山西担水沟煤矿诊断优化报告.docx

担水沟煤业有限责任公司
煤矿生产系统诊断优化报告

中煤集团煤矿系统诊断优化工作组
2011年4月

前言
根据王安总经理《创新思维与实践》报告和《关于落实安全主体责任创建安保型企业三年行动的决定》（中煤安[2011]1号）文件要求, 依据国家有关法律、法规、标准和规范、煤炭工业安全高效矿井（露天）评审标准以及中煤集团《安保型煤矿建设标准》（第4稿），为摸清中煤集团所属生产煤矿安全生产现状，查找煤矿生产系统、工艺、装备等方面存在的问题和缺陷，专家组按照煤矿采掘、机电运输、“一通三防”、地测防治水、信息化等5个专业，于2011年4月26日至28日对中煤进出口公司担水沟煤业有限公司（以下简称：担水沟煤矿）煤矿的生产系统、工艺、装备等进行了现场诊断。在此期间专家组组织过2次有煤矿领导和相关技术负责人参加的会议和2次专家组会议。
4月29日经专家组集体讨论，按照中煤集团“四化”方向和“五高”标准，提出了担水沟煤矿生产系统诊断优化报告。
专家组在现场工作期间，得到了中煤进出口公司领导和担水沟煤矿领导及技术人员的大力支持和协助，在此表示衷心的感谢。

煤矿系统诊断优化专家组

专 家 组 名 单

姓名
职务
专业
职称
签名
金佩煌
专家组长
采掘
教授级高工

赵可风
专业组长
采掘
高级工程师

秦喜文

采掘
教授级高工

王光复
专业组长
一通三防
高级工程师

左海法

一通三防
高级工程师

任宝宏

一通三防
高级工程师

刘广周
专业组长
机电运输
教授级高工

帅玉星

机电运输
教授级高工

丁建新
专业组长
地测防治水
高级工程师

谢进国

地测防治水
高级工程师

景沈锋
专业组长
信息化
教授级高工

郑清川

综合
高级工程师

目 录
第一部分：基本情况 1
1矿井概况 1
1.1矿井自然条件 1
1.2矿井生产条件 9
1.3矿井未来三年生产接续计划分析 15
2矿井安全现状 18
2.1矿井采掘机械化水平 18
2.2矿井重大安全隐患和重大危险源辨识 18
2.3矿井近三年事故统计分析 19
第二部分：矿井生产系统诊断优化 20
3矿井采掘系统及采掘装备 20
3.1矿井开拓系统 20
3.1.1系统现状 20
3.1.2系统诊断 21
3.1.3系统优化方案 21
3.2矿井开采系统 21
3.2.1系统现状 21
3.2.2系统诊断 22
3.2.3系统优化方案 23
3.3矿井采掘装备 24
3.3.1系统现状 24
3.3.2系统诊断 25
3.3.3系统优化方案 25
3.4系统诊断结论 25
4矿井提升、运输系统 26
4.1矿井提升系统 26
4.1.1系统现状 26
4.1.2系统诊断 27
4.1.3系统优化方案 28
4.2矿井运输系统 28
4.2.1系统现状 28
4.2.2系统诊断 29
4.2.3系统优化案 29
4.3系统诊断结论 29
5矿井供配电系统 30
5.1系统现状 30
5.2系统诊断 33
5.3系统优化方案 35
5.4系统诊断结论 36
6矿井“一通三防” 37
6.1矿井通风系统 37
6.1.1系统现状 37

6.1.2系统诊断 37
6.1.3系统优化方案 38
6.2矿井瓦斯防治系统 38
6.2.1系统现状 38
6.2.2系统诊断 39
6.2.3系统优化方案 39
6.3矿井防灭火系统 40
6.3.1系统现状 40
6.3.2系统诊断 40
6.3.3系统优化方案 40
6.4矿井防尘系统 41
6.4.1系统现状 41
6.4.2系统诊断 41
6.4.3系统优化方案 41
6.5系统诊断结论 42
7矿井地测防治水系统 43
7.1系统现状 43
7.2系统诊断 45
7.3系统优化方案 46
7.4系统诊断结论 47
8矿井信息化系统 48
8.1系统现状 48
8.2系统诊断 49
8.3系统优化方案 49
8.4系统诊断结论 50
9井下安全避险“六大系统” 51
9.1系统现状 51
9.1.1压风自救系统 51
9.1.2安全监控系统 51
9.1.3通讯联络系统 52
9.1.4井下作业人员管理系统 52
9.2系统诊断 53
9.2.1压风自救系统 53
9.2.2安全监控系统 53
9.2.3通讯联络系统 53
9.2.4井下作业人员管理系统 54
9.3系统优化方案 54
9.3.1压风自救系统 54
9.3.2安全监测监控系统 54
9.3.3通讯联络系统 54
9.3.4井下作业人员管理系统 55
9.4系统诊断结论 55
第三部分：矿井系统诊断优化结论 56

