煤矿扩建初步方案设计.doc

1 前前 言言 xx 县 xxxx 联办煤矿是具有独立法人资格的私营企业，经营范围为煤炭生产、销售 等。始建于 1983 年，1986 年投产，矿井原设计为一对反斜井开拓，设计生产能力 30kt/a。采用巷柱式采煤法，现生产水平为+1540m。投产以后经过多次技术改造，使 得办矿条件得到进一步完善，企业生产进入正常轨道，所产煤炭的质量及产量有了较 大提高。近年来国内煤炭市场逐步好转，国家及地方政府加大了对煤矿的管理力度， 该矿井型较小，安全生产装备较落后，已不符合目前国家及甘肃省煤炭生产的相关产 业政策。为了提高矿井整体技术装备水平和本质安全程度，促进企业健康有序地发展， 2008 年 6 月我公司受 xx 县 xxxx 联办煤矿委托，编制了 xx 县 xxxx 联办煤矿扩建可 行性研究报告， 设计生产能力为 210kt/a。依据 xx 县国土资源局 2009 年 7 月 6 日的 文件，在矿井现井田范围的西部和南部拟扩大区域有煤炭资源储量 1900 万 t，为了能 够保证矿井的正常建设和生产以及后期向拟扩大区域的延伸，现根据 xx 县 xxxx 联办 煤矿的委托编制该矿井 0.9mt/a 扩建初步方案设计。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 （一）设计委托 方案设计委托书。 （二）地质报告及审批决议 1.关于甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿（扩大）煤炭资源储量复核报告 矿产资 源储量评审备案证明（甘国土资储评字 2007194 号） 。 2.甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿（扩大）煤炭资源储量复核报告 评审意见书 （甘国土资储备字 2007192 号，甘国土资储备总字 2007624 号） 。 3.关于甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿煤炭资源储量复核报告 矿产资源储量评 审备案证明（甘国土资储评字 200715 号） 。 4.甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿（扩大）煤炭资源储量复核报告 评审意见书 说 明 书 2 （甘国土资储备字 200715 号，甘国土资储备总字 2007447 号） 。 5.甘肃省 xx 煤田策底勘探区精查地质报告 。 6.甘肃省国土资源厅关于有偿扩大 xx 县 xx 西联办煤矿矿区范围有关问题的批 复 （甘国土资矿发200759 号） 。 （三）其它设计依据 1.靖远煤业工程勘察设计有限公司编制的xx 县 xxxx 联办煤矿矿产资源开发利 用方案 （2007 年 11 月） 。 2.靖远煤业工程勘察设计有限公司编制的xx 县 xxxx 联办煤矿扩建可行性研究报 告 （2008 年 6 月） 。 3.煤炭工业部颁发的矿井初步设计编制内容 。 4.煤矿安全规程(2009 年版)。 5.煤炭工业矿井设计规范 （gb50215-2005） 。 6.国家有关煤炭工业的规程、规范和技术政策。 二、设计的指导思想二、设计的指导思想 认真研究矿井现状，掌握煤层赋存状况，优化设计方案，简化生产系统，减少生 产环节，积极采用先进技术和新工艺、新设备和新材料，体现矿井生产集中化、智能 化水平，建立矿井安全保障系统。合理投资，确保矿井建设和生产健康有序发展，使 矿井达到最佳的经济效益。 三、设计的主要特点三、设计的主要特点 1.开拓方式：采用斜井-立井综合开拓。 2.采煤方法：根据可采煤层的赋存条件，设计煤5采用走向长壁炮采， 煤10采用 走向长壁综采放顶煤开采。设计的采煤方法与该矿现采用的巷柱式炮采采煤法相比， 都具有工作面单产高、安全性好、支护强度高、生产效率高的优点。 3.通风方式：采用中央分列抽出式。 4.矿井开拓巷道及维修巷道采用光爆锚网（喷）支护为主，该支护方式对围岩适 3 应性强，同时可保证施工进度，降低支护成本。 5.矿井工业及民用建筑只进行与生产相关的配套设计，不考虑居住区。 6.地面生产系统采用二级筛分干选系统，系统简单、投资省。 四、存在问题及建议四、存在问题及建议 1.该矿在采掘过程中，要根据矿井开采情况，收集地质资料，必须作好图纸标注 和文字记载，以利及时修改设计和采取针对性的安全技术措施，提高矿井的防灾、抗 灾能力。 2.xx 流经矿井井田范围，已经按照规定预留了 xx 的保护煤柱，应根据煤矿安全 规程及矿井安全生产的要求，严禁开采河流保护煤柱。 3.矿井可采及局部可采煤层较多，且分布分散，生产过程中应综合考虑，尽可能 提高资源的回采率。 4.生产过程中，不得超层越界开采。另外，矿井在开采过程中，必须执行 “有疑必探、先探后掘 ”的开采原则，以防水、火、瓦斯等灾害对矿井生产造成 影响。 5.根据甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿（扩大）煤炭资源储量复核报告 河流保 护煤柱较大，所占的煤炭资源量较多，后期要积极探索河流下的开采技术，充分开发 煤炭资源。 6.