采矿工程本科毕业论文(仅供参考)

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（摁下CTRL键点击鼠标打开网站）采矿工程本科毕业论文题目:___________________专业:班级:学号:姓名:指导老师:2010年6月X日摘要：本设计通过详细介绍山西潞安五阳煤矿五井的井田概况和地质特征，经过一系列的方案论证比较，选择了适合本矿井的开拓方式、采煤方法和各生产系统。井田内地质构造比较简单，主要为纵贯井田东西的天仓向斜，属于低瓦斯矿井，无煤尘爆炸危险；本井田主要有三层可采煤层，按埋藏深度从浅到深分别为三号煤层、九号煤层和十一号煤层，平均厚度分别为3.75m、3.25m、3.20m，煤层倾角4o～7o，平均5o，属于近水平煤层。经过技术经济比较，煤矿设计生产能力为300万t/a，服务年限为68年，对第一水平选择了立井开拓方案，首采区的采煤方法采用倾斜长壁采煤法，综合机械化回采工艺。辅助运输系统与主运输系统相分离，其中辅助运输系统采用了国际上先进的辅助运输设备单轨吊，可满足人员、机械设备、材料和矸石的运输，无需中间转载，可从井底车场直达工作面。矿井一水平采用两翼对角式通风系统。总之，通过技术经济等多方面的比较得出本设计的开拓方案、采煤方法等均能满足矿井的开采需求。关键词：立井开拓；条带式；单一倾斜长壁采煤法；综合机械化采煤；两翼对角式通风Abstract:Thisdesignintroducescoalfield’sgenneralsituationandgeologiccharacteristicinNo.5collieryofWUYANGindetail.Basedonaseriesoftechniqueandeconomycomparisons,thesuitableminedevelopmentscheme,miningmethod,mine’s(work-ingarea’s)openingsandeachmainproductionsystemhavebeendetermined.Thegeologicstructureinthecoalieldissimple,themainstructureisTiancangSynclineacrossedthefieldfromwesttoeast.Theminehaslowgasandnodangerofcoal-dustexplosion.Themaincoalseamsthatisdesignedhasthreelayers.Theburyingdepthis3#coalseam,9#coalseamand11#coalseamfromshallowtodeep.Theiraveragethicknessis3.75m,3.25mand3.20mrespectively.Theirangleofdipis4o～7o,theaverageis5o,sotheybelongtoflatseams.Thedesignedcapacityofthemineis3milliont/aandtheexpectedlifeofthemineis68years.Basedontechniqueandeconomycomprisions,theplanchoosesminshaftdevelopmentforthefirstlevel,adoptslongwallminingmethodalongthedipandcomprehensivemechanizedcoalmining.Theauxiliaryhaulagesystemisseparatedfromthemainhaulage,andtheauxiliaryhaulsystemadoptsthesinglerailhoistcranewhichisadvancedintheinternational.Thetwo-waydiagonalventilationsystemisusedforthefirstlevel.Inaword,afteraseriescomparisonsoftechniqueandeconomyandsoon,thedevelopmentschemeandtheminingmethodcanbothbefulfilledtherequestofthemineproduction.Keywords:shaftdevelopment;mininginstrips;longwallminingmethodalongthedip;comprehensivemechanizedcoalmining;two-waydiagonalventilationsystem.目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章井田概况及地质特征 1第一节井田概况 1第二节地质特征 3第二章井田境界及储量 17第一节井田境界 17第二节埋藏储量 18第三节各种煤柱的尺寸和计算方法 21第三章矿井设计生产能力及服务年限 23第一节工作制度 23第二节矿井设计生产能力及服务年限 23第四章井田开拓 27第一节井田地质、老窑及水文对开采的影响 27第二节矿井开拓方式的确定 28第五章矿井基本巷道 44第一节井筒 44第二节井底车场 52第三节主要开拓巷道 56第六章采煤方法和采区巷道布置 60第一节煤层地质特性 60第二节采煤方法和采区巷道布置 62第三节带区巷道布置及生产系统 69第四节带区车场设计 73第五节建井工期与采掘计划 76第七章井下运输 80第一节概述 80第二节采区运输设备的选择 81第三节主要运输设备的选择 83第八章矿井提升 85第一节概述 85第二节主井提升 85第三节副井提升 92第九章矿井通风与安全 97第一节矿井通风系统的选择 97第二节采区及全矿所需风量 99第三节扇风机选型 102第四节防止特殊灾害的安全措施 110第十章矿井排水 112第一节概述 112第二节排水设备选型计算 113第十一章动力供应及照明 119第一节供电 119第二节照明 126第三节压气供应 128第十二章技术经济分析及主要技术经济指标 130第一节技术经济分析 130第二节主要技术经济指标 131结束语 133参考文献 134致谢词 136第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置五阳煤矿位于襄垣县境内，潞安矿区北中部，东以淤泥河保安煤柱为界，南至王文山北断层，北以小黄庄断层为界，西至经线38403800线,南北长约4.0㎞，东西宽长约7.0㎞，面积为25.0k㎡。五阳矿井交通便利，太焦铁路贯穿全区，南经新乡与京广、陇海线相连，北至太原可达石大线及同蒲线，距襄垣车站3.5㎞，五阳车站2.5㎞.208国道经扩区西约2㎞处自北而南经过，榆黄公路横跨井田东部，东有邯长公路，南有长临公路，区内交通可谓交通便利、四通八达。见交通位置图1-1-1。