潞寧孟家窯煤業(yè)公司采區(qū)設計畢業(yè)設計

1、- 1 - / 72 文檔可自由編輯打印畢業(yè)設計潞寧孟家窯煤業(yè)公司潞寧孟家窯煤業(yè)公司1111 采區(qū)設計采區(qū)設計二 0 一二煤礦開采技術- 1 - / 72 文檔可自由編輯打印前前 言言本設計是我全面運用潞安職業(yè)技術學院所學的煤礦開采技術基礎理論、專業(yè)知識和基本技能對實際問題進行設計或研究的綜合性訓練。通過本次設計，能夠使我們掌握工程設計的一般程序和方法，加強理論聯系實際、獨立分析問題、解決實際問題和的能力，培養(yǎng)學生求真務實、勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度以及科技創(chuàng)新的能力。一、編制依據1、山西省煤炭地質 114 勘查院 2010 年 2 月編制的山西潞安集團潞寧孟家窯煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質報告

2、；2、國家工程建設性條文及有關的技術政策、設計規(guī)范、安全規(guī)程及技術規(guī)定；現場踏勘過程中收集到的資料和建設單位提供的資料。3、現場踏勘過程中收集到的資料和單位提供的資料。4、山西省煤炭工業(yè)局文件晉煤規(guī)發(fā)【2008】1138 號5、煤炭工業(yè)現行的有關規(guī)程、規(guī)范及法規(guī)。二、設計指導思想以市場為導向，以經濟效益為中心，以科技進步為動力，認真貫徹執(zhí)行國家有關煤炭建設的方針政策，按照高起點、高技術、高效率、高效益的建設方針，結合本礦資源條件和優(yōu)勢，運用現代先進的設計理念，積極采用先進適用的新技術、新工藝、新設備、新材料；根據系統(tǒng)工程的思想，進行全面策劃，綜合考慮，實現系統(tǒng)創(chuàng)新。按照系統(tǒng)配套，整體協調的總要

3、求，貫徹生產高度集中化、開拓開采系統(tǒng)簡單化、采掘高產高效綜機化、煤流膠帶輸送機化、輔助運輸單一化、主要設備集控自動化、監(jiān)控管理信息化、地面布置合理化和技術經濟合理化的技術原則，把孟家窯礦井建設成為高產高效、安全可靠的國內一流現代化礦井。三、主要設計特點1、 結合地面、井下條件，優(yōu)化井田開拓部署。2、 采煤工作面采用綜合機械化采煤工藝，提高礦井機械化程度3、 最大限度減少人員，提高生產效率。4、充分考慮利用整合礦井的井筒進行開拓布置，提高了礦井的安全性。5、通過原有主暗斜井，為井下煤炭運輸系統(tǒng)尤其是新井建設增加了緩沖余地，有助于實現井下煤炭運輸系統(tǒng)良好運行。6、建立礦井集中排水系統(tǒng)，減少了井下排

4、水系統(tǒng)環(huán)節(jié)，提高了井下防治水災的能力。- 2 - / 72 文檔可自由編輯打印7、回采工作面的巷道布置采用雙巷布置方式，可以最大限度的采出井下煤炭資源，提高了地下煤炭資源回采率。- 1 - / 72 文檔可自由編輯打印目目 錄錄第一章第一章 礦井概況礦井概況.- 1 -第一節(jié) 井田地質特征.- 1 -第二節(jié) 煤層的埋藏特征.- 7 -第三節(jié) 井田境界及儲量.- 19 -第四節(jié) 井田開拓.- 21 -第二章第二章 采區(qū)地質特征采區(qū)地質特征.- 25 -第一節(jié) 采區(qū)范圍.- 25 -第二節(jié) 采區(qū)地質情況 .- 25 -第三節(jié) 采區(qū)儲量和生產能力 .- 26 -第三章第三章 采煤方法及采區(qū)巷道布置采

5、煤方法及采區(qū)巷道布置.- 27 -第一節(jié) 采煤方法的選擇.- 27 -第二節(jié) 礦壓觀測情況.- 27 -第三節(jié) 采區(qū)巷道布置 .- 28 -第四節(jié) 回采工藝與勞動組織.- 30 -第五節(jié) 采區(qū)準備.- 34 -第四章第四章 采區(qū)運輸、防排水與供電采區(qū)運輸、防排水與供電 .- 36 -第一節(jié) 采取運輸.- 36 -第二節(jié) 采區(qū)防排水和灑水.- 38 -第三節(jié) 采區(qū)供電.- 39 -第五章第五章 采區(qū)通風與安全采區(qū)通風與安全 .- 42 -第一節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng).- 42 -第二節(jié) 風量配備.- 43 -第三節(jié) 安全措施.- 50 -第六章第六章 采區(qū)巷道規(guī)格及支護方式采區(qū)巷道規(guī)格及支護方式 .-

6、54 -第一節(jié) 工程地質概況.- 54 -第二節(jié) 巷道斷面和支護方式.- 55 -第七章第七章 采區(qū)設備選型及計算采區(qū)設備選型及計算.- 56 -第一節(jié) 采煤機的計算與選型.- 57 -第二節(jié) 工作面輔助運輸設備選型.- 58 -第三節(jié) 順槽可伸縮膠帶輸送機.- 58 - 2 - / 72 文檔可自由編輯打印第四節(jié) 液壓支架的計算與選型.- 59 -第八章第八章 主要技術經濟指標主要技術經濟指標.- 60 -參考文獻參考文獻.- 69 -致致 謝謝.- 70 - 1 - / 72 文檔可自由編輯打印第一章第一章 礦井概況礦井概況第一節(jié)第一節(jié) 井田地質特征井田地質特征1.1.1 井田地理位置和交

