麻家梁煤矿8.0 Mta新井设计厚煤层富水顶板控水开采技术.doc

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1、 中国矿业大学2012届本科生毕业设计 中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 麻家梁煤矿8.0 Mt/a新井设计 专 题： 厚煤层富水顶板控水开采技术 指导教师： 职 称： 教 授 2012年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程2008级 学生姓名 任务下达日期：2012年1月8日毕业设计日期：2012年3月12日 至 2012年6月8日毕业设计题目： 麻家梁煤矿8.0 Mt/a新井设计毕业设计专题题目： 厚煤层富水顶板控水开采技术毕业设计主要内容和要求：以实习矿井麻家梁煤矿条件为基

2、础，完成麻家梁煤矿8.0Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。结合煤矿生产前沿及矿井设计情况，撰写一篇关于厚煤层富水顶板控水开采技术的专题论文。完成2011年国际煤田地质学杂志上与采矿有关的科技论文翻译一篇，题目为“Aquifer protection during longwall mining of shallow coal seams: A case study in Shen dong Coalfield of China”，论文3430字符。院长签字： 指导教师签字：摘 要一般部分为麻家梁矿

3、井新井8.0 Mt/a的新井设计，麻家梁矿位于山西省朔州市境内，井田面积约62 km2，主采煤层4号、9号煤层，平均厚度6.32 m、11.96 m。工业储量1615.72 Mt，可采储量1151.93 Mt，矿井服务年限110.76 a，矿井正常涌水量304 m3/h，最大涌水量464 m3/h，矿井相对瓦斯涌出量1.41 m3/t，绝对瓦斯涌出量36 m3/min，为低瓦斯矿井。根据井田地质条件，设计采用立井两水平开拓方式，暗斜井延伸。一水平开采4号煤层。井田全部采用分带布置方式。共划分6个带区，胶带大巷、轨道大巷、回风大巷均布设在煤层中。矿井前期采用中央并列式通风，后期采用边界式通风。在

4、东一带区、西六带区各布置一个工作面，并进行了运煤、通风、运料、排矸、供电系统设计。针对4601工作面进行了采煤工艺设计。该工作面煤层平均煤厚6.45 m，平均角度小于5。工作面采用综采放顶煤工艺，割煤3 m，放煤3.45 m。采用“四六制”工作制度，截深0.8 m，每天9个循环，日循环进度7.2 m。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车。主井采用两套45 t双箕斗提煤，副井采用一个双层特大宽罐笼和一8 t双层交通罐用来运料和提升人员。专题部分题目为厚煤层富水顶板控水开采技术以麻家梁矿井14101工作面为例，研究了矿井防水的措施，包括工作面的物探方法，排水钻孔及泄水巷的布设等。对矿井生

5、产实践具有显著的指导意义。翻译部分题目为Aquifer protection during longwall mining of shallow coal seams: A case study in Shen dong Coalfield of China，主要介绍浅埋煤层长壁开采过程中含水层的保护技术。关键字：麻家梁矿井；立井开拓；带区布置；综放开采；富水顶板；控水开采ABSTRACTThe general design is about a 8.0 Mt/a new underground mine design of Majialiang coal mine. Majialing co

6、al mine is located in Shuozhou Shanxi province. Its about 62 km2. The main minable coal seam is 4# with an average thickness of 6.32 m and 9# with an average thickness of 11.96 m. The industrialreserves of the coal mine are 1615.72 Mt. the minable reserves is 1151.93 Mt with a minable life of 110.76

7、 a. the normal mine water inflow is 304 m3/h and the maximum mine water inflow is 464 m3/h. the relative gas inflow is 1.41 m3/t and the absolute gas inflow is 36 m3/min which can be recognized as a low gas mine.According to the geological condition of the mine, the design uses shaft development wit

8、h two levels, and sub inclined shaft to outspread, and full strip preparation which divided into six strip districts. The track roadway, belt conveyor and return airway are all coal seam roadways. The ventilation system is central compound- like system in initial stage and unidirectional system in l

