船窝煤矿120Mt矿井初步设计.doc

1 284 前前 言言 一 山西曙光船窝煤业有限公司矿井兼并重组整合的核准文件 参与一 山西曙光船窝煤业有限公司矿井兼并重组整合的核准文件 参与 兼并重组整合各煤业有限公司矿井名称及隶属关系 兼并重组整合后煤业兼并重组整合各煤业有限公司矿井名称及隶属关系 兼并重组整合后煤业 有限公司矿名及隶属关系 有限公司矿名及隶属关系 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办 发 2009 46 号文 关于运城市市直 部分 和河津市煤矿企业兼并重组 整合方案的批复 原山西曙光煤焦集团有限公司所属的 4 个井 2 号煤 井 1 号井 3 号井 船窝煤矿 兼并重组整合 重组整合后企业名称为山 西曙光船窝煤业有限公司 批准开采 2 10 号煤层 井田面积为 12 8439km2 生产能力 1 20Mt a 隶属山西曙光煤焦集团有限公司 二 编制矿井兼并重组整合设计的依据二 编制矿井兼并重组整合设计的依据 1 山西省人民政府办公厅文件晋政办发 2007 35 号文 山西省人民 政府办公厅关于印发山西省加快培育和发展大型煤炭集团公司的实施方案 的通知 2 山西省人民政府文件晋政发 2008 23 号 山西省人民政府关于加 快推进煤矿企业兼并重组的实施意见 3 山西省人民政府国有资产监督管理委员会晋国资产权 2008 70 文 文 关于印发 关于省属企业收购兼并重组地方煤矿矿业权评估核准 备 案 工作意见 的通知 4 山西省人民政府办公厅文件晋政办发 2008 83 号文 山西省人民 政府办公厅转发省国土地资源厅关于煤矿企业兼并重组所涉及资源采矿权 价款处置办法和通知 5 山西省人民政府办公厅文件晋政办函 2008 168 号文关于印发 山 西省煤矿企业兼并重组流程图 的通知 2 284 6 山西省人民政府文件晋政发 2009 10 号文 山西省人民政府关于 进一步加快推进煤矿企业兼并重组整合有关问题的通知 7 山西省煤炭工业厅文件晋煤办基发 2009 83 号文 关于加快兼并 重组整合煤矿改造建设工作的安排意见 8 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办 发 2009 46 号文 关于运城市市直 部分 和河津市煤矿企业兼并重组 整合方案的批复 9 山西省煤炭工业厅文件晋煤规发 2010 10 号文 关于 山西曙光 船窝煤业有限公司煤矿兼并重组整合矿井地质报告 的批复 10 中华人民共和国建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫 总局 2005 年制定的 煤炭工业矿井设计规范 GB50215 2005 11 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局 2009 年颁发 的 煤矿安全规程 2009 年版 12 采矿许可证 证号 C1400002009111230042947 13 现场调研资料 14 设计委托书 15 其它设计的依据 三 设计的指导思想三 设计的指导思想 1 认真贯彻执行国家和山西省有关煤炭设计 建设和生产的政策法 规 以 煤炭工业矿井设计规范 和 煤矿安全规程 为依据 重视生产 安全 重视环保工作 2 积极响应国家产业政策 通过本次设计 提高矿井机械化开采水 平 提升矿井生产能力 建设装备水平高 供应保障能力强 安全保障水 平高 社会经济贡献率高的新型煤矿 3 284 3 充分利用矿井已有的井巷工程 设备和地面设施等 提高矿井的 安全装备水平 安全培训水平和安全管理水平 保证矿井安全生产和企业 的经济效益 四 兼并重组整合设计的特点四 兼并重组整合设计的特点 1 采煤方法选用走向长壁综采放顶煤采煤法 2 井下绝大部分巷道沿煤层布置 3 井下煤炭运输系统采用带式输送机运输 辅助运输系统采用调度 绞车牵引矿车运输 4 充分利用现有井巷工程 土建设施和机电设备 五 设计的主要技术经济指标五 设计的主要技术经济指标 1 设计生产能力 1 20Mt a 2 矿井移交和达到设计生产能力时 井巷工程总长度 8244m 掘进总体 积 140706m3 万吨掘进率 68 7m 3 工业建 构 筑物总体积 61409 1m3 其中已有建筑体积 1072 0m3 新建建筑体积 60337 1m3 栈桥总长度 364m 全部为新增 4 工业场地行政 公共及居住建筑总面积 23947 4m2 全部为新建 5 矿井在籍人数 561 人 6 原煤生产效率 9 88t 工 7 本设计新增固定资产投资 31242 97 万元 其中井巷工程 8309 85 万元 土建工程 6456 74 万元 机电设备购置 8066 88 万元 安装工程 2912 81 万元 其他基本建设费用 3452 76 万元 预备费 2043 93 万元 8 吨煤投资 260 36 元 t 9 建设工期 17 5 个月 10 原煤吨煤成本 156 82 元 11 投资回收期 2 32a 4 284 六 存在的主要问题及建议六 存在的主要问题及建议 1 井田内各煤层为自燃 容易自燃煤层 在今后煤层开采时 要及时 密闭巷道 采取防煤层自燃措施 预防煤层自燃 2 各煤层煤尘具有爆炸危险性 要及时清除巷道壁浮尘或及时洒水 防煤尘飘散 3 在生产过程中定期进行瓦斯测试工作 