神華新疆公司堿溝煤礦深部水平安全改造工程方案設(shè)計(jì)
神華新疆公司堿溝煤礦深部水平安全改造工程方案設(shè)計(jì)
堿 溝 煤 礦
二 O O 六 年 六 月
目 錄
第一章 礦區(qū)概況………………………………………………1
第二章 礦井地質(zhì)………………………………………………7
第三章 儲(chǔ) 量………………………………………………45
第四章 瓦斯及防治水治理……………………………………49
第一節(jié) 深部水平瓦斯治理………………………………49
第二節(jié) 深部水平防治水…………………………………51
第五章 深部水平瓦斯及防治水治理開拓系統(tǒng)方案…………54
第六章 井筒、井底車場(chǎng)及大巷運(yùn)輸…………………………66
第七章 井下開采………………………………………………67
第八章 總 結(jié)………………………………………………73
第一章 礦區(qū)概況
一、位置及交通
1、礦區(qū)位置及范圍
堿溝煤礦東起蘆草溝,西止八道灣煤礦以東1.7km處,東西長4.5km,南北寬1.7km,面積為7.65km2,行政區(qū)劃分隸屬烏魯木齊市管轄。
地理坐標(biāo)為:東徑87°40′53″~87°44′24″
北緯43°53′06″~43°54′41″
地理中心坐標(biāo)為:東徑87°42′46″
北緯43°53′26″
2、交通概況
堿溝位于工作區(qū)中心,西:方位340°距米泉市10km,公路距離15km。南:方位210°距烏魯木齊10km,公路距離25km。由堿溝煤礦、蘆草溝均有鐵路通往烏魯木齊火車北站,并有瀝青路與烏魯木齊(216國道)~奇臺(tái)公路相接并與吐~烏~大高速公路相接,交通十分方便。
二、地形地貌
礦區(qū)屬博格達(dá)北麓的山前丘陵帶,南高北低,最大海拔標(biāo)高861m,最低739.20m,相對(duì)高差121.80m,小型溝谷縱橫交錯(cuò),大型溝谷以南北走向?yàn)橹?,區(qū)內(nèi)煤系地層出露甚少,大部分為第四系黃土及亞砂土覆蓋。礦區(qū)含煤較多,其走向北東南西,厚煤層居于礦區(qū)南部,由于礦區(qū)煤炭開采歷史悠久,因此形成的采空區(qū)地表塌陷坑多有發(fā)育,據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)平均每百米一個(gè)塌陷,每200m一個(gè)礦井井口。因此礦區(qū)地貌最大特征,就是千窗百孔。
三、水文
地表水系發(fā)育,主要有八道灣河、堿溝、蘆草溝。河水流量不大,僅在春季融雪期夏季暴雨季節(jié)洪水流量較大,見下表:
八道灣河 蘆草溝
日平均流量 上游測(cè)站 0.031~0.19m3/秒
日平均總量 下游測(cè)站 0.05~0.365m3/秒 0~0.214m3/秒
年平均總量 下游測(cè)站 356萬m3
年逕流總量 下游測(cè)站 457萬m3 135萬m3
備注 融雪季節(jié)外呈干枯狀 6月~5月
81~82實(shí)測(cè)
四、氣象與地震
本區(qū)屬大陸性干旱氣候,據(jù)烏魯木齊氣象臺(tái)歷年資料,最高氣溫達(dá)40.6℃,最低氣溫為-26.3℃,夏季晝夜溫差懸殊。全年降水量小,蒸發(fā)量大,一般為1882.6mm,年平均降水量為206.0mm,6月份最大平均降水量達(dá)34.9mm,7月份最大蒸發(fā)量為434.0mm,10月份開始冰凍,凍結(jié)深度0.5~1.00m,3月初開始解凍,最大風(fēng)速8~12m/s,平均風(fēng)速2~2.3m/s,風(fēng)向多為西北及東南。
烏魯木齊市屬地震多發(fā)區(qū),據(jù)自治區(qū)地震局資料,多分布北緯43°~44°之間,即烏魯木齊的東南及西南方向,礦區(qū)地震微弱,地震動(dòng)峰值加速度0.2g,地震基本裂度為Ⅷ度裂度區(qū)。
五、礦井及小窯
礦區(qū)內(nèi)有堿溝煤礦,該礦是上世紀(jì)50年代建礦,原為兵團(tuán)三分廠煤礦,在70年代轉(zhuǎn)為地方國營礦,屬原烏魯木齊礦務(wù)局管轄(現(xiàn)為神華集團(tuán))為一小型礦,經(jīng)歷多年的整頓,行業(yè)的整改,對(duì)周邊的小礦關(guān)停并轉(zhuǎn),使之發(fā)展成一個(gè)比較正規(guī)的國營大礦,現(xiàn)該礦有3個(gè)井口,主要開采43、45號(hào)煤層,年產(chǎn)70萬噸。開采深度目前已達(dá)到海拔564m水平,垂深達(dá)200m左右,1997年以前采煤方法采用大倉法和長壁式采煤方法,1997年以后采用綜合機(jī)械采煤方法。
本區(qū)域?qū)偌眱A斜煤層,傾角在60~88°之間,礦井井型大多為立井,小煤窯在區(qū)內(nèi)及周邊分布較多,在以往的調(diào)查資料中,井口包括廢井口就有36余個(gè),有些井經(jīng)多年開采,已全部塌陷,進(jìn)入上世紀(jì)90年代,經(jīng)歷多年的行業(yè)整頓,已經(jīng)關(guān)閉的所剩無幾了,但造成的礦床破壞是巨大的,這些礦井有的是解放前建的,有的是解放初期建的,沿煤層走向每隔一二百米就有礦井或塌陷出現(xiàn),這些小煤窯采深一般在垂深200m以淺,開拓方式基本以立井為主要開拓方式,開采方法簡(jiǎn)單,設(shè)備簡(jiǎn)陋,回采率極低,隨采隨停,對(duì)淺部煤層破壞很大,使礦區(qū)內(nèi)地段到處可見井口塌陷坑,形成篩狀地形,為勘查施工和煤礦擴(kuò)建、開采帶來很大的困難、危機(jī)安全隱患存在。就目前所掌握情況,礦區(qū)內(nèi)大部分小煤礦早已關(guān)閉,目前僅存三家還在生產(chǎn),即:安寧渠煤礦1956年建礦,分布于9-12線之間,年產(chǎn)9萬噸,主采43、45號(hào)煤層。開采最低水平為海拔520m水平,現(xiàn)已關(guān)閉。103團(tuán)煤礦為生產(chǎn)礦,分布于7-9勘探線之間,年產(chǎn)15萬噸井型,1958年建井,主采43號(hào)、45號(hào)煤,開采最低水平為海拔560m水平。三建煤礦為生產(chǎn)礦,建于上世紀(jì)50年代,位于5-7線之間,年產(chǎn)15萬噸井型,主采43號(hào)、45號(hào)煤,開采最低水平為海拔510m水平。
六、開發(fā)現(xiàn)狀
區(qū)內(nèi)前后分布有15家國營及地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦,目前有三家煤礦還繼續(xù)生產(chǎn),這三家煤礦都具備了采礦生產(chǎn)合法性,均持有國家頒發(fā)采礦許可證。區(qū)域內(nèi)屬急傾斜煤層,各煤礦均以立井為主要開拓方式,其情況敘述如下:
1、生產(chǎn)合法性
(1)生產(chǎn)合法性
堿溝煤礦:采礦許可證號(hào):6500000121746;生產(chǎn)規(guī)模:年產(chǎn)30萬噸;核定能力75萬噸;礦區(qū)面積:7.95km2;開采深度:780m至300m標(biāo)高。
103團(tuán)煤礦:1號(hào)井,采礦許可證號(hào):6500000041342;礦區(qū)面積:0.252km2;開采深度:828m標(biāo)高至557m。2號(hào)井,采礦許可證號(hào):6500000041343;礦區(qū)面積:0.1679km2;開采深度:826m標(biāo)高至630m。1、2號(hào)井生產(chǎn)規(guī)模:合計(jì)年產(chǎn)15萬噸。
三建煤礦:采礦許可證號(hào):6500000041311;生產(chǎn)規(guī)模:年產(chǎn)15萬噸;礦區(qū)面積:0.31km2;開采深度:828m至510m標(biāo)高。
(2)生產(chǎn)井
①堿溝煤礦:年產(chǎn)75萬噸,是本區(qū)業(yè)主,采礦許可證號(hào)6500000121746,限采深度海拔300m水平??刹擅簩踊径疾?,主采煤層為43、45號(hào)煤層,開采3個(gè)礦井“立斜井、副斜井、立風(fēng)井,位于7-13線之間,具體位置分布于9線附近,最低開采海拔564m水平,開采垂深達(dá)186m。14-41號(hào)煤最低開采海拔616m水平。
堿溝煤礦較其它煤礦是設(shè)備先進(jìn)、管理較好的煤礦,開拓以斜井為主要開拓方式,其采煤方法:在上個(gè)世紀(jì)1997年以前采煤方法采用大倉法和長壁式采煤方法,1997年以后采用綜合機(jī)械采煤方法,回采率在70%左右,是一個(gè)正規(guī)的國營企業(yè)大礦。
②103團(tuán)煤礦:年產(chǎn)15萬噸,采礦許可證號(hào)6500000041342、6500000041343,限采深度海拔557m水平。1號(hào)井主采煤層43、45號(hào)煤層,2號(hào)井主采煤層25-41、43、45號(hào)煤層開有5個(gè)井口,都為立井,位于7-9線之間,開采最低水平海拔560m水平。開采垂深達(dá)267m。
該煤礦是上個(gè)世紀(jì)1970年建礦,屬新疆建設(shè)兵團(tuán)十二師管轄,開拓以立井為主要開拓方式,其采煤方法采用大倉法和長壁式采煤方法。
③三建煤礦:年產(chǎn)15萬噸,采礦許可證號(hào)6500000041311,限采海拔深度510m水平。主采煤層43、45號(hào)煤,開有4個(gè)井口均為立井,位于5-7線之間,開采最低水平海拔510m水平,開采垂深達(dá)318m。
該煤礦是上個(gè)世紀(jì)1953年建礦,屬新疆第三建筑工程公司管轄,開拓以立井為主要開拓方式,其采煤方法采用大倉法和長壁式采煤方法。
④烏魯木齊縣地窩堡鄉(xiāng)宣仁墩八道灣煤礦:1981年建井年產(chǎn)3萬噸,主采煤層14-22號(hào)煤,開有3個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔631m水平,開采垂深達(dá)123m。
⑤東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)農(nóng)機(jī)站井:1987年建井,年產(chǎn)3萬噸,主采煤層14-22號(hào)煤,開有2個(gè)井口為立井,開采最低水平海拔530m水平,開采垂深達(dá)300m。
(3)關(guān)閉井
這些小煤礦大都是上個(gè)世紀(jì)八、九十年代建的礦,開采方法簡(jiǎn)單,設(shè)備簡(jiǎn)陋,回采率極低,隨著歷年的行業(yè)整頓大部分都被關(guān)閉。基本情況敘述如下:
①烏魯木齊縣四十戶鄉(xiāng)東村煤礦:
1989年建井,年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層14-22號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔603m水平,開采垂深達(dá)219m?,F(xiàn)已關(guān)閉。
②烏魯木齊縣青格達(dá)湖鄉(xiāng)聯(lián)營一礦:
1985年建井,年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層14-22號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔553m水平,開采垂深達(dá)262m?,F(xiàn)已關(guān)閉。
③烏魯木齊縣四十戶鄉(xiāng)八道灣煤礦:
1984年建井年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層14-22號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔564m水平,開采垂深達(dá)254m?,F(xiàn)已關(guān)閉。
④烏魯木齊縣安寧渠區(qū)第一煤礦:
1958年建井,年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層43-45號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔461m水平,開采垂深達(dá)360m。該礦曾于2001年在開采垂深310m處與堿溝礦556m水平東翼45號(hào)煤運(yùn)輸大巷貫通,導(dǎo)致堿溝煤礦被淹,由于此次透水事故,該礦被迫關(guān)閉。
⑤烏魯木齊縣安寧渠鄉(xiāng)煤礦
1956年建井年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層14-36號(hào)煤,開有南、北2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔550m水平,開采垂深達(dá)257m,現(xiàn)已關(guān)閉。
⑥烏魯木齊縣地窩堡鄉(xiāng)煤礦
1956年建井年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層21-35號(hào)煤,開有3個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔539m水平,開采垂深達(dá)264m。現(xiàn)已關(guān)閉。
⑦東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)石仁子村煤礦
四號(hào)井1972年建井年產(chǎn)1萬噸,主采煤層14-18號(hào)煤,開采最低水平海拔588m水平,2號(hào)井1979年建井年產(chǎn)1萬噸,主采煤層36-41號(hào)煤,開采最低水平海拔510m水平,開采垂深達(dá)303m;2號(hào)副井1980年建井,年產(chǎn)1萬噸,主采煤層36-41號(hào)煤,開采最低水平海拔510m水平,開采垂深達(dá)306m,這三個(gè)礦井為獨(dú)立礦。
⑧東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)第二煤礦
1976年建井,年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層35-41號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔589m水平,開采垂深達(dá)222m?,F(xiàn)已關(guān)閉。
⑨東山區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)得喜煤礦
1976年建井,年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層25-32號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔540m水平,開采垂深達(dá)256m?,F(xiàn)已關(guān)閉。
⑩烏魯木齊縣大地窩堡村煤礦
1976年建井,年產(chǎn)1-2萬噸,主采煤層25-32號(hào)煤,開有2個(gè)井口均為立井,開采最低水平海拔550m水平,開采垂深達(dá)249m。現(xiàn)已關(guān)閉。
第二章 礦井地質(zhì)
一、區(qū)域地質(zhì)
(一)區(qū)域地層
烏魯木齊煤田位于博格達(dá)山北麓,準(zhǔn)噶爾盆地南緣之山前凹陷帶中。烏魯木齊礦區(qū)范圍內(nèi)地層出露,主要為侏羅系及第四系松散巖層,由老到新分述如下:
1、侏羅系(J):
分布于西起西山,向東經(jīng)烏魯木齊河、碗窯溝、堿溝、蘆草溝、紅溝、鐵廠溝、堿泉子溝、沙溝至白楊溝。侏羅系地層出露有下統(tǒng)八道灣組(J1b)、三工河組(J1s),中統(tǒng)西山窯組(J2x),頭屯河組(J2t)。其中西山窯組和八道灣組為主要含煤地層,侏羅系地層在本區(qū)大部分被第四系黃土、亞砂土及礫石所復(fù)蓋。僅在上述各溝谷的兩側(cè)及丘陵地帶零星出露,以蘆草溝地段出露較多。
2、下統(tǒng)J1:
(1)八道灣組(J1b)
為湖沼沉積,巖性以灰白色、灰色、灰綠色粉砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖為主。向東粒度變粗為含煤地層,含8-27層煤,底部為一層中砂巖,與下伏地層呈斷層接觸,厚760m。
(2)三工河組(J1s)
為河湖相沉積,以一套灰綠色砂巖為主,夾有灰色、灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤線,厚625m。
3、中統(tǒng)J2
(1)西山窯組(J2x)
為泥炭沼澤相沉積,是一套由灰色、深灰色泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層所組成,共計(jì)含煤54層,地層由西向東變薄,一般厚度630-850m,平均厚度765m。
(2)頭屯河組(J2t)
主要為河湖相沉積,由紫紅色、雜色粉砂巖、泥巖組成。厚510m。
(3)齊古組(J3q)
為河湖相沉積,以紫紅色、磚紅色、黃綠色中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖為主,夾薄層泥炭巖,厚995m。
4、新生界
第四系:地層廣布全區(qū),尤以斷層凹陷帶厚度最大,為二元結(jié)構(gòu)。上部巖性為土黃色粉砂質(zhì)亞粘土及亞砂土,下部多為半膠結(jié)與未膠結(jié)的礫石層,夾透鏡狀亞粘土層,厚度一般為0~196.00m,與下伏地層呈不整合接觸。
(二)區(qū)域構(gòu)造
1、礦區(qū)構(gòu)造準(zhǔn)南煤田屬天山緯向構(gòu)造體系的二級(jí)構(gòu)造帶,稱準(zhǔn)南中、新生代沉降帶。
烏魯木齊礦區(qū)處于準(zhǔn)南煤田東南部,屬山前二級(jí)構(gòu)造單元,呈北東東向展布,與天山緯向構(gòu)造體系展布方向基本一致,烏魯木齊礦區(qū)范圍內(nèi)主要有七道灣背斜、八道灣背斜、碗窯溝逆沖斷層(F2)等。
(1)七道灣背斜:分布在七道灣至水磨溝河以東,向東延伸。背斜軸向70~75º,向西略轉(zhuǎn)南為60°,呈一弓背向北的弧形軸而南傾,軸面傾角76~88°。
(2)八道灣向斜:位于七道灣背斜之南,兩軸相距1.5km左右,向斜軸方向與七道灣背斜基本平行西寬東窄,軸向?yàn)闁|部70~75°,向西漸轉(zhuǎn)為65~75°,向斜由西向東緩緩翹起。兩翼北緩南陡,為不對(duì)稱向斜。
(3)碗窯溝逆斷層(F2)
其規(guī)模較大,切割了七道灣背斜北翼,走向東部為70°,西部落為50°,呈向北突出的弧形。斷層傾向北,傾角一般為84~85°,向西可與西山斷層吻合,向東斷距減小,可能在白楊河以東消失。
二、礦區(qū)地質(zhì)
(一)礦區(qū)地層
礦區(qū)內(nèi)主要為侏羅系地層和第四系黃土、亞砂土、礫石層。侏羅系地層有下統(tǒng)三工河組、中統(tǒng)西山窯組和頭屯河組。
由老到新分述如下:
1、下侏羅統(tǒng)J1
三工河組J1s零星出露在礦區(qū)南部區(qū)外,條帶狀分布,為河湖相沉積,巖性以淺灰綠色、灰綠色細(xì)砂巖、粉砂巖為主,夾黑色炭質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)泥巖,水平層理、波狀層理發(fā)育,硅質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié),下部顏色多呈灰色,粒度變粗。含植物根部和葉部化石碎片。
2、中侏羅統(tǒng)J2
西山窯組J2x分布在礦區(qū)中部,偏南區(qū)外有零星地層出露。巖性一般多由灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤組成,夾不太穩(wěn)定的灰、灰白色中粒砂巖、粗砂巖,為泥炭沼澤相沉積,富含銀杏類和蕨類植物化石。
本組地層厚度818.07m,含煤54層,煤層總厚169.8m,含煤系數(shù)達(dá)20.7%,其中可采煤層22層,可采平均總厚為135.48m。根據(jù)煤層賦存、層間距、巖層含煤程度和巖相旋迥特征,分兩個(gè)含煤段,上段:巖性以灰色粉砂巖(頂部呈淺灰綠色)為主,局部為粉細(xì)砂巖層,夾泥巖和炭質(zhì)泥巖,含煤48層。下段:本段巖性為灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、黑色炭質(zhì)泥巖,具水平層理、波狀層理各斜層理,含銀杏和蕨類化石,含煤6層,主要為兩層特厚煤層,底部以一層石英長石中砂巖與下伏三工河地層呈整合接觸。
3、頭屯河組J2t
在礦區(qū)北部,被第四系地層掩蓋,主要為河湖相沉積,區(qū)內(nèi)鉆孔控制頭屯河組下部地層,其可見厚度為29.42m。巖性由蘭灰色、灰綠色(東部有紫紅色)粉砂巖為主,巖性均一,夾泥巖和灰白色細(xì)砂巖,具斜層理、水平層理,底部為一薄層灰色中砂巖,西部為含礫細(xì)砂巖,東部相變?yōu)榉凵皫r,與下伏西山窯組分界為整合接觸。
4、新生界Q
廣布于礦區(qū),據(jù)巖性可劃分:
Q3-1:礫石層,為未膠結(jié)及半膠結(jié)的砂礫石,成份以沖積、洪積的火成巖塊、變質(zhì)巖塊和砂巖塊組成,夾透鏡狀亞粘土,與下伏地層呈不整合接觸。一般厚度0.55~40.90m,平均厚度9.47m。
Q3-2:黃土層,土黃色,以亞砂土為主,松散未膠結(jié),一般厚度0~33.21m,平均厚度12.63m。
Q4:現(xiàn)代河床沉積,為沖積、洪積砂礫石。
(二)礦區(qū)構(gòu)造
八道灣向斜在礦區(qū)北沿通過,軸向30°~65°,軸向南傾。
礦區(qū)位于八道灣向斜南翼,為一單斜構(gòu)造,地層由北向南為頭屯河組、西山窯組、三工河組。地層走向自西向東46°~55°,略呈一弓背向北的弧形,9線附近為轉(zhuǎn)點(diǎn)。地層傾向北,傾角60°~88°,一般規(guī)律是西緩東陡,淺部較深部陡。
