煤矿扩界扩能开发利用方案.doc

惠水县长田乡小凤山煤矿（扩界扩能）开发利用方案建 设 规 模：15万t/a提交单位：惠水县长田乡小凤山煤矿编制单位：贵州创新矿冶工程开发有限责任公司二 九 年 四月惠水县长田乡小凤山煤矿（扩界扩能）开发利用方案建 设 规 模：15万t/a设 计：浦鹏审 核：崔湘玲审定：袁余胜 提交单位：惠水县长田乡小凤山煤矿编制单位：贵州创新矿冶工程开发有限责任公司二 九 年 四月目 录一、概 述1二、矿产品需求现状和预测5三、矿产资源概况7四、主要建设方案的确定21五、矿床开采32六、选矿及尾矿设施50七、环境保护51八、矿山安全56九、开发方案简要结论69附表：综合技术经济指标表72附 图：1.开拓系统平面图（1：2000）；2开拓系统A-A剖面图（1：2000）；3.矿区地形地质及总平面图（1：2000）； 4.采煤方法标准图（1:100）。附 件：1.设计委托书。2.贵州省国土资源厅2005年10月颁发的采矿许可证：惠水县长田乡小凤山煤矿采矿许可证（副本），证号：5200000530158(扩界前的)；3.惠水县长田乡小凤山煤矿煤炭生产许可证及工商营业执照。4.贵州省国土资源厅黔国地矿管函2008 1541号文件: 关于同意调整惠水县长田乡小凤山煤矿采矿权矿区范围的通知。5.贵州省国土资源厅黔国地资储备字200966号“关于贵州省惠水县小凤山煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明”。6.贵州省国土资源勘测规划院2009年3月10日黔国土规划院储审字2009027号：贵州省惠水县小凤山煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书。7.贵州工业大学采矿工程科技咨询服务公司2005年8月提交的惠水县小凤山煤矿瓦斯等级鉴定报告书。8.贵州省煤田地质局实验室2005年2月2日提交的惠水县小凤山煤矿煤炭自燃倾向性鉴定报告。9.贵州省煤田地质局实验室2005年2月2日提交的惠水县小凤山煤矿煤尘爆炸性鉴定报告。10.贵州创新矿冶工程开发有限责任公司工程设计证书复印件。2一、概述（一）矿区位置、隶属关系和企业性质1.矿区位置（1）交通位置惠水县长田乡小凤山煤矿位于惠水县城北6西方向，距惠水县城平距15km，属惠水县长田乡管辖，矿区地理坐标：东经1063738-1063832，北纬261430-261615，矿山距乡政府所在地10km，距101省道3km，有矿山简易公路相连，交通方便。矿区交通位置见图1-1。（2）矿区范围原惠水县长田乡小凤山煤矿矿界由9个拐点圈定，拐点坐标见表1-1。表1-1原惠水县长田乡小凤山煤矿矿区范围拐点坐标表拐点编号拐 点 坐 标纵坐标（X）横坐标（Y）A290583536363415B290596036363720C290623536363750D290615036363945E290613036364350F290650036364350G290668336363990H290640036363150I290583536363050矿区面积:0.6739km2 开采深度+1090至900m。扩界后的矿区范围由8个拐点圈定。拐点坐标见表1-2。图 例 小凤山煤矿小凤山煤矿矿区交通位置图图1-1 表1-2 长田乡小凤山煤矿矿区范围拐点坐标表拐点编号拐 点 坐 标纵坐标（X）横坐标（Y）12905835363634152290613036364350329071803636400042907600363640005290760036363500629070003636305072906970363628708290583536363050矿区面积: 1.7957km2，准采标高：1050-800m。2.隶属关系和企业性质惠水县长田乡小凤山煤矿为个体私营企业，属惠水县煤炭工业管理局行业管辖。3.矿井现状和开发利用方案扩界扩能原因（1）历史回顾该矿最早由当地村民开采，产煤规模1万吨/年。为使矿产资源能够合理开发利用，达到采掘平衡，增加矿山的服务年限，后由惠水县长田乡集体企业开采，2001年又转为私有企业，于1999年依法取得采矿权、2002年12月依法取得采矿许可证、安全生产许可证、煤炭生产许可证。2005年10月换发新的采矿许可证。矿山开采K煤层，设计生产规模3万吨/年。2006年资源整合方案列入6万吨技改煤矿，现扩大矿区范围，同时矿大矿井建设规模为15万吨/年。（2）矿区现状简述区内煤炭开采历史悠久。长期以来，地方小煤窑遍布于煤层露头线附近，但开采规模一般较小，开采斜长一般3050m。所开采煤炭主要作为当地村民生活用煤，部分以原煤销售。随着矿业秩序的好转，区内非法开采小煤窑已经关闭。为了规范技改扩能项目的建设程序，完善有关法律手续，业主已委托委托贵州金杉土地资源勘查开发有限公司开展煤矿资源/储量核实工作，并提交有惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告。