甘肃靖远王家山煤矿五号井开采设计(编辑修改稿)

甘肃靖远王家山煤矿五号井开采设计(编辑修改稿)内容摘要：

地形地貌 矿区地处干旱区，地形复杂。 地形陡峻， 最高点位于栒条岘，标高 ，最低点位于下红湾，标高 ， 相对高差 ，水洞沟以西基岩裸露，属 剥 蚀构造地貌，王家山向斜两翼形成相向的单面山，由于沿张性构造裂隙易于向下切割侵蚀，故横向沟谷发育。 随着向斜的倾没，岩层逐渐被黄土覆盖 ； 水洞以东主要为黄土丘陵区，相对高差较小，一般 20～ 50m。 但是，五号井矿区范围内地势较为平坦。 气象及 水文情况 候 矿区气候属内陆半沙漠干旱气候。 （ 1） 气温：月平均 9～ 24℃ ，最低 18～ 23℃ ，最高达 35～ 38℃ ，年平均 ～ ℃。 夏季酷热，冬季严寒，春、夏、秋季昼夜温差 10～ 16℃。 （ 2） 降水量：年平均量在 187～ 374mm 之间，平均 250mm 左右 .多集中于 9三个月，降水量占全年的 50～ 60%，常形成暴雨。 （ 3） 蒸发量： 年平均 1439～ 1782mm，平均 1655mm，为降水量的 倍。 （ 4） 湿度：年平 均 55～ 64%， 5 月份最干燥，为 41～ 60%， 7～ 11 月份湿度在58～ 75%之间。 （ 5） 风向：除夏、秋季有东南风 外 ，其他时间多西北风，风力 2～ 4 级，最大达 6～8 级，全年平均风速 1～。 （ 6） 每年 11 月至次年 3 月为冻结期，最大冻结深度 93cm。 一般 米。 区内无常年流水，仅有两 条 砂河在每年 7～ 9 月雨季期间山洪暴发才有短暂的暂时性流水。 一条是苦水峡砂河，发源于矿区东南部的小井子沟，由 南 向北穿过矿区中部，经胶泥崖村、大红沟、北滩，与咸水河汇合，至中卫注入黄河；另一 条 是孔家沟砂河，由李家坪向西流经矿区南侧，在 3 107 号孔附近折向西南，经石碑子沟、旱平川，流入 3 黄河。 矿区以南的变质岩裂隙水沿 F1 断裂带溢出，在苦水峡砂河上游形成水质 良好，但水量甚小的上升泉，最小涌水量 ，最大涌水量为。 由于受 F1 断裂带中断层泥的阻滞，进入孔家沟砂河 后 形成地下潜流，潜水面深 3～ 10m，对河床中分布的各个水井 进行了 不定 期 观测，水量不大， 如 李家坪水井的涌水量为。 矿区概况 王家山矿区开采历史久远，在建井时，井田浅部的小窑已具备相当规模。 为了协调与地方的关系，省委、省政府先后多次从生产矿井不同位置划给地方资源 万 t，从 1550m水平以下资源内划给地方资源储量 万 t。 经煤业公司调查，王家山矿区原有各类地方小煤窑（乡村、个体、其它） 43 个，通过多次关井压产的整顿，部分小窑已被关闭、封停，现保留 24 个小煤矿持有合法证件，但仍存在一证多井、超层越界、乱挖滥采、侵占大矿资源的现象。 具体分布情况为： 在王家山煤矿一号井周边实测有 8 个矿 13 个井口，二号井周边实测有 11 个矿 14 个井口，五号井周边有 5 个矿 7 个井口，各小煤矿的开采能力都在 3 万吨以上，有的能力达 10 万 t，由于小矿开采技术条件差、回采率低，对资源破坏量非常大。 另外，井田内煤层大多为急倾斜煤层，而划出的资源均在井田浅部，使 划出资源的下部形成相当数量的呆滞煤量。 