1、摘要：1、詳細查明了井田地質構造，發育有5條斷層，其中落差最大為20m在井田的西部邊界處，其余4條斷差在5-8m間，對井田內煤層開采影響不大。2、井田工程地質條件，2號煤層為中等，9+10號煤層為簡單。2號煤層煤塵具有爆炸危險性，9+10號煤層煤塵具有爆炸危險性；2號煤層不易自燃，9+10號煤層自燃。無地溫、地壓異常。3、井田內可采煤層為2號、9+10號兩層。2號煤層厚0.471.20m，平均厚0.95m。為較穩定煤層，井田內大部可采；9+10號煤層厚4.145.60m，平均厚4.80m，為穩定煤層，井田內全區可采。4、2號煤層為特低灰-中灰、特低硫-低硫、中熱值-高熱值貧煤；9+10號煤層為

2、特低灰-中灰、高硫分、中熱值-特高熱值無煙煤。5、 井田內2、9+10號煤層采空區中有積水，且9+10號煤層部分塊段為帶壓開采，突水系數為0.061MPa/m，存在奧灰水突水危險，2、9+10號煤層水文地質條件為中等。關鍵詞:井田,地質目 錄第一章 井田概況和地質特征1 第一節 礦區概述1 第二節 井田地質特征1第二章 井田境界與儲量3 第一節 井田境界3 第二節 地質儲量的計算3第三章 礦井工作制度生產能力4 第一節 礦井工作制度4 第二節 礦井生產能力及服務年限4第四章 井田開拓方式5 第一節 井口位置、形式、數目5 第二節 垂高及開采水平的規劃6第五章 礦井基本巷道7 第一節 井筒、石門

3、與大巷7 第二節 井底車場7第六章 采煤方法8 第一節 采（盤）區地質條件與選定的采煤方法8 第二節 采（盤）區巷道布置和要素10 第三節 回采工藝10第六章 井下運輸與提升11 第一節 運輸方式11 第二節 礦井提升11第七章 礦井通風與安全13 第一節 風量的計算13 第二節 礦井通風系統和風量分配13參考文獻13淺談煤礦開采技術第一章 井田概況和地質特征第一節 礦區概述一、礦區地理位置及交通條件山西中強福山煤業有限公司水地莊煤礦位于浮山縣城東，與浮山縣直線距離6.25Km處的水地莊村東側、南北兩側一帶，行政區劃隸屬天壇鎮管轄。重組后井田東西寬2740m，南北長4000m，面積8.4763

4、km2。地理坐標為111°5355111°5544，北緯35°5630111°5840。二、礦區的工農業生產建設概況礦區內有村莊及礦井工業廣場，洗煤廠等工業設施。區內多為山區荒地和林地，以雜草叢生為主，南、北部山上生長有落葉松樹，覆蓋率40%左右。第二節 井田地質特征一、井田所屬位置據山西地質志井田所處區域構造位置為塔兒九原山陷隆的中北部之東與郭道安澤南北向褶帶之間的浮山斷裂帶中。二、井田地質構造本井田位于呂梁太行斷塊之沁水塊坳的次級構造單元，郭道安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。該褶帶走向北北東，北寬南窄，褶皺排列較為緊密，成組出現的褶皺表現為若斷若續。

5、但因井田處于褶皺帶西部邊緣，受鄰近構造帶影響，井田內構造特征表現為中部、東部以褶皺為主，西側斷裂發育，使地層、煤層均受破壞，但總體傾向以南東為主，傾角一般3°-11°。主要褶皺、斷裂特征如下：1、褶曲井田內發育三條軸向北北東向褶皺，編號分別為Z1、Z2、Z3、Z4。Z1背斜：發育在井田的中部，軸向為北北東向，兩翼地層傾角5°-10°，軸向延伸3500m。Z2向斜：發育在井田的南東部，軸向為北東向，兩翼地層傾角6°-11°，1基本為一對稱舒緩向斜，軸向延伸1500m。2、斷層F1正斷層：該斷層位于井田的西部邊界附近，斷層走向為近南北，傾

