煤矿开采初步设计说明书(编辑修改稿)

煤矿开采初步设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

度 15～ 50m，一般 20～ 35m，除石灰岩风化带含水层富水性较强外，其它砂岩、砂质泥岩等岩层属弱含水层到隔水层，局部为弱透水层。 11901 孔抽水，单位涌水量第十章 电 气 17 m，渗透系数＜。 ⑥、新近系中底部砂砾石含水层 新近系中部存在 1~3 层中、细砂，含乘压水，井检 1 孔抽水单位涌水量 l/，渗透系数 m/d，水位标高 ，属中等富水含水层， PH值为。 本井田范围内，新近系底部未见砂砾石层（俗称“底含”）含水层，底部砾石为古河床相，主要分布在勘探区西、东部，由砾石、砂砾石组成，呈半固结状态，其渗透率介于含水与弱透水之间，属弱富水含水层，对矿床影响不大。 ⑦、第四系含水层 主要由冲积 砾石 和细至中粗砂组成，级配差别大，多位于中上段。 普查区西部山前多为 砾卵石层，含水层埋藏较浅，厚度 ～ ，含水丰富；中、东部多为砂、砾石含水层，多层相间分布，调查含水层厚度 ～ ，富水性较强。 区内民用机井简易抽水试验，单井单位涌水量 1～ ；水位标高 ～ ， pH 值呈中性。 由于含水层埋藏浅易受环境污染，所采三组水样的大肠菌群、细菌总数均严重超标。 隔水层 ①、本溪组铝质泥岩隔水层 系指奥陶系含水层上覆的铝质泥岩层、局部薄层砂岩和砂质泥岩层，全区发育，厚度 ～ ，分布连续稳定，具有良好的隔水性能。 ②、太原组中段砂泥岩隔水层 系指 L4 顶至 L7 底之间的砂岩、泥岩、薄层灰岩及薄煤等岩层，该层段总厚度 ～ ，以泥质岩层为主体，为太原组上下段灰岩含第十章 电 气 18 水层之间的主要隔水层。 ③、二 1煤底板砂泥岩隔水层 系指二 1煤底板至 L8灰岩顶之间的砂泥岩互层，以泥质类岩层为主。 该段的总厚度为 ～ ，平均 ，其分布连续稳定，是良好的隔水层段，但遇构造处隔水层变薄，隔水性明显降低。 ④、新近系泥质隔水层 由一套河湖相沉积的粘土、砂质粘土组成，厚度 215～ 571m，呈半固结状态，隔水性良 好，可阻隔地表水、浅层水对矿床的影响。 ㈣、矿床充水因素分析 地表水和新生界孔隙水距二 1煤层间距大，其间有 366～ 594m 粘土相隔，对矿床无充水意义。 表土段底部在本井田未见“底含”分布，勘探区西、东部存在的底部砾石层多被粘土胶结，其渗透率介于含水与弱透水之间，属弱富水，对矿床影响不大，但在基岩厚度较薄处应引起重视。 二 1煤层顶板砂岩裂隙含水层富水性弱，易疏排。 太原组上段灰岩含水层为二 1煤层底板直接充水含水层，其水量较丰富，水头压力大，补给强度中等。 正常情况下，由于二 1煤层底板隔水层（ 24～ 40m）的存在，不会造成直接充水，但在构造断裂带和隔水层变薄区，底板灰岩含水层具充水威胁。 本井田北东向断裂构造较发育，断层均为导水断层，富水性强，对开采威胁大。 井田北浅部灰岩隐伏露头地带，汇集了丰富的岩溶裂隙水，未来矿井大降深排水时，会形成回流，成为二 1煤层充水水源。 ㈤、预算矿井涌水量 第十章 电 气 19 全矿井涌水量 勘探报告对 二 1煤层顶、底板充水含水层进行了抽水试验，共抽水 9层次，其中奥灰 1 层次、太原群上段 4 层次，顶板 1 层次，利用抽水参数用解析法预算全矿井和 510m 水平正常涌水量分别为 、。 另外，利用邻近 XX 和 XX 吴村煤矿实际涌水资料用比 拟法预算全矿井和 510m 水平正常涌水量分别为 、。 总体认为，公式法预算与比拟法预算结果比较接近，但还存在有差距，主要原因勘探报告认为是 XX 矿井下暴露条件还不够充分，而吴村煤矿开采水平较浅。 故勘探报告推荐以解析法计算的涌水量结果，最大涌水量按正常值的 ～ 倍计算，故 XX 一矿预算涌水 量为： 正常涌水量 最大涌水量 510m 水 平 m3/h m3/h 全矿井 m3/h m3/h 设计利用全矿井涌水量作为井底主排水设备选型的依据。 下山涌水量 全矿井涌水量减去 510m 水平涌水量应为水平下涌水量，正常，最大涌水量 m3/h，设计认为取该数值水平下涌水量偏小。 