大平煤矿一四井有限责任公司技改项目可行性研究报告

1 大平煤矿一四井有限责任公司技改项目 一 、编制设计的依据 1、大平煤矿一四井有限责任公司技改项目设计委托书。 2、郑州祥隆地质工程有限公司编制的郑州煤炭工业（集团）大平煤矿 14井 独立生产系统煤炭资源储量核查报告。 3、郑州大平矿一四井有限责任公司提供的其它文件、图纸和资料。 4、煤矿安全规程、煤炭工业设计规范等法规性文件。 二 、设计指导思想 1、在保证安全生产的前提下，尽量利用现有工程、设备和设施。 2、把保证煤矿安全生产放在首位。 3、根据煤矿现在实际情况，认真分析矿井的地形和地质资料、煤层及 赋存条件和开采技术条件，进行合理有效的技术改造初步设计。 4、因地制宜地积极采用先进的科学技术、先进的工艺、先进的设备和行之有效的开采方法。 5、严格执行国家和煤炭工业的各项方针、政策、法律、法规。 6、以提高矿井经济效益为中心，达到安全可靠、技术合理、投资省和效益好的目的。 三 、设计的主要特点及主要技术经济指标 1、资源特点 、煤层： 本矿开采二 1煤层，煤层稳定，结构简单，不含夹矸或局部含一层黑色泥岩薄层。煤层厚度 均厚度 角平均为 14 ， 2 保有资源储量 t，可 采储量 t，适合放顶煤开采。 (2)、瓦斯： 本矿属低瓦斯矿井， 河南理工大学在本矿主井底车场打两个穿层钻孔，测定二 1 煤层瓦斯压力为 斯含量 t，t，测定结果为两孔位于瓦斯风化带内， 故本区为低瓦斯矿井。 由于本区煤层厚度较大，可能存在局部瓦斯 富集 区，在日后生产中仍应加强通风和瓦斯监测工作，确保矿井安全生产。 、煤尘： 有爆炸危险性。 、煤的自燃： 属 类，不易自燃。 、水文地质： 水文地质条件简单。由于浅 部 大平煤矿开采，采用 疏干降压方法，二 1煤层底板与 140m 标高，故该区矿床水文地质类型为第二类第二型，矿井正常涌水量 50m3/h，最大涌水量 100m3/h。 、煤层顶底板： 顶板直接顶为砂质泥岩，直接底板为砂质泥岩或粉砂岩。 、煤质：为低灰、特低硫、磷、高熔灰、高发热量之贫煤。 2、设计主要特点： 、开拓方式： 二立一斜综合开拓方式。利用原弋 湾 煤矿的主立井作为本次技术改造设计的副井，斜井为回风井兼安全出口，新建一主立井提升煤炭，其余井筒报废。 新建主立井： 装备一对 1t 非标罐笼， 担负提煤任务 ，兼作进风和安 3 全出口。 副立井：下料和进风之用。装备一个 斜井：上、下人员 和 回风 ， 兼安全出口之用。斜井长 90m，垂高 38m，设计行人台阶及扶手。 、采区巷道布置： 本矿属低瓦斯矿井，采区巷道布置在煤层中。 、采煤方法： 矿井选用走向长壁放顶煤采煤法，支护采用单体液压支柱和型钢梁，爆破落煤，全部垮落法管理顶板。 、村庄压煤问题： 地面村庄全部搬迁，故本设计不考虑村庄留煤柱问题 ，双洎河改道 在井田浅部，仍需留设安全煤柱。 、全矿井划分为一个上山采区。装备一个采面和二个掘进工作面，保证 矿井生产能力达到 a。 、通风系统： 该矿采用中央分列式通风系统，主立井进风，浅部回风斜井回风。通风机选用 16(B)型，功率 2 75 、排水： 选择 4 型离心水泵三台，一台工作，一台备用，一台检修，选择 133 4轧无缝钢管二趟，排水管路一趟工作，一趟备用，由主立井排至地面。 、供电方式： 矿井为双回路供电， 两路电源均 来自 平陌 10电站。 4 、煤矿安全监控系统： 现有一套 安全监控系统。 、本设计尽量利用原有工业场地，仅主立井购地。 、设计中充分考虑了环境保护、劳动安全与卫生及节能等。 、改造后的全员工效为 ，投资为 元，内部收益率 经济效益明显。 四 、主要技术经济指标 1、设计生产能力： a 2、井巷工程总量： 12674、矿井 万 吨掘进指标： 46.2 m/、工业建筑总量： 215、全员工效： 6、建井工期： 8 个月 7、矿井总投资： 元 8、吨煤投资： /t 5 第一 章 井田概况及地质特征 第一节 井田概况 一、交通位置 本矿区东北距新密市约 10北距郑州市约 45区内柏油公路在下庄河与郑（州） 登（封）公路相连，可至新密、郑州、新郑、许昌等地。郑煤集团宋（楼） 大（平）准轨铁路、新（郑） 新（密）地方铁路支线从本矿区中部通过，交通条件较为便利（详见图 1 二、地形地貌 本矿区地表属半丘陵地形，区内地势北高南低，多梯田，沟坎发育。