河西煤矿旺岭矿煤矿初步设计说明

1、 . PAGE214 / NUMPAGES214第一章井田概况与地质特征第一节井田自然概况一、位置与交通灵石县河西煤矿旺岭矿位于灵石县英武乡小和平村，行政区划属英武乡管辖。地理座标为东经1113742-1113904，北纬365452- 365652。该矿东南距灵石县城14km，距英武乡3km。英（武）夏（门）乡镇公路从井田东部1km处通过，通过该公路可直达大运路，往南距南同蒲铁路两渡车站12km，其间均有简易公路相通，交通运输条件较为便利。附：交通位置图1-1-1。二、地形地貌矿区地处吕梁麓和太岳麓间，为低山丘陵区，地表经长期风化剥蚀，沟谷纵横，丘陵连绵，沟谷与其两侧基岩裸露，梁垣坡地多黄土

2、覆盖，纵观全井田其地势北高南低，西高东低，海拔多在950-1030m间，3条东南向平行排列的大沟切穿全井田，其间为东南向发育的梁垣坡地。其最高点位于井田西南部的马余圪垴，海拔1041.2m，最低处位于东南部的小河河床，海拔830.0m，最大相对高差211.2m。三、河流井田东南部发育一条小河，自北东向西南由井田边界处穿过，为季节性河流，平常水量甚微，旱季干涸，雨季各沟谷中的水均汇入该河，向南流入交口河，最终注入汾河。四、气象与地震1、气象本区属温带大陆性气候，据灵石1974年以来的气象统计资料，年最大降水量648.8mm，最小降水量273.5mm，年最大蒸发量2124.9mm，最小蒸发量157

3、7.4mm，年平均气温9.9-11.6，平均最高气温18.2，最低气温3.1，历年最高气温36.538.2，极端最低气温-14.9-20.3，年无霜期131202d，冻结期从当年10月至翌年3月，最大冻土深度0.93m。2、地震按省地震局颁布的地震基本烈度区划，该区域属7度区。第二节资源整合前各矿井现状根据灵石县煤炭资源整合和有偿使用工作方案，省灵石河西煤矿旺岭矿整合河西煤矿旺岭附属井和夏门镇黑油沟煤矿，整合后名称为省灵石河西煤矿旺岭矿。矿井整合后井田面积为6.552km2，开采煤层2、4、9、10、11#，整合后矿井设计生产能力为300kta。资源整合前各矿井生产建设与开采方式、主要装备和能

4、力如下：1、省灵石河西煤矿旺岭矿省灵石河西煤矿旺岭矿始建于1989年7月，第67号采矿许可证批准开采2、4、9、10、11#煤层，设计能力6万吨年，批准井田面积6.5511km2。为低瓦斯矿井。（1）、矿井原先采用三立井一斜井开拓，开采2、4#煤层，相应井筒特征如下：主立井：位于井田中西部，垂深147m，净直径2.2m，混凝土支护，净断面积3.8m2，采用1t轻型箕斗单钩箕斗提升；主要担负矿井主提升任务，兼作进风井。副斜井：位于井田中西部，斜长400m，倾角22，半园拱粗料石砌碹支护，净宽2m，净断面积3.57m2,装备JT-1.2型单滚筒绞车，电机功率45KW，主要担负矿井辅助提升任务，兼作

5、进风井与安全出口。回风立井：位于井田东南部，垂深120m，净直径2.0m，混凝土支护，净断面积3.14m2；井口安设30Kw BK54-6-11型风机，担负矿井回风任务。行人立井：位于井田东南部，垂深120m，净直径2.0m，混凝土支护，净断面积3.14m2；设梯子间，作为矿井安全出口。由于井田2、4#煤层赋存不稳定，矿井井下采用树枝状仓房式开采，调度绞车牵引平车运输。（2）、由于井田地质资料匮乏，煤层不稳定，未形成规模生产，加之2、4#煤层资源已枯竭，矿井于2004年在井田西北部新开一对斜井，在井田中部新打一立井，准备开采9、10、11#煤层，目前三井筒已形成，井筒位置与特征如下：主斜井：倾

6、角23.5，斜长550m，井口坐标X=4089972、Y=19556711、Z=945，井筒采用半园拱粗料石砌碹支护，净宽3.8m，净高3.5m，净断面积11.75m2。副斜井：倾角23.5，斜长555m，井口坐标X=4090094、Y=19556683、Z=945，井筒采用半园拱粗料石砌碹支护，净宽3.8m，净高3.5m，净断面积11.75m2。回风立井：垂深200m，净直径4.5m，混凝土支护，净断面积15.9m2。井口坐标X=4089210、Y=19557065、Z=910。2、河西煤矿旺岭附属始建于1989年7月，与省灵石河西煤矿旺岭矿同用一个采矿证，位于井田西南部，煤炭生产许可证批准

7、开采2、4#煤层，井田面积0.35km2，生产能力3万吨/年；采用一斜一立井开拓，主斜井担负矿井混合提升任务，副立井担负回风任务。主斜井:斜长400m，倾角22，半园拱粗料石砌碹支护，净宽2m，净断面积3.57m2,装备JTD-800型单滚筒绞车，电机功率30KW，担负矿井混合提升、进风任务，兼作安全出口。副立井：垂深125m，净直径2.0m，混凝土支护，净断面积3.14m2；井口安设30Kw BK54-6-11型风机，担负矿井回风任务。由于井田2、4#煤层不稳定，资源枯竭，矿井已于2004年底停止生产。3、夏门镇黑油沟煤矿始建于1985年，09号采矿许可证批准开采2、4#煤层，井田面积0.2

8、589km2,生产能力3万吨，采用两斜一立井开拓，主立井担负矿井主提升、进风任务，副斜井担负矿井辅助提升任务，回风斜井担负回风任务。主立井：井口坐标X=4087500、Y=19556425、H=920，垂深168m，净直径2.2m，净断面积3.8m2；采用1t轻型箕斗单钩箕斗提升。副斜井：井口坐标X=4087194、Y=19556740、H=935，倾角25，斜长340m，采用粗料石半圆拱砌碹，净宽2m，净高2m，净断面3.57m2；井筒铺设15kg/m钢轨，采用30Kw JTD-800单滚筒绞车担负矿井辅助提升任务。回风斜井：井口坐标X=4087337、Y=19556693、H=920，倾角

