玉和泰煤业90万吨初步设计.doc

山西玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 1 玉和泰煤业玉和泰煤业 9090 万吨初步设计万吨初步设计 前前 言言 山西玉和泰煤业有限公司位于安泽县城北西方向的唐城镇梨八沟村 与三交村之间 距安泽县城直距 32 5Km 南东距唐城镇约 4 5Km 行政 区划隶属于唐城镇管辖 该矿始建于 1996 年 1993 年投产 矿井原采用 主立井 副立井 安全出口三个立井开拓全井田 主立井为箕斗提煤兼 做矿井回风井 因矿井井型较大 提煤 回风利用一个井筒漏风大 安 全性较差 同时井下通风系统存在通风路线长 进风断面小 通风阻力 大等诸多问题 矿方于 2007 年 11 月委托山西安煤矿业工程有限公司编 制了 山西玉和泰煤业有限公司回风井初步设计 设计在主井工业场 地南侧新建一回风立井 作为矿井的回风井兼作安全出口 主立井不再 担负矿井回风任务 仅担负矿井提升任务 作为矿井的进风井兼作安全 出口 副立井功能不变 作为辅助进风井 原安全出口斜井关闭 并于 2007 年 11 月临汾市煤炭工业局临煤审发 2007 407 文件对该设计进行 了批复 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组 办发 2009 69 号 关于临汾市安泽县煤矿企业兼并重组整合方案的批 复 文件 确定该矿为单独保留矿井 矿井能力由 60 万吨 年增加到 90 万吨 年 山西省国土资源厅于 2009 年 11 月 17 日为该公司换发了新的 采矿许可证 证号 C1400002009111120043578 批准开采山西组 2 号 3 号煤层 生产规模 90 万吨 年 井田面积 5 8525Km2 矿井生产能力净 山西玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 2 增 30 万吨 年 为了保障煤矿安全生产 合理开发煤炭资源 提高矿井 经济效益 使该矿稳定 健康 顺利地向前发展 将企业做强 做大 促进地方经济高速发展 受山西玉和泰煤业有限公司的委托 我院承担 了该公司综合机械化采煤升级改造初步设计的编制任务 一 编制依据一 编制依据 1 山西省国土资源厅为该矿换发的采矿许可证 证号 C1400002009111120043578 2 山西玉和泰煤业有限公司生产矿井地质报告 山西省煤炭地 质公司 2007 年 12 月 3 山西省煤炭工业局 2008 年 1 月晋煤行发 2008 82 号 关于对 山西玉和泰煤业有限公司生产矿井地质报告 评审意见书 的批复 文 件 4 国家质量监督检验检疫总局和建设部 2005 年发布的 煤炭工业 矿井设计规范 5 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局 2009 年颁发 的 煤矿安全规程 6 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件 晋煤重组 办发 2009 69 号 7 山西省煤炭工业局晋煤安发 2008 1135 号文 关于临汾市 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 8 临汾市煤炭中心化验室对该公司 2 号 3 号煤层的鉴定报告 山西玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 3 9 临汾市煤炭工业局临煤审发 2007 407 号 关于山西玉和泰煤 业有限公司回风井初步设计的批复 10 现场调研资料 11 项目设计委托书 二 设计的指导思想二 设计的指导思想 1 本着 少投入 多产出 少做岩巷 多做煤巷 早出煤 高效益 的设计原则 尽量提高矿井机械化装备水平 2 坚持一切从实际出发 实事求是 合理布置以采 掘 运为中心 的各主要生产环节 力求系统简单 运行安全可靠 3 学习和借鉴国内外煤矿设计和生产的先进经验 贯彻改革精神 采用新设备 应用新工艺 提高采掘机械化水平 工作面单产 实现集 中生产 4 加强环境保护 积极开展 三废 治理 减少污染 变废为宝 对工业废水 生活污水 锅炉烟气进行处理 达标后排放 三 设计的主要特点三 设计的主要特点 1 采煤方法采用长壁综合机械化采煤法 2 井下绝大部分巷道沿煤层布置 3 井下煤炭运输系统采用胶带输送机运输 辅助运输系统采用调度 绞车牵引矿车运输 4 充分利用现有井巷工程 土建设施和机电设备 四 设计的主要经济技术指标四 设计的主要经济技术指标 设计生产能力 90 万 t a 山西玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 4 井巷工程量 1958m 工业建筑总体积 19100 0m3 行政及福利建筑面积 7327m2 矿井在籍人数 416 人 原煤生产效率 6 61 t 工 基本建设总投资 3687 46 万元 吨煤投资 122 92 元 净增 建设工期 10 个月 原煤吨煤成本 136 55 元 投资利润率 51 32 投资利税率 67 93 五 存在的主要问题及建议五 存在的主要问题及建议 1 矿方应在开采实践中 进一步对 2 号 3 号煤层进行资料采集 编制工作 以指导矿井生产 2 在今后工作过程中应注意断层 隐伏构造的导水导气和采空区积 水 积气 做到 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 以免 发生意外的事故 3 建议加强生产矿井地质工作 