山西焦煤集团西山煤电有限责任公司东曲煤矿设计说明书1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置东曲矿隶属于山西焦煤集团西山煤电有限责任公司，矿区位于古交市东南，行政区划属古交市所辖。地理坐标北纬374800 375500；东经11209221121551。井田范围北以古交断层和煤层露头线为界，即地表以古交村、铁磨沟村一线为界；地面以后小峪村、黄台峰村东、经高五足至张家里村东；南到康家社、师家山、张家里村南一带；西以大川河东岸洪水位线为界，开采标高为6201140m。井田大致呈南北走向，矿区北部有太佳公路和太岚铁路经过，矿用铁路专用线与太岚铁路于古交东曲站接轨，井田西部有太古公路沿大川河通过；北部有太佳二级公路通过。由井田至太原公路42 km，铁路56 km，交通极为便利。图 1-1-1 东曲矿交通位置图1.1.2 地形、地貌本井田位于吕梁山东侧，属中低山区，区内切割剧烈，沟谷纵横，地形复杂。沟谷两侧基岩裸露，山顶多为黄土覆盖。井田地形以东南角富家洼一带最高，海拔+1500米左右，北部汾河河谷最低，海拔+960米左右，相对高差一般在150250米。汾河自井田北缘流过，在古交镇河谷宽150250m，流量受上游汾河水库控制。坡度千分之三，以侧向侵蚀为主。区内水系受石千峰控制，沟谷多以北西向分布，注入汾河。较大的沟谷有半沟、小峪沟、长峪沟、铁磨沟等，多为季节性水流。1.1.3 河流及水体一条起源于山西宁武管涔山麓的河流-汾河，从东曲井田中心穿流而过，河长11km，汇水面积28.5km2。1998年出现大洪水，最高洪水位+79.5m。井田西北4.5km有娄烦中型水库一座，最大容量4910万m3。1.1.4 气象及地震该区位于黄土高原，属典型大陆性气候，多风少雨。春、冬两季多西北风，夏、秋两季多西南风，大时达78级。降雨一般集中在7、8、9月份，年降雨量最大达1009.1mm。年平均气温7左右，最高达33.3，最低温度为零下20.1；本区结冻期34个月即11月次年4月，冻土层深度1.5m。表土层厚度525m。本区地震烈度定为VI度。地震动峰值加速度0.05g。1.1.5 矿区经济概况经济形势比较单一，总人口31984，其中非农业人口27888。主要经济来源来自于煤炭行业。1.1.6 水源及电源矿井用水来自于生活用水的二次利用，用电来自于东曲瓦斯发电站。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造矿区位于马兰向斜的东翼，受新华夏系泰山式断裂的控制。地层走向北西，倾向南西，倾角38，基本上为一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造。断层横穿井田中部，组成地堑，其间小断层密布，形如树枝。此外，沟谷两侧常见到滑坡等现象，采掘中没有发现有岩浆岩侵入现象。褶曲：多为短轴或波状褶曲，轴部宽缓，两翼倾角36或更小，地面不易察觉，主要为钻探和生产揭露资料控制。轴向与断层平行或斜交，延伸较远，对开采影响不大。断层：本区内断层较多，为区内主要地质构造。陷落柱:本区内陷落柱较少，据已开采情况，在区内中、南部发育有范围较小的陷落柱，小的约1020米，大的约3040米，对开采有一定影响。1.2.2 水文地质本区含水层有奥陶系马家沟组灰岩、太原组灰岩、山西组砂岩、石盒子组砂岩、全新统冲积砾石层。其中奥灰水为基岩中最主要的含水层，其上含水带水位标高914.64929.72米，据此本区2/3以上2#煤都被超越，下含水带水位869.38880.32米，8#煤全部处于超越水位。矿井正常涌水量为210m3/h，最大280m3/h。1.3 煤层特征1.3.1 煤层本井田煤系地层分上、下两煤段。上含煤段煤层较为发育，主采4、8煤层，地层厚约193m左右，岩相及岩性变化较大以河床相及湖泊相沉积为主，煤层顶板偶有冲刷现象。中部砂泥岩层，以静水湖泊相沉积为主。1.3.2 煤层顶底板4号煤层：伪顶为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩，厚度0.11.0m，一般为0.55m。直接顶为细砂岩、粗砂岩，厚度0.39.2m，一般为3.00m。老顶为细砂岩、粗砂岩及砂砾岩，厚度1.3234.00m，一般为12.0m。底板为中砂岩、细砂岩和粉砂岩，厚度0.157.00m，一般为1.37m。直接顶板为类偏高，老顶为类。8号煤层：伪顶炭质泥岩、泥岩、砂泥岩，厚度0.051.0m，一般为0.39m。直接顶为砂泥岩、细砂岩、中砂岩、粉砂岩，厚0.314.37m，一般为3.18m。老顶粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、砂砾岩，厚度3.040.0m，一般为18.6m。底板岩性粉砂岩及中砂岩，厚度0.4012.58m，一般为3.34m。直接顶为类，老顶为类。1.3.3 煤质本井田的煤颜色为深黑色，具有玻璃光泽，断口为平坦及贝壳状，一般煤的内生节理比较发育，外生节理颇为少见。显示出本区煤受动力影响较差的特征之一。各煤层是以高等植物形成的陆植煤为主，混合生成煤少见。煤的物理性质：容重1.33t/m3，灰份（Ag）21.77%，水分4.79%，挥发份（Vr）38.42%，发热量24.5MJ/kg，硫含量0.42%。1.3.4 瓦斯该矿井的瓦斯含量较低，由瓦斯的结果分析可知，绝对瓦斯涌出量为3.66m3/min，相对瓦斯涌出量为16.59m3/t，属于瓦斯矿井。