黄家沟二采区设计说明书(机电部分)

山西华润联盛能源投资有限公司黄家沟矿采区设计说明书

采区名称：12采区

总工程师：贾建武

矿长：张冬平

批准日期: 年月日

执行日期: 年月日

黄家沟煤矿 12采区设计人员名单

专业姓名职称签名采矿

机电

通风

机制

地质

经济

黄家沟煤矿 12采区采区设计审批签名表审查单位或人员审批意见签名审查日期生产技术科

机电科

通风科

调度室

安监科

机电矿长

总工程师

矿长

黄家沟煤矿 12采区采区设计审批审批意见

1.

2.

3.

4.

前言

黄家沟煤矿位于山西省吕梁地区临县湍水头镇黄家沟村，行政区划隶属于湍水头镇管辖，地理坐标为北纬37°42′49″～37°44′32″，东经111°05′53″～111°08′16″。临县至太原公路在本矿西南部由北向南穿过。北距临县39km，南距吕梁市22km，交通极为方便。见交通位置图0-1。

图0-1 交通位置图

矿井始建于1971年，75年正式投产，系国有企业，根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发［2009］130号文批复，本矿为单独保留矿井，整合主体为山西华润联盛能源投资有限公司，2010年12月山西省国土资源厅颁发了证号为C1400002010121220103040的采矿许可证，批准开采2号～10号煤层，生产规模1.20Mt/a，井田面积7.3922km2，保有储量7709万吨，可采储量4400万吨，开采深度由1050m至810m标高。设计采用两斜一竖混合式开拓方式，按煤层的赋存特征

及井田开拓布置的合理性，将煤层划分为两个水平：即5号煤为第一水平，水平标高为+940m。7、8+9、10号煤开拓巷道联合布置为第二水平，水平标高为+890m，目前开采第一水平5号煤层。

矿井初步设计首采区为一水平11采区，12采区为接替采区。根据矿井矿井生产能力、工作面及采区接续情况，结合矿井中长期发展规划要求，为保证矿井的稳产高产和均衡安全生产，需对12采区进行编制采区设计。

设计中心接受委托后，组织项目组开展现场调查工作，收集地质及生产技术资料，考察安全生产条件等，经综合分析研究，编制本设计。

一、设计依据

1、《煤炭技术工业政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等国家有关安全生产的法律法规、技术标准和规范的要求。

2、已批复的《矿井地质报告》及《采区地质说明书》。

3、《山西临县华润联盛黄家沟煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计》。

4、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。

5、《煤炭工业矿井设计规范》GB50215－2005、《煤矿安全规程》2006版。

6、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。

7、山西华润联盛能源投资有限公司《煤矿安全生产技术管理规定》2012版。

8、华润煤业（集团）有限公司《设计中心管理规定》。

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，充分利用公司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、设计的主要技术原则

1、充分利用现有井巷工程及设备、设施，优化矿井生产系统，提高矿井建设的综合经济效益。

2、认真贯彻执行国家相关法规、规程、规范及政策，结合矿井实际情况，遵循“技术可行、安全可靠、方便实用、经济合理”的原则，尽量采用与矿井相适应的先

进技术、工艺、设备，力求布局合理，系统完善，环节畅通，实现矿井正规、安全、稳定生产。

3、按照煤矿安全生产的基本条件要求，配备安全设施、设备。坚持“三同时”原则，尽力提高矿井的抗灾能力，注重环境保护。

4、为减少岩石巷道，设计尽可能采用以煤巷布置系统为主。

四、设计的主要特点

1、采区巷道布置

设计采区运输上山巷、回风上山巷、总回风平巷均布置在5号煤层中。采区上部车场采用平车场，中部车场为甩车场，下部车场采用高低道车场。

2、采煤方法

根据煤层赋存条件及开采技术条件，设计采用走向长壁后退式采煤法，综采一次采全高，全部垮落法处理采空区。

3、采区提升、运输

主运输系统采用皮带机运输，辅助运输系统采用轨道运输。

4、通风

矿井采用中央分列式通风方式，抽出式通风方法。回采工作面为“U”型通风；掘进工作面采用局部通风机配抗静电阻燃胶质风筒进行压入式通风。

5、采区排水

12采区为下山开采，工作面的涌水通过工作面顺槽、12采区运输巷、采区绕道水沟自流排放至一水平运输大巷中转水仓、至水平水仓排至地面。

6、采区供电

根据采区电力负荷统计，采用10kV电源下井、1040/660v供采区提升及采掘设备用电，其供电回路采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电。

