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煤矿技术改造初步设计

煤矿技术改造初步设计
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二、编制依据

(一)国家政策、法规、条例、规程及规范。

1、《煤矿安全规程》 (2006年版)

2、《中华人民共和国煤炭法》 (国家主席令第75号1996.8.29)

3、《中华人民共和国安全生产法》 (国家主席令第70号2002.6.29)

4、《煤矿安全监察条例》 (2000年)

5、《煤矿工业矿井设计规范》 (GB50215-2005)

6、《煤炭工业小型矿井设计规范》 (GB50399-2006);

7、《矿井防灭火规范》 (1982年)

8、《矿井防治水工作条例》 (1986年)

9、《煤矿建设工程安全设施设计审查标准》安监-字【2002】35号

10、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》

煤行管字【2000】第81号

11、《矿山电力设计规范》 (GB50070-94);

12、国家煤矿安全监察局煤安监监—字[2002]65号“关于颁发的《煤矿(井工、露天)初步设计安全专篇编制内容》的通知”;

13、国家安全监察局、国家煤矿安监局《关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通风、压风、防尘供水系统的紧急通知》

安监总煤行(2007)167号

14、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》 AQ1029-2007

(二)有关批复文件及相关资料

1、河南省煤田地质局一队2005年10月编制的《河南省郑州市茂森实业兴盛煤矿资源储量核查报告》

2、2005年11月20日河南省国土资源厅颁发的郑州市茂森实业兴盛煤矿《采矿许可证》,证号:4100000520710

3、2004年3月26日河南省工商行政管理局颁发的郑州市茂森实业兴盛煤矿《企业法人营业执照》,注册号:4100001006690

4、河南省国土资源厅豫国土资储备(小)字[2006]038号关于《河南省郑州市茂森实业兴盛煤矿资源储量核查报告》矿产资源储量评审备案证明

5、北京中矿联咨询中心《河南省郑州市茂森实业兴盛煤矿资源储量核查报告》有关瓦斯的补充说明

6、河南省煤炭工业局豫煤行[2007]514号《关于郑州市茂森实业兴盛煤矿技术改造初步设计的批复》

7、河南煤矿监察局郑州分局郑州安监[2006]65号《关于郑州市茂森实业兴盛煤矿技术改造初步设计安全专篇的审查意见》

8、 2004年11月4日煤炭科学研究总院重庆分院煤炭自燃倾向等级鉴定报告表。

9、2004年11月4日煤炭科学研究总院重庆分院煤尘爆炸性鉴定报告。

10、河南省煤炭工业局豫煤安[2005]456号河南省煤炭工业局《关于对郑州市所属煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》

11、河南省郑州市茂森实业兴盛煤矿设计委托书

12、矿方提供的有关文字资料和图纸。

前 言

一、概述

河南省辉县市煤园煤业有限责任公司位于河南省辉县市常村镇境内。受河南省辉县市煤园煤业有限责任公司委托,对该公司所属原马务煤矿、东鑫煤矿、沿东煤矿资源整合后进行技朏改造设计。马务煤矿是该整合单元中的保留煤矿,原核定生产能力9万t/a,东鑫煤矿和沿东煤矿原设计生产能力为6万t/a,现已关闭。本次技改范围为该公司所取得的开采许可证许可范围,资源整合后设计生产能力为15万t/a。

二、编制设计的依据

1、现行的法律、法规、规程、规范和有关规定;

2、河南省辉县市煤园煤业有限责任公司采矿许可证:;

3、河南省辉县市煤园煤业有限责任公司提供的《河南省河南省辉县市煤园煤业有限责任公司煤炭资源储量核查报告》及省国土资源厅对该储量核查报告的评审备案证明;

4、河南省辉县市煤园煤业有限责任公司提供的其它有关文字资料和图纸;

5、河南省辉县市煤园煤业有限责任公司技术改造初步设计委托书

三、设计指导思想

本矿井为地方小型煤矿设计充分考虑到小煤矿的特点,本着满足生产,有利安全,初期投资少,见效快的指导思想编制设计文件。对保留的马务煤矿现有生产系统考虑充分合理利用,对新建工程则做到合理规划布署。设计中认真贯彻执行国家有关小煤矿的方针、政策,推广应用先进的技术和经验,全面提高矿井建设的经济效益。

四、设计的主要特点及主要技术经济指标

1、资源特点

开采煤层为二1(3号矿井赵潘潘)、一4(1号矿井李忆)和一2煤层(2号矿井崔洪伟),三个煤层层位稳定,结构简单,全区大部可采,属较稳定煤层,可采总厚度3.03m。二1煤以亮煤为主,少量镜煤与暗煤,宏观煤岩类型为半亮型煤,低灰、特低硫、高热值;一4煤和一2煤以亮煤和镜煤为主,夹少量暗煤,宏观煤岩类型为半亮型~光亮型煤,两个煤层以含黄铁矿结核及散晶与相区别,属中灰、中高硫、高热值煤。该区构造复杂程度总体应属中等构造类型,井田中部发育有F9和F10两条正断层,将井田分为南部块段和北部块段两部分,北部块段为原马务井田,南部块段为原东鑫井田和沿东井田及扩界区。矿床水文于质类型二1煤层应划归为二类一型,一4煤层应属三类一亚类一型,即均为水文地质条件简单的煤矿床类型;一2煤层矿坑充水以顶板L2石灰岩岩溶裂隙充水为主,涌水量在240m3/h左右,水量相对较大,生产中不易疏排,故将其矿床水文地质类型划归为三类一亚类三型,即以顶板岩溶裂隙水充水为主的水文地质条件复杂的煤矿床类型。北部块段正常涌水量为120m3/h,最大涌水量为225m3/h;南部块段正常涌水量100m3/h,最大涌水量为150m3/h。全区属低瓦斯矿井,无煤尘爆炸危险性,煤层属不易自燃发火煤层。

2、设计主要特点

由于井田内F9断层落差530~600m,F10断层落差400~530m,在井田中部形成了一个地堑,自然地把井田分为南北两个块段。本设计经多方论证确定对南部块段进行技术改造,技改后设计生产能力为0.15Mt/a。

采用单水平上、下山开拓。在原常乐制药厂新开一个直径为4.8m的主井,装备2JK-2.0型双滚筒绞车提升,2.0t非标准箕斗,设标准梯子间,担负矿井提煤和进风,并作为矿井的一个安全出口。新打一个直径为4.8m的副井井筒作为回风井,装备一对1.0t非标罐笼,钢丝绳罐道,井内设金属梯子间,提负全矿提矸、下料、排水、上下人员和回风任务,兼作安全出口。井下采用简易的卧式井底车场,设置主排水泵房、中央变电所和内外水仓。井田内布置一个上山采区和一个下山采区,一2、一4煤层采区巷道分层布置,二1煤层下距一2、一4煤层间距大,采区巷道独立布置。首采区的两条下山均沿一4煤层布置,开采一4煤层。回采工作面选用炮采工艺,,投产工作面为11210工作面。

矿井通风方式为中央并列式,抽出式通风方法,通风设备为新选BK54-4-№13型防爆对旋轴流风机2台,一台工作,一台备用。投产时主排水泵房安装6台MD155-43-5型多级耐磨离心水泵,三台工作,二台备用,一台检修,安装三趟φ205×7mm的主排水管路。

