潞宁孟家窑煤业公司采区设计说明

1、 .PAGE- 67 - / NUMPAGES72毕业设计潞宁孟家窑煤业公司11采区设计二0一二煤矿开采技术前 言本设计是我全面运用潞安职业技术学院所学的煤矿开采技术基础理论、专业知识和基本技能对实际问题进行设计或研究的综合性训练。通过本次设计，能够使我们掌握工程设计的一般程序和方法，加强理论联系实际、独立分析问题、解决实际问题和的能力，培养学生求真务实、勇于创新的科学态度以与科技创新的能力。一、编制依据1、省煤炭地质114勘查院2010年2月编制的潞安集团潞宁孟家窑煤业兼并重组整合矿井地质报告；2、国家工程建设性条文与有关的技术政策、设计规、安全规程与技术规定；现场踏勘过程中收集到的资料和建

2、设单位提供的资料。3、现场踏勘过程中收集到的资料和单位提供的资料。4、省煤炭工业局文件晋煤规发20081138号5、煤炭工业现行的有关规程、规与法规。二、设计指导思想以市场为导向，以经济效益为中心，以科技进步为动力，认真贯彻执行国家有关煤炭建设的方针政策，按照高起点、高技术、高效率、高效益的建设方针，结合本矿资源条件和优势，运用现代先进的设计理念，积极采用先进适用的新技术、新工艺、新设备、新材料；根据系统工程的思想，进行全面策划，综合考虑，实现系统创新。按照系统配套，整体协调的总要求，贯彻生产高度集中化、开拓开采系统简单化、采掘高产高效综机化、煤流胶带输送机化、辅助运输单一化、主要设备集控自动

3、化、监控管理信息化、地面布置合理化和技术经济合理化的技术原则，把孟家窑矿井建设成为高产高效、安全可靠的国一流现代化矿井。三、主要设计特点1、 结合地面、井下条件，优化井田开拓部署。2、 采煤工作面采用综合机械化采煤工艺，提高矿井机械化程度3、 最大限度减少人员，提高生产效率。4、充分考虑利用整合矿井的井筒进行开拓布置，提高了矿井的安全性。5、通过原有主暗斜井，为井下煤炭运输系统尤其是新井建设增加了缓冲余地，有助于实现井下煤炭运输系统良好运行。6、建立矿井集中排水系统，减少了井下排水系统环节，提高了井下防治水灾的能力。7、回采工作面的巷道布置采用双巷布置方式，可以最大限度的采出井下煤炭资源，提高

4、了地下煤炭资源回采率。目 录TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc9711 第一章 矿井概况 PAGEREF _Toc9711 - 1 - HYPERLINK l _Toc9108 第一节 井田地质特征 PAGEREF _Toc9108 - 1 - HYPERLINK l _Toc4919 第二节 煤层的埋藏特征 PAGEREF _Toc4919 - 7 - HYPERLINK l _Toc14470 第三节 井田境界与储量 PAGEREF _Toc14470 - 19 - HYPERLINK l _Toc8740 第四节 井田开拓 PAGEREF _Toc8740

5、- 21 - HYPERLINK l _Toc30240 第二章 采区地质特征 PAGEREF _Toc30240 - 25 - HYPERLINK l _Toc12121 第一节 采区围 PAGEREF _Toc12121 - 25 - HYPERLINK l _Toc27925 第二节 采区地质情况 PAGEREF _Toc27925 - 25 - HYPERLINK l _Toc7387 第三节 采区储量和生产能力 PAGEREF _Toc7387 - 26 - HYPERLINK l _Toc8973 第三章 采煤方法与采区巷道布置 PAGEREF _Toc8973 - 27 - HY

6、PERLINK l _Toc7834 第一节 采煤方法的选择 PAGEREF _Toc7834 - 27 - HYPERLINK l _Toc21878 第二节 矿压观测情况 PAGEREF _Toc21878 - 27 - HYPERLINK l _Toc30856 第三节 采区巷道布置 PAGEREF _Toc30856 - 28 - HYPERLINK l _Toc11216 第四节 回采工艺与劳动组织 PAGEREF _Toc11216 - 30 - HYPERLINK l _Toc8750 第五节 采区准备 PAGEREF _Toc8750 - 34 - HYPERLINK l _T

7、oc7519 第四章 采区运输、防排水与供电 PAGEREF _Toc7519 - 36 - HYPERLINK l _Toc9244 第一节 采取运输 PAGEREF _Toc9244 - 36 - HYPERLINK l _Toc11625 第二节 采区防排水和洒水 PAGEREF _Toc11625 - 38 - HYPERLINK l _Toc26024 第三节 采区供电 PAGEREF _Toc26024 - 39 - HYPERLINK l _Toc31338 第五章 采区通风与安全 PAGEREF _Toc31338 - 42 - HYPERLINK l _Toc5591 第一节

8、 采区通风系统 PAGEREF _Toc5591 - 42 - HYPERLINK l _Toc16357 第二节 风量配备 PAGEREF _Toc16357 - 43 - HYPERLINK l _Toc28778 第三节 安全措施 PAGEREF _Toc28778 - 50 - HYPERLINK l _Toc10171 第六章 采区巷道规格与支护方式 PAGEREF _Toc10171 - 54 - HYPERLINK l _Toc26717 第一节 工程地质概况 PAGEREF _Toc26717 - 54 - HYPERLINK l _Toc28456 第二节 巷道断面和支护方式

