新一采区设计.docx
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新一采区设计
云南省曲靖狮子山煤矿一采区设计
说
明
书
编制:
审核:
矿长:
日期:
第1章序言
一、矿井基本情况
1、云南省曲靖狮子山煤矿有限责任公司狮子山煤矿（以下简称“狮子山煤矿”）为变更矿区生产规模办理采矿权煤矿，原采矿许可证号为：
5300000320722，经济类型为国有企业，采矿证有效期限：
壹拾年，自2003年12月至2013年12月，批准采矿范围由18个拐点控制，矿区面积2.3923km2，开采标高1940－1700m，生产规模9万t/a。
2008年11月由云南省煤炭工业局以（云煤行管〔2008〕48号）文复核该矿生产能力为15万t/a，云南工投集团动力配煤股份有限公司又于2011年1月将其收购。
2、资源量核实
狮子山煤矿资源储量核实境界为采矿证范围，由18个拐点坐标所圈定的范围，走向长1.80km，倾斜宽1.32km，面积为2.3913km2，最高开采标高为1940－1700m。
详见：
表3—4—1矿区范围拐点坐标表
表3—4—1矿区范围拐点坐标表
点号
X
Y
点号
X
Y
1
2796602
35406808
10
2794950
35407500
2
2796410
35407290
11
2795103
35407300
3
2796300
35407585
12
2794940
35407050
4
2796200
35407850
13
2794800
35406850
5
2796080
35408158
14
2794645
35406615
6
2796010
35408350
15
2794920
35406218
7
2795775
35408165
16
2795245
35406250
8
2795465
35407907
17
2795518
35406277
9
2795150
35407670
18
2795740
35406300
开采深度
1940m－1700m
矿区面积
2.3913km2
二、资源量估算指标
1、煤层可采厚度：
≥0.70m；
2、原煤最高灰分（Ad）＜40%；
3、原煤全硫（St、d）＜3%；
三、计算方法及参数
1、采用水平投影地质块段法，利用1:
5000地形地质图为基准，根据剖面作出1:
5000煤层资源量估算底板等高线平面图，并在该平面图上划分块段和计算各块段平面积,再按煤层倾角改算的斜面积估算各块段资源量。
2、据该区生产矿井采掘破坏情况，进行该区的资源储量核实，最后计算出该区的核实资源储量。
首先核实计算该区保有资源/储量，然后以原探明资源/储量与保有资源/储量之差求出申请注销的资源储量。
3、本次矿界范围内的储量核实煤层有5、7、8、9-1、9-2、11、14、14+1、15、16、18、19-1、20、21-2、23、24共16个煤层，平均容重值，如下表。
煤层号
容重
煤层号
容重
煤层号
容重
煤层号
容重
5
1.40
9-2
1.35
15
1.39
20
1.35
7
1.35
11
1.35
16
1.31
21-2
1.40
8
1.30
14
1.37
18
1.35
23
1.45
9-1
1.38
14+1
1.40
19-1
1.50
24
1.45
4、本矿保有资源/储量均套改为111b、2M11、2M22、2S11、2S22，计算工业资源/储量时，111b、2M11、2M22资源/储量可信度系数均取1.0。
矿区2S11、2S22资源/储量属高硫煤资源储量,即19-1煤层以下煤层暂时不设计开采，不参与工业资源/储量和可采储量计算。
四、资源量
