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xiaofei 太原理工大学采矿工程专业自考本科毕业设计最终版

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太原理工大学采矿工程专业自考本科毕业设计
目 录
摘要 1
ABSTRACT 2
第一章 井田概述和井田地质特征 3
第一节 矿区概述 3
一、矿区地理位置及交通条件 3
二、矿区的工农业生产建设状况 3
三、矿区电力供应基本情况 3
四、矿区文水简况 4
五、矿区的地形与气象 4
第二节 井田地质特征 4
一、井田所属的位置、地质层位概述 4
二、井田构造 5
第三节 煤层埋藏特征 6
一、煤层的赋存特征 6
二、可采煤层 7
三、煤层围岩性质 8
四、煤的性质及品种 9
第四节 水文地质 11
一、地表水 11
二、含水层 11
三、含水层补、径、排条件 12
四、充水因素分析 12
五、矿井涌水量 13
六、供水水源 13
七、矿井主要水害及防治措施 13
第二章 井田境界及储量 15
第一节 井田境界 15
第二节 地质储量的计算 15
一、工业储量 15
二、采储量的计算 16
第三章 矿井工作制度及生产能力 18
第一节 矿井工作制度 18
第二节 矿井生产能力及服务年限 18
一、矿井生产能力 18
二、矿井服务年限的计算 18
第四章 井田开拓 19
第一节 井田开拓方式的确定 19
一、井筒的位置、形式、数目及矿井通风方式 19
二、工业场地位置的选择 19
三、井筒形式的确定 20
四、井筒位置的确定 21
五、阶段垂高及水平的位置与数目 24
六、采区划分及开采顺序 25
第二节 达到设计生产能力时工作面的配备 25
第五章 矿井基本巷道及建井计划 26
第一节 井筒、石门与大巷 26
一、井筒 26
二、断面形状的确定 26
第二节 井底车场 28
一、井底车场型式 28
二、井底车场硐室 28
第三节 建井工作计划 29
一、施工准备的内容 29
二、矿井移交标准 30
三、井巷施工平均成巷进度指标 30
四、三类工程施工队组织的基本原则 30
五、井巷主要连锁工程的确定 30
六、建井工期的预计 31
七、加快建井速度的措施和建议 31
第六章 采煤方法 32
第一节 采煤方法的选择 32
一、采煤方法的选择及依据 32
二、回采工作面的个数、工作面长度及装备 32
三、采煤工作面日推进度、年推进度 32
四、回采工作面回采方向与工作面接替 32
五、采区及工作面回采率 32
六、回采工作面生产能力计算 33
第二节 确定采(盘)区巷道布置和要素 33
一、采区数目及位置 33
二、巷道布置 34
三、开采顺序 34
四、采区运煤、辅助运输、通风及排水系统 34
第三节 回采工艺及劳动组织 35
一、回采工艺 35
二、回采工作面端头支护和超前支护 40
三、劳动组织形式 41
第四节 采盘区的准备与工作面接替 41
一、巷道断面和支护形式 41
二、巷道掘进进度指标 42
三、掘进工作面个数及装备 42
四、矿井生产时采掘比例关系，掘进率和矸石量预计 43
第七章 井下运输 44
第一节 运输系统和运输方式的确定 44
一、运输方式的选择 44
二、主要运输巷道断面、支护方式、坡度及钢轨型号 45
第二节 运输设备选型 45
一、装载胶带机巷带式输送机 45
二、胶带大巷及胶带上仓巷带式输送机 48
三、二采区下山带式输送机 50
第八章 矿井提升 53
第一章 主立井的提升 53
第二节 副立井的提升 58
第三节 矿井排水 61
第九章 矿井通风与安全 65
第一节 概况 65
一、概况 65
二、矿井瓦斯涌出量的预测 65
三、矿井瓦斯涌出构成 65
第二节 矿井的通风 66
一、设计依据 66
二、选型计算 66
三、反风方式及消音 68
四、通风机房供电 68
第三节 矿井通风系统和风量分配 68
一、通风方式和通风方法 68
二、风井数目、位置、服务范围及服务时间 68
三、掘进通风及硐室通风 68
第四节 风量、风压及等积孔 69
一、矿井风量 69
二、风量分配 72
三、矿井通风阻力计算 72
四、矿井等积孔采用下式计算： 73
第五节 灾害预防及安全装备 73
一、预防瓦斯灾害的一般性措施 73
二、预防煤尘危害的措施 74
三、预防井下火灾的措施 77
四、预防井下水灾的措施 78
五、顶板管理措施 79
六、井下避灾线路 81
七、矿井安全出口 82
八、自救器及安检仪器配备 82
九、救护 82
第十章 经济部分 83
第一节 劳动定员及劳动生产率 83
一、组织机构 83
二、人力资源配置 83
三、劳动生产率 84
第二节 主要技术经济指标表 84
致 谢 88
参考文献 89

