采矿工程毕业设计（论文）赵庄四矿3.0Mta新井初步设计.doc

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1、中文题目：赵庄四矿3.0Mt/a新井初步设计外文题目：THE NEW SHAFT DESIGN OF ZHAOZHUANG NO.4MINE(3.0MT/A)毕业设计（论文）共126页（其中：外文文献及译文19页） 图纸共4张 完成日期 2012年6月 答辩日期 2012年6月摘要赵庄四矿拥有四层可采煤层，煤层和煤厚分别是2#(5)、3#(5)、8#(2.5)、15#(4.5)。煤层南北走向约为4100m，东西倾向约为3700m，井田面积约为15km2。平均倾角为6度。工业储量为3.59亿t，设计储量为3.42亿t，可采储量为2.35亿t。本设计从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采

2、煤方法等各个环节进行了详细的叙述，设计严格遵守设计规范和煤矿安全规程，整个矿井采用了先进的皮带运输，提高了运输能力，为矿井的增产打下了良好的运输基础。采煤方法采用走向长壁综合机械化采煤方法。工作面支护方式为液压支架支护方式，端头支护采用端头支架。本设计采用立井单水平上下山开拓，主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升，大巷采用集中布置。通风方式为中央并列式。本次设计是赵庄四矿新井设计，地质资料都是在实习矿上搜集的，在指导教师的指导下，并合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料和文献，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。关键词：煤矿开采；开拓布置；运输；开采方式；通风AbstractZha

3、ozhuang mine has a four-story coal layer, coal seams and coal thickness, 2 (5), 3 (5), 8 (2.5), 15 # (4.5). Seam north-south is about 4100m, something tendency of about 3700m, Ida area of approximately 15km2. The average inclination of 6 degrees. Industrial reserves of 359 million tons, the design r

4、eserves of 342 million tons, recoverable reserves of 235 million tons. The design from all aspects of mine development, mining, transport, ventilation, upgrade and face mining methods were described in detail, designed in strict compliance with design specifications and the Coal Mine Safety Regulati

5、ons , the entire mine employs advanced belt transportation, increasing the transport capacity of the yield of the mines laid a good transport infrastructure. Mining Longwall mechanized mining method. Face support for hydraulic support to end support to end bracket. This design uses a vertical shaft

6、single-level down to open up the main shaft skip hoisting, auxiliary shaft cage hoisting the roadway centralized layout. Ventilation for the central parallel. This design is zhaozhuang four mine design of new wells, and geological data are collected in the practice mine, under the guidance of the in

7、structor, and rational use of the knowledge accumulated in the usual class, find the relevant information and documentation, and strive to design a high-yield, efficient, safe, modern mine.Key words: Coal mining; Development arrangement; Transport; Mining methods; Ventilation 目录前言11井田概况及地质特征21.1 井田位

8、置、范围和交通条件21.1.1 井田位置和范围21.1.2 交通条件21.2 自然地理21.2.1 地形地貌21.2.2 水系31.2.3 气象31.2.4 地震31.3 井田内及周边煤矿31.4 矿井地质41.5 煤层质量及煤层特征51.5.1 煤层51.5.2 煤质61.6瓦斯、煤尘和煤的自燃81.6.1 瓦斯81.6.2 煤尘爆炸危险性101.6.3 煤的自燃倾向性101.6.4 地温地压102 井田境界及储量112.1 井田境界112.1.1 井田境界112.1.2 边界煤柱留设112.1.3 论述所定边界的合理性112.2 井田的储量122.1.1 井田储量的计算原则7122.2.2

9、井田的工业储量122.2.3 矿井的设计储量132.2.4矿井的设计可采储量133 矿井设计生产能力及服务年限及一般工作制度153.1 矿井年产量及服务年限153.1.1 矿井年产量153.1.2 矿井的服务年限163.1.3 矿井的增产期和减产期，产量增加的可能性163.2 矿井的一般工作制度174 井田开拓184.1 井筒形式及井筒位置的确定184.1.1 确定开拓方式的主要依据184.1.2 开拓方式的确定原则184.1.3 井筒形式的选择194.1.4井筒数目的确定194.1.5 井筒位置的确定194.2 开采水平的设计234.2.1 水平划分的原则234.2.2 水平划分的依据234