煤系地层被第四系冲积层所覆盖。地表海拔标高在 间，最大相对高差 右。 三、水 系 本矿区地表多为季节性农作物所覆盖，界河从矿区南部边界流过，属 6 季节性河流，雨季地表降雨多顺冲沟、界河流走，汇入南部的双洎河，属淮河水系。 四、气象 本区属典型的大陆性半干燥气候，夏、秋雨季炎热多雨，冬、春低温干旱，年降水量为 般为 水多集中于七、八、九三个月，约占年降水量的 50%。年平均气温 元月份最冷，最低气温 七月份最热，气温最高可达 42最大冻土深度为 20、夏、秋三季以东北风、东风为主，冬 季以西风为主，最大风速可达 28 40m/s。 本区历史上无大的自然灾害，地震烈度为 。 五、矿区内工农业生产及主要建筑材料供应情况 当地经济以农业为主，主要农作物有小麦、玉米、谷类等，工业主要为煤炭资源开发、水泥、电力、铝土、耐火材料等，建筑材料比较丰富，砖、砂、石、水泥、石灰等可由本地供应，只有钢材、木材需用汽车运至矿区。 六、电源、水源及供电系统情况 该矿 两路 供电电源， 均 来自 平陌 10 ， 分别为平 6 板和平 9板。 水源：矿区地处低山丘陵区，水源较为缺乏。据抽水试验资料，在沿双洎河两岸和二 1煤层隐 伏露头附近的灰岩含水层，富水性较强，水质良好，应是矿井生产、生活用水的首选含水层和开采地段。 七、 区内及周边小煤矿开采情况 通过调查，矿区范围内存在 4 个已报废的小煤矿，周边有 3 个已报废的小煤矿，共有 14个已报废的井筒，老空面积约 18 万平方米，其具体位 7 置 详 见 开拓方式 图。 其中，大平矿弋湾井位于矿区的西北部， +160 米标高以上，该矿建于 1975 年，最大生产能力 6 万吨 /年， 2003 年因发生老空透水事故而关闭。 新平煤矿位于矿区的东部，开采标高在 +20 +160 米之间，该矿建于1994年，最大生产能力 6 万吨 /年， 2002 年关闭。 王超井位于矿区内的东北部，开采标高在 +160 米之上，该矿建于 1984年，最大生产能力 6 万吨 /年， 1988 年关闭。 陈国营井位于矿区内的东南部，开采标高在 +60 +160 米之间，该矿建于 1987 年，最大生产能力 6 万吨 /年， 1988 年因与新平矿水仓透水被淹关闭。 军经煤矿位于矿区内的西北部，开采标高在 +160 米之上，该矿建于1984年，最大生产能力 6 万吨 /年， 2003 年关闭。 高海军井位于矿区内的西北部，开采标高在 +160 米之上，该矿建于2000年，最大生产能力 6 万吨 /年， 2003 年关闭。 大平 煤矿 14采区位于矿区的南部，开采标高在 +120 米以下，该采区1995年结束。 第二节 矿区地质特征 一、地层 本区位 于 新密复向斜北翼东端，为低山丘陵地形。 基 岩大部为第四系覆盖 ，仅局部有 基 岩零星出露，据钻孔和生产矿井揭露以及零星露头资料，地层从老至新有奥陶系中统马家沟组（ 石炭系上统本溪组（ 太原组（ 二叠系下统山西组（ 下石盒子组（ 第四系（ Q）， 8 现简述如下： 1、奥陶系 本区奥陶系地层为中统马家沟组（ 马家沟组地层为兰灰深灰色、厚层状石灰岩，致密性脆， 顶部为浅灰灰黄色薄层泥质灰岩，底部具一层角砾状泥质灰岩，据区域资料，厚度约 60 80m。与下伏寒武系地层呈平行不整合接触。 2、石炭系 本区石炭系地层包括上统本溪组（ 太原组（ 本溪组（ 下部为浅灰色含铝质泥岩，局部夹粉砂岩薄层，含黄铁矿结核。上部为浅灰色铝土岩，含褐铁矿结核，本组厚度为 下伏奥陶系地层呈平行不整合接触。 太原组（ 下界为本溪组铝土岩顶，与本溪组呈 连 续沉积，上界止于 灰岩（或相变为硅质泥岩） 顶 面。本组地层厚度 均 一套属于海陆交互相形成的灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。按其岩性组合特征，可将太原组分为三段，即：下部灰岩段、中部砂泥岩段及上部灰岩段。 a、下部灰岩段：自一 1煤底至 度 均厚 部为第一、二、三、四层灰岩和一 1至一 4煤。 合并为 1 2 层，平均总厚 燧石结核、燧石条带，并富含海 百 合茎和假希瓦格蜓化石，可作为本组的重要标志层。上部由深灰色泥岩 （ 或相变为中细粒砂岩）和 b、中部砂泥岩 段：自 7灰岩灰岩底，厚度 9 平均厚 岩在井田西北部较稳定，有时沿走向相变为砂质泥岩或泥岩，一 6煤也分叉为两条煤线。