斷層:區(qū)內(nèi)9線北端有一逆斷層f9,在9-27孔所見,該斷裂為碗窯溝大斷裂F2和八道灣向斜褶皺衍生的走向逆斷層,其走向?yàn)?3°,傾向北,傾角84°,斷層北盤上沖,切割了西山窯組頂部1-3號(hào)煤層和頭屯河底部地層,在平面上出現(xiàn)地層重復(fù),落差70m。地表走向長約1000m。
另在堿溝礦井下616水平石門有一落差2m的平移斷層將14號(hào)煤層錯(cuò)位。
(三)含煤地層
含煤地層在區(qū)域范圍內(nèi)為中侏羅統(tǒng)西山窯組(J2x),下侏羅統(tǒng)八道灣組(J1b),八道灣組分布在礦區(qū)南部區(qū)外。分布于本區(qū)內(nèi)的含煤地層為中侏羅統(tǒng)西山窯組(J2x),根據(jù)鉆孔揭露區(qū)內(nèi)西山窯組地層厚度為818.07m。
西山窯組J2x分布在礦區(qū)中部,偏南有零星地層出露,巖性一般多由灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤組成,夾不太穩(wěn)定的灰、灰白色中粒砂巖、粗砂巖,為泥炭沼澤相沉積,富含銀杏類和蕨類植物化石。
本組地層厚度818.07m,含煤54層,煤層總厚169.8m,含煤系數(shù)達(dá)20.7%,其中可采煤層22層,可采平均總厚為135.48m。根據(jù)煤層賦存、層間距、巖層含煤程度和巖相旋迥特征,分兩個(gè)含煤段,分述如下:
下段J2x1:地層總厚度284.08m為特厚煤層分布層段,含煤6層(43-47號(hào)煤),煤層厚度70.46m,其中43、45號(hào)是特厚煤層,俗稱“北大槽”、“南大槽”。煤層厚度、層間距沿走向均有變化,特別是43-1、43-3號(hào)煤層間距西部最大。
本段巖性為灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、黑色炭質(zhì)泥巖,具水平層理、波狀層理各斜層理,含銀杏和蕨類化石。中部夾硅質(zhì)細(xì)砂巖和灰白色中砂巖。下部由淺灰色細(xì)砂巖和厚層中砂巖組成,硅質(zhì)泥質(zhì)膠結(jié),底部以一層石英長石中砂巖與下伏三工河地層呈整合接觸。
本段地層由西向東變薄。
上段J2x2:地層總厚度533.99m,本段含可采和局部可采48層(2-41號(hào)煤),其中32有2個(gè)分層,37有2個(gè)分層,40號(hào)有3個(gè)分層,41有3個(gè)分層,煤層總厚度95.04m。上部2-22號(hào)煤層不穩(wěn)定,頂部有分叉尖滅趨勢(shì),下部25-41號(hào)煤層全區(qū)發(fā)育,多數(shù)可采。
巖性以灰色粉砂巖(頂部呈淺灰綠色)為主,局部為粉細(xì)砂巖層,夾泥巖和炭質(zhì)泥巖、粉砂巖具水平層理、波狀層理或收斂層理,下部聚煤地段富含銀杏和蕨類化石。中部無煤段夾不穩(wěn)定的中砂巖、粗砂巖,灰白色可作為煤組對(duì)比標(biāo)志。下部為厚層灰色粉砂巖夾細(xì)砂巖和不穩(wěn)定。中砂巖與下段分界,此段地層中部厚,西部較東部薄。
三、煤層
(一)含煤性
西山窯組地層呈北東~南西向帶狀展布,地層總厚度818.07m。含煤54層,煤層總厚度169.81m,含煤系數(shù)20.76%,經(jīng)編號(hào)的煤層46層,自上而下為:2、3、4、5、6、7、8、9-10、11-12、13、14、15、16、17、18、19、20-22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40-1、41-2、43-1、43-2、43-3、45、46、47號(hào)煤層,平均總厚度166.63m,含煤系數(shù)20.37%,其中全區(qū)可采煤22層,它們是:11-12、13、14、16、19、20-22、25、26、27、28、31、32、35、38、39、40-1、41-2、43-1、43-2、43-3、45、47號(hào)煤層,平均總厚度135.48m,含煤系數(shù)16.56%,其余煤層不可采或局部不可采。
由于本井田業(yè)主堿溝煤礦在生產(chǎn)中應(yīng)用的老煤層編號(hào),因此根據(jù)上述煤層編號(hào),本次工作結(jié)合老煤層編號(hào)編制了《煤層新老編號(hào)對(duì)照表》以方便使用。詳見下表:
煤層新老編號(hào)對(duì)照表
本報(bào)告編號(hào) 礦用老編號(hào) 本報(bào)告編號(hào) 礦用老編號(hào)
14 B34 31 B16
15 B33 32 B15
16 B32 35 B14
17 B31 36 B13
18 B30 38 B12
19 B28-29 40-1 B11
20 B27 40-2 B10
21 B25-26 41-1 B9
22 B24 41-2 B8
25 B20 41-3 B7
26 B19 43 B3-6
27 B18 45 B1-2
28 B17 46 Bs
(二)可采煤層
根據(jù)區(qū)內(nèi)煤層分布特征結(jié)合煤層富集情況和組合形態(tài),將區(qū)內(nèi)煤層劃分為四個(gè)煤組?,F(xiàn)按煤層組的先后次序進(jìn)行敘述:
第一組煤:
14-22(B34-24)號(hào)煤層,分布于地層段上部,地層總厚度207.75m,煤層厚度43.30m,含煤系數(shù)20%。該組共計(jì)17層煤,其中全區(qū)可采煤層6層,不可采煤層1層,局部不可采7層,局部可采3層。
1號(hào)煤層層位向東相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖,僅5線深部為煤。2-10號(hào)煤層厚度變化較大,含多層夾矸沿走向不穩(wěn)定、相變或尖滅,為不可采或局部不可采煤層。11-22號(hào)煤層多為復(fù)雜結(jié)構(gòu),多數(shù)具西薄東厚之特點(diǎn),夾矸隨之增多。其中11-12、13、14、16、19、20-22號(hào)煤層全區(qū)可采,頂?shù)装鍘r性以粉砂巖、細(xì)砂巖為主。煤層層間距一般為5.00-15.00m。與第二組煤之平均間距65.56m。其巖性為灰色、淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖為主。均夾3層不穩(wěn)定粗砂巖、中砂巖泥質(zhì)膠結(jié),較蔬散。下面對(duì)本組主要可采煤層分述如下:
11-12號(hào)煤層,位于本組煤之中部。最大純煤厚7.00m,最小純煤厚1.75m,平均厚度5.01m。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,夾矸2-11層,由東向西由復(fù)雜結(jié)構(gòu)變?yōu)楹?jiǎn)單結(jié)構(gòu),煤層厚度變小,層數(shù)減小,各煤層間距加大,煤層分散,在7線、5線,該煤層變?yōu)檩^單一的三層單獨(dú)煤層。
13號(hào)煤層,純煤厚度2.49-4.22m,平均厚度3.43m,夾矸0-4層。由東向西煤層厚度變小,在7線5線變化為一層煤。結(jié)構(gòu)由復(fù)雜變簡(jiǎn)單。
14號(hào)煤層,純煤厚1.61-5.32m,平均厚度2.74m,夾矸0-4層。由東向西煤層厚度變小,但在9線較厚。結(jié)構(gòu)由復(fù)雜變簡(jiǎn)單。
15-18號(hào)煤層,15號(hào)煤層?xùn)|部較厚,9線以東7.67m,以西漸變?yōu)椴豢刹桑?線可采,5線不可采)煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含夾矸0-6層。16號(hào)煤層純煤厚1.10-3.20m,平均厚度2.13m,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,夾矸1-3層,東西兩端較厚。在5線7線16號(hào)與17號(hào)煤合并。17號(hào)煤層全區(qū)西厚東薄,僅12線不可采,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,夾矸1-3層。18號(hào)煤層西薄東厚,9線以西不可采,以東劇增為可采煤層,厚度一般在3.07-4.76m,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,含夾矸1-2層。
19-22號(hào)煤層,該層煤為本組主要開采的厚煤層。純煤厚6.85-22.74m,平均厚13.18m。該煤層在9線以東煤層集中厚度大,以西煤層分叉變薄,在7線5線變?yōu)?層獨(dú)立煤層。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,夾矸最多達(dá)11層。
第二煤組:
25-41(B20-7)號(hào)煤層,分布于地層段中部。地層總厚度163.20m,煤層厚度51.91m,含煤系數(shù)31.81%,可采煤層11層,不可采煤層2層,局部不可采4層,局部可采4層。
該組煤在剖面上分布較均勻,煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,煤層發(fā)育穩(wěn)定,層間距小,厚度大,是可采煤層富集段。本組煤在全區(qū)可采的有25、26、27、28、31、32、35、38、39、40-1、41-2號(hào)煤層,上部煤層由西向東增厚,夾矸增多。中下部煤層趨于穩(wěn)定,但有不可采或局部不可采煤層沿走向東西尖滅現(xiàn)象。煤層頂?shù)装鍘r性為粉砂巖,局部為泥巖、細(xì)砂巖和炭質(zhì)泥巖,與第三組煤平均間距78.11m。巖性為灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖為主,夾炭質(zhì)泥巖、薄煤和不穩(wěn)定厚層灰白色中砂巖。下面對(duì)本組主要可采煤層分述如下:
25號(hào)煤層,該煤層與24號(hào)合并為一層,在全區(qū)發(fā)育較穩(wěn)定,厚度5.29~7.53m,平均厚度6.06m,(純煤厚度)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。夾矸0~6層。13線夾矸為6層,9線以西僅含1~2層夾矸或是單一結(jié)構(gòu)。厚度由東向西略有變薄。
26、27號(hào)煤層,該煤層全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定,厚度變化詳看《煤層厚度、間距一覽表》。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,含夾在3-4層,9線以東結(jié)構(gòu)復(fù)雜,以西結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。26、27號(hào)煤層自東向西兩層煤間距逐漸縮小,9線以西基本合并為一層。
28、31、32、35、36、38、39號(hào)煤層,這幾層煤在全區(qū)發(fā)育都比較穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,厚度變化不大,28、36、35號(hào)煤層自東向西變厚,9線以西明顯變厚。31、32、38、39號(hào)煤層自東向西略有變厚的趨勢(shì)。29、30號(hào)煤層12線以西尖滅。33、34號(hào)煤層為兩層在12線以東局部可采,以西相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖,37號(hào)煤層為兩層單獨(dú)煤層組成層位穩(wěn)定,相變化大,有時(shí)為炭質(zhì)泥巖,有時(shí)為薄煤層。
40、41號(hào)煤,為多煤層組合,基本為三個(gè)煤分層即:40-1、40-2、40-3、41-1、41-2、41-3。這兩層煤位于本組最下部煤層,變化大,煤層分散。各分層間距大,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,其中較穩(wěn)定的為40-1、41-1、40-2、40-3,西部5-9線局部可采,在5線并為一層,41-2號(hào)煤全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定,僅在7線不可采。41-3號(hào)煤東薄西厚,12線以東分為四個(gè)不可采獨(dú)立煤層,9線以西變?yōu)橐粚?。煤層厚?.23-2.52m。上述各煤層厚度變化請(qǐng)參看《煤層厚度、間距一覽表》。
第三組煤:
43號(hào)(B3-6)煤層,位于地層段下部,地層總厚度59.29m,煤層厚度37.94m,含煤系數(shù)63.46%,該煤層發(fā)育穩(wěn)定,全區(qū)可采,是礦區(qū)主要開采之巨厚煤層。
43號(hào)煤層俗稱為北大槽,根據(jù)發(fā)育情況分為三個(gè)分層:43-1、43-2、43-3。其中43-2厚度較大,43-1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,普遍含1層夾矸,東部含4層,含夾矸率為6%,純煤厚8.84-13.38m,平均11.42m。43-2煤層由西向東增厚,東部劇增,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,純煤厚10.44-33.82m,平均厚度為20.25m,夾矸0-8層,含矸率3%。43-3煤層?xùn)|薄西厚,5線急劇增厚,純煤厚2.71-13.09m,平均厚度6.27m,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,含矸0-4層,含矸率14%,43號(hào)平均總厚40.39m,平均含矸率6%。
煤層號(hào) 八道灣分礦 5線 7線 9線 10線 12線 13線 備注
43-1 13.38 13.38 13.38 13.38 13.38 13.38 13.38 包括夾矸總厚
43-2 14.32 13.38 13.38 13.38 13.38 13.38 13.38
43-3 11.58 14.87 3.97 4.34 3.67 4.37 8.13
43煤層由東向西厚度變薄,煤層分叉,7線尤為明顯,7-03孔可見,三建煤礦井下表現(xiàn)更為清楚。5線和葦湖梁煤礦八道灣分礦地段,43號(hào)煤層分成了三層獨(dú)立煤層,間距較大,八道灣分礦井下及礦南山上露頭都可見分層情況。從東部鉆孔資料可見,43號(hào)煤層在東部已有分叉現(xiàn)象,但不明顯。43-1、43-2煤層西部最大間距49.84m。層間巖性為炭質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖。43-1煤層頂板為粉砂巖,43-3煤層底板為炭質(zhì)泥巖。與第四組煤平均間距82.92m,巖性為粉砂巖局部夾淺灰色泥質(zhì)細(xì)砂巖和灰白色中砂巖,西部為泥巖,有時(shí)夾有薄煤層。
第四組煤:
45-47號(hào)(BS!-(2)煤層,位于地層段底部。地層厚度53.48m,煤層平均厚度32.52m,含煤系數(shù)60.81%。
45-47號(hào)煤層,聚煤三層,其中45號(hào)煤層俗稱南大槽是本區(qū)又一層巨厚煤層,發(fā)育穩(wěn)定是礦區(qū)主要開采之煤層,該煤層兩端厚中部略小于兩端,純煤厚22.15-37.26m,平均厚度30.01m,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,含矸2-7層,含矸率10%。45號(hào)煤從12線西分為2層,堿溝煤礦井下可見,間距小于10m,至5線合并,據(jù)葦湖梁煤礦八道灣分礦井下資料,45號(hào)煤在5線以西又分叉為二層。東部和5線以西煤層厚度最大,八道灣分礦45號(hào)煤厚(純煤)32.35m,13線45號(hào)煤厚(純煤)37.26m,煤層頂板為粉砂巖,底板為泥巖、粉砂巖。46號(hào)煤層?xùn)|部不可采,47號(hào)煤層?xùn)|部結(jié)構(gòu)單一,西部分叉,夾矸大于煤分層厚度,46、47號(hào)煤層雖層位穩(wěn)定,但厚度薄,并且厚度不穩(wěn)定。
煤層厚度、間距一覽表
煤層
編號(hào) 煤層厚度(m) 煤層間距(m) 夾矸厚度 煤層特性
最小值~最大值
平均值(m) 最小值~最大值
平均值(m) 層數(shù) 最小值~最大值
平均值(m) 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 可采性
2 0~0.73
0.34 1.30~10.67
4.93 0-1 0~0.45
0.09 簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 不可采
3 0~1.71
0.62 0-2 1.73~2.29
1.81 較簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 局部可采
11.39~41.14
18.08
4 0~1.36
0.55 0-1 0~0.49
0.12 簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 局部可采
3.56~34.79
14.80
5 0~4.33
1.91 1-12 0~8.03
3.20 復(fù)雜 較穩(wěn)定 局部不可采
5.11~12.49
8.80
6 0~2.77
0.77 0-2 0~2.26
0.45 較簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 局部不可采
0~5.85
2.44
7 0~1.44
0.72 0-2 0~3.61
1.31 較簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 見煤點(diǎn)可采
0~12.13
5.47
8 0~1.49
0.64 1-4 0~2.92
1.11 復(fù)雜 較穩(wěn)定 局部可采
0~11.59
4.11
9-10 2.32~6.33
4.01 2-11 1.30~13.52
6.16 復(fù)雜 穩(wěn)定 局部不可采
4.77~13.17
9.85
11-12 1.75~7.09
5.01 2-11 4.25~11.35
7.35 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
2.97~5.39
4.56
13 2.49~4.22
3.43 0-4 2.98~6.78
3.53 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
2.40~15.06
8.55
14 1.61~5.32
2.74 0-4 0~1.78
0.68 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
7.86~9.91
8.24
15 0.48~6.17
3.34 0-6 0~4.24
1.25 復(fù)雜 穩(wěn)定西部
變薄 局部不可采
1.12~7.58
3.91
16 1.10~3.20
2.13 0-3 0~1.02
0.35 較復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
0.59~7.25
4.76
17 0.43~2.74
1.68 0-3 0~0.59
0.24 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部不可采
0.50~2.82
1.42
18 0.30~4.24
2.06 0-2 0~0.52
0.19 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部不可采
4.38~12.55
7.18
19 1.39~6.38
3.34 0-2 0~1.30
0.33 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 全區(qū)可采
2.86~4.40
2.71
20-22 5.46~16.38
9.84 2-11 4.22~17.09
11.26 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
24.85~29.63
27.45
23 0~0.38
0.38 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 不可采
30.05~31.70
30.99
24 0~0.75
0.75 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 局部可采
10.14~30.42
21.54
25 5.29~7.53
6.06 0-6 0~3.12
1.29 較復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
1.49~9.58
3.34
26 4.08~10.51
6.73 0-3 0~1.64
0.67 較復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
1.09~3.53
2.17
27 3.45~7.67
5.67 0-4 0~0.98
0.44 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
1.05~8.74
4.17
28 2.51~3.62
2.96 1-2 0.21~1.56
0.54 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 全區(qū)可采
2.19~4.49/3.79
煤層厚度、間距一覽表
煤層
編號(hào) 煤層厚度(m) 煤層間距(m) 夾矸厚度 煤層特性
最小值~最大值
平均值(m) 最小值~最大值
平均值(m) 層數(shù) 最小值~最大值
平均值(m) 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 可采性
