矿井二盘区开采初步设计(编辑修改稿)

矿井二盘区开采初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

的变化规律不明显。 （ 4）氧（ Odaf）各煤层原煤氧含量平均为 ～ %，浮煤氧含量为 ～%， 较原煤有升有降，垂向上原、浮煤均有随埋深增加而降低的趋势。 （ 5）全硫（ St， d） 42煤层原煤全硫为 ～ %，平均值为 %。 以低硫 —中硫煤为主； 41煤层原煤全硫为 ～ %，平均值为 %，以低中 — 中硫煤为主。 本区各层煤中硫较易于洗选剔除。 （ 6）磷（ Pd）各煤层原煤磷含量为 ～ %，平均 ～ %。 其中42煤层原煤磷含量为 ～ %，平均 %，属中磷煤； 41 煤层原煤磷含量为 ～ %，平均为 %，属低磷煤。 经过洗选后，各煤层磷分含量大部分可达 %以下。 （三）煤的工艺性能 42 煤层原煤 分析基低位发热量（ Q,ad）为 ～ MJ/kg，平均。 41煤层原煤分析基低位发热量（ Q,ad）为 ～ ，平均 MJ/kg。 4 41煤层的平均最大胶质层厚度（ Y）分别为 、 ，出焦率均 70%。 42煤大部分为弱粘结性煤，少量中等粘结性煤； 41煤大部分为中等粘结性煤，少量弱粘结性煤。 本区煤葛金氏低温干馏试验结果，焦型有 B、 C 两种，煤的结焦性较差，属弱结焦煤。 各煤层煤的低温干馏试验表明 42煤焦油产率为 ～ %，平均为 %，属于陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 18 富油煤； 41 煤焦油产率平均为 %，属于高油煤。 焦油产率的变化与煤的挥发分大致呈正相关关系，在相同挥发分煤中，粘结性强的煤焦油产率较高。 本区各煤层的热稳定性，呈粘结状，属高热稳定性煤。 42 煤的结渣性等级由难结渣至强结渣均有； 41 的结渣性等级为强结渣。 42 煤层煤的哈氏可磨性指数在 63～ 70之间，表明可磨性指数较小，属难磨煤。 （四）煤的可选性 本区各煤层的煤当分选密度液在 以下时，属极 难选煤；当分选密度液在 以上时，属易选煤。 因此，应根据各种工业用煤对灰分的不同要求，选用不同的工艺流程和分选密度，以达到合理利用煤的目的。 （五）煤类及煤的用途 本区各煤层以不粘煤和气煤为主。 42煤层煤类以弱粘煤（ RN32）为主，少量气煤（ QM3 QM43）； 41煤层以气煤（ QM3 QM43 和 QM44）为主，少量弱粘煤（ RN32）。 主采煤层 42煤层属于低水分、低中灰、低中硫、中磷、高热值、富油的低变质阶段的烟煤，可选性等级为中等可选，抗碎强度高，热稳定性好，化学反应性中等。 煤灰熔融性主要为较 低软化化温度灰煤，煤中有害元素砷、氟含量均很低，但氯含量较高、可磨性相对较低，对工业加工利用不利； 41 煤层为中高硫、低磷、高油的低变质阶段烟煤，其余特征与 42煤层一致。 总体上本区煤的煤质较好，是良好的动力用煤及气化、液化等化工工业原料。 （六）共、伴生矿产 本区煤层中锗、镓、铀工业矿床最低品位分别为 300ppm。 各煤层煤中锗、镓、铀含量均远小于其所要求的最低工业品位，无综合利用价值。 各煤层顶、底板及夹矸中微量元素含量均低于所要求的最低工业品位，再者，其厚度小而且范围有限，均无可利用价值。 陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 19 五、水文地质 （一）地形地貌及地表水系 本区地势西南部高东北部低，主要由近东西向展布的老林沟、 盐水沟 及 碾子 沟所切割，梁的延伸方向受水系的控制，基本与水系平行，大致呈东西向，梁面或坡上多被残坡积物覆盖。 新村川一级阶地的后缘，即坡脚处多为黄土堆积，有利于降水及地表水的渗入，对地下水的形成十分有利。 河水流量受季节性降水的影响，枯水季节与丰水季节流量变化悬殊。 河水流量统计见表 1— 3— 2。 表 1— 3— 2 地 表 测 流 统 计 表 （二）含（隔）水层水文地质特征 本区的主要含（隔）水层叙述如下： — 洪积孔隙潜水含水层（ Q4） 分布于新村川河流西侧的一级阶地及较大沟谷中，阶地宽 100~300m。 由于阶地 为基座 式 阶 地， 含 水层 厚 度 较薄 ， 一般 厚 ~。 富 水 性较 弱 ， 涌水 量~，单位涌水量 ~ m，渗透系数 ~。 （ K1h） 分布于区内西部的分水岭及东西向展布的梁上，总体厚度较薄。 岩性以暗紫色、灰绿色细砂岩，粉砂岩、泥岩组成，钙质胶结，岩质较脆。 根据野外观测，砂岩中裂隙极为发育，但很少切穿泥岩与粉砂岩。 发育有两组裂隙，一组是东西向与南北向，一组为北 65 度东与北 25 度西。 由于该组岩石均在侵蚀基 准面以上，处于临空状态，故地下水多被疏干，仅有一个泉水出露，且水量甚微。 所以该层为透水性好而含水微沟名 沟谷长 （ km） 汇水面积 （ km2） 枯水期流量（ l/s） 丰水期流量（ l/s） 洪水期流量（ m3/d） 主沟 支沟 新村川 老林沟 盐水沟 碾子沟 图 3 陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 20 弱的层段。 （ K1l） 该层厚度 ~，岩性以紫红色、砖红色中粗粒砂岩为主，夹多层凸镜状泥岩、粉砂岩、砾岩薄层，多为泥质胶结，局部为钙质胶结，岩质疏松，易风化。 据野 外 观 察， 该 层大 型 交 错层 理 发 育， 泉 水出 露 较 少且 流 量很 小 ， 一般 在~，最大。 层面裂隙及构造裂隙水少见，多以渗出状孔隙水出现。 沟谷底部两侧均具渗出迹象或显 潮湿现象，溪流量向下游明显增大。 洛河砂岩含水层很不均匀，由浅部至深部，比较富水的层段逐渐增多，是由多层含水段组成的复合含水层。 水位埋深 ，当降深 时，涌水量 ，单位涌水量 m，渗透系数。 （ K1l、 J2z） 宜君砾岩在区内厚 ~，岩性以灰岩、燧石、石英岩、片麻岩及砂岩等组成，基底式钙质胶结，岩石坚硬致密，电测井曲线明显，为好的隔水层；直罗组上部隔水层厚 48~75m，岩性为泥岩、粉砂岩及细砂岩互层，以泥岩、粉砂岩为主，砂岩次之。 涌水量 ，单位涌水量 m，含水甚微，为相对隔水层。 宜君砾岩与直罗组上部隔水层合层厚度大，分布稳定，可作为上下含水层相对稳定的隔水层。 （ J2z） 该层俗称“直罗砂岩”，全区分布，厚度较大，一般 32~48m。 上部岩性以灰白色、灰绿色中、粗粒砂岩为主，夹泥岩与粉砂岩薄层；下部为厚层状含砾粗砂岩或砂砾岩，裂隙不发育且多被方解石充填。 该层在区内为 4 42 煤层的基 本顶板及直接充水含水层。 水位埋深 ~，降深 ~，涌水量 ~，单位涌水量 ~ m，渗透系数 ~。 由于受地形地貌及构造的控制 ,该层埋深由东向西逐渐加大，地下水交替缓慢，基本处于滞流状态。 （ J2y） 陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 21 该层位于延安组 42煤层上部，岩性以灰黑色泥岩、粉砂岩为主，局部夹薄层砂岩。 厚 10— 20m，由东北向西南部增厚，可作为区内主采 42煤层较好的隔水层。 罗系延安组下部与富县组及三叠系相对隔水层 该层由 42煤层下部泥岩、粉砂岩与富县组泥岩、三叠系泥岩、粉砂岩夹细砂岩薄层等组成，厚 60 余 m。 该层可作为 42煤层底板之下的较好的隔水层。 （三）地下水的补给、径流、排泄条件 本区独特的地质地貌条件，决定了各类地下水的补给、径流、排泄条件的一般性和特殊性。 该潜水层分布于新村川西侧，以大气降水补给为主，还接受河谷两岸基岩地下水的补给。 潜水径流方向主要受微地貌型态的控制，平直地段一般与河床相交，河曲地段截弯取直，主要以潜流形式向河床排泄。 主要接受大气降水补给。 该砂岩张性裂隙极为发育，是地下水赋存的良好空间。 但因遭受强烈侵蚀切割，有利于地下水的排泄而不利于赋存。 地下水以潜水形式泄出地表，供给地表水，成为地表河流的源头。 沟流量高峰值出现在雨季 9 三个月。 雨季该砂岩到处出水，与雨水汇集一起，携带泥砂，奔流直下；平水期，地下水源源不断地供给地表水，是地表水的主要水源之一；枯水期地表水流量甚微，直至断流，说明该砂岩地下水水量剧减。 其补给区、排泄区大致相同，排泄区受地貌控制，径流到适当部位，以泉的形式泄出。 砂岩孔隙裂隙含水层 河间梁峁区，地下水由承压转无压，在其遭受侵蚀切割的沟谷地带，以潜水的形式泄出地表，大气降水是唯一的补给来源；而下部含水段，显示承压径流，除接受大气降水外，还接受地表水的补给。 径流方向主要受地形地貌的控制，大致由地形较高的河谷上游部位向地势较低的河谷下游运移，一般在区外建庄以北受地形切割后以泉陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 22 的形式泄出地表。 