本科毕业论文---宽沟煤矿4#煤层开采设计说明书.doc

设计题目:神华新疆能源有限公司宽沟煤矿4#煤层开采设计
专业班级:采矿工程1005班
姓 名:齐晓华 （签名）__________
指导老师:李龙清（教授） （签名）__________

【摘要】：本设计采用神华新疆能源有限公司宽沟煤矿收集的资料，考虑多方面情况，规划出一个采用走向长壁综采一次采全高采煤法，年产1.20Mt的大型矿井。
宽沟煤矿隶属神新公司，行政区划隶属新疆昌吉州呼图壁县雀尔沟镇管辖，井田位于呼图壁县城西南70km处，北距大丰镇50km，东距乌鲁木齐市95km。井田东西长9.7km，南北宽3.15km，井田面积约20.0166km2。水文地质条件为中等构造稳定煤层，煤层倾角10°~18°，主采4-1煤层平均厚度4.2米，4-2煤层平均厚度2.2米，故设计采用走向长壁综采一次采全高采煤法开采。由于本矿井地质构造简单，且属于低瓦斯矿井，故设计采用中央分列式通风系统，抽出式通风方法。
井田几何形状为一西部较窄，东部较宽的不规则多边形，根据煤层赋存条件，结合目前已施工工程，矿井共设二个开采水平。一水平标高+1255m，二水平标高+950m，一、二水平之间采用集中暗斜井的延深方式。

【关键词】：主副斜井开拓、走向长壁综采一次采全高采煤法

【设计类型】：模拟型

第1章 矿（井）田地质概况
1.1 矿（井）田位置及交通
1.1.1交通位置
宽沟煤矿隶属神新公司，行政区划隶属昌吉州呼图壁县雀尔沟镇管辖。地理坐标为：东经86°27′12″—86°34′27″，北纬43°45′08″—43°47′33″。
井田位于呼图壁县城西南70km，北距大丰镇50km，东距乌鲁木齐市95km。井田与北部12km处的雀尔沟镇有砂石路面公路相通，雀尔沟镇与大丰镇约38km有柏油路相连，矿井工业场地北约2km有一条砂石路面通往国防公路，对外公路交通尚属方便。
1.1.2地形地貌
井田位于天山北麓的中低山区，地表地形复杂，地形南高北低，西高东低，区内南部基岩裸露，地形陡峻，北部地形逐渐变缓，地表大部分被第四系坡积物所覆盖，绿草植被发育。地面标高界于+1914.2m（南部白杨河大坂）～+1185m（东部呼图壁河），绝对高差729.2m，相对高差一般为200m～350m。
1.1.3气象及水文情况
受山区气候的影响，区内气候较湿润。椐气象资料统计，年平均降水量为411.88mm，年平均蒸发量为1590.1mm。全年绝对气温39.1℃～-30.4℃，年平均气温摄氏6.19℃。冻结期为10月底至翌年4月中、下旬，冻土深度0.3～1.0m。区内风力不大，一般3～4级，西北风较多。
本区地表水系较发育，白杨沟河发源于天山雪峰，从井田南部边界之外由西向东横贯汇入井田东部的呼图壁河。白杨沟河常年有水，其出口处距季节变化流量为30m3/s～0.27m3/s，月平均迳流量4.34～6.44m3/s。呼图壁河为一常年性河流，流量变化在72.10m3/s～1.46m3/s，月平均迳流量33.83 m3/s～50.46m3/s。井田范围内地表水系不发育，沟谷平时干涸无水，雨雪融化时为暂时性泻流。
1.1.4矿区概况
上世纪八、九十年代开始，井田南部边界外煤层浅部先后有12个生产小井开采煤炭资源，这些小煤矿产量一般在3～9万t/a，开采煤层为B1、B2、B41 三层煤，其中B1煤层开采较多，B0、B3、B42、B5、B6煤层尚未开采。各矿井开采最低标高见表1－1－1。

井田外浅部小矿开采水平调查一览表
表1－1－1
矿井名称
开采下限
备注
矿井名称
开采下限
备 注
红三煤矿
+1478m
生产井
牧场兴旺煤矿
+1395m
生产井
雀尔沟镇一矿
+1498m
报废井
白石联营煤矿
+1364m
生产井
鑫隆煤矿新井
+1462m
生产井
鑫隆煤矿老井
+1437m
报废井
白杨沟十三矿
+1447m
报废井
水暖公司煤矿
+1398m
生产井
白杨沟煤炭公司煤矿主井
+1507m
生产井
白杨沟煤炭公司煤矿风井
+1556m
生产井
白杨沟煤炭公司煤矿
+1542m
生产井
丰源煤矿一井队
+1555m
生产井