上部由灰深灰色中厚层状泥岩、砂质泥岩和一 7煤组成，局部夹有鲕状泥岩或中、细粒砂岩，含白云母片及 植物化石。 c、上部灰岩段：由 煤及泥岩、砂质泥岩组成，厚度 均厚 部的 密坚硬，夹燧 石 条带，层位稳定。 般为 约 层灰岩间夹一薄层泥岩或一 8煤。顶部的 走向有时相变为厚约 顶部即为与上覆山西组的分界面。 3、二叠系 下统山西组（ 本组又称三煤组，下自山西组顶、上界止于四煤底砂岩，与下伏山西组呈连续沉积，厚 均厚编 约 组地层底部的砂锅窑砂岩，厚 右，为灰白色中粒砂岩（顶部为细砂岩），成份以石 英 为主，硅质胶结，分选好，底部常含砾石，距二 1煤层约 地层、煤层对比的重要标志层之一，也是勘探过程中 预见二 1煤层的良好标志层；中部有一层紫色及灰色斑块状含菱铁质豆状或鲕状铝质泥岩，俗称“大紫泥岩”，在郑州矿区以米村井田较为发育，也称为“米村泥岩”，厚约 二 1煤层约 位稳定，特征明显，是预见二 1煤的主要标志层之一。 下统下石盒子组（ 下起砂锅窑 砂岩底面，上至田家沟砂岩底面，两极厚 区残余厚度 括三煤组和部分四煤组地层，主要由 10 浅灰灰绿色砂岩、粉砂岩、紫班泥岩以及深灰色泥岩组成，偶夹薄煤层或煤线。 本组与下伏地层呈整合接触。 第四系 岩层为土黄色、灰黄色耕植土，下部为粉砂质粘土，厚 0 般 10角度不整合覆盖于上述各系统地层之上。 二、构造 本矿区位于新密煤田大平井田 东 部边缘，从煤层底板等高线图及矿区地质剖 面图上可以看出，本矿区是一个向南倾的单斜构造，地层走向 100，倾向近 190 ，倾角 9 20 。区内无断层。 由以上资料可知，本矿区地质构造简单。 三、煤层特征 1、含煤岩组和含煤 性 本区含煤岩系为石炭二叠系。含煤岩组由老至新依次为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和部分下石盒子组。依岩性和含煤性不同划 分为 九个煤 （组）段。太原组习惯上称一煤段，山西组习惯上称二煤段，下石盒子组包括三、四、五、六计 4 个煤段。含煤地层残存总厚 300m，含煤 16层，煤层总厚 煤系数 可采煤层总厚 采含煤系数 赋存于山西组下部的二 1煤层位稳定，厚度较大，全部可采；一 1煤层位稳定，属局部可采；其余煤层均不可采。 石炭系上统太原组（一煤段） 一煤段含煤 性 较好，一般每层石灰岩之下都发育一层煤，共含煤 8层（一 1一 8），常见 4 6 层，其中赋存于下部石灰岩段底部的一 1煤层比较发育，局部可采煤 层。其它煤层均不可采。 11 二叠系下统山西组（二煤段） 二煤段含煤 性 最好，为本区主要含煤岩段，下部含煤 1 层，称为二 1煤层，是本矿的开采对象。 二煤段共含煤 3 6层。其中二 1煤赋存于山西组底部大占砂岩之下，属稳定可采煤层；二 3、二 4、二 5、二 6等四层偶尔见到，均不可采。 二叠系下统下石盒子组 下石盒子组包括三、四、五、六计 4个煤段。 三煤段下部与中上部含三 1、三 3、三 4等三层煤，均属不可采煤层。 四煤段中部含四 2、四 3、四 4三层煤，均属不可采煤层。 五煤段、六煤段本区残缺不全。 2、 可采煤层 二 1煤层为本区的 可采煤层，其它煤层均不可采或偶尔可采煤层。现将可采煤层详述如下： 二 1煤层全区可采，位于山西组下部大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩60m，下距太原组石灰岩顶界或菱铁质泥岩顶界 层产状为走向100 ，倾向近 190 ，平均倾角 14 。本区二 1煤层全区发育，结构简单，层位稳定，原煤最厚 薄 均厚 1煤层埋深约 50 160m，煤底标高约 +60 +190m 之间。综合评价本区二 1煤层应属稳定煤层。 3、煤质 本矿位于大平井田范围内，因此煤质资料引用大平矿二 1煤层煤质资料，煤质 特征简述如下： 煤的物理性质 二 1煤为灰黑 黑色，条痕色为灰至棕黑色，多为松散粉末状，少为 12 块状，局部受滑动构造的影响呈鳞片状，具有不清晰的条带或均一状结构，半亮全亮型，玻璃、油脂光泽，参差状及不规则断口，节理发育。煤易燃、微烟。无膨胀现象，硬度小、性脆、易碎。二 密度平均值为 据大平煤矿样品镜下鉴定：二 1 煤层煤岩组分，以镜质组为主，丝炭化物质次之，占 矿物质更次。按镜质组所占比例，二 1煤显微煤岩类型为半亮型煤。 