9、ater stage.Conducting a working face in both East One and West Six strip district to arrange coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing.The coal mining technology conducted in 4101 face is fully mechanized mining with top coal caving technology. The average thickness o

10、f this working face is 6.45 m and the average dip is less than 5. The mining height is 3 m and top coal caving height is 3.45 m. “Four-six” working system has been used in this design and the depth-web is 0.8 m with nine working cycles per day, and the advance of a working cycle is 7.2 m per day.Bel

11、t conveyor is used in main roadway to transport coal. Tracklessrubber tirevehicle is used to be as assistant transport. The main shaft uses double 45 t skips to lift coal and the auxiliary shaft used a double cage with large width to lift material and a double 8 t transportation cage to lift people.

12、The monographic study entitled “watercontroltechniquefor water-bearing roof in thick coal seam”. The study took 14101 working face in Majialiang as an example to investigate the water control technique, including geophysical prospecting in working face, layout of the water-draining borehole and disc

13、harge entry, etc.The title of the translated academic paper is “Aquifer protection during longwall mining of shallow coal seams: A case study in Shendong Coalfield of China”.Keywords: Majialiang coal mine;vertical shaft development; strip layout; fully mechanized mining with top coal caving technolo

14、gy; water-bearing roof; watercontroltechnique目录一般部分1 矿区概述及井田地质特征21.1矿区概述21.1.1矿区地理位置与交通21.1.2矿区内的工业与农业21.1.3矿区气候条件21.1.4矿区的水文情况21.2井田地质特征21.2.1井田勘探程度31.2.2煤系地层31.2.3井田地质特征51.2.4井田水文地质特征51.3煤层特征71.3.1可采煤层71.3.2煤的特征71.3.3其他有益矿产91.3.4瓦斯，煤层及自燃92 井田境界和储量112.1井田境界112.2矿井储量计算112.2.1构造类型112.2.2矿井工业储量112.2.3

15、矿井可采储量142.2.4工业广场煤柱143 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限163.1矿井工作制度163.2矿井设计生产能力及服务年限163.2.1矿井设计生产能力163.2.2井型校核163.2.3储量条件校核174井田开拓184.1井田开拓的基本问题184.1.1井筒形式的确定194.1.2井筒位置的确定采（带）区划分204.1.3工业场地的位置214.1.4开采水平的确定214.1.5矿井开拓方案比较214.2 矿井基本巷道284.2.1井筒284.2.2开拓巷道284.2.3井底车场及硐室285 准备方式带区巷道布置385.1煤层地质特征385.1.1带区位置385.1.2带区煤

16、层特征385.1.3煤层顶底板岩石构造情况385.1.4水文地质385.1.5地质构造385.1.6地表情况395.2带区巷道布置及生产系统395.2.1带区准备方式的确定395.2.2带区巷道布置405.2.3带区生产系统415.2.4带区内巷道掘进方法435.2.5带区生产能力及采出率436 采煤方法466.1采煤工艺方式466.1.1采煤方法的选择466.1.2回采工作面长度的确定466.1.3工作面的推进方向和推进度476.1.4综放工作面的设备选型及配套476.1.5各工艺过程注意事项546.1.6工作面端头支护和超前支护556.1.7循环图表、劳动组织566.1.8工作面吨煤成本5

17、86.1.9综合机械化放顶煤采煤过程中应注意事项606.2回采巷道布置616.2.1回采巷道布置方式616.2.2回采巷道参数617 井下运输627.1概述627.1.1井下运输设计的原始条件和数据627.1.2运输距离和货载量627.1.3矿井运输系统637.2带区运输设备选择647.2.1备选型原则647.2.2带区设备的选型647.2.3带区运输能力验算657.3大巷运输设备选择678矿井提升698.1矿井提升概述698.2主副井提升698.2.1主井提升698.2.2副井提升设备选型719 矿井通风及安全759.1矿井通风系统的选择759.1.1矿井通风系统的基本要求759.1.2矿井

