某煤矿放顶煤开采设计

襄垣县王家庄煤矿放顶煤开采设计
说明书
工程编号：C1560
工程规模：90kt/a
经理：张小平
总工程师：赵建泽
项目负责人：李甲林
山西安煤矿业设计工程有限公司
二○○八年十月
目录
前言 (1)
第一章采区概况及地质特征 (4)
第一节矿井概况 (4)
第二节采区概况 (12)
第三节地质特征 (13)
第二章工作面布置及采煤方法 (22)
第一节工作面布置 (22)
第二节采煤方法 (24)
第三节采煤工作面装备 (24)
第三章回采工艺 (29)
第一节回采工作面的回采工艺 (29)
第二节提高煤质和采出率的措施 (33)
第四章放项煤开采设计的安全技术措施 (35)
第一节顶板管理 (35)
第二节通风管理 (49)
第三节瓦斯防治 (51)
第四节粉尘防治 (56)
第五节防灭火管理 (61)
第六节水害防治 (63)
第七节机电设备管理 (66)
第八节避灾路线 (75)
第九节其它安全措施 (79)
附件：
1、设计委托书；
2、采矿许可证；
3、煤炭生产许可证；
4、安全生产许可证；
5、襄垣县煤炭工业局文件襄煤字[2008]18号“关于2007年度我县煤矿瓦斯等级鉴定结果批复的通知”；
6、检验报告；
7、矿井粉尘检测结果评价意见；
8、山西省煤炭工业局文件晋煤行发[2004]974号“关于对山西三元煤业有限公司等145座已完成采煤方法改革矿井能力核定的通知”；
9、山西煤矿安全监察局长治监察分局文件长煤监[2006]69号“关于襄垣县王家庄煤矿扩建设计安全专篇的批复”。

前言
襄垣县王家庄煤矿是一个集体所有制矿山企业，南距襄垣-夏店公路约1km，东距襄垣火车站2km，距襄垣煤炭发运站仅1.2km，均有简易公路相通，区行政区划属于山西省长治市襄垣县所辖，现采3号煤层。

为了合理开发煤炭资源，提高资源回收率，保障矿井正常的安全生产，使煤矿长期稳定、健康、顺利地向前发展，将企业做强、做大，促进地方经济高速发展，该矿于2005年进行了采煤方法改革。

2004年11月24日，山西省煤炭工业局以晋煤行发(2004)974号文核定该矿生产能力90kt/a，净增30kt/a。

2005年11月，该矿编制了90kt/矿井扩建初步设计安全专篇,并得到有关部门批复。

目前,根据国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局文件(安监总煤行[2008]130)，关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知，受矿方委托，本次主要针对工作面放顶煤进行开采设计。

一、设计的主要依据
1、国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局文件(安监总煤行[2008]130),关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知；
2、山西省煤矿安全监察局长治监察分局文件（长煤监[2006]69号），关于襄垣县王家庄煤矿扩建设计安全专篇的批复。

3、山西省煤田地质勘探114队1984年11月提交的《山西省沁水煤田襄垣扩区夏店勘探区详查地质报告》；
4、山西省襄垣县王家庄煤矿地质报告；
5、国家煤矿安监局煤安监政法字[2001]第14号文《煤矿建设工程安全设施审查与竣工验收暂行办法》；
6、全国人大常委会1992年颁发的《中华人民共和国矿山安全法》；
7、国家煤矿安全监察局2006年颁发的《煤矿安全规程》；
8、国家原能源部1992年制定的《煤炭工业小型煤矿设计规定》；
9、《矿山电力设计规范》；
10、原中国统配煤矿总公司中煤总安字[1990]第171号文《煤矿井下粉尘防治规范》(试行)；
11、全国人大常委会1996年颁发的《中华人民共和国煤炭法》；
12、国务院1996年批准的《中华人民共和国矿山安全法实施条例》；
13、《矿井防灭火规范》；
14、《煤矿通风安全装备标准》；
15、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》；
16、《煤矿救护规程》；
17、《反风规定》；
18、《矿井水文地质规程》；
19、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》；
20、《中华人民共和国安全生产法》；
21、《煤矿安全监察条例》。

