1、论文题目：晋城煤业集团寺河矿井东区开采设计论文题目：晋城煤业集团寺河矿井东区开采设计专专业：采矿工程业：采矿工程毕毕业业生：生：（签名）（签名）指导教师：指导教师：（签名）（签名）摘摘要要本设计根据在晋城煤业集团寺河矿井收集的资料，结合专业知识，提出两个开拓系统方案，通过技术经济比较确定采用主斜井、副斜井、回风立井的方案。矿井主运输采用胶带输送机，矿井辅助运输采用井筒使用矿车和井下使用无轨胶轮车，矿井的通风系统采用分区式通风采煤方法采用长壁一次采全高综采采煤方法，矿井设计生产能力为4.0Mt/a，矿井服务年限为74.6a.本次设计积极采用新技术、新设备、新工艺，力争把寺河
2、煤矿建设成为高产、高效的现代化矿井。关键词：寺河矿井开采设计综合机械化采煤法无轨胶轮车生产能力服务年限论文类型：类型一以矿山开采设计为主体Subject:MiningDesignofEasternofSiheCoalMine,JinchengCoalIndustryGroupCo.,LtdSpecialty:MiningEngineeringName:(Signature)Instructor:(Signature)ABSTRACTAccordingtothematerialssearchingfromSihecoalm
3、ine,JinchengCoalIndustryGroupCo.,Ltd,andprofessionalknowledgestudyingfromschool,wepresentthreeprogramstominethecoal.Throughcost-effectivenessanalysis,weadoptthisprojectwhichusesmainslope,assistantslope,returnaircourseshafttoexploit.Intheproject,maintranspo
4、rtadoptrubberbelt,thepitcarandthetracklessvehicleareusedastheassistanttransport.Theventilationstyleiszonesystem.ThemethodofminingisLong-wallAll-timeHighFully-miningmethod,thecapacityofthecoalmineis4Mtperyear,andtheservicelifeis74.6years.Thisdesign
5、willadoptnewtechnology,advancedequipments,newprocesstomakethecoalminetobeaHigh-yield,highefficiencyandmodernmine.Keywords:sihecoalmine;MiningDesign;Comprehensivemechanizedminingmethod;Tracklessrubbertyre;Productioncapacity;ServicelifeTypeofThesis:TypeOneTom
6、iningasthemaindesign前前言言毕业设计是采矿工程专业本科学习的最后一个环节，也是最主要最关键的一个教学环节，在专业教育中占有非常重要的地位。毕业设计是有毕业实习和毕业设计所组成的，毕业实习加深对实习矿井的认识与了解，同时还收集有关矿井的地质资料，为后来的毕业设计打好基础。毕业设计是采矿工程专业对本专业所学知识的全面复习和巩固，加深理解所学的专业知识，并系统的熟悉矿山开采设计、建设、生产以及安全的各个环节和系统的掌握有关知识，为以后从事矿井设计、建设、安全技术工作、技术管理工作及经营管理工作做好准备。对矿山开采规划与设计基本知识能力进行系统的教育，对矿山开采，矿山安全
7、筹划等知识和技术全面，系统的应用能力的初步训练，对综合分析和解决生产实际问题的能力的培养，对矿山规划与设计基础技能（绘图技能、文字表达与计算机技能等）的全面的初步的训练。了解矿山开采中的有关政策、法规，熟悉并能正确应用有关规定。此次设计的是晋城无烟煤集团有限公司寺河矿井，寺河矿井隶属于晋城煤业集团，位于山西省沁水县和阳城县境内，包括东区和西区，此次设计仅考虑东区的开采。井田东区南北走向长7.3kM，东西倾向宽7.4kM，面积约47.5km2。设计考虑了实际情况，因地制宜，采用新技术、新工艺、新设备、新材料，在提高矿井生产工效和保证安全的情况下，尽量降低矿井的投资成本，使煤矿花最少的钱，建
