1、陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井二盤區開采初步設計陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井二盤區開采初步設計說 明 書咸陽星城礦山工程服務有限公司陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井二盤區開采初步設計說 明 書工 程 編號：c1008總 經 理：雷明安技術負責人：馮耀挺項目負責人：雷明安 咸陽星城礦山工程服務有限公司 二0一一年元月參 加 設 計 人 員序號姓 名職務、職稱設 計 項 目專 業主 要 內 容1雷明安總經理高級工程師采礦項目負責、盤區巷道布置采煤方法及采煤工藝2馮耀挺技術負責高級工程師采礦總 審3楊相海高級工程師采礦井巷工程及施工圖5嚴周民高級工程師機電盤區運輸設備及采掘設備6李

2、玉杰助理工程師安全盤區通風與安全7吳革新高級工程師機電給、排水及供壓氣8李快社高級工程師機電盤區供電、通信、檢測監控 9李振林高級工程師經濟技術經濟10徐成軍工程師采礦制 圖目 錄前 言（1）（6）第一章 盤區概況及地質特征1-1第一節 礦井概況1-1第二節 盤區概況1-6第三節 地質特征1-6第四節 其它開采技術條件1-6第二章 盤區參數2-1第一節 盤區尺寸及資源/儲量2-1第二節 盤區生產能力及服務年限2-4第三章 采煤方法選擇3-1第一節 盤區基本條件3-1第二節 采煤方法選擇3-1 第四章 盤區巷道布置4-1第一節 盤區巷道布置方案比選4-1第二節 盤區巷道布置方式4-8第三節 盤區

3、巷道掘進4-8第五章 采煤工藝5-1第一節 概述5-1第二節 4-1煤采煤工藝5-2第三節 4-2煤采煤工藝5-11第六章 盤區生產系統及裝備6-1第一節 盤區生產能力6-1第二節 運輸系統及設備6-1第三節 通風系統及設備6-4第四節 供電系統及設備6-7第五節 排水系統及設備6-1第六節 消防灑水系統6-3第七節 供壓氣系統6-3第八節 監測監控系統6-5第九節 通信系統6-1第十節 黃泥灌漿系及設備6-2第十一節 注氮系統及設備6-4第十二節 緊急避險系統6-6第七章 盤區災害防治安全技術措施7-1第一節 瓦斯防治安全技術措施7-1第二節 礦塵防治安全技術措施7-1第三節 火災防治安全技

4、術措施7-4第四節 水災防治安全技術措施7-7第五節 頂板事故防治安全技術措施7-1第六節 其它事故防治安全技術措施7-3第七節 避災路線7-3第八章 技術經濟8-1第一節 準備工期及產量遞增8-1第二節 技術經濟概述8-1第三節 技術經濟指標表8-1圖紙目錄序號圖 紙 名 稱圖 號比例1二盤區4-1煤儲量估算圖c1008-105-11：50002二盤區4-2煤儲量估算圖c1008-105-21：50003二盤區巷道布置及設備配備平面圖（4-1煤）c1008-163-11：20004二盤區巷道布置及設備配備平面圖（4-2煤）c1008-163-21：20005二盤區巷道布置及設備配備剖面圖c1

5、008-163-31：2000二盤區達產時期通風系統圖及網路圖c1008-171-1示意6二盤區黃泥灌漿系統c1008-171-2示意7二盤區避災路線圖c1008-171-31：20008二盤區安全監控系統傳感器布置圖c1008-263-11：20009二盤區安全監控系統傳感器布置圖c1008-263-21：200010二盤區供配電系統圖 c1008-212-15示意11二盤區通信系統圖c1008-262-1示意12二盤區消防灑水管路系統圖c1008-845-1示意13二盤區消防灑水管路系統圖c1008-845-2示意14二盤區運輸系統圖c1008-333-1示意15二盤區壓氣管路系統圖c10

6、08-817-1示意16二盤區壓氣管路系統圖c1008-817-2示意17二盤區巷道斷面圖冊c1008-122-1101：5018二盤區變電所施工平、剖面圖c1008- -11:20019二盤區機頭硐室施工平、剖面圖c1008- -11:20020二盤區水倉施工平、剖面圖c1008- -11:20021二盤區其它施工平、剖面圖c1008- -11:200前 言陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦區原為黃陵礦區的一部分，行政隸屬黃陵縣腰坪鄉管轄。為了適應國家開發大西北的戰略部署，加快陜西經濟發展速度，振興延安地方經濟，同時擴大企業的生存空間，盡快把資源優勢轉化為經濟優勢，解決區域部分煤礦的接續問題

7、，因此，陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司與延安市協商確定投資建設建北礦井。陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司是由陜西煤業集團蒲白礦務局、華電開發投資有限公司、陜西恒立信能源投資管理有限公司聯合投資組建的礦業公司。受陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司的委托中煤西安設計工程有限責任公司于2006年6月編制了建北礦井及選煤廠初步設計（初稿）。2009年8月編制完成了建北礦井及選煤廠初步設計（最終版）。陜西省發改委及陜西省煤管局分別組織專家對建北礦井及選煤廠初步設計（送審稿）進行了評審。 陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井于200年月破土動工，于200年月進行試生產，同年月進行了驗收。該礦井投產盤區為一

8、盤區，一盤區為單翼盤區，設計服務年限7.2a。但由于實際礦山壓力太大，為了有利于采準巷道的維護，加大了盤區巷道保護煤柱和區段煤柱的尺寸，因而盤區服務年限達不到7.2a 。為能及時準備出二盤區，確保礦井穩定均衡的生產，2010年10月，陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司委托我公司編制陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井二盤區開采初步設計。我公司先后三次組織工程技術人員前往該礦進行調研和收集資料，并和礦方工程技術人員多次進行交流溝通，于2011年1月28日編制完成了陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井二盤區開采初步設計。 第一章 盤區概況及地質特征第一節 礦井概況陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司礦井