9、25，斜长340m，采用粗料石半圆拱砌碹，净宽2m，净高2m，净断面3.57m2；井口安设30Kw BK54-6-11型风机，担负矿井回风任务。矿井井下采用短壁式采煤，人工拉平车运输；中央边界式通风，主要巷道采用梯形木棚支护，准备巷道采用戴帽点柱支护，矿井实际排水量50m3/d，瓦斯等级为低瓦斯。第二章 资源整合的条件第一节 资源整合的条件一、井田地质勘探程度与地质报告批准文号1、井田地质勘探程度：矿井位于霍西煤田汾孝矿区，矿井地质勘查报告是在对现有实际矿井地质资料与以往勘探资料进行充分调查、收集、分析、研究整理后由省晋中市煤田地质勘探队根据相关资料编制的，井田地质勘探程度较低。2、矿井地质勘

10、查报告由晋中市安全生产监督管理局、晋中市煤炭工业局市安监行200664号批复。二、地质构造（一）、地层本井田位于霍西煤田汾孝矿区，井田地层由老到新依次为：奥系中统峰峰组、石炭系中统组、上统组、二叠系下统组、上下石盒子组与第四系。井田多黄土覆盖，沟谷见有上下石盒子组出露，现依据钻孔揭露和地质填图并结合区域资料自下而上分述如下：1、中奥统峰峰组(O2f)埋藏于井田深部，为煤系之基底，岩性以深灰色、厚层状海相石灰岩、角砾状灰岩为主，夹泥灰岩和白云质灰岩，坚硬性脆，顶部常因铁质浸染呈淡红色，区域厚度大于100m。2、中石炭统组(C2b)平行不整合于下伏奥系灰岩侵蚀面之上，为一套海陆交互相碎屑岩沉积建造

11、，底部为褐红色式铁矿，多呈鸡窝状分布，铁矿层之上为浅灰色G层铝土泥岩、黑色泥岩、砂质泥岩与薄层细砂岩，本组厚度6m。3、上石炭统组(C3t)连续沉积于下伏组之上，为一套海陆交互相含煤建造，井田主要含煤地层，由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色中细砂岩和3层石灰岩与1112层煤组成，底部以一层灰白色硅质胶结的石英细砂岩（K1）与组分界，本组厚度85.5394.68m，平均88.61m。4、下二叠统组(P1s)与下伏组连续沉积，为一套陆相碎屑岩含煤建造，井田次要含煤地层，由灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩和灰白色砂岩与34层煤组成，底部以一层灰色长石石英杂砂岩（K7）与下伏组分界。本组厚度54.3563.32m，

12、平均59.43m。5、下二叠统下石盒子组(P1x)井田沟谷有出露，连续沉积于下伏组之上，由灰绿、黄绿色砂岩，间夹灰、黄绿，局部为紫红色的泥岩、砂质泥岩与铝质泥岩组成，该组厚度89.5598.20m，平均93.88m，本组以K9中粗粒石英硬砂岩为界可分为上下两段，分述如下：、下段(P1x1)厚54.88m。下部为黄绿色厚层状中粗粒石英硬砂岩与绿色砂质泥岩、泥岩，含大量锰质结核；上部为黄色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩与泥岩。、上段(P1x2)厚39m，下部为黄绿、灰绿色中粗粒石英硬砂岩、细砂岩与泥岩；上部为杏黄色、黄绿色砂岩、砂质泥岩与泥岩，其顶部为紫色、灰色相杂的厚层状含铁质鲕粒的铝土泥岩（桃花泥岩

13、），可作为划分上下石盒子组的辅助标志。6、上二叠统上石盒子组(P2s)连续沉积于下伏下石盒子组之上，井田有出露，由黄绿色砂岩间灰色、紫红色泥岩、砂质泥岩与铝质泥岩组成。井田沉积不全，最大沉积厚度100m左右。7、第四系中上更新统(Q2+3)主要由黄色砂土、亚砂土与粘土组成，底部常含钙质结核，柱状节理发育，地表冲沟附近常呈直立陡崖并形成土柱地貌。厚0120m。与下伏地层呈角度不整合接触。8、第四系全新统（Q4）分布于较大沟谷中，由亚砂土与砂砾石组成，分选不好，厚05m，与下伏地层呈角度不整合接触。（二）、地质构造本区属吕梁太行断块之孝义双池复向斜的南段东翼，区域构造总体呈一轴向北东、向北倾伏的向

14、斜，断层不甚发育，落差较大的仅见有汾河正断层。井田总体构造由一宽缓的背斜和一宽缓的向斜构成，二者平行排列，两翼基本对称，轴向北东，向北东倾伏，西北仰起，地层倾角不大，为23，井田断裂构造不发育，仅在其东南部发现1条正断层。总的看来，井田构造尚属简单，为一类。表2-1-1 井田断层一览表断层名称性质走向倾向倾角（）落差（m）F1正断层NE20SE11070820三、煤层、煤质、含煤地层井田含煤地层为上石炭统组（C3t）和下二叠统组（P1s），分述如下：1、组（C3t）为井田主要含煤地层，岩性主要由灰黑黑色泥岩、砂质泥岩、灰灰白色砂岩和深灰色石灰岩与煤组成。共含煤11层，自上而下编号为4、4下、5