全面搜集井下资料 及时建立有关 台帐 卡片 进行综合编录 根据地质规律预测回采工作面开采条件 为安全开采提供技术依据 4 矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作 5 建议矿方应尽快申请有关资质部门对矿方深水井水质方面进行监 山西玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 5 测与检验 确保安全用水 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 6 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 山西玉和泰煤业有限公司位于安泽县城北西方向的唐城镇梨八沟村 与北三交村之间 距安泽县城直距 32 5km 南东距唐城镇约 4 5km 行 政区划隶属于唐城镇管辖 井田地理坐标为 东经 112 04 54 112 06 44 北纬 36 25 00 36 26 40 该矿东 2 5km 处为县级公路 向南约 35km 可达安泽县城 与国 道 309 线相接 沿此线向西约 70km 至临汾市 与南同蒲铁路临汾车 站相接 交通较为方便 详见交通位置图图 1 1 1 二 自然地理二 自然地理 该井田地处太岳山区 地形西北高东南低 区内有人家凹和石重阳 两条较大的沟谷 最高点位于矿区中部的山梁上 标高约为 1470 5m 最 低点位于矿区北部沟谷中 标高约 1175m 最大相对高差 295 5m 井田 内基岩出露良好 植被不发育 纵观该矿区所处的自然地理条件 属于 侵蚀强烈的中山区 三 河流水系三 河流水系 该区为沁河支流的蔺河水系 地表水属黄河流域 区内两大沟谷平 时基本无水 若遇暴雨时节 常有洪水发生 但数小时后 流量即减至 消失 区内水流方向为向东流入蔺河 蔺河向东南汇入沁河 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 7 四 气象及地震烈度四 气象及地震烈度 该区属暖温带半干旱大陆性季风气候 据安泽县气象站 1988 年 1997 年观测资料 年平均气温 9 2 最高气温 36 7 1997 年 7 月 21 日 最低温度 26 6 1990 年 2 月 1 日 年平均降水量 535 6mm 最 小为 288 4mm 1997 年 最大为 661 8mm 1996 年 年平均蒸发量 1448 4mm 最小为 1315 6mm 1990 年 最大为 1668 6mm 1997 年 霜冻期多在十月至次年三月 最大冻土深度 66cm 1993 年 夏秋季多 东南风 冬春季多西北风 最大风速 13m s 根据山西省地震基本烈度区划图 本区处于临汾和邢台两大地震带 之间为相对稳定区 根据 GB50011 2001 建筑抗震设计规范 本区地 震烈度为 7 度 设计基本地震加速度值为 0 10g 五 水源和电源五 水源和电源 1 水源 1 地面供水水源 目前矿井生活用水取自井田内西北角约 1500m 远的本矿自打的深水井 深水井水源取自奥灰水 水质良好 水量丰富 可作为地面生产 生活用水可靠的供水水源 2 井下供水水源 矿井正常涌水量为 6m3 h 最大为 9m3 h 涌水排 至地面后 经净化处理 可作为矿井井下消防 洒水及井下用水设施用 水水源 2 电源 矿井设双回路供电系统 八义 110kV 变电站距矿井 5km 南宋 35kV 变电站距矿井 1km 本矿地面工业场地负荷中心已建 10kV 变电所 1 座 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 8 电源分别引自上述两个变电站 供电电源可靠 六 四邻矿井情况六 四邻矿井情况 该井田北邻山西安鑫煤业有公司 西部有山西古县老母坡煤业有限 公司和山西安吉欣源煤业有限公司相邻 东北部与山西安泽玉华煤业有 限公司相邻 本矿及邻矿均未发现越界开采的情况 第二节第二节 地质特征地质特征 一 地层一 地层 区内地层出露较好 出露有三叠系下统刘家沟组 二叠系上统上石 盒子组 石千峰组地层 第四系中更新统黄土主要分布在山梁上 现结 合钻探揭露资料 对矿区内的地层由老至新分述如下 1 奥陶系中统峰峰组 O2f 本组为含煤地层的沉积基底 主要由灰 深灰色中厚层状的石灰岩 泥质灰岩组成 少量白云质灰岩 顶部含较多的星散状黄铁矿 下部常 夹有薄层状 似层状石膏层 为浅海相沉积地层 顶部为古风化壳 厚 度 100m 左右 2 石炭系 C 1 中统本溪组 C2b 岩性为灰色 灰黑色铝土岩 泥岩 石英砂岩及石灰岩组成 间夹 不稳定的不可采煤层 2 3 层 底部沉积有山西式铁矿 其厚度和品位很 不稳定 由于奥陶系中统古风化壳剥蚀程度不同 该地层厚度变化较大 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 9 依据钻孔揭露资料 本井田内该组地层厚度为 6 60 17 82m 平均为 13 70m 平行不整合于峰峰组地层之上 2 上统太原组 C3t 该组地层为主要含煤地层 本组自 K1砂岩底至 K7砂岩底 地层厚度 为 48 65 62 24m 平均 56 50m 与下伏地层呈整合接触 岩性主要为灰 白色 灰黑色的砂岩 粉砂岩 泥岩 石灰岩和煤组成 含煤 4 12 层 含丰富的动物化石 旋回结构清楚 横向稳定性好 易于对比 全组可 划分为 4 5 个沉积旋回 属于海陆交互相沉积 旋回韵律清楚 每个沉 积旋回都始以陆相沉积 结束于海相灰岩沉积 依据岩性 岩相特征 可自下而上划分为三段 