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盘江矿区村下采煤技术研究 摘要 盘江矿区内地形复杂，山高谷深各矿井田范围内均有大小不等的村庄，村庄压煤共计1 9 亿吨。受 耕地分布及就业、宅基地影响，搬迁困难，村庄压煤开采已成为制约盘江矿区发展的重要因素。本文通过 对具有典型意义的山脚树矿二水平南采区大白岩村压煤开采为例，以地质资料和已采范围地表塌陷观测资 料为基础，麻_ i j “三下采煤规程”理论分析了压煤开采对地表建筑物的破坏程度及引发地质灾害的可能性， 针对性地论述了村下采煤的可行性及方法。提出了区别于传统的水砂充填式采煤的走向长壁后退式煤计年i 膏体充填综合机械化采煤工艺，为解决贵州山区不具备搬迁条件的村庄压煤开采问题探索了新的技术途 径。 关键词：盘江矿区村下采煤技术研究 中幽分类号：t d 8 2 t h em i n i n gt e c h n i q u er e s e a r c hu n d e rt h ev i1l a g e so fp a n ji a n gc o a l m i n e r a la r e a a b s t r a c t ：t h eg e o g r a p h yisv e r yc o m p i i c a t e di np a n j i a n gm i n e r a la r e a ，t h e r ea r el o t s o fh i g h ” m o u n t a i n sa n dd e e pv a l l e y ，a n dt h e r ea r ea l s om a n yv i l l a g e so fd i f f e r e n ts c a l ei nt h es c o p eo f r 。 e v e r yc o a lm i n e t h ec o a lu n d e rt h ev i l l a g e si su pt o1 9h u n d r e dm i i i i o n st o n w i t ht h ei n f l u e n c e o ff a r m l a n dd i s t r i b u t i o n 、e m p l o y m e n ta n dr e s i d e n c e ，i ti si m p o s s i b l et om o v et h e s ev i l l a g e s ，s o t h em i n i n gu n d e rt h ev i l l a g e si sa ni m p o r t a n tf a c t o rw h i c ho b s t r u c t st h ed e v e l o p m e n to fp a n j i a n g c o a lm i n i n ga r e a t h i sp a p e rt a k e st h em i n i n gu n d e rt h ed a b a i y a nv i l l a g eo ft h es e c o n dh o r i z o n i ns h a h j i a o s h us o u t h e r nm i n i n ga r e aa se xa i i l p l e ，b a s e so nt h eg e o l o g yd a t aa n dt h eo b s e r v i n g d a t ao fe a r t hs u r f a c es i n k i n gi nt h em i n e dr e g i o n ，a n a l y s i st h ei n f l u e n c eo nt h eb u i l d i n g sa n d t h ep o s s i b i l i t yo fc a u s i n gg e o l o g yd i s a s t e ru s i n g “t h r e eb o t t o mm i n i n gr u l e ”t h e o r y ，d i s c u s s t h ep o s s i b i l i t ya n dm e t h o do fm i n i n gu n d e rt h ev i l l a g e s t h ec o m p r e h e n s i v em e c h a n i z e dm i n i n g t e c h n i q u eo fa l i g n i n gt h e1 0 n gw a l lr e t r e a tt y p ef i l l i n gw i t hc o a l 、r o c ka n dg y p s u misa l s o p r o p o s e d ，w h i c hisd i f f e r e n tf r o mt h et r a d i t i o n a