安阳煤矿初步设计修改.doc

山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 1 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 前前 言言 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿位于陶枣煤田黄贝勘探区西偏北部 地处 枣庄市薛城区邹坞镇 矿井隶属于薛城区人民政府 为充分利用剩余煤炭资源 解决 矿井近千名职工队伍的就业及保持社会稳定性 保证薛城区国民经济稳定发展和可持 续发展 并从长远利益出发 适当增加矿井开发范围和开发强度 经依法申请 对剩 余未开采煤炭资源进行技术改造 2009 年薛城煤矿北井改名为山东安阳矿业有限责任 公司安阳煤矿 山东省国土资源厅于 2006 年 8 月以 鲁资储备字 2006 05 号 文 关于 山东省 枣庄市薛城煤矿扩大区资源储量报告 矿产资源储量评审备案证明 和采矿许可证 证号 3700000620186 批定了薛城煤矿北井资源 山东省煤炭工业局于 2006 年 12 月颁发了煤炭生产许可证 证号 D150401080 该勘探区自 50 年代前后历经山东省 煤炭工业局地质勘探局 123 队 山东煤田地质局二队 枣庄矿务局勘探队等 先后进 行了勘探或补充勘探 共施工钻孔 315 个 其中安阳煤矿及相邻地区施工钻孔 51 个 提交了 山东省陶枣煤田黄贝区精查勘探地质报告 山东省地质科学实验研究院于 2005 年 12 月提交并经山东省国土资源厅批准的 薛城煤矿扩大区资源储量地质报告 扩大区资源是可靠的 2007 年 6 月完成了 枣庄市薛城煤矿北井技术改造初步设计 山东省煤炭工业局 以 鲁煤规发字 2007 92 号 文进行了 关于薛城煤矿北井技术改造初步设计的批复 2007 年 8 月完成了 枣庄市薛成煤矿北井技术改造初步设计安全专篇 山东煤矿安全 监察局鲁南监察分局以 鲁煤安监南局发 2007 83 号 文进行了批复 目前工程进展 比较顺利 根据矿井建设实际 安阳煤矿各系统相对比较独立 均能满足安全生产需 要 原设计中 柴煤井与新建井以暗斜井沟通 经反复考虑 认为暗斜井沟通从安全 上对新建井影响较严重 第一 暗斜井联络必须通过原黄贝矿开采区域冒落区容易将 老空水导入新区 第二 副井和柴煤井进风 两进一回 通风管理复杂 管理难度增 加 第三 根据矿井检查钻及井筒施工实际揭露在 300 米以下砂岩有三个含水层 涌 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 2 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 水量均超过 20m3 h 属富含水层 从矿井安全及长远经济均不理 并且柴煤井开采条 件较差 矿井建设施工过程中 由于地质条件变化或其他条件发生变化 开拓开采部 分发生变化 相应的机电 工广进行调整 一 设计指导思想 认真贯彻党和国家有关安全生产的方针 政策 法规 遵守有关的技术政策 规 范 规程等 本着工程量省 投资少 工期短 见效快 易施工和易管理等原则 做 到技术先进 经济合理 系统简化 环节顺畅 安全可靠进一步提高矿井综合经济效 益和社会效益 适应市场经济发展的要求 二 设计依据 1 采矿许可证 2 山东省国土资源厅 鲁资储备字 2006 05 号 文 关于 山东省枣庄市薛城煤 矿扩大区资源储量核实报告 矿产资源储量评审备案证明 3 设计变更委托书 4 中华人民共和国矿山安全法 煤炭法 矿产资源法 煤矿安全规程 5 煤炭工业矿井设计规范 煤炭工业小型矿井设计规范 以及有关专业的规 范 规定等 6 山东省小型煤矿技术改造项目管理暂行办法 7 薛城煤矿生产地质报告 8 枣庄市薛城煤矿北井技术改造初步设计 及批复 9 枣庄市薛成煤矿北井技术改造初步设计安全专篇 及批复 三 技术改造主要方式及技术经济指标 1 矿井设计生产能力为 30 万吨 a 服务年限 15 1a 年工作日 330 天 每天三班 作业 其中两班生产一班整修 2 矿井开拓方式为立井开拓 水平标高 620m 以上 下山开采全井田 井口及工业场地选择在井田开采范围内 井筒位于东西向的中偏西部 南北向的中 偏南部 F42 逆断层南侧 3 首采区位于工业广场西南部 开采 620m 水平以上煤层及柴煤 煤层赋 存条件较好 距离工广较近 矿井前期工程量少 投产早 见效快 采煤方法 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 3 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 采用薄煤层采煤机开采 4 矿井通风 中央并列式通风 副井进风 主井回风 5 井下运输 主运为皮带 电机车牵引一吨矿车辅助运输 6 产品分级 产品分三级 0 25 25 50 和大于 50mm 三级 7 矿井共占地 3 636ha 其中 工业场地 3 600 公顷 围墙内 场外道路 0 036ha 8 井巷工程总长度 6825m 总体积为 88174 7m3 全岩为 2582m 全煤为 240m 半 煤 4003m 万吨掘进率为 227 5m 万吨 9 全员工效为 1 8 吨 工 全矿在籍人数为 830 人 10 矿井总投资 16981 05 万元 11 