1、前 言山西霍寶干河煤礦有限公司是山西焦煤霍州煤電集團公司和寶鋼貿易有限公司共同出資組建，井田位于霍西煤田萬安詳查勘探區東北部，山西省洪洞縣北部，汾河西岸的干河、平垣、小河村一帶，距洪洞縣城23km，其行政轄區大部分為洪洞縣堤村鄉，北部邊緣地帶屬于汾西縣團柏鄉，跨洪洞、汾西兩縣，第四系黃土大面積覆蓋，地形切割強烈，溝谷縱橫，地貌形態以黃土梁、塬、峁為特征，地勢西高東低，最高點位于區西北角井田邊界附近的黃土梁上，標高740m，最低點位于井田東南部汾河河谷中，標高510m，相對高差230m。區內以一條近東西向的黃土梁為地形骨架，南北兩側黃土沖溝發育，屬低山基巖黃土丘陵地貌。井田形態呈北東南西向長條形

2、分布，北東南西長約9km，北西南東寬約4km，面積為35.5599km2，礦井設計可采儲量為171.50Mt。其中山西組煤層60.81Mt，設計生產能力為210Mt/a，計算服務年限為58.3a。本區地屬溫暖帶季風型大陸氣候，四季分明，冬春季寒冷，夏秋季濕潤多雨；井田地震動峰加速度(g)為0.20，地震動(加速度)反應譜特征周期(sec)為0.35，地震烈度為8度。根據煤炭科學研究總院沈陽研究院提交的干河礦井一采區瓦斯基礎參數測定及瓦斯涌出量預測及山西省煤炭工業局的批復，礦井投產的上組煤首采區相對瓦斯涌出量為3.46m3/t，絕對瓦斯涌出量為16.03m3/min；礦井相對瓦斯涌出量為4.33

3、m3/t，絕對瓦斯涌出量為20.06m3/min。礦井為低瓦斯礦井；在4個鉆孔中對可采煤層做了煤塵爆炸性試驗，其結果各煤層均有爆炸性危險，火焰長度在60400mm，加巖粉量在7080%；在5個鉆孔中對可采煤層做了煤的自燃傾向性試驗，其結果各煤層屬不易自燃煤。本井田采用立井開拓，三個井筒（主立井、副立井和回風立井）均位于同一工業場地，相互間距90m左右。主立井井口標高+546.40m，井筒深度567.40m。裝備一對標準四繩20t箕斗，擔負礦井煤炭提升任務兼作進風井。敷設通訊、信號電纜。主立井表土及風化巖段深度為73m，采用鋼筋混凝土支護，支護厚度500mm，基巖段采用混凝土支護，支護厚度400

4、mm；副立井井口標高+546.40m，井筒深度589.40m。裝備一對1t礦車雙層四車罐籠（一寬一窄），擔負礦井矸石提升、材料設備下放、人員升降兼作進風井和安全出口。設有玻璃鋼梯子間，并敷設排水、壓風、消防灑水管路及動力、通訊、信號電纜。副立井表土及風化巖段深度為84.2m，采用鋼筋混凝土支護，支護厚度550mm，基巖段采用混凝土支護，支護厚度450mm；回風立井井井口標高+546.60m，井筒深度551.6m，作為礦井的專用回風井和安全出口。設有玻璃鋼梯子間?；仫L立井表土及風化巖段深度為73m，采用鋼筋混凝土支護，支護厚度550mm，基巖段采用混凝土支護，支護厚度450mm。3個井筒均采用普

5、通法施工，各井筒表土及風化巖段采用鋼筋混凝土井壁，基巖正常段為混凝土井壁。第一章 井田概況及地質特征§1 礦區概述一、地理位置及交通條件干河井田位于山西省洪洞縣北部，汾河西岸的干河、平垣、小河村一帶，距洪洞縣城23km，其行政轄區大部分為洪洞縣堤村鄉，北部邊緣地帶屬于汾西縣團柏鄉，跨洪洞、汾西兩縣。區內公路以團柏河東岸的洪洞汾西縣級公路為主，自東南向西北從井田東部通過，至下團柏村分為兩支，一路向西經溝底村、后義村可到汾西縣邢家要鄉，一路北上直達汾西縣城。區外有南同蒲鐵路及霍侯一級公路，位于井田東部邊界的汾河東西兩岸，鐵路沿線設有辛置、趙城、洪洞等站。由礦井工業場地跨團柏河沿洪（洞）汾

6、（西）公路向東南2.5km可接108國道，北上3km至辛置火車站。自礦井工業場地至團柏礦工業場地6km，有公路相通。礦井北距太原、霍州市分別為221km和12km，南距臨汾市、洪洞縣城分別為60km和15km，礦井交通運輸條件極為方便。礦井交通位置見圖1.1-1。圖1.1-1 礦井交通位置圖二、礦區電力供應基本情況礦井兩回電源采用35kV架空線路取自相距約3.77km的霍州煤電集團中煤電廠（3×12MW），電源可靠。三、礦區的水文簡介本區水源充足。礦井正常涌水量3600m3/d（一水平生產時），經不同程度處理后，可滿足礦井生產及消防用水。團柏河河谷地段淺層沙礫層水，富水性強、水質好，

