【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3. 煤層對(duì)比井田內(nèi)含煤地層沉積穩(wěn)定，巖性組合及地球物理性質(zhì)具有一定的規(guī)律，標(biāo)志層、煤層本身特征明顯。各煤層對(duì)比主要是采用標(biāo)志層法，其次利用煤層與圍巖的物理差異及層間距作為輔助依據(jù)。主要標(biāo)志層有：KKKK5石灰?guī)r，K6石灰?guī)r（燧石層），K7砂巖，3煤層，K8砂巖，其中，KKK8砂巖作為輔助查標(biāo)志層參與煤層對(duì)比。主要標(biāo)志層特征見(jiàn)表4—2：現(xiàn)將本井田煤層對(duì)比（參見(jiàn)表21）簡(jiǎn)述如下：1煤層：位于山西組頂部，層位不穩(wěn)定，下距3煤33m左右，上距K8砂巖4m左右。對(duì)比程度可靠。2煤層：位于山西組上部，層位不穩(wěn)定，下距3煤約16m左右，上距K8砂巖20m左右。3煤層：位于山西組中下部，厚度大且層位穩(wěn)定。物性反映明顯，一般呈高電阻，低密度，低伽瑪。本身為良好的對(duì)比標(biāo)志層。上距K8砂巖約36m左右。下距K5石灰?guī)r約33m左右。對(duì)比程度可靠。6煤層：位于K5灰?guī)r之上，K6燧石層之下，層位穩(wěn)定，下距K5石灰?guī)r6m左右。對(duì)比程度可靠。8煤層：直接伏于K5石灰?guī)r下，層位不穩(wěn)定，對(duì)比程度可靠。9煤層：位于KK4石灰?guī)r之間，層位不穩(wěn)定。上距K5石灰?guī)r11m左右，下距K4石灰?guī)r26m左右，對(duì)比程度可靠。10煤層：位于KK4石灰?guī)r之間，層位不穩(wěn)定，上距K5石灰?guī)r30m左右，下距K4石灰?guī)r7m左右。11煤層：位于KK3石灰?guī)r之間，層位較穩(wěn)定，上距K4石灰?guī)r6m左右。對(duì)比程度穩(wěn)定可靠。12煤層：直接伏于K3石灰?guī)r之上，層位穩(wěn)定，對(duì)比程度可靠。14煤層：直接伏于K2石灰?guī)r之下，層位穩(wěn)定，對(duì)比程度可靠。15煤層：位于K2石灰?guī)r之下，層位穩(wěn)定，上距K2石灰?guī)r13m左右，對(duì)比程度可靠。本次煤層編號(hào)主要參照最新勘探成果和五陽(yáng)井田補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告等資料，采用統(tǒng)一的煤層及標(biāo)志層編號(hào)。煤層對(duì)比存在的問(wèn)題：① 由于歷次勘探的程度、技術(shù)方法及施工單位等不同，造成地層分界的高低不同，地層成份、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造描述不規(guī)范，給本次煤巖對(duì)比帶來(lái)一定困難和誤差。② 太原組底部與本溪組分界砂巖（k1），巖性不穩(wěn)定，對(duì)比時(shí)一般以15煤下約一個(gè)沉積旋回終了為界，旋回特征不明顯的以鋁土泥巖頂為界。各主要標(biāo)準(zhǔn)層特征如表13。 煤質(zhì)3煤：為黑色，細(xì)中條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，條痕色為黑色，強(qiáng)玻璃光澤，裂隙較發(fā)育，呈階梯狀或貝殼狀斷口，以亮煤為主，暗煤次之，夾少量鏡煤及絲炭條帶。經(jīng)取樣測(cè)試3～；散密度為849～950 kg/m3；～；摩檫角為20～24176。15煤層：為黑色，細(xì)～中條帶狀結(jié)構(gòu), 層狀構(gòu)造，條痕色為黑色，金剛光澤，裂隙發(fā)育，呈階梯狀或參差狀斷口，以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條帶和絲炭透鏡體，含黃鐵礦結(jié)核。經(jīng)取樣測(cè)試15。3．煤的化學(xué)性質(zhì)（1）.水分（Mad）各煤層原、浮煤水分變化不大，各煤層原、浮煤水分分析見(jiàn)表14。 （2）.灰分（Ad）3煤層原煤灰分較穩(wěn)定，一般在13～16%，僅少數(shù)點(diǎn)20%； 15～%，各煤層原、浮煤灰分分析見(jiàn)表14。依據(jù)《GB/》煤炭質(zhì)量分級(jí)（灰分）標(biāo)準(zhǔn)，各煤層灰分分級(jí)：3 煤層屬低灰煤；15煤層屬中灰煤。煤層經(jīng)浮選后灰分下降幅度較大，15煤層降灰率分別為38%和53%。（3）揮發(fā)分（Vdaf）五陽(yáng)煤礦各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf在15 %左右，在垂向上隨著煤層埋藏深度的增加，揮發(fā)分產(chǎn)率逐漸降低。