灵石杰泰煤业有限公司资源整合设计-学位论文.doc

前 言
一、XX灵石杰泰煤业有限公司资源整合的核准文件，参与资源整合各矿井名称及隶属关系，资源整合后矿名及隶属关系
2006年3月18日，山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组晋煤整合办核[2006]44号文“关于《晋中市灵石县煤炭资源整合和有偿使用工作方案》的核准意见”批复核准灵石县两渡镇南庙沟煤矿和灵石县两渡镇冷泉村办煤矿进行资源整合，整合后矿井名称为灵石县两渡镇南庙沟煤矿， 2006年10月23日经山西省工商行政管理局以“（晋）名称变核企字[2006]第1693号”号文件批准改矿更名为山西灵石杰泰煤业有限公司。
根据山西省煤炭工业局晋煤行便字[2007]55号文件，核准本矿井生产能力提升为300kt/a。该矿为股份制企业。
二、编制矿井资源整合设计的依据
1.山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室晋煤整合办核(2006)44号文“关于《晋中市灵石县煤炭资源整合和有偿使用工作方案》的核准意见”；
2.山西省安全生产监督管理局、山西煤矿安全监察局、山西省发展和改革委员会、山西省煤炭工业局、山西省公安厅、山西省监察委员会、山西省财政厅、山西省国土资源厅、山西省人民政府国有资产监督管理委员会、山西省工商行政管理局、山西省电力公司和山西省总工会晋安监煤字(2006)269号文“关于转发《关于加强煤矿安全生产工作、规范煤炭资源整合的若干意见》的通知”；
3.晋中市煤田地质队2007年6月编制提交的《山西灵石杰泰煤业有限公司矿井资源整合地质报告》；
4.国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局2006年颁发的《煤矿安全规程》；
5.中国煤炭建设协会主编的《煤炭工业小型矿井设计规定》；
6.采矿许可证(证号1400000721482)；
7.设计委托书；
8.现场调研资料。
三、设计的指导思想
根据《煤炭工业小型矿井设计规定》，充分利用矿井现有的设施及设备，充分考虑地方煤矿的特点，同时本着投资少、见效快、效益好的原则进行设计。坚持一切从实际出发，实事求是，合理布置以采、掘、运为中心的各主要生产环节，力求系统简单，运行安全可靠。学习和借鉴国内外煤矿设计和生产的先进经验，改革落后的采煤方法，采用新设备、应用新工艺，提高采掘机械化水平、工作面单产，实现集中生产。加强环境保护，积极开展“三废”治理，减少污染，变废为宝。对工业废水、生活污水、锅炉烟气进行处理，达标后排放。
四、资源整合设计的特点
1.本次设计主要针对整合后的山西灵石杰泰煤业有限公司进行开拓布置。
2.井下大巷沿煤层布置，这样可以做到投资省、见效快，有利于进一步探明地质构造和煤层赋存条件。
3.采煤方法采用走向长壁机采采煤方法。
4.井下煤炭运输系统采用胶带输送机运输，辅助运输系统采用调度绞车牵引矿车运输。
5.充分利用现有井巷工程、土建设施和机电设备。
五、设计的主要技术经济指标
1．设计生产能力：300kt/a；
2．井巷工程量：7171m；
3．工业建筑总体积6545.5m3。其中，已有工业建筑体积408m3，新增工业建筑体积6137.5m3；
4．行政公共建筑总面积980m2，全部利用现有行政公共建筑；
5．矿井在籍人数：385人；
6．原煤生产工效：3.58t/工；
7．固定资产投资4759.19万元，井巷工程1639.11万元,土建工程242.03万元，机电设备购置1407.51万元，安装工程869.59万元，其他基本建设费用289.60万元，预备费311.35万元。
8．吨煤投资：158.64元；
9．建设工期：19.72个月；
10．原煤吨煤成本：135.05元；
11．投资回收期：4.36a。
六、存在的主要问题及建议
1.整合前的灵石县两渡镇南庙沟煤矿和关闭井冷泉村办煤在井田范围内均存在一定范围的采空区，在今后工作过程中应注意这些采空区和破坏区的积水、积气，做到“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”，以免发生事故。
2.矿方在开采实践中，应进一步对各煤层的赋存、变化特征进行资料收集、编制工作，以指导生产、科学管理。
3.建议加强生产矿井地质工作，全面搜集井下资料，及时建立有关台帐、卡片，进行综合编录，根据地质规律预测回采工作面开采条件，为安全开采提供技术依据。
