煤矿开采技术专业毕业设计说明书

1、目 录第一章 矿井地质概况3第一节 井田概况3第二节 井田煤层3第二章 矿井储量与生产能力15第一节 矿井储量15第二节 矿井生产能力及服务年限18第三章 井田开拓20第一节 影响井田开拓开采的主要因素20第二节 矿井工业场地位置的选择20第三节 井田开拓方式的选定20第四节 井 筒27第四章 采煤工艺29第一节 采煤方式的选择，工作面机械设备的技术特征29第二节 落煤35第三节 顶板管理36第四节 工作面的生产技术管理40第五章 矿井采区布置43第一节 移交生产和达到设计生产能力时的采区数目及位置和工作面生产能力计算43第二节 采区尺寸、巷道布置44第三节 采区接续45第四节 采区煤炭运输、

2、辅助运输、通风及排水系统45第六章 巷道掘进47第七章 井下供电49第八章 矿井通风与安全技术措施52第一节 矿井瓦斯涌出量预测52第二节 矿井通风53第三节 安全技术措施59第九章 井下车场线路设计68附 录69参考文献70致 谢71第一章 矿井地质概况第一节 井田概况山西柳林碾焉煤矿有限责任公司位于柳林县城北部直距19km处王家沟乡碾焉村，行政区划属柳林县王家沟乡管辖，其地理坐标为：东经11051071105250，北纬373452373700。该矿距柳林县城19k，从王家沟乡到县城的县级公路从井田东侧通过，经该公路在县城与307国道和孝柳铁路青龙站连接，交通运输条件较为便利。交通位置图详

3、见（附图1）井田南北长3.940km，东西宽2.520km，井田面积5.1017km2。资源储量为38.56mt，设计可采储量为18.342mt。井田内批采的各层煤均属中厚煤层。井田内未发现断层、陷落柱等构造，4号煤已有部分采空区，下组的8、9号煤均未采动，煤层赋存条件好。煤层瓦斯含量低，顶、底板条件较好，煤层属自燃容易自燃煤层，开采技术条件简单。从煤层赋存条件和开采技术条件上看，利于矿井提高生产能力。建设规模为0.9mt/a；根据矿井的开采现状；采用综合机械化采煤工艺；主提升、主运输、副提升、辅助运输方式，具有扩大生产能力条件。井田相邻矿井东北为山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司，东部为山西宏盛

4、安泰煤业有限公司，南部为山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司，西部为王家沟煤业公司。见井田四邻关系图详见（附图2）第二节 井田煤层井田为一单斜构造，未发现断裂构造和陷落柱，地质构造简单。煤层倾角平缓，结构简单，主采的4号、8号、9号煤层赋存全井田稳定可采，煤层为中厚煤层，煤层赋存条件较好，利于矿井采用一次采全高综合机械化采煤工艺。矿井为低瓦斯矿井，煤层顶、底板条件较好，水文地质类型为中等类型，利于矿井顶板管理、快速掘进和采区正常生产接替。可采煤层4、8#、9#。4号煤层位于山西组下部，下距8号煤层55.3067.85m，平均62.52m，其顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、细砂岩，煤层厚度0.724

5、.05m，平均1.71m，含01层夹矸，结构简单，为稳定的全区可采煤层。zk-1、114号钻孔4、5号煤层合并，5号煤层不稳定不可采，因此将该处5号煤层合并到4号煤层一并开发。在井田中西部，生产过程中揭露了一南北向条带状砂岩冲刷带，冲刷带长约850m，最宽处65m，最窄处28m。冲刷带内4号煤层变薄，煤层厚度0.200.60m。冲刷带南端是否继续发育，在今后开采中应通过巷探进一步查清。8号煤层位于太原组中下部，上距4号煤层55.3067.85m，平均62.52m，其顶板为石灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩，煤层厚度2.003.10m，平均2.65m，含02层夹矸，结构简单较简单，为稳定的全区可采煤层

6、。9号煤层位于太原组下部，上距8号煤层11.4519.60m，平均13.00m，其顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩，煤层厚度1.553.00m，平均2.17m，含03层夹矸，结构简单复杂，为稳定的全区可采煤层。上述各可采煤层主要特征详见煤层特征表1-1。表1-1 可采煤层特征表煤层号煤层厚度最小-最大平均（m）间距最小-最大平均（m）结构（夹矸数）可采性稳定性顶底板岩性顶板底板40.72-4.051.7153.30-67.8562.52简单（0-1）全区可采稳定泥岩细砂岩82.00-3.102.65简单-较简单（0-2）全区可采稳定石灰岩泥岩11.45-19.6013.0091.55

