【文章內(nèi)容簡介】 地層單位可采含煤系數(shù)（%）煤層號煤厚(m)最小—最大 平均厚（點數(shù)）間距(m)結(jié)構(gòu)厚度變異系數(shù)r(%)可采性指數(shù)(km)穩(wěn)定性可采性統(tǒng)組下二疊統(tǒng)山西組1(74)簡單32較穩(wěn)定大部可采2(90)較復(fù)雜23穩(wěn)定全區(qū)可采3(64)簡單52不穩(wěn)定局部可采上石炭統(tǒng)太原組91011(72)復(fù)雜21穩(wěn)定全區(qū)可采（一）1號煤層位于山西組中上部，上距K8砂巖約17m左右，下距K7砂巖約25m左右，～，煤層結(jié)構(gòu)簡單，其厚度變異系數(shù)（γ）為32%，可采性指數(shù)(km)，屬較穩(wěn)定的大部可采的薄煤層。在井田西部與2號煤層合并，該煤層的控制及研究程度較高。頂板為中粒砂巖、有時相變?yōu)榉凵皫r，厚約80m，底板為粉砂巖或泥巖。（二）2號煤層位于山西組中下部，下距K7砂巖約16m左右。～，層位穩(wěn)定含夾矸1～3層，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，煤厚變異系數(shù)（γ）為23%，可采性指數(shù)（km）為1，為全區(qū)穩(wěn)定的可采的中厚煤層，在井田西部與1號煤層合并，并且由東向西逐漸增厚。該煤層的控制及研究程度均較高。頂板為中粒砂巖、粉砂巖、有時為細砂巖，厚度一般為13m左右， MPa。底板為粉砂巖、細砂巖或泥巖。（三）3號煤層位于山西組下部，上距K8砂巖約37m左右，下距K7砂巖約5m左右。煤厚度變異系數(shù)（γ）為52%，可采性指數(shù)(km)為0. 78，屬局部可采的不穩(wěn)定的薄煤層，在高18號孔和高30號孔處尖來，在井田西部大部不可采，東部發(fā)育較好穩(wěn)定可采。其控制及研究程度較高。頂板一般為泥巖或砂質(zhì)泥巖，～，含有泥質(zhì)結(jié)核，其中有一層穩(wěn)定的31號煤線，～ MPa， MPa，巖性較硬， MPa～83 MPa。（四）91011號煤層位于太原組下部，上距K7砂巖約66m左右，下距K1砂巖約21m左右；～，平均12m，含夾石2～4層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，層位穩(wěn)定。其厚度變異系數(shù)（γ）為21%，可采性指數(shù)（km）為1，屬全區(qū)穩(wěn)定可采的厚煤層。其控制及研究程度與3號煤層比較；相對較差一些。頂板為厚層塊狀K2石灰?guī)r，常有溶洞出現(xiàn)。時有炭質(zhì)泥巖或泥巖偽頂。K2石灰?guī)r為不易冒落的堅硬頂板，底板為粘土泥巖鋁土泥巖或泥質(zhì)砂質(zhì)泥巖。底板含鋁土質(zhì)較高，具可塑性，遇水易膨脹變軟。 MPa～ MPa， MPa～ MPa， MPa～ MPa，經(jīng)計算，91011號煤層最大壓力值2。（五）煤巖層對比井田內(nèi)含煤地層沉積穩(wěn)定，巖性組合具有一定的規(guī)律，標志層層位穩(wěn)定，煤層厚度變化小，特征明顯，易識別等特點。這為煤巖層對比提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。1995年10月新陽煤礦編制的《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告》主要采用的是標志層煤層及層間距，對煤巖層進行了對比，通過30多年的開拓生產(chǎn)證明其煤巖層對比是可靠的。 煤質(zhì)根據(jù)煤巖和煤化學(xué)特征以及《中國煤炭分類國家標準》（gb575186）劃分煤類，并經(jīng)統(tǒng)計，3號三層煤均為焦煤，91011號煤層瘦煤。