1.2 矿（井）田地层及地质构造
1.2.1地层
井田出露地层有中侏罗统西山窑组（J2x）、头屯河组（J2t）和第四系洪冲积层（Q4al+pl），坡积层（Q4al）。地质勘探对井田内侏罗系三工河组地层未进行控制，三工河组上覆各地层特征由老至新分述如下：
1、中侏罗统西山窑组（J2x）
呈北西～南东向分布于煤矿区中南部，为井田含煤岩组，该地层为一套在湖滨三角洲环境中形成的泥炭沼泽相、河流相、覆水沼泽相的含煤碎屑沉积。主要岩性为灰白色、黄绿色、灰黄色薄层砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层夹煤层、泥岩及炭质泥岩薄层。该组下段含可采、局部可采煤层7～9层，厚417.83m，与下伏三工河组为整合接触。根据岩性特征及含煤性的差异，将该组地层划分为上、中、下三个岩性段：
（1）西山窑组下段（J2x1）
为区内西山窑组主要含煤段，井田内该段地层未出露。沿矿区南部边界外白杨河北岸的河岸峭壁分布，总体岩性为灰白色，灰绿色、黄绿色粗砂岩、含砾粗砂岩、中粗砂岩与煤层互层，夹泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，炭质泥岩薄层、煤线。地层中含煤5～6层，编号为B0、B1、B2、B3、B41、B42。煤层较集中，厚度大，平均纯煤总厚30.03m。B0、B42二层煤向西有减少，一直到尖灭。砂岩层稳定为特征。由于煤层地表多已火烧，形成沿白杨沟河岸的红色山崖，尉为壮观，也易于识别。该段与下伏三工河组呈整合接触，以底部一层粗砂岩（局部为细砂岩）与三工河组分界。该段地层厚63.99～187.10m，平均厚114.72m。向东有变薄的趋势。
（2）西山窑组中段（J2x2）
为西山窑组次要含煤层段，覆盖于西山窑组下段之上，在矿区外南部出露。岩性为灰白色、浅灰色、灰绿色粗砂岩、中砂岩、细砂岩与泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层夹含炭泥岩、煤层、煤线，在宽沟煤矿东部该段不含煤，0线向西到财隆煤矿含3层煤，煤层编号为B5、B6、B7。可采煤层平均总厚为8.58m。底部以一层粗砂岩与下伏西山窑组下段呈冲刷接触。该段地层厚100.64～150.01m，平均128.92m。
（3）西山窑组上段（J2x3）
覆盖于西山窑组中段之上砂砾岩段，为不含煤地层，地表在矿区外南缘分布，该段在矿区内有大面积分布，顶部发育有河床相、河漫滩相沉积，岩性为灰色、灰白色砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩互层，局部夹有砾岩、含砾粗砂岩透镜体，该段地层控制厚度143.74～230.07m，平均为174.19m。沿走向和倾向厚度变化都不大。该段顶部局部有冲刷剥蚀，与上伏头屯河组为平行不整合接触。其底部以一层厚层状含砾粗砂岩与下伏的西山窑组中段（J2x2）分界。
2、中侏罗统头屯河组（J2t）
该组广布于矿区中部、北部，为一套河流相、湖泊相为主的碎屑沉积。主要岩性为灰色、灰黄、灰紫色粗砂岩、砂砾岩、砾岩与泥质粉砂岩互层，详查区内仅有该组中下部地层，该组地层厚度11.27～220.53m。其底部以一层5～10m厚的砾岩与西山窑组（J2x）地层分界，与下伏西山窑组上段呈平行不整合接触。
3、第四系（Q4）
主要分布于白杨沟河谷两侧、山脊的北坡、山间洼地及沟谷地段，按成因可分两种类型，第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）和第四系全新统坡积层（Q4al）。
（1）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）
分布于白杨沟河谷两侧，为现代河床冲洪积砾石层，灰白色、浅灰色砾石、砂混杂堆积，砾石成份主要为砂岩、岩浆岩及少量变质岩，砾径0.2～2m，分迭差，磨圆为次棱角状—圆状，无胶结，厚14～18m。
（2）第四系全新统坡积层（Q4al）
在哈拉巴斯陶力斯嘎山北坡零星分布，主要由浅黄色土、砂、角砾、腐植土层组成，厚2.82～14.30m。
1.2.2构造
受区域单斜构造的影响，井田地层总体形态为一向北倾斜的单斜构造，岩层倾角10～18°左右。地质勘探没有发现断距大于20m的断层及其它构造，属地层稳定，构造简单类型。在首采区（Ⅰ—Ⅲ线）间进行的三维地震补充勘探，仅在ZK303孔附近发现有4条落差不大于5m的逆断层，说明井田属简单构造类型。
1.3矿体赋存特征及开采技术条件
1.3.1煤层及煤质
（一）、煤层
井田含煤地层为中侏罗统西山窑组，含可采及局部可采煤层7层，煤层编号自下而上依次为B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6煤层。其中B4 （B41、B42）煤层：全层平均厚10.78m，可采平均厚10.59m，0线以东煤层厚度变化较大，B41与 B42之和为7.07m，到Ⅰ线B42尖灭，其厚度值仅为5.15m。全层厚度标准差为3.61m，可采厚度标准差为3.75m，东部B41煤层全层标准差为1.01m，B42煤层标准差为0.81m，属较稳定煤层。上述表明煤层东部变薄，夹矸变厚，从区段煤层变化规律明显考虑，将B4和B41煤层底板连成一体，定为稳定煤层，B42为较稳定煤层。
B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6煤层的视密度分别为1.39、1.34、1.33、1.32、1.34、1.34、1.34t/m3。 矿井煤层特征见表1－2－1。
煤 层 特 征 表
表1－2－1
煤层
编号
煤层厚度
间距
夹矸
层数
结构
稳定性
顶板岩性
底板岩性
极小－极大
平均
极小－极大
平均
B6
1.66—3.75
2.42
6.14—32.96
17.24
1--3
较简单
不稳定
粉砂、粉砂质泥岩
粉砂、泥质粉砂砂
B5
1.82—9.92
4.37
1
简单
不稳定
粉砂、泥质细砂
粉砂、粉砂质泥岩
22.90—41.75
30.48
B4
4.15—12.96
10.59
0
简单
稳定
泥质粉砂、粉、细砂岩
泥质粉砂、粉、细砂岩

