本矿交通主要有阳城—端氏公路从井田东部边缘自南而北通过，距井田东北部工业广场仅500m，通过阳—端及町店—西河级公路可与坪曲线相接，向西可至沁水县城，向东可达高平市，井田南部有晋侯高速公路，向东可达晋城，向西可至侯马市，侯马～月山铁路在矿井北部有嘉峰站，南部有上孔站，均距矿井约4km，交通方便。
（二）地形地貌
井田地处太行山南段西侧，地貌属剥蚀、侵蚀中低山区。井田内沟谷纵横，沟谷及山梁总体走向北西，总的地势为西北高、东南低。地形最高点位于井田西北，地面高程773m，最低点位于井田东南部的张沟，地面高程595.94m，最大相对高差177.06m。区内大面积覆盖第四系上更新统黄土，沟坡处基岩出露，松树、灌木丛生，地表植被覆盖率20～40%。
（三）河流水系
井田内河流属黄河流域沁河水系芦苇河支流。
芦苇河：沁河较大的支流之一。它发源于沁水县张村乡的石沟河，流经沁水县张村、阳城县羊泉、芹池、町店、八甲口等地，在润城镇汇入沁河。芦苇河全长49km，其中阳城县境内长度为38.8km，流域面积291.3km2，河床平均宽度约180m，年迳流总量为1501万m3，最大洪峰流量1500m3/s。该河从矿区西南部约3km处由西向东流过，在矿区一带，河床宽约80～150m，河水呈黑色，水面宽约3～15m，水深0.1～0.3m。
矿区内河谷属芦苇河支流—张沟，属季节性河沟，平时干涸无水，雨季有短暂洪流。主、副斜井均位于张沟中，井筒口标高高出当地河沟最高洪水位线3m以上。
（四）气象及地震情况
沁水县属暖温带季风气候，大陆性气候特征明显。四季分明，冬长夏短，雨热同季，季风强盛。春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽宜人，冬季气候寒冷。根据沁水县气象台多年观测资料(1951－2007年)：多年平均气温为10.3℃，一月份最冷，平均气温－4.8℃，极端最低温度为1958年1月16日的－19.9℃；七月份最热，平均23.3℃，极端最高温度为1966年6月22日的37.8℃。多年平均蒸发量为1820mm，无霜期173天。冬季多西北风，夏季多南风，最大风力10级；最大冻土深度0.61m。多年平均降水量643.7mm，年最大降水量为986.3mm（1958年），最小降水量357.4mm（1965年），最大7日降水量为411.8mm（1982年7月29日至8月4日），日最大降水量220.5（1982年8月1日-2日），时最大降水量60.6mm，10分钟最大降水量34.5mm。降水量年内分配极不均匀，6至9月份的降水量占全年降雨量的55%左右，因此汛期是造成地质灾害的关键时期。
地震：据晋城、阳城县记载，先后共发生过地震28次，其中具有破坏性地震达8次之多。根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，该地区地震动峰值加速度和地震动反应谱周期分别为0.05ｇ和0.45s。根据国家地震局1:400万《中国地震综合等震线图》，本区地震设防烈度为7度区。
1.4.2 主要自然灾害
井田地处沁水盆地南缘，属沁河水系侵蚀中低山区。区内山高谷深，地形复杂，有大面积的二叠系地层出露，地形西北高东南低，坡度较大且沟谷较多。区内岩层平缓，构造简单，各类地质灾害均较发育，原生地质环境条件较差，发育有地裂缝和房屋裂缝、地面塌陷，未发生地面滑坡、泥石流等其它地质灾害，地质灾害危险性中等，矿区整体地质环境问题中等。
永安煤矿进行井下开采煤层，已形成大面积采空区，引起地表产生裂缝，对地面建筑物造成一定的危害，对地表水构成影响。随着开采不断深入，采空区面积越来越大，势必形成大面积的塌陷，引起地表岩移，破坏岩层的初始稳定性，对地质环境造成一定影响。
在黄土冲沟及陡崖发育地段，在重力与降雨等因素作用下极易诱发崩塌与滑坡等地质灾害。
1.4.3 工程建设性质
本次设计主要为采煤工艺由高档普采改造为综采，属于技改项目工程。
1.4.4 井田开拓与开采
（一）井田境界及储量
1.井田境界
根据2012年6月11日山西省国土资源厅为该矿换发采矿许可证，证号为C1400002009111220042096，有效期至2016年6月11日，批准开采3#—15#煤层，井田面积3.8486km2，开采深度由564.971m至299.971m标高，生产规模为60万吨/年，3#煤层井田范围由以下12个拐点坐标圈定。
表1-4-1 3#煤层矿区范围拐点坐标表
1980西安3°带坐标系
序号 X Y
1 3939019.54 37631581.48
2 3939423.54 37632762.49
3 3939354.54 37632791.49
4 3939372.54 37632883.49
5 3939438.54 37632847.49