6、向西，傾角70°，落差最大達20m。對井田煤層開采影響不大。井田內延伸長度2200m。F2正斷層：位于井田的西部，F1正斷層東300m左右，該斷層走向N15°E，傾向NNE，傾角70°。落差6m。井田內延伸長度1200余m。南端與F1斷層相交。綜上所述，井田內斷層較發育，但斷距較小，5-8m間，對煤層、地層的破壞影響較小；褶皺多屬寬緩褶曲，對煤層、地層沒有明顯影響。井田內未見陷落柱及巖漿活動。因此，本井田構造類型屬簡單類型。三、水文地質概況1、井田水系分布井田地表水主要有三大溝谷，從北而南依次為清水河、渾水河、柏村河。清水河、渾水河平時干枯無水，雨季有水均由東向西

7、匯集于井田西部外柏村河河谷，然后匯入澇河于臨汾注入汾河，汾河至河津縣禹門口流入黃河，屬黃河流域汾河水系。2、井田主要含水層井田內可劃分15個含水層，由下而上分述如下：（1）奧陶系中統巖裂隙含水層隱伏于煤層之下。本組灰巖按上、中、下依次劃分為峰峰組、上馬家溝組、下馬家溝組。強含水段主要為上、下馬家溝組灰巖。上馬家溝組厚度為40150m。上部峰峰組灰巖一般巖溶不發育。由深灰色厚層狀灰巖夾薄層狀泥灰巖及角礫狀灰巖組成。據本井田北部約5Km的浮山春山井田內ZK103水文孔測得奧灰水水位標高618.21m，另據山西巖溶大泉資料推斷本井田奧灰水位標高為605-625m。水質類型屬重碳酸、硫酸鈣鎂水。（2）

8、石炭系上統太原組碎屑巖夾碳酸鹽巖溶裂隙含水層。2（3）二疊系下統山西組碎屑巖含水層山西組碎屑巖含水層主要為2號煤層頂板以上由細、中粒砂巖組成，厚度變化大，平均12-13m，其含水層富水性與裂隙發育程度有關。單位涌水量0.0015L/s·m。屬于裂隙弱富水性段。第二章 井田境界與儲量第一節 井田境界山西中強煤業有限公司水地莊煤礦井田面積8.4763Km2井田內無其它小煤礦生產。開采煤層9+10號，礦井能力0.90Mt/a。井田東西寬2740m，南北長4000m，面積8.4763 km2，由8個拐點坐（6°帶）連線圈定，井田境界拐點坐標見下表。井田周圍均為國有空白區，再無其它小

9、煤窯開采。第二節 地質儲量的計算按照中華人民共和國地質礦產行業標準之煤、泥炭地質勘查規范有關規定進行資源/儲量估算。1、礦井地質資源/儲量（1）儲量估算范圍9+10號煤層，在井田上部2號煤層屬于不可采區， 2號煤層平均厚0.58m，新立井見2號煤層厚0.6m，不具開采條件，主要開采9+10號煤層。在所圈定的2號煤層不可采范圍內未進行資源/儲量估算。井田內僅9+10號煤層為可采煤層，并估算了其資源儲量。其它煤層均為不可采煤層。因此，未進行資源/儲量估算。（2）工業指標井田內批采煤層為9+10號，其中9+10號煤類為無煙煤。煤層傾角25°，依據“煤、泥類地質勘查規范”中表E·2

10、煤炭資源估算指標：煤層厚度0.8m最高灰分（Ad）40%最高硫分（St,d）3%最低發熱量（Qnet,d）17MJ/kg(PM)、22.1MJ/kg(WY)9+10號煤硫分含量較高，平均5.77%，由于作為化工用煤使用。本次3也對9+10煤資源/儲量進行了估算。2、礦井工業資源/儲量在全礦井保有的資源儲量51.12 Mt 9 中，探明的及控制的經濟基礎儲量（111b+122b）占總資源/儲量的比例為77.8%，推斷的內蘊資源量（333）占總資源/儲量的比例為22.2%.根據煤炭工業礦井規范（GB502152005）及本井田的勘探情況，由于9+10號煤為穩定性好的煤層，對推斷的內蘊經濟資源量（3

