第一章矿井支护改革条件分析.docx

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第一章矿井支护改革条件分析

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第一节井田概况

一、井田境界

普安县楼下镇宏兴矿矿界范围以“采矿权许可证”所圈定的矿区范围为准，其拐点直角坐标如下：

A：

X=2809070Y=35486130；B：

X=2809900Y=35487030；

C：

X=2808960Y=35487540；D：

X=2808110　Y=35487090；

E：

X=2808170　Y=35486630；　F：

X=2808320　Y=35486820；

G：

X=2808700　Y=35486550；　H：

X=2808500　Y=35486210；

I：

X=2808810　Y=35486060；

矿区面积：

1.4331平方公里，开采深度由1200m至1100m标高。

二、储量

根据资源储量核实报告，矿井资源量（332）＋（333）＋（334）？

为1257吨，其中（332）类为329万吨，（333）类为872万吨，（334）？

为56万吨。

设计利用资源量为329＋872＋56／2＝1229万吨。

本矿边界煤柱损失计算为102.6万吨。

采区回采率为80％。

矿井可采资源量＝（资源量－永久煤柱损失）×平均采区回采率

＝（1229－102.6）×80％

＝901.12（万吨）

三、交通

矿井位于贵州省黔西南州普安县楼下镇禹歇村境内，矿井由主干公路北到普安县城66Km接320国道，南至兴义市52Km接国道；南昆铁路地矿区西南方向通过，距威舍站40Km距清水河站20Km，交通比较方便。

四、井田自然概况

1、地形地貌

矿区总体为台地地貌，属中高山地形。

地面植被较发育，灌木、杂草丛生，小冲沟较多，并呈树枝状展布，主要冲沟的走向与地层倾向基本一致。

矿区北部为飞仙关组中下部地层，井田内最高点标高1400m，最低点标高1090m，相对高差在310m。

含煤地层多被滑坡及第四系坡积物覆盖，滑坡一般有两级台阶，台阶内地形相对平缓。

2、河流

楼下河为山区雨源型河流，河床粗糙，水流湍急，流量变化幅度较大，雨季山洪飞瀑，河水暴涨，枯水季节流量较小，河水主要受大气降水控制。

采取适当的蓄流措施，可满足矿井的生产、消防用水的需要。

3、气象及地震

矿区位于贵州省西南部边缘，属亚热带湿润季风气候。

根据黔西南州气象局统计资料：

年降雨量1501.1毫米，年平均相对湿度81％。

根据国家建设部质量监督检验检疫总局2001年7月20日联合发布的《建筑抗震设计规程》（GB50011－2001）附录A－我国主要城市抗震设防烈度设计基本地震加速度，该井田范围内地震烈度为6度。

第二节　　地质构造

一、地层

井田及其邻近出露的地层有从二叠系下统茅口组至三叠系下统飞仙关组，现从老到新分述如下：

1、二叠系（P）

1）下统（P1）

茅口组（P1m）：

出露不全，分布于井田外，在老鬼山背斜轴红岩附近及马鞍山一带有出露。

岩性为灰色玄武岩、拉班玄武岩、暗绿色火山角砾岩及凝灰岩。

马鞍山附近本组上部夹中厚层灰岩及含灰岩团块，含腕足类及海百合化石。

厚度为230m，与下伏地层呈假整合峨眉山玄武岩组是伴随早二叠世晚期东昊运动而发生的大规模基本性熔浆喷溢的结果（华力西期岩浆岩），时代属晚二叠世早期，岩体呈层状分布于含煤地层之下，为含煤岩系的沉积基底，对煤层没有影响主。

2）龙潭组（P2L）

井田内主要含煤层，为一海陆交互沉积。

岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、泥质灰岩、煤层及灰岩组成，平均厚230m具水平层理、波状层理、交错层理。