7、安全监控

利用矿井现有KJ70N型监控系统及地面设施，按《煤矿安全规程》及《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的有关规定安装增加补充各类传感器，一旦出现瓦斯超限，自动切断工作面及其回风巷内所有非本质安全型用电设备电源，保障矿井生产安全。

矿井消防、防尘、压风管路及通讯系统等按《煤矿安全规程》及有关文件规定装

备。

五、主要技术经济指标

1、采区地质资源量453.6万吨，设计可采储量305.1万吨；

2、采区设计生产能力：120万吨/年；

3、采区服务年限：1.96a；

4、二采区投产巷道总工程量4455m，其中岩巷200m，煤巷4255m。

5、建设工期6个月；

6、投资估算：总投资万元，其中井巷工程万元，设备购置万元、安装工程万元，其它费用万元。

第一章采区概况及地质特征

1.1设计采区概况

1.1.1采区位置及范围

一水平5号煤层12采区位于井田的北翼，11采区以东，紧邻11采区。采区东至风氧化带，西至11采区保安煤柱，南至F1大断层为界（落差50m），北至铁路保安煤柱线。走向长1100m,倾向宽度680m，开采上限1050m，下限至940m，平均倾角10°，采区面积659978m2。

1.1.2井上下对照关系。

12采区所开采煤层为山西组5煤，煤层最大埋深146m，采区内无常年性水流，均为季节性河流，雨季洪流经区内各大沟谷汇入区外的南川河、北川河。

对应地面为黄家坡村局部范围，其余地段均为山地，林木覆盖，存在个别高压电力线路。

区内地形复杂，侵蚀、冲刷剧烈，形成了黄土高原特有的梁峁景观。地势东南高西北低，最高处在南部边缘＋1263.8m，最低点在西北角＋1060.9m，最大相对高差202.9m，属中、低山区。

采区内无其它小煤矿开采，周边皆留有煤层保安煤柱，没有越界开采。

根据开采后岩石移动角：表土层移动角?=450，下山移动角β=700-0.7a，上山移动角r=700，走向移动角δ=700。采区内工作面生产后，可出现地表塌陷、山体滑坡及地面建筑物不同程度的破坏，应提前做好防治措施。

采区井上下对照图：见图1.1-1

1.1.3采区储量

根据框算，本次设计采区内山西组5煤层地质储量453.6万t（111b）。

1.2 采区勘探情况

采区勘探工作于1988年—1989年山西省地质矿产局二一五地质队在本井田进行了扩建勘探（见表1.2-1），并于1989年提交了《山西省临县黄家沟煤矿扩建勘探地质报告》，该报告由山西省矿产储量委员会于1990年4月以晋储决字（1990）04号

