潞寧孟家窯煤業(yè)公司采區(qū)設計說明

1、 .PAGE- 67 - / NUMPAGES72畢業(yè)設計潞寧孟家窯煤業(yè)公司11采區(qū)設計二0一二煤礦開采技術前 言本設計是我全面運用潞安職業(yè)技術學院所學的煤礦開采技術基礎理論、專業(yè)知識和基本技能對實際問題進行設計或研究的綜合性訓練。通過本次設計，能夠使我們掌握工程設計的一般程序和方法，加強理論聯(lián)系實際、獨立分析問題、解決實際問題和的能力，培養(yǎng)學生求真務實、勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度以與科技創(chuàng)新的能力。一、編制依據1、省煤炭地質114勘查院2010年2月編制的潞安集團潞寧孟家窯煤業(yè)兼并重組整合礦井地質報告；2、國家工程建設性條文與有關的技術政策、設計規(guī)、安全規(guī)程與技術規(guī)定；現(xiàn)場踏勘過程中收集到的資料和建

2、設單位提供的資料。3、現(xiàn)場踏勘過程中收集到的資料和單位提供的資料。4、省煤炭工業(yè)局文件晉煤規(guī)發(fā)20081138號5、煤炭工業(yè)現(xiàn)行的有關規(guī)程、規(guī)與法規(guī)。二、設計指導思想以市場為導向，以經濟效益為中心，以科技進步為動力，認真貫徹執(zhí)行國家有關煤炭建設的方針政策，按照高起點、高技術、高效率、高效益的建設方針，結合本礦資源條件和優(yōu)勢，運用現(xiàn)代先進的設計理念，積極采用先進適用的新技術、新工藝、新設備、新材料；根據系統(tǒng)工程的思想，進行全面策劃，綜合考慮，實現(xiàn)系統(tǒng)創(chuàng)新。按照系統(tǒng)配套，整體協(xié)調的總要求，貫徹生產高度集中化、開拓開采系統(tǒng)簡單化、采掘高產高效綜機化、煤流膠帶輸送機化、輔助運輸單一化、主要設備集控自動

3、化、監(jiān)控管理信息化、地面布置合理化和技術經濟合理化的技術原則，把孟家窯礦井建設成為高產高效、安全可靠的國一流現(xiàn)代化礦井。三、主要設計特點1、 結合地面、井下條件，優(yōu)化井田開拓部署。2、 采煤工作面采用綜合機械化采煤工藝，提高礦井機械化程度3、 最大限度減少人員，提高生產效率。4、充分考慮利用整合礦井的井筒進行開拓布置，提高了礦井的安全性。5、通過原有主暗斜井，為井下煤炭運輸系統(tǒng)尤其是新井建設增加了緩沖余地，有助于實現(xiàn)井下煤炭運輸系統(tǒng)良好運行。6、建立礦井集中排水系統(tǒng)，減少了井下排水系統(tǒng)環(huán)節(jié)，提高了井下防治水災的能力。7、回采工作面的巷道布置采用雙巷布置方式，可以最大限度的采出井下煤炭資源，提高

4、了地下煤炭資源回采率。目 錄TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc9711 第一章 礦井概況 PAGEREF _Toc9711 - 1 - HYPERLINK l _Toc9108 第一節(jié) 井田地質特征 PAGEREF _Toc9108 - 1 - HYPERLINK l _Toc4919 第二節(jié) 煤層的埋藏特征 PAGEREF _Toc4919 - 7 - HYPERLINK l _Toc14470 第三節(jié) 井田境界與儲量 PAGEREF _Toc14470 - 19 - HYPERLINK l _Toc8740 第四節(jié) 井田開拓 PAGEREF _Toc8740

5、- 21 - HYPERLINK l _Toc30240 第二章 采區(qū)地質特征 PAGEREF _Toc30240 - 25 - HYPERLINK l _Toc12121 第一節(jié) 采區(qū)圍 PAGEREF _Toc12121 - 25 - HYPERLINK l _Toc27925 第二節(jié) 采區(qū)地質情況 PAGEREF _Toc27925 - 25 - HYPERLINK l _Toc7387 第三節(jié) 采區(qū)儲量和生產能力 PAGEREF _Toc7387 - 26 - HYPERLINK l _Toc8973 第三章 采煤方法與采區(qū)巷道布置 PAGEREF _Toc8973 - 27 - HY

6、PERLINK l _Toc7834 第一節(jié) 采煤方法的選擇 PAGEREF _Toc7834 - 27 - HYPERLINK l _Toc21878 第二節(jié) 礦壓觀測情況 PAGEREF _Toc21878 - 27 - HYPERLINK l _Toc30856 第三節(jié) 采區(qū)巷道布置 PAGEREF _Toc30856 - 28 - HYPERLINK l _Toc11216 第四節(jié) 回采工藝與勞動組織 PAGEREF _Toc11216 - 30 - HYPERLINK l _Toc8750 第五節(jié) 采區(qū)準備 PAGEREF _Toc8750 - 34 - HYPERLINK l _T

7、oc7519 第四章 采區(qū)運輸、防排水與供電 PAGEREF _Toc7519 - 36 - HYPERLINK l _Toc9244 第一節(jié) 采取運輸 PAGEREF _Toc9244 - 36 - HYPERLINK l _Toc11625 第二節(jié) 采區(qū)防排水和灑水 PAGEREF _Toc11625 - 38 - HYPERLINK l _Toc26024 第三節(jié) 采區(qū)供電 PAGEREF _Toc26024 - 39 - HYPERLINK l _Toc31338 第五章 采區(qū)通風與安全 PAGEREF _Toc31338 - 42 - HYPERLINK l _Toc5591 第一節(jié)

