玉溪矿1.8Mta新井设计

中国矿业大学2013届本科生毕业设计 中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 21096050 学 院： 应 用 技 术 学 院 专 业： 采 矿 工 程 设计题目： 玉溪矿1.8Mt/a新井设计 专 题： 煤层瓦斯综合治理的技术研究 指导教师： 职 称： 教 授 2013年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 采矿09-1 班 学生姓名 任务下达日期：2013年2月20日毕业设计日期：2013年3月5日至2012年6月1日毕业设计题目：玉溪煤矿1.8 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：煤层瓦斯综合治理的技术研究毕业设计主要内容和要求：以实习矿井玉溪矿条件为基础，完成玉溪矿1.8Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首带区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于玉溪矿煤层瓦斯综合治理的技术研究的专题论文。完成2008年国际岩石力学与采矿科学杂志上与采矿有关的科技论文翻译一篇，题目为“STUDY ON TOP CAVING COAL MINING PARAMETER”，论文3583字符。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等)：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等)：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为玉溪矿1.8Mt/a新井设计。玉溪井田位于山西省南部。井田南北走向长5.2km，倾向平均长5.7km，井田面积29.7km2。主采煤层为3号煤，平均倾角为5，煤层平均总厚为5.85m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为252.88Mt，矿井可采储量164.25Mt。矿井服务年限为70.19a，涌水量不大，矿井正常涌水量为75m3/h，最大涌水量为100m3/h。玉溪矿为高瓦斯矿井，经抽采后瓦斯最大绝对涌出量为34.98m3/min。井田为双斜井单水平开拓，该水平标高为+300m，主井装备胶带输送机，副井装备架空乘人器。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车运输。矿井通风方式为中央并列式通风。矿井年工作日为330d，工作制度为“三八”制。一般部分共包括10章：1、矿区概述及井田地质特征；2、井田境界和储量；3、矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4、井田开拓；5、准备方式-带区巷道布置；6、采煤方法；7、井下运输；8、矿井提升；9、矿井通风与安全技术；10、矿井基本技术经济指标。专题部分对煤与瓦斯共采技术进行了讨论，并列举了兰花集团玉溪矿实际情况及应用。翻译部分对松软岩巷道支护技术进行了描述，通过对松软岩巷道的特征分析及支护原理和方法的论述，对松软岩巷道支护提出了可行的办法。关键词： 玉溪矿；新井设计；储量；井田开拓ABSTRACTThe design includes three parts: general part,special part of the translation part.Yuxi mine for the general part of 1.8Mt / a new mine design. Yuxi mine lines in southwest of Jincheng in ShanXi province.Waida long north-south 5.2km,tend to average length of 5.7km, mine area 29.7km2.For the main coal seam of coal on the 3nd,with an average inclination of 5,the average total seam thickness is 5.85m.Waida relatively simple geological conditions.Mine industrial reserves of 252.88Mt,mine recoverable reserves 164.25Mt.Length of service for mine 70.19a,little water,Chung,Chung mine normal water 75m3/h,the largest water Chung 100m3/h. Yuxi mine lines for high gas mineral well,gas emission maximum relative to 34.98m3/min.The well farmland is a single level in an inclined well to expand. The level