【正文】 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井的基本井型及類別:大型礦井：1150、180。礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、儲量、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家煤碳開采等因素確定。礦井生產(chǎn)能力是與井田劃分緊密聯(lián)系并且相互適應(yīng)的。該礦礦井設(shè)計年工作日 330d，每天四班作業(yè)，其中：三班生產(chǎn)、一班準(zhǔn)備，日凈提升時間 16h。礦井設(shè)計儲量計算公式如下：礦井設(shè)計可采儲量＝（礦井設(shè)計資源/儲量煤柱損失） 采區(qū)回采率根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井采區(qū)的回采率，應(yīng)符合下列規(guī)定：厚煤層不低于 75%，中厚煤層不低于 80%，薄煤層不低于 85%。該井田內(nèi)的煤柱損失包括井田邊界煤柱、村莊表 8 煤柱寬度表中厚煤層煤柱寬度（m） 厚煤層煤柱寬度（m）位置名稱巷道一側(cè) 兩巷之間 巷道一側(cè) 兩巷之間水平大巷 20~30 — 25~50 —主要回風(fēng)巷 20 — 20~30 —采區(qū)上山 20 20~25 30~40 20~25區(qū)段巷道 — 8~25 — 15~20采區(qū)邊界 — 10 — 10斷層境界 30m （斷層不含承壓水）兩井田之間 40m（兩邊各留 20 m）二、安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)和計算方法10 號煤層巷道煤柱 fMHS)(1??式中：S 1——巷道保護煤柱的水平寬度，m；　　　H——巷道的最大垂深 711m，　　　M——煤層厚度 ；　　　f——煤的強度系數(shù) 。資源/ 儲量的相關(guān)比例達到勘探階段要求。六、儲量計算結(jié)果本次估算全井田賦煤區(qū) 10 號煤層現(xiàn)保有資源/儲量（ 111b+122b+333）8482 萬t。D式中：Q—煤炭儲量(Mt) S—煤層水平面積 (km2) L—煤層平均厚度(m) D—容重(t/m 3)2 號煤容重平均為 ，10 號煤容重平均為 。四、計算方法的選擇根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔控制情況，2 號、10 號煤層厚度變化不大，傾角平緩，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，井田面積為 ，故選用地質(zhì)塊段法估算，其公式為：Q=S礦區(qū)范圍內(nèi)施工有 ZK135 一個鉆孔，其外圍南部附近施工有 2 個鉆孔編號為 ZK12ZK2022，東北部施工一個鉆孔，鉆孔編號為 ZK131，而西部無深部工程控制。計算范圍與申請礦區(qū)范圍一致，面積為 。01′00″其邊界由六個拐點圈定，東西寬 ，南北長約 ，面積為 。52′20″北緯 35176。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 110176。若能采取有效措施降低硫含量，亦屬難得的稀缺煉焦用煤煤種，以用于配煤煉焦為宜。㈨煤質(zhì)特征及工業(yè)用途根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB575186）劃分，由前述分析結(jié)果可知，區(qū)內(nèi) 2號煤屬于中灰、特低硫、低磷、中等粘結(jié)性瘦煤及貧瘦煤，精煤灰分要求為 12%時極易選，用于配煤煉焦。19㈥瓦斯據(jù)勘探資料，區(qū)內(nèi)瓦斯成分主要為 N2CH4，CO 2 含量較低，瓦斯絕對涌出量為，相對涌出量為 ，由于區(qū)內(nèi)煤層埋藏深度較大，雖然構(gòu)造簡單，但沿走向具波狀起伏特征，巖層完整性較好，易形成儲氣環(huán)境，使瓦斯在局部聚集，給煤炭開采帶來隱患，應(yīng)時刻警惕。