8、 采區(qū)通風系統(tǒng) PAGEREF _Toc5591 - 42 - HYPERLINK l _Toc16357 第二節(jié) 風量配備 PAGEREF _Toc16357 - 43 - HYPERLINK l _Toc28778 第三節(jié) 安全措施 PAGEREF _Toc28778 - 50 - HYPERLINK l _Toc10171 第六章 采區(qū)巷道規(guī)格與支護方式 PAGEREF _Toc10171 - 54 - HYPERLINK l _Toc26717 第一節(jié) 工程地質概況 PAGEREF _Toc26717 - 54 - HYPERLINK l _Toc28456 第二節(jié) 巷道斷面和支護方式

9、 PAGEREF _Toc28456 - 55 - HYPERLINK l _Toc19296 第七章 采區(qū)設備選型與計算 PAGEREF _Toc19296 - 56 - HYPERLINK l _Toc17634 第一節(jié) 采煤機的計算與選型 PAGEREF _Toc17634 - 57 - HYPERLINK l _Toc19981 第二節(jié) 工作面輔助運輸設備選型 PAGEREF _Toc19981 - 58 - HYPERLINK l _Toc12521 第三節(jié) 順槽可伸縮膠帶輸送機 PAGEREF _Toc12521 - 58 - HYPERLINK l _Toc12014 第四節(jié) 液

10、壓支架的計算與選型 PAGEREF _Toc12014 - 59 - HYPERLINK l _Toc7170 第八章 主要技術經濟指標 PAGEREF _Toc7170 - 60 - HYPERLINK l _Toc20110 參考文獻 PAGEREF _Toc20110 - 69 - HYPERLINK l _Toc31742 致 PAGEREF _Toc31742 - 70 -第一章 礦井概況第一節(jié) 井田地質特征1.1.1井田地理位置和交通孟家窯礦井位于寧武縣城西，行政區(qū)劃隸屬寧武縣鳳凰鎮(zhèn)與余莊鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)地理位置：東經11211121121434，北緯385553385951，整合后的

11、井田圍由23個拐點順次圈定，井田南北長7.7km，東西寬0.72.9km，整合后礦區(qū)面積約17.1305km2。礦井地理位置與交通見圖1-1-1。圖1-1-1 潞寧孟家窯煤業(yè)XX公司交通位置圖1.1.2 地質勘探程度各組段地層在區(qū)均有出露，先期開采地段構造形態(tài)，并探明了10m與10m以上斷層有13條，其中1條逆斷層和12條高角度正斷層，走向均為NE和NEE向。區(qū)未發(fā)現(xiàn)陷落柱和巖漿巖侵入體存在，總體評價構造屬簡單類（類）；區(qū)煤層的發(fā)育情況主要是含煤層段為組和組，對煤層進行了對比，共查明了10層煤層，其中主要可采煤層是組2號和5號煤層，平均厚度分別為3.60m和13.74m，全區(qū)穩(wěn)定可采，其它煤層

12、均為不穩(wěn)定局部可采；通過煤樣化驗，確定2號煤層為低灰高灰分、低硫中硫分、低熱值高熱值、高軟化溫度灰之氣煤，可作為動力用煤、氣化用煤和民用煤，經浮選后灰分降至7.27%-15.31%，平均11.82%，全硫含量平均為0.89%，也可作為煉焦配煤；5號煤層為中灰、中高硫高硫、低熱值高熱值、高軟化溫度灰之氣煤、可作為動力用煤，氣化用煤和民用煤；組2號煤層的直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層，單位涌水量為0.0055L/s.m ，水文地質勘探類型屬二類；5號煤的直接充水含水層為組砂巖裂隙含水層，單位涌水量為0.0026 L/s.m，5號煤層底板位于奧灰水位以上時，水文地質勘探類型屬二類，5號煤層底板位

13、于奧灰水位以下時，水文地質勘探類型屬三類；地溫最高井溫僅為8.9，最低井溫為5.0，兩者只差3.9，且分屬不同的鉆孔；在同一鉆孔中，井溫差最大是M4號鉆孔1.6，最小的是M10號鉆孔僅0.1；這種最高井溫僅為8.9，地溫梯度近似于零的異?，F(xiàn)象，不符合地溫區(qū)域規(guī)律。本區(qū)屬于地溫異常區(qū)。本井田地質構造和水文地質條件簡單，經過地質勘探基本查明了井田的地質構造，以與井田的水文地質條件和煤層賦存特征、井田地質儲量等，基本達到了設計要求的程度，可以作為本設計的基礎資料。1.1.3井田煤系地層概述1.1.3.1地質構造1. 區(qū)域構造本井田位于中隆北部呂梁隆起北端寧（武）靜（樂）向斜中段之西翼。寧靜向斜北東起

14、自雁門關，南西至婁煩縣，長約160km，寬約30km，為自北東向南西掀斜的復向斜，其北西側以春景洼西馬坊樞紐逆沖斷裂與屬于呂梁山塊隆的蘆牙山赤堅嶺掀斜背斜相接，南東側以蘆家莊婁煩樞紐逆沖斷裂與五臺塊隆相接。寧靜向斜中段在寧武軒崗到新堡杜家村之間，表現(xiàn)為簡單的向斜。軸部在段家?guī)X迭臺寺寧化堡一線，由中侏羅統(tǒng)天池河組構成。兩翼地層產狀較陡，由三疊系、二疊系、石炭系、奧系、寒武系等構成，局部地段出露太古界變質巖系。本井田即在寧靜向斜中段的西翼，處于復雜區(qū)域構造中的相對簡單地段，構造線總體方向為NNESSW向。 2. 井田構造本井田構造形態(tài)總體為一單斜構造，走向為NE，傾向SE，傾角1843左右；在單斜