自投產(chǎn)至今，新陽煤礦主要開采1號和2號煤層，3號煤僅在四采區(qū)布置工作面進行了生產(chǎn)，91011號煤層剛開始生產(chǎn)。一、煤的物理性質(zhì)及煤巖特征3號煤層顏色均為黑色、條痕均為棕黑色、強玻璃光澤、裂隙發(fā)育、裂隙表面平坦光滑，其裂隙一般垂直層理面，煤的硬度較小，視密度，為光亮型煤。二、煤的化學(xué)組成及其特征煤的化學(xué)組成見表14。表14 煤的工業(yè)分析表 項目煤層號原 煤浮 煤煤種Mad%Ad%Std%Pd%Ad%Std%Vdaf%1~~~~~~~JM2~~~~~~~JM3~~~~~~~JM91011~~~~~~~SM（一）1號煤層水分(Mad)：%～%，%，為特低全水分煤；灰分(Ad)：%～%，%；%～%，%，為特低灰煤～高灰煤，以中灰煤為主，%，%，硫分(Std)：%～%，%；%～%，%，為特低硫煤；經(jīng)洗選后整個煤層全為特低硫煤，效果比較明顯。浮煤揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%，為中等揮發(fā)分煤；原煤磷(Pd)%～%，%為特低磷～高磷分以低磷分煤為主；1號煤層發(fā)熱量(Qgrd)：～，屬特高熱值煤。煙煤的膠質(zhì)層最大厚度22mm；曲線型為之字型，煙煤的粘結(jié)指數(shù)為90；根據(jù)中國煤炭分類國家標準（GB575186）%～%之間，GRI＞65和y≤，%～%%～%之間、GRI為90＞6＜，故1號煤層為焦煤。（二）2號煤層水分(Mad)：%～%，%，為特低全水分煤；灰分(Ad)：%～%，%，%～%，%，為特低灰煤～高灰煤，以低灰煤為主，%，%，效果比較明顯；硫分(Std)：%～%，%，%～%，%，為低硫分煤，%，%，效果不明顯；浮煤揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%，為中等揮發(fā)分煤；原煤磷(Pd)%～%，%，為特低磷～中磷分以低磷分煤為主；2號煤層發(fā)熱量(Qgrd)：～，為特高熱值煤。膠質(zhì)層最大厚度20mm，粘結(jié)指數(shù)為87，根據(jù)中國煤炭分類國家標準（GB575186）的規(guī)定本煤層屬焦煤。（三）3號煤層水分(Mad)：%～%，%，為特低全水分煤，%，也為特低全水分煤；灰分(Ad)：%～%，%，%～%，%，為低灰煤～高灰煤，以中灰煤為主，經(jīng)洗選后，%，%，灰分降低效果比較明顯；硫分(Std)：%～%，%，%～%，%，為中低硫煤，經(jīng)洗選后，%，%，經(jīng)洗選后脫硫效果非常明顯，同時也說明3號煤層中硫的成份主要來自無機硫，無機硫經(jīng)洗選后極易脫掉；浮煤揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%，為中等揮發(fā)分煤；原煤磷(Pd)%～%，%，為特低磷～低磷分以特低磷煤為主；3號煤層發(fā)熱量(Qgrd)：，為特高熱值煤。膠質(zhì)層最大厚度為21mm；粘結(jié)指數(shù)為89，為焦煤。（四）91011號煤層水分(Mad)：%～%，%，為特低全水分煤；灰分(Ad)：%～%，%，%～%，%，為低灰煤，%，%，效果明顯；硫分(Std)：%～%，%，%～%，%，為高硫分煤，%，%，脫硫效果不明顯，說明91011號煤層中硫的成分主要來自有機硫，有機硫占全硫含量的46%～99%%～%，%，說明有機硫經(jīng)洗選后很難脫掉；精煤揮發(fā)分(Vdaf)：%～%，%，為低揮發(fā)分煤；原煤磷(Pd)%～%，%，為特低磷～低磷分以特低磷煤為主；91011號煤層發(fā)熱量(Qgrd)：～， MJ/kg，屬特高熱值煤。