加强井下通风 防止瓦斯局 部积聚发生瓦斯爆炸事故 在构造发育区段大量的岩层裂隙内会富集瓦斯 今后在开采中应注意 本矿虽为低瓦斯矿井 但最大相对瓦斯涌出量达 8 28m3 t 在建设和 生产中必须加强瓦斯监测和通风管理 防止瓦斯事故 4 采空区积水是一大安全隐患 需加强 2 号煤层采空区积水的动态观 测及位置核实 做好探放水工作 5 注意隐伏构造的存在 并进行详细观察其导水性 预留保安煤柱 对于井田内钻孔 注意钻孔封闭的完好性 并预留保安煤柱 6 加强地表塌陷及裂缝的管理工作 7 建议加强生产矿井地质工作 全面收集井下资料 及时建立有关台 帐 卡片 进行综合编录 根据地质规律预测回采工作面开采条件 为安 全开采提供技术依据 8 矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作 9 建议业主尽快委托有相关资质的单位提交建设项目环境影响评估报 告 5 284 第一章第一章 井田自然概况及兼并重组整合前各矿现状井田自然概况及兼并重组整合前各矿现状 第一节第一节 井田自然概况井田自然概况 一 交通位置一 交通位置 二 地形地貌二 地形地貌 三 河流水系三 河流水系 四 气象及地震情况四 气象及地震情况 第二节第二节 兼并重组整合前各矿现状兼并重组整合前各矿现状 一 兼并重组整合前各矿现状一 兼并重组整合前各矿现状 山西曙光船窝煤业有限公司矿井由原山西曙光煤焦集团有限公司所属 的 4 个井 2 号煤井 1 号井 3 号井 船窝煤矿 兼并重组整合而成 现 分别叙述如下 1 山西曙光煤焦集团有限公司 2 号煤井 2 号煤井位于井田中北部 开采 2 号煤层 设计生产能力 0 21Mt a 1998 年初建井 1998 年 12 月投 产 以立井开拓 采煤方法为长壁式 采用镐刨落煤 木棚支护 一次采 全高 大巷带式输送机运输 箕斗提升 矿灯照明 并列式机械抽出式通 风 矿井瓦斯含量低 瓦斯相对涌出量 8 28m3 t 矿井涌水量 350m3 d 最大涌水量 400m3 d 用两台水泵进行排水 型号 2DA BX4 型 每天排水 3 5h 2 山西曙光煤焦集团有限公司 1 号井 1 号井位于井田的中部 2 号 煤井的西南 开采 2 号煤层 设计生产能力 0 15Mt a 1997 年 1 月建井 1997 年 12 月底投产 采用立井开拓 采煤方法为短壁式 镐刨落煤 木 架支护 井下大巷带式输送机运输 顺槽刮板机运输 木棚支护 一次采 全高 箕斗提升 矿灯照明 并列式机械抽出式通风 矿井瓦斯含量低 6 284 瓦斯相对涌出量 8 7m3 t 矿井涌水量 310m3 d 采用两台水泵排水 型 2DA BX4 型 每天排水 3 5 h 3 山西曙光煤焦集团有限公司 3 号井 3 号井位于井田北部 2 号煤 井的东北 开采 2 号煤层 设计生产能力 0 15Mt a 1997 年初建井 1997 年 12 月底投产 以立井 斜井开拓 采煤方法为短壁式 炮采落煤 一次采全高 木棚支护 大巷采用带式输送机运输 矿灯照明 并列式机 械抽出式通风 矿井瓦斯含量低 瓦斯相对涌出量 6 77m3 t 矿井涌水量 310m3 d 最大 390m3 d 用两台水泵排水 型号 2DA BX4 型 每天排水 3 5 h 4 山西曙光煤焦集团有限公司船窝煤矿 井口位于井田南部煤层露头 处 开采 10 号煤层 1985 年 2 月建井 1994 年正式投产 生产能力 0 15Mt a 以斜井 平硐开拓 主井为平硐 副井斜井 采煤方法为走 向短壁式 炮采落煤 木棚支护 上山及顺槽采用刮板机运输 并列式机 械抽出式通风 风机型号 4 72IN20C 型 矿井瓦斯含量低 10 号煤层瓦斯 相对涌出量 5 78m3 t 矿井涌水量 270m3 d 最大 350m3 d 水泵两台 型 号 2DA BX4 型 每天排水 3 5 h 开采水平 400m 二 能利用的井巷工程二 能利用的井巷工程 山西曙光船窝煤业有限公司矿井兼并重组整合后现有井巷工程除原船 窝煤矿大巷和原船窝煤矿进风斜井刷大可利用外 其余井巷工程均不能利 用 其断面特征表详见表 1 2 1 表 1 2 1 能利用的井巷断面特征表能利用的井巷断面特征表 序号井巷名称 断面 形状 支护 形式 净宽 m 净断面 m2 掘进断面 m2 备注 1进风斜井半圆拱 荒料石 2 24 66 44 2运输大巷 矩形锚网喷 3 89 1210 0 7 284 3轨道大巷 矩形锚网喷 3 87 369 6 三 能利用的设备三 能利用的设备 山西曙光船窝煤业有限公司矿井兼并重组整合后主要设备均不能利用 四 四 四邻关系四邻关系 山西曙光船窝煤业有限公司矿井井田周边与多个煤矿相邻 井田东部 为杜联煤矿 柴联煤矿 羊庄沟煤矿 井沟煤矿 薛虎沟煤业有限责任公 司 陈联煤矿 河津市下化乡黄河第二煤矿 北部与小湾沟煤矿和跃进煤 矿相邻 西部与山西海鑫钢铁集团公司寺塔煤矿相邻 南部无邻矿 其中 杜联煤矿 柴联煤矿 陈联煤矿 小湾沟煤矿已关闭 1 羊庄沟煤矿 该矿位于船窝煤矿东部 为村办煤矿 批准开采 2 10 号煤层 核定 生产能力 0 15Mt a 井田面积 0 8219km2 该矿采用斜井 立井混合开拓 采煤方法为壁式 炮采落煤 主斜井采用绞车 单钩串车提升 主运输大 巷为带式输送机 顺槽采用刮板输送机 副井采用绞车 单钩串车提升 工作面采用单体液压支柱配合 