elevation is +300 m, equipment belt conveyor of the main shaft, auxiliary shaft equipment overhead. Tape transport roadway used to transport coal, the use of auxiliary transport transport trackless vehicle transport. The Mine Ventilation way central side-by-side ventilation.Mine was working for the 330d,system as a 438 structure.The general part of a total of 10 chapters:1,an overview of mining and mine geological features;2,Waida realm and reserves;3,system and design of the mine production capacity,length of service;4,mine development;5,to prepare the way mining band roadway layout;6,coal mining methods;7,underground transport;8,mine hoist;9,mine ventilation and security technologies;10,the basic technical and economic indicators for mine.Of the thematic segment on the of coal and gas is a total of mining technology at carried out discussed and Yuxi the actual situation and application of mine.Translation of parts of the soft rock roadway support technology described by the characteristics of soft rock roadway and support the principles and methods of exposition,of soft rock roadway support a feasible solution.Keywords：Yuxi mine;the design of new wells; reserves; mine development目录1 矿区概述及井田地质特征11.1井田概述11.2井田地质特征41.3煤层特征122 井田境界和储量142.1井田境界142.2矿井工业储量152.3矿井可采储量173 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限193.1矿井工作制度193.2设计生产能力及服务年限194 井田开拓214.1 井田开拓的基本问题214.2 矿井基本巷道285 准备方式带区巷道布置345.1煤层地质 特征345.2带区巷道布置及生产系统355.3带区车场及主要硐室396 采煤方法406.1 采煤工艺方式406.2回采巷道布置587 井下运输607.1概述607.2带区运输设备选择617.3大巷运输设备选638 矿井提升668.1矿井提升概述668.2主副井提升669 矿井通风及安全719.1矿井地质、开拓、开采概况719.2矿井通风系统选择719.3带区通风749.4掘进通风779.5矿井风量的分配799.6矿井通风阻力799.7选择矿井通风设备819.8防止特殊灾害的安全措施8510 设计矿井基本技术经济指标87参考文献88专 题 部 分89低透气性煤层瓦斯综合治理的技术研究901绪论901.1 低透气性煤层瓦斯治理的基础方法901.2 采空区瓦斯抽放911.3 本煤层瓦斯抽放951.4 邻近层瓦斯抽放方法982抽放技术的改进992.1 提高煤层透气性的方法993 瓦斯抽放的优化管理1003.1 国内矿井瓦斯抽放率低的原因分析1003.2 提高矿井瓦斯抽放率的途径1024 结论106英文原文109中文译文115参考文献119致 谢120第 37 页中国矿业大学2013届本科生毕业设计 1 矿区概述及井田地质特征1.1井田概述1.1.1矿区地理位置，交通条件玉溪井田位于山西省南部、樊庄普查区的东南部，行政区划隶属沁水县胡底乡所辖，其地理坐标为：东经11236201124100，北纬354215354500。曲（沃）辉（县）公路从本井田南部通过，向西经端氏镇、沁水县城，在侯马与大运公路相通；向东在高平市与207国道交会；侯月铁路经过端氏镇，距本井田约17km，向西在侯马与南同蒲线接轨，向南在月山与太焦铁路相交，交通尚称方便。晋煤外运的两大铁路干线从本井田周边通过，西部为侯月铁路，东部为太焦铁路。规划建设的太焦与侯月铁路连接线（嘉峰至南陈铺）沿井田南部樊庄河通过，该连接线线路全长65.795km，设计运量近期为10.00Mt/a，远期15.00Mt/a，该项目铁道部以“计长函2005407号”文已审批通过，目前正在建设。