22、《安全生产条件评价报告》。

二、设计的指导思想：
坚持“安全第一、预防为主”的方针，严格遵循上述规程、规范、规定，建立健全王家庄煤矿安全机制，完善矿井安全技术措施及装备，将王家庄煤矿建成安全技术先进、抗灾能力强、安全质量标准化程度高的现代文明企业。

三、设计的主要特点及安全评价
1、对采区巷道进行了合理布置，设计了放顶煤开采的工作面开采工艺，并进行了设备选型配套。

2、采用中央并列式通风方式，设置了完善的通风设施和构筑物，井下各用风地点的风量、风速均符合《煤矿安全规程》要求。

采用通风机反转
方式反风，反风系统安全可靠，避灾线路明确，抵御灾害能力强。

配备了足够的通风安全仪器仪表，并采取防漏风、降低风阻的有效措施，对及时掌握、调整通风参数提供了保证。

3、煤矿配备了KJ78型安全生产监测监控系统，采取防止瓦斯聚集、引燃措施，预防瓦斯爆炸。

采取了有效的减尘、降尘、清尘措施，完善了隔爆、抑爆设施。

4、井上、下设置了消防材料库及消防管路系统，配备了足够的消防器材，防灭火措施完备可靠。

5、井下机电硐室、主要巷道支护，风筒、电缆等均选用不燃或阻燃型材料。

6、井下留有合理的防水安全煤柱，并配备了探水、排水设备，既可预防突发水患，又能保证最大涌水时的正常生产。

四、待解决的主要问题
1、在今后的开采过程中应注意隐伏构造，应加强井下的安全管理工作，特别是顶板的管理。

2、矿方没有提供煤层顶底板力学性质检验数据，要求尽快提供有关检测资料，进一步作好矿压观测。

3、井田范围内存在采空区积水，一定要加强探测工作，做到“有掘必探，先探后掘”。

第一章采区概况及地质特征
第一节矿井概况
一、矿井基本情况
王家庄井田位于长治盆地北部，井田西部为古韩联营煤矿，北部、东部、南部均无煤矿。

井田走向长0.85km，倾斜宽1.248km，面积1.0614km2，批准开采3号煤层。

根据山西省国土资源厅2006年11月核定的井田（采矿许可证号：1400000632505)，王家庄煤矿开采3号煤层，井田边界由4个拐点坐标边线圈定，详见表1-1-1。

表1-1-1 王家庄煤矿境界拐点坐标表
拐
点号纬距（X）经距（Y）
拐
点
号
纬距（X）经距（Y）
1 4044045.00 19678525.00 3 4044938.00 19680529.00
2 4045096.00 19679163.00 4 4044702.00 19680656.00
井田内整体地形比较平坦，区内地势总体表现为西北部高，东部低，最高点位于西北部，海拔标高为903.5米，最低点位于东部，海拔标高为886.5米，相对高差17米。

地表均被黄土覆盖，无大的河流冲沟。

本区为大陆性气候。

襄垣气象站历年观测资料表明：降水量为433.2-814.3mm，平均532.8mm。

降水多集中在7、8、9三个月。

蒸发量为1515.0-1914.7mm，平均为1768.1mm，蒸发量为降水量三倍多。

历年最低气温-29.1℃，最高气温38.1℃，平均9.5℃。

平均相对湿度64%。

主导风向为西北风，最大风速为18m/s。

冻土深度0.82m。

1、井田开拓
王家庄煤矿采立井开拓，根据开拓布置，达产时布置有2个井筒，即提升立井和回风立井。

提升立井：直径4.5m，净断面15.89m2，垂深160m，装备有双钩罐笼，
担负全矿的煤炭提升任务、辅助提升及升降人员任务，设钢性梯子间，为矿井的进风井及一个安全出口。

