煤礦開采技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書

1、大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012屆煤礦開采技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書目 錄第一章 礦井地質(zhì)概況3第一節(jié) 井田概況3第二節(jié) 井田煤層3第二章 礦井儲量與生產(chǎn)能力15第一節(jié) 礦井儲量15第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限18第三章 井田開拓20第一節(jié) 影響井田開拓開采的主要因素20第二節(jié) 礦井工業(yè)場地位置的選擇20第三節(jié) 井田開拓方式的選定20第四節(jié) 井 筒27第四章 采煤工藝29第一節(jié) 采煤方式的選擇，工作面機械設(shè)備的技術(shù)特征29第二節(jié) 落煤35第三節(jié) 頂板管理36第四節(jié) 工作面的生產(chǎn)技術(shù)管理40第五章 礦井采區(qū)布置43第一節(jié) 移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力時的采區(qū)數(shù)目及位置和工作面生產(chǎn)能力計算43第二節(jié) 采區(qū)

2、尺寸、巷道布置44第三節(jié) 采區(qū)接續(xù)45第四節(jié) 采區(qū)煤炭運輸、輔助運輸、通風(fēng)及排水系統(tǒng)45第六章 巷道掘進(jìn)47第七章 井下供電49第八章 礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施52第一節(jié) 礦井瓦斯涌出量預(yù)測52第二節(jié) 礦井通風(fēng)53第三節(jié) 安全技術(shù)措施59第九章 井下車場線路設(shè)計68附 錄69參考文獻(xiàn)70致 謝71第一章 礦井地質(zhì)概況第一節(jié) 井田概況山西柳林碾焉煤礦有限責(zé)任公司位于柳林縣城北部直距19km處王家溝鄉(xiāng)碾焉村，行政區(qū)劃屬柳林縣王家溝鄉(xiāng)管轄，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)110°5107110°5250，北緯37°345237°3700。該礦距柳林縣城19k，從王家溝鄉(xiāng)到縣城

3、的縣級公路從井田東側(cè)通過，經(jīng)該公路在縣城與307國道和孝柳鐵路青龍站連接，交通運輸條件較為便利。交通位置圖詳見（附圖1）井田南北長3.940km，東西寬2.520km，井田面積5.1017km2。資源儲量為38.56Mt，設(shè)計可采儲量為18.342Mt。井田內(nèi)批采的各層煤均屬中厚煤層。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱等構(gòu)造，4號煤已有部分采空區(qū)，下組的8、9號煤均未采動，煤層賦存條件好。煤層瓦斯含量低，頂、底板條件較好，煤層屬自燃容易自燃煤層，開采技術(shù)條件簡單。從煤層賦存條件和開采技術(shù)條件上看，利于礦井提高生產(chǎn)能力。建設(shè)規(guī)模為0.9Mt/a；根據(jù)礦井的開采現(xiàn)狀；采用綜合機械化采煤工藝；主提升、主運輸、

4、副提升、輔助運輸方式，具有擴(kuò)大生產(chǎn)能力條件。井田相鄰礦井東北為山西柳林鑫飛下山峁煤業(yè)有限公司，東部為山西宏盛安泰煤業(yè)有限公司，南部為山西柳林凌志興家溝煤業(yè)有限公司，西部為王家溝煤業(yè)公司。見井田四鄰關(guān)系圖詳見（附圖2）第二節(jié) 井田煤層井田為一單斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造和陷落柱，地質(zhì)構(gòu)造簡單。煤層傾角平緩，結(jié)構(gòu)簡單，主采的4號、8號、9號煤層賦存全井田穩(wěn)定可采，煤層為中厚煤層，煤層賦存條件較好，利于礦井采用一次采全高綜合機械化采煤工藝。礦井為低瓦斯礦井，煤層頂、底板條件較好，水文地質(zhì)類型為中等類型，利于礦井頂板管理、快速掘進(jìn)和采區(qū)正常生產(chǎn)接替?？刹擅簩?、8#、9#。4號煤層位于山西組下部，下距8號

5、煤層55.3067.85m，平均62.52m，其頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖、細(xì)砂巖，煤層厚度0.724.05m，平均1.71m，含01層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。ZK-1、114號鉆孔4、5號煤層合并，5號煤層不穩(wěn)定不可采，因此將該處5號煤層合并到4號煤層一并開發(fā)。在井田中西部，生產(chǎn)過程中揭露了一南北向條帶狀砂巖沖刷帶，沖刷帶長約850m，最寬處65m，最窄處28m。沖刷帶內(nèi)4號煤層變薄，煤層厚度0.200.60m。沖刷帶南端是否繼續(xù)發(fā)育，在今后開采中應(yīng)通過巷探進(jìn)一步查清。8號煤層位于太原組中下部，上距4號煤層55.3067.85m，平均62.52m，其頂板為石灰?guī)r，底板為泥

6、巖、砂質(zhì)泥巖，煤層厚度2.003.10m，平均2.65m，含02層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單較簡單，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。9號煤層位于太原組下部，上距8號煤層11.4519.60m，平均13.00m，其頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，煤層厚度1.553.00m，平均2.17m，含03層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。上述各可采煤層主要特征詳見煤層特征表1-1。表1-1 可采煤層特征表煤層號煤層厚度最小-最大平均（m）間距最小-最大平均（m）結(jié)構(gòu)（夾矸數(shù)）可采性穩(wěn)定性頂?shù)装鍘r性頂板底板40.72-4.051.7153.30-67.8562.52簡單（0-1）全區(qū)可采穩(wěn)定泥巖細(xì)砂巖82.

