首山一矿的矿井概况及安全条件设计方案.docx

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首山一矿的矿井概况及安全条件设计方案

第一章矿井概况及安全条件

第一节井田概况

一、地理概况

（一）交通位置

首山一矿井田位于平顶山市东北，距平顶山市约25km，行政区隶属襄城县管辖。

地理座标：

东经113°21′16″至113°26′22″，北纬33°45′45″至33°50′52″。

井田交通方便，由铁路、公路与省内外沟通。

孟（庙）宝（丰）铁路东西贯穿煤田，平顶山火车站东距京广铁路的孟庙站70km，西距焦枝铁路宝丰站26km；平顶山市到禹州市的平禹铁路于井田东侧穿过；十三矿铁路专用线穿过本井田。

公路四通八达，许（昌）南（阳）公路从井田东侧南北穿过，潘庄至七里店公路经过工业场地在七里店与许南公路相接。

交通位置示意图详见图1-1-1。

（二）自然地理

首山一矿井田位于丘陵～平原的过渡部位。

井田地势西南高，东北低，最高点为南部的孟良寨，标高+366.56m，最低点为东部的平坦耕地，标高+80～+100m左右，相对高差260～280m。

井田为剥蚀～堆积的丘陵～丘间河谷平原地貌。

丘陵地貌分布于井田南部及西南部，呈长圆形，大致呈北西～南东及北东～南西方向展布。

丘顶标高一般+225～295m，相对高差小于100m，地面坡度25°～30°，地表常被沟谷切割，丘顶多出露平顶山砂岩和金斗山砂岩。

丘间洼地分布于井田东北部，地面低洼平坦，主要为耕地分布区。

地面标高一般+80～+100m，相对高差15～30m，地面坡度10°～20°，主要为风化剥蚀物质近距离搬运堆积而成。

首山一井范围内只有一条季节性河流，发源于南、西部老马洞、李家门、马

家门一带的沟谷中，由南向北流经新寨水库，在黄柳注入汝河。

汝河由北西向南东流经井田北部（约距3km），流域面积4357.35km2，年平均流量22.30m3/s，最大洪峰流量3000m3/s。

井田内有潘庄、孙庄、雷洞、马洞沟等小型农用水库，均为季节性储水。

本区属暖温带半干旱季风气候区。

四季分明，寒暑变化有序，年降水量主要受季风影响，春、秋、冬三季干旱少雨，夏季多雨，年蒸发量大于降水量的1.5～4倍。

据气象资料：

历年最高气温42.6℃（1966年7月19日），最低气温-18.8℃（1955年1月3日），历年平均气温14.9℃。

历年最大降雨量1323.6mm（1964年），最小降雨量737.9mm（1966年），年平均降雨量733.1mm；月最大降雨量357mm（1957年7月），连续最大降雨量285.2mm，最长连续降雨天数9天（1964年4月13日～21日），最大一次降雨量175.4mm（1995年7月13日）。

历年最大蒸发量2825mm（1959年），最小蒸发量1490.5mm（1964年），年平均蒸发量1888.53mm；月最大蒸发量408.90mm（1959年7月，月最小蒸发量40.7mm（1957年1月）。

平均相对湿度67%；冰冻期一般为11月至次年3月，最大冻土深度220mm，最大积雪厚度160mm。

风向随季节而变，春夏季多东南风和南风，秋、冬季多西北风和北风，最大风速达24m/s，平均风速2.8m/s。

有史记载，河南省发生的八次大地震中，七次对本区有较大破坏。

据国家地震局编制的地震烈度区划图，本区属六度地震烈度区。

1975年至1993年18年间，汝州、郏县、禹州三地发生28次地震，震级一般2.1～3.5级，最大4.7级。

二、主要自然灾害

矿区的主要自然灾害为气象灾害，由于降雨集中在7、8、9三个月，雨量大时易形成洪涝灾害。

三、矿区煤炭生产及规划概况

平煤集团属国有大型企业集团，截至2006年集团公司共有31座生产矿井，年设计能力27.07Mt，2006年实际生产原煤30.95Mt，其中焦煤产量达到了5.73Mt以上。