根据贵州省国土资源厅“关于惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明”。矿区内可采煤层有1层，截止2008年9月累计保有资源量416万吨，其中控制的内蕴经济资源量（332）30万吨，推断的内蕴经济资源量（333）资源量256万吨，预测的资源量(334)？130万吨。矿山现有两个技改井筒：主斜井和回风斜井，两井筒断面较小，为原技术改造为6万吨/年的生产能力而施工，现矿井通风系统已形成负压通风，矿山还处于技术改造期间，未取得安全生产许可证。原井筒断面较小，仅3.9m2左右，且井筒布置不利于扩大矿区范围内的资源开发利用，因此，本次设计重新布置矿井开拓系统。矿井原工业场地位于东面山湾中，地面平缓宽敞，且工业场地土地征用，完全可满足矿山需要，因此，此次设计充分利用原有工业场地进行改造。（二）编制依据1. 贵州省国土资源厅2005年10月颁发的采矿许可证：惠水县长田乡小凤山煤矿采矿许可证（副本），证号：5200000530158(扩界前的)。2. 惠水县长田乡小凤山煤矿煤炭生产许可证及工商营业执照。3. 贵州省国土资源厅黔国地矿管函2008 1541号文件: 关于同意调整惠水县长田乡小凤山煤矿采矿权矿区范围的通知。4. 贵州省贵州金杉土地资源勘查开发有限公司2008年10月编制的惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告。5. 贵州省国土资源厅黔国地资储备字200966号“关于贵州省惠水县小凤山煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明”。6. 贵州省国土资源勘测规划院2009年3月10日黔国土规划院储审字2009027号：贵州省惠水县小凤山煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书。7. 贵州工业大学采矿工程科技咨询服务公司2005年8月提交的惠水县小凤山煤矿瓦斯等级鉴定报告书。8. 贵州省煤田地质局实验室2005年2月2日提交的惠水县小凤山煤矿煤炭自燃倾向性鉴定报告。9. 贵州省煤田地质局实验室2005年2月2日提交的惠水县小凤山煤矿煤尘爆炸性鉴定报告。10. 贵州省矿产资源条例对矿产资源开采的有关规定。11. 中华人民共和国矿产资源法（修正）（1986-03-19）。12. 煤矿安全规程。13. 煤炭工业小型矿井设计规范（GB50399-2006）。14. 国土资源部（国土资发199998号），“矿产资源开发利用方案编写内容要求”。15. 我公司设计与地质人员对惠水县长田乡小凤山煤矿地形地貌、工业场地及本区老窑等情况进行实地调查，收集到的该矿井下采掘平面图、工业场地现状资料及水、电、路、通讯等外部条件资料。二、矿产品需求现状和预测（一）该矿产在国内外需求情况和市场供应情况.矿产品现状及加工利用趋向经肉眼观察和一般鉴定, K煤层煤岩为黑色、亮黑色，条痕褐黑色，具玻璃光泽和油脂光泽，参差状断口，硬度2左右，容重1.321.40,平均1.38,具块状、粉末状、片状结构，性脆、染手，燃烧试验时见短焰、弱烟，烧后结块。K煤层为中灰高硫煤，牌号FM。主要是电厂、水泥厂用煤，其次是冶金、化工等行业和城乡生活用煤。.国内外近、远期的需求量及主要销向预测2007年以来，随着国家宏观调控政策效应的逐步显现，全国煤炭供应紧张的形势已经趋于缓解，煤炭市场总体运行平稳，资源继续快速增长，供需大体平衡，略显宽松。由于宏观调控使得原本对煤炭需求量较大的电力、冶金、建材等行业产能扩张减缓，煤炭库存结构明显改善，煤炭产能已经逐步显露出了过剩的迹象，煤炭供需已呈现出略微宽松的总体态势。进口增势依然不减，出口继续萎缩，煤炭市场价格保持高位相对平稳。预计今年下半年煤炭市场在供应、需求、运输、价格等方面都不会出现较大幅度的波动，供需环境将继续保持相对平稳的状态。个别地区、时段有可能向买方市场转化，但出现大幅度波动的可能性不大，市场行情不会出现大的下滑，部分煤种如优质动力煤还将存在阶段性紧缺，煤炭价格将在高位上小幅振荡。 “十一五”期间，预计全国电力新增装机将达到3.6亿KW左右，给煤炭需求提供强力支撑。但是电力行业一方面增加装机，另一方面要关闭淘汰10万KW以下机组，在未来15年内逐步淘汰1020万KW及以下燃煤、燃油机组。同时，2010年针对高耗能行业单位GDP能耗下降20%成为整个煤炭行业发展的约束性指标；因此除电力行业外，冶金行业要逐步淘汰上亿吨产能，建材行业比发达国家耗能高50%以上，节能潜力巨大。基于各方面因素，预计至2010年煤炭目标需求量在25亿吨左右。贵州省为江南煤炭资源强省和煤炭生产大省，外调量逐年增加，在周边省区占有1020%不等的市场份额，与北煤南运相比，无论在价位还是在煤质、品种上均有优势。