4.矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作。

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山西灵石杰泰煤业有限公司资源整合设计

第一章 井田自然概况及资源整合前各矿现状
第一节 井田自然概况
一、交通位置
山西灵石杰泰煤业有限公司位于晋中市灵石县城东北14km处两渡镇冷泉村，南邻八一一煤矿和桃沟煤矿。行政隶属晋中市灵石县两渡镇管辖。
井田西界外0.5km有义棠——灵石公路和南同蒲铁路通过，其间有简易公路连通，井田东北距义棠车站4km，距介休市10km。西南距两渡车站5km，距灵石县城14km，由井田向北可经介休抵达省城太原，向南可经灵石通往临汾、运城，交通运输较为便利(见交通位置图)。
二、地形地貌
井田地处吕梁山与霍山之间的黄土基岩浅切割中低丘陵山区，北西向山梁、沟谷交替排列，井田内地势总体东高西低，最高点位于井田东北边界处山梁，标高为1033m，最低点位于井田西部边界处沟底，标高为745m，最大相对高差约288m。
三、水系
井田属汾河水系，井田内冲沟发育，雨季有洪水排泄，流向大体由东南向西北，暴雨时洪流顺沟向东北流入汾河。井田内没有常年性河流。
四、气象及地震情况
井田位于中纬度温带季风区，属于大陆性半干旱季风气候，据灵石气象局统计资料：年平均最高气温17.1℃，年平均最低气温-5.5℃，年平均气温10.9℃，极端最高气温38.0℃，极端最低气温-21.6℃。年平均降水量571.85mm，年最大降水量886.4mm，年最小降水量242.3mm，降水多集中在6、7、8、9四个月。年最大蒸发量为2285.1mm。年平均湿度6.55～9.15毫巴，最低1毫巴。封冻日期为每年的10月下旬至次年的三月上旬，最大冻土深度0.93m。年平均初霜期为10月上旬，终霜其为次年4月中旬。年主导风向为西北风，每年春、秋、冬三季多西北偏西风，夏季多东风，一般风力3～4级。
本区位于晋中盆地和临汾盆地接壤地带，也是太原、临汾两个地震活动带的接触部位，历史上发生的较大地震都波及到本区，建国后，本县曾发生地震约40次，但绝大部分为三级以下。根据中华人民共和国标准GB50011—2001《建筑抗震设计规范》，该井田范围内抗震设防烈度为8度，地震加速度为0.20g。
第二节 资源整合前各矿现状
山西灵石杰泰煤业有限公司由整合前的灵石县两渡镇南庙沟煤矿和关闭井冷泉村办煤矿整合而成。
一、灵石县两渡镇南庙沟煤矿
灵石县两渡镇南庙沟煤矿始建于1978年，1979年投产，原批准开采2、4、6、7、9、10、11号煤层，设计生产规模为60kt/a，2005年采改后核定能力90kt/a，现实际生产能力90kt/a，井田面积0.5172km2。2004年12月10日山西省国土资源厅颁发1400000431559号采矿许可证，批准开采2、4、6、7、9、10、11号煤层，有效期限自2004年12月至2006年12月。上述批采煤层中，2号煤层在本井田分叉为2上、2下号煤层，均属可采煤层，为该矿早期采煤层，已全部采空。南庙沟煤矿整合前开采4、6号煤层，井田内已基本采空。该矿采用斜井开拓，采煤方法采用房柱式、短壁式开采，放炮落煤，串车提升，支护方式为悬移支架支护，通风方式为中央并列抽出式。该矿属低瓦斯矿井，井下涌水量90～150m3/d，矿界范围由4个拐点坐标连线圈定(6度带坐标系)：
点号 X Y
(1) 4092390 19572180
(2) 4092170 19572725
(3) 4091425 19572725
(4) 4091715 19571910
二、冷泉村办煤矿
冷泉村办煤矿持有2004年12月10日山西省国土资源厅颁发的1400000431552号采矿许可证，批准开采2、9、10、11号煤层，有效期限自2004年3月至2006年12月,设计生产规模20kt/a，井田面积0.278km2。2号煤层在井田内分叉为2上、2下上下两层。该矿主斜井井口坐标X=4093215.112，Y=19572904.324，Z=802.022，回风立井井口坐标X=4093235.385，Y=19573119.026，Z=809.139，整合前该矿对9、10、11号煤层进行了部分开采,开采范围为原井田北部，为9、10、11号煤层联合开采，采煤方法为房柱式，炮采落煤，人工装运，矿车运输。矿井设计生产能力20kt/a，实际生产能力20kt/a。井下涌水量50～80 m3/d，冷泉村办煤矿于2005年由灵石县政府对该矿实施关闭。原矿界范围由4个拐点坐标连线圈定(6度带座标系)：