lf i l l i n gw i t hw a t e ra n ds a n d s ，s ot h ep r o b l e m o fm i n i n gu n d e rt h ev i l l a g e sc a nb er e s o l v e db yt h i st e c h n i q u ei ng u i z h o um o u n t a i na r e aw h e r e l a c kt h em o v i n go p p o r t u n i t y k e yw o r d s ：p a n j i a n gm i n e r a la r e a ，m i n i n gu n d e rt h ev i l l a g e s ，t e c h n i q u e 4 盘江矿区村下采煤技术研究 。 第一章绪论 1 1 课题来源和研究的i i 的、意义 盘江矿区位于贵州省盘县境内，滇、黔、桂交界处。始建予上世纪6 0 年代，现已有6 对生产矿井， 从南至北依次为火铺、金佳、老屋基、山脚树、月亮田和土城矿。2 0 0 4 年，六对生产矿井总核定生产能力 为9 6 m t a ，实际生产原煤7 0 8 m t a 。 国家发改委己把矿区列为全国1 3 个综合发展的大型煤炭基地之一，结合自身实际，盘江公司计划川 1 0 年左右的时间把盘江建成为销售收入达1 0 0 亿元以上的大型企业。 盘江矿区资源丰富，地质储量9 8 0 0 m r ，煤种齐全煤质好。发热量高，有p m 、s m 、w y m 、q m 、f m 、1 3 3 m 、 j m 是较好的钢铁工业用煤和动力煤。 盘江矿区地处云贵高原山区，区内地形复杂，山高谷深，峰峦延绵，高差悬殊9 0 0 1 0 0 0 m ，区内山脉 走势、溪流河谷流向和地层走向基本一致，近似为南北向。农村耕地、村庄主要分布在地形倾角1 0 。2 5 。的不规则平台坡地。盘江矿区现有六对生产矿井中，其开采井田内均有大小不等的村庄，村庄压煤共计 达1 9 亿吨，占总： ：业储量的3 1 ，尤其是月亮田矿与山脚树矿村庄压煤占总储量的5 0 以上。 ! f ；c 江矿区于上世纪八十年代开始进行山区复杂地形村庄下采煤的研究工作。1 9 8 4 年初，省建委列入贵 州省科学技术项目计划，科研题目为“山区煤矿开采地表及岩层移动规律的研究”，该项目成果获得贵州 省1 9 8 6 年度科技进步三等奖。但由于山区地质、地势条件的复杂性，所获得成果在内容的广度和深度上 都还不能有效满足盘江矿区山区复杂地形条件下村庄压煤开采的实际安全与生产需要。进一步深入开展盘 江矿区村f 压煤开采技术的研究，井虽终使这一课题得到有效解决，对缓解采掘接续矛盾，降低未来开采 成本，延欧矿井寿命，增加煤炭资源的回收和提高经济效益，对盘江矿区的可持续发展和国家西电东送政 策的实施都有重大意义。 l 一国内外“三下”采煤技术研究现状 在建( 构) 筑物下、铁路下、水体f 采煤，简称“三下”采煤。它包括了井筒和：i ：业场地煤枉、村 庄、堤( 坝) 下采煤、石灰岩承压含水层上带压开采等地质和开采条件下的采煤。 目前，国内外“三下”采煤技术的发展水平是：在开采规模上已经成功的在火城市、大j i + 厂、铁 路干线、火车站、立交桥、海洋、湖泊、水库、堤坝、厚流砂岩、溶洞水下进行了安全开采：还开采了各 类井筒及矿井：c 业场地煤柱、村庄煤柱；在含水丰富的厚层石灰岩溶承压、含水层水体上带压开采。在开 5 采技术和理论上，试验成功了多工作面大面积全柱式开采方法。多：l ：作面大面积长壁式协调开采方法，密 实水砂充填、膏体材料充填、风力充填、条带式开采、长走向小阶段开采急倾斜煤层、厚煤层分层间歇开 采以及i 唯幂注浆封堵高压地。f 水和疏干地f 水的技术等。在科学实验和大量生产实践的基础上，完善了 反映岩层移动和浮岩破坏机理的“三带”理论，建立了压煤开采的理论以及留设安全煤枉的新理论。在地 。 面建筑物和铁路保护技术上，积累了受采动影响的现有建筑物、构筑物、铁路等的加剧、调整平ij 维修技术： 发展了对新建筑物、构筑物包括高层住宅建筑物和大型公用建筑物的抗变形结构设计。在预测技术上，建 ， 立和完善了岩层和地表移动与变形、覆岩破坏的预计理论和方法；通过实测和研究，对底板采动影响机理 和特征己获得初步结果，并在上述预计工作中，广泛采用了计算机技术，大大加快了预计速度，提高了预 计精度。 我国科研机构、煤矿：【程技术人员总结了中国在采动影响、覆岩破坏规律以及“三r ”煤柱留设与 开采的研究成果和j 实践经验。国家煤炭工业局制定颁发了2 0 0 0 年版建筑物、水体、铁路及主要井巷煤 棒留设与压煤开采规程。 我国自上世纪五十年代开展“三下”压煤开采研究以来，已从“三下”压煤中采出煤鸯7 亿吨左右 创造出巨火的经济效益雨i 社会效益。但采出煤量仅l i 压煤斑的5 左右，其中从村庄”f 采出煤越23 3 亿吨， 只t i i 村庄压煤量的4 左右，而且其中1 7 6 亿吨还是靠村庄搬迁采出的。 近些年来应用弹性、弹塑性及粘弹性等力学理论研究地表移动与变形问题取得不少成果。