【正文】 15 153 為大部可采煤層或局部可采煤層，其余均為不可采煤層。其中計(jì)算儲(chǔ)量煤層為 3煤層，平均厚度 。 煤層特征 1煤層僅在 6 個(gè)鉆孔中見(jiàn)到，平均厚度 m。 2煤層分布較廣，根據(jù) 96 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，最小厚度 m， 最大厚度 m， 平均厚度 m。 3煤層：俗稱(chēng) “ 香煤 ” ，舊稱(chēng) 12煤，為本礦區(qū)主要可采煤層之一，也是目前王莊礦生產(chǎn)所采煤層。該煤層位于下二疊系山西組中下部，下距石炭與二疊分界砂巖平均厚度為 12 m，上距 Ⅷ 號(hào)含水層約 m 。煤層厚度大且層位穩(wěn)定，自 ~ m，平均厚度為 m，夾矸 0~5 層，總厚 0~ m，結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，夾石成份多為炭質(zhì)泥巖或泥巖。 該煤層在空間分布上總體上呈南北厚、中間薄的狀態(tài)，而南部又厚于北部。最薄點(diǎn)在北中部東緣，最薄帶以王 33 號(hào)孔王 86 號(hào)孔為線(xiàn)呈東西條帶狀。 該煤層厚度 變異系數(shù)Ｙ＝ %。其可采指數(shù)Ｋ m＝ 1，故該煤層屬穩(wěn)定煤層。 5煤層，根據(jù) 36 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，最小厚度 m， 最大厚度 m，平均厚度 m。 6煤層，僅在擴(kuò)區(qū)有 10 個(gè)鉆孔中揭露，最小厚度 m，最大厚度 m，平均厚度 m。 7煤層僅在擴(kuò)區(qū)有 15 個(gè)鉆孔中揭露，最小厚度 m，最大厚度 m，平均厚度 m。 8煤層僅在 12 個(gè)鉆孔中揭露，最小厚度 m，最大厚度 m，平均厚度 m。 9煤層在劉家畛斷層以北和擴(kuò)區(qū)局部區(qū)域 有鉆孔揭露，在擴(kuò)區(qū)，煤層最小厚度為，最大厚度 m，平均厚度 m。 10煤層分布較廣，根據(jù) 136 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，最小厚度 m，最大厚度 m，平均厚度 m。厚度超過(guò) m 的鉆孔多于 9煤層。 11煤層分布較廣，根據(jù) 155 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，最小厚度 m，最大厚度 m， 平均厚度 m，只有幾個(gè)孔厚度超過(guò) m ，為不可采煤層。 12煤層僅在擴(kuò)區(qū)有 19 個(gè)鉆孔中揭露，最小厚度 m，最大厚度 m，平均厚度 。 13煤 層分布較廣，根據(jù) 176 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，最小厚度 ，最大厚度 ，平均厚度 。只有幾個(gè)孔厚度超過(guò) m，為不可采煤層。 151煤層：舊稱(chēng) 3煤，本地俗稱(chēng) “ 二節(jié)煤 ” ，上距 K1 底板 m，據(jù) 173 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，煤層厚度 ~ m(王 147)，平均厚度 m，含夾矸，煤層除在南部部分地區(qū)呈東西向條帶被河流沖刷破壞了煤層的完整性以外，其余地區(qū)均發(fā)育有厚薄不一的煤層 。 152煤層：舊稱(chēng) 2煤，本地俗稱(chēng) “ 底節(jié)煤 ” ，上距 151煤 m，下距 153煤層底板 m，層位穩(wěn)定，一般不含夾矸，偶見(jiàn) ~ m 厚的夾矸，據(jù) 168 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，煤層厚度 ~ m，平均厚度 m，煤層的頂?shù)装寰鶠槟鄮r或砂質(zhì)泥巖，局中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 部為粉砂巖或炭質(zhì)泥巖。 153煤層：舊稱(chēng) 1煤，本地俗稱(chēng) “ 四節(jié)煤 ” ，位于太原組底部，上距 152煤 m左右，據(jù) 189 個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，厚度變化在 ~ m，平均厚度 m，煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，有 13 層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸，局部夾矸較厚，如 0303 孔夾矸厚 m，王 112孔夾矸厚 m，夾矸最大厚度可 達(dá) m（王 139）。