刘桥二矿1.5Mta新井设计-矸石充填开采原理与技术.doc

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中 国 矿 业 大 学
本科生毕业设计

姓 名： 学 号：
学 院： 矿业工程学院
专 业： 采矿工程
设计题目： 刘桥二矿1.5Mt/a新井设计
专 题： 矸石充填开采原理与技术

指导教师： 职 称： 教授

2012 年 6月 徐州

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中国矿业大学毕业设计任务书

学院 矿业学院 专业年级 采矿工程08级 学生姓名

毕业设计题目： 刘桥二矿1.5Mt/a新井设计

毕业设计专题题目： 矸石充填开采原理与技术

毕业设计主要内容和要求：

根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：
1、刘桥二矿1.5Mt/a新井设计。
2、完成专题：矸石充填开采原理与技术。
3、翻译一篇3000字以上的专业英语文章。

院长签字： 指导教师签字：

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摘 要
本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为刘桥二矿1.5Mt/a新井设计。共分10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。
刘桥二矿位于刘桥二矿位于安徽省淮北市濉溪县刘桥镇境内。西以省界与河南省永城市毗邻，东距濉溪县约10km，东北距淮北市约13km。井田平均走向长度为5.6km，倾向长度为3.21~4.3 km，平均为3.8 km，平均倾角为7.13度，，水平面积为21.1平方公里。，井田地质条件简单。矿井工业储量为174.19Mt，可采储量140.75Mt。矿井正常涌水量为500m3/h，最大涌水量为680m3/h。矿井瓦斯涌出量低，为1.732 m3/t，为低瓦斯矿井。
矿井为立井两水平开拓，大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用矿车，矿井通风方式为中央并列式通风。一矿一面，矿井采用倾斜长壁全部跨落一次采全高。
矿井年工作日为330d，每天净提升时间16h。矿井工作制度采用“四六”制，三班生产、一班准备。
专题部分题目是矸石充填开采原理与技术。主要是对当前矸石充填开采做了分析。
翻译部分主要内容为英制螺栓：在安装过程中的建模和力学性能的数值分析，英文题目为：Swaged bolts: modelling of the installation process and numerical analysis of the mechanical behaviour

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ABSTRACT
The three parts are included in this design, i.e., the general part， special subject part and translated part.
The general part is a new design of sangshuping. This design includes ten chapters. 1. An outline of the mine field geology. 2. Boundary and the reserves of mine. 3. The service life and working system of mine. 4. development engineering of coalfield. 5. The layout of panels. 6. The method used in coal mining. 7. Transportation of the underground. 8. The lifting system of the mine. 9. The ventilation and the safety operation of the mine. 10. The basic economic and technical norms.
Sangshuping in coal mine because of hancheng mining district, to the west of the Yellow River is the northernmost town, is apart from the HanCheng straight from about for 15 km. Administrative districts belongs to sangshuping town of jurisdiction. The run of the mine field is 3.21~4.3 km，the width is about3.8 km，mine farmland total area is 21.1 km 2. The four nine and eleven is the main coal seam. The coalfield geological condition is simple.
The proved reserves of the coalfield are 174.19 million tons. The recoverable reserves are 140.75 million tons. The normal flow of the mine is 500 m3 percent hour and the max flow of the mine is 680m3 percent hour. The mineral gas gushes the deal lower，for low gas mineral mine.
The mine farmland in an inclined mine to expand.The main transportation uses the adhesive tape transportation opporteunity coal.
The working system “four-six” is used in the Pingshuo No.3 mine. It produced 330d/a.
The development of the mine is double level with a main shaft and an auxiliary vertical shaft. The number of the working faces is only one. Comprehensive mechanization puts in the top coal technology is the mining method. Several belt conveyers undertake the job of coal transport in the mine, while the auxiliary transportation system depends on the mine cars. The ventilation type in the early stage is centralized juxtapose. In the late stage two air shafts in the boundary should be driven. The ventilation method is extraction.
The working days in a year are 330. Everyday it takes 16 hours in lifting the coal. The working system in the mine is “four-six”.

