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1、前 言山西XX煤业有限公司位于XX县城北西方向的XX镇XX村与XX村之间，距XX县城直距32.5Km，南东距XX镇约4.5Km，行政区划隶属于XX镇管辖。该矿始建于1996年,1993年投产，矿井原采用主立井、副立井、安全出口三个立井开拓全井田，主立井为箕斗提煤兼做矿井回风井，因矿井井型较大，提煤、回风利用一个井筒漏风大，安全性较差，同时井下通风系统存在通风路线长、进风断面小、通风阻力大等诸多问题，矿方于2007年11月委托山西安煤矿业工程有限公司编制了山西XX煤业有限公司回风井初步设计，设计在主井工业场地南侧新建一回风立井，作为矿井的回风井兼作安全出口，主立井不再担负矿井回风任务，仅担负矿井
2、提升任务，作为矿井的进风井兼作安全出口，副立井功能不变，作为辅助进风井，原安全出口斜井关闭，并于2007年11月临汾市煤炭工业局临煤审发2007407文件对该设计进行了批复。根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200969号关于临汾市XX县煤矿企业兼并重组整合方案的批复文件，确定该矿为单独保留矿井，矿井能力由60万吨/年增加到90万吨/年。山西省国土资源厅于2009年11月17日为该公司换发了新的采矿许可证，证号：，批准开采山西组2号、3号煤层，生产规模90万吨/年，井田面积5.8525Km2，矿井生产能力净增30万吨/年。为了保障煤矿安全生产，合理开发煤炭资源，提高矿井
3、经济效益，使该矿稳定、健康、顺利地向前发展，将企业做强、做大，促进地方经济高速发展。受山西XX煤业有限公司的委托，我院承担了该公司综合机械化采煤升级改造初步设计的编制任务。一、编制依据1、山西省国土资源厅为该矿换发的采矿许可证(证号C1400002009111120043578)。2、山西XX煤业有限公司生产矿井地质报告(山西省煤炭地质公司2007年12月)。3、山西省煤炭工业局2008年1月晋煤行发200882号关于对山西XX煤业有限公司生产矿井地质报告“评审意见书”的批复文件。 4、国家质量监督检验检疫总局和建设部2005年发布的煤炭工业矿井设计规范。5、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿
4、安全监察局2009年颁发的煤矿安全规程。6、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件(晋煤重组办发200969号)。7、山西省煤炭工业局晋煤安发20081135号文“关于临汾市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”。8、临汾市煤炭中心化验室对该公司2号、3号煤层的鉴定报告。9、临汾市煤炭工业局临煤审发2007407号“关于山西XX煤业有限公司回风井初步设计的批复”。10、现场调研资料。11、项目设计委托书。二、设计的指导思想1、本着“少投入、多产出、少做岩巷、多做煤巷、早出煤、高效益”的设计原则，尽量提高矿井机械化装备水平。2、坚持一切从实际出发，
5、实事求是，合理布置以采、掘、运为中心的各主要生产环节，力求系统简单，运行安全可靠。3、学习和借鉴国内外煤矿设计和生产的先进经验，贯彻改革精神，采用新设备、应用新工艺，提高采掘机械化水平、工作面单产，实现集中生产。4、加强环境保护，积极开展“三废”治理，减少污染，变废为宝。对工业废水、生活污水、锅炉烟气进行处理，达标后排放。三、设计的主要特点1、采煤方法采用长壁综合机械化采煤法。2、井下绝大部分巷道沿煤层布置。3、井下煤炭运输系统采用胶带输送机运输，辅助运输系统采用调度绞车牵引矿车运输。4、充分利用现有井巷工程、土建设施和机电设备。四、设计的主要经济技术指标设计生产能力：90万t/a；井巷工程量
6、：1958m；工业建筑总体积：19100.0m3；行政及福利建筑面积7327m2；矿井在籍人数：416人；原煤生产效率： 6.61 t/工；基本建设总投资：3687.46万元。吨煤投资：122.92元（净增）；建设工期：10个月；原煤吨煤成本：136.55元；投资利润率：51.32%；投资利税率：67.93%。五、存在的主要问题及建议1、矿方应在开采实践中，进一步对2号、3号煤层进行资料采集、编制工作，以指导矿井生产。2、在今后工作过程中应注意断层、隐伏构造的导水导气和采空区积水、积气，做到“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”，以免发生意外的事故。3、建议加强生产矿井地质工作，全面搜集井
