采矿工程毕业设计论文北辛窑煤矿矿井设计.doc

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1、摘要本设计收集了北辛窑煤矿的地质资料及图纸，在此基础上按照国家规程规范的规定，提出了开拓开采方案，确定了主要技术参数，撰写了本说明书。本次设计的泽州天安朝阳煤业煤矿井田面积4.24k，年产量0.6Mt。井田内煤层赋存较为稳定，可采煤层有两层，分别是11号、12号煤层，煤层倾角为2-6。11号煤层平均煤厚4.02m，12号煤层平均厚度6.03m。整体地质条件比较复杂。该矿为瓦斯矿井，煤层为自燃煤层，煤尘具有爆炸性。根据实际的地质资料情况主要对矿井开拓方式、准备方式和采煤方法进行了初步设计。本矿井设计采用斜井单水平开拓方式，综合机械化回采工艺。采煤方法，采用全部垮落法处理采空区。矿井前期采用中央并

2、列式通风，后期分区通风，并对矿井运输、矿井提升和矿井通风等各个生产系统进行设备选型计算。设计时根据现有经济技术条件，尽可能采用先进的开采技术和设备，以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求，完成整个矿井的初步设计。矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词：斜井开拓、综合机械化采煤方法、全部垮落法管理顶板Abstract mine tThis design is a collection of Shanxi Beixinyao coal mine geological data and drawings

3、, on the basis of in accordance with the provisions of national regulations proposed exploitation scheme, determined the main technical parameters, writing this manual.Zezhou Tian Chaoyang Coal Mine Area in the design of 13.6476 square meters, the annual output of 0.9Mt. Ida internal coal seam occur

4、rence is relatively stable, can coal seam has two levels, are 1, No. 2, coal seam, seam dip angle of 0-10. The average coal thickness of No. 1 coal seam is 1.84M, and the average thickness of coal seam is 2.7m, 2. Overall geological conditions are more complex. The mine is a high gas coal mine, coal

5、 spontaneous combustion of coal, coal is explosive. According to the actual geological data, the coal mine exploration way, preparation method and coal mining method were preliminarily designed. The design of mine inclined single level to develop, the comprehensive mechanized coal mining.Coal mining

6、 method, adopt all caving method to deal with goaf. The central parallel ventilation, the late District ventilation, and theransportation, mine upgrading and mine ventilation and other production systems for equipment selection calculation. Design in accordance with the existing economic and technol

7、ogical conditions, as far as possible the use of advanced mining technology and equipment, and on mine safety technology measure and the environmental protection request, to complete the preliminary design of the whole mine. All mine mechanization, using advanced technology and reference has achieve

8、d a modern high-yielding and efficient mine experience, realize side of a mine high yield and efficiency of mine to achieve good economic and social benefits. Keywords: inclined shaft development system, comprehensive mechanized coal mining method, roof caving method前言大学生在老师的指导下做毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，

9、其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。以培养和提高学生分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个采矿工程技术人员的基本训练。此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关方针、政策，结合设计矿井的实际情况，遵照采矿专业毕业设计大纲的要求，在翟英达老师的指导下，并且收集、整理、查阅大量资料的前提下，运用自己所学的专业知识独立完成设计的。通过本次设计，我看到了许多以往自己欠缺的地方，提高了综合能力，知识水平有了一定的提高，由于本人水平有限，错误难免，恳请各位老师指正。本次设计的指导老师为张

10、百胜老师，他在许多方面给予了宝贵意见，为了帮助我们顺利、正确地完成毕业设计，经常加班加点，牺牲了大量的工作时间和业余时间，在此表示衷心的感谢和深深的敬意！由于本人水平有限，设计中难免存在错误和不足，恳请各位老师不吝指正。 学生：王必强 2015年4月 摘要1Abstract2前言21、井田概述和井田地质特征41.1井田概述41.1.1交通位置41.1.2地形地貌51.1.3气象及地震情况7 1.2井田地质特征71.2.1井田位置与范围7 1.2.2地质勘查工作8 1.2.3区域地质91.2.4井田地质131.2.5井田水文地质14 1.3煤层的埋藏特征15 1.3.1煤层的赋存特征151.3.