10、.2.3水平高度的确定244.2.4设计水平储量及服务年限254.2.5 大巷位置264.2.6 大巷的数目264.2.7 大巷运输方式264.2.8 大巷的用途及规格274.3 盘区划分及开采顺序294.3.1 盘区形式及尺寸的确定294.3.2 盘区划分的合理性304.3.3 开采顺序314.4 开采水平、回风水平及井底车场324.4.1 开采水平和回风水平324.4.2 井底车场形式、线路布置及通过能力324.4.3 硐室位置、规格尺寸及支护方式334.4.4井底车场工程量364.5 开拓系统综述364.5.1 系统概况364.5.2 开拓系统中的井巷系统364.5.3 通风系统364.

11、5.4 运输系统364.6移交生产时井巷的开拓位置、初期工程量375 盘区巷道布置385.1设计盘区的地质概况及煤层特征385.1.1 盘区在矿井中的位置及界限385.1.2 邻区开采情况、煤层的赋存情况385.1.3 盘区范围及工业储量385.1.4 盘区生产能力及服务年限395.2 盘区形式405.2.1 采区形式的确定405.2.2 盘区形式、主要大巷的数目、位置及用途405.3 盘区区段划分、盘区巷道布置405.4 盘区车场及硐室415.4.1 盘区车场415.4.2 采区硐室415.5 采区生产系统415.5.1 采准系统415.5.2 通风系统425.5.3 运输系统425.5.4

12、 排水系统425.6 盘区开采顺序425.7 盘区巷道断面尺寸，支护方式，盘区准备工程量435.8 盘区的巷道掘进率、采区回采率455.8.1盘区的巷道掘进率455.8.2 盘区回采率466 采煤方法486.1 采煤方法的选择486.1.1选择采煤方法一般应遵循的原则：486.1.2 选择采煤方法的影响因素486.1.3 选择的要求486.1.4 采煤方法的确定496.2 主采层的煤层赋存条件、煤层结构及围岩条件496.3工作面长度的确定496.3.1 按通风能力条件校验496.3.2 按采煤机能力校核工作面长度506.3.3 按刮板输送机能力校验工作面长度516.4 采煤机械的选择和回采工艺

13、的确定516.4.1 采煤机械的选择516.4.2 回采工艺的确定536.4.3工作面布置566.5 循环方式的选择及循环图表的编制566.5.1循环方式的确定566.5.2 循环图表的编制576.5.3 工人出勤表576.5.4 机电设备586.5.5技术经济指标597 建井工期及开采计划617.1建井工期及施工组织设计617.1.1 施工队伍的人员配备617.1.2 建井工程量617.1.3 井巷施工的机械化程度及施工速度637.1.4 工程排队及施工组织排队647.1.5建井工期及工程排队647.2 开采计划657.2.1 开采顺序657.2.2 开采计划658 矿井通风678.1 概述

14、678.2 矿井通风方式与通风系统的选择8678.2.1 通风方式的选择688.2.2 通风方法的选择688.3 总风量的计算与风量分配698.3.1 矿井总通风量的计算698.3.2 回采工作面所需风量总和Qc计算698.3.3 掘进工作面所需风量总和Qj计算718.3.4硐室所需风量总和Qd计算728.3.5 其他地点所需风量Qq计算738.3.6 矿井总风量Q计算738.3.7 风量的分配738.4 矿井总风压及等积孔的计算748.4.1 计算的原则748.4.2 计算的方法748.4.3 计算等积孔758.4.4 矿井通风容易、困难时期工作面758.5 通风设备的选择798.5.1 对

15、矿井主要通风设备的要求798.5.2 矿井主要扇风机的选型计算798.5.3 电动机选择808.5.4 总耗电量及吨煤耗电量818.6 矿井灾害防治综述818.6.1 井底火灾及煤层自然发火的防治措施9818.6.2 预防煤尘爆炸措施828.6.3 预防瓦斯爆炸的措施828.6.4 防水828.6.5 避灾路线839 矿井运输与提升849.1 概述849.2 盘区运输设备的选择849.2.1盘区平巷皮带的选择849.2.2 轨道辅助运输的选择859.2.3 工作面刮板输送机的选择859.2.4 运输平巷转载机和皮带机选择869.3 主要巷道运输设备的选择869.4 提升879.4.1 选型的一

