司馬煤礦2.4Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖.zip,司馬,煤礦,2.4,Mta,設(shè)計(jì),CAD 目錄 1 礦井概況與地質(zhì)特征 1 1.1礦井概況 1 1.1.1地理位置與交通 1 1.1.2地形地貌 2 1.1.3水系水源條件 2 1.1.4氣象及地震 3 1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 3 1.1.6 主要建筑材料供應(yīng)條件 3 1.2井田地質(zhì)特征 3 1.2.1井田地質(zhì)概況 3 1.2.2地層 4 1.2.3水文地質(zhì) 5 1.2.4地質(zhì)勘探程度 7 1.3煤層特征 8 1.3.1煤層 8 1.3.2煤層頂、底板 8 1.3.3煤質(zhì) 9 1.3.4瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃 12 2 井田境界和儲(chǔ)量 14 2.1井田境界 14 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 14 2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) 14 2.2.2礦井地質(zhì)勘探 14 2.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 14 2.3礦井可采儲(chǔ)量 16 2.3.1 安全煤柱留設(shè)原則 17 2.3.2煤柱損失 17 2.3.2設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 18 2.4 礦井可采儲(chǔ)量 18 2.4.1 工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積 18 2.4.2 主要井巷保護(hù)煤柱煤量 19 2.4.3 礦井可采儲(chǔ)量 19 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 19 3.1礦井工作制度 20 3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 20 3.2.1確定依據(jù) 20 3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 20 3.2.3礦井服務(wù)年限 20 3.2.4 井型校核 20 4 井田開拓 21 4.1井田開拓的基本問題 22 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 22 4.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置 23 4.1.3開采水平的確定及帶區(qū)的劃分 24 4.1.4主要開拓巷道 24 4.1.5開拓方案比較 24 4.2礦井基本巷道 30 4.2.1井筒 31 4.2.2 開拓巷道 33 4.2.3井底車場(chǎng)及硐室 36 5 準(zhǔn)備方式—帶區(qū)準(zhǔn)備方式（前期） 38 5.1煤層地質(zhì)特征 39 5.1.1帶區(qū)位置 39 5.1.2帶區(qū)煤層特征 39 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 39 5.1.4水文地質(zhì) 39 5.1.5地質(zhì)構(gòu)造 39 5.1.6地表情況 39 5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 39 5.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 39 5.2.2帶區(qū)位置及范圍 40 5.2.3采煤方法的確定 40 5.2.4帶區(qū)巷道布置 40 5.2.5帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 41 5.2.6帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 42 5.2.7帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 42 5.3帶區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 44 6 采煤方法 44 6.1采煤工藝方式 45 6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 45 6.1.2 確定采煤工藝方式 45 6.1.3回采工作面參數(shù) 46 6.1.4回采工藝及工作面設(shè)備選型 46 6.1.5采煤工作面支護(hù)方式 50 6.1.6工作面端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式 52 6.1.7各工藝過程注意事項(xiàng) 53 6.1. 8回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 55 6.2回采巷道布置 56 6.2.1回采巷道布置方式 56 6.2.2回采巷道支護(hù)參數(shù) 57 7 井下運(yùn)輸 58 7.1概述 59 7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 59 7.1.2井下運(yùn)輸系統(tǒng) 59 7.1.3運(yùn)輸距離和運(yùn)載量 59 7.1.4井下運(yùn)輸系統(tǒng) 59 7.2煤炭運(yùn)輸方式和設(shè)備的選擇 60 7.2.1煤炭運(yùn)輸方式的選擇 60 7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型及能力驗(yàn)算 60 7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選型 62 7.3.1運(yùn)煤設(shè)備 62 7.3.2輔助運(yùn)輸設(shè)備選擇 63 8 礦井提升 64 8.1礦井提升概述 65 8.2主副井提升 65 8.2.1主井提升 65 8.2.2副井提升 67 9 礦井通風(fēng)與安全 68 9.1礦井概況、開拓方式及開采方法 69 9.1.1礦井地質(zhì)概況 69 9.1.2開拓方式 69 9.1.3開采方法 69 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫(kù) 69 9.1.5工作制、人數(shù) 69 9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 69 9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 69 9.