采矿工程说明书.doc

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1、山西大同大学工学院本科毕业设计说明书摘 要古书院矿位于山西省的东南部，晋城市城区、泽州县境内。井田南北长度约7km，东西长度约4.3km。此矿地质条件简单，瓦斯含量较小，为低瓦斯矿井，适合用综合机械化采煤工艺；根据对此矿地质条件，煤层赋存情况的考虑，决定采用倾斜长壁采煤法；根据可采储量和矿井服务年限的要求，确定矿井生产能力为120万吨/年，年推进2160米；根据运输，通风，掘进等因素的限制，本矿拟使用带区式开采，带区式布置可满足其运煤，通风，运料三大系统的要求，并且拥有巷道布置简单，通风系统简单的优点，故优于盘区式布置而采用 。矿井达产时的首采工作面位于1501盘区，该带区划分为10个工作面，

2、工作面长度为200m，回采工艺采用综放采煤法，采用“四六制”作业制度，采空区采用全部跨落法管理顶板。最后，该矿日产量为4555吨，能满足生产能力的要求，且回采率能达到国家有关规定。关键词：盘区 综放采煤 首采工作面引 言依靠科学技术进步，不断提高经济效益，贯彻安全生产原则，是实现煤炭工业现代化的根本途径，而采掘机械化和生产集中化则是煤矿技术进步的核心体现。近年来，我国党和政府以及世界其他重要产煤国家都高度重视采掘机械化装备和采煤新技术的发展，因此，在本次设计过程中尽可能地采用当前的新成就和新技术。最近十多年来，我国煤矿生产技术面貌日新月异，取得了众多突破性的科技成果并积累了丰富而实际的生产经验

3、。本设计也力求体现这些变化，以求与现代采煤技术的发展同步，与矿井高产高效的趋势并轨。本设计说明书由地质概况，开拓方式，采煤方法和矿井通风等部分组成，是符合煤矿生产实际和发展规律的。本说明书阐述了古书院矿的地质条件，井田境界、储量和服务年限，还阐述了井田的开拓方式和采煤工艺。说明书在内容力求少而精，深入浅出。以基础理论和基本知识为主，并适当阐述应用新技术，以求理论与实践相结合。限于编者水平和时间仓促，缺点和错误在所难免，恳切希望各位老师同学批评指正。 学生：xxx2012.6目录1 矿井概述及井田地质特征11.1 矿区概况11.1.1 交通位置11.1.2 地理位置11.1.3 地形地貌21.1

4、.4 水文情况21.1.5 气候条件51.1.6 地震资料51.2 井田地质特征51.2.1 煤田地层概述51.2.2 含煤地层概述91.2.3 地质构造101.3煤层特征131.3.1 煤层赋存情况131.3.2 煤质151.3.3 顶底板条件231.3.4 瓦斯、煤尘、煤的自燃242 井田开拓252.1井田境界和储量252.1.1 井田境界252.1.2矿井工业储量252.1.3矿井可采储量262.2 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限292.2.1 矿井工作制度292.2.2 设计生产能力及服务年限292.3井田开拓292.3.1 井田开拓方案确定292.3.2 井筒342.3.3井底

5、车场413 大巷运输及设备选择443.1概述443.1.1 井下运输设计的原始条件和数据443.1.2 矿井运输系统443.2大巷运输及设备选择443.2.1轨道大巷运输设备的选择443.2.2 运输大巷运输设备的选择453.3主要巷道断面确定464盘区巷道布置及装备514.1 煤层的地质特征514.2盘区巷道布置及生产系统514.3 盘区运输设备选择544.3.1工作面运输设备的选择544.3.2 分带运输顺槽运输设备的选择555采煤方法575.1 采煤工艺方式575.1.1煤层的赋存特征575.1.2 采煤方法的确定575.1.3 回采工艺575.1.4 工作面落煤605.1.5 装煤方式

6、635.1.6 移架方式635.1.7 移刮板输送机635.1.8工作面运煤635.1.9 工作面支护645.1.10劳动组织和循环作业675.1.11主要技术经济指标685.2 回采巷道布置725.2.1带区巷道布置725.2.2保护煤柱尺寸的确定735.3 掘进工艺方式及装备735.4工作面顶板管理735.4.1正常工作时期顶板管理735.4.2正常工作时期特殊支护方式745.4.3各工序之间的平行作业安全距离745.4.4特殊时期的顶板管理745.5矿井系统755.5.1通风系统755.5.2防治瓦斯755.5.3综合防尘系统765.5.4防治煤层自燃发火措施765.5.5供水、排水77

