【正文】 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 1 第一章 礦井概況 井田地質(zhì)特征 兼并重組整合后的 XXXX 煤業(yè)有限公司位于山陰縣城西北，直線距離32km 處 XXXX 鎮(zhèn)史家屯村東附近，行政區(qū)劃屬于 XXXX 鎮(zhèn)管轄。其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 112176。 33′ 14″～ 112176。 34′ 53″，北緯 39176。 40′ 30″～ 39176。 42′23″。 該礦位于山陰縣城西北，東距北同蒲及大運(yùn)公路直線距離 32km，東南距 XXXX 鎮(zhèn) 5km，史家屯至 XXXX 鎮(zhèn)柏油路從井田內(nèi)通過(guò)，交通較為便利。附 圖 1— 1， 礦井 地理位置圖 。 井田位于山西北部洪濤山北翼的丘陵地帶，地勢(shì)高低起伏，溝谷發(fā)育，總觀全區(qū) 中部高南北低，最高點(diǎn)位于井田中部史家屯梁上，海拔 ，最低點(diǎn)位于井田東南部溝谷中，海拔 ，相對(duì)高差 ,屬低山丘陵區(qū)。 井田范圍內(nèi)無(wú)村莊。 本區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，春季干旱多風(fēng)沙，冬季長(zhǎng)而寒冷，夏季甚短，降雨多集中在夏末秋初，全年氣溫變化劇烈。據(jù)山陰縣氣象站資料年平均溫度 ℃，年平均最低氣溫 ℃，年平均最高氣溫為 ℃，極端最高氣溫℃（ 1982 年 5 月 25 日），極端最低氣溫 ℃（ 1985 年 12 月 8 日），年平均最大降水量 ，年平均最大 蒸發(fā)量 ，年蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量。全年無(wú)霜期約 150d，冬季最大凍土層厚度 。春秋兩季多風(fēng)，一般為西南風(fēng)和西北風(fēng)，最大風(fēng)速可達(dá) 。 根據(jù)中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn) GB18306—2021《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》，井田所屬地區(qū)的地震設(shè)防烈度為 VII 度，地震動(dòng)峰值加速度為 。 該區(qū)位于大同向斜南部 邊 緣， 本井田地質(zhì)構(gòu)造總體為一寬緩的褶曲結(jié)構(gòu)，井田北部發(fā)育 S1 背斜，軸位于井田北中部，軸向 NNWNNE,井田內(nèi)延太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 2 伸長(zhǎng)度 1800m 左右；井田西部發(fā)育 S2 向斜，軸向 NNWNNE,井田內(nèi) 延伸長(zhǎng)度 1000m 左右；井田南部發(fā)育 S3 向斜，軸位于井田西南部，軸向 NNWSW,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 1300m 左右 。地層傾角 2176。～ 8176。 井田的勘探程度： 2021 年 12 月，山西地寶能源有限公司提交了《 XXXX煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》， 2021 年 X 月 X 日 , 山西省煤炭工業(yè)局晉煤規(guī)發(fā) (2021)X 號(hào)文予以批復(fù)。井田內(nèi) 11 號(hào)煤層地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層厚度平均 ，按照國(guó)土資源部頒發(fā)的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T02152021)規(guī)定，勘查類型為一類二型，井田勘查基本上達(dá)到探明程度。 煤層的埋藏特征 一、煤層埋藏條件 本區(qū)煤層埋藏較淺，風(fēng)氧化侵蝕較嚴(yán)重， 9 號(hào)煤層井田南部據(jù)鉆孔資料均發(fā)現(xiàn)有煤層風(fēng)氧化現(xiàn)象。 11 號(hào)煤層未發(fā)現(xiàn)風(fēng)氧化現(xiàn)象。 二、可采煤層特征 本井田含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。主要含煤地層為太原組，含有 1 12 號(hào)煤層，其中 11 號(hào)煤層為全井田穩(wěn)定發(fā)育可采， 12 號(hào)為不穩(wěn)定零星可采，煤層厚度平均 ，地層平均厚度為 ，含煤系數(shù)為 %，可采煤層厚度平均 ，可采煤層含煤系數(shù) %，山西組厚度平均 ，含 3 32號(hào)薄煤層，煤層平均厚度 ，含煤系數(shù)為 %。 