回风立井：直径4.5m，净断面15.89m2，垂深166m，设钢性梯子间，担负全矿井的回风任务井，为矿井的另一个安全出口。

各井筒特征见表1-1-2。

表1-1-2 井筒特征表
井筒名称提升立井回风立井
井口座标经距Y 19679963.751 19680008.178 纬距X 4044711.813 4044714.98
井口标高(m) 893.588 894.0 提升方位角(度) 81
井筒倾角(度) 90 90
井筒垂深(m)
一水平160 166 最终水平
井筒直径(m)
净 4.5 4.5 掘进 5.1 5.1
井筒断面
(m2)
净15.89 15.89 掘进20.42 20.42
砌壁厚度(mm) 300 300 材料料石砌碹料石砌碹
井筒装备罐笼提煤、运料、升降人
员、安全出口
安全出口
备注已有已有
2、井下开采
根据煤层赋存特征，设计利用原有井下巷道及已有的开拓布置构成完整的生产系统。

矿井开采批准的3号煤层，煤层厚度5.15-6.33m，平均5.74m。

顶板岩性主要为粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，局部为细砂岩；底板岩性主要为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。

根据煤层赋存特征，结合目前国内设备装备及开采技术水平，设计确定开采3号煤层采用壁式悬移支架放顶煤采煤法，采高2.5m，放顶煤高度
3.24m，采放比1:1.29顶板管理采用全部垮落法。

根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》，结合地方煤矿的特点，工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型如下：
采煤工作面采用MZ-15T煤电钻打眼放炮落煤，人工装煤。

运煤选用SGB-420/30型可弯曲刮板输送机一部。

工作面运输顺槽配SGB-420/30型可弯曲刮板输送机运煤。

回风顺槽配有JD-25型调度绞车及BQW15-50-7.5型小水泵等设备。

端头支护选用SHDZ20-28/100型单体液压支柱，配合L=2.3的π型顶梁支护顶板。

工作面顶板管理采用全部垮落法，工作面支护选用ZHF1800/16/30X型悬移支架支护顶板，最大控顶距均为3.4m，最小控顶距为2.6m。

工作面回采方向为后退式。

根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》，并考虑地方煤矿管理水平等因素，确定工作面长度50m，达产时在矿井布置了1个回采工作面、1个掘进工作面。

据《煤炭工业小型煤矿设计规定》，3号煤层采区回采率80%；工作面回采率93%。

3、工业场地布置特征、防洪排涝及地面建筑
矿井工业场地结合地形和使用功能，因地制宜地将场地分为主生产区、辅助生产区和行政办公区。

（1）主生产区
主生产区位于工业场地的东南部，布置有提升立井、提升井绞车房、提升井热风炉房、储煤场、汽车磅房、配电室、坑口办公室、调节池、净水车间、静压水池。

（2）辅助生产区
辅助生产区位于工业场地的东南部，布置有回风立井、坑口浴室及更衣室、矿灯房及任务交待室、机修车间、器材库、消防材料库、油脂库、
坑木加工棚、锅炉房、风机、风机值班室。

（3）行政办公区
行政办公区与辅助生产区统一布置，布置有矿办公楼、食堂、厕所。

矿井总占地面积为1.0614km2。

工业场地采用台阶式和平坡式相结合的布置方式。

井口位于台地上，本区内无大的地表水体及河流，该矿提升立井井口标高893.5，回风立井井口标高894.0m，工业场地附近历年最高洪水位标高为887.4m，工业场地远远高于历年最高洪水位，洪水不会危及本矿。

因此井口及场地均不受洪水威胁。

工业场地内设置排水沟解决场内雨水外排问题。

二、主要生产系统
1、提升系统
本矿提升立井为φ4.5m的立井，担负矿井的提煤任务、材料、人员、设备、矸石的提升任务，并兼作进风井；回风立井为φ4.5m的立井。

主、回风立井均已建成。

该矿设计生产能力为90kt/a，提升井为罐笼立井，井筒垂深H j=160m；提升方式采用双钩1t罐笼方式；罐笼采用GLSY-1型1t罐笼，罐笼自重G0=1500kg；每罐允许乘6人；矿车采用MGC1.1-6A型1t固定车厢式矿车，容积V=1.1m3，自重G k=610kg，600mm轨距；并采用同一系列的材料车及平板车。