9、于2010年6月建成投產。全礦井南北寬49km，東西長約13.2km，面積約91.52km2，煤炭資源/儲量為311.5mt，設計可采儲量206.01mt，礦井設計生產能力2.40mt/a，礦井服務年限61.3a。礦井采用斜井單水平盤區式開拓方式，全井田共劃分7個盤區。主斜井提升與井下主運輸系統均采用帶寬b=1200mm的帶式輸送機運煤，運輸能力為1500t/h。副斜井及井下輔助運輸大巷采用無軌膠輪車運輸，可實現設備、人員、材料從地面至井下各采掘工作面的直達運輸。主要大巷均布置在42號煤層中，運輸大巷和輔助運輸大巷沿42號煤層底板布置，回風大巷貼42煤層頂板布置。全礦井布置一個綜放工作面，選用

10、mg400/930-wd型電牽引雙滾筒采煤機割煤，前、后選用sgz880/2525型可彎曲刮板輸送機運煤，選用zyf8600/18/35型兩柱掩護式低位放頂煤液壓支架。一個綜掘工作面、一個炮掘工作面，備用一個綜掘工作面作為盤區邊角煤回采。礦井初期采用中央分列式通風系統，抽出式通風方式，礦井總風量140m3/s。選用兩臺fbcdz8 26型防爆對旋軸流通風機。在主斜井井底設井下主變電所，盤區內設盤區變電所，采掘工作面設移動變電站供電。在主斜井井底設井下主排水泵房及水倉，根據大巷坡度每隔一定距離在輔助運輸大巷一側設階段水泵房及水倉，水泵均采用無人自動化控制。設計按自燃煤層考慮，采用灌漿防滅火為主，

11、氮氣、噴灑阻化劑、凝膠為輔的綜合防滅火措施。其他安全系統設計齊全，可確保礦井安全生產。第二節 盤區概況二盤區位于井田的東北部，緊鄰井底車場。二盤區東以工業場地及村莊保安煤柱為界，西與四盤區為鄰，北以0.8m可采線為界，南以大巷煤柱為界，四周均為實體煤，無老窯破壞區。二盤區地表山巒起伏，溝壑縱橫，植被發育，森林茂密，無重要建、構筑物及水體。總的地勢是西南部高、東北部低。最高點位于本區西南部，標高為1525m，最低點在東北角處，標高為1101m。區內一般標高在12001450m之間。最大高差495m，一般高差200250m。三條主要大巷貫穿二盤區的南部邊界。三條主要大巷的南部為一盤區，一盤區（投產

12、盤區）基本屬于單翼盤區。為確保礦井連續、均衡、穩定的生產，必須及時準備接替盤區二盤區。第三節 地質特征一、地層二盤區地表絕大部分被第四系松散沉積物及植被所覆蓋，基巖僅在較大溝谷零星出露。根據填圖結合鉆孔資料，地層由老至新依次為：三疊系上統瓦窯堡組、侏羅系下統富縣組，侏羅系中統延安組、直羅組，白堊系下統宜君組、洛河組和環河組，第四系等。現將各地層特征分述如下：（一）三疊系上統瓦窯堡組（t3w）巖性為深灰、灰綠色粉、細砂巖和泥巖，局部夾煤線或中粒石英砂巖。因勘探深度所限，僅在部分深孔中見及，區內最大厚度45.28m。是中、下侏羅統的沉積基底。（二）侏羅系下統富縣組（j1f）是凹陷基底的早期沉積，在

13、古隆起部位沉積缺失。以灰紫、紫雜色塊狀含鐵質鮞粒的泥巖為主，局部夾砂巖透鏡體，厚度018.73m。本組地層典型特征為顏色呈紫雜花斑狀，為區內的重要標志層之一（k1）。與下伏地層呈平行不整合接觸。（三）侏羅系中統延安組（j2y）延安組是區內的含煤地層，主要為一套山間湖泊水下決口扇泥炭沼澤沉積物構成。巖性主要由灰、灰白色中厚層狀砂巖，深灰、灰黑色薄層狀泥巖、煤層、炭質泥巖和根土巖組成，因其沉積受古隆起及沉積后剝蝕作用分割，使其在平面上表現為不連續性，垂向上表現為厚度差異很大，其底部或與富縣組呈連續沉積，或直接超覆于三疊系瓦窯堡組之上。厚度050.75m，一般2035m。其沉積厚度中部大，向邊部變薄

14、或缺失見圖131。本組地層在垂向上具有明顯的粒序及成煤的旋回性，就井田范圍內延安組保留部分看，按巖層厚度、充填層序、含煤性等可劃分為二個段見圖132，其巖石組合在垂向上的變化也反映了不同沉積階段聚煤古凹陷的充填序列。1.第一段（j2y1）由2個次淺湖泥炭沼澤的沉積旋回組成，現以x502號孔為例將其充填序列介紹如下：上覆地層：延安組第二段深灰色厚層狀粉砂質泥巖。整合接觸 （5）4-1煤層，黑色，半光亮型，玻璃光澤，階梯狀斷口，條帶狀結構，層狀構造，煤層結構0.82(0.30)0.50，夾矸為黑色泥巖。厚1.62m。（4）深灰色中厚層狀粉砂質泥巖，具水平層理，含植物葉片化石。厚2.17m。（3）4

