淮南张集煤矿采矿毕业设计说明书.doc

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1、1 矿区概述及井田地质牲征11.1 矿区概述11.1.1 交通位置11.1.2 地形、地貌11.1.3 河流及水体11.1.4 矿区经济概况21.1.5 气象及地震21.1.6 水源及电源21.2 井田地质特征21.2.1 地质勘探程度21.2.2 井田地质构造2图1.2 地质综合柱状图51.2.3 水文地质61.2.4 其它有益矿物71.3 煤层特征71.3.1 煤层71.3.2 煤层顶底板81.3.3 煤质92 煤 类10320、17-1煤层化学性质101.3.4 瓦斯111.3.5 煤尘及煤的自燃111.3.6 开采技术条件及对开采的影响122 井田境界和储量132.1 井田境界132.

2、1.1 井田范围132.1.2 开采上限132.1.3 井田尺寸132.2 矿井工业储量142.2.1 储量计算基础142.2.2 井田地质勘探142.2.3 工业储量计算142.3 矿井可采储量162.3.1 安全煤柱留设原则162.3.2 矿井永久保护煤柱损失量173.工业广场保护煤柱174.大巷保护煤柱185.井筒保护煤柱182.3.3 矿井设计资源/储量18P1= Zf + Zd + Zb = (64+0+373.9 + 519) 万t =956.9 万t18Zs=(Zg-P1)= (13639.3-956.9) 万t =12682.4 万t。182.3.4 矿井设计可采储量193 矿

3、井工作制度、设计生产能力及服务年限203.1 矿井工作制度203.2 矿井设计生产力及服务年限203.2.1 确定依据203.2.2 矿井设计生产能力203.2.3 矿井服务年限203.2.4 井型校核214 井田开拓234.1井田开拓的基本问题234.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标234.1.2 工业场地的位置254.1.3 开采水平的确定254.1.4 开拓方案比较264.2 矿井基本巷道324.2.1 井筒324.2.2 井底车场及硐室35井底车场的型式和布置形式35.空重车线长度361大型矿井主、副井空、重车线有效长度应各容纳1.01.5列列车；36Lj每辆矿车带缓冲器的长度，m

4、；36L=1.0124.28+4.5+10=65.86（m）382.顶推调车383.甩车调车384.顶推拉调车38(2)硐室38Amc矿井设计日产量，t；39Qmc =0.254600=1150（t）394.2.3 主要开拓巷道39（一）主要开拓巷道主要有主运输大巷、石门及总回风巷，这些巷道的服务年限都比较长，要求能够长时间的满足矿井生产的需要，所以采用半圆拱形断面。39B巷道净宽度，mm；40（1）按架线电机车导电弓子的要求确定壁高h3402000 mm；40K导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360 mm；40D压气法兰盘的直径，取D=335 mm；41（3）按行人的高度要求

5、确定壁高h341=3800(0.393800+1600)=11.7 m241（二）巷道的支护方式415 准备方式采（盘）区或带区巷道布置455.1煤层的地质特征455.1.1 煤层埋藏条件455.1.2 煤质特征455.1.3 煤层的含瓦斯特征455.1.4 煤层顶、底板条件455.1.5 水文地质455.1.6 煤尘的爆炸性和自燃发火危险性455.2 带区巷道布置及生产系统455.2.1 带区准备方式的确定455.2.2 带区巷道布置46（一）带区参数46（二）分带参数46（三）带区巷道联络方式46（四）带区内煤层开采顺序和工作面的接替顺序475.2.3 带区生产系统475.2.4 带区生产

6、能力及采出率47一次采全高的综采工作面的年生产能力，按下式计算：48掘进出煤量A148带区的生产能力48(2)带区的采出率485.3 带区车场选型设计485.3.1 带区车场的形式和线路布置485.3.2 带区车场的调车方式495.4 带区主要硐室49(2)带区绞车房50（3）带区变电所506 采煤方法516.1 采煤工艺方式516.1.1 设计带区煤层特征及地质条件516.1.2 确定采煤工艺方式516.1.3 确定回采工作面参数511) 工作面长度的确定512) 工作面推方向和推进度526.1.4 回采工作面破煤、装煤方式的确定536.1.5 工作面运输方式及运输机械556.1.6 回采工

