1、1山西和顺天池能源有限责任公司矿井（以下简称天池煤矿）位于山西省和顺县城南 17km的喂马乡古窑村附近。现隶属山西和顺天池能源有限责任公司，矿井设计生产能力 1.20Mt/a。根据山西省国土资源厅颁发的天池能源有限责任公司采矿许可证（证号：1400000722364），批准开采 3号、15 号煤层，井田面积为17.9103km2。天池煤矿原为古窑煤矿，1956 年建矿，1958 年投产，属地方国营煤矿。2003 年 7月，由兖矿山西能化有限责任公司、和顺县古窑煤炭企业集团和晋中市国有资产经营公司共同出资，成立了新的山西和顺天池能源有限责任公司。山西省煤炭工业局下发了晋煤办基发2006789 号
2、文进行了矿井竣工验收的批复。天池煤矿均依法取得煤矿安全生产所需“六证”：采矿许可证（证号：1400000722364）、安全生产许可证（编号：（晋）MK 安许证字2008D3482Y1B2）、煤炭生产许可证（编号：201424230129）、企业法人营业执照（注册号：140000105961137 2-2）、矿长资格证（编号：MK140400096）、矿长安全资格证（编号：08014010400098），六证均在有效期内。矿井现生产采区为二采区，三采区位于井田北部，与一采区毗邻，为二采区的接替采区，原设计二采区南北平均长 4.22km，东西平均宽 1.74km，总面积 7.35km2。设计修改
3、后二采区南北平均长2.11km，东西平均宽 1.74km，总面积 3.86km2。矿井采用“一井、一区、一面”模式生产，因此二采区设计生产能力应该与矿井设计生产能力相一致。二采区目前已经施工了一部分胶带下山、回风下2山、首采面（201）顺槽，采区轨道下山上部车场和采区煤仓也已完工。二采区的开采要利用一采区的准备巷道作为矿井开拓系统。根据核算，矿井主提升系统能力满足 120 万吨/年生产的需要；对于辅助提升系统，由于人员与材料设备共用一套系统，存在相互之间的干扰，因此矿井正准备再建一个专用行人斜井；在转入二采区生产时，由于埋深较大，瓦斯涌出量呈上升趋势，届时矿井主扇无法满足生产要求，需要更换主扇
4、。另外，矿井排水系统、供电系统、抽放系统等相关系统的能力均能满足二采区生产需要。由于二采区准备工程量较大，采区衔接比较紧张。另外，二采区 15 号煤埋藏深较大、瓦斯涌出量较高、煤层厚度变化较大，在总结一采区高瓦斯治理方面的技术经验基础上，充分借鉴邻近阳煤集团在瓦斯治理方面的成功经验，天池公司在自行设计了二采区 15煤层方案设计。经兖州煤业股份有限公司初步审查，需要对设计作进一步的完善。为此，天池能源有限责任公司委托山西国辰建设工程勘察设计有限公司（原阳煤集团设计院）对二采区设计方案进行进一步的优化。2007 年 11 月 17 日，经兖州煤业股份有限公司审查，并以兖煤股生技字2007217 号
5、兖州煤业股份有限公司关于山西天池能源公司二采区 15煤层设计方案的批复批复了该设计，针对批复中提出的相关问题，特对天池公司 10号煤层二采区设计方案进行最终修改。一、设计依据1、山西和顺天池能源有限责任公司二采区地质说明书。32、山西和顺天池能源有限责任公司二采区补充地质勘探报告。3、山西和顺天池能源有限责任公司二采区三维地震勘探报告。4、山西和顺天池能源有限责任公司矿井初步设计。5、一采区 101、103 工作面通风瓦斯和抽放统计资料。6、矿井井下现有生产系统、二采区已施工的巷道工程及已经设计正准备组织施工的井巷工程。7、煤炭工业矿井设计规范GB502152005、煤矿安全规程2006 版。
6、8、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程。9、兖州煤业股份有限公司关于采区设计方案和采区设计编制审查管理规定的通知（兖煤股生技发2005129 号）。10、兖煤股生技字2007217 号兖州煤业股份有限公司关于山西天池能源公司二采区 10煤层设计方案的批复。二、设计指导思想坚持安全第一，以资源条件为基础，以经济效益为中心，结合矿井现有生产实际，充分利用兖矿集团成熟的综采技术和设备，进一步合理优化二采区准备巷道和回采工作面巷道布置，选择合理的采区开采顺序和采掘工艺，从生产系统上为矿井安全生产创造条件。通过优化设计，最终将二采区建成工程量少、投资省、工期短、见效快的高产高效采区。三、