7、通井田地理位置和交通孟家窯礦井位于寧武縣城西，行政區(qū)劃隸屬寧武縣鳳凰鎮(zhèn)及余莊鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)地理位置：東經 11211121121434，北緯 385553385951，整合后的井田范圍由 23 個拐點順次圈定，井田南北長 7.7km，東西寬 0.72.9km，整合后礦區(qū)面積約 17.1305km2。礦井地理位置及交通見圖 1-1-1。圖 1-1-1 潞寧孟家窯煤業(yè)有限責任公司交通位置圖1.1.2 地質勘探程度地質勘探程度各組段地層在區(qū)內均有出露，先期開采地段構造形態(tài)，并探明了 10m 及 10m 以上斷層有 13 條，其中 1 條逆斷層和 12 條高角度正斷層，走向均為 NE 和 NEE 向。區(qū)

8、內未發(fā)現陷落柱和巖漿巖侵入體存在，總體評價構造屬簡單類（類） ；區(qū)內煤層的發(fā)育情況主要是含煤層段為太原組和山西組，對煤層進行了對比，共查明了 10 層煤層，其中主要可采煤層是太原組 2 號和 5 號煤層，平均厚度分別為 3.60m 和 13.74m，全區(qū)穩(wěn)定- 2 - / 72 文檔可自由編輯打印可采，其它煤層均為不穩(wěn)定局部可采；通過煤樣化驗，確定 2 號煤層為低灰高灰分、低硫中硫分、低熱值高熱值、高軟化溫度灰之氣煤，可作為動力用煤、氣化用煤和民用煤，經浮選后灰分降至 7.27%-15.31%，平均 11.82%，全硫含量平均為 0.89%，也可作為煉焦配煤；5 號煤層為中灰、中高硫高硫、低熱

9、值高熱值、高軟化溫度灰之氣煤、可作為動力用煤，氣化用煤和民用煤；太原組 2 號煤層的直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層，單位涌水量為 0.0055L/s.m ，水文地質勘探類型屬二類；5 號煤的直接充水含水層為太原組砂巖裂隙含水層，單位涌水量為 0.0026 L/s.m，5 號煤層底板位于奧灰水位以上時，水文地質勘探類型屬二類，5 號煤層底板位于奧灰水位以下時，水文地質勘探類型屬三類；地溫最高井溫僅為 8.9，最低井溫為 5.0，兩者只差 3.9，且分屬不同的鉆孔；在同一鉆孔中，井溫差最大是 M4 號鉆孔 1.6，最小的是 M10 號鉆孔僅 0.1；這種最高井溫僅為 8.9，地溫梯度近似于零的

10、異?，F象，不符合地溫區(qū)域規(guī)律。本區(qū)屬于地溫異常區(qū)。本井田地質構造和水文地質條件簡單，經過地質勘探基本查明了井田內的地質構造，以及井田內的水文地質條件和煤層賦存特征、井田內地質儲量等，基本達到了設計要求的程度，可以作為本設計的基礎資料。1.1.3 井田煤系地層概述井田煤系地層概述1.1.3.1 地質構造1. 區(qū)域構造本井田位于山西中隆北部呂梁隆起北端寧（武）靜（樂）向斜中段之西翼。寧靜向斜北東起自雁門關，南西至婁煩縣，長約 160km， ，寬約 30km，為自北東向南西掀斜的復向斜，其北西側以春景洼西馬坊樞紐逆沖斷裂與屬于呂梁山塊隆的蘆牙山赤堅嶺掀斜背斜相接，南東側以蘆家莊婁煩樞紐逆沖斷裂與五臺

11、塊隆相接。寧靜向斜中段在寧武軒崗到新堡杜家村之間，表現為簡單的向斜。軸部在段家?guī)X迭臺寺寧化堡一線，由中侏羅統(tǒng)天池河組構成。兩翼地層產狀較陡，由三疊系、二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系等構成，局部地段出露太古界變質巖系。本井田即在寧靜向斜中段的西翼，處于復雜區(qū)域構造中的相對簡單地段，構造線總體方向為 NNESSW 向。 2. 井田構造本井田構造形態(tài)總體為一單斜構造，走向為 NE，傾向 SE，傾角 1843左右；在單斜上伴隨有少量的褶曲和斷層（見表 1-1） ，平均 0.76 條/km2；井田內未發(fā)現陷落柱和巖漿巖侵入（見圖 1-1） 。斷層一覽表(表 1-1)編號性質斷距 傾角走向傾向長度位置備注

12、F1正斷層 15m70NEENNW210m楊坡子F2正斷層 25m75NENW250m張家溝南F3正斷層 25m75NENW250m張家溝南F4正斷層 30m70NEESSE240m張家溝F5正斷層 25m70NENW240m馬連溝南F6正斷層4045m70NESE1300m馬連溝南F7逆斷層 15m30NESE450m馬連溝M13 孔揭露- 3 - / 72 文檔可自由編輯打印F8正斷層 15m70NEENNW130m李家山東F9正斷層 10m70NESE390m孟家窯聯辦礦東M4 孔揭露F10正斷層 20m70NESE320m孟家窯聯辦礦東F11正斷層 25m70NEESSE240m孟家窯

13、南F12正斷層4070m70NEESSE1550m孟家窯南M3 孔揭露F13正斷層35m70NEESSE500m李家窯井田內褶曲有三條，分別為 S1、S2、S3。S1 向斜，北起小莊旺村，南至張家溝北部，長約 1.4km，走向 NW 5-20，兩翼產狀 20左右；S2 背斜，北起小莊旺村，南至馬連溝北部，與 S1 近似平行，長約 1.3km，走向 NW30-35，兩翼產狀 25左右；S3向斜，位于井田西南部，井田內延伸長約 1.4km，走向 NW 45-60，NE 翼產狀 9-12，SW 翼產狀 18-22。井田內斷層見斷層一覽表 1.1-2，現將 30m 以上斷層介紹如下： F4 正斷層：位