第一部分：基本情况
担水沟煤矿建于1971年，设计生产能力0.21Mt/a；2007年进行改扩建，扩建后生产能力0.45Mt/a；2009年8月由原山西中煤平朔担水沟煤业有限公司和原山西中电陡沟煤业有限公司进行兼并重组整合，现正在进行技术改造，技改后达到生产能力5.00Mt/a。去年实际产煤120万吨。
1矿井概况
1.1矿井自然条件
1、地理位置
担水沟煤矿井田位于朔州市朔城区北部15km的小平易乡担水沟村，行政区划属朔城区小平易乡管辖，井田地理坐标为：
东经112°25′41″～112°28′27″，
北纬39°24′23″～39°26′10″。
本井田东南距小平易乡2.4km，东距小平易—陶村公路7km，元卢铁路从井田东部边界外通过，距大（同）—运（城）二级公路4km，距井田东南元子河矿业公司铁路集装站6km，距安庄集装站8km。距朔州市15km。北同蒲铁路线经朔州市通过，向北经大同可通往内蒙、河北，向南经省城太原通往全国各大城市，交通运输便利。
2、井田境界及资源储量
矿井井田范围东西长3998m，南北宽3273m，面积8.8395km2，批采4-11号煤层。
依据矿井2007年度《山西省朔州市朔城区担水沟煤矿资源/储量核查报告》资源/储量备案证明及矿方根据新的采矿许可证划定的井田边界估算，截至2009年12月共估算得井田范围4号、8号、9号、11号煤层工业资源/储量为195.623Mt，设计可采储量132.404Mt。
表1-1矿井设计可采储量汇总表 单位：Mt
煤层号
工业储量
永久煤柱损失
矿井设计储量
开采保护煤柱
开采损失
设计可采储量
井田境界
断层
合计
工业场地
主要巷道
合计
4-1
6.270
1.456
0.348
1.804
4.466
1.061
0.641
1.702
0.691
2.073
4-2
4.832
0.274
0.066
0.340
4.492
0.201
0.122
0.323
0.625
3.543
8
12.154
0.477
0.116
0.593
11.561
0.353
0.213
0.566
1.649
9.346
9
128.291
5.049
1.158
6.207
122.084
3.527
2.131
5.658
29.107
87.320
11
44.076
1.597
0.389
1.986
42.09
1.236
0.692
1.928
10.041
30.122
合计