二、地质地形五阳井田地处襄垣盆地的东南部，属黄土丘陵地带，地形起伏较缓，呈西高东低之趋势，黄土冲沟及河流阶地发育。全区广为第四系黄土所覆盖，靠近漳河两岸零星地段出露有石盒子地层，区内最高点位于西北部，标高为939.6m，最低点位于西漳河与淤泥河交汇处，标高为865.3m,高差74.3m.三、河流与水源区内发育主要河流为西浊漳河,西浊漳河自西向东流经扩区北部,河床开阔,阶地发育,常年流水,为区内最大河流,该河流经付村村东时形成一约400m×500m的小型水库,八五年测得其流量为0.680m3/s.区内另一条河流为淤泥河，系浊漳河支流,自南而北流经本区,在东李村汇入浊漳河,流量较小,为季节性河流,八一年十月测定流量为360m3/h.四、气象及地震情况本区属大陆性气候,一年四季分明,根据襄垣县气象资料统计:年最大降水量为826.6㎜（71年）,年最小降水量为279.8㎜(50年),年蒸发量为1648.2㎜.雨季多集中在七、八、九三个月,蒸发量大于降水量.夏季最高温度38.1℃,冬季最低温度-29.1℃,年平均温度9℃,最冷月平均温度-8℃.冰冻期多在十月末开始,次年四月开始解冻,冻土平均厚度0.55m,年主要风向为南风,最大风速20m/s,年平均风速2m/s.根据山西省(78)省震字第29号文,襄垣县地震烈度为6℃.图1-1-1交通位置图五、煤田开发历史五阳煤矿兴建于1956年，1963年投产，后经扩建到1985年时，设计生产能力为150万吨/年，实际生产能力已达到220万吨/年。生产水平有两个，第一水平+728.4已基本采完，第二水平+568为该矿井主要生产水平，到1994年底可供开采地质储量为2668.1万吨，服务年限仅为7年。为此急需向深部延伸或扩大井田范围，增加地质储量。五阳煤矿为立井上下山开拓方式，采煤方法为走向倾斜长壁全部冒落式开采，至1990年开始采用开天窗放顶煤一次采全高新工艺。本区煤层埋藏深，广为第四系黄土所覆盖，区内无小窑开采。六、矿区经济状况五阳煤矿隶属于山西省著名国有企业潞安集团，该企业生产设备先进，规模宏大，经济效益好。煤炭是该矿区的支柱产业，除煤矿以外，该区还有煤焦化厂，煤炼油厂，煤电厂等较多的煤炭相关产业。农业主要以冬小麦为主。加之该区交通便利，各种企业较多，所以经济发展迅速，经济状况较好。七、文物古迹和其他地面建筑情况本井田区域内无文物古迹，无高大及重要建筑物，所以这方面对井田开拓没什么影响。八、水源和电源本次地质勘探共采取五个钻孔的14个水样，水样分别取之于3#煤下伏K2、K3、K4、K5含水层中。分析结果整体呈碱性，为无侵蚀性水。据《矿井水文地质规程》规定，大型矿井用水量在每产一吨煤为0.3-0.5吨之间。按平均预计涌水量计，年产150万吨的吨煤涌水量为：每小时原煤产量：150×104/（360×24）=173.6t/h计吨煤涌水量：459.20÷173.6=2.64t/h因为大型矿井生产需水时最大为吨煤0.5吨水，因此井下涌水量能满足生产用水。用水可以自给自足。矿区附近有较多煤电厂，电力充足。电源主要靠国家统一分配。第二节地质特征一、地质构造本区系潞安矿区五阳井田，潞安矿区属沁水煤田，位于其中东部边缘。据以往资料及新近资料，将区域地层的发育情况简述如下：1.奥陶系下统(O1)地层厚度为64m-209m，一般厚度130m。中上部为浅灰色中厚巨厚层状石灰岩，含燧石条带几结核白云石，下部为泥质白云岩类夹竹叶状白云岩。与下伏地层为整合接触。2.奥陶系中统下马家沟组(O2x)本组厚度为37m-213m，一般厚度为120m。中上部岩性为青灰色中厚巨厚层状石灰岩，下部为角砾状泥灰岩，浅灰黄绿色钙质灰岩。3.奥陶系中统上马家沟组(O2s)本组厚度为170m-308m，一般厚度120m。中上岩性为灰色白云质泥灰岩类泥质灰岩，灰黑色中厚层状豹皮灰岩夹泥灰岩，下部为灰绿色或角砾状泥灰岩。4.奥陶系中统峰峰组(O2f)该组厚度为0m-176m，一般厚度为120m。岩性为浅灰色中厚层状豹皮灰岩，灰白，灰黄色薄层状白云质灰岩，夹灰黑色中厚层状灰岩。5.石炭系中统本溪组(C2b)该组厚度为0m-35m，一般厚度为20m。岩性以浅灰色铝土泥岩为主，并发育有石灰岩灰白色岩性砂岩，夹有煤线。底部有山西式铁矿透镜体，与下伏地层为假整合接触。6.石炭系上统太原组(C3t)该组厚度为82m-142m，一般厚度为90m。岩性以灰白色砂岩及灰色粉砂岩，泥岩为主。发育石灰岩46层，煤1015层。底部为灰白色中厚层状砂岩。与下伏地层为整合接触。7.二叠系下统山西组(P1s)该组厚度为36m-68m，一般厚度为60m。岩性以灰白色中细粒砂岩，灰岩泥岩，砂质泥岩及粉砂岩。发育煤层14层。底部以灰白色中或细粒砂岩为底界。与下伏地层整合接触。8.二叠系下统下石盒子组(P1x)该组厚度为48m-78m.一般厚度为65m.顶部为杂色鲕状铝土泥岩俗称桃化泥岩，中部为灰白色中细粒砂岩，下部为黄绿色砂岩，夹灰色泥岩，底部以灰白色中细粒砂岩为底界，与下伏地层整合接触。9.二叠系上统上石盒子组(P2s)地层厚度为410m-550m。顶部为黄绿色砂岩与紫红色泥岩互层。中上部为杂色泥岩砂质泥岩中粗粒砂岩以及黄绿色中粒砂岩灰色泥岩。下部为具紫色斑状的黄绿色砂质泥岩，紫红色泥岩。底部为灰白色厚层状中粗粒砂岩。与下伏地层整合接触。10.二叠系上统石千峰组(P2sh)地层厚度为22.00m-217.00m，一般厚度为150.00m。岩性黄绿色厚层状中粗粒砂岩与紫红色泥岩互层。顶部发育有淡水灰岩及薄层石膏岩。与下伏地层整合接触。11.三叠系下统刘家沟组(T1l)地层厚度为115m-595m，一般厚度为400m。岩性为浅灰紫红色中厚层状细粒砂岩，夹紫红色泥岩。与下伏地层整合接触。12.三叠系下统和尚沟组(T1h)地层厚度为131m-474m，一般厚度为250m。岩性为紫灰色中厚层状细粒砂岩，夹紫红色泥岩。与下伏地层整合接触。13.三叠系中统二马营组(T2er)地层厚度为600m.上部为紫红色泥岩砂质泥岩夹细粒砂岩。中部为紫红色砂质泥岩夹浅绿色中厚层状中粗粒砂岩。与下伏地层整合接触。14.三叠系中统铜川组(T2t)地层一般厚度为550m。上部为紫红色砂质泥岩，夹中细粒砂岩。下部为紫红灰绿色厚层状中粒砂岩，局部夹灰绿灰紫色砂质泥岩。与下伏地层整合接触。15．三叠系上统延长组(T3y)地层厚度为30m138m.一般厚度为50m。岩性为紫红，灰绿色中厚层状中细粒砂岩泥岩夹淡水灰岩。与下伏地层整合接触。16.上第三系(N)地层厚度为5m-268m.以棕红色粘土砂质粘土为主，底部为砾岩层。在武乡县张村为厚层灰绿灰黑色粘土，粉砂与薄层泥质灰岩互层，并夹油质岩。与下伏地层不整合接触。17.第四系(Q)其厚度为0m-330m.岩性为棕黄色淡黄色亚粘土，含砂质粘土亚砂土夹钙质结核及砾石。与下伏地层整合接触。五阳煤矿广为第四系黄土所覆盖，仅在漳河两岸及中南部冲沟地带有二叠系石盒子组地层3出露。根据钻孔资料及地质填图成果，现将本扩区地层发育情况由老到新叙述如下：⒈奥陶系中统上马家沟组(O2s)本区钻孔揭露最大厚度为99.27m，岩性为深灰色厚层状石灰岩浅灰色白云质灰岩，泥灰岩，局部夹石膏层。