点号 X Y
〈1〉 4093250 19573030
〈2〉 4093250 19573340
〈3〉 4092900 19573925
〈4〉 4092750 19573030
三、无证私挖小窑
经本次调查在井田的北部，分布有11个无证私挖小窑，主要开采2上、2下、4、6号煤层，对井田2上、2下、4、6号煤层资源造成一定破坏。现均已关闭废弃。
四、周边相邻煤矿
矿区的东南部为两渡镇八一一煤矿。
八一一煤矿为两渡镇集体企业，现有2004年12月山西省国土资源厅颁发的证号为1400000431544号采矿许可证，批准开采煤层为2、4、6、7、9、1O、11号，井田面积为1.6669km2，设计生产规模为60kt/a。

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第二章 资源整合的条件
第一节 资源条件
一、井田地质勘探程度及地质报告批准文号
2007年6月，晋中市煤田地质队提交了《山西灵石杰泰煤业有限公司资源整合地质报告》。井田内2、4、6、7、9、10、11号煤层构造中等，煤层厚度较稳定，按照国土资源部颁发的《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215-2002)规定，井田地质达到勘探程度。
2007年7月晋中市安全生产监督管理局以市安监行[2007]104号文“关于山西灵石杰泰煤业有限公司矿井资源整合地质报告审查的批复”对该地质报告进行了批复。
二、地质构造
(一)地层
本井田位于霍西煤田崔家沟精查区东北部，地表出露主要为二叠系上、下石盒子组以及第四系黄土。根据地表出露、钻孔和井下巷道的揭露，并结合区域地质资料，井田地层由老至新依次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、下石盒子组和上统上石盒子组、第四系中、上更新统，现将井田地层由老到新分述如下：
1.奥陶系中统峰峰组(O2f)
本组地层在井田内没有出露 ，据区域资料，为含煤地层基底，由灰色、深灰色厚层状石灰岩夹薄层泥灰岩、泥质灰岩组成，中部夹白云质灰岩、角砾状泥灰岩，裂隙常被方解石脉充填。厚度大于100m。
2.石炭系
1）中统本溪组(C2b)
本组地层井田内没有出露，据区域资料，与下伏奥陶系峰峰组呈平行不整合接触。主要岩性下部为铁铝岩，由山西式铁矿、铝土矿及铝土质泥岩和铁矾土等组成，厚约2.32m，其未风氧化前为黄铁矿层，可用作冶炼硫磺的矿石原料；上部为碎屑岩建造，主要岩性为褐灰色厚层状石英长石砂岩、浅灰色砂质泥岩夹薄煤层、灰色厚层状石灰岩(畔沟灰岩)及深灰色泥岩。本组地层厚8.00～15.00m，平均12.58m。
2）上统太原组(C3t)
本组地层在井田内没有出露，是井田主要含煤岩系之一，属海陆交互相碎屑岩夹碳酸盐岩建造，以K1砂岩连续沉积于本溪组之上，岩性主要为灰色、深灰色泥岩，砂岩夹三层稳定的石灰岩及4～11号煤层，标志明显。组厚88.71～103.30m，平均98.48m。据其岩相岩性和古生物对比，将本组地层划分为三个岩性段。
(1) 下段：从K1砂岩底至K2灰岩底，主要为灰白色中厚层细～中粒砂岩，灰黑色、黑色砂质泥岩、炭质泥岩、泥岩，夹煤层。煤层编号为11号、10号和9号，均为井田稳定可采煤层，本段厚度25.32～32.02m，平均29.59m；自下而上为：
K1砂岩(晋祠砂岩)：灰白色中细粒石英砂岩，分选较好，硅质胶结，楔状交错层理发育，井田范围该砂岩不稳定，常相变为灰白色团块状含铁质泥岩。
泥岩、砂质泥岩：灰色薄层状，泥质结构，含植物化石碎片。
11号煤层：俗称底板煤(底炭)，黑色层状，以亮煤和暗煤为主，层位稳定，厚度为2.00～2.46m，平均2.12m，为稳定的可采煤层。
泥岩、砂质泥岩：灰色、深灰色，薄层状，泥岩中含有植物化石。
10号煤层：俗称大炭，黑色层状构造，玻璃及油脂光泽，成分以亮煤为主，暗煤次之。煤层厚3.60～4.06m，平均3.82m，是区内稳定可采煤层之一。
泥岩夹砂质泥岩：灰黑色，以泥岩为主，砂质次之，局部夹粘土岩，局部相变为砂岩。含植物化石。
9号煤层：俗称毛四尺，黑色层状构造，色泽暗淡，以亮煤和暗煤为主，半暗型，煤层一般为单层结构，煤厚约0.96～1.00m，平均0.98m。为稳定可采煤层。
