河南理工大学2007届本科毕业论文（设计）
(t/ m3） 平均 1.45 顶板 底板 9 1.15～3.00 2.09 0～2 简单 较稳定 大部可采 粉砂岩粉砂岩 泥岩
煤质情况：（见附表1-2-2）
表1-2-2 煤的工业分析表
煤层名称 水分 灰分 挥发份 含硫量 含磷量 (%) V 7.90 5.96 (%) S 4.42 1.31 (%) P 发热量 备（%）M (%) A 9# 原煤 1.79 浮煤 1.51 18.06 6.99 （MJ/kg）Q 注 34.73 0.00185
总的来讲， 9、15号煤的煤岩特征和机械性能与3号煤相近。各煤层的物理性质相似，多以亮煤，镜煤及暗煤为主，坚硬致密，层理或节理裂隙发育，但在外观上常见黄铁矿结核和晶体。
根据煤炭分类标准（GB5751-86），由于本井田9号煤层Vdaf均小于10%，故把9号煤层煤类确定为无烟煤。从洗煤碳含量、氢含量、氧含量的平均数分别为92.42%、3.24%和2.12%，可知9号煤层属高碳、低挥发份、低氢、低氧煤，反映了此煤层变质程度很高。
以1.5比重液浮煤回收率评级，可选性属优等；按中煤含量分类属易选煤。
1.2.4煤的综合利用
井田内3层煤的共同特点是：灰分低，比较好选，含矸率低，含水分低，磷含量低，挥发分低，固定碳和热稳定性特高（优），抗碎率强度高，产块率高，据此凡粒度＞13mm、St，d＜1.50%的煤均可用于合成氨，是优质的化工用煤。另外，可以试制、试销用于制造碳素纤维，活性炭、碳粒砂、炭化硅、碳黑、电石、刚玉和电极，这些项目煤的附加值可增加数倍
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到数十倍。
此外，本矿与阳城电厂毗邻，用于发电是最现实、最经济的选择。粉煤还可以制成煤球、蜂窝煤等各种型煤。
1.2.5瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温
本矿井瓦斯相对涌出量为10.0m3/t，瓦斯绝对涌出量为189.7m3/min，属高瓦斯矿井。
据地质报告和成庄矿9号煤层测试数据，9号煤层无爆炸危险性； 据成庄矿3号煤层测试成果，自燃性发火倾向Ⅳ级，为不易自燃煤层。但由于9号和15号煤层为高硫煤，煤堆可能会起火燃烧，因此注意减少地面堆煤量及堆积时间。
成庄矿从建矿至今在开采3号煤层时，井下温度保持在14℃～23℃之间，常年变化不大。沁水煤田南部因无岩浆活动，地温梯度小于3℃/100m的标准，且有从长治到晋城地温梯度有增高的趋势。根据有关资料统计，长治矿区地温梯度为1.15℃/100m，赵庄矿区1.23℃/100m，晋城矿区1.64℃/100m。据此推算，成庄矿即使将来开采15号煤层时，井下温度也不会大于30℃，不是影响生产的重要因素。
1.2.5 水文地质条件
井田位于太行山复背斜西翼，沁水煤田南端，总体为一向西倾斜的单斜构造，奥陶系——二叠系由东向西依次出露。井田内主要含水层（组）有：
1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层
井田内奥陶系中统主要由中厚层状石灰岩组成，夹薄层泥质灰岩，出露于井田东侧，峰峰组基本不含水，可视为隔水层，含水层主要为上、下马家沟组，富水性强，埋深从东北部向西南逐渐加厚，地下水总的流向为北东—南西。据钻孔资料，单位涌水为0.7～14.22L/s·m。井田东部施工的供水水源井，单井出水量为2200～2800m3/d，水位标高454.70m～516.10m，总硬度为426～1158mg/L,矿化度为0.5～1.5g/L,属HCO3·SO4—Ca·Mg型水，是矿区的主要供水水源。相对隔水层为中奥陶统底部的含石膏脉的泥质灰岩。
2、石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组