90

摘要
本设计所选的题目为《店上煤矿3、、9、15号煤90万t/a矿井初步设计》，根据山西省高平市店上煤矿提供的店上煤矿的井田概况和地质特征资料。井田概况包括井田境界；地表的交通位置以及自然地理和水源、电源的供应情况。地质特征资料包括地层；地质构造；煤层及煤质；煤层顶、底板情况及煤层的瓦斯、煤尘、煤的自燃性；以及矿井的文水地质情况。
此次设计的目的是运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究，以培养和提高学生学习分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个未来采矿工程高级工程技术人才的基本训练。
设计时应以当前煤矿开采发展的趋势和方向，结合本煤矿的特征以综采放顶煤采煤法为首选采煤方法。并合理的布置开拓巷道和工作面，以简化采煤生产系统提高煤炭的利用率。
此次设计需要解决的专题是矿井兼并重组整合项目初步设计，要求我们需要在采区巷道的布置上及以后的生产管理上采取特殊的措施，以实现矿井的安全生产。该矿井的设计生产能力为90万t/a，
设计过程中我们对矿井的各个系统又有了一次比较全面的认识和了解，同时在老师的辅导和帮助下也解决了一些接近的实际的问题。使我们在掌握专业知识的同时也提高了自己以后在现实工作岗位上的能力。
关键词：顶板管理；地质灾害；综采

采矿班学生：赵晓飞
2013年5月8日

Abstract
This design topic is "shop on the coal mine 3, 9, 15, 900000, t\/a coal mine design", according to the survey and the geological characteristics of the materials of Shanxi province Gaoping city shop on the shop on the coal mine. Ida Ida state; supply surface traffic location and natural geography and water source, power supply. Geological characteristics of data including formation; geological structure; coal and coal; coal seam roof, floor and coalbed gas, coal dust, coal spontaneous combustion; and the Wenshui mine geological conditions.
The purpose of this design is to mine mining design using the university stage knowledge contact mine production practice, and makes a deep study on a topic of this field, in order to cultivate and improve students' ability of analyzing and solving practical problems, is the student "on the job training a comprehensive ability, and also the basic training on a future mining engineering senior engineering and technical personnel.
The design should be based on the current coal mining development tendency and the direction, combined with the characteristics of the coal mining method is preferred to the fully mechanized top coal caving mining method. And reasonable arrangement of roadway and working face, to simplify the mining production system to improve the utilization rate of coal.
This design needs to solve the special is the preliminary design of the project of mine mergers and acquisitions integration, we need production management in mining roadway arrangement and later on to take special measures, in order to realize the coal mine safety production. The mine design and production capacity of 900000 t\/a,
The design process we each system of mine had a more comprehensive knowledge and understanding, but also solve some close to the practical problems in the teacher's guidance and help. To enable us to grasp the professional knowledge and improve themselves in real work ability.
Keywords: roof management; geological disaster; fully mechanized mining