8、最好的矿，为社会主义建设做出更大的贡献。一、编制设计的依据本设计主要依据国家计委计鉴1984806号文对山西晋城新区总体设计的批复中确定，晋城新区统配煤矿的总规模为20.0Mt/a，划分为四矿六井，即成庄、寺河各4.0Mt/a，大宁矿（包括一、二号井）、潘庄矿（包括一、二号井）各6.0Mt/a，新区建立四座选煤厂，即成庄、寺河各4.0Mt/a，潘庄、大宁各6.0Mt/a，初期先建设成庄、寺河矿。同时依据了西安科技大学能源学院采矿工程毕业设计大纲、毕业设计指导丛书、以及采矿工程专业的课本：采煤学、矿井设计、矿山压力及岩层控制、煤矿通风与安全、井巷施工、采矿机械
11、；辅助运输大巷配备无轨胶轮车运送人员、设备、材料。（五）盘区巷道布置及装备：矿井东区布置1个盘区1套长壁大采高回采工作面和2套连续采煤机掘进工作面。长壁回采工作面单产为3.04.0Mt/a，连续采煤机面单产均为0.5Mt/a左右。（六）通风系统：分区抽出式。东回风立井已安装GAF33.5151型轴流式通风机2台，电机功率1000kW；胡家掌回风立井已安装BDK8No31型矿用对旋轴流通风机2台，电机功率560kW。（七）排水系统：东区井下水由大巷自流至副斜井井底400m水平井底车场水仓，由井底主排水泵房排至地面。（八）地面运输：矿井和选煤厂装车站在侯月铁路
12、嘉峰站接轨，专用线及装车站均已建成，并具备5.0Mt/a的外运能力。（十）供电：矿井110kV主电源引自芹池220kV变电站，备用电源引自成庄110kV变电站，由110kV线路送至距矿井工业场地以北1.15km的现有110kV变电站。工业场地已建1座35/6kV变电所，电源以2回35kV线路引自110kV变电站；东风井场地已建1座35/6kV变电所，以2回35kV线路与工业场地35kV变电所35kV母线相联。采用6kV高压直接下井供电。（十一）供水：生活用水取自处理后的浅层地表水和深井水，工业用水取自处理后的井下排水。（
13、十二）供热：工业场地现有1座5台5.6MW燃气锅炉房，供热热媒为110/70高温水，供矿井工业场地和居住区建筑物的采暖。1座3台2.8MW燃气锅炉房，供热热媒为95/70热水，供给浴室和联合建筑及职工宿舍等部分建筑物采暖。（十三）地面生产系统：在工业场地内同期建设与矿井配套的选煤厂。原煤破碎至80mm后，1380mm级煤炭进入选煤厂主厂房内的重介旋流器分选，0.513mm级煤炭进入末煤重介旋流器分选，洗后产品为洗混中块、洗小块和末精煤三种产品，洗后煤主要供化工用煤和动力用煤。选煤厂洗选生产系统能力为1900t/h，基本与矿井建后能力相适应，原煤生产系统、煤
14、泥回收系统完善。（十四）场地布置：工业场地布置在沁河西岸侯月铁路嘉峰站附近的山坡地上。（十五）居住区：居住区位于工业场地南侧的沁河西岸。（十六）安全生产监测监控系统：矿井设置美国霍尼韦尔公司开发研制的井下环境安全监测及生产监控系统。（十七）主要技术经济指标：1矿井生产能力：4.0Mt/a；2井巷总长度：42065.40m，万吨掘进率100m；其中：岩巷：7363.58m，占17.5%煤巷：33550.13m，占79.8%3矿井工业建筑体积：87789m3；4行政福利建筑面积：23416；5居住区建筑面积：10251；6总占地面积：34.71ha；7全员效率：26.6
15、t/工；8基本建设总投资：动态总投资13751.14万元（吨煤投资161.18元），静态总投资：179550.33万元（吨煤投资172.15元）；9建井工期：26月。10项目内部收益率30.86%，投资回收期8.0a，贷款偿还期7.78a。目目录录第第11章章矿矿（井井）田田地地质质报报告告.111.1矿（井）田位置及交通.11.1.1交通位置.11.1.2地形地貌.21.1.3气象及水文情况.21.1.4矿区概况.31.2矿（井）田境界及储量.51.2.1井田境界.51.2.2储量.61.3矿（井）地层及地质构造.81.3
17、、数目及位置的确定.223.1.1井筒形式的确定.223.1.2井筒数目的确定.223.1.3井筒位置的确定.233.2开采水平的划分及布置.303.2.1井田内划分及开采顺序.303.2.2开采水平的划分及水平标高的确定.303.2.3阶段运输大巷和回风大巷的布置.313.3井底车场.323.3.1井底车场形式及硐室布置.323.3.2井底车场线路设计.333.3.3井底车场通过能力计算.353.3.4井底车场巷道断面选择及工程量计算.353.4方案比较、确定开拓方案.36第第四四章章采采矿矿方方法法.40404.1盘区地质概况.404.2盘区的划分