29 0~0.26
0.20 0~5.82
2.63 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 不可采
30 0~1.50
0.99 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 局部可采
0~9.56
3.99
31 3.22~4.01
3.52 1-2 0.22~0.80
0.50 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部可采
3.01~4.85
3.72
32 1.92~3.21
2.79 1-2 0.07~3.31
2.38 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部不可采
1.45~6.67
3.31
33 0~1.68
1.30 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 局部不可采
0~6.65
2.52
34 0~0.73
0.62 0.70~0.86
0.78 較簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 見煤點(diǎn)可采
0~15.31
5.72
35 1.89~3.95
2.81 0~0.19
0.06 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部可采
1.78~3.66
2.59
36 2.82~3.37
2.35 1-2 1.04~2.59
1.42 較簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 局部不可采
3.16~13.10
6.85
37 0~1.88
0.97 0-2 0~4.99
2.37 較簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 全區(qū)可采
2.32~13.02
6.18
38 1.759~2.01
1.99 0-4 0~0.32
0.16 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 全區(qū)可采
1.17~3.20
2.52
39 0.96~1.67
1.24 0-1 0~0.21
0.07 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 全區(qū)可采
1.05~3.31
1.94
40-1 0.95~2.71
2.11 0-1 0~1.78
0.56 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部不可采
0~2.95
1.10
40-2 0~0.96
0.88 0-1 簡(jiǎn)單 不穩(wěn)定 全區(qū)可采
0~5.10
1.81
40-3 0~2.24
0.96 0-1 簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 局部可采
5.28~23.30
12.61
41-1 2.69~4.42
3.63 0-6 0~2.86
0.80 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
3.93~11.14
7.37
41-2 0.46~2.28
1.58 0-2 0~0.72
0.17 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部不可采
3.32~14.18
8.55
41-3 0~0.78
0.62 0-2 0~2.57
0.83 簡(jiǎn)單 較穩(wěn)定 局部不可采
0~24.68
5.52
43-1 8.84~13.38
11.42 0-4 0~2.08
0.77 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 全區(qū)可采
0.50~49.84
13.84
43-2 10.44~33.82
20.25 0-8 0~2.22
0.67 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
1.93~11.24
5.56
43-3 2.71~13.09
6.27 0-4 0~2.37
1.01 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
70.00~128.35
82.57
45 22.15~37.261
30.01 2-7 0.71~7.04
3.25 復(fù)雜 穩(wěn)定 全區(qū)可采
9.14~16.00
13.01
46 0.49~1.92
1.23 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 局部不可采
0.83~3.28
2.35
47 0.71~1.74
1.28 0-2 0~4.45
2.35 較簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 可采
四、煤質(zhì)
(一)物理性質(zhì)和煤巖特征
1、物理性質(zhì)
本區(qū)煤層其物理性質(zhì)基本相同。煤的肉眼觀察顏色一般為黑色~黑褐色棕色。煤巖類型以亮煤及半亮型煤為主,暗煤次之,鏡煤和絲炭少量。光澤一般為瀝青光澤,多呈帶狀結(jié)構(gòu),質(zhì)硬性脆,比重較小,硬度中等。解理裂隙發(fā)育,可見方解石沿裂隙充填。具貝殼裝,參差狀,階梯狀斷口,易燃,燃燒時(shí),焰長,煙濃,冒黑色黑紅色煙,個(gè)別樣品燃燒時(shí)發(fā)泡膨脹,含有少量焦油。
2、煤巖特征
顯微組分:凝膠化物質(zhì)一般在75%以上,主要為膠化基質(zhì)體,鏡煤、木煤、木質(zhì)鏡煤為少量。半絲炭化物質(zhì)一般在10-15%,半絲炭化木煤為主,半絲炭化木質(zhì)鏡煤及半絲炭化基質(zhì)次之。煤中穩(wěn)定組分一般小于5%。礦物質(zhì)在5%左右。絲炭物質(zhì),以絲炭為主,多呈透鏡狀,絲炭化基質(zhì)碎片和木質(zhì)鏡煤絲炭較少量,角質(zhì)化物質(zhì),以小孢子體為主,角質(zhì)層、大孢子和樹脂體次之。礦物質(zhì),可見浸染狀小結(jié)核狀黃鐵礦,方解石及粘土類物質(zhì)呈孢腔充填,還有少量石英和菱鐵礦。
平均最大反射率為0.519-0.552%,屬Ⅰ-Ⅱ級(jí)變質(zhì)程度(氣煤階段)。
本次對(duì)本區(qū)主采煤層43號(hào),45號(hào)煤層進(jìn)行了重點(diǎn)測(cè)試。詳見下表:
43、45號(hào)煤巖組份分析成果表
煤層
編號(hào) 采樣
位置 鏡質(zhì)組% 半鏡質(zhì)組% 惰質(zhì)組% 殼質(zhì)組% 有機(jī)質(zhì)% 無機(jī)質(zhì)% 反射率 煤巖
類型 變質(zhì)
程度
43 8-01
10-2 30.86 5.09 41.40 4.49 37.04 52.52 0.77 暗亮型 Ⅰ-Ⅱ
45 8-01
10-2 33.24 7.08 45.52 5.30 40.91 59.09 0.84 暗亮型 Ⅰ-Ⅱ
(二)煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能
1、化學(xué)性質(zhì)
本區(qū)煤樣根據(jù)以往資料主要分布在5、9、13線,共采242個(gè)煤樣,5線90個(gè),9線72個(gè),13線70個(gè)煤層煤樣10個(gè)。
灰分,就全區(qū)而言一般變化不大,沿走向由東向西灰分逐漸變低,由上而下灰分值也有所變低。揮發(fā)分變化趨勢(shì)同灰分相似。膠質(zhì)層厚度一般為0~8.5mm。全硫含量一般為0.23~3.26%,5線較低為0.16~1.44%,發(fā)熱量變化不大,一般在30MJ/km左右,個(gè)別煤層可達(dá)32MJ/km,由南向北略有增高。
5-45號(hào)煤,平均灰分值為12~26%,揮發(fā)分由上而下有明顯減少,5-40號(hào)煤揮發(fā)分平均值為39.78~46.15%,41-45號(hào)煤揮發(fā)分平均值為35.00-38.98%。全硫含量自上而下也有明顯減少。5-45號(hào)為0.77-1.99%,磷的含量5-45號(hào)煤層為0.007-0.159%。發(fā)熱量較穩(wěn)定,均在30MJ/kg左右。43、45號(hào)煤層,為本區(qū)主要開發(fā)的可采煤層?;曳忠话銥?.78-14.32%,由西向東有逐漸增加趨勢(shì)。含硫量一般為0.20-0.81%,43號(hào)煤略高于45號(hào)煤層,上部大于下部。揮發(fā)分一般為35.00-44.45%,膠質(zhì)層厚度0-9mm,發(fā)熱量值為31.30-31.73MJ/g,牌號(hào)以CY為主,個(gè)別有QM。43、45號(hào)煤層為RN。綜上所述,本區(qū)煤質(zhì)變化規(guī)律明顯,其特別為:灰分硫分含量由東向西逐漸減少,由上至下也逐漸變少。從容重統(tǒng)計(jì)表上也可以見這樣的規(guī)律上大下小。揮發(fā)分含量是由東向西逐漸變小,由上到下也逐漸變小,發(fā)熱量也如此,因此變化規(guī)律是一致的。
全區(qū)煤質(zhì)牌號(hào)上部以長焰煤為主,個(gè)別可達(dá)氣煤,下部以弱結(jié)煤為主,詳見下表:
煤層編號(hào) 工業(yè)分析(礦井樣) 煤類 備注
新 老 水份
(%) 灰份
(%) 揮發(fā)份(%) 硫份
(%) 發(fā)熱量
JM/kg
46 Bs 1.58 17.51 31.32 0.75 26.32 RN 生產(chǎn)樣
45 B1 1.66 16.45 36.50 0.40 26.84 RN 生產(chǎn)樣
45 B2 2.07 8.24 34.95 0.76 29.48 RN 生產(chǎn)樣
43 B3-6 2.40 11.25 37.24 0.71 28.00 RN 生產(chǎn)樣
41-3 B7 0.95 56.48 46.93 0.32 12.00 變質(zhì)巖 生產(chǎn)樣
41-2 B8 3.01 15.69 38.11 0.63 25.80 CY 生產(chǎn)樣
41-1 B9 2.13 33.78 42.82 0.71 19.20 CY 生產(chǎn)樣
40-2 B10 2.73 49.43 45.96 0.64 14.40 變質(zhì)巖 生產(chǎn)樣
40-1 B11 2.81 22.50 43.04 1.13 23.78 CY 生產(chǎn)樣
38 B12 2.89 17.55 43.19 2.61 24.88 CY 生產(chǎn)樣
36 B13 2.69 12.13 41.82 0.84 27.28 CY 生產(chǎn)樣
35 B14 2.98 11.54 44.16 0.62 26.76 CY 生產(chǎn)樣
32 B15 2.95 18.24 43.39 0.60 25.29 CY 生產(chǎn)樣
31 B16 2.08 30.70 45.23 1.44 21.84 CY 生產(chǎn)樣
28 B17 2.99 14.47 43.63 0.94 34.44 CY 生產(chǎn)樣
27 B18 3.37 13.28 45.08 1.37 26.08 CY 生產(chǎn)樣
26 B19 3.38 12.92 45.34 1.17 25.88 CY 生產(chǎn)樣
25 B20 3.54 14.11 44.08 1.08 25.80 CY 生產(chǎn)樣
23 B23 2.99 17.01 46.66 1.27 24.60 CY 生產(chǎn)樣
22 B24 2.91 22.32 47.09 1.59 23.04 CY 生產(chǎn)樣
21 B25-26 3.58 15.47 43.95 1.20 25.00 CY 生產(chǎn)樣
20 B27 3.42 16.95 45.01 0.85 24.20 CY 生產(chǎn)樣
19 B28-29 3.77 12.13 42.87 1.76 26.00 CY 生產(chǎn)樣
18 B30 3.82 15.82 45.52 1.50 24.92 CY 生產(chǎn)樣
17 B31 4.46 23.08 43.73 1.49 21.64 CY 生產(chǎn)樣
16 B32 4.76 22.47 43.19 1.38 21.80 CY 生產(chǎn)樣
15 B33 4.91 20.29 42.96 0.93 22.52 CY 生產(chǎn)樣
煤層編號(hào) 工業(yè)分析(礦井樣) 煤類 點(diǎn)數(shù)
新 老 水份
(%) 灰份
(%) 揮發(fā)份(%) 硫份
(%) 發(fā)熱量
JM/kg
45 B1-2 1.64 9.25 34.98 0.62 29.80 RN
43 B3-6 2.00 10.34 36.11 0.52 28.98 RN
41 B7-9 2.29 17.84 37.35 1.15 25.76 Cy
40-2 B10 2.43 21.32 39.57 1.09 24.51 Cy
40-1 B11 2.47 19.36 44.84 1.50 25.40 Cy
38 B12 2.35 14.87 43.41 1.27 26.40 Cy
37 B 2.31 22.60 45.84 1.40 23.64 Cy
36 B13 2.31 15.08 42.37 1.57 26.31 Cy
35 B14 3.15 12.30 42.22 1.12 27.67 Cy
33 B 3.08 20.23 44.16 1.41 24.31 Cy
32 B15 2.21 15.27 45.24 1.15 26.06 Cy
31 B16 3.04 21.53 45.29 1.20 23.98 Cy
29-30 B 3.17 23.71 49.50 2.24 22.71 Cy
28 B17 3.24 16.02 44.44 1.19 25.89 Cy
26-27 B18-19 3.56 11.92 46.02 1.30 26.00 Cy
25 B20 3.29 11.49 45.24 1.27 27.54 Cy
24 B22 3.39 12.37 44.76 1.79 27.13 Cy
23 B23 2.29 23.82 54.48 3.04 24.92 Cy
20-22 B27-24 3.33 14.07 45.02 1.44 26.18 Cy
19 B28-29 3.26 19.34 44.95 2.34 30.15 Cy
18 B30 3.80 11.47 44.02 1.71 27.06 Cy
17 B31 3.49 15.46 44.82 1.43 25.47 Cy
16 B32 3.61 15.94 43.38 1.98 25.38 Cy
15 B33 3.66 15.04 43.85 2.34 25.76 Cy
14 B34 3.80 17.39 43.16 1.73 25.02 Cy
13 3.77 11.91 44.29 1.36 27.20 Cy
11-12 3.80 17.02 43.67 1.17 25.28 Cy
9-10 3.77 26.61 46.13 1.08 21.62 Cy
2、煤的工藝性能
區(qū)內(nèi)煤層的彈筒干燥基發(fā)熱量值變化范圍及彈筒分析基發(fā)熱量熱值變化范圍為:
發(fā)熱量(Qb.d) 項(xiàng)目 編號(hào) 發(fā)熱量(Qb.d)
原煤MJ/km 精煤MJ/km 原煤MJ/km 精煤MJ/km
9-10 21.23~22.00 30.25~30.94 28 22.58~27.98 31.48~31.84
11-12 25.28~25.28 30.76~30.76 29-30 22.71
13 27.20~27.20 31.22~31.22 31 20.07~28.72 31.57~31.88
14 22.71~28.06 31.07 32 24.47~27.84 31.56~31.79
15 25.52~25.99 30.48~30.55 33 24.31 31.80
16 23.76~27.00 30.46~30.58 35 26.85~28.09 31.43~32.12
17 23.58~28.19 30.66~31.42 36 25.92~26.91 31.70~32.08
18 26.26~27.85 30.73 37 22.07~24.99 31.72~31.92
19 19.67~27.08 30.68~31.24 38 20.38~29.77 31.78~31.98
20-22 25.35~26.79 30.74~32.28 39 24.82~25.98 31.78~31.91
23 24.92 32.94 40 22.64~26.54 31.62~31.92
25 26.92~27.26 30.18~31.38 41 24.45~26.643 31.54~32.08
26 25.97~28.79 31.56~31.57 43 26.53~30.083 32.48~33.00
27 25.18~27.58 31.36~31.90 45 27.87~31.41 32.48~32.48
從上述熱值變化情況分析,本區(qū)煤層原煤、精煤發(fā)熱量值有一定的變化,但變化不大,相對(duì)穩(wěn)定,精煤發(fā)熱量熱值較高。熱穩(wěn)定性根據(jù)化驗(yàn)資料Ts+6值43號(hào)煤層為74,45號(hào)煤為72,依照煤的熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)《一級(jí),好T3-6≤30》,43號(hào)煤、45號(hào)煤均屬y一級(jí)熱穩(wěn)定性煤層,煤層機(jī)械強(qiáng)度抗磨性屬二級(jí)中等強(qiáng)度煤層。詳見下表
煤層
編號(hào) 煤層熱穩(wěn)定性 煤層機(jī)械強(qiáng)度
抗磨性 機(jī)械強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)
25mm級(jí)(%) 熱穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)
Ts+6(%)
Ts+6 Ts-6 Ts-3
43 74 22.5 3.4 55 一級(jí)>65 一級(jí)好≤30
45 72 20.1 3.2 52 二級(jí)>50~65 二級(jí)中等>30~45
三級(jí)>30~50 三級(jí)較差>45~60
從化驗(yàn)資料顯示,區(qū)內(nèi)煤層具有微弱的粘結(jié)性,焦渣特征均為3級(jí),煤層煤灰成份均以SiO3、AL2O3為主,煤層煤灰的熔融溫度均在1135~1360℃之間,屬低熔灰份煤層,45號(hào)煤層稍有偏高為1360℃。煤層低溫干餾經(jīng)化驗(yàn)測(cè)試,上部煤層、焦油產(chǎn)率在9.10~10.90%,屬富油煤層,43號(hào)煤層焦油產(chǎn)率為13.0%,屬高油煤層,45號(hào)煤層焦油產(chǎn)率為10.80屬富油煤層。各種硫含量均比較低,均小于1%以下。
主要可采煤層灰成份灰熔性及元素分析成果表
煤層
編號(hào) 灰 成 份 測(cè) 定 灰 熔 性 元 素 分 析
SiO2
(%) Fe2O3
(%) AL2O3
(%) Ca2O
(%) MgO
(%) SO3
(%) DT
℃ ST
℃ FT
℃ Cdaf
(%) Hdaf
(%) Ndaf
(%) (O+S)daf
(%)
43 33.85 24.79 16.75 17.41 11.15 5.43 1193 1207 1228 83.56 5.26 1.19 9.78
45 34.36 8.57 17.63 10.63 10.63 5.63 1318 1360 1375 8393 5.25 1.12 9.71
各煤層低溫干餾及各種硫含量統(tǒng)計(jì)表
煤層
編號(hào) 低溫干餾(%) 各種硫(%)
總水份 半焦
產(chǎn)率 焦油
產(chǎn)率 煤氣+損失 St.d Ss.d Sp.d So.d
43 4.6 77.5 13.0 4.9 0.48 0.03 0.51 0.14
45 5.1 76.5 10.8 7.5 0.58 0.1 1.0 0.4
各煤層微量元素分析成果表
煤層編號(hào) Ga
ω(B)/10-6 Ge
ω(B)/10-6 U
ω(B)/10-6 V
ω(B)/10-6 Ni
ω(B)/10-6 備注
43 2 0 0 16 0
45 2 0 0 12 0
3、煤的有害元素
區(qū)內(nèi)煤層均含有有害元素磷、氟、氯、砷,但含量較低,對(duì)煤炭開發(fā)開采無太大的影響,各煤層中含量詳見下表:
各煤層有害元素含量統(tǒng)計(jì)表
煤層編號(hào) 磷P.d(%) 氟F.ad(PPm) 氯CI.d(%) 砷As.d(PPm)
43 0.019 160 0.008 3
45 0.024 120 0.008 4
(三)可選性
本次對(duì)主要可采煤層43號(hào)煤層,進(jìn)行了可選性篩分浮沉試驗(yàn),方法是以篩分浮沉大樣為主,來確定各煤層的可選性。
區(qū)內(nèi)共采集篩分浮沉大樣2個(gè),其中1個(gè)是堿溝煤礦在90年代通過化驗(yàn)室在本礦做的,煤層為45號(hào),現(xiàn)按先后次序進(jìn)行敘述:
1、45號(hào)煤層篩分浮沉大樣試驗(yàn)
生產(chǎn)礦井該大樣是堿溝煤礦上個(gè)世紀(jì)90年代由烏魯木齊礦務(wù)局(現(xiàn)為新礦集團(tuán))化驗(yàn)室在礦井現(xiàn)場(chǎng)做的,煤樣采用生產(chǎn)礦井抽車法獲取,共計(jì)采取煤樣重量10噸,按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了篩分浮沉試驗(yàn)。試驗(yàn)成果詳見下表:
原煤篩分試驗(yàn)綜合成果表
粒度(mm) 產(chǎn)物名稱 數(shù)量
全樣重量百分比 灰分
(Ag)
>100 煤 10.75 8.00
矸石 4.29 77.39
小計(jì) 15.04
10~50 煤 5.87 13.17
矸石 2.05 80.56
小計(jì) 7.92
>50 合計(jì) 22.96 28.77
50~25 煤 8.11 27.51
25~13 煤 11.22 19.26
13~6 煤 16.96 13.60
6~3 煤 10.41 12.42
3~0.5 煤 19.02 13.09
0.5~0 煤 5.85 16.79
50~0 煤 72.37 16.08
總計(jì) 95.32 19.14
根據(jù)上述試驗(yàn)成果分析各粒度分選后灰分值在28.77~12.42,平均灰分含量為16.08%。其中0.5~13mm粒級(jí)灰分值在12.42~13.60%,較為穩(wěn)定;13~50mm粒級(jí)灰分值有所增高,但大于100mm粒級(jí)灰分值僅8%。
綜上所述45號(hào)煤層可選性屬“易選煤”。
2、43號(hào)煤層篩分浮沉大樣試驗(yàn)
43號(hào)煤層篩分浮沉大樣試驗(yàn)是本次工作做的。是由新礦集團(tuán)煤炭質(zhì)量烏魯木齊檢驗(yàn)中心(原烏魯木齊礦務(wù)局化驗(yàn)室)承擔(dān)從采樣到化驗(yàn)的全部工作。采樣方法是按國際“GB481-64”、“生產(chǎn)煤礦采樣方法”在礦井正常生產(chǎn)情況下以抽取礦車的方法采樣,共采煤樣10.14噸,經(jīng)篩分后實(shí)重9.26噸,達(dá)到設(shè)計(jì)要求,化驗(yàn)及篩分浮沉工作嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)程所提供的,成果準(zhǔn)確可靠。其成果詳見下表:
篩分浮沉試驗(yàn)成果表
煤層 塊度
等級(jí) +100
mm 100~50mm 50~25mm 25~13mm 13~6mm 6~3mm 3~0.5mm 0.5~00mm 總計(jì)
43 產(chǎn)率
(%) 8.49 6.97 9.10 14.16 13.70 13.51 22.83 7.92 100
灰分
(%) 5.27 6.96 20.06 13.41 8.89 10.61 11.20 16.83 13.18
從上表分析各粒級(jí)煤的灰分含量變化在5.27~20.06%之間,平均灰分含量為13.18%,其中.5~25mm粒級(jí)煤的灰分含量為8.89~113.41%,基本穩(wěn)定;50~100mm粒級(jí)煤的灰分含量5.27~6.96%,較低,而50~25、小于0.5mm粒級(jí)的灰分含量較大為6.83~20.06%。
該樣浮沉試驗(yàn)結(jié)果表明,分選真(相對(duì))密度直接影響煤的可選程度。當(dāng)分選真(相對(duì))密度小于.4時(shí)為“極難選煤”;而對(duì)分選真(相對(duì))密度大于1.5時(shí)則為“易選煤”。詳見下表:
50~0.5mm粒級(jí)原煤浮沉試驗(yàn)成果表
密度級(jí) 原煤 小計(jì)(%) 分選液密度±0.1產(chǎn)率
產(chǎn)率
(%) 灰份
(%) 浮煤 沉煤 密度 產(chǎn)率
(%)
產(chǎn)率 灰份 產(chǎn)率 灰份
<1.3 77.26 3.59 77.26 3.59 100 12.14 1.30 83.78
1.3~1.4 6.52 13.21 83.78 4.34 22.74 41.20 1.40 9.96
1.4~1.5 3.44 23.63 87.22 5.10 16.22 52.46 1.50 4.56
1.5~1.6 1.12 29.32 88.34 5.41 12.78 63.19 1.60 2.95
1.6~1.8 1.39 39.84 91.55 6.52 9.84 68.41 1.70 3.21
1.8~2.0 2.06 46.98 93.62 7.41 8.45 73.12 1.80 2.42
>2.0 6.38 81.57 100 12.14 6.38 81.57 1.90 2.06
3、全量中煤法對(duì)煤層可選性評(píng)價(jià)
全量中煤法可選性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
中煤含量%(比重1.4~1.8) 可選性等級(jí) 精煤回收率% 等級(jí)
<10 易選 >70 優(yōu)等
10~20 中等可選 50~70 良等
>20~30 難選 >40~50 中等
>30 極難選 ≤40 低等
根據(jù)上表標(biāo)準(zhǔn):區(qū)內(nèi)煤層的精煤回收率43號(hào)煤層為59.81%,45號(hào)煤層為61.79%,本區(qū)號(hào)煤層可選性為中等可選煤層,號(hào)煤層雖精煤回收率稍偏低,但基本可屬中等可選性煤層。
綜上所述,根據(jù)上述兩種可選性評(píng)價(jià)方法,幾個(gè)篩分浮沉大樣和簡(jiǎn)選小篩分浮沉樣的試驗(yàn)成果觀察綜合分析,本區(qū)煤層在加工工藝不斷的提高后區(qū)內(nèi)煤層可選性程度將在中等可選程度以上。因此本區(qū)煤層可選性屬較好的可選性煤層。
(四)煤質(zhì)及工業(yè)用途
根據(jù)上述幾節(jié)敘述,本區(qū)煤層均屬低變質(zhì)(Ⅰ~Ⅱ)階段,依據(jù)以往及本次煤層化驗(yàn)資料:8-41號(hào)煤層以長焰煤為主,下部煤層43、45號(hào)為弱粘煤。煤層的揮發(fā)份含量自上而下逐漸減少,煤層中的絲炭化物質(zhì)(惰質(zhì)組份)含量,下部煤層高于上部煤層。煤層的發(fā)熱量自上而下增大。
區(qū)內(nèi)各可采煤層14-41號(hào)煤層灰份含量在11.49~23.82%之間,全硫含量在1.12~2.34%之間,發(fā)熱量平均22.71~30.15MJ/kg之間,43、45號(hào)煤層灰份含量9.25~10.34%,全硫含量0.52~0.62%,發(fā)熱量平均28.98~29.80MJ/kg之間焦油產(chǎn)率3.73~10.30%,有害元素磷含量均小0.05%。
綜上所述,本區(qū)主要可采煤層43、45號(hào)煤屬特低~低灰、特低硫、低磷、中高發(fā)熱量富油煤層,是良好的動(dòng)力煉油用煤和民用煤;8-41號(hào)煤層屬低~中灰、低~中硫、低磷、中高發(fā)熱量煤種,這些煤層也是較好的動(dòng)力、民用好煤種。
五、水文地質(zhì)
(一)區(qū)域水文地質(zhì)
1、概況
本區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣,天山山脈之博格多山北麓的山前丘陵地帶上。博格多山是中生代以來垂直上升的斷塊山,山岳聳立,發(fā)育有山間積雪盆地和冰川。
區(qū)內(nèi)河流多發(fā)源于博格多山,逕流方向由南向北,均為短途河流,一般經(jīng)礦區(qū)流入米泉市境內(nèi),流量多耗于途中蒸發(fā)、垂直入滲以及農(nóng)田灌溉,極少部分能到達(dá)吉爾班通古特沙漠邊緣。冰川及冰雪融水、山區(qū)的大氣降水是該區(qū)地表水及地下水的主要補(bǔ)給源。區(qū)內(nèi)主要河流為八道灣河、蘆草溝河,僅在春季融雪期及夏季暴雨期流量較大,其中八道灣河夏季基本干枯,為季節(jié)性河流,年逕流量為457萬m3,蘆草溝河常年流水,年逕流量可達(dá)356萬m3,為礦區(qū)地下水的直接補(bǔ)給源。
該區(qū)屬典型的干旱區(qū)中溫帶大陸性氣候,干旱少雨,蒸發(fā)強(qiáng)烈,蒸發(fā)量為降水量的近八倍,夏季炎熱,冬季寒冷。
區(qū)域內(nèi)地層多為中新生界及上部古生界巖層,以砂巖、泥巖及煤層為主,基巖地層鉆孔單位涌水量小于0.1L/s.m,富水性弱。第四系近現(xiàn)代沖洪積層在區(qū)內(nèi)主要分布在北部沖積平原,井田范圍內(nèi)大部分覆蓋厚度較薄,且位置較高,對(duì)區(qū)內(nèi)礦床充水影響不大,僅在溝谷河床中富水性強(qiáng),與地下水產(chǎn)生一定的水力聯(lián)系。
2、區(qū)域內(nèi)主要含(隔)水層組的特征
區(qū)內(nèi)含水層按含水介質(zhì)不同,可分為松散巖類孔隙水含層、碎屑巖類孔隙水含水層,以下按以老到新地層層序,以含水層組為單位進(jìn)行分述:
(1)古生界含水層組與中生界三疊系含水層組
古生界主要為石炭系(C)、二疊系(P)地層。石炭系主要分布于區(qū)域南部之博格多山,地貌上表現(xiàn)為中高山地形,石炭系含水層組以砂巖、凝灰?guī)r含水層為主,泉水流量2~2.5L/s,礦化度0.26~0.65g/L,為重碳酸.硫酸鹽~鈉型水。
二疊系(P)、三疊系(T)在礦區(qū)南部有出露,地貌上表現(xiàn)為中低山地形,二疊系(P)含水層主要以粉砂巖、砂巖夾白云巖含水層為主,泉水流量2~10L/s,礦化度0.6~1g/L,為重碳酸~硫酸鹽~鈉型水。三疊系(T)含水層組以砂巖、礫巖含水層為主,泉水流量多小于1L/S,為硫酸鹽.重碳酸~鈉型水,為弱含水層。
以上各含水層組分布區(qū)域與本井田較遠(yuǎn),與井田內(nèi)礦床的水力聯(lián)系不密切,對(duì)井田水文地質(zhì)意義不大。
(2)侏羅系含水層組
主要包括侏羅系下統(tǒng)的(J1b)、三工河組(J1s);中統(tǒng)的西山窯組(J2x)、頭屯河組(J2t)以及上統(tǒng)齊古組(J3q)的含水層,其含水介質(zhì)一般為砂巖及礫巖,含煤地層中,由于巖層多為泥質(zhì)膠結(jié),致密,裂隙不發(fā)育,煤層成為相對(duì)含水層,該含水層組分布在烏魯木齊礦區(qū)以內(nèi)及其周邊地區(qū)。
含水層組的各含水層流量一般小于1L/s,礦化度大于1g/L,單位涌水量小于0.1L/s.m,為氯化物.硫酸鹽~鈉型水。
(3)第四系松散堆積物含(不含)水層組
①第四系沖洪積的砂礫石、礫石含水層:分布于河床和山前沖洪積扇及傾斜平原,多賦存孔隙潛水,局部因有隔水的黃土層,形成的地下水具有承壓性質(zhì),含水層厚度3~50m,自南向北厚度增大,水位埋藏由深變淺,水的礦化度由低變高,含水豐富。近山區(qū)礫石帶潛水埋深大于是100m,礦化度0.2~0.5g/L。
②第四系風(fēng)積殘(坡)積透水不含水層:主要分布于山梁臺(tái)地之上,雖為透水層,但由于其分布位置較高,不具儲(chǔ)水條件,補(bǔ)給缺乏,為透水不含水層。
3、區(qū)域地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件
本區(qū)氣候干燥,降水少而集中,不利于地下水的形成,地下水的補(bǔ)給主要源于區(qū)域南部的天山融雪水、融冰水及大氣降水,形成之后的地下水流順地勢(shì)由南向北運(yùn)移,在地勢(shì)較低處,一部分交替形成了賦存于第四紀(jì)松散物中的孔隙水,由南向北逕流。
孔隙、裂隙潛水運(yùn)移至地勢(shì)較低處的過程中,垂直蒸發(fā)或植物蒸騰是其主要的排泄方式。而基巖裂隙水除以泉的形式排水之外,在侏羅系地層上建設(shè)的礦井疏干排水也成為主要的排泄方式。
(二)水文地質(zhì)
蘆草溝河和八道灣河為井田的東西邊界,井田為兩河的河間地塊。井田內(nèi)較大沖積溝只有一條堿溝,位于井田中部,自南向北縱貫井田,溝中流水除融雪、暴雨期的自然匯水外,平時(shí)只有生活污水和礦井排水,日流量1000m3左右,上源沒有泉流。
井田內(nèi)地形總趨勢(shì)為南西高,北東低,起伏不大,屬低山丘陵平緩傾斜地形,自然坡度2~15º,最高海拔875.60m,最低730m左右,相對(duì)高差為50~120m。
由于本區(qū)氣候具有夏季炎熱,冬季寒冷,春季升溫快,夏季降水集中的特點(diǎn),因此易形成洪水。八道灣河、蘆草溝河床陡坎高3~5m,一般洪水水位只有1~2m,不漫出河床。據(jù)以往訪問資料,二十世紀(jì)五十年代曾有一次特大洪水漫上了蘆草溝兩側(cè)的河漫灘,淹沒了兩側(cè)的農(nóng)田,形成了達(dá)700余米寬的洪流。
井田區(qū)在水文地質(zhì)分區(qū)上屬補(bǔ)給逕流區(qū),東西兩條河即為供水補(bǔ)給邊界。
1、含水層
區(qū)內(nèi)自上而下劃分為2個(gè)含水層(組),分述如下:
(1)第四系松散巖類孔隙含水層(I)
①第四系全新統(tǒng)沖洪積透水含水層(I1)
主要分布在八道灣、蘆草溝河床以及堿溝溝谷內(nèi)。
八道灣河沖洪積層分現(xiàn)代河床和河漫灘兩部分。河床較窄,一般20~30m,沖洪積層厚十余米,河漫灘較寬,約600m。上部為亞砂土,厚2-3m,下部卵石層厚25m多,卵礫石礫徑>10mm的占70%以上,其余為粗砂、中砂,并夾有亞砂、亞粘土透鏡體,礫石巖性主要為火山巖。水位深度,采礦前距地表12~15m,開礦疏干后已降至基巖剝蝕面附近,深28m左右。據(jù)堿溝煤礦1990年提交的《礦井地質(zhì)報(bào)告》估算,其地下水總量可達(dá)4500m3/d,可見水量是較豐富。
蘆草溝沖洪積層,河床寬20~30m,兩側(cè)河漫灘寬約400m,河漫灘部分厚度可達(dá)14~15m,上為亞砂土、亞粘土層,厚7-8m,下為卵礫石層,厚約7m,河床不足10m,全部為卵礫石層,水位深度采礦前約為5m,采礦疏干后已降至基巖剝蝕面,深達(dá)14m,據(jù)估計(jì)地下水總量可達(dá)4600m3/d。單位涌水量可達(dá)4~6l/s.m。
堿溝沖積層,厚度很小,只有4~5m,礦區(qū)以上部分為季節(jié)性河流,只在礦區(qū)生活污水、礦井水排放后才有少量流水。據(jù)井下排水量分析,該溝地下水總量只有200~300m3/d。
②第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積、殘坡積透水含水層(I2)
主要分布在井田北部,河間臺(tái)地之上,由礫石、砂、亞砂土等組成,厚約10m,由于所處位置高于兩河水位,即使微量降水入滲,也形不成飽和的包氣帶,不具備儲(chǔ)水條件,但具透水性,為透水不含水層。
(2)碎屑巖類裂隙水含水層組(Ⅱ)
主要指西山窯組的巖、煤層中的含水層,巖性為泥炭沼澤相的灰~深灰色泥巖、炭質(zhì)泥巖、煤層和粉砂巖夾不穩(wěn)定的薄層中、粗砂巖,由于碎屑膠結(jié)物多為泥質(zhì),故裂隙不發(fā)育。其補(bǔ)給源為大氣降水和現(xiàn)代溝谷含水層垂直滲漏,由于補(bǔ)給條件不良,巖層滲透性甚差,含水性極弱,據(jù)堿溝煤礦1990年提交的《礦井地質(zhì)報(bào)告》稱,鉆孔單位涌水量只有0.0089~0.0001L/s.m,滲透系數(shù)只有0.0001~0.0097m/d;在無地表水通過采空裂隙直接充水的情況下,井下水量也較小,其量只有200~300m3/d。
以往工作,劃分了三個(gè)含水層組:45號(hào)煤層及其頂?shù)装澹á?),43號(hào)煤層及其頂板(Ⅱ2),25+26號(hào)煤層及其頂板(Ⅱ1)。
①Ⅱ3含水層(45號(hào)煤層及其頂、底板含水層),其組成包括:45號(hào)煤層自身及其老頂細(xì)砂巖,以及相近Bs煤層的頂板細(xì)砂巖層,一般厚度48.30m。含水微弱。
②Ⅱ2含水層(B2及頂板),組成包括:43號(hào)煤層自身及其老頂細(xì)砂巖,厚度平均為64.15m。
③Ⅱ1(B19+20及其頂板),組成包括:煤層自身及其B19+20~B2n之間的中細(xì)砂巖層,一般厚度平均38.8m。
以上含水層,含水微弱,滲透性差,鉆孔單位涌水量只有0.0089~0.0001L/s.m,透水系數(shù)只有0.0001~0.0097m/d。
2、隔水層
區(qū)內(nèi)地層組成多為泥質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖及煤層,其中粉砂巖、細(xì)砂巖等細(xì)粒相巖層占很大比例,這些巖層裂隙不發(fā)育,即使有裂隙,也多被以泥質(zhì)為主的膠結(jié)物所充填,富水性較差,可以作為相對(duì)隔水層。本次工作圍繞主要碎屑巖類裂隙水含水層,劃分了4個(gè)相對(duì)隔水層。
①第一隔水層(G1)
位于25號(hào)煤層頂板以上,至22號(hào)煤底板,平均厚度近70m,從走向看,中部厚,東西兩端相對(duì)較薄,由灰色粉砂巖、泥巖組成,膠結(jié)致密,多為泥質(zhì)膠結(jié),不利補(bǔ)給。
②第二隔水層(G2)
位于Ⅱ1和Ⅱ2兩個(gè)含水層之間,即26號(hào)煤底板至43號(hào)煤頂板,平均厚度240m,主要由灰黑色粉砂巖、泥巖以及27號(hào)煤至41號(hào)煤層組成,其間巖層膠結(jié)致密,煤層較多,達(dá)15~16層,但單層厚度相對(duì)較小,一般在0.5~2.5m,煤層間距平均1.8~8.5m,這些煤層大多未開采,采礦所造成的裂隙不發(fā)育。北段地層在走向上東薄西厚,為相對(duì)隔水層。
③第三隔水層(G3)
位于Ⅱ2和Ⅱ3兩個(gè)含水層之間,即43號(hào)煤底板至45號(hào)煤底板,主要由灰黑色泥巖及粉砂巖組成,膠結(jié)致密,平均厚度45m,在走向上呈現(xiàn)東厚西薄的趨勢(shì),為相對(duì)隔水層。
④第四隔水層(G4)
位于47號(hào)煤底板之下,泥質(zhì)膠結(jié),由粉砂巖組成,致密,透水性較差,不利于層間補(bǔ)給,劃分為相對(duì)隔水層。
3、水力聯(lián)系
(1)地下水與地表水間的水力聯(lián)系
本區(qū)氣候干燥,降水量較少,而蒸發(fā)量又大于降水量,大氣降水的垂直入滲,對(duì)地下水補(bǔ)給微乎其微,但在采空裂隙區(qū),由于補(bǔ)給通道較順暢,大氣降水較易于補(bǔ)給碎屑巖類裂隙水含水層組。
井田區(qū)內(nèi)幾條地表逕流與河床內(nèi)分布的沖積含水層聯(lián)系密切,其富水性受河水水位及水量的直接影響。
(2)含水層之間的水力聯(lián)系
井田內(nèi)淺部煤層大部分被小窯采空,不僅存在老窯積水,而且還將河床內(nèi)沖洪積層的水直接導(dǎo)入,井田內(nèi)所賦存煤層為急傾斜煤層,其走向與河道幾乎正交,如果出現(xiàn)采掘河床、保安煤柱的情況,必然導(dǎo)致煤層的采空裂隙帶橫切河漫灘,使碎屑巖類含水層與I1沖洪積含水層發(fā)生直接聯(lián)系,后者補(bǔ)給前者,由于I1沖洪積含水層,受河水的補(bǔ)給,因此其水量充沛,成為礦井開采后地下水重要的直接補(bǔ)給源。據(jù)煤礦提供資料,2003年共采煤66.3萬噸,井下正常涌水量為150m3/h,其含水系數(shù)KB=1.98,接近涌水量中等的礦井。其涌水量主要為此種補(bǔ)給。
4、地下水的化學(xué)特征
井田內(nèi)地下水化學(xué)特征有:
(1)ClSO4-Na型:分布于煤層Ⅱ含水層中,主要通過采空裂隙,風(fēng)化裂隙,構(gòu)造裂隙接觸河床潛水以及降水的補(bǔ)給。PH值為7.80,溶解性總固體4.98g/L,總硬度925.7mg/L(以CaCO3計(jì)),水質(zhì)極差,為咸水,不太適用于農(nóng)業(yè)灌溉。此類水沉淀很多,屬半腐蝕性微硬水。
(2)SO4HCO3-NaCa型:分布于河床潛水含水層,即第四系全新統(tǒng)沖洪積透水含水層(I1)中,主要為地表河流補(bǔ)給,并接受大氣降水,其PH值為7.65,溶解性總固體為1.54g/L,總硬度555.4mg/L(以CaCO3計(jì)),微咸水,水質(zhì)略差。為適用的農(nóng)業(yè)灌溉用水,此類水沉淀很多,結(jié)硬垢,屬半腐蝕性微硬水。
以上資料說明,在煤系地層中,由于巖石裂隙不甚發(fā)育,因多為泥質(zhì)充填,地層本身滲透性差,補(bǔ)給徑流條件不佳,地下水運(yùn)移緩慢。由于井巷系統(tǒng)采空區(qū)裂隙的形成,加快了礦床水及地表水及河床潛水交替速度,對(duì)礦床水形成稀釋作用,但因運(yùn)移通道較長,加之逕流過程大量溶解吸收地層中的礦物質(zhì),所以水質(zhì)仍較差。
5、地下水的補(bǔ)給、逕流與排泄
井田屬區(qū)域內(nèi)地下水的逕流區(qū),在井田范圍亦可通過大氣降水,地表水體的垂直入滲補(bǔ)給,但補(bǔ)給有限。在人類采礦活動(dòng)中,形成的采空裂隙,直接或間接地成為導(dǎo)通地表水體的通道,通過此種途徑充水,成為井田內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源。
地下水的逕流在垂向上,表現(xiàn)為自上而下,運(yùn)移過程中又表現(xiàn)為自南向北。礦井疏干排水成為井田內(nèi)地下水的主要排泄方式。
6、井田水文地質(zhì)類型及其復(fù)雜程度
綜前所述,本井田煤礦床是孔隙裂隙為主的礦床,直接充水含水層以弱大氣降水為主要的充水水源,補(bǔ)給條件差。含水層組富水性弱,單位涌水量在0.1L/s.m以下,煤系地層巖性多為泥巖、泥質(zhì)膠結(jié)的粉、細(xì)砂巖、煤層為主,含水層組水力聯(lián)系甚差,第四系覆蓋較薄,但是,由于采礦活動(dòng)的影響,煤礦床與地表水體聯(lián)系漸趨密切已成為事實(shí),故把本井田水文地質(zhì)條件定為中等型。
(三)礦床充水因素分析
1、礦井充水現(xiàn)狀:
井田范圍現(xiàn)有3家生產(chǎn)礦井,自西向東為三建煤礦,一0三團(tuán)煤礦和堿溝煤礦,各礦情況見表:煤礦開采技術(shù)條件調(diào)查表。
由于井田范圍內(nèi)開采歷史悠久,目前+510水平以淺各主要煤層均不同程度被開采,形成采空區(qū)。其內(nèi)均積有一定數(shù)量的地下水,而且都地處礦床的淺部,對(duì)礦床的充水具有一定的必然性。
本井田為急傾斜地層,橫切區(qū)內(nèi)主要溝谷、河流,礦井走向上的延伸開拓,產(chǎn)生的塌陷裂隙,必然將與之發(fā)生溝通聯(lián)系,成為礦井充水的主要水源,防治不力必將造成水患,影響生產(chǎn),例如:
堿溝井1961年因堿溝洪水進(jìn)入南大槽塌陷坑而淹井一次,排水及巷道清理用了半年的時(shí)間。