18、通风系统的确定759.1.3带区通风系统的确定779.2矿井风量计算789.2.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定789.2.2各用风地点的用风量和矿井总用风量799.2.3风量分配及风速验算839.2.4通风构筑物859.3矿井通风阻力计算859.3.1计算原则859.3.2矿井最大阻力路线869.3.3矿井通风阻力计算879.4选择矿井通风设备929.4.1选择主要通风机的基本原则929.4.2通风机风压的确定929.4.3主要通风机工况点939.4.4主要通风机的选择及风机性能曲线949.4.5电动机选型969.5安全灾害的预防措施969.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施969.5

19、.2预防井下火灾的措施979.5.3防水措施9710矿井基本技术经济指标98参考文献100厚煤层富水顶板控水开采技术1020引言1021 麻家梁矿井简介1021.1地理位置1021.2矿井水文地质1021.2.1主要含水层1021.2.2隔水层1042 矿井4号煤层开采水文地质1042.1含水层分析与充水水源1042.2煤层开采对顶板的破坏1043矿井防排水1053.1顶板水控制技术1073.1.1顶板水富水性探测1073.1.2超前物探1073.1.3采煤工作面音频电穿透法探测1073.1.4采煤工作面高分辨直流电流法探测1123.1.5物探结果1183.1.6顶板水的预疏放1183.1.7

20、顶板砂岩裂隙水含水段抽放水实验1213.2掘进巷道水控制1243.3矿井涌水量预测1243.3.1首采面涌水量预计1243.3.2首采面排水系统方案设计1253.4矿井排水设备1283.4.1工作面排水设备1283.4.2中央水泵房排水设备1293.4.2矿井排水系统核定1294 结论1304.1工作面物探结果1304.2巷道疏放水钻孔布置1314.3泄水巷的布置131参考文献132英文原文134中文翻译147致 谢157 中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第70页一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置与交通麻家梁位于山西省朔州市的南部，隶属朔州市朔城区管辖

21、。地理坐标为：东经11222001122930，北纬390800391430。本矿区内没有生产矿井及小煤窑。本区交通方便，北同蒲铁路、大运公路在井田西部通过，朔黄铁路在井田西北部通过，朔州火车站北至大同129 km，南至太原226 km。公路以朔州城为中心，可通往大同、太原及周边。如图1.1所示1.1.2矿区内的工业与农业本区工业以采煤为主，发电，机械及食品加工也有一定规模。农业以玉米、黍子、高粱、土豆等粮食作物为主，粮食基本自给。区内有红旗牧厂四个分场。朔州市商业比较发达。1.1.3矿区气候条件本区属典型的大陆性气候，干燥寒冷。气温一般较低，年温差和日温差较大。年平均温度4.88.6 ，最高

22、温度38.2 ，最低温度-32.4 ，年降雨量273.9686.9 mm，平均461.8 mm，主要集中在6、7、8三个月，可占全年降雨量的70%左右。全年降雪量20.2163.2 mm，最大积雪厚度47 cm。年蒸发量2028.92516.7 mm，一般2351 mm，约为年降雨量的45倍。本区风沙大，有风时间占全年的70%，春、冬季多西北风，平均风速3.6 m/s，最大风速2.1 m/s，故区内建造了大面积的防风林带。结冻期自每年10月下旬至翌年四月下旬，最大冻结深度1.251.5 m。1.1.4矿区的水文情况井田西侧和北侧有恢河和七里河二条常年性河流，属海河流域桑干河水系，其特点是：平时

