煤礦采礦專項(xiàng)初步設(shè)計(jì)書

1 煤礦采礦專項(xiàng)初步設(shè)計(jì)書 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 區(qū)概況 通位置 井田位于河南省新密、新鄭兩市交界處，大部分歸新密市茍?zhí)面?zhèn) ， 南部屬關(guān)口鎮(zhèn)、東北部歸大隗鎮(zhèn) ， 東鄰新鄭市辛店鎮(zhèn)。井田中心西距新密市 20距新鄭市 23理坐標(biāo)為：東經(jīng) 1132900”至 113 3200”，北緯 34 2400”至 34 2545”。 井田西側(cè)有新（鄭） （新）密柏油公路，各鄉(xiāng)村間均有簡易公路相連。登（封） 杞（縣）地方窄軌鐵路從井田北緣通過，距大隗站不足 3之，本區(qū)交通較為方便， 然地理 形地貌 本區(qū)南鄰具茨山，地形總體呈西高東低、南高北低之勢，地面標(biāo)高 150 250m。多為第四系黃土覆蓋，僅南部山崗或溝谷中出露有石千峰組地層。北部沖溝較發(fā)育，多呈北西方向，下切深度 1050m 不等?？傮w屬丘陵丘崗地貌。 表水 本區(qū)屬淮河流域。井田內(nèi)有兩條河流，一條為源于西部區(qū)外老石板山下澤河，全長 7內(nèi)長 3雙洎河支流。區(qū)內(nèi)河道 2 1960 年進(jìn)行了人工改造，河道兩側(cè)均用石塊砌成隔墻。該河流量受季節(jié)影響明顯。 另一條為發(fā)源于南部區(qū)外鳳后嶺腳下 的茍?zhí)煤樱鹘?jīng)井田南部邊界外的紅石峽水庫，在葛頭窩村北與澤河相匯，全長 5內(nèi)長不足 1為一條季節(jié)河。 本井田附近有紅石峽、張莊、丁莊等三座水庫，庫容量均小于100 萬 要用于農(nóng)業(yè)灌溉。其中丁莊水庫現(xiàn)已近干涸，另兩座水庫也改作魚塘。 候 本區(qū)屬大陸性半干旱氣候。據(jù)新密市氣象局資料，月平均氣溫元月份最低為 七月份最高為 無霜期約 220 天。年平均地面溫度 元月份最低為 0 4，七月份最高為 每年 11 月到翌年 3 月為冰 凍期，最大凍結(jié)深度20大積雪厚度 20 據(jù) 1985 2003 年降雨量統(tǒng)計(jì)，年平均降雨量 雨多集中在夏季，約占年降雨量的 50%。年平均蒸發(fā)量 1400、夏、秋三季以東風(fēng)、東南風(fēng)為主，冬季多西北風(fēng)。最大風(fēng)速 18m/s 震 據(jù)河南省地震局資料，本區(qū)歷史上未發(fā)生過大的地震，但其東南部的長葛、許昌、鄢陵、杞縣一帶及北部的鄭州、蘭考、鞏義一帶曾發(fā)生過 6 7 級破壞性地震，新密市境內(nèi)也曾發(fā)生過 3 次較大地震，烈度不詳（密縣志記載）。根據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 3 （ 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（ 本區(qū)處于地震動(dòng)峰值加速度 ，相應(yīng)的地震基本烈度為度。 區(qū)開發(fā)歷史 本井田是原茍?zhí)镁锷畈俊㈥P(guān)口勘查區(qū)的一部分。在茍?zhí)镁锩旱V地質(zhì)勘查、第二、三次煤田預(yù)測和預(yù)查、普查工作中，先后做過大量細(xì)致的地質(zhì)勘查工作。作為地方國有超化煤礦的接替井田，于 2005 年 4 月，由河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)提交了河南省新密煤田關(guān)口井田詳查（最終）報(bào)告。 2007 年 1 月又提交了河南省新密煤田關(guān)口井田勘探報(bào)告，河南省國土資源廳以豫國土資儲備字 200735 號文對該報(bào)告進(jìn)行了評審認(rèn)證，可以作為設(shè)計(jì)依據(jù)。 本井田尚未進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)，其外圍（淺部）現(xiàn)有三對采二 1煤層礦井，分別為永昌二礦、小劉寨煤礦和豫新煤礦。 永昌二礦 位于翟家門，立井開采，井深 186m?，F(xiàn)兩翼開采長度 130m?？幽局ёo(hù)，滾幫式手鎬開采。頂板為細(xì)粒砂巖。 小劉寨煤礦 位于小劉寨，立井，井深 220m，手搞式開采，年開采量 翼開采長度 120m。頂板為泥巖。低瓦斯礦井，煤厚變化大。礦井排水量每天約 600 上述兩座礦井主采七 4 煤，都因底板突水，現(xiàn)已停閉。 豫新煤礦 位 于匠溝，豎井，年開采量 翼開采長度 170m。炮采。頂板為細(xì)粒砂巖。井下日排水量為 60要為底板水。 4 近的廠礦企業(yè)和農(nóng)業(yè)情況 本井田內(nèi)自然村鎮(zhèn)較為稀少，人口密度也不大。傳統(tǒng)種植以小麥、玉米、油菜和煙葉為主。近年來建有少數(shù)蔬菜大棚和民營小造紙廠。經(jīng)濟(jì)來源主要是外出打工或就近在附近造紙廠和小煤礦上班。 源、電源、勞動(dòng)力及建材來源 源條件 礦區(qū)內(nèi)可供選擇的水源有地表水、地下水及處理后的礦井排水。本區(qū)沖積層含水豐富，二是處理后的礦井排水?？