煤矿防治水设计方案

1、宝英煤炭有限责任公司防治水设计方案编制人： 前言3第一章矿井概况4一、矿井概况4二、自然地理6三、矿区小煤窑开釆情况6第二章矿井地质、水文地质及防治水设计8第一节矿井地质8一、区域地质、构造特征8四、其它开釆技术条件27第二节矿井水文地质30一、水文地质情况30第三节矿井防治水措施37一、矿井开拓开釆所釆取的安全保证措施37二、防水安全煤岩柱留设40三、疏水降压措施44四、井下探放水措施45五、防水闸门51六、注浆堵水措施53九、地表防治水措施55十、灾害预防和处理58十一、组织保障措施59前言为进一步加大我矿防治水工作，不断提高我矿防治水能力，有效防范水害事故的发生，以科学发展观为统领，坚持

2、安全第一、预防为主、综合治理的方针，牢固树立安全展理念，严格执行煤矿安全规程、煤矿防治水规定等规定和要求，认真贯彻落实省安监局、煤监局关于煤矿防治水专项治理工作方案的通知精神，加大我矿防治水工作力度，提升我矿防治水能力，有效防范水害事故发生，特制定本防治水设计方案。第一章矿井概况一、矿井概况新疆沙湾县宝英煤炭有限责任公司煤矿隶属于新疆沙湾县宝英煤炭有限责任公司，矿井位于新疆沙湾县境内，东南距沙湾县城70km,行政区划隶属沙湾县东湾镇管辖。新疆沙湾县宝英煤炭有限责任公司煤矿是自治区煤炭行业十五规划矿井，矿井原名为沙湾县达孜梁煤矿，生产能力为9万t/a。随着改革开放深入发展和适合企业换轨转型的需要

3、，根据井田内煤层赋存条件和矿井储量，同时结合本矿井自身发展的需要和市场需求情况，为改进釆煤方法，提高矿井装备水平，扩大矿井生产规模，提高资源利用率，达到提高企业经济效益的目的。新疆沙湾县宝英煤炭有限责任公司决定把该矿井扩建成设计生产能力为60万t/a的正规化矿井。矿井2011年3月开工进行60万吨/年矿井机械化改造建设，设计投资2.0874亿万元，完成投资2.1亿元。2014年，矿井生产能力核定为60万吨/年（自治区煤炭工业管理局以新煤行管发20141218号文件批准）。1、地理位置：新疆沙湾县宝英煤炭有限责任公司煤矿井田位于沙湾县城东南70km处，行政区划属沙湾县东湾镇管辖。井田中心地理坐标

4、：东经854720”,北纬435420。矿井向西8km有可四季通行的砂石公路在石场附近与101省道相接，沿101省道柏油公路向北50km在143团与312国道相接，沿312国道向东至石河子市30km,向西至沙湾县12km。交通条件便利。宝英煤矿现有二回供电电源，分别引自天业南山火电厂变电所和金沟河变电站；现矿井生活用水取自沙湾县煤矿，矿井生产用水利用经处理的井下排水，水量满足供水需求；本矿区通讯已接入沙湾县电信网，矿区亦属中国移动和中国联通无线网络覆盖区，对外联络方式可靠；改扩建矿井为利用原有工业场地，不需另征土地。井田东西长1.74km,南北宽1.23km,面积约2.14km2o矿井地质资源

5、储量2804.37万t；矿井可釆储量1375.83万t；矿井服务年限：16.4a；2、矿井开拓开釆：本矿井改扩建井型为0.60Mt/ao设计提升煤炭釆用专用提升井,辅助提升釆用专用副斜井，风井釆用专用回风井，矿井布置主斜井、副斜井和回风斜井共三条井筒。三个井井口均布置在地面工业场地内。现有系统及生产水平均已经形成，现矿井生产水平为+1233m,后期开釆时，须将井筒延伸，因为主副井是沿&煤层施工的，根据矿区范围，主副井可延至+1110m,根据釆矿许可证最低开釆深度为+1060m,所以，矿井水平划分两个水平。一水平为现有+1233m生产水平，二水平为+1110m。+1223m水平以上釆用上山开釆，

6、上山阶段垂高37137m；+1110m+1233m水平之间煤炭资源也釆用上山开釆，上山阶段垂高173m,同时因为+1110m水平以下的资源量只位于井田西北边界的BB2煤层当中，且储量较少，在上山开釆布置工作面时，可将此部分资源进行回釆。矿井釆用斜井开拓方式，初期直接从副斜井布置区段石门贯穿各煤层，井下无大巷。后期需延伸主斜井、副斜井及斜风井，兼作后期的煤炭运输、辅助运输及回风任务，后期也从副斜井布置区段石门贯穿各煤层，井下也无大巷。全矿井划分为2个釆区，其中+1233m标高以上为一釆区，+123311)标高以下为二釆区。二、自然地理1、地形地貌井田位于天山北坡的低中侵蚀山区，处于玛纳斯河和水沟

7、河的分水岭东侧，两山夹一沟是井田的基本地貌。中部为哈拉埃萨依沟，是进出井田的通道，南北两侧为山岭，切割较强烈。海拔高程13561650mo相对高差300m左右。2、气象井田属准喝尔盆地南缘北温带大陆性干旱气候区，但因处于天山北麓，紧临林带，是北来冷空气的迎风坡，降水受垂直分带影响，较之准喝尔盆地湿润些。据井田东6千米红霓沟水文站资料，井田年平均气温6C,68月为夏季,7月份平均气温22.2C,最高气温36.4C,12月至翌年2月为冬季，1月份平均气温-11.8C,最低28.8C。5-8月多雨，以六月最多，常成暴雨降落，形成山洪。每年10月降雪，次年3月底，4月初消融，年平均降水量371.79毫