(2) 中段：自K2灰岩底至K4灰岩顶，为海相沉积的青灰色中厚状石灰岩夹泥岩、煤层及砂岩。三层石灰岩为井田的良好标志层，自下而上为：庙沟灰岩(K2)、斜道灰岩(K3)、东大窑灰岩(K4)。煤层编号自下而上为8号和7号，均为不可采煤层，本段厚31.90～40.91m，平均38.41m；自下而上为：
K2灰岩：位于9号煤层之上，为该煤层的直接顶板，岩性为深灰色厚～中厚层致密石灰岩，泥晶结构，块状构造，裂隙发育，含燧石条带及结核，厚度较大，一般为4.98～8.12m，平均6.81m。
8号煤及泥岩、砂质泥岩：顶部为8号煤层，俗称铜二尺，厚0.48～0.52m，平均0.49m，不可采。底板为砂质泥岩，含植物碎片化石。中下部为浅灰色泥岩夹薄层砂岩，向上砂质增多。
K3灰岩：岩性为深灰色含泥质石灰岩，泥晶结构，块状构造，是8号煤层的顶板，其顶部和中部均含燧石条带及结核。含生物碎屑40～50%，其中有柱纤结构和腕足类碎片及单晶结构和海百合等。生物碎片分布均匀，碎屑间以泥晶方解石为主，并含少量氧化铁。该层灰岩层位稳定，厚度大，一般为5.13～5.71m，平均5.35m。
中粗粒砂岩及泥岩：上部为灰白色中厚层状中粗粒石英砂岩，下部为深灰色薄层状泥岩。
7号煤层及泥岩：上部为浅灰色泥岩，下部为7号煤层，7号煤层厚度0.50～0.71m，平均0.61m，不可采。
K4灰岩：呈深灰色厚层状，泥晶结构，块状构造，致密坚硬，含泥质条带及燧石结核，裂隙发育，被方解石脉充填。厚0～5.45m，平均厚1.82m，局部地段缺失。该灰岩生物碎屑含量大于50%，其中最多的是隐晶结构的蜒类及柱纤结构的腕足类碎片，次有单晶结构的海百合茎、腹足类等。生物碎屑分布均匀，碎屑间有泥晶方解石。
(3) 上段：由K4灰岩顶至K7砂岩底，岩性为砂质泥岩、泥岩、煤层及中粒砂岩等。煤层编号自下而上为7上号、6下号、6号、5号和4号，其中4号为稳定大部可采煤层，6号煤层全区稳定可采，7上号、6下号、5号煤层一般为煤线，常相变为黑色泥岩，不可采。本段厚度25.82～32.24m，平均30.48m；自下而上为：
泥岩、砂质泥岩：下部呈灰黑色，微层状，含黄铁矿，页理发育，含有植物化石，上部为砂质泥岩。底部发育不稳定7上号煤层，顶部可见不稳定6下号煤层。
6号煤层：俗称上拉他，层状构造，厚0.91～1.14 m，平均1.06m。为区内稳定可采煤层。
泥岩：含植物化石碎片，上部有时夹有细砂岩。
5号煤及泥岩：下部为5号煤层，俗称灰三尺，结构简单，厚0～0.37m，平均0.23m，局部相变为黑色泥岩，上部为灰黑色薄层状泥岩，含植物化石，厚度为9.68m。
4号煤层：俗称灰四尺，井田内厚度为0.64～1.00m，平均0.89m，呈黑色层状，结构简单，不含夹矸，以亮煤及暗煤为主，为稳定的可采煤层。
3.二叠系
1）下统山西组(P1s)
为井田主要含煤地层之一，连续沉积于太原组之上。岩性为灰白色细～粗粒砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥(页)岩，夹煤层。底部以一层灰白色粗砂岩(K7)与太原组分界，顶部以K8砂岩的底界与下石盒子组分界。本组共含煤5层，其中2号煤较稳定，大部可采。煤层编号自下而上为3下号、3号、2上号、2下号和1号。本组厚度35.00～46.50m，平均厚43.23m。自下而上为：
K7砂岩：岩性为灰白色，风化后呈灰黄色，厚层状中粒长石石英砂岩，该砂岩不稳定，井田内大部相变为砂质泥岩。
砂质泥岩、泥岩：呈灰褐色，灰色，薄层状，上部以砂质泥岩为主，含植物化石碎片，夹一层不稳定薄煤层（3下），下部为泥岩。
3号煤：俗称间二尺，黑色，层状构造，结构简单，厚度为0～0.41m，平均厚0.14m，不可采。
砂质泥岩夹细砂岩：灰黑色砂质泥岩，层状，含植物化石。下部夹薄层细粒砂岩。
2下号煤层：俗称上八尺煤，黑色，属半亮型煤，厚度2.38～3.42 m，平均2.93m。为稳定可采煤层。
炭质泥岩、泥岩：灰黑色～黑色，薄层状，含植物化石。
2上号煤层：俗称上八尺，黑色，层状，沥青光泽、油脂光泽，以亮煤及暗煤为主，半亮型，具贝壳状断口，厚度1.50～1.66m，平均1.59m。煤层层位稳定，为稳定可采煤层。
砂质泥岩、砂岩夹泥岩：砂质泥岩呈灰黑色，含丰富的植物化石；砂岩呈灰白色厚层块状，中粒结构，以石英长石为主，节理裂隙及交错层理发育，泥岩呈黑色，薄层状，含丰富的植物化石。上部夹薄煤层。