7、下资料，及时建立有关台帐、卡片，进行综合编录，根据地质规律预测回采工作面开采条件，为安全开采提供技术依据。4、矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作。5、建议矿方应尽快申请有关资质部门对矿方深水井水质方面进行监测与检验，确保安全用水。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置山西XX煤业有限公司位于XX县城北西方向的XX镇XX村与北XX村之间，距XX县城直距32.5km，南东距XX镇约4.5km，行政区划隶属于XX镇管辖。井田地理坐标为：东经1120454-112 0644，北纬362500362640。该矿东2.5km处为县级公路，向南约35km可达XX县城，与国道309线相接
8、，沿此线向西约70km至临汾市，与南同蒲铁路临汾车站相接，交通较为方便。详见交通位置图图1-1-1。二、自然地理该井田地处太岳山区，地形西北高东南低，区内有人家凹和石重阳两条较大的沟谷，最高点位于矿区中部的山梁上，标高约为1470.5m，最低点位于矿区北部沟谷中，标高约1175m，最大相对高差295.5m。井田内基岩出露良好，植被不发育，纵观该矿区所处的自然地理条件，属于侵蚀强烈的中山区。三、河流水系该区为沁河支流的蔺河水系，地表水属黄河流域，区内两大沟谷平时基本无水，若遇暴雨时节，常有洪水发生，但数小时后，流量即减至消失，区内水流方向为向东流入蔺河，蔺河向东南汇入沁河。四、气象及地震烈度该区
9、属暖温带半干旱大陆性季风气候，据XX县气象站1988年-1997年观测资料，年平均气温9.2，最高气温36.7（1997年7月21日），最低温度-26.6（1990年2月1日）；年平均降水量535.6mm，最小为288.4mm(1997年)，最大为661.8mm（1996年）；年平均蒸发量1448.4mm，最小为1315.6mm（1990年），最大为1668.6mm（1997年）；霜冻期多在十月至次年三月，最大冻土深度66cm（1993年）；夏秋季多东南风，冬春季多西北风，最大风速13m/s。根据山西省地震基本烈度区划图，本区处于临汾和邢台两大地震带之间为相对稳定区。根据GB500112001
10、建筑抗震设计规范，本区地震烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。五、水源和电源1、水源(1) 地面供水水源：目前矿井生活用水取自井田内西北角约1500m远的本矿自打的深水井，深水井水源取自奥灰水，水质良好，水量丰富，可作为地面生产、生活用水可靠的供水水源。(2)井下供水水源：矿井正常涌水量为6m3/h，最大为9m3/h,涌水排至地面后，经净化处理，可作为矿井井下消防、洒水及井下用水设施用水水源。2、电源矿井设双回路供电系统, 八义110kV变电站距矿井5km, 南宋35kV变电站距矿井1km。本矿地面工业场地负荷中心已建10kV变电所1座，电源分别引自上述两个变电站,供电电源可靠。六、
11、四邻矿井情况该井田北邻山西安鑫煤业有公司；西部有山西古县老母坡煤业有限公司和山西安吉欣源煤业有限公司相邻，东北部与山西XX玉华煤业有限公司相邻。本矿及邻矿均未发现越界开采的情况。第二节 地质特征一、地层区内地层出露较好，出露有三叠系下统刘家沟组、二叠系上统上石盒子组、石千峰组地层，第四系中更新统黄土主要分布在山梁上。现结合钻探揭露资料，对矿区内的地层由老至新分述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O2f）本组为含煤地层的沉积基底。主要由灰深灰色中厚层状的石灰岩、泥质灰岩组成，少量白云质灰岩。顶部含较多的星散状黄铁矿，下部常夹有薄层状、似层状石膏层，为浅海相沉积地层。顶部为古风化壳。厚度100m左右。2
