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1、前 言一、概述XX煤矿系XX市的一座集体所有制煤矿，位于XX市XX镇西北方向的XX村西，距XX市4km，行政区划归XX市XX镇管辖。2000年6月山西省国土资源厅为该矿颁发采矿许可证，证号为XXXX，批准开采4号煤层，井田东西长约3100m，南北宽约2900m，面积5.6588km2。该矿属于新建矿井，为了满足煤炭市场发展的需要，进一步加强煤炭资源管理，提高煤矿安全生产水平，合理开发煤炭资源，提高矿井经济效益，2002年10月XX煤矿委托我所编制该矿井的初步设计。 二、设计依据1、XX煤矿委托我所编制矿井初步设计的设计委托书；2、XX煤矿采矿许可证：证号为XXX。3、山西省煤炭地质公司地测队2
2、002年10月提交的“XX市XX煤矿矿井地质报告”和有关图纸。4、XX煤矿提供的电源、水源等情况调查表。5、XX煤矿提供的地面工业广场地形图(1:500)。6、XX矿井可行性研究报告。7、煤炭工业设计规范、煤矿安全规程以及煤炭工业小型煤矿设计规定等。三、设计的指导思想1、从地方煤矿的实际出发，在符合煤矿安全规程及煤炭工业设计规范要求的前提下，通过合理的设计，最大限度地提高矿井的资源回收率和经济效益。2、在采煤方法的选择上，力求选用既先进又适用的采煤方法，尽量采用先进技术、新工艺和新设备，提高矿井生产的安全性及回采工效。3、尽可能多做煤巷、少做岩巷，减少矿井岩石工程量，降低初期投资。4、力求矿井
3、生产系统简单、可靠，初期工程量小，建井工期短、投产快。5、力求提高矿井机械化程度、降低工人劳动强度，提高矿井抗灾、抗风险的能力，确保矿井安全生产。四、设计的主要原则1、认真贯彻执行国家的有关方针、政策和法规。2、围绕以提高经济效益为中心，设计方案体现投资省、工期短、用人少、效率高、成本低、效益好的原则。3、努力提高生产集中化程度，提高矿井装备水平，简化生产环节，减少初期工程量，多做煤巷，少做岩巷。4、劳动配备尽量做到减员提效，管理机构的设置以生产技术管理为中心，尽量减少管理机构。5、配备完善的安全生产设施，保障矿井安全生产。6、以满足生产为主，最大幅度地压缩生活福利设施。7、贯彻节能、节地的方
4、针，机电设备选择高效、节能的新型产品。地面建筑尽量联合布置，以减少占地。8、注重环境保护工作。五、设计的主要特点和技术经济指标1、井田开拓方式: 立井单水平分区式；2、矿井工业储量：13276kt；矿井可采储量为7574kt； 3、矿井设计生产能力：210kt/a；矿井服务年限：28a；4、矿井移交生产和达产时井巷工程量（其中煤巷 8404 m，占88.6%）9481m；万吨掘进率：451.5m/万t ；建井工期：31.35个月；5、矿井移交生产和达产时，布置一个采区，装备两个长壁炮采工作面，两个普通掘进工作面，可满足210kt/a的设计生产能力，回采工作面长度为80m；6、采煤方法：倾斜（或
5、走向）长壁采煤法；采用高档炮采回采工艺方式，全部垮落法管理顶板；7、矿井总占地面积：3.83 ha；其中：主井、风井工业场地：1.7ha副井工业场地：2.13 ha；8、工业建筑总体积：21178 m3；9、矿井在籍人数：290人；全员效率：3t/工；10、建设项目总投资为4488.65万元，吨煤投资为213.74元。其中：井巷工程投资1724.75万元，土建工程投资为303.85万元，设备及工器具购置投资为1160.80万元，安装工程投资为583.54万元，工程建设其它费用投资为268.79万元，基本预备费投资为282.92万元，建设期间投资贷款利息为164.0万元。六、存在的主要问题与建议
6、1、井田内有一块D级储量，勘探程度低，下阶段应进一步做地质补充勘探工作。2、井田西北角古空区的范围为调查所得，可能会与实际情况存在偏差，对其充水情况了解亦较少，今后在生产过程中应特别注意，以防突水事故的发生。3、该矿缺少瓦斯、煤尘、自燃等级的实际测试数据，应在施工和生产过程中尽快补充和完善这方面的资料，以便采取针对性的预防措施。第一章 井田概况及地质特征 第一节 井田概况 一、井田位置和交通条件XX煤矿系XX市的一座集体所有制煤矿，位于XX市XX镇西北方向的XX村西，距XX市4km，行政区划归XX市XX镇管辖。井田地理坐标为东经111055711108l0，北纬373455373319。井田东