紤]到地下水比 較豐富，水質(zhì)較好且處理簡單，同時(shí)做到合理利用水資源，減少礦井水排放，設(shè)計(jì)擬利用地下水作為生活飲用水，處理后的礦井排水作為礦井生產(chǎn)、井下消防灑水及綠化用水。 源條件 新密電網(wǎng)位于鄭州電網(wǎng)西南部，以 220灣變電站、 250盛潤電廠和 3 12昌源電廠為電源點(diǎn)，以 35、110網(wǎng)架，運(yùn)行 110電站 5 座， 35電站 14 座。2005 年電網(wǎng)最大負(fù)荷 200網(wǎng)運(yùn)行情況良好。 從 電力系統(tǒng)現(xiàn)狀地理接線圖可看出，目前新密市東南部距關(guān)口煤礦較近的系統(tǒng)變電站有 110坊變電 站、 35堂和大隗變電站。 材來源 礦井建設(shè)所需磚瓦、石料、水泥等建筑材料均可就地供應(yīng)。鋼材、木材等物資可經(jīng)鐵路和公路直接運(yùn)至工業(yè)場地。 本礦井建設(shè)的外部條件基本落實(shí)、可靠。 5 田地質(zhì)特征 層 本井田絕大部分被第四系黃土所覆蓋，僅在大摩嶺、虎坡咀及溝壑中可見石千峰上、下段地層零星露頭?，F(xiàn)依據(jù)井田鉆孔及地質(zhì)填圖資料并結(jié)合區(qū)域資料將各時(shí)代地層由老而新敘述如下： 1、寒武系上統(tǒng)長山組（ 3 井田內(nèi)鉆孔揭露最大厚度為 5501 孔過斷層后遇該地層）。巖性為 灰白色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r。 2、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（ 鉆孔僅揭露 深灰色厚層狀石灰?guī)r。般厚度 50m 左右。 本組與下伏地層呈平行不整合接觸。 3、石炭系 、中統(tǒng)本溪組（ 井田僅有 5403、 4902、 5103 等 3 孔見到本組，厚 性為淺灰色、灰色、雜色鋁土質(zhì)泥巖，具鮞狀、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。區(qū)域上該組厚 般厚度 10m 左右。 、上統(tǒng)太原組（ 下起本溪組鋁土質(zhì)泥巖頂界，上至菱鐵質(zhì)泥巖頂面。據(jù)揭穿該組三個(gè)鉆孔資料，厚 般厚度 性通常以九層石灰?guī)r（ 對應(yīng)于其下的九層煤（一 1細(xì)粒砂巖、薄層泥巖組成。根據(jù)巖性組合特征的不同，可將本組劃分為上、中、 6 下三段。 下段：俗稱下部灰?guī)r段，一般厚度 層灰、深灰色中厚層狀含燧石石灰?guī)r為主，夾深灰、灰黑色薄層砂質(zhì)泥巖、泥巖，與四層灰?guī)r相對應(yīng)，每一層灰?guī)r之下均發(fā)育有一層煤。 此，一 2 煤穩(wěn)定性較差。 中段：又稱中部砂泥巖 段，一般厚度 性以灰色、深灰色粉、細(xì)砂巖為主，夾薄層石灰?guī)r（ 泥巖和煤層。其細(xì)粒砂巖中含白云母片和黃鐵礦結(jié)核與晶粒，特征明顯，俗稱胡石砂巖，是良好的標(biāo)志層之一。 上段：又稱上部灰?guī)r段，一般厚度 性以三層灰、深灰色石灰?guī)r（ 其下對應(yīng)的薄煤層（一 7主，夾薄層砂質(zhì)泥巖、泥巖。 燧石及黃鐵礦結(jié)核； 巖薄而不穩(wěn)定。頂部在整個(gè)新密煤田內(nèi)均發(fā)育一層深灰色、灰黑色菱鐵質(zhì)泥巖，厚度一般不超過 特征明顯、層位穩(wěn)定，本區(qū)即以其作為與二疊系的 分界標(biāo)志層。 4、二疊系下統(tǒng) 、山西組 本組下起菱鐵質(zhì)泥巖頂面，上止于砂鍋窯砂巖底面，厚 般厚度 稱二煤組。通常將其自下而上分為大占砂巖段、香炭砂巖段、小紫泥巖段。 大占砂巖段：一般厚度 大占砂巖、二 1 煤層及其底板砂質(zhì)泥巖組成。 香炭砂巖段：一般厚度 33.2 m，由香炭砂巖和二 3煤層組成。 7 小紫泥巖段：一般厚度 性以灰色、深灰色泥巖為主，具暗斑或紫紅色斑塊，含鋁土質(zhì)，具鮞狀結(jié)構(gòu)。夾薄層粉、細(xì)粒砂巖。 、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ 下起砂鍋窯砂巖底面，上到田家溝砂巖底面，厚 般厚度 層 頂?shù)装鍘r性特征 及其他開采條件 1)煤層頂?shù)装鍘r性特征 該煤層位于山西組下部，井田內(nèi)埋藏深度 350 800m。上距砂鍋窯砂巖（ 均 距 巖 均 田內(nèi)新老共 15 個(gè)鉆孔穿過該煤層位，且 2孔遇逆斷層見煤層重復(fù)。煤層厚度 均 經(jīng) 統(tǒng)計(jì)，二 1 煤厚度小于可采厚度者有 3 個(gè)點(diǎn)，占 2 個(gè)點(diǎn)，占 ， 有 2 個(gè)點(diǎn)，占 8m 者有 7 孔，占 有 3 個(gè)，占 通過計(jì)算，該煤層不穩(wěn)定系數(shù)為 異系數(shù)為 可采系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)差 體衡量二 1煤層屬較穩(wěn)定型、中厚 特厚可采煤層。 