根据《煤炭工业小型矿井设计规范》GB50399-2006的储量计算标准，依据云南省地质矿产勘查开发局八0七队2004年6月提交的《云南省曲靖市狮子山煤矿资源储量核实报告》5、7、8、9-1、9-2、11、14、15、16、18、19-1、20、21-2、23、24煤层底板等高线及储量计算平面图，对矿区范围内的可采煤层进行了计算：
1、保有资源/储量估算
曲靖市狮子山煤矿资源储量核实面积2.3913km2，最高开采标高为1940－1700m，通过资源储量核实，共有保有资源储量1231.47万吨，其中111b储量为561.33万t,2M11、2M22储量为310.32万t,高硫煤（2S11、2S22）359.82万t,此保有资源/储量经过云南省国土资源厅评审备案。
详见：
表3—4—2矿井保有资源/储量估算汇总表
2、工业资源/储量和可采储量
资源储量计算煤层有5、7、8、9-1、9-2、11、14、15、16、18、19-1、20、21-2、23、24共15个煤层，各煤层断层两侧、村庄、井田边界及井巷两侧等保安煤柱，按设计规范留设煤柱经计算。
计算工业资源/储量时，111b、2M11、2M22资源/储量可信度系数均取1.0，矿区2S11、2S22资源/储量属高硫煤资源储量,即19-1煤层以下煤层暂时不设计开采，不参与工业资源/储量和可采储量计算，待用户成熟脱硫技术后，再根据产业政策情况开采，矿区采矿证面积范围内，结果为：
矿井保有资源/储量：
1231.47万t；
矿井工业资源/储量：
871.65万t；
矿井可采储量：
503.29万t。
该矿井按煤与瓦斯突出矿井管理。
3、开拓方案
1、井田概况：
狮子山煤矿设计开采范围由18个拐点连线圈定，面积2.3923km2，开采深度1940-1700m。
2、开拓方案：
矿井开拓方式为斜井开拓，由一个生产系统保证矿井设计生产能力，矿井划分为二个水平，水平标高分别为+1850m、+1710m，每个水平以14勘探线为界布置为二个双翼采区。
3、设计井筒数量：
为4个，即主斜井、副斜井、1号风井、2号风井。
4、投产时井筒数目：
为3个，即主斜井、副斜井、1号风井。
5、井筒功能：
主斜井装备提升绞车一台，混合提升，担负提升煤炭、矸石、下放材料、进风等任务；副斜井装备架空行人装置，担负铺设管线、行人、进风等任务；1号风井为101采区专用回风井，2号风井为102采区专用回风井。
6、井筒利用情况：
主斜井、副斜井均为现有井筒改造利用，1号风井、2号风井为新布置井筒，原风井因压煤量较大，报废关闭。
7、开采顺序：
由上往下逐水平、逐采区、逐煤层开采，区内采用后退式回采。
企业注册地云南省昆明市，注册资本46亿元，现有资产总额130亿元，从事煤炭开采和销售，目前处于生产阶段。
二、编制依据
1、云南省地质矿产勘查开发局八0七队2004年6月提交的《云南省曲靖市狮子山煤矿资源储量核实报告》；
2、关于《云南省曲靖市狮子山煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明（云国土资储备字〔2004〕45）；
3、云南省煤炭工业局关于曲靖市狮子山煤矿生产能力确认的通知（云煤行管〔2008〕48号）；
4、设计委托书；
5、采矿许可证（5300000320722）；
6、煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范，以及各专业规程、规范、规定、标准等；
7、《煤矿安全规程》（2012年版）；
8、设计规范、规程、和有关法律法规。
二、采掘情况及调整采区设计原因
1、云南省曲靖狮子山煤矿一采区区域内16#煤层现只有111606、111605回采工作面为接替工作面，111605回采工作面于2012年下半年会进入收尾阶段。
因此一采区区域内16#煤基本枯竭，现设计布置上煤组5#、9#煤层。
2、从我矿开采的情况来看，在矿井的一采区北侧附近存在一正断层构造，南面与主、副井筒交界，采区走向长度为530m，倾向宽220m。
