王封煤矿机械化采煤升级改造初步说明doc.docx
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王封煤矿机械化采煤升级改造初步说明doc.docx
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王封煤矿机械化采煤升级改造初步说明doc
山西省太原市王封煤矿
机械化采煤升级改造初步设计
说明书
(修订版)
二○○八年一月
图纸目录
序号
图纸名称
比例
图号
备注
1
井田地形地质兼矿井总布置图
1:
2000
C1167-103-01
2
9号煤煤层底板等高线及资源量计算图
1:
2000
C1167-105-01
3
井田综合地层柱状图
1:
500
C1167-107-01
4
井田开拓平面图方案一
1:
2000
C1167-109-01
5
井田开拓剖面图方案一
1:
2000
C1167-109-02
6
井田开拓平面图方案二
1:
2000
C1167-109-03
7
8号煤层采掘工程平面图
1:
2000
C1167-109-04
8
井底车场平、断面图
1:
200
C1167-121-01
9
井巷断面图
1:
50
C1167-122-01
10
井下运输系统图
C1167-124-01
11
采区巷道布置及采掘机械配备平面图
1:
2000
C1167-163-01
12
采区巷道布置剖面图
1:
2000
C1167-163-02
13
通风容易时期立体示意图
C1167-171-01
14
通风困难时期立体示意图
C1167-171-02
15
井下避灾路线图
1:
2000
C1167-171-03
16
井巷工程施工进度图表
C1167-186-01
17
井下供电系统图
C1167-214-01
18
地面供电系统图
C1167-253-01
19
风机房供电系统图
C1167-253-02
20
安全检测监控系统图
C1167-239-01
21
井上下通信系统图
C1167-262-01
22
主井地面生产系统图
1:
500
C1167-430-01
23
副井地面生产系统图
1:
500
C1167-430-02
24
矿井工业场地总平面布置图
1:
1000
C1167-447-01
25
井下消防洒水管网平面布置图
1:
2000
C1167-845-01
26
井下压风管路图
1:
2000
C1167-845-02
设计委托书
太原理工矿山设计研究所:
王封煤矿位于山西省太原市万柏林区王封村西侧,隶属于太原市东山煤矿有限责任公司。
井田范围由证号1400000730407的采矿许可证指定的12点座标连线圈定,井田面积为2.3536km2,准采8、9号煤层。
本矿8号煤层将要采完,为了合理开采井田内9号煤层,提高矿井安全生产水平和经济效益,贵所已为我矿编制了《山西省太原市王封煤矿机械化采煤升级改造可行性研究报告》,该报告经审查已于2007年8月1日得到批准,现特委托贵所编制王封煤矿机械化采煤升级改造初步设计,主要设计原则如下:
1、设计生产能力按0.6Mt/a考虑。
2、采用综采工艺,以提高资源利用率,改善安全生产条件。
特此委托。
太原市王封煤矿
2007年8月
附录:
一、山西省国土资源厅颁发的采矿许可证
二、山西省煤炭工业局颁发的煤炭生产许可证
三、山西煤矿安全监察局颁发的安全生产许可证
四、山西省煤炭工业局综合测试中心8、9号煤层检验报告
五、山西省煤炭工业局晋煤安发[2007]295号瓦斯鉴定文件
六、山西省煤炭工业局晋煤行发[2007]111号文件
七、《山西省太原市王封煤矿生产矿井地质报告》的审查批复
八、太原市王封煤矿机械化采煤升级改造项目可行性研究报告批复文件
九、供电协议、供水协议
十、设计委托书
十一、救护协议
十二、矿井周边相邻相连矿状况
十三、矿井采空积水位置及积水量表
前言
一、概述