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 70 9.2.3礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方式的選擇 70 9.2.4 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 71 9.2.5工作面通風(fēng)方式的選擇 72 9.3礦井風(fēng)量計(jì)算 72 9.3.1 工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 73 9.3.2 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 74 9.3.4 硐室需風(fēng)量 74 9.3.5 其它巷道所需風(fēng)量 75 9.3.6 礦井總風(fēng)量計(jì)算 75 9.3.7風(fēng)量分配 75 9.4 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 76 9.4.1 容易和困難時(shí)期礦井最大阻力路線確定 76 9.4.2礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 80 9.4.3礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 81 9.4.4礦井總風(fēng)阻和等積孔計(jì)算 81 9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 82 9.5.1選擇主要通風(fēng)機(jī) 82 9.5.2電動(dòng)機(jī)選型 84 9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施 85 9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 85 9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施 85 9.6.3防水措施 85 10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 87 參考文獻(xiàn) 88 致 謝 113 IV 1 礦井概況與地質(zhì)特征 1.1礦井概況 1.1.1地理位置與交通 司馬煤礦位于長(zhǎng)治縣境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬長(zhǎng)治縣蘇店鎮(zhèn)，北距長(zhǎng)治市14km，其地理位置為北緯36°04′07〃- 36°10′23〃，東經(jīng)113°00′33〃-113°05′30〃。礦界西北以太焦鐵路東側(cè)保安煤柱與南寨煤礦相望，南與經(jīng)坊煤礦為鄰，東部為3號(hào)煤層露頭線，西鄰目前在建的高河井田。礦界范圍為以下6點(diǎn)限定（3°帶，中央子午線114°） 表1.1 井田范圍 序號(hào) 經(jīng)度 緯度 序號(hào) 經(jīng)度 緯度 1 X＝4001840 Y＝38412869 2 X＝4001099 Y＝38417299 3 X＝3997000 Y＝38416000 4 X＝3995900 Y＝38414900 5 X＝3995900 Y＝38410750 6 X＝3999000 Y＝38410749 礦界范圍近一六邊形，長(zhǎng)寬各約6km，總面積29.494km2。 村莊多、人口密集，各種道路四通八達(dá)：太－焦鐵路從礦區(qū)西部邊緣通過，207國(guó)道從礦區(qū)內(nèi)南北穿過，西部的長(zhǎng)治-晉成高速公路已經(jīng)通車，區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)村間均有公路或大路相通，交通便利，如圖1.1。 根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本區(qū)位于地震烈度Ⅵ度區(qū)。 圖1.1 司馬礦井交通位置圖 1.1.2地形地貌 長(zhǎng)治地區(qū)位于山西省東南部，我國(guó)第二級(jí)地理臺(tái)階的東緣，屬黃土高原的一部分。本礦區(qū)位于山西高原東南部的長(zhǎng)治盆地內(nèi)，為平坦的盆內(nèi)平原地貌，區(qū)內(nèi)東部地勢(shì)高峻，區(qū)域中西部屬長(zhǎng)治盆地，多被切割成黃土丘陵和低山。 1.1.3水系水源條件 本礦區(qū)所處區(qū)域包括漳河流域、辛安泉域的廣大地區(qū)，區(qū)域內(nèi)主要河流是漳河，屬海河水系。本礦區(qū)內(nèi)無(wú)大的地表水體，僅在礦區(qū)中部有一條黑水河，為季節(jié)性河流，向北流長(zhǎng)12km 后匯入石子河，石子河也為季節(jié)性河流，最終匯入濁漳河南源。 1.1.4氣象及地震 本區(qū)屬半干旱半濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候，年平均降水量877.4mm，年最大降水量1518.6mm，年最小降水量為556.2mm，降水多集中于7、8、9三個(gè)月。多年平均蒸發(fā)量為1811.12mm，蒸發(fā)量大于降水量。每年七、八月最熱，一、二月最冷，最高氣溫為+ 41.5℃，最低氣溫為-23.4℃，年平均氣溫+14.4℃。夏季多東南風(fēng)，冬季多北、西北風(fēng)，多年平均風(fēng)速3.4m/s，最大風(fēng)速20m/s。冰凍期為每年11月初至翌年3月底，最大凍土深度為0.21m。 永城市屬郯城～廬江地震帶影響范圍，地震烈度小于6。據(jù)有關(guān)記載，公元925年以來，永城市東部安徽省境內(nèi)肖縣、宿縣一帶曾發(fā)生38次強(qiáng)烈地震。1668年山東郯城曾發(fā)生8.3級(jí)地震，永城市受到地震影響。 根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本區(qū)位于地震烈度Ⅵ度區(qū)。 1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 司馬礦井位于長(zhǎng)治縣。長(zhǎng)治市下轄十三個(gè)縣、區(qū)（長(zhǎng)治、潞城、屯留，長(zhǎng)子、壺關(guān)、平順、黎城、武鄉(xiāng)、襄垣、沁縣、沁源縣、城區(qū)、郊區(qū)）面積13896 km2，人口307.6萬(wàn)人。1998年，長(zhǎng)治市工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到275億元，糧食總產(chǎn)量149億kg，農(nóng)民人均純收入2100元，財(cái)政收入達(dá)到13.0億元。長(zhǎng)治縣總面積1029 km2，轄5鎮(zhèn)18鄉(xiāng)399個(gè)行政村，人口35萬(wàn)人，是全市最大的一個(gè)城郊縣，1998年，全縣工業(yè)總產(chǎn)值5.16億元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值2.98億元，主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)品為糧食（玉米、高粱、谷子，小麥和豆類等）、蔬菜、線麻、油料等，全縣工礦企業(yè)主要有煤礦、化工（化肥、橡膠）、建材（水泥、磚）、冶金和機(jī)械加工業(yè)。長(zhǎng)治縣國(guó)土面積483 km2，轄4鎮(zhèn)16鄉(xiāng)，254個(gè)行政村，人口31.7萬(wàn)人，2000年全縣工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到6.77億元，全縣建成了洗衣機(jī)廠、經(jīng)坊煤礦、鍋爐廠、起重設(shè)備廠、通用機(jī)械廠、金晶藥業(yè)公司等一批骨干企業(yè)，形成了煤炭、家電、機(jī)械制造、化輕四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到22.89億元，營(yíng)業(yè)收入達(dá)到15.86億元，為農(nóng)民提供人均收入1600元。 1.1.6 主要建筑材料供應(yīng)條件 本區(qū)有國(guó)內(nèi)大型煤炭工業(yè)基地潞安礦區(qū)，長(zhǎng)期以來形成了可靠的材料供應(yīng)來源，為礦井的建設(shè)提供了方便條件。 1.2井田地質(zhì)特征 1.2.1井田地質(zhì)概況 本區(qū)大地構(gòu)造位置處于我國(guó)東部新華夏構(gòu)造體系第三隆起帶的中段，亦即太行山隆起褶帶,該帶系一西緩東陡的大型復(fù)背斜隆起,北段逐漸往NE彎曲，南段往SW及至往西扭轉(zhuǎn)，總體延伸方向?yàn)镹20－30°E，它與其它隆起帶和沉降帶彼此平行,并呈雁行排列，作為分界構(gòu)造的晉獲褶斷帶位于沁水坳陷和太行山隆起帶之間。 礦區(qū)位于晉(城)-獲(鹿)褶斷帶南段的主要構(gòu)造形跡長(zhǎng)治大斷裂的西側(cè)，西臨武鄉(xiāng)-陽(yáng)城坳褶帶。區(qū)內(nèi)構(gòu)造受新華夏構(gòu)造體系的控制，其構(gòu)造形跡亦呈多字型排列規(guī)律，總體呈一走向NNE、傾向NW、傾角4°左右的單斜構(gòu)造，并伴有寬緩褶曲和少量斷裂，區(qū)內(nèi)無(wú)巖漿巖侵入。 