膠質(zhì)層最大厚度為5 mm；粘結(jié)性指數(shù)為41；曲線型為平滑下降型，根據(jù)中國煤炭分類國家標準（GB575186）的要求，91011號煤層煤類為瘦煤。本區(qū)煤質(zhì)總的變化規(guī)律為從上到下煤層變質(zhì)程度逐漸增高，在橫向上北部變質(zhì)程度比南部深。從1號煤層到91011號煤層全硫含量有變大的趨勢?！⊥咚?、煤塵和煤的自燃瓦斯瓦斯在煤層中或巖層中常以游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)存在。在煤礦生產(chǎn)中是一重大事故隱患。加強瓦斯監(jiān)測，及時掌握瓦斯在井下各工作面及空巷中的濃度和分布情況是確保礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)多年的觀測和測試，本礦未發(fā)生過瓦斯突出和噴出，但隨著深部煤層的不斷開拓，瓦斯突出和噴出的可能性就會逐漸增大，因此，必須引起高度重視。據(jù)2003年11月25日山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局《關(guān)于對山西焦煤集團有限責任公司所屬煤礦2003年度礦井瓦斯等級鑒定的批復(fù)》（晉安監(jiān)煤字[2003]217號）文件新陽煤礦鑒定為低瓦斯礦井（d，）。，從2004年礦井相對瓦斯涌出量（q沼）≤10m3/t，絕對瓦斯涌出量（Q沼）≤30m3/min知礦井為低瓦斯礦井。新陽煤礦從2000年—2004年瓦斯涌出量情況見表15。表15 新陽礦近年來瓦斯涌出量統(tǒng)計表 項 目年份瓦 斯二 氧 化 碳相對涌出量m3/t絕對涌出量m3/min相對涌出量m3/t絕對涌出量m3/min2000年2001年2002年2003年2004年從表15知，；， m3/min。從以上這些數(shù)據(jù)可以看出新陽煤礦為低瓦斯礦井。，； m3/min。雖然新陽煤礦目前為低瓦斯礦井，但是，隨著產(chǎn)量的不斷增加和生產(chǎn)區(qū)域的不斷延伸，瓦斯涌出量會逐年遞增。從以上這6年瓦監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析，新陽煤礦主要有害氣體成分是二氧化碳，瓦斯含量較小。本礦從建成投產(chǎn)至2004年底只出現(xiàn)過一次瓦斯積聚，即在開采6105工作面煤層過程中出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象，由于管理到位，未發(fā)生瓦斯爆炸。瓦斯是煤礦重大災(zāi)害之一，可以使人窒息，在一定濃度下也可發(fā)生燃燒和爆炸。因此在煤礦生產(chǎn)過程中，首先應(yīng)采取有效措施防止瓦斯積聚超限。當發(fā)生瓦斯積聚時，如不及時進行處理，瓦斯會越積聚越多，對安全生產(chǎn)埋下隱患。造成局部瓦斯?jié)舛瘸蓿绊懮a(chǎn)，當積聚濃度達到爆炸界限，遇火就會引起爆炸，造成重大人員傷亡，礦井毀壞的嚴重后果。因此，要警鐘長鳴。大于3號煤層，其瓦斯含量和相對涌出量亦會在3號煤層的基礎(chǔ)上有所增加。在同一層煤中，隨著埋深增加，瓦斯含量和相對涌出量亦會逐漸增加，深度的增加也是瓦斯含量和相對涌出量增加的一個主要因素。日后，新陽煤礦的瓦斯含量和相對涌出量將會隨著開采深度的增加而“與時俱增”。整體講，新陽井田山西組煤層（3號）埋藏淺，瓦斯含量小，瓦斯壓力小，瓦斯突出危險小，但是也應(yīng)注意局部瓦斯含量變大的可能。91011號煤層由于埋藏深、蓋山厚，煤的變質(zhì)程度深，瓦斯含量也隨之增大，因此應(yīng)引起特別注意。綜上所述，隨著煤層開采深度加深，煤的變質(zhì)程度增加，所采煤層的瓦斯含量和相對涌出量就會增大，加之采出量的增加、采空區(qū)的變大，所留煤柱增多，剩采煤炭、剩運煤炭和圍巖都要釋放瓦斯，使瓦斯相對涌出量明顯增加，未來新陽煤礦相對瓦斯涌出量很可能超過10m3/t。