綜觀本井田，中、厚煤層分布在地層產(chǎn)狀變化較小的地區(qū)，幾個(gè)不可采煤點(diǎn)出現(xiàn)在逆斷層兩側(cè)，薄煤點(diǎn)出現(xiàn)在地層產(chǎn)狀變化較大即褶曲軸部，因此，可以認(rèn)為，本井田煤厚變 化與區(qū)域變化原因基本一致，即主要是受后期褶皺、斷裂等構(gòu)造影響造成的增厚與變薄，沉積環(huán)境次之 8 二 1 煤層的直接頂板是中 細(xì)粒結(jié)構(gòu)的大占砂巖，均厚度 石強(qiáng)度中等，是較穩(wěn)定的頂板。局部具炭質(zhì)泥巖或泥巖偽頂。 底板為砂質(zhì)泥巖和泥巖，局部夾砂巖薄層，厚度 般厚 石強(qiáng)度較低。局部有厚度不大的炭質(zhì)泥巖偽底。 據(jù)可采與不可采 17 個(gè)點(diǎn)資料統(tǒng)計(jì)，其中無夾矸的 14 點(diǎn)，含 1 層夾矸的 1 個(gè)點(diǎn)，占 含 2 層夾矸 1 點(diǎn)，占 多層夾矸的 1 個(gè)點(diǎn)，占 總體看來二 1煤層的結(jié)構(gòu)屬簡單類型。 二 1煤呈黑色，具有似金剛金剛光澤，多呈粒、粉狀產(chǎn)出，組織疏松。煤中含黃鐵礦結(jié)核，二 1煤視密度 2) 地溫 新密煤田地溫狀況總體上由西向東有增高的趨勢。西部米村等井田全孔平均地溫梯度低于 1 /100m，二 1煤垂深 300m 地溫不超過20，中部裴溝等井田全孔平均地溫梯度為 ，二 1 煤垂深千米地溫 35，東部的新鄭礦區(qū)全孔平均地溫梯度多在 3 /100m 以上，二 1 煤垂深千米地溫 50。 本區(qū)無恒溫帶觀測孔，也未取樣作巖石密度、 比熱、熱導(dǎo)率、巖石放射性元素含量測定，現(xiàn)引用東部新鄭礦區(qū)資料。 恒溫帶深度為 度 本區(qū)二 1 上溫梯度多為 遇斷層而未見二 1煤的 5501孔較高，達(dá) 上。 溫多在 僅 5501 二 1煤底板溫度多在 5501 孔東出現(xiàn)熱害區(qū)。 3） 煤塵爆炸危險(xiǎn)性和煤的自燃傾向 9 煤塵爆炸危險(xiǎn)性 七 4、二 3、二 1煤均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。一 1煤因缺資料，無法進(jìn)行評述。詳見表 1 煤塵爆炸危險(xiǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表 表 1層 火焰長度 (加巖粉量（ %） 爆炸危險(xiǎn)性 七 4 30 50 有 二 3 120 70 有 二 1 20 100 50 70 有 煤的自燃傾向 各煤層的燃點(diǎn)測定結(jié)果見表 2 煤層燃點(diǎn)測定結(jié)果表 表 1層 煤的燃點(diǎn) （） ） 氧化程度 （ %） 自燃傾向等級 還原樣 氧化樣 原煤樣 七 4 372 363 357 351 366 358 7 9 40 不易自燃 二 3 404 360 394 354 401 358 4 7 30 易自燃 二 1 404 375 382 356 394 368 9 12 易自燃 七 4、二 3、二 1煤均為不自燃發(fā)火煤。一 1 煤因缺資料，暫不評價(jià)。 4）、瓦斯地質(zhì) 大致以 5205 孔北緣為界線，其線以北主要為瓦斯風(fēng)化帶，夾有5002 孔一塊沼氣帶。其線以南為沼氣帶，沼氣帶面積約占該區(qū) 2/5。 10 其余均為瓦斯風(fēng)化帶。沼氣帶瓦斯成分以烷烴為主 ， 達(dá) 80%以上，次為 2、 量比前者較高。在取樣深度內(nèi)，般均在 4ml/ 據(jù)瓦斯吸附試驗(yàn)資料， 瓦斯逸散初速度（ p）為 的堅(jiān)固性系數(shù)為 算煤的突出危險(xiǎn)性綜合指數(shù)為 明本區(qū)二 1煤層屬于有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性煤層。本區(qū)沼氣帶應(yīng)按煤與瓦斯突出礦井管理。 另外瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)二 1煤層瓦斯中烷烴含量多在 5ml/近瓦斯爆炸臨界點(diǎn)。 二 1煤層原煤灰份 平均 屬低中灰煤，精煤灰分 原煤全硫含量除 5403 孔為 屬低硫份煤。原煤磷含量 屬低磷煤。原煤干燥基高位 發(fā)熱量 1煤層水分、灰分統(tǒng)計(jì)見表 1 二 1煤層煤質(zhì)匯總表 表 1層 項(xiàng)目 指標(biāo) ) Std(%) ) MJ/ ST( %） 煤類 七 4 數(shù)值 1400 1 價(jià) 中高灰 特低硫 特低磷 中高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 二 3 數(shù)值 1400 1 價(jià) 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高 軟化溫度灰 一級含砷 數(shù)值 1400 0 價(jià) 低灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 二 1 數(shù)值 395 1 價(jià) 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 數(shù)值 390 M 評價(jià) 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 一 1 數(shù)值 價(jià) 低中灰 高硫 特低磷 11 12 文地質(zhì) 田水文地質(zhì)邊界條件 井田內(nèi)有兩條河流，一條為源于西部區(qū)外老石板山下的澤河，另一條為發(fā)源于南部區(qū)外鳳后嶺腳下的茍?zhí)煤印＞飪?nèi)僅東部及東北部第四系礫石層發(fā)育相對較厚，含豐富的孔隙潛水，是當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活的主要水源。 