型钢梁加金属网联合进行顶板支护 全 部垮落法管理顶板 通风方式为中央并列式 通风方法为机械抽出式 为 低瓦斯矿井 矿井正常涌水量 240m3 d 雨季最大约 480m3 d 2 井沟煤矿 该矿位于船窝煤矿东部 由原河津市井沟煤矿和原河津市下化乡杜家 湾村坪头煤矿整合而成 井田面积为 0 5136km2 批准开采 2 10 号煤层 核定生产能力 0 15Mt a 该矿采用立井 斜井混合开拓 采煤方法为壁式 罐笼提升 井下为平车运输 放炮落煤 矿灯照明 抽出式通风 木柱支 护 矿井瓦斯为低瓦斯 矿井正常涌水量 200m3 d 雨季最大约 300m3 d 3 薛虎沟煤业有限责任公司 8 284 该矿位于船窝煤矿东部 由原河津市薛虎沟煤业有限责任公司和原河 津市下化乡陈家岭煤矿整合而成 井田面积为 4 0732km2 批准开采 2 10 号煤层 核定生产能力 0 30Mt a 采用立井开拓 采煤方法为短壁式 炮 采落煤 主 副立井使用绞车 单钩串车提升 主运输大巷为带式输送机 工作面采用单体液压支柱配合 型钢梁加金属网联合进行顶板支护 全 部垮落法管理顶板 通风方式为中央并列式 通风方法为机械抽出式 矿 井瓦斯为低瓦斯 矿井正常涌水量 350m3 d 雨季最大约 480m3 d 4 河津市下化乡黄河第二煤矿 该矿位于船窝煤矿东部 井田面积为 1 2268km2 批准开采 2 10 号 煤层 核定生产能力 0 15Mt a 采用立井开拓 采煤方法为壁式 炮采落 煤 绞车提升 主运输大巷为带式输送机 工作面采用单体液压支柱配合 型钢梁加金属网联合进行顶板支护 全部垮落法管理顶板 通风方式为 中央并列式 通风方法为机械抽出式 矿井瓦斯为低瓦斯 矿井正常涌水 量 240m3 d 雨季最大约 480m3 d 5 跃进煤矿 该矿位于船窝煤矿之北 于 1986 年 5 月建井 1989 年投产 村办煤 矿 批准开采山西组 2 号煤层 设计生产能力 0 21Mt a 该矿以立井开拓 采煤方法为刀柱式 罐笼提升 井下为矿车运输 放炮落煤 矿灯照明 抽出式通风 木柱支护 分层开采 2 号煤层 矿井瓦斯为低瓦斯 矿井涌 水量主要为顶板渗水所致 矿井涌水量为 100m3 d 最大涌水量为 150m3 d 用 3 寸泵每天排水 3 5 h 6 山西海鑫钢铁集团公司寺塔煤矿 山西海鑫钢铁集团公司寺塔煤矿前身为运城地区寺塔煤矿 国有企业 原运城地区寺塔煤矿于 1985 年 11 月由运城地区行署计委以运署计工字 1985 330 号文申请筹建 1989 年 11 月 省煤资委和省煤炭工业厅批准 立项 1995 年颁发采矿许可证 2005 年由运城市国土资源局公开出让给 9 284 山西海鑫钢铁集团公司 企业性质变为私营企业 1985 年 11 月筹建以来 由于资金投入不到位等其它多种原因 到目前为止仍处于未开采状态 山 西海鑫钢铁集团公司现持有的采矿许可证由山西省国土资源厅 2005 年 12 月颁发 证号 1400000531208 登记面积 16 167km2 批准开采 2 10 号 煤层 采矿证有效期自 2005 年 12 月 2006 年 6 月 10 284 第二章第二章 整合的条件整合的条件 第一节第一节 资源条件资源条件 一 井田地质勘探程度及地质报告批准文号一 井田地质勘探程度及地质报告批准文号 2009 年 11 月 山西地宝能源有限公司提交了 山西曙光船窝煤业有 限公司兼并重组整合矿井地质报告 2010 年 1 月 7 日 山西省煤炭工业 厅以晋煤规发 2010 10 号文予以批复 按照国土资源部颁发的 煤 泥炭 地质勘查规范 DZ T0215 2002 规定 井田内 2 10 号煤层地质构造简 单 煤层厚度稳定 达到了勘探程度 可以作为矿井建设的地质依据 二 地层二 地层 1 区域地层 井田位于吕梁山南端 河东煤田乡宁矿区南部 据 山西省区域地质 志 区域内出露的地层主要为古生界 中生界 新生界及少量太古界地 层 2 井田地层 本井田位于河东煤田乡宁矿区南部王家岭井田的西南部边缘 井田内 沟谷发育 在沟谷梁脊多黄土覆盖 沟谷多二叠系上石盒子组出露 据井 田地层结合周围矿井及井田内钻孔资料 将井田内地层由老至新分述如下 1 奥陶系中统峰峰组 O2f 埋藏于井田深部 为煤系地层之基底 岩性为灰 深灰色厚层状石灰 岩夹泥质灰岩 厚度 100 00 130 00m 平均 110 00m 2 石炭系中统本溪组 C2b 厚度 10 20 19 60m 平均 15 00m 下部为灰色铝土泥岩 有时底部 含铁质结核 中部为灰色 深灰色粘土岩及粉砂岩 局部夹不稳定 12 号 煤层 11 284 3 石炭系上统太原组 C3t 井田内主要含煤地层之一 本组厚度 52 88 65 53m 平均 60 16m 本组井田南部沟谷底部出露 主要由灰黑色泥岩 砂质泥岩 灰色中细砂 岩和 3 层石灰岩及 7 8 层煤层组成 4 二叠系下统山西组 P1s 井田内主要含煤地层之一 本组厚度 29 67 59 19m 平均 48 32m 本组井田南部沟谷出露 主要由灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩和灰 灰白色 粉细砂岩及 4 6 层煤层组成 5 二叠系下统下石盒子组 P1x 本组厚度 65 25 88 30m 平均 76 49m 在井田东南沟谷出露 下部 为中细砂岩 有时为粗砂岩 灰白色 以石英 