本井田主要可采煤層為 11 號(hào)煤層（井田批準(zhǔn)開采 11 號(hào)煤層），現(xiàn)分述如下： 1)4 號(hào)煤層 位于太原組上部，上距 K3砂礫巖平均 。煤層厚度 ～ ，平均 ，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含 0～ 4 層夾矸，夾矸厚度 ～ 。本井田北太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 3 部 9 號(hào)煤層合并為一層（按 9 號(hào)煤層），南部分叉為 9 號(hào)煤層，煤層厚度較厚，為分叉區(qū)內(nèi)穩(wěn)定可采煤層。井田南部已基本采空。頂板以炭 質(zhì)泥巖為主；底板以粉砂巖為主。 2)9 號(hào)煤層 位于太原組中下部，上距 4 號(hào)煤層 0～ ，平均 。煤層厚度～ ，平均 ，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最多含 5 層夾矸，井田北部和 4 號(hào)煤層合并，井田西部外 4 54 號(hào)鉆孔又分為 9 號(hào)煤層。合并區(qū)厚度 ～，平均 ；井田南部分叉， 9號(hào)煤層厚度 ～ ，平均 。為井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層。煤層頂板粉砂巖為主；底板粉砂巖為主。 3)11 號(hào)煤層 位于太原組下部，上距 9 號(hào)煤層 ～ ，平均 ，煤層厚度～ ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含 0～ 2 層夾矸，為井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層。煤層頂板粉砂巖為主；底板粉砂巖為主。 可采煤層特征表見表 11。 表 1— 1 可采煤層基本情況一覽表 含煤地層 煤層號(hào) 煤層厚度 煤層間距 煤層結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 可采性 容重(t/m3) 頂?shù)装鍘r性 最小 最大 平均 (m) 最小 最大 平均 (m) 頂板 底板 太原組 4 12 復(fù)雜 穩(wěn)定 分叉區(qū)可采 炭 質(zhì)泥巖 粉砂巖 9 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采 粉砂 巖 粉砂巖 11 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 全區(qū)可采 粉砂巖 粉砂巖 三、煤層圍巖性質(zhì) 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 4 該井田開采 9 號(hào)煤層， 9 號(hào)煤層直接頂為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，厚度平均 ；老頂為粉～粗砂巖，厚度較大，質(zhì)硬，偽頂為 0～ 泥巖；底板為砂質(zhì)泥巖，厚度變化不大。為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)煤層的頂?shù)装辶W(xué)性質(zhì)，本次工作搜集了米莊窩煤礦 4 號(hào)煤層頂板粉砂 巖巖樣的力學(xué)試驗(yàn)資料（委托山西煤田地質(zhì)局試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)）。現(xiàn)分述如下： 4 號(hào)煤層為泥巖，質(zhì)軟，隨煤層開采而易跨落，厚 0～ 左右；直接頂為砂質(zhì)泥巖，老頂為巨厚層粉～粗砂巖、泥巖；底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。其頂板巖石力學(xué)性質(zhì)測(cè)試結(jié)果：泥巖真密度 2520kg/m3，視密度 2489 kg/m3，孔隙率為 %，含水率 %，吸水率為 %，單向抗拉強(qiáng)度為 。粉砂巖真密度 2500 kg/m3，視密度 2400kg/m3，孔隙率為 %，含水率 %，吸水率為 %，單向抗壓強(qiáng)度 ，單向抗拉強(qiáng)度 ，抗剪強(qiáng)度為 。頂板為Ⅱ類中等冒落的頂板。 井田北部 9 號(hào)煤層合并為一層煤，其頂板和 4 號(hào)頂板相差不大，直接頂為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，及老頂為巨厚層粉～粗砂巖、泥巖；底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。 據(jù)該礦調(diào)查，煤層頂板為中砂巖時(shí)易管理，為泥巖時(shí)不易管理。 