1、山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计目 录山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计前 言山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿为兼并重组整合矿井，批准开采 2-5 号煤层，生产规模为 0.9Mt/a，井田面积为 2.173km2，井田先期开采地段为 1100m 标高以上。矿井的主要特点矿井设计生产能力矿井设计生产能力 0.9Mt/a，服务年限 40.1a。井田开拓设计选择立井开拓方式，即新布置一个副井和立井，改造原街板沟煤矿箕斗立井作为回风井。根据煤层赋存情况和储量分布情况，全矿井划分为四个开采水平，一水平标高 1400m，二水平标高 12
2、00m，三水平标高 1000m，四水平标高 800m。3.采区划分每个水平布置一个采区，双翼开采，首采区为一水平（1400）一采区。4.采煤方法全矿井以一个综合放顶煤机械化采煤工作面和一个伪倾斜柔性掩护支架炮采工作面保证 90 万 t/a 的设计生产能力，矿井投产时在 5 煤层布置一个综合放顶煤机械化回采工作面，在 2 煤布置一个伪倾斜柔性掩护支架炮采工作面。5.井下运输井下煤炭运输：上仓运输巷、采区运输上山、工作面运输巷采用带式输送机，整个运输系统实现连续化；根据本井田煤层赋存条件，矿井辅助运输设备采用矿车运输。6.通风方式采用中央并列抽出式通风方式，主井、副井进风，回风井回风。选用 FBC
3、DZ（B）-8-24/2202 型轴流式通风机。7.提升方式主井净直径 5m，选用 2JK-3.5/11.5B 型单绳缠绕式提升机，电机功率 1250kW，装备一对 6t 单绳标准箕斗，担负矿井的煤炭提升任务；副井净直径 7m，选用 JKMD3.54（I）型落地式四绳摩擦提升机装备一对 1.5t 矿车单层两车多绳宽、窄罐笼，担负矿井人员、设备、材料等辅助提升任务，兼作进风井。8.地面生产系统本矿井最终煤炭产品为两种粒度级筛选煤，粒度为 300-50mm 的块煤和粒度为 0-50mm 的末煤。原煤经过地面筛分系统后送入块煤及末煤筒仓，筛分出的矸石通过矸石皮带运输系统送到矸石场。9.供电电源根据汾
4、西正晖煤业有限责任公司提供的矿区供电规划，拟在街板沟附近新建一座 35/10kV 变电站，该变电站位于昌瑞煤矿风井附近，站内设供电主变压器、10kV 配电室，可为昌瑞煤矿和昌元煤矿提供 10kV 电源。35/10kV 变电站由甲方另行委托设计。10.安全监测矿井选用一套 KJ95N 矿用安全监测系统，本系统由地面中心站，通讯接口卡、监测分站及传感器组成。通过矿用通讯电缆联网。山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计第一章 矿井概况第一节、矿井概况一、矿井概况1、地理位置及交通条件山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿位于宁武县西南方向约60km 处，地方行政区划属宁武县新堡乡管辖，地理坐标为
5、北纬 383344-383546 ，东经 1115426-1115524。该区交通运输以公路为主，自新堡乡向东行程 6km 可达宁静公路，距宁静铁路宁武县华北屯集运站 16km，矿区交通运输条件便利，详见交通位置图 1-1-1。2、地形地貌井田地处管涔山脉东麓。井田地表多被黄土覆盖，黄土受到强烈的侵蚀、切割、多形成土梁、峁地形，一般呈南北向展布，同时发育近东西向冲沟，冲沟两侧分支沟谷发育，沟谷底部大部分比较开阔，多呈“U”字型，部分地段狭窄，呈“V”字型出现。总体地势西高东低。最高处位于井田西部，海拔 1778m，最低处位于东部的沟内，海拔1500m，最大相对高差达 278m，属低中山区。3、
