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1、前 言山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划属洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡管辖，隶属于霍州煤电集团有限责任公司。山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤矿始建于1971年，1978年和1982年先后经过两次改扩建，原矿井设计生产能力前期0.3Mt/a，后期0.9Mt/a。本次设计1.5 Mt/a。开采2号煤层，井田面积22.58km2。本次只设计开采2号煤层，2#煤层设计一采区及二采区两个采区，布置一个综采工作面，矿井生产能力1.5Mt/a，根据该矿2号煤层可采储量60Mt，服务年限28.6a。现对三交河煤矿2#煤层开采进行初步设计。一、编制设计的依据1山西省国土资
2、源厅颁发的采矿许可证（证号：1400000421248）；2山西煤矿安全监察局颁发的安全生产许可证（编号：（晋）MK安许证字2008G0133Y1B2）；3山西省煤炭工业局颁发的煤炭生产许可证（编号：201426250091）；4山西省煤炭地质公司2008年6月编制的山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤矿矿井地质报告；5山西省煤炭工业局文件晋煤规发20081228号“关于山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤矿矿井地质报告的批复”；6山西省煤炭工业局文件晋煤安发20081119号“关于山西焦煤集团有限责任公司2008年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”；7山西煤矿设备安全技术检测中心提交的本
3、矿2号煤层检验报告；8国家有关煤炭工业的规程、规范和技术政策等；9矿提供的有关资料；二、设计的指导思想贯彻执行国家能源开发的方针、政策及煤炭行业“规程”、“ 规范”，加大矿井设计改革力度，在保证矿井设计规模和安全生产的前提下，尽量利用已有设施和设备。设计方案充分体现市场经济的特点，因地制宜选择生产工艺，系统设计简单实用，设备选型先进合理。力争通过精心设计和科学管理，将本矿建设成生产规模合理、机械化装备水平高、安全条件好、见效快、效益好的矿井。三、设计的主要特点1全井田2#煤层共划分两个采区，水平标高978m。2井下采区煤炭运输采用带式输送机运输。大巷运输队采用10t架线电机车牵引矿车运输，2#
4、煤集中轨道巷采用调度绞车牵引矿车运输。3矿井开采2#组煤层移交生产时, 2号煤层布置1个采区，1个综采工作面，2个综掘工作面。四、矿井设计主要技术经济指标1矿井设计生产能力1.5Mt/a。2井田面积22. 58km2。3井田内2号煤层保有资源/储量73Mt，本次设计可采储量60Mt。4矿井2#煤层设计服务年限28.6a。5 2#煤层移交生产时，井巷工程总长度21300m，掘进总体积303623m3。其中，硐室掘进体积6700m3。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置三交河煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，位于洪洞县城西面，距洪洞县城约32km。行政区划分跨山西省洪洞县左木乡、山头
5、乡和蒲县乔家湾乡。地理坐标：北纬362127362539，东经11121201112449。本矿位于洪洞县城西32km处左木乡三交河村村西，与洪洞县城间有洪（洞）乔（家湾）公路连通，井田东距大运公路、南同蒲铁路线30km，经洪洞县城向北可至省城太原，向南可经运城至潼关与陇海铁路线连接，交通运输方便。二、地形地貌本井田位于吕梁山脉东麓，为侵蚀中低山地貌。井田范围内沟谷纵横，梁岭绵延，地形比较复杂。井田总的地势为中部高，东西两侧低。地形最高点位于井田西南角的芦家岭村北山，标高为1469m；最低点位于井田东缘的三交河谷底，标高为974m，相对高差为495m。三、气象本区的气候为大陆性气候，四季分明，