B42
1.4—3.63
2.48
1
简单
较稳定
粉、细、粗砂岩、泥质粉砂
粉、细砂岩、泥质粉砂
3.75—21.11
9.3
B41
2.85—4.99
4.16
1
简单
稳定
粉砂、粉细砂、砂质泥岩
粉砂、泥质粉砂
3.83—19.84
11.22
B3
0.97—3.22
1.90
0
简单
较稳定
粉砂、粗砂、局部泥岩
粉砂岩、粉砂质泥岩
2.98—38.14
17.51
B2
5.05—14.58
9.50
1—2
简单
较稳定
炭质泥岩、粗砂、粉砂岩
粉砂岩、粉砂质泥岩
3.93—37.91
25.78
B1
4.44—9.0
6.68
1
简单
稳定
粗砂、粉砂、泥质砂岩
粗、中、细、粉、泥质砂岩
16.72—26.14
22.18
B0
0.87—1.66
1.19

简单
较稳定
粗、中、细、粉砂岩
粗、粉、泥质砂岩
（二）煤质
本区煤层均属低变质烟煤阶段，依据各煤层化验资料，井田各煤层煤类单一，均属特低灰份～低中灰分、特低硫、特低～中磷、高发热量的31号不粘煤。是良好的动力用煤和民用煤，还可做炼油用煤。
1、水分（Mad）
各原煤水分含量变化在1.07～3.30%，平均2.47%。精煤0.18～3.04%，平均2.41%。
均属低水分煤。
2、灰分（Ad）
煤层原煤灰分普遍较低，变化较小，全区平均灰分两极值5.85～14.32%，平均8.69%。除B7煤为中低灰外其余各煤层均为低灰煤。
3、挥发分（ Vdaf）
原煤挥发分变化在29.35～35.39%，平均32.76%。精煤挥发分变化在29.17～32.88%，平均30.69%。
4、硫分（St.d）
各煤层含硫量普遍较低，平均两极值为0.16～0.35%。均属特低硫煤。
5、磷分(Pd)
各煤层磷分平均含量的两极值为0.006～0.068%，平均0.025%，总体属低磷煤。其中B0、 B4含量较低，平均值为0.006% 和0.007%，属特低磷煤。B6煤层磷含量为0.068%属中磷煤。其它煤层磷含量在0.014～0.041%，属低磷煤。
6、发热量（Qb.d）
各煤层发热量普遍较高，原煤（Qb.d）两极值为28.46～30.93MJ/kg，属高发热量煤。
煤质特征见表1－2－2。
煤 质 特 征 表
表1－2－2
含煤地层
煤层编号
水分
Mad（%）
灰分
Ad（%）
挥发分
Vdaf（%）
硫分
St.d（%）
磷
Pd（%）
发热量
Qb.d（MJ/kg）
煤种
中侏罗统西山窑组
B0
1.94
14.32
35.39
0.33
0.006
28.46
31BN
B1
2.20
8.82
32.96
0.20
0.014
29.55
B2
2.50
8.53
32.97
0.16
0.015
29.62
B3
2.42
8.10
29.35
0.30
0.026
30.93
B4
2.55
6.44
32.78
0.26
0.007
28.98
B5
3.25
7.91
34.38
0.35
0.025
28.55
B6
3.30
8.63
33.65
0.31
0.068
29.20
平均
2.47
8.69
32.76
0.27
0.025
29.91