區(qū)內(nèi)煤 Vr 一般在 14～20%之間，所以煤塵具有爆炸性。㈤煤塵據(jù)研究，煤揮發(fā)分產(chǎn)率（V r）在 35～40%以下時，隨揮發(fā)分產(chǎn)率增高，煤塵爆炸性增強。 含量（%） 可選性等級 極難選 中等可選 極易選㈣ 煤類2 號煤層精煤可燃基揮發(fā)分 ～%之間，粘結(jié)指數(shù) ～44，以貧瘦煤為主，次為瘦煤。 含量法” ，按五個、三個假定灰分要求分別對 2 號煤層、10 號煤層的可選性進行評價，其結(jié)果見表 表 6：表 5 2 號煤層可選評價表假定精煤灰分（%）理論分分選比重精煤理論產(chǎn)率（%）177。I)～ 平均為 ⒊ 灰熔點據(jù)測試結(jié)果，區(qū)內(nèi) 2 號、10 號煤的灰熔點：變形溫度（T 1） ，軟化溫度（T 2） 、熔化溫度（T 3）均大于 1500℃，屬難熔灰分。㈢ 工藝性能⒈ 發(fā)熱量區(qū)內(nèi)煤發(fā)熱量：18QGWf：原煤 24131～31696J/g，平均為 28706J/g 精煤 30467～34194J/g，平均為 31949J/gQGWr：原煤 35003～35235J/g，平均為 35128J/g 精煤 35655～36041J/g，平均為 35848J/g⒉ 粘結(jié)性和結(jié)焦性2 號煤層精煤粘結(jié)指數(shù)（G R磷（P）：2 號煤原煤磷（P ）含量 ～%，平均含量 %。⒉ 元素分析Cr：精煤含量為 ～%，平均含量 %Hr：精煤含量為 ～%，平均含量 %Or：精煤含量為 ～%，平均含量 %Nr：精煤含量為 ～%，平均含量 %⒊ 有害元素硫（S）：2 號煤原煤全硫含量（S Qg） ～%，平均為 %；精煤全硫含量（S Qg） ～%，平均為 %。③ 揮發(fā)分（V r）：2 號煤層原煤揮發(fā)分產(chǎn)率 ～%，平均為 %；精煤揮發(fā)分產(chǎn)率 ～%，平均 %。② 灰分（A g）：2 號煤層原煤灰分產(chǎn)率 ～%，平均為 %；精煤 ～%，平均 %。㈡ 化學(xué)組成由于擬定主采對象為 2 號、10 號煤層，據(jù)區(qū)內(nèi)涉及的趙家灣勘探區(qū)鉆孔資料及詳查報告中有關(guān)資料，僅區(qū)內(nèi) 2 號、10 號煤質(zhì)化驗結(jié)果介紹如下：⒈ 工業(yè)分析① 水分（W f）：區(qū)內(nèi) 2 號煤的分析基水分含量原煤一般為 ～%，平均為 %；精煤一般為 ～，平均 %。無機礦物組分含量 ～%，以粘土礦物為主，其次有黃鐵礦、方解石等。顯微煤巖組分由鏡質(zhì)組，半鏡質(zhì)組，絲質(zhì)組及無機礦物組成。三、煤的性質(zhì)及品種㈠ 煤的物理性質(zhì)和煤巖特征⒈ 物理性質(zhì)區(qū)內(nèi)煤層新鮮煤塊為黑色—灰黑色，強玻璃光澤，裂隙發(fā)育，性脆，硬度一般2～3 度，階梯—參差狀斷口，2 號煤容重平均為 ，10 號煤容重平均為。只是偽頂若開采時沒有隨煤層一起下落，需及時除掉，以防事故的發(fā)生。10 號煤頂不堅硬巖石，底板為不堅硬板為堅硬巖石，底板為不堅硬巖石。鋁土巖雖遇水易膨脹，但抗壓強度大，不易產(chǎn)生底鼓。10 號煤層：頂板為灰?guī)r，煤層與灰?guī)r之間常出現(xiàn)不連續(xù)的高炭質(zhì)泥巖偽頂。老頂為中細粒巖屑石英雜砂巖。太原組只有 10 號煤層分布穩(wěn)定，且厚度大的全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，K 2 灰?guī)r常為其直接或間接頂板，煤層結(jié)構(gòu)簡單，很容易區(qū)別，2 號煤層與 10 號煤相比，含硫量遠比 10號煤低，利用這些特征對比，已被大量實踐證明是可靠的，也是可行的。16⒉ 煤層自身特征對比煤層自身特征包括厚度、結(jié)構(gòu)，煤質(zhì)穩(wěn)定性及頂、底板圍巖等，這些特征是否相同也是煤層對比重要依據(jù)之一。在區(qū)內(nèi)分叉成兩層，間夾厚約4～5m 的石英砂巖，下分層厚約 2～3m ，厚度層位穩(wěn)定，其常為 10 號煤直接頂板。內(nèi)含大量蜓科、海百合莖、腕足類等動物化石。2 號煤在其頂面之上 5m 左右。