本区位于山西高原东南部，太行山脉南端。区内地形总体为北高南低，沟谷纵横，地形起伏较大，东北最高，最高点位于东北角山梁，标高+1223.1m；西南最低，最低点位于胡底村东樊庄河谷，标高+759.1m，相对高差464m。南部为樊庄河谷，走向近东西向及NEE向，与区内最发育的一组节理走向一致。谷底较平缓，宽140400m，坡降1.6；井田中北部为樊庄支谷及山梁，呈NNE向羽状分布，与该方向的一组节理相吻合，沟谷呈“V”字型尖谷，为侵蚀强烈的中低山区。南嘉铁路从本井田南部通过，距矿井工业场地约3km左右设置有胡底车站，郑州铁路局以“郑铁计函200816号”文出具了关于兰花科创玉溪煤矿新建工程煤炭铁路运输的复函，原则同意承担玉溪煤矿煤炭的铁路运输，接轨点为新建地方铁路太焦与侯月铁路连接线南嘉铁路上的胡底或樊庄站，通过太焦或侯月铁路实现煤炭外运。矿井煤炭铁路外运通道基本落实。南陈铺站至全国各主要大站的铁路里程见表1-1-1。表1-1-1 南陈铺站至全国各主要大站的铁路里程表起点南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺南陈铺终点新乡郑州青岛徐州汉口上海石臼所连云港天津里程(km)18323010125797601228814835967图1-1-1 矿井交通位置图1.1.2矿区气候条件本区属东亚季风区暖温带半湿润地区，大陆气候显著，四季分明。夏季午间较热，早晚凉爽，雨水较多；冬季气候寒冷，雨雪稀少；春秋季雨少风多。据沁水县气象局资料，当地年平均气温10.2，极端最高气温达37.4(1991年7月12日)，最低-18.7（1990年2月4日），无霜期180天，最大冻土深度43cm，最大风力为10级。降雨多在六、七、八三个月，年降水量最大891.2mm，最小412.5mm，年平均蒸发量1584.78mm。1.1.3矿区的水文情况及地震本区属黄河流域沁河水系，流经本区的樊庄河为固县河支流，属季节性河流，雨季有短暂洪流，旱季长期断流，向西在东山村附近流入固县河，向南于端氏镇汇入沁河。据县志记载，从1140年至今，该区共发生地震28次，其中破坏性地震8次。根据国标50011-2001建筑抗震设计规范，本区位于沁水县境内，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，属第一组。1.1.4工业及生活用水本矿井工业场地紧靠樊庄河谷布置，沟内第四系松散孔隙水和二叠系砂岩裂隙水水量较丰富，可作为矿井基建期间生活用水或生产期间的部分生活用水。同时综合利用矿坑水，可满足矿山生产的用水需要。因此，矿井的生产、生活用水有保障。根据晋城市水利局关于山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司取水许可申请的批复“晋市水2006第137号”，同意本项目生产用水源为矿坑排水，生活用水水源为玉溪村西一带胡底河流域的浅层地下水，矿井水源可靠。1.1.5其它 电源：本矿采用35kV 供电，一回35kV电源引自规划的端氏220kV变电站，输电线路为LGJ2150/8km，另一回电源引自马村110kV变电所，输电线路为LGJ2150/8km。马村110kV变电所现有2台主变压器，容量分别为31.5和40MVA。该站一回电源引自东沟220kV变电站，输电线路为LGJ-240/28.4km，另一回电源引自高平110kV变电所，输电线路为LGJ-95/9.43km。该站向唐安、东周、野川等35kV变电所供电。端氏在建的220kV变电站主变容量2150MVA，一回220kV电源引自晋城500kV变电站，输电线路为LGJ2300/38.4km，另一回220kV电源引自芹池220kV变电站，输电线路为LGJ2300/26.3km。根据山西省电力公司晋城供电分公司的关于兰花科创玉溪煤矿有限责任公司供电意向的函“泽电发展函字20081号文”，同意向本矿井供电，供电电源可靠。 矿区经济：晋城市位于山西省东南部，东枕太行，南临中原，西望黄河、北通幽燕，是山西通往中原的重要门户。辖城区、高平、泽州、阳城、沁水和陵川六县（市、区），总面积9490km2，人口218.96万人。晋城市东西长160km，南北宽100km，有煤、锰铁、铝土、铜、锌、金、银、大理石、水晶石等数十种矿产资源，含煤面积5350km2，占全市国土总面积的56.4%，其中已探明储量273.48亿t，占全国无烟煤的四分之一，占山西省的二分之一强，被国家定为全国化肥和化工原料煤基地。全市耕地保有面积284.3万亩，且气候温和，雨量充沛，适宜小麦、玉米等各种农作物生长。水资源总量21.49亿m3，是华北地区相对的富水区。植被丰富，有森林面积336万亩，森林覆盖率达到23%；天然牧草地25.47万公顷，是山西的畜牧业基地之一。桑蚕丝绸业历史悠久，有着广泛的群众基础和种养纺织经验，是我北方著名的桑蚕丝绸之乡，也是华北最大的桑蚕丝绸基地。2006年全市地区生产总值完成364.4亿元，增长11.8%，人均GDP达到16489元，排山西省第三。财政总收入（包括采矿权价款收入市县留成部分）完成103.49亿元，总量仅次于太原，排全省第二；剔除采矿权价款收入，按可比口径计算，财政总收入完成79亿元，排全省第四，增长28.1%，比全省平均增速高7.8个百分点；一般预算收入完成51亿元，剔除采矿权价款收入，正常一般预算收入完成26.5亿元，增长32.2%，总量和增速分别排全省第四、第三位。