煤的化学 性质和工艺性能 主要煤质化验指标： 二 1煤层煤质化验综合成果汇总表 类别 ) ) ) d(g) ) 原煤 煤 以上可知本矿二 1煤层属低中灰、特低硫煤。 主要工艺性能：根据大平煤矿对二 1煤层胶质层和干埚粘结性测定，不具结焦性，主要指标见下表。 类别 干埚粘结性 最终收缩度 胶质层最大厚度 牌号 最小 一般 (X) Y） 煤 1 18 贫煤 浮煤 1 13 贫煤 元素组分：详见下表： ) ) ) (Q+S)注 13 煤类及煤的工业用途 根据大平煤矿煤层煤质提标，按照“中国煤炭分类标准（ ，二 1煤为中灰、特低硫、特高发热量之贫煤。可作为动力用煤和民用型煤，也可考虑作高炉 喷 吹用煤。 四、矿床开采技术条件 （一）水文地质 区内主要含水层有奥陶系石灰岩含水层、石炭系上统太原组 下段石灰岩含水层、石炭系上统太原组上段石灰岩含水层、二叠系山西组二 1煤顶板砂岩含水层、第四系冲积层含水层。 1、奥陶系石灰岩含水层 主要是指奥陶系中统马家沟（ 地层，岩性主要由深灰色厚层状石灰岩和角砾状石灰岩组成。据区域资料，该含水层一般 60 85m。岩溶裂隙较发育，富水性和导水性较强，但含水不均匀，为基岩岩溶裂隙承压含水层。据邻区钻孔抽水资料，静水位标高 位涌水量q=透系数 K=d，水化学类型为 。由于矿井长期疏放及周围工业用水 的开采，水位标高有所下降，目前郑煤集团大平煤矿观测水位标高为 +161m。 2、太原组下段石灰岩含水层 一般由 中 4石灰岩相对稳定，分布连续，含岩溶裂隙承压水，含水不均，富水性、导水性较强。钻孔揭露厚 1820m。据区域钻孔抽、放水资料，静水位标高 位涌水量q=透系数水化学类型为 ， 为二 1煤层底板间接充水含水层。 14 3、太原组上段石灰岩含水层 由 性为深灰色含生物 屑 泥晶灰岩，含燧石团块，具裂隙和溶蚀现象，含岩溶裂隙承压水，含水不均，富水性、导水性较强。钻孔揭露厚 7 均 区域钻孔抽水资料，单位涌水量 q=透系数 K=d，水化学类型为 该含水层为二 1煤层底板直接充水含水层，由于深部受郑煤集团大平煤矿开采是采用疏干降压的方法，郑煤集团大平煤矿对 140 4、二 1煤层顶板砂岩含水层 二 1 煤层 直接顶板多为砂质泥岩，而老顶多为浅灰 、灰白色中粗粒长石英砂岩，厚 均 孔隙裂隙承压水，含水、富水性弱，透水性差。据生产矿井调查资料表 明 该 含 水层富水性普 遍 较弱，矿井充水形式以 淋 水、渗水为主，矿井涌水量多在 5 20m3/h。据生产矿井资料，其静水位标高随矿井的开采在下降，目前已达 水试验资料为：单位涌水量 q=透系数 K=d,水 化学类型为 K+ 温 16 ,矿化度 ， 该含水层为二 1煤层顶板直接充水含水层，但其含水、富水性弱，透水性差，对开采二 1煤层影响不大。 5、第四系冲积层含水层 本区煤层埋藏相对较浅，第四系冲积层含水层受地表水补给，常以井筒（包括废井井筒）淋水形式和开采后的顶板裂隙水形式进入矿井，是矿井的主要充水水源。 （二）主要隔水层 15 1、本溪组隔水层 由鲕状铝土层和铝土质泥岩组成，沉积连续，层位稳定，石致密，节理、裂隙不发育。正常情况下，可阻隔寒武系石灰岩水和太原组下段石灰岩水的联系，但遇厚度较薄地段或采动、构造破坏严重时，隔水能力将会 降低，甚至不起隔水作用。 2、太原组中段隔水层 系指 灰岩之间的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩，区分布，层位稳定。正常情况下，可阻隔太原组上、下段石灰岩水的联系。 3、二 1煤层底板隔水层 该层赋存于太原组上段石灰岩与二 1煤层之间。岩性主要为泥岩、砂质泥岩。平均厚度 常情况下，可阻止太原组上段石灰岩水进入二 1煤矿床，但遇厚度较薄地段或受构造破坏较严重时，隔水能力将会降低，甚至不起隔不作用。 （三）生产矿井水文地质特征 大平煤矿 14 井独立生产系统开采范围沿走向长约 620m，倾向长约274 500m。最大开采标高为 +60m。矿床涌水以顶板砂岩水为主和采空区老空水。 （四）矿床充水因素分析 1、大气降水 雨季降水通过地面裂隙、河床下渗、井筒淋水进入地下，补给矿床，为矿床充水的主要水源。 2、地表水 界河从本区南部边界流过，主要是雨季降水和周围矿井排水废水， 大 16 平矿在 2004 年曾对河床进行铺底。