长石为主 含泥岩碎屑 上部为深灰色 灰绿色 紫红色斑块泥岩 粉砂岩夹薄层细砂岩 在顶部 有一层杂色铝质泥岩 鲕状结构 底部以 K8中粗砂岩与下伏地层整合接触 6 二叠系上统上石盒子组 P2s 本井田内仅残存中下部地层 最大残留厚度 156 42m 该组为灰紫 灰绿 紫红色 杂色泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 细砂岩 中粗砂岩 7 第四系中更新统 Q2 厚度 0 55 00m 一般为 18 00m 分布于井田沟谷梁脊上 灰黄色 棕黄色带红色 以亚粘土 亚砂土 粘土为主 夹砾石层 8 第四系上更新统 Q3 厚度 0 10 00m 平均 5 00m 为淡黄色亚粘土 褐色 棕黄色亚粘 土 亚砂土 在本区分布面积很小 9 第四系全更新统 Q4 分布于黄河河道 岸边及沟谷底 主要为冲洪积砂土 砂砾石 12 284 三 构造三 构造 1 区域构造 井田区域上位于山西断隆 汾渭地堑 鄂尔多斯台拗 3 个 级构造单 元之复合部位 较大的断裂带有 2 条 即禹门口 西口断裂带 禹门口 西坡断裂带 禹门口 西口断裂带为马头山断裂带的一部分 禹门口 西 坡断裂带为紫金山断裂带的一部分 马头山断裂带 紫金山断裂带为上述 3 个构造单元的分界断裂 1 禹门口 西口断裂带 西起禹门口 向北东经西口 长约 28km 为大致倾向南的正断层 断 距达千米 地貌形成了山前断层三角面或断层崖 其南为汾渭地堑 北为 山西断隆 2 禹门口 西坡断裂带 西起禹门口 向北经西坡至乡宁一带 长约 45km 其性质为逆断层 断裂带内挠曲褶皱及次级断层十分发育 断层南东为山西断隆 北西为鄂 尔多斯台拗 3 汾渭地堑 本区域涉及汾渭地堑侯马凹陷的西部 地表主要为第四系沉积 厚 度达千米以上 其深部据钻孔揭露为下古生界地层 4 山西断隆 本区域涉及山西断隆南端西面局部 出露中太古界涑水杂岩和下古生 界地层 前者岩性及构造复杂 后者较为简单 二者之间为角度不整合接 触 5 鄂尔多斯台拗 本区域涉及的仅为鄂尔多斯台拗河东断凹的南部 出露地层以上古生 界为主 构造简单 断裂极少 为大致向 NW 缓倾斜的单斜地层 2 井田构造 13 284 井田构造总体上为走向 NE 倾向 NW 的单斜构造 井田局部为缓波状 起伏背向斜 地层倾角 2 15 构造简单 井田内断层 陷落柱不发育 无岩浆岩侵入 总之 井田地质构造简单 四 四 煤层煤层 1 含煤性 井田内主要含煤地层为山西组和太原组 山西组平均厚度为 48 32m 含煤 4 层 其中 2 号煤层稳定可采 煤层厚度 6 83m 含煤系数为 14 13 可采煤层厚度为 6 03m 可采含煤系数为 12 47 太原组平均厚 度 60 16m 含煤 7 层 其中 10 号煤层稳定可采 煤层厚度为 4 27m 含 煤系数为 7 1 可采煤层厚度为 3 57m 含可采煤层系数为 5 93 2 可采煤层 井田内可采煤层为山西组 2 号煤层和太原组的 10 号煤层 其特征见表 2 1 1 1 2 号煤层 位于山西组下部 为本井田内可采煤层之一 厚度 4 56 7 12m 平均 5 85m 结构简单 仅局部含 1 层夹矸 井田内稳定可 采 煤层顶板为砂质泥岩 局部为中砂岩 底板砂质泥岩 局部为泥岩 2 10 号煤层 位于太原组的下部 为本井田可采煤层之一 上距 2 号 煤层 31 85 57 43m 平均 41 53m 厚度 2 18 4 99m 平均 3 42m 一 般含 0 2 层夹矸 结构简单 较简单 井田内稳定可采 煤层顶板为 K2 石灰岩 底板为砂质泥岩或泥岩 表 2 1 1 可采煤层特征表可采煤层特征表 煤层结构顶底板岩性 煤 组 煤 层 煤层厚度 最小 最大 平均 m 煤层间距 m 夹石层数顶板底板 稳 定 性 倾 角 度 容重 t m3 14 284 山 西 组 2 4 56 7 12 5 85 0 2砂质泥岩 砂质 泥岩 稳定2 151 35 太 原 组 10 2 18 4 99 3 42 31 8 57 43 42 63 0 2K2灰岩砂质泥岩稳定2 151 40 五 煤质 煤类与煤的用途五 煤质 煤类与煤的用途 1 物理性质和煤岩特征 1 2 号煤层 宏观煤岩特征为黑色 上部为半暗型 中下部为半亮型和光亮型煤 光泽为金属光泽 构造明显 煤质较硬 具深褐色条痕 镜煤为光泽极强之狭长条带夹于亮煤之中 具明显的贝壳状断口 但 层的界限不显 暗煤光泽暗淡 呈角砾状断口 丝炭大多呈小凸镜体夹于 其他各种成分中 2 10 号煤层 宏观煤岩特征为黑色 属半亮及半暗煤型 弱金属光泽 层状构造比 较清晰 煤的光泽最亮部分为亮煤 内生裂隙发育 层理中夹有极少量的 扁豆状丝炭 光泽较暗的部分为暗煤 煤质坚硬 灰分及丝炭的扁豆状夹 层较多 断口呈角砾状 呈黑色条痕 2 化学性质及工艺性能 井田内各煤层主要煤质化验成果详见表 2 1 2 根据地质报告提供的 山西省煤炭工业局综合测试中心化验结果 现将各主要煤层的煤质特征分 述如下 1 2 号煤层 水分 Mad 原煤 0 28 1 10 平均 0 58 浮煤 0 28 0 53 平均 0 45 灰分 Ad 原煤 13 81 18 70 平均 15 28 浮煤 6 43 8 30 平 均 7 69 15 284 挥发分 Vdaf 原煤 17 88 20 47 平均 19 03 浮煤 16 78 17 95 平均 17 23 