3、主要技术经济指标

井巷工程总长度(包括硐室): 2562.4 m

井巷掘进总体积: 26364.2m3

全员工效: 1.5 t/工

矿井技术改造总投资: 1800万元

吨煤投资: 120元

技术改造工期: 12个月

第一章 井田概况及地质特征

第一节 井田概况

一、交通位置

河南省辉县市煤园煤业有限责任公司位于辉县市境内,行政隶属辉县市常村镇管辖。其地理坐标为东经113°53′17″~113°54′16″,北纬34°30′00″~35°30′59″。

本矿区西南距辉县市约15km,南距新乡市约30km,距京广铁路新乡北站约20km,距京珠高速新乡市入口约35km,东距卫辉市、107国道和京广铁路卫辉站约25km,距京珠高速公路卫辉入口约28km。辉县-卫辉公路从区外南部附近通过,区内有简易公路与其相通,交通便利。

(图1-1-1)

二、自然地理概况

1、地貌

本区为太行山向华北平原过渡地带,属丘陵地形。矿区地势总体呈北高南低,东高西低,最高海拔标高为225.m,最低海拔标高为180.1m,相对高差为44.9m。区内冲沟较发育,有利于大气降水的迳流和排泄。

2、水系

本区属海河流域卫河水系。区内为低山丘陵区,地面坡度较大,迳流条件好,冲沟较发育。地表无常年性水体,主要冲沟为十里河沟,发源于西部山前村,经牛村、韩窑向东南汇入卫河。该沟平时干涸无水,唯雨时有短暂洪流,雨后即干。

3、气象

本区属典型的大陆 性半干燥气候,夏、秋两季炎热多雨,冬、春季低温干旱。年平均降水量为628.5mm,降水多集中在7、8、9三个月。据气象资料记载,历史量高气温为42℃,最低气温为-21℃,年平均气温14.6℃。年平均气压为1003.6毫巴。最大积雪厚度为29cm,最大冻土深度为19cm,冰冻期为12月至来年2月。一般风速为2.6m/s,以东北风、西北风为主。

三、区域经济概况

辉县市地入太行山区和太行山前平原地带,总面积约2007km2,人口78.18万。年工农业总产值约59.8亿元(2003年),其中工业产值31.3亿元,占52.3%。农业和其他产业28.5亿元,占47.7%。综合经济指标在全省名居前列,已被列入新乡市卫星城市。

辉县市南部和东南部为平原和丘陵地区,地下煤炭和泥岩资源较丰富,已查明大型井田2处,小型井田3处,泥岩矿床1处。全市现有大小煤矿12个,年总产量可达100多万吨。

辉县市北部为太行山区,熔剂和水泥用石灰岩、建筑和饰面用石材及优质矿泉水等分布广泛、规模较大;水资源和旅游资源十分丰富,其中关山为国家级地质公园,万仙山为省级地质公园。

综上所述,辉县市是河南省及新乡市工业、农业和旅游业重点开发地区之一。

四、煤田开发简史

河南省辉县市煤园煤业有限责任公司经资源整合后,井田范围含原马务煤矿、沿东煤矿、东鑫煤矿。

1、马务煤矿

位于辉县市常村镇沿东村, 属沿东村村办煤矿。1996年10月建井,设计生产能力为0.03Mt/a,1999年核定生产能力0.06Mt/a ,2001年改扩建为0.09Mt/a。开采二1煤层和一4煤层。采用立井单水平下山开拓,主井深328m,副井深330m,风井深324m,采煤方法为短壁后退式,炮采工艺,中央并列抽出式通风。目前二1煤层已全部采完,一4煤部分回采,一2煤还没开采,是资源整合后的保留矿井。

2、东鑫煤矿

北部与马务煤矿为邻,属沿东村办企业。1996年12月建井,1997年12月投产,开采二1煤和一4煤,1999年核定生产能力为0.06Mt/a。立井单水平上山开拓,短壁式采煤方法,炮采工艺,中央并列抽出式通风,目前井田内二1煤已全部采完、一4煤已回采一部分,一2煤还没开采。2005年12月因资源整合被关闭。

3、沿东煤矿

北部与东鑫煤矿为邻,属沿东村办企业。1998年建井,1999年核定生产能力为0.06Mt/a。立井单水平上山开拓,开采二1煤和一4煤,短壁后退式采煤方法,炮采工艺。原井田范围内二1煤已采完,一4煤已回采一部分。一2煤还没开采。2005年12月因资源整合被关闭。

五、水源和电源

水源:矿井水源主要来至井下排水,本矿开采一4和一2煤,采用降压开采的防治水策略,水量充沛,水质很好,经消毒处理后水质就可满足矿井工业广场生活及消防用水。

电源:双回路电源分别引自常村10kV变电站和张村10kv变电站。

第二节 地质特征

一、区域地质背景

该区位于华北晚古生代聚煤盆地的南部,处于华北板块板内太行构造区太行断隆区东南部。太行断隆区地质演化大致可分为三个阶段:沉积埋藏阶段(C2-T)、抬升剥蚀阶段(T3未-K),局部沉降阶段(R+Q)。

区域地层属华北地层区太行小区地层,由老到新发育有太古界、下元古界、上元古界震旦系、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界石炭系和二叠系、中生界三叠系、新生界古近系和新近系。

太行断隆区总体构造以NNE走向为主,以断裂构造为主要形式。发育NNE、NE及NWW三组断裂,多为高角度正断层,组合成地堑、地垒、掀斜断块和裂陷盆地等构造样式。

区域矿床以煤矿床为主,局部发育铝土矿、石灰岩等矿床。区域可采煤层为山西组下部的二1煤层、太原组中部的一4煤层和一2煤层,为大部或局部可采煤层。

二、地层

地层由老至新依次为奥陶系中统马家沟组、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、上统上石盒子组及新近系。

1、奥陶系中统马家沟组(O2m)

为煤系地层基底,以浅灰色、灰色中厚层状石灰岩为主,局部夹泥质灰岩及黄色泥岩薄层,上部具溶蚀现象及缝合线。区内厚度约150m,为浅海相沉积。

2、石炭系(C)

(1)、中统本溪组(C2b)

由浅灰色铝土质泥岩、深灰~灰黑色泥岩、砂质泥岩等组成,局部下部夹中~细粒砂岩薄层。铝土质泥岩中含菱铁质鲕粒及结核状、星点状黄铁矿,具鲕状、豆状结构,局部铝含量高,为铝质岩。泥岩、砂质泥岩中含少量植物化石碎片。本组厚6.14~21.32m,平均13.73m,属滨海海岸带沉积。

本溪组与下伏奥陶系马家沟组呈平行不整合接触。

(2)、上统太原组(C3t)

本组下起一2煤层底,上至二1煤层底板砂岩,平均厚81.77m。由深灰色石灰岩、砂岩和灰黑色~黑色泥岩、砂质泥岩、煤层等组成,为本区主要含煤地层之一。据其岩性特征,可分为上、中、三段。

