初步设计说明书4.3.doc

河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 1 前前 言言 一 矿井概况一 矿井概况 义马煤业 集团 有限责任公司新安矿由河南省煤矿设计研究院设计 初步设计年生产能力为 1 50Mt a 1978 年 12 月动工兴建 1988 年 12 月底建成投产 2005 年批准核定 年生产能力为 1 50Mt 2011 年重新核定年生产能力为 1 80 Mt 2016 年 批准核定年生产能力为 1 80 Mt 按 276 个工作日折算后年生产能力为 1 51 Mt 新安煤矿开拓方式为斜井双翼双水平上下山开拓 矿井工业广场内有 斜井 3 个 主斜井 副 1 斜井 副 2 斜井 主斜井担负全矿井煤炭提升任 务 副 1 斜井用于进风 下料和提矸 副 2 斜井用于升降人员和进风 新安煤矿目前开采第一水平 运输大巷标高为 25m 一水平开采标高 为二 1 煤层底板等高线 150m 50m 设计东翼六个采区 西翼四个采区 矿井二水平开采标高为二 1 煤层底板等高线 50m 150m 目前开采 25 水平 有 11 下山采区 13 下山采区 14 下山 采区 15 上山采区 16 上山采区共 6 个生产采区及 15 下山 16 下山二个开拓采区 新安煤矿于 2009 年 9 月委托义马广宇工程设计咨询有限责任公司编 制完成了 16 采区初步设计文件 2010 年 2 月河南省工业和信息化厅组织 专家对设计评审后 以豫工 2010 130 号文予以批复 随后即开工建设 在工程建设过程中 受建设条件变化及多种因素影响 工程设计部分内容 在施工中发生了一些变更和修改 目前 新安煤矿 16 采区上山已建成 投产 16 采区下山已开工建设 为实现 16 采区下山顺利建成投产验收 现对 16 采区初步设计进行修改 补充 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 2 二 编制设计的主要依据二 编制设计的主要依据 一一 国家政策 法规 条例 规程 规范国家政策 法规 条例 规程 规范 1 煤矿安全规程 2016 版 2 煤炭工业矿井设计规范 3 煤炭工业现行的技术政策 规程 规范和国家其他有关法律 法 规 二二 有关文件和报告有关文件和报告 1 新安煤矿矿井地质报告 2 新安煤矿 16 采区下山地质说明书 3 义煤集团公司新安煤矿瓦斯地质规律研究及煤与瓦斯突出危险性 区域预测 河南理工大学 义煤集团新安煤矿 4 新安煤矿 11 13 16 采区三维地震勘探报告 河南省煤田地质 局物探测量队 5 义马煤业 集团 有限责任公司新安煤矿二1煤层底板等高线及 储量估算和设计煤柱储量损失计算图 煤炭工业郑州设计研究院有限公司 6 该矿采掘工程平面图 井上下对照图及现场调查的设备 安全生 产现状及有关统计数据 7 该矿矿井瓦斯等级鉴定 煤层自燃鉴定及煤尘爆炸性鉴定等自然 安全条件诸方面文件资料 8 义煤集团有关设计的文件 9 16 采区上部新打钻孔情况及其它技术资料等 三三 采区设计的主要技术特征 采区设计的主要技术特征 1 开采条件及资源情况 该采区位于新安煤矿一水平西翼第三个采 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 3 区 开采二1煤层 煤层倾角 7 12 为一走向北东 倾向为南东的平 缓单斜构造 煤层开采标高在 60 100m 之间 煤层厚度 0 26 3 92m 平均 2 37m 该矿水文地质类型属极复杂型 16 采区下山正常涌水量 90m3 h 最大涌水量 120m3 h 该采区下山 50m 以下 属煤与瓦斯突出危 险区 煤尘有爆炸危险性 二1煤自燃倾向等级为 类 属不易自燃煤层 采区保有资源储量 1072 3 万吨 可采储量 804 0 万吨 2 采区生产能力 设计生产能力 60 万吨 年 可采储量 804 0 万吨 服务年限 9 57 年 4 采区巷道布置 16 采区下山巷道采用 二岩巷一煤巷 布置方式 轨道下山布置在二1煤底板岩层内 距煤层 16 18m 专回下山布置在二 1煤底板岩层内 距煤层 7 10m 皮带下山沿二1煤层布置 同一层位施 工时根据地质资料适当调整巷道层位和方位角 5 采区开采顺序及工作面 16 下山采区以一个综采面和 2 个掘进工 作面保产和接替 采区内开采顺序为从上向下 先右后左依次开采 投产 工作面位于 16 下山采区东翼的第一个区段 编号 16090 抽放面位于 16 采区西翼的第一个区段 编号 16100 6 采煤方法 采用走向长壁综合机械化采煤 全部垮落法管理顶板 保证采区生产能力 7 通风系统 通风系统为分区抽出式 利用 16 采区上山现有地面风 井工业广场 进风斜井和回风立井 8 瓦斯抽放系统 针对采区属煤与瓦斯突出危险区的特点 设计按 分源抽放 的原则 设计了高 低负压抽放系统 高负压抽放系统 在 14 采区风井工广内设计抽放泵站 抽放泵选用二台 2BE 620 型水环式真 空泵 功率 400kW 低负压抽放系统 设计在井下 选用二台 2BE420 型 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 4 水环式移动抽放真空泵 功率 132kW 9 煤层注水 掘进工作面和回采工作面设计均选用 7BZ 4 5 16 注水 泵和 KHYD 140 155 注水钻 分别进行采掘前注水 满足安全生产要求 10 采区提升运输系统 皮带下山装备一部 