但这些理 论都仍处于发展完善之中，还不具有普遍适用性。 山区地质地貌、地形地势复杂性的客观存在，现有的理论和实践都还不能完全有效地解决“三f ” 采煤问题，必须继续进行深入研究。 i 3 课题研究的重点 盘江矿区内地形复杂，山高谷深，峰峦延绵，高差悬殊( 9 0 0 1 0 0 0 m ) 。煤系地层分布区因地层出露及 坚硬程度的不同而形成与地层走向基本一致的山粱河谷。间存不规则平台坡地，地形倾角1 0 2 5 度：农 村耕地，村落太都分布于此，各矿井田范围内均有大小不等的村庄，村庄压煤共计1 9 亿吨，占总1 业储 一 堵的2 8 6 ，可采储量1 2 5 亿多吨，占总可采储量的3 1 ，j 尤其是月亮田矿与山脚树矿，村庄压煤占矿井 储量的5 0 以上。其中位于开采区域浅部的村庄均已搬迁。目前除金佳为在建新井外，其余5 个矿井均已 、v 向深部开采，其地表村庄面积大，农户多，压煤量大，由于受耕地分布及就业、宅基地影响，搬迁越来越 幽难，难度越来越大，费用越来越高。村庄压煤开采己成为制约盘江矿区发展的重要因素，特别是月亮田 矿及山脚树矿这两个矿不解决村下采煤技术问题，矿井将陷入很快萎缩关井的局面。 为摆脱困境，盘江矿区于上世纪八十年代初开始探索村庄一f 采煤，对山区复杂地形村庄r 开采进行了 6 积极的探索，尝试了条带法开采技术。由于煤系地层以上的三叠系永宁镇组灰岩厚达3 4 0 米左右，其岩性 坚硬，抗风化能力强，山梁与煤系地层之间义常形成陡崖，倾角处于7 0 一8 5 之间，其高度6 0 1 0 0 m 左右， 促使不同区域或同区域不同位置开采引起的地表移动，覆岩破坏差异较大，往往形成两个极端，不是毁 灭性破坏，就是地表移动很小，难以用一般规律去把握地表移动。初步进行的试验所获得的成果，无论在 内容的广度和深度上还是在主要的技术要求上都不能有效满足山区复杂地形条件一f 村庄压煤开采的实际 安全与生产需要，深入研究盘江矿区村下采煤技术势在必行。 自上世纪五十年代我国开始进行“三下一上”压煤开采的研究以来，经过4 0 多年的努力，积累了 开展“三 卜一上”压煤开采的实践经验，总结出了指导“三下一上”压煤开采，适合我国地质采矿条 件的覆岩破坏和地表移动规律及其相应的计算方法。由于受技术水平发展的限制，尤其是受技术政策 和生产管理机制等制约，从“三下一上”压煤中采出的煤量仅7 亿吨左右，占压煤量的5 左右。而从 村庄f 采出的煤量仅2 3 3 亿吨，只占村庄压煤量的4 左右，而且其中的1 7 6 亿吨还是靠村庄搬迁采 山的。因此，通过深入研究“三下一上”压煤开采技术，进一步推广应用已取得的科研成果，前景十 分可观。我国自抚顺胜利矿1 9 6 7 年利用充填条带法进行市区f 采煤以来，在抚顺、蛟词、峰峰、鹤 鼙、平顶山、枣庄、徐州等l o 多个矿区进行村一f 条带开采实践，取得了良好的成果。 女d o l 麻州先进的开采技术，实施村下采煤，充分利用资源，减少避免地质灾害是贵州山区矿井人规模 开采的重要课题，具有十分重要的意义。 山脚树矿二水平开采范围地表地形复杂，既有三迭系飞仙关组粉砂岩，义有永宁镇灰岩出露，还有第 四系的冲积坡积层，形成有沟谷、平台、坡地和陡崖的复杂地貌，煤层埋深5 0 0 9 0 0 m ，在本矿区村庄压 煤条件较为典型。 冈此，本课题研究的重点是：结合盘江矿区资源分布特点，以盘江煤电( 集团) 公司山脚树矿为例，通 过对已采医域地表塌陷变形破坏的实际调查，分析总结复杂地质条件下采动引起的地表及膀席破坏变形规 律，并以回采。i ：作面采动地表移动观测的技术参数为依据，对村庄压煤开采形成的环境地质火害进行技术 - + ， 分析，应用先进的开采技术，探索山区复杂地形条件下的村庄压煤开采技术。 第二章山脚树矿煤炭资源开采现状 2 1 盘江矿区煤炭资源开采条件简述 2 1 1 地理位置及交通 盘江矿区位于贵州省斟部六盘水市盘县境内，滇、黔、挣交界处，距省城贵阳市3 7 5 k m ，距昆明市2 7 0 k m 。矿区内交通运输条件较好，盘西铁路支线与贵昆线之沾益站接轨，深入矿区腹部红果车站，全k9 4 蛔：由红果往北延伸至柏果车站，为盘北支线，全长4 3h ；南昆铁路北段威红线贯穿矿区南部，全长约 7 2i q i i ：内昆线已基本建设完工；水柏线己全部竣工，与盘北支线在柏果车站接轨。盘西与盘北线电气化改 造：i ：挫已全部完成：株六复线已建成通车。矿区内公路网己基本形成，盘水公路从南至北贯穿矿区；3 2 0 国道从东向西穿过矿区；盘百高等级公路正在建设中；目前，矿区内公路、铁路已形成网络，而且仍在发 展建设之中，交通较为便利，参见图2 1 盘江矿区地理位置及交通闰。 2 1 2 矿区范围及资源状况 盘江矿区开采范围全部位于盘县煤田内，共有3 4 个勘探井田，走向睦为2 5 0 k m ，倾斜宽t o 1 0 0k m ， 面积7 0 6k m 2 。就地质构造单元而言，矿区范围包括盘关向斜、土城向斜、照子河向斜、水塘向斜、旧酱 安向斜和盘南背斜六个地质构造单元，矿区现己累计探明地质储量9 8 4 亿吨，其中六对生产矿井截i p2 0 0 4 年尚有1 6 9 7 亿吨。