7、開掘大口井，井深40m左右，水位埋深1015m，單井可提供100m3/h以上水量，可作為礦井建設初期用水水源及備用水源。做為永久性供水水源可選擇在下團柏斷層下盤的團柏河谷，這里正好接近郭莊泉的排泄區，開掘奧灰巖溶水，含水豐富，水質好，水位埋藏淺，一般在1020m，距礦井2.0km，是理想的供水水源。四、礦區的地形與氣象本區地處低山黃土丘陵區，四季分明，晝夜溫差較大。降水量316.7542.0mm，年平均降水量428.03mm，蒸發量1380.81820.6mm，年平均蒸發量1587.03mm，蒸發量大于降水量3.7倍，冬春少雨，夏末秋初雨水較大，且多集中在7、8、9三個月。年平均氣溫15.8，

8、結冰期在11月下旬至次年3月上旬，最大凍土深度為530mm。無霜期180天左右。夏季多東南風，冬季多西北風，最大風速18m/s，屬溫暖帶季風型大陸氣候。本區地震烈度為8度區。五、主要自然災害霜凍：本區地勢高寒，無霜期較長。據1975年來的資料，10年中有5年發生不同程度的凍災，平均兩年一遇。冰雹：冰雹是本區常見的一種局部性災害天氣，據氣象部門多年資料記載，洪洞縣境內平均每年發生冰雹災害1.4次，多發生在每年的59月，7、8、9三個月更為集中。干旱：干旱是本區主要自然災害之一，礦井所在堤村鄉素有“十年九旱”之稱。井田內無滑坡、泥石流等地質災害現象。六、礦區開發史及周邊小窯狀況干河井田地處新開發區

9、，由于煤層埋藏較深，達460m以上，至今無小煤窯開采。井田外團柏煤礦隔下團柏斷層與本井田為鄰。井田以北及西北為團柏煤礦。§2 井田地質特征一、地層本區大部被新生界地層覆蓋，僅在西部、西南部溝谷中自西向東依次零星出露上石盒子組下段、中段及上段地層。根據鉆孔揭露，將地層自下而上簡述如下：1奧陶系（O）區內地面未出露，鉆孔中一般只揭露其頂部520m。僅127號鉆孔及603號鉆孔揭露厚度較大，分別揭露奧灰116.21m和205.67m，其余探巖溶鉆孔揭露厚度100m左右。(1) 中統上馬家溝組（O2s）區內僅603號鉆孔揭露，但不完整，巖性為灰色白云質灰巖、泥質灰巖及石灰巖。(2) 中統峰峰

10、組（O2f）603號鉆孔揭露峰峰組厚度146.80m，巖性為灰色、深灰色塊狀石灰巖、泥質灰巖及石膏層。2石炭系（C）(1) 中統本溪組（C2b）本組地層自O2f古風化面至K1石英砂巖底，平行不整合覆蓋于中奧陶統峰峰組之上。厚度6.1723.50m，平均14.90m。由淺灰色鋁質泥巖、深灰色泥巖、粉砂巖、灰白色細粒砂巖及一層穩定的石灰巖和薄煤層組成。底部多為鋁質泥巖，具鮞粒，可見星散狀、結核狀黃鐵礦，其層位俗稱“山西式鐵礦”。中部以泥巖為主，夾薄層石灰巖和煤層，微觀鑒定石灰巖90%為泥晶方解石和9%的生物碎屑，其碎屑成分有：腕足類碎片及刺、瓣腮類、有孔蟲等。頂部多為泥巖、粉砂巖。從巖性、巖相及生

11、物化石組合分析，屬瀉湖海灣沉積，局部不穩定的泥炭、沼澤化環境。(2) 上統太原組（C3t）本組地層自K1砂巖底至K7砂巖底。厚度77.8099.66m,平均厚度87.91m。為本區主要含煤地層之一。巖性主要以灰黑色泥巖、粉砂巖、煤層及石灰巖為主，夾厚度變化較大的細中粒砂巖。據巖性組合及巖相特征將本組地層劃分三段：下段（C3t1）：K1砂巖底至K2石灰巖底。厚度17.7232.47m，平均24.57m。主要由石英砂巖、鋁質泥巖、粉砂巖及9、10、11號穩定可采煤層和02層薄煤層組成。底部中細粒石英砂巖（K1）呈灰白色、質密、堅硬、質純，孔隙式硅質膠結，具暗色泥質線紋顯示的斜層理及緩波狀層理，厚度

12、變化大，部分地段相變為粉砂巖。該砂巖上部的灰黑色泥巖、粉砂巖中含大脈羊齒、櫛羊齒等化石。中段（C3t2）：K2石灰巖底至K4石灰巖頂（或K5砂巖底）。厚度29.5135.85m，平均33.23m。巖性主要由三層石灰巖、泥巖、粉砂巖和薄層砂巖組成，夾一層不穩定局部可采的薄煤層（7下號）；底部K2為厚層狀含生物碎屑石灰巖，厚度1.2311.32m，平均9.11m。上部夾燧石條帶。鏡下鑒定泥粉晶基質和生物碎屑分別占8085%和1520%，基質中方解石含量達98%以上。生物碎屑主要有蜒、有孔蟲、腕足碎片、海百合莖和苔蘚蟲碎片等。K2石灰巖至K3石灰巖間夾泥巖、細粒砂巖及不穩定的薄煤層（8號），局部地段