14、于張家溝村一帶，走向 N80E，傾向 SSE，傾角 70，斷距 30m，井田內延伸長約 240m，由二維地震查明。F6 正斷層：位于馬連溝村南，走向 N45E，傾向 SE，傾角 70，斷距 4045m，井田內延伸長約 1300m，由二維地震查明。F12 正斷層：位于孟家窯村和胭脂村南，走向 N60EN85E，傾向 SSE，傾角 70，斷距 4070m，井田內延伸長約 1550m，向東延伸至馬莊村，并延出區(qū)外，由二維地震查明和 M3 號孔揭露。F13 正斷層：位于李家窯村和原李家窯礦一帶，走向 N75E，傾向 SSE，傾角 70，斷距 35m，井田內延伸長約 500m，向東延伸至李家窯村，并延出

15、區(qū)外，由二維地震查明。井田內東北部和中南部發(fā)育有兩組斷層，構造線方向分別是 NEE 向和 NE 向，這與區(qū)域構造線方向一致。F12 和 F6 兩條正斷層分別為兩組斷層的主斷層，斷距最大，延伸最長，其余斷層為次生斷層。綜上所述，本井田總體構造屬一類（構造簡單） 。1.1.4 水文地質水文地質1.1.4.1 礦井水文地質井田位于寧武煤田西部邊緣，呂梁山北段管涔山東麓，區(qū)內地形總體為西高東低，地面標高一般在 16001980.2m 之間，最低標高位于井田東邊界溝谷中。地形高差相對較大，最大相對高差 380.2m，一般為 100200m。地貌形態(tài)為剝蝕侵蝕中低山區(qū)。區(qū)內主要出露二疊系地層，在山梁及溝谷

16、中見第四系松散沉積物。區(qū)內無大的地表水體，無常年流水性河流，僅溝谷中有季節(jié)性河流，在雨季有短暫的洪流發(fā)生，地表逕流快，河水流入桑干河支流恢河。1奧陶系中統(tǒng)（O2）石灰?guī)r含水層為巖溶裂隙含水層，井田西邊界有出露，該含水層由下馬家溝組、上馬家溝組含水層組成，含水空間以巖溶裂隙為主。M4 號鉆孔奧陶系頂界埋深 470.47 m，揭露厚度152.13 m。巖性由白云質灰?guī)r、石灰?guī)r、泥質灰?guī)r及角礫狀泥灰?guī)r等組成，上部見少量垂直裂隙及不規(guī)則裂隙，大多被方解石充填。下部 591.07593.87m 巖溶裂隙發(fā)育見蜂窩狀小溶孔，其下巖溶裂隙發(fā)育，鉆進過程中沖洗液消耗量和水位有變化變化。據 M4 號鉆孔對上馬家

17、溝組上部進行抽水試驗，單位涌水量 0.0029L/sm，滲透系- 4 - / 72 文檔可自由編輯打印數為 0.0439m/d，水位標高 1295.04m，水質類型為 HCO3SO4Ca 型。M11 號鉆孔奧灰靜止水位觀測，水位標高為 1285.63m。根據上述資料，結合區(qū)域資料，該含水層屬弱強富水性含水層。2石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）砂巖裂隙含水層該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田西邊界有出露。主要含水層由數層砂巖構成，含水空間以構造裂隙為主，為 5 號煤層頂板直接充水含水層。據鉆探資料，砂巖裂隙大多以垂直裂隙為主，部分被充填。在該層段鉆進時沖液消耗量和水位變化不明顯。據M4 號鉆孔對太原組（

18、C3t）5 號煤層頂底板進行混合抽水試驗，單位涌水量為 0.0026 L/sm，滲透系數為 0.0073m/d，水位標高 1590.03 m，水質類型為 SO4Ca 型，屬弱富水性含水層。3二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田內有出露。含水層主要由中-細粒砂巖組成，含水空間以構造裂隙為主。當開采 2 號煤層形成導水裂隙帶溝通該含水層后，成為 2 號煤層頂板間接充水含水層，鉆進過程中消耗量及水位變化不明顯。據 M4 號鉆孔對山西組(P1s)及 2 號煤層頂底板進行混合抽水試驗，單位涌水量為0.0055L/s.m，滲透系數 0.0309 m/d，水位標高 1636.38m，水

19、質類型為ClHCOSO4K+NaCa 型，為弱富水性含水層。4上石盒子組(P2s)砂巖裂隙含水層該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田內大部有出露，含水層主要由粗-細粒砂巖組成，含水空間以構造裂隙為主。據鉆探資料，鉆進至該層段孔內涌水，涌水量為 0.454 L/s，結合區(qū)域資料，該含水層屬弱中等富水性含水層。5二疊系上統(tǒng)石千峰組(P2sh)砂巖裂隙含水層該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田東部有出露，含水層主要由粗-細粒砂巖組成，含水空間以風化裂隙及構造裂隙為主。結合區(qū)域資料，該含水層屬弱富水性含水層。6基巖風化帶裂隙含水層該含水層為區(qū)內不同時代基巖風化裂隙含水層，含水空間以風化裂隙為主，風化深度一般

20、3060m。鉆進至該含水層段時，部分鉆孔沖洗液消耗量有漏失現象。該含水層受地形、風化裂隙發(fā)育程度及大氣降水的影響，不同地段富水性差異較大。7第四系松散巖類孔隙含水層主要為第四系松散沉積物，含水層主要由礫石、細砂或砂土等組成。主要分布于山間河谷地帶，富水性因地而異，一般愈靠近河谷富水性愈好。主要接受大氣降水及河水的補給，受大氣降水影響明顯。1.1.4.2 煤層頂底板1、2 號煤層 頂板主采 2 號煤層的直接充水含水層為其頂板砂巖裂隙水含水層，鉆孔單位涌水量0.0055L/s.m，屬弱富水性含水層。由于開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的間接充水含水層。其導水裂縫帶高度