7、作面支护方式57(1) 支护方式57（2）支架支护强度58（3）支架高度58HmaxMmax +S1 = 3.92 + 0.2 = 4.12（m）58(4) 支架的选择及布置58(6) 移架及推溜方式596.1.7 端头支护及两巷超前支护方式606.1.8 回柱方法616.1.9 各工艺过程注意事项626.1.10 采煤工艺63 工作面日进刀数63 一刀煤所需要的时间642）工艺要求656.1.11 回采工作面正规循环作业656.1.12 回采工作面吨煤成本67=5.65+3.3+14.3+5.0=28.25（元/t）686.2 回采巷道布置696.2.1 回采巷道布置方式696.2.2 回采

8、巷道参数697 井下运输727.1 概述727.1.1 井下运输设计的原始条件和数据727.1.2 运输距离和货载量727.1.3 矿井运输系统72(1) 运煤系统：72(2) 人员运送系统：73(3) 运料系统：73(4) 运矸系统：737.2 带区运输设备选择737.2.1 设备选型原则：737.2.2 带区运输设备选型及能力验算73S 采煤机的截深，0.6 m；747.3 大巷运输设备选择747.3.1 主运输大巷设备选择747.3.2 辅助运输大巷设备选择757.3.3 带区辅助运输设备的选择768 矿井提升788.1 概述788.2 主井提升788.3 副井提升809 矿井通风及安全

9、839.1 矿井通风系统的确定839.1.1 矿井通风系统的基本要求839.1.2 矿井通风方式的选择839.1.3 矿井通风系统方案比较849.1.4 带区通风系统的要求859.1.5 工作面通风方式的选择869.1.6 通风构筑物879.2 矿井风量计算879.2.1 工作面所需风量的计算88=10014.651.5= 2197.5 m/min889.2.2 备用面所需风量的计算899.2.3 掘进工作面需风量899.2.4 硐室需风量919.2.5 其它巷道所需风量929.2.6 矿井总风量929.2.7 风量分配922)配风的原则和方法939.3 矿井阻力计算949.3.1 矿井最大阻

10、力路线949.3.2 矿井通风阻力计算969.3.3 矿井通风总阻力979.3.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔98(1) 容易时期：99(2) 困难时期:999.4 矿井通风设备选择999.4.1 选择主要通风机991)自然风压992)主要通风机工作风压99 该矿井为抽出式通风，通风容易时期主要通风机静风压：99 通风困难时期，考虑自然风压反对主要通风机通风，主要通风机静风压：1003)主要通风机的实际通过风量Qfs1009.4.2 电动机选型1029.5 安全灾害的预防措施1039.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施1039.5.2 预防井下火灾的措施1039.5.3 防水措施10310

11、设计矿井基础技术经济指标104致 谢105 1 矿区概述及井田地质牲征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置张集煤矿位于安徽省淮南市凤台县境内，距凤台县城西约20 km，行政区位隶属凤台县岳张集镇。 区内交通方便，淮南至阜阳铁路从矿井南缘通过，矿井中心距张集车站约5 km，该车站东至蚌埠141 km,西至阜阳69 km，分别与京沪、徐阜及京九铁路相接。潘集至谢桥，凤台至张集公路在矿区通过，且与凤台至颖上，凤台至利辛，凤台至蒙城，利辛至颖上等公路相接，可通往各县市。西淝河在工业广场以东6 km处贯穿全境，常年有水，可通百吨机帆船，凤台港是淮河上较大的优良河港之一。铁运、公路运输、水运极为方便。矿区

12、的交通位置如图1.1所示。图1 交通位置图1.1.2 地形、地貌本区为淮河冲积平原，地处淮河中游，淮北平原南部，区内地形平坦，地形一般在+21 m+26 m，西北高、东南低。1.1.3 河流及水体西淝河为本区的主要河流，由东北部进入本区，向东南贯穿全境于鲁台孜入淮河，是地面水汇集，排泄的渠道，在本井田东北流经长度约16 km。西淝河水位一般在+19 m左右，常见洪水位+22 m(79月)，最高洪水位为25.4 m。两岸有常年积水洼地，河北岸称花家湖，积水面积约22 km2。此外，遍布人工开挖的渠道，用以灌溉、防洪、排涝。1.1.4 矿区经济概况淮南是以煤炭、电力、化工、机械、食品为主的工业城市