Mining students: Zhao Xiaofei
May 8, 2013

第一章 井田概述和井田地质特征
第一节 矿区概述
一、矿区地理位置及交通条件
山西煤炭运销集团店上煤业有限公司位于高平市北东的店上村村北，距高平市区北约2km处，行政区划属高平市东城办事处管辖。其地理坐标为：
北纬：35°48′43″—35°49′45″
东经：112°55′58″—112°57′07″。
根据2009年11月27日山西省国土资源厅为该矿颁发的采矿许可证，证号：C1400002009111220045369，矿井批准开采3～15号煤层，矿区面积2.1511km2。拐点地理坐标：
点号 X坐标 Y坐标
1 X=3968351.08 Y=19676331.44
2 X=3967551.07 Y=19676331.44
3 X=3967551.06 Y=19675331.43
4 X=3966440.05 Y=19675331.43
5 X=3966440.05 Y=19674624.42
6 X=3968351.08 Y=19674624.42
本矿位于店上村北，距高平市市区北约2km，西距太（原）～焦（作）铁路米山集运站7.5km，东距长晋二级公路（207国道）约0.5km，距太原～晋城高速公路高平出口8km，高平至团池公路从矿区的东南部穿过，交通十分方便。
二、矿区的工农业生产建设状况
由于其地形结构特征，矿区内基本没有大面积的农田，有小面积贫瘠的土地用于农作物的耕种，且种植作物单一。矿区四周有一些正在生产的小型矿井和部分报废的老窖。矿区内没有工厂等其他占用土地的建筑物和法律规定的用于保护建设的用地。
三、矿区电力供应基本情况
矿井周边电网的情况：有北庄、永录（拟建）变电站2座，北庄110kV变电站的主变压器容量为（2×31.5MVA），永录35kV变电站（拟建）的主变压器容量为（2×8MVA）。变电所容量可以满足本矿用电量要求。
四、矿区文水简况
根据井田内施工的SZK2水文孔资料，本井田奥陶系灰岩水埋藏深度230.08m左右，水位标高622.463m，经采集水样化验，溶解性固体364mg/L，总硬度（以CaCO3计）300.24mg/L，PH值7.33，水质为HCO-3·SO42-－Ca2+·Mg2+型，较为良好，可做为理想的生活及生产用水水源。
五、矿区的地形与气象
本区位于太行山脉西麓，泽州盆地北端，地貌类型为低山丘陵区。井田总体地势为西北高东南低，最高点位于井田中南部黄土塬上，标高为885.2m；最低点位于井田南部，标高为844.0m，最大相对高差41.2m。
该区属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，夏秋湿润雨量充沛，冬季干燥寒冷，春季风多雨少。据高平市气象站观测资料统计，年平均降水量为567.1mm，年平均蒸发量1827.8mm，年平均气温10.2℃，最大冻土深度0.54m，年无霜期191天。夏季最大风速17.0m/s，冬季最大风速18.4m/s。
根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，该地区地震动峰值加速度和地震动反应谱周期分别为 0.05g和 0.45s。根据国家地震局 1:400万《中国地震综合等震线图》，本区地震烈度为VI度区。
第二节 井田地质特征
一、井田所属的位置、地质层位概述
1、井田所属的位置
本区位于沁水煤田东南部，晋获褶断带上，区域地层总体走向呈北向东，向西北缓倾，倾角3°～6°的单斜构造。由南至北依次出露有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系等地层，第三系和第四系松散沉积物广泛分布。其中石炭系上统太原组、二叠系下统山西组为本区域含煤地层。
2、井田地质层位的概述