文下达了审查批准决议书。本采区共施工钻孔3个，孔号为H

6、H

2

，、H

2

，其中H2为

无煤钻孔。其质量达到了《煤炭资源地质勘探规范》要求，所存在的主要问题主要为：

①煤层风氧化带控制程度不够。②未做煤的筛分、浮沉和焦炉炼焦试验。③5号煤层采空积水情况未查清。④H

2

号孔（无煤孔）未进行钻孔评级。

表1.2—1 采区以往地质工作一览表

工作时间工作单

位

工作内

容

主要工作量主要成果

1988—1989年215队

黄家沟

煤矿扩建勘

探

施工钻孔9个（H1、H2、H21、、H3、H4、

H5、H6、H7、H8），完成进尺2060.34米，

黄家沟井田地质填图。各种样品采取测试、

物探测井等。

提交了黄家沟

煤矿扩建勘探（精

查）报告

另外，二采区紧邻一采区，在一采区生产过程中和二采准备巷道实际揭露煤

层过程中，以及原矿井建设期间采区北翼施工回风立井揭露煤层地质情况，也都起到了补堪作用。综上所述情况，二采区勘探成果基本满足本次采区设计的需要。

1.3 地质特征

1.3.1采区地层

采区内地表全为第四系上更新统（Q

3

）所覆盖。根据井田内及邻区钻孔所见地层由老至新综述如下：

1、奥陶系中统峰峰组（O

2

f）

井田内所有钻孔均未探至本层位。邻区的206号孔（详查水文钻孔）揭露本层位，岩性主要为灰色石灰岩，夹有泥灰岩，泥岩及石膏层。厚度88.0～126.0m，平均106.0m。

2、石炭系中统本溪组（C

2

b）

井田内仅有H

7

号钻孔探至本层位29.67m，但没有全部揭穿。岩性以泥岩为主，夹有石灰岩、砂岩、铝土岩、钙质泥岩、炭质泥岩。厚度24.05～48.71m，平均35.33m。与下伏的奥陶系中统为平行不整合接触。

3、石炭系上统太原组（C

3

t）

井田内除H

7

号钻孔揭穿本层位外，其余钻孔所见不全。岩性主要为砂岩、泥岩、钙质泥岩、石灰岩、泥质灰岩及煤层。为本区主要含煤建造之一。本组厚度为76.86～

98.52m，平均85.74m。底部为浅灰色长石石英砂岩（K

1

）与本溪组整合接触。

4、二叠系下统山西组（P

1

s）

该组地层总厚度47.09～63.50m，平均为57.38m，岩性主要为砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩和煤层。为本区主要含煤建造之一。与下伏太原组整合接触。

5、二叠系下统下石盒子组（P

x）

1

井田内大多数钻孔所见不全。上部地层已被剥蚀，据《河东煤田离石矿区详查勘探报告》，本组61.08～111.73m，平均79.71m，为灰色、深灰色砂岩。粉砂岩与砂质泥岩，泥岩互层。与下伏山西组整合接触。

）

6、上第三系上新统（N

2

该地层不整合于下伏各地层之上。厚度38.00～126.07m，平均厚度66.03m。为褐红、浅紫红色亚粘土，含有钙质结核，中部和下部常含有砾石或砾石层，砾石成分以石灰岩为主，次为砂岩，辉绿岩等。

）

7、第四系上更新统（Q

3

为土黄色亚砂土。砂质亚粘土，表层有腐植土，局部含砾石层，厚度0～47.95m，平均15.39m，区内大面积分布在山顶或山坡上，与下伏地层呈角度不整合接触。

1.3.2 含煤地层

采区内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组现分述如下：

t）

1、石炭系上统太原组（C

3

为海陆交互相含煤沉积。本组岩性为各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层和石灰岩组成。含煤7层，石灰岩3层。厚度为76.86～98.52m，平均85.74m，自下而上叙述如下：