15、、7上、7下、8上、8下、9、10、11、12，其中4、9、10、11、12为可采煤层，其余为不可采煤层，发育灰岩3层，自下而上分别为K2、K3、K4，是良好的标志层，本组厚85.5394.68m，平均88.61m，据岩性、岩相与化石组合可分为三段：、下段（K1底K2底）由K1砂岩至K2灰岩底，厚度一般25.5m左右。底部K1砂岩为灰、灰白色厚层状中细粒石英砂岩，硅质胶结致密坚硬，局部相变为砂质泥岩，含黄铁矿结核，厚度2.14m。其上为一套灰黑色砂质泥岩、泥岩组成的碎屑岩段。含9、10、11与12煤层。本段为三角洲前缘到分流间湾沉积，水动力条件较弱，泥炭沼泽发育，沉积了上述煤层。、中段（K2底

16、K4顶）由K2灰岩底至K4灰岩顶，厚度34.0m左右。主要由3层深灰色石灰岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩与薄层砂岩组成，含7、8上、8下三层煤。K2灰岩厚度6.50-7.80m，平均6.89m。为深灰色厚层生物碎屑灰岩，局部下部夹薄层泥岩K3灰岩厚度5.25-5.95m，平均5.61m。为深灰色厚层状生物碎屑灰岩。K4灰岩厚度3.45-4.80m，平均3.83m。为深灰色厚层含生物碎屑灰岩，燧石呈条带状与结核分布，局部顶部含泥质。本段海水动荡频繁，有三次大规模的海侵，为碳酸盐台地，局部为三角洲前缘砂坝沉积环境，形成了上述三层石灰岩以与间夹的碎屑岩，覆水条件较好，泥炭沼泽较为发育，形成了7上、7下、8

17、上、8下4层煤。本段产动物化石。、上段（K4顶K7底）由K4灰岩顶至K7砂岩底，厚度一般29m左右，主要由灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩与灰色砂岩组成，含4、4下、5煤层。本段为三角洲前缘分流间湾以泥质岩为主的沉积，泥炭沼泽较为稳定，形成了4、4下、5煤层，局部有海水侵入，形成了局部泻湖沉积物，含动物化石与菱铁矿结核。2、组（P1s）井田次要含煤地层。主要为灰色深灰色泥岩、砂质泥岩沉积，夹有中细粒砂岩与煤层。底部K7砂岩为灰白色中细粒砂岩或相变为砂质泥岩，厚2.404.60m，平均3.42m；砂岩成分以石英为主，含云母碎岩屑，底部较粗，常含硅质、泥质砾石。本组为三角洲平原沉积，本组厚度54.3563

18、.32m，平均59.43m。由于分流河道作用形成了K7砂体，之后泥岩沼泽广泛发育，沉积了1、2、3、3下煤层，均为不可采煤层。本组产动物化石。井田含煤地层有石炭系中统组、上统组；二叠系下统组、下石盒子组。其主要含煤地层为组和组。、含煤性井田含煤地层为组和组，不同的聚煤环境形成了不同的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的差异性。组为一套海陆交互相含煤地层，含海相灰岩3层，含煤11层，编号自上而下为4、4下、5、7上、7下、8上、8下、9、10、11与12煤层，其中9、10与11煤层为井田稳定发育的全部可采煤层，地层平均总厚88.61m，煤层平均总厚12.87%，含煤系数14.30%，可采煤层

19、平均总厚10.27m，可采含煤系数11.59%，下部含煤性好，上部含煤性稍差，整个含煤地层含煤性较好。组为陆相含煤地层，共含煤层4层，编号自上而下为1、2、3、3下煤层，均为不可采煤层，地层平均总厚59.43m，煤层平均总厚1.30m，含煤系数2.19%，整个含煤地层含煤性差。井田组、组煤层平均总厚14.17m，含煤系数0.96%，可采煤层平均总厚10.27m，可采含煤系数0.69%，整个含煤地层含煤性中等。、可采煤层井田可采煤层为组的4、9、10、11与12煤层，分述如下：1、4煤层位于组顶部，K7砂岩为其直接顶板，有时相变为泥岩，煤厚01.40m，平均0.76m，结构简单，不含夹矸，为井田

20、局部发育，局部可采之不稳定煤层，属三型，可采区位于井田北东部，呈东厚往北、西、南变薄之趋势，其底板为泥岩、砂质泥岩。2、9煤层位于组下部，K2灰岩为其直接顶板，煤厚1.301.60m，平均1.42m，结构简单，不含夹矸，为井田全部发育，全部可采之稳定煤层，属一型，其底板为泥岩、砂质泥岩，向斜轴部相变为粉细砂岩。3、10、11煤层位于组下部，上距9煤层6m左右，10与11煤层井田大部地段合并为一层煤，中北部分叉为两层，其间泥岩厚度0.851.60m，当二者合并后多含13层夹矸，结构简单较简单，而当二者分叉后，其上部10煤层作为独立煤层，煤厚1.501.70m，平均1.60m，不含夹矸，结构简单，

21、下部11煤层厚4.507.47m，平均6.04m，含02层夹矸，从而也成为简单结构煤层，总的看来10、11煤层井田全部发育，全部可采，为稳定煤层，属一型。其顶板为泥岩，底板为炭质泥岩、泥岩。详见可采煤层特征表表212表212可采煤层特征表含煤地层煤层煤层厚度（m）煤层间距（m）煤层结构稳定程度型别最小最大平均最小最大平均矸石层数类别太原组(C3t)40-1.400.76(5)61.95-66.2064.42(3)0简单不稳定三型91.30-1.601.42(5)0简单稳定一型5.10-6.005.46(5)101.50-1.701.60(2)0简单稳定一型0-1.600.67(5)114.50

22、-7.476.04(5)0-3简单较简单稳定一型、煤质1、宏观煤岩特征根据钻孔采取的煤芯煤样的肉眼鉴定，区各可采煤层均为黑色、玻璃沥青光泽，粒状为主，粉末状次之，4煤层视密度为1.47m3/t，9煤层视密度为1.56m3/t，10与11煤层视密度为1.47m3/t和1.56m3/t，12煤层视密度为1.59m3/t。各煤层简述如下、4煤层黑色、半光亮型，煤岩组分以亮煤居多，暗煤次之，夹少量镜煤细条带，粉末状，沥青光泽，生裂隙发育，易碎。、9煤层黑色、半光亮型为主，少量光亮型，以亮煤为主，玻璃光泽，粉粒状为主，少量柱状，生裂隙发育，性脆易碎。、10、11煤层黑色、半光亮光亮型，亮煤为主，暗煤少量