195.623
8.852
2.077
10.930
184.693
6.378
3.799
10.177
42.113
132.404

矿井服务年限：
根据2010年12月煤炭工业合肥设计研究院山西文龙煤矿工程设计有限公司编制的“山西中煤担水沟煤业有限公司矿井生产能力核定报告书”，担水沟煤矿剩余服务年限21.8年。
3、矿井地质概况
（1）地层
井田内地表大部分被黄土覆盖，沟谷中有二叠系上统上石盒子组基岩出露，根据井田内地层出露情况及钻孔揭露情况，对井田地层由老到新分述如下：
①奥陶系中统上马家沟组（O2s）
为含煤岩系基底，埋于井田深部，在井田外马关河东侧有零星出露，本组厚180m左右，主要为青灰一深灰色石灰岩、白云岩及白云质灰岩，夹有灰黄色泥岩、泥质灰岩和钙质泥岩。与下伏地层平行不整合接触。
②石炭系中统本溪组（C2b）
在井田范围内无出露，根据钻孔资料，本溪组厚度22.00-32.61m，平均27.78m，主要由灰色、灰白色砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，中部一般有1-2层生物碎屑石灰岩，其中下部一层比较稳定，定为标志层K1。底部常见山西式铁矿，呈鸡窝状赋存，在其上发育一层品位较高的铝土泥岩，最大厚度可达14m，中上部可见1-2层不稳定的薄煤线。
③石炭系上统太原组（C3t）
在井田内东南部零星出露，为井田内主要含煤地层，据钻孔揭露，本组厚度88.19-107.47m，平均厚104.49m。主要由灰白色、灰色砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和6层煤层组成，分别4-1号、4-2号、5号、8号、9号、11号煤层，其中4-1号、8号、9号、11号煤层为稳定可采，4-2号煤层较稳定大部可采煤层，其余为不稳定不可采。底部有4.46m厚的中粗砂岩，为K2标志层，与下状地层呈整合接触。
④二叠系下统山西组（P1s）
在井田内东南部零星出露，为井田含煤地层之一，岩性主要由灰色、灰白色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩和粉砂岩组成，中下部发育1-3层薄煤层，分别为2、3号煤层，均为不稳定不可采煤层。底部砂岩(K3)为灰白色细－中粒砂岩，局部相变为粉砂岩，直接覆盖于4号煤层之上，与下伏太原组整合接触。该组厚度38.91-59.63m，平均50.19m。
⑤二叠系下统下石盒子组（P1x）
在井田内东南部零星出露，本组主要为灰黄色及淡黄色厚层状中粗砂岩，间或与青灰色砂质泥岩、泥岩互层，砂岩岩性变化及厚度变化均较大，胶结硫松，交错层理，上部为紫色、灰绿色相混的杂色泥岩，俗称为“桃花泥岩”，是上下石盒子组分界的良好辅助标志，中部常夹1-3层硬质或软质耐火粘土，砂质泥岩及泥岩中常含植物化石，底部有一层不稳定的粗砂岩或含砾中砂岩（K4），本组厚度70.00-105.12m，平均98.87m。与下伏地层整合接触。
⑥二叠系上统上石盒子组（P2s）
在井田内沟谷中出露，本组岩性以黄绿色、杂色及暗紫色砂质泥岩、泥岩为主，其间夹薄层状黄绿色粗砂岩和细砂岩，其粒度不均，分选较差，易风化为砂砾。底部为一层灰绿色厚层状粗粒砂岩，有时相变为细砂岩，砾石成分为燧石，泥质胶结，疏松，分选较差，为K6标志层。由于地层剥蚀，本井田仅赋存下部地层。残留厚度31.98-200.00m，平均120.00m。与下伏地层整合接触。
⑦第四系中上更新统（Q2+3）
主要为中上更新统黄土层，广泛分布于井田各处。上部为上更新统淡黄色亚砂上，多为耕地，垂直节理发育。下部为中更新统浅红色亚粘土，砂质粘土，含多层钙质结核。厚度2.60-40.42m，平均29.93m
⑧第四系全新统（Q4）
主要为近代河床沉积物，其岩性由砂，亚砂土及不同程度的砾石组成，分布于马关河床及阶地上，厚7.00-8.00m，平均7.50m。
（2）主要含煤地层
井田内赋存的主要含煤地层为太原组，次要含煤地层为山西组，现将各含煤地层的含煤性分述如下：
①山西组（P1s）
本组含煤2层，为2号、3号煤层，均属不稳定、不可采煤层，煤层平均总厚0.80m，本组平均厚度为50.19m，含煤系数1.6%
②太原组（C3t）
为井田主要含煤地层，共含煤6层，自上而下分别为4-1号、4-2号、5号、8号、9号和11号煤层，其中4-1号、8号、9号、11号煤层为全区稳定可采煤层，4-2号煤层为较稳定大部可采煤层，5号煤层为不稳定不可采煤层，煤层平均总厚28.62m，本组平均厚度为104.49m，含煤系数为27.39%。
（3）地质构造
本井田位于区域构造担水沟正断层以北，井田总体为一宽缓的短轴向斜构造，向斜轴位于井田北部，轴向W—E，井田大部位于向斜轴南翼，南翼地层较陡，地层倾角在3-14°之间，局部地层倾角达到19°，北翼地层较缓，地层倾角在3°左右。
井田内北部发育5条断层，分别为F1、F2、F3、F4、F5断层，均为物探控制，其中F1、F2、F3为正断层，F4、F5为逆断层；井田中部发育3条断层，分别为F6、F7、F8，均为正断层均为井下揭露；井田南部发育2条断层，分别为F9和担水沟正断层，均为正断层，其中F9断层为井下及钻孔揭露，担水沟正断层为钻孔揭露。
表1-2 主要断层一览表
断层编号
位置
性质
走向
倾向
倾角（°）
落差
井田内延伸长度（m）
F1
北部
正
S40°E
SW
60-70
10
130
F2
北部
正
S43°E
SW
60-70
8
340
F3
北部
正
S45°E
SW
60-70
6
600
F4
北部
逆
S
E
20-30
3
530
F5
北部
逆
S28°W
SE
20-30
5
510
F6
中部

正
S30°E
SW
60-70
2
235
F7
中部
正
S35°E
SW
65
8.5
170
F8
中部
正
S70°E
SW
48
4.2
260
F9
南部
正
S25°W
NW
70
20
740