6 3939449.01 37633538.03
7 3938390.48 37633644.16
8 3937700.53 37633639.50
9 3937564.53 37633253.49
10 3936645.53 37633347.50
11 3937805.53 37631999.49
12 3937681.53 37631701.49
2.资源/储量
全井田3号煤层划分为五个采区，一采区、二采区、三采区资源已基本枯竭，井田现生产采区为四采区，生产工作面为3401下分层工作面，接续采区为五采区，接续工作面为3501上分层工作面。本次采煤机械化改造设计的可采区域为五采区，资源/储量估算范围为3号煤层五采区。五采区原为曹沟村保护煤柱，现曹沟村已整体搬迁，地面已无需留设保护煤柱的建构筑物。五采区位于永安煤矿井田西南部，采区东部为采空区，西部为金海煤矿，南部为芦河煤炭有限公司张沟煤矿，北部为采空区。五采区呈多边形，东西最长550m，南北最宽460m，总面积0.188km2。经计算，采区内井田境界保护煤柱损失129kt；采空区保护煤柱240kt，采区设计储量1383.8kt。根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》第十二条的规定，3号煤层为无烟煤，属特殊和稀缺煤类；3号煤层平均厚度厚6.43m，属厚煤层，采区回采率取78%，采区设计可采储量1079.36kt。
3. 设计能力及服务年限
（1）矿井工作制度
矿井设计年工作日为330天，矿井实行三班八小时工作制度（两班生产，一班检修准备），日净提升时间16h。
（2）矿井生产能力确定
山西省国土资源厅2012年颁发证号为 C1400002009111220042096的《采矿许可证》（60万吨/年）；山西省煤炭工业局2010年颁发的证号为201405210232的《煤炭生产许可证》（60万吨/年）；山西煤矿安全监察局2012年颁发的证号为（晋）MK安许证字【2012】GW007Y3B2的《安全生产许可证》（60万吨/年），确定矿井生产能力为60万吨/年。
（3）五采区服务年限
3号煤层五采区设计可采储量1079.36kt。
则五采区服务年限：
T＝ZK /（A·K） =1079.36/（1.3×600）=1.38a
式中：T——矿井3号煤五采区设计服务年限，a；
ZK——矿井3号煤层五采区设计可采储量，kt；
A——矿井设计生产能力，kt/a；
K——储量备用系数，取1.3。
矿井3号煤层五采区设计可采服务年限为1.38年。
（二）井田开拓方式
（1）工业场地的选择
矿井现地面生产系统完善，运转正常，本次采煤机械化改造利用现有工业场地。
（2）开拓方式
矿井开拓方式采用斜井开拓，各井筒及大巷均为已有。
（三）采区布置
矿井以一个水平开采全井田3号煤，即：一水平（+540m）开采全井田3号煤层。全井田3号煤层划分为五个采区，一采区、二采区、三采区资源已基本枯竭，井田现生产采区为四采区，接续采区为五采区（原为曹沟村压煤区）。本次采煤机械化改造设计的可采区域为五采区。
（四）采煤工艺及主要设备
采煤工艺为综采，开采3号煤层，按“一井一面”设计，能力与现生产能力保持一致，为60万吨/年。
回采工作面采用采煤机割煤、装煤，刮板运输机运煤、液压支架支护、全部垮落法管理顶板。回采工作面主要机械设备配备详见表1-4-2。
表1-4-2 回采工作面主要机械设备配备表
序号 设备名称 规格型号 功率 数量 备注
1 采煤机 MG160/375-WD 375kW 1台 已有
2 工作面输送机 SGZ630/220 2×110kW 1部 新增
3 转载机 SZZ630/90 90kW 新增
4 铺网支架 ZZP4400/17/35 82架 新增
5 过渡支架 ZZPG5000/17/35 6架 新增
6 单体柱 DZ35 120根 新增
7 乳化液泵 BRW200/31.5 125kW 2台 已有
8 喷雾泵 BPW250/5.5 30kW 2台 已有
9 π型钢梁 3.0m 50根 已有
10 调度绞车 JD-1.6 25kW 2部 已有
11 探水钻机 ZQJ-150/2 1部 已有
12 注水钻机 MYZ-100 5.5kW 1部 已有
13 胶带输送机 DSJ80/40 40kW 1部 已有
14 小水泵 WG8.0 5.5kW 2台 已有
为了保证采掘衔接，井下现有一套炮掘设备、新增一套综掘设备，投产验收时均布置在顺槽掘进。
炮掘工作面主要设备配备见表1-4-3。
表1-4-3 炮掘工作面主要装备表
序号 设备名称 型号 功率（kw） 数量（台） 备注
1 局部通风机 FBD№7.1 2×30 2
2 探水钻 ZDY-1200S 22 1
3 调度绞车 JD-1 11.4 1
4 激光指向仪 JZB-1 1