1.3.2瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况
1、瓦斯赋存状况
地质勘探共计采集了主要煤层B1、B2、B4九件瓦斯煤样，其中B4煤层瓦斯含量为0.174mL/g.r， B2煤层瓦斯含量为0.084～0.878mL/g.r，平均0.281mL/g.r，B1煤层瓦斯含量为0.241～0.907mL/g.r，平均0.39mL/g.r，B1、B2、B4煤层的瓦斯平均含量为0.284mL/g.r，瓦斯成份主要为氮气，次为甲烷，二氧化碳少量。
经计算，B2煤层中的吨煤瓦斯含量为0.1522～0.9897m3，平均0.3541m3。B1煤层中的吨煤瓦斯含量为0.3245～1.017m3，平均0.4673m3。B1、B2、B4三层煤平均为0.3609m3。
矿区煤层瓦斯含量较低，通过对矿区南部边界外的现有生产井调查结果，瓦斯含量均不超过1%，又据新疆煤炭科学研究所对矿区外的鑫隆煤矿、白石联营煤矿等多个矿井瓦斯等级鉴定及二氧化碳测定结果，确定矿井瓦斯等级均为低沼气矿井。
2、煤尘爆炸危险性
各煤层煤粉的火焰长度多为100～500mm间，扑灭火焰所需的岩粉量为48～85%，各煤层爆炸性指数值在26.34～42.96%间，均大于15%，煤尘均具有爆炸性。
3、煤的自燃性
根据地质报告可知，矿区内各煤层自燃发火情况如下：B0煤层为不自燃～很易自燃发火的煤，B1煤层为不自燃～不易自燃发火的煤；B2煤层为不自燃～易自燃发火的煤；B3煤层为不易自燃发火的煤；B41煤层为易自燃—不易自燃发火的煤，B42煤层为不易自燃发火的煤，B6、B7煤层为不易自燃发火的煤。各煤层多属于不易自燃发火的煤，但局部出现易自燃或很易自燃。
4、地温情况
矿区内浅部无地温异常区，各生产矿井井温在10℃～12℃间。
地质部门在东部的ZK502孔和西部的ZK001孔进行了简易井温测量，未发现高温地层，地温变化正常。ZK001孔地温梯度为3.8℃/百米（10月份测量），ZK502孔地温梯度为1.9℃/百米。
1.3.3水文地质
1、含（隔）水层（段）的划分
井田划分了三个含（隔）水层（段），即：第四系冲洪积孔隙潜水强含水层（Ⅰ）、中侏罗统西山窑组孔隙、裂隙承压中等富水含水层（Ⅱ）、中侏罗统头屯河组弱含水层（Ⅲ）。
2、含（隔）水层（段）特征
（1）第四系冲洪积孔隙潜水强含水层（Ⅰ）
分布于井田南界外白杨沟河两岸，由冲洪积砾石、卵石、砂粒组成，分选性差，层厚4～18m，地下水以孔隙潜水的形式赋存于冲洪积层中，主要受白杨河水的渗漏补给，次为大气降水补给，水位埋深0.98～2.08m，水量丰富。据《新疆呼图壁县白杨沟煤矿详查报告》中QJ1、QJ2抽水试验资料：水位降深0.84～1.07m，单位涌水量0.62～1.42L/s·m。
（2）中侏罗统西山窑组孔隙裂隙承压中等富水含水层(II)
出露于井田中南部，伏于第Ⅲ弱含水层之下。含水层岩性主要由砾岩、粗砂岩、中～粗砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤组成。
其地下水主要受白杨沟河远距离的河床渗漏顺层补给。据ZK301孔的混合涌水试验，其地下水位高出地面14.07m（地面测得水头压力为0.1407Mpa）。水位降深（S）13.78m，渗透系数(K)0.143m/d，钻孔单位涌水量（q）0.23L/s·m（0.1<q<1.0L/s·m）；另据ZK302孔及ZK5孔涌水试验的资料：q在0.24～0.25L/s·m之间，K在0.14～0.324m/d之间，此含水层富水性中等。
（3）中侏罗统头屯河组弱含水层（Ⅲ）
广布于井田北部，由砂岩、泥岩组成，厚度11.27～220.53m，该岩组出露位置较高，四周裸露地表。此层属弱含水层，对矿区的水文地质影响不大。
3、地下水与地表水的水力联系
位于井田南界外的白杨河，是井田地下水的主要补给源，此河在由西往东迳流的过程中，切割地层，使得煤岩层裸露地表。白杨河水顺地层侧向补给地下，同时，覆于煤岩层之上河床两岸的孔隙潜水含水层亦渗透补给地下，从而形成矿区承压水。
井田内布设的ZK301孔揭露的情况及简易水文地质观测的记录，当钻孔钻至54.20m时(此处的孔底标高为+1456.34m，所在勘探线的南端白杨沟河河床标高为+1463.16m)，钻孔开始涌水，始初涌水量不大,但随孔深不断加深时，涌水量有相应的变化,有增有减，最高达112m3/h。此孔作为长观孔，目前仍在观测之中。
ZK302孔最大涌水量为9L/s，此孔定为长观孔，目前仍在观测中；ZK102孔终孔时钻孔涌水量达88m3/h。另ZK5孔最大涌水量达205m3 /h。上述资料说明地下水与井田外的白杨沟河存在水力联系。
4、地下水补给、径流、排泄条件
本井田地下水的补给主要有两方面：地下水的补给一是来自区域内由西南向东北运移的区域地下水；二是井田南界外的白杨河水的侧向渗漏以及蓄存在河床两岸卵砾石中的孔隙潜水。其它补给途径甚微。
在区域上，井田处于径流排泄的边缘地带。井田地下水的运移方向与区域地下水的运移方向相符。ZK5、ZK301、ZK501、ZK502各钻孔的水位标高分别为+1663.41m、+1524.61m、+1523.21m、1+442.16m，说明煤矿区地下水的运移方向亦为由西南向东北。