矿井技改工期为 24 个月 12 矿井投资回收期 3 4a 四 调整的主要内容 根据前期施工揭露断层及煤层情况 矿方对原有煤层地质图作了相应的修改 在施工首采区轨道上山时揭露 F37 断层 落差达 40m 怕受老空黄贝水的威胁 暂 时不过此断层 所以 原有首采面位置发生变化 在施工 1401 试采工作面及施工 620 轨道大巷时根据实际揭露 F42 断层不存在 巷探加钻孔资料表明原 F42 断层不存在 根据上面施工及巷探资料 矿井地质情况发生变化 所以对整个开拓系统作相应的调 整 1 开拓系统发生变化 原设计与北部柴煤井沟通 利用柴煤井对整个北井进行技 改 认为暗斜井沟通从安全上对新建井影响较严重 第一 暗斜井联络必须通过原黄 贝矿开采区域冒落区容易将老空水导入新区 第二 副井和柴煤井进风 两进一回 通风管理复杂 管理难度增加 第三 根据矿井检查钻及井筒施工实际揭露在 300 米 以下砂岩有三个含水层 涌水量均超过 20m3 h 属富含水层 从矿井安全及长远经济 均不理 并且柴煤井开采条件较差 此次技改利用新施工的主 副井对整个矿区进行 技改 2 采区划分发生变化 原有设计井田划分为二个采区 是以 F42 断层为界 F42 断层以西为一采区 断层以东为二采区 由于地质构造的变化 F42 断层实际揭露不存 在 整个井田以 620m 等高线为界 620m 水平以上为一采区 620m 水平以下为二采 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 4 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 区 3 首采工作面发生变化 原有设计首采工作面为 14 层煤一采区 二采区各布置 一个工作面 一个走向长壁布置 一个倾斜条带布置 由于地质构造发生变化 达产 工作面布置在 14 煤一个走向长壁工作面 16 煤一个对拉工作面 接续工作面布置在 F38 逆断层以北 620 大巷以东上山采区 14 煤布置一个对拉工作面 4 由于首采工作面位置局限 工作面短 无法采用高档普采 首采工作面采用炮 采 接续工作面仍然采用机采 5 通风方式发生变化 五 需要说明的几个问题 1 在矿井建设中 井筒要穿过五段含水层 段 井筒施工应注意做好探水工作 采 取有效措施 2 该区地质勘查工作较早 钻探施工单位多 时间长 标准不一 由于历史原因 及当时客观条件限制 工程质量不高 存在较多无心 未测斜 未测井钻孔 封孔资料 不全 封孔质量是个严重问题 也未进行地震等其它物探勘查作业 导致对区内煤层 构造等的正确评价有一定影响 特别是封孔质量存在严重隐患 在矿井开采过程中 要 注意钻孔引起突水 做到有备无患 3 安阳煤矿各煤层的开采下限是根据原矿山技术人员回忆及安阳煤矿调查核实后 提供 本次设计虽然预留了 100m 防水煤柱 但为了确保生产的安全 矿山在施工时仍 需给予足够重视 4 原黄贝煤矿生产探矿表明 本区断层构造较为发育 但矿区深部断层的导水性 尚需进一步查明 因为安阳煤矿的水文地质条件较为复杂 且各煤层均距灰岩含水层 很近 如果遇到导水断层将各含水层导通 会使水文条件复杂化 将来开采时必须查 清影响开采的断层的具体位置和导水性 一定做到先探后采 边采边探 5 由于区内可采煤层具有厚度较薄 埋深较大 受采空区充水威胁 水文地质条 件较复杂以及地表建筑物压煤量较大 地表有较大水体 安阳水库 等诸多因素影响 建议进一步确定其资源储量类别 科学地探讨其开采利用的可能性 以充分利用宝贵 的煤炭资源 延长矿井的服务年限 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 5 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一 位置及交通 安阳煤矿位于枣庄市薛城区东约 25km 图 1 地处陶枣煤田中部偏西 向北突出 的部分 北依山区 南接平原 是原枣庄矿务局甘霖煤矿黄贝井的一部分 行政区划 隶属薛城区邹坞镇 地理坐标为 北纬 34 52 12 34 54 17 东经 117 25 06 117 27 34 安阳煤矿东距枣庄东城区约 10km 西距京沪铁路枣庄西站约 25km 南约 4km 和 2km 分别为枣薛公路和枣薛铁路 北约 2km 为枣木高速公路 另外有多条乡镇公路从井 田穿过 交通方便 见图 1 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 6 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 二 地形地貌 安阳煤矿地形由北向南逐渐变低 地势基本平坦 地面标高 105m 68 0m 向南 逐渐过渡为平原 三 水系 本区北依低山区 地势由北向南逐渐降低 井田北部山区为天然分水岭 发育较多 的南北向冲沟 成为雨后向南汇洪的自然渠道 地面河流主要有季节性安阳河 南北纵 贯本区 水流由北向南流出区外 汇入蟠龙河 四 气象 本区属暖温带季风型大陆性气候 年平均温度为 13 9 最低气温为 17 最高 气温为 40 平均湿度为 69 全年以东南风为主 风速一般 2 7m s 年最小降水 量为 389mm 年平均降水量 814mm 日最大降雨量为 275mm 霜冻期一般从当年 12 月份 至次年 3 月份 最大冻土深度为 300mm 根据枣庄市气象台统计数字 