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1、目录 第一章井田地质条件（1 第一节井田地理（1 一位置（1 二地形与水系（1 三气象与地震（1 第二节矿井建设的外部条件（2 一运输条件（2 二电力与水源条件（2 三工业场地占地及建筑材料供应情况 （2 四综合评述（2 第三节井田地质（3 一区域地质（3 二矿区地质（3 三地质构造（6 四煤层及煤质（8 五瓦斯、煤尘及煤的自燃（9 第四节井田水文地质特征（10 一区域水文地质概况（10二矿井充水条件（11 三井田水文地质类型及充水因素分析 （12 四矿井涌水量预计（12 第二章井田开拓（13 第一节井田境界及可采储量（13 一井田境界（13 二矿井设计储量（13 第二节矿井设计生产能力及服务

2、年限（14 一设计生产能力与工作制度（14 二设计服务年限（15 三井田再划分（15 第三节开拓方式（16 一井田开拓的技术原则及影响因素 （16 二井筒位置及工业场地（16 三开拓方式及比较选择（16 第三章采煤方法和采区巷道布置（19 第一节采煤方法及设备选型（19 一采煤方法选择（19 二回采工作面布置及采空区处理（19 三采场支护方式（19 四运输方式（20 五采煤机选择（21 六工作面刮板输送机选型（23 七其他机械选择（25 第二节采区巷道布置及回采工艺（28 一主要巷道设计（28 二运输大巷设计（28 三采区上山（轨道上山、运输上山、回风上山 （29 四区段进回风巷（29 五回风

3、大巷及回风石门（30 第三节车场、井筒、硐室选择（31 一井底车场的形式及选择（31 二采区各部车场选择（31 三井筒及硐室（32 四采区巷道布置及回采（33 第四章矿井通风设计（34 第一节矿井通风系统（34 一井田瓦斯概况（34 二各类型矿井通风系统的优缺点（34 三通风系统的选择（35 第二节风量计算与分配（35 一风量计算（35 二风量分配（38 第三节矿井通风总阻力和等积孔的计算 一矿井通风总阻力计算（38 二矿井等积孔计算（38 第四节矿井通风设备的选择（40 第五节概算矿井通风费用（44 第五章矿井安全技术措施（46 第一节矿井火灾防治措施（46 一预防矿井内因火灾的措施（46

4、二外因火防治（46 三自燃发火的综合防治（47 第二节矿尘防治措施（48 一煤尘爆炸的条件（48 二预防煤尘爆炸的技术措施（49 (38 第三节水害防治措施（50 地面水防治（50 二井下防治水（51 第四节矿井瓦斯综合防治措施（52 一防治瓦斯积聚的措施（52 二防止引爆火源的措施（53 三矿井通风瓦斯管理措施（53 第六章安全专题 - 瓦斯抽放（57 一概述（57 二瓦斯抽放设计依据及内容（57 三瓦斯抽放的方法（58 四瓦斯抽放系统（61 五瓦斯抽放具体设计（63 六瓦斯抽放设备及监测系统（66 七安全措施（68 参考文献（70 致谢（71 李家庄煤矿通风系统设计总说明 本设计任务来源于

5、对李家庄煤矿认识，资料和技术标准也来自贵矿员工的提 供。李家庄矿地理位置位于大同市西南约 25 km 处，行政区划隶属大同市南郊区管 辖。其中心地理坐标为东径 112 56 2 北纬 36 48 00 矿区位于七峰山南段西侧, 属山地地貌；本区属温带大陆性半干旱气候，气候干燥，四季分明；交通十分方便，煤炭 外运条件非常好。 设计的性质为新井建设初步设计。本矿分为 3#,4#,13#三个层煤，3#煤层储量丰 富为主要煤层，4#煤层为瓦斯突出型煤层，尽管 3#与 4#煤层相聚较近，为提高煤层的 开采安全性，综合考虑先开采 3#煤层,4#煤层需要先进行大范围的抽采瓦斯。李家庄 煤矿矿井水平建井设计能

6、力为 210 万吨/a 日设计生产能力为 6364 吨/日,矿井服务年 限为 60.028 年,其中:3#煤层:23.852 年,4#煤层:18.287 年,13#煤层:17.889 年。 一编制本报告的主要依据 1南郊区李家庄煤矿资料。 2. 山西大同煤田地质新技术公司 2003 年 3 月编制的 山西省大同市矿务局煤业 有限公司李家庄矿井地质报告”和山西省国土资源厅对该矿矿井地质报告评审的 矿 产资源储量认定书” 3. 矿方持有的采矿许可证和煤炭生产许可证。 4. 矿方提供的 3 号煤层采掘工程平面图及相关资料。 5. 煤炭工业设计规范、煤矿安全规程等国家相关的政策、法律、法 规。 二设计