城镇居民人均可支配收入突破万元大关，达到10132元，排全省第四，增长13.7%；农民人均纯收入达到3939元，排全省第三，增长9.6%。1.2井田地质特征1.2.1井田地层与勘探区内地层出露条件较好，为二叠系上统上石盒子组上段、石千峰组、三叠系下统刘家沟组，第四系地层零星分布。区内地层由老到新为：奥陶系中统上马家沟组(O2s)，奥陶系中统峰峰组(O2f)，石炭系中统本溪组(C2b)，石炭系上统太原组(C3t)，二叠系下统山西组(P1s)，二叠系下统下石盒子组(P1x)， 二叠系上统上石盒子组(P2s)，二叠系上统石千峰组(P2sh)，三叠系下统刘家沟组(T1L)，第四系中更新统(Q2)，第四系上更新统(Q3)，第四系全新统(Q4)。区内地层出露条件较好，为二叠系上统上石盒子组上段、石千峰组、三叠系下统刘家沟组，第四系地层零星分布。现将区内地层由老到新分述如下： 奥陶系中统上马家沟组(O2s)：14-3孔揭露至上马家沟组下段地层。厚190.95m，其中上段厚53.91m，为深灰色巨厚层状石灰岩，底为白云质灰岩，中段厚121.04m，为灰色泥灰岩、角砾状灰岩、石灰岩夹白云质灰岩。不规则裂隙发育，方解石充填，局部见小溶孔。下段为灰白色含膏灰岩。 奥陶系中统峰峰组(O2f)：为煤系地层基底，平均厚度114.71m。分上下两段。 下段(O2f1)：厚78.53m，主要为深灰色，中厚层状、薄层状泥灰岩、角砾状内碎屑灰岩，下部具波状层理，变形层理。下部夹一层厚层状石灰岩。 上段（O2f2）：厚36.18m，主要为深灰色厚层状质纯石灰岩间夹薄层泥灰岩，具缝合线构造。 石炭系中统本溪组(C2b)：与下伏峰峰组为平行不整合接触，厚度3.25(1202孔)8.45m(0801孔)，平均3.53m。为灰深灰色含铝泥岩、泥岩，含鲕粒具星散状黄铁矿，均匀层理为主。底部0.8m透镜状铁矿层(山西式铁矿)。 石炭系上统太原组(C3t)：为主要含煤地层，厚75.62(14-3孔)101.74m(0801孔)，平均厚度86.31m，根据岩性特征可分。为三段： 一段(C3t1)：K1砂岩底-K2灰岩底。厚3.4317.62m，平均11.84m，自下而上为：K1为细粒砂岩，厚0.401.80m，平均1.43m，灰白色薄层状，石英为主，硅质胶结，脉状层理，夹泥岩条带。K1顶15号煤底：深黑灰色泥岩粉砂岩、含铝泥岩、中夹中粒砂岩。15号煤厚1.20(1202孔)2.30m(14-3孔)，平均1.84m，全区可采。中条带状结构，亮煤为主暗煤次之，可见黄铁矿结核，煤质由下而上变好。本段以含可采煤层、含铝质为特征。其中15号煤为海退后期，在广阔平坦的废弃泻湖、潮坪上发育连续广布的盆控型泥炭沼泽，由于早期距海岸较近，偶然性风暴潮海水常侵入泥炭沼泽，导致15号煤下部灰分、硫分较高。晚石炭世中期(C3t2)华北最大的海侵(K2)来临，终止了本次泥炭堆积，并导致煤中硫分增高。 二段(C3t2)：K2灰岩底黄水沟砂岩底，厚23.6226.40m，平均25.38m。以海侵石灰岩发育为特征。由K2、K3等深灰色石灰岩构成主体格架，与其上深黑灰色泥岩，灰浅灰色中细粒砂岩及13、12、11号煤层等薄煤层组成向上变浅的海退层序。 三段(C3t3)：黄水沟砂岩底K7砂岩底，厚47.8064.35m，平均49.09m。以碎屑岩发育为特征，夹K5、K6等石灰岩、泥质灰岩及7、8-1、8-2等薄煤层。 二叠系下统山西组(P1s)：为主要含煤地层。厚41.96(11-2孔)66.24(12-1孔)m，平均51.73m。其层序自下而上为： K7砂岩厚0.609.30m，平均4.07m。主要为细粒砂岩、粉砂岩，局部为中粒砂岩，含黄铁矿结核及散晶，超薄-微层状，层面含较多植物碎屑层理发育。 K7顶3号煤底，厚2.6512.80m，平均9.20m。为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中、细粒砂岩。 3号煤厚5.127.20m，平均5.85m，层位及厚度均很稳定，其东南条带状变薄，为后期河流冲刷所致。 3号煤顶板以深黑灰色泥岩、粉砂岩为主、中厚层状，含丰富植物化石。厚017.58m，平均4.66m，不稳定。 K砂岩顶K8底：为浅灰灰色中细粒砂岩夹深黑灰色泥岩、粉砂岩，1、2号等薄煤层及炭质泥岩。 二叠系下统下石盒子组(P1x)：厚54.7593.75m，平均66.07m。底部为K8中细粒砂岩，局部为粗粒，中厚层状，石英为主岩屑次之，含长石及菱铁矿鲕粒，具少量云母片，大中型楔状交错层理，波状、脉状层理，下部夹泥岩包体及条带。下部为灰深灰色，夹黑灰色泥岩，粉砂岩含较多植物化石夹灰灰白色砂岩。中部夹一层5m多的灰白色中粗粒砂岩，较稳定。上部为灰绿色、灰色泥岩，间夹灰浅灰色砂岩。顶部为灰白色含铝泥岩，较纯，含较多菱铁质鲕粒，俗称“桃花泥岩”。 二叠系上统上石盒子组(P2s)：厚度一般在492.10504.35m，平均502.32m。岩性主要为砂岩及杂色泥岩。根据岩性特征可分为三段： 下段(P2s1)：厚度189.00208.11m，平均201.45m，为灰绿色、灰色、上部夹紫红色斑块的泥岩砂质泥岩、粉砂岩，局部泥岩中含菱铁质鲕粒，夹浅灰色、白灰色砂岩，中上部夹铁质砂岩及锰铁质结核。