担水沟正断层：位于本井田南界，走向近东西向，倾向南，倾角70°，为正断层，在本井田内延伸长度为2500m，落差360m，经T15、T16号钻孔揭露，该断层由2条以上的阶梯状正断层组成。
另外井田内在开采9号煤层时发现了3个陷落柱，均为椭圆形，轴长30-90m。
总之，井田地质构造简单为一类。
4、煤层赋存条件
（1）主要可采煤层
井田可采煤层为4-1、4-2、8、9、11号煤层，均为井田内批准开采煤层，现分述如下：
4-1号煤层
赋存于太原组顶部，煤层厚度1.00～6.60m，平均4.74m，其中0.5m厚的煤层为T32钻孔揭露，该钻孔位于断层之中，煤层厚度不作为储量估算厚度及煤层对比厚度，因此该煤层属全区稳定可采煤层。煤层一般含夹矸0～2层，夹矸厚度0.05～1.10 m，岩性多为高岭岩、炭质泥岩和砂质泥岩，结构较简单。该煤层直接顶为K3砂岩，局部为泥岩、砂质泥岩，有时有炭质泥岩伪顶。底板一般为含植物根化石的细砂岩，局部为砂质泥岩。
4-2号煤层
位于4-1号煤层之下，上距4-1号煤层底0.65～5.90m，平均4.53m，煤厚0.00～1.90m，平均1.06m，井田北部、东部及西南部存在不可采区，属于全区较稳定大部可采煤层。煤层一般不含夹矸，结构简单。该煤层直接顶板为泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩。
8号煤层
位于太原组中下部,上距4-2号煤层27.42～49.04m，平均37.41m，煤厚0.00～2.29m，平均1.58m，井田东南部存在不可采区，属全区稳定大部可采煤层。煤层一般含夹矸0～1层，夹矸厚度0.07～0.30 m，岩性多为泥岩、炭质泥岩，结构简单。该煤层顶板为泥岩、钙质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩。
9号煤层
位于太原组下部，上距8号煤层0.61～15.43m平均5.51m。煤层厚度12.53～23.88m，平均16.20m，为全区稳定可采煤层。该煤层结构复杂，含夹矸0～6层，夹矸岩性多为泥岩、炭质泥岩。煤层顶板为泥岩、中砂岩，局部为砂质泥岩，底板为泥岩，砂岩。
11号煤层
位于太原组底部，上距9号煤层1.12～7.66m，平均3.80m.煤层厚度1.30～7.38m，平均4.92m，煤层尖灭为井田外T27号钻孔揭露，煤层一般含夹矸0～1层，夹矸厚度0.05～0.33 m，岩性多为泥岩、炭质泥岩，结构简单。该煤层直接顶板为泥灰岩、泥岩，局部为砂质泥岩、中砂岩，底板为中砂岩、细砂岩、砂质泥岩，局部为泥岩。
表13 可采煤层特征表
煤层号
煤层厚度(m)
煤层间距(m)
平均
结构
(夹矸数)
稳定性
可采性
顶底板岩性
最大-最小
平均
顶板
底板
4-1
1.00-6.60
4.74
0.65-5.90
4.53
较简单
(0-2)
稳定
全区可采
泥岩
砂质泥岩
泥岩
细砂岩
4-2
0.00-1.90
1.06
简单
(0)
较稳定
大部可采
泥岩
泥岩
砂质泥岩
27.42-49.04
37.41
8
0.00-2.29
1.58
简单
(0-1)
稳定
大部可采
泥岩
钙质泥岩
砂质泥岩
泥岩
0.61-15.43
5.51
9
12.53-23.88
16.20
复杂
(0-6)
稳定
全区可采
泥岩
砂质泥岩
泥岩
砂岩
1.12-7.66
3.80
11
1.30-7.38
4.92
简单
(0-1)
稳定
全区可采
泥岩
泥灰岩
砂质泥岩
砂岩