五 地震 根据中国科学院出版的全国地震裂度区划图 本区为七度区 地震动峰值加速度 0 1g 0 15g 六 邻近生产矿井情况 1 原黄贝煤矿 原为枣庄矿务局甘霖煤矿黄贝井 于 1958 年建井 1960 年投产 开拓方式为立井 暗斜井开拓 主采煤层为 14 16 17 和 18 煤 1988 年 6 月移交薛城区开采 更名 薛城区黄贝煤矿 矿区面积为 14 5897km2 生产规模 9 万 t a 1998 年 8 月 薛城区 黄贝煤矿组织编写了 山东省薛城区黄贝煤矿储量检测地质报告 该报告被山东省矿 产资源储量委员会以 鲁资办煤 1999 9 号 文批准 报告检测薛城区黄贝煤矿第 14 16 17 18 煤层 C D 级储量总计 1898 4 万 t 据该检测报告 截至 1998 年 5 月 该矿累计动用储量 85 7 万 t 其中 历年动用量 74 6 万 t 历年损失量 11 1 万 t 1998 年 5 月移交给薛城区邹坞镇开采 至 2000 年 8 月两年间生产原煤 15 万 t 损失量约 5 0 万 t 这两年动用的储量均在安阳煤矿范围内 矿井于 2000 年 8 月 20 日 宣布破产 企业破产后 该区的采矿权依法收归国有 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 7 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 原黄贝煤矿井下一水平 110m 及 F12 断层以上已经采空 二水平 14 煤开采下限 为 380m 16 煤开采下限为暗斜井以东 476m 暗斜井以西 425m 17 煤开采下限为暗 斜井以东 470m 暗斜井以西 375m 18 煤 F12 断层以上已经采空 二水平及以下未开 采 据调查 原黄贝煤矿开采下限以上采空区均已充水 2 原山亭煤矿 位于安阳煤矿内的西部 与闫布煤矿相邻 1986 年建矿 1989 年投产 立井开拓 设计能力 3 万 t a 该矿属集体企业 矿区面积 1 3303km2 开采煤层为石盒子组的柴 煤 根据枣庄市 市政府专纪字 2004 72 号 文 现整合归薛城煤矿 该矿自投产以 来累计动用储量 16 8 万 t 采出原煤 14 8 万 t 损失量为 2 万 t 3 陶庄煤矿 与安阳煤矿相邻煤矿主要有陶庄煤矿 位于安阳煤矿以西 隶属于枣庄矿业集团 公司 该矿 1923 年筹建 1924 年 6 月开始生产 其间历经日本掠夺式开采 主采的 2 煤已基本开采完毕 包括广场煤柱和断层煤柱 现正开采 14 煤 并正在试采 16 17 煤 4 闫布煤矿 闫布煤矿位于安阳煤矿西侧 是由陶庄煤矿分割出来的 属台儿庄区办国有企业 现开采 14 煤和 16 煤 14 煤已基本开采完毕 该矿具有独立的通风和排水系统 矿井 涌水量约 48m3 h 5 甘霖公司 原甘霖煤矿 甘霖公司以洪村支二断层与薛城煤矿相邻 现隶属于枣庄矿业集团公司 该矿于 1958 年筹建 1960 年 8 月开始生产 井田东西长 3 1km 南北宽 1 7 km 面积 5 15km2 开采 14 16 17 18 层煤 自 2000 年后主要以防排水为第一要务 同时组 织生产 开拓方式为暗斜井延伸 设计生产能力为 45 万吨 2006 年核定生产能力为 15 万吨 由于洪村断层切割 与薛城煤矿没有联系 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 8 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 第二节第二节 地质特征地质特征 一 地质特征 据已有勘探资料 区内发育震旦系 寒武系 奥陶系 石炭系 二叠系 侏罗系 和第四系 1 奥陶纪马家沟组 OM 上部为质纯 致密的厚层结晶石灰岩 内夹薄层泥灰岩 下部为厚层粗粒白云质 灰岩 夹有薄层泥灰岩 并含有页岩夹层 岩溶裂隙发育 厚约 800m 构成含煤地层 基底 2 石炭纪 二叠纪月门沟群 C Py 1 石炭纪月门沟群本溪组 CyB 厚度 24 90m 由铁铝质泥岩组成 顶部为铝质岩 厚 0 8m 左右 致密鲕状结构 相当于 G 层铝土矿层位 本组与下伏马家沟组地层假整合接触 2 石炭纪 二叠纪月门沟群太原组 C PyT 厚度 159m 203m 平均约 188m 由泥岩 砂质泥岩 砂岩 石灰岩夹煤层组成 含灰岩 15 层 一 十五灰 其中三 五 八 十下 十四灰 即徐家庄灰岩 较稳定 是煤岩层对比的标志层 含煤 15 层 4 8 煤 经勘探和采煤生产验证 6 14 16 17 18 煤为可采或局部可采煤层 与下伏本溪组整合接触 属连续沉积 3 二叠纪月门沟群山西组 Py S 厚度 116m 148m 平均约 110m 主要岩性为砂岩 粉砂岩夹煤层组成 含煤层 3 层 其中 2 层煤是陶枣煤田范围内主要可采煤层 但在本区常有冲刷变薄或缺失现象 与下伏太原组整合接触 过渡沉积 3 二叠纪石盒子组 P S 为含煤地层的上覆地层 与下伏山西组整合接触 在南部已部分或全部遭到剥蚀 总厚度 410 430m 自下而上分为四个岩性段 1 黑山砂岩段 P h S 杂色泥岩 粉砂岩夹薄层细砂岩 底部有一层含砾中粗砂岩 俗称假整合砂岩 与 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 9 