15、-2煤層，黑色，半暗淡型，局部為暗淡型，瀝青光澤，參差狀斷口，條帶狀結構，層狀構造。煤層結構：0.40(0.20) 5.85(0.05)0.60，夾矸均為深灰色泥巖。厚7.10m。（2）黑色中厚層狀含炭泥巖，具水平層理，含植物葉片化石。厚0.71m。（1）黑灰色中厚層狀泥質粉砂巖，含植物葉片化石。厚3.94m。 整合接觸 下伏地層：富縣組暗紫紅色中厚層狀泥巖。上列剖面總厚16.72m，2個次級沉積旋回結構較完整，規律明顯。下旋回頂部的4-2煤層層位穩定，厚度大，是本區的主采煤層，亦是區內煤層、地層對比 的重要標志層。2.第二段（j2y2由1個次級濱湖三角洲及湖間決口扇沉積旋回構成，現以xj1號

16、孔為例將其充填序列介紹如下：上覆地層：直羅組下段灰綠色厚層狀粗粒長石石英砂巖。沖刷接觸 （4）3-3煤，黑色，半光亮型，瀝青光澤，階梯狀斷口，外生裂隙內充填有黃鐵礦薄膜。條帶狀結構，層狀構造。厚0.90m。（3）深灰色薄層狀泥巖，具水平層理，局部夾粉砂巖條帶，含植物葉片化石。厚2.99m。圖131 延安組地層等厚線值圖 圖132 延安組地層柱狀圖（2）深灰色薄層狀粉砂巖，上部夾泥巖，具交錯層理，局部含植物化石。厚6.80m。（1）深灰色厚層狀泥質粉砂巖，具交錯層理，含植物化石和煤屑。厚14.10m。整合接觸下伏地層：延安組第一段4-1煤層。上列剖面總厚29.75m，僅保留1個次級沉積旋回，3-

17、3煤層產于該旋回的頂部，其余2個次級沉積旋回被剝蝕。（四）侏羅系中統直羅組（j2z）直羅組為河流相反沖積平原沉積，與延安組呈沖刷接觸，在延安組和富縣組缺失時，亦可直接超覆于三疊系瓦窯堡組之上。以其巖石的顏色、巖性、結構、構造等特征，將其劃分為上、下兩個段。1.下段：以灰、灰白色厚層狀粗粒長石石英砂巖為主，底部常含泥質角礫。中上部夾薄層泥巖或砂礫巖，厚度27.1659.82m。該段底部砂巖層位穩定，厚度一般2040m。巖石砂屑含量高達90%以上，分選性差，磨圓度為棱角次棱角狀。砂屑間充填較多的沸石及少量粘土、鐵質及方解石等膠結物，接觸式膠結。巖石孔隙內含高礦化度水，鉆孔取出的巖芯放置一段時間即可

18、見有白色鹽霜析出。本砂巖以其穩定的厚度和特殊的巖性特征不同于相鄰巖層，是區內的重要標志層之一。與下伏地層整合接觸。2.上段：為灰紫、紫雜色厚層狀粉砂巖、細砂巖，局部夾肉紅色含砂礫的粗砂巖和棕紅色薄層狀泥巖。本段地層厚度較穩定，一般厚47.9874.94m。與下伏地層整合接觸。（五）白堊系下統宜君組（k1y）為灰雜色復成分礫巖，礫徑大小不一，成分混雜，以灰巖、燧石、石英巖和片麻巖等礫石及粉細砂屑組成，無層理。礫石大小在230mm之間，分選性差，磨圓度為棱角狀。鈣質基底式膠結，較致密堅硬。厚度變化較大，為6.0014.11m。該層分布穩定，巖性特別，是區內地層對比的重要標志層。與下伏侏羅系地層呈微

19、角度不整合接觸。（六）白堊系下統洛河組（k1l）在區內新村川、碾子溝等較大支溝中斷續出露，由紫紅、磚紅色巨厚層狀粉、細、中砂巖組成，夾暗紫色透鏡狀砂質泥巖及礫巖薄層，泥質膠結，較松散，具大型直線型收斂型交錯層理。厚度由北東向南西方向增大，最大厚度571.57m。與下伏地層呈平行不整合接觸。（七）白堊系下統環河組（k1h）斷續分布在新村川以西較大支溝的邊坡地帶和梁頂之上。以棕紅、褐紅色細砂巖及泥巖、粉砂巖互層組成，中夾薄層灰色鈣質泥巖、泥灰巖。砂巖鈣質膠結，較硬脆，張裂性節理發育。具水平緩波狀層理，層面可見泥裂及蟲跡構造。該段最大厚度181.27m。與下伏地層呈平行不整合接觸。（八）第四系（q）

20、全區廣泛分布，根據其成因類型可劃分為以下四個單元：1.中更新統離石黃土（q2l）主要分布于新村川、碾子溝等地，多呈臺階狀出露。黃色土狀堆積物，主要為亞沙土、亞粘土，含少量鈣質結核，柱狀節理發育，局部可見褐紅色夾層。一般厚117m。2.河流沖洪積一級階地（q41al+pl）沿新村川及碾子溝現代河流兩側分布，其沉積物具典型的二元結構：下部主要為砂礫土、卵礫石土；上部為砂土、砂粘土及少量砂礫土。厚15m。3.殘坡積層（q4dl+el）大面積分布于區內的溝谷山坡及梁頂，沉積物主要為亞沙土、亞粘土、碎石土、腐植土。厚度隨地形變化，一般厚14m。4.現代河流沖洪積層（q42al+pl）僅零星分布于新村川河

