磨盘沟煤矿安全专篇终稿

■,■

刖百

一、编制设计的依据

1、由新疆维吾尔自治区煤田地质局一五六煤田地质勘探队2004年

10月提供的《新疆阜康市磨盘沟煤矿生产地质报告》；

2、2005年1月50由新疆国土资源厅下发《新疆阜康市磨盘沟煤矿

地质报告》矿产资源储量认定书（新国土资储认［2004］132号文件）；

3、新疆国土资源厅新国土资采划［2005］第069号批准的《划定矿区

范围批复》；

4、新煤规发［2005］477号文批准的《关于阜康市磨盘沟煤矿技改

立项的审查意见》；

5、新疆维吾尔自治区经济贸易委员会新经贸投资函［2005］413号文,

《关于阜康市磨盘沟煤矿技术改造项目立项的批复》；

6、《设计委托书》；

7、《煤矿安全规程》、《煤炭工业小型煤矿设计规定》；

8、现场收集的有关资料。

二、设计的指导思想

1、认真贯彻执行国家安全生产的方针，提高矿井机械化开采水平，

改善井下工人的工作环境，降低工人的劳动强度，把煤矿建设成高产、

高效的现代化矿井。

2、为保障煤矿的安全生产和煤矿职工的人身安全，减少煤矿安全事

故的发生，设计针对井下煤层开采条件及不安全因素，采取有效的防治

措施。

3、依靠科技进步，积极推广各项行之有效的先进技术和工艺。

4、贯彻改革精神，在公共设施方面，坚持高能低耗，有利生产，方

便生活和环保的原则。

5、优化井下开拓布署，减少井巷工程量，多做煤巷，少做岩巷，力

求低投入高产出。

6、尽量利用矿井现有生产、生活设施。

三、设计的主要特点及安全评价

1、矿井设计生产能力：9万t/a。

2、开拓方式：主副斜井开拓方式。

3、采煤方法：水平分段悬移支架放顶煤采煤法。

4、储量和服务年限：按该矿生产地质报告提供的资料经复核后，矿

井地质总储量为569.05万t,其中B级(332)为153.03万t,C级(333)

