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华北科技学院毕业设计（论文）第1页共67页1.井田概况1.1矿井地理位置及交通1.1.1位置山西忻州神达王庄煤业有限公司位于保德县城南46km处南河沟乡扒楼沟村西南附近，行政区划隶属保德县南河沟乡管辖。其井田地理坐标为：东经：111°06′49″—111°08′11″，北纬：38°44′36″—38°47′40″。1.1.2交通山西忻州神达王庄煤业有限公司北距保德县城46km，距保德石凌湾煤炭集运站39km，距崔家湾煤炭集运站42km，距兴县瓦塘煤炭集运站25km，保德—兴县县级公路从井田南中部通过，矿井至干线公路为砂石路面，各乡村之间均有简易公路相通,交通十分便利。详见交通位置图1—1。1.2自然地理1.2.1地形地貌本井田地处河东煤田北部地带，位于黄河东岸，山西黄土高原的西北边缘，总体地形东高西低，最高点位于井田东北部边界处，标高为1220.0m，最低点位于井田西南部沟谷内，标高1013.0m，相对高差207.0m。井田内地形起伏较大，沟谷纵横交错，地形切割严重，植被较差，属中山区。1.2.2气象及地震本区属典型的大陆性气候，四季分明，气候干燥，昼夜温差大，极端最高气温38℃，极端最低气温-27℃，年平均气温8.8℃，一年中7月份气温最高，月平均气温为20℃；1月份气温最低，月平均气温为－9.7℃。区域气候十年九旱，年降水量275.1—528.8mm，且多集中在7、8月份，平均年蒸发量为1927.5—2300mm，年蒸发量是降水量的5倍，3—4月多风，风力一般在3—4级,最大风速21m/s。冻结期从11月中旬至翌年3月中旬，最大冻土深度1.44m，无霜期180天，最大积雪厚度为0.6m。根据中华人民共和国标准GB18306－2001《中国地震动峰加速度区划图》井田所属地区的地震烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。1.2.3水系本井田属黄河流域，井田西部13km处有黄河流过，其支流南河沟河在井田北部由王庄矿矿井通风系统设计第2页共67页图1—1交通位置图东向西流过并汇入黄河，另井田内有数条沟谷，均为季节性沟谷，平时干涸无水，雨季为排洪通道，沟谷中仅在冰雪消融时及雨季有短期地表径流。1.2.4地温、地压据本矿多年开采的实际情况，未发现有地温和地压异常现象。本井田地层地温和地压属正常区。1.3地质特征1.3.1地层本井田地处河东煤田北部普查区，地表大部分被第四系中、上更新统及上第三系上新统覆盖，井田东南部有少面积基岩出露，现根据井田内利用钻孔资料及井筒巷道揭露情况，对井田内地层由老到新分述如下：华北科技学院毕业设计（论文）第3页共67页1.奥陶系中统上马家沟组（O2s）本组为浅海相碳酸盐岩沉积，由灰色、浅青色、石灰岩、白云质灰岩，中厚层状石灰岩夹薄层泥灰岩组成，未见底。井田内未出露，为含煤岩系的沉积基底，厚度为160-220m。2.石炭系中统本溪组（C2b）为一套滨海、浅海相含煤沉积岩系。本井田未出露。该组主要岩性为砂岩、泥岩、石灰岩及薄煤层。底部为山西式铁矿和薄层铝土矿，中部为泥岩、砂质泥岩，上部为灰白色薄层细砂岩、泥岩组成。与下伏奥陶系中统上马家沟组呈平行不整合接触。本组厚度23.82-26.58m，平均25.20m。3.石炭系上统太原组（C3t）为一套海陆交互相含煤沉积，是本区主要含煤地层之一。其岩性主要为细砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩、煤层及炭质泥岩，富含植物化石及贝壳类海相动物化石。本组厚度76.27—87.93m，平均82.10m，与下伏本溪组呈整合接触。含9、10、12、13号煤层及煤线，其中12、13号煤层为全井田可采煤层，其余为不可采煤层。该组地层在井田东南部沟谷有局部出露。4.二叠系下统山西组（P1s）为一套陆相（河湖、沼泽相）含煤沉积，主要岩性为灰白色中粒长石石英、泥岩及煤层。由于后期被剥蚀，井田东部局部出露，地层厚度32.85—70.20m，平均厚度49.85m，与下伏太原组呈整合接触。含7、8号煤层，其中8号煤层为稳定可采煤层，7号煤层为不可采煤层。5.