地下水在运移过程中，涌水量逐渐变小，运移速度变缓。ZK5孔终孔测的涌水量值为11.23L/s，ZK302孔(长观孔)终孔观测的涌水量值为4.13L/s，而ZK502孔终孔时测得涌水量值为0.26L/s。反应到水化学特征上，地下水则表现为溶解性总固体(矿化度)逐渐增加。ZK5孔为1633.5mg/L，ZK301孔为1995.4mg/L，而ZK501孔为2341.4mg/L。
位于煤矿区东部的呼图壁河是煤矿区地下水排泄的主要途径之一。另外，未来矿井疏干排水亦将是地下水排泄的方式之一。
5、矿床充水条件分析
（1）矿床充水因素分析
根据区域水文地质条件、矿井水文地质条件以及矿床的分布情况，确认影响矿井充水的主要因素为岩性、构造、地表水、煤层顶板含水层、降水及地表暂时性水流，现分述如下：
a、岩性
从区域上看，井田南边界外的白杨沟河北岸的卵砾石层直接盖于井田揭露的各煤层顶底板之上，其本身受河水补给，含水较强，对下伏煤系地层及主煤段可直接充水。砂岩类岩石具备坚硬、裂隙不甚发育、厚度一般较大等特点，受降水、地表水及孔隙潜水的补给，对主煤段有直接充水作用。另据ZK302孔简易水文地质观测的结果，在孔深354.83m、390.13m两处涌水，且涌水量较大，而这两处的岩性为粗砂岩、砾岩，由此可进一步说明地层岩性是矿床充水的主要因素之一。
b、构造
矿区地层向北倾斜，产状平缓，为一缓倾单斜构造，无断层出露。因此，构造将不成为矿床开拓的充水因素。
c、地表水
白杨沟河在井田南界外为顺层河，地表水流向与地层呈顺层关系，对矿区地下水补给极为有利。
d、煤层顶板含水层
主要集中在B0、B1、B3、B4等煤层顶板上。B0、B1、B3、B4煤层顶板由中～粗粒砂岩组成，露头沿白杨河北岸展布，地下水受河水侧向和垂直渗漏补给，具有直接充水的条件。
e、降水
中侏罗统西山窑组（J2x）为一套以湖沼相为主夹有河流相、河湖三角洲相的含煤碎屑沉积岩。泥岩、粉砂岩柔软不透水，经风化后，地表坡度较大；砂岩坚硬且厚度大，地表以陡坎状出露，接受降水面积甚微，降水易形成表流，因此对接受降水补给不利。
f、暂时性地表水流
暂时性地表水流具有时间短，流量大等特点，对矿床充水意义主要表现在冲毁矿山设施，直接灌入矿井，而对地层渗透补给意义不大。
（2）矿床充水途径
a、通过ZK5、ZK301、ZK302孔全孔混合涌水试验的结果，已查明井田内各煤层受第II含水层地下水的直接充水。当煤层开采到一定深度时，煤层间的岩层必然造成坍塌、陷落，致使单个含水层相互连通，形成一个直接充水的含水段。
b、在自然状态下，井田南界外伏于白杨沟河底部的侏罗系含水层，其地下水将通过河床侵蚀面，向外排泄承压水，补给地表水，不存在河水对矿床的补给和充水问题；但当井下开采井系统中的地下水位降至河水位以下时，将产生河水补给地下水的情况。据南部矿井排水量观测，矿井排水量不随地表水动态变化而变化，由此说明地下水的补给方式是按地层渗透性能进行缓慢补给，不存在直接通道和直接灌入。
c、由于本区煤系地层产状平缓，采煤过程中将形成大面积采空区，地面出现沉降，将有可能出现暂时性地表洪流通过地表塌陷直接灌入。因此，必须做好防止洪流对塌陷区的灌入。
（三）矿井涌水量预计
通过大井法及分析计算法等，计算到+1220m水平时，矿井涌水量（精查区）取以上两种计算方法的较大值即大井法计算结果为15204.37m3/d（633.5 m3/h），依据该计算方法，设计仍按大井法计算一水平+1255m水平涌水量约为25032 m3/d（1043 m3/h）。
综上所述，井田地形属中山地形，基岩裸露，第四系覆盖较少，地势总体南高北低，地形有利于自然排水。井田内无常年流动的地表水流，水量蒸发强于降水，第Ⅱ含水层透水性较好，富水性较强，井田属顶底板直接或间接进水、水文地质条件中等～较强富水的矿床。
1.4矿（井）田勘探类型及勘探程度评价
（一）勘探类型
宽沟煤矿的首采区勘探工作达到了精查，并进行了三维地震补勘，基本查明了井田地层、煤层及地质构造，查明了主要煤层的煤质特征，确定了煤类，查明了井田水文地质条件，对主要煤层的开采技术条件进行了分析。勘探成果基本满足矿井初步设计的需要。但首采区之外其它区域仅进行了地质详查，勘探程度有限，同时还存在勘探线距、孔距不均匀、密度不够等情况，大部分储量均为推断或预测的储量，级别较低。深部钻孔没能布置在同一水平上，高级资源量出现台阶状分布，浅部缺少上部煤层必要的工程控制，部分煤层浅部无高级资源量，使资源量分布不尽合理。
（二）勘探程度评价
（1）井田浅部边界之外有停产的老窑和生产小井多处，开采过程中要加强勘探，注意收集有关资料，并利用设计配备的探水钻，做好探放水工作，坚持“有疑必探，先探后掘”的防治水原则。
（2）本矿井所开采的煤层主采煤层即厚煤层属不自燃—易自燃煤层（易自燃—不易自燃煤层），中厚煤层为不易自燃煤层，考虑到厚煤层推进速度慢，煤层更易自燃发火，因此在生产过程中要注意防火灭火工作。同时注意小窑对本矿井可能产生的自燃影响。
（3）地质报告仅对精查区进行了矿井涌水量的预测，设计的第一水平涌水量根据《地质手册》大井法按相关规定进行了参数选取并计算，存在一定的误差，且因该矿涌水量较大，应在今后提高矿井勘查程度的基础上对矿井涌水量重新进行核算，并补充矿井最大涌水量数据，以便正确指导设计及施工，确保矿井安全生产。
（5）首采区勘探主要煤层（如B1、B2、B4、B42等）顶底板岩石物理力学试验样和煤层瓦斯样未采取，需要在建井时，采取岩石物理力学样和瓦斯样，进行化验分析。
（6）没有提供各煤层的自燃发火期，煤层自燃、不易自燃、不自燃的区域划分不明确。