7、西长约3100m，南北宽约2900m，面积5.6588km2。 2000年6月山西省国土资源厅为该矿颁发采矿许可证，证号为1400000040134，批准开采4号煤层。 该矿距国道209线约2km，距孝柳铁路交口发运站8km，交通十分便利，详见交通位置图（图1-1-1）。井田北邻大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、南接山西神州煤电焦化股份有限公司XX煤矿，西为4号煤层露头线，东邻北川河。相对位置见矿井四邻关系图(图1-1-2)。二、自然地理XX煤矿位于黄河以东、吕梁山西侧，北川河西岸，属黄河中游黄土高原地带，由于受北川河河谷的控制，地势总体上由北西向南东逐渐降低，最高点位于井田西北部张家圪塔，标高
8、为1223.7m，最低点位于井田东南边界，标高为938.5m，最大相对高差为285.2m。地貌类型属黄土丘陵，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。冲沟多呈“V”字型，沟底有零星基岩出露。井田属黄河流域三川河水系。井田内无大的河流，只有几条冲沟在雨季汇集雨水流进井田东部的北川河。北川河为常年性流水河流，从井田东部自北而南流过，与东川河和南川河汇合后经柳林县注入黄河。三、气象和地震烈度井田地处晋西北黄土高原，属暖温带大陆性季风半干旱气候，四季分明，春季多风干旱，夏季炎热多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷，年平均气温8.611.4，极端最高气
9、温38.1(1985年7月18日)，极端最低气温-21.7(1984年12月24日)。年平均降雨量464.2m，雨水多集中在69月份，年蒸发量1766.22171.7mm。霜冻期一般始于10月上旬，终于翌年3月，最大冻土深度为1m。据(78)晋震字第29号文，本区地震基本烈度为6度。据历史资料记载，XX市于1829年曾发生5.9级地震。四、矿区煤炭生产建设及规划概况XX煤矿属XX市一集体所有制煤矿，1998年2月省煤资委以晋煤资字(1998)第122号文批准该矿开采4号煤层，2000年6月省国土资源厅厅为该矿颁发采矿许可证，批准开采4号煤层。现该矿属基建矿井，批准生产规模为2l0kta，采用立
10、井开拓，目前正在建设三个立井，现三个立井均在黄土层中施工，尚未见基岩。五、现有运输、电源、水源及建筑材料情况1、运输条件该矿生产的煤炭可以利用公路外运销售。主立井位于贺家庄村附近，距国道209线约2km，距孝柳铁路交口发运站8km，交通条件相当便利，能够满足矿井生产的需要。2、电源条件该矿所用电源一路来自于北川变电站，另一路来自于沙会则变电站，通过10kV高压线路引入该矿地面变电所。目前地面已建有临时变电所，来自于北川变电站的10kV高压线路已引入该矿地面临时变电所，当该矿双回路供电系统建成后，能够满足矿井建设和生产的供电要求。3、水源条件据该矿地质报告，本井田位于北川河西岸，北川河河谷冲积层
11、中井田附近地段水量丰富，水质较好，水位浅，易于开采。该矿工业广场内现有一水井，可作为该矿生活用水水源。井下排水经处理后可作为该矿生产和消防用水水源，矿井水源基本有保障。4、主要建筑材料供应条件该矿主要建筑材料如钢材、木材等可通过物资部门供应，由外地购进。料石、砖、水泥、白灰等可就地解决，建筑材料的供应能够满足矿井建设和生产的需要。六、井田相邻地方煤矿概况据该矿地质报告，本井田范围内无其它煤矿开采，只在井田西北角存在一老窑采空区，具体调查采空范围见4号煤层底板等高线及储量计算图。本井田周围现有大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、神州煤田焦化股份有限公司XX煤矿，具体叙述如下：大中局煤矿位于井田北部大
