说明书：鲍店煤矿新井设计

第49页目 录一般部分1 矿区概述与井田地质特征11.1矿区概述11.1.1地理位置与交通11.1.2地形地貌11.1.3矿区气候条件11.1.4矿区水文情况11.1.5当地工农业状况11.1.6自然地震21.2井田地质特征31.2.1地层综述31.2.2井田地质构造51.2.3井田水文地质特征61.3 煤层特征81.3.1煤层81.3.2煤层顶、底板81.3.3煤质101.3.4瓦斯121.3.5煤尘爆炸性121.3.6煤的自燃121.3.7地温122 井田境界和储量142.1井田境界142.1.1井田范围142.1.2开采界限142.1.3井田尺寸142.2矿井地质储量152.2.1矿井地质储量计算152.2.2矿井工业储量计算162.3矿井可采储量162.3.1安全煤柱留设原则162.3.2矿井永久保护煤柱损失量172.3.3矿井可采储量193 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限203.1矿井工作制度203.2矿井设计生产能力及服务年限203.2.1确定依据203.2.2矿井设计生产能力203.2.3矿井服务年限203.2.4井型校核214 井田开拓224.1井田开拓的基本问题224.1.1井筒形式的确定224.1.3 工业场地的位置254.1.4 开采水平的确定254.1.5 矿井开拓方案比较254.2 矿井基本巷道334.2.1井筒334.2.2井底车场及硐室364.2.3井底车场及硐室364.2.4主要开拓巷道385 准备方式盘区巷道布置425.1煤层地质特征425.1.1盘区位置425.1.2盘区煤层特征425.1.3煤层顶底板岩石构造情况425.1.4水文地质425.1.5地质构造425.1.6地表情况425.2盘区巷道布置及生产系统435.2.1盘区准备方式的确定435.2.2盘区位置及范围435.2.3采煤方法及工作面长度的确定435.2.4确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风、运输方式435.2.5煤柱尺寸的确定435.2.6盘区巷道的联络方式445.2.7区段接替顺序445.2.8盘区生产系统445.2.9盘区内巷道掘进方法455.2.10盘区生产能力及采出率455.3盘区车场选型设计475.3.1确定盘区车场形式475.3.2盘区主要硐室布置476 采煤方法486.1采煤工艺方式486.1.1采区煤层特征及地质条件486.1.2确定采煤工艺方式486.1.3回采工作面参数496.1.4回采工艺及设备496.1.5回采工作面支护方式526.1.6工作面端头支护及超前支护方式556.1.7各工艺过程注意事项566.1.8回采工作面正规循环作业576.2回采巷道布置606.2.1回采巷道布置方式606.2.2回采巷道支护参数607 井下运输647.1概述647.1.1井下运输设计的原始条件和数据647.1.2运输距离和货载量647.1.3矿井运输系统647.2盘区运输设备选择657.2.1煤炭运输方式的选择657.2.2盘区煤炭运输设备选型及验算657.2.3运输大巷设备选择677.3辅助运输方式和设备选择687.3.1辅助运输方式选择687.3.2辅助运输设备选择688 矿井提升708.1概述708.2主副井提升708.2.1主井提升708.2.2副井提升739 矿井通风与安全759.1矿井概况、开拓方式及开采方法759.1.1矿井地质概况759.1.2开拓方式759.1.3开采方法759.1.4变电所、充电硐室、火药库759.1.5工作制、人数759.2矿井通风系统的确定759.2.1矿井通风系统的基本要求759.2.2矿井通风方式的选择769.2.3矿井主要通风机工作方式的选择779.2.4 盘区通风系统的要求779.2.5工作面通风方式的选择789.3矿井风量计算799.3.1 工作面所需风量的计算799.3.2 备用面需风量的计算809.3.3 掘进工作面需风量809.3.4 硐室需风量819.3.5 其它巷道所需风量819.3.6 矿井总风量计算819.3.7风量分配829.4 矿井通风阻力计算839.4.1 容易和困难时期矿井最大阻力路线确定839.4.2矿井通风阻力计算859.4.3矿井通风总阻力计算869.4.4矿井总风阻和等积孔计算879.5选择矿井通风设备879.5.1选择主要通风机879.5.2电动机选型909.6安全灾害的预防措施909.