23、流量甚小，雨季山洪暴发而流量大增，但历时很短，最大洪峰量出现在7、8两月，最小流量在1月、12月。其他地表水体不发育。1.2井田地质特征矿区内地形平坦开阔，为厚层新生界沉积物所掩盖，地势西南高，东北低；海拔一般在10801200 m之间，最高点位于本区东南部，海拔1342 m，最低点位于东北部的恢河河床，为1060 m，相对高差270 m。面积约为62 km2图1.1麻家梁矿交通示意图1.2.1井田勘探程度井田内先后有山西省115队、甘肃物测队、江苏物测队、煤炭部水文一队和173队进行预查、普查和详查工作。1.2.2煤系地层根据钻孔揭露和井田外围出露，区内地层由老到新依次有下古生界奥陶系、上古

24、生界石炭系、二迭系及新生界地层。现分述如下：1）奥陶系（O）广泛出露于井田南部外围，构成高山地貌。下部以灰黄、黄白色白云质灰岩为主，夹薄层状灰岩，上部深灰、灰色厚层状灰岩，夹棕色豹皮状石灰岩、泥质灰岩和绿色钙质泥岩，出露厚度约555 m。本次钻孔揭露最大厚度97.70 m，见缝合线构造，具裂隙和水蚀现象，石灰岩主要由砾屑和亮晶方解石组成。2）石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）平行不整合于奥陶系石灰岩侵蚀基准面之上。按岩性及发育情况可分为上下两段：下段：由本组底至本溪第二层灰岩顶部。岩性主要由两层稳定或稳定发育的铝土泥岩、石灰岩及泥灰岩组成，局部夹泥岩、透镜状砂岩及12层煤线本段厚约25 m

25、。上段：主要由碎屑岩、泥岩、铝土质泥岩，12层薄层状石灰岩，泥灰岩以及12和13号煤层组成。本段厚约19 m。（2）上统太原组（C3t）为本区主要含煤地层，连续沉积于本溪组地层之上，依其是否含主要可采煤层，可分为上下两段。下段：由K1砂岩底至7号煤层顶板泥岩。主要由细碎屑岩、泥岩、泥灰岩和45层煤组成。9号煤层为全区稳定可采煤层。 下段厚约12 m。上段：主要由碎屑岩、泥岩、铝土质泥岩和23层煤层组成碎屑岩以K2和K3砂岩发育较好。本段厚约31 m。太原组地层，最大厚度为98.65 m，最小厚度为62.70 m，平均80.43 m。3）二迭系（P）（1）下统山西组（P1s）亦为本区主要含煤地层

26、之一。连续沉积于太原组地层之上，按含煤性及岩性组合特征，可以K5砂岩顶为界，分为上下两段。下段：主要由粗碎屑岩、泥岩和全区稳定可采的4号煤层组成。碎屑岩以K4和K5砂岩发育较好。K4砂岩由灰白色、灰色砾岩、含砾粗砂岩、粗中细粒砂岩组成。K5砂岩由灰白色、灰色含砾粗砂岩、粗中细粒砂岩组成。为本区良好的岩性标志层之一。本段厚约35 m。上段：主要由碎屑岩、泥岩、砂质泥岩和23层薄煤层组成，岩性呈下粗上细的组合特征。本段不含主要煤层，3号煤层为局部可采煤层，2号煤层为不可采煤层，1号煤层仅零星见到。本段厚约46 m。山西组地层，最大厚度107.34 m，最小厚度60.55 m，平均86.84 m，总

27、体呈北厚南薄的变化趋势这是由于北部K4和K5砂岩比较发育，厚度较大所致。（2）下统下石盒子组（P1x）与山西组整合接触。岩性以黄绿色、灰绿色、灰黄色、灰色粗、中、细粒砂为主，砂岩岩屑含量明显增加，且多含砾。夹灰绿色、紫色、紫斑团块状砂质泥岩、泥岩、鲕状泥岩及铝土质泥岩。（3）上统上石盒子组（P2s）与下石盒子组整合接触。分布于勘探区南部及其外围。岩性以紫色、灰黄色、灰绿色砂质泥岩、泥岩为主，夹紫色、灰绿色、黄灰色粗砂岩、粉砂岩、铝土质泥岩。底部以黄白色砂岩、砂砾岩与下石盒子组分界。区内仅南部有不完整分布，钻孔揭露本组残留厚度342.93 m。（4）新生界（Kz）主要为第四系松散沉积。不整合于下

