大雁矿业集团有限责任公司一矿东四采区初步设计说明书.doc
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1、前 言第一煤矿东四采区为中央采区的接续采区,中央采区预计2008年10月投产,2013年末开采结束,为确保一矿生产的正常接续,东四采区的开采设计工作势在必行。受大雁矿业集团生产技术部的委托,由我院负责该采区初步设计的编制工作。东四采区的开采所需设备,大部分可利用现有设备进行装备,现+500主石门、矿井东翼大巷等开拓巷道状态基本完好,因此该采区建设总投资较低。另外,该采区的开发建设正值我国振兴东北老工业基地及西部大开发的良机,煤炭价格持续上扬,为该区的建设提供了良好的外部条件。一、设计编制依据(1)109勘探队于1976年提交的大雁煤田详查综合地质报告(批准单位:黑龙江省煤炭工业管理局;批准文号
2、:(76)龙煤地字第537号);(2)中华人民共和国原能源部关于内蒙古自治区大雁矿区总体发展规划(设计)的批复(能源计1993第235号批文。(3)中华人民共和国国土资源部内蒙古自治区呼伦贝尔市大雁煤田一矿划定矿区范围批复。(4)内蒙古自治区呼伦贝尔大雁勘测规划设计有限责任公司2005年提交的内蒙古自治区呼伦贝尔市大雁煤田一矿煤炭资源储量核实报告。(5)内蒙古自治区国土资源厅关于内蒙古自治区大雁煤田一矿煤炭资源储量储量核实报告资源储量评审备案证明。(6)内蒙古自治区呼伦贝尔大雁勘测规划设计有限责任公司2006年3月提交的内蒙古自治区大雁煤田大雁一矿东四采区地质说明书。(7)黑龙江省煤田地质物探
3、队2006年7月提交的内蒙古大雁矿业集团有限责任公司第一煤矿东四采区三维地震勘探报告。(8)设计委托书。(9)采矿许可证。(10)该矿提供的反映矿井实际生产情况的各项基础资料及其它有关设计资料。(11)现行的煤矿安全规程和煤炭工业矿井设计规范等。(12)会议纪要。二、设计指导思想以市场为导向,经济效益为中心,遵循少投入、多产出、见效快、效益好的原则、合理布局,在采、掘、运、装等主要生产系统和环节上,充分利用矿井现有设备和设施,力争达到生产集中化、运输连续化、系统简单化、布置合理化、管理现代化、综合效益最大化的目标,继续保持一矿现有的高产高效模式,进一步提高矿井的安全装备水平及劳动生产率。三、矿
4、井设计的主要特点(1)采区设计可采储量为11.61Mt,设计生产能力为1.8Mt/a,服务年限为4.96a。(2)井田开拓方式本采区的设计原则是:充分利用现有的设备和设施,仍采用先进的综合机械化采煤工艺,尝试目前先进的薄煤层综采设备及工艺。经方案比选,采区开拓方式为斜井水平大巷集中石门上下山开拓,其中主提升仍利用原主井钢带机,担负全矿井煤炭提升任务;辅助运输仍利用原副井绞车。(3)井下开采开采煤层为281、30、33煤层,采煤方法为走向长壁综合机械化采煤法。投产时布置一个长壁综采工作面和两个综掘机掘进工作面。综采工作面复用原有MG375型电牵引采煤机、ZFS4000-/13/33型液压支架、S
5、GZ-764/320型刮板输送机,工作面长度240m,设计生产能力为1.8Mt/a,矿井投、达产时采掘比为1:3。投、达产时新增井巷工程量为5650m,其中煤巷3775m,岩巷1875m;(不包括翻修井巷工程量和改造为1200m),总工程量为8860m。(4)通风与安全本井为低瓦斯矿井,通风方式采用对角抽出式。矿井容易时期总入风量37m3/s,容易时期通风阻力1573Pa,困难时期总入风量58 m3/s,困难时期通风阻力2711Pa,配备 BD-6-20型对旋式轴流通风机两台,一台工作,一台备用。(5)主、辅助生产系统矿井主提升利用原钢带输送机,井下运输采用强力带式输送机。辅助运输采用绞车、架