目录
中 国 矿 业 大 学 - 1 -
专 题： 矸石充填开采原理与技术 - 1 -
摘 要 - 1 -
一 般 部 分 1
1 矿区概述及井田地质特征 - 1 -
1.1矿区概述 - 1 -
1.2 井田地质特征 - 1 -
1.3 煤层特征 - 7 -
2 井田境界与储量 - 14 -
2.1井田境界 - 14 -
2.2 矿井储量计算 - 14 -
3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 - 19 -
3.1矿井工作制度 - 19 -
3.2矿井设计生产能力及服务年限 - 19 -
4 井田开拓 - 21 -
4.1井田开拓的基本问题 - 21 -
4.2 矿井基本巷道 - 31 -
5 准备方式——带区巷道布置 - 39 -
5.1煤层地质特征 - 39 -
5.2 带区巷道布置及生产系统 - 40 -
5.3带区车场选型设计 - 45 -
6 采煤方法 - 46 -
6.1 采煤工艺方式 - 46 -
6.2回采巷道布置 - 60 -
7 井下运输 - 62 -
7.1概述 - 62 -
7.2带区运输设备选择 - 63 -
7.3大巷运输设备选 - 64 -
8 矿井提升 - 68 -
8.1矿井提升概述 - 68 -
8.2主副井提升 - 68 -
9 矿井通风及安全 - 72 -
9.1矿井地质、开拓、开采概况 - 72 -
9.2矿井通风系统的确定 - 73 -
9.3矿井风量计算 - 75 -
9.4矿井阻力计算 - 82 -
9.5选择矿井通风设备 - 87 -
9.6安全灾害的预防措施 - 92 -
10 设计矿井基本技术经济指标 - 94 -
参考文献 - 95 -
专 题 部 分 - 96 -
矸石充填开采原理与技术 97
1概述 97
2.矸石充填开采： 97
2.1煤矸石充填开采意义 97
2.2煤矸石充填方式的选择： 98
3.充填技术与设备 99
3.1 充填系统及工作面概况 99
3.2充填支架 100
3.3 自压式充矸机 101
3.4充填工艺 101
4矸石充填工作面实测结果分析 102
4.1 工作面矿压规律实测分析 102
4.3充填开采效益分析及推广应用前景 103
5、煤矸石充填技术方案： 104
5.1工艺流程及设备选择 104
5.2充填地点、设备布置地点及泵送路线选择 104
5.3、充填能力 105
实例：五沟矿运用含水层下矸石充填开采技术 105
6.矸石充填开采技术项目简介 106
1工程背景 106
2矸石充填开采技术总体思路 106
3井下分矸与投料系统简述 107
7 固体充填采煤技术 109
7.1掘巷充填采煤技术 109
7.2长壁普采充填采煤技术 111
7.3长壁综采充填采煤技术 113
参考文献： 115
英文原文 117
Swaged Bolts: Modelling of the Installation Process and Numerical Analysis of the Mechanical Behaviour 117
中文译文 123
英制螺栓：在安装过程中的建模和力学性能的数值分析 123
致 谢 128