奥陶系中统峰峰组(O2f)该组厚度为120m左右。岩性为浅灰色深灰色厚层状石灰岩，灰色厚层状白云质灰岩，夹灰色中厚层状泥灰岩。与下伏地层整合接触。石炭系中统本溪组(C2b)该组厚度为4.50m-15.80m，平均厚度10.30m.岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育有灰白色中厚层状细粒石英砂岩灰色砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。与下伏地层假整合接触.石炭系上统太原组(C3t)该组厚度为95m-139m，平均厚度101.55m.是本区主要含煤地层之一。其岩性主要为灰色、灰黑色石灰岩，灰色、灰白色细、中、粗粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，夹8-15层煤，其中可采煤层1-7层。底部以一层灰白色中、细粒砂岩或粉砂岩与本溪组分界。属典型的海路交互相沉积，旋回结构明显，但其岩性岩相较为复杂。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育不稳定的石灰岩。由下向上叙述如下：K2石灰岩：厚度为4.819.85，平均厚度7.70.为深灰色厚层状隐晶质石灰岩，含星散状黄铁矿，中下部夹12层薄层状燧石结构层。层位稳定，是可靠的对比标志。产动物贝壳化石。K3石灰岩：厚度为1.503.85，平均厚度2.65。为深灰色中厚层状隐晶质石灰岩，层位稳定.K4石灰岩：厚度为1.696.35，平均厚度4.05。为深灰色厚层状隐晶质石灰岩，底部泥质含量高。层位稳定，产动物贝壳化石。K5石灰岩：厚度为0504.37，平均厚度2.46。为深灰色中厚层状隐晶质石灰岩，层位稳定.为太原组上部良好的对比标志，产动物贝壳化石。K6石灰岩：厚度为0.21.37，平均厚度0.67.局部发育，层位不稳定。二叠系下统山系组(P1s)该组厚度为39.20m-73.00m，平均厚度57.48m.是本区主要含煤地层，岩性主要为灰白色，灰色中细粒石英砂岩，灰色灰黑色粉砂岩砂质泥岩泥岩，夹14层煤。其中中下部的3号煤层为主要可采煤层，厚度为2.20m-4.90m，平均厚度为3.75m.顶板一般为灰黑色砂质泥岩，局部变为灰白色细粒石英砂岩。底版多为黑色泥岩，局部变为灰白色细粒石英砂岩。其余岩层均为不可采煤层。底部以一层灰白色中厚层状细粒石英砂岩或中粒石英砂岩与太原组分界。与下伏地层太原组整合接触。二叠系下统下石子组(P1x)该组厚度为40.58m-149.60m，平均厚度81.26m。顶部为一层紫红色紫灰色等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩俗称桃化泥岩，中下部为灰色泥岩砂质泥岩灰色灰白色浅黄色细中粗粒石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状中细粒石英砂岩局部为粗粒石英砂岩与山西组分界。与下伏的山西组整合接触.二叠系上统上石盒子组(P2s)该组厚度为103.6m-557.80m，平均厚度为280.46m。岩性为紫红紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色灰白色黄绿色细中粗粒石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状细中粒石英砂岩与下石盒子组分界。与下伏地层整合接触。第四系(Q)其厚度为0m-70.40m.，平均厚度为26.30m。上本区的主要覆盖层。岩性为棕黄色浅黄色亚粘土含砂质粘土，夹姜石层，顶部为耕植土。与下伏地层不整合接触。潞安矿区位于华北断块区吕梁-太行断块沁水块坳东部次级构造单元沿尚-武乡-阳城北北东向褶带中段,晋获断裂带西侧.晋获断裂带对矿区构造格局的形成和发展具有重要的控制作用.矿区主体构造方向与晋获断裂带一致,呈北北东向展布,区域性地层走向亦为北北东-北东向,向西缓倾,沿走向和倾向均呈波状起伏,形成宽缓的短轴褶曲,轴向北北东-北东东,两翼地层倾角仅几度到几十度.区内主要构造形式为断裂构造,构造格局具有东西分带,南北分段的规律.由东向西,构造变形强度增加,短裂形式由以北东-北东东正断层为主演变为北北东-南北向逆断层为主.沿南北方向,分别以文王山地垒和二岗山为界,可分为北、中、南三段。北段南部文王山北断层与西川断层之间，由宽缓褶曲和正断层组成北北东向构造带，此带向东延伸可能跨越晋获断裂带，向西延伸可穿越沁水盆地，因而具有区域性意义，扩区位于此带矿区范围内的东北部。北段北部即西川断层以北的主体构造格架由北北东向宽缓褶曲组成。矿区内总体构造形态为北东东向宽缓褶曲（褶曲轴向西缓倾）伴有高度正断层。褶曲扩区内褶曲为北东东向，其中以中部的天仓向斜构成扩区煤层的基本形态。天仓向斜西自扩区外，往东经杨家沟至西李村，东延至五阳矿区，横贯全扩区，区内约4km,东部为西大巷正断层错断。轴向北东东，两翼对称，倾角约12゜，局部达15゜。枢纽轴略有起伏，西陡东缓。本向斜构成了区内煤层基本起伏形态。沿走向有9条勘探线控制，已查明。断层矿区内总共有9条断层，全为正断层，主要分布于南北边界一带，走向以北东东-北东向为主，倾角70°～80°，其中两条断距较大的正断层，分别构成扩区的南北边界。北部边界小黄庄正断层和与之半生的崔家庄3号正断层构成小型地堑。南部变界文王山断层则与3-1上、下正断层构成阶梯状断层，并亦与之伴生的东周正断层构成地堑构造，此外扩区中部有三条正断层。这些正断层是在剖面共轭剪破裂发展起来的“Y”型共轭正断层，以北东向一组发育（附图3）。应是新第三纪北北西-南南东向引张力与重力联合作用的产物。（1）小黄庄正断层该断层为矿区北边界，自西向东经官道，小黄庄，张家庄，区内长约1.4km，全长大于13km，走向北东东，倾向南东，倾角70°。断距由西向东逐渐变小，区内断距290m，沿走向有3-6，72，87等钻空揭露，已查明。（2）崔家庄3号正断层该断层位于付村，张家庄南一线，区内约1.5km，全长约10km，走向北东东，倾向北西，倾角70°。断距由东向西渐小，最大断距约20m。沿走向有地震测线，3-4，82等孔控制，已查明。（3）南峰正断层位于南丰村，大黄庄南一线，区内长约2km，全长约3km，走向北50°东，倾向南东，倾角75°，断距由东向西渐小，至南-45号钻孔尖灭，区内最大断距70m。有地震侧线和钻孔控制，已查明。（4）西大巷正断层位于果园，南峰沟，西李村一线，区内约5km，走向北50°东，倾向南东，倾角75°，断距由东向西渐小，区内最大断距60m。有地震测线及五-193等孔控制，已查明。（5）果园东断层位于南峰沟南，向西为西大巷正断层所截。区内约1.3km，全长约1.8km。走向近东西，倾向北北西，倾角75°，断距由西向东渐小，最大断距15m，有南-51号钻空控制，五阳矿井下巷道揭露。（6）东周正断层位于韩家庄南，东周村一线，横贯扩区长约2.2km，全长约4.2km。