为416.02万t;而B级(332)占工业储量(B+C)的26.9%。另有古火

区煤柱137.53万t。矿井工业储量为569.05万t,减去永久煤柱和开采损

失后，矿井可采储量为368.81万t。矿井根据勘探程度取1.4储量备用系

数,整个矿井服务年限为29a。

5、井田范围：井田范围呈长方形，东西走向长1.404km,南北倾向

宽0.712km湎积约l.Okm?。

6、矿井通风方式：通风系统为对角式，通风方法为机械抽出式。

7、防灭火系统：针对目前情况矿井应考虑综合防灭火措施。工作面

防灭火主要采用以氮气防灭火为主，并结合喷洒阻化剂、压注凝胶、地

面填埋、覆盖为辅防灭火方法的综合防治措施。

井下使用了以氮气为主的防灭火措施，为能连续监测采空区气体成

分变化，设计配备有GC-4085型束管监测系统。

对矿井主提升井筒、各机电碉室等地点设置消火栓、灭火器和砂箱

等。上述综合防治措施可基本满足矿井防灭火的需要。

8、防尘、防爆、隔爆：该矿开采煤层具有爆炸性，为减小工作环境

的污染并防止爆炸事故的发生，设计要求加强采、掘、运的喷雾洒水、

湿式钻眼、冲洗巷壁、清扫和刷白巷道、采用合理的风速、风流净化、

个体保护、环境监测和尘源地配备喷洒装置等综合防尘、防爆措施，并

采取设置隔爆水棚以减轻瓦斯、煤尘爆炸的危害程度。

9、监测监控系统：井下设计选用一套KJ4-2000型煤矿安全生产监

控系统。该系统能够有效监测井下高、低浓度甲烷气体。当出现界常情

况时发出声、光报警信号，并采取相应措施消除隐患，防止灾害发生，

以满足低沼气矿井和井工开采的要求。KJ4-2000监控系统是一个开放性

系统，可实现井下环境监测、主要设备及风门等监控，具有实时监控报

警，打印点报、日报等功能，系统具有瓦斯风、电闭锁功能。

本井田瓦斯含量不高，属低瓦斯矿井，但是该矿处在高瓦斯地区，

本矿按高瓦斯矿井行瓦斯管理。

设计在井下共设有5个分站，4台02OO7G1型分站和1台02OO7F

型分站。每个KJ2007G1分站可接4个开关输入量、4个模拟输入量和4

个开关输出量，每个02OO7F分站可接8个开关输入量、8个模拟输入

量和8个开关输出量，其中关输入量和模拟输入量可以任意互换。监测

地点设在采煤工作面、掘进工作面和总回风巷，主要监测的环境参数有：

CH4、CO、温度、风速等。

10、利用的现矿井装备和设施，均须进行检测检验，有煤安标志并

符合《煤矿安全规程》2005的相关要求才可使用，不符合要求的，须按

设计重新购置。

11、地面生产系统：井下的煤用斜井箕斗提升至地面，卸载后直接

进入下部装车仓通过闸门装车外销。

12、工业场地的占地面积为26851.43m2。工业建筑总体积：12756.5n?。

13、建井工期：21月

14、全员工效:1.57t/Xo

15、建设总投资2128.36万元。其中井巷工程为789.41万元；土建工

程为178.90万元；设备安装工程为983.52万元；其他工程和费用为141.53

万元，铺底流动资金35.0万元。

16、吨煤投资：236.48元八。

17、原煤成本：68.12元/t。

18、投资回收期：税后11.66年。

19、利用的现矿井装备和设施，均须进行检测检验，有煤安标志并

符合《煤矿安全规程》2005的相关要求才可使用，不符合要求的，须按

设计重新购置。

第一章矿井概况及安全条件

第一节井田概况

一、交通位置

阜康市磨盘沟煤矿位于阜康市正南10km,从阜康市区有可通行汽车

的简易公路直达井田。井田西侧有阜康市至水磨河旅游区沥青公路，从

公路9km处正东侧有可通行汽车的3km简易公路直达井田。井田距乌鲁

木齐市76km,交通较便利，该矿行政区划隶属阜康市管辖。（详见交通

位置图）。

井田西起65线西0.4km,向东1000km为井田东界，北起F1阜康逆

掩断裂北0.12km,向南1km为南界。井田东西长1.404km,南北宽0.712km。

该区属山区，无常年流水河流。根据新国土资采划［2005］第069号“划定

矿区范围批复”，批准该矿矿区范围由4个拐点圈定，开采深度由897m

至420m标高，矿区面积约l.Okn?。

矿区范围坐标表

表1-1-1

拐点XY

S14884312.0029579850.00

S24884312.0029581254.00

S34883600.0029581254.00

S44883600.0029579850.00

二、自然地理

井田属博格达多山北麓低山地带，地势具东高西低，南高北低之趋

势。一般海拔在830〜1000m左右，"V”字形沟谷在井田内较发育。

三、气象及地震

井田所处地区属大陆性干旱一半干旱气候，据阜康市气象站资料，

最大年降水量337.2mm,年蒸发量约为年降水量的5倍，为1659.4mm。

井田所处地区夏季炎热，冬季寒冷，最高气温41.5℃；最低气温-37℃,

昼夜温差10℃左右。春、秋两季为风季，春季多为南风和西南风，秋季

多为西北风，风力一般为3〜5级，最大为8级。通常初霜在9月底，10

月下旬结冻，翌年3月中旬解冻，结冰期150天左右。积雪最大厚度38cm。

最大冻土深度202cm,一般为120〜130cm。

据自治地震局资料，井田抗震设防烈度7度，井田内工业与民用建

筑设计基本地震加速度为0.15o

四、矿区经济概况

阜康市历史上就是经济、文化、交通较为发达的地区，人口较为稠

密，居民有回族、维吾尔族、蒙古族、哈萨克族、汉族等，主要从事农

业、牧业、采矿业及商业，有煤矿、耐火材料厂、火电厂等。该矿区是

阜康市主要经济区。近年来大规模的准东油田勘探开发又给本区注入了

新活力本地区经济快速增长。

区内一切生产及生活物质主要靠区外供应。

五、矿井及小窑

井田内原采矿权人为：阜康市磨盘沟煤矿，矿山名称：阜康市磨盘

沟煤矿，经济类型：私营，开采方式：为地下开采，生产规模：3.00万

吨/年，矿区面积：0.483km2,采矿许可证号6500000041522,有效期限：

2002年3月至2004年3月，开采深度+897m至+560m,现煤矿以28°

45°斜井沿八道湾组19-21号煤底板建井筒，目前斜井长是250m,进入

火烧区，未见煤，斜井中涌水量较小，每天涌水量小于20mI井田东西

都没有其它生产矿井。

原矿区范围拐点坐标

拐点XY

S1488405829579940

S2488379229580584

S3488366029581240

S4488404029581240

S5488418029580830

S6488434229580354

新疆维吾尔自治区国土资源厅以新土资采预划(2004)第41号文，

对新疆阜康市地区1号规划井田申请预先划定矿区范围予以批复。井田

面积由0.4227km2扩展到|约LOkn?,采深控制在+897至+420m标高。

预划矿区范围拐点坐标:

拐点XY

S14884312.0029579850.00

S24884312.0029581254.00

S34883600.0029581254.00

S44883600.0029579850.00

六、矿区水源、电源及通信情况

水源：在矿区西侧2km处有水磨河有常年溪水径流。水源是天山融

3

化的雪水,春夏两季流量较大，冬秋季水量减少，年平均流量为0.67m/so

水质清洁纯净，可供生产、生活用水。该矿目前采用汽车拉水，建议采

用建加压站和铺设管路，直接向矿区供水(业主同意取水样化验后，作

专项设计，另立专项资金)。

电源：该矿为双回电源线路。

第一电源引自H0KV阜康变电所，供电线路距离为7.4km,导线线

2

径为LGJ-3X70mm,电压等级为10kVo

第二电源引自35KV三宫变电所，导线线径为LGJ-3X95mm2,电压

等级为lOkVo

通讯：该矿地面目前无对外通讯系统，设计选用ACeS卫星电话实

现该矿对外联系。

第二节安全条件

一、区域地质

（一）区域地层

区域内出露的地层主要由古生界二叠系，中生界侏罗系、白垩系及

新生界第四系。详见区域地层表。

区域地层简表

表1-2-1

地层单位地层厚度岩性特征、古生物组合

地方性地符（m）及接触

界系统

层名称号关系

新

第冰积、洪积、风积及化学沉积、亚砂土、砂砾石、砾石等。

生

四0-317

界Q

系

上部为河流相，灰棕色、红褐色砂质泥岩，含有石膏脉。

上统东沟给K2d75.7

白下部为红色、灰色砾石。

垩浅湖相褐红、灰红色、灰绿色砂质泥岩与粉砂岩，底部有

系下统吐谷鲁群K2tg1100-1210喑红色状砾岩，砾石成份复杂，由变质岩块、灰岩、砂岩

组成。角砾。。

河流相灰褐色砂砾岩，灰黄色或紫红色粉砂岩，交错层理

喀拉扎组JiK123-224

发育，含铁质结核，风化面呈孔洞及蜂窝状结构。

上统

河湖相紫红色、砖红色砂质泥岩，夹灰绿色薄层砂岩及少

齐古组535-724

J<q量的凝灰岩，含脊椎化石。

河湖相，杂色，条带状泥岩、砂质泥岩，灰绿色砂岩和砾

头屯河组J2t380-5743

岩组成，含有植物化石。

本区主要含煤地层之一，上段岩性为浅湖相灰绿色一灰色、

侏中统灰黑色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩，中部夹薄层状菱铁矿，

罗

西山窑组379-598含有煤层或煤线。厚约下段以沼泽相灰、深灰

系J?x239-458m,

色粉砂岩、细砂岩互层为主，夹有菱铁矿透镜体，厚约140m。

本区主要煤层或赋存于本段上部，煤层附近富含植物化石。

上部为黄绿砂石、灰黄色粉砂岩与砂质泥岩互层，夹炭质

三工河组J1S516-715泥岩及煤线，含有植物化石，为滨湖相沉积，下部有2-3

层灰、灰白色砂砾岩夹粉砂岩和泥岩及煤线。

下统

本区主要含煤地层之一，为湖沼相灰绿色、黄绿色砂岩、

八道湾组J.b340-410粉砂岩、泥岩组成，含煤层8T8层，与下伏地层整合接触，

化石：Ferganoconchaelongata,coniopteriso

为本区出露最老的地层，为海陆交互灰绿色砂岩、粉砂岩、

晚

粉砂质泥岩、黑色泥岩、炭质泥岩及褐黑色油页岩，并夹

古

上芨芨槽有灰色-灰黑色白云质灰岩、薄层泥灰岩、滨海相的灰绿色

生上统1536-1800

i群PJj砂岩，凝灰质砂岩较发育，可见有前积收敛交错层理，板

界系

状、斜状交错层理，粉砂岩中可见一些对称波浪痕和干涉

波痕，泥岩中水平层理发育。

（二）区域构造

大地构造位于天山〜兴蒙褶皱系一级构造单元下的二级构造单元天

山褶皱带北部中央部位。

该褶皱带北以准嚼尔凹陷接壤，南以博罗科努〜阿其库都克超岩石

圈断裂为界，呈近东西向展布，南北宽约200km,这是自早古生代开始,

历经华力西、印支、燕山及喜马拉雅构造运动，形成了一系列北西西向，

近东西向北东东向的断裂、褶皱及山间盆地。其断裂主要为压性，褶皱

均以复式背斜形式展现，东部构造形迹呈波浪起伏。

区域构造包括北天山褶皱两个次一级构造，即三级构造单元乌鲁木

齐山前凹陷及博格多背斜。

二、井田地质

（一）井田地层

井田内分布的地层有侏罗系下统八道湾组（J1b）、三工河组（J1s）、

第四系全新统（Q。及烧变岩，细述如下：

1、侏罗系下统三工河组（jiS）

分布于井田南部，由灰白色巨厚层状的砂砾岩及灰绿色的粉砂岩、

灰色细砂岩组成，夹薄层的炭质泥岩，区内出露不全。距邻区资料，上

部为黄绿色砂岩、灰黄色粉砂岩与砂质泥岩互层，夹炭质泥岩及煤线，