23、，粒状、粉末状，玻璃光泽，生裂隙发育，硬度小。2、化学性质、工艺性能和煤类现根据煤质化验结果，将各可采煤层的化学性质综述如下：、4煤层水份（Mad）：原煤0.591.19%，平均0.85%；浮煤0.480.88%，平均0.68%。灰分（Ad）：原煤14.9030.06%，平均22.48%，为低中灰中高灰煤；浮煤5.629.12%，平均7.37%。挥发分（Vdaf）：原煤27.4534.16%，平均30.81%；浮煤24.7431.37%，平均28.06%。全硫（St.d）：原煤1.622.71%，平均2.17%，为中硫分中高硫煤；浮煤0.821.65%，平均1.24%。磷（Pd）：原煤0.02

24、8%，为低磷分。发热量（Qgr.d）：原煤21.6430.28MJ/kg，平均25.96 MJ/kg，为中高热值特高热值煤；浮煤31.3132.78 MJ/kg。、9煤层水份（Mad）：原煤0.881.32%，平均1.03%；浮煤0.380.77%，平均0.61%。灰分（Ad）：原煤18.7738.16%，平均26.53%，为低中灰中高灰煤；浮煤4.856.62%，平均5.83%。挥发分（Vdaf）：原煤27.5033.00%，平均29.58%；浮煤22.2128.85%，平均25.92%。全硫（St.d）：原煤1.622.71%，平均2.17%，为中硫分中高硫煤；浮煤0.821.65%，平均

25、1.24%。磷（Pd）：原煤0.010%，为特低磷分。发热量（Qgr.d）：原煤21.6430.28MJ/kg，平均25.96 MJ/kg，为中高热值特高热值煤；浮煤31.3132.78 MJ/kg。、10煤层水份（Mad）：原煤0.971.05%，平均1.01%；浮煤0.540.60%，平均0.57%。灰分（Ad）：原煤14.3130.35%，平均22.32%，为低灰中灰煤；浮煤4.895.38%，平均5.14%。挥发分（Vdaf）：原煤30.4233.36%，平均31.89%；浮煤27.9728.88%，平均28.43%。全硫（St.d）：原煤2.04%，为中高硫煤；浮煤1.712.37%

26、，平均2.04%。磷（Pd）：原煤0.038%，为低磷分。发热量（Qgr.d）：原煤23.7830.75MJ/kg，平均27.27 MJ/kg，为中高热值特高热值煤；浮煤31.3132.78 MJ/kg。、11煤层水份（Mad）：原煤0.531.57%，平均1.02%；浮煤0.610.76%，平均0.69%。灰分（Ad）：原煤17.7037.13%，平均26.55%，为中灰中高灰煤；浮煤5.909.40%，平均7.57%。挥发分（Vdaf）：原煤30.8633.88%，平均31.94%；浮煤26.5129.50%，平均29.50%。全硫（St.d）：原煤2.253.50%，平均3.00%，为中

27、高硫高硫煤；浮煤1.551.97%，平均1.73%。磷（Pd）：原煤0.032%，低磷。发热量（Qgr.d）：原煤22.0328.08MJ/kg，平均23.71 MJ/kg，为中热值中高热值煤；浮煤32.3333.96 MJ/kg，平均32.90 MJ/kg。四、瓦斯、煤尘、煤的自燃发火性与地温、地压1、瓦斯据省煤炭工业管理局晋煤安发2005986号文件关于晋中市煤矿矿井2005年395对煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果的批复：灵石县河西煤矿XX公司旺岭煤矿瓦斯绝对涌出量为4.44m3/min,相对涌出量为0.74m3/t；二氧化碳绝对涌出量为5.04m3/min,相对涌出量为0.84m3/t，为低瓦

28、斯矿井。由于井田其它矿井生产不正常，近期未作瓦斯等级鉴定，本设计以灵石县河西煤矿XX公司旺岭煤矿瓦斯鉴定资料作为依据。实际生产中要补充对各煤层的瓦斯鉴定资料，核实矿井通风能力，严格执行以风定产的要求。2、煤尘爆炸性与煤的自燃倾向性据省煤炭工业管理局综合测试中心提供测试结果，矿井所采9、10、11煤层煤尘有爆炸性。据省煤炭工业管理局综合测试中心提供测试结果，9、10煤层自燃等级为级，11煤层自燃等级为-级，有自燃倾向性。上述鉴定资料为矿井钻孔资料，在实际生产中要补充9、10、11#煤层的煤尘爆炸性与煤的自燃倾向性鉴定资料，并采取相应措施。3、地温、地压据地质报告提供：该矿地温、地压属正常区，且该

29、矿在生产中也未发现地温、地压异常。五、水文地质（一）、区域水文地质概况井田位于吕梁山与太岳山之间，区域水文地质单位属郭庄泉域的迳流区。郭庄泉域北部和西部以吕梁山背斜轴太古界片麻岩为其天然边界，东以汾阳义棠断层与霍山断裂为界，南止下团柏断层。南北长约110km，东西宽约57km，泉域面积6300km2，属向斜储水构造。泉域的底部、西部和北部出露的寒武、奥系石灰岩直接接受大气降水和河床渗漏补给，地下水由东北与西北向南运动在汾河断层西南段汇合，受团柏背斜和下团柏断层的阻隔，在霍县东湾村至下团柏断层间出露，泉口标高578.2521.88m，据19781987年间实测资料最大流量6.92m3/s。区域河