矿区生态环境比较脆弱，建设和生产过程中要加强改善矿区及周边地区的生态 环境，合理排废、排碴，地表种草种树。 7.由于长时间的地下采动会引起地表沉陷和裂缝，应采取可靠有效、合理的地质 灾害防治措施，使资源开发、地质环境保护和人类工程活动三者达到动态平衡。 说 明 书 4 5 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 xx 县 xxxx 联办煤矿位于 xx 县城以北 13km，xx 煤田北端，行政区划属 xx 县策底 乡管辖。矿区内有简易公路与宝（鸡）平（凉）公路直接相通，xx 县城西距庄浪县城 97km，北距平凉市 77km，东距安口镇 20km，南距宝鸡市 159km，公路交通十分便利。 此外，宝中铁路已通车，地方煤炭专用线路已经营运，对该区煤炭工业的发展、 煤炭外运和销售将创造更为有利的条件。 详见 xxxx 联办煤矿交通位置图。 二、地形、地貌、河流二、地形、地貌、河流 xx 煤田位于六盘山褶皱山脉与陕甘宁黄土高原之间过渡带，呈现黄土及岩石低山 丘陵地貌景观。井田内地表为起伏的黄土山丘，沟谷发育，海拔高程在 1350m1760m 之间，相对高差 410m，地形起伏较大。 xx 县 xxxx 联办煤矿所在地区属泾河水系。常年性河流 xx 由西北向东南斜穿井田 中部，实测河流流量 0.3650.622m3/s。xx 源于 xx 煤田西部六盘山区，于安口镇之 北注入汭水河，河流全长约 45km。 三、气候条件三、气候条件 本区为半湿润半干旱的大陆性季风气候，冬季严寒干燥，夏秋温湿多雨，常年 温差较大，日照充足。冬季多西北风，春夏季多西南风，年主导风向偏南。年平均降 水量 607mm，集中在 79 月，占年总降水量一半以上；年平均气温为 20.5，最热月 （7 月）平均气温 36.4，最冷月（1 月）平均气温-6；年蒸发量 10121666mm， 平 均年蒸发量 1435.2mm；平均无霜期 168 天，最大冻土深度 720mm，一般每年 11 月开 始封冻，次年 3 月解冻。 说 明 书 6 7 四、地震四、地震 根据建筑抗震设计规范gb50011-2001（2008 修改）附录 a，该区抗震设防烈 度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.2g，第二组二类场地特征周期值为 0.40s。 五、地面建筑五、地面建筑 该矿井已生产二十多年，根据矿井开拓方式，原有的工业场地已无法满足生产要 求，新的工业场地布置在 xx 的西侧，地面设施均需要新建。 六、矿区经济概况六、矿区经济概况 xx 矿区内人口较多，有回民与汉民聚居，主要居住在 xx 县城、安口镇周围。 本区农作物主要有小麦、玉米、土豆，经济作物主要为胡麻及黄麻。 xx 地区工业以开采煤炭为主，除煤矿企业外，尚有陶瓷厂、水泥厂、砖瓦厂、农 机厂、玻璃厂、灯泡厂等地方工业。在 xx 县城边有华煤集团股份公司所属 5mw 火电厂 一座。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、地质构造一、地质构造 （一）区域构造（一）区域构造 以中国地质构造三大体系来讲，本区位于经（南北）向构造体系中的贺兰六盘 构造带的东南部，祁吕系的脊柱与陇西系联合拗褶带之东部拗陷区。由于贺兰脊柱东 西向挤压力的介入，因而形成了既不象陇西系又不同于祁吕系的联合构造反“s”型 构造形态，这个联合构造带属一级构造，它控制了本区侏罗纪煤系地层的沉积，其二 级构造控制了煤系地层的保存与否。 xx 煤田在区域构造上位于城子里xx 向斜之中段（即 xx 向斜），xx 向斜之内， 没有发现大的断裂构造，仅在煤田以西发育有控制煤田西部边界的大型断裂构造唐 家山逆断层，分述如下： 1.xx 向斜：为一复式向斜，轴部地层由三叠系、侏罗系和白垩系地层组成，西翼 说 明 书 8 被唐家山断裂切割。xx 向斜呈两翼不对称的向北西倾伏的轴倾向斜，西北开阔、东南 收敛，西翼陡，东翼较缓。向斜轴走向呈反“s”型，表现为其北部走向 nen10w， 中部走向为 n30e，南部为 n1045w。向斜东翼地层倾角 2053 左右（浅部比深 部倾角较大），西翼地层倾角 6080 左右（浅部比深部倾角较大）。 2.唐家山逆断层（f1）：主体位于 xx 煤田西部边缘，走向近南北，延伸长约 18km，断裂北端切割了 xx 向斜北部的西翼和向斜轴，向南延伸不详。断层面倾向西， 倾角 7080，西盘上升，东盘下降。断距由南而北逐渐减小，在南部的庙顶山以西， 断距达 250m 左右，北至策底勘探区断距仅为 1020m。 本区地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地西缘分区，平凉永寿地层小区，总的 特征与华北地层区相似，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系和石炭系。 震旦亚界蓟县系，出露不全，为滨海浅海相的石英砂岩夹砾岩、泥岩，巨厚的 白云质灰岩夹硅质、钙质页岩。寒武、中下奥陶系发育较全，分布广泛，剖面完整。 属浅海相沉积。以碳酸盐岩为主，夹石英砂岩、粉砂岩及泥岩。岩相较稳定，化石丰 富。上石炭统甘肃境内仅见于北部，为海陆交互相的含煤沉积。