7、的指导思想 严格贯彻执行国家有关方针政策和法规，加大矿井建设的力度，在保证矿井设计 规模和安全生产前提下，尽量简化矿井生产环节，减少不必要的行政福利设施。设计 方案要充分体现地方煤矿的特点，生产系统要简单、方便、实用，设备选型要经济、 合理、切合实际，最大限度地减低矿井建设的初期投资。注重矿井的经济效益和社 会效益，特别是前期效益，力争通过精心设计和科学管理，把该矿建设成工程量省、投 资少、工期短、见效快、效率高、效益好的企业。三矿井主要技术经济指标 1. 矿井设计生产能力为 210 万 t /a,本次设计只考虑 3 号煤层的开采，可采储量 为 65117 107t。全矿井设四个井筒，主立井、

8、副立井、两回风井。 2. 矿井为高瓦斯矿井，井下设有主运输大巷和专用回风大巷。 3. 主立井采用双钩 12t 箕斗提升原煤,副立井采用双钩 1.5 t 罐笼和一个双层单车 5t 带重锤罐笼提升。 矿井达到设计生产能力时，布置一个采区，两个回采工作面，两个备用工作面，两个 掘进巷道，首采区布置在主井底大巷北侧，运输大巷和回风大巷即为采区运输与回风 巷,回采工作面沿大巷北侧布置。顺槽沿煤层底板掘进至井田北部边界 ，由北向南回 米。米区内回米工作面米用后退式开米。 设计对该矿通风、运输、排水、供电、监测等系统都做了具体详细的设计与优 化，为该矿以后能够安全高效的生产奠定了基础。 本矿监测系统选用煤炭

9、科学研究总院重庆分院研制的 MDM95 型瓦斯抽放泵房 自动监控系统，既具有对瓦斯抽放参数（瓦斯抽放浓度、抽放负压和瓦斯纯量、泵站 设备运行状态参数、环境瓦斯浓度、循环供水参数、供电参数、瓦斯利用系统和设 备开停状态等进行实时监控功能，又具有泵站设备运行异常、环境瓦斯超限和供水 系统发生故障时报警和断电控制输出的功能。本系统可独立运行，也可与矿用环境 监测系统进行联网运行。 经瓦斯预抽结果知，本瓦斯抽放系统可降低煤层瓦斯涌出量的 50%以上。 关键词:瓦斯，通风，掘进，采煤方法,抽放 Desig n gen eral expla nati on【Abstract The designing m

10、ission that comes from practice and cognition to the new village li coal mine , The information and technical criterions were also be provided by the employee and the leader. The village li ore is located in the southwest of DaTong City about25 km place n ewly , the tow n being subord in ate to DaTo

11、ng City NanJ iao town. Whose centre geographic coord in ates is an east footpath 112 56 22 , north latitude 36 48 00 .Mining area is located in qifeng Mountains south west side , belongs to loess hills general configuration of the earths surface, area inner is run quickly with great ease, but milder

12、, The seas ons are obvious.The traffic are more convenien t,the coal tran sport ing are very good. The character designing that is designed for the new well builds a first step. The ore is 3 mark #, 4 # and 13# three layers of coal, 3 # coal seam reserves is rich give first place to cut coal exploit

13、ing security tier, the 4# layer s gas were flooded easily, even the twc layers apart near. But the coal seam exploiting 3 # first synthetically inorder ensure safey.the 4#layer need take out of the gas all around. the new village li coal mine could get out the coal every year about 2,100,000t.about

14、6364t every day.The coal well were used 60.028 years.I nclude 3#layer 23.852 years. 4#layer 18.287 years.13#layer 17.889 years. Impleme nt releva nt gen eral and specific policies of country and law and regulati on strictly, enlarge the dynamics that the shaft builds, to the full, the simplification

15、 shaft produces a link , cuts dow n unn ecessary admi nistrati on welfare facilities un der en suri ng that the shaft desig ns scale and the safety at work premise. The desig n pla n n eeds the characteristic embodying the local coal mine sufficiently , the childbirth system is simple , convenient ,

16、 pragmatic tha n, equipme nt chooses a type suit ing the actual con diti on of want economy , rati on al, the high limit field brings dow n the in itial stage inv estme nt that the shaft builds .Attach importa nee to the shaft econo mic returns and social ben efits, especially beneficial result the

17、earlier stage , the enterprise arguing strongly by the amounts designing meticulously and managing the project building Cheng scientifically, with that ore the province , investment are few , the time limit for a project is short , becoming effective quickly, is efficient , beneficial result is good

18、. The shaft desig ns that efficie ncy is 2100kt/a 1, hand over whe n reachi ng a product 2100kt/a, design that exploitation , geology reserves considering coal seam 3 only are orig in ally time: 6.5117 107t. Entire shaft sets up four pit shaft , the host shafts , auxiliary shafts , two return air we

19、ll, is among them: The host shafts for Xin Jian pit shaft , make use of an original owner to shaft reform shaft for auxiliary, the plain return air well is in progress reform and reserve. .2, the shaft is a high gas shaft , the well has as subordinates to there is host tran sport ing big alleys and

