頁(yè)一般部分1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1地理位置及交通條件肖家洼井田位于山西省興縣蔚汾鎮(zhèn)肖家洼村一帶，行政區(qū)劃屬興縣蔚汾鎮(zhèn)和奧家灣鄉(xiāng)管轄。地理坐標(biāo)為：北緯：38°20′32″—38°26′10″；東經(jīng)111°05′44″—111°13′10″。井田面積為60.338km2，其范圍由以下10個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定：表1-1-1井田拐點(diǎn)坐標(biāo)—覽表序號(hào)大地坐標(biāo)國(guó)家6度帶LBXY1111°05′44″38°26′10″4255986.27319508343.0742111°10′00″38°26′10″4255995.10519514551.8763111°10′57″38°24′48″4253469.24019515939.3114111°12′38″38°24′48″4253474.46219518389.6495111°13′10″38°23′00″4250146.08819519173.9166111°11′44″38°23′00″4250141.39419517086.6277111°11′45″38°20′32″4245577.88919517120.5788111°09′56″38°20′47″4246035.23219514472.7369111°09′29″38°21′35″424751455810111°06′38″38°24′24″4252719.21419509656.662興縣國(guó)土面積為3165.3km2，總?cè)丝?51622人（2000年），區(qū)內(nèi)耕地貧瘠，人口稀少，主要農(nóng)產(chǎn)品以豆類(lèi)、谷類(lèi)和玉米為主，一年一收，畜牧業(yè)不甚發(fā)達(dá)，勞動(dòng)力有較大剩余。工業(yè)主要為煤炭和農(nóng)副產(chǎn)品加工等，是當(dāng)?shù)氐闹饕?jīng)濟(jì)來(lái)源。本井田內(nèi)無(wú)生產(chǎn)礦井及小窯，在井田的北部現(xiàn)有五座生產(chǎn)礦井，分別是東坡煤礦、喬家溝煤礦、東南聯(lián)營(yíng)煤礦、峁底煤礦及王家崖煤礦。東部有生產(chǎn)煤礦一座是南窯煤礦。肖家洼井田北距興縣縣城約1km左右。目前該地區(qū)有1座蔡家崖110kV變電站，另有6座35kV變電站?？勺鳛榈V井的供電電源。肖家洼井田交通以公路為主，距興縣縣城約5km左右，有簡(jiǎn)易公路相通，經(jīng)興縣城向西可達(dá)陜西省神木縣，向東可達(dá)太原，向南可達(dá)呂梁市。交通較為方便。

礦井交通位置詳見(jiàn)圖1-1-1。圖1-1-1礦井交通位置圖1.1.2地形地貌及水文情況井田位于呂梁中段西部，主要山梁走向南北向，地形復(fù)雜，切割強(qiáng)烈，溝谷多呈“V”字型，地勢(shì)東南高西北低，最高點(diǎn)位于本井田南東部邊界處標(biāo)高為1320m左右，最低點(diǎn)位于本井田西北部水ZK0-1孔附近，標(biāo)高為1010m左右，最大相對(duì)高差310m，屬中～高山區(qū)，為黃土剝蝕型地貌。井田內(nèi)各溝谷中水流為季節(jié)性流水，雨季洪水較大，旱季則干涸，洪水總體上由南向北流出區(qū)外，匯入蔚汾河，最后注入黃河。主要溝谷有兩條，一條為馬尾溝，由東南至西北貫穿本井田中部，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)約12km，途經(jīng)官莊、雙勝村、康家溝、肖家洼、郝家灣、高家坪；另一條為郭家圪臺(tái)溝，位于本井田東部，由南至北通過(guò)，途經(jīng)郝家山、賀家圪臺(tái)、李家塔、區(qū)內(nèi)延伸6km。1.1.3礦區(qū)氣候條件及地震情況本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，晝夜溫差大。冬季漫長(zhǎng)寒冷少雪，春旱風(fēng)大升溫較快，夏季短暫炎熱多雨，秋季涼爽天氣晴朗。據(jù)《興縣志》記載，年平均氣溫為8.1℃～12.8℃，一月份最冷，平均氣溫為-9.4℃，7月份最熱，平均氣溫為23.2℃；極端最低氣溫為-29.3℃（1958年1月16日），極端最高氣溫為38.4℃（1961年6月11日），年平均太陽(yáng)總幅射為559080J/cm2。全年風(fēng)向以東風(fēng)為主，西風(fēng)次之，歷年平均風(fēng)速2.4m/s，最大風(fēng)速可達(dá)20m/s。多年平均降雨量為625mm，年最大降雨量為844.6mm，降雨量分配極不均勻，多集中于每年6月下旬至9月上旬，占全年的66.2%。年平均蒸發(fā)量為2090.8mm，最大蒸發(fā)量為2541.0mm（1972年）。年平均無(wú)霜期為174d，初霜一般出現(xiàn)在9月26日至10月13日之間，終霜一般在翌年的4月3日至4月20日之間。最大凍土深度1300mm左右。本區(qū)最早記載的一次地震為1331年4月，地震波及全縣，爾后至2004年的600余年間共發(fā)生過(guò)地震40余次，其中破壞性地震5次，其強(qiáng)度為4.0～5.5級(jí)。本區(qū)基本地震烈度為Ⅶ度區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1地層本井田內(nèi)地層大部分為新生界松散層覆蓋，基巖地層僅零星出露于溝谷底部。基巖地層主要由鉆孔揭露，層序由老到新依次有：奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s）、峰峰組（O2f）、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t）；二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）及下石盒子組（P1x）、上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、石千峰組（P2sh）；三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T1l）；上第三系上新統(tǒng)（N2）；第四系中上更新統(tǒng)（Q2+Q3）及全新統(tǒng)（Q4）。具體見(jiàn)表1-2-1