8、米，1978年最高达553.7毫米。年平均蒸发量1881.65毫米，平均潮湿系数为0.2B3煤层，主斜井沿B3煤层布置，在平巷中反穿石门开釆Bi煤层。Bi煤层开釆+1429m标高，B3煤层开釆至+1415m标高。向井筒西部单翼开釆至井田边界。3）三利井釆用斜井开拓，开釆B.,B2煤层，主斜井沿&煤层布置，在平巷中穿石门，见0后开釆艮煤层。Bi煤层开釆至+1375m标高，B?煤层开釆至+1400m标高。走向开釆范围井筒东翼810m,西翼590mo4）昌盛井釆用斜井开拓，开釆B,煤层，主斜井沿B煤层布置，现己开至三水平（+1359m标高），向井筒东部单翼开采。走向长500m。2、矿井9万t/a改扩

9、建概况矿井9万t/a改扩建设计为一对斜井开拓，混合斜井釆用单钩串车混合提升，矿井工业场地位于哈拉埃萨依沟内BiB3煤层露头附近。两个井筒均沿B?煤层布置，井筒落底（井底车场）水平标高为+1243mo在完成相关设计审批后，矿井9万t/a规模改扩建工作于2005年6月动工，现已完成井筒、井底车场等井巷工程，地面土建以及设备安装工程已完成，并已通过验收。2、老窑情况井田一带原有生产矿井5个，为达孜梁煤矿二号井、达孜梁煤矿三号井、三利煤矿、昌盛煤矿、新疆屯河投资股份有限公司沙湾县煤矿，均为年产3万吨/年的矿井。达孜梁煤矿二号井、达孜梁煤矿三号井、三利煤矿、昌盛煤矿的釆权权均为沙湾县宝英煤炭有限责任公司

10、所有，井田东部的新疆屯河投资股份有限公司沙湾县煤矿的釆矿权为新疆屯河投资股份有限公司所有。达孜梁煤矿区一带已经开釆的煤层有Bl、B2、B3、B5共4层。其中达孜梁煤矿二号井开采B5煤层，现已开至四水平（1300米标高）,东巷长650米，西巷长470米；达孜梁煤矿三号井开釆Bl、B2、B3煤层，顺B3煤层开平巷和斜井，在平巷中反穿石门见Bl、B2后开釆B1煤层，B1煤层开釆1429米水平，B3煤层开釆至1412米水平；三利煤矿开釆Bl、B2煤层，B1煤层开釆至1375米水平，在平巷中穿石门，见B2后开釆B2煤层；昌盛煤矿顺B3煤层开斜井，开釆了三个水平，现釆1359米水平，开釆东翼煤层，巷道长5

11、00米；新疆屯河投资股份有限公司沙湾县煤矿顺B3煤层开平巷和斜井，在平巷中反穿石门见Bl、B2后开釆Bl、B2煤层，B3煤层现已开至1250米水平，开采西翼煤层，西巷长550米。第二章矿井地质、水文地质及防治水设计第一节矿井地质一、区域地质、构造特征1）、地层(一)区域地层区域地层属天山一兴安岭地层区，以南西侧的F1断裂为界，南 为北天山地层分区伊林哈比尔地层小区，为中石炭统前峡组(C2qx)的浅海一滨海相碎屑沉积。断层以北为准卩葛尔盆地地层分区玛纳斯地层小区，主要发育中生界的地层，由南而北分述如下：1、上二迭统一下三迭统仓房沟群(P2Tlch)分布在区域的南西侧，构成水沟鼻状背斜的最老地层，

12、地层总体倾向北北东，倾角50-60O主要岩性为紫红色砾岩、砂岩和泥岩。与石炭系前峡组(C2qx)为断层接触，地层可见厚163米。2、三迭系中一上统小泉沟群(T2-3xq)在区域南西部呈带状展布，西部构成水沟鼻状背斜的两翼，地层总体倾向北北东，倾角西缓东陡40-60O岩性主要为灰黄色含玛瑙砾岩以及砂岩、页岩、泥岩等，局部含劣质煤。与下伏上二迭统一下三迭统仓房沟群(P2Tlch)呈整合接触，地层厚100-577米。3、侏罗系侏罗系是区域的含煤岩系，玛纳斯河一石场一带是准南煤田的侏罗系地层沉积中心，地层厚达4323-4823米。自下而上分为三统六组。、下统八道湾组(Jib)分布在区域西段玛纳斯河河东

13、，组成红沟背斜的轴部和水沟鼻状背斜的翼部，岀露宽度较大，是区域性的含煤组。主要岩性为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂岩、砾岩及23层薄一中厚煤层，底部有一层数米厚的粗砂岩、砂砾岩为其分界标志。与下伏三迭系中一上统小泉沟群(T2-3xq)呈整合接触，地层总厚达1000米。（2）、下统三工河组（Jis）分布在区域南侧及玛纳斯河以东，因受红沟向斜和红沟背斜的影响，呈S型挠曲横贯全区。主要岩性为深灰色、灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩与砂岩互层夹灰白色中粗砂岩，岩石中水平层理发育。为湖相沉积的不含煤组，与下伏的八道湾组（Jib）呈整合接触，地层厚171600米。（3）、中统西山窑组（J2x）分布在区域中部，由西

14、向东横贯全区，受红沟背斜的影响，地层呈S型挠曲展布。主要岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂岩、砂砾岩及煤层，本组是区域上的主要含煤组。石场一带（包括本井田）是准南煤田西山窑组的沉积中心，地层厚度超过千米，以煤层间距较大、煤层层数多、单层厚度小为本区域特征，可釆煤层及局部可釆煤层达30余层，可釆总厚4050米，以中厚煤层居多，一般在1.53米，最厚达5.64米。本组下部为厚达80120米的砂、砾岩层，底部以一层浅灰色、灰白色的中粗砂岩与三工河组分开，与下伏的三工河组（Jis）呈整合接触，地层厚1503米。（4）、中统头屯河组（J2t）分布在区域以北，呈北西西一南东东向横贯全区，连续沉积在西