下部灰岩段:由一2煤层底或其直接底板铝土岩至L4石灰岩顶,平均31.04m。主要由石灰岩、泥岩及煤层组成。发育石灰岩3层(L2~4),其中L2石灰岩普遍发育,厚11.24~19.07m,平均14.85m,含大量燧石结核及腕足类、海百合茎和蜓类化石,为一主要标志层;L4石灰岩普遍发育,一般厚度3m左右。含煤3层(一2、一3、一4),其中一4煤层发育稳定,厚0.85~1.19m,为本区主要可采煤层之一;一2煤层发育较稳定,为大部可采煤层。

中部砂泥岩段:由L4石灰岩顶至L8石灰岩底,厚25.46m。主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。局部夹一薄层石灰岩(L6),下部含一层细粒砂岩。含煤2层(一6、一7),均不可采。泥岩、砂质泥岩中含大量植物化石及其碎片。

上部灰岩段:由L8石灰岩底至二1煤层底板砂岩,厚25.27m。由石灰岩、泥岩、砂质泥岩组成,局部夹砂岩薄层,顶部普遍发育一薄层菱铁质泥岩。发育石灰岩2层(L8、L9),其中L8石灰岩厚8.34~9.71m,平均8.86m,发育稳定,隐晶质结构,含大量燧石结核及足类、蜓类化石,为本区主要标志层之一。含一8煤层,不可采,偶见一9煤层。

据太原组岩性组合、沉积特征及生特组合规律,本组为碎屑~炭酸盐岩滨岸沉积体系,沉积时为动力较弱、温暖,清澈的浅水环境,中部的泥岩段为潮坪、泻湖海湾、障壁砂坝相沉积,砂岩成分单一,成熟率高,为沙坪、潮道~潮沟亚相沉积,其顶部的黑色致密泥岩则为泻湖海湾相沉积。

太原组与下伏本溪组为整合接触。

3、二叠系

(1)、下统山西组(P1sh)

为深灰色~黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中、细粒砂岩等组成,为本组主要含煤地层之一,厚90.45m。

本组底部为灰~深灰色中、细粒砂岩(二1煤层底板砂岩),厚8.05~12.91m,平均10.68m,夹泥质条带,具波状层理和交错层理,为本组与太原组分界砂岩。下部由深灰、黑灰色泥岩、砂质泥岩及二1煤层组成,含大量植物化石及其碎片,含煤2层(二1、二2),其中二1煤层局部可采;二2煤层不可采。中、上部为砂岩、砂质泥岩、泥岩组成,其中大占砂岩较发育,为深灰、灰色细~中粒砂岩,层面含较多白云母片和炭屑,具交错层理,局部含泥质团块;香炭砂岩发育稳定,为灰色细~中粒砂岩,含炭屑和白云母片及泥质包体、菱铁质团块;泥岩、砂质泥岩中含植物化石。顶部为百层状铝土质泥岩及铝土岩,具暗紫斑和菱铁质鲕粒,局部具鲕状结构(小紫斑泥岩)。

山西组底部为潮坪、潮汐泥炭沼泽相沉积,中部以分流河道和漫滩湖泊相沉积为主,顶部以分流河道间淡水湖泊相为主。

山西组与下伏太原组为整合接触。

(2)、下统下石盒子组(P1x)

由砂锅窑砂岩底至田家沟砂岩底,厚349.60m。由于各断块之间的差异升降运动,本组中上部地层在本区大部遭受剥蚀,仅在F2和F3断层之间保留该组及其上部的上石盒子组。按沉积旋回及岩性组合特征,本组自下而上可分为三、四、五、六等4个煤段。

三煤段:由砂锅窑砂岩底至四煤底板砂岩底,厚111.9m。底部砂锅窑砂岩为灰绿色岩屑石英砂岩,含砾石及泥质包体,厚12m左右,为组与下石盒子组分界标志层。下部为灰~浅灰色鲕状铝土质泥岩(大紫斑泥岩),具紫斑,富含菱铁质鲕粒,是本区重要标志层之一。中上部为中~细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。

四煤段:由四煤底板砂岩底至五煤底砂岩底,厚87.5m。底部四煤底板砂岩为灰白~灰绿色细粒砂岩,具泥质包体,厚11m左右,为本区的辅助标志层;中上部为一套紫红、灰~深灰色泥岩、砂质泥岩,夹多层砂岩透镜体。

五煤段:由五煤底板砂岩底至六煤底板砂岩底,厚72.1m。五煤底板砂岩为灰白色中厚层状中~粗粒砂岩,具泥质团块,平均厚8.8m;中上部为一套深灰~灰~紫红色泥岩、粉砂质泥岩,局部夹有砂透镜体。

六煤段:由六煤底板砂岩底至田家沟砂岩底,厚78.1m。六煤底板砂岩为灰白色中厚层状中粗粒砂岩,其上为灰~深灰、紫红色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩,夹数层砂岩透镜体。

下石盒子组主要为上三角洲平原相沉积,由于分流河道改道,形成多次三角洲体系旋回,对应形成了三、四、五、六煤段。分流河道的多次改道不利于植物生长,故煤层均不发育。

下石盒子组与下伏山西组为整合接触。

(3)、上统上石盒子组(P2s)

由田家沟砂岩底至基岩风化面,保留最大厚度为306m。按其沉积旋回,可分为七、八煤段。

七煤段:由田家沟砂岩底至八煤底板砂岩底,厚164m。田家沟砂岩为灰白~灰绿色中、细粒砂岩,局部相变为粗粒甚至含砾,厚15m左右,为下石盒子组与上石盒子组的分界标志层。其上为灰~灰白色砂岩、灰~紫红色泥岩、砂质泥岩,局部发育3~5层灰褐、灰黄色硅质泥岩,是七煤段良好标志。

八煤段:由八煤底板砂岩底至基岩风化面,保留最大厚度为142m。八煤底板砂岩为灰~灰绿色中、细粒砂岩,厚5.5m左右。中上部为灰~青灰、紫红色泥岩、砂质泥岩、夹砂岩透镜体,产植物化石及黄铁质结构。

上石盒子组继承了下石盒子组的沉积环境,为上三角洲平原相沉积,可分为两个三角洲沉积旋回组合,对应形成了七、八煤段。由于丰富的陆源碎屑物质,且环境不稳定,不利于植物生长,故煤层均不发育。

上石盒子组与下伏下石盒子组为整合接触。

4、新近系(Q)

以角度不整合覆盖于下伏各时代地层之一。厚度为2.5~16.7m。主要由黄土、黄褐色亚粘土、土红色砂质粘土、砂砾石组成。

三、构造

本区位于张村断陷盆地南部,区内总体构造形态为一走向65~115°,倾向335~25°,倾角11~22°的单斜构造,区内发育4条走向为北东东向的正断层,结合张村矿区南部构造发育情况,确定本区构造复杂程度属中等构造。

1、F9断层

位于本区中部,正断层,区域延伸长度大于5km,区内延伸长度约0.95km。断层走向70°左右,倾向160°,倾角65~70°。落差530~600m。在本区马补1钻孔于孔深11.32~126m揭穿该断层,上盘为上石盒子组顶部,下盘为山西组上部,缺失地层约560m;区外东部zk05于孔深695.6m终孔,层位为山西组上部,该孔北部的宏升煤矿副井二1煤底标高为+55.79m,煤层埋深仅171m,说明该断层从其中间通过。该断层在本区西部已控制,在东部具一定的摆动性,已基本查明。

