离石市永宁煤矿初步设计Word文档格式.docx

离石市永宁煤矿初步设计Word文档格式.docx

《离石市永宁煤矿初步设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离石市永宁煤矿初步设计Word文档格式.docx（102页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

13276kt；

矿井可采储量为7574kt；

3、矿井设计生产能力：

210kt/a；

矿井服务年限：

28a；

4、矿井移交生产和达产时井巷工程量（其中煤巷8404m，占88.6%）9481m；

万吨掘进率：

451.5m/万t；

建井工期：

31.35个月；

5、矿井移交生产和达产时，布置一个采区，装备两个长壁炮采工作面，两个普通掘进工作面，可满足210kt/a的设计生产能力，回采工作面长度为80m；

6、采煤方法：

倾斜（或走向）长壁采煤法；

采用高档炮采回采工艺方式，全部垮落法管理顶板；

7、矿井总占地面积：

3.83ha；

其中：

主井、风井工业场地：

1.7ha

副井工业场地：

2.13ha；

8、工业建筑总体积：

21178m3；

9、矿井在籍人数：

290人；

全员效率：

3t/工；

10、建设项目总投资为4488.65万元，吨煤投资为213.74元。

井巷工程投资1724.75万元，土建工程投资为303.85万元，设备及工器具购置投资为1160.80万元，安装工程投资为583.54万元，工程建设其它费用投资为268.79万元，基本预备费投资为282.92万元，建设期间投资贷款利息为164.0万元。

六、存在的主要问题与建议

1、井田有一块D级储量，勘探程度低，下阶段应进一步做地质补充勘探工作。

2、井田西北角古空区的围为调查所得，可能会与实际情况存在偏差，对其充水情况了解亦较少，今后在生产过程中应特别注意，以防突水事故的发生。

3、该矿缺少瓦斯、煤尘、自燃等级的实际测试数据，应在施工和生产过程中尽快补充和完善这方面的资料，以便采取针对性的预防措施。

第一章井田概况及地质特征

第一节井田概况

一、井田位置和交通条件

井田地理坐标为东经111°

05′57″～111°

08′l0″，北纬37°

34′55″～37°

33′19″。

井田东西长约3100m，南北宽约2900m，面积5.6588km2。

2000年6月省国土资源厅为该矿颁发采矿许可证，证号为34，批准开采4号煤层。

该矿距国道209线约2km，距孝柳铁路交口发运站8km，交通十分便利，详见交通位置图（图1-1-1）。

井田北邻大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、南接神州煤电焦化股份煤矿，西为4号煤层露头线，东邻北川河。

相对位置见矿井四邻关系图（图1-1-2）。

二、自然地理

永宁煤矿位于黄河以东、吕梁侧，北川河西岸，属黄河中游黄土高原地带，由于受北川河河谷的控制，地势总体上由北西向南东逐渐降低，最高点位于井田西北部家圪塔，标高为1223.7m，最低点位于井田东南边界，标高为938.5m，最大相对高差为285.2m。

地貌类型属黄土丘陵，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。

冲沟多呈“V”字型，沟底有零星基岩出露。

井田属黄河流域三川河水系。

井田无大的河流，只有几条冲沟在雨季汇集雨水流进井田东部的北川河。

北川河为常年性流水河流，从井田东部自北而南流过，与河和南川河汇合后经柳林县注入黄河。

三、气象和地震烈度

井田地处晋西北黄土高原，属暖温带大陆性季风半干旱气候，四季分明，春季多风干旱，夏季炎热多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷，年平均气温8.6～11.4℃，极端最高气温38.1℃（1985年7月18日），极端最低气温-21.7℃（1984年12月24日）。

年平均降雨量464.2m，雨水多集中在6～9月份，年蒸发量1766.2～2171.7mm。

霜冻期一般始于10月上旬，终于翌年3月，最大冻土深度为1m。

据（78）晋震字第29号文，本区地震基本烈度为6度。

据历史资料记载，市于1829年曾发生5.9级地震。

四、矿区煤炭生产建设及规划概况

永宁煤矿属市一集体所有制煤矿，1998年2月省煤资委以晋煤资字（1998）第122号文批准该矿开采4号煤层，2000年6月省国土资源厅厅为该矿颁发采矿许可证，批准开采4号煤层。