发热量 Qgr d 原煤 29 01 31 63 MJ kg 平均 30 29MJ kg 浮煤 33 10 34 96 MJ kg 平均 33 60MJ kg 硫分 St d 原煤 0 28 0 36 平均 0 31 浮煤 0 36 0 62 平 均 0 47 胶质层厚度 Y 8 00mm 焦渣特征 CRC 4 6 平均 5 粘结指数 GRI 53 0 71 0 平均 61 0 本煤层为低灰 中灰 平 均为低灰 特低硫 低挥发分 中等挥发分 平均为低挥发分 高热值 特高热值 平均为特高热值瘦煤和焦煤 2 10 号煤层 水分 Mad 原煤 0 30 0 85 平均 0 49 浮煤 0 23 1 11 平均 0 47 灰分 Ad 原煤 11 42 19 03 平均 16 31 浮煤 6 96 10 84 平均 8 70 挥发分 Vdaf 原煤 14 91 19 42 平均 16 98 浮煤 14 68 18 22 平均 16 04 发热量 Qgr d 原煤 27 99 35 63 MJ kg 平均 30 26MJ kg 浮煤 32 24 33 50 MJ kg 平均 33 03MJ kg 全硫 St d 原煤 2 01 3 12 平均 2 81 浮煤 1 87 2 96 平 均 2 62 胶质层厚度 Y 原煤 4 00 14 00mm 平均 8 00mm 焦渣特征 CRC 4 6 平均 5 粘结指数 GRI 7 64 平均 27 16 284 本煤层为特低灰 中灰 平均为中灰 中高硫 高硫 平均为中高硫 低挥发分 中等挥发分 平均为低挥发分 高热值 特高热值 平均为特 高热值瘦煤和贫瘦煤 表 2 1 2 煤层煤质化验结果表煤层煤质化验结果表 煤层项目2 号10 号 原煤 0 28 1 10 0 580 30 0 85 0 49 Mad 浮煤0 28 0 53 0 450 23 1 11 0 47 原煤 13 81 18 70 15 2811 42 19 03 16 31 Ad 浮煤6 43 8 30 7 696 96 10 84 8 70 原煤 17 88 20 47 19 0314 91 19 42 16 98 Vdaf 浮煤16 78 17 95 17 2314 68 18 22 16 04 原煤 0 28 0 36 0 312 01 3 12 2 81 St d 浮煤0 36 0 62 0 471 87 2 96 2 62 原煤 29 01 31 63 30 2927 99 35 63 30 26 工 业 分 析 Qb daf MJ kg 浮煤33 10 34 96 33 6032 24 33 50 33 03 煤类 SM JMSM 3 煤的粘结性和结焦性 1 胶质层指数和罗加指数 2 号煤层胶质层指数为 3 60 12 00mm 平均 6 71mm 体积曲线多呈 平滑下降和微波型 罗加指数为 14 38 90 41 平均 45 62 粘结 指数为 58 73 3 焦渣特征为 4 6 为不膨胀熔融粘结 10 号煤层胶质层指数为 4 00 14 0mm 平均 5 70mm 体积曲线多呈 平滑下降 少数微波型 罗加指数为 0 70 40 平均 40 80 粘结指 数为 16 64 焦渣特征为 4 6 为不膨胀熔融粘结 2 小焦炉试验 17 284 根据王家岭井田地质报告在毛则渠 凡小渠 老窑头和薛虎沟四个煤 矿分别采取了 2 号煤层 200kg 小焦炉试验样 由太钢 鞍钢和煤炭科学院 分别进行了试验 其结果为 全层焦炭抗碎强度 M10 为 7 26 13 80 上分层焦炭抗碎强度 M40 为 75 88 87 70 耐磨强度 M10 为 6 96 10 00 焦炭抗碎强度和耐磨强度达到冶金焦炭分级标准 1 2 级焦 中 下分层焦炭抗碎强度分别为 66 70 83 40 70 94 80 80 耐磨强度 M10 为 9 06 17 20 7 60 18 60 焦炭抗碎强度高 耐磨强度低 显 示了瘦煤的特征 本煤层虽属很好炼焦配煤 但不宜单独炼焦 原因是单独炼焦虽能炼 出块度大强度高的焦炭 但在炼焦时煤的膨胀力过大 造成推焦困难 再 加之焦炭耐磨强度低 不宜作冶金焦 再者挥发分低 炼焦过程中副产品 回收少 如能与高挥发分肥煤和气煤适量配合 能炼出高质量的冶金焦 4 煤的风氧化 井田内 2 号可采煤层井田南部有露头 沿煤层露头内推 50m 为煤层风 氧化带 5 煤类及其工业用途 煤类确定依据为 中国煤炭分类国家标准 GB5751 86 GB T15224 1 2004 GB T15224 2 2004 和 GB T15224 3 2004 本区 2 号煤 为低灰 中灰 平均为低灰 特低硫 低挥发分 中等挥发分 平均为低 挥发分 高热值 特高热值 平均为特高热值瘦煤和焦煤 可作为炼焦用 煤 10 号煤为特低灰 中灰 平均为中灰 中高硫 高硫 平均为中高硫 低挥发分 中等挥发分 平均为低挥发分 高热值 特高热值 平均为特 高热值瘦煤和贫瘦煤 经洗选后 硫仍较高 可作为动力用煤和民用煤 18 284 六 水文地质六 水文地质 1 区域水文地质 井田位于黄河东岸 吕梁山脉南端河东煤田的西南角 大地构造位置 位于 3 个 级构造单元的复合部位 北至井子滩 店沟一线 南至船窝村 西临黄河 与陕西省韩城市隔河相望 东至园子沟 形状呈倒三角形 区域出露太古界 古生界 中生界 新生界地层 地层总体走向 NE 一般倾角 4 30 