7、00-3.102.65簡單-較簡單（0-2）全區(qū)可采穩(wěn)定石灰?guī)r泥巖11.45-19.6013.0091.55-3.002.17簡單-復(fù)雜（0-3）全區(qū)可采穩(wěn)定泥巖泥巖礦井煤層綜合柱狀圖詳見（附圖3） 煤層頂?shù)装娴雀呔€圖詳見（附圖4）一、礦井地質(zhì)構(gòu)造本井田總體為一走向北東、傾向北西的單斜構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上發(fā)育次一級的寬緩褶曲，地層傾角2°8°。4號煤層中部發(fā)現(xiàn)一條長約850 m，南北向展布的煤層沖刷帶，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層及陷落柱，在今后生產(chǎn)中應(yīng)注意隱伏斷層和陷落柱，以防透水事故的發(fā)生。二、煤質(zhì)、瓦斯、煤塵（一）、煤質(zhì)1、物理性質(zhì)井田內(nèi)各可采煤層的物理性質(zhì)相近，各煤層的煤巖物理特征

8、一般為黑色，粉狀、碎塊狀，玻璃強玻璃光澤，條痕為棕色、棕黑色。內(nèi)生裂隙發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)，硬度小、脆度大，斷口為階梯狀及參差狀，比重較大。2、煤巖特征（1）宏觀煤巖煤型各可采煤層宏觀煤巖特征相近，煤巖組分多以亮煤為主，其次暗煤和鏡煤。宏觀煤巖類型以半亮型為主，少量暗淡型及光亮型。（2）顯微煤巖特征各可采煤層顯微組分基本相似，均以有機組分為主（占80%以上），無機組分次之。有機組分主要為鏡質(zhì)組（含半鏡質(zhì)組），占34.070.40%，絲質(zhì)組占20.047.6%，無機組分以粘土為主，占6.418.60%。硫化鎂類次之，占02.4%。鏡質(zhì)組以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體次之，少量其它鏡質(zhì)體。絲質(zhì)組以氧化絲

9、質(zhì)體為主，火焚絲質(zhì)體偶見。粘土類以充填胞腔或呈集合體為主，少量呈團(tuán)塊狀或分散狀分布。黃鐵礦以草莓狀為主，星散狀及團(tuán)塊狀次之。根據(jù)各可采煤層顯微組分的組成，其顯微煤巖類型確定為微鏡惰煤。3、化學(xué)性質(zhì)、工藝性能及煤類（1）化學(xué)性質(zhì)根據(jù)井田內(nèi)施工的鉆孔煤芯煤樣化驗資料，各可采煤層煤質(zhì)特征敘述如下：1)4號煤層水分（Mad）：原煤0.16%0.48%，平均0.27%。浮煤0.08%0.70%，平均0.49%。灰分（Ad）：原煤14.75%38.00%，平均26.60%。浮煤6.07%11.36%，平均8.49%。揮發(fā)分（Vdaf）：原煤29.26%31.39%，平均30.31%，浮煤28.02%31.

10、49%，平均29.06%。全硫（St,d）：原煤0.38%0.60%，平均0.49%。浮煤0.51%0.61%，平均0.55%。發(fā)熱量(Qgr,d)：原煤21.0030.82MJ/kg，平均26.27MJ/kg，浮煤30.5234.23MJ/kg，平均32.99MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)（GR.I）：浮煤8196，平均值88.67。膠質(zhì)層最大厚度（Y）：1824mm，平均22.33mm。煤類是根據(jù)“中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB575186）”劃分，4號煤層屬1/3焦煤。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224.1、2、3-2004)，該煤層為低灰中灰、低硫分、低熱值特高熱值的1/3焦煤。2)8號煤層水分（M

11、ad）：原煤0.04%0.40%，平均0.24%。浮煤0.33%0.71%，平均0.47%?；曳郑ˋd）：原煤10.77%36.35%，平均24.88%。浮煤7.57%9.94%，平均8.64%。揮發(fā)分（Vdaf）：原煤21.05%26.84%，平均24.59%，浮煤22.10%24.69%，平均23.14%。全硫（St,d）：原煤2.30%2.98%，平均2.52%。浮煤1.76%2.33%，平均2.04%。發(fā)熱量(Qgr,d)：原煤21.7731.98MJ/kg，平均25.75MJ/kg，浮煤30.8333.47MJ/kg，平均32.18MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)（GR.I）：浮煤7888，平均