揮發(fā)分分析見(jiàn)表15。（4）硫分（St,d）。依化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析3煤層原煤全硫含量＜%，15~%。依據(jù)《GB/》煤炭質(zhì)量分級(jí)（硫分）標(biāo)準(zhǔn)，用實(shí)測(cè)各煤層發(fā)熱量數(shù)據(jù)折算干燥基全硫，結(jié)果見(jiàn)表14。依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行煤的硫分分級(jí)：3煤屬特低硫煤； 15煤屬中硫煤。形態(tài)硫僅五194孔15煤層有化驗(yàn)資料，形態(tài)硫中以硫鐵礦硫含量為主，占77%，有機(jī)硫含量次之，占22%，硫酸鹽硫含量很少，僅為1%。 山西組3煤層全硫含量低于太原組15煤層，15煤層全硫經(jīng)洗選后硫含量均有較大幅度降低，脫硫率分別44%。因此，在對(duì)本區(qū)太原組中高硫煤的開(kāi)采過(guò)程中，采取適宜的脫硫方法將提高太原組煤層的利用價(jià)值，同時(shí)也能帶來(lái)更加可觀(guān)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。（5）發(fā)熱量（Qgr,v,d）影響煤的發(fā)熱量主要是水分和灰分。各煤層原、依據(jù)《GB/》煤炭質(zhì)量分級(jí)（發(fā)熱量）標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各煤層發(fā)熱量進(jìn)行分級(jí)：151和153煤層均屬特高熱值煤。結(jié)果見(jiàn)表44。洗選后各煤層發(fā)熱量有不同程度的增高。 （6）元素分析煤中的碳、氫元素是煤質(zhì)分析的基本指標(biāo)。各煤層元素中以碳元素（Cdaf）為主，占91%以上，次為氫（Hdaf）元素，占4%左右，氮元素（Ndaf）和氧+硫元素（Odaf +St,daf）為少量。各煤層的浮煤元素分析見(jiàn)表14。表13 主要標(biāo)志層特征表 地層單位標(biāo)志層代號(hào)巖性厚度(M)層間距(M)發(fā)育程度穩(wěn)定性備注P1xK8中粒砂巖全區(qū)較穩(wěn)定P1s3煤層全區(qū)穩(wěn)定K7細(xì)中粒砂巖全區(qū)較穩(wěn)定0太原組C3tK6石灰?guī)r偶爾不穩(wěn)定K5石灰?guī)r局部較穩(wěn)定K4石灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定K3石灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定K2石灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定15煤層全區(qū)穩(wěn)定表14 各煤層煤質(zhì)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果表 煤層原 煤浮 煤質(zhì)量分級(jí)水 Mad (%)灰分Ad(%)發(fā)熱Qgr,v,d（MJ/kg）水分Mad(%)灰分Ad(%)發(fā)熱量Qgr,v,d（MJ/kg）灰分發(fā)熱量3~(59)~(59)~(28)~(46)~(61)~(14)低灰煤特高熱值煤15~(56)~(67)~(20)~(41)~(41)~(2)中灰煤特高熱值煤 煤層頂、底板 五陽(yáng)礦區(qū)目前主采煤層為3 煤層。原礦區(qū)加上南峰擴(kuò)大區(qū)，總面積約48km2。從鉆孔柱狀統(tǒng)計(jì)看，3 煤層頂板可大致分為：偽頂、直接頂及老頂，局部直接頂與老頂合并；而直接底和老底穩(wěn)定，只局部發(fā)育有偽底。該井田頂、底板為一套砂巖、泥巖與砂質(zhì)泥巖互層巖性。3 煤層頂板初次來(lái)壓步距16～17 m、周期來(lái)壓布距8～10 m。 各煤層發(fā)熱量示意圖3 ～ MPa，～ MPa；而3～ MPa， MPa； MPa；～ MPa，～ MPa。 瓦斯 1. 影響煤層瓦斯賦存的主要地質(zhì)因素區(qū)內(nèi)影響煤層瓦斯賦存的主要地質(zhì)因素如下：（1）、煤層圍巖封閉性能： 3煤層頂板多為泥巖，部分為砂質(zhì)泥巖。泥巖或砂質(zhì)泥巖透氣性較差，對(duì)煤層瓦斯的封閉能力較強(qiáng)，并構(gòu)成對(duì)煤層瓦斯的有效封蓋，以利于煤層中瓦斯的保存和集聚，致使煤層瓦斯含量增大。（2）、構(gòu)造對(duì)瓦斯的影響：斷層對(duì)瓦斯的賦存也有一定的影響，區(qū)內(nèi)小黃莊和崔家莊正斷層屬?gòu)埿詳鄬?，其?jié)理有利于瓦斯氣體的逸散，因此，斷層附近煤層瓦斯含量較低。