（2）煤质
根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年5月6日的检验报告，煤层煤样煤质工业分析为：
4号煤层：原煤水分（Mad）1.62%，浮煤水分（Mad）1.84%；原煤灰分（Ad）37.14%，浮煤灰分（Ad）8.05%；原煤挥发分（Vdaf）39.97%，浮煤挥发分（Vdaf）38.94%；原煤全硫（St，d）0.48%，浮煤全硫（St，d）1.23%；原煤高位发热量（Qgr，d）19.87MJ/kg；浮煤高位发热量（Qgr，d）30.25MJ/kg。4号煤层属高灰、低硫—中硫长焰煤。
8号煤层：原煤水分（Mad）1.63%，浮煤水分（Mad）1.90%；原煤灰分（Ad）10.51%，浮煤灰分（Ad）5.52%；原煤挥发分（Vdaf）42.84%，浮煤挥发分（Vdaf）43.74%；原煤全硫（St，d）2.83%，浮煤全硫（St，d）2.53%；原煤高位发热量（Qgr，d）29.32MJ/kg；浮煤高位发热量（Qgr，d）31.54MJ/kg8号煤层属高灰、低硫—中硫长焰煤。
9号煤层：原煤水分（Mad）0.46%，浮煤水分（Mad）3.09%；原煤灰分（Ad）30.42%，浮煤灰分（Ad）9.25%；原煤挥发分（Vdaf）43.26%，浮煤挥发分（Vdaf）40.02%；原煤全硫（St，d）2.01%，浮煤全硫（St，d）2.45%；原煤高位发热量（Qgr，d）21.48MJ/kg；浮煤高位发热量（Qgr，d）29.72MJ/kg。9号煤层属高灰、低硫—中硫长焰煤。
11号煤层：原煤水分（Mad）1.30%，浮煤水分（Mad）1.71%；原煤灰分（Ad）25.39%，浮煤灰分（Ad）7.90%；原煤挥发分（Vdaf）57.22%，浮煤挥发分（Vdaf）43.94%；原煤全硫（St，d）2.50%，浮煤全硫（St，d）1.43%；原煤高位发热量（Qgr，d）23.71MJ/kg；浮煤高位发热量（Qgr，d）31.03MJ/kg。11号煤层属高灰、低硫—中硫长焰煤。
1.2矿井生产条件
1、水文地质条件
（1）矿井水文地质类型
地表水：井田东部边界外有马关河经过，该河流为季节性河流。井田中各沟谷平时基本干枯无水。只有雨季才有洪水流向马关河，为桑干河支流，属海河流域桑干河水系。
地表水体主要为井田东南角边界外的赵家口水库，距本井田约1km,水库容量为48万m3。
含水层：井田内没有专门水文孔，据马关河西露天详查勘探区资料，位于井田外西北部603、1107号孔（距井田2000m左右）钻孔注水试验资料成果，将本井田含水层划分如下：
①第四系冲积层孔隙含水层
分布在井田东部马关河河床中，由砂、砾石组成，冲积层中的地下水由两岸基岩渗出水及大气降水补给，水量较丰富。
②二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层组
井田内出露较多，含水层由中—粗粒厚层砂岩组成，胶结疏松，该组出露泉水较多，一般为小泉，流量为0.014-0.68L/s（太佐沟），钻孔探至本组时钻孔经常漏水。
③二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层组
井田内东南部零星出露，为基岩风化壳主要组成层位，由2-4层中、粗粒砂岩组成，总厚约40m左右。砾石成分为燧石，泥质胶结，疏松，分选较差，钻孔消耗量不大，富水性较弱。地表出露泉水在东部太佐河白土窑中，流量0.014-0.33 L/s。
④二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层.
该组稳定砂岩2—3层，厚度变化较大，以K3砂岩厚度较为稳定，K3砂岩为灰色厚层状中、粗砂岩，底部常夹有砂砾岩，厚5.59-22.40m，平均11.70m，砂岩裂隙发育，大部分钻孔冲洗液漏失或形成干孔，抽水试验，单位涌水量为0.00041-0.084L/s.m，水位标高1311.61m。
⑤石炭系上统太原组层间砂岩裂隙含水层
含水层主要为9号煤以上的砂岩带，这是太原组下段9号和11号煤层开采的主要顶板充水含水层本组含水层埋藏较深，又因其间有泥岩作为相对隔水层,不易接受上覆含水层越流和大气降水渗入，补给条件差。含水层一般为极弱富水程度，只在靠近补给区的埋藏区局部达到中等程度，单位涌水量q=0.056-0.01L/s.m，渗透系数为k=0.209-0.176m/d，本组含水层对矿床充水甚微。
⑦奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
位于平朔矿区东南部，奥灰岩溶普遍发育，富水性达到强至极强程度，据井田外西北部603、1107号钻孔抽水试验单位涌水量q值6.369-47.368L/s.m，水质优良，为弱碱性，微硬至硬的低矿化度，水化学类型为HCO3—Ca·Mg型水。主要含水层位是下马家沟组（O2x）和亮甲山组（O1l）。工业广场打一深水井，单井出水量2112m3/d。水位埋深90m，水位标高1048.05m。