12、值83.71。膠質(zhì)層最大厚度（Y）：1519mm，平均17mm。煤類是根據(jù)“中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB575186）”劃分，8號煤層屬焦煤。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224.1、2、3-2004)，該煤層為低灰中灰、高硫分、低熱值特高熱值的焦煤。3)9號煤層水分（Mad）：原煤0.21%0.70%，平均0.39%。浮煤0.37%0.80%，平均0.56%?；曳郑ˋd）：原煤25.01%38.28%，平均31.76%。浮煤5.96%8.96%，平均7.76%。揮發(fā)分（Vdaf）：原煤24.37%26.53%，平均25.20%，浮煤21.07%24.60%，平均22.21%。全硫（St,d）：原

13、煤0.75%2.02%，平均1.16%。浮煤0.81%0.86%，平均0.84%。發(fā)熱量(Qgr,d)：原煤14.3225.57MJ/kg，平均21.92MJ/kg，浮煤32.5634.23MJ/kg，平均33.20MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)（GR.I）：浮煤6792，平均值78.57。膠質(zhì)層最大厚度（Y）：1219mm，平均15mm。煤類是根據(jù)“中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB575186）”劃分，9號煤層屬焦煤。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224.1、2、3-2004)，該煤層為特低灰低灰、中低硫、特低熱值高熱值的焦煤。表1-2 各煤層煤質(zhì)化驗結(jié)果匯總表 煤層號原煤工業(yè)分析(%)發(fā)熱量(Qgr.d)膠

14、質(zhì)層厚度Y(mm)粘結(jié)指數(shù)GR·I視密度(m3/t)煤類浮煤水分(Mad)灰分(Ad)揮發(fā)分(Vdaf)全硫(St,d)4原煤0.16-0.480.2714.75-38.0026.6029.26-31.3930.310.38-0.600.4921.00-30.8226.271.35-1.411.381/3JM浮煤0.08-0.700.496.07-11.368.4928.02-31.4929.060.51-0.610.5530.52-34.2332.9918-2422.3381-9688.678原煤0.04-0.400.2410.77-36.3524.8821.05-26.8424.

15、592.30-2.982.5221.77-31.9825.751.35-1.421.39JM浮煤0.33-0.710.477.57-9.948.6422.10-24.6923.141.76-2.332.0430.83-33.4732.1815-191778-8883.719原煤0.21-0.700.3925.01-38.2831.7624.37-26.5325.200.75-2.021.1614.32-25.5721.921.38-1.431.40JM浮煤0.37-0.800.565.96-8.967.7621.07-24.6022.210.81-0.860.8432.56-34.2333.2

16、012-191567-9278.57（2）煤灰成分、灰熔點測定1）煤灰成分根據(jù)1990年大莊煤礦的化驗資料測定成果如表1-3。表1-3 煤灰成分測定成果表 煤層號工程號煤灰成分分析(%)SiO2Al2O3Fe2O3MgOTiO2SO3CaOK2O+Na2OP2O5MnO4號ZK3-153.6430.954.301.681.151.012.380.980.630.039號ZK3-153.4231.663.251.220.921.752.571.060.740.03井田內(nèi)4、9號煤層煤灰分均以SiO2為主，Al2O3次之，還有少量Fe2O3、CaO、TiO2、K2O、MgO。2）煤灰熔融性根據(jù)三交

17、詳查資料中煤灰熔性測定結(jié)果，井田各可采煤層軟化溫度（TS，ºC）普遍大于14600C，屬高熔灰分難熔灰分，一般山西組高于太原組，變化幅度很小。（3）煤的可磨性根據(jù)三交詳查資料，4號煤層哈氏可磨性指數(shù)（HGI）為7186，5號煤層哈氏可磨性指數(shù)（HGI）為70.881.4，8號煤層哈氏可磨性指數(shù)（HGI）為79.3105， 9號煤層測定哈氏可磨性指數(shù)（HGI）為73104。均為中等可磨煤極易磨煤。4、煤的可選性（1）4號煤層可選性本次補勘在碾焉煤礦井下采取4號煤層煤層煤樣做簡易篩分和浮沉試驗結(jié)果如下：1）篩分試驗（結(jié)果見下表1-4）0.15-13.0mm級粒煤，占全樣的85.91%，灰

18、分為15.35%，全硫小于0.58%，其規(guī)律是隨著粒級的降低灰分降低。表1-4 4號煤層簡易篩分試驗報告 篩前煤樣總重量：9.75kg粒度煤樣重量（產(chǎn)率%）質(zhì)量(13-0mm)重量kg占13-0.5產(chǎn)率%占全樣產(chǎn)率%篩分累計%Mad%Ad%St,d%Qgr,v,dMJ/kg13-62.9134.8529.93829.940.5218.240.5828.746-32.7633.0528.39558.330.5716.820.6229.443-0.52.6832.127.57285.910.612.660.4831.150.5-01.3714.0914.0951000.6711.50.5831.6

19、813-0.5(小計）8.3510085.9050.5615.980.5629.7513-0（合計）9.721000.5815.350.5730.022）浮沉試驗和可選性評價（結(jié)果見下表1-5）表1-5 4號煤層浮沉試驗綜合報表 13-0.5mm密度級（kg/L）產(chǎn)率%灰分%累計分選密度級±0.1備注浮物沉物密度kg/L產(chǎn)率%產(chǎn)率%灰分%產(chǎn)率%灰分%1234567891.3015.136.7515.136.75100.0016.571.3062.061.30-1.4046.929.1862.068.5984.8718.321.4068.591.40-1.5021.6720.8783.