? K

石英砂岩、石英含量高，稳定易识别，为与本溪组分界砂岩，厚度1.23～

1

3.19m，平均2.12m。

砂岩顶至11号煤层底，岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及不稳定的石灰岩，? K

1

厚度4.12～14.65m，平均8.64m。

? 11号煤：厚度0.38～0.58m，平均0.47m。

? 11号煤顶～10号下煤底、岩性为泥岩、砂质泥岩互层，中部夹有一层粉砂岩。厚度8.76～14.10m，平均10.81m。

号煤层：厚度0～1.11m，平均0.45m。

? 10

下

?泥岩：黑色、厚度0.79～1.56m，平均1.13m。

? 10号煤层：黑色、厚度2.92～5.05m，平均4.07m。全区稳定均可采。

? 10号煤顶～8+9号煤底：粉砂岩、中砂岩、砂质泥岩、厚度10.74～16.69m，平均13.14m。

? 8+9号煤层：厚度2.48～5.81m，平均2.66m。

? L

1

石灰岩：厚度11.31m，其间发育泥岩及薄层煤线。

⑴ L

1

灰岩顶至7号煤之底：岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩、钙质泥岩，厚度为

10.48m。

⑵ 7号煤层：黑色、厚度0～1.09m，平均0.77m。

⑶ L

3

石灰岩：厚度2.18～7.60m，平均4.46m。

⑷泥岩、砂质泥岩：厚度1.50～8.14m，平均6.17m。

⑸ 6号煤：厚度0～0.78m，平均0.28m。

⑹ L

5

石灰岩厚度1.03～5.61m，平均3.27m。

⑺泥岩、砂质泥岩、粉砂岩：厚度3.12～7.14m，平均5.51m。

2、二叠系下统山西组（P

1

s）

以陆相沉积为主的海陆交互相含煤建造。

岩性为各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩和煤层。含煤11层，5号煤层发育于该组下部。自下而上分述如下：

?下部：K3砂岩底至3号顶之间：平均厚度为30.38m。

①K

3

砂岩，该砂岩为中、细粉砂岩，厚度1.05～5.63m，平均2.31m。

②)K

3砂岩至5号煤之间为泥岩、砂质泥岩，其间发育5

下

号煤层厚度4.03m。

③5号煤：厚度2.40～5.62m，平均4.74m。

④5号煤顶至3号煤顶：其间发育4、4

下

、3号煤层。岩性主要为泥岩、砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩及煤层，平均厚度1.93m。

?上部：3号煤顶至K

4

砂岩之底，岩性为粗砂岩、泥岩、砂质泥岩互层，偶夹细砂岩。其间发育01、02、03、2号煤层及两层薄层煤线。平均厚度27.00m。

1.3.3地质构造

矿井主体上为一不对称向斜，西翼角度较大，一般8°—20°；东翼倾角相对较小，一般小于10°；12采区处在向斜轴一翼（东翼），煤层赋存稳定，采区为单斜构造，地质构造简单，煤层倾角一般在5-15°。

①断层

采区巷道施工中共揭露三条正断层（见表1.3-1），其特征描述如下。

F1正断层：二采区以F1断层作为采区南翼边界，走向北东东向，倾向南南东、倾角75°，落差50m，井田内发育长度2190m。

F1-1正断层：在开拓12采区联络巷时遇一小断层，走向北东东向，倾向南西、倾角70°，落差约4.5m。

F q-1正断层：在1201工作面切眼施工至22m遇到断层，具体为走向北东-南西、倾角65°，落差约3.5m。

2、根据目前所掌握的地质资料，采区内无火成岩、陷落柱、冲刷带及小窑破坏现象。

3、风氧化带：位于12采区东侧，煤层露头线由少量钻孔部分控制，根据煤矿开采及勘探线剖面推测确定。在施工采区南翼准备巷道期间已揭露煤层风氧化带，顶底岩性均为黄色亚粘土，风氧化带范围与原始地质资料基本相符。受其影响，煤层厚度及倾角变化较大，顶板较破碎，给采掘活动带来一定的影响。

表1.3-1 主要构造特征表

构造类型构造名

称

走向倾角落差备注

褶曲S向斜轴向北北东

向8°—

20°

——

正断层F1 北东—南西75°50m

正断层F1-1北东—南西70° 4.5m 联巷小断层

正断层F q-1北东—南西65° 3.5m 1201切眼断层

风氧化带————————与资料基本相符

1.4采区水文地质

1.4.1采区水文特征

采区的水文地质条件属简单型，区域被厚而稳定的第四系覆盖，隔水粘土层较厚，阻隔大气降水和地表水的垂直补给。矿井充水因素是第四系水通过地层风氧化带横向补给各砂岩含水层，地下水主要水源为砂岩裂隙中的静储量水。各砂岩含水层通过岩层受采动影响产生的裂隙进入老塘、老峒。