30、流为汾河河系交口河流域，交口河发源于孝义西辛一带，为一季节性河流。(二)、矿井充水条件1、地表水井田冲沟发育，较大沟谷多呈东南向，平时干涸无水，雨季为排洪通道，此外，井田东部发育1条小河，属季节性河流，平常水量甚微，旱季干涸，丰雨季节河水暴涨，河水向南流出本井田，进而注入交口河，最终汇入汾河。2、井田主要含水层、中奥统石灰岩含水层井田无出露，埋藏深度100m以下，岩性为灰色厚层状石灰岩，小溶洞、裂隙发育，据1991年夏门井田勘探资料，峰峰组灰岩岩溶不发育，裂隙均为方解石充填，富水性差，而上马家沟组中上部岩溶发育，据夏门井田徐家庄水井抽水试验资料，降深7.30m时，出水量37m3/h，水位标高5

31、58.39m。据1958年148队在本区尤家山精查区124号水文孔资料，电测单位吸水量为0.000022l/s.m，奥灰水位标高610m，另据144队在本区两渡区勘探时的抽水资料，奥灰水位涌水量0.0048L/s.m，渗透系数0.0830.229m/d，而其施工的198号孔水位标高620m，单位涌水量0.0056L/s.m，水质为HCO3SO4Ca，Mg型，PH值7.9。、上石炭统组石灰岩岩溶裂隙含水层主要为组三层灰岩即K2、K3和K4石灰岩，单层平均厚度分别为6.89m、5.61m和3.83m，局部裂隙溶洞发育，尤其应注意K3灰岩裂隙发育，施工的5个钻孔，有2个（ZK2，ZK3）钻进至该层位

32、时钻孔冲洗液严重漏失，孔不返水，消耗24m3/h，含水性较强。据尤家山124号孔对K2石灰岩抽水资料，其水位标高747.36m，单位涌水量0.0074L/s.m，渗透系数0.1455m/d，据124号水文孔对K3、K4混合水位标高800.36m，单位涌水量0.000412L/s.m，渗透系数0.00417m/d。据144队两渡区地质报告，K3、K4灰岩单位涌水量0.0723m/d，水质为HCO3,Cl-Na,Ca型，PH值为7.8，总的来说，K2、K4灰岩含水性不大，K3局部裂隙岩溶发育，含水性较大。、二迭系砂岩裂隙含水层二迭系与上下石盒子组含有数层厚度不等的中粗粒砂岩，砂岩局部裂隙发育，具有

33、一定含水性，并具承压性，钻孔冲洗液消耗量0.010.61m3/h，根据尤家山区124号水文孔对组和石盒子组段进行混合抽水试验，水位标高801.54m，单位涌水量0.027L/s.m，渗透系数0.0465m/d，含水性较弱。水质类型为HCO3，Cl-Ca,Mg型，PH值为7.67.9。、基岩风化裂隙含水层受基岩岩性和地形地貌影响，含水性随风化裂隙的发育程度而异，该含水层可接受大气降水，地表水与松散含水层的补给，含水丰富，但含水差异可能较大。、第四系松散含水层主要为第四系砂砾孔隙含水层，据144队在区域家山勘探资料，单位涌水量7.7827.00m3/d，渗透系数0.39551.177m/d，水质为

34、HCO3，SO4Ca，Mg型，PH值7.57.7，含水性较弱。3、隔水层井田隔水层主要为石炭统组底部砂质泥岩和组泥岩隔水层组，岩性由铝土泥岩、砂质泥岩组成，总厚度达18m，致密、细腻，为井田与区域良好的隔水层。此外，相间于各灰岩、砂岩含水层之间的厚度不等的泥岩、砂质泥岩，亦可起到层间隔水作用。4、地下水的补给、径流、排泄条件本井田位于郭庄泉域中部，属区域岩溶水迳流区，奥系灰岩区域上主要接受大气降水补给，井田侧向补给，侧向迳流于郭庄泉域补泄，地下水总体流向由北向南，石炭系上统组岩溶裂隙含水层侧向补给、侧同迳流、排泄，部分则由矿坑水排泄。二叠系砂岩裂隙水在区出露，接受大气降水补给，一部分由岩层面裂

35、隙顺层迳流，向南排出区外，加入区域裂隙水循环。一部分在基岩出露区以下降泉形式排泄于井田沟谷中。5、构造对水文地质条件的影响井田主要由宽缓的背斜和一宽缓的向斜构成，背斜上部性裂隙发育，可贮存一定的水，往下则裂隙发育减弱，含水性也随之减小，但向斜构造具备贮水条件，地下水由北、西、南汇入向斜中心，向东排泄。此外，井田东南部发育1条正断层，理论上讲正断层具导水性，开采时也应引起注意。6、矿井涌水量与预算本矿批准开采2、4、9、10、11#煤层，设计开采9、10、11#煤层，本次改扩建设计生产能力为300kt/a，设计采用富水系数法，矿井正常涌水量为48m3/h，最大涌水量为60m3/h，设计涌水量据地

36、质报告资料预估，要求矿方在今后开采过程中，据涌水量实际涌出情况采取相应措施。六、对地质勘探程度的评述1、对勘探类型和勘探基本网度的评价井田地质勘查工作虽然起始很早，但系统地质工作很少。根据已经审批的地质勘查报告可知，有资质的地质勘探队（119煤田地质队、省煤田地质勘探二队、省晋中市煤田地质队）曾先后多次对该井田和井田周边区域进行了精查、普查、调查，并编写提交了地质资料。本次初步设计所采用的地质勘查报告是经过省晋中市煤田地质勘探队充分调查矿井现状、收集整理以往地质工作资料的前提下编制而成的，可以利用作为设计的依据。2、地质构造对可采影响的分析本区属吕梁太行断块之孝义双池复向斜的南段东翼，区域构造

37、总体呈一轴向北东、向北倾伏的向斜，断层不甚发育，落差较大的仅见有汾河正断层。井田总体构造由一宽缓的背斜和一宽缓的向斜构成，二者平行排列，两翼基本对称，轴向北东，向北东倾伏，西北仰起，地层倾角不大，为23，井田断裂构造不发育，仅在其东南部发现1条正断层，理论上讲正断层具导水性，开采时也应引起注意。井田总体构造地层平缓，有利于矿井生产。3、煤层对比的可靠性和稳定性分析与对开采的影响煤层对比是在地层对比到组的基础上进行的，利用煤层自身特征、煤层上下岩性、标志层、沉积回、煤层间距、地球物理测井曲线等均进行对比。标志层明显，沉积旋回和韵律明显，无论可采煤层或不可采煤层，其层位对比均是可靠的，对可采无影响