21、采用建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程中的公式進行計算。井田內煤層頂板主要為泥巖、砂巖，本次采用煤層為緩傾角、中硬巖層導水裂縫帶高度計算公式，其公式為： （2.1）6 . 56 . 36 . 1100MMHIi- 5 - / 72 文檔可自由編輯打印 （2.2）1020MHIi式中：HIi導水裂縫帶高度 m；M煤層累計采厚 m，取 2.10-4.59m；按式一計算，計算時式 2.1 中取 “+” ，產生的導水裂縫帶高度為 35.7747.54m；按式 2.2 計算，產生的導水裂縫帶高度為 38.9852.85m。根據計算結果，2 號煤層開采時產生的導水裂隙帶最大高度可溝通山西組

22、砂巖裂隙含水層,西部煤層淺埋區(qū)可到達地表。 底板井田內 2 號煤層底板標高在 16401820m 之間。據 M4 號孔奧灰抽水試驗資料，奧灰水位標高為 1295.04m，2 號煤層在井田西部部分煤層位于奧灰水壓力之下，煤層底板標高本次取 1295m 為帶壓開采邊界線。帶壓開采是個復雜的問題，影響的因素較多，本次采用突水系數法進行評價。采用煤礦防治水規(guī)定附錄四中的公式，計算 2 號煤層底板奧灰水突水系數。其公式為： （2.3）MpT 式中：T突水系數，MPa/m； p隔水層承受的水壓，MPa/m； M底板隔水層厚度， m。正常地段 2 號煤層底板隔水層厚度按慣例直接利用煤層底板至奧灰頂界的距離。

23、全井田 M4、M11 號鉆孔揭露上馬家溝組頂界，本次除 M11 號鉆孔其余均采用 M4 號孔資料，其厚度取 97.37m。奧灰水位標高采用 M4 號鉆孔抽水試驗恢復水位標高，本次取 1295m。按（2.3）式計算結果見表 1-2。部分 2 號煤層底板奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層突水系數計算表表 1-2孔號或煤層底板標高底板標高（m）底板水頭壓力（MPa）隔水層厚度（m）突水系數Ts（Mpa/m）1295（帶壓開采邊界）1295.000.95597.370.010M21228.481.60797.370.017M5982.674.01897.370.041M81034.203.51297.370.0

24、36M111037.123.634112.640.032M131272.861.17297.370.012M141084.613.01897.370.031M161021.163.64097.370.037660（煤層最低標高）660.007.18297.370.074按煤礦防治水規(guī)定中底板受構造破壞塊段突水系數一般不大于 0.06 MPa/m，正常塊段突水系數不大于 0.10 MPa/m，本次確定以下帶壓開采分區(qū)標準： T0.06 相對安全區(qū)（） 0.06T0.10 臨界區(qū) （） T0.10 危險區(qū) （）經計算，位于奧灰水位標高以下 2 號煤層底板突水系數為 0.0100.074MPa/m，

25、屬于大部分屬相對安全區(qū)，東南部見少部分地段為臨界區(qū)。- 6 - / 72 文檔可自由編輯打印2、5 號煤層 頂板5 號煤層的直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層，鉆孔單位涌水量為0.0026L/s.m，屬弱富水性含水層。開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的間接充水含水層。5 號煤層厚度為 8.44-16.82m，井田內煤層頂板巖性主要為砂巖及泥巖，本次采用煤層為緩傾角、中硬巖層導水裂縫帶高度計算公式，按式 3.1、式 3.2 進行計算。按式 3.1 計算，導水裂縫帶高度為 54.9560.73m；按式 3.2 計算，產生的導水裂縫帶高度為 68.1092.02m。5

26、號煤層底距 2 號煤層平均間距 66.19m,開采 5 號煤層時最大導水裂縫帶可以溝通2 號煤層采空區(qū)積水。 底板井田內 5 號煤層底板標高在 5201800m 之間。部分 5 號煤層位于奧灰水壓力之下，煤層底板標高 1295.04m 為帶壓開采邊界線，計算時采用 1295m，計算時采用式 2.3。全井田 M4、M11 號鉆孔揭露上馬家溝組頂界，除 M11 號鉆孔隔水層厚度采用本孔資料外，其余鉆孔隔水層厚度均采用 M4 號孔資料，其厚度取 22.09m。計算 5 號煤層底板突水系數（T）見表 1.7-2。經計算，位于奧灰水位標高以下 5 號煤層底板突水系數為 0.0100.354MPa/m，屬

27、于相對安全區(qū)、臨界區(qū)和危險區(qū)。部分 5 號煤層底板奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層突水系數計算表表 1.7-2孔號或煤層底板標高底 板 標 高（m）底板水頭壓力（MPa）隔水層厚度（m）突水系數Ts（Mpa/m）1295（帶壓開采邊界）12950.21722.090.010M21167.241.47022.090.067M41236.330.79222.090.036M5920.203.89222.090.176M71265.130.50922.090.023M8958.353.51822.090.159M101223.730.91622.090.041M11968.893.60441.410.087

28、M131203.531.11322.090.050M141006.623.04522.090.138M16954.593.55522.090.161520（煤層最低標高）5207.81722.090.3541.1.4.3 井田水文地質類型1. 2 號煤層井田內主要為向東南傾斜的單斜構造，部分 2 號煤層位于當地侵蝕基準面以下，直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層及導水裂隙帶所溝通的間接含水層。據鉆孔抽水試驗資料，單位涌水量為 0.0055L/s.m，屬弱富水性含水層；本井田位于奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層水位以下的 2 號煤層底板距奧灰?guī)r溶裂隙含水層有一定的隔水層相隔，按- 7 - / 72 文檔可