虽然对其进行了改道治理，但是采煤造成的埸陷，会使河道在雨季形成积水，对矿井有一定影响。调查中还发现本区报废井筒较多，还有 2 个井筒未充填，有的已充填但存在充填不实现象，雨季地表水可能从低洼的 报废井筒向矿井渗水。区内报废井筒、废巷、采空区较多，埋藏相对较浅，报废井筒、废巷、采空区长期接受地表水补给，预计积存有一定老空水，对二 1 煤开采将造成直接影响。 双洎河采用采弯取直方法由井田南部改道北部，开挖河道 水断面 水量 s。防洪标准由 10 年一遇提高到一百年一遇。（设计过水量依据郑煤集团地测处提供）河道断面设计有详细的计算，为地面防洪提供了保证。 3、二 1 煤层顶板砂岩裂隙承压水 该层厚度大，裂隙发育，但富水性差，径流慢，接受补给水源不足，一般水 量不大，是开采二 1 煤层疏排对象。 4、二 1 煤层底板岩溶裂隙承压水 奥灰水：为底板承压水，只要无大断裂构造导通，对二 1煤层开采影响不大。 岩水：和下部的奥陶系灰岩水水力联系密切，同样为底板承压水，只要无大断裂构造导通，对二 1 煤层开采影响不大。 岩水：大平煤矿对 140m 标高，故 灰岩含水层对本矿的开采无影响。 5、老空水 调查 由于矿区内小井的多年开采，对煤层顶底板水有疏放作用，但是由于该采区存在多个报废井筒和多处采空区，且采空区相连，因此，很难查清具体的老空区位置，因此矿区北部及西部老空区的老空水对该矿的生产有 17 一定的影响 。 此次采用地表物探的手段进行了探测，基本查清了老空区的范围，对该矿生产有影响的采空区大致分为三块，西北部的弋湾矿采空区、东北部的王超井采空区及新平矿采空区，总充水面积 6 万平方米，采高约8m，充水系数取 储水量预计 立方，其中新平矿采空区储水量占 60%。大平煤矿 14 采区老空区由于开采标高在 +120 米以下，该采区的老空水直接通过大平煤矿排出，对我矿无影响。 （五）矿床水文地质类型 本矿二 1 煤层直接充水含水层为顶板砂岩裂隙水 和局部的老空区渗水。因此将本矿二 1煤层水文地质类型定为第二类第二型，即以顶板砂岩裂隙水为主的、水文地质条件中等的充水矿床。 （六）矿井涌水量预测 矿井涌水量预算采用比拟法较为适宜。由于郑煤大平煤矿在深部开采已达 平，对底板含水层有疏放作用，因此本矿区开采二 1 煤层，主要考虑顶板裂隙水、老空水和开采面积的影响。 矿井涌水量预计为： Q 正常 50m3/h 矿井最大涌水量取正常涌水量的 ，则 Q 最大 100m3/h （七）工程地质 1、二 1 煤层顶底板工程地质特征 据钻孔及生产资料，二 1 煤层仅局部具伪 顶泥岩或炭质泥岩，产中随采随落，直接顶板为砂质泥岩，厚 2 3m，老顶为中细粒砂岩，厚 10m 左右。二 1煤层底板无伪底，直接底板为砂质泥岩或粉砂岩，厚 18 2、二 1 煤层顶底板工程地质条件评价 矿区内以往未做岩石物理力学性质试验工作，据区域资料，在自然状态下，其抗压强度如下表： 表 4压强度（ 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 细粒砂岩 中粒砂岩 两极值 240218般值 28 62 74 97 112 从上表可 以看出，本区各类岩石的抗压强度相对比较大，一般情况下，煤层顶、底板岩石稳定性好，开采时无不良工程地质现象，根据生产水平及顶、底板岩性组合物征，其顶、底板均应 属 类顶、底板，一般情况下，易于管理，偶而可出现冒顶、片帮、掉块和底鼓等不 良工程地质现象，生产中应采取一定的防范措施，加强煤层顶、底板的观察、维护与管理工作。 （八）环境地质 1、煤层瓦斯 由于该区埋藏相对较浅，围岩封闭条件差，瓦斯已被部分释放 。 2007年 12 月，河南理工大学在该矿主井底车场打穿层孔对二 1煤层测定了两个钻孔的瓦斯压力和瓦斯含量，测定值分别 为 1=t， t，测定报告结论为，测点位于瓦斯风化带内。故本矿为低瓦斯矿井，但由于本区煤层厚度大，可能存在局部 瓦斯 富集 区。 2、煤尘及煤的自燃 本矿二 1煤层为粉末状，开采时会产生大量煤尘，据大平矿资料，煤尘具有爆炸性。开采时要注意洒水防尘。 本矿二 1煤层含硫量低，自燃发火期为 2 6 个月，属 类不易自燃煤层 ，但如果采煤方法处理不当，也会造成煤的自燃，在今后矿井生产中，应加强通风和采空区管理，防止煤层自燃。 19 3、地温、地压 无异常。 