15、上伴隨有少量的褶曲和斷層（見表1-1），平均0.76條/km2；井田未發(fā)現(xiàn)陷落柱和巖漿巖侵入（見圖1-1）。斷層一覽表(表1-1)編號性質斷距傾角走向傾向長度位置備注F1正斷層15m70NEENNW210m坡子F2正斷層25m75NENW250m家溝南F3正斷層25m75NENW250m家溝南F4正斷層30m70NEESSE240m家溝F5正斷層25m70NENW240m馬連溝南F6正斷層4045m70NESE1300m馬連溝南F7逆斷層15m30NESE450m馬連溝M13孔揭露F8正斷層15m70NEENNW130m家F9正斷層10m70NESE390m孟家窯聯(lián)辦礦東M4孔揭露F10正斷層

16、20m70NESE320m孟家窯聯(lián)辦礦東F11正斷層25m70NEESSE240m孟家窯南F12正斷層4070m70NEESSE1550m孟家窯南M3孔揭露F13正斷層35m70NEESSE500m家窯井田褶曲有三條，分別為S1、S2、S3。S1向斜，北起小莊旺村，南至家溝北部，長約1.4km，走向NW 5-20，兩翼產狀20左右；S2背斜，北起小莊旺村，南至馬連溝北部，與S1近似平行，長約1.3km，走向NW30-35，兩翼產狀25左右；S3向斜，位于井田西南部，井田延伸長約1.4km，走向NW 45-60，NE翼產狀9-12，SW翼產狀18-22。井田斷層見斷層一覽表1.1-2，現(xiàn)將30m

17、以上斷層介紹如下： F4正斷層：位于家溝村一帶，走向N80E，傾向SSE，傾角70，斷距30m，井田延伸長約240m，由二維地震查明。F6正斷層：位于馬連溝村南，走向N45E，傾向SE，傾角70，斷距4045m，井田延伸長約1300m，由二維地震查明。F12正斷層：位于孟家窯村和胭脂村南，走向N60EN85E，傾向SSE，傾角70，斷距4070m，井田延伸長約1550m，向東延伸至馬莊村，并延出區(qū)外，由二維地震查明和M3號孔揭露。F13正斷層：位于家窯村和原家窯礦一帶，走向N75E，傾向SSE，傾角70，斷距35m，井田延伸長約500m，向東延伸至家窯村，并延出區(qū)外，由二維地震查明。井田東北部

18、和中南部發(fā)育有兩組斷層，構造線方向分別是NEE向和NE向，這與區(qū)域構造線方向一致。F12和F6兩條正斷層分別為兩組斷層的主斷層，斷距最大，延伸最長，其余斷層為次生斷層。綜上所述，本井田總體構造屬一類（構造簡單）。1.1.4水文地質1.1.4.1礦井水文地質井田位于寧武煤田西部邊緣，呂梁山北段管涔麓，區(qū)地形總體為西高東低，地面標高一般在16001980.2m之間，最低標高位于井田東邊界溝谷中。地形高差相對較大，最大相對高差380.2m，一般為100200m。地貌形態(tài)為剝蝕侵蝕中低山區(qū)。區(qū)主要出露二疊系地層，在山梁與溝谷中見第四系松散沉積物。區(qū)無大的地表水體，無常年流水性河流，僅溝谷中有季節(jié)性河流

19、，在雨季有短暫的洪流發(fā)生，地表逕流快，河水流入桑干河支流恢河。1奧系中統(tǒng)（O2）石灰?guī)r含水層為巖溶裂隙含水層，井田西邊界有出露，該含水層由下馬家溝組、上馬家溝組含水層組成，含水空間以巖溶裂隙為主。M4號鉆孔奧系頂界埋深470.47 m，揭露厚度152.13 m。巖性由白云質灰?guī)r、石灰?guī)r、泥質灰?guī)r與角礫狀泥灰?guī)r等組成，上部見少量垂直裂隙與不規(guī)則裂隙，大多被方解石充填。下部591.07593.87m巖溶裂隙發(fā)育見蜂窩狀小溶孔，其下巖溶裂隙發(fā)育，鉆進過程中沖洗液消耗量和水位有變化變化。據M4號鉆孔對上馬家溝組上部進行抽水試驗，單位涌水量0.0029L/sm，滲透系數(shù)為0.0439m/d，水位標高12

20、95.04m，水質類型為HCO3SO4Ca型。M11號鉆孔奧灰靜止水位觀測，水位標高為1285.63m。根據上述資料，結合區(qū)域資料，該含水層屬弱強富水性含水層。2石炭系上統(tǒng)組（C3t）砂巖裂隙含水層該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田西邊界有出露。主要含水層由數(shù)層砂巖構成，含水空間以構造裂隙為主，為5號煤層頂板直接充水含水層。據鉆探資料，砂巖裂隙大多以垂直裂隙為主，部分被充填。在該層段鉆進時沖液消耗量和水位變化不明顯。據M4號鉆孔對組（C3t）5號煤層頂?shù)装暹M行混合抽水試驗，單位涌水量為0.0026 L/sm，滲透系數(shù)為0.0073m/d，水位標高1590.03 m，水質類型為SO4Ca 型，屬弱

21、富水性含水層。3二疊系下統(tǒng)組（P1s）該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田有出露。含水層主要由中-細粒砂巖組成，含水空間以構造裂隙為主。當開采2號煤層形成導水裂隙帶溝通該含水層后，成為2號煤層頂板間接充水含水層，鉆進過程中消耗量與水位變化不明顯。據M4號鉆孔對組(P1s)與2號煤層頂?shù)装暹M行混合抽水試驗，單位涌水量為0.0055L/s.m，滲透系數(shù)0.0309 m/d，水位標高1636.38m，水質類型為ClHCOSO4K+NaCa 型，為弱富水性含水層。4上石盒子組(P2s)砂巖裂隙含水層該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田大部有出露，含水層主要由粗-細粒砂巖組成，含水空間以構造裂隙為主。據鉆探資料