29、自由編輯打印煤礦防治水規(guī)定計算突水系數為 0.0100.074MPa/m，大多數地段為相對安全區(qū)，僅在東南部為臨界區(qū)；本區(qū)西部邊界存在采空區(qū)積水。按煤礦防治水規(guī)定本區(qū) 2號煤層除東南部為臨界區(qū)外，礦井水文地質類型屬中等型。在奧灰突水臨界區(qū)內礦井水文地質類型為復雜型。在奧灰突水相對安全區(qū)內可能有隱伏的斷層或陷落柱存在引起底板突水，生產中應加強探測預報工作。2. 5 號煤層部分 5 號煤層位于當地侵蝕基準面以下，含水層為開采時頂板導水裂隙帶所溝通的太原組砂巖裂隙含水層，單位涌水量為 0.0026 L/s.m，屬弱富水性含水層；按煤礦防治水規(guī)定計算突水系數為 0.0100.354MPa/m，屬于相對

30、安全區(qū)、臨界區(qū)和危險區(qū)；開采時可能受 2 號煤層采空區(qū)積水的影響。按煤礦防治水規(guī)定5 號煤層底板在帶壓開采線以上和相對安全區(qū)礦井水文地質類型屬中等型。在奧灰突水臨界區(qū)和危險區(qū)內礦井水文地質類型為復雜型。在奧灰突水相對安全區(qū)內可能有隱伏的斷層或陷落柱存在引起底板突水，生產中應加強探測預報工作。第二節(jié)第二節(jié) 煤層的埋藏特征煤層的埋藏特征1.2.1 含煤性及可采煤層含煤性及可采煤層1.2.1.1 含煤性主要含煤層段為太原組和山西組，井田煤炭資源較為豐富煤質優(yōu)良，可作為動力用煤、氣化用煤和民用煤。井田面積 17.0km2，可采煤層 2 層，全井田資源/儲量364.59Mt，資源條件優(yōu)越。1.2.1.2

31、 可采煤層可采煤層是太原組 2 號和 5 號煤層，平均厚度分別為 3.60m 和 13.74m，全井田穩(wěn)定可采，資源/儲量（111b+122b+333）36459 萬 t，全為氣煤（其中 2 號煤層為 6910 萬t，5 號煤層為 29549 萬 t） 。先期開采地段共獲得資源/儲量（111b+122b+333）9284 萬t，探明的資源/儲量（111b）7601 萬 t，占本地段資源/儲量總和的 82%；控制的資源/儲量（122b）799 萬 t，探明的和控制的資源/儲量（111b+122b）占本地段資源/儲量的90%。礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：礦井工業(yè)資源/儲量111b122b2M11

32、2M22333k 式中 k 為推斷的資源量 333 的可信度系數，根據本井田地質構造及各可采煤層賦存情況，設計取 0.9。經計算，全礦井工業(yè)資源/儲量為 356.30Mt。礦井設計可采儲量=（礦井設計儲量保護煤柱損失）采區(qū)回采率根據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范要求，2 號煤層采區(qū)回采率 80，5 號煤采區(qū)回采率 75。經計算，礦井設計可采儲量為 169.43Mt。礦井設計可采儲量見表 1-3。井田內可采煤層特征見表 1-3。表 1-3 可采煤層特征一覽表單位：萬噸煤層厚度（m）煤層編號最小最大平均含夾矸層 數層間距（m）穩(wěn) 定程 度可采性2 號2.104.583.600466.19穩(wěn)定可采- 8 -

33、/ 72 文檔可自由編輯打印5 號8.4416.8213.7403穩(wěn)定可采1.2.2 煤煤 質質1.2.2.1 煤的物理性質1、2 號煤層呈黑色-褐黑色，瀝青光澤為主，少數玻璃光澤，節(jié)理、內生裂隙不發(fā)育，斷口呈參差狀、棱角狀，條帶狀結構，塊狀構造。視(相對)密度為 1.44t/m3，真(相對)密度為 1.50t/m3。以暗煤為主，其次為亮煤，鏡煤呈條帶狀、線型狀。其宏觀煤巖類型以半暗型煤為主，其次為暗淡型煤，少量半亮型煤。2、5 號煤層為黑色-深黑色，瀝青光澤-玻璃光澤，斷口呈參差狀，節(jié)理及內生裂隙不發(fā)育，條帶狀、條理狀結構，層狀構造。視(相對)密度為 1.48t/m3。真(相對)密度為1.5

34、4t/m3。以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條帶及含少量黃鐵礦結核散晶。其宏觀煤巖類型以半暗型煤為主，其次為半亮型煤，暗淡型煤少量。1.2.2.2 煤的化學性質井田內 2 號、5 號煤層化驗指標匯總見表 2.1-4?，F將 2 號、5 號煤層的煤質特征分述如下：1、 2 號煤層原煤灰分（Ad）為 14.58%-42.51%，平均為 27.68%，為低灰高灰煤。以中灰煤為主，高灰煤分布在 M1、M9、M15 號孔附近，M8 號孔附近為低灰煤。浮煤灰分（Ad）為 7.27%-15.31%，平均 11.61%，為低灰高灰分煤。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為 34.99%-39.73%，平均 38.15%；浮煤揮

35、發(fā)分（Vdaf）為 34.52%-37.66%，平均 36.28%，為中高揮發(fā)分高揮發(fā)分煤。浮煤揮發(fā)分自西北向東南逐漸降低。原煤硫分(St,d)為 0.48%-1.53%，平均 0.79%，為特低硫中高硫煤。以低硫煤為主，特低硫煤分布在本井田中北部，中硫煤分布在本井田中部及 M2 號附近，M13 號孔附近為中高硫煤。浮煤硫分(St,d)為 0.56%-1.65%，平均 1.01%。為低硫分高硫煤。2、 5 號煤層原煤灰分（Ad）為 18.94%-28.88%，平均為 24.19%，為中灰煤(圖 2.1-7)。浮煤灰分（Ad）為 7.00%-13.91%，平均 9.27%，為低灰高灰分煤。原煤揮

