1、 采矿学 课程设计 设 计 者：韩雁青 学 号： 21096175 班 级：采矿 09-5班 指导老师：陆菜平 中 国 矿 业 大 学 应 用 技 术 学 院 2012 年 1 月 6 日 - 1 - 目 录 1井田概况及地质特征 （ 3） 1.1 井田概况 （ 3） 1.1.1 交通位置 （ 3） 1.1.2 地形地貌 （ 3） 1.1.3 河流及水库 （ 3） 1.1.4 气象及地震烈度 （ 4） 1.1.5 矿区内工农业生产概况 （ 5） 1.1.6 井田邻近地方煤矿概况 （ 5） 1.1.7 主要建筑材料供应情况 （ 6） 1.1.8 地面建（构）筑物及村庄搬迁 （ 6） 1.1.9
2、电源、水源情况 （ 6） 1.2 地质特征 （ 7） 1.2.1 井田地层 （ 7） 1.2.2含煤地层 （ 11） 1.2.3地质构造 （ 11） 1.2.4煤层 （ 14） 1.2.5煤质 （ 16） 1.2.6水文地质 （ 21） 1.2.7其它开采技术条件 （ 25） 1.2.8有益矿产 （ 28） - 2 - 2 井田境界与储量 （ 29） 2.1 井田境界 （ 29） 2.1.1 井田范围 （ 29） 2.1.2 开采界限 （ 29） 2.2 储量计算 （ 30） 2.2.1 矿井地质资源量 （ 30） 2.2.2 矿井工业资源 /储量 （ 30） 2.2.3 矿井设计资源 /储量
3、 （ 31） 2.2.4 矿井设计可采储量 （ 33） 3 矿井设计生产能力 和服务年限 （ 34） 3.1矿井设计生产能力 （ 34） 3.1.1矿井设计生产能力确定 依据 （ 34） 3.1.2 矿井设计生产能力 （ 34） 3.2 矿井服务年限 （ 35） 3.2.1矿井服务年限的计算 （ 35） 4 井田开拓 （ 36） 4.1 井田开拓的基本问题 （ 36） 4.1.1 确定井筒形式、数目 （ 37） 4.1.2 工业场地的位置 （ 38） 4.1.3 开采水平的确定及采区划分 （ 38） 4.1.4 方案比较 （ 38） 参考文献 （ 47） - 3 - 1 井田概况及地质特征 1
4、.1 井田概况 1.1.1 交通位置 009 煤矿矿井位于昔阳县境内，其工业场地位于县城西南约 7km 处，昔阳县城距阳泉市约 30km。 本区铁路交通条件优越，石太铁路沿桃河经过阳泉矿区，石太线为阳泉矿区煤炭外 运的主要干线，经电气化改造和完善自动闭塞后，年运输能力可达 70Mt。另外，阳涉铁路通过本区，该线已全部建成通车，采用内燃机车牵引，并预留电力牵引条件，该线最大年输送能力为 17Mt，为阳煤集团部分煤炭分流创造了有利条件，可直接为该矿的建设和煤炭的外运服务，本矿井铁路专用线在阳涉铁路昔阳站接轨，就接轨事宜已达成协议 。 本区公路交通便利，阳泉至黎城的二级公路通过本区，公路以昔阳县城为
5、枢纽，呈放射状伸向四方，除阳泉至黎城公路外，昔阳至左权、赞皇、寿阳、邢台、长治等均有公路相通，区内公路遍布， 97%以上的村庄可通汽车 。 1.1.2 地形地貌 本井田位于太行山北段西侧，从外围地形来看，西部石千峰地层的地形较高，组成太岳山，东部则为奥陶、寒武系地层组成的太行山脉，昔阳县境内的白羊山、沾岭山、菜岭山均系太行山支脉。沾岭山东部为松溪河流域，一般河窄谷深，沟谷纵横发育，切割甚深。井田内地形为西高东低，最高处为龙王庙山，海拔+1613.3m，最低点在巴洲乡附近，标高 +863m，高低相差 750m 左右，一般相对高差 100 200m，属构造剥蚀成因，河谷、高山相间的低中心地形。 1
6、.1.3 河流及水库 本区属海河流域子牙 河水 系，松溪河及 其流经本井田的支流安坪河、巴洲河、洪水河均为该水系。现分述如下： 松溪河： - 4 - 发源于和顺县窑上村附近，经昔阳县的杨家坡村南入境，向北经县城东侧，东流至水磨头村，再经井陉、平山县汇入滹沱河，干流在昔阳县境内长 73.25km，流域面积 1473.2km2，该河受水面积大，河床宽，杜庄至县城一带宽达 500 800m。平时水少，雨季时一般流量为 1 3m3/s，最大洪峰流量达 1200m3/s（ 1963 年 8月流经昔阳县城一段），年平均径流量 3.68m3/s。 安坪河（城北河）： 该河为松溪河支流，发源于崇家岭奶头山，自