16、般原则879.4.2 主井提升设备的选择889.4.3 副井提升9010 矿井排水9310.1 矿井涌水9310.1.1 概述9310.1.2矿山技术条件9310.1.3 矿井排水系统9310.2 排水设备的选择9410.2.1 选择水泵9410.2.2 水泵的选择9410.2.3 管路铺设9610.3 水泵房的设计9610.3.1 水泵房的设计要求9610.3.2 水泵房规格尺寸的计算9610.4 水仓设计9710.4.1 概述9710.4.2 水仓容量及尺寸9810.4.3 水仓清理方式9811 技术经济指标10011.1 全矿人员编制10011.2 劳动生产率10111.2.1 采煤工效

17、n110111.2.2 井下工效n210111.2.3 生产工人效率n310111.2.4 全员效率n410111.3 成本10111.3.1 工作面成本10111.3.2 盘区工作面成本10311.4 全矿技术经济指标103结论105致谢106参考文献107附录A108附录B117前言煤炭工业的粮食，它推动了人类工业文明的发展。但煤炭是不可再生的宝贵资源，我国虽为万亿吨以上储量的第三富煤大国，但人均资源仅为世界人均资源的一半。因此，要合理开采、综合利用煤炭资源，提高煤炭资源的采出率，提高经济效益。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性

18、和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。辽宁工程技术大学的矿物资源工程就是一门针对矿物资源开发、开采、利用以及其原理、设计等诸多方面开设的一个专业，这门专业所学的知识包括了煤炭生产的各个环节。而毕业设计是学生锻炼自己动手操作和理论相结合的重要环节，学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识，掌握矿井设计的方法、步骤及内容，培养自己的实事求是、理论联系实际的工作作风和严禁的工作态度，培养自己的科学研

19、究能力，提高了编写技术文件和运算的能力，同时也提高了计算机应用能力及其他方面的能力。本设计是赵庄四矿3.0Mt/a新井设计在所收集地质材料的前提下，由指导教师给予指导，本设计力求追赶先进的采矿理论，讲究开拓创新，并运用在课堂上所学知识，以及各参考书中的规定和事例进行的。力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并在很多处进行了技术和经济比较，完成了毕业设计要求的全部内容。同时说明书中要求图文并茂，使设计的内容更容易被理解、接受。由于个人能力有限及其他原因，本设计中可能存在诸多不妥之处,请老师提出指正

20、。 1井田概况及地质特征1.1 井田位置、范围和交通条件1.1.1 井田位置和范围赵庄四矿位于高平市西北17km处，行政区划隶属高平市寺庄镇管辖。井田地理坐标范围为东经112 44 54.4 112 50 51.9 ，北纬35 51 02 .435 55 1.7 。根据中华人民共和国国土资源部2011年3月核发的第C1000002009051120015391号采矿许可证，井田批准开采山西组2号、3号、8号和15号煤层，批准井田面积15km2，生产规模为3.00Mt/a。井田东西长4.1km，南北宽3.7 km，面积15 km2。1.1.2 交通条件井田东南距高平市17km，太（原）焦（作）铁

21、路和207国道从井田东侧通过，长(治)晋(城)二级公路和长(治)晋(城)高速公路从井田东侧约20 km处通过。井田北距太焦铁路赵庄车站3.3km，南距西阳车站4.7km，该矿工业广场与附近干线公路和铁路间均有柏油公路连接，由井田经铁路、公路向北可达长治、太原，向南可通晋城、焦作，然后通往全国各地，交通运输便利。1.2 自然地理1.2.1 地形地貌本井田位于太行山南段西缘，沁水煤田之东缘，地貌形态属于丹河流域侵蚀中低山区，井田东部为开阔的丹河河床，中西部为中低山和黄土梁、峁，总的地势为西高东低，地形最高点位于西南部山顶，标高1310.66m，最低点为东部丹河河床，标高878.00m，最大相对高差