下段 C3t1 从 K1砂岩底至 K2石灰岩底 地层厚度 17 50 24 08m 平均 21 35m 岩性主要为灰白色砂岩 灰 灰黑色泥岩 铝质 泥岩 粉砂岩及稳定可采的 9 11 号煤层所组成 底部 K1砂岩 厚度 2 00 3 40m 为灰白色薄层状细 中粒石英砂岩 岩性特征明显 致密 坚硬 是一种很好的地层划分对比标志 中段 C3t2 从 K2石灰岩底至 K5砂岩底 地层厚度 14 38 18 02m 平均 16 75m 岩性主要由三层深灰色石灰岩及灰白色砂岩 灰 黑色粉砂岩 泥岩间夹三层薄煤层 底部为深灰色 巨厚层状致密坚硬 的 K2石灰岩 含有丰富的有孔虫 蜒科 腕足类化石和燧石结核 中 下部常夹有薄层灰岩及泥岩 自 K2向上为灰黑色泥岩及其具波状层理的 粉砂岩 细粒砂岩 多受黄铁矿浸染 其上发育有不可采的 8 号煤层 其顶板为深灰色厚层状的 K3石灰岩 K3石灰岩全区稳定 易于对比 K3 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 10 至 K4石灰岩间 为灰 灰黑色的砂岩 粉砂岩和泥岩 间夹层位稳定不 可采的 7 号煤层 其顶部即为深灰色中厚层状致密坚硬的 K4石灰岩 上段 C3t3 从 K5砂岩底至 K7砂岩底 地层厚度为 16 77 20 14m 平均 18 40m 岩性主要为灰黑色 黑色的泥岩 粉砂岩组成 灰色 灰白色 中 细粒砂岩组成 含煤 2 3 层 为不可采煤层 下部为灰黑色 黑色 薄层状铁质泥岩 中部为灰色 灰白色钙质石英长石砂岩 称为 K5砂岩 上部为黑色厚层状泥岩 含 5 号和 6 号薄煤层 顶板为灰黑色薄层钙质 泥岩 含动物化石 本段依据相旋回分析 应为泻湖海湾相沉积 3 二叠系 P 1 下统山西组 P1s K7砂岩底至 K8砂岩底 地层厚度 34 10 49 00m 平均厚度 46 50m 与下伏太原组地层为整合接触 为本区主要含煤地层之一 岩性以灰色 灰白色细粒砂岩 深灰色 灰黑色粉砂岩 泥岩为主 含煤 2 层 本区内 2 3 号煤层均为稳定可采煤层 2 下统下石盒子组 P1x 本组自 K8砂岩底至 K9砂岩底 与下伏地层呈整合接触 地层厚度 94 62 136 65m 平均厚度 116 48m 依岩性 岩相特征划分为上 下两 段 分述如下 下段 P1x1 K8砂岩底至 K9砂岩底 地层厚度 40 00 60 25m 平 均为 52 48m 下部 K8砂岩为灰白色中粒砂岩 含炭屑及白云母碎片 圆 状 分选中等 基底式钙质胶结 具交错层理 中 上部由深灰色粉砂 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 11 岩夹细砂岩组成 上段 P1x2 K9砂岩底至 K10砂岩底 地层厚度 54 62 76 40m 平 均 64 00m 底部 K9砂岩为浅灰色中粒砂岩 下部为深灰色 灰色中粒砂 岩 粉砂岩 泥岩组成 上部为灰绿 紫红色泥岩 粉砂岩夹细粒砂岩 顶部有一层位稳定灰色含紫红色斑块的铝质泥岩 具鲕状结构 俗称 桃花泥岩 是确定上覆 K10砂岩的良好辅助标志 3 上统上石盒子组 P2s 本组自 K10砂岩底至 K14砂岩底 与下伏地层呈整合接触 地层厚度 404 02 582 72m 平均 435 00m 依据性 岩相特征划分为上 中 下三 段 分述如下 下段 P2s1 K10砂岩底至 K12砂岩底 地层厚度为 159 07 190 76m 平均为 165 40m 以灰色 紫色泥岩 黄绿色粉砂岩和灰绿色 灰色砂岩组成 泥岩和粉砂岩多呈互层 砂岩中多含砾石 砾径 15 10mm 交错层理发育 常夹 2 3 层铁锰结核 底部为 K10中粒砂岩 厚度为 1 00 10 40m 为灰 白色 岩性一厚度变化大 常为泥质钙质胶结 有时为粘土质胶结 底 部有时含泥质体 中段 P2s2 K12砂岩至 K13砂岩底 地层厚度为 119 25 140 37m 平均为 127 74m 由灰绿 黄绿 紫红 灰紫 蓝紫色粉砂岩 泥岩及灰白 黄 绿色砂岩组成 砂岩多为中 细粒 厚层状 石英质砂岩及长石质石英 砂岩 交错层理发育 常含砾石 底部含少量白云母片和暗色矿物 钙 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 12 质胶结 斜层发育 有时夹细砂岩薄层 底部常变为粗砂岩 上段 P2s3 K13砂岩底至 K14砂岩底 地层厚度 125 70 171 59m 平均厚度 141 86m 绿灰 灰白色中细粒砂岩夹灰紫 紫色 蓝紫色泥岩 顶部有 一层黄绿色砂岩和两层灰白肉红色燧石层为辅助标志层 底部 K13中粒砂 岩为灰白 黄绿色 中厚层状 厚度为 6 20 9 40m 长石为主 石英次 之 次棱角状 分选中等 孔隙式泥质胶结 4 上统石千峰组 P2sh 本组自 K14砂岩底至 K15砂岩底 与下伏地层呈整合接触 地层厚度 103 00 140 00m 平均 120 00m 由紫红 浅红色粉砂岩 泥岩组成 夹 黄绿色 灰红色长石质砂岩 泥岩中常含钙质结核 底部为 K14砂岩中粒 砂岩 厚度 17 20 24 00m 灰黄色 厚层状 石英长石砂岩 次棱角状 分选中等 孔隙式泥质胶结 交错层理发育 夹细砂岩薄层 底部含小 砾石 4 三叠系 T 下统刘家沟组 T1l 井田内出露不全 出露厚度约 100m 左右 以浅紫红 紫红色细粒长 石砂岩为主 夹不稳定紫红色粉砂岩 砾岩等 砂岩交错层理发育 偶 见泥裂与波痕 钙质胶结 底部 K15为中粒砂岩 暗紫色 次棱角状 分 选中等 本组系干旱气候条件下形成的 套陆相河流沉积 5 第四系 Q 