11、33）9+10號煤可信度按90%考慮。因此，礦井工業資源/儲量為49.09 Mt。3、礦井資源/儲量據本礦井的具體地質條件和煤層賦存情況，所需留設的永久煤柱主要為井田邊界、公路、地面建筑和村莊煤柱。（1）井田邊界井田邊界煤柱在本井田內一側按20m留設，本礦井共留設井田境界煤柱2.03Mt。（2）地面建筑及村莊保護煤柱本井田范圍內主要村莊為紅花窯村壓，壓煤量較大，中強福山煤業有限公司已考慮與地方政府簽訂村莊搬遷協議，其他規模均較小，考慮搬遷，本次不再考慮村莊煤柱的留設問題。（3）斷層及陷落柱煤柱本井田地質構造簡單，可采區域內無斷層、陷落柱，故不考慮留設斷層及陷落柱煤柱。第三章 礦井工作制度生產能

12、力第一節 礦井工作制度礦井井下采用“四·六”作業制，即每天4班作業，3班生產，1班準備，每班工作6h；地面采用“三·八”作業制，即每天3班作業，2班生產，1班檢修，每班工作8h。礦井每天凈提升時間16h。第二節 礦井生產能力及服務年限4山西中強福山煤業有限責任公司生產能力根據井田儲量和生產條件按0.9Mt/a進行。 經計算，礦井可采儲量為49.99Mt，儲量備用系數取1.3考慮，本礦井生產能力按0.90Mt /a計算，其服務年限為42.72。第四章 井田開拓方式第一節 井口位置、形式、數目一、井田共布置三個井筒主斜井、副斜井、回風立井。主斜井.副斜井及工業廣場在井田中部，井

13、田邊界附近，在浮山沁水縣級公路水地莊處，回風立井場地選在駝腰村西。1、井筒數目及用途：礦井，共布置三個井筒：即：主斜井、副斜井、回風立井。各井筒用途如下：主斜井：井口標高+894.6。斜長540m。傾角24°34，三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2 。落低9+10號煤層，標高+699m。裝備帶寬B1000mm的膠帶機，擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。副斜井：井口標高+916.00m，井底標高+698.00m，半圓拱斷面，井筒凈寬4.5m，凈斷面15.1m2，傾角29°56，斜長408m。采用單鉤串車提升。選用JK-3.5/20型提升機，擔負

14、排矸、運送材料、下放設備、上下人員等任務兼做進風井和安全出口。2、井筒井壁結構主斜井（已有）：表土段采用現澆鋼筋混凝土支護方式，支護厚度500mm。基巖段采用錨網噴支護方式，噴層厚度150mm。副斜井：表土段采用現澆鋼筋混凝土支護方式，支護厚度500mm。基巖段采用錨網噴支護方式，噴層厚度150mm。二、井口位置、工業場地以及開拓布置方案的主要原則（1）盡量利用現有地面工程及設施設備，以減少基建投資。（2）地面平坦、開闊，場地挖方填方量小，工程地質條件好，能夠滿足50.9Mt/a的要求。（3）靠近公路、交通方便，運輸距離短。（4）井口及工業場地盡量位于儲量中心，減少井下運輸、通風、井巷工程費用

15、。2、井田開拓方案基于上述原則，根據本礦井煤層賦存特點，結合現有井筒、地面工業場地及井下條件，提出兩個開拓方案進行技術經濟比較。方案一（三井筒方案）主斜井.副斜井及工業廣場在井田中部，井田邊界附近，在浮山沁水縣級公路水地莊處，回風立井場地選在駝腰村西。本方案的特點是兩進一回采用中央邊界式通風.主斜井井口標高+894.6m。斜長472m。傾角24°34，落底標高+698m。三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2 。擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。副斜井井口標高+903.3m。斜長408m，傾角29°56，落底標高+699m。半圓拱斷面，凈寬4.5