6、具有冬季严寒、少雪多风，夏季暑热干旱，春季多风，秋季凉爽多雨等特点。年平均气温8.510，最热7月，气温2123，最冷1月，气温-57，极端最高气温35.538.5，极端最低气温-20.523.5，无霜期170195d，霜冻期为10月上旬至来年4月中旬，冻土深度103cm，每年7、8、9三个月为雨季，年降水量为600mm左右。四、地震依据中国地震动参数区划图GB18306-2001，本区地震基本烈度为8度，地震动峰值加速度为0.20g。据有关历史记载，该区地震频繁。1303年9月17日元大德年间，曾发生过洪洞、赵城8级大地震；1695年，襄汾、临汾发生8级大地震，涉及洪洞一带。五、井田内及周边
7、小煤矿开采情况三交河井田北邻悦昌煤矿、西邻北峪煤矿、东部邻陆合公司所属煤矿、井田南邻恒兴煤业有限公司。井田相邻煤矿概况简述如下：(1) 悦昌煤矿：位于三交河井田北部，批准开采2号煤层，现开采2-1号煤层，斜立井混合开拓，综合机械化采煤，设计生产能力60万t/a。正常涌水量30m3/h，低瓦斯矿井。其井口距三交河矿井田边界约300m。(2) 北峪煤矿：位于三交河矿井田西部（蒲县境内），批准开采2号煤层，现开采2-1号煤层，设计生产能力45万t/a，混合开拓，综合机械化采煤，正常涌水量15m3/h，低瓦斯矿井。(3) 陆合公司矿井：位于三交河矿井田东部东沟煤矿：位于三交河井田以东，批准开采10、1
8、1号煤层，设计生产能力15万t/a，采用斜井开拓11号煤层，矿井正常涌水量15 m3/h。 霍家庄矿：位于三交河井田东部，批准开采2、10、11号煤层，因该矿井田内2号煤层资源很少，且已采完，现其全部2号煤采掘工作面主要集中在三交河矿四采区范围内，矿井正常涌水量30 m3/h。 柳沟煤矿：位于三交河井田东，批准开采10、11号煤层，现开采11号煤层，设计生产能力21万t/a，斜井开拓，长壁炮采，正常涌水量10m3/h，低瓦斯矿井。与三交河井田无越界开采现象。(4) 恒兴煤业有限公司：原吉家山煤矿，位于三交河井田南部，批准开采2号煤层，现开采2号煤层，设计生产能力45万t/a，斜立井混合开拓，综
9、合机械化采煤。涌水量10m3/h15m3/h，低瓦斯矿井。以上矿井均按正常生产，无越界开采行为。六、矿区工农业概况及建材供应情况矿区地处山区，土地贫瘠，长年较为干旱，农业生产产量较低，主要农作物有小麦、玉米等。工业生产主要有采煤、制砖等，该矿需要的务类建材均从集团公司本部供应处采购。七、电源、水源情况本矿已有两回35kV电源，一回引自南步亭110kV变电站，另一回35kV电源架空引自刘家垣110kV变电站35kV侧。一回35kV电源及线路架空引自南步亭110kV变电站，线路导线采用LGJ-150钢芯铝绞线，避雷线采用GJ-35钢绞线，线路全长约19km，电压降约6%，砼杆及铁塔混合架设；另一回
10、路导线采用LGJ-185钢芯铝绞线，避雷线采用GJ-35钢绞线，线路全长约13km，电压降约3.5%，砼杆及铁塔混合架设。本矿有水源2座，单井出水量160m3/h，能够满足矿井地面用水需求。矿井正常涌水量为50m3/h，最大涌水量为100m3/h，可作为井下消防洒水和地面洒水、绿化等用水水源，经处理后使用。第二节 地质特征一、地层及地质构造(一) 地层本井田位于山西地台吕梁山背斜的东翼，霍西煤田的西南部，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、上更新统、全新统。本区含煤地层为石炭系上统太原组、二叠
11、系下统山西组。1太原组根据岩性和岩相特征的变化太原组可分三段：(1) 下段（C3t1）：自太原组底部石英砂岩（K1）底面至K2石灰岩标志层之底，主要岩性由灰灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，厚度24.5545.61m，平均38.45m。底界K1砂岩平均厚3.45m。位于上部的9、10、11号煤层为井田内主要可采煤层，11号煤层之下至K1砂岩之间有一层不稳定的薄煤层。本段煤层顶、底板砂质泥岩和泥岩中富产卵脉羊齿、东方栉羊齿、椭圆楔叶等植物化石。(2) 中段（C3t2）：位于太原组的中部，自K2石灰岩底界至K4灰岩顶界，厚度26.2040.80m，平均31.50m，由三层石灰岩和灰色砂质泥岩、