今后對一切采空區(qū)瓦斯的封閉或其它防治辦法要確實有效和持之以恒；對于向斜軸部和逆斷層所在地段以及井田東部地段進行必要的瓦斯測試、研究，以便做到對癥下藥，M無一失。在開采太原組91011號煤層時，由于瓦斯含量和相對涌出量大，必須要引起高度重視，要加大瓦斯監(jiān)測力度，及時掌握瓦斯在井下工作面及巷道中的濃度和分布情況，是確保新陽煤礦下一步安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。煤塵煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì)，它在一定條件下會引起燃燒、爆炸，甚至危害生產(chǎn)人員健康， 因此煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。依據(jù)歷次報告和山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心以2006年6月提供的“煤塵爆炸特性參量鑒定報告”確定本礦井91011號煤層煤塵均具有爆炸性，因此必須完善嚴格的防塵措施和規(guī)定。見下表16。表16 煤塵爆炸特性參量煤量參層12391011爆炸特性煤塵云最大爆炸壓力Mpa最大爆炸壓力上升速率Mpa/s煤塵云最低著火溫度℃770730830730830820煤塵層最低著火溫度℃270270270280270270煤塵云最低點火能量J～～～～～～煤塵云爆炸下限濃度G/m320～3020～3010～2010～2010～2020～30煤塵云最大爆炸指數(shù)Mpa?m/s有無爆炸性91011號煤層煤塵均具有爆炸性煤的自燃山西組3號煤層自燃等級Ⅱ類，具有自燃傾向性為自燃煤層，根據(jù)2006年6月山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心煤自燃傾向性指標鑒定報告。91011號煤層屬高揮發(fā)性煤種，具有自燃傾向性，但經(jīng)十多年的開采，井下無自燃發(fā)火先例，雖然井下無自燃發(fā)火先例，但是也不能掉以輕心，尤其在采掘91011號煤層時必須引起高度重視。圖12 煤層綜合柱狀圖2 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 井田境界 井田范圍新陽井田的地理范圍為北緯：37176。05′41″—37176。11′28″，東經(jīng)為：111176。35′47″—111176。42′18″。井田西南與水峪井田毗鄰；井田西部與羊寨勘探區(qū)為鄰，即以南馬莊正斷層為界；東與白壁關(guān)井田(目前已規(guī)劃為新陽煤礦白壁關(guān)區(qū))相鄰，即以偏店逆斷層為界；北至丈八煤層露頭；南到兌鎮(zhèn)介西鐵路北。，東西寬約7km。開采深度由970m至500m（標高）。 開采界限井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組，含煤12層，%。，%?！?，含煤4層，自上而下編號為33號，%，其中31號煤層為全區(qū)不可采煤層，1號、2號、3號煤層為主要可采煤層，%?！?層，自上而下編號為7910111a，%，其中91011號煤層為主要可采煤層，其余各煤層均為不可采煤層。，%。本次礦井設(shè)計只針對91011煤層, 開采太原組91011煤合并層，該煤層產(chǎn)狀簡單，開采深度由970m至500m（標高）。 井田尺寸，。井田的水平面積按下式計算： S=HL 式中：S——井田的面積,m2； H——井田的水平寬度, m； L——井田的平均走向長度, m；則井田的水平面積為：S=