16、m,凈高3.35m。凈斷面積15.1m2。該井筒擔負排矸、運送材料、下放設備、人員運輸等任務，兼做進風井和安全出口。回風立井井口標高+960m,井筒凈直徑5m,凈斷面19.6m2，垂深276m。擔負回風任務，井筒內安裝有梯子間，兼做安全出口。第二節 垂高及開采水平的規劃采用單水平沿煤層開拓，全井田劃分一個水平，井底車場設在9+10號煤層，水平標高+699m.服務年限為42.72（a）。主要運輸大巷的布置方式和位置選擇井田中部，主、副斜井井底向東方向布置礦井集中膠帶機運輸大巷和集中軌道運輸大巷至井田東邊界，平行軌道巷間隔20米布置一條總回風大巷至井田東邊界回風立井。形成開拓系統1. 盤區劃分本井

17、田內共有一層可采煤層9+10號煤層，全區可采。根據井田內地質構造6及煤層賦存特點以及采空區的范圍，結合工作面裝備水平，為適應安全高效綜合產業工作面的布置要求，確定大采區尺寸、增加工作面推進長度、盡量減少工作面搬家次數，提高礦井單產及效率。根據上述原則及本井田的井田范圍，結合井田開拓部署、大巷位置、煤層賦存情況、工作面推進長度、生產規模、煤層厚度變化情況、構造分布情況、裝備水平及國內外安全高效礦井生產經驗等因素，確定全井田分煤組共劃分為三個采區，即北采區、南一采區和南二采區。2. 開采順序根據井田內地質構造及煤層賦存特點，首先開采北采區；南一采區，為接續盤區。工作面均采用后退式回采。第五章 礦井

18、基本巷道第一節 井筒、石門與大巷礦井，共布置三個井筒：即：主斜井、副斜井、回風立井。各井筒用途如下：主斜井：井口標高+894.6。斜長540m。傾角24°34，三心拱斷面，凈寬3.3m，凈高2.9m，凈斷面積9.26m2 。落低9+10號煤層，標高+699m。裝備帶寬B1000mm的膠帶機，擔負礦井提煤任務，兼做進風井和安全出口。井筒內有3寸壓風管；2寸靜壓管；主電纜；及人行階梯。副斜井：井口標高+916.00m，井底標高+698.00m，半圓拱斷面，井筒凈寬4.5m，凈斷面15.1m2，傾角29°56，斜長408m。采用單鉤串車提升。選用JK-3.5/20型提升機，擔負排

19、矸、運送材料、下放設備、上下人員等任務兼做進風井和安全出口。井筒內有4寸靜壓管一趟；4寸排水管兩趟；及人行階梯。第二節 井底車場一、井底車場位置及形式的選擇副斜井井底在9+10號煤層中設有平車場，長度100m，可以同時存放空重礦車60輛，通過能力較大，主要為輔助提升服務，礦井實際運輸量較小，車時形式簡單，調車方便，工程量省。7二、井下硐室名稱及位置主斜井井底硐室有：井底煤倉。副斜井井底硐室有：等候硐室、醫療硐室、井下消防材料庫、中央變電所、中央水泵房、管子道、中央水倉、爆破材料發放硐室等。井底煤倉采用直煤倉，井底煤倉直徑8m。垂高30m。現澆鋼筋混凝土支護，容量1200t。井底水倉有主、副水倉

20、組成，主水倉有效長度90m。容積900m3,副水倉有效長度60m。容積600m3,采用調度絞車牽引1.5噸礦車人工清理。9+10號煤井底煤倉直徑8m。垂高30m。現澆鋼筋混凝土支護，容量1200t。礦井正常涌水量為12.5m3/h，8小時涌水量為100m3，水倉總容積1500m3，大于100m3，符合煤礦安全規程第280條要求。井下爆破材料庫為壁槽式，總體積200m3。采用獨立通風。三、井底車場主要巷道及硐室的支護方式及支護材料副斜井井底車場采用半圓拱斷面、錨網噴支護方式，噴層厚度150mm；井下爆破材料發放硐室、中央水泵房、中央變電所及水倉采用半圓拱斷面，現澆混凝土支護方式，支護厚度350m