22、，鉆進至該層段孔涌水，涌水量為0.454 L/s，結合區(qū)域資料，該含水層屬弱中等富水性含水層。5二疊系上統(tǒng)石千峰組(P2sh)砂巖裂隙含水層該含水層為碎屑巖裂隙含水層，井田東部有出露，含水層主要由粗-細粒砂巖組成，含水空間以風化裂隙與構造裂隙為主。結合區(qū)域資料，該含水層屬弱富水性含水層。6基巖風化帶裂隙含水層該含水層為區(qū)不同時代基巖風化裂隙含水層，含水空間以風化裂隙為主，風化深度一般3060m。鉆進至該含水層段時，部分鉆孔沖洗液消耗量有漏失現(xiàn)象。該含水層受地形、風化裂隙發(fā)育程度與大氣降水的影響，不同地段富水性差異較大。7第四系松散巖類孔隙含水層主要為第四系松散沉積物，含水層主要由礫石、細砂或砂

23、土等組成。主要分布于山間河谷地帶，富水性因地而異，一般愈靠近河谷富水性愈好。主要接受大氣降水與河水的補給，受大氣降水影響明顯。1.1.4.2煤層頂?shù)装?、2號煤層 頂板主采2號煤層的直接充水含水層為其頂板砂巖裂隙水含水層，鉆孔單位涌水量0.0055L/s.m，屬弱富水性含水層。由于開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的間接充水含水層。其導水裂縫帶高度采用建筑物、水體、鐵路與主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程中的公式進行計算。井田煤層頂板主要為泥巖、砂巖，本次采用煤層為緩傾角、中硬巖層導水裂縫帶高度計算公式，其公式為： （2.1） （2.2）式中：HIi導水裂縫帶高度m；M

24、煤層累計采厚m，取2.10-4.59m；按式一計算，計算時式2.1中取 “+”，產生的導水裂縫帶高度為35.7747.54m；按式2.2計算，產生的導水裂縫帶高度為38.9852.85m。根據計算結果，2號煤層開采時產生的導水裂隙帶最大高度可溝通組砂巖裂隙含水層,西部煤層淺埋區(qū)可到達地表。 底板井田2號煤層底板標高在16401820m之間。據M4號孔奧灰抽水試驗資料，奧灰水位標高為1295.04m，2號煤層在井田西部部分煤層位于奧灰水壓力之下，煤層底板標高本次取1295m為帶壓開采邊界線。帶壓開采是個復雜的問題，影響的因素較多，本次采用突水系數(shù)法進行評價。采用煤礦防治水規(guī)定附錄四中的公式，計算

25、2號煤層底板奧灰水突水系數(shù)。其公式為： （2.3）式中：T突水系數(shù)，MPa/m；p隔水層承受的水壓，MPa/m； M底板隔水層厚度， m。正常地段2號煤層底板隔水層厚度按慣例直接利用煤層底板至奧灰頂界的距離。全井田M4、M11號鉆孔揭露上馬家溝組頂界，本次除M11號鉆孔其余均采用M4號孔資料，其厚度取97.37m。奧灰水位標高采用M4號鉆孔抽水試驗恢復水位標高，本次取1295m。按（2.3）式計算結果見表1-2。部分2號煤層底板奧系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層突水系數(shù)計算表表1-2孔號或煤層底板標高底板標高（m）底板水頭壓力（MPa）隔水層厚度（m）突水系數(shù)Ts（Mpa/m）1295（帶壓開采邊界）12

26、95.000.95597.370.010M21228.481.60797.370.017M5982.674.01897.370.041M81034.203.51297.370.036M111037.123.634112.640.032M131272.861.17297.370.012M141084.613.01897.370.031M161021.163.64097.370.037660（煤層最低標高）660.007.18297.370.074按煤礦防治水規(guī)定中底板受構造破壞塊段突水系數(shù)一般不大于0.06 MPa/m，正常塊段突水系數(shù)不大于0.10 MPa/m，本次確定以下帶壓開采分區(qū)標準：

27、T0.06 相對安全區(qū)（） 0.06T0.10 臨界區(qū) （） T0.10 危險區(qū) （）經計算，位于奧灰水位標高以下2號煤層底板突水系數(shù)為0.0100.074MPa/m，屬于大部分屬相對安全區(qū)，東南部見少部分地段為臨界區(qū)。2、5號煤層 頂板5號煤層的直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層，鉆孔單位涌水量為0.0026L/s.m，屬弱富水性含水層。開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的間接充水含水層。5號煤層厚度為8.44-16.82m，井田煤層頂板巖性主要為砂巖與泥巖，本次采用煤層為緩傾角、中硬巖層導水裂縫帶高度計算公式，按式3.1、式3.2進行計算。按式3.1計算，導水裂

28、縫帶高度為54.9560.73m；按式3.2計算，產生的導水裂縫帶高度為68.1092.02m。5號煤層底距2號煤層平均間距66.19m,開采5號煤層時最大導水裂縫帶可以溝通2號煤層采空區(qū)積水。 底板井田5號煤層底板標高在5201800m之間。部分5號煤層位于奧灰水壓力之下，煤層底板標高1295.04m為帶壓開采邊界線，計算時采用1295m，計算時采用式2.3。全井田M4、M11號鉆孔揭露上馬家溝組頂界，除M11號鉆孔隔水層厚度采用本孔資料外，其余鉆孔隔水層厚度均采用M4號孔資料，其厚度取22.09m。計算5號煤層底板突水系數(shù)（T）見表1.7-2。經計算，位于奧灰水位標高以下5號煤層底板突水系