SSJ1000 160 2 型带式 输送机运煤 电动功率 160kW 运输能力 Q 630t h 轨道下山选用一台 JTPB 1 6 24 型单筒防爆绞车 电机功率 132kw 一次提 6 个矿车 采区 运输人员选用 RJHY37 18 1200 型井下架空乘人装置 1 台 单边乘人数 47 人 每小时可运送人员 274 人 11 排水系统 采区涌水经各车场进入轨道下山 最后经轨道下山自 流进入采区水仓 16 采区下山涌水量预计正常涌水量为 90m3 h 最大涌 水量为 120m3 h 采区水仓安装三台 MD280 43 3 P 型多级离心泵 一 台工作 一台备用 一台检修 配套电机功率 160kW 配两趟 250 6 无缝钢管 沿 16 采区轨道下山敷设至 16 下山上平台绕道 最大涌水时 两台水泵工作 二泵二管 12 供电系统 在 16 下山中部做一个采区变电所 由 16 大巷变电所 引出两趟电源向该采区下山变电所供电 13 压风自救系统 利用 16 采区上山现有地面压风机房 14 监控 人员定位系统 利用该矿井已有的一套安全监测监控系统 KJ90NA 需扩容 增设 16 采区下山所需各监测分站 15 通讯调度系统 电话电缆引自原井下通信系统 在变电所 绞车 房等地点安装本安型电话 以保证采区主要电话用户的通信 16 紧急避险系统 利用 16 采区现有 1 个永久避难硐室 工作面临 时避难硐室数量根据生产情况适当调整 五 主要技术经济指标五 主要技术经济指标 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 5 1 设计采区生产能力 0 60Mt a 2 设计服务年限 16 采区下山 9 57a 3 井巷工程量 16 下山 长度 3375m 体积 47250m3 4 万吨掘进率 16 下山 56 3m 万 t 5 建设工期 16 下山 44 个月 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 6 第第一一章章 采区概况及地质特征采区概况及地质特征 第一节第一节 采区概况采区概况 一 采区所处井田位置 采区边界及邻区情况一 采区所处井田位置 采区边界及邻区情况 16 采区下山位于新安煤矿井田的西部 浅部以二1煤层底板 60m 等 高线为界 深部以二1煤层底板 100m 等高线为界 西以第三勘探线为 界 东以 14 采区边界为界 采区平均走向长 2 8km 倾斜长 1 1 1 25km 井田面积 3 304km2 二 采区地形地势二 采区地形地势 该区属低山丘陵区 地势西高东低 山脉走向大致由南西向北东延 伸 最高海拔处云梦山为 635m 最低海拔处眷兹一带为 200m 左右 相 对高差 435m 西北部为低山区 由震旦 寒武 奥陶系地层组成一级分 水岭 东部由二叠系坚硬的平顶山砂岩及砂质泥岩组成不对称的单面山 地形 为二级分水岭 北部多由二叠系砂岩 泥岩及砂质泥岩构成丘陵 地带 由于地层倾角平缓 岩石抗风化能力较差 故形成坡缓顶园的山 丘 冲沟较发育 水土流失较严重 三 采区地面河流 交通位置及主要建筑物分布情况三 采区地面河流 交通位置及主要建筑物分布情况 流经该井田的主要河流有畛河 次为石寺河与北冶河 属黄河水系 畛河位于 16 采区东南方 距离 3 6km 该采区地面为山区 无主要建筑 物和耕田分布 该区内小浪底水库最高蓄洪水位为 275m 16 采区地面 进风斜井井口标高为 362m 回风立井井口标高为 368m 不受洪水危胁 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 7 第二节第二节 采区地质特征采区地质特征 一 一 采区采区地层地层 出露于井田内及其周围和钻孔揭露的地层有 寒武系 奥陶系 石 炭系 二叠系和第四系 由老至新简述如下 1 1 奥陶系 奥陶系 O O 1 下奥陶统冶里组 O1 下部为浅灰色白云质灰岩 厚 210m 上部为浅灰色石灰岩夹燧石条 带及泥灰岩和紫色 黄色泥岩 厚 20m 2 中奥陶统马家沟组 O2 由灰色 青灰色厚层状石灰岩组成 上部含铁质较高 常呈淡红色 厚 0 80m 平均厚 63m 2 2 石炭系 石炭系 C C 平行不整合于中奥陶统之上 缺失下石炭统 总厚 37 80m 平均 厚 49 08m 1 中石炭统本溪组 C2 底部偶见黄铁矿层 不稳定 呈透镜体 下部为浅灰色铝土质泥岩 含星散状黄铁矿晶粒 上部为具鲕状或豆状结构的灰色铝土岩 局部夹 薄层砂质泥岩 含植物化石碎片 为井田内重要有益矿产之一 即 G 层 铝土 本组厚 3 25m 平均厚 9 08m 2 上石炭统太原组 C3 与本溪组呈连续沉积 由浅海相灰岩夹过渡相的砂岩 砂质泥岩及 泥炭沼泽相的煤层组成 为典型的海陆交互相沉积 含灰岩 2 5 层 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 8 含煤一组 名一煤组 2 8 层煤 本组厚 34 55m 平均厚 40m 底部砂泥岩段 由灰白色中 粗粒石英砂岩和灰黑色砂质泥岩组 成 其底部含一l煤层 局部有上分层 一上 1 以一1煤层底界与本 溪组分界 本段厚 2 5m 8 55m 平均厚 4m 顶部灰岩段 L1 4 为灰 深灰色中厚层状石灰岩 局部含燧 石结核及大量动物化石 灰岩一般有 2 3 层 中夹薄煤三层 名一2 一3 一4煤层 本段在全井田发育 厚 4m 17 47m 平均厚 10m 产化石 纺锤蜒未定种 假希氏格未定种 