9、 PAGEREF _Toc28456 - 55 - HYPERLINK l _Toc19296 第七章 采区设备选型与计算 PAGEREF _Toc19296 - 56 - HYPERLINK l _Toc17634 第一节 采煤机的计算与选型 PAGEREF _Toc17634 - 57 - HYPERLINK l _Toc19981 第二节 工作面辅助运输设备选型 PAGEREF _Toc19981 - 58 - HYPERLINK l _Toc12521 第三节 顺槽可伸缩胶带输送机 PAGEREF _Toc12521 - 58 - HYPERLINK l _Toc12014 第四节 液

10、压支架的计算与选型 PAGEREF _Toc12014 - 59 - HYPERLINK l _Toc7170 第八章 主要技术经济指标 PAGEREF _Toc7170 - 60 - HYPERLINK l _Toc20110 参考文献 PAGEREF _Toc20110 - 69 - HYPERLINK l _Toc31742 致 PAGEREF _Toc31742 - 70 -第一章 矿井概况第一节 井田地质特征1.1.1井田地理位置和交通孟家窑矿井位于宁武县城西，行政区划隶属宁武县凤凰镇与余庄乡管辖。矿区地理位置：东经11211121121434，北纬385553385951，整合后的

11、井田围由23个拐点顺次圈定，井田南北长7.7km，东西宽0.72.9km，整合后矿区面积约17.1305km2。矿井地理位置与交通见图1-1-1。图1-1-1 潞宁孟家窑煤业XX公司交通位置图1.1.2 地质勘探程度各组段地层在区均有出露，先期开采地段构造形态，并探明了10m与10m以上断层有13条，其中1条逆断层和12条高角度正断层，走向均为NE和NEE向。区未发现陷落柱和岩浆岩侵入体存在，总体评价构造属简单类（类）；区煤层的发育情况主要是含煤层段为组和组，对煤层进行了对比，共查明了10层煤层，其中主要可采煤层是组2号和5号煤层，平均厚度分别为3.60m和13.74m，全区稳定可采，其它煤层

12、均为不稳定局部可采；通过煤样化验，确定2号煤层为低灰高灰分、低硫中硫分、低热值高热值、高软化温度灰之气煤，可作为动力用煤、气化用煤和民用煤，经浮选后灰分降至7.27%-15.31%，平均11.82%，全硫含量平均为0.89%，也可作为炼焦配煤；5号煤层为中灰、中高硫高硫、低热值高热值、高软化温度灰之气煤、可作为动力用煤，气化用煤和民用煤；组2号煤层的直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，单位涌水量为0.0055L/s.m ，水文地质勘探类型属二类；5号煤的直接充水含水层为组砂岩裂隙含水层，单位涌水量为0.0026 L/s.m，5号煤层底板位于奥灰水位以上时，水文地质勘探类型属二类，5号煤层底板位

13、于奥灰水位以下时，水文地质勘探类型属三类；地温最高井温仅为8.9，最低井温为5.0，两者只差3.9，且分属不同的钻孔；在同一钻孔中，井温差最大是M4号钻孔1.6，最小的是M10号钻孔仅0.1；这种最高井温仅为8.9，地温梯度近似于零的异常现象，不符合地温区域规律。本区属于地温异常区。本井田地质构造和水文地质条件简单，经过地质勘探基本查明了井田的地质构造，以与井田的水文地质条件和煤层赋存特征、井田地质储量等，基本达到了设计要求的程度，可以作为本设计的基础资料。1.1.3井田煤系地层概述1.1.3.1地质构造1. 区域构造本井田位于中隆北部吕梁隆起北端宁（武）静（乐）向斜中段之西翼。宁静向斜北东起

14、自雁门关，南西至娄烦县，长约160km，宽约30km，为自北东向南西掀斜的复向斜，其北西侧以春景洼西马坊枢纽逆冲断裂与属于吕梁山块隆的芦牙山赤坚岭掀斜背斜相接，南东侧以芦家庄娄烦枢纽逆冲断裂与五台块隆相接。宁静向斜中段在宁武轩岗到新堡杜家村之间，表现为简单的向斜。轴部在段家岭迭台寺宁化堡一线，由中侏罗统天池河组构成。两翼地层产状较陡，由三叠系、二叠系、石炭系、奥系、寒武系等构成，局部地段出露太古界变质岩系。本井田即在宁静向斜中段的西翼，处于复杂区域构造中的相对简单地段，构造线总体方向为NNESSW向。 2. 井田构造本井田构造形态总体为一单斜构造，走向为NE，倾向SE，倾角1843左右；在单斜

15、上伴随有少量的褶曲和断层（见表1-1），平均0.76条/km2；井田未发现陷落柱和岩浆岩侵入（见图1-1）。断层一览表(表1-1)编号性质断距倾角走向倾向长度位置备注F1正断层15m70NEENNW210m坡子F2正断层25m75NENW250m家沟南F3正断层25m75NENW250m家沟南F4正断层30m70NEESSE240m家沟F5正断层25m70NENW240m马连沟南F6正断层4045m70NESE1300m马连沟南F7逆断层15m30NESE450m马连沟M13孔揭露F8正断层15m70NEENNW130m家F9正断层10m70NESE390m孟家窑联办矿东M4孔揭露F10正断层