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 13 井田内主要为第四系中更新统 Q2 黄土 厚度变化较大 一般为 0 20m 其岩性主要为褐色 棕黄色砂质亚粘土 在沟谷中分布有部分全 新统 Q4 地层 主要为洪 冲积堆积物的砂砾石层 一般为 0 10m 二 地质构造二 地质构造 1 区域地质构造基本特征及井田所处的构造位置 该区在大地构造上位于沁水块坳的西翼 霍山隆起之东翼 其所处 的区域地质构造为一总体走向北东 倾向南东的单斜构造 并伴生有与 走向呈斜交或近似平行的大断裂构造和成组对称 S 型延展的宽缓褶曲 地层倾角一般为 5 15 西部沿煤层露头及局部构造部位倾角较大 2 井田基本构造形态 该井田范围较大 为一倾向南东的单斜构造 据钻孔资料 巷道揭 露资料及地表岩层产状 井下煤层倾角为 3 5 另在井下开采中发现有少许小断层及小型陷落柱 构造属简单类型 三 煤层三 煤层 井田内含煤 8 层 其中该矿批采煤层为山西组 2 3 号煤层 分述如 下 2 号煤层 位于山西组中上部 根据该矿目前井下开采实际揭露煤层厚度为 0 8 1 2m 平均 1 0m 含 0 1 层夹矸 结构简单 其顶板为泥岩 粉砂 岩 底板为泥岩 粉 细砂岩 属稳定全井田可采煤层 3 号煤层 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 14 位于山西组中部 上距 2 号煤层平均 13m 左右 根据该矿目前井下 开采实际揭露煤层厚度 1 6 2 0m 平均 1 8m 结构简单 含 0 1 层夹矸 顶板为泥岩 粉细砂岩 底板为泥岩 局部为中砂岩 属稳定全区可采 煤层 井田内批采煤层特征见表 2 3 1 可采煤层特征表可采煤层特征表 表 2 3 1 煤层顶底板 含 煤 地 层 煤 层 号 煤层厚度 m 最小 最大 平均 层间距 煤层 结构 稳定 程度 可采性 顶板底板 山西 组 2 0 8 1 2 1 0 简单稳定可采 泥岩 粉砂岩 细粒砂岩 山西 组 3 1 6 2 0 1 8 13 简单稳定可采 泥岩 细粒砂岩 泥岩 四 煤质四 煤质 1 物理性质及宏观煤岩特征 颜色和条痕均为黑色 强玻璃光泽 性脆 比重中等 硬度小 阶 梯 参差状断口 裂隙发育 宏观煤岩组分以亮煤为主 暗煤次之 含少量镜煤 条带状结构 层状构造 煤岩类型属光亮型及半亮型煤 2 化学性质 a 2 号煤 根据 2009 年 4 月 28 日由临汾市煤炭中心化验室对该矿 2 号煤层采样 化验 化验结果为 水分 Mad 原煤 0 79 灰分 Ad 原煤 14 86 挥发分 Vdaf 原煤 20 15 全硫 St d 原煤 0 46 真密度 TRD 1 39 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 15 根据地质报告提供 该矿 2 号煤层原煤发热量 Qb daf 29 64 29 72MJ kg 平均 29 68MJ kg b 3 号煤 根据 2009 年 4 月 28 日由临汾市煤炭中心化验室对该矿 3 号煤层采 样化验 化验结果为 水分 Mad 原煤 0 82 灰分 Ad 原煤 15 68 挥发分 Vdaf 原煤 21 28 全硫 St d 原煤 0 48 真密度 TRD 1 40 根据地质报告提供 该矿 3 号煤层原煤发热量 Qb daf 22 75 28 36MJ kg 平均 25 56MJ kg 煤质特征见表 1 2 1 煤质特征结果表煤质特征结果表 表 1 2 1 分析 项目 水分 Wad 灰分 Ad 挥发分 Vdaf 硫分 St d 发热量 Qb daf MJ kg 20 7914 8620 150 4629 68 30 8215 6821 280 4825 56 依据 煤炭质量分级 GB 15224 2004 标准 井田 2 号煤层属低中 灰 中等挥发分 特低硫 特高热值焦煤 3 号煤属低中灰 中等挥发分 特低硫 高热值焦煤 根据其煤质特征 2 号 3 号煤均为良好的炼焦用煤 3 其它有益矿产 该区其它有益矿产有铝土矿 石灰岩 山西式铁矿及煤层夹矸中的 分散元素等 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 16 铝土矿 位于石炭系中统本溪组 C2b 底部 奥陶系侵蚀面之上 层位较稳定 厚度变化较大 区内没有出露 该铝土岩属于铝质粘土岩 可用做陶瓷 烧制的原料 石灰岩 位于太原组中部的 K2 K3 K4石灰岩 总厚度为 10 13m 可用做烧 制石灰或用做其它建筑材料 山西式铁矿 赋存于石炭系底部与奥陶系顶部不整合接触面间 多呈窝子状 透 镜状产出 五 水文地质五 水文地质 1 区域水文地质概况 井田位于沁水盆地的西部边缘 西临霍山隆起 地层走向北东 北 北东向 倾向南东 地层由西向东 从老到新依次出露 由太古界变质 岩系 寒武 奥陶碳酸盐类 到含煤地层的海陆交互相沉积 最后接受 了第三 四系沉积 大面积的碳酸岩类地层成为区域地下水的补给区 根据水文地质单元划分 本区属于广胜寺泉域 泉水位于洪洞县城东北 15km 霍山山麓与平原交接处的坡积物中 标高 581 60m 出水点较为集 中 1990 年流量 3 44m3 s 水化学类型为重碳酸盐 硫酸盐型 泉域面 积 800km2 该泉西侧以变质岩地区的地形分水岭为界 即汾河与沁河的 流域分水岭 东侧边界 北段以石炭二叠系砂页岩为隔水边界 南段则 包括一小部分砂页岩区 北部与洪山泉域的分界在河底泉断层 该断层 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 