11 號(hào)煤層直接頂板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，厚度平均為 ，質(zhì)硬；底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖。頂?shù)装寰坠芾怼? 煤層柱狀圖見圖 12。 四、煤的特征 1．物理性質(zhì)及煤巖特征 本井田各主要可采煤層以暗淡型煤為主，半亮型 ，半暗型煤次之，線理狀或線條狀結(jié)構(gòu)。 各煤層均呈黑色，弱玻璃光澤，煤巖成分以暗煤為主，亮煤次之，泥質(zhì)膠結(jié)，硬度小，比重中等，具有參差、階梯狀斷口，部分煤層含有黃鐵礦結(jié)核。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 5 2．煤的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能 現(xiàn)將井田內(nèi)鉆孔煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果 11 號(hào)煤層主要化學(xué)指標(biāo)分述如下： （ 1） 9 號(hào)煤層： 水分（ Mad）：原煤 %～ %，平均 %；浮煤 %～ %，平均 %。 灰分（ Ad）：原煤 %～ %，平均 %；浮煤 %～ %， 平均 %。 揮發(fā)分（ Vdaf）：原煤 %～ %，平均 %；浮煤 %～%，平均 %。 全 硫（ St,d）：原煤： %～ %，平均 %；浮煤 %～ %，平均 %。 發(fā)熱量 (Qgr， d) ：原煤 ～ ，平均 。 粘結(jié)指數(shù)（ ）： 46～ 69，平均 。 膠質(zhì)層厚度 (Y)： mm～ ，平均 。 據(jù)《煤炭質(zhì)量分級(jí)》 (GB/T152242021)標(biāo)準(zhǔn)， 9 號(hào)煤層屬特低灰～高灰、低硫 分～中高硫、高熱值氣煤，少量長(zhǎng)焰煤。 （ 2） 11 號(hào)煤層 水分（ Mad）：原煤 %～ %，平均 %；浮煤 %～ %，平均 %。 灰分（ Ad）：原煤 %～ %，平均 %；浮煤 %～ %， 平均 %。 揮發(fā)分（ Vdaf）：原煤 %～ %，平均 %。浮煤 %～%，平均 %。 全硫（ St,d）：原煤 %～ %，平均 %；浮煤 %～ %，平均 %。 發(fā)熱量 (Qgr， d)：原煤 ～ ，平均 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 6 粘結(jié)指數(shù)（ ）： 43～ 71，平均 58。 膠質(zhì)層厚度 (Y)： mm～ ，平均 。 據(jù)《煤炭質(zhì)量分級(jí)》 (GB/T152242021)標(biāo)準(zhǔn)， 11 號(hào)煤層屬特低灰～中灰、中低硫分～高硫分、中熱值～高熱值氣煤，少量弱粘煤。 煤的牌號(hào)及工業(yè)用途 井田內(nèi)穩(wěn)定可采 11 號(hào)煤層煤類的確定，依據(jù)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB575186）》執(zhí)行。確定煤類主要指標(biāo)為浮煤揮發(fā)分，其次為粘結(jié)指數(shù)，并參考膠質(zhì)層指 數(shù)來(lái)確定煤類。井田 4 號(hào)煤層依據(jù)指標(biāo)確定煤類為氣煤； 9 號(hào)煤層依據(jù)指標(biāo)確定煤類為氣煤，少量長(zhǎng)焰煤； 11 號(hào)煤層依據(jù)指標(biāo)確定煤類為氣煤，少量弱粘煤。 煤的硬度 可采煤層的單向抗壓強(qiáng)度為≤ 300Mpa。 五、煤的工業(yè)用途 據(jù)可開采煤層的化驗(yàn)資料分析， 4 號(hào)煤層為特低灰～中灰，低硫～中硫，低熱值～高熱值氣煤； 9 號(hào)煤為特低灰～高灰，低硫～中高硫，高熱值氣煤，少量長(zhǎng)焰煤； 11 號(hào)煤為特低灰～中灰，中低硫～高硫，中熱值～高熱值氣煤，少量弱粘煤。 根據(jù)煤層煤質(zhì)特征可認(rèn)為該井田內(nèi)的可采煤層可作為煉焦用煤、民用煤。煤炭主要通過(guò)鐵 路外運(yùn)，公路外銷主要發(fā)往神頭電廠及平朔礦區(qū)生活用煤。 六、煤的含瓦斯性 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)【 2021】 89 號(hào)文“關(guān)于朔州市 2021 年度 30 萬(wàn)噸 /年及以上煤礦礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”，原 XXXX 煤業(yè)有限公司 2021 年度（ 30 萬(wàn) t/a 基建）三旬中最大一天的瓦斯絕對(duì)涌出量為 ，二氧化碳絕對(duì)涌出量為 m3/min。 