组内连续沉积，含煤10——25层，一般20层左右，可采煤层5层。

与下伏地层呈假整合接触。

本组在地表上多为滑坡及第四系覆盖，由于岩石及煤层松软易风化，地形相对平衡。

根据岩性及其组合、沉积特征分为上、中、下三段，主要可采煤层分布在上段。

上段（P2L）平均厚80M主要以粉砂质泥岩为主，中部19号煤层为主要可采煤层，下部多含植物化石碎片。

3）长兴组（P2c）

平均厚130m，即BL顶界至12号煤层顶界。

岩性以灰色灰岩为主，夹粉砂质泥岩、钙质岩及泥岩，具水平层理。

含煤层1－3层，仅有一层厚度邻近可采。

与下伏地层呈整合接触。

本组地层在地表上常呈一小陡坎，顶上一小平台。

2、三叠系（T）

1）下统飞仙关组（T1f）

分布于井田外围北部。

岩性主要为灰绿色、灰色、紫灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、灰岩等，具波状层理、交错层理。

含腕足类动物化石，平均厚组内连续沉积，与下伏地层呈假整合接触。

3、第四系（Q）

主要为坡积物、冲积物、岩石风化形成的土等，厚0——20m不等。

二、构造

楼下镇宏兴煤矿在地质构造单元分区上属扬准地台黔北台隆六盘水断陷普安旋扭构造变形区的黔西南涡轮构造，具体位于该构造单元内的牛角向斜之南西扬起端了附近。

褶皱及断裂构造发育。

1、褶曲

单斜构造是矿区的总体构造格架，岩性主要为二迭系上统龙潭组含煤岩系，岩层产状：

倾向150°～260°，倾角9°～13°，但在矿区范围内由于受南东侧、北西侧及中产部三条断层的影响，致使单项斜构造被破坏，局部段发生褶曲。

2、断层构造

F1断层：

出露于矿区北西侧小营上一带，地貌上形成沟堑，地表延伸约1100m，呈北东向展布，倾向南东，倾角63°，断距50m；两盘均为龙潭组，为正断层。

F2断层：

出露于矿区中侧小营上一带，地貌上形成沟堑，地表延伸约1300m，呈北西向展布，倾向南西，倾角70°，断距65～85m；两盘均为龙潭组，破坏了矿区内煤层的连续性和完整性，为正断层。

F3断层：

出露于矿区东侧，地貌上形成沟堑，地表延伸约1300m，呈北东向展布，倾向北西，倾角23°～45°，断距50m；两盘均为龙潭组，为逆断层。

F4断层：

出露于矿区南西侧，地貌上形成沟堑，地表延伸约1000m，呈北西向展布，倾向北东，倾角45°～70°，断距50m；两盘均为龙潭组，为逆断层。

由于矿区范围内断层构造发育，破坏了区内煤层的完整性，因此，矿区构造复杂。

三、煤层

核实工作中共发现煤层数十层，其中有工业价值的可采煤层有7层，这7层可采煤层自上而下编号为：

C17、C18、C19、C20、C24、C25、C28。

各可采煤层均赋存于上二叠统龙潭组二段（P2L2）粉砂岩、粉砂质粘土岩中。

其中，C17煤层产出于P2L2的顶部，C18、C19煤层产于P2L2的上部，C20煤层产出于P2L2的中部，C24、C25煤层产于P2L2的下部，C28煤层产出于P2L2的底部。

纵览全区，以C17、C24煤层产出较稳定，全区可采，C19、C25煤层大部可采，C18、C20、C28煤层局部可采。

从全矿区各可采煤层的煤质分析结果看，自上而下硫的含量有明显降低趋势，灰分含量以C24煤层最高，分别向C17、C28煤层有降低趋势。

现将各可采煤层分述如下：

1、C17煤层特征

是全矿区最主要和产出最为稳定和煤层之一，也是现阶段开采量最大的煤层。

C17煤层呈层状产出，产状与围岩一致，倾角一般小于15°，多为3°～7°。

煤层结构简单，一般在煤层中或中上部夹一层厚10cm的炭质页岩、炭质泥岩中含星点状（小量团块状）黄铁矿。

煤层最大厚度7～8m，最小厚度1.85m，一般2.50～4.00m，平均3.22m。

在向斜南东翼以泥堡为中心，向西（楼下）和向东（水箐）厚度均有增厚之趋势。

2、C19煤层特征

煤层产生于牛角山峰同斜两翼，出露长度约13Km，厚度1.50～2.20m，平均1.86m，产出较稳定。

煤层呈似层状产出，其产状与顶﹨底板围岩产状基本一致倾角小于15°，煤层内部结构简单，为单层煤、常夹有一层厚约8cm的炭质页岩、炭质粘土岩组成和豆夹状夹矸，该夹矸在走向和倾向上延伸一般小于1.5～2.0m。