矿井的工作制度：330d³18h；该提升设备担负全矿井的升降人员、提煤、提矸、下放设备、材料等全部提升任务；钢丝绳选用20NAT6³26SW+FC1770ZZ285.6 152；提升机选用2JTP-1.6/20型，配YR315M-10型电机，95KW，380V，584rpm；最大提升速度V m=2.42m/s；经计算，一次提升循环时间为：提人时，T r=96.4s，最大班工人下井时间为12.85min≤40min；提矿车时，T=87.4s，提材料时，T c=115.4s，最大班净作业时间T b=208min，折合3.47h≤7h；可满足该矿提升能力的要求。

2、运输系统
（1）主运输系统
矿井地面运输主要靠汽车外运煤炭，在露天储煤场用装载机装汽车外运。

工作面落煤经刮板输送机运到顺槽刮板输送机后，到大巷煤仓卸载，再装入矿车，调度绞车牵引矿车，运至井底车场，人工推入罐笼，提升到地面卸载至储煤场，由推土机推煤，由装载机装汽车外运。

运输路线为：爆破落煤—→工作面前部输送机
支架放煤—→工作面后部输送机—→顺槽刮板输送机—→运输下山刮板输送机—→煤仓—→总运输巷—→提升立井—→地面。

（2）辅助运输系统
辅助运输采用调度绞车牵引矿车。

井下所需坑木、液压悬移支架、机械设备及材料等，主要依靠窄轨铁路运输。

窄轨轨型15kg/m，由JD-25型调度绞车牵引1t系列矿车。

辅助运输路线为：
（1）作业人员：提升立井—→总运输巷—→701运输下山—→701工作面运巷—→工作面各作业地点
（2）材料：提升立井—→总运输巷—→701运输下山—→701工作面运巷—→工作面风、运巷
3、供电系统
王家庄煤矿实现了双回路供电，两回10kV供电线路就分别引自距矿井工业场地2km处有襄垣古韩110kV变电站和距本矿井工业场地3.5km处有襄垣792处35kV变电站，矿井电源可靠，供电质量有保证。

在矿井工业场地现有一座10kV变电所，变电所高压侧采用线路变压器组装置，0.4kV侧室内单列布置，采用单母线不分段供电。

变电所内配备两台S9-315/10 10/0.4kV变压器，一台变压器担负矿井地面负荷的供电；另
一台变压器中心点不接地，担负井下负荷的供电。

井底车场附近设主配电所，其电源从地面10kV变电所0.69kV侧引出，两回电缆经提升立井下井供电，电缆型号为MYJV42-0.6/1kV 3³150+1³70mm2 长300m。

采掘工作面的设备除电钻供电电压为127V，其余设备供电电压均为660V。

工作面660V设备采用MY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆供电；电钻采用MZ-0.3/0.5型电钻电缆供电；照明采用MYQ-0.3/0.5型矿用移动轻型橡套软电缆供电。

井下低压馈电线路上均装设有检漏继电器装置。

由上述装置对井下电网的绝缘状况进行连续检测，当电缆线路发生故障时，可及时切断电源，以保证矿井安全生产。

为了安全，在井下装有电气设备的峒室、低压配电点或装有3台以上电气设备的地点等处，均设局部接地极，并和主接地极连接构成总接地网，接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。

（1）运巷低压(660V)：井下中央变电所—→运输大巷—→运巷低压
（2）风巷低压(660V)：井下中央变电所—→运输大巷—→运巷低压
（3）供电设施、电缆设备负荷及配电设备负荷见工作面配电系统图。

4、通风系统
1）通风系统（见图1-1-1所示）
⑴该工作面采用U型通风方式。

新鲜风流由地面—→提升立井—→总运输巷—→701运输下山—→701运输顺槽—→工作面
污风从工作面—→701回风顺槽—→701回风下山—→总回风巷—→回风立井—→地面
图1-1-1 通风系统图
5、排水系统
该矿井设计生产能力为A n=90Kt/a，矿井的正常涌水量为Q h=15m3/h，最大涌水量为Q h=20m3/h；排水井为回风立井，井下中央水泵房设在回风立井井底附近，回风立井垂深H j=166m，管子道斜长20m，倾角α=25°；排水管沿回风立井敷设到地面水池。

