昌恒煤焦公司矿井兼并重组整合项目初步设计说明

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岚县昌恒煤焦矿井兼并重组整合项目初步设计前言岚县昌恒煤焦是经省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发200917号文批准的本次资源兼并重组整合中的单独保留矿井。省皖北煤电集团有限责任公司为该矿主体企业。该矿井前身为岚县地方国营候家岩煤矿附属一矿，始建于1962年，1966年投产，批准开采4、9号煤层，原设计能力6万t/a，该矿经过数次改造，目前为生产能力21万t/a的生产矿井。2009年12月省国土资源厅为其颁发了新的采矿许可证，批复矿井生产能力为90万t/a，井田面积2.9978km2，开采4、9号煤层。依据省煤炭工业厅晋煤办基发200983号文规定，该矿特委托我公司编制矿井兼并重组整合项目初步设计。一、编制设计的依据1、岚县昌恒煤焦矿井兼并重组整合项目初步设计委托书；2、地宝能源2010年8月编制的岚县昌恒煤焦兼并重组整合矿井地质报告；3、省煤炭工业厅晋煤规发2010271号关于岚县昌恒煤焦兼并重组整合矿井地质报告的批复；4、岚县昌恒煤焦的采矿许可证；5、省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200917号文；6、编制岚县昌恒煤焦兼并重组整合项目初步设计所遵循的煤炭工业主要法律、法规有：中华人民国煤炭法、中华人民全生产法、中华人民国矿山安全法、煤矿安全规程、煤矿建设项目安全设施规定、煤炭行业政策等；7、岚县昌恒煤焦矿井兼并重组整合项目初步设计所执行的煤炭工业主要规、规定有：煤炭工业矿井设计规、矿井电力设计规、煤矿井下粉尘防治规、矿井防灭火规、煤矿救护规定、煤矿通风安全监测装置使用规定、煤矿反风规定、煤矿安全通风装备标准、建筑物、水体、铁路及主要巷道煤柱留设与带压开采规程等；8、岚县昌恒煤焦提供的矿井供电协议、使用土地协议、救护协议等资料。二、编制的指导思想1、认真贯彻省政府2004360号文精神，对4、9号煤层实现长壁式采煤方法，并按一井一面二个掘进头集中化生产，提高岚县昌恒煤焦的机械化程度和矿井回采率，健全完善安全设施、设备和组织机构，使之成为抗灾能力强的标准化矿井。2、坚持以人为本、关爱生命、保障安全的理念，构筑和谐的企业文化，以走科学发展的道路为指导思想，认真总结国外厚煤层开采的实践经验，以市场为导向，以效益为中心，从企业的实际出发，采用适合井田4、9号煤层开采条件的新技术、新工艺、新设备，精心设计，努力做到井上、下生产系统简单顺畅、容易操作、管理规以实现矿井减员增效，经济实用的最佳选择。3、根据地宝能源提供的矿井地质报告，井田围的可采煤层只有4号和9号煤层。4号煤层和9号煤层间距约75.41m，故本次设计采用一个主水平一个辅助水平分别开采4号和9号煤层。三、矿井设计的主要特点及技术经济指标1、矿井设计的主要特点(1)经方案比较分析论证后矿井工业场地选用井田西北部的工业场地，可满足矿井90万t/a设计能力的需要。(2)主斜井、副斜井、回风井布局合理化，主斜井净宽5.0m，倾角23，总斜长686m，装备胶带输送机和人行道，担负矿井提煤和进风任务，是矿井的一个安全出口。副斜井净宽3.2m，倾角22，总斜长715m，装备单钩串车和猴车，担负矿井辅助提升和进风任务；回风立井净直径4.0m，总垂深292m；担负矿井回风任务，设梯子间，成为矿井回风端的安全出口。后期安全出口净宽2.4m，倾角22，斜长341m，设台阶扶手，担负矿井后期安全出口任务。各个井筒职能明确、各司其职，管理方便，形成了矿井标准化的开拓方式。(3)生产集中化，以一个综采放顶煤工作面机械化开采，以两个综掘工作面保证生产接替，充分体现省煤炭工业局一井一面的采煤方法改革精神，为矿井提高产量、提高效率、稳定生产创造了条件。(4)开拓系统简洁化，设计有主斜井、副斜井、回风立井，依据一个主水平一个辅助水平分别开采全井田4、9号煤层。主运输系统、辅助运输系统、回风系统均清晰明确，为矿井生产和安全管理创造了条件。并精心设计，多做煤巷，少开岩巷，尽量减少工程量，缩短建井工期。(5)井下煤流运输连续化，水平和采区运输大巷、运输顺槽均装备了胶带机运输，实现煤流运输连续化，用人少、效率高，为稳产、高效，持续生产创造了条件。(6)通风系统畅，矿井设计了中央分列式通风系统，设置了完善通风系统构筑物，井下各用风地点的风量分配、风速均符合煤矿安全规程的要求，反风措施齐全，避灾路线明确，主扇、局扇均选用高效节能风机。(7)矿井已安装KJ95N型安全生产监测监控系统，通过技改扩容后，实现安全生产信息化管理，装备一套DT-KC2000产量监控系统和一套KJ153型入井人员考勤定位系统，对矿井产量和人员实现信息化管理。(8)地面布置因地置宜简单实用化，贯彻改革精神，改变矿井大而全，企业办社会的复杂局面，简化地面布置，只保留煤炭简易加工、储存、装车、外运等必要设施和矿井生产必须的辅助附属、行政福利设施。(9)职卫、环保及节能设计文明化，认真贯彻煤矿安全规程，执行环保和节能的法令法规，实现人与自然的和谐发展，使矿井成为资源节约型、环境友好型、人文和谐型的标准化企业。2、矿井设计的主要技术指标(1)矿井设计生产能力：90万t/a，服务年限22.7a。(2)井巷工程量：井巷工程总长度9009m，掘进体积124565m3，万吨掘进率100.1m。(3)矿井占地面积8.03ha。 (4)工业建(构)筑物总面积5803m2，总体积43970m3。