18、.414.3盘区巷道布置.454.4采煤方法.464.4.1采煤方法的选择.464.4.2工作面采煤、装煤、运煤方式及设备类型.544.4.3首采工作面作业规程.584.5巷道掘进.674.5.1巷道断面和支护形式.674.5.2施工方法.69第第五五章章矿矿井井通通风风与与安安全全.80805.1影响矿井通风安全的因素分析.805.1.1瓦斯.805.1.2煤尘.805.1.3煤的自燃性.815.2拟定矿井通风系统.815.3矿井通风容易与困难时的通风阻力计算.825.4矿井通风设备的选型.855.5矿井通风等积孔的计算.875.6预防瓦
19、斯、火、煤尘、水和顶板等事故的安全技术措施.88第第66章章矿矿井井提提升升、运运输输、排排水水、供供电电设设备备选选型型.91916.1矿井提升设备选型.916.2主运输设备选型.966.3矿井排水设备选型.976.4供电设备选型.98第第77章章环环境境保保护护.99997.1环境现状及地面保护物概述.997.2主要污染源及污染物.1017.3资源开发对生态环境影响与评价.1047.3.1开采沉陷损害影响预测分析.1047.3.2开采沉陷对耕地损害的预计评价.1047.3.3开采对建筑物的损害.1057.3.4开采对水资源的破坏影响.1
20、057.3.5开采对矿区大气环境的影响.1057.3.6开采可能引起的地质灾害的预测.1057.4资源开采环境损害的控制与生态重建.1067.4.1控制开采引起地表建筑设施的开采方法.1067.4.2开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建.1067.4.3开采引起水资源的损害的控制方法.1067.4.4矿区资源开采引起大气污染的措施与方法.1067.5矿区环境保护与生态重建投资估算.107第第88章章建建井井工工期期.1091098.1移交标准.1098.2井巷工程量.1098.3建井工期.1108.3.1井巷掘进指标.1108.3.2井巷工
22、179.4.6企业经济效益分析.1179.5矿井主要技术经济指标.118致致谢谢.120120参参考考文文献献.121121-0-第第11章章矿矿（井井）田田地地质质报报告告1.11.1矿（井）田位置及交通矿（井）田位置及交通1.1.11.1.1交通位置交通位置寺河井田位于晋城新区东南部，跨晋城市和阳城、沁水两县，行政区划属山西省晋城市所辖。地理座标：北纬353051353611，东经11227071124054。寺河矿井工业场地位于沁水县嘉峰镇嘉峰村与殷庄村之间，距沁水县城53km，距晋城市区70km。寺河矿井工业场地紧邻侯（马）月（山）铁路嘉峰车
23、站，其铁路专用线即位于嘉峰车站站场内。侯月线由南同蒲线侯马站经沁水、端氏、嘉峰、阳城顺沁河南下至河南省沁阳县，与焦枝铁路月山站接轨。太焦、侯月线均可经新焦线至新乡，与京广和京九线、新党及完石线相接。寺河矿井工业场地沿公路向北10km处端氏镇有曲（沃）辉（县）公路，东至高平市接国道207线，西达侯马市与国道108线以及在建的大（同）运（城）高速公路相连；向南15km至润城镇可上晋（城）阳（城）高速公路直达晋城市，接晋（城）焦（作）高速公路。井田内各乡镇间均通有公路，交通运输堪称便利。嘉峰至各大城市及车站距离见表ll1。嘉峰至各大城市及车站距离表111起止距离（km）起止距离（
24、km）嘉峰侯马155嘉峰汉口782嘉峰太原489嘉峰广州1886-1-嘉峰新乡188嘉峰石臼所819矿井交通位置见图lll。1.1.21.1.2地形地貌地形地貌井田位于太行山南段西侧，地貌区划属剥蚀、侵蚀山地，以低山及丘陵为主。这类地形相对高差较小，起伏较为平缓，并有黄土覆盖，沟谷发育，切割较破碎，平地甚少，仅沁河、长河西岸有较狭窄的阶地。总观地貌形态为西北高、东南低的低山-丘陵区，地表标高介于6001130m之间。沁河及其支流长河流经井田西部和东部。西部与南部多以构造剥蚀的丘陵-低山地形为主，沁河河谷两侧为侵蚀堆积地形，构成河漫滩以上的三级阶地。1.1.31
25、.1.3气象及水文情况气象及水文情况本区属于黄河水系。井田中部的沁河发源于沁源县北柿庄东家岭一带，流向东南，在河南省涉县人黄河，全长450km。据润城水文站历年观测资料，最大流量3050m3/s(1982)年,最小流量2.5m3/s(1971年)。嘉峰工业场地100a一遇设计洪水位为534.5m、300a一遇洪水位535.3m。长河是沁河的支流，发源于晋城市上河章村一带，流经井田东缘，在神头注人沁河，全长约20km,为间歇性河流。井田东部还有寺河水库和沙河水库，水库容量分别为206、160万m3，主要用于农田灌溉。本区地处山西高原之东南部，由于太行山屏障影响，气候
