煤业有限公司技术改造初步设计（修改）

XX集团XX县XX煤业有限公司技术改造初步设计（修改）说明书XX省XX煤炭工程设计有限公司技术改造初步设计（修改）附图目录工程编号C1260JG（G2）序号图纸名称图号比例备注1矿区地形地质图15000采用2勘探线剖面图12000采用3狂8号钻孔柱状图1500采用4二1煤层底板等高线及储量计算图15000采用5矿井充水性图15000采用6井田开拓方式平面图109/16301150007井田开拓方式及采区巷道布置AA剖面图109/16302110008采区巷道布置及机械配备平面图109/16303120009井上下对照图103/109011500010井筒断面布置图111/1160112011井底车场平面布置图12101150012矿井前期通风系统图1710113矿井中期通风系统图1710214矿井避灾路线示意图1710315井下压风管路布置示意图1710416井下消防、防尘洒水系统示意图8010117井下隔爆水棚布置图1500118井下运输线路示意图1240119副井井口操车设备平、剖面图116/2000115020副井井底操车设备平、剖面图116/2010115021工业场地总平面布置图44701150022矿井地面总布置图490011500023主井区地面供电系统图2610124风井地面供电系统图2610225井下供电系统图2610326井上下通信系统图9100127矿井安全监测监控系统图92001设计修改委托书XX省XX煤炭工程设计有限公司我公司是XX集团兼并重组矿井，重组后更名为XX集团XX县XX煤业有限公司，其前身为XX县东沟煤业有限公司，开采二1煤层，采矿许可证证号。2006年委托郑州煤炭工业集团工程设计公司编制了XX县东沟煤业有限公司技术改造初步设计和XX县东沟煤业有限公司技术改造初步设计安全专篇，由于井田扩界、地质条件变化、井筒落底标高变动等原因，于2008年委托XX省XX煤炭工程设计有限公司编制了XX县东沟煤业有限公司技术改造初步设计（修改）。被XX集团兼并重组后，重新编制了水文地质类型划分报告，矿井涌水量显著增大，原设计的主要巷道断面、矿井排水抗灾能力、设备型号等已不能满足豫政201017号、XX集团关于兼并重组煤矿技术改造设计方案有关要求和有关规定要求，为此，特委托贵公司重新对原修改初步设计和安全设施设计重新进行修改。XX县XX煤业有限公司二一一年十月目录前言1第一章井田概况及地质待征7第一节井田概况7第二节地质特征及煤层特征11第二章井田开拓29第一节井田境界及储量29第二节矿井设计生产能力及服务年限37第三节开拓方式37第四节井筒42第五节井底车场及硐室47第三章大巷运输及设备52第一节运输方式的选择52第二节运输设备选型52第四章采区布置及装备53第一节采煤方法53第二节采区布置54第三节巷道掘进57第五章通风与安全58第一节概况58第二节矿井通风58第三节灾害预防及安全装备69第六章提升、通风、排水和压缩空气设备83第一节提升设备83第七章地面生产系统116第一节煤质及其用途116第二节煤的加工116第三节生产系统116第四节主井装备118第五节副井操车及装备119第六节主要设备选型124第七节辅助设施125第八章地面运输127第一节概述127第二节场外公路127第九章工业场地总平面布置及防洪排涝128第一节场地概况128第二节总平面布置129第三节竖向设计及场内排水130第四节场内运输131第五节矿井其它工业场地布置132第六节管线综合布置132第十一章地面建筑142第一节设计原始资料和建筑材料142第二节主要建筑物及构筑物143第三节矿井辅助建筑143第四节工业场地行政、公共建筑148第十二章给水与排水150第一节给水150第二节排水153第三节室内给排水154第四节消防及洒水155第十三章采暖、通风及供热157第一节采暖、通风、供热157第二节井筒防冻158第三节锅炉房设备159第四节室外供热管网159第十四章职业安全卫生160第一节概述160第二节地面建筑、设施危害因素分析及主要防范措施161第三节井下职业危害因素分析161第四节主要防范措施162第五节职业卫生163第六节机构设置163第七节存在问题及建议164第十五章环境保护165第一节概述165第二节各种污染源的防治措施166第三节地表塌陷治理167第四节机构设置及专项投资168第五节存在的问题和建议168第十六章节约能源措施169第一节概述169第二节节能措施169第十七章建井工期171第一节建井工期171第二节产量递增计划172第十八章组织机构及人力资源配置173第一节组织机构173第二节人力资源配置177第十九章投资概算183第一节投资概算183第二节矿井主要技术经济指标189附录1、设计修改委托书；2、采矿许可证；3、矿井瓦斯等级鉴定（豫工信煤2011199号）；4、煤尘爆炸性指数鉴定报告；5、煤层自燃等级鉴定报告；7、初步设计（修改）批复（豫煤规200925号）。附件1、主要机电设备和器材目录；2、概算书。前言一、概况XX集团XX县XX煤业有限公司是义马煤业集团有限责任公司兼并重组矿井，其前身为XX县东沟煤业有限公司，是由XX县仓头乡许村太平煤矿、XX县仓头乡仓西后洞二矿、义马市绿苑有限责任公司的XX省XX县东沟煤矿普查区于2005年整合而成，位于XX县西沃乡、北冶乡境内。开采二1煤层，采矿许可证证号41000020101120077970。