13、。目前，潘谢矿区经济发展的特点是：农村经济占优势，工业生产以煤炭、建材工业占的比重较大。本区建材工业有一定基础。钢材、木材由外市购买，水泥、砂、石等建筑材料可由当地得到解决。1.1.5 气象及地震本区属过渡带气候（属季风温暖带半湿润气候），四季分明。季节性明显，夏季炎热，冬季寒冷。春夏两季多东南风、东风，秋季多东南、东北风，冬季多东北、西北风，最大频率风向是东北偏东风，平均风速3.18 m/s。年平均气温15.1 C，极端最高气温41.2 C（1996年8月8日），极端最低气温-22.8 C（1969年1月31日）。冻结及解冻无定期，一般夜冻日解。冻结深度412 cm，最大冻结深度30 cm。

14、年平均降雨量926.3 mm，最大1723.5 mm，最小471.9 mm，日最大降雨量320.44 mm，小时最大降雨量75.3 mm，降雨多集中在6、7、8三个月，约占全年40 %。根据中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范（GB50011-2001），淮南抗震设防烈度为7度。1.1.6 水源及电源矿井生活用水水源取自处理后的淮河水，工业用水取自处理后的井下排水。矿井供电电源引自南面58公里处张集22011035 kv降压变电所，其220 kv电源，一路来自芦集变电所，另一路引自蔡家岗变电所。矿井电源容量充足，供电可靠。1.2 井田地质特征1.2.1 地质勘探程度汇总自1960年以来各施工

15、单位在不同时期、不同的勘探阶段完成的钻探工程，张集井田共有钻孔241个，工程量144372.66 m，其中水文孔44个，工程量9362.86 m，抽水29次。报告除利用井田内钻孔以外，还利用井界外部分钻孔，形成400700 m基本线距，-600 m水平的孔距小于500 m；深部孔距为500750 m。1.2.2 井田地质构造张集井田为新生界松散层覆盖的全隐蔽煤田，构造上位于谢桥向斜北翼，地处陈桥背斜的东南倾伏端，总体形态呈扇形展布的单斜构造，地层走向呈不完整的弧形转折，西段地层走向在北西75左右，中段急转东西、北东方向，至北段大致向正北延伸。地层倾角平缓稳定，五-五东线以西为10左右，以东25

16、，平均5左右。井田为一较平缓的扇形背斜褶曲构造为主，除南部、北部靠井田边界存在较大断层外，构造比较简单。地层：本区地处黄淮平原，淮南煤田位居广阔的平原之中，全部被第四系覆盖，唯有煤田南北两翼边缘的低山残丘，出露前震旦系变质岩、震旦、寒武、奥陶系等古老地层。井田地层全系钻探揭露，主要有奥陶系、石炭系、二叠系。1.奥陶系中下统（O1+2）由浅灰、浅紫红色灰岩、白云质灰岩组成，隐晶致密细晶结构，夹角砾状灰岩和紫红、灰绿色页岩，水平、缓波状层理，下部裂隙溶洞发育。2.石炭系上统太原组（C3）太原组厚104114 m。由1112层灰岩、生物碎屑灰岩、泥灰岩与泥岩、砂岩组成，含不稳定薄煤层34层，不可采。

17、太原组假整合于奥陶系之上。根据厚度和岩石组合，太灰可分为四个岩段：底部铝铁质泥岩段：厚10 m，含砾。下部灰岩段（十一、十二灰）：厚33 m，十一、十二灰共厚20 m，集中于底部。 中部灰岩段（五十灰）：厚34 m，灰岩占54 %，单层厚1.55 m。上部灰岩段（一四灰）：厚33 m，二、三、四灰总23 m，集中在下部。3.二叠系（P）二叠系总厚980 m，底部以海相泥岩与太原组分界。分上统下统四个组，其中山西组、上、下石盒子组为含煤地层，厚720 m，含煤32层，总厚36.09 m，含煤系数为5.0 %，可分7个含煤段。上部石千峰组为非含煤地层。(1)二叠系下统山西组（P1sh）第一含煤段：