走向北东东，倾向南西，倾角75°，断距中部小（约12m），东西部大（28-30m），沿走向由五-198，南-23，南-44等孔控制，已查明。（7）3-1上、3-1下正断层位于草场南，平行于文王山北正断层，走向北东东，倾向北西，倾角75°。3-1上正断层全长约1.5km，断距约17m，3-1下正断层，全长约2km，断距28m。由3-1号孔揭露。（8）文王山北正断层为扩区南部边界，位于东周-西周村一带，东延五阳煤矿与晋获断裂带相交；西至李村在红石沟村与文王山南断层相交，区内长2.2km，全长约35km，走向北80°东，倾向北西，倾角75°，区内最大断距500m，为奥陶系石灰岩与上二叠上石盒子组接触。五阳矿有水102-2号孔，五-65号孔揭露，地表有多处露头，已查明。表1-2-1主要断层特征表断层名称性质走向倾向倾角（度）落差小黄庄正断层正断层北东东南东70o105m崔家庄3号正断层正断层北东东北西70o20m南峰正断层正断层北50o东南东75o70m西大巷正断层正断层北50o东南东75o60m3-1上、3-1下正断层正断层北东东北西75o17m果园东断层正断层近东西北北西75o15m东周正断层正断层北东东南西75o12m文王山北正断层正断层北80°东北西75o500m二、煤层与煤质本区主要含煤地层为石炭系上统太原组(C3t)及下统山西组(P1s)。现分别简述如下：1.石炭系上统太原组(C3t)该组为一典型的海陆交互相沉积，并且形成形成四个明显的旋回韵律结构。其厚度为95.00m-139.00m，平均厚度101.55m。岩性为灰色深灰色石灰岩，灰色灰白色细中粗粒石英砂岩，灰黑色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩及煤层。其中夹8-15层煤，发育四周稳定的石灰岩（K2、K3、K4、K5）及一层不稳定的石灰岩（K6）。测井物性反映：煤层一般为高电阻低密度低伽玛。石灰岩为高电阻高密度低伽玛。因此标志明显。产有植物化石碎屑及动物化石。该组共含煤为8-15层。按煤层编号顺序分述如下：6#煤层：厚度0-1.16m，平均厚度0.70m。位于K5石灰岩之上，层位不稳定。下距K5石灰岩7m左右.8#煤层：厚度为0-0.90m，平均厚度0.44m。位于K5石灰岩底板之下，层位不稳定。9#煤层：厚度为2.40-4.20m，平均厚度3.25m。位于K5、K4石灰岩之间，层位稳定，为该区主要可采煤层。上距K5石灰岩12m左右.10#煤层：厚度为0.11-1.00m，平均厚度0.46m。位于K5、K4石灰岩之间，层位不稳定。下距K4石灰岩6m左右。11#煤层：厚度为2.30-4.20m，平均厚度为3.20m。位于K4、K3之间，层位稳定，为该区主要可采煤层。上距K4石灰岩6m左右。12#煤层：厚度为0-0.70m，平均厚度0.33m。位于K3石灰岩底板之下，层位不稳定。13#煤层：厚度为0.40-1.44m，平均厚度0.77m。直接下伏于K2石灰岩底板之下，层位不稳定。151#煤层：厚度为0.40-1.00m，平均厚度0.76m。位于K2石灰岩之下约5m，层位不稳定。152#煤层：厚度为0.20-0.75m，平均厚度0.53m。位于K2石灰岩之下约8m左右，层位稳定。153#煤层：厚度为0.44-0.92m，平均厚度0.59m。位于K2石灰岩之下约10m，层位不稳定，局部可采。该组单孔煤层平均厚度为8.70m，含煤系数为8.6％。2.二叠系下统山西组(P1s)该组为陆相沉积：其厚度为39.20m-73m，平均厚度57.48m。岩性为灰色粉砂岩砂质泥岩泥岩灰白色中细粒石英砂岩及煤层。其中夹煤层14层。中下部发育的3号煤层为全区稳定的可采煤层，厚度为2.20m-4.90m，平均厚度为3.75m.测井物性反映：煤层表现为高电阻低密度低伽玛。由于3号煤层发育稳定且厚度大，其本身即为明显的标志层。产植物化石碎屑。该组共含煤1-4层。按煤层编号顺序分述如下：1﹟煤层：厚度为0-0.7m，平均厚度0.41m。位于本组顶部，层位极不稳定，下距3#煤层约30m。2#煤层：厚度为0-0.70m，平均厚度0.38m。位于本组中上部，层位极不稳定。下距3#煤层15m左右3#煤层：厚度为2.20m-4.90m，平均厚度3.75m。位于本组中下部，其厚度大，层位稳定。下距分界砂岩（K7）10m左右。该组单孔煤层平均厚度为6.94，含煤系数为12.07％.该区主要可采煤层为3#、9#、11#煤层：1．3#煤层：位于山西组中下部，厚度2.20-4.90m，平均厚度3.75m，含夹矸0-2层，煤层倾角在4o～7o之间，平均5o,厚度大且稳定，是全区稳定的主要可采煤层。2．9#煤层：位于K5、K4石灰岩之间，厚度为2.40-4.20m，平均厚度为3.25m，含夹矸0-1层，煤层倾角在4o～7o之间，平均5o,厚度变化大，层位稳定，为全区发育可采煤层。3.11#煤层：厚度为2.30-4.20m，平均厚度为3.20m。位于K4、K3之间，煤层倾角在4o～7o之间，平均5o,层位稳定，为该区主要可采煤层。上距K4石灰岩6m左右。其余，6#、8#、10#、13#、15#等煤层在全区虽局部达可采高度，但根据《煤炭资源地质勘探规范》第二章、第二节、第2、3、4条规定均为不可采煤层。表1-2-2可采煤层特征表煤层煤层厚度（M）煤层间距（M）夹石围岩稳定性倾角容量（t/m³）最小最大平均60层数总厚（M）顶板底板3#2.204.903.75无0硬硬稳定5o1.359#2.404.203.25无0硬硬稳定5o1.4012011#2.304.203.20无0硬硬稳定5o1.40本区煤层按中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）可划分为贫煤（PM）、贫瘦煤（PS）与瘦煤(SM)。煤的变质作用类型以深成变质为主，即随煤层赋存深度的增大，煤的变质程度增高。全区煤质稳定，煤类分布简单，可作为配煤炼焦和动力用煤使用。⒈煤的物理性质各煤层均为黑色，条带状结构，条痕为灰黑色。其物理性质见表6-1。另外本次施工还在南-8与南-44号孔采取3#煤煤心样作了散密度、安息角与摩擦角测试。据测试结果，散密度为849-950Kg/㎡,安息角为37.2-37.3度，摩擦角为20-24度。均以亮煤为主，暗煤次之，夹少量镜煤，丝炭条带，9#、15#煤层见有黄铁矿结合。据南-14号孔鉴定资料，3#煤层镜质组为87.3％，半镜煤组为1.6％，丝质组为11.1％。矿物含量不高，仅为4.1％，其中黏土为3.5％，硫化铁类占有0.6％。⒉煤的化学性质及工艺性能本区对3#煤作了较多的采样测试，现将有关测试结果叙述如下：3#煤TS+6为79.5-97.5%，平均90.1%，属热稳定性好的。3#煤可磨性指数变化在109-128之间，属易磨碎煤。采用落下试验法试验，大于25mm级煤占71.9%，属高强度煤。从试验结果看，3#煤焦油产率（Tar,ad）在1.05-2.60%之间，平均1.62%，属含油煤，不宜作为低温用煤。