底部K10为灰浅灰色中细粒砂岩，中厚层状，石英为主，岩屑次之，含长石次棱角次圆状，分选中等，大型交错层理为主，脉状层理与下伏明显接触。 中段(P2s2)：厚87.50121.81m，平均101.20m，为灰色、浅灰色、局部夹灰紫、红紫色的泥岩及粉砂岩与黄绿色、灰白色巨厚层状中粗粒砂岩、含砾砂岩互层。底部K12为中粗粒砂岩，含砾粗砂岩，灰白色厚层状，石英为主，长石次之，含岩屑，次棱角-次圆状，分选中等-较好，大型板状交错层理，底部含泥岩包体，与下伏冲刷接触。 上段(P2s3)：地表仅出露上部地层，厚172.48202.10m，平均199.67m，以暗紫红色、黄色泥岩、粉砂岩为主，间夹黄绿色、顶部夹红褐色细粒及中粒砂岩；上部夹薄层灰绿色硅质泥岩；顶部泥岩中夹37层彩色燧石条带。底部K13为中粗粒砂岩，局部为含砾粗砂岩，灰绿灰白色中-厚层状、石英为主、岩屑次之，长石次之，次棱角状，分选中等，大型交错层理。 二叠系上统石千峰组(P2sh):平均厚度177m，分上、下二段。 下段(P2sh1)：厚 68.20121.57m，平均116.64m，分布于谷坡中部出露较全，由46层厚层砂岩夹泥岩组成砂岩为主的结构岩体。砂岩为白黄色、浅灰黄色、绿黄色中-厚层状中粗粒结构，正粒序，由下至上颜色由浅变深，单层厚、粒度、硬度均由大变小，大型交错层理发育；泥岩为紫红色厚巨厚层状，均匀层理为主，夹少量钙质结核。底部为厚20多米的灰白、浅黄色粗粒砂岩(K14)，厚-巨厚层状，石英为主，长石次之，含岩屑、次棱角-次圆状，分选中等含彩色燧石细砾。硅质胶结为主，大型板状、楔状交错层理发育，正粒序。与下伏岩层冲刷接触。地貌上常形成陡崖。 上段(P2sh2)：厚104.66m，分布于谷坡上部，以棕红色泥岩为主，厚-巨厚层状，均匀层理为主局部水平纹理发育，夹多层似层状钙质结核，中夹12层黄绿色、绿黄色中细粒砂岩，中厚层-厚层状，钙质胶结为主，大型楔状交错层理；砂岩上部常见12层0.5m淡水灰岩、泥质灰岩或钙质泥岩；顶部夹浅绿灰色细砂条带。 三叠系下统刘家沟组(T1L)：分布于北边中部山梁顶，残留最大厚35m，以紫红色、浅灰红色薄-中厚层中细粒砂岩为主，夹薄层粉砂岩、泥岩。底部5米多为浅灰绿色薄层状砂泥互层。 第四系中更新统(Q2)：主要分布于山梁顶部。一般厚015m，前岭村附近最厚达30m，为棕黄色、浅红色亚粘土、粘土，含钙质结核，局部似层状。与下伏基岩地层为不整合接触。为黄土状堆积。 第四系上更新统(Q3)：分布于南部樊庄河级阶地，或披盖于谷坡中下部。分布于河流级阶地上的主要为浅灰褐色、浅灰黄色亚砂土、砂土，具垂直节理，含菌丝及植物根痕，底部常见砂砾层，砾石直径一般2-15cm，最大达50cm，主要为砂岩岩屑，次圆状，圆状，分选中等-差，砂质充填，中密-密实，壁立性较好。最厚达30m。为冲洪积。披盖于古坡上的主要为浅灰黄色亚砂土、亚粘土，较均一。疏松多孔(包括虫孔及根孔)，含植物根痕，具湿陷性。厚一般小于5m。为坡积、洪积。 第四系全新统(Q4)：分布于樊庄河床、河漫滩及沟谷中，河床为灰黄色，灰绿色砂岩砾石，砾径一般525cm，最大0.8m，次棱角状、次圆状、分选差、砂质充填，较疏松。为冲洪积。河漫滩为洪积沙土和人工垫积黄土，疏松，具湿陷性。1.2.2煤系地层特征1.含煤性煤层主要分布于山西组(P1S)、太原组(C3t)。含煤地层总厚122.08(14-3孔)161.90m (0801孔)，平均138.04m。共含煤29层,含煤系数6.10(0801孔)%8.36% (14-3孔)，平均6.78%。可采含煤系数5.86%。 山西组(P1S)一般含煤13层，其中3号煤全区可采。含煤系数7.7314.99%，平均11.67%，可采含煤系数11.31%。主要可采煤层3号煤层位于本组下部，其余煤层为极不稳定的薄煤层，不具工业价值。 太原组(C3t)一般含煤67层，仅15号煤层达可采。含煤系数2.91% (13-1孔)6.65% (14-3孔)，平均3.01%，可采含煤系数1.85%。主要可采煤层15号煤位于本组下段。其余煤层为极不稳定的薄煤层。 2.可采煤层 号煤层位于山西组下部，厚度5.12(12-1孔)7.20m(11-1孔)，平均5.85m，纯煤厚度4.62m(12-1孔)7.00m(11-1孔)，平均5.71m。距底板0.95m处，有一层较稳定的夹矸，其厚度平均为0.28m，岩性为泥岩或炭质泥岩。此外，在该层夹矸之上及煤层上部，尚有极不稳定的薄层夹矸。顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细粒砂岩。底板均为泥岩。该煤层厚度大且稳定，结构简单，全区可采，为稳定型可采煤层。下距号可采煤层82.80m(14-3孔)84.54m(13-1孔)，平均84.34m。 15号煤层位于太原组一段顶部，厚度1.202.30m，平均1.84m，在煤层中下部具一层0.05(1202孔)0.15m(13-1孔)，平均0.10m的泥岩夹矸。顶板为K2石灰岩，底板为泥岩。煤层结构简单，厚度较大，属稳定型可采煤层。各可采煤层特征见表1.31。表1.31 可采煤层特征表含煤地层煤层编号煤层厚度(m)平均煤层间距(m)夹石层数煤层结构顶底板岩性稳定性可采性山西组35.12-7.205.8582.80-84.5484.341简单顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩底板为泥岩稳定全区可采太原组151.20-2.301.841简单顶板为2石灰岩，底板为泥岩稳定全区可采图1-2 地质综合柱状图1.2.3井田地质构造本区位于沾尚武乡阳城北北东向褶带南段东部。