井田地面大部分为黄土所覆盖，仅在井田的东南部主井附近有部分下石盒子组地层零星出露，在井田西部边界处有峰峰组零星出露。井田内赋存地层由老到新依次有：奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、第四系中上更新统。现根据钻孔资料并结合区域地层情况，依次叙述如下：
（一）奥陶系中统峰峰组（O2f）
本组为含煤地层之基底，厚层状灰色致密石灰岩组成，质纯、性脆、夹泥质灰岩，节理发育，多为方解石充填，厚度约140m左右。
（二）石炭系中统本溪组（C2b）
厚1.00～9.40m，平均7.14m。岩性以深灰色铝土质泥岩为主，底部为极不稳定的紫红色、褐红色赤铁矿层。上部铝土质泥岩中赋存星散状、鲕状及结核状黄铁矿，呈似层状。与下伏峰峰组呈平行不整合接触。
（三）石炭系上统太原组（C3t）
K1砂岩底至K7砂岩底，为区内主要含煤地层，厚80.5～109.50m，平均厚93.64m。主要由石灰岩、煤层、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩组成。灰岩一般有3～4层，灰岩中常夹有燧石结核或团块，富含海相生物化石，层位稳定，是煤层对比的重要标志层。含煤7层，中部的9号煤层及下部的15号煤层，全区稳定可采，其余煤层均不稳定，不可采。
（四）二叠系下统山西组（P1s）
K7砂岩底至K8砂岩底，厚26.5～63.95m，平均50.35m。含全区稳定可采的3号煤层，厚4.20～5.30m，平均厚4.86m，一般含1层夹矸。底部以K7砂岩与下伏太原组整合接触，主要由砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩组成。
（五）二叠系下统下石盒子组（P1x）
本组最大残留厚约40.55m，底部以K8砂岩整合于山西组之上，主要有砂岩、粉砂岩、泥岩、石英岩等组成。
（六）第四系中上更新统（Q2+3）
井田内大面积覆盖，不整合于基岩之上，岩性主要为中上更新统黄土层，厚度0～25.0m，平均11.14m。上部为上更新统浅黄色亚粘土，垂直节理发育、常形成黄土陡坎，下部为中更新统浅红色亚粘土，局部含有钙质结核和砾石。
二、井田构造
本井田总体为一地堑，地堑内为一倾向南南东-南东的单斜构造，地层倾角2°～3°左右，地堑的西北部高庙山正断层，东南部为高平正断层。
高庙山正断层：走向北-北东，倾向东-南东，落差135m，倾角75°，受此断层影响，本井田的西北部煤系地层被剥蚀，在井田3201工作面掘进过程中，煤层倾角变化较大，本次施工的ZK7号孔，打到了此断层上。ZK5号钻孔施工在该断层的上盘，煤系地层均未见到。
高平正断层：走向北东，倾向北西，落差180m，倾角75°，受此断层影响，本井田的东南部煤系地层被剥蚀。在井田内无工程控制。
井田内未发现陷落柱，本井田构造属中等类型。
第三节 煤层埋藏特征
一、煤层的赋存特征
1、含煤地层
井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。石炭系上统太原组连续沉积于下伏本溪组地层之上，属海陆交互相沉积。本组厚80.5～109.50m，平均厚93.64m。主要岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及灰色、浅灰色砂岩组成，含煤7层，其中稳定可采煤层2层：9、15号煤层；其余煤层均属不稳定不可采煤层。二叠系下统山西组连续沉积于下伏太原组地层之上，属陆相沉积。本组厚26.50～63.95m，平均50.35m。岩性主要由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗、中、细粒砂岩和煤层组成，含煤3层：1、2、3号煤层，其中3号煤层属稳定全部可采煤层，其余煤层均属不稳定不可采煤层。
1）石炭系上统太原组（C3t）
连续沉积于下伏本溪组地层之上，属海陆交互相沉积。本组厚80.5～109.50m，平均厚93.64m。主要岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及灰色、浅灰色砂岩组成，含煤7层，其中稳定可采煤层2层：9、15号煤层；其余煤层均属不稳定不可采煤层。按其岩性、岩相特征可分为上、中、下三段。