4、 地震 据河南省地震局资料，登封市及邻近地区近期未发生过大的破坏性地震。历史上有记载的较大地震有 6 次均波及本区，并造成较大损失。七十年代中期曾发生过 3 次 以上有感地震，未造成损失。 该矿在生产过程中产生的矿井水由各巷道水沟排入井底水仓，经一次沉淀后，由井下中央泵房入平地沉淀池进行二次沉淀处理，处理后的矿井水一部分自用作煤场防尘用水，一部分作为附近农村的灌灌用水，剩余部分顺冲沟流走。 根据国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图（ 登封市及其附近地区的地震动峰值加速度 g 值 为 应的地震基本设防烈度值为 度。 5、地质灾害 区内由于采矿生产所造成的不良环境地质现象，即生产地质灾害主要表现为地裂缝、地表沉陷和煤（粉）尘大气污染。 本矿煤矿床埋藏较浅，煤层较厚，井巷回采落顶后，可在地表形成地裂缝和沉陷凹地 。 地表沉陷是矿井采掘生产过程中引起的较大的环境地质问题，它不仅破坏道路、房屋等地表建筑和设施，而且破坏农田、积滞洪水或地表水回灌矿坑；煤（粉）尘大气污染，主要是煤场、矸石山、采石厂和运输通道附近的煤尘扬尘，以及工业锅炉排放的烟尘污染。 地表沉陷和煤尘大气污染破坏了生态环境 和加大了煤矿经营成本，故在生产过程中，在地表沉陷区应开挖排洪渠道、及时回填塌陷凹地和地裂缝及其它防、排水设（措）施 。 对于煤尘大气污染应进行洒水压尘，植树 20 造林等综合治理， 以改善 人居的生活环境质量。 在矿井开采结束后，应尽快复耕，恢复生态面貌，以保护紧缺的耕地资源。 （九）对矿区地质资料评价 大平煤矿一四井有限公司位于郑煤集团大平矿 14 采区，原为大平矿弋湾井开采。浅部煤层露头附近为地方小井开采，在地方小井和弋湾井关闭后，该区残余的工业广场煤柱、地方铁路煤柱、及界河村村庄煤柱，为该矿井的主要开采对象。由于报废小井的 开采，存在大量的采空区，对矿井的安全生产构成了一定的隐患，为此该矿对矿区范围内及周边小井的老空情况、老空水的分布情况进行了详细的调查。 本区地表属半丘陵地形，区内地势北高南低，地表标高在 间，最大相对高差 右，由于矿井开采，地形有较大的变动。界河从矿区南部边界流过， 属季节性河流，雨季地表降雨多顺冲沟、界河流走，汇入南部的双洎河，属淮河水系。 该矿主要开采郑煤集团大平矿 14 采区残煤。本区经过多年的开采，瓦斯已释放，为低瓦斯区。矿方对该区内及周边小井的老空情况、老空水的分布、积 水大小进行了较详细的调查，资料是可靠的。为该矿井下开拓、开采和安全生产提供了依据。只要严格执行煤矿安全规程和水文地质规程，该矿安全生产是有保证的。 21 第二章 井田开拓 第一节 井田境界及储量 一 、 井田 境 界 本矿区 位 于新密 市 城 区西南约 10，属新密市平陌镇管辖。矿区地理坐标为 东经 11317201131744，北纬 342657342713。 矿区东西长 北宽 积 区范围由下述 8 个拐点坐标依次连线圈定，限采山西组下 部的二 1 煤层，各点坐标值见表 2 表 2郑州煤炭工业 (集团 )大平煤矿 14 区独立生产系统矿区范围拐点坐标 二 1 煤层范围 拐点号 纬距 X 经距 Y 1 3814290 38434660 2 3814290 38435280 3 3813786 38435280 4 3813786 38435020 5 3813877 38435015 6 3813910 38434810 7 3813990 38434800 8 3814016 38434660 批准开采深度为 二 1煤层 底板 +60m +190m 标高。 本矿区东北距新密市约 10北距郑州市约 45区内柏油马路在下庄河与郑 (州 ) 登 (封 )公路相接，可至新密、郑州、新郑、许昌等地，郑煤集团宋 (楼 ) 大 (平 )铁路、新 (郑 ) (新 )密地方铁路支线从本矿区中部通过，交通条件较为便利（详见图 2 22 图 2交通位置图 二、井田储量 本次估算 二 1煤层 资源储量 中动用 有 源储量类型全部为（ 111b）。