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文档简介

前言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09MT/A扩建初步方案设计。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(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(GB502152005)。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。2XX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。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、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03650622M3/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205,最热月(7月)平均气温364,最冷月(1月)平均气温6;年蒸发量10121666MM,平均年蒸发量14352MM;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。四、地震根据建筑抗震设计规范GB500112001(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02G,第二组二类场地特征周期值为040S。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。第二节地质特征一、地质构造(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1XX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。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11282M,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1274M,最大3751M,平均2517M,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1180M,最大6739M,平均4904M。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699M,最大5584M,平均3861M。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244116072M,平均9354M。与延安组地层为平行不整合接触。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515545M,平均3130M。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908M,钻孔最大厚度2701处厚3700M。(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70M。(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。22903孔所见断裂(F2)2903孔穿过煤10层1096M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220M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(一)含煤性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1094M。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86。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094M,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017M,最大169M,平均094M;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056M,最大厚度1611M,平均727M。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。为矿井稳定的主要可采煤层。(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720M,最大间距2630M,平均139M。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136T/M3,比重145T/M3。煤5层的容重134T/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041181之间,平均112。罗加指数在0341之间,胶质层厚度为零。表121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()STD发热量卡/GQGDT磷()PD容重ARD92630701550144194517645331404118111213700876807374140016006700353132144136105759747751452910478451453111636821441234828445214031129075137255761574981314015014513406058138941632122474524481146877210244227774107600752170070015001121291361345654111683476789948497478837670743884780464471131901506747076507556514015014575073657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122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1061符合规定水分581灰分1143干基灰分1213挥发分2779符合规定可燃基挥发分3358固定碳5497弹筒发热量MJ/KG2633高位发热量MJ/KG2627干基高位发热量MJ/KG2789符合规定应用基低位发热量MJ/KG2371全硫027符合规定煤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985,最高焦油产率129,平均为1148,因此煤10层为富高油煤。煤5层最低焦油产率120,最高焦油产率141,平均为131,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8289,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(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402M3/T,二氧化碳(CO2)相对涌出量为506M3/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。