21、谷漫灘區，地勢平坦，漫灘前緣高出河水面12m。巖性以亞粘土為主，下部為礫卵石層，厚度13m。圖3二、構造（一）褶皺二盤區構造屬廟彬褶皺區的馬欄建莊構造帶，該地帶重力異常表明為自東而西呈由北東轉向近東西向之斜坡帶。構造形態簡單。總體趨勢為一大體西傾，傾角3左右的寬緩單斜，并在此基礎上發育了幅度不大的波狀起伏。（二）斷層二盤區地表未發現大的斷裂構造。根據本次二維地震成果資料，推斷解釋區內存在有小斷層（點），其中斷距小于10m。對區內煤層無大的破壞作用，但對機械化綜合采煤會有一定的影響。圖3三、煤層根據陜西省煤田地質局194地質勘探隊在本區進行詳查地質報告，二盤區延安組二個段中僅含有3層煤層，其中第

22、一段含4號煤組，自上而下煤層編號為41、42煤層，4-2煤層為區內的主采煤層，41煤層為局部可采煤層；第二段含3號煤組，煤層編號為3-3煤層，為不可采煤層。 （一）41煤層位于延安組第一段上次級旋回的頂部。與42煤層間距0.907.63m，一般13m，總體西南部大，東北部小，變化規律較明顯。煤層呈花瓣狀分布于二盤區的中部，埋深153550m。全區見煤厚度0.8m以上的鉆孔有11個，可采煤層厚0.801.39m（不含夾矸），平均1.11m。煤層中部厚度大，向四周變薄，變化規律較明顯。煤層的底板標高變化在860966 m之間，除受古地形影響外，在局部還形成一些小的臺階和波狀起伏，變化較大，總體由北

23、東向南西傾伏，傾角2左右。煤層結構簡單，局部含1層，個別含2層泥巖、炭質泥巖、粉砂巖夾矸，夾矸厚0.100.30m。煤層頂板巖性以細砂巖、粉砂巖為主，局部為泥巖和炭質泥巖；底板主要為炭質泥巖、泥巖，局部為粉砂巖。煤層與其頂底板均為明顯接觸。（二）42煤層該煤層呈層狀賦存于延安組第一段下次級旋回的頂部，是本區的主要可采煤層。煤層埋深155655m。全區見煤厚度0.8m以上的鉆孔有15個，見煤厚度3.47.95m。可采煤層厚度0.87.95m，平均5.28m。主體部分（古凹陷的中心部位）煤層穩定在47.95m，平均6.67m。煤層由凹陷的中心向北、東、南方向逐漸變薄的規律明顯，是區內穩定性最好的煤

24、層。煤層的底板標高變化在840970m之間，由該煤層底板等高線圖可以看出，整體上為一個大的 “羊角狀”不對稱寬緩分叉向形構造，并沿地層走向形成一些寬緩的波狀起伏和鼻狀隆起。東北部向形構造的軸向總體為北東向，向南西方向傾伏，平均傾角不足2。煤層含夾矸12層，個別地段3層，夾矸厚0.050.77m。巖性以炭質泥巖和泥巖為主，少量為粉砂巖。煤層的頂板巖性以細砂巖、粉砂巖居多，次為泥巖，少量為粉砂質泥巖和炭質泥巖；底板主要為炭質泥巖和泥巖，次為粉砂巖。煤層與其頂底板均為明顯接觸。圖3四、煤質（一）物理性質和宏觀煤巖特征本區煤宏觀煤巖組分以暗煤、亮煤為主，其中夾有少量的絲炭條帶、線理及鏡煤線理（或透鏡體

25、）。宏觀煤巖類型主要為半暗淡型煤、半光亮型煤。顯微煤巖組分中鏡質組以無結構鏡質體為主，其次為基質鏡質體；惰質組以結構絲質體和無結構絲質體為主，次為碎屑絲質體、粗粒體等；殼質組以小孢子體為主，其次為樹脂體、角質體等。礦物質含量總體較低，以碳酸鹽類為主，硫化物和粘土類次之。顯微煤巖類型以微鏡惰煤v，微鏡惰煤i為主，煤化程度屬階級，見表131。（二）煤的化學性質1.水分（mad）4-2煤原煤水分含量為1.565.13%，平均為3.23%，浮煤水含量為1.964.97%，平均為3.69%。平面上除在x604附近小范圍內水分超過5%，達到中水分；4-1煤原煤表131 煤層物理性質及宏觀煤巖特征一覽表 煤

26、層顏色及條痕色結構與構造裂 隙光 澤煤巖成分煤巖類型視密度g/cm3斷口與其它4-2黑色，條痕褐黑色條帶狀結構，層狀構造外生裂隙較發育，裂隙常被方解石、黃鐵礦薄膜充填瀝青狀光澤暗煤、亮煤夾絲炭薄層及少量線理狀、透鏡狀鏡煤以半暗淡型煤為主1.36階梯狀斷口，少量參差狀4-1黑色，條痕褐-褐黑色條帶狀結構，層狀構造外生裂隙較發育，裂隙常被方解石、黃鐵礦薄膜充填瀝青狀-似玻璃狀光澤暗煤、亮煤夾絲炭薄層及少量線理狀、透鏡狀鏡煤以半光亮型煤為主1.31階梯狀斷口水分含量為1.785.69%，平均為3.32%，屬于低水分煤，個別點達到中水分；浮煤水分含量為2.185.69%，平均為4.14%。區內各煤層原