11、2埋藏层数161.3.3煤层的围岩性质16 1.3.4煤的性质及品种172、井田境界与储量20 2.1井田境界202.1.1井田境界202.2地质的储量的计算20 2.2.1资源储量估算范围202.2.2储量估算的工业指标21 2.2.3现保有资源储量 21 2.2.4工业储量21 2.3可采储量的计算212.3.1井田边界煤柱22 2.3.2村庄煤柱 22 2.3.3可采储量 222.2.4开采损失233、矿井工作制度及生产能力233.1.1矿井工作制度 233.1.2矿井设计生产能力233.1.3矿井服务年限244、井田开拓24 4.1井田开拓方式的确定24 4.2井筒315、矿井基本巷道

12、及井底车场335.1井筒石门与大巷33 5.2井底车场及硐室6、采煤方法516.1采煤方法的选择516.1.1首采带区位置及煤层赋存情况516.1.2采煤方法的选择516.2确定带区巷道布置及要素526.2.1工作面参数的确定526.3回采工艺与劳动组织556.3.1工作面机械设备选型556.3.2回采工艺606.3.3劳动组织形式616.4带区准备与工作面接替626.4.1巷道断面及支护形式626.4.2掘进工作面个数及掘进设备626.4.3巷道掘进指标636.4.3工作面接替647、井下运输647.1运输方式的选择647.1.1主运输方式的选择647.1.2辅助运输方式的选择657.2运输

13、设备选型657.2.1辅助运输设备选型657.2.2主运输设备选型678、矿井提升688.1主斜井提升设备688.1.1主井运煤设备688.1.2主井运人设备688.2副斜井提升设备699、矿井通风与安全719.1风量的计算719.2矿井通风系统和风量分配769.2.1通风方式769.3计算负压及等积孔789.3.1计算原则789.3.2计算方法789.3.2矿井总风阻与总等积孔的计算809.4选取主要通风机829.4.2设计依据829.4.3风机选型计算829.5安全生产技术措施8510、主要经济指标8710.1劳动定员和劳动生产率8710.1.1定员范围8710.1.2 定员依据8810.

14、2.3 定员方法88外文资料91 Use of Mineral Coal for Sorption Sewage Treatment91致 谢1051、井田概述和井田地质特征1.1井田概述1.1.1交通位置 北辛窑煤矿东距大同市约 30km，北距新荣镇 15km。行政区划隶属于大同市新荣区，矿区有简易公路向南 4km 至白庙处与 109 国道相接；向东 6km 与大同新荣镇丰镇的公路相连，向北到达新荣镇。本矿距上深涧煤炭集运站4km，距黄土坡煤炭集运站 2.5km，并有公路相通，交通运输条件较为方便。详见交通位置图 1-1-1。 图 1-1-1交通位置图1.1.2地形地貌 本矿区属黄土高原平缓

15、丘陵区，地表大面积被第四系黄土覆盖，地势较为平坦，黄土冲沟发育。区内地形总体上北高南低，最高点位于西北部的北 65 三角点，高程+1305.4m，最低点位于井田东部沟谷，高程为+1214.0m，最大相对高差 91.4m。1.1.3河流 本区属海河流域永定河水系桑干河北岸支系。井田处在十里河与淤泥河分水岭部位，地势较高，井田内无大的河流，仅有少量冲沟，呈树枝状展布，平时干涸无水，在雨季有短暂散流汇入河道，向南流入十里河。十里河由西向东流经马 军营转为南东汇入御河，再汇入桑干河。1.1.4气象及地震情况 本井田属中温带半干旱大陆性气候，春季干旱，风沙大，冬季漫长而寒冷，夏季炎热，气候干燥，风沙严重