区内地下水以接受大气降水及地表水补给为主 第 四系松散层孔隙潜水受地形 地貌及当地侵蚀基准面控制 以泉 潜流形 式向河流 沟谷排泄 三叠系 二叠系 石炭系各含水岩组 处于地形较 高及浅埋区时 以潜水形式向沟谷 河流排泄 受当地侵蚀基准面控制 深埋区则以承压水形式自东向西或自北向南排泄至黄河或通过黄河谷底向 鄂尔多斯台拗排泄 奥陶系 寒武系灰岩水则以承压水形式自东向西 自 北向南流动 在禹门口一带泄入黄河 涑水杂岩在区内出露很少 为风化 带裂隙水 接受大气降水补给 以潜流形式向黄河排泄 本区属黄河流域 除黄河外 区内发育平行树枝状水系 均属季节性 河流 绝大部分直接注入黄河 1 含水岩组的划分 第四系孔隙潜水含水层 主要分布在广大残垣地带及黄河阶地 与下伏地层均为不整合接触 残垣地带的第四系 岩性由黄土状土 古土壤 钙质结核及少量的砂砾组 成 因地形较陡 切割严重 又无良好的地下水赋存条件 大部分地段为 透水不含水层 个别地方因粘土 亚砂土阻隔 含孔隙潜水 富水性极弱 河谷谷地地带 层位连续稳定成富水含水层含水 地下水接受大气降水 地表水体及基岩水补给 动态随季节变化 二叠 三叠系砂岩裂隙含水岩组 19 284 二叠系呈 NE SW 向分布于区域中部 与石炭系整合接触 三叠系分 布在区域的北西部 与下伏二叠系为整合接触 由一套厚度各异 粒级不 同的砂岩 泥岩 页岩互层组成 含水岩组由粗 中 细 粉砂岩水层构 成 以节理 裂隙为地下水的赋存空间 属潜水 承压水含水含水岩组 含水岩组在地形较高处及裸露区 多形成裂隙水 水量大小受地貌 岩性 构造控制 接受大气降水补给 在地形低凹处覆盖区及深埋区 形成层间 裂隙承压水接受层间侧向渗透补给大气降水 地表流水补给 富水性一般 较差 属高水头 弱富水承压含水岩组 石炭系上统砂岩裂隙及石灰岩岩溶裂隙含水岩组 出露在西坡及禹门口北部附近与下伏奥陶系呈平行不整合接触 主要 为 K1砂岩 K2 K3 K4灰岩含水层 含水岩组一般以裂隙 节理为赋水空 间 岩溶不发育 属含水不均一含水岩组 奥陶系 寒武系石灰岩岩溶裂隙含水岩组 石灰岩地层主要分布在龙门口 西交口一带 以中奥陶厚层灰岩夹 3 4 层泥灰岩及中寒武鲕状灰岩为主要赋水部位 在灰岩裸露区及半裸露 区 灰岩的节理 裂隙 岩溶均较发育 如王家岭井田杜家沟平硐内见有 同地下水流向一致的 NE SW 向发育的溶洞 溶洞发育奥陶系 寒武系灰 岩中 直径为 1 2m 最深的溶洞不见底 区内灰岩水的赋存运动规律 严格受地貌 构造 岩性制约 富水性 不均一 在灰岩裸露区 半裸区 灰岩水为裂隙 岩溶潜水 水位埋藏深 接受大气降水垂直渗透补给 在覆盖区 深埋区 属高水头裂隙 岩溶承 压水 以侧向补给为主 涑水杂岩风化带裂隙水 涑水杂岩出露在禹门口 西磑口一带 主要为片麻岩含水 地下水多 赋存于风化带裂隙及构造裂隙中 属裂隙潜水 富水性一般较差 但汇集 20 284 流量较大 在地貌条件有利情况下 也可富水 风化带深度一般在 40 余 米 接受大气降水及其它含水层的补给 2 区域地下水的补 径 排条件 第四系松散层孔隙潜水主要接收大气降水的补给 受地形地貌及当地 侵蚀基准面控制 以泉水或潜流形式向河流或沟谷排泄 三叠系 二叠系 石炭系等含水层在裸露区接受大气降水补给 在地 形较高的浅埋区 在当地侵蚀基准面以上以潜水形式向沟 河 谷排泄 寒武奥陶石灰岩则以承压水形式 自 E 或 SE 向 W 或 NW 南部南端 王家岭区自 NE 而 SW 流动 泄于黄河或鄂尔多斯台坳 在深埋区为滞流区 据勘探资料 井田东王家岭区奥灰水位标高为 642 75 816 24m 3 区域构造对水文地质条件的控制作用 自禹门口至根底 山西断隆发育寒武系 二叠系地层 其总体构造为 走向 NE SW 倾向 NW 的单斜构造组成 马头山断裂在禹门口一带寒武 奥陶系灰岩中同台头 禹门口断褶带相交 台头 禹门口断隆内灰岩地下 水呈复杂的单向辐射运动形式 形成了 NE SW 向地下分水岭 2 井田水文地质 1 井田地表水体及河流 本区属黄河流域 井田内地表无大的河流 各沟谷平时基本干枯无水 雨季汇集洪水沿沟排泄往西汇入黄河 2 井田含水层 第四系孔隙含水层 松散含水层在井田内不甚发育 零星出露于沟谷梁塬上 不整合堆积 在不同的基岩风化面上 直接受大气降水补给 含水微弱 上石盒子组顶部砂岩 K13 裂隙孔隙含水层 21 284 该砂岩在井田中西部出露 黄绿色中 粗粒 厚层状 风化裂隙发育 一般厚 16 00m 泉流量 0 06L s 0 28L s 含水性尚好 为山区主要饮 用水 对矿井开采无影响 上石盒子组中部砂岩裂隙含水层 黄绿色 灰白色中 细粒砂岩 由于各层零星出露 厚度不一 受大 气降水及地表水补给差 含水性差异较大 呈泉水出露 流量 0 089 0 237 L s 个别钻孔有涌水现象 王家岭井田 13 号孔涌水量 0 041 L s 1138 号孔涌水量 0 091 L s 下石盒子组砂岩 K9 及山西组砂岩 K8 裂隙含水层 该含水层位于2 3 号煤层之上 为直接充水岩层 岩性为灰白色 浅 黄灰色 厚层状 局部变为薄层状 裂隙不发育 平均厚 35 10m 由于地形 影响 受大气降水及地表水补给差异性较大 井田东北部及外围泉流量 0 02 0 5 L s 钻孔抽水试验 单位涌水量0 0005 0 108 L s 水位标高 668 00 921 00m 为较弱含水层 