一、采区主要含水层

（一）第四系、上第三系孔隙含水层组

本区第四系上更新统在全区发育，出露较高，富水性差。上第三系上新统地层广泛分布于全井田，含水层为砾石层、钙质结核层，底砾岩常呈胶结和半胶结状，厚约数米到数十米，渗透性好，当埋藏较深时由于红土覆盖而含承压水。调查中民井一般取自该层水，泉也全部出露于该层，井泉涌水量一般旱季流量约1—50m3/d。本含水

岩层与下部不整合接触的基岩风化裂隙带，在补给较好的情况下可构成较富水的含水

层带。含水层水质为SO

42HCO

3

—Ca2Mg2Na型。

（二）二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层组

下石盒子组分布面积相对较小，向斜轴部较厚，两翼变薄至剥蚀。向斜轴部含水层一般由数层细、中、粗粒砂岩组成，厚度最大约25m，各含水层之间多隔以泥岩，当风化裂隙不发育时，水力联系较差。靠近风氧化带含水层位置较浅，风化裂隙发育，易于接受大气降水的补给，富水性稍强。

（三）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组

本组含水层一般有2—3层，分别位于2号煤层顶部。3号煤顶部和底部。含水层厚约10m，厚度不稳定，富水性也较差。位于井田边缘的两翼浅埋藏部位，富水性增强，H

7

水文孔下石盒子组与山西组混合抽水结果，单位涌水量q=0.0042L/s.m，渗透系数K=0.015m/d。206详查孔单位涌水量q=0.00014L/s.m，水位标高约在1027.95

—1061.43m之间。水质属SO

42HCO

3

—Ca2Mg2Na型。

（四）石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层组。

本组含水层主要有4层：即L

5、K

2

、L

1

三层灰岩和一层砂岩。上述3层灰岩和砂

岩分别是6、7、8+9和10号煤的直接充水顶板，对煤层开采影响较大。各含水层平

均厚度为L

5灰岩厚度3.27m，K

2

灰岩厚度4.46m，L

1

灰岩厚度10.00m，砂岩厚度7.22m。

钻孔揭露的灰岩常见有溶蚀裂隙发育，并在该层位发生漏水现象。该组含水层的富水性与埋深成明显的反比关系，浅部裂隙发育，含水性较强，深部却相反。

（五）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层

本地层在井田内全部被覆盖，根据店坪煤矿水井（井田东南5km左右）资料，井深655.80m，揭露奥灰399.32m，水位埋深273.00m，水位标高797.00m，降深39.80m，单井出水量2976m3/d，单位涌水量q=0.453L/s.m，渗透系数K= 1.284m/d，该含水层

为中等富水含水层。水质类型为HCO

32SO

4

—Ca2Mg型，总矿化度0.9448g/L。据井

田西北5km左右水井，奥灰水水位标高805.12m及柳林泉出露标高790—810m，并由北经本井田向西南流向柳林泉，推测井田内奥灰水水位标高为797.00m左右。山西组5号煤层底板标高860m—1050m，位于本井田奥灰水位之上，不受深部奥陶系中统灰岩水的影响。

二、矿井主要隔水层

除上第三系砾石层，太原组灰岩含水层和奥陶系中统灰岩含水层较富水外，其余地层富水性均较弱。其中隔水性能较好的有：

（一）下石盒子组下部以深灰色泥岩为主的砂质泥岩互层地层。厚度大且稳定，隔水性较好。

（二）山西组除2号和3号煤的顶部砂岩富水稍好外。其它岩层以泥岩为主，厚度大且稳定，隔水性较好。

（三）本溪组为一套泥岩、粘土岩和铝土岩为主的地层，厚度平均约30m左右，是奥陶系灰岩含水层上部之重要隔水层，但本区仅一个钻孔揭露，且揭露不全，对该层全区发育情况控制不好。

需要说明的是，由于井田边缘各地层均变浅，风化裂隙发育，且接受大气降水补给，使地层隔水性能降低。

1.4.2采区主要充水因素

采区充水因素主要包括两个方面，一个是水源，一个是充水通道。充水水源主要有大气降水、地表水、松散层孔隙含水层、含水层层间裂隙水等。充水通道包括断层、岩层裂隙带、钻孔、报废井筒等。