13、（124號孔附近）砂巖相變為石英砂巖。K3石灰巖厚度變化不大，全區發育。K3K5砂巖間以泥巖為主，夾不穩定的粉砂巖、砂巖及7、7下號煤層，上部K4石灰巖發育不好，僅分布在井田西部和東北部，中部地段相變為粉砂巖。上段（C3t3）：K4石灰巖頂或（K5砂巖底）至K7砂巖底。厚度21.8040.67m，平均30.44m。以黑色泥巖、粉砂巖為主。夾薄層砂巖及海相泥巖，含14層不穩定的薄煤層（其中6號煤層為局部可采煤層）。底部K5砂巖主要由碎屑和填隙物組成，分別占80%、20%。填隙物以粘土雜基為主，約占80%以上，碳酸鹽膠結物少量、孔隙式膠結。局部K5砂巖相變為粉砂巖、泥巖?？傊?，本組地層沉積厚度有一

14、定規律，大致上以3勘探線為界，西部較厚為9099.66m，東部較薄為8090m，東南部701、702、120號鉆孔一帶最薄，為77.8080m。3二疊系（P）(1) 下統山西組（P1s）K7砂巖底至K8砂巖底，為本區主要含煤地層之一。與太原組地層整合接觸，厚度32.1247.22m，平均厚度40.18m。巖性以深灰色泥巖、粉砂巖和灰色、灰白色細中粒砂巖為主。含煤35層，其中1、2號煤層為分區穩定的大部可采煤層。本組厚度變化較大，東部西北及中南部相對較薄，西部、中北部及東南部702號、604號孔一帶較厚。K7砂巖為灰白色細中粒長石石英砂巖，厚0.6514.00m，平均6.59m。成分主要以碎屑和

15、填隙物構成，分別約占8085%和1520%。碎屑以石英為主，石英含量約占80%以上，長石約占1015%，多已高齡石化和絹云母化，含少量云母。膠結物以粘土雜基為主，占其總量的95%，結晶方解石約占5%左右。中細粒結構、滾園度和分選性較好，多呈次棱角狀，具大型斜層理，含泥質包裹體，厚度變化趨勢為北部、南部較厚，東、西部及中部較薄。(2) 下統下石盒子組（P1x）與下伏山西組地層整合接觸。由K8砂巖底至K10砂巖底，厚度平均90m，本組按巖性組合分為兩段：下段（P1x1）：由深灰色、灰色粉砂巖、泥巖及薄層細中粒砂巖間互成層組成，夾有13層不穩定的薄煤層，厚31.2046.95m，平均39.66m。本

16、段總的變化趨勢，西部厚，東部較薄。底部K8為中細粒長石石英砂巖，成分以石英為主，占碎屑的85%，長石占10%，含少量黑云母，分選中等，磨園中等好，多呈次園狀，孔隙式膠結，厚度09.94m，平均3.03m，局部相變為粉砂巖。上段（P1x2）：K9砂巖底至K10砂巖底，為灰色、灰綠色粉砂巖、泥巖和灰白色微帶綠色的細中粒砂巖互層。厚36.8076.30m，平均49.62m。本段頂部為一層穩定的鋁質泥巖，呈灰白色含紫色斑塊及鐵質鮞粒，俗稱“桃花泥巖”，為K10砂巖的輔助標志層。(3) 上統上石盒子組（P2s）與下伏下石盒子組地層成整合接觸。按巖性組合分為三段：下段（P2s1）：K10砂巖底至K12砂巖

17、底，據鉆孔揭露，厚度108.00194.90m,平均161.32m。K10砂巖為灰白色厚層中、粗粒砂巖，以石英為主，長石云母及綠色礦物次之，底部含礫石。鈣質膠結，分選中等，呈次棱角狀，直線型斜層理，厚1.3021.50m，平均6.90m。其上為灰綠色、紫紅色、灰黃色的粉砂巖、泥巖，夾數層灰綠色砂巖，中部夾灰及深灰色泥巖及粉砂巖條帶。中段（P2s2）：K12砂巖底至K13砂巖底。厚120.55185.60m,平均151.97m。巖性為灰紫色、紫紅色、灰綠色粉砂巖及泥巖互層，夾23層細粒砂巖。K12砂巖主為灰白色、灰綠色厚層狀中細粒砂巖底部含礫石。厚度1.2014.10m,平均4.57m。上段（P

18、2s3）：K13砂巖底至K14砂巖底。厚度81.8092.30m,平均84.30m。底部K13為灰綠色中粗粒砂巖,成分以石英為主，長石次之，底部含細礫，粘土質膠結，厚度0.9511.80m，平均5.17m。其上以紫紅色、黃綠色、灰綠色粉砂質泥巖、粉砂巖為主，間夾薄層黃綠色細粒砂巖。(4) 上統石千峰組(P2sh)本區地表未出露，僅在區西北部122、123、401、402號鉆孔中揭露，揭露厚度1020m。底部K14為灰綠色微含紫色細中粒砂巖，成分以石英為主，長石次之，粘土質膠結，分選中等，次圓狀，其上為紫紅色泥巖和灰綠色粉砂巖組成，裂隙中充填有次生石膏。4第三、四系（N、Q）(1) 第三系上新統

19、（N2）區內溝谷中零星出露，不整合覆蓋于不同時代的基巖之上。底部為半膠結的砂礫石，其上為棕紅色砂質粘土和泥質砂土。(2) 第四系（Q）更新統以黃土為主，出露于山坡、山梁之上。全新統以洪積沖積砂礫層為主，分布于團柏河之中，均不整合覆蓋于各時代地層之上。二、含煤地層本井田主要含煤地層為上石炭統太原組和下二疊統山西組，自上而下共含5（1、2、7下、9、11）層可采煤層。其中太原組下段的9號煤層屬不穩定的局部可采煤層； 11號煤層為本區主要穩定可采煤層；太原組中段的7下號煤層為不穩定的局部可采煤層。10號煤層硫份大于3為暫不利用煤層。山西組的1、2號煤層屬分區穩定（3勘查線以東）的大部可采煤層，是本井