7、-3.002.17简单-复杂（0-3）全区可采稳定泥岩泥岩矿井煤层综合柱状图详见（附图3） 煤层顶底版等高线图详见（附图4）一、矿井地质构造本井田总体为一走向北东、倾向北西的单斜构造，在此基础上发育次一级的宽缓褶曲，地层倾角28。4号煤层中部发现一条长约850 m，南北向展布的煤层冲刷带，井田内未发现断层及陷落柱，在今后生产中应注意隐伏断层和陷落柱，以防透水事故的发生。二、煤质、瓦斯、煤尘（一）、煤质1、物理性质井田内各可采煤层的物理性质相近，各煤层的煤岩物理特征一般为黑色，粉状、碎块状，玻璃强玻璃光泽，条痕为棕色、棕黑色。内生裂隙发育，条带状结构，硬度小、脆度大，断口为阶梯状及参差状，比重较

8、大。2、煤岩特征（1）宏观煤岩煤型各可采煤层宏观煤岩特征相近，煤岩组分多以亮煤为主，其次暗煤和镜煤。宏观煤岩类型以半亮型为主，少量暗淡型及光亮型。（2）显微煤岩特征各可采煤层显微组分基本相似，均以有机组分为主（占80%以上），无机组分次之。有机组分主要为镜质组（含半镜质组），占34.070.40%，丝质组占20.047.6%，无机组分以粘土为主，占6.418.60%。硫化镁类次之，占02.4%。镜质组以均质镜质体为主，基质镜质体次之，少量其它镜质体。丝质组以氧化丝质体为主，火焚丝质体偶见。粘土类以充填胞腔或呈集合体为主，少量呈团块状或分散状分布。黄铁矿以草莓状为主，星散状及团块状次之。根据各可

9、采煤层显微组分的组成，其显微煤岩类型确定为微镜惰煤。3、化学性质、工艺性能及煤类（1）化学性质根据井田内施工的钻孔煤芯煤样化验资料，各可采煤层煤质特征叙述如下：1)4号煤层水分（mad）：原煤0.16%0.48%，平均0.27%。浮煤0.08%0.70%，平均0.49%。灰分（ad）：原煤14.75%38.00%，平均26.60%。浮煤6.07%11.36%，平均8.49%。挥发分（vdaf）：原煤29.26%31.39%，平均30.31%，浮煤28.02%31.49%，平均29.06%。全硫（st,d）：原煤0.38%0.60%，平均0.49%。浮煤0.51%0.61%，平均0.55%。发热

10、量(qgr,d)：原煤21.0030.82mj/kg，平均26.27mj/kg，浮煤30.5234.23mj/kg，平均32.99mj/kg。粘结指数（gr.i）：浮煤8196，平均值88.67。胶质层最大厚度（y）：1824mm，平均22.33mm。煤类是根据“中国煤炭分类国家标准（gb575186）”划分，4号煤层属1/3焦煤。据煤炭质量分级(gb/t15224.1、2、3-2004)，该煤层为低灰中灰、低硫分、低热值特高热值的1/3焦煤。2)8号煤层水分（mad）：原煤0.04%0.40%，平均0.24%。浮煤0.33%0.71%，平均0.47%。灰分（ad）：原煤10.77%36.35

11、%，平均24.88%。浮煤7.57%9.94%，平均8.64%。挥发分（vdaf）：原煤21.05%26.84%，平均24.59%，浮煤22.10%24.69%，平均23.14%。全硫（st,d）：原煤2.30%2.98%，平均2.52%。浮煤1.76%2.33%，平均2.04%。发热量(qgr,d)：原煤21.7731.98mj/kg，平均25.75mj/kg，浮煤30.8333.47mj/kg，平均32.18mj/kg。粘结指数（gr.i）：浮煤7888，平均值83.71。胶质层最大厚度（y）：1519mm，平均17mm。煤类是根据“中国煤炭分类国家标准（gb575186）”划分，8号煤层