胶带走廊长257.02m，行政、福利建筑物总面积9790m2。(5)综合建井工期：24个月；(6)矿井在籍人数555人，矿井全员效率7.93t/工；(7)本次设计建设项目总资金39750.47万元，铺底流动资金1494.46万元.新增建设项目造价35156.01万元，其中井巷工程9075.13万元,土建工程5743.47万元,机电设备购置8322.67万元,安装工程2959.85万元,其他基本建设费用（包括资源价款）5727.61万元,工程预备费2049.51万元,建设期利息1277.77万元。已完建设项目造价3100万元，其中井巷工程1650万元,土建工程320万元, 机电设备购置325万元,安装工程105万元,其他基本建设费用700万元。(8)吨煤投资441.67元；(9)原煤吨煤成本：206.28元；(10)投资回收期：3.89a（税后）。四、存在问题及建议1、井田无专门水文地质勘探钻孔，本区煤层又属带压开采煤层，建议进行补充勘探，进一步查明井田水文地质特征，同时要加强矿井水文地质工作；2、矿井虽为低瓦斯矿井，但仍应注意瓦斯局部聚集，加强井下通风，确保安全生产；3、注意地表裂缝、塌陷，应经常巡查，发现时及时回填，同时加强地表绿化工作；4、煤尘具有爆炸危险性，应加强防尘管理工作；5、在开采过程中注意断层的导水性及采空区、积水、积气情况，井田中东部煤层带压开采，注意隐伏构造存在、导水，造成奥灰突水，坚持”预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则；6、搞好煤层顶板管理工作；7、加强环保综合治理工作。283 / 283第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通地理位置该矿位于省岚县县城东南10km。行政区划属岚县梁家庄乡管辖，地理坐标为：东经11142381114334，北纬381157381405。本井田交通方便，太佳高速公路自井田南部10km经过，省级公路白会线从井田西部南北穿过，井田的北西部有209国道和碛口的S313省道通过，此外在本区的南和东均有县级公路通过，煤炭外运便利。矿井交通位置详见图1-1-1。二、地形地貌本井田属于吕梁山脉的芦芽山南端低山黄土丘陵区，地形复杂，沟谷纵横，井田总体南高北低，最高点位于井田的南部梁上，标高为1318.20m，最低点位于井田北东部沟谷中，标高1176. 0m，相对高差142.20m。三、水系井田的北东部有岚河流经，发源于岚县西白龙山，全长约25 km，河水流量受季节影响很大，雨季山洪爆发，河水泛滥，旱季水量极小，年平均流量2.82m3/s，在静游镇汇入汾河，为黄河流域汾河水系。井田无大的河流，只有一些河谷，雨季有短暂流水，平时干涸无水。四、气象及地震情况本区属温带大陆性季风气侯，冬季长而寒冷，夏季短而炎热。年降水量一般为510mm，蒸发量2000mm左右，蒸发量约是降水量的4倍，降水多集中在79月。平均气温6.8，一月均温8，七月均温22。无霜期130天，霜冻期在当年的10月底至次年的4月中旬，冻土深度85117cm。风向多为西北，次为东南，最大风速1216m/s ,年平均风速1.72.6m/s.本区历史上未发生过地震，邻县静乐曾在1583年9月发生过4.8 级地震，本地有震感。据建筑抗震设计规本区地震设防烈度6度区，地震动峰加速度值为0.05g。五、矿区工农业生产概况岚县现有耕地50.50万亩，农作物以谷子、莜麦、土豆、豆类、油料为主。该县矿藏资源丰富，主要有铁、煤、石灰石、白云岩、硅石、石等。其中以铁矿为最，总储量约13亿吨，均为露天矿体，易于开采；硅石矿储量约1100万吨，矿质良好，含硅量达99；另外，石灰石、白云岩、煤炭、锰矿、石、花岗岩、麦饭石、长石、白云母、蛭石、铜、绿柱石、页岩、铝矾土等均有相当规模的储量。目前，全县工业主要有化肥、煤炭、炼铁、水泵、节能变压器、水泥、玻璃器、矿车、石开采与加工。六、井田邻近矿井的情况井田西南邻侯家岩第二煤矿，东南邻晋神公司煤矿，南邻地方国营侯家岩煤矿。（见井田四邻关系示意图1-1-2）。1、侯家岩煤矿位于井田南部，井田面积1.5903km2，批准开采4、9号煤层。于1973年建井，1976年投产。设计生产能力6万t/a，2004年经过采煤方法改革，据省煤炭工业局晋煤行发2005979号文核定生产能力为21万t/a。现开采9号煤层，斜井开拓，走向长壁采煤方法，大巷荒料石砌碹，工作面采用液压支架支护，放炮落煤，顺槽采用刮板机输送，大巷皮带输送。中央并列机械抽出式通风，2006年省安全生产监督管理局晋安监煤字2006327号文”关于吕梁市岚县地方国营侯家岩煤矿等五对生产矿井2006年度瓦斯等级鉴定的批复”，瓦斯相对涌出量5.21m3/t，绝对涌出量1.08 m3/min，属低瓦斯矿井。矿井涌水量100150m3/d。本次工作查明：本矿9204工作面回采时，对该矿采空区进行了探放水工作，其越界本矿的采空区无积水。2、毕家坡煤矿位于井田西南部，井田面积0.6441km2，批准开采9号煤层。于1985年建井，1994年投产。设计生产能力6万t/a，2004年经过采煤方法改革，据吕梁市煤炭工业局吕煤行字2004378号文核定生产能力为15万t/a。现开采9号煤层，斜井开拓，走向长壁采煤方法，大巷荒料石砌碹，工作面采用悬移支架支护及铰接顶梁进行支护，放炮落煤，全部跨落法管理顶板，顺槽采用刮板机输送，大巷皮带输送。中央并列机械抽出式通风，2006年吕梁市安全生产监督管理局吕安监煤字2006221号文”关于对岚县高家坡煤矿等三对矿井2006年度瓦斯等级鉴定的批复”，该矿瓦斯相对涌出量3.58m3/t，绝对涌出量0.926m3/min，属低瓦斯矿井。