20、big alleys of special use retur n air. 3, the host shafts to betoke n a hoist select ing and using 12 t sta ndards skipp ing carry ing coal , shafts auxiliary to adopt a pair of 1.5 t si ngle layer bicycle gen eral The shaft is reached when designing efficiency , is arrange a mining area , two stop,

21、 two to reserve face , two driv ing tunn els, mi ning area is arran ged in big alleys of host shaft bottom n orth side , is tran sport big alleys and big alleys of retur n air being to be that mining area transports and the return airway , the stop incline along big alley norths arrangement. Obey sl

22、ot edge coal seam bottom board driving till well-field north part border , face south backstopp ing from the no rth. The inner stope adopt plate area to retreat styleexploits.Desig n that system such as being ven tilated , being tran sport ing , being draining away water , being suppl ying electrici

23、ty , being mon itori ng to that ore has all done the con crete detailed desig n and optimizati on, safe high-effect childbirth has establish a basis for to being an ores turn to be able to hereafter. The ore mon itors system select ing and using the MDM95 type gas that the gen eral coal study of sci

24、ence yard Chongqing branch institute develops shrinking putting in pump house automatic mon itori ng system, now that hav ing the parameter tak ing the parameter putting in the parameter (the gas shrinks to put in thickness , shrinks to put in negative pressure and the gas scalar , pump stati on equ

25、ipme nt operati on state parameter , environment gas density , supplying water in circle out , supplying electricity to the gas, The gas makes use of system and equipme nt to ope n the fun cti on stopp ing giving an alarm and blackout con trolli ng output whe n state waits for failure happe ned carr

26、y ing out the real time supervisory control function , having pump station equipment running the ano maly , environment gas transfin ite and water supply system. This system but in depe ndence works , also may carry out n etworked operati on with mi ne en vir onmen tal mon itori ng system. By that t

27、he gas tak ing the result kno wledge out in adva nce , the gas shri nking to put in system but the lesse ning coal seam, the gas 50% all above of amounts pours out. Keywords: The gas ;ventilation ;driving ;coal mining method,; shri nk to readjust on eself to a certa in exte nt .、八 、- 刖言 煤炭工业是国民经济中具有

28、战略地位的基础工业，在我国一次能源消费的结构 中,煤炭占 70%之多。近几十年来，我国煤炭工业得到了巨大的发展。矿井设计是综 合利用井田资源，指导合理开采的重要手段，对煤矿的发展有其必要性和特殊性。矿井设计必须依照企业煤炭工业设计规范、煤矿安全规程等国家相关 的政策、法律、法规。严格贯彻执行国家有关方针政策和法规 ，加大矿井建设的力 度，在保证矿井设计规模和安全生产前提下，尽量简化矿井生产环节，减少不必要的行 政福利设施。设计方案要充分体现地方煤矿的特点 ，生产系统要简单、方便、实用， 设备选型要经济、合理、切合实际，最大限度地减低矿井建设的初期投资。注重矿 井的经济效益和社会效益，特别是前期

29、效益，力争通过精心设计和科学管理，把该矿建 设成工程量省、投资少、工期短、见效快、效率高、效益好的企业。 安全生产是党在生产建设上一贯坚定不移的方针，也是社会主义企业管理的一 条基本原则。安全和生产是不可分割的整体，把安全和生产对立起来的看法是不对 的。要进行生产就有安全问题，安全状况状况良好才能保证生产顺利的发展。 为贯彻 以人为本，安全生产”的指导思想，通风安全对矿井设计就显的尤为重要， 自然也就成了本设计的重点。 矿井通风与安全工作的主要任务是，根据党的安全生产方针和有关政策，采取正 确的方法，预防各种自然灾害，将地面的新鲜风流不断的送入井下，改善井下的劳动条 件，消除各种影响矿工身体健

30、康和生产安全的因素，从而保证煤炭生产的不断发展，为 社会主义建设做出贡献。 本设计针对李家庄煤矿的具体情矿对矿井的运输系统，供电系统，排水系统，通风 系统,自然灾害及其安全措施等做了详细的设计。为本矿的安全高效生产提供了重 要的依据。 1 第一章井田地质条件 第一节井田地理 一位置 李家庄煤矿位于山西省大同市西南约 25 km 处，行政区划隶属大同市南郊区管 辖。其中心地理坐标为东径 112 56 2 北纬 36 48 00 图 1-1 李家庄煤矿区域交通图 二地形与水系 矿区位于七峰山南段西侧，被新生界黄土所覆盖,矿区西部基岩地层出露较好，地 势东南部略高，且东部陡峭，几乎成为悬崖。北西部较