22、432.66m。1.2.2 水系丹河为井田及附近主要河流，在井田东部边界处由北向南流过，属黄河流域沁河水系丹河支流。丹河河水流量受季节性影响较大，旱季水量较小，雨季水量增大。其观测流量0.00415m3/s(1998年6月30日)1.4088m3/s(1998年7月22日)，历史最高洪水位为890.30m。另外，井田内还发育有三条较大沟谷，由东向西依次为冯家村沟，釜山村沟和海则沟。其中，东部冯家沟村由西北向东南穿越井田东部，平时干涸无水，仅雨季有短暂洪水排泄，向东排入丹河。中部釜山村沟由西北向东南穿越井田中部，属季节性河流，平时有微小流水，雨季汇集洪水后水量猛增，向东南流出井田汇入丹河。东河道

23、中段釜山村西建有一处水库釜山水库，水库常年储水，为井田最大地表水体。井田西部海则沟由东北向西南穿越井田西北部，向西南汇入沁河，属季节性河流，平时有细小流水，雨季汇集洪水后水量增大。1.2.3 气象本区属大陆性气候。据晋城市气象站观测资料：年平均气温为10.88，最高气温为38.6，最低气温为-22.8；年降水量为292.01008.8mm， 69月份降水量占全年的70%；年平均蒸发量为1009.6mm，干旱指数为1.58,属半湿润区；该区夏季多东南风，冬季多西北风，最大风速十级。一般为34级；全年无霜期180d左右，每年11月至次年3月为结冰期，冻土深度一般为0.300.43m。1.2.4 地

24、震据历史记载，高平市先后曾发生过大小地震42次，其中45级具有破坏性地震8次。据中华人民共和国建筑抗震设计规范（GB500112010）， 本区属6度区，基本地震加速度值0.05g。1.3 井田内及周边煤矿据调查，赵庄井田内没有其他小煤矿开采，但在井田周边则分布有五个生产煤矿，分别为北部长平煤矿、东部望云煤矿和东南部伯方煤矿、高良煤矿及王报煤矿。（1）长平矿：位于本井田北侧，为山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司下属大型矿井，现开采3号煤层，矿井生产能力300万t/a。现开采范围在井田北部，据2008年矿井瓦斯等级鉴定结果，CH4相对涌出量为6.59m3/t，CO2相对涌出量为1.38 m3/t

25、，属低瓦斯矿井，该矿现采区相距本井田较远，其开采情况对本矿生产无影响。（2）望云煤矿：位于本井田东侧2km处，为晋城兰花集团下属企业。该矿于1960年投产，采用斜井开拓，开采2、3号煤层，矿井生产能力45万t/a，采煤方法为走向长壁式，该矿西部以色头大断层为界，与本井田间隔2km，其开采情况对本矿生产无影响。（3）伯方煤矿：位于本井田东南侧，为晋城兰花集团下属企业。该矿采用斜井开拓，开采2、3号煤层。矿井生产能力45万t/a，采煤方法为走向长壁式，现开采范围在其井田南部，对本矿生产目前无影响。（4）王报煤矿：位于本井田东南侧，属村办企业，1999年投产，开采3号煤层，矿井生产能力9万t/a，该

26、矿边界与本井田相距约1km，其开采对本矿生产影响不大。（5）高良煤矿：位于本井田东南侧，为高平二轻局开办煤矿。1985年建矿，2006年投产，开采3号煤层，矿井生产能力60万t/a。该矿边界与本井田相距约300m。一般情况，其开采不会对本矿生产造成大的影响。如上所述，本井田周边煤矿大都与本矿有一定间距，而北侧长平矿现采区在井田北部，目前相邻煤矿尚未对本矿生产造成不利影响。但为了安全起见，该矿今后在边界处开采时仍需对相邻煤矿开采情况进行认真调查了解，以防发生透水等突发事故。1.4 矿井地质赵庄四矿位于晋获褶断带南部西侧，沁水盆地南缘，井田构造形态与区域构造密切相关。根据井田地表基岩出露情况和钻孔

