孟津煤矿瓦斯抽放系统设计Word格式文档下载.docx
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11′37″~112°
19′26″,北纬34°
50′01″~34°
54′36″。
陇海铁路新安火车站距矿区约25km,浅部新安煤矿专用铁路距本井田约12km。
洛三高速公路距矿区南部约19km,新安经横水至孟津公路从井田南部通过,区内交通便利(见图1-1)。
井田倾向宽约5.7~10.0km,走向长约7.0km,面积为57.52km2。
图2-1孟津煤矿交通位置图
Figure2-1MengjinMineLocationMap
本井田处于低山丘陵区,沟谷发育。
海拔高度一般300~400m,最低点在井田北部曾家沟西侧,标高+192.4m,最高点位于井田南部鸡疙瘩北侧,标高+467.0m,相对高差274.60m。
本区属暖温带大陆性气候。
降水量比较适中,年降水量一般600~700mm,夏季降水量占全年的60%左右,年平均蒸发量2093mm。
最高气温44℃(1966年6月20日),最低气温-17℃(1969年1月31日)。
有霜期一般自9月至翌年5月,为期110天至165天,平均142.6天,最大冻土深度为18cm。
本区属五级地震区,震中烈度为Ⅵ~Ⅶ度。
该矿区主要自然灾害为水患、火灾、瓦斯、煤尘、顶板冒顶事故及运输事故等。
孟津矿属于新安煤田,井田浅部有开采二1煤的新安煤矿,属义马煤业(集团)公司管辖,1988年投产,斜井开拓,设计生产能力1.5Mt/a,核定生产能力1.20Mt/a,西部有义马煤业(集团)公司义安、新义煤矿(设计生产能力均为1.2Mt/a)。
图1-2孟津井田与邻近矿井关系图
Figure2-2Mengjincoalfieldandadjacentminediagram
1.2井田开拓开采
1.2.1井田境界及储量
1.2.1.1井田境界
孟津煤矿位于新安煤田正村勘探区东部,北以F2断层为界,西以F29及31勘探线为界,东以F7断层为界,南至二1煤层-600m等高线。
走向长约7.0km,倾向宽约5.7~10.0km,面积57.52km2。
1.2.1.2井田储量
1.2.1.2.1地质储量
地质资源量计算边界为上述划定的井田范围,储量计算的最低可采厚度为0.8m,最高灰分40%。
由此获得地质资源量为146630kt,其中探明的30880kt,控制的32400kt,推断的54760kt,预测的28590kt。
其中探明的资源量占总资源量的21.00%,探明的和控制的资源量占总资源量的43.20%。
根据设计规范的规定,矿井总资源量扣除预测的资源量后为矿井地质资源量,本矿井地质资源量为探明的30880kt、控制的32400kt、推断的54760kt之和,共118040kt。
1.2.1.2.2工业资源储量
矿井地质资源量中,推断的资源量乘于0.85的可信系数后为工业资源储量,经计算本矿井工业资源储量为109826kt。
1.2.1.2.3可采储量
根据全井田获得的工业资源储量,扣除边界、工广、水库等各类永久煤柱,采区回采率二1煤层取0.80,二2煤层取0.85,计算全井田共有可采储量72329kt,其中一水平62496kt,二水平9833kt。
1.2.2矿井设计生产能力及服务年限
1.2.2.1矿井工作制度
矿井年工作日330天,每天三班作业。
每天净提升时间16小时。
1.2.2.2矿井设计生产能力
根据矿井可采储量、煤层赋存条件、市场需求、经济效益、开采技术条件等方面分析,设计矿井生产能力为1.2Mt/a。
1.2.2.3矿井服务年限
根据矿井设计生产能力,考虑1.4的储量备用系数,矿井服务年限43.1年,其中一水平服务年限37.2年。
1.2.3井田开拓方式
1.2.3.1井口位置及开拓方式
本井田位于新安井田深部,开采的二1煤层埋藏深度在500m~950m,埋藏深不具备斜井开拓条件,故本井田采用立井开拓方式。