表1-2-1地層特征表地層名稱(chēng)代號(hào)厚度（m）主要巖石名稱(chēng)界系統(tǒng)組新生界第四系全新統(tǒng)Q40～35砂、礫石層上更新統(tǒng)O30～189淡黃色亞粘土、砂礫石層中更新統(tǒng)O20-100淺黃色亞砂土、亞粘土第三系上新統(tǒng)N20～138深紅色粉砂質(zhì)粘土、砂、礫石層中生界三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組1er438.10灰綠色中砂巖、粗砂巖、泥巖下統(tǒng)和尚溝組T2h201.70～220.40綠色泥巖、磚紅色細(xì)砂巖劉家溝組T1l390.60～450.50磚紅色中砂巖、粗砂巖、泥巖古生界二疊系上統(tǒng)石千峰組P2sh130.20～250.10細(xì)砂巖、中、粗粒砂巖、泥巖上石盒子組P2s330.00～450.00紫紅色泥巖、粘土巖、含礫粗砂巖下統(tǒng)下石盒子組P1x91.60～167.10紫紅色粘土巖、中、粗粒砂巖、泥巖山西組P1s40.00～83.00砂巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖、灰?guī)r、煤層石炭系上統(tǒng)太原組C3t80.00～150.00砂巖、泥巖、粘土巖、灰?guī)r、煤層中統(tǒng)本溪組C2b19.00～46.00粉砂巖、粘土巖泥巖、灰?guī)r、鋁土礦、煤線奧陶系中統(tǒng)峰峰組O2f70.00～110.00灰白色白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等上馬家溝組O2s400灰?guī)r現(xiàn)將井田內(nèi)地層由老到新分述如下：1、奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s）區(qū)內(nèi)地表未出露，僅有3個(gè)水文孔揭露，最大揭露厚度為87m，巖性為豹皮狀灰?guī)r，夾薄層泥灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r。2、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）區(qū)內(nèi)地表未出露，本次工作中有3個(gè)鉆孔揭露地層厚度87.05—94.47m，平均94.04m。下、中部為淺灰、灰白色角礫狀泥灰?guī)r、碎屑灰?guī)r，夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r及鋁土質(zhì)泥巖，含不穩(wěn)定的近似層狀、透鏡體細(xì)晶石膏2—3層，厚1—7m，或?yàn)榫藓駥訝畹哪嗷規(guī)r、灰?guī)r與石膏層混生，并有纖維狀石膏脈充填于不規(guī)則的裂隙中，石膏脈寬5～50cm，統(tǒng)稱(chēng)為石膏帶。上部為中厚—巨厚層狀灰白、深灰色微晶石灰?guī)r、薄層狀黑灰色泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀礫屑泥灰?guī)r，局部夾薄層含鋁質(zhì)泥巖。3、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）與下伏峰峰組呈平行不整合接觸。據(jù)本次鉆探揭露資料該組厚度16.21～40.22m，平均29.88m。底部為山西式鐵礦，呈透鏡體—雞窩狀，厚度0～4.90m，一般為1m，其上為深灰、褐灰色鋁土礦（G層鋁土礦）及黃鐵礦。上部為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、深灰色鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖夾灰色中細(xì)粒石英砂巖、灰?guī)r及煤線，含灰?guī)r0～3層。4、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）自K1砂巖底至K7砂巖底，本次鉆探多揭露至13號(hào)煤層底部，結(jié)合以往資料，厚度92.86～139.83m，平均114.66m。與下伏本溪組整合接觸，為本井田主要含煤地層之一。下部由K1砂巖底至13號(hào)煤層頂，厚度為53.00m左右。底部K1砂巖為灰、灰白色細(xì)粒石英砂巖，含巖屑、白云母，含黃鐵礦及泥質(zhì)包體，泥質(zhì)及少量鈣質(zhì)膠結(jié)，具交錯(cuò)層理和緩波狀層理，厚度1.90～14.15m，平均5.50m。其上為一套灰、灰黑色細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成的碎屑巖段，偶夾不穩(wěn)定的生物碎屑灰?guī)r及薄層鋁質(zhì)泥巖，含煤3～4層，其中13號(hào)煤層為全區(qū)可采的主要煤層。煤層頂板多為泥巖，底板為泥巖及炭質(zhì)泥巖。13號(hào)煤層厚度9.00～11.00m，平均12.27m，為全區(qū)穩(wěn)定可采的主采煤層。13號(hào)煤層下平均4.00m處為不可采的14號(hào)煤層，14號(hào)煤層0.00—1.61m，平均0.28m，煤層頂板多為泥巖，底板為泥巖，14號(hào)煤下3m左右為15號(hào)煤層，煤層厚0-0.48m。中部由13號(hào)煤層頂至L4灰?guī)r頂，厚度平均為54.00m左右。巖性由3～5層深灰色生物屑泥晶（微晶）石灰?guī)r夾深灰—灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和少量薄層粉—細(xì)砂巖和煤層組成。本段所含煤層為零星可采的不穩(wěn)定煤層9、10、11、12號(hào)層。9號(hào)煤層厚度0.00～1.65m，平均0.40m，為零星可采煤層。10號(hào)煤層厚度0.00～4.00m，平均0.50m，為零星不可采的煤層。11號(hào)煤層厚度0.00～0.83m，平均0.38m，為零星可采的煤層，12號(hào)煤層厚0-1.70m，平均0.50m，為零星可采煤層。上部由L4灰?guī)r頂界至K7砂巖底，厚度平均6.00m左右。為深灰—黑灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，夾薄層鋁質(zhì)粘土巖，偶夾薄煤線。5、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）與下伏石炭系上統(tǒng)太原組地層呈整合接觸關(guān)系，區(qū)內(nèi)無(wú)出露，在本井田東部地層被剝蝕，往西全層賦存，其底界以淺灰色中厚層中～粗粒石英砂巖（K7北岔溝砂巖）與太原組分界。是本井田內(nèi)另一主要含煤地層。自K7砂巖底至K8砂巖底，山西組全層厚度46.62～89.80m，平均厚度63.58m，與下伏太原組整合接觸，下部K7砂巖，巖性為深灰、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖或中細(xì)粒砂巖，厚度1.41-20.95m，平均6.46m，本組含煤4～9層。該組下部巖性為灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖，粉砂巖，砂質(zhì)泥巖和煤層，泥巖中可見(jiàn)菱鐵礦結(jié)核；中上部為灰白、灰黃色中厚層狀長(zhǎng)石石英砂巖，巖屑石英雜砂巖、石英砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖，灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和煤層，砂巖中發(fā)育有平行層理和斜層理。本組主要含有2、3、4、5、6、7、8上、8、8下號(hào)共9層煤，為不穩(wěn)定的不可采或零星可采煤層。6、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）該組地層在本井田東部被剝蝕，西部全層賦存，自K8砂巖底至K10砂巖底，該組全層厚度94.60～152.52m，平均厚度110.34m。巖性為灰色、深灰色石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，下部偶夾1～2層煤線。底部K8砂巖為灰白～深灰色中厚層狀中、粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，厚度1.00～21.05m，平均厚度5.79m。成分以石英為主，約70%以上（其中復(fù)晶石英為花崗巖石英、燧石及片巖型石英）；長(zhǎng)石占14～25%（鉀長(zhǎng)石及斜長(zhǎng)石，多粘土化及絹云母化）；巖屑5～14%，主要為蝕邊火山巖、片巖及粘土巖；含云母，偶見(jiàn)綠泥石、重礦物鋯石、電氣石。向上為灰色、綠灰色中、細(xì)粒巖屑石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖與深灰～黑灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層。上部為灰綠色細(xì)～粗粒長(zhǎng)石石英雜砂巖夾灰～灰綠色砂質(zhì)泥巖、泥巖，頂部為一層灰白～淺灰色鋁質(zhì)泥巖（桃花泥巖），富含鐵質(zhì)粒及結(jié)核，露頭上常呈網(wǎng)格狀褐紅色褐鐵礦細(xì)脈，可做為上、下石盒子組分界的輔助標(biāo)志。7、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）該組地層地表無(wú)出露，主要賦存于本井田中西部，自K10砂巖底至K12砂巖底，全層厚度378.53～442.30m，平均厚度410.69m。主要由灰色、灰綠色、灰紫色、紫紅色、紫色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，由上而下紫色色調(diào)漸濃。下部主要為灰綠色、灰白色砂巖、粉砂巖與雜色、深灰色及紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層，以砂巖為主，底為砂巖K10厚1.25～23.57m，平均10.06m，為灰～灰白色厚層狀中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，石英占70%，其中復(fù)晶石英主要為花崗巖型、片麻巖型、燧石及石英巖；長(zhǎng)石可達(dá)18%，以斜長(zhǎng)石為主，部分粘土化、絹云母化及碳酸鹽化；巖屑可達(dá)12%，主要為蝕變火山巖、片巖及花崗巖，含云母，其中礦物有鋯石、磷灰石、角閃石等；雜基可達(dá)20%，主要是高嶺石、水云母；底部含礫?？紫妒侥z結(jié)，碎屑顆粒多呈點(diǎn)～線接觸。中下部主要為紫紅色砂質(zhì)泥巖夾灰色、綠灰色砂巖及灰黑色泥巖，以紫紅色為主色調(diào)。砂質(zhì)泥巖多呈團(tuán)塊狀，水平層理發(fā)育，夾泥巖條帶，層面上有云母片；砂巖橫向不穩(wěn)定，石英成分占60～80%，長(zhǎng)石占12～30%，巖屑占5～10%，雜基5～16%。底界砂巖為黃綠色厚層狀粗～中粒巖屑長(zhǎng)石石英砂巖，石英占60%，長(zhǎng)石占28%，巖屑占12%，雜基約占17%，膠結(jié)物為方解石、綠泥石及鐵質(zhì)，約占6%，局部含礫。上部以紫紅、藍(lán)灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，夾灰色、灰綠色砂巖，有燧石條帶。底砂巖K7厚度2.39～1.52m，平均6.83m，為淺灰或灰綠色厚層狀含礫粗—中粒長(zhǎng)石石英砂巖，石英成分占70～80%，長(zhǎng)石占1～18%，巖屑占8～12%，復(fù)晶石英以花崗巖型為主，長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石及斜長(zhǎng)石為主，含黑云母，雜基（10～18%）以高嶺石為主，少量為水云母，孔隙式膠結(jié)。礫石成分為石英巖及燧石。中上部含結(jié)核狀錳鐵質(zhì)砂巖。8、二疊系上統(tǒng)石千峰組（P2sh）該組地層在本井田中部溝谷底部?jī)蓚?cè)有零星出露，東部被剝蝕，西部全層賦存，該組厚度148.68～229.40m，平均171.50m。巖性為上部紫紅色、磚紅色泥巖為主，夾薄層砂巖及鈣質(zhì)結(jié)核；下部為砂巖與泥巖互層，底部為長(zhǎng)石砂巖，常含極不穩(wěn)定的燧石條帶。底部以K14砂巖為界與下伏地層整合接觸。9、三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T1l）本組地層在勘查東部均被剝蝕，在西部局部賦存，在溝谷底部?jī)蓚?cè)有零星出露，該區(qū)賦存厚度為0-350.30m，巖性主要為紫紅色，淺紅色細(xì)砂巖。10、上第三系上新統(tǒng)保德組（N2b）井田內(nèi)廣泛分布于沖溝兩側(cè)，厚度0～123.50m，平均52.00m，與下伏地層呈角度不整合接觸；底部為砂礫巖層，礫石成分以砂巖為主；其上為棕紫色、棕紅色及黃色粘土、砂質(zhì)粘土、鈣質(zhì)粘土夾砂礫石層，含大量鈣質(zhì)結(jié)核。11、第四系中更新統(tǒng)（Q2）主要分布于本井田中部大的河谷兩側(cè)，形成Ⅱ級(jí)階地。