7、设计的主要原则41、二采区作为矿井的一个接替采区，其在布局上属于局部与矿井整体的关系，因此在巷道系统上要充分利用已有工程，并对采区生产系统作进一步的完善，以最大限度的减少采区巷道工程量、降低采区巷道投资。2、针对二采区煤层埋藏深、瓦斯涌出量大的问题，设计对回采工作面开采顺序和通风系统进行认真分析，对高抽巷的层位进行适当调整，从系统上为矿井安全生产奠定基础。3、根据二采区 10 号煤层厚度变化情况，在满足生产需要的前提下，优先选用现有开采设备，以避免开采设备的重复性投资；后期随着条件的成熟，再逐步购置大采高一次采全高设备。四、设计的主要特点1、本次将二采区原有范围的北部划归四采区，采用倾斜长壁布
8、置方式开采；南部为二采区范围，采用走向长壁布置方式开采。因此，二采区采用走向长壁单翼开采的方式布置采区准备巷道，即在两个采区相邻位置沿煤层倾向布置一组采区准备巷道，分别为轨道下山、胶带下山和回风下山共三条下山巷道。与原设计布置一条回风下山相比，采区双回风减少了工作面顺槽跨巷风桥工程量，简化了采区通风系统。2、设计对采区轨道下山在轨道上方安装活杆式架空乘人器（简称猴车）运送人员。53、二采区采用走向长壁布置方式更适应局部煤层倾角大和断层呈走向延伸的特点，且调整后的二采区与四采区工作面相互接替，从而更有利于采区的采掘衔接安排。五、主要技术经济指标1、采区地质资源量 1922 万吨，设计可采储量 1
9、210 万吨；2、采区设计生产能力：120 万吨/年；3、采区服务年限：7.2a；4、二采区投产巷道工程量 11535m，其中岩巷 454m，半煤岩巷1695m，煤巷 9386m；总掘进体积为 139357m3。5、建设工期 11 月；6、投资估算：总投资 10982 万元，其中井巷工程 8014 万元，设备购置 1199 万元、安装工程 771 万元，其它费用 998 万元。第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况一、采区位置及范围二采区位于一采区西部，与+1150 大巷毗邻；采区北部为规划的四采区；东北部为规划的三采区；南部为规划的五采区。根据地质报告划定的采区范围，该采区南北走向平均长
10、 2.11km，东西倾斜平均宽 1.74km，总面积 3.86km2。二采区由6A、B、C 、 D、E 、F、 G、H、I、M、N、O 等 11 个坐标点连线圈定（表 1-1-1）。表 1-1-1 二采区拐点坐标一览表坐 标 坐 标点号Y X点号Y XA 38450240 4123257.14 G 38452345.43 4123696.42B 38450758.79 4123220.78 H 38452999.38 4124331.02C 38451054.1 4122892.05 I 38453109.94 4124564.46D 38451396.22 4122816.34 M 3845
11、1562.07 4125427.46E 38451431.24 4122830.22 N 38450565.76 4124050.29F 38452154.32 4123574.58二、采区地表情况及井上下关系对照第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况一、采区位置及范围二采区位于一采区西部，与+1150 大巷毗邻；采区北部为规划的四采区；东北部为规划的三采区；南部为规划的五采区。根据地质报告划定的采区范围，该采区南北走向平均长 2.11km，东西倾斜平均宽 1.74km，总面积 3.86km2。二采区由A、 B、C 、 D、E 、F、 G、H、I、M、N、 O 等 11 个坐标点连线圈定（
12、表 1-1-1）。表 1-1-1 二采区拐点坐标一览表坐 标 坐 标点号Y X点号Y X7A 38450240 4123257.14 G 38452345.43 4123696.42B 38450758.79 4123220.78 H 38452999.38 4124331.02C 38451054.1 4122892.05 I 38453109.94 4124564.46D 38451396.22 4122816.34 M 38451562.07 4125427.46E 38451431.24 4122830.22 N 38450565.76 4124050.29F 38452154.32