（3）、落陷柱對(duì)瓦斯的影響：天倉(cāng)向斜軸兩側(cè)附近有部分巖溶落陷柱，這些落陷柱在形成過(guò)程中，其周?chē)拿?、巖層因柱體向下塌陷，周?chē)a(chǎn)生大量的張性節(jié)理，而有利于煤層中瓦斯向外運(yùn)移排放，因而落陷柱周?chē)咚购拷档汀?～ m3/min， m3/min；～ m3/t, m3/t。屬于低瓦斯礦井。瓦斯含量變化隨著煤層埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。 煤塵及煤的自然3煤層煤塵具無(wú)爆炸性，屬不自燃煤層，但局部可能會(huì)產(chǎn)生自燃。15 煤層屬不易自燃煤層，但局部可能產(chǎn)生自燃。2 井田境界和儲(chǔ)量 井田境界 井田境界劃分的原則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(kāi)發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：（1）井田的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開(kāi)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(kāi)采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。 井田范圍井田范圍東起3煤層露頭線(xiàn)（經(jīng)線(xiàn)38418000），西至經(jīng)線(xiàn)38408000，南以文王山北正斷層為界，北至西川正斷層。 開(kāi)采界限井田內(nèi)的煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)的山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤13層， m?？刹擅簩觾蓪?，分別為15煤層，其中主采煤層為3煤層，15煤層作為后期儲(chǔ)備資源開(kāi)采。 井田尺寸 km ， km， km。 km， km， km.176。，176。，平均為6176。 km。井田水平面積按下試計(jì)算：S=HL試中 S——井田的水平面積，m2；H——井田平均走向長(zhǎng)度，m；L——井田平均傾向長(zhǎng)度，m。則井田的水平面積為：S== km2。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算根據(jù)五陽(yáng)礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告和煤層底板等高線(xiàn)圖紙。3 t/m3, 15 t/m3。 井田賦存狀況示意圖 井田賦存狀況示意圖如井田工業(yè)儲(chǔ)量按下列公式計(jì)算：Zg=SMr式中 Zg——煤層工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；15S—— 煤層面積，S= km2/cos6 176。= m2；M——煤層厚度，m；r ——煤的體積質(zhì)量，t/m3。則 3 煤層的工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg3 =10= Mt；15 煤層的工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg15 =10= Mt。則 井田工業(yè)儲(chǔ)量為:Zg= Zg3 + Zg15 = Mt。 礦井可采儲(chǔ)量 可采量計(jì)算1. 工業(yè)場(chǎng)地、村莊等安全煤柱采用垂線(xiàn)法和垂直斷面法計(jì)算。2. 地面建筑物保護(hù)煤柱，巖層移動(dòng)角取75176。，表土層移動(dòng)角δ=45176。3. 維護(hù)帶地20 m，村莊10 m，其他15 m。4. 斷層煤柱寬度30 m，井田境界煤柱20 m。5. 工業(yè)廣場(chǎng)占地面積，根據(jù)《煤炭工程設(shè)計(jì)規(guī)定》規(guī)定，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)見(jiàn)表21。表21 工業(yè)廣場(chǎng)占地井型（Mt/a）占地面積指標(biāo) (ha/ Mt)～～～～～～～～(注：指標(biāo)中小井取大值，大井取小值。) 井田永久保護(hù)煤柱損失量 ：井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20 m寬， Mt。2. 斷層、陷落柱保護(hù)煤柱：斷層、陷落柱保護(hù)柱煤柱留設(shè)30 m寬，則斷層、 Mt。