12、黑色泥岩夹35层煤层组成。三层石灰岩自下而上依次为K2、K3、K4，灰岩层位稳定，为区域良好标志层，灰岩中产似纺锤蜒、围脊贝等动物化石。本段所含煤层，多不可采。(3) 上段（C3t1）：位于太原组上部，由K4灰岩顶至K7砂岩底，由深灰灰黑色泥岩，砂质泥岩间灰色砂岩和23层薄煤层组成，本段厚度23.2031.30m，平均28.05m。所含煤层均不可采。该段5号煤层底板泥岩或砂质泥岩中富产菱羊齿、脐根座、东方栉羊齿、东方盘穗、椭圆楔叶等植物化石。2山西组山西组为井田内另一主要含煤地层，一般具有3个粒度沉积旋回，每一旋回从砂岩开始，而后过渡为泥岩、砂质泥岩，继而发育煤层，最后以泥岩结束。煤层顶底板的
13、泥岩、砂质泥岩中普遍含有三角织羊齿、带羊齿、截楔叶、轮生楔叶等植物化石。本组底部的K7砂岩为灰白色，中细粒，薄层状，厚度0.506.17m，平均2.34m。本组含2-1、2-2、3号三层煤，其上部所含2-1、2-2号煤层为井田主要可采煤层，下部3号煤层不稳定，不可采。(二) 地质构造1褶曲三交河井田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。井田构造线方向同区域构造线方向一致，呈北北东北东向。井田内褶曲构造发育，褶曲开阔平缓，伴有次一级波状起伏。井田内地层总体产状为走向N2530E，倾角510。现
14、将井田内的3个主要褶曲构造简述如下：杏凹向斜（S78）：位于井田的中南部，自井田南部进入本区，轴向南西北东，井田内长度3000m，地表两翼岩层倾角310，为井田的主要向斜之一，地面发现，井下巷道也有揭露。后麻峪背斜（S79）：位于杏凹向斜之东，呈北东向延展，大致同杏凹向斜相平行，井田内延伸3300m，两翼倾角310，为井田内主要褶曲之一，地面发现，井下巷道也有揭露。金山沟向斜：位于井田东部，呈北东北北东向延展，本向斜波状起伏较明显，于井田东北部变缓后，再向北称为S9向斜，井田内延伸4200m。向斜倾角，西翼58，东翼610，具有西缓东陡的形态特征。2断层井田内地表和井下采掘巷道中见到多条小型断
15、层，落差大多在13m之间，落差5m以上者仅3条，多分布在南采区及北区，都为低角度正断层，其中F1断层落差最大为15.00m，走向延伸长度约1000m，断层面倾角40，另外2条落差均为5.00m，延伸长120850m，地面发现，井下巷道也有揭露。3陷落柱据采掘巷道揭露井田2-1号煤层共发现大小不等的陷落柱11个，陷落柱范围从1515m到10090m不等，砂岩碎块填充，导水性差。总的说来，井田以方向单一的宽缓褶曲为主要构造形态，分布少量小断层和陷落柱。4. 岩浆岩井田内没有岩浆岩的入侵。综上所述，井田内地质构造复杂程度属简单类。二、煤层及煤质(一) 煤层1含煤性井田内含煤地层主要为二叠系下统山西组
16、和石炭系上统太原组。山西组含煤3层，分别为2-1、2-2、3号煤层，其中3号煤层不稳定，2-1、2-2号煤层为稳定煤层；山西组煤层平均厚度4.15m，地层平均厚度29.34m，含煤系数为14.1%。太原组含煤8层，分别为5、6、6下、7、8、9、10、11号煤层，其中5、6、6下、7、8、9号煤层不稳定，10为不稳定煤层；11号煤层为稳定煤层；太原组煤层平均厚度5.95m，地层平均厚度为98.00m，含煤系数为6.1%。 可采煤层井田内含煤地层共含有11层煤，其中含可采煤层4层：山西组的2-1、2-2号煤层为全井田稳定可采煤层，太原组的11号煤层为基本全井田可采煤层，太原组的10号煤层为不稳定
17、局部可采煤层，现分述如下：a. 2-1号煤层位于山西组的上部，上距K8砂岩底面013.80m，一般45m。煤层厚度0.794.72m，平均2.42m，为中厚煤层。煤层沿走向上，厚度略显向北变薄的趋势，而沿倾向方向上则有东厚西薄的变化规律。据井下开采情况，该煤层有局部小范围被冲刷变薄的现象，变薄厚度一般为1.001.60m。本煤层结构简单，一般不含夹矸，局部含12层夹矸，属全井田稳定大部可采煤层。煤层顶底板多为砂质泥岩及泥岩，局部地段相变为细砂岩夹泥岩或细砂岩和泥岩互层。b. 2-2号煤层上距2-1号煤层底板312.00m，平均5.60m左右。煤层厚度1.032.76m，平均2.36m；含夹矸0