(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(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03650622M3/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0000167L/SM,渗透系数0000519M/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1587921M,平均1280M,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00002L/SM,渗透系数0000352M/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、中砂岩组成。为透水含水岩层,单位涌水量0494L/SM,渗透系数00017000487M/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06767M,平均3414M。水位高程在1433M左右、单位涌水量00473L/SM,渗透系数0192092M/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02765545L/SM,渗透系数为7705M/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14727374M,平均4386M。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197338923M,平均11964M。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160128739M,平均19236M,为区内的主要隔水层。(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152955M,而现矿井主井井口标高为155200M,风井井口标高154500M,高于历年最高洪水位1545M。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。(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1759455M3/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(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。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50150MPA之间,属软岩类;泥质岩单轴抗压强度在一般为3050MPA,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29365090MPA,普氏系数352,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123。(2)底板煤10层底板为中硬软底板,详见表124。表123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11371183不稳定煤10层粉砂岩、泥岩2172781不稳定粉砂岩及各级砂岩36014896中等稳定表124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3369中硬含砾中砂岩2608中硬石英砂岩1793B较软煤10层粗砂岩2059B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050M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020M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1020M。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619,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。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15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。第四节矿井扩建的必要性与可行性一、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。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200759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09MT/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。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132059万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322059万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。第二章井田开拓第一节井田境界及储量一、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45KM,倾斜长25KM,井田面积750KM2。开采深度6501650M。井田范围由以下16个拐点坐标圈定,见表211表211井田范围拐点坐标表拐点编号XY13911000670363720387502390960206036371498680339079968003637149868043907997690363840159805390901379036373852570639089741003637357027073910164020363733020308391016479036373704240939103650003637370100010391036500036373570000113910365000363728118601239107234003637272659013391113501036372556700143911121740363724570901539115790003637262200016391232400036372797000二、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132059万T。在132059万T保有资源/储量中,控制的经济基础储量(122B)726万T,控制的内蕴经济资源量(332)74438万T,推断的内蕴经济资源量(333)50361万T。其中(122B)占保有资源/储量的55。矿井资源、储量详见表212。表212资源/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TC122B7164能利用资源储量残C333653713701C122B096煤10层暂难利用资源储量残C33322932514026残C3331333原矿权煤5层暂难利用资源储量C333132826612661合计1688716887河C33252909暂难利用资源储量残C33212553034C33213805B332759921404煤10层能利用资源储量C3332882128821103259河C3334784残C333008煤5层暂难利用资源储量C33373211211312113扩大区合计115372总计132059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322059万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ZG122B332333K726744381900(1477435587)08311987万T表213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122B332333333折减量合计1煤107262644383558771173001682煤514774295511819合计7262644385036110072311987XX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08。