20、田開采的主采煤層。三、井田內煤系地層的主要地質構造干河井田位于霍西煤田霍州礦區內，根據目前板塊構造研究成果，其大地構造處于華北板塊（級）山西過渡塊體（級），洪洞區塊（級）的北部，是臨汾運城裂陷盆地的組成部分。中生代的燕山運動在霍州礦區內形成的基本構造特征是斷裂發育，并伴有開闊的波狀起伏。1、斷層(1) 下團柏斷層位于井田北西部邊界，走向N60°E，傾向SE，為南東盤下降的正斷層，落差280350m，地表下盤自西向東依次出露P2s1、P1x2、P1x1、C3t3地層，上盤為黃土覆蓋，并有團-9和團-10、團-24和112、團-6和126、團-17和118號成對鉆孔控制。團-3號鉆孔中見

21、到K10下18m與奧陶系峰峰組底部地層接觸，落差350m。向北東沒入汾河。(2) 下張端斷層位于井田南東部邊界內側，走向N55°E，傾向SE，為南東盤下降的正斷層，落差30120m，自東向西逐漸增大。斷層北西側出露有P2s2、P2s3地層，南東側為黃土覆蓋，由9條地面電法剖面線及114和115號成對鉆孔控制。111、114、405、117、604、120號鉆孔控制其延展方向，向北東沒入汾河，區內延展長度7500m。下張端斷層為先期開采地段南東邊界，受電法剖面線和上述鉆孔控制、其擺動范圍已控制在80m之內，總述平面位置已控制。2褶曲（1）溝東計向斜位于井田北西部，軸部沿105、107、

22、110、112、401、601號鉆孔一線展布，區走向NE，北西翼受F1斷層和下團柏斷層影響，傾角912°，南東翼傾角57°，被新生界地層覆蓋，向西出井田在溝谷中有P2s2地層零星出露，向北東沒入汾河，區內延伸長9200m。該向斜受鉆孔控制，軸部位置基本確定。（2）五里莊背斜位于井田南西部，軸向N50°E，軸部沿下張端斷層北西側與斷層平行展布，向南西出井田延伸很遠，兩翼不對稱。北西翼傾角8°左右，南東翼受斷層影響傾角較大714°，軸部有上石盒子組地層零星出露和產狀控制，區內延伸約5000m。（3）小河背斜位于井田北東部小河村一帶，沿604、702

23、（南）、801（南）一線展布。走向北北東，西段北西西，兩翼不對稱。南東翼受斷層影響角度10°左右，北西翼傾角48°，區內延伸長3700m。地表被新生界地層覆蓋，向東出井田沒入汾河。該背斜受鉆孔控制，軸部位置基本確定。3陷落柱井田內大部被新生界地層覆蓋，地表及鉆孔未發現陷落柱。且從鉆孔資料分析奧灰巖溶不甚發育，反映O2f地下水活動性弱，陷落柱不易生成。但并不排除井田內有陷落柱存在，據北西界相鄰團柏煤礦調查資料陷落柱的發育密度為29.6個/km2，估計本區可能存在陷落柱，開采過程應引起注意。4巖漿巖本井田無巖漿巖活動?？傊?，全井田地層走向變化不大，產狀平緩，斷層稀少，褶皺寬緩，

24、陷落柱不發育，構造簡單，適宜于建設大型礦井。四、井田的水文地質及礦井涌水量概況（一）水文地質1、含水層 (1) 寒武系中統張夏組（2）巖溶含水層以厚層狀鮞狀灰巖，白云巖為主，分布呂梁山區，在關王廟一帶及其以南寒武系地層大面積出露，厚62148m，地表構造裂隙發育，光華河各水源井巖溶發育與奧灰混合抽水，單位涌水量6.82142.12L/s.m，屬富水性較強巖溶含水層。(2) 奧陶系（O）巖溶含水層該巖層為本區的主要含水層系。下統（O1）包括冶里組與亮甲山組，分布地段與張夏組基本相同，以白云巖為主，夾竹葉狀白云巖、泥質白云巖及灰質白云巖，裂隙不發育，可視為隔水層。中統（O2）包括下馬家溝組（O2x

25、）、上馬家溝組（O2s）及峰峰組（O2f）。主要含水層為上馬家溝組：主要分布呂梁山復背斜東翼，以南北向條帶狀出露靈石南及汾河河床出露，一般底界普遍可見一層分選磨園良好的石英砂巖，其上為白云質泥灰巖呈角礫狀，厚2030m，中部以厚層狀白云質灰巖，厚50m，上部為中厚層石灰巖與薄層白云質泥質灰巖、泥灰巖互層，厚2050m，含水豐富，單位涌水量53.5440.0013.88L/s.m。中統峰峰組分布范圍與上馬家溝組基本相同，下段為角礫狀白云質灰巖、泥灰巖，常夾透鏡或似層狀石膏，厚5080m，上段為角礫狀石灰巖或白云質灰巖，厚5080m，巖溶裂隙發育，鉆孔單位涌水量1060L/s.m。(3) 石炭系上