26、干燥，形成大陆性气候特征。据晋城气象站资料：19641973年间年降水量为2959704.8mm，年蒸发量为148.0924283mm,全年蒸发量为降水量的23倍。雨季集中在79月份。最高气温为36.loC；最低气温为-15.7oC。最大冻土深度为0.5m。主导风向春、冬季为西北风，夏季为东南风和南风。风力一般34级，最大78级，最大风速达23m/s。据晋城、阳城、高平等县志记载，从1140年以来先后共发生地震28次，其中破坏性地震有8次，地震强度最大达7级。据山西省地震局鉴定，本区地震基本烈度为6度。-2-1.1.41.1.4矿区概况
27、矿区概况1、矿区开发情况晋城煤业集团老区于1958年开始建设，截止1970年共建成移交三对大型矿井，总设计生产能力为5.4Mt/a；此后经改扩建达到9.1Mt/a，其中王台铺矿2.1Mt/a，古书院矿由l.8Mt/a扩建到3.0Mt/a，凤凰山矿由1.5Mt/a扩建到4.0Mt/a。各矿井自投产以来，原煤产量逐年增长，1996年矿区总产量达11.5lMt，全员效率6.753t/工；生产全部实现机械化采煤，工作面年产量突破百万吨大关、个别已达1.8Mt/a，是我国各项技术经济指标均较先进的矿区之一。但是，由于近年来地方小煤矿越界开采的破坏及开采强度的加大，各矿
28、3号煤层的保有储量已所剩无几，开采已近尾声，煤炭产量逐年降低，2001年原煤产量8.24Mt。为了满足矿井接替的需要及市场对优质无烟煤的需求，必须加大对矿区新区的开发力度。图1-1交通位置图-3-新区的成庄矿井已于1997年9月18日正式投产，设计生产能力为4.0Mt/a，投产当年出煤0.68Mt，2001年原煤产量4.62Mt。寺河井田周围的地方和乡、镇小煤矿发展很快，井田东侧有晋城市的峪南、天户、郭庄、王谷蛇、西庄煤矿，南侧有阳城县的史山、沟底、王街、皇城、屯城煤矿，西南部有永安、东沟、永红、嘉峰等矿。据1987年12月编制的阳城重点采煤县
32、可以维持7.7a，即维持到2004年。寺河矿井达产后，晋城煤业集团的生产规模不会增加，仍为12.00Mt/a，只是解决了矿井的接替问题，因此晋城煤业集团现在的用户，也就是将来寺河矿井的用户。目前晋城煤业集团的无烟煤产品，销售辐射全国22个省、市、自治区，按地域分布有华东、华南、华北、西北和东北地区。2000年、2001年、2002年煤炭销售量分别为9.55Mt、10.25Mt和12.08Mt。销售量主要集中在华东地区，占总销售量的60%左右。用煤量较大的用户，有华东地区的南京化工总厂、巨化集团、马鞍山钢铁厂等，年销售量为3.75Mt左右；华南的武汉钢铁厂、江门氮肥
33、厂、柳州化肥厂、三明化工总厂等，年销售量为1.20Mt左右。晋城煤业集团在山西省境内，也有众多的用户，其中向装机容量为6350MW的阳城电厂年供煤量达2.0Mt。1.21.2矿（井）田境界及储量矿（井）田境界及储量1.2.11.2.1井田境界井田境界1、井田境界东界：以长22、403、405号钻孔连线为界西界：为330、长20、341号钻孔之连线为界。南界：以341、475、468号钻孔连线与郭峪、沟底、史山煤矿为界。-5-北界：以潘庄一号井田境界与潘庄一号矿井为界。2、井田范围井田东区南北走向长平均7.3km，东西倾斜宽平均7.4km，面积为47.5
34、km2。3、与相邻矿井和老窑的关系就东区而言，西部有长畛煤矿，北部与大宁矿以及潘庄矿相邻，在南部有一系列的地方乡镇小煤矿：皇城煤矿、王街煤矿、沟底煤矿、西庄煤矿、史山煤矿等，在东部有祥和煤矿、川底煤矿、天户煤矿、马坪头煤矿等等。4、井田境界拐点坐标井田境界拐点坐标见插表2-1-1表2-1-1编号纬线（X）经线（Y）编号纬线（X）经线（Y）13939300.618506770.54163932430.112510780.04823937060.173505560.19573937240.054512110.61833935040.612505160.93783939300.22551470