21、m；管子道和井下消防材料庫采用半圓拱斷面，錨網噴支護方式，噴層厚度150mm；井底煤倉采用現澆鋼筋混凝土支護，支護厚度400m。第六章 采煤方法第一節 采（盤）區地質條件與選定的采煤方法1、煤層開采條件（1）地質構造8401工作面位于呂梁太行斷塊之沁水塊坳的次級構造單元，郭道安澤近南北向褶帶中南段西部邊緣。該褶帶走向北北東，北寬南窄，褶皺排列較為緊密，成組出現的褶皺表現為若斷若續。但因井田處于褶皺帶西部邊緣，受鄰近構造帶影響，井田內構造特征表現為中部、東部以褶皺為主，褶皺多屬寬緩褶曲，對煤層、地層沒有明顯影響。西側斷裂發育，但斷距較小，5-8m間，對8煤層、地層的破壞影響較小，總體傾向以南東為

22、主，傾角一般3°-11°。井田內未見陷落柱及巖漿活動。因此，本井田構造類型屬簡單類型。（2）工程地質9+10號煤層：偽頂為泥巖或炭質泥巖，較薄，隨采隨落，直接頂和老頂為K2石灰巖，石灰巖厚度4.908.85m平均4.83m。脆性頂板，易管理。9號煤層頂底板力學試驗成果，頂板抗壓強度22.6-39.6MPa，抗拉強度3.93-4.47MPa，抗剪強度3.89-5.51MPa；底板粉砂巖抗壓強度18.2-27.9MPa，抗拉強度1.62-4.33MPa，抗剪強度3.63-8.04MPa。底板屬軟弱-中硬巖性，發生底鼓的可能性較小。2采煤方法的選擇根據本礦井的地質條件、煤層賦存特

23、征和礦井生產規模，考慮9+10號煤開采提出大采高綜采一次采全高和綜采放頂煤一次采全高兩種采煤方法進行比選。方案一： 綜采放頂煤一次采全高采煤法放頂煤綜采采煤法就是在厚及特厚煤層的底部布置回采工作面，采用滾筒式采煤機、放頂煤液壓支架、刮板輸送機及其他附屬設備進行配套聯合生產，除用采煤機正常割煤外，還利用礦山壓力或輔以人工松動方式使工作面上方頂煤破碎，并隨著工作面的推進從液壓支架的上方或后方放出并回收的一種采煤方法。方案二 ：大采高綜采一次采全高采煤法大采高綜采一般認為是指分層高度和采煤機割煤高度大于3.5m的綜采。我國于上世紀七十年代末從德國引進了部分大采高液壓支架和相應的采煤、運輸設備，與此同

24、時開始國產的大采高液壓支架和采煤機的研制和試驗工作，經過二十多年的努力，已取得了明顯的進展。大采高采煤法一般適合煤層厚度為3.55.5m，煤層及頂底板中硬以上的地質條件。目前大采高工作面最大采高已達7.0m，隨著大采高設備和技術的進步，大采高綜采已成為我國高產高效礦井的主要采煤方法之一。9第二節 采（盤）區巷道布置和要素一、首采區位置及首采工作面的確定礦井為3個生產盤區，即:北采區和南一采區和南二采區。北采區東西長1620m左右，南北寬1685m左右，面積約2.279km2.南一采區東西長1250m左右，南北寬1685 m左右，面積約2.106km2. 南二采區東西長1405 m左右，南北寬1

25、685 m左右，面積約2.367km2.首采北采區。二、選型原則綜采工作面的采、裝、運、支工序全部機械化。礦井規模定位在二十一世紀現代化大型礦井，生產高度集中，工作面生產能力大。從目前綜采的發展趨勢看，安全高效的綜采工作面要求加大工作面長度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機，提高采煤的切割速度，相應要求提高移架速度，與大運量的重型可彎曲刮板輸送機相匹配，搞好端頭支護，采用長距離順槽膠帶輸送機。針對這些要求，對于綜采系統考慮了以下原則：1、機械設備的選擇首先滿足技術先進，生產可靠，提高綜采設備的開機率，達到高產高效。同時各設備間要相互配套，保證運輸暢通，并增加運輸環節的緩沖能力，以期達到