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一 般 部 分
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1 矿区概述及井田地质特征
1.1矿区概述
1.1.1 矿区地理位置
刘桥二矿位于安徽省淮北市濉溪县刘桥镇境内。西以省界与河南省永城市毗邻，东距濉溪县约10km，东北距淮北市约13km。其地理坐标为：
东经：116º37＇30"~116º41＇15"
北纬：33º54＇30"~33º58＇00"
矿井东~东南浅部以土楼断层和刘桥一矿为界，西~西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。矿井交通十分方便，濉溪县至永城市公路从矿区通过，可直接接通河南省和安徽省内公路网。矿井铁路专用线经濉溪站转接京沪、陇海和京九三大干线通往全国各地，交通极为便利，如图1-1所示。
1.1.2 矿区气候条件
本区气候温和，属北温带季风区海洋~大陆性气候。气候变化明显，四季分明。冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据淮北市气象局1980~2000年观测资料，年平均气温14.3℃，最高气温40.3℃（1988年7月8日），最低气温-10.9℃（1988年12月16日）。年平均降雨量785mm，雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17m，年平均风速2.2m/s，最大风速达20 m/s,主导风向东~东北风。无霜期210~240天，冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。
1.1.3 矿区的水文情况
本矿地处淮北平原中部。矿区内地势平坦，地表自然标高+30m~+32m左右，有自西北向东南倾斜趋势。基岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。
本区属淮河流域。区内有王引河、丁沟、任李沟、曹沟等小型沟渠自西北向东南经矿区后，再经沱河注入淮河。矿区内农用灌沟纵横，零星坐落这几个村庄。
地表下潜水丰富，一般居民生活用水及部分工业用水皆取于此。
1.2 井田地质特征
矿井东~东南浅部以土楼断层和刘桥一矿为界，西~西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。井田走向长度为5.08~5.71km，平均走向长度为5.6km，井田倾向长度为3.21~4.3 km平均为3.8 km，平均倾角为7.13度，，水平面积为21.1平方公里。
图1-1 刘桥二矿交通位置示意图
1.2.1 煤系地层
刘桥二矿属于淮北煤田濉肖矿区，位于淮北煤田中西部，在地层区划分上属于华北地层区鲁西地层分区徐宿小区。本区地层出露甚少，多为第四系冲、洪积
平原覆盖。矿井范围内无基岩出露，均为新生界松散层所覆盖，经钻孔揭露地层有奥陶系（O1+2）、石炭系（C2+3）、二叠系（P）、第三（N）和第四系（Q），地层厚度大于1500m，见图1-2，由老至新概述如下：
（1）奥陶系（O）
奥陶系中、下统老虎山组~马家沟组（O2l-O1m），层厚度118.89m。岩性为浅灰色厚层状的石灰岩，质纯、性脆、微晶结构，局部含白云质，高角度裂隙发育。
（2）石炭系（C）
地层厚度129.73m，为本溪组和太原组。
1）中统本溪组（C2b）
地层厚度14.18~23.10m。岩性以浅灰色到暗红色的杂色含铝泥岩为主，夹有少量的泥质灰岩。含铝泥岩为中厚层状，含有铁质结核及菱铁鲕粒。与下伏奥陶系地层呈假整合接触。
2）上统太原组（C3t）
地层厚度115.55m。岩性以深灰色的泥岩、粉砂岩及灰色的砂岩为主，灰到深灰色的石灰岩次之，夹少量的薄煤层。泥岩、粉砂岩中多见有炭屑或植物化石碎片 。下伏本溪组地层呈整合接触。
（3）二叠系（P）
1）下统山西组（P1s）
下部以太原组顶部一灰之顶为界，上界为铝质泥岩之底。地层厚度84.00~124.00m，平均108.50m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含2个煤层（组），其中6煤层为本矿井主要可采煤层之一。
2）下统下石盒子组（P1xs）