矿井涌水量80120m3/d。该矿与本矿之间隔侯家岩第二煤矿，其采空区积水对本矿生产无影响。3、侯家岩第二煤矿位于井田西南部，井田面积0.864km2，批准开采4、9号煤层。于1973年建井，1976年投产。设计生产能力6万t/a，2004年经过采煤方法改革，据省煤炭工业局晋煤行发2005979号文核定生产能力为15万t/a。现开采4号煤层，斜井开拓，走向长壁采煤方法，大巷荒料石砌碹，采用悬移支架支护，放炮落煤，工作面超前支护采用单体液压支柱配型梁进行支护，铺金属网全部跨落法管理顶板，顺槽采用刮板机输送，大巷皮带输送。中央并列机械抽出式通风，2006年吕梁市安全生产监督管理局吕安监煤字2006221号文”关于对岚县高家坡煤矿等三对矿井2006年度瓦斯等级鉴定的批复”，该矿瓦斯相对涌出量4.29m3/t，绝对涌出量0.74m3/min，属低瓦斯矿井。矿井涌水量120200m3/d。经本次工作查明：该矿与本矿无越界开采现象，由于该矿位于F1正断层（落差45m）上盘，该矿采空区低于本矿井底车场标高，该矿采空区积水对本矿现有系统无影响。未来矿井开采F1正断层（落差45m）上盘资源时，应加强探放水工作，防止水害事故发生。4、晋神公司煤矿该矿处于规划阶段，未开工建设。七、水源和电源情况1、水源条件该矿生产生活用水为主井筒K3砂岩裂隙水，水质符合饮用水指标，水量能满足生活用水。生产用水取自矿坑排水。2、电源条件矿井35KV供电电源采用双回35kV架空线引接。一回引自车道坡110kV变电站的35kV母线，距离13.0km；另一回引自普明35kV变电站35KV母线，距离9.0km。八、迁村、土地征用情况从井田1：5000的地形图上看，井田围只有侯家岩毕家坡公社一个村庄，分布在井田西南部边界，对开采有一定影响，需留设足够的保安煤柱。工业场地为山峁荒地，不占良田，土地征用困难不大，可以确保矿井正常生产和管理。九、主要建筑材料供应建设所需的钢材、水泥、木材、料石、砖瓦等材料，均可通过当地市场采购，完全满足建设的需要。第二节地质特征一、区域地质简况(一)区域地层本井田位于宁武煤田的西南边缘，宁武煤田位于陆台西部北中段，属祁吕贺山字型构造之前弧褶曲东翼中段侧，为基底式向斜盆地，呈狭长带状沿NNE方向伸展，绝大部分地表为第四纪黄土覆盖基岩仅在沟谷附近出露。区域出露地层从老到新依次为古生界新生界地层。1、太古界：有中太古界界河口群和上太古界吕梁山群，为变质程度较深的厚层片岩和混和岩化片麻岩，岩浆变质岩脉穿插其中。在岚县界河口、神堂沟、袁家村等地广泛出露，厚达16700m。2、元古界：有下元古界岚河群、野鸡山群、黑茶山群及上元古界震旦系。沉积一套石英岩、变质砾岩、夹千枚岩和白云质岩。厚达2560m，分布在岚县乱石、寨上等地。3、古生界：寒武系，煤田东部边缘全部沉积，西部边缘缺失下寒武统，地层厚190350m。奥系全部保留，厚800m左右。石炭系中、上统的组和组，后者为主要含煤地层之一，全厚140m左右。二叠系下统组。主要含煤地层之一，厚42m；下统下石盒子组和上统上石盒子组及石千峰组，厚度分别为110m、362m、750m。在娄烦县下静游、峰岭底一带各系地层依次出露。4、中生界：发育有三叠系和侏罗系，前者厚150716m，后者厚280m，并含薄煤层。在宁武县新堡、汾河两岸出露。5、新生界：发育上第三系和第四系，上第三系厚10150m，第四系0325m。(二)区域含煤特征本区主要含煤地层为二叠系下统组和石炭系上统组，分述如下：1、组（P1s）该组地层厚度为42.1058.72m，平均49.12m，地层岩性由灰白色砂岩砂质泥岩和1、2、3、4号煤层组成，本组所含4号煤层稳定可采煤层，其余为不稳定不可采。2、组（C3t）该组地层为一套海陆交互含煤沉积。厚度85.51105.66m，平均99.36m，岩性主要由灰白色砂岩、深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及5、6、7、8、9、10、11号煤组成，富含海相动物化石，本组所含9号煤层全区稳定可采，其余不稳定不可采。(三)区域构造宁武煤盆地位于祁吕贺山字型构造东翼中段的侧，来自向（鄂尔多斯地台）的压应力，在宁武煤盆地西缘形成一系列逆断层和褶曲。在东缘南段，由于受到五台古老地块的反作用力，也形成了逆断层，因此就控制了宁武盆地南部的基本构造形态。此外，在煤盆地轴部，受边缘构造影响较少，局部还保留有陆台南北向翘起同时形成的南北向褶曲的残留部分。(四)岩浆岩区域未见岩浆岩出露。(五)区域矿产区域矿产资源较为丰富主要有煤、铁、硅石、铜、锰、花岗岩、石、石灰石、长石、云母、水晶等20余件。二、矿井地质(一)井田地层本井田位于宁武煤田的西南边缘，地表大部分为黄土覆盖，基岩仅出露于沟谷中，根据以往地质勘探资料，结合地面露头，井田发育地层由老到新为奥系中统峰峰组；石炭系中统组、上统组；二叠系下统组、下石盒子组；上统上石盒子组；上第三系上新统及第四系地层。现由老到新叙述如下：1、奥系中统峰峰组（O2f）由石灰岩、泥灰岩、白云岩组成，全组厚度大于100m。据井田钻孔揭露，峰峰组厚度为139.11m。该组地层在井田无出露，出露于下静游东南汾河西岸及上天窊一带。2、石炭系中统组（C2b）平行不整合于下伏地层之上，底部为“式”铁矿或铝土矿，中部为灰白色石英砂岩，灰色砂质泥岩、泥岩及层薄层组成，该组中部发育一层稳定的石灰岩，厚度在25m之间，定为标志层K1。本组含有煤线，厚29.9049.00m，平均37.40m。