希瓦格蜒未定种 麦粒 蜓未定种 犬齿珊瑚未定种 沟珊瑚未定种 中部砂泥岩段 为灰白色薄层细砂岩 中砂岩 深灰色泥岩及砂 质泥岩 含黄铁矿结核 中夹不稳定薄煤一层 一5煤 偶有上分层 一上5煤 本段厚 10 02 13 55m 平均厚 10 50m 有自南西向北东变 薄趋势 上部灰岩段 自下而上岩性为 L6灰岩 极不稳定 仅在井田中 部钻孔中见到 其下为不稳定的一6煤层 L7灰岩 为深灰色 局部夹 有薄层硅质条带 含大量动物化石 其下为稳定的一7煤层 全井田发 育 灰岩顶为 0 8m 左右灰黑色硅质泥岩 俗称铁里石 坚硬 节理发 育 局部夹硅质灰岩透镜体 全井田发育 稳定 厚 3 73m 8 39m 平 均厚 7 66m 为井田内重要标志层之一 上部为灰黑色泥岩 砂质泥岩 夹薄层硅质泥岩 2 3 层 中夹薄煤两层 一8 一9煤 本段厚 13 41m 17 41m 平均厚 15 50m 3 3 二叠系 二叠系 P P 内分山西组 下石盒子组 上石盒子组 平顶山组及土门组 各组 之间以及与下伏太原组连续沉积 含煤七组 二煤组 八煤组 其中 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 9 六煤组段和八煤组段不含煤 本系地层厚度平均为 828 35m 1 下二叠统 P1 分山西组和下石盒子组 总厚 114 201m 平均厚 151 03m 山西组 为该井田主要含煤建造 下以二1煤层底板砂岩底 1 1 P 界与太原组分界 上以大紫泥岩之底为顶界 共含煤五层 称为二煤组 其中二1煤层位于本组下部 全井田发育 大部分可采 二3煤层为偶 尔可采 标志层有二1煤层底板砂岩 Se 大占砂岩 Sd 全组厚 5lm 90m 平均厚 71 55m 按本组岩性特征分述如下 底部 由灰黑色泥岩 砂质泥岩 粉砂岩及主要可采煤层 二1煤 组成 一般厚度为 9 04m 二1煤层底板砂岩为深灰色薄层状粉砂岩及 细砂岩 夹灰黑色薄层泥岩 砂质泥岩 以富含黄铁矿结核 具波状及 透镜状层理 显条带状构造为其特征 为本组标志层之一 厚度为 0 5 55m 平均厚度 2 99m 二1煤层厚 0 18 88m 平均厚 4 22m 在 煤层与底板砂岩之间有一层泥岩或砂质泥岩伪底 下部 为灰 灰白色或深灰色厚层状中粒石英砂岩 俗称大占砂岩 为二l煤直接顶板 层面富集白云母片 含黄铁矿结核及泥质包体 与煤层接触处尚可见到煤屑 具斜层理及平行层理 中夹深灰色砂质泥 岩并含煤一层 名二2煤 本层厚 0 96m 33 65m 平均厚 17 41m 为 本组重要标志层 中部 为灰 浅灰色中粒砂岩 灰及深灰色粉 细砂岩夹深灰色泥 岩及砂质泥岩 含煤三层 二3 二4 二5煤 二3 二4煤偶见可采 点 分布于下部深灰色含黄铁矿及菱铁矿之砂泥质岩和泥岩中 二5煤 位于顶部深灰色泥岩中 二4 二5煤之间的一层灰及浅灰色中 细粒砂 岩 称香炭砂岩 成分以石英为主 含黄铁矿 菱铁矿结核及泥质包体 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 10 具斜层理 泥质胶结 本段厚 29 62m 上部 为灰 浅灰及灰绿色细 中粒砂岩 泥质胶结 具斜层理 局部相变为深灰色砂质泥岩 本段厚约 9 98m 下石盒子组 P2 1 本组底界为大紫泥岩之底 上界止于四1煤底 板泥岩 岩性为紫红色砂质泥岩 泥岩浅灰色细 中粒砂岩 含极不稳 定且不可采的薄煤三层 三1 三2 三3 称三煤组 标志层有大紫泥 岩 Nd 四煤组底板砂岩 Ss 全组厚 63m 111m 平均厚 79 48m 按岩性组合特征分述如下 底部 为大紫泥岩 具明显紫斑 大部含铝质 局部为铝土质泥岩 并含菱铁质鲕粒 部分钻孔中相变为含黑斑的灰色砂质泥岩或粉砂岩 厚度为 0 23 50m 一般厚 6 63m 下部 为灰 浅灰色局部为灰绿色的细 中粒砂岩和灰紫色砂质泥 岩 含三1煤层 俗称紫灰煤 砂岩成分以石英为主 具斜层理 底部 含泥质包体并偶见细砾岩 砂质泥岩含铝质及菱铁质鲕粒 三1煤层即 位于此层中 本段厚约 16 68m 中部 为灰色粉砂岩及紫褐色砂质泥岩 含劣质煤一层 三2煤 粉砂岩具断续波状层理 部分钻孔中相变为厚层状中粗粒砂岩具斜层理 砂质泥岩层底部产舌形贝 顶部含三2煤层 产植物化石 本段厚约 24 63m 上部 为紫褐色及灰紫色砂质泥岩 局部见紫斑 含铝土质 间夹 具不明显断续波状层理的薄层粉砂岩 偶见由灰紫色砂质泥岩相变为深 灰色的砂质泥岩中产植物化石 夹不稳定的三3煤层 本段厚 17 24m 顶部 由灰及浅灰色细中粒砂岩及粉砂岩组成 粉砂岩局部相变为 紫灰色砂质泥岩 含黄铁矿结核 平均厚 6 91m 其下伏之中厚层状细 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 11 中粒砂岩即为四煤组底板砂岩 成分以石英为主 顶部具波状层理 下 部具斜层理 局部见含有泥质包体及菱铁质鲕粒 平均厚 7 39m 2 上二叠统 P2 分上石盒子组 平顶山组及土门组 总厚 653 07 713 11m 平均 厚 678 00m 上石盒子组 上界止于平顶山砂岩之底 含煤五组 四 1 2 P 五 六 七 八煤组 共含煤 11 层 本组厚为 365 07m 414 11m 平 均厚 385m a 上石盒子组下段 上界止于田家沟砂岩 St 之底 含 11 2 P 四 五 六煤组 共 8 层煤 本段厚 181m 213m 平均厚 203 07m 下部四煤组段 岩性为灰 深灰色砂质泥岩 