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 山西组分界 下部局部夹一层粘土岩 厚 30 40m 2 万山泥岩段 P w S 以厚层泥岩 粉砂岩为主 中夹数层粗粒石英砂岩 底部有一层铝质粘土岩 即 A 层铝土岩 本段中上部夹一层柴煤 原 123 队命名 在本区局部可采 本段厚约 50 60m 3 奎山砂岩段 P k S 以浅灰白色石英砂岩和长石石英砂岩为主 中 粗粒结构 下部含砾 胶结坚硬 俗称 磨石层 厚 120m 左右 4 孝妇河泥岩段 P x S 以紫红 灰黄色泥岩 粉砂岩为主夹长石石英砂岩 厚约 210m 4 侏罗纪淄博群 Jz 以砾岩和砂岩为主 间夹杂色砂质泥岩 通称为红层 厚度 550m 左右 与下伏二 叠纪地层不整合接触 5 第四纪山前组 Q S 厚 0 26m 平均 8m 由黄土 砂质粘土 粘土及砂砾层组成 含铁 锰质结核 产有腹足类和介形虫化石 与下伏地层呈平行不整合接触 本区含煤地层月门沟群中 太原组中的第一 三 八 十层石灰岩 石盒子组中 的 A 层铝土矿 奎山砂岩均为良好的标志层 现自下而上分述如下 一灰 厚 0 3 62m 平均 1 7m 含腕足类 珊瑚 海百合茎等化石 三灰 厚 6 2 16 0m 一般 8 9m 左右 深灰色 致密坚硬 含燧石结核 层位稳 定 富含蜓类和腕足类化石 八灰 厚 0 6 4 6m 平均 3m 致密坚硬 含腕足类等化石 十灰 厚度 2 45 7 60m 平均厚度 5 9m 颜色上浅下深 结构致密质纯 局 部含灰黑色燧石 A 层铝土矿 厚 0 5 0m 一般在 3 00m 左右 稳定 可做为耐火材料 下距山西 组第一层煤约 120m 左右 奎山石英砂岩 俗称磨石层 厚约 7 7 26 6m 一般厚度 20 余米 硅质胶结 成 分以石英为主 在露头区常被作为作为磨石或建筑材料等开采利用 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 10 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 二 地质构造 安阳煤矿处于黄贝复向斜转折端的刘沟向斜 地层倾角 12 26 总体属缓倾 斜地层 断层比较发育 本区构造复杂程度为中等类型 1 褶曲 区内褶曲构造为刘沟向斜 向斜轴走向 NW 通过南安阳村 核部在 69 8 号钻孔附 近 延伸 2000 米 SE 端仰起 NW 端倾伏 被 F39 和北山支断层切割 该向斜对区内 煤系地层和煤层的展布起主导控制作用 2 断层 本区断裂构造较发育 以走向 NE 的正断层为主 其次 NW 向 主要为高角度正断 层 发现落差 50m 的断层有 6 条主要为北山断层 F39 F38 F15 和 F12 断层 另外 黄贝煤矿生产掘进过程中还揭露有部分落差 50m 的断层主要有 6 条 对生产及安全都 有一定影响 主要断层情况详见表 1 1 本井田断层特点是 多为正断层 大倾角 一般在 60 80 走向延伸长 中间落 差大 呈梭状 断层有明显的破碎带 擦痕 断层两侧岩层倾角有增大现象 断层的 出现 大多伴随着淋水发生 北东向断层组的断层淋水较大 北东东向组的断 淋水 较少 两组断层带的淋水 月余自行疏干 一般不影响生产 安阳煤矿主要断层情况一览表 表 1 1 断层断层 编号编号 延展长延展长 度度 m m 断层走向断层走向 倾向倾向 倾角倾角 落差落差 m m 性质性质控制情况控制情况 北山 断层 18000N75ES802000 正探槽及钻孔 F393000N70ES7565 正钻孔 F34870N77EN809 正巷道及井下钻探 F381250N62ENW4070 逆巷道及井下钻探 F41700N62ESE6525 正井下钻探 F152700N26EE77100 正钻孔及巷道 F361200N35ENW7540 正巷道及钻孔 F373400N30ENW7940 正巷道及钻孔 F40900EWS7540 正巷道控制 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 11 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 F431500N37ENE8010 正钻孔控制 F12N31ENW7050 正钻孔控制 刘沟向斜 2000SENW 钻孔控制 F42 断层根据实际揭露不存在的主要原因 1 根据原断层位置矿井已有 620 轨道大巷 14 一采区上山 1403 运输巷 1403 材料巷 1601 上材 1601 下材 1601 运输巷等 7 条巷道穿过此位置 未发现有 此断层 2 根据 620 轨道大巷掘进迎头揭露的地层产状分析 与原资料存在较大出入 故也可能判断此断层不存在 3 根据地层产状的变化 矿井专门组织有关工程技术人员 对此断层附近的 81 4 81 5 91 6 72 4 四个钻孔重新做了 5 道剖面图 各钻孔之间的建设没断层的 情况下最大的倾角是 24 属正常范围之内 并且与实际揭露的地层产状相对应 因此 可断定此断层不存在 3 岩浆岩 根据以往地质勘查及原黄贝煤矿生产探矿资料 从 2 煤至第 17 煤层 均发现有岩 浆岩侵入 局部有沿断裂呈岩墙状侵入的燕山期辉绿岩 对煤层的连续性和煤质造成 破坏 给煤层开采造成一定的影响 目前已经查明的岩浆岩分布范围主要在北山断层 和 F28 断层之间 