黄铁矿、铝矿、磷矿等；畜牧业以养殖牛、羊为主。全县现有耕地39.62万亩，主要种植小麦、玉米、谷子、黍、豆类等农作物，经济作物有油料、甜菜、麻类等。野生药材有党参、猪苓、连翘等近百种。瓜果主要有优质苹果、梨、桃、杏、葡萄、山楂、西瓜等，蔬菜类作物主要有白菜、萝卜、韭菜、茄子、茴子白等；近些年来采矿业发展迅速，逐渐形成为县内一大支柱产业，对县内经济发展影响极大。三、矿区电力供应基本情况供电采用双回路供电，不仅与矿区 15km 处有一座发电厂连接外，尚有高压电网自县城至矿区 10 余公里，应属容易解决之列。四、矿区水文简况(一)、 区域水文地质概况该区位于鄂尔多斯断块之次级构造

15、单元关王庙北东向褶带，分布有新、中、古生界地层。地层总体走向北西，倾角一般为 5 8度，地貌上属中低山中高山区，由基岩构成的地貌骨架，大部分被黄土覆盖，发育平行树枝状水系，主干流直接注入黄河。按区域水文地质单元划分，本区属黄河东断凹水文地质单元。单元内地下水以接受大气降水为主，与地下水成互相补给关系，第四系松散层孔隙潜水受地形、地貌及当地侵蚀基准面控制，以泉、滴水、潜流形式向河流、沟谷排泄；三叠系、二叠系、石炭系各含水组，所处地势较高或浅埋区时，以潜水形式向沟谷、河流排泄，受当地侵蚀基准面控制，处于深埋区外以承压水形式自东向西运移，奥陶系、寒武系灰岩水则以承压水形式也是自东北向西南运移。（二）

16、、地表水矿区范围内地势特征是矿区北高南低沟谷发育，洪水季节能使雨水迅速排出区外，注入鄂河，因而区内除在大沟内有季节性流水外，其余的均为干沟。雨水难停留而形成地表水体和渗入地下，补给地下水。另一方面该区气候干旱少雨，每年蒸发量是降雨量的 2 3 倍，所以地表水资源比较紧缺，此外煤层埋深最小也在 300m 以下，所以只要不让地表水灌入坑道，一般来说地表水对开采影响不大。（三）地下水 1 含水层矿区及其附近含水层自上而下有：a、第三系、第四系松散岩孔隙潜水层据钻孔揭露，全新统最厚 11m ，内含较丰富的孔隙潜水，水位埋深一般 1 5m ，单位涌水量 3.98 4.92L / s m ，地下水动态变化

17、随季节和降雨变化，水位升降幅度 lm 左右。上、中更新统局部含孔隙潜水，上部 Q3 为浅黄色亚砂土、砂质亚粘土，内含零星次生钙质结核，结构疏松，具有大孔隙，垂直节理发育， 平行不整合于 Q 2之上， Q2 透水性良好，内夹零星及层状砾石，在分布标高较低的有利地段其下部含孔隙潜水。上新统隔水局部含孔隙潜水，区内沿沟谷零星出露，为紫红色粘土，结构紧密，内夹杂乱密集的葡萄状钙质结核，为良好的隔水层，局部在该层下部见褐紫色细砂及亚砂土，内夹卵砾石层透镜体，底有一层较稳定的卵砾石层，一般透水不含水，局部地段补给，赋存条件有利则含孔隙潜水。b、煤系盖层碎屑岩裂隙含水层本含水层包括山西组以上地层中的碎屑岩层

18、，含水层厚度 160m 左右，位于 2 号、 10 号煤之上，岩性以石英砂岩或岩屑石英杂砂岩为主，节理、裂隙为赋水空间，接受大气降水补给，与地表水的水力联系比较密切，二者呈互补关系。该含水组在地势较高处或浅埋区，往往形成裂隙水，水量大小受地貌、岩性、构造控制。处于深埋区则形成层间裂隙承压水，受层间侧向渗透或大气降水补给。该含水组以浅部潜水为主，水位标高 740 1200m ，一般富水性较差。 c、山西组碎屑岩裂隙含水层本含水组主要为 K7 砂岩、 K 8砂岩、“中间砂岩”及其余砂岩，含水层厚度 20m 左右。一般都为厚层状，具有较大埋深，仅在断层附近裂隙发育，而远离断层则岩石完整，裂隙发育程度