27、煤水分含量在垂向上具有由上到下逐漸降低的趨勢。2. 灰分（ad）4-2煤層原煤灰分產率為12.2323.94%，平均為18.01%，屬低中灰煤。4-1煤層原煤灰分產率為9.0428.13%。總體上以低中灰煤為主，中灰煤次之，少量低灰煤。垂向上各煤層原煤灰分產率有由上到下逐漸增高的特點。3.揮發分（vdaf）各煤層原煤揮發分為30.5441.95%，平均為34.8139.33%，屬中高揮發分煤，由上至下揮發分呈明顯降低趨勢，屬于典型的深成變質作用類型。4-2煤層原煤揮發分為30.5438.60%，平均34.81%，向東、東南方向均有增高的趨勢。4.元素（1）碳（cdaf）各煤層原煤碳含量平均為8

28、0.9883.60%，浮煤平均為82.8884.10%。垂向上由上到下逐漸增高的趨勢較明顯。（2）氫（hdaf）各煤層原煤氫含量平均為4.605.01%，浮煤平均為4.965.31%，均高于原煤。其主要原因是：洗選后鏡質組和富含氫的穩定組的富集造成。垂向上變化特征不明顯。（3）氮（ndaf）各煤層原煤氮含量平均為1.011.19%，浮煤為1.001.01%，較原煤略低。其垂向上的變化規律不明顯。（4）氧（odaf）各煤層原煤氧含量平均為9.249.69%，浮煤氧含量為9.359.69%，較原煤有升有降，垂向上原、浮煤均有隨埋深增加而降低的趨勢。（5）全硫（st，d）4-2煤層原煤全硫為0.42

29、6.37%，平均值為1.45%。以低硫中硫煤為主；4-1煤層原煤全硫為1.088.37%，平均值為2.73%，以低中中硫煤為主。本區各層煤中硫較易于洗選剔除。（6）磷（pd）各煤層原煤磷含量為0.0130.228%，平均0.0380.091%。其中4-2煤層原煤磷含量為0.0130.228%，平均0.091%，屬中磷煤；4-1煤層原煤磷含量為0.0140.079%，平均為0.038%，屬低磷煤。經過洗選后，各煤層磷分含量大部分可達0.050%以下。（三）煤的工藝性能1.發熱量4-2煤層原煤分析基低位發熱量（qnet,ad）為22.8927.50 mj/kg，平均25.33mj/kg。4-1煤層

30、原煤分析基低位發熱量（qnet,ad）為21.9528.83mj/kg，平均25.13 mj/kg。2.粘結性和結焦性4-2、4-1煤層的平均最大膠質層厚度（y）分別為5.0mm、10.3mm，出焦率均70%。4-2煤大部分為弱粘結性煤，少量中等粘結性煤；4-1煤大部分為中等粘結性煤，少量弱粘結性煤。本區煤葛金氏低溫干餾試驗結果，焦型有b、c兩種，煤的結焦性較差，屬弱結焦煤。3.煤的低溫干餾各煤層煤的低溫干餾試驗表明4-2煤焦油產率為8.111.0%，平均為10.0%，屬于富油煤；4-1煤焦油產率平均為12.6%，屬于高油煤。焦油產率的變化與煤的揮發分大致呈正相關關系，在相同揮發分煤中，粘結性

31、強的煤焦油產率較高。4.煤的氣化指標本區各煤層的熱穩定性，呈粘結狀，屬高熱穩定性煤。4-2煤的結渣性等級由難結渣至強結渣均有；4-1的結渣性等級為強結渣。4-2煤層煤的哈氏可磨性指數在6370之間，表明可磨性指數較小，屬難磨煤。（四）煤的可選性本區各煤層的煤當分選密度液在1.50以下時，屬極難選煤；當分選密度液在1.60以上時，屬易選煤。因此，應根據各種工業用煤對灰分的不同要求，選用不同的工藝流程和分選密度，以達到合理利用煤的目的。（五）煤類及煤的用途本區各煤層以不粘煤和氣煤為主。4-2煤層煤類以弱粘煤（rn32）為主，少量氣煤（qm34、qm43）；4-1煤層以氣煤（qm34、qm43和qm

32、44）為主，少量弱粘煤（rn32）。主采煤層4-2煤層屬于低水分、低中灰、低中硫、中磷、高熱值、富油的低變質階段的煙煤，可選性等級為中等可選，抗碎強度高，熱穩定性好，化學反應性中等。煤灰熔融性主要為較低軟化化溫度灰煤，煤中有害元素砷、氟含量均很低，但氯含量較高、可磨性相對較低，對工業加工利用不利；4-1煤層為中高硫、低磷、高油的低變質階段煙煤，其余特征與4-2煤層一致。總體上本區煤的煤質較好，是良好的動力用煤及氣化、液化等化工工業原料。（六）共、伴生礦產本區煤層中鍺、鎵、鈾工業礦床最低品位分別為20、30、300ppm。各煤層煤中鍺、鎵、鈾含量均遠小于其所要求的最低工業品位，無綜合利用價值。各

33、煤層頂、底板及夾矸中微量元素含量均低于所要求的最低工業品位，再者，其厚度小而且范圍有限，均無可利用價值。圖3五、水文地質（一）地形地貌及地表水系本區地勢西南部高東北部低，主要由近東西向展布的老林溝、鹽水溝及碾子溝所切割，梁的延伸方向受水系的控制，基本與水系平行，大致呈東西向，梁面或坡上多被殘坡積物覆蓋。新村川一級階地的后緣，即坡腳處多為黃土堆積，有利于降水及地表水的滲入，對地下水的形成十分有利。河水流量受季節性降水的影響，枯水季節與豐水季節流量變化懸殊。河水流量統計見表132。表132 地 表 測 流 統 計 表溝名溝谷長（km）匯水面積（km2）枯水期流量（l/s）豐水期流量（l/s）洪水期