35、0.38543933590.273508050.27793940420.869509220.43753931820.359510790.1591.2.21.2.2储量储量1、储量计算原则（1）、根据寺河井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。（2）、依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%，计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.70.8m。（3）、依据国务院国函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外
36、储量。（4）、储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度。（5）、井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较-6-均匀，采用地质块段的算术平均法。（6）、煤层容重：3、5、6、15号煤层为1.45t/m3，9号煤层为1.49t/m3。2、储量计算结果（1）地质储量全井田地质储量1193.44Mt；其中能利用储量661.99Mt，工业储量661.94Mt，其中A+B级储量为603.13Mt，占工业储量的91%。全井田3号煤层地
37、质储量533.85Mt；工业储量533.85Mt，其中A+B级储量为524.72Mt，占工业储量的98.3%。（2）、可采储量矿井设计储量为工业储量减去永久煤柱损失。矿井可采储量为矿井设计储量减去工业场地保护煤柱及井下主要大巷、上下山保护煤柱量后乘以采区回采率。各煤层采区回采率为：3号煤层75%，5、6号煤层85%，9、15号煤层80%。（3）、安全煤柱1工业场地、井筒、水库等均留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱。2各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定，用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，用裂隙角确定水库煤柱。岩层移动角70，
38、裂隙角75。3维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其它15m。4断层煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度20m。经计算，矿井永久煤柱损失为87.07Mt。矿井东区设计储量为574.92Mt，其中3号煤层设计储量462.61Mt。矿井东区可采储量为429.67Mt，其中3号煤层可采储量338.93Mt。矿井东区的地质及可采储量详见表1-2-1、2。矿井东区地质储量汇总表表1-2-1（单位：Mt）煤层层别能利用储量(A+B)/(A+B+C)(%)平衡表外储量-7-ABCA+BA+B+C3191.46333.269.13524.72533.8598.2952
39、.1122.12.1124.218.725.11615.315.314.85944.5331.7712.3376.388.6386.092.815253.45合计235.99367.1458.86603.13661.9991.10276.21矿井东区可采储量表表1-2-2（单位：Mt）工业储量煤层ABCA+B+C永久煤柱损失矿井设计储量设计开采损失设计开采储量3191.46333.269.13533.8571.24462.61123.68338.9352.1122.124.211.1223.093.4619.63615.315.31.9213.382.9410.44944.5331.771
40、2.3388.6312.7975.8415.1760.6715合计235.99367.1458.86661.9987.07574.92145.25429.671.31.3矿（井）地层及地质构造矿（井）地层及地质构造1.3.11.3.1地层地层本区地层由老至新有：中奥陶统马家沟组（O2），中石炭统本溪群（C2），上石炭统太原群（C3），下二叠统山西组（P11）和下石盒子（P21）；上二叠统上石盒子组（P12）和石千峰组（P2sh）第四系中更新统(Q2)、上更新统（Q3）和全新统（Q4）。井田主要煤系地层为二叠系下统山西组（P1s）和石炭系上统太原组（C3t），平均厚136