第2章 井 田 开 拓
2.1矿井设计生产能力及服务年限

2.1.1矿井工作制度
设计矿井年工作日为330d。考虑到井下工作条件比较差，采掘工作面的劳动强度较大，为保证采掘工人的身体健康，适当减少采掘工人的劳动时间，按照《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》（国发〔2005〕18号）文件的精神，“改革煤矿工作制度，将矿工入井时间缩短到八小时之内……。”本设计井下工人按“四班六小时工作制”考虑，即井下四班作业，其中三班生产，一班准备，地面仍按三班八小时工作制。矿井日净提升时间16h。
2.1.2矿井设计生产能力
宽沟煤矿的井田面积大、范围广、储量丰富，具备了建设大型矿井的基础条件，但井田内除首采区外的其它区域勘探程度仅为详查，勘探程度相对较低。另外，区内目前尚无铁路，矿井对外采用汽车运输。鉴于上述情况，按照建设单位意见矿井建设规模1.20Mt/a, 主要环节预留5.00Mt/a。当矿井投产后通过加强地质勘探和对外运输条件改善，适时进行矿井扩建，提高生产能力，使矿井储量、生产能力、服务年限三者有合理的匹配关系。
2.1.3矿井服务年限
矿井可采储量40823.76万t，储量备用系数取1.4，矿井生产能力按1.20Mt/a计算，其服务年限为：T=Z/A·K=243a。按5.00Mt/a计算，其服务年限为：T=Z/A·K=58a。
其各水平分采区服务年限见表2－2－1。