26、統太原組石灰巖（K4、K3、K2）溶隙含水層該組三層石灰巖較穩定，其中K2為穩定層，一般厚614m，分布廣泛，由于補給面積較小，多與奧灰含水層發生水力聯系，成為較強含水層，白龍井田單位涌水量0.9723.156L/s.m。(4) 石盒子組砂巖裂隙含水層組砂巖含水層較穩定，發育數層，巖性為黃綠色、灰色、厚層狀、中粗粒石英長石砂巖，埋藏淺時，風化裂隙發育，大氣降水補給條件好，可在地形條件適宜的情況下，以泉的形式排泄，一般不易形成豐富的含水層。(5) 第四系（Q）孔隙潛水含水層組為砂礫孔隙潛水，主要分布于各溝谷和河床底部，以砂礫石為主要含水層，富水性視分布位置和厚度不同而有很大差異，在汾河則成為富水

27、區段，單位涌水量為2.0388.1L/s.m，而在山區因厚度變薄，含水性明顯減弱，一般只能做小型供水水源由居民飲用。2、隔水層(1) 太古界、元古界變質巖構成寒武、奧陶系碳酸鹽巖溶含水層的隔水基底。(2) 石炭系中統本溪組1645m，由泥質巖類不穩定的薄層砂巖和灰巖組成，裂隙、巖溶不發育，具有良好的隔水性能，成為奧灰含水層與可采煤之間的主要隔水層。(3) 石炭、二疊、三疊系中較厚且穩定的泥巖及裂隙不發育的砂巖為各含水層間的隔水層。（二）礦井涌水量根據井田水文地質條件及充水因素，1、2號煤層充水含水層K8砂巖抽水試驗為簡易抽水，水文地質參數準確性差。因此，上組煤礦井涌水量預算，利用與本井田相鄰水

28、文地質條件相似的團柏礦井資料，用比擬法計算；下組煤層選用解析法中的“大井法”對首采區礦井涌水量預算。計算結果：1、2號煤層礦井正常涌水量為3050m3/d（127m3/h），最大涌出量為6050m3/d（252m3/h）；下組煤層礦井正常涌水量為4900m3/d（204m3/h），最大涌出量為8640m3/d（360m3/h）。§3 煤層的埋藏特征一、煤層11號煤層位于山西組上部，上距K8砂巖平均12.58m，下距2號煤層0.7013.89m，平均間距7.30m。南東部與2號煤層合并，北及西部成為獨立煤層。該煤層厚度0.002.17m，平均0.95m，一般不含夾矸，(僅在區北東部5勘

29、查線501、116、團-6號鉆孔號含一層夾矸，夾矸巖性為泥巖)，結構簡單。頂板巖性主要為中、細粒砂巖，局部為泥、粉砂巖；底板巖性以泥巖、粉砂巖為主，僅西部109、110、122號鉆孔一帶為細粒砂巖。1號煤層可采范圍成片面積較大，可采面積17.194km2，占48.4%；分布在井田北中部南西部及北西部。1號煤層厚度東部較西部為厚，靠近1、2號煤層合并區附近發育較好，厚度1.052.03m，平均1.56m，大部不含夾矸，結構簡單，穩定可采；西部3勘查線以西煤層較薄，可采范圍內0.701.38m，平均0.81m，結構簡單。全井田1號煤層總述屬大部可采的較穩定煤層，基本以3勘查線為界，以東屬穩定可采煤

30、層。22號煤層位于山西組中部，上距1號煤層0.7013.89m，平均間距7.30m，自南東向北西間距逐漸增大。煤層厚度0.305.35m，平均厚度2.15m。根據1號、2號煤層間距變化，以兩煤層間距0.70m為界在相鄰鉆孔之間采用插點法作出1、2號煤層分叉合并線，將2號煤層劃分為合并、分叉兩個區，合并分叉界線大致為鉆孔119、701、602、J-2、J-1、W-1、404、405、114、111連線。合并區內煤層厚3.205.35m，平均4.09m，變異系數13%；可采系數100%，含12層夾矸。頂板以粉砂巖、泥巖為主，其次為中、細粒砂巖；底板以粉砂巖、泥巖為主，局部為細粒砂巖。分叉區內煤層厚

31、0.302.31m，平均1.43m，變異系數為36%，可采系數90%，分叉后的2號煤層大部不含夾矸，局部含1層夾矸。頂板以泥巖、粉砂巖為主，局部（402、123、113號孔一帶）為中、細粒砂巖；底板以粉砂巖為主,局部（區西部109、111、W-2、113號孔一帶）為細粒砂巖?？偸?，2號煤層厚度大，層位穩定，結構簡單，厚度變化規律明顯，呈現為從北到南、由西至東逐漸變厚的趨勢。2號煤層可采范圍面積25.260km2，占71%，全井田綜合評價屬大部可采的較穩定煤層。基本以3勘查線為界,以東分叉區厚度1.502.00m左右，合并區煤層較厚，分別自北東和南西向中部增厚，故3勘查線以東屬穩定可采煤層。37

32、下號煤層位于太原組中段中部K3石灰巖之上，上距2號煤層38.7871.77m,平均間距58.84m。厚度0.001.25m，平均厚度0.68m，厚度變異系數為27%；可采系數為47%。一般不含夾矸，結構簡單(井田外個別點含一層夾矸)。頂板泥巖為主，粉砂巖次之；底板鋁質泥巖為主，粉砂巖、泥巖次之。7下號煤層可采范圍主位于北西部及中部局部，可采邊界極不規則，可采面積17.283km2，占48.6%。總之，7下號煤層0.70m可采邊界極不規則，屬不穩定的局部可采煤層。49號煤層位于太原組下段頂部，上距7下號煤層15.6629.19m，平均間距23.04m，厚度0.602.20m，平均厚度1.03m。