原郑州煤炭工业集团工程设计公司于2006年编制了XX县东沟煤业有限公司技术改造初步设计和XX县东沟煤业有限公司技术改造初步设计安全专篇，分别由XX省煤炭工业管理局（豫煤规2006662号）和XX煤矿安全监察局豫西分局（豫西煤安监2006102号）审查批准。由于井田扩界、地质条件变化等原因，XX省XX煤炭工程设计有限公司于2008年11月为该矿编制了XX县东沟煤业有限公司技术改造初步设计（修改），XX省煤炭工业管理局以豫煤规200925号文进行了批复。设计采用立井斜井上下山开拓方式，共布置主、副、风井三个井筒，其中主、副井为立井，风井为斜井。目前井筒均已落底，井底车场刚刚开工，总回风巷已掘进120M。2011年5月被XX集团兼并重组后，重新编制了水文地质类型划分报告，矿井涌水量显著增大，原修改设计的主要巷道断面、矿井抗灾能力已不能满足豫政201017号和XX集团关于兼并重组煤矿技术改造设计方案有关要求的要求，为此，该矿委托我公司重新对原修改初步设计进行修改。二、设计修改的主要原因和内容1原修改设计矿井（号矿体）正常涌水量为128M3/H，最大涌水量为256M3/H。根据水文地质类型划分报告（XX省煤田地质局二队，20115），75M水平以浅正常涌水量变更为392M3/H，最大涌水量为784M3/H。根据XX集团洛阳公司的要求，矿井抗灾排水能力按1500M3/H设计。矿井水文地质类型由以底板岩溶裂隙水充水为主的第三类第二亚类第三型（中等偏复杂），变更为以顶板裂隙水充水为主的复杂类型。原设计主排水泵房安装3台D155308型矿用水泵，本次设计修改为5台MD500574型矿用水泵。增加了底板注浆加固设备。2根据煤矿防治水规定，对煤柱宽度重新进行了核算，增大了断层防水煤柱宽度，并对水体下压煤量重新进行计算，修改设计暂不考虑开采水体下煤炭资源，号矿体可采储量由原设计的6073万吨修改为3127万吨，服务年限由原设计的130年修改为74年。3风井及回风大巷净断面由原设计的53M2扩大为90M2，除井口表土段采用混凝土砌碹支护外，其它均采用锚网喷支护。4为满足排水管路安装及要求，副井断面由原设计的159M2（D45M）扩大为237M2（D55M）。5原设计轨道上山、运输上山及工作面顺槽等煤层巷道净断面为51M2、66M2，本次设计均修改为86M2，采用矿工钢梯形棚支护。原设计井底车场巷道净断面为60M2，本次设计修改为83M2，采用锚网喷支护。6对井底车场及硐室、井底水仓重新进行布置，增大了水仓容量。7为了满足下大件的要求，副井提升绞车型号由原设计2JK25/30型修改为2JK3/20型，提升容器由原设计一对1T标准罐笼变更为一对1T一长一短、一宽一窄非标罐笼。8原设计矿井地面空气压缩机站安装2台OGF198/8型用单螺杆空气压缩机，本次修改设计变更为3台LG20/8G型用单螺杆空气压缩机，1台工作，2台备用。9增加了安全避险六大系统的设计内容。10安全监控系统由原设计KJ101N型变更为现已安装的KJ95N型。11增加了井下移动注浆泵、防爆电机车等设备。12增加了三维地震、瞬变电磁及直流电法等物探措施。13根据新的定额指标，重新编制了矿井投资概算。二、修改设计编制依据1、采矿许可证41000020101120077970；2、XX省XX县东沟煤业有限公司二1煤层资源储量核查报告（XX省煤田地质局二队，200510）；3、XX集团XX县XX煤业有限公司水文地质类型划分报告（XX省煤田地质局二队，20115）；4、矿方提供的设计修改内容及要求；5、煤炭工业现行的法律、法规、规程、规范和有关规定；6、XX集团关于兼并重组煤矿技术改造设计方案有关要求；7、瓦斯等级鉴定（XX安201116号）；8、煤尘爆炸性鉴定；9、煤层自燃倾向性鉴定；10、设计修改委托书。三、设计指导思想分析矿井开采的内外部条件，结合小型煤矿和区域煤层开采特点，根据矿井资源条件，开采技术条件及现有工程，优先开发资源条件好的块段，完善矿井生产系统、环节，提高矿井生产能力，提高资源回收率，积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料，使矿井达到安全可靠、技术合理、投资省、效益好的目的。四、矿井设计的特点矿井设计为分区开拓，前期开采II号矿体，II号矿体采用立井斜井上下山开拓。对于井田南部即许村香坊沟断层（F2）以南号矿体保有资源和井田北部即路家岭断层（F11）以北号矿体保有资源的开发，由于许村香坊沟断层（F2）和路家岭断层（F11）落差大、存在导水威胁，设计在矿井后期，利用原黄沙坪矿生产广场及太平矿生产广场分别布置三条斜井对其进行分区独立开发。1资源储量技术改造利用井田二1煤资源储量12954万吨（号矿体），设计可采储量3127万吨。矿井生产能力为30万吨/年，服务年限74年。劳动定员645人,全员工效为20吨/工日。2开拓开采设计开采区号矿体采用立斜井上下山开拓方式，初期投产上山采区，开采水平为117M。技术改造新增井巷工程量652228M（包括井筒扩大断面）。矿井生产为“一矿一面三头”，回采工作面走向长壁布置，工作面采用单体液压支柱配型钢梁支护，放炮落煤。3矿井提升主井为一对20T非标准箕斗提升，提升绞车为2JK2/20型。副井为一对10T非标准罐笼提升（一宽一窄），提升绞车为2JK30/20型，井筒安装梯子间，作为矿井一个安全出口。