3、石炭系上统组（C3t）为主要含煤地层之一，由灰白色砂岩、深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤层组成，含有丰富的海相动物化石，底部为一层灰白色中、粗粒石英砂岩，厚29.08m，层位稳定，是组结束之标识（2）。含有5、6、7、8、9、10、11号煤层，9号煤层稳定可采，其余不稳定不可采。本组厚度85.51105.66m，平均99.36m，与下伏地层整合接触。4、二叠系下统组(P1S)与下伏地层整合接触。主要含煤地层之一，由灰白色砂岩、深灰色泥岩砂质泥岩及煤层组成，富含植物化石。因遭受剥蚀，井田西部地层赋存不全，厚度42.1058.72m，平均49.12m，底部为灰白色中、细粒砂岩（4标识层）。该组含有1、2、3、4号煤层，4号煤层稳定可采，其余不稳定不可采。5、二叠系下统下石盒子组(P1X)底部为灰白色中、粗粒砂岩（5），其上为黄绿、蓝灰色夹紫色斑块的泥岩及砂质泥岩，夹有薄层砂岩，含植物化石。由于剥蚀作用，井田西部地层赋存不全，厚度在72.0095.00m，平均85.19m。6、二叠系上统上石盒子组(P2S)由杂色砂质泥岩、泥岩和砂岩组成，底部为一层灰黄或黄绿色中、粗粒砂岩（6），稳定性差。由于剥蚀作用，井田该组仅赋存下部地层，最大赋存厚度110.00m，与下伏地层整合接触。7、上第三系上新统(N2)静乐红土，井田沟谷局部有出露，角度不整合于下伏地层之上，上部为棕红色粘土、亚粘土、夹钙质结核，下部为砂、砾石层，砾石多为石灰岩，有少量泥岩屑和砂岩岩块。厚10.0083.21m，平均34.21m.。8、第四系中上更新统（Q23）中上更新统，下部为浅红色亚粘土，中夹不连续钙质结核层，含古土壤层，常形成黄红间带色。上部为灰黄色亚砂土和砂土。分布于山岭、山地上和沟谷两侧。厚29.55m，平均10.15m.。9、第四系全新统（Q4）分布井田北部较大河谷之中，构成河漫滩、级阶地，上部为再生黄土，下部为砾石及砂，厚22.62m，平均4.64m。(二)井田含煤地层井田主要含煤地层为二叠系下统组和石炭系上统组。1、组井田主要含煤地层之一，由灰白色砂岩、砂质泥岩和煤层组成，西部边缘风化剥蚀，局部赋存下部地层。厚度为42.1058.72m，平均49.12m，4号煤层之下发育一层灰白色粗粒砂岩（K4），厚1.489.41m，平均6.80m，为组沉积结束之标识。该组含有1、2、3、4号煤层，4号煤层稳定可采，其余为不稳定不可采。2、组井田主要含煤地层之一，厚度85.51105.66m，平均99.36m，由灰白色砂岩、深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤组成，富含海相动物化石，本组可分为三段：下段：2砂岩底1石灰岩底，厚度平均37.16m。本段为主要含煤段，9号煤层位于该段顶部，10号煤上距9号煤层7.00m左右，11号煤在K2砂岩上025.27m，此段发育2层标识层，即9号煤层直接顶板L1石灰岩或泥灰岩，厚0.691.70m，平均1.38m，全井田发育，且层位稳定，富含海相动物化石中段：1石灰岩底界L3石灰岩顶界，厚度平均36.41m。L3石灰岩深灰色，质纯，厚0.804.58m，平均2.81m，下平均4.84m含有7号煤层；L2石灰岩全井田发育，厚度平均3.92m，深灰色，含海相动物化石，该石灰岩之下约0.50m为8号煤层，此段以明显的海陆交替相沉积韵律为其特征。7、8号煤层不稳定不可采。上段：L3石灰岩顶界4砂岩底，厚度平均25.95m。为灰白色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩组成，含5、6号煤层，K3砂岩上约3.00m为6号煤层，其上5.00m左右为5号煤。中间标识层K3砂岩，为灰白色粗砂岩或砂砾岩，厚1.009.50m，层位稳定。5、6号煤层不稳定不可采。总之，组为海陆交互相含煤沉积建造，韵律明显；组为陆相碎屑岩含煤沉积建造。(三)井田构造本井田位于宁武煤盆地的西南端，总体为一近南北走向，倾向东的单斜构造，倾角322，井田北部并伴有次一级的向、背斜褶曲，井田并发育有2条正断层。S1背斜：位于井田北部，轴向北东向，两翼倾角为57，在井田延伸长度约1100m。钻孔控制，研究程度较高。S2向斜：位于井田北部，轴向北东东向，两翼倾角为59，在井田延伸长度约750m。钻孔控制，研究程度较高。1正断层：位于井田南部，走向NE40，倾向北西，倾角75，落差45m井田延伸长度1500m，井下采掘工程控制。2正断层：位于井田西南部，走向N35，倾向NW，倾角60，落差1015m，井田延伸长度300m，井下采掘工程控制。井田未发现陷落柱及岩浆岩侵入，总之，本井田构造简单，为一类。三、煤层、煤质及有益矿产(一)煤层1、含煤性井田含煤地层为石炭系上统组和二叠系下统组。组含煤4层，其中可采煤层一层（4号煤），4号煤层平均厚度5.41m，地层平均厚度49.12m，可采含煤系数11.21%；组含煤7层，可采煤层一层（9号煤），9号煤层平均总厚9.66m，地层平均厚度99.36m，可采含煤系数9.72%。采矿许可证批准开采4、9号煤层，以下仅对可采煤层评述。2、可采煤层井田可采煤层为4、9号煤层，均为批采煤层。（见可采煤层特征表1-2-1）可采煤层特征表表1-2-1煤层号层厚最小最大平均m间距最小最大平均m结构(夹矸层数)稳定性可采性顶板岩性底板岩性43.608.225.4166.6283.6075.41复杂（03）稳定全区可采泥岩砂质泥岩砂质泥岩、砂岩97.5212.179.66复杂(05)稳定全区可采石灰岩泥岩(1)4号煤层位于组底部，井田西南部有出露，下距本组标识层k4砂岩05.50m，平均1.46m。