18、厚65 m，含可采煤层一层，含煤系数为10.75 %。底部为灰黑色海相泥岩，其上是砂泥岩互层，中部以中、粗砂岩为主，局部含砾及泥质包体，时而冲刷煤层，上部为粉砂岩、砂质泥岩。(2)二叠系下统下石盒子组（P1x）第二含煤段：厚128 m，含煤811层（编号49煤），其中可采煤层6层，含煤系数10.22 %。底部为中粗砂岩，具冲刷特征，是与下伏山西组的分界，其上鲕花状斑泥岩或铝质泥岩是全区标志层。(3)二叠系上统上石盒子组（P2S）地层厚527 m，分五个含煤段：第三含煤段：厚103 m，含煤系数3.85 %。底部砂岩是上、下石盒子组的分界；下部以砂岩、石英砂岩为主，夹砂质泥岩，少有花斑，局部见炭

19、质泥岩（10煤层位）；中部以泥岩、砂质泥岩为主，常见鲕粒结构；中上部含煤三层，其中11-2煤为主采煤层，上部为砂质泥岩夹细中砂岩。 第四含煤段：厚74 m，含煤系数8.22 %。底部以灰白色细中砂岩与第三含煤段分界，其上为紫红灰绿色含鲕花斑泥岩，通常称“大花斑”，是全区标志层；中上部以泥岩类为主，夹砂岩，含煤6层（1215煤），其中13-1煤是主要可采煤层。第五含煤段：平均厚110 m，含煤系数2.12 %。本段多呈青灰色、灰绿色，以泥岩、砂质泥岩为主，夹细砂、砂泥岩互层。底部以石英砂岩、细中砂岩与第四含煤段分界，其上有14层紫红棕黄色花斑泥岩，称“小花斑”。中部含煤45层（1617煤），17

20、20煤层附近富含个体较大铁结核。第六含煤段：平均厚110 m，含煤系数1.99 %。以灰色、青灰色、灰绿色泥岩类为主，夹细中砂岩。中下部含煤4层（1821煤），18煤底部常见铝质泥岩或鲕状花斑泥岩，1920煤间有13层薄层硅质岩，富含海绵骨针。 第七含煤段：平均厚130 m，含煤系数1.12 %。以灰色岩性为主，少见青灰色。由泥岩、粉砂岩、砂岩组成，含劣质煤5层（2225煤），而且常相变为炭质泥岩。(4)二叠系上统石千峰组（P2sh）地层厚度260 m。为一套杂色非含煤地层，由灰色、灰绿色，紫红色泥岩、粉砂岩、中细砂岩、含砾石砂岩组成，多紫红色花斑泥岩。底部为灰白浅红色含砾中粗砂岩与上石盒子组

21、分界。二叠系的沉积环境是从陆表海海湾发展而来的下三角洲平原沉积，经历了海湾充填、树枝状、网状河体系，转入河口湾海湾环境，进而发展到上三角洲平原、陆相冲积平原沉积。4.三叠系（T）是一套红色碎屑岩，由棕红、紫红色砂岩、粉砂岩、泥岩组成。厚度不详。与下伏石千峰组呈整合接触。5.第三系（R）中新统：分上下两段。下段为强隔水组，厚069.55 m，平均37 m。由灰绿色棕红色粘土组成，局部夹泥灰岩薄层和薄层砂层透镜体，底部有029.21 m碎石层；上段为弱含水组，厚0119.18 m，平均63.00 m。总体以灰绿、褐黄、赭红等杂色粘土为主，夹多层砂体，与粘土交互成层，砂体因相变而发育不等，分布不均。

22、本统遇基岩古潜山缺失。上新统：厚95180 m，平均厚130 m。以浅灰绿色、灰黄色粗中砂为主，次为细砂、粉砂，夹多层灰绿色粘土，偶尔有细砂岩盘，含水丰富，但迳流不畅。6.第四系（Q）更新统（Q1Q3）：平均厚97 m，以灰黄色、浅灰色细、中砂为主，夹多层粘土、砂质粘土，粘土层厚度变化大，含铁猛结核；上部夹青灰色淤泥；底部砂层为棕色锈黄色，富含铁猛结核，与下伏上新统分界明显。更新统是区内主要供水水源。全新统（Q4）：厚1528 m，平均20 m。以土黄色砂质粘土为主，夹不稳定细粉砂薄层。在1520 m褐灰色砂质粘土中，富含有机质和大量螺蚌贝壳碎片。地质综合柱状图如图1.2所示。 图1.2 地质