4矿井通风矿井通风方式为中央边界分列抽出式，配风量为38M3/S，主要通风机为FBCDZ6NO16型，斜风井为矿井一个安全出口。6矿井主排水设备选用MD500574型泵5台，正常涌水量时一台工作最大涌水量时两台工作，主排水设备是按矿井1500M3/H涌水量的抗灾能力进行选型配备的。7压风系统矿井地面设空气压缩机站，配LG20/SG型用单螺杆空气压缩机3台，1台工作，2台备用。8供电采用双回路供电电源，电源可靠。井下采用10KV高压入井配电系统。9安全监控选用现已安装的KJ95N安全监测监控系统和KJ69J型矿井人员定位监控系统。五、矿井设计主要技术经济指标1、设计生产能力30万吨/年2、设计服务年限74年3、井巷工程总量含扩修674128M7201356M3）4、掘进率2247M/KT（24005M3/KT）5、工业建构筑物总体积193448M36、行政公共建筑物总面积82176M27、占地面积（围墙内）5895HM28、矿井在籍总人数650人9、原煤生产人员工效20T/工10、建设总工期21个月建井工期18个月、准备期3个月11、建设项目总资金2224402万元12、吨煤投资74147元/T六、存在问题及建议1井田地质勘探程度较低，在以后的生产过程中应加强对井田内地质构造变化的勘探调查和分析，尤其是对井田内老窑采空区范围必须尽一步查清。建议采用三维地质勘探等方法查明导水构造，查明原许后煤矿采空区范围，留设安全煤柱,合理布置采掘工程，保障生产安全。2本次设计依据水文地质类型划分报告（XX省煤田地质局二队，20115）有关井田水文地质资料及预测的矿井涌水量。矿井涌水量是在小浪底水库蓄水对煤层开采无影响或影响很小情况下预算的。生产期间当矿井涌水量接近预算涌水量或因采煤引起地表变形波及至淹没区及附近时，应及时委托有相应资质的单位进行小浪底水库蓄水对开采二1煤层影响的论证、编制水下采煤设计，经煤炭行业主管部门审批后方可试采。实施水库下采煤前，要沿倾向、走向方向布设长观网，观测岩层移动和库水渗、漏情况。3加强矿井地质及水文地质工作，尤其要加强水文地质观测工作，做到及时发现、及时处理。4XX矿区系我国大水矿区,地下水害严重威胁着矿井的安全生产。小浪底水库蓄水运行对矿区水害防治造成较大影响,水库蓄水后矿井突水威胁主要来自断层水及石炭系太原群L78岩溶水；煤矿防治水的重点应该是治理L78灰岩及矿区边界断层在库区的露头或隐伏露头。第一章井田概况及地质待征第一节井田概况一、交通位置XX煤业有限公司位于XX省洛阳市XX县东北部西沃乡及北冶乡交界带，矿区南距XX县城20KM，东距洛阳市38KM，西距义马市30KM。区内乡间公路相通，交通较便利。见图111。图111交通位置图二、地形地势及水系该区为低山丘陵区。地势西北高东南低，海拔标高4402175M，相对高差2225M。本区地处黄河流域畛河水系，矿区内水系不甚发育，以季节性溪流为主，但冲沟发育，且呈南北向。区外东5KM有畛河，自南向北流入黄河。本区现小浪底水库水坝标高275M，水面标高260M，淹没区主要分布于狂口、北冶一带。在低于水位标高275M范围内，对矿井开采存在潜在威胁。三、气象与地震本区属暖温带大陆性季风气候，夏、秋两季炎热多雨，冬、春两季低温干旱少雨。年降水量一般为5896701MM，降雨多集中在79三个月，约占年降水量的50。年平均气温1416，元月份最冷，最低气温174，七月份最热，气温最高可达44；年平均蒸发量1866225711MM；最大冻土深18CM，最大积雪厚038M，年无霜期246天。春、夏、秋三季以东北风、东风为主，冬季以西北风为主，最大风速196M/S。根据XX省地震局资料，本区近期未发生过大的破坏性地震。仅在明、清时期发生过两次地震，震级、烈度不清。19741975年有过两次二级以上地震，烈度为56度。四、矿区概况当地经济以农业为主，农作物主要为小麦、玉米和大豆等，经济作物有棉花及油菜等。自国家实行改革开发政策以来，工业经济得到了迅速发展，采矿、电力、水泥、耐火材料、采石、采砂、砖瓦等一大批工业企业正在蓬勃兴起和发展壮大，国民经济的构成正在逐渐发生变化，工业经济的主导地位变的越来越突出。该区属于低缓丘陵地区，可耕地较少，劳动力相对富裕，区内建筑材料丰富石料、砖瓦、白灰等以及木材和水泥就地供应，钢材等物质经公路和铁路可直接运至矿区。五、区内煤矿开采情况XX煤业有限公司由东沟煤矿、后洞二矿、许后煤矿、太平煤矿、仓新煤矿及黄沙坪三矿经资源整合组建而成，区外无邻矿分布，简述如下。1东沟煤矿东沟煤矿2004年5月，经该矿申报探矿权申请，XX省国土资源厅2004年7月审查批准，授予探矿权资格证（证号4100000420361）。该矿至今为矿山筹建阶段，设计生产能力15万吨/年，矿山开采二1煤层。设主、副井各一（位于区外），主井为斜井，方位171，坡角25，斜长232M落底，见煤厚140M，井口坐标X386612861,Y3760426806,H364972M；副井为竖井，井深21837M落底，煤厚210M，井口坐标X386607415,Y3760504440，H338597。2许后煤矿1990年3月兴建，1992年6月投产，设计生产能力3万吨/年，开采二1煤层。设主、副斜井一对。