12、属焦煤。据煤炭质量分级(gb/t15224.1、2、3-2004)，该煤层为低灰中灰、高硫分、低热值特高热值的焦煤。3)9号煤层水分（mad）：原煤0.21%0.70%，平均0.39%。浮煤0.37%0.80%，平均0.56%。灰分（ad）：原煤25.01%38.28%，平均31.76%。浮煤5.96%8.96%，平均7.76%。挥发分（vdaf）：原煤24.37%26.53%，平均25.20%，浮煤21.07%24.60%，平均22.21%。全硫（st,d）：原煤0.75%2.02%，平均1.16%。浮煤0.81%0.86%，平均0.84%。发热量(qgr,d)：原煤14.3225.57mj

13、/kg，平均21.92mj/kg，浮煤32.5634.23mj/kg，平均33.20mj/kg。粘结指数（gr.i）：浮煤6792，平均值78.57。胶质层最大厚度（y）：1219mm，平均15mm。煤类是根据“中国煤炭分类国家标准（gb575186）”划分，9号煤层属焦煤。据煤炭质量分级(gb/t15224.1、2、3-2004)，该煤层为特低灰低灰、中低硫、特低热值高热值的焦煤。表1-2 各煤层煤质化验结果汇总表 煤层号原煤工业分析(%)发热量(qgr.d)胶质层厚度y(mm)粘结指数gri视密度(m3/t)煤类浮煤水分(mad)灰分(ad)挥发分(vdaf)全硫(st,d)4原煤0.16

14、-0.480.2714.75-38.0026.6029.26-31.3930.310.38-0.600.4921.00-30.8226.271.35-1.411.381/3jm浮煤0.08-0.700.496.07-11.368.4928.02-31.4929.060.51-0.610.5530.52-34.2332.9918-2422.3381-9688.678原煤0.04-0.400.2410.77-36.3524.8821.05-26.8424.592.30-2.982.5221.77-31.9825.751.35-1.421.39jm浮煤0.33-0.710.477.57-9.948.

15、6422.10-24.6923.141.76-2.332.0430.83-33.4732.1815-191778-8883.719原煤0.21-0.700.3925.01-38.2831.7624.37-26.5325.200.75-2.021.1614.32-25.5721.921.38-1.431.40jm浮煤0.37-0.800.565.96-8.967.7621.07-24.6022.210.81-0.860.8432.56-34.2333.2012-191567-9278.57（2）煤灰成分、灰熔点测定1）煤灰成分根据1990年大庄煤矿的化验资料测定成果如表1-3。表1-3 煤灰成分

16、测定成果表 煤层号工程号煤灰成分分析(%)sio2al2o3fe2o3mgotio2so3caok2o+na2op2o5mno4号zk3-153.6430.954.301.681.151.012.380.980.630.039号zk3-153.4231.663.251.220.921.752.571.060.740.03井田内4、9号煤层煤灰分均以sio2为主，al2o3次之，还有少量fe2o3、cao、tio2、k2o、mgo。2）煤灰熔融性根据三交详查资料中煤灰熔性测定结果，井田各可采煤层软化温度（ts，c）普遍大于14600c，属高熔灰分难熔灰分，一般山西组高于太原组，变化幅度很小。（3

17、）煤的可磨性根据三交详查资料，4号煤层哈氏可磨性指数（hgi）为7186，5号煤层哈氏可磨性指数（hgi）为70.881.4，8号煤层哈氏可磨性指数（hgi）为79.3105， 9号煤层测定哈氏可磨性指数（hgi）为73104。均为中等可磨煤极易磨煤。4、煤的可选性（1）4号煤层可选性本次补勘在碾焉煤矿井下采取4号煤层煤层煤样做简易筛分和浮沉试验结果如下：1）筛分试验（结果见下表1-4）0.15-13.0mm级粒煤，占全样的85.91%，灰分为15.35%，全硫小于0.58%，其规律是随着粒级的降低灰分降低。表1-4 4号煤层简易筛分试验报告 筛前煤样总重量：9.75kg粒度煤样重量（产率%）

18、质量(13-0mm)重量kg占13-0.5产率%占全样产率%筛分累计%mad%ad%st,d%qgr,v,dmj/kg13-62.9134.8529.93829.940.5218.240.5828.746-32.7633.0528.39558.330.5716.820.6229.443-0.52.6832.127.57285.910.612.660.4831.150.5-01.3714.0914.0951000.6711.50.5831.6813-0.5(小计）8.3510085.9050.5615.980.5629.7513-0（合计）9.721000.5815.350.5730.022）浮