20、7211.7637.9429.621.5027.081.50-1.605.4230.0789.1412.8816.2841.271.607.781.60-1.804.7328.4593.8713.6610.8646.861.704.731.80-2.002.3350.4496.2014.556.1361.081.803.532.003.8067.62100.0016.573.8067.621.902.33合計100.0016.57煤泥2.1410.92總計100.0016.45依據(jù)GB16417-1996規(guī)定和本次實驗繪制的可選性曲線，經(jīng)計算機電腦運行計算，不同灰分浮煤產(chǎn)品的±0.1

21、含量和可選性結(jié)果如下：a、浮煤灰分8%時，理論產(chǎn)率為54.05%，分選密度為1.377g/cm3，±0.1含量77.13%，屬極難選等級；b、浮煤灰分為10%，理論產(chǎn)率為73.07%，分選密度為1.437 g/cm3，±0.1含量53.23%，屬極難選等級；c、浮煤灰分為12%，理論產(chǎn)率為85.22%，分選密度為1.528g/cm3，±0.1含量19.39%，屬中等可選等級。（2）8號煤層可選性據(jù)本次補勘ZK-1號鉆孔采取了8號煤芯煤樣進(jìn)行了篩分浮沉試驗，結(jié)果如下：1)篩分試驗（結(jié)果見下表1-6）0.15-13.0mm級粒煤，占全樣的77.50%，灰分為10.81

22、%，全硫小于2.37%，其規(guī)律是隨著粒級的降低灰分降低。表1-6 8號煤層簡易篩分試驗報告 篩前煤樣總重量：3.25kg粒度煤樣重量（產(chǎn)率%）質(zhì)量(13-0mm)重量kg占13-0.5產(chǎn)率%占全樣產(chǎn)率%篩分累計%Mad%Ad%St,d%Qgr,v,d MJ/kg13-60.4919.7615.31315.310.315.552.2931.376-30.8534.2726.56341.880.3911.82.5331.563-0.51.1445.9735.62577.50.358.322.2733.170.5-00.7222.522.501000.3410.352.4132.2213-0.5(小

23、計）2.4810077.500.3510.942.3632.2613-0（合計）3.201000.3510.812.3732.252.浮沉試驗和可選性評價（結(jié)果見下表1-7）表1-7 8號煤層浮沉試驗綜合報表 13-0.5mm密度級（kg/L）產(chǎn)率%灰分%累計分選密度級±0.1備注浮物沉物密度kg/L產(chǎn)率%產(chǎn)率%灰分%產(chǎn)率%灰分%1234567891.300.000.000.000.00100.0011.541.3076.391.30-1.4076.397.5876.397.58100.0011.541.4087.451.40-1.5011.0615.7487.458.6123.61

24、24.361.5015.251.50-1.604.1921.2291.649.1912.5531.961.606.491.60-1.804.5927.3496.2310.058.3637.341.704.591.80-2.001.2837.4397.5110.413.7749.511.802.932.002.4955.70100.0011.542.4955.701.901.28合計100.0011.54煤泥3.3910.45總計100.0011.50依據(jù)GB16417-1996規(guī)定和本次實驗繪制的可選性曲線，經(jīng)計算機電腦運行計算，不同灰分浮煤產(chǎn)品的±0.1含量和可選性結(jié)果如下：a、浮

25、煤灰分6%時，理論產(chǎn)率為63.96%，分選密度為1.381g/cm3，±0.1含量88.86%，屬極難選等級；b、浮煤灰分為8%，理論產(chǎn)率為81.10%，分選密度為1.408 g/cm3，±0.1含量89.26%，屬極難選等級；c、浮煤灰分為10%，理論產(chǎn)率為96.20%，分選密度為1.853g/cm3，±0.1含量28.58%，屬較難選等級。（3）9號煤層可選性據(jù)本次補勘ZK-1號鉆孔采取了9號煤芯煤樣進(jìn)行了篩分浮沉試驗，結(jié)果如下：1、篩分試驗（結(jié)果見下表1-8）0.15-13.0mm級粒煤，占全樣的79.10%，灰分為27.79%，全硫小于1.62%，其規(guī)律是

26、隨著粒級的降低灰分降低。表1-8 9號煤層簡易篩分試驗報告 篩前煤樣總重量：3.55kg粒度煤樣重量（產(chǎn)率%）質(zhì)量(13-0mm)重量kg占13-0.5產(chǎn)率%占全樣產(chǎn)率%篩分累計%Mad%Ad%St,d%Qgr,v,d MJ/kg13-60.69024.6419.49219.490.5441.353.4417.306-31.04037.1429.37948.870.4831.352.7221.453-0.51.07038.2130.22679.100.4421.401.5627.360.5-00.74020.9020.904100.000.5919.351.5228.3213-0.5(小計）2