对各煤层均造成侵蚀 形成岩浆岩分布区 另外 在南安阳村附近 沿 F31 和 F37 断层侵入的燕山期辉绿岩对 17 煤层造成了侵蚀 岩浆岩分布范围详见各 煤层底板等高线图 三 煤层及煤质 一 煤层 据安阳煤矿的勘探和黄贝井开采资料 区内石炭纪 二叠纪月门沟群山西组和太 原组为含煤地层 厚度约 280m 共含煤 18 层 含煤系数 5 5 山西组含煤 3 层 即 1 3 煤 本区范围内均为不可采煤层 太原组含煤 15 层 编号 4 18 煤 其中 厚度 0 5m 的可采或局部可采煤层为柴煤 14 煤 16 煤 17 煤和 18 煤 安阳煤矿石盒子组含柴煤 1 层 位于石盒子组中部 A 层铝土矿和奎山砂岩之间 为局部可采煤层 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 12 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 安阳煤矿厚度 0 5m 的可采或局部可采煤层为柴煤 14 煤 16 煤 17 煤和 18 煤 分述如下 表 1 2 1 柴煤 柴煤 为局部可采煤层 厚度 0 10 1 10m 平均厚度 0 53m 其可采范围位于扩 大区的西部 原山亭煤矿范围内 可采面积约 1 3km2 山亭煤矿 1989 2003 年进行 过开采 据调查 现开采下限为 190m 2 14 煤 俗称小槽煤 是本区主要可采煤层 全区可采 其层位在八灰之下约 2 7m 下部 距十上灰约 35m 左右 厚度 0 44 1 36m 平均 1 26m 分上 下两个分层 结构复杂 下层为主要可采煤层 夹有一层厚 0 05 0 10m 串珠状的黄铁矿结核 层位相当稳定 可作为 14 层煤的对比标志层 井田内黄贝矿已进行过开采 形成部分采空区 3 16 煤 也是本区主要可采煤层 除 72 4 钻孔煤层厚度为 0 44m 达不到可采厚度外 全区 可采 上距 14 煤 45 50m 下距 17 煤 12m 左右 顶板为十灰 局部有泥岩伪顶 底板 为砂岩或粉砂岩 厚度 0 20 1 03m 平均 0 72m 煤层厚度一般稳定在 0 50 0 60m 结构简单 含一层炭质粉砂岩夹矸 黄贝煤矿已进行过开采 形成部分采空区 4 17 煤 是本区主要可采煤层之一 全区可采 上距 16 煤 12m 左右 下距 18 煤 10m 左右 顶板为十一灰 局部相变为砂岩或砂质泥岩 底板为灰黑色泥岩 砂质泥岩 煤层厚 度 0 38 0 96m 平均 0 66m 煤层稳定 结构简单 黄贝煤矿已进行过开采 形成部 分采空区 5 18 煤 勘探区范围内一般分上下两个分层 上分层不稳定 安阳煤矿仅含下分层 为局 部可采煤层 上距 17 煤 10m 左右 下距十四灰 徐家庄灰岩 6 5m 左右 距奥陶纪马家 沟组灰岩约 50m 左右 厚度 0 14 0 89m 平均 0 74m 顶板为砂质泥岩或泥岩 底板 为粘土岩 泥岩 结构简单 18 煤可采范围主要分布在安阳村附近及 F12 断层以南 且 F12 断层以南已经基本采空 采空区范围内大量积水 剩余可采面积仅 0 76857 km2 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 13 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 可采煤层厚度与层间距一览表 表 1 2 厚度厚度 m m 煤层及煤层及 标志层名称标志层名称 最小最大 平均 点数 稳定性稳定性结构结构层间距层间距 m m 柴煤 0 10 1 10 0 53 16 不稳定简单 220 300m 14 煤 0 44 1 36 1 26 39 稳定复杂 45 50m 16 煤 0 20 1 03 0 72 39 稳定 稳定简单 12m 左右 17 煤 0 38 0 96 0 66 37 稳定 稳定简单 18 煤 0 14 0 89 0 74 31 较稳定简单 10m 左右 二 煤质 1 安阳煤矿各煤层的工业牌号均为肥煤 根据 中华人民共和国国家标准煤炭质 量分级 GB T15224 94 本区内 14 煤为中灰分 中高硫 高挥发分 特低磷煤 柴 煤为低中灰分 低硫 中高挥发分煤 16 17 层煤具有低中灰 中高硫 特低磷煤 各煤层均具结焦性强 热值高等特点 是较好的炼焦配煤和电力用煤 18 煤为高硫煤 详见煤质化验表 表 1 3 2 各煤层均为原生煤层 均具玻璃光泽 硬度约 1 5 普氏 块状 内生节理与 外生裂隙均较发育 14 16 和 17 煤层含黄铁矿结核 有规则的镜煤条带 丝炭含量低 属半光亮 光亮型煤岩类型 3 本井田内煤层的主要作为动力用煤 炼焦配煤和生活用煤 煤 质 特 征 表 表 1 3 煤层名称煤层名称柴煤柴煤1414161617171818 原工水分 Mt 2 02 050 711 82 67 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 14 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 灰分 Ad 16 32 26 37 27 96 27 30 14 4317 8225 89 挥发分 Vadf 35 50 38 48 39 45 36 7936 9235 61 焦渣特性5 6 6566 业 分 析 弹筒发热量 MJ kg 