煤矿开采毕业设计讲解

前言

一、概述

山西陆合集团基安达煤业有限公司位于洪洞县西北30km的山头乡沙洼里村一带，行政区划属山头乡管辖。

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件，晋煤重组办发【2009】76号“关于临汾市洪洞县煤矿企业兼并重组整合方案的补充批复”，山西陆合集团基安达煤业有限公司由山西洪洞鼎盛达煤业有限公司、山西洪洞曹五号煤业有限公司、山西洪洞恒博煤业有限公司、山西洪洞盛洋煤业有限公司、山西海安煤业有限公司、山西天利赵城煤业有限公司、山西固滦煤业有限公司、山西洪洞淼源煤业有限公司、山西洪洞华辉煤业有限公司等九座矿井整合而成，整合后井田面积15.6413km2，生产能力为120万t/a。

2012年11月22日山西省国土资源厅为该矿颁发了《采矿许可证》，批准开采2-11号煤层，生产规模120万t/a，井田面积15.6413km2。

第一章井田概况

1.1 井田自然概况

山西陆合集团基安达煤业有限公司位于洪洞县西北30km的山头乡沙洼里村一带，行政区划属山头乡管辖，井田与赵（城）—克（城）县级公路相连，东距大运二级公路26km，距南同蒲铁路洪洞站30km，交通较为便利。井田位于吕梁山脉东麓，为侵蚀中山地貌。井田范围内沟谷纵横，梁岭绵延，地形比较复杂。地表水属黄河流域汾河水系，地表多为沟谷，雨季汇集雨水沿沟谷流入汾河后再汇入黄河。按照GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，地震基本烈度为8度，地震动峰值加速度为0.20g。

1.2 矿井地质概况

一、地层及地质构造

1.地层

山西陆合集团基安达煤业有限公司（煤矿）位于霍西煤田霍州矿区。在井田范围内出露的地层由老至新为：奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、上统上石盒子组及第四系中更新统。

2.含煤地层

本区含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组。太原组内主要可采煤层为下段内的11号煤层，10号煤层为零星可采。山西组上部所含3号煤层为井田主要可采煤层，2 、3下号煤层不稳定，不可采。

3.井田地质构造

山西陆合集团基安达煤业有限公司位于霍西煤田西南部，在区域构造上处于祁吕弧东翼外带的西缘，在南王家坪至马家庄和吉家庄至山头区域大断裂西侧，居克城碾子腰向斜中的王家庄向斜中段，区域构造走向北北

东方向。井田构造线方向同区域构造线方向基本一致，呈偏北向。井田内褶曲构造发育，褶曲开阔平缓，伴有次一级波状起伏。本井田总体为一向南倾伏的单斜构造，地层总体产状为走向NE，倾角3°—13°。井田内目前未发现断层和陷落柱，无岩浆岩侵入现象，井田构造为简单。

二、煤层及煤质

1.可采煤层

井田内共含有11层煤，其中含可采煤层3层：山西组的3号煤层为稳定全区可采煤层，太原组的11号煤层为稳定全区可采煤层，太原组的10号煤层为较稳定大部可采煤层，现分述如下：

（1）3号煤层

下距K7砂岩底5.30—10.70m，平均8.92m左右。煤层厚度1.28—2.80m，平均2.39m；不含夹矸，结构简单。属全区稳定可采煤层。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、局部为粉、细砂岩；底板大都为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩。

（2）10号煤层

位于太原组下部，上距7号煤层35.30—44.20m，平均39.06m。厚度0—1.60m，平均1.29m，一般不含夹矸，结构简单。煤层顶板为砂质泥岩、细砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。在603号钻孔见该煤层，井田东南部矿井在开拓11号煤层时见该煤层，厚度在1.20—1.30m左右，属较稳定大部可采煤层。

（3）11号煤层

位于太原组下部，上距10号煤层5.32—9.83m，平均7.36m。厚度2.60—3.65m，平均3.17m，一般不含夹矸，局部含1层夹矸，结构简单。煤层顶板为中、粉砂岩、砂质泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩。见11号煤层钻孔8个，均可采，可采指数100%，属全井田稳定可采煤层。

各可采煤层特征详见表1-2-1。

可采煤层特征表

2.煤质

3号煤层属低灰，中低硫—中高硫，高热值—特高热值之气肥煤、1/3焦煤；10号煤层为低灰—中灰，中低硫—高硫分，特高热值之气肥煤、1/3焦煤；11号该煤层为低灰—中灰，低硫分—中低硫，中热值—特高热值1/3焦煤。根据各煤层煤质特征，各煤层经洗选后可做为炼焦用煤或炼焦配煤，也可用于民用燃料。

三、矿井水文地质条件

（一）根据《山西陆合集团基安达煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》对矿井水文地质简述如下：