34、流量（m3/d）主溝支溝新村川15.050.017.860160.60019.918老林溝6.56.02.3964.459鹽水溝3.53.00.4541.243碾子溝7.07.00.0462.7154.500（二）含（隔）水層水文地質特征本區的主要含（隔）水層敘述如下：1.第四系全新統沖洪積孔隙潛水含水層（q4）分布于新村川河流西側的一級階地及較大溝谷中，階地寬100300m。由于階地為基座式階地，含水層厚度較薄，一般厚0.792.50m。富水性較弱，涌水量5.3617.711m3/d，單位涌水量0.02820.189l/sm，滲透系數3.6937.426m/d。2.白堊系下統環河砂巖裂隙潛水

35、含水層（k1h）分布于區內西部的分水嶺及東西向展布的梁上，總體厚度較薄。巖性以暗紫色、灰綠色細砂巖，粉砂巖、泥巖組成，鈣質膠結，巖質較脆。根據野外觀測，砂巖中裂隙極為發育，但很少切穿泥巖與粉砂巖。發育有兩組裂隙，一組是東西向與南北向，一組為北65度東與北25度西。由于該組巖石均在侵蝕基準面以上，處于臨空狀態，故地下水多被疏干，僅有一個泉水出露，且水量甚微。所以該層為透水性好而含水微弱的層段。3.白堊系下統洛河組砂巖裂隙孔隙含水層（k1l）該層厚度60.53571.57m，巖性以紫紅色、磚紅色中粗粒砂巖為主，夾多層凸鏡狀泥巖、粉砂巖、礫巖薄層，多為泥質膠結，局部為鈣質膠結，巖質疏松，易風化。據野

36、外觀察，該層大型交錯層理發育，泉水出露較少且流量很小，一般在0.0140.062l/s之間，最大0.221l/s。層面裂隙及構造裂隙水少見，多以滲出狀孔隙水出現。溝谷底部兩側均具滲出跡象或顯潮濕現象，溪流量向下游明顯增大。洛河砂巖含水層很不均勻，由淺部至深部，比較富水的層段逐漸增多，是由多層含水段組成的復合含水層。水位埋深13.79m，當降深 54.31m時，涌水量169.430m3/d，單位涌水量0.0361l/sm，滲透系數0.02642m/d。4.白堊系下統宜君礫巖與侏羅系中統直羅組上部泥巖段相對隔水層（k1l、j2z）宜君礫巖在區內厚6.0014.11m，巖性以灰巖、燧石、石英巖、片麻

37、巖及砂巖等組成，基底式鈣質膠結，巖石堅硬致密，電測井曲線明顯，為好的隔水層；直羅組上部隔水層厚4875m，巖性為泥巖、粉砂巖及細砂巖互層，以泥巖、粉砂巖為主，砂巖次之。涌水量0.03l/s，單位涌水量0.000649l/sm，含水甚微，為相對隔水層。宜君礫巖與直羅組上部隔水層合層厚度大，分布穩定，可作為上下含水層相對穩定的隔水層。5.侏羅系中統直羅組下部孔隙裂隙含水層（j2z）該層俗稱“直羅砂巖”，全區分布，厚度較大，一般3248m。上部巖性以灰白色、灰綠色中、粗粒砂巖為主，夾泥巖與粉砂巖薄層；下部為厚層狀含礫粗砂巖或砂礫巖，裂隙不發育且多被方解石充填。該層在區內為4-1、 4-2煤層的基本頂

38、板及直接充水含水層。水位埋深10.7669.51m，降深16.3648.96m，涌水量3.37020.736m3/d，單位涌水量0.002380.0049l/sm，滲透系數0.0014530.002633m/d。由于受地形地貌及構造的控制,該層埋深由東向西逐漸加大，地下水交替緩慢，基本處于滯流狀態，。6.侏羅系延安組隔水層（j2y）該層位于延安組4-2煤層上部，巖性以灰黑色泥巖、粉砂巖為主，局部夾薄層砂巖。厚1020m，由東北向西南部增厚，可作為區內主采4-2煤層較好的隔水層。7.侏羅系延安組下部與富縣組及三疊系相對隔水層該層由4-2煤層下部泥巖、粉砂巖與富縣組泥巖、三疊系泥巖、粉砂巖夾細砂巖

39、薄層等組成，厚60余m。該層可作為4-2煤層底板之下的較好的隔水層。（三）地下水的補給、徑流、排泄條件本區獨特的地質地貌條件，決定了各類地下水的補給、徑流、排泄條件的一般性和特殊性。1.第四系砂礫石潛水含水層該潛水層分布于新村川西側，以大氣降水補給為主，還接受河谷兩岸基巖地下水的補給。潛水徑流方向主要受微地貌型態的控制，平直地段一般與河床相交，河曲地段截彎取直，主要以潛流形式向河床排泄。2.環河砂巖裂隙潛水含水層主要接受大氣降水補給。該砂巖張性裂隙極為發育，是地下水賦存的良好空間。但因遭受強烈侵蝕切割，有利于地下水的排泄而不利于賦存。地下水以潛水形式泄出地表，供給地表水，成為地表河流的源頭。溝

40、流量高峰值出現在雨季7、8、9三個月。雨季該砂巖到處出水，與雨水匯集一起，攜帶泥砂，奔流直下；平水期，地下水源源不斷地供給地表水，是地表水的主要水源之一；枯水期地表水流量甚微，直至斷流，說明該砂巖地下水水量劇減。其補給區、排泄區大致相同，排泄區受地貌控制，徑流到適當部位，以泉的形式泄出。3.洛河砂巖孔隙裂隙含水層河間梁峁區，地下水由承壓轉無壓，在其遭受侵蝕切割的溝谷地帶，以潛水的形式泄出地表，大氣降水是唯一的補給來源；而下部含水段，顯示承壓徑流，除接受大氣降水外，還接受地表水的補給。徑流方向主要受地形地貌的控制，大致由地形較高的河谷上游部位向地勢較低的河谷下游運移，一般在區外建莊以北受地形切割