矿 井 服 务 年 限 表
表2－2－1
水平
采区
可采储量
服务年限
年产量
储量备用
系 数
备 注
+1255以浅
一采区
4620.87
27.5
120
1.4

二采区
6067.25
8.7
500
小计
10688.12
36.2
+1255～+950
三采区
12111.88
17.3
四采区
7341.72
10.5
五采区
2184.45
3.1
小计
21689.05
30.9
+950以深

六采区
6341.89
9.1
七采区
2155.7
3.1
小 计
8497.59
12.1
总 计
40823.76
79.2

2.2矿（井）田境界及储量
2.2.1井田境界
根据新国土资采划[2004]第012号文件划定的井田范围批复和新矿集团与新疆生产建设兵团农六师106团关于《新矿集团宽沟煤矿井田东部境界划界》的协议，宽沟煤矿井田境界由14个坐标拐点的连线圈定。井田东西长9.7km，南北宽3.15km，井田面积约20.0166km2。
井田南部边界以外由东向西依次有白石联营煤矿、兴旺煤矿、鑫隆煤矿、白杨树煤矿等十二个地方小井。因地方小矿均在浅部开采，与本矿井相隔一定距离，不存在开采压茬和对井田资源产生破坏的因素。
井田范围14个拐点的坐标详见表2－1－1。
井 田 拐 点 坐 标 表
表2－1－1
拐点号
X
Y
拐点号
X
Y
1
4851000.00
29460275.00
2
4849293.00
29465725.80
3
4848009.35
29465308.50
4
4848004.15
29464480.65
5
4847620.00
29464486.00
6
4847950.00
29463535.00
7
4847055.00
29463340.00
8
4847160.00
29463140.00
9
4848862.35
29459666.00
10
4849100.00
29458600.00
11
4849636.00
29457827.00
12
4850136.00
29456000.00
13
4851000.00
29456000.00
14
4851400.00
29458200.00