19、沉试验和可选性评价（结果见下表1-5）表1-5 4号煤层浮沉试验综合报表 13-0.5mm密度级（kg/l）产率%灰分%累计分选密度级0.1备注浮物沉物密度kg/l产率%产率%灰分%产率%灰分%1234567891.3015.136.7515.136.75100.0016.571.3062.061.30-1.4046.929.1862.068.5984.8718.321.4068.591.40-1.5021.6720.8783.7211.7637.9429.621.5027.081.50-1.605.4230.0789.1412.8816.2841.271.607.781.60-1.804.7

20、328.4593.8713.6610.8646.861.704.731.80-2.002.3350.4496.2014.556.1361.081.803.532.003.8067.62100.0016.573.8067.621.902.33合计100.0016.57煤泥2.1410.92总计100.0016.45依据gb16417-1996规定和本次实验绘制的可选性曲线，经计算机电脑运行计算，不同灰分浮煤产品的0.1含量和可选性结果如下：a、浮煤灰分8%时，理论产率为54.05%，分选密度为1.377g/cm3，0.1含量77.13%，属极难选等级；b、浮煤灰分为10%，理论产率为73.07%

21、，分选密度为1.437 g/cm3，0.1含量53.23%，属极难选等级；c、浮煤灰分为12%，理论产率为85.22%，分选密度为1.528g/cm3，0.1含量19.39%，属中等可选等级。（2）8号煤层可选性据本次补勘zk-1号钻孔采取了8号煤芯煤样进行了筛分浮沉试验，结果如下：1)筛分试验（结果见下表1-6）0.15-13.0mm级粒煤，占全样的77.50%，灰分为10.81%，全硫小于2.37%，其规律是随着粒级的降低灰分降低。表1-6 8号煤层简易筛分试验报告 筛前煤样总重量：3.25kg粒度煤样重量（产率%）质量(13-0mm)重量kg占13-0.5产率%占全样产率%筛分累计%ma

22、d%ad%st,d%qgr,v,d mj/kg13-60.4919.7615.31315.310.315.552.2931.376-30.8534.2726.56341.880.3911.82.5331.563-0.51.1445.9735.62577.50.358.322.2733.170.5-00.7222.522.501000.3410.352.4132.2213-0.5(小计）2.4810077.500.3510.942.3632.2613-0（合计）3.201000.3510.812.3732.252.浮沉试验和可选性评价（结果见下表1-7）表1-7 8号煤层浮沉试验综合报表 13-

23、0.5mm密度级（kg/l）产率%灰分%累计分选密度级0.1备注浮物沉物密度kg/l产率%产率%灰分%产率%灰分%1234567891.300.000.000.000.00100.0011.541.3076.391.30-1.4076.397.5876.397.58100.0011.541.4087.451.40-1.5011.0615.7487.458.6123.6124.361.5015.251.50-1.604.1921.2291.649.1912.5531.961.606.491.60-1.804.5927.3496.2310.058.3637.341.704.591.80-2.001

24、.2837.4397.5110.413.7749.511.802.932.002.4955.70100.0011.542.4955.701.901.28合计100.0011.54煤泥3.3910.45总计100.0011.50依据gb16417-1996规定和本次实验绘制的可选性曲线，经计算机电脑运行计算，不同灰分浮煤产品的0.1含量和可选性结果如下：a、浮煤灰分6%时，理论产率为63.96%，分选密度为1.381g/cm3，0.1含量88.86%，属极难选等级；b、浮煤灰分为8%，理论产率为81.10%，分选密度为1.408 g/cm3，0.1含量89.26%，属极难选等级；c、浮煤灰分为1

25、0%，理论产率为96.20%，分选密度为1.853g/cm3，0.1含量28.58%，属较难选等级。（3）9号煤层可选性据本次补勘zk-1号钻孔采取了9号煤芯煤样进行了筛分浮沉试验，结果如下：1、筛分试验（结果见下表1-8）0.15-13.0mm级粒煤，占全样的79.10%，灰分为27.79%，全硫小于1.62%，其规律是随着粒级的降低灰分降低。表1-8 9号煤层简易筛分试验报告 筛前煤样总重量：3.55kg粒度煤样重量（产率%）质量(13-0mm)重量kg占13-0.5产率%占全样产率%筛分累计%mad%ad%st,d%qgr,v,d mj/kg13-60.69024.6419.49219.