29、數(shù)為0.0100.354MPa/m，屬于相對安全區(qū)、臨界區(qū)和危險區(qū)。部分5號煤層底板奧系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層突水系數(shù)計算表表1.7-2孔號或煤層底板標高底 板 標 高（m）底板水頭壓力（MPa）隔水層厚度（m）突水系數(shù)Ts（Mpa/m）1295（帶壓開采邊界）12950.21722.090.010M21167.241.47022.090.067M41236.330.79222.090.036M5920.203.89222.090.176M71265.130.50922.090.023M8958.353.51822.090.159M101223.730.91622.090.041M11968.89

30、3.60441.410.087M131203.531.11322.090.050M141006.623.04522.090.138M16954.593.55522.090.161520（煤層最低標高）5207.81722.090.3541.1.4.3井田水文地質類型1. 2號煤層井田主要為向東南傾斜的單斜構造，部分2號煤層位于當?shù)厍治g基準面以下，直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層與導水裂隙帶所溝通的間接含水層。據鉆孔抽水試驗資料，單位涌水量為0.0055L/s.m，屬弱富水性含水層；本井田位于奧系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層水位以下的2號煤層底板距奧灰?guī)r溶裂隙含水層有一定的隔水層相隔，按煤礦防治水規(guī)定計

31、算突水系數(shù)為0.0100.074MPa/m，大多數(shù)地段為相對安全區(qū)，僅在東南部為臨界區(qū)；本區(qū)西部邊界存在采空區(qū)積水。按煤礦防治水規(guī)定本區(qū)2號煤層除東南部為臨界區(qū)外，礦井水文地質類型屬中等型。在奧灰突水臨界區(qū)礦井水文地質類型為復雜型。在奧灰突水相對安全區(qū)可能有隱伏的斷層或陷落柱存在引起底板突水，生產中應加強探測預報工作。2. 5號煤層部分5號煤層位于當?shù)厍治g基準面以下，含水層為開采時頂板導水裂隙帶所溝通的組砂巖裂隙含水層，單位涌水量為0.0026 L/s.m，屬弱富水性含水層；按煤礦防治水規(guī)定計算突水系數(shù)為0.0100.354MPa/m，屬于相對安全區(qū)、臨界區(qū)和危險區(qū)；開采時可能受2號煤層采空區(qū)

32、積水的影響。按煤礦防治水規(guī)定5號煤層底板在帶壓開采線以上和相對安全區(qū)礦井水文地質類型屬中等型。在奧灰突水臨界區(qū)和危險區(qū)礦井水文地質類型為復雜型。在奧灰突水相對安全區(qū)可能有隱伏的斷層或陷落柱存在引起底板突水，生產中應加強探測預報工作。第二節(jié) 煤層的埋藏特征1.2.1含煤性與可采煤層1.2.1.1含煤性主要含煤層段為組和組，井田煤炭資源較為豐富煤質優(yōu)良，可作為動力用煤、氣化用煤和民用煤。井田面積17.0km2，可采煤層2層，全井田資源/儲量364.59Mt，資源條件優(yōu)越。1.2.1.2 可采煤層可采煤層是組2號和5號煤層，平均厚度分別為3.60m和13.74m，全井田穩(wěn)定可采，資源/儲量（111b

33、+122b+333）36459萬t，全為氣煤（其中2號煤層為6910萬t，5號煤層為29549萬t）。先期開采地段共獲得資源/儲量（111b+122b+333）9284萬t，探明的資源/儲量（111b）7601萬t，占本地段資源/儲量總和的82%；控制的資源/儲量（122b）799萬t，探明的和控制的資源/儲量（111b+122b）占本地段資源/儲量的90%。礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：礦井工業(yè)資源/儲量111b122b2M112M22333k式中k為推斷的資源量333的可信度系數(shù)，根據本井田地質構造與各可采煤層賦存情況，設計取0.9。經計算，全礦井工業(yè)資源/儲量為356.30Mt。礦井設計

34、可采儲量=（礦井設計儲量保護煤柱損失）采區(qū)回采率根據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)要求，2號煤層采區(qū)回采率80，5號煤采區(qū)回采率75。經計算，礦井設計可采儲量為169.43Mt。礦井設計可采儲量見表1-3。井田可采煤層特征見表1-3。表1-3 可采煤層特征一覽表單位：萬噸煤層編號煤層厚度（m）含夾矸層 數(shù)層間距（m）穩(wěn) 定程 度可采性最小最大平均2號2.104.583.600466.19穩(wěn)定可采5號8.4416.8213.7403穩(wěn)定可采1.2.2煤 質1.2.2.1 煤的物理性質1、2號煤層呈黑色-褐黑色，瀝青光澤為主，少數(shù)玻璃光澤，節(jié)理、生裂隙不發(fā)育，斷口呈參差狀、棱角狀，條帶狀結構，塊狀構造。視(相

35、對)密度為1.44t/m3，真(相對)密度為1.50t/m3。以暗煤為主，其次為亮煤，鏡煤呈條帶狀、線型狀。其宏觀煤巖類型以半暗型煤為主，其次為暗淡型煤，少量半亮型煤。2、5號煤層為黑色-深黑色，瀝青光澤-玻璃光澤，斷口呈參差狀，節(jié)理與生裂隙不發(fā)育，條帶狀、條理狀結構，層狀構造。視(相對)密度為1.48t/m3。真(相對)密度為1.54t/m3。以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條帶與含少量黃鐵礦結核散晶。其宏觀煤巖類型以半暗型煤為主，其次為半亮型煤，暗淡型煤少量。1.2.2.2煤的化學性質井田2號、5號煤層化驗指標匯總見表2.1-4?，F(xiàn)將2號、5號煤層的煤質特征分述如下：1、 2號煤層原煤灰分（A