41、.02m。含煤15层，煤层总厚14.67m，含煤系数10.8%，其中可采和局部可采煤层3层，总厚度10.32m，可采含煤系数7.6%。山西组（P1s）厚30.7059.10m，平均45.20m。含煤4层，自上而下依次为-8-1、2、3、4号，煤层总厚6.89m，含煤系数15.2%，其中可采煤层1层（3号），平均厚度6.31m，可采含煤系数14.0%。太原组（C3t）平均厚90.82m。含煤1113层，编号依次自上而下为5、6、7、8-1、8-2、9、10、11、12、13、13下、15、16号，煤层总厚7.78m，含煤系数8.6%，其
42、中可采煤层2层（9、15号），平均可采厚度4.01m，可采含煤系数4.4%。主要含煤地层分述如下：1、上石炭统太原群（C3），井田主要含煤地层之一。连续沉积于中统本溪组（C2b）之上。K1砂岩底至K7砂岩底，平均厚90.82m。由深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩和灰色、浅灰色中、细粒砂岩及煤层等组成，为一套泻湖、三角洲平原、碳酸盐台地相沉积。普遍发育石灰岩35层，层位稳定，是良好的煤（岩）层对比标志；含煤12层。依层序结构、岩性岩相、化石组合划分为三段。（一）一段（C3t1）K1砂岩底至K2石灰岩底，厚4.8041.37m，平均14.73m。由深灰色
43、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、浅灰色中、细粒砂岩、煤层（15、16号）及石灰岩组成。（1）K1砂岩：浅灰色，中、细粒结构，局部粗粒结构，硅质胶结，分选性好，沉积不稳定，有时相变为粉砂岩、泥岩。厚013.68m，平均2.58m。（2）黑灰色泥岩及煤层（16号）。平均厚度3.34m。（3）K0石灰岩：深灰色，中厚层状，产蜓类、牙形刺化石。局部泥质含量高，沉积不稳定，常相变为泥岩。厚03.80m，平均1.49m。（4）灰、浅灰色泥岩、粘土泥岩，顶部为炭质泥岩，常相变为中、细粒砂岩。平均厚4.24m。（5）15号煤层：井田内稳定可采，厚1.805.45m，平均2.67m。（6）黑灰色泥
44、岩或炭质泥岩（15号煤层伪顶），沉积不稳定。厚02.50m，平均0.41m。（二）二段（C3t2）K2石灰岩底至K4石灰岩顶，厚21.0738.64m，平均29.18m。由K2、K3、K4三层深灰色石灰岩夹灰黑色、深灰色泥岩、粉砂岩和灰色砂岩及薄煤层（11、12、13号）组成。（7）K2石灰岩：深灰色，中、厚层状，泥晶结构。中夹薄层泥质灰岩。下部泥质较多，时夹-9-薄层钙质泥岩，上部偶见燧石结核及条带。产蜓、牙形刺、珊瑚、介形类等动物化石。厚1.1013.60m，平均9.83m。（8）灰黑色泥岩、砂质泥岩和灰色中、细粒砂岩及薄煤层。平均厚5.07m。（9）K3
45、石灰岩：深灰色，中厚层状，局部含燧石结核。产丰富的动物化石。厚07.43m，平均3.41m。（10）深灰色泥岩和灰色中、细粒砂岩及煤层，局部夹薄层泥灰岩（12号煤层顶）。平均厚9.69m。（11）K4石灰岩：深灰色，中厚层状。富含蜓、牙形刺、珊瑚、介形类等动物化石。沉积不稳定，局部受冲刷而缺失。厚02.89m，平均1.18m。（三）三段（C3t3）K4石灰岩顶至K7砂岩底，厚35.2563.14m，平均46.91m。由深灰色泥岩、粉砂岩和灰色中、细粒砂岩夹深灰色石灰岩及煤层（5、6、7、8-1、8-2、9、10号）组成。（12）灰色中、细粒砂岩和深灰色泥岩夹煤层，偶见
46、12层不稳定石灰岩或泥灰岩（8-1、9号煤层顶）。产少量植物化石。平均厚28.20m。（13）K5石灰岩：灰色，中厚层状。产丰富的蜓、牙形刺、珊瑚、腕足类等动物化石。沉积不稳定。厚04.63m，平均1.94m。（14）深灰色粉砂岩、泥岩和灰色中细粒砂岩及煤层。平均厚11.37m。（15）K6石灰岩：深灰色，薄中厚层状，含燧石结核，时相变为硅质层。沉积不稳定。厚03.90m，平均1.29m。（16）灰色、深灰色泥岩，局部为砂质泥岩，间夹粉砂岩。具波状、透镜状、脉状层理。见生物扰动构造。含丰富的菱铁矿结核。厚09.28m，平均4.15m。2、下二叠统山西组(P11)，井田主要含
47、煤地层。与下伏太原组呈整合接触。K7砂岩底至K8砂岩底，厚30.7059.10m，平均45.20m。由灰白、灰色中细粒砂岩和灰黑色粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层（14层）组成。属半咸水淡水的三角洲平原亚相和泻湖、湖沼相沉积。（17）K7砂岩：灰、深灰色，细粒结构，局部为粉砂状结构或中粒结构。西区局部相变为泥岩。厚012.40m，平均2.70m。（18）灰色、深灰色、黑灰色泥岩、粉砂质泥岩夹薄煤层（4号）。时见舌形贝化石。上部有时相变为中粒砂岩或粉砂岩。平均厚6.05m。（19）3号煤层：层位稳定，厚度大。厚4.458.75m，平均6.31m。-10-（20）深灰