煤层厚度3.608.22m，平均5.41m；结构复杂，含03层夹矸，一般3层；除西南部组受剥蚀而使煤层不赋存或变薄外，其它地区发育且稳定可采，顶板岩性多为砂质泥岩，底板岩性为砂质泥岩或泥岩。(2)9号煤层位于组下部，上距4号煤层底66.6283.60m，平均75.41m，煤层厚度7.5212.17m，平均9.66m，含05层夹矸，全井田发育，属稳定型煤层。顶板为石灰岩或泥灰岩，底板为泥岩。3、煤层对比据岚县详查勘探报告，在地层对比上作了大量工作，采用标志层、煤层、古生物化石、孢粉组合等组合手段，进行了地层对比，结果准确可靠。本次煤层对比基本沿用以往勘探地质报告中煤层对比成果，主要采用标志层法、煤层层间距法、煤层结构与组合特征、旋回特征、煤质特征等进行对比，各种方法相互参照综合对比。本次报告编制中，统一了各标志层和煤层编号。总体上，井田煤岩层对比成果可靠。(二)煤质1、煤的物理性质和煤岩特征根据岚县详查勘探报告，井田4号煤以暗煤为主，亮煤次之，夹镜煤条带，弱玻璃光泽，阶梯状断口，生裂隙较发育，条痕色为褐色，宏观煤岩类型多半暗型，少数半亮型。9号煤以亮煤为主，暗煤为辅，具镜煤条带，玻璃光泽，贝壳状阶梯状断口。条带结构，块状构造，生裂隙发育，常见黄铁矿薄膜，条痕色为深褐色，宏观煤岩类型为半亮型，个别光亮型。2、化学性质及工艺性能本井田批采煤层为4、9号煤层，现根据本次井下采集的刻槽煤样及以往钻孔煤芯煤质资料对井田4、9号煤层煤质叙述如下：（见表1-2-2）(1)化学性质、4号煤层：水分（Mad）：原煤：0.821.84%，平均1.60%；浮煤：1.301.54%，平均1.45%；灰分（Ad ）：原煤：5.6530.94%，平均24.41%；浮煤：5.478.64%，平均7.57%；挥发分（Vdaf ）：原煤：31.7437.39%，平均36.61%；浮煤：31.7938.45%，平均37.62%；全硫（St,d）； 原煤：0.460.69%，平均0.53%；浮煤：0.440.66%，平均0.50%；发热量（Qgr.d）原煤：31.0832.38MJ/kg，平均31.73 MJ/kg；浮煤：32.92MJ/kg。胶质层指数Y：1114mm，平均13.3mm；X：3855mm，平均46 mm。焦渣特征（CRC）56，平均5；粘结指数（GR.I）84；元素分析：Cdaf 83.68；Hdaf 5.46；Odaf 8.53；Ndaf 1.61。各煤层煤质特征汇总表表1-2-2项目煤 类层 别号工业分析（%）全硫St,d%发热量Qgr.dMJ/kg焦渣特征胶质层厚度粘结指数GR.I煤类水分Mad灰分Ad挥发分VdafX(mm)Y(mm)4原0.821.841.605.6530.9424.4131.7437.3936.610.460.690.5331.0832.3831.7341/3焦煤浮1.301.541.455.478.647.5731.7938.4537.620.440.660.5032.925385546111513849原0.522.521.4711.2628.6617.5433.8641.6336.241.853.752.5028.3332.1230.5061/3焦煤浮0.20.661.055.187.145.7332.7536.7835.141.191.491.3432.877394742131413.388、9号煤层：水分（Mad）原煤：0.522.52%，平均1.47%；浮煤：0.201.66%，平均1.05%；灰分（Ad ）原煤：11.2628.66%，平均17.54%；浮煤：5.187.14%，平均5.73%；挥发分（Vdaf ）原煤：33.8641.63%，平均36.24%；浮煤：31.7536.78%，平均35.14%；全硫（St,d） 原煤：1.853.75%，平均2.50%；浮煤：1.191.49%，平均1.34%；发热量（Qgr.d）原煤：28.3332.12MJ/kg，平均30.50MJ/kg；浮煤：32.87 MJ/kg；胶质层指数Y：1314mm，平均13.3 mm；X：3947mm，平均42 mm。焦渣特征（CRC）57，平均6；粘结指数（GR.I）88；元素分析：Cdaf 84.0984.36，平均84.22；Hdaf 5.495.57，平均5.53；Odaf 7.387.60，平均7.49；Ndaf 1.341.48，平均1.41。(2)工艺性能煤的发热量在28.3332.38MJ/kg之间，为高热值特高热值之煤层；胶质层Y值在1115mm之间，粘结指数在85左右，坩埚焦渣特征57，为强粘结性煤，结焦性中等；含油率一般在8%左右，属富油煤；组成煤灰成分的主要是二氧化硅和三氧化二铝，两者占8287%，煤灰熔融性ST1250，属中等以上软化熔度煤。3、煤的有害成分含量及煤的可选性 煤中的有害成分主要是9号煤硫分，原煤硫含量多2%，以中高硫煤为主，局部分布高硫煤；洗选后下降至1.5%以上，仍为中高硫煤，其脱硫效果差，说明煤中有机硫占主导要地位。煤中的磷含量小于0.036%，属低磷分煤。详查勘探时，对4、9号煤作了筛分浮沉试验，比重液1.50时，浮煤回收率4号煤为69.77%，灰分为10.68%，9号煤85.57%，灰分9.23%，以0.1含量法评价，4号煤为中等可选、9号煤为易选，若提高分选比重，将灰分控制在12.5%，可选性将提高了一个等级。