二迭系始为陆相沉积， 早期为陆相含煤沉积，逐渐演变为后期的红色岩系。中生代初期继二迭系的沉积，仍 以陆相红色碎屑岩为主，偶夹泥灰岩。晚三叠世至早中侏罗纪则为重要的成煤期和生 油期。中侏罗世后期直至第三系皆为陆相红色岩系。 （二）地层（二）地层 扩大后井田范围内地表出露及钻孔揭露的地层自下而上有：上三叠统延长群 （t3yn），中侏罗统延安组（j2y），上第三系甘肃群（ngn），第四系（q）。分述如 下： 1.上三叠统延长群（t3yn） 露天内仅出露其上部层段，为侏罗纪煤系地层的沉积基底，二者呈平行不整合接 触。为一套巨厚层陆相碎屑岩沉积，上部为灰绿、黄绿色长石砂岩、粉砂岩、砂质泥 岩，顶部夹有薄层黑色泥岩及煤线。 9 2.侏罗统 （1）中统延安组（j2y） 是本区的含煤地层，岩性多为灰灰黑色砂岩，粉砂岩，砂质泥岩、泥岩、炭质 泥岩和煤层（组）所组成。平均厚度 112.82m，与上三叠统延长群（t3yn）地层呈平行 不整合接触。 本组按煤岩组合特征及沉积旋迴结构可分为三段四个旋迴，各段间为连续沉积。 现分述如下： 延安组第一段（j2y1）：岩性底部为河床相的灰白色粗砂岩，局部为含砾粗砂 岩，向上过渡到河漫滩相的灰灰褐色泥质砂岩；深灰色砂质泥岩；泥炭沼泽相的煤 层和炭质泥岩。以河湖相的细砂岩、粉砂岩而结束。主要可采煤煤10层就位于本段 中上部。底板附近有一层似鲕状结构的砂质泥岩或砂岩。厚度最小 12.74m，最大 37.51m，平均 25.17m，与下伏地层为平行不整合接触。 延安组第二段（j2y2）：习称复合含煤组，自下而上包括两个小沉积旋迴，厚 度最小 11.80m，最大 67.39m，平均 49.04m。第一旋迴由河床相的砂岩，含砾粗砂岩开 始，经河漫滩相的泥质砂岩到泥炭沼泽相的煤层和炭质泥岩，以河湖相的粉砂岩、砂 质泥岩结束。局部可采煤5层位于本段中下部。 延安组第三段（j2y3）：为不含煤段，岩性主要由灰色、灰绿色泥岩，灰白色、 灰绿色细粉砂岩，中、粗砂岩及灰白色含砾细砂岩构成一个完整旋迴。矿井内钻孔 厚度最小 6.99m，最大 55.84m，平均 38.61m。 3.直罗组（j2z） 上部岩性为紫红、浅紫、灰黄、浅灰绿等杂色砂质泥岩、泥岩夹紫红、灰绿色砂 岩；下部灰白、灰绿夹紫红色粉砂岩、细砂岩及与泥岩、砂质泥岩呈互层状，局部底 层可见厚层状灰白、灰绿色含砾粗砂岩。垂向上上部以紫杂色的彩色岩段为主，而下 部以灰绿色为特征。总体上以泥质沉积为主。厚 24.41160.72m，平均 93.54m。与延 安组地层为平行不整合接触。 说 明 书 10 4.上第三系甘肃群（ngn） 底部为厚层状灰白及灰红色砾岩层，厚 12m，向上为灰白色或黄绿色砾状砂岩， 疏松；中上部为褐色、桔红色砂质泥岩及粘土层，含钙质结核，矿井内钻孔提露厚度 5.1554.5m，平均 31.30m。与下伏侏罗纪地层呈角度不整合接触。 5.第四系（q） （1）上更新统马兰组（q3m） 分布广泛，为本区丘陵之表层，一般为具垂直节理的黄土及粉砂质黄土，底部常 含钙质结核，平均厚约 9.08m，钻孔最大厚度 2701 处厚 37.00m。 （2）第四系全新统(q4) 为河床冲积砂砾层，主要于 xx 两岸成带状分布，厚 7.0m。 （三）构造（三）构造 策底勘探区位于 xx 向斜北端的东翼。本矿井位于 xx 向斜的北端，由于 xx 向斜轴 在北部收敛封闭，地层走向也随封闭的形势而转弯。扩大后矿区内呈一个简单的单斜 构造，地层走向大致北 30西，倾向南西。地层倾角一般 2540。 1.矿区北部以唐家山逆断层（f1）为自然边界，本矿井范围内此断层断距仅为 1020m，对本矿井影响不大。矿井内无落差大于 20m 的断层，矿井构造较为简单。 2.2903 孔所见断裂（f2）：2903 孔穿过煤10层 10.96m 后又见煤10层之下部，同 时具有区域对比意义的煤10层底板“鲕状砂岩”也重复出现，煤10层顶部伪厚 2.20m 岩石已强烈挤压、破碎、且具滑面擦痕。其结构面力学性质属压性或压扭性，其延展 方向可能为 n30w，延展长度不详。因其断距较小，在勘探过程中未发现其通过相邻 勘探线的迹象。提请生产部门在开采过程中注意。 （四）岩浆岩（四）岩浆岩 在 xx 县 xxxx 联办煤矿矿权范围内，尚未发现有岩浆岩入侵现象。 二、煤层及煤质二、煤层及煤质 （一）含煤性（一）含煤性 11 矿井所在策底勘探区含煤地层为中侏罗统延安组地层，共含有 10 个煤层（组） 。 自上而下为煤1、煤2、煤3、煤4、煤5、煤6、煤7、煤8、煤9和煤10层，煤层总平均 厚度为 10.94m。煤10层系全区可采的主要煤层，其平均厚度占延安组煤层平均厚度的 85%；煤5层为局部可采煤层，其厚度占延安组煤层平均厚度的 8.6%。其它煤层均为零 星分布的不稳定、极不稳定煤层，无开采利用价值。 在扩大后 xxxx 联办煤矿井田内，有厚特厚煤层煤10层和较稳定的煤5层，煤10 层走向大致为北北西 515，倾向南西西 260左右，煤10层倾角靠近北东方向煤 层倾角较大，靠近南西方向倾角较小，整个井田范围内煤层倾角 2237。煤5层 纯煤真厚度平均 0.94m，整个井田范围内煤层倾角 2336。在局部地段分叉出不 稳定的煤9层，无开采利用价值。 （二）可采煤层间距及煤厚（二）可采煤层间距及煤厚 xx 县 xxxx 联办煤矿矿权范围内有 10 个煤层，可采及局部可采煤层 2 层，从上至 下分述如下： 1.