由区域构造控制本区整体地层为东高西低。同时位于坳褶带南端部主轴附近，任何一期构造运动都会在区内有所显现，但幅度不可能太大，形成轴向弯曲次级的宽缓褶曲及少量陷落柱，勘探区范围内没有发现断层，也无岩浆岩体侵入，构造属简单类。现将各褶曲、陷落柱及小构造特征分述如下： 褶曲：区内共有褶曲5条，轴向近南北向、NNE向为主，呈“)(”形。 陷落柱：井田内共发现3个陷落柱，均分布于东部边界附近，由地表露头控制。 节理及裂隙 井田内节理不太发育，一般以两组为主，规律性不强总体以走向6095一组最发育，其次走向为120135和170175及530等三组较发育。 一般谷坡上部，山梁顶部较发育，0.10.8米1条，多显张性，部分节理较不规则，延伸不远即消失，为风化和构造裂隙。 沟谷中节理不发育，一般大于1米1条，常达1.52米1条，节理走向平直、规则，延伸较远，主要为构造节理。 钻孔中除12-1孔3号煤顶板裂隙发育外，其它钻孔裂隙少见，岩芯较完整。综上所述：区内地层产状平缓，仅有方向单一为数不多的宽缓褶皱。由于区内无断裂破碎带，构造裂隙不发育，各含水层垂向水力联系很小，导致地表泉水出露较多，而深部各含水层涌水量很小。浅层地下水分布于向斜轴部并以泉的形式排泄。除陷落柱附近对煤层、煤质及开采技术条件有所影响外，其余影响不大。区内构造属简单类型。表1.23 可采煤层特征表含煤地层煤层编号煤层厚度(m)平均煤层间距(m)夹石层数煤层结构顶底板岩性稳定性可采性山西组35.12-7.205.8582.80-84.5484.341简单顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩底板为泥岩稳定全区可采太原组151.20-2.301.841简单顶板为2石灰岩，底板为泥岩稳定全区可采1.2.4水文地质井田位于延河泉域北边界剥蚀山区，沟谷切割较深，出露二叠系、三叠系及第四系松散堆积物。井田主要河流樊庄河发源于老马岭一带，属于固县河的支流，为季节性河流，东西横穿井田。枯水期流入井田东边界王回村时流量为4.34L/s，王回村以南50m消失形成地下水；在其下游玉溪村出露,流量为14.34L/s，然后又消失形成地下水；在南边界外出露，河床较窄，多为卵、砾石及砂、粘土组成，砾石磨园度及分选差。其次为樊庄河支流，主要有金地坡沟谷，王回村西沟谷，玉溪北沟谷，西部洞沟一带等，上游均有常年性流水，下游多入渗Q4砂、砾石层中，至樊庄河附近时均已消失，属于季节性河流，受大气降水影响较大。1.2.4.1 井田主要含水层1奥陶系中统岩溶裂隙含水层该含水层位于延河泉域北边界奥陶系岩溶裂隙含水层厚层覆盖区，属于弱迳流带。井田内该含水层可分为下马家沟组，上马家沟组及峰峰组含水层。岩性主要为石灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩等。井田内有4个钻孔揭露奥陶系灰岩，其余均只钻进至3号煤层底。最大埋深862.04m(0801号孔)，最小埋深505.85(14-3号孔)。其中13-1和14-3孔揭穿峰峰组地层，厚度分别为115.85和113.57m；揭露上马家沟组地层分别为70.27m和190.96m。在钻进过程中，消耗量及水位均无明显变化。消耗量变化为0.0250.396m3/h，一般为0.135m3/h；钻探上取芯率高，岩芯完整，仅局部见细小垂直裂隙；对该段进行水文地质测井，未发现明显含水层；而对奥陶系中统石灰岩含水层的抽水试验；13-1号孔为抽干，水位埋深372.90m标高为505.09m；14-3号孔单位涌水量为0.0056L/s.m，渗透系数0.0326m/d，水位埋深205.46m，标高为593.92m。以上种种原因均说明该区奥陶系中统峰峰组及上马家沟组石灰岩含水层富水性较弱。井田东部存在陷落柱，说明存在岩溶发育地段，上马家沟中段或下马家沟组，存在局部地段富水，在实际工作生产中应引起足够重视。2石炭系上统太原组含水层该含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，井田内无出露。井田内有四个钻孔揭穿，该层位即0801、1202、13-1及14-3。主要含水层由数层砂岩裂隙含水层及K2、K3、K5灰岩岩溶裂隙含水层构成。其中K2为15号煤层顶板直接充水含水层，层厚稳定，一般厚6.288.67m，平均7.92m； K3一般厚2.905.30m，平均3.81m；K5一般厚2.004.05m。三层石灰岩均发育有垂直裂隙，方解石脉充填，偶见小溶孔。在该含水层中钻进时冲洗液消耗量及水位无明显的变化，消耗量最大为0.20m3/h，最小为0.04m3/h，一般为0.08m3/h。井田内该含水层未进行抽水试验，邻区资料，该含水层除局部因构造影响富水外，一般富水性弱。3二叠系下统山西组含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内无出露。含水层主要由中-细粒砂岩组成。厚度1.5115.02m，平均8.97m。含水空间以砂岩裂隙为主，是3号煤层顶板直接充水含水层。钻进过程中最大消耗量为0.242m3/h，最小为0.026m3/h，一般0.161m3/h，水位无明显的变化。