煤層頂?shù)装鍨槟鄮r、炭質(zhì)泥巖。從厚度變化來(lái)看，從南向北煤厚逐漸變小，中南部略有變薄趨勢(shì)。 煤層圍巖 3煤層：厚 ~ m，平均 m。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ~中等。 3煤頂至 K8 砂巖底：平均厚 m。以灰 ~淺灰色粉砂巖，中、細(xì)粒砂巖為主，含 2 層不穩(wěn)定的薄煤層。 煤層的頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)特征異系數(shù) 25%γ=%40%， 輔助指標(biāo)可采性指數(shù)Km=，屬于較穩(wěn)定煤層。 3煤層頂?shù)装辶W(xué)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 13。 直接頂板為砂質(zhì)泥巖 、泥巖、局部為粉沙巖，厚 0~ m。單軸抗壓強(qiáng)度為 ~ MPa，抗剪強(qiáng)度為 ~ MPa。 老頂為中粒砂巖、細(xì)粒砂巖，厚 ~ m。單軸抗壓強(qiáng)度為 ~ MPa，抗剪強(qiáng)度為 ~ MPa。裂隙發(fā)育，呈張開(kāi)狀，無(wú)充填物充填。 煤層上覆巖性 ， 從直接頂?shù)嚼享敒檐浫?~堅(jiān)硬型，堅(jiān)硬 ~堅(jiān)硬型。上部覆巖為軟弱 ~堅(jiān)硬相間平行復(fù)合結(jié)構(gòu)。巖層傾角為 2~4176。 表 13 3煤層頂?shù)装辶W(xué)試驗(yàn)結(jié)果表 巖石名稱(chēng) 平均單向 抗壓強(qiáng)度 （ MPa） 平均 抗拉強(qiáng)度 （ MPa） 平均抗 剪切強(qiáng)度 （ MPa） 內(nèi)摩擦角 （ 176。） 頂板 中粒砂巖 38176。48ˊ 細(xì)粒砂巖 38176。48ˊ 粉砂巖 38176。48ˊ 砂質(zhì)泥巖 38176。48ˊ 泥巖 38176。48ˊ 底板 細(xì)粒砂巖 38176。48ˊ 中粒砂巖 38176。48ˊ 砂質(zhì)泥巖 38176。48ˊ 細(xì)粒砂巖 38176。48ˊ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 直接底板為炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚度 0~ m。其下部為細(xì)粒砂巖和中粒砂巖。單柱抗壓強(qiáng)度 ~ MPa，抗剪強(qiáng)度為 ~ MPa。 煤的特征 1)煤的物理性質(zhì)和煤巖特征 ① 煤的物理性質(zhì) 煤層顏色均為黑色 ， 條痕為灰黑色 ， 光澤為玻璃光澤，斷口為階梯狀、貝殼狀斷口。視密度為 ~。 ② 宏觀(guān)煤巖特征 煤層均為條帶狀結(jié)構(gòu)、層狀構(gòu)造，煤巖類(lèi)型為半亮型煤，煤巖組分為亮煤為主、暗煤次之，夾鏡煤及絲炭條帶，含有黃鐵礦結(jié)核。 ③ 顯微煤巖特征 3煤層：有機(jī)組分中以鏡質(zhì)組為主，變化在 %~%之間，惰質(zhì)組為%~% ， 半鏡質(zhì)組為 %~% ； 無(wú)機(jī)組分占 %~%， 以粘土為主。 2）化學(xué)性質(zhì)、工藝性能及煤類(lèi) ① 3煤層的一般煤質(zhì)特征 原煤水分（ Mad） %~%，平均 %；浮煤水分（ Mad） %~%，平均 %。 原煤灰分（ Ad） %~%，平均 %，屬低中灰分 ~中灰分煤，浮煤灰分（ Ad） %~%，平均 %。 原煤揮發(fā)分（ Vdaf） %~%，平均 %。浮煤揮發(fā)分（ Vdaf） %~%，平均 %，粘結(jié)指數(shù) 為 0~， Ymm 為 0~3。 煤的元素分析：以碳、氫含量為主 ， 氧、氮含量次之。其中碳（ Cdaf）占有%~%， 氫（ Hdaf）占有 %~%。 原煤硫分（ Std） %~%， 平均 %，屬特低硫煤，局部（ 0901 號(hào)鉆孔原煤硫份偏高達(dá) %，其余均在 %以下）為特低硫煤。浮煤硫份 %~%，平均%， 較原煤無(wú)明顯變化。 原煤磷（ Pd） %~%， 平均 %，屬低磷、特低磷煤。 