煤礦新井設(shè)計(jì)方案

目錄

一般部分

1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征.......................................1

1.1礦區(qū)概述................................................1

1.1.1交通位置..........................................1

1.1.2地形地貌...........................................1

1.1.3河流水系...........................................1

1.1.4氣象及地震特征.....................................2

1.1.5主要自然災(zāi)害.......................................3

1.1.6礦井電源、水源及通訊情況...........................3

1.2井田地質(zhì)特征.............................................4

1.2.1井田地質(zhì)構(gòu)造.......................................4

1.2.2水文地質(zhì)..........................................5

1.3煤層特征.................................................7

1.3.1煤層賦存條件......................................7

1.3.2煤質(zhì)..............................................8

1.3.3礦井瓦斯、煤塵爆炸及煤層自燃傾向性................9

2井田開拓.....................................................10

2.1井田境界和可采儲量.....................................10

2.1.1井田境界.........................................10

2.1.2礦區(qū)范圍及面積...................................10

2.2礦井工業(yè)儲量............................................12

2.2.1鉆探工程量.......................................12

2.2.2工業(yè)儲量計(jì)算.....................................12

2.3礦井可采儲量...........................................13

2.3.1煤柱的留設(shè).......................................13

2.3.2可采儲量計(jì)算.....................................14

3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限.........................17

3.1礦井工作制度...........................................17

3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力.......................................17

3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力計(jì)算的依據(jù).......................17

3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定.............................17

3.2.3礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力計(jì)算.............................17

3.2.4礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力校核.............................18

4井田開拓....................................................20

4.1井田開拓基本問題........................................20

4.1.1井田開拓的地質(zhì)因素................................20

4.1.2井筒形式和數(shù)目的確定..............................20

4.1.3井筒位置的確定....................................21

4.1.4工業(yè)場地位置、形式和面積..........................22

4.1.5開采水平的確定....................................22

4.1.6礦井開拓方案......................................22

4.2礦井基本巷道............................................29

4.2.1井筒.............................................29

4.2.2井底車場.........................................33

4.3主要開拓巷道及支護(hù)方式..................................34

5準(zhǔn)備方式-帶區(qū)巷道布置.......................................36

5.1煤層的地質(zhì)..............................................36

5.1.1煤層埋藏條件.....................................36

5.1.2煤質(zhì)情況.........................................36

5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng).................................36

5.2.1帶區(qū)數(shù)目及位置...................................36

5.2.2帶區(qū)走向長度的確定...............................37

5.2.3確定區(qū)段和區(qū)段數(shù)目...............................37

5.2.4煤柱尺寸的確定...................................37

5.2.5帶區(qū)上山布置.....................................38

5.2.6區(qū)段平巷的布置...................................38

5.2.7帶區(qū)內(nèi)工作面的接替順序...........................38

5.2.8帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng).....................................39

5.2.9確定帶區(qū)生產(chǎn)能力.................................39

5.2.10帶區(qū)采出率......................................40

5.3帶區(qū)車場選型...........................................41

5.3.1帶區(qū)上部車場選型.................................41

5.3.2帶區(qū)中部車場選型.................................41

5.3.3帶區(qū)下部車場選型.................................43

5.3.4帶區(qū)主要洞室.....................................43

6采煤方法....................................................44

6.1采煤工藝方式...........................................44

6.1.1采煤工藝的確定...................................44

6.1.2確定回采工作面長度及工作面推進(jìn)方向和推進(jìn)度......44

6.1.3回采工作面破煤、裝煤方式的確定....................45

6.1.4采煤機(jī)的工作方式..................................47

6.1.5采煤其它設(shè)備選型..................................47

6.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式............................51

6.1.7采煤工藝..........................................53

6.1.8各工藝過程安全注意事項(xiàng)及回采工作面噸煤成本.......54

6.1.9工作面勞動組織和作業(yè)循環(huán)圖表.....................57

6.2回采巷道布置...........................................60

6.2.1回采巷道布置方式.................................60

6.2.2回采巷道參數(shù).....................................60

7井下運(yùn)輸....................................................62

7.1概述...................................................62

7.1.1井下運(yùn)輸系統(tǒng).....................................62

7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇.......................................62

7.2.1設(shè)備選型原則.....................................62

7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算.......................64

7.2.3帶區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備的選擇...........................66