區(qū)內(nèi)第四系松散層覆蓋較厚，很少基巖出露?，F(xiàn)根據(jù)以往鉆孔揭露和地震剖面控制的主要構(gòu)造分述如下： 1、褶曲 （1）信義村背斜 位于司馬、信義村一線，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約5.5km，走向南段N75°E，北段N55°E，由地震測(cè)線所控制，兩翼地層傾角4°。 （2）原家莊向斜 位于馮村東、原家莊一線，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約3.5km走向N55°－65°E，由地震測(cè)線所控制，兩翼地層傾角4°。 （3）蘇店背斜 位于西申家莊-林移西南一線，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約1.5km，走向NE，兩翼地層傾角3-4°。 2、斷層 礦區(qū)內(nèi)以往勘探中發(fā)現(xiàn)有落差不一的中型斷層1條，斷層為北東走向，具有一定的規(guī)律性。 安城正斷層 位于嶺上村、安城、寨子村一線，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約5.5km，與宋家莊正斷層走向一致，走向NE55°，傾向SE35°，傾角70°，落差北段50m，南段30m。有地震測(cè)線控制。 1.2.2地層 本礦區(qū)含煤地層為晚古生代石炭-二疊系，區(qū)內(nèi)除西部外緣零星出露P2s地層外，其余全部為第四系所覆蓋?，F(xiàn)依據(jù)鉆孔資料將各地層由老到新簡(jiǎn)述如下： 1、奧陶系中統(tǒng)(O2) 為煤系地層基底，鉆孔揭露厚度261.31m(2102號(hào)孔)。 （1）上馬家溝組(O2s) 揭露最大厚度70m左右，為灰色中厚層狀的石灰?guī)r，夾泥質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r。 （2）峰峰組(O2f) 據(jù)長(zhǎng)治詳查資料，厚161.82-200m,平均176.21m，主要由石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾石膏層組成。 2、石炭系（C） （1）中統(tǒng)本溪組(C2b) 與下伏奧陶系地層呈平行不整合接觸。厚3.20-29.60m，平均10.44m。主要為一套瀉湖––潮坪為主的灰-深灰色的泥巖、砂質(zhì)泥巖沉積，夾石灰?guī)r及薄煤層，底部含鐵鋁質(zhì)泥巖，含菱黃鐵礦結(jié)核和大量動(dòng)植物化石。 （2）上統(tǒng)太原組(C3t) 區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一，厚92.90-121.31m，平均104.74m，為一套海陸交互相沉積。主要由灰－深灰色砂巖、粉砂巖、泥巖、煤層及石灰?guī)r組成，層理構(gòu)造發(fā)育，動(dòng)植物化石豐富。按巖性組合特征劃分太原組可分為三段： 下段(C3t1)：從K1砂巖底-K2灰?guī)r底，平均厚度16.31m，以灰-灰黑色泥巖為主，夾鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r，局部夾粉砂巖，含煤2-3層，其中14、15號(hào)為可采煤層。 中段(C3t2)：由K2灰?guī)r底-K4灰?guī)r頂，平均厚34.88m，為深灰-灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，夾細(xì)粒砂巖和粉砂巖，有石灰?guī)r、泥灰?guī)r4-5層，含煤3層，均不可采。 上段(C3t3)：由K4灰?guī)r頂-K4灰?guī)r底，平均厚度53.45m，為深灰-灰黑色的泥巖、砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖及細(xì)粒砂巖，見石灰?guī)r或泥灰?guī)r2-3層，夾不穩(wěn)定的煤層5-7層，其中8-2、9為局部可采煤層。 3、二迭系(P) （1）山西組(P1s) 為礦區(qū)主要含煤地層之一，本組厚45.67-65.10m，平均57.36m。底部以K7砂巖與下伏地層呈整合接觸，由砂巖、粉砂巖、泥巖及煤層組成，中部為本區(qū)主要可采的3號(hào)煤層賦存部位。本組以色淺、含砂成分較高、交錯(cuò)層理發(fā)育、生物擾動(dòng)構(gòu)造多、植物化石豐富為特點(diǎn)。屬濱海三角州沉積。 （2）下石盒子組(P1x) K8砂巖底－K10砂巖底，厚43.07-75.64m，平均62.70m。以K8砂巖與下伏地層整合接觸。主要為淺灰色－深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰白色砂巖，頂部常含一較穩(wěn)定的帶紫斑的鮞粒鋁質(zhì)泥巖，俗稱“桃花泥巖”。 （3）上石盒子組(P2s) 區(qū)內(nèi)僅在西部零星出露，鉆孔最大揭露厚度290.58m，僅出現(xiàn)中段和下段，底部K10砂巖與下伏地層呈整合接觸。本組地層由灰綠、紫紅砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰白、黃綠色中粗粒砂巖組成。 4、第三系上新統(tǒng)(N2) 為一套山麓洪積相沉積，厚0－21.24m。為紫紅、褐紅、磚紅、棕黃及黃色粘土、亞粘土與砂互層，底部含礫石層。與下伏地層呈角度不整合接觸。 5、第四系(Q) 區(qū)內(nèi)廣泛分布，鉆孔最大揭露厚度198.95m，主要由亞砂土、亞粘土、粘土、砂組成，底部含礫石層。根據(jù)首采區(qū)地震資料，新生界厚度總體規(guī)律為東南部和西南部較薄，厚度變化范圍在125-140m之間，中部厚度一般在140-150m之間，西北部和東北部相對(duì)較厚，厚度變化在145-170m之間。 1.2.3水文地質(zhì) 礦區(qū)所處區(qū)域水文地質(zhì)單元包括漳河流域、辛安泉域的廣大地區(qū)。區(qū)域東部地勢(shì)高峻，出露一套碳酸鹽巖類地層，呈南北向長(zhǎng)條狀分布，含巖溶裂隙水，向西地勢(shì)逐漸降低。區(qū)域中西部屬長(zhǎng)治盆地，多被切割成黃土丘陵和低山。該盆地為新生代早期形成的斷陷盆地，新生界厚度達(dá)300多米，其間屬孔隙含水層，區(qū)內(nèi)尚有古生界碎屑巖類裂隙含水層，富水性弱。 區(qū)域內(nèi)主要河流是漳河，屬海河水系。本礦區(qū)內(nèi)無(wú)大的地表水體，僅在礦區(qū)中部有一條黑水河，為季節(jié)性河流，向北流長(zhǎng)12km 后匯入石子河，石子河也為季節(jié)性河流，最終匯入濁漳河南源。 1、區(qū)域主要含水層組 （1）松散巖類孔隙含水層組 主要由第三系、第四系松散沉積物亞砂土、砂、礫等組成，厚20－60m，大氣降水為主要補(bǔ)給來源，水位一般高出河流水位，向地表排泄，東部則通過長(zhǎng)治大斷裂向深部排泄。 （2）碎屑巖類裂隙含水層組 主要由二迭系碎屑巖組成。石盒子組單位涌水量0.0003-0.472l/s.m,屬弱含水層，山西組裂隙含水層單位涌水量0.0005-0.23l/s.m，含水層主要為風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙，屬弱含水層。該含水層地下水以水平運(yùn)移為主，徑流、排泄不明顯，與其它含水層水力聯(lián)系較弱。 （3）碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水層組 主要由上石炭統(tǒng)太原組砂巖、灰?guī)r的裂隙和巖溶等組成，為區(qū)域內(nèi)主要含水層組，其富水性取決于砂巖及巖溶裂隙發(fā)育程度，一般單位涌水量多在0.139L/s.m以下。 （4）碳酸鹽巖類含水層組 主要由寒武系至奧陶系的一套石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石組成，在東部山區(qū)大面積出露，是區(qū)域主要含水層組，其中奧陶系中統(tǒng)含水層組中鉆孔的單位涌水量為0.083-24.81L/s.m，其主要補(bǔ)給來源是大氣降水，孔隙水及地表水也是補(bǔ)給源之一。 