泥岩夹粉砂岩 细砂 岩或中砂岩透镜体 含黄铁矿结核 产丰富的植物化石 夹薄煤五层 四1 四5煤 均不可采 本段厚 54 5m 71 70m 平均厚 64m 中部五煤组段 下部为灰 浅灰色中粒砂岩 局部为粗砂岩 中部 为紫红色砂质泥岩 具明显紫斑 上部为灰黑色泥岩 砂质泥岩 夹薄 煤三层 五l 五2 五3 厚 47 80 55 60m 平均 52m 上部六煤组段 为灰 紫灰色砂质泥岩 夹不稳定粉砂岩 局部夹 有灰色砂质泥岩 细砂岩或中砂岩薄层及透镜体 厚 78 70 85 70m 平均 82 2m b 上石盒子组上段 含煤两组 七 八煤组 仅七煤组含 21 2 P 煤三层 本段厚 158 194m 平均厚 181 25m 底部田家沟砂岩 St 为灰白 浅灰色中粗粒砂岩 底部为细砾 岩 主要成份为石英和长石 含泥质包体 具斜层理 硅质胶结 韵律 结构明显 为该井田重要标志层之一 厚 1 08 15 60m 平均 6 05m 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 12 下部七煤组段 岩性自下而上为 紫色 紫灰色砂质泥岩夹紫灰色 粉砂岩及灰白色细砂岩 灰 深灰色砂岩质泥 泥岩 含薄煤三层 七 1 七2 七3 灰色具明显紫斑结构的砂质泥岩 紫灰色砂质泥岩夹薄 层粉砂岩及灰白色细砂岩 上部夹四层海绵岩及三层含海绵骨针的硅质 泥岩 七2煤层顶板常发育一层中砂岩 七1煤层底板含舌形贝化石 为辅助标志层 本段厚 57 40m 84 30m 平均厚 67m 中上部八煤组段 岩性自上而下为 灰色中粒砂岩 局部相变为砂 质泥岩夹细砂岩 灰 深灰色砂质泥岩 局部含植物化石碎片 紫灰色 灰紫色砂质泥岩 紫斑泥岩夹数层灰 灰白色细 中粒砂岩 底部砂质 泥岩中夹一层硅质泥岩 其中含海绵骨针碎屑 30 厚 99 52m 124 10m 平均 108 20m 平顶山组 岩性为灰白 浅灰色中粗粒石英砂岩 中夹 2 2 P 2 3 层紫红色砂质泥岩 具大型斜层理 硅质胶结 节理发育 底部局 部见一层砾岩 为井田内重要标志层之一 Sp 厚 65 76m 平均 70m 土门组 岩性以紫红色砂质泥岩为主 夹黄绿色砂岩及紫红 3 2 P 色石英细砂岩 厚约 223m 4 4 第四系 第四系 Q Q 角度不整合于各系地层之上 由河床砾石及表土层 组成 厚 0 50m 平均 12m 与下伏地层不整合接触 矿井地层详见下 图 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 13 综合柱状图 二 采区构造二 采区构造 据三维地震勘探资料分析 16 采区上山部分 共勘探出正断层 4 条 分别为 DF61 DF62 DF63 和 DF64 其中断层 DF61 落差大于 10m DF62 DF63 和 DF64 断层落差小于 5m DF61 预计为组合断层 位于本区东南部 走向 NE 倾向 NW 倾角 60 为东南盘下降 西北盘上升的正断层 区内最大落差 10m 延伸 长度 420m 预计该断层同时错断了二1煤层和奥灰 在开掘到该断层附 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 14 近时 必须打钻注浆加固后方可通过该断层 16 采区下山为一平缓的单斜构造 倾向近东西 向东倾伏 北翼倾 角平缓 一般为 7 12 局部发育小褶曲 主要是来自顶底板的起 伏 虽然给回采带来一定的影响 但影响并不大 第三节第三节 煤系 煤层及煤质特征煤系 煤层及煤质特征 一 煤层一 煤层 井田含煤地层有太原组 山西组 下石盒子组及上石盒子组 属多 煤组多煤层地区 含煤地层总厚约 576m 共含煤六组 计 28 层煤 煤 层总厚 7 30m 含煤系数 1 27 全井田仅二1煤层大部分可采 其它 煤层均属不可采或偶尔可采 煤层结构简单 偶含不连续的夹矸 夹矸 的成分多为炭质泥岩 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 煤层中含黄铁矿结核 16 采区煤层厚度变化不大 经钻孔揭露 0 26 3 92m 平均厚 2 37m 根据三维地震勘探报告 二1煤层底板形态整体是一个走向北东 倾向为南东的平缓单斜构造 煤层倾角 7 12 煤层底板等高线起伏 幅度不大 二1煤层在 16 采区大部地区煤厚变化不小 结构简单 煤类单一 普遍可采 属较稳定至不稳定煤层 二 煤质二 煤质 二1煤层在成煤后期受构造影响 煤层遭到破坏 层理不甚明显 颜色为黑色 组织疏松 成粉状 易污手 局部见有少量黄铁矿 呈结 核状及浸染状分布 煤层下部含泥质较多 经燃烧试验 属较易燃煤 灰渣多为灰白色 平均容重1 39 t m3 据显微组分分析 煤中有机物含量平均为 86 8 其中镜质组为 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 15 58 2 半镜质组 23 3 惰质组 5 3 左右 无机组分平均为 13 2 其中绝大部分为泥质粘土类物质 含量达 11 5 占无机组分 的 87 硫化物为 1 2 其它矿物含量甚微 二1煤原煤灰分含量 10 28 36 32 平均 20 85 为中灰 局部 低灰 零星个别点为高灰 原煤全硫含量 0 99 3 0 平均 1 83 属 中高硫煤 洗选后脱硫率一般在 40 左右 二1煤层磷含量 0 004 0 043 平均 0 017 属低磷煤 二1煤原煤发热量 27 16 29 04MJ kg 