27、、巷道揭露及三维地震勘探、地面物探资料，井田地层总体为走向北北东，倾向北西西的单斜构造，地层倾角2-9，局部受构造应力影响，发育有次一级的波状起伏，表现为宽缓的中小型背斜和向斜，并伴生有少量的小型断层和陷落柱。1.5 煤层质量及煤层特征1.5.1 煤层1.5.1.1. 可采煤层本井田内主要可采煤层有山西组3号煤层及太原组15号煤层。局部可采煤层有山西组2号煤层及太原组8号煤层。现分述如下：（1）2号煤层位于山西组中上部，上距K8砂岩10.74-28.32m，平均17.25m，下距3号煤层9.40-25.69m，平均20.68m，煤层厚度0-3.02m，平均0.71m，含0-2层夹矸，结构简单。

28、为不稳定的局部可采煤层。可采地段主要为井田东部，另在井田西部3201号孔和长补53号孔处分布小片可采区。其顶板主要是泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细中粒砂岩。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩或粉砂岩，个别点为细、中粒砂岩。（2）3号煤层位于山西组下部，上距K8砂岩30.30-46.07m，平均38.86m；下距K7砂岩5.63-11.81m，平均8.97m。据以往勘探资料结合井田内井下巷道见煤点资料，煤层厚度4.56-6.83m，平均厚5.00m，属全区稳定的全区可采煤层。该煤层含泥岩、炭质泥岩夹矸0-3层，结构简单较简单，以距顶板约0.50m左右和距底板约1.00m左右的两层较为稳定(厚

29、度0.10-0.30m)。顶板主要是泥岩、砂质泥岩、次为粉砂岩，局部为中、细粒砂岩或粉砂岩。底板为黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色粉砂岩。（3）8号煤层上距K5石灰岩5.15-10.80m，平均8.51m，煤厚2.5m。属稳定的可采煤层。可采地段为井田东部2202、2702号孔附近和井田西部2605、2805、长补14号孔附近。煤层结构简单，夹0-2层泥岩夹石，厚0-0.30m。顶板一般为泥岩、砂质泥岩、偶见石灰岩。底板多为泥岩、砂质泥岩、次为粉砂岩和细、中粒砂岩。（4）15号煤层上距K2石灰岩平均0-2.70m，平均0.60m。煤层厚度2.20-6.41m，平均4.18m。煤层稳定、厚度较大，厚度

30、变异系数18%，可采系数1。为全区可采煤层。结构简单-复杂，含0-5层夹矸。顶板一般为泥岩、钙质泥岩、泥质灰岩。老顶为K2石灰岩。底板主要为泥岩。1.5.1.2. 煤层对比（1）. 对比方法及依据本次主要采用的是标志层及层间距法，特殊层段辅以物性特征，结合岩性组合规律，沉积环境分析、古生物等予以合理解释。（2）各煤层对比标志2号煤层：位于K8砂岩至3号煤层之间的两套砂岩之间，上距1号煤层14.53-19.16m，平均17.00m；下距3号煤层9.40-25.69m，平均20.68m。顶、底板多为灰黑色粉砂岩、泥岩。层位稳定、厚度不稳定。3号煤层：位于山西组下部，以煤层本身厚度大、结构简单-中等

31、，层位和厚度稳定。容易区别于其它煤层。8号煤层：位于K5石灰岩下5.15-10.80m，平均8.51m。层位较稳定、厚度不稳定。上距3号煤层43.14-51.88m，平均45.37m。15号煤层：上距K2石灰岩0.67-2.75m，平均1.46m。厚度大而稳定。上距3号煤层54.03-80.47m，平均65.12m。1.5.2 煤质 1.5.2.1煤的物理性质和煤岩特征（1） 煤的物理性质及宏观煤岩类型 2号煤层为黑色，玻璃金刚光泽，断口参差状贝壳状，内生裂隙不太发育。以亮煤为主，暗煤次之，少量镜煤。区段状结构，层状构造，属半亮光亮型煤。 3号煤层为黑色、条痕为黑色，参差状及贝壳状断口，玻璃金