17 近北东东向 北盘上升 寒武系下统页岩被子抬高 形成隔水边界 区内河流主要为涧河 南涧河及沁河 属黄河流域 该井田位于沁河的上游 属岩溶地下水的径流区内 2 区域地下水的补给 径流 排泄 奥陶系灰岩在区域西北部广泛出露 在地表接受大气降水入渗补给 沿基岩岩层层面裂隙顺层径流 加入区域裂隙水循环 后在适当地形低 洼处排泄 按含水介质不同 结合找煤 普查和目前收集到资料 初步将区域 内分为四大主要含水层组和三大主要隔水层组 1 主要含水层组 碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组 A 寒武系中 上统含水层组 由白云质鲕状灰岩 竹叶状灰岩 白云岩 泥灰岩等组成 在裸露 区 石灰岩 白云岩中裂隙岩溶发育 为地表水 大气降水入渗创造了 有利条件 在覆盖区 裂隙岩溶发育情况不明 B 奥陶系中统含水层组 主要由石灰岩 白云岩等组成 在裸露区 裂隙岩溶发育 在覆盖 区钻探时发现有溶洞 属富水性强的含水层 但往东随着埋深的增加 岩溶发育可能逐渐减弱 该含水层在区域西部广泛出露 是本区的主要含水层组 主要接受 大气降水入渗补给及地表水的渗漏补给 碎屑岩夹碳酸盐岩类含水层组 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 18 为上石炭统一套海陆交互相沉积地层 主要含水层由其间的 3 7 层 灰岩组成 属岩溶裂隙水 富水性取决于岩溶裂隙发育程度 区域中部 出露地区 接受大气降水的直接补给 受断裂构造影响 也可接受其它 含水层的补给 受地形的切割及构造的影响 局部以泉的形式排泄 部 分地下水可能向深部运移 碎屑岩类含水层组 主要为二叠系 三叠系一套陆相 过渡相碎屑岩 含水层主要由砂 岩组成 泉流量 0 02 3 40L s 该含水层组含水空间以风化裂隙和构造裂隙为主 在区域东部出露 主要接受大气降水 地表水的补给 除少部分地下水可能沿破碎带向深 部运移外 大部分沿地层走向运移 在适当的条件下又以泉的形式排泄 于地表 松散岩类含水层组 该含水层组沉积厚度不大 分布范围不广 分布在山涧河谷地带 由砂土 砂砾层及砾石层组成 该含水层组主要接受大气降水及地表水的补给 富水性差异较大 单位涌水量为 2 6 10 11L s m 2 区域主要隔水层组 寒武系下统及元古 太古界隔水层组 由寒武系下统泥岩及元古 太古界变质而岩组成 在区域西边界大 片出露 构成了泉域西边界和其上覆碳酸盐岩裂隙岩溶含水层的隔水底 板 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 19 石炭系中统隔水层组 由铝质泥岩 泥岩 砂质泥岩等组成 阻隔下伏奥灰裂隙岩溶水层 与上覆各含水层的水力联系 碎屑岩层间隔水层 主要由具塑性的泥岩组成 呈层状分布于各砂裂隙含水层之间 使 各含水层垂向水力联系受阻 3 矿井充水条件 1 井田水文地质条件 该区受区域构造的影响 形成大致为走向北东南西向的单斜构造 地面出露上石盒子组 石千峰组 刘家沟组地层 构成了以砂岩为主体 的储水层 成为大气降水渗漏补给地下水的自然因素 另外砂岩体储水 岩层的主要特点是 厚度变化较大 常相变或变薄尖灭 在地形切割较 深的情况下 大气降水 地表水体易流失 地下水的补给量有限 且易 排泄 2 井田含水层组 本区共有五大含水层组 从上到下 分别叙述各含水层的特征如下 第四系砂砾石层孔隙潜水含水层 分布在山间河谷地带 岩性由黄白色砂质粘土 砂砾层组成 厚度 变化大 含水性好 厚度大时可成较丰富的含水层 因此 该层属于弱 中等孔隙潜水层 基岩风化带裂隙含水层 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 20 内地形复杂 基岩裸露面积较大 造成基岩风化带裂隙发育 可形 成丰富的含水层 三叠系刘家沟组 K15 砂岩裂隙含水层 井田内出露不全 以细粒砂岩为主 夹不稳定粉砂岩 砾岩等 底 部 K15为中粒砂岩 在地层赋存地段 其富水性相对较好 二叠系上统 K10 K11 K12 K13 K14 及下统 K7 K8 K9 砂岩 裂隙含水层主要为中 细粒砂岩 垂直裂隙发育 3102 号钻孔涌水 涌 水量为 0 045l s 涌水层位在 K10砂岩上 49m 处 在一定的构造条件下 成为相对富水地段 一般属弱裂隙含水层 下石盒子组 K8 K9 砂岩裂 隙含水层 砂岩含水层位于 2 3 号煤层以上 为煤层直接充水含水层 主要为中 细粒砂岩 裂隙稍发育至较发育 富水性与蓄水构造有关 一般则为富水性较弱的含水层 太原组 K2 K3 K4 石灰岩岩溶裂隙含水层 K4 K3 K2石灰岩 为 9 10 号煤层的直接充水含水层 厚度变化大 岩溶裂隙不甚发育 一般为弱裂隙含水层 峰峰组灰岩岩溶含水层 峰峰组为煤系地层下伏的主要含水层 因自西向东 随埋深加大 岩溶裂隙发育变差 因此 该含水层为中等岩溶裂隙含水层 据井田内 西北角约 1500m 远的本矿自打的深水井奥灰水资料推算 本井田奥灰水 位标高 590m 左右 3 井田隔水层 井田内隔水岩层主要为石炭系与二叠系层间隔水层 中石炭系本溪 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 21 组主要隔水岩层为铝质泥岩 一般厚度 2 67m 左右 系一较好的隔水层 上石炭统及二迭系隔水层主要由具有可塑性泥岩 砂质泥岩组在 各层 砂岩间及灰岩间均有泥岩分布 一般厚 2 00m 至数米不等 可起到良好 的层间隔水作用 4 地质构造的水文意义 井田内构造主要为一单斜构造 