半焦产率为89.38-92.82%，干馏总水份产率（Water,ad）为0.62-2.88%。3#煤葛金焦型以B、C两种类型为主，仅南-49号孔为A型。本区3#煤硫份含量低，发热量高，为良好的动力用煤和炼焦配煤。太原组煤层由于含硫较高，不宜直接作动力用煤使用，但经过洗选加工降低煤中硫份含量后，可以作为动力用煤使用，也可供民用和作为工业锅炉中的掺烧煤。三、瓦斯及煤尘情况据了解，本局所属漳村、五阳、王庄与石圪节矿目前开采深度较浅、均属低沼井。未发现瓦斯爆炸及突出事故。3号煤层平均甲烷含量为7.12ml/g.r。其最大值为17.47ml/g.r。瓦斯成分以甲烷为主，重烷微量。据瓦斯成分可将本井田划分为沼气带和氮气-沼气带。本区主要可采煤层3号煤下距9、11号煤较远，上覆的1、2号煤厚度小，且不稳定。分析3号煤层开采过程中，瓦斯涌出来源将主要来自开采层本身。据南-5、南-11号等孔的测试结果，3号煤层之煤尘属有爆炸危险。从试验结果看，本区3号煤△T1-3(还原样与氧化样燃点之差)在4-17℃之间，属不自燃煤层。精查勘探在三个钻孔中进行了简易井温测量，由于井内受地下水纵向水流的影响，使整个井段地温梯度为零，（即地温不随深度增加）。其他未发现井温异常。四、水文地质本次地质勘探工作,自九二年五月开始至九五年底结束,历时三年半多,加之以前地质勘探工作,扩区图幅范围共有钻孔90个,其中太灰水长期观测孔6个.揭露地层自上而下有:第四系覆盖层,二叠系上二叠统上石盒子组、下二叠统下石盒子组、山西组,石灰系上石灰统太原组,局部发育有本溪组及奥陶系灰岩地层.共揭露主要含水层11层,11层含水层可分为三个类型:(一)3#煤底部灰岩裂隙、溶洞式含水层,(二)3#煤底部砂岩裂隙、孔隙式含水层,(三)第四系风化壳孔隙式含水层.发现及钻探验证的断层有:果园东断层、南峰断层、西大巷断层、崔家庄断层、小黄庄断层、东周断层、3-1上、下断层、文王山北断层及六个岩溶陷落柱.现将各含水层分述如下:1.奥陶系K1灰岩含水层本区层厚600m左右,扩区南部边界文王山有露头,区内钻孔揭露最大厚度202m左右,揭露岩性上部为泥晶质灰岩,局部夹薄层泥质灰岩,中部为一层厚层状石膏层,下部为白云质灰岩,原始水位标高+688.53m,最近水位(九零年水IO2-2)+661.29m,涌水量q=6.77L/s.m,渗透系数k=3.168m/d,距3#煤间距130.7m,为裂隙溶洞式富含水层.2.太原组K2灰岩含水层该区为上石灰统太原组底部灰岩含水层,局部含燧石,为13#煤直接顶板,裂隙发育,但多被方解石充填,含海相动物化石,碱性水质,水质类型CISO4-KNa水,本区厚度4.81-8.85m,平均厚度7.7m,涌水量q=5.5×10-4L/s.m,渗透系数k=0.0054m/d,静止水位+664.43m,距3#煤间距91.7m.3.太原组K3灰岩含水层本组为上石灰统太原组中下部一层薄一中厚层状灰岩，裂隙溶洞式含水层，含方解石晶体及细脉，节理发育，含动物化石，碱性水质，区内厚1.5-3.85m，平均厚度2.6m，边区单孔水IC3-1-3注水试验，涌水量q=7.5×10-4L/s.m，渗透系数k=0.0075m/d，水位标高+676.40m，距3#煤间距78.2m.4太原组k4灰岩含水层本层含水层为上石灰统太原组中部含水层，区内呈中厚层状，节理发育，含动物化石，碱性水质，区内厚1.69-6.35m，平均厚度4m，据IC3-1-3号孔注水试验，涌水量q=0.00124L/s.m,渗透系数k=0.0056m/d，静止水位+686.56m，距3#煤间距62.7m.5。石灰系太原组k5灰岩含水层本组为上石灰统太原组上部灰岩含水层，区内呈一薄至中厚层状，裂隙发育，大都被方解石脉充填，局部含动物化石。裂隙、孔隙式含水，区内厚度0.5-4.34m，平均厚度2.5m，据水IC3-1-3号孔注水试验，静水位标高为+697.76m，涌水量q=0.00124L/s.m，渗透系数k=0.132m/d，距3#煤间距28.7m。6二叠系下统山西组k7砂岩含水层该含水层是二叠系下山西组底界砂岩含水层，以中细粒砂岩为主，局部为砂泥岩及粉砂岩，本区内含水层厚1.5-14.0m，平均厚度6.5m，涌水量q=0.0714L/s.m，渗透系数k=0.132m/d，距3#煤间距8.5m7.二叠系下山西组3#煤顶板砂岩含水层该含水层位于山西组中上部，是3#煤老顶砂岩，为3#煤开采的直接充水含水层，区内为中一厚层状、中一细粒岩含水层，钻探岩芯部分裂隙发育，但多被方解石充填，钙质、硅质胶结，富水性较强，区内厚0-24.5m，平均厚度8m,单位涌水量q=0.0714L/S•M，渗透数k=0.0132m/d,距3#煤间距4.0m.8.二叠系下统下石盒子组k8砂岩含水层该组含水层为下石盒子组与山西组的分界砂岩，区内呈中一厚层状，中细粒石英砂石，节理发育富水性较强，区内厚0.5-10.8m，平均厚度4m，静止水位标高+856.53m，涌水量q=0.0714L/S.m，渗透系数k=0.132m/d,距3#煤间距36.4m。9.二叠系下统下石盒子组中上部k9砂岩含水层区内呈中厚层状，中粗粒砂岩，分选中等，磨圆度差，多为钙质胶结，局部结构松散，孔隙裂隙含水，区内厚1.4-13.9m，平均厚度6.5m,静水位标高+856.53m,单位涌水量q=0.0714L/S.m,渗透系数k=0.132m/d，距3#煤间距50.4m。10.二叠系上统上石盒子组k10砂岩含水层该含水层为上下石盒子组分界砂岩，区内呈厚层状中细粒砂岩，以中粒为主，局部发育细粒，分选差，孔隙式含水为主。区内厚1.4-1.9m,平均厚度7.6m,静水位标高+856.53m，单位涌水量q=0.0714L/S.m，渗透系数k=0.132m/d，距3#煤间距50.4m。11.第四系风化壳含水层西扩区广为黄土覆盖，全区厚薄不均，下伏风化壳发育深度约在50米左右，这些构成十一号含水层，区内黄土覆盖厚度3.65-52.59m,平均厚度26.3m,风化壳约有50m。该层含水层平均厚度79m左右，静止水位不等，涌水量q=0.3185L/s·m，渗透系数一般为k=1.112m/d，距3#煤间距335.8m。经钻探揭露3号煤层上覆含水层主要有五层，下伏含水层主要有六层，区内构造发育，且有岩溶陷落柱。在以往的采掘过程中，矿井涌水量主要由上覆含水层。下伏含水层一般不对矿井生产产生影响。但在以往生产中发生过四次点出水情况，与现在一般涌水量相比，出水量较大，最大达12-17㎡/min，这些出水点大都是掘进揭露太灰岩时形成的。而西扩区3#煤埋深大，底板承压高，因此有可能发生底板突水事故，在开采西扩区时，顶、底板含水层都可能对矿井形成危害。西扩区构造比较复杂，展布于西扩区的构造有：果园东断层、南峰断层、西大巷断层、小黄庄断层等，这些断层断距大都大于30m，且全为张性断层，均有可能成为含水层的导水通道。另外西扩区揭露的岩溶陷落柱有六个，并且五阳矿以前也遇到过岩溶陷落柱导通底板含水层造成底板突水的先例（84年4月份的6号陷落柱突水）。但本次勘探及以前的勘探对构造导水没有做深一步的工作，因此无法对这些构造导水性做进一步评价，建议在以后西扩区生产时一定要在超前查明构造充水情况下进行生产。