36、d）為14.58%-42.51%，平均為27.68%，為低灰高灰煤。以中灰煤為主，高灰煤分布在M1、M9、M15號孔附近，M8號孔附近為低灰煤。浮煤灰分（Ad）為7.27%-15.31%，平均11.61%，為低灰高灰分煤。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為34.99%-39.73%，平均38.15%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為34.52%-37.66%，平均36.28%，為中高揮發(fā)分高揮發(fā)分煤。浮煤揮發(fā)分自西北向東南逐漸降低。原煤硫分(St,d)為0.48%-1.53%，平均0.79%，為特低硫中高硫煤。以低硫煤為主，特低硫煤分布在本井田中北部，中硫煤分布在本井田中部與M2號附近，M13號孔附近為中高硫煤

37、。浮煤硫分(St,d)為0.56%-1.65%，平均1.01%。為低硫分高硫煤。2、 5號煤層原煤灰分（Ad）為18.94%-28.88%，平均為24.19%，為中灰煤(圖2.1-7)。浮煤灰分（Ad）為7.00%-13.91%，平均9.27%，為低灰高灰分煤。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為29.62%-40.31%，平均36.40%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為30.00%-37.18%，平均34.49%，為中高揮發(fā)分高揮發(fā)分煤原煤硫分(St,d) 為1.95%-3.35%，平均2.77%，為中高硫高硫煤。煤層號25 工業(yè)分析Mad(%)原煤0.76-5.522.07 (16)0.59-2.591.4

38、9 (15)浮煤0.68-3.451.35 (16)0.52-2.101.10 (15)Ad(%)原煤14.58-42.5127.68 (16)18.94-28.8824.19 (15)浮煤7.27-15.3111.61 (16)7.00-13.919.27 (15)Vdaf(%)原煤34.99-40.5038.15 (15)29.62-40.3136.40 (15)浮煤34.52-37.6636.28 (16)30.00-37.1834.49 (15)有害成分St,d(%)原煤0.48-1.530.79 (15)1.95-3.352.77 (15)浮煤0.56-1.651.01 (15)1.

39、95-3.132.46 (15)Pd(%)原煤0.008-0.0370.018 (11)0.009-0.0170.012 (10)浮煤0.005-0.0180.009 (11)0.005-0.0120.007 (10)發(fā)熱量Qgr,d(MJ/kg)原煤16.457-28.87522.966 (16)21.188-27.11324.923 (15)浮煤27.230-31.54129.221 (16)28.998-31.67930.831 (15)粘結指數(shù)(GR,I)浮煤50.0-8261.7 (7)50.1-7765.7 (12)元素分析(浮)Cdaf(%)83.07-84.2183.63 (4

40、)80.90-84.8283.20 (4)Hdaf(%)4.37-5.555.13 (16)4.77-5.295.11 (15)Odaf(%)8.30-8.848.50 (4)6.40-9.527.67 (4)Ndaf(%)1.46-1.601.51 (4)1.29-1.481.42 (4)煤灰成分分析(原)SiO2+AL2O3+TiO2(%)74.37-95.3288.06 (5)70.32-79.5173.93 (4)Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O(%)3.26-16.657.70 (5)13.26-18.1515.91 (4)ST()15001479視(相對)密度1.41-

41、1.461.44 (3)1.45-1.531.48 (3)浮煤回收率(%)10.45-61.6341.00 (16)35.70-65.1248.97 (15)煤類QMQM1.2.2.3可選性本次施工采取2號煤層簡易可選性試驗樣2件，5號煤層簡易可選性樣3件，現(xiàn)簡述如下：1、煤的篩分浮沉試驗簡易可選性篩分試驗結果匯總見表1-4。由表可知，2號煤層13-6mm粒級產率最高，其次為3-0.5mm粒級，0.5-0mm粒級產率最低。13-6mm粒級灰分最高，其次為0.5-0mm粒級。5號煤層0.5-0m粒級產率最高，其次為3-0.5mm和13-6mm粒級，6-3mm粒級產率最低。13-6mm粒級灰分最高

42、，其次為6-3mm粒級。3-0.5mm粒級灰分最低。本次還進行了煤粉篩分試驗（0.5-0mm），結果見表2.1-13，由表可見煤粉產率主要集中在0.25-0.125mm級，其次為0.075-0.045mm與0.5-0.25mm兩粒級，以0.045mm粒級產率為最低。簡易可選性篩分試驗結果匯總表表1-4粒度級2號煤層5號煤層產率（%）Ad（%）產率（%）Ad（%）13-633.50637.9424.81226.346-321.13530.2719.47025.033-0.526.80430.6826.49723.520.5-018.55534.3029.22124.41合計100.00033.7

43、0100.00024.77煤粉篩分試驗結果表表1-5粒度（mm）2號煤層5號煤層產率%Ad（%）產率%Ad（%）0.5-0.2519.6131.8615.3922.830.25-0.12539.7033.0435.7923.280.125-0.07512.0534.4013.3823.770.075-0.04527.6338.2534.4428.450.0451.0138.651.0032.46合計100.0034.67100.0025.15簡易可選性的浮沉試驗分為13-6、6-3、3-0.5mm粒級進行。其浮沉試驗結果匯總表見2.1-14。由表可以看出，2號煤層浮煤產率主要集中在2.0比重級

44、，其次為1.4-1.5與1.3-1.4比重級。5號煤層浮煤產率主要集中在1.3-1.4比重級，其次為1.4-1.5與-1.3比重級。浮沉試驗結果匯總表表1-6比重-1.31.3-1.41.4-1.51.5-1.61.6-1.81.8-2.0+2.0合計2號煤產率%12.1417.8120.658.688.656.0825.99100.00Ad（%）5.999.8418.1825.8434.2341.6470.0532.175號煤產率%10.8134.7323.404.834.815.1716.25100.00Ad（%）7.878.7114.7525.1734.4840.9870.2023.74