7、5.5.6供电系统775.5.7通讯系统775.5.8照明系统786 矿井提升796.1 概述796.2 主副井提升796.2.1 主井提升796.2.2 副井提升806.3排水设备806.3.1设计依据806.3.2设备选型计算817 矿井通风及安全技术837.1 矿井通风系统选择837.1.1 回采工作面需风量的计算837.1.2掘进工作面风量计算847.1.3各硐室所须风量计算857.1.4其它巷道风量计算867.2矿井所需总风量867.2.1矿井所需总风量867.2.2风速验算867.3 全矿通风阻力的计算877.3.1 矿井通风总阻力计算原则877.3.2 通风容易时期和困难时期的确

8、定877.3.3 矿井通风阻力计算877.3.4 矿井总风阻和等积孔887.4 通风机选型937.4.1主要通风机类型937.4.2对矿井通风设备要求967.4.3 反风、风硐的基本要求977.5 防止特殊灾害的安全措施977.5.1瓦斯管理措施977.5.2煤尘的防治987.5.3防火987.5.4 防水997.5.5矿压显现控制措施997.5.6矿井安全出口997.5.7自救器及安全仪表的配备997.5.8矿山救护997.6 安全技术措施附则1007.6.4 一通三防与安全监控1017.6.5运输1027.6.6机电1037.7 其他安全措施1037.8灾害应急措施及避灾路线1047.8.

9、1灾害应急措施1047.8.2避灾路线1058 设计矿井基本技术经济指标106参考文献108ABSTRACT110结束语111致谢113附 录114931 矿井概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 交通位置古书院矿地处山西省晋城市城区书院街中段，有铁路专线与太（太原）焦（焦作）铁路相连，毗邻长（长治）晋（晋城）、晋（晋城）阳（阳城）、晋（晋城）焦（焦作）高速公路地理位置优越，交通运输便利。图1-11.1.2 地理位置古书院矿位于山西省的东南部，晋城市城区、泽州县境内。地理坐标为：东经1124911”1125324”，北纬353321”353728”。太洛公路线头露层煤号3矿务局层断逆寺

10、马白王台铺矿井田田井矿山凰凤北岩井田古书院矿井田井田位置示意图图1-21.1.3 地形地貌井田位于太行山西侧，泽州盆地北端。井田内沟壑纵横，地形地貌属山地、丘陵区，北、东部为丘陵区，中、南部为山区。最高点海拔标高1039.40m，最低点海拔标高580.60m，最大高差458.80m，平均海拔高程810.00m左右。1.1.4 水文情况晋城市属黄河流域沁河水系，河流多为季节性河流。井田内沟谷纵横，松散层广泛分布，蓄水能力强，第四系潜水多生成于此。井田内有水库、水池多处，由于多年干旱失修，大多数除雨季外，常年干涸无水。常年有水的较大水库有：东四义人工湖，容量52万m3。 地下水：晋城矿区地下水属三

11、姑泉域地下岩溶水系统，位置在泉域中上部径流带。三姑泉为散泉，较大泉眼有石青泉、马尾泉、郭壁泉、土坡泉、白洋泉、小会泉、乡北泉、水掌泉等。泉水总流量20世纪80年代以前在7.210m3/s之间，三姑泉流量在24m3/s左右，平均3.45m3/s。三姑泉域范围西北边界以丹河流域分水岭为界；东北部可溶岩区以地形、地下分水岭为界；东部可溶岩区以夺水黄金窑马圈一带地形、地下分水岭和太行山东部的众多小型地下分水岭与焦作泉域分界；西边界南段以高平晋城断裂带为界，北段主要以地表分水岭为界，局部可与延河泉域沟通；西南边界为晋城小山字型构造前弧的西段，该段东西向地堑构造有一定阻水作用。总之，泉域边界基本与丹河流域