12、、石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）岩性为灰色、灰黑色铝土岩、泥岩、石英砂岩及石灰岩组成，间夹不稳定的不可采煤层23层，底部沉积有山西式铁矿，其厚度和品位很不稳定。由于奥陶系中统古风化壳剥蚀程度不同，该地层厚度变化较大，依据钻孔揭露资料，本井田内该组地层厚度为6.6017.82m，平均为13.70m。平行不整合于峰峰组地层之上。（2）上统太原组（C3t）该组地层为主要含煤地层，本组自K1砂岩底至K7砂岩底，地层厚度为48.65-62.24m，平均56.50m。与下伏地层呈整合接触。岩性主要为灰白色、灰黑色的砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩和煤组成。含煤4-12层。含丰富的动物化石，旋回结构清楚，
13、横向稳定性好，易于对比。全组可划分为4-5个沉积旋回，属于海陆交互相沉积。旋回韵律清楚，每个沉积旋回都始以陆相沉积，结束于海相灰岩沉积。依据岩性、岩相特征，可自下而上划分为三段：下段（C3t1）：从K1砂岩底至K2石灰岩底，地层厚度17.50-24.08m，平均21.35m。岩性主要为灰白色砂岩，灰灰黑色泥岩、铝质泥岩、粉砂岩及稳定可采的9、11号煤层所组成。底部K1砂岩，厚度2.003.40m，为灰白色薄层状细中粒石英砂岩，岩性特征明显，致密坚硬，是一种很好的地层划分对比标志。中段（C3t2）：从K2石灰岩底至K5砂岩底。地层厚度14.38-18.02m，平均16.75m。岩性主要由三层深灰
14、色石灰岩及灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩间夹三层薄煤层。底部为深灰色，巨厚层状致密坚硬的K2石灰岩。含有丰富的有孔虫、蜒科、腕足类化石和燧石结核，中、下部常夹有薄层灰岩及泥岩。自K2向上为灰黑色泥岩及其具波状层理的粉砂岩、细粒砂岩，多受黄铁矿浸染，其上发育有不可采的8号煤层。其顶板为深灰色厚层状的K3石灰岩。K3石灰岩全区稳定，易于对比。K3至K4石灰岩间，为灰、灰黑色的砂岩、粉砂岩和泥岩，间夹层位稳定不可采的7号煤层，其顶部即为深灰色中厚层状致密坚硬的K4石灰岩。上段（C3t3）从K5砂岩底至K7砂岩底，地层厚度为16.77-20.14m，平均18.40m。岩性主要为灰黑色、黑色的泥岩、粉砂
15、岩组成，灰色、灰白色中、细粒砂岩组成，含煤2-3层，为不可采煤层。下部为灰黑色、黑色薄层状铁质泥岩。中部为灰色、灰白色钙质石英长石砂岩，称为K5砂岩。上部为黑色厚层状泥岩，含5号和6号薄煤层。顶板为灰黑色薄层钙质泥岩，含动物化石。本段依据相旋回分析，应为泻湖海湾相沉积。3、二叠系（P）（1）下统山西组（P1s）K7砂岩底至K8砂岩底，地层厚度34.10-49.00m，平均厚度46.50m。与下伏太原组地层为整合接触，为本区主要含煤地层之一。岩性以灰色、灰白色细粒砂岩，深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩为主，含煤2层，本区内2、3号煤层均为稳定可采煤层。（2）下统下石盒子组（P1x）本组自K8砂岩底至K
16、9砂岩底，与下伏地层呈整合接触，地层厚度94.62-136.65m，平均厚度116.48m。依岩性、岩相特征划分为上、下两段，分述如下：下段（P1x1）：K8砂岩底至K9砂岩底，地层厚度40.00-60.25m，平均为52.48m。下部K8砂岩为灰白色中粒砂岩，含炭屑及白云母碎片，圆状，分选中等，基底式钙质胶结，具交错层理。中、上部由深灰色粉砂岩夹细砂岩组成。上段（P1x2）：K9砂岩底至K10砂岩底，地层厚度54.62-76.40m，平均64.00m。底部K9砂岩为浅灰色中粒砂岩，下部为深灰色、灰色中粒砂岩、粉砂岩、泥岩组成，上部为灰绿、紫红色泥岩、粉砂岩夹细粒砂岩，顶部有一层位稳定灰色含紫
17、红色斑块的铝质泥岩，具鲕状结构，俗称“桃花泥岩”，是确定上覆K10砂岩的良好辅助标志。（3）上统上石盒子组（P2s）本组自K10砂岩底至K14砂岩底，与下伏地层呈整合接触，地层厚度404.02-582.72m，平均435.00m。依据性、岩相特征划分为上、中、下三段，分述如下：下段（P2s1）K10砂岩底至K12砂岩底，地层厚度为159.07-190.76m，平均为165.40m。以灰色、紫色泥岩、黄绿色粉砂岩和灰绿色、灰色砂岩组成，泥岩和粉砂岩多呈互层，砂岩中多含砾石，砾径15-10mm，交错层理发育，常夹2-3层铁锰结核。底部为K10中粒砂岩，厚度为1.00-10.40m，为灰白色，岩性一