7、西向 东在县城东汇入干流，全长 14.5km，流域面积 77.2km2，年平均径流量 0.26m3/s。 巴洲河（城西河）： 该河发源于闹岭庄附近，自西向东在县城北关处汇入安坪河，全长 20.5km，流域面积 96.3km2，年平均径流量 0.352m3/s。 洪水河（城南河）： 该河发源于闰家沟，自西南流向东北，在洪水村东汇入松溪河，全长 14km，流域面积 56.2km2，年平均径流量 0.298m3/s。 在河流上游建有多座水库，其中以秦山水库、关山水库较大，秦山水库位于井田中部，现为昔阳县城居民生活用水水源。 以上河流实际 上均为宽缓的沟谷，平时基本没水，均为季节性河流。 1.1.4
8、气象及地震烈度 昔阳县属暖温带大陆性气候，一年四季气候变化明显，冬季寒冷，风大少雪；春季日照充足，干旱多风；夏季雨量集中，多冰雹和风灾；秋季时间较短，晴朗凉爽。 本区位于山西省昔阳县境内，属暖温带大陆性气候，四季气候变化明显。最高气温 37.9 ，最低 气温 23.9 ，全年平均气温 9.3 。冰冻期为每年 10 月下旬至翌年 4月，最大冻结深度为 0.75m。年最大降雨量 995.7mm（ 1963 年） , 年最小降雨量 242.3mm（ 1972 年），年平均降雨量 601.0mm，雨量集中在每年的 79 月份。年平均蒸发量 1887.9mm。主导风向为西北风，最大风速可达 21m/s,
9、年平均风速约为 2.1m/s。 依据 中国地震动参数区划图 GB18306 和建筑抗震设计规范 GB50011，- 5 - 本区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分组为第一组。 1.1.5 矿区内工农业生产概况 山西省昔阳县现有 5镇 7乡共 12个乡镇，约 423个行政村，全县总户数 70117户，总人口 24万人，其中农业人口 22万人，占 91.6%。农作物总播种面积为 410685亩，其中粮 食作物以小麦、玉米、谷子、高梁、大豆、薯类及杂粮为主，播种面积 389049 亩；经济作物以棉花、油料作物为主，播种面积 10512 亩；除此之外还有蔬菜及瓜果类
10、播种面积 10963 亩。全县果园面积 19666 亩，以苹果、梨、柿子、红枣、葡萄为主。 全县的工业发展速度较快，县企业中以燃料、食品、化工、机械、建材工业比重较大。 1.1.6 井田邻近地方煤矿概况 009 煤矿井田邻近的地方煤矿有：阳胜、卫东、安坪、坪上、黄岩汇、运裕、麻汇、白羊 岭 等 8 座煤矿。 邻近地方煤矿情况详见表 1-1-1， 009 煤矿井田与邻近地方煤矿位置关 系见图 1-1-2。 表 1-1-1 邻近地方煤矿情况一览表 序号 矿井名称 现开采煤层 规模 （ 万 t/a） 井田面积 （ km2） 开拓方式 备注 1 阳胜煤矿 15 号 45 19.3417 斜井开拓 2
11、卫东煤矿 15 号 15 6.1288 现已关闭 3 安坪煤矿 15 号 45 7 4368 斜井开拓 4 坪上煤矿 15 号 90 7.8486 斜立开拓 5 黄岩汇煤矿 15 号 90 15 0891 斜井开拓 6 运裕煤矿 15 号 90 9.5146 斜井开拓 7 麻汇煤业 15 号 30 10.4128 斜井开拓 8 白羊 岭 煤矿 15 号 45-90 17.8935 斜立开拓 正在扩建 - 6 - 1.1.7 主要建筑材料供应情况 本区内狮脑峰矿岩出露面积广，而且厚度大，可作为井上、下建筑石料，矿井东部大面积奥陶系灰岩出露，可作为井上建筑石料及水泥原料。 砖、矸石砖、料石、石子、