19、差。赋水空间为节理裂隙、孔隙及层间裂隙，接受层间侧向渗透补给，与地表水基本上无水力联系。该含水层水位标高 658 . 04m ，富水性较弱，属弱富水性。 d、太原组石灰岩岩溶、碎屑岩裂隙水含水层本含水层主要包括 Kl 、 K5 砂岩和 K2K4石灰岩，含水层厚度 30m 左右，水位标高 658m 左右。岩溶、节理裂隙为赋水空间，但在区内据统计资料，节理裂隙的发育程度不均一，岩溶现象发育程度普遍较差。因此该含水层含水性不均一，含水性较弱。 e、奥陶系碳酸盐岩裂隙、岩溶含水层本含水层是煤系地层下伏的主要含水层，以岩溶、裂隙为赋水空间。从区域及钻孔资料岩溶、裂隙发育程度是极不均一的，因此含水性也具的

20、不均匀性。该含水层水位标高 677 . 9m 承压水，接受垂直渗透补给及侧向补给，富水性强。 2 隔水层区内隔水层自上而下有：a、第三系棕红色粘土、砂质粘土：半成岩状态，细腻，致密块，阻水性能好。是地表水向地下渗透的良好屏障。b、石炭系上统太原组与二叠系地层中大量的可塑性泥岩、砂质泥岩等：一般单层厚度 2.0m 至数米，它们赋存于各含水层间，对各含水层的水力联系起着阻挡作用，是良好的层间隔水层。c、石炭系中统本溪组，包括其中广泛存在的铝土质泥岩、铝土岩等。一般呈致密块状，光滑细腻，透水性差，为良好的隔水层。 3 水文地质条件类型矿区地层呈单斜产出，主采对象为 2 号、 10 号煤，现将各含水层

21、对两层主采煤层充水影响概述如下：奥陶系灰岩含水层埋深较大，奥灰水水位标高 677 . 90m ，中间有本溪组隔水层， 10 煤下距奥陶系顶面约 25m ，其间有多个泥岩隔水层，无断层等构造因素导致与其它含水层水力贯通，对煤层开采影响不太大。含煤岩系各含水层均具一定埋深，各含水层间均有泥岩、砂质泥岩隔挡，一般是没有水力联系的，但由于区内煤层埋藏深度大，大部分位于地下水潜水面之下，被煤系含水层内高水头的承压水淹没数十米至百米，不论水量大小对未来的开采都是有影响的，应引起注意。煤系盖层各含水层一般裸露地表或属浅埋区，受大气降水补给，富水性弱，与深埋区各含水层水力联系差，而且与主采煤层之间有大量的隔水

22、层存在，因此对煤层开采影响不大。地表无水体，只要注意洪水不灌入矿井，厂址及其附近排洪渠道及排洪设备齐全，则可排除地表水对煤层开采的影响。综上所述，该区开采煤层，水文地质条件属简单类型。 4 矿井充水因素分析矿区内煤层埋深均在 500m 以下，赋存标高为 300 500m 之间， 10 号煤在 600m 以下，赋存标高在 230 490m 之间，在开采时，矿井充水水源主要是地下水，其中包括盖层砂岩裂隙含水层，煤系地层砂岩、灰岩裂隙、岩溶含水层、奥陶灰岩裂隙、岩溶含水层。由于各含水层间有较厚的泥岩、砂质泥岩、铝土岩等隔水层，矿区主体部分无断层等构造因素使各含水层串通，因此相互间的水力联系差。在开采

23、坑道未形成前，它们处于平衡状态，但在煤矿开采时，由于井巷的开掘和采空区形成，或者采空区顶板坍塌、底板突破，产生大量裂隙。使各含水层串通，因盖层含水层水位标高高于主采煤层，这时盖层、煤系、奥陶系灰岩各含水层中的水就会沿新产生的裂隙等通道涌入矿井。据详查报告预测：在596.30m 开采标高，盖层含水层涌水量 47785.06m3/d ，煤系地层含水层涌水量 4523.11m3 / d , 10 号煤开采标高 596.30m ，盖层含水层涌水量 48838.47m3 / d，煤系含水层涌水量 9636.31m3/d，其充水量将随开采面积、深度增大而增大。因此解决饮用水水源，唯一办法就是打井，可在矿区

24、厂址附近选一个合适地方打井一眼，解决水源问题。 5 供水水源地表水矿区及其附近无地表水体，但在矿区北界外约 1 . 5km 有鄂河。罗河沟、任家河，地表流量 4 20 l/s ，水量随季节变化明显。虽然鄂河在这一段有常年流水，但因污染水质变坏，作为饮用水可能有问题。 全新统砂砾石含水层 该含水层水位埋深 0.3 5 . 0m ，单位涌水量 3.924.92L /sm , 水质好，达一级饮用水标准，亦可作为饮用水源。矿坑排水本区矿坑涌水量预测 2 号煤开采后为 2615 m3/ d, 10 号开采后最高涌水量可达 2924 m3 / d，矿坑涌水水质复杂，可作为洗煤工业用水水源之一因此，解决饮用