32、刚光泽，内生裂隙较发育。以亮煤为主、暗煤次之，夹镜煤区段。细中区段状结构，层状构造。属半亮光亮型煤。 8号煤层为黑色，条痕亦是黑色，断口参差状贝壳状，玻璃金刚光泽，以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤区段，区段状结构，层状构造，属半亮光亮型煤。 15号煤层为黑色、条痕黑色，参差状-及贝壳状断口，玻璃-金刚光泽。以亮煤为主、暗煤次之，夹镜煤区段，细区段状结构，见黄铁矿结核及散晶。属半亮-光亮型煤。局部可见半暗煤。（2） 显微煤岩特征在以往施工的2803、2806、2605、2202、2203、2802、长补16长补21、长补32长补40、长补42、长补45、长补53长补56、长补58长补61号钻孔中进行

33、采样对2、3、15号煤层进行了显微煤岩鉴定：2号煤层：有机组分以镜质组为主，其次为惰质组，未见壳质组。无机组分：以粘土类为主，其次为硫化铁类，硫酸盐类及氧化硅等。有机组中镜质组含量为86.5%，惰质组为13.5%。无机组分中粘土矿物类为10.7%，硫化铁类，硫酸盐类和氧化硅均为0.7%。3号煤层：有机组分以镜质组为主，其次为惰质组，壳质组未见。无机组分以粘土类为主，其次为硫酸盐类，硫化铁类及氧化硅等。有机组分中镜质组含量变化在72.3-93.1%之间，惰质组含量6.9-27.7%。无机组分粘土矿物含量变化在1.7-21.8%之间，多为分散状和浸染状粘土，部分充填状，少见脉状方解石。8号煤层：有

34、机组分以镜质组为主，其次为惰质组，壳质组未见。无机组分以粘土矿物为主，次为硫化铁类及硫酸盐类。有机组分中镜质组含量为82.3%。惰质组为17.7%。无机组分中粘土矿物含量为12.1%，硫化铁类为1.0%。15号煤层：有机组分以镜质组为主，其次为惰质组，未见壳质组。无机组分以粘土矿物为主，次为硫化铁类。有机组分中镜质组含量变化为63.1-87.5%，惰质组含量为12.5-37.0%。无机组分粘土矿物含量不高，其含量变化在10.8-13.0%之间，常见有分散状和区段状粘土，少量透镜状，有少量的黄铁矿结核。（3） 变质阶段井田内2、3、8、15号煤层镜质组最大反射率在2.273-3.21%之间，根据

35、镜质组最大反射率（Romax）值可知，其变质程度属于贫煤-无烟煤阶段。1.5.2.2工艺性能（1）煤灰成分分析各煤层煤灰成分以酸性二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)为主，其次为碱性三氧化二铁(Fe2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等成份。3、8号煤层煤灰熔融性软化温度(ST)均大于1250，属中等软化温度灰，15号煤层煤灰熔融性软化温度(ST)为12631500，属中等高软化温度灰。（2）煤的热稳定性2号煤层Ts+6为66.80-67.20%，平均67.0%，属较高热稳定性煤。3号煤层Ts+6为59.60-85.27%,平均72.64%,属中等热稳定性高热稳定性煤。（3）

36、煤的可磨性3号煤层哈氏可磨性指数变化在69-93之间，属中等以上可磨性煤；15号煤层哈氏可磨性指数为65.5-66.2之间，属中等可磨性煤。（5）煤的结渣性经测定经测定，当鼓风强度为0.3m/s时，2号煤层的结渣率为5.6%，属中等结渣煤。3号煤的结渣率为7.1-13.2%,平均9.7%，属中等结渣煤。（6）煤的发热量2号煤层为中低热值特高热值煤，3号煤层属中热值特高热值煤，8号煤为中高热值高热值煤，15号煤层为中热值高热值煤。1.5.2.3煤的风化和氧化区内均为第四系黄土覆盖，地表无煤层露头，3、15号煤层埋藏较深，从各项煤质化验指标来年无明显变化，未发现风化和氧化现象。1.5.2.4 煤类