16、。大同气象台 20062008 年的气象资料记录如下：一、气温 一般较低，年平均气温为 6.88.8，极端最高气温为 37，极端最低气温为26。日温差一般在 20左右。二、降水量 主要集中在 79 月间，占全年降水量的 60%70%。年最大降水量为 520mm， 年最小降水量为 138mm，年平均降水量为 400mm 左右。三、蒸发量 年平均蒸发量一般为降雨量的 34 倍，在 16442105mm 之间。其中 57月蒸发量最大，约占全年蒸发量的 50%60%。四、风 大同地区风沙大，西北风几乎贯穿全年。每年有风时间占全年时间 70%，多 集中于冬春季节。年平均风速为 3.2m/s，最大风速可达

17、 20m/s。大风日数 1565 天，一般为 20 天左右。五、湿度 年平均相对湿度为 54%。 六、冻土冻结期从十一月至翌年四月中旬，最大冻土深度 1.6m。八、积雪历年最大积雪厚度为 0.10m。九、地震 根据 1/300 万中国地震烈度区划图（国标 GB18306-2001 图 A1）2008 年版， 大同地区按度地震烈度设防，设计地震动峰值加速度为 0.10g。 大同地区属地震频发区，历史上多次发生过强烈地震，近年来主要地震情况 如下：（1）1962 年 6 月 5 日左云发生地震，震中位置北纬 40.4 度，东经 112.6 度，震级 4.5。（2）1977 年 2 月 2 日右玉地

18、震，烈度为度。（3）1989 年 10 月 18 日，在大同县册田乡和阳高县友宰乡之间发生 6.1 级地 震，震源深度地下 1315km，破坏较为严重。1.2井田地质特征1.2.1井田位置与范围 山西中新北辛窑煤业有限责任公司位于大同市新荣区上深涧乡新村、北辛窑村及东梁村一带，行政区划隶属大同市新荣区。 井田的地理坐标为：东经 11300481130306；北纬400817400915。 山西省国土资源厅 2009 年 12 月 28 日为该公司颁发了采矿许可证号为C14000020-09121220054132，开采侏罗系 11、12 号煤层，其他均为不可采煤层。井田形状呈不规则多边形，南北

19、平均宽约 1.57km，东西平均长约2.70km，面积为4.24km2。井田范围由以下拐点坐标连线圈定表-1-2-1点号纬距(m)X经距(m)Y点号纬距(m)X经距(m)Y1 4447470.60 19671758.842 4447497.6019671758.853 4448593.60 19673379.854 4448621.5919674739.865 4448019.59 19674749.866 4447000.0019673500.007 4447000.00 19671738.851.2.2地质勘查工作一、以往地质勘查工作 大同煤田开采历史悠久，基础地质工作开展较早，地质研究程

20、度较高。大同煤田最早的地质工作有王竹泉先生于 1917年进行过的地质调查，并著山西大同、左云、怀仁、右玉煤田地质。 勘探工作始于 1938 年，以日本人森田日次子为首的调查组，在大同煤田进行了地质调查工作，先后施工 10 个钻孔，测绘1:5 万地形，并 进行地质填图。根据煤层赋存条件及交通情况，将大同煤田划分为北、中、南三部分，并编著有大同煤田研究，对大同煤田有了初步认识与评价。 新中国成立后，大同煤田进入大规模的地质勘探工作。为适应勘探任务的需要，1952年刚成立的大同矿务局钻探公司（现 115 队）先后对大同煤田进行过不同比例尺的地质测量与地质勘探工作，如 1954-1955 年先后完成了

21、云岗区 92km21/万地质测量和 1/5000 地形测量，为今后各勘探区提供了可靠资料。第 113 页 1956 年煤炭工业部地质勘探总局 115 勘探队，在大同煤田云岗西井 田进行了普查勘探工作，面积 750km2，提交报告时只完成 345 km2，施工 钻孔 23 个，于 1956 年 12 月提交大同煤田云冈西区普查地址报告本报告利用该时期施工钻孔 1个（普14）。1956 年煤炭工业部地质勘探总局 115 勘探队，在大同煤田云岗西井 田进行了普查勘探工作，面积 750km2，提交报告时只完成 345 km2，施工 钻孔 23 个，于 1956 年 12 月提交大同煤田云岗西区普查地址