主要由淺黃色砂土、細(xì)砂土、亞砂土組成，底部多有礫石層。厚0-78m。12、第四系上更新統(tǒng)（Q3）廣泛分布于黃土梁、峁、垣頂部；厚度0～35.00m；與下伏中更新統(tǒng)呈平行不整合接觸；由淺灰黃、淺黃、棕黃色砂質(zhì)粘土、粉砂土、亞砂土組成，顆粒均勻，結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙，無(wú)層理，垂直節(jié)理發(fā)育，常形成黃土陡壁。13、第四系全新統(tǒng)（Q4）主要分布于河谷谷底。與下伏地層呈角度不整合接觸。為近代河流沖積層。由不同時(shí)代的砂、礫、泥質(zhì)巖屑組成，一般厚度0～20m左右，富水性較強(qiáng)。1.2.2井田構(gòu)造本井田地層走向北偏西，傾向西南，總體為一向西南傾斜的單斜構(gòu)造，傾角為5～28°，僅在第10勘探線的ZK10-1、ZK10-2之間小范圍內(nèi)傾角達(dá)28°，其它絕大部分區(qū)域傾角為5～14°之間。未發(fā)現(xiàn)斷層及陷落柱等構(gòu)造，局部有極寬緩的波狀起伏?？傮w來(lái)說(shuō)，本井田構(gòu)造為簡(jiǎn)單類(lèi)型。1.3井田水文地質(zhì)井田為低山黃土丘陵區(qū)，大部分面積被上更新統(tǒng)黃土覆蓋，石炭、二疊系地層僅在溝谷中出露。蔚汾河是與本井田關(guān)系密切的主要河流，它從東到西橫穿本井田北部，區(qū)內(nèi)有兩條溝谷均為蔚汾河支流，屬季節(jié)性河流，平時(shí)干枯無(wú)水，只在大雨過(guò)后才有洪流通過(guò)。1.3.1井田主要含水層現(xiàn)根據(jù)收集有關(guān)資料對(duì)礦區(qū)各含水層做一簡(jiǎn)單評(píng)述。（1）奧陶系巖溶水含水層奧陶系石灰?guī)r從本井田東邊開(kāi)始全部?jī)A沒(méi)于石炭二疊系地層之下。本次施工的三個(gè)水文孔由于水位過(guò)深，對(duì)上馬家溝組主要含水層均未做抽水試驗(yàn)，只觀測(cè)了水位，峰峰組和上馬家溝組巖溶水水位標(biāo)高ZK7-4為876.368m，ZK12-2為888.511m，收集的興縣2號(hào)供水井水位標(biāo)高為863.075m，縣城北部黃輝頭鋁土礦區(qū)ZK80-30水文孔水位標(biāo)高857.90m，據(jù)以上四孔水位資料畫(huà)出了區(qū)域巖溶水等水壓線，區(qū)內(nèi)巖溶水水位標(biāo)高在862～900m之間。本次施工的ZK10-5水文孔，對(duì)峰峰組含水層做了抽水試驗(yàn)，該孔揭露奧陶系灰?guī)r107.36m，底部為上馬家溝組頂部泥灰?guī)r，該段含水層厚8.49m，水位埋深220.40m，水位標(biāo)高+940.105m，經(jīng)抽水試驗(yàn)，降深0.62m，鉆孔單位涌水量0.91l/s.m，屬中等富水含水層。該段含水層雖富水性較弱，但水頭高出上馬家溝組含水層50m左右，對(duì)開(kāi)采煤層的影響還值得進(jìn)一步研究。據(jù)本井田北部斜溝井田0204孔抽水資料：孔深357.00m到峰峰組底部時(shí)，已有22m且富水性較好的含水層，水位埋深111.28m，水位標(biāo)高847.918m。經(jīng)抽水試驗(yàn)，降深0.56m，出水量485.57m3/d，單位涌水量10.04L/d·m，水質(zhì)類(lèi)型為HCO3·Cl～Ca·Na型，礦化度0.64g/L。0204孔最終孔深585.18m，揭穿奧陶系灰?guī)r310.06m，進(jìn)入上馬家溝地層225.75m，含水層厚46m，水位標(biāo)高847.098m，鉆孔單位涌水量可達(dá)24.79L/s·m。屬極強(qiáng)富水含水層，水質(zhì)類(lèi)型為HCO3·SO4—Ga·Mg型，礦化度0.38g/L。（2）石炭系太原組碎屑巖夾碳酸巖類(lèi)裂隙含水層本組地層在區(qū)內(nèi)全為埋藏型，含水層主要是砂巖裂隙。根據(jù)三個(gè)水文孔揭露，太原組地層僅有一層薄層灰?guī)r，且?guī)r溶裂隙極不發(fā)育，含水層以中、細(xì)砂巖為主，含水層ZK12-2孔最厚為22.25m，其他孔均在18m左右。ZK7-4孔抽水結(jié)果鉆孔單位涌水量為0.0045L/s·m，水位標(biāo)高+1099.978m，ZK10-5孔抽水結(jié)果鉆孔單位涌水量為0.0042L/s·m，水位標(biāo)高+1072.085m，屬弱富水含水層，ZK12-2孔單位涌水量為0.00293L/s·m，水位標(biāo)高+1100.411m，均屬弱富水含水層。通過(guò)上述資料可以看出該含水層在礦區(qū)東部淺埋區(qū)，補(bǔ)給條件好的部位富水性較好，否則富水性相對(duì)較弱。該含水層水質(zhì)類(lèi)型為HCO3·Cl～Na型或SO4·HCO3—Na·Mg·Ga型。礦化度0.68～0.77g/l。（3）二疊系下統(tǒng)下石盒子組與山西組砂巖裂隙含水層山西組地層在區(qū)內(nèi)未見(jiàn)有出露，含水層以中、粗粒砂巖為主，下石盒子組地層在黃家溝溝中見(jiàn)有出露，含水層主要為中、粗粒砂巖，根據(jù)ZK7-4水文孔抽水試驗(yàn)資料，該組含水層厚18.85m，鉆孔單位涌水量0.002157L/s·m，屬弱富水含水層，水位標(biāo)高1117.718m，滲透系數(shù)0.01046m/d，影響半徑43.71m，水質(zhì)類(lèi)型為SO4·HCO3—Na·Ga型，礦化度0.66g/L。（4）二疊系上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組砂巖裂隙含水層。該三組地層在本井田中東部多被剝蝕，僅在該區(qū)中西部溝谷中見(jiàn)有出露。該組含水層以砂巖裂隙含水層為主，3個(gè)水文孔均未揭露該地層，無(wú)抽水試驗(yàn)資料，據(jù)區(qū)域泉井調(diào)查分析，單泉流量均小于1L/s，最大的單泉流量為0.23L/s，屬弱富水含水層，水質(zhì)類(lèi)型多為HCO3·SO4-Na·Ga·Mg型，礦化度0.58g/l。（5）上第三系、第四系孔隙含水層上第三系上新統(tǒng)分布在溝谷兩側(cè)和溝頂?shù)幕鶐r頂面上，含水層以礫石為主，厚度不穩(wěn)定，泉流量＜0.1L/s，屬弱富水含水層。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-Na型，礦化度0.47g/l，水質(zhì)較好，局部礫石層較厚，當(dāng)鉆孔鉆至這一層位時(shí)，泥漿漏失嚴(yán)重，富水性較好。第四系全新統(tǒng)分布在馬尾溝和郭家圪臺(tái)溝兩條溝谷中，含水層為現(xiàn)代沖洪積砂礫石層，單井出水量可達(dá)5～40m3/d，屬中等富水含水層。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3—Ga·Mg型，礦化度0.39g/l，水質(zhì)較好。1.3.2井田主要隔水層1、山西組以上泥巖隔水層太原組13號(hào)煤層以上到8號(hào)煤層之間有一套以泥巖為主的地層，厚25.56～45.63m，平均厚33.60m，區(qū)內(nèi)沉積連續(xù)穩(wěn)定，是山西組8號(hào)煤與太原組13號(hào)煤層之間較好的隔水層。2、石炭系本溪組泥巖和太原組13號(hào)煤下至本溪組間的泥巖隔水層。本溪組地層為一套泥巖、粘土巖、鐵鋁巖為主的地層，夾薄層灰?guī)r和砂巖，砂巖一般為泥質(zhì)膠結(jié)，隔水性很好。根據(jù)區(qū)內(nèi)3個(gè)水文鉆孔統(tǒng)計(jì)，本溪組地層平均厚33.81m，太原組13號(hào)煤下至本溪組頂面也是一套以炭質(zhì)泥巖為主的地層，平均厚37.04m，從13號(hào)煤底板至奧灰?guī)r頂面平均厚70.85m，該段地層隔水性很好，是13號(hào)煤層和奧陶系地層之間重要的隔水層。3、井田地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件奧陶系巖溶水的補(bǔ)給主要是基巖裸露區(qū)大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給，井田屬區(qū)域巖溶水逕流區(qū)，巖溶水由南東向北西運(yùn)移，最終排向保德縣天橋黃河峽谷中，根據(jù)本次施工的ZK7-4和ZK12-2兩個(gè)水文孔和本次收集的興縣城2號(hào)供水井資料，畫(huà)出的巖溶水等水壓線圖可以看出礦區(qū)內(nèi)巖溶水水位標(biāo)高在862～910m之間。石炭系和二疊系砂巖裂隙水，在裸露區(qū)接受大氣降水和季節(jié)性河流補(bǔ)給后，順巖層傾斜方向運(yùn)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，現(xiàn)采煤礦的礦坑排水和民井開(kāi)采是其主要的排泄方式。第三系和第四系孔隙水的補(bǔ)給除大氣降水的垂直入滲補(bǔ)給外，有地表水的入滲補(bǔ)給和較高基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給。地下水的流向大致與地表水一致，排泄方式除蒸發(fā)和以泉的形式排泄外主要是人工開(kāi)采。4、構(gòu)造對(duì)井田水文地質(zhì)條件的影響本井田受區(qū)域構(gòu)造的控制，呈單斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)其它構(gòu)造形跡，但是隨著地下煤層的開(kāi)采，對(duì)地應(yīng)力的進(jìn)一步破壞，有利于促使斷層以及其它構(gòu)造的發(fā)生與發(fā)展，區(qū)內(nèi)大部分煤層屬巖溶水帶壓開(kāi)采煤層，一旦有導(dǎo)水?dāng)鄬訙贤ǎ瑤r溶水就會(huì)侵入含煤地層和礦井，造成淹井事故。因此，特別要重視對(duì)斷層、陷落柱以及其它構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)和研究，防止淹礦事故的發(fā)生。5、地下水動(dòng)態(tài)據(jù)勘探報(bào)告，區(qū)內(nèi)一般民井和泉水均受季節(jié)變化的影響，雨季水量增大，旱季水量減小。根據(jù)山西省地質(zhì)調(diào)查院2003年編寫(xiě)的《晉陜蒙接壤地區(qū)巖溶地下水勘察報(bào)告》資料，巖溶水逕流區(qū)受當(dāng)年降雨影響明顯，10月至11月份是巖溶水高水位期，7月至9月份是巖溶水低水位期，滯后補(bǔ)給3～4個(gè)月，由于礦區(qū)巖溶水接近補(bǔ)給區(qū)，滯后補(bǔ)給時(shí)間相對(duì)較短。1.3.3充水因素分析1、充水因素分析開(kāi)采13號(hào)煤的礦井，礦坑水也是來(lái)自豎井和斜井井壁和松散層與基巖接觸部位及頂板上覆層間水，底板沒(méi)有滲水。含水層主要是頂板砂巖裂隙，通過(guò)頂板冒落裂隙滲入礦井，礦井涌水量一般都小于500m3/d，屬涌水量小的礦井。2、礦床水文地質(zhì)勘探類(lèi)型綜合充水因素分析，主采13號(hào)煤的直接充水含水層也主要以砂巖裂隙含水層為主，在13號(hào)煤底板等高線910m以東，屬巖溶水非帶壓開(kāi)采地段，充水因素以砂巖裂隙含水層為主，但該段煤層頂板裂隙發(fā)育，煤層埋藏淺，頂板含水層與基巖風(fēng)化裂隙含水層聯(lián)系密切，補(bǔ)給條件亦好，根據(jù)本次ZK10-5水文孔抽水試驗(yàn)資料，鉆孔單位涌水量為0.0113L/s·m，因此礦床水文地質(zhì)類(lèi)型定為二類(lèi)二型。在13號(hào)煤底板等高線+60m以西奧灰水的突水系數(shù)大于0.15MPa/m，有突水的危險(xiǎn)性，因此13號(hào)煤的水文地質(zhì)勘探類(lèi)型在13號(hào)煤+60m底板等高線以東到910m間定為三類(lèi)一型至二型，在60m底板等高線以西定為三類(lèi)三型。1.3.4井筒和礦井涌水量計(jì)算井筒和礦井涌水量均采用大井疏干法進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算公式采用承壓轉(zhuǎn)無(wú)壓公式Q=1.366K(2HM-M2-h02)/log(R0/r)式中：Q—預(yù)計(jì)井筒和礦井涌水量（m3/d）K—滲透系數(shù)（m/d）H—含水層底板以上水頭高度（m）M—含水層厚度（m）h0—“大井”中水頭高度，疏干后h0=0（m）R0—“大井”影響半徑，R0=R+r0(m)R--10s√Kr0—“大井”半徑r0=√F/π（m）F—坑道計(jì)算面積（m2）經(jīng)計(jì)算一個(gè)采區(qū)13號(hào)煤的礦井涌水量為1.85×103m3/d，應(yīng)為最大礦井涌水量。一個(gè)采區(qū)的正常涌水量應(yīng)比照鄰近現(xiàn)采煤礦的礦井涌水量400m3/d使用。上述計(jì)算結(jié)果，利用單孔抽水試驗(yàn)求取的滲透系數(shù)，用大井法計(jì)算的礦井涌水量，礦井涌水量屬D級(jí)精度，誤差大體在70%以?xún)?nèi)，但由于計(jì)算的涌水量數(shù)值較小，所以計(jì)算結(jié)果可以滿足設(shè)計(jì)需要。