随着国家的产业政策、资源保护、环保政策和相关法规执行力度日益加大，以及西部大开发战略的实施，尤其是“黔煤外运、西电东送”，全省现有煤炭产量不能满足要求。惠水县是一个缺煤县，因此，煤炭产品需求主要是当地及周边市场。随着近年地方经济的发展，小城镇的建设，对煤炭的消耗量逐年增加，煤炭出现供不应求的局面。（二）产品价格分析.国内外矿产品价格现状。2008年，我国煤炭经济经历了大起大落的过程，1-8月份煤炭市场全面紧张，煤炭价格飞速上升。奥运会以后，随着主要用煤工业产品产量的迅速下降，煤炭价格也随之大幅下降。首先是炼焦煤及焦炭价格陡降，之后动力煤价格连续数周快速下降，至2008年底，煤炭价格才止跌企稳。 2008年12月下旬在福州举行的煤炭订货会上，关于煤炭重点合同价格，煤电双方分歧难以弥合，对2009年煤炭价格走势存在不同的判断，最后导致电煤重点合同谈判陷入僵局。2009年煤炭价格走势是多方面因素同作用的结果。其中，宏观经济是影响煤炭市场的决定性因素。煤炭消费总量增长放缓甚至下降，对2009年煤炭经济的影响是负面的；同时，持续上升的煤炭生产成本决定了煤炭价格长期呈上升趋势。影响煤炭供应的不确定因素更多且复杂。初步判断，明年国家将在煤矿安全整治、煤炭资源整合、兼并重组和总量控制方面加大对煤炭行业的管理，从而影响煤炭供应。业内广泛认为，即使明年煤价有所下滑，保持2007年底的价格水平应该是可以的。.矿产品价格稳定性及变化趋势。 根据目前当地煤炭实际销售价格，并结合贵州省煤炭市场销售行情，原煤综合售价为380元/t（含税）。三、矿产资源概况（一）矿区总体概况1.矿区总体规划情况惠水县为发展地方经济，确保本区、本省及周边地区工矿企业有稳定可靠的煤炭能源，编制了惠水县煤炭开发规划，规划了具有一定生产规模的骨干矿井，惠水县长田乡小凤山煤矿就是其中之一。与相邻矿井不存在重叠关系。2.矿井与矿区总体开发的关系惠水县长田乡小凤山煤矿为惠水县技改扩能矿井之一，符合惠水县煤炭总体规划。3.本资源开发利用方案设计与矿区总体开发的关系当地煤炭规划及相关政策要求。本资源开发利用方案设计是在合法矿权范围内根据已评审通过的储量核实报告的基础上，结合矿井的资源/储量情况进行设计，符合惠水县煤炭规划及相关政策要求。（二) 该设计项目的资源概况1.地层特征矿区出露地层由老至新为上二叠统吴家坪组、长兴（大隆）组及第四系。由老至新分述如下：(1)吴家坪组（P3w）根据岩性划分为三段: 第一段（P3w1）：深灰色中厚层厚层块状含燧石灰岩，燧石呈 团块状或结核状分布。为黄褐色粘土岩夹硅质粘土岩，底部为厚1.0m的灰白色粘土岩。厚85100m。第二段（P3w2）：下部为灰-深灰色厚层块状含燧石灰岩夹硅质岩、粘土岩，上部为厚8-10m为黄褐色粘土岩夹煤层（0.502.60m），中部为硅质岩、粘土岩及泥质灰岩组成不等厚互层，局部见煤层线。厚7090m。下部为薄-中厚层状硅质岩夹燧石灰岩，薄中厚层状粘土岩夹薄中厚层硅质岩，顶部为中厚层状硅质岩夹薄层粘土岩。厚240265m。第三段（P3w3）：下部为深灰色薄至中厚层状硅质岩与灰岩互层产出，中部为薄至中厚层状粘土岩、粉砂岩互层夹薄层硅质岩，上部为灰黑色薄层硅质岩夹粘土岩。本段产腕足、双壳类及蜓化石。厚120140m。(2)长兴（大隆）组（P3c）: 浅灰色厚层块状含燧石灰岩，局部夹生物屑灰岩、浅灰色薄层状硅质岩夹黄褐色粘土岩。厚68-150m。(3)第四系（Q）：主要分布于缓坡及沟谷地带，为残坡积、冲积形成的泥、沙、粘土等混合物，厚04m。2.构造特征矿区位于惠水向斜东翼呈北东向展布的次级向斜（打牙向斜）南端。地层倾向北西、北东，倾角1023。矿区内断裂构造不发育。3.煤层及煤质（1）煤层含煤性二叠系上统吴家坪组，自上而下分为三段，仅第二段上部含煤，即K煤层。该含煤段厚100-160m，一般平均厚度150m，含煤系数为1.68%。区域煤层厚度为0.503.00m，矿区煤层厚1.65-2.18m，平均厚2.01m（附图5）。煤层的稳定性根据煤矿生产坑道采煤的实际见煤情况,煤层厚度变化在1.652.18m之间,属较稳定煤层。煤层对比K煤层直接顶板为中厚层状含燧石灰岩，厚20m ，底板为暗灰一黄褐色薄一中厚层状粘土岩，厚68m。整个矿区内岩性及厚度较为稳定，具有良好的找矿标志层。可采煤层矿区内仅有K煤层为可采煤层，煤层平均厚2.01m,为薄-中厚煤层。其结构单一,局部含0-0.25m的矸石，夹矸长度3.0m，属结构简单煤层。可采煤层特征详见表31。表31 可 采 煤 层 特 征 表顺序区域组煤层名称平均煤层厚度(m)稳定性煤层倾角()煤种顶底板岩性顶板底板1吴家坪组K2.01较稳定14-20无烟煤贫煤变质阶段粉砂岩、粉砂质泥岩粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩（2）煤质物理性质经肉眼观察和一般鉴定, K煤层煤岩为黑色、亮黑色，条痕褐黑色，具玻璃光泽和油脂光泽，参差状断口，硬度2左右，容重1.321.40,平均1.38,具块状、粉末状、片状结构，性脆、染手，燃烧试验时见短焰、弱烟，烧后结块。