18、厚度变化大，常为泥质钙质胶结，有时为粘土质胶结，底部有时含泥质体。中段（P2s2）K12砂岩至K13砂岩底，地层厚度为119.25-140.37m，平均为127.74m。由灰绿、黄绿、紫红、灰紫、蓝紫色粉砂岩、泥岩及灰白、黄绿色砂岩组成，砂岩多为中细粒，厚层状，石英质砂岩及长石质石英砂岩，交错层理发育，常含砾石。底部含少量白云母片和暗色矿物，钙质胶结，斜层发育，有时夹细砂岩薄层，底部常变为粗砂岩。上段（P2s3）K13砂岩底至K14砂岩底，地层厚度125.70-171.59m，平均厚度141.86m。绿灰、灰白色中细粒砂岩夹灰紫、紫色、蓝紫色泥岩。顶部有一层黄绿色砂岩和两层灰白肉红色燧石层为辅
19、助标志层。底部K13中粒砂岩为灰白、黄绿色，中厚层状，厚度为6.20-9.40m，长石为主，石英次之，次棱角状，分选中等，孔隙式泥质胶结。（4）上统石千峰组（P2sh）本组自K14砂岩底至K15砂岩底，与下伏地层呈整合接触，地层厚度103.00-140.00m，平均120.00m。由紫红、浅红色粉砂岩、泥岩组成，夹黄绿色、灰红色长石质砂岩，泥岩中常含钙质结核。底部为K14砂岩中粒砂岩，厚度17.20-24.00m， 灰黄色，厚层状，石英长石砂岩，次棱角状，分选中等，孔隙式泥质胶结，交错层理发育，夹细砂岩薄层，底部含小砾石。4、三叠系（T）下统刘家沟组（T1l）井田内出露不全，出露厚度约100m
20、左右。以浅紫红、紫红色细粒长石砂岩为主，夹不稳定紫红色粉砂岩、砾岩等。砂岩交错层理发育，偶见泥裂与波痕，钙质胶结。底部K15为中粒砂岩，暗紫色，次棱角状，分选中等。本组系干旱气候条件下形成的套陆相河流沉积。5、第四系（Q）井田内主要为第四系中更新统（Q2）黄土，厚度变化较大，一般为0-20m。其岩性主要为褐色、棕黄色砂质亚粘土。在沟谷中分布有部分全新统（Q4）地层，主要为洪、冲积堆积物的砂砾石层，一般为0-10m。二、地质构造1、区域地质构造基本特征及井田所处的构造位置该区在大地构造上位于沁水块坳的西翼，霍山隆起之东翼，其所处的区域地质构造为一总体走向北东，倾向南东的单斜构造，并伴生有与走向呈
21、斜交或近似平行的大断裂构造和成组对称S型延展的宽缓褶曲，地层倾角一般为515，西部沿煤层露头及局部构造部位倾角较大。2、井田基本构造形态该井田范围较大，为一倾向南东的单斜构造。据钻孔资料、巷道揭露资料及地表岩层产状，井下煤层倾角为3-5。另在井下开采中发现有少许小断层及小型陷落柱，构造属简单类型。三、煤层井田内含煤8层，其中该矿批采煤层为山西组2、3号煤层，分述如下：2号煤层位于山西组中上部，根据该矿目前井下开采实际揭露煤层厚度为0.8-1.2m，平均1.0m。含0-1层夹矸，结构简单。其顶板为泥岩、粉砂岩，底板为泥岩、粉、细砂岩，属稳定全井田可采煤层。3号煤层位于山西组中部，上距2号煤层平均
22、13m左右，根据该矿目前井下开采实际揭露煤层厚度1.6-2.0m，平均1.8m，结构简单，含0-1层夹矸，顶板为泥岩、粉细砂岩，底板为泥岩、局部为中砂岩，属稳定全区可采煤层。井田内批采煤层特征见表2-3-1。 可采煤层特征表 表2-3-1含煤地层煤层号煤层厚度(m)最小-最大平均层间距煤层结构稳定程度可采性煤层顶底板顶板底板山西组20.8-1.21.013简单稳定可采泥岩粉砂岩细粒砂岩山西组31.6-2.01.8简单稳定可采泥岩细粒砂岩泥岩四、煤质1、物理性质及宏观煤岩特征颜色和条痕均为黑色、强玻璃光泽、性脆、比重中等，硬度小、阶梯参差状断口、裂隙发育。宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，含少量
23、镜煤，条带状结构、层状构造，煤岩类型属光亮型及半亮型煤。2、化学性质 a、2号煤根据2009年4月28日由临汾市煤炭中心化验室对该矿2号煤层采样化验，化验结果为：水分（Mad）原煤0.79%；灰分（Ad）原煤14.86%；挥发分（Vdaf）原煤20.15%；全硫（St,d）原煤0.46%；真密度（TRD）1.39。根据地质报告提供，该矿2号煤层原煤发热量(Qb.daf)：29.64-29.72MJ/kg，平均29.68MJ/kg。b、3号煤根据2009年4月28日由临汾市煤炭中心化验室对该矿3号煤层采样化验，化验结果为：水分（Mad）原煤0.82%；灰分（Ad）原煤15.68%；挥发分（Vda