2、F10断层

位于本区中部,正断层,区域延伸长度大于5km,区内延伸长度约0.95km。断层走向75°左右,倾向345°,倾角65~70°。落差400~530m。在本区马补1钻孔于孔深113.2~126m揭穿F9断层,上盘为上石盒子组顶部;孔南部的原东鑫井田北部二1煤层巷道标高为-30~-40m,煤层埋深仅220~235m,说明其间存在一条落差较大的正断层(F10)。在本区东部zk05于孔深695.6m终孔,层位为为山西组上部;该孔西南部的沿东煤矿主井二1煤层仅埋深251m,副井二1煤层仅埋深223m,说明该断层从其中间通过。该断层在本区无工程控制,具一定的摆动性。

3、F13断层

位于本区南部,东鑫井田与沿东井田之间,正断层。区域延伸长度约1.5km,区内延伸长度约0.3km。断层走向85°左右,倾向355°,倾角65°。落差0~10m,沿8孔于孔深161.7~162.9m见该断层,缺失太原组顶部岩层约10m。沿东煤矿在开采二煤层中揭露该断层。断层已查明。

4、F14断层

位于本区南部,正断层。区域延伸长度约2km,区内延伸长度约0.8km。断层走向75~85°,倾向345~355°,倾角60~65°。落差0~15m。在本区001钻孔于孔深41.22m揭穿该断层,缺失山西组中部岩层约15m。沿东煤矿在二2煤层和一4煤层采掘过程中均为揭露该断层,断层已查明。

区内无岩浆岩。

四、煤层及煤质特征

本区含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组,含煤地层总厚841.55m,共计含煤9层,煤层总厚5.72m,含煤系数为0.68%。其中赋存于山西组下部的二1煤层、太原组中下部的一4煤层和底部的一2煤层为主要可采煤层,可采煤层总厚3.03m,可采含煤系数0.36%。

1、煤层特征

(1)、二1煤层

赋存于山西组下部。上距大占砂岩3.81m,距香炭砂岩34.29m,距砂锅窑砂岩76.88m;下距二1煤层底板砂岩(Se)16m左右,距L8石灰岩40.42m,距L2石灰岩92.35m。煤层埋深10~310m,煤层底板标高为+195~-95m。煤厚0~2.3m,平均0.93m,南部和西北部厚度较大,中部出现大面积无煤和不可采范围,可采区分布于南部和西北部。煤厚变化标准差为0.13,变异系数为14.5%。煤层结构简单,不含夹矸。煤层顶板为黑艒泥岩、砂质泥岩,含大量植物化石及其碎片,老顶为细粒砂岩;底板为黑色泥岩、砂质泥岩。

综上所述,区内二1煤层大部发育,结构简单,局部可采,结合张村矿区南部煤层发育情况,确定二1煤层属较稳定煤层。

(2)、一4煤层

赋存于太原组下部,上距L8石灰岩28.23m,距二1煤层84.82m;下距L2石灰岩9.01m。煤层底板标高为+180~-180m,煤层埋深10~395m。煤层厚度为0.85~1.25m,平均1.14m。煤厚变化标志着差为0.02,变异系数为1.6%。煤层结构较简单,上部一般含一层0.20m左右泥岩夹矸。煤层顶板为L4石灰岩,局部为泥岩或炭质泥岩伪顶;底板为砂质泥岩。

综上所述,区内一4煤层全区发育,结构较简单,全区可采,结合张村矿区南部煤层发育情况,确定一4煤层属较稳定煤层。

(3)、一2煤层

赋存于太原组底部,上距L8石灰岩46.16m,距二1煤层106.25m;下中O2m石灰岩9.07~25.04m,平均17.06m。煤层底板标高为+175~-215m,煤层埋深25~415m。煤层厚度为0~1.67m,平均0.96m。煤层结构简单,一般不含夹矸。煤层顶板为L2石灰岩,底板为黑色泥岩或深灰色铝土质泥岩。

综上所述,区内一2煤层普遍发育,结构简单,大部可采,结合张村矿区南部煤层发育情况,确定一2煤层属较稳定煤层。

2、煤质特征

(1)、煤的物理性质

二1煤层呈灰黑色,以块状为主,局部为粉状,呈金刚光泽~半金属光泽,内生裂隙发育,参差状断口,硬度为2.5~3.0。煤岩组分亮煤为主,少量镜煤及暗煤,镜煤一般呈条带状或透镜状分布,宏观煤岩类型为半亮型煤。煤的视密度为1.52t/m3。

一4煤和一2煤呈灰黑~钢灰色,以块状为主,次为粒状,似金属光泽,质地较硬,内生裂隙发育,参差状、贝壳状断口。煤岩组分以亮煤和镜煤为主,夹少量暗煤,宏观煤岩类型为半亮型~光亮型煤。一4煤和一2煤以含黄铁矿结核及散晶与二1煤区别。一4煤和一2煤的视密度均为1.0t/m3。

(2)、煤的化学性质和工艺性能

二1原煤水分为4.15%,灰分为12.48%,全硫含量为0.36%,挥发份为5.01%。发热量为27.31MJ/kg,属高热值煤。胶质层厚度为0,粘结指数为2.5~4.5,无粘性。

一4煤原煤水分为1.9%。灰分为17.07%,全硫含量为1.66%,挥发份为6.44%,发热量为27.20MJ/kg,属高热值煤。胶质层厚度为0,焦渣特征为1,无粘性。

一2煤原煤水分为4%,灰分为16.96%,全硫含量为2.24%,挥发份为3.97%,发热量为25.89MJ/kg,属高热值煤。胶质层厚度为0,焦渣特征为1,无粘性。

(3)、煤类的确定

依据《中国煤炭分类国家标准》(GB5715-86),以浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)、氢元素含量(Hdaf)为主要指标,结合原报告划分的煤类,确定各煤层煤类结果见表1-2-1。

表1-2-1 各煤层煤类确定结果表

煤层指标特征煤类

Vdaf%Hdaf%

二15.01无烟煤二号

一46.442.82无烟煤二号

一23.97无烟煤二号

(4)、煤质综合评价

区内二1煤为低灰、特低硫、高热值之无烟煤二号,可作为合成氨、烧结矿、制碳化硅、发电、动力等用煤。一4和一2煤为中灰、中高硫、高热值之无烟煤二号,可作为合成氨、烧结矿、制碳化硅、发电、动力等用煤。

五、其它开采技术条件

1、瓦斯

据2004年4月原马务煤矿、东鑫煤矿和沿东煤矿对其开采的一4煤层井下鉴定结果,瓦斯绝对涌出量分别为2.68m3/min、0.22m3/min、0.17m3/min,相对涌出量分别为6.43m3/t.d、3.17m3/t.d、2.45m3/t.d,各矿生产期间回风流中的瓦斯浓度均在0.12~0.3%之间,按低瓦斯矿井管理。