主斜井方位312，坡角25，斜长340M，井口坐标X3865071，Y37605964，H25043M；副斜井方位2，坡角25，斜长348M，井口坐标X3864994，Y37605613，H25930M；本矿平均煤厚约250M，煤层顶板为砂岩，底板为砂质泥岩，矿井正常涌水量30M3/H，相对瓦斯涌出量65M3/TD，属低瓦斯矿井。依据豫国土资发2002139号文通知，属关闭矿井之列，于2002年10月闭坑。3太平煤矿1985年筹建，1987年投产，设计生产能力3万吨/年，开采二1煤层。设主、副斜井一对。主斜井方位130，坡角5，走平巷15M后转方位165方位，送巷33M处见二1煤层煤厚25M，井口坐标X386501797，Y3760447419，H288M。副斜井方位143，煤厚207M，井口坐标X386498964，Y3760445640，H290M。煤层顶板为砂岩，底板为砂质泥岩及粉砂岩，矿井正常涌水量18M3/H，相对瓦斯涌出量4M3/TD，属低瓦斯矿井。本矿于2005年2月转让于东沟煤矿，现已闭坑。4仓新煤矿1984年5月筹建，1986年投产，设计生产能力3万吨/年，开采二1煤层。设主、副、风井各一。主井方位290，坡角28，井口坐标X3864543,Y37604994,H286M。副井坡角28，方位225，井口坐标X3864745，Y37605228，H264M。风井坡角28，方位290，井口坐标X3864470，Y37604988，H290M。煤厚060450M，平均280M，正常涌水量18M3/H，相对瓦斯涌出量4M3/TD，属低瓦斯矿井。依据豫关整20035号文通知，属关闭矿井之列，于2003年8月闭坑。5后洞二矿1994年7月兴建，1997年投产，生产能力6万吨/年，开采二1煤层。设主、副斜井各一。主斜井方位23，坡角25，斜长24M落底，煤厚185M，井口坐标X386445158,Y3760473176,H28544M。副斜井方位353，坡角25，斜长20M落底见煤，煤厚190M，区内煤厚185400M，平均252M，煤层顶板为中细粒砂岩，底板为砂质泥岩及粉砂岩，矿井正常涌水量120M3/H，相对瓦斯涌出量35M3/TD，属低瓦斯矿井。6黄沙坪三矿1998年1月筹建，设计生产能力6万吨/年，开采二1煤层。设主、副斜井各一对。主斜井方位180，坡度28，斜长33680M落底，止煤标高9250M，井口坐标X3867070238，Y37606591204,H25062M。副斜井方位180，坡度27，斜长34450M，止煤标高9423M，落底煤厚270M，井口坐标X3867077922，Y37606552915,H250607M。矿井正常涌水量80M3/H，最大160M3/H，相对瓦斯涌出量60M3/TD，属低瓦斯矿井。依据豫国土资2002139号文通知，属关闭矿井之列，于2002年10月闭坑。7老窑由于历史悠久，煤层露头附近有老窑开采痕迹，老窑开采情况不详，且大部分在小浪底水库最高蓄水面以下，在开采中应予以重视。六、电源及水源矿井双回路电源均取自距该矿40KM的刘黄变电站，10KV电源。两回路一回工作，一回备用。据矿井调查，生活水源为灰岩水与第四系含水层水，以打井泵抽方式取之。可以满足需要。矿井所抽排的废水，经沉淀净化后，可作为矿方煤场除尘及地方田地灌溉等。第二节地质特征及煤层特征一、地质特征本矿区位于XX煤田北部狂口普查区与北冶矿区的交汇部位。现结合区域资料，根据核查报告，矿区地层由老至新叙述如下（一）寒武系（）本区揭露中统张夏组，与下伏地层平行不整合接触。上部为灰岩，下部白云岩、紫色泥岩瓦层，平均厚13000M。（二）奥陶系中统马家沟组（O2M）由灰色、浅灰色厚层状石灰岩组成，夹浅灰色白云质灰岩，较致密，性脆，厚400560M，平均厚48M。与下伏地层呈平行不整合接触。（三）石炭系（C）平行不整合于奥陶系中统之上，缺失下、中统，总厚平均5016M。1、石炭系上统本溪组（C2B）底部偶见黄铁矿层，不稳定，多呈透镜体。下部为浅灰色铝质泥岩含星散状黄铁矿散晶，上部为具鲕状或豆状结构的灰色铝质泥岩，本组平均厚51M。2、石炭系上统太原组（C2T）与下伏本溪组连续沉积，共含煤68层，岩性由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，厚31045234M，平均4506M。本组依据沉积特征及岩性组合关系划分为3段（1）下部灰岩段岩性为灰色厚层状生物碎屑石灰岩组成（L1L4），夹薄煤4层（一1一4），均不可采。在胡石砂岩相变地段仅保留L1石灰岩。（2）中部碎屑岩段由灰白色中、粗粒砂岩（胡石砂岩）及砂质泥岩组成，间夹黄铁矿结核，含煤12层（一5、一6煤），对下部灰岩段有冲刷现象。一5、一6煤层不发育，均不可采。（3）上部灰岩段由灰色厚层状石灰岩、硅质泥岩及深灰色泥岩组成，泥岩多含黄铁矿结核，含煤2层（一7、一8煤），均不可采。太原组与下伏本溪组为整合接触。（四）二叠系（P）为本区主要含煤地层，岩性主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，与下伏石炭系地层连续沉积，本区仅保留下统山西组、下石盒子组，总厚约37780M左右。1、山西组（P1SH）自二1煤层底板底至砂锅窑砂岩（SS）底，为本区主要含煤地层。地层厚度约80359362M，平均8795M。按岩性特征分为四段，自下而上简述如下（1）二1煤层段自二1煤层底板底至大占砂岩（SD）底。