表1-3-1礦井涌水量計(jì)算表參數(shù)項(xiàng)目煤層號(hào)坑道開(kāi)采面積（m2）滲透系K（m/d）高度H（m）厚度（m）“大井”影響半R（m）“大井”半徑r（m）涌水量（m3/d）井筒涌水量80.043440.8114.4691840.3×103礦井涌水量812500000.043440.8114.4615486301.89×1031312500000.02523574.8518.3115436301.85×103依據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告資料，本次設(shè)計(jì)礦井正常涌水量取170m3/h，最大涌水量取255m3/h。1.4煤層特征煤層分布井田內(nèi)含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）和二疊系下統(tǒng)山西組（P1s），下石盒子組（P1x）和本溪組（C2b）偶爾發(fā)育1-2層薄煤層。山西組和太原組共含煤16層，自上而下分別為山西組的2、3、4、5、6、7、8上、8、8下號(hào)煤層和太原組的9、10、11、12、13、14、15號(hào)煤層。山西組和太原組累計(jì)厚度平均178.24m。含煤16層，煤層累計(jì)厚度平均19.38m，含煤系數(shù)為10.9%。見(jiàn)煤層發(fā)育特征表1-4-1：

表1-4-1煤層特征表煤組組厚度（m）含煤系數(shù)（%）層號(hào)煤層厚度（m）層間距（m）采點(diǎn)可采點(diǎn)滅點(diǎn)蝕點(diǎn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采系數(shù)（%）可采性山西組46.62-89.8063.588.620-0.720.02115811簡(jiǎn)單不穩(wěn)定1.6不可采5.66-53.855.7630-0.550.05085211簡(jiǎn)單不穩(wěn)定0不可采1.29-11.586.4540-2.910.2151929簡(jiǎn)單不穩(wěn)定12不可采3.50-32.238.1050-1.480.301420289簡(jiǎn)單不穩(wěn)定18零星可采1.82-14.166.6460-1.550.25382238簡(jiǎn)單不穩(wěn)定10不可采1.51-21.4410.0970-1.520.371124288簡(jiǎn)單不穩(wěn)定17零星可采2.35-14.186.358上0-1.430.19115487簡(jiǎn)單不穩(wěn)定16零星可采0.72-7.601.7980-6.050.1854827簡(jiǎn)單不穩(wěn)定14不可采0.99-6.452.788下0-2.370.12137447簡(jiǎn)單不穩(wěn)定17零星可采5.37-12.9410.46太原組92.86-139.83114.6690-1.650.17924317簡(jiǎn)單不穩(wěn)定14零星可采6.50-32.5316.4194.1100-4.000.46843155簡(jiǎn)單不穩(wěn)定12零星可采1.13-15.497.05110-0.830.31343223簡(jiǎn)單不穩(wěn)定4零星可采3.98-10.556.03120-1.700.301611432簡(jiǎn)單不穩(wěn)定23零星可采4.40-32.4221.47137.00-9.008.0070001簡(jiǎn)單-復(fù)雜穩(wěn)定100全區(qū)可采0.85-12.804.01140-1.610.25825371簡(jiǎn)單不穩(wěn)定11零星可采1.52-4.662.89150-0.580.0105651簡(jiǎn)單不穩(wěn)定0不可采