现该矿属基建矿井，批准生产规模为2l0kt／a，采用立井开拓，目前正在建设三个立井，现三个立井均在黄土层中施工，尚未见基岩。

五、现有运输、电源、水源及建筑材料情况

1、运输条件

该矿生产的煤炭可以利用公路外运销售。

主立井位于贺家庄村附近，距国道209线约2km，距孝柳铁路交口发运站8km，交通条件相当便利，能够满足矿井生产的需要。

2、电源条件

该矿所用电源一路来自于北川变电站，另一路来自于沙会则变电站，通过10kV高压线路引入该矿地面变电所。

目前地面已建有临时变电所，来自于北川变电站的10kV高压线路已引入该矿地面临时变电所，当该矿双回路供电系统建成后，能够满足矿井建设和生产的供电要求。

3、水源条件

据该矿地质报告，本井田位于北川河西岸，北川河河谷冲积层中井田附近地段水量丰富，水质较好，水位浅，易于开采。

该矿工业广场现有一水井，可作为该矿生活用水水源。

井下排水经处理后可作为该矿生产和消防用水水源，矿井水源基本有保障。

4、主要建筑材料供应条件

该矿主要建筑材料如钢材、木材等可通过物资部门供应，由外地购进。

料石、砖、水泥、白灰等可就地解决，建筑材料的供应能够满足矿井建设和生产的需要。

六、井田相邻地方煤矿概况

据该矿地质报告，本井田围无其它煤矿开采，只在井田西北角存在一老窑采空区，具体调查采空围见4号煤层底板等高线及储量计算图。

本井田周围现有大中局煤矿、上安煤矿、下安煤矿、神州煤田焦化股份煤矿，具体叙述如下：

大中局煤矿位于井田北部大中局村南，开采组4号煤层，煤层厚度1.6m，煤种为焦煤，最大排水量1.30m3／h。

年产30kt，为低瓦斯矿井。

上安煤矿位于井田东北上安村，距本井田不足1km，开采组4号煤，煤厚1.60m，煤种为焦煤，最大排水量2.1m3／h，年产60kt，为低瓦斯矿井。

下安煤矿位于井田东北下安村西，紧邻本井田，开采组4号煤、5号煤，4号煤厚1.80m，煤种为焦煤，最大排水量2.5m3／h，年产60kt，瓦斯相对涌出量0.409m3／t。

C02相对涌出量为0.492m3／t，为低瓦斯矿井。

该矿主、副井坐标为：

主井：

X=4160527.463Y=19510612.493Z=991.43；

副井：

X=4160092.132Y=19511268.214Z=973.96；

主井、副井坐标均为GPS实测。

主井见煤深度127m，副井见煤深度92m。

煤矿位于井田南面十里沟村，开采4、8、10号煤层，4号煤厚1.80m，煤种为焦煤，最大排水量70m3／h，年产量300kt，为低瓦斯矿井。

第二节地质特征

一、地质构造

（一）地层

井田基本为黄土覆盖，仅在沟谷有零星的基岩出露。

据煤矿及扩区地质报告，结合区及周缘钻孔资料，区地层自下而上为奥系中统（02）；

石炭系中统组（C2b）、上统组（C3t）；

二迭系下统组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s），新生界上第三系上新统（N2）及第四系中、上更新统（Q2+3）、全新统（Q4）。