含有植物化石，为滨湖相沉积。下部有2-3层灰黄、灰白色砂砾岩夹粉

砂岩及煤线。夹薄层炭质泥岩，厚约436m,与下伏八道湾组整合接触。

2、侏罗系下统八道湾组（J,b）

岩性主要以湖泊相、河流相、泥岩沼泽相的灰色、灰黑色、灰绿色、

灰黄色粉砂岩、细砂岩、泥岩、灰白色中、粗粒砂岩及煤层组成，含植

物化石及瓣鳏类化石，区内出露不全，区内可见厚度249m,距邻区资料,

地层平均厚920m,含煤33层，以区域上广泛发育的25号煤层顶部一套

河流相灰白色中、粗粒砂岩作为旋回的起点把八道湾组分为两段即下段

大浦沟段、上段碱泉子段。各段特征如下：大浦沟段含煤25-33号，9个

煤层，其中可采煤层3个煤层（组），地层平均厚411m。碱泉子段含煤

1-24号，24个煤层，其中可采煤层11个煤层（组），地层平均厚509m。

井田内含煤段为碱泉子段，14-15.19-21煤层为主采煤层。

3、第四系全新统（QJ

分布于沟底，北部大山顶及半山坡处。沟底及山顶为土灰色亚砂土。

山坡处均为风化岩石碎块及砂土层混杂构成，一般厚为4m,最厚处达

8mo

4、烧变岩

沿东西向呈带状分布于65线两侧，为何红色、黄色及白色，裂隙发

育，坚硬，常形成秃立的山脊，南北宽约300m,14-15.19-21号煤产生

的烧变岩带向西延伸长，向东延伸短。

井田外北部、F1断层下盘有下第三系地层（E）出露，主要以河流

相、湖泊相的褐红色、紫红色、浅红色的粉砂岩、细砂岩组成，夹中、

粗砂岩。与侏罗系下统八道湾组（J.b）断层接触。距邻区资料，地层平

均厚600mo

（二）构造

井田位于水磨河东侧，阜康向斜北翼，呈一向南倾斜的单斜构造，

地层走向近东西向，在70°〜90°之间，地层倾角由西向东略为变陡，

在48°〜54°之间。

北部有F1推覆断裂（阜康逆掩断裂）分布于井田北部。为一区域性

控煤构造，控制煤系地层的北部边界，全长约70km,断面南倾，具犁式

构造特征。地表倾角较大，约45°〜55°,深部渐缓，约18°〜40°,

走向近于东西，具波状起伏，地表为构造角砾岩、破碎带分布于断层两

侧，宽约10〜50m,《准南煤田白杨河一四工河普查报告》对F1推覆断

裂已进行了区域性控制。井田内上盘出露地层有侏罗系、第三系、第四

系；下盘出露地层有第三系、第四系，该断层对煤系地层有较大破坏作

用。该断层由井田内的65-1、65-10、66-1号钻孔及井田外69-12、69-13

号钻孔控制。

三、煤层

1、含煤地层及含煤性

井田内含煤3层（自上而下编为10-13、14-15、19-21号），平均煤层

总厚度约24m,含煤系数9.6%。14-15、19-21号煤层2层煤层在井田内

为可采煤层，全区可采，层位稳定。

3层煤层走向近东西向，在70°〜90°之间，地层倾角由西向东略

为变陡，在48°〜54°之间。煤层厚度、间距均有较大变化。

2、可采煤层

井田内发育的14-15、19-21号煤层2层煤层在井田内为可采煤层。

14-15.19-21号煤层其厚度、结构在走向上和倾向上虽有变化，但变化规

律明显，属较稳定型。现分述如下：

14-15号煤：特厚煤层，在井田内其结构基本稳定，无大的变化，其

厚度有较大的变化。煤层可采厚度从65线〜66线〜69线由23.43m-

5.69m〜0.37m,逐渐变小，煤层厚度不稳定，结构简单，夹歼0-1层，顶

板岩性为粉砂岩，底板岩性均为粉砂岩。

19-21号煤：特厚煤层，在井田内其结构基本稳定，无大的变化，其

厚度有较大的变化。煤层可采厚度从65线〜66线〜69线由11.05m〜

4.95m〜0.09m,逐渐变小，煤层厚度不稳定，结构简单，夹叶0-1层，顶、

底板岩性均为粉砂岩。

14-15号煤层与9-21号煤层间距65线〜66线〜69线由4.11m〜

6.71m〜20.28m,逐渐变大。

14-15.19-21号煤产生的烧变岩带，沿东西向呈带状分布于65线两

侧，为砖红色、黄色及白色，裂隙发育，坚硬，常形成秃立的山脊，南

北宽约300mo

各煤层基本情况见下表l-2-2o

可采煤层特征表

表122

煤层厚度(m)层间距(m)顶底板岩性

煤层结构可采性倾角视密度

最小-最大最小一最大

编号夹肝层数稳定性(°)(t/m3)顶板底板

平均平均

2.75〜23.43基本稳定可采

14-1539〜521.3粉砂岩粉砂岩

13.004.11〜20.280〜1较稳定

2.48〜11.059.46基本稳定可采

19-2140〜521.27粉砂岩粉砂岩

6.770〜1较稳定

四、煤质

1、煤的物理性质

井田内的煤为高等植物形成的腐植煤，其颜色为黑色，条痕为褐黑