18、3层，结构简单。为层位稳定，全井田可采煤层。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、局部为粉砂岩。底板大都为泥岩、局部为砂岩。c. 10号煤层位于太原组下部，上距K2灰岩3.1028.40m，一般为21m左右。煤厚04.00m，平均1.68m，为不稳定局部可采煤层，分布有尖灭区，该煤层结构简单，含02层炭质泥岩夹矸，夹有不稳定的扁豆状、透镜状黄铁矿，最大长轴为0.40m，最大短轴为0.20m，是该煤层含硫量高的主要原因。煤层顶板为细砂岩、砂质泥岩，伪顶为泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩、粉砂岩。d. 11号煤层位于太原组下部，上距10号煤层底板1.4010.00m，平均3.70m。煤层厚度0.11
19、4.48m，平均3.02m，一般不含夹矸，局部含12层夹矸，结构稳定。为层位稳定大部可采煤层。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩，局部为砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩，局部相变为K1细砂岩。 (二) 煤质1物理性质(1) 物理性质各煤层的物理性质及宏观煤岩特征基本相似，现叙述如下：2号煤层为黑色块状，条带状和粒状结构，呈弱沥青光泽，为光亮半光亮型；煤岩组份以亮煤为主，暗煤次之，镜煤少许。10号煤层为黑色块状，条带状结构为主，呈弱沥青光泽，为光亮半光亮型；煤岩组份以亮煤为主，暗煤次之，镜煤少许。11号煤层为黑色块状，细宽条带状、粒状及少许片状结构，呈弱沥青光泽，为光亮半光亮型；煤岩组份以亮煤为主，暗
20、煤次之，镜煤少许。(2) 显微煤岩特征根据搜集到的资料，各煤层显微煤岩特征如下：2-1号煤层显微组分以镜质组、惰性组为主，分别为51.60%和36.30%，半镜质组为0.70%，壳质组为8.10%，矿物组为3.30%。2-2号煤层显微组分以镜质组、惰性组为主，分别为45.65%和39.67%，半镜质组为10.33%，壳质组为2.72%，矿物组为1.63%。10号煤层显微组分以镜质组、惰性组为主，分别为65.92%和25.93%，半镜质组为5.93%，壳质组为0.74%，矿物组为1.48%。11号煤层显微组分以镜质组、惰性组为主，分别为71.90%和17.10%，半镜质组为1.40%，壳质组为5
21、.80%，矿物组为3.80%。2煤的化学性质、工艺性能(1) 化学性质根据该矿煤样化验资料及钻孔煤芯样测试资料，各煤层化学性质如下： 2-1号煤层水分Mad 原煤：0.60%2.62%，平均1.39%；浮煤：0.42%1.23%，平均0.97%；灰分Ad 原煤：12.17%30.98%，平均18.92%；浮煤：4.59%7.78%，平均6.74%；挥发分Vdaf 原煤：34.85%38.23%，平均36.76%；浮煤：34.1439.05%，平均37.16%；全硫St.d 原煤：0.30%1.18%，平均0.47%；浮煤：0.36%0.98%，平均0.50%；焦渣特征 原煤46，平均5；浮煤7
22、；胶质层X值 4051.5mm，平均44.6mm；胶质层Y值 1722.5mm，平均19.9mm；粘结指数GRI 8291，平均86；发热量Qgr.vd 原煤：23.46430.040MJ/kg，平均28.083MJ/kg；浮煤：32.25533.730MJ/kg，平均32.865MJ/kg；2-1号煤层属特低灰低灰，特低硫中硫，中热值特高热值之1/3焦煤和气煤。 2-2号煤层水分Mad 原煤：0.52%2.21%，平均1.31%；浮煤：0.70%1.24%，平均0.96%；灰分Ad 原煤：8.84%29.14%，平均16.42%；浮煤：3.75%8.92%，平均5.94%；挥发分Vdaf 原
23、煤：30.45%38.47%，平均35.21%；浮煤：34.81%38.55%，平均36.76%；全硫St.d 原煤：0.31%0.52%，平均0.45%；浮煤：0.37%0.89%，平均0.47%；发热量Qgr.vd 原煤：22.5130.28MJ/kg，平均25.66MJ/kg；浮煤：32.45033.498MJ/kg，平均33.070MJ/kg；焦渣特征 原煤：47，平均6；浮煤：67，平均7；胶质层X值 21.253.5mm，平均31.8mm；胶质层Y值 15.523.7mm，平均21.46mm；粘结指数GRI 8398，平均95；2-2号煤层属特低灰低灰，特低硫低硫，中热值特高热值之