3、根据各个煤层的露头以及生产过程中所揭露的煤层巷道来看，在矿井的西翼端只需布置一个水平，一个采区上下山开采，这样大大提高了运输能力，并简化了通风系统。
第二章采区概况
一、采区位置
地面位置位于矿区的中北部，最低标高+2030m，最高标高+2060m。
井下位置：
一采区位南部位于主、副井的北部留有保安煤柱50m，北部以断层为边界。
邻区无其它采区开采。
采区平均走向长530米，倾斜长度220米。
二、开采范围：
由于采区范围内16煤层基本已全部采空，现有可采煤层共有5、9、18煤。
开采上限1940米，开采下限1700米。
第三章采区地质特征
一、矿区地层及区域地层
一、地层
矿区内出露地层由老到新为上二叠统峨眉山玄武岩组（βP2O）、龙潭组（P2l）及下三叠统卡以头组（T1k）、飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1y），第三系（N）和第四系（Q）只有零星分布。
龙潭组假整合于玄武岩之上，永宁镇组不整合于第三系之下，龙潭组至永宁镇组均为整合接触，。
井田地层总体呈向东凸出的弧形分布，南部走向NNE，中部转折，北部走向NNW，总体地层倾向NWW。
上述各组地层除玄武岩组（βP2O）外，其余各组在本区内均有出露，地层呈单斜层产出，走向NE，倾角300左右。
龙潭组分布于矿区东南部，厚度约220m；卡以头组分布于矿区中部，厚度一般为100m左右；飞仙关组分布于矿区西北部，厚度417m；永宁镇组分布于矿区北西部边缘，厚度大于80m。
二、地质构造
矿区总体构造为倾向北西的单斜构造，在浅部沿走向常有一些幅度不大的波状起伏，组成“荷叶边”似的褶曲构造，此外，在部分地表工程中常见到一些小褶曲，沿倾向岩层倾角变化一般为由浅至深由缓变陡，浅部20o左右，中深部达30o-40o，深部靠近F6断层附近可达60o以上。
由于深部岩层倾角突然变陡，一些剖面（13、14线等）明显呈现膝状构造。
在显著幅度的褶曲构造和断裂影响下，常造成煤层厚度局部变薄或增厚。
1、断层
断裂构造大多发育于井田边部，矿区西北、西南、东南三面分别为F6、F67、F10、F1、F4五条较大的断层所切割，并与本煤矿边界大致相吻合。
在区内地表发现的断层共有31条，其中落差大于20m的断层13条，落差在10～20m的断层7条，落差小于10m的断层9条，落差不明2条。
此外，还有许多落差仅数m，延伸长度不足百m的断层未予编号。
另外区内以往通过钻探发现地下隐伏断层10条，最大落差在22m以下，绝大多数为陡倾正断层性质，并较确切查明，仅少数为控制不够断层，但因其切割层位为飞仙关组或永宁镇组，对煤层无甚影响。
详见：
表3—1—1矿区主要断层特征一览表
2、滑坡
区内滑坡较发育，区内共圈有3个滑坡，2个分布在唐栗树至矿山驻地之间的山坡上，分别局部覆盖5、7、8、9-1、9-2、15、16煤层露头线，从附近地形及其产出部位判断，应属小规模表层滑坡，对矿山建设影响不大。
3、岩浆岩
岩浆岩为分布于二井田东北部边缘的峨眉山玄武岩，主要是基性火山熔岩，为基性岩浆喷发产物。
以往勘查未发现任何岩脉存在。
玄武岩在狮子山煤矿范围内未见出露，总之，矿区内岩浆岩不发育。
综上所述，狮子山煤矿断层数量虽多，却以小断层为主，规模较大的断层主要分布在矿区边部。
总体而言，褶曲构造不发育，仅有小型缺乏中大型褶曲，矿区构造属中等类型。
表3—1—1矿区主要断层特征一览表
续表3—1—1矿区主要断层特征一览表
三、煤层
（一）含煤性
区内含煤地层为龙潭组，厚度220-260m，一般240m，共含煤35～48层，煤层总厚18～33m，平均27m，含煤系数为11～15%，平均12%，有编号煤层27层。