7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇.......................................68

8礦井提升.....................................................71

8.1概述...................................................71

8.2主副井提升.............................................71

9礦井通風(fēng).....................................................74

9.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇.......................................74

9.1.1礦井概況.........................................74

9.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求...........................74

9.1.3通風(fēng)方法的確定....................................75

9.1.4確定礦井的通風(fēng)方式................................76

9.1.5帶區(qū)通風(fēng)..........................................82

9.1.6工作面通風(fēng)系統(tǒng)....................................82

9.1.7礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)......................................84

9.1.8通風(fēng)系統(tǒng)立體圖與網(wǎng)絡(luò)圖............................84

9.2礦井所需風(fēng)量............................................86

9.2.1回采面所需風(fēng)量的計(jì)算..............................87

9.2.2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量.................................88

9.2.3洞室需風(fēng)量.......................................90

9.2.4備用工作面的需風(fēng)量...............................90

9.2.5其他需風(fēng)量.......................................90

9.2.6井總風(fēng)量及其分配.................................90

9.3全礦通風(fēng)阻力的計(jì)算......................................94

9.3.1礦井通風(fēng)阻力......................................94

9.3.2礦井總風(fēng)阻、等級孔計(jì)算............................98

9.4礦井主要通風(fēng)機(jī)選型......................................99

9.4.1礦井自然風(fēng)壓......................................99

9.4.2主要通風(fēng)機(jī)選型...................................100

9.4.3電動機(jī)選型.......................................102

9.5礦井反風(fēng)措施及裝置.....................................103

9.6礦井通風(fēng)費(fèi)用概算.......................................104

9.7礦井通風(fēng)系統(tǒng)的綜合評價.................................105

10礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)......................................107

專題部分

采空區(qū)防滅火技術(shù)綜述與思考...................................110

翻譯部分

英文原文......................................................140

中文譯文......................................................146

參考文獻(xiàn)：....................................................151

般

部

分

1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征

1.1礦區(qū)概述

1.1.1交通位置

小峪煤礦位于朔州市懷仁縣小峪鎮(zhèn)與新家園鎮(zhèn)之間。行政隸屬朔州市懷

仁縣。地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°51'30"-112°54'40",北韓39°48'

01"?39°50'21"。井田的走向最大長度為7.12km,最小長度為5.40km,

平均長度為6.12km,井田的傾斜方向最大長度為4.21km,最小長度為3.60

km,平均長度為4.02km。煤礦鐵路專用線向東14公里與北同蒲線的宋家莊

車站相接，鐵路編組站在小峪口山前沖擊平原上，由編組站到宋家莊車站向

北在大同與京包線相接，向南至朔州和太原。從井田有混凝土公路向東10

公里與大（同）-運(yùn)（城）二級公路相通，交通便利。本區(qū)距各大城市距離見

表1-1-1t

表1-1-1:懷仁至各大城市距離

地名大同包頭北京太原原平

公里42493424313189

1.1.2地形地貌

本區(qū)位于大同煤田東北部，屬于高原地帶的山岳地區(qū)，煤田的西北邊緣

為近期噴發(fā)的玄武巖組成的牛心山，西及西南部為管涔山，東為口泉山，南

部與朔州平原相接，其間呈一帶狀的向斜盆地。井田內(nèi)地形復(fù)雜，溝谷切割

劇烈，地形高峻，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)尖子山海拔為1635.7m,最低點(diǎn)小峪口公路橋

河床1155m,相對高度為480m。

1.1.3河流水系

本區(qū)屬海河流域，永定河水系，桑干河支系。區(qū)內(nèi)河谷以小峪溝為主，

水系縱橫交錯，于小峪村分兩支，一支為大東溝（車道溝），源于北部睡佛

寺山，老婆山分水嶺，為扇狀水系，區(qū)內(nèi)全長約8.6km,坡度0.024°。上游

沖溝中有細(xì)小的泉水出露，水量時有時無極不穩(wěn)定，日常流量1.64?1.96L/S,

山澗短時洪流為0.544m%。另一支為大西溝，源于西北山疙瘩、睡佛山分水

嶺一帶，全長約7.7km,坡度0.027°，為扇狀水系，平時徑流時

3

有時無，短時洪流為1.37m/So圖1-1-1小峪礦交通位置圖

113°001113°15'