24、1/3焦煤和气煤。 10号煤层水分Mad 原煤：0.80%1.32%，平均1.06%；浮煤：0.69%1.02%，平均0.89%；灰分Ad 原煤：10.51%27.34%，平均22.00%；浮煤：6.19%9.27%，平均7.79%；挥发分Vdaf 原煤：32.81%39.26%，平均32.81%；浮煤：32.24%37.15%，平均35.65%；全硫St.d 原煤：1.35%8.11%，平均3.70%；浮煤：0.87%3.11%，平均2.42%；发热量Qgr.v.d 原煤：24.18028.090MJ/kg，平均25.710MJ/kg；浮煤：32.64033.230MJ/kg，平均33.01
25、0MJ/kg；焦渣特征 原煤：57，平均6；浮煤：7；胶质层X值 2137mm，平均23mm；胶质层Y值 2137mm，平均25.5mm；粘结指数GRI 9598，平均97；10号煤层为低灰中灰，低硫高硫，中热值高热值的1/3焦煤和肥煤。 11号煤层水分Mad 原煤：0.39%1.80%，平均1.05%；浮煤：0.64%1.12%，平均0.89%；灰分Ad 原煤：17.55%32.79%，平均28.50%；浮煤：6.60%10.66%，平均8.31%；挥发分Vdaf 原煤：31.58%39.58%，平均34.43%；浮煤：32.81%38.60%，平均36.22%；全硫St.d 原煤1.38%
26、5.99%，平均2.41%；浮煤：0.69%2.90%，平均1.54%；发热量Qgr.v.d 原煤21.96829.160MJ/kg，平均24.070MJ/kg；浮煤31.6535.404MJ/kg，平均32.981MJ/kg；焦渣特征 原煤47，平均6；浮煤7；胶质层X值 1137mm，平均22.7mm；胶质层Y值 2033mm，平均24.5mm；粘结指数GRI 95102，平均98；11号煤层为低灰中灰，低硫高硫，低热值高热值之1/3焦煤和肥煤。(2) 工艺性能 结焦性2-1号煤层焦渣特征47，2-2号煤层焦渣特征47，10号煤层焦渣特征为57，11号煤层焦渣特征为47，说明2、10、11
27、号煤层为结焦性较强的煤；2-1号煤层粘结指数8291，2-2号煤层粘结指数为8398，10号煤层粘结指数9598，11号煤层粘结指数95102，说明2-1、2-2、10、11号煤层具有强粘结性，熔合状况均为完全熔合。 灰成分与灰熔融性2-2号煤层煤灰成份如下：二氧化硅（SiO2）47.50%，三氧化二铝（Al2O3）35.59%，三氧化二铁（Fe2O3）3.68%，氧化钙（CaO）4.95%，氧化镁（MgO）1.27%，三氧化硫（SO3）4.38%，二氧化钛（TiO2）1.39%，灰熔点1450，为高熔灰分。(3) 煤类的确定及其依据依照中国煤炭分类国家标准（GB5751-86），2-1煤层属
28、特低灰低回，特低硫中硫，中热值特高热值之1/3焦煤和气煤；2-2号煤层属特低灰低灰，特低硫低硫，中热值特高热值之1/3焦煤和气煤；10号煤层为低灰中灰，低硫高硫，中热值高热值的1/3焦煤和肥煤；11号煤层为低灰中灰，低硫高硫，低热值高热值之1/3焦煤和肥煤。3煤的可选性2002年6月16日，该矿采取2-1号煤层生产大样交由霍州煤电集团公司化验室进行了筛分浮沉试验，根据浮沉试验结果，并对照可选性曲线图对2-1号煤层可选性评价。浮煤回收率等级：2-1号煤层浮煤回收率69.4082.5%，其理论浮煤回收率为良优等；10号煤层浮煤回收率56%，其理论浮煤回收率为良等；11号煤层浮煤回收率78.0%，其
29、理论浮煤回收率为良等。4煤的风化和氧化井田内2-1、2-2号煤层在东部局部有出露，根据小煤窑及本矿生产情况调查，在露头附近煤层已有不同程度的风化，深部也有氧化现象。5煤质及工业用途评价2-1煤层属特低灰低灰，特低硫中硫，中热值特高热值之1/3焦煤和气煤；2-2号煤层属特低灰低灰，特低硫低硫，中热值特高热值之1/3焦煤和气煤；10号煤层为低灰中灰，低硫高硫，中热值高热值的1/3焦煤和肥煤；11号煤层为低灰中灰，低硫高硫，低热值高热值之1/3焦煤和肥煤。经洗选后，灰分、硫分均有不同程度降低，根据各煤层煤质特征，2-1、2-2号煤可作为良好的炼焦用煤；10、11号煤的灰分和硫稍高，经洗选后可做为炼焦