36、發(fā)分（Vdaf）為 29.62%-40.31%，平均 36.40%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為 30.00%-37.18%，平均 34.49%，為中高揮發(fā)分高揮發(fā)分煤原煤硫分(St,d) 為 1.95%-3.35%，平均 2.77%，為中高硫高硫煤。- 9 - / 72 文檔可自由編輯打印煤層號25 工業(yè)Mad(%)原煤0.76-5.522.07 (16)0.59-2.591.49 (15)- 10 - / 72 文檔可自由編輯打印浮煤0.68-3.451.35 (16)0.52-2.101.10 (15)原煤14.58-42.5127.68 (16)18.94-28.8824.19 (15)A

37、d(%)浮煤7.27-15.3111.61 (16)7.00-13.919.27 (15)原煤34.99-40.5038.15 (15)29.62-40.3136.40 (15)分析Vdaf(%)浮煤34.52-37.6636.28 (16)30.00-37.1834.49 (15)原煤0.48-1.530.79 (15)1.95-3.352.77 (15)St,d(%)浮煤0.56-1.651.01 (15)1.95-3.132.46 (15)原煤0.008-0.0370.018 (11)0.009-0.0170.012 (10)有害成分Pd(%)浮煤0.005-0.0180.009 (11

38、)0.005-0.0120.007 (10)原煤16.457-28.87522.966 (16)21.188-27.11324.923 (15)發(fā)熱量Qgr,d(MJ/kg)浮煤27.230-31.54129.221 (16)28.998-31.67930.831 (15)粘結指數(GR,I)浮煤50.0-8261.7 (7)50.1-7765.7 (12)Cdaf(%)83.07-84.2183.63 (4)80.90-84.8283.20 (4)Hdaf(%)4.37-5.555.13 (16)4.77-5.295.11 (15)Odaf(%)8.30-8.848.50 (4)6.40-9

39、.527.67 (4)元素分析(浮)Ndaf(%)1.46-1.601.51 (4)1.29-1.481.42 (4)SiO2+AL2O3+TiO2(%)74.37-95.3288.06 (5)70.32-79.5173.93 (4)Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O(%)3.26-16.657.70 (5)13.26-18.1515.91 (4)煤灰成分分析(原)ST()15001479視(相對)密度1.41-1.461.44 (3)1.45-1.531.48 (3)浮煤回收率(%)10.45-61.6341.00 (16)35.70-65.1248.97 (15)- 11 - /

40、 72 文檔可自由編輯打印煤類QMQM1.2.2.3 可選性本次施工采取 2 號煤層簡易可選性試驗樣 2 件，5 號煤層簡易可選性樣 3 件，現簡述如下：1、煤的篩分浮沉試驗簡易可選性篩分試驗結果匯總見表 1-4。由表可知，2 號煤層 13-6mm 粒級產率最高，其次為 3-0.5mm 粒級，0.5-0mm 粒級產率最低。13-6mm 粒級灰分最高，其次為 0.5-0mm 粒級。5 號煤層 0.5-0m 粒級產率最高，其次為 3-0.5mm 和 13-6mm 粒級，6-3mm 粒級產率最低。13-6mm 粒級灰分最高，其次為6-3mm 粒級。3-0.5mm 粒級灰分最低。本次還進行了煤粉篩分試

41、驗（0.5-0mm） ，結果見表 2.1-13，由表可見煤粉產率主要集中在 0.25-0.125mm 級內，其次為 0.075-0.045mm 與 0.5-0.25mm 兩粒級，以0.045mm粒級產率為最低。簡易可選性篩分試驗結果匯總表表 1-42 號煤層5 號煤層粒度級產率（%）Ad（%）產率（%）Ad（%）13-633.50637.9424.81226.346-321.13530.2719.47025.033-0.526.80430.6826.49723.520.5-018.55534.3029.22124.41合計100.00033.70100.00024.77煤粉篩分試驗結果表表 1

42、-52 號煤層5 號煤層粒度（mm）產率%Ad（%）產率%Ad（%）0.5-0.2519.6131.8615.3922.830.25-0.12539.7033.0435.7923.280.125-0.07512.0534.4013.3823.770.075-0.04527.6338.2534.4428.450.0451.0138.651.0032.46合計100.0034.67100.0025.15簡易可選性的浮沉試驗分為 13-6、6-3、3-0.5mm 粒級進行。其浮沉試驗結果匯總表見 2.1-14。由表可以看出，2 號煤層浮煤產率主要集中在2.0 比重級內，其次為1.4-1.5 與 1.

43、3-1.4 比重級內。5 號煤層浮煤產率主要集中在 1.3-1.4 比重級內，其次為 1.4-1.5 與-1.3 比重級。浮沉試驗結果匯總表表 1-6- 12 - / 72 文檔可自由編輯打印比重-1.31.3-1.41.4-1.51.5-1.61.6-1.81.8-2.0+2.0合計產率%12.1417.8120.658.688.656.0825.99100.002號煤Ad（%）5.999.8418.1825.8434.2341.6470.0532.17產率%10.8134.7323.404.834.815.1716.25100.005號煤Ad（%）7.878.7114.7525.1734.

44、4840.9870.2023.741.2.2.4 煤的可選性評價本次可選性評價按照國家標準 GB/T16417-1996 的規(guī)定執(zhí)行，編繪 2 號煤層 13-0.5mm 級可選性曲線圖 2.1-12、圖 2.1-13；5 號煤層 13-0.5mm 級可選性曲線圖 2.1-14、圖 2.1-15，可選性綜合評價見表 2.1-15、表 2.1-16。孟家窯煤礦 M2 號孔 2 號煤層 13-0.5mm 級可選性曲線圖 1-4 2 號煤層- 13 - / 72 文檔可自由編輯打印采用 0.1 含量法評價，M2 號孔假定精煤灰分為 15.0%時，理論分選比重為1.47，扣除沉矸后的 0.1 含量為 5