（一）充水水源

1、大气降水及地表水

井田所在地层属暖温带大陆性气候，受季节影响，冬春干旱，夏季雨量集中，采区对应地面的背和沟流域面积较大，洪水有可能通过采空裂隙涌入井下，对采区安全影响较大。

2、松散层孔隙水、层间裂隙含水层水

采区5号煤层直接充水含水层为山西组砂岩含水层，该含水层平均厚约10m，下石盒子组砂岩含水层及松散层为其间接充水因素。5号煤层平均厚度为4.74m。通过计算，5号煤层的跨落带高度、导水裂隙带高度分别见下表。

采区为一不对称向斜构造一翼，东部有5号煤层隐伏露头区，煤层开采以后，其导水裂隙带会直接延伸至松散层，使松散层水直接影响井下煤层开采，在今后开采中一定不能轻视地表水体对煤层开采的影响。煤层巷道开采到此处时，要注意煤层顶板裂隙渗水情况的变化，避免地表水直接渗入井下影响煤层开采，由此为确保安全按要求预留煤层保安煤柱。

（二）充水通道

根据井田水文地质条件，矿井可能的充水通道包括导水断层、岩层裂隙、采空导水裂隙带、封闭不良的钻孔等。应防备封闭不良的钻孔、报废立井和老空导水通道。

1、采空导水裂隙带

5号煤层上覆岩层主要为泥岩、砂岩，属中硬岩石，垮落带高度和导水裂隙带高度计算公式为：

Hm ＝100ΣM/(4.7ΣM +19)±2.2

（1）1020+∑=M Hli ；（2）Hli ＝100ΣM/(1.6ΣM +3.6)±5.6 式中：∑M-累计采厚

根据计算结果，5号煤层以下各煤层导水裂隙带高度均达到上层煤层底板，上方煤层采空区积水对下层煤层开采有威胁。 煤层

号 煤层厚度(m) 煤层间距(m) 垮落带高度 （m ） 导水裂隙带高度（m ） 公式（1） 公式（2） 5 2.40-5.62 4.37

10.13-14.5

8

40.98-57.41

37.86-50.23

23.30-29.2

0 25.93 7

2、构造对矿井开采的影响

从该区地质资料来分析，未见较大型断层，未出现断层导水现象，但小断层可能较发育,掘进时应做好先探后掘。

3、封堵不良钻孔及废井的影响

该区共有H6、H2、H2’三个勘探钻孔及一个报废回风立井，其中H6、H2’封孔质量优良，报废回风立井也已封闭，但H2孔未进行评级，封孔资料不详。在采掘过程中要严格执行探放水制度对该区域进行物探及钻探验证，以防沟通大气降水及地表水、各含水层水，会使大气降水及含水层水入渗和灌入井下巷道，使矿井涌水量增大，影响煤层正常开采，甚至出现严重的水灾事故，矿井在生产过程中应加强防范。

4、老空水影响

临近11采区1101工作面采空区，形成老空积水，积水面积初步估计为95134m 2，积水量200000m 3。当开采1201工作面时有可能通过导水裂隙带导通老空积水，在采掘过程中要进行探放水。 1.4.3、采区涌水量预计

根据一水平邻近11采区开采山西组5号煤层，实测涌水量每年平均最大值15m3/h，采用数值法和公式法进行计算预计涌水量。

表1.4-1 12采区涌水量计算表

12采区与11采区位置上相邻，11采区回采面积F

=721041米2，12采区面积

F=659978米2）。

根据公式Q=Q03√S/S03F/F0计算如下：

=153√115/1103659978/721041= 14.7m3/h

Q——新采区预计涌水量（米3/小时）

F——设计开采面积（米3）

Q

F

——实测11采区单位面积涌水量（15m3/h）

根据计算结果和实际涌水量分析，预计本采区正常涌水量为15m3/h，最大涌水量

为正常涌水量的1.5倍，即Q

大

=22.5m3/h。

1.4.4防治水建议及措施

1、对断层、钻孔及废弃井筒等的导水性，采用三维地震勘探技术进行查明，尤其在井田向斜轴部开采时、由于向斜的汇水作用，使向斜轴部含水层富水性强，因此在生产中务必做到“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”，杜绝突水事故的发生。