拥有洗煤厂9座，年入洗核定能力计19.60Mt，其中炼焦精煤洗煤厂7座，核定入洗能力11.20Mt。

四座综合利用自备电厂，装机容量130MW，核定容量为185MW。

本矿井南邻八矿、十矿，西北与十三矿相邻。

八矿为立井开拓，目前开采水平-430m，开采丁、戊、己组煤。

矿井核定生产能力3.0Mt/a，2006年实际产量3.0Mt；十矿为立井开拓，两个水平开采，一水平标高-140m，二水平标高-320m。

主采戊、己组煤层。

矿井核定生产能力2.9Mt/a，2006年实际产量2.9Mt/a；平十三矿1993年开工建设，2001年正式投产。

设计生产能力1.8Mt/a。

采用一对立井、两个水平、采区上下山开采的开拓方式。

2006年实际产量1.64Mt。

八矿、十矿均为煤与瓦斯突出矿井，十三矿为高瓦斯矿井。

平顶山矿区煤炭生产规划目标是原煤产量稳定在55.00Mt/a左右。

四、矿区水源、电源及通信情况

1、水源

井田水源丰富，地表水源如汝河、潘庄水库、孙庄水库等，均为当地农田灌溉水源。

地下水有寒武系灰岩含水层，太原组下段灰岩含水层，己16-17煤底板灰岩含水层，己16-17煤顶板砂岩含水层，戊9-10煤顶板砂岩含水层，均可作为矿井供水水源。

主、副井工业场地的供水水源采用矿井排水，另外在工业场地内设管井取灰岩水供建井期间工业场地生产生活用水。

中央回风井工业场地采用灰岩地下水作为首选供水水源，水量不足部分由水库水供给。

2、电源

本矿井35kV电源线路1回35kV电源取自七里店110/35kV变电站，另1回35kV电源取自首山110/35kV变电站。

3、矿区通信条件

矿区已形成自动通信网络，各矿与集团公司以及对外联系十分方便。

第二节安全条件

一、地质特征

（一）地层

平顶山煤田属华北地层区豫西分区渑池～确山小区。

井田属半隐伏地区，地表仅出露部分二叠系上统上石盒子组八煤段、石千峰组及三叠系下统刘家沟组地层。

依据地表出露与钻探揭露，地层自下而上为寒武系上统崮山组；石炭系上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组；三叠系下统刘家沟组及第四系。

