4101工作面回采地质说明书.doc

编号：NYP-ZCD-GCCS-002中煤一建矿业分公司南阳坡煤矿项目部南阳坡煤矿4101综放工作面回采地质说明书施 工 单 位：综采队施 工 负责人： 编 制 人： 王西庆编 制 日 期：2010年10月矿领导审批部门或职务签 字日 期安 监 科生产技术科安全矿长生产矿长总工程师审批意见项目部领导审批部门或职务签 字日 期编制人施工负责人生产技术科通 安 科安全经理技术经理生产经理项目部经理审批意见4101工作面回采地质说明书第一节 工作面位置及井上下关系4#煤层4101工作面北部与长春煤矿采区相邻,东部与芍药花煤业有限公司采区相邻，西部、南部为未采的工作面。现有的地质资料和水文地质资料缺乏，施工过程中发现问题及时与矿技术部、调度联系，以便及早采取措施，确保生产顺利进行。工作面位置及井上下关系表水平名称一水平工作面名称4101上部境界3-2号煤层标 高16151665m下部境界6号煤层地面标高1537m东部境界井田边界采 高2.8m西部境界未开采区域走 向 长1260m倾 角13倾 斜 长200m走 向N 87E回采面积252000m2倾 向WE回采对地面设施的影响预计4101工作面回采会形成塌陷区，目前工作面地面相对位置无任何建筑物和设施。第二节 煤层4101工作面设计开采煤层为太原组4#煤层， 该煤层全井田稳定可采，上距3-2号煤层8.3130.60m,平均23.75m，煤层厚度变化不大,为中厚厚煤层。厚度1.667.70m，平均5.03m。1001号孔最薄（1.66m），井田内M4见煤点最厚（7.70m）由西北至东南呈逐渐变厚的趋势。含夹矸05层，结构复杂。煤层特征表项 目单 位全 煤 厚煤层平均厚度m5.23可采分层数个1煤层倾角13煤层硬度硬、中、软中硬煤 质煤层灰分%16.8929.19%挥 发 分%40.9035.06%容 重t/m31.47自 燃 发 火 期月36瓦 斯 等 级低、高低煤 尘 爆 炸 指 数%42.18%含矸率%6.58第三节 煤层顶底板顶底板岩石特征 顶、底板岩石类别岩 厚性 质顶板老 顶中、细粒砂岩厚度1.806.89m平均3.72m灰白色,成分主要以高岭石、长石主，致密坚硬直接顶砂质泥岩厚度5.1714.55m平均9m灰黑色，含植物化石,较硬底板砂质泥岩平均厚度2.73m灰黑色，富含植物根部化石碎片及黄铁矿薄膜4-1号煤层顶板为中、细粒砂岩老顶，有时直接顶为泥岩，砂岩厚2.22-4.05m，致密坚硬，顶板冒落性属中等，为类顶板。4-1号煤层，砂质泥岩顶板抗压强度17.235.2MPa，平均28.8MPa，抗拉强度0.781.9MPa，平均1.3MPa，砂质泥岩底板抗压强度38.845.6MPa，平均41.5MPa，抗拉强度1.62.0MPa，平均1.8MPa。据该矿局部的生产情况和相邻煤矿开采资料，4-1号煤层的直接顶板为老顶，岩性为中砂岩、含砾砂岩，厚度约4m,致密坚硬，岩石完整，整体性强。煤层开采后极难垮落。据安平煤业有限公司及周边各煤矿的生产实践，顶板容易管理，采空区长时间悬顶不易震落。按反映岩层强度与震落性的煤层顶板分类方案（矿井地质工作手册，1986.90-91）属IV类。但是这类顶板平时压力小突然来压大，具冲击力。据511号孔及周边钻孔揭露，该层砂岩向北，向东分为2层，下分层为中砂岩或粗砂岩，厚度为2-4m，其上为砂质泥岩夹薄煤线，厚度为4-5m。变为类顶板，呈周期性垮落。第四节 地质构造根据该矿4-1号煤层井下巷道揭露和地表露头资料，在工作面运输顺槽和回风顺槽发现2条正断层，分述如下：1、运输顺槽位于运输顺槽里程715.2m处，根据开拓巷道揭露，断层倾角60，落差3.2m。2、回风顺槽位于回风顺槽里程523m处，根据开拓巷道揭露，断层倾角60，落差0.2m。