下界为4煤层下铝质泥岩底界面，上界为K3砂岩底界面，地层厚度201.80~248.20m，平均227.10m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤层组成，为本矿井主要含煤段。含4个煤层（组），除3煤层为局部可采煤层、4煤层为矿井主要可采煤层外，其余均为不可采煤层。与下伏地层呈整合接触。
3）上统上石盒子组（P2SS）
下界为K3砂岩之底，未见上界，最大厚度约为298.58m，岩性由砂岩、粉砂岩和泥岩组成，自下而上,泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色绿色增多。含3个煤层（组），均不可采。与下伏地层呈整合接触。
（4）上第三系（N）
总厚5.90~67.20m，平均厚度28.94m。不整合于二迭系地层之上。
图1-2 综合地质柱状图
（5）第四系（Q）
1）更新统（Q1-3）
总厚38.80~93.70m，平均厚度63.97m。与第三系呈假整合接触。
下部主要由浅黄色及浅灰绿色、灰白色细、中砂组成，其中夹1~2层粘土或砂质粘土；部主要由棕黄色夹浅灰绿色粘土、砂质粘土组成，夹1~3层砂或粘土质砂，顶部含有较多钙质或铁锰质结核。
2）全新统（Q4）
厚度为20.18~39.80m，平均厚度32.79m。
以褐黄色细砂、粉砂、粘土质砂为主，夹粘土及砂质粘土，含螺蛳、蚌壳化石，近地表为耕植土壤，属现代河流泛滥相沉积。
1.2.2 水文地质特征
本矿为第三、四系松散层覆盖下的裂隙充水矿床。根据含水层赋存介质特征自上而下划分为第三、四系松散层孔隙含水层（组），二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段），太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段），奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）。各含水层（组、段）之间又分布有相应的隔水层（组、段），因此各含水层（组、段）自然状态下补给、迳流、排泄条件显著不同，从而在水化学特征上也存在明显的差别。
根据钻探及测井、抽（注）水试验、简易水文观测、水文长观孔及巷道、工作面实际揭露的水文地质资料，对本矿主要含水层水文地质特征叙述如下：
（1）新生界松散层含、隔水层（组）
1）第一含水层（组）
一般自地表垂深3~5m起，底板埋深28.00~41.60m，平均33m。含水层主要由浅黄色粉砂、粘土质砂及细砂组成，夹薄层砂质粘土，局部含有砂礓块。含水砂层厚度为15.00~28.60m，平均22m。
2）第一隔水层（组）
底板埋深53.50~86.60m，平均深度72m，由棕黄色夹浅灰绿色斑块的粘土及砂质粘土组成，其中夹2~5层砂或粘土质砂。粘土类两极厚度14.00~45.60m，平均厚度29.50m。粘土塑性指数为14.20~26.80。粘土类质纯致密，可塑性较强。该层（组）分布稳定，隔水性能较好，能阻隔其上、下的含水层的水力联系。
3）第二含水层（组）
底板埋深72.30~105.60m，平均埋深88m，由浅黄色及浅灰色绿色、灰白色细、中砂夹1~4层粘土或砂质粘土组成。含水砂层厚3.70~31.70m，平均11.00m。砂层分布不稳定，厚度变化大，局部地段仅有相应的层位，无明显的含水砂层存在，由于含水砂层发育分布不均，富水性也相对强弱不一。
4）第二隔水层（组）
底板埋深99.30~120.00m平均埋深105m，隔水层厚度4.90~22.60m。岩性以棕黄色、浅灰绿色的粘土或砂质粘土为主，部分夹1~3层砂或粘土质砂，呈透镜状分布。
5）第三含水层（组）
底板埋深112.60~170.60m，平均138m。岩性以灰白色、浅黄色细砂、中砂及少量粗砂为主，夹1~3层粘土或砂质粘土。含水砂层分布不稳定，两极厚度5.8~43.70m，平均厚度21.60m。
6）第三隔水层（组）
本层（组）底部深度112.00~191.80m。其不整合于二迭系之上，主要由灰绿色、浅黄色粘土及砂质粘土夹1~3层砂层组成，偶夹钙质及铁锰质结核。隔水层两极厚度0~37m，平均厚度11.80m。粘土层可塑性好，膨胀性强，塑性指数18.2~21.0，隔水性良好。本矿内三隔在大部分地带均能起到较好的隔水作用，使三含之水不能成为矿井的直接充水水源。
（2）二叠系煤系含、隔水层（段）
1）五含上隔水层（段）
除部分地段该层位缺失外，厚度为68~215.59m，一般大于100m，岩性为泥岩、粉砂岩、砂岩相互交替，以泥岩、粉砂岩为主，砂岩裂隙不发育，穿过该层段的钻孔冲洗液只有02-1、03-4等少数孔发生漏失现象，说明该层段的隔水性能较好。
2）第五含水层（段）（K3砂岩裂隙含水层）