25、水水源，唯一办法就是在全新统砂砾石含水层中打井，从而解决饮用水源问题。五、矿区的地形与气象1、地形、地貌矿区地处吕梁山脉南端，因大面积被黄土覆盖，沟壑发育，地形复杂，地势总体为北高南低。北部在矿区边缘地带山峰海拔高程为 1360m 左右；南部最低沟谷标高为约 1000m ，相对高差约 360m , 属中低中高山地貌。2、气象该区属干旱、半干旱大陆性气候，受季风影响，一年四季分明，春季干旱多风，昼夜温差大；夏季炎热，秋季温凉多雨，冬季寒冷，多西北风。年平均气温 10 左右，最高气温一般在每年的 7 月份，可达 35 ， 1 月份最冷，最低气温为-18 。雨季集中在 7 8 月份，占全年降雨的 6

26、0 左右，年均降水量 572 mm ，蒸发量 1149 - 1854mm ，每年 11 月份开始结冰，至次年 3 月底解冻，无霜期平均 210 天。第二节 井田地质特征一、井田位置及勘探程度麦田煤矿处于河东煤田乡宁矿区赵家湾勘探区的西北边缘地段部。行政区划属乡宁县昌宁镇管辖。赵家湾勘探区曾于 1983 年至 1987 年由山西省地矿局213地质队完成详查地质工作，提交的 山西省河东煤田乡宁矿区赵家湾勘探区详查地质报告 经山西省地矿局组织评查，以晋地矿字（ 1987 ） 55 号文件，下达了评审意见，对报告正式验收，结论是可以作为矿区建设开发总体设计的地质依据。二、地质层位（一）地层区内由于大面

27、积黄土覆盖，基岩露头较少，主要分布在部分沟谷及其两侧和山梁上，零星出露，据区内及外围附近涉及的赵家湾勘探区施工的钻孔资料，将矿区地层自老到新分述如下：1、 奥陶系中统（ 0 ） 矿区内没有出露，钻孔一般也只探到该统地层顶部，即峰峰组第二段上部。岩性为深灰色厚层状灰岩。2 石炭系（ C ） a 、中统本溪组（Cb ） 底部为褐红、灰黄色褐铁矿或硫铁矿，向上由铝土岩，铁铝岩及炭质泥岩及煤线等组成，与下伏奥陶系中统峰峰组第二段地层呈不整合接触。本组厚度 8-15 m ，平均 12.0m 。b、 上统太原组（Ct） 本组自 K 砂岩底至 K砂岩底，为主要含煤地层之一，主要为灰白色、灰黑色砂岩、粉砂岩、

28、泥岩、石灰岩和煤层组成。本组厚度 50.0 60.0m ，平均为 55.0m ，所含煤层自上而下编号有 4 号 11 号煤层。其中 10 号煤为稳定全区可采煤层。3、二叠系（ P ）a 、山西组（ Ps ） 该组地层自 K7砂岩底至 K8砂岩底，为本区主要含煤地层之一。岩性由灰白色中粒岩屑石英杂砂岩、灰色泥岩、根土岩、灰黑色炭质泥岩、粉砂质泥岩和煤层、煤线组成。与下伏太原组地层为整合接触，该组厚 38.045.5m ，平均 40 .2m ，所夹煤层自上而下编号为 1 3 号，其中 2 号煤为稳定可采煤层。 b 、下石盒子组（ Px ）自 K8 砂岩底，至 K10砂岩底，岩性为灰白色中粗中细粒岩

29、屑石英杂砂岩与灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色粘土质泥岩、灰绿色、紫红色泥岩互层组成。下部夹 1 2 层煤线，向上部紫红色泥质成分增多，顶部含一层粉红、灰白、紫红色铝土质泥岩，即“桃花页岩”，是上、下石盒子组分界的辅助标志，总厚度平均94m 。 c、上石盒子组（ Ps ） 本组未见出露，自 Kl0砂岩底至 K13 底，岩性为黄色、灰绿色岩屑石英杂砂岩和黄绿色、紫红色泥岩、粉砂岩互层产出，总厚度平均为 305m 。 d、上统石千峰组（ Psh ） 主要分布在区内南部及西部大沟内。岩性为砖红色紫红色泥岩和粉砂质泥岩，夹紫红色、灰白色中粒岩屑石英砂岩。钻孔揭露最大厚度为 200m 。4、三叠系刘家沟（ T

30、l ） 在区内大沟中有出露，出露不全，厚约 0 200m ，主要为下部地层，岩性为浅灰、紫色长石杂砂岩，间夹少量紫红色泥岩。5、上第三系（ N ） 矿区内大沟中底部有零星出露，与下伏地层呈不整合接触，为半胶结的砾岩、砂砾岩与棕红色粘土互层，厚度 0 60m。6、第四系（ Q ） 矿区内广泛分布，为浅棕红色、灰黄色亚砂土、亚粘土，夹薄层钙质结核，在部分沟谷中有砂、砾等现代河床沉积。该系地层厚度为 0 160m 。（二）煤层综合柱状图三、地质构造矿区构造位置处于鄂尔多斯断块之次级构造单元关王庙北东向褶带的南段之中部，区域上规模较大的高家坡逆断层西侧，区内地层倾向北西，倾角平缓，一般在 5 8，呈单