矿水呈中性，PH=6～7，容重γ=1020kg/m3。

该矿现有三台5DA-8³8型多段离心式水泵，配YB280M-4型防爆三相异步电动机，90KW，380V，1450rpm；该水泵额定流量为Q e=90m3/h，额定扬程H e=172.8m，额定效率ηe=75%，额定允许吸上真空度[H s]=6.5m；排水管选用无缝钢管Φ133³4，沿回风立井敷设两趟至地面高山水池；吸水管选用无缝钢管Φ159³4.5。

经计算，该水泵的运行工况为：流量Q M=69.5m3/h，杨程H M=186.13m，效率ηM=67%，允许吸上真空度[H s]M=6.5m；水泵轴功率N=53.63KW；不论是正常涌水量时期，还是最大涌水量时期，水泵均是一台工作，一台备用，一台检修。

管路是一趟工作，一趟备用、检修。

正常涌水量时期，每天的
排水时间为t h=5.18h<20h；最大涌水量时期，每天的排水时间为
t m=6.91h<20h；均符合《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》的要求。

排水路线为：701运巷局部积水经水泵—→701下山运输巷—→水仓—→地面
6、监测监控系统
为保障矿井安全、高效生产，保证设备的正常运行，提高调度管理水平和经济效益，该矿井已安装了一套KJ78型矿井安全监测及生产监控系统，工作面配有甲烷传感器等传感器。

7、通迅系统
本矿调度室内设一套16门行政调度合一小调度交换机，作为全矿井行政及调度总机。

另设2部外线电话。

矿井用户的通信，工作面转载机机头、运巷机头各安装一部程控矿用本质安全型电话机，可直接与队值班室、矿调度室及其它各业务科室联系。

近几年，通信业飞速发展，在该矿所在地已有众多的移动电话和固定电话，目前本矿已配有固定电话和移动电话，对外联络非常方便。

8、供水系统
矿井供水水源有两个：第一是利用深井水，第二是处理后的矿井涌水。

预计矿井井下正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为20m3/h，水量有保证，经处理后，可作为井下消防及洒水水源。

该矿生产、基建水源有可靠保证。

地面静压水池—→总进风巷—→701运输下山—→701工作面运巷
9、照明系统
运巷机头、运巷三岔口、安装127V隔爆日光灯，工作面每隔30m安装一盏隔爆灯。

10、地面生产系统
根据矿方意见及地面情况，原煤出井后不进行洗选加工，只在储煤场进行人工拣矸，混煤销售。

地面静压水池—→提升立井—→701下山运输巷—→701风、运巷
清水系统：提升立井—→701下山运输巷—→工作面
第二节采区概况
一、采区在井田中位置
7采区位于井田的东南部，地面生活区的西南部。

二、采区储量及服务年限
按照采矿许可证的要求,王家庄煤矿开采3号煤层,3号煤层赋存稳定。

采区设计资源/储量、采区设计可采储量、采区服务年限的计算如下：
1、选取的主要参数
资源储量估算采用地质块段法，计算公式为
1000D
M
S
Q ⨯
⨯
=
式中： Q——资源储量（千吨）
S——水平面积（m2）
M——煤层计算厚度 m
D——容重 t/m3
有关参数的确定：
面积（S）：数字求积仪求得，取三次读数的平均值。

计算厚度(M)：为块段内及邻近见煤点储量计算厚度的算术平均值。

容重（D）：根据煤芯煤样试验结果取平均值。

3号煤层采用
1.40t/m3。

2、各类煤柱的留设和回收率
井田范围内地面村庄、重要建筑、高速公路、铁路、水库、井田边界、水平运输大巷等均按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》要求留设保护煤柱，未参与可采储量计算。