色，条带状结构，块状构造，参差状断口，煤的硬度较小，但比重较大,

简易燃烧试验，煤易燃、烟浓、焰长，且熔融、膨胀。

2、煤岩特征

(1)宏观煤岩特征

宏观煤岩成分以亮煤为主，镜煤、丝炭、暗煤次之，宏观煤岩类型

以半亮型煤为主。

(2)显微煤岩特征

根据镜下观察，区内的煤均由有机质和无机质组成，有机质总含量

占94.20%~95.39%,无机质总含量占4.61%〜5.8%。

3、化学性质、工艺性能及煤类

A、化学性质

(1)各煤层工业分析见表1-2-3。

各煤层原煤工业分析表

表1-2-3

项目McidAdVdaf

钻孔编号

煤层编%%%

66-11.697.2746.10

14-15

65-11.397.4644.20

69-131.3928.4342.29

19-2166-11.616.3654.88

65-11.2924.2043.50

由表知区内各煤层原煤:

水分（Mad）:含量一般为1.29%〜1.69%;

灰分（Ad）产率:14-15号煤层为7.28%〜7.46%,属低灰分煤。19-21

号煤层为6.36%〜28.43%,属低一中灰分煤；

挥发分（Vdaf）产率一般为42.29%〜54.88%,属中高〜高挥发分煤。

（2）煤的元素分析

区内各煤层均属低变质气煤，且为（0-1）变质阶段，故各煤层同一

元素的含量都较接近，一般碳（Cdaf）含量为80.95%〜83.06%,氢含量

为5.94%〜6.70%,氮含量为1.27%〜1.58%,氧加硫含量为9.64%〜11.53%。

详见下表。

各煤层精煤元素分析表

表124

验项目CdafHdafNdaf(0+S)daf

钻孔编号

煤层编〜%%%%

14-1566-183.066.031.279.64

69-1380.955.941.5811.53

19-21

66-182.186.701.419.72

（3）有害组分硫、磷、氟、氯、神见下表。

各煤层原煤有害组分硫、磷、氟、氯、神分析表

表125

验项目钻孔St.dPdFadCl.dAs.ad

煤层编编号(%)(%)(ug/g)(%)(ug/g)

66-10.360.02580.1360.0501

14-15

65-10.260.0259.190.040.75

66-10.350.01870.3390.0481.3

19-2165-10.310.051530.0351

69-130.30

由表知各煤层原煤：

全硫（St.d）:区内各煤层全硫含量为0.26%〜0.36%,故属特低硫分煤,

经测试各种硫，以硫化铁硫为主，有机硫次之，硫酸盐硫含量甚微。

煤中磷（Pd）:14-15号煤层为0.02%〜0.025%,属低磷煤。19-21煤

层为0.018%〜0.051%,属低一中磷煤。

煤中氟（Fad）含量一般为53%〜80.136ug/g。

氯（CL.d）:含量一般为0.035%〜0.050%。

种（As.ad）:含量一般为0.75%〜1.3ug/g,含量均较低。

故区内的煤也是酿造和食品工业的较好燃料。

B、工艺性能

(1)发热量见下表。

各煤层原煤发热量分析表

表126

发热量Qb.dQb.daf

钻孔编号

煤层号(MJ/kg)(MJ/kg)

66-131.8234.31

14-15

65-131.1733.69

66-132.4834.70

19-2165-125.4729.66

69-1322.5631.48

由表知各煤层原煤发热量(Qb.d)一般为22.56〜32.48MJ/kg;

(Qb.daf)一般为29.66~34.70MJ/kg,依据国家煤炭发热量分级

(GB/T1522.3-94),一般属高一特高热值煤。

(2)煤的灰成分、灰融熔性见下表。

各煤层灰成分、灰熔融性分析表

表127

\项目煤灰熔融性。c

煤山、

AI2O3

DTSTHTFTSi02Fe203CaOMgOSO2Ti02

14-151272.51307.91313.41321.629.1411.5112.6625.1411.005.920.98

19-21>1358>1328>1333>135121.4418.476.2133.8710.407.401.39

灰成分：区内各煤层的煤灰中一般含二氧化硅(SiO2)为21.44%〜

29.14%,三氧化二铁(Fe2C)3)为11.51%〜18.47%,三氧化二铝(AL2O3)

为6.21%〜12.66%,氧化钙(CaO)为25.14%〜33.87%,氧化镁(MgO)

为10.40%~11.00%,三氧化硫(SO3)为5.92%~7.400%,二氧化钛(TiO2)