4、煤质、煤类确定及用途据煤炭质量分级GB/T152242004标准，4号煤层为特低灰分低灰分、低硫分、特高热值之1/3JM；9号煤层特低灰低灰、中硫分中高硫分、高热值特高热值之1/3JM。以中国煤炭分类国家标准（GB57512009）进行划分，以浮煤挥发分为主要指标，参考粘结指数、胶质层指数来划分，井田4、9号煤层均为1/3焦煤。本井田的煤为1/3焦煤，属炼焦用煤，亦可作为动力用煤和化工用煤。5、煤的风氧化井田的西南部出现煤层露头，发生风氧化作用。据井田南侯家岩煤矿45号孔，氧化最大垂深在105.0m，经生产小煤矿和硐探取样验证，由露头向平推100m即可圈定其风氧化带。风化煤褐黑色，完全失去了煤的特征，具塑性，遇水成粘泥状，具有粘土的特性，故称煤成粘土。氧化煤，黑灰色，节理发育，并可见钙质薄膜或铁锈，矿化度增加，挥发分增高，发热量下降，可作为建筑材料和提取腐植酸的原料。四、水文地质(一)区域水文地质宁武煤田以宁武向斜为主体构造，地形主体呈中部高、南北两端低之趋势。以宁武南分水岭为界，将地表水体分为两个不同的地表水系，分水岭南部属黄河流域汾河水系。分水岭以北属海河流域桑干河水系。以朔州平原南部王万庄区域性大断裂为地下水相对隔水边界，将宁武煤田划分为南北两个独立的水文地质单元。本井田位于南部水文地质单元。岚县详查区位于宁武煤田西南边缘，西、北、南三面环山，东部为黄土梁峁，地形西南高北东低，自西向东岚河纵贯本区，最后在上静游注入汾河，流向总体由西向北东。本井田位于岚县详查区的南西。区域地下水的来源主要为大气降水，其次为地表水。本区外的西南奥系石灰岩出露区为奥灰含水层补给区，地表迳流岚河是本区地表水的排泄道，地下水由西南向北东在下静游一带泄出。(二)矿井水文地质1、地表水井田无大的地表河流，仅在北西角有一大沟谷马铺沟，为季节性流水，其它沟谷平时干涸，雨季有短暂的流水。2、含水层(1)奥系石灰岩岩溶裂隙含水层由石灰岩、泥灰岩及钙质泥岩等组成，石灰岩岩溶裂隙较发育，特别是在上覆地层较薄或出露地区。1976年冶金五队在下静游(汾河边)勘查水源时(距本井田15km)，抽水试验单位涌水量4.6718.9L/s.m，PH值7.47.8,矿化度0.3160.596g/L，属重碳酸硫酸钾、钠、钙型水，水位标高为1110.00m。2007年侯家岩村施工完成了奥灰水源井，水源井参数见下表。侯家岩村供水井参数一览表坐标井口标高井深水位埋深静水位标高出水量取水层位XYH4230888.2619562694.401198.32480.2068.021130.2030m3/hO2S由此可确定：井田奥灰静水位标高在11301129m。(2)石炭系上统组碎屑岩夹灰岩岩溶裂隙含水层按层位与含水性的不同，可分上、下两个含水层（组）。下部石灰岩岩溶裂隙含水层，即L3L1三层石灰岩，为7、8、9号煤层的直接或间接顶板，厚约5.80m，每层石灰岩的顶、底常有泥灰岩，各层石灰岩间隔有粉砂岩与砂质泥岩。由于受分布地点与岩性的制约，含水层的裂隙与岩溶发育程度和相应的富水性变化较大。风化溶蚀严重者含水较丰富，一般含水不多，侯家岩旧井涌水量在0.12L/s，对矿井充水影响小。上部K3砂岩裂隙含水层，主要含水层，岩性与厚度变化很大，以粗砂岩为主，泥质或钙质胶结，分选较好，颗粒组成自上而下渐粗，底部常为砂砾岩或细砾岩，一般厚5.20m, 侯家岩旧井筒施工时，对该组含水层进行了抽水试验，单位涌水量0.359L/s.m。(3)二叠系下统组碎屑岩裂隙含水层地层厚度49.12m，主要含水层位为该组的砂岩，裂隙发育者含水丰富，侯家岩旧井筒施工时，对该组含水层进行了抽水试验，涌水量最大可达1.67L/s。(4)二叠系下统下石盒子组碎屑岩裂隙含水层砂岩裂隙含水层，主要是本组底部的砂岩段，富水性差。(5)二叠系上统上石盒子组碎屑岩裂隙含水层仅在风化带富水性较好，一般不含水。(6)基岩风化壳含水层不分地质时代，与地形有关。接近地表2030m,强烈的风化作用，使其裂隙发育，易接受大气降水的补给，富水性较好，由于煤层的开采，已破坏了风化壳含水层原来的水文地质条件，局部地下水已大量或全部漏失井下。(7)上第三系上新统砾石含水层在该层段抽水实验,单位涌水量1.54L/s.m，渗透系数4.6m/d，水质为重碳酸钙、钾、钠型水。被冲沟切割出露的砾石层，常有泉水分布，为山区村庄的主要饮用水源，流量多小于0.1L/s,矿化度0.210.28g/L,属重碳酸硫酸钙镁型水。(8)第四系冲积洪积层近代冲积物，由砂、砾岩、砂土、黄土组成，构成河漫滩一、二级阶地。根据城河沿岸水文孔抽水数据，单位涌水量1.13.5L/s.m,矿化度0.43g/L,为重碳酸硫酸钙、镁型水，为城河沿岸村庄的主要水源。3、井田的隔水层隔水层主要有：组隔水层，本组厚37.40m左右，由铝土岩、砂质泥岩、石灰岩组成，构成了奥系含水层与煤系地层之间的屏障。煤系地层间的粉砂岩、砂质泥岩及泥岩发育在各砂岩间，可视为较好的隔水层，故含水层之间一般不发生水力联系。上第三系上新统上部的红色粘土层，为地表水与基岩地下水的良好隔水层。(三)矿井充水因素分析及水害防治措施1、构造对矿井充水的影响井田构造总体为走向近南北向，倾向向东的单斜构造，发育两条正断层，未发现陷落柱。据该矿井下开采资料，遇断层时有渗水现象，但多数水量不大。该矿目前以井筒水、煤层顶板裂隙渗水、断层渗水为主要充水方式，故开采时应特别注意，单斜构造具有向倾向方向汇水作用，井下采掘向深部延伸或遇断层时，矿井涌水量会有所增加。1971年该矿井井筒开凿至K3砂岩时发生涌水，由于当时施工设施差，没有大排水能力的设备，无法排水作业，致使停建15年，1986年才重新建设。