兴发煤矿开发利用方案30万吨(新1124修改稿)(编辑修改稿)

兴发煤矿开发利用方案30万吨(新1124修改稿)(编辑修改稿)内容摘要：

2— 6 104%, 平均值 5 104%，属二级含砷煤。 原煤氟含量 (F): 两极值 100— 210ppm, 平均值 150ppm，属低氟煤。 ○6 煤质及工业用途评述 根据 各煤层的化学性质和工艺性能， 井田 各煤层均具有广泛用途， 可用于动力用煤，民用煤，火力发电，一般工业锅炉用煤，气化用煤，可作冶金喷吹燃料，可用于小型高炉炼铁、竖式石灰窑烧制石灰，水泥回转窑用煤，经洗选后可制碳素材料或制造电石 及深加工 ， 煤 矸石可考虑作 水泥、低温烧制地板 砖，生产有机复合肥料和微生物肥料 等。 矿床开采技术条件及水文地质条件 （ 1）瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃性及地温 织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 18 1）瓦斯： 根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤行管字 [20xx]54号）对毕节地区煤矿 20xx 年度《矿井瓦斯等级鉴定报告》的批复： M16 煤层绝对瓦斯涌出量： ／ min，相对瓦斯涌出量： ／ t。 矿井瓦斯来源主要是采煤工作面。 采煤工作面绝对瓦斯涌出量： ／ min，绝对二氧化碳涌出量为 ／ t，其它巷道和采空区采煤工作面绝对瓦斯涌出量： ／ t，绝对二氧 化碳涌出量为 ／ t。 根据《煤矿安全规程》第 133 条规定，该矿井瓦斯等级为 煤与瓦斯突出矿井。 因为该矿为 煤与瓦斯突出矿井 ，必须加强通风瓦斯管理，加强采空区瓦斯管理和通风设施管理，提高矿井有效风量。 2）煤尘： 根据贵州省煤田地质局实验室提交 20xx 年 11 月 21日提交的《检验报告》， M2 M27和 M30煤层 煤尘无爆炸性， 其它煤层未鉴定，该矿井按煤尘具有爆炸危险性进行设计； 在生产过程中必须考虑爆炸因素，在开采过程中应采取有效的防、隔爆措施。 3）煤层自燃： 根据贵州省煤田地质局实验室 20xx 年 11 月 21日 提交的《检验报告》，该矿 M23 和 M27 煤层 无 自燃倾向（自燃倾向等级为 Ⅲ 类） ，M30 煤层的自燃倾向性等级为Ⅰ类容易自燃煤层。 因此， 该矿井的自燃倾向性等级 按 Ⅰ类容易自燃煤层 进行设计。 4） 井田内无地温异常，属地温正常矿井。 5）煤与瓦斯突出： 该矿井整合前的单一矿井没有发生过煤与瓦斯突出，根据黔安监管办字〔 20xx〕 345 号文，织金县属于高突区域，整合后本矿井亦不能排除煤与瓦斯突出的可能性。 因此，本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。 (2) 水文地质条件 织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 19 1）区域水文情况 兴发 煤矿所在区域位于黔中 高 原西 北 部。 属长 江流域乌江水系三岔河支流。 区内地形以中山为主，内部多盆地和缓坡，境内碳酸盐类岩石广泛分布，岩溶地貌如溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等分布普遍。 区内地下水主要分为碳酸盐岩溶水、裂隙水、部分为孔隙水。 碳酸盐岩溶水分布于裸露及半裸露岩溶山区，泉水流量大；裂隙水为大气降水渗入风化裂隙、构造裂隙而形成，泉水流量小。 矿区的褶曲背斜较紧密 ,向斜较开阔 ,呈正地形脊骨相间分布 ,脊骨脉络清晰 ,形成崇山峻岭，深沟峡谷。 展布一般与地质构造相吻合。 沟谷深切，使各含水层受到不同程度的切割。 区内地下水的运动受构造和地貌条件的综合控制，并 且明显受局部侵蚀基准面的影响，显示出交替强烈、浅循环、迳流短、局部集中排泄的特点。 地下水的主要补给来源为大气降水。 各水文地质单元的可溶岩与非可溶岩呈相间状分布，受构造控制明显。 地下水类型分为碳酸盐岩类岩溶水、基岩裂隙水、松散岩类孔隙水三大类型，其中岩溶水分布较广，富水性强，基岩裂隙水、孔隙水的富水性弱。 区域地下水补给、径流和排泄条件如下： ①补给：大气降水是地下水的主要补给源。 其补给方式及补给强度受岩性、地貌及地质构造条件的综合制约。 在非可溶岩分布地带，大气降水部分沿细小裂隙或孔隙补给地下，大部分则形成地 表径流。 当其流经可溶岩地层时，使其岩溶隙、洼地及落水洞灌入地下。 这种大强度补给方式是区内可容岩地下水补给的主要特点。 ② 径流：区内地下水的径流受构造和岩性条件的综合控制。 径流方向与地表水径流方向一致，；地表水流入沿洼地、落水洞注入地下形成伏流。 ③ 排泄：区内地下水的排泄区主要为山间可溶岩谷地，故地下水的主织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 20 要排泄方式为坡积泉、悬挂泉或深部渗流等形式排泄出地表。 区内侵蚀基准面位于矿区南侧河流约 1470m。 2） 矿区含、隔水层岩组 矿区面积 ， 主要出露茅口组、龙潭组、长兴至大隆组、夜郎组及第四系。 地层富水性简述如下（由下至上）： 茅口组 (P2m)强含水层：分布于矿区东部， 为燧石灰岩构成，厚度大于200m，含溶洞、裂隙水，其富水性强，泉流量 ～。 龙潭组 (P31)弱含水层：分布于背斜轴矿区部，为砂岩、泥 (页 )岩，煤层夹少量灰岩构成，厚 100200m，平均 150m。 含水性弱，泉流量 ～。 长兴至大隆组 属弱含水层，岩性为页岩夹石灰岩，厚度 2030m。 地表浅部含裂隙水。 第四系孔隙水 ， 矿区内覆盖的第四系， 为 孔隙水含水 较 弱，厚度 约 0— 5m， 平均 2m。 在矿区 分布 较 广， 有一定的 蓄水量，对煤矿开采 有 影响。 ① 地表水、地下水动态变化 本区发育一条小河，名为猫洋河，南北横穿矿区，开采时要注意留好保安煤柱，或采取其它可行性措施。 本区地表水、地下水受大气降水影响，其流量、水质变化均与降水的季节和强度相对应，雨季流量增大，矿化度减少，枯季则相反。 地下水以泉或分散流形式补给大冲沟河，各含水层无直接的水力联系，且地下水动态变化显著，周期性较明显，并具滞后现象。 ② 水文地质类型 根据各含隔水层水文地质特征、断层导水性及动态变化特征，区内地下水补给来源主要为大气降水，地表水及地下水排泄 条件良好， 准采水平+1350m，水平低于侵蚀基准面（本区最低侵蚀基准面 1470m） 120m 左右。 织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 21 在今后开采中要注意地下水的涌入。 综上所述，本区水文地质类型属裂隙充水矿床 ,水文地质条件中等复杂，为二类二型。 3） 充水因素分析 ⅰ、充水水源 ①大气降水：是主要的充水水源。 含煤地层裸露，直接接受大气降水补给，其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。 ②地表水：区内发育一条小河，并且冲沟发育，切割较深。 有些冲沟常年有水，枯季流量较小，雨季暴涨。 因此，在上述地表水体下采煤应注意地表水溃入。 ③老窑水：区内老窑 和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，大部分被关闭。 老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。 因此，老窑大多有积水。 开采浅部煤层，应预防老窑水涌入。 ④茅口组：灰岩裂隙、溶隙发育，透水性较强，特别在雨季水量猛增，但由于其在煤系地层以下，对矿井的影响较小。 ⑤第四系空隙水：岩石破碎，透水性较强，特别在雨季水量猛增。 ⑥矿井直接充水含水层：含煤地层与隔水段呈间互状，虽富水性弱，但具一定的承压性，应做好排水准备。 ⅱ、充水途经 ○ 1 天然途经 断层破碎带、节理裂隙带 ： 断层、节理破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度。 含煤地层主要以脆性岩石为主，受力后发生脆性变形，破坏以剪切为主，常形成张开的裂隙，张性裂隙含水性和导水性强，连通含煤地层上部的强织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 22 含水层或地表水，地表水、地下水就有可能沿断层破碎带及节理裂隙带流入矿井，断层破碎带、裂隙密集带有可能成为突水地带。 ○ 2 人为途经 在未来矿床开采过程中，爆破作业及采空区的形成，对煤层顶、底板产生破坏作用，人工采矿裂隙及采空区大量出现，地下缺少水储存和运动的有效空间，人工活动也改变了地下水的补 、径、排系统，地表水、地下水就有可能沿人工采矿裂隙及采空区大量入矿井。 4） 开采后（现状）水文地质条件变化情况 根据 原 兴发煤矿 矿井 实际抽水的 资料 调查分析 ， 城关镇兴发煤矿 井下涌水来源，主要为顶板裂隙水、小窑水及老窑水，其中以顶板裂隙水为主，最小涌水量 ／ h，雨季 ／ h，正常涌水量 25m3／ h。 开采后水文地质条件变化主要表现在以下几个方面的内容： ○ 1 在未来矿床开采过程中，随着采空区的大量出现，形成了新的储水空间及地下水排泄通道，主要表现为地下水水位下降，井泉干凅 等。 ○ 2 在未来矿床开采过程中，人工采矿裂隙及采空区大量出现，地下水增加了新的充水途经，即地下水可能沿人工采矿裂隙及采空区大量入矿井，充水水量加大。 ○ 3 人工采矿裂隙及采空区大量出现，改变了原有地下应力状态，特别是在断层破碎带、裂隙密集带附近，加之下伏茅口组强岩溶含水层与含煤地层仅有数十米的相对隔水层隔断，断层切割使其与含煤地层直接接触，当地下水水力平衡发生改变时，茅口组强岩溶含水层地下水有可能向矿井大量涌入，发生突水事故。 