31、低，地表多被第四系黄土覆盖。 土梁及冲沟发育切割较浅，地面标高最高 985m,最低 230m 相对高差 755 m。纵观全 井田，其地貌特征为山区类型。 本区无常年性河流。只有在雨季，山上积水形成洪流从山涧流过，平时及干旱季 干涸无水。 Mi W 住歩 I 三气象与地震 本区属温带大陆性半干旱气候，气候干燥，四季分明，冬季干旱，多风沙、少雪，夏 秋雨水较多，雨季多集中在七、八、九三个月。年平均降水量为 586.4 mm,年平均气 温 9 C,一月份最冷，最低气温一 31.3 C，七月份最热,最高气温 39.6 C 左右。霜 冻期仅 170 天左右。冻结天数为年均 88.6 天,最大冻土深度 5

32、4cm。风力最大 7.2 级。 据山西省地震局及大同市城建局资料，本区地震基本烈度为 6自有史记载以 来,强震次数不多，大于 4 级的强烈地震没有发生，而小于 4 级的有感地震发生过数十 次，属相对稳定区。 第二节矿井建设的外部条件 一运输条件 矿区北侧紧靠同煤集团部分矿区，山下周围有铁路与市内其他铁路相通，煤可经 大同火车站外销，另外东部 2km 处还有一条大运路，大运路与京大高速、大运高速、 绕城高速相连。所以，交通十分方便,煤炭外运条件非常好。 二电力与水源条件 矿井第一回路供电电源由大同市南郊区 35 KV 变电站引出的供电线路供给，电 压等级为 10 KV,供电距离约为 2.5 Km

33、,该回路作为主运行。第二回路由大同市矿务 局 35 KV 变电所引出的专用线供给，电压等级为 10 KV,供电距离约为 7.2 Km,该回 路作为备用回路。矿井供电电源可靠，供电有保障。 矿区内无泉和地表水，周边也没有富水河流或大面积水域。但矿区自己打有两 条深水井，会满足矿山生产、生活供水需要。当矿井投入生产后 ，根据用水量需要，永 久水源可取自奥灰岩溶水。井下排水经处理后可作消防、洒水除尘用水水源。 三工业场地占地及建筑材料供应情况本矿井的建设得到市、区两级政府的大力支持，加之工业场地占用的土地均为 荒山、荒坡地，不能进行农作物，故本矿井建设占用土地方便，征用手续费用便宜。 水平延深所需的

34、砖块、白灰、碎石、料石等建材均可就地解决 ；所需钢材、咼 标号水泥、木材等附近也有相关工厂生产出售，可以购置。 此外，大同市具有悠久的煤炭生产历史，从事于煤矿生产的熟练工人较多，矿井生 产所需的劳动力可就地解决。 四综合评述 综上所述，本矿交通运输条件优越，电源、水源十分可靠，且地面筛选及储、装、 运系统完善。可形成 210 万 t/a 的生产能力，矿井建设的外部条件较为优越。故本次 设计水平开拓延深的外部条件已经完全具备。 第三节井田地质 一区域地质 矿区位于七峰山块隆南段西缘，区域地层总体走向近 NE,倾向北西，由东向西依 次出露有奥陶系峰峰组、石炭系本溪组、石炭系上统大同组、二叠系下统山

35、西组、 二叠系下石盒子组、第三系上新统静乐组、第四系更新统离石组及第四系上更新统 离石组等地层。 二矿区地质 矿区大部被新生界地层覆盖，仅西部和东南角出露基岩，出露地层为二叠系上统 上石盒子组 P2S,分布于井田的西部山顶、东南角和山脊，新生界黄土厚度不大，分布 范围较大，主要为第四系中、上更新统。结合专研及领区资料 ，将该区地层由老至新 分述如下： 1奥陶系中统峰峰组（02f为含煤地层基底，该组岩性主要由灰色角砾状泥质灰岩组成，含白云质，含方解石 细脉，区内地表无露头。 b 2. 石炭系中统本溪组（C 2 主要由平行整合于奥陶系之上的灰 一浅灰色含鲕粒铝土质泥岩、浅灰色黄铁 矿、浅灰色细砂岩

36、及鲕状菱铁矿组成。铁矿层厚度及品位不稳定。本组一般厚 3.415.18 m 平均 4.50m。 3. 石炭系上统大同组（C3t 为海陆交相沉积，为本区主要含煤地层之一。主要由连续沉积于本溪组之上的 黑色、灰黑色泥岩、砂质泥岩和浅灰、灰色砂岩、石灰岩及煤层组成 ，一般 86.1496.38 m 平均 91.60 m。本区中、东部地区太原组上部地层已多被剥蚀 ，厚度 不全，根据沉积旋回和岩石组合特征，可划分为三个岩段： （1 一段（C3t1 由砂质泥岩、泥岩及煤层组成，一般厚 9.3512.20 m,平均 10.65 m。自下而上为: 黑色泥岩：含黄铁矿。厚 1.535.50 m,平均 4.02