28、伏地层之上。岩性以灰色、灰绿色、浅红色、红黄色亚砂土、砂质粘土为主，夹24层56 m厚的中细砂层，局部含12层56 m厚的砂砾层。厚度均在150300 m之间。 1.2.3井田地质特征麻家梁井田位于朔县向斜东翼南段，基本构造形态为一向西倾斜的略有起伏的单斜构造。区内地层走向在35勘探线以北总体呈NNE向，且地层倾角平缓，一般为5左右。35线以南地层走向为NNE转向NE方向，且地层倾角自西向东逐渐增大，可达30以上。在此之上发育了一些与地层走向大致平行的宽缓褶曲和大小不等的断裂构造。1.2.4井田水文地质特征朔南麻家梁井田位于神头岩溶泉域水文地质单元区内。神头岩溶泉域水文地质单元总面积5316

29、km2。根据地形地貌、地质构造等因素，单元边界北起阎家窑 高家堡 潘家窑一线；南到南峰 宁武南 盘道梁；西至阎家窑 暖崖 南峰；东至马邑断层、大夫庄 潘家窑一线。其中，西界南段暖崖至南峰一线为地下水分水岭。单元内水文地质条件主要受岩性、构造、地形地貌因素控制和影响。依据岩性、富水性以及地质时代差异，井田划分含、隔水层如下：（6个含水层、2个隔水层）1）含水层本区6个含水层自下而上分述如下：（1）下奥陶系岩溶裂隙含水层（O1）区内无钻孔揭露，邻近区仅有三孔不完全揭露。岩性主要为白云质灰岩、石灰岩及白云岩。以溶隙、溶洞为主要岩溶形态。富水性强，为一岩溶裂隙承压含水层。（2）中奥陶系岩溶裂隙含水层（

30、O2m）本次勘探施工的奥灰延深孔仅3510孔揭露奥灰厚度最大为97.70 m，详查勘探时一般揭露70 m左右。本次对这一层段也没有进行详细的地层划分，但总体来看，相当于上马家沟组（O2s）和下马家沟组（O2x）上部地层，岩性以灰色、浅灰色中厚层状细隐晶质石灰岩、白云质灰岩为主，夹薄层状泥质灰岩及角砾状石灰岩。顶板埋深281.00703.00 m左右。构成整个勘探区含煤地层的基底。根据详查报告分析资料，岩溶裂隙发育，以溶隙、溶孔为主要岩溶形态。岩溶裂隙的发育具有垂向分带性，平面上也有一定的分区性。从测井资料、岩芯鉴定、漏水情况等分析对比，中奥陶系上部分为三个含水段。上含水段：分布于27162、8

31、014号孔一带区域。发育较稳定。距O2顶板22.80 m，岩溶裂隙带厚0.6016.50 m，平均厚度5.00 m左右。据钻孔抽水实验及简易抽水实验，单位涌水量0.002150.0535 L/sm，31192孔简易抽水实验单位涌水量达3.365 L/sm。中含水段：分布于29线至37线一带。发育不稳定。距O2m顶板23.7557.00 m，岩溶裂隙带厚0.8011.20 m，平均厚度4.0 m左右。29188号孔钻进奥灰31.60 m时钻具下落0.40 m，并出现严重漏水；33199号孔揭露本含水段，由于水位较深，未做简易抽水试验，但从其水位及岩芯情况来看，其富水性很弱。下含水段：基本全井田分