据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0010.00281L/s.m，渗透系数为0.00730.0105m/d，为富水性弱的含水层，水质属Cl-K+Na型或ClHCO3-K+Na。4二叠系上统砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，含水层主要由粗细粒砂岩组成，含水空间以风化裂隙及砂岩裂隙为主，泉分布于向斜轴部，一般泉流量小于0.3l/s，按矿区水文地质工程地质勘探规范天然泉水流量富水性划分为弱富水性含水层，水质属HCO3-Ca. Mg型水。5基岩风化带含水层该含水层厚度由风化裂隙发育程度而异，13-1号孔可达93.37m，含水层主要由粗-细砂岩组成，含水空间以风化裂隙为主，钻进过程中最大消耗量为10.476m3/h(13-2号钻孔)，最小消耗量0.025m3/h，(13-1号钻孔)，一般1.322m3/h，据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0083l0.0455L/s.m，渗透系数0.02150.0937m/d,水位标高+877.29m和+743.10m,属于弱富水性含水层,水质属HCO3-Ca.Mg型或HCO3-K+Na。6第四系松散层砂、砾含水层该含水层为松散岩类孔类隙水，含水层主要由砂、卵、砾石层等组成，主要分布于樊庄河谷及山间沟谷地带，富水性差异较大，受分布位置，补给条件及岩性组合的影响，局部富水性较好，如玉溪铁厂水井(26号)出量可达40m3/h，水质属HCO3-Ca型。1.2.4.2 井田主要隔水层1石炭系中统本溪组底至上统太原组15号煤层底隔水层主要由泥岩、砂质泥岩砂岩、等组成，厚度7.5119.67m，阻隔奥陶系中统岩溶裂隙水对上覆煤层的影响。2二叠系砂岩层间隔水层由泥岩、铝质泥岩等具塑性的岩石组成，平行分布于各砂岩含水层之间。与砂岩含水层形成平行复合结构，起到层间隔水作用，阻隔各含水层垂向水力联系。1.2.4.3矿井涌水量据玉溪井田3号煤层勘探报告，采用大井法对3号煤层进行涌水量预测，本区确定先期开采地段面积（F）约12km2，选用公式如下： K(2H-M)M-h2Q= lnR-lnr0 2.73MSKQ= LgR/lgr0R=r0+10.S.K1/2式中：Q预算涌水量（m3/d）；M含水层平均厚度（m）；h3号煤层底至K7底的平均距离（m）； H水柱高度(m)，为静止水位至疏干标高的距离与h之和，B级储量区最低标高+340m；S水位降深，为静止水位至疏干标高的距离；K渗透系数(m/d)，采用14-3号孔抽水试验资料，r0引用半径，由式r0= (F/)1/2得出：r0=1954.41m，取r0=1950m。对于直接充水含水层：m=26.73，h=13.67，H=268.84，S=255.17，K=0.01，r0=1950；对于间接充水含水m=47.15，h=0，H=S=142.82，K=0.09（矿井地质勘探报告中显示矿井有三个教大的陷落柱存在，考虑矿井开采时有可能导入基岩风化带含水，故K值取0.09），r0=1950。利用公式、可求出直接充水含水层涌水量3443.45m3/d，利用公式、可求出间接充水含不层涌水量为8338.11m3/d。正常情况下，3号煤层涌水量为直接充水含水层与间接充水含水层涌水量之和，即11781m3/d。1.3煤层特征1.3.1煤层在含煤地层中的分布及组合特征煤层主要分布于山西组(P1S)、太原组(C3t)。含煤地层总厚122.08(14-3孔)161.90m (0801孔)，平均138.04m。共含煤29层,含煤系数6.10(0801孔)%8.36% (14-3孔)，平均6.78%。可采含煤系数5.86%。 山西组(P1S)一般含煤13层，其中3号煤全区可采。含煤系数7.7314.99%，平均11.67%，可采含煤系数11.31%。主要可采煤层3号煤层位于本组下部，其余煤层为极不稳定的薄煤层，不具工业价值。 太原组(C3t)一般含煤67层，仅15号煤层达可采。含煤系数2.91% (13-1孔)6.65% (14-3孔)，平均3.01%，可采含煤系数1.85%。主要可采煤层15号煤位于本组下段。其余煤层为极不稳定的薄煤层。含煤地层煤层编号煤层厚度(m)平均煤层间距(m)夹石层数煤层结构顶底板岩性稳定性可采性山西组35.12-7.205.8582.80-84.5484.341简单顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩底板为泥岩稳定全区可采太原组151.20-2.301.841简单顶板为2石灰岩，底板为泥岩稳定全区可采表1.23 可采煤层特征表 1.3.2可采煤层顶、底板地质条件 号煤层位于山西组下部，厚度5.12(12-1孔)7.20m(11-1孔)，平均5.85m，纯煤厚度4.62m(12-1孔)7.00m(11-1孔)，平均5.71m。距底板0.95m处，有一层较稳定的夹矸，其厚度平均为0.28m，岩性为泥岩或炭质泥岩。此外，在该层夹矸之上及煤层上部，尚有极不稳定的薄层夹矸。顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细粒砂岩。底板均为泥岩。该煤层厚度大且稳定，结构简单，全区可采，为稳定型可采煤层。