也使王家山煤矿生产能力、矿井服务年限等受到较大影响。 本区以农业为主，农产品主要有小麦、谷物、豆类等，由于干旱多风，产量均较低。 工业方面，有矿区所属各煤矿，以及矿区辅助和附属企业事业单位等，还有靖远县所属厂矿及定西陶瓷厂、煤矿等企业，国家重点建设工程靖远电厂二期工程已竣工，靖远矿区供水工程亦完工交付使用。 整个靖远矿区水、电、路、通讯等都已形成系统和综合能力。 4 主要建筑材料，除钢材外，水泥、砖砂、石白、灰为当地上产材料，就地均可买到。 用火车或汽车运输，运输距离远近差别较大，近者距平川区、靖远县约 30~60km，远着距兰州 210km,或者更远。 、电源、及劳动力来源 供水水源 本矿井由靖远矿区净水厂供水。 靖远矿区净水厂设在黄河北岸，取黄河水为水源，经过净化后供整个矿区。 该水厂日处理水量 54000m3/d，可向王家山矿井供水 9900m3/d，能够满足该矿井集中生产用水。 黄河水通过、 过滤、消毒等手段处理后，水质符合国家生活饮用水标准。 该水总硬度约为 德国度， Ph 值约为 ，浊度 3 度。 本矿井井下水的矿化度非常高 ,不宜作为生活水源 ,但该水可以满足灌浆用水的水质要求 ,因而可以用来制水泥浆。 矿井地层及地质构造 地层 王家山矿区地层主要有下志留统马营沟群（ S1m）上三叠统南营儿群（ T3nn），中侏罗统窑街组（ J2y），中侏罗统新河组（ J2x），上侏罗统苦水峡组（ J3k），下白垩统河口群(K1nk)、上第三系（ N）和第四系（ Q）。 下志留统为中生界基底地层，上三叠 统常为煤系基底，中侏罗统窑街组为主要含煤地层。 在矿区南部 F1 断层带中局部有残留的泥盆系及石炭系地层，此外，在矿区南北的外侧布有上第三系红层 本矿井揭露地层与区域地层一致，分述如下： (一）志留系（ S） 仅有下统马营沟群 (S1m)，主要见于水泉尖山，卡拉玛山和响泉山等地，岩性为灰色石英岩，灰绿色变质砂岩，千枚者、片岩，夹煌斑岩，闪长岩脉，厚 ～ ，平均 1400． 00m。 （二）上 三叠 统南营儿群 （ T3nn） 5 为侏罗纪煤系的主要基底地层。 为灰绿色砂岩夹同色粉砂岩、灰色、灰黑色泥 岩 及多 层煤线，砂岩具大型斜层理。 厚 200～ 1076m，平均 900m。 （三） 中侏罗统 窑街组 （ J2y） 为矿区主要含煤地层，含主要可采煤层两层（编号为 2 层煤、 4 层煤）及局部可采煤层两层（编号为 2 下层煤 、 3 层煤 和 4 下层煤 ）。 主要出露于矿区北部，水洞沟以西，与下伏地层呈 平行 不整合接触。 地层由灰白色中、粗粒砂岩、灰色细砂岩、灰、深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩及煤层组成，化石丰富。 地层 总平均 厚度 116m， 总的由东向西，由北向南逐渐变薄：北翼 Ⅷ 线以东厚度都在90m 以上；南翼厚度变化多在 40～ 85m 之间，至 F2 断层以南更减薄 到 25～ 73m；矿区西端 的 7 270、 22 222 号孔一带甚至仅有 8～ 21m。 旋回结构清楚，由两个大的旋回组成。 第 Ⅱ 大旋回：由 2 层煤底板河床相砂岩开始，经河漫相、沼泽相、泥 炭 沼泽相，至 2层煤顶板湖相泥岩、粉砂岩结束。 