煤岩特征A、宏观煤岩类型：以暗亮煤为主，为丝-半炭暗亮煤或暗煤。B、显微煤岩组分：据贵州省地质科学研究所2004年11月提交的贵州省惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告资料：其煤岩显微组分由凝胶化基质、半丝炭化基质、丝炭化基质、丝炭、半丝炭、木煤等组成。凝胶化基质多呈条带状，含量3580,一般6570，在反射光下多呈亮白灰色,次为灰白色、亮灰微白色；半丝炭化基质呈碎片状和细条带状，含量1239%，一般15%，呈亮白微黄色；丝炭呈透镜状，含量313%，一般510%，以亮白黄色为主，次为亮黄白色、微黄灰白色（次）；木煤也呈透镜状，含量12%，呈亮白色。矿物杂质主要是粘土，呈尘状充填于胞腔和浸染于基质体中，含量一般48%，最高达15%，属同生难洗选矿物；其次是黄铁矿和方解石，含量为微量-1%，多呈微粒状（粒径0.0060.025mm）或脉状（脉宽0.0130.063mm）充填于胞腔及基质体中，同生难洗选。另在个别样品中可见到微量的微粒石英（粒径0.0060.025mm）分布于基质体中。煤岩显微结构为条带状结构。主要煤质指标经取样分析，本矿区主要煤质指标如下（附件6）A、水份（Mad）:原煤0.700.80,平均0.76；B、灰分（Ad）: 原煤18.4520.65，平均19.51；C、挥发份（Vdaf）: 原煤12.8613.18，平均13.07；D、硫份（St，d）: 原煤5.936.19，平均6.05；E、发热量（Qnet,Kr）: 原煤27.8329.00 MJ/kg，平均28.33MJ/kg；F、固定碳（FCad）：原煤66.0267.83，平均66.91；根据煤炭质量分级（GB/T15224.13-2004）标准K煤层为中灰高硫煤。根据挥发份（Vd）的百分含量和胶质层厚度（y），参照中国煤炭分类，属无烟煤贫煤变质阶段，牌号FM。煤的可选性根据贵州省地矿局108地质队1972年在本矿区作煤矿普查时采集的二件大样作筛浮试验和铁箱试验，其中筛浮试验的结果如下：A、当比重液1.4时；煤之可选性按中宽量分级为中等可选至难选煤；按理论精煤回收率分级为优等至良等，而粒级则以大于50mm破碎至50至1mm级为佳。精煤灰份虽然较低，但硫份大于1.62%。B、当比重液为1.5时：中煤量为2.65-11.34%，为易选（10-20%）煤；理论精煤回收率为80.14-90.35%，平均85.13%。为优等级（70%），其精煤灰份平均6.43%，硫份平均2.57%。惠水县长田乡小凤山煤矿煤质特征见表32。表32 可 采 煤 层 煤 质 特 征 表项目编号水份（Mad%）灰份(Aad%)挥发份(Vad%)硫 份(St,d %)发热量(MJ/kg)K0.70-0.800.7618.45-20.65 19.5112.86-13.113.075.936.19 6.0527.83-29.0028.33（三）开采技术条件1.瓦斯根据2008年9月贵州工学院采矿工程科技咨询服务公司提交的贵州省惠水县长田乡小凤山煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告，矿井瓦斯相对涌出量为8.86m3/t；二氧化碳相对涌出量为6.77m3/t。因此，根据煤矿安全规程（2001年版）第133条之规定，该矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。2.煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性根据2005年2月贵州省煤田地质局实验室提交的煤层自燃倾向性鉴定报告和煤层爆炸性鉴定报告，本矿区为煤尘无爆炸性矿区，自燃倾向为三类矿区。3.地温区内未发现地温异常区，地温正常。4.水文地质条件（1）矿区水文地质条件现状地形地貌矿区属低中山侵蚀溶蚀地貌，总体地势中部高，向西部逐渐降低。最高点位于中部海拔标高+1142.1m的小坟山坡顶，最低点位于西南部红岩附近，海拔标高+1015m。最大相对高差127m，一般80100m。地表水本区位于珠江水系上游之涟江河水系支流上，地表水主要是地面雨水汇集而成，其流量受大气影响，随季节变化，一般在1-5m3h、最大50-100m3h。地层含、隔水性区内出露的地层为上二叠统吴家坪组（P3w），长兴（大隆）组（P3c）及第四系（Q）,根据其岩性组合，含隔水性等特征划分为：主要含水层为：长兴（大隆）组灰岩、吴家坪组燧石灰岩，主要隔水层为吴家坪组粘土岩及煤层，现分述如下：A、吴家坪组含燧石灰岩含水层：主要出露在矿区中部，岩溶裂隙发育，含水较丰富，为良好的含水层。