31、斜产出。由于受区域构造应力场作用，局部具波状起伏特征，倾角可达25，但总的看来构造简单，断裂不发育，构造对煤层影响不大。四、井田的水文地质概况（一）区域水文地质概况该区位于鄂尔多斯断块之次级构造单元关王庙北东向褶带，分布有新、中、古生界地层。地层总体走向北西，倾角一般为 5 8度，地貌上属中低山中高山区，由基岩构成的地貌骨架，大部分被黄土覆盖，发育平行树枝状水系，主干流直接注入黄河。按区域水文地质单元划分，本区属黄河东断凹水文地质单元。单元内地下水以接受大气降水为主，与地下水成互相补给关系，第四系松散层孔隙潜水受地形、地貌及当地侵蚀基准面控制，以泉、滴水、潜流形式向河流、沟谷排泄；三叠系、二叠

32、系、石炭系各含水组，所处地势较高或浅埋区时，以潜水形式向沟谷、河流排泄，受当地侵蚀基准面控制，处于深埋区外以承压水形式自东向西运移，奥陶系、寒武系灰岩水则以承压水形式也是自东北向西南运移。（二）地表水矿区范围内地势特征是矿区北高南低沟谷发育，洪水季节能使雨水迅速排出区外，注入鄂河，因而区内除在大沟内有季节性流水外，其余的均为干沟。雨水难停留而形成地表水体和渗入地下，补给地下水。另一方面该区气候干旱少雨，每年蒸发量是降雨量的 2 3 倍，所以地表水资源比较紧缺，此外煤层埋深最小也在 300m 以下，所以只要不让地表水灌入坑道，一般来说地表水对开采影响不大。（三）地下水 1 含水层矿区及其附近含水

33、层自上而下有：a、第三系、第四系松散岩孔隙潜水层据钻孔揭露，全新统最厚 11m ，内含较丰富的孔隙潜水，水位埋深一般 1 5m ，单位涌水量 3.984.92L / s m ，地下水动态变化随季节和降雨变化，水位升降幅度 lm 左右。上、中更新统局部含孔隙潜水，上部 Q3 为浅黄色亚砂土、砂质亚粘土，内含零星次生钙质结核，结构疏松，具有大孔隙，垂直节理发育， 平行不整合于 Q 2之上， Q2 透水性良好，内夹零星及层状砾石，在分布标高较低的有利地段其下部含孔隙潜水。上新统隔水局部含孔隙潜水，区内沿沟谷零星出露，为紫红色粘土，结构紧密，内夹杂乱密集的葡萄状钙质结核，为良好的隔水层，局部在该层下部

34、见褐紫色细砂及亚砂土，内夹卵砾石层透镜体，底有一层较稳定的卵砾石层，一般透水不含水，局部地段补给，赋存条件有利则含孔隙潜水。b、煤系盖层碎屑岩裂隙含水层本含水层包括山西组以上地层中的碎屑岩层，含水层厚度 160m 左右，位于 2 号、 10 号煤之上，岩性以石英砂岩或岩屑石英杂砂岩为主，节理、裂隙为赋水空间，接受大气降水补给，与地表水的水力联系比较密切，二者呈互补关系。该含水组在地势较高处或浅埋区，往往形成裂隙水，水量大小受地貌、岩性、构造控制。处于深埋区则形成层间裂隙承压水，受层间侧向渗透或大气降水补给。该含水组以浅部潜水为主，水位标高 740 1200m ，一般富水性较差。 c、山西组碎屑

35、岩裂隙含水层本含水组主要为 K7 砂岩、 K 8砂岩、“中间砂岩”及其余砂岩，含水层厚度 20m 左右。一般都为厚层状，具有较大埋深，仅在断层附近裂隙发育，而远离断层则岩石完整，裂隙发育程度差。赋水空间为节理裂隙、孔隙及层间裂隙，接受层间侧向渗透补给，与地表水基本上无水力联系。该含水层水位标高 658 . 04m ，富水性较弱，属弱富水性。 d、太原组石灰岩岩溶、碎屑岩裂隙水含水层本含水层主要包括 Kl 、 K5 砂岩和 K2K4石灰岩，含水层厚度 30m 左右，水位标高 658m 左右。岩溶、节理裂隙为赋水空间，但在区内据统计资料，节理裂隙的发育程度不均一，岩溶现象发育程度普遍较差。因此该含