32、布，发育较稳定。距O2顶板46.60106.85 m，岩溶裂隙带厚0.6013.40 m平均厚度6.0 m左右。据钻孔抽水试验，单位涌水量1.049 L/sm。综上所述，各含水段中岩溶裂隙的发育强弱不等，富水性极不均一。据全区资料分析：下含水段富水性比上含水段要强，而上含水段又比中含水段强些。本组水位标高10591062 m。水质类型HCO3 - CaMg型水，矿化度0.30.6 g/L。上含水段与中含水段距煤层较近，对煤层开采的影响较大。由于其富水性一般较弱，部分区域可作为相对隔水层段，从而减轻了对煤层开采的影响。但奥灰水仍是下部煤层开采的主要威胁。由以前资料分析上述三个含水段之下，中奥陶系

33、中下部的含水段分布稳定。由801、802、8014三孔井资料分析，岩溶裂隙带厚0.52.2 m，富水性强，但由于距煤层较远，其间又有非含水层段的阻隔，对煤层开采无较大影响。（3）上石炭系裂隙含水层（C3t）厚度为61.6198.65 m，平均79.32 m。岩性主要为细中粒砂岩，成份以石英、长石为主。分选差，泥硅质胶结，全区普遍发育。9号煤层上部发育一层较稳定的砂岩，局部构成9号煤层的直接顶板，裂隙发育一般，富水性弱。抽水试验单位涌水量0.00162 L/sm，水位标高1065.14 m，水质类型为HCO3-Na型水，矿化度0.50.7 g/L，为一裂隙承压弱含水组。（4）早二迭系下部裂隙含水

34、层（P1s）厚度为61.22102.06 m，平均81.34 m。其中以位于4号煤层上下的K5、K4砂岩比较稳定，厚度较大，岩性主要为细 粗粒砂岩及砂砾岩，成份以石英为主，长石次之，分选中等，硅泥质胶结，K5砂岩在局部构成4号煤层的直接顶板。其它砂体厚度变化大，层位多不稳定，裂隙发育一般，富水性弱。抽水试验单位涌水量0.00351 L/s.m，水位标高1068.64 m，水质类型为HCO3-Na型水，矿化度0.40.7 g/l，为一裂隙承压弱含水组。上述两含水组在煤层开采时将向矿井直接充水，但由于富水性弱，补给条件较差，含水体较为封闭，故对煤层开采无较大影响。（5）新生界中、下部孔隙含水层厚度

35、20.3242.7 m，平均119.69 m，埋深36.30153.70 m。全区分布，构成基岩直接盖层，此组分为三个含水段：上含水段：厚16.80139.30 m，含水层段平均厚20.22 m。发育稳定。岩性为细粗砂及砂砾石组成，分选中 差。详查勘探27166号孔揭露该段，抽水试验单位涌水量0.00756 L/s.m，水位标高1079.87 m，水质类型HCO3-NaCa型水，矿化度0.455 g/L。中含水段：厚0123.60 m，含水层段总厚083.85 m，平均19.33 m，发育较稳定。岩性以细、中砂为主，分选中 差。详查勘探33211号孔揭露上含水段和中含水段，抽水试验单位涌水量0

36、.0333 L/s.m，水位标高1072.93 m，水质类型HCO3-MgNa及HCO3Cl-CaNa型水，矿化度0.4100.637 g/L。下含水段：厚0114.80 m，含水层段总厚076.80 m平均28.18 m，发育不稳定，以细、中砂为主，夹少量砾石层，分选差，其底部有一层发育不稳定的粘土、亚粘土层，厚055.60 m。新生界中下部抽水试验孔3510揭露3个含水段，单位涌水量0.0117 L/s.m，水位标高1173.59 m，水质类型HCO3-Ca Mg。（6）新生界上部孔隙含层厚36.30153.70 m，平均厚84.50 m。岩性为细 粗砂、砂砾石层及砂土、粘土、亚粘土组成，