45、1.2.2.4煤的可選性評價本次可選性評價按照國家標準GB/T16417-1996的規(guī)定執(zhí)行，編繪2號煤層13-0.5mm級可選性曲線圖2.1-12、圖2.1-13；5號煤層13-0.5mm級可選性曲線圖2.1-14、圖2.1-15，可選性綜合評價見表2.1-15、表2.1-16。孟家窯煤礦M2號孔2號煤層13-0.5mm級可選性曲線圖1-4 2號煤層采用0.1含量法評價，M2號孔假定精煤灰分為15.0%時，理論分選比重為1.47，扣除沉矸后的0.1含量為51.44%，為極難選；假定精煤灰分為17.0%時，理論分選比重為1.56，扣除沉矸后含量為30.53%，為難選；假定精煤灰分為19.0時，

46、理論分選比重為1.68，扣除沉矸后的0.1含量為15.84%，為中等可選。孟家窯煤礦M16號孔2號煤層13-0.5mm級可選性曲線圖1-5M16號孔假定精煤灰分為9.0時，理論分選比重為1.48，扣除沉矸后的0.1含量為33.0%為難選；假定精煤灰分為10.0%時，理論分選比重為1.53，扣除沉矸后的0.1含量為26.25%，為較難選；假定精煤灰分為11.0%時，理論分選比重為1.57，扣除沉矸后的0.1含量為20.32%，為較難選；假定精煤灰分為12.0%時，理論分選比重為1.63，扣除沉矸后的0.1含量為14.96%，為中等可選。 孟家窯煤礦M13號孔5號煤層13-0.5mm級可選性曲線

47、圖1-6孟家窯煤礦M16號孔5號煤層13-0.5mm級可選性曲線 圖1-72號煤層可選性綜合評價表表1-7采樣點可選性評定方法0.1含量法假定精煤灰分（%）理論分選比重精煤理論產率（%）0.1含量（%）可選性等級M2151.4736.5651.44極難選171.5647.5130.53難選191.6855.7915.84中等可選M1691.4856.2733.30難選101.5360.9326.25較難選111.5765.1020.32較難選121.6368.9014.96中等可選 5號煤層采用0.1含量法評價，M2、M13號孔假定精煤灰分為9.0%時，理論分選比重分別為1.47、1.48，扣

48、除沉矸后的0.1含量分別為34.90%-47.93%，為難選、極難可選；假定精煤灰分為10.0%時，理論分選比重分別為1.52、1.55，扣除沉矸后的0.1含量分別為19.38%、28.50%，為中等可選、較難選；假定浮煤灰分為11.0時，理論分選比重分別為1.59-1.64，扣除沉矸后的0.1含量分別為8.03%、11.83%，為易選、中等可選。M16號孔假定精煤灰分為11.0%時，理論分選比重為1.45，扣除沉矸后的0.1含量為49.26%，為極難選；假定精煤灰分為12.0%時，理論分選比重為1.50，扣除沉矸后的含量為33.59%，為難選；假定精煤灰分為13.0%時，理論分選比重為1.5

49、6，扣除沉矸后的0.1含量為20.09%，為較難選；假定精煤灰分為14.0%時，理論分選比重為1.65，扣除沉矸后的0.1含量為9.45%，為易選。（3）浮煤回收率2號煤層經1.4比重液浮選后浮煤回收率為10.45%-61.63%，平均41.00%，屬中等。5號煤層浮煤回收率為35.70%-65.12%，平均48.97%，屬中等。5號煤層可選性綜合評價表表1-8采樣點可選性評定方法0.1含量法假定精煤灰分（%）理論分選比重精煤理論產率（%）0.1含量（%）可選性等級M291.4860.9734.90難選101.5566.6719.38中等可選111.6470.678.03易選M1391.476

50、4.9047.93極難選 101.5270.9728.50較難選111.5975.2411.83中等可選M16111.4561.4749.26極難選121.5069.7033.59難選131.5676.0120.09較難選141.6580.689.45易選1.2.2.5 煤質與工業(yè)用途評價（1）各煤層綜合煤質特征 井田2號、5號煤層煤質在垂直方向變化明顯，浮煤揮發(fā)分、由上至下有所降低，膠質厚度有所增大，煤的變質程度相應加深。 原煤灰分由上至下呈降低趨勢。5號煤層較2號煤層灰分降低較為明顯，2號煤層原煤灰分均在25%以上。 原煤硫分從上至下亦是逐漸增高。從全井田來看5號煤層的硫分含量均在2.5%

51、以上，屬中高硫煤。據對煤的各種硫分析，2號、5號煤均以有機硫為主，次為硫化物硫。 煤灰成分變化不大，均以二氧化二硅+三氧化二鋁為主，平均在70%以上。 經1.4比重液浮選后2號、5號煤層浮煤回收率變化如下：2號煤層浮煤回收率在10.45%-61.63%之間，平均41.00%，屬中等。5號煤層浮煤回收率為35.70%-65.12%之間，平均值為48.97%，屬中等。（2）煤的工業(yè)用途2號煤層為低灰高灰分、特低硫中高硫分、低熱值高熱值、高軟化溫度灰之氣煤。可作為動力用煤、氣化用煤和民用煤。2號煤層經浮選后灰分降至7.27%-15.31%，平均11.61%，全硫含量平均為1.01%，也可作為煉焦配煤

52、。5號煤層為中灰、中高硫高硫、低熱值高熱值、較高軟化溫度灰之氣煤、可作為動力用煤，氣化用煤和民用煤。6.地層綜合柱狀圖如圖1-8-1 圖1-8-1第三節(jié) 井田境界與儲量1.3.1井田境界孟家窯礦井位于寧武縣城西，行政區(qū)劃隸屬寧武縣鳳凰鎮(zhèn)與余莊鄉(xiāng)管轄。礦井地理位置：東經11211121121434北緯385553385951礦井圍由下列23個拐點順次圈定（6帶，中央子午線111），拐點坐標詳見表1-9。井田圍示意圖見圖1-9。礦井圍拐點一覽表表1-9點號XY北緯東經143190451960714538595111214122431859019607670385936112143434316029