23、综合柱状图断层：本井田的南、北边缘断裂发育，而其主体的断裂比较轻微，数量、规模均较小。截至现有资料，全区共确定大断层17条，其中正断层10条，逆断层7条；落差30 m100 m的3条，15 m29 m的5条，515 m的9条，落差小于5 m的达20余条。矿井北部边缘及煤矿主体是一组以北西向为主的正断层，北部边缘断层走向大致平行于陈桥背斜轴，呈树枝状发育。往南，断层走向逐渐向南偏转。总体上，断层围绕着背斜的转折端，组成了放射状的断裂系统，显示出背斜在褶皱隆起过程中的张裂性质；在变位特征上，该组正断层大多向南倾斜，呈现出由北向南逐渐下降的阶梯式组合。矿井南缘向斜的深处，是与推覆构造有关的一组逆冲或

24、反冲断层，平面上，它们大体平行于向斜轴和阜凤断层伸展，是推覆断裂的分枝，垂向上，呈波状及铲式形态，深延并汇入主推覆面。 区内北东向断层减少。现将区内主要断层分述如下：(1)F209正断层：井田西部边界，切割第一水平各可采煤层，走向北北东，倾向西，倾角6076，落差20100 m，北小南大，长5 km。(2)F217正断层：走向北西，并逐渐转向东西，倾向南，倾角70，落差1045 m，长4 km。(3)F210正断层：走向北北东，倾向东，倾角6366，落差3075 m，长3 km。1.2.3 水文地质张集矿井范围内均被新生界松散层所覆盖，主要充水因素为新生界松散层孔隙含水组、二叠系砂岩裂隙水组和

25、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙水三部分组成。煤系砂岩裂隙含水层富水性弱，以静储量为主，上部为新生界粘土类隔水层覆盖，仅局部有新生界砂层水渗入补给，并受煤系地层渗透性控制，故除1煤以外，张集矿井属简单水文类型；1煤底板太原组灰岩为直接充水含水层，局部岩溶发育，水文地质条件属于中等偏复杂型。张集煤矿坑充水水源由三部分组成，采掘工作面充水水源主要为煤层顶板砂岩裂隙水。1.新生界砂层水新生界底部砂砾层直接覆盖在煤系之上，发生渗透补给。然而，张集煤矿新生界底部一般均以粘土为主，隔绝了新生界中部砂层和下部弱含水组与基岩的联系。唯有中部水203孔附近的16煤露头以南古地形隆起地带，砂层与基岩直接接触，产生渗透补给

26、，但接触带远离主要煤层，对矿坑充水影响甚微。2.煤系砂岩裂隙水是矿坑直接充水水源，裂隙发育极为不均，出水大小差异悬殊，钻孔抽水q=0.000950.039 L/s.m，抽水试验结果和生产矿井实际涌水量，均表明煤系砂岩裂隙水弱，并以储存量为主，矿床水文地质条件为简单类型，但在穿过坚硬砂岩层时，须提防储存水量突然溃出。3.石灰岩岩溶裂隙水煤层与石炭系顶部灰岩平均距离16.60 m，-600 m灰岩水头压力为62.5 kg/cm2，在自然状态下，无水流补给矿坑。但在开采1煤层，地压失去平衡以后，1煤底部岩石将会因超过强度极限而破裂，引起底鼓，导致灰岩水突入坑道。尤其在断层由煤系切入灰岩，或者断层使煤

27、层与灰岩直接对口，突水机率会大为增加。淮南老区矿井1煤底板突水当为前鉴，而且与奥灰水也有密切联系，补给水源丰富，谢桥矿钻孔抽水单位涌水量为0.017411.673 L/s.m，富水性中等偏强。所以，在开采1煤层时，可按偏复杂类型矿床考虑，开采前必须进行疏水降压，确保安全。矿井正常涌水量为200 m3/h，矿井最大涌水量为380 m3/h。1.2.4 其它有益矿物本区有一层发育较好的耐火黏土，位于石盒子组顶部，厚度为12.8534.58 m。1.3 煤层特征 1.3.1 煤层张集煤矿有可采煤层12层，可采煤层厚度总计29.62 m，利用厚度总计28.31 m，占煤层厚度的95.58 %。其中，主