15、山窑组（J2x）地层之上，地表以一层灰黄色、浅灰色粗砂岩、砂砾岩、砾岩与下伏的西山窑组（J2x）分界。主要岩性为灰绿色、紫红色、粉红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹细砂岩、中砂岩、含砾砂岩，为一套半干旱条件下的湖相沉积，地层厚824米。（5）、上统齐古组（J3q）呈北西西一南东东条带状展布于区域的北东侧，连续沉积在头屯河组（J2t）地层之上。底部以一层灰黄色中砂岩与头屯河组（J2t）分界，其上2030米有一层厚23米的紫红色凝灰质砂岩，延伸稳定，是区域性的特有标志层。该组的主要岩性为一套紫红色、紫褐色、棕红色、褐色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩不均匀互层夹绿色、黄绿色、紫褐色中细砂岩，砂岩厚度

16、一般2-5米。是干旱、氧化环境形成的河湖相沉积，地层厚600-900米。（6）、上统喀拉扎组（J3k）呈北西西一南东东向展布于区域的东北部，连续沉积在齐古组（J3q）地层之上。主要岩性为山麓河流相沉积的棕红色、紫褐色砾岩夹粗砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩。紫褐色砾岩成份复杂，沉积岩、火山岩、变质岩、砾石均有，砾石大小悬殊、分选差、磨园差为其特有标志。本组地层多形成高山陡壁，地层厚132.82305米。4、白垩系下统吐谷鲁群（Kltg）出露于区域的东北角，底部以一层灰绿色、黄褐色细砂岩与喀拉扎组（J3k）分界。下部岩性主要为厚层状泥岩夹细砂岩，中上部为紫色厚层状泥岩夹绿灰色中厚层状泥岩及浅绿灰色细砂岩

17、、粉砂岩。与下伏喀拉扎组（J3k）地层为平行不整合一不整合接触，地层厚434一668米。5、第四系（Q）（1）、上更新统冲洪积层（Q3apl）沿河流阶地分布，由砂砾及亚砂土组成，厚080米。（2）、全新统风成黄土及现代冲积层风成黄土分布于山顶、山坡上，厚030米，冲积层沿河流两岸分布，厚010米。区域地层岩性特征接触关系见表1-3-1o表1-3-1区域地层简表界系统名称代号接触关系岩性岩相厚度（米）新生界第四系现代冲积层10全新统风成黄土Q/o/30残坡积层Q件10上更新统冲洪积层B8.B9o各煤层在地表火烧，其中Bl、B2、B3煤层在局部未烧,有零星露头，其它煤层在地表均全部火烧。含煤性井田

18、位于西山窑组下部地层分布区，各类工程控制下含煤段(J2x2)中大于0.3米的煤层17层，煤层平均总厚25.23米，按该段地层总厚193.44米计，含煤系数为13.0%o将其中10层可釆煤层和1层(B5)不可釆煤层，至下而上编号为Bl、B2、B3、B4、B5、B5、B6、B6、B7、B8、B9,可釆、局部可釆煤层平均总厚为21.97米，可釆系数为87.l%o钻探工程控制中含煤段(J2x3)中大于0.3米煤层10层，煤层总厚11.25米，按该段控制厚度179.43米计，含煤系数仅6.3%0将其中延续较好的煤层至下而上编为BIO、Bll、B12、B13、B14、B15、B16oB10为灰分不可釆，B

19、11及其以上煤层在井田范围内均已火烧，井田范围内不可釆。煤层特征井田内共含可釆、局部可采的编号煤层10层，自下而上编号为Bi、B2、B3、Bi、B5、B(/、BoB?、B&、B90B.煤层为一结构简单的中厚煤层，顶板为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，底板为泥质粉砂岩、泥岩、含炭泥岩、高炭泥岩，局部夹1层泥质粉砂岩、泥岩、含炭泥岩、炭质泥岩夹砰。煤层厚度在1.32-2.04m之间，平均厚度为l.66m,平均可釆厚度为l.59m,为稳定煤层。（2）B?煤层为一结构简单的薄中厚煤层，顶板为细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含炭泥岩，底板为含砾粗砂岩、泥质粉砂岩、含炭泥岩，局部夹有1层泥质粉砂岩、含炭泥岩

20、、高炭泥岩夹砰。煤层厚度在0.23-2.10m之间，平均厚度为1.25m,平均可釆厚度为1.34m,为较稳定煤层。（3）B.3煤层为一结构简单的中厚煤层，顶板为细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，底板为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，局部夹有13层泥质粉砂岩、含炭泥岩、炭质泥岩夹砰。煤层厚度在1.52-3.30m之间，平均厚度为2.34m,平均可釆厚度为2.29m,为稳定煤层。（4）B.,煤层为一结构简单的薄中厚煤层，顶板为粗砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，底板为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，不含夹砰。煤层厚度在0.52-2.52m之间，平均厚度为1.95m,平均可釆厚度为19m,为较稳定煤层。（5）B-

21、煤层为一结构简单的中厚煤层，顶板为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，底板为细砂岩、泥质粉砂岩，局部夹有1层泥质粉砂岩夹砰。煤层厚度在1.702.85m之间，平均厚度为2.18m,平均可釆厚度为2.17m,为稳定煤层。（6）B6煤层为一结构简单的薄中厚煤层，顶板为粗砂岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩，底板为泥质粉砂岩、泥岩、高炭泥岩，局部夹有12层泥质粉砂岩、高炭泥岩、炭质泥岩夹砰。煤层厚度在0.76-1.89m之间，平均厚度为1.17n）,平均可釆厚度为1.33m,为较稳定煤层。 2()（7）B6煤层为一结构简单的中厚厚煤层，顶板为粗砂岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩，底板为粗砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，局部