下段：自K1砂岩底至K2灰岩底，厚9.5～16.0m，平均12.50m左右，底部K1砂岩为灰色中细粒石英砂岩，厚0.45～5.50m，平均2.50m，正粒序，分选性、磨圆度较好，铁泥质、硅质胶结，波状、缓波状层理发育，常相变为泥岩或砂质泥岩。向上为深灰、黑灰色砂质泥岩、泥岩，中夹全井田稳定可采的15号煤层。
中段：自K2灰岩底至K5灰岩顶，厚约56.0～76.5m，平均65.38m左右，主要由灰、深灰色K2（四节石）、K3（钱石灰岩）及K5（猴石灰岩）及不稳定的K44层石灰岩和深灰色、黑灰色泥岩、砂质泥岩、浅灰色细砂岩，中夹8、9、11、12、13号煤层组成，其中9号煤层属稳定全部可采煤层，其余煤层属不稳定不可采煤层。其中3层石灰岩（K2、K3、K5）为井田内稳定的标志层，岩性致密坚硬，含少量动物化石碎片。
上段：自K5灰岩顶至K7砂岩底，厚约15.0～17.0m，平均15.76m左右，底部K6砂岩为灰白色厚层状细粒长石、石英砂岩，厚4.50m左右，分选性、磨圆度较差，泥质胶结，波状、缓波状层理发育。向上为深灰色、黑灰色泥岩、砂质泥岩，中夹灰色粉砂岩、细砂岩和5号煤层组成。5号煤层为井田不稳定不可采煤层。
2）二叠系下统山西组（P1S）
连续沉积于下伏太原组地层之上，属陆相沉积。本组厚26.50～63.95m，平均50.35m。岩性主要由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗、中、细粒砂岩和煤层组成，含煤3层：1、2、3号煤层，其中3号煤层属稳定全部可采煤层，其余煤层均属不稳定不可采煤层。
2、含煤性
井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，不同的聚煤环境，形成了不同的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的差异性。
山西组厚度26.50～63.95m，平均50.35m，共含煤3层，自上而下分别为1、2、3号煤层，含煤平均总厚5.91m，含煤系数11.7%。其中3号为可采煤层，1、2号煤层为不可采煤层。
太原组厚度80.5～109.50m，平均厚93.64m。共含煤7层，自上而下分别为5、8、9、11、12、13、15号煤层，含煤平均总厚6.44m，含煤系数7.2%，其中9号、15号为全井田稳定可采煤层，其余均属不可采煤层。
含煤地层总厚139.92m，煤层总厚12.35m，含煤系数8.8%。井田内稳定可采煤层为3号、9号、15号煤层，其余煤层均为不稳定的不可采煤层。
二、可采煤层
井田批采煤层为3～15号煤层，其中3号、9号、15号煤层为井田稳定可采煤层，其余煤层全区均未达到可采厚度。
3号煤层：位于山西组下部，下距9号煤层53.8m左右。煤层厚度4.20～5.30m，平均4.86m，为井田稳定全部可采煤层，含0～1层夹矸，结构简单。顶板多为泥岩、砂质泥岩；底板为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩。
9号煤层：位于太原组中段，上距3号煤层53.80m左右，下距15号煤层36.20m左右。煤层厚度1.20～2.10m，平均1.53m，为井田稳定全部可采煤层，一般不含夹矸，结构简单。顶板为泥岩、砂质泥岩，局部为灰岩顶板；底板为砂质泥岩，局部为泥岩。
15号煤层：位于太原组下段顶部，上距9号煤层36.20m左右。煤层厚度1.80～3.40m，平均2.96m，为井田稳定全部可采煤层，一般含0～1层夹矸，结构简单。顶板为灰岩，有时为泥岩伪顶；底板为铝质泥岩、泥岩。
可采煤层的特征见表1-3-1
表1-3-1 可采煤层特征表
含煤
地层
煤层
号
煤层厚度（m）
层间距（m）
含夹
矸数
稳定性
可采性
顶板
岩性
底板
岩性
最大～最小
平均
最大～最小
平均
山西
组
3
4.20～5.30
4.86