13、4123574.58二、采区地表情况及井上下关系对照本区属山地丘陵地貌，总体地势为中间高、两边低，北部高、南部低。地表大部分被松树林、灌木林覆盖，局部地段有黄土盖层。区内地表最高点为 1710m，最低点 1350m，最大相对高差 360m。三、采区勘探现状二采区内共有钻孔 6个，且这 12个钻孔在采区分布比较均匀，钻孔间距一般 600m左右。四、三维物探情况2006年 4月山西煤炭地质物测队对该采区进行了三维地震物探，同年 12月提交了义煤公司二采区三维地震勘探报告。共完成勘探面积 8.76km2，根据三维地震资料，二采区发育有一定规模的褶曲6个，断层 16条，陷落柱 13个，煤层变薄不可采区
14、域 2个。五、采区地质勘探程度综合评价二采区已施工 6个勘探钻孔，在此基础上又进行了三维地震，其勘探程度较高；另外，二采区紧邻一采区，在一采区生产过程中和二采区准备巷道实际揭露煤层过程中，也起到了补勘作用。综合上述情况，二采区勘探成果基本满足本次采区设计的需要。8第二节 采区地质特征一、采区地层采区范围内大多被第四系黄土覆盖，基岩呈半裸露状。出露地层为二叠系中统上石盒子组，中统下石盒子组。现结合钻孔揭露情况，将该采区内的地层由老至新进行叙述。1、奥陶系中统峰峰组（O 2f）区内钻孔揭露最大厚度 156.34m，岩性主要为灰白色、青灰色、深灰色厚层状隐晶灰岩可含少量燧石结核，淡黄色白云岩、灰黄色
15、白云质灰岩（即俗称的豹皮状灰岩）和泥灰岩等，顶部往往因铁质侵染呈褐红色，石灰岩坚硬致密、性脆、质纯，方解石脉充填于裂隙中。局部可发育缝合线构造。2、石炭系上统本溪组（C 2 b）平行不整合于下伏奥陶系中统峰峰组石灰岩侵蚀面之上，为一套海陆交互相沉积，岩性主要为深灰、灰黑色砂质泥岩、灰色铝质泥岩，夹 1-3 层薄层海相石灰岩，局部含铝质较高为铝土岩，含有黄铁矿结核。底部为灰色含黄铁矿铝质泥岩，是上石炭统与下伏奥陶系分界的标志层，即 G 层铝质泥岩。全组厚 13.37-27.20m，平均厚 16.91m。3、石炭系上统太原组（C 2-P1t）9是该矿井主要含煤地层之一，为海陆交互相沉积，零星出露于
16、井田东南边缘，采区内未见出露。岩性主要为灰黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩、粗、中、细粒砂岩夹石灰岩及煤层。本组含煤 19 层和K2、 K3、K 4、K 5、K 6等 5 层石灰岩。太原组地层与本溪组连续沉积，全组厚 118.15-164.97m，平均 131.09m。4、二叠系下统山西组（P 1s）整合于石炭系上统太原组之上，是区内主要含煤地层之一，为一套陆相含煤地层。岩性为深灰、灰黑色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩和煤层，下部偶含一透镜状薄层石灰岩。底部为灰、灰白色石英砂岩或长石石英砂岩（K 7，北岔沟砂岩），是山西组和下伏太原组的分界标志层。含煤 2-13 层。在矿井东部边缘有零星出
17、露，采区内未见出露。本组地层厚 51.33-108.21m，平均70.18m。5、二叠系中统下石盒子组（P 2x）为一套陆相沉积地层，出露于矿井东部，采区内也有出露。与山西组地层整合接触。本组地层厚度为 0.00-247.70m，平均106.22m，根据矿井地质资料，由岩性特征，可将本组地层分为上下两段：下段（P 2x1）：岩性为灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩间夹灰白、灰色中细粒砂岩，局部夹铝质泥岩，厚度为 37.0-94.10m，平均67.97m。10上段（P 2x2）：下部岩性以灰绿、灰白色中粗粒砂岩为主，夹有深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩，上部以灰、深灰、黄绿色泥岩、砂质泥岩为主，顶部普遍发育
18、一层灰、浅紫、褐黄色等杂色铝质泥岩，俗称“桃花泥岩”，本段厚度为 24.30-55.43m，平均 38.25m。6、二叠系中统上石盒子组（P 2s）与下伏地层整合接触，出露于矿井中西部，在采区内也有出露。区内残留最大厚度 236.35m，平均 121.42m。下部由灰绿、紫红、杏黄色砂质泥岩、泥岩及灰白、黄绿、灰绿色砂岩组成，中部为浅黄、绿黄色厚层中粗粒砂岩，厚度可达 45m 以上，上部为紫红、兰灰、黄绿色泥岩、砂质泥岩间夹灰绿、黄绿色砂岩。本组地层在矿井内赋存不全，残厚在 50.00m 以上。7、第四系（Q）区内分布较普遍，与下伏地层呈不整合接触，岩性一般为风成黄土及砂土，砾石等冲洪积层，该