22、夹有12层含炭泥岩、炭质泥岩夹砰。煤层厚度在1.507.85m之间,平均厚度为2.80m,平均可釆厚度为2.72m,为较稳定煤层。（8）B?煤层为一结构简单的中厚厚煤层，顶板为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩,底板为细砂岩、泥质粉砂岩、高炭泥岩，局部夹有1层高炭泥岩、高炭泥岩夹砰。煤层厚度在1.97-5.64m之间，平均厚度为4.31m.平均可釆厚度为4.13m,为较稳定煤层。该煤层西翼现在已经完成掘进,煤层局部有变薄辿现象，平均厚度为2.9米。（9）Bs煤层为一结构简单的中厚煤层，顶板为粗砂岩、泥质粉砂岩、高炭泥岩，底板为粗砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，不含夹砰。煤层厚度在1.85-2.97m之间，平

23、均厚度为2.07m,平均可采厚度为2.07m,为较稳定煤层。（10）B。煤层为一结构简单的中厚厚煤层，顶板为粗砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，底板为泥质粉砂岩，局部夹有1层炭质泥岩夹肝。煤层厚度在1.31-3.92m之间，平均厚度为2.03m,平均可釆厚度为2.03m,为较稳定煤层。2）煤质特征：1.煤的物理性质及煤岩特征各煤层物理性质基本相同，煤层多为沥青光泽弱沥青光泽，黑色，易染手，条痕黑褐色，节理不太发育，性脆易碎，钻孔中取出的煤芯样大多呈粉末状，很难见到块状，块状的煤样断口以参差状为主,局部可见贝壳状。宏观煤岩成份以亮煤、丝炭为主，暗煤、镜煤次之,煤层号B,b2b3Bib5B/Bg

24、B；视相对密1.39-1.301.39-1.301.54-1.371.36-1.331.56-1.341.54-1.421.36-1.271.46-1.34度(ARD1.34(5)1.34(5)1.43(5)1.34(3)1.40(5)148(2)1.33(5)1.41(3)煤层号Bs视相对密度(ARD)1.38(2)1.4-1.31.38(3)表1-3-3宏观煤岩类型属半暗淡型煤。各煤层密度见表1-3-3各煤层密度统计表汁两极值I平均值样点各煤层宏观煤岩组份大致相同，以暗煤为主，丝炭次之，亮煤较少，镜煤微量，条带状结构，层状构造，宏观煤岩类型为半暗半亮煤。各煤层显微煤岩组份中有机质组份占81

25、.6-97.4%,平均93.2%,无机质组份为2.69.7%,平均4.8%。井田内各煤层显微煤岩类型均为微镜惰煤。井田内煤的成因类型为腐植煤类。井田内各煤层变质程度均较低，为III阶段。2.化学性质工业分析水份(Mm)：各煤层原煤水份差异不大，全区平均煤层水份两极值为1.80-2.40%,平均2.01%,各煤层水份均小于5%,均为低水份煤。灰份(AQ：井田内煤层原煤灰份变化较大，Bi煤层原煤灰份在3.04-21.79%间，属于特低灰中灰煤。B2煤层原煤灰份在5.8025.56%间，属于低灰份中灰煤。B3煤层原煤灰份在7.24-18.90%间，平均为10.17%,属于低灰份低中灰煤。煤层原煤灰份

26、在5.1012.98%间，平均为7.84%，总体属于低灰份煤，局部为低中灰煤。Bs煤层原煤灰份在6.05-18.11%间，平均为10.89%，总体为低中灰煤，局部为低灰份煤。BJ煤层原煤灰份在7.04-30.13%间，平均为16.55%，总体为低中灰煤，局部为中高灰份煤。B/煤层原煤灰份在4.84-21.17%间，平均为14.16%,总体为低中灰煤,局部灰份较高。Bg煤层原煤灰份在6.86-16.50%间,平均为10.52%,属于低灰份低中灰份煤。B/煤层原煤灰份在7.7626.69%间，灰份变化较大，平均为14.06%，总体属于低中灰煤，个别点灰份较高。B8煤层原煤灰份在7.02-14.16

27、%间，平均为10.28%,属于低灰份低中灰煤。B9煤层原煤灰份在6.2012.39%间，平均为10.41%,属于低灰份低中灰煤。挥发份（Vdaf）：B,煤层原煤挥发份平均为39.03%,精煤挥发份平均为38.34%,属于高挥发份煤必2煤层原煤挥发份平均为37.64%,精煤挥发份平均为37.05%,属于高挥发份煤。B煤层原煤挥发份平均为34.16%,精煤挥发份平均为33.16%,总体上属于中挥发份煤。Bi煤层原煤挥发份平均为37.16%，精煤挥发份平均为36.85%,属于高挥发份煤。Bs煤层原煤挥发份平均为37.14%，精煤挥发份平均为36.67%,属于中挥发份高挥发份煤。B/煤层原煤挥发份平均

28、为36.55%,精煤挥发份平均为38.32%,属于中挥发份高挥发份煤。B6煤层原煤挥发份平均为39.20%,精煤挥发份平均为37.76%,属于高挥发份煤。Bg煤层原煤挥发份平均为38.54%,精煤挥发份平均为33.50%,属于中挥发份高挥发份煤。Bi煤层原煤挥发份平均为38.14%，精煤挥发份平均为38.34%,属于高挥发份煤。煤层原煤挥发份平均为36.15%,精煤挥发份平均为35.30%,属于中挥发份高挥发份煤。B,煤层原煤挥发份平均为36.61%，精煤挥发份平均为36.98%,属于高挥发份煤。总体来看，井田内各煤层挥发份均较高。各煤层原煤工业分析见表l-3-4o（2）元素分析井田内各煤层原

29、煤的碳（如）含量为82.1390.47%,平均83.40%,氢（瓦話）含量为3.175.50%,平均5.09%；氮（恥）含量为0.861.28%,平均1.05%；氧+硫（0侦+$處）含量为5.2111.90%,平均为10.36%。精煤的碳（Cw）含量为82.5890.98%,平均83.86%；氢（FU）含量为3.095.49%,平均5.32%；氮（NG含量为0.891.16%,平均1.05%；氧+硫（0&+S顿）含量为4.8611.10%,平均9.78%o（3）有害组分一-硫、磷井田内各煤层硫含量低，B,B2Bi、B5.B/、B6、B6.B?、B9煤层原煤全硫均小于0.5%,均属特低硫煤，B：