6、河流井田内地表水系不发育，只发育一些冲沟，只有雨季才有水流经过。地表水基本汇于沟谷，向东流出井田，汇入汾河。4、气候井田内属于暖温带大陆性气候。气候干燥，昼夜温差较大，四季分明。全年气温最低在 1 月份，为-27.2；最高 34.8，在 7 月份，年平均气温 6.2。春季干旱多风，冬季寒冷少雪，年平均降水量为468.1mm，降水量主要集中于 7、8 月份，7 月份平均 119.1mm，8 月份平均 128.7mm；降水量最少在 1 月份，平均为 15mm。年平均蒸发量为1902.3mm，最大在 5、6 月份，最小在 1 月份。霜冻期为 11 月上旬至次年 3 月下旬，无霜其约 189 天。霜冻
7、结冰期自十月下旬至次年四月，冻土深度在 1.25m 左右，最大可达 1.4m。平均每年出现八级以上大风（风速平均 16.2m/s）约 24 天，风沙日 260 天，且多集中于冬春两季。风向经西北风最多，最大风速可达25m/s。本区主要灾害为干旱、洪涝、大风、冰雹和霜冻。二、井田地质特征1、井田地层井田位于宁武煤田南部静乐岚县矿区静乐区西北边缘。根据本次钻孔揭露和地质填图成果，井田内赋存地层由老到新有：奥陶系中统上马家沟组（O2s） ，石炭系中统本溪组（C2b） 、上统太原组（C3t） ，二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组（P1x） 、上统上石盒子组（P2s） 、第四系上更新统（Q3）及全新
8、统(Q4)。现将地层由老到新叙述如下：二、井田地质构造井田构造总体为一急倾斜单斜构造，走向近南北，倾向东，地层倾角 60-90。根据 5 号煤层采掘揭露，接近地表段煤层略呈倒转形态，使近地表部分煤层倾向西，倾角约 80。井田内未见陷落柱，没有岩浆侵入现象。根据煤、泥炭地勘查规范附录 D.1.2 关于中等构造的阐述，本井田地质构造属中等类型。三、地质勘探程度2010 年 12 月山西省地质勘查局二一一地质队提供了山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿兼并重组整合矿井地质报告 ，资料翔实、山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计可靠是井田生产和设计的重要依据。本矿重组前，井田内原有煤矿在生产过程
9、中，矿井地质与矿井水文地质工作已经积累了部分资料。总之，井田构造简单，本次钻探勘探线基本沿垂直煤层走向布置，施工了 3 个钻孔，7 个探井，钻孔煤层质量达到乙级，孔斜达到甲级，终孔层位达到了设计要求，岩层采取率达到了乙级，测井全孔岩性解释合理，简易水文观测达到了甲级，钻孔封孔按照要求进行，原原始资料记录较全，其他各项也均达到勘查规范要求。经过本次补充勘查，井田先期开采地段探明、控制的资源/储量比例达到勘探比例要求，可满足本次矿井建设设计要求。四、矿井水文地质情况1.地表水井田内无常年流水性河流，发育的冲沟均为季节性排水通道，平时干涸，雨季有短暂流水经过，汇集至较大沟谷注入井田东南界外的汾河。2
10、.含水层水区域含水岩组按其含水介质划分为三种类型：松散岩类、碎屑岩类和碳酸盐岩类。各类含水岩组受岩层、地质构造及裂隙发育程度的控制和影响而具有不同的含水特征。奥陶系中统上马家沟组岩溶含水层主要岩性为厚层状泥质灰岩、石灰岩，ZK201 水文孔揭露，顶部石灰岩、泥质灰岩，较破碎。抽水试验结果，单位涌水量为 0.0029-0.0035L/sm，渗透系数为 0.1160-0.1209m/d，水位埋深 26.38m，水位标高为 1571.40m，含水层富水弱。据此水文孔推断井田奥灰水位标高为 1571-1572m。石炭系太原组砂岩裂隙、石灰岩岩溶含水层石炭系太原组含水层主要为中粗粒砂岩裂隙和石灰岩岩溶含
11、水层。含水层离地表近的区段，风化裂隙发育，富水性较深处强，其含水向深部渗透。据井田内水文孔抽水试验表明，单位涌水量 q=0.0033-0.0042L/s.m，渗透系数 K=0.1246-0.1467m/d, 该含水层富水性弱。水位埋深为 16.51m,水位标高为 1581.20m。水化学类型 HCO3 -Na 型，PH值 8.27。二叠系山西组砂岩裂隙含水层主要为山西组砂岩裂隙含水层。其中底 K3 砂裂隙含水层为 2 号煤层直接充水含水层。其富水性与太原组含水层富水性相似的地方，就是近地表区段，风化裂隙发育，富水性较深部强。深部裂隙不发育，富水性弱。据井田内水文孔抽水试验结果同太原组。二叠系上