该次事故中进行了抽水试验：单位涌水量为3.34L/sm，渗透系数为226.11m/d，水质化验：矿化度0.4010.496g/L,PH值7.88.1,属重碳酸硫酸钙、镁及重碳酸硫酸钙、钾、钠型水。经分析研究，该次涌水事故系施工揭露含水断层破碎带，地表水及组、组地下含水层不断补给断层破碎带，在断层破碎带富集所致。现已疏干，不再有水溢出，由于涌水点标高低于奥岩溶含水层静水位标高，说明该断层（F1）没有沟通奥岩溶含水层。2、大气降水对矿井充水的影响本矿西南部由于煤层埋藏较浅，因此大气降水是矿坑水的主要充水水源源，即降水通过基岩裂隙及松散沉积物孔隙富集，而后渗入基岩风化裂隙带，在岩石裂隙相互沟通的情况下进入巷道，由于降水量的季节变化，矿井涌水量具有明显的动态变化特征，一般雨后1020天，矿井涌水量即显著增加。3、地表水对矿井充水的影响井田无较大的地表水体，但大型沟谷较发育，雨季时汇集降水形成短暂洪流，自井田西南向东北流出井田。原井筒附近最高洪水位1192m（100年一遇），低于井口标高1203m，不会发生洪水淹井事故。4、周边矿井对本井田煤层开采的影响据调查周边矿井采空区无积水，矿方应在今后生产过程中，加强探放水工作，并按设计留足保安煤柱，以防邻矿采空区积水、积气进入本矿井巷道，对矿井生产、安全构成威胁。5、采空区积水对矿井充水的影响据调查，该矿以前采用仓房式采煤方法，煤柱留设较多，对煤炭资源浪费较大，回采率仅为25%左右，2004年以来随着采煤方法改革，回采工艺不断提高，回采率有了明显提高。经本次工作查明了：4号煤层采空积水区共四处，合计积水面积约61080m2，积水量约17000m3。 4号煤层采空积水区位于9号煤层采空区导水裂隙带，对9号煤层开采有影响。本矿布置9号煤层9204工作面时，对临近采空区进行了探放水工作，查明其采空区无积水，经本次工作查明：现矿井开采活动位于矿井下山采区，矿坑水疏排较为彻底，井田9号煤层基本无采空积水区； 仅在低洼处有少量积水，对矿井开采无影响。4号煤层采空区积水量统计表煤层号积水区编号积水面积(m2)积水量(m3)备 注4304698000采空区积水估算公式：Q=SMK式中：S-积水面积(m3)M-煤层均厚(邻近钻孔m)K-积水系数(0.20)-回采率(25%)1767260007474200054651000合计6108017000由于影响井下积水的因数较多，随着时间的推移，积水情况会有所变化，因此在生产过程中应加强采空区积水监控和探测工作，以防采空区积水影响矿井安全和生产。6、奥灰水对矿井充水的影响井田奥灰水位标高1130m左右，4、9号煤层底板均有大部区域低于1130m，奥灰岩溶地下水对煤层的开采影响较大。突水系数计算：TS-突水系数P-水头压力（4号煤层最低底板标高890m，9号煤层最低底板标高820m ，对应奥灰岩顶面标高约755m，对应水头压力值375m水柱=3.68MP）M-等效泥岩隔水层厚度（4号煤层约140m，9号煤层65m）经计算：4号煤层TS突水系数最大为0.0263MPa/m；小于有构造情况下临界突水系数0.06MPa/m，根据相关规程：井田围4号煤层带压开采区均属带压安全区。9号煤层TS突水系数最大为0.0566MPa/m。小于等于有构造情况下临界突水系数0.06MPa/m，根据相关规程：井田围9号煤层带压开采区均属带压安全区。7、矿井充水通道据生产矿井充水情况与井田水文地质条件来看，本矿矿井充水通道主要为井筒、断层及开采后形成的采空区导水裂隙带，其它因素居次。4号煤层顶板为砂质泥岩，根据顶板岩性，采用下列经验公式计算导水裂隙带高度：H=2010式中：H导水裂隙带高度m； M煤层厚度m。式中：Hm冒落带高度，m。m累计采厚，m。4号煤层最大厚度为8.22m，导水裂隙带最大高度为67.27m，冒落带高度为12.06-16.46m。9号煤层顶板为石灰岩，根据顶板岩性，采用下列经验公式计算其导水裂隙带高度：H=3010式中：H导水裂隙带高度m； M煤层厚度m。式中：Hm冒落带高度，m。m累计采厚，m。9号煤层最大厚度为12.17m，导水裂隙带最大高度为114.66m，冒落带高度为26.79-31.79m。由以上计算可知，在井田西部4、9号煤层采空区导水裂隙带可沟通基岩风化裂隙带地下水。9号煤层采空区导水裂隙带可沟通其上覆K2、K3、K4灰岩裂隙水和4号煤层采空区积水。另外，由于井田钻孔较多，施工年代已久，封孔情况不清，应防备封闭不良的钻孔构成导水通道。8、矿井水文地质类型井田煤层处于浅一中深埋区，煤系及其以上邻近基岩含水层，接受补给条件差，富水性弱；井田有阳胜河及其支流北河、桃园河；基岩风化带裂隙水和第四系孔隙潜水分布围有限。只要处理好河床下的特殊开采问题，地表水及地下水对矿床开采均不会形成大的影响。经本次工作查明了：4号煤层采空积水区共四处，合计积水面积约61080m2，积水量约17000m3。井田奥灰水对4、9号煤层开采有影响。综上所述，根据煤矿防治水规定的相关条文，4、9号煤层矿井水文地质条件类型属中等类型。 9、矿井水害目前，矿井在生产过程中未发生任何水害。井田开采9号煤层主要水害为大气降水入渗补给，通过岩层裂隙、断层、陷落柱等入渗补给煤顶板以上含水层，煤层开采以后，含水层水通过裂隙、导水裂隙带渗进采空区或巷道，采空区、废弃巷道积水将会对煤层开采造成一定的影响。矿井开采的原工业广场标高1217m，原工业广场附近最高洪水位标高1192m(百年一遇)。矿井开采不受洪水影响。10、矿井水害防治措施近年来，我省降雨量普遍增加，各处水害事故时有发生，煤矿在注意井下生产的同时，还要加强水害防意识，时刻保证安全生产，并建议做好以下防水害的工作。