煤5 煤5层位于延安组第二段（j2y2）中部，厚度较稳定，矿井内有 13 个钻孔可见，8 个可采点。纯煤真厚度最小 0.17m，最大 1.69m，平均 0.94m；煤层沿走向、倾向方向 煤厚均有变化，但变化规律不甚明显，煤层结构一般简单，偶含 12 层薄夹矸。 为矿井稳定的次要可采煤层。 2.煤10 煤10层位于延安组第一段（j2y1）的中上部。 煤10层总体为较复杂复杂结构煤层，常含 34 层夹矸，夹矸一般为黑色泥岩、 炭质泥岩。煤层厚度在 2728 勘探线间较厚，煤厚在 30 勘探线以北较薄，矿井内 17 个钻孔见及，15 个可采点。纯煤真厚度最小 0.56m，最大厚度 16.11m，平均 7.27m。 煤层厚度沿走向、倾向均有变化，规律不甚明显。煤层顶板为泥质胶结的粉砂质泥岩 或泥质粉砂岩，底板为较稳定的砂岩、粉砂岩或泥岩。 说 明 书 12 为矿井稳定的主要可采煤层。 （三）煤层对比（三）煤层对比 煤10层为勘探区内发育的厚特厚煤层，位于延安组第一段（j2y1）的中上部，煤 层顶部结构复杂，其底板为灰色泥质胶结中粗砂岩，常具有似鲕状结构为煤5层的标 志层。 煤5层位于延安组第二段（j2y2）中部，属局部可采薄煤层，其顶板常有一层油页 岩与之相伴。在煤5和煤10之间发育一较厚的油页岩，它可同时作为对比煤5和煤10的 标志层。 （3）煤层层间距 煤5层与煤10层之间的最小间距 7.20m，最大间距 26.30m，平均 13.9m。 综合煤层对比情况，采用了以标志层为基础的对比方法。因此认为，对主要可采 煤层的对比是可靠的，对其它煤层的对比是基本可靠的。 （四）煤类、煤质及煤的用途（四）煤类、煤质及煤的用途 1.煤的物理性质及煤岩特征 煤10层颜色为黑色，条痕深棕色、块状，具贝壳状断口，沥青光泽，一般呈条带 状结构，层状构造。硬度在 23 之间，易破碎，原煤燃点 306，简易燃烧试验易燃， 具长焰和浓烟，焦渣不膨胀，不熔融。煤的肉眼煤岩类型为光亮半光亮，煤的显微 组分以镜质组为主，丝炭组稳定组及矿物杂质的含量较少。变质阶段属于烟煤变质 阶段，容重经采大体重样测定为 1.36t/m3，比重 1.45t/m3。 煤5层的容重 1.34t/m3，燃点 295，其它物理性质基本与煤10层相同。 2.煤的化学性质 依据甘肃省 xx 煤田策底勘探区精查地质报告中煤质分析试验成果，扩大后矿 井内钻孔主要煤质指标汇总如表 121。 煤10层原煤灰分在 2628 线一带较高，在矿井北端有变小之势。水分含量比较均 一。挥发分产率较高，原煤、浮煤产率一般在 41%以上，全硫含量在 0.411.81%之间， 13 平均 1.12%。罗加指数在 03.41 之间，胶质层厚度为零。 表 1-2-1 扩大后矿井内钻孔主要煤质分析试验成果汇总表扩大后矿井内钻孔主要煤质分析试验成果汇总表 原煤 号 浮 水分 （%） wf 灰分 （%） ag 挥发分 （%） vr 全硫 （%） st.d 发热量 (卡/g) qgdt 磷 （%） pd 容重 ard 9.26-30.70 15.50(14) 41.94-51.76 45.33(14) 0.41-1.81 1.12(13) 7008-7680 7374(14) 0.016-0.067 0.035(3) 1.32-1.44 1.36(10) 5.75-9.74 7.75(14) 5.29-10.47 8.45(14) 5.31-11.63 6.82(14) 41.23-48.28 44.52(14) 0.31-1.29 075(13) 7255-7615 7498(13) 1.40-1.50 1.45(13) 40-60 58(13) 8.94-16.32 12.24(7) 45.24-48.11 46.87(7) 2.10-2.44 2.27(7) 7410-7600 7521(7) 0.07-0.015 0.011(2) 1.29-1.36 1.34(5) 6.54-11.16 8.34(7) 6.78-9.94 8.49(7) 4.78-8.37 6.70(7) 43.88-47.80 46.44(7) 1.13-1.90 1.50(6) 7470-7650 7556(5) 1.40-1.50 1.45(7) 50-73 65(7) 根据甘肃省平凉市产品质量监督检验所对该矿煤场中混煤（煤10层、直径小于 3cm）做的煤质检验，检验结果见下表 122（母体数量为 2kg） 。 3煤的工艺特征、煤类及工业用途 （1）粘结性与结焦性 煤10层焦渣呈粉状粘着，胶质层厚度 y0，出油率为 0，曲线呈平滑下降。可 见 表 1-2-2 煤质检验结果表煤质检验结果表 混煤 单位 指标名称 实测值 单项判定 全水分 10.61 符合规定 水分 5.81 灰分 11.43 干基灰分 12.13 挥发分 27.79 符合规定 可燃基挥发分 33.58 固定碳 54.97 弹筒发热量 mj/kg 26.33 高位发热量 mj/kg 26.27 干基高位发热量 mj/kg 27.89 符合规定 应用基低位发热量 mj/kg 23.71 全硫 0.27 符合规定 说 明 书 14 煤10层粘结性差，不具结焦性能。煤5层粘结性与结焦性与煤10层相同。 （2）低温干馏 矿井内 6 个煤10层低温干馏试验结果：最低焦油产率 9.85%，最高焦油产率 12.9%，平均为 11.48%，因此煤10层为富高油煤。煤5层最低焦油产率 12.0%，最高 焦油产率 14.1%，平均为 13.1%，为高油煤。 （3）化学活性 依据原精查报告采样进行的化学活性试验，当试验温度在 950时煤10层及煤5层 对 co2还原率分别为 82%89%，均大于 60%，符合沸腾层发生炉用煤质量的要求。这主 要与活性组分较高有关，也说明各本矿井煤层均具有良好的化学活性。 （4）煤的结渣性 主采煤层煤10层煤灰熔点低，煤灰粘度低，煤炭不易结渣。 （5）煤类 煤10层属于低灰、中硫、低磷分、高热值、低熔灰分的长焰煤，煤5层属于低灰、 中高硫、低磷分、高热值、低熔灰分的长焰煤。 （6）工业用途 根据煤类，矿区主要煤层可作为良好的动力用煤；由于煤的化学活性好，可作为 汽化用煤；可用作良好的民用燃料和进行配煤炼焦试验。 三、矿井瓦斯、煤尘、煤层自燃性及地温情况三、矿井瓦斯、煤尘、煤层自燃性及地温情况 （一）瓦斯 根据关于对平凉市煤炭企业 2006 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复 ，xx 县 xxxx 联办煤矿矿井瓦斯（ch4）相对涌出量为 4.02m3/t，二氧化碳（co2）相对涌出量 为 5.06m3/t。据此确定矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。 （二）煤尘 根据关于对平凉市煤炭企业 2006 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复 ，xx 县 xxxx 联办煤矿矿井煤尘有爆炸性。 15 （三）煤的自燃倾向 根据关于对平凉市煤炭企业 2006 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复 ，xx 县 xxxx 联办煤矿矿井煤层属容易自燃煤层。 （四）地温 属地温正常区。 四、水文地质四、水文地质 （一）区域水文地质特征（一）区域水文地质特征 本区属泾河水系。扩大后的井田中部有 xx 流过，实测河流流量 0.3650.622m3/s。xx 源于 xx 煤田西部六盘山区，于安口镇之北注入汭水河，河流全 长约 45km。 （二）井田水文地质条件（二）井田水文地质条件 按岩层的含水性、含水类型及水力特征，可划分为五个含水层和三个隔水层，由 老到新简述如下： 1含水层 第一含水层：上三叠统延长群（t3yn）承压含水层。 该含水层为煤系地层沉积之基底。与第二含水层之间无良好的隔水层存在，两含 水层水力联系密切。含水层由砂岩，含砾砂岩组成，属极弱含水层。单位涌水量 0.000167l/s.m，渗透系数 0.000519m/d。 第二含水层：中侏罗统延安组第一段（j2y1）承压水层。 该含水层由煤10层底板以下至富县组底界的砂岩、砂砾岩组成。含水层厚 1.5879.21m，平均 12.80m，具较高的承压水头，水头高程在+1494m 左右，含水层的 富水性及渗透性随埋藏深度的增加而减弱。单位涌水量 0.0002l/s.m，渗透系数 0.000352m/d。 第三含水层：中侏罗统延安组第二段至第三段（j2y2j2y3）承压含水层。 该含水层的平均厚度 60m，由厚层状灰绿色、灰白色、青灰色粗砂岩夹薄层泥岩、 说 明 书 16 中砂岩组成。为透水含水岩层，单位涌水量 0.494l/s.m，渗透系数 0.00170.00487m/d。 第四含水层：上第三系甘肃群第一段（ngn1）承压含水层。 该含水层以砂岩、砂砾岩及砾岩组成，厚度 067.67m，平均 34.14m。水位高程 在+1433m 左右、单位涌水量 0.0473l/s.m，渗透系数 0.192.092m/d。 第五含水层：第四系（q）松散岩类孔隙水。 主要分布于 xx 两岸，平均厚约 7m，由砾石、卵石夹大量不同粒径砂砾组成，水位 埋深一般 13m，水量丰富，单位涌水量为 0.2765.545l/s.m，渗透系数为 77.05m/d，为一透水富含水岩层，主要受大气降水及侧向补给与河水有互补关系。在 扩大区中直接覆盖于煤系地层之上，是矿井充水的主要来源之一。 2隔水层 第一隔水层：为中下侏罗统延安组第一段（j2y1） ，由煤10层及其直接顶底板的泥 岩、砂质泥岩、粉砂岩组成，厚 14.7273.74m，平均 43.86m。 第二隔水层：为中侏罗统直罗组与安定组（j2cj2a） ，大部分范围均有分布，岩 性主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成。胶结程度较好，较坚硬，孔隙、裂隙不发育， 厚 19.73389.23m，平均 119.64m。为区内隔水性能良好的隔水层。 第三隔水层：为上第三系第二段（ngn2）的砂质泥岩、泥岩，半胶结，半坚硬， 厚 16.01287.39m，平均 192.36m，为区内的主要隔水层。 （三）矿井充水因素（三）矿井充水因素 根据访问调查，xx 洪水位均在 xx 两岸河谷地区，其最高洪水位标高为 1529.55m，而现矿井主井井口标高为1552.00m，风井井口标高1545.00m,高于历 年最高洪水位 15.45m。 