矿区煤种齐全，煤质优良，有q h l 、0 f m 、p m 、j m 、1 3 j - m 、s m 、p m 和w y m 等煤种。 矿区范围及资源分布状况见图2 2 盘江矿区范围及资源分布图。 2 1 3 自然地理 图2 2 盘江矿区范围及资源分布图 地形地貌特征 盘江矿区地处黔西高原，地势西商东低，区内地形切割较强形成山峦起伏的中低山地形，煤系地层经 风化剥蚀后形成凹地，其上覆三迭系灰岩及下伏二迭系玄武岩地层大多组成高山。本区地貌为构造剥蚀山 地地貌，低山丘陵地区为溶蚀构造为主的岩溶地貌特征。 i o 河流 矿区内无较大的地表河流主要是沟谷小溪及其由沟谷小溪汇合成的山间小河，地表水以大气降雨为 主，每当火雨过后，河水迅猛异常，枯水季时河水深不过膝。矿区西j b 部主要有拖艮江、淤泥河、松河、 琳峰岩小河；矿区东南部主要有响水河、铜厂河、马依河、清底河。西北部河流汞i 尔南部河流分别流入北 盘江和南盘江，南、北盘江均属珠江水系。 气候特征 本区气候温和，雨量充沛，阳光充足，属亚热带季风气候区。 地震 本区地震烈度为6 度。白有记载以来，本区来发生过破坏性地震。 工程地质概况 本区地形具山区地貌，地层呈单斜构造，地表二迭系地层、三迭系地层赢至第四系冲积层均有山露， + l ：挫地质较复杂。 、 2 1 4 煤田地质特征： 地层特征 盘江矿区属盘县煤田，就整个煤田而言，出露的地层由老至新有：泥盆系，币i 炭系、二替系、三叠系、 第二系、第四系，其中以二叠系和三迭系地层分布最广。 煤层特征 本区含煤地层7 j - _ - 叠系上统龙潭组，总厚度2 2 0 3 7 7 m ，含煤2 0 6 0 层，其中可采煤层1 0 2 5 层， 可采煤层平均总厚1 6 2 4 3 3 2 m 。在可采煤层中，稳定和较稳定煤层6 1 6 层。 矿区可采煤层一般薄至中厚煤层，部份井田个别煤层发育成厚煤层，以中厚煤层为主。煤系地层历经 多次构造运动的综合影响，地质构造比较复杂，中小断层比较发育，对煤层起一定破坏作用。煤层顶底板 岩性以细沙岩、粉沙岩、泥岩、泥质粉沙岩为主，夹薄层泥质灰岩、炭质泥岩、薄层菱铁矿、黄铁矿结核： 煤层层间距一般5 2 0 m ，个别达6 0 m 以上：煤层倾角在0 。3 0 。之间，一般均在2 0 。3 0 。之间，以缓 倾斜煤层为主。 根据沉积环境、含煤程度、岩石类型以及沉积旋回特征含煤地层叉可分为上、中、下三个含煤组： 上煤组：煤系顶界至1 2 。煤层顶板，厚6 5 1 5 0 m 含煤7 1 8 层除马依井田含可采煤层2 层外，其 余井田均禽可采煤层5 7 层。煤层较稳定，厚度变化不犬，般为薄至中厚煤层，部分井田的个别煤层 有合并或分义现象。 中煤组：1 2 4 号煤层至2 4 4 煤层顶板，一般厚度5 0 1 8 2 m ，含煤9 2 6 层，其中含可采煤层4 8 层，在 雨谷、马依井田一般为中厚煤层和厚煤层，在其它井田一般为中厚煤层和薄煤层。该组煤层层数、厚度、 间距变化较人，煤层结构由简单至复杂、有的煤层有分叉、合并及尖灭现象。 。f 煤组：2 4 4 煤层顶板至煤系底界，般厚4 0 1 1 0 m ，含煤5 1 8 层，其中含可采煤层2 5 层。该 l i 组煤层溥且多不稳定，顶底扳岩性由粉砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，底部为层铝十层，含 黄铁矿结核及瘤状菱铁矿结核。 门纳起来，矿区煤层赋存具有以下特点： a 主要可采煤层多赋存于煤系地层上、中部，稳定性自上而下逐渐变羞。 b 煤层有分叉、合并现象 c 煤层可采层数多，层间距小，属近距离煤层群。 d 全区可采煤层中，以薄及中厚煤层为主在矿区西部、北部薄煤层层数多，中厚煤层次之；在矿区 南部则中厚煤层多于薄煤层数，有l 2 层厚煤层。 e 煤层| 顶底板岩性较差，以泥岩及泥质，粉砂质岩类为主 f 煤层倾角由西向东逐渐变缓。 地质构造 盘县煤田大地构造位于滇黔桂台向斜黔西南台凹，煤田内比较大的构造，大致有北西向和北尔向两组。 ( 1 ) 褶皱 北西向褶皱：北西向褶皱呈线状或带状展布褶皱紧密强烈，并伴随着有较丈的走向断裂，地层倾 角一般较陡，局部直立或倒转，主要有：士城向斜、罩子河向斜，自秧坪背斜、西龙背斜。 北尔向褶皱：主要有盘关向斜、水塘向斜、盘南背斜、旧普安向斜、犬坪地向斜。 ( 2 ) 断裂带 盘县煤田内断裂按方向可划分北西、北东、东荫、南北等四组，断裂组合成柬展布，主要有鸡场坪一 一鲁那断裂带、罩子河断裂带、盘县断裂带。 水文地质1 矿区主要含水地层有二叠系一f 统茅口组，三叠系中统关岭组、法郎组，二叠系 统茅口组分布在煤系 地层f 部，主要以厚层块状灰岩为主，底部由燧石灰岩、自云岩、自云质灰岩所组成，厚约3 4 0 8 8 0 米， 地下水以管道流为主，在无隔水层的条件下，多以岩溶泉或暗河出口形式在河谷两侧排泄 在有隔水层时， 隔水层附近有接触式岩溶泉出露、水质类型属hco3 c a n a 水。就其富水性与水质类型可作为供水水 源，矿区的几个矿井多取水于此。矿区内地下水的补给主要来源于大气降水。 