27、.800100.0079.0960.4830.012.4522.6913-0（合計）3.540100.0000.5027.792.2623.862、浮沉試驗和可選性評價（結(jié)果見表1-9）依據(jù)GB16417-1996規(guī)定和本次實驗繪制的可選性曲線，經(jīng)計算機電腦運行計算，不同灰分浮煤產(chǎn)品的±0.1含量和可選性結(jié)果如下：a、浮煤灰分6%時，理論產(chǎn)率為35.28%，分選密度為1.394g/cm3，±0.1含量67.71%，屬極難選等級；b、浮煤灰分為8%，理論產(chǎn)率為49.40%，分選密度為1.418 g/cm3，±0.1含量68.37%，屬極難選等級；c、浮煤灰分為10%

28、，理論產(chǎn)率為58.37%，分選密度為1.595g/cm3，±0.1含量12.05%，屬中等可選等級。表1-9 9號煤層浮沉試驗綜合報表 13-0.5mm密度級（kg/L）產(chǎn)率 %灰分 %累計分選密度級±0.1備注浮物沉物密度 kg/L產(chǎn)率 %產(chǎn)率 %灰分 %產(chǎn)率 %灰分 %1234567891.300.000.000.000.00100.0029.371.3040.621.30-1.4040.626.4540.626.45100.0029.371.4052.761.40-1.5012.1415.5852.768.5559.3845.051.5020.411.50-1.608

29、.2723.3091.0310.5547.2452.631.6013.081.60-1.809.6134.5870.6413.8238.9758.851.709.611.80-2.006.4952.1777.1317.0529.3666.801.808.052.0022.8770.95100.0029.3722.8790.951.906.49合計100.0029.37煤泥4.08823.22總計100.0029.13（二）、瓦斯根據(jù)山西柳林碾焉煤礦有限責(zé)任公司4、8、9號煤層開采礦井瓦斯涌出量預(yù)測研究報告，通過解吸各煤層瓦斯含量情況見下表1-10。4號煤層甲烷（CH4）平均含量為0，CO2平均

30、含量為0.15ml/g， C2C8含量為0，N2含量平均0.548ml/g； CH4占瓦斯成分為0，CO2占21.48%，N2占78.52%。8號煤層CH4含量為0.01ml/g，CO2含量為0.391.10ml/g，平均為0.745ml/g，C2C8含量為0，N2含量為0.9931.895ml/g，平均為1.444 ml/g，各成分中CO2占0.36%，CO2占31.47%，N2占68.18%。9號煤層CH4含量為0，CO2含量為0.070.23ml/g，平均為0.15ml/g，C2-C8含量為0，N2含量為1.4220.175ml/g，平均為0.799ml/g，CH4占瓦斯成分為0，CO2

31、占21.25%，N2占78.76%。表1-10 各煤層瓦斯含量及成分統(tǒng)計表煤層號鉆孔號瓦斯含量（ml/g）瓦斯成分（%）CH4CO2C2-C8N2CH4CO2C2-C8N24ZK-1-400.1500.548021.48078.528ZK-1-8ZK-2-800.020.391.10000.9931.89500.7128.1934.740071.8164.55平均值0.010.74501.4440.3631.47068.189ZK-1-9ZK-2-9000.230.07001.4220.1750013.9228.570086.0871.43平均值00.1500.799021.25078.76呂

32、梁市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局呂安監(jiān)煤字2006284號文批復(fù)，柳林碾焉煤礦4號煤層2006年度瓦斯相對涌出量2.90m3/t，絕對涌出量0.70m3/min，二氧化碳相對涌出量4.40m3/t，絕對涌出量1.08m3/min。為低瓦斯礦井。據(jù)呂梁市煤炭工業(yè)局呂煤安字2007665號文批復(fù)，柳林碾焉煤礦4號煤層2007年度瓦斯相對涌出量3.06m3/t，絕對涌出量0.81m3/min，二氧化碳相對涌出量4.50m3/t，絕對涌出量1.19m3/min。為低瓦斯礦井。據(jù)呂梁市煤炭工業(yè)局呂煤安字2008540號文批復(fù)，柳林碾焉煤礦4號煤層2008年度瓦斯相對涌出量3.19m3/t，絕對涌出量0.83m3/

33、min，二氧化碳相對涌出量4.770m3/t，絕對涌出量1.24m3/min。為低瓦斯礦井。（三）、煤塵爆炸根據(jù)2010年5月15日由山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心，對該礦4、8、9號煤層采集樣品的測試結(jié)果，4號煤層火焰長度130mm，抑制煤塵最低巖粉量70%，煤塵具有爆炸性。8號煤層火焰長度220mm，抑制煤塵最低巖粉量80%，煤塵具有爆炸性。9號煤層火焰長度140mm，抑制煤塵最低巖粉量70%，煤塵具有爆炸性。由上可知井田4、8、9號可采煤層煤塵均有爆炸性。三、礦井水文地質(zhì)特征（一）含水層1、井田主要含水層（1）奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層埋藏于井田深部，據(jù)鄰礦王家溝煤礦2006年10月勘探