下深疝西村/‘京

上鴛澗cv；、\I[

\占店|包O

r一4

O

O

云岡

云岡、石窟

四臺

榮華宅晉華宮

.砧工廠南信莊

碾「忻州窯避峪口

平陰

溝新村

少力定廣礦務(wù)局

g

O

口喝趙家小方，

，彳白洞/

老溝\〃匕

下窩寨

'同毛雪皂

里八

J鵝毛口

S

O

烏辛莊6

113°15’0O

圖1-1-1小峪礦交通位置圖

1.1.4氣象及地震特征

本區(qū)屬中溫帶半干旱大陸氣候，據(jù)懷仁縣氣象站1972?1980年資料：

1、氣溫：各月年平均氣溫6.9C?8.2。。，各月平均氣溫-9.6C?22C,

季溫和日夜溫差顯著，自當(dāng)年十一月起至翌年三月，為寒冷冰凍時間，凍結(jié)

深度為1.5m,月平均氣溫一14.2C?2.7C,自四月起溫度回升，五?九月氣

候溫暖，月平均氣溫67c?23.3℃,極端最高氣溫315c?366C,極端最

低氣溫一21C?-26.3C,平均日溫差1.23C?148C。

2、降水量：年降雨量244?564.9mm,年平均降雨量379.5mm,一般為

313.5?448.1mm,多集中于6?9月，占全年降雨量65%?86%,歷年各月

日最大降雨量87mm,歷年各月日一小時最大降雨量33.9mm,歷年各月最

大降雨量259.3mm,最高洪水位為300mm,降雨最多日數(shù)12.8天。

3、蒸發(fā)量：年蒸發(fā)量1883.5?2367.5mm,以5、6、7三個月蒸發(fā)量最

大，占全年蒸發(fā)量的50%?60%,蒸發(fā)量大于降水量4?9.5倍。

4、風(fēng)力：各月年平均風(fēng)速2.8?3.3m/s,全年多在3?6月的風(fēng)速最大，

次數(shù)最多，時間最長，日數(shù)3.3?7.9天。最大風(fēng)速20.3m/s,多為西風(fēng)、西

北風(fēng)，各月沙暴日數(shù)以3?6四個月最多。

5、結(jié)冰和解凍：每年初霜日期9月底或10月初，終霜日期翌年4月底

或5月初，歷時半年之久。土壤凍結(jié)在11月底或12月初，凍結(jié)深度為105?

186cm。

6、地震：根據(jù)山西省地震局［78］省震字第29號文《關(guān)于頒發(fā)山西省

地震基本烈度區(qū)劃圖及說明的通知》，懷仁縣地震基本烈度為7?8級。

1.1.5主要自然災(zāi)害

主要自然災(zāi)害有頂板事故、水災(zāi)、火災(zāi)、煤塵爆炸、瓦斯積聚。

1.1.6礦井電源、水源及通訊情況

1、供電電源

小峪礦井現(xiàn)有一座35/6KV中央變電所，35KV電源一回引自懷仁

110KV,一回引自王坪110KV。變壓器總裝機(jī)容量12500KVA,變壓器兩臺，

一臺運(yùn)行，一臺備用。

2、供水水源

小峪口外山前平原潛水水量充沛，水質(zhì)好，是主要的供水水源。本礦在

小峪口己有六口深水井，出水量200m3/h,大東窯也有一口深水井，出水量

150m3/ho

3、通訊

生產(chǎn)公司調(diào)度系統(tǒng)原有的電話通訊設(shè)施安裝于1989年，由于使用時間

長，造成維修和使用過程中的難度較大。為使生產(chǎn)調(diào)度人員及時了解全礦的

生產(chǎn)情況，迅速地進(jìn)行調(diào)度指揮，因此小峪礦于2004年投資17.34萬元購

買了國營834廠DDK——6M160門數(shù)字程控交換機(jī)，并配置了相關(guān)材料，

于2004年12月29日開始機(jī)架安裝和線路整理，于2005年元月5日正式開

通運(yùn)行。

1.2井田地質(zhì)特征

1.2.1井田地質(zhì)構(gòu)造

1、地層

小峪煤田位于大同向斜的南東邊緣，為一向西北傾斜的單斜構(gòu)造，地層

走向N20°?40°E,邊緣陡立，向內(nèi)逐漸變平緩，地層傾角一般3°?10°，

地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層出露地層完整，但斷層及巖墻較多。

本區(qū)出露地層由老至新有：

（一）、上太古界五臺群的花崗片麻巖；

（二）、寒武系粉砂巖、泥灰?guī)r、白云巖、細(xì)狀灰?guī)r等，厚度540余米;