12、中局村南，开采山西组4号煤层，煤层厚度1.6m，煤种为焦煤，最大排水量1.30m3h。年产30kt，为低瓦斯矿井。上安煤矿位于井田东北上安村，距本井田不足1km，开采山西组4号煤，煤厚1.60m，煤种为焦煤，最大排水量2.1m3h，年产60 kt，为低瓦斯矿井。下安煤矿位于井田东北下安村西，紧邻本井田，开采山西组4号煤、5号煤，4号煤厚1.80m，煤种为焦煤，最大排水量2.5m3h，年产60 kt，瓦斯相对涌出量0.409m3t。C02相对涌出量为0.492m3t，为低瓦斯矿井。该矿主、副井坐标为：主井：X=4160527.463 Y=19510612.493 Z=991.43；副井：X=41
13、60092.132 Y=19511268.214 Z=973.96；主井、副井坐标均为GPS实测。主井见煤深度127m，副井见煤深度92m。XX煤矿位于井田南面十里沟村，开采4、8、10号煤层，4号煤厚1.80m，煤种为焦煤，最大排水量70m3h，年产量300 kt，为低瓦斯矿井。第二节 地质特征一、地质构造(一)地层井田内基本为黄土覆盖，仅在沟谷有零星的基岩出露。据XX煤矿及扩区地质报告，结合区内及周缘钻孔资料，区内地层自下而上为奥陶系中统(02)；石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)；二迭系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s)，新生界上第三系上新
14、统(N2)及第四系中、上更新统(Q2+3)、全新统(Q4)。现自下而上分述如下：1、奥陶系中统(02)上部50m左右为灰色、蓝灰色石灰岩夹浅灰或灰黄色泥灰岩，灰岩致密坚硬，较为纯净，多呈厚层状或巨厚层状，地表及浅部溶洞发育；其下40m段为石膏带；再往下为深灰色石灰岩，富含珠角石，左旋螺等动物化石，属浅海相沉积。2、石炭系中统本溪组(C2b)平行不整合于奥陶系灰岩之上，全组厚24.05-48.71m，平均32.8m，通常底部为黄铁矿及铝土混生体。中上部为灰色泥岩、砂质泥岩互层，夹1-3层不稳定的石灰岩及薄煤线。属海陆交互相沉积。3、石炭系上统太原组(C3t)以基底砂岩K1与下伏本溪组整合接触，全
15、厚76.86-90.5m，平均86.87m。为本矿区主要含煤地层之一。岩性由灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、3层深灰色石灰岩以及4层煤组成。6、7、10、1l号煤层即产于其中。4、二叠系下统山西组(P1s)本组以L5灰岩顶板为其底界(因基底K3砂岩在井田不发育而下推至L5顶板)。全组厚50.0-78.5m，平均58.96m，为本矿区主要含煤地层之一。岩性为深灰色、灰黑色砂质泥岩、粉砂岩及砂岩互层。本组含煤10层，自上而下为0l、02、03、l、2、3、4、4下、5、5下号。属陆相沉积。5、二叠系下统下石盒子组(P1x)以基底砂岩K4与下伏山西组整合接触。全组厚61.08-97.60m，平均7
16、9.71m。岩性下部以深灰色、灰色泥岩为主，夹有灰色、灰绿色砂岩；中部为灰色泥岩，局部夹薄层状含砾砂岩，与黑灰色、深灰色泥岩互层。上部为紫红色、灰黄色泥岩、夹有灰绿色、深灰色砂岩及砂质泥岩。顶部为紫红色花斑状铝质泥岩(俗称桃花泥岩)。6、二叠系上统上石盒子组(P2s)以K6砂岩为基底，与下伏地层整合接触，本组在井田内仅赋存其下部地层，厚36.0-140.0m，平均72.0m。岩性为紫色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及黄绿色砂岩。7、第三系上新统(N2)在井田内沟谷两侧有所出露，不整合覆盖于下伏基岩之上。底部一般是一层胶结或半胶结的砾石层，砾石成分主要为石灰岩、砂岩等，中部为暗红色砂质粘土，间夹
17、2-3层钙质结核。厚度30-73m，平均40m。8、第四系中、上更新统(Q2+3)中、上更新统广泛分布于山顶或山坡。中更新统为棕红色砂质粘土，夹2-6层钙质结核，厚度30m左右。上更新统为淡黄色砂土，垂直节理发育，厚0-50m，一般25m左右。9、第四系全新统(Q4)为近代冲积、洪积层，为砾石、卵石、砂及砂土混合堆积，零星分布于沟谷底部，厚08m，平均5m。（二）含煤地层井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。1、石炭系上统太原组(C3t)该组以K1砂岩与下伏本溪组分界。 K1砂岩为灰白色砂岩，底部含砾石，砾石成分为石英，长石及燧石，平均厚度为8.73m。全组岩性主要由灰色灰黑