53、196074223858141121422443143401960652138571911213445431224719605093385612112124364311637196048143855521121231743118551960434538556011212128431215019603720385609112114694312070196036673856071121144104312250196030063856131121117114313250196030803856451121120124314270196036303857181121144134314270196036

54、403857181121144144314930196040203857391121200154315550196043003857591121212164316000196043403858141121214174316000196041453858141121206184316680196045803858361121225194316685196047853858361121234204316975196047863858451121233214317780196053853859111121259224317977196058413859171121318234318610196066

55、003859381121350井田南北長7.7km，東西寬0.72.9km，整合后礦區(qū)面積約17.1305km2。1.3.2 礦井資源礦井資源是礦井設計和生產建設的主要依據，長期以來，我國用于評價固體礦產資源類型的主要依據是礦產資源的勘探程度。2005年發(fā)布的煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)對固體礦產資源進行了重新分類。本次估算共獲得資源/儲量（111b+122b+333）364.59Mt，全為氣煤（其中2號煤層為69.10Mt，5號煤層為295.49Mt）。先期開采地段共獲得資源/儲量（111b+122b+333）92.84Mt，探明的資源/儲量（111b）76.01Mt，占本地段資源/儲量總和的82%；

56、控制的資源/儲量（122b）7.99Mt，探明的和控制的資源/儲量（111b+122b）占本地段資源/儲量的90%。1.3.3 礦井工業(yè)儲量計算1.3.3.1工業(yè)資源/儲量根據技術經濟評價所劃分的各煤層經濟意義，井田2、5號煤層資源為經濟的。結合地質可靠程度，井田資源類別具體劃分如下：探明塊段（331）劃分為111b，扣除采礦損失后為111；控制塊段（332）劃分為122b，扣除采礦損失后為122；推斷塊段（333）劃分為333。地質資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經分類得出的經濟的基礎儲量111b和122b、邊際經濟的基礎儲量2M11和2M22，連同地質資源量中推斷的資源量3

57、33的大部分，歸類為礦井工業(yè)資源/儲量。即扣除了331、332儲量中的次邊際經濟的資源量2S11、2S22。礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算：礦井工業(yè)資源/儲量111b122b2M112M22333k式中k為推斷的資源量333的可信度系數(shù)，根據本井田地質構造與各可采煤層賦存情況，設計取0.9。經計算，全礦井工業(yè)資源/儲量為356.30Mt。1.3.3.2礦井設計資源/儲量礦井設計儲量=工業(yè)資源/儲量永久煤柱損失永久煤柱包括井田境界、斷層、220kV以上輸電線路、村莊保護煤柱、防水煤柱，其中防水煤柱包括5號煤層受奧灰水影響，突水系數(shù)大于0.1 MPa/m的塊段。井田構造簡單，井田斷層、村莊、高壓輸電

58、線路以與井田邊界，防水煤柱需要留設永久保護煤柱。經計算，本井田去除井田境界永久保護煤柱后，礦井設計資源儲量為255.77Mt。1.3.3.3設計可采儲量礦井設計可采儲量=（礦井設計儲量保護煤柱損失）采區(qū)回采率根據煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)要求，2號煤層采區(qū)回采率80，5號煤采區(qū)回采率75。經計算，礦井設計可采儲量為169.43Mt。第四節(jié) 井田開拓1.4.1 礦井開拓1.4.1.1井田開拓方式工業(yè)場地布置有主斜井和副斜井。主斜井井口標高+1630.0m，井底標高+1305.0m，傾角16，斜長1179m，主斜井與大巷通過井底煤倉連接；井筒裝備1.0m寬膠帶擔負全礦煤炭提升任務，以與架空乘人器擔負全礦井

59、的人員升降；副斜井井口標高+1630.0m，井底標高+1300.0m，傾角19，斜長1014m，裝備一臺2JK-3.5/30E型雙滾筒提升絞車，雙鉤提升，擔負全礦井的設備、材料與矸石的提升任務。本井田為傾斜煤層，沿井田東部邊界有一高壓輸電線路，去掉保護煤柱，煤層垂高+1800+900m，因此全井田劃分為一個水平，水平標高+1300m。井田走向長7.5km，中間分布兩個落差大于40m的斷層，因此將井田劃分為五個采區(qū)，上山采區(qū)三個，下山采區(qū)兩個，采區(qū)上山布置三條，工作面沿煤層走向布置，采用分區(qū)通風。1.4.1.2開拓巷道布置本井田可采煤層兩層，2號煤層和5號煤層層間距平均66m，因此大巷布置方式采

60、用集中布置，為了減少初期工程量和減少巖石巷道工程量，以與有利運輸、排水。根據煤層的賦存情況來看，由于煤層的起伏較大，故水平主要大巷采用定向掘進，減少中間膠帶輸送機的環(huán)節(jié)，膠帶輸送機大巷原則沿5號煤層布置，軌道大巷采用定向定坡布置，大巷基本上位于5號煤層頂板，大巷間距30m。本礦井的主、副斜井集中布置于礦井工業(yè)場地，風井分區(qū)單獨布置于風井場地，全礦井投產時共布置3個井筒，即主斜井、副斜井和11采區(qū)回風平硐，通過三個井筒來實現(xiàn)全礦井移交生產時期的運輸與通風等功能。1.4.1.3水平劃分本井田可采煤層為2號煤層和5號煤層，煤層底板標高變化中北部的標高在+680m+1800m，南西部標高+520+16