24、f）原煤21.28 %；全硫（St,d）原煤0.48%；真密度（TRD）1.40。根据地质报告提供，该矿3号煤层原煤发热量(Qb.daf)：22.75-28.36MJ/kg，平均25.56MJ/kg。煤质特征见表1-2-1。煤质特征结果表 表1-2-1分析项目水分 Wad(%)灰分 Ad(%)挥发分 Vdaf(%)硫分 St.d(%)发热量Qb.daf(MJ/kg)20.7914.8620.150.4629.6830.8215.6821.280.4825.56依据煤炭质量分级GB/152242004标准，井田2号煤层属低中灰、中等挥发分、特低硫、特高热值焦煤；3号煤属低中灰、中等挥发分、特低硫
25、、高热值焦煤。根据其煤质特征，2号、3号煤均为良好的炼焦用煤。3、其它有益矿产该区其它有益矿产有铝土矿、石灰岩、山西式铁矿及煤层夹矸中的分散元素等。铝土矿位于石炭系中统本溪组(C2b)底部，奥陶系侵蚀面之上，层位较稳定。厚度变化较大。区内没有出露。该铝土岩属于铝质粘土岩，可用做陶瓷烧制的原料。石灰岩位于太原组中部的K2、K3、K4石灰岩，总厚度为1013m。可用做烧制石灰或用做其它建筑材料。山西式铁矿赋存于石炭系底部与奥陶系顶部不整合接触面间，多呈窝子状、透镜状产出。五、水文地质1、区域水文地质概况井田位于沁水盆地的西部边缘，西临霍山隆起，地层走向北东，北北东向，倾向南东，地层由西向东，从老到
26、新依次出露，由太古界变质岩系，寒武、奥陶碳酸盐类，到含煤地层的海陆交互相沉积，最后接受了第三、四系沉积，大面积的碳酸岩类地层成为区域地下水的补给区，根据水文地质单元划分，本区属于广胜寺泉域。泉水位于洪洞县城东北15km，霍山山麓与平原交接处的坡积物中，标高581.60m，出水点较为集中，1990年流量3.44m3/s，水化学类型为重碳酸盐硫酸盐型，泉域面积800km2。该泉西侧以变质岩地区的地形分水岭为界，即汾河与沁河的流域分水岭，东侧边界，北段以石炭二叠系砂页岩为隔水边界，南段则包括一小部分砂页岩区。北部与洪山泉域的分界在河底泉断层，该断层近北东东向，北盘上升，寒武系下统页岩被子抬高，形成隔
27、水边界。区内河流主要为涧河、南涧河及沁河，属黄河流域。该井田位于沁河的上游，属岩溶地下水的径流区内。2、区域地下水的补给、径流、排泄奥陶系灰岩在区域西北部广泛出露，在地表接受大气降水入渗补给，沿基岩岩层层面裂隙顺层径流，加入区域裂隙水循环，后在适当地形低洼处排泄。按含水介质不同，结合找煤、普查和目前收集到资料，初步将区域内分为四大主要含水层组和三大主要隔水层组。(1)、主要含水层组碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组A、寒武系中、上统含水层组由白云质鲕状灰岩、竹叶状灰岩、白云岩、泥灰岩等组成。在裸露区，石灰岩、白云岩中裂隙岩溶发育，为地表水、大气降水入渗创造了有利条件；在覆盖区，裂隙岩溶发育情况不明。B、
28、奥陶系中统含水层组主要由石灰岩、白云岩等组成。在裸露区，裂隙岩溶发育，在覆盖区钻探时发现有溶洞，属富水性强的含水层。但往东随着埋深的增加，岩溶发育可能逐渐减弱。该含水层在区域西部广泛出露，是本区的主要含水层组，主要接受大气降水入渗补给及地表水的渗漏补给。碎屑岩夹碳酸盐岩类含水层组为上石炭统一套海陆交互相沉积地层。主要含水层由其间的37层灰岩组成，属岩溶裂隙水，富水性取决于岩溶裂隙发育程度。区域中部出露地区，接受大气降水的直接补给，受断裂构造影响，也可接受其它含水层的补给，受地形的切割及构造的影响，局部以泉的形式排泄，部分地下水可能向深部运移。碎屑岩类含水层组主要为二叠系、三叠系一套陆相、过渡相
29、碎屑岩，含水层主要由砂岩组成。泉流量0.02-3.40L/s。该含水层组含水空间以风化裂隙和构造裂隙为主，在区域东部出露，主要接受大气降水、地表水的补给，除少部分地下水可能沿破碎带向深部运移外，大部分沿地层走向运移，在适当的条件下又以泉的形式排泄于地表。松散岩类含水层组该含水层组沉积厚度不大，分布范围不广，分布在山涧河谷地带，由砂土，砂砾层及砾石层组成。该含水层组主要接受大气降水及地表水的补给，富水性差异较大，单位涌水量为2.6-10.11L/sm。(2)、区域主要隔水层组寒武系下统及元古、太古界隔水层组由寒武系下统泥岩及元古、太古界变质而岩组成，在区域西边界大片出露，构成了泉域西边界和其上覆
