第一章、矿井开采技术条件及开采现状新2

1、前言一、项目背景山西煤炭运销集团金达煤业有限公司位于孝义市西南35km处，行政区划属孝义市驿马乡管辖。井田面积为9.4702 km，批准开采4、9、10、11号煤层，矿井生产规模为1.2Mt/a。全矿井9、10和11号煤层各划分为三个采区，目前矿井于1采区布置一个10号煤工作面，二采区布置一个9号煤工作面来保证矿井生产能力。根据采掘接替安排位于一采区的10号煤工作面回采后其接替工作为二采区10号煤工作面。由于位于二采区9号煤资源接近枯竭，为了实现高效开发金达煤业二采区10、11号煤炭资源，特编制金达煤业二采区10、11号煤层开采设计方案。二、指导思想在贯彻执行国家和山西省政府有关能源开发的方针

2、、政策及煤炭工业“规程”、“规范”的前提下，以矿井资源和开采条件为基础，以科技进步为手段，以安全生产为原则，以安全、高效为中心。通过本次二采区初步设计，优化二采区开拓方案、开采工艺，合理开发煤炭资源，提高资源回收率。充分利用矿井现有井巷工程、设备和地面设施等，提高矿井的综合机械化水平，保证矿井的安全装备水平、安全培训水平和安全管理水平，把山西煤炭运销集团金达煤业有限公司建设成为高标准的现代化矿井。三、主要原则1、认真贯彻执行国家发展煤炭工业的方针和发展战略，有关方针、政策和法规。2、为采区的合理开发创造良好的建设条件，保证矿井规划布局的合理性和稳定性。3、采用新技术、新工艺不断提高矿井的现代化

3、水平。4、适应经济发展和科学技术进步，适当为矿井扩建与发展留有余地。5、配备完善的安全生产设施，保障矿井安全生产。6、贯彻节能、节地的方针，机电设备选择高效、节能新型产品。地面建筑尽量联合布置，以减少占地。7、注重环境保护工作。第一章 矿井开采技术条件及开采现状第一节 矿井开采技术条件一、交通位置山西煤炭运销集团金达煤业有限公司位于孝义市西南35km处，榆树坪村南，行政区划属孝义市驿马乡管辖，井田距驿马乡5km，距南同蒲铁路介体阳泉曲支线阳泉曲火车站20km，孝义市至驿马乡的三级油路从矿区边缘通过，交通便利。 二、井田范围及四邻关系根据山西省国土资源厅为该矿颁发的第C1400002009121

4、120046172号采矿许可证，山西煤炭运销集团金达煤业有限公司批准开采4-11号煤层，井田范围由6个坐标拐点连线圈定，井田为多边形，东西长约4200m，北南宽约3000m，井田面积9.4702km2，开采深度819.99-749.99m标高。山西煤炭运销集团金达煤业有限公司西、西北与山西汾西正帮煤业有限公司（山西孝义晋帮煤业有限公司）相邻，北、东北与柳湾煤矿和山西孝义西山德顺煤业有限公司相邻，南邻山西灵石昕益孙义煤业有限公司，东南邻山西灵石银源兴庆煤业有限公司（原灵石县经委一矿），东部为宜兴井田规划区和曹村井田规划区，无生产矿井。三、地质构造本井田位于交子里勘探区东南部，地层总体上向东倾斜，

5、总体构造为轴向北东的背斜、向斜相间分布宽缓的褶曲构造，地层倾角312，井田内断层、陷落柱发育，无岩浆岩侵入，井田地质构造属简单类型。四、煤层及煤质1、煤层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。山西组厚49.22-65.30m，平均59.48m，含煤6层。分别为1、2上、2、3、4、5号煤层，其中4号煤层为较稳定的大部可采煤层，其他为不稳定零星可采煤层或不可采煤层。太原组厚63.77-82.70m，平均73.70m，共含煤7层，分别为7上、7、8、9、10、11、12号煤层，其中10、11号煤层为稳定可采煤层，9号煤层为稳定大部可采煤层，其他为不稳定零星可采煤层或不可采煤层。井