12、边界一致，面积约2813.48km2。地理范围包括晋城城区、高平、陵川、泽州等县市。泉水补给方式：1.东部大面积裸露可溶岩区降水入渗补给；2.西部砂岩区地表径流线状渗漏补给，包括任庄水库以下至小会，河水入渗及任庄水库漏水，据他人统计资料，日均漏失量5926.8m3。岩溶水动力场：在泉域东侧地下水以5.56的水力坡度向中部集中，在晋城以北(本井田包括在内)广大区域内,水力坡度1；晋城以南，泉域地下水进入排泄区，水力坡度变陡，为8.7。中部水力坡度较小，区域面积巨大，约100km2，地下岩溶水丰富。井田内所有水源井出水量可观，便是证明。据25号水源井2000年观测资料，水位标高580m，出水量可达

13、2000 m3/d。区域地下水，除上述深部奥灰岩溶水外，还有中层石炭系薄层中厚层石灰岩裂隙岩溶水和二叠系砂岩裂隙水，上层冲积层孔隙水和风化壳裂隙孔隙水。冲积层和风化壳水属潜水，其余中层和深层水都是承压水。据以往资料，上层潜水和中层承压水一般水量较小，分布范围也局限，简述如下：(一)第四系冲积层孔隙潜水(二)二叠系砂岩裂隙水和石炭系裂隙岩溶水(三)奥陶系石灰岩岩溶水。 3号煤层充水因素：影响矿井涌水量的主要因素是河床冲积层潜水，水量丰富，补给条件好，占矿井涌水量的60%，尤其对下分层开采影响大。根据矿井水文地质特征，开采3号煤层(+650水平)防治水的重点是：古窑采空区积水和盖层厚度在50m以下

14、的地表水体渗漏及层间砂岩裂隙水的涌出等。 6、9、15号煤层充水因素：9、15号煤层的充水因素有：太原组石灰岩(主要是K5、K2石灰岩)含水层渗透；奥灰岩溶水突水可能。3号煤层矿井涌水量估算：3号煤层上部含水层及水体包括地表水体、水系，冲积层孔隙水，风化壳孔隙水，山西组砂岩裂隙水等。根据井下出水情况，地表水体、冲积层、风化壳潜水等对采煤影响不大。砂岩裂隙水在开采过程中时有渗水淋滤发生，因而，3号煤层开采过程中的涌水量主要是砂岩裂隙水。 选用潜水涌水量公式：Q=1.366K(2HM-M2h2)/(lgR-lgr) (1-1)式中：Q估算开拓范围的预计涌水量(m3/d) K渗透系数(m/d)，选用

15、450孔资料：0.342 H水头高度，82.42m M含水层厚度，63.64m h含水层疏干为0 R引用影响半径(m) R=r0+r r=F/ r0=2SKH (S=H) F估算储量面积将上述各数代入(1)式，求得Q=8108m3/d。按19992002年日产量平均数计，吨煤含水系数为0.9，与凤矿实际含水系数(0.471.23)接近。 9号煤层矿井涌水量估算：9号煤层矿井涌水量包括K5石灰岩含水层水、上部3号煤层采空区积水、小煤矿、古窑积水。选用潜水涌水量公式：Q=1.366K(2HM-M2h2)/(lgR-lgr) (1-2)式中：Q估算开拓范围的预计涌水量(m3/d) K渗透系数(m/d

16、)，选用2检孔资料：1.56 H水头高度，86.11m M含水层厚度，5.79m h含水层疏干为0 R引用影响半径(m) R=r0+r r=F/ r0=2SKH (S=H) F估算储量面积将已知数值代入(1-2)式，求得9号煤层预计涌水量Q=8137m3/d。因3号煤层采空区、小煤矿、老窑积水情况不清，下渗量没有计算在内。15号煤层矿井涌水量估算：15号煤层开采涌水量包括K2石灰岩含水层涌水；上部3、9号煤层老窑积水渗漏涌水量。公式：Q=2.73KMS/(lgR-lgr) (1-3) 式中：Q预计矿井涌水量(m3/d) K渗透系数，选用502孔K2数值：0.0038m/d M含水层厚度，采用9

17、.11m S水柱高度，采用46m R=r0+r r=F/ F估算储量面积 r0=10SK 将已知数值代入(1-3)式，求得15号煤层预计涌水量Q=840m3/d。因3、9号煤层采空区、小煤矿、老窑积水情况不清，下渗量没有计算在内.1.1.5 气候条件晋城市属暖温带大陆性气候。四季分明，温和宜人，日照充足，无霜期长。，年平均气温11，极端日最低气温-22.8极端日最高气温38.6。晋城市雨季为6、7、8三个月，年平均降雨量622.7mm，最小295.9mm(1965年)，最大1010.4mm(1956年)。年平均蒸发量1783mm，最小1393.3mm(1989年)，最大2428.3mm(196