19、地层厚度为 0-11.00m，平均6.78m。8、地层时代与煤岩层对比矿井内地层对比主要依据钻孔揭露地层的岩性、岩相组合特征，利用标志层并参考岩石物性特征进行对比，特别是煤系地层其特有的标志层沉积（煤层和海相灰岩）以及明显的沉积旋回参照，较易对比。原来三分的石炭系改为二分，二分二叠系改为三分。采区内的主要标志层如下：111、铝质泥岩本溪组底部的铝质泥岩在采区内稳定发育，厚度在 0.00-11.36m之间，平均 7.11m。黄铁矿铝质泥岩，是含煤岩系底界的分界标志层。2、K 1砂岩（晋祠砂岩）太原组的底界 K1砂岩，厚度在 0.00-11.80m之间，平均2.90m。岩性主要为灰、灰白色中粒石英
20、砂岩，在该矿井内沉积较稳定，大部分钻孔揭露其下发育一层石灰岩作辅助标志，K 1标志层较易对比。3、K 7砂岩（北岔沟砂岩）山西组底界 K7砂岩，厚度在 1.50-12.24m之间，平均 5.60m。岩性主要为灰、灰白色中粒石英砂岩，可具水平、微波状及斜层理。在采区内沉积较稳定，物性特征明显，故易于对比。4、K 8砂岩下石盒子组底界 K8砂岩，厚度在 1.21-20.50m之间，平均7.08m。岩性主要为中粒长石石英砂岩，在采内沉积不稳定，但参照岩相组合特征及物性特征也较容易对比。5、K 10砂岩上石盒子组底界 K10砂岩，厚度在 0.00-10.32m之间，平均5.89m。为浅灰白色、浅灰绿色
21、粗粒长石石英砂岩，其下发育一层杂色铝土泥岩（桃花泥岩）可作辅助标志。6、灰岩标志层12采区内还发育数层石灰岩，是良好的对比标志层，包括：K2、K 3和 K4灰岩三层。K2灰岩（吴家峪灰岩）：位于 14煤层之上，太原组下段的顶部。岩性为灰白、灰黑色泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩或泥晶生屑灰岩，含大量海相生物碎屑。厚度在 3.97-11.60m之间，平均 5.75m，横向稳定。该层灰岩同时是石炭纪和二叠纪的分界标志层。K3灰岩（庙沟灰岩）：位于 13煤层之上，岩性为灰色泥晶灰岩或生屑泥晶灰岩，局部裂隙发育。厚度在 0.30-6.22m之间，平均3.31m，横向较稳定。岩性为灰色、灰黑色微晶灰岩，含大量海相
22、生物碎屑。K4灰岩（毛儿沟灰岩）：位于 11煤层之上，岩性为灰色、浅灰色泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩或泥晶生屑灰岩，局部含有泥质条带。厚度在 1.47-4.70m之间，平均 3.01m，横向较稳定。由于标志层发育良好，采区内的地层对比基本可靠。二、含煤地层井田内含煤地层主要为石炭系上统-二叠系下统太原组和二叠系下统山西组。1、石炭系上统-二叠系下统太原组(C 2-P1t)本组地层由深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成，为一套海陆交互相含煤建造，本组旋回结构明显(K 1-K7共分 6 个旋回) ，厚度较稳定。全组厚 118.15-164.97m，平均131.09m。132、二叠系下统山西
23、组(P 1s)该组是以陆相沉积为主的海陆交互相含煤沉积，岩性主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、薄层菱铁质结核或泥灰岩、泻湖相泥岩、灰色细粒砂岩及煤层组成，厚 51.33-108.21m，平均76.18m。三、采区地质构造通过前期地质勘探，尤其是三维地震勘探，对采区地质构造有了较详细的认识。总体而言，采区内构造较简单，地层总体呈走向北东，倾向北西的单斜构造，倾角平缓，一般在 015之间，局部区域达 17，平均 8左右。区内发育宽缓的小规模褶皱 6 个，其中背斜、向斜各三个。穿过 15 煤层的断层 16 条（图 1-2-1），下面对主要依据三维地质勘探成果对这些构造进行叙述。15（一）褶皱1、
24、褶皱发育特征 （1 ） 背斜：位于采区南部边界附近，轴向 NWW-NE，轴长 900 m 左右，东端至 DX4 陷落柱附近消失，西端伸出区外，两翼基本对称。南翼倾角为 8左右，北翼倾角为11左右，幅度 15m 左右，控制可靠。（2）向斜：位于采区西南部边界附近，轴向 NEE-E，轴长 830 m 左右，东端伸出区外，西端至 DX1 陷落柱附近消失，两翼基本对称。倾角为 11左右，幅度 10m左右，控制可靠。图 1-2-1 二采区构造纲要略图（含 10 煤层等高线）16（3）背斜：位于采区中南部偏西边界附近，轴向 NE，轴长 1300 m 左右，西南端在 DX10 陷落柱附近消失， 东北端至41