2、回采工作面和大巷掘进头配备探水钻，正常掘进及穿过断层破碎带，要用探水钻进行超前探水，边探边掘，留足安全距离，确保安全。

3、在雨季来临之前，地面井口要筑好防洪坝，以防山洪水倒灌井筒。另外，由于开采造成的地表裂隙用黄土及时封填，同时加强地面绿化工作。

4、定期清理水仓和大巷水沟，便于排水。

1.5煤层与煤质

1.5.1煤层

采区内含煤地层为山西组和太原组，含煤共16层，其中山西组含煤9层，分别

为01、02、03、2、3、4、4

下、5、5

下

号煤。平均总厚度8.02m，地层平均厚度57.38

11采区资料12采区计算结果

开采水平水位

标高

（米

）

开采降深

值S

（米）

涌水

量

Q

(m3/h)

开采

水平

水位

标高

（米）

水位降低

S（米）

涌水

量

Q (m3/h)

830—940 840 110 15

900—

1015

920 115 30

Q=Q03√S/S03F/F0

m，含煤系数13.98%。主要可采煤层为5号煤。太原组含煤共7层，分别为6、7、8、、11号煤及一条薄层煤线共7层（8、9号合并），平均总厚度8.23m，地9、10、10

下

层平均厚度85.74m，含煤系数9.60%。主要可采煤层为7、8、9、10号煤层（8、9号合并）共4层，厚度为7.76m。

1.5.2可采煤层

区内共有11层可采煤层，自上而下，山西组有01、03、2、3、4、5号煤层；太

号煤层。其中5、8+9、10号煤层为全区可采煤层，7号原组有6、7、8+9、10、10

下

煤层为大部可采煤层，其余煤层均为局部可采煤层或零星可采煤层。本次采区设计的开采煤层为山西组5号煤层，其它煤层暂不叙述。

5号煤层

位于山西组下部，上距4号煤层11.07m，下距7煤平均25m，煤层厚度2.40～5.62m，平均4.74m，结构简单—复杂，含夹矸0～3层，夹石为泥岩，全区可采，煤层稳定，属一型。厚度变异系数12.8%，顶板岩性为砂质泥岩、泥岩、底板岩性为砂质泥岩、泥岩。为矿井一水平二采区设计开采煤层。见煤层特征表1.5-1

1.5.2可采煤层顶、底板的物理力学性质

5号煤顶板为砂质泥岩、细砂岩、泥岩，抗压强度97Mpa，抗拉强度2.79Mpa。5号煤底板为泥岩、砂质泥岩，抗压强度22.7Mpa，抗拉强度0.63Mpa。5、8+9、10号煤层顶底板岩石为坚硬—半坚硬不稳定岩石。

层次

柱状

累深(m)