推测本井田奥灰水位标高为1048.00-1052.00m（奥灰水位低于神头泉水出露标高，分析原因为由于多年来地下水的抽排形成局部水位下降）。岩溶水向东南径流至神头泉排泄。
（2）井田充水因素分析
根据井田水文地质条件和该矿目前实际涌水情况综合分析,本矿井充水因素主要有以下几个方面：
①顶板和井筒渗水
由于煤层上覆含水层富水性不强,顶板和井筒渗水量均不大,据该矿开采情况,井下涌水量最小为3.7m3/h，正常为4.7 m3/h，雨季较大约7m3/h。一般不会影响矿井正常生产。
②采空区积水
井田内4-1号、4-2号、9号、11号煤层分布有大片采空区和古空区，存有不同程度积水，4-1号煤层存在1处积水区，总积水量为0.15万m3；4-2存在2处积水区，总积水量为1.14万m3；9号煤层存在5处积水区，总积水量为14.11万m3；11存在2处积水区，总积水量为0.40万m3。将来临近采空区开采，应进行探测和疏排，以免影响正常生产。
③大气降水
井田内各煤层均有出露，矿井开采煤层时，局部采空区塌陷裂隙可能延及地表，导致大气降水沿顶板塌陷裂隙渗入巷道，开采中应予防范。
（3）矿井涌水量
矿井生产规模达到5.00Mt/a时，全矿井正常涌水量为160m3/h，最大涌水量为280m3/h。（根据2010年12月煤炭工业合肥设计研究院山西文龙煤矿工程设计有限公司编制的“山西中煤担水沟煤业有限公司矿井生产能力核定报告书”）
2、煤层顶底板条件
4-1号煤层：直接顶板为中细粒砂岩或泥岩，局部裂隙发育，为半坚硬岩石，属中等坚硬顶板，顶板坚硬不易冒落，有时有0.02-0.05m炭质泥岩伪顶，易垮落，有时局部为砂质泥岩顶板，底板为泥岩、局部为砂质泥岩，质散。据采掘实践，顶底板不易于管理。
4-2号煤层：直接顶板为砂质泥岩、泥岩，属中等冒落顶板，底板为中砂岩、砂质泥岩，顶板易管理。
8号煤层：直接顶板为泥岩、砂质泥岩、砂岩，属中等冒落顶板，底板为细砂岩、砂质泥岩，少数为泥岩。
9号煤层：直接顶板为泥岩，岩性致密，裂隙不发育，属中等冒落型顶板，底板为泥岩或砂质泥岩、细砂岩。
11号煤层：直接顶板为泥岩或细砂岩，岩性致密，裂隙不发育，属中等冒落型顶板，底板为泥岩、砂质泥岩。
3、瓦斯等级、自燃倾向性、煤尘爆炸危险性
（1）瓦斯等级
根据山西省煤炭工业局“晋煤安发 [2009]89号”文件《关于朔州市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》，该矿井 CH4绝对涌出量为0.33m3／min，相对涌出量为0.72m3／t。二氧化碳绝对涌出量为0.65m3／min，相对涌出量为1.42m3／t。该矿井为低瓦斯矿井。
（2）煤层自燃倾向性与煤尘爆炸性
①煤层自燃倾向性
根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年2月1日检验报告，4号层煤层吸氧量为0.57cm3/g，煤层有自燃发火倾向，自燃等级为II级，自燃倾向性属自燃；9号层煤层吸氧量为0.62cm3/g，煤层有自燃发火倾向，自燃等级为II级，自燃倾向性属自燃。
②煤尘爆炸性
根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年2月1日检验报告，4号层煤尘火焰长度40mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量50%，煤尘云爆炸下限浓度20g/m³，煤尘具有爆炸危险性；9号层煤尘火焰长度大于400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量70%，煤尘云爆炸下限浓度20g/m³，煤尘具有爆炸危险性。
4、井田内及周边小窑情况
担水沟煤矿井田西与山西中煤东坡煤业有限公司相邻，东与山西中煤杨涧煤业有限公司相望，其他方位无生产矿井。
（1）山西中煤东坡煤业有限公司
井田面积为8.3236km2，批准开采4、9、10号煤层，生产规模为21Mt/a。是由原山西中煤东坡煤业有限公司、原山西朔州汇众煤业有限公司、原山西朔州万通源金坡煤业有限公司及原山西泉安煤业有限公司整合而成。其中原山西泉安煤业有限公司与本井田相邻。
原山西泉安煤业有限公司1989年9月开始建井， 1996年简易投产，设计生产能力0.15Mt/a。采9号煤层。采煤方法为房柱式，属低瓦斯矿井。据调查，原山西泉安煤业有限公司与本井田无越界开采现象。
（2）山西中煤杨涧煤业有限公司
井田面积为9.313km2，批准开采4、9、11号煤层，生产规模为0.90Mt/。是由原山西中煤平朔杨涧煤业有限公司、原山西朔州贵龙煤业有限责任公司整合而成。
山西中煤杨涧煤业有限公司与本井田相望，不相邻。