3、C24煤层特征

煤层分布在牛角山向斜两翼，受泥堡背斜和F3、F5、F6的影响，在雨勒至楼下、楼下至玉家坪、格界田至三道沟断续出露，出露线总长度达16Km。

煤层主要呈似层状，局部呈透镜状产出，是全矿区产出较稳定煤层之一，煤层产状与围岩一致，倾角10°左右。

在煤层的中部通常夹一层不稳定和含黄铁矿炭质页岩或炭质泥岩，其厚度小于1.20m。

为此，C24煤层在当地有C24上、下煤层之分。

煤层厚度1.30～4.00m，平均厚度2.52m。

厚度具由北西向南东，由厚（楼下沙锅厂）变薄（玉家坪），再变厚（格界田——雨勒一带）再变薄（岩角寨）的变化规律。

4、C18、C20、C25、C28煤层特性

该4层煤层在本矿区范围内均属不稳定或较稳定型，表现为煤层的厚度小，结构复杂，并在空间上变化较大，在矿区内局部地段可供开采。

矿区内主要可采煤层3层，由上至下分别为C17、C19、C24。

各煤层厚度稳定，煤质变化小，全区可采。

煤层特征见下表：

主采煤层牲特征表

煤层

名称

煤层厚度（m）

层间距

（m）

煤层夹矸数

稳定性

煤层倾角（度）

顶底板岩性

最小

最大

平均

顶板

底板

C17

1.85

4.00

3.22

30

一层夹矸0.10米左右

稳定

小于15°多为3～7°

粉砂质泥岩

砂质泥岩

C19

1.50

2.20

1.86

60

一层小于0.08米

稳定

粉砂质泥岩

砂质泥岩

C24

1.30

4.00

2.52

一层小于1.20米

稳定

四、煤质

据以往地质资料，结合本次核实工作采样分析，矿区各煤层的平均煤质如下：

C17煤层：

Mad：

2.39％；Aad：

13.51％；Vad：

8.52％；Stad：

1.58％；W（P）：

0.008％；

W（As）含量：

0.000％，Qnet，ar：

30.371MJ／kg。

C19煤层：

Mad：

1.80％；Aad：

11.31％；Vad：

7.70％；Stad：

1.73％；W（P）：

0.008％；

W（As）含量：

0.000％，Qnet，ar：

31.449MJ／kg。

C24煤层：

Mad：

2.29％；Aad：

20.43％；Vad：

8.76％；Stad：

2.98％；W（P）：

0.014％；

W（As）含量：

0.000％，Qnet，ar：

27.510MJ／kg。

煤质特征见下表：

煤质主要特征表（原煤）

煤层编号

灰分Ad

挥发分Vdaf

水分Mag

硫分Std

发热量Qnet,ar

C17号煤

13.51

8.52

2.39

1.58

30.09

C19号煤

11.31

7.70

1.80

1.73

31.45

C24号煤

20.43

8.76

2.29

2.98

27.51

五、煤层顶底板情况

本矿可采煤层顶底板完整，节理、裂隙不发育，底板列明显的泥化现象。

其稳定性为中等至稳定。

现根据邻区小煤矿开采情况简述如下：

17号煤层顶板岩性主要为粉砂质泥岩，其次为泥质灰岩、粉砂岩等。

底板岩性主要为炭质泥岩、泥岩，其次为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩等。

18号煤层顶板生主要为粉砂岩，其次为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。

底板岩性主要为泥岩，其次为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。

19号煤层顶板岩性主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，其次为泥质灰岩、粉砂岩等。

底板岩性主要为炭质泥岩、泥岩，其次为粉砂质泥岩、粉砂岩等。

根据邻近地区小煤矿的开采情况，以上各可采煤层近地表段顶板节理、裂隙发育，见煤后全支护。

六、矿井瓦斯、煤层自燃倾向性、煤尘爆炸性

瓦斯：

根据贵州创新矿冶开发有限公司2005年8月的鉴定报告，本矿为高瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为15.88m3／t。