岩性主要由灰白色中、粗砂岩组成，厚约30m，岩体刚性强，是岩层受力区构造破裂极为发育的介质条件。该层段厚度大，分布稳定，垂直裂隙发育。在钻探过程中曾多次发生涌漏水现象，有些孔漏失严重，据主检孔抽水试验资料，平均q=0.1613l/s.m，K=12.07m/d，水位标高+0.04m，水化学类型为SO4.Cl- Na. Ca类型，矿化度为1.97g/L。
3）K3砂岩下隔水层（段）
主要由泥岩、粉砂岩夹少量砂岩组成，除少数孔缺失该层段外，厚度为50~85m，穿过该层位的钻孔只有个别钻孔冲洗液发生漏失现象，说明该层（段）的隔水性是好的。
4）第六含水层（段）（区域5煤上下砂岩裂隙含水层）
六含主要由1~3层灰白色中、细粒砂岩夹泥岩或粉砂岩组成。砂岩厚度3~30m，一般厚度15m左右，其岩性致密，坚硬，裂隙发育，据风检和副检孔抽水试验资料，平均q=0.0024~0.7563l/s.m，K=0.0075~12.89m/d，水化学类型为SO4-K+ Na. Ca类型，矿化度为2.178~2.242g/L。
以上资料说明，六含砂岩裂隙发育不均一，局部裂隙发育好，富水性中等。
5）4煤上隔水层（段）
此层（段）间距33~81m，主要由泥岩、粉砂岩夹1~2层砂岩组成，岩性致密完整，裂隙不发育，只有个别孔出现冲洗液漏失现象，此层（段）隔水性能较好。
6）4煤上、下砂岩裂隙含水层
岩性以灰白色中、细粒砂岩为主，夹泥岩、粉砂岩。七含砂岩厚度4.50~41.20m，平均20.20m，见表5107。七含在本矿中部和9线以北砂岩厚度较大，含水性相对较强。据钻孔抽水试验资料q=0.0436~0.0921l/s.m，K=0.1009~0.1897m/d，富水性弱。水化学类型为SO4-K+ Na类型，矿化度为2.317~3.412g/L。以上资料表明该含水层富水性较好，但含水性、导水性很不均一，局部较强。其地下水处于封闭~半封闭环境，以储存量为主。是开采4煤层的直接充水水源。
7）4煤下铝质泥岩隔水层(段)
此层段厚度为20~65m。一般厚度为25m左右，岩性以铝质泥岩为主，局部夹薄层砂岩，该铝质泥岩为浅灰~灰白色，含紫色花斑，性脆含较多菱铁鲕粒，岩性特征明显，层位、厚度稳定，是中、下部煤组的分界。其岩性致密，隔水性能较好。
8）6煤上下砂岩裂隙含水层
该含水层砂岩厚度5.20~49.87m，平均21.50m左右。岩性以灰白色中、细砂岩为主，夹灰色粉砂岩及泥岩。砂岩裂隙发育不均，局部多发育垂直裂隙。6煤上砂岩在14勘探线以北厚度较大，含水较丰富。在勘探施工时，曾发生多次冲洗液消耗量大或漏失现象。据12-13-1孔抽水试验，q=0.0104l/s.m，K=0.0383m/d，水化学类型为SO4-K+ Na类型，矿化度为3.693g/L。据2005年04-4（水17）钻孔流量测井资料，八含水位标高为-147.204m， K=1.13m/d。6煤上下砂岩裂隙含水层流量测井资料。
6煤上下砂岩裂隙含水层是开采6煤层时矿井直接充水含水层。
本矿井最大涌水量为683.40m3/时，正常涌水量为525.44 m3/时。
1.3 煤层特征
1.3.1 可采煤层
本矿井可采煤层有4、6两个个煤层，其煤层特征见表1-1。
（1）4煤层
位于下石盒子组下部,上距3煤层0~12.30m,平均5.50m。下距分界铝质泥岩24~60.50m，平均37.50m。煤层结构简单，无夹矸。煤层厚0~5.54m，平均3.2m，属中厚煤层。可采性指数91.0%，变异系数39%，可采区内平均厚度为3.2m，可采面积占92.7%，属较稳定煤层。煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，中部为少量砂岩；底板以泥岩为主，次为粉砂岩。
（2）6煤层
位于山西组中部，上距铝质泥岩39~70m，平均55.5m；下距太原组第一层灰岩40.5~65m，平均53.4m。煤层结构简单，以单一煤层为主，局部含一层泥岩夹矸。以中厚~厚煤层为主，煤层厚度0.55~5.93m,平均3.3m。可采性指数97.5%，变异系数26%，可采区内平均厚度为3.3m，可采面积94.6%，属较稳定煤层。在矿井的东北部具岩浆岩侵区和冲刷区，煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，少量砂岩，底板多为泥岩和粉砂岩。
综上所述，4、6煤层为全区可采，结构较简单的较稳定中厚煤层,下面的设计只针对这两层煤。
表1-1 可采煤层特征表
煤层
层间距/m
厚度/ m
变异系数1%
稳定
类型
顶、底板
主要岩性
最大~最小
平均
最大~最小
平均
4