34、時施工的ZK2-1鉆孔資料，揭穿O2f+ O2s深度377.456-564.57m，巖性以石灰?guī)r為主，次為泥炭巖、角礫狀泥灰?guī)r、石膏和少量白云質(zhì)灰?guī)r、泥巖等，其中巖溶裂隙發(fā)育的石灰?guī)r、泥灰?guī)r為含水層。ZK2-1鉆孔（X=41663128.02，Y=19486610.58，H=833.04m），施工層位為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組，終孔深度564.57m，靜止水位埋深27.26m，水位降深13.6231.53m，單位涌水量0.10980.1652m3/s.m，水位標(biāo)高為805.78m。2009年5月第山西省第三地質(zhì)工程勘察院為本礦施工一供水井（X=4163449.60，Y=19488497.68，H=

35、894.54m），施工層位為奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組，終孔深度612.14m，靜止水位埋深95.44m，水位降深0.63m，出水量960m3/d，水位標(biāo)高為799.10m。水質(zhì)類型為CL.SO4-Na.Ca型，礦化度1.6084g/L，PH值7.36。綜合分析，以2009年新施工的水井奧灰水位799.10m，確定井田內(nèi)奧灰?guī)r溶裂隙水水位標(biāo)高為798800m。（2）石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層太原組含比較穩(wěn)定的石灰?guī)r4層（L1-L4），埋藏淺部巖溶裂隙比較發(fā)育，據(jù)ZK2-1水文孔抽水試驗資料，單位涌水量為0.2744-0.5764L/s.m，滲透系數(shù)為0.2401-0.2644m/d，水位標(biāo)高

36、795.12m，富水性隨埋藏深度增加而減弱。太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層屬富水性中等的含水層。（3）二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層山西組含多層細(xì)-粗粒砂巖，但厚度變化不大，穩(wěn)定性不好，含水性很弱，據(jù)ZK2-1水文孔水文孔抽水試驗資料，單位涌水量為0.001L/s.m，滲透系數(shù)為0.01206m/d，水位標(biāo)高790.68m。山西組砂巖裂隙含水層屬富水性弱的含水層。（4）二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖裂隙含水層本組在較大溝谷內(nèi)有出露，含有多層中粗粒砂巖，厚度較大，近地表處風(fēng)化裂隙發(fā)育，易接受大氣降水補給，局部含水性較好，據(jù)三交詳查鉆孔混合抽水試驗資料，單位涌水量為0.005-0.12 L/s.m，滲透系數(shù)為

37、0.003-0.51m/d，水位標(biāo)高913.50m左右，水質(zhì)類型為SO4.HCO3-Na.Mg.Ca型，礦化度為0.638-1.82g/L。下石盒子組砂巖裂隙含水層富水性一般較弱。（5）上第三系、第四系孔隙含水層上第三系上新統(tǒng)在溝谷中出露較多，含水層主要為底礫巖，厚度不穩(wěn)，富水性弱。第四系中上更新統(tǒng)廣泛分布于井田內(nèi)，其含水層補給條件不好，連續(xù)性差，富水性弱。2、井田主要隔水層井田內(nèi)本溪組厚度31.10m左右，巖性主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖和鋁土泥巖組成，質(zhì)地細(xì)膩，致密，具有良好的隔水性能，為井田主要隔水層組。此外，相間于石炭系太原組各灰?guī)r含水層和二疊系各砂巖含水層間的泥巖、砂質(zhì)泥巖，由于其巖性致密，

38、可起到層間隔水作用，但當(dāng)其位于淺部層段，因受風(fēng)化作用影響，隔水性能受到不同程度破壞。3、井田地下水的補給、徑流、排泄條件奧陶系巖溶水的補給主要為基巖裸露區(qū)大氣降水和地表水的入滲補給。井田內(nèi)奧灰水屬區(qū)域巖溶水徑流區(qū)，巖溶水由北向南運移，流向柳林泉，據(jù)本礦水井資料，本井田奧灰?guī)r溶水水位標(biāo)高為798800m。石炭系和二疊系的砂巖裂隙水，在接受大氣降水和季節(jié)性河流以及上覆含水層的入滲補給后，順巖層傾斜方向運移，上部含水層在溝谷中以侵蝕下降泉的形式排泄，下部含水層順層向西排出井田外?，F(xiàn)采煤礦的礦坑排水和民井開采是其主要的排泄方式。（二）、含水層水對礦井的充水影響1.煤系地層含水層井田內(nèi)對煤層開采有影響的

39、為煤系地層含水層主要有山西組、上下石盒子組的砂巖裂隙含水層和太原組灰?guī)r巖溶裂隙水含水層。山西組4、5號煤層上部的中、粗粒砂巖裂隙含水層，是4、5號煤的直接充水含水層，含水層富水性弱，對煤層開采影響較??；太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層富水性中等，對8、9號煤層開采有一定影響。總之，只要礦井正常抽排水，煤系地層含水層一般不會對煤礦安全生產(chǎn)造成危脅。2.奧陶系含水層井田內(nèi)奧陶系灰?guī)r溶裂隙水位標(biāo)高為798800m，4號煤層最低底板 標(biāo)高為570830m，8號煤層最低底板標(biāo)高為510750m，9號煤層最低底板標(biāo)高為500760m，4號煤層大部為“帶壓開采”，8、9號煤層全部為“帶壓開采”。現(xiàn)利用突水系數(shù)公式計