瓦斯埘质 ( 1 ) 在3 0 0 米垂深深度内，煤层瓦斯含量在3 6 9 4 m 3 t 2 0 3 2 9m 3 t 之间，瓦斯含量梯度为0 0 3 5 2 0 0 8 4 4 m y t m ，在地质构造带附近，煤层瓦斯含量变化较大，分布无规律。 ( 2 ) 煤层透气性系数在3 4 8 5 1 0 1 6 7 5 8 6 m 2 ( m p f d ) 之间，煤层瓦斯压力在0 3 2 3 7 6 m p a 之间， 人部分煤层属较难抽放煤层。 ( 3 ) 随着矿井开采深度的增加，矿井瓦斯涌出量增幅较大。1 9 9 1 年矿区绝对瓦斯涌出量为2 2 1 6 m 3 m i n ， 至2 0 0 4 年增加到6 0 2 m 3 m i n ，平均开采吨煤瓦斯涌出量为4 0 2 6 m 3 。 矿区开采地质条件见表2 1 。 盘江矿区地质特征表表2 l 地质冈素指标特征描述 地质构造矿井及采区地质构造复杂程度主要为i i 类：煤层构造主要为一二 类；采煤： 作面小断层分布主要为i 类区域。 煤层稳定性煤层主要为稳定和较稳定煤层，以较稳定煤层为主。 煤层厚度可采煤层为薄煤层占4 0 左右、中厚煤层占4 0 左右和厚煤层占2 0 左右。 煤层倾角8 。3 5 。 煤的硬度普氏系数f 在4 以下 煤层结构 简单至复杂，以复杂结构煤层为主。 顶板 顶板结构类型为i i 类，以i i 类为主；直接顶为i m 类，以类为主； 老顶为i 级，以i i 级为主。 底版 i v 类，1 1 类为主 煤种 p m 、s m 、w y m 、q m 、i 3 j m 、j m 、f m 瓦斯地质5 对矿井为煤与瓦斯突出矿井，1 对矿井为高瓦斯矿井。在3 0 0 m 垂直深度 内，煤层瓦斯含量在3 6 9 4 m 3 t 2 0 3 2 9 m 3 t ，瓦斯梯度为0 0 3 5 2 0 0 8 4 4 m 3 t m ，透气性系数在3 4 8 5 l o 一6 7 5 8 6 1 0 m 2 ( m p a d ) ，瓦斯压力 在0 3 2 3 7 6 p a ，在地质构造带附近，分布无规律。目前，矿井瓦斯绝 对涌出量除金佳矿井为5 0 m 3 m i n 外，其余矿井达到l o o m 3 m i n 左右，其中 土城达到1 4 0 m 3 m i n 。 煤层自然发火除金佳矿9 4 煤为i 类容易自燃煤层外，所有生产矿井开采的其他煤层均属 于i 类不易自燃煤层。 煤尘爆炸性均具有爆炸危险性 煤层自燃、煤尘爆炸危险性 矿区内各煤层除金佳矿井的j 4 层有自燃发火外，其余均为非自燃煤层，但各煤层均有爆炸危险性。 2 1 5 矿区开采技术条件 盘江矿区现共有火铺矿、月亮田矿、山脚树矿、老屋基矿、土城矿和金佳矿六对生产矿井，矿区原设 计生产能力为8 5 5 m t a ，经过近年各生产环节的技术改造，生产能力逐渐提高，2 0 0 4 年矿区核定生产能 力为9 6 m t a ，2 0 0 4 年实际原煤产量为7 0 8 m t ，2 0 0 5 年实际矿区原煤生产能力将达到85 m t 以上。 1 3 盘江矿区除金佳矿是9 7 年8 月开一l ! ，2 0 0 0 年5 月投产外，其它矿井都是上世纪六十年代末、七十年 代初期建成的，矿井井型小，井田分布密度大，共有井筒4 4 个，其中进风井2 6 个，回风井1 8 个，采_ l j 平硐、斜井和立井多水平上下山开采，即老屋基矿立井开拓，月亮田矿和山脚树矿斜井开拓金住矿、十 城矿和火铺矿平硐上下山或平硐斜井开拓。所有矿井的集中运输火巷均沿煤层底板走向布置，采区上、r 山巷道一般都沿煤层或煤系地层底板布置。 在采区巷道布置上，多采用集中上下山、岩石集中石门，边界上下山联合布置，有单翼采区和戏翼采 区巷道布置方式，全公司目前共有1 5 个生产采区，其中，在采区巷道布置上有6 个采区为单翼采区( 包 括老屋基矿的南采区+ 1 3 5 0 以上水平) ，其他均为双翼采区。开采大部分集中在一、二、水平，+ 1 2 0 0 + 1 6 6 0 m 标高。 采煤方法为走向长壁后退式，综采为主、高档为辅。 各矿井均建立有较完善的独立通风系统，采用机械抽出式分区通风。现共有1 5 座地面永久瓦斯抽放站， 共有7 0 台瓦斯抽放泵，在抽瓦斯泵有4 2 台。抽放主管管径般为3 5 0 m m ，支管管径在2 5 0m m 以上。各个 抽放站都配备了至少两套抽放设备及管路，能够实现高、低负压分离抽放。各抽放系统都安装了监测监控 系统，能随时监测各种瓦斯抽放参数。抽放系统实际抽放能力为2 4 3 4 m ： m i n ，瓦斯抽放浓度为1 0 3 5 ， 矿井抽放率为3 5 0 6 5 3 6 2 。在籍抽放钻机7 3 台，主要为m y z 一1 5 0 及m z 一2 5 0 型钻机。 综上所述，矿区内铁路、公路交通发达：煤种齐全，煤质优良；区位优势显著。 2 2 山脚树矿井地质概况 2 2 i 山脚树矿概况 山脚树矿设计能力4 5 万吨年，于1 9 6 5 年建井，1 9 7 4 年投产。1 9 8 8 年完成技术改造，2 0 0 4 年经采区 扩能后，现实际生产能力1 0 0 万吨年。