28、要可采煤层5层，13-1、11-2、8、6、1煤层，平均总厚度为21.08 m，平均利用总厚为20.34 m，占可采总厚、利用总厚的71.17 %、71.85 %，是全区可采的稳定煤层。次要煤层7层，17-1、13-1下、9-1、7-2、7-1、4-2煤层,平均总厚8.54 m，可利用总厚7.47 m，占井田可采总厚、利用总厚的28.83 %、28.15 %，均为大部可采的不稳定煤层。现由上而下将5个主采煤层分述如下：1. 13-1煤层厚度两极值为2.216.38 m，平均厚4.42 m。结构较简单，变异系数6 %，为稳定的全区可采层，亦是首采主要煤层。2. 11-2煤层厚度两极值为0.786

29、.9 m，平均厚4.63 m。结构简单复杂，变异系数为25 %，属稳定的主要可采煤层。3. 8煤层厚度两极值为0.886.53 m，平均3.92 m。结构简单，变异系数为21 %，煤层全区可采，是稳定的主要可采煤层。4. 6煤层厚度两极值为06.8 m，平均厚为4.7 m。结构简单复杂，煤层可采系数97 %，基本上全区可采。变异系数为32 %，综合评定为稳定煤层，是本区主要可采煤层。5. 1煤层厚度两极值为010.35 m，平均为6.99 m。结构简单复杂，可采系数为98 %，基本全区可采，不可采区在西南边界处的局部冲刷带。煤层变异系数为29 %，属稳定煤层，是本区主要可采煤层。各可采煤层特征

30、见表1.1表1.1 可采煤层特征表煤层名称煤层厚度(m)煤层间距(m)煤层结构稳定程度可采情况顶底板主要岩性平均容重(t/m3)最小最大平均顶底2006.1979较简单不稳定局部不可采泥岩砂岩泥岩粉砂岩1.391.4617-10.104.23简单不稳定局部可采泥岩细砂岩泥岩1.361.05810513-12.216.38较简单稳定全区可采含炭泥岩泥岩粉砂岩1.394.421.8213-1下0.322.23简单复杂不稳定局部可采泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩1.420.87411-20.786.9简单复杂稳定全区可采泥岩细砂岩泥岩粉砂岩1.384.6321.639-103.40较简单不稳定局部不可采泥岩粉

31、砂岩泥岩粉砂岩1.441.261580.886.53简单稳定全区可采泥岩砂岩泥岩粉砂岩1.393.9267-202.09简单不稳定局部可采泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩1.380.861.867-103.05简单复杂不稳定局部可采泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩1.481.271.28606.8简单复杂稳定基本全区可采泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩1.324.7154-205.42简单复杂不稳定局部可采泥岩细砂岩泥岩1.441.8413.41010.35简单复杂稳定基本全区可采泥岩砂岩泥岩粉砂岩1.346.991.3.2 煤层顶底板13-1煤层：顶底板以泥岩为主，少数砂质泥岩、炭质泥岩，个别顶板为细砂岩、石英砂岩。11-2煤

32、层：顶底板大多为灰色中粒砂岩、砂质页岩。8煤层： 顶板为灰色中、粗粒砂岩，底板为砂质泥岩，少见砂岩。6煤层： 顶底板为泥岩、砂质泥岩，北部少数底板为细砂岩、粉砂岩。1煤层： 顶底板大多为泥岩、砂质泥岩，砂岩顶板主要出现在西部，成带状分布，局部冲刷煤层。1.3.3 煤质本区煤属低中中高灰分，高挥发分、中等高发热量、低熔难熔煤灰、富油高油，特低低硫分、中磷特低磷的QM和1/3 JM，适用于炼焦配煤、化工和动力用煤。另外，焦油产率大于12 %的13-1，13-1下和20煤层，可做为炼油用煤。根据煤类、煤的灰分和硫分变化的标准差评价各煤层煤质主要指标的变化程度见表1.2。表1.2 各煤层煤质牲征表煤层