为0.98%〜1.39%。

灰熔融性：由于各煤层灰成分中二氧化硅(SK%)、三氧化二铝

(AL2O3).氧化钙(CaO)等各种成份的含量相对较高，故煤层灰熔融性

较高，煤层一般灰熔融性软化温度(ST)为1307.9〜1328℃,属高熔灰分

煤。

(3)低温干储

各煤层低温干储分析表(平均值)

表128

项目低温干储

煤层号Tar.adWater,adCRadCas.ad

14-156.8552.915.0322.89

区内14-15号煤层做低温干储测试，其焦油(Tar.ad)产率为6.85%,

总水分(Watered)含量为52.91%,半焦油(CRad)产率为5.03%,煤气

与损失(Gas.ad)为22.89%,故属含油煤。

C、煤类

区内各煤层粘结指数均较高，一般为36〜92.68,精煤挥发分一般为

41.93%〜54.97%,依据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86),14-15.19-21

号煤层为气煤(43-45QM),详见下表：

各煤层精煤挥发分、粘结指数分析表

表129

验项目Vdaf粘结指数

钻孔编号煤类

煤层号%(G)

66-145.9892.6845QM

14-15

65-143.0667.3745QM

69-1343.278345QM

19-2166-154.6790.3745QM

65-141.933643QM

4、可选性

井田内的煤未进行筛分浮沉试验，现根据理论精煤回收率分析：

14-15、19-21号煤层精煤回收率一般为54.7%〜85.06%,均属良一优等。

5、煤的风化

井田内煤层的浅部，无采空区，且为古火区，斜井中未见煤，未采

集风化煤样。根据临近煤矿开采的实际情况，井田内煤层风化深度为垂

深20m比较适宜。

6、煤的工业分析

区内的煤为低变质烟煤，其变质阶段为(。，)阶，煤类为气煤

(43-45QM),煤质为低灰一中灰，特低硫，低磷一中磷，中高一高挥发

分，高一特高热值煤，含油煤，煤层灰熔融性为高熔灰分的煤，是较好

的火力发电用煤，良好的工业锅炉民用之燃料，由于有害组分含量较低,

也是酿造和食品工业的较好燃料。

四、瓦斯、煤尘爆炸及自燃

1、瓦斯

根据瓦斯含量测定，CT为0-0.368ml/g可燃质，COZ为

0.029-0.378ml/g可燃质，且随煤层埋藏深度的增加，瓦斯含量有增高之

趋势，详见下表。

瓦斯等级鉴定和二氧化碳测定结果表

表1210

瓦斯含量

采样

煤层煤质分析(％)(ml/g.可燃瓦斯成份(%)

深度瓦斯分带

编号质)

(m)

MadAadVadfC0CH.C0

CH422N2

14-15343.35-344.342.196.5644.470.0370.0299.618.9681.43二氧化碳~

14-151.6127.9349.3200.3780.078.8621.14氮气带

14-15348.05-355.101.684.0341.330.3420.05716.0122.0461.95氮气〜沼气

14-151.375.6762.540.3110.17422.049.6668.30带

19-211.5610.9658.290.3190.1006.335.3388.34二氧化碳〜

369.50-375.15

19-211.9012.9543.860.3680.0327.481.2891.24氮气带

2、煤尘

地质工作分别对14-15、19-21号煤层采样，并进行了煤尘爆尘爆炸

性测试，测试结果：火焰长度均大于400mm,岩粉量为65%,结论均有

爆炸性危险，爆炸指数14-15号煤层为51%,19-21号煤层为63%,爆炸

程度很强。详见下表：

煤尘爆炸性测试结果表

表1-2-11

煤尘爆炸性鉴定

厚度工业分析(％)爆炸性

煤层编号

(m)水份灰份挥发份火焰长度岩粉量爆炸性结论

MadAdVdaf(mm)(%)