矿井瓦斯主要源于煤层本身,煤层顶板跨落后,矿井瓦斯无明显增大现象。

本区受煤层埋深、水文地质条件等地质因素的影响,煤层瓦斯含量相对较低,为煤层瓦斯风化带。未来开采矿井瓦斯涌出量很小,应为低瓦斯矿井。

2、煤尘及煤的自燃

据本区及张村矿区生产矿井以往对二1、一4和一2煤取样进行煤尘爆炸性和煤炭自燃倾向鉴定资料,各可采煤层均无煤尘爆炸性;自燃等级为III级,属不易自燃煤。

本区及周邻矿井以往开采二1煤、一4煤和一2煤层中均未发生过煤尘爆炸和煤的自燃事故。因此,确定区内二1、一4和一2煤均无煤尘爆炸性和不易自燃煤。

表1-2-2 各煤层煤尘爆炸鉴定结果表

煤尘矿 井Mad

(%)Aad

(%)Vad

(%)火焰长度(mm)爆炸指数(%)抑制煤尘爆炸性最低岩粉掺量(%)爆炸性

结 论

二1协和煤矿6.186.5411.17012.790无爆炸性

一4马务煤矿4.0113.508.39010.170无爆炸性

沿东煤矿4.45.128.2709.160无爆炸性

一2裴寨二号矿4.1615.6010.66013.280无爆炸性

表1-2-3 各煤层自燃倾向性鉴定结果表

煤层矿井密度

(g/cm3)工业分析(%)及氧量(ml/g)自燃等级

MadAadVadStd

二1协和煤矿1.716.186.5411.170.420.47Ⅲ

一4马务煤矿1.794.0113.508.390.030.40Ⅲ

沿东煤矿1.704.645.128.270.940.41Ⅲ

东鑫煤矿1.814.4114.079.411.050.45Ⅲ

一2裴寨二号煤矿1.894.1515.6010.660.44Ⅲ

4、地温

本区以往未开展过地温测试工作,据焦作矿区区域地温地质资料,本区为低温低梯度地温正常区,矿区内恒温带深度在30m左右,温度为16℃,平均地温梯度为1.32℃/100m。

矿区内地面最高标高为+210m,一2煤层底板最深开采标高为-215m,推算区内一2煤矿坑最高地温为24.32℃;远小于一级高温区下限温度(31℃)。

因此,推测核查区内为地温正常区,二1、一4、一2煤矿坑深部回采时,均不存在地温高温热害问题。

5、地震

据新乡市地震区资料,辉县市及邻近地区近期未发生过大的破坏性地震,历史上发生过影响本区较大的地震7次。根据国家质量技术监督局发布的《中国地震参数区划图》(GB18306-2001),辉县市及其附近地区的地震动峰值加速度为g值为0.2,对应的地震基本设防烈度值为Ⅷ度。

6、地质灾害

本区为丘陵地区,地形坡度较大,冲沟发育,区内无常年性地表水体,降水所形成的暂时性地表水流,雨后即干,对矿井生产几乎无影响。

区内主要不良环境地质现象表现为地表沉陷和煤尘大气污染。

本矿煤矿床埋藏较浅,井巷回采放顶后,可在地表形成裂缝和沉陷凹地,使地表岩(土)体失稳,产生崩塌,雨季可形成滑坡、泥石流等地质灾害,地表沉陷是矿井采掘生产过程中引起的较大的环境地质问题,它不仅破坏道路、房屋等地表建筑和设施,而且破坏农田、积滞洪水或地表水回灌矿坑;煤(粉)尘大气污染,主要是煤场、矸石山、采石厂和运输通道附近的煤尘扬尘,以及工业锅炉排放的烟尘污染。

此外,由于矿井疏排矿坑地下水,使矿区地下水水位急剧下降,地下水位埋深由采矿初期的10~20m,到目前的50~150m,严重影响区内人畜生产生活用水。

六、水文地质

1、矿区水文地质边界条件

矿区水文地质单元属张村断陷汇水盆地。核查区处在张村断陷汇水盆地南缘。

2、含水层特征

a.二1煤顶板砂岩含水层(组)

系指二1煤层以上60m范围内的2~3层中粗粒砂岩,主要以大占砂岩为主,累计厚度10m左右。砂岩为泥、硅质胶结,致密坚硬,裂隙不甚发育,且多为方解石或石英细脉所充填,期间在该层段均未发生涌(漏)水现象,周邻开采二1煤层的生产矿井涌水量均较小,一般为10~50m3/h,最大为80m3/h,表明该砂岩含水层(组)富水性弱。该层为二1煤层顶板直接充水含水层。

b.太原组上段灰岩含水层

太原组上段灰岩由L8~L9、灰岩组成,其中L8灰岩较发育,层位稳定,石灰岩厚8.34~9.71m,平均8.86m,发育稳定,深灰色,含燧石结核,岩溶裂隙较发有,在局部出露地带可见0.10~0.30m的溶隙,呈近直立状发育,导水性较好,该层为二1煤层底板直接充水含水层。

c.L4灰岩含水层

太原组下段L4灰岩一般厚度3m左右,岩溶裂隙不发育,富水性弱,矿井生产中矿坑最大涌水量80m3/h,为一4煤层顶板直接充水含水层。

d.L2灰岩含水层

在太原组下段L2~L3灰岩中,L2灰岩层位稳定,厚11.24~19.07m,平均14.85m,其岩溶裂隙发育,但不均一,一般浅部较深部发育,富含岩溶裂隙承压水,水量较大,不易疏排。该层为一4煤层底板直接充水含水层,也是一2煤层顶板直接充水含水层。

e.奥陶系灰岩含水层

为浅灰色石灰岩或白云质灰岩,区内钻孔揭露最大厚度为4.8m,据区域资料,其厚度约400m。该含水层岩溶裂隙发育,尤其在上部50m或在断裂破碎带附近,岩溶裂隙异常发育,加之厚度大,埋藏相对较深,水源补给条件好,贮水空间大,水压高,含水层导水性好、富水性强,为一2煤层底板直接充水含水层,同时也是区内重要含水层。

3、隔水层特征

a.二叠系碎屑岩段隔水层

自二1煤层顶60m上至基岩面之间,为二叠系下石盒子组地层,岩性主要为泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩及粉砂岩,裂隙不发育,透水性差,为新近系含水层与二1煤层顶板含水层间的良好隔水层。

b.二1煤层底板碎屑岩段隔水层

二1煤层底板至L8灰岩顶界之间的泥质碎屑岩段,厚度30.42m。岩性以泥岩、砂质泥岩、粉细粒砂岩为主,底部夹一薄层灰岩(或灰岩透镜体),分布连续,层位稳定,裂隙不发育,透水性差,隔水性能良好,正常情况下,可阻隔下部太原组上部灰岩段灰岩水涌入二1煤矿坑。

c.太原组中段隔水层

由泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩及石灰岩透镜体或薄煤层组成。厚度25.46m,层位稳定,其裂隙不发育,透水性差,强度中等,是阻隔太原组上、下段灰岩含水层间水力联系的良好隔水层。

d.一4煤层底板隔水层

主要由泥岩、砂质泥岩及L3灰岩透镜体等组成,厚度在9m左右,该层段岩性较致密,裂隙、岩溶不发育,透水性差,隔水性能较好,正常情况下对阻隔下部L2灰岩水充入一4煤矿坑,有良好的阻隔作用,但在其沉积薄弱地段或受构造破坏时,将会弱化或失去隔水作用。

e.本溪组隔水层

由泥岩、铝土质泥岩组成,厚6.14~21.32m,平均13.73m,层位稳定,全区发育,岩性致密,裂隙不发育,透水性差,强度中等,正常情况下,隔水性能良好,是阻隔下部奥灰水与上部各含水层间水力联系的良好隔水层,但在其沉积薄弱地带或受构造破坏时,将会弱化或失去隔水作用。