32 04 40 94 41 40 37 78 42 30 42 4739 53 全硫 St d 0 71 2 07 3 38 2 87 2 312 742 80 菱铁矿硫 1 34 1 62 3 95 硫酸盐硫 0 04 0 05 0 08 煤 分 析 有机硫 0 68 1 51 1 57 磷 0 0022 0 004 8 0 00730 00020 0065 胶质层厚度 Y mm 38 5 46 5 42 7 5541 531 5 罗加指数 9190 粘结指数 9291 煤质分类肥煤肥煤肥煤肥煤肥煤 四 瓦斯 煤尘和煤的自燃 1 瓦斯 根据矿井瓦斯签定结果及 2008 年度山东省瓦斯等级鉴定汇总表 矿井为低瓦斯矿 井 其 2008 年度矿井瓦斯签定结果是 瓦斯相对涌出量为 0 95m3 t 绝对涌出量为 0 30m3 min 二氧化碳相对涌出量为 5 84m3 t 绝对涌出量为 1 84m3 min 各采面及 采区的瓦斯相对涌出量均小于 10m3 t 矿井无高瓦斯区 矿井每年都进行一次瓦斯鉴 定工作 依据原黄贝井及薛城煤矿的鉴定资料 薛城煤矿为低瓦斯矿井 2008 年度矿井瓦斯等级鉴定结果见表 1 4 瓦 斯 等 级 鉴 定 表 表 1 4 瓦瓦 斯斯二氧化碳二氧化碳 采采 区区 工作面工作面 有无有无 高瓦高瓦 煤层煤层 自然自然 煤尘煤尘 爆炸爆炸 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 15 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 全全 矿矿 井井全全 矿矿 井井 相对量相对量 m m3 3 t t 绝对量绝对量 m m3 3 min min 鉴鉴 定定 等等 级级 相对量相对量 m m3 3 t t 绝对量绝对量 m m3 3 min min 鉴鉴 定定 等等 级级 瓦斯最瓦斯最 大相对大相对 涌出量涌出量 m m3 3 t t 斯区斯区 发火期发火期 月 月 指数指数 0 950 30 低 5 841 84 低 0 36 无无 44 54 2 煤尘 经山东煤炭质量检测中心 2006 年 7 月 11 日对煤样鉴定 煤尘爆炸指数 36 63 44 54 属具有煤尘爆炸危险的煤层 开采时应采取必要的防尘措施 煤层煤尘爆炸指数签定表 表 1 5 工业分析 工业分析 爆炸性试验爆炸性试验 挥发份挥发份 V V 采样地点及煤层采样地点及煤层 名称名称 水份水份 W W 灰份灰份 A A 火焰长度火焰长度 毫米 毫米 抑制煤尘爆抑制煤尘爆 炸最低岩粉炸最低岩粉 性 性 鉴定结论鉴定结论 14 层 2 0527 338 4811040 爆炸 16 层 0 7114 4336 798030 爆炸 17 层 1 817 8236 925025 爆炸 18 层 2 6725 8935 6110050 爆炸 3 煤的自燃发火倾向 2006 年 7 月 11 日山东煤炭质量检测中心 鉴定该矿 17 煤层属二类自燃煤层 18 煤层属三类不易自燃煤层 矿井始终坚持合理开采 及时密封已采区 灭火设备及监 控等措施进行防止煤层自燃 取得了较好效果 煤炭自燃倾向鉴定表 表 1 6 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 16 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 采样地点采样地点水分水分 灰份灰份 挥发份挥发份 真密度真密度 吸氧量吸氧量 Ml gMl g 干煤干煤 自然倾向自然倾向 等等 级级 14 层 2 0527 338 481 640 4 类自燃 16 层 0 7114 4336 791 860 31 类自燃 17 层 1 5817 8236 921 920 30 类自燃 18 层 1 3825 8935 611 780 36 类自燃 4 地温 根据周边煤矿实测资料 本地区恒温带为地表下 40m 左右 温度 17 地温梯度 为 2 6 100m 按照地温梯度进行计算 安阳煤矿为地温异常区 在开采 800m 以下 水平时 需要采取专门的降温技术措施 五 水文地质 一 区域水文地质特征 陶枣煤田处在天山 秦岭巨型纬向复杂构造带的东段北支 煤田呈东西向向斜 构造 西部因断层影响成为向北倾斜的单斜构造 煤田北部有走向近东西 落差 2000m 的北山断层 北盘上升 故北部为寒武系 由于地层向北倾斜 南部山脉也是寒武系 煤田处在两山之间的丘陵地带 区域内地表水系比较简单 无较大河流和泉源 大部分地区被第四系黄土层所覆 盖 地形东北高 西南低 分布着许多南北向冲沟和东西向季节性小溪 区域内较大 的河流为蟠龙河 发源于井田东侧的陈郝泉 向西流经洪村 邹坞至薛城与大沙河交 汇注入微山湖 蟠龙河支流由东向西从井田内穿过 是季节性河流 出境后汇入蟠龙 河主流 流入微山湖 蟠龙河宽 15 20m 河床坡度由东向西为 2 地表水系比较简 单 井田中部有一人工排洪渠 仅于雨季用于排洪 枯水季节无水 区内塌陷区雨季 常有积水 也有沟渠疏水 但距井田较远 对井田充水关系不大 二 区域含 隔 水层 1 松散沉积物含 隔 水层 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 17 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 