对矿井开采影响较大。 B、吴家坪组粘土岩隔水层：主要出露在矿区中部，主要由煤层、细砂岩、粉砂岩、泥岩等性组成，含水性较弱，是良好的隔水层。 C、长兴（大隆）组含水层: 主要由浅灰色厚层块状含燧石灰岩，出露在矿区北部，是本区含水性较好的岩组之一。矿区内各地下水的补给来源主要依靠大气降水，但它们之间水力联系密切程度为同，主要与它们所处地层、岩性、地貌相关。P3w富水层由于受P3w中粘土岩的隔档，形成独立的含水层，与上履P3w很少发生水力联系。矿床主要充水来源为P3w、P3c含水层，接受大气降水后通过煤层顶板裂隙进入矿井巷道，对矿井开采影响较大。（2）矿床水文地质类型及条件煤层赋存及最低侵蚀基准面 矿区主采K煤层，煤层分布标高+800+1060m，最低采矿标高为+800m，矿区最低侵蚀基准面（矿区最低排泄面标高为+1015m）。补给关系：大气降水渗入矿井上覆含水层中，通过煤层顶板裂隙进入矿井巷道。因此，大气降水是地下水的主要补给来来源，水量的变化受大气降水控制，矿井充水因素分析 根据地表勘探及生产过程中掌握的资料，矿井水主要来源于地下水、煤层顶板裂隙水、老空水、小窑水，现分述如下：A、矿区大部分矿层位于最低侵蚀基准面以下，因此矿井采掘侵蚀基准面以下的煤层时，由于邻近烂坝河，进入矿井的地下水量较大，。B、顶板裂隙水：主要是指矿井采掘过程中，由巷道顶板裂隙进入矿井的水，由于煤层顶板岩层为细砂岩、粉砂岩、泥岩含水性较弱，因此进入矿井的水量较小。C、采空区积水：在开采随着采空面积的增大，上覆含水岩层的水将沿着导水裂隙进入采空区形成采空区积水，在开采老采区煤层时要防止采空区积水漏入矿井。D、老窑积水：在煤层露头附近分布有许多废弃的老窑，当矿井挖穿老窑后，老窑积水便会进入矿井，因此生产中应注意老窑积水的防治工作。矿井涌水量根据矿井水文地质条件及充水因素分析，惠水县小凤山煤矿目前使用的水泵为50D86型离心泵三台，水泵流量为12.6 m3/h，其中2台工作，1台备用，据此测量的实际涌水量为：正常24.0026.00m/h，平均25.00m3/h，最大30.00m/h，最小18.00m/h。目前K煤层开采面积为0.03km2，以此为基准算每扩大开采面积0.10 km2，涌水量可能增加 10.0012.00m/h，随着开采面积的不断加大，井下涌水量会相应加大，根据矿井涌水量计算公式：Q=Qb（式中Q为预测涌水量，Qb为目前最大涌水量，F为设计开采面积，F0为已知开采面积，s为设计水位降深，s0为已知水位降深）。当开采区域位于矿区深部时，Qb=30.00m/h,F=1.3512 km2, F0= 0.25 km2,s=300m, s0=100m代入上述公式中，Q=120.80m/h，预测矿区最大涌水量为120.80m/h，因此建议矿井在建设生产过程中，应积累矿井实际涌水量资料，对预测涌水量数据加以修正，保障矿井安全生产。（2）水文地质条件及开采后的变化矿区煤层大部位于侵蚀基准面以下，主要水害是地下水、老窑积水和采空区积水。矿区采煤较长年限后，采空区变大，积水面积更大，改变了当地水环境。在今后的开采过程中，要密切观察岩石渗水情况，必要时打超前钻进行探测和放水排险，确保人员和设备安全。综上所述，矿区应为顶底板充水的岩溶水充水矿床，水文地质条件为复杂类型。5.工程地质条件(1)工程地质条件现状评价工程地质岩组的划分根据地层岩性组合特征，将评估区内的工程地质岩组划分为硬质岩类工程地质岩组；硬质、软质岩类相间工程地质岩组；及松散岩类工程地质岩组三类。分述如下：硬质岩类工程地质岩组：主要包括中微风化的二叠系上统长兴大隆组灰岩，吴家坪组三段燧石灰岩。硬质、软质岩类相间工程地质岩组：主要为中微风化的二叠系上统吴家坪组二段：下部为厚层块状含燧石灰岩夹硅质岩、粘土岩；中上部为硅质岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粘土岩及泥质灰岩、煤层线。松散岩类工程地质岩组：主要包括第四系碳酸盐残积红粘土，第四系碎屑岩残积、坡积土。 岩土工程地质条件A、土体工程地质条件 第四系残积、坡积土层主要分布于含煤地层吴家坪组露头区、长兴（大隆）组地层露头区。分布面积较广。由细砂岩、粉砂岩、粘土岩等经长期风化、剥蚀后的残积、坡积物，土层厚度不大，缓坡及沟谷中稍厚，一般小于5m，土质多为碎石土、砂土、粉质粘土，土体呈松散或半固结状，分选性、胶结性差，土体较松散，透水性较好，土体强度弱，压缩性高，受力后土体沉降量大，边坡容易失稳。B、岩体工程地质条件（A）上覆地层含煤地层上覆围岩大部分为碳酸岩，主要为长兴（大隆）组燧石灰岩及生物屑灰岩，岩体分层厚度一般为厚块状，岩石致密、坚硬，属坚硬类型，抗压强度高，抗风化能力强，岩体稳定性中等良，工程地质条件较好，不良之处是这类岩石岩溶发育较强烈，巷道掘进时应防止高地压、岩爆、掉块、跨塌、涌水、突泥等。