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)【 2021】 987 號(hào)文“關(guān)于朔州市所屬煤太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 7 礦 180 對(duì)礦井 2021 年瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”， XXXX煤礦 2021 年度瓦斯鑒定結(jié)果，瓦斯相對(duì)涌出量為 m3/t，絕對(duì)涌出量為 m3/min ，二氧化碳相對(duì)涌水量為 m3/t，絕對(duì)涌出量為 m3/min，屬低瓦斯礦井。 XXXX 煤業(yè)有限公司礦井達(dá)到 ，絕對(duì) CH4涌出量為，絕對(duì) CO2涌出量 3/min，為低瓦斯礦井。 七、煤塵的爆炸性 2021 年 11 月 29 日山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)該礦 9 號(hào)煤塵（合并層）進(jìn)行采樣測(cè)試。另外井田細(xì) XXXX 煤礦 11 號(hào)煤層煤樣測(cè)試結(jié)果（由山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè) 試中心進(jìn)行提供）。試驗(yàn)結(jié)果各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。 八、煤的自然發(fā)火傾向 2021 年 11 月 29 日山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)該礦 9 號(hào)煤層（合并層）進(jìn)行采樣測(cè)試。另外井田西 XXXX 煤礦 11 號(hào)煤層煤樣測(cè)試結(jié)果（由山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心進(jìn)行提供）。 11 號(hào)煤層均為自燃煤層。 井田境界與儲(chǔ)量 一、井田劃分的依據(jù) 在煤田劃分為井田時(shí)，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： 井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)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)； 保證井田有合理尺寸； 充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等； 合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理號(hào)相鄰礦井間的關(guān)系。 二、井田范圍 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè) 8 圖 13 井田境界示意圖 根據(jù) 2021 年 11 月 6 日山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的《采礦許可證》 (證號(hào)C1400002021111220212839)，批準(zhǔn) XXXX 煤業(yè)有限公司開采 11 號(hào)煤層，井田面積為 ，生產(chǎn)規(guī)模 ，井田范圍由下列 1～ 12 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定 根據(jù) 2021 年 12 月 7 日山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的《采礦許可證》(證號(hào) C1400002021121220217205)，批準(zhǔn) XXXX 煤業(yè)有限公司開采 411 號(hào)煤層，井田面積為 ，生產(chǎn)規(guī)模 ，井田范圍由下列 1～ 12 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定。 。見井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表 12。 表 12 井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表 (6176。帶 ) 拐點(diǎn)編號(hào) 1980西安坐標(biāo)系 1954北京坐標(biāo)系 緯距 (X) 經(jīng)距 (Y) 緯距 (X) 經(jīng)距 (Y) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 井田呈不規(guī)則多邊形，南北長(zhǎng) ，東西寬 ，井田面積太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 煤礦開采技術(shù)專業(yè)