38、。4、能利用资源/储量能满足设计要求。5、水文地质、瓦斯等级、煤质分析的精确度较高，对开采无影响。6、地质勘探程度与存在问题、井田上组2、4#煤层均已采空，存在采空区，在今后开采过程中要注意采空区积水、积气对开采的影响。、井田各煤层要对瓦斯涌出量做进一步鉴定，以确保安全生产。、建议进一步补充水文地质资料，准确确定矿井涌水量，并对各含水层水量、水位标高等资料补充完整。第二节 外部条件一、外运条件分析该矿东南距灵石县城14km，距英武乡3km。英（武）夏（门）乡镇公路从井田东部1km处通过，通过该公路可直达大运路，往南距南同蒲铁路两渡车站12km，其间均有简易公路相通，外运条件较为便利。二、水源矿

39、井现有一眼深井，每天供水1000m3/d；水质类型为HC03Ca和HC03-CaNa型，矿化度0，重段最小力点位于3点 S3Szhmin=2011NS2=S3/1.05=1915NS1=S2-Wk=60688NS4=S3+Wzh=106904N3、检验摩擦力备用系数式中：摩擦系数，取0.25；围包角，取180；、胶带强度计算胶带安全系数的验算式中：B胶带宽度，B=800mm；Gx胶带拉伸强度，2000N/mm；Smax胶带所受的最大力，N。、电动机功率的计算1、胶带输送机总牵引力2、传动滚筒轴功率3、电动机功率经计算，选用电动机型号为YB315M2-4，功率为160kW，电压为380V，转速为

40、1480r/min。、传动装置的选用1、减速器的计算与选择传动滚筒直径：D=800mm滚筒的最大扭矩选用QSC250型减速器，公称输入功率为29160kW，传动比为31.5。重新计算带速2、制动力矩计算 式中：H输送机提升高度；Cm阻力降低系数，取0.55D传动滚筒直径；k安全制动系数；取1.3电动机到滚筒之间的传动效率；取0.85根据计算的制动力矩，选择YWZB-400/45型制动器，制动力矩为1000N.m，并配备逆制器。、拉紧装置计算（1）、拉紧行程S=0.004L=0.004605=2.42（m）式中：L输送机斜长（2）、拉紧装置总重量G=式中：f拉紧小车车轮与轨道之间的摩擦系数，取0

41、.05；四、副斜井辅助提升设备、辅助提升设备矿井副斜井采用绞车提升，提升斜长为615m，其中井筒斜长为555m，倾角为23。提矸时，设计选用一台2JTP-1.6型双滚筒绞车，该绞车技术参数为：滚筒直径1.6m，宽度1.2m，最大静力为45kN，最大静力差为30kN；电动机型号为YR315S8，功率为90KW，电压380V，转速为733r/min。提升钢丝绳选用GB/T8918-1996 6V18+FC型天然纤维芯钢丝绳，钢丝绳公称直径d20mm，钢丝绳单位长度重量Pk1.65kg/m，最小钢丝破断拉力总和271kN,钢丝绳公称抗拉强度1570Mpa。、辅助提升设备选型一、计算条件1、矿井年产量

42、： An= 30kt/a(提矸、下料)2、井筒斜长： L=555m3、井筒倾角： =23.54、提升方式： 双钩串车提升5、提升容器： 一吨固定矿车 自重：Qz=592kg，载重：Qk=1600kg6、矿井工作制度： 年工作日 br=330d 净提升时 t=12h7、井口增加的运行距离：LB=30m 井底增加的运行距离：LH=30m8、井下设备最重部件： EBH-120型掘进机解体部件最重为主机架与转台，重量为6942kg二、提升绞车选型、一次提升矿车数的确定1、提升斜长2、一次提升持续时间一次提升持续时间为：初定最大提升速度：Vm=3.06m/s一次提升持续时间：3、一次提升量的确定式中：C

43、提升不均衡系数，1.25；An年提升量，30kt/a；br年工作日，330d；t日净提升时间，12h；4、确定矿车数故决定每次串车由2辆1吨固定矿车组成。、钢丝绳的选择1、绳端荷重式中：f1矿车在轨道上运行的阻力系数，0.01；2、钢丝绳悬垂长度3、钢丝绳单位长度的重量计算提矸时：式中：B-钢丝绳的公称抗拉强度，1570MPa；m-钢丝绳的静力安全系数，7.5；0-钢丝绳密度，可近似取90000N/m3f2-钢丝绳的摩擦阻力系数，0.2；考虑下放最大件的重量，选用GB/T8918-1996 6V18+FC型钢丝绳，其参数为： d=20mm，PK=1.65kg/m，Qs=271kN，B=1570

44、MPa。4、 安全系数提矸时：所选钢丝绳符合要求。、提升绞车的选择1、滚筒直径选择2JTP-1.6型双滚筒提升绞车，技术参数为：D=1.6m，B=1.2m，Fze=45kN，Fce=30kN，i=20，Vm=3.06m/s。2、滚筒的缠绕宽度式中：Kc钢丝绳在滚筒上的缠绕层数，取3；Dp平均缠绕直径，Dp=Dg+(Kc-1)d=1.620m;钢丝绳在滚筒上作三层缠绕。3、最大静拉力：4、最大静拉力差、提升系统1、天轮选择取Dt=Dg=1600mm选用TSG-1600/11型固定天轮，Dt=1600mm。2、井架高度的确定上井口为平车场时：Hj=（L2+L3）sin1-R1=2.64m取Hj=3