含水层之水会顺岩层倾向运移 现 矿井在煤层上山开采 现构造对目前井下开采无影响 另在井下开采中 发现有少许小断层和小型陷落柱 虽现阶段未发现断层 陷落柱渗水现 象 但不排除将来沟通各含水层之间水力联系的可能性 5 充水水源及其影响程度 A 地表水 该井田内无大的地表水体 但有数条小的冲沟 为季节性水沟 遇 暴雨时节 常有洪水发生 数小时后 流量即减至消失 该矿自建井以 来 其洪水位标高均低于工业广场标高 未发生过洪水灌井事故 B 地下水 2 3 号煤层的直接充水含水层为 K8砂岩和 3 号煤层顶板砂岩 砂岩 裂隙较发育 但砂岩厚度较薄 地表径流条件好 接受补给条件有限 目前矿井正联合开采 2 3 号煤层 矿井涌水来源主要为顶板淋水 尽管 开采 2 3 号煤层形成的导水裂隙带容易沟通浅层地下水 由于富水性弱 难于形成水害威胁 C 采空区积水 井田周围各煤矿均开采山西组 2 3 号煤层 2 3 号煤层上部无其 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 22 它煤层的采空区 因此不存在本井田上部采空区积水问题 井田周边均 有邻矿不同程度的开采 但目前未发现越界开采现象 因此邻矿采空区 积水对本矿威胁不大 本井田内采空区现无积水 但不排除将来有积水 的可能 因此建议矿方在理论上认为有储水条件的采空区内进行探测 D 奥灰水对矿坑充水的影响 据井田内西北角约 1500m 远的本矿自打的深水井奥灰水资料 本井 田内奥陶灰岩岩溶水水位标高约为 590m 左右 低于 2 3 号煤层最低底 板标高 因此不会发生奥灰突水问题 综上所述 井田内 2 3 号煤层水文地质类型属简单类型 六 矿井涌水量预算六 矿井涌水量预算 井田内无专门水文孔 矿井涌水量预算采用富水系数法 该矿目前开采 2 3 号煤层 现设计生产能力 90 万 t a 实际生产能 力 60 万 t a 矿井现正常涌水量 4 m3 h 最大涌水量 6m3 h 可按富水 系数法公式进行矿井涌水量预算 公式为 Q正 Kp P m3 h Q大 Kp P m3 hP P Q 0 0 690 60 4 P P Q 0 0 990 60 6 Q0 目前矿坑涌水量 m3 h Po 实际生产能力 万 t a P 设计生产能力 万 t a Q 预计矿坑涌水量 m3 h 经计算 矿井达到 90 万吨 a 时 预计矿井正常涌水量为 6m3 h 最 大涌水量为 9 m3 h 该矿井下涌水来源主要为顶板淋水 因本井田构造 简单 一般情况下 今后随开采量的增加 开采面积的扩大 矿井涌水 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 23 量会有所增加 但增加不会太大 七 开采技术条件七 开采技术条件 瓦斯 历年瓦斯鉴定为低瓦斯矿井 根据山西省煤炭工业局晋煤 安发 2008 1135 号 关于临汾市 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 文件 该矿瓦斯绝对涌出 量为 11 92m3 min 相对涌出量为 9 50m3 t 二氧化碳绝对涌出量为 1 86m3 min 相对涌出量为 1 48m3 t 煤尘爆炸性 根据 2009 年 4 月 28 日临汾市煤炭中心化验室对该 矿 2 号 3 号煤层的检验报告 该矿 2 号煤层火焰长度为 90mm 抑制煤 尘爆炸最低岩粉用量为 50 煤尘具有爆炸性 3 号煤层火焰长度为 80mm 抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为 45 煤尘具有爆炸性 煤的自燃倾向 根据 2009 年 4 月 28 日临汾市煤炭中心化验室对 该矿 2 号 3 号煤层的检验报告 该矿 2 号煤层煤的吸氧量为 0 68cm3 g 属 级自然煤层 3 号煤层煤的吸氧量为 0 69cm3 g 属 级 自然煤层 地温 根据地质报告本提供 该区地温梯度为 1 100m 属地温 正常区 井下开采过程中 未发现有地压异常现象 应属地压正常区 煤层顶底板条件 该井田 2 3 号煤层未做过顶底板岩石物理力学性质试验 井田内开 采的 2 3 号煤层伪顶为炭质泥岩或泥岩 采煤过程中随采随落 直接顶 板为泥岩 粉砂岩 据区域资料 顶板泥岩单向抗压强度 30 60MPa 单 向抗拉强度 0 97MPa 组成了易冒落的顶板 稳定性差 煤层直接底板为 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 24 泥岩 粉 细砂岩 偶见底鼓现象 部分地段小断裂发育 给煤层回采 带来一定困难 八 存在的主要问题与建议八 存在的主要问题与建议 1 矿方应在开采实践中 进一步对 2 号 3 号煤层进行资料采集 编制工作 以指导矿井生产 2 应注重对隐伏断裂的观察与研究 加强隐伏断裂 导水断层的探 放水工作 在矿井生产过程中 认真做好地质编录工作 为矿井建设服 务 按照 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 的原则进行 确保安全生产 3 建议加强生产矿井地质工作 全面搜集井下资料 及时建立有关 台帐 卡片 进行综合编录 根据地质规律预测回采工作面开采条件 为安全开采提供技术依据 4 矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作 5 建议矿方应尽快申请有关资质部门对矿方不井水质方面进行监测 与检验 以确保安全用水 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 