根据地面建设条件和井下首采区位置,经多方案技术经济比较,主、副井口位于元庄村西南,3805孔西南100m左右处。
地面标高+438m,水平标高及井底车场位于二1煤层顶板,主井亦为水平上装载,井筒深度760m。
首采区位于34勘探线~39勘探线之间的上山采区。
初期采用中央并列式通风,中央风井布置在工业场地内。
副井进风,中央风井回风,后期在井田深部横水镇西侧布置南翼风井,副井进风,南风井回风,形成中央分列式通风系统。
1.2.3.2水平划分及标高
根据确定的井口位置和煤层赋存条件,以有利于井下开拓及首采区布置、节省工程量,使上、下山具有合理的阶段垂高和服务年限,设计采用两水平上、下山开拓全井田,一水平标高定在-322m,二水平标高定在-500m。
一水平通过暗斜井与二水平联系。
1.2.3.3大巷布置
为了便于巷道维护,同时考虑受奥陶系灰岩水威胁,隔水岩柱小,根据区内其它生产矿井的实践经验,设计将大巷布置在距二1煤层顶板10~15m左右的大占砂岩中。
为了适应煤与瓦斯突出矿井的需要,沿开采水平设轨道运输、胶带运输和回风大巷三条,回风大巷专用于回风。
1.2.3.4采区划分及开采顺序
全井田共划分9个采区,其中一水平6个采区(3个上山采区,3个下山采区),二水平3个采区(2个上山采区,1个下山后备采区)。
煤层开采顺序:
先开采二2煤层,后开采二1煤层。
采区开采顺序按照先近后远的原则,一般为前进式。
1.2.4采区布置及装备
1.2.4.1采煤方法
根据煤层赋存情况和开采技术条件,结合浅部新安矿井的实际,设计采用倾斜长壁一次采全高或分层开采采煤方法,全部陷落法管理顶板。
1.2.4.2采区布置
1.2.4.2.1移交生产时采区数目及位置
设计移交生产时投产采区为东一采区和西二采区,东一布置一个综采工作面,西二采区布置一个炮采工作面。
以两个采区,两个采煤工作面(一综采工作面、一炮采工作面)、一个瓦斯抽放工作面,保证矿井1.2Mt/a的设计生产能力。
首采区布置在工业场地煤柱东西两翼靠近井筒,开采上山煤。
即东一采区和西二采区。
1.2.4.2.2采区尺寸与巷道布置
⑴东一采区:
采区边界浅部以二1煤无煤带边界线为界,深部至二1煤-320m等高线,西到38勘探线,东到二1煤无煤带边界线,走向长2.7km,倾斜宽1.7km,面积4.6km2。
东一采区二1煤层平均厚度2.8m,可采储量14182kt,二2煤层可采储量2253kt,共有可采储量16435kt,采区生产能力按0.6Mt/a计算,服务年限19.6年。
⑵西二采区:
采区边界浅部以二1煤无煤带边界线为界,深部至二1煤-320m等高线,西到35勘探线,东至38勘探线。
走向长1.6km,倾斜宽1.7km,面积2.7km2,二1煤层平均厚度3.50m,可采储量9782kt,二2煤层可采储量1991kt,共有可采储量11773kt,采区生产能力按0.60Mt/a计算,服务年限14.0年。
采用倾斜长壁采煤法,不设采区上山。
回采工作面轨道、运输顺槽沿煤层单巷布置,相邻区段采用沿空区送巷,工作面运输顺槽直接与运输大巷胶带机搭接,工作面轨道顺槽通过工作面车场与轨道运输大巷连接。
回采工作面采用跳采,后退式回采方式。
1.3矿井通风
1.3.1通风方式和通风系统
设计采用立井二水平上下山开拓全井田,初期布置主井、副井、中央风井3个井筒。
一水平标高-322m,二水平标高-500m。
以两个采区,一个综采工作面和一个炮采工作面保证矿井生产能力。
根据推荐的矿井开拓方案,矿井初期为中央并列式通风系统,副井进风,中央风井回风。
后期在井田南翼,布置南风井,副井进风,南风井回风,形成中央分列式通风系统。
初期:
新鲜风流自副井井筒进入-322m水平井底车场,轨道运输石门,然后沿-322m水平东西两翼轨道运输大巷,分别进入东西两翼综采工作面、炮采工作面胶带运输顺槽到工作面。
乏风经轨道顺槽、东西两翼回风大巷,回风石门由中央风井排至地面。
后期:
新鲜风流自副井井筒进入-322m水平井底车场,轨道运输大巷,然后沿-322m水平东西两翼轨道运输大巷,分别进入东西两翼综采,炮采工作面胶带运输顺槽到工作面。
乏风经轨道顺槽、东西两翼回风大巷,由中央回风井排至地面。
1.3.2风井数目、位置、服务范围及服务时间
矿井初期利用中央风井回风,中央风井位于工业场地内,服务一水平上、下山采区,服务年限37.2年。
后期在井田南翼横水镇西侧,布置南风井,服务二水平上、下山采区,服务年限5.9年。
1.4地质构造
1.4.1地层
本区内钻孔揭露的地层,由老到新有:
奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。
一、奥陶系(O)
(一)奥陶系下统冶里组(O1y)
下部为浅灰色白云质灰岩,厚210m;
上部为浅灰色石灰岩夹燧石条带及泥灰岩和紫色、黄色泥岩,厚20m。
(二)奥陶系中统马家沟组(O2m)
由灰色、深灰色厚层状石灰岩组成。
上部含铁质较高,常呈淡红色。
井田内共有3个钻孔揭露该地层,厚度为73.87m。
二、石炭系(C)
平行不整合于奥陶系中统之上,缺失石炭系下统。
总厚43.35-69.69m,平均63.22m。
(一)石炭系中统本溪组(C2b)
底部偶见黄铁矿层,不稳定,呈透镜体。
下部为浅灰色铝质泥岩,含星散状黄铁矿结核;
上部为鲕状、豆状或蜂窝状结构的灰色铝土岩,局部夹薄层砂质泥岩。
为本区内重要有益矿产。
本组为主要标志层之一,厚4.30~18.42m,平均厚10.23m。
(二)石炭系上统太原组(C3t)
与本溪组呈连续沉积。
由浅海相灰岩夹过渡相的砂岩、砂质泥岩及泥炭沼泽相的煤层组成。
为典型的海陆交互相沉积。
含灰岩2~5层,含一煤组,本组厚38.65~66.41m,平均厚52.99m。
1、底部砂泥岩段:
由灰白色中~粗粒石英砂岩和灰黑色砂质泥岩组成,其底部含一1煤层,局部有上分层。
本段厚0~33.70m,平均厚16.88m。
产Lepidodendronsp(鳞木未定种)。
2、下部灰岩段(L1-4):
为灰、深灰色中厚层状石灰岩,局部含燧石结核及大量动物化石。
灰岩一般有2~3层,中夹薄煤三层,L4灰岩局部相变为致密泥岩。
本段厚度2.57~16.75m,平均厚7.46m。
产QuasifusuLinasp(纺锤蜓未定种),Pseudoschwagerinasp.(假希瓦格蜓未定种),Schwagerinasp.(希瓦格蜓未定种),Triticitessp.(麦粒蜓未定种),Caniniasp(犬齿珊瑚未定种),Bothrophyllumsp(沟珊瑚未定种)等。
3、中部砂泥岩段:
为灰白色薄层细砂岩、中砂岩、深灰色泥岩及砂质泥岩,含黄铁矿结核,中夹不稳定薄煤一层(一5煤)。
本段厚5.00~22.05m,平均厚15.54m。
产:
Lepidodendronsp(鳞木未定种),Neuropterissp(脉羊齿未定种),Cordaitessp.(科达未定种)等。
4、上部灰岩段:
自下而上岩性为L6灰岩,极不稳定,其下为不稳定的一6煤层。
L7灰岩,为深灰色,局部夹有薄层硅质条带,含大量动物化石,其下为较不稳定的一7煤层,灰岩顶为0.8m左右灰黑色硅质泥岩,坚硬,节理发育,局部夹硅质灰岩透镜体,为重要标志层之一;
上部为灰黑色泥岩、砂质泥岩夹薄层硅质泥岩2~3层,中夹薄煤两层(一8、一9)。
本段厚4.40~25.89m,平均厚10.86m。
所产化石有:
Chonetestenutiraia.Chonetessp.(戟贝未定种)。
三、二叠系(P)
二叠系地层分山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组。
各组之间以及与下覆太原组均呈连续沉积。
含煤七组,其中六煤组段和八煤组段不含煤,二煤组中的二1煤层为主要可采煤层。
本系地层浅部被第四系沉积冲刷。
厚454.65~872.40m,平均670.26m。
(一)二叠系下统(P1)