22、报告本 次报告利用该时期施工钻孔 1个（普 14)。1965 年-1966 年 10 月，山西煤田地质勘探 115 队，在大同煤田云岗矿区四台沟井田进行了精查勘探工作，面积 118 km2，施工钻孔 37个，工程9934.05m，采取煤芯煤样 122 个，煤层煤样 4个，于 1966 年 12月提交山西省大同煤田云岗矿区四台沟精查勘探区地质报告本月获山西省储委批准。1978 年 12 月原大同矿务局重编该区地质报告。扣除上深涧、黄土坡煤矿范围，面积约剩为 101 km2，本 矿位于勘探区北部北缘，本次报告利用该时期钻孔 1 个（台 11）。1983 年 5 月-1984 年 12 月，山西煤田

23、地质勘探 115 队，在大同煤田云岗矿区四台沟井田（河北区）进行了补充勘探工作（属四台沟井田精查 区一部分），面积 37 km2，施工钻孔 19 个，工程量 6071.18m，井筒检查孔 1 个，工程量 230.44m，总计工程量为 6381.62m，采取煤芯煤样 125 个，瓦斯样 6 个，煤层煤样 2 个，于 1985 年 3 月提交了山西省大同煤 田云岗矿区四台沟井田（河北区）补充勘探地质说明书本次报告利用 该时期施工钻孔 2 个（S6、补 19）。 1986 年 9 月、1987 年 7 月和 1993 年 5 月，大同矿务局地质处服务公司，在本矿井田南部进行了勘探补孔，计 3个。本次

24、报告利用界内四台16 号孔 1 个，界外四台 14 号和 9308 号钻孔 2 个。1991 年 6 月，大同矿务局四台工程处委托 216 队编写了四台矿建 井地质报告共收集钻孔资料 10 个，其中：43462、43463、43451、43453、 43454、43443、43445 等 7 个钻孔为本报告采用，总进尺 1969.82m。 2007 年 6 月，原北辛窑煤矿自己组织运用 TXU-75 钻机，从 11#钻至12#层，打了探 1、探 2 两个孔，其中探 1 煤厚 1.52 米，层间距 13.1 米，探 2 煤厚 1.45 米层间距 11.2 米，并进行了测量工作，但无煤质资料。 本

25、井田位于大同煤田云岗矿区四台沟勘探区的中部偏东。 以往历次勘探工作，均以钻探为主，测井验证为辅，配合地质填图、采样化验工作，勘探方法是合理的，所获勘探成果可靠。 本报告采用的地形图为 1977 年大同矿务局航测图，比例尺为 1/5000，1956 年黄海高程系，等高距为 5m；地质部分 采用 1983 年山西煤田地质公司制印厂缩制的 1/万地形地质图转绘而成， 图纸的内容和精度符合现行规范，可满足建设矿井用图要求。二、本次勘查工作 重组前三个矿井自建设以来，一直对矿井地质及矿井水文地质都给予 足够的重视，各矿设立了地质技术部门。在建设过程中，坚持现场观测与 综合分析的原则，以多种手段对煤层、煤

26、质、构造、瓦斯、开采技术条件 及矿井储量等方面进行了系统的地质编录。尤其对影响安全生产的地质因 素加以重点监测，并进行分类研究，以便更好地指导生产和防止各类事故 的发生。同时，以矿井地质规程为标准，在认真分析、研究所取得的 第一手资料基础上，科学的总结矿井煤炭资源分布赋存规律，从而有效地 指导和解决煤矿生产中所遇到的各种地质问题，为矿井安全生产，设计部 署提供了可靠的技术保证。本次工作中调查了整合前的三座煤矿各煤层采掘状况以及采空区积 水、积气、火区情况。收集了以往资料，实地观测了煤层厚度、产状、涌水形式、涌水量以及断裂构造等。本次编制报告共利用各勘探时期在该井田施工的钻孔 15 个，其中界内