在井田范围内可采及局部可采的煤层自上而下有5、7、8、9-1、9-2、11、14、14+1、15、16、18、19-1、20、21-2、23、24等16层，其中稳定的煤层有5、9-2、15、16等四层，较稳定的煤层有14、18、21-2等三层，不稳定的煤层有7、8、9-1、11、14+1、19-1、20、23、24等九层。
以上煤层除5、9-1、9-2、15、16、18、21-2等七层为中厚煤层（1.3～3.5m）外，其他皆为薄煤层（0.5～1.3m）。
煤层倾角一般为20～35度，属缓倾斜与倾斜煤层。
（二）主要可采煤层
区内有可采和局部可采煤层5、7、8、9-1、9-2、11、14、15、16、18、19-1、20、21-2、23、24等16层。
详见：
表3—1—2矿区煤层特征表
（三）煤层对比
按煤层标志的可靠程度分为下列两类：
1、对比连接可靠的煤层：
5、9-1、9-2、14、14+1、15、16、18、19-1、21-2等10层，占62.5%。
2、对比连接较可靠的煤层：
7、8、11、20、23、24等6层，占37.5%。
狮子山煤矿12层可采煤层中，第一类煤层有5、9-1、9-2、14、15、16、18、21-2等8层，占总数66.7%；第二类煤层有7、11、23、24等4层，占总数33.3%。
表3—1—2矿区煤层特征表
四、煤质
（一）煤的物理性质
区内煤层呈灰黑色、黑色、具沥青光泽，均一状，条带状结构，多呈块状、碎块状、粉末状、鳞片状、内生裂隙发育，断口呈不规则状、棱角状，硬度中等、性脆。
煤岩类型为半暗煤—半光亮型煤，以暗煤、亮煤为主，夹有丝炭及镜煤条带。
（二）煤的化学性质及工艺性能
1、煤的组分含量
（1）挥发分（Vdaf）：
各煤层洗煤的挥发分平均值在18～23%之间变化，上部及底部煤层偏高达19%以上，16～21-2煤层为18～19%；水平方向上的变化由南向北增高。
（注：
daf为干烧无灰基新符号，旧符号为俄文字母Г）
（2）元素含量：
各煤层元素含量无显著差别，碳（CГ）含量为88%～91%，一般为89%左右；氢（Hdaf）含量为4.2～6.5%，一般为5%；氧（Odaf）含量为1.9～5%，一般为4%；氮（Ndaf）含量为1～1.6%，一般为1.2%。
（3）灰分（Ad）：
各煤层原煤灰分在18～29%之间变化，以中灰煤为主，富灰煤次之，洗后一般为10～13%，比原煤降低8～16%不等。
（4）硫分（St）：
硫分由上而下增高，15煤层以上为低硫煤，全硫含量不超过1%；15、16煤层原煤的全硫含量为1.7～2.0%，属中硫煤，洗后含量为0.6～0.8%；18煤层原煤全硫含量为0.6%，洗后为0.4%，属低硫煤；20煤层以下的煤层，原煤全硫含量超过3%，属富硫煤和高硫煤。
（5）磷（Pc）：
各煤层原煤磷平均含量都小于0.03%，仅23煤层磷含量最高，达到0.032%。
（6）水分（Mad）：
各煤层水分平均含量都不高，在0.43～0.84%之间变化。
2、工艺性能
（1）可选性能:
以往测试资料表明，20煤层属易选煤，19-2、23煤层属中等可选煤，其余煤层均为很难选煤。
（2）粘结性：
煤的挥发分为18-23%，Y值为10～19mm，牌号属焦煤（K）及焦煤——瘦煤（ⅡC—K）两类。
从煤岩成分来看，镜煤组占60～70%，丝炭组占25～30%。
由此可见，各煤层均具有良好的粘结性能，其中以炼焦煤为最好。
结焦性：
试验结果表明，各煤层均能结焦。
其中炼焦用煤的耐磨性为12～19%，9-2煤层较高，为19%，其余煤层均在13%以下。
抗碎性比较好，在77～81%之间，气孔率比较好，为35～48%，焦炭灰分为9～15%，硫分在0.2～0.6%之间。
（3）发热量（Qnet）：
炼焦用煤发热量一般为6545～7261千卡/千克，炼焦—动力用煤为6368～6810千卡/千克，动力用煤在5297～6761千卡/千克之间，发热量一般随灰分的增高而降低。
灰分成分和灰熔点：
各煤层灰分成分以Sio2和Al2o3为主，均为酸性灰分。