（B）含煤地层以碎屑岩为主，以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤层为主，含燧石灰岩、硅质岩，多为层状结构，少量碎裂结构；煤层属硬质、软质岩类相间工程地质岩组，力学强度较低，遇水时极易软化，塑性强，岩石完整性不好，岩体稳定性差，巷道易产生顶部塌陷及底鼓、片帮等现象。该地层在地表浅部为中风化及强风化带，岩石容易碎裂，并伴有浅层风化裂隙水出露，而随着深度的增加，风化程度逐渐减弱。全组地层岩体多数III、IV类，岩体质量中等极劣，岩体稳定性差，工程地质条件不好。（C）下伏地层含煤地层的下伏地层为碳酸岩，主要为二叠系上统吴家坪组一段中厚层状燧石灰岩，属硬质岩组，岩体致密坚硬，稳定性好，含水较丰富，为良好的含水层。C、煤层顶、底板工程地质条件根据探矿井巷工程取得的资料，煤层位于吴家坪组二段，煤层厚0.52.18m，平均厚2.01m。顶板为粉砂岩、粉砂质泥岩，岩层稳定性差。底板为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，岩层稳定性差。(2)工程地质条件预测评价综上所述，本矿区地形以中低山为主。含煤地层局部地段存在小型断层破碎带等软弱层和粘土质伪顶，煤层顶板力学强度较差，如果支护不良，可能出现顶板跨塌、片帮、底鼓、支架下陷等工程地质问题，故本矿区工程地质条件为中等，在开采过程中应加强巷道软弱部位的顶、底、帮的支护管理工作，预防不良事故发生。本矿区煤层底板泥岩易泥化、底鼓，在采煤过程中应设计预留煤柱，以防人为因素造成垮塌，在回采阶段，应边采边回填，避免地面沉降等地质灾害的发生。6.环境地质(1)矿区环境地质条件现状评价地震据中国地震动峰值加速度区划图，矿区地震动峰值加速度为0.05g，本区及其邻近区域近年来未发现有强地震活动，矿区属无震害区，区域稳定性良好。地质灾害现状矿区范围内未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及地裂缝等地质灾害，工业广场及其周边也未发现潜在的地质灾害，矿区及工业广场遭受现状地质灾害危害的可能性小，地质环境条件较好。地表水、地下水污染现状区内中部地表发育有1条季节性溪沟。地下水多数深埋。煤矿废水通过专用排污管道排入废水处理池处理后排放，对地表水环境的影响不大。大气污染现状矿区目前主要的大气污染源为矿井废气及当地民用燃煤，区域内主要的污染物是粉尘，SO2次之，烟尘最小，目前大气中SO2、日均浓度及TSP日均浓度的超标率均为零，其浓度值均未超过GB30951996环境空气质量标准二级标准。（2）矿区环境地质条件预测评价当煤层浅埋区或小断层破碎带附近的采煤冒落裂隙扩展到地表时，会出现地面沉降、开裂、塌陷，还可能引起滑坡、崩塌的发生，从而造成地表房屋开裂、道路下陷、耕地破坏等环境地质问题，给农业生产、村民生活、采矿活动造成影响。当位于煤层浅埋区或断层破碎带附近采煤时，由于煤层顶板冒落裂隙带可能扩展到地面，或者地应力场、地下水流场的改变使断层破碎带导水性增强，使地表水、地下水与矿坑沟通，未来矿井开采可能引起沟溪渗漏甚至疏干沟溪水，也可能引起局部地下水位下降，造成井、泉流量减小甚至干涸。矿井大规模疏排水，会将矿井中氯、磷、氟、砷、硫等有害物质及开采中产生的有害物质带入地表水、地下水中，对地表水、地下水产生不同程度的污染。煤矿废水不通过专用排污管道排入废水处理池处理后排放，会对地表水环境的影响较大。COD、TP、F-、Mn、SS、NH4-N、Fe、Mn八项指标就会超标。因此，煤矿必须加强生产废水治理，严格控制S、Fe、Mn、石油类等污染物排放。由于矿井煤尘对人体呼吸系统易造成伤害，汽车外运时煤灰、煤尘会影响公路沿线环境。以上为矿区将来采矿中可能出现的环境地质灾害问题，今后矿山建设中应加强环境地质调查，建立、建全环保机构及环保设施，以预防为主，治理为辅，探采结合，综合治理，尽量避免因采矿活动诱发或加剧上述灾害的发生。（四）设计利用矿产资源量(1)矿井地质资源量根据贵州金杉土地资源勘查开发有限公司2008年10月提交的惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告及其评审意见，截止2008年9月累计保有资源量416万吨，其中控制的内蕴经济资源量（332）30万吨，推断的内蕴经济资源量（333）资源量256万吨，预测的资源量(334)？130万吨。(2)矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量=（332）（333）0.8=302560.8=234.8(万t)。(3)矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量永久煤柱损失量(防水煤柱井田境界地面建筑物煤柱采空区边界煤柱)=234.8-8.8=225.2(万t)。1)煤柱留设原则 矿井边界煤柱留设20m。 