综上所述，工作面内仅发现2条较小的正断层，井田内未发现陷落柱等其它构造，亦无岩浆岩侵入，井田构造属简单类。第五节 水文地质一、区域水文地质概况本井田位于大同煤田南部边缘，水文地质单元属于神头泉域，位于神头泉域的北部径流区。神头泉位于朔县东北神头镇一带，出露于洪涛山前源子河两岸及河谷中，为桑干河主要源头。该泉多年平均流量7.84m3/s（19581984年），由于多种原因，近年来泉水流量不断减少，1990年平均流量为4.5m/s。泉水位标高1058.991063.40m。神头泉域与岩溶水盆地范围基本一致，主要包括云岗平鲁向斜的大部分地区，仅在源子河上游有少量盆地外来水源。泉域东北部以源子河与十里河、苍头河分水岭为界；西北部应以奥陶系下统地层出露线为界，最北应以三层洞泉断层为界（三层洞泉不属于本泉域）；西部以人马山虎头山利民堡一线的背斜轴为界；沿线出露奥陶系下统中寒武地层，西南边界在八角神池以西；西部位老牛湾及天桥泉域；东部及东北部以大同断陷盆地的边缘为界；其中东北部由于云岗平鲁向斜东翼的翘起，老地层出露而形成隔水边界，只有在东南角形成透水边界。1）.区域含水层根据区域水文地质资料，基本可划分为如下四个含水层：（a）寒武奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层该含水层主要出露于大同煤田北部，厚度较大约500600m，上部岩溶裂隙不太发育，多为方解石脉充填，据鹅毛口36号钻孔资料，钻进本地层约50m，岩石破碎，涌水量为0.70L/s。（b）石炭二叠系碎屑岩及岩溶裂隙含水层组本含水层组以裂隙含水为主，含水性比较差，据区域地质资料，其单位涌水量0.001350.189L/s.m。（c）基岩裂隙风化含水层组主要是石炭系及二叠系地层长期风化剥蚀形成裂隙含水层带，一般推断裂隙深度为150.00m左右，同第三、四系松散孔隙含水层的水力联系较为密切，含水性较好，缺抽水资料。（d）第三、四系松散孔隙含水层第三系地层主要分布在大同煤田北部，以紫红色的粘土页岩及棕黄色的粗砂岩为主，第四系多分布于沟谷和丘陵地带，岩性为黄土、砂及砂砾，含水层含水性较好，是主要生活及农用水水源。2）.区域地下水的补给、径流和排泄条件神头泉补给主要靠泉域北部和东部边缘地带的灰岩露头区由向斜两翼可溶岩区大气降水入渗补给，另外，地表河流也是主要补给来源。寒武、奥陶系地层主要出露于大同煤田的西北部及东部边缘，面积大，为奥灰水主要补给区.区域奥灰水主要沿煤田深部奥灰岩溶发育带由北向南径流。石炭系、二叠系碎屑岩裂隙含水层主要在裸露区、半裸露区接受大气降水的补给及上覆各含水层沿裂隙渗流补给。由于埋藏浅使各含水层沿层间裂隙径流为主，多呈泉水形式出露排泄，还可沿裂隙向深部越流补给奥陶系含水层。基岩风化裂隙含水层及松散孔隙含水层表面最上部，以大气降水补给为主，与地表水联系甚密，互为补给，除蒸发作用及部分沿裂隙向下补给深部各含水层外，多在山前及沟谷低洼处呈泉水出露排泄。3）.各含水层间补给关系和动态本井田内各主要含水层之间无密切的水力联系，由于区内现发现有断层，落差小，且各含水层之间都有厚层之泥岩与砂质泥岩等隔水层存在，未发现涌水量有明显变化，也证明它们之间无密切的水力联系。但是，若有大的断裂构造，各含水层有被串通的危险，因此，在生产中应做到“有疑必探，先探后掘”，以免发生事故。4）.井田水文地质类型本井田可采煤层直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，富水性不强，地表水体和大气降水及深部奥灰水均对井田煤层开采无影响，综合评价，本矿井水文地质类型为简单型。5）.矿井涌水量该矿现对4-1号煤层进行了少量开采，并对3-2号煤层进行少量巷道掘进，现井下正常涌水量180m3/d，雨季最大涌水量300m3/d。