简单
（0～1）
稳定
全部
可采
泥岩
砂质泥岩
砂质泥岩
泥岩
49.8～60.4
53.8
太
原
组
9
1.20～2.10
1.53
简单
稳定
全部
可采
泥岩
砂质泥岩
灰岩
砂质泥岩
泥岩
33.4～40.3
36.2
15
1.80～3.40
2.96
简单
（0～1）
稳定
全部
可采
灰岩
泥岩
铝质泥岩
泥岩

三、煤层围岩性质
3号煤层：顶板多为泥岩、砂质泥岩。直接顶厚度2.40～6.30m，平均4.72 m，经钻孔取样力学试验抗压强度平均为25.1 MPa，抗拉强度平均为1.06MPa，岩石坚硬程度属软弱。底板砂质泥岩为主、泥岩次之，厚度2.40～7.70m，平均5.26m，节理、裂隙较不发育，经钻孔取样力学试验抗压强度平均为33.4 MPa，抗拉强度平均为1.23MPa。
9号煤层：直接顶板多为泥岩、砂质泥岩，局部为灰岩。直接顶厚度1.10～6.30 m，平均3.17 m，经钻孔取样力学试验抗压强度平均为28.0 MPa，抗拉强度平均为1.13MPa，岩石坚硬程度属软弱。底板为砂质泥岩居多，泥岩次之，厚度1.5～6.0m，平均2.96m，节理、裂隙较不发育，经钻孔取样力学试验抗压强度平均为42.3MPa，抗拉强度平均为1.50MPa。
15号煤层：顶板多为灰岩，局部有泥岩伪顶。直接顶厚度1.9 ～ 8.8 m，平均6.74 m，经钻孔取样力学试验抗压强度平均为85.1 MPa，抗拉强度平均为4.87MPa，岩石坚硬程度属坚硬。底板多为铝质泥岩，局部为砂质泥岩，厚度2.20～14.80m，平均7.08m，节理、裂隙较不发育，经钻孔取样力学试验抗压强度平均为17.5 MPa，抗拉强度平均为0.63MPa。
四、煤的性质及品种
1、煤的物理性质
3号煤层黑色-灰黑色，宏观煤岩类型以半光亮型煤为主，光亮型煤较少，多具线理状结构，少量带状结构，层状至块状构造。精煤条带在2mm左右，呈强金属光泽。条痕为灰黑色，丝炭呈薄状或透镜状，矿物夹层甚少，常见贝壳状与眼球状断口。比重中等，视密度1.52t/m3，致密坚硬，裂隙少。9、15号煤层以半光亮型煤及光亮型煤为主，半暗型煤次之，裂隙较3号煤发育，并充填有黄铁矿。条痕为灰黑色、贝壳状断口，具似金属光泽，条带状结构，层状构造，视密度1.46 t/m3。
2、化学性质及工艺性能
井田内可采的3、9、15号煤层主要煤质指标见表1-3-2

表1-3-2 煤质特征表
煤层
煤
水分
灰分
挥发分
全硫
发热量
煤种
3
原煤
0.17～0.73
0.42
16.73～36.82
27.68
11.63～25.01
15.63
0.28～0.58
0.39
21.80～29.20
25.27

浮煤
0.81～1.88
1.18
6.52～9.78
8.10
9.44～11.38
10.19
0.41～1.02
0.71
32.50～33.60
33.06

9
原煤
0.18～1.23
0.52
10.26～37.60
25.77
9.95～20.53
13.98
0.42～2.93
1.71
21.63～31.93
25.76
PM
浮煤
0.56～1.42
1.00
2.43～14.10
7.03
9.02～14.31
11.51
0.66～2.29
1.15
30.58～35.37
33.47

15
原煤
0.07～2.99
0.87
10.15～37.40
25.02
9.17～36.60
18.21
2.20～2.85
2.67
17.76～31.48
25.68

表1-3-2 煤质特征表
浮煤
0.80～2.24
1.19
4.97～10.04
7.33
8.16～10.89
9.19
1.21～2.75
2.32
31.96～33.60
32.93
PM