33、变化程度煤类灰分标准差硫分标准差20小单一4.540.0817-1中单一5.150.0913-1中单一5.670.1213-1下大单一8.010.0911-2中两个3.110.219-1小单一4.860.288中两个3.130.177-2中两个3.580.657-1中单一5.940.366小单一3.930.344-2中两个6.200.301大两个4.630.931 化学性质、工艺性能及煤类化学性质：a.水分本次勘查煤层内在水分含量均小于1.00 %，对煤炭的开采、利用没有大的影响。b.灰分20、17-1煤层原煤灰分为11.30 %、8.14 %，属于低中低灰分煤。c.硫分13-1、13-1下，

34、煤层原煤硫分为0.39 %、0.82 %，属于特低低硫分煤。13-1煤层局部点（04-1号孔）煤层硫分较高（原煤全硫1.08 %，浮煤全硫0.79 %），浮煤硫分的降低说明煤层中含有易于洗选的硫铁矿物质。d.磷20、17-1煤层磷分平均值为0.011 %、0.005 %，属于低特低磷煤。e.氯、铅、氟、砷2煤层氯含量0.009-0.052 %，为特低低氯煤；3煤层氯含量0.002-0.011 %，为特低氯煤。煤层中铅含量均小于20 ug/g，为低铅煤。煤层中砷含量均低于1 ug/g，属于一级砷。煤层中氟含量均小于80 ug/g，为低氟煤。本区煤层中有害物质磷、氯、铅、氟、砷含量均低，对煤炭的利

35、用没有影响。f.发热量20、17-1煤层发热量（Qgr，d）较高，均大于30 MJ/Kg，属于特高热值煤。g.挥发分2煤层精煤挥发分为33.6737.34 %，平均35.34 %。3煤层精煤挥发分为33.1436.70 %，平均34.04 %。煤的工艺性能a.粘结指数山西组煤层的粘结指数7594 %，均大于65 %。b.胶质层厚度山西组煤层的胶质层厚度一般为14.521.5 mm。c.煤灰粘度在弱还原的条件下煤灰粘度试验结果见表1-3。表1-3 煤灰粘度试验结果一览表孔号煤层温度170016501600粘度Pa.s3.623.00171.0007-220温度160015501500147017

36、-1粘度Pa.s1.306.7049.00278.00从表中可知煤渣的粘度随温度升高，粘度变小，20煤层在低于温度1650 时，17-1煤层在温度低于1500 时，焦渣可呈塑性状态液固两相混合。d.煤灰成分及灰熔融性煤灰以酸性物质为主，（SiO2,Al2O3）含量占80%左右，煤灰熔融性软化灰和流动灰温度均大于1500 ，属于高软化温度、高流动温度灰。2 煤 类根据现有钻孔揭露的煤层煤质化验资料，煤层挥发分产率20煤层33.6736.34 %，17-1煤层33.1435.56 %，胶质层厚度（Ymm）均在1521.5 mm范围内，粘结指数均大于65 %，煤类应为1/3焦煤。320、17-1煤层

37、化学性质煤由水分、矿物质和可燃有机质及伴生的有益和有害微量元素组成，可燃有机质及有益微量元素为有用组分，其它为有害组分。本次勘查工作中，共取样4件，没有进行伴生元素及其它有害组分的化验项目，仅进行了全工业分析。见表1-4。表1-4 20煤层、17-1煤层17-1下层煤、全工业分析成果一览表煤层煤质20煤层17-1煤层17-1上煤层水分Wad (%)1.722.422.29灰分Ad (%)17.140.7125.24挥发分Vdof (%)41.841.6739.48全硫Std (%)2.582.252.68发热量 MJ/kg28.4718.5024.994煤的可选性勘查区煤灰分较低，20、17-