表水文特征 井田內(nèi)地表水和第四系孔隙潛水含水層至二 1 煤層的間距較大，平均 間受新近系砂質(zhì)粘土、粘土隔水層和上、下石盒子組巨厚的砂質(zhì)泥巖、泥巖隔水層阻隔， 對二 1 煤層開采無影響。 二 1 煤層頂板砂巖孔隙裂隙水是礦床充水水源之一，但富水性弱5204 孔，地下水逕流遲緩，補(bǔ)給條件差，充水通道均系微細(xì)的孔隙和裂隙，故一般不會對礦井形成較大的充水。 太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水是二 1煤層底板直接充水水源。據(jù)小口徑抽水試驗(yàn)資料（ q=K=0. 0775m/d），富水較弱，表現(xiàn)在灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育程度及富水性的不均勻性。但據(jù)區(qū)域資料（ q=該含水層具水量豐富、水頭壓力大的特點(diǎn)。二 1 煤層底板砂質(zhì)泥巖和泥巖隔水層厚度 水性不佳，特別是斷裂帶將形成煤層底板突水通道，在礦山壓力及高水頭壓力等因素作用下，還可能成為下部 巖甚至 巖巖溶承壓水的間接充水通道。 要含水層和隔水層 1）含水層 13 對井田內(nèi)未來礦井充水有重要意義的巖層，根據(jù)其巖性、含水特征以及地下水的儲存，埋藏條件等劃分為六個(gè)含水層，自下而上有： 1) 奧陶系馬家溝組 (巖巖溶裂隙承壓水含水層 為灰色至深灰色厚層狀隱晶質(zhì)灰?guī)r，井田內(nèi)有 3 個(gè)孔揭露該層，揭露厚度為 區(qū)域資 料，該層普遍發(fā)育且層位穩(wěn)定，由東向西埋藏深度逐漸變深，局部特別是頂面以下 10m 古風(fēng)化帶內(nèi)溶洞和裂隙較發(fā)育。主要富水地帶在斷裂帶附近。 5103 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水標(biāo)高 大漏水量為 2t/h。另據(jù)鄰區(qū)資料鉆孔單位涌水量 透系數(shù) d、水化學(xué)類型為 化度 m。 該含水層距 距離二 1煤層 90m 左右，距離 上覆一 1 煤層較近，為其底板直接充水巖層。 2) 太原組下段（ 巖巖溶裂隙承壓水含水層 該含水層由 層灰?guī)r組成，間夾薄層泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。井田內(nèi)共有 4 個(gè)鉆孔揭穿該層，厚度 中灰?guī)r厚 均厚 據(jù)鄰區(qū)資料鉆孔單位涌水量 透系數(shù) d、水化學(xué)類型為 化度 m。因其層位穩(wěn)定、厚度大故有較大的水文地質(zhì)意義。 該含水層為一 1 煤層頂板直接充水巖層， 距離 二 1 煤層 底板 60m，是二 1煤層底板間接充水巖層，據(jù)鄰區(qū)資料，其巖溶裂隙發(fā)育，富水性較 強(qiáng)，正常情況下對一 1煤層開采有較大的影響，對二 1煤層的開采 14 影響不大。 3) 太原組上段（ 巖巖溶裂隙承壓水含水層 該含水層由 田內(nèi)共有 10 個(gè)鉆孔揭穿或揭露該層。厚度 均厚度 段 205 孔 ) 103 孔 )m，平均厚度 5003 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水層位 巖，漏水標(biāo)高 大漏水量為 h，近似靜止水位標(biāo)高 該含水層西北部埋藏較淺（ 南部南東部埋藏較深（ 鉆孔單位涌水量 透系數(shù) d、水化學(xué)類型為 ， 水溫 22。 該含水層層位穩(wěn)定、厚度較大， 上距二 1 煤層 20m 左右， 是二 1煤層開采的直接充水含水層，雖然上述小口徑抽水試驗(yàn)并非富水，因巖溶裂隙發(fā)育及突水性具有一定的不均勻性，在斷裂帶兩側(cè)及其附近，巖 溶裂隙相對發(fā)育，富水性好，對開采二 1煤層影響較大。 4) 山西組（ 巖孔隙裂隙承壓水含水層 該含水層主要由大占砂巖和香炭砂巖組成。大占砂巖為灰、深灰色中細(xì)粒長石石英砂巖，香炭砂巖為淺灰、灰色細(xì) 中粒長石石英砂巖，兩層厚 均 藏深度一般在 341827m。單位涌水量 透系數(shù) d，水位標(biāo)高+ 該含水層為二 1 和二 3 煤層頂板直接充水含水層，但平均含水性較弱，補(bǔ)給條件較差，對煤層開采影響不大。 15 5) 上、下石 盒子組砂巖孔隙、裂隙承壓水含水層 該層段為砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，以砂鍋窩砂巖（ 田家溝砂巖（ 平頂山砂巖（ 育較好。上、下石盒子組中厚度 5粒砂巖總厚度 均總厚度 藏深度 20 183m，為灰、淺灰局部灰綠色長石石英砂巖，風(fēng)化后呈灰黃色，裂隙較發(fā)育，疏松。