26、490.5441.353.4417.306-31.04037.1429.37948.870.4831.352.7221.453-0.51.07038.2130.22679.100.4421.401.5627.360.5-00.74020.9020.904100.000.5919.351.5228.3213-0.5(小计）2.800100.0079.0960.4830.012.4522.6913-0（合计）3.540100.0000.5027.792.2623.862、浮沉试验和可选性评价（结果见表1-9）依据gb16417-1996规定和本次实验绘制的可选性曲线，经计算机电脑运行计算，不同灰分

27、浮煤产品的0.1含量和可选性结果如下：a、浮煤灰分6%时，理论产率为35.28%，分选密度为1.394g/cm3，0.1含量67.71%，属极难选等级；b、浮煤灰分为8%，理论产率为49.40%，分选密度为1.418 g/cm3，0.1含量68.37%，属极难选等级；c、浮煤灰分为10%，理论产率为58.37%，分选密度为1.595g/cm3，0.1含量12.05%，属中等可选等级。表1-9 9号煤层浮沉试验综合报表 13-0.5mm密度级（kg/l）产率 %灰分 %累计分选密度级0.1备注浮物沉物密度 kg/l产率 %产率 %灰分 %产率 %灰分 %1234567891.300.000.00

28、0.000.00100.0029.371.3040.621.30-1.4040.626.4540.626.45100.0029.371.4052.761.40-1.5012.1415.5852.768.5559.3845.051.5020.411.50-1.608.2723.3091.0310.5547.2452.631.6013.081.60-1.809.6134.5870.6413.8238.9758.851.709.611.80-2.006.4952.1777.1317.0529.3666.801.808.052.0022.8770.95100.0029.3722.8790.951.90

29、6.49合计100.0029.37煤泥4.08823.22总计100.0029.13（二）、瓦斯根据山西柳林碾焉煤矿有限责任公司4、8、9号煤层开采矿井瓦斯涌出量预测研究报告，通过解吸各煤层瓦斯含量情况见下表1-10。4号煤层甲烷（ch4）平均含量为0，co2平均含量为0.15ml/g， c2c8含量为0，n2含量平均0.548ml/g； ch4占瓦斯成分为0，co2占21.48%，n2占78.52%。8号煤层ch4含量为0.01ml/g，co2含量为0.391.10ml/g，平均为0.745ml/g，c2c8含量为0，n2含量为0.9931.895ml/g，平均为1.444 ml/g，各成分

30、中co2占0.36%，co2占31.47%，n2占68.18%。9号煤层ch4含量为0，co2含量为0.070.23ml/g，平均为0.15ml/g，c2-c8含量为0，n2含量为1.4220.175ml/g，平均为0.799ml/g，ch4占瓦斯成分为0，co2占21.25%，n2占78.76%。表1-10 各煤层瓦斯含量及成分统计表煤层号钻孔号瓦斯含量（ml/g）瓦斯成分（%）ch4co2c2-c8n2ch4co2c2-c8n24zk-1-400.1500.548021.48078.528zk-1-8zk-2-800.020.391.10000.9931.89500.7128.1934.7

31、40071.8164.55平均值0.010.74501.4440.3631.47068.189zk-1-9zk-2-9000.230.07001.4220.1750013.9228.570086.0871.43平均值00.1500.799021.25078.76吕梁市安全生产监督管理局吕安监煤字2006284号文批复，柳林碾焉煤矿4号煤层2006年度瓦斯相对涌出量2.90m3/t，绝对涌出量0.70m3/min，二氧化碳相对涌出量4.40m3/t，绝对涌出量1.08m3/min。为低瓦斯矿井。据吕梁市煤炭工业局吕煤安字2007665号文批复，柳林碾焉煤矿4号煤层2007年度瓦斯相对涌出量3.0

32、6m3/t，绝对涌出量0.81m3/min，二氧化碳相对涌出量4.50m3/t，绝对涌出量1.19m3/min。为低瓦斯矿井。据吕梁市煤炭工业局吕煤安字2008540号文批复，柳林碾焉煤矿4号煤层2008年度瓦斯相对涌出量3.19m3/t，绝对涌出量0.83m3/min，二氧化碳相对涌出量4.770m3/t，绝对涌出量1.24m3/min。为低瓦斯矿井。（三）、煤尘爆炸根据2010年5月15日由山西省煤炭工业局综合测试中心，对该矿4、8、9号煤层采集样品的测试结果，4号煤层火焰长度130mm，抑制煤尘最低岩粉量70%，煤尘具有爆炸性。8号煤层火焰长度220mm，抑制煤尘最低岩粉量80%，煤尘具