现自下而上分述如下：

1、奥系中统（02）

上部50m左右为灰色、蓝灰色石灰岩夹浅灰或灰黄色泥灰岩，灰岩致密坚硬，较为纯净，多呈厚层状或巨厚层状，地表及浅部溶洞发育；

其下40m段为石膏带；

再往下为深灰色石灰岩，富含珠角石，左旋螺等动物化石，属浅海相沉积。

2、石炭系中统组（C2b）

平行不整合于奥系灰岩之上，全组厚24.05-48.71m，平均32.8m，通常底部为黄铁矿及铝土混生体。

中上部为灰色泥岩、砂质泥岩互层，夹1-3层不稳定的石灰岩及薄煤线。

属海陆交互相沉积。

3、石炭系上统组（C3t）

以基底砂岩K1与下伏组整合接触，全厚76.86-90.5m，平均86.87m。

为本矿区主要含煤地层之一。

岩性由灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、3层深灰色石灰岩以及4层煤组成。

6、7、10、1l号煤层即产于其中。

4、二叠系下统组（P1s）

本组以L5灰岩顶板为其底界（因基底K3砂岩在井田不发育而下推至L5顶板）。

全组厚50.0-78.5m，平均58.96m，为本矿区主要含煤地层之一。

岩性为深灰色、灰黑色砂质泥岩、粉砂岩及砂岩互层。

本组含煤10层，自上而下为0l、02、03、l、2、3、4、4下、5、5下号。

属陆相沉积。

5、二叠系下统下石盒子组（P1x）

以基底砂岩K4与下伏组整合接触。

全组厚61.08-97.60m，平均79.71m。

岩性下部以深灰色、灰色泥岩为主，夹有灰色、灰绿色砂岩；

中部为灰色泥岩，局部夹薄层状含砾砂岩，与黑灰色、深灰色泥岩互层。

上部为紫红色、灰黄色泥岩、夹有灰绿色、深灰色砂岩及砂质泥岩。

顶部为紫红色花斑状铝质泥岩（俗称桃花泥岩）。

6、二叠系上统上石盒子组（P2s）

以K6砂岩为基底，与下伏地层整合接触，本组在井田仅赋存其下部地层，厚36.0-140.0m，平均72.0m。

岩性为紫色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及黄绿色砂岩。

7、第三系上新统（N2）

在井田沟谷两侧有所出露，不整合覆盖于下伏基岩之上。

底部一般是一层胶结或半胶结的砾石层，砾石成分主要为石灰岩、砂岩等，中部为暗红色砂质粘土，间夹2-3层钙质结核。

厚度30-73m，平均40m。

8、第四系中、上更新统（Q2+3）

中、上更新统广泛分布于山顶或山坡。

中更新统为棕红色砂质粘土，夹2-6层钙质结核，厚度30m左右。

上更新统为淡黄色砂土，垂直节理发育，厚0-50m，一般25m左右。

9、第四系全新统（Q4）

为近代冲积、洪积层，为砾石、卵石、砂及砂土混合堆积，零星分布于沟谷底部，厚0～8m，平均5m。

（二）含煤地层

井田含煤地层主要为石炭系上统组和二叠系下统组。

1、石炭系上统组（C3t）

该组以K1砂岩与下伏组分界。

K1砂岩为灰白色砂岩，底部含砾石，砾石成分为石英，长石及燧石，平均厚度为8.73m。

全组岩性主要由灰色灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩以及三层石灰岩及四层煤层组成。

四层煤层分别为6、7、10、11号煤层，其中6号煤层为一全区稳定可采的薄煤层；

10号煤层为一全区稳定可采的中厚～厚煤层；

7、ll号为不可采煤层。

三层石灰岩为良好的标志层，自上而下为：

（l）L5灰岩：

灰色，致密坚硬，裂隙充填有方解石脉，厚度0.40-4.30m，平均2.31m。

（2）K2灰岩：

深灰色，致密坚硬，裂隙中充填有方解石脉，含菱铁质成分，见有较多的动物化石，厚度5.20-10.20m，平均7.70m。

（3）L1灰岩：

深灰色，含动物化石及其碎片，中部一般夹有薄层泥岩、炭质泥岩、粉砂岩等。