4、矿井充水因素分析

以往本区及相邻矿井生产中,二1煤矿坑充水主要以顶板砂岩裂隙水淋水为主,正常涌水量10m3/h左右,矿井最大涌水量30m3/h。一4煤矿坑充水水源主要以顶板L4灰岩水淋水为主,正常涌水量80m3/h,二者均较小,易于疏排。一2煤矿坑充水水源主要以顶板L2灰岩岩溶裂隙水涌水为主,矿井正常涌水量240m3/h,最大涌水量原兴华煤矿曾达500m3/h,水量较大。

a. 二1煤层顶板砂岩裂隙水

二1煤层顶板砂岩含水层岩性为中~粗粒砂岩,一般发育1~3层,平均厚度10m左右,岩石完整致密,裂隙较发育,但其单层厚度小,补给条件差,故其富水性较弱。在核查中仅在局部巷道可见渗、滴水现象,矿坑充水量一般为10~50m3/h,说明该含水层富水性差,生产中易于疏排。

b.太原组上段L8灰岩水

L8灰岩含水层为二1煤层底板直接充水含水层和一4煤层顶板间接充水含水层,富含岩溶裂隙承压水,但其与二1和一4煤层间有厚而稳定的隔水层相阻隔,正常情况下一般不会对二者产生充水作用,但当受断裂构造破坏时,使开采煤层与之对接或生产中揭露断层,或矿床开采后期,回采放顶形成冒落破裂带与之沟通时,则可产生一定的充水作用,但以静储量为主,易于疏排,一般不会对矿井生产造成大的危害。

c.太原组下段灰岩水

该段灰岩主要包括L4和L2灰岩,其中L4灰岩水为一4煤矿坑直接充水水源。L2灰岩含水层为一4煤层底板直接充水含水层。该含水层厚度较大,岩溶裂隙较发育,但发育不均,一般在其浅部或与断裂构造交接部位含水丰富。L2灰岩含水层上距一4煤层10m左右,其间为泥岩、砂质泥岩或粉细粒砂岩相对隔水层,故一般不会对一4煤矿坑产生充水,邻区各矿井也未发生过一4煤层底板充水现象,说明L2灰岩水对一4煤矿井影响不大;该含水层为一2煤层的直接顶板,富水性较强,埋藏较深,水压较大,对开采一2煤极为不利,尤其是当其底板隔水层薄弱地段或受断裂构造破坏与下部奥陶系灰岩水沟通时,则可能造成突水事故。

d.奥陶系灰岩水

奥陶系灰岩含水层厚度大,地表出露面积大,水源补给条件好,其岩溶裂隙发育,导、富水性强,加之埋藏深,水压高,是威胁矿井安全生产的重要水源,但含水层与开采煤层间有较厚而稳定的隔水层,正常情况下,不会对矿井生产产生重大的影响,仅在断裂构造破碎带附近开采时,会对矿坑产生充水威胁。

e.断裂构造对矿床充水的影响

矿区地层为一走向近东西的单斜构造,断裂构造主要为发育在中部的F9、F10和南部的F10-1及F10-2断层(裂),其储、导水性取决于地层岩性和断层的力学性质,若断裂发生在坚硬脆性地层中,其储水条件就相对较好,导水性能也强,反之则差。由于断裂破坏了地层的连续性,使煤层上下各含水层间产生了一定的水力联系,故断裂构造是地下水的赋集空间和矿床充水的主要通道。

水文地质勘探类型:综上所述,二1煤层以顶板砂岩裂隙水充水为主,矿坑充水量在10m3/h左右,一4煤层矿坑充水以顶板L4石灰岩岩溶裂隙水淋水为主,矿坑充水量在80m3/h左右,水量均较小,生产中易于疏排,其矿床水文地质类型二1煤层应划归为二类一型,一4煤层应属三类一亚类一型,即均为水文地质条件简单的煤矿床类型;一2煤层矿坑充水以顶板L2石灰岩岩溶裂隙充水为主,矿坑充水量在240m3/h左右,水量相对较大,生产中不易疏排,故将其矿床水文地质类型划归为三类一亚类三型,即以顶板岩溶裂隙水充水为主的水文地质条件复杂的煤矿床类型。

矿井涌水量:北部块段属原马务煤矿范围,矿井正常涌水量120m3/h,预计最大涌水量为225m3/h。南部块段正常涌水量为100m3/h,最大涌水量预计为150m3/h。

矿井开采南部块段二1、一4、一2煤层时,预计矿井正常涌水量350 m3/h,最大涌水量650m3/h。

七、勘查程度、资源及开采条件评述

1999年11月,河南省煤田局三队受宏升、马务等小煤矿的委托,提交了《河南省辉县市张村乡张村勘探区宏升、马务、同人、东鑫、沿东煤矿储量(地质)报告》,该报告经新乡市地质矿产资源管理局审查后,经省储委以豫储证字〔1999〕277-6号批准了该报告。2005年9月7日,河南省辉县市煤园煤业有限责任公司委托河南省煤田地质局三队对本整合单元进行资源储量核查,2005年10月底河南省煤田地质局三队提交了《河南省辉县市煤园煤业有限责任公司煤矿区资源储量核查报告》。

通过以往勘查和矿井生产揭露,查明了本区总体构造动态为一单斜构造;查明了本区二1、一4煤层结构简单,二1煤大部发育,为局部可采的较稳定煤层;一4煤层为全区可采的较稳定煤层。基本查明了本区含、隔水层的发育情况及含、隔水性能;查明了可采煤层顶底板工程地质特征和瓦斯赋存情况;按现行《煤、泥炭地质勘查规范》标准,本区二1煤层和一4煤层的勘查程度达了勘探程度。通过对井田内补充钻孔勘探,初步查明了一2煤层的厚度和分布范围,基本确定了一2煤层的煤类和煤质特征,其勘查程度达到了普查程度。

资源及开采条件评述:该区二1煤层水文地质条件简单,属二类一型,一4煤层属三类一亚类一型即水文地质条件简单的煤矿床类型,一2煤层属三类一亚类三型,即以顶板岩溶裂隙水充水为主的水文地质条件复杂的煤矿床类型;顶底板工程地质条件一般属不稳定类型;属瓦斯风化带和沼气带范围,甲烷含量小,矿井瓦斯等级属低瓦斯矿井;煤尘无爆炸危险性,不易自燃发火;地温正常,无热害影响。