14-151.637.2246.35>40065有爆炸性

19-215.651.546.0557.82>40065有爆炸性

故在今后开采过程中，应采取有效措施，杜绝煤尘爆炸事故的发生,

确保矿井安全生产。

3、煤的自燃

本次对联4-15、19-21号煤层进行了烯点测试，依据煤的自燃倾向性

等级分类，煤层属不易自燃的煤。详见下表：

各煤层燃点分析表

表1212

项目TJCT2cL℃

△T℃备注

煤层或雪'、氧化样原样还原

14-15347.44354.00355.748.29不易自燃

19-21347.0349.0354.57.5不易自燃

根据临近煤矿以往实际情况，煤层有自然发火倾向，发火期三至六月。

综上所述：井田内煤层属不易自燃的煤。应当指出不易自燃煤，并

非不自燃的煤，故在今后开采过程中，应进行科学管理，采取有效措施,

预防煤的自燃，确保矿井安全生产。

五、水文地质条件

(一)区域水文地质概况

1、概况

区域位于博格多山北麓低山丘陵地带，区域地势西北低，东南高，

海拔532~1258mo属博格多山水系的数条河流切割山脉横穿煤系地层，

大都垂直山脉与地层走向，呈近南北向发育。自西向东主要有水磨河、

三工河、四工河，均发育于博格多山北坡，源为融雪水、雨洪水、裂隙

泉水。水磨河年平均流量0.76m3/s,年总迳流量269.61万m)流量较稳

定；三工河年平均流量1.346m3/s,年总迳流量654.61万m3,最大流量

50m7s,(1978.7);四工河年平均流量0.88mn?/s,年迳流量320.47万n?,

最大流量130m3/s(1998.7)o

上述地表水流经区域，含煤岩系，松散岩类孔隙含水岩系，依据各

自渗透性能而承受补给。构成区域地下水的主要补给源，补给相对充分

期为融雪、雨洪期，补给部位为地表迳流切割部分。因区内地形坡度较

大，基岩含水空间不甚发育，雨洪水多急速流过，补给有限。第四系松

散岩类砂砾石层渗透性能较好，山区冰雪融水及降水汇集沟谷，以河流

形式注入谷地，补给松散层而富含孔隙水，因其多分布于河谷、沟谷，

受范围所限，补给面积有限。

区域具明显的大陆性干旱〜半干旱气候特征，蒸发强列而降水稀少，

年蒸发量远大于同期降水量。因此，大气降水对地下水的补给微弱，其

直接渗入补给仅限于采空塌陷区及烧变岩含水带。

区域内呈东西向条带状分布的烧变岩含水带，系煤层自然岩石烘烤

烧变而形成，具大空隙、裂隙、节理，形成地下水赋存和运移的良好空

间，不仅接受大气降水的补给，且与地表水有着直接联系而富含孔隙、

裂隙水。

2、区域主要含水层

⑴第四系松散岩类孔隙含水层

主要分布于现代河浴及沟谷中，尤以常年流水的水磨河、三工河、

四工河发育，且源于山麓，岩性以分选性较差的河流相砾石为主，据区

域水文资料，单位涌水量为0.043—0.14L/s,富含孔隙水。其水化学特征

近似于地表水，属淡水、弱碱性，HCO3•SC）4—Na•Ca型水。

⑵侏罗系含煤岩系裂隙类弱含水层

主要由中粗砂岩，裂隙发育的粉、细砂岩及煤层构成，岩石渗透性

能较差，富水性弱。据区域水文资料，渗透系数为0.00208—0.0036m/d,

单位涌水量为0.0035L/s.m,区域小煤窑调查，一般日正常排水量小于

100m3/d,为含水性较弱的承压水。水化学特征一般为高矿化，弱碱性，

SO4-HCO3-Cl-K-Na型水。

（二）井田水文地质

1、井田位于天山北麓低山丘陵区，准南煤田东部，属准南煤田白杨

沟〜四工河普查区的一部分，东高西低，海拔标高在+830〜+1000m之

间，绝对高差约17()m,相对高差约30—5()m。井田属大陆性干旱〜半干

旱气候，降水稀少，蒸发强烈，年最大降水量337mm，蒸发量达1659.4mm。

井田内无常年流水的地表水系。地表多为砂土覆盖，植被稀少，基

本呈现黄土及秃山景观。

2、地下水的补给、径流和排泄条件

由于冲积层，基岩含水层间，均有较好的隔水层赋存，地下水在正

常情况下垂直补给微弱，以层间流动为主。

井田内地表水体缺乏，冲沟多为季节性的间歇流，因降雨稀少、蒸

发强烈，偶有降雨也未等渗过地下水位之上的干涸层便迅速流失。发育

于区外的地表河流距井田较远，加之渗透能力差的粘土岩类阻隔，补给

有限，因此，大气降水、地表水体对煤系含水层的补给较弱。

煤层系各含水层间，因有较厚的煤层，粘土岩和粉砂岩的阻隔，各

相邻含水层间的联系亦弱，煤系含水层地下水主要在本层间流动。

由于矿井的开拓，人为局部地改变了地下水的循环特征，矿井即形

成了一个个局部排泄区，而井田内发育的冲沟，则构成了矿井水的排泄

通道。

3、含水层叙述

井田内主要含水层为第四系松散岩类孔隙间歇含水层，侏罗系下统

八道湾组含煤岩系裂隙类含水层，三工河组砂砾岩裂隙类弱含水层，烧