5 风动锚杆钻机 MQS/1.9 2
6 气动煤（岩）钻 ZQS-45/1.6S 2
7 发爆器 MFB-100 1
8 带式输送机 DSJ80/40 40 1
9 风镐 G10型 2
10 刮板输送机 SGB-420/30 30 1
11 小水泵 WG80 5.5 1
综掘工作面主要设备配备见表1-4-4。
表1-4-4 综掘工作面主要装备表
序号 设备名称 型号 功率（kw） 数量（台） 备注
1 综掘机 EBZ55 100 1
2 局部通风机 FBD№7.1 2×30 2
3 探水钻 ZDY-1200S 22 1
4 调度绞车 JD-1 11.4 1
5 激光指向仪 JZB-1 1
6 风动锚杆钻机 MQS/1.9 2
7 带式输送机 DSJ80/40 40 1
8 风镐 G10型 2
9 刮板输送机 SGB-420/30 30
10 小水泵 WG80 5.5
11 除尘风机 KCF-6 18.5 1
（五）建设工期
永安煤矿为生产矿井，采煤机械化改造需完成的井巷工程量主要3号煤五采区大巷及采区下山；安装工程主要为回采工作面的机电安装。
矿井移交和达到设计生产能力时，新增井巷工程总长度5135m，掘进总体积为50542.79m3。
施工工期的安排原则为：井巷工程主要3号煤五采区巷道工程，安装工程应配合矿建工程的施工，交叉和平行施工。
施工准备期1个月，井巷工程施工期5.8个月，机电设备安装5.5个月（平行作业3.8个月），联合试运转1个月。建设总工期9.5个月。
1.4.5 提升、排水、压缩空气系统
（一）提升系统
1.主井提升系统
主井提升系统为斜井双钩箕斗提升，担负全矿井的原煤提升任务。提升装置为GKT2×1.6×0.9-20型双滚筒缠绕式提升机，滚筒直径1.6m，宽度0.9m，最大静张力45kN，最大静张力差30kN，最大提升速度为4.0m/s。提升距离为347米，井筒倾角25 o。配套电动机型号为JR127-8，功率130 kW，转速730r/min。配用ZL1000-10-9型减速器，速比20。提升钢丝绳结构为6×19+FC，公称直径为24.5mm。提升方式为双钩箕斗，一次提升一个箕斗，每个箕斗载重量6t，提升机安装TKD-PC-BP型一体化电控及后备保护装置。主斜井井底煤仓直径4米，垂深30米，容量377吨。
矿井现主井提升系统满足60万吨/年生产能力要求，本次采煤机械化改造能力于现生产能力保持一致，故采用现主井提升系统。
2. 副井提升系统
副斜井井口绞车房已有2JTP-1.6型双滚筒绞车，滚筒直径1600mm，滚筒宽900mm，最大拉力45kN，最大拉力差30kN。配用电机型号JR125-8，功率95kW。转速725r/min，减速比20，最大速度3.06m/s。担负矿井材料、设备、最大件等其它辅助提升任务。设备、材料由3辆1t平板车、材料车组列。平板车型号MP1-6A，名义载重1t，自重464kg。材料车型号MC1-6A，名义载重1t，自重494kg。最大件由一辆16t平板车运送，型号MP16-6，名义载重16t，自重811kg。最重件为中间架不可拆件，重5.8t（矿方提供）。
最大班提升量：矸石：10车/班；材料：6车/班；设备：4车/班；其它：5车/班；炸药：1车/班；雷管：1车/班。
经验算，矿井现副井提升系统满足采煤机械化改造后的要求。
（二）排水系统
主斜井井底布置有中央水泵房，设有主、副水仓，其中主水仓容量约为212 m3，副水仓容量约为113 m3，水仓总容量为325 m3。
中央水泵房内安装有三台D85—45×5型水泵，分别作为井下工作、备用、检修水泵，两趟φ133 mm的钢管均沿主斜井井筒敷设至地面水池，长度为760 m，排水高度120m。井下流入主、副水仓的涌水经以上水管集中排至地面蓄水池。本次采煤机械化改造确定中央水泵房仍为主排水系统。
在五采区设置五采区水泵房，选用80D-30×10型水泵三台，一台工作，一台备用，一台检修。额定流量46m3/h，额定扬程300m，电机型号YB2-280S-2，功率75kW，转速2950r/min，效率70%，必须汽蚀余量3.0m。矿井正常涌水及最大涌水时均一台水泵工作。
（三）压缩空气系统
选用现有两台LGF75型固定冷风式空压机，排气量13.6m3/min，排气压力0.8MPa，驱动电动机功率75kW，电压等级380V。正常生产时一台工作，一台备用，抢险救灾时两台同时工作，可满足采煤机械化改造后的要求。
1.4.6 井上下主要运输设备
（一）地面运输
本次采煤机械化改造矿井生产能力保持不变，现有地面运输可满足要求。
（二）井下运输
1.主运输
井下皮带下山布置有2部DTL80/40/40kW带式输送机至主斜井井底，五采区运输下山新增两部DTL80/40/55kW带式输送机，3500运输巷新增一部DTL80/40/160kW带式输送机。