平頂山砂巖在井田南部 5205、 4902 孔中見到，埋深 部 5403、 5404 孔見該層埋深 40 45m。巖性為淺灰、灰白色中 粗粒長石石英砂巖，厚層狀構(gòu)造， 水性不詳。 該套砂巖雖厚度較大，但富水性弱，其間因有數(shù)層砂質(zhì)泥巖及泥巖隔水層而水力聯(lián)系不佳，所以對開采七 4 煤層及下伏二 1 煤層無大影響。 6) 第四系孔隙潛水含水層（ Q） 該層巖性上部為棕黃色粉土、粉質(zhì)粘土，下部為礫石層。礫石多為石英砂巖，次為長石石英砂巖，礫徑 1 5棱角狀，分選差，其中充填粗沙、粉沙及砂質(zhì)粘土。東北部較厚 40m，其中礫石層厚 東部較薄 中礫石層 0澤河兩側(cè)礫石層相對較厚。 該含水層特別是下部礫石層，孔隙發(fā)育、含豐 富的孔隙潛水，是當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活的主要水源，由于離開采煤層較遠(yuǎn)，加之下部有較厚的隔水層，一般對礦產(chǎn)開發(fā)影響不大，只是在開挖井筒過程中有一定影響。 潛水流向由西南流向北區(qū)，水位標(biāo)高 位埋 16 藏深度 終排泄于澤河。 2）隔水層 1) 一 1 煤層底板鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層 位于奧陶系灰?guī)r頂面至一 1 煤層底面之間，平均厚度 性以淺灰至褐紅色鋁土質(zhì)泥巖為主，局部夾灰至深灰色砂質(zhì)泥巖或細(xì)粒砂巖。層位穩(wěn)定，致密，隔水性良好。局部地段厚度變薄，尤其在受斷裂錯(cuò) 動(dòng)的情況下，奧陶系灰?guī)r高壓巖溶水有可能突破，發(fā)生底鼓突水，對一 1煤層的開采有直接影響。 2) 太原組中段砂泥巖隔水層 該層下起 巖頂面，上至 度 均 性以砂質(zhì)泥巖為主，夾細(xì)粒砂巖、薄層煤層和不穩(wěn)定的 層為 之度外巖與 巖之間的隔水層，層位穩(wěn)定，隔水性較好，但在斷裂切割處將會形成上、下含水層之間的水力聯(lián)系。 3) 二 1 煤層底板砂泥巖隔水層 該層下起 巖頂面，上至二 1煤層底面，厚度 均厚度 深灰色砂泥巖和泥巖為主，夾粉砂巖、細(xì)砂巖。該層有一定的隔水作用，但厚度變薄特別是在斷裂錯(cuò)動(dòng)的部位 ， 將會造成二 1 煤層底板突水。 4) 新近系砂質(zhì)粘土及粘土隔水層 該層僅有 5202、 5207 孔鉆遇，巖性為土黃、暗紅及灰綠色砂質(zhì)粘土和粘土夾粉、細(xì)砂層，厚度 井田北部大隗斷層北盤一線有沉積，向北東逐漸加厚。由于該層厚度大，且以粘土 17 質(zhì)成份為主，所以是第四系含水層與下伏基巖含水層之間的良好隔水層。 斷層控水性 本區(qū)水文地質(zhì)條件受多因素的制約，其中尤以地質(zhì)構(gòu)造的控制較明顯，茲 將本區(qū)主要斷層控水性敘述如下： 靳寨斷層的控水性 該斷層位于井田中部，走向 向 角 20 50，為南西盤上升，北東盤下降之逆斷層。據(jù) 5404 孔揭露，斷層破碎帶厚度 高 呈雜色，角礫為長石石英雜砂巖，充填深灰、灰黑色泥質(zhì)和巖質(zhì)，半膠結(jié)。 該斷層上升盤的 層，與下降盤 層對接，加上逆斷層推擠作用，斷層帶閉宗旨，屬于不導(dǎo)水?dāng)鄬印?總之，本區(qū)斷裂構(gòu)造對地下水的貯存和運(yùn)移起明顯的控制作用，上述幾個(gè)規(guī)模較大的斷層均屬不導(dǎo)水?dāng)鄬?，特別是井田北部的大隗斷層 阻隔與北部的水力聯(lián)系，另外，龍王廟斷層、靳寨逆斷層，在井田西北部邊界與大隗斷層相交同樣阻隔了與西部的水力聯(lián)系，故斷層只是橫向阻水但縱向仍具導(dǎo)水性。 井田巖溶裂隙發(fā)育特征及突水性 巖溶裂隙的發(fā)育程度和突水性首先受自身?xiàng)l件的制約，因?yàn)椴煌幕規(guī)r 量差別，導(dǎo)致巖溶裂隙發(fā)育程度及富水性具有一定的不均一性，同時(shí)受地質(zhì)構(gòu)造及水動(dòng)力條件的影響，在斷裂破碎帶兩側(cè)及斷層交匯、褶曲軸部，巖溶裂隙相對發(fā)育，富水性較好。褶曲軸部張裂隙發(fā)育，垂向和橫向水流暢通，是巖溶發(fā)育的良好場 18 所。斷裂為地下水運(yùn)移提供通道，使得巖溶 在斷裂帶發(fā)育，因斷裂影響深度較大，巖溶發(fā)育深度往往比一般地區(qū)較深。 另外，碳酸鹽巖新、古剝蝕面上巖溶裂隙發(fā)育。本區(qū) 巖 3云質(zhì)灰?guī)r頂部各有一個(gè)古剝蝕面，在古剝蝕面及其以下的古風(fēng)化帶內(nèi)保留著古巖溶，一般發(fā)育深度多在古剝蝕面以下 10 20 5103 孔鉆遇 巖頂部發(fā)生漏水，漏失量 2t/h。而 3部見溶洞。 綜上所述，巖溶發(fā)育及突水段主要表現(xiàn)斷裂部位，特別是斷層的上盤或斷裂集中、交接等地段，一般多呈帶狀分布，其次是褶曲軸部部位以及古剝蝕帶內(nèi)。 井涌水量 勘探報(bào)告對礦井涌水量采用不同方法進(jìn)行計(jì)算。開采二 1 煤層 平時(shí)，預(yù)計(jì)底板涌水量為 h， 頂板涌水量 h，全礦井正常涌水量為 h。最大涌水量按正常涌水量的 為 h。 