37、全区分布。富水性强 中等，为一孔隙潜水含水组。有供水意义。2）隔水层（1）中石炭系碎屑岩隔水组（C2b）本组即本溪组地层，厚度26.7263.71 m，平均43.19 m。埋深227.36793.91 m。岩性以泥岩、砂岩为主，夹煤线和泥灰岩，底部发育不稳定铁矿层。其中泥岩、铝土质泥岩、粉砂岩等厚度占全组厚度60%以上，泥灰岩、泥质灰岩岩溶裂隙不发育。本组厚度呈现由北向南变薄趋势，全区来看，本溪组地质为一较稳定的隔水组，隔水性能力较好。（2）二迭系中下部碎屑岩隔水层（P2s+P1x）厚度0414.88 m，平均188.25 m。岩性以泥岩为主，砂岩次之，并夹砂质泥岩、砂砾岩和铝土岩。砂岩成份以

38、石英为主，长石次之。全组粒度自下而上逐渐变细，粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩占该组厚度的60%以上，裂隙不甚发育，富水性很弱，是一相对隔水组，隔水性能良好。本矿井正常涌水量为304 m3/h，最大涌水量为464 m3/h，预测奥灰最大突水量为2087 m3/h，1.3煤层特征1.3.1可采煤层井田可采煤层有4、5、6、8、9、9下、11号共8层煤。其中4号和9号煤层为全区可采煤层，其储量分别约占本区总储量的30%和55%，其余为局部可采煤层。1）4号煤层4号煤层位于山西组下部，是本区主采煤层之一，下距9号煤层约65 m。厚度1.3511.09 m，平均6.32 m，可采系数100%，结构较

39、简单，一般含23层夹矸，夹矸岩性以泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩为主，也有高岭质泥岩及粉砂岩，厚度变化较大，一般在0.5 m以下，个别点夹矸大于最低可采厚度，夹矸层位不稳定。顶板以泥岩及砂岩为主，底板以泥岩、高岭质泥岩为主。煤层层位稳定，厚度有一定变化，总体而言，应属全区可采的稳定煤层。2）9号煤层9号煤层位于太原组下部，本区主采煤层之一，下距10煤层约25 m。厚度2.4918.18 m，平均11.96 m，可采系数100%，一般含夹矸35层，岩性以泥岩、炭质泥岩及高岭质泥岩为主，夹矸厚度变化较大，多在0.30 m以下。顶板岩性以泥岩、砂岩为主，底板以泥岩为主。煤层层位稳定厚度因局部地方分叉有一定

40、的变化，但规律性强，故9号煤层应属全区可采的稳定煤层。1.3.2煤的特征1）煤的物理性质矿区内各煤层一般呈黑色，以沥青光泽为主，次为玻璃光泽，摩氏硬度22.5左右，具有韧性，内生裂隙不很发育，参差状断口、贝壳状断口及阶梯状断口。4号煤以半亮型煤和半暗型煤为主，9号煤层为半亮型 半暗型煤，光亮煤较少，条带状线理状结构，多具水平层理。2）煤的化学性质（1）4号煤原煤水分4.23%，浮煤水分3.97%；原煤灰分产率平均为26.99%，经1.4密度液洗选后降至7.57%；原煤挥发分平均为39.60%，浮煤挥发分平均为41.00%。原煤全硫平均为0.46%，洗选后平均为0.67%。原煤磷平均为0.026

41、%。碳含量80.25%，氢含量为5.37%，原煤发热量（Qnet,d）平均为21.99 MJ/kg。煤灰成分以SiO2、Al2O3为主，CaO、Fe2O3次之，灰熔融性软化温度（ST）平均为1456 oC， 属较高软化温度灰煤。粘结指数为10.9。此煤为中灰、特低硫 低硫、低磷、中热值发热量的长焰煤。（2）9号煤层原煤水分3.81%，浮煤水分3.59%，原煤灰分产率平均为23.14%，经1.4密度液洗选后降至6.29%，原煤挥发分平均为40.71%，浮煤挥发分平均为41.06%。原煤全硫平均为1.71%，洗选后平均为1.28%，经洗选后脱硫率可达25.15%。原煤磷平均为0.039%。碳含量8

