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文档简介
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新疆拜城弘利煤业有限责任公司煤矿位于拜城县东部梅斯布拉
克矿区,拜城县城北东40°方向,行政区划属拜城县黑英山乡管辖。
该煤矿东与长城煤矿相邻,西与拜城县梅斯布拉克煤矿接壤。从煤
矿向西至黑英山乡45km,往南44.2km至克孜尔乡与314国道相连,
煤矿与上述两乡均有简易砂石公路相通,从克孜尔乡314国道向西
至拜城县55km,从拜城县向西190km可到阿克苏市,从拜城县向东
110km可到库车县,交通较为方便。
一、编制设计的依据
1.新疆维吾尔自治区地质矿产局第八地质大队2002年6月编
制的《新疆拜城县温巴什煤矿东竖井生产地质报告》及新疆国土资
源厅新国土资储认[2002]116号对该报告矿产资源储量认定书、新疆
维吾尔自治区矿产资源储量评审中心新国土资储评审[2002]060号
对该报告评审意见书;
2.2005年1月18日新疆维吾尔自治区矿产资源储量评审中心
对《新疆拜城县温巴什煤矿东竖井生产地质报告》的资源储量分割
说明书;
3.根据新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局新煤规发[2004]302
号《关于新疆拜城县温巴什东竖井煤矿改扩建立项审查的意见》及
新疆维吾尔自治区经贸委新经贸投资函[2004]587号《关于新疆国
际煤焦化有限责任公司弘利煤业公司煤矿技术改造项目立项的批
复》;
5.新疆维吾尔自治区国土资源厅以新国土资采划[2004]第092
号《划定矿区范围批复》;
6.新疆煤矿安全监察局新煤安监发[2002]442号文及《矿井初
步设计安全编制内容》;
7.《煤炭工业小型煤矿设计规定》、《煤矿安全规程》(2004)、
《煤矿救护规程》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与
压煤开采规程》及国家相关的技术政策;
8.新疆拜城弘利煤业有限责任公司煤矿初步设计安全专篇“设
计委托书”;
9.新疆拜城弘利煤业有限责任公司煤矿初步设计(代可研);
10.2005年1月20日新疆拜城弘利煤业有限责任公司与拜城县
供电公司签定的“供电协议书”及新疆拜城县煤炭工业公司关于建
矿区35kV矿区变电所的证明;
11.新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局新煤行管发[20051387
号“关于对拜城县弘利煤炭有限责任公司煤矿《矿井瓦斯等级和二
氧化碳鉴定报告》的批复”和煤矿提供的其它有关资料
二、设计的指导思想
(-)设计主要特点
1.矿井设计生产能力为9万t/a;
2.认真贯彻执行国家安全生产的方针,提高矿井机械化开采水
平,改善井下工人的工作环境,降低工人的劳动强度;
3.保障煤矿的安全生产和煤矿职工的人身安全,减少煤矿安全
事故的发生,分析矿井各生产环节中存在的不安全因素,针对存在
的不安全因素采取有效的防治措施,以达到矿井安全生产的目的。
三、设计的主要特点及安全评价
(-)设计主要特点
1.矿井开拓方式:混合提升斜井采用单钩串车提升,利用原有
立井作回风井;
2.资源储量:井田内批准的地质资源量为879万t,其中
122b:199万t,333:680万t;矿井工业资源储量122b+333为462.98
万t,矿井设计资源储量354.46万t,矿井设计可采储量276.5万t,
矿井服务年限21.9a。
3.井田东西走向长2.568km,南北宽0.239km,HR0.6141km2;
4.矿井通风系统为分列式,通风方式为机械抽出式,新鲜风由
混合提升斜井进风,东、(西)风井回风;
5.设计推荐开采Ag煤层采用走向长壁伪倾斜柔性掩护支架爆
破落煤一次采全高采煤方法;开采A5>A6煤层采用走向长壁急倾斜
水平分段悬移顶梁放顶煤爆破落煤采煤方法;
6.矿井通风系统为分列式,矿井总进风量为22m'/s,选用2台
BK40—4—Nol2型轴流式风机,其中1台工作、1台备用;
7.矿井井下排水选用3台D25—30X8型离心泵,其中1台工
作,1台备用,1台检修;
8.供电电源:新疆拜城县煤炭工业公司将在本矿区东部5km处
拟建一座矿区35kV变电所,矿区35kV变电所双回电源分别引自黑
英山35kV变电所35kV母线侧和宿相35kV变电所35kV母线侧,矿
区变35kV及10kV母线均为单母线分段。从矿区变10kV侧不同母线
段引得二回电源线路至矿井10kV变电所,为矿井提供可靠、充足的
电源;
9.供水水源:煤矿现有生产及生活用水由井田东部8km外的梅
斯布拉克河汽车拉水,梅斯布拉克河水水质优良,满足饮用水的要
求,煤矿拟在矿部建一座蓄水池。经过水质化验测试,各项指标均
符合《生活用水水质标准》,可以满足矿山用水的需要,可作为矿