岩性由黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、煤层（二1）组成。二1煤层为本区主采煤层，层位稳定，区内为大部可采煤层，煤厚0420M，平均252M。（2）大占砂岩段自大占砂岩（SD）底至香炭砂岩（SX）底。岩性为灰、浅灰色厚层状中粒石英砂岩（SD）及深灰色泥岩、砂质泥岩。本段大占砂岩（SD）含黄铁矿结核及泥质包体、层面富含白云母碎片。（3）香炭砂岩段自香炭砂岩（SX）底至小紫泥岩底部。岩性为灰、浅灰色中粒砂岩，灰及深灰色粉、细粒砂岩夹深灰色泥岩及砂质泥岩及煤层（二3、二4）。砂岩中分布菱铁质假鲕、黄铁矿结核及泥质包体。其中区内仅狂1、狂9、狂15、北81四孔见二4煤层，均不可采，区内见二3煤层仅狂7、狂9、北81三孔，厚度分别为101M、016M、069M，属局部可采煤层。（4）小紫泥岩段自小紫泥岩底至砂窝窑砂岩（SSH）底。岩性为灰、深灰色细、中粒砂岩及深灰色含紫斑泥岩、砂质泥岩。2、下石盒子组（P1X）自砂锅窑砂岩（SS）底至田家沟砂岩（ST）底，主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，划分三、四、五、六4个煤段。其中三煤段不含煤层，其余煤段含薄煤层或煤线，均不可采。本组厚300M左右。区内仅保留三煤段部分地层，厚度199713366M，平均7485M左右。（五）第四系（Q）主要由砾石、粘土、砂质粘土、黄土等组成，不整合于各地层之上，厚0536M，平均277M。二、构造本区位于XX倾伏向斜的北西翼，地层总体走向为34312，倾向73102，倾角一般为46。区内、外发育的主要构造形迹为断裂构造，共3条断层，其中区内发育有许村香坊沟断层（F2）及路家岭断层（F11）两条，区外发育有F28断层一条。总体构造复杂程度类型为中等。1、路家岭断层（F11）位于核查区北部。自南东向北西经路家岭、东沟、泉凹，延展长度约7000M，走向106141，倾向196231，倾角70，落差70110M，为南西盘下降的正断层。该断层切割了二1煤层，破坏了二1煤层的连续性，且与地表的季节性可流有直接或间接的水力联系，有沟通地表水进入矿井的可能性，对未来矿井开采存在着一定的威胁。2、许村香坊沟断层（F2）位于核查区西南部。自南西向北东经水流沟、东坡、李沟、龙潭沟，为一区域大断层。走向87139，倾向35749，倾角65，落差135M左右，为北东盘下降的正断层，该断层切割了二1煤层，破坏了二1煤层的连续性，也与地表水体有水力联系，有沟通地表水进入矿井的可能性，对本矿煤层开采影响较大。3、F28断层位于区外西南的韩坡北东，走向约300，倾向30，倾角约75，落差55M左右，为一正断层，对核查区内煤层开采影响不大。4、岩浆岩核查区内及区外附近无岩浆活动的记录。三、煤层及煤质（一）煤层二1煤层赋存于山西组下部的大占砂岩（SD）之下，上距砂锅窑砂岩（SS）8117M，香灰砂岩3497M,下距C2T底部砂岩3488M。煤厚0420M，平均厚252M，层位稳定，基本全区可采，结构简单，偶含夹矸。厚度变化较大，属较稳定型煤层。其直接顶板局部为深灰色泥岩，砂质泥岩，主要为中细粒砂岩，偶见炭质泥岩。间接顶板为中粒砂岩，含较多白云母矿物，底板主要为深灰色砂质泥岩，泥岩及细粒砂岩。（二）煤质1、煤的物理性质二1煤为灰黑色、条痕深黑色，粉状及鳞片状产出，属半亮型煤。由于后期构造作用影响，煤层原生结构均受到破坏，呈现为层间挤压、揉搓的构造煤，具擦痕及磨擦镜面。煤的平均视密度为142T/M3，散煤重0954T/M3。2、显微煤岩特征煤中有机组份含量平均为888其中镜质组为6567，半镜质组1952，半丝质组285，丝质组076。煤中无机组平均为112，并以粘土矿物为主，含量达945，硫化物为15，其它矿物含量甚微。二1煤层镜煤平均最大反射率为232。3、煤的化学性质及工艺性能1）灰分（AD）二1煤层原煤灰分产率平均222，属中灰煤，经140视密度液洗选后，浮煤灰分为90，降灰率595。2）硫分（ST,D）二1煤层原煤全硫含量平均为178，属中高硫份煤。3）煤的元素组成煤中有机元素组成主要为碳、氢、氮、氧和硫（有机硫）。据浮煤分析结果，二1煤层干燥无灰基碳含量为9112，氢441，氮151，氧加硫296。4）发热量（QGR,VD）二1煤层干基恒容高位发热量为2852MJ/KG，属高热值煤。4、煤类的确定按照中国煤炭分类国家标准（GB575186），二1煤层浮煤干燥无灰基挥发分（VDAF900）平均为1310。胶质层（Y）最大最度为0，煤类为贫煤。5、煤的综合评价及利用综上所述，本矿区二1煤层属低中灰、中硫、低磷、高熔融性，高热值粉状贫煤。应以动力和民用煤为主。四、瓦斯、煤尘、煤层自燃性及其它开采技术条件、矿井瓦斯矿区内生产及已关闭矿井均属低瓦斯矿井，北冶矿区钻孔瓦斯含量01366377ML/G，按照瓦斯分带，0以浅为N2CH4带。本区矿井瓦斯相对涌出量为3565M3/T，属低瓦斯矿井。0M以深为高瓦斯区。根据瓦斯等级鉴定报告，整合前，后洞二矿和太平煤矿均为低瓦斯矿井，后洞二矿瓦斯绝对涌出量为022M3/MIN、相对涌出量为398M3/T，太平煤矿瓦斯绝对涌出量为043M3/MIN、相对涌出量为438M3/T。2、煤尘爆炸性据北冶矿区煤尘测试资料二1煤层煤尘火焰长度10MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为60，属煤尘有爆炸危险性的煤层。