41、后以泉的形式泄出地表。再者人工開采也是排泄的方式之一。4.直羅砂巖裂隙含水層在區內埋藏較深，其補給區在東部的露頭地帶，同時接受上覆含水層的越流補給。徑流受地形地貌的控制，一般向遠處的溝谷地帶排泄。該層水處于交替緩慢的承壓區，水質較差，礦化度較高。（四）水文地質勘探類型區內地質構造較簡單，可采煤層的直接充水含水層為頂板砂巖含水層，富水性弱到極弱，地下水補給條件差。根據礦區水文地質工程地質勘探規范（gb1271991）及煤、泥炭地質勘查規范中有關規定，本區水文地質勘探類型應劃為二類一型，即以裂隙含水層為主的水文地質條件簡單的礦床。（五）礦床充水因素分析根據區內地質、水文地質條件，本區煤層賦存于堅硬

42、到半堅硬巖石之間。構造簡單，未發現大的斷裂，未來礦井開采過程中，礦井主要充水來源于宜君礫巖之下的含水層。該區煤層埋藏受地形地貌及構造的控制，由東部煤層埋深161.65190.36m，向西部方向逐漸增厚至615.71719.39m。其導水裂隙帶最大高度按堅硬巖石的公式計算， 區內4-2煤層導水裂隙帶頂面與區內主要含水層相隔29.2685.13m，導水裂隙帶位于直羅組內，均未與洛河砂巖含水層及地表水溝通，因此地表水及洛河砂巖水不會成為礦井直接充水水源。未來礦井直接充水含水層為小街砂巖及直羅組砂巖含水層，因該含水層裂隙不發育，富水性弱，補給條件差，對煤礦建設不會構成危害。但因以往所有鉆孔的封孔質量未

43、經透孔驗證，封孔質量不可靠。因此礦建部門在生產過程中，當巷道開拓臨近孔位時，注意觀測礦坑涌水量的變化，以防因封孔質量較差，通過孔徑與洛河砂巖含水層溝通而引起的礦坑突水，對煤礦生產建設及生命財產造成危害。（六）盤區涌水量通過“大井法”和“廊道法”兩種方法進行涌水量預算結果，4-2煤層盤區涌水量計算結果基本相同，則盤區涌水量141.6m3/h。第四節 其它開采技術條件一、瓦斯根據兩層可采煤層勘探分析可知， 4-1煤層瓦斯成分中氮氣（n2）含量為98.43%，二氧化碳（co2）為0.49%，甲烷1.08%，重烴為0。瓦斯含量中二氧化碳微量，甲烷0.01ml/gr，重烴為0。4-2煤層瓦斯成分中氮氣8

44、7.7198.40%，二氧化碳1.1512.13%，甲烷0.100.49%，重烴為0。瓦斯含量中二氧化氮0.020.26ml/gr，甲烷微0.03ml/gr，各煤層瓦斯分帶均屬氮氣帶。本區內煤層瓦斯等級屬低瓦斯，在煤層開采過程中造成危害的可能性很小。另據煤炭科學研究總院沈陽研究院2010年2月對“陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司建北煤礦首采工作面瓦斯涌出量預測研究報告”知，采用直接法測定建北煤礦首采101工作面4-2煤層瓦斯含量為2.79m3/t2.87m3/t,確定4-2煤層瓦斯含量為2.87m3/t，屬低瓦斯礦井。預測礦井年產量為2.493mt時， 101工作面瓦斯相對涌出量3.23m3/

45、t，開采強度達到7238t/d時，平均瓦斯絕對涌出量16.24m3/min；建北煤礦生產盤區平均瓦斯相對涌出量5.28m3/t，平均瓦斯絕對涌出量27.7m3/min；建北煤礦礦井平均瓦斯相對涌出量6. 86m3/t，平均瓦斯絕對涌出量35.99m3/min。二、煤塵根據采取煤塵煤樣，各煤層測試的火焰長度70100mm，抑制性煤塵爆炸巖粉用量為5570%，由此說明各煤層煤塵均具有爆炸性危險。又據煤的工業分析計算各煤層煤塵的爆炸性指數均大于35，遠大于有爆炸性危險10%的臨界值，亦表明煤塵均具有爆炸性危險。另據陜西煤礦安全裝備檢測中心2010年11月15日“檢驗報告”， 4-2煤層的測試火焰長度

46、280mm，抑制性煤塵爆炸巖粉用量為70%，再次證明煤塵均具有爆炸性危險。三、煤的自燃傾向根據4-1煤層勘探采取著火點測試結果，按還原樣燃點與氧化樣燃點的差值（t1-3）和還原樣燃點溫度確定煤的自燃傾向等級為： 4-1煤層屬易自燃煤層。根據陜西煤礦安全裝備檢測中心2010年11月15日“檢驗報告”，4-2煤層吸氧量為0.63cm/g,屬類自燃煤層。四、煤層頂底板1.煤層頂板煤層頂板可歸納為兩大類：一類為細、中、粗粒長石砂巖及長石石英砂巖，主要為厚層狀的“直羅砂巖”，它們為4-1、4-2煤層的基本頂板；另一類為泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖、細砂巖及互層，一般為煤層的直接頂板。層基本頂板為“直羅砂巖”