矿井内地质构造简单，没有大的断裂构造，裂隙不发育，且直接充水含水层（第 三含水层）埋深大，其上部又有多层隔水层覆盖，矿井直接充水含水层与地表水基本 没有联系，故对现在生产矿井影响较小。 17 （四）矿井实际涌水量（四）矿井实际涌水量 依据甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿（扩大）资源储量复核报告 ，矿区水文地质条 件属简单型，矿井涌水量主要来源于浅部巷道第四、第五含水层的直接或间接充水， 较深部煤层顶底板充水量小，故随较低水平煤层的开采，涌水量基本稳定，矿井涌水 总量可采用历年来最大涌水量 1128m3/d。 xx 河谷地区直接覆盖于煤系地层之上，因预留河下煤柱，河水不再作为矿井充水 来源，故甘肃省 xx 煤田策底勘探区精查地质报告只计算了第四系潜水（第五含水 层）向矿井充水的水量（未包括 xx 东北地区老空积水的突然涌水） ，经估算矿井总涌 水量为 17594.55m3/d。 由于 xx 县 xx 西联办煤矿原矿井位于 xx 的东部，其开采井底标高为 1450m1550m，最高开采标高高于 xx 的地面标高；而本次矿井扩大区位于 xx 的 西部，其开采的井底标高为1100m1300m，根据矿井地层、含水层综合柱状图 可知在第五含水层与可采煤层之间存在有第二和第三两个隔水层，厚度达 371m 之厚， 因此第五含水层也不再作为矿井的充水来源。设计中的涌水量采用矿井储量复核报告 中的矿井历年来最大涌水量 1128m3/d。根据矿井的实测资料，矿井正常涌水量为 150m3/h。 （五）供水水源（五）供水水源 工业场地生产、生活用水取自策底镇自来水公司供往该矿的给水管道，灌浆用水 及井上、下消防洒水用水为井下水净化处理后的复用。 五、工程地质五、工程地质 （一）区内工程地质岩组划分及特征概述（一）区内工程地质岩组划分及特征概述 1松散覆盖层 区内梁峁、山坡及河流阶地以第四系黄土、黄土状粉土为主，厚度数米数十米， 上部一般具有湿陷性。在河谷中常为卵砾石层，厚度一般小于 10m，松散稍密。易垮 落。 说 明 书 18 2上第三系甘肃群（ngn） 岩性主要为厚层状灰白及灰红色砾岩层、灰白色或黄绿色砾状砂岩、桔红色砂质 泥岩及粘土层，含钙质结核，厚约 205m。该岩层多呈泥质半胶结，岩性疏松，含水， 属极软岩类。风化稳定性差，易垮落。 3中侏罗统（j2）泥质岩、砂质岩 根据收集资料显示，中侏罗统（j2）泥质岩与砂质岩呈厚层状互层分布，各单层 岩体较完整，节理、裂隙不甚发育。统计显示砂质岩单轴饱和抗压强度在 5.015.0mpa 之间，属软岩类；泥质岩单轴抗压强度在一般为 3.05.0mpa，属极软 岩类。均属不坚固岩层。 4上三叠统（t3yn）砂质岩 该段岩层以厚层状各种粒级的灰绿灰白色砂岩为主，主要成分为石英、次为长 石，分选性及磨圆度均较好，从补水 1 号孔中取得物理力学试样测得其单轴饱和抗压 强度为 29.3650.90mpa，普氏系数 35.2，属较软岩较硬岩。本层分布厚度大， 节理、裂隙发育中等，为较稳定、较不易垮落的岩石。 （二）煤层顶底板岩性及工程地质特征（二）煤层顶底板岩性及工程地质特征 1煤10层顶底板特征 煤10层顶板一般为灰色泥岩、砂质泥岩，其厚度一般为 35m 左右，局部为灰白 色细砂岩、粉砂岩薄层和条带。 煤10层底板岩性为泥质胶结的中、粗粒砂岩，具似鲕状结构。 2煤10层顶底板的分类 （1）直接顶：煤10层直接顶为级顶板，详见表 1-2-3。 （2）底板：煤10层底板为中硬软底板，详见表 1-2-4。 表 1-2-3 直接顶板稳定性分类表 煤层编号直接顶板岩性单向抗压强度（mpa）强度指标（d）直接顶板分类 泥岩、炭质泥岩11.3711.83不稳定 煤 10 层 粉砂岩、泥岩2.1727.81不稳定 19 粉砂岩及各级砂岩36.0148.96中等稳定 表 1-2-4 底板分类表 煤层名称底板岩性单向抗压强度（mpa）底板分类 粉砂岩33.69中硬 含砾中砂岩26.08中硬 石英砂岩17.93b较软 煤 10 层 粗砂岩20.59b较软 3煤5层顶底板岩性特征 煤5层直接顶板一般为厚度小于 0.50m 的薄层油页岩或微含油质的灰色泥岩；直接 顶板上一层岩石一般为灰色泥岩或砂质泥岩，亦有少数为砂岩者。煤5层直接底板一般 为薄层灰色泥岩，其厚度有的仅 0.20m 左右，至勘探区北部有薄层油页岩；直接底板 下一层岩石一般为灰白色细砂岩或中砂岩,厚度为 1.02.0m。总之，煤层顶底板均以 泥质岩石为主，岩性较软，塑性较强，见水容易膨胀，管理可能比较困难。 （三）工程地质条件复杂程度评价（三）工程地质条件复杂程度评价 煤10层底板强度大于顶板强度，底板稳定性比顶板稳定性好。本区工程地质条件 属较复杂类型。 六、地质勘探程度及存在问题六、地质勘探程度及存在问题 根据该矿提供的甘肃省 xx 县 xx 西联办煤矿煤炭资源储量复核报告 及其它 地质资料，井田范围内探明控制的资源/储量占保有资源/储量的 61.9%，总体勘探程度 较高。 复核报告对井田内含煤地层、含煤地层的岩性。厚度以及煤层形式，结构等基本 控制与掌握。查明了可采煤层数、厚度、结构及其变化特征，基本控制了主要可采煤 层的隐伏露头位置，圈定了可采煤层的可采范围。 