27、孔 12 个，界外孔 3 个。总进尺 4529.38m。1.2.3区域地质 一、区域地层 区域内除震旦系、上奥陶统至下石炭统、三叠系沉积缺失外，其太古界、古生界、新生界均有不同厚度的沉积，总厚约 3143m 左右。 二、区域构造大同煤田位于天山阴山东西向构造带的南侧，新华夏系第三隆起带中段的北端，祁吕贺山字型构造前弧东翼与六棱山反射弧之间，西邻吕梁经向构造的西石山脉，东隔口泉山脉与新华夏系晚期的新生代大同断陷盆地接壤，南以洪涛山背斜与宁武煤矿田相隔，东北为来自燕山运动的侧压力而形成的青磁窑逆断层，构成煤田东北部的天然边界。大同煤田基本为一向斜构造，向斜轴由云冈东北方夏家庄起，呈南北向，在云冈石

28、窟东略向南，延至兴旺庄则大弯曲，其方向为 N4050E，至常流水附近，略示 N3040E，而后呈北东南西方向延伸，至 中部煤田则变为 N4050E，至南部煤田则大转变，再变为南北方向，向斜轴偏于东为不对称之向斜。总体上为一个北-北东向的向斜构造。大同煤田主要构造形迹有侏罗纪末期燕山运动形成的大同向斜及东南缘逆断层、逆掩断层和喜山期在此基础上形成的口泉山前断裂。三、区域含煤特征大同煤田赋存有上下两套含煤岩系，其中下煤系为石炭二迭系含煤岩系，为海陆交互相含煤建造，上煤系为侏罗系陆相含煤岩系。本井田位于十里河以北，只赋存了上部含煤岩系，含煤地层为侏罗系大同组。大同组由灰、灰白色砂岩、灰黑色泥岩、粉砂

29、岩及煤层等组成。岩系中水平层理及交错层理发育，属中侏罗世早期沉积为一套陆相含煤建造。全组可分为三个大的沉积旋回，由底界（K11）至 11 号煤层顶为第一旋回，以河流相、河漫滩相的细、粉砂岩和泥沼相的含煤沉积为主，本区含 11、12号煤层，达到可采深度，为大同组最佳聚煤期；自11号煤层顶至 7 号煤层顶为第二旋回，以湖泊相的粉砂岩、粉细砂岩最为发育，河流相砂岩和泥沼相含煤沉积稍次，本旋回成煤条件较差，煤厚一般不大，本区含煤 4 层，均未达到可采厚度；7 号煤层以上煤层为第三旋回，以滨 湖三角洲相砂岩、湖泊相粉砂岩及泥沼相含煤沉积为主，成煤条件部好， 含 2、3、4、7 号煤层。本组含丰富的动、植

30、物化石及孢粉。（后面的设计只针对11、12号煤层，其他煤层不提）1.2.4井田地质一、地层井田内多为黄土覆盖，基岩仅出露于沟谷底部及山脊，奥陶系、 石炭系二叠系地层已缺失，根据钻孔和井筒揭露情况，地层由老至新有：1、寒武系中统徐庄组（2x） 上部岩性主要为灰色中厚层状灰质白云岩、石灰岩，下部为紫灰色页岩夹薄层含砂屑白云质灰岩，底部浅红色钙质砂岩，本区揭露地层厚度约41m。二、侏罗系（J）1、下统永定庄组（J1y）岩性为灰紫色、紫红、灰褐、灰黄色中粗砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩、白色中粗粒砂岩，底部为 K8 灰白色含砾中粗砂岩，本组地层揭露厚度为 34.2-56.69m，平均 45.66m。与