之间 为高热值煤 挥发分 Vdaf平均 16 29 水分 0 78 左右 二1煤属中灰 中高硫 低磷 高熔点粉状贫瘦煤 主要用于火力 发电 工业锅炉等用煤 亦可作民用燃料 第四节第四节 水文地质条件及涌水量水文地质条件及涌水量 新安煤矿水文地质条件属极复杂类型 目前矿井正常涌水量 600m3 h 最大涌水量为 650 m3 h 矿井的直接充水含水层为二1煤顶板 大占砂岩含水层和太原组 L7灰岩含水层 矿井的主要水害威胁为奥陶系 灰岩水和小窑水 根据地层岩性及组合特征 含水介质特征和地下水储存与埋藏条件 新安井田可划分为 6 个含水层 组 和 3 个隔水层 组 一 主要含水层特征一 主要含水层特征 1 1 奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层 奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层 奥陶系灰岩岩性为角砾状灰岩 白云质灰岩 白云岩及硅质白云岩 地表岩溶形态有溶孔 溶蚀裂隙和规模不等的溶洞 溶洞主要分布于深 切沟谷两侧陡峭的岩壁上 常沿岩层面发育 有时多个溶洞呈串珠状相 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 16 连分布 溶洞规模不一 断裂构造带附近常发育有较大溶洞 奥陶系灰 岩富水性较强 但富水性极不均匀 单位涌水量 q 0 00061 5 65 l s m 渗透系数 K 0 00045 9 02m d 水化学类型为 HCO3 Ca Mg 型 水 固形物为 0 299 1 67g l 1995 年 11 月发生在 12161 上巷的突水 即为该含水层水 最大突水量达 4275m3 h 使矿井被淹 根据矿井地质 报告 目前该灰岩水静水位 300m 左右 奥灰含水层距二1煤层间距为 43 77 74 50 一般为 53 76m 水压 2 5Mpa 正常地段可阻止奥陶系 灰岩水突入矿井 但遇到断层或构造情况就比较复杂 2 2 太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层 太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层 岩性以硅质泥岩 砂岩 泥质砂岩夹石灰岩及煤线组成 其中 灰 岩 3 4 层 单层厚度 0 2 7 50m 厚度沿走向变化不大 向深部逐渐 变薄 灰岩总厚 7 14 16 35m 裂隙一般较发育 但多被方解石脉所充 填 单位涌水量 q 0 00044 0 0843 L s m 渗透系数 K 0 00412 4 76m d 富水性弱且不均匀 一般浅部比深部富水性好 水化学类型为 HCO3 Ca Mg 型水 固形物 0 462 0 839g l 根据矿井 地质报告 目前该灰岩水静水位 260m 左右 3 3 山西组砂岩孔隙裂隙承压含水层 山西组砂岩孔隙裂隙承压含水层 以中粗粒砂岩为含水层 一般有 3 7 层 单层厚度 2 8m 以大占 砂岩和香炭砂岩为主 最大厚度为 54 96m 最小厚度为 6 06m 平均厚 度 30m 左右 其间泥岩和砂质泥岩隔水 岩层裂隙不发育 地下水补给 条件差 单位涌水量 q 0 00025 0 0181 L s m 渗透系数 K 0 00135 0 217m d 富水性弱且不均匀 水化学类型主要为 HCO3 Na 型 固形物含量为 0 264 0 687g l 根据矿井地质报告 目前该含水 层静水位 230m 左右 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 17 4 4 石盒子组砂岩孔隙裂隙承压含水层 石盒子组砂岩孔隙裂隙承压含水层 广泛分布于孤灯 石寺 北冶一线 该组总厚度 402 518m 其中 以中粗粒砂岩层为含水层 厚度 23 31 43 66m 左右 一般有 13 19 层 单层厚度 0 2 7 0m 其间泥岩和砂质泥岩隔水 岩层裂隙不发育 地下水补给条件差 单位涌水量 q 0 15 0 28 L s m 富水性弱 且不 均匀 属孔隙裂隙承压含水层 水化学类型为 HCO3 Na 型水 固形物 0 395 0 574g l 根据矿井地质报告 目前该含水层静水位 220m 左右 5 5 风化带孔隙裂隙潜水含水层 风化带孔隙裂隙潜水含水层 该层分布于基岩浅部 一般可分为全风化带和半风化带 前者出露 于地表 厚 1 5m 左右 岩石已风化成土状 松软 夹少量角砾 母岩 的结构 构造全部被破坏 其厚度变化受岩性和地形控制 矿区内风化 带一般含水性很弱 仅畛河底部风化带含水性较强 水质一般为 HCO3 SO4 Ca Mg 型水 固形物含量为 0 286 0 560g l 6 6 第四系冲积 洪积砂 卵石孔隙潜水含水层 第四系冲积 洪积砂 卵石孔隙潜水含水层 由经常性流水或洪水携带的物质沉积而成 主要分布于畛河 石寺 河及北冶河的河谷中 厚度一般 3 8m 自河谷边部至中部有逐渐增厚 的趋势 岩性松散 分选性一般 磨圆度为次棱角至圆形 砾 卵石主 要为砂石及灰岩等 砾径一般 2 10cm 大者 25cm 左右 富水性中等 水质一般为 HCO3 SO4 Ca 型水 固形物 0 376 0 643g l 二 主要隔水层特征二 主要隔水层特征 1 1 本溪组铝土质泥岩隔水层 本溪组铝土质泥岩隔水层 该层厚 3 25m 一般 9 08m 左右 根据钻孔揭露 井田内普遍发育 层位稳定 裂隙不发育 岩性致密 