详见表 2 2 二 1煤 层资源 储量 估算 表 块段号 平面积 (倾角 ( ) 平均厚度 (m) 视密度 (t/动用 (万吨 ) 保有 (万吨 ) 总资源储量 (万吨 ) 19240 9 680 9 020 14 3960 14 680 14 520 14 9440 9 10660 14 58200 井保有地质资源储量： 吨 矿井保有工业资源储量： 吨 23 矿井设计利用储量： 渠和桥煤柱 )界 ) 广 )=吨 矿井开采损失储量： 矿井可采储量： 矿井服务年限： 30 ） 矿井可采储量汇总表 单位： 万 t 表 2煤 保有地质资源储量 保有工业资源储量 各类煤柱损失 开采 损失 可采 储量 边界 工广 水渠 桥涵 小计 二 1煤层 、 保护 煤柱 1、 村庄煤柱：地面村庄不多，井田范围较小，二 1 煤储量有限，村庄不搬迁就无法开采，故矿方与地方协商决定村庄 搬迁 不留保护煤柱。 2、 井田边界 保护 煤柱 ，按 20m 留设 。 3、 为合理开发煤炭资源，矿方将穿过井田南部 的双洎河改道，新双洎河由新平桥向西穿过井田北部，新双洎河煤柱由河道中心线沿煤层倾斜方向上、下各 50m。 4、窄轨铁路不留煤柱。 矿方与地方铁路管理部门签有协议。 5、 新平铁路桥留设有保护煤柱。见开拓方式平面图。 6、地面建筑物根据矿方提供的地表 移动观测资料留设煤柱：表土移动角 =45，下山方向 =70，上山方向 r=63，走向 =70。 24 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度 矿井年工作日为 330 天， 每天三班作业，一班准备，两班出煤， 每天净提升时间为 16 小时。 二、矿井设计生产能力及服务年限 1、矿井设计生产能力的确定 根据 该矿资源 储量 ，并征求矿方意见，确定矿井技术改造初步设计生产能力为 a。 2、矿井服务年限 该矿 可采储量为 t， 采用 储量备用系数，矿井服务年限为： 第三节 井 田开拓 一、矿井建设情况 该矿为大平煤矿 14 区独立生产系统，是利用原弋湾煤矿主井作为本次技改矿井的副井，原斜风井作为技改矿井的回风井，并在深部新打一主立井， 以上工程基本完成， 使矿井成为二立一斜的综合开拓方式。由于双洎河改道，浅部留设煤柱后，无煤可采， 矿井开拓向深部发展。 二、开拓方 式 该矿开采二 1煤 层，浅部煤层已基本采完，其开拓方案主要考虑深部的开采问题。本区位于新密煤田大平井田东部边缘，从煤层底板等高线图 25 和矿区地质剖面图上可以看出，本区是一个向南倾的单斜构造，地层走向100，倾向 190，倾角 9 20 ，浅部平缓，深部较大，区内无断层，地质构造简单。其走向长 向宽 积 根据 井田 煤炭资源、地质条件、国家现行政策及矿方意见，对矿井技术改造提出两个方案进行比较。 （一）方案 I 改造原副井为混合井，保留原有斜风井的方案。将原有副井 造为混合井。承担提煤、提物、下料及进风和兼作安全出口。安设双 筒 车和 1风井作为矿井上下人员、回风和安全出口。 主要优点： 1、充分利用现有工业场地。 2、充分利用现有井巷工程，井 巷工程量省。 3、工广煤柱和水渠煤柱结合在一起留设，压煤少。 4、技术改造投资少。 主要缺点： 工业广场不能扩大，广场南面是新改道的双洎河 和槐下公路 ，其他几面是居民区 和阶台高地。因此，副井改造成混合井提升后，必须增加储煤 场，若不能扩大储煤场，此方案就无法实现。 同时，全矿井为下山开采。 （二）方案 井田南部边界新打主井，保留副井和斜风井方案。井，承担提煤、进风 、 兼作 下大设备、矸石及 安全出口任务。两 26 个方案井下生产系统相同。 主要优点： 在深部新打主井，将主提升系统与辅助提升系统分开，解决 了方案一中不能增加储煤场的困难。 主要缺点： 1、新打主井，井深 130m，井巷工程量比方案一大，投资多。 2、新打主井，重新建一个工业场地，压煤比方案一多 吨。 3、地面需新建一套生产系统。 4、技改投资大，初步估算需多投资 元。 经过以上两个方案比较（详见表 2方案 I 技改基建投资低、建井工期短、占压煤少，优点明显。但地面工业广场无法增加储煤场，方案 I 无法实现。经征求矿方意见，技术改造初步设计推荐方案 在深部新打主井，保留原副井和斜井的方案。新打 井，备 1属梯子间及钢丝绳罐 道 ，承担提煤、进风和兼作 下大设备、矸石及 安全出口任务。保留原副井，用作下料，兼作部分 进风。保留原斜风井，用作上下人员和回风及安全出口。故井 田 开拓采用 两 立井和 一 斜井混合开拓方式。 三、水平划分 该矿原有副井，井筒落底标高 +175m，建有水仓和泵房。