：工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱留設(shè)20 m寬，工業(yè)廣場(chǎng)面積由表21確定，去27 公頃， Mt。表22 保護(hù)煤柱損失量煤層煤柱類(lèi)型煤柱損失量 /Mt合計(jì) /Mt 3井田邊界保護(hù)煤柱153斷層、陷落柱保護(hù)煤柱153工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱15315合計(jì) /Mt 礦井可采儲(chǔ)量礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以猜出的儲(chǔ)量，可以按下試計(jì)算：Zk=(ZgP)C試中 Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；P——井田內(nèi)所有保護(hù)煤柱損失量，Mt；C——采區(qū)采出率，。根據(jù)以上公式3號(hào)煤層設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為：Zk 3 =（）= Mt15號(hào)煤層的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為：Zk15=() = Mt則礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為：Zk= Zk 3 + Zk15=+= Mt 圖 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱表23 設(shè)計(jì)礦井儲(chǔ)量匯總煤層工業(yè)儲(chǔ)量 /Mt永久煤柱損 /Mt可采儲(chǔ)量 /Mt315合計(jì)3 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330 d，工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作6小時(shí)。礦井沒(méi)晝夜提升時(shí)間16 h。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限的核算《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與井型想適應(yīng)。 Mt/a。礦井可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：T=Zk/AK試中 T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——可采儲(chǔ)量，Mt； A——礦井生產(chǎn)能力，Mt/a； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。則礦井礦井服務(wù)年限為： T=(6)= a 其中3號(hào)煤層的服務(wù)年限為：T=(6)= a 15號(hào)煤層的無(wú)法年限為：T=(6)= a 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 井型校核按礦井的世界煤層開(kāi)采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)礦井校核：1. 煤層開(kāi)采能力。井田內(nèi)3號(hào)煤層平均厚度為10 m，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大，根據(jù)現(xiàn)代化礦井的發(fā)展模式，可布置大采高工作面保產(chǎn)。2. 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力的校核。礦井設(shè)計(jì)為特大型礦井，開(kāi)拓方式為雙立單水平開(kāi)拓，主立井用箕斗提升運(yùn)煤，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)帶區(qū)膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)酱笙锬z帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到井底煤倉(cāng)，在經(jīng)主立井提升至地面。副立井采用罐籠提升、下放人員和材料，能滿(mǎn)足大型設(shè)備下放與提升。大巷輔助運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大。3．通風(fēng)安全條件的校核。礦井煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)，瓦斯涌出量大，屬高瓦斯礦井，需采取抽放瓦斯措施。礦井