18、5年)。降雨量远低于蒸发量，年蒸发量是降雨量的23倍。冬、春季多西北风，夏、秋季多东南风和南风，风力一般34级，最大6级左右。每年10月中旬至来年4月中旬为霜冻期，全年霜期150180d。最大冻土深度43cm。全年无霜期在180天，早霜期一般于十月中旬，晚霜期于四月中旬。风力不大，一般为3、4月，最大6级左右，春、冬多为西北风，夏、秋多为东南风。1.1.6 地震资料据山西省地震局1978年省震字第29号文关于颁发山西省地震基本烈度区划图及说明的划分，晋城市为6度地震烈度区。1.2 井田地质特征1.2.1 煤田地层概述古书院井田位于沁水煤田，沁水煤田位于山西省东部，是山西省五大煤田之一。煤田整体

19、大致呈南北走向，煤田区域内地质条件简单，煤炭储量丰富，煤质优良。古书院井田位于沁水煤田南部，与王台矿、凤凰山矿组成晋煤集团的东矿区。井田内广为第四系黄土覆盖，基岩出露面积约占井田面积的25%，主要分布于中部的山梁及沟谷地段及沟谷地段，大部分为下石盒子组及上石盒子组中、下部地层。井田内的含煤地层分别为上石炭统太原组和下二叠统山西组。现结合区域资料与钻探资料，由老至新分述如下：1.2.1.1奥陶系中统下马家沟组(O2x)以中厚层状石灰岩为主，下部夹泥质灰岩和含石膏的泥质角砾状灰岩，中下部岩溶发育，呈蜂窝状小溶洞相互连通，一般可见13层,洞内可见黄褐色沉淀物。最高的岩溶层距奥灰顶界264.27377

20、.00m，岩溶总厚8.7064.59m，平均31.69m。本组钻探揭露最大厚度178.32m。本组岩溶发育，含水丰富，是矿区水源的重要取水层段。1.2.1.2奥陶系中统上马家沟组(O2s)以浅灰深灰色致密性脆的厚层状石灰岩为主，次为泥质灰岩，具方解石细脉。本组厚177.04254.13m，平均207.96m。1.2.1.3奥陶系中统峰峰组(O2f)以深灰色坚硬致密的厚层状石灰岩及角砾状灰岩为主，砾石成分较复杂。本组厚42.7986.13m，平均68.38m。出露于白马寺逆冲断层以西。1.2.1.4石炭系中统本溪组(C2b)以灰白色铝土质泥岩为主，夹薄层砂质泥岩及细粒砂岩，局部夹薄层灰岩。为一套

21、以泥岩为主的泻湖海湾相沉积。底部为山西式铁矿。本组厚4.0622.25m，平均9.65m。与下伏峰峰组呈平行不整合接触。1.2.1.5石炭系上统太原组(C3t)为井田主要含煤地层之一。由深灰色灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤层组成，属三角洲和碳酸盐岩台地沉积。含煤11层，一般68层，可采3层(6、9、15号)。含石灰岩510层，一般5层。本组厚54.80107.72m，平均83.23m。底部以K1砂岩与本溪组呈整合接触。1.2.1.6二叠系下统山西组(P1s)为井田主要含煤地层之一。由灰白色深灰色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤层组成，属三角洲平原和泻湖、湖沼沉积。一般含煤4层，其中3号煤

22、为主要可采煤层。本组厚28.9891.66m，平均58.25m。底部以K7砂岩与太原组呈整合接触。1.2.1.7二叠系下统下石盒子组(P1x)由灰色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，局部夹12层煤线及铁锰质结核。属淡水的浅湖滨湖相沉积。顶部为含铝质泥岩，富含鲕粒，俗称“桃花泥岩”，层位稳定，分布广泛，是良好的标志层。底部为灰、深灰色细中粒长石石英杂砂岩(K8)。本组厚42.1097.53m，一般78.12m。与下伏山西组呈整合接触。1.2.1.8二叠系上统上石盒子组(P2s)本组属陆相河流和湖泊沉积。据岩性组合可分为三段：下段(P2s1)：井田中部广为分布。由黄绿、灰绿、紫红色细粒砂岩、砂质泥