37、m。 3-2 煤层:厚 3.864.98 m 平均 4.50 m,结构复杂,夹二层夹矸，上部夹矸变化 大，一般 0.321.10 m 下部夹矸变化小，一般 0.220.42 m。 灰黄一灰黑色泥岩或粉砂质泥岩：质较软,顶部为 12 号煤层或炭质泥岩，煤层 一般小于 0.80 m,煤质较差。本层厚度一般 1.902.60 m,平均 2.20 m。 (2 二段(C3t2 由砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及 23 层煤组成，以色深粒细，逆粒序为特征, 一般厚 30.2536.68 m 平均 34.65 m。自下而上为： 灰岩:灰色含生物碎屑泥岩或灰岩，厚 1.01.50 m 平均 1.21 m。 K

38、4 下灰岩，厚 6.6910.10 深灰色泥岩或粉砂质泥岩、细砂岩：呈互层状,局部有 K 4 m,平均 9.89 m,中部和顶部各夹一层薄煤 冲部为 11 号煤层，不稳定不可采，厚 0 0.25 m, K 灰岩:为绿灰色含生物碎屑及燧石团块灰岩，坚硬、性脆、厚 2.993.70 m, 3 平均 3.38 m。 下部为绿灰色泥岩或粉砂质砂岩，上部为灰色泥质灰岩：厚 9.1011.60 m 平 均 10.85 m。中部夹不稳定 10 号薄煤层，煤厚 0.350.50 m。顶部为 9 号煤层，不 稳定 不可米，厚 00.33 m。 K2 灰岩:为深灰色厚层状含生物碎屑灰岩，顶部常为灰色泥质灰岩，含黑

39、色燧条带，厚 8.409.80 m 平均 9.36 m。 t3 (3 三段(C 3 由砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤及灰岩组成 ，厚 41.4449.84 m 一般 47.30 m。自下而上为： 浅灰一灰黄色粉砂岩质泥岩、泥岩：厚 3.845.69 m,平均 5.50 m。 灰岩:灰黑色燧石灰岩或燧石层：厚 0.360.51 m,平均 0.45 m。 K 6 浅灰一灰黄色泥岩夹薄煤层状细砂岩:7.858.05 m,平均 7.98 m 顶部夹不稳 定的 8 号薄煤层厚 00.60 m。 灰岩:为深灰色厚层状生物碎屑泥晶灰岩，含生物碎屑及燧石条带，厚 4.70 K 5 6.90 m,平均 6.

40、00 m。 深灰色泥岩、粉砂质夹细砂岩：含植物化石，厚 8.5510.3 m 平均 9.50 m 顶 部为 7 号薄煤层厚 00.06 m。1 上部灰色薄层细砂岩、 粉砂岩，相变为灰色汾砂质泥岩、 泥岩，下部为粉砂质 岩、泥岩，顶部为 6 号薄煤层,厚 00.26 m。 深灰色泥岩、粉砂质泥岩：含植物化石，中上部夹薄层细砂岩，厚 5.048.39 m, 平均 6.24 m,顶部为 5 号薄煤线厚 00.28 m。 4 号煤:厚 3.005.20 m 平均 4.60 m,俗称黄煤,位于本组下部，亮煤、镜煤为主： 见条带状结构。 灰一黑色泥岩、粉砂质泥岩互层：局部夹细砂岩，一般厚 1.756.20

41、 m 平均 3.60 m。 S 4. 二叠系下统山西组（P 1 为三角洲平原沉积。本组连续沉积于太原组地层之上，主要由灰黑一浅灰色泥 岩、砂质岩、泥质细砂岩、灰白色中、细粒岩及煤层组成。厚约 48.60 m。中、东 部地区大 砂岩与太原组分界。根据岩性特征自下而上可分两个岩性段 ： 部已被剥蚀。底部以 K 7 （1 一段（P S1 由泥质细砂岩、泥岩及煤层组成，厚 23.10 m。自下而上为： 1 砂岩:为浅灰色泥质细砂岩 厚 2.003.20 m 平均 2.60 m。 K 7 浅灰一灰色泥岩，局部夹泥质细砂岩，均厚 10.50 m。 3 号煤:黑色，光亮型亮煤为主，结构简单，厚 5.007.

42、00 m,平均 6.00 m。为全区 稳定可米煤层。 灰黑色泥岩：含植物化石碎片，厚 2.558.10 m 平均 5.20 m。 S2 主要岩性为砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及薄煤层组成。厚 23.5 （2 二段（P 1 m,自下而上为： 灰白色细一中粒岩悄石英砂岩：厚 2.2016.20 m,平均 9.20 m。 灰黑色泥质粉砂岩与粉砂质泥岩：厚 2.5017.30 m 平均 8.10 m。底部含不稳 定的 2 号薄煤层，厚 00.05 m。 深灰色粉砂质泥岩：局部为细砂岩。 厚 1.003.00 m,平均 2.70 m。顶部为 1 号 煤层，厚 00.30 m。 深灰色含炭质泥岩：见植物化