本井田內(nèi)的可采煤層主要太原組的13號(hào)煤層。敘述如下：一、13號(hào)煤層位于太原組下部，本次共揭露該層位70點(diǎn)，均見(jiàn)該煤層，且均可采，僅東部ZK11-7孔被剝蝕。該煤層為全區(qū)可采煤層，上距8號(hào)煤層52.10～82.40m，平均70.30m，下距K1砂巖20.17～34.29m，平均34.67m。煤層厚度為7.00～9.00m，平均8.00m，為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—復(fù)雜層位穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層，是勘探區(qū)內(nèi)的主采煤層?？芍簩雍穸仍诳碧絽^(qū)內(nèi)厚度變化不大，均處于7～9m之間。含夾矸0～10層，一般為0～3層，夾矸厚度為0.16～1.60m，一般為0.16～0.48m，其頂板巖性為砂質(zhì)泥巖和泥巖，老頂為中粗粒砂巖，常見(jiàn)炭質(zhì)泥巖偽頂；底板巖性為泥巖和砂質(zhì)泥巖，有時(shí)為粉砂巖或泥灰?guī)r，普遍存在著炭質(zhì)泥巖偽底。13號(hào)煤層井田內(nèi)含煤面積為56.7km2，占整個(gè)井田面積的99%。13號(hào)煤層大部分傾角為6～15°，在勘探線8～13之間礦井西南部部分區(qū)域煤層傾角大于15°，屬緩傾斜煤層。1.5煤質(zhì)1.5.1煤的物理性質(zhì)井田內(nèi)各煤層的物理性質(zhì)基本相同，表現(xiàn)為黑色或棕黑色，條痕為深黑色或褐黑色，瀝青光澤～玻璃光澤，硬度一般為2～3，內(nèi)生裂隙相對(duì)較發(fā)育，但有一定韌性，參差狀、貝殼狀斷口。視密度為1.35～1.50t/m3。真密度比視密度稍大。各煤層視密度采用的平均值見(jiàn)表1-5-1。表1-5-1各煤層視密度平均值統(tǒng)計(jì)表煤層號(hào)13平均視密度(t/m3)1.401.5.2煤巖特征（1）宏觀煤巖特征各主要煤層的宏觀煤巖特征極為相近，宏觀煤巖組分以亮煤為主，次為暗煤、鏡煤，局部可見(jiàn)有絲炭，宏觀煤巖類(lèi)型主要為半亮型和半暗型，光亮型次之，少量的暗淡型。煤層主要為條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，少見(jiàn)均一狀結(jié)構(gòu)；主要為層狀構(gòu)造，其次為塊狀構(gòu)造，太原組各煤層可見(jiàn)星散狀或團(tuán)塊狀黃鐵礦結(jié)核。（2）顯微煤巖特征在施工鉆孔的煤芯煤樣中有選擇的采取了煤巖煤樣，對(duì)4、6、8、13號(hào)煤層進(jìn)行了顯微煤巖鑒定（見(jiàn)表1-5-2）：表1-5-2顯微組分定量統(tǒng)計(jì)表煤層號(hào)去礦物基（%）含礦物基（%）備注鏡質(zhì)組惰質(zhì)組殼質(zhì)組鏡質(zhì)組惰質(zhì)組殼質(zhì)組粘土礦物硫化鐵類(lèi)碳酸鹽類(lèi)氧化硅類(lèi)1369.126.04.961.123.01.258.367.528.24.360.82.31.0煤的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能井田內(nèi)各主采煤層的化學(xué)組成及工藝性能見(jiàn)表（表1-5-3）表1-5-3主采煤層煤的化學(xué)組成綜合成果一覽表煤層編號(hào)分析煤類(lèi)工業(yè)分析（%）全硫St.d(%)磷Pd(%)元素分析(%)粘結(jié)指數(shù)GR.I發(fā)熱量(MJ/kg)MadAdVdafCdafHdafNdafOdafQgr.vdQnet.ad13原煤0.12-1.600.99（61）12.04-39.8918.91（61）31.6-37.9234.84（61）0.31-2.851.07（61）0.002-0.1430.023（38）78.90-84.0982.20（22）2.54-7.084.90（61）1.06-1.711.48（22）8.45-17.9111.31（21）18.67-31.7526.78(61)17.48-31.1725.15(61)精煤0.10-2.100.769（61）0.49-11.487.32（61）29.15-38.9133.81（61）0.39-2.360.97（61）0.005-0.1740.025（40）79.15-85.4783.73（17）3.19-5.565.03（54）1.29-1.751.47（17）7.44-11.818.93(16)24-9355(61)25.35-33.2631.48(61)28.72-32.8630.88(61)1.5.4煤的分類(lèi)勘探報(bào)告中利用施工的鉆孔煤芯樣測(cè)試結(jié)果，依據(jù)《中國(guó)煤炭分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB5751—86)確定煤類(lèi)，依據(jù)所測(cè)試出的浮煤揮發(fā)份和粘結(jié)指數(shù)，13號(hào)煤層煤類(lèi)確定主要為氣煤和1/3焦煤，有一部分為弱粘煤、1/2中粘煤。13號(hào)煤層全區(qū)以氣煤和1/3焦煤為主，其次為1/2中粘煤，少量弱粘煤。平面上分布為東北部為1/3焦煤，中部為氣煤，再向東依次為1/2中粘煤和弱粘煤，即深部變質(zhì)程度較高，向東淺部變質(zhì)程度逐漸降低。1.5.5煤的工業(yè)用途評(píng)價(jià)13號(hào)煤層以低中灰煤為主、其次為低灰分煤，少量高灰和特低灰煤，以中硫和低硫煤為主、其次為特低硫分煤，特低-高磷分的氣煤和1/3焦煤，少數(shù)為1/2中粘煤、弱粘煤。精煤回收率為良等。發(fā)熱量為屬低～特高熱值煤。主要為高熱值煤根據(jù)GB/T7562-87《發(fā)電煤粉鍋爐用煤質(zhì)量》和GB/T9143-88《常壓固定床煤氣發(fā)生爐用煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，可用作發(fā)電用煤和氣化用煤，同時(shí)經(jīng)洗選后可用作煉焦（配）煤。1.6其它開(kāi)采技術(shù)條件1.6.1頂?shù)装灞揪飪?nèi)主采煤層為太原組13號(hào)煤層，從鉆孔揭露的地層結(jié)構(gòu)看，13號(hào)煤的直接頂板以砂質(zhì)泥巖為主，局部為砂巖。以ZK7-4孔資料分析，抗拉強(qiáng)度平均為2.9MPa，抗壓強(qiáng)度平均為79MPa，頂板基本穩(wěn)定。13號(hào)煤底板多為泥巖，在遇水作用下有底鼓現(xiàn)象。礦區(qū)地層以碎屑巖為主，層狀結(jié)構(gòu)，地形地貌條件簡(jiǎn)單，地形有利于自然排水，地層巖性單一，構(gòu)造簡(jiǎn)單，局部地段有礦山工程地質(zhì)問(wèn)題的可能性，因此礦山工程勘探類(lèi)型定為第三類(lèi)簡(jiǎn)單～中等型。1.6.2瓦斯13號(hào)煤層瓦斯含量為0.33～7.42ml/g，平均為1.52ml/g；瓦斯成分中以N2含量為主，其次為CH4，少量CO2，CH4含量為0.07～1.62ml/g，平均為0.51ml/g；甲烷成分占瓦斯成分的1.17～95.51%，平均為28.33%，屬氮?dú)狻託饷簬А８髅簩油咚咕鶎儆诘屯咚?，太原組煤層甲烷含量相對(duì)來(lái)說(shuō)高于上部山西組各煤層。說(shuō)明太原組各煤層的圍巖條件略好于山西組各煤層。從瓦斯成分測(cè)定結(jié)果知：各煤層瓦斯成分以氮?dú)鉃橹鳎浯螢榧淄?，二氧化碳和重?zé)N含量甚微，特別是重?zé)N大都檢測(cè)不到。垂向上隨著煤層埋藏深度的增加氮?dú)夂柯杂袦p少，二氧化碳有所增加。根據(jù)所測(cè)煤層瓦斯成分，本區(qū)瓦斯分帶可劃為：二氧化碳氮?dú)鈳Ш偷獨(dú)狻託鈳В郧罢哒即蠖鄶?shù)。勘探區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征為一走向近南北，傾向西的單斜，局部略有緩波伏起伏變化，從而對(duì)瓦斯的含量分布也存在著一定的影響。一般而言沿地層傾向同一煤層的瓦斯含量隨著埋深增大而增大，不同煤層垂向上也有著同樣的變化規(guī)律，一般而言上部煤層甲烷含量低于下部煤層。煤層瓦斯含量試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1-6-2。綜上所述，本區(qū)各可采煤層為低瓦斯，遠(yuǎn)低于《煤層氣資源/儲(chǔ)量勘探規(guī)范》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，全區(qū)甲烷平均含量小于4m3/t，暫無(wú)開(kāi)采價(jià)值；但煤層埋藏深度是控制瓦斯含量的一個(gè)主要因素。這是由于隨煤層埋藏深度增大，煤層本身及圍巖的透氣性降低，使得煤層中瓦斯難以往外運(yùn)移、排放，從而有利于瓦斯的富集和保存。因此，今后在開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯將成為危害井下安全生產(chǎn)的一個(gè)主導(dǎo)因素，應(yīng)引起設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門(mén)的高度重視；同時(shí)生產(chǎn)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)井下的通風(fēng)和瓦斯監(jiān)測(cè)工作。表1-6-2煤層瓦斯含量試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表煤層號(hào)孔號(hào)原氣含量(ml/g)自然瓦斯成份(%)CH4CO2C2-C8N2合計(jì)CH4CO2C2-C8N213ZK1-10.560.811.3757.0242.98ZK3-20.570.160.481.2139.0016.2844.72ZK4-51.6210.134.677.4221.7831.8646.36ZK5-40.190.060.730.9813.485.0581.47ZK7-21.190.260.0400.962.4541.8316.220.77041.18ZK7-30.530.080.731.3447.606.0746.33ZK7-41.020.030.761.8144.280.7954.93ZK8-10.250.020.140.4158.084.3037.62ZK8-30.140.050.140.339.5922.7967.62ZK8-60.3042.3615.5882.06ZK9-91.7711.4619.9068.64ZK10-10.180.070.340.5918.6812.3468.98ZK10-10.070.071.0595.38ZK10-40.380.020.751.1524.031.9274.05ZK10-50.390.050.030.581.0521.865.353.6169.18ZK11-21.220.010.191.4295.511.193.30ZK11-40.160.010.090.290.5517.971.9423.6256.47ZK11-30.851.7217.2281.06ZK12-20.800.070.621.5433.705.1861.12ZK12-40.230.051.071.355.473.8290.71平均0.510.140.050.871.5228.339.569.3360.711.6.3煤塵表1-6-3煤塵爆炸性測(cè)試成果表煤層號(hào)鉆孔號(hào)火焰長(zhǎng)度(mm)抑制煤塵爆炸最低巖粉用量(%)爆炸性備注13ZK7-66065有27065有ZK11-411070有6060有6065有ZK11-8>40075有37075有ZK12-216070有4060有11070有區(qū)內(nèi)各可采煤層均具有煤塵爆炸性。1.6.4煤的自燃1、煤的燃點(diǎn)13號(hào)煤層還原溫度（T1）為364-392℃，平均384℃，原樣（T2）為331-388℃，平均360℃，氧化（T3）為306-350℃，平均327℃。2、煤的自燃傾向性

表1-6-4煤的自燃傾向性測(cè)試成果表煤層號(hào)鉆孔號(hào)吸氧量(cm3/g)自燃傾向性等級(jí)自燃傾向性13ZK7-60.68Ⅱ自燃0.71Ⅰ容易自燃ZK11-40.54Ⅱ自燃0.62Ⅱ自燃0.69Ⅱ自燃ZK11-80.55Ⅱ自燃0.53Ⅱ自燃ZK12-20.71Ⅰ容易自燃0.72Ⅰ容易自燃0.68Ⅱ自燃1.6.5地溫井溫測(cè)量在ZK4-1、ZK6-3兩個(gè)鉆孔中進(jìn)行，ZK4-1號(hào)孔地溫梯度：1.26℃/百米，ZK6-3號(hào)孔地溫梯度：1.09℃/百米。地溫梯度均小于3℃/百米，本區(qū)是地溫正常區(qū)。