厚度7.50-18.50m，平均12.0lm。

2、二叠系下统组

本组为陆相沉积，以L5灰岩顶板为其底界。

岩性由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩以及10个煤层组成。

10个煤层分别为0l、02、03、l、2、3、4、4下、5、5下号煤层。

其中03号煤层为全区稳定可采的薄～中厚煤层；

3号煤层为全区稳定可采的薄煤层；

4号煤层为全区稳定可采的中厚煤层；

5号煤层为一不稳定的大部可采的薄煤层，其余0l、02、l、2、4下、5下号煤层均为不可采煤层。

（三）地质构造

1、区域构造

本区在构造位置上处于华北地台断隆西缘，鄂尔多斯台坳的河东断凹部位。

区域构造总体为一不对称的向斜构造，即中阳～向斜，该向斜北起临县黄家沟、湍子沟，中经城南至中阳县城。

东西宽3～13km，南北长约50km。

向斜轴部宽缓，两翼倾角相差较大，西翼较陡，倾角在15～25°

之间，东翼较缓，倾角在10°

以下。

向斜部发育一系列次级褶皱构造。

本区即位于中阳～向斜中部西翼，靠近轴部。

2、井田地质构造

井田总体为一不对称的向斜构造。

向斜轴自北而南贯穿全区，总体轴向为南北向，呈反“S”型，区延伸约2.5km。

两翼不对称，东翼较缓，地层倾角一般3～5°

。

西翼较陡，地层倾角一般为10～15°

除此以外，未发现有断裂、陷落等其它构造。

综上所述，本井田地质构造简单，属Ⅰ类。

二、煤层及煤质

（一）煤层

1、含煤性

井田含煤地层为石炭系上统组和二叠系下统组，共含煤14层，由上而下编号为0l、02、03、l、2、3、4、4下、5、5下、6、7、10、1l号。

其中0l～5下号煤层位于组，6～11号煤层位于组。

含煤地层总厚145.83m，煤层总厚约12.09m，含煤系数为8.3％。

2、可采煤层

井田可采煤层及局部可采煤层有03、3、4、5、6、10号6层。

目前批准开采的煤层为4号煤层。

可采及局部可采煤层以厚度、结构及煤层间距列入表1-2-1。

现自上而下叙述如下：

（l）03号煤层

位于组上部，K4砂岩之下，上距K4砂岩约15m左右。

该煤层为一全区稳定可采的薄～中厚煤层，厚度一般为1.20～1.50m，平均1.39m。

最大厚度在井田东南部的B5孔，厚度为1.50m。

煤层结构简单，含一层夹矸。

顶板一般为砂质泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。

（2）3号煤层

位于组中部，K4砂岩之下，L5灰岩之上，上距03号煤层一般15m左右。

该煤层为一全区稳定可采的薄煤层。

厚度一般在0.74～0.92m，平均0.82m。

最大厚度在井田西南部的40孔，厚度为0.92m，煤层结构简单，含夹石0～1层。

顶板多为中砂岩，有的为泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。

（3）4号煤层：

位于组中下部，L5灰岩之上，3号煤层之下，与3号煤层间距一般为5.97～12.37m，平均9.53m。

该煤层为一全区稳定可采的中厚煤层，厚度一般在1.70～1.88m，平均1.80m。

最大厚度在井田东南部B5孔，厚度为1.88m。

煤层结构简单，含夹石0-1层。

顶板多为细砂岩、泥岩，有的为中粒砂岩，厚度1.77～6.93m，按《矿井地质工作手册》中“岩层强度与垮落性”分类，4号煤层顶板将随回采垮落填满采空区，属I类。

底板多为粉砂岩，有的为中粒砂岩、细砂岩。

据邻近井田南界的B5钻孔岩石力学性质试验结果，4号煤层顶板抗压强度为116.5～143.7MPa，平均130.1MPa，抗拉强度为0.8～4.4MPa，平均2.6MPa。