30、3、Bh煤层原煤全硫均大于0.5%,B3为0.65%,B8为0.52%,属于低硫分煤，其他地方均小于0.5%，均属特低硫煤。原煤全硫（Sn）中，各煤层除B7煤层外均以有机硫（S.d）,其次为硫化铁硫（Sp.d）,硫酸盐硫（Sm）少量,其中原、Bs、B?煤层不含硫酸盐硫專）,B?煤层以硫化铁硫（Sp.D为主，其次为有机硫（S。、）。B,B2、B：,、Bi、B5煤层原煤磷含量为0.0000.008%间，属特低磷煤；B9煤层原煤磷含量为0.0070.012%,平均为0.009%，总体属特低磷煤，局部为低磷煤；B5、B6、B&、B?、B8煤层原煤磷平均含量的两极值为0.0050.046%，总体属低磷煤

31、，局部为特低磷煤。 #表 1-3-4各煤层工业分析成果统计表煤层号原煤（%）精煤（%）水份Mad灰份Ad挥发份VDad水份Mad灰份Ad挥发份VDadB,2.76-1.2821.79-3.0442.75-36.712.34-1.265.75-3.1241.01-35.952.03(12)9.47(12)39.03(12)1.81(10)3.40(10)38.34(10)b24.78-1.3625.56-5.8042.85-30.522.20-1.416.14-2.3239.94-30.522.16(11)12.68(11)37.64(11)1.78(10)4.38(10)37.05(10)B3

32、2.38-1.2618.90-7.2435.57-28.313.28-1.385.01-2.7935.42-30.851.91(8)10.72(8)34.16(8)2.10(8)3.59(8)33.16(8)B.2.16-1.4812.98-5.1038.84-35.152.24-1.545.06-3.4637.78-35.701.95(6)7.84(6)37.16(6)1.85(6)3.98(6)36.85(6)B53.95-0.8218.11-6.0540.89-30.412.42-0.866.88-3.6540.17-28.671.80(8)10.69(8)37.14(8)1.75(8)

33、4.72(8)36.67(8)如2.40-0.8230.13-7.0440.89-27.682.41-1.505.96-4.6540.35-34.711.80(5)16.55(5)36.55(5)1.87(3)5.29(3)38.32(3)歸2.42-1.5221.17-7.8440.69-38.063.68-1.169.80-4.3738.61-37.151.83(6)14.16(6)39.20(6)1.94(4)6.02(4)37.76(4)2.57-1.0916.50-6.8644.03-32.322.80-1.155.95-3.9342.12-32.711.90(8)10.52(8)3

34、8.54(8)2.00(7)4.76(7)33.50(8)Bv2.56-1.3126.69-7.7640.60-36.022.62-0.855.68-3.9339.82-36.251.97(5)13.40(5)38.14(5)1.78(5)4.99(5)38.34(5)Bb2.78-1.6014.16-7.0239.39-32.102.68-1.636.15-3.3636.72-31.412.36(4)9.79(4)36.15(4)2.34(4)4.73(4)35.30(4)Bq2.77-1.6712.39-6.2037.36-35.412.84-1.538.00-2.6238.26-36.0

35、62.40(5)10.36(5)36.61(5)2.24(5)6.24(5)36.98(5) 工业性质（1）发热量（Qb.a）B3Bi、B5、B6、B8B9煤层发热量均大于27.OOMJ/kg，均属特高热值煤；Bi、B2、B6，、Bi煤层发热量总体大于27.OOMJ/kg,属于特高热值煤，在局部发热量在24.01-27.OOMJ/kg间，属于高热值煤；B5煤层发热量在22.6631.60町/kg间，平均为27.83MJ/kg,属高热值一特高热值煤，局部为中高热值煤。（2）粘结性粘结性指数以围、B?最高，平均在2024,其他煤层多在10左右。焦渣特征以&最好，为膨胀熔融粘结（6）局部有膨胀熔融粘

36、结（7）,B?、Bs次之，为不熔融粘结（4）不膨胀熔融粘结（5）,其他多为弱粘结（3）和粘着（2）。总而言之井田内煤层具有弱的粘结性。各煤层原煤发热量及粘结性见表l-3-5o（3）煤的低温干馅Bg煤层焦油产率为12.1%,属于高油煤，Bi煤层焦油产率在11.012.9%间，属于富油高油煤，B煤层焦油产率在11.6-13.0%间，属于富油高油煤，B。煤层焦油产率在7.013.1%间，属于富油高油煤，B2.B9煤层焦油产率在712%间，属于富油煤,B3、B5B7煤层焦油产率在4.511.7%间，属于含油富油煤。（4）煤灰成分根据测试成果，Bi、B2、Bi、B5、B6、B7、B8、B9煤层为钙铁质灰

37、份，B,煤层为铁质灰份，B&煤层为钙质灰份。（5）煤灰熔融性B6,煤层灰熔点较高，为高熔灰分,Bi、B2、B3、B4、B5、B6、B8煤层灰熔点介于低高熔灰分之间，B?煤层灰熔点较低，为低熔灰分，B,煤层灰熔点介于易熔低熔灰分之间。煤层号发热lQb.d(MJ/kg)发热S：Qb.daf(MJ/kg)粘结性原煤精煤原煤精煤粘结指数焦渣特征原煤精煤39.86-26.0831.3833.4132.4833.0533.8732.8032.67344934.2834.4355928745746爪31.7924.4229.0733.2832.5132.8233.7431.2933.26345434.263

38、4.4020110724524B.31.1728.9229.6033.4233.1233.2533.9033.1033.16347234.1634.3917-035-23523B.32.2831.0231.1633.3431.7032.8634.1233.5133.83345934.3434.341315624735岳32.3027.0629.9032.9731.9632.3234.3832.6233.47343233.8334.1216111524635Bs*31.6022.6627.8334.0734.0232.1434.0032.4333.303407-34.8234.05L227523