杨

元
后南沟煤矿
东坡煤矿

涧

卢

煤
东坡煤矿

铁

矿

担水沟煤矿
路

担水沟煤矿周边煤矿示意图

1.3矿井未来三年生产接续计划分析
担水沟煤矿现开采4号、9号煤层。4号煤层在井田东翼安排综放工作面一个（4101工作面），9号煤层在井田东翼安排综放工作面一个（9101工作面），4号煤层与9号煤层综放工作面超前距为600m。每个煤层配备二个综掘面。按生产能力要求，编制了3年生产接续计划。
1、三年矿井煤炭生产量计划：
① 2011年计划生产原煤300万吨（其中：掘进煤量：30万吨；回采煤量：270万吨）。
② 2012年计划生产原煤300万吨。
③ 2013年计划生产原煤500万吨。
2、三年掘进计划进尺，工作面接替计划安排：
（1）三年掘进计划进尺：
① 2011年掘进计划进尺11975m（其中：综掘一队总进尺6513m；综掘二队总进尺4441m）。
②2012年掘进计划进尺9852m（其中：综掘一队总进尺4063m；综掘二队总进尺5789m）。
③ 2013年掘进计划进尺6819m（其中：综掘一队总进尺3439m；综掘二队总进尺3380m）。
（2）三年工作面接替计划：
2011年综采一队工作面接替安排：4101、4102两个工作面，工作面长度250m，年推采长度1200m，需搬家倒面1次。综采二队工作面接替安排：9101一个工作面，工作面长度250m，年推采长度900m，不需要搬家倒面。
2012年综采一队工作面接替安排：4102、4103两个工作面，工作面长度250m，年推采长度1200m，需搬家倒面1次。综采二队工作面接替安排：9101、9102两个工作面，工作面长度250m，年推采长度1100m，需搬家倒面1次。
③ 2013年综采一队工作面接替安排：4103、4110二个工作面，工作面长度250m，年推采长度1200m，需搬家倒面1次。综采二队工作面接替安排：9102、9103两个工作面，工作面长度250m，年推采长度1200m，需搬家倒面1次。
3、生产接续计划分析
(1)根据2011年一季度矿井“三个”煤量情况（四号煤层开拓煤量303.76万吨，准备煤量85.84万吨，回采煤量85.84万吨；9号煤层开拓煤量910.54万吨，准备煤量719.45万吨，回采煤量719.84万吨），三年接续计划产量是可以实现的。
(2)当前矿里有两个综掘队，即4号、9号煤层各一个综掘队和二台综掘机，要完成接续计划年11975余米掘进尺是可行的。
2矿井安全现状
2.1矿井采掘机械化水平
矿井现在4号、9号煤层各布置综放工作面1个，每个煤层安排2个综掘工作面。采煤机械化程度100%，掘进机械化程度近100%。
2.2矿井重大安全隐患和重大危险源辨识
根据国家安全生产监督管理总局《煤矿重大安全隐患认定办（试行）》（安监总煤矿字[2005] 133 号）和国家煤矿安全监察局《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字[2004]56号）的要求，对煤矿存在的重大安全隐患和重大危险源进行了辨识。
1、煤尘爆炸性
根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年2月1日检验报告，4号层煤尘火焰长度40mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量50%，煤尘云爆炸下限浓度20g/m³，煤尘具有爆炸危险性；9号层煤尘火焰长度大于400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量70%，煤尘云爆炸下限浓度20g/m³，煤尘具有爆炸危险性。
2、煤层自燃倾向性
根据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年2月1日检验报告，4号层煤层吸氧量为0.57cm3/g，煤层有自燃发火倾向，自燃等级为II级，自燃倾向性属自燃；9号层煤层吸氧量为0.62cm3/g，煤层有自燃发火倾向，自燃等级为II级，自燃倾向性属自燃。
担水沟煤矿的重大危险源为煤尘有爆炸性和煤层有自燃倾向。
2.3矿井近三年事故统计分析
据担水沟煤矿2008年至2010年安全生产事故统计，担水沟煤矿没有发生过任何轻伤以上生产事故。
第二部分：矿井生产系统诊断优化
3矿井采掘系统及采掘装备
3.1矿井开拓系统
3.1.1系统现状