6、田内可采煤层赋存情况见表1-1。表1-1 主要可采煤层特征表组煤层号煤层厚度m最小-最大 平均层间距最小-最大平均含夹矸数复杂程度稳定性可采性顶板岩性底板岩性备注山西组40.63-1.000.8462.83-69.9066.500-2简单-较简单较稳定大部可采泥岩砂质泥岩泥岩细砂岩太原组90.40-1.701.280-1简单稳定大部可采石灰岩泥岩2.55-6.673.93101.17-1.901.570-2简单-较简单稳定全井田可采泥岩泥岩0.20-8.803.11113.70-7.004.710-7 简单-复杂稳定全井田可采泥岩泥岩砂岩局部10、11号合并2、煤质本井田可采煤层9、10、11

7、号煤层均为肥煤。 9号煤层为特低灰低灰、低硫高硫、特低磷、易选极难选、特高热值之肥煤；10号煤层为特低灰高灰、高硫、特低磷低磷、易选极难选、特高热值之肥煤；11号煤层为特低灰中灰、低硫高硫、特低磷低磷、易选极难选、高热值特高热值之肥煤。五、瓦斯、煤尘及煤的自燃性1、瓦斯2010年8月，榆树坪煤业有限公司委托河南理工大学对该矿矿井瓦斯涌出量进行预测，当矿井达到1.2Mt/a设计生产能力时， 瓦斯涌出量预测如下：（1）投产时，矿井最大相对瓦斯涌出量为5.95m3/t，矿井最大绝对瓦斯涌出量为15.04m3/min；（2）生产中期，矿井最大相对瓦斯涌出量为3.80m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为9.6

8、1m3/min；（3）生产后期，矿井最大相对瓦斯涌出量为0.28m3/t，矿井最大绝对瓦斯涌出量为0.70m3/min，矿井属于瓦斯矿井。2、煤尘2010年6月23日，山西煤炭运销集团金达煤业有限公司井下采集9、10、11号煤层煤样送山西省煤炭工业局综合测试中心，作了煤尘爆炸性鉴定，其结果为：9号煤层火焰长度400mm，岩粉用量80%，结论为有爆炸性；10号煤层火焰长度400mm，岩粉用量80%，结论为有爆炸性；11号煤层火焰长度400mm，岩粉用量80%，结论为有爆炸性。3、煤的自燃倾向2010年6月23日，在山西煤炭运销集团金达煤业有限公司井下采集9、10、11号煤层煤样送山西省煤炭工业局

9、综合测试中心，作了自燃倾向性鉴定，其结果为：9号煤层吸氧量0.64cm3/g，自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为自燃；10号煤层吸氧量0.62cm3/g，自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为自燃；11号煤层吸氧量0.65cm3/g，自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为自燃。4、地温地压本井田未做过地温和地压这方面的测试工作，煤层开采至今未发现有地温异常和地压异常现象。据邻区资料，地温无异常现象，地温梯度也偏小，一般为1-3/100m。六、井田水文地质井田内11号煤层底板最低标高为640m，奥灰水位最高标高为531m，煤层底板标高高于奥灰水位标高，故奥灰岩溶水对4、9、10、11号煤层开采无影响。依据井田

10、构造、井田内各可采煤层充水含水层富水性，补给条件、采（古）空区积水情况等。确定本矿矿井水文地质类型为中等。七、矿井涌水量预测矿井水文地质条件中等，而且有多年的开采历史，矿井涌水量与产量有一定的相关性，因此，可用类比法预计矿井涌水量。据调查，山西孝义榆树坪煤业有限公司开采9号煤层矿井正常涌水量为20.83m3/h，即500 m3/d，矿井最大涌水量约为25m3/h，即600m3/d。年产煤量0.9Mt/a，兼并重组后山西煤炭运销集团金达煤业有限公司开采9和10号煤层，矿井设计生产能力1.2Mt/a，平均日产量4000t/d。经计算，当矿井生产能力达到1.2Mt/a时，预计矿井正常水量为27.78

11、m3/h，即667 m3/d，矿井最大涌水量为33m3/h，即800 m3/d。八、水源情况2005年6月在井田东部开凿的水井已投入使用，取水层位为奥陶系中统上马家沟组，日供水量500m3，可满足扩建后的生活用水和部分生产用水。矿井扩大生产规模后，预计井下正常涌水量667m3/d，经净化处理后，可作为生产用水和消防用水。九、电源情况该矿新建一座35kV变电站，该变电站两回电源分别为：主电源为引自下栅110kV变电站的35kV线路，供电距离25km，选用架空导线为LGJ-150/35；备用电源初期为驿马35kV变电站的35kV线路，供电距离6km，选用架空导线为LGJ-150/35，待驿马110