25、4 钻孔东 300m 附近消失，两翼基本对称。西翼倾角为 9左右，东南翼倾角为 6左右，幅度 20m 左右，控制可靠。（4）向斜：位于采区中部附近，轴向 NWW，轴长 750m左右，西端在补 4 钻孔东南 350m 附近消失，东南端至 414钻孔东 300m 附近消失，两翼基本对称。倾角为 57左右，幅度 10m 左右，控制可靠。（5）背斜：位于采区中部附近，轴向 NWW，轴长 900 m 左右，西端在补 4 钻孔东 200m 附近消失，东南端至 414钻孔北 300m 附近消失，两翼基本对称。北翼倾角为 615左右，南翼倾角为 57左右，幅度 15m 左右，控制可靠。（6）向斜：位于采区中部
26、附近，轴向 NW，轴长 1200 m左右，西北端在东远佛村东 350m 附近消失，东南端后窑堤村西北 250m 附近消失，两翼基本对称。北翼倾角为 712左右，南翼倾角为 615左右，幅度 15m 左右，控制可靠。2、褶皱发育规律17根据前面的描述，二采区内的褶皱分为两种类型，一种是与地层走向近于垂直的倾向褶皱，如 I 背斜、II 向斜、IV向斜、V 背斜、VI 向斜等，另一种则与走向近于平行，如 III背斜。它们的规模较小，轴长不超过 1500m，形态宽缓，均为沁水复式向斜的次级构造，与沁水复式向斜同时形成于燕山晚期，并具有统一的 SEE-NWW 向挤压应力场。总体而言，本区褶皱构造发育程度
27、较低，对煤炭开采的影响不大。（二）断层1、断层发育特征采区内通过地震勘探识别的断层如表 1-2-1 与表 1-2-2所示。其中，落差大于等于 10m 的主要断层共 6 条，其特征描述如下。此外，前期地质勘探还发现采区西南部存在 F2 断层，该断层存在的可靠性不高，但在开采时仍需注意。北 2、断层发育规律（1）断层特征18二采区内的断层性质均为正断层，其断面走向以 NE 向为主，部分为 NNE 向、NS 向，极少 NW 向，其倾向多变，但以 NW 或 SE 为主。落差大于 10m 的断 层，长度在 140-670m之间，平均 314.2m，落差在 10-20m 之 间，平均 13.5m。断层延伸
28、长度与落差无明显关系。（2）断层分布在空间上，断层分布有一定的规律，在垂向上，15 煤层相对发育，在横向上，切过 15 煤层的断层，采区东南部密度较大，其他部位断层密度相对较低。表 1-2-1 10煤层二采区地震勘探断层落差规模分类表断 层 落 差 规 模（ m） 断 层 编 号数 量（ 条 ）H 10DF6、 DF10、 DF11、 DF14、 DF15、 DF16、 65 H 10 DF4、 DF5、 DF7、 DF8、 DF9、 DF13、 6H 5 DF1、 DF2、 DF3、 DF12 4表 1-2-2 义煤公司 10煤断层二采区控制一览表断层名性质 走向 倾向 倾角落差 级别控制长
29、度可靠程度 控制层位DF1 正 NNE NWW 7004m A、C 110mDF2 正 SN W 7003m B、C 50mDF3 正 NNW SWW 7003m A、C 65mDF4 正 NW NE 6905m 2A 、B 180m 可靠 3、K3、K2、15、ODF5 正 NE SE 7105m 4A 、B 160m 可靠 3、K3、K2、15、ODF6 正 NNWNNE SWNWW 68020m 6A 300m 可靠 K3、K2、15、ODF7 正 NEE SEE 7206m 5A、B、C 270m 可靠 K3、K2、15、O19DF8 正 NE NW 7005m 4A、C 200m 可
30、靠 K3、K2、15、ODF9 正 NNE NWW 7106m 4A、C 160m 可靠 K3、K2、15、ODF10 正 NE SE 71010m 11A、8B、2C 670m 可靠 3、K3、K2、15、ODF11 正 NWWN NNEE 69010m 7A、B 265m 可靠 K3、K2、15、ODF12 正 NNE SEE 7004m A、B、2C 100mDF13 正 NE NW 7005m 4AC 100m 可靠 K3、K2、15、ODF14 正 NE NW 71011m 6A、C 230m 可靠 K3、K2、15、ODF15 正 NNE NWW 68015m 11A、B 370m
31、 可靠 K3、K2、15、ODF16 正 NNE SEE 69015m 9A、B、C 380m 可靠 3、K3、K2、15、O3、陷落柱区内陷落柱比较发育，对煤炭开采带来一定的不利影响。在以往地质勘探工作中，陆续发现了数量不等的陷落柱，最新的三维地质勘探表明，区内共计 13 个陷落柱。其中，11 个为可靠查明陷落柱，1 个为较可靠查明陷落柱，1 个为控制较差陷落柱。陷落柱特征见表 1-2-3。四、采区可采煤层赋存特征根据采区现有钻孔柱状图，采区共有 5 层煤，分别为1#、2#、9#、10#、11#、煤层，其中 11#煤层为局部可采煤层，只有 1#、2#、9#、10#煤层为全区稳定绝大部分可采煤