層特征 質(zhì)、煤的牌號及用途 理性質(zhì)及煤巖特征 1） 、物理性質(zhì) 二 1煤呈黑色，具有似金剛金剛光澤，多呈粒、粉狀產(chǎn)出，組織疏松。煤中含黃鐵礦結(jié)核，二 1煤視密度 二 1煤層原煤灰份 平均 屬低中灰煤，精煤灰分 原煤全硫含量除 5403 孔為 其它均小于 19 屬低硫份煤。原煤磷含量 屬低磷煤。原煤干燥基高位發(fā)熱量 2）、煤巖特征 （ 1）宏觀煤巖特征 本區(qū)二 1 煤其原生結(jié)構(gòu)遭到破壞，具擠壓、揉搓現(xiàn)象，構(gòu)造鏡面發(fā)育，形成粉粒狀、粉狀、鱗片狀的構(gòu)造煤，宏觀煤巖成分均已遭到破壞，宏觀煤巖特征無法觀察和描述。 （ 2）顯微煤巖組分特征 本區(qū)二 1 煤顯微煤巖組分組均以鏡質(zhì)組為主，少量惰質(zhì)組。鏡 質(zhì)組以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體和碎屑鏡質(zhì)體次之。惰質(zhì)組以粗粒體和微粒體為主，少量半絲質(zhì)體、碎屑惰質(zhì)體，可見結(jié)構(gòu)完好的火焚絲質(zhì)體。 二 1煤各煤類無機(jī)組分主要為粘土礦物，次為碳酸鹽礦物和微量硫化物礦物。粘土礦物呈團(tuán)塊狀分布、透鏡狀、不規(guī)則狀充填在胞腔或有機(jī)質(zhì)裂隙中；方解石呈粒狀分布或充填于有機(jī)質(zhì)裂隙中；黃鐵礦呈星點(diǎn)狀、莓狀集合體分布或細(xì)脈狀充填在有機(jī)質(zhì)裂隙中。 化學(xué)性質(zhì)及工藝性能 （ 1）、化學(xué)性質(zhì) 二 1煤層原煤灰份 平均 屬低中灰煤，精煤灰分 原煤全硫含量除 5403 孔為 屬低硫份煤。原煤磷含量 屬低磷煤。原煤干燥基高位發(fā)熱量 1煤層水分、灰分統(tǒng)計(jì)見表 1 20 二 1煤層煤質(zhì)匯總表 表 1層 項(xiàng)目 指標(biāo) ) Std(%) ) MJ/ ST( %） 煤類 七 4 數(shù)值 1400 1 價(jià) 中高灰 特低硫 特低磷 中高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 二 3 數(shù)值 1400 1 價(jià) 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 數(shù)值 1400 0 價(jià) 低灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 二 1 數(shù)值 395 1 價(jià) 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 數(shù)值 390 M 評價(jià) 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 一 1 數(shù)值 價(jià) 低中灰 高硫 特低磷 21 2 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 田境界 本井田東部分別與小劉寨煤礦和永昌二礦相鄰，西距王行莊和趙家寨井田約 2.0 理坐標(biāo)為東經(jīng) 113 29 00 113 3200，北緯 34 24 00 34 25 45。東西長約 4 北寬約 積約 田境 界拐點(diǎn)坐標(biāo)見下表 2 井田范圍二 1煤層拐點(diǎn)坐標(biāo)表 表 2號 拐點(diǎn)編號 經(jīng)距 緯距 備注 1 （ 1） 2 （ 2） 3 （ 3） 4 （ 4） 5 （ 5） 6 （ 6） 7 （ 7） 8 （ 8） 田儲量 礦井儲量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲量，又稱礦井總儲量。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量。 本井田采用塊段法計(jì)算的各級儲量，塊段法是我國目前廣泛使用的儲量計(jì)算方法之一。 塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況，由幾個(gè)煤厚相近鉆孔連成塊段。根據(jù)此塊段的面積，煤的容重，平均煤厚計(jì)算此塊段的煤的儲量，再把各個(gè)經(jīng)過計(jì) 22 算的塊段儲量取和即為全礦井的井田儲量。 井 儲量 資源計(jì)算 1、地質(zhì)資源儲量 1） 資源 /儲量估算的工業(yè)指標(biāo) 依據(jù)煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范，勘探報(bào)告對煤炭資源儲量估算采用的工業(yè)指標(biāo)為：最低可采厚度為 高灰分 40%，最高硫份為 3，最低發(fā)熱量為 2）礦井地質(zhì)資源儲量 勘探報(bào)告提交并報(bào)省國土資源廳以豫儲字 200735 號文備案，井田內(nèi)二 1、七 4煤層資源量儲量 85230中七 4煤層 5190推斷的資源量 1900測資源量 3290二 1煤層 80040推斷的資源量 61480 制的資源量 9510明的資源量9050詳見表 2 全井田探明的資源量（ 331） 9050制資源量（ 332） 9510斷資源量（ 333） 63380測資源量（ 334）？ 