采空区边界煤柱留设30m。 地面村寨煤柱按30m划出围护带后按岩层移动角70向下计算。 工业场地布置在煤层露头线外，不需留设永久煤柱。 推断的内蕴经济资源量(333)内的永久煤柱损失按0.8系数计算。 预测的资源量(334)？内的永久煤柱损失不参与计算。 按以上原则留设煤柱后，在计算机制图软件CAD中直接量取面积进行计算。2）永久煤柱计算Q=(S/cos)hr10000式中：Q-各块段煤柱损失量(t)S-各块段图形面积(m2)h-煤层真厚度(m) r-煤层容重(t/m 5)-煤层真倾角()表33 永久煤柱计算表通过列表计算，永久煤柱10.06万t，按0.8倍折减后为8.8万t。（五）对地质勘探报告的评述1.取得的成果贵州省贵州金杉土地资源勘查开发有限公司2008年10月编制的惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告, 取得如下主要成果：基本查明了矿区地层层序，划分了地层，初步查明了其岩性、厚度、分布情况。基本查明了矿区构造形态及性质、地层产状及变化情况，详细查明了区内煤层层位、厚度、结构、空间分布及可采情况，可采及局部可采煤层对比可靠。基本查明了可采煤层的主要煤质特征，初步圈定煤的风氧化带，指出了煤的利用方向。查明了矿区煤层的煤类为烟煤。基本查明了区内含、隔水层及含、隔水性，基本查明了水文地质类型、矿床充水因素，对工程地质、环境地质等开采技术条件作出了进一步评价。惠水县长田乡小凤山煤矿资源储量核实报告基本可满足编写开发利用方案的需要。但该煤矿勘探程度较低，应加强地质勘探工作，以减少井下开采的风险。2.存在的问题和建议加强对井田内老窑和采空积水情况的调查，在采掘过程中，要做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采、有疑必停”的原则，防止老窑、采空积水对本矿的影响。本矿地质勘查程度基本达要求，但使用的控制工程量少，对井田内的构造控制程度不够，因此本设计未涉及到的内容有待于在今后的生产过程中逐步补充和进一步加以完善。矿区内地面建、构筑物、必须留设足够的安全保护煤柱，零星住户采取搬迁进行处理，同时需随时了解和观察地面的滑坡塌陷等情况，必要时采取相关措施以确保地面建构筑物的安全。矿井在一切生产过程中都要注重安全生产及环境保护，做好因采空区可能诱发的地面局部塌陷、开裂等地质灾害的防治工作。四、主要建设方案的确定(一) 开采方案1.建设规模及产品方案从井下开拓部署、采区巷道布置和工作面安排方面及生产管理等因素综合考虑，矿井布置一个炮采工作面为宜。根据该矿生产实际情况，开采煤层厚度为中厚煤层，布置一个炮采工作面生产能力应在15万t/a左右为宜。合理确定矿井能力，对保证矿井生产的稳定性及可靠性，节省基本建设投资，及早投产、达产至关重要。本设计从矿井地质构造、煤炭资源量、煤层赋存条件、开采技术条件及业主投资情况等综合因素加以分析，同时又根据贵州省国土资源厅黔国地矿管函2008 1541号文件: 关于同意调整惠水县长田乡小凤山煤矿采矿权矿区范围的通知，设计规模为15万吨/年，本次设计结合国家政策并依据采矿许可证批复的生产规模按15万t/a进行设计。本矿原煤属高硫中灰，必须经选煤后方可使用，因本矿山规模较小，不适宜单独建立选煤厂，因此，本矿山可销售原煤给当地选煤厂进行集中洗选。地面原煤供应线路：矿区贵阳（或惠水）用户。2.可采储量（1）矿区范围根据贵州省国土资源厅黔国地矿管函2008 1541号文件: 关于同意调整惠水县长田乡小凤山煤矿采矿权矿区范围的通知，该矿矿区范围其拐点坐标见表4-1。表41 长田乡小凤山煤矿矿区范围拐点坐标表拐点编号拐 点 坐 标纵坐标（X）横坐标（Y）12905835363634152290613036364350329071803636400042907600363640005290760036363500629070003636305072906970363628708290583536363050矿区面积: 1.7957km2，准采标高：1050-800m。 (2)矿井设计可采储量矿井设计可采储量=(矿井设计利用储量-设计煤柱损失量)采区回采率=(225.2-6.9)80%=175(万吨)设计煤柱计算过程如下：1) 设计煤柱留设原则 工业场地布置在煤层露头线外,不需留设煤柱。 回风井两侧均留15m保安煤柱。 采区分界按20m留设保护煤柱。 推断的内蕴经济资源量(333)内的永久煤柱损失按0.8系数计算。 预测的资源量(334)？内的永久煤柱损失不参与计算。 按以上原则留设煤柱后，在计算机制图软件CAD中直接量取面积进行计算。2) 设计煤柱损失计算Q=(S/cos)hr10000式中：Q-各块段煤柱损失量(t)S-各块段图形面积(m2)h-煤层真厚度(m) r-煤层容重(t/m3)-煤层真倾角()表4-2设计煤柱损失计算表永久煤柱8.3万t，按0.8系数折减后为6.9万t。