12、kV变电站建成投入运营后，本矿至驿马35kV变电站的35kV线路改接至新建110kV变电站，并可调整为主电源；两回电源一回工作，另一回带电备用，最终达到双电源供电目的，完全能够满足本矿在供电安全性、可靠性、供电容量等方面的要求，矿井两回电源线路均为专线，严禁装设负荷定量器。第二节 矿井开拓开采现状一、资源/储量矿井保有资源/储量（111b+122b+333）77130kt，其中探明的经济基础储量（111b）48520kt，占保有资源/储量的62.91%，控制的经济基础储量（122b）24030kt，探明的经济基础储量+控制的经济基础储量（111b+122b）72550kt，占保有资源/储量的9

13、4.06%，内蕴经济资源量（333）4580kt，其中蹬空区储量580kt。矿井工业资源/储量为76672kt；矿井范围内批准开采的9、10、11号煤层设计储量68370kt；矿井范围内批准开采的9、10、11号煤层设计可采储量为45420kt。二、开拓现状目前，金达煤业属于生产矿井，生产能力为120万t/a。井田开拓方式为立井单水平开拓，矿井布置有主立井、副立井和中部回风立井三个井筒，由于9、10、11号煤层为近距离煤层，三层煤联合开采，共设置一个开采水平，水平标高+685m。立井井筒直径为5.0m，装备一对9t立井多绳箕斗，钢性罐道，担负全矿井的煤炭提升任务，并兼作进风井；副立井井筒直径为

14、5.5m，装备一宽一窄两个罐笼，采用双侧钢轨罐道，担负全矿井的人员、材料、设备、矸石等全部辅助提升任务，并兼作进风井，同时布置所需综合管线，装备普通梯子间作为矿井的一个安全出口；中部回风立井井筒直径为4.0m，装备全封闭梯子间作为矿井安全出口。在主、副井筒落底处南北向布置一组大巷，井筒北部分别为北翼胶带大巷、北翼轨道大巷、北翼回风大巷，在主、副井筒落底处向南布置两条大巷，分别为南翼运输巷（机轨合一）和南翼回风巷（两条巷道掘进至距井田南部边界500m处向东布置二采区辅助皮带下山和二采区辅助回风下山，两条下山长度约800m）；在主、副井筒落底处向西布置了三条大巷，分别为胶带大巷、轨道大巷、回风大巷

15、；距井田北部边界1200m处布置东翼胶带巷、东翼轨道巷和东翼回风巷分别与北翼三条大巷连接。胶带大巷沿通过上仓胶带巷与主立井装载系统连接，轨道大巷通过井底车场与副立井相连，回风大巷与回风立井连接。根据开拓方案，全矿井9、10和11号煤层各划分为三个采区，以北翼和南翼运输巷以西部至9号煤层冲刷带以东区域划分为一采区，以北翼和南翼运输巷以东区域为二采区，冲刷带以西区域划分为三采区。9号煤层顶板为石灰岩，维护条件好，易于布置巷道；11号煤层底板为泥岩，有时为铝土泥岩，遇水易于底鼓，维护管理十分困难，不宜布置大巷。据此，北翼胶带大巷、北翼轨道大巷、北翼回风大巷均布置在9号煤层中，沿顶板掘进；东翼胶带巷布

16、置于10号煤层中，沿底板掘进，上穿9号煤层直接与北翼胶带大巷连接，东翼轨道巷和东翼回风巷沿9号煤层顶板布置，南翼运输巷和南翼回风巷均沿9号煤层顶板布置。三、开采现状矿井现位于一采区三条大巷北部布置一个10101工作面，开采10号煤层；位于二采区大巷北部布置有9214工作面，开采9号煤层，两个生产工作面共同保证矿井设计生产能力。目前，矿井一采区、三采区9号煤全部采空，位于二采区东部剩余4个9号煤实体煤工作面（分别为9216工作面、9213工作面、9215工作面、9217工作面）；10号煤层除一采区已回采10103工作面和现回采10101工作面以外，全井田其余区域均为实体煤，11号煤全井田均为实体