八、存在问题及建议

1、原勘查中水文地质工作程度较低。各含水层的涌水量、水位标高、渗透性、补给情况等不清,未来生产中应加强对灰岩水的防范。

2、虽然原矿山瓦斯涌出量不算太大,但由于煤层瓦斯赋存的不均衡性,难免有局部瓦斯聚集的现象。建议矿方要严格执行《煤矿安全规程》,加强通风和瓦斯监测,保证生产安全。

3、井田南部区域煤层埋藏比较浅,地表裂隙发育,浅部存在老窑和采空区,原沿东煤矿、东鑫煤矿关闭后其采空区、巷道中有大量积水。建议矿方要采取有效的防范措施,避免造成地表水溃入井下、老空区透水、顶底板灰岩岩溶水突水等事故。

4、二1煤煤层顶底板工程地质条件较差,局部存在泥岩顶板或炭质泥岩伪顶,生产中会发生随采随落现象。一4煤顶底板坚硬,不易冒落。一2煤顶板坚硬,底板为比较软的泥岩。建议加强顶板管理,避免发生顶板大面积跨落、冒顶、底鼓等事故。

5、区内以往施工的钻孔封闭质量较差,煤矿开采时要注意孔内积水和沟通含水层的承压水,在接近孔位时要加强防范或留足防水煤柱,以避免造成矿井水患。

第二章 井田开拓

第一节 井田境界及储量

一、井田境界

资源整合后批准的矿区范围以辉县市煤园煤业有限责任公司采矿许可证所圈定范围为准,矿区面积为1.628km2,开采二1煤层和一4煤层、一2煤层,批准开采深度为209~-410m,其拐点坐标如下表:

表2-1-1 井田境界拐点坐标一览表

点号XY点号XY

13931951384899328393015038491226

23931956384907919393014638490770

339313463849078010393032538490788

439309463849105311393039938490184

539305873849110812393072138490207

639304563849109813393122038489849

739304223849133614393155438489846

二、储量

1、资源储量

根据河南省煤田地质三队2005年10月编制的《河南省辉县市煤园煤业有限责任公司煤矿区资源储量核查报告》,本井田二1煤共划分资源储量块段19个,其中探明的经济基础储量(111b)块段12个,控制的经济基础储量(122b)块段1个,推断的内蕴经济资源量(333)块段6个;一4煤层划分资源储量块段32个,其中探明的经济基础储量(111b)块段19个,控制的经济基础储量(122)块段3个,推断的内蕴经济资源量(333)块段10个;一2煤层共划分资源储量块段6个,均为推断的内蕴经济资源量(333)块段。

储量分布情况为北部块段二1煤4个块段保有储量8万吨,一4煤8个块段保有储量86万吨,一2煤4个块段储量98万吨,计192万吨。南部块段二1煤15个块段储量58万吨,一4煤24个块段129万吨,一2煤2个块段134万吨,计321万吨;合计保有地质储量513万吨。三个煤层资源储量汇总见表2-1-2:

表2-1-2 各煤层资源储量估算结果汇总表

煤层资源储量(万吨)动用储量

(万吨)保有资源储量(万吨)

(111b)(122b)(333)小计(111b)(122b)(333)小计

二1北部210425174048

南部6226694362626658

一4北部612689595226886

南部111142214718931422129

一2北部98989898

南部134134134134

合计255662725938017566272513

2、可采储量

经计算,井田内二1煤可采储量32.91万吨,一4煤可采储量119.75万吨,一2煤可采储量142.4万吨,合计310.8万吨。其中井田的南部块段内可采储量96.45万吨。可采储量见储量计算汇总表2-1-3。

表2-1-3 储量计算汇总表

保有地质储量(万吨)煤柱损失(万吨)开采损失

(万吨)可采储量

(万吨)

广场边界断层其他小计

二1煤北部88.08.000

南部580.480.33.5614.8519.195.8132.91

一4煤北部8621.972.977.630.5933.167.9344.71

南部1297.979.2218.335.240.713.2575.04

一2煤北部78.422.629.437.32039.375.8533.18

南部107.26.098.3318.35032.7711.1663.27

合计北部172.444.5912.414.958.5980.5313.7877.89

南部294.214.0617.8540.2420.0592.630.22171.22

注:(333)煤按0.8的系数进行了折算;采区回采率为0.85,开采损失0.15。

三、各类安全煤

井田各类煤柱主要包括井田边界煤柱、断层、防水煤柱等和工业广场煤柱。

1、工业广场煤柱

工业广场煤柱根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定的岩层移动角计算工业广场保护煤柱。

2、断层防水煤柱

根据断层所处位置水压大小按经验留设。

3、边界煤柱

按两井田之间各留设20m安全煤柱。

第二节  矿井设计生产能力及服务年限

一、矿井工作制度

矿井年工作日为330d,每天三班作业,两班采煤,一班准备,每天净提升时间为16h。

二、矿井生产能力及服务年限

根据可采储量,结合地方煤矿的办矿特点和河南省煤炭资源整合要求,确定矿井生产能力为0.15Mt/a,采用1.3的储量备用系数,矿井服务年限为12.8a,其中井田的南部块段内可服务8.78a。

第三节  井田开拓

一、井田开拓

(一)、井田现状

资源整合的井田范围包括原马务煤矿、东鑫煤矿和沿东煤矿及部分扩界区。由于井田中部地堑的存在,将全井田分为北部块段和南部块段两个部分。

原马务煤矿在井田的北部块段内,原东鑫煤矿、沿东煤矿在井田的南部块段内。

两个块段内煤层的埋深差异很大。北部块段内一4煤层埋深-28~-180m,一2煤层埋深-60m~-215m。在南部块段内二1煤层埋深+170~-55m,一4煤层埋深+170~-160m,一2煤层埋深+170~-180m。

两个块段内的可采储量差异较大,北部块段内可采储量占29.6%,南部块段内可采储量占70.4%。

(二)、井田开拓方式

井田内F9断层落差530~600m,F10断层落差400~530m,两断层间距300余米,考虑到断层防水煤柱宽度,在井田中部形成了宽约400余米的地堑。在原马务煤矿工业广场内对矿井进行技术改造开采全井田或在原沿东煤矿工业广场内对矿井进行技术改造开采全井田,巷道布置都 势必穿越地堑。无效巷道工程量大、投资多,技术上难度大。因此,开采井田内的煤必须分别在两个块段内建立开拓系统。

对于先开采哪个块段在技术上进行了分析。

1、先开采北部块段,需要在原马务煤矿工业广场内打一个立井作为煤矿的安全出口兼做回风井。井筒直径φ3.0m,井深330m。存在主要问题是块段内可采储量少,0.15Mt/a的生产能力,服务4.7a,接替时间紧;开采煤层都在-30m以深,特别是一2煤为-60m以深,风险性大。

2、先开采南部块段,要在新增加的井田范围(原常乐制药厂)内打两个提升立井,兼做进、回风和安全出口,井筒直径φ4.8m,主井井深161.9m,副井井深151.5 m。存在的主要问题是在两提升立井底建井底车场及硐室、井巷工程量多、投资大。主要优点是块段内可采储量较丰富,0.15Mt/a的生产能力,服务8.78a,时间相对长;开采煤层都在+170m以深,特别是对一2煤带压开采的风险性小。