42、1.05%，氢含量为5.36%，原煤发热量（Qnet,d）平均为23.60 MJ/kg。煤灰成分以SiO2、Al2O3为主，Fe2O3 、CaO次之，灰熔融性平均为1421oC， 属较高软化温度灰煤。粘结指数为19.3。此煤为中灰、低中硫、低磷、中高热值的长焰煤。3）煤的工艺性能（1）发热量本区各可采煤层的原煤高位干发热量（Qgr,d）22.4724.97 MJ/kg，原煤干基低位发热量为（Qnet，d）20.7523.87 MJ/kg；浮煤干燥基高位发热量（Qgr, d）为29.4131.04 MJ/kg，属于中高热值煤。（2）结焦性据平朔露天矿精查报告中二铺矿对4、9、11号煤层单孔铁箱炼

43、焦试验结果，焦炭的抗碎性及耐磨性较差，不宜单独炼焦。（3）低温干馏（Tar,d）矿区内各煤层均做了低温干馏（Tar,d）试验，测试结果表明各煤层焦油产率均大于7%，一般为7.2011.66之间，属富油煤。 各煤层的可磨性一般在57.6767.00之间，可磨性较好。（4）热稳定性（TS+6）本次勘探阶段对3、4、5、6、92、9号煤层的热稳定性做了测试，测试结果表明：各煤层的热稳定性（TS+6）均大于70%，属高热稳定性煤。4）煤的可选性矿区4、9号煤层均系扣除+2.0沉矸后，按灰分10%时0.1含量法评定， 4号煤层130.5 mm粒度级0.1含量大于40%，均属极难选，9号煤层130.5 m

44、m粒度级的0.1含量变化较大，其可选性变化也较大，从易选极难选都有。若按灰分13%时的0.1含量法评定，4号煤层绝大部分简选样的130.5 mm粒度的0.1含量仍大于40%，仍属极难选；9号煤层大部分简选样的130.5 mm粒度级的0.1含量小于30%，属易选较难选，与灰分10%时相比，可选性等级降了两个级别。即9号煤层的可选性优于4号煤层。1.3.3其他有益矿产1）伴生微量元素各煤层中锗平均含量一般在0.54.9 ug/g之间，镓平均含量在12.125.5 ug/g之间，铀含量平均在5.810.4 ug/g之间，钍平均含量在1.123.4 ug/g之间，钒平均含量0.0140.025%之间，

45、均未达到工业品位的要求。2）铝土矿对区内铝土质泥岩进行采样化验结果表明：SiO2含量平均为47.13%，Fe2O3含量平均为3.37%，Al2O3含量平均为27.01%，SiO2:Al2O3为1.7%，达不到SiO2/Al2O3比值的最低边界品位1.8；Al2O3含量达不到40%边界品位，均未符合工业用铝矿床的基本要求。1.3.4瓦斯，煤层及自燃1）瓦斯各煤层瓦斯成分CH4小于50%，N2大于50%，瓦斯含量CH4小于1 ml/g，CO2少量，因此本区处于瓦斯风氧化带内的氮气沼气带。采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行了预测。预测结果为：综采放顶煤工作面瓦斯相对涌出量为0.575 m3/t，顺槽综掘面及大巷综掘面绝对瓦斯涌出量分别为0.883 m3/min、0.521 m3/min。全矿井相对瓦斯涌出量为1.41 m3/t，绝对瓦斯涌出量为36 m3/min。矿井相对瓦斯涌出量小于10 m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于40 m3/min，根据煤矿安全规程第一百三十三条，本矿井属于低瓦斯矿井。区内的银洞山矿开采情况表明区内4、9号煤层瓦斯含量均很小。虽然本区在先期开采时期瓦斯涌出量不大，但随着矿井开采深度的延深，采煤工作面的增大，煤炭产出量增加等因素，矿井瓦斯涌出量将有可能随之