2井田境界和儲(chǔ)量2.1井田境界肖家洼井田位于山西省興縣蔚汾鎮(zhèn)肖家洼村一帶，行政區(qū)劃屬興縣蔚汾鎮(zhèn)和奧家灣鄉(xiāng)管轄。井田范圍由以下10個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)組成，詳見(jiàn)表2-1-1。表2-1-1井田拐點(diǎn)坐標(biāo)—覽表序號(hào)大地坐標(biāo)國(guó)家6度帶LBXY1111°05′44″38°26′10″4255986.27319508343.0742111°10′00″38°26′10″4255995.10519514551.8763111°10′57″38°24′48″4253469.24019515939.3114111°12′38″38°24′48″4253474.46219518389.6495111°13′10″38°23′00″4250146.08819519173.9166111°11′44″38°23′00″4250141.39419517086.6277111°11′45″38°20′32″4245577.88919517120.5788111°09′56″38°20′47″4246035.23219514472.7369111°09′29″38°21′35″424751455810111°06′38″38°24′24″4252719.21419509656.662井田走向?yàn)槟媳狈较?，傾向?yàn)闁|西方向，走向長(zhǎng)3.3～12km，傾斜長(zhǎng)度2.6～8.5km，平均傾斜長(zhǎng)度為5.8km，井田水平面積為60.338km2。隨著以后勘探的井田區(qū)域擴(kuò)大，井田的開(kāi)采范圍可能擴(kuò)大。具體見(jiàn)圖2-1-1。

圖2-1-1井田賦存狀況示意圖2.2礦井資源/儲(chǔ)量計(jì)算2.2.1礦井地質(zhì)資源量根據(jù)《山西省河?xùn)|煤田興縣肖家洼勘查區(qū)煤炭勘探報(bào)告》礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審意見(jiàn)書(shū)（國(guó)土資礦評(píng)儲(chǔ)字【2009】62號(hào)文件），本井田勘探報(bào)告最終通過(guò)評(píng)審，對(duì)井田內(nèi)13煤進(jìn)行了資源儲(chǔ)量估算，計(jì)算工業(yè)指標(biāo)如下：氣煤及1/3焦煤的指標(biāo)為：煤層最低可采厚度為：0.70m原煤最高灰分Ad為：40%原煤最高硫分St·d為：3%1/2中粘煤、弱粘煤的估算指標(biāo)為：煤層最低可采厚度為：0.80m原煤最高灰分Ad為：40%原煤最高硫分St·d為：3%原煤發(fā)熱量Qgr.v.d最低為:17MJ/kg13煤層特征見(jiàn)表2-2-1。表2-2-113煤層特征見(jiàn)表煤層平均厚度可采程度容重平均傾角13煤8m全區(qū)可采1.40t/m312°礦井地質(zhì)儲(chǔ)量按下面公式計(jì)算：式中Z——礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，tS——煤層水平面積，m2m——煤層平均厚度，mγ——煤層的容重，1.40t/m3——煤層的平均傾角，°Z=8m×1.40t/m3×59458600m2/cos12°=680.8Mt2.2.2礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量由式計(jì)算。礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量按下式計(jì)算：礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量＝Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333×kk—可信度系數(shù)。本礦井煤層地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存較穩(wěn)定取k為0.85。因此本礦的礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為： 礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量＝Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333×k=670.6Mt2.2.3礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層、露頭防水煤柱、井田境界煤柱等永久煤柱損失量后的資源/儲(chǔ)量。經(jīng)計(jì)算永久煤柱總計(jì)為14.07Mt，礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為655.5Mt。詳見(jiàn)表2-2-2。表2-2-2礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表單位：Mt煤層礦井工業(yè)資源量永久煤柱損失礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量井田邊界煤柱斷層煤柱露頭煤柱小計(jì)13煤670.67.846.2314.076礦井可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量式中 ——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量； ——工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量的2%算； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。此處取0.75。則：482.53（Mt）2.3安全煤柱及開(kāi)采損失1、井田境界煤柱井田境界留設(shè)20m煤柱。2、工業(yè)場(chǎng)地煤柱工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表2-3-1。表2-3-1工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)表井型/Mt·a-1占地面積指標(biāo)/ha·0.1Mt-12.4及以上1.01.2～5～9～0.31.8礦井井型設(shè)計(jì)為4.0Mt/a，因此由表2-3-1可以確定本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)廣場(chǎng)為0.4km2。但是考慮到近些年來(lái)建筑技術(shù)的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場(chǎng)的面積都有縮小的趨勢(shì)，再加上本井田煤層埋藏較深，若取工廣煤柱較大會(huì)造成大量的工廣壓煤，所以本設(shè)計(jì)取0.60的系數(shù)，則工業(yè)廣場(chǎng)的面積約為0.24km2?！督ㄖ铩⑺w、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》第14條和第17條規(guī)定工業(yè)廣場(chǎng)屬于Ⅱ級(jí)保護(hù)，需要留設(shè)15m寬的圍護(hù)帶。本設(shè)計(jì)選定工業(yè)廣場(chǎng)長(zhǎng)為470m，寬為470m，加上15m的維護(hù)帶，表土層厚度取30m，按表土層移動(dòng)角45°，基巖70°考慮留保護(hù)煤柱。采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。具體見(jiàn)圖2-3-1。圖2-3-1保護(hù)煤柱垂直剖面圖用CAD求得等腰梯形面積為940449m2。工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱煤量經(jīng)計(jì)算為：P=8m×940449m2×1.40t/m3/cos12°=10.8Mt3、主要井巷保護(hù)煤柱主要井巷指井筒、井底車(chē)場(chǎng)、大巷、石門(mén)及上下山等，其煤柱的留設(shè)按主要井巷的兩側(cè)各留設(shè)40m保護(hù)寬度。4、各煤層防水煤柱留設(shè)根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》煤層露頭防隔水煤（巖）柱的留設(shè)，應(yīng)按以下公式計(jì)算：（1）當(dāng)煤層露頭無(wú)覆蓋或被粘微透水松散層覆蓋時(shí)：H防=H冒+H保（2）當(dāng)煤層露頭被松散富含水層覆蓋時(shí)；H防=H裂+H保根據(jù)上兩式計(jì)算的值，不得小于20m。式中H防防水煤（巖）柱高度（m）H冒采報(bào)冒落帶高度（m）；H裂垂直煤層的導(dǎo)水裂隙帶最大高度（m）；H保保護(hù)層厚度（m）；a煤層傾角（°）。其上為棕紫色、棕紅色及黃色粘土、砂質(zhì)粘土、鈣質(zhì)粘土夾砂礫石層，含大量鈣質(zhì)結(jié)核，。因此H防=H冒+H保進(jìn)行計(jì)算。冒落帶：H冒=（1～5）M其中：M—累計(jì)采厚（m），13煤取13.94m（1～5）——13煤取2經(jīng)計(jì)算，13煤冒落帶H冒=27.88m。H?！Ｗo(hù)層厚度（m），取10m；則：露頭防水煤柱13煤H防=H冒+H保=27.88+10=37.88m注：以上計(jì)算煤柱厚度為垂高。對(duì)于以上計(jì)算結(jié)果，根據(jù)煤層傾角（按照12度），計(jì)算出13煤保護(hù)煤柱平距分別為180m。5、其它煤柱留設(shè)采區(qū)邊界煤柱：沿各采區(qū)邊界兩側(cè)各留設(shè)5m煤柱。對(duì)于井田內(nèi)的輸電線路、公路等，均不考慮留設(shè)煤柱，而采取井上、下的綜合技術(shù)措施和加強(qiáng)維護(hù)進(jìn)行處理。6、開(kāi)采損失根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，依據(jù)本礦井開(kāi)采條件和各煤層賦存厚度情況，采區(qū)回采率按75%計(jì)。

3礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1礦井工作制度礦井工作制度：礦井年工作日330d，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每天凈提升時(shí)間為18h。3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力受資源條件、外部建設(shè)條件、市場(chǎng)供需情況、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、煤層及工作面生產(chǎn)潛力與經(jīng)濟(jì)效益等因素的影響。礦井資源量是決定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。本井田煤炭資源豐富，擁有工業(yè)資源/儲(chǔ)量670.6Mt，扣除各種煤柱和開(kāi)采損失以后，計(jì)算可采儲(chǔ)量為482.5Mt。儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.35，即：礦井規(guī)模為4.0Mt/a時(shí)服務(wù)年限為89.4a，符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。3.3礦井服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量為482.5Mt。根據(jù)本礦井煤層條件和地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型情況，儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.35，礦井規(guī)模為4.0Mt/a，則礦井的服務(wù)年限為89.4。礦井第一水平可采儲(chǔ)量為284.1Mt，服務(wù)年限為52.6a。符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定（第一水平的服務(wù)年限不小于30a）。