33、厚度變異系數為23%，厚度可采系數為100%。不含夾矸，結構簡單，頂板為K2石灰巖，底板為灰黑色粉砂巖，局部為泥巖。9號煤層厚度全井田可采，井田內402號孔最厚達2.20m，井田內109號鉆孔最薄為0.75m，北東部北西界外團-17最薄0.60m，其余厚度變化不大，基本為1.00m左右。9號煤層雖厚度全井田可采，但硫分小于3%的可采面積18.06km2，占50.9%。其余屬硫分大于3%的范圍，且硫分大于3%的界線不規則，故全井田9號煤層屬局部可采的不穩定煤層。510號煤層位于太原組下段上部，上距9號煤層0.703.95m，平均間距2.05m，煤層厚度1.833.01m，平均2.50m。厚度變異

34、系數11%；厚度可采系數100%。一般含夾矸01層，以泥巖為主，局部含2層，結構簡單。頂板粉砂巖為主，泥巖次之，底板粉砂巖、泥巖為主，偶為細粒砂巖。10號煤層厚度全井田可采，厚度變化總的趨勢為南東部較薄，向北、向西厚度增大，最厚點（109號孔）3.01m，位于井田南西部，最薄點120號孔1.83m位于井田北東部之南東界內側?？傊?0號煤層厚度全井田可采，結構簡單，厚度變化具規律性，但硫分均大于3%，屬不可采煤層。二、煤層圍巖性質山西組主要可采煤層是1、2號煤層，在井田東南部合并為2號煤層。1號煤層直接頂板多為細、中砂巖，占55%，抗壓強度2553.8MPa，抗拉強度3.003.62MPa；泥

35、巖占28%，抗壓強度9.321.2MPa；粉砂巖占17%，抗壓強度20.728.1MPa。據生產礦井調查，頂板為中等冒落，較好管理。因此，1號煤層頂板應屬中等穩定類型。1號煤層底板多為泥巖、炭質泥巖，占66%，抗壓強度9.314.2MPa；其次為粉砂巖、砂巖，抗壓強度10.013.6MPa，應屬不穩定類型。2號煤層直接頂板巖性多為泥巖，占50%，抗壓強度3.116.7MPa，老頂多為細、中粒砂巖，其次直接頂板為細、中砂巖和粉砂巖，抗壓強度15.539.5MPa。因此，頂板應屬不穩定中等穩定類型。2號煤層底板巖性多為粉砂巖，占66%，抗壓強度15.527.2MPa，抗拉強度1.092.39MPa

36、，其次為細、中粒砂巖，抗壓強度12.343.0MPa。因此，底板應屬中等穩定類型。三、煤的特征及工業用途1號煤層：屬低灰、特低硫低硫、特低磷低磷、強特強粘結性、高熱值的1/3焦煤和氣肥煤及氣煤。是很好的煉焦用煤。2號煤層：屬低灰、特低低硫、特低低磷、強特強粘結性、高熱值的1/3焦煤。是很好的煉焦用煤。7下號煤層：灰分屬低灰煤；硫分屬中高硫煤；磷以低磷煤為主，其次特低磷；屬特低中高熱值煤、特強粘結性的氣肥煤和肥煤。一般作動力用煤,但可適當作煉焦配煤。9號煤層：屬特低灰、高硫、特低低磷、特高熱值、特強粘結性的肥煤，可做動力用煤。10號煤層：屬低灰、高硫、特低低磷、高熱值、特強粘結性的肥煤和氣肥煤，

37、可做動力用煤。四、瓦斯、煤塵及煤的自然發火期（一）瓦斯本井田在16個鉆孔中采取1、2、9、10、11號煤層瓦斯樣共62個，做了瓦斯鑒定，其中4個孔為詳查孔，12個孔為勘探孔，布置較合理，對全井田煤層在傾向上的瓦斯含量及分布得到一定控制。據測試煤層中甲烷含量介于02.52ml/g可燃值，基本上屬瓦斯風化帶。隨著煤層埋深的加大，瓦斯反而有降低的趨勢，這可能與本井田的構造有關。2號煤層瓦斯含量高于其它煤層，最高孔為109號孔，CH4含量為2.52ml/g可燃值，11號煤層瓦斯含量最低。1號煤層除403號孔CH4成分占到21.51%外，其余均小于10%，平均2.62%，屬CO2N2帶。2號煤層CO2N

38、2帶分布于區的中東部，N2CH4帶及CH4帶分布于區的西部。9號、10號煤層瓦斯屬CO2N2帶。11號煤層除J-1號孔CH4成分占到11.47%外，其余均小于10%，平均僅0.91%，屬CO2N2帶。（二）煤塵及煤的自然發火期本井田在4個鉆孔中對可采煤層做了煤塵爆炸性試驗，其結果各煤層均有爆炸性危險，火焰長度在60400mm，加巖粉量在7080%有爆炸性危險。本井田在5個鉆孔中對可采煤層做了煤的自燃傾向性試驗，其結果各煤層屬不易自燃煤。但在煤炭開采過程中，一定要提高安全生產意識，隱患是隨時存在的，應采取一系列防范措施。第二章井田境界與儲量§1 井田境界根據國土資礦劃字2007014號

39、礦區范圍批復，干河井田北西以下團柏斷層為界，與團柏礦緊鄰，南東至下張端斷層，南西為汾西縣申村東界起往南東至104號詳查鉆孔北東750m，北東到汾河最高洪水位線。礦區范圍由7個座標點控制，開采標高350m至-200m。其拐點座標見表干河井田境界拐點座標一覽表拐點編號緯距（X）經距（Y）備注1403830037552900240407603755841034040314375585964404160037561440540398003756250064038500375619007403397837555170井田形態呈北東南西向長條形分布，北東南西長約9km，北西南東寬約4km，面積為35.55