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施909.6.2预防井下火灾的措施919.6.3防水措施9110 设计矿井基本技术经济指标92参考文献93专题部分采煤工作面快速过断层浅析94摘要941 综采工作面过断层941.1断层成因与综采过断层的关系941.2概况综述951.3机理分析951.4断层区施工、工作面形态控制的几项原则951.4.1工作面岩石最低原则951.4.2基本上翻越局部穿越原则951.4.3破软不破硬原则961.4.4工作面与断层交角最大化原961.4.5下巷保证设备合理搭接和最小过货空间原则961.4.6俯仰角保证装备最小通过空间原则961.4.7空间原则961.5综采工作面过断层时的矿压显现特点与应注意的关键环节971.5.1矿压显现特点971.5.2顶板管理971.5.3支架管理981.5.4工作面不等长及炮采段981.6工作面遇断层处理方法991.6.1跳采法991.6.2平推法1001.6.3直接割煤过断层1001.6.4割顶(底) 采煤过断层1011.6.5用预掘巷与割底相结合的方法过断层1011.6.6卧底走下坡过断层1021.6.7挑顶卧底时采用深孔爆破和浅孔爆破相结合1021.6.8当工作面遇到地堑或地垒构造且范围又不大时1041.6.9倾斜长壁开采遇断层倾角变大、工作面推进困难时1041.6.10带压擦顶移架1051.6.11挑顺山梁1051.6.12架走向棚1051.6.14铺网1051.6.15 放震动炮法放震动炮法1051.6.16综采工作面过落差大于2 m 断层1061.7综采工作面过断层隐患1061.8综采工作面过断层时其它影响因素1061.8.1裂隙水的影响1061.8.2断裂带宽度的影响1061.8.3断层走向与工作面交角的影响1072 综放工作面过断层1072.1工作面地质概况1072.1.1工作面位置1072.1.2 煤层赋存特征1072.1.3 地质构造1082.2工作面设计方案1082.3开采技术1092.4采煤工艺1092.5设备防护1092.6工作面质量要求1092.7打眼及放炮1092.8生产过程中出现的问题及解决办法110主要参考文献110翻译部分英文原文111Finite element analysis of three-way roadway junctions in longwall mining111Abstract:1111. Introduction1112. Stability analysis of three-way intersections using three-dimensional finite element models1123. Pillar behaviour at three-way intersection1144. Roof behaviour at three-way intersection1155. Case history of three-way intersections1175.1. Site location and the description of the site-specific Model1175.2. Rib behaviour1205.3. Floor behaviour1206. Guidelines for designing the support system at three-way intersections1217. General discussion and conclusions123Acknowledgements123References124长壁采煤法回采巷道三向交叉点的三维有限元分析1251前言1252应用三维有限元模型的交叉巷道的稳定性分析1253三相交叉点处煤柱的矿压显现1274三向交叉点处顶板的矿压显现1275三向交叉点巷道实例1305.1实测位置以及实测位置描述1305.2两帮矿压显现1325.3底板矿压显现1326对于三向交叉点支护系统设计的指导建议1337一般讨论和结论134参考文献138致谢1251 矿区概述与井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置与交通鲍店煤矿位于邹城、兖州市境内，东距邹城市10.5km，北距兖州市13km，处于兖州煤田中部。东与东滩煤矿相邻；北与兴隆庄煤矿相邻；西与杨村煤矿相邻；西南与横河煤矿相邻；南部与南屯煤矿相邻。鲍店煤矿东侧有京沪铁路，北侧有兖新铁路。公路有京福、日东高速公路和104国道、327国道等，交通十分便利。矿区交通位置如图1-1-1。1.1.2地形地貌区内为第四系冲积平原，地形平坦，地面标高+40m+46m，地形总趋势为东北高西南低，地形坡度极为平缓。