灰熔点变化情况见表九，炼焦用煤在1158～1323oC内变化；炼焦—动力用煤在1303～1323oC内变化；动力用煤在1100～1420oC内变化。
按等级划分：
15、23、24煤层为易熔；5、7、9-1、9-2、14、14+1、16、18、21等煤层为中等熔融；8、19-1、20煤层为难熔；11煤层为耐火。
（三）工业用途
区内9-1、9-2、15、16可作炼焦用煤；5、18可作炼焦—动力用煤；7、8、11、14、14+1、19-1、20、21-2、23、24可作动力用煤。
四、矿区水文地质条件
第一节矿区水文地质
一、地表水系发育情况
二井田范围内无大的地表水体，但在外围（北部）独木水库应是较大的地表水体，其下游转长河流经一井田（插图4），由于该河距二井田较远，对本矿的矿坑充水没有影响。
二井田周围地表水系呈近南北向（转长河）和近东西向（笔墨小河），区内笔墨小河由东向西流入近南北向转长河。
笔墨小河汇水面积为12平方公里，干季流量很小，一般为6.75～395.4升/秒；雨季最大洪水流量可达62.5米3/秒，但延续时间很短，一般在雨后3～5小时。
初步查明笔墨小河对地下水影响很小。
二、含水带划分基本特征
据原第六地质队“精查储量报告”资料，二井田出露地层共划分为八个含水带和六个隔水带（插图4），其中覆于含煤地层之上的下三叠统地层包含了三个
含水带和三个隔水带；发育于上二叠统含煤地层并对矿坑有直接关系的含水带为第四至第八含水带（相应的隔水带从略），简述如下：
第四含水带：
岩层为黄色—黄绿色，中厚层-厚层状细砂岩及粉砂岩，厚135米。
泉水出露较多，干季流量为0.0224～0.119升/秒。
钻孔抽水结果，单位涌水量为0.00567升/秒.米，渗透系数为0.004335米/昼夜。
该含水带覆于含煤地层之上，距可采煤层仅为40米左右，对矿坑充水影响较大。
第五含水带（2～9煤层）：
岩性主要为黄色—灰黄色粉砂岩、细砂岩及粘土质粉砂岩，其次为粘土岩及煤层，岩层厚71米，含水层厚63米。
干季泉水流量为0.0081～0.0271米/昼夜。
钻孔抽水结果，单位涌水量为0.0095升/秒·米，渗透系数为0.010977米/昼夜。
该带沿走向富水性较为均匀。
一般在5煤层以上含水性较好，泉水出露多，流量也较大；在5煤层以下含水性较差，泉水出露少，流量也小。
该含水带对矿坑充水有密切关系。
第六含水带（9-2～9-1煤层）：
岩层主要为泥质粉砂岩夹菱铁岩及煤组成，是主要煤层赋存地段，岩层厚72米，含水层厚48米，泉水出露很少，流量为0.0036～0.018升/秒。
钻孔抽水结果，单位涌水量为0.00446升/秒.米，渗透系数为0.005033米/昼.夜，该含水带总的含水极微弱，含、隔水层不明显。
第七含水带（19-2～铝土岩）：
岩层主要为粉砂岩、细砂岩、砾岩及煤层，岩层厚52米，含水层厚37米。
22煤层以上，泉水出露少，含水性较差；22煤层以下，泉水出露多，干季流量为0.0081～0.014升/秒。
钻孔抽水结果，单位涌水量为0.000286～0.00232升/秒·米，渗透系数为0.005227～0.007526米/昼.夜。
第八含水带（玄武岩）：
岩石为灰绿色玄武岩，地表裂隙率为0.691%，主要为裂隙水，干季泉水流量为0.17～0.325升/秒，钻孔抽水结果，单位流量为0.002116升/秒.米，渗透系数为0.002769米/昼夜。
该含水带的富水性随埋深的增加显著减弱。
该含水带与第七含水带之间无良好的隔水层，故对矿坑充水有直接的关系。
各含水带均受大气降水的影响，以泉水形式排泄，在正常情况下，各含水带间无水力联系，坑道涌水量，主要受大气降水控制。
三、断层的富水性
二井田内断层比较发育，据以往勘察时地表观测、浅井、生产坑及钻孔观测资料，断层破碎带一般含水较差。
据钻孔岩芯观察，断层破碎带一般胶结完好，冲洗液消耗量为0.2～1.0升/分，与正常地层一致。