40、99km2。井田的水平面積按下式計算：SH×L （公式2.1）式中： S井田的水平面積，m2； H井田的平均水平寬度，m； L井田的平均走向長度，m；則井田的水平面積為：S=9 × 4=35.5599km2§2 地質儲量的計算全井田1、2、7下、9、11號煤層共獲得資源量313.06Mt（其中QF26.83Mt，QM0.08Mt，FM27.50Mt，1/3JM258.65Mt）。其中探明的資源量（331）90.60Mt（QF0.96Mt，1/3JM89.64Mt），占29.0%；控制的資源量（332）77.65Mt（QF2.40Mt，1/3JM75.25Mt），推

41、斷的資源量（333）144.81Mt（QF23.47Mt，QM0.08Mt，FM27.50Mt，1/3JM93.76Mt），探明的（331）+控制的（332）資源量168.25Mt，占53.8%。煤層面積(km2)資 源 量 (Mt)備注331332333小計116.5996.90 5.72 15.55 28.17 223.2935.49 11.81 30.54 77.84 小計42.39 17.53 46.09 106.01§3 可采儲量的計算一、工業資源/儲量地質資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經分類得出的經濟的基礎儲量111b和122b、邊際經濟的基礎儲量2M1

42、1和2M22，連同地質資源量中推斷的資源量333的大部分，歸類為礦井工業資源/儲量。即扣除了331、332儲量中的次邊際經濟的資源量2S11、2S22。礦井工業資源/儲量按下式計算：礦井工業資源/儲量111b122b2M112M22333k式中k為推斷的資源量333的可信度系數，根據本井田地質構造及各可采煤層賦存情況，設計1、2號煤層取0.9。經計算，礦井工業資源/儲量為101.40Mt。二、設計資源/儲量礦井工業資源/儲量減去設計計算的斷層煤柱、河流煤柱、井田境界煤柱和地面建筑物、構筑物等永久保護煤柱損失量后的資源/儲量為礦井設計資源/儲量。經計算，本井田去除斷層、井田境界和地面建筑物、構筑

43、物等永久保護煤柱后，礦井設計資源/儲量為68.34Mt。礦井設計可采儲量為礦井設計資源/儲量減去工業場地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區回采率。即：礦井設計可采儲量礦井設計資源/儲量工業場地和主要井巷煤柱煤量開采損失采區回采率：根據設計布置，2號煤層采區回采率為80%。經計算，礦井設計可采儲量為5214Mt。第三章 礦井工作制度及生產能力§1 礦井工作制度礦井設計年工作日330d，每天四班工作（三個班生產，一個班檢修），日凈提升時間16h。§2 礦井生產能力及服務年限礦井設計生產能力為210Mt/a。一、確定依據煤炭工業礦井設計規范第條規定，礦井設計生產能力應根據資源條件、開

44、采條件、技術裝備、經濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經多方案比較優化確定。礦區規?？梢罁韵聴l件確定：1、資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富應加大礦區規模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，儲量有限則不能將礦區規模定的太大。2、開發條件：包括礦區所處的地理位置、交通條件、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動力來源等，條件好者應加大開發強度和礦區規模；否則應縮小規模。3、國家需求：對國家煤炭需求量的預測是確定礦區規模的一個重要依據。4、投資效果：投資少、工期短、生產成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區規模，反之，則縮小規模。二、礦井設計生產能力1、本井田煤層儲量十分豐富，賦存以穩定、較穩定型為主

45、，傾角一般為3°6°，非常適宜綜合機械化開采，宜建設現代化大型礦井。2、井田內地質構造簡單，以寬緩的褶曲為主，斷層、陷落柱稀少，無巖漿巖侵入。井田內水文地質條件簡單。適合建設大型礦井。3、2號煤為屬低灰、特低低硫、特低低磷、強特強粘結性、高熱值的1/3焦煤。是很好的煉焦用煤，其社會經濟效益顯著。為此，從礦井資源條件、煤層開采技術條件和煤的加工利用以及煤炭外運條件和可研批復等方面綜合考慮，礦井年設計生產能力確定為210Mt/a。三、礦井服務年限礦井計算服務年限為58.3a。礦井及水平服務年限均按下式計算：a-煤礦剩余服務年限G-煤礦核定能力時上年末礦井煤層可采儲量，15916

46、萬tA-煤礦核定生產能力，210萬tKB-儲量備用系數，取1.3通過上式可以得出：以年產210萬t計，可采期58.3年。參照表3.1礦井服務年限符合煤炭工業設計規范要求。表3.1 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限礦井設計生產能力（萬t/a）礦井設計服務年限（a）第一開采水平服務年限（a）煤層傾角25°煤層傾角25°45°煤層傾角45°600及以上8040300500703512024060302520459050252015930各省自定四、井型校核按礦井實際煤層開采能力、輔助生產能力、儲備條件及安全條件因素對井型進行校核。1、煤層開采能力井田內

47、1#、2#合并煤層平均厚度4.2米，賦存穩定，厚度變化不大，可以布置一個工作面保產。2、輔助生產環節的能力校核礦井設計開拓方式為雙立井單水平開拓，主立井采用箕斗提升、副立井采用罐籠提升，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型要求。3、通風條件的校核礦井煤塵無爆炸性危險性，瓦斯涌出量效，屬于低瓦斯礦井。設計生產能力與整個礦井的工作儲量相適應，保證有足夠的服務年限滿足煤炭工業礦井規范設計規定要求。第四章井田開拓§1 井田開拓方式的確定一、井筒位置、形式、數目及通風方式（一）井筒位置、形式及數目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，平硐最簡單，斜井次之，立井最復