16、20m70NESE320m孟家窑联办矿东F11正断层25m70NEESSE240m孟家窑南F12正断层4070m70NEESSE1550m孟家窑南M3孔揭露F13正断层35m70NEESSE500m家窑井田褶曲有三条，分别为S1、S2、S3。S1向斜，北起小庄旺村，南至家沟北部，长约1.4km，走向NW 5-20，两翼产状20左右；S2背斜，北起小庄旺村，南至马连沟北部，与S1近似平行，长约1.3km，走向NW30-35，两翼产状25左右；S3向斜，位于井田西南部，井田延伸长约1.4km，走向NW 45-60，NE翼产状9-12，SW翼产状18-22。井田断层见断层一览表1.1-2，现将30m

17、以上断层介绍如下： F4正断层：位于家沟村一带，走向N80E，倾向SSE，倾角70，断距30m，井田延伸长约240m，由二维地震查明。F6正断层：位于马连沟村南，走向N45E，倾向SE，倾角70，断距4045m，井田延伸长约1300m，由二维地震查明。F12正断层：位于孟家窑村和胭脂村南，走向N60EN85E，倾向SSE，倾角70，断距4070m，井田延伸长约1550m，向东延伸至马庄村，并延出区外，由二维地震查明和M3号孔揭露。F13正断层：位于家窑村和原家窑矿一带，走向N75E，倾向SSE，倾角70，断距35m，井田延伸长约500m，向东延伸至家窑村，并延出区外，由二维地震查明。井田东北部

18、和中南部发育有两组断层，构造线方向分别是NEE向和NE向，这与区域构造线方向一致。F12和F6两条正断层分别为两组断层的主断层，断距最大，延伸最长，其余断层为次生断层。综上所述，本井田总体构造属一类（构造简单）。1.1.4水文地质1.1.4.1矿井水文地质井田位于宁武煤田西部边缘，吕梁山北段管涔麓，区地形总体为西高东低，地面标高一般在16001980.2m之间，最低标高位于井田东边界沟谷中。地形高差相对较大，最大相对高差380.2m，一般为100200m。地貌形态为剥蚀侵蚀中低山区。区主要出露二叠系地层，在山梁与沟谷中见第四系松散沉积物。区无大的地表水体，无常年流水性河流，仅沟谷中有季节性河流

19、，在雨季有短暂的洪流发生，地表迳流快，河水流入桑干河支流恢河。1奥系中统（O2）石灰岩含水层为岩溶裂隙含水层，井田西边界有出露，该含水层由下马家沟组、上马家沟组含水层组成，含水空间以岩溶裂隙为主。M4号钻孔奥系顶界埋深470.47 m，揭露厚度152.13 m。岩性由白云质灰岩、石灰岩、泥质灰岩与角砾状泥灰岩等组成，上部见少量垂直裂隙与不规则裂隙，大多被方解石充填。下部591.07593.87m岩溶裂隙发育见蜂窝状小溶孔，其下岩溶裂隙发育，钻进过程中冲洗液消耗量和水位有变化变化。据M4号钻孔对上马家沟组上部进行抽水试验，单位涌水量0.0029L/sm，渗透系数为0.0439m/d，水位标高12

20、95.04m，水质类型为HCO3SO4Ca型。M11号钻孔奥灰静止水位观测，水位标高为1285.63m。根据上述资料，结合区域资料，该含水层属弱强富水性含水层。2石炭系上统组（C3t）砂岩裂隙含水层该含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田西边界有出露。主要含水层由数层砂岩构成，含水空间以构造裂隙为主，为5号煤层顶板直接充水含水层。据钻探资料，砂岩裂隙大多以垂直裂隙为主，部分被充填。在该层段钻进时冲液消耗量和水位变化不明显。据M4号钻孔对组（C3t）5号煤层顶底板进行混合抽水试验，单位涌水量为0.0026 L/sm，渗透系数为0.0073m/d，水位标高1590.03 m，水质类型为SO4Ca 型，属弱

21、富水性含水层。3二叠系下统组（P1s）该含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田有出露。含水层主要由中-细粒砂岩组成，含水空间以构造裂隙为主。当开采2号煤层形成导水裂隙带沟通该含水层后，成为2号煤层顶板间接充水含水层，钻进过程中消耗量与水位变化不明显。据M4号钻孔对组(P1s)与2号煤层顶底板进行混合抽水试验，单位涌水量为0.0055L/s.m，渗透系数0.0309 m/d，水位标高1636.38m，水质类型为ClHCOSO4K+NaCa 型，为弱富水性含水层。4上石盒子组(P2s)砂岩裂隙含水层该含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田大部有出露，含水层主要由粗-细粒砂岩组成，含水空间以构造裂隙为主。据钻探资料

22、，钻进至该层段孔涌水，涌水量为0.454 L/s，结合区域资料，该含水层属弱中等富水性含水层。5二叠系上统石千峰组(P2sh)砂岩裂隙含水层该含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田东部有出露，含水层主要由粗-细粒砂岩组成，含水空间以风化裂隙与构造裂隙为主。结合区域资料，该含水层属弱富水性含水层。6基岩风化带裂隙含水层该含水层为区不同时代基岩风化裂隙含水层，含水空间以风化裂隙为主，风化深度一般3060m。钻进至该含水层段时，部分钻孔冲洗液消耗量有漏失现象。该含水层受地形、风化裂隙发育程度与大气降水的影响，不同地段富水性差异较大。7第四系松散岩类孔隙含水层主要为第四系松散沉积物，含水层主要由砾石、细砂或砂