顶部湖相沉积往往由于后期冲刷而保存不全或缺失，或相变为河漫滩相。 旋 回 厚度变化西薄东厚，平均厚约 56m。 第 Ⅰ 大旋回：由侏罗系底部河床相砾岩、砂砾岩或粗砂岩开始，经河漫相、沼泽相、泥 炭 沼泽相，至 4 层煤顶板湖相粉、细砂岩及砂质泥岩告终。 该旋回在向斜北翼比较稳定，向南相变急剧，几乎全部为河床 相沉积所取代， 4 层煤向南也逐渐分叉、变薄以至尖灭。 旋回厚度变化西薄东厚，厚 21～ 86m，平均厚约 50m。 （四） 中侏罗统 新河组 （ J2x） 由上到下分为三个 段 ： 第三 段 ：由灰绿色页岩、粉砂岩及深灰、褐灰色油页岩组成，夹薄层灰绿色细砂岩及肝红色泥岩，发育细水平层理及缓波状层理，化石丰富。 厚 114m。 第二 段 ：岩性主要为草黄色中、粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩及砂质泥岩的互层，中夹紫红、灰绿及灰、深灰色泥岩、粉砂岩，底部为厚层灰白色粗砂岩、砂砾岩。 砂岩中斜层理发育，有时含砂质结核。 最大厚度 400m。 第一 段： 主要为灰白 色砾岩、砂砾岩及中、粗粒砂岩，夹灰色、深 灰色砂质泥岩及 6 黄绿、灰绿色粉砂岩、细砂岩，顶部黄绿、灰绿、灰黑色泥岩中有时含薄煤（编号 1 层煤），下部局部地段亦夹薄～中厚层煤（编号 2 上层煤）。 粗碎屑岩中发育大型斜层理，细碎屑岩中多发育细水平层理或小斜层理。 总平均厚约 64m，与下伏 窑街组地层 呈平行不整合接触。 （五） 上侏罗统 苦水峡组 （ J3k） 上部为紫灰色砂岩与紫红色泥岩互层，砂岩具水平层理，泥岩为块状构造；中部主要为紫红色沁及砂质泥岩，夹灰绿色泥岩与砂岩条带，多不显层理构造；下部为紫红色泥岩与灰绿色泥岩、粉砂岩互层 ，后者具微细水平层理。 含有丰富的化石。 与中侏罗统（ J2）呈整合接触，厚度大于 500m。 （六） 白垩系（ K） 仅有下统河口群（ K1hk）。 上部为桔红色中、细粒砂岩与泥岩互层，下部为棕红，桔红色厚层中、粗粒砂岩夹砂砾岩及薄层紫红色砂质泥 岩 ，与 J3k 呈不整合接触，厚 400～800m，平均 637m。 （ 七 ） 上 第三系（ N） 中新统咸水河组（ N1x） :岩性为紫红、桔红色砾岩夹砂岩，不整合于较老地层之上，厚 735～ 1019m，平均 850m。 上新统临夏组（ N21）：与 N1X 呈不整合或平行不整合接触，下部为桔红、桔黄色泥岩 、砂质泥岩及灰色、锈黄色砂岩、砂砾岩；厚 253～ 461m；中部为兰灰色角砾岩夹砖红色砂岩，厚 157～ 720m；上部为兰灰色砂岩、砂砾岩，砾岩与桔黄色泥岩、砂质泥岩互层，厚度大于 500m。 （ 八 ）第四系（ Q） 更新统（ Qp）：下部为灰绿色碎石，亚砂土互层；中部为棕黄色石质黄土、亚砂土；上部为浅黄色疏松黄土层。 厚 2～ 303m，平均 90m，不整合于较老地层之上。 全新统（ Qn）：为松散砂砾石层，夹亚砂土及亚粘土层，不整合于其他地层之上，厚0～ 163m，平均 12m。 7 构造 陇西系乌鞘岭 —六盘山主褶带逶迤 通过靖远北部。 靖远煤田便形成于褶带中古变质岩体的低洼地带。 受陇西系所左右，区域主要构造形迹多呈北 50176。 ～ 60176。 西方向。 