太原市王封煤矿隶属于太原市东山煤矿有限责任公司。
该矿1958年建矿,1981年进行了技术改造,1987年投产,设计能力为0.3Mt/a。
1999年矿井改制,由东山煤矿有限责任公司兼并,改制后经营情况良好。
太原王封煤矿现持有山西省国土资源厅2004年11月颁发的证号1400000730407采矿许可证,批准开采8、9号煤层。
8、9号煤层间距0.75m。
王封煤矿现开采8号煤层,采用刀柱法开采,经过多年开采,8号煤层资源已经枯竭,准备开采9号煤层。
为了矿井持续发展,增强企业的市场竞争能力,充分发挥现有设施和设备能力,王封煤矿决定开采9号煤层。
为此,2007年7月我所受王封煤矿委托,编制了该矿井的机械化采煤升级改造可行性研究报告,并于2007年8月1日通过了有关管理部门审查。
为使该项目尽快开工建设,加快矿井的发展步伐,2007年8月,我所受王封煤矿委托,编制《山西省太原市王封煤矿机械化采煤升级改造初步设计》。
二、设计依据
1、山西省国土资源厅2007年11月颁发的王封煤矿《采矿许可证》;
2、山西省煤炭工业局2005年1月颁发的《煤炭生产许可证》;
3、《山西省太原市王封煤矿生产矿井地质报告》;
4、山西省太原市王封煤矿的《设计委托书》;
5、山西省太原王封煤矿提供的水源、电源以及煤炭销售的资料;
6、《煤矿安全规程》(2006版);
7、《煤炭工业矿井设计规范》(2005版);
8、国家现行的其它相关法律法规;
9、山西省太原王封煤矿提供的其它资料;
10、《山西省太原市王封煤矿机械化采煤升级改造可行性研究报告》;
11、山西省煤炭工业局晋煤行发[2007]111号文件;
12、太原市王封煤矿机械化采煤升级改造项目可行性研究报告批复文件。
三、设计的指导思想
从煤炭企业的实际出发,坚持实事求是,对原有工程和设备尽可能充分利用,通过科学设计和科学管理,建设一个质量高、工期短、投资省、见效快、效益高的现代化煤矿。
四、设计的主要特点
1、采用斜井开拓。
主斜井装备一部带宽800mm的钢丝绳芯强力胶带输送机和单钩串车,担负煤炭提升和小型设备、材料、矸石提升;副斜井装备单钩串车,担负大型设备提升任务;回风斜井为专用回风井。
2、井下布置三条下山,采用倾斜(走向)长壁全部垮落采煤方法开采。
3、运输大巷(下山)和运输顺槽采用胶带输送机运输。
4、在9号煤层布置一个综采工作面保证矿井0.6Mt/a的生产能力。
综采工作面配备ZZ4400/17/35型液压支架,MG360W型采煤机,SGD630/180型刮板输送机。
5、矿井采用中央分列式通风方式,主扇的工作方式为抽出式,并配备安全仪器、仪表,保证矿井安全、正常生产。
6、矿井供电采用双回路供电方式,两回电源引自西山煤电集团西铭矿不同变压器不同母线段,输电距离4km,电压等级35kv,10kv下井。
7、地面有高山水池,消防水泵,生产、生活用水采用静压供水,消防采用临时高压制,既能满足生产、生活用水,又能满足消防水量及水压。
8、本次设计对大气污染、水污染、噪声防治、环境绿化等采取了相应的措施,使之符合环保的有关规定。
五、设计的主要技术经济指标
1、井田东西长2.527km,南北宽约1.47km,面积:
2.3536km2;
2、矿井保有地质储量:
10850kt;矿井设计可采储量为5702kt;
3、矿井设计生产能力:
0.6Mt/a;矿井服务年限:
7.3a;
4、新增井巷工程量3668m,其中煤巷3360m,占91.6%;岩巷308m,占8.4%;万吨掘进率:
61.1m;
5、工业场地占地面积:
9.24ha;
6、行政福利建筑面积:
6657m2;
7、矿井在籍人数:
389人;
8、原煤生产人员效率:
7.27t/工;
9、建井工期:
10.7个月;
10、本项目总投资为7419.90万元,吨煤投资为247.33元。
其中:
井巷工程投资1089.78万元,土建工程投资为244.98万元,设备及工器具购置投资为5047.98万元,安装工程投资为642.49万元,工程建设其它费用投资为394.68万元,铺底流动资金219.17万元,建设期间投资贷款利息138.63万元。
12、税后内部收益率:
25.15%;
13、投资利税率:
36.30%;
14、贷款偿还期:
3.29a。
六、存在的主要问题与建议
1、8号煤层开采时留下大量的煤柱,对9号煤层开采带来很大影响,在开采9号煤层时要详细掌握8号煤层煤柱位置,以确保9号煤层开采安全。
2、建议矿方在9号煤层开采时对回采工作面进行矿压观测,掌握9号煤层开采矿山压力规律,指导9号煤层安全生产。
3、9号煤层生产后,要及时测定矿井瓦斯涌出量,根据鉴定的瓦斯相对涌出量,及时调整矿井风量,保证矿井安全生产。
4、在今后的施工和生产过程中应密切注意临近矿井采空区积水情况,做到有疑必探,先探后掘,防止发生透水事故。
第一章井田概况及地质特征
第一节井田概况
一、交通位置
王封煤矿位于西山煤田杜儿坪一西铭勘探区北部,其地理座标为:
东经112°19′15″一112°21′20″,北纬37°52′50″—37°53′40″。
井田位于太原市万柏林区王封村西侧,东距太原市区约25km,距太古公路4km,距太原西站风声河发煤站仅13km,交通十分方便,见交通位置图1-1-1。
二、地形地势
本井田位于吕梁山脉的东翼、汾河南岸,属中低山区,区内地形复杂,沟谷纵横,“V”字形冲沟发育,梁峁坡地分布有黄土,基岩大部分裸露。
其地势南高北低,最高点位于井田南部边界附近的山梁,标高为1416.46m,最低点位于井田东部沟内,标高1149.0m,最大相对高差267.46m。
三、气象及地震
井田属温带大陆性气候,四季分明,气候干燥,冬春季多风,日夜温差较大,雨量多集中在7、8、9三个月,据太原市和古交市气象站历年资料记载,年平均气温9.5℃。
最低1月份平均-6.4℃,日最低达-18.5℃;最高7月份平均23.5℃,日最高达36.4℃。
年降水量327.4-558.8mm,平均500mm,且大部分集中在7、8、9三个月;年蒸发量平均2093.8mm,年蒸发量远大于年降水量,为期3-4倍,气候较为干燥。
霜冻期为每年10月上旬至次年3月份,全年无霜期140-190d,最大冻土深度0.86m。
全年盛行偏北风,年平均风速为2.4m/s,冬季较大,夏季较小,最大风速25m/s,瞬间极大风速40.5m/s。
根据中华人民共和国标准GB50011-2001《建设抗震设计规范》,本地区抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值0.20g。
四、经济概况
本区以农业为主,主要农作物有谷子、攸麦、豆类及油料等,近年工矿企业发展较快,其中煤矿为该区重要的支柱行业。
五、矿区开发史及周边小窑状况
王封煤矿1958年10月由原梨园沟等小煤矿合并而成,开采2号煤层(已采空,3号煤层局部可采,也已采空)。
1981年本矿进行了技术改造,同年10月正式施工,1987年投产,设计能力达到0.3Mt/a。
王封煤矿现开采8号煤层,采用刀柱法开采,经过多年开采,8号煤层资源已经枯竭,准备开采9号煤层。
目前矿井采用斜井开拓,共有三个井筒,分别为主斜井(混合提升)、进风斜井和回风斜井。
主斜井:
倾角17°,三心拱断面,料石砌碹,净断面9.06m2,井筒长度284m。
装备有800mm宽胶带输送机和轨道,担负矿井煤炭提升和矸石提升以及材料、设备下放任务,兼作进风井。
进风斜井:
倾角12°,矩形断面,料石砌墙,净断面4.6m2,井筒长度130m。
主要是进风和行人。
回风斜井:
倾角15°,半圆拱断面,料石砌碹,净断面6.08m2,井筒长度220m。
作为专用回风井。
王封煤矿开采8号煤层时布置两条大巷,分别为运输大巷和回风大巷。