1.1.3矿区气候条件本区为温带半湿润季风区，属大陆-海洋间过渡性气候，四季分明。据济宁、兖州和邹城气象局19592004年间观测资料，年平均气温为14.4，最高年平均16.1（2000年），最低13.1（1969年）。年平均气温，最低月份为1月，平均气温为-2；最高月份为7月，平均为29。日最高气温为40.7（1960年6月21日），日最低气温为-19（1964年2月17日）。历年平均降水量712.99mm（19592004年），最大年降水量1263.88mm（1964年），最小为269.2mm（1988年）。最大月降雨量600.2mm（1957年7月），最大日降雨量321.9mm（1972年7月6日）。雨季多集中于78月份，有时延至9月份。其降雨量约占全年的65%。年平均蒸发量为2016.4mm，最大为2413.7mm（1966年），最小为1800.1mm（1980年）。1.1.4矿区水文情况 鲍店井田西侧和东侧分别有泗河和白马河流经。泗河发源于新泰市的太平山西部，由东向西流经曲阜后转向南西流经兖州煤田，全长142km，流域面积2590km2，河床宽度1001000m，河水流量受降水控制，每年79月最大，3、4月最小。最高水位+44.00m，最大流量4020m3/s（1957年7月24日，据鲍家店勘探区精查地质报告），最小干涸，河水涨退迅速，属季节性河流。1.1.5当地工农业状况当地居民以农业为主，工业方面主要是煤炭。由于煤质优良，煤炭简易加工工业较为发达。此外尚有水泥、化肥等工业。矿井建设所需一般建材如水泥、砂子、石灰、砖瓦等，均可在当地解决。邹城有发电厂，鲍店矿自备35kV变电所。图1-1-1 鲍店煤矿交通位置图1.1.6自然地震根据中华人民共和国国家标准（GB18306-2001），将该地区划为地震动峰值加速度分区0.100.15g（6度地震烈度带）。据中国科学院中国地震资料年表记载，本区地震活动性不强，但无感地震频发。1.2井田地质特征1.2.1地层综述鲍店井田含煤地层为石炭-二叠系，属华北型含煤岩系。地层系统自上而下分别为第四系（Q）、侏罗系（J）、二叠系（P）、石炭系（C）和奥陶系（O），井田地层综合柱状图如图1-2-1。（1）第四系（Q）全厚110.00227.56m，平均170.84m，分上、中、下三组，即Q上、Q中和Q下。上组厚50.5069.10m，平均57.86m，由褐黄色粘土、砂质粘土与粘土质砂（砂砾）、含粘土质砂（砂砾）、砂（砂砾）相间成层组成，以砂质粘土为主。粘土类占Q上总厚度的57%，其中分布较多钙质砂浆及少量铁锰质结核。砂土类成分以石英为主，长石次之，分选性差，松散。中组厚度50.4284.63m，平均厚度66.29m，由灰绿色、少量棕黄色粘土、砂质粘土、粘土质砂砾相间成层组成。上部以砂质粘土为主，下部以砂土为主。粘土类占Q中总厚度的65%。下组厚度076.95m，平均40.53m，由灰绿色、灰黄色、灰白色粘土，砂质粘土，含粘土质砂（砾）等相间组成，分上下两段：上段主要由粘土质砂砾层、粘土层组成；下段以砂层、砂砾层为主，夹粘土质透镜体。砂质类占Q下组厚度的59%，主要由石英、长石组成，分选中等。（2）侏罗系（J）本井田主要残存上侏罗统（J3），最大残厚414.73m，平均厚度131.43m，分布于井田的东部，西部缺失。以紫红色细砂岩为主，间夹细砂岩与泥岩互层。可划分为三段：上段最大残厚73.84m，为一套绿灰、紫灰、黄灰色中、细砂岩，夹紫灰色泥岩、粉砂岩。底部有一层不稳定的紫红色薄层砾岩，砾石主要成分为石灰岩、石英岩，分选差，磨圆不好，为上段与中段的分界层。中段最大残厚为279.42m，为一套紫红色粗、中细砂岩，间夹紫灰色泥岩粉砂岩层。砂岩成分以石英、长石为主，含少量白云母片等，多为泥质胶结，松散，发育交错层理。泥岩多具泥裂现象。下部含一层具泥质包体的细砂岩。下段最大残厚为78.16m，一般厚20m左右，以绿灰、紫灰色细砂岩为主，夹绿灰色粉砂岩、泥岩互层，层面分布白云母片。砂岩中含泥质包体，多为泥质胶结，偶产植物化石碎片。底部有一稳定的杂色底砾岩。该层底砾岩主要由石灰岩组成，含少量石英岩、燧石及铁质泥岩等；砾石呈次圆状、次棱角状，分选较差，铁泥质胶结。与下伏二叠系不整合接触。（3）二叠系（P）和石炭系（C）由于二叠系和石炭系的分界已经确定在十一灰岩顶界面，所以太原组一分为二：太原组中上段为二叠系、下段为石炭系。为了叙述方便，石炭-二叠系按组分别叙述。1）下石盒子组（P1xs0）下石盒子组在本井田保存不全，最大残厚146.22m，平均厚45.75m。以杂色铝质泥岩、粉砂岩为主，间夹灰-灰绿色粗、中至细砂岩，不含煤，偶见植物化石如大羽羊齿、图1-2-1 鲍店井田地层综合柱状科达木等。