煤灰成份分析：煤灰成份以 SiO2+AI2O3 為主，平均占 % ，其次為Fe2O3+CaO+SO3，平均占 %， MgO 平均占 %。 浮煤回收率平均 %，屬中等。 干燥基高位發(fā)熱量 (Qgr； d MJ/kg) ~， 平均值 為 。 ② 可磨性 3煤層可磨性為 ~， 9煤層為 ， 14煤層為 ~， 152煤層為， 153煤層為 。 ③ 熱穩(wěn)定性 3煤層 TS+6 為 %~%， 熱穩(wěn)定性好。 (3)煤對(duì) CO2 反應(yīng)性 3煤 CO2 還原率為 %~%，反應(yīng)性屬低等。 153煤 CO2 還原率為 %，反中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 應(yīng)性亦屬低等。 ④ 灰熔融性、結(jié)渣性 3煤層灰熔融性 T21310~＞ 1500℃ ，為難熔灰分、高熔灰分。據(jù)以往資料：鼓風(fēng)強(qiáng)度為 ，結(jié)渣率為 %~28%； 鼓風(fēng)強(qiáng)度為 ，結(jié)渣率為 %~2%，結(jié)渣性為強(qiáng)結(jié)渣性。 ⑤ 煤類(lèi)的確定及依據(jù) 3煤層 ： 浮煤揮發(fā)分（ Vdaf）為 %~%， 粘結(jié)指數(shù)為 0~， 以貧瘦煤為主、貧煤次之。 礦井瓦斯等級(jí) 對(duì)王莊礦歷年 3煤層瓦斯資料進(jìn)行了收集，簡(jiǎn)述如下： 回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量最大為 m179。/t、最小為 m179。/t，絕對(duì)涌出量最大為 m179。/min、最小為 m179。/min。 掘進(jìn)工作面瓦斯相對(duì)涌出量最大為 m179。/t、最小為 m179。/t。 礦井相對(duì)涌出量最大 m179。／ t、最小為 m179。/t，平均為 m179。/t。 礦井絕對(duì)涌出量最大 m179。/min，最小為 m179。/min，平均為 m179。/min。 按照《煤礦安全規(guī)程》之規(guī)定，礦井瓦斯等級(jí)的劃分，是根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分的。低瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于 10 m179。/t 且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于 40 m179。/min。 由此可知王莊礦屬于低瓦斯礦井，但是在今后工作中亦要加強(qiáng)斯預(yù)防工作，以免意外事故發(fā)生。 煤塵爆炸性 爆炸指數(shù)測(cè)定表明 3煤 有煤塵爆炸危險(xiǎn) 。因礦井 3煤層脆度較大，特別是現(xiàn)代化礦井機(jī)械化程度高，在煤的破、震、運(yùn)過(guò)程中必然形成大量的粉煤粉塵飛揚(yáng)，所以井下應(yīng)做好除塵、灑水工作，預(yù)防發(fā)生煤塵爆炸事故。 煤的自燃 在王莊勘探時(shí)，對(duì) 030 0502 等鉆孔采樣作煤的自燃趨勢(shì)試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看， 3煤層還原樣與氧化樣燃點(diǎn)之差 ΔT13 為 6~33 C176。， 屬不自燃 ~不易自燃煤層 。 根據(jù)王莊礦 2021 年對(duì) 3煤層試樣所作測(cè)試，該樣的鑒定結(jié)論為：有可能自燃的煤層。 又根據(jù)煤科院重慶分院 2021 年 6 月檢測(cè)煤樣，結(jié)論為：自燃傾向分類(lèi)為三類(lèi)（不易自燃）。 地壓和地溫 在多次地質(zhì)勘探所施工的鉆孔中，未見(jiàn)關(guān)于巖芯由于地應(yīng)力增高而呈現(xiàn)異常現(xiàn)象的報(bào)道。在臨近礦井生產(chǎn)中，亦未有沖擊地壓現(xiàn)象。因此，王莊礦地壓為地壓正常區(qū)。未發(fā)現(xiàn)地溫異常區(qū)，因此，王莊礦地溫為低溫正常區(qū)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 2 井田境界和儲(chǔ)量 井田 范圍 王莊礦井田邊界如下： 東部，大致以經(jīng)線(xiàn) 38413800 與石圪節(jié)井田及地方煤礦分界。 西部：以經(jīng)線(xiàn) 38407800 與常村井田分界。 