主斜井落底在9号煤层,从主斜井井底到井下爆破材料发放硐室这一段运输大巷布置在9号煤层中,采用三心拱断面,料石砌碹,净断面8.5m2;运输大巷向西延伸逐步布置在8号煤层中,采用矩形断面,料石砌墙支护,净断面8.5m2。
回风大巷全部沿8号煤层顶板布置,采用矩形断面,料石砌墙支护,局部巷道净断面5.5m2。
矿井采用中央并列式通风,风机型号为4-72-11No.20B,功率110kW。
王封煤矿井田东为小卧龙村,南与西山煤电集团西铭矿相邻,西为煤层露头,北与九家背煤矿、白草沟煤矿和红花沟煤矿毗连。
详见王封煤矿四邻关系示意图1-1-2。
周围矿井介绍:
(1)西铭矿
位于本井田南部,该矿在矿界保安煤柱线内已采完8、9号煤层,无越界开采。
(2)韦池矿
位于本井田东部,现已关闭。
开采期开采8号煤层,该矿有越界开采情况,越界区和该矿西部区域有采空区,越界采空区为王封煤矿型煤厂下方,现已与王封矿界封闭。
(3)红花沟矿
位于本井田北部,现已关闭。
开采期开采8号煤层,矿界两邻处有有采空区,无越界开采。
(4)南娃矿
位于本井田西部,现待生产。
8号煤层已采完,9号煤层即将开采,无越界开采。
(5)白草沟矿
位于本井田北部,现待生产。
8号煤层已采完,9号煤层即将开采,无越界开采。
(6)九家背矿
位于本井田北西部,现已关闭。
8号煤层已采完,无越界开采。
(7)桥头矿
位于本井田西北部,现已关闭。
开采期开采8号煤层,该矿有越界开采情况,越界区域均成为8号煤层采空区,现已与王封矿界封闭。
六、水源、电源情况
1、电源条件
矿井供电采用双回路供电方式,主、副电源引自西山煤电集团西铭矿不同变压器不同母线段,输电距离4km,电压等级35kv。
本矿已与西铭矿达成协议,西铭矿变电所容量可以满足本矿机械化采煤升级改造后生产、生活用电量的要求。
2、水源条件
本矿供水来自王封村,水源取自奥灰水。
奥灰水含水量较丰富,而且水质良好。
第二节地质特征
一、地层
(一)地层
井田内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、下石盒子组及第四系。
现自下而上分述如下:
1.奥陶系中统峰峰组(O2f)
埋藏于区内深部,为煤系地层之基盘,岩性为深灰色厚层状海相石灰岩、泥质灰岩及白云质角砾状灰岩,上部50-150m间赋存2-3层石膏层,顶部常因铁质侵染而呈淡红色,厚度90m左右。
井田内无出露。
2.石炭系中统本溪组(C2b)
平行不整合于下伏奥陶系灰岩侵蚀面之上,为一套海陆交互相沉积建造,底部为褐红色山西式铁矿,多呈窝子状、团块状分布,铁矿层之上为浅灰色G层铝土岩及灰黑色砂质泥岩、泥岩及1—2层灰岩,本组厚25.00-35.OOm,平均30.OOm。
井田内无出露。
3.石炭系上统太原组(C3t)
连续沉积于下伏本溪组之上,为一套海陆交互相含煤建造,井田主要含煤层之一。
岩性主要由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩和4层石灰岩及4-5层煤层组成,底部晋祠砂岩(K1)为灰白色中粗粒砂岩,与下伏本溪组呈整合接触,本组厚91.50-114.90m,平均105.00m。
井田东、西两侧沟谷中见出露。
4.二叠系下统山西组(P1s)
与下伏太原组呈连续沉积,为一套陆相含煤建造。
岩性主要由灰黑色泥岩、砂质泥岩和灰白色砂岩及3-4层煤层组成,底部北岔沟砂岩(K3)为灰白色粗砂岩,与下伏太原组整合接触。
本组厚40.00-60.00m,平均50.00m。
井田内局部见出露。
5.二叠系下统下石盒子组(P1x)
以骆驼脖子砂岩(K4)为底与下伏山西组呈整合接触,由砂岩、泥岩及砂质泥岩组成,K4层位稳定,斜层理发育,为良好标志层,本组厚度110.00-140.00m,平均131.22m。
井田内大面积出露。
6.二叠系上统上石盒子组(P1s1)
本组地层与下伏地层呈连续沉积,岩性为各粒级砂岩与泥岩、砂质泥岩,其底部K6砂岩沉积稳定,特征明显,易识别。
区内大部分遭剥蚀而赋存不全,最大残留厚度约75m左右。