3290 礦井地質(zhì)資源匯總表 表 2源量 水平 (331) (104t) (332) (104t) (333) (104t) (334？ ) (104t) 合計(jì) （ 332） (332)+(333) 二 1煤層 先期開 采地段 9050 9510 9030 27590 其它地段 52450 52450 小計(jì) 9050 9510 61480 80040 七 4煤層 1900 3290 5190 合計(jì) 9050 9510 63380 3290 85230 23 井設(shè)計(jì)儲量 礦井設(shè)計(jì)儲量為礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量。該礦井的設(shè)計(jì)儲量為 各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲量 見表 2 3；礦井工業(yè)廣場地保護(hù)煤柱留設(shè)見圖 2 1；工業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見表 2 4。 表 2 3 礦井可采儲量匯總表 開采水平 煤層名稱 工業(yè)儲量(A+B+C) (萬噸 ) 礦井設(shè)計(jì)儲量（萬噸） 礦井可采儲量（萬噸） 永久性煤柱損失 設(shè)計(jì) 儲量 設(shè)計(jì)煤柱損失 可采 儲量 斷層 境界 工業(yè)廣場 井下巷 道 防水 煤柱 二 1 2 4 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表 煤層傾角（） 煤厚（ m） （） （） （） （） 埋深（ m） 表土層厚度（ m） 12 5 72 68 72 310 420 24 - - C m? q ? m ? n ?n ?q ? k ?k?q?k ?圖 2工業(yè)廣場保護(hù)煤柱圖 礦井工業(yè)場地保護(hù)煤柱的計(jì)算： 按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn) 90 萬 t/a 的中型礦井，10萬噸。 故可算得工業(yè)場地的總占地面積： S=9=10000 根據(jù)工業(yè)廣場保護(hù)煤柱圖（該圖比例為 1:1000）可知： 工業(yè)廣場壓煤量 2 2 3 3 2 c o sq k q k 25 = 6 8 1 7 8 5 7 9 0 4 . 9 2 1 . 42 c o s 1 2 =4109807 井設(shè)計(jì)可采儲量 礦井設(shè)計(jì) 可采 儲量為礦井 設(shè)計(jì) 儲量減去 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)采出率的煤量。 可暫時(shí)按工業(yè)儲量的 5 7計(jì)入，本設(shè)計(jì)取 6，故： P) C 式中： 暫按工業(yè)儲量的 5 7 計(jì)入， 本設(shè)計(jì)取6； 煤層不低于 厚煤層不低于 煤層不低于 于該礦井平均煤層厚度為 取 由此 礦井設(shè)計(jì)可采儲量 Z 11593（ 1 6） 噸 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 井工作制度 根據(jù)設(shè)計(jì)大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實(shí)際情況。規(guī)定該設(shè)計(jì)礦井年工作日 為330 天，每日三班工作，每班工作 8 小時(shí)，每日凈提升時(shí)間數(shù)為 16 小時(shí)。 26 井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 初步設(shè)定該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 a，根據(jù)公式： T=Z A K 式中： T 礦井服務(wù)年限，年； Z 礦井可采儲量，萬噸； A 礦井生產(chǎn)能力，萬噸 /年； K 儲量備用系數(shù)， K=處取 由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下： T 8 7 40a 符合要求 4 井田開拓 述 拓方式選擇 該井田為全隱蔽式煤田，煤系地層被巨厚的新生界松散沉積層所覆蓋，煤層埋藏深，新生界松散沉積層含水豐富，故采用立井開拓方式。立井開拓的適層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。 應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤 為了避免采用箕斗井通風(fēng)時(shí)封閉井塔困難和減少穿越表土層，初期決定開鑿一個(gè)風(fēng)井。并采取中央邊界式通風(fēng)，風(fēng)井位于北部邊界處，這樣由于邊界留有邊界煤柱，風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。