太行山古老地質(zhì)體的隆起，使太古界變質(zhì)巖系和下寒武統(tǒng)泥巖高于區(qū)域地下水面，起著隔水屏障作用，區(qū)內(nèi)巖溶地下水分別由北向南、由北西向東南、由南向北向區(qū)域中東部的辛安泉排泄，泉口群出露標(biāo)高在643-615m間，平均泉水流量9-10m3/s。 2、區(qū)內(nèi)主要含水層組 （1）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組。 本礦區(qū)內(nèi)施工奧陶延深孔2個(gè)(1902、2102孔)，其中2102號(hào)孔奧灰揭露最大厚度261.31m。巖性上部為石灰?guī)r，中部為石灰?guī)r、角礫狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r，下部為白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r夾薄層石膏等，以石膏層底部作為O2f與O2s的分界。峰峰組厚約190m。 據(jù)詳查鉆孔的動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，因含水層溶隙、溶孔、溶洞等發(fā)育，鉆進(jìn)過程中沖洗液漏失嚴(yán)重，漏水段的標(biāo)高雖有所差異，但水位標(biāo)高幾乎保持在659.82-669.85m之間，說明該含水層水力聯(lián)系較好。 據(jù)區(qū)域301號(hào)孔抽水資料，涌水量16.20L/s，水位降深0.40m，單位涌水量40.50L/s.m，水位標(biāo)高663.34m，水質(zhì)屬HCO3－.SO42-––Ca2+.Mg2+型水。該含水層屬?gòu)?qiáng)富水性含水層。 （2）石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組 本含水層組主要由K2、K3、K4、K5、K6石灰?guī)r組成，平均厚20.10m，其中K2、K5巖溶裂隙較發(fā)育，其余均不發(fā)育。 據(jù)詳查施工的1304、3201孔抽水試驗(yàn)，均為抽干；蘇店精查施工的19-2號(hào)孔對(duì)該含水層組進(jìn)行抽水試驗(yàn)，單位涌水量為0.0036L/s.m，表明該含水層組地下水來源不暢，水力聯(lián)系差，屬弱富水性含水層組。水質(zhì)屬HCO3－.C1-––K+.Na +型水。 （3）二迭系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層組 該含水層組主要由K7砂巖及K砂巖組成，一般厚9.70m。巖性以中、細(xì)粒砂巖為主，裂隙局部發(fā)育，含水性不一。 詳查所施工的抽水孔1304、3201孔因水量小而抽干，據(jù)2102孔抽水結(jié)果，水位埋深72.78m，標(biāo)高876.10m，涌水量0.057L/s,水位降深30.64m，單位涌水量0.00186L/s.m，滲透系數(shù)0.0096m/d，水質(zhì)屬HCO3－.C1-–––Ca2+.Mg2+.Na +型水。該含水層屬弱富水性含水層。 （4）二迭系石盒子組砂巖裂隙含水層組 該含水層組主要由數(shù)層中、粗粒砂巖組成。裂隙雖較發(fā)育，但鉆進(jìn)中消耗量一般不大。3號(hào)煤層開采時(shí)形成的導(dǎo)水裂隙帶可達(dá)該含水層組底部，從而成為3號(hào)煤層的間接充水含水層。該含水層屬弱富水性含水層。 （5）基巖風(fēng)化帶裂隙含水層 為不同時(shí)代基巖與第四系接觸帶，巖性破碎，風(fēng)化裂隙發(fā)育，深度50m左右。本區(qū)內(nèi)19-2號(hào)孔對(duì)該含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，成果：水位埋深80.95m，標(biāo)高857.85m，涌水量0.260L/s,單位涌水量為0.0036L/s.m,滲透系數(shù)0.0068m/d,水位降深72.32m，水質(zhì)屬HCO3-.Cl-––K+.Na+型水，屬弱富水性含水層。 （6）第四系沖洪積孔隙含水層 本區(qū)幾乎全被第四系所覆蓋，厚36.1-198.95m。由砂、砂礫層組成。據(jù)詳查動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，大氣降水影響明顯。據(jù)南寨煤礦1、2號(hào)井筒檢查孔對(duì)第四系地層及民井抽水結(jié)果，單位涌水量0.02-0.17L/s.m，滲透系數(shù)0.02-0.06m/d.為弱富水性至中等富水性的含水層。 3、區(qū)內(nèi)主要隔水層 （1）石炭系中上統(tǒng)隔水層組 該隔水層組主要由本溪組、太原組一段泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖等組成，一般厚15m，主要阻隔下部奧陶系含水層與上部各含水層間的水力聯(lián)系。 （2）太原組上段隔水層組 該隔水層組主要由太原組上段泥巖、砂質(zhì)泥巖等組成，一般厚10m左右，主要阻隔太原組含水層與山西組含水層間的水力聯(lián)系。 （3）二迭系砂巖含水層層間隔水層 主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖組成，呈層狀分布于各含水層之間，形成平行復(fù)合結(jié)構(gòu)，阻隔各含水層間的垂向水力聯(lián)系。 4、井田涌水量 預(yù)測(cè)礦區(qū)在生產(chǎn)時(shí)，正常涌水量200m3/h，最大涌水量280 m3/h。 1.2.4地質(zhì)勘探程度 本區(qū)較系統(tǒng)的地質(zhì)工作始于1958年?，F(xiàn)將歷次地質(zhì)勘查工作內(nèi)容和質(zhì)量情況簡(jiǎn)述如下： 1958年4月-1959年1月，山西煤田地質(zhì)勘探114隊(duì)在進(jìn)行長(zhǎng)治南北普查時(shí)，在本礦區(qū)內(nèi)施工普查鉆孔7個(gè)，鉆探進(jìn)尺2630.65m，1959年12月提交了《沁水煤田長(zhǎng)治南北普查區(qū)地質(zhì)報(bào)告》，山西省煤管局地質(zhì)勘探局復(fù)審技術(shù)委員會(huì)于1962年8月28日以第002號(hào)決議書審批通過該《報(bào)告》。 1980年-1983年，先后由煤炭部第一勘探公司物測(cè)隊(duì)與144、148隊(duì)地震分隊(duì)合作在長(zhǎng)治普查區(qū)及長(zhǎng)治-長(zhǎng)子區(qū)分別進(jìn)行過地震的概、詳查工作，其中在本礦區(qū)內(nèi)施工地震測(cè)線17條，計(jì)測(cè)線長(zhǎng)57.3km，所獲資料基本控制了東部邊界3號(hào)煤層露頭，1985年12月提交了《長(zhǎng)子-長(zhǎng)治地震詳查報(bào)告》，煤炭部第一勘探公司于1986年8月以(87)煤勘字第12號(hào)文批準(zhǔn)，資料可靠，但地震點(diǎn)數(shù)量不詳，也無(wú)法評(píng)價(jià)其質(zhì)量。1982年10月-1986年12月，山西煤田地質(zhì)勘探114隊(duì)在長(zhǎng)治南詳查區(qū)施工時(shí)，在本礦區(qū)內(nèi)施工詳查鉆孔15個(gè)，鉆探進(jìn)尺6915.43m。1987年10月提交《長(zhǎng)治勘探區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告》，1988年2月10日山西省煤炭工業(yè)管理局以第8801號(hào)文批準(zhǔn)了該報(bào)告。1990年5月-1992年4月，山西省煤炭地質(zhì)勘探二隊(duì)在長(zhǎng)治蘇店井田精查勘探時(shí)，在本礦區(qū)內(nèi)施工鉆孔12個(gè)，鉆探進(jìn)尺4667.39m，1992年5月山西省煤炭地質(zhì)勘探一隊(duì)提交了《山西省長(zhǎng)治市蘇店煤礦精查地質(zhì)報(bào)告》，但未見其審查批準(zhǔn)書。 