37、的确定及工业用途按中国煤炭分类国家标准(GB/T5751-2009)，煤类划分以浮煤挥发分为主要分类指标，浮煤氢(Hdaf)含量为辅助指标划分煤类。井田内2、3、15号煤层主要为无烟煤(WY03)，另在井田东北角2202、2203号孔2号煤层和2203号孔处3号煤层有少量贫煤。2、3号煤层灰分、硫分均低，除作动力用煤，还可作气化用煤、化工用煤、高炉喷吹、电石炉等多种用途。8、15号煤层硫分偏高，主要作动力用煤。1.6瓦斯、煤尘和煤的自燃1.6.1 瓦斯（1）矿井瓦斯据山西省煤炭工业局晋煤瓦发2011464号文件批复，赵庄四矿开采3号煤层，2010年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果为瓦斯绝

38、对涌出量为13.73m3/min，相对涌出量为6.15 m3/t，二氧化碳绝对涌出量为6.25 m3/min，相对涌出量为2.80 m3/t。赵庄矿井属于低瓦斯矿井。（2）钻孔瓦斯以往施工中用解吸法采取2号煤层瓦斯样9个，3号煤层瓦斯样26个，15号煤层瓦斯样10个。15号煤层甲烷平均含量高于2、3号煤层。2、3、15号煤层瓦斯成分以甲烷、氮气为主，二氧化碳、重烃微量。据现有资料，井田2号煤层瓦斯分带均属氮气-甲烷带。3号煤层在2601、2604、2606、2607、2803、2805、2903、3501、长补19、长补21、长补53、长补57、长补58号孔地段为氮气-甲烷带，其余地段均属甲烷

39、带。15号煤层除2601号孔处为氮气-甲烷带外，其他地段均属甲烷带。该矿现开采3号煤层，在井田东部已开采地段因煤层埋藏浅，瓦斯含量相对较低，而在井田中西部埋藏深处，则局部地段瓦斯含量高，如井田中南部2901号孔处瓦斯含量为11.62ml/g，井田西北部2806号孔处为11.86ml/g，长补36号孔处为12.82ml/g，长补40号孔处为12.39ml/g，长补38号孔处为15.64 ml/g。该矿在今后开采中应加强井下瓦斯监测，防范瓦斯事故发生。从3号煤层瓦斯含量分布情况看，虽然总体上呈现为中西部埋藏较深地形，瓦斯含量明显高于东部埋藏较浅地形的特点，但通过3号煤层瓦斯含量等值线和3号煤层埋藏

40、深度等值线对照分析，除西北部埋藏最深的长补38、长补40号孔，埋深分别为784.29m和807.58m，瓦斯含量分别为15.64ml/g和12.39ml/g,反映出煤层瓦斯含量随埋深增加而增高的规律外，其他钻孔资料均未完全反映这一规律。如井田中南部2901号孔埋深为484.87m，瓦斯含量却为11.62 ml/g，瓦斯含量明显高于西部埋藏较深（埋深均大于500m）的大多钻孔的瓦斯含量（1.62-7.26 ml/g），没有完全反映出煤层埋深与瓦斯含量的正相关关系，就目前资料分析，井田3号煤层瓦斯含量尚无明显的分布规律。该矿目前在井田东部开采，开采地形属低瓦斯区，开采中应加强井下瓦斯监测和通风工作

41、，将来在西部高瓦斯区开采时，除进行正常的井下瓦斯监测和通风工作外，必要时可采取向地表抽放瓦斯的安全措施，确保安全生产。为了查清井田的3号煤层瓦斯含量分布规律，该矿于2010年10月与河南理工大学联合对井田3号煤层瓦斯情况进行了详细研究。通过井田钻孔瓦斯测试资料和井下采掘工作面实测瓦斯资料的综合分析，采用分源预测法对井田未来回采工作面瓦斯涌出量进行了预测，并对井田3号煤层瓦斯含量变化的影响因素进行了分析。根据本次工作研究结论显示，井田3号煤层瓦斯含量总体呈现由东向西随煤层埋深增加瓦斯含量逐渐增大的变化趋势，即东部井下巷道揭露范围瓦斯含量均在5m3/t以下；井田中部瓦斯含量渐变为5-8m3/t；井