井生产、生活供水水源。
10.矿井安全监控设备:依据《煤矿安全规程》的有关规定,
结合本矿具体情况,为确保矿井的安全生产,设计本着系统安全,
可靠,灵活实用,便于维护,节省投资的原则,设计选用1套KJ90
型煤矿综合监控系统。通过此套系统实现对矿井井上下环境监测和
生产监控,可满足本矿井各系统的不同需求。
11.矿井安全概算投资555.03万元,其中井巷工程77.76万元,
建筑工程为&82万元,设备购置及安装工程416.45万元,其它工
程和费用15.69万元,工程预备费36.31万元。
(二)安全评价
(1)构造
煤矿位于可依屯巴塔格背斜的南翼,在背斜的北边还有一个向
斜,呈单斜构造,井田内地层走向为北东东一南西西向,倾向南,
东部倾向南南东。西部倾角80°〜84。,中部倾角80。〜83°,东
部倾角70°〜80°,沿走向无褶曲现象。
位于井田西部的断层性质为平推断层,共有6条,编号为
f2>f3>K、f.5、f6,一般走向北东10°〜20°,或北西320°〜330°,
倾角78°〜86°,地表出露长100〜150m,向北被第四系覆盖,从
现有的生产巷道调查,f八f5>断层已延伸至井下,切割了鼠、A6
煤层,断层断距大于5~10m,fi、f2>f3断层地表断距均在5~20m。
(2)瓦斯
根据新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局新煤行管发[2005]387
号“关于对拜城县弘利煤炭有限责任公司煤矿《矿井瓦斯等级和二
氧化碳涌出量鉴定报告》的批复”,本矿井煤层中的相对瓦斯涌出
量6.46m:'/t,绝对瓦斯涌出量0.48m7min;二氧化碳相对涌出量
9.60m7t,二氧化碳绝对涌出量0.67m7min”,确定矿井属低瓦斯矿
井。因矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告所测定的是现生产
水平的数据,缺少+1982m水平以下深部煤层瓦斯和二氧化碳的涌出
量及瓦斯梯度值,为此设计建议矿井在建设过程中,随时检测采掘
工作面的瓦斯及二氧化碳涌出情况,矿井投产后按规定补做矿井瓦
斯等级及二氧化碳涌出量的鉴定工作,以便作为修改通风设计的依
据。
(3)煤尘爆炸危险性及煤的自然倾向性、地温
根据矿井取煤样煤尘爆炸试验结果,煤尘火焰长度大于400mm,
扑灭火焰的岩粉量达70%,各煤层煤尘均具有爆炸危险性。
根据对A6、Ag煤层进行着火点试验,AT(1-3)37℃~41℃,氧
化程度53.54%〜43.52%,各煤层属易自然发火煤层,自然发火期约
3〜6个月。
在生产井地质调查时未发现地温异常区,井温不超过21℃,因
此井田属地温正常区。
(4)地压
井田内主要开采煤层为A”As、Ag三个煤层,深度一般在70〜
350m之间,所以地压不大,基本不存在冲击地压发生的可能。
(5)水文地质
根据地质报告提供资料,井田内无地表水流,主要以大气降水
补给地下,水文地质条件较简单,一般不会对矿井正常生产产生较
大的影响。
(6)火烧区
井田范围内煤系地层被第四系覆盖,煤层露头未发现有火烧形
成的烧变岩分布。
(7)综合防治措施
本设计根据矿井的具体条件,严格执行《煤矿安全规程》的有
关规定,坚持“安全第一、预防为主、防治结合、综合治理”的原
则,重点防范瓦斯、煤尘、水、火的威胁,设计采取各种防治和治
理灾害的措施,并配备相应的安全装备和检测仪器,切实防止瓦斯、
煤尘、水、自然发火等灾害的发生。
综上所述,本矿井在采取了必要的防治措施后,矿井具备安全
生产的条件。
四、待解决的主要问题
1.根据新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局新煤行管发[2005]
387号“关于对拜城县弘利煤炭有限责任公司煤矿《矿井瓦斯等级
和二氧化碳涌出量鉴定报告》的批复”,本矿井煤层中的相对瓦斯涌
出量6.46m3/t,绝对瓦斯涌出量0.48m7min;二氧化碳相对涌出量
9.60m7t,二氧化碳绝对涌出量0.67m3/min",确定矿井属低瓦斯矿
井。因矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告所测定的是现生产
水平的数据,缺少+1982m水平以下深部煤层瓦斯和二氧化碳的涌出
量,为此设计建议矿井在建设过程中,随时检测采掘工作面的瓦斯
及二氧化碳涌出情况,矿井投产后并按规定补做矿井瓦斯等级及二
氧化碳涌出量的鉴定工作,以便修改通风设计参数。
2.目前本矿供电存在的问题
(1)由于煤矿行业生产环境的特殊性,要求在本矿井正式投产
时,必须保证矿井变电所的双回电源线供电。而目前矿井周围电源
不满足矿井安全生产的要求,新疆国际煤焦化有限责任公司已承诺
将在距煤矿东侧5km处新建一座矿区35kV变电所,但该变电所的规
模、主接线方式及其电源引自何处均不明确;因此为保证矿井建成