47、，其巖性變化由下向上依此為含礫粗砂巖，中粒砂巖，細粒砂巖。巖芯較完整，裂隙不發育。干燥狀態下抗壓強度32.874.4mpa，單軸飽合抗壓強度20.844.2mpa，軟化系數0.590.63天然抗拉強度1.752.78mpa，彈性模量25503950mpa，泊松比0.23。煤層直接頂板的巖性為泥巖、粉砂質泥巖等。干燥狀態下抗壓強度36.6mpa，飽合抗壓強度13.9mpa，軟化系數0.38。天然抗拉強度0.874 mpa，彈性模量1640 mpa，泊松比0.26。2.煤層底板主要為一套厚度不大的粘土質沉積物，含粉砂質、炭質、鈣質及鐵質鮞粒和植物根化石，遇水膨脹易變形。單軸飽合抗壓強度18.2mp

48、a，干燥狀態下抗壓強度37.8mpa，軟化系數0.48。第二章 盤區參數第一節 盤區境界及資源/儲量一、盤區境界二盤區東以工業場地及村莊保安煤柱為界，西與四盤區為鄰，北以0.8m可采線為界，南以大巷煤柱為界。東西長約4650m；南北寬約2500m，面積11.625km2。二、資源/儲量（一） 資源/儲量估算二盤區內共有兩層可采煤層，4-1煤層為局部可采，4-2煤層基本全部可采。4-1煤層儲量類別均為333，二盤區4-2煤層北部的儲量類別均為333，南部的儲量類別均為331。經計算：二盤區4-1煤層333儲量3.3228mt；4-2煤層333儲量14.0924mt，4-2煤層331儲量34.63

49、00mt；（二）工業儲量二盤區工業儲量=333k +331 =3.32280.9+14.09240.9+34.6300 =2.9905+12.6832+34.6300 =50.3037mt。式中 k資源/儲量可信度系數，取0.9（三）可采儲量1.盤區永久煤柱（1）河流煤柱，二盤區煤層埋深約為155685m，煤層開采后形成的導水裂隙帶最大高度為81.82 m，尚未溝通地表，因此井田范圍內的河流、溝谷不需留設防水安全煤柱。（2）村莊及工業場地煤柱，二盤區東部沿新村川人口居住較為集中有燒鍋院、新村等村莊及工業場地。礦井初步設計對此已留設了煤柱，本次二盤區儲量計算范圍不含此煤柱。（3）礦界煤柱，二盤區

50、4-1、4-2煤層0.8 m可采線均在礦界內，不需留煤柱。（4）盤區邊界煤柱，該隔離煤柱按20m留設，本盤區留10m。則4-2煤層煤柱資源量損失為0.0934mt，4-1煤層無處需留煤柱。2.設計煤柱由該礦提供的現有“采掘工程平面圖”知，大巷之間留設50m煤柱，大巷外側各留設100m煤柱。本設計亦按此留設煤柱，大巷煤柱不計入本盤區資源量。盤區下山煤柱下山之間留設50m，下山外側留設50m，盤區煤柱考慮回收50%。經計算盤區下山煤柱4-2煤層資源量損失為1.6286mt，4-1煤層資源量損失為0.4041mt，共計2.0327mt。3.開采損失量開采損失量=（工業儲量-永久煤柱損失量-設計煤柱量

51、）c =(2.291-0.4041)0.15+(47.3132-0.0934-1.6286) 0.25 =0.283+11.3978 =11.6808mt。式中 c盤區資源損失率，薄煤層取0.15，厚煤層取0.254. 可采儲量可采儲量=工業儲量-永久煤柱損失-設計煤柱損失-開采損失 =50.3037-0.0934-2.0327-11.6808=36.4968mt。第二節 盤區生產能力及服務年限一、 盤區生產能力1. 盤區工作制礦井設計年工作日330 d，井下作業實行“四、六”工作制，日凈提升時間16 h。2. 盤區生產能力根據陜西煤業集團黃陵建莊礦業有限公司委托，結合該礦設計生產規模和二盤區

52、煤層賦存條件及資源量等綜合考慮：其煤層賦存穩定，傾角平緩，結構簡單，水文地質條件及地質構造較簡單，瓦斯等級低，設計確定二盤區生產能力為2.40 mt/a。二、 盤區服務年限二盤區設計服務年限t = 盤區可采儲量/(盤區生產能力儲量備用系數)t =36.4968/(2.41.4)=10.86a。二盤區煤層賦存穩定、地質構造較簡單、勘探程度較高，設計確定儲量備用系數取1.4。則二盤區設計服務年限為10.86a。第三章 采煤方法選擇第一節 盤區基本條件二盤區東西長約4650m；南北寬約2500m。有2層可采煤層，自上而下為41、42煤層。4-2煤層為區內的主采煤層，基本全區可采，幾何形狀分布規則，可

53、采煤層厚度0.87.95m，平均5.28m，結構簡單；41煤層為局部可采煤層，幾何形狀分布極不規則，可采煤層厚0.801.39m（不含夾矸），平均1.11m，結構簡單。兩層煤層間距約0.907.63m，一般13m。煤層埋深約155655m。總體趨勢為一大體西傾，傾角3左右的寬緩單斜，并在此基礎上發育了幅度不大的波狀起伏，地質構造較簡單。低瓦斯，煤塵具有爆炸性，41煤層屬易自燃，42煤層屬自燃，水文地質較簡單。煤層直接頂板巖性為泥巖、粉砂質泥巖等，屬中等穩定性性頂板，煤層直接底板為一套厚度不大的粘土質沉積物，含粉砂質、炭質、鈣質及鐵質鮞粒和植物根化石，遇水膨脹易變形。第二節 采煤方法選擇綜合上述二盤區41、42煤層具體的賦存條件，結合該生產規模、裝備和技術管理水平，可供選擇的采煤方法論證如下：一、 41煤層