39、534IV31.1226.0128.4732.9332.9132.9233.8032.8133.38344934.4334.4615410624：；，4Be30.97-27.5028.6033.0732.3232.6533.6932.9933.363-14233.9634.1764010523524430.9424.0728.9732.7132.2232.4633.6932.8433.44343633.9734.1711071-?3524位30.6028.3329.9632.4032.3432.3833.5632.9133.21340533.4633.8216033-22423Bv31.562

40、9.1929.9633.2631.3731.9434.1032.9733.42349133.7733.90423523表1-3-5各煤层原煤发热量及粘结性统计表有害元素地壳中氯的丰度值为0.013%,砰的丰度值为1.81X10七各煤层氯平均含量在0.0210.030%之间,碑平均含量在2X10-65X106间，各煤层中氯、碑含量均高于地壳丰度值。煤的风氧化带井田地表垂深6.18m以上为风化带，6.18-7.73m为风化带至氧化带的过渡区，7.73m以下为氧化带与正常煤之间的过渡带，其煤质与正常煤己无大的区别。煤种及工业用途B】、B2.B/、B/、B,煤层为长焰煤(42CY),B,、B,B8围煤

41、层为不粘煤(31BN),B5、B6煤层为弱粘煤(32RN)o总而言之，井田各煤层是以长焰弱粘煤为主体的过渡型煤种，具有低灰低中灰煤、特低硫、特低磷低磷、高热值特高热值、富油高油等特点，可作为优质的工业动力用煤和生活用煤，也可作为炼油或气化用煤。四、其它开釆技术条件1、煤层顶底板1）工程地质岩组及特征井田内主要有第四系松散岩类和侏罗系沉积碎屑岩类，按岩石坚固性前者为松散岩组，后者分为硬质及软质岩组。各工程地质岩组分布与厚度与地层划分一致。2）顶底板岩石的岩性特征各煤层顶底板岩石种类基本相同，伪顶底板为含炭泥岩、炭质泥岩和高炭泥岩，直接顶底板多为泥岩一粉砂岩，除B2、B。、B7Bs煤层局部有砂岩老

42、底外，其它煤层少有老顶底，各煤层间也多为同类岩石。含炭泥岩、炭质泥岩和高炭质泥岩：灰黑色、黑色泥质结构，薄层状、叶片状、鳞片状构造，层理发育、泥质胶结、松散。含炭540%,炭屑多沿层面分布，结合力差。这类岩石厚度数厘米至数十厘米，分布不普遍，主要构成煤层的伪顶和伪底。泥岩、粉砂质泥岩：灰色、灰黑色泥状粉砂状结构，薄层至中厚层状构造。粉砂质泥岩含1540%的粉砂，成份以石英为主，长石少量，粒径0.001-0.1mm,含有少量炭屑。泥质粉砂岩、粉砂岩：灰色、泥状、粉砂状、球粒状结构，层状构造。粒径0.01-0.1mm,成份以石英为主，长石次之，泥钙质胶结。中细砂岩：灰色、灰白色，中细粒结构，层状构

43、造，粒径0.10.5mm,砂屑占7585%,胶结物为钙质泥质，这类岩石很少，多以互层形式出现，厚度多小于血。粗砂岩、砂砾岩：灰色、灰白色，砂状、砂砾状结构，厚层状块状构造，分选差，磨园较好，砂砾占8590%,胶结物主要为泥质，次为钙质，充填或接触式胶结，多呈层间夹层出现。从岩石的物质成份，胶结物，胶结方式和结构构造能够看出岩石内部聚合力一般，层间结合力较差。3）岩石物理力学性质及煤层顶底板岩石稳定性评价煤层底板岩石物理力学试验成果见表1-3-7。构成煤层直接顶底板的泥岩粉砂岩类岩石，其饱和抗压强度为12.8-54.4Mpa,属次软次硬岩石。软化系数0.320.72,易软化。抗拉强度2.138.

44、3Mpa,较经验值偏低，内摩擦角1135。，较经验值低。凝聚力中等偏低。据此判断，此类岩石属抗拉、抗剪断能力较低、易软化的次软次硬岩石。中细砂岩类岩石的天然抗压强度在66.33-114.44Mpa,与经验值相符。其饱和抗压强度为23.6-79.3Mpa,大多数为次软次硬岩石,个别单点为极硬岩石。软化系数0.53-0.58,易软化，仅ZK0301孔控制的B9底禺顶岩性为细砂岩时，软化系数0.83,不易软化。抗拉强度为1.70-6.70Mpa,较经验值偏低。内摩擦角16-35.5,较经验值低。凝聚力1.83-13.2,属中等偏低。据此判断，此类岩石属抗拉、抗剪断能力中等偏低、易软化的次软次硬岩石。

45、粗砂岩、砂砾岩类岩石的干燥抗压强度稍高于经验值，饱和抗压强度为49.6356.64Mpa,属次硬岩石，软化系数0.420.48,易软化。抗拉强度为1.82-2.01Mpa,较经验值偏低。直剪切强度9.2513.24Mpa,据此判断，此类岩石属抗拉、抗剪断能力中等偏低、易软化的次硬岩石。综上所述，井田范围内各煤层顶底板岩石均属稳固性一般差的类别，工程地质条件属中等的类型。2、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温3()瓦斯根据2016年8月对井田内沙湾县宝英煤矿生产井瓦斯等级鉴定结果如下：宝英煤矿相对瓦斯涌出量l.02m7t,绝对瓦斯涌出量1.32m7min,相对二氧化碳涌岀量1.2作/丄绝对二氧化碳涌出量

46、56m7min,矿井为瓦斯矿井。煤尘爆炸性各煤层煤尘爆炸性测试结果详见表1-3-9。各煤层煤尘爆炸性分析表表1-3-9煤层号煤层爆炸性指数计算爆炸性试验爆炸性结论原煤挥发份Vdar(%)固定碳FCd(%)指数(%)火焰长度(mm)岩粉量(%)B,39.4137.4938.3383.8783.0383.3731.5040085有爆炸性B；,36.0612.2928.2086.8483.8984.4725.03400805567有爆炸性B,38.8412.9832.5084.0783.5083.8227.94400806068.7有爆炸性B540.8910.7133.4383.4782.5882.