五、地质勘探存在的问题⒈矿井涌水量的计算，均采用邻区水文参数，计算结果精度不高，仅供参考。⒉勘探对构造导水性未做进一步的工作，无法对构造的导水性做出评价。由于本区主要煤层标高均位于太灰水和奥灰水水位以下，属压带开采煤层，建议生产单位在查明构造冲水条件的前提下，安全生产。附：地层综合柱状图1-2-1插入综合柱状图******************************************************************************************************************************************************第二章井田境界及储量第一节井田境界本井田原属于南峰井田，1990年4月五阳矿上报申请，同年11月省局以统晋煤生字（1990）第1006号文批准划归五阳矿开采。该井田位于五阳煤矿襄垣线境内，潞安矿区北中部，五阳井田西部，东以经线38411000为界，西至经线38403800线，南至文王山北断层，北以小黄庄断层为界，南北长约4km,东西宽约7km，煤层分布面积约为25.0km2。各煤层均为近水平煤层，井田四周无小窑开采。井田境界如图2-1-1所示，各主要边界点坐标如下：X38404925,Y4036285；X38403925,Y4038980；X38407500,Y4041000；X38409455,Y4041280；X38409382,Y4040965；X38409807,Y4040908；X38411000,Y4040548；X38411000,Y4039500。图2-1-1井田境界图第二节埋藏储量一、矿井地质储量参加储量计算煤层范围均以省煤管局统晋煤生字（1990）第1006号文批准范围为准。东以经线3841100为界，西至经线38403800线，南至文王山北断层，北以小黄庄断层为界，南北长约4km,东西宽约7km，煤层分布面积约为28.0km2。3号煤储量计算最低标高+140m，最高标高+670m，全区稳定可采，储量计算面积28.0km2.9号煤储量计算最低标高+30m，最高标高610m，区内达最低可采厚度以上见煤点占所有见煤钻孔的65%，为局部可采煤层，储量计算面积28.0k㎡。15号煤层储量计算最低标高-50m，最高标高+490m，达最低可采厚度以上见煤点占所有见煤钻孔的100%，全区稳定可采，储量计算面积28.0k㎡。其余各煤层根据全国储委一九八六年十二月颁发的《煤炭资源地质勘探规范》规定，均为不可采煤层，不参加储量计算。本区煤层产状平缓，煤层倾角均小于15°，因此面积采用水平投影面积，煤层厚度采用钻探或测井厚度值。各煤层容重值的采用：3#煤层1.35t/m39#煤层1.40t/m311#煤层1.40t/m3表2-2-1矿井地质储量汇总表单位：万吨煤层水平ABCA+B+C(A+B)/(A+B+C)DA+B+C+D3#一（+490~+210）129025933852773550.2%07735二（+210~-50）183225933852632950.2%06329合计3122393870041406450.2%0140649#一109728002955695242.5%06952二227110002417568842.5%05688合计3368380053721264042.5%01264011#一123215064107684562.0%06845二86112673473560162.0%05601合计2093277375801244662.0%012446全矿井总计858310511199563915048.7%039150(注释：本井田为近水平煤层，水平划分不太严格。人为地以主石门所在直线和井田中部纵贯南北的直线将井田划分为四部分，为第一盘区、第二盘区、第三盘区、第四盘区，暂且把第一、二盘区归为第一水平，第三、四盘区划归为第二水平，在下文中就不在重复解释。如图2-2-1所示)图2-2-1井田水平划分示意图二、矿井工业储量计算方法以煤层立面投影图为计算图，按地质条件，沿等高线、勘探线及煤柱线以及计算辅助线等，结合生产水平线，将煤层划分为若干块段借助计算机进行煤层储量计算分别计算，然后把各个分储量相加。储量单位：万吨，四舍五入，保留二为小数。此法适用于煤层厚度稳定，产状变化较大的情况。按照煤层底板等高线划分块段，再将两相邻等高线间的块段根据等高线的变化灵活分为若干小块，原则是各小块的煤层倾角大致相同，首先求出两相邻阶段底板等高线所夹小块的水平投影面积(B)及倾角(α)，然后根据以下公式求出真面积。S1=Ssecα式中：S1—煤层真面积，m2；S—水平投影面积，m2；α—煤层倾角,(°);再将各个小块的相加便得到煤层的真面积S1。根据煤层厚度及容重，由以下公式可计算出矿井的工业储量：Zc=S1×D×γ式中：Zc—矿井工业储量，万t;S1—煤层真面积，m2；D—煤层厚度，m；γ—煤的容重，t/m3。此法的优点是能够真实反映煤层的自然形态，可以较为精确的算出不同水平的储量。三、可采储量计算方法矿井可采储量Zk是矿井设计可以采出的储量，其计算方法为将工业储量中的因采区采出率(厚煤层不低于75%，中厚煤层不低于80%，薄煤层不低于85%，本矿井的煤层为中厚煤层厚煤层)的影响和保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量(一般为工业储量的10%)而不能采出的煤炭量即得矿井的可采储量。表2-2-2矿井可采储量汇总表单位：万吨水平煤层工业储量永久煤柱损失(冲击层防水、断层、工业广场、风井广场)开采损失可采储量备注一3#7735.00773.501547.005414.50其他各煤层均为不可采煤层9#6952695.201042.805214.0011#6845684.501027.205133.30合计215322153.203617.0015762.80二3#6329632.901265.804427.609#5688568.80853.204266.0011#5601560.10840.154200.75合计176181761.802959.1512897.05全矿井总计391503915.006576.1528659.85第三节各种煤柱的尺寸和计算方法一、安全煤柱的计算规则1、地面建筑物和主要井巷安全煤柱的界线由岩层移动面和煤层相交的线决定。沿受护地面建筑物和主要井巷的边线留出围护带，由围护带起按β，γ及δ诸角的值作出岩层移动面。2、如按γ角所作的岩层移动面与煤层相交的线低于安全深度时，则安全煤柱的下部境界线为在安全深度所作的水平面与煤层相交的线。3、为保护主要倾斜巷道（斜井，下山等），如开有主要倾斜巷道的煤层，到下部各层间的垂直安全距离N均小于安全深度Hδ时，其下部各层均留安全煤柱。4、立井井筒和工业场地上的建筑物，应按下列规定留安全煤柱：1）、如井筒深度及工业场地下煤层的蕴藏深度均小于安全深度，则不论煤层为缓倾斜，倾斜及急倾斜煤层，立井井筒和工业场地上的建筑物只留一个总的安全煤柱。