31、下伏地层呈角度不整合接触。2、 中统大同组（J2d） 井田主要含煤地层，岩性以灰、深灰色砂质泥岩、泥岩、细砂岩、粉砂岩及砂质泥岩互层为主，夹少量灰白色中-粗砂岩。含煤 15 层之多。底 部以灰白色含砾粗砂岩（K11 ）与下伏地层呈整合接触。本组厚度为 134.93230.3m，一般厚度为 189.12m。3、 中统云冈组（J2y） 岩性以灰白、灰黄色中粗砂岩、砂砾岩为主，其中砾石磨圆度好一一般呈椭球状，分选性差，大小不匀，岩石中交错层理发育，底部为灰白色长石、石英粗砂岩（K21）与下伏地层呈平行不整合接触。地层厚度为 085.30m，平均 53.19m。 4、白垩系下统左云组（K1z） 岩性以

32、杂色砾岩、紫红、暗紫色砂质泥岩、粗砂岩组成，砾石成分为片麻岩、石灰岩、砂岩、石英、燧石等，上部胶结疏松，下部坚硬，由南 向北逐渐加厚，本井田西部发育，厚度为 049.23m，平均 33.16m。与下 伏地层为角度不整合接触。 5、第四系中上更新统（Q2+3）上部为浅黄色及黄褐色松散状黄土，下部为棕红色亚砂土及亚粘土，多含钙质结核，垂直节理发育，分布广泛，厚度为 015.5m，平均为 10m，井田内分布广泛。三、构造 本井田位于大同煤田向斜西北翼，西北部呈单斜构造，走向WE，倾向NS，倾角 26；井田东部为向斜构造，其轴向大致东西向,枢纽向东倾伏，两翼倾角为 23，南部发育一穹窿构造。井田内 1

33、1 号层开采揭露 3 条正断层，落差3-5 m，F1 断层位于井田东南部，延伸长 560m； F2 断层位于井田南部，延伸长 250m；F3 断层位于井田南部矿界边缘，延伸长 580m。断层对煤矿生产影响较小。（见井田断层一览表） 表1-2-2 井田断层一览表编号走向倾向倾角落差(m)性质位置F1NW 20NE20SW705正井田东南部F2SE85SW705正井田南部F3NW 20NE21SW702.5正井田东南部四、岩浆岩井田内各煤层开采时，未见岩浆侵入体，综上所述，井田内构造类型为简单类型。 1.2.5井田水文地质一、地表水井田及邻区无常年性地表水体，大气降水大都以地表径流排出，部分垂直渗

34、透松散地层和侧向补给含煤岩系。井田西部边界的跌水青沟、小蒜沟和陈家沟有季节性流水，汇入后所有沟前窑沟内，成为矿井地下水的补给源。地表径流主要来自雨季的山洪爆发，且时间短暂，雨后排泄很快，入渗量小。二、含水层1、侏罗系云冈组砂岩裂隙及其风化壳含水层主要由基岩风化物组成，埋深 30-80m，岩石节理裂隙发育，单位涌水量 0.178-0.22m3/s.m， 渗透系数 1.19m/d，水质类型为 HCO SOCa.Mg.Na 型，矿化度 865mg/L，总硬度为 581.9mg/ L ，PH 值为 7.9。 2、侏罗系大同组煤系层间砂岩裂隙含水层 岩性主要为粗、中、细砂岩，单层厚度为 8.25-21.

35、0m，发育不稳定。3在煤层采空段破坏了各含水层，使该含水层组处于半疏干或疏干状态，单位涌水量 0.0062-0.019m3/s.m，渗透系数 0.061-5.07m/d，水质类型为 HCOCa.Mg 型，矿化度 267mg/L，总硬度为 5176.72mg/ L，PH 值为 7.7。 3、寒武系石灰岩溶裂隙含水层 岩性主要为灰岩、砂质泥岩，厚50-190，裂隙不太发育，可溶性岩石很少，富水性较弱。单位涌水量0.10m3/s.m，水质类型为HSO4-CaMg型。本区灰岩水位标高为 1054-1057m 之间，高于批采的 11 号煤层底板，因此 11、12、13、14 号煤层均属带压开采。三、隔水