根据《关于合理开采煤炭资源提高回采率的若干规定》规定，计算可采储量时，矿井回收率指标为取75％。

3、估算结果
经计算，7采区资源储量估算结果如下：累计查明设计资源储量为1251.5kt，采区可采储量883.2kt。

4、服务年限计算
服务年限计算公式为：
T=Q÷（D³K）
T-服务年限（a）
Q-可采储量（kt）
D－年产量（kt/a）
K-储量备用系数，取1.3
可采储量为883.2kt，备用系数取1.4，生产能力按90kt/a计算，服务年限为7.0年。

三、采区巷道布置及装备情况
采区巷道布置及装备见采区巷道布置及机械设备配备平面图。

第三节地质特征
一、采区煤层及采区构造情况
（一）地层
王家庄井田位于沁水煤田中部东缘，井田广为第四系黄土覆盖，仅在冲沟及河床两岸有零星基岩出露。

出露地层为二叠系上统上石盒子组、下统下石盒子组和山西组。

据夏店详查区钻孔资料及煤矿揭露的地层资料，将井田地层由老到新简述如下：
1、奥陶系中统峰峰组(O2f)
上部为灰～深灰色致密坚硬石灰岩，具波状层理，裂隙溶蚀较为发育。

中部为灰～深灰色石灰岩。

2、石炭系中统本溪组(C2b)
上部为灰色泥质岩、砂质泥岩，含星散状黄铁矿，含植物化石碎片。

局部地段中部常有薄层状泥晶石灰岩和薄煤层，顶部常见高岭石泥岩，下部为深灰色、灰色铝土质泥岩夹砂质泥岩。

偶夹薄煤层，具块状层理、水平层理及透镜状层理。

厚度4.00-31.77m，平均为10.99m。

3、石炭系上统太原组(C3t)
主要由粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤层组成。

有5层石灰岩，下部灰岩稳定，往上稳定性较差，相反下部煤层较上部煤层稳定。

石灰岩下部发育稳定煤层，砂岩普遍发育，但中部砂岩发育好，厚度大且稳定，层理类型复杂，动植物化石极为丰富，厚度82.70-141.45m，平均115.61m。

4、二叠系下统山西组(P1s)
主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成。

砂岩一般不稳定，常呈似层状或透镜状。

本组以含砂的成分高、颜色浅、交错层理发育、生物扰动构造多见为特征。

主要煤层发育在中下部，植物化石丰富。

厚度48.33～71.89m，平均56.13m。

5、二叠系下统下石盒子组(P1x)
主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成。

顶部为灰绿、灰、紫红色之含铝质泥岩，俗称“桃花泥岩”，该层较为稳定，是确定K10分界砂岩之良好辅助标志；中上部主要为中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩互层；中下部主要为灰～浅灰色中细粒砂岩，局部为粉砂岩、粗砂岩，偶见煤线或薄煤层；底界K8砂岩为中细粒砂岩一般呈灰～浅灰色，本组厚43.30-85.10m，平均厚60.87m。

6、二叠系上统上石盒子组(P2s)
出露于本井田的北部，由杂色中细粒砂岩、泥岩组成，根据岩性可分
为上、中、下三段。

上段：紫红色、黄绿色、灰绿色之泥岩夹细砂岩及粉砂岩，厚度一般168.00m。

中段：上部为紫色、绿灰色泥岩，夹含砾粗砂岩、中细粒砂岩，中下部为浅灰色、紫红色之粗砂岩与泥岩互层及灰色、灰绿色、紫色泥岩，局部为含砾粗砂岩，厚度一般为137.00m。

下段：上部为灰绿色、紫色砂质泥岩夹中细粒砂岩；中部为绿灰、浅灰色中砂岩夹细砂岩；下部为灰色、灰褐色灰岩夹细砂岩。

厚度一般159.00m。

7、第四系(Q)
中更新统(Q2)：广泛分布，为黄色、浅红色粉砂土、砂质粘土夹两层或数层钙质结核。

厚度1.00-60.00m，一般为40.00m。

全新统(Q4)：为淡黄、灰黄色砂砾层及砂和砂土等。

厚度0-40.19m，一般为20.10m。

（二）地质构造
1、区域构造
本区位于沁水盆地东翼中段，晋-获褶断带和武乡-阳城凹褶带之间，总体形态为一走向NNE，倾向NW的单斜构造。

2、井田构造
该井田全被黄土覆盖，根据钻孔资料表明，整体井田是由一开阔的背斜和两条正断层构成井田内的构造格局，现描述如下：
1)背斜：轴向东北一西南，较开阔，一翼倾向近东西向，倾角平均10度，另一翼倾向近北南向，倾角平均9度。