太原组石灰岩岩溶裂隙含水层 以深灰色致密坚硬之 K2石灰岩为主要含水层 溶蚀不强烈 岩溶不 甚发育 而垂直风化裂隙尚发育 井田南部外围地表泉流量 0 002 0 102 L s 钻孔抽水试验单位涌水量 0 0004 0 102 L s m 水位标高 577 73 799 96m 富水性弱 为 10 号煤层直接充水含水层 太原组底砂岩 裂隙承压含水层 灰白色 粗粒石英砂岩 厚度变化大 有分叉现象 一般厚 7 40m 地表未见泉水出露 钻孔抽水试验单位涌水量 0 0002 0 208 L s m 水 位标高 802 00 633 00m 属弱含水层 为 12 号煤层直接充水岩层 补充 勘探施工有补 2 号水文孔 根据其太原组抽水资料 太原组水位埋深为 23 00m 水位标高 577 868m 单位涌水量平均 0 0006227 L sm 渗透系 22 284 数 0 00282m d 影响半径 2200 05m 水质类型为 HCO3 SO4 Na K 型 总矿化度 1 724g L 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层 奥陶系石灰岩出露于井田南部外围 露头所见溶洞 裂隙 节理比较 发育 杜家沟平硐中见有古溶洞 补充勘探施工有补 2 号水文孔 根据其 奥陶系抽水资料 奥陶系水位埋深为 212 68m 水位标高 387 80m 单位 涌水量平均 0 2032L sm 渗透系数 0 1415m d 影响半径 273 78m 水质 类型为 HCO3 Na Mg 型 总矿化度 0 8289g L 井田西北部运城寺塔煤矿 2006 年施工 ZK202 号文孔 分别对奥陶系 太原组和山西组进行抽水 奥灰水水位埋深为 66 39m 水位标高 394 35m 单位涌水量平均 0 0006423 L sm 渗透系数 0 00151 中寒武系石灰岩岩溶裂隙含水层 寒武系中统 在井田东南外大片出露 受大气降水补给条件良好 地 下水以泉的形态出露 北午芹泉出露于张夏组鲕状石灰岩中 最大流量 50L s 71 年 5 月 最小流量 38L s 71 年 7 月 月平均流量 39 2L s 为一稳定性好的含水层 西硙口泉出露于徐庄组石灰岩裂隙中 泉流量 14 5L s 3 井田隔水层 井田内各含水层之间有较多的优良隔水层段 使各水层之间呈相近平 行的储水系统 互不影响 井田内起主要作用的隔水层段有三层段 山西组顶部泥岩隔水层段 山西组顶部泥岩层段 为泥岩 粉砂岩组成隔水层段 层位厚度稳定 为 2 号煤层上部含水层与下石盒子组含水层之间良好的隔水层段 起到良 好的相对隔水作用 使各含水层无水力联系 太原组顶部与 K4灰岩顶之间泥岩隔水层段 23 284 太原组顶部至 K4灰岩顶之间的泥岩层段 主要为泥岩 粉细砂岩 煤组成隔水层段 有良好的隔水作用 使山西组含水层和太原组岩溶含水 之间无水力联系 起到相对隔水作用 太原组底部及本溪组与奥灰侵蚀面之间的泥岩隔水层段 太原组底部及本溪组为良好的泥岩 粉细砂岩 铝土泥岩组成良好的 隔水层段 使奥灰岩溶水与太原组岩溶水之间及 K1砂岩含水层之间无水力 联系 起到良好的相对隔水作用 4 地下水的补给 径流 排泄条件 井田内沟谷出露的地层为上石盒子组 仅井田南部沟谷中局部出露下 石盒子组 山西组及太原组 第四系覆盖于沟谷的梁塬上 由于沟谷基岩 裸露 V 字型沟谷发育 给地表水的排泄创造了良好条件 地表水很 快流失 沿沟谷向西南流入黄河 使地下水接受大气降水的补给甚小 同 时井田内各含水层之间又有良好的相对隔水层存在 将各含水层分割成相 互平行近独立状态 在垂向上形成层间流动的含水层 使各含水层水各自 沿层间裂隙向西运动于黄河排泄 通过抽水试验 井田内含水层含水微弱 均为弱含水层 5 水文地质类型 根据井田内补 2 号孔水文资料 奥陶系石灰岩岩溶水水位标高为 387 80m 井田开采 2 10 号煤层 2 号煤层位于山西组下部 其直接充水含水 层为顶板以上砂岩裂隙含水层 含水层水通过裂隙 采空冒落带 导水裂 隙带入渗 大气降水作为充水水源 主要通过岩层裂隙入渗 入渗量微弱 2 号煤层矿井涌水量主要为采空区积水渗入所致 井下开采 2 号煤层 几 个坑口涌水量一般在 310 400m3 d 均用 2 台 4 寸泵抽水 受季节性变化 井田 2 号煤层最低底板标高为 320 00m 24 284 10 号煤层位于太原组下部 其直接充水含水层为 K2石灰岩岩溶裂隙 含水层 含水层水通过裂隙 采空冒落带 导水裂隙带入渗 矿井涌水量 270 350m3 d 井田西北 10 号煤层最低底板标高为 270 00m 远低于奥陶 系石灰岩岩溶水水位 因此井田西北部 10 号煤层承受奥陶系石灰岩岩溶 裂隙水的静压力较大 据突水系数公式 S P T M 式中 Ts 突水系数 MPa m P 隔水层底板所能承受的水头压力 MPa M 底板隔水层厚度 m 2 号煤层最大突水系数 Ts 387 80 320 84 63 9 8 10 3 84 63 0 018 MPa m 10 号煤层最大突水系数 Ts 387 80 270 38 43 9 8 10 3 38 43 0 040 MPa m 经计算 2 10 号煤层最大突水系数分别为 0 018MPa m 0 040MPa m 根据 2009 版 煤矿防治水规定 底板受构造破坏块段安全突水系 数一般不大于 0 06MPa m 