2）、如井筒深度及地面建筑物下煤层的蕴藏深度大于采掘安全深度时，此时则不分缓倾斜，倾斜及急倾斜煤层，均应留设井筒安全煤柱。而对工业场地上井筒附近的建筑物，按其使用意义在安全深度水平以下可不留安全煤柱。5、在地形比较简单，无滑坡和陡壁的地区，当缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层，单层采深与采厚的比值大于40；厚煤层分层采深与采厚的比值大于60时，对工业企业铁路线路可不留煤柱，采用长壁陷落采煤法进行开采。当薄及中厚煤层单层采深与采厚的比值大于60；厚煤层分层采深与采厚的比值大于80时，对路网III级铁路线路可不留煤柱，采用长壁陷落采煤法进行开采。6、受护地面建筑物的边界线，系围着该建筑物所作的长方形，长方形的诸边分别与煤层走向相平行和垂直。7、当受护建筑物或建筑群与煤层走向相斜交（铁路，河流及其他等），则其边界线也与煤层走向相斜交。二、煤柱损失计算采区煤柱包括大巷，上山和区段巷道的保护煤柱，采区边界煤柱及采区内较大断层的煤柱。采区煤柱尺寸与煤柱上的矿山压力大小和煤体本身的强度有关。煤体本身强度愈大，采区煤柱的尺寸就愈小，反之，采区煤柱尺寸愈小。关于煤柱的留设的请参阅下表2-3-1：表2-3-1煤柱宽度表位置名称中厚煤层煤柱宽度（m）厚煤层煤柱宽度（m）巷道一侧两巷之间巷道一侧两巷之间水平大巷20~30—25~50—主要回风巷20—20~30—采区上山2020~2530~4020~25区段巷道—8~25—15~20采区边界—10—10断层境界30m（断层不含承压水）两井田之间40m（两边各留20m）断层落差大，含水断层一侧留30~50m；落差大，断层一侧留10~15m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。第三章矿井设计生产能力及服务年限第一节工作制度本矿井的生产制度按设计规定为：每年工作日数为330天，矿井每昼夜分三班工作。采煤工作面为两班生产，另一班维修设备，通风、排水则须三班工作，每日为24小时生产。每天净提升小时数为16小时。表3-1-1矿井工作制度表年工作日数（天）班/日净提升小时/日330316第二节矿井设计生产能力及服务年限矿井生产能力是度量矿井生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井生产能力是与井田划分紧密联系并且相互适应的。是矿区总体设计应解决的重要原则问题。矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、储量、开采条件、设备供应及国家煤碳开采等因素确定。对于具体矿井，应该根据国家需要，结合该矿地质和技术条件，开拓、准备和通风方式，以及机械化水平等因素，在保证生产安技术经济合理的的条件下，综合计算开采能力和各生产环节所能保证的能力，并根据矿井储量，验算矿井和水平服务年限是否能够达到规定的要求。矿井的基本井型及类别:大型矿井：120、150、180、240、300、400（万吨/年）及以上。中型矿井：45、60、90（万吨/年）小型矿井：9、15、21、30（万吨/年）小煤矿：6～8、3～5、（万吨/年）以下。这些类型中，除小煤矿以外，不应出现介于两种生产能力的中间类型。对于江南缺煤省份或边远地区交通不便、储量少、地质构造复杂、开采条件困难的零星煤田，应从当地需要出发，有条件的应尽量建设一些小煤矿。对于北方较大煤田，为了集中生产，应尽量关闭小煤窑，煤矿向大型、特大型矿井发展。1、矿井设计能力即按矿井开采条件所能保证的原煤生产能力，主要是同时正常生产的采区生产能力的总和。在具体条件下，根据煤层赋存情况、顶底板岩石性质、所选用的回采工艺和设备、相应的回采工作面长度和推进度，可确定回采工作面的生产能力。以此基础上，根据采区巷道布置类型、回采工作面接替等因素，并结合采区运输、通风条件，可确定采区内同时生产的回采工作面数目，从而确定采区生产能力。为实现合理集中生产，减少初期工程量和基建费用，并能够早投产，一般以一个开采水平来保证矿井设计能力。因此，矿井内同时生产的采区个数，实际上就是一个水平内同时生产的采区个数。目前不同生产能力矿井的同采采区个数可参考下列数值，但有些综合化机械程度高的大型矿井只要一个工作便可达产，即“一矿、一井、一区、一面”。矿井生产能力/万t·a-160以下90，120150，180240，300同采采区个数/个1～222～33～42、储量条件矿井生产能力应与其储量相适应，以保证有足够的矿井和水平服务年限，依据《煤炭工业矿井设计规范》矿井设计生产能力，宜以一个开采水平保证，且矿井及第一水平的设计服务年限，不应小于表3-1-2的规定。在划定的井田范围内，当矿井生产能力A一定时，可计算出矿井的设计服务年限T其计算公式为：T=ZK/A×K式中：A—工作面生产能力；K—煤矿储量备采系数取K=1.4。第一水平的服务年限可依据上述公式：T1=Zk/A×R式中：T1—第一水平的服务年限；A、K同上。表3-2-1矿井及第一水平设计服务年限矿井设计生产能力万吨/a矿井设计服务年/a第一开采水平设计服务年限/a煤层倾角〈250120～2405025300～5006030根据矿井井田斜长（垂高）的大小、开采煤层的多少和煤层倾角的陡缓，本井田内可设一个、两个或三个开采水平。开采水平的划分与井田内阶段的划分密切相联系，而井田内划分阶段多少主要取决于井田斜长和阶段尺寸大小以及地质和水文条件。阶段倾斜方向尺寸大小以阶段垂高或斜长表示。前面说过，阶段是按标高划分的，阶段上下边界的标高一经确定，阶段垂高即为定值。然而阶段斜长却因煤层倾角的不同而变化同一个井田的两翼，甚至相邻的两个采区，因倾角不同而阶段斜长不等是很普遍的。开采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指该水平开采范围的垂高。若一个开采水平只开采一个上山阶段，阶段的垂高就是水平的垂高，通常所说的水平高度，如不附加说明，即指阶段高度。若一个水平开采上下山各一个阶段，水平垂高就应是这两个阶段的总垂高。在极少数情况下，一个开采水平开采两个上山阶段，水平垂高就应包括两个上山阶段的垂高。对开采近水平煤层的矿井，井田内各煤层的斜长可能很长，但其垂高并不大，也不划分为阶段，而是划分为盘区或带区。如开采煤层不多、上下可采煤层的间距不大，可以采用单水平开拓。如开采煤层数目较多，上下可采煤层的间距较大，就要划分煤组，各煤组分别设置开采水平，实行多水平开拓。在这种情形下，水平垂高与煤层的斜长没有直接关系，这一点与阶段划分开采水平是不同的。根据本井田的煤层走向长和倾向长以及矿井水文地质条件，整个井田虽然为近水平煤层，煤层倾角在4o～7o之间，但整个井田的倾斜长度大，约为7km，所以整个井田划分为一个水平在经济技术上都不合理。