岩性

岩性描述

1

20粘土

2366亚粘土亚粘土

土黄色亚粘土淤泥层，富含水层厚(m)20

2632土黄色亚粘土

砾石层，灰色，以石灰岩为主，

此为砂岩。4

567

11.3341743.346.350.367.3亚粘土亚粘土

亚粘土

红褐色亚粘土，含钙质结核，多出有出水点，夹杂砾石。

土黄色亚粘土，含钙质结核，夹杂砾石。

砾石层土黄色亚粘土，含钙质结核，夹杂砾石。

8

9

30.65

72.3

102.9

岩石风化带

泥岩砂岩互层

岩石风化带,较破碎。

深灰色泥岩、浅灰色砂岩，呈互层出现。

1011121314

15

54.60.35.050.3

34.85107.9112.5112.8117.85118.15

153

泥岩

砂质泥岩砂岩煤层泥岩煤层泥岩泥岩与砂质泥岩呈互层出现

浅灰色砂岩，多为细砂岩深灰色泥岩

煤层，平均厚度700mm

深灰色泥岩

煤层，平均厚度600mm.16

4.74157.8

5#煤层煤层稳定，富含植物化石

土黄色亚粘土，表层有腐质土，局部有砾石层

17

181920212223

24

16173.8

0.54.526.20.96.95

砂岩

浅灰色中砂岩，较硬

6#煤层煤层，平均厚度500mm 泥岩

深灰色泥岩

砂质泥岩灰色砂质泥岩，含部分细砂岩石灰岩灰色石灰岩

7#煤层煤层，平均厚度900mm 砂岩浅灰色粗砂岩，硬石灰岩

灰色石灰岩

174.3178.8180.8187187.9194.8199.8

煤层综合柱状图

表1.5-1 5号煤层特征表

时代煤层

号

煤层厚度

（m）

最小-最大

平均

层间距（m）

最小-最大

平均

煤层结构

稳定

性

可采

性

顶板

岩性赋存

部位

夹石

层数

夹石厚度

（m）

夹石

岩性

型

别

范围

底板

岩性

山西组5

2.40-5.62

4.74 25

0-3 0.14-0.40 泥岩

简单

-复

杂

稳定

全区

可采

砂质泥

岩、泥

岩

山西组

下部

砂质泥

岩、泥

岩

太原组7

0-1.09

0.77

0-2

不稳

定

大部

可采

石灰岩

太原组

上部

砂质、

泥岩、

细砂岩

1.5.3煤种工业牌号及煤质工业分析

1、煤层物理性质：颜色为黑色、黑灰色，条痕为褐色，褐黑色。玻璃光泽—强玻璃光泽，内生裂隙发育，参差状断口，视密度1.37～1.50t/m3（平均1.43t/m3），硬度中等，一般为2～3。

2、煤质（见主要煤层煤质特征表1.5-2）。

5号灰分平均24.77﹪，属中灰，含硫1.33﹪，为焦煤。

表1.5-2 5号煤层煤质特征表

煤层号煤类灰分级别含硫级别含磷级别粘结性

级别

可选性

级别

煤灰软化温度

(ST)

5 焦煤低灰—高灰低硫分—中高

硫

低磷—高磷

中粘结为

主，强粘结

少量

低等

较高软化温度

灰

3、工业用途

据煤质特征可知其工业用途：5号煤经洗选后均可做炼焦用煤及炼焦配煤。

1.6其它开采技术条件

1.6.1瓦斯

山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2011]1629号“关于吕梁市2011年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，该矿5号煤层瓦斯绝对涌出量0.42m3/min，等级为低；CO

2

绝对涌出量0.84m3/min。

1.6.2 煤尘

据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2011]1629号“关于吕梁市2011年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，该矿5号煤层有煤尘爆炸性、。

1.6.3煤层自燃

据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2011]1629号“关于吕梁市2011年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，该矿5号煤层自燃等级为Ⅱ级，倾向性质为自燃。

井田内目前未发现有煤层自燃现象。

1.6.4地温

据扩建勘探中地温资料，本井田0～20m为变温层，20～60m为恒温层（温度为16～17℃），60m以下为增温层，从60～270m温度升高3.0℃，地温梯度为1.5℃/100m,小于3℃/100m，属地温正常区。

1.6.5 地压

上煤组一水平仅5号煤层，水平标高+940m，均属地压正常区，无冲击地压现象。以往矿井及相临矿井生产期间，未见冲击地压现象。

1.7 存在问题及建议

1、本区共施工三个勘探钻孔H6、H2和H2’，其中H2孔未见煤，且该孔未进行评级，封孔资料不详，施工期间应加强防治水管理。

2、因该区钻孔较少，对煤层的厚度、倾角、地质构造及东部煤层风氧化带范围控制程度不够。因此造成本次设计部分内容设计深度受到限制。

3、建议利用已施工的采区巷道，加快施工速度尽快探明东翼煤层风氧化带范围。或者提前在地面施工钻孔进行东翼风氧化带范围的勘探工作。

4、待风氧化带范围确定后，根据修改后的风氧化带范围可适当对工作面布置方案进行调整。

5、北翼原报废回风立井已封闭，在采区巷道布置及施工期间应制定安全技术措施。

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