36、层井田煤系地层中比较连续稳定的隔水层为侏罗系永定庄组泥岩、砂质 泥岩层组，据钻探资料证实，永定庄组不含水或含水极弱，具有隔水性能。 它隔断了煤系地层与寒武系岩溶含水层的水力联系。1.3煤层的埋藏特征1.3.1煤层的赋存特征 本井田位于大同煤田向斜西北翼，西北部呈单斜构造，走向WE，长3000m;倾向NS ，倾角 26,长1680m；井田东部为向斜构造，其轴向大致东西向,枢纽向 东倾伏，两翼倾角为 23。埋藏西边浅东边深。1.3.2埋藏层数 一、11 号煤层 位于大同组下部，煤层厚度3.98-4.32，平均4.02，煤层结构简单，局部含夹矸1层（厚度小于0.05m），全井田分 布，属稳定可采煤层

37、。顶板为粉细砂岩，底板为粉、细砂岩。二、12 号煤层位于大同组下部，上距11煤层12.50-22.86，平均14.53。煤层厚度5.97-6.10m，平均6.03m，煤层结构简单，局部含夹矸1层(厚度小于0.05m），全井田分布， 属稳定可采煤层。顶板为砂质泥岩。 表1-3-1 煤 层 特 征 一 览 表煤 层 号 煤层厚度 结构 稳定性 层间距顶板岩性 底板岩性 可采围最小-最大 一般最小-最大 一般 113.98-4.32 4.02简单稳定粉细砂岩 粉砂岩 全区12.50-22.86 14.53 125.97-6.106.03简单稳定砂质泥岩、粉砂岩 粉砂岩 全区 1.3.3煤层围岩性质一

38、、煤层顶底板岩石特征11 号煤层 顶板为灰色细粒砂岩，成分以石英、长石为主，硬度中等，平均厚6.77m；底板为灰色粉细砂岩互层，厚 3.0-10.0m，平均 5.05m。12 号煤层 直接顶为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，厚度 1m，老顶为层状中、细粗砂岩，厚度 5-10m；底板为砂质泥岩、粉砂岩细、中砂岩。三、岩石工程地质特征1、中粗砂岩：灰白色、浅灰色，成分以石英为主，长石次之，含岩 屑、云母，胶结物为泥质、钙质，胶结良好，致密块状，胶结类型为基底式及孔隙式。2、细砂岩：灰白色、灰色，成分以石英为主，含云母和暗色矿物，致密坚硬，多与砂质泥岩互层，层理较发育，层面富集炭物质，胶结类型。为钙泥质基底

39、式。3、粉砂岩：灰色至深灰色，结构致密，微层理发育，层面富集炭质 及植物碎片，泥质、钙质胶结。4、砂质泥岩、泥岩：灰色、深灰色为主，灰黑色次之。结构致密， 层理发育，常含有植物叶片化石，其坚硬程度随炭质含量的多少有所差异。 三、岩石物理力学性质和根据四台沟井田的测试资料，岩石物理力学性质如下： 1、细砂岩：容重24.0KN/m3,自然含水率2.52%，软化系数0.797。 单轴抗压强度50.2-99.7MPa，抗拉强度1.7-6.1MPa,内聚力30.0MPa,内摩 擦角35.7，弹性模量12.5-47.9GPa,泊松比0.19-0.39。 2、粉砂岩：单轴抗压强度42.3-53.8MPa,抗