根据同类条件矿井下山实际涌水量资料，取采区正常涌水量700m3/h，最大涌水量 1200m3/h，作为下山采 区排水设备选型的依据。 需要指出，上述预算的涌水量与实际难免会有出入，生产当中应根据实际暴露情况，不断进行修正、完善。 五、其它开采技术条件 ㈠、瓦斯 本区以往地质工作二 1煤层集气式采瓦斯样 5 个，解吸法采瓦斯样 3第十章 电 气 20 个，本次地质勘探解吸法采瓦斯样 9 个，采样深度 ~，并进行了瓦斯成分、含量测定，测定结果见表 123。 二 1煤层瓦斯测试结果表 表 123 煤层 统计 结果 瓦斯成分（ %） 瓦斯含量（ ml/gr） O2（ %） 煤质分析（ %） CO2 CH4 N2 CO2 CH4 N2 自然 加热 Mad Ad 二 1 最大值 最小值 平均值 点数 13 13 13 14 14 14 13 14 14 14 由上表可知，二 1煤层瓦斯成分中以 N2 为主，占 %， CH4成分占 %，通常情况下，瓦斯成分中 CH4成分小于 80%，称为瓦斯风化带，本井田 CH4 成分远小于 80%，二 1煤层处在 CH4成分极小的瓦斯风化带之中。 瓦斯含量中 CH4含量在 0~，二 1煤层 15 个瓦斯取样点测试，除 1 孔（ 11807）含量 ，余下 14 个孔最高 CH4 含量，其中有 7 孔 CH4含量小于 ，平均 ，煤层中 CH4含量较低。 据此判定，未来矿井生产应属低瓦斯矿井。 分析本井田瓦斯较低的原因是：井田构造以断裂为主，断裂构造具有多期活动性，使煤系地层经历了长期暴露和强裂剥蚀，原始含气量降低，加之煤层上覆基岩残留较薄，覆盖松散地层巨厚，断层形成的断块和张性裂隙较发育，为瓦斯逸散又提供了通道，从而造成本井田瓦斯普遍较低。 ㈡、煤尘爆炸性 测定 5 个点 8 个样，无火焰产生，二 1 煤鉴定无煤尘爆炸危险性。 ㈢、煤的自燃倾向 第十章 电 气 21 测定 5 个点 8 个样，还原样与氧化样着火点温度之差为 9~16176。 ，均小于 25℃，故二 1 煤层属不易自燃煤层。 ㈣、地温 XX 勘探区普查阶段进行了 8 个孔简易测温，最大测温深度 760m（ 4403 孔），最高温度 ℃（ 11602）， 平均地温梯度 ℃ /百米，二 1煤层底板温度 ~℃，全区二 1 煤层无热害，地温正 常。 ㈤、顶、底板工程地质条件 新生界冲积层条件 新生界平均厚度 ，上部第四系为一山前冲积沉积，第四系底部为冲、洪积卵石层，富水程度较强；下部新近系大部分为粘土、粉砂质粘土，其次为中、细砂，部分受上覆土层自重压力影响，部分呈半固结状态。 粘土、粉砂质粘土抗压强度 ~，内聚力~ MPa，塑限 ~%，膨胀率 ~%，孔隙比~，含水量 ~%。 煤层顶板基岩保留层条件 煤层顶板基岩主要为山西组和下石盒子组地层，厚度一般大于 30m，不足 30m 的范围：在 F16 断层以北分布于 11201 孔东侧； F16 和 F17 之间分布有三处，一是 12205~11901 孔一线，宽度 800~1500m，第二处是 7304孔至 F17 之间，第三处是煤层露头附近，宽度 200~500m。 总体趋势是由东向西逐渐增厚，煤层顶板基岩厚度小于 30m 范围多为破碎状态，结构疏松， 30m 以下基本保留原岩特征。 煤层顶、底板工程地质条件 二 1煤顶板：直接顶厚度 一般 3～ 6m，岩石完整性与稳定性均较好，顶板易于管理。 岩性有砂质泥岩及粉矿岩、泥岩和少部分砂岩。 分布情况为： F16～ F17块段中部（含首采区）和 F15～ F16 块段浅部 6004 孔以浅，第十章 电 气 22 直接顶为砂质泥岩和粉砂岩， 11602 孔和 11902 孔周围直接顶为砂岩，其余范围包括 F16～ F17 块段浅部和整个井田深部均为泥岩顶板。 按面积统计，砂岩顶板占 5％，粉砂岩和砂质泥岩占 35％，泥岩占 60％。 砂质泥岩抗压强度 ~，属半坚硬岩类。 零星分布的伪顶厚 ~，随采随落。 老顶多为 8~12m 中粗粒砂岩（大 占砂岩），局部相变为砂质泥岩，吸水后抗压强度 ~，岩石坚硬、稳定性较好。 二 1煤底板：底板以泥岩、砂质泥岩为主，二 1煤下部到第一层石灰岩之间厚度 ~，一般 10~15m，底板岩层总体完整性较好，但部分泥岩底板有泥化现象。 