该统厚度一般340.34~408.23m,平均371.81m。
1、山西组(P1sh)
为本区主要含煤岩系。
下以二1煤层底板砂岩底界与太原组分界,上以砂锅窑砂岩底界面为顶界,共含煤五层,名二煤组,其中二1煤层位于本组下部,较发育,大部分可采,二2煤层局部可采,二3煤层为偶尔可采。
标志层有二1煤层底板砂岩、大占砂岩。
全组厚52.84-106.60m,平均厚86.75m。
按本组岩性特征分述如下:
底部:
由灰黑色泥岩、砂质泥岩、细砂岩及主要可采煤层(二1煤)组成。
二1煤层底板砂岩为深灰色薄层状粉砂岩及细砂岩,夹灰黑色薄层泥岩、砂质泥岩。
富含黄铁矿结核,具波状及透镜状层理,显条带状构造为其特征,为本组标志层之一,厚度为0~13.42m,平均厚度10.80m。
二1煤层厚0~9.10m,平均厚2.24m,在煤层与底板砂岩之间有一层泥岩或砂质泥岩伪底。
下部:
为灰、灰白色或深灰色厚层状中粒石英砂岩(俗称大占砂岩),为二1煤直接顶板,层面富集白云母片,含黄铁矿结核及泥质包体,与煤层接触处尚可见到煤屑。
具斜层理及水平层理,中夹深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层(二2煤层)。
本层厚1.30~24.20m,平均厚22.95m。
为本组重要标志层。
大占砂岩与二1煤之间,局部发育一层泥岩或砂质泥岩,厚0~12.50m,偶有炭质泥岩伪顶。
中部:
为灰、灰白色中粒砂岩,灰及深灰色粉、细砂岩夹深灰色泥岩及砂质泥岩。
含煤三层(二3、二4、二5煤层)。
本段厚32.00m。
上部:
为灰、浅灰及灰绿色细~中粒砂岩,泥质胶结,具斜层理,局部相变为深灰色砂质泥岩,顶部为紫色~灰绿色泥岩,具紫斑及暗斑,含菱铁质鲕粒。
本段厚约21.00m。
本组产化石有:
Stigmariaficoides(脐根座),Sphenophyllumverticllatum(轮生楔叶),Plagiozamitesoblongifolius(椭园斜羽叶),Tingiahamagukii(菱齿叶),Pecopteriscyathea(桫椤栉羊齿),P.marginata(厚缘栉羊齿),P.(P.)arcuata(弧曲栉羊齿),P.(A)orientalis(东方栉羊齿),Neuropteridiumcoreanicum(朝鲜羽羊齿),Alethopterisnorinii(麻座延羊齿),Emplectopteridiumalatum(翅编羊齿),Taeniopterismultinervis(多脉带羊齿),Cladophlebissp.(枝脉厥未定种),Cordaitesprincipalis(带科达)等。
2、下石盒子组(P1x)
本组底界为砂锅窑砂岩之底,顶界止于田家沟砂岩底面。
分三、四、五、六煤段,与下覆山西组地层整合接触。
全组厚262.38~347.75m,平均厚285.06m。
(1)三煤段
砂锅窑砂岩为灰白色中、粗粒石英砂岩,含细砾和泥质包体。
大紫泥岩具明显紫斑,大部含铝质,局部含铝土质和菱铁质鲕粒。
平均厚度17.80m。
为灰、浅灰色局部为灰绿色的细~中粒砂岩和灰紫色砂质泥岩。
砂岩成分以石英为主,具斜层理,含泥质包体。
本段厚约16.00m。
为灰色粉砂岩及紫褐色砂质泥岩,含铝土质,粉砂岩局部相变为厚层状中~粗粒砂岩。
本段厚约25.83m。
为紫褐色及灰紫色砂质泥岩,局部见紫斑,含铝土质,间夹具波状层理的薄层粉砂岩。
深灰色的砂质泥岩中产植物化石,夹有煤线。
本段厚11.20m。
本段产化石有:
Lingulasp(舌形贝未定种),Lepidodendronpolygonale(封印鳞木),Sphenophyllumsp.(楔叶未定种),Stigmariaficoides(脐根座),Pecopterissp.(栉羊齿未定种),Psygmophyllumsp.(掌叶未定种),Cordaitessp.(科达未定种)等。
(2)四煤段