26、采運平衡，最大限度地發揮綜采優勢。2、為綜采工作面創造快速連續開采的條件，加大工作面推進長度，減少搬家次數，并保證快速搬家。做到采準工作快，增大巷道斷面特別是順槽斷面，采用大功率綜掘機掘進，以提高掘進速度，保證工作面的接替要求。第三節 回采工藝1、回采工藝9+10號煤綜采放頂煤工藝：根據綜采放頂煤的實際生產工藝，目前放煤工藝主要有單輪順序放煤、多輪順序放煤、單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤。單輪順序放煤容易混入矸石，如果實行“見矸關門”的原則，煤炭損失太大。10多輪順序放煤和多輪間隔放煤統稱為多輪放煤。多輪放煤頂煤丟失嚴重，放煤時間長，影響開機率，不利于工作面實現高產高效。根據本礦井煤層的賦存條件

27、及厚度、煤層結構和頂底板巖性，選擇分段放煤，段內采用單輪間隔多口放煤工藝。2、回采率9+10號煤首采工作面及采區回采率的計算9+10號煤為綜采放頂煤工作面，機采回采率為93%，頂煤可放部分的回收率為85%，頂煤不可放部分包括起始線不放煤長度（取6m），距離停采線不放煤長度（取9m），工作面上下端頭各有3架支架不放頂煤，長度共計11.2m。第七章 井下運輸與提升第一節 運輸方式地面材料、設備等從副斜井JK-3.5/20型單滾筒提升機牽引礦車井底車場JD-2.5型調度絞車牽引礦車集中軌道運輸大巷JD-2.5型調度絞車牽引礦車9+10號層車場JD-2.5型調度絞車牽引礦車9+10號層軌道運輸大巷JD

28、-2.5型調度絞車牽引礦車9+10號層工作面軌道運輸順槽JD-2.5型調度絞車牽引礦車、掘進工作面JD-11.4型調度絞車牽引礦車。矸石運輸與材料運輸系統方向相反。第二節 礦井提升本礦井主井采用斜井開拓，礦井生產能力為90萬t/a，工作制度為330d/a，提升時間16h/d，每天三班生產，一班檢修。主斜井安裝帶式輸送機，擔負原煤的提升。根據礦井生產能力、開拓方式、采區及工作面布置等條件，主斜井原煤提升采用鋼繩芯深槽角強力膠帶輸送機。井底煤倉的原煤通過大型給煤機、經主斜井膠帶輸送機輸送至主斜井井口房，再轉載至地面生產系統。（2）帶式輸送機選型計算輸送物料：原煤，粒度0300mm、散密度：=0.9

29、t/m3、輸送量：Q=250t/h、11主斜井井筒總長472m，提升高度：197米；傾角24.5°。副斜井提升設備(一) 資料1、提升任務（1）最大班下井人數 91人（2）矸石 20車/班（3）設備 10車/班（4）材料 12車/班2、最大件為液壓支架，最大件重24 t（包括特制平板車重）。3、提升容器：選用MG1.7-9B，1.5噸固定礦車。自重974kg，取1000kg。升降液壓支架采用特制平板車。4、井筒傾角30°，斜長410m，單鉤提升，機械提人。(二)方案概述經驗算，選用一臺JK-3.5/31.5型提升機可以滿足升降最大件等輔助提升任務，選用繩速3.0m/s。根據目前常用的電動機及電控類型，本提升機配套電動機選擇直流電動機，型號為Z560-2A 630kW，660V 520r/min。固定天輪：TSG-3000。鋼絲繩：40NAT6×19SFC1670ZZ881590 GB89182006。(三)選型計算井口、井底為平車場，每鉤限掛3輛礦車。人員上下采用斜井人車，選用XRB8-6/4型，首車1輛（自重1800 kg），尾車2輛（自重950 kg），每節乘座8人