再者人工开采也是排泄的方式之一。 在区内埋藏较深，其补给区在东部的露头地带，同时接受上覆含水层的越流补给。 径流受地形地貌的控制，一般向远处的沟谷地带排泄。 该层水 处于交替缓慢的承压区，水质较差，矿化度较高。 （四）水文地质勘探类型 区内地质构造较简单，可采煤层的直接充水含水层为顶板砂岩含水层，富水性弱到极弱，地下水补给条件差。 根据《矿区水文地质工程地质勘探规范》（ GB12719— 91）及《煤、泥炭地质勘查规范》中有关规定，本区水文地质勘探类型应划为二类一型，即以裂隙含水层为主的水文地质条件简单的矿床。 （五） 矿床充水因素分析 根据区内地质、水文地质条件，本区煤层赋存于坚硬到半坚硬岩石之间。 构造简单，未发现大的断裂，未来矿井开采过程中，矿井主要充水来源于宜君砾岩之下 的含水层。 该区煤层埋藏受地形地貌及构造的控制，由东部煤层埋深 ~，向西部方向逐渐增厚至 ~。 其导水裂隙带最大高度按坚硬岩石的公式计算， 区内 42煤层导水裂隙带顶面与区内主要含水层相隔 ~，导水裂隙带位于直罗组内，均未与洛河砂岩含水层及地表水沟通，因此地表水及洛河砂岩水不会成为矿井直接充水水源。 未来矿井直接充水含水层为小街砂岩及直罗组砂岩含水层，因该含水层裂隙不发育，富水性弱，补给条件差，对煤矿建设不会构成危害。 但 因 以往所有钻孔的封孔质量未 经透孔验证，封孔质量不可靠。 因此矿建部门在生产过程中，当巷道开拓临近孔位时，注意观测矿坑涌水量的变化，以防因封孔质量较差，通过孔径与洛河砂岩含水层沟通而引起的矿坑突水，对煤矿生产建设及生命财产造成危害。 （六）盘区涌水量 通过“大井法”和“廊道法”两种方法进行涌水量预算结果， 42 煤层盘区涌水量计算结果基本相同，则盘区涌水量。 陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 23 第四节 其它开采技术条件 一、瓦斯 根据两层可采煤层勘探分析可知， 41煤层瓦斯成分中氮气（ N2）含量为 %，二氧化碳（ CO2）为 %，甲烷 %，重烃 为 0。 瓦斯含量中二氧化碳微量，甲烷 ，重烃为 0。 42煤层瓦斯成分中氮气 ~%，二氧化碳 ~%，甲烷 ~%，重烃为 0。 瓦斯含量中二氧化氮 ~，甲烷微 ~，各煤层瓦斯分带均属氮气带。 本区内煤层瓦斯等级 属 低 瓦斯 ，在煤层开采过程中造成危害的可能性很小。 另据煤炭科学研究总院沈阳研究院 2020 年 2 月对“陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司建北煤矿首采工作面瓦斯涌出量预测研究报告”知， 采用直接法测定 建北煤矿首采 101 工 作面 42煤层瓦斯含量为 ~,确定 42煤层瓦斯含量为 ， 属低瓦斯矿井。 预测 矿井年产量为 时， 101 工作面 瓦斯 相对涌出量，开采强度达到 7238t/d 时，平均 瓦斯 绝对 涌出量 ；建北煤矿生产盘区 平均 瓦斯相对涌出量 ， ， 平均 瓦斯 绝对 涌出量 ； 建北煤矿矿井 平均 瓦斯相对涌出量 6. 86m3/t， 平均 瓦斯 绝对 涌出量。 二、煤尘 根据采取煤尘煤样，各煤层测试的火焰长度 70~100mm，抑制性 ~煤尘爆炸岩粉用量为 55~70%， 由此说明各煤层煤尘均具有爆炸性危险。 又 据煤的工业分析计算各煤层煤尘的爆炸性指数均大于 35％，远大于有爆炸性危险 10%的临界值， 亦表 明煤尘均具有爆炸性危险。 另据陕西煤矿安全装备检测中心 2020 年 11 月 15 日“检验报告”， 42煤层的测试火焰长度 280mm，抑制性 ~煤尘爆炸岩粉用量为 70%，再次陕 西 煤 业 集 团 黄 陵 建 庄 矿 业 有 限 公 司 矿井二盘区开采初步设计 咸阳星城矿山工程服务有限公司 24 证明煤尘均具有爆炸性危险。 三、煤的自燃倾向 根据 41煤层勘探采取着火点测试结果， 按 还原样燃点与氧化样燃点的差值（△ T13℃）和还原样燃点温度确定煤的自燃倾向等级为 ： 41煤层属易自燃煤层。 根据陕西煤矿安全装备检测中心 2020 年 11 月 15 日“检验报告”， 42煤层 吸氧量为 ,属 Ⅱ类 自燃煤层。 四、煤层顶底板 煤层顶板可归纳为。