（三）、奧陶系灰?guī)r厚度40余米；

（四）、石炭系由陸土泥巖、陸土巖、泥巖、沙泥巖、砂礫巖、砂巖、

煤層組成，所含煤層為本區(qū)主要開采對象，自下而上有：10、9、8、5、51、

41、3、2號八層煤，地層厚度一般108m；

（五）、二迭系，主要有砂巖、砂礫巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾有煤層。

下部含主要可采煤層山4號，上部夾不穩(wěn)定煤層山1、山2、山3號薄煤層。

厚度一般360余米；

（六）、白堊系為中粗礫巖，灰綠色，區(qū)內(nèi)零星分布，厚度0.8m左右；

（七）、第四系為風(fēng)積層，由黃色亞砂土、亞粘土組成，垂直節(jié)理發(fā)育、

疏松，含少量鈣質(zhì)結(jié)核和小礫石，一般厚7m左右。

2、地質(zhì)構(gòu)造

（~）褶皺：本區(qū)位于大同向斜的南東翼。區(qū)內(nèi)發(fā)育北東向的，與主向

斜軸平行的次級褶皺一小峪向斜和背斜。向斜軸走向40。-45°,向南西方

向傾伏。背斜軸平行向斜軸，北西翼產(chǎn)狀6。-10°。褶曲沿吳家窯一東山村

一小峪煤礦一線展布，延展長度約6km,向斜在小峪煤礦上石盒子組下部地

層中表現(xiàn)為軸部平緩開闊的箱狀褶曲。

（二）、斷層：區(qū)內(nèi)出露之?dāng)鄬勇洳畲笥?0m的有四條，最大落差為47m,

均為正斷層。對巷道布置及回采工作有一定的影響。主要斷層特征見表1-2T

表『2-1：主要斷層特征表

延伸長度

編號出露地點(diǎn)性質(zhì)走向傾向傾角

(m)

小峪煤礦至蔡

F11正NE288°42—124°1960

家洼溝東一帶

青羊溝東南一

F12正NE124°70~124°815

市

大河灣至張家

F13正NW124°?124°61~124°2110

溝南

二道洼至陽場124°?124°

F14正NWW41~124°2745

塔北124°~124°

1.2.2水文地質(zhì)

井田內(nèi)除第四紀(jì)沖積孔隙水及風(fēng)化殼含水量較豐富外，其下伏中生界、

古生界地層巖石固結(jié)堅(jiān)實(shí)，裂隙少，巖石一般不含水或含水微弱，水文地質(zhì)

條件簡單。地下水主要靠大氣降水含水，沖積層、風(fēng)化殼距地表近，易接受

補(bǔ)給。巖石裂隙不發(fā)育，含水補(bǔ)給條件差，含水性很弱，又因井田地勢高峻,

溝谷切割劇烈，排水條件好。水質(zhì)類型為HC03?S04-Ca?Mg水，固形物6mg/L。

全硬度19.97。，PH值為7.4,水質(zhì)較好，對建筑材料和設(shè)備腐蝕性較小。

礦井正常涌水量40?60m3/h,最大涌水量為90m3/h。下圖為井田地質(zhì)

綜合柱狀圖1-2-1

位于石灰?guī)r之下，本礦井主采煤層之一，為穩(wěn)定可采

煤層，發(fā)熱量較高，容重：1.40t/m3,其頂板為石灰

I巖，常有0.3m左右之頁巖偽頂，隨采隨落，底板為8#

J]煤層頂板之黑色泥巖，平均厚度3.85米左右。

灰白色<粒t"：不i英砂巖，膠結(jié)良好.