18、色泥岩、砂质泥岩、砂岩以及三层石灰岩及四层煤层组成。四层煤层分别为6、7、10、11号煤层，其中6号煤层为一全区稳定可采的薄煤层；10号煤层为一全区稳定可采的中厚厚煤层；7、ll号为不可采煤层。三层石灰岩为良好的标志层，自上而下为：（l）L5灰岩：灰色，致密坚硬，裂隙充填有方解石脉，厚度0.40-4.30m，平均2.31m。（2）K2灰岩：深灰色，致密坚硬，裂隙中充填有方解石脉，含菱铁质成分，见有较多的动物化石，厚度5.20-10.20m，平均7.70m。（3）L1灰岩：深灰色，含动物化石及其碎片，中部一般夹有薄层泥岩、炭质泥岩、粉砂岩等。厚度7.50-18.50m，平均12.0lm。2、二叠
19、系下统山西组本组为陆相沉积，以L5灰岩顶板为其底界。岩性由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩以及10个煤层组成。10个煤层分别为0l、02、03、l、2、3、4、4下、5、5下号煤层。其中03号煤层为全区稳定可采的薄中厚煤层；3号煤层为全区稳定可采的薄煤层；4号煤层为全区稳定可采的中厚煤层；5号煤层为一不稳定的大部可采的薄煤层，其余0l、02、l、2、4下、5下号煤层均为不可采煤层。（三）地质构造1、区域构造本区在大地构造位置上处于华北地台山西断隆西缘，鄂尔多斯台坳的河东断凹部位。区域构造总体为一不对称的向斜构造，即中阳XX向斜，该向斜北起临县黄家沟、湍子沟，中经XX城南至中阳县城。东
20、西宽313km，南北长约50km。向斜轴部宽缓，两翼倾角相差较大，西翼较陡，倾角在1525之间，东翼较缓，倾角在10以下。向斜内部发育一系列次级褶皱构造。本区即位于中阳XX向斜中部西翼，靠近轴部。2、井田内地质构造井田内总体为一不对称的向斜构造。向斜轴自北而南贯穿全区，总体轴向为南北向，呈反“S”型，区内延伸约2.5km。两翼不对称，东翼较缓，地层倾角一般35。西翼较陡，地层倾角一般为1015。除此以外，未发现有断裂、陷落等其它构造。综上所述，本井田地质构造简单，属类。二、煤层及煤质（一）煤层1、含煤性井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，共含煤14层，由上而下编号为0l、02、
21、03、l、2、3、4、4下、5、5下、6、7、10、1l号。其中0l5下号煤层位于山西组，611号煤层位于太原组。含煤地层总厚145.83m，煤层总厚约12.09m，含煤系数为8.3。2、可采煤层井田内可采煤层及局部可采煤层有03、3、4、5、6、10号6层。目前批准开采的煤层为4号煤层。可采及局部可采煤层以厚度、结构及煤层间距列入表1-2-1。现自上而下叙述如下：（l）03号煤层位于山西组上部，K4砂岩之下，上距K4砂岩约15m左右。该煤层为一全区稳定可采的薄中厚煤层，厚度一般为1.201.50m，平均1.39m。最大厚度在井田东南部的B5孔，厚度为1.50m。煤层结构简单，含一层夹矸。顶板
22、一般为砂质泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。（2）3号煤层位于山西组中部，K4砂岩之下，L5灰岩之上，上距03号煤层一般15m左右。该煤层为一全区稳定可采的薄煤层。厚度一般在0.740.92m，平均0.82m。最大厚度在井田西南部的40孔，厚度为0.92m，煤层结构简单，含夹石01层。顶板多为中砂岩，有的为泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。（3）4号煤层：位于山西组中下部，L5灰岩之上，3号煤层之下，与3号煤层间距一般为5.9712.37m，平均9.53m。该煤层为一全区稳定可采的中厚煤层，厚度一般在1.701.88m，平均1.80m。最大厚度在井田东南部B5孔，厚度为1.88m。煤层结构简单，含夹石