根据后洞二矿煤尘爆炸性鉴定报告煤尘火焰长度大于400MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80，有煤尘有爆炸性。3、煤层的自燃发火重庆煤炭研究分院对区内煤矿二1煤鉴定，煤层均属不易自燃煤层。据小窑及生产矿井调查，二1煤层均未发生自燃发火现象。4、地温本区地温梯度为0321/100M，平均127/100M，低于地壳平均值333/100M。属低地温梯度区，无热害影响。5、本矿区二1煤层不存在开采冲击地压问题。6、地震本区地震基本烈度为VI。五、水文地质条件（一）区域含（隔）水层划分及特征依岩性、岩层厚度、构造环境、地层组合关系及富（导）水性等划分含（隔）水层并分类描述各含（隔）水层划分及特征。1、岩溶裂隙含水层及隔水层发育在寒武系、奥陶系及石炭系地层中，地层厚度大于200M。寒武系中统以鲕状、豆状白云质灰岩为主，底部为灰岩夹薄层泥岩，主要分布于核查区西部，裂隙发育不均。奥陶系中统马家沟组地层厚度4056M，主要岩性为石灰岩及白云质灰岩，岩性致密，地表裂隙发育，有利于大气降水的渗透补给。该含水层距二1煤层46926861M，在钻孔内冲洗液漏失由00125026M3/H。据北冶矿区资料，渗透系数02583464M/D，单位涌水量00712438L/SM。水质类型HCO3CAMG。石炭系上统太原组地层厚度31045234M，主要岩性为石灰岩、泥岩、砂质泥岩、中、细粒砂岩，按其岩性组合关系可分四段，上、下段以石灰岩为主要含水层，岩溶裂隙发育，浅部钻孔简易水文观测冲洗液消耗量为002072M3/H，据北冶矿区资料，渗透系数0018870305M/D，单位涌水量000150015L/SM。水质类型HCO3CAMG。中段为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩相对隔水层。2、孔隙裂隙含水层发育在二叠系地层中，主要岩性为中粗粒石英砂岩，燧石石英砂岩，其中，中粗粒砂岩多为硅质胶结，据北冶矿区资料，渗透系数000430237M/D，单位涌水量00018300751L/SM，钻孔简易水文观测冲洗液消耗量为001042M3/H，其中泥岩、砂质泥岩为隔水层。3、孔隙含水层由新近系、第四系黄土、砾石、粘土等组成，厚度010M，据北冶区抽水试验，渗透系数34130305M/D，单位涌水量1316L/SM，水质类型水质类型HCO3MGCA。（二）矿区水文地质条件概述本区总体地势属北高南低的低山丘陵区。基岩半裸露，冲沟发育，有利于地表水的下渗及排泄。本区属黄河流域畛河水系，区内无河流，仅有季节性溪流，在区外东部5KM有畛河自南向北流过，但由于小浪底水库蓄水，目前260M标高以下已全部被水淹没。地下水的补给水源主要有大气降水、地表水体，其中大气降水是区域地下水的主要补给水源，年平均降水量6701MM，降水多集中在7、8、9三个月，占年降水量的6070，据矿井调查，降水量丰富时期水位上升，水量增大。由于本区二1煤层埋藏较浅，大气降水对煤矿开采影响较大。矿区主要含水层及隔水层奥陶系马家沟组石炭系上统二叠系山西组、下石盒子组第四系。现将对矿井充水影响大的叙述如下1、主要含水层（1）奥陶系石灰岩含水层出露于区西、北西部，距二1煤层约5442M。由浅灰色、深灰色石灰岩组成，厚约4800M，地表裂隙、溶隙较发育，有利于大气降水的渗透补给。区内无抽水资料，据邻区北冶40号孔简易水文观测，在16304M处发现三个大小不同的溶洞，该含水层漏失量很大，孔口不返水，抽水试验平均单位涌水量079L/S，渗透系数为0263M/D。该含水层属岩溶裂隙承压水，富水性极不均一，属岩溶裂隙承压含水层，为二1煤层底板间接充水含水层，因距离较远且受到隔水岩层的阻隔，正常情况下不会影响二1煤层开采。但遇导水断层沟通，对矿井安全威胁较大。（2）太原组下段灰岩含水层由L1L4灰岩组成，平均750M，上距二1煤层约2701M。区内无抽水资料。据简易水文观测，在5号孔以西钻孔冲洗液消耗量由002006M3/H，以东由026057M3/H，中部由025072M3/H，深部由006M3/H。据XX煤田北冶矿区精查地质报告抽水试验结果，单位涌水量0001150015L/SM，渗透系数0018870305M/D，水位标高2865331547M。另据XX煤田狂口普查报告，该含水层属岩溶裂隙承压水，导水性、含水性较弱，且不均一，为二1煤层底板间接充水含水层。对矿井生产影响不大。（3）太原组上段灰岩含水层主要为太原组上段的L7灰岩，平均100M，上距二1煤层约1132M。含岩溶裂隙承压水。该含水层裂隙极发育，为方解石脉充填。因其厚度小，富水性极弱，虽为二1煤层底板直接充水含水层，但对二1煤层开采基本无影响。（4）山西组砂岩含水层位于二1煤层之上，一般由23层中、粗粒砂岩构成，厚度变化较大5936137M，平均2567M。其中大占砂岩、香炭砂岩较发育。据区狂2孔冲洗液消耗量385M3/H。北狂3钻孔资料，冲洗液消耗量0532M3/H。狂13孔冲洗液消耗量为1555M3/H。但区内无钻孔抽水资料。据矿井调查资料，该含水层的充水方式一般以顶淋水为主，且靠近地表水体、埋藏较浅或为煤层直接顶板时，该含水层的富水性较强，对二1煤层的开采有较大影响。