32、层。10 煤层位于太原组下段的中下部，下距奥灰岩 36.19-50.02m，平均 39.88m。根据现有钻孔资料，采区 10 号煤整体上呈北部厚、南部薄的趋势，厚度在 0.45-6.40m，平均 3.89m。其中，采区北部 10 号煤厚度在2.785.69m，平均厚度 4.7m 左右；南部除位于采区边界的 409 孔附近煤层厚度小于 0.7m，极局部地区不可采外，南部其它区域的 1020号煤厚度在 2.054.14m，平均厚度 3m 左右。该煤层为全区绝大部分可采的稳定厚-中厚煤层。表 1-2-3 义煤公司 10煤层采区陷落柱控制表名称长轴方向 短轴方向 长轴长度短轴长度控制点 可靠程度控制层
33、位DXI NNW NEE 200 100 7A、B 可靠 3、K3、K2、15、ODX2 圆 圆 110 110 3A、B 可靠 3、K3、K2、15、ODX3 EW SN 170 80 7A 可靠 3、K3、K2、15、ODX4 NE NW 150 120 4A 可靠 3、K3、K2、15、ODX5 NW NE 120 70 2A、2C 较可靠 3、K3、K2、15、ODX6 NE NW 30 25 2A 可靠 15、ODX7 NWW NNE 270 160 5A、2B 可靠 3、K3、K2、15、ODX8 NE NW 140 100 5A 可靠 3、K3、K2、15、ODX9 NNW NE
34、E 225 130 8A 可靠 3、K3、K2、15、ODX10 NEE NNW 175 125 5A、B 可靠 3、K3、K2、15、ODX11 SN EW 19 15 A、2C 可靠 15、ODXI2 NNW NNW 80 20 A、2B 较可靠 15、ODXI3 SN EW 115 85 3A、B 可靠 3、K3、K2、15、ODXI4 SN EW 100 35 4A、C 可靠 15、O五、煤质10煤颜色为黑色，条痕为棕褐色，粉状块状，玻璃光泽，内生裂隙较发育，外生裂隙不发育，以条带状结构为主，亦有线理状、透镜状，断口为贝壳状、参差状。有机组分以镜质组为主，70%以上，其次是丝质组，15
35、.9-27.0%，半镜质组分最少，小于 3%。无机组分主要是粘土类和硫化铁类。矿物以充填状、分散状、团块状、粒状分布于煤中。10 煤层为贫煤和无烟煤。该采区 10煤层煤质特征见表 1-2-4。表 1-2-4 10煤层主要煤质特征汇总表煤层号项目15原煤 0.66-5.801.72(22)Mad（%） 精煤 0.56-1.781.12(20)21原煤 9.17-50.4023.80(22)Ad（%） 精煤 5.84-22.279.49(22)原煤 10.61-23.8115.06(22)Vdaf(%) 精煤 9.46-13.9611.08(20)原煤 0.21-2.150.85(22)St,d(
36、%) 精煤 0.44-1.320.68(20)原煤 0.006-1.580.22(8)Pd(%) 精煤 0.01(1)Qnet,v,d(MJ/kg) 原煤25.01-33.7531.75(19)G 精煤 0(16)Cdaf(%) 精煤91.14-92.1690.26(5)Hdaf(%) 精煤3.75-4.064.04(5)Ndaf(%) 精煤1.17-1.391.35(53)Odaf(%) 精煤2.85-3.533.10(5)精煤回收率12.00-71.4312.58(18)煤类 PM、WY矿物以充填状、分散状、团块状、粒状分布于煤中。10 煤层为贫煤和无烟煤。六、其它开采技术条件1、煤层顶底
37、板情况10 号煤层老顶多为粗砂岩、中砂岩，及局部地带为含砾粗砂岩（补 5 孔附近），厚度变化较大，在 6.94-15.13m 之间，平均10.31m。在横向上，呈北东-南西向延伸，采区中部厚度大，北西和南东两翼薄。有时含有细砂岩或砂泥互层的直接顶（补 2 孔、补 5孔和补 8 孔附近），此外，部分地区含有炭质泥岩、泥岩或粉砂岩伪顶。底板多为铝质泥岩，局部为泥岩或砂质泥岩，质软、节理发育，厚度 0.70-6.84m，平均 3.98m。22据此，该采区 10 号煤层顶板属 II 级 3 类，即稳定来压明显顶板；底板属 IV 类中硬底板。其底板条件偏软，而顶板在伪顶发育地带可能会发生冒落。2、瓦斯、