23、0-1层。顶板多为细砂岩、泥岩，有的为中粒砂岩，厚度1.776.93m，按矿井地质工作手册中“岩层强度与垮落性”分类，4号煤层顶板将随回采垮落填满采空区，属I类。底板多为粉砂岩，有的为中粒砂岩、细砂岩。据邻近井田南界的B5钻孔岩石力学性质试验结果，4号煤层顶板抗压强度为116.5143.7MPa，平均130.1MPa，抗拉强度为0.84.4MPa，平均2.6MPa。底板抗压强度为116.9119.0MPa，平均118.0Mpa，抗拉强度为0.71.2MPa，平均0.9MPa。（4）5号煤层位于山西组下部，L5灰岩之上，4号煤层之下，与4号煤层间距平均为13.55m，下距L5灰岩约6.5m左右。
24、该煤层为一稳定的、大部可采的薄煤层。厚度一般0.311.20m，平均0.87m。最大厚度在井田以北部38号孔，厚度为1.20m。煤层结构简单，含夹石01层。顶板多为泥岩，有的为细砂岩，底板多为泥岩，砂质泥岩。 （5）6号煤层位于太原组上部，K2灰岩之上，L5灰岩之下，上距L5灰岩一般7m左右，下距K2灰岩一般5.5m左右。该煤层为一全区稳定可采的薄煤层，厚度一般在1.071.20m，平均1.13m。煤层结构简单，含夹石1-2层。煤层顶板一般为砂质泥岩、泥岩，有的为粉砂岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。（6）10号煤层位于太原组中部，L1灰岩之下，L1灰岩为其直接顶板。该煤层为一较稳定的、全区可采的中
25、厚厚煤层。厚度变化在2.506.87m，平均4.91m。结构复杂，含夹石04层，煤层顶板一般为石灰岩，有的为炭质泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩，有的为细粒砂岩。（二）煤质、煤种及工业用途1、物理性质据地质报告，井田内各层煤的物理性质基本相近，煤的颜色为黑色或黑褐色。光泽多玻璃光泽和强玻璃光泽，有时可见弱丝绢光泽。断口常为参差状、贝壳状和附梯状断口，镜煤分层有眼球状断口。内生裂隙发育，镜煤和亮煤的内生裂隙5厘米内一般为1530条。煤以条带状结构最发育，其次为线状结构。构造多为层状构造，个别为块状。煤的硬度小，脆度大。2、煤岩特征据地质报告，煤岩特征叙述如下：（1）宏观煤岩特征宏观煤岩成分以亮煤、暗
26、煤为主，镜煤次之，丝炭很少见到。宏观煤岩类型以半暗型煤常见，光亮型，半亮型煤次之，暗淡型煤较少。（2）显微煤岩特征显微煤岩组分：各煤层煤的显微组分中有机组分以镜质组为主，约占到4059.4；丝质组次之，一般约占31.253.0；半镜质组分少量，一般只占2.65.6；稳定组分极少，仅占到02.1。煤中无机组分以粘土类为主，约占到2.68.7；硫化物类次之，一般只占到0.21.1；碳酸盐类极少，一般仅占00.4。镜质组以无结构的基质镜质体为主，偶见有结构镜质体；丝质组以氧化丝质体为主，火焚丝质体次之，少量浑圆体和碎屑体，偶见微粒体；稳定组由角质体、小孢子体定向排列组成。粘土类以散点状，草莓状、晶粒
27、状充填脆腔；碳酸盐类为方解石呈晶粒脉状分布。显微煤岩类型：各煤层显微类型以混合亮暗煤占大多数，少量为混合暗亮煤。 3、煤的化学性质、工艺性能及煤类(1)煤的化学性质及工艺性能4号煤层：原煤水分为0.863.76，平均为1.88；洗煤水分为0.481.29，平均为1.00。原煤灰分为14.7724.48，平均为18.88，为低中灰煤，多为中灰煤：洗煤灰分为3.219.10，平均为7.03。煤灰成份中，Si02含量为52.88，Al2O3含量为27.60，Fe2O3含量为5.12，Ca0含量为3.22，Mg0含量0.66。利用经验公式计算出的灰熔点K5，为难熔灰分。原煤挥发分为20.3423.72
28、，平均为22.03；洗煤挥发分为21.2430.27，平均为24.28。原煤硫分为0.430.48，平均为0.46，为特低硫煤；洗煤硫分为0.470.56，平均为0.52。原煤磷含量为0.004，为特低磷煤；洗煤磷含量为0.002。原煤发热量Qnet.V.ad为30.10MJkg。净煤回收率为76。据矿井地质报告，4号煤层铁箱试验结果，有较好的结焦性。焦炭经转鼓试验100转后，M40级占78.279.2，Ml0级占7.48.2，证明焦炭的抗碎性及耐性良好，属较优质的炼焦用煤，且焦炭工业分析灰分(Ad)为5.586.72，挥发份(Vdaf)为20.6422.77，全硫(St.d)为0.440.5