30、用煤或炼焦配煤，也可用于民用燃料。三、水文地质（一）区域水文地质1、水文地质单元三交河煤矿所属水文地质单元为龙子祠泉域。该单元以大泉排泄为主，自成补、迳、排体系，构成独立的水文地质单元，也是山西多字型构造盆地奥陶系岩溶水的运动特征。龙子祠泉位于临汾市西南13km的罗云断裂带上，泉水20世纪60年代平均流量为6.14m3/s，20002003年平均流量下降为3.125m3/s。根据山西省第二次水资源评价成果，龙子祠泉域19562000年系列多年平均岩溶水资源量为22204万m3/a，可采量为12427万m3/a。泉水补给来源为吕梁山大面积分布的寒武、奥陶系岩溶含水层，泉域面积3050km2。2、
31、水系地表水系属黄河流域汾河和昕水河水系，地表多为沟谷溪流，东部流水注入汾河后汇入黄河，西部河水流经昕水河而后注入黄河。地表水为季节性水流，只有雨季有水，旱季干涸。地表水在上游时水量较大，流至下游水量却变小，甚至干涸，这说明溪流向下游流时，一部分蒸发进入大气，另一部分在径流过程中慢慢下渗，通过岩层节理、裂隙进入岩层含水层中储存，并在下游以泉的形式流出地表，形成了地表水与地下水的循环。3、 含水层 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层本区域奥陶系中统（O2）石灰岩岩溶、溶洞裂隙较为发育，含水量较大，在区域的北部、东部、西部、南部均有奥陶系石灰岩出露，成为地下水良好的补给区，区域地下水流向南，而后汇集于临汾市
32、西部龙子祠泉以泉的形式排泄。 太原组灰岩含水层该组具有3层灰岩（K4、K3、K2），其中K3、K2灰岩较稳定，裂隙较发育。K2灰岩为9号煤层的直接顶板，其下距10、11号煤层约30m左右，是10、11号煤层主要充水含水层。该含水层受区域四周出露地带大气降水补给，属含水性中等的溶隙含水层。 山西组底部砂岩含水层该含水层主要由中粒砂岩组成，由于岩层胶结致密，地表出露的泉不多，其流量较小，为弱含水层。 下石盒子组底部K8砂岩及中部砂岩含水层该含水层主要由淡黄、褐黄、黄绿色具交错层理的中粗粒石英长石砂岩组成，为泥质、钙质胶结，埋藏浅时风化裂隙发育，成为良好的透水含水层。 上石盒子组底部K10砂岩及中部
33、砂岩含水层上石盒子组底部的K10砂岩及中部砂岩均为黄绿色中粗粒砂岩，具交错层理，为泥质、钙质胶结，埋藏较浅，风化裂隙发育，易接受大气降水补给，储存在砂岩孔隙中，并在低洼地带出露，以泉的形式排泄，为透水性弱含水层。（二）矿井水文地质条件1、 地表水体及河流三交河煤矿位于洪洞县西北山区，属侵蚀中高山地貌，井田内以中部南北向绵延山梁为分水岭，大小沟谷分别向东西两侧呈树枝状展布，其中较大沟谷中有断续小溪流，分别向西流入昕水河和向东流入三交河，然后分别汇入黄河和汾河，均为季节性河流，水量微小，旱季时甚至干枯。雨季时因洪水汇集，流量猛增，但短时间就恢复平时流量。2、 含水层 奥陶系中统石灰岩含水层奥灰岩岩
34、溶裂隙含水层是煤系下伏的主要含水层，在井田东部边界外，直接受大气降水及地表水补给，此含水层厚度大，裂隙较发育。本井田内施工四口水源井，水位标高645660m，由此推测井田内奥灰水位在660m左右，远低于可采煤层底板标高，奥灰水对开采太原组10、11号煤层无影响。 太原组石灰岩溶隙含水层该组具有3层石灰岩K4、K3、K2，K4灰岩不稳定，为泥质灰岩，K3、K2灰岩在井田内较为发育。K2灰岩为9号煤层的直接顶板，其下距10、11号煤层约30m，对开采10、11号煤层有影响。巷道掘进太原组灰岩含水层矿井排水量60m3/d。 山西组底部砂岩含水层山西组底部砂岩由灰白色中粒石英砂岩组成，胶结致密，坚硬，
35、地表出露的泉水不多，其流量较小，为弱含水层。 下石盒子组中部及底部砂岩含水层该组砂岩皆为中粗粒长石石英砂岩，泥钙质胶结，井田内出露的泉水不多，流量1.5L/s。本组K8、K9砂岩裂隙发育，含有较丰富裂隙水。该矿巷道掘进期间，K8砂岩涌水量325m3/h，回采期间，K8+K9砂岩涌水量25100m3/h，为影响2-1号煤层开采的主要含水层。为中等含水层。经长期疏放，砂岩含水层富水性已大大减弱。 上石盒子组中部及底部砂岩含水层该组砂岩岩性以黄绿色中粗粒长石石英砂岩组成，泥质、钙质胶结，矿区内出露的泉不多，底部砂岩含水层流量8L/s，中部砂岩含水层流量0.1L/s，为透水性弱含水层。3、 构造对地下