45、1.44%，為極難選；假定精煤灰分為 17.0%時，理論分選比重為 1.56，扣除沉矸后 含量為 30.53%，為難選；假定精煤灰分為 19.0 時，理論分選比重為 1.68，扣除沉矸后的 0.1 含量為 15.84%，為中等可選。孟家窯煤礦 M16 號孔 2 號煤層 13-0.5mm 級可選性曲線圖 1-5M16 號孔假定精煤灰分為 9.0 時，理論分選比重為 1.48，扣除沉矸后的 0.1 含量為 33.0%為難選；假定精煤灰分為 10.0%時，理論分選比重為 1.53，扣除沉矸后的0.1 含量為 26.25%，為較難選；假定精煤灰分為 11.0%時，理論分選比重為 1.57，扣除沉矸后的

46、 0.1 含量為 20.32%，為較難選；假定精煤灰分為 12.0%時，理論分選比重為 1.63，扣除沉矸后的 0.1 含量為 14.96%，為中等可選。 - 14 - / 72 文檔可自由編輯打印孟家窯煤礦 M13 號孔 5 號煤層 13-0.5mm 級可選性曲線 圖 1-6孟家窯煤礦 M16 號孔 5 號煤層 13-0.5mm 級可選性曲線 圖 1-7- 15 - / 72 文檔可自由編輯打印2 號煤層可選性綜合評價表表 1-7可選性評定方法0.1 含量法假定精煤灰分（%）理論分選比重精煤理論產率（%）0.1含量（%）可選性等級151.4736.5651.44極難選171.5647.513

47、0.53難選M2191.6855.7915.84中等可選91.4856.2733.30難選101.5360.9326.25較難選111.5765.1020.32較難選M16121.6368.9014.96中等可選 5 號煤層采用 0.1 含量法評價，M2、M13 號孔假定精煤灰分為 9.0%時，理論分選比重分別為 1.47、1.48，扣除沉矸后的 0.1 含量分別為 34.90%-47.93%，為難選、極難可選；假定精煤灰分為 10.0%時，理論分選比重分別為 1.52、1.55，扣除沉矸后的0.1 含量分別為 19.38%、28.50%，為中等可選、較難選；假定浮煤灰分為 11.0 時，理論

48、分選比重分別為 1.59-1.64，扣除沉矸后的 0.1 含量分別為 8.03%、11.83%，為易選、中等可選。M16 號孔假定精煤灰分為 11.0%時，理論分選比重為 1.45，扣除沉矸后的 0.1含量為 49.26%，為極難選；假定精煤灰分為 12.0%時，理論分選比重為 1.50，扣除沉矸后的 含量為 33.59%，為難選；假定精煤灰分為 13.0%時，理論分選比重為 1.56，扣除沉矸后的 0.1 含量為 20.09%，為較難選；假定精煤灰分為 14.0%時，理論分選比重為 1.65，扣除沉矸后的 0.1 含量為 9.45%，為易選。（3）浮煤回收率2 號煤層經 1.4 比重液浮選后

49、浮煤回收率為 10.45%-61.63%，平均 41.00%，屬中等。5 號煤層浮煤回收率為 35.70%-65.12%，平均 48.97%，屬中等。5 號煤層可選性綜合評價表表 1-8可選性評定方法0.1 含量法采樣點假定精煤灰分（%）理論分選比重精煤理論產率（%）0.1 含量（%）可選性等級91.4860.9734.90難選101.5566.6719.38中等可選M2111.6470.678.03易選M1391.4764.9047.93極難選- 16 - / 72 文檔可自由編輯打印 101.5270.9728.50較難選111.5975.2411.83中等可選111.4561.4749.

50、26極難選121.5069.7033.59難選131.5676.0120.09較難選M16141.6580.689.45易選1.2.2.5 煤質及工業(yè)用途評價（1）各煤層綜合煤質特征 井田內 2 號、5 號煤層煤質在垂直方向變化明顯，浮煤揮發(fā)分、由上至下有所降低，膠質厚度有所增大，煤的變質程度相應加深。 原煤灰分由上至下呈降低趨勢。5 號煤層較 2 號煤層灰分降低較為明顯，2 號煤層原煤灰分均在 25%以上。 原煤硫分從上至下亦是逐漸增高。從全井田來看 5 號煤層的硫分含量均在 2.5%以上，屬中高硫煤。據對煤的各種硫分析，2 號、5 號煤均以有機硫為主，次為硫化物硫。 煤灰成分變化不大，均以

51、二氧化二硅+三氧化二鋁為主，平均在 70%以上。 經 1.4 比重液浮選后 2 號、5 號煤層浮煤回收率變化如下：2 號煤層浮煤回收率在 10.45%-61.63%之間，平均 41.00%，屬中等。5 號煤層浮煤回收率為 35.70%-65.12%之間，平均值為 48.97%，屬中等。（2）煤的工業(yè)用途2 號煤層為低灰高灰分、特低硫中高硫分、低熱值高熱值、高軟化溫度灰之氣煤?？勺鳛閯恿τ妹?、氣化用煤和民用煤。2 號煤層經浮選后灰分降至 7.27%-15.31%，平均 11.61%，全硫含量平均為 1.01%，也可作為煉焦配煤。5 號煤層為中灰、中高硫高硫、低熱值高熱值、較高軟化溫度灰之氣煤、可

52、作為動力用煤，氣化用煤和民用煤。6.地層綜合柱狀圖如圖 1-8-1- 17 - / 72 文檔可自由編輯打印 圖 1-8-1- 18 - / 72 文檔可自由編輯打印第三節(jié)第三節(jié) 井田境界井田境界及儲量及儲量1.3.1 井田境界井田境界孟家窯礦井位于寧武縣城西，行政區(qū)劃隸屬寧武縣鳳凰鎮(zhèn)及余莊鄉(xiāng)管轄。礦井地理位置：東經 11211121121434北緯 385553385951礦井范圍由下列 23 個拐點順次圈定（6帶，中央子午線 111） ，拐點坐標詳見表1-9。井田范圍示意圖見圖 1-9。礦井范圍拐點一覽表表 1-9點號XY北緯東經138595111214122385936112143433