33、有爆炸性。9号煤层火焰长度140mm，抑制煤尘最低岩粉量70%，煤尘具有爆炸性。由上可知井田4、8、9号可采煤层煤尘均有爆炸性。三、矿井水文地质特征（一）含水层1、井田主要含水层（1）奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层埋藏于井田深部，据邻矿王家沟煤矿2006年10月勘探时施工的zk2-1钻孔资料，揭穿o2f+ o2s深度377.456-564.57m，岩性以石灰岩为主，次为泥炭岩、角砾状泥灰岩、石膏和少量白云质灰岩、泥岩等，其中岩溶裂隙发育的石灰岩、泥灰岩为含水层。zk2-1钻孔（x=41663128.02，y=19486610.58，h=833.04m），施工层位为奥陶系中统上马家沟组，终孔深度5

34、64.57m，静止水位埋深27.26m，水位降深13.6231.53m，单位涌水量0.10980.1652m3/s.m，水位标高为805.78m。2009年5月第山西省第三地质工程勘察院为本矿施工一供水井（x=4163449.60，y=19488497.68，h=894.54m），施工层位为奥陶系中统下马家沟组，终孔深度612.14m，静止水位埋深95.44m，水位降深0.63m，出水量960m3/d，水位标高为799.10m。水质类型为cl.so4-na.ca型，矿化度1.6084g/l，ph值7.36。综合分析，以2009年新施工的水井奥灰水位799.10m，确定井田内奥灰岩溶裂隙水水位标

35、高为798800m。（2）石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层太原组含比较稳定的石灰岩4层（l1-l4），埋藏浅部岩溶裂隙比较发育，据zk2-1水文孔抽水试验资料，单位涌水量为0.2744-0.5764l/s.m，渗透系数为0.2401-0.2644m/d，水位标高795.12m，富水性随埋藏深度增加而减弱。太原组灰岩岩溶裂隙含水层属富水性中等的含水层。（3）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层山西组含多层细-粗粒砂岩，但厚度变化不大，稳定性不好，含水性很弱，据zk2-1水文孔水文孔抽水试验资料，单位涌水量为0.001l/s.m，渗透系数为0.01206m/d，水位标高790.68m。山西组砂岩裂隙含

36、水层属富水性弱的含水层。（4）二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层本组在较大沟谷内有出露，含有多层中粗粒砂岩，厚度较大，近地表处风化裂隙发育，易接受大气降水补给，局部含水性较好，据三交详查钻孔混合抽水试验资料，单位涌水量为0.005-0.12 l/s.m，渗透系数为0.003-0.51m/d，水位标高913.50m左右，水质类型为so4.hco3-na.mg.ca型，矿化度为0.638-1.82g/l。下石盒子组砂岩裂隙含水层富水性一般较弱。（5）上第三系、第四系孔隙含水层上第三系上新统在沟谷中出露较多，含水层主要为底砾岩，厚度不稳，富水性弱。第四系中上更新统广泛分布于井田内，其含水层补给条件不

37、好，连续性差，富水性弱。2、井田主要隔水层井田内本溪组厚度31.10m左右，岩性主要由泥岩、砂质泥岩和铝土泥岩组成，质地细腻，致密，具有良好的隔水性能，为井田主要隔水层组。此外，相间于石炭系太原组各灰岩含水层和二叠系各砂岩含水层间的泥岩、砂质泥岩，由于其岩性致密，可起到层间隔水作用，但当其位于浅部层段，因受风化作用影响，隔水性能受到不同程度破坏。3、井田地下水的补给、径流、排泄条件奥陶系岩溶水的补给主要为基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补给。井田内奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水由北向南运移，流向柳林泉，据本矿水井资料，本井田奥灰岩溶水水位标高为798800m。石炭系和二叠系的砂岩裂隙水，在接

38、受大气降水和季节性河流以及上覆含水层的入渗补给后，顺岩层倾斜方向运移，上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的形式排泄，下部含水层顺层向西排出井田外。现采煤矿的矿坑排水和民井开采是其主要的排泄方式。（二）、含水层水对矿井的充水影响1.煤系地层含水层井田内对煤层开采有影响的为煤系地层含水层主要有山西组、上下石盒子组的砂岩裂隙含水层和太原组灰岩岩溶裂隙水含水层。山西组4、5号煤层上部的中、粗粒砂岩裂隙含水层，是4、5号煤的直接充水含水层，含水层富水性弱，对煤层开采影响较小；太原组灰岩岩溶裂隙含水层富水性中等，对8、9号煤层开采有一定影响。总之，只要矿井正常抽排水，煤系地层含水层一般不会对煤矿安全生产造成危