对主要可采煤层顶底板岩性特征作了详细了解和评述。对瓦斯成分、含量作了确 定，对煤的自燃性，煤尘爆炸危险性作出了评价。 对地形、地质、水文地质作了初步评述。对可采煤层及局部可采煤层的煤质进行 了比较详细的鉴定，其结果能够满足矿井设计要求。 说 明 书 20 综上所述，该复核报告可以作为设计的依据。但在矿井扩建建设过程中应加强矿 井地质资料的收集工作，注意可能出现的地质变化，并根据最新掌握的矿井地质资料 及时调整设计与施工方案。 存在的主要问题：对井田北边界的 f1断层以及矿井扩大区的矿井涌水量未作描述， 在生产过程中应进行加强勘探和资料收集。另外，地质报告中涌水量预测值只有原矿 井最大涌水量数值，无正常涌水量数值，而且对矿井扩大井田范围后的最大涌水量未 给出定量的结论。本次设计正常涌水量是依据经验确定，即原矿井的最大涌水量根据 经验为正常涌水量数值的 1.5 倍计算，矿井在建设及生产期间应根据实测资料进行调 整。 第三节第三节 矿井生产现状矿井生产现状 xx 县 xxxx 联办煤矿原设计生产能力 30kt/a，2008 年扩建生产能力为 210kt/a。 扩建后的矿井采用斜井立井综合开拓方式，根据煤层的赋存特征，分别选用炮采采 煤法和综采放顶煤的采煤方法，采用大倾角皮带运输，设计生产水平为+1220m，矿井 通风方式为中央分列抽出式，主、副井进风，风井回风。 第四节第四节 矿井扩建的必要性与可行性矿井扩建的必要性与可行性 一、必要性一、必要性 1.区域经济发展需要 能源是国民经济和社会发展的基础，根据有关资料，我国是一个以煤炭为主要能 源的国家，在一次能源生产和消费中占 70%左右。预计到 2010 年占 60%左右，2050 年 将占 50以上。因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。甘肃省是一个 以重工业为基础的省份，对能源的消耗较大，随着当地的经济快速发展，对煤炭需求 日益增加。矿井投产后，对当地煤炭市场需求将起到一定的缓解作用，对区域经济的 发展将产生一定的促进作用。 21 2.企业自身发展的需要 xx 县 xxxx 联办煤矿创办于 1983 年，由于多种原因，矿井生产规模小，技术装备 水平低，多年来矿井生产一直在低水平徘徊。平凉市国土资源局为了充分发挥当地煤 炭资源丰富的优势，合理开采煤炭资源，根据国土资源部关于进一步规范矿业权出 让管理的通知 （国土资发200612 号） “已设采矿权利用原有生产系统扩大勘查开采 范围的毗邻区域可以以协议方式出让”的精神，甘肃省国土资源厅甘国土资矿发2007 59 号文批复了 xx 县 xxxx 联办煤矿扩大后的矿区范围，对矿井的井田范围进行有偿扩 大。根据 xx 县国土资源厅 2009 年 7 月 6 日出具的文件，在煤矿现矿权范围的西部和 南部合计约有 1900 万 t 的煤炭资源储量，因此为了满足企业自身长足发展的需要以及 对煤炭资源的开发利用，对矿井进行扩建。扩建后矿井生产能力为 0.9mt/ a。 3.符合甘肃省能源政策 甘肃省是一个煤炭净调入省，根据现有生产能力预测，今后甘肃省煤炭需求将有 大幅度增长，综合考虑项目建设、经济结构调整、技术进步和节能降耗等因素，预测 2010 年全省煤炭需求总量 6770 万 t，比 2005 年增长近一倍，其中电力用煤需求增长 最快，建材、化工、冶金工业用煤也将快速增长。而现有煤矿供应能力有限，供求缺 口较大。为满足甘肃省经济社会的正常发展，在资源条件具备的情况下，改造、扩建 中小型煤矿是十分必要的。 4.符合煤炭产业政策 根据安全监管总局、发展改革委等 11 个部（委、局）联合下发的关于加强煤矿 安全生产工作规范煤炭资源整合的若干意见（安监总煤矿200648 号）文件的精 神，国家对年产 150kt 以下的小煤矿将逐步进行关闭。为了满足国家和地区煤炭产业 政策，提高矿井整体技术装备水平和本质安全程度，对矿井进行扩建是十分必要的。 根据以上分析，本矿井开采技术条件一般，产品销售市场广阔，用户稳定可靠， 对矿井进行扩建既符合国家煤炭工业相关产业政策要求，也是当地工业稳定发展的需 要，更是企业自身生存与发展的需要，因此矿井扩建是非常必要的。 说 明 书 22 二、可行性二、可行性 1.矿井赋存资源量满足建设规模的需要 根据该矿提供的甘肃省 xx 县 xxxx 联办煤矿煤炭资源储量复核报告 及其它 地质资料，现 xx 县 xxxx 联办煤矿采矿许可证范围内，有保有资源储量 1320.59 万 t，在井田的西部和南部拟扩大区域尚有资源储量 1900 万 t，共有保有储量 3220.59 万 t。 2.现有设施满足扩建的需要 xx 县 xxxx 联办煤矿产品煤销售渠道畅通，交通运输便利，电源、水源可靠。在 现有基础上进行扩建是经济的、可行的。 3.外部协作配套条件较好，能够保证矿井扩建建设项目的顺利实施 xx县xxxx联办煤矿已生产多年，与当地居民关系协调。矿井扩建建设项目外部协 作配套条件较好，能够保证矿井扩建建设项目的顺利实施。矿井所产煤种为长焰煤， 煤炭经洗选后能完全符合用户的要求，有很强的市场竞争力，产品市场销售前景 看好，在扩大矿井生产规模后，产品销路不成问题，因此对矿井进行扩建是可行的。 