4井田開(kāi)拓4.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓是指在一個(gè)某井田范圍內(nèi)，為礦井和開(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的巷道布置及開(kāi)掘工程。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱(chēng)為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，要技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開(kāi)拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開(kāi)采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。開(kāi)拓問(wèn)題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開(kāi)拓方式是要遵循以下原則:1、貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。2、合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3、合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。4、要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。5、要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。6、根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。具體見(jiàn)表4-1-1。本礦井煤層傾角小，平均12°，為緩斜煤層；表土層厚約30m，無(wú)流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡(jiǎn)單，涌水量較小。本井田面積較大，煤層埋深較大，優(yōu)先選用立井，又考慮到煤層淺部露頭，且煤層傾角較小，又可以考慮選用小角度斜井開(kāi)拓，故開(kāi)拓方式比較時(shí)考慮兩種井筒形式。2.井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：沿井田走向的有利位置表4-1-1井筒形式比較井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐1運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。2工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單。3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用。4施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。5煤炭損失少。受地形影響特別大有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶斜井與立井相比：1井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。2地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)簡(jiǎn)單、延伸方便。3主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。4斜井井筒可作為安全出口。與立井相比：1井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限。2通風(fēng)線路長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大。3斜井井筒通過(guò)富含水層，流沙層施工復(fù)雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。2井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利。3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。4井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。1井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。對(duì)不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒位于井田淺部時(shí)，總石門(mén)工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時(shí)，石門(mén)較短，沿石門(mén)的運(yùn)輸工程量較??；井筒位于井田的下部時(shí)，石門(mén)長(zhǎng)度和沿石門(mén)的運(yùn)輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過(guò)時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開(kāi)采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。3）有利于礦井初期開(kāi)采的井筒位置盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開(kāi)采塊段，以減少初期井下開(kāi)拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。4）地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置影響要保證井筒，井底車(chē)場(chǎng)和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場(chǎng)井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專(zhuān)用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專(zhuān)用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過(guò)村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)附近有河流或水庫(kù)時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。由于本井田傾角平緩，厚度變化小，下部可采儲(chǔ)量較大，若采用立井則把井筒置于井田中央偏下。若采用斜井則布置沿煤層底板的巖石斜井。3.井筒數(shù)目為滿足礦井生產(chǎn)需要主、副立井各一個(gè)，回風(fēng)立井三個(gè)；也可以考慮布置一個(gè)主斜井和一個(gè)立井用于輔助運(yùn)輸，三個(gè)回風(fēng)立井中的淺部風(fēng)井也可以考慮采用斜井。4.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置工業(yè)場(chǎng)地位置同主、副井筒位置，布置在井田中央。4.1.3開(kāi)采水平的確定及帶（采）區(qū)劃分1.開(kāi)采水平劃分依據(jù)及原則開(kāi)采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開(kāi)采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下：1）具有合理的階段斜長(zhǎng)合理的階段斜長(zhǎng)要便于煤炭的運(yùn)輸，便于輔助提升，方便行人。同時(shí)還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。2）要有利于采區(qū)的正常接替為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開(kāi)始減產(chǎn)，另一個(gè)新的采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，必須提前準(zhǔn)備好一個(gè)新采區(qū)。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間。由此可見(jiàn)，階段斜長(zhǎng)越長(zhǎng)，采區(qū)儲(chǔ)量多，采區(qū)的服務(wù)年限就越長(zhǎng)，越有利于采區(qū)的接替。3）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高我國(guó)多年的生產(chǎn)建設(shè)實(shí)際表明，開(kāi)采水平垂高過(guò)小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。合理的加大開(kāi)采水平垂高，可以增加水平儲(chǔ)量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開(kāi)采水平的生產(chǎn)能力，減少開(kāi)采水平和同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。本井田面積大，垂直深度變化大，需要布置三個(gè)水平，分別是780m輔助水平，階段垂高300m；480m水平，階段垂高300m；180m水平，階段垂高300m左右。4.1.4方案比較1.提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分述如下：方案一：主、副立井布置在井田中央，落底到460m，在480m開(kāi)掘第一水平運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中，480m水平在煤層底板巖石中掘暗斜井延深到180m水平，在180m水平布置運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中。480m水平向上布置采區(qū)運(yùn)輸上山，輔助運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山，輔助運(yùn)輸上山布置在巖石中，運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山布置在煤層中?；仫L(fēng)上山通達(dá)地面構(gòu)成回風(fēng)斜井。780m輔助水平上山開(kāi)采，480m水平上山開(kāi)采，180m水平上下山開(kāi)采。井田布置三個(gè)風(fēng)井，分別為淺部回風(fēng)斜井，深部西北部風(fēng)井，東南角風(fēng)井。具體見(jiàn)圖4-1-1。方案二：輔助提升立井同方案一布置在井田中央，在井田東南角煤層露頭處1100m高程沿煤層底板掘主斜井落底到780m水平，780m水平設(shè)井底車(chē)場(chǎng)，但不設(shè)長(zhǎng)距離運(yùn)輸大巷，780m水平斜井延深到480m水平，480m水平在煤層底板巖石中掘運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷。480m水平向上布置采區(qū)運(yùn)輸上山，輔助運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山，輔助運(yùn)輸上山布置在煤層底板巖石中，運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山布置在煤層中?；仫L(fēng)上山通達(dá)地面構(gòu)成回風(fēng)斜井。780m水平上山開(kāi)采，480m水平上山開(kāi)采，180m水平上下山開(kāi)采。井田布置三個(gè)風(fēng)井，分別為淺部回風(fēng)斜井，深部西北部風(fēng)井，東南角風(fēng)井。具體見(jiàn)圖4-1-2。方案三：主、副立井布置在井田中央，落底到460m，在480m開(kāi)掘第一水平運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中，480m水平在煤層底板巖石中掘暗斜井延深到180m水平，在180m水平布置運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中。在-100m布置-100m水平，180m水平和-100m水平通過(guò)巖石上下上連接。在-100m水平布置運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中。480m水平向上布置采區(qū)運(yùn)輸上山，輔助運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山，輔助運(yùn)輸上山布置在巖石中，運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山布置在煤層中。回風(fēng)上山通達(dá)地面構(gòu)成回風(fēng)斜井。780m輔助水平上山開(kāi)采，480m水平上山開(kāi)采，180m水平上山開(kāi)采，-100m水平上山開(kāi)采。井田布置三個(gè)風(fēng)井，分別為淺部回風(fēng)斜井，深部西北部風(fēng)井，東南角風(fēng)井具體見(jiàn)圖4-1-3。方案四：方案二：輔助提升立井同方案一布置在井田中央，在井田東南角煤層露頭處1100m高程沿煤層底板掘主斜井落底到780m水平，780m水平設(shè)井底車(chē)場(chǎng)，但不設(shè)長(zhǎng)距離運(yùn)輸大巷，780m水平斜井延深到480m水平，480m水平在煤層底板巖石中掘運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷。480m水平在煤層底板巖石中掘暗斜井延深到180m水平，在180m水平布置運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中。在-100m布置-100m水平，180m水平和-100m水平通過(guò)巖石上下上連接。在-100m水平布置運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷，兩條大巷均布置在煤層底板的巖石中。480m水平向上布置采區(qū)運(yùn)輸上山，輔助運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山，輔助運(yùn)輸上山布置在煤層底板巖石中，運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山布置在煤層中?；仫L(fēng)上山通達(dá)地面構(gòu)成回風(fēng)斜井。780m水平上山開(kāi)采，480m水平上山開(kāi)采，180m水平上山開(kāi)采，-100m水平上開(kāi)采。井田布置三個(gè)風(fēng)井，分別為淺部回風(fēng)斜井，深部西北部風(fēng)井，東南角風(fēng)井具體見(jiàn)圖4-1-4。圖4-1-1立井兩水平上下山方案圖4-1-2立斜副立兩水平上下山方案圖4-1-3立井三水平上下山方案圖4-1-4主斜副立三水平上下山方案圖4-1-5各方案對(duì)應(yīng)剖面圖1.主立（斜）井、2.副立井、3.回風(fēng)斜井、4.回風(fēng)立井、5.回風(fēng)立井、6.+780米輔助水平、7.+480米第一水平、8.+180米第二水平、9.-100米第三水平2.方案比較技術(shù)比較方案一和方案三比較，方案二和方案四比較，主要區(qū)別在于是否設(shè)-100m水平，方案一和方案二都沒(méi)設(shè)-100m水平，而是采用180m水平上、下山開(kāi)采，方案三和方案四都設(shè)有-100m水平，通過(guò)180m水平上山開(kāi)采，-100m水平也是上山開(kāi)采。下面對(duì)采用一個(gè)水平上、下開(kāi)采和采用兩個(gè)水平上山開(kāi)采作技術(shù)比較。上山開(kāi)采上山開(kāi)采時(shí)，煤矸石向下運(yùn)輸，運(yùn)輸容易，但從全礦來(lái)看，煤矸石在上山和井筒中的運(yùn)輸方向相反，存在折返運(yùn)輸。采區(qū)內(nèi)的誰(shuí)可以直接排入井底水倉(cāng)，排水系統(tǒng)簡(jiǎn)單。上山掘進(jìn)和通風(fēng)都比較簡(jiǎn)單。下山開(kāi)采下山開(kāi)采時(shí)，煤矸石在上山和井筒中的運(yùn)輸方向相同，沒(méi)有折返運(yùn)輸。下山采區(qū)的排水、掘進(jìn)、通風(fēng)都比上山開(kāi)采難度要大。下上開(kāi)采，可以充分利用原有的水平及設(shè)施，節(jié)省了開(kāi)拓工程量和建設(shè)費(fèi)用，延長(zhǎng)了水平服務(wù)年限。結(jié)合本礦實(shí)際，本礦煤層傾角小，瓦斯含量低，涌水量不大，下山開(kāi)采的缺點(diǎn)并不嚴(yán)重，而且本礦機(jī)械化水平高，通風(fēng)、排水、運(yùn)輸設(shè)備好，管理水平高，可以很好地解決下山開(kāi)采時(shí)的困難，而且運(yùn)煤采用膠帶運(yùn)輸時(shí)采用下山開(kāi)采，煤炭向上運(yùn)輸更為合適。另外，本礦井田深部的境界高低不一，設(shè)置開(kāi)采水平難度較大，不是很經(jīng)濟(jì)。本礦是大型礦井，為更好地實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)，采用上、下山開(kāi)采，減少開(kāi)采水平，有利于采掘接替，有利于集中生產(chǎn)，集中管理。綜上所述，本礦井深部選用一個(gè)水平上、下山開(kāi)采的方式，條件適宜，技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)節(jié)約。故優(yōu)先選著方案一和方案二。再將方案一和方案二比較，兩方案水平布置相同，上、下山及采區(qū)布置基本相同，主要區(qū)別在于方案一主、副立井的井筒布置，方案二采用的是主斜井、副立井的井筒布置?，F(xiàn)在將主井采用立井和斜井的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行粗略的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較。主井采用立井優(yōu)點(diǎn)：井筒布置在井田中央，有利于運(yùn)輸距離的均衡，開(kāi)采前期和后期運(yùn)輸距離差別不是太大，有利于礦井生產(chǎn)能力的穩(wěn)定。主井采用立井維護(hù)簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用極低。主立井可以同副立井布置在同一工業(yè)廣場(chǎng)，工業(yè)廣場(chǎng)井筒壓煤量相對(duì)于采用斜井分開(kāi)布置要少，主、副立井布置在一起有利于生產(chǎn)管理。缺點(diǎn)：主立井布置在井田中央，開(kāi)采前期運(yùn)輸距離較斜井運(yùn)輸前期距離要長(zhǎng)。立井的深度達(dá)620m，建設(shè)難度大，建設(shè)所需的裝備要求也較高，主、副立井同時(shí)開(kāi)工建設(shè)，管理難度、施工難度均很大，投資費(fèi)用也很大。主井采用斜井優(yōu)點(diǎn)：斜井沿煤層布置，可以在780m設(shè)第一水平，生產(chǎn)前期運(yùn)輸距離較短。斜井在運(yùn)輸方面裝備簡(jiǎn)單，可以適應(yīng)礦井生產(chǎn)能力的大幅提高。另外，斜井的施工工藝和建設(shè)難度都比立井要低，建設(shè)前期的管理難度要小，前期投入也較省，建設(shè)周期較短有利于礦井的建成投產(chǎn)，主斜井可以作為礦井安全出口。缺點(diǎn)：本井田的斜井初期較短，但是需要延深，總的來(lái)說(shuō)斜井的長(zhǎng)度偏大，采用斜井，生產(chǎn)前期和生產(chǎn)后期煤炭運(yùn)輸距離變化大，尤其是后期的運(yùn)輸距離達(dá)上萬(wàn)米，不利于生產(chǎn)能力的穩(wěn)定。生產(chǎn)期間，主斜井和副立井不在同一區(qū)域，生產(chǎn)調(diào)配和管理難度大。經(jīng)濟(jì)比較表4-1-2方案一費(fèi)用表方案一項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/元費(fèi)用/元基建費(fèi)