47、9428.72400200333855061.7有爆炸性W38.4982.8631.72400200300755565有爆炸性Bo39.9337.0238.4883.8531.46400805065有爆炸性B740.6022.0235.0786.8381.3983.7429.52400267555053有爆炸性由表中可知，井田内各煤层火焰长度多数大于400mm,个别为200400剛，扑灭火焰所须的岩粉量均大于50%,各煤层爆炸指数均大于10%,由此可知，井田内煤层的煤尘均具有爆炸性危险。在开采过程中要注意煤粉的含量，应尽量降低巷道和工作面中煤尘的含量，作好相对应的安全防范措施。以防止煤尘及瓦斯

48、爆炸造成人员伤亡的事故发生。煤的自燃倾向井田煤层自燃倾向性测试成果详见表l-3-lOo从表中看，Bi、B&煤层为易燃煤层，B?、B3、B，i、B5、Be、B9煤层为不易自燃煤层，B,为很易自燃煤层。矿井开釆过程中必须制定防治煤层自燃的措施，控制煤层的暴露面积和暴露时间，预防火灾事故的发生。第二节矿井水文地质一、水文地质情况1、1.区域水文地质概况地貌与气象本区位于准南煤田西段，天山北麓低中山区，海拔标高+980+1650m,区内沟谷发育，切割深度150670nb地表坡度大，故沟谷成为大气降水的良好排泄通道。区内干旱、少雨，年平均降水量371.79mm,年平均蒸发量1881.65mm,潮湿系数仅

49、0.2,处于湿度过低带，气象因素对地下水的形成不利。综上所述，大气降水对地下水的补给作用微弱。地表水除水沟河、玛纳斯河外，别无常年性地表水流。水沟河：发源于达子庙流经石场灭迹于紫泥泉子。主要靠融雪水次为大气降水及地下水补给。流程短，流量仅17.2L/s(1486m3/d),融雪期及暴雨后水量可增大十倍左右。玛纳斯河：发源于天山北坡，消失于玛纳斯湖，主要由融雪水补给，次为地下水和大气降水补给。年平均径流量9.735亿虻，七、八月为洪水期，平均流量分别为106.70和98.625m7so10月至3月枯水期流量仅4.37614.788m7s0年平均流量30.9m3/so岩性构造侏罗系岩层为湖沼相与河

50、湖相沉积。岩性以粉砂岩、细砂岩为主,中夹泥岩、中粗砂岩和薄层砾岩，呈粗细相间多韵律结构出现，泥钙质胶结。总体为向北倾斜的单斜构造，中部、东部未发现构造断裂带，西部石场煤矿的断层具有隔水性。从岩性构造看，对地下水补给、储存、运移不利。区域主要含、隔水层水文地质特征西山窑组及与其紧密相关的三工河组、头屯河组及第四系和烧变岩等地层分布区的水文地质特征如下：（1）三工河组（Jis）：呈条带状分布于区域南部，由细砂岩、粉砂岩、泥岩及中一粗砂岩组成，厚度100米，无泉点岀露，据石场煤矿钻孔抽水资料单位涌水量小于0.001升/秒米。富水性微弱,隔水性能良好。（2）西山窑组（J2x）：分布于区域中间部位为主要

51、含煤地层，岩性以粉细砂岩为主，中间夹数层中一粗砂岩、砂砾岩，底部为砂砾岩,其中粗砂岩石为主要含水层。出露厚度628-1100米。主要可釆含煤段的地下水位标高以处于分水岭附近的榆树沟煤矿为最高，向东西两侧逐渐降低，单位涌水量均小于0.1升/秒米，属弱富水性范围。西山窑组下部砂砾岩透水性、富水性相对较好，但对主含煤段有隔水层相隔，没有水力联系。榆树沟下游有泉水出露，流量0.303升/秒。（3）头屯河组（J2t）：分布于区域北侧，主要由粉砂岩、细砂岩和泥岩组成，夹中厚层粗砂岩，厚度大于500米，泉水稀少，流量小于0.001升/秒米，富水性弱，为弱含水岩层。（4）第四系：多数分布于山顶、山坡上及沟谷中

52、，以松散堆积为主并夹有大量砂土，一般厚度3-5米，透水性较好，但不具备储水条件，为透水不含水层。仅在水沟河两侧有条带状潜水分布，据石场133孔抽水试验资料：含水层厚度44.50米，地下水位埋深23.48米,单位涌水量0.0115升/秒，渗透系数0.1米/日，属贫水区。 （5）烧变岩：分布于榆树沟矿区内，煤层火烧后，顶底板岩石被烧结烘烤，体积收缩，裂隙发育，有利于地下水补给。局部火烧洼地深度可达185.57米，是地下水的主要储集部位，与其连通的生产井排水量可达87.5立方米/日。火烧层裂隙潜水分布于煤层之上，对釆煤威胁很大。区域地下水补给、径流、排泄条件本区在水文地质分区中属地下水补给区。地势南

53、高北低，在地层延伸方向上中间高两侧低，所以水沟河与玛纳斯河是浅部地下水的排泄通道，只对河水位以下的地下水有补给作用。南部三工河组隔水岩层，隔断了高山区基岩裂隙水对本区地下水的补给，大气降水则成为本区地下水的主要补给来源。区内气候干旱、降水量少、蒸发量大，加之岩层透水性弱，所以地下水补给、径流条件很差。本区北侧有头屯河组地层，地下水顺层向东西两侧排入河流并流出区外。另区内的生产矿井排水也是地下水排泄的主要方式之一。(一)井田水文地质井田位于水沟河与玛纳斯河之间分水岭东侧约1km,属玛纳斯河流域。该河流经红沟矿区水位标高+980m,为本区域最低侵蚀基准面。矿床开釆时不受河水影响。1.含（隔）水层的