30、碳酸盐岩裂隙岩溶含水层的隔水底板。石炭系中统隔水层组由铝质泥岩、泥岩、砂质泥岩等组成，阻隔下伏奥灰裂隙岩溶水层与上覆各含水层的水力联系。碎屑岩层间隔水层主要由具塑性的泥岩组成，呈层状分布于各砂裂隙含水层之间，使各含水层垂向水力联系受阻。3、矿井充水条件(1)井田水文地质条件该区受区域构造的影响，形成大致为走向北东南西向的单斜构造，地面出露上石盒子组、石千峰组、刘家沟组地层，构成了以砂岩为主体的储水层，成为大气降水渗漏补给地下水的自然因素。另外砂岩体储水岩层的主要特点是，厚度变化较大。常相变或变薄尖灭，在地形切割较深的情况下，大气降水、地表水体易流失、地下水的补给量有限，且易排泄。(2)井田含水
31、层组本区共有五大含水层组，从上到下，分别叙述各含水层的特征如下：第四系砂砾石层孔隙潜水含水层分布在山间河谷地带，岩性由黄白色砂质粘土、砂砾层组成，厚度变化大、含水性好。厚度大时可成较丰富的含水层。因此，该层属于弱中等孔隙潜水层。基岩风化带裂隙含水层内地形复杂，基岩裸露面积较大，造成基岩风化带裂隙发育，可形成丰富的含水层。三叠系刘家沟组（K15）砂岩裂隙含水层井田内出露不全，以细粒砂岩为主，夹不稳定粉砂岩、砾岩等。底部K15为中粒砂岩，在地层赋存地段，其富水性相对较好。二叠系上统（K10、K11、K12、K13、K14）及下统（K7、K8、K9）砂岩裂隙含水层主要为中、细粒砂岩，垂直裂隙发育，3
32、102号钻孔涌水，涌水量为0.045l/s。涌水层位在K10砂岩上49m处，在一定的构造条件下成为相对富水地段，一般属弱裂隙含水层。下石盒子组（K8、K9）砂岩裂隙含水层，砂岩含水层位于2、3号煤层以上，为煤层直接充水含水层，主要为中、细粒砂岩，裂隙稍发育至较发育，富水性与蓄水构造有关，一般则为富水性较弱的含水层。太原组（K2、K3、K4）石灰岩岩溶裂隙含水层K4、K3、K2石灰岩，为9+10号煤层的直接充水含水层，厚度变化大，岩溶裂隙不甚发育，一般为弱裂隙含水层。峰峰组灰岩岩溶含水层峰峰组为煤系地层下伏的主要含水层，因自西向东，随埋深加大，岩溶裂隙发育变差，因此，该含水层为中等岩溶裂隙含水层
33、。据井田内西北角约1500m远的本矿自打的深水井奥灰水资料推算，本井田奥灰水位标高590m左右。(3)井田隔水层井田内隔水岩层主要为石炭系与二叠系层间隔水层。中石炭系本溪组主要隔水岩层为铝质泥岩，一般厚度2.67m左右，系一较好的隔水层。上石炭统及二迭系隔水层主要由具有可塑性泥岩，砂质泥岩组在，各层砂岩间及灰岩间均有泥岩分布，一般厚2.00m至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。(4)地质构造的水文意义井田内构造主要为一单斜构造，含水层之水会顺岩层倾向运移，现矿井在煤层上山开采，现构造对目前井下开采无影响。另在井下开采中发现有少许小断层和小型陷落柱，虽现阶段未发现断层、陷落柱渗水现象，但不排除
34、将来沟通各含水层之间水力联系的可能性。(5)充水水源及其影响程度A、地表水该井田内无大的地表水体，但有数条小的冲沟，为季节性水沟，遇暴雨时节，常有洪水发生，数小时后，流量即减至消失，该矿自建井以来，其洪水位标高均低于工业广场标高，未发生过洪水灌井事故。B、地下水2、3号煤层的直接充水含水层为K8砂岩和3号煤层顶板砂岩，砂岩裂隙较发育，但砂岩厚度较薄，地表径流条件好，接受补给条件有限，目前矿井正联合开采2、3号煤层，矿井涌水来源主要为顶板淋水，尽管开采2、3号煤层形成的导水裂隙带容易沟通浅层地下水，由于富水性弱，难于形成水害威胁。C、采空区积水井田周围各煤矿均开采山西组2、3号煤层，2、3号煤层
35、上部无其它煤层的采空区，因此不存在本井田上部采空区积水问题。井田周边均有邻矿不同程度的开采，但目前未发现越界开采现象。因此邻矿采空区积水对本矿威胁不大。本井田内采空区现无积水，但不排除将来有积水的可能，因此建议矿方在理论上认为有储水条件的采空区内进行探测。D、奥灰水对矿坑充水的影响据井田内西北角约1500m远的本矿自打的深水井奥灰水资料，本井田内奥陶灰岩岩溶水水位标高约为590m左右，低于2、3号煤层最低底板标高，因此不会发生奥灰突水问题。综上所述，井田内2、3号煤层水文地质类型属简单类型。六、矿井涌水量预算井田内无专门水文孔，矿井涌水量预算采用富水系数法。该矿目前开采2、3号煤层，现设计生产