1号煤：俗称盖三尺，褐黑色，属层位不稳定的零星可采煤层，厚0～1.00m，平均0.60m。
泥岩、砂质泥岩夹砂岩：灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，薄层状，夹灰白薄层细砂岩，顶部偶见薄煤线。
2）下统下石盒子组(P1x)
出露于井田中部，连续沉积于山西组之上，其岩性以砂岩、砂质泥岩及泥岩为主，夹有少量粘土岩及薄煤层等，为一套陆相沉积的陆源碎屑物地层，底部以K8砂岩与山西组分界，顶部有2～3层紫红、灰白、灰黄色杂色泥岩组成的桃花泥岩。本组厚86.00～110.00m，平均厚约102.38m。
3）上统上石盒子组(P2s)
出露于井田中南部，连续沉积于下石盒子组之上，未见顶，其岩性以黄绿色砂质泥岩、紫红色、灰黄色泥岩夹黄绿色砂岩组成，底部以K10砂岩与下石盒子组分界。本组最大残存厚度约50m左右。
4.第四系中、上更新统(Q2+3)
大面积分布于沟谷和梁坡之上，与下伏基岩呈不整合接触。岩性主要为灰黄色亚砂土、亚粘土，下部夹钙质结核，底部可见砾岩透镜体，柱状节理发育，地表冲沟附近常呈直立悬崖并形成土柱陡壁等地貌。地层厚0～50.00m，平均20.00m。
（二）构造
井田内构造较为简单，总体呈一宽缓向斜构造，轴部位于井田东部，井田大部地段属向斜西翼。据地表露头和井下巷道揭露情况，地层倾角一般5～8°，中南部比较平缓，北部边界处稍陡。井田西北部边界附近发育一条断层(F1)，简述如下：
F1正断层：发育于井田西北部，断层走向北偏东30°，倾向北西，倾角70°，落差约90m，断层延伸长度3000m以上，斜穿井田西北部。井田内延伸长度约1000 m。
井田内未见陷落柱等其它地质构造现象，井田地质构造属简单型。
三、煤层及煤质
(一) 煤层
1.含煤性
井田含煤层位主要为石炭系上统太原组（下组煤）和二叠系下统山西组（上组煤）。两个含煤岩组共含煤和煤线13层，其中可采煤层7层，即2上号、2下号、4号、6号、9号、10号和11号煤层。
太原组含煤9层，其中4、6、9、10、11号煤是井田的主要可采煤层，其余为不可采煤层。含煤地层平均厚度98.48m，煤层累计厚度9.87m，含煤系数10.0%。
山西组（上组煤）含煤岩组中共含煤层5层，其中2上号、2下号煤层属井田内稳定可采煤层；其余属不可采煤层。本组地层平均厚43.23m，煤层累计总厚度5.06m，含煤系数11.7%。
2.可采煤层
井田内主要可采煤层共7层，煤层编号自上而下分别为2上号、2下号、4号、6号、9号、10号和11号。分述如下（见表2-1-1）：

可采煤层特征一览表 表2-1-1
煤层编号
煤层厚度
煤层间距（m）
煤层结构(夹矸层数)
稳定性
可采性
顶底板岩性
最大-最小
平均（m）
顶板岩性
底板岩性
2上
1.50～1.66
1.59

2.20～2.40
2.30
简单（0～2）
稳定
全区可采
泥岩
泥岩
2下
2.38～3.42
2.93
简单（0～2）
稳定
全区可采
泥岩
泥岩
15.50～22.00
19.20
4
0.64～1.00
0.89
简单（0）
较稳定
大部可采
砂质泥岩泥岩
泥岩
10.50～18.00
14.80
6
0.91～1.14
1.06
简单（0～1）
稳定
全区可采
泥岩砂质泥岩
泥岩砂质泥岩
65.00～82.00
74.20
9
0.96～1.00
0.98
简单（0）
稳定
全区可采
石灰岩泥岩
泥岩砂质泥岩
1.08～1.46
1.29
10
3.60～4.06
3.82
简单（2）
稳定
全区可采
泥岩砂质泥岩
泥岩
1.65～3.66
2.45
11
2.00～2.46
2.12
简单（1）
稳定
全区可采
泥岩砂质泥岩
泥岩
2上号煤层：位于山西组中部，上距K8砂岩约24m，下距K7砂岩15m，当地俗称“上八尺”，煤层厚度1.50～1.66m，平均1.59m。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩。该煤层层位及厚度稳定，属全区可采煤层，煤层结构较简单，含0～2层夹矸，夹矸厚度可达0.25～0.75m左右。是本矿批采煤层之一，井田内已基本采空。
2下号煤层：位于山西组中部，上距2上号煤层2.30m左右，煤层厚度2.38～3.42m，平均2.93m。属井田稳定可采煤层。煤层含0～2层泥岩夹矸，结构简单。顶、底板均为泥岩。该煤层井田内已基本采空。