二叠系下统下石盒子组（P1x）岩性由浅灰绿色、灰黄色、灰色、杂色各粒级砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，该组地层最大残留厚度为107.55m。6.上第三系上新统（N2）岩性下部为钙质胶结的砂砾层，上部为棕红色亚粘土夹砾石及钙质结核，地层厚度0—90.00m，平均厚度为45.00m。不整合于覆盖于基岩之上。7.第四系中上更新统（Q2+3）不整合下伏地层之上，岩性为土黄色亚砂土、亚粘土组成，质地均一，结构疏松，具垂直节理及大孔隙，下部局部含砾石层，厚度0—110.00m，平均为50.00m。主要分布于山坡和梁顶上。王庄矿矿井通风系统设计第4页共67页1.3.2井田构造本井田位于河东煤田北部，黄河东岸，总体为平缓的单斜构造，地层走向近南北向，倾向西，地层倾角10°～13°左右。井田内发现1条正断层，目前未发现陷落柱，无岩浆岩侵入。F1正断层：该断层位于井田的北部，走向近南北，倾向西，落差为10m，倾角70°，在井田内延伸长度约1300m。总之，本井田构造简单，属一类。1.3.3矿井水文地质1.地表水流井田内无地表水体及常年性河流，在井田西部13km处有黄河流过，其支流南河沟河在井田北部由东向西流过并汇入黄河。2.主要含水层（1）奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水层该含水层含水丰富，据2009年6月由保德县钻井勘探股份公司在副井工业广场内施工一深水井（X：4291429，Y：19510569，H：1006），井深442.40m，出水量为32m3/h，降深17.5m，揭露奥灰247.40m，水位标高838.70m，埋深167.30m，水样化验结果PH值7.8，总硬度40，单位涌水量3.704L/s·m，水质类型为HCO3-Ca·Mg型，富水性强。由此推测本井田内奥灰水位标高为837～840m。（2）石炭系太原组裂隙水含水层：据邻近桥头煤矿详查勘探时进行的混合抽水试验，单位涌水量为0.009L/s.m，渗透系数为0.0264m/d，水质类型为重碳酸钙钠型水，碱度为7.3509mg/l，硬度为22.6849德国度，PH值为7.31，该组为弱富水性含水层。（3）二叠系山西组砂岩裂隙水含水层：据邻近桥头煤矿详查勘探时进行的混合抽水试验，单位涌水量为0.552l/s.m，泉水水质较好，矿化度0.228g/l，该组为中等富水性含水层。（4）二叠系下石盒子组砂岩裂隙水含水层组该含水层富水性弱，泉水流量0.01～1L/s，水化学类型为HCO3-Ca.Mg型，矿化度0.23～0.48g/L，PH值7.3～8，总硬度6～17.8德国度。（5)新生界松散岩类孔隙水含水层：华北科技学院毕业设计（论文）第5页共67页第四系黄土广泛分布于本区，在与基岩接触处有泉水出露，流量不大，河流相堆积物零星分布于沟谷中，透水性强；该含水层富水性受大气降水影响，局部富水性好，泉水流量可达1L/s，矿化度0.268g/L。3.井田内主要隔水层（1）石炭系上统太原组底部及石炭系中统本溪组隔水层主要由塑性的泥岩、铝质泥岩或粉砂质泥岩组成，一般厚度变化较大。区域范围内阻隔其下伏含水层对上覆煤层开采的影响。（2）二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由具塑性的泥岩、铝质泥岩组成，单层厚度一般大于2m，呈层状分布于各含水层之间，阻隔其上、下含水层之间的水力联系。4.主要含水层的补、径、排条件地下水的补给主要靠大气降水的补给，其次为地表水。第四系黄土和上第三系卵砾石孔隙水靠当地降水渗透补给，并就地排泄于河道与沟谷。石炭二叠系地层出露在井田东部河谷中，砂岩层间裂隙水除在其裸露区接受大气降雨补给外，还接受地下水补给，其排泄以泉和人工开采排泄外，同时由东向西运移，经本区排向下游。寒武奥陶系灰岩岩溶水在其裸露区接受大气降雨和地表水的渗透补给，本区位于天桥泉域的东南径流区，由东南经本区向西北方向运移，排向黄河。1.4煤层1.4.1含煤性井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，现将其含煤性自上而下叙述如下：1.太原组（C3t）本组地层为井田内主要含煤地层之一，地层厚度平均82.10m，含9、10、12、13号煤层，其中13号煤层为全区稳定可采煤层，12号煤层为全区基本可采的稳定煤层，其余为不可采煤层。