礦物成分有：長石、石英、巖屑等，泥質(zhì)膠結(jié)，厚度一般 3～5。礦物成分主要有石英，巖屑、斜長石等，鈣、泥質(zhì)膠結(jié)，一般厚 10～15m，2 號煤位于其下 24～30m。由于區(qū)內(nèi)含煤地層層次清楚，巖性穩(wěn)定，各標(biāo)志層特征明顯，同時煤層也具有不同特征，因此煤層對比主要采用標(biāo)志層法及煤層自身特征法。其底板為鋁土質(zhì)泥巖或泥土巖，煤層厚 ～，平均厚度 ，區(qū)內(nèi)鉆孔揭露煤層不含夾矸，賦存標(biāo)高在230～490m 之間，其厚度穩(wěn)定，是區(qū)內(nèi)主要可采煤層之一，也是擬定開采對象。賦存標(biāo)高在15300～550m 之間，是區(qū)內(nèi)主要可采煤層。該層煤厚 ～，平均厚 ，結(jié)構(gòu)簡單，含一層厚 左右的泥巖夾矸。古生界石炭系中統(tǒng)C2本溪組 C2b平均厚度，共含煤 2 層其中編號為 12 號、13號，為極不穩(wěn)定，為不可采煤層。上統(tǒng)C3太原組 C3t平均厚度共含煤層 9 層，僅有編號為 10 號煤為穩(wěn)定全區(qū)可采煤層，其余煤層均系不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定的不可采煤層。詳見區(qū)域地層含煤特征表 2表 2 區(qū)域地層含煤特征表地 層 單 位 厚度界 系 統(tǒng) 組 段 最小～最大 一般含煤性二疊系 下統(tǒng)山西組 P1s平均厚度共含煤層 7 層，其中穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層 1 層，編號為 2 號，局部可采煤層 2 層，編號為 1 號、3 號；不穩(wěn)定，煤層 4 層。⒊ 本溪組本組地層平均厚度 ，共含煤 2 層其中編號為 12 號、13 號，為極不穩(wěn)定，為不可采煤層。⒉ 太原組本組地層平均厚度 ，共含煤層 9 層，僅有編號為 10 號煤為穩(wěn)定全區(qū)可采煤層，其余煤層均系不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定的不可采煤層。14⒈ 山西組本組地層平均厚度 ，共含煤層 7 層，其中穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層 1 層，編號為 2 號，局部可采煤層 2 層，編號為 1 號、3 號；不穩(wěn)定，煤層 4 層。2 號煤層的埋藏深度：659~10 號煤層的埋藏深度：~構(gòu)造簡單，斷裂不發(fā)育，構(gòu)造對煤層影響不大。 傾向：南東 45176。因此，解決飲用水水源，唯一辦法就是在全新統(tǒng)砂礫石含水層中打井，從而解決飲用水源問題。⑵全新統(tǒng)砂礫石含水層該含水層水位埋深 ～，單位涌水量 ～ ，水質(zhì)好，達一級飲用水標(biāo)準(zhǔn)，亦可作為飲用水源。羅河溝、任家河，地表流量 4～20l/s，水量隨季節(jié)變化明顯。因此解決飲用水水源，唯一辦法就是打井，可在礦區(qū)廠址附近選一合適地方打井一眼，解決水源問題。使各含水層串通，因蓋層含水層水位標(biāo)高高于主采煤層，這時蓋層、煤系、奧陶系灰?guī)r各含水層中的水就會沿新產(chǎn)生的裂隙等通道涌入礦井。由于各含水層間有較厚的泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土巖等隔水層，礦區(qū)主體部分無斷層等構(gòu)造因素使各含水層串通，因此相互間的水力聯(lián)系差。綜上所述，該區(qū)開采煤層，水文地質(zhì)條件屬簡單類型。煤系蓋層各含水層一般裸露地表或?qū)贉\埋區(qū)，受大氣降水補給，富水性弱，與深埋區(qū)各含水層水力聯(lián)系差，而且與主采煤層之間有大量的隔水層存在，因此對煤層開采影響不大。 水文地質(zhì)條件類型礦區(qū)地層呈單斜產(chǎn)出，主采對象為 2 號、10 號煤，現(xiàn)將各含水層對兩層主采煤層充水影響概述如下：奧陶系灰?guī)r含水層埋深較大，奧灰水水位標(biāo)高 ，中間有本溪組隔水層，10 煤下距奧陶系頂面約 25m，其間有多個泥巖隔水層，無斷層等構(gòu)造因素導(dǎo)致與其它含水層水力貫通，對煤層開采影響不太大。