43、石碎片，厚 08.50 m,平均 3.65 m。 X 5. 二叠系下统下石盒子组（P为一套河流相沉积岩系。连续沉积于山西组地层之上 ，出露厚 66.27 m 主要由 灰绿一深灰色细砂岩与灰白色中粒砂岩组成。底部发育一层 1.007.50 m 的中粒岩 屑石英砂岩，风化后成同心圆结构，与山西分界。 6. 第三系上新统静乐组（N j 2 主要由灰色细砂岩组成，还有部分石英砂岩，含铁质薄膜，厚 18.3569.35 m 平均 48.60 m,不整合于基岩之上。 1 7. 第四系中更新统离石组（Q 2 主要为浅红色亚粘土组成，含钙质结核，厚 26.9532.90 m 平均 30.20 m,平行不整 合

44、于静乐组之上。 m 8. 第四系上更新统离石组（Q 3 主要由黄色亚砂土、砖红色粘土、粘土夹灰白色钙质结核层 ，不整合覆盖于各 时代地层之上，厚 0400.00 m,平均 20.0 m。地质钻孔柱状图如图 1-2 所示。 三地质构造 受区域地质构造的控制和影响，矿区内的地层总体走向东部为近东西，西部为北 东，为一套河流相沉积岩系。连续沉积于山西组地层之上 ，出露厚 66.27 m 主要由 煤层倾角为 2026。，本设计的计算中统一按 23计算，矿区内有断层三条，其正断层 延伸均不足 70 m,井下均未见，不再赘述。另外，在矿区东南部井下见三个陷落柱。 除此之外，未发现其它地质构造。综述井田构造

45、属简单类。陷落柱 ：位于矿区东南部, 均为巷道内所见，地面被黄土覆盖，因此未推至地表。陷落柱以 3 号煤层底板为准，推 至13 号煤层,X1 陷落柱位于主井西南，长轴约 30 m,短轴约 20 m;X2 陷落柱位于主井 南侧,长轴约 33 m,短轴约 25m;X3 陷落柱位于见煤点东南，长轴约 115 m,短轴约 95 m 图 1-2 地质钻孔柱状图 四煤层及煤质 本区的含煤地层主要为石炭系上统大同组和二叠系下统山西组，含煤地层总厚 140.20 m 含煤 13 层,煤层总厚 17.70 m,含煤系数 12.6%,可采煤层 3 层，总厚 15.20 m, 含煤系数 10.8%。 磧匸仁伏帕煤盘

46、名称 1 lik師師 h. IMJir. I ik HSn *卜矗 fiin 隗肚哲称 n便 h.債齡 T id.恥 II曲丿日血 I 吗: g h.侏 ；I J J J 7 itlkHmi-lt 27it 工tlm 4.汨如 ibQ 大同组厚 91.60 m,含煤 10 层总厚 11.50 m,含煤系数 12.6%,其中 4 号煤稳定可 采，厚 4.60 m,含煤系数 5.0%;5 号煤层较稳定，局部可采,13 号煤层稳定可采，厚 4.5m, 含煤系数 4.9%,6 号、7 号、8 号为极不稳定不可采煤层。9 号、10 号、11 号、12 号 等煤层为较稳定不可采煤层。 山西组地层总厚为 4

47、8.60 m,共含煤 3 层，煤层总厚度 6.2 m,含煤系数 12.8%,其中 3号煤为稳定可采,平均 6.00 m,含煤系数 12.7%,其他号煤为不稳定不可采煤层。 区内含煤层地层沉积稳定，岩性组合特征及物性规律明显，标志层及煤层特征明 显， 变化规律清晰，为煤层对比提供了可靠的依据。主要标志层有 K 2、K 3 、K 4 、K 5 、K 6 等几层 灰岩及 K 7、K 砂岩。各标志层层间距稳定，煤层对比准确可靠。 1.3#煤层 3#煤层位于二叠系山西组下部，上距 2#煤层底约 20 m,下距大同组砂岩顶约 13 m,煤层顶板为泥岩，上距 K 7 灰岩 3.60 m 左右，底板为灰黑色泥

48、岩或粉砂质泥岩，厚 6.00 m 左右，为区内稳定 可米煤层。 2. 4#煤层 位于大同组上部泥沙岩之上，上距 3#煤层底板约 16.70 m,下距 5#煤层顶板底约 1.22 m（由于 5 号煤层储量太少所以不打算开采，煤层厚度 5.203.00 m,平均厚 4.60 m, 煤层结构简单，不含夹矸，顶板一般为泥岩，厚 3.00 m 左右，局部为细砂岩或粉砂岩，底 板为泥岩或砂岩泥岩，厚约 2.00 m,矿区内除局部地段煤层弱氧化外，基本稳定可采。 3. 13#煤 层 位于大同组下部黑泥沙岩之上，上距 4#煤层底板约 78.70 m,煤层平均厚 4.50 m, 煤层结构简单，不含夹矸，顶板一般