6、线电机车。原煤筛分仍利用原筛分系统。(6)电气利用原矿井地面变电所,东四风井主扇双回路电源,分别取自一矿变电所不同母线段,井下设采区配电所。(7)采暖与通风工业场地内建(构)筑物现采用集中采暖,采暖热媒为95/70热水,由现有集中锅炉房供给。(8)给排水打深井用于提前疏干及供水水源,排水则采用自然排放及处理后排放。(9)地面建筑因属采区设计,基本利用地面现有主、辅生产及行政生活福利建(构)筑物及设施,另外增加采区风井场地等设施。四、项目总投资及效益情况本工程建设总投资3169.43万元,其中矿建工程2280.07万元,土建工程36.75万元,设备购置32.76万元,安装工程579.08万元,工
7、程建设其它费用118.87万元,工程预备费121.9万元;吨煤投资为17.61元/t。五、主要技术经济指标(1)采区设计生产能力1.8Mt/a;(2)服务年限4.96a;(3)建井工期:投产时改扩建工程总工期为28个月,其中施工准备期1个月,井巷工程工期为23个月,地面土建工程与井巷工程同时施工,工期4个月,机电安装工程滞后施工,工期2个月,联合试运转2个月。(4)矿井全员效率为:7.215t/工。(5)矿井吨煤投资17.61元。六、注意事项和建议1、拟建水源未做水质化验,建设单位应尽快对生活用水水源水质进行化验。2、本采区地质报告虽提供了矿井涌水量资料,但本区未进行水文地质勘探工作,证据不足
8、,因此建议在生产过程中重新进行观测,如确实差距较大,则应调整矿井排水设备。3、建议对本区三维地震勘探出的断层进一步核实,提高对中小构造的控制程度,保证采掘生产正常进行。4、因本区钻孔稀少,且揭露的煤层结构复杂,所以需进一步补勘,加大钻孔密度,增加煤质化验点,重新核查煤层结构。5、本区范围内有部分小井开采,小井采空区及废巷内可能存有一定量的积水,在回采时应予以重视,避免在建设和生产时造成突水事故的发生。第一章 采区概况及地质特征第一节 采 区 概 况一、矿区位置与交通大雁矿区位于大兴安岭西麓海拉尔河中游,隶属于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗管辖,矿区东接牙克石市,西连海拉尔区,南邻巴彦嵯岗
9、苏木,北隔海拉尔河与陈巴尔虎旗相望。矿区交通便利,国防公路301线在矿区北部通过,滨洲线铁路在矿区中部穿过。大雁火车站东距牙克石市18公里,向西至海拉尔区64公里。向东经牙克石市可达加格达奇、齐齐哈尔、哈尔滨、沈阳、北京以及全国各地。向西经海拉尔区可到我国边陲重镇满洲里市。大雁一矿位于大雁矿区的东部,其地理坐标为东经:1203056-1203718,北纬491311-491500。东起F2断层及煤层基底;西至第17勘探线;南起各煤层露头及F5断层为界;北至滨洲线铁路煤柱。井田走向近似东西,倾斜方向近似南北,面积9.8998平方公里(附大雁一矿交通位置图1-1-1)。二、采区位置、范围、四邻关系
10、1、位置:东四采区位于一矿井田内F3断层以东第19勘探线之间。见大雁矿区一矿交通位置图及东四采区位置图1-1-2。2、范围:该采区南起各煤层露头及煤系基底,东北及北部为F2断层;西部为F3断层。该采区平均走向长2.97km,平均倾向宽0.58km,面积1.72km2,煤层最高标高为+650m,平均倾角为15。东四采区范围拐点坐标见表1-1-1:表1-1-1 东四采区范围拐点坐标表点号坐 标点号坐 标XYXY15456920.0040545303.00105456576.0040542851.0025456710.0040544935.00115456685.0040543203.0035456