井田內(nèi)原蘆草溝礦井下也曾發(fā)生過河床沖積層水的全部注入的事件,致使大巷流水漫出運(yùn)輸軌面0.20~0.30m,將煤倉(倉儲(chǔ)式采煤法的倉室)灌滿,造成放倉時(shí)的三次突水和一人重傷的事故。
1999年4月19日,堿溝礦+564水平東一采區(qū)B3(43號(hào)煤)煤巷出現(xiàn)涌水,水量約30m3/h,特別嚴(yán)重的是2001年2月7日20時(shí),東一采區(qū)+564水平B3(43號(hào)煤)煤東巷道內(nèi)突然涌水異常,不明來源之水以每小時(shí)1000多m3速度蔓延,導(dǎo)致+556延伸水平供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)癱瘓。2月11日12時(shí),已淹至+568水平,進(jìn)水總量達(dá)到8萬m3,淹沒巷道3300m。原因是堿溝煤礦東鄰的安寧渠煤礦在開采過程中,揭穿了與地表聯(lián)通的老窯水,該礦又于1998年越界開采,與堿溝煤礦+564水平B3(43號(hào)煤)煤巷貫通,安寧渠煤礦的此次突水淹井事故致使堿溝煤礦連帶遭災(zāi)。
2、礦井充水因素
(1)地表水系:根據(jù)上述,與堿溝井田有直接聯(lián)系的主要為蘆草溝河,次為堿溝河過境時(shí)的滲漏補(bǔ)給;八道灣河位于井田西界外近250m,對(duì)堿溝井田無直接影響。堿溝井田內(nèi)距八道灣河較近的三建煤礦和一0三團(tuán)煤礦井下涌水均很小。三建煤礦兩翼開采,東翼400m,開采+510水平,西翼500m,開采+580水平,礦井排水量100m3/d;一0三團(tuán)煤礦分兩個(gè)井開采,一號(hào)井開采+560水平,走向采長830m,正常礦井排水量36m3/d;3-4月最大可達(dá)48m3/d。二號(hào)井開采+660水平,走向采長750m,井下無水。
(2)小窯積水:現(xiàn)井田范圍內(nèi)星羅棋布的廢棄小窯,絕大部分已停產(chǎn)多年,現(xiàn)井下和采空區(qū)必然有一定數(shù)量的積水。
(3)大氣降水:井田所在區(qū)域干旱少雨,僅在冬季積雪于3-4月間融化時(shí),增加井下排水量,堿溝井增加100-200m3/d,蘆草溝井增加200-300m3/d。
(4)農(nóng)田灌溉:蘆草溝以西,45號(hào)煤層以上的河漫灘上有上千畝農(nóng)田。盡管農(nóng)田以下有7-8米亞粘土的隔水作用,但由于面積很大,每次澆水以后仍可造成井下水量增加300~500m3/d。
(5)滅火灌漿:堿溝井田內(nèi)的滅火灌漿點(diǎn)有3-4處。灌漿要求是將發(fā)火和可能發(fā)火的巷道注滿泥漿水,向發(fā)火的采空區(qū)注水,對(duì)尚未開采的采區(qū)進(jìn)行預(yù)防性灌漿。這些水都取自井下,后又慢慢從井下排出。
(四)礦井涌水量預(yù)算
井田內(nèi)礦床充水主要來源于蘆草溝及堿溝的河床潛水,當(dāng)采空條帶因橫入河漫灘,橫切河流沖積含水帶時(shí),便直接跌落礦井。從河流上下游的水量觀測(cè)也可以說明,其觀測(cè)見下表:
八道灣河 蘆草溝河
平均流量 上游測(cè)站 0.031~0.19m3/s
下游測(cè)站 0.05~0.365m3/s 0.00~0.214m3/s
年逕流量 上游測(cè)站 356萬m3
下游測(cè)站 457萬m3 135萬m3
備 注 季節(jié)性河流 常流水
從以上觀測(cè)結(jié)果看,井田來自蘆草溝河的總補(bǔ)給量221萬m3/a,其中一部分補(bǔ)給地下逕流,除此之外大部分直接進(jìn)入井巷系統(tǒng)。
1、預(yù)算原則
(1)礦井涌水量預(yù)算范圍為下一水平~+510水平,包括主采煤層45號(hào)、43號(hào),即Ⅱ3,Ⅱ3兩個(gè)含水層,東西全長4500m。
(2)截流井的排水量作為井田總涌水量的一部分考慮,經(jīng)常年觀測(cè)記錄,可以看成一個(gè)常量Q截=3000m3/d。
2、預(yù)算方法
(1)富水系數(shù)法
礦井現(xiàn)開采煤層為下一水平開采煤層相同,水文地質(zhì)條件相似,2004年礦井平均日排水量2096.45m3。
2004年堿溝煤礦井下排水量表
月份 排水量 備注 月份 排水量 備注
1月 69250.7 堿溝煤礦井下+556水平水泵房排水記錄。 7月 48083 11月份包括蘆草溝礦井老塘水排放量。
2月 65320.5 8月 45749
3月 71999 9月 48604
4月 71821 10月 60683
5月 60804 11月 115551
6月 51416 12月 55924
全年總計(jì) 765205.2
月平均 63767.1
日平均 2096.45
礦井生產(chǎn)煤炭就目前狀況為未來生產(chǎn)150萬噸規(guī)模進(jìn)行類比:
Kcp=Q1/P1 Q=Kcp.P
式中:Q1—現(xiàn)生產(chǎn)礦井的排水量(m3/a);
Q—未采水平的排水量(m3/a);
P1—現(xiàn)在生產(chǎn)水平的生產(chǎn)能力(萬t/a);
P—未采水平的生產(chǎn)能力(萬t/a);
Kcp—富水系數(shù)(m3/萬t)。
據(jù)公式可得:Kcp=Q1/P1=10931.23 m3/萬t
Q=Kcp.P=1311747.43 m3/a=3593.83m3/d
整個(gè)井田排水量:Q總=Q+Q截=6593.83m3/d
(2)巷道長度比擬法
現(xiàn)開采+556與其上+616水平開采時(shí),說明井下排水量基本相當(dāng),井下涌水量與開采深度關(guān)系不大(兩水平走向長度相同),推測(cè)應(yīng)與開采范圍(走向長度)成正相關(guān)關(guān)系,按此設(shè)想:
Q1/Q=L1/L
式中:L1—現(xiàn)水平走向開采長度(m);
L—未來水平走向開采長度(m)。
現(xiàn)水平開采長度2500m,未開采東西兩翼延展長度4500m,代入式:Q=3773.52m3/d。
Q總=Q+Q截=6773.52m3/d
3、涌水量預(yù)算量結(jié)果評(píng)述
通過上述兩種方法計(jì)算,結(jié)果相近,差值僅為2.7%。堿溝煤礦開采歷史較長,礦井水主要補(bǔ)給源明確,井下排水量較穩(wěn)定。運(yùn)用兩種類比法計(jì)算涌水量,都比較客觀地反映了涌水量與生產(chǎn)過程中主要影響因素的關(guān)系,計(jì)算結(jié)果較可靠。
由于礦井的涌水量是動(dòng)態(tài)變化,影響其因素很多。以前該礦上部幾個(gè)水平的開采,由于開采規(guī)模(走向長度)大致相當(dāng),開采深度幾乎不影響涌水量,且隨著開采深度的加大,有微弱變小的趨勢(shì)。因此在未來水平開采時(shí),應(yīng)建立涌水量與走向開掘長度等因素的相關(guān)關(guān)系,準(zhǔn)確預(yù)算涌水量。
4、涌水量的動(dòng)態(tài)變化
一個(gè)水文年中,春季3、4月份的融雪期以及9、10月份(農(nóng)灌期過后),井下涌水量相對(duì)較大,最大可達(dá)6600m3/d(包括截流井),正常為5096.4m3/d,變幅為29.5%。按此預(yù)測(cè),未來井田范圍內(nèi)最大涌水量Q最大=8771.92m3/d。
(五)供水水源
井田內(nèi)較大沖溝只有一條堿溝,溝中流水除融雪暴暴雨期的自然匯水外,平時(shí)只有生活污水和礦井排水,日流量1000m3左右,上游沒有泉流,沖積卵礫石層4-5m。本次在流經(jīng)井田的上、下游采樣測(cè)試,水中溶解性總固體,上游為3.84g/L,下游為4.80g/L;PH值上游7.90,下游7.85;總硬度上游545.4mg/L(以CaCO3計(jì)),下游875.7mg/L(以CaCO3計(jì));上游為SO4.Cl-Na型水,下游轉(zhuǎn)變?yōu)镃l.SO4 -Na型水。上游的評(píng)價(jià)結(jié)果為咸水,不太適用于農(nóng)業(yè)灌溉,沉淀較多,結(jié)軟硬垢,起泡,為半腐蝕性微硬水;下游的評(píng)價(jià)結(jié)果為咸水,不太適用于農(nóng)業(yè)灌溉,沉淀很多,結(jié)軟硬垢,起泡,為腐蝕性微硬水??傊瑝A溝河水量較小,水質(zhì)極差,不能成為供水水源。
井田東界蘆草溝河為長年性河流,水量隨季節(jié)變化較大,井田上游處年徑流量356萬m3,水中溶解性總固體0.75g/L,PH值8.10,總硬度262.7mg/L(以CaCO3計(jì)),為完全適用的農(nóng)田灌溉用水,河水為淡水,但沉淀較多,結(jié)軟硬垢,起泡,為半腐蝕性軟水,經(jīng)一般處理可用作生活水源,但由于季節(jié)性水量的不均衡,以及流域內(nèi)水量分配等問題,作為煤礦的水源地不太現(xiàn)實(shí)。
原煤礦生活用水統(tǒng)一取自新煤集團(tuán)東部琛家溝水源地,日供水量800m3,水質(zhì)優(yōu)良,為補(bǔ)琛家溝水源地水量不足,堿溝煤礦在九道灣河床灘地上打有自備水源井,抽取河床潛水,日供水量1000~1500m3,基本滿足本礦生活及綠化等的用水。
煤礦滅火灌漿及洗選等生產(chǎn)用水均取自沉淀后的礦井水。
六、其它開采技術(shù)條件
(一)煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)
井田內(nèi)中侏羅統(tǒng)西山窯組下段(J2x1)中自上而下賦存的主要可采煤層有43、45號(hào)巨厚煤層。43號(hào)煤存在直接頂板、偽頂板及老頂板,兩層煤平均間距達(dá)到82.57m,期間多為粉砂巖,45號(hào)煤層發(fā)育有直接頂板及直接底板,偽頂板及偽底板或老頂板,個(gè)別鉆孔揭露該煤層的老底板。
各煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì),主要采用本次工作在8-1孔的巖石物理力學(xué)測(cè)試成果。詳見附表:巖石物理力學(xué)試驗(yàn)成果表。
總體上,各煤層頂?shù)装鍘r石在水位以下、飽和狀態(tài)時(shí),其抗壓強(qiáng)度多小于30MPa,為軟巖或極軟巖;在水位以上、干燥狀態(tài)時(shí),雖然個(gè)別樣本的抗壓強(qiáng)度大于60MPa,但由于其巖性成份泥質(zhì)含量較高,軟化系數(shù)多小于0.75,故依然為軟巖。另據(jù)井田內(nèi)三建煤礦井下對(duì)主要煤層頂?shù)装鍘r石的采樣測(cè)試成果,也進(jìn)一步說明其為軟質(zhì)巖石,見下表:
三建煤礦巖石物理力學(xué)性能試驗(yàn)成果表
采樣
位置 巖石
名稱 比重
g/cm3 天然
容重g/cm3 孔隙率% 吸水率% 普氏系數(shù) 單向抗壓強(qiáng)度(MPa) 天然狀態(tài)抗拉強(qiáng)度(MPa) 軟化系數(shù) 巖石軟化性能類別
飽和狀態(tài) 干燥
狀態(tài)
強(qiáng)度 巖石
類別
B6底/B4+5頂 泥巖 2.46 2.11 19.88 27.60 0.265 0 軟質(zhì)巖石 24.40 0.10 0 易軟化
B4+5底板 中粗砂巖 2.54 2.42 4.70 1.90 3.651 17.60 軟質(zhì)巖石 40.10 0.60 0.44 易軟化
B1+2頂板 中粒砂巖 2.58 2.44 5.43 2.28 3.22 27.60 軟質(zhì)巖石 65.40 3.10 0.42 易軟化
(二)瓦斯
區(qū)內(nèi)在以往階段對(duì)各煤層均沒采瓦斯樣,僅收集一些資料,在本次工作中對(duì)主要可采煤層43、45號(hào)煤層分別在鉆孔中進(jìn)行了瓦斯煤樣采集4個(gè)。根據(jù)化驗(yàn)分析成果顯示,43號(hào)煤層中瓦斯含量較低,以二氧化碳~氮?dú)鈳Х植紴橹鳎?5號(hào)煤層為氮?dú)狻託鈳?。?jù)礦井及小煤窯調(diào)查及各礦瓦斯含量等級(jí)鑒定,礦井瓦斯含量較低,均屬低沼氣礦,見新煤行管發(fā)[2005]264號(hào)文,但在一些采空區(qū)及廢巷通中,通風(fēng)不良瓦斯相對(duì)聚集,瓦斯含量較高。
為此在今后礦井建設(shè)中,一定要考慮煤層自燃火區(qū)周邊的瓦斯聚集,老窯和廢窯采空區(qū)瓦斯涌出的發(fā)生,要采取必要的措施,加強(qiáng)通風(fēng)工作。
但必須說明的是堿溝煤礦+564西一采區(qū)該區(qū)域于1991年礦+ 556水平簡(jiǎn)易延深以來, 發(fā)現(xiàn)B4-6煤層瓦斯含量較高,先后在+564水平西一采區(qū)原石門以西(石門距主斜井550m) ,共掘六條穿層煤門,發(fā)現(xiàn)該煤層頂板以南8-18m的區(qū)段瓦斯涌出量大,揭開時(shí)巷道內(nèi), 瓦斯?jié)舛?0-15%,電鉆眼內(nèi)瓦斯壓為0.04兆帕,眼內(nèi)瓦斯?jié)舛却笥?0%, 瓦斯流量為6m3/min,1994年8月對(duì)+564水平B4-6煤層瓦斯等鑒定,相對(duì)涌出量為5.37m3/t。在上部兩個(gè)水平的回采過程中H2S含量較高。后經(jīng)原烏魯木齊礦務(wù)局、新疆煤炭工業(yè)廳研究決定于1995年6月將堿溝煤礦+564西一采區(qū)定為瓦斯涌出異常區(qū)。
瓦斯含量分析成果表(兩極值表平均值表)
煤層
編號(hào) 瓦斯含量(毫升/克可燃質(zhì)) 瓦斯成分% 瓦斯分帶
CH4 CO2 CH4 CO2 N2
43 0.176~0.559
0.368 0.147~0.688
0.418 1.15~5.96
3.56 7.06~23.00
15.03 91.79~71.04
81.42 二氧化碳~氮?dú)鈳?BR>45 1.076 0.124 45.13 3.81 51.06 氮?dú)狻託鈳?BR> (三)煤塵
煤塵爆炸性試驗(yàn)樣品,分別在有關(guān)煤礦和鉆孔中采集,本次在區(qū)內(nèi)共有集樣品5個(gè),經(jīng)化驗(yàn)測(cè)試,區(qū)內(nèi)各可采煤層的煤塵均有爆炸性,由于含煤段地層含水性較弱,煤巖層常處于干燥狀態(tài),這也為煤塵爆炸創(chuàng)造了有利條件,因此在礦井掘進(jìn)和開采中必須引起警惕,做好降塵措施,以防不測(cè)。見下表:
煤塵爆炸試驗(yàn)成果表
煤層
編號(hào) 樣品
編號(hào) 采樣地點(diǎn) 化驗(yàn)項(xiàng)目 勘探
階段
火焰長mm 加巖粉量% 有無爆炸性
43 8-01-43-16 8-01孔 200±50 75 有爆炸性 精查
45 10-2-2-7 10-2孔 200±50 70 有爆炸性 精查
45 10-2-2-13 10-2孔 500±50 85 有爆炸性 詳查
43 B4-6 堿溝礦井 200±50 65 有爆炸性 精查
45 B3西 堿溝礦井 400±50 85 有爆炸性 詳查
(三)煤層自燃傾向
本區(qū)煤層自燃傾向試驗(yàn)樣分別是堿溝煤礦和鉆孔中采集,共采集9個(gè)樣品,根據(jù)原化驗(yàn)資料區(qū)內(nèi)煤層自燃傾向?qū)僖鬃匀济?,?jù)本次化驗(yàn)資料證實(shí),區(qū)內(nèi)煤層基本屬易自燃~最易自燃煤。詳見下表:
煤層編號(hào) 老編號(hào) 試驗(yàn)結(jié)果 氧化程度 自燃傾向性分類
T1 T2 T3 △T(1-3)
24-25 B20 336 300 283 53 7.926% 最易自燃
26 B19 335 310 285 50 0.005% 最易自燃
43 B4-6 353 327 300 53 9.064% 最易自燃
上表是堿溝煤礦提供煤樣由國家礦山安全計(jì)量站烏魯木齊分站新礦集團(tuán)通安工貿(mào)公司鑒定結(jié)果。
煤的自燃傾向化驗(yàn)成果表
采樣號(hào)
化驗(yàn)號(hào) 煤層號(hào) 采樣地點(diǎn) 氧化樣
T℃ 原樣
T℃ 還原樣
T℃ 氧化程度
(%) △T
8-01-43-16 43 8—01孔 259.0 271.5 331.5 82.8 易燃煤
10-2-2-7 45 10—2孔 266.0 285.0 319.0 64.2 易燃煤
10-2-2-13 45 10—2孔 271.0 301.0 330.5 49.6 易燃煤
(本次勘探)煤層自燃傾向試驗(yàn)成果
煤層
編號(hào) 樣品
編號(hào) 工業(yè)分析% 自燃傾向等級(jí) 采樣
地點(diǎn)
水份
Ma.d 灰份
A.d 揮發(fā)份
V.daf 全硫
Sd.ad 吸氧量
mL/g
43 8-01-43-16 1.75 12.56 35.44 0.49 0.68 Ⅱ級(jí)易自燃 8-01孔
45 10-2-2-7 1.95 9.48 34.82 0.55 0.74 Ⅱ級(jí)易自燃 10-2孔
45 10-2-2-13 2.22 3.10 39.82 0.36 0.94 Ⅱ級(jí)易自燃 10-2孔
現(xiàn)井田范圍內(nèi)只有兩處活火區(qū),第一處分布在井田的西南角的三建煤礦區(qū),第二處位于井田中部9勘探線以東50m處,均在45號(hào)煤層裂隙帶內(nèi),為塌陷區(qū)落煤堆積引發(fā)的自燃,火區(qū)面積均較小,第一處走向長度150m,第二處走向長度100m左右,發(fā)火位置的煤礦應(yīng)加快灌漿滅火的進(jìn)程,盡早消滅明火,減少更大的損失。
(四)地溫
本區(qū)進(jìn)行簡(jiǎn)易地溫測(cè)量工作共有1個(gè)鉆孔,基本屬地溫正常區(qū)。其恒溫帶深度一般在100m左右,地溫梯度變化大致在0.20℃~0.90℃之間。詳見下表:
地溫測(cè)量成果表
單位:℃
深度(米) 23 143 243 323 403 503 603 孔底
10-02鉆孔 20 15.4 15.7 16.5 17.4 19.1 20.5 22.9
第三章 儲(chǔ)量
一、資源儲(chǔ)量估算
(一)參加資源儲(chǔ)量估算煤層
本次資源量估算以詳查地質(zhì)報(bào)告為基礎(chǔ),參加資源儲(chǔ)量估算的煤層有:14號(hào)、15、16、18、19、20、21、22、25、26、27、28、31、32、35、36、38、40-1、40-2、41-1、41-2、41-3、43-1+2、43-3、45號(hào)煤層,重點(diǎn)為43號(hào)、45號(hào),共計(jì)25層煤。
(二)估算范圍
西起5勘探線以東1000m,東至13勘探線以東300m,南起45號(hào)煤底板,北至43號(hào)煤頂板,垂深750m(海拔0m)。
(三)工業(yè)指標(biāo)
本區(qū)煤層以長焰煤和弱粘煤為主,煤層傾角為70~85°左右,屬急傾斜煤層,依據(jù)規(guī)定煤層最低可采厚度確定為真厚0.60m,原煤灰分不大于40%。厚高硫分不大于3%,最低發(fā)熱量不小于17MJ/kg。
二、估算方法
(一)估算層段
本次工作主要針對(duì)43號(hào)煤,45號(hào)煤的沿傾向延伸查清兩層煤層在500水平以下存儲(chǔ)情況,估算資源量,可劃分為一個(gè)區(qū)段,其他煤層為第二估算區(qū)段。
(二)各種估算參數(shù)的確定
1、煤層采用厚度
塊段煤層厚度,采用平均厚度:依據(jù)工程點(diǎn)控制煤層分布,采用算術(shù)平均法計(jì)算煤層平均厚度,即先勘探線各見煤點(diǎn)相加求出平均厚度,然后再線與線進(jìn)行算術(shù)平均,求出塊段平均厚度。
2、傾角
采用平均傾角:采用鄰近的勘探線煤層傾角的平均值。
3、夾矸處理
煤層夾矸的單獨(dú)厚度大于0.05%米者,不參加儲(chǔ)量計(jì)算,小于或等于0.05m者參與煤層合算計(jì)算。
4、煤的視密度
本次資源量估算采用各煤層點(diǎn)算術(shù)平均視密度,其計(jì)算方法和求煤層平均厚度的方法一致。
5、各煤層平均視密度值:如下表
煤層號(hào) 8-10 11-12 13 14 15-18 19-22 25-28 31 32-34 35-37 38-40 41 43 45
平均視密度值 1.36 1.34 1.30 1.33 1.32 1.30 1.28 1.28 1.28 1.28 1.27 1.28 1.26 1.26
6、可采邊界線及采空區(qū)量的確定
可采點(diǎn)與不可采點(diǎn)之間用插入法求出可采邊界點(diǎn),在估算各煤層資源量時(shí)依據(jù)煤礦采空區(qū)資料除去采空區(qū)量。
7、面積測(cè)定:利用立面投影幾何圖形塊段,采用幾何公式計(jì)算投影面積,然后以塊段的煤層平均傾角換算成斜面積。
計(jì)算公式:
Q=s.d.H.(1/sinα)
其中:Q—塊段儲(chǔ)量,單位:萬噸;
S—塊段平面積,單位萬m2;
d—煤層視(相對(duì))密度(容重),單位:t/m3;
α—塊段煤層傾角,單位:度;
H—塊段煤層儲(chǔ)量計(jì)算厚度,單位:m;
8、為確保安全本次對(duì)河床、工業(yè)廣場(chǎng)等保安煤柱壓覆資源量進(jìn)行了單獨(dú)估算。
三、資源量類別劃分
依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范即《固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量分類》對(duì)各類資源量分類要求,結(jié)合本次工作成果分析研究認(rèn)為:本次工作主要是為查清本礦區(qū)延深的中深部資源量情況,為該生產(chǎn)煤礦下一水平延深擴(kuò)建提供必要的地質(zhì)依據(jù)之所用。由于上部多年開采,煤層穩(wěn)定性及連續(xù)性已查明且無構(gòu)造破壞,煤質(zhì)、煤類已確定,用途明確,開采技術(shù)條件已查明,同時(shí)該礦屬老生產(chǎn)礦井。因此,本次資源/儲(chǔ)量劃分應(yīng)歸類為經(jīng)濟(jì)的:探明的基礎(chǔ)儲(chǔ)量(111b)、控制的基礎(chǔ)儲(chǔ)量(122b)推斷的資源量(333)