0~5.54
3.2
39
较稳定
顶板多为泥岩，底板多为泥岩及粉砂岩
6
129.6~68.1
91.9
0~5.93
3.3
26
较稳定
顶板多为泥岩及砂岩，底板多为泥岩及粉砂岩
1.3.2 煤的特征

煤的物理性质见表1-2。
表1-2 各煤层物理性质统计表
特 煤层
征
性 质
4
6
颜 色
灰黑~黑色
灰黑~黑色
条 痕
黑、棕黑
灰黑、棕黑
光 泽
弱玻璃~玻璃
玻璃
结 构
条带状、线理状
条带状、线理状
构 造
层状
层状
块 度
粉末、碎块
碎块
内生裂隙
发育
较发育
视 密 度
1.51
1.47
断 口
参差状、阶梯状
参差状、阶梯状
煤岩特征特征见表1-3。
表1-3 各煤层宏观煤岩特征表
煤层 特征
特征
类别
4
6
组 分
亮暗煤为主
亮煤为主，暗煤次之
类 型
半暗~半亮煤
半亮煤
煤的化学性质
（1）挥发分（Vdat）
本矿井各煤层均属低挥发分煤。4、6煤层的挥发分产率见表1-4
表1-4 各煤层挥发分产率统计

含 煤
量 层
煤样
4
6
两 极 值
平均值(点)
两 极 值
平均值(点)
原 煤
9.02~25.79
13.84(48)
7.79~17.66
12.05(52)
精 煤
8.29~14.58
11.27(80)
7.37~19.80
10.16(82)

贫煤挥发分一般在10%~15%之间，无烟煤挥发分一般在8%~10%之间。本矿井各煤层挥发分产率与煤层相对深度有一定的相关性。在纵向上由浅到深，挥发分产率逐渐减小；在平面上，沿走向自东向西有逐渐减小的趋势。
本矿井挥发分产率总体较低，与淮北煤田大部分矿井相比较，显示出较高异常，说明本区在接受深成变质的同时，还受到岩浆热力变质作用。
（2）有害组分
各煤层的有害组分见表1-5。
1）水分（Mad）
各可采煤层原煤水分平均在0.88~1.04%之间，（2）、灰分（A.d）
灰分产率
根据矿井各煤层的回采煤样灰分测试（表1-6），4煤层的回采煤样原煤平均灰分高于可采煤样灰分6.12%左右，6煤层的回采煤样原煤平均灰分约高出可采煤样灰分2.27%左右，说明4煤层及顶底板结构遭受构造破坏，增加顶板管理难度，在采掘过程中有滑脱夹矸或顶底板岩石在采煤时混入煤内，增加了开采灰分。

表1-5 有害组分统计表
煤层
含量
项目
4
6
两 极 值
平均值(点数)
两 极 值
平均值(点数)
Mad(%)
原煤
0.41~4.58
1.04(87)
0.37~3.86
0.92(84)
精煤
0.46~2.10
0.98(80)
0.44~2.4
0.93(82)
A.d(%)
原煤
8.29~32.65
21.22(83)
6.85~32.74
17.01(84)
精煤
1.26~15.42
7.58(78)
2.13~11.83
6.16(80)
St.d(%)
原煤
0.26~0.71
0.49(76)
0.28~0.83
0.45(73)
P.d(%)
原煤
0.0010~0.0073
0.0039(11)
0.0016~0.0050
0.0027(8)
精煤
0.0011~0.0041
0.0021(14)
0.0007~0.0051
0.0017(21)
Fd
(PPM)
原煤
无测定
21.38~118.45
69.92(2)

灰成分及灰熔点
各煤层灰成分分析见表1-7。

表1-6 回采煤样原煤灰分统计表
分
层
煤
量
含
成

空气干燥水
灰 分Aad
灰 分Ad
4
最大值（%）
2.26
28.96
29.23
最小值（%）
0.54
13.28
13.44
平均值（%）
1.38
19.28
19.45
样品数（点）
45
45
45
6
最大值（%）
1.89
34.67
35.29
最小值（%）
0.56
24.61
24.85
平均值（%）
1.30
27.34
27.10
样品数（点）
40
40
40