同時(shí)為了減少煤柱損失和保護(hù)大巷維護(hù)條件，把運(yùn)輸大巷設(shè)在煤層底板下 30m 處， 根據(jù)該礦井 井田走向、傾向長度及設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可以劃分兩個(gè)水平或三個(gè)水平，初期采用立井開拓具體方案見第二節(jié)。 同時(shí)由于太原組 層底板較近（平均 ，水壓 27 較高，二 1 煤層底板 太原 組灰?guī)r含水層、寒武系灰?guī)r含水層 富水區(qū) ，有可能構(gòu)成對二 1 煤層開采的突水威脅，因此后期掘進(jìn)暗斜井時(shí)也不適宜采用暗立井。雖然把井筒落底于煤層底板從技術(shù)上可行，但是從安全性和可靠性角度來講，井筒落底于煤層頂板更合適。故決定把主、副井筒開掘與煤層頂板，后期主副井延伸時(shí)采用斜井延伸，具體方案見第二節(jié)。 響 立井開拓的主要因素分析 影響設(shè)計(jì)礦井開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報(bào)告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式的影響最大。 田開拓 拓方案的提出及技術(shù)比較 根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列 兩 種： 立井一水平加暗斜井二水平延伸， 見圖 4 1 圖 4 1 立井一水平加暗斜井二水平延伸開拓方式 立井一水平加暗斜井 二、 三水平，見圖 4 2 28 圖 4 2 立井一、 二水平加暗斜井三水平開拓方式 首先，根據(jù)以上開拓方案簡圖可以看出，兩方案從技術(shù)上均可行。其次，根據(jù)該礦井的實(shí)際情況， 從以上 兩 方案的簡圖 可知：雖然 方案 比方案 多開設(shè)立井井筒 、 階段石門 、 和立井井底車場， 但是與方案 相較，方案 相應(yīng) 減少 了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用 ，且建井初期投資相對較少；所以兩方案要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較才能夠確定其優(yōu)劣。 案經(jīng)濟(jì)比較 我們在對方案 和方案 兩個(gè)方案進(jìn)行比較時(shí)，可以只將兩個(gè)方案中有差別的基建工程量、基建費(fèi)用、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用及費(fèi)用匯總表分別計(jì)算匯總于表 4 1、表 4 2、表 4 3 和表 4 4。通過費(fèi)用匯總表在經(jīng)濟(jì)上來比較兩方案的優(yōu)越。 表 4 1 基建工程量 時(shí)期 項(xiàng)目 方案 方案 早 期 主井井筒 /m 0 0 副井井筒 /m 0 0 井底車場 /m 2579 2579 主石門 /m 220 220 大巷 /m 1350+1400 1350 后 期 主井井筒 /m 1070 1350 副井井筒 /m 1070 665+665 井底車場 /m 2579 2579+2579 主石門 /m 320 320+320 運(yùn)輸大巷 /m 1800 2400+1800 29 表 4 2 基建費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 方案 方案 工程量/m 單價(jià) / 1m元 費(fèi)用 /萬元 工程量 /m 單價(jià) / 1m元 費(fèi)用 /萬元 早早期 主井井筒 000 000 井井筒 800 800 底車場 2579 3200 579 3200 井 319 4600 19 4600 巷 1350+1400 3900 150 3900 計(jì) 后晚期 主井井筒 1070 4700 65+665 4700 611 副井井筒 1070 4900 65+665 4900 637 井底車場 2579 4600 1499 2579+2579 4600 2898 30 運(yùn)輸大巷 1400 4100 738 1400 4100 1722 小計(jì) 5868萬元 共計(jì) 表 4 3 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 項(xiàng)目 方案生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 /萬元 項(xiàng)目 方案生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 /萬元 提升 1070 升 1300 水 365 24 0水 365 24 10計(jì) 計(jì) 4 4 費(fèi)用匯總表 方案 項(xiàng)目 方案 方案 費(fèi)用 /萬元 百分率 / 費(fèi)用 /萬元 百分率 / 基建工程費(fèi) 00 產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 00 總費(fèi)用 100 前面表格中的計(jì)算可以看出，方案的總費(fèi)用要比方案很明顯方案要比方案優(yōu)越的多，故決定采用方案。主井