3、瓦斯、煤尘及煤的自燃
1）瓦斯
根据晋城市煤炭工业局文件“晋市煤局安字〔2009〕1065号”《关于晋城市2009年度30万吨/年以下煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》文件，原山西高平东城店上煤业有限公司2009年度矿井瓦斯绝对涌出量0.74m3/min，相对涌出量3.12 m3/t； 二氧化碳相绝对涌出量0.32m3/min，相对涌出量1.02 m3/t，属低瓦斯矿井。根据山西省煤炭工业局综合测试中心的测试结果，可得如下结论：
3号煤层在井田大部分范围为氮气～甲烷带，北中部ZK3、ZK4号附近有甲烷含量，但仍以氮气和二氧化碳为主，从测试资料看，瓦斯含量变化趋势为由北西向南东有变大的趋势。
9号煤层井田范围内大部分为二氧化碳～氮气带，仅井田北西部（ZK4）有一定的甲烷分布，瓦斯含量变化趋势无明显规律。
15号煤层南部ZK6号钻孔附近范围为甲烷带，大部分范围为氮气～甲烷带，北中部ZK3、ZK4号附近范围为二氧化碳～氮气带。瓦斯含量ZK6号孔处最大，瓦斯变化趋势为由北向南变大的趋势。
尽管本矿井为低瓦斯矿井，但在生产过程中，也一定要加强瓦斯监测、监控工作，加强通风管理，对采空区、废弃的巷道实施严格密闭，杜绝瓦斯爆炸事故发生。
2）煤尘
本次工作，在施工的SZK2、ZK3中采集3号、9号、15号煤层煤样分别2个，进行了煤尘爆炸性测试，井田内3号、9号、15号煤层均具爆炸性，本井田为具有煤尘爆炸性井田。所以，煤矿在今后的生产中要加强洒水及防灭煤尘工作，确保安全生产。
3）煤的自燃
本次工作，在施工的SZK2、ZK3中采集3号、9号、15号煤层煤样分别2个，进行了煤自燃倾向性测试，引用煤矿2006年对井下工作面3号煤层采样化验结果：煤的吸氧量0.8096cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅲ级，自燃倾向性质为不易自燃。在井田东部SZK2处9、15号煤层为不易自燃煤层，在井田东南部ZK3处，下组煤（9号、15号）为自燃煤层，可见，同一煤层在井田不同区域，自燃倾向性存在差异，所以，煤矿今后的生产过程中，一定要加强浮煤清理工作，采空区或盲巷应及时密闭，确保安全生产。
4）地温、地压
本次施工的钻孔，均未进行井温测定。据区域资料和矿井调查，井下未发现地温与地压异常，区域钻孔测温资料，3号煤层地温15℃左右，15号煤层为28℃，属正常区，恒温带深度约85m。
第四节 水文地质
一、地表水
区域地表水系为黄河流域沁河水系。井田东南部有东仓河流过，东仓河为丹河的支流，平时干枯无水，为一季节性河流，向西南流入丹河。东仓河平时水量较小，一般1～1.5m3/s，甚至断流，雨季汇集洪水，水量猛增，最大流量10 m3/s。
二、含水层
1、奥陶系中统石灰岩岩溶含水层
由石灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩及溶洞中次生沉积物等组成。据本次施工的SZK2水文孔抽水试验资料，水位标高622m左右，含水层深度233.00～427.53m石灰岩，含水层总厚35.50m。水位降低15.50m，涌水量0.794L/s，单位涌水量0.0512L/s.m，属弱富水性，渗透系数为0.1370m/d。水样采集深度215.02～427.53m，经检测，溶解性固体364mg/L，总硬度（以CaCO3计）300.24mg/L，PH值7.33，水质为HCO-3·SO42-－Ca2+·Mg2+型。
2、石炭上统太原组石灰岩溶隙及砂岩裂隙含水层