7.第四系中上更新统(Q2+3)
角度不整合于下伏各老地层之上,多分布于缓坡和较大山头处,主要为中上更新统黄土,各处厚度不等,一般O-20m左右。
(二)含煤地层
井田内含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组,现将含煤地层岩性剖面划分自下而上详述如下:
1.灰白色中-粗粒砂岩(晋祠砂岩),石英、长石为主,黑色矿物次之,局部含砾,胶结疏松,分选性差,含星散状黄铁矿及泥质包裹体,斜层理。
厚6.50—10.50m,平均8.50m。
2.深灰色泥岩、含植物化石。
厚4.80-6.50m,平均6.00m。
3.深灰色砂质泥岩,含铝质,见植物化石碎片,厚8.00-10.00m,平均9.30m。
4.深灰色泥岩,含植物炭化石及根化石,厚3.50-4.50m,平均4.00m。
5.浅灰色细砂岩,波状层理,夹泥质包裹体,厚4.00-5.00m,平均4.50m。
6.深灰色泥岩,含黄铁矿结核,致密块状,厚1.80-2.30m,平均2.00m。
7.深灰色砂质泥岩,水平层理,含植物化石,厚2.00-3.00m,平均2.50m。
8.浅灰色细砂岩,长石、石英为主,钙质胶结,分选磨圆较好,厚2.00-2.80m,平均2.50m。
9.灰黑色泥岩,含大量植物化石,厚1.80-2.20m,平均2.00m。
10.10号煤,黑色。
厚0-0.60m,平均0.50m。
11.灰黑色砂质泥岩,致密性脆,易破碎,不具膨胀性,厚4.80-6.50m,平均5.82m。
12、9号煤,黑色,以半亮型、亮型为主,含1层炭质泥岩夹矸,块状构造,厚3.30-3.57m,平均3.44m。
13.灰黑色砂质泥岩,裂隙不甚发育,岩性致密,易破碎,厚1.00-3.00m,平均1.70m。
14、8号煤,黑色,以半亮型、亮型为主,结构简单,块状构造,厚3.80-4.32m,平均4.00m。
15.深灰色石灰岩(庙沟灰岩,L1),致密,下部质纯,顶部含泥质,含海相动物化石,厚1.00-3.00m,平均2.00m。
16.深灰色细砂岩,水平层理、波状层理发育,厚2.70-5.10m,平均4.80m。
17.灰黑色泥岩,水平层理,层面含栉羊齿、楔叶等植物化石,厚0.90-2.50m,平均2.10m。
18.灰褐色石灰岩(毛儿沟灰岩,K2),裂隙发育,充填分解石脉,厚4.50-7.00m,平均6.00m。
19.深灰色砂质泥岩,含少量植物化石及黄铁矿结核,厚5.20-6.75m,平均6.65m。
20.7号煤,黑色,半亮型、亮型为主,厚0.50-0.60m,平均0.55m。
21.深灰色石灰岩(斜道灰岩,L4),含海相动物化石,厚1.10-2.50m,平均1.80m。
22.深灰色泥岩,含铝质,多由片状矿物组成,含少量植物化石,厚4.00-6.00m,平均5.00m。
23.灰白色粗砂岩(七里沟砂岩),长石、石英为主,具韵律性分选,厚6.00-7.00m,平均6.70m。
24.深灰色泥岩,含植物根化石及黄铁矿结核3.60-5.00m,平均4.00m。
25.6号煤,黑色,厚0.20-0.60m,平均0.40m。
26.深灰色泥岩,产大量植物化石,厚3.00-4.00m,平均3.4m。
27.深灰色砂质泥岩,含大量楔叶植物化石,厚3.80-5.00m,平均4.50m。
28.灰白色粗砂岩(骆驼脖子砂岩,K3),含砾,产大量煤屑及黑色矿物,斜层理,厚6.00-8.00m,平均7.50m。
29.灰色粉砂岩,含云母碎片,厚7.00-8.50m,平均8.00m、
30.深灰色砂质泥岩,含大量植物化石,厚4.00-6.00m,平均5.10m。
31.4号煤,黑色,0.30-0.60m,平均0.50m。
32.深灰色泥岩,水平层理发育,厚1.80-3.00m,平均1.50m。
33.灰白色细砂岩,石英长石为主,胶结致密,波状层理,厚3.00-8.20m,平均3.70m。