11、549.0040544868.00125456967.0040543535.0045456452.0040544607.00135457130.0040543910.0055455844.0040543805.00145457330.0040544273.0065455829.0040543515.00155457430.0040544666.0075455978.0040543192.00165457362.0040545110.0085455955.0040542740.00175457075.0040545683.0095456416.0040542018.003、四邻关系:东四采区南部
12、隔F3断层与牙克石兴隆沟煤矿(开采F3F7之间的33、36煤层)相邻;东北及北部与F2断层接壤;西部隔F3及F7断层邻近原矿建雁东井及其以西的东三及中央采区。附一矿各采区关系图1-1-2。二、地表情况采区对应地表标高变化于+672+701米之间,地貌单元属山地、丘陵类型。地表有部分耕地,东部(3线以东)有松林、北部有开采16、17煤层的报废小井(老振兴小井、综合公司小井、五农场小井、镇砖厂小井、一矿小井、红旗一井、一矿二井)。具体位置详见“东四采区井上下对照图”。三、地表水系大雁煤田内没有主要河流,一矿井田位于大雁煤田的东南部,胜利河由东南向西北流经一矿井田的西南部后汇入海拉尔河。四、气象及地
13、震本区属亚寒带大陆性气候,冬季漫长而寒冷,春季干燥风大,夏季湿润短促,秋季气温骤降,年降雨量小,蒸发量大,风向多为西南,降雪期为每年9月到翌年的5月中旬,。结冻期为每年10月至翌年4月末,冻结厚度一般在3米左右,并有岛状永久冻土层。近百年来,本区未发生过较大地震,矿区地震烈度分区为度区。五、相邻采区实见地质、水文地质情况概述 东四采区西部为东三采区及中央采区,东三采区实际开采揭露构造比较复杂。根据黑龙江省地质物测队于二二年十月对第一煤矿中央采区进行了三维地震勘探,对区内原勘探资料中的F3、F7、F8边界断层进行了修改,并新发现断层10条,即:DF01、DF02、DF03、DF04、DF05、D
14、F06、DF07、DF11、DF12、DF13,所以中央采区地质构造也较为复杂。第一煤矿建矿以来未曾有过突水现象,但是涌、淋、滴水现象常有发生,其中,西四采区在27、28号煤层工作面掘进时,淋、滴水地段较多,淋水面积较大,特别在西四采区三段27号煤层工作面回采时涌水量最大,西四采区最大涌水量为161m3/h。西六采区在西翼一段27号煤层工作面掘进及回采时未有淋、滴水现象,在东翼一段27号煤层工作面掘进时也未有淋、滴水现象,而在工作面回采推进36米时前顺槽开始大面积出水,水量为35.1 m3/h,随着工作面的不断推进,老顶的破坏,水量不断增加,最大水量为165 m3/h,由于西四502石门的形成
15、,将有一定量的水补给西六采区,西六采区最大涌水量为176 m3/h;在掘进、回采东二采区三段28号煤层及东三采区二段25号煤层时淋、滴水现象常有发生,而在掘进、回采其它煤层时淋、滴水现象较少,通过对东二、东三采区涌水量的观测,两采区的最大涌水量为80.7 m3/h,正常涌水量为30.6 m3/h。根据矿井涌水量的观测,最大涌水量为439.5 m3/h,最小涌水量为183.9 m3/h,平均涌水量为266.5 m3/h。附:逐年矿井涌水量汇总表表1-1-2 :表1-1-2 逐年矿井涌水量汇总表 时间(年)涌水量(m3/h)时间(年)涌水量(m3/h)1984439.51997229.319853