29、7，属特低灰、特低硫强粘结性焦煤。(2)煤类：本区煤按照中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)进行分类，分类指标采用净煤的挥发分(Vdaf)，粘结指数G及胶质层厚度Y(mm)等。4号煤层除焦煤(JM)外还有13焦煤(13JM)。4、煤质及工业用途评价综上所述，4号煤为低中灰(洗选后，灰分大幅度降低)，特低硫、特低磷、难熔灰分的焦煤，有较好的结焦性，可用作优质炼焦用煤和配焦用煤。三、开采技术条件（一）瓦斯据地质报告：历次勘探在本井田临近钻孔中未采集瓦斯样，本设计通过对周围煤矿的调查(调查结果见表1-2-2)，认为本矿井为低瓦斯矿井，随着开采向向斜轴部延伸，开采深度和开采面积的增大，瓦斯有可能
30、增加。另外位于本矿东南4km左右的七里滩煤矿1990年曾发生过瓦斯爆炸事故。建议该矿开采时应加强通风和瓦斯管理，防止瓦斯爆炸。表1-2-2 周围煤矿瓦斯情况调查表 煤矿名称日产量CH4相对涌出量C02相对涌出量瓦斯等级下安煤矿180t0.409m3t0.492m3t低铨则焉煤矿100t0.3m3t低白家庄煤矿160t2.12m3/t低注：铨则焉煤矿位于井田南部1km，白家庄煤矿位于井田南部3km。（二）煤尘和煤的自燃发火性该矿尚无煤尘和自燃倾向性测试数据。本设计依据山西省煤炭工业厅综合测试中心2002年8月为井田南部山西神州XX煤业有限公司所送4号煤层的测试结果，推断XX煤矿4号煤层有煤尘爆炸
31、危险性，自燃等级为I级，属容易自燃煤层。由于该矿目前缺少瓦斯、煤尘、自燃等级实际测试数据，建议尽快补充这方面的资料。（三）地温据紧邻井田南界的XX煤矿精查勘探中进行的地球物理测温资料，本区地温梯度为2.4100m，地温无异常现象，另据周围煤矿开采过程中亦未发现地温异常现象。（四）水文地质1、地表水井田内无较大的河流，只在井田东侧有一北川河。井田内自北而南有大沟、吴家沟和大峪沟三条较大的黄土冲沟，雨季雨水汇入沟谷中，自西北而东南流入北川河，北川河自北而南汇入三川河。北川河主要接受大气降水补给，局部地段接受地下水补给，流量平均为1.98m3/s。2、含水层 根据井田南部XX煤矿和井田东南高崖湾煤矿
32、(据井田3km)勘探资料，结合矿区水文地质资料，将井田含水层划分为以下5个含水层组。（1）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组井田内未出露，属埋藏型，含水层岩性主要以石灰岩、白云质灰岩为主，岩溶较发育，富水性强。据邻区水文和水井资料推测井田内奥灰水位标高为810814m左右。据省勘察院在西属巴施工的三个水井资料，单井涌水量均大于3000td。（2）石炭系上统太原组石灰岩溶蚀裂隙含水层组含水层主要由L1、K2、L5等石灰岩、砂岩组成，单层平均厚度在38m，埋深在150m以上。据高崖湾ZK2-3水文孔资料，水位标高为929.44m，单位涌水量0.0047Lsm，渗透系数0.013md。单井最大涌水量为
33、400td。（3）二迭系下统山西组砂岩裂隙含水层组含水层以中、粗粒砂岩为主，平均厚度7m，含水层连续性差，厚度不稳定，裂隙不发育，富水性弱，据高崖湾ZK2-3孔资料，单位涌水量0.0008Ls.m，渗透系数为0.0028md。最大单井涌水量3.04td。（4）二迭系石盒子组砂岩裂隙含水层组井田内沟谷中有零星出露，本组砂岩含水厚度大，平均厚度33m，浅部含水层易于接受补给，富水性较强，沟谷中有泉出露，流量小于1.1Ls。据周围邻近钻孔资料，单位涌水量的平均值为0.031Ls.m，渗透系数为0.00330.20md，水位标高883950m。（5）第四系和上第三系孔隙含水层组上第三系分布于沟谷中，地
34、层中的含水层出水量较小，一般小于10td。第四系上更新统广泛分布于区内，因其间含水层出露高，连续性差，补给条件不好，属透水不含水层。全新统分布沟谷中，含水层为冲洪积砂砾石层，民井调查单井出水量50100td，水质良好，矿化度0.248gL。3、隔水层（1）二迭系山西组泥岩隔水层据钻孔资料，山西组4号煤层以下是一套以泥岩为主的地层，平均厚度14.29m，井田内连续沉积，是山西组和太原组之间较好的隔水层。（2）石炭系太原组泥岩隔水层太原组10号煤以下K1砂岩以上有一组泥岩，平均厚度24m，虽厚度变化较大，但层位稳定，是较好的隔水层。（3）石炭系本溪组泥岩隔水层本溪组地层为一套泥岩、粘土岩，铁铝岩为