本组底部普遍发育一层灰-灰白色粗砂岩、含砾砂岩，为山西组与本组的分界砂岩。与下伏山西组整合接触。2）山西组（P1sh）为本井田的主要含煤地层，厚度94.04143.85m，平均厚度123.57m，含有厚度大且稳定可采的3煤（3上煤、3下煤）和不可采的2煤。其下伏岩层多呈冲刷接触。共含煤3层，其中3上煤和3下煤厚度较大，稳定可采。在井田北部和西部，3上和3下煤合并为3煤，厚度一般大于6m，含12层分布不稳定的夹石。2煤为不可采煤层。山西组上部以杂色铝质泥岩夹数层灰-灰绿色中-细砂岩，为河流-湖泊相沉积。与下伏太原组整合接触。3）太原组（P1t+C2 t）太原组厚度168.73196.30m，平均180.12m。以灰色粉砂岩和深灰色泥岩为主，间夹灰-灰绿色中砂岩、灰色粘土岩、石灰岩和煤层，为较为典型的海陆交替型含煤沉积。共含煤22层。含有石灰岩12层，其中三灰和十下灰，厚度大，全区稳定，为本区的主要标志层。其他薄层石灰岩，亦可作为辅助标志层。本组地层主要沉积特点是：石灰岩与深灰色泥质岩交互出现，沉积旋回结构十分明显。太原组在垂向上具有较好的三段性：太原组底至十下灰底，局部存在薄煤层，均不可采；十下灰底至三灰底，为典型的海陆交替层段，薄层石灰岩层交互发育，小旋回发育；三灰底至太原组顶界面为碎屑岩段，以潮坪中细至细碎屑岩与泥质沉积为主、夹数层极薄而不稳定的煤层。与下伏本溪组整合接触。4）本溪组（C2b）厚度37.2863.17m，平均厚度47.21m，以灰色石灰岩为主，间夹杂色铝质泥岩、紫色铁质及铝土岩等，偶夹薄煤层，不可采。共含灰岩34层，其中顶部的十二灰多含菱铁质，厚度变化较大；十三灰顶部多呈砾岩或相变为泥岩；十四灰呈灰-乳白色，呈致密状，厚度虽有变化，但层位较稳定，含小螺蜒科及腕足类化石，可作为辅助标志层。以十二灰顶界面为界，与太原组呈整合接触。与下伏奥陶系呈假整合接触。（4）奥陶系（O）据区域资料，奥陶系中、下统（缺失上统）总厚在740m以上，共划分7段。本区中统厚450470m，主要为灰至褐灰色的厚层状石灰岩、豹皮状灰岩、白云质灰岩、夹泥灰岩及钙质泥岩。下统以钙质白云岩为主，与下伏寒武系呈整合接触。1.2.2井田地质构造鲍店井田为一轴向北东、向北东倾伏的不完整倾伏向斜构造，属兖州向斜构造的中段。井田范围内含煤地层倾角一般213，局部达20，在断层附近变化较大，个别可达50。经地震探测发现，井田主要构造分布有较大变化，但落差较大的断层仍然多分布于井田边界，而井田内部不甚发育。井田内部地层波状起伏，褶曲具宽缓短轴倾伏特点，因而，含煤地层走向变化较大。鲍店井田主要构造见表1-2-1。表1-2-1 井田大中型断层情况一览表序号断层名称产状落差(m)性质控制工程与控制程度走向()倾向()倾角()1大马厂断层NEENWW5362020逆钻孔和巷道揭露2VI-F3NESE7176040正三维地震勘探，待证实3VI-F25SNNNEWNWW304005逆三维地震勘探，待证实（1）断层1)大马厂断层为井田内部发育的断层，逆断层。走向NEE，倾向NWW，倾角5362，落差020m，消失于鲍36钻孔附近，钻孔和巷道揭露，属可靠断层。据钻孔和巷道揭露，断层两侧地层倾角上盘为46，下盘为7080，牵引现象不明显，但滑面发育，擦痕显著，发育剪节理。2)VI-F3断层位于六采区东南部，正断层。走向NE，倾向SE，倾角7176，落差040m，延展长度约1280m。为三维地震勘探新发现断层，有待于今后开采证实。3)VI-F25断层位于六采区东北部，正断层。走向NNE，倾向NWW，倾角5072，落差17m，延展长度约906m。为三维地震勘探新发现断层，有待于今后开采证实。（2）褶皱构造本井田内地层走向变化较大，由兖州向斜南翼的南东东向至横河一带的向斜北翼，折转为北东向或近南北向，倾角为213，局部达20，断层附近个别可达50。井田内宽缓褶曲发育、总体特点是不紧闭，褶皱幅度小。井田内主要褶曲控制情况见表1-2-2。表1-2-2 井田内主要褶曲控制情况表褶曲名称幅度(m)轴向()宽度(m)主要特征及控制情况兖州向斜508075802400由鲍12、鲍13、鲍14等钻孔控制鲍家厂背斜8055400北翼被大马厂断层切割。翼部发育次一级的褶曲小南湖向斜50651000向北东深部至前樊庄附近消失杏行背斜505585总体801000由鲍25、鲍49、鲍1、165等钻孔控制。（3）岩溶陷落柱到目前为主，鲍店井田内尚未发现岩溶陷落柱。（4）岩浆岩侵入鲍店井田内至今没有发现岩浆岩侵入情况。1.2.3井田水文地质特征（1）主要含水层1）第四系砂层第四系总厚110.00227.56m。平均厚度170.84m，东南薄西北厚，含水层与隔水层相互交错，透镜体比较发育，岩性变化复杂。