位于太原組上部，在井田內(nèi)常尖滅，為極

石上不穩(wěn)定煤層，其頂?shù)装逶鰹轫搸r。

深灰色石灰?guī)r，產(chǎn)有海相動物化石，在井

III西北部相變?yōu)辄S色細(xì)粒砂巖。

位于K45灰?guī)r之下，為不穩(wěn)定之不可采

煤層，其頂?shù)装寰鶠槟鄮r。

位于太原組中部K5、K4石灰?guī)r之間，為不穩(wěn)定之不

可采煤層，系中一高灰分，中硫嗡硫之焦煤，發(fā)熱量

石較高，板為頁巖、砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)更巖。

深灰色石灰?guī)r，夾有燧石帶條及團(tuán)塊，產(chǎn)有海相動

物化石。

生位于K部灰?guī)r之下，部分地區(qū)尖滅，為極不穩(wěn)定之

不可采煤層，頂板為KMj灰?guī)r，底板為砂巖。

炭原位于太原組中下部，常常尖滅，為極不穩(wěn)定之不可

采煤層，其頂?shù)装寰鶠樯皫r、粉砂巖。________________

為厚層深灰色石灰?guī)r，其中有條帶狀及團(tuán)塊狀黑色

燧石，石灰?guī)r下部常有一層黑色頁巖，厚度在L5m

炭左右，石灰?guī)r中產(chǎn)有較為豐富的海相動物化石，系

礦井充水的直接水源。

位于K2石灰?guī)r之下，木礦井主采煤層之一，為穩(wěn)定可

采煤層中富硫之煤，發(fā)熱量較高，容重：L40t/m3,

其頂板為K2石灰?guī)r，常有0.3m左右之頁巖偽頂，隨采

隨落，底板為2#煤層頂板之黑色泥巖，平均厚度2.15

米左右。___________________________________________________

位于太原組下部，為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不可采煤層

界系統(tǒng)組詈頁巖鋁土區(qū)三粉砂巖

灰?guī)r無不砂巖煤層及夾研

P2CC3

圖1-2-1井田地層綜合柱狀

1.3煤層特征

1.3.1煤層賦存條件

該井田內(nèi)賦存中生代侏羅系大同組、二疊系山西組和石炭系上統(tǒng)太原組

煤層，本設(shè)計(jì)開采為石炭系上統(tǒng)太原組煤層。

太原組含煤地層,厚32.13m?220.92m,一般厚175.90m,由灰、灰白、

灰黑色砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層等組成。砂巖以灰黑色為主，

成份主要為石英，次為長石和巖屑，膠結(jié)較好，磨圓度中等，多為次圓和次

棱角狀，含有較為豐富的植物化石。太原組在該井田內(nèi)共含煤7層（2、3、

5、6、7、8、9）,煤層總厚2.60?12.12m,平均厚8.94m,含煤系數(shù)16.3%。

其中可采和局部可采煤層為3、9號煤，其它為薄而不穩(wěn)定煤層，工業(yè)價值

不大。

1、煤層情況

區(qū)內(nèi)太原組可采煤層分述如下。

（1）3號煤層：位于太原組上部，煤厚0?6.40m,平均厚6.5m,含有

1?5層夾石，為簡單結(jié)構(gòu)，分布于本區(qū)大部，北部西部有無煤區(qū)，屬于較穩(wěn)

定煤層。

（2）9號煤層：煤厚0?6.82m,平均厚3.85m,結(jié)構(gòu)較簡單，局部含夾

石，大部可采，僅在本區(qū)南部及北部有兩個面積很小的不可采區(qū)分布。屬較

穩(wěn)定煤層。

開采煤層特征見表1-3-1

表1-3-1煤層特征表

煤層厚度層間距巖性

層最小~最大最小?最大夾穩(wěn)定性

號肝及可采性

頂板底板

平均平均

0-6.4炭質(zhì)泥巖、細(xì)較穩(wěn)定大

31.30?15.75炭質(zhì)泥巖1?5

2.15砂巖部可采

0-8.82炭質(zhì)泥巖、細(xì)炭質(zhì)泥巖、粉

917.310-4穩(wěn)定可采

3.85砂巖砂巖

2、煤層頂?shù)装迩闆r

各煤層頂?shù)装鍘r性：石炭系上部煤層的頂板受到山西組不同程度的沖

刷，巖性變化大，而且3?5、5?6、8?9煤層之間局部為近距離煤層，層

間距變化亦較大。

(I)3號煤層：頂板一般為灰黑色炭質(zhì)泥巖，細(xì)砂巖、砂質(zhì)礫巖，有時

相變?yōu)榛野咨[巖，局部發(fā)育有偽頂，巖性為炭質(zhì)泥巖。底板為炭質(zhì)泥巖。

(2)9號煤層：頂板厚1.37?16.53m,平均7.89m。為深灰色炭質(zhì)泥巖,

或灰褐色細(xì)砂巖。底板為炭質(zhì)泥巖或粉砂巖。

1.3.2煤質(zhì)

