张山子煤业有限公司矿井技术改造扩大区初步设计安全专篇(编辑修改稿)

张山子煤业有限公司矿井技术改造扩大区初步设计安全专篇(编辑修改稿)内容摘要：

采技术条件是根据本矿实际生产提供资料得出，根据邻近生产矿井大兴和福兴煤矿鉴定资料，同属一个煤田的煤 煤 4 均有煤尘爆炸危险性和自燃发火倾向。 因此，本矿井在开采扩大区煤层时，需采取一定的预防措施。 五、水文地质 概况 扩大区位于韩台煤田的西部。 韩台煤田位于徐州背斜的东南翼，岩层走向近东西。 井田地势平坦，地面标高 +33～ 36 m，北部略低于南部。 地表水系发育，煤 田西部最大的地表水体是微山湖，伊家河自西向东穿过井田中部，运河自西向东流经井田北缘。 井田内主要地层有第四系、二叠系和石炭系，煤系基底为奥陶系。 井田内主要含水层有：第四系姜石层，局部与下伏基岩直接接触，可补给基岩水；二叠系山西组 3层煤顶部岩浆岩裂隙含水层、石炭系上统石灰岩和奥陶系石灰岩。 本井田南部第四系冲积层张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 14 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 下伏大面积基岩含水层露头，特别是奥陶系石灰岩岩溶裂隙发育，可直接接受大气降水补给，又可接受第四系补给，水量十分丰富。 据张山子煤矿历年矿井涌水量观测资料，矿井涌水量明显受大气降水影响。 含水层 ⑴、第 四系姜结石含水层 据张山子井田资料，灰白色～黄褐色钙结核，上部粒径 1～ 5 mm，中下部粒径增大到 5～ 30 mm，个别粒径达 40 mm。 其间充填黄色粘土。 姜石层由南向北逐渐增厚，最厚达 （ 745 孔）。 其上为灰黄色粘土，厚 0～ m，底部普遍分布一层厚约 1 m的隔水粘土层。 扩大区仅两孔，厚度 10～。 一九七四年十月曾在伊家河南 125 m处的 28 号水井进行简易抽水试验，涌水量为 m3/h。 张山子煤矿一号井沿煤层掘至露头，揭露姜结石含水层，于一九七四年雨季观测，其涌水量约 10 m3/h。 ⑵、下二叠系山西组 3层煤顶部岩浆岩裂隙含水层 据 20203号孔资料， 3层煤顶部岩浆岩为闪长玢岩，厚约 40m，依张山子煤矿井下观测资料，此层位涌水量 15m3/h左右。 据邻近大兴井田 9610号孔抽水试验资料，岩浆岩水量很小，单位涌水量仅 L/sm。 ⑶、太原组三层灰岩 据张山子煤矿资料，三层灰岩含水层厚约 ，有两个分层。 上分层厚约 ，下分层厚约 ，中间夹泥岩约。 该层分布广泛，层位稳定，裂隙比较发育。 2020 号孔三灰伪厚 ，浅部钻孔（ 74 741 7424）揭露该层溶洞发育，有漏水现象。 井田最下层可采煤层（ 4 层煤）距三层灰岩约 ，张山子煤矿到目前为止井下巷道尚未揭露。 矿井充水因素分析 矿井主要充水因素有基岩含水层中孔隙、裂隙水，岩溶承压水，断层带水，封闭不良钻孔水及大气降水、地表水，它们通过不同通道涌入井下，造成矿井充水。 ⑴、基岩含水层中孔隙、裂隙水、岩溶承压水的充水 开采煤 煤 3 时主要充水来源是其顶板二叠系石盒子组砂岩水及闪长玢岩含水层的水。 砂岩水为孔隙裂隙水，涌水量不大，富水性不均一，常见裂隙带和构造带富水。 砂岩水 的来源有限，以静储量为主，动储量较小。 张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 15 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 开采下组煤层时主要充水来源为第十层石灰岩含水层，岩溶裂隙较发育，其富水性随埋藏深度增加而减弱，在浅部和构造带附近裂隙发育，富水性强，水的主要补给来源是通过断层含水层的补给，特别是 F F2断层下盘的奥陶系石灰岩，含水丰富，雨季时接受地表水和大气降水补给，通过 F F2断层补给第十层石灰岩含水层，造成井下涌水。 ⑵、断层导水 井田边界 F F2断层的导水性很强，其下盘奥灰和本井田内所有含水层对口接触，这是本井田主要补给水源。 在靠近断层附近要留有足够的防水煤柱，以防突水。 井田内小断层较多，它们可沟通上、下含水层，因此要注意小断层突水。 ⑶、封闭不良的钻孔 封闭质量不良的钻孔在自然状态下可能不导水，经采动和矿井排水的影响，受扰动而成为导水通道。 因此，对封孔质量有问题的钻孔必须采取包括启封在内的对应措施，保证矿井安全生产。 ⑷、大气降水及地表水的影响 矿井涌水量的增减趋势与大气降水量的变化趋势一致，说明大气降水是矿井充水的主要因素之一。 井田水文地质条件类型 根据区内构造特征、煤层与含水层的关系，对比生产矿井的水文地质特征，本井田水文地质条件类型属岩溶裂隙类简单～中等类型。 矿井扩大区涌水量预计 根据矿井扩大区储量报告，预计扩大区正常涌水量为 ，最大涌水量为。 按照矿井扩大区井下实际施工揭露情况以及了解资料情况，由于扩大区内有采空区，因此，其涌水量有可能比储量报告预计的要大，根据设计委托，矿井扩大区正常涌水量为 150m3/h，最大涌水量为 400m3/h。 六、勘探报告的评价及问题建议 地质勘探程度评价 ⑴、报告充分利用本次勘察成果资料，查明了井田地层及构造发育情况。 ⑵、基本查明扩大区煤系地层厚度、岩性、可采煤层赋存情况，以及煤质、煤 类，指出了煤的工业利用方向。 张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 16 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 ⑶、大致查明了区域及扩大区水文地质条件、各含、隔水层情况以及矿井充水因素。 根据张山子煤矿实际资料及扩大区水文地质条件对矿井正常涌水量、最大涌水量进行了预算，预算方法合理。 ⑷、大致查明了其它开采技术条件。 对各可采煤层顶底板稳定性作了评价，根据张山子煤矿资料推断本矿属低沼气矿井，煤尘有爆炸危险性，煤层有自燃发火倾向。 ⑸、资源储量估算方法正确，工业指标及参数选取合理，块段划分和资源储量分类正确，预算结果基本可靠。 ⑹、对扩大区新增资源储量进行了经济技术评价，结论正确。 问题与 建议 ⑴、扩大区内 见煤钻孔较少，煤层赋存状况控制程度不足 ，建议加强生产勘探工作，以利于指导生产。 ⑵、扩大区没有进行专门水文地质工作，主要含水层无抽水试验资料，水文地质条件尚未查清，建议进行水文补勘，并设立水文观测孔，了解地下水动态变化，以指导矿井防治水工作。 第三节 设计概况 一、工程性质 该矿隶属于枣庄市台儿庄区。 矿井的建设性质为技术改造。 二、井田开拓开采 ㈠ 、井田境界 根据 2020年 11 月 3日山东省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号： 3700000420247），张山子煤业有限公司井田范围由以下坐标点连线圈定，见表 17。 井田范围：东起第 19勘探线，西到山东、江苏两省交界处；南至各层煤露头，北至韩庄运河。 井田面积为。 开采深度：由 177。 0 米至 450 米标高。 张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 17 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 张山子煤业有限公司矿区范围拐点坐标一览表 表 17 点号 X 坐标 Y坐标 点号 X 坐标 Y坐标 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 新增加 范围为扩大区， 2020 年 4 月 2 日山东省国土资源厅颁发了韩台煤田半楼井田（普查）探矿权证（探矿权证号 3700000420232），并于 2020 年 8 月 19 日以“鲁国土资字 [2020]381 号”文对扩界矿区范围进行了批复，其范围共由 7 个拐点坐标圈定（见表18），开采深度由177。 0 米至 450 米标高，新增矿区（扩大区）面积 平方公里。 张山子煤业有限公司扩大区拐点坐标一览表 表 18 点 号 X 坐标 Y坐标 点号 X 坐标 Y 坐标 1 5 2 6 3 7 4 ㈡ 、储量 计算边界 储量计算边界，是按照山东省国土资源厅批定的矿井扩 大区范围， 由 7 个边界拐点坐标所圈定的 扩大区 范围。 