有如下主要构造： ㈠松山 —响泉山 —黄家洼山隆褶带：走向长约 80km，主 体 由下古生界及震旦亚界变质岩组成，总体走向北 50176。 西。 ㈡宝积山复向斜：位于松山 —响泉山 —黄家洼山隆褶带的南侧，为一南翼受到破坏的不完整复向斜，主轴呈北 50176。 西方向，走向长约 37km。 ㈢王家山复向斜：位于松山 —响泉山 —黄家洼山隆褶带北侧，为一南陡北缓的不对称复向斜，主轴走向北 60176。 ～ 70176。 西。 ㈣青石山半环状构造 ：位于宝积山矿区与 红 会矿区之间，由青石山西侧弧形断层及其所包围的下奥陶统变质岩花岗岩组成。 ㈤北滩新生代拗陷：位于王家山复向斜以北，在王家山矿区以 F15 断层为界与 隆 褶带分开。 ㈥靖远新生代拗陷：位于宝积山复向斜以南，为靖远 —静宁拗陷带的一部分。 伴随上述隆褶带及复向斜的有一系列区域性走向断层，由北而南有： ㈠ F3 断层：位于王家山复向斜之北，西起水洞沟以西，向东经下红湾至半川子以东，长度在 10km 以上，走向近东西，倾向北，倾角 80176。 左右，断距西小东大，最大达 1000m以上。 ㈡王家山 F1 断层组：位于王家山 复向斜与松山 —响泉山 —黄家洼山隆褶带之间 ， 长30km 以上，走向北 70176。 西，倾向南西，倾角 80176。 左右，由多 个 断层组成，为一多期活动断层，挽近仍有活动。 ㈢宝积山 F1F2 断层组：位于宝积山向斜南翼，西起车轮口，东至打拉池，长达 35km以上，走向北 50176。 ～ 60176。 西，倾向南西，倾角 15176。 ～ 60176。 ，深部缓，浅部陡，并派生一组 分枝 断裂，组成 “入 ”字形构造。 该断层切断宝积山向斜南翼，使南西盘白垩系地层推覆于北东盘侏罗系之上，构造形迹明显。 8 岩浆岩：主要分布在矿区以南的寿石山、红会将军坟滩及崛吴山北坡，主要岩性为花岗岩和 花岗闪长岩，对矿区煤系没有影响。 本矿井构造总体表现为： 向西抬起收拢，向东倾伏撒开 的向斜 ，长约 10km。 向斜 轴走向北 60176。 ～ 70176。 西，局部近东西向， 轴面倾向 SSW，两翼地层产状不同，北翼地层在 Ⅺ勘探线以西走向为北 75176。 西，倾向南西，倾角 25176。 ～ 40176。 ； Ⅺ 勘探线以东渐转为北 80176。 东，向南南东倾，倾角 40176。 ～ 60176。 ， XV 勘探线以东更陡，达 60176。 以上；南翼地层走向为北 60176。 西，倾向北东，倾角 35176。 ～ 66176。 ，局部直立、倒转，为一南陡北缓、轴 面 南倾的不对称 向斜。 Ⅶ 勘探线以西向斜轴被 F21 断层切断。 向斜两翼断层较发育 ， 以走向 逆 断 层 为主，除煤盆地边缘断层外， 矿井 内部断层依其产状大致有两组，一组南倾 逆 断层，发育于向斜北翼，另一组北倾断层，发育于南翼，此外尚有一些伴生的大小不 一 的横向 逆 断层分布于两翼。 张性断裂较少。 主要断层特征见表 121。 9 表 121 王家山煤矿断层特征一览表 编号 位 置 产 状 性 质 规 模 两盘岩性 查明 情况 走 向 倾 向 倾 角 F1 向斜南侧 北 70176。 西 南西 80176。 实测逆断层 出露长度 30Km以上，由一组平行断裂组成，在矿区南部形成宽约 100300m。