35、主的地层，夹薄层石灰岩和砂岩，砂岩一般为泥质胶结，厚度平均32.8m，隔水性很好，是含煤地层和奥陶系地层之间重要的隔水层。4、水文地质条件评述由于区内本身降水量较小，加之井田内大面积被黄土覆盖，地形坡度大，岩层裂隙不发育，又未发现有断裂构造等因素，因此不利于地下水的接受补给。井田内除奥灰岩以外的各含水层富水性弱，只在浅部富水性较强。山西组4号煤层，其直接充水含水层是山西组砂岩含水层，单位涌水量为0.0008Ls.m，含水层厚度小，不稳定，补给条件较差。另外井田西南部约占井田面积14的范围位于奥灰水位之下，最低处相差约50m，但井田内隔水层较好，据紧邻井田南界的白家庄矿区精查勘探报告中，按矿井水
36、文地质规程突水系数经验公式对10号煤层(底板标高低于奥灰水位180m)突水系数的计算值为0.329.8104Pam，小于国内经验临界值0.69.8104Pam。因此推断在没有较大断层存在的情况下，奥陶灰岩水突出的可能性是较小的。基于以上认识本次将4号煤层水文地质类型定为二类一型。据白家庄精查勘探报告，太原组各煤层的直接充水含水层为太原组灰岩，太原组灰岩的富水性相对较强，且井田内下组煤大部位于奥灰水位之下，其水文地质类型应定为三类二型。5、矿井充水因素分析据井田周围开采4号煤层的矿井调查资料，矿井水主要来自井筒揭露的砂岩含水层、松散层与基岩界面的底砾岩层水及顶板少量渗水。底板无底鼓进水现象，相邻
37、各矿未发生过奥灰水突水事故，且各煤矿涌水量均不大(各煤矿调查情况见表1-2-3)。说明4号煤层矿井充水水源以煤层上覆矿床采动影响范围内的基岩含水层为主。表1-2-3 周边煤矿排水量调查统计表煤矿名称与本井田相对位置开采煤层号日产量(t)采空区面积(m2)日排水量(m3)含水系数(m3t)大中局煤矿北部上山490320.36上安煤矿北部上山4180500.27下安煤矿东北部上山4180600.33铨则焉煤矿南部下山410015000500.50白家庄煤矿南部下山1603650001200.75注：铨则焉煤矿和白家庄煤矿均位于井田南部山西神州煤电焦化股份有限公司XX煤矿范围内，距本井田分别约lkm
38、和3km。6、矿井涌水量预算由于本井田内的水文地质资料缺乏，矿井涌水量计算所需参数难以确定，故本设计利用邻近生产矿井资料，采用富水系数法对本矿矿井涌水量进行估算。据表1-2-3统计数据，井田四周开采4号煤的生产矿井的含水系数为0.270.75。本矿设计生产能力210kt/a。按此估算，本矿开采4号煤层的矿井涌水量应在172477m3d之间。7、矿井主要水害及其防治井田内4号煤层水文地质条件类型为二类一型，尚属简单，但开采时对以下几方面应引起重视。（l）井田西南部有约占全井田面积l4左右的4号煤层位于奥灰水位标高以下，本矿开采时应先开采东北部，逐步向西南开采。在开采过程中一定要重视对构造特别是断
39、层、陷落柱的发现和研究，以防断层导水使奥灰水侵入造成水害。（2）在井田的西北角有老窑破坏区，其开采面积有l万多平方米，经调查当地古空区均有积水，在开采时应留足保安煤柱，并坚持先探后掘、边探边采的原则以防老窑突水事故的发生。（3）在井田西部边界有煤层露头，当开采至露头附近时水量有增大的可能，开采时应引起注意，采取有效的防水措施。第二章 井田开拓 第一节 井田境界及储量 一、井田境界XX煤矿批准开采4号煤层，井田境界以证号1400000040134号采矿许可证批准的7点坐标连线圈定的井田范围为依据。点号 X Yl、 4160910 19508700 2、 4161160 195100503、 41