下面以划分两个和三个水平进行比较：方案一划分四个阶段，两个水平，以+230～+490划分第一水平，以-50～+230划分为第二水平；方案二划分三个阶段，三个水平，以+310～+490划分为第一水平，+130～+310划分为第二水平，-50～+130划分为第三水平。表3-1-3为不同水平划分方案的阶段参数表3-2-2水平划分的阶段参数方案划分阶段数目/个阶段斜长/m阶段垂高/m两个水平41664154915491434145135135125三个水平3206020602060180180180根据上述计算方法和水平的划分，在不同水平划分情况下矿井服务年限，各水平的服务年限请参阅表3-1-4表3-2-3服务年限比较表方案井型服务年限备注第一水平第二水平第三水平全矿井合计两水平2404738—85K=1.43003731—68三水平2402928288530023232268通过上述比较矿井生产能力,分三个水平开采时，井型为300万t/a时，第一水平的服务年限太小，经济上不合理且不能满足《煤炭工业设计规范》的要求（煤层倾角小于25o时，一水平服务年限要大于30年）。井型为240万t/a时，虽然满足《煤炭工业设计规范》要求，但井田为近水平煤层，可以实现上下山开采，划分三个水平会增加矿井的掘进工程量，而且阶段斜长太大，所以划分为三个阶段三个水平在综合经济技术比较不太合理，所以不选取分三个水平开采.根据设计规范，当分两个水平开采时，设计生产能力为240万t/a时，矿井服务年限要大于50年，第一水平设计服务年限虽然大于25年，且下水平的服务年限也满足要求，矿井生产能力为240万t/a符合设计要求。当设计能力为300万t/a时，第一水平的服务年限要大于30年，但总服务年限大于60年，所以矿井生产能力为300万t/a也符合《煤炭工业设计规范》要求。但考虑到近来煤矿矿井在向大型化、特大型化方向发展，综合机械化程度高，年产量300万吨很容易达产，所以，选定矿井设计生产能力应为300万t/a，为合理井型，该矿井的服务年限为68年。矿井设计生产能力应取300万t/a，所以本矿为特大型矿井。按年工作日为330天，可知本矿的日生产能力为：Ä=A/330=9091t所确定的结果是符合《煤炭工业设计规范》的要求。第四章井田开拓第一节井田地质、老窑及水文对开采的影响五阳井田的地质特征是宽缓褶曲，伴生有大、中型高角度正断层和次级小型正断层，构造线方向多为北东东向。褶曲主要为天仓向斜，呈北东东向纵贯井田中央。两翼角度5o左右，局部可达12o，与其伴生的次级曲有催村向斜、大郝沟向斜，十字道背及五阳背斜，其轴向大致与天仓向斜一致。与褶曲伴生的较大断裂构造，主要有控制矿井范围的西川断层、文王山断层及发育在矿井内的王家断层、小黄庄断层及催家庄1、2、3号断层，走向多呈北东、北东东向，落差均在100m以上。小型断层有东南上断层、1505断层、仓上2号断层、西王桥断层、五阳断层等，其产状与较大断层基本一致。南峰扩区构造特征大致与五阳井田基本一致，为以夹峙于落差在280m的小黄庄断层和落差在500m的文王山北断层之间的地堑型宽缓褶曲构造为主。天仓向斜纵贯全区，其次有十字道背斜、东周背斜。与褶曲伴生的断层有南峰断层、西大巷断层、7506断层及五一198断层，均由扩区东部延伸于本扩区，走向多为北东或北东东向。本扩区内的主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤5～17层，其中3号、9号和11号煤层为主要可采煤层。该煤层位于下二叠系山西组中部，厚度大，全区稳定，结构简单，含0～2层夹矸。现将各可采煤层分述如下：3#煤层：位于山西组下部，厚度2.20m～4.90m,平均厚度3.75m,夹矸0～2层，厚度大且稳定，是全区稳定的主要可采煤层；9#煤层：位于K5、K4石灰岩之间，厚度为2.40m～4.20m,平均厚度3.25m，含夹矸0～1层，厚度大，层位不稳定，为全区的主要可采煤层；11#煤层：位于K2石灰岩之下10m左右，厚度为2.30m～4.20m，平均厚度3.20m,含夹矸0～1层，厚度大，层位稳定，为全区主要可采煤层。其他各煤层虽局部可达可采厚度，但根据《煤炭资源地质勘探规范》规定均为不可采煤层。经勘察表明，南峰扩区将来生产的主要冲水因素为3#煤层以上个含水层通过冒落带和有效裂隙涌入，根据相邻采区资料和本区煤层附存条件，预计扩区正常涌水量为459.2m3/h,最大涌水量为505.12m3/h,生产区涌水量为27.412m3/h。本区煤层埋藏较深，除正在生产的五阳煤矿外，区内无小窑开采。影响采区布置和煤层开采的主要构造因素是断层，其次是褶曲。除边界断层外，区内主要断层方向呈北东向，采区布置应与主要断层平行，但在采掘时还应综合分析物探资料，注意近东西和北西向断距较小的断层。断层附近岩层不完整，岩石破碎，易冒顶，片帮，开掘时应加强支护以保安全，另外还应防止断层导水。在向斜轴部和转折端，因局部应力集中，节理发育，造成煤层顶底板的岩体的破坏，使其稳定性变差，因此采掘时亦应加强支护，主要岩巷亦应避开这些部位布置，以减少支护的困难。另外在天仓向斜轴一线瓦斯含量集中，采掘时应防止瓦斯突出。陷落柱周围的煤、岩层，因柱体向下塌陷，周围产生大量节理，煤层产状也发生变化，甚至伴有小断层出现，因此采掘中应注意顶板支护。在采掘时还应防止导水，以防万一。第二节矿井开拓方式的确定一、井口形式、数目和位置的选择新建矿井根据井田内水文地质、井田边界、矿井设计生产能力和服务年限等综合因素，一般开拓主井(专用提升煤)、副井(用于提升矸石通风运输材料和上下人员)以及回风井(与副井一起通风回风)。（一）井筒形式的选择请参阅表4-2-1井筒选择表表4-2-1井筒选择表井筒形式优点缺点适应条件平硐开拓井下煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，工业设施简单，井巷工程量小，利于排水，掘进速度快，不留或少留工业场地煤柱，煤柱损失少。受地形即埋藏条件限制。适合煤层赋存较高的山岭、丘陵，或沟谷地区。立井开拓立井的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制1.施工复杂，设备多技术要求高；2.施工困难掘进速度慢；3.不能躲开煤层顶底板含水层。1.煤层埋藏较深，或冲击层厚；2.水文条件复杂，围岩不稳定需特殊施工；3.倾斜长度大，用立井开采兼顾小开采。斜井斜井1.地质条件较好井筒掘进技术简单;2.斜井开采每个水平井底车场易靠近储量中心;3.井口可靠近井田边界，工业广场留煤少;4.主井做斜井时可做安全出口;5.建井工期短;6.可用皮带运输，实现连续运提。受地形及煤层埋藏条件限制。1.便于布置工业广场和引进铁路，2.水文地质条件好。综合开拓可充分利用各种开拓方式的优点。根据根据潞安集团五阳煤矿水文地质条件，地面地下情况及地形地貌特征，本矿井只宜采用立井开拓或斜井开拓。（二）井筒位置选择选择井筒位置就是确定井筒沿走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示。选择井筒位置的主要条件：1、地面条件井口附近要有一定的范围，用以布置工业场地，其中包括主副井