特别在雨季或在构造破碎带附近开采，应密切注意涌水量变化。（5）下石盒子组砂岩含水层由砂锅窑砂岩及三煤段砂岩组成，平均厚1862M。属孔隙裂隙承压含水层，富、导水性均弱，且不均一，再者距二1煤层较远，并有下石盒子组隔水层的隔水作用，对开采二1煤层影响不大。（6）第四系含水层由粗砂、砾石层组成，主要分布于冲沟两侧，厚约0536M，平均厚277M。区内无抽水资料，据邻区北冶矿区抽水结果，含水性弱，渗透系数为3413M/D，单位涌水量1316L/SM，水化学类型为HCO3MGCA型。该含水层透水性较强，且由于本矿开采深度较小，矿区部分处于小浪底水库蓄水面以下，所以该含水层对本矿开采影响较大。特别需要说明的是，上述各含水层抽水资料均为19571958年北冶狂口概查报告资料，由于年代久远，目前地且水体随着黄河小浪底水库的修建发生了很大的变化，260M标高以下全部被水淹没，相应的会影响地下含水层的含水性，上述各含水层资料仅供参考。2、主要隔水层（1）本溪组隔水层主要由铝质泥岩组成，平均厚510M。层位稳定，隔水性好，一般情况下可隔离奥陶系与太原组两灰岩含水层的水力联系。但如遇构造破坏或在薄弱地段可能失去隔水作用。（2）太原组中段隔水层主要由泥岩、砂质泥岩或细粒砂岩构成，平均1507M。正常情况下能隔断太原组上、下段灰岩含水层的水力联系。在断层裂隙带可能失去隔水作用。（3）二1煤层底板隔水层主要由二1煤层底至太原组顶部灰岩间的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩组成，平均厚1206M。该隔水层节理裂隙多为闭合型或具有充填物，透水性极差，厚度较稳定，一般能阻隔太原组上段灰岩水进入二1煤层，但在断裂带或薄弱地段可能失去隔水作用。在开采二1煤层时，由于压力释放可能会引起太原组上段灰岩承压水突破该隔水层而进入矿井。（4）二1煤层顶板隔水层由二1煤层之上砂锅窑砂岩以下的砂质泥岩、泥岩及粉、细砂岩组成，平均24867378M。一般能阻断山西组之上各含水层与山西组含水层间的水力联系。但在采空塌陷及遇构造破碎带的情况下会失去隔水作用。4132地下水补给迳流及排泄条件各含水层地下水的主要补给来源为大气降水和地表水体（小浪底水库）。补给区主要为基岩出露地段。地下水在获得补给后沿倾向向深部迳流。奥陶系石灰岩含水层因岩溶作用迳流排泄相对较畅，加之上部含水层水的向下渗透及断层裂隙的导水作用，富水性、导水性一般较好，介不均一。砂岩含水层因孔隙裂隙不发育而连通性较差，迳流、排泄一般不畅，富、导水性较弱。但因渗透作用及断层、裂隙导水作用等，下部砂岩含水层富水性一般比上部砂岩富水性要强。目前矿井排水是各含水层中地下水排泄的主要方式。3、断层、裂隙水文地质特点本区分布着两条断裂构造，断层落差约50180M，这些构造破坏了岩体及岩层的连续性，断层对地下水活动均有一定影响。特别是F11断层贯穿矿区中部，区外东南端延入小浪底水库淹没区之下，自北西向东南逐渐增大，对煤层的开采有较大影响。断裂构造为地下水的贮存、运移创造了条件，同时使不同的含水层互相连通，由于断层对岩层的切割破坏，使原本完整连续的岩层变成了不连续，导致地层的重新组合，缩短了地下水的运移距离，增加了导水能力和地下水在局部地段富集，使间接充水含水层转变为直接充水含水层，因此区内构造的存在，对采矿有了不利的影响，将来在断层带距二1煤层较近地段采煤时应提高警惕，以避免突水及顶板垮落造成事故。（三）矿井充水因素分析矿井充水条件概括为充水水源与充水通道两个因素，根据本区水文地质条件分析如下。1、充水水源（1）大气降水地下水动态观测和生产矿井水文地质观测情况都可说明大气降水是地下水和矿井充水的主要补给来源。地下的各含水层不同程度的在地表都有出露，大气降水通过各含水层的孔隙、采空区地面塌陷所引发的裂隙、地裂缝向地下渗透，观测资料表明，丰水季节的矿井涌水量是矿井正常涌水量的2倍。（2）地表水本矿井位于小浪底水库淹没区附近，区内延伸至地表水体之下。据调查，原仓新煤矿开采时，无需排水设备，井下水位随小浪底水库水涨落。所以地表水是本矿井主要充水水源。（3）地下水影响矿井开采的含水层为二1煤层顶、底板直（间）接充水含水层。顶板直（间）接充水含水层富、导水性较弱，对矿井充水方式往往为顶板淋水，对矿井安全有一定影响。底板间接充水含水层为太原组上段灰岩含水层，富、导水性相对较弱，且有煤层底板隔水层相隔，一般对矿井生产影响不大，但遭断层或薄弱地段，该含水层的水可直接涌入矿井，对矿井安全构成威胁。（4）生产矿井及老窑积水矿区内有关闭矿井，浅部有老窑开采痕迹，但开采情况不详，特别是与地表水体沟通后，其采空区中多有积水，在开采中如防止措施不力，极有可能导致积水涌入矿井。2、充水通道依据通道性质、充水量及充水速度归纳为渗入性与溃入性两种通道。（1）渗入性通道指充水水源沿地层裂隙、孔隙下渗，以淋水方式进入矿井的通道。如二1煤层顶板含水层水就沿渗入性通道进入矿井。渗入矿井的地下水水量有限，流速较缓，一般不会酿成淹井事故。（2）溃入性通道指水体可以较大流量迅速进入矿井的通道。主要包括延至地表的冒落裂缝、断层及破碎带已被地表水体淹没的矿井。这些导水通道导水能力强，水源通过这些通道进入矿井可造成矿井突水，对矿井安全威胁极大。分析该矿可能存在的溃入性通道有以下几种底板岩溶裂隙本矿井在开采二1煤层时，在个别底板隔水层薄弱地段或构造裂隙发育地段，有可能导通底板石灰岩含水层水突入矿井。