48、雜。平硐開拓受地形條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區，且便于布置工業場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類型水平服務年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少，地面工業建筑井筒裝備、井底車場及硐室都比較簡單，井筒延伸施工方便，生產干擾少，不易受底板含水煤層的威脅；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以作為安全出口，井下一旦發生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質等自然條件的限制。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提

49、升能力大，對輔助提升特別有利，井筒通風斷面大，可以滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓特別有利；當表土層為富含水的沖積層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的能兼顧井田淺部和深部不同產狀的煤層。2、井筒位置的確定原則有利與第一水平的開采并兼顧其他水平，有利與井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少；有利與首采區布置在井筒附近的富煤階段，首采區少遷村莊或不遷村莊；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較軟弱巖層。工業廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山，低洼和采空區，不受崖崩滑坡和洪

50、水威脅。距水源電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理礦井采用立井開拓方式，初期在工業場地內布置三個立井井筒，即主立井、副立井和回風立井，其中主立井、副立井井筒直徑分別為5.5m和6.5m，井口標高均為+546.4m，回風立井井筒直徑為6.5m，井口標高為+546.6m。（二）通風方式根據開拓部署，礦井采用主、副立井進風，回風立井回風的通風方式。主扇的工作方式采用抽出式。二、開拓方案1、提出方案根據以上分析，提出以下四種技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一；立井單水平開拓主、副井井筒均為立井，布置在井田中央，只設一個 水平。由于輔助運輸采用無軌膠輪車，爬坡能力強。大巷布置在煤層中，沿底板掘進

51、。方案二；主斜副立單水平開拓斜井提煤運輸能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。大巷布置在煤層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷。2、技術比較以上分析以上所提出的三種方案大巷及水平數目都相同，區別在于井筒形式和井筒位置不同及部分基建、生產費用不同。方案一、二主井井筒立井形式不同。方案一主井為立井，開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質等自然條件的限制，主要缺點是井筒施工技術復雜需要設備多，要求有較高的技術水平，掘進速度慢，基建投資大；方案二主井為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，有相當大的提升能力，但是施工時間長，減小慢，優點不突出，而立井的提升能力大的特點

52、很適合200萬噸的大型礦井的需要。經過以上技術分析、比較在結合粗略估算結果在方案一、二中選擇方案一。各方案粗略估算費用表 單位：萬元項目方案一立井單水平開拓方案二主斜副立單水平開拓基建費用主井開鑿435×0.8234358.18主斜井開鑿1400×0.255357.00副井開鑿435×1.06747464.36副立井開鑿435×1.06747464.36井底車場1200×0.1481×1.05186.72井底車場110×0.14819×1.05171.16小計1009.26小計992.52生產費用立井提升1.2&#

53、215;696528.6×0.29×0.9213603.31斜井提升1.2×696528.6×1.0521×0.2211800.41排水680×24×365×82.92×0.178×10-45363.05排水680×24×365×82.92×0.178×10-45363.05大巷運輸1.2×1.6×348264.3×0.088×(1.060.91)7071.26大巷運輸1.2×1.6×3

54、48264.3×0.088×(1.060.91)7071.26小計26037.62小計24234.72合計費用21046.88費用25227.24百分率107.21%百分率100 %全井田劃分為一個開采水平，主要開采山西組煤層，水平標高+80m，采用立井開拓，見效快，成本低。三、運輸和回風大巷位置的確定（一）大巷布置根據煤層賦存情況及井田形狀，本設計提出兩種開拓方案方案一：在井田中部東西方向開掘三條大巷即運輸大巷、軌道大巷、回風大巷，在井田中西部開掘上下山，分采區進行長壁式開采。方案二：在井田南部邊界沿東西方向開掘運輸大巷、軌道大巷、回風大巷，條帶式布置工作面。（二）開拓方

55、案的技術比較方案比選：方案一的優點：1、充分利用已掘的巷道，建井工期短，投資見效快。2、采動影響小，工作面接替容易。3、后期開采傾斜煤層較容易。4、煤炭損失小。方案一的缺點：前期開采多掘三條上下山方案二的優點：1、條帶式開采，巷道布置簡單2、后期開采傾斜煤層開拓工程量少方案二的缺點：1、回采巷道教方案一少約500m2、不能對井田內賦存煤層進行充分開采3、單翼開采，工作面接替較困難4、后期開采通風路線長，通風阻力大（三）開拓方案經濟比較經計算，采用方案二比方案一礦井前期新增費用約1500萬元，機電運營費用還要略高。綜合以上多方面的考慮，認為方案一從總體上來說是比較適合礦井生產實際的，故確定方案一為這次設計的推薦方案。設計主立井只設一個裝載水平，一水平采用下裝式，二水平采用上裝式，副立井采用直接延伸?？紤]到二水平距一水平距離僅95m，為了給礦井后期開采太原組煤層創造有利條件，因此，副立井和回風立井均一次延伸到二水平，避免水平延伸時影響礦井正常生產。根據井田開拓布置，設計在井田中部沿煤層走向布置3條大巷，即膠帶輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風大巷。三條大巷水平間距為30m。+80m水平膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷布置在2號煤層中，其中膠帶輸送機大巷沿2號煤