23、土等组成。主要分布于山间河谷地带，富水性因地而异，一般愈靠近河谷富水性愈好。主要接受大气降水与河水的补给，受大气降水影响明显。1.1.4.2煤层顶底板1、2号煤层 顶板主采2号煤层的直接充水含水层为其顶板砂岩裂隙水含水层，钻孔单位涌水量0.0055L/s.m，属弱富水性含水层。由于开采时形成的导水裂缝，可能沟通上覆其它含水层，使其成为煤层开采的间接充水含水层。其导水裂缝带高度采用建筑物、水体、铁路与主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中的公式进行计算。井田煤层顶板主要为泥岩、砂岩，本次采用煤层为缓倾角、中硬岩层导水裂缝带高度计算公式，其公式为： （2.1） （2.2）式中：HIi导水裂缝带高度m；M

24、煤层累计采厚m，取2.10-4.59m；按式一计算，计算时式2.1中取 “+”，产生的导水裂缝带高度为35.7747.54m；按式2.2计算，产生的导水裂缝带高度为38.9852.85m。根据计算结果，2号煤层开采时产生的导水裂隙带最大高度可沟通组砂岩裂隙含水层,西部煤层浅埋区可到达地表。 底板井田2号煤层底板标高在16401820m之间。据M4号孔奥灰抽水试验资料，奥灰水位标高为1295.04m，2号煤层在井田西部部分煤层位于奥灰水压力之下，煤层底板标高本次取1295m为带压开采边界线。带压开采是个复杂的问题，影响的因素较多，本次采用突水系数法进行评价。采用煤矿防治水规定附录四中的公式，计算

25、2号煤层底板奥灰水突水系数。其公式为： （2.3）式中：T突水系数，MPa/m；p隔水层承受的水压，MPa/m； M底板隔水层厚度， m。正常地段2号煤层底板隔水层厚度按惯例直接利用煤层底板至奥灰顶界的距离。全井田M4、M11号钻孔揭露上马家沟组顶界，本次除M11号钻孔其余均采用M4号孔资料，其厚度取97.37m。奥灰水位标高采用M4号钻孔抽水试验恢复水位标高，本次取1295m。按（2.3）式计算结果见表1-2。部分2号煤层底板奥系中统岩溶裂隙含水层突水系数计算表表1-2孔号或煤层底板标高底板标高（m）底板水头压力（MPa）隔水层厚度（m）突水系数Ts（Mpa/m）1295（带压开采边界）12

26、95.000.95597.370.010M21228.481.60797.370.017M5982.674.01897.370.041M81034.203.51297.370.036M111037.123.634112.640.032M131272.861.17297.370.012M141084.613.01897.370.031M161021.163.64097.370.037660（煤层最低标高）660.007.18297.370.074按煤矿防治水规定中底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06 MPa/m，正常块段突水系数不大于0.10 MPa/m，本次确定以下带压开采分区标准：

27、T0.06 相对安全区（） 0.06T0.10 临界区 （） T0.10 危险区 （）经计算，位于奥灰水位标高以下2号煤层底板突水系数为0.0100.074MPa/m，属于大部分属相对安全区，东南部见少部分地段为临界区。2、5号煤层 顶板5号煤层的直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，钻孔单位涌水量为0.0026L/s.m，属弱富水性含水层。开采时形成的导水裂缝，可能沟通上覆其它含水层，使其成为煤层开采的间接充水含水层。5号煤层厚度为8.44-16.82m，井田煤层顶板岩性主要为砂岩与泥岩，本次采用煤层为缓倾角、中硬岩层导水裂缝带高度计算公式，按式3.1、式3.2进行计算。按式3.1计算，导水裂

28、缝带高度为54.9560.73m；按式3.2计算，产生的导水裂缝带高度为68.1092.02m。5号煤层底距2号煤层平均间距66.19m,开采5号煤层时最大导水裂缝带可以沟通2号煤层采空区积水。 底板井田5号煤层底板标高在5201800m之间。部分5号煤层位于奥灰水压力之下，煤层底板标高1295.04m为带压开采边界线，计算时采用1295m，计算时采用式2.3。全井田M4、M11号钻孔揭露上马家沟组顶界，除M11号钻孔隔水层厚度采用本孔资料外，其余钻孔隔水层厚度均采用M4号孔资料，其厚度取22.09m。计算5号煤层底板突水系数（T）见表1.7-2。经计算，位于奥灰水位标高以下5号煤层底板突水系

29、数为0.0100.354MPa/m，属于相对安全区、临界区和危险区。部分5号煤层底板奥系中统岩溶裂隙含水层突水系数计算表表1.7-2孔号或煤层底板标高底 板 标 高（m）底板水头压力（MPa）隔水层厚度（m）突水系数Ts（Mpa/m）1295（带压开采边界）12950.21722.090.010M21167.241.47022.090.067M41236.330.79222.090.036M5920.203.89222.090.176M71265.130.50922.090.023M8958.353.51822.090.159M101223.730.91622.090.041M11968.89