4号煤层：位于太原组上段顶部，下距K4灰岩26m，当地俗称“灰四尺”，煤层厚度0.64～1.00m，平均0.89m。属较稳定大部可采煤层。煤层顶板为砂质泥岩或泥岩，底板为砂质泥岩。该煤层结构简单，不含夹矸，为本矿批采煤层之一，井田内该煤层已基本采空。
6号煤层：位于太原组上段中部，当地俗称“拉他子”，煤层厚度0.91～1.14m，平均1.06m。煤层顶底板为泥岩、砂质泥岩，该煤层层位稳定，含0～1层夹矸，结构简单，厚度变化不大，为井田稳定可采煤层，属该矿批采煤层，井田内已基本采空。
9号煤层：位于太原组下段顶部，以K2灰岩为直接顶板，当地俗称“毛四尺”，煤层厚度0.96～1.00m，平均0.98m。直接顶板为K2灰岩，有时有泥岩伪顶，底板为泥岩、砂质泥岩。该煤层层位稳定，厚度变化不大，结构简单，不含夹矸，为稳定的全区可采煤层，属该矿批采煤层。
10号煤层：位于太原组下段中上部，上距K2灰岩2.00～3.00m,当地俗称“大炭”。据井田资料，煤层厚度3.60～4.06m，平均3.82m，煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩，该煤层层位稳定，含夹矸2层，结构简单，该煤层为井田稳定可采煤层之一。
11号煤层：位于太原组下段中部，上距10号煤层1.65～3.66m。煤层厚度2.00～2.46m，平均2.12m，属井田稳定可采煤层。该煤层结构简单，含夹矸1层，煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩。
(二)煤质
1.煤的物理性质
本区各煤层煤质，根据崔家沟井田精查报告和煤矿生产过程中历年的取样化验，可采煤层的颜色均为褐黑色，条痕呈棕黑色，硬度一般为2～3，有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，内生裂隙发育。光泽镜质组分和半镜质组分多为玻璃光泽，暗煤光泽多弱暗淡。
各层煤的宏观煤岩组分以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，丝炭少量，宏观煤岩类型多为半亮型，局部为半暗型、暗淡型，光亮型较少。煤层主要为条带状结构，层状构造。
煤的显微煤岩组分在有机组分中，镜质组主要是均质镜质体和基质镜质体，有少量胶质镜质体；丝质组以氧化丝质体为主。在无机组分中，各层均以粘土类为主，硫化物次之。
2.煤的化学性质
根据本次施工NK1和NK2号钻孔采取9、10、11号煤层煤芯样化验结果并参考崔家沟井田精查钻孔煤芯化验资料和该矿生产煤样化验结果，（当井田资料化验项目不全或样点太少时，则参考崔家沟精查报告资料综合叙述）各煤层的化学性质和工艺性能如下，仅供参考：
（1）2下号煤层：原煤水分（Mad）0.30～3.77%，平均1.40%；灰分（Ad）为17.21～29.74%，平均23.48%；挥发分（Vadf）19.57～23.87%，平均21.72%；全硫（St.d）为0.44～0.62%，平均0.53%；发热量（Qgr.ad）28.83～36.58MJ/kg，平均为32.2MJ/kg。
精煤灰分（Ad）为4.90～7.22%，平均6.06%；挥发分（Vadf）18.07～19.88%，平均18.98%；全硫（St.d）为0.69%，胶质层厚度（Y）12～20mm，平均16mm。
（2）4号煤层：原煤水分（Mad）0.46～1.56%，平均1.01%；灰分（Ad）为14.27～26.80%，平均20.54%；挥发分（Vadf）21.96～22.07%，平均22.02%；全硫（St.d）为0.50～0.68%，平均0.59%；发热量（Qgr.ad）34.21～35.22MJ/kg；平均为34.72MJ/kg。
精煤灰分（Ad）为5.88%，挥发分（Vadf）20.68%，全硫（St.d）为0.64%，胶质层厚度（Y）14mm。
（3）6号煤层：原煤水分（Mad）0.28～1.56%，平均1.06%；灰分（Ad）为17.88～31.83%，平均23.97%；挥发分（Vadf）18.63～23.67%，平均20.34%；全硫（St.d）为1.07～1.44%，平均1.26%；发热量（Qgr.ad）29.29～35.74MJ/kg；平均为33.56MJ/kg。
精煤灰分（Ad）为10.45，挥发分（Vadf）为19.70%，全硫（St.d）为0.80%，胶质层厚度（Y）13.0mm，粘结指数（GR.I）72。