不透水 隔水条件良好 可阻止奥 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 18 陶系灰岩水与太原组灰岩水之间的水力联系 2 2 二 二1 1煤底板至煤底板至 L L7 7灰岩顶部之间的硅质泥岩和砂质泥岩隔水层灰岩顶部之间的硅质泥岩和砂质泥岩隔水层 该层在矿区范围内普遍发育 厚度较稳定 厚度 10m 左右 节理 裂隙多为闭合型或具有充填物 透水性差 加之太原组灰岩含水性弱 一般可阻止该层以下含水层地下水进入矿井 3 3 山西组顶界以上的紫色泥岩和砂质泥岩隔水层 山西组顶界以上的紫色泥岩和砂质泥岩隔水层 该层岩石颗粒细小 致密 裂隙多为闭合型或具充填物 透水性极 差总厚度一般为 30m 左右 该井田内普遍分布 层位较稳定 可阻止山 西组砂岩裂隙水与石盒子组砂岩裂隙水发生直接水力联系 三 三 1616 采区下山水文地质条件概述采区下山水文地质条件概述 地势地形与水文 16 采区下山处于低山丘陵地带 地面起伏相对较 大 发育众多的 V 字型冲沟 雨季降水沿冲沟排入畛河至小浪底库区 四 四 1616 采区下山充水因素分析采区下山充水因素分析 16 采区下山水文地质条件相对复杂 直接充水含水层为二1煤层顶 板大占砂岩和太原组 L7灰岩 但水量都不大 间接充水水源主要是太原 组的 L1 L3灰岩和奥陶系灰岩 在 L1 L3灰岩和奥陶系灰岩之间以及到 二1煤底板有较稳定的隔水层 但当遇到大的断层 褶曲和裂隙 有可 能出现奥陶系灰岩水与 L1 L3灰岩水导通 导通后冲破 L3灰岩到二1煤 层之间的隔水层 那么将给采区甚至整个矿井带来一定的影响 特别是 三维勘探出的组合断层 DF61 断层最高落差 10m 断层可将奥灰和二1 煤底板同时断开 假如该段奥灰充水较强 水压较大 那么会给生产带 来一定的安全隐患 目前该矿主要通过底板注浆加固技术防治奥灰水 手段为超前物探 钻探查证 注浆加固后再进行复查评价 根据该矿 2009 年 7 月对小煤窑调查结果 新安县地源煤业集团有 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 19 限公司工作面位置距离该矿 16 采区边界仅 12m 规程规定为 40m 严 重破坏了边界煤柱 目前矿井涌水量 30 m3 h 排水能力 240 m3 h 新 宏达煤业集团有限责任公司位于该矿 16 上山采区东翼上部 目前涌水 量 60m3 h 排水能力 350m3 h 其进风斜井和回风斜井落底位置距离该 矿 14 采区边界仅 7 5m 规程规定为 40m 严重破坏了边界煤柱 现该 两矿正在技术改造 少量出煤 因该矿 16 采区尚未开采 暂未对该矿 造成直接经济损失 新安县渠里煤矿位于该矿西部边界外 16 下山采区上部 2008 年 8 月 19 日 其下部 21111 回采面发生底板突水 最大涌水量达 1300m3 h 目前正常生产 根据河南省地质测绘总院 2008 年 9 月 22 日 对渠里煤矿井下巷道测量资料 未见其存在超层越界工程 而断层 DF61 落差较大 断层附近存在破碎带 向西延伸指向 21111 工作面 且该段 煤层与 21111 工作面大致位于同一标高 如果该断层导通渠里煤矿采空 区 16 采区将受其老空水威胁 如果断层导通底板奥灰水 最大涌水量 将不低于 1300 m3 h 为防止 DF61 断层导通西部采空区 可在边界煤柱 内设计施工帷幕注浆工程 以阻断充水水源 16 采区下山东邻 14 采区西翼采空区 采空区积水量大约 18 5 万 m3 在开掘到警戒线后必须进行超前探水 边探边掘 进入探水线后 必须停止掘进 进行探放水 五 五 1616 采区涌水量分析采区涌水量分析 1 1 矿井涌水量 矿井涌水量 通过矿井自 1984 年 1 月至 2007 年 12 月月平均矿井涌水量观测成 果可知 矿井涌水量基本上呈逐年缓慢上升趋势 表明随着巷道掘进长 度的增加 采空区范围扩大 含水层揭露面积的加大 突水点增多 矿 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 20 井涌水量增大 2 2 采区涌水量 采区涌水量 根据 义煤集团公司新安煤矿 16 采区地质说明书 16 采区下山正 常涌水量为 903 h 最大涌水量可达到 120m3 h 第五节第五节 瓦斯地质概况瓦斯地质概况 一 瓦斯等级鉴定情况一 瓦斯等级鉴定情况 新安煤矿自 1989 年投产以来 历年矿井瓦斯等级鉴定均为高瓦斯 矿井 近年来 随着开采深度的增加 瓦斯涌出量出现增大的趋势 并 多次发生瓦斯动力现象 2005 年被认定为煤与瓦斯突出矿井 根据河南省煤炭工业管理局文件豫煤安 2008 790 号 河南省煤炭 工业管理局关于 2008 年度国有重点煤矿瓦斯等级鉴定结果的批示 新 安煤矿属 煤与瓦斯突出矿井 矿井瓦斯相对涌出量 13 39m3 t 矿井 瓦斯绝对涌出量 38 81m3 min 采区或一翼瓦斯最大相对涌出量 17 15m3 t 矿井 CO2相对涌出量 12 78m3 t 矿井 CO2绝对涌出量 8 06m3 min 二 瓦斯含量变化规律二 瓦斯含量变化规律 1 瓦斯分带性明显 井田自二1煤层露头向深部依次出现瓦斯风化带和瓦斯带 大致沿 煤层走向呈带状分布 局部地段与煤层底板等高线斜交 但交角一般比 较小 瓦斯风化带与瓦斯带的分界线位置大约位于煤层底板标高 150 m 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 