54、划分井田共划分4个含（隔）水层（段），见表l-3-6o表1-3-6含（隔）水层（段）划分一览表地层代号含（隔）水组编号含（隔）水层（段）编号含（隔）水层（段）名称QQ严I第四系透水不含水层J2XII中侏罗统西山窑组孔隙裂隙弱含水层J】SIII下侏罗统三工河组相对隔水层IV烧变岩裂隙潜水含水层（1）第四系透水不含水层（I）由上更新统风积（。3引）黄土、全新统残坡积（Q）碎石和全新统洪冲积（Q严）碎石组成。风成黄土和残坡积碎石零星分布在山顶及山坡上，洪冲积碎石则分布于沟谷底部。其中除黄土厚度局部可达10m左右之外，其余均在05m范围之内。这些松散堆积物虽透水性较好，但不具备储水条件，为透水不含水层

55、。（2）中侏罗统西山窑组孔隙裂隙弱含水段（II）呈条带状分布于井田中部，以泥岩粉砂岩为主，夹砂岩、砾岩和煤。厚度161.16-198.44m,含水层厚度10.2432.22口，平均22.93mo地下水以承压形式赋存于岩石的孔隙裂隙中。根据ZK201孔抽水试验资料，降深48.53m,渗透系数0.000307m/d,单位涌水量仅0.000073L/s.m,根据ZK0301孔抽水试验的资料，降深11.01m,渗透系数0.000854m/d,单位涌水量0.00054L/sm。为极弱含水段。水化学类型为SONa、S0iClNa型,矿化度2.4369.607g/L,水质较差。（3）下侏罗统三工河组相对隔水

56、段（III）分布于井田东南，岩性主要为泥岩、粉砂岩及细砂岩，井田内仅出露其上部，厚度大于270m。据区域水文地质资料，该层在红沟至石场两矿区之间普遍存在，隔水性能良好，没有泉水出露。（4）烧变岩裂隙潜水含水层（IV）烧变岩位于煤层之上，火烧程度以B,Bb煤层较大，其余煤层较小或未烧，I线以东是烧变岩裂隙潜水的主要分布区。II线火烧下界标高+1232m,为最低点，构成火烧洼地，其中裂隙潜水以储存量为主。岩石被烧结烘烤后体积收缩，裂隙发育。据在地表釆集的扰动样，测得孔隙度29.66%41.15%,给水度21.33%30.0%。因为受地形、火烧强度和分布位置的影响，富水性也有差异。地下水与地表水及各

57、含水层（段）间的水力联系（1）地下水与地表之间的水力联系井田内没有常年地表水流，仅在沟谷中因为大气降水形成的暂时性地表水流对地下水有少量补给，大多数都沿一定的地形坡度顺冲沟向下部渲泻。地层中地下水位标高由西向东ZK102孔为+1515.2301,ZK201孔为+1418.06m,本井田以东的红沟井田JKT孔为+1072.05m,ZK102孔为+1020.80m,沿地层走向依次降低，且均高于玛纳斯河水位，天然条件下地下水补给河水，二者联系密切。（2）各含水层（段）间水力联系因为III隔水段的存在，且第II为极弱含水段，又没有构造破碎带沟通，各含水层（段）间没有水力联系。仅IV含水段分布于煤层之上

58、,其中裂隙潜水顺层下渗补给其它含水段。地下水化学特征井田地下水化学类型有以下几种类型。C1-SO.-Na型：泉水出露于II弱含水段，由基岩风化带裂隙潜水及大气降水补给，pH值7.5,矿化度3.117g/L,为中性咸水。HC03SO.,-C7Na型：来源于沟谷底部的基岩风化带裂隙潜水,pH值7.5,矿化度3.386g/L,为中性咸水。S04-ClgNa型：由火烧层裂隙潜水补给，pH值7.5,矿化度3.312g/L,为中性咸水。S0.-C7-Na型：分布于煤系地层中，pH值7.5-8.b矿化度9.50ll40g/L,为中性或弱碱性的咸水或盐水。C7-S04-Na型：分布于煤系地层中，pH值7.57

59、.7,矿化度11.42-11.58g/L,为中性盐水。S0Na型：由基岩风化带裂隙潜水及大气降水补给,pH值8.14,矿化度2.437g/L,为弱碱性微咸水。以上资料说明，基岩风化带裂隙潜水及火烧层裂隙潜水因为裂隙发育，虽补给条件欠佳，但循环相对较快，水质稍好，矿化度2.4373.386g/L,为中性微咸咸水；煤系地层中，因为岩石多以泥质类岩石为主且以互层形式出现，地层渗透性差，补给、径流条件欠佳，地下水运移迟缓甚至处于停滞状态，矿化度9.5011.58g/L,水质很差，为中性或弱碱性的咸水或盐水。地下水补给、径流、排泄条件赋煤地层地下水的补给、径流、排泄条件因为井田内没有常年地表水流，第II

60、含水段富水、导水性均较差,使得上部含水段的地下水不能下渗，第III隔水段又隔断了下部含水层及南部山区与区内含水层之间的水力联系，所以大气降水是基岩孔隙裂隙承压水的主要补给来源。暂时性地表水流、火烧层裂隙潜水和基岩风化带裂隙潜水沿含水层下渗也是地下水的补给来源。煤系地层主要由泥质类岩石及砂岩和煤组成，裂隙不发育，所以透水性和富水性都很弱，地下水径流条件不佳，运移迟缓，排泄途径有顺层排入玛纳斯河和矿井疏干排水两种方式。烧变岩裂隙潜水补给、径流、排泄条件烧变岩裂隙发育，易接受大气降水、融雪水和地表暂时性水流的补给。尤其是沟谷底部，暂时性水流向这里汇集并沿裂隙下渗，是烧变岩裂隙潜水的有利补给部位。雨季