太原组含水层主要由中段的K2下、K3、K4等石灰岩组成，其次为下段的K1和上段的K5等砂岩。石灰岩岩溶及裂隙不发育，有少量溶隙、裂隙多被方解石充填。井田内部分钻孔钻至石灰岩时漏水或耗水量增大。据本井田SZK2号钻孔C3t+P1S混合抽水试验资料，水位标高736.59m，单位涌水量0.2998～0.4532L/s.m，渗透系数1.9601～2.5539m/d，富水性中等。溶解性固体392.00mg/L，总硬度（以CaCO3计）335.27mg/L，PH值7.08，水质为HCO-3·SO42-－Ca2+·Mg2+型。
3、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组
山西组含水层主要由山西组底K7等砂岩组成，岩性主要为中一细粒砂岩，厚度一般1.50～7.70m。据简易水文观测，钻孔钻至本组水位及耗水量无变化。据本井田SZK2号钻孔C3t+P1S混合抽水试验资料，水位标高736.993m，单位涌水量0.2998～0.4532L/s.m，渗透系数1.9601～2.5539m/d，富水性中等。溶解性固体392.00mg/L，总硬度（以CaCO3计）335.27mg/L，PH值7.08，水质为HCO-3·SO42-－Ca2+·Mg2+型。
4、二叠系下石盒子组砂岩裂隙含水层
含水层主要由下石盒子组底K8等砂岩组成，岩性主要为中一细粒砂岩，裂隙一般不发育，属弱含水层。
5、第四系砂砾石层孔隙含水层
井田内第四系松散堆积物多有分布。该含水层岩性以全新统砂砾石及砂层为主，在井田内不甚发育（仅东南部东仓河谷可见），一般厚度在2～10m左右，水位埋藏、富水性在不同的部位变化较大。松散层孔隙水接受大气降水补给，向沟谷下游排泄或垂向渗透补给砂岩裂隙水据邻区水位动态观测，水位的变化反映滞后降水一个月左右。根据SZK2水文孔资料，静止水位24.50m，标高830.04；恢复水位25.60m，标高828.94m。单位涌水量0.5777～0.8237L/s.m，渗透系数3.6946～3.9717m/d，富水性中等。水质类型为Cl-·HCO-3-Ca2+·Mg2+型，矿化度1.08 g／L。
三、含水层补、径、排条件
本区地下水类型主要为承压水，潜水分布范围很有限。承压水主要在露头区接受大气降水补给，而承压含水层的出露范围除奥灰水广泛（井田个东西侧均大范围出露）外，其余部很小，因此承压水补给条件除奥灰较好外，其余均不好。河谷、沟谷中的基岩风化带裂隙水、第四系孔隙潜水，在其分布范围内接受补给条件相对较好。
井田位于三姑泉域的北部径流区，奥灰水径流条件较好，由北向南，在三姑泉群排泄。
井田内石炭、二叠系含水层，受补给条件及岩溶、裂隙发育程度的控制，承压地下水径流、排泄条件均较差。基岩风化带裂隙水及第四系砂砾石孔隙水，受地形控制，经短途径流排向河道或渗入下伏岩层裂隙中，径流条件相对好，排泄途径也较多。
四、充水因素分析
井田南部的东仓河为季节性河流，平时干涸无水，排泄条件较好，该矿的工业广场位于井田中部，标高高于东侧东仓河约15m左右，且沟谷中水量极小，井口场地没有受洪水影响的历史。3号煤层顶板以泥岩为主，局部为砂质泥岩，为软弱性岩石。3号煤在本井田内的埋藏深度69.60～126.50m，故判定地表水和矿井水不会有直接水力交换。3号煤层间接充水含水层为冒落裂隙带范围内山西组的几层砂岩，富水性较中等，充水条件简单。巷道揭露各含水层时，淋水均较大。9号、15号煤层直接或间接充水含水层，为太原组三层石灰岩岩溶裂隙含水层，根据SZK2水文孔资料，三层灰岩富水性中等。对矿井充水有一定的影响。
综上所述，水害对可采煤层矿井都存在一定的危险性，在煤层开采过程中，应引起足够得重视，应随时监测，以防水患发生。
五、矿井涌水量
矿井涌水量采用富