1、物理性質(zhì)

本區(qū)山4、2、3、51、5號煤層，大多數(shù)以弱玻璃光澤為主，8、9號煤

層大多數(shù)以玻璃光澤為主。各可采煤層均為黑色，階梯?參差狀斷口，比重

-一般在1.4左右，個別略高。除8、9號煤層出現(xiàn)葉片狀結(jié)構(gòu)外，大多數(shù)以條

帶狀結(jié)構(gòu)為主。各可采煤層宏觀特征均以半暗淡?半光亮型為主，個別為暗

淡型及光亮型，內(nèi)生裂隙發(fā)育。從全區(qū)來看，各可采煤層均屬低變質(zhì)階段，

除在輝綠巖、煌斑巖巖墻兩側(cè)1?2m內(nèi)煤層發(fā)生接觸變質(zhì)外，一般變化很小，

基本屬同一變質(zhì)階段。

2、化學(xué)性質(zhì)

(1)水分：原煤空氣干燥基水分兩極值在0.37?3.56%,各煤層水分平

均含量一般在1.50%左右。

(2)灰分：原煤灰分較高，屬中灰分?富灰分Ag=24.17?30.00%。

(3)揮發(fā)分：揮發(fā)分一般在37.01?38.98%。

(4)全硫分：全硫含量在上下煤層中差異較大，上部山4、2、3、5號

煤全硫含量一般在0.50%左右，并以有機(jī)硫?yàn)橹鳎航?jīng)過洗選后，全硫含

量反而略有上升。下部8、9號煤層原煤全硫含量增高到2.07?2.31%,并以

硫化鐵為主，原煤經(jīng)過洗選全硫含量明顯下降，一般為0、8%0

(5)發(fā)熱量：發(fā)熱量一般為19.13~30.46Mj/Kgo

縱觀太原組煤層從上到下，灰份、全硫含量逐漸增大，揮發(fā)份變化不大,

精煤回收率在7.6?76.28%之間，屬于低?中等。精煤灰分大多小于10%,全

硫大多小于1%，揮發(fā)份為37?41%,膠質(zhì)層厚度在19?20mm之間，故多

為氣煤與肥氣煤。

礦井原煤煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果和精煤煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果分別見表1-3-2、1-3-3。

從上述煤質(zhì)資料及經(jīng)濟(jì)效益考慮，主要可作動力用煤及工業(yè)鍋爐和民用燃煤，也可

用于氣化和煉焦配煤。止匕外，煤的含油率較高，變質(zhì)程度低，可考慮作液化用煤。

表1-3-2煤質(zhì)化驗(yàn)表

項(xiàng)目Qgr.daf

Ad%Vdaf%St.d%

煤層(MJ/kg)

18.01—34.2938.19?40.480.6?1.0232.65—34.22

3

26.86(5)39.41(5)0.74(5)33.42(5)

14.44~28.9736.25~40.550.41~2.2023.16~28.16

9

22.24(9)38.27(9)0.99(9)25.09(3)

表1-3-3精煤煤質(zhì)化驗(yàn)表

目

煤點(diǎn)、Ag%Vdaf%St.d%Y(mm)精煤回收率(%)

7.25-9.5337.31-41.050.51-0.6914.5-

349.69

8.1538.6640.57417.5

5.10-11.2733.30-41.760.46-0.9127.95-68.15

913-20

7.7037.900.6549.53

1.3.3礦井瓦斯、煤塵爆炸及煤層自燃傾向性

1、瓦斯

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告和生產(chǎn)實(shí)踐，本礦瓦斯含量不大，屬低沼氣礦井。但從本

礦歷年來生產(chǎn)情況來看，沼氣含量是逐年增加的，最低為2.33m3/t,最高為

5.14m3/to二氧化碳含量也同樣增加，最低為3.30n?/t,最高為6.48n?/t。礦

井內(nèi)未發(fā)生過沼氣突出和爆炸事故，但卻發(fā)生過因通風(fēng)不良造成瓦斯局部超

限致使職工窒息死亡事故。故隨著煤層開采深度的加深，瓦斯含量有逐漸增

高的趨勢，應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施。

2、煤塵

煤塵爆炸指數(shù)為33?41%,屬有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井。應(yīng)采取有效防塵