45、m式中：L2重车摘钩点至托绳架中心线间距离，取9m；L3托绳架中心线至天轮中心线间距离，取13m；Rt 天轮半径0.8m1 钢丝绳在串车组停车点处的牵引角，取9度3、提升钢丝绳弦长：按允许的偏角求提升机滚筒中心与天轮中心间的钢丝绳弦长：按外偏角：按偏角：以LS=30m作为提升绞车滚筒中心与天轮中心间的水平距离，再求提升钢丝绳弦长：Lx=30.1m式中：C提升机卷筒中心至地面高度，取0.5m；4、钢丝绳的偏角外偏角：1=1716偏角：2=19465、钢丝绳的仰角下绳仰角：上绳仰角：、电动机的计算式中：K备用系数，1.2；电动机型号为YR315S-8，功率为90kW，电压为380V，转速为733r

46、/min。提升绞车实际运行速度：下放或提升最大件时，要考虑配重，以便使电动机功率满足要求。、提升能力验算、运送人员设备矿井运送人员设计从副斜井运送，井筒斜长为550m，倾角为23.5。下井最大作业班人数为66人。设计选择一台RJHY55-24/600型活动式抱索器架空乘人装置。设计计算数据为：钢丝绳最低安全系数m=6.5-0.001585=5.915, 选用GB/T8918-1996 619+FC型钢丝，钢丝绳公称直径为22mm，钢丝绳单位长度重量为1.67kg/m，最小钢丝破断拉力总和为296kN，钢丝绳公称抗拉强度1670Mpa。同时乘座人数为66人，运行速度为1.1m/s，钢丝绳最大牵引

47、力为23kN；电动机功率为55KW，电压380V。、最大班作业时间平衡表表711最大班作业时间平衡表序号提升容单位每班提升量每次提升量每班次数每次时间(s)每班时间(s)备注1最大班工人下井66661112211223600s2升放工人人2244按1.5倍计算3升放其他人员人1122升放工人20%4矸石T27.33.21025325305料石，水泥车163.2531315656坑木,金属支架车82431312537设备次333139398雷管，炸药次228951558速度为1m/s9其它次33268804合计120153.4h6h第二节通风设备矿井通风所需风量为57.12m3/s，容易时期通风

48、阻力为673.2Pa，困难时期通风阻力1096.5Pa，为低瓦斯矿井。通风方式为中央分列式，通风机工作方式为抽出式。设计选用FBCZ-6-20B型轴流式通风机两台，其中一台工作，一台备用，电动机型号为YBFe355S2-6，功率为160kW，电压为380kV，转速980r/min。、设计依据、矿井所需风量:Qk=57.12m3/s；、容易时期通风阻力：hmin=673.2Pa困难时期通风阻力：hmax=1096.5Pa、矿井年产量:An=300kt/a、瓦斯等级：低级5、通风方式：中央分列式、通风设备选型计算、确定通风机所需的风量与静压通风机需要的风量：式中：K通风设备漏风系数。通风机需要的静

49、压：式中：h通风设备阻力损失；、选择通风机根据计算的Q=60m3/s、Hsmax=820.2Pa和Hsmin=1243.5Pa，选用FBCZ-6-20B型轴流式通风机。3、确定通风机运转工况点、容易时期工况点M1通风网路阻力系数：Rmin=Hsmin/Q2=0.2278通风网路特性曲线方程：H=0.2278Q2通风机容易时期工况点M1：Q=63.5m3/s，Hsmin=918Pa，s=74%容易时期通风叶片角度为33。、困难时期工况点M2通风网路阻力系数：Rmax=Hsmax/Q2=0.34546通风网路特性曲线方程：H=0.3454Q2通风机困难时期工况点M2：Q=60.5m3/s，Hsma

50、x=1264Pa，s=80%困难时期通风叶片角度为36。通风机性能曲线见图721。4、电动机功率计算容易时期：困难时期：式中：K备用系数；c传动效率，取0.98。电动机型号为YBFe355S2-6,功率为160kW，电压为380kV，转速为980r/min。5、反风装置该风机选型为轴流式通风机，可直接反转实现反风。能够保证在10min改变巷道中的风流方向，并且反风量不小于正常供风量的40%。6、供电主通风的供电由风井区地面变电所高压配电室380kV不同母线供给，为双回路供电。第三节 排水设备一、主排水泵根据开拓布置，设计在主井井底车场附近设置排水设施和水泵房。矿井排水系统为集中排水系统。采掘工

51、作面的涌水由工作面水泵排至采区水仓，再由采区水泵排至井底车场主水仓，由主水泵排至地面井下处理水池。矿井正常涌水量48m3/h，最大涌水量60m3/h，排水总高度245m，排水斜长633.1m，井筒倾角23.5。经计算，选用主水泵型号为D85457多级离心泵三台，一台工作，一台备用，一台检修；额定流量为85m3/h，额定扬程为315m，配用电动机型号为YB315M12，电压660V，功率132KW。主排水管路选用1425mm无缝钢管两趟，吸水管选用1686mm无缝钢管。沿付斜井敷设两趟排水管路，一趟工作，一趟备用。主排水设备选型一、设计依据1、矿井正常涌水量：QH=48m3/h 正常涌水天数：3

52、05天 矿井最大涌水量：Qmax=60m3/h 最大涌水天数：60天2、排水高度：HpH1+H2245m井筒垂深：H1=221m 地面排水高度：H2=24m3、排水斜长：LpL1+L2+L3685m 井筒斜长：L1=555m 地面长度：L280m 井下斜巷长度：L350m副斜井倾角：=23.54、矿水性质：中性矿水容重：=1050kg/m35、矿井年设计能力：An300kt/a二、水泵的选择计算、水泵的选择(1)、正常涌水时，水泵必须的排水能力(2)、最大涌水时，水泵必须的排水能力(3)、估算水泵必须的扬程式中：K管路损失系数，取1.25；Hp排水高度，；Hx吸水高度，5.5m；(4)、水泵形