36、水层含水性不均一，含水性较弱。 e、奥陶系碳酸盐岩裂隙、岩溶含水层本含水层是煤系地层下伏的主要含水层，以岩溶、裂隙为赋水空间。从区域及钻孔资料岩溶、裂隙发育程度是极不均一的，因此含水性也具的不均匀性。该含水层水位标高 677 . 9m 承压水，接受垂直渗透补给及侧向补给，富水性强。 2 隔水层区内隔水层自上而下有： a、第三系棕红色粘土、砂质粘土：半成岩状态，细腻，致密块，阻水性能好。是地表水向地下渗透的良好屏障。b、石炭系上统太原组与二叠系地层中大量的可塑性泥岩、砂质泥岩等：一般单层厚度 2 . 0m 至数米，它们赋存于各含水层间，对各含水层的水力联系起着阻挡作用，是良好的层间隔水层。c、石

37、炭系中统本溪组，包括其中广泛存在的铝土质泥岩、铝土岩等。一般呈致密块状，光滑细腻，透水性差，为良好的隔水层。 3 水文地质条件类型矿区地层呈单斜产出，主采对象为 2 号、 10 号煤，现将各含水层对两层主采煤层充水影响概述如下：奥陶系灰岩含水层埋深较大，奥灰水水位标高 677 . 90m ，中间有本溪组隔水层， 10 煤下距奥陶系顶面约 25m ，其间有多个泥岩隔水层，无断层等构造因素导致与其它含水层水力贯通，对煤层开采影响不太大。含煤岩系各含水层均具一定埋深，各含水层间均有泥岩、砂质泥岩隔挡，一般是没有水力联系的，但由于区内煤层埋藏深度大，大部分位于地下水潜水面之下，被煤系含水层内高水头的承

38、压水淹没数十米至百米，不论水量大小对未来的开采都是有影响的，应引起注意。煤系盖层各含水层一般裸露地表或属浅埋区，受大气降水补给，富水性弱，与深埋区各含水层水力联系差，而且与主采煤层之间有大量的隔水层存在，因此对煤层开采影响不大。地表无水体，只要注意洪水不灌入矿井，厂址及其附近排洪渠道及排洪设备齐全，则可排除地表水对煤层开采的影响。综上所述，该区开采煤层，水文地质条件属简单类型。 4 矿井充水因素分析矿区内煤层埋深均在 500m 以下，赋存标高为 300 500m 之间， 10 号煤在 600m 以下，赋存标高在 230 490m 之间，在开采时，矿井充水水源主要是地下水，其中包括盖层砂岩裂隙含

39、水层，煤系地层砂岩、灰岩裂隙、岩溶含水层、奥陶灰岩裂隙、岩溶含水层。由于各含水层间有较厚的泥岩、砂质泥岩、铝土岩等隔水层，矿区主体部分无断层等构造因素使各含水层串通，因此相互间的水力联系差。在开采坑道未形成前，它们处于平衡状态，但在煤矿开采时，由于井巷的开掘和采空区形成，或者采空区顶板坍塌、底板突破，产生大量裂隙。使各含水层串通，因盖层含水层水位标高高于主采煤层，这时盖层、煤系、奥陶系灰岩各含水层中的水就会沿新产生的裂隙等通道涌入矿井。据详查报告预测：在596.30m 开采标高，盖层含水层涌水量 47785 . 06 m/d ，煤系地层含水层涌水量 4523.11 m/d ,10 号煤开采标高

40、 596.30m ，盖层含水层涌水量 48838 . 47 m/d，煤系含水层涌水量 9636.31 m/d，其充水量将随开采面积、深度增大而增大。因此解决饮用水水源，唯一办法就是打井，可在矿区厂址附近选一合适地方打井一眼，解决水源问题。矿坑排水本区矿坑涌水量预测 2 号煤开采后为2615 m/d, 10 号开采后最高涌水量可达 2924 m/d，矿坑涌水水质复杂，可作为洗煤工业用水水源之一。第三节 煤层的埋藏特征一、赋存特征该煤系地层总体走向北东南西，倾向北西，倾角一般为58。2号煤层煤厚3.0 3.4m ，平均厚3.2m ，结构简单，含一层厚 0 . 35m 左右的泥岩夹矸 。其层位稳定，

41、厚度变化不大，由东南向北有变薄的趋势。赋存标高在 300 550m 之间。10号煤层煤3.87 4.25m , 平均厚度 4.0m ，区内钻孔揭露煤层不含夹矸，赋存标高在 230 490m 之间，其厚度稳定可采。组煤层号煤层厚度（m）层间距（m）煤层倾角煤层结构煤层顶底板煤层稳定性煤层可采性备注最小最大平均顶板底版山西组23.03.43.263m58简单中细粒岩屑石英杂砂岩沥青质泥岩、粉砂岩稳定全部可采含一层厚0.35m左右的泥岩夹矸太原组103.874.254.0简单灰岩铝土质泥岩或粉砂岩稳定全部可采主要可采煤层特征一览表二、煤层 （一）含煤性区内主要含煤地层有山西组、太原组，其次为本溪组。