灑水措施。

3、煤的自燃

煤層有自燃發(fā)火傾向。井下現(xiàn)已有發(fā)火區(qū)兩處，自燃發(fā)火期為12?24

個月。采空區(qū)需要灌漿防火或灌漿滅火工作。

4、礦井煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性

根據(jù)山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)2005年5月提交的《山西省大同小峪井

田煤炭資源勘探地質(zhì)報(bào)告》，該井田的煤層不存在煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性。

2井田開拓

2.1井田境界和可采儲量

2.1.1井田境界

1、井田范圍

在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部

分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：

（1）井田范圍內(nèi)的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力

相適應(yīng)；

（2）保證井田有合理尺寸；

（3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；

（4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。

本井田位于大同礦務(wù)局總體發(fā)展規(guī)劃中的，根據(jù)以上原則，按礦區(qū)內(nèi)統(tǒng)

一劃分的井田邊界，井田總體呈長方形。

2、開采界限

本井田的主要含煤地層由老至新為：太古界集寧群、寒武系、奧陶系馬

家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、

上統(tǒng)上石盒子組、第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。本設(shè)計(jì)涉及的含煤地層為

石炭系太原組，太原組含煤地層，厚32.13m?220.92m,一般厚75.90m,由

灰、灰白、灰黑色砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層等組成。砂巖以灰

黑色為主，成份主要為石英，次為長石和巖屑，膠結(jié)較好，磨圓度中等，多

為次圓和次棱角狀，含有較為豐富的植物化石。太原組在該井田內(nèi)共含煤7

層（2、3、5、6、7、8、9）,煤層總厚2.60?12.12m,平均厚8.94m,含煤

系數(shù)16.3%o其中可采和局部可采煤層為3、9號煤，其它為薄而不穩(wěn)定煤

層，工業(yè)價值不大。

開采上限：9號煤層以上無可采煤層。

下部邊界：人為劃分的下部井田邊界。

2.1.2礦區(qū)范圍及面積

井田的走向最大長度為7.12km,最小長度為5.40km,平均長度為6.12

km。

井田的傾斜方向最大長度為4.21km,最小長度為3.60km,平均長度為

4.02km。

煤層的傾角最大為12°,最小為1°,平均為4°。

井田的水平面積按下式計(jì)算：

S=HxL式（2-1）

式中：S—井田的水平面積，km2；

〃一井田的平均水平寬度，km；

L一井田的平均走向長度，km；

則井田的水平面積為：S=6.12x4.02/cos4°=24.66km2。本次儲量計(jì)算是

在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：10000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲量計(jì)算可

靠，井田面積24.60km2。

圖2-1-1井田邊界及煤層賦存狀況示意圖

2.2礦井工業(yè)儲量

1）儲量計(jì)算基礎(chǔ)

（1）根據(jù)小峪井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲量計(jì)算圖計(jì)算；

（2）依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)

算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.8m,原煤灰分不大于40%。計(jì)算暫

不能利用儲量的煤層厚度為0.7—0.8m；

（3）依據(jù)國務(wù)院過函（1998）5號文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染

控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。

硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；

（4）儲量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計(jì)算，

復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度

作為儲量計(jì)算厚度；

（5）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程

分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。

（6）煤層容重：3號煤層容重為9號煤層容重為l/t/n?。

2.2.1鉆探工程量

井田地質(zhì)勘探

井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細(xì)勘探。

井田范圍內(nèi)鉆孔分布，井田內(nèi)北部邊界附近和西部及東部邊界附近，鉆

孔布置較少；其它區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細(xì)。

井田內(nèi)北部邊界附近、西部邊界附近以及東部邊界附近屬B級儲量，斷

層附近屬C級儲量，其它區(qū)域?yàn)锳級儲量。高級儲量占99.6%,符合煤炭工

業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3號煤層厚度平均為2.15m,9號煤層厚度平均為3.85m。