岩性为灰、深灰色砂质泥岩、泥岩夹粉砂岩、细砂岩或中砂岩透镜体,含黄铁矿结核、产丰富的植物化石、夹薄煤层,均不可采。
本段厚43.05~106.85m,平均厚72.60m。
Lepidodendronoculus_felis(猫眼鳞木),Lobatannulariaensifolia(剑瓣轮叶),L.Lingulata(舌瓣轮叶),L.heianensis(平安瓣轮叶),Plagiozamitesoblongifonlius(椭园斜羽叶),Tingiahamagukii(菱齿叶),Sphenopteristenuis(纤弱楔羊齿),Pelopteris(P.)arcuata(弧曲栉羊齿),P.cyathea(桫椤栉羊齿),P.(A)orientalis(东方栉羊齿),P.nervosum(密脉栉羊齿),Gigantonoclealagrelii(波缘单网羊齿),Chiropteriscf.kawasekii(卡氏掌蕨比较种)等。
(3)五煤段
下部为灰、浅灰色中粒砂岩,局部为粗砂岩;
中部为紫红色砂质泥岩,具明显紫斑;
上部为灰黑色泥岩、砂质泥岩,夹薄煤层。
厚37.35~78.95m,平均54.65m。
Sphenopterissp.(楔羊齿未定种),Sphenophyllumsp.楔叶未定种),Lobatannularialingulata(舌瓣轮叶),L.ensifolia(剑瓣轮叶),L.heianensis(平安瓣轮叶),Pecopterismarginata(厚缘栉羊齿),P.(P)arcuata(弧曲栉羊齿),P.anderssonii(镰刀栉羊齿),Compsopterissp.(蕉羊齿未定种),Giganlopterides(大羽羊齿类),Cordaitessp.(科达未定种)等。
(4)六煤段
为灰-紫灰色砂质泥岩,夹不稳定粉砂岩,局部夹有灰色砂质泥岩、细砂岩或中砂岩薄层及透镜体。
厚54.95—140.00m,平均86.98m。
Chiropterisreniformis(肾掌蕨)等。
(二)二叠系上统(P2)
本统厚度135.40~491.60m,平均298.45m。
1、上石盒子组(P2s)
上界止于平顶山砂岩之底,下界止于田家沟砂岩底面。
含煤二组。
由七、八两个煤段组成。
本组厚104.40~238.80m,平均厚181.69m。
(1)七煤段
底部田家沟砂岩为灰色、浅灰色中—粗粒砂岩、底部偶见细砾岩。
主要成份为石英和长石,含泥质包体,具斜层理,硅质胶结,韵律结构明显。
为本区重要标志层之一。
中上部岩性为紫色、紫灰色砂质泥岩夹紫灰色粉砂岩及灰白色细砂岩,灰、深灰色砂质泥岩、泥岩,含煤三层(七1、七2、七3)。
本段厚49.95~116.35m,平均厚74.07m。
Lingulasp.(舌形贝未种),Specutasp.(海绵骨针),Lepidodendronszeianum(斯氏鳞木),L.polygonale(封印鳞木),L.acutangulum(锐角鳞木),Annulariamucronata(尖头轮叶)Lobatannulariamultifolia(多叶瓣轮叶),Taeniopteristingia(线带羊齿),Psygmophyllummultipartium(多裂掌叶),Stigmariaficoides(脐根座)等。
(2)八煤段
岩性为灰色中砂岩,局部相变为砂质泥岩夹细砂岩;
灰~深色砂质泥岩,局部含植物化石碎片;
紫灰色、灰紫色砂质泥岩、紫斑泥岩夹数层灰、灰白色细、中粒砂岩。
底部砂质泥岩中夹一层硅质泥岩。
厚66.15~132.60m,平均107.62m。
Speculasp.(海绵骨针)。
2、石千峰组(P2sh)
本组由平顶山砂岩段及土门段组成。
厚22.55~305.15m,平均116.76m。
(1)平顶山砂岩段(P2sh1)
岩性为灰白、浅灰色中、粗粒石英砂岩,中夹2~3层紫红色砂质泥岩。
具大型斜层理,硅质胶结,节理发育,底部偶见砾石。
为勘查区内重