12、白灰、水泥等大宗土产材料可由当地供应，除阳煤集团企业处所属厂（场）现有建材供应外，也可选用乡、镇企业的建材产品。 外部供应材料主要有：钢材、木材、黄砂、玻璃、高标号水泥、五金材料等。 1.1.8地面建（构）筑物及村庄搬迁 井田范围内除工业场地及风井场地等新建建筑物外，地面已有的建（构）筑物主要有 7 个水库和 60个村庄。工业场地及风井场地、水库均留设保护煤柱；地面村庄大都较小，但分布分散，给正规工作面布置带来一定的影响，设计对大部分村庄按搬迁考虑。根据需要，矿井投产前需先搬迁野峪村 (118 户 ) 和下讲堂村 (108 户 )。目前建设单位已与野峪村及昔阳县乐平镇政府签订村庄搬迁协议。 由
13、于矿方未提供井田内所有村庄的详细资料，本次设计无法安排村庄搬迁规划。建议建设单位结合当地的有关规划，根据矿井建设和生产进度 ，积极做好 下讲堂村及其它后续 村庄搬迁前的规划和准备工作，以免影响矿井按期投产及今后生产。 1.1.9 电源、水源情况 1、电源 昔阳县境内现有坪上 110kV 变电站一座，距矿井工业场地 6.8km；另有晋中电力部门刚建成投运的昔阳 220kV变电站 , 该站位于矿井工业场地以南约 5.5km处。 本矿井的供电电源及供电方案已于 2006 年 6 月由晋中供电分公司以 “ 晋中电计字 2006 35 号 ” 文给予批复，确定本矿井供电电源由昔阳坪上 110kV 变电站
14、引一回 35kV 线路作为施工用电；昔阳 220kV 变电站建成投运后，由该站引两回 35kV 线路作为矿井主供电源。 - 7 - 2、水源 阳泉矿区为缺水矿区，井田内松溪河冲积层孔隙潜水含水丰富、水质良好，但目前开采量较大，不宜再增加开采量；太原组灰岩，主要赋存于浅部，分布范围不大，由于开采水量过大，水位不断下降，故亦不宜多开采；本区地表水库较多，如秦山水库、杨家坡水库、南郝峪水库、关山水库均已通过地下管道联通，水库总容量达 2000 万 m3，现主要用于昔阳县生活及部分工业用水，目前仍有部分供水富裕能力；奥陶系含水层在区内分布较广，岩溶裂隙也较发育，是一良好的供水水源。 2005 年 6
15、月山西省水利厅晋水资 2005 303 号 “ 关于阳泉煤业（集团）有限责任公司 009 煤矿矿井及选煤厂项目取水许可预申请的批复 ” ，同意本矿开采娘子关地下奥灰水作为生活供水水源，秦山水库水建井期间作为临时施工水源，矿井投产后作为辅助供水水源。 1.2 地质特征 1.2.1 井田地层 本区位于沁水煤田的东北边缘。由东向西出露地层由老到新。本井田东部区外大面积出露奥陶系地层；石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组地层分布零星；区内二叠系上、下石盒子组地层广泛分布，二叠系石千峰组，三叠系刘家沟组地层出露于本井田西缘；新生界覆于各个时代基岩之上。现就 勘探所及从奥陶系至第四系地层分述如下： （一）奥
16、陶系 1、 奥陶系 下统（ O1） SYJ-1 号孔为水源井，该孔揭露奥陶系下统亮甲山组地层 42.83m，为石灰岩，灰色，致密坚硬，厚层状，隐晶质结构，局部泥质含量较高。 2、奥陶系中统（ O2） SYJ-1 号孔 揭露 奥陶系中统地层厚度 670m。可划分为峰峰组及上马家沟组、下马家沟组。 1) 下马家沟组（ O2x）：揭露最大厚度 180.00m，由白云质灰岩、泥质灰岩、- 8 - 石灰岩组成，块状构造，厚层状，下部含大量蜂窝状溶洞。 2) 上马家沟组 （ O2s）：揭露最大厚度 290.00m，主要为深灰色石灰岩夹薄层白云岩，中、上部具有角砾状构造，底部含不均匀铁质，节理岩溶发育。 3
17、) 峰峰组（ O2f）：揭露厚度 188.76 200.00m，平均 190.00m。上部以灰色、深灰色 石灰岩 为主，夹白云质灰岩及薄层状白云岩，局部呈角砾状，具波状层理，顶部含团块状黄铁矿。中部为灰色豹皮灰岩及石灰岩夹豹皮灰岩，岩溶、裂隙较发育。底部为石膏带，主要为角砾状泥质白云岩、角砾状泥灰岩夹薄层石膏及纤维状石膏组成。 （二）石炭系中统本溪组（ C2b） 全厚 16.00 46.00m，平均约 34.00m。有东南厚、西 北薄的变化趋势。平行不整合于奥陶系灰岩之上。主要由浅灰、灰色细砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩及石灰岩组成，夹 1 2 层煤线。底部为黄铁矿层，常呈星散状或团块状富集于