36、水的影响井田内褶曲构造发育，属构造简单地区，地下水运动多为顺层运移。4、 隔水层11号煤层至奥陶系灰岩含水层之间的铝土泥岩、含铁质铝土泥岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩等，厚2640m。岩性致密，不透水，为良好隔水层。太原组灰岩和二叠系砂岩含水层间均分布有厚度不等的砂质泥岩、泥岩，岩性致密，不透水，可起到很好的层间隔水作用。5、 含水层的补给、径流、排泄条件第四系含水层主要接受大气降水补给，降水后水井水位明显上升。基岩风化带含水层在上覆第四系含水层含水段直接覆盖及其间隔水层薄弱的情况下，可以接受第四系含水层的补给。第四系含水层及基岩风化不定期含水层的水，会顺岩层渗入地下，在一定程度上导入了下部含水层，
37、会使下部含水层的水增加。（三）矿井涌水量预算本矿现开采2号煤层，核定生产能力1.5Mt/a，实际生产能力1.5Mt/a，矿井最小涌水量30m3/h，正常涌水量50m3/h，最大涌水量100m3/h，井下涌水量呈现季节性变化，受大气降水的影响较大。本次只做2#煤开采设计。采用比拟法预算本矿井涌水量，计算公式如下：Q=KP K=Q0/P0式中：P0为现矿井生产能力，Mt；Q0为现矿井涌水量，m3/d；P为扩大后的生产能力，Mt；Q为扩大后的涌水量，m3/d。矿井设计生产能力1.5Mt/a，经计算，2#煤开采矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量100m3/h。（四）矿井主要水害及其防治措施井田四周
38、相邻煤矿对本矿越界开采破坏严重，本井田及周边煤矿采空区、小窑破坏区积水是一大安全隐患，需加强采空区、小窑破坏区探放水工作，防止突水事故发生。生产中遵守“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。（五）供水水源本矿已有水源井二座，出水量160m3/h，能满足矿井地面用水需求。另外，矿井正常涌水量为50m3/h，最大涌水量为100m3/h，可作为井下消防洒水和地面洒水、绿化等用水水源，经处理后使用。四、其它开采条件1、顶板底板条件2号煤层位于山西组的上部，上距K8砂岩底面013.80m，一般45m。煤层厚度0.794.72m，平均2.42m，为中厚煤层。煤层顶底板多为砂质泥岩及泥岩，局
39、部地段相变为细砂岩夹泥岩或细砂岩和泥岩互层。2、瓦斯、煤尘和煤的自燃(1)瓦斯本矿开采的2号煤层，根据山西省煤炭工业局文件晋煤安发20081119号“关于山西焦煤集团有限责任公司2008年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，三交河煤矿矿井瓦斯绝对涌出量8.27m3/min，相对涌出量1.5m3/t，二氧化碳绝对涌出量4.2m3/min，相对涌出量0.76m3/t，批复等级为低瓦斯矿井。（2）煤尘爆炸性根据2008年6月山西煤矿设备安全技术检测中心检验报告，本矿2号煤层火焰长度大于30mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量60%，煤尘有爆炸性。（3）煤的自燃根据2008年6月山西煤矿设备安全
40、技术检测中心检验报告，本矿2号煤层吸氧量0.52cm3/g，自燃倾向性等级，为自燃煤层。3、环境地质本井田位于吕梁山脉东麓，为侵蚀中低山地貌。井田范围内沟谷纵横，梁岭绵延，地形比较复杂。地表为黄土覆盖。山西组及太原组含煤层均埋在地表以下。井田范围内地表水体不发育，上部岩层含水性不强，无常年性的河流。井田环境地质条件属简单类型。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量一、井田境界本矿开采的2号煤层，井田面积22.58km2，井田境界拐点坐标如下表。拐点编号2号煤层纬距（X）经距（Y）14032170.0019532257.0024032170.0019533840.0034031780.00195