49、为泥岩，厚 3.00 m 左右，局部为细砂岩或粉砂岩，底 板为泥岩或砂岩泥岩，厚约 2.00 m,矿区内除局部地段煤层弱氧化外，基本稳定可采。 对于煤质特征简单描述如下： 1.3#煤层 宏观煤岩特征：为黑色一灰黑色，以亮煤和镜煤为主，金属一玻璃光泽，断口为贝 壳状及阶梯状，内生裂隙发育,条带状结构，层状构造，质较坚硬，多为块状，偶见黄铁矿 2. 4#煤层 宏观煤岩特征：为黑色一灰黑色，半亮一光亮型煤，似金属光泽，条带状结构，粒 状、阶梯状断口为主，贝壳状次之，条痕为灰黑色，裂隙较为发育,常见黄铁矿充填。 3. 13#煤 层 宏观煤岩特征：为黑色一灰黑色，半亮一光亮型煤，似金属光泽，条带状结构，

50、粒 状、阶梯状断口为主，贝壳状次之，条痕为灰黑色，裂隙较为发育,常见黄铁矿充填。 其中 3#、4#煤层间距较近，13#煤层暂时不做研究。煤质见表 1-1 表 1-1 煤质分析表 煤层编号煤层编号 煤样煤样 工业分析工业分析 全硫（瞥） St.d 各硫各硫 00 Mad Ad Vdaf Ss, d Sp. d 1# 原煤原煤 玉玉 37 18.38 13.12 2. 98 (k 014 0.69 精煤精煤 L24 6* 01 4. 76 3# 原煤原煤 2. 44 11.51 & 09 2. 46 0. 0096 0.88 精煤精煤 0. 60 9.50 二二 60 五瓦斯、煤尘及煤的自

51、燃 1. 瓦斯 本区钻孔中煤芯煤样几乎测不到瓦斯，可据邻近矿井瓦斯监测，3 号瓦斯含量较 高， 为主。区内及邻区 4 号煤层中瓦斯含量非常高，为煤与瓦斯突出煤层。瓦斯成 分以 CO 目前未发生过瓦斯涌出式爆炸事故，综合分析本区应属高瓦斯矿区。瓦斯相对 涌出量：3#煤层 9.0 m3/t,4#煤层 10.4 m3/t。 2. 煤层及煤的自燃 经煤质检验报告，根据邻矿煤层点燃试验资料，3 号煤层为不易自燃煤层,4 号煤 层为不自燃煤层。 3. 地温和地压 本井田地温、地压为常温常压区。 4. 煤层顶底板岩性特征 据李家庄煤矿研究调查资料，煤层顶底板岩石物理力学试验样试验结果评述如 下: 4#煤层顶

52、板为黑泥岩，一般不易冒落，厚 5.20m,放顶困难。底板为泥岩或铝土泥 岩，属稳定性较差的岩层。 3#煤层顶底板岩性为： (1 伪顶:为黑色薄层状泥岩，厚 00.3 m,水平层理发育，含大量完整植物化石，质软, 易随煤层开采冒落。 (2 直接顶:常为一层 2 m 左右厚的深灰色细粒砂岩。质坚硬，一般不随煤层开采 冒落。但直接顶节理较发育，开采时要加强管理，严防冒顶事故。 (3 老顶:为 K 砂岩,灰白色、中厚层状中、细粒砂岩，钙质胶结，分选性好，含泥岩 包体,斜层理，层面上具丰富的黑色岩屑及煤屑，裂隙不发育，厚 4.1817.47 m 一般 8 m 左右。 (4 底板:为灰黑色砂质泥岩和砂岩互

53、层，含植物根茎化石及煤屑，一般不易底鼓， 厚 2m 左右。 第四节井田水文地质特征 一区域水文地质概况 李家庄煤矿地区为隐伏岩溶区，位于口泉域岩溶地下水系统的中部补给径流 区。整个口泉域面积约 2122 km2。 岩溶水盆地的形态与边界明显地受构造控制，受晋北西山字型构造控制，南部地 层走向东西，倾向 北西,西南部地层转向北西走向，倾向东北，形成向北敞开的簸萁形汇 水构造。总的来说，岩溶水盆地的南边界为地层隔水边界；西边界为地形一一地下分 水岭;东边界中段为断层隔水边界，南段为地形一一地下分水岭，北段高平以西有部分 地下水侧向补给，北边界为奥灰深埋区，为相对隔水边界。 岩溶水盆地中的地下水受边

54、界及水动力条件控制 ，地下水由东西两侧及北部向 中部沁河河谷汇集，然后向南运动，受到泉域南部隔水边界阻挡，形成地下蕹水面出露 地表，逐层排泄，其中出露于中奥陶统可溶岩中的泉水流量占整个排泄带流量的 90%, 构成区域岩溶水排泄带。 口泉岩溶水盆地为多层含水系统，上部为中奥陶统灰岩含水层，下部为中寒武统 灰岩含水层。中南部沁河两侧灰岩裸露分布区是岩溶水盆地地下水补给区 ，北部砂 岩分布 区地表径流呈线状渗漏补给岩溶地下水，另外沁河干流作为外来水源对区内地 下水补给也有重要意义。 煤系地层主要分布于区域北部，砂岩及薄层灰岩含水层组由于埋葳深，裂隙不甚 发育，况且地形山高坡陡，沟谷发育,浅层裂隙水多