30、3.60441.410.087M131203.531.11322.090.050M141006.623.04522.090.138M16954.593.55522.090.161520（煤层最低标高）5207.81722.090.3541.1.4.3井田水文地质类型1. 2号煤层井田主要为向东南倾斜的单斜构造，部分2号煤层位于当地侵蚀基准面以下，直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层与导水裂隙带所沟通的间接含水层。据钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0055L/s.m，属弱富水性含水层；本井田位于奥系中统岩溶裂隙含水层水位以下的2号煤层底板距奥灰岩溶裂隙含水层有一定的隔水层相隔，按煤矿防治水规定计

31、算突水系数为0.0100.074MPa/m，大多数地段为相对安全区，仅在东南部为临界区；本区西部边界存在采空区积水。按煤矿防治水规定本区2号煤层除东南部为临界区外，矿井水文地质类型属中等型。在奥灰突水临界区矿井水文地质类型为复杂型。在奥灰突水相对安全区可能有隐伏的断层或陷落柱存在引起底板突水，生产中应加强探测预报工作。2. 5号煤层部分5号煤层位于当地侵蚀基准面以下，含水层为开采时顶板导水裂隙带所沟通的组砂岩裂隙含水层，单位涌水量为0.0026 L/s.m，属弱富水性含水层；按煤矿防治水规定计算突水系数为0.0100.354MPa/m，属于相对安全区、临界区和危险区；开采时可能受2号煤层采空区

32、积水的影响。按煤矿防治水规定5号煤层底板在带压开采线以上和相对安全区矿井水文地质类型属中等型。在奥灰突水临界区和危险区矿井水文地质类型为复杂型。在奥灰突水相对安全区可能有隐伏的断层或陷落柱存在引起底板突水，生产中应加强探测预报工作。第二节 煤层的埋藏特征1.2.1含煤性与可采煤层1.2.1.1含煤性主要含煤层段为组和组，井田煤炭资源较为丰富煤质优良，可作为动力用煤、气化用煤和民用煤。井田面积17.0km2，可采煤层2层，全井田资源/储量364.59Mt，资源条件优越。1.2.1.2 可采煤层可采煤层是组2号和5号煤层，平均厚度分别为3.60m和13.74m，全井田稳定可采，资源/储量（111b

33、+122b+333）36459万t，全为气煤（其中2号煤层为6910万t，5号煤层为29549万t）。先期开采地段共获得资源/储量（111b+122b+333）9284万t，探明的资源/储量（111b）7601万t，占本地段资源/储量总和的82%；控制的资源/储量（122b）799万t，探明的和控制的资源/储量（111b+122b）占本地段资源/储量的90%。矿井工业资源/储量按下式计算：矿井工业资源/储量111b122b2M112M22333k式中k为推断的资源量333的可信度系数，根据本井田地质构造与各可采煤层赋存情况，设计取0.9。经计算，全矿井工业资源/储量为356.30Mt。矿井设计

34、可采储量=（矿井设计储量保护煤柱损失）采区回采率根据煤炭工业矿井设计规要求，2号煤层采区回采率80，5号煤采区回采率75。经计算，矿井设计可采储量为169.43Mt。矿井设计可采储量见表1-3。井田可采煤层特征见表1-3。表1-3 可采煤层特征一览表单位：万吨煤层编号煤层厚度（m）含夹矸层 数层间距（m）稳 定程 度可采性最小最大平均2号2.104.583.600466.19稳定可采5号8.4416.8213.7403稳定可采1.2.2煤 质1.2.2.1 煤的物理性质1、2号煤层呈黑色-褐黑色，沥青光泽为主，少数玻璃光泽，节理、生裂隙不发育，断口呈参差状、棱角状，条带状结构，块状构造。视(相

35、对)密度为1.44t/m3，真(相对)密度为1.50t/m3。以暗煤为主，其次为亮煤，镜煤呈条带状、线型状。其宏观煤岩类型以半暗型煤为主，其次为暗淡型煤，少量半亮型煤。2、5号煤层为黑色-深黑色，沥青光泽-玻璃光泽，断口呈参差状，节理与生裂隙不发育，条带状、条理状结构，层状构造。视(相对)密度为1.48t/m3。真(相对)密度为1.54t/m3。以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤条带与含少量黄铁矿结核散晶。其宏观煤岩类型以半暗型煤为主，其次为半亮型煤，暗淡型煤少量。1.2.2.2煤的化学性质井田2号、5号煤层化验指标汇总见表2.1-4。现将2号、5号煤层的煤质特征分述如下：1、 2号煤层原煤灰分（A

36、d）为14.58%-42.51%，平均为27.68%，为低灰高灰煤。以中灰煤为主，高灰煤分布在M1、M9、M15号孔附近，M8号孔附近为低灰煤。浮煤灰分（Ad）为7.27%-15.31%，平均11.61%，为低灰高灰分煤。原煤挥发分（Vdaf）为34.99%-39.73%，平均38.15%；浮煤挥发分（Vdaf）为34.52%-37.66%，平均36.28%，为中高挥发分高挥发分煤。浮煤挥发分自西北向东南逐渐降低。原煤硫分(St,d)为0.48%-1.53%，平均0.79%，为特低硫中高硫煤。以低硫煤为主，特低硫煤分布在本井田中北部，中硫煤分布在本井田中部与M2号附近，M13号孔附近为中高硫煤