2)王家庄正断层(F1)：为该井田的南界，其走向大致为东一西向，倾向为北偏西向，倾角70度，落差由西到东逐渐减小，落差最大达230m。

3)东南正断层(F2)：位于井田中北部，其走向大致为北东一西南向，倾角70度。

落差由南到西北东逐渐增大，其落差最大为30米，井田内延伸470米。

综上所述，其构造属于中等构造。

（三）煤层和煤质
1、煤层
井田内批准开采的煤层为3号煤层。

3号煤层赋存稳定，厚度大，全井田可采，煤层厚度5.15-6.33m，平均5.74m。

顶板岩性主要为粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，局部为细砂岩；底板岩性主要为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。

详见可采煤层特征表1-3-1。

表1-3-1可采煤层特征表
煤层名称煤层
厚度
(m)
煤层
间距
(m)
煤层结构顶底板岩性
稳
定
性
倾角
(度)
容重
t/m3
备
注夹石
层数
夹石
厚度
(m)
顶板底板
3 号
5.15-
6.33
5.74
125 1 0.05-0.5
砂岩、砂
质泥岩
及泥岩
砂质泥
岩、泥岩、
粉砂岩
稳
定
4-15 1.39
2、煤质特征
3号煤层：原煤水分1.04%，灰分13.63%；原煤硫分0.55%，挥发分
19.42%。

3号煤为低——中灰、特低硫、低磷、高熔灰分、高热值的贫煤，为优质动力用煤。

3、其它有益矿产
（1）铝质泥岩，位于本溪组中下部，一般浅灰——灰白色，块状，具鲕状结构，且具滑感，达不到工业品位要求。

（2）本溪组赤铁矿，零星富集，不具工业价值。

（3）稀散元素，详查中对锗、镓元素含量进行采样测试，均达不到工业品位。

二、采区水文地质条件
本区域处于沁水盆地中段东部的漳河水系，其范围东部为太行山脉，
向西至沁县北西漳河的西源，南起长子南的漳河南源，北止于武乡县之漳河北源。

大体上构成一个完整的水文地质单元，也是晋东南区域水文地质一个重要组成部分。

区域南部、中部、北部主要为一套巨厚的二叠系碎屑岩沉积，构成广泛的层间孔隙水分布，南部和东南部大面积出露的碳酸盐岩，又为岩溶水的发育奠定了基础，而一系列褶曲带构成的新生代盆地，由于表层堆积了厚度不等的松散沉积物，又为区域孔隙水的分布创造了条件。

区域地形与构造一致，补给及径流条件有利，为地下水的富集以及地下水的承压自流提供了有利条件。

1、地表水
本井田内有季节性河流，雨季时有水，旱季无水，其流量不大，与煤层及下部含水层基本无水力联系。

2、含水岩层
本井田的含水层由下至上分述如下：
(1)中奥陶统石灰岩含水层
为煤系地层下伏的主要含水层。

本组岩层由于岩溶发育之不均一，因而地下水变化幅度大，富水性因地而异。

本区奥灰静止水位标高676m，上马家沟灰岩是主要富水含水层，水化学类型为重碳酸、硫酸盐一钙、镁型水。

(2)上石炭统太原组灰岩含水层
井田内普遍发育，厚度一般为7.28m，系14、15号煤层之顶部岩层。

q 值平均为0.004L/m.s；K值为0.0052-0.016lm/d，水位标高818.59-820.24m，属于富水性弱含水层。

水质为重碳酸盐—钾+钠型水，矿化度0.510-0.741g/L。

(3)下二叠统山西组K7砂岩水层
分布范围大，岩性为中—细粒砂岩层，厚度一般为3.05m，距上部3号。