55、以地表径流或在地形低洼处以泉水 出露并汇入地表径流，属富水性弱含水层组。 松散岩类孔隙含水层组由砂、砾石层组成，主要沿沁河、长河河谷地带及其支 流地段分布，由于接受河水渗漏补给，富水性较强，而远离河谷地带的隐伏岩溶区，孔隙 含水层组属富水性弱含水层组。2 二矿井充水条件 李家庄煤矿位于口泉域岩溶地下水系统的东北部，为浅埋藏型隐伏岩溶区，矿区 外东北部有中奥陶统灰岩小面积出露，接受降水入渗补给。矿区内施工 813 号水文 地质孔，对山西组砂岩及大同组灰岩进行了抽水试验。现结合 813 号水文地质孔及 大阳井田水文地质资料论述矿区水文地质条件。 1. 含水层 (1 中奥陶统碳酸盐岩含水层组 据区域

56、水文地质资料，峰峰组灰岩含水层岩溶裂隙较发育，但富水性较差，上、下 刘家沟组灰岩含水层是主要富水含水层，据大阳井田水文地质资料推测本区奥灰水 位埋深约 300 m,水位标高约 66 0 m,为H?S-C?M 型水,由于奥灰岩溶水水位埋藏深 开采奥灰岩溶水很困难。 (2 大同组层间薄层灰岩裂隙岩溶含水层组 该含水层主要由 K 2、 K 3 、K 4 、K 5 灰岩组成,K 灰岩是直接充水含水层,K 2 灰岩厚度约 9 m,据相邻孔抽水试验资料，大同组灰岩水位标高 782.10 m 钻孔单位涌水量 0.00044 L/s?m 渗透系数 0.000310.003 m/d 属富水性弱含水层组。 (3

57、碎屑岩类砂岩裂隙含水层组 该含水层组主要由基岩风化壳、K 8、K 9 砂岩及 4 号煤层顶板砂岩组成，K8 砂岩是主 要充水含水层，据813号钻孔抽水试验资料，该含水层组裂隙水水位标高838.76 m,单位涌水量0.00042 L/s?m 渗透系数 0.0051 m/d,属富水性弱含水层组。 (4 第四系松散岩类砂砾石孔隙含水层组 松散岩类孔隙水主要分布于河沟谷地带，主要含水介质为砂砾石层，地下水受降 水季节影响较大，可就近开采孔隙水解决部分用水需求。 2.隔水层 (112 号煤以下及本溪组隔水层组 主要由铝土泥岩、泥岩及砂质泥岩组成，地层厚约 15 m,其中铝质泥岩厚 4 m 左 右，构造裂

58、隙不发育，隔水性能良好，构成奥灰含水层的直接隔水顶板。 (2各标志层(砂岩及灰岩沉积厚度稳定，其间沉积的泥岩、砂质泥岩也稳定，构造 裂隙不发育，钻进中冲洗液消耗量小，构成各含水层良好的隔水层组。 三井田水文地质类型及充水因素分析 综上所述，井田各含水层富水性弱，接受补给条件差，其间又有良好的隔水层阻隔 在无导水构造沟通的情况下，各含水层间一般无水力联系，总体上井田水文地质条件 简单。 4#煤层的直接充水含水层砂岩和 3#煤层顶板细粒砂岩,砂岩构造裂隙较发育，但 砂岩富水性弱，且地表径流条件好，接受补给条件有限，奥灰岩溶水水位标高低于 4#煤 层底板标高，一般无水害威胁,矿井涌水受季节变化明显，

59、在雨季要注意回填地面塌陷， 减少降水和河水涌入矿井造成水害威胁。 四矿井涌水量预计 本井田水文地质条件简单，通过比拟法计算矿井生产能力为 210 万 t/a 时予计正 常涌水量为 300 m3/d,最大涌水量为 600 m3/d。 第二章井田开拓 第一节井田境界及可采储量 一井田境界 李家庄煤矿位于大同市西南南郊区境内，根据山西省国土资源厅 2003 年 8 月 29 日晋矿采划字2003130 号划定矿区范围批复及 2004 年 12 月颁发的 1400000421584 号采矿许可证，李家庄煤矿3#、4#煤层井田范围由以下 6 点坐标连 线确定。 表 2-1 井田拐点坐标4 1 幫标権 边

60、界扔点号 X (tlido 26*帝 1 3954607 3340SS n 乙 3953737 33108822 3 3953778 38107500 1 3953K0 38407506 5 3953965 38107006 6 3954663 33407027 20 1 395570 19680523 2 3955100 19680323 3 3955100 1679000 4 3955272 19679000 5 3955272 1967S500 6 3955$70 19678500 一个小村落，扣除 0.25 km2 实际井田可开采面积 9.85 km2。 二矿井设计储量 1. 矿井工业储量计算