37、。浮煤硫分(St,d)为0.56%-1.65%，平均1.01%。为低硫分高硫煤。2、 5号煤层原煤灰分（Ad）为18.94%-28.88%，平均为24.19%，为中灰煤(图2.1-7)。浮煤灰分（Ad）为7.00%-13.91%，平均9.27%，为低灰高灰分煤。原煤挥发分（Vdaf）为29.62%-40.31%，平均36.40%；浮煤挥发分（Vdaf）为30.00%-37.18%，平均34.49%，为中高挥发分高挥发分煤原煤硫分(St,d) 为1.95%-3.35%，平均2.77%，为中高硫高硫煤。煤层号25 工业分析Mad(%)原煤0.76-5.522.07 (16)0.59-2.591.4

38、9 (15)浮煤0.68-3.451.35 (16)0.52-2.101.10 (15)Ad(%)原煤14.58-42.5127.68 (16)18.94-28.8824.19 (15)浮煤7.27-15.3111.61 (16)7.00-13.919.27 (15)Vdaf(%)原煤34.99-40.5038.15 (15)29.62-40.3136.40 (15)浮煤34.52-37.6636.28 (16)30.00-37.1834.49 (15)有害成分St,d(%)原煤0.48-1.530.79 (15)1.95-3.352.77 (15)浮煤0.56-1.651.01 (15)1.

39、95-3.132.46 (15)Pd(%)原煤0.008-0.0370.018 (11)0.009-0.0170.012 (10)浮煤0.005-0.0180.009 (11)0.005-0.0120.007 (10)发热量Qgr,d(MJ/kg)原煤16.457-28.87522.966 (16)21.188-27.11324.923 (15)浮煤27.230-31.54129.221 (16)28.998-31.67930.831 (15)粘结指数(GR,I)浮煤50.0-8261.7 (7)50.1-7765.7 (12)元素分析(浮)Cdaf(%)83.07-84.2183.63 (4

40、)80.90-84.8283.20 (4)Hdaf(%)4.37-5.555.13 (16)4.77-5.295.11 (15)Odaf(%)8.30-8.848.50 (4)6.40-9.527.67 (4)Ndaf(%)1.46-1.601.51 (4)1.29-1.481.42 (4)煤灰成分分析(原)SiO2+AL2O3+TiO2(%)74.37-95.3288.06 (5)70.32-79.5173.93 (4)Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O(%)3.26-16.657.70 (5)13.26-18.1515.91 (4)ST()15001479视(相对)密度1.41-

41、1.461.44 (3)1.45-1.531.48 (3)浮煤回收率(%)10.45-61.6341.00 (16)35.70-65.1248.97 (15)煤类QMQM1.2.2.3可选性本次施工采取2号煤层简易可选性试验样2件，5号煤层简易可选性样3件，现简述如下：1、煤的筛分浮沉试验简易可选性筛分试验结果汇总见表1-4。由表可知，2号煤层13-6mm粒级产率最高，其次为3-0.5mm粒级，0.5-0mm粒级产率最低。13-6mm粒级灰分最高，其次为0.5-0mm粒级。5号煤层0.5-0m粒级产率最高，其次为3-0.5mm和13-6mm粒级，6-3mm粒级产率最低。13-6mm粒级灰分最高

42、，其次为6-3mm粒级。3-0.5mm粒级灰分最低。本次还进行了煤粉筛分试验（0.5-0mm），结果见表2.1-13，由表可见煤粉产率主要集中在0.25-0.125mm级，其次为0.075-0.045mm与0.5-0.25mm两粒级，以0.045mm粒级产率为最低。简易可选性筛分试验结果汇总表表1-4粒度级2号煤层5号煤层产率（%）Ad（%）产率（%）Ad（%）13-633.50637.9424.81226.346-321.13530.2719.47025.033-0.526.80430.6826.49723.520.5-018.55534.3029.22124.41合计100.00033.7

43、0100.00024.77煤粉筛分试验结果表表1-5粒度（mm）2号煤层5号煤层产率%Ad（%）产率%Ad（%）0.5-0.2519.6131.8615.3922.830.25-0.12539.7033.0435.7923.280.125-0.07512.0534.4013.3823.770.075-0.04527.6338.2534.4428.450.0451.0138.651.0032.46合计100.0034.67100.0025.15简易可选性的浮沉试验分为13-6、6-3、3-0.5mm粒级进行。其浮沉试验结果汇总表见2.1-14。由表可以看出，2号煤层浮煤产率主要集中在2.0比重级

44、，其次为1.4-1.5与1.3-1.4比重级。5号煤层浮煤产率主要集中在1.3-1.4比重级，其次为1.4-1.5与-1.3比重级。浮沉试验结果汇总表表1-6比重-1.31.3-1.41.4-1.51.5-1.61.6-1.81.8-2.0+2.0合计2号煤产率%12.1417.8120.658.688.656.0825.99100.00Ad（%）5.999.8418.1825.8434.2341.6470.0532.175号煤产率%10.8134.7323.404.834.815.1716.25100.00Ad（%）7.878.7114.7525.1734.4840.9870.2023.74