48、色、灰黑色泥岩、粉砂岩，夹细粒砂岩条带。厚015.35m，平均2.79m。（21）K砂岩：灰色、深灰色，细中粒结构，局部粗粒结构。呈正粒序。富含白云母片和泥质包裹体。厚020.75m，平均7.82m。（22）灰、灰白色中细粒砂岩和灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹煤层（1、2号）。产鳞木、楔叶类等植物化石。平均厚19.53m。主要含煤地层综合柱状图见插页图1-3-1。1.3.21.3.2构造构造1、断裂构造F51正断层：为长17号孔穿过，K7细砂岩重复。走向南北，断层面倾向西，倾角65，西侧向上推复，落差8m,推测延展500m。2、褶皱构造井田东区主要有18、5
49、8号向斜及59号背斜：（1）18号向斜：纵贯井田中部，为井田内主要向斜，由南部于山村西向北延展至半坡村西，走向南北，全长约9km。轴部出露的地层为上石盒子组，两翼不对称。东翼倾角713,西翼平缓，倾角一般5。最大幅度在老母掌一带，约80m。（2）58号向斜：位于井田北部、车郭庄以西，延展1.5km。走向北35西，两翼开阔，倾角25，出露上石盒子组。（3）59号背斜：位于18号向斜东侧，自寺河村向北延展约3km。走向近南北，两翼开阔，倾角25，出露下石盒子组。3、陷落柱设计开采的东区内无陷落柱区。1.41.4煤层赋存特征及开采技术条件煤层赋存特征及开采技术
50、条件1.4.11.4.1煤层及煤质煤层及煤质1、煤层井田煤系地层共含煤15层，其中可采煤层为3、5、6、9、15号煤，主要可采煤-11-层为3、9、15号煤，5、6为极不规则的局部可采煤层。（1）3号煤层位于山西组下部，上距K8砂岩30.14m，下距K7砂岩6.05m，距15号煤层85.29m。厚4.458.75m，平均6.31m。含夹矸05层，一般13层，夹矸厚度不大，总厚度一般不大于0.50m，单层厚度一般小于0.30m，其中上部夹矸较薄（小于0.14m），下部夹矸较厚（最大0.45m），在井田东区局部地段偶见夹矸厚达0.97
51、1.25m，夹矸岩性多为泥岩或粉砂质泥岩。结构属简单较简单型。煤层变异系数为0.09，可采系数为100%，属稳定可采煤层。-12-综合柱状图1-3-1-13-直接顶板一般为砂质泥岩或粉砂岩，常有薄层炭质泥岩或泥岩伪顶，老顶为细粒或中粒砂岩（K砂岩）。据原“寺河报告”、“潘二报告”，伪顶及直接顶板较松软，开采时成片或成层冒落，老顶较稳定，一般不易冒落，在开采后35天自然零星冒落，岩石硬度系数为24。底板多为黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部细粒砂岩，有底鼓现象。顶板压力大时发生偏帮，偏帮距0.60.8m，速度0.1m/h。砂质泥岩单向抗压强度25.4MPa，抗剪
52、强度2.93MPa，内摩擦角4236；细粒砂岩裂隙较发育，饱和状态下抗压强度15.6MPa，干燥状态下抗压强度20.3MPa，抗剪强度4.98MPa，泊松比0.16，岩石强度指数50。其中东区顶、底板多为灰色粉砂岩，少数为泥岩、细砂岩。（2）5号煤层：位于太原组顶部，为不稳定局部可采煤层。在寺河井田东区上距3号煤层13.65m；厚度01.8m，平均0.63m。在其它区域不可采。顶板多为灰黑色泥岩，局部为石灰岩。底板多为粉砂岩，局部为黑色泥岩。（3）6号煤层：位于太原组上部K5灰岩之下，为不稳定局部可采煤层。在寺河井田东区上距5号煤层15.91米；厚度为0l.
53、92m，平均厚0.7lm。局部夹石l2层。其它区域均不可采。顶板为K5石灰岩，是该煤层对比可靠依据。底板多为泥岩。（4）9号煤层位于太原组三段下部，上距3号煤层47.57m，距K7砂岩38.82m，下距15号煤36.38m，距K1砂岩48.12m。厚0.482.44m，平均1.34m，其中东区0.482.44，平均1.47。东区局部地段9号与10号煤层合并，厚度变大。沉积较稳定，含夹矸04层，夹矸单层厚不超过0.45m，一般小于0.20m，结构属简单较简单型。煤层变异系数0.33，可采系数92%，属较稳定局部可采煤层，其中东区大部可采。