17、煤。四、采掘接替计划根据省煤运战略发展计划并结合矿井现采掘现状，矿井10101工作面回采结束后，矿井由两个9号煤工作面保证矿井生产能力；9号煤开采结束后，矿井于10号煤二采区布置一个工作面达到设计生产能力，待10号煤二采区开采结束后，矿井于11号煤二采区布置一个工作面保证矿井设计生产能力。第二章 二采区地质特征概况第一节 采区概况一、二采区所处井田位置、采区边界及邻区情况根据井田开拓划分，全井田共划分三个采区。二采区位于井田东部区域，二采区北部、南部和东部都为井田边界线，西部为工业广场与一采区相邻。二采区东西长1440m，南北长3000m，采区的面积为3.954km。二、地面概况地貌类型以侵蚀

18、的黄土、梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟。二采区地面有上荆封村，南部有下荆封村，现都已搬迁，二采区下组煤煤层开采深度约400m。 第二节 采区地质特征一、地层本采区9、10、11号煤系地层为石炭系上统太原组。太原组含煤7层，分别为7上、7、8、9、10、11、12号煤层，其中9号煤层为稳定的大部可采煤层，10、11号煤层为稳定全区可采煤层，12号煤为不稳定零星可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。含3层石灰岩，为良好的标志层。本组旋回结构清楚，厚度较稳定，地层厚度63.7782.70m，平均73.70m。从沉积剖面看，太原组可分为三段：下段：自太原组底部K1细砂岩底至K2石灰岩底的一段地层。

19、为深灰色灰黑色泥岩、灰色粉砂岩、细砂岩及铝土泥岩，含9、10、11、12号煤层，10、11号煤层在井田东部合并为一层。9、10、11号煤层为稳定可采煤层，12号煤层为不稳定零星可采煤层。本段厚度22.6031.80m，平均28.60m。中段：自K2石灰岩底至K4石灰岩顶的一段地层，为灰黑色泥岩及灰色粉砂岩，深灰色石灰岩，三层石灰岩分别K2、K3、K4，井田内发育稳定，为良好的标志层。石灰岩中常含蜒科化石。K4石灰岩下为7上、7号煤层，K3石灰岩下为8号煤层，7上、7、8号煤层均不稳定不可采煤层。本段厚度20.1035.60m，平均31.52m。上段：自K4石灰岩顶至K7砂岩底的一段地层，为灰、

20、黑色泥岩及灰色粉砂岩。二、构造二采区煤层赋存状况总体为一大的向斜构造，轴向NE，向NE倾伏，两翼地层不对称，地层倾角36，井田内延伸长度2250m。根据钻探和物探实见点资料及9号煤钻孔揭露地质资料，该采区已探明断层10条，在采区边界有2条，影响采区内部的有8条，落差最大为13m。在开采9号煤时陷落柱比较发育，在目前9号煤开采过程中共揭露陷落柱63个，其中柱径最大为119m，最小为21m。表2-1为二采区陷落柱特征表。表2-1 陷落柱特征统计表 序号陷落柱编号柱径长度（m）序号陷落柱编号柱径长度（m）序号陷落柱编号柱径长度（m）1X42472X40623X33594X48445X109216X3

21、4317X53958X104299X1033910X524811X433012X1028313X598614X7010215X716116X514917X769018X677619X556220X833521X10510522X544523X698924X323725X603626X498027X854928X1299229X392830X869831X616132X388133X805034X563835X687936X755137X575038X784039X796840X509341X819142X884043X634044X828345X903046X586747X211948X891

22、0449X625350X415651X875752X632853X1107354X43855X6411856X843657X1231658X664859X374460X655461X352462X445963X3680三、煤层分布情况矿井在开采9号煤层时，通过9号煤层巷道对下层10号、11号煤层进行钻探，在二采取内共分布有36个钻孔。根据钻探结果可知：二采区区域范围内10号、11号煤层层间距由北向南间距逐渐变小，间距最大为4.37m，间距最小为0.63m。通过钻孔探测给出了以1m层间距为界把二采区分为两个区域。其中层间距小于1m区域的面积1.406km占二采区总面积36%，其中层间距大于1m区

23、域的面积2.548km占二采区总面积的64%。在层间距大于1m区域内，层间距最小为1.11，最大为4.37；在层间距小于1m区域内，层间距最小为0.69，最大为0.90。表2-2为10号、11号层间距大于1.0m钻孔统计表，表2-3为10号、11号层间距小于1.0m钻孔统计表。表2-2 10号、11号层间距大于1.0m钻孔统计表钻孔编号煤层间距钻孔编号煤层间距钻孔编号煤层间距15#1.7417#1.1418#1.1119#1.7320#1.6621#2.3922#2.5823#2.7224#2.5525#2.2526#3.2227#2.6428#2.9929#3.2230#2.7331#2.7