23、岩、泥岩组成。底部为中粗粒长石石英杂砂岩（10），泥质胶结，具交错层理。与下伏下石盒子组呈整合接触。本段厚72.1090.01m，一般85.78m左右。中段(P2s2)：井田内广泛出露。由杏黄色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，夹数层中厚层状粗粒长石石英杂砂岩。中部夹厚00.50m的锰铁矿层。本段厚90.6098.31m，一般96.51m。上段(P2s3)：出露于井田最高处。以灰绿色、紫红色砂质泥岩、泥岩为主，夹薄层状细粒砂岩。顶部泥岩中夹燧石条带。因受剥蚀，所见最大厚度为23.00m左右。1.2.1.9第三系上新统(N2)由红色粘土和亚粘土组成。土质细腻，塑性好。含锰铁质结核。厚010m。与

24、下伏地层呈角度不整合接触。1.2.1.10第四系中更新统(Q2) 分布于三级阶地。由红色亚粘土、砂砾层组成，砂砾层呈半胶结或不胶结，分选不良，磨圆度差。厚025m。与下伏地层呈角度不整合接触。1.2.1.11第四系上更新统(Q3)分布于二级阶地。由黄色、灰白色、灰黑色亚粘土、亚砂土及砂土组成，垂直节理发育，含多量腐植质及钙质结核。厚015m。与下伏地层呈角度不整合接触。1.2.1.12第四系全新统(Q4)分布于一级阶地及河漫滩。由亚砂土砂、砾石组成，分选不好。厚010m。与下伏地层呈角度不整合接触。本井田含煤地层沉积类型和特征与晋东南其它地区大致相同，主要煤层及标志层亦可对比。因此，仍沿用晋东

25、南地区标志层对含煤地层进行划分，其对比程度可靠。本次修编报告仍沿用传统的岩石地层单位划分和对比地层，将太原组与本溪组之界限置于晋祠砂岩(K1)及其相当层位之底；山西组与太原组之界限置于K6灰岩之上的K7砂岩(相当于太原西山的北岔沟砂岩)底或与其相当层位；下石盒子组与山西组之界限置于K8砂岩(相当于太原西山的骆驼脖砂岩)底或与其相当层位；上石盒子组与下石盒子组之界限置于“桃花泥岩”及相当层位之上的K10砂岩之底。这里需要指出的是，标志层和煤层编号本次沿用晋东南区域资料之编号，与矿方习惯使用的编号有不一致之处，现将其对应关系列如图1-3所示。图1-31.2.2 含煤地层概述该矿井田含煤地层为石炭系

26、太原组和二叠系山西组，以评述之。太原组（C3t）：为井田主要含煤地层之一，由深灰色或黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤等组成。海陆交替相沉积，旋回明显，含煤5-10层，但仅有9#、15#两层煤可采。本组发育4-6层浅海相灰岩，为地层对比的标识层，自上而下编号为k2-k6，本组厚58.7891.15m，一般厚81m。太原组标识层k2灰岩，深灰色致密坚硬，上部夹3-4条带状黑色燧石为其特征。厚7.4210.99m，平均9m，稳定发育，为15#煤层的直接顶，可与太原西山毛儿沟、庙沟灰岩对比。k3灰岩，上距k2顶4.60m，厚1.105.50m，一般3m，灰-深灰色，性脆坚硬，含少量燧石结核，发育稳

27、定。k4灰岩，位于太原组中下部，下距k3灰岩约8m，上距9#煤层底板4m左右。灰色，含黄铁矿结构，劈理发育多被碳酸盐类矿石充填，厚03.65m，一般1.4m，发育较稳定，有时相变为砂质泥岩、砂岩。k4上灰岩为深灰色泥质灰岩，发育不佳，稳定性较差，在井田的北、南部变薄或相变为砂岩、砂质泥岩，含黄铁矿结构及有腕足类化石，为9#煤的直接顶。厚0-3.05m，一般0.5m左右。k5灰岩，局部发育不稳定，有时相变为砂岩或砂质泥岩，上距3#煤层15m，厚0-4.58m。当山西组与太原组分界边界层k7不稳定时，可作为划分该地层的辅助标识。山西组（P1S）：主要含煤地层之一，由灰、深灰、灰黑色砂岩、砂质泥岩、