42、 1 山西组本组地层平均厚度 40.2m ，共含煤层 7 层，其中稳定的全区可采煤层 1 层，编号为 2 号，局部可采煤层 2 层，编号为 1 号、 3 号；不稳定，煤层 4 层。煤层总厚度4.76m ，含煤系数 11.8 % ，可采煤层总厚度 2.93m ，可采含煤系数7.3 。 2 太原组本组地层平均厚度 55.0m ，共含煤层 9 层，仅有编号为 10 号煤为稳定全区可采煤层，其余煤层均系不稳定或极不稳定的不可采煤层。所含煤层总厚 5.60m ，含煤系数 10.2 % ，其中可采煤层总厚 3.60m ，可采含煤系数 6.5 。 3 本溪组本组地层平均厚度 12.0m ，共含煤 2 层其中

43、编号为 12 号、 13 号，为极不稳定，为不可采煤层。含煤总厚度 0.20m ，含煤系数 1.7 。 （二）煤层由于该矿拟定主采 2 号、 10 号煤层，所以本次仅对区内上述两个煤层叙述： 2 号煤层：位于山西组下部， K7 砂岩到中间砂岩之间，上距中间砂岩 6 .20m 左右，下距 K7 砂岩 12 .4m 左右，其顶板为砂岩、砂质泥岩或泥岩，底板为沥青质泥岩、粉砂岩等。该层煤厚 3.0 3.4m ，平均厚3.2m ，结构简单，含一层厚 0 .35m 左右的泥岩夹歼。其层位稳定，厚度变化不大，由东南向北有变薄的趋势。赋存标高在 300 550m 之间，是区内主要可采煤层。 10 号煤层：位

44、于太原组下部 K2 灰岩到 Kl 砂岩之间， K2 灰岩为其直接或间接顶板，局部有 0 .05 0 .30m 厚炭质泥岩或沥青质泥岩伪顶发育。其底板为铝土质泥岩或泥土岩，煤层厚3.87 4.25m , 平均厚度 4.0m ，区内钻孔揭露煤层不含夹矸，赋存标高在 230 490m 之间，其厚度稳定，是区内主要可采煤层之一，也是确定开采对象。（三）煤层对比煤层对比是在正确的地层对比的基础上进行的。由于区内含煤地层层次清楚，岩性稳定，各标志层特征明显，同时煤层也具有不同特征，因此煤层对比主要采用标志层法及煤层自身特征法。 1 标志层对比区内煤层甚多，但主采对象为 2 号、 10 号煤层，故仅将与上述

45、两煤层邻近的标志层特征分述如下： K8砂岩：呈浅灰色、灰白色，斜层理，交错层理发育，富含云母片、煤屑。矿物成分主要有石英，岩屑、斜长石等，钙、泥质胶结，一般厚 10 15m , 2 号煤位于其下 24 30m 。K砂岩：呈灰白色，大型板状层理、楔形层理发育，富含云母直接或间接顶板，煤层结构简单，很容易区别， 2 号煤层与 10 号煤相比，含硫量远比 10 号煤低，利用这些特征对比，已被大量实践证明是可靠的，也是可行的。三、煤质(一) 煤的物理性质和煤岩特征 1 物理性质区内煤层新鲜煤块为黑色灰黑色，强玻璃光泽，裂隙发育，性脆，硬度一般 2 3 度，阶梯一参差状断口， 2 号煤容重平均为 1.3

46、5t/ m , 10 号煤容重平均为 1.33 t/ m。 2 煤岩特征区内煤层宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，含少量镜煤，条带状结构、层状构造，煤岩类型属光亮型半光亮型煤。显微煤岩组分由镜质组，半镜质组，丝质组及无机矿物组成。其中：镜质组含量 55.8 82.0 % ，主要由均质和基质镜质体组成。半镜质组含量 7.3 29.3 %丝质组含量 7.0 15.2 % ，以半丝质体为主，其次含少量粗粒体和碎屑体。无机矿物组分含量 5.4 13.8 % ，以粘土矿物为主，其次有黄铁矿、方解石等。多呈分散状、结核状充填于其它组分之中。(二) 化学组成由于拟定主采对象为 2 号、 10 号煤层，据区内

47、涉及的赵家湾勘探区钻孔资料及详查报告中有关资料，仅区内 2 号、 10 号煤质化验结果介绍如下：1. 工业分析 、水分（ w ） : 区内 2 号煤的分析基水分含量原煤一般为 0.72 1.11% ，平均为 0.89 % ；精煤一般为 0.17 1.10 ，平均 0.74 。 10 号煤原煤一般为 0.49 1.49 % ，平均 0.92 % ；精煤一般为 0.36 0.78 % ，平均 0.61 。、灰分（ A ） : 2 号煤层原煤灰分产率 17.94 24.21 % ，平均为 19.59 % ；精煤 8.86 18.94 % ，平均 14.26 。 10 号煤层原煤灰分产率 13.78