40、60420 19510400 4、 4159660 195111605、 4159660 19512000 6、 4158200 195116007、 4158775 19509125本井田形态为一不规则七边形，东西长约3100m，南北宽约2900m，面积5.6588km2。该井田境界的划分，充分利用了地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，相对减少了煤柱损失，提高了资源回收率，也减少了给开采工作造成的困难，使矿井有合理的开采技术条件。二、储 量（一）地质储量本矿批准开采4号煤层，4号煤层的地质储量是根据地质报告所提供的储量计算方法和计算结果。1、储量计算范围区内4号煤层发育稳定
41、，全区可采，储量计算范围以矿界和调查古空区界线圈定。储量计算面积及视密度列入表2-1-1。表2-1-1 储量计算面积及视密度煤层号储量计算面积(km2) 视密度 (tm3)备注45.492551.372、工业指标本区4号煤层为焦煤和13焦煤，依据规范，储量计算工业指标列入表2-1-2。表2-1-2 储量计算标准最低可采厚度 (m)最高灰分 ()能利用暂不能利用能利用暂不能利用0.70.640503、储量计算方法区内煤层倾角小于15，故储量计算方法采用水平地质块段法，用煤层伪厚和水平面积计算储量。首先根据储量级别划分块段，按下列公式求取块段储量。块段储量=块段平均煤厚块段面积块段平均视密度4、储
42、量计算级别划分井田内为一轴向近南北向的向斜构造，尚未发现断裂构造，构造简单，4号煤层全区稳定可采，故矿井地质条件类别为I类矿井。圈定B级储量的基本工程间距为2000米，以B级储量基本线距12的距离(1000m)外推C级储量，其余均为D级储量。5、地质储量计算结果本次4号煤共获得能利用储量B+C+D级为13276kt。其中B级储量为3728kt，B级占B+C+D级的28.1，C级储量为8570kt，D级储量为978kt。地质储量计算结果详见表2-1-3。表2-1-3 矿 井 地 质 储 量 汇 总 表 煤层储量计算面积（km2） 能利用储量 (kt) B/（B+C+D） () B C D B+C
43、+D4号5.49255372885709781327628.1合计5.49255372885709781327628.1（二）可采储量可采储量用下式计算： 式中：可采储量，kt； Z工业储量，kt； P永久煤柱损失，kt； C采区回采率，取80。根据地质资料和井田开拓平面图，综合考虑永久煤柱损失，按照可采储量的计算公式，经过计算，矿井可采储量为7574kt，可采储量汇总见表2-1-4。表2-1-4 矿井可采储量汇总表 （kt） 煤层 编号 工业储量 (BC级）煤 柱 损 失开采可采储量井筒和工广 村庄矿界损失4号12298263228728118937574合计1229826322872811
44、8937574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为 330d，每天三班作业（其中两班生产，一班准备），每天净提升时间为1418h。二、矿井生产能力的确定确定矿井年生产能力时，综合考虑了该矿煤炭储量、服务年限、煤层赋存情况、地质构造、开采技术条件以及市场需求等因素。本矿井井田面积较小，煤炭储量相对较少，适宜建小型矿井。考虑到本井田煤层埋藏稳定，地质构造简单等，并结合矿井外部条件，经过技术分析比较后，确定矿井年生产能力为210kt/a，服务年限为28a。对确定的矿井年生产能力的论证：首先，从基建投资、管理水平及采煤技术的应用等方面来看，210kt/a的年生产能力对
45、本矿井是适宜的；其次，经过计算，矿井拟采用的提升、运输、通风等各生产环节能力可以满足210kt/a的要求。第三，从生产能力与矿井服务年限的关系来看，取210kt/a的生产能力是合适的，考虑到D级储量经过巷探或补探提高储量级别后，可以计入工业储量，矿井服务年限能够满足有关规定。三、同时生产的水平数目确定该矿批准开采4号煤层，井田东西长约3100m，南北宽约2900m。该井田总体为一不对称的向斜构造，向斜轴自北向南贯穿全区，煤层倾角一般为35。根据煤层埋藏特征和和其它开采技术条件，在4号煤层中设置一个开采水平来开拓整个井田，开采水平的标高确定为831m。矿井同时生产的水平数为一个。矿井开拓方式为：立井单水平开拓。四、矿井和水平的服务年限矿井服务年限按下式计算： 式中：T矿井设计服务年限，a； Zk可采储量，kt； A矿井设计生产能力，kt/a； K储量备用系数，