与顶板大占砂岩相对应，底板有中细粒砂岩，厚 左右。 巷道围岩稳定性评价 （ 1）岩石 RQD 指标统计：首采区内 4 个孔统计结果以中等 ~差为主，其他区域 5 个孔统计 RQD 指标中等 ~好为主。 分析首采区指标低的原因是这些钻孔多数靠近断层分布。 （ 2）泥岩和砂质泥 岩吸水后强度明显降低，泥岩干燥状态下抗压强度 24~30MPa，吸水后 ~，砂质泥岩干燥状态下强度 13~36MPa，吸水后 6~24MPa。 但在长达 10~30 天的岩石浸水试验观测中，各类岩块没有泥化、崩解现象，显示了顶底板岩石遇水变化不大的特点。 （ 3）断层发育处，岩石原生结构遭到破坏，裂隙发育，强度降低。 附：二 1煤层上覆基岩保留厚度等值线图 122。 六、勘探程度及矿井资源条件评述 勘探程度评述 本区以往地质工作始于 1955 年，先后由中南煤田地质局、 XX 煤田地质局物测队、 XX 煤田地质 局三队和 XX 煤炭地质勘察研究院在本区进第十章 电 气 23 行过地质工作，止 20xx 年 8 月，全井田以往施工钻孔 39 孔，工程量，完成二维地震测线 25 条，剖面长 65km，物理点 3936 个。 提交的成果有《 XX 煤田墙南 ~XX 地区地震勘探报告》、《 XX 省 XX 煤田XX 矿区普查报告》。 本次勘探始于 20xx 年 10 月，止于 20xx 年 6 月，完成钻孔 20 孔，其中一般地质孔 14 孔，水文孔 6 孔，工程量 13800m，完成二维地震测线 29 条，剖面长 127km，物理点 6660 个，首采区完成三维地震勘探，三维范围在 F16 与 F17 断层之间，深 部至 6405 孔，浅部至 11901 孔，三维面积 11km2。 经过钻探和物探，查明了井田构造形态、井田边界断层、先期开采地段大于等于 30m 断层，首采区落差大于 5m 断层，查明了煤层赋存条件及其开采技术条件，确定了水文地质勘探类型并预算了矿井涌水量。 综合历次勘探，全井田范围共施工钻孔 59 孔，平均每平方 个钻孔，勘探方法采用了综合勘探方法，地震与钻探相互利用，互为补充，勘探工程层次分明，重点突出，尤其是井底车场及首采区进行了三维地震，大大提高了勘探精度，满足了矿井设计和生产要求。 矿井资源及开采条件评述 本井田资源可靠，储量丰富，煤层属稳定型厚煤层，倾角 2~6176。 ，大部分区域属近水平煤层，煤质属低中灰、特低硫的优质无烟煤。 煤层瓦斯小，属低瓦斯矿井，煤尘无爆炸性，煤层不易自燃，地温正常，煤层开采技术条件较简单，井田构造和水文地质条件中等，矿井开采条件较好，但建井条件较为复杂，煤系地层上覆巨厚冲积层，需要冻结法凿井，冻结深度达 575m，虽然冻结深度较深，但目前的冻结凿井技术是可 行的。 第二章 井田开拓 第十章 电 气 24 第一节 井田境界及可采储量 一、矿区范围与井田划分 本井田位于 XX 矿区内。 XX 矿区位于 XX 煤田东 部，矿区西南以 峪河断层 (F20)及二 1 煤 1100m 底板等高线为界，西及西北部以耿 村断层（ F15）为界， 北及东北部以 一 1 煤层露头为界，东部以 石庄断层 (F9)为界，东西长约 23km，南北宽 ～ 10km，矿区面积。 由于受构造影响，整个矿区煤田沿走向被北东向发育的 F1 F1 F17 及 F17F1 F19 五组断层切割成四个块段，块段之间煤层上下错断 50～ 500m，最小者为 F16 断层 50～ 150m 左右，最大者为 F17 及 F171断层达 500m，各块段煤层赋存深度自西北向东南呈阶梯 状逐级下降。 考虑到 F17 及 F171 断层断距较大，整个矿区建一对矿井开发，井下巷道不仅穿越断层多、风险大、不安全，而且井下水平多、开拓部署困难，在断裂构造较发育的条件下，全矿区建一个矿井，其开发强度过大，中、后期保产困难，技术经济不合理。 鉴于此，根据矿区地质条件和煤层分布情况，全矿区规划为两对矿井，两矿井之间以 F17 断层为界， F17断层以西为 XX 一矿， F17 断层以东为 XX 二矿，矿区先期勘探开发。