28、泥岩和煤组成。为陆相沉积。砂岩多为中细粒，石英含量较多。砂质泥岩与泥岩层理发育，含植物化石。3#煤层之下的泥岩中常见扁豆状铁质结核。本组厚度37.2077.34m，一般厚53m左右，含煤3-5层，可采煤层仅3#煤一层。该组底界有一层灰白色细粒砂岩，定为标识层k7厚约1.70m，是山西组与太原组分界标识，本层位可与太原西山岔沟砂岩对比。1.2.3 地质构造1.2.3.1区域构造山西省地处华北古板块内部，属典型的板内构造。根据山西省区域地质志按断块构造学说的划分方案，晋城矿区位于华北断块区吕梁太行断块沁水块坳东部次级构造单元沾尚武乡阳城北北东向褶带南段。沁水块坳是山西省最大的四级构造单元，总体呈北

29、北东向展布，沁水煤田的范围与块坳相当。沁水块坳是一个被断裂围限的矩形断块，主体部分出露二叠系和三叠系，周缘翘起，下古生界出露。沁水块坳形成于中生代，是受水平挤压形成的坳陷。相对周缘构造单元而言，沁水块坳较稳定，变形强度由边缘向内部减弱。块坳主体部分发育开阔的北北东向短轴褶曲，两翼岩层倾角一般小于20，边缘断层多为逆冲性质，尤其是东西两侧边缘均向外侧逆冲，显示了水平挤压特征。沁水块坳东侧以晋(城)获(鹿)断裂带与太行山块隆相接。该断裂带是一条区域性的大断层，省内延展超过320km，总体走向北北东。有迹象表明，晋获断裂带生成时间较早，中生代燕山运动中“死而复苏”，表现为由西向东位移的逆冲断裂带。由

30、于变形强度的差异，尤其是后期隆升剥蚀和改造的差异，晋获断裂带表现为分段特征。黎城以北基岩露头区，逆冲断裂保存完好，变质基底逆冲于下古生界之上。黎城以南线形构造仍然十分清楚，南段庄头断层至晋城之间地表出露为由古生界组成的线形褶皱，而白马寺逆冲断层即是其组成部分。本井田处于沁水块坳东南侧，紧靠晋获断裂带东缘，而白马寺逆冲断层即井田的西部边界，构造形态与其密切相关。1.2.3.2井田地质构造基本井田内除西部白马寺逆冲断层外，断裂不发育，主要为北北东向的宽缓的背、向斜和短轴的背向斜。未发现岩浆活动。在矿井生产过程中，发现有落差小于4m的断层，常见有陷落柱。总的说来，构造仍属较简单类。1.2.3.2.1

31、断裂白马寺逆冲断层为井田的西部边界，被第四系黄土所覆盖，出露不清，且无勘探工程控制。走向N25E，倾向NW，倾角70，落差约40m。另外7条逆断层除上述断层，在勘探时还发现7条逆断层：编 号性 质走 向倾 向倾 角落差(m)备 注F1逆断层NE,21SE141.7015号煤层错断F2逆断层NW,7SE35451.8015号煤层错断F3逆断层SE,6SW201.2015号煤层错断F4逆断层NE,3SE301.904.0015号煤层错断F5逆断层SE,12NE422.2015号煤层错断F6逆断层SE,8NE102.5015号煤层错断F7逆断层NE,89SE232.3015号煤层错断表1-11.2.

32、3.2.2褶曲在井田范围内未为发现褶曲。1.2.3.2.3陷落柱井田内陷落柱较为发育，发现13个陷落柱(X1X13)，表1-2编号横断面长轴(m)短轴(m)纵断面陷壁角面积(m2)X1椭圆状16478倒锥体608010750X2椭圆状7257倒锥体60803188X3椭圆状6050倒锥体60802289X4椭圆状13985倒锥体608010507X5椭圆状159108倒锥体608013191X6椭圆状12183倒锥体60807877X7椭圆状12082倒锥体60807684X8V字形233167倒锥体608020594X9椭圆状86 84倒锥体60805771X10椭圆状8972倒锥体6080