按颜色、岩性和富水性划分为上、中、下三组。上组厚约62m，富水性较好；中组厚约57m，底界深度118122m，基本属于隔水层；下组厚约017.25m，全井田比较，本区厚度较小，发育区平均厚度14.42m，岩性主要为粘土、砂质粘土、 粘土质砂（砂砾）、砂（砂砾），其中砂层厚约4.066.26m。 与红层接触的岩性均为厚层状的粘土层，厚度约68m，隔水性较好。邻区下-12第四系下组抽水，单位涌水量0.427L/sm，渗透系数3.5m/d，水质类型HCO3-Cl-Na+Ca2+型。为3上、3下煤开采重要的间接充水含水层。2）侏罗系上统砂岩（红层）井田内残厚0414.73m，平均131.43m，西部风化缺失，东部呈东厚西薄的楔状体。分上、中、下三段。上段为一套灰绿、紫灰、黄灰色中细砂岩，夹有绿灰、紫灰色粉砂岩相泥岩薄层，最大残厚73.84m，仅分布于井田的东南部。中段以紫红及棕红色的粗、中细砂岩为主，间夹泥岩薄层。本段胶结疏松，高岭土化现象明显，最大残厚279.42m。下段为灰绿、紫红色细砂岩和紫灰、绿灰色粉砂岩、泥岩互层，底部为紫红色底砾岩，最大残厚78.16m，一般厚20m左右。3）山西组砂岩包括3煤顶部砂岩和底部砂岩，均属孔隙裂隙承压水，以3煤顶部中粒砂岩含水层为主。3煤顶部砂岩一般厚度12m，单位涌水量0.0004730.0131L/sm，渗透系数0.001290.211m/d，矿化度0.371.46g/L，水质类型为HCO3-Na+型水。3煤底部砂岩，以粉砂岩、细砂岩互层为主，一般厚度15m，单位涌水量0.000198L/sm，渗透系数0.004m/d，矿化度0.440.75g/L，水质类型HCO3-Na+。4）太原组第三层石灰岩（三灰）本井田三灰厚3.558.52m，平均厚6.24m，为灰白至深灰色石灰岩，致密坚硬，中部有燧石结核。在井田中部有分层现象，其上分层为浅灰绿色生物碎屑石灰岩，厚1.00m左右。浅部和构造带附近富水性较好、属岩溶裂隙承压水。单位涌水量0.0001110.309L/sm，渗透系数0.000868.946m/d，矿化度0.471.04g/L，为HCO3-Na+型水。5）太原组第十下层石灰岩（十下灰）本井田十下灰厚4.139.42m，平均厚5.62m，为深灰色石灰岩致密、坚硬、质纯。下部含较多炭泥质条带。浅部和构造带附近富水性好属溶洞裂隙承压水。根据杨村井田资料，单位涌水量0.00450.247L/sm，渗透系数0.07946.158m/d，矿化度0.430.93g/L，水质类型属HCO3-Na+Ca2+型水。6）奥陶系石灰岩（奥灰）根据区域资料，奥陶系中统厚约450470m，为灰白色至青灰色石灰岩，块状、致密、质纯、性脆，顶部夹灰绿色铝质泥岩薄层，洞穴比较发育，主要含水带在顶界面以下50m，属裂隙溶洞水。根据杨村煤矿水位观测资料，奥灰水在正常情况下不受采矿生产的影响，水位变动具有区域性和季节性。由于奥灰是区域性强含水层，厚度大，水压高，因此，对下组煤开采有一定威胁。（2）隔水层组 1）第四系中组隔水层组中组厚50.4284.63m，平均厚66.29m，由灰绿色、棕黄色粘土、砂质粘土与粘土质砂、粘土质砂砾层等相间组成。中组砂层内粘土含量较高，粘土层所占比例较大；粘土类厚度占本组厚度的65%，较稳定的粘土层有56层，厚28.8966.55m，平均厚47.73m。本组隔水性能良好，能有效地阻隔第四系上组水的下渗补给。2）太原组泥岩、铝质泥岩隔水岩组太原组三灰至十下灰平均间距在100m以上。主要由灰-深灰色粉砂岩，棕灰至深灰色铝质泥岩、泥岩和灰-灰绿色中砂岩、细砂岩组成，中夹薄层不稳定石灰岩5层和薄层不可采煤层11层。其中的粉砂岩、泥岩及铝质泥岩为良好的隔水层组，可有效地阻隔三灰与十下灰之间的水力联系。3）17煤到十四灰铝质泥岩隔水岩组17煤至十四灰，厚24.6848.86m，平均厚度35.90m，沉积地层以铝质泥岩及粉砂岩为主。正常地段对17煤的开采可起到良好的隔水作用，但在沉积厚度变薄及断裂构造部位需引起重视。（3）井田涌水量原精查报告根据鲍家店勘探区的钻孔抽水试验资料，对3煤顶底板砂岩进行了矿井涌水量计算，计算结果为：3煤矿井正常涌水量为270m3/h，最大涌水量390 m3/h。其中最大不均匀系数为K=1.213。1.3 煤层特征1.3.1煤层本井田主要含煤地层为石炭-二叠系山西组和太原组，平均总厚303.69m，共含煤25层，其中全区稳定可采煤层只有山西组的3煤(在井田南部，分为3上和3下煤)。煤层平均总厚度为18.35m，含煤系数6.04%；可采煤层平均厚度为6.7m，可采煤层的含煤系数4.69%。可采煤层3(3上、3下)煤的厚度、间距、结构情况详见表1-3-1。