工程質(zhì)量 本報(bào)告利用鉆孔共計(jì)34個(gè)，分別按煤炭部78及86兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)級(jí)，可靠鉆孔27個(gè)（其中甲級(jí)孔14個(gè)、乙級(jí)孔11個(gè)、丙級(jí)孔2個(gè)），參考7個(gè)（1958年前后長(zhǎng)治南北普查期鉆孔）。測(cè)井質(zhì)量評(píng)級(jí)甲級(jí)孔23個(gè)，乙級(jí)孔4個(gè)，三個(gè)合格，三個(gè)參考，一個(gè)廢孔。 礦區(qū)范圍內(nèi)的34個(gè)鉆孔，奧陶系終孔的23個(gè)，本溪組終孔的4個(gè)；參考的7個(gè)鉆孔中在3號(hào)煤下終孔的3個(gè)，15號(hào)煤下終孔的1個(gè)，K4石灰?guī)r終孔的3個(gè)。 所利用的全部鉆孔除2102號(hào)孔外(3號(hào)底－15號(hào)未封閉),其余鉆孔均按要求自孔底向上封至3號(hào)煤層頂上15m，風(fēng)化帶自基巖下80m向上封閉20m，孔口封5米并埋石樁，各封閉段均采取樣品檢驗(yàn)合格。60年以前所施工的鉆孔，因資料殘缺，封孔質(zhì)量無(wú)法評(píng)價(jià)。 老窯和火區(qū)的分布 本礦區(qū)內(nèi)無(wú)生產(chǎn)煤礦和老窯，在礦界南有經(jīng)坊煤礦、西北有南寨煤礦。 經(jīng)坊煤礦：位于長(zhǎng)治縣韓店鎮(zhèn)黎嶺村，屬長(zhǎng)治縣縣營(yíng)。1986年開始建井，1997年投入生產(chǎn)，采用一對(duì)斜井開拓，開采山西組3號(hào)煤層，設(shè)計(jì)能力120萬(wàn)t/a，綜合機(jī)械化開采，當(dāng)前年產(chǎn)量為180萬(wàn)噸，日排水量1200－1500m3，相對(duì)瓦斯涌出量為1.91m3/t，屬低沼氣礦井。 南寨煤礦：位于長(zhǎng)治市區(qū)西郊的南寨村，現(xiàn)屬山西省煤炭進(jìn)出口總公司所轄，設(shè)計(jì)能力90萬(wàn)t，采用一對(duì)立井開拓，用綜采和炮采相結(jié)合的方法開采山西組3號(hào)煤層，現(xiàn)年產(chǎn)量180萬(wàn)t，為低瓦斯礦井。 本礦區(qū)西側(cè)的高河井田也為潞安礦業(yè)集團(tuán)規(guī)劃礦井，目前勘探工作已完畢，正在籌劃建井，預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)能力在800萬(wàn)噸左右。 經(jīng)過以往多次地質(zhì)勘查和本次建井施工，在礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有火區(qū)存在。 1.3煤層特征 1.3.1煤層 本區(qū)內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組，含煤6-14層，含煤地層平均總厚162.10m，煤層平均總厚15.96m，含煤系數(shù)平均9.85%?？刹擅簩悠骄偤?5.03m，可采含煤系數(shù)9.3%。煤層特征見表1.1。 1、山西組 為主要含煤地層之一，地層總厚45.67-65.10m，平均57.36m，一般含煤1-3層，煤層平均總厚6.72m，含煤系數(shù)11.5%。主要可采煤層3號(hào)煤層位于本組中下部，其余煤層為極不穩(wěn)定的薄煤層，不具工業(yè)開采價(jià)值。 2、太原組 主要含煤地層之一，地層總厚92.90-121.31m，平均104.74m。含煤5-11層，自上而下編號(hào)為5、7、8-2、9、11、12、13、14、15號(hào)煤層，煤層平均總厚度9.32m，平均含煤系數(shù)8.9%，可采煤層平均總厚8.31m，可采含煤系數(shù)為7.9%。其中9、14、15、8-2號(hào)煤層較穩(wěn)定大部分可采，其余煤層為零星或不可采。 1.3.2煤層頂、底板 煤層頂板一般為泥巖1.1～5.77 MPa、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖0.50～4.8 MPa、泥巖0.57～2.1 MPa?？梢娚百|(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖的強(qiáng)度指標(biāo)較高，泥巖強(qiáng)度偏低。 表1.1 煤層特征表 煤層號(hào) 煤厚m 平均間距 層位穩(wěn)定性 煤層穩(wěn)定性 可采性 1 0-0.50/0.16 8.95 極不穩(wěn)定 極不穩(wěn)定 不可采 2 0-0.60/0.04 極不穩(wěn)定 極不穩(wěn)定 不可采 20.65 3 5.97-7.33/6.62 穩(wěn)定 穩(wěn)定 可采 21.87 5 0-1.25/0.11 不穩(wěn)定 不穩(wěn)定 不可采 11.45 7 0-1.65/0.39 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定 不可采 18.26 8-2 0.45-1.78/1.31 穩(wěn)定 較穩(wěn)定 大部可采 11.38 9 2.06-5.78/4.46 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 不可采 7.24 11 0-0.50/0.31 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定 不可采 6.70 12 0.16-1.45/0.55 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 不可采 5.94 13 0-0.78/0.39 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定 不可采 16.43 14 0-1.59/0.90 不穩(wěn)定 較穩(wěn)定 不可采 4.74 15 1.08-6.70/4.64 不穩(wěn)定 不穩(wěn)定 不可采 備注：層位穩(wěn)定性：穩(wěn)定>90%；較穩(wěn)定：90-60%；不穩(wěn)定：60-30%；極不穩(wěn)定：<30% 煤層穩(wěn)定性：穩(wěn)定<0.25；較穩(wěn)定0.25-0.50；不穩(wěn)定0.50-0.75；極不穩(wěn)定>0.75 井田內(nèi)大部分區(qū)段二2煤頂板巖石力學(xué)強(qiáng)度較高，完整性較好，屬易于管理的頂、底板。在斷層發(fā)育處，巖石原生結(jié)構(gòu)遭到破壞，裂隙較發(fā)育，強(qiáng)度降低容易造成冒頂及片幫，需在采掘生產(chǎn)中加以注意。 1.3.3煤質(zhì) 1、煤的物理性質(zhì)和宏觀煤巖特征 （1）3號(hào)煤層：灰黑––黑色，塊狀為主，玻璃光澤，亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條帶，屬半光亮型煤。 （2）8-2號(hào)煤層：黑色，半光亮-光亮型塊狀-粉狀，玻璃光澤。 （3）9號(hào)煤層：黑色，半光亮型，塊狀-粉狀，玻璃光澤，含黃鐵礦結(jié)核。 （4）14號(hào)煤層：黑色、半光亮型，粉狀-塊狀，玻璃光澤，具條帶狀結(jié)構(gòu)。 （5）15號(hào)煤層：黑色，半光亮型，塊狀-粉狀，玻璃光澤，含黃鐵礦結(jié)核及散晶。 2、顯微煤巖特征 （1）3號(hào)煤層：鏡質(zhì)組在72.1-73.9%之間，半鏡質(zhì)組4.9-6.2%之間，絲質(zhì)組21.2-21.7%之間。鏡質(zhì)組多為均質(zhì)、基質(zhì)、團(tuán)塊狀鏡質(zhì)組，礦物含量不多，主要以粘土類(2.7-7.3%)為主。 （2）15號(hào)煤層：鏡質(zhì)組為85.0%；半鏡質(zhì)組為2.7%，絲質(zhì)組為12.3%。 鏡質(zhì)組以均質(zhì)鏡質(zhì)體和基質(zhì)鏡質(zhì)體為主，結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體少見。半鏡體多于團(tuán)塊體。 礦物含量為4.6%，以粘土類為主，其次為黃鐵礦。粘土多為層狀或透鏡狀分布于有機(jī)質(zhì)中。黃鐵礦為顆粒狀或結(jié)核狀，其它成分較少。 