断层带本区分布着2条断裂构造，断层落差约70180M，这些构造破坏了煤、岩层的连续性，断层对地下水活动均有一定影响。特别是F11断层贯穿矿区中部，区外东南端延入小浪底水库淹没区之下，自北西向东南逐渐增大，对煤层的开采有较大影响。断裂构造为地下水的贮存、运移创造了条件，同时使不同的含水层互相连通，由于断层对岩层的切割破坏，使原本完整连续的岩层变成不连续，导致地层的重新组合，缩短了地下水的运移距离，增加了导水能力和地下水在局部地段富集，使间接充水含水层转变为直接充水含水层，因此区内构造的存在，对采矿有了不利的影响，将来在断层带距二1煤层较近地段采煤时应提高警惕，以避免突水及顶板垮落造成事故。封闭质量差的钻孔本矿区内所有钻孔均为上世纪五、六十年代施工钻孔，由于历史原因，封闭厚度较薄，后期又无进行透孔检查，所以矿井在采掘至钻孔附近时，要先探后进，防止钻孔导通地下水进入矿井。防水煤柱留设不足形成导水通道本矿内有开采二1煤层的废弃矿井，均存在不同范围的采空区，本矿在邻近老空区开采过程中，应采取边采边探的作业方法，留足足够的防水煤柱，防止老空积水进入矿井，造成水害。地表裂缝本矿井二1煤层埋藏较浅，煤层开采后易形成地表塌陷、裂隙，且煤层露头裸露，矿区部分在小浪底水库淹没区内，地表水和大气降水易通过采空地裂缝向矿井充水，造成水害。（四）矿井涌水量预算本矿涌水量以顶板为主，原矿井合计正常涌水量392M3/H，已开采标高75M，已开采面积0502KM2；预计未来矿井开采最低标高15M采矿证限采标高,最大开采面积5698KM2。预计未来矿井涌水量见下表。涌水量预算一览表表121煤层预算范围面积KM2水位降深M正常涌水量M3/H最大涌水量M3/H已开采范围75M以浅05021576392784二4预计开采范围15M以浅569824769021804以上矿井涌水量预算数据，是根据无小浪底水库影响或影响较小情况下的原矿井正常涌水量而预算的。未来开采受到小浪底水库影响，其水文地质条件将会发生较大变化，所以矿井最大涌水量无法详细预算，仅仅根据雨季矿井涌水量是正常涌水量的两倍进行估算。所预测的矿井正常涌水量也仅供矿井生产时的参考。设计开采II号矿体时，正常涌水量392M3/H，最大涌水量784M3/H，按照XX集团洛阳分公司的要求，抗灾排水能力按1500M3/H设计。（五）水文地质勘查类型本矿受水浪底水库的影响，二1煤层顶底板各含水层补给条件较好，井田内及周边老空区积水情况不详，矿井安全受水害威胁，防治水难度较高，因此，本矿井应属以顶板裂隙充水为主的水文地质条件复杂型矿井。六、工程地质据矿井调查及周边钻孔资料，二1煤层直接顶板为中粒砂岩，工程地质条件良好，直接底板多为砂质泥岩，工程地质条件较差，易产生底鼓不良工程地质现象，提醒矿井在开采过程中，对煤层顶、底板进行力学试验测试。依据XX煤田二1煤层顶、底板岩石力学试验资料，汇总如下表。二1煤层顶、底岩石工程力学试验结果表表122力学强度（KG/CM2）层位岩性抗剪强度（45）抗压强度抗拉强度备注砂岩（细粒以上）27656796814532343全部为平均值顶板砂质泥岩2594471322砂岩（细粒以下）2784334175672122粉砂岩249332114154砂质泥岩3696581217底板泥岩22952911七、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题本项目设计地质依据为XX省煤田地质局二队提交的XX省XX县东沟煤业有限公司二1煤层资源储量核查报告（200510），报告对含煤地层作了较深入的研究和探讨，查明了主要可采煤层二1煤的厚度、结构、煤质及可采范围；煤层对比清楚可靠。井田内构造基本查清，属单斜构造。对煤层顶板、底板、瓦斯、煤尘、自燃、地温等其他开采技术条件作了大量工作、结论可靠。存在问题及建议1、本井田缺少瓦斯实测定量分析，具体量值投产前必须进行鉴定。2、矿区内关闭煤矿的开采破坏区范围必须做进一步的勘察工作。确保矿井安全生产。3、随着黄河小浪底水库的修建，区内水文地质发生了很大的变化，260M标高以下已全部被水淹没，相应的会影响地下含水层的含水性，地质储量核查报告、水文地质报告及水文地质类型划分报告对区内各含水层在小浪底水库的蓄水后水文地质发生变化的分析不足。为此，初步设计中对井下排水系统（泵房空间、水泵能力、变电所空间、变压器容量、水仓容量）考虑有较大富余。建议采用三维地质勘探等方法预先查明导水构造及原许后煤矿采空区范围，留设安全煤柱,合理布置采掘工程，保障生产安全。本次设计依据水文地质类型划分报告（XX省煤田地质局二队，20115）有关井田水文地质资料及预测的矿井涌水量。矿井涌水量是在小浪底水库蓄水对煤层开采无影响或影响很小情况下预算的。生产期间当矿井涌水量接近预算涌水量或因采煤引起地表变形波及至淹没区及附近时，应及时委托有相应资质的单位进行小浪底水库蓄水对开采二1煤层影响的论证、编制水下采煤设计，经煤炭行业主管部门审批后方可试采。实施水库下采煤前，要沿倾向，走向方向布设长观网，观测岩层移动和库水渗、漏情况。加强矿井地质，水文地质工作，尤其要加强水文地质观测工作做到及时发现、及时处理。XX矿区系我国大水矿区,地下水害严重威胁着矿井的安全生产。小浪底水库蓄水运行对矿区水害防治造成较大影响,水库蓄水后矿井突水威胁主要来自断层水及石炭系太原群L78岩溶水；煤矿防治水的重