1.3.2煤层顶、底板可采煤层是煤矿开采的主要对象，掌握各可采煤层及其顶底板特征，对于有效地指导煤矿生产和煤炭资源储量管理具有重要的实际意义。以下分煤层进行论述和分析。（1）3煤位于山西组下部，分布于井田的北、西部，下距6煤39m左右，距三灰48m左右，间距比较稳定。分岔区的3上和3下煤另述之。3煤厚度大而且稳定，厚度5.87.6m，平均厚度6.7m，绝大部分见煤点厚度在6m以上。煤层结构简单，含03层不稳定夹石，夹石岩性一般为炭质泥岩、炭质粉砂岩、细砂岩，厚度一般0.021.00m。属全区可采的稳定煤层。3煤直接顶板主要为粉砂岩或砂质泥岩，其次为泥岩，一般厚度为1.3016.0m，老顶以中-细粒砂岩为主，以及细粉砂岩及粉-细砂岩互层，厚715m，裂隙较为发育。表1-3-1 可采煤层一览表煤层名称厚 度最小最大平均(点数)煤层间距(m)最小最大平均(点数)结构稳定性含 夹 石可采情况层数岩性厚度(m)3上3.54.13.8(48)0.53.52.3(46)简单稳定03炭质泥岩铝质泥岩粉砂岩0.020.70可采3下2.33.73.0(57)简单稳定03炭质泥岩粉砂岩细砂岩铝质泥岩0.032.96可 采35.87.66.7(100)简单稳定03炭质粉砂岩炭质泥岩细砂岩0.021.00可 采局部有伪顶，一般为泥岩、铝质泥岩或炭质泥岩，厚0.050.10m左右。直接底板为铝质泥岩、粉砂岩、粉细砂岩互层，厚度1.1015.0m，向下为中-细粒砂岩和粉-细砂岩互层，偶见伪底，岩性为铝质泥岩，厚0.040.25m不等。（2）3上煤位于山西组下部，在井田南部的3煤分岔区，上距2煤0.7022.33m，下距6煤47m左右，距三灰56m左右，间距较为稳定。3上煤厚度大且稳定分布，厚度3.54.1m，平均3.8m，绝大部分在3.5m以上。煤层结构简单，含03层不稳定夹石，夹石岩性为炭质泥岩、粉砂岩或铝质泥岩，厚度0.020.06m。属全区可采的稳定煤层。3上煤直接顶板主要为粉砂岩，其次为泥岩等，少量中-粗砂岩，一般厚度1.704.80m，老顶以中细砂岩、粗砂岩、粉细砂岩互层等组成，厚度9.70m左右裂隙较为发育，局部见伪顶，一般为泥岩、铝质泥岩、炭质泥岩，厚度0.140.37m。直接底为泥岩或铝质泥岩，个别为中砂岩，厚度3.007.00m。老底为中-细砂岩，厚7.2010.60m。偶见伪底，一般为粉砂岩、炭质泥岩，厚度为0.100.28m。（3）3下煤位于山西组下部，上距3上煤0.7015.42m，下距6煤39m左右，距三灰48m左右，间距较为稳定。3下煤厚度较大且稳定，厚度2.33.7m，平均3.0m，绝大多数见煤点在2m以上。煤层结构简单，含03层不稳定夹石，夹石岩性为炭质泥岩、粉砂岩、细砂岩或铝质泥岩，厚度为0.030.06m。属全区可采的稳定煤层。3下煤直接顶板主要为粉砂岩、泥岩和细砂岩，老顶为中-细粒砂岩，最大厚度为15.42m。直接底板为铝质泥岩、泥岩，厚度1.1015.00m，向下为中-细粒砂岩和粉-细砂岩互层。偶见伪底，一般为铝质泥岩、炭质泥岩，厚度0.140.23m。1.3.3煤质（1） 物理性质和煤岩特征1)煤的物理性质山西组3煤为沥青-弱玻璃光泽，厚层状，亮、暗煤含量较高，丝炭次之。2)显微煤岩特征山西组煤层显微标志明显，见表1-3-2。表1-3-2 各层煤显微煤岩特征表 项目煤层有机组分(%)无机组分(%)点数煤岩类型镜质组+半镜质组丝质组稳定组有机组分3上60.4834.934.6096.683.312亮暗暗亮煤369.2726.034.7095.644.408暗 煤注：据精查报告（2）煤质特征及主要煤质指标的变化规律本井田各煤层均属变质阶段的气煤。原煤灰分煤层均属低灰至中等灰分。山西组煤层低硫。各煤层均为低磷，低熔-高熔灰点，中高发热量。据精查报告所取钻孔煤芯样分析，各层煤主要指标的变化规律较明显。下面分述之：1)水分(Ma，d)自上而下逐渐减低，水分含量为2.271.68%。主采煤层3煤井下采取煤样，测得全水分(Mt)含量为2.5%左右。2)灰分(Ad)原煤灰分煤层平均值在12.4018.84%之间；精煤灰分平均值在4.108.09%之间，属低灰-中灰分煤层。3)挥发份(Vdaf)各层煤精煤挥发份平均在38.1544.24%之间。山西组的3上和3煤的平均值分别为38.15%及38.45%，太原组的16上和17煤均大于40%，即由上而下呈逐渐增大的规律。4)发热量(Qb，daf)山西组煤层发热量平均为32.6633.55MJ/kg，太原组煤的发热量平均为32.134.55MJ/kg，一般规律为发热量是随挥发份的增加而增大，随灰分的增加而减小。5)灰成份各层煤灰成份均属酸性化学物，其灰碴呈酸性。