24、632#2.5633#2.3234#1.8435#2.2036#2.1737#1.4438#3.6639#3.7440#4.3741#4.1942#4.2343#2.74最小厚度最大厚度平均厚度1.114.372.60表2-3 10号、11号层间距小于1.0m钻孔统计表钻孔编号煤层间距钻孔编号煤层间距钻孔编号煤层间距 8#0.699#0.7310#0.9011#0.6912#0.6513#0.6314#0.7216#0.89最小厚度最大厚度平均厚度0.690.900.74表2-4为10号、11号层间距大于1.0m的10号煤层厚度统计表，从表中可以看出10号煤层最小厚度为1.24，最大厚度为2.

25、56，平均厚度为1.66；表2-5为10号、11号层间距小于1.0m的10号煤层厚度统计表，从表中可以看出10号煤层最小厚度为0.87，最大厚度为3.47，平均厚度为2.06。表2-4 10号、11号层间距大于1.0m的10号煤层厚度统计表钻孔编号10#煤厚钻孔编号10#煤厚钻孔编号10#煤厚15#1.2417#1.4918#1.2519#1.6220#1.8921#1.7122#2.4523#1.6124#1.5625#1.5226#1.8427#1.3928#1.5729#1.9030#1.8331#1.6232#1.3233#1.4134#1.6635#1.3236#1.4337#1.4

26、438#1.8139#1.7440#1.8641#2.5642#1.6443#1.75最小厚度最大厚度平均厚度1.242.561.66表2-5 10号、11号层间距小于1.0m的10号煤层厚度统计表钻孔编号10#煤厚钻孔编号10#煤厚钻孔编号10#煤厚8#3.479#3.2010#2.8311#2.3112#1.6713#1.0914#0.8716#1.03最小厚度最大厚度平均厚度0.873.472.06表2-6为10号、11号层间距小于1.0m的11号煤层厚度统计表，从表中可以看出11号煤层最小厚度为2.69，最大厚度为4.88，平均厚度为4.23；表2-7为10号、11号层间距大于1.0m

27、的10号煤层厚度统计表，从表中可以看出11号煤层最小厚度为3.93，最大厚度为6.29，平均厚度为4.97。表2-6 10号、11号层间距小于1.0m的11号煤层厚度统计表钻孔编号11#煤厚钻孔编号11#煤厚钻孔编号11#煤厚 8#2.699#3.9310#4.7111#4.8812#4.0813#4.2414#4.1716#5.12最小厚度最大厚度平均厚度2.694.884.23表2-7 10号、11号层间距大于1.0m的11号煤层厚度统计表钻孔编号11#煤厚钻孔编号11#煤厚钻孔编号11#煤厚15#6.0217#5.8118#6.2919#4.6820#4.8821#4.3322#4.75

28、23#5.3324#5.4125#5.4226#4.6827#4.6228#4.9229#4.6830#4.9331#4.6232#3.9333#4.5234#4.6335#3.9936#4.2037#4.5438#5.8439#5.7740#5.0341#5.1742#4.9943#5.23最小厚度最大厚度平均厚度3.936.294.97表2-8 10号、11号煤层间距小于1.0m的10号、11号煤层总厚度统计表钻孔编号煤层厚度钻孔编号煤层厚度钻孔编号煤层厚度 8#6.859#7.8610#8.4411#7.8812#6.4013#5.9614#5.7616#7.04最小厚度最大厚度平均厚度

29、5.768.447.02四、储量及服务年限1、工业储量表2-9 10号、11号层间距大于1.0m的10号、11号工业储量统计表 万t/a序号煤层编号工业储量110#571.09211#1722.503合计2293.59表2-10 10号、11号层间距小于1.0m的10号、11号工业储量统计表 万t/a序号煤层编号工业储量110#390.84211#808.503合计1199.50根据新的钻孔地质资料，二采区的工业储量为，10号煤的工业储量为961.93万t，11号煤的工业储量为2531万t。2、设计储量设计储量=工业储量-设计永久煤柱本设计永久煤柱包括井田边界保护煤柱和构造保护煤柱。（3）采区设计可采储量 表2-11 10号、11号层间距大于1.0m的10号、11号设计储量统计表 万t/a序号煤层编号工业储量永久煤柱损失设计储量井田境界构造柱110#571.0924