21 一线 150 m 标高以上为瓦斯风化带 CH4成分80 含量为 4 12 42 m3 t 新安煤矿浅部井田边界标高 150 m 深部井田边界 200m 因此 整个井田完全处在瓦斯带内 2 瓦斯含量分布特征 总体上来看 新安煤矿瓦斯含量自二1煤层露头向深部逐渐增大 井田上部边界 150 m 一线瓦斯含量约 4 O m3 t 至井田深部 100 m 一 线瓦斯含量达到 10 m3 t 以上 同时含量分布出现 东部小 西部大 的态势 沿煤层走向至西部逐渐增大 如东部的 11 12 13 采区瓦斯 含量大多都在 4 7 m3 t 之间 而西部 14 采区瓦斯含量基本都大于 9m3 t 特别是位于 14 采区下山的 14091 14181 14151 等工作面瓦斯 含量普遍较高 在掘进及回采过程中瓦斯动力现象比较明显 井田内瓦斯含量存在一个明显的高值区和低值区 低值区在瓦斯带 内 50 100 m 标高 14 19 勘探线 东一 东三采区的局部地段 之间 轴线在 1 508 1606 1707 1809 1907 一线 呈椭圆形 最小瓦斯含 量仅 3 69 m3 t 高值区在低值区下部 并与其相邻 标高位于 25 125 m 之间 以及与 11 16 勘探线围限的范围 轴线在 119 1205 1307 1502 钻孔一线 最大瓦斯含量达到 12 42m3 t 瓦斯压力测定情况 编号采样地点 标高 m 垂深 m a 值 m3 t b 值 Mp 1 水分 Mad 灰分 Aad 孔隙 体积 m3 t 瓦斯 含量 m3 t 瓦斯 压力 Mpa 1东一轨道底 40 283 24333 450 6230 4717 470 0275 340 41 212 区绞车房 54 425 37127 631 1220 4519 180 0276 320 28 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 22 3 12 区 10 变电所 15 450 46524 940 9730 869 460 0258 780 61 4西 3 大巷 55 530 47519 351 3601 1017 670 0279 840 86 5 西 3 轨道 下山底 45 540 58527 370 7481 0241 500 0299 840 92 6西 3 平台 50 530 48020 111 5870 8811 780 02410 051 00 三 煤与瓦斯突出范围的划分三 煤与瓦斯突出范围的划分 根据 新安煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险性区域预测 16 采区 划分煤层突出危险性的瓦斯含量的临界值为 8m3 t 对应煤层底板标高 50m 16 采区下山为突出危险区 因此 16 采区下山按突出危险区设计 第六节第六节 其他开采技术条件其他开采技术条件 一 煤尘的爆炸性和煤的自燃一 煤尘的爆炸性和煤的自燃 2004 年由煤科院重庆分院对新安煤矿二1煤煤尘爆炸性参数进行测 定 测定结果二1煤层煤尘具煤尘爆炸性 2004 年由煤科院重庆分院对新安煤矿二1煤的自燃倾向性测定 测 定结果表明二1煤自燃倾向等级为 类 自燃期为 180 天 属不易自燃 煤层 二 煤层顶底板二 煤层顶底板 二1煤伪顶为炭质泥岩 局部发育不稳定 厚度一般为 0 20 3 0m 最大 5 6m 性脆易破碎 开采时易掉块冒顶 直接顶为 砂质泥岩或泥岩 平均厚度 2m 老顶多为灰色的中粒砂岩 俗称大占砂 岩 中间夹细砂岩和粉砂岩 平均厚度 21 7m 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 23 底板 伪底为炭质泥岩 局部发育不稳定 一般 0 1 0 8m 直接底 为泥岩或粉砂岩 平均厚度 3 4m 老底为硅质泥岩 三 地温三 地温 根据对新安井田以往勘探资料中的 17 个钻孔地温测量资料进行统 计 梯度值变化由 0 3 2 1 100m 全井田平均地温梯度 1 27 100m 从钻孔温度梯度值的变化范围和井田平均地温梯度值来看 井 田内地温梯度值偏低 梯度值分布大体有西低东高之势 但相差甚微 因此 该井田属地温正常区 第第二二章章 采区采区开拓开拓方式方式 第一节第一节 矿井生产概况矿井生产概况 一 矿井开拓方式一 矿井开拓方式 矿井采用三条斜井双翼双水平上下山开拓方式 主工业广场内 有 主斜井 1 个 承担全矿井煤炭提升任务 有副斜井 2 个 副 1 斜井用于 进风 下料和提矸 副 2 斜井用于升降人员和进风 矿井目前开采第一水平标高为 25m 开采二1煤层底板等高线标高 为 150m 50m 设计东翼六个采区 西翼三个采区 矿井二水平开采 二1煤层底板等高线标高为 50m 150m 矿井采区开拓采用前进式 工作面回采采用后退式 目前开采 25 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 24 水平 有 11 下山采区 13 下山采区 14 下山采区 15 上山采区 16 上山采区共 6 个生产采区及 15 下山 16 下山 21 下山三个开拓采区 西翼 14 采区有进风斜井和回风立井各 1 个 16 采区有进风斜井和 回风立井各 1 个 东翼 11 采区上山投产前施工的一个回风斜井和一个 进风斜井 因受小煤窑越界开采和小浪底水库水患影响已经报废 在报 废的上山采区底部于 2003 年新建成了一座回风立井 