39、胁。2.奥陶系含水层井田内奥陶系灰岩溶裂隙水位标高为798800m，4号煤层最低底板 标高为570830m，8号煤层最低底板标高为510750m，9号煤层最低底板标高为500760m，4号煤层大部为“带压开采”，8、9号煤层全部为“带压开采”。现利用突水系数公式计算各可采煤层底板最大突水系数如下：ts=pm式中：ts底板突水系数（mpa/m）； p隔水层承受的水压（mpa）； m底板隔水层厚度35m；经计算，4号煤层最大突水系数ts =（800-570+139.27）0.0098/(139.27)=0.02600mpa/m；8号煤层最大突水系数ts =（800-510+74.10）0.0098

40、/(74.10)=0.04815mpa/m；9号煤层最大突水系数ts =（800-500+58.70）0.0098/(58.70)=0.05990mpa/m。4、8、9号煤层最大突水系数小于受构造破坏地段突水系数临界值0.06mpa/m，因此，在带压区开采4、8、9号煤层时，发生奥灰水突水的危险性较小。（三）、矿井充水因素分析1、地表水对矿井开采的影响井田内无常年性河流，仅在井田南部有一季节性河流，平时基本无水，雨季时有短暂洪水流过。井田西北部有一水库，最大库容量约8000 m3，现存水约1000 m3，为王家沟村民灌溉使用，水源主要是煤矿排水。水库下距4号煤层约187 m，经计算4、8、9号

41、煤层最大导水裂隙带分别为50 m、45 m、45 m，开采各煤层水库水不会溃入井下，造成水害事故。区内地下水的补给来源主要是大气降水。经实地勘查，碾焉煤矿主斜井（正在建设）、主立井、副立井井口标高分别为：897.30m、891.12m、896.41m，主斜井、主立井、副立井口附近最高洪水位高程分别为：894.37m、885.50m、885.50m（井口标高见p73第七章第一节表7-1-1）。各井口处多年来洪水位标高均低于井口标高，并筑有防洪墙和排水涵洞，所以一般情况下，矿井不会受到洪水威胁。2、构造对矿井充水的作用和影响井田基本呈单斜构造，未发现断层和陷落柱，断裂构造不发育。井田地形切割较深，

42、地表水易于排泄，不利于地下水补给，因此，构造一般不会对井田水文地质条件造成影响。3、采空区对矿井的充水影响a、相邻矿井采空区积水：井田东北为山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司，东部为山西宏盛安泰煤业有限公司，南部为山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司，西部为山西柳林王家沟煤业有限公司。经调查：原山西柳林下山峁煤业有限公司开采4号煤层，其采空区距本井田300余m，采空区无积水；原山西柳林任家山煤业有限责任公司西南部采空区与本井田有矿界隔离煤柱，采空区无积水。原山西柳林富安南峪煤矿有限公司开采4号煤层，其北部采空区有积水150 m3 ，与本井田有矿界煤柱隔离。原山西柳林田家坡煤矿有限公司开采4号煤层，与本井

43、田相邻处有采空区，预计有积水约8000m3 ，与本井田有矿界煤柱隔离。山西柳林王家沟煤业有限公司开采4号煤层，4号煤层东高西低，其采空区积水流到西部大巷排出井外，对本井田无影响。b、本井田采空区积水：井田南部已整合到本井田的南焉煤矿（已关闭），开采4号煤层，有一处采空积水，积水量约为7054m3。另井田北部有两处采空积水，积水量约为192m3和1250 m3。因此在煤层开采到该些地段时，一定要做好探放水工作，确保矿井安全。c、最大导水裂隙带：根据煤矿防治水规定推荐的经验公式计算导水裂隙带，9号煤层上覆岩层由灰岩、砂质泥岩、砂岩和泥岩等组成，综合分析确定为中硬岩性，使用公式：，计算最大导水裂隙带

44、高度。4号煤层最大厚度为4.05m，得出开采4号煤层时形成的最大导水裂隙带为50m，仅可勾通上部含水层,产生水力联系； 8号煤层最大厚度为3.10m，开采8号煤层时形成的最大导水裂隙带为45m，仅可勾通上部含水层,产生水力联系。9号煤层最大厚度为3.00m，开采9号煤层时形成的最大导水裂隙带为45m，可沟通上部含水层和8号煤层采空区积水,产生水力联系。开采以上各煤层时，其最大导水裂隙带不会沟通地表水体和沟谷中雨季洪水。根据以上最大导水裂隙带情况，矿方应采取针对措施，预防水害事故。（四）、井田水文地质类型井田4号煤层直接充水含水层为上覆砂岩裂隙含水层，由于补给条件差，富水性较弱，一般不会对煤矿造