担水沟煤矿井田面积8.8395km2，保有资源量19562.3万吨，可采储量13240.4万吨，可采煤层共5层，分别为4-1、4-2、8、9、11煤层。现开采4-1、9煤层，矿井核定能力为0.90Mt/a，服务年限约105.1年。若矿井生产能力为2.40Mt/a时，服务年限约39.4年；矿井生产能力为5.00Mt/a时，服务年限约18.9年。
矿井采用斜井开拓方式。主、副井及一号回风井布置在井田东部工业场地，二号回风井布置在井田南部场地。全矿井设两个开采水平，一水平标高＋1030m，开采4-1煤层；二水平标高＋965m，开采9、11煤层。水平之间的连接方式：一、二水平通过四个井筒联络。副斜井设+1030m水平车场及+965m水平井底车场；二水平转载巷与主斜井井底贯通，一水平转载巷通过煤仓与主斜井联络。其中：
主斜井：井口坐标X＝4366409.387，Y＝19626353.882，井口标高＋1156.961m，斜长840m，倾角18°，井筒断面为三心拱，净宽3800mm，净断面9.5m2。井筒装备一条带宽1400mm的大倾角带式输送机，并设有台阶。担负全矿提煤任务，兼作矿井进风及安全出口。
副斜井：井口坐标X＝4366347.091，Y＝19626457.091，井口标高＋1156.520m，斜长494m，倾角23°，井筒断面为半圆拱，净宽5200mm，净断面为20.4m2，井筒采用单钩串车提升，担负全矿辅助提升任务，并设架空乘人器升降人员，设有台阶。兼作矿井进风及安全出口。
一号回风斜井：井口坐标X＝4366329.607，Y＝19626500.703，井口标高＋1156.200m，斜长320m，倾角25°，井筒断面为半圆拱，净宽2500mm，净断面为9.0m2，井筒设有台阶，担负4号煤的回风任务及安全出口。
二号回风斜井：井口坐标X＝4364908.772，Y＝19626229.947，井口标高＋1138.004m，斜长363m，倾角20°，井筒断面为半圆拱，净宽3200mm，净断面为9.78m2，井筒设有台阶，担负9号煤的回风任务及安全出口。
矿井开拓及主要巷道布置详见井下采掘平面图。
3.1.2系统诊断
根据查阅资料和现场调查，该矿井为资源整合矿井，整合后主要进行改造和完善原担水沟矿井开拓系统，现有开拓系统能够满足矿井生产能力0.90Mt/a、2.40Mt/a以及5.00Mt/a的需要。
3.1.3系统优化方案
开拓系统合理。
3.2矿井开采系统
3.2.1系统现状
矿井在4-1号煤层布置1个综采工作面，2个综掘工作面, 采煤方法为综采一次采全高采煤法；在9号煤层布置1个综采放顶煤工作面，2个综掘工作面, 采煤方法为综采放顶煤采煤法。全部垮落法管理顶板。井下带式输送机连续运煤，辅助运输采用轨道运输。
设计全矿井划分两个开采水平，一水平开采4-1煤层；二水平开采9、11煤层。各水平均布置主运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷。
回采工作面沿大巷走向条带式布置。4101工作面推进长度1050m，工作面长度250m，煤层平均厚度4.6m，平均采高4.4m。9101工作面推进长度1650m，工作面长度160-250m，煤层平均厚度16.2m，平均采高3.5m，放煤高度12.7m。
回采工作面布置为顺序开采，工作面巷道布置为单巷，分别为工作面运输巷和工作面回风巷，巷道断面为矩形，锚杆挂网支护。
3.2.2系统诊断
根据调查和现场查看，井下开采系统存在以下问题及缺陷：
1、4101、9101综采工作面沿煤层倾向布置，致使4101综采面倾角10°-27°，9101综采面倾角10°-33°，工作面生产管理困难，不尽合理。
2、4101综采工作面长250m，9101综采工作面长160-250m，在目前的开采条件、技术水平及管理水平下，作为首采工作面，长度选择过长，不合理。
3、9101综采放顶煤工作面采高3.5m，放煤高度12.7m，采放比大于1:3不满足规范要求。
4、9101工作面主运输顺槽、辅助运输顺槽起伏大，不利于辅助运输，主运输带式输送机也容易飘带。
5、综采队管理上存在问题：队伍新、人员新，技术工种人员短缺，人员流动性大，不稳定，工人整体素质偏低，各工种配合不默契，导致工作面推进缓慢，给顶板管理带来困难。
6、4101、9101综采面未使用端头支架。
7、4101综采面正在过断层带，由于煤层倾角变化，运输机尾及支架顶住回风顺槽上帮煤壁，需扩帮，调架处理。目前已撤出三部支架放在回风顺槽内。
8、4101、9101回风顺槽局部顶板高冒处，金属网开裂，有浮石悬挂。
9、9101综放工作面运输顺槽局部地段行人安全距离不够