投产,提出如下要求:在本项目的实施过程中,在矿井投运前,请
新疆国际煤焦化有限责任公司尽快解决煤矿外部电源,从而保证本
矿井的安全生产供电。
(2)待矿区35kV变电所建成后请对煤矿主要电器设备按实际
短路参数校验进行校验。
3.地质报告未提供井田内采空区内积水情况资料•,建议矿井在
建设过程中做好对采空区积水的探测工作,并采取有效的措施处理
后,再进行矿井的正常生产,避免发生安全生产事故。
第一章矿井概况及安全条件
第一节井田概况
一、地理概况
1.交通位置
新疆拜城弘利煤业有限责任公司煤矿位于拜城县东部梅斯布拉
克矿区,拜城县城北东400方向距县城60km,行政区划属拜城县
黑英山乡管辖。该煤矿东与长城煤矿相邻,西与拜城县梅斯布拉克
煤矿接壤。从煤矿向西至黑英山乡45km,往南44.2km至克孜尔乡
与314国道相连,煤矿与上述两乡均有简易砂石公路相通,从克孜
尔乡314国道向西至拜城县55km,从拜城县向西190km可到阿克苏
市,从拜城县向东110km可到库车县,交通较为方便。
井田中心地理坐标:东经:82°17'39〃;
北纬:42°07'16〃。
交通位置见插图1-1-10
2.地形地貌
煤矿地处南天山南麓的山前地带,地形地貌从北向南呈阶梯形
降低,地势由西向东逐渐降低,海拔标高+2000〜+2099m,相对高差
50〜99m,属中低山区。井田南北两侧为单面山和侵蚀残山,中间为
冲积、洪积形成的平原,含煤地层被剥蚀和堆积物覆盖。
3.河流、湖泊分布
井田内无地表水体,距井田东部8km外有梅斯布拉克河,最大
流量0.96m7s,属季节性河流。水质经化验符合国家饮用水标准,
可作为矿井生产及生活用水水源。
4.气象及地震
井田属于大陆荒漠性干旱气候,其特点是冬季长,夏季短,昼
夜温差大,春秋多风,降雨多集中在6〜8月份,年平均降水量
224.6mm,年蒸发量高达1567.8〜1775.5mm;年平均气温5.1℃,年
最高气温7月份平均为21℃,最低气温在1月份,达-10.6℃,每年
的10月底至翌年的3月为冰冻期,4月开始解冻,最大冻土深度1.0m,
月平均风速0.9〜1.8m/s,年平均风速1.6m/s,最大风力5〜8级,
风向一般为南风或北风。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),该区地震
动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.40s。对应的地
震基本烈度为VD度。
二、主要自然灾害
新疆拜城弘利煤业有限责任公司煤矿经过以后多年开采,地表
将形成大小不一的塌陷坑,应及时进行回填,以防止融雪期雪水和
降雨后的雨水渗入井下采空,发生井下突水淹井事故,对矿井安全
生产造成危害。
井田位于天山南麓地震带,地震活动频繁,历史上曾发生最大8
级地震,每年均有轻度地震发生,井田地震基本烈度为VD度。
三、矿区开发史、现有生产井分布及开采情况
拜城县温巴什煤矿东竖井始建于1993年5月,1995年4月投
产,目前井田范围内先后建有一个立井、一个斜井和一个斜风井,
矿井现核定生产能力为3万t/a,2003年实际生产能力为1万t/ao
立井:井筒沿As煤层底板岩石布置,井口坐标X=4665944.97m,
Y=14606388.44m,Z=+2058.7m,井筒断面上部为矩形、下部为圆形,
净尺寸为3.2X1.6m、净直径为2.0m,现浇碎支护,支护厚度300mm,
井深81m,该井未使用;
混合提升斜井:为现生产井,沿As煤层倾斜折返式布置,井口
坐标X=4665884.9m,Y=14606199.5m,Z=+2059.6m,井筒倾角23°
14',铺设15kg/m钢轨,至+1982m水平井筒斜长197.58m,井筒
断面为圆弧拱红砖砌柄支护,净断面积4.16m2,井筒内敷设动力电
缆、行人台阶;
斜风井:为现生产井的回风井,沿As煤层倾斜折返式布置,井
口坐标X=4665928m,Y=14606446m,Z=+2050.5m,斜长77.2m,断面
为正方形,净尺寸1.1X1.1m,大部分为裸体巷道,仅局部用木支护。
目前开采+2005〜+1982m水平之间的As、A。、Ag号煤层,立井以
东400m范围内已采完,采煤方法为仓储式,矿井排水量为8m7d,
通风系统为并列式。
本井田范围内没有其它小窑开采,井田东部边界外有长城煤矿,
井田西部边界外有拜城县梅斯布拉克煤矿,主要开采As、鼠、Ag号煤
层,年产量为3万t/a,矿井开拓方式为斜井。
四、矿区水源、电源及通信情况
水源:水源取自井田东部8km外的梅斯布拉克河,最大流量
0.96m7s,属季节性河流。河水水质经化验符合国家饮用水标准,煤
矿现采用汽车拉水,可以满足矿井生产、生活用水的需要,并可作
为矿井生产及生活用水水源地。
电源:目前矿井无外部电源,在矿井原斜井工业场地设有一座
柴油发电机站,站内设3台250kW柴油发电机组,2台交替工作,1