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ZSZGP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57693万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1058万T。(1)井田境界煤柱计算如下P5界LIK1MIR85480968904126481412220134678万TP10界LIK2MIR321962825001825004673000491500294201369902万T井田境界煤柱为P界P5界P10界67899021058万T(2)采空区隔离煤柱计算如下XX县XXXX联办煤矿在原井田范围内只开采煤10层,煤5层在该区域内的储量未遭破坏,因此采空区保护煤柱只对煤10层进行预留。采空区隔离煤柱为P10采LILIM4RP采78179358142925919158910175201363526万TXX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57693万T),经复核计算比较准确。XX保护煤柱的计算XX的宽度为6889M,平均785M,在XX两侧分别预留15M宽的围护带,在表土层段按照45的坡度向外延深与基岩相交,再根据煤层倾角分别以73和61的倾角向外延深,与煤层相交可得河流保护煤柱的宽度,计算得河流保护煤柱宽度为29704M。河流走向平均长度1509M,煤层平均倾角30,煤层容重R5134,R5136;有150929704094/COS30134150929704727/COS301361509297045(094/COS30134727/COS30136)57693万T因此矿井的设计储量为ZSZGP永3119871058352657693240188万T4矿井设计可采储量依据煤炭工业小型矿井设计规范中矿井设计可采储量计算方法,矿井可采储量是在设计储量的基础上,扣除井筒保护煤柱、工业场地保护煤柱、主要巷道保护煤柱等煤量,按照现行的采区回采率指标确定。ZK(ZSP井P工P巷)CZK矿井设计可采储量,万T;P井矿井井筒保护煤柱,万T;P工矿井工业场地保护煤柱,万T;P巷矿井主要井巷保护煤柱,万T;C采区回采率(本矿井可采煤层属薄煤层和厚煤层,采区回采率按照有关规定分别进行计算)。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第8185条的规定及计算方法,结合煤层赋存情况、矿井开拓方式,对各可采及局部可采煤层保护煤柱分别进行计算,井筒和主要巷道保护煤柱一般两边各按20M留设。井筒保护煤柱P井(L1L2)/2L3MR其中L1为留设煤柱宽度;L2为留设煤柱长度;M为煤层厚度;为煤的容重,煤5取134T/M3;煤10取136T/M3;井筒保护煤柱近似梯形,L1、L2分别为上、下边煤柱宽度,L3为煤柱长度。主要巷道保护煤柱P巷L1L2MRL1为留设煤柱宽度,L2为留设煤柱长度;经计算井筒和主要巷道保护煤柱为P5井巷573万T;P10井巷4728万T;井筒和主要巷道保护煤柱为5301万T。矿井工业场地位于井田西部井田边界以外的无煤区。矿井所采煤层为薄及厚煤层,煤层回采率应分别计算,具体见表412。经计算,矿井设计可采储量为179302万T。表215可采储量计算表单位万T永久煤柱采矿损失量序号可采煤层保有资源储量工业储量井田边界及断层煤柱河流保护煤柱小计设计储量井筒、巷道保护煤柱采矿损失率采矿损失设计可采储量1煤1030728530016899025290962811237357472825581571744722煤51477411819678478454626357573159544830合计32205931198710585769368273243714530159111179302备注1、煤10和煤5分别留设XX的保护煤柱52909万T和4784万T,共计57693万T。2、在原井田范围内,煤5由于煤10的先期开采,煤5的2661万T的煤量处于采空区内而无法进行开采,这部分储量按采矿损失扣除。第二节矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度设计年工作日为330天,地面及井下辅助生产单位实行“三八”制,井下采掘一线实行“四六”制,每日净提升时间为16小时。二、矿井设计生产能力矿井设计生产能力根据井田煤层赋存状况及井田范围可采储量,并结合建设单位的委托要求等因素进行综合考虑。XX县XXXX联办煤矿现井田面积14318KM2,保有储量132059万T,其中XX保护煤柱占57693万T,占总储量的4369,在矿权范围的南部和西部拟扩大区域有保有资源储量1900万T(仅为煤10层),在扣除井田边界保护煤柱及开采损失,剩余可采储量为179302万T。内有可采及局部可采煤层2层,煤10较厚,平均727M,但结构比较复杂,煤5层为薄煤层,平均煤层厚度094M。根据目前国家产业政策,适合中井型矿井开采。现矿井井田范围的南部和西部拟扩大范围合计共有煤炭资源/储量1900万T。因此根据甲方的要求和委托,作09MT/A的方案设计。三、矿井设计服务年限按设计可采储量计算矿井服务年限TZ/(AK)式中T矿井服务年限,A;Z矿井设计可采储量,万T;A矿井设计生产能力,万T/A;K储量备用系数,取14。则T179302/9014142A即矿井服务年限为142A。根据矿井可采储量(179302万T)按上式计算,设计生产能力为09MT的服务年限为142A。不符合煤炭工业矿井设计规范的规定,但考虑到该矿井的煤炭资源尚有扩大的可能性,因此本次设计以09MT的生产能力进行系统设计。第三节井田开拓一、井田开拓方式1影响开拓方式的主要因素(1)井田内可采及局部可采煤层共2层,从上往下依次为煤5和煤10,两层煤总厚度为821M。其中煤10为主要可采煤层,稳定性较好,井田范围内普遍可采,煤5层局部可采。煤层厚度情况煤10平均厚度727M,煤5层平均厚度094M。煤层间距煤5与煤10间距7202630M,平均139M;两层煤倾角均为30。埋深在100445M之间。本区为一复式向斜构造,煤层呈倾斜赋存,水文地质条件简单,煤层顶底板岩性属于不稳定和中等稳定。根据储量复核报告现生产矿井开采的煤炭资源主要位于XX以东,此次主要开拓煤炭资源即扩大区资源储量位于XX以西。(2)井田范围根据XXXX联办煤矿采矿许可证规定的井田范围,井田走向长1509KM,倾斜长0919KM,井田面积14318KM2。在井田的东部为高山地带,不利于矿井开拓工程的实施和地面工业场地的布置。(3)矿井资源储量根据矿井采矿许可证规定的矿权范围内有资源储量132059万T。在矿权的外围,井田的西部和南部尚有资源储量1900万T,目前矿井方面正在努力争取,本次设计开拓方案及工业场地的选定着重考虑采矿许可证规定的井田范围内的煤炭资源,并兼顾西部和南部的拟扩大区资源量。(4)XX河流自北向南流经井田中央,在河流的西部的地形宽阔平坦,有利布置井口工业广场及地面生产系统。2确定开拓方案的主要原则本次设计遵循矿井初期开拓工程量少,基建投资省,建井速度快,矿井达产期短等原则,以经济效益为中心,贯彻安全第一的方针;积极采用新工艺、新材料、新技术

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