25 第二章第二章 井田开拓与开采井田开拓与开采 第一节第一节 井田境界及可采储量井田境界及可采储量 一 井田境界一 井田境界 2009 年 11 月 17 日 山西省国土资源厅换发了新的采矿许可证 证 号 C1400002009111120043578 批准开采山西组 2 号 3 号煤层 井田 范围由以下 9 点坐标依次连线圈定 1980 年西安坐标系 1 X 4035451 16 Y 19596930 56 2 X 4035451 16 Y 19598430 57 3 X 4033451 15 Y 19598430 58 4 X 4033451 15 Y 19599695 59 5 X 4032376 14 Y 19599695 60 6 X 4032376 13 Y 19596930 57 7 X 4032651 13 Y 19596930 57 8 X 4032951 14 Y 19597230 57 9 X 4033451 14 Y 19596930 57 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 26 该井田北邻山西安鑫煤业有限公司 西部与山西古县老母坡煤业有 限公司和山西安吉欣源煤业有限公司相邻 东北部与山西安泽玉华煤业 有限公司相邻 南部为社会井田 二 资源二 资源 储量和可采储量储量和可采储量 1 储量计算方法 采用地质块段算术平均法 计算公式如下 Q SMd 式中 Q 块段煤炭储量 t S 块段水平投影面积 m2 M 块段内煤层平均厚度 m d 煤层视密度 t m3 2 矿井资源 储量计算 根据 煤 泥炭地质勘查规范 储量计算的工业指标确定如下 能利用储量最低可采厚度为 0 7m 最高可采灰分为 40 最高硫分为 3 2 3 号煤容重均 1 35t m3 按照 2007 年 1 月山西省煤炭地质公司编制的 山西玉和泰煤业有限 公司资源 储量核查地质报告 数据 该井田 2 3 号批采煤层井田保有 资源 储量 1546 万吨 经计算截止 2008 年底矿井保有储量 1472 7 万吨 其中 2 号煤层保有储量 665 4 万吨 3 号煤层保有地质储量 807 3 万吨 3 矿井资源 储量计算评价和分类 按照 煤 泥炭地质勘查规范 国务院函 1998 5 号文 关于 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 27 酸雨控制区和二氧化碳污染控制区有关问题的批复 及 煤炭工业 矿井设计规范 等有关文件规定 矿井资源 储量遵循下列原则计算 1 最低可采厚度 0 7m 2 煤层灰分不大于 40 最高可采硫分 St d 3 3 储量计算的煤层为 3 号煤层 4 根据储量核查地质报告提供的 2 3 号煤层底板等高线图及矿方提 供的采掘工程平面图 用地质块段法对井田内 3 号煤层资源 储量进行了 计算 2 3 号煤容重均为 1 35t m3 4 矿井设计资源 储量 依据 煤炭工业矿井设计规范 规定的矿井设计资源 储量 矿井工 业储量减去设计计算的断层煤柱 防水煤柱 井田境界煤柱 地面建 构 筑 物等永久损失量后的资源 储量为矿井设计资源 储量 经计算 本矿设计资源 储量为 1363 6 万吨 其中 2 号煤层设计资 源 储量为 626 5 万吨 3 号煤层设计资源 储量为 737 1 万吨 5 设计可采储量 根据储量核查地质报告提供煤层底板等高线及资源 储量估算图 按 照推荐的开拓方案 扣除工业场地及井筒 井田边界 大巷等保安煤柱 再按 煤炭工业矿井设计规范 规定的采区回采率 计算设计可采储量 矿井设计可采储量 矿井工业资源 储量 各类煤柱 采区回采率 采区回采率 2 号煤层为薄煤层取 85 3 号煤层为中厚煤层取 80 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 28 根据以上计算 2 号煤设计可采储量 490 3 万吨 3 号煤设计可采储 量 518 1 万吨 矿井设计可采储量汇总见表 2 1 2 矿井设计可采储量汇总表矿井设计可采储量汇总表 表 2 1 2 永久煤柱损失工业场地和主要巷道煤柱 水 平 煤 层 矿井保 有资源 储量 断 层 井田 境界 地面 建 构 筑物 其 他 合计 矿井设 计资源 储量 工业 场地 主要 巷道 合计 推断的 资源量 333 的 折减量 开采 损失 设计可 采储量 12665 40 531 37 138 9626 532 417 349 786 5490 3 23807 30 956 412 970 2737 158 431 189 5129 5518 1 合 计 1472 71 487 720109 11363 690 848 4139 22161008 4 三 安全煤柱三 安全煤柱 井田边界煤柱留 20m 大巷之间留 30m 两侧留 40m 煤柱 工业场地 按二级保护 村庄及井筒按一级保护 再根据表土层和基岩厚度 表土移 动角 45 基岩移动角 72 计算保安煤柱 当矿井报废时 预计护巷煤柱损失可回收 50 左右 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 29 第二节第二节 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 一 矿井工作制度一 矿井工作制度 设计年工作日 330d 每天三班作业 交叉班检修 日净提升时间 16h 二 矿井设计生产能力的确定二 矿井设计生产能力的确定 根据本井田煤层赋存特征 地质构造 开采技术条件 