开采煤层应进行探防水。 4） 矿井涌水量 ○ 1 矿井涌水来源 织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 23 城关镇兴发煤矿 井下涌水来源，主要为顶板裂隙水、小窑水及老窑水，其中以顶板裂隙水为主。 ○ 2 矿井涌水量预计 矿井涌水量预计的基础以收集现生产矿井水文地质资料为主，结合对井田水文地质特征进行分析，矿井在生产中实际排水量为 20－ 41 m3/h，用比拟法预算矿井正常涌水量为 32m3/h 左右 ，最大涌水量为 73m3/h。 表 33 比拟法涌水量预算成果表 采区控制面积（ km2） 实测平均涌水量 计算公式 预 测 涌水量 F1 F Q1 Q=F/F1 Q1 Q 最大 =kQ1 Q Q 最大 20 32 73 注： k 为极值参数； Q：矿区先期开采地段平均预算涌水量（ m3/h）； Q 最大：矿区先期开采地段最大预算涌水量（ m3/h）； F：矿区先期开采地段未来采区大致控制面积（ km2）； F1： 兴发煤矿 目前采区控制面积（ km2）。 本矿井是以大气降水为主的裂隙充水矿床，水文地质条件 中等 ， 根据现在开采的情况进行分析， 矿井生产时正常涌水量 为 32m3／ h，最大涌水量主要在雨季，预计开采最低标高 时 为 73m3／ h。 以上矿井涌水量值是在 兴发煤矿 原有规模（开采 M16 煤层）的情况下得出的结果，若未来煤矿开采其M30 煤层，或由于开采过程中岩石裂隙扩张、降雨充沛等因素，涌水量将有所增大， 在一采区、二采区 开采时，矿井水为自排；三采区、四采区开采时， 并随开采深度、开采面积、开采地点的不同涌水量亦有所变化。 因此，矿井疏排水设计时应充分考虑各种因素的影响，并在今后生产中及时修正涌水量值，合理选择排水设备。 织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 24 5） 供水水源 矿区有河流经过，且有零星泉水点或水点可供利用。 矿区目前 供水水源为距井口东面 泉水井 ， 该 泉 井水经沉淀净 化 处理后， 供矿区生活饮用，减少了污水排放，有利于环保。 为满足矿区开发用水的需要，建议进行矿区供水水源勘探工作。 （ 3） 工程地质条件及开采后的变化 1） 第四系工程地质特征 第四系碎屑岩残积、坡积土层 ，一般具可塑性 ,厚度薄分布分散。 主要分布于含煤地层露头区及 低洼或平坦地段 ，分布面积不大。 由细砂岩、粉砂岩、泥岩等经长期风化、剥蚀后的残积、坡积物，土层厚度不大，缓坡及沟谷中稍厚，土质多为碎石土、砂土、粉质粘土，土体呈松散或半固结状，分选性、胶结性差，土体较松散，透水性较好，土体强度弱，压缩性高，受力后土体沉降量 大，边坡容易失稳，不适宜直接作工程建筑地基，只有采取加固措施后才可作为工程建筑地基。 2）煤系地层上覆及下伏地层岩石工程地质特征 龙潭组上覆及下伏地层工程岩体结构类型可分为二类：层状岩类和碳酸盐类。 ○ 1 层状岩类：为 T1y、 P３ l 地层的半坚硬钙质泥岩，粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩等碎屑岩类，其组合特征为互层状，各种碎屑岩石的质量等级均好，裂隙一般较小，属中等类型。 ○ 2 碳酸盐类：主要为 T1y2等地层的坚硬灰岩，这类岩石特征为力学强度高，稳定性 好，但可溶性强，岩溶裂隙发育，且具不均匀性，一般富水性强。 上覆地层层状岩类和碳酸盐类，属半坚硬和坚硬岩类，岩石稳定性好，织金县城关镇兴发煤矿（整合）开发利用方案 25 为矿井开拓选用支护型式和材料提供了有利条件，当然浅部井段，也可能遇到风化裂隙带，岩溶裂隙带等不良工程地质情况，给矿建施工及井巷维护造成一定困难，建井时予以防范。 ○ 3 煤层顶底板工程地质特征 M2 煤层顶板： 直接顶板为泥岩或砂质泥岩，间接顶板为粉、细砂岩。 底板： 直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质粘土岩、粘土岩。 M6 煤层顶板： 直接顶板为泥岩或砂质泥岩，间接顶板为 粉、细砂岩。 底板： 直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质粘土岩、粘土岩。 M7 煤层顶板： 直接顶板为泥岩或砂质泥岩，间接顶板为粉、细砂岩。 底板： 直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质粘土岩、粘土岩。 M16 煤层顶板：直接顶板为灰色泥质粉砂岩，强度低。 间接顶板为含黄铁矿结核的泥质粉砂岩，煤层上部 呈块状；中下部为粉煤。 底板：直接底板为浅灰色粘土岩，强度较低，水稳性。