总厚约1400m。

其中石炭系上统太原组～二叠系上统上石盒子组为含煤地层。

由老到新分述如下：

1、寒武系上统崮山组（∈3g）

地表未出露。

据区域资料厚度为85～160m，钻探揭露最大真厚度96.92m。

以灰色～浅灰色厚层状白云质灰岩为主，具细晶质及糖粒状结构，局部夹薄层泥岩或砂质泥岩，裂隙及小溶孔发育。

与下伏地层整合接触。

2、石炭系上统太原组（C3t）

地表未出露。

据钻探揭露厚度71.57～87.42m，平均77m。

由深灰色石灰岩、泥岩、细～中粒砂岩及煤组成。

底部为浅灰～深灰色铝质岩及铝质泥岩，与下伏崮山组不整合接触。

3、二叠系（P）

地表仅出露二叠系上统上石盒子组八煤段及石千峰组地层。

八煤段地层在白石山背斜南翼张庄煤矿西有零星出露。

石千峰组一段（平顶山砂岩）在井田中部白石山背斜轴附近出露；石千峰组二～四段地层于井田北部灵武山向斜和南部李口向斜轴部附近有出露。

（1）下统（P1）

1）山西组（P1s）：

为本区主要含煤地层，下起二1煤底板老君堂砂岩底界，上至砂锅窑砂岩底界。

厚度73.60～97.71m，平均85m。

由灰～深灰色泥岩、砂质泥岩，粉砂岩、细～中粒砂岩及煤组成。

其中下部的二1煤层为主要可采煤层。

与下伏太原组整合接触。

2）下石盒子组（P1X）：

下起砂锅窑砂岩底界，上至田家沟砂岩底界。

厚度292.85～354.35m，平均321m。

由浅灰色～灰色中～细粒砂岩、粉砂岩及含紫斑泥岩、深灰色泥岩和煤组成。

按含煤性及沉积旋回划分为三个煤段（三～五）。

其中三煤段中上部的三9-10煤为全区可采煤层，三11煤及四煤段中部的四6煤为大部可采煤层，四2煤为局部可采煤层。

与下伏山西组整合接触。

（2）上统（P2）

1）上石盒子组（P2S）：

下起田家沟砂岩底界，上至平顶山砂岩底界。

厚度296.15～335.30m平均312m。

由浅灰色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及薄煤组成。

按含煤性及沉积旋回划分为三个煤段（六～八），无可采煤层。

与下伏下石盒子组整合接触。

2）石千峰组（P2sh）：

下起平顶山砂岩底界，上至金斗山砂岩底界。

厚度309.62～342.83m，平均320m，岩性主要为砂岩及砂质泥岩。

按岩性特征自下而上划分为四段，一段平顶山砂岩为煤系上覆的良好标志层。

4、三叠系下统刘家沟组（T1L）

出露于井田南部李口向斜轴及北部灵武山向斜轴部附近，厚度约130m。

紫红色及褐红色中粒砂岩，厚层状，成分以石英为主，次为长石及岩屑，次棱角～次圆状，分选中等，硅质及铁质胶结，具大型板状交错层理及缓波状层理，局部层面见浪成波痕，含较多铁质红色斑点，风化后形成大小不均的“凹”坑，称“大红班砂岩”或“金斗山砂岩”。

与下伏石千峰组整合接触。

5、第四系（Q）

分布于白石山背斜两翼平缓的山坡及冲沟两侧、平地等地带。

厚度0～156.00m，由暗黄色、棕黄色粘土、砂质粘土、含砂质粘土及砾石组成。

与下伏地层不整合接触。

（二）煤系地层

井田含煤地层由石炭系上统太原组，二叠系下统山西组，下石盒子组及上统上石盒子组地层组成，总厚度795m，含煤53层。

1、石炭系上统太原组（C3t）—一煤段

底界为铝质泥岩段与下伏寒武系地层之间的不整合面，上界为二1煤底板老君堂砂岩底界。

厚度71.57～87.42m，平均77m，井田内地层东部相对稍厚。

由深灰色厚层状石灰岩、泥岩，中～细粒砂岩及煤层和铝质岩、铝质泥岩组成。

含石灰岩8～10层，含煤14层（一1～一14）。

依岩性组合特征由下向上分为四个岩性段。

铝质泥岩段：

厚度1.97～8.23m，平均6m。

下部灰岩段：

厚度16.25～33.66m，平均25m，含煤4～6层（一1一6）。

中部砂泥岩段：

厚度15.11～29.93m，平均20m，含煤4层（一7～一10）。

上部灰岩段：

厚度19.75～35.82m，平均26m，含煤4层（L11～L14）。

2、二叠系（P）——二～八煤段

二叠系含煤地层自下而上划分为下统山西组，下石盒子组和上统上石盒子组，各组上界依次为砂锅窑砂岩、田家沟砂岩和平顶山砂岩的底界，其间均为整合接触，总厚度718m。

划分为七个煤段，含煤39层，其中山西组为二煤段，下石盒子组为三、四、五煤段，上石盒子组为六、七、八煤段。

（1）下统（P1）

1）山西组（P1S）—二煤段

为主要含煤地层，厚度73.60～97.71m，平均85m，井田内49线以西相对较厚。

含煤4层，其中下部的二1煤为主要可采煤层，其余均不可采。

山西组自下而上划分为二1煤段，大占砂岩段、香炭砂岩段和小紫泥岩段。

2）下石盒子组（P1X）

为主要含煤地层，厚度292.85～354.35m，平均321m，井田内白石山背斜轴附近相对较厚。

划分为三、四、五煤段，含煤23层，其中三9-10为全区可采煤层，三11为大部可采煤层，其余均为局部可采或不可采煤层。

（2）上统上石盒子组（P2S）

厚度296.15～335.30m，平均312m，井田内49线以东地层相对较厚。

划分为六、七、八煤段，共含煤12层，均不可采。

二、地质构造

平顶山煤田位于华北古板块南缘，属华北板块内崤熊构造区，陕（县）～平（顶山）断陷分区，平顶山断隆带。

平顶山矿区位于平顶山煤田东段，主体构造为一枢纽向北西倾伏的宽缓向斜构造——李口向斜。

（一）井田构造特征

1、基本构造特征

首山一矿井田位于平顶山矿区李口向斜北翼东段。

井田主体构造为一轴向320°的宽缓背斜即白石山背斜，其南、北翼分别为李口向斜北翼和灵武山向斜南翼，地层走向一般为290°～320°，倾角北东翼稍陡，南西翼较缓，一般变化在8～20°之间。

井田构造纲要图详见图1-2-1。

井田内已探明断层14条（正断层13条，逆断层1条），大部分位于井田西部沟李封断层（F14）旁侧，为北北东和北东东向两组正断层，共11条，落差7～45m，雁形排列，带平移性质；其余地段断层稀少，仅在井田东部白石山背斜轴附近发育一条正断层和一条逆断层。

（2）构造复杂程度