台备用,作为矿井生产及生活用电电源。
新疆拜城县煤炭工业公司在本矿区东部拟建一座35kV变电所,
双回电源分别引自黑英山35kV变电所35kV母线侧和宿相35kV变电
所35kV母线侧,矿区变35kV及10kV母线均为单母线分段。从矿区
变10kV侧不同母线段引得两回电源线路至矿井10kV变电所,为矿井
提供可靠、充足的电源。
矿井外部通信:矿井对外通信采用卫星电话设施。
矿井内部调度通信:在矿调度室设DDK—6s型64门生产调度程
控电话总机,作为井上下生产调度通信用。
第二节安全条件
一、地质特征
(一)地层
矿区处于塔里木地台北缘一库车坳陷内,沉积了中、新生界的
地层,以二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及第三系、第四系为主。
(二)构造
矿区位于库车坳陷北部弯曲带,在以北发育有褶皱构造,为可
依屯巴塔格背斜,在背斜的北边有一个向斜,它与可依屯巴塔格背
斜构成北部单斜带上的一个挠曲。弘利煤矿位于可依屯巴塔格背斜
的南翼上,地层走向北东东南西西向,倾向南,西部倾角80°〜
84°,中部倾角80°〜83°,东部70°〜80。,沿走向无褶曲现象。
二、井田地层及构造
(-)地层
本煤矿位于拜城县东矿区,处于塔里木地台北缘一库车拗陷
内,沉积了中、新生界的地层,出露地层以三叠系、侏罗系、白垩
系、第三系为主。井田范围内地层从老到新的层序简述如下:
(1)上三叠统黄山街组(丁也)
分布于井田北部,岩性主要为一套湖滨相碎屑沉积,下部为灰
色炭质泥岩、含炭粉砂岩,中部为灰绿色含炭粉砂岩、粉砂质泥岩
夹泥灰岩,上部为灰绿色泥质粉砂岩夹细砂岩、炭质泥岩,厚度大
于100m。
(2)上三叠统塔里奇克组(Tst)
地层由西向东沿井田中间地段分布,大部分被第四系冲、洪积
地层覆盖,按沉积旋回将该组划分为5段。
,+2
a.塔里奇克组第一、二段(T3t):为灰白色中细砾岩、浅灰
色中细砂岩、泥质粉砂岩段,不含煤,平均厚约60.8m,与下伏黄山
街组为冲刷接触;
b・塔里奇克组第三段(T3t与:为灰白色含砾中粗砂岩、细砂岩、
粉砂岩、炭质泥岩和煤层组成,含有A:,、A,、上、A6、A,共5层煤,
其中As、AG煤层沿走向分布较稳定,全区可采平均厚约35.8m,与下
,+2
伏塔里奇克组(T3t)为冲刷接触;
c.塔里奇克组第四段(T3tD:分布于井田中部,为中粗粒砂岩、
细砂岩、含碳粉砂岩及煤层组成,含可采和局部可采煤层3层,A9
煤层全区可采,A”、A12为薄煤层,地层平均厚104.2m,与下伏塔里
奇克组(T3tD为冲刷接触;
5
d.塔里奇克组第五段(T3t):分布于井田南侧,为粗砂岩、细
砂岩、炭质泥岩和煤层组成,含有4层煤,一般厚0.26~0.8m,仅
As为局部可采煤层,地层厚度40.81-51.4m,与下伏塔里奇克组
(T3t,为冲刷接触。
(3)下侏罗系统阿合组。自)
分布于井田南部,岩性主要为灰白、黄褐色、灰褐色、灰绿色
砾岩、砂砾岩、中粗粒砂岩、夹含铁砂岩组成,砂砾岩、中粗粒砂
岩交错层理发育,地层厚度241.m。与下伏塔里奇克组(T3t5)呈冲刷
接触。
(4)第四系(Q)
a.全新统(Q」)
主要分布于冲沟中,主要为次圆状砾石、砂等组成,松散堆积。
地层厚度0,2〜20m。
b.全新统(Q'a")
主要分布于井田中部,主要为冲积砂、砾石及亚砂土等松散堆
积,松散堆积。地层厚度17.5〜34m。
c.上更新统(Q六)
主要分布于井田东部平台上,为冲积砾石、砂组成,砾石呈次
棱角状,地层厚度1〜10m。
(二)构造
井田位于库车拗陷北部弯曲带,为可依屯巴塔格背斜,在背斜
的北边还有一个向斜,煤矿位于背斜的南翼,呈单斜构造,井田内
地层走向为北东东一南西西向,倾向南,东部倾向南南东。西部倾
角80°〜84°,中部倾角80°〜83°,东部倾角70°〜80°,沿走
向无褶曲现象。
位于井田西部的断层性质为平推断层,共有6条,编号为6、
f2>f3>f4>f5>f6,一般走向北东10°〜20°,或北西320°〜330。,
倾角78°〜86°,地表出露长100〜150m,向北被第四系覆盖,从
现有的生产巷道调查,匕、fs、f6断层已延深至井下,切割了As、鼠
煤层,断层断距大于5〜10m,f/、f3断层地表断距均在5〜20m。
井田总体构造形态较简单,断层对煤层的走向、倾向没有改变,断
层破碎带一般小于1m。井田内各断层特征见表
表1-3-1断层特征表
断层断层产状长度断距断层
对煤层的影响
编号走向倾向倾角(D1)(m)性质
fl330〜60°80°>25020平推对煤层包破砌:象
150°
205~25°295°86°>25015平推对煤层有炯像
f2
f3200~20°290°85°2505~10平推对煤层有破襁象
0190~10°280°86°2505平推对煤层破坏小
200~20°290°80°>250±5平推以画及、麒
f5A
f6200〜20°110°78°>25010〜5平推AC、