23 第二章第二章 井田开拓井田开拓 第一节第一节 井田境界及储量井田境界及储量 一、井田境界一、井田境界 xx 县 xxxx 联办煤矿矿权范围北起 f1断层，南、西为技术边界，东至煤层露头线 以南。井田走向长 4.5km，倾斜长 2.5km，井田面积 7.50km2。开采深度： +650+1650m。 井田范围由以下 16 个拐点坐标圈定，见表 2-1-1： 表 2-1-1 井田范围拐点坐标表井田范围拐点坐标表 拐点编号xy 1 3911000.670 36372038.750 2 3909602.060 36371498.680 3 3907996.800 36371498.680 4 3907997.69036384015.980 5 3909013.790 36373852.570 6 3908974.10036373570.270 7 3910164.020 36373302.030 8 3910164.790 36373704.240 9 3910365.000 36373701.000 10 3910365.00036373570.000 11 3910365.00036372811.860 12 3910723.400 36372726.590 13 3911135.010 36372556.700 14 3911121.74036372457.090 15 3911579.00036372622.000 说 明 书 24 16 3912324.00036372797.000 二、储量二、储量 1.矿井保有储量 xx 县 xxxx 联办煤矿的资源/储量复核以 2007 年 7 月底作为基准日。截止基准日， xx 县 xxxx 联办煤矿共有保有储量 1320.59 万 t。在 1320.59 万 t 保有资源/储量中， 控制的经济基础储量（122b）72.6 万 t，控制的内蕴经济资源量（332）744.38 万 t， 推断的内蕴经济资源量（333）503.61 万 t。其中（122b）占保有资源/储量的 5.5%。 矿井资源、储量详见表 2-1-2。 表 2-1-2 资源资源/ /储量汇总表储量汇总表 范围 煤层 原资源储 量 级别 新分类 编码 资源储量 （万 t） 合计 （万 t） 总计 (万 t) c122b71.64能利用 资源 储量 残 c33365.37 137.01 c122b0.96 煤10层 暂难利 用资源 储量 残 c3332.29 3.25 140.26 残 c33313.33 原 矿 权 煤5层 暂难利 用资源 储量c33313.28 26.6126.61 合计 168.87168.87 河 c332529.09 暂难利 用资源 储量残 c3321.25 530.34 c332138.05 b33275.99 214.04 煤10层 能利用 资源 储量 c333288.21288.21 1032.59 河 c33347.84 残 c3330.08 煤5层 暂难利 用资源 储量 c33373.21 121.13121.13 扩 大 区 合计 1153.72 总计 1320.59 根据 xx 县国土资源局 2009 年 7 月 6 日文件，在现矿井井田范围的南部和西部拟 25 扩大范围合计共有煤炭资源/储量 1900 万 t。因此 xx 县 xxxx 联办煤矿井田范围共有资 源/储量 3220.59 万 t。 2.工业储量 依据储量复核报告及煤炭工业小型矿井设计规范中矿井工业储量计算方法， 初步设计阶段矿井工业储量（zg）为： zg=122b332333k =72.6744.381900（147.74+355.87）0.8 3119.87 万 t 表 2-1-3 矿井工业储量汇总表矿井工业储量汇总表 单位：万 t 资源储量(万 t) 序号煤层编号 122b b332333333 折减量 合计 1煤1072.62644.38355.8771.173001.68 2煤5147.7429.55118.19 合计72.62644.38503.61100.723119.87 xx 县 xxxx 联办煤矿可采煤层煤10全区可采，为稳定煤层。煤5层比较稳定，局部 可采。主要可采煤层稳定类型为稳定较稳定型。井田为一复式向斜构造，没有大的 断裂构造发育，对含煤地层和煤层无破坏作用，对正常开采影响不大，因此对井田内 推断的内蕴经济资源量 (333)可信度系数 取 0.8。 3.矿井设计储量 依据煤炭工业小型矿井设计规范中矿井设计储量计算方法： zs=zgp永 zs矿井设计储量； p永矿井永久煤柱损失（包括断层煤柱、河流保护煤柱、防水煤柱、井田境界 煤柱、地面建筑物煤柱等） 。 该矿井水文地质复杂，有 xx 流经井田，地面建筑物以及矿井工业场地均布置在井 说 明 书 26 田范围以外，矿井无需留设地面建筑物保护煤柱，需要留设 xx 保护煤柱。xx 保护煤柱 为矿井主要永久煤柱。 井田境界保护煤柱为 20m。矿井 xx 保护煤柱在甘肃省 xx 县 xxxx 联办矿煤炭资 源储量复核报告 中已经计算（共计 576.93 万 t） ，经复核计算比较准确，本次煤柱 计算中不再重新计算，直接采用报告中的数值。在此次设计中计算井田边界保护煤柱， 矿井边界煤柱采用各煤层平均厚度与边界保护煤柱投影面积及各煤层的平均容重进行 计算；经计算共计留设井田境界煤柱 105.8