正常块段 安全突水系数不大于 0 1MPa m 本 井田为无构造破坏地区 2 号煤层突水系数仅为 0 018MPa m 10 号煤层突水系数仅为 0 040MPa m 均小于临界突水系数 0 06MPa m 没有突水危险 属安全区 井田 2 10 号煤层水文地质条件为中等类 5 矿井充水因素分析 充水水源及其影响程度 大气降水对矿井充水的影响 25 284 大气降水是该矿矿井水的主要来源 即降水通过基岩裂隙及松散沉积 物孔隙渗入地下 在岩石裂隙相互勾通的情况下进入井下巷道 在煤层露 头附近直接接受大气降水的补给 据矿井调查 2 号煤层主要充水水源为 煤层顶板渗水 矿井涌水量具明显的动态变化特征 采空区积水对矿井充水的影响 据矿方提供 该矿开采 2 号煤层 采空区积水量约 200000 m3 10 号 煤层采空区内无积水 井筒水对矿井水的影响 因井筒开拓近于顺层巷道 揭露含水层较少 据本次调查 井筒向矿 井渗水量不大 现根据 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 导水裂隙带公式计算 2 号煤层开采所产生的导水裂隙带高度 2 号煤层顶板为砂岩 采用公式如下 公式一 公式二 20 10 m HM 冒落带最大高度 100M Hm 2 2 4 7M 19 式中 Hli 导水裂隙带高度 m Hm 冒落带高度 m M 累计采厚 m 100 5 6 1 63 6 m M H M 26 284 2 号煤层平均厚度 5 85m 一次采全高 计算后导水裂隙带为 公式 一计算结果 45 14 50 73m 公式二计算结果 58 38m 冒落带高度 10 38 14 78m 10 号煤层顶板为石灰岩 采用公式如下 公式一 公式二 30 10 m HM 冒落带最大高度 100M Hm 2 5 2 1M 16 式中 Hli 导水裂隙带高度 m Hm 冒落带高度 m M 累计采厚 m 10 号煤层平均厚度 3 42m 一次采全高 计算后导水裂隙带高度为 公 式一计算结果 47 18 64 98m 公式二计算结果 65 56m 冒落带高度 12 28 17 28m 2 号煤层距地表 621 21m 故导水裂隙带未达地表 地表水体对煤层 开采的影响较小 但在今后开采中一定不能轻视地表水体对煤层开采的影 响 10 号煤层距 2 号煤层平均为 42 63m 小于导水裂隙带高度 因此开 采 10 号煤层时应加强探放水 注意 2 号煤层采空区积水对开采 10 号煤层 的影响 水害防治措施 技术措施 a 地面防治水 100 8 9 1 22 0 m M H M 27 284 矸石和炉渣等固体废物不得弃于沟谷中 以免淤塞河道 造成行洪 不畅 在雨季前 组织有关人员踏勘井田是否有采空塌陷裂隙 裂缝 塌 陷洞 并用黄土 粘土 碎石及时填封 用粘土夯实高出地表 b 井下防治水 井田内 2 号煤层基本开采完毕 10 号煤层开采面积较小 井田南部小 窑未破坏 10 号煤层 井田南部采空区较多 是防治水的关键 井下防治 水应做到 掘进工作面接近断层 采空区时必须按矿井设计留设防水煤柱 发现透水预兆必须停止作业 采取措施 并向调度室报告 经常清挖井下水仓 保证水仓有足够容量 井下水泵必须设置三台 一台使用 一台备用 一台检修 确保正常 使用 井田内各可采煤层均存在带压开采现象 在矿井开采前 应对井田内 奥灰水进行突水危险性评价 管理措施 平时加强防讯宣传 建立探放水管理制度 做好防水计划 成立 雨 季二防 指挥部 组织雨季前 三防 大检查 加强职工培训 保证安全 生产 物质措施 保证雨季防治水物资供应 在矿井生产建中 尚未发生过大的水害 但是仍不能放松对水害的防 治工作 具体应做到 每年汛期前必须将井筒周围的导水渠挖好疏通 并由专人负责 必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道 发现裂隙 导水通道 应及时将其回填封实 28 284 必须随时观察井下各种涌水现象 做好常规矿井水文地质工作 必须经常了解井田内及周边其它生产矿井开采情况 掌握其采空范围 涌 积 水情况 防止越界开采 造成巷道相互贯通 采空区积水涌入矿 井 造成涌 突 水事故的发生 本矿开采后形成的采空区会有积水 应 加强管理 对有潜在危险的地段 应做到 预测预报 有掘必探 先探后采 先 治后采 3 矿井涌水量 本井田地层为一倾向 NW 的单斜构造 煤层标高由东南向西北逐渐递 减 含水层距主要可采煤层近 但其含水微弱 断层不发育 含水层对煤 层开采影响小 由于采空区或采空破坏区较大 其积水入渗增加各矿井涌 水量 据调查井田开采 2 号煤层每个矿井涌水量大约为 310 00 400 00m3 d 受季节影响 各坑口涌水量情况见表 2 1 3 计算 得各井田富水系数为 0 50 0 78m3 t 利用富水系数法计算当开采 2 号煤层生产能力达到 1 20Mt a 时 矿 井涌水量为 2000 3120 m3 d 开采 10 号煤层矿井涌水量主要为煤层顶板 K2石灰岩溶裂隙含水层水 通过裂隙 采空裂隙入渗补给 矿井涌水量为 270 350m3 d 利用富水系 数法计算当开采 10 号煤层生产能力达到 120 万 t a 是时 矿井涌水量为 2160 2800 m3 d 表 2 1 3 矿矿井井坑坑口口涌涌水水量量统统计计表表 开采煤层矿井坑口 生产能力 Mt a 最小涌水量