三、煤层及煤质
(一)煤层
井田内塔里奇克组含煤地层厚250.8m,含煤层共8层,编号为
A3、At>A$、Ae>A、、An>ABAA"号煤层,煤层总厚度15.9m,其中
可采煤层3层,编号为As、鼠、Ag号煤层,是目前矿井主要开采的煤
层,其余均为不稳定的局部可采煤层。各可采煤层自上而下叙述如
下:
A9煤层:为矿井可采煤层,煤层较稳定、结构简单,无夹肝,煤
层厚度1.30〜2.22m,平均厚度L90m,由东向西沿走向逐渐增厚。
煤层顶板为炭质粉砂岩,底板为炭质泥岩,与A,、煤层间距15.78〜
30.0mo
A6煤层:为矿井可采煤层,厚度1.74〜6.81m,平均厚度4.01m,
含1〜2层炭质粉砂岩、炭质泥岩夹砰,煤层顶板为炭质泥岩、中细
砂岩,底板为细砂岩、炭质粉砂岩。煤层厚度变化小,由东向西逐
渐增厚。
A,煤层:为矿井可采煤层,煤层较稳定、结构较简单至复杂。
As煤层厚度1.08〜4.30m,平均厚度1.82m,下部含1〜2层炭质泥
岩夹研,As与A,,煤层间距0.58〜2.32m,平均间距1.81m,在2线两
煤层间距为0.58m,具有复合在一起的现象,向东向西至井田边界
煤层间距为L17〜2.32m,煤层顶板为炭质泥质粉砂岩及炭质泥岩,
底板为炭质粉砂岩;A6与下部人煤层间距5.0~6.40m。
各可采煤层特征见表『3-2。
可采煤层特征表
表1-3~2
煤层
煤煤层厚度(m)夹阡夹砰容重稳定倾角顶板底板
间距
层最小最大平均层数岩性t/m3性(°)岩性岩性
(m)
较稳炭质炭质
Ag1.612.191.90无1.3275〜8015.78
定粉砂岩泥岩
30.0
细砂
炭质粉
炭质泥岩炭
砂岩、较稳
As1.745.744.011〜21.3277〜80岩、中质粉
炭质泥定
细砂岩砂岩
石iJLl
0.58
炭质泥炭质
炭质较稳2.32质粉砂粉砂
A51.164.301.821〜21.3277〜81IJLJL
泥岩定岩及炭石
质泥岩
(二)煤质
(1)煤的物理力学性质
As、A6号煤层:煤为黑色,玻璃光泽、性脆、参差状或阶梯状断
口,条带状、凸镜状结构,层状构造。
A9号煤层:煤为深黑色,玻璃光泽、脆度大、阶梯状断口,条
带状结构,层状构造。各层煤的容重为L32t/m3°
煤岩特征:以亮煤为主、光亮煤次之,煤岩类型为半亮〜光亮
型。
有机组分:以凝胶化组分为主,丝炭化组分次之。凝胶化组分
颗粒表面平整、光洁,多为基质体、均质体,常以块状、条带状出
现。
丝炭化组分多为结构组分,由透镜状和条带状的丝炭组成,黑
色不透明,含粘土、碳酸盐类矿物。
无机组分:主要由粘土、方解石等组成,粘土为微粒状和浸染
状,为煤层同生矿物;方解石呈次生结核状,沿裂隙充填,含量均
小于l%o
各煤层的变质程度相近,限、A9号煤层属于III变质阶段,A6号煤
层属于W变质阶段。
原煤水分:As平均为0.85%;%平均为0.86%;A9平均为0.62%;
原煤灰份:As平均为36.52%;AG平均为21.76%;Ag平均为
12.54%;
原煤挥发份:As平均为29.09%;A6平均为24.77%;Ag平均为
27.91%;
碳含量:As平均为74.28%;A6平均为86.06%;Ag平均为87.54%;
氢含量:As平均为3.13%;A6平均为4.75%;Ag平均为5.02%;
氧含量:As平均为21.81%;Ae平均为6.03%;Ag平均为6.28%;
氮含量:A,平均为0.78%;A6平均为1.26%;Ag平均为1.16%;
全硫含量:As平均为0.60%;AG平均为0.32%;Ag平均为0.84%;
磷含量:As平均为0.008%;Ae平均为0.007%;Ag平均为0.002%。
原煤发热量:As煤层29.17MJ/kg;A6煤层31.84MJ/kg;A9煤层
31.36MJ/kgo
(2)煤层风氧化带:由于被第四系地层覆盖各煤层风氧化带较
深,根据以往勘探工作确定煤的风氧化带垂深20mo
(3)煤的工业用途:As、A6煤层的工业牌号为25号焦煤,川煤
层的工业牌号为26号肥煤原煤属于低〜低中灰、特低硫、特低磷、
高〜特高发热量、高熔灰分、粘结性强、结焦性好的动力用煤,A5、
AG煤层可作为炼焦煤用,Ag煤层可作为炼焦配煤用。
煤质特征表
表1-2-2
水分灰分挥勃全硫磷碳氢氮氧发热量
煤
MadAdVdafSt.dPdCdafHdafNdafdafQb.d
层
(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(MJAg)
限0.8536.5229.090.600.00874.283.130.7821.8129.17
Ae0.8621.7624.770.320.00786.064.751.266.0331.84
A90.6212.5427.910.840.00287.545.021.166.2831.36
(三)煤层顶、底板岩石物理力学性质