底板抗压强度为116.9～119.0MPa，平均118.0Mpa，抗拉强度为0.7～1.2MPa，平均0.9MPa。

（4）5号煤层

位于组下部，L5灰岩之上，4号煤层之下，与4号煤层间距平均为13.55m，下距L5灰岩约6.5m左右。

该煤层为一稳定的、大部可采的薄煤层。

厚度一般0.31～1.20m，平均0.87m。

最大厚度在井田以北部38号孔，厚度为1.20m。

煤层结构简单，含夹石0～1层。

顶板多为泥岩，有的为细砂岩，底板多为泥岩，砂质泥岩。

（5）6号煤层

位于组上部，K2灰岩之上，L5灰岩之下，上距L5灰岩一般7m左右，下距K2灰岩一般5.5m左右。

该煤层为一全区稳定可采的薄煤层，厚度一般在1.07～1.20m，平均1.13m。

煤层结构简单，含夹石1-2层。

煤层顶板一般为砂质泥岩、泥岩，有的为粉砂岩，底板多为砂质泥岩、泥岩。

（6）10号煤层

位于组中部，L1灰岩之下，L1灰岩为其直接顶板。

该煤层为一较稳定的、全区可采的中厚～厚煤层。

厚度变化在2.50～6.87m，平均4.91m。

结构复杂，含夹石0～4层，煤层顶板一般为石灰岩，有的为炭质泥岩，底板多为砂质泥岩、泥岩，有的为细粒砂岩。

（二）煤质、煤种及工业用途

1、物理性质

据地质报告，井田各层煤的物理性质基本相近，煤的颜色为黑色或黑褐色。

光泽多玻璃光泽和强玻璃光泽，有时可见弱丝绢光泽。

断口常为参差状、贝壳状和附梯状断口，镜煤分层有眼球状断口。

生裂隙发育，镜煤和亮煤的生裂隙5厘米一般为15～30条。

煤以条带状结构最发育，其次为线状结构。

构造多为层状构造，个别为块状。

煤的硬度小，脆度大。

2、煤岩特征

据地质报告，煤岩特征叙述如下：

（1）宏观煤岩特征

宏观煤岩成分以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，丝炭很少见到。

宏观煤岩类型以半暗型煤常见，光亮型，半亮型煤次之，暗淡型煤较少。

（2）显微煤岩特征

显微煤岩组分：

各煤层煤的显微组分中有机组分以镜质组为主，约占到40％～59.4％；

丝质组次之，一般约占31.2～53.0％；

半镜质组分少量，一般只占2.6～5.6％；

稳定组分极少，仅占到0～2.1％。

煤中无机组分以粘土类为主，约占到2.6～8.7％；

硫化物类次之，一般只占到0.2～1.1％；

碳酸盐类极少，一般仅占0～0.4％。

镜质组以无结构的基质镜质体为主，偶见有结构镜质体；

丝质组以氧化丝质体为主，火焚丝质体次之，少量浑圆体和碎屑体，偶见微粒体；

稳定组由角质体、小孢子体定向排列组成。

粘土类以散点状，草莓状、晶粒状充填脆腔；

碳酸盐类为方解石呈晶粒脉状分布。

显微煤岩类型：

各煤层显微类型以混合亮暗煤占大多数，少量为混合暗亮煤。

3、煤的化学性质、工艺性能及煤类

（1）煤的化学性质及工艺性能

4号煤层：

原煤水分为0.86～3.76％，平均为1.88％；

洗煤水分为0.48～1.29％，平均为1.00％。

原煤灰分为14.77～24.48％，平均为18.88％，为低～中灰煤，多为中灰煤：

洗煤灰分为3.21～9.10％，平均为7.03％。

煤灰成份中，Si02含量为52.88％，Al2O3含量为27.60％，Fe2O3含量为5.12％，Ca0含量为3.22％，Mg0含量0.66％。

利用经验公式计算出的灰熔点K>

5，为难熔灰分。

原煤挥发分为20.34～23.72％，平均为22.03％；

洗煤挥发分为21.24～30.27％，平均为24.28％。

原煤硫分为0.43～0.48％，平均为0.46％，为特低硫煤；

洗煤硫分为0.47～0.56％，平均为0.52％。

原煤磷含量为0.004％，为特低磷煤；

洗煤磷含量为0.002％。

原煤发热量Qnet.V.ad为30.10MJ／kg。

净煤回收率为76％。

据矿井地质报告，4号煤层铁箱试验结果，有较好的结焦性。

焦炭经转鼓试验100转后，M40级占78.2～79.2％，Ml0级占7.4～8.2％，证明焦炭的抗碎性及耐性良好，属较优质的炼焦用煤，且焦炭工业分析灰分（Ad）为5.58～6.72％，挥发份（Vdaf）为20.64～22.77％，全硫（St.d）为0.44～0.57％，属特低灰、特低硫强粘结性焦煤。