12、下石盒子组砂岩裂隙含水层该含水层主要为黄绿色、灰白色中粗粒砂岩，厚度较大。一般情况下也是近地表区段裂隙风化裂隙发育，富水性较深部强，深部富水性弱。根据抽水试验结果同太原组。第四系松散层孔隙含水层及基岩风化裂隙带含水层主要是第四系中上更新统底部砂砾石层和全新统底部砂砾层。由该含水层厚度小，地层连续性差，大气降水补给有限，往往和地表基岩风化带共同形成透水而不含水层段。3.隔水层水本溪组隔水层主要为铝土质泥岩、铝土岩，厚度 12m 以上，具有良好的隔水性能，是奥陶系岩溶水与上覆煤层之间良好的隔水层石炭-二叠系隔水层：主要为泥岩、砂质泥岩、砂质泥岩，均为含水层间良好的隔水层。4.地下水补、径、排条件山
13、西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计本井田各含水层水补给主要接受井田内及区域大气降水的补给，由于降水量少而集中，大气降水多形成地表径流，通过风化裂隙向下渗漏补给。井田内各含水层水径流，受单斜蓄水构造的控制，总的径流方向由北西向南东方向。地下水的排泄形式主要为有民用水井开采。5.矿井充水因素分析地表水对矿井充水影响井田内无常年性河流，但沟谷发育，雨季沟谷中有短暂水流。地表水对矿井充水影响主要是通过基岩风化裂隙向地下渗漏，通过含水层影响矿井充水。根据本井田煤层赋存特征，直接影响矿井充水是沿煤层露头渗漏到煤层，进而影响开采。原各整合矿井井口均位于半山坡上，井口高于沟谷底，一般情况下不受洪水影响
14、。构造对矿井充水影响井田地质构造简单，无断层和陷落柱，煤层为急倾斜直至直立，矿井充水无构造方面的影响。含水层对矿井充水影响由于井田煤层赋存特征，井田内无断层、陷落柱等构造，煤系地层含水层富水性弱，虽存有承压水，但因无构造存在，含水层开采特征，一般无顶底板导水裂隙和冒落带产生，所以煤系地层含水层对煤层开采影响不大。但井田各可采煤层均存在奥灰水带压开采区，且存在受构造破坏块段和正常块段突水危险区。煤矿未来生产时必须引起高度重视。奥灰水对矿井充水影响井田内奥灰水位标高为 1572m，煤层为急倾斜煤层，各可采煤层1572m 标高以下均带压。根据 ZK201 水文孔揭露，2、3、5 号煤层底板至奥灰顶面
15、距离 63.39m（伪厚度 150m） 、58.32m（伪厚度 138m） 、21.13m（伪厚度 50m） 。批采煤层最底标高为 700m。据奥灰水突水系数计算公式：K=P/M 式中 K突水系数,MPa/m；P底板隔水层承受的水压，MPa；M底板隔水层厚度，m。煤层底板至奥灰顶面的距离。2 号煤层最大突水系数：K2=（1572-700+63.39）0.0098/63.39=0.145（MPa/m） ； 3 号煤层最大突水系数：K3=（1572-700+58.32）0.0098/58.32=0.156（MPa/m） ；5 号煤层最大突水系数：K5=（1572-700+21.13）0.0098/
16、21.13=0.414（MPa/m） 。经过计算可知，2、3、5 号煤层最大突水系数大于正常块段突水经验值 0.1MPa/m。可见各煤层均存在奥灰水突水威胁。根据上述公试，2 号煤层 1247.29-988.55m 标高区段为受构造破坏块段突水危险区，煤层 988.55m 标高以下区段为正常块段突水危险区。3 号煤层 1273.26-1035.22m 标高区段为受构造破坏块段突水危险区，煤层 1035.22m 标高区段以下为正常块段突水危险区。5 号煤层1463.76-1377.52m 标高区段为受构造破坏块段突水危险区，1377.52m标高区段以下为正常块段突水危险区。综上所述，井田内 5 号煤层有采（古）空区，且均有积水。各煤层均有带压开采区，2、3、5 号煤层均有受构造破坏块段突水危险区和正常块段突水危险区。按照煤矿防治水规定有关矿井水文地质类型划分标准，本矿井 2、3、5 号煤层矿井水文地质类型均为中等复杂类型，先期开采地段矿井水文地质类型为中等。第二节 煤层埋藏特征一、含煤情况