38、煤尘及自然发火倾向（1）瓦斯勘探施工 303、305、308、314、404 号钻孔时，采取了 10号煤层瓦斯样，现场解吸后送交山西省煤田地质研究所做了煤层瓦斯含量及成分鉴定，10 号煤层 CH4含量 59.39-93.22%，平均81.12%，CO 2含量 2.20-4.80%，平均 3.52%。属沼气带。在补勘过程中，进行了 22样次的煤芯瓦斯测试，该采区瓦斯中CH4含量总体为 46.42%，10 煤层为 54.09%，低于 80%，因此，本区均处于瓦斯风化带之上。在垂向上，CH 4含量随深度增加而升高。在横向上，仅有 10煤层一个钻孔（补 4孔，位于采区西部）煤层下部样品甲烷含量高于 8
39、0%，上部样品仍低于 80%，基本处于瓦斯风化带边缘。区内瓦斯中 CO2含量较低，平均 7.37%，而 N2含量相对较高，根据相关标准，本区处于 N2-CH4带内。进一步根据甲烷含量与煤层埋深关系分析，本区瓦斯风化带深度在 600-700m之间。矿井于 2006 年 11 月 3 日投产，根据 2006 年度瓦斯等级鉴定资料，矿井相对涌出量为 13.65m3/t，绝对涌出量为 19.46m3/min。由于在进行瓦斯等级鉴定时，矿井处于基建阶段末期和试生产初期，因此该瓦斯资料不能作为二采区通风设计的唯一依据。23矿井 2007 年后的生产比较正常，根据 2007 年度瓦斯等级鉴定资料，矿井相对涌
40、出量为 35.8m3/t，绝对涌出量为 51.1m3/min。另外，紧邻该采区的掘进工作面目前平均日产一般在 40005000t 之间，工作面总瓦斯涌出量在 6074m 3/mi 之间。因此该采区以 2007 年度瓦斯等级鉴定资料为依据，并结合一采区掘进工作面瓦斯资料作为该采区通风设计依据。该采区按设计生产能力 120 万吨/年，年工作330d，日生产能力为 3636t。经换算，该采区绝对瓦斯涌出量为35.83636/1440=90m3/min。由于该采区煤层埋深 400-500m之间，比相邻采区埋藏深 100m左右，从理论上分析，该采区瓦斯涌出量应该比相邻采区略高，因此，进行通风设计时，除了
41、参照以上数据外，还需要留出一定的余量。（2）煤尘的爆炸性根据勘探阶段和补勘阶段成果。对 10煤层共计 7个孔的煤芯煤样进行了煤尘爆炸试验，结果如表 1-4-2所示。试验结果表明，10 号煤层有煤尘爆炸危险性。表 1-4-2 煤尘爆炸性试验结果煤 尘 爆 炸 试 验煤层号 采样点 Vdaf（%） 火焰长度(mm) 加岩粉量（%） 结论补 3 13.79 10 40 有补 4 10.11 5 10 有补 5 13.51 25 60 有补 8 12.89 5 20 有补 9 11.27 10 20 有313 13.46 9 9 有15414 13.83 13 43 有24根据勘探阶段和补勘阶段成果。
42、对 10 煤层共计 7 个孔的煤芯煤样进行了煤尘爆炸试验，结果如表所示。（3）煤的自然发火倾向根据勘探阶段和补勘阶段成果。对 10 煤层共计 7 个孔的煤芯煤样进行了煤的燃点试验，根据煤的自燃倾向等级分类标准，10 号煤层：T 1-3=6-46，属不自燃易自燃煤种。根据 2006 年山西省煤炭工业局综合测试中心对本矿 10 号煤的检验报告，10 号煤的吸氧量为 0.70cm3/g，自燃倾向性等级为级，属易自燃煤种。为确保安全，本矿 10 号煤应充分考虑自燃发火性。3、地温和地压（1）地温勘探中未做地温测试工作。据山西煤田地质勘探 148 队在和顺普查勘探时，钻孔井温测试，550m 最高温度 1
43、2.4 度，平均地温梯度为 0.58-2.25/100m 。2006 年补勘时对采区内的补 1、补 6 和补 9孔进行了测温，在 440m、490m 和 630m 处的温度分别为11.18、11.93 和 11.80，相应的地温梯度分别为2.54、2.43、1.87/100m ，平均 2.26/100m。以目前二采区内最大埋深 650m（东远佛村）粗略估算，12 月份地温为 14.82。因此，二采区为地温正常区。（2）地压首采区 101工作面的矿压监测和研究取得了良好的成果，天池煤矿的矿井构造较为简单，为单斜构造，倾角平缓，二采25区紧邻首采区，因此，101 工作面的矿压监测与研究的有关结论性