（2）煤类：

本区煤按照《中国煤炭分类国家标准》（GB5751-86）进行分类，分类指标采用净煤的挥发分（Vdaf），粘结指数G及胶质层厚度Y（mm）等。

4号煤层除焦煤（JM）外还有1／3焦煤（1／3JM）。

4、煤质及工业用途评价

综上所述，4号煤为低～中灰（洗选后，灰分大幅度降低），特低硫、特低磷、难熔灰分的焦煤，有较好的结焦性，可用作优质炼焦用煤和配焦用煤。

三、开采技术条件

（一）瓦斯

据地质报告：

历次勘探在本井田临近钻孔中未采集瓦斯样，本设计通过对周围煤矿的调查（调查结果见表1-2-2），认为本矿井为低瓦斯矿井，随着开采向向斜轴部延伸，开采深度和开采面积的增大，瓦斯有可能增加。

另外位于本矿东南4km左右的七里滩煤矿1990年曾发生过瓦斯爆炸事故。

建议该矿开采时应加强通风和瓦斯管理，防止瓦斯爆炸。

表1-2-2周围煤矿瓦斯情况调查表

煤矿名称

日产量

CH4

相对涌出量

C02

瓦斯等级

下安煤矿

180t

0.409m3／t

0.492m3／t

低

铨则焉煤矿

100t

0.3m3／t

白家庄煤矿

160t

2.12m3/t

注：

铨则焉煤矿位于井田南部1km，白家庄煤矿位于井田南部3km。

（二）煤尘和煤的自燃发火性

该矿尚无煤尘和自燃倾向性测试数据。

本设计依据省煤炭工业厅综合测试中心2002年8月为井田南部神州煤业所送4号煤层的测试结果，推断永宁煤矿4号煤层有煤尘爆炸危险性，自燃等级为I级，属容易自燃煤层。

由于该矿目前缺少瓦斯、煤尘、自燃等级实际测试数据，建议尽快补充这方面的资料。

（三）地温

据紧邻井田南界的煤矿精查勘探中进行的地球物理测温资料，本区地温梯度为2.4℃／100m，地温无异常现象，另据周围煤矿开采过程中亦未发现地温异常现象。

（四）水文地质

1、地表水

井田无较大的河流，只在井田东侧有一北川河。

井田自北而南有大沟、吴家沟和大峪沟三条较大的黄土冲沟，雨季雨水汇入沟谷中，自西北而东南流入北川河，北川河自北而南汇入三川河。

北川河主要接受大气降水补给，局部地段接受地下水补给，流量平均为1.98m3/s。

2、含水层

根据井田南部煤矿和井田东南高崖湾煤矿（据井田3km）勘探资料，结合矿区水文地质资料，将井田含水层划分为以下5个含水层组。

（1）奥系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组

井田未出露，属埋藏型，含水层岩性主要以石灰岩、白云质灰岩为主，岩溶较发育，富水性强。

据邻区水文和水井资料推测井田奥灰水位标高为810～814m左右。

据省勘察院在西属巴施工的三个水井资料，单井涌水量均大于3000t／d。

（2）石炭系上统组石灰岩溶蚀裂隙含水层组

含水层主要由L1、K2、L5等石灰岩、砂岩组成，单层平均厚度在3～8m，埋深在150m以上。

据高崖湾ZK2-3水文孔资料，水位标高为929.44m，单位涌水量0.0047L／s．m，渗透系数0.013m