由第四系粘土 砂质粘土 砂 砂砾层组成 厚 0 26m 第四系上部砂层连续性 好 接受大气降雨和地表水的直接补给 单位涌水量 1 146 2 875L s m 据地面水井 观测及井下涌水量受地表水的补给关系 证明第四系渗透性良好 松散层中部含多层 粘土 砂质粘土 隔离了含水层上部与下部的水力联系 水化学类型以重碳酸盐型为主 矿化度中等 2 石炭系太原组含水层 1 第三层石灰岩 厚 7 98 11 52m 平均 9 25m 致密坚硬 质纯 含隧石 属 裂隙岩溶承压水 2 第五层石灰岩 厚 0 3 4 7m 平均 2 7m 质纯致密 虽易赋存裂隙岩溶水 但 含水量较三灰弱 充水含水层为裂隙岩承压水类型 对矿井涌水量影响较小 3 第八层石灰岩 厚度一般在 3 0m 左右 据钻孔抽水试验单位涌水量 0 123L s m 水质类型属重碳酸钙 4 第十层灰岩 厚度 3 67 10 63m 平均 7 15m 为 16 层煤的顶板 致密质纯 为矿井的直接充水含水层 本层属水类型为裂隙岩溶承压水 水质类型为重碳酸钙 5 第十四层灰岩 徐家庄灰岩 厚 8 25m 平均 10m 灰白色 组织致密 水 质类型为重碳酸钙 本含水层距 18 层煤仅 24 8m 距离较近 应加以注意 3 3 二叠系山西组 厚度 116m 148m 平均约 127m 岩性以粗碎屑岩为主 砂岩的含量比例较高 其 次为粉砂岩 砂质泥岩 杂色泥岩及煤层 本组底界以 2 煤层下部的砂岩 有的相变 为细砂岩与粉砂岩互层或粉砂岩 富水性弱 4 二叠系石盒子组 总厚度 410 430m 有奎山砂岩 为含水性弱 5 侏罗系 J J3 3 以紫红色 棕红色 猪肝色砾岩和砂岩为主 间夹杂色砂质泥岩 通称为红层 是干燥高温气候条件下的陆相沉积 本区域含水性弱 6 奥陶系马家沟石灰岩 厚约 800m 是本区基底厚含水层 深灰色 致密质 上 距 18 层煤约 50m 正常情况下对开采影响不大 但因构造影响奥灰与含水层 煤层对 口时 会使矿井水文地质条件复杂化 并威胁矿井安全 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 18 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 三 矿井充水因素 各主要充水含水层的静储量有限 以动储量为主 主要补给水源为大气降水 地 表水 地下潜水等 通过含水层露头 裂隙带 断裂带 岩石溶洞 老窑古空 未封 闭和封闭不良钻孔及采空冒落 裂隙带等不同导水通道涌入矿井 正常情况下 安阳 煤矿浅部含水层裂隙岩溶发育 涌水量大 随深度加大而涌水量逐渐变小 垂深 170m 以上的井巷受大气降水影响明显 特别在雨季尤为突出 涌水量增大 1 2 倍 但随井 巷深度的增加 大气降水对井巷影响逐渐减弱 按充水形式分述如下 1 大气降水 矿井每年 6 月 20 日至 9 月底 雨季汛期是矿井水的补给来源 历 年来的观测结果是 矿井涌水量增加 但对矿井开采影响不大 2 地表水 矿井开采煤层距地表较远 开采煤层薄 下沉量少 且无较大断层出 露形成补给通道 故地表水对矿井补给较小 对采矿影响不大 3 含水层水 主要有三灰 八灰 十灰 十四灰 奥陶系石灰岩等含水层 安阳 煤矿由于受采空区积水影响 各个含水层均已充水 4 断层水 本区共有大中型断层 12 条 并且小断层较发育 以往枣庄矿区曾对 北山大断层的导水性做过许多工作 已证明该断层不导水 井田内大部分断层为压扭 性和张扭性 压扭性结构的断层突水事例很少 部分断层被火城岩岩墙侵入 增加了 隔水性能 邻近矿井巷道揭露的南北向断层具有张性 有富水和导水性 5 老空区积水 黄贝矿的主采煤层为第 14 16 17 18 层煤 从我们掌握的资 料来看 其开采情况为 黄贝煤矿井下一水平 110m 及 F12 断层以上块段已经采空 二水平 14 煤开采下限为 380m 16 煤开采下限为暗斜井以东 476m 暗斜井以西 425m 17 煤开采下限为暗斜井以东 470m 暗斜井以西 375m 18 煤二水平及以下未开 采 据调查 黄贝煤矿范围内 包括地方煤井 开采 14 16 17 18 层煤下限以上采 空区均已充水 目前水位标高 70m 积水量大约 161 1 万 m3以上 其中 14 煤层采空 区面积 90 2 万 m2 积水量 27 万 m3 16 煤层采空区面积 94 7 万 m2 积水量 28 4 万 m3 17 煤层采空区面积 72 4 万 m2 积水量 21 7 万 m3 18 煤层采空区面积 279 9 万 m2 积水量 84 万 m3 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 19 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 安阳煤矿浅部含水层裂隙岩溶发育 涌水量大 随深度加大而涌水量逐渐变小 深部主要是本井的采空区水 安阳煤矿上部的黄贝煤矿开采的老空水是今后安全开采 的重大隐患 除留足防水煤柱外 还应采取安全预防措施 探明老空水边界 做到有 针对性地预防 四 矿井涌水量 充水主要来自各个含水层水和采空区积水 根据相关水文地质资料分析 矿井主要 受 14 16 17 18 层煤采空区积水影响 在下一步开采时矿井涌水量将有所增加 根据 薛城煤矿生产地质报告 矿井涌水量主要来自原黄贝矿井的采空区水和各 