变岩含水带。分述如下：

⑴第四系松散岩类孔隙间歇含水层(H。

分布于沟底，北部大山顶及半山坡处。沟底及山顶为土灰色亚砂土。

山坡处均为风化的岩石碎块及砂土层混杂构成，一般厚为4m,最厚处达

8m。含水主体为砂砾石，薄层关卵石，含水期为冲沟流水期，为间歇含

水层，其水化学特征与冲沟地表水质近似，矿化度数344.4mg/L,弱碱性

PH=8.1,C1-S04-HCO3-Na-Mg型水。

⑵侏罗系基岩裂隙类弱含水层

①下统八道湾给含煤岩系裂隙类弱含水层（H'J

含煤地层中的中粗砂岩及砂砾岩，煤层，局部裂隙、节理发育的粉、

细砂岩组成含水层。总体岩层渗透能力较差。井田内据65—1号孔抽水

试验,渗透系数K为0.0030-0.0036m/d,单位涌水量q为00.0035L/s.mo

水化学特征为C1-SO4-HCO3-（K=Na）•Mg•Ca型水。

可见此含水层为含水性弱的承压水。

②下统三工河组砂砾岩裂隙类弱含水层（H2-2）

由灰绿色砂砾岩、中粗粒砂岩组成，厚度较大。区内出露不全，为

承压水。以往区外77-3孔钻孔涌水量2.55L/S。本含水层透水性较差，若

无发育裂隙与煤层沟通，一般不会对矿床充水。

（3）烧变岩含水带（H3）

沿东西向呈条带状分布于65线两侧，含水柱体为14-15、19-21号煤

层自然形成的裂隙、孔隙发育的烧变岩带，原岩为粉砂岩，中粗砂岩。

地面常形成较高的山脊。南北宽约300m,成带状向西延伸长，向东延伸

短。据井田内阜康市磨盘沟煤矿调查，煤矿以28-45°斜井沿八道湾组

19-21号煤层底板建井筒，斜长250m,进入火区，未见煤，斜井中涌水

量较小，每天涌水量小于20mI

4、水化学特征

井田内地表水体缺乏，仅有区内沟谷季节性溪水，源于雨洪水，融

雪水及矿井排水。施工期间65-1号钻孔取样化验结果：总硬度为

89.29mg/L，硫酸盐344.84mg/L，氯化物527.47mg/L,为

C1-SO4-HCO3-K+Na•Ca♦Mg型水。

5、井田水文地质类型及复杂程度

井田内沟谷均为季节性溪水，流量有限，对矿井生产影响不大。

第四系松散岩类孔隙含水层，构成煤层开采的主要充水水源，，因含

水主体分布仅限于沟底，范围有限，对煤层开采影响亦有限。

侏罗系含煤岩系直接充水含水层以裂隙充水为主，单位涌水量V

O.lL/s.m,补给条件不好，岩层渗透性能差，富水性差。

井田为一向南倾斜的单斜构造，构造较简单。

烧变岩含水带，形态极不规则，含水窖较为发育，主要接受大气降

水的补给，在深部易集聚地下水，但只要采取有效的疏排水措施，不会

对煤层开采造成危害。

综合所述，井田水文地质类型应为裂隙〜孔隙类简单型。

（三）充水因素分析

未来矿床开采充水水源是：第四系松散岩类孔隙间歇含水层，侏罗

系八道湾组含煤岩系裂隙含水层。正常情形应系渗入性充水通道。

烧变岩含水带孔隙、裂隙发育，含水空间较发育。井田内已凿斜井

已揭露火区。烧变岩含水带涌水量较小，但不排除深部集聚地下水的可

能，因此，未来矿井开采中，应对此含水层采取积极有效的探防水措施,

防患于未然。

（四）矿井涌水量

据阜康市磨盘沟煤矿井开采实际状况，结合矿井排水量实际，现生

产井已揭露火区，现矿井井下正常情况下排水量＜20m3/d。

经计算矿井初期正常涌水量为874m3/d,最大涌水量为1311m3/do

（五）供水水源

目前矿井生活饮用水主要从阜康市车载送水，一般生产用水主要取

自沟谷季节性溪水及矿井抽排水，基本能够满足再生产生活之需要。井

田内地表水为季节性溪流，地下水贫乏，未来供水水源应着眼于区外2km

的水磨河，水磨河年平均流量0.76n?/s,年总迳流量269.61万m，,流量

较稳定，水质类型为HCO3-SO4-Na•Ca型水，水质良好，开发利用水

磨河为未来矿井用水之方向。

六、开采技术条件

1、顶底板稳定性评价

14-15号煤层直接顶板为泥质粉砂岩类，质地较软，裂隙、层理发育，

松散易破碎。厚度6.79m。其中有三层厚度为0.45m、0.5m、0.6m的煤线

和裂隙、层理发育易破碎的细砂岩互层。厚约84m。

老顶为粗砂岩和砂质砾岩互层：裂隙发育，质地坚硬。厚约43m。

岩性为块状结构，致密，均一，干燥状态下单向抗压强度66.7MPa,

饱和状态下单向抗压强度7.4MPa,软化系数0.11,为不稳定顶板，岩石

的抗风化性能较弱，遇水软化性较强。

14-15号煤层直接底板为泥质砂岩类，砂质结构，裂隙易膨胀，厚约

2.11m。下部为0.41m厚的煤层和1.1m厚的泥质砂岩。

下部老底为5.4m厚的粉砂岩和1.12m厚的中砂岩。

岩性为块状结构，致密，均一，干燥状态下单向抗压强度29.7MPa,

饱和状态下单向抗压强度14.8MPa,软化系数0.49,为软弱型