由于该矿投入生产不久，开采范围很小，井下排水包括了各井筒延深至6号煤层和9号煤层的井筒渗水，不宜进行矿井涌水量预算。故本次参照相邻芍药花煤业有限公司和安平煤矿涌水情况采用富水系数比拟法对本矿井生产能力扩大为60万t/a的矿井涌水量预算如下：芍药花煤业有限公司：位于本井田东侧，实际生产能力15万t/a，现开采3-2、4号煤层，其中3-2号煤层年产煤7万t，井下涌水量150m3/d，4号煤层年产煤8万t，井下涌水量250m3/d。安平煤矿：位于本井田西南侧，实际生产能力30万t/a，现开采3-2、4号煤层，其中3-2号煤层年产煤12万t，井下涌水量250m3/d，4号煤层年产煤18万t，井下涌水量580m3/d。采用预算公式：Q=KP=P式中：Q预算矿井涌水量（m3/d） K富水系数（m3/t） P矿井设计产煤量（t/d） Q0参照矿井现实际涌水量（m3/d） P0参照矿井现实际产煤量（t/d）求得：以芍药花煤业有限公司为参照，本矿井生产能力达到900kt/a时的矿井涌水量：开采3-2号煤层为192.9m3/d，开采4号煤层为281.3m3/d；以安平煤矿为参照，本矿井生产能力达到900kt/a时的矿井涌水量：开采3-2号煤层为1875m3/d，开采4号煤层为290m3/d。第六节 影响回采的其它因素一、 影响回采的其它地质情况其它地质情况表瓦斯该矿属基建矿井，未进行瓦斯等级鉴定，据东部相邻芍药花煤业有限公司2006年瓦斯等级鉴定结果，瓦斯绝对涌出量为1.6m3/min，相对涌出量为5.45m3/t ,二氧化碳绝对涌出量为2.61m3/min，相对涌出量为7.52m3/t，属低瓦斯矿井。该矿与芍药花煤业有限公司相邻，推测瓦斯情况应当相似。当矿井生产能力达到0.9Mt/a时，矿井瓦斯相对涌出量为5.45m3/t ,绝对涌出量为10.32 m3min，属于低瓦斯矿井。CO2CO2相对涌出量为7.52m3/t，绝对涌出量为14.24m3min。煤尘爆炸指数本矿2009年12月采取3-2、4-1号煤层样委托山西煤炭工业局综合测试中心进行了煤尘爆炸性试验，另外2006年补勘时在补1号钻孔采取各可采煤层煤芯煤样进行了煤尘爆炸性测试根据测试结果，本井田3-1、3-2、4-1、4-2、6、9-1、9-2号煤层均有煤尘爆炸危险性。煤的自然倾向性煤层有自然发火倾向，自然发火期为36个月。地温、地压本井田无地温、地压测试资料，据左云南详查地质报告中两个测温孔资料，本区地温梯度为3.2/100m，属地温正常区。另据该矿和相邻煤矿开采情况，井下均未发现地温、地压异常现象，井田属地温、地压正常区。无冲击地压危害无第七节 储量计算及服务年限一、 储量（包括4101外延伸工作面）(1)几何尺寸工作面长度： 4101工作面净煤长度为:200m；工作面可采长度:1260m；机采高度2.8m，放煤平均高度2.43m。煤层厚度：1.667.7m，煤层厚度平均为5.23m。容重1.47g/cm3。底板倾角13。(2)储量计算工业储量：12602005.231.47=1937401t设计采出煤量计算因距切眼10m不放煤，停采线前30m不放顶，割煤回采率97%，放煤回采率80%计算：割煤采出量：12602002.81.4797%=1006115t放煤采出量:(1260-10-30)（200-10.5）(5.23 -2.8)1.4780%660667t设计出煤量：1006115+660667=1666782 t综合回采率：（16667821937401）100%86%回采时在工作面顺槽胶带运输机的靠近机头地段安设核子称，衡量工作面实际采出煤量。在回采过程中按规定探测煤层的厚度，根据实际情况，计算工作面的动用储量和回采率，并查明煤炭损失原因。(3) 工作面服务年限 工作面服务年限=可采推进长度/设计月推进长度 =126