3、煤的化學(xué)性質(zhì) （1）水分（Mad） 可采煤層原煤平均分析基水分為：3號(hào)煤煤層0.53～16.30%,平均1.74%；8-2號(hào)煤層0.62～5.14%，平均1.62%；9號(hào)煤層0.54～5.45%，平均1.60%；14號(hào)煤層0.48~3.13%，平均1.62%；15號(hào)煤層0.36~3.20%，平均1.17%。 （2）灰分（Ad） 可采煤層原煤平均干燥基灰分為：3號(hào)煤煤層10.22～37.49%,平均15.66%；8-2號(hào)煤層14.59～39.35%，平均23.51%；9號(hào)煤層14.17～29.52%，平均19.27%；14號(hào)煤層7.39~24.42%，平均13.88%；15號(hào)煤層12.44~35.11%，平均23.42%。 （3）全硫（St.d） 3號(hào)煤煤層0.21～0.62%,平均0.37%；8-2號(hào)煤層0.62～3.74%，平均1.73%；9號(hào)煤層1.31～3.81%，平均2.04%；14號(hào)煤層2.14~7.71%，平均3.66%；15號(hào)煤層3.92~7.74%，平均5.46%。 （4）揮發(fā)分（Vdaf） 原煤揮發(fā)分其變化與煤中礦物質(zhì)含量變化密切相關(guān)。3號(hào)煤煤層14.75～21.44%,平均16.20%；8-2號(hào)煤層17.25～24.88%，平均18.02%；9號(hào)煤層14.77～19.84%，平均16.60%；14號(hào)煤層13.09~23.02%，平均15.34%；15號(hào)煤層14.50~21.32%，平均17.44%。 4、煤中的有害元素 （1）磷：各煤層的磷含量在0.01%以下，屬特低磷煤層。 （2）砷：砷的含量很低，一般為2～4 mg/kg，為一級(jí)含砷煤。 （3）氯：氯的含量很低，0.008%以下。 （4）氟：二2煤一般為30～40 mg/kg。 （5）鉻：二2煤一般為13～20 mg/kg。 （6）汞：汞的含量0.2～0.4 mg/kg。 （7）硒：硒的含量一般為1～2 mg/kg，極個(gè)別點(diǎn)在3～5 mg/kg。 （8）鉛：二2煤一般為10～15 mg/kg。 5、煤的工藝性能 （1）元素分析 各煤層原煤干燥無(wú)灰基碳的含量89.43～93.52%，含量較穩(wěn)定，氮的含量為1.0～1.4%，氧、硫之和含量2～3%。 （2）發(fā)熱量（Qnet.v.d） 二2貧煤原煤發(fā)熱量27.54～29.68MJ/Kg，平均28.47 MJ/Kg；無(wú)煙煤原煤發(fā)熱量28.76～29.43MJ/Kg，平均29.10MJ/Kg。天然焦原煤發(fā)熱量一般為18.14～26.34MJ/Kg，平均22.70MJ/Kg。 （3）簡(jiǎn)易可選性 本區(qū)內(nèi)僅在19-2孔采取了3、15號(hào)煤層的煤芯煤樣做簡(jiǎn)易可選性試驗(yàn) ①.3號(hào)煤層： 采用±0.1含量法評(píng)價(jià)。以經(jīng)紡煤礦3號(hào)煤層為例，假定精煤灰分為10％，理論分選比重為1.48，理論精回收率為87.5%，±0.1含量為28.4%(已扣除沉矸)，可選性屬中等，假定精煤灰分為10.5%時(shí)，理論分選比重為1.51，理論精煤回收率為90.5%，±0.1含量為18.0%(已扣除沉矸)，可選性屬易選。 ②.15號(hào)煤層 采用±0.1含量法評(píng)價(jià)。以2109號(hào)孔15號(hào)煤層為例，假定精煤灰分為10％，理論分選比重為1.46，理論精回收率為49.5%，±0.1含量為47.1%(已扣除沉矸)，可選性屬極難選，假定精煤灰分為11%時(shí)，理論分選比重為1.51，理論精煤回收率為55.5%，±0.1含量為30.9%(已扣除沉矸)，可選性屬難選。 （4）其它工藝性能 熱穩(wěn)定性：經(jīng)相鄰區(qū)的1105、1311、2704孔3號(hào)煤取樣測(cè)試，結(jié)果為粘結(jié)。 煤的化學(xué)反應(yīng)性：22-2孔采取3、15號(hào)煤樣進(jìn)行煤的化學(xué)反應(yīng)性的測(cè)定：1100℃時(shí)，3號(hào)煤層二氧化碳還原率為39.3%，二氧化碳分解率為42.8%，反應(yīng)性屬中等。15號(hào)煤層二氧化碳還原率為62.6%，二氧化碳分解率為22.7%，反應(yīng)性亦屬中等。 可磨性：據(jù)1705、2103、2105、2504號(hào)孔采樣測(cè)試，3號(hào)煤層的哈氏可磨性指數(shù)(KHG)96－103，15號(hào)煤層的哈氏可磨性指數(shù)(KHG)83－101。 結(jié)渣性：據(jù)《長(zhǎng)治勘探區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告》3、15號(hào)煤層取樣測(cè)試，3號(hào)層鼓風(fēng)強(qiáng)度0.1米/秒時(shí)，結(jié)渣率為16.49-31.97%；鼓風(fēng)強(qiáng)度0.3米/秒時(shí)，結(jié)渣率為17.89-43.36%，可見3號(hào)煤層屬中等結(jié)渣煤。15號(hào)層鼓風(fēng)強(qiáng)度0.1米/秒時(shí)，結(jié)渣率為40.18-51.24%；鼓風(fēng)強(qiáng)度0.3米/秒時(shí)，結(jié)渣率為61.49-77.75%，15號(hào)煤層屬?gòu)?qiáng)結(jié)渣煤。 6、煤類劃分 本礦區(qū)煤類劃分按《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB5751－86)進(jìn)行。以精煤揮發(fā)分產(chǎn)率(900℃Vdaf)和粘結(jié)指數(shù)(GR,I)為主要分類指標(biāo)。將本區(qū)各煤層煤類劃分如下： （1）3號(hào)煤層：洗煤揮發(fā)分(Vdaf)為13.78-15.83%，平均14.78%；粘結(jié)指數(shù)(GR,I)9.0-49.57，平均17.0，可劃分為瘦煤(SM)、貧瘦煤(PS)。 （2）8-2號(hào)煤層：洗煤揮發(fā)分(Vdaf)13.74-17.90%，平均15.68%；粘結(jié)指數(shù)(GR,I)7.5-45.0，平均15.70，劃分為瘦煤(SM)、貧瘦煤(PS)。 （3）9號(hào)煤層：洗煤揮發(fā)分(Vdaf)14.41-17.21%，平均15.75%；粘結(jié)指數(shù)(GR,I)2.0-19.0，平均8.7，劃分為貧瘦煤(PS)、貧煤(PM)。 （4）14號(hào)煤層：洗煤揮發(fā)分(Vdaf)12.08-14.80%，平均13.40%；粘結(jié)指數(shù)(GR,I)0.0-17.0，平均1.1，劃分為貧瘦煤(PS)、貧煤(PM)。 （5）15號(hào)煤層：洗煤揮發(fā)分(Vdaf)12.32-18.07%，平均14.12%；粘結(jié)指數(shù)(GR,I)0.0-11.8，平均4.1，劃分為貧瘦煤(PS)、貧煤(PM)。 7、煤的工業(yè)利用途徑 3號(hào)煤層為特低灰-低中灰，特低硫，高發(fā)熱量，高熔灰分之瘦煤和貧瘦煤，可用作煉焦配煤和發(fā)電用煤、民用煤；8-2號(hào)煤層為低灰-中灰，低硫-高硫，高發(fā)熱量，高熔灰分瘦煤和貧瘦煤，洗選后可用作煉焦配煤和動(dòng)力用煤、民用煤；9號(hào)煤層為中低灰-中灰，低中硫-高硫，高發(fā)熱量，高熔灰分之貧煤和貧瘦煤。洗選后可作為煉焦配煤、民用煤和動(dòng)力用煤；14號(hào)煤層為草藥低灰-中灰，高硫，高發(fā)熱量，低熔灰分之貧煤和貧瘦煤，可用作動(dòng)力用煤、民用煤；15號(hào)煤層為中低灰-中高灰，高硫，高發(fā)熱量，高熔灰分之貧煤和貧瘦煤，可用作民用煤和動(dòng)力用煤。 1.3.4瓦斯、煤塵爆炸及煤的自燃 1、瓦斯 據(jù)經(jīng)坊煤礦瓦斯資料：瓦斯成份主要為甲烷和二氧化碳，瓦斯相對(duì)涌出量4.73-8.57m3/t,平均6.77m3/t，屬低瓦斯礦井。據(jù)南寨煤礦瓦斯資料：瓦斯成份主要為甲烷、次為二氧化碳及氮?dú)?，瓦斯相?duì)涌出量為1.19m3/t,屬低沼氣礦井。 礦區(qū)內(nèi)以往勘探采用解吸法共采3、15號(hào)煤層瓦斯煤樣14個(gè)，其中15號(hào)煤層瓦斯樣8個(gè)，其測(cè)試結(jié)果表1.2。 