2.2.2工業(yè)儲量計(jì)算

井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，礦井主采煤層為9號煤

層以及3號煤層，采用算術(shù)平均法。即煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、容重及

厚度相乘所得，其公式一般為：

Zg=SXMXR式（2-2）

其中：Zg——礦井的工業(yè)儲量，t；

S——井田的傾斜面積，km2；

M——煤層的厚度，m；

R——煤的容重，t/m3,取R=L4t/m3。

Zg=24.60X106/COS4°X(2.15+3.85)X1.4=207.1648M

其中：9煤層：Z3g=24.60XI()6/cos4°X3.85X1.4=132.9307朋t

3煤層：Z%=24.60X106/COS40X2.15X1.4=74.2341Mt

2.3礦井可采儲量

2.3.1煤柱的留設(shè)

1、安全煤柱留設(shè)原則

(1)工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星

分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱，搬遷井田內(nèi)地表的小村莊；

(2)各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場

地、村莊煤柱；

(3)維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20m,其他15m；

(4)斷層煤柱寬度30m,井田境界煤柱寬度為20m；

(5)工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說

明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)見表2-3-1。

表2-3-1工業(yè)場地占地面積指標(biāo)

井型占地面枳指標(biāo)(公頃/0.1MD

2.4及以上1.0

1.2-1.81.2

0.45-0.91.5

0.09-0.31.8

以指標(biāo)規(guī)定小峪礦工業(yè)場地計(jì)算為：

(1)占地面積指標(biāo)?。?.2公頃/0.1Mt

(2)面積計(jì)算:L2MX1.2公頃/0.1止14.4公頃

2、礦井保護(hù)煤柱量

(1)邊界斷層保護(hù)煤柱

邊界保護(hù)煤柱損失量可按下列公式計(jì)算

P=LxBxMxR式(2-3-1)

其中：P—邊界煤柱損失量，m；

L—邊界保護(hù)煤柱寬度，m；

B——邊界長度，m；

M---煤層厚度，m；

R——煤的容重，t/m3,取R=1.4t/m3。

井田邊界斷層煤柱按經(jīng)驗(yàn)值30m的寬度留置，西北部F1為4.24km,F2

為2.06km,F3為3.88km,F4為4.12km,總長度為：14.30km。井田的邊

界斷層保護(hù)煤柱為：

B=14.30xl03x30x(3.85+2.15)/cos4°xi.4

=3.612W

其中九煤層為：2.3.80A/t

三煤層為：1.2944AA

(2)煤層露頭的安全防水煤柱

本井田無須留設(shè)安全防水煤柱，尸2為0。

(3)人為邊界保護(hù)煤柱

人為邊界按照20m留置，北部、東南、西南部邊界為人為邊界，長度為

分別為0.38km、1.24km、3.96km、2.36km,總長度為：7.94km。

尸尸7.94XI()3x20義(3.85+2.15)/cos4°X1.4

=1.3372A/t

其中九煤層為：0.8581皿

三煤層為：0.4792Aft

(4)井田內(nèi)斷層保護(hù)煤柱

井田內(nèi)斷層F5較小，可直接采過，不計(jì)保護(hù)煤柱，尸尸0。

(5)工業(yè)廣場保護(hù)煤柱

工業(yè)廣場按I級保護(hù)留圍護(hù)帶寬度20m,工業(yè)廣場面積由表2-3-1確定,

取14.4公頃，為邊長380m的矩形。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖2-3則工業(yè)廣場

保護(hù)煤柱Ps=7.8275Mt；

其中九煤層：4.4057Mt

三煤層：3.4218Aft

2.3.2可采儲量計(jì)算

綜合以上計(jì)算，則礦井的可采儲量按下式計(jì)算：

Zk^Zg-P)xC式(2-3-2)

其中；Z〃-一礦井的可采儲量，Mt；

礦井的工業(yè)儲量，Mt；

P--保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永

久煤柱損失量，t；

C--采區(qū)采出率，九煤層為75%,三煤層為80%。

現(xiàn)在分煤層計(jì)算可采儲量：

九煤層Z9=(Z,gg-P9)xfg

=(13293.07-1225.02)*75%

=91.5004Aft

三煤層Z3=(Zg3-P3)xQ

=(7423.41-780.24)x80%

=53.1454A/t

則：Zk=Z9+Z3

=91.50.04+53.1454

=144.6458皿

即礦井可采儲量為144.6458M。

圖2-3工業(yè)廣場保護(hù)煤