在F9断层下盘抽水（老12/CK2孔）结果，单位流量为0.001升/秒.米。
一般在煤系及飞仙关组中的断层富水性很弱，甚至为隔水墙。
在下三叠统永宁镇组、卡以头组及玄武岩中的断层，富水性较好，泉水出露较多，但流量不大。
四、以往生产坑道及老窿水文地质调查
1961年恩洪矿务局曾在14～15勘探线间共建三个小型坑道，分别对5、8、9-1煤层进行开采，同时对坑道均作了水文地质调查及坑道流量的长期观测（表十一），所得的资料显示，雨季一般流量为干季平均流量的4倍，雨季最大流量为干季最小流量的16倍，由此可见，坑道涌水量主要受大气降水控制。
三、断层的富水性岩层本身富水性很弱。
生产坑水文地质调查资料统计表
表十一
坑道名称
C7运输巷
C7中间巷
C5中间巷
坑口标高
1964.45
2002.15
2015.07
坑道类型
平
平
平
开采控制面积（米2）
19256.00
8636.00
30500.00
开采煤层号
8煤层
9-1煤层
5煤层
排水量
米3/日
干季
平均
24.42
5.042
15.733
最小
14.69
3.37
7.86
雨季
平均
101.63
13.344
34.01
最大
256.61
37
71.54
揭穿断层
滴水或浸水
0
1
3
干燥或潮湿
3
4
5
总计
3
5
8
二井田民窿采煤历史悠久，在煤层出露区对主要煤层（5、9-1、9-2、15、16、18等）均进行了不同程度的开采，其中以9-2煤层开采最多，尤其在14～210线间老窿密布。
开采深度一般为沿煤面斜深50～100余米。
老窿集水情况，六十年代勘探时在16线H10号坑和17～206线H2号坑测量结果，采空范围9100米2时，干季集水为300～400吨。
后来的三十多年间老窿数量和集水量必然增加，加上老窿水不易排泄，故凡是有老窿分布的地方均有突水的可能性，应特别注意！
如前面所述，以往曾发生透水事故4起，死亡共10人。
五、矿坑涌水量预算
二井田以往勘探时曾分为两个开采区计算第一开采水平（1900标高以上）坑道系统的涌水量，狮子山煤矿属于第二开采区（F10～210线间）的南部区段（F10～16线间），也属第一开采区（14～17线间）。
以往地质六队计算第一水平（1900m标高以上）第一开采区一般涌水量为2137.48米3/昼夜，第二开采区为3627.47米3/昼夜。
2002年曲靖市煤炭设计研究院根据二井田地质报告提供的资料，结合狮子山煤矿一水平（1850米）开采面积计算结果：
一水平矿井正常涌水量为2182.56米3/昼夜，最大涌水量为4203.84米3/昼夜。
2003年9月本次下井到1850米巷道实地观测9月份实际矿坑涌水量为1340米3/昼夜，按原报告比拟公式计算为1537.26米3/昼夜，二者比较相差12.8%。
以上三家测算结果表明，虽然作为“第一水平”标高相差50米，但矿坑涌水量计算结果相差不大，一般按公式计算结果比实际观测的矿坑涌水量略大（相差不到40%），但仍属于合理的允许范围，说明上述涌水量数据有一定的代表性，可供矿山建井设计参考使用。
六、供水条件及水质
1、地表供水条件：
井田内没有比较理想的供水水源，唯一的地表水供水方向是笔墨小河。
河水流量一般为6～395升/秒，在插秧季节农田用水时，河水流量仅为1-2升/秒。
雨季河水流量增大，但河水变混，泥沙很多，加上河水是硫酸重碳酸岩钙、镁、钠型水，不太适合饮用，所以，利用河水作为供水水源，一定要经过处理。
2、地下供水条件：
二井田地下水均为淡水，但因所处含水带不同水质有所差异，一般在非煤系地层的含水带（第一至第四及第八）为重碳酸岩钙、镁、钠型水，较适宜饮用；煤系地层的含水带（第五、七）则为重碳酸硫酸岩钙、钠、镁型水，一般须经处理才宜饮用。
五、地层综合柱状图（1
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