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太原组间夹的K2、K3、K 4、K 5等石灰岩为该组主要含水层，从钻孔揭露的岩层来看，单层厚度一般为2m～10m。受补给条件的限制，裂隙发育较差，一般富水性弱。K 2、K 3石灰岩单位涌水量为0.011～0.058L/ s·m，水位标高691.40m～709.32m。K 5石炭岩深部和浅部的富水性变化很大，浅部单位涌水量为0.52～3.43L/s·m，而深部为0.0009～0.007 L/s·m，水位标高为750.58m～847.25m。矿化度为0.45～0.65g/L，属HCO3—CaMg型水。建井初期，井巷揭露K2、K3、K 4、K 5等石灰岩时，均有涌水、一次最大涌水量为152.51m3/h。
隔水层：本溪组广泛发育有铝土泥岩，其层位稳定。厚度一般为7.86m，是良好的隔水层，既可阻隔上部各含水层水下漏，也可阻挡奥灰岩溶承压水向上部含水层充水
3、二叠系山西组、石盒子组砂岩裂隙含水层
山西组以K砂岩为主要含水层，富水性弱。石盒子组地层出露于井田西部，以K8、K10、K12、K13等砂岩为主要含水层，裂隙较发育，富水性较好。山西组砂岩裂隙含水层之间因为有厚的泥岩、砂质泥岩相隔，水力联系差，富水性弱。水质类型为HCO3—K+Na型水，矿化度为0.31～0.55g/L。而石盒子组砂岩裂隙含水层虽然各砂岩层之间夹有多层砂质泥岩，泥岩作为隔水层，但由于埋藏极浅，钻孔在施工过程中，消耗量急剧增加，孔内不返水，砂岩裂隙发育。地下水的补给来源主要为侧向补给。其水质类型为HCO3—K+Na型水，矿化度为0.31～0.61g/L。
4、第四系冲积层孔隙含水层及风化带裂隙含水层
第四系孔隙水主要分布于长河、史村河河谷中，砂砾层厚约10m，富水性较强，据水井简易抽水资料，单位涌水量为0.228～4.64L/s·m。但受季节影响、变化较大、富水期为7～9月份，贫水期为1～4月份。
基岩风化带裂隙含水层受风化裂隙发育程度的影响，据钻孔揭露资料，井田内浅部较发育，越往深部发育程度越差，风化带下部的厚层泥岩、泥质砂岩裂隙不发育，作为隔水层，阻隔了上部风化带裂隙含水层与下部石盒子组含水层之间的水力联系。厚约27.70m～38.23m，单位涌水量为0.056～0.109L/s· m，渗透系数0.127～0.25m/d，影响半径为15.82m～36.48m，属HCO3—K+Na型水，矿化度0.29 g/L。
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需要特别指出的是：石炭系中统本溪组底部铝土泥岩和各不同时代的砂质泥岩、泥岩等，在发育良好、厚度稳定，不受构造破坏区域，均为良好的隔水层。
1.3地质勘探程度
本井田精查地质勘探报告综合了历次勘探结果．对本井田主要褶曲，断层等基本探明，控制了地层变化规律．可采煤层的赋存特征，水文地质条件及煤质牌号，煤层分析资料基本可靠，勘探程度能满足设计生产之要求．
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2 矿井储量、年产量及服务年限
2.1井田境界
井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确定。一般井田境界划分的原则有如下几条：
1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界；
2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界； 3、以相邻矿井井田境界煤柱为界；
4、人为划分井田时：煤层倾角较小，特别是近水平煤层时，用一垂直面来划分井田境界；在倾斜或急倾斜煤层中，沿煤层倾斜方向，以主采煤层底板等高线为准的水平面划分井田。
根据以上原则以及本矿井的实际情况，矿区内的煤层倾角较小，地质构造简单，故采用垂直面法来划分井田境界。
本设计井田范围北以人为划分为界，南至寺河井田北界，东以煤层露头及小窑为界，西以人为划分为界，东西长约5.7km，南北宽约3.9km，面积22.20km2。
2.2井田储量
2.2.1矿井工业储量
利用地质块段法和算术平均法计算本设计矿井工业储量。 计算说明：
1 参与计算的煤层为9号煤层。
2 井田内钻探工程基本线距，对A级储量，要求线距为750～1000 m
B级储量要求为1500～2000 m，C级为3000～4000 m。 由此计算得出
矿井工业储量Q=22.20×106×2.09×1.45/0.997＝6747.95 (万吨)