53、式、总台数的确定根据计算所得的流量QB、QB和扬程Hg，初步决定选用 D8545型多级离心水泵，其技术参数：流量85m3/h，吸程6.1m，效率70%。水泵台数为三台，在正常涌水时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水时，两台工作，一台检修。2、管路与管路布置、管径的计算a、排水管径取流速，排水管的径：选择外径Dp142mm的无缝钢管，壁厚，公称径。壁厚验算：式中：z许用应力，无缝钢管z=80MPa；b、吸水管径取流速选择外径的无缝钢管，壁厚，公称径。、管路趟数的确定根据煤矿安全规程第278条规定：必须有工作和备用的水管。本设计选择沿付斜井敷设两趟排水管路，一趟工作，一趟备用。3、计算管路特

54、性、最大吸水高度的计算(查表得)取吸水管沿程阻力系数(查表得)吸水管局部阻力系数求得、求管路特性曲线方程管路特性方程：式中：Hc测地高度，m；管路阻力系数：排水管长度：式中：L1井筒斜长，m；L2地面上排水管路,m；L3井下斜巷中排水管长,m；排水管沿程系数 (查表得)排水管局部阻力系数求得：则：管路特性方程4、水泵级数与工况点确定水泵所需总扬程：级数：取i=7级，在D85-457特性曲线上，画出管道特性曲线方程，得出水泵工况点：工况参数为：QM=93m3/h，HM=286m，M71%水泵特性曲线见图7315、验算排水时间、排水时间的校验正常涌水量时水泵每天工作小时数：最大涌水量时水泵每天工作

55、小时数：符合煤矿安全规程规定、排水管实际流速符合经济流速1.52.2m/s。6、电动机容量的选择可配用YB315M12型电动机，功率132kW，电压660V，转速2950r/min，效率94%。7、耗电量、年电耗、吨煤电耗二、采区水泵采区正常涌水量48m3/h，最大涌水量60m3/h，排水总高度35m，排水斜长1000m。设计选用100D163多级离心泵三台，一台工作，一台备用，一台检修，配用电动机型号为Y160M22，电压660V，功率15kW，转速2950r/min，额定流量为72m3/h，扬程为33.6m，效率64%。采区正常涌水量48m3/h，最大涌水量60m3/h，排水高度35m，排

56、水斜长1000m。采区水泵选用D85-452型多级离心泵二台，一台工作，一台备用；配用电动机型号为YB180M-2，功率为22kW，电压为660V，转速为2950r/min；额定流量为85m3/h，扬程为90m，效率71%。正常涌水时一台水泵工作，最大涌水时二台水泵同时工作。排水管路选用1333.5mm无缝钢管两趟，吸水管选用1594mm无缝钢管。根据煤炭工业矿井设计规中的规定，排水管路敷设一趟。第四节 压缩空气设备一、设计依据1、矿井用风设备使用地点运输大巷与轨道大巷。2、矿井用风设备型号、规格与数量、混凝土喷射机型号： PZ-5B耗气量： 7m3/min工作压力：0.2Mpa功率： 7.5

57、kW数量： 1台、气动帮锚杆钻机型号： MQTB-55/1.7C耗气量： 3m3/min工作压力：0.5Mpa数量： 3台二、设备选型由于矿井井下前期用风地点较集中，耗气量较小，本设计在轨道大巷与回风大巷之间布置空压机房。由于混凝土喷射机与锚杆打眼安装机不同时工作，故选择HPY18-10/7-K型移动式空压机二台，其中一台工作，一台备用。该空压机排气量为10m3/min，排气压力为0.7Mpa，配套电动机型号为YB280S-4，功率为75kW，电压为660V，转速为1470r/min。所选空压机型号与台数满足正常工作需要。空压机冷却方式采用风冷。第八章 地面生产系统第一节 煤质与其用途一、煤质

58、资料1、井田煤层的物理性质煤的颜色为黑色，条痕为黑至褐黑色；玻璃光泽或强玻璃光泽；条带状结构，层状构造；断口以参差状为主，次为贝壳状：生裂隙较发育，组下部煤层生裂隙常被方解石脉与黄铁矿薄膜充填。宏观煤岩组分以亮煤为主，镜煤、暗煤次之，丝炭较少，宏观煤岩类型以半亮型煤为主。有机组分主要为镜质体、丝质体，少量半镜质体。镜质体为浅灰色，以无结构镜质体多见。半镜质体为灰白色，多为结构半镜质体。丝质体黄一黄白色，以结构丝质体为主，碎屑丝质体次之。无机组分主要为粘土类，含少量方解石、石英。粘土呈浸染状、少量为块状或充填胞腔状、黄铁矿呈球粒或充填胞腔状。镜质体最大反射率(Ro，max)在20182422之间

59、，属变质阶段，在剖面上自上而下随煤层层位的降低，镜质体最大反射率逐渐增大，平面上自北向南随煤层埋深的增加，镜质体最大反射率逐渐增大。2、工业分析、元素分析矿井井田有开采煤层有9、10、11#三层，各煤层煤质特征如下：、9煤层水份（Mad）：原煤0.881.32%，平均1.03%；浮煤0.380.77%，平均0.61%。灰分（Ad）：原煤18.7738.16%，平均26.53%，为低中灰中高灰煤；浮煤4.856.62%，平均5.83%。挥发分（Vdaf）：原煤27.5033.00%，平均29.58%；浮煤22.2128.85%，平均25.92%。全硫（St.d）：原煤1.622.71%，平均2.

60、17%，为中硫分中高硫煤；浮煤0.821.65%，平均1.24%。磷（Pd）：原煤0.010%，为特低磷分。发热量（Qgr.d）：原煤21.6430.28MJ/kg，平均25.96 MJ/kg，为中高热值特高热值煤；浮煤31.3132.78 MJ/kg。、10煤层水份（Mad）：原煤0.971.05%，平均1.01%；浮煤0.540.60%，平均0.57%。灰分（Ad）：原煤14.3130.35%，平均22.32%，为低灰中灰煤；浮煤4.895.38%，平均5.14%。挥发分（Vdaf）：原煤30.4233.36%，平均31.89%；浮煤27.9728.88%，平均28.43%。全硫（St.d