1.3.5 煤尘与煤的自燃本矿煤层属一类不易燃煤层，自燃发火期为811个月。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围井田北部和西部以技术边界为界，南部以F7断层以及技术边界为界，东部以F3断层以及技术边界为界，形状不规则。2.1.2 开采界限4号煤层：西部和北部以技术边界为界，南部以F3断层为界，东部以F7断层为界。8号煤层：西部和北部以技术边界为界，南部以F3断层为界，东部以F7断层为界。2.1.3 井田尺寸井田走向最长7.5km，最小长度5.3km，平均约7km。倾向长度最长3.64km，最小长度1.8.km，平均约2.5km。煤层的倾角最大为17，最小为3，平均为10。图2-1-1井田范围图井田的水平面积按下式计算： (2-1-1)式中：S井田的水平面积，m2； H井田的平均水平宽度，m； L井田的平均走向长度，m。则井田的水平面积为：106（m2）2.2 矿区工业储量2.2.1 储量计算基础（1）根据东曲井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。（2）根据煤、泥炭地质勘查规范资源量估算指标中无烟煤为：煤层最低可采厚度为0.8m,最高灰分为40%，最高硫分为3%，最低发热量为22.1MJ/kg。（3）依据国务院过函(1998)5号文件关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井煤层储量列入平衡表外的储量；（4）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹矸总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度。（5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。（6）煤层体积质量：8号煤层体积质量为1.33t/m3。2.2.2 井田地质勘探2.2.3 工业储量计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。根据同一级别同一煤厚划分同一块段，不同性质的储量较多，故又根据储量的不同性质将同一级别同一厚度的储量大块划分成储量小块，以便储量计算和使用。矿井主采煤层为4号煤层，采用地质块段法。8号煤（平衡表外储量）采用算术平均法。由于采用块段法计算储量，所划分的大小块段常呈规则的几何形状，故一般采用几何方法求得平面积，对于一些不规则形状采用AutoCAD中的求面积命令求出平面积，直接使用平面积计算储量。图2-2-1 地质块段划分图由图中可求出各块段面积为：煤层工业储量按下式计算： (2-2-1)式中：Zg各块段储量，Mt； S 各块段面积，m2； M各块段内煤层的厚度，本矿煤层的平均厚度为4.0 m； 各块段内煤的容重，本矿井煤的容重为1.33 t/m3； 各块段内煤层的倾角，各块段平均倾角依序为：8、11、9、7、和5。则：1号块段储量为：t2号块段储量为：t3号块段储量为：t 4号块段储量为：t 5号块段储量为：t 8号煤层工业资源/储量按下式计算： (2-2-2)式中：Z各块段储量，Mt；S各块段的面积，km2； M各块段内煤层的厚度，m； 各块段内煤层的体积质量，t/m3；则8号煤层工业资源储量为：t2.3 矿井可采储量2.3.1 安全煤柱留设原则(1)工业场地、井筒留保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；(2)各类保护煤柱按垂直断面法或垂直法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，岩层移动角为75，表土层移动角为45；(3)维护带宽度：风井场地20 m，村庄10 m，其他15 m；(4)断层保护煤柱留舍的原则：落差大于50 m的断层，两侧各留50 m的煤柱；落差大于20 m不大于50 m的断层，两侧各留30 m煤柱；落差大于10 m不大于20 m的断层，两侧各留20 m煤柱；落差小于10 m的断层不留设断层煤柱；(5)井田境界煤柱宽度为50 m；(6)工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积见表2-3-1。表2-3-1 工业场地占地面积参考表 井型(Mt/a) 占地面积指标(公顷/0.1Mt)2.4及以上1.21.80.450.90.090.31.0 1.2 1.5 1.8 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量各类永久煤柱包括井田边界保护煤柱、断层保护煤柱、工业广场保护煤柱、风井保护煤柱，具体留设如下：(1)断层保护煤柱井田中部大断层落差达40 m，断层附近裂隙发育，伴生羽状小断层较多，但断层没有穿越附近的河流。故P断层=2580200t (2)井田边界保护煤柱东以含煤地层F3断层为界，南以F7断层为界，西和北以技术边界为界。东南西北各方按规定井田边界保护煤柱留设50 m。由下式公式可以计算出保护煤柱的煤量。 (2-3-1)式中： P井田边界保护煤柱量； L边界长度； b边界宽度，(矿井边界宽度取50 m)； M煤层平均厚度，矿井煤层的平均厚度为4.00 m； 煤的平均容重，矿井取1.33 t/m3; 各块段内煤层的倾角，各块段平均倾角依序为：7、8、5和10。则：t t t t井田保护煤柱损失量为：t(3)工业场地保护煤柱工业场地按II级保