煤层平均总厚度为14.43m，含煤系数17.58%，可采煤层总厚度为14.27m，可采系数为17.38%。2..山西组（P1s）本组地层厚度平均49.85m，主要岩性为灰白色中粒长石石英、泥岩及7、8号煤层，其中8号煤层为井田稳定可采煤层，7号煤层为不可采煤层，煤层平均总厚度为2.86m，含煤系数5.74%，可采煤层总厚度为2.77m，可采系数为5.56%。王庄矿矿井通风系统设计第6页共67页1.4.2可采煤层井田内共有3层可采煤层，分别为8、12、13号煤层，现根据井田内利用钻孔资料及8、13号煤层井下采掘巷道揭露情况对可采煤层分述如下：（见可采煤层特征表1—1）。1．8号煤层位于山西组中下部，煤层厚度2.12～3.65m，平均2.77m，煤层结构简单，含0～1层夹矸，其直接顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩，因煤层埋藏浅，在井田中东部由钻孔控制、井田东南部井下采掘过程中揭露，煤层遭受风氧化，在ZK4403号钻孔附近被剥蚀。该煤层为赋煤区稳定可采煤层。2．12号煤层位于太原组中上部，上距8号煤层为35.25m，煤层厚度0.61～1.68m，平均1.12m，煤层结构简单，不含夹矸，其直接顶板为砂质泥岩、泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩。由于井田中东部及东南部有小面积被剥蚀，该煤层为大部可采的稳定煤层。3．13号煤层位于太原组中下部，上距12号煤层为7.96m，煤层厚度11.85—14.45m，平均13.15m，煤层结构复杂，含2-4层夹矸，其直接顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩。由于井田中东部及东南部有小面积被剥蚀，该煤层为赋煤区稳定可采煤层。表1-1可采煤层特征一览表含煤地层煤层号煤层厚度(m)煤层间距(m)结构(夹矸数)稳定性可采性顶板岩性底板岩性最小-最大平均最小-最大平均山西组82.12-3.652.7725.95-59.8035.25简单(0-1)稳定赋煤区可采泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩太原组120.61-1.681.12简单(0)稳定大部可采砂质泥岩、泥岩砂质泥岩、泥岩3.90-10.157.961311.85-14.4513.15复杂(2-4)稳定赋煤区可采泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩华北科技学院毕业设计（论文）第7页共67页1.5其他开采技术条件1.5.1瓦斯涌出量山西忻州神达王庄煤业有限公司2009年度8号煤层矿井瓦斯相对涌出量12.5m3/t，绝对涌出量31.6m3/min；为高瓦斯矿井。1.5.2煤尘爆炸性表1-2各煤层煤尘爆炸性测试成果表测试编号煤层号煤层爆炸火焰长度(m)抑制煤尘爆炸最低岩粉用量(%)有无爆炸性100468882050有1004682121040有1004689132050有根据表中数据，井田内8、12、13号煤层均有煤尘爆炸性。因此，在今后开拓、生产中应注意洒水防尘，定期清理巷道壁浮尘，以杜绝煤尘爆炸事故的发生。1.5.3煤的自燃倾向性表1-3各煤层煤尘自燃倾向性测试成果表测试编号煤层号吸氧量cm3/g自燃等级自燃倾向100468880.59Ⅱ自燃1004682120.51Ⅱ自燃1004689130.63Ⅱ自燃根据表中数据，井田内8、12、13号煤层均属自燃煤层。因此，建议本矿在今后的开采中一定要注意浮煤的清除和采空区的密闭，防止发生煤的自燃。王庄矿矿井通风系统设计第8页共67页2.井田开拓2.1井田境界2.1.1井田范围井田范围由以下7个拐点连线圈定：（一）1980年西安坐标系(国家6°带)1、X=4290886.00Y=19511876.002、X=4290038.00Y=19511876.003、X=4290038.00Y=19509899.004、X=4291444.00Y=19509899.005、X=4291469.00Y=19510032.006、X