41、35900.0044030630.0019535900.0054030490.0019536570.0064029100.0019536700.0074029100.0019537100.0084028900.0019537100.0094028900.0019536700.00104027000.0019536700.00114027000.0019536260.00124026550.0019536260.00134026550.0019533200.00144030800.0019531900.00二、储量1资源/储量估算范围参与井田资源储量估算的煤层为2号煤层，资源/储量估算边界为井田
42、边界、采空区边界及煤层厚度最低可采线为界。本井田2号煤层均为炼焦用煤。按照国土资源部2002年12月颁布的煤、泥炭地质勘查规范中关于炼焦用煤的指标确定：煤层最低厚度为0.70m，原煤最高灰分为40%，原煤最高硫分为3%。井田内煤层倾角小于15，资源/储量估算方法采用水平投影地质块段法。煤层视密度为2号煤层1.35t/m3。根据2008年6月山西省煤炭地质公司编制了山西汾河焦煤股份有限公司三焦河煤矿矿井地质报告，井田内2号煤层保有资源/储量73Mt。2、工业指标确定及资源/储量估算方法与有关参数的确定井田范围内地面建（构）筑物按留设煤柱方法加以保护，井田境界煤柱留设20m，采空区防水煤柱留设30
43、m，巷道保护煤柱留设30m，工业场地、回风井场地保护等级为煤柱留设围护带宽为20m，村庄保护等级为煤柱留设围护带宽为15m，然后按表土移动角45，岩层移动角75计算保安煤柱。推断的资源量（333）可信度系数k取0.9。矿井设计可采储量按式计算：矿井设计可采储量=(工业资源/储量永久煤柱保护煤柱)采区回采率2号煤层为中厚煤层，采区回采率取80%。3、资源/储量估算结果矿井设计可采储量60Mt。第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度矿井设计年工作日330d，每天四班作业（三班生产，一班检修），每天净提升时间16h。二、矿井设计生产能力的确定本次设计确定生产能力1.5Mt/a。三、矿井及
44、水平服务年限的计算矿井服务年限按下式计算：ZT = KA式中：T矿井服务年限，a；Z矿井设计可采储量，Mt；A矿井设计生产能力，Mt/a；K储量备用系数，取1.4。60矿井服务年限T= =28.6a1.41.5服务年限28.6a。第三节 井田开拓一、矿井工业场地位置的选择矿井工业场地位于井田东部边界附近，布置有主斜井（井筒已建成）、平硐，本次设计工业场地利用已有场地，平硐井口位置不变。二、开拓方式的确定(一) 上组煤井田开拓2#煤采用平硐立井综合开拓，采用架线电机车运输，担负全矿井煤炭提升任务，兼作进风井和安全出口。利用已有杨坡回风立井担负全矿井回风任务，井筒净直径6.0m，垂深242m，井筒
45、装备梯子间，兼作安全出口。利用石门担负2#煤辅助运输任务，利用材料斜巷担负2#煤辅助提升任务，利用集中胶带巷、集中轨道巷、集中回风巷，作为矿井2#煤的煤炭运输、材料运输、矿井回风，集中胶带巷通过煤仓与石门大巷相连，集中轨道巷通过材料斜巷与石门相连，集中回风巷与杨坡回风立井相连，2#煤可采范围内共划分为2个采区。井下煤炭运输集中胶带巷采用带式输送机运输经煤库到石门后采用架线电机车运输，材料运输用架线电机车经石门到集中轨道巷采用调度绞车牵引矿车运输。矿井通风方式采用中央分列式。主要优点：a. 开拓巷道总工程量小，井巷工程投资低。b. 采煤工作面顺槽长度长，工作面搬家次数少。c. 运输环节少，运输系
46、统简单。d. 开采井田北部煤层不需要另掘巷道。f. 开拓巷道保护煤柱量小，增加了矿井可采储量。三、采区划分及开采顺序全井田2#煤共划分2个采区。开采顺序：一采区二采区一采区。第四节 井筒及装备一、井筒数目及用途矿井布置平硐、杨坡回风立井2个井筒，平硐、杨坡回风立井利用已有井筒，平硐位于工业场地，杨坡回风立井位于回风井场地。二、井筒布置及装备平硐：长度744.48m（其中刷扩段25m），采用10t架线电机车牵引矿车运输，担负全矿井煤炭、人员、矸石、材料及设备等辅助运输任务，兼作进风井和安全出口。杨坡回风立井：净直径6.0m，垂深242m，井筒装备梯子间，担负全矿井回风任务兼作安全出口。第五节 井底车场及硐室一、井底车场形式的选定平硐采用高低道布置，在石门末端布置环形车场，用于装煤、调车。二、井底车场硐室名称及位置在石门末端布置煤仓，在集中胶带巷与煤库附近布置中央变电所、在集中煤轨道巷与集中胶带