山西组3上煤和3煤的SiO2+Al2O3含量分别为85.27%及76.10%，而太原组的各煤层则相对较低(49.9758.20%)，灰碴呈酸性。6)灰熔点煤中灰成分中SiO2+Al2O3的含量直接影响到煤灰熔融温度。煤灰分中的SiO2含量与煤灰熔融温度成正比，而与Al2O3含量成反比。山西组煤层灰熔点在12961405，属高熔灰；太原组煤层灰熔点在12331310间，属中高熔灰。本井田主要煤层以高熔灰为主。7)灰性指数据各层煤灰成分的碱酸比计算结碴指数，按美国机械工程学会对煤灰特性的分类，结渣指数2.6为严重的。山西组煤层结碴指数属低的，太原组各煤层结碴指数属低中等的。8)硫分(St，d)山西组煤层属特低硫煤，平均含量1%。太原组煤层含硫份较高，属高硫煤，在平面分布(横向上)含硫份变化很小，在垂向上的总趋势为由上而下含硫份增高 。脱硫系数采用各煤层汇总成果，各煤层硫酸盐硫含量极少。山西组煤层全硫低，以有机硫为主，黄铁矿硫为辅，但两者含量相差不大。太原组煤层黄铁矿硫为主，有机硫次之。脱硫的难易程度主要取决于有机硫与黄铁矿的相对比例以及黄铁矿硫在煤中的赋存状态。由于有机硫含量较高，而黄铁矿又多呈星散状或细脉浸染状赋存，因此脱硫较难。太原组煤层脱硫后多为中硫级，部分为富硫级。9)磷本井田各煤层均属低磷-特低磷。 10)煤的元素分析主要由碳、氢、氮、氧、硫等元素组成，见表1-3-3。表1-3-3 各主要煤层煤中主要元素组成含量 项 目煤 层元素分析()CdafHdafNdafOdaf+Sdaf3上83.05(5)5.57(5)1.48(5)9.90(5)3下、383.33(33)5.49(33)1.49(33)9.64(33)注：括号中数字为统计点数，由精查资料整理（3）煤的工艺性能1)结焦性山西组2、3煤胶质层厚(Y)910mm，平均9.5mm左右，坩埚粘结性46。 2)炼焦性由低温干馏试验测焦油产率：山西组的2、3煤属富油煤。由于未作葛金干馏试验，故未取得煤炭结焦性(葛金焦型)。碳氢比例各煤层均16，挥发分大于35%。3)气化性本井田各煤层未作有关气化用煤测试项目(如结碴性、煤对CO2反应性、热稳定性等)。现据邻近煤田相对应的煤层试验资料说明煤的气化性：据济宁煤田试验资料表明，山西组3煤为中等结碴，太原组的16上、17煤为强结碴。CO2反应性：当试验温度在900950时，各煤层的CO2分解率(a)均小于6%。今后应进行煤气化、液化等有关指标的测试，以便对矿井煤炭的综合利用作出全面、科学的评价。4)煤类划分原精查地质报告将所有煤层划归为气煤(QM)，没有再进行细分。按1986年10月颁发的中国煤炭分类方案(GB5751-86)国家标准，以挥发份(Vdaf)和粘结指数(G)为主，胶质层厚度(Y)、奥亚膨胀度(b)为辅导指标，依据鲍店煤矿化验室提供的3煤的挥发份指数为43，确定煤类为QM43。（2）可选性精查报告仅就有限的几个孔进行简单可选性试验，其结果是3上和3煤分选比重为1.6。1.3.4瓦斯资源勘探时期采用集气式瓦斯采煤器，测得主采煤层3煤瓦斯分析结果(表1-3-4)。表1-3-4 资源勘探时期瓦斯成分鉴定成果煤层试样数瓦 斯 成 份(%)瓦斯含量cm3/gCH4CO2N2H2CH4CO2391.0659.640.2327.7813.5798.710.4998.770.0130.64540.0010.47673煤属于氮气带，CH4和CO2含量很低，应属瓦斯风化带范围内，属低瓦斯区。1.3.5煤尘爆炸性根据精查资料(表1-3-5)，鲍店煤矿各层煤煤尘都有爆炸危险，生产中应严格遵守煤矿安全规程，制定相应措施，以防止煤尘爆炸。由抚顺煤研所对煤层爆炸性进行测试分析，结论是：3煤煤尘爆炸性指数为38.2641.16%，煤尘具有爆炸危险。表1-3-5 精查阶段对煤尘爆炸性鉴定煤层测定点数工业分析(%)火焰长度(mm)岩粉量(%)结 论MadAdVdaf3上12.8314.8938.2365075080有爆炸危险341.9112.4737.736006707085有爆炸危险1.3.6煤的自燃据精查报告提供的资料，本井田各煤层均有自然发火的可能性，其中山西组煤层为很容易自然发火的煤层。抚顺煤研所采用“吸氧法”分别对3煤作了自然发火倾向测试。鉴定结果认为，3煤为易自然发火煤层，发火期36月，属2类，T(13)为35，本矿井自然发火等级为2级。因此，在矿井生产过程中应特别加强3煤的自然发火预防工作，加强一通三防工作，制订措施，确保安全生产。1.3.7地温本井田范围内各勘探阶段均未进行过钻孔测温工作，只能参考邻区东滩煤矿的钻孔测温资料进行类比和预测。以东滩的钻孔侧温结果来看：（1）区内的地温较低，未发现地温异常，属地温正常区，其中一号井东断层以西比一号井东断层以东温度稍低。