个含水层水 预计本矿正常涌水量为 200 1m3 h 最大涌水量为 474 2m3 h 可以作为设 计依据 六 对资源储量核实报告的评价及存在的问题 一 对资源储量核实报告的评价 原地质报告勘探程度达到精查 整个黄贝区已施工钻孔150 个 平均7 5 个 km2 工程线距500 700m 孔距小于线距 本 区是黄贝勘探区的一部分 区内各可采煤层均已 进行了多年开采 煤层 煤质及地质构造已经基本查明 煤层较稳定 构造复杂程度 中等 总体上勘查工程的控制 已达到探明的地质可靠程度 分析认为 该井田勘探程度 基本满足技改初步设计要求 二 存在问题及建议 1 黄贝井积水区防隔离煤柱留设时 必须以黄贝井 14 层二水平东西大巷作为积 水区边界 并考虑二水平大巷北侧的突出巷道 如 炸药库 压风机房 西二上山底 部车场等进行煤柱留设 隔离煤柱之内不得施工任何巷道 以防积水区 4 54MPa 的高 压水从煤层顶板灰岩裂隙溃入 并冲刷煤体形成突水通道 2 F39 号断层以北狭窄的块段中 浅部有黄贝井积水区 深部断层相互交叉切割 多为东西向的张性导水断层 狭窄的块段中去掉积水区防隔离煤柱及断层防水煤柱 已形不成布置工作面的条件 建议设计中对 F39 以东区域不予考虑 3 井田深部边界处 F28 断层落差 8 70m 与北山边界大断层之间的块段狭窄 构 造复杂 局部有火成岩床侵入 去掉断层防水煤柱 已形不成工作面 建议将该块段 列为暂不能利用储量 避免巷道揭露 F28 号大断层增加防治水工作的难度 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 20 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 4 18 层煤距奥灰承压含水层较近 受水威胁严重 防治水难度大 费用高 18 层煤本身为局部开采 建议将 18 层煤列为暂不能利用储量 5 断层防水煤柱留设时 必须先探清断层的确切位置 再进行留设 确保断层防 水煤柱的有效宽度 6 F38 逆断层落差 70m F41 正断层落差 25m F42 正断层落差 50m 相对开拓巷 道前进方向均为对盘上升 由于落差较大 煤层与对盘含水层对口或者接近 在过断 层之前需按有关规定打钻探明断层的导水性 如果断层导水需进行预注浆加固后方可 穿过 过断层时巷道需提前在本盘平推 尽量在距对盘含水层较远的岩层中穿过断层 不得在对盘的 17 层煤以下穿过断层 以防断层导水 7 F38 走向逆断层落差 70m 将本区自然分割为上部与下部两大块段 其上部区 块段的矿井排水系统设计 可按以上涌水量预计进行设计 其下部块段的矿井涌水量 需在上部块段开采后 根据实际涌水量和补做水文地质工作后计算的涌水量来确定 8 17 煤层在一定程度上受奥灰承压水威胁 建议设计部门对 17 煤层的开采方案 进行专题研究 9 井田西部与闫布煤矿相邻 属同层开采 在今后生产过程中 双方需进行定期 互相调查 并交换矿图 杜绝越界越层开采 10 对封孔质量不合格的钻孔要采取相应的治理措施 防止钻孔导水 11 建议矿井排水系统应留有一定的富余能力 应考虑突发水害的因素 泵房预 留水泵位置 以备安装应急排水水泵 以提高矿井强排抗突能力 12 建议建立完善地下水动态观测系统 以利于了解地下水动态 进行水害分析 预报和制定综合防治水措施 13 定期收集 调查和核对井田内和相邻煤矿的生产情况 在井上 下工程对照 图或采掘工程平面图上标注其位置 开采范围 年限和积水等情况 为防治老空 巷 水害提供可靠依据 14 矿井井口和工业场地内重要建筑物标高设计均应高于当地百年一遇洪水位 还应做好雨季 三防 工作 建立完善地面疏水 防水和排水系统 以防河洪内涝危 害 对井田内地表渗漏裂隙 采动塌陷和岩溶陷落等及时处理 以防大气降水 地表 水大量下渗井下造成危害 山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版山东安阳矿业有限责任公司安阳煤矿技术改造初步设计调整版 第 21 页 共 147 页 枣庄市工业设计院枣庄市工业设计院 第二章第二章 矿井开拓矿井开拓 第一节第一节 井田境界及储量井田境界及储量 一 井田境界 根据采矿许可证安阳煤矿范围由以下 11 个拐点限定 东西倾向 4500m 南北走向 2900m 面积约 7 78km2 标高为 70 1000m 安阳煤矿境界拐点坐标值 点点号号X X 坐坐标标Y Y 坐坐标标点点号号X X 坐坐标标Y Y 坐坐标标 13860470 0039542000 0073861000 0039539175 00 23864165 0039539880 0083860325 0039539460 00 33862540 0039537600 0093860490 0039540235 00 43861875 0039538250 00103860365 0039540320 00 53862227 0039538626 00113860690 0039541240 00 63861729 0039539206 00 二 井田储量 一 储量计算原则 根据 煤炭资源地质勘探规范 有关规定和煤炭工业技术政策 结合井田资源储 量核实报告资料 本井田参加储量计算的煤层有 14 煤 16 煤 17 煤 18 煤 柴煤属 局部可采 1 工业指标 根据 薛城煤矿生产地质报告 确定煤层最低可采厚度