新打主井，井筒落底标高 +103m，建有井底车场、变电所、泵房和水仓。浅部水量不大，主井底泵房、水仓建成后，浅部排水系统报废。故开采水平为 +103m。矿井采用两立井一斜井混合开拓单水平上山开采的开拓方式。 27 四、 井底车 场及 主要巷 道 布置 该矿主井井筒落底在二 1煤层底板上，开采水平标高为 +103m。按此水平标高沿二 1煤层底板作东西大巷，沿煤层 绕 底板布置环形井底车场 。水平大巷布置在二 1煤层 沿 底板 送巷 ，采用 压性能好。车场内建有变电所、水泵房和水仓，变电所和泵房采用砼支护，水仓布置在煤层内，采用 11#矿工钢 梯形 棚支护。 五、采区划分 及开采顺序 该矿井田范围较小，走向长约 600 多米，倾斜宽约 500m。采用单一水平上山开采。各种保护煤柱留设后，井田内采区划分只能布置一个中央采区。即 11 采区。采区为双翼采区，中间布置有 一对采区上山，沿上山两侧可布置 5 个回采工作面。即左侧为 14011 和 14031 工作面，右侧为14021、 14041 和 14061 工作面。开采顺序为 14011 14021 14031 14041 14061。 28 表 2 开拓方案技术经济比较表 比较项目 方案 1：改造原副井、保留原斜风井 方案 2：井田深部新开一立井，保留原副井、斜风井方案 井巷工程 井筒 扩大 ( 0m 36 万元 新开立井 H=130m， 130万元 井下巷道 工程量相同 工程量相同 地面工程 工业场地 已有 新购 公路 相同 已有 购地 已有 建（构）筑物 已有 1000 50万元 设备与设施 提升系统 相同 相同 井筒装备 相同 相同 地面设施 相同 相同 供电系统 已有 新增变电所一座，架线 80万元 煤柱 工业场地 已有 t 合 计 36万元 压煤 t 29 第四节 井筒 一、井筒布置 及装备 1、主 井 主井筒直径 深 130m，装备一对非标 1t 罐笼，绳罐道，金属简易梯子间。净断面 作提煤、进风 ，兼作下大设备 和安全出口。 承担建井期间矸石提升。 2、副井 副 井筒直径 深 60m，砼支护，井筒内 装备一 个 标罐笼，钢丝绳罐道，净断面 作下料及进风之用。 生产期间 极 少矸石由主井提出 ，副井不提矸石。 3、斜井 斜长 90m，采用半园拱砼支护，净断面 角 25，用作上、下人员、矿 井 回风和安全出口。 以上三个井筒，副井和斜井均为原有井筒 ，深部新打主井，是矿井开拓的主要工程。井筒特征详见表 2 井 筒 特 征 表 表 2号 名称 单 位 主 井 副 井 回风 斜井 1 井口坐标 X m m 8434981 2 井口标高 + 提升方位角 度 265 87 30 4 井筒 直径 m 5 井筒倾角 度 90 90 25 6 井筒深度 m 130 60 90 7 井底标高 m +103 +175 8 井筒断面 净 6 6 8 04 掘进 2 05 11 3 9 支护 材料 砼砌碹 砼 半园拱砼支护 厚度 50 300 350 10 井筒装备 一对非标 1t 罐笼，钢丝绳罐道，金属梯子间。 一个非标 丝绳罐道。 二、井 壁结构 副井和斜回风井均为已有井巷工程， 素砼支护 回风斜井井壁厚度为350井井壁厚度为 350井井壁 采用素砼支护，井壁 厚度为 350 第五节 井底车场及硐室 一、井底车场形式 井底 车场 采用 环形绕道 式车场。 布置 在二 1煤层内， 车场巷道采用 11#矿工棚 支护。车场内采用人工推车，车场轨道坡度近似水平（见图 2便空重车出进罐笼。 二、 空重车线长度的确定 在 主井井底连接段 两侧，双轨 重 车线长 17m，双轨空车线长 15m。井底车场线路总长 148m， 除 主井井底连接 段 为双轨线路外， 其 他 为单轨 线路。 三、井底车场硐室 及布置 1、主变电所 31 长度为 20m，净断面 ，和主水泵房联合布置， 采用 用防火栅栏两用门隔开。 2、主水泵房及水仓 主水泵房长度为 20m，净断面 ， 采用 主水泵房和主变电所的底板标高应高于硐室通道与车场连接处的底板 外水仓总长度为约 164m，净断面为 ，采用 矿井正常涌水量为 50m3/h，其有效容量能容纳 8h 的正常涌水量。 3、采区轨道上山下车场其它硐室 采区轨道上山 下 车场与井底车场联合布置，内设消防材料库、等。 4、井底煤仓及容量 井底煤仓采用园形直仓，净经 高 12m，采用砼支护，有效容