36、能力90万t/a，实际生产能力60万t/a，矿井现正常涌水量4 m3/h，最大涌水量6m3/h。可按富水系数法公式进行矿井涌水量预算。公式为：Q正=KpP=m3/h Q大=KpP=m3/hQ0-目前矿坑涌水量（m3/h）；Po实际生产能力（万t/a）；P设计生产能力（万t/a）；Q预计矿坑涌水量（m3/h）。经计算，矿井达到90万吨/a时，预计矿井正常涌水量为6m3/h，最大涌水量为9 m3/h。该矿井下涌水来源主要为顶板淋水，因本井田构造简单，一般情况下，今后随开采量的增加，开采面积的扩大，矿井涌水量会有所增加，但增加不会太大。七、开采技术条件瓦斯：历年瓦斯鉴定为低瓦斯矿井, 根据山西省煤炭
37、工业局晋煤安发20081135号关于临汾市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复文件，该矿瓦斯绝对涌出量为11.92m3/min，相对涌出量为9.50m3/t，二氧化碳绝对涌出量为1.86m3/min，相对涌出量为1.48m3/t。煤尘爆炸性：根据2009年4月28日临汾市煤炭中心化验室对该矿2号、3号煤层的检验报告，该矿2号煤层火焰长度为90mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为50%，煤尘具有爆炸性；3号煤层火焰长度为80mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为45%，煤尘具有爆炸性。煤的自燃倾向：根据2009年4月28日临汾市煤炭中心化验室对该矿2号、3号煤层的检
38、验报告，该矿2号煤层煤的吸氧量为0.68cm3/g，属级自然煤层；3号煤层煤的吸氧量为0.69cm3/g，属级自然煤层。地温：根据地质报告本提供：该区地温梯度为1/100m，属地温正常区，井下开采过程中，未发现有地压异常现象，应属地压正常区。煤层顶底板条件：该井田2、3号煤层未做过顶底板岩石物理力学性质试验，井田内开采的2、3号煤层伪顶为炭质泥岩或泥岩，采煤过程中随采随落，直接顶板为泥岩、粉砂岩，据区域资料，顶板泥岩单向抗压强度30.60MPa，单向抗拉强度0.97MPa，组成了易冒落的顶板，稳定性差。煤层直接底板为泥岩、粉、细砂岩，偶见底鼓现象，部分地段小断裂发育，给煤层回采带来一定困难。八
39、、存在的主要问题与建议1、矿方应在开采实践中，进一步对2号、3号煤层进行资料采集、编制工作，以指导矿井生产。2、应注重对隐伏断裂的观察与研究，加强隐伏断裂、导水断层的探放水工作，在矿井生产过程中，认真做好地质编录工作，为矿井建设服务，按照“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则进行，确保安全生产。3、建议加强生产矿井地质工作，全面搜集井下资料，及时建立有关台帐、卡片，进行综合编录，根据地质规律预测回采工作面开采条件，为安全开采提供技术依据。4、矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作。5、建议矿方应尽快申请有关资质部门对矿方不井水质方面进行监测与检验，以确保安全用水。第二章 井田开拓与
40、开采第一节 井田境界及可采储量一、井田境界2009年11月17日，山西省国土资源厅换发了新的采矿许可证，证号：C1400002009111120043578，批准开采山西组2号、3号煤层，井田范围由以下9点坐标依次连线圈定（1980年西安坐标系）：(1)X=4035451.16 Y=19596930.56(2)X=4035451.16 Y=19598430.57(3)X=4033451.15 Y=19598430.58 (4)X=4033451.15 Y=19599695.59 (5)X=4032376.14 Y=19599695.60 (6)X=4032376.13 Y=19596930.5