對(duì)于河床、工業(yè)廣場(chǎng)等保安煤柱確定,經(jīng)與礦方研究同意按梯形保留保安煤柱邊角為70°,保安煤柱壓覆量歸類為:次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量(2S22)。
根據(jù)二類二型的勘探類型結(jié)合基本區(qū)實(shí)際情況,按照《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》規(guī)定:
111b資源量:500-750m的勘探線距,淺部具走向巷道控制,且深部有鉆孔在3個(gè)點(diǎn)以上者圈定探明的111b資源量。
122b級(jí)資源量:1000-1500m的勘探線距,淺部具走向巷道控制,深部具鉆孔控制在3個(gè)點(diǎn)以上者或111b級(jí)資源量的外推部分可以圈定122b資源量。
333級(jí)資源量:剩余者為推斷的333級(jí)資源量。
四、資源量估算結(jié)果
(一)截止2005年7月31日,按采礦許可證范圍內(nèi)(+300m)資源總量23592.18萬噸,其中:
探明的(可研)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量(111b)5730.92萬噸,占總資源量24%,(長焰煤)942.10萬噸,(弱粘煤)4788.82萬噸。
控制的(預(yù)可研)經(jīng)濟(jì)(預(yù)可研)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量(122b)8970.6萬噸,(長焰煤)6304.74萬噸,(弱粘煤)2665.86萬噸。
永久保安煤柱(工業(yè)廣場(chǎng)等)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量, 4825.2萬噸(122b)推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)4065.46萬噸(長焰煤)3491.84萬噸,(弱粘煤)573.62萬噸。
111b+1222b 14701.52萬噸,占總資源量62%。
(二)采礦許可證范圍內(nèi)標(biāo)高范圍外(+300~0m)資源總量22454.29噸,其中:
控制的(預(yù)可研)經(jīng)濟(jì)(預(yù)可研)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量(122b)2367.29萬噸(長焰煤)30.57萬噸,(弱粘煤)2336.72萬噸。
永久保安煤柱(工業(yè)廣場(chǎng)等)2086.93萬噸,(122b)推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)18000.07萬噸(長焰煤)10698.86萬噸,(弱粘煤)7301.21萬噸。
(三)43、45號(hào)煤延伸后總首采區(qū)564-350水平
共計(jì):111b+122b+333:6355.85萬噸。
其中:
探明的(可研)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量(111b)4207.57萬噸,111b/111b+122b+333占66%。
控制的(預(yù)可研)經(jīng)濟(jì)(預(yù)可研)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量(122b)1861.47萬噸。
推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)286.81萬噸
111b+122b/111b+122b+333占95%。
第四章 瓦斯及防治水治理
為配合四井合一聯(lián)合開采,保證四井聯(lián)合開采后堿溝采區(qū)的深部水平的正?;夭桑仨氃谒木弦宦?lián)合開采前對(duì)堿溝深部水平進(jìn)行瓦斯及防治水工程治理,保障深部水平的安全生產(chǎn)。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、及特別規(guī)定的有關(guān)要求;結(jié)合“以風(fēng)定產(chǎn)、先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控”的十二字方針,以及“先探后掘,邊探邊掘”防治水原則。
提出堿溝采區(qū)深部水平安全改造瓦斯及防治水治理方案。
第一節(jié) 深部水平瓦斯治理
根據(jù)堿溝煤礦現(xiàn)有煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定結(jié)果,現(xiàn)生產(chǎn)水平生產(chǎn)區(qū)域的煤層處于瓦斯風(fēng)化帶中,煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量都不高,而由于西一采區(qū)為瓦斯異常涌出區(qū),該區(qū)的瓦斯問題明顯大于礦井的其它區(qū)域,此外,由于采用水平分層綜采放頂煤采煤方法,受到采動(dòng)影響后,下部分層中的瓦斯將大量向開采分層的工作面涌出,容易造成工作面回采過程中的瓦斯?jié)舛瘸蓿纬砂踩[患和影響正常的采煤工作,同時(shí),盡管現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域煤層處于風(fēng)化帶中,但已接近風(fēng)化帶的下限,而一旦進(jìn)入瓦斯帶,煤層瓦斯含量將急劇增加,所以,在進(jìn)行深部水平煤層的開采時(shí)將面臨比現(xiàn)在更嚴(yán)重的瓦斯問題。
因此,為更完全地消除深部水平瓦斯隱患,根據(jù)堿溝煤礦多年來瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)及總結(jié),同時(shí)根據(jù)水平分層綜采放頂煤采煤方法的具體情況,對(duì)深部水平工作面采掘作業(yè)中瓦斯治理的基本技術(shù)方案為:采用加強(qiáng)通風(fēng)的方法稀釋本分層工作面涌出的瓦斯,同時(shí),在下部水平煤層提前掘瓦斯抽放巷道,通過在瓦斯抽放巷道向上部兩個(gè)分層施工穿層抽放鉆孔抽放瓦斯。在本分層工作面回采時(shí),鉆孔對(duì)下部分層由于采動(dòng)影響而涌出的卸壓瓦斯進(jìn)行攔截抽放,減少或消除對(duì)回采工作面的影響,降低本水平工作面回采時(shí)的瓦斯涌出量。此外,這些抽放鉆孔對(duì)下部分層的瓦斯也進(jìn)行提前抽放,減少了下部分層本身的瓦斯含量,為今后治理下部分層工作面回采時(shí)的瓦斯涌出問題也起到了作用。
一、瓦斯治理方案
根據(jù)深部水平煤層基本參數(shù)的測(cè)定結(jié)果及瓦斯梯度推測(cè),確定深部水平采用瓦斯抽放技術(shù)及采用加強(qiáng)通風(fēng)稀釋瓦斯管理進(jìn)行瓦斯的治理。其主要措施為瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)行瓦斯管理。
1、瓦斯抽放技術(shù)方法
(1) 采前預(yù)抽
首先在中間水平(暫定+477水平)及最低水平(暫定+418水平)43-3(B3)煤層施工瓦斯抽放巷道,巷道向東、向西分別延煤層走向施工至礦區(qū)邊界,巷道掘進(jìn)斷面7.9m2,凈斷面7.2m2,凈寬3.2m,墻高1.6m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)支護(hù),通過43-3(B3)煤層瓦斯抽放巷道向43-1-2(B4~6)煤層首分層的下部分層煤層施工穿層抽放鉆孔,對(duì)下部分層的煤層瓦斯進(jìn)行提前抽放,減少下部分層的瓦斯含量,為今后治理下部分層工作面回采時(shí)的瓦斯涌出問題起到作用。
(2)邊采邊抽
在進(jìn)行煤層回采過程中,利用中間水平(暫定+477水平)及最低水平(暫定+418水平)43-3(B3)煤層瓦斯抽放巷道向回采煤層的下部分層煤層施工穿層抽放鉆孔,對(duì)下部分層由于本分層工作面回采時(shí)采動(dòng)影響而涌出的卸壓瓦斯進(jìn)行攔截抽放,減少其對(duì)回采工作面的影響,同時(shí)也減少下分層的卸壓瓦斯向工作面采空區(qū)的涌出量。
二、抽放系統(tǒng)設(shè)備的選擇
為保證深部水平瓦斯抽放效果,建議在地面設(shè)置永久瓦斯抽放系統(tǒng),井下建立移動(dòng)式瓦斯抽放系統(tǒng),選擇大功率瓦斯抽放泵成套設(shè)備,抽放管路選用D219mm無縫鋼管。抽放鉆孔的施工設(shè)備選用煤科院重慶分院生產(chǎn)的ZY-200或ZY-300型全液壓鉆機(jī)。封孔泵采用煤科院重慶分院生產(chǎn)的KFB型封孔泵。
三、抽放鉆孔施工要求
⑴ 鉆孔的開孔位置、鉆孔施工參數(shù)必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行;
⑵ 施工中每班應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)尺、煤巖孔長度以及施工地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行詳實(shí)記錄;
⑶ 在鉆孔施工中設(shè)瓦檢員對(duì)施工中瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)于鉆孔施工處的通風(fēng)、安全管理建議按煤巷掘進(jìn)面的有關(guān)要求執(zhí)行;
⑷ 工地點(diǎn)必須保證一定的供風(fēng)量,且不能間斷;
⑸ 鉆機(jī)操作臺(tái)不得正對(duì)孔口,操作人員在距孔口3m外處的操作臺(tái)上操作。鉆孔施工期間,所有人員不得站在孔口正對(duì)處,防止噴煤、噴瓦斯傷人;
⑹ 鉆孔施工完成后,應(yīng)即時(shí)進(jìn)行封孔和接抽。鉆孔采用注漿封孔,封孔深度不小于5m。
第二節(jié) 深部水平防治水
根據(jù)地質(zhì)報(bào)告礦井正常涌水量為5096.4m3/d,最大涌水量Q最大為8771.92m3/d。
一、水力聯(lián)系
1、地下水與地表水間的水力聯(lián)系
本區(qū)氣候干燥,降水量較少,而蒸發(fā)量又大于降水量,大氣降水的垂直入滲,對(duì)地下水補(bǔ)給微乎其微,但在采空裂隙區(qū),由于補(bǔ)給通道較順暢,大氣降水較易于補(bǔ)給碎屑巖類裂隙水含水層組。
井田區(qū)內(nèi)幾條地表逕流與河床內(nèi)分布的沖積含水層聯(lián)系密切,其富水性受河水水位及水量的直接影響。
2、含水層之間的水力聯(lián)系
井田內(nèi)淺部煤層大部分被小窯采空,不僅存在老窯積水,而且還將河床內(nèi)沖洪積層的水直接導(dǎo)入,井田內(nèi)所賦存煤層為急傾斜煤層,其走向與河道幾乎正交,使得碎屑巖類含水層易與I1沖洪積含水層發(fā)生直接聯(lián)系,后者補(bǔ)給前者,由于I1沖洪積含水層,受河水的補(bǔ)給,因此其水量充沛,成為礦井開采后地下水重要的直接補(bǔ)給源。礦井涌水量接近中等的
二、地下水的補(bǔ)給、逕流與排泄
井田屬區(qū)域內(nèi)地下水的逕流區(qū),在井田范圍亦可通過大氣降水,地表水體的垂直入滲補(bǔ)給,但補(bǔ)給有限。在人類采礦活動(dòng)中,形成的采空裂隙,直接或間接地成為導(dǎo)通地表水體的通道,通過此種途徑充水,成為井田內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源。
地下水的逕流在垂向上,表現(xiàn)為自上而下,運(yùn)移過程中又表現(xiàn)為自南向北。礦井疏干排水成為井田內(nèi)地下水的主要排泄方式。
三、井田水文地質(zhì)類型及其復(fù)雜程度
綜前所述,本井田煤礦床是孔隙裂隙為主的礦床,直接充水含水層以弱大氣降水為主要的充水水源,補(bǔ)給條件差。含水層組富水性弱,單位涌水量在0.1L/s.m以下,煤系地層巖性多為泥巖、泥質(zhì)膠結(jié)的粉、細(xì)砂巖、煤層為主,含水層組水力聯(lián)系甚差,第四系覆蓋較薄,但是,由于采礦活動(dòng)的影響,煤礦床與地表水體聯(lián)系漸趨密切已成為事實(shí),故把本井田水文地質(zhì)條件定為中等型。
四、井下防治水
本井田為急傾斜地層,橫切區(qū)內(nèi)主要溝谷、河流,礦井走向上的延伸開拓,產(chǎn)生的塌陷裂隙,必然將與之發(fā)生溝通聯(lián)系,成為礦井充水的主要水源,防治不力必將造成水患,影響生產(chǎn)。
因此,為避免深部水平水患威脅,在深部水平回采前可通過施工泄水巷道采用泄水眼將裂隙水導(dǎo)入泄水巷排出。
1、防治水方案
(1)在井底車場(chǎng)附近新建臨時(shí)中央水倉及水泵房,作為堿溝采區(qū)防治水工程的中央水倉及水泵房,負(fù)責(zé)堿溝采區(qū)的排水。
礦井的涌水經(jīng)排水巷道后,匯集到井下中央水倉,經(jīng)中央水泵房的主排水設(shè)備排出地面。
(2)首先在中間水平(暫定+477水平)及最低水平(暫定+418水平)46(Bs)煤層施工泄水巷道,巷道向東延煤層走向施工至礦區(qū)邊界,巷道掘進(jìn)斷面7.9m2,凈斷面7.2m2,凈寬3.2m,墻高1.6m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)支護(hù)。通過46(Bs)煤層泄水巷道每隔50米用全方位液壓鉆機(jī)沿煤層傾向方向向上施工φ100的小眼至第四系含水層底部將46(Bs)煤層底板以南含水層水及煤層裂隙水導(dǎo)入46(Bs)煤層施工泄水巷道,并通過泄水眼將水引入+418水平進(jìn)入井底車場(chǎng)附近新建臨時(shí)中央水倉及水泵房。通過施工泄水巷及泄水眼對(duì)深部水平底板含水層及煤層裂隙水進(jìn)行提前排泄,提前做好深部水平防治水措施,保證深部水平開采。
2、設(shè)備選擇
井底車場(chǎng)附近臨時(shí)中央水倉及水泵房選多級(jí)離心泵三臺(tái),選無縫排水鋼管二趟。
工作制度如下:正常涌水時(shí),一臺(tái)泵工作,一臺(tái)泵備用,一臺(tái)泵檢修,一趟管路工作。最大涌水時(shí),兩臺(tái)泵同時(shí)工作,一臺(tái)泵備用檢修,兩趟管路同時(shí)工作。
泄水眼的施工設(shè)備選用煤科院重慶分院生產(chǎn)的ZY-200或ZY-300型全液壓鉆機(jī)。封孔泵采用煤科院重慶分院生產(chǎn)的KFB型封孔泵。
3、防治水措施
應(yīng)作好井下涌水的觀測(cè)工作,根據(jù)涌水量的變化及時(shí)采取相應(yīng)的措施。對(duì)淺部存在的采空區(qū)部分積水采取探放水并留設(shè)煤柱的措施。該礦區(qū)中部的堿溝河采取留煤柱的措施。井田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)兩條斷層,掘進(jìn)巷道時(shí)可采用探水鉆超前打探眼以探明是否存在斷層破碎帶和含水帶。
第五章 深部水平瓦斯及防治水治理開拓系統(tǒng)方案
一、影響開拓系統(tǒng)方案因素及建議
井田內(nèi)地層為單斜構(gòu)造,傾角60°~88°,主要開采46~14(Bs~B34)號(hào)煤層,原礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬噸/年,1992年~1997年該礦對(duì)采煤方法進(jìn)行了改造,井下采用水平分層走向長壁綜采放頂煤和巷柱式放頂煤采煤法,使工作面生產(chǎn)能力逐年提高,但由于受提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)的制約,2005年礦井實(shí)際生產(chǎn)能力僅為92.6萬噸/年。
井田范圍內(nèi)淺部西翼有103團(tuán)煤礦和三建煤礦開采,開采最深標(biāo)高已達(dá)+510m,嚴(yán)重影響了堿溝煤礦西翼的開拓布置,若不能及時(shí)關(guān)閉,則堿溝煤礦在西翼的開采長度將縮短,影響工作面的連續(xù)推進(jìn)長度。而東翼采區(qū)由于礦井東翼原安寧渠煤礦(現(xiàn)已關(guān)閉),開采深度標(biāo)高已達(dá)+520m,將影響東翼采區(qū)首采工作面的連續(xù)推進(jìn)長度。
根據(jù)礦井現(xiàn)生產(chǎn)水平的東一采區(qū)石門及東三采區(qū)石門所揭穿的煤層顯示,礦井東翼沿走向煤、巖層厚度變化較大。在東一采區(qū)43-3(即B3)煤層與43-2-1(B4+6)煤層之間巖石約為8米,而在東三采區(qū)巖石約為1.9米。煤層走向的變化將對(duì)東翼采區(qū)工作面推進(jìn)長度的連續(xù)布置造成影響。如采用長距離布置則工作面兩順槽巷之間的間距必須隨走向進(jìn)行調(diào)整,工作面長度將發(fā)生變化,只有通過增減工作面支架進(jìn)行調(diào)整。
礦井東三采區(qū)現(xiàn)開拓水平為+572水平,相對(duì)東一采區(qū)、西一采區(qū)的回采的+564水平在水平開采上滯后了8米,同時(shí)東三采區(qū)與東一采區(qū)之間由于安寧渠小煤窯的超深開采至+520水平,使得東翼采區(qū)在+520水平以上無法進(jìn)行長距離開采。為配合四井聯(lián)合開采的實(shí)施工期,保證現(xiàn)有東三采區(qū)不影響深部水平的開采段高因此提出以下建議:
建議在對(duì)礦現(xiàn)東三采區(qū)下延兩個(gè)分層,及建議延伸至+528水平,布置+550及+528水平分層,分層開采段高22米。
通過延伸可增加礦井現(xiàn)有水平可采儲(chǔ)量約360萬噸,如按年產(chǎn)100萬噸可增加現(xiàn)有水平服務(wù)年限3.6年。通過增加現(xiàn)有水平年限,緩解四井聯(lián)合開采工程施工的進(jìn)度,同時(shí)在進(jìn)行深部水平開采時(shí)不影響深部水平的開采段高及走向長度,保證工作面儲(chǔ)量。
二、開拓系統(tǒng)的主要原則
1、充分利用已有開拓系統(tǒng),節(jié)省井巷工程量,縮短工期。
2、減少巖巷工程量,盡量減少現(xiàn)有副井矸石提升量。
3、施工要避免影響現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng),保證現(xiàn)有系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。
4、提高礦井機(jī)械化、自動(dòng)化程度,把礦井建設(shè)成為一座高產(chǎn)高效大型現(xiàn)代化礦井。
5、充分利用現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地和設(shè)施,有利于節(jié)省投資。
6、進(jìn)行采區(qū)布置、工作面走向長度確定時(shí),要全面考慮煤層走向、頂?shù)装逄卣髯兓爸鼙樾∶焊G的影響。
7、簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng),采用大型膠帶輸送機(jī)裝備。
三、礦井已形成開拓系統(tǒng)及開采情況
目前的開拓方式為斜井開拓,井田內(nèi)布置了一對(duì)傾角25°的斜井。 1、主斜井:井筒內(nèi)布置800mm寬大傾角皮帶,行人臺(tái)階兼檢修道。主斜井井口標(biāo)高+748.9m,井下標(biāo)高+556m,總斜長490m,傾角25°,采用料石砌壁,井筒斷面8.83m2。2、副斜井:副斜井井口標(biāo)高+748.61m,井下標(biāo)高+556m,斜長459m,傾角25°,采用料石砌壁,井筒凈斷面4.68m2。布置有600mm軌距18kg/m的軌道,采用JK—2/30型絞車單鉤串車提升,擔(dān)負(fù)下放材料、設(shè)備及升降人員的任務(wù),兼作礦井的主要進(jìn)風(fēng)井,3、立風(fēng)井:井口標(biāo)高+755m,井下標(biāo)高+616m,井深139m,采用料石砌壁,傾角90°,井筒直徑為2.8m,井筒凈斷面6.15m2。
礦井現(xiàn)一、二組煤開采水平為+564m,三、四組煤開采水平為+616m。
四、開拓方案的確定
充分利用已有開拓系統(tǒng),節(jié)省井巷工程量,縮短工期。根據(jù)該礦井的煤層賦存條件、開采技術(shù)條件、上部小煤礦的開采影響等因素綜合考慮,在對(duì)礦井開拓方式進(jìn)行了多方案比較后,篩選出三個(gè)較優(yōu)的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
(一)井筒開拓方案及技術(shù)比較
方案Ⅰ:垂直于煤層走向暗斜井開拓方案
該方案對(duì)礦井現(xiàn)有主、副斜井采用暗斜井進(jìn)行延深,垂直于煤層走向,布置于工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱內(nèi)靠近現(xiàn)有主、副井側(cè)。皮帶下山一次延深至+400水平,斜長390米左右,傾角250。軌道下山一次延深至+418水平,斜長330米左右,傾角250?,F(xiàn)有副斜井只承擔(dān)該礦區(qū)的矸石、材料、小型設(shè)備及人員的升降任務(wù)及進(jìn)風(fēng)井, 其大型設(shè)備由鐵廠溝礦區(qū)的副斜井承擔(dān)。前期現(xiàn)有主斜井仍擔(dān)負(fù)原煤提升任務(wù),后期四井合一聯(lián)合開采后改為安全出口及進(jìn)風(fēng)井?;仫L(fēng)立井延深至+556水平,長度60米。