(1)井口附近构筑排水渠，以防雨季来临时雨水灌入矿井；(2)树立防水意识，重视防水工作，对工人进行有关水害知识的教育和有关出水征兆的识别。加强对矿井涌水量的观测记录，及时掌握有关涌水量的变化情况，对突然增大的涌水量，要查明水源及水量变化情况，分析其原因，采取有效措施，制止水害事故发生；(3)必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填密实，避免雨季洪水灌入井下；(4)必须了解相邻矿井情况，掌握其采空围、涌（积）水现象，防止越界开采造成巷道相互贯通，采空区积水涌入矿井，导致涌（突）水事故的发生；(5)在巷道掘进接近采空区、陷落柱、断层、钻孔时，要进行探放水工作，尤其要对采空区积水、积气进行探测排放，坚持”预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则；(6)保证井下排水设备的正常运转，一台运行，一台备用，一台检修。矿井水主要来源是大气降水和煤系地层砂岩裂隙水及奥系石灰岩岩溶水。大气降水对矿井涌水只产生季节性影响，一般在雨后15天井下涌水量达到峰值，雨季排水量约为旱季的两倍。砂岩裂隙含水层涌水：该井开凿至K3砂岩时发生突水，抽水试验：单位涌水量为3.34L/sm,渗透系数为226.11m/d（实际上井筒掘至断层带上），于1971发生涌水事故，由于当时施工设施差，没有大排水能力的设备，无法排水作业，致使停建15年，1986年才重新建设。奥系石灰岩岩溶水水位高于9号煤层310m(极值)，4号煤层在井田中、东部亦低于奥灰水位210m（极值）。若断层沟通奥灰岩溶水，会淹没矿井，该矿井为带压开采。矿井开采9号煤层时，采掘至井田中东部时，应进行试掘试采，对奥灰岩溶含水层地下水对矿井开采的影响和煤层底板完整性做进一步研究。矿井水害防冶必须采取”有掘必探，先探后掘”的措施，在断层带留有足够的保安煤柱，在井下出水点设立长期观测站，掌握其变化规律，在采掘过程中，若遇顶板挂汗、冒红、压力加大、气温骤降、嘶叫，严重底鼓等地质现象，应立即采取安全措施，以防不测。完善井下排水系统，使之处于良好运行状态。本井田矿井主要水害来自奥灰岩溶水、组K3砂岩裂隙水及L3L1石灰岩岩溶水，若遇导水断层沟通，则会发生矿井突水事故，因此在断层两侧留足保安煤柱，以防不测，务必在采掘活动中，强化水文地质工作。(四)矿井涌水量预算该矿现开采9号煤层，矿井涌水量为121345m3/d，生产能力45万t/a，其9号煤层富水系数0.08870.2529m3/t；矿井2006年开采4号煤层，矿井涌水量为80240m3/d，生产能力30万t/a。若生产能力达到90万t/a，矿井涌水量预算采用富水系数比拟法计算，其计算公式如下：Q=KpP KpQ0/ P0上式中：Q设计矿坑涌水量（m3/d） Q0煤矿现采矿井排水量（m3/d） P0煤矿实际开采量（万t/a） P设计矿井生产能力（万t/a）Kp富水系数（m3/t）通过计算矿井生产能力达到90万t/a时，开采9号煤层矿井涌水量为242690m3/d；开采4号煤层矿井涌水量为240720m3/d；(五)供水水源该矿生产生活用水为主井筒K3砂岩裂隙水，水质符合饮用水指标，水量能满足生活用水。生产用水取自矿坑排水。五、其它开采技术条件(一)煤层顶底板岩石工程地质特征该矿4号煤层井田南部已经大面积采空，已停采。现于井田南部开采9号煤层，生产能力为30万t/a。采用斜井单水平开拓，采煤方法为走向长壁综采放顶煤开采，全部跨落法管理顶板。井筒为荒料石砌碹，工作面支护采用轻型综采放顶煤F3200/16/24B型液压支架，工作面支架间距1.50m，截深0.60m，循环进度0.60m，最大控顶距4.70m，最小控顶距4.10m。井田开采4、9号煤层，根据2007年6月由煤炭地质公司提交的岚县昌恒煤焦生产矿井地质报告中关于4、9号煤层顶底板论述成果资料，将4、9号煤层顶底板工程地质特征叙述如下：4号煤层：老顶伪顶不发育，直接顶分布全井田，岩性多为砂质泥岩，其次为泥岩，厚0.5025.19m。抗压强度（砂质泥岩）为94.47Mpa，坚硬程度属中硬岩石（a），易管理，采煤回柱后可自行垮落，为中硬岩层；老底为砂岩，质硬，直接底岩性为砂质泥岩，抗压强度（砂质泥岩）为95.0696.82Mpa，坚硬程度属中硬岩石（a），局部见底鼓现象。根据以往矿井开采情况，最大控顶距4.7m，来压步距1012m，来压明显；属中等稳定顶板()，底板属较稳定底板。9号煤层：老顶及伪顶不发育，发育直接顶，岩性为石灰岩或泥灰岩，厚0.691.70，抗压强度119.06MPa,抗拉强度4.80MPa，其上为粉砂岩或砂泥岩，坚硬程度属中硬岩石（a）。底板多为泥岩，厚0.622.21m，局部见底鼓现象。根据以往矿井开采情况，最大控顶距6.7m，来压步距1216m，来压明显；属中等稳定顶板()，底板属较稳定底板。(二)瓦斯2006年安全监督管理局晋安监煤字2006327号文“关于吕梁市岚县地方国营候家岩煤矿等五对生产矿井2006年度瓦斯等级鉴定的批复”，岚县地方国营候家岩煤放附属一矿4号煤层2006年度瓦斯相对涌出量5.28m3/t，绝对涌出量1.10 m3/min，二氧化碳相对涌出量6.24 m3/t，绝对涌出量1.30 m3/min，属低瓦斯矿井。本矿目前开采9号煤层，2010年吕梁市煤炭工业局文件吕煤安字2010110号文“关于全市2009年度30万吨以下矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复（部分