As煤层:直接顶板岩石为炭质泥岩,厚度0.58〜1.0m,属软岩;
老顶岩石为泥质粉砂岩,厚度1.0-2.0m,单向抗压强度25.91MPa,
岩石硬度f值为3〜4,属较软弱岩石;直接底板岩石为粉砂岩夹细
砂岩,细砂岩厚度大于5.0m,单向抗压强度46.55MPa,属中硬岩
石。
A6煤层:煤的单向抗压强度7.8MPa,软化系数为0.64;直接顶
板岩石为细砂岩,厚度2.0~3.0m,单向抗压强度40.21MPa,属中
硬岩石;老顶为粗砂岩,厚度大于5.0m,抗压强度大;直接底板岩
石为粉砂岩,老底为粉砂岩夹细砂岩、中砂岩,厚度大于10.0m,
与As煤层间接顶板岩石为同一层,岩石硬度f值为6~7。
A,)煤层:煤的单向抗压强度7.2MPa,软化系数为0.54;直接顶
板岩石为细砂岩,单向抗压强度47.83MPa,属中硬岩石,硬度为5,
稳定性较差;直接底板岩石为炭质粉砂岩(炭质泥岩),厚度1.0m左
右,属较软岩石,老底为粉砂岩、中细砂岩、粗砂岩,厚度大于10.0m,
属中硬岩石,岩石硬度f值为3~4。
煤层顶、底板岩石物理力学试验成果见表1-3-3。
岩石物理力学试验成果表
表1-3-3
采样位置单向抗压强度(MPa)天然状天然状
石UU石-r-比重态施i态蒯软化
煤层采样名称(g/cm3)饱和「燥强度加工系数
位置天然状态
编号地点状态状态(MPa)(MPa)
顶板粉砂岩2.7125.911.810.35
AsXJ-CM2
底板细砂岩2.7646.552.61
XJ-CMi顶板细砂岩2.8040.212.720.13
As
XJ-CM2底板粉砂岩2.7125.911.81
A,煤细砂岩2.7847.832.850.17
AyXJ-CM.
底板粉砂岩2.6921.071.79
煤层
ABXJ-CM?煤1.345.48.40.440.8
中部7.8
煤层
A9XJ-CM,煤1.327.24.37.90.410.69
下部
四、矿井瓦斯等级、煤尘爆炸指数、煤层自燃发火倾向及地温
情况
1.瓦斯
根据新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局新煤行管发[2005]387
号“关于对拜城县弘利煤炭有限责任公司煤矿《矿井瓦斯等级和二
氧化碳涌出量鉴定报告》的批复”,本矿井煤层中的相对瓦斯涌出量
6.46m7t,绝对瓦斯涌出量0.48m:7min;二氧化碳相对涌出量
9.60m7t,二氧化碳绝对涌出量0.67m3/min",确定矿井属低瓦斯矿
井。
2.煤尘
根据矿井取煤样煤尘爆炸试验结果,煤尘火焰长度大于400mm,
扑灭火焰的岩粉量达70%,各煤层煤尘均具有爆炸危险性。煤尘爆炸
试验成果见表1-2-4。
煤尘爆炸试验成果表
表1-2-4
爆炸试验
煤层爆炸性
采样地点火焰长度岩粉量
编号结论
cm%
Ae斜井+1981m水平石门>40070有爆炸性
卜9斜井+1981m水平石门>40080有爆炸性
3.煤的自燃
根据井田A,煤层着火点试验结果,其自燃倾向等级见表
1-2-5o
煤的自燃倾向试验结果表
表1-2-5
煤层还原样原样氧化样氧化程度自燃倾
采样地点△T℃
编号T/CT/CT3c(%)向等级
As斜井+1981m巷道3453313153753.54易自燃
A9斜井+1981m巷道3613453184143.52易自燃
试验结果显示A6、Ag煤层属易自然发火煤层。
4.地温
在生产井地质调查时未发现地温异常区,井温不超过21C,因
此井田属地温正常区。
五、水文地质
(一)矿区水文地质特征
矿区南北两侧为单面山和侵蚀残山,中间为冲洪积平原,由西
向东地势逐渐降低,地面坡度小于10°,有利于接受大气降水渗透
补给地下水。矿区由西向东大面积分布第四系冲、洪积层,主要由
砾石、砂及粘土组成,呈松散堆积,透水性好。
矿区地层由北向南为上三叠统黄山街组(Tsh)、上三叠统塔里
奇克组(工4)、下侏罗统阿合组(Jd),以河流相、三角洲相的砂砾
岩、砂岩沉积为主,有利于接受大气降水渗透补给地下水。因地层
为急倾斜单斜构造,倾角75°〜80。,西段断层较多,大部分错断
上三叠统塔里奇克组(工江)岩、煤层。
因井田位于终年积雪高山的南缘,属大陆性干旱气候,无地表
水流,降水集中在6〜8月,年降水量为224.6mm,年蒸发量达
1567.8〜1775.5mm,10月至翌年3月为降雪期,大气降水为井田的
主要补给源。
(―)井田水文地质条件
井田位于天山南麓的山前地带,地势由西向东逐渐降低,海拔
标高+2000m〜+2099m,高差50〜99m,属低切割的中低山区,南北两
侧为单面山和侵蚀残山,中间为冲积、洪积形成的平原,单面山坡
度达25°〜30°,平原坡度均小于10°,有利于接受大气降水渗透
补充地下水。
井田内无地表水体,含(隔)水层特征简述如下:
1.第四系透水不含水层(I)
井田内第四系全新统一上更新统地层分布较广,覆盖了塔里奇
克组绝大部分地层,以砾石、砂及部分亚粘土组成,呈结构松散的