40、算各可采煤層底板最大突水系數(shù)如下：Ts=PM式中：Ts底板突水系數(shù)（MPa/m）； P隔水層承受的水壓（MPa）； M底板隔水層厚度35m；經(jīng)計算，4號煤層最大突水系數(shù)Ts =（800-570+139.27）×0.0098/(139.27)=0.02600MPa/m；8號煤層最大突水系數(shù)Ts =（800-510+74.10）×0.0098/(74.10)=0.04815MPa/m；9號煤層最大突水系數(shù)Ts =（800-500+58.70）×0.0098/(58.70)=0.05990MPa/m。4、8、9號煤層最大突水系數(shù)小于受構(gòu)造破壞地段突水系數(shù)臨界值0.06M

41、Pa/m，因此，在帶壓區(qū)開采4、8、9號煤層時，發(fā)生奧灰水突水的危險性較小。（三）、礦井充水因素分析1、地表水對礦井開采的影響井田內(nèi)無常年性河流，僅在井田南部有一季節(jié)性河流，平時基本無水，雨季時有短暫洪水流過。井田西北部有一水庫，最大庫容量約8000 m3，現(xiàn)存水約1000 m3，為王家溝村民灌溉使用，水源主要是煤礦排水。水庫下距4號煤層約187 m，經(jīng)計算4、8、9號煤層最大導(dǎo)水裂隙帶分別為50 m、45 m、45 m，開采各煤層水庫水不會潰入井下，造成水害事故。區(qū)內(nèi)地下水的補給來源主要是大氣降水。經(jīng)實地勘查，碾焉煤礦主斜井（正在建設(shè)）、主立井、副立井井口標(biāo)高分別為：897.30m、891.

42、12m、896.41m，主斜井、主立井、副立井口附近最高洪水位高程分別為：894.37m、885.50m、885.50m（井口標(biāo)高見P73第七章第一節(jié)表7-1-1）。各井口處多年來洪水位標(biāo)高均低于井口標(biāo)高，并筑有防洪墻和排水涵洞，所以一般情況下，礦井不會受到洪水威脅。2、構(gòu)造對礦井充水的作用和影響井田基本呈單斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)斷層和陷落柱，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。井田地形切割較深，地表水易于排泄，不利于地下水補給，因此，構(gòu)造一般不會對井田水文地質(zhì)條件造成影響。3、采空區(qū)對礦井的充水影響a、相鄰礦井采空區(qū)積水：井田東北為山西柳林鑫飛下山峁煤業(yè)有限公司，東部為山西宏盛安泰煤業(yè)有限公司，南部為山西柳林凌志興家溝

43、煤業(yè)有限公司，西部為山西柳林王家溝煤業(yè)有限公司。經(jīng)調(diào)查：原山西柳林下山峁煤業(yè)有限公司開采4號煤層，其采空區(qū)距本井田300余m，采空區(qū)無積水；原山西柳林任家山煤業(yè)有限責(zé)任公司西南部采空區(qū)與本井田有礦界隔離煤柱，采空區(qū)無積水。原山西柳林富安南峪煤礦有限公司開采4號煤層，其北部采空區(qū)有積水150 m3 ，與本井田有礦界煤柱隔離。原山西柳林田家坡煤礦有限公司開采4號煤層，與本井田相鄰處有采空區(qū)，預(yù)計有積水約8000m3 ，與本井田有礦界煤柱隔離。山西柳林王家溝煤業(yè)有限公司開采4號煤層，4號煤層?xùn)|高西低，其采空區(qū)積水流到西部大巷排出井外，對本井田無影響。b、本井田采空區(qū)積水：井田南部已整合到本井田的南焉

44、煤礦（已關(guān)閉），開采4號煤層，有一處采空積水，積水量約為7054m3。另井田北部有兩處采空積水，積水量約為192m3和1250 m3。因此在煤層開采到該些地段時，一定要做好探放水工作，確保礦井安全。c、最大導(dǎo)水裂隙帶：根據(jù)煤礦防治水規(guī)定推薦的經(jīng)驗公式計算導(dǎo)水裂隙帶，9號煤層上覆巖層由灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖、砂巖和泥巖等組成，綜合分析確定為中硬巖性，使用公式：，計算最大導(dǎo)水裂隙帶高度。4號煤層最大厚度為4.05m，得出開采4號煤層時形成的最大導(dǎo)水裂隙帶為50m，僅可勾通上部含水層,產(chǎn)生水力聯(lián)系； 8號煤層最大厚度為3.10m，開采8號煤層時形成的最大導(dǎo)水裂隙帶為45m，僅可勾通上部含水層,產(chǎn)生水力聯(lián)系。

45、9號煤層最大厚度為3.00m，開采9號煤層時形成的最大導(dǎo)水裂隙帶為45m，可溝通上部含水層和8號煤層采空區(qū)積水,產(chǎn)生水力聯(lián)系。開采以上各煤層時，其最大導(dǎo)水裂隙帶不會溝通地表水體和溝谷中雨季洪水。根據(jù)以上最大導(dǎo)水裂隙帶情況，礦方應(yīng)采取針對措施，預(yù)防水害事故。（四）、井田水文地質(zhì)類型井田4號煤層直接充水含水層為上覆砂巖裂隙含水層，由于補給條件差，富水性較弱，一般不會對煤礦造成影響。井田8、9號煤層直接充水含水層為太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層，富水性中等，對8、9號煤層開采有一定影響。只要礦井正常抽排水，太原組灰?guī)r水一般不會對煤礦安全生產(chǎn)造成危脅。在4、8、9號煤層奧灰水帶壓區(qū)開采時，煤層底板最大突水系