38、1煤层原煤平均灰分11.36 %、8.0 %，均小于12.00 %，浮煤（比重液1.40）灰分5.51 %、3.92 %，煤炭可不经过洗选用于冶炼用焦。5煤炭工业利用性能评价（1）动力用煤该矿区20、17-1煤层灰分低，硫分低、低磷、发热量高，是良好的动力用煤，由表1-4可知，20、17-1煤层为高挥发分、高特高发热量、低中灰、中高硫的气肥煤、气煤。其主要用途为：发电：20煤层、17-1煤层发热量均在23 MJ/kg以上，挥发分大于20 %，符合发电用煤要求，但硫分大于2.00%，用于发电时应进行脱硫或者掺和低硫煤以便降低硫分。炼焦：福 2 煤层、17-1煤层其煤种为低灰、高发热量、低硫、特低

39、磷的1/3焦煤，属环保型资源。在保证含硫量合格的前提下，按一定比例与20煤层、17-1煤层混合后，仍可以用以炼焦。1.3.4 瓦斯矿井瓦斯相对涌出量为0.82-3.53 m3/t。CO2相对涌出量为5.26-9.01 m3/t，属低瓦斯矿井，涌出特征为普通涌出。瓦斯中CH4含量为0.08-1.64 cm3/g，CO2为0.1-1.76 cm3/g。该矿井至今未发生煤和瓦斯突出。3邻近生产矿井瓦斯涌出特点随着矿井开拓延深，瓦斯压力、瓦斯含量都增加，煤层中深水平瓦斯含量高于浅水平；特别在断层破碎带附近，开采新煤层时瓦斯含量高；回采上分层时，瓦斯含量高。地质情况发生变化，特别是在断层破碎带能够引起局

40、部瓦斯富集。 1.3.5 煤尘及煤的自燃各煤层中的煤尘均有爆炸性。煤尘爆炸指数一般为1236 %。根据煤样燃点试验资料，除7-1煤层外，其它煤层均为很易自燃或自燃为主。开采煤层均有自燃发火危险，发火期为36个月，其中以8，11-2，13-1煤层自燃性较强。1.3.6 开采技术条件及对开采的影响井田内主采煤层的煤种和煤质已经查明。井田内20、17-1煤层为1/3焦煤，仅局部为天然焦，煤层为低中低灰分、特低低硫、低特低磷及特高热值煤。井田内未布置水文孔，但南部及西南部为生产矿井，地层、煤层及地质构造条件相似，仅是扩大区为本生产矿井的延深部分，勘探钻孔未见漏水现象，直接充水含水层为20、17-1煤层

41、顶板砂岩裂隙水，富水性弱极弱，补给来源较小，水文地质条件正常情况下为裂隙类顶板充水的简单类型矿床，当20、17-1煤层与落差大于50200m断层对盘的太原组灰岩或奥陶系灰岩接触时，有可能水文地质条件从简单型转化为以岩溶类充水为主的水文地质中等型。井田内主要可采煤层顶底板岩石以稳定及较稳定类岩石为主，中、细砂岩多为坚硬岩石，粉砂岩及泥岩为中硬岩石。工程地质条件较好。但靠近断层带的岩石裂隙发育，岩芯破碎，岩体质量相对较差，井巷等穿过时要注意支护。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围张集井田西起F209断层，与谢桥矿相接，东至13-1煤层-1000 m水平的地面投影线，北起F217

42、断层与顾桥井田为邻，南至谢桥古沟向斜轴。2.1.2 开采上限井田内含煤地层为二叠系山西组、上、下石盒子组，总厚36.09 m,含煤32层。可采煤层4层，分别为13-1、11-2、8、6煤层。其中主采煤层为8煤层，6煤层作为后期储备资源开采。矿井设计只针对8煤层进行设计。开采上限：13-1煤层。下部边界：6煤层以下有1煤层为较稳定可采煤层，但其底板与石灰岩岩溶裂隙水有水力关系，突水机率大为增加，列入平衡表外储量。2.1.3 井田尺寸井田的走向最大长度为9.0 km,最小长度为4.9 km,平均长度为7.2 km。井田的倾斜最大长度为5.2 km,最小长度为1.8 km,平均长度为3.6 km。煤

43、层的倾角五线以西为12，五线以东为36，平均为6，井田赋存状况示意图如图2.1所示图2.1 井田赋存状况示意图2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算基础1.根据张集井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8 m，原煤灰分不大于40 %。计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.70.8 m；3.依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化碳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。硫份大于3%的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0.05 m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层的50 %时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5.井田内的主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采