54、直接顶板一般为粉砂岩，局部见泥岩，老顶为泥质灰岩。底板多为泥岩或粉砂岩，局部为中粒、细粒砂岩，9号、10号合并地段底板为石灰岩。-14-其中东区顶板为粗砂岩，局部为砂岩；底板北部多为粉砂岩，南部多为石灰岩。（5）15号煤层位于太原组一段顶部，直接附于K2灰岩之下，上距3号煤层85.29m，K7砂岩76.54m，下距K1砂岩9.07m，奥灰顶界面21.33m。煤层厚1.085.45m，平均2.67m。含夹矸04层，夹矸单层厚小于0.60m，一般小于0.20m。结构属较简单复杂。煤层变异系数为0.21，可采系数为100%，属稳定可采煤层。直接顶板为石灰
55、岩（K2），沉积稳定；局部见含炭泥岩或炭质泥岩伪顶，具水平纹理，含黄铁矿化的小个体腕足类等化石。底板多为泥岩或含炭泥岩，常含有黄铁矿结核，偶为粉砂岩。其中东区顶板为K2石灰岩，局部为薄层黑色泥岩，底板多为泥岩，少数为粉砂岩。列表表示可采煤层特征见表1-4-1。2、煤质3号煤层为低中灰、特低硫、中磷、高发热量、高熔灰分、高强度的无烟煤，热稳定性好，强结渣，理论精煤回收率良等，固定碳含量高。洗选后，精煤灰分明显降低，洗选效果明显。9、15号煤层为中灰、富硫、特低磷、中高发热量、高熔灰分的无烟煤，热稳定性好，强粘结，理论精煤回收率中等，固定碳含量高。洗选后，精煤灰分、硫分明显降低，洗选、
56、脱硫效果明显，但15号煤脱硫效果略差。1.4.21.4.2煤层自燃发火、瓦斯、煤尘及地热等煤层自燃发火、瓦斯、煤尘及地热等1、煤层自燃发火根据晋城矿务局的古书院矿地面煤堆曾于1962年10月发生自燃，开发东区应予注意。2、瓦斯本井田东区+500m东区瓦斯平均含量7.67m3，其中+500m以上属于低沼气带，瓦斯涌出量5m3/t，+500m以下为高沼气带含量9.03m3/t；根据残存瓦斯含量，分别计算东-15-区各盘区瓦斯相对涌出量为24121.48m3/t，本次设计仅对矿井的东区低沼气进行设计。3、煤尘据成庄矿东邻的白沙小煤矿，晋城矿务局的王台铺矿、古书院矿取样
57、作煤尘爆炸性试验结果：火焰长度及岩粉量均为零，属无爆炸危险煤层。4、地热矿井东区地层温度变化不大，温度适合工人正常作业。1.4.31.4.3水文地质水文地质1、含水层矿井主要含水层自下而上有中奥陶统马家沟组灰岩，太原群K2、K3灰岩，太原群K5，下石盒子组3号煤层顶板砂岩，上石盒子组K12砂岩，第四系全新统砂砾层。各含水层分述如下：可采煤层特征表表1-4-1煤层厚度（m）煤层间距（m）煤层结构顶底板岩性煤组煤层最小最大平均最小最大平均夹矸层数夹矸总厚（m）顶板底板稳定性倾角（度）容重（t/）备注（可采性）山西组34.458.756.3143.0059.2847.5751.25砂
58、质泥岩或粉沙岩、细粒或中粒砂岩黑色泥岩、砂质泥岩、粉稳定51.45可采-16-砂岩90.482.441.3440.45粉砂岩、泥岩、泥质灰岩泥岩或粉砂岩较稳定51.49可采太原组151.805.452.6724.1552.1536.3840.60石灰岩泥岩或含炭泥岩稳定51.45可采（1）中奥陶统马家沟组灰岩（O2）:裂隙溶洞水的岩层，由深灰色厚层状灰岩、角砾状灰岩，薄层泥岩质灰岩组成，出露于井田东及南部，厚400450m，为富水性强的含水层。水质类型：HCO3SO4-CaMg水。（2）太原群K2、K5灰岩：裂隙溶洞水，民平均厚度99010.29m，K3平均厚度3.61m,
59、沉积稳定，厚度变化不大，水位标高6691562641m，钻孔涌水量00078002L/sm,渗透系数0.051036m/d，为较弱含水层。水质类型：HCO3SO4-Na+KCa水（3）太原群K5灰岩：裂隙溶洞水，沉积稳定，厚度变化不大，一般厚096283m，水位标高7357462777m，钻孔涌水量0.00130.0023Lsm，渗透系数00960033m/d，为较弱含水层。（4）下石盒子组3号煤层顶板砂岩：裂隙水，细中粒砂岩，厚度变化较大，012.5m，一般厚约5m,钻孔涌水量0.00010.008L/sm，渗透系数0.0140.058m/s，为较弱含水
60、层。水质类型：HCO3SO4-CaK+Na水。（5）上石盒子组K12砂岩：裂隙水，以中粗砂岩为主，平均厚度11.60m,露头出露位置较高，受大气降水补给多呈下降泉出露，泉流量003183Ls，为较弱含水层，且受季节性影响变化较大。-17-（6）第四系全新统砂砾层：孔隙潜水，由砂、砾石、粉砂土组成，主要分布在沙沟和村沟内，厚约20m。根据民并简易抽水资料，单位涌水量0.077498L/sm，水位标高850.5672521m，渗透系数036506m/d，为较丰富含水层。2.隔水层本井田位于“阳城山字型”构造脊柱与新华夏系一级构造的复合部位，构造型式主要以精曲为主，断裂很少。主