2.2.2矿井资源/储量
本井田共有可采、局部可采煤层7层，各煤层编号自下而上为B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6，其中B4煤层在井田中东部又分叉成B41和B42。各煤层储量计算时工业指标按煤层最低可采厚度0.8m；最高可采灰份（Ad）40%；最高硫份（St.d）3%。最低发热量（Qnet.d）17.0MJ/kg。
1、矿井地质资源/储量
根据新国土资储备字[2004]018号文批准的宽沟井田资源量（331+332+333）为68615.12万t，后又经自治区国土资源厅协调，将井田东南侧部分资源调拨给106兵团，调拨后宽沟井田的资源储量（331+332+333）为65584.52万t。其中：
探明的内蕴经济资源量（331）8908.17万t；
控制的内蕴经济资源量（332）：25209.25万t；
推断的内蕴经济资源量（333）：31467.1万t；
（331）资源量占（331+332+333）资源量13.58%，（331+332）资源量为34117.42万t，占（331+332+333）资源量52.02%。
2、矿井工业资源/储量
矿井地质构造简单、煤层赋存稳定，根据《煤炭工业矿井设计规范》有关规定，矿井工业资源/储量计算时，对推断的矿井地质资源量（333）可信度系数取0.9。
工业资源/储量=（331）+（332）+（333）×0.9
=8908.17+25209.25+31467.10×0.9=62437.91 (万t)
3、矿井设计资源/储量
矿井工业资源/储量减去设计的断层煤柱、井田境界煤柱等永久煤柱损失后，为矿井的设计资源/储量。本矿井设计资源/储量为60648.07万t。
4、矿井设计可采储量
矿井设计储量60648.07万t，扣除工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道保护煤柱煤量和开采损失后，矿井可采储量为40823.76万t，其中第一水平为10688.12万t。
2.3 井 田 开 拓
2.3.1工业场地及井口位置选择
宽沟煤矿为一在建矿井。矿井采用斜井开拓方式，工业场地选择在井田中部3勘探线302钻孔与ZK561钻孔之间，位于国防公路南侧2km处的山间沟谷之中。
1、地形、地貌条件
地形、地貌是影响井口位置和工业场地、井田开拓方式的主要因素。本井田地表为中低山区地貌，地形陡峭、沟谷发育、地表切割强烈，区内海拔标高界于+1914m～+1185m之间，不仅地势高差变化大，且地形复杂多变。井口及工业场地位置选择时受地形、地貌条件影响很大。矿井建设之前，设计人员经多次现场踏勘，将井口及工业场地选定在目前建设的场址，该处是整个井田范围内相对最为开阔的冲沟，地形条件相对较好，且位于井田中央。
因受地形条件限制，场区比较狭窄，工业场地内仅可布置必需的生产系统和设施，考虑到方便职工生活条件，生活区已与当地政府进行协商布置在距矿井约12km处的雀尔沟镇。
2、地面交通条件
目前，区内尚无铁路。矿井投产后原煤依靠汽车对外运输，汽车运输路线由矿井工业场地经12km的砂石国防公路和38km的柏油路可抵达大丰镇与乌奎公路、312国道相接。
确定的矿井工业场地与国防砂石公路相距2km，对外交通条件相对较好。
3、井下煤层分布条件
井口及工业场地选择在3勘探线附近，基本位于井田沿煤层走向方向的储量中心，井田两翼储量基本平衡、井下开采时的运输费用降低，有利于保持两翼均衡生产和采区正常接续。井底靠近勘探程度相对较高的精查区（首采区），地质条件可靠。
由地形地貌、交通运输和有利开拓布置诸方面分析，设计认为，选择的矿井井口及工业场地位置比较合理。
2.3.2井筒形式的确定
宽沟井田的煤层埋藏深度在地表以下超过300m，故井田无平硐开拓的条件。矿井开工建设之前，原设计单位对矿井的开拓方式提出了斜井开拓方式、斜～立井混合开拓方式等不同方案，经技术经济比较后推荐了斜井开拓方案（井田开拓布置见图2－3－1～2。）。即在工业场地内布置反向主、副斜井各一条，主斜井倾角15°35′23″，井筒安装胶带输送机承担矿井煤炭提升任务，兼作进风、安全出口；副斜井16°35′39″，井筒铺设轨道采用单钩串车提升，承担矿井辅助提升任务，兼作进风、安全出口。回风斜井布置在井田浅部，承担矿井回风任务，兼作安全出口。
结合地面确定的工业场地位置和井下煤层赋存条件，设计认为该种布置方式对井筒与井底车场布置、石门与采区连接方式、井下开采水平划分、井田东西两翼系统布置及井下开采系统的合理性均比较有利，具体表现为：
1、用斜井开拓井筒施工技术及装备简单，建井速度快、井底车场工程量省，可实现从回采工作面到地面采用胶带输送机连续运输，煤的运输及提升能力大，生产效率高，可有力地保证矿井实现高产高效。
2、斜井井底车场形式简单，工程量省，矿井投产时不设井下水平大巷，斜井井底车场与首采区下部车场互连一起，缩短了水平石门的距离，不但井巷工程投资省且简化了井下辅助运输系统；主斜井皮带与石门皮带共用一条，并直接与采区各煤层最下区段回采工作面的运输顺槽皮带或采区上山皮带相接，简化了运输环节，煤流系统简捷，占用设备少。
3、斜井井底靠近勘探程度高的首采区地段，地质条件可靠。
4、主、副斜井井底基本处于井田沿煤层走向方向的储量中心，对今后生产时保证两翼均衡生产和采区正常接续均为有利。
5、采用斜井开拓对井上下联系、安全避灾、大型设备升降均为有利，而且地面井口提升设施简单。
该种布置方式的不足之处是主、副斜井的倾角应适当加大，以便降低井底水平标高，增加矿井一水平开采储量。
综上分析，本矿井开拓设计中主要突出的矛盾是地形地貌复杂，限制了井口位置选择的灵活性。原设计综合了矿井各种条件，经过分析比较后确定的工业场地位置和采用的斜井开拓布置方式，是切合实际比较合理的。
2.3.3井筒数目的确定
矿井投产时共设主井、副井、风井三个斜井井筒，现均已建成。主、副斜井均布置在工业场地之内；风井位于工业场地南侧约1km处。主斜井主要担负矿井的提煤任务兼作进风井和安全出口；副斜井主要担负矿井的辅助提升和人员升降任务并兼作进风井和安全出口；风井为矿井的专用回风井并兼作安全出口井。矿井通风方式为中央分列式。
根据已施工的主、副、风三条斜井的断面与规格，经设计验算，均能满足矿井生产规模1.20Mt/a（后期5.00Mt/a）时的通风、行人、管线和设备布置要求，故矿井投产时共设有三个井筒。后期随着开采范围的不断扩大，适时在井田两翼分别建东风井和西风井。形成对角式通风系统。
2.3.4井田内划分及开采顺序
1、井田内划分
井田东西走向长9.7km，南北倾斜宽1.0～3.15km，面积约20.0166km2。其几何形状为不规则的多边形。井田煤层为一走向北西～南东，倾向北东，倾角10～18°的单斜构造，井田内没有发现大的断裂构造和褶曲。因此，井下采区划分主要根据各煤层的分布范围