33、4976X11椭圆状7958倒锥体60803671X12椭圆状7271倒锥体60803870X13椭圆状7460倒锥体60803528 井田内发现的陷落柱呈椭圆状，长轴60233m，短轴50167m，单个面积可达318820594m2，纵断面呈倒锥体，锥体内充填物杂乱无章，岩块大小不等，具棱角状。据提供的资料及邻区(寺河井田)三维地震资料，陷壁角为6080。柱体内一般无水，说明陷落柱导水性差。柱体内未发现黄土，说明陷落柱生成于二叠纪以后，第四纪以前。1.2.3.3构造对采掘的影响及评价白马寺逆冲断层的具体位置未能控制，但其为边界断层，对凤凰山矿的采掘影响不大。开采中虽见有断层，但未见4m的断层

34、，其对采区的布置和生产有一定影响。勘探时认为褶曲属宽缓的向、背斜，采掘中发现褶曲的紧密程度较高，且轴部移位较大，给开拓带来了极大影响。1.3煤层特征1.3.1 煤层赋存情况山西组厚58.25m。含煤4层，编号为1、2、3、4号，煤层总厚7.08m，含煤系数为12.15%。其中1、2、4号煤层均不可采，唯3号煤层为主要可采煤层，平均厚6.10m，可采含煤系数为10.47%。太原组厚83.23m。含煤9层，编号为6、7、8-1、8-2、9、11、12、13、15号，煤层总厚10.56m，含煤系数为8.91%。其中6、9、15号为主要可采煤层，其余各煤层均不可采。可采总厚6.36m，可采含煤系数为4

35、.77%。地 层单 位可采含煤系数(%)煤号煤 厚(m)间 距(m)结 构厚度变异系数 (%)可采性指数稳定性可采性统组下二叠统山西组10.4735.387.015.7064.52简 单101稳 定可 采上石炭统太原组4.7761.793.753.2529.42简 单261较稳定可 采91.281.751.48简 单381较稳定可 采151.752.9692.23简单较复杂311较稳定可 采表1-31.3.1.1 3号煤层位于山西组中下部，上距K10砂岩约100m左右，上距K8砂岩约31m左右，下距K7砂岩16m左右，下距9号煤层约64m左右。煤厚5.387.01m，平均5.70m。煤层结构简

36、单，含03层泥岩或炭质泥岩夹矸。其厚度变异系数()为10%，可采性指数(Km)为1，属稳.该煤层的控制及研究程度均较高。 顶板为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩、砂岩。炭质泥岩的抗压强度为135kg/cm2，普氏硬度系数为1.4，单向抗拉强度为8.1kg/cm2。底板为泥岩、砂质泥岩，有炭质泥岩伪底。砂质泥岩的抗压强度688kg/cm2，普氏硬度系数为6.3，软化系数0.705。老底砂岩的抗压强度614kg/cm2。1.3.1.2 6号煤层 位于太原组三段K5之下，下距K4石灰岩约19m。煤厚1.793.75m，平均3.25m。煤层结构简单，一般不含夹矸，局部含12层泥岩或炭质泥岩夹矸。

37、其厚度变异系数()为38%，可采性指数(Km)为1，属较稳定可采煤层。其控制及研究程度较高。顶板为K5 石灰岩，时有炭质泥岩伪顶,有时为泥岩、砂质泥岩或砂岩。K5A石灰岩的抗压强度为1554kg/cm2。相变后抗压强度大大减低，开采中不易管理。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为石灰岩或砂岩。泥岩抗压强度为154 kg/cm2。1.3.1.3 9号煤层位于太原组二段K4上石灰岩之下，下距K4石灰岩约2.50m。煤厚1.281.75m，平均1.48m。煤层结构简单，一般不含夹矸，局部含12层泥岩或炭质泥岩夹矸。其厚度变异系数()为38%，可采性指数(Km)为1，属较稳定可采煤层。其控制及研究程度较高。该

38、煤层为三角洲平原上泥炭沼泽沉积，在支流间湾处形成的煤层较厚，在废弃河道上形成的煤层较薄。顶板为K4上石灰岩，时有炭质泥岩伪顶,有时为泥岩、砂质泥岩或砂岩。K4上石灰岩的抗压强度为1527kg/cm2。相变后抗压强度大大减低，开采中不易管理。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为石灰岩或砂岩。泥岩抗压强度为154 kg/cm2。1.3.1.4 15号煤层位于太原组一段顶部，K2石灰岩之下，上距9号煤层29m左右，距3号煤层94m左右，下距K1砂岩4m左右。煤厚1.606.19m，平均2.23m。煤层结构简单较复杂，含04层泥岩或炭质泥岩夹矸。其厚度变异系数()为31%，可采性指数(Km)为1，属较稳定可采