45、1.2.2.4煤的可选性评价本次可选性评价按照国家标准GB/T16417-1996的规定执行，编绘2号煤层13-0.5mm级可选性曲线图2.1-12、图2.1-13；5号煤层13-0.5mm级可选性曲线图2.1-14、图2.1-15，可选性综合评价见表2.1-15、表2.1-16。孟家窑煤矿M2号孔2号煤层13-0.5mm级可选性曲线图1-4 2号煤层采用0.1含量法评价，M2号孔假定精煤灰分为15.0%时，理论分选比重为1.47，扣除沉矸后的0.1含量为51.44%，为极难选；假定精煤灰分为17.0%时，理论分选比重为1.56，扣除沉矸后含量为30.53%，为难选；假定精煤灰分为19.0时，

46、理论分选比重为1.68，扣除沉矸后的0.1含量为15.84%，为中等可选。孟家窑煤矿M16号孔2号煤层13-0.5mm级可选性曲线图1-5M16号孔假定精煤灰分为9.0时，理论分选比重为1.48，扣除沉矸后的0.1含量为33.0%为难选；假定精煤灰分为10.0%时，理论分选比重为1.53，扣除沉矸后的0.1含量为26.25%，为较难选；假定精煤灰分为11.0%时，理论分选比重为1.57，扣除沉矸后的0.1含量为20.32%，为较难选；假定精煤灰分为12.0%时，理论分选比重为1.63，扣除沉矸后的0.1含量为14.96%，为中等可选。 孟家窑煤矿M13号孔5号煤层13-0.5mm级可选性曲线

47、图1-6孟家窑煤矿M16号孔5号煤层13-0.5mm级可选性曲线 图1-72号煤层可选性综合评价表表1-7采样点可选性评定方法0.1含量法假定精煤灰分（%）理论分选比重精煤理论产率（%）0.1含量（%）可选性等级M2151.4736.5651.44极难选171.5647.5130.53难选191.6855.7915.84中等可选M1691.4856.2733.30难选101.5360.9326.25较难选111.5765.1020.32较难选121.6368.9014.96中等可选 5号煤层采用0.1含量法评价，M2、M13号孔假定精煤灰分为9.0%时，理论分选比重分别为1.47、1.48，扣

48、除沉矸后的0.1含量分别为34.90%-47.93%，为难选、极难可选；假定精煤灰分为10.0%时，理论分选比重分别为1.52、1.55，扣除沉矸后的0.1含量分别为19.38%、28.50%，为中等可选、较难选；假定浮煤灰分为11.0时，理论分选比重分别为1.59-1.64，扣除沉矸后的0.1含量分别为8.03%、11.83%，为易选、中等可选。M16号孔假定精煤灰分为11.0%时，理论分选比重为1.45，扣除沉矸后的0.1含量为49.26%，为极难选；假定精煤灰分为12.0%时，理论分选比重为1.50，扣除沉矸后的含量为33.59%，为难选；假定精煤灰分为13.0%时，理论分选比重为1.5

49、6，扣除沉矸后的0.1含量为20.09%，为较难选；假定精煤灰分为14.0%时，理论分选比重为1.65，扣除沉矸后的0.1含量为9.45%，为易选。（3）浮煤回收率2号煤层经1.4比重液浮选后浮煤回收率为10.45%-61.63%，平均41.00%，属中等。5号煤层浮煤回收率为35.70%-65.12%，平均48.97%，属中等。5号煤层可选性综合评价表表1-8采样点可选性评定方法0.1含量法假定精煤灰分（%）理论分选比重精煤理论产率（%）0.1含量（%）可选性等级M291.4860.9734.90难选101.5566.6719.38中等可选111.6470.678.03易选M1391.476

50、4.9047.93极难选 101.5270.9728.50较难选111.5975.2411.83中等可选M16111.4561.4749.26极难选121.5069.7033.59难选131.5676.0120.09较难选141.6580.689.45易选1.2.2.5 煤质与工业用途评价（1）各煤层综合煤质特征 井田2号、5号煤层煤质在垂直方向变化明显，浮煤挥发分、由上至下有所降低，胶质厚度有所增大，煤的变质程度相应加深。 原煤灰分由上至下呈降低趋势。5号煤层较2号煤层灰分降低较为明显，2号煤层原煤灰分均在25%以上。 原煤硫分从上至下亦是逐渐增高。从全井田来看5号煤层的硫分含量均在2.5%

51、以上，属中高硫煤。据对煤的各种硫分析，2号、5号煤均以有机硫为主，次为硫化物硫。 煤灰成分变化不大，均以二氧化二硅+三氧化二铝为主，平均在70%以上。 经1.4比重液浮选后2号、5号煤层浮煤回收率变化如下：2号煤层浮煤回收率在10.45%-61.63%之间，平均41.00%，属中等。5号煤层浮煤回收率为35.70%-65.12%之间，平均值为48.97%，属中等。（2）煤的工业用途2号煤层为低灰高灰分、特低硫中高硫分、低热值高热值、高软化温度灰之气煤。可作为动力用煤、气化用煤和民用煤。2号煤层经浮选后灰分降至7.27%-15.31%，平均11.61%，全硫含量平均为1.01%，也可作为炼焦配煤