42、田西部则增大到6.8 m3/t以上。对于前文所述钻孔瓦斯含量变化无规律情况，研究资料认为局部瓦斯含量异常变化主要受小构造影响。在密闭性不好的断层、陷落柱等小构造附近，由于瓦斯易顺构造裂隙逸散，故该孔瓦斯含量仅为0.34ml/g。而在局部煤层底板鼓凸或低凹形成短轴向背斜地区，由于岩层受挤压变的致密，透气性差，宜于瓦斯聚集，从而形成局部高瓦斯区。总之，本井田3号煤层总体呈现为瓦斯含量随埋藏深度增加而增大的变化规律，而局部瓦斯含量异常变化时受小构造影响所致。1.6.2 煤尘爆炸危险性该矿2008年在井下回风大巷及1308探巷采取3号煤层煤层煤样作煤尘爆炸性试验，根据试验结果其火焰长度为5mm，扑灭火

43、焰岩粉量为10-20%，煤尘有爆炸危险性。2004年和2009年补充勘探施工在深部2902、2602、2805号孔和长补16-长补20、长补36-长补42、长补56、长补58-长补61号孔采样对2、3、15号煤层采样作煤尘爆炸性试验，根据试验结果，除其中长补20号孔3号煤层为：火焰长度3mm，扑灭火焰岩粉量为10%，煤尘有爆炸性外，其余钻孔各煤层火焰长度均为0mm，所试验2、3、15号煤层均无煤尘爆炸危险性。1.6.3 煤的自燃倾向性根据本矿2008年在井下回风大巷及1308探巷采取3号煤层煤样进行煤的自燃趋势试验。其吸氧量为1.2679-1.3008cm3/g，自燃等级为类，按煤矿安全规程属

44、不易自燃煤层。根据2009年补勘钻孔采样作煤的自燃趋势试验，2号煤层吸氧量为1.16cm3/g，自然等级为类，属不易自然煤层。3号煤层吸氧量为0.73-1.41 cm3/g，自然等级均为类，属不易自然煤层。从上可知，井田内2、3号煤层均属不易自燃煤层。1.6.4 地温地压根据2004年补充勘探钻孔简易井温测试资料， 3号煤层最低地温为18.6(3101老孔)，最高地温为23.05(2806孔)，平面地温变化较小，无地温异常。本井田属地温正常区，不会形成地热灾害。本区无地压测试资料，据该矿开采资料，井下未见地压异常现象。2 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1 井田境界井田位于太行山南段西缘

45、，沁水煤田之东缘，井田边界南北至煤层可采边界，东西至煤层可采边界，中部有一断层，上边界宽4.3km，下边界宽4km，左边界宽3.7km，右边界宽3.9km，面积15km2。2.1.2 边界煤柱留设井田南北长约4100m，东西宽约3700m，井田面积约为15km2。井田内含有一条大断层根据规定留设30m断层保护煤柱，井田边界依据相关规定和安全考虑分别留设30m的边界煤柱。工业广场保护煤柱留设：应在确定地面保护面积后，用移动角圈定煤柱范围，工业广场地面受保护面积应包括保护对象及宽度20m的围护带。2.1.3 论述所定边界的合理性在本井田的划分中，充分的利用到现有条件，既降低了煤柱的损失，也减少了开

46、采技术上的困难，使工作面的部署较为简易。同时，本井田的划分使储量与生产相适应，矿井生产能力与煤层赋存条件、开采技术装备条件相适应。井田有合理的尺寸，区段尺寸满足设计规范的要求，走向长度划分合理，使矿井的开采有足够的储量和足够的服务年限，避免矿井生产接替紧张。阶段高度及阶段斜长适当，矿井通风、井下运输较容易。这种划分方法合理地规划矿井开采范围，处理好与相邻矿井之间的关系，避免了浅部和深部形成复杂的接茬关系给开采造成困难。按煤矿安全规程规定，边界矿柱的留法及尺寸：1)井田边界煤柱留30米；2)阶段煤柱斜长60米，若在两阶段留设，则上下阶段各留30米；3)断层煤柱每侧各为30米；4)采区边界煤柱留15米。根据参考矿井设计规范和矿井安全规程2的相关数据要求和规定，本井田所留的各种保护煤柱均