3.服务年限矿井服务年限=可采储量（年生产能力储量备用系数）=175(151.4)=8.3（年）对照煤炭工业小型矿井设计规范（GB50399-2006）对小型矿井服务年限的要求，15万t /a规模的新建矿井最小服务年限为15年，技改矿井缩短50%，本矿井为技改扩能矿井，服务年限仅为8.3年，基本符合规范要求，且矿山还保有（334）？级资源量为130万t，加强地质勘探，提高资源量级别，可延长矿井服务年限。建议矿井在今后生产过程中，进一步加大地质勘查力度，并进行地质编录，提高各煤层资源级别，以便延长矿井服务年限。3矿床的开采方式根据煤炭赋存情况及开采技术条件等，煤层埋藏较深，不具备露天开采条件，因此，本矿井只能采用地下开采。4矿井的开拓1）开拓方案选择根据矿区范围的地形地貌、煤层的赋存、地质构造和地面交通、电力设施等，选用两个开拓方案进行比较：（1）方案一：斜井开拓工业场地的选择利用矿井原有工业场地，工业场地位于矿区东面山湾中，煤层露头外，地面较为平整，交通方便，电力设施较近。开拓方式：斜井开拓。主斜井井口选择在矿区东面煤层露头底板中，距K煤层底板6m，井筒标高：+1040m，主斜井以106的方位角，23的坡度布置在煤层底板中，井筒长493m，至+850m水平。副斜井：矿区东面煤层露头底板中，井口标高：+1033m，从煤层顶板按106的方位角，23的坡度向下布置，井筒长477m，至+850m水平，与主斜井连通。回风斜井布置在矿区东面煤层出露处，延煤层倾斜方向向下布置，井口标高：+1043m，按106的方位角，23的坡度向下布置，井筒长531m，各区段石门与主斜井、副斜井连通，形成系统。在+850m水平标高布置井底车场和运输大巷，在+850m水平设置水泵硐室，布置主、副水仓。全矿井采用一个水平两个采区上山开采，首采一采区，按120m斜长划分区段，在各区段分别布置运输石门联系煤层，由上至下开采。由于开采煤层为倾斜煤层，结合矿区范围形状，采面采用走向布置回采工作面，逐区段开采。以一个回采工作面达到设计生产能力，采煤方法为走向长壁后退式开采，一采区为中央并列式的通风方式进行通风。二采区开采时在，矿区西面设置回风斜井，采用单翼对角式通风。表4-4方案(一)井巷工程量表 序号巷道名称类别支护形式长度（m）断面（m2）掘进体积（m3）备注净掘进1主斜井岩砌碹4935.17.335992副斜井岩砌碹4775.17.334823回风斜井煤砌碹5315.17.338764运输石门岩砌碹1225.36.78135回风石门岩砌碹495.36.73266101运输巷半煤岩梯工钢6223.96.540437101回风巷半煤岩梯工钢8083.96.552528101切眼半煤岩单体柱403.96.52609水仓及水泵硐室岩砌碹1505.17.3109510引风道及安全出口岩砌碹605.17.3438合 计335223184（2）方案二：立井开拓工业场地的选择工业场地选择在矿区中部，+1040m标高，地面较为平整，交通方面，电力设施较近。开拓方式：立井开拓。主井口选择在矿区中部打牙村边上+1040m标高，井口方位角92，长194m，至矿区中部850m水平，井筒直径为5m，在井底设置煤仓，采用箕斗提升。副斜井：矿区东面煤层露头底板中，井口标高：+1033m，从煤层顶板按106的方位角，23的坡度向下布置，井筒长477m，至+850m水平。回风斜井布置在矿区东面煤层出露处，延煤层倾斜方向向下布置，井口标高：+1043m，按106的方位角，23的坡度向下布置，井筒长531m，各区段石门与副斜井连通，形成系统。在+850m水平标高布置井底车场和运输大巷，在+850m水平设置水泵硐室，布置主、副水仓。全矿井采用一个水平两个采区上山开采，首采一采区，按120m斜长划分区段，在各区段分别布置运输石门联系煤层，由上至下开采。由于开采煤层为倾斜煤层，结合矿区范围形状，采面采用走向布置回采工作面，逐区段开采。以一个回采工作面达到设计生产能力，采煤方法为走向长壁后退式开采，二采区开采时在，矿区西面设置回风斜井，矿井采用对角式通风。表4-5方案(二)井巷工程量表 序号巷道名称类别支护形式长度（m）断面（m2）掘进体积（m3）备注净掘进1主井岩矼19419.620.439582运输大巷岩砌碹1455.17.310593副斜井岩砌碹4775.17.334824运输上山煤砌碹1745.17.312705回风斜井煤砌碹5315.17.338766运输石门岩砌碹1225.36.78137回风石门岩砌碹495.36.73268101运输巷半煤岩梯工钢6223.96.540439101回风巷半煤岩梯工钢8083.96.5525210101切眼半煤岩单体柱403.96.526011水仓及水泵硐室岩砌碹1505.17.3109512引风道及安全出口岩砌碹605.17.3438合 计337225872（3）开拓方案的比选根据矿区地