在开采过程中要加强矿井通风和瓦斯管理，采取有效的防治瓦斯措施，确保不发生瓦斯事故。

煤尘：

根据煤炭科学总院重庆分院对宏兴煤矿C17煤尘爆炸性鉴定报告，本矿C17煤层无煤尘爆炸性，矿井应对C19和C24煤层补作鉴定。

矿井仍要采取综合防尘措施，使井下巷道空气中的含尘浓度降到安全标准以下，以保证井下作业环境符合规程要求。

煤层自燃：

根据煤炭科学总院重庆分院对宏兴煤矿C17煤层自燃倾向等鉴定报告本矿C17煤层自燃倾向等级为三类。

矿井应对C19和C24煤层自燃倾向等级补作鉴定，在生产管理中要注意观察自燃发火征兆，加强管理。

同时要加强外因火灾的防治工作。

煤与瓦斯突出：

根据煤炭科学总院重庆分院鉴定，矿井C17号煤层为突出煤层。

在开采过程中加强管理，采取有效的“四位一体”的防突措施的，确保不发生事故。

本区无冲击地压的记录，地温无异常。

七、矿井水文地质特征

1、各地层含水性简述

龙潭组和长兴组：

岩性主要由粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤层组。

其分布地带多被第四系及滑坡覆盖，地下水补给条件好，出露泉点多，井田内泉点流量小，靠滑坡水补给，动态变化大，主要受大气降水的控制。

该组地层含浅部风化裂隙水，愈往深部含水性愈微弱。

飞仙关组：

岩性主要由层状泥质粉砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩组成。

浅部含风化裂隙水，深部局地段含裂隙水。

泉点流量受大气降水控制，动态变化大。

该段为长兴组的上覆地层，是矿床间接充水的弱含水层段。

第四系：

井田内有零星公布，有松散的冲积物、坡积物、碎石砂土组成，含孔隙水。

泉水流量动态状变化大，主要受大气降水的控制。

2、滑坡

井田内滑坡发育，规模大、范围广，均为大型、深层滑坡，属切层基岩、碎石土滑坡类型。

滑坡体均有泉水出露，为一单独的含水岩体，含裂隙、孔隙水。

主要受大气降水的直接渗入部给，透水性好，潜水面随季节性变化大，含水性中等。

为矿床浅部充水的主要含水岩体。

H1滑坡：

面积0.88平方公里，较大流量为0.5——1.3升／秒。

滑坡泉水总流量为3.0升／秒。

3、矿井充水因素分析

大气降水、地表水、滑坡水是矿床充水的主要因素，一般沿基岩裂隙渗入矿井，未来可沿采空形成的裂隙渗入矿井。

裂隙发育地段矿井充水会有所增大。

综上所述，本井田属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单，滑坡分布地段水文地质条件相对复杂。

第三节　　矿井建设的外部条件

一、外部运输条件

矿井由主干公路北到普安县城66Km接320国道，南到兴义市52Km接国道；南昆铁路地矿区西南方向通过，距威舍站40Km距清水河站20Km，交通较为方便。

目前社会汽车运力过剩，依靠社会运力完全可解决本矿的煤炭外运问题。

二、电源条件

普安县地方电网已到矿区，矿井已生产多年，已形成供电系统，矿井以现有的引自楼下镇110Kv变电所一段母线10Kv线路作备用电源，另从楼下镇110Kv变点所的二段母线架设10Kv专用线路作矿井主供电源，构成可靠的双回路供电。

三、水源

矿井附近有泉水，还有楼下河水，工业用水取自小河水，水源有保证。

四、主要建筑材料应条件

矿井所需的砖、石、水泥及木材等材料可在当地解决，钢材需外地调入。

综上所述，该矿公路交通方便，水源、电源条件可靠，加之当地政府和村民的大力支持，矿井的外部建设条件优越。