（4）9号煤层：原煤水分（Mad）0.46%；灰分（Ad）为12.22%；挥发分（Vadf）29.62%；全硫（St.d）为1.94%；发热量（Qgr.ad）31.24MJ/kg。焦渣特征6，固定碳（Fcd）61.78%。
精煤灰分（Ad）为6.06%；挥发分（Vadf）29.91%；全硫（St.d）为1.52%；胶质层厚度（Y）23.5mm，粘结指数（GR.I）90。焦渣特征7。
（5）10号煤层：原煤水分（Mad）0.29～0.30%,平均0.30%；灰分（Ad）为17.03～17.08%，平均17.06%；挥发分（Vadf）16.86～16.95%，平均16.91%；全硫（St.d）为2.26～3.79%，平均3.03%；发热量（Qgr.ad）32.45～32.55MJ/kg，平均为32.50MJ/kg。焦渣特征5，固定碳（Fcd）68.87%。
精煤灰分（Ad）为4.33%；挥发分（Vadf）14.39～14.44%，平均14.42%；全硫（St.d）为3.00～3.04%，平均3.02%；胶质层厚度（Y）0mm，粘结指数（GR.I）14；焦渣特征5。
（6）11号煤层：原煤水分（Mad）0.38～0.44%,平均0.41%；灰分（Ad）为26.62～27.26%，平均26.94%；挥发分（Vadf）18.31～18.85%，平均18.58%；全硫（St.d）为1.82～4.56%，平均3.19%。焦渣特征2，固定碳（Fcd）59.02%。
精煤灰分（Ad）为6.87～11.28%，平均9.08%；挥发分（Vadf）15.70～15.97%，平均15.84%；全硫（St.d）为1.57～2.54%，平均2.06%；胶质层厚度（Y）8～9mm，平均8.5 mm，粘结指数（GR.I）10～16，平均13。焦渣特征4。
3.煤层的风氧化
井田大部被黄土覆盖，据煤矿开采揭露情况，井田北部边界附近煤层埋藏较浅，2上、2下、4号煤层有隐伏露头，接近露头处煤层受到一定风化和氧化。
4.煤质及工业用途
据《煤炭质量分级》GB/T15224—2004标准，2下号煤为特低～低灰、低硫的焦煤；4号煤为特低灰、低硫的焦煤；6号煤为中灰、低硫焦煤；9号煤为低灰、中～高硫1/3焦煤；10号煤为特低灰、高硫贫瘦煤，11号煤层为低～中高灰、高硫的贫瘦煤。2下号、4号、6号煤主要用于炼焦， 9、10、11号可用作动力用煤。
四、井田水文地质
(一)地表水系
井田内沟谷发育，但无常年性地表水体及河流，仅雨季有山洪从沟谷中流泄，向西北汇入汾河，平时干涸无水。
(二)井田主要含水层
井田内的含水层主要有中奥陶统石灰岩含水层、上石炭统太原组灰岩岩溶裂隙含水层、下二叠统山西组含水层、下石盒子组含水层。现分述如下：
1.中奥陶统灰岩岩溶裂隙含水层
主要为奥陶系上马家沟组、峰峰组灰岩，是煤系地层之基底，埋于井田深部，岩性为海相厚层状石灰岩，主要成分为碳酸钙，因其易被水所侵蚀溶解成溶洞。据夏门井田勘探资料，位于上部的峰峰组岩溶不发育，裂隙均为方解石及石膏充填，富水性差，上马家沟组中、上部岩溶发育，可见岩溶灰岩，据井田东南侧崔家沟精查区崔2—1号水文孔抽水试验资料，奥灰岩溶水位标高619.93m，单位涌水量0.0048L/s·m，渗透系数K=0.23m/d，该水文孔位于本井田西南约3km，按1.14‰水力坡度推测，本井田奥灰水位标高约623—624m。
2.上石炭统太原组灰岩岩溶裂隙含水层
井田内无出露，为岩溶裂隙含水层，该组地层井田内厚度约90m，除砂岩、砂质泥岩、泥岩外，有二层发育良好和一层局部发育且易被水溶解的海相石灰岩(K2、K3、K4)，总厚度约16.5 m，为本组的主要含水层，但含水量很小，单位涌水量0.00011～0.0074L/s·m，渗透系数0.0027～0.0123 m/d，属弱富水含水层。
其中K2灰岩为9号煤层的直接顶板，结构致密，坚硬，裂隙与喀斯特现象在个别地段发育，水位标高747.36m，q =0.0074L/s·m ，K =0.45 m/d。K3灰岩一般为8号煤层的直接顶板，水位标高800.36m，q =0.000412L/s· m ，K =0.00417 m/d。K4灰岩为7号煤层的直接顶板，裂隙不甚发育，属弱含水层。
3.二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层