現(xiàn)有副斜井延深后的軌道下山鋪設(shè)22kg/m鋼軌,軌距900mm承擔(dān)輔助運(yùn)輸及人員升降任務(wù)。現(xiàn)有主斜井延深后的皮帶下山安裝帶寬帶寬1400mm大傾角膠帶輸送機(jī),前期原煤運(yùn)輸有下部水平向上提升,后轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)有主斜井運(yùn)至地面,后期四井合一聯(lián)合開采后各分層原煤由上水平向下運(yùn)至+400水平運(yùn)輸大巷,由鐵廠溝主斜井運(yùn)至地面。
方案Ⅱ:延煤層走向暗斜井二次折返開拓方案
該方案對(duì)礦井現(xiàn)有主、副斜井采用暗斜井進(jìn)行延深,考慮到一次延深長度、傾角較大對(duì)于絞車設(shè)備及皮帶選型要求較高,采用暗斜井二次延深。為減少矸石掘進(jìn)量,將皮帶下山延煤層走向布置于三組煤的43-1-2 (B4+6)煤層中,將軌道下山延煤層走向布置于四組煤的45 (B2)煤層中,皮帶下山及軌道下山均在工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱內(nèi)進(jìn)行折返式延深。其中+564~+506m皮帶下山傾角170,斜長234米,南側(cè)布置猴車,北側(cè)布置皮帶。+506~+418m皮帶下山傾角170,斜長317米,北側(cè)布置猴車,南側(cè)布置皮帶;+556~+506m軌道下山傾角160,斜長182米,+506~+418m軌道下山傾角160,斜長320米?,F(xiàn)有副斜井只承擔(dān)該礦區(qū)的矸石、材料、小型設(shè)備及人員的升降任務(wù)及進(jìn)風(fēng)井, 其大型設(shè)備由鐵廠溝礦區(qū)的副斜井承擔(dān)。前期現(xiàn)有主斜井仍擔(dān)負(fù)原煤提升任務(wù),后期四井合一聯(lián)合開采后改為安全出口及進(jìn)風(fēng)井?;仫L(fēng)立井延深至+556水平,長度60米。
現(xiàn)有副斜井延深后的軌道下山鋪設(shè)22kg/m鋼軌,軌距900mm承擔(dān)輔助運(yùn)輸任務(wù)?,F(xiàn)有主斜井延深后的皮帶下山安裝帶寬1.4m的膠帶輸送機(jī)及猴車,前期原煤運(yùn)輸有下部水平向上提升,后轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)有主斜井運(yùn)至地面,后期四井合一聯(lián)合開采后各分層原煤由上水平向下運(yùn)至+418水平運(yùn)輸大巷,由鐵廠溝主斜井運(yùn)至地面。
方案Ⅱ:延煤層走向暗斜井開拓方案工程量
該方案對(duì)礦井現(xiàn)有主、副斜井采用暗斜井進(jìn)行延深,為減少矸石掘進(jìn)量,將皮帶下山延煤層走向布置于三組煤的43(B3+6)煤層中,將軌道下山延煤層走向布置于四組煤的45 (B2)煤層中,皮帶下山一次延深至+400水平,斜長367米,傾角250,北側(cè)布置猴車,南側(cè)布置皮帶。軌道下山一次延深至+418水平,斜長328米,傾角250。皮帶下山及軌道下山均在工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱內(nèi)。現(xiàn)有副斜井只承擔(dān)該礦區(qū)的矸石、材料、小型設(shè)備及人員的升降任務(wù)及進(jìn)風(fēng)井, 其大型設(shè)備由鐵廠溝礦區(qū)的副斜井承擔(dān)。前期現(xiàn)有主斜井仍擔(dān)負(fù)原煤提升任務(wù),后期四井合一聯(lián)合開采后改為安全出口及進(jìn)風(fēng)井。回風(fēng)立井延深至+556水平,長度60米。
現(xiàn)有副斜井延深后的軌道下山鋪設(shè)22kg/m鋼軌,軌距900mm承擔(dān)輔助運(yùn)輸任務(wù)?,F(xiàn)有主斜井延深后的皮帶下山安裝帶寬1.4m的膠帶輸送機(jī)及猴車,前期原煤運(yùn)輸有下部水平向上提升,后轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)有主斜井運(yùn)至地面,后期四井合一聯(lián)合開采后各分層原煤由上水平向下運(yùn)至+418水平運(yùn)輸大巷,由鐵廠溝主斜井運(yùn)至地面。
(二)、方案技術(shù)比較如下:
方案Ⅰ垂直于煤層走向暗斜井開拓方案工程量
序號(hào) 工程名稱 斷面
(m2) 工程量(m) 工程體積量(m3)
煤 巖 煤 巖 總計(jì)
一 礦建
1 立風(fēng)井 8.55 60 513 513
2 +556~+418軌道下山 11.8 93 229 1097.4 2702.2 3799.6
3 +556~+418軌道下山上部車場(chǎng) 11.8 39 65 460.2 767 1227.2
4 +556~+418軌道下山絞車房 196 196
5 +535水平車場(chǎng)繞道 11.8 18 57 212.4 672.6 885
6 +506水平車場(chǎng)繞道 11.8 40 35 472 413 885
7 +477水平車場(chǎng)繞道 11.8 75 885 885
8 +448水平車場(chǎng)繞道 11.8 75 885 885
9 +418水平車場(chǎng)繞道 11.8 46 57 542.8 672.6 1215.4
10 +564~+400皮帶下山 9.2 111 280 1021.2 2576 3597.2
11 +564~+400皮帶下山上部車場(chǎng) 9.2 8 17 73.6 156.4 230
12 +564~+556m人行下山 6.2 21 130.2 130.2
13 +535m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 105 1104 1449 2553
14 +506m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 166 1104 2290.8 3394.8
15 +477m水平機(jī)軌合一石門 13.8 89 229 1228.2 3160.2 4388.4
16 +448m水平機(jī)軌合一石門 13.8 93 271 1283.4 3739.8 5023.2
17 +418m水平機(jī)軌合一石門 13.8 119 322 1642.2 4443.6 6085.8
18 分層溜煤眼 9.07 6×3 6×2 163.26 108.84 272.1
19 +477(+418)m水平43-3煤層瓦斯抽放巷 7.9 4528×2 71542.4 71542.4
20 +477(+418)m水平46煤層排水巷 7.9 2187×2 34554.6 34554.6
21 +418水平集中皮帶運(yùn)輸巷 9.2 2187 20120.4 20120.4
22 +418水平集中軌道運(yùn)輸巷 11.8 2187 25806.6 25806.6
23 +556m回風(fēng)石門 13 80 171 1040 2223 3263
24 水泵房 18.5 18 333 333
25 水泵房通道 7.6 21 21 159.6 159.6 319.2
26 水倉及水倉通道 11.8 28 119 330.4 1404.2 1734.6
小計(jì) 18767 2405 163958.6 29881.04 193839.7
方案Ⅱ:延煤層走向暗斜井二次折返開拓方案工程量
序號(hào) 工程名稱 斷面
(m2) 工程量(m) 工程體積量(m3)
煤 巖 煤 巖 總計(jì)
一 礦建
1 立風(fēng)井 8.55 60 513 513
2 +556~+506軌道下山 11.8 182 2147.6 2147.6
3 +556~+506m軌道下山上部車場(chǎng)及繞道 11.8 41 22 483.8 259.6 743.4
4 +556~+506m軌道下山下部甩車場(chǎng) 11.8 31 365.8 365.8
5 +506~+418軌道下山 11.8 320 3776 3776
6 +506~+418軌道下山上部車場(chǎng) 11.8 41 483.8 483.8
7 +556~+506、+506~+418軌道下山絞車房 105×2 105×2
8 +535m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 158 29 1864.4 342.2 2206.6
9 +506m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 246 32 2902.8 377.6 3280.4
10 +477m水平甩車場(chǎng)繞道 11.8 6 49 70.8 578.2 649
11 +448m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 175 37 2065 436.6 2501.6
12 +418m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 299 27 3528.2 318.6 3846.8
13 +564~+506m皮帶下山 11.8 234 2761.2 2761.2
14 +564~+506m皮帶下山上部人車場(chǎng) 7.6 20 152 152
15 +556m人行聯(lián)絡(luò)巷 4.6 55 26 253 119.6 372.6
16 +506~+418皮帶下山 11.8 347 4094.6 4094.6
17 +506~+418皮帶下山上部人車場(chǎng) 7.6 20 152 152
18 +506m人行聯(lián)絡(luò)巷 4.6 40 184 184
19 +564~+506、+506~+418皮帶下山絞車房 105×2 105×2
20 +535m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 42 193 .2 193 .2
21 +506m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 80 368 368
22 +477m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 31 142.6 142.6
23 +448m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 25 115 115
24 +418m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 57 262.2 262.2
25 +535m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 75 1104 1035 2139
26 +506m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 75 1104 1035 2139
27 +477m水平機(jī)軌合一石門 13.8 85 85 1173 1173 2346
28 +448m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 75 1104 1035 2139
29 +418m水平機(jī)軌合一石門 13.8 130 289 1794 3988.2 5782.2
30 分層溜煤眼 9.07 45 408.2 408.2
31 +477(+418)m水平43-3煤層瓦斯抽放巷 7.9 4528×2 71542.4 71542.4
32 +477(+418)m水平46煤層排水巷 7.9 2327×2 36766.6 36766.6
33 +418水平集中皮帶運(yùn)輸巷 9.2 2143 19715.6 19715.6
34 +418水平集中軌道運(yùn)輸巷 11.8 2143 25287.4 25287.4
35 +556m西翼回風(fēng)石門 7.9 83 172 655.7 1358.8 2014.5
36 +556m東翼回風(fēng)石門 7.9 28 40 221.2 316 537.2
37 +556m西翼回風(fēng)大巷 7.9 245 1935.5 1935.5
38 +556m東翼回風(fēng)大巷 7.9 108 853.2 853.2
39 水泵房 18.5 18 333 333
40 水泵房通道 7.6 16 26 121.6 197.6 319.2
41 水倉及水倉通道 9.2 207 1904.4 1904.4
小計(jì) 21426 1344 190572.4 15321.4 205893.8
方案Ⅲ:延煤層走向暗斜井開拓方案工程量
序號(hào) 工程名稱 斷面
(m2) 工程量(m) 工程體積量(m3)
煤 巖 煤 巖 總計(jì)
一 礦建
1 立風(fēng)井 8.55 60 513 513
2 +556~+418m軌道下山 11.8 328 3870.4 3870.4
3 +556~+418m軌道下山上部車場(chǎng)及繞道 11.8 57 6 672.6 70.8 743.4
4 +556~+418m軌道下山絞車房 196 196
5 +535m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 135 1593 1593
6 +506m水平甩車場(chǎng)繞道 11.8 24 283.2 283.2
7 +477m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 133 33 1569.4 389.4 1958.8
8 +448m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 259 33 3056.2 389.4 3445.6
9 +418m水平甩車場(chǎng)繞道及材料巷 11.8 348 27 4106.4 318.6 4425
10 +564~+418m皮帶下山 11.8 305 65 3599 767 4366
11 +564~+418m皮帶下山上部人車場(chǎng) 7.6 15 14 114 106.4 220.4
12 +564m人行聯(lián)絡(luò)巷 4.6 17 42 78.2 193.2 271.4
13 +564~+418皮帶下山絞車房 196 196
14 +535m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 39 179.4 179.4
15 +506m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 39 179.4 179.4
16 +477m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 39 179.4 179.4
17 +448m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 39 179.4 179.4
18 +418m水平人行車場(chǎng)繞道 4.6 24 25 110.4 115 225.4
19 +535m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 75 1104 1035 2139
20 +506m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 75 1104 1035 2139
21 +477m水平機(jī)軌合一石門 13.8 85 85 1173 1173 2346
22 +448m水平機(jī)軌合一石門 13.8 80 75 1104 1035 2139
23 +418m水平機(jī)軌合一石門 13.8 130 289 1794 3988.2 5782.2
24 分層溜煤眼 9.07 45 408.2 408.2
25 +477(+418)m水平43-3煤層瓦斯抽放巷 7.9 4528×2 71542.4 71542.4
26 +477(+418)m水平46煤層排水巷 7.9 2327×2 36766.6 36766.6
27 +418水平集中皮帶運(yùn)輸巷 9.2 2095 19274 19274
28 +418水平集中軌道運(yùn)輸巷 11.8 2095 24721 24721
29 +556m西翼回風(fēng)石門 7.9 83 172 655.7 1358.8 2014.5
30 +556m東翼回風(fēng)石門 7.9 28 40 221.2 316 537.2
31 +556m西翼回風(fēng)大巷 7.9 245 1935.5 1935.5
32 +556m東翼回風(fēng)大巷 7.9 108 853.2 853.2
33 水泵房 18.5 18 333 333
34 水泵房通道 7.6 16 26 121.6 197.6 319.2
35 水倉及水倉通道 9.2 207 1904.4 1904.4
小計(jì) 20681 1367 182940.8 15238.8 198179.6
方案工程量比較匯總表
方案項(xiàng)目
比較內(nèi)容 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ
礦建工程量 煤 18767m 21426 m 20681m
巖 2405 m 1344 m 1367m
工程量體積量 煤 163958.6 m3 190572.4m3 182940.8 m3
巖 29881.04 m3 15321.4 m3 15238.8 m3
總計(jì) 193839.7 m3 205893.8 m3 198179.6 m3
開拓方案技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較表
方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
方案Ⅰ 1、直接利用現(xiàn)有主副系統(tǒng),地面無須新建項(xiàng)目。
2、下山無折返,減少二次運(yùn)輸環(huán)節(jié)。
3、減少設(shè)備投入量。
4、石門上下相互對(duì)應(yīng)。
5、總體工程量體積少。
1、巖巷工程量大,施工過程中加大了現(xiàn)有副井提升量,井巷工程施工對(duì)現(xiàn)有礦井的生產(chǎn)影響大。
2、軌道下山長度大、傾角大,絞車型號(hào)要求高,功率高,皮帶下山長度大、傾角大,需大傾角強(qiáng)力皮帶設(shè)備投入高。
3、軌道下山必須設(shè)置斜巷人車,人員上下與材料、設(shè)備運(yùn)輸相互影響,減少了軌道下山材料、設(shè)備提升效率。
4、一條回風(fēng)石門斷面大,施工困難。
方案Ⅱ 1、直接利用現(xiàn)有主副系統(tǒng),地面無須新建項(xiàng)目。
2、巖巷工程量小,井巷工程施工對(duì)現(xiàn)有礦井的生產(chǎn)影響小。
3、軌道下山長度小、傾角小,可減小絞車型號(hào)選型,皮帶下山長度小、傾角小,無需大傾角強(qiáng)力皮帶。
4、皮帶下山設(shè)置候車,人員無須從皮帶下山上下,避免了人員上下與材料、設(shè)備運(yùn)輸相互影響,提高了軌道下山材料、設(shè)備提升效率。
5、東、西翼兩條回風(fēng)石門斷面小,相互影響小。
1、下山二次折返,增加了運(yùn)輸環(huán)節(jié)。
2、設(shè)備投入量增加,人員增加,增加了斜跑道管理難度。
3、總體工程量較大。
4、石門上下相互不對(duì)應(yīng)。
方案Ⅲ 1、直接利用現(xiàn)有主副系統(tǒng),地面無須新建項(xiàng)目。
2、巖巷工程量小,井巷工程施工對(duì)現(xiàn)有礦井的生產(chǎn)影響小。
3、皮帶下山設(shè)置候車,人員無須從皮帶下山上下,避免了人員上下與材料、設(shè)備運(yùn)輸相互影響,提高了軌道下山材料、設(shè)備提升效率。
4、東、西翼兩條回風(fēng)石門斷面小,相互影響小。
5、下山無折返,減少二次運(yùn)輸環(huán)節(jié),減少設(shè)備投入量。
1、軌道下山長度大、傾角大,絞車型號(hào)要求高,功率高,皮帶下山長度大、傾角大,需大傾角強(qiáng)力皮帶設(shè)備投入高。
2、總體工程量較大。
3、石門上下相互不對(duì)應(yīng)。
4、前期皮帶向上運(yùn)輸過程中,皮帶下山與現(xiàn)+564水平B3皮帶巷搭接,增加了兩處運(yùn)輸環(huán)節(jié),同時(shí)利用現(xiàn)有井底煤倉,儲(chǔ)煤量少,造成環(huán)節(jié)制約。
5、皮帶下山與煤層走向具有一定交角,增加了皮帶下山施工難度。
經(jīng)上述技術(shù)比較,方案Ⅱ雖然總體工程量較大,但巖巷工程量小對(duì)礦井目前生產(chǎn)影響較??;減小了設(shè)備選型型號(hào),減少投入,施工難度小,因此設(shè)計(jì)推薦方案Ⅱ即延煤層走向暗斜井二次折返開拓方案。
五、水平劃分及階段垂高的確定
根據(jù)井田內(nèi)煤層的賦存情況和礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),+564m以下劃分為兩個(gè)水平,一水平運(yùn)輸標(biāo)高為+418m,回風(fēng)標(biāo)高為+556m,階段垂高146m。二水平運(yùn)輸標(biāo)高為+200m,回風(fēng)標(biāo)高為+418m,階段垂高218m。
水平劃分及階段垂高特征表
水平 回風(fēng)標(biāo)高(m) 運(yùn)輸標(biāo)高(m) 階段垂高(m) 區(qū)段數(shù) 區(qū)段高度(m)
目前生產(chǎn)水平 +616m +556 60
擴(kuò)建一水平 +564 +418 146 5 29~30
擴(kuò)建二水平 +418 +200 218 7 30
六、采區(qū)劃分及開采順序