表1.2 3號(hào)煤層甲烷含量、瓦斯成份測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 煤層號(hào) (點(diǎn)數(shù)) 甲烷含量 ml/g.daf 自燃瓦斯成份% CH2 CO2 N2 C2-C8 3 (6) 0.004-6.10 1.83 0.15-97.77 38.03 0.79-12.85 6.31 1.35-96.35 54.05 0.000-9.62 1.95 本礦區(qū)內(nèi)3號(hào)煤層甲烷含量的分布具東低西高的特點(diǎn)，東部存在大片瓦斯風(fēng)化區(qū)，往西隨煤層埋藏深度增加，甲烷含量也明顯增高，今后開采煤層深部時(shí)瓦斯將是影響礦井安全的一個(gè)危害因素，目前礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為1.74m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為0.67m3/t。 2、煤塵爆炸與煤的自燃 據(jù)區(qū)內(nèi)部分勘探鉆孔及鄰近的22-1孔采樣作3、8-2、9、15號(hào)煤層爆炸性試驗(yàn)，結(jié)果見表1.3： 表1.3 煤塵爆炸試驗(yàn)結(jié)果表 采樣位置 煤 層 號(hào) Mad (%) Ad (%) Vdaf (%) 煤塵爆炸 備 注 火焰長(zhǎng)度 (mm) 加巖粉量 (%) 有無(wú)爆炸 性 22-1 3 1.34 14.95 16.87 25 55 有 試驗(yàn)結(jié)果由山西煤田地質(zhì)研究所提供 22-2 3 0.91 12.67 16.96 30 60 有 22-1 8-2 0.79 14.60 16.29 15 55 有 22-1 9 0.58 17.01 16.26 20 60 有 22-1 15 0.64 20.06 16.81 15 55 有 22-2 15 0.66 25.68 17.62 15 40 有 1704 3 20 55 有 1704 15 20 55 有 從表中可以看出3、8-2、9、15號(hào)煤層均屬有爆炸危險(xiǎn)性，井下應(yīng)作好防塵除塵工作。 據(jù)區(qū)內(nèi)部分鉆孔及鄰近22-1孔采樣作3、8-2、9、15號(hào)煤層煤的自燃趨勢(shì)試驗(yàn)見表1.4。 表1.4 煤的燃點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表 采樣位置 煤層號(hào) 燃 點(diǎn)（℃） 備 注 原煤樣 氧化 還原 22-1 3 408 400 414 由山西煤田地質(zhì)研究所測(cè)試 22-2 3 404 398 411 22-1 8-2 408 371 413 22-1 9 409 369 415 22-2 15 415 391 427 1704 3 379 376 380 1704 15 377 379 393 根據(jù)《煤的自燃傾向性等級(jí)分類表》，3號(hào)煤層的ΔT1-3為4-14℃，屬不自燃煤層；8-2號(hào)煤層ΔT1-3為42℃，屬很易自燃煤層；9號(hào)煤層ΔT1-3為46℃，也屬很易自燃煤層；15號(hào)煤層ΔT1-3為14-36℃，屬不自燃-不易自燃煤層。 3、地溫 以往有13個(gè)鉆孔進(jìn)行了簡(jiǎn)易測(cè)溫，根據(jù)測(cè)溫資料結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，區(qū)內(nèi)恒溫帶深度在20－40m，溫度為14.7℃,地溫梯度變化在1.15-1.45℃/100米之間，因此屬地溫正常區(qū)。 2 井田境界和儲(chǔ)量 2.1井田境界 司馬井田范圍為：北以太焦線鐵路東側(cè)保安煤柱線為界（與南寨煤礦相望），南與經(jīng)坊煤礦為鄰，東為3號(hào)煤層露頭線，西鄰高河井田，各拐點(diǎn)的經(jīng)緯坐標(biāo)見表2.1。 表2.1 井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表 點(diǎn)號(hào) 緯度（X） 經(jīng)度（Y） 點(diǎn)號(hào) 緯度（X） 經(jīng)度（Y） 1 4001840 38412869 4 3995900 38414900 2 4001099 38417299 5 3995900 38410750 3 3997000 38416000 6 3999000 38410749 自1988年開始，先后有幾家煤田地質(zhì)隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)工作，1988年地質(zhì)部山西辦事處114地質(zhì)隊(duì)進(jìn)行過普查，提交《山西省長(zhǎng)治勘探區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告》經(jīng)山西煤炭工業(yè)管理局1988年第8801號(hào)文審批。華井田南北長(zhǎng)3.33—7.34km，東西寬5.83—7.33km，面積44.11km2。 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) （1）根據(jù)本礦的井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算； （2）根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》和《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》規(guī)定：煤層最低可采厚度為0.70m，原煤灰分≤40%； （3）依據(jù)國(guó)務(wù)院過函（1998）5號(hào)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(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量； （4）儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05m時(shí)，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(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)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。 2.2.2礦井地質(zhì)勘探 井田西部、東部鉆孔分布均勻，地質(zhì)勘探類型為精查，北部鉆孔分布均勻，為詳細(xì)勘探區(qū)，南部的東半部份鉆孔較少，為普查區(qū)。井田內(nèi)西部以及斷層北部大部分屬111b級(jí)儲(chǔ)量，斷層附近及露頭附近屬122b級(jí)儲(chǔ)量，其它區(qū)域?yàn)?33級(jí)儲(chǔ)量。高級(jí)儲(chǔ)量占94.25%，符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 3煤層最小可采厚度為5.9m，最大可采厚度為6.80 m，平均6.62m。 煤層內(nèi)傾角為3°~7°，褶曲與斷層均較發(fā)育，無(wú)巖漿活動(dòng)，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。 2.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲(chǔ)量。煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。塊段劃分如圖2.1所示。 圖2.1 塊段劃分圖 塊段1的水平面積為8.262Km2，傾角為5.26°，3#煤的平均厚度分別為6.62m； 塊段2的水平面積為3.681Km2，傾角為1.98°，3#煤的平均厚度分別為6.62m； 塊段3的水平面積為4.572Km2，傾角為2.85°，3#煤的平均厚度分別為6.62m； 塊段4的水平面積為7.392Km2，傾角為3.57°，3#煤的平均厚度分別為6.62m； 塊段5的水平面積為11.771Km2，傾角為2.86°，3#煤的平均厚度分別為6.62m。 