44、成果，如顶板运动的表 1-3-1 采区及邻区揭露奥陶系灰岩厚度成果表孔号项目301 302 303 304 306 308 310 313 314 402 403 409O2揭露厚度 35.50 50.92 23.63 28.26 16.77 6.34 13.53 17.23 163.90 23.80 37.90 26.44孔号项目补 1 补 2 补 3 补 4 补 5 补 6 补 7 补 8 补 9 补 10 补 11O2揭露厚度 - - 11.08 148.6 - 13.15 - - - 156.34 -岩芯鉴定表明，奥陶系石灰岩，质纯、坚硬，裂隙较发育，具方解石脉充填。位于本矿井东北方向
45、 20km李阳井田的 105号钻孔，揭露奥陶系石灰岩厚度 215.32m，中下部石膏层厚 34m，上部为石灰岩、泥灰岩及白云岩互层，在孔深 285-290.05m段，裂隙小溶洞较发育，有铁质浸染，据此推断该处为奥陶系石灰岩富水段，从区域资料看奥陶系石灰岩含水层富水性强。2004年矿井地质报告分析认为，矿井位于娘子关泉与辛安泉的可移动地下分水岭边界附近，该边界在左权以北、蔡家庄以南的地表分水岭一带，分水岭处水位标高 900m左右。根据补充勘探资料，补 10孔 2006年 10月 3日奥灰静止水位标高为+935.89m，北部的补 4孔 2006年 9月 12日奥灰静止水位标高为+914.393m，
46、奥灰水位坡度 8.1。据此分析，采区应处于分水岭以北，即属于娘子关泉域，奥灰水径流方向为北东。26补 4孔 15煤层底板标高 979.63m，补 10孔 15煤层底板标高993.55m，都在奥灰水位以上，奥灰水对开采 15煤没有威胁。（二）二叠系砂岩裂隙含水层1、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层矿压参数、顶板分类方案等可以作为二采区矿压的参考资料。山西组以碎屑岩为主，K 7为主要含水层，岩性为中细粒石英长石砂岩，局部裂隙发育，平均厚 7.10m6.24m，据 314号水文孔抽水试验资料，单位涌水量 q=0.0013l/s.m，渗透系数 0.0113m/d，总硬度为 2.5567德国度，水质类型
47、HCO3-（K+Na）型水，PH=8.89。另据矿井东北方向 20km的李阳井田对山西组的 K7以及下石盒子组的 K8砂岩抽水试验资料，单位涌水量 q=9.9310-5l/s.m。资料表明，山西组砂岩裂隙含水层富水性较弱。2、二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层上、下石盒子组主要由碎屑岩组成，地表大面积出露，局部黄土覆盖，主要含水层为 K8、K 9、K 10、K 12，岩性为中、粗粒砂岩，平均厚度 30m，裂隙较发育，组成一个相对富水的含水层。该地层直接受大气降水及地表水的补给，但出露地势较高，地下水循环迅速，季节性明显，一般认为富水性弱。2006年补勘时，补 5孔对 15煤顶板砂岩进行了注水试
48、验，渗透系数 4.9510-6m/d，影响半径 2.66m。（三）第四系及上石盒子组风化带含水层27据补 10孔资料，第四系厚度为 10.31m。岩性主要为浅灰白色砂砾层、浅灰绿色砂质泥岩、杂色泥岩、杂色砂质泥岩、棕褐色泥岩、灰绿色砂质泥岩，其中 5.40-10.31m段厚 4.91m，为浅灰白色砂砾层，以石英长石为主，透水性较好；第四系地层岩芯破碎，发育裂隙，风化严重。据抽水试验资料，单位涌水量 q为9.001515l/s.m，水位标高为+1338.47m。由于补 10孔近河流，单位涌水量大与河流补给有关。水质分析结果表明，该含水层水质水质类型为 HCO3-（Ca+Mg）重碳酸盐钙镁型，矿化
49、度为 0.42853g/l，pH 值为 7.7。二、隔水层15号煤层至奥陶系顶面之间的岩层，以泥质岩类为主，平均厚度 24.20m，对奥灰水起隔水作用，视为隔水层。石炭、二叠系含水层之间的岩层，以泥质岩类为主，厚度大且稳定，使各含水层之间无水力联系，为隔水层。三、构造采区内断层以 NE和 NNE向为主，规模较小。根据邻区揭露情况，断层大多紧闭，导水性差。根据断层综合分析结果，区内断层均发育于煤系中，未切割奥灰，因此，煤系含水层通过断层与奥灰水沟通的渠道不畅。在采区之外的开采过程中遇到陷落柱时，涌水量基本无大的变化，说明陷落柱导水性差。但随着开采深度的增大，在采区内是否也有如此的结果，仍需要进一步的研究。28四、采空区积水情况根据本区的实际情况以及调查邻近小煤矿生产后的情况，在煤层开采过程中，有顶板淋水现象，涌水量不大，但在回采后其采空区都有不同程度的积水，所以在生产过程中要注意采空区积水对生产的危害。二采区东部 1150 老洞水汇集古窑等矿老空水，采区东南部也与邻矿采空区相连，2006