表1-7 灰成份统计表
煤层

项目
4
6
两极值
平均值(点数)
两极值
平均值(点数)
灰

成

份

分

析

%
Si02
33.88~52.96
46.96(15)
31.47~54.43
43.47(18)
Al2O3
26.80~35.47
31.35(15)
23.46~31.35
27.80(18)
Fe2O3
4.27~7.83
5.62(15)
4.36~7.90
5.33(18)
CaO
2.01~19.20
5.55(15)
3.59~31.03
12.31(18)
MgO
0.78~1.48
1.20(15)
0.59~1.67
1.16(18)
SO3
1.43~7.65
3.27(15)
2.52~7.05
5.13(18)
TiO2
0.94~2.24
1.67(15)
0.95~2.10
1.44(18)
煤
灰
熔
融
性
℃
DT
1280~>1500
(17)
1300~1490
(15)
ST
1300~>1500
(14)
1330~>1500
(15)
FT
1340~>1500
(9)
1340~>1500
(15)
各煤层的灰分组成基本相同，主要为酸性化合物，其中以SiO2和Al2O3为主，少量SO3；碱性化合物中以Fe2O3和CaO为主，少量MgO、TiO2和K2O等。
4煤层SiO2+Al2O3平均含量为78.13%；6煤层SiO2+Al2O3平均含量为71.27%，可见6煤层的酸性化合物低于4煤层。煤灰成分组成的差异，表明煤层（组）成煤古地理环境不同。反映了在煤系地层形成和演变过程中，含煤沉积由海陆交互相逐渐演变为陆相的特点。
从测试结果，各煤层煤灰熔点均属高熔~难熔。
硫分（St.d）
各可采煤层原煤全硫含量平均为0.45~0.65%之间，属低硫煤，显示出淡水泥炭沼泽成煤特征。标准差一般小于0.10，属变化小。
各煤层中的硫含量较低时，硫分以有机硫为主，所以，在精煤中测定的全硫含量接近原煤，表明在洗选过程中，脱硫效果较差。
磷（P.d）
各煤层原煤的磷含量在0.0015~0.0035%之间，精煤磷含量﹤0.0040%，属特低磷煤。
氯、三氧化二砷和氟（Cl、As2O3、F）
各煤层含量均很低，对煤的工业利用没有影响或影响甚微。
（3）元素分析
各煤层煤的元素分析成果统计见表1-8。
通过对各煤层的氢碳原子比和氧碳原子比进行计算统计，在克瑞威伦煤带图上，本矿的煤位于无烟煤区。
表1-8 元素分析统计表
煤
层
Cdaf(%)
Hdaf(%)
Odaf(%))
H/C(%)
O/C(%)
Ndaf(%)
(O+S)daf(%)
两极值
平均值
两极值
平均值
两极值
平均值
两极值
平均值
两极值
平均值
两极值
平均值
两极值
平均值
4
82.99-93.06
91.34(28)
3.48-4.46
4.38(18)
1.82-5.61
2.70(13)
0.047
0.030
0.86-1.58
1.41(28)
1.32-12.19
3.38(21)
6
87.48-93.14
92.04(27)
3.45-4.41
3.94(28)
0.80-5.61
1.89(14)
0.043
0.021
1.21-1.56
1.35(27)
1.27-7.71
2.61(22)
（4）煤的工艺性能
1）粘结性和结焦性
本矿井各煤层G值及Y值较低（表1-9），多为高变质的贫煤、无烟煤。其粘结性和结焦性很低，甚至不具粘结性及结焦性。

表1-9 煤层粘结性指标统计表
煤层指标
3
4
6
GRI（%）

0.19(32)
0.25(28)
y（mm）
2.30
0(27)
0(37)
2）燃烧性
发热量
各煤层发热量情况见表1-10。经过换算， 4、6煤层的干燥基高位发热量分别为： 27.22 MJ/kg、28.93 MJ/kg，由此可见：3煤层、4煤层和6煤层均为高热值煤。
表1-10 各煤层发热量情况统计
煤 层
Qb.ad
Qb.d
Qb.daf
两 极 值
平均值(点数)
两 极 值
平均值(点数)
两 极 值
平均值(点数)
4
21.11-34.05
27.44(69)
21.44-34.45
27.96(52)
22.188-37.74
34.29(66)
6
24.48-33.50
29.13(70)
23.29-33.91
29.30(68)
25.88-36.44
35.00(70)
商品煤
26.93-30.21
28.41

熔渣性和结污性
本矿各煤层的灰渣属酸性，碱酸比平均在0.16~0.26之间，6煤层较4煤层偏高，但熔渣、结污指数均﹤0.15，各煤层均为低熔渣、低结污、高熔灰煤，对锅炉炉壁和对流管道危害很小，宜采用固态排渣（见表1-11）。
表1-11 灰渣特征一览表
煤层
酸性物质量（%）
碱性物质量（%）
碱酸比
铁钙比
硅铝比
结渣
指数
结污
指数
4
61.62~85.21
79.98(15)
7.61~25.44
12.69(15)
0.16
5.62/5.55=1.01
46.96/31.35=1.50
0.078
0.093
6
56.06~81.46
72.72(18)