45、成影响。井田8、9号煤层直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，富水性中等，对8、9号煤层开采有一定影响。只要矿井正常抽排水，太原组灰岩水一般不会对煤矿安全生产造成危胁。在4、8、9号煤层奥灰水带压区开采时，煤层底板最大突水系数在0.026000.05990mpa/m之间，小于受构造破坏地段突水系数临界值0.06mpa/m，发生奥灰水突水的危险性较小。井田4号煤层采空区局部存在积水，综合分析，矿井水文地质类型属中等类型。（五）、矿井涌水量预算井田现开采4号煤层，其矿井正常涌水量为280m3/d，最大涌水量为320m3/d，年实际生产能力为0.15mt/a，如果将来扩大生产能力后，可用富水系数

46、法预算矿井涌水量，其涌水量预算公式如下：k=q0/p0，q=pk其中：k-富水系数，m3/t；q0-目前涌水量, m3/d；p0-实际生产能力, t/d；q-预计涌水量，m3/d；p-扩大生产能力,t/d。每年按330个生产日计算，该矿目前矿井日产量为455t/d，其富水系数（k）为0.61540.7033m3/t，如果将来扩大生产能力为0.9mt/a时，矿井正常涌水量1680m3/d，最大涌水量1920m3/d。本井田未开采太原组8、9号煤层，东部邻矿山西宏盛安泰煤业有限公司开采9号煤层，其矿井正常涌水量为90m3/d，最大涌水量为120m3/d，年生产能力为0.09mt/a，采用富水系数比

47、拟法预算矿井涌水量，其富水系数为0.32970.4396m3/t。8号与9号煤层为同一充水含水层，水文地质条件基本相似，开采8号煤层时，其涌水量预算可采用9号煤层的富水系数预算矿井扩大生产能力后的涌水量。据此，采用富水系数法进行预算，矿井田兼并重组整合后生产能力达到0.9mt/a时，开采8、9号煤层时的矿井正常涌水量为900m3/d，最大涌水量为1200m3/d。第二章 矿井储量与生产能力第一节 矿井储量一、矿井地质资源量1、矿井地质资源量估算范围及工业指标（1）估算范围本次参与资源/储量估算的煤层为该矿4号、8号、9号煤层，资源/储量估算范围为山西省国土资源厅批准的山西柳林碾焉煤矿有限责任公

48、司矿界范围，储量计算基础为井田内4号、8号、9号煤层的底板等高线及储量计算图。（2）工业指标井田内批采的煤层为焦煤，地层平缓，倾角一般5左右。依据中国国土资源部2002年颁布的dz/to215-2002煤、泥炭地质勘查规范，其资源/储量估算指标如下表：表2-1 资源/储量估算工业指标最低厚度 （m）最高灰分（ad %）最高硫分（st.d %）0.704032、估算方法井田内地层平缓，煤层倾角一般5左右，因此采用煤层伪厚度和水平投影面积用地质块段法进行估算。资源/储量估算公式为：q=smd/1000000其中： q资源/储量 (mt)s块段水平投影面积 (m2)m块段煤层平均伪厚度 (m)d煤层

49、视密度 (t/m3)3、矿井地质资源/储量估算结果表2-2 各煤层资源/储量汇总表煤层保有资源/储量（mt） 111b/ 111b+122b+333%111b+122b/111b+122b+333%备注煤类111b122b333 其中蹬空111b+122b+33341/3jm7.690.580.198.4690.9097.758jm13.473.0116.4881.471009jm10.902.7213.6280.03100总计1/3jm7.690.580.198.4690.9097.75jm24.375.7330.1080.95100合计32.066.310.1938.5683.1499.51经本次资源/储量估算，共获得4、8、9号煤层保有资源储量38.56mt,其中探明的经济基础储量（111b）为32.06mt，控制的经济基础储量(122b)为6.31mt，推断的内蕴经济资源量(333)为0.19mt，其中1/3焦煤8.46mt，焦煤30.10mt。探明的经济基础储量占保有资源储量的比例为83.14%，探明和控制的经济基础储量占保有资源储量的比例为99.51%。详见资源/储量估算汇总表2-2。二、矿井资源/储量评价和分类井田构造简单