根据兼并重组地质报告批复本井田上石盒子组，下石盒子组及山西组含水层，富水性相对较弱。

太原组K2灰岩富水性中等，由于11号煤层开采历史悠久，对太原组灰岩水长期疏放，灰岩溶隙含水层富水性已大大减弱。

根据《山西陆合集团基安达煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》采空区、火区、古空区积水等调查报告，井田内3号煤层在原山西洪洞鼎盛达煤业有限公司西部采空区内积水面积约46.95k(m2)，积水量约12090m3；原洪洞曹五号煤业有限公司东部采空区内积水面积约50.49k(m2)，积水量约14172m3；在原山西洪洞恒博煤业有限公司东南部采空区内积水面积约31.94k(m2)，积水量约4104m3；在原山西洪洞盛洋煤业有限公司北部采空区内积水面积约57.77k(m2)，积水量约7423m3；东部采

空区内积水面积约85.44k(m2)，积水量约17153m3；在原山西天利赵城煤业有限公司及原山西固滦煤业有限公司采空区内积水面积约619.09k(m2)，积水量约124748m3。11号煤层在原山西洪洞曹五号煤业有限公司南部采空区内积水面积约44.60k(m2)，积水量约14172m3；原山西海安煤业有限公司采空区内积水面积约16.92k(m2)，积水量约4749m3；原山西天利赵城煤业有限公司采空区内积水面积约16.84k(m2)，积水量约5612m3；原山西洪洞淼源煤业有限公司采空区内积水面积约16.09k(m2)，积水量约5000m3；原山西洪洞华辉煤业有限公司采空区内积水面积约25.50k(m2)，积水量约8205m3；井田北部的小窑破坏区积水面积约16.09k(m2)，积水量约16091m3。

综上，井田内3号煤层采空区积水面积总计891.68 k(m2)，积水量179690 m3，11号煤层采空区积水面积总计136.04k(m2)，积水量53829 m3。另外在原山西天利赵城煤业有限公司小窑破坏区及原山西固滦煤业有限公司采空区贯通，积水面积约619.09 k(m2)，积水量约124748m3。

推测本井田内奥灰水位在+660m—+666m左右，远低于11号煤层最低底板标高+940m，奥灰水对开采井田内各煤层均无影响。

根据本矿富水系数比拟法预算当矿井生产能力达到设计生产能力120万t/a时，开采3号煤层矿井涌水量预计正常为8m3/h，最大为15m3/h；开采11号煤层矿井涌水量预计正常为120m3/h，最大为200m3/h。

按国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局新颁发的《矿井防治水规定》评价，考虑到由于本矿存在采空区积水，威胁今后安全生产，存在隐患，且各煤层的采空积水均会通过导水裂隙带导入下层煤，故本井田内3号、10号、11号煤层矿井水文地质类型均为中等类型。

（二）现矿井水文地质类型

2013年8月中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司山西分公司编制了《山西陆合集团基安达煤业有限公司矿井水文地质类型划分报

告》，洪洞县煤炭工业局洪煤防发【2013】275号“关于山西陆合集团基安达煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告的批复”。根据批复矿井水文地质类型划分为复杂。

1.主要划分依据

根据表1-1-1的规定，按照受采掘破坏或影响的含水层性质及补给条件、富水性、矿井及周边老窑水分布状况，矿井涌水量、突水量，受水害影响程度和防治水工作难易程度对基安达煤业近三年开采煤层进行矿井水文地质类型划分，各类指标划分见表1-2-2。

矿井水文地质类型

注：1.单位涌水量以井田主要充水含水层中有代表性的为准。

2.在单位涌水量q，矿井涌水量Q1、Q2和矿井突水量Q3中，以最大值作为分类依据。

3.同一井田煤层较多，且水文地质条件变化较大时，应分煤层进行矿井水文地质类型划分。

4.按分类依据就高不就低的原则，确定矿井水文地质类型。

针对基安达煤业的煤层赋存及水文地质条件，对基安达煤业10、11号煤开采进行矿井水文地质类型划分：

1、受采掘破坏和影响的含水层

K4、K3、K2石灰岩含水层位于11号煤层以上，为11号煤层直接充水含水层。根据位于本井田北部约3km处的东河煤矿D4号钻孔（X=4043469.25，Y=19527836.84，H=1437.38）水文孔资料，K2、K3、K4灰岩含水层混合抽水一次，水位标高1316.11，单位涌水量为0.0023L/s.m，渗透系数为0.01074m/d，水质类型为HCO3·CO3-Na型水，属富水性弱的岩溶裂隙含水层。按照《煤矿防治水规定》第一分类依据属简单类。

2、矿井及周边老窑水分布状况

本井田查清的3号煤层物探解译积水区25处，积水量139401.1m3；调查积水区9处，积水量116693m3；周边调查积水区6处，积水量3493m3。井田及周边10、11号煤层开采多年，本次共调查10号煤层采空积水区2处，总积水量为7503m3；11号煤层采空积水区10处，小窑老巷破坏区4处，总积水量为228430m3；物探解译11号煤层顶板富水区3处，富水区面积73655m2。未查清的小窑及积水主要位于井田南部边界，存在水患。

按照《煤矿防治水规定》第二分类依据属复杂类。

3、矿井涌水量

整合后的矿井年生产能力为120万t/a，根据矿井涌水量的实际观测，开采11号煤层矿井正常涌水量为120m3/h，最大涌水量为200m3/h。按照《煤矿防治水规定》第三分类依据属简单类。

4、突水量