混杂堆积,厚17〜34m。因其结构松散而透水性好,但不具备储水条
件,形成以透水而不含水为特征。根据ZK13—1孔简易水文观测资
料,水位埋深35.7m,单孔涌水量小于0.01m/s.m,为透水不含水层。
2.阿合组弱含水层(II)
主要分布于井田南部,厚约5~10m,岩性主要由砾岩、砂砾岩、
中粗砂岩等组成,间夹含铁中细砂岩,地层倾角较陡,为70。〜83°,
含水层厚度大于100m。属孔隙一裂隙含水层,富水性较弱,流量
达0.161/so
3.塔里奇克组弱含水层(III)
该含水层主要分布于井田中部,绝大部分为第四系冲洪积层覆
盖,分为5个岩性段,各段中、下部为较粗的砾岩、砂砾岩、中粗
砂岩、细砂岩组成,各段间均有相对的隔水层,一般厚度小于5〜
10m,主要为粉砂岩、碳质页岩及煤层,隔水性较差。该含水层岩性
主要由砾岩、砂砾岩、中粗砂岩、细砂岩等组成,平均厚252m左右,
主要接受第四系冲洪积层及降水后的渗透补给,为赋水性极不均一
的弱含则大气补给量甚微。
(五)井田充水因素分析
1.断层对矿床充水的影响
井田内断层集中在井田西部,fl〜f6断层切割了含煤地层含水层
及南部的阿合组含水层,使各含水层之间具有水力联系,因此,当
矿井巷道接近或穿过断层时一,随开采深度增加涌水量会增大,因此
当矿井巷道接近或穿过断层时,巷道涌水量会增加。
2.生产井充水情况
现在矿井生产水平标高为+1982m,经观察巷道内没有泉水涌出,
井筒及巷道穿过断层裂隙面及煤层顶、底板没有滴、淋水现象,现
矿井日排水量不超过8mZb
因井田内年降水量较小为224.6mm,年蒸发量较大达1567.8-
1775.5mm,为此,大气降水补给地下水量较少。
综上所述,矿井水文地质条件属于简单类型。
(六)矿井涌水量预计
根据现有生产矿井抽水统计资料•,现矿井日排水量约8mYd,采
用比拟法进行计算,预计当矿井开采至+1850m—水平时,矿井正常
涌水量为334m7d,最大涌水量为468m7d;当矿井开采至+1700m二
水平时,正常涌水量为668m:7d,最大涌水量为946m3/d。
六、对矿井地质勘探安全条件评价及存在的问题
地质勘探基本查明了井田的地质构造,地层层序和含煤地层时
代,初步查明了可采煤层层数,层位,厚度,结构及变化,基本控
制了主要可采煤层露头位置。初步查明了煤质及其变化,提出了煤
的用途。对矿井水文地质条件和开采技术条件进行了论述,初步了
解了矿区的工程地质条件,提供了矿井煤层的地质资源量,可以作
为9万t/a矿井的设计依据。
存在的主要问题及建议如下:
1.井田内仅4勘探线有2个见煤钻孔,其它勘探线仅有浅孔控
制煤层露头,对矿井深部煤层缺少钻孔控制,斜井以西和+1700m水
平以下资源量其可靠程度较低;
2.根据新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局新煤行管发[2005]
387号“关于对拜城县弘利煤炭有限责任公司煤矿《矿井瓦斯等级
和二氧化碳涌出量鉴定报告》的批复”,本矿井煤层中的相对瓦斯
涌出量6.46m3/t,绝对瓦斯涌出量0.48m3/min;二氧化碳相对涌出
量9.60m3/t,二氧化碳绝对涌出量0.67m3/min",鉴定结果该矿井
属低瓦斯矿井。因缺少+1982m水平以下煤层中瓦斯涌出资料,为此
设计建议矿井在建设过程中,随时检测采掘工作面的瓦斯及二氧化
碳涌出情况,矿井投产后并按规定补做矿井瓦斯等级及二氧化碳涌
出量的鉴定工作,以便采取有效地预防措施,必要时修改矿井通风设
计参数。
3.井田内人煤层下部的其它煤层仅达到了大致了解的程度,也
未提出储量及煤层底板等高线图,建议矿井投产后采用石门巷探工
程,探明As煤层下部的其它煤层的赋存情况。
4.报告中缺少地温梯度测试数据,建议矿井在建设和生产过程
中,注意观测井下巷道内地温变化,根据观测的情况采取相应的措
施。
5.地质报告未提供井田内采空区内积水情况资料•,建议矿井在
建设过程中做好对采空区积水的探测工作,并采取有效的措施处理
后,再进行矿井的正常生产,避免发生安全生产事故。
第三节矿井设计概况
一、工程建设性质
该项目为扩建工程。
拜城县温巴什煤矿东竖井始建于1993年5月,1995年4月投
产,目前井田范围内先后建有一个立井、一个斜井和一个斜风井,
矿井现核定生产能力为3万t/a,2003年实际生产能力为1万t/ao
立井:井筒沿As煤层底板岩石布置,井口坐标X=4665944.97m,
Y=14606388.44m,Z=+2058.7m,井筒断面上部为矩形、下部为圆形,
净尺寸为3.2X1.6m、净直径为2.0m,现浇碎支护,支护厚度300mm,
井深81m,该井未使用;
混合提升斜井:为现生产井,基本沿人煤层走向布置,井口坐
标X=4665884.9m,Y=14606199.5m,Z=+2059.6m,井筒倾角23°14',
铺设15kg/m钢轨,至+1982m水平井筒斜长197.58m,井筒断面为