通过技术分析,先开采南部块段的优势比较明显,设计确定先开采南部块段,北部块段作为接替。

工业广场设在原沿东煤矿工业广场位置。开拓方式提出两个开拓方案,进行技术分析和经济比较。

方案一:一对立井开拓

新打主井,井筒坐标为x=3930726.000,y=38490932.000,z=+208.400m,落底标高+46.500m,井深161.9m,井筒直径Φ4.8m,净断面18m2,混凝土支护,装备一对2.0t非标准箕斗,钢丝绳罐道,设金属梯子间,布置排水管道,担负提煤和进风,兼作安全出口。

新打副井,坐标为:x=3930686.000,y=38490938.000,z=+208.400m,落底标高+56.900m,井深151.5m,井筒直径Φ4.8m,净断面18m2,混凝支护,装备一对1.0t非标罐笼,钢丝绳罐道,井内设金属梯子间,提负全矿提矸、下料、排水、上下人员和回风任务,兼作安全出口。

选用中央并列式通风系统,抽出式方法。

方案二:两立一斜开拓

利用原沿东煤矿的副井(井筒直径已由原来的2.6m扩为4.0m)作为混合提升井,井筒坐标为:x=3930559.849,y=38490531.965,z=+190m,落底标高+40m,井深150m,井筒直径Φ4.0m,净断面12.56m2,混凝土支护,装备一对单层单车1.0t非标准罐笼,钢轨罐道,担负全矿提煤、提矸、下料、升降人员和进风任务。

新开一个辅助进风井,井口坐标:x=3930602.000, y=38490564.000,z=+190.000m,落底标高+40m,井深150m,井筒直径Φ3.0m,净断面7.65m2,混凝土支护,布置排水管路,装备金属梯子间,作为矿井的一个安全出口,兼作辅助进风、排水。

回风斜井:井口坐标为x=3930127.557,y=38491026.844,z=+202.00m,落底标高+146m,倾角27.4°,斜长121.6m,半圆拱断面,墙高1.4m,拱高1.1m,净断面5.0m2,井筒中设行人台阶和扶手,担负全矿回风任务,兼作安全出口。

选用中央分列式通风系统,抽出式通风方法。

两方案经技术比较均为可行方案。工业广场选在原常乐制药厂,正好位于南部块段储量中心,有利于井下开拓部署;可充分利用原常乐制药厂的地面建筑、电源、水源等;工业广场距辉-卫公路只有50m,交通运输方便,固定煤柱损失少。第一方案只有一个工业广场,生产集中,可以实现集中管理;后期通风风路较短,通风困难时期通风负压小。第二方案建井工期较短,工业广场噪音小,生产期间漏风率低,有一个斜风井,灾变期间人员撤离安全性好,但多一个风井广场,需要征地、架设专门供电线路、修筑通勤公路,管理比较分散。

表2-3-1 开拓方式经济比较表(可比部分)

比较项目开拓方案备 注

两立井开拓两立一斜开拓

主井

直径(m)/工程量(m)Φ4.8/161.9mΦ4.0/150m

投资(万元)191165

梯子间(m)161.9

投资(万元)43

副井直径(m)/工程量(m)Φ4.8/151.5mΦ3.0/150m

投资(万元)180135

梯子间(m)151.5150m

投资(万元)4020

总回

风巷断面(m2)/工程量(m)10.0/100

投资(万元)30

回风

斜井断面(m2)/工程量(m)5.0/121.6

投资(万元)61

风井广场占地(km2)1500

投资(万元)10

总工期(月)1210实际建井工期

合计工程量(m)/投资(万元)413.4/484421.6/391

通风以上技术分析和经济比较,第二方案具有一定的优势,但考虑到建立边界风井的位置不在一个行政村,征地困难,生产期间工农关系不好处理,经征求建设单位意见后,确定选用第一方案,开拓方式平剖面图见图2-3-1和2-3-2。

二、水平划分

根据所选井筒位置,考虑到三个煤层的开采,将井筒落底至一4煤层,开采水平标高确定为+46.5m,采用上、下山开采南部块段井田。

三、运输及回风大巷的布置方式及采区划分

井下布置三条主要大巷,即+46.5m水平进风大巷、+65.6m水平运输大巷和+56.9m水平回风大巷,进风大巷和回风大巷沿一4煤层布置,运输大巷沿一4煤层顶板布置。

整个南部块段是一个比较规则的单斜构造,走向长840m,倾斜宽1000m布置一个双翼上山采区和一个双翼下山采区,上山部分斜长 486m,下山部分斜长514 m。

全矿井的通风线路:新鲜风流自主井 → +46.5m水平井底车场→ +46.5m水平进风大巷 → 12采区上部车场→ 运输下山 → 采区中部车场 → 回采工作面运输顺槽 → 回采工作面 → 乏风由工作面回风平巷 → 轨道下山 → +56.9m回风大巷 →副井 → 地面。

第四节  井 筒

一、井筒用途、布置、装备

1、主井:坐标为x=3930726.000,y=38490932.000,z=+208.400m,落底标高+46.500m,井深161.9m,井筒直径Φ4.8m,净断面18m2,混凝土支护,装备一对2.0t非标准箕斗,钢丝绳罐道,设金属梯子间,布置排水管道,担负提煤和进风,兼作安全出口。

2、副井:坐标为:x=3930686.000,y=38490938.000,z=+208.400m,落底标高+56.900m,井深151.5m,井筒直径Φ4.8m,净断面18m2,混凝支护,装备一对1.0t非标罐笼,钢丝绳罐道,井内设金属梯子间,提负全矿提矸、下料、排水、上下人员和回风任务,兼作安全出口。各井筒特征见井筒特征表2-4-1。井筒断面见图2-4-1。

表2-4-1 井筒特征表

筒井口座标井口

标高(m)提 升

方位角井筒

倾角

(°)井深

(m)井筒断面

(m2)支

护井筒装备备注

经距(X)纬距(Y)

净掘

主井393072638490932+208.410°36′90161.91822.9混

土一对2t标准箕斗、钢丝绳罐道、金属梯之间。

副井393068638490938+208.465°39′90151.51822.9混

土一对1t非标准罐笼、钢丝绳罐道、金属梯之间。

二、井壁结构

主井和副井均为混凝土支护,厚度300mm。

第五节  井底车场及硐室

一、井底车场形式和调车方式

根据矿方提供的资料,F14断层在工业广场北部已接近尖灭,落差不足5m,原东鑫煤矿和沿东煤矿在生产过程中均揭露过该断层,断层不导水。一4煤底板至一3煤层之间各岩层含水性弱。因此,确定将井底车场及峒室布置在+46.5m水平一4煤层及其顶板岩层中,车场形式为刀把式车场,见图2-5-1。

因井筒距采区下部车场只有100m,距离较近,主运输大巷和回风大巷均很短,因此大巷和车场均采用人力推车运输方式。

二、井底车场通过能力

本次技改设计矿井井型为0.15Mt/a,经验算,井底车场可以满足矿井的运输能力的需要。

三、井底车场硐室

在主井井底布置等候室、信号室、主排水泵房、中央变电所、内外水仓、管子道等。井底不设火药发放硐室。

矿井正常涌水量350m3,最大涌水量650m3,内外水仓按8h正常涌水量设计,总净容积2820m3。

水仓东侧设专用水仓清理斜巷,采用1t非标准矿车,人工清理。

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2015年07月23日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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