共有南北两个采区生产，一水平标高+ 1 3 7 0 米，已基本采完，目前 正处于二水平( 标高+ 1 2 0 0 米) 开拓延深过渡生产时期。全矿共有职工2 8 0 0 人，投产至今，累计生产原煤 1 5 5 0 万吨。矿井为斜井开拓，分区抽出式通风，大巷为架线式机车运输，主井为皮带运输，中央泵房集中 排水。 。 井田位置： 山脚树矿行政区划隶属于贵州省六盘水市，位于盘县以北约3 0 公里处的断江镇境内，界于老屋基矿 和月亮田矿之间，区内有曲水铁路支线( 曲靖至水城) 及盘水公路通过，境内有盘关火车站。 井田范围： 南起拖长江铁路保安煤柱南侧线及7 。勘探线，北至f * ，正断层的上盘：西起煤层露头，东至+ 1 1 0 0 米 水平标高，走向5 3 公里，倾斜宽3 5 公里，面积1 4 5 平方公里。 自然地理： 井田山地形高差悬殊，峰峦延绵。由于岩石性质的差异，多形成与地层走向基本一致的山梁及河谷。 1 4 升田尔部的永2 镇灰岩抗风化力强，与煤系地层相比，形成一天然屏障( 高差悬殊的陡坎) 。煤系地层上部 地貌多以三角形沟谷及顺向长谷和不规则的平台分布，耕地和居民火部分集中在这一带。地貌属构造侵蚀、 剥蚀类型。地表倾角一般在l o 度2 5 度大者4 0 度5 0 度，少数地表达7 0 度8 5 度。 地层： 井田内主要地层有：古生界二迭系上统的茅口灰岩，厚约8 0 0 米，二迭系上统峨嵋山玄武岩，厚约 3 4 0 米；二迭系上统的龙潭煤组，厚约2 4 0 米。中生界三迭系下统的飞仙关组绿色层矛紫色层，j 亭约5 3 0 米，中生界三迭系f 统的永j 镇灰岩，厚约3 4 0 米。还有新生界第四系的冲积、坡积和残积层，厚2 0 米 左右，其中茅口灰岩和峨嵋山玄武岩分布于煤系地层的底部，与含煤段煤层的开采没有牵连。龙潭煤组煤 系位于峨嵋山玄武岩之上，含煤4 0 层至6 0 层，多为煤线及薄煤层，也有少数中厚煤层。除煤层i ! 1 5 1 外，其余皆为不同粒度的细碎屑岩。以粉砂岩为主，占3 7 ，泥质耪砂岩及泥岩次之，- i3 3 5 ，细砂岩 较少，i l 1 3 9 ，中粒砂岩t 10 0 5 。岩层中还有各种类型的菱铁矿层及结核、色体。r 含煤段中还含有 较多的黄铁矿。整个龙潭煤组属陆相过渡相沉积，滨海三角洲亚型。飞仙关组直接位于：煤系地层顶部，绿 色层在下，紫色层在上。紫色层厚度约为绿色层的两倍，多为粉砂岩和泥质粉砂岩，在煤层开采后，对其 直接影响较火，永宁镇灰岩位于飞仙关组之上，岩性比较坚硬，但随着煤层的开采后造成的沉降带有缓慢 r 沉之势。地表偶尔出现酸雨蚀缝张开的迹象，陡坎部分也会有少数地方产生崩裂倒塌现象。第四系冲积 层一般分布在地势较为平缓或低洼地带，厚度不等，但平均在3 至5 米左右。 地质构造； 山脚树井田位于盘关向斜西翼北段，为一倾向3 0 至5 0 度的单一构造，地层倾角平缓，一般在8 1 5 度。山脚树矿分南北两个采区，北采区至南采区井筒北翼倾角平缓为8 1 1 度左右往南逐渐增加至1 5 度。北采区南翼发育有一舒缓型背斜，轴向由北东6 5 度渐转为9 8 度，轴长约4 0 0 0 米，翼宽7 0 0 2 0 0 0 米。井田内有大小断层三十九条，落差大于3 0 米者5 条，落差小于3 0 米大于1 0 米者有1 1 条，落差小于 1 0 米者2 3 条，多为横切和斜交地层走向的高角度正断层，少数走向断层。断层发育规律是：上水平比f 水平落差火，浅部层位比深部层位落差大，延展艮度随深度的延深而减小，般倾斜断层切割走向断层。 剑目前为i 卜查明井田内分布有大小滑坡8 个，有两个分布在煤系地层露头部位，其余皆分布在飞仙关组岩 层出露的地表上，滑坡深度一般少则1 0 米，多则1 0 0 米，平均垂深在4 0 5 0 米之间。 ， 2 2 2 煤层情况： 可采煤层情况： 山脚树矿井田范围内可采和局部可采煤层共1 0 层 等层，各煤层厚度及层间距详见表2 - - 2 ： 可采煤层情况一览表表2 2 煤 煤层厚度( m ) 屡阃距( 日) 层欺乱彤盘= 尘顶板岩性 号 噢始 平均 2 8 5 o 3 0 1 0 粉砂岩和菱铁质粉砂岩，老顶为菱铁质细砂岩 1 5 0 4 8 9 o 2 72 6 0 8 1 4 1 7 1 2 泥质粉砂岩和粉砂岩夹菱铁矿层 3 1 71 9 3 9 l o 2 83 2 2 4 1 4 4 9 1 5 粉砂岩和泥质粉砂岩 2 2 02 2 3 5 5 o 1 71 2 2 7 4 9 8 1 7 粉砂岩和细砂岩 1 4 61 2 2 6 6 o 3 02 1 7 4 6 1 2 1 8 粉砂岩和菱铁质粉砂岩细砂岩 1 4 31 4 1 7 8 0 1 51 2 5 1 2 6 1 8 一i 粉砂岩和泥质粉砂岩 1 3 l 4 1 8 0 o 1 5 1 0 8 1 5 3 1 9 粉砂质泥岩和泥岩 1 3 l4 2 0 o 1 81 2 1 0 2 1 2 2 0 粉砂岩和菱铁粉砂岩 1 4 3 1 5 1 o 1 4 2 8 5 8 1 1 9 6 2 2粉砂岩，少量细砂岩 1 0 8 2 1 2 0 7 o 1 9 1 1 7 9 3 7 4 2 2 4 粉砂岩，细砂岩 1 1 0 1 6 煤层储量 ， 截止2 0 0 3 年底，+ 1 2 0 0 米水平以上地质储量为7 6 3 ll 万吨，a + b 级1 5 9 3 ，8 万吨，a + b + c 级4 6 8 7 6 万 吨，d 级2 9 4 3 5 万吨，其中+ 1 3 5 0 + 1 2 0 0 水平地质储量4 8 7 3 4 万吨，a + b 级9 2 1 9 万吨，a + b + c 级2 8 0 7 7 万吨。 + 1 3 7 0 1 2 0 0 米水平间地质储量4 9 7 3 0 万吨，工业储量1 9 9 8 1 万吨：可采储量1 4 0 9 0 万吨，+ 1 2 0 0 l1 0 0 米水平间地质储量为3 5 6 8 5 万吨无工业储量。 2 2 3 开采方式及开采情况 v 矿井为斜井开拓，集中运输，采煤方法是蚝壁后退式全部垮落法。到目前为1 t 己开采了3 5 、4 。、l o 。、 1 2 。、1 5 。、1 7 。、1 8 。等煤层，开采深度达5 0 0 m 7 0 0 m ，开采水平邑到+ 1 3 3 0 米标高，开采面积为9 7 k m 2 。 6 2 3 村庄分布及压煤情况 2 3 1 村庄分布情况 井田范围内的地表上分布有火铺子、猴场、山脚树、小冲头、清水塘、菜子地、上半坡、年旧子、洼 子地、下半坡、上岩脚、下岩脚、大白岩、小白岩、核桃坪、出水洞、扁洞、上加溪等村庄。其中除大铺 子、猴场、山脚树、小冲头、洼子地、清水塘等村庄座落在煤系地层的露头部位未在矿井煤层开采区域之 - 上外，其余村庄皆分布在煤层开采范围之内，其中菜子地、上半坡、石口子、下半坡等村庄座落在飞仙关 组紫色层中的下部层位，已分期于开采之前进行了迂村，但少数民房等建筑物来拆，在开采过程中出现的 变形破坏情况对研究村下采煤有一定参考价值。大白岩、上岩脚、下岩脚等村庄落在紫色层中的顶部层位， 其余都座落在永宁镇灰岩层位上，详见表2 - 3 ： 井田内村庄分布情况一览表：表2 3 村庄名称座落标高座落层位距开采之垂深备注 大铺子+ 1 5 7 0 1 6 3 0 米煤层地层露头在开采范围 山脚树 + 1 5 7 5 1 6 0 0 米 煤层地层露头 猴场 + 1 5 7 0 1 6 2 5 米 煤层地层露头 小冲头 + 1 5 6 5 1 5 7 0 米 煤层地层露头 清水塘+ 1 5 6 0 1 5 6 4 米煤层地层薅头 菜子地+ 1 7 3 0 1 7 5 0 米飞仙关紫色层1 5 0 米1 8 0 米 已采了1 0 、1 2 、1 5 上、r 坡+ 1 7 8 0 1 7 9 0 米飞仙关紫色层3 6 0 米3 7 0 米 已粟了1 0 、1 2 ，1 5 年i 口子 + 1 6 7 0 1 6 7 5 米 飞仙关绿色层 2 1 0 米2 1 5 米已采了i o 、1 2 。、1 5 。 洼子地+ 1 6 1 0 1 6 2 0 米飞仙关紫色层1 7 0 米1 8 5 米拖长江及铁路保安煤柱来采 下半坡+ 1 6 5 0 1 6 7 0 米飞仙关紫色层3 1 0 米3 3 0 米 已采了i o 、1 2 、1 5 。 上岩脚+ 1 9 3 0 1 9 5 0 米飞仙关紫色层5 7 7 米5 8 4 米已于2 0 0 2 年搬迁 一f 岩脚 + 1 8 5 0 1 8 9 0 米 飞仙关紫色层 6 6 0 7 4 0 m村庄压煤未采 核桃坪 + 1 8 5 0 2 0 3 0 米 永宁镇灰岩 7 0 0 8 2 0 m 村庄压煤未采 小自岩+ 1 7 4 5 1 7 7 0 米飞仙关紫色层 5 5 0 6 3 0 m 村庄压煤未采 大向岩+ 1 6 6 0 1 9 9 0 米 飞仙关紫色层 5 3 0 6 1 0 m村庄压煤未采 出水洞 + 1 8 6 5 2 0 2 0 米 永宁镇灰岩 6 8 0 8 2 0 m村庄压煤未采 上加溪 + 1 9 6 5 1 9 7 0 米 永宁镇灰岩 8 0 0 8 5 0 m 村庄压煤未采 1 7 2 3 2 村庄的房体结构 ， 村民的房体结构多数是石块砌筑的墙体与木支架连结组合，随着近几年生活条件的改善，已有部分房 体改用砖石砌墙、钢筋混凝士浇注房盖的平房。 2 3 3 村庄及相关地质因素 从地貌情况而言，菜子地，上半坡、石口子，下半坡、上岩脚、下岩脚、大白岩都是座落在紫色层的 平台上，村庄的左右部都存在有不同程度的沟谷，村庄东部是倾角大于4 0 度的山坡。最为特殊的是，上 下岩脚村、小白岩村的东部，大白岩村的北部是永宁镇灰岩的天然陡坎，其余村落都分布在比较平缓的地 貌上。另外，上、下岩村庄范围内分布有f 一k f n 一等三条正断层，落差分别为1 0 米1 l o 米和2 2 米， 并且村庄正位于背斜轴部，大白岩村下有f m “断层通过。南采区两条1 2 层探煤下山揭露该断层呈阶梯状 分布形成断层组，累计落差1 2 米左右。 2 3 4 村庄压煤情况 村庄一r 压有可采煤层为1 0 4 、1 2 。、1 5 4 、1 7 。、1 8 。、1 8 4 、1 9 。