18、灰岩及铝土岩中。极不稳定，厚 0 0.90m，平均 0.53m。地面及浅部氧化为褐铁矿及赤铁矿，称山西式铁矿。其上为 G 层铝土矿，厚 1.55 11.20m，平均厚 5.68m。为浅灰或灰白色，含硅质，铁质较高。有 1 3 层石灰岩，质较纯，分布较稳定。上层较薄，厚 1m 左右；中层普遍压一煤线；下层较厚，约 3m 左右。本组岩性特点为颜色浅，含铁铝质高，岩性细腻。砂岩 多为细砂岩，分选、磨圆也较好。充分显示了过渡相为主的沉积环境特征。 （三）石炭系上统太原组（ C3t） 本组为主要含煤地层之一。以 K1 砂岩为基底，连续沉积于本溪组之上。全厚90.30 143.80m，平均约 110m。主
19、要由砂岩、砂质泥岩、泥、海相泥岩、灰岩和煤层组成。含 7、 81、 82、 84、 9上 、 9、 11、 12、 13、 14、 14 下 、 15、 16 号等 13层煤。灰岩 3 4层， 15 号煤以上三层灰岩， K2、 K3全区比较稳定， K4灰岩在井田东部普遍发育，中西部区域零星发育，岩性各具特色，可作为良好标志层。本组地层岩性稳定 ，全区变化不大，沉积环境差异显著，旋回明显属海陆交替相沉积。灰岩中含蜓及海百合等化石。 （四）二叠系下统山西组（ P1s） 以 K7砂岩（第三砂岩）为基底，连续沉积于太原组之上，厚 42.60 75.5m，平均约 61m。主要由灰、深灰，黑灰色砂岩、砂质
20、泥岩、泥岩及煤组成。含 1、 2、- 9 - 3、 4、 5、 6 号等 6 层煤。 6 号煤顶板泥岩中含星散状、团块状黄铁矿， 6号煤上下有迭锥灰岩沉积，属过渡相。 6 号煤以上地层岩性粒度较粗，岩性变化多为渐变关系，说明沉积环境变化不大。含菱铁矿结核，处于弱的还原环境。总之，本组地层属过渡相陆相沉 积。 （五）二叠系下统下石盒子组（ P1x） 底界以 K8砂岩与山西组整合接触，顶为 K10桃花岩泥顶界面。全厚 110 150m,分为绿色地层、黄色地层两段。 1、绿色地层（ P1x1） 本段地层特点为下部色调深，为灰黑、深灰、灰色，上部色调浅，为灰、浅灰、绿灰等色；下部岩性粒度较细，多为粉砂
21、岩、砂质泥岩，夹细砂岩、中砂岩薄层；上部岩性粒度较粗，多为中砂岩、粗砂岩，夹细砂岩、粉砂岩及砂质泥岩；下部含 1 3层煤线。本段地层全厚 47.00 75.50m，平均 60m 左右。 基底为 K8砂岩，厚 0 13.60m，平均 4.30m。岩性、厚度变化大，不易对比。地面所见为浅灰色、黄绿色厚层状中粗粒长石石英砂岩，底部有小砾石、泥质、硅质胶结，具斜层理，分选磨圆差。有时相变为砂质泥岩。钻孔所见为灰色、深灰色中粗粒砂岩，有时相变为粉砂岩及砂质泥岩。 2、黄色地层（ P1x2） 包括黄色地层和砂岩带，基底砂岩 K9，为黄绿色厚层状粗粒长石石英砂岩，底部含砾石， 分选 磨圆差，泥质胶结，时夹粉
22、砂岩条带，显波状层理，厚一般10m 左右。其上为浅黄、黄绿、灰绿色砂质泥岩，含大的菱铁矿结核，夹灰、黑灰色泥岩条带、煤线及铝质泥岩，并夹数层黄绿色中粗砂岩。 上部为砂岩带，由 2 3 层黄绿色厚层状粗粒砂岩夹黄色及少量紫斑状砂质泥岩和薄层细砂岩组成。顶部为桃花泥岩 K10。桃花泥岩厚一般 5 8m，为浅灰、灰紫色铝质泥岩，具网格状节理，含大量铁质鲕粒且不均匀，地面风化后呈褐红色斑块，颜色鲜艳，如桃花绽开，故名 “ 桃花泥岩 ” 。加之其上、下岩层颜色区别明显，故作为上、下石盒子组的分界标志十分理想。桃花泥岩上部有时出现一层锰铁矿结核层，厚0.40 1.00m，较稳定，亦可作为辅助标志。全段厚 62.50 82.50m，平均 75m左右。 （六）二叠系上统上石盒子组（ P2s）