南部：以二崗山北斷層為界。 北部：大致以安昌斷層與中華斷層為分界。 王莊礦井田南面，在劉家畛斷層與安昌斷層之間，情況復(fù)雜，尚未開(kāi)采，劃作王莊礦的擴(kuò)大后備區(qū)，水平面積約為 km178。 王莊礦井田面積約 km178。，開(kāi)采深度由標(biāo)高 700m 至 350m。王莊煤礦的井田比較規(guī)則，呈梯形只在東邊有較大彎曲。井田傾向?yàn)?東西 方向，最大長(zhǎng)度為 6877 m，最小長(zhǎng)度為 3317m，平均傾向長(zhǎng) 5097m。井田走向?yàn)?南北 方向，長(zhǎng)度大致為 11701m，煤層的傾角很小，為 2176。~4176。 礦井的工業(yè)儲(chǔ)量 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) 1）根據(jù)王莊井田地質(zhì) 勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算； 2）依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動(dòng)力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算能利用儲(chǔ)量的煤層最低可采厚度為 ，原煤灰分不大于 40%。計(jì)算暫不能利用儲(chǔ)量的煤層厚度為 ； 3）依據(jù)國(guó)務(wù)院過(guò)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(wèn)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 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(guò)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。 6)煤層容重： 3煤層容重為 179。 井田勘探類(lèi)型 井田地質(zhì)勘探類(lèi)型為精查，屬詳細(xì)勘探。井田范圍鉆孔分布密集且比較均勻，勘探詳細(xì)。符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 由于 15煤層距離奧灰?guī)r較近，受承壓水威脅，開(kāi)采難度大，不經(jīng)濟(jì)。在這里只計(jì)算主采煤層 3煤層的工業(yè)儲(chǔ)量。 3煤層采用塊段法計(jì)算工業(yè)儲(chǔ)量。 地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開(kāi)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)量之中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 和，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。 1）礦井地質(zhì)資源量 礦井地質(zhì)資源量利用下式計(jì)算： ?co s/Zz srm ??? （ 21） 式中 ： m —— 各塊段煤層平均厚度， m； r —— 煤層容重， 3 為 179。； S——井田的實(shí)際面積， km178。； α——各塊段煤層傾角 ； 分塊計(jì)算地質(zhì)資源量見(jiàn)表 21。 表 21 礦井地質(zhì)資源量 圖 塊段劃分圖 2）礦井工業(yè)儲(chǔ)量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中， 60%探明的， 30%控制的， 10%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，則礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量由式計(jì)算。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用下式計(jì)算： 分塊 等級(jí) 煤厚（ m) 傾角（ 176。） 水平投影面積 （ km178。） 容重（ t/m179。） 儲(chǔ)量（ Mt） A 111b B 111b C 111b D 111b E 111b 總儲(chǔ)量（ Mt）