等层，上述村庄中，菜子地、上i p 坡、f i 口子、一r 半坡、上岩脚等己履行了搬迁手续，今后开采涉及的有小白岩、大白岩、核桃坪、出水洞、扁洞、 下岩脚等六个村庄，累计村庄压煤量4 0 1 3 1 万吨，其中+ 1 2 0 0 水平村庄压煤量1 6 4 4 2 万吨，占该水平地 质储量的2 9 5 ，+ 1 1 0 0 水平村庄压煤量2 3 6 8 9 万吨，占该水平地质储量的6 6 4 。各村庄压煤中，火白 岩村庄压煤鼙最火为1 6 2 3 9 万吨，其中+ 1 2 0 0 水平8 3 3 5 万吨，+ 1 2 0 0 + 1 1 0 0 水平7 9 0 4 万吨，ll - , - 全部 村庄压煤量的4 0 5 ，而且火自岩村庄位于井田的中部，严重制约着矿井的持续发展。其村庄压煤情况详 见表2 4 、表2 5 、表2 6 ： 各村庄压煤垂深及己动用煤层情况表： 表2 4 村庄名称压煤垂深( m )至采动煤层深( i n )备注 菜子地 2 0 0 2 4 01 5 0 1 8 0 采动1 0 。、1 2 4 上半坡 4 2 0 4 3 03 6 0 3 7 0 采动3 。、4 。、1 0 、1 2 。、1 5 = 石口子 2 6 02 1 0 2 1 5 采动3 4 、4 4 、1 0 。、1 2 。、1 5 = 下半坡 3 7 0 3 9 0 3 1 0 3 3 9采动l 矿、1 2 4 、1 5 。 上岩脚 7 6 05 9 0 8 2 4 采动1 0 4 、1 2 。、1 5 。 一f 岩脚 7 0 06 6 0 7 4 0 采动1 0 。、1 2 。、1 5 。 出水洞 8 8 06 8 0 7 4 0 采动1 0 。、1 2 。、1 5 5 核桃坪 9 0 07 0 0 8 2 0 采动1 0 4 、1 2 、1 5 。 扁洞 8 7 06 9 0 7 8 0 采动1 0 5 、1 2 。、1 5 2 上加溪 9 5 08 0 0 8 5 0 采动1 0 。、1 2 。、1 5 5 ， 大白岩 7 0 05 3 0 6 1 0 采动1 0 4 、1 2 、1 5 。 b g 辩* 立 4 湘喇 涨 陇盂 f u l 啦盈 苇羹 笥霎 土 吕 置 童 匹 卜r 怕 国 k薯舞 b 一 盒 岛 o oh 立 匕： 杖 一 、 雪 b 啡盂 莲 b 啡盈 电 墒基 蝻 土越 e 田 譬 南 * ? 口 笥 嗣 一 弼 吕 流 e b 、司 扭 窘罐 断 苦 、 d ， l o 7 w 卑 。十 醛孟 涨 皂 汁 山 叫e 埔羹 西 笥嬖 o 3 矗 皂 弼 = =拯 h u蕾 昌 叼 霍 矗器 窘罐 确b 台 8 蓉 n 厶 苗u 邕凸 k 立 - 山b 9 表2 6l b 脚树矿+ 1 2 0 0 水平以上煤层储量统计表 单位：万吨 水 + 1 3 5 0 水5 p+ 1 3 5 0 + 1 2 0 0 水5 l 合计 m 煤 a + b + c d a + b a + b + c + da + b + cd a + b a + b + c + d a + b + cda + ba + b + c + d 层 l o 。 4 5 02 3 64 5 02 7 7 72 6 0 75 3 843 2 2 72 6 0 72 3 65 8 34 1 2 。3 6 2 91 4 903 6 2 91 5 6 4 03 1 2 77 8 9 51 8 7 6 71 9 2 693 1 2 79 3 8 52 2 3 9 6 1 5 42 3 1 92 3 3 23 1 94 6 5 1 1 0 2 2 3 7 5 9 4 7 8 1 3 3 4 16 0 9 13 1 99 4 32 1 7 41 4 861 2 6 62 7 5 23 3 6 53 3 6 51 4 8 64 6 3 1 6 1 1 7 1 8 4 3 3 79l7 0 81 5 0 25 0 8 73 2 765 1 96 7 53 7 9 56 6 552 2 2 72 1 7 78 8 8 2 1 8 i i 3 0 8 28 1 51 0 7 23 8 9 7 3 1 8 0 4 3 9 6 4 93 6 1 9 6 2 6 21 2 5 4 1 7 2 17 5 1 6 1 9 4 1 8 8 5 1 4 5 3 1 0 8 1 3 3 3 8 1 0 3 92 8 8 13 9 2 02 9 2 44 3 3 41 0 8 17 2 5 8 2 0 4i 7 7 81 2 0 41 0 1 92 9 8 2 1 0 2 92 6 6 4 3 6 9 32 8 0 73 8 6 8 1 0 1 96 8 7 5 2 2 4 4 1 74 1 71 1 41 2 4 11 3 5 55 3 11 2 4 117 7 2 2 4 43 7 4 3 7 45 55 53 7 45 54 2 9 a 口 1 8 7 99 8 7 7 8 6 7 1 92 7 5 7 72 8 0 7 72 0 6 5 79 2 1 94 8 7 3 44 6 8 7 62 9 4 3 51 5 9 3 87 6 3 1 1 计 2 4 已开采区域