下距号可采煤层82.80m(14-3孔)84.54m(13-1孔)，平均84.34m。 15号煤层位于太原组一段顶部，厚度1.20(1202孔)2.30m(14-3孔)，平均1.84m，在煤层中下部具一层0.05(1202孔)0.15m(13-1孔)，平均0.10m的泥岩夹矸。顶板为K2石灰岩，底板为泥岩。煤层结构简单，厚度较大，属稳定型可采煤层。1.3.3煤质本井田内3、15号煤层均为黑色，条痕褐黑色，似金属光泽，条带状结构，断口贝壳状、阶梯状。3号煤层视(相对)密度1.46t/m3。15号煤层视(相对)密度1.49t/m3。3号煤层为低中灰分、中磷、特低硫-低硫、特高热值、较高软化温度灰分之无烟煤。煤对CO2反应性较低，精煤回收率属良等。为合成氨和动力用煤。井田内煤层为优质无烟煤，其块煤为我国化工行业，特别是合成氨工业紧缺的原料，国内每年缺口较大，具有很强的竞争力；末煤可作高炉喷吹及动力用煤。1.3.4瓦斯、煤尘及煤的自燃1 瓦斯井田勘探采取3号煤层钻孔瓦斯煤样10个，15号煤层瓦斯样1个(为不合格样品)；详查阶段采取3、15号煤层瓦斯样6个；普查阶段采取3、15号煤层瓦斯样2个。瓦斯成份及甲烷含量测定结果统计见表1.25。由表可知3、15号煤层均以甲烷为主，其次为氮气和二氧化碳，重烃微量。根据所测煤层瓦斯成份分析，本井田3号煤层瓦斯分带可划分为沼气带和氮气沼气带。2 煤尘爆炸性据地质报告钻孔采样测试，本井田3号煤层煤尘无爆炸危险性。3 煤的自燃据地质报告钻孔采样测试，3号煤层T1-3为9-15，本矿井3号煤层属不自燃煤层。4 地温井田11个孔有4个孔作了简易井温测量，最高井温为33.13(14-3孔的780m处)，最高地温梯度为2.37/100m，平均地温梯度为2.17/100m。3号煤层最高地温26.5(在10-2号孔780m处)，因此本井田3号煤层属于地温正常区。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田范围山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司取得的玉溪井田探矿权境界由12个拐点坐标圈定，其地理坐标为东径：11236201124100，北纬354215354500，井田形状呈台阶状，南北宽5.1km，东西长6.78km，面积为26.172km2。最大勘探深度880.24m。探矿权边界拐点坐标详见表2.11。表2.11 探矿权边界拐点坐标表 序号XY序号XY13959098.019647362.673954068.719650841.423957248.319647393.483955455.819650817.833957229.619646262.593955468.719651572.043955380.219646292.9103957318.119651540.553955367.719645538.8113957331.219652294.463953980.619645561.5123959180.619652262.72.1.2井田尺寸 玉溪矿井为晋城矿区总体规划中的单列项目，总体规划中的玉溪井田边界是在玉溪探矿权边界的基础上适当进行了调整，调整后的井田走向长5.2km，倾斜宽5.06.4km，平均倾向长5.7km,面积29.79km2。表2.1煤层赋存图2.2矿井工业储量2.2.1储量计算基础1、根据新阳井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2、依据生产矿井储量管理规程: 煤厚能利用储量最低可采厚度为0.7m，煤的灰份指标能利用储量灰份最高不大于40%（含40%），暂不能利用储量灰份最高不大于50%（含50%）超过51%则不计储量,暂不能利用储量厚0.6m；3、依据国务院过函（1985）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4、储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5、井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法；6、煤层容重：3#煤层容重为1.4t/m3；2.2.2井田地质勘探山西煤田地质勘探114队完成玉溪井田26.172km2面积3号煤层勘探的野外施工，竣工钻孔11个，计工程量6874.1m，其中水文孔810.38m。原普查和详查完工钻孔7个，计工程量5056.40m。总计各阶段钻孔18个，总工程量11930.50m。2004年3月提交了山西省沁水煤田玉溪井田3号煤层勘探报告，该报告于2004年6月国土资源部以“国土资储备字2004205号”文进行了储量备案。共获得探明的、控制的和推断的资源量(331+332+333)为216.69Mt，其中先期开采地段全部为探明的和控制的资源量(331+332)，共计99.84Mt，探明的资源量(331)占本地段资源量的71.54%。本次设计玉溪井田面积29.79km2，除西北角4.45km2面积位于樊庄普查区外，其余地段均已达到了勘探程度煤层平均厚度为5.85m，符合煤炭工业设计规范要求。2.2.3工业储量计算全井田内3号煤层总资源量为256.47Mt，其中探明的资源量(331)97.13Mt，占总资源量的38