山西组砂岩发育少且不稳定，主要为K7砂岩，平均厚5.28 m，为4号煤层老顶，2号煤上部有一层细砂岩，是2号煤层的充水来源，但井田及邻近未做专门调查，据井下巷道揭露，含水性较差，一般涌水量较小。故含水层富水性较差。单位涌水量0.002L/s.m，渗透系数0.001 m/d。属弱富水含水层。
4.二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层
在井田内因埋藏浅，以中粗粒砂岩为主，风化裂隙较发育，因而易于接受大气降水，补径排条件较好，其富水性受季节影响较大，变化较大。其中以K8砂岩为主要含水层，q =0.0272L/s·m，K =0.0465 m/d。一般认为富水性较差，属弱富水含水层。
(三)隔水层
井田内的隔水层主要为石炭系、二叠系各砂岩、灰岩含水层间的泥岩、砂质泥岩隔水层以及中石炭统本溪组泥岩隔水层组。
井田内各砂岩、灰岩含水层之间的泥岩、粘土岩等成为各含水层间的主要隔水层，但由于采空区塌陷的影响而产生垂直裂隙，使该隔水层的隔水性局部受到破坏。
煤系地层底部的本溪组至太原底部11号可采煤层以下层段岩性由泥岩、铝土泥岩、粘土岩等组成，厚度平均31.58m，岩性致密、细腻，隔水性能好，为井田及区域内煤系地层与奥灰水间良好的隔水层。
(四)相邻矿井及古、老窑、采空区对本井田水文地质条件的影响
根据煤矿提供，井田四周无其它生产煤矿越层越界开采，而沿着煤层露头附近均有小窑开采破坏区，同时,井田内2、4、6号煤层多有露头，且在煤层赋存区均有大面积采空区，在小窑破坏区及采空区有一定量的积水，所以必须引起煤矿的重视。
(五)充水因素分析
本矿井主要充水因素为煤层顶板裂隙水、大气降水的渗入和采空区低凹地带中的积水。
裂隙水：裂隙水包括风化裂隙、构造裂隙与采动裂隙。本井田构造裂隙不太发育，多属层间裂隙，规模较小，连通性差，大多以节理、劈理等裂隙形式出现，因此其补给条件相对较差。采动裂隙，由于井田下部煤层的采动，形成大面积的塌陷凹地和塌陷裂隙，经计算，9号煤层采空后顶板导水裂隙高度为18.90 m，10号煤层为58.90 m（采用公式H=｛100M/（3.3n+3.8）｝+5.1），而9号煤层埋深为55～220 m，在井田北部冷泉沟煤矿井筒附近有沟通地表水和上部砂岩裂隙水的可能，但由于该地段属背斜轴部位置砂岩裂隙含水性较弱，故在冷泉沟煤矿开采9、10、11号煤层时均未受到顶板裂隙水的较大影响，井下涌水量仅50～80 m3/d，对生产影响不大。
采空区在一些低凹部位常形成积水。其来源有一部分是采空区上覆含水层中的静储量水，因采动沿裂隙流入井下，待静储量消耗后，地表水沿地表裂缝通道补给含水层，再沿裂隙渗入井下。根据以上9、10号煤层采空后顶板导水裂隙高度计算结果，9、10号煤层顶板导水裂隙高度分别为18.90 m和58.90 m。井田内6、9号煤层间距65～82 m，下部9、10、11号煤层顶板导水裂隙一般不会延深到6号煤层以上沟通下部2上、2下、4、6号煤层采空区积水。但当有较大构造裂隙沟通时（如F1大断层）则应做好水害防落措施。
本井田内2上、2下、4、6号煤层已基本采空，井田北部9、10、11号煤层也分布少量采空区。经长期废弃，采空区内均存有一定积水。因采空区已封闭坍塌，无法进行积水量观测，本次按照《煤矿安全手册》中老空区积水估算公式（Q=K·M·F/cosα）对各煤层采空区积水量进行了估算，估算结果见表2-1-2。
采空区积水量估算结果表 表2-1-2
煤层
采空区
面积（F）
（m2）
煤厚（M）
（m）
煤层倾角α
（°）
富水系数K
积水量Q
（m3）
2上
采空－1
166200
1.66
5
0.37
102490
采空－2
446400
1.56
5
0.37
258696
破坏－1
83200
1.66
6
0.37
51409
破坏－2
338500
1.66
5
0.37
208741
小计
1034300

621336
2下
采空－1
167107
3.42
5
0.37
212306
采空－2
447939
2.69
5
0.37
447624
破坏－1
84688
3.42
6
0.37
107811
破坏－2
340334
3.42
5
0.37
432388
小计
1040068

1200129
4
采空－1
169009
1.00
5
0.37
62784
采空－2
402191
0.81
5
0.37
121020
破坏－1
83200
1.00
6
0.37
30969
破坏－2
338500
1.00
5
0.3