40、拉强度1.7-4.3MPa, 内聚力16.8MPa,内摩擦角17.3，弹性模量9.1-37.5GPa,泊松比0.25-0.35。 3、砂质泥岩：单轴抗压强度 38.7MPa,抗拉强度 2.0-5.9MPa, 弹性 模量 27.4Mpa，泊松比 0.12。 顶板管理以顶板岩石的岩层结构情况，特别是弱层、弱面的部位和岩层自身整体的工程地质特征为依据，并与开采时的技术条件有关。就本井田煤层的顶板来看，与其它周边煤矿相同，具有沉积环境类似，规律明显，厚层状坚硬顶板的特征，工程地质条件的复杂程度尚属简单。1.3.4煤的性质及品种一、物理性质井田内各煤层颜色均为黑色，条痕为褐色，弱玻璃-沥青光泽，条带状-

41、均一 状结构，层状-块状构造，平坦-贝壳状断口，硬度中等，一般为 23。宏观煤岩特征相近，一般以半光亮型半暗型煤为主，煤层从上到下光亮煤 逐渐减少，暗淡煤则逐渐增多。煤的有机显微组分中镜质组（V）为 22.95%39.38%，丝质组（I）为 54.43% 71.50%，稳定组（E）为 0.85%3.60%，自上而下镜质组呈降低趋势，丝质组逐 渐增加。镜质组反射率 Rmax 一般在 0.682%0.746%之间，煤层处于变质阶段。煤的无机组分以粘土类为主，批采各层一般为 5.25%19.08%，呈自下而上 增加，硫化铁类一般为 0.20%。各煤层视密度值为：11 号层 1.29t/m2，12 号

42、层 1.27t/m3。二、化学性质 各煤层原煤分析基水分平均在 2.115.06%之间，干燥基灰分平均在 8.72%26.26% ,全硫平均在 0.87%2.84%，挥发分平均在 26.57% 31.52%，干燥基高位发热量平均在 25.4829.34MJ/kg。11号煤层：原煤水分（Mad）3.32%4.39%，平均 3.79%，灰分7.62%10.99%，平均 9.39%，挥发份（Vdaf）29.27%32.02%，平均 30.65%，全硫（St.d）0.88%1.65%，平均 1.27%；浮煤水分（Mad）2.29%3.71%，平均 3.00%，灰分（Ad）4.01%4.06%，平均 4

43、.04%，挥发份（Vdaf）28.53%33.99%，平均 31.26%，全硫（St.d）0.35%；原煤发热量（Qgr.d）28.86MJ/kg，粘结指数为 5，该层煤为特低灰-低灰、低硫-中高硫、高热值不粘煤（BN）。12 号煤层：原煤水分（Mad）2.98%4.46%，平均 3.92%，灰分1414.15%18.90%，平均 15.86%，挥发分（Vdaf）22.49%34.21%，平均28.35%，全硫1.394.29%，平均 2.84%，浮煤水分（Mad）1.59%2.71%，平均 2.15%，灰（Ad）2.74%5.52%，平均 4.13%，挥 发份（Vdaf）24.94%29.4

44、5%，平均 27.20%，全硫（St.d）0.270.42%， 平均 0.35%；原煤发热量（Qgr.d）25.48MJ/kg，粘结指数为 0，该层煤为 低灰、中高硫-高硫、中热值不粘煤（BN）。三、工艺性能 煤灰熔融性 ST1250-1350C，为中等软化温度灰。 焦油产率一般 7%左右，属含油煤，其中 11、12号煤层为富焦油。 各煤层粘结性指数为 0-5，胶质层 x 值一般在 0-0.5mm，y 值 20-38mm。以中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）划分煤类，本井田各煤层均为不粘结煤。 各煤层的元素含量差异不大，碳元素含量平均在 82.68%-84.85%，氢 元素含量平均在 4.59%-5.11%，氧元素含量平均在 9.54%-11.41%， 氮元 素含量平均在 0.70%-1.00%。各煤层的煤灰成分以 SiO2 为主，其次为 Fe2O3 和 Al2O3，二者之和可达 50%左右。五、可选性 1000.5mm 表1-3-2 入选原煤浮沉试验综合表密度级(KG/L)占本级(%)占全样(%)灰分(%)硫分(%)1.474.82968.5954.7800.4061.4-1.5