41、7 (7)X=4032651.13 Y=19596930.57(8)X=4032951.14 Y=19597230.57(9)X=4033451.14 Y=19596930.57该井田北邻山西安鑫煤业有限公司，西部与山西古县老母坡煤业有限公司和山西安吉欣源煤业有限公司相邻，东北部与山西XX玉华煤业有限公司相邻,南部为社会井田。二、资源/储量和可采储量(1)储量计算方法采用地质块段算术平均法。计算公式如下：Q=SMd式中：Q块段煤炭储量，t；S块段水平投影面积，m2；M块段内煤层平均厚度，m；d煤层视密度，t/m3。(2) 矿井资源/储量计算根据煤、泥炭地质勘查规范，储量计算的工业指标确定如下：
42、能利用储量最低可采厚度为0.7m，最高可采灰分为40%，最高硫分为3%。2、3号煤容重均 1.35t/m3。按照2007年1月山西省煤炭地质公司编制的山西XX煤业有限公司资源/储量核查地质报告数据，该井田2、3号批采煤层井田保有资源/储量1546万吨，经计算截止2008年底矿井保有储量1472.7万吨，其中2号煤层保有储量665.4万吨，3号煤层保有地质储量807.3万吨。 (3) 矿井资源/储量计算评价和分类按照煤、泥炭地质勘查规范，国务院函(1998)5号文关于酸雨控制区和二氧化碳污染控制区有关问题的批复及煤炭工业矿井设计规范等有关文件规定，矿井资源/储量遵循下列原则计算：1)最低可采厚度
43、0.7m;2)煤层灰分不大于40%；最高可采硫分(Std)3%；3)储量计算的煤层为3号煤层；4)根据储量核查地质报告提供的2、3号煤层底板等高线图及矿方提供的采掘工程平面图，用地质块段法对井田内3号煤层资源/储量进行了计算，2、3号煤容重均为1.35t/m3。(4)矿井设计资源/储量依据煤炭工业矿井设计规范规定的矿井设计资源/储量：矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物等永久损失量后的资源/储量为矿井设计资源/储量。经计算，本矿设计资源/储量为1363.6万吨。其中2号煤层设计资源/储量为626.5万吨，3号煤层设计资源/储量为737.1万吨。(5)设计
44、可采储量根据储量核查地质报告提供煤层底板等高线及资源/储量估算图，按照推荐的开拓方案，扣除工业场地及井筒、井田边界、大巷等保安煤柱，再按煤炭工业矿井设计规范规定的采区回采率，计算设计可采储量。矿井设计可采储量=(矿井工业资源/储量-各类煤柱)采区回采率。采区回采率2号煤层为薄煤层取85%，3号煤层为中厚煤层取80%。根据以上计算, 2号煤设计可采储量490.3万吨，3号煤设计可采储量518.1万吨。矿井设计可采储量汇总见表2-1-2。矿井设计可采储量汇总表 表2-1-2水平煤层矿井保有资源/储量永久煤柱损失矿井设计资源/储量工业场地和主要巷道煤柱推断的资源量333的折减量开采损失设计可采储量断
45、层井田境界地面建(构)筑物其他合计工业场地主要巷道合计12665.40.531.37.138.9626.532.417.349.786.5490.323807.30.956.412.970.2737.158.431.189.5129.5518.1合计1472.71.487.720109.11363.690.848.4139.22161008.4三、安全煤柱井田边界煤柱留20m，大巷之间留30m，两侧留40m煤柱，工业场地按二级保护,村庄及井筒按一级保护，再根据表土层和基岩厚度(表土移动角 45，基岩移动角72)计算保安煤柱。当矿井报废时，预计护巷煤柱损失可回收50%左右。第二节 矿井设计生产能
46、力及服务年限一、矿井工作制度设计年工作日330d,每天三班作业,交叉班检修，日净提升时间16h。二、矿井设计生产能力的确定根据本井田煤层赋存特征、地质构造、开采技术条件、市场供需状况及业主要求,确定该矿矿井设计生产能力为90万t/a。主要理由如下:(1)建设为中型矿井，以利于降低矿井建设吨煤投资和生产成本。(2)井田内煤层倾角平缓、赋存稳定，开采技术条件好，适宜建设中型矿井。(3)矿井供电、交通运输条件可满足中型矿井要求。三.矿井服务年限矿井服务年限按下式计算: Zk 1008.4T = = =8.7a A K 901.3式中: T服务年限,a； Zk设计可采储量,万t； A矿井设计生产能力,万t/a； K储量备用系数,取1.3。经计算,矿井服务年限8.7a。矿