53、858141121422438571911213445385612112124363855521121231738556011212128385609112114693856071121144103856131121117113856451121120123857181121144133857181121144143857391121200153857591121212163858141121214173858141121206183858361121225193858361121234203858451121233213859111121259223859171121318233859381

54、121350井田南北長 7.7km，東西寬 0.72.9km，整合后礦區(qū)面積約 17.1305km2。1.3.2 礦井資源礦井資源礦井資源是礦井設計和生產建設的主要依據，長期以來，我國用于評價固體礦產資源類型的主要依據是礦產資源的勘探程度。2005 年發(fā)布的煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范對固體礦產資源進行了重新分類。本次估算共獲得資源/儲量（111b+122b+333）364.59Mt，全為氣煤（其中 2 號煤層為 69.10Mt，5 號煤層為 295.49Mt） 。先期開采地段共獲得資源/儲量（111b+122b+333）- 19 - / 72 文檔可自由編輯打印92.84Mt，探明的資源/儲量（11

55、1b）76.01Mt，占本地段資源/儲量總和的 82%；控制的資源/儲量（122b）7.99Mt，探明的和控制的資源/儲量（111b+122b）占本地段資源/儲量的 90%。1.3.3 礦井工業(yè)儲量計算礦井工業(yè)儲量計算1.3.3.1 工業(yè)資源/儲量根據技術經濟評價所劃分的各煤層經濟意義，井田 2、5 號煤層資源為經濟的。結合地質可靠程度，井田資源類別具體劃分如下：探明塊段（331）劃分為 111b，扣除采礦損失后為 111；控制塊段（332）劃分為 122b，扣除采礦損失后為 122；推斷塊段（333）劃分為 333。地質資源量中探明的資源量 331 和控制的資源量 332，經分類得出的經濟的

56、基礎儲量 111b 和 122b、邊際經濟的基礎儲量 2M11 和 2M22，連同地質資源量中推斷的資源量 333 的大部分，歸類為礦井工業(yè)資源/儲量。即扣除了 331、332 儲量中的次邊際經濟的資源量 2S11、2S22。礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：礦井工業(yè)資源/儲量111b122b2M112M22333k式中 k 為推斷的資源量 333 的可信度系數，根據本井田地質構造及各可采煤層賦存情況，設計取 0.9。經計算，全礦井工業(yè)資源/儲量為 356.30Mt。1.3.3.2礦井設計資源/儲量礦井設計儲量=工業(yè)資源/儲量永久煤柱損失永久煤柱包括井田境界、斷層、220kV 以上輸電線路、村莊保

57、護煤柱、防水煤柱，其中防水煤柱包括 5 號煤層受奧灰水影響，突水系數大于 0.1 MPa/m 的塊段。井田構造簡單，井田內斷層、村莊、高壓輸電線路以及井田邊界，防水煤柱需要留設永久保護煤柱。經計算，本井田去除井田境界永久保護煤柱后，礦井設計資源儲量為255.77Mt。1.3.3.3 設計可采儲量礦井設計可采儲量=（礦井設計儲量保護煤柱損失）采區(qū)回采率根據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范要求，2 號煤層采區(qū)回采率 80，5 號煤采區(qū)回采率 75。經計算，礦井設計可采儲量為 169.43Mt。- 20 - / 72 文檔可自由編輯打印 第四節(jié)第四節(jié) 井田開拓井田開拓1.4.1 礦井開拓礦井開拓1.4.1.1

58、井田開拓方式工業(yè)場地內布置有主斜井和副斜井。主斜井井口標高+1630.0m，井底標高+1305.0m，傾角 16，斜長 1179m，主斜井與大巷通過井底煤倉連接；井筒內裝備1.0m 寬膠帶擔負全礦煤炭提升任務，以及架空乘人器擔負全礦井的人員升降；副斜井井口標高+1630.0m，井底標高+1300.0m，傾角 19，斜長 1014m，裝備一臺 2JK-3.5/30E型雙滾筒提升絞車，雙鉤提升，擔負全礦井的設備、材料及矸石的提升任務。本井田為傾斜煤層，沿井田東部邊界有一高壓輸電線路，去掉保護煤柱，煤層垂高+1800+900m，因此全井田劃分為一個水平，水平標高+1300m。井田走向長 7.5km，

59、中間分布兩個落差大于 40m 的斷層，因此將井田劃分為五個采區(qū)，上山采區(qū)三個，下山采區(qū)兩個，采區(qū)上山布置三條，工作面沿煤層走向布置，采用分區(qū)通風。1.4.1.2 開拓巷道布置本井田可采煤層兩層，2 號煤層和 5 號煤層層間距平均 66m，因此大巷布置方式采用集中布置，為了減少初期工程量和減少巖石巷道工程量，以及有利運輸、排水。根據煤層的賦存情況來看，由于煤層的起伏較大，故水平主要大巷采用定向掘進，減少中間膠帶輸送機的轉載環(huán)節(jié)，膠帶輸送機大巷原則沿 5 號煤層布置，軌道大巷采用定向定坡布置，大巷基本上位于 5 號煤層頂板，大巷間距 30m。本礦井的主、副斜井集中布置于礦井工業(yè)場地，風井分區(qū)單獨布

60、置于風井場地，全礦井投產時共布置 3 個井筒，即主斜井、副斜井和 11 采區(qū)回風平硐，通過三個井筒來實現全礦井移交生產時期的運輸及通風等功能。1.4.1.3 水平劃分本井田可采煤層為 2 號煤層和 5 號煤層，煤層底板標高變化中北部的標高在+680m+1800m，南西部標高+520+1600m。煤層傾角 1843，中北段傾角在 23左右，南段傾角深部在 40左右。煤層屬于為傾斜煤層，從井田深部邊界到淺部邊界垂高在 12001100m 左右，但由于井田西部原有老井的生產留下的老空區(qū)以及防水煤柱，西部的開采上線基本就在+1600m 標高。井田東部有高壓線路通過，留設高壓輸電線路煤柱后，實際開采深度