储量计算指标及方法 ⑴、煤层厚度大于 ，灰分小于 40%。 ⑵、煤层中夹矸单层厚度小于 ，参与储量计算；煤层夹矸大于 ，将夹矸剔除后计算储量。 ⑶、煤层视密度： 3 4 煤层平均视密度为 t/m3； 15 上 、 17 煤层平均视密度为张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 18 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 t/m3。 ⑷、储量计算方法采用地质块段法，面积使用求积仪法测定，煤层倾角等于或大于15176。 时，采用各煤层的真厚度和斜面积计算资源储量。 储量类型 根据储量报告和有关勘查规范，扩大区资源储量 估算，把井田范围内达到控制的资源储量块段划归内蕴经济资源量 332，把达到推断的资源储量块段划归内蕴经济资源量333。 储量计算结果 根据储量报告，扩大区范围内累计探明矿产资源储量 万吨（气煤 万吨，气肥煤 万吨），其中控制的内蕴经济资源量（ 332） 万吨（均为气煤），推断的内蕴经济资源量（ 333） 万吨（均为气肥煤）。 扣除各类损失后剩余可采储量（ 111） 万吨。 扩大区可采储量计算见表 19。 ㈢ 、技改生产能力及服务年限 设 计能力 根据省煤炭工业局批复，矿井技改后扩大区生产能力为 15 万 t/a。 矿井服务年限 根据矿井开采条件和有关规定，储量备用系数选用。 矿井扩大区服务年限为： A＝矿井可采储量／年生产能力 /储量备用系数 ＝ 247。 15247。 ＝ (a) 由上计算可知，矿井扩大区服务年限为。 由于下组煤（煤 15 上、煤 17）作为远景储量，未计入可采储量，另外，风井处工广占压煤柱最后可以回收，因此，扩大区可采储量远不止 万吨，服务年限也会加长。 张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 19 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 张山子煤矿扩大区可采储量计算表 单位：万吨 表 19 煤 种 煤 层 111b 122b 111 122 2M22 2S22 合 计 资源储量 基础储量 可采储量 预可采储量 资源量 QM 31 4 小计 QF 15 上 17 小计 合 计 张山子煤业有限公司矿井技术改造（扩大区）初步设计安全专篇 第 20 页 共 111 页 枣庄市工业设计院 ㈣ 、扩大区开拓 根据本井田扩大区自然状况和煤系地层实际条件，结合矿井工程施工情况 ,井口及工业场地布置于扩大区的西北部。 此处地面地形平坦，地面标高一般 +33m，历年最高洪水位为 +。 工广距北部的韩庄运河 500m 左右，交通运输非常便利。 依照本矿井扩大区开采条件以及已形成的实际施工情况，开拓方式为立井开拓方式。 一个主要水平上下山开采， 主水平标高布置在 ，主采 4 两层煤。 通过石门开采 15 上、 17 两层下组煤。 ㈤ 、采区布置及主要设备 采区巷道布置 根据本井田扩大区煤层赋存状态和开拓布置，整个扩大区（可采范围）作为一个采区进行开采，采区集中上下山布置在扩大区可采范围中部靠近工广保护煤柱，分别布置两条上、下山，一条为采区集中运输上、下山，用作混合运输；另一条为采区回风上、下山，用于采区回风。 首采工作面布置在采区东翼 4 层煤 76m 底板等高线以下，工作面回风顺槽沿着 4 层煤 76m 底板等高线布置，工作面下 部为轨道顺槽，工作面切眼沿着扩大区东部边界煤柱保护线布置。 根据 井筒和巷道施工实际 揭露和了解情况 ， 福兴煤矿已越界开采 3 煤大部分及 4 煤的少部分，因此 为了确保扩大区的安全生产，开采之前要 进一步 了解 掌握福兴 煤矿越界开采范围及采空区情况。 采区主要设备 依照煤层赋存条件，采区布置一个工作面， 工作面采用 型煤电钻打眼， DZ22型单体支柱支护顶板。 工作面使用 SGD420/30A 型刮板运输机运煤，溜头接矿车，大巷采用电机车、斜巷采用调度绞车运输，回柱绞车进行回柱。 矿井扩大区初期共配备 3 个掘进工作面， 掘进工 作面设备主要有：煤电钻、气腿凿岩机、局部扇风机、污水泵和调度绞车等。