46、數(shù)在0.026000.05990MPa/m之間，小于受構(gòu)造破壞地段突水系數(shù)臨界值0.06MPa/m，發(fā)生奧灰水突水的危險性較小。井田4號煤層采空區(qū)局部存在積水，綜合分析，礦井水文地質(zhì)類型屬中等類型。（五）、礦井涌水量預(yù)算井田現(xiàn)開采4號煤層，其礦井正常涌水量為280m3/d，最大涌水量為320m3/d，年實際生產(chǎn)能力為0.15Mt/a，如果將來擴(kuò)大生產(chǎn)能力后，可用富水系數(shù)法預(yù)算礦井涌水量，其涌水量預(yù)算公式如下：K=Q0/P0，Q=P×K其中：K-富水系數(shù)，m3/t；Q0-目前涌水量, m3/d；P0-實際生產(chǎn)能力, t/d；Q-預(yù)計涌水量，m3/d；P-擴(kuò)大生產(chǎn)能力,t/d。每年按33

47、0個生產(chǎn)日計算，該礦目前礦井日產(chǎn)量為455t/d，其富水系數(shù)（K）為0.61540.7033m3/t，如果將來擴(kuò)大生產(chǎn)能力為0.9Mt/a時，礦井正常涌水量1680m3/d，最大涌水量1920m3/d。本井田未開采太原組8、9號煤層，東部鄰礦山西宏盛安泰煤業(yè)有限公司開采9號煤層，其礦井正常涌水量為90m3/d，最大涌水量為120m3/d，年生產(chǎn)能力為0.09Mt/a，采用富水系數(shù)比擬法預(yù)算礦井涌水量，其富水系數(shù)為0.32970.4396m3/t。8號與9號煤層為同一充水含水層，水文地質(zhì)條件基本相似，開采8號煤層時，其涌水量預(yù)算可采用9號煤層的富水系數(shù)預(yù)算礦井?dāng)U大生產(chǎn)能力后的涌水量。據(jù)此，采用富

48、水系數(shù)法進(jìn)行預(yù)算，礦井田兼并重組整合后生產(chǎn)能力達(dá)到0.9Mt/a時，開采8、9號煤層時的礦井正常涌水量為900m3/d，最大涌水量為1200m3/d。第二章 礦井儲量與生產(chǎn)能力第一節(jié) 礦井儲量一、礦井地質(zhì)資源量1、礦井地質(zhì)資源量估算范圍及工業(yè)指標(biāo)（1）估算范圍本次參與資源/儲量估算的煤層為該礦4號、8號、9號煤層，資源/儲量估算范圍為山西省國土資源廳批準(zhǔn)的山西柳林碾焉煤礦有限責(zé)任公司礦界范圍，儲量計算基礎(chǔ)為井田內(nèi)4號、8號、9號煤層的底板等高線及儲量計算圖。（2）工業(yè)指標(biāo)井田內(nèi)批采的煤層為焦煤，地層平緩，傾角一般5°左右。依據(jù)中國國土資源部2002年頒布的DZ/TO215-2002煤

49、、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范，其資源/儲量估算指標(biāo)如下表：表2-1 資源/儲量估算工業(yè)指標(biāo)最低厚度 （m）最高灰分（Ad %）最高硫分（St.d %）0.704032、估算方法井田內(nèi)地層平緩，煤層傾角一般5°左右，因此采用煤層偽厚度和水平投影面積用地質(zhì)塊段法進(jìn)行估算。資源/儲量估算公式為：Q=S·M·D/1000000其中： Q資源/儲量 (Mt)S塊段水平投影面積 (m2)M塊段煤層平均偽厚度 (m)D煤層視密度 (t/m3)3、礦井地質(zhì)資源/儲量估算結(jié)果表2-2 各煤層資源/儲量匯總表煤層保有資源/儲量（Mt） 111b/ 111b+122b+333%111b+122b

50、/111b+122b+333%備注煤類111b122b333 其中蹬空111b+122b+33341/3JM7.690.580.198.4690.9097.758JM13.473.0116.4881.471009JM10.902.7213.6280.03100總計1/3JM7.690.580.198.4690.9097.75JM24.375.7330.1080.95100合計32.066.310.1938.5683.1499.51經(jīng)本次資源/儲量估算，共獲得4、8、9號煤層保有資源儲量38.56Mt,其中探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量（111b）為32.06Mt，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量(122b)為6.31Mt，推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟(jì)資源量(333)為0.19Mt，其中1/3焦煤8.46Mt，焦煤30.10Mt。探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量占保有資源儲量的比例為83.14%，探明和控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量占保有資源儲量的比例為99.51%。詳見資源/儲量估算匯總表2-2。二、礦井資源/儲量評價