⑵ 石炭系上統(tǒng)太原組與二疊系地層中大量的可塑性泥巖、砂質(zhì)泥巖等：一般單層厚度 至數(shù)米，它們賦存于各含水層間，對各含水層的水力聯(lián)系起著阻擋作用，是良好的層間隔水層。 隔水層區(qū)內(nèi)隔水層自上而下有：⑴ 第三系棕紅色粘土、砂質(zhì)粘土：半成巖狀態(tài)，細膩，致密塊，阻水性能好。從區(qū)域及鉆孔資料巖溶、裂隙發(fā)育程度是極不均一的，因此含水性也具的不均勻性。因此該含水層含水性不均一，含水性較弱。⑷ 太原組石灰?guī)r巖溶、碎屑巖裂隙水含水層本含水層主要包括 KK 5 砂巖和 K2～K 4 石灰?guī)r，含水層厚度 30m 左右，水位標(biāo)高 658m 左右。賦水空間為節(jié)理裂隙、孔隙及層間裂隙，接受層間側(cè)向滲透補給，與地表水基本上無水力聯(lián)系。⑶ 山西組碎屑巖裂隙含水層本含水組主要為 K7 砂巖、K 8 砂巖、 “中間砂巖”及其余砂巖，含水層厚度 20m 左右。處于深埋區(qū)則形成層間裂隙承壓水，受層間側(cè)向滲透或大氣降水補給。⑵ 煤系蓋層碎屑巖裂隙含水層12本含水層包括山西組以上地層中的碎屑巖層，含水層厚度 160m 左右，位于 2 號、10 號煤之上，巖性以石英砂巖或巖屑石英雜砂巖為主，節(jié)理、裂隙為賦水空間，接受大氣降水補給，與地表水的水力聯(lián)系比較密切，二者呈互補關(guān)系。上、中更新統(tǒng)局部含孔隙潛水，上部 Q3 為淺黃色亞砂土、砂質(zhì)亞粘土，內(nèi)含零星次生鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，平行不整合于 Q2 之上，Q 2 透水性良好，內(nèi)夾零星及層狀礫石，在分布標(biāo)高較低的有利地段其下部含孔隙潛水。另一方面該區(qū)氣候干旱少雨，每年蒸發(fā)量是降雨量的 2～3 倍，所以地表水資源比較緊缺，此外煤層埋深最小也在 300m 以下，所以只要不讓地表水灌入坑道，一般來說地表水對開采影響不大。㈡ 地表水礦區(qū)范圍內(nèi)地勢特征是礦區(qū)北高南低溝谷發(fā)育，洪水季節(jié)能使雨水迅速排出區(qū)外，注入鄂河，因而區(qū)內(nèi)除在大溝內(nèi)有季節(jié)性流水外，其余的均為干溝。按區(qū)域水文地質(zhì)單元劃分，本區(qū)屬黃河?xùn)|斷凹水文地質(zhì)單元。地層總體走向北西，傾角一般為 5～8176。但總的看來構(gòu)造簡單，斷裂不發(fā)育，構(gòu)造對煤層影響不大。呈單斜產(chǎn)出。山西省煤炭工程咨詢評審中心已評審，提交了評審意見，井11田達到了勘探程度，可作為礦井建設(shè)和生產(chǎn)的地質(zhì)依據(jù)。蓋層用濃泥漿封孔，煤系用砂子和水泥制成灰漿灌注，孔口高有水泥樁標(biāo)志，封孔質(zhì)量合乎要求。1986 年，山西煤田地質(zhì)局 144 隊對臺頭詳查勘探區(qū)進行了詳查，使該區(qū)地質(zhì)和水文地質(zhì)工作程度進一步提高。該圖精度較高，對地質(zhì)、水文、構(gòu)造等均作了詳細研究，尤其是對煤系地層進行了詳細劃分。1956～1957 年，華北煤田地質(zhì)局調(diào)查隊填制了 1/萬地形地質(zhì)圖，提交了概查報告和普查勘探設(shè)計；1957～1958 年，華北煤田地質(zhì)局 140 隊，在鄉(xiāng)寧趙家灣勘探區(qū)進行了普查勘探工作，以 30003000m 網(wǎng)度探求 C 級儲量，提交了《鄉(xiāng)寧趙家灣普查報告》 。巖性為深灰色厚層狀灰?guī)r。石炭系中統(tǒng)C2本溪組C2b 8～15底部為褐紅、灰黃色褐鐵礦或硫鐵礦，向上由鋁土巖，鐵鋁巖及炭質(zhì)泥巖及煤線等組成，與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組第二段地層呈不整合接觸。所含煤層自上而下編號有 4 號～11 號煤層。與下伏太原組地層為整合接觸，所夾煤層自