/萬(wàn)元表土段3491471474413610859主立井基巖段59587023463418表土段3576521729564132505副立井基巖段59671113959549表土段6401942411647803520風(fēng)井基巖段148510977562356立井井底

車(chē)場(chǎng)巖巷1004187441874004187400暗斜井巖巷1372481934002033400203暗斜井

井底車(chē)場(chǎng)巖巷804187433499203349920運(yùn)輸大巷巖巷1201318513825305138253051輔助運(yùn)輸

大巷巖巷1201.6318513827216238272162回風(fēng)大巷巖巷674.2318512147394421473944小計(jì)/萬(wàn)元12448生產(chǎn)費(fèi)

/萬(wàn)元系數(shù)煤量/萬(wàn)t提升距離/km單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元立井提升1.2482000.621.657377暗斜井提升1.2296001.370.4220438年涌水量

/m3排水距離

/km服務(wù)年限

/年單價(jià)/元費(fèi)用/萬(wàn)元立井排水14892000.6289.40.43302小計(jì)81117總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元93566百分比100%

表4-1-3方案二費(fèi)用表方案二項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/元費(fèi)用/元基建費(fèi)

/萬(wàn)元表土段15297824467308637000主斜井基巖段330248198190270表土段3576521729564132505副立井基巖段59671113959549表土段6401942411647803520風(fēng)井基巖段148510977562356立井井底

車(chē)場(chǎng)巖巷504187420937002093700暗斜井巖巷1372481934002033400203斜井

井底車(chē)場(chǎng)巖巷804187433499203349920暗斜井

井底車(chē)場(chǎng)巖巷804187433499203349920運(yùn)輸大巷巖巷1201.6318513827216238272162輔助運(yùn)輸大巷巖巷1201.6318513827216238272162回風(fēng)大巷巖巷674.2318512147394421473944小計(jì)/萬(wàn)元13079生產(chǎn)費(fèi)

/萬(wàn)元系數(shù)煤量/萬(wàn)t提升距離/km單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元斜井提升1.2482003.450.4283810暗斜井提升1.2296001.370.4220438年涌水量

/m3排水距離

/km服務(wù)年限

/年單價(jià)/元費(fèi)用/萬(wàn)元立井排水14892000.6289.40.43302小計(jì)107550總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元120629百分比1.289241271

表4-1-4方案三費(fèi)用表方案三項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/元費(fèi)用/元基建費(fèi)

/萬(wàn)元表土段3491471474413610859主立井基巖段59587023463418表土段3576521729564132505副立井基巖段59671113959549表土段6401942411647803520風(fēng)井基巖段148510977562356立井井底

車(chē)場(chǎng)巖巷1004187441874004187400暗斜井巖巷1372481934002033400203暗斜井

井底車(chē)場(chǎng)巖巷804187433499203349920運(yùn)輸大巷巖巷1201318513825305138253051輔助運(yùn)輸

大巷巖巷1201.6318513827216238272162回風(fēng)大巷巖巷1374.2318514376964443769644小計(jì)/萬(wàn)元14678生產(chǎn)費(fèi)

/萬(wàn)元系數(shù)煤量/萬(wàn)t提升距離/km單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元立井提升1.2482000.621.657377暗斜井提升1.2296001.370.4220438年涌水量/m3排水距離/km服務(wù)年限/年單價(jià)/元費(fèi)用/萬(wàn)元立井排水14892000.6289.40.43302小計(jì)81117總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元95795.14948百分比1.023828955

表4-1-5方案四費(fèi)用表方案四項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/元費(fèi)用/元基建費(fèi)

/萬(wàn)元表土段15297824467308637000主斜井基巖段330248198190270表土段3576521729564132505副立井基巖段59671113959549表土段64019424116403520風(fēng)井基巖段148510977562356立井井底

車(chē)場(chǎng)巖巷504187420937002093700暗斜井巖巷1372481934002033400203斜井

井底車(chē)場(chǎng)巖巷804187433499203349920暗斜井井底車(chē)巖巷804187433499203349920運(yùn)輸大巷巖巷12016318513827216238272162輔助輸大巷巖巷1201.318513827216238272162回風(fēng)大巷巖巷1374.318514376964443769644小計(jì)/萬(wàn)元15308生產(chǎn)費(fèi)

/萬(wàn)元系數(shù)煤量/萬(wàn)t提升距離/km單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元斜井提升1.2482003.450.4283810暗斜井提升1.2296001.370.4220438年涌水量

/m3排水距離/km服務(wù)年限

/年單價(jià)/元用/萬(wàn)元立井排水14892000.6289.40.43302小計(jì)107550總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元12285百分比1.313070226

表4-1-6方案費(fèi)用匯總表方案一方案二方案三方案四基建費(fèi)12488130791467815308生產(chǎn)費(fèi)8111710755081117107550總計(jì)9360512062995795122858百分比100%129%102%131%由上面的表格可以看出，方案一的總費(fèi)用最少，方案四費(fèi)用最高。雖然方案三的費(fèi)用和方案一的費(fèi)用差別不大，但本次經(jīng)濟(jì)比較未將上下、山運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用計(jì)算在內(nèi)，這樣就沒(méi)有考慮方案三的下山運(yùn)輸和斜井運(yùn)輸?shù)恼鄯颠\(yùn)輸費(fèi)用，由上列表格數(shù)據(jù)分析可以知道這部分折返運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用很大，故可以認(rèn)為方案一比方案三在經(jīng)濟(jì)上有明顯優(yōu)勢(shì)。根據(jù)上述技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較可以知道，主井采用方案一的優(yōu)勢(shì)較多，主要表現(xiàn)在基建費(fèi)用低，生產(chǎn)費(fèi)用低，礦井生產(chǎn)管理集中，便于調(diào)配，礦井生產(chǎn)穩(wěn)定，總體運(yùn)輸距離較短，前期和后期后期運(yùn)輸相對(duì)平衡，另外主井運(yùn)輸能力的提高也可以通過(guò)在建設(shè)初期為井筒和裝備留有一定富余解決。綜上所述，采用主、副立井加暗斜井延深的開(kāi)拓方案，即方案一。4.2礦井基本巷道4.2.1井筒礦井共有三個(gè)井筒，分別為主立井、副