市场供需状 况及业主要求 确定该矿矿井设计生产能力为 90 万 t a 主要理由如下 1 建设为中型矿井 以利于降低矿井建设吨煤投资和生产成本 2 井田内煤层倾角平缓 赋存稳定 开采技术条件好 适宜建设中 型矿井 3 矿井供电 交通运输条件可满足中型矿井要求 三三 矿井服务年限矿井服务年限 矿井服务年限按下式计算 Zk 1008 4 T 8 7a A K 90 1 3 式中 T 服务年限 a Zk 设计可采储量 万 t A 矿井设计生产能力 万 t a K 储量备用系数 取 1 3 经计算 矿井服务年限 8 7a 矿井服务年限偏小 但该矿井田内尚有下组煤层待开发 建议矿方尽 快落实下组煤层增层的采矿权事宜 以满足规范要求的矿井服务年限 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 30 第三节第三节 井田开拓井田开拓 一 井田内地质构造 老窑范围 煤层及水文地质条件对开采的影一 井田内地质构造 老窑范围 煤层及水文地质条件对开采的影 响响 矿井批采的 2 3 号煤层 均属全井田稳定可采煤层 2 号煤层厚度 0 8 1 2m 平均 1 0m 结构简单 其顶板为泥岩 粉砂岩 底板为泥岩 粉 细砂岩 3 号煤层厚度 1 6 2 0m 平均 1 8m 结构简单 顶板为泥 岩 粉细砂岩 底板为泥岩 2 3 号煤层间距平均为 13m 适宜联合布 置 交替开采的方法开采井田内 2 3 号煤层 井田总体构造为表现为一倾向南东的单斜构造 井下煤层倾角为 3 5 井下开采中发现少许小断层及小型陷落柱 构造属简单类型 井 田近中央座落有 2 个村庄 但村庄保护煤柱与主井工业场地煤柱重合 对井田开拓开采影响不大 井田水文地质条件简单 该矿井属低瓦斯矿井 煤尘有爆炸性 为自 燃煤层 综上所述 矿井除埋深较大外 其余开采条件俱佳 具备建设中型矿 井条件 二 井田开拓方案二 井田开拓方案 1 工业场地位置的选择 矿方现有两个工业场地 副立井工业场地为建井初期所建 场地经过 多年的建设 福利生活设施庞大而完备 主立井及回风立井工业场地为 矿方近几年所建 场地位于井田近中央位置 布置有原煤的储 装 运 系统和矿井配套的选煤厂 场地开阔 交通运输便利 水源 电源等外 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 31 部配套条件良好 能够满足改造后 90 万吨 年生产能力需求 故本次设 计不新增工业场地 2 2 井田开拓方案 井田开拓方案 1 确定开拓方式的主要原则 地面平坦 开阔 场地挖填方量小 工程地质条件好 靠近公路 交通方便 基建投资小 位于储量中心 有利于矿井开拓部署 井巷工程量省 年运营费用 低 不受洪水 滑坡等自然灾害的威胁 建井工期短 生产系统简单 可靠 安全 投产采区布置在高级储量区 尽量利用原有的地面设施和井巷工程 2 井田开拓方式 据井田内煤层的赋存条件 以及井筒及现有井下大巷布置等情况 设 计考虑开拓方案如下 在现有工业场地内利用现有的主立井作为矿井的主提升井 采用圆形 断面 见 3 号煤垂深 450m 总垂深 518m 净直径 5 0m 装备箕斗和梯子 间 担负全矿井提煤 进风任务兼作矿井的一个安全出口 利用现有的副立井作为矿井的辅助提升井 采用圆形断面 垂深 365m 净直径 3 5m 装备单钩罐笼 担负矿井辅助提升与进风任务 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 32 利用现有的回风立井作为矿井的专用回风井 采用圆形断面 垂深 493m 净直径 6 0m 装备梯子间 担负矿井总回风任务兼作矿井的另一 个安全出口 2 3 号煤层平均间距为 13m 本次设计采用联合布置交替开采全井田 2 3 号煤层 运输大巷沿 3 号煤顶板布置 巷道净宽 4 2m 装备 B 1000 固定胶带输送机 担负全矿井原煤运输和进风任务 轨道运输巷沿 3 号 煤顶板布置 巷道净宽 4 0m 装备 22kg m 轨道 担负全矿井辅助运输和 进风任务 回风巷沿 2 号煤顶板布置 净宽 3 2m 巷道内不装备 担负全 矿井专用回风任务 四条大巷在井田中部沿南北向布置 将井田沿东西方向一分为二 四条大巷构成全井田的开拓系统 根据大巷开拓布置位置 全井田共划 分为两个采区 大巷西侧为一采区 东侧为二采区 工作面布置在大巷 两侧 直接进行回采 井下大巷煤炭运输采用胶带输送机 煤炭通过胶带运输巷进入井底 煤仓 再由主立井箕斗运至地面 井下辅助运输选用 JD 25 绞车牵引矿车接力运输方式 矿井采用中央并列式通风系统 通风方法为机械负压抽出式 三 井口数目和位置的选择三 井口数目和位置的选择 根据推荐的井田开拓方案 利用现有的 3 个井筒 分别为主立井 副 立井和回风立井 副立井位于井田北部 主立井 回风立井位于井田近 中央 山西省玉和泰煤业有限公司综合机械化采煤升级改造初步设计 33 四 水平划分四 水平划分 根据煤层赋存特征 设计一个水平开采全井田 2 3 号煤层 标高 850m 以提高矿井综合效益 五 主要开拓大巷布置五 主要开拓大巷布置 胶带运输巷沿 3 号煤顶板布置 巷道净宽 4 2m 装备 B 1000 固定胶 带输送机 担负全矿井原煤运输和进风任务 轨道运输巷沿 3 号煤顶板 布置 巷道净宽 4 0m 装备 22kg m 轨道 担负全矿井辅助运输和进风任 务 回风巷沿 2 号煤顶板布置 净宽 3 2m 巷道内不装备 担负全矿井专 用回风任务 六 采区划分六 采区划分 全井田共划分为两个采区 大巷西侧为一采区 东侧为二采区 工作 面布置在大巷两侧 直接进行回采 七 矿井各