48、19.82 % ，平均为 16.8 % ；精煤 7.16 13.44 % ，平均 10.51 。、挥发分（ V ） : 2 号煤层原煤挥发分产率 16.53 19.10 ，平均为 17.02 % ; 精煤挥发分产率 14.92 17.65 % ，平均 16.01 。 10 号煤层原煤挥发分率14.77 17.71 % ，平均 16.47 % ; 精煤挥发分产率 14.54 16.78 % ，平均为15.43。 煤的工业分析表 要素 煤层水分（ w ）灰分（ A ）挥发分（ V ）最小（%）最大（%）平均（%）最小（%）最大（%）平均（%）最小（%）最大（%）平均（%）2号原煤0.72 1.11

49、0.89 17.94 24.2119.5916.53 19.1017.02精煤0.171.100.748.86 18.9414.2614.92 17.6516.0110号原煤0.491.490.9213.78 19.8216.814.77 17.7116.47精煤0.36 0.780.6114.92 17.6516.0114.54 16.7815.432 元素分析 Cr ：精煤含量为 87.63 91.35 % ，平均含量 90.14 % Hr ：精煤含量为 4.1 5.01 % ，平均含量 4.5 % Or精煤含量为 2.00 6.46 % ，平均含量 3.42 % Nr ：精煤含量为 1.

50、04 1.75% ，平均含量 1.45 % 3 有害元素硫硫（S ） : 2 号煤原煤全硫含量（ S ） 0.30 0.37 % ，平均为 0.34 % ; 精煤全硫含量（ S ） 0.32 0.45 % ，平均为 0.38 。 10 号煤原煤全硫含量（ S ） 2.14 2.64 % ，平均为 2.48 % ; 精煤全硫含量 2.29 2.65 % ，平均 2.46 。磷（ P ） : 2 号煤原煤磷（ P ）含量0.0100.059 % ，平均含量 0 . 026 。 10 号煤原煤磷（ P ）含量 0.003 0.019 % ，平均含量0.010。（三）工艺性能1 发热量 区内煤发热量：

51、Q ：原煤 2413131696 J / g，平均为28706 J / g；精煤 3046734194J / g ，平均为 31949J / g Q ：原煤 3 500335235J / g ，平均为 35 12sJ / g；精煤 3565536o4lJ / g ，平均为 35s4sJ / g 2 粘结性和结焦性 2 号煤层精煤粘结指数（ ） 2.2 4.4 平均为12.110号煤层精煤粘结指数（ ） 0.110.4 平均为 5.3 3 灰熔点据测试结果，区内2号、10号煤的灰熔点：变形温度（ T）,软化温度（ T）、熔化温度（ T）均大于 1500 ，属难熔灰分。 4 可选性用“分选比重士

52、0.1 含量法”，按五个、三个假定灰分要求分别对 2 号煤层、 10 号煤层的可选性进行评价，其结果如下表：2号煤层可选评价表假定精度灰分（）理论分选比重精度理论产率0.1含量（）可选性等级8.01.43756.948.9极难选9.01.49865.740.3极难选10.01.56871.034.65难 选11.501.66377.511.95易 选 12.01.66379.48.8极易选10 号煤层可选性评价表假定精度灰分（）理论分选比重精度理论产率0.1含量（）可选性等级9.01.4275.073.5极难选10.01.5090.829.7中等可选11.51.81597.04.5极易选（四）

53、煤类 2 号煤层精煤可燃基挥发分 14.92 17.65 之间，粘结指数2.2 44 ，以贫瘦煤为主，次为瘦煤。 10 号煤层精煤可燃基挥发分在 14.54 16.78 之间，粘结指数在 0.1. 1 10.4 之间，以贫瘦煤为主，次为贫煤。（五）煤质特征及工业用途根据中国煤炭分类国家标准（ GB575186 ）划分，由前述分析结果可知，区内 2 号煤属于中灰、特低硫、低磷、中等粘结性瘦煤及贫瘦煤，精煤灰分要求为 12 时极易选，用于配煤炼焦。 10 号煤属中低灰、富硫、低磷贫瘦煤及贫煤、精煤灰分要求 11.5时极易选，缺点是硫含量高。若能采取有效措施降低硫含量，亦属难得的稀缺炼焦用煤煤种，以