根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，3#煤的容重為1.37t/m3。 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量利用式(2-1)計(jì)算： （2-1） 式中：——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； ——各塊段煤層平均厚度，m ——煤層容重，t/m3； ——各塊段水平面積，Km2； ——各塊段煤層傾角，°； 把各塊段的數(shù)值代入上式進(jìn)行計(jì)算得： 則礦井地質(zhì)儲(chǔ)量： 表2.1 井田塊段儲(chǔ)量 煤層 塊段 傾角/(°) 塊段面積/km2 煤厚/m 容重/t/m3 煤層總儲(chǔ)量/Mt 3# 1 5.26 8.262 6.62 1.37 324.18 2 1.98 3.681 6.62 1.37 3 2.85 4.572 6.62 1.37 4 3.57 7.392 6.62 1.37 5 2.86 11.771 6.62 1.37 在礦井地質(zhì)儲(chǔ)量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推斷的。 根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦工業(yè)儲(chǔ)量由下式計(jì)算。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用式（2-2）計(jì)算： （2-2） 式中：——礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量； ——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； ——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； ——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； ——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； ——推斷的資源量； ——可信度系數(shù)，取0.7-0.9。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井，取0.7。該式取0.8。 Z111b=324.18×60%×70%=136.156Mt Z122b=324.18×30%×70%=68.0778 Mt Z2M11=324.18×60%×30%=58.3524Mt Z2M22=324.18×30%×30%=29.1762Mt Z333k=324.18×10%×0.8=25.9344Mt 將上述數(shù)據(jù)代入式（2-2）得礦井工業(yè)儲(chǔ)量 =136.156+68.0778 +58.3524+29.1762+25.9344 =317.697 Mt 2.3礦井可采儲(chǔ)量 2.3.1 安全煤柱留設(shè)原則 （1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 （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(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為75°，表土層移動(dòng)角為45°。 （3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地20m，村莊10m，其他15m。 （4）斷層煤柱寬度20m（斷層落差大于20～30m時(shí)，應(yīng)考慮到沿?cái)鄬用婊频目赡苄裕m當(dāng)加大煤柱尺寸，使斷層兩翼均包括在保護(hù)煤柱范圍之內(nèi)），井田境界煤柱寬度20m。 （5）工業(yè)場(chǎng)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》中的第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見表2.1： 表2.2 工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo) 井型（Mt/a） 占地面積指標(biāo)（ha/0.1Mt） 2.4及以上 1.0 1.2—1.8 1.2 0.45—0.9 1.5 0.09—0.3 1.8 2.3.2煤柱損失 永久煤柱損失量： （1）井田邊界煤柱 可按下式計(jì)算： （2-3） 式中：——邊界煤柱損失量，t ——邊界長(zhǎng)度，m ——邊界寬度，斷層邊界50m，人為邊界20m ——煤的容重 ——煤層的厚度 ——煤層的平均傾角，取4.15° 則井田的邊界煤柱損失量為： =406. 74萬(wàn)t =4.06Mt （2）斷層保護(hù)煤柱 井田內(nèi)有一條落差大于5m的斷層，由于礦井涌水量小，瓦斯涌出量低，因此斷層保護(hù)煤柱按50m留設(shè)，即斷層兩側(cè)各留50m保護(hù)煤柱。 斷層保護(hù)煤柱損失量為： =449.61萬(wàn)t =4.496Mt （3）防水煤柱 由于煤層頂?shù)装鍫顟B(tài)較好，致密性好，井田內(nèi)又無(wú)較大水系，區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下各含水層發(fā)生水力聯(lián)系，并且各含水層之間均有一定厚度的隔水巖層。含水層水位各不相同，說明其無(wú)水力聯(lián)系。因此，無(wú)需留設(shè)防水煤柱。 井田保護(hù)煤柱損失量見下表2.3 表2.3 保護(hù)煤柱損失量 煤柱類型 損失量（萬(wàn)t） 井田邊界保護(hù)煤柱 406.74 斷層及防水保護(hù)煤柱 449.61 合計(jì) 856.35 綜合以上計(jì)算，井田保護(hù)煤柱損失量：P1=856.35萬(wàn)t=8.564Mt 2.3.2設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量按下式計(jì)算： （2-4） 式中：——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，Mt ——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt ——煤柱損失量，Mt 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量： 2.4 礦井可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率后得到的儲(chǔ)量。 2.4.1 工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積 礦井井型設(shè)計(jì)為2.4Mt/a，因此按表2.2可以確定本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)廣場(chǎng)面積為24公頃=2.4×105m2。故設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為400×600m的矩形，面積為2.4×105m2。 工業(yè)廣場(chǎng)位置處得煤層平均傾角為2°，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處于井田儲(chǔ)量中央偏于煤層中下部，該處表土層厚度為162m。主井、副井、地面建筑物均在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)?！督ㄖ?、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》第十四條和第十七條規(guī)定工業(yè)廣場(chǎng)屬于Ⅱ級(jí)保護(hù)，需要留設(shè)20m寬的圍護(hù)帶。 本礦井的地質(zhì)條件及沖擊