34.灰黑色砂质泥岩,含植物化石,厚2.50-5.40m,平均3.30m。
35.3号煤,黑色,半亮型,亮型为主,厚0.76-1.00m,平均0.88m。
36.灰黑色砂质泥岩,水平层理,厚1.00-3.00m,平均2.0m。
37.2号煤,黑色,半亮型、亮型为主,块状构造,厚1.68-2.90m,平均2.29m。
38.灰黑色砂质泥岩,富含植物化石,水平层理,厚4.10-6.00m,平均5.00m。
39.1号煤,黑色,厚0.10-0.30m,平均0.20m。
40.灰黑色砂质泥岩,含云母碎屑及植物化石,厚2.80-4.00m,平均3.00m。
41.深灰色泥岩,致密块状,水平层理,厚3.50-4.50m,平均4.00m。
二、地质构造
1、区域构造
本区位于太原西山煤田东北部边缘地带。
西山煤田位于吕梁山背斜东侧、汾河断陷地西侧,总体呈轴向北西的向斜,在此基础上发育有一系列的平缓褶曲、高角度正断层,主要褶曲有正门沟背斜、冶峪背斜及小卧龙向斜,主要断层有随老母正断层,落差100m,王封断层落差50—110m,杜儿坪正断层,落差80-220m。
赛庄正断层,落差65m,本矿区处于赛庄正断层南侧。
2、井田构造
本井田为褶皱构造,地层走向变化较大,倾角4°-14°,井田内共发育背斜3个,向斜2个,规模大小不等的正断层15条。
陷落柱4个。
分别叙述如下:
(1)褶曲
1)S1背斜:
位于井田西北部,轴向北东一南西向,轴长约700m左右,呈弧形展布。
两翼倾角约14°左右。
地表见出露,开采8号煤层时亦揭露。
2)S2背斜:
位于井田西南部,轴向北东一南西向,井田内轴长约450m,呈弧形展布,两翼倾角约6°-7°。
地表见出露,开采8号煤层时亦揭露。
3)S3向斜:
位于井田北部,轴向北东东向,轴长约1005m,呈直线展布,两翼倾角约9°左右。
地表见出露,开采8号煤层亦揭露。
4)S4背斜:
位于井田南部,轴向北端为北东向,南端转为南东向,基本呈“S”形展布。
轴长约1000m,两翼倾角约6°—7°。
地表见出露,井下开采中亦揭露。
5)S5向斜:
位于井田东部,轴向北北西向,基本呈直线展布。
井田内轴长约900m左右。
两翼倾角约6°左右。
地表见出露,开采8号煤层亦揭露。
(2)断层
1)Fl断层:
位于井田北部边缘,为本井田边界断层,走向北东东向,倾向南东,倾角65°,落差10m,地表见出露。
2)F2断层:
位于井田北部F1断层南侧,走向北东东向,倾角北西,倾角65°,落差10m,开采8号煤层时发现。
井田内延伸长度260m左右。
3)F3-F15断层:
这些断层落差均小于5m,对煤层煤质影响较小,对井下开采、采区布置及其它开采技术条件影响甚微,图中已一一载明,不再叙述。
(3)陷落柱
1)X1陷落柱:
位于井田北部,椭圆状,轴长25-30m。
2)X2陷落柱:
位于井田北部X1南侧,椭圆状,轴长20-45m。
3)X3陷落柱:
位于井田西北部,圆状,直径35m。
4)X4陷落柱:
位于井田西南部,椭圆状,轴长30-55m。
以上这些陷落柱均在井下开采中发现。
综上所述,本井田为褶皱构造,且同时发育断层、陷落柱,但规模均不大。
构造属中等(偏简单)。
三、煤层及煤质
(一)煤层
井田内含煤地层为太原组和山西组,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。
太原组为一套海陆交互相含煤地层,含海相灰岩4层,含煤5层,主要赋存于本组中上部地层中。
编号自上而下为6号、7号、8号、9号及10号,其中8、9号煤层为全区稳定可采层,其余煤层区内均不稳定、不可采,地层平均总厚105m,煤层平均总厚9.26m,含煤系数8.82%,中部含煤性好,上部含煤性差,整个含煤地层含煤性中等。
山西组为陆相含煤地层,共
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