13 采区有回风斜 井 1 个 15 采区有进风斜井和回风立井各 1 个 二 采煤方法二 采煤方法 该矿采用走向长壁后退式采煤方法 综合机械化采煤 全部垮落法 管理顶板 三 通风方式三 通风方式 通风方式采用分区抽出式通风 全矿井现有 6 个进风井 主斜井 副一斜井 副二斜井 12 采区进风井 15 采区进风斜井 16 采区进风 斜井 5 个回风井 11 采区回风井 13 采区回风井 14 采区回风井 15 采区回风井 16 采区回风井 四 井筒提升四 井筒提升 新安煤矿主井为斜井 提升方式采用型号为 DX 1000 带式输送机提 升 1986 年 8 月投入运行 主井斜长 1362m 提升高度 318m 所用胶带 型号 GX 3500 电动机为 YP400L 8 660V 3 380kW 井底设有主井煤 仓 五 大巷运输五 大巷运输 井下运输方式为电机车运输 电机车型号为 CTY12 6 拉 3t 底卸 式矿车 每列 17 个车 运输长度东 西大巷均为 2000m 11 12 13 14 各采区轨道下山辅助运输均采用串车 1 吨标准 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 25 矿车 提升 利用串车运输材料和设备 六 六 目前矿井采掘活动及采掘接替安排目前矿井采掘活动及采掘接替安排 1 矿井生产采区布置 矿井生产采区布置 新安煤矿开采单一煤层即山西组二 1 煤 矿井现有 5 个生产采区和 2 个准备采区 分别为 11 下山 13 下山 14 下山 15 上山 16 上山生 产采区和 15 下山 16 下山准备采区 2 采掘开队伍 采掘开队伍 矿井现有 3 个综采队 同时配备有 4 个掘进队 2 个开拓队和 1 个 巷修队保证矿井正常接替 3 3 采掘接替安排 采掘接替安排 利用 6 7 年时间结束 11 下山 13 下山 14 下山及 16 上山采区生 产 形成 15 下山 16 下山 21 采区三个生产采区 三个回采工作面生 产 本次设计的 16 下山采区将接替 14 下山采区 第二节第二节 采区边界及储量采区边界及储量 一 采区边界一 采区边界 16 采区下山位于新安煤矿井田一水平西翼 上邻 16 上山采区下边 界 左邻井田边界 右邻 14 采区西翼 下部至二1煤层底板等高线 100m 水平 采区平均走向长 2 8km 倾斜长 1 1 1 25km 面积 3 304km2 16 采区下山上部为丘陵 山地 地面无村庄和水体 二 采区资源储量二 采区资源储量 16下山采区设计3个区段 共估算出二1煤资源储量1072 3万吨 其 中 111b 级资源储量85 9万吨 122b 级资源储量986 4万吨 详见 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 26 16采区二1煤储量估算汇总表 16 采区二 1 煤资源储量估算汇总表 序号块段编号面积 万 m2 平均煤厚 m 储量 万 t 可采储量 万 t 备注 115 122b 119 882 7475 760 6 回采率按 80 215 122b 239 12 74148 9119 1 回采率按 80 347 122b 70 524 71461 7369 4 回采率按 80 447 122b 131 244 71204 5163 6 回采率按 80 547 122b 212 24 7179 940 0 井巷煤柱回采率 按 50 671 122b 21 975 7315 70 矿井边界煤柱 7 1 111b 1 9 571 9726 221 0 回采率按 80 8 1 111b 2 1 21 973 30 采区边界煤柱 9 1 111b 3 14 21 9738 919 5 井巷煤柱回采率 按 50 1039 111b 1 3 762 5913 510 8 回采率按 80 1139 111b 2 1 112 594 00 采区边界煤柱 合计 204 75 1072 3804 0 三 采区资源储量损失量三 采区资源储量损失量 经统计计算 矿井边界煤柱损失 15 7 万吨 采区边界煤柱损失 7 3 万吨 井巷保护煤柱损失 118 8 万吨 经统计计算 16 采区下山部分二1煤资源储量 141 8 万吨 其中 矿井边界煤柱损失 15 7 万吨 采区边界煤柱损失 7 3 万吨 井筒保护煤柱损失 118 8 万吨 另外 经计算和矿方了解 大巷每侧留 60m 保护煤柱 后期回收 能确保大巷不受开采动压的影响 上 下 山每侧留 35m 保护煤柱 能 确保上 下 山不受开采动压的影响 此煤柱资源储量损失量不属永久 河南大有能源股份有限公司新安煤矿 16 采区下山初步设计说明书 27 资源储量损失煤量 因此 不计算在资源储量损失量内 四 采区可采储量四 采区可采储量 矿井保有工业资源储量 扣除工业广场煤柱及井筒 井田边界等各 种煤柱损失之和 再乘以采区回采率 80 后 为采区可采储量 经计算 16 采区下山部分可采储量 804 0 万吨 本次采区设计 16 采区可采储量 汇总见下表 16 采区二1煤层资源储量及其损失量计算表 序号块段编号 面积 万 m2 平均煤厚 m 储量 万 t 备注 147 122b 212 24 7179 9 井巷煤柱回采率按 50 271 122b 21 975 7315 7 矿井边界煤柱 3 1 111b 2 1 21 973 3 采区边界煤柱 4 1 111b 3 14 21 9738 9 井巷煤柱回采率按 50 5 39 111b 2