堿溝采區(qū)走向長4.5km劃分為一個(gè)雙翼采區(qū),以分層石門為界分東西兩翼,東翼走向長約為2.2km,西翼走向長約為2.3km。這樣可以減少工作面的搬家次數(shù),充分發(fā)揮機(jī)械化開采的優(yōu)勢(shì),提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益。堿溝采區(qū)按現(xiàn)有系統(tǒng)簡(jiǎn)易延深后與+400m運(yùn)輸大巷貫通,東分區(qū)的南采區(qū)和+400水平貫通形成生產(chǎn)系統(tǒng)后,再統(tǒng)一由鐵廠溝主斜井出煤。
采區(qū)內(nèi)的開采順序是原則上是先采頂板煤后采底板煤,東西兩翼煤層工作面互為接續(xù)。結(jié)合四井聯(lián)合開采投產(chǎn)時(shí)在45或43煤層布置一個(gè)中綜采放頂煤工作面。
七、前期東三采區(qū)的開采
為配合四井聯(lián)合開采的實(shí)施工期,以及原安寧渠煤礦開采至+520m水平的影響,保證現(xiàn)有東三采區(qū)不影響深部水平的開采段高。前期將現(xiàn)生產(chǎn)水平東三采區(qū)下延兩個(gè)分層,延伸至+528水平,布置+550及+528水平分層,分層開采段高22米。
通過+572水平機(jī)軌合一石門布置+572~+528水平軌道下山,軌道下山通過甩車場(chǎng)與+550及+528水平分層石門相連,軌道下山角度22o,斜長約116米,各分層材料、設(shè)備等通過現(xiàn)有生產(chǎn)水平各運(yùn)輸環(huán)節(jié)運(yùn)至+572水平機(jī)軌合一石門后經(jīng)+572~+528水平軌道下山運(yùn)至各分層石門。
各分層原煤經(jīng)過順槽皮帶巷至分層石門后經(jīng)丘賓筒倉至+477水平43-3煤層運(yùn)輸巷后轉(zhuǎn)運(yùn)至+477水平機(jī)軌合一石門,后通過新掘皮帶下山運(yùn)至地面。
為保證+550及+528水平南北大槽煤炭的外運(yùn),需將+550及+528水平分層石門布置為機(jī)軌合一石門,斷面11m2同現(xiàn)有+572水平機(jī)軌合一石門。
通過延伸可增加礦井現(xiàn)有水平可采儲(chǔ)量約360萬噸,如按年產(chǎn)100萬噸可增加現(xiàn)有水平服務(wù)年限3.6年。待東三采區(qū)回采完畢后進(jìn)行四井聯(lián)合開采正常運(yùn)作。
八、主要運(yùn)輸、回風(fēng)大巷的設(shè)置
從現(xiàn)生產(chǎn)水平+556水平延煤層走向開掘折返下山至+418水平,各分層通過甩車場(chǎng)及材料運(yùn)輸巷與分層石門相連,在+556水平工業(yè)廣場(chǎng)煤柱東西兩翼布置回風(fēng)石門,東、西各回風(fēng)石門通過回風(fēng)大巷與回風(fēng)立井連通,掘進(jìn)斷面7.9m2,凈斷面7.2m2,凈寬3.2m,墻高1.6m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù)。在各水平分層布置機(jī)軌合一運(yùn)輸石門,掘進(jìn)斷面13.8m2,凈斷面13.2m2,凈寬5m,墻高1.8m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù)。以石門為界采區(qū)劃分為東、西翼回采,各煤層工作面順槽巷與石門直接溝通,各分層石門通過溜煤眼與皮帶下山溝通后,經(jīng)過皮帶下山將原煤轉(zhuǎn)運(yùn)至+418水平運(yùn)輸大巷由鐵廠溝主井運(yùn)至地面。
九、+556~+418水平下山的布置
將皮帶下山延煤層走向布置于三組煤的43-1-2 (B4+6)煤層中,將軌道下山延煤層走向布置于四組煤的45 (B2)煤層中,皮帶下山及軌道下山均在工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱內(nèi)進(jìn)行折返式延深。其中+564~+506m皮帶下山傾角170,斜長234米,南側(cè)布置猴車,北側(cè)布置皮帶,掘進(jìn)斷面11.8m2,凈斷面11.2m2,凈寬4.5m,墻高1.8m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù)。+506~+418m皮帶下山傾角170,斜長317米,北側(cè)布置猴車,南側(cè)布置皮帶,掘進(jìn)斷面11.8m2,凈斷面11.2m2,凈寬4.5m,墻高1.8m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù);+556~+506m軌道下山傾角160,斜長182米,掘進(jìn)斷面11.8m2,凈斷面11.2m2,凈寬4.5m,墻高1.8m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù),+506~+418m軌道下山傾角160,斜長320米,掘進(jìn)斷面11.8m2,凈斷面11.2m2,凈寬4.5m,墻高1.8m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù)。
現(xiàn)有副斜井延深后的軌道下山鋪設(shè)22kg/m鋼軌,軌距900mm承擔(dān)輔助運(yùn)輸任務(wù)?,F(xiàn)有主斜井延深后的皮帶下山安裝帶寬1.4m的膠帶輸送機(jī)及猴車。
第六章 井筒、井底車場(chǎng)及大巷運(yùn)輸
一、井筒裝備及布置
副斜井井口標(biāo)高+751.335m,井下標(biāo)高+556m,斜長459m,傾角25°,采用料石砌壁,井筒凈斷面4.68m2。布置有600mm軌距18kg/m的軌道,采用JK—2/30型絞車單鉤串車提升,擔(dān)負(fù)下放材料、設(shè)備及升降人員的任務(wù),兼作礦井的主要進(jìn)風(fēng)井,敷設(shè)排水管、清水管、動(dòng)力、通訊和信號(hào)電纜。
立風(fēng)井井口標(biāo)高+755m,井下標(biāo)高+556m,井深200m,采用料石砌壁,傾角90°,井筒直徑為2.8m,井筒凈斷面6.15m2。其中60米為新做,井筒中不布置設(shè)備。
安全出口主斜井井口標(biāo)高+750.648m,井下標(biāo)高+556m,總斜長490m,傾角25°,采用料石砌壁,井筒斷面8.83m2。設(shè)臺(tái)階和扶手。
二、井底車場(chǎng)
軌道下山及皮帶下山各分層采用甩車場(chǎng)布置方式,以繞道內(nèi)布置調(diào)車線。同時(shí)布置臨時(shí)水泵房及水倉。水倉儲(chǔ)水能力在1500m3以上。
三、大巷運(yùn)輸
堿溝采區(qū)按現(xiàn)有系統(tǒng)簡(jiǎn)易延深后通過+418m水平運(yùn)輸大巷及軌道大巷與四井合一后東分區(qū)的南采區(qū)+400水平貫通形成生產(chǎn)系統(tǒng)。+418m水平軌道大巷掘進(jìn)斷面11.8m2,凈斷面11.2m2,凈寬4.5m,墻高1.8m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù)。+418m水平運(yùn)輸大巷掘進(jìn)斷面9.2m2,凈斷面8.5m2,凈寬3.6m,墻高1.6m,圓弧拱形斷面,采用錨網(wǎng)噴或錨噴支護(hù)。
第七章 井下開采
一、采煤方法的選擇
1、煤層的賦存條件
井田范圍內(nèi)主要可采煤層有14、15、16、18、19、20、21、22、25、26、27、28、31、32、35、36、40-1-2、41-1-2-3、43-1-2-3、45號(hào)等共20層煤,其中45、43-1-2-3號(hào)為主采特厚煤層,25、26、27、28號(hào)和19、20-22號(hào)為近距離煤層。煤層傾角60-88°。煤層賦存穩(wěn)定—較穩(wěn)定,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—較簡(jiǎn)單,各煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖或泥巖,厚0.1-0.2m。直接頂巖性大部分為粉砂巖,少量為細(xì)砂巖,煤層底板巖性大部分為粉砂巖,少量為細(xì)砂巖,粉砂巖、細(xì)砂巖比較堅(jiān)硬,不易隨采隨冒落。根據(jù)2005年礦井瓦斯鑒定資料,瓦斯相對(duì)涌出量為2.74m3/t,局部一、二組煤層有瓦斯涌出現(xiàn)象,屬低瓦斯礦井。煤層易自燃發(fā)火,發(fā)火期3-6個(gè)月,煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。
2、采煤方法的選擇
根據(jù)該礦的煤層賦存條件、頂?shù)装鍘r性、開采條件以及國家關(guān)于煤炭生產(chǎn)的方針政策,設(shè)計(jì)本著安全、機(jī)械化程度較高、回采率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、高產(chǎn)高效等綜合指標(biāo)選擇采煤方法。
堿溝煤礦在45和43特厚煤層中現(xiàn)使用水平分層綜合機(jī)械化放頂煤采煤法,在其它煤層中使用巷柱式放頂煤采煤法或更為適宜的采煤方法,上述采煤方法的開采技術(shù)已經(jīng)成熟,具有工作面單產(chǎn)高、安全條件好、機(jī)械化程度較高等優(yōu)點(diǎn)。
3、工作面開采段高及截割高度的確定
堿溝煤礦的煤質(zhì)較硬,放頂煤時(shí)一般不自行垮落,根據(jù)堿溝煤礦以往生產(chǎn)過程中所積累的放頂煤開采經(jīng)驗(yàn),放頂煤高度一般為20-25米。為進(jìn)一步提高工作面產(chǎn)量,必須加快工作面的推進(jìn)速度,同時(shí)加大放頂煤的高度,提高工作面煤炭儲(chǔ)量,因此放頂煤工作面的分層高度確定為29~30m。
為保證工作面采放比的可靠性建議加大工作面截割高度,截割高度增加到3m,放頂煤高度為27m,工作面采放比為1:9。
二、工作面生產(chǎn)能力的確定
礦井投產(chǎn)時(shí)為能達(dá)產(chǎn)在43或45煤層中布置一個(gè)綜采放頂煤工作面。生產(chǎn)能力約在200萬噸/年。
三、主要采煤機(jī)械設(shè)備選型
(1)水平分層綜合機(jī)械化放頂煤工作面
1、采煤機(jī):MG250/300—NWD型短臂交流電牽引采煤機(jī)
截割高度 2.5—3.2m
煤層傾角 <16
截深630mm,800mm
2、前、后部溜子:SGZ730/2*110
3、轉(zhuǎn)載機(jī):SGZ730/110橋式轉(zhuǎn)載機(jī)
4、破碎機(jī):PEM1000×1000型
5、過渡支架(排頭架):ZFD5600/17/35
中間架: ZFS5000/17/35
端頭支架:ZT1P28000/17/35
(2)巷柱式放頂煤工作面
工作面開幫采用煤電鉆打眼,頂煤松動(dòng)爆破采用深孔鉆機(jī),爆破落煤,工作面支護(hù)采用ZFBZ2200/16/24型放頂煤液壓支架。在運(yùn)輸順槽內(nèi)配備1臺(tái)DSP-1040/800型可伸縮帶式輸送機(jī),該帶式輸送機(jī)運(yùn)量為400t/h,滿足工作面生產(chǎn)的要求。
四、工作面產(chǎn)量分配及配采關(guān)系
當(dāng)進(jìn)行四井聯(lián)合開采時(shí),為了減少前期投資,在不破壞下部煤層的前提下,投產(chǎn)將工作面布置在+535m東翼43煤層中,采用水平分層走向長壁綜采放頂煤工作面,開采標(biāo)高為+564-+535m。43煤層綜采放頂煤工作面長度約為42m,放頂煤高度為26m,工作面采高3米,工作面采放比為1:8.7,工作面日進(jìn)度約為5.2米,工作面回采率為0.8,則工作面年產(chǎn)量可達(dá)200萬噸。年工作天數(shù)為300天,工作面月工作日數(shù)按25d計(jì),月進(jìn)度為130m,年推進(jìn)度為1560m。45煤層綜采放頂煤工作面平均長度為28米,放頂煤高度為26m,工作面采高3米,工作面采放比為1:8.7,工作面日推進(jìn)度為7.8米,工作面回采率為0.8,工作面年產(chǎn)量200萬噸,年工作天數(shù)為300天,月進(jìn)度為195m,年推進(jìn)度為2340m。
在+535m43煤層西翼布置一個(gè)水平分層綜采放頂煤工作面,在厚幾中厚煤層中使用巷柱式放頂煤采煤法或更為適宜的采煤方法。厚煤層水平分段綜采放頂煤工作面,工作面生產(chǎn)能力按200萬噸/年考慮,巷柱式放頂煤采煤法或更為適宜的采煤方法工作生產(chǎn)能力按20萬噸/年考慮,再考慮每年10萬噸的掘進(jìn)煤量,可以達(dá)到230萬噸/年的產(chǎn)量。
礦井布置2個(gè)綜掘和1個(gè)風(fēng)動(dòng)掘進(jìn)工作面可以達(dá)到采掘平衡。開采其它煤層時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)奶岣吖ぷ髅娴耐七M(jìn)速度。
五、掘進(jìn)工作面數(shù)目及設(shè)備配備
綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面配備S100型巷道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn),如果技術(shù)條件成熟,也可以選擇掘錨機(jī)。
由于該礦井巷工程量較大,為達(dá)到采掘平衡,根據(jù)礦井需要本設(shè)計(jì)安排兩個(gè)綜掘工作面,一個(gè)風(fēng)動(dòng)掘進(jìn)工作面。掘進(jìn)工作面機(jī)械設(shè)備配備見下表:
序號(hào) 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 型號(hào) 備注
1 掘進(jìn)機(jī) 臺(tái) 1 S100
2 局部扇風(fēng)機(jī) 臺(tái) 1 KDF-6.3 2×30KW
3 風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置 臺(tái) 1 FDZB—1A
4 激光指向儀 臺(tái) 1 JZB—1
5 轉(zhuǎn)載機(jī) 臺(tái) 1 QZP—160A
6 可伸縮帶式輸送機(jī) 臺(tái) 1 SSJ650/2×22 44 KW
7 風(fēng)動(dòng)單體錨桿機(jī) 臺(tái) 2 MFC—1218/2962
8 砼攪拌機(jī) 臺(tái) 1 SJP—Ⅰ 660V 2.2KW
9 濕式砼噴射機(jī) 臺(tái) 1 SP—77 7.5 KW
綜掘工作面機(jī)械設(shè)備配備表
風(fēng)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備配備表DW—1.35/0.45電機(jī)Y160M—4
序號(hào) 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 型號(hào) 備注
1 氣腿式鑿巖機(jī) 臺(tái) 2 ZY24
2 風(fēng)鎬 臺(tái) 2 FG—8.3
3 局部扇風(fēng)機(jī) 臺(tái) 1 KDF-6.3 2×15KW
4 發(fā)爆器 臺(tái) 3 MFB-100
5 風(fēng)動(dòng)單體錨桿機(jī) 臺(tái) 2 MFC—1218/2962
6 鏟斗裝巖機(jī) 臺(tái) 1 Z—20B 380/660V 21KW
7 風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置 臺(tái) 1 FDZB—1A
8 砼攪拌機(jī) 臺(tái) 1 SJP—Ⅰ 660V 2.2KW
9 濕式砼噴射機(jī) 臺(tái) 1 SP—77 7.5 KW
10 移動(dòng)式空壓機(jī) 臺(tái) 1 HPY18-10/7-K 75KM
六、巷道斷面及支護(hù)形式
巷道斷面設(shè)計(jì)除滿足通風(fēng)和行人要求外,還應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
車場(chǎng)單軌巷、車場(chǎng)雙軌巷、石門采用錨噴支護(hù),交岔點(diǎn)采用錨網(wǎng)噴、鋼帶、鋼架和錨索聯(lián)合支護(hù),煤層運(yùn)輸大巷采用錨網(wǎng)噴支護(hù),采區(qū)煤層運(yùn)輸巷、煤層回風(fēng)巷采用錨網(wǎng)梁聯(lián)合支護(hù)。
七、巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)
(一)綜掘面
煤層運(yùn)輸巷及回風(fēng)巷 600米/月
(二)風(fēng)動(dòng)掘進(jìn)面
1、巖巷(單軌) 200米/月
2、巖巷(雙軌) 150米/月
3、軌道上山 100米/月
八、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)
1、運(yùn)煤:工作面的煤由工作面刮板運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載至煤層運(yùn)輸巷膠帶輸送機(jī)→分層機(jī)軌合一石門→各分層溜煤眼→皮帶下山→+418m機(jī)軌合一石門→+418集中皮帶運(yùn)輸巷→鐵廠溝東采區(qū)→地面。
2、排矸系統(tǒng):生產(chǎn)期間,巷道掘進(jìn)中的矸石與煤必須分裝分運(yùn),由電瓶車將礦車?yán)锏捻肥浦练謱邮T→軌道下山。
3、輔助運(yùn)輸:由電瓶車將材料車?yán)锏牟牧蠌能壍老律健謱邮T→煤層運(yùn)輸巷→工作面。
4、采區(qū)排水:采區(qū)內(nèi)的水可通過巷道內(nèi)的水溝排至運(yùn)輸水平井底車場(chǎng)水倉內(nèi)。
5、通風(fēng)系統(tǒng):副斜井(安全出口)→軌道下山(皮帶下山)→分層石門→煤層運(yùn)輸→工作面→煤層回風(fēng)巷→回風(fēng)眼→回風(fēng)石門→風(fēng)井。
九、工作面回采方向與超前關(guān)系
工作面回采方向由采區(qū)邊界向石門方向推進(jìn),后退式回采,兩翼采區(qū)交替開采。根據(jù)采煤工作面接續(xù)安排,在開采底板煤不影響頂板煤時(shí)也可先開采底板煤。當(dāng)相鄰兩工作面同時(shí)開采時(shí),兩工作面應(yīng)保持35m以上的水平錯(cuò)距。
十、工作面勞動(dòng)組織
工作面采用“三八”制作業(yè)方式,邊采邊準(zhǔn),年工作天數(shù)為300天,各采煤工作面人員配備情況詳見下表:
43號(hào)煤層綜采工作面勞動(dòng)組織表
序號(hào) 工種 班次 序
號(hào) 工種 班次
早 中 夜 合計(jì) 早 中 夜 合計(jì)
1 班長 1 1 1 3 6 架子工 6 6 6 18
2 放煤工 8 8 8 24 7 刮板機(jī)司機(jī) 2 2 2 6
3 泵站工 1 1 1 3 8 皮帶機(jī)司機(jī) 1 1 1 3
4 機(jī)電維修工 1 1 1 3 9 轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī) 1 1 1 3
5 采煤機(jī)司機(jī) 2 2 2 6
合 計(jì) 23 23 23 69
45號(hào)煤層綜采工作面勞動(dòng)組織表
序號(hào) 工種 班次 序
號(hào) 工種 班次
早 中 夜 合計(jì) 早 中 夜 合計(jì)
1 班長 1 1 1 3 6 架子工 5 5 5 15
2 放煤工 6 6 6 18 7 刮板機(jī)司機(jī) 2 2 2 6
3 泵站工 1 1 1 3 8 皮帶機(jī)司機(jī) 1 1 1 3
4 機(jī)電維修工 1 1 1 3 9 轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī) 1 1 1 3
5 采煤機(jī)司機(jī) 2 2 2 6
合 計(jì) 20 20 20 60
巷柱式工作面勞動(dòng)組織表
序號(hào) 工 種 早班 中班 夜班 小計(jì) 備 注
1 移架工 7 7 7 21 包括放炮、移架、出煤、打超前、開皮帶及溜子等
3 泵站司機(jī)兼電工及維修工 2 2 2 6
4 打眼工 4 4 8
7 破炭工 2 2 2 6
8 采區(qū)辦公室 2 2 2 6
小計(jì) 17 17 13 47
第八章 總結(jié)
1、充分利用現(xiàn)有開拓系統(tǒng),節(jié)省井巷工程量減少投入。
2、減少巖巷工程量,盡量減少現(xiàn)有副井矸石提升量。避免影響現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng),保證現(xiàn)有系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。
3、從現(xiàn)生產(chǎn)水平+556水平開掘折返下山至+418水平,軌道下山長度小、傾角小,可減小絞車型號(hào)選型,皮帶下山長度小、傾角小,無需大傾角強(qiáng)力皮帶。
4、前期將現(xiàn)生產(chǎn)水平東三采區(qū)下延兩個(gè)分層,延伸至+528水平,布置+550及+528水平分層,分層開采段高22米。
通過延伸可增加礦井現(xiàn)有水平可采儲(chǔ)量約360萬噸,如按年產(chǎn)100萬噸可增加現(xiàn)有水平服務(wù)年限3.6年。有利配合四井聯(lián)合開采的實(shí)施工期,避免深部水平開采至現(xiàn)有東三采區(qū)段高較大的影響。
總體而言延煤層走向暗斜井二次折返開拓方案巖巷工程量小對(duì)礦井目前生產(chǎn)影響較??;減小了設(shè)備選型型號(hào),減少投入,施工難度小,提高了施工速度,減少工期。