54、用于配煤炼焦为宜。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界麦田煤矿井田位于河东煤田乡宁矿区赵家湾勘察区西北边缘地带，该井田煤系地层总体走向北东，倾向北西，倾角一般为58。其边界由八个拐点圈定，东西宽 3 . 53km ，南北长约 4 .32km ，面积为13.1 k。各个拐点坐标分别为：(1) X = 3988224 Y = 19484871(2) X = 3988220 Y = 19487981(3) X = 3987970 Y = 19487981(4) X = 3986750 Y = 19488500(5) X = 3985090 Y = 19487750(6) X = 3983900 Y

55、 = 19487750(7) X = 3983900 Y = 19485600(8)X = 3984650 Y = 19484975第二节 地质储量的计算一、矿井地质储量1、资源/储量估算范围由于拟定开采对象为 2 号、 10 号煤层，所以本次储量计算对象确定为上述两层煤，其它煤层暂不参与本次计算。计算范围与申请矿区范围一致，面积为 13.1km。2、计算工业指标区内煤层埋藏较深，只能地下开采，而且矿方对工业指标没有特殊要求，由于本区位于赵家湾详查区，故储量计算工业指标与原报告一致，且本区 2 号、 10 号煤为炼焦用煤，则采用全国矿产储量委员会 1986 年 9 月制定的 煤炭资源地质勘探规

56、范 中一般要求，作为本次计算工业指标，即：最低可采厚度 0.7m最高可采灰分 40 % 夹石剔除厚度 0.05m3、计算方法的选择根据区内钻孔控制情况， 2 号、 10 号煤层厚度变化不大，倾角平缓，产状较稳定，故选用地质块段法估算，其公式为：Q = S. L D 式中： Q 煤炭储量（ t ） S煤层水平面积（ m2） L 煤层平均厚度（ m ） D 容重（t/ m3）4、资源储量估算参数（1）、煤层可采边界井田内2、10号煤层边界均以计算范围与申请矿区范围一致。（2）、煤层厚度估算厚度为煤层测量点煤厚按有关规范剔除0.05m夹矸后，所剩煤分层厚度之和的算术平均值。2、10号煤层的厚度利用了

57、钻孔及见煤点资料，煤层厚度可靠。各块段储量估算厚度为块段内各见煤点煤层厚度的平均值。（3）、块段面积在储量估算平面图上，用几何法和求积仪量算各块段面积。由于煤层倾角小于 15，按规定可不作换算，可视为水平面积进行储量计算，结果准确可靠。（4）、视密度本次储量估算所采用的批采煤层视密度，均采用赵家湾详查区相应煤层的视密度值：2号煤为1.35t/m3； 10号煤为1.33t/m3。5、储量级别与块段划分（1）、储量级别划分区内煤层与地层产状基本一致，倾向北西，呈单斜产出，构造简单，厚度变化不大。而且大部分在赵家湾详查区内，当时确定为一类一型， 采用基本线距500500 m，外推250 m圈定稳定煤

58、层探明的（可研的）经济基础储量111b范围；采用10001000m，外推500m圈定稳定煤层控制的经济基础储量122b范围，断层两侧推30m为333资源量（井下揭露的小断层除外），其余的为推断资源量333。（2）、块段划分本次块段划分，仍采用详查报告划分原则进行划分，但重新进行编号，对原来未参加储量计算的部分划为一个独立块段计算储量。 2 号煤层划分为4 个块段，即 331-I、331-11、331-111、332-1；10 号煤层划分为 4个块段，即 331-I 、331-11 、331-111、332-1。储量计算结果：煤层编号快段编号面积(m2)平均厚度(m)煤种储量（万t）2号331-

59、125326753.1PM10605630.6331-1155710253.2PS2407331-11133438003.4SM1534.8332-1121955003.2PM546.810号331-125326754.0PM1381.56997.8331-1155710254.2PS3111.9331-11133438004.1SM1820.9332121955004.1PM683.5经详细计算，本区总储量12628.4 万吨，其中 331级 11398.1 万吨， 332级1230.3万吨。 2 号煤总储量 5630.57 万吨，其中 331 级 5083.77 万吨，332 级 546.

60、8万吨； 10 号煤层总储量 6997.83 万吨，其中 331 级 6314.33 万吨， 332 级 683.5 万吨。本区 SM 储量 3355.7 万吨， PS 储量 5446.6万吨， PM 储量 3817.8万吨。第三节 可采储量的计算一、矿井工业资源/储量 通过探测计算，该矿的矿井工业储量与地质储量相同。即工业储量Z =12628.4万吨。二、保安煤柱及各种煤柱留设和计算方法井田开采需要留设安全煤柱的主要有矿井工业场地、井筒、村庄、井田境界、主要大巷。各种煤柱留设方法按照设计规范和建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定，结合矿井开采中已留设煤柱的现状进行计算留设。计算留设保安煤柱的岩层移动角：表土段45，基岩段72。井筒煤柱：一级保护，围护带宽度20m。工业场地煤柱：二级保护，围护带宽度15m。