39、煤层。其控制及研究程度与3、9号煤层比较，相对较差一些。顶板为K2石灰岩，时有炭质泥岩或泥岩伪顶。K2石灰岩抗压强度为1572 kg/cm2，是不易冒落的坚硬顶板。底板为泥岩、铝土泥岩，有时为炭质泥岩或粉、细粒砂岩。底板含铝土质较高，具可塑性，遇水易膨胀变软，抗压强度为391 kg/cm2。1.3.2 煤质根据煤岩和煤化学特征，井田内各煤层均属高变质的无烟煤，按“中国煤炭分类国家标准”(GB575186)划分煤类，并经统计，3号煤层有53%无烟煤三号，其余均属无烟煤二号；6、9、15号煤层由于埋深加大，变质增高，无烟煤三号下降为25%左右，75%左右为无烟煤二号。全井田属区域岩浆热液变质类型，

40、煤质变化较简单。6、9、15号煤层为中硫分煤(MS)(St,d=1.51%2.00%)和中高硫煤(MHS)(St,d=2.01%3.00%)，其脱硫效果是制约煤炭综合利用的主要瓶颈。 1.3.2.1 煤岩特征和机械性能表1-4地层单位标志层号岩石名称厚 度(m)层间距(m)岩 性 特 征P1xK8细粒砂岩3.006.0031.20灰、深灰色细中粒长石石英杂砂岩。P1s3煤5.387.015.70厚度大且稳定。15.88K7细粒砂岩1.0111.085.07深灰色薄层状细粒砂岩，具波状层理。4.37C3tK6石灰岩0.503.020.86深灰色，夹似层状燧石。9.5724.23K4上石灰岩0.1

41、53.650.96深灰色，为9号煤直接顶，含动物化石。4.21K4石灰岩0.984.991.48深灰色，坚硬致密，质不纯，具星点状黄铁矿。含丰富的动物化石。8.465.18K2石灰岩1.2817.859.11深灰色，致密性脆，夹燧石条带，中部含泥质。含丰富的动物化石。厚度大且稳定。6.54K1细粒砂岩02.00灰深灰色细粒石英砂岩，硅质胶结，坚硬。总的讲，3号煤以光亮型煤为主，半亮型煤为辅。煤为黑色，条痕亦为黑色，断面呈贝壳状，不染手，金刚似金刚光泽，坚硬致密，坚固性系数为1.08。煤的真(相对)密度和视(相对)密度分别为1.601.62和1.50左右。孔隙率11.9。表1-5 15号煤下部软

42、煤的部分物理性能表真(相对)密度视(相对)密度含水率(%)孔隙率(%)坚固性系数1.621.505.1011.91.08 由于煤本身致密坚硬，加之煤层结构简单，宏观煤岩类型结构简单，再加井田内构造简单，煤层受挤压、剪切力小，所以，3号煤成块率高，产块率高达70%左右。据山东矿院白俊仁教授的资料，3号煤大块煤(50100mm)的抗碎强度在84.5%93.4%之间，属高强度煤。3号煤的哈氏可磨性指数在3245之间。 应该指出的是，3号煤接近底部常有1层厚约0.500.60m的软煤，外观破碎，不见层理、构造，光泽和颜色有别于正常煤，用手或器械轻轻抠或刨即落下，而不成块。3、6、9号煤的煤岩特征和机械

43、性能与15号煤相近。但在外观上常见黄铁矿结核和晶体，特别是15号煤。由于变质和灰分的增加，煤变的更加致密，真(相对)密度和视(相对)密度略有增加，而煤的孔隙率略有下降。1.3.2.2煤的化学组成及其特征1.3.2.2.1 3号煤层3号煤全水分为5.75%，含水率5.10%，二者相近。原煤平均灰分14.28%，属低中灰煤(LMA)。灰分产率的变化标准差为4.6，属变化小的类型。灰分绝大多数在1020%之间，与矿井采的煤层样、商品样、筛分浮沉大样的灰分很相近。 煤的大、中、小块的限下率分别是2.38.9%、7.311.9%、5.59.6%，完全可以满足合成氨用煤要求。3号煤原、洗煤硫分分别为0.40%、0.42%，均属特低