圆弧拱红砖砌能支护,净断面积4.16m2,井筒内敷设动力电缆、行
人台阶,兼做矿井安全出口;
斜风井:为现生产井的回风井,沿As煤层倾斜折返式布置,井
口坐标X=4665928m,Y=14606446m,Z=+2050.5m,斜长77.2m,断面
为正方形,净尺寸L1X1.1m,大部分为裸体巷道,仅局部用木支护,
井筒内设爬梯,兼做矿井安全出口。
目前开采+2005〜+1982m水平之间的As、A6>A9号煤层,立井以
东400nl范围内+1982m水平以上已采完,采煤方法为仓储式,矿井排
水量为8mZ1,通风系统为并列式。
二、井田开拓与开采
1.井田境界
根据新疆维吾尔自治区国土资源厅新国土资采划[2004]092号
文《划定矿区范围批复》,井田境界拐点坐标见表
表1-3-1井田境界拐点坐标表
坐标坐标
拐点X(H1)Y(m)
S,465590014605650
466604014606845
s2
S3466631214608162
S4466603814608213
S5466581514606855
466567014605670
s6
限制开采水平:+2164m〜+1700m
井田东西走向长2.558km,南北平均倾斜宽0.24km,面积
0.6141km2o
二、地质资源储量
根据《新疆拜城县温巴什煤矿东竖井生产地质报告》、《储量
认定书、评审意见书及储量分割证明》批准的地质资源量为:控制
的经济基础量(332)199万t、推断的内蕴经济资源量(333)680
万t,共计879万to
按GB/T17766—1999《固体矿产资源/储量分类》国家标准,批
准矿界内煤炭资源储量:控制的经济基础储量(332):199万t;
推断内蕴经济资源量(333):680万t。
根据新国土资采划[2004]第092号文《划定矿区范围批复》,扣
除+1982m以上已开采的地质资源量22.1万t和开采范围外+1700m
以下地质资源量97.7万t,经计算井田内地质资源量为759.2万t,
其中控制的332资源量198.7万t,推断的333地质资源量528.56
万t。矿井工业资源储量为462.98万t,占总地质资源量的95.8%,
矿井设计资源储量为354.46万t。
矿井地质资源储量汇总见表l-3-2o
矿井地质资源量汇总表
表1-3-2单位:万t
地质资源量333(D)矿井工
煤层
水平折减量业资源
编号332333334小计
储量
As26.8541.80068.6520.9047.75
+1982〜105.6
Ae82.00187.6852.82134.86
+1850m8
水平Ag82.49082.4941.2541.24
小计108.85229.970338.82114.99223.83
Am31.0553.85084.9026.9257.98
+1850―
Ae58.80150.820209.6275.41133.71
+1700m
Ag93.92093.9246.9646.96
水平
小计89.85298.590388.44149.29239.15
合计198.70528.56727.26264.28462.98
三、安全煤柱的留设和计算方法
矿井安全煤柱主要是井田边界保护煤柱、井筒保护煤柱、回风
水平与上部采空区之间的隔离煤柱。
1.井田边界保护煤柱:井田东、西部边界各留设20nl宽的安全煤
柱。
2.井筒保护煤柱:因混合提升斜井、立风井井筒均沿煤层底板
岩石掘进,井筒不压煤,不需留设井筒保护煤柱。工业场地位于开
采煤层外不需留设保护煤柱。
3.回风水平与上部采空区之间留设斜长20m的安全隔离煤柱。
4.断层隔离煤柱:按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留
设与压煤开采规程》的要求断层上下盘各留设20m宽的断层隔离煤
柱。
矿井设计可采储量=矿井设计资源储量一(永久煤柱损失
十开采损失)X采区回采率
矿井设计可采储量见表1-3-3o
矿井设计可采储量汇总表
表1-3-3单位:万t
矿井工永久煤柱损失矿井设
开采可采
水平煤层业资源井田边水平隔断层隔小计资源
损失储量
储量界煤柱离煤柱离煤柱计储量
+1982A.547.750.87.398.1939.569.8929.67
46134.863.2815.1218.40116.4423.2993.15
+1850mAg41.241.288.329.6031.647.9123.73
水平小计223.835.3630.8336.19187.6441.09146.55
Ao57.980.287.528.3616.1641.8210.4631.36
1850-卜6133.712.9817.6716.8137.4696.7519.3577.40
+1700mAg46.961.487.959.2818.7128.25
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