52、。5号煤层为中灰、中高硫高硫、低热值高热值、较高软化温度灰之气煤、可作为动力用煤，气化用煤和民用煤。6.地层综合柱状图如图1-8-1 图1-8-1第三节 井田境界与储量1.3.1井田境界孟家窑矿井位于宁武县城西，行政区划隶属宁武县凤凰镇与余庄乡管辖。矿井地理位置：东经11211121121434北纬385553385951矿井围由下列23个拐点顺次圈定（6带，中央子午线111），拐点坐标详见表1-9。井田围示意图见图1-9。矿井围拐点一览表表1-9点号XY北纬东经143190451960714538595111214122431859019607670385936112143434316029

53、196074223858141121422443143401960652138571911213445431224719605093385612112124364311637196048143855521121231743118551960434538556011212128431215019603720385609112114694312070196036673856071121144104312250196030063856131121117114313250196030803856451121120124314270196036303857181121144134314270196036

54、403857181121144144314930196040203857391121200154315550196043003857591121212164316000196043403858141121214174316000196041453858141121206184316680196045803858361121225194316685196047853858361121234204316975196047863858451121233214317780196053853859111121259224317977196058413859171121318234318610196066

55、003859381121350井田南北长7.7km，东西宽0.72.9km，整合后矿区面积约17.1305km2。1.3.2 矿井资源矿井资源是矿井设计和生产建设的主要依据，长期以来，我国用于评价固体矿产资源类型的主要依据是矿产资源的勘探程度。2005年发布的煤炭工业矿井设计规对固体矿产资源进行了重新分类。本次估算共获得资源/储量（111b+122b+333）364.59Mt，全为气煤（其中2号煤层为69.10Mt，5号煤层为295.49Mt）。先期开采地段共获得资源/储量（111b+122b+333）92.84Mt，探明的资源/储量（111b）76.01Mt，占本地段资源/储量总和的82%；

56、控制的资源/储量（122b）7.99Mt，探明的和控制的资源/储量（111b+122b）占本地段资源/储量的90%。1.3.3 矿井工业储量计算1.3.3.1工业资源/储量根据技术经济评价所划分的各煤层经济意义，井田2、5号煤层资源为经济的。结合地质可靠程度，井田资源类别具体划分如下：探明块段（331）划分为111b，扣除采矿损失后为111；控制块段（332）划分为122b，扣除采矿损失后为122；推断块段（333）划分为333。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3

57、33的大部分，归类为矿井工业资源/储量。即扣除了331、332储量中的次边际经济的资源量2S11、2S22。矿井工业资源/储量按下式计算：矿井工业资源/储量111b122b2M112M22333k式中k为推断的资源量333的可信度系数，根据本井田地质构造与各可采煤层赋存情况，设计取0.9。经计算，全矿井工业资源/储量为356.30Mt。1.3.3.2矿井设计资源/储量矿井设计储量=工业资源/储量永久煤柱损失永久煤柱包括井田境界、断层、220kV以上输电线路、村庄保护煤柱、防水煤柱，其中防水煤柱包括5号煤层受奥灰水影响，突水系数大于0.1 MPa/m的块段。井田构造简单，井田断层、村庄、高压输电

58、线路以与井田边界，防水煤柱需要留设永久保护煤柱。经计算，本井田去除井田境界永久保护煤柱后，矿井设计资源储量为255.77Mt。1.3.3.3设计可采储量矿井设计可采储量=（矿井设计储量保护煤柱损失）采区回采率根据煤炭工业矿井设计规要求，2号煤层采区回采率80，5号煤采区回采率75。经计算，矿井设计可采储量为169.43Mt。第四节 井田开拓1.4.1 矿井开拓1.4.1.1井田开拓方式工业场地布置有主斜井和副斜井。主斜井井口标高+1630.0m，井底标高+1305.0m，倾角16，斜长1179m，主斜井与大巷通过井底煤仓连接；井筒装备1.0m宽胶带担负全矿煤炭提升任务，以与架空乘人器担负全矿井

59、的人员升降；副斜井井口标高+1630.0m，井底标高+1300.0m，倾角19，斜长1014m，装备一台2JK-3.5/30E型双滚筒提升绞车，双钩提升，担负全矿井的设备、材料与矸石的提升任务。本井田为倾斜煤层，沿井田东部边界有一高压输电线路，去掉保护煤柱，煤层垂高+1800+900m，因此全井田划分为一个水平，水平标高+1300m。井田走向长7.5km，中间分布两个落差大于40m的断层，因此将井田划分为五个采区，上山采区三个，下山采区两个，采区上山布置三条，工作面沿煤层走向布置，采用分区通风。1.4.1.2开拓巷道布置本井田可采煤层两层，2号煤层和5号煤层层间距平均66m，因此大巷布置方式采

60、用集中布置，为了减少初期工程量和减少岩石巷道工程量，以与有利运输、排水。根据煤层的赋存情况来看，由于煤层的起伏较大，故水平主要大巷采用定向掘进，减少中间胶带输送机的环节，胶带输送机大巷原则沿5号煤层布置，轨道大巷采用定向定坡布置，大巷基本上位于5号煤层顶板，大巷间距30m。本矿井的主、副斜井集中布置于矿井工业场地，风井分区单独布置于风井场地，全矿井投产时共布置3个井筒，即主斜井、副斜井和11采区回风平硐，通过三个井筒来实现全矿井移交生产时期的运输与通风等功能。1.4.1.3水平划分本井田可采煤层为2号煤层和5号煤层，煤层底板标高变化中北部的标高在+680m+1800m，南西部标高+520+16