而鲍店煤矿位于东滩矿以西，地质条件总体上与东滩相似，而且煤层埋藏深度比东滩略浅，应属同一地温类型区，即地温正常区。（2）区内的地温梯度也较低，并与地层有密切关系；上侏罗统以上的非煤系地层的地温梯度最低，平均每深100m增温1.5。其中，3煤以上的含煤地层为中等梯度，平均每增深100m增温1.82.0左右；3煤以下为高梯度，平均每增深100m增温2.5左右。预测鲍店煤矿的地温梯度当与东滩矿相近。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田范围鲍店煤矿西部3煤以其露头、下组煤以MN坐标点连线为界与杨村煤矿相邻；西南部以NB167H1H5等坐标点连线与横河煤矿为界；东部以鲍61号孔与204号孔的连线为界与东滩煤矿相邻；北部以BYXBY坐标点连线、DBXB坐标点连线为界与杨村煤矿、兴隆庄煤矿相邻；南部煤以NB1NB2NB3NBD坐标点连线与南屯煤矿相邻。采矿许可证拐点坐标见表2-1-1。表2-1-1 鲍店煤矿矿区范围点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标N3926625.0039483455.0063918188.0039482692.00XBY3926625.0039484845.0073919000.0039482590.00XB3926300.0039484872.00H13919325.0039482485.00DB3924980.0039486740.00H23919815.0039482690.00NBD3919530.0039487720.00H33919815.0039483065.00NB33919415.0039486530.00H43920750.0039483065.00NB23918770.0039485000.00H53920750.0039481335.00NB13917605.0039482800.00M3920780.0039481270.002.1.2开采界限本井田主要含煤地层为石炭-二叠系山西组和太原组，平均总厚303.69m，共含煤25层，其中全区稳定可采煤层只有山西组的3煤(在井田南部，分为3上和3下煤)。煤层平均总厚度为18.35m，含煤系数6.04%；可采煤层平均厚度为6.7m，可采煤层的含煤系数4.69%。矿井设计只针对3煤层。2.1.3井田尺寸井田的走向最大长度为8.25km，最小长度为3.79km，平均长度为6.02km。井田的倾斜方向最大长度为5.70km，最小长度为2.75km，平均长度为4.23km。煤层的倾角为213。井田的水平面积为 38.73 km22.2矿井地质储量2.2.1矿井地质储量计算矿井主采煤层为3煤层。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：10000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠，采用块段法计算工业储量。具体分块情况如图2-2-1井田地质储量计算面积划分示意图，由各个面积小块的面积、煤厚和倾角计算出各小块的储量，矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。再根据： （2-1）式中：Z矿井地质储量，t；S井田块段面积，m2 ； m 煤层平均厚度； 煤层的容重，1.30 t/ m3； 各块段煤层的倾角；图2-2-1 矿井块段划分图表2-2-1 矿井地质储量计算表块段名称倾角/面积/km2煤层厚度/m储量/Mt15.35.856.751.123.29.016.782.135.66.876.760.042.77.376.764.254.59.636.784.1矿井地质储量：Z = 341.5Mt2.2.2矿井工业储量计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般也就是列入平衡表内的储量。矿井工业储量：地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部，归类为矿井工业储量。储量的分配探明储量、控制储量、推断储量按6:3:1 分配，经济基础储量、边际经济基础储量按70%、30% 分配，次边际经济基础储量不计。各种储量分配见表2-2-2:表2-2-2 矿井工业储量计算表类别探明储量/Mt控制储量/Mt推断储量/Mt经济储量边际储量经济储量边际储量数量143.4361.4771.7230.7334.15合计204.9102.4