16、95.01998219.71986417.01999219.11987333.02000227.81988285.82001201.01989268.52002213.21990308.32003253.21991295.02004225.01992279.42005227.01993183.91994200.7总平均266.51995216.61996225.9第二节 地 质 情 况一、采区地质情况东四采区内的地层有中生界白垩系下统梅勒图组的酸性熔岩和碎屑岩,大磨拐河组的凝灰碎屑岩、泥岩、砂岩、煤层;新生界第四系的松散沉积物。该采区内无伊敏组地层。现将地层由下至上叙述如下:1、白垩系下统梅勒
17、图组(K1m):本组地层在煤田内大面积出露,是煤系基底,系指广泛发育于大兴安岭各地的以中基性火山岩为主,并含有酸性熔岩和碎屑岩的一套地层,其岩性主要由紫-灰紫色-黑色的拉斑玄武岩,气孔杏仁状玄武岩和安山玄武岩所组成,顶部夹薄层凝灰岩或角砾岩,该地层平行不整合于九峰山组之上,与大磨拐河组呈不整合接触,其厚度在200-260米之间。2、白垩系下统大磨拐河组(K1d):本组地层全区发育,为本区最有经济价值的含煤地层,根据岩性特征,岩石组合及含煤情况,可划分为上、中、下三个岩段。1)下部泥岩段:本段地层主要由河流、湖泊相含砾泥岩、砾质砂岩、湖泊相泥岩、沼泽相砂岩、泥炭沼泽相煤层所组成,含煤性高,共含煤
18、层四层,即:33、34、35、36号煤层,其中33号煤层为大部分可采;36号煤层为大部分不可采;34、35号煤层为全区不可采。本含煤段的厚度为24-110米,平均76.6米,其沉积厚度变化较大,系由于沉积基底凸凹不平所致,由下到上分别描述如下:底部砾岩层:厚度不大、分布不普遍,偶见于个别钻孔之中,岩性为灰白-灰绿色,砾石成份以凝灰岩为主,但夹有玄武岩,砾径在0.02-0.06米之间,分选和磨圆度较差,呈棱角或次棱角状,凝灰质胶结的风化壳残积砾岩层,厚度一般在1-2米之间,与下伏甘河组呈不整合接触。泥岩砂岩层:位于本段地层的中下部,含35、36号两个煤层,岩性特征为灰-灰白色,块状,层理不发育,
19、泥质和凝灰质胶结,含植物化石碎片的中砂岩、粉砂岩和泥岩。厚度一般在35-45米之间。含砾粗砂岩层、粉砂岩层:位于本段地层中上部,含33、34号两个煤层,岩性特征为灰-灰白色,砾石成份为凝灰岩块,分选不好,凝灰质胶结的含砾粗砂岩和含炭化植物的粉砂岩,厚度一般在12米之间。含砾泥岩层:位于本段地层的最上部,与上覆中部含煤岩段为连续沉积,一般多呈灰黑色,灰褐色次之。砾石成份以凝灰岩为主,粉砂岩和玄武岩次之,分选和磨圆度极差,砾径一般在0.045-0.05米,生产实见砾径大者可达2.00米,含砾量约1%左右,由于该岩层特殊,且岩性稳定,因此可以做为全煤层的对比标志。2)中部含煤岩段:本段地层为一矿现生
20、产揭露最好的含煤段地层,其主要由河流相砂岩、粉砂岩、沼泽相粉砂岩、泥炭沼泽相煤层和薄层河床砾质砂岩、粗砂岩以及湖泊相泥岩所组成,含煤性高,共含煤层18层,其中30号煤层全区可采;25、 27、28、 28号煤层为大部分可采;26、31号煤层为大部分不可采;16、17、18、19、20、21、22、23、24、29、32号煤层为全区不可采。该段是本组地层中最具有经济价值的含煤层段,特别是30号煤层发育较好,厚度大、分布面积广,是该区的主采煤层。本段地层的厚度为160-335米,平均厚度275米。3)上部泥岩段:本段地层整合接触于中部含煤段之上,是一套深水湖泊相地层,岩性以砂岩为主,夹薄层中、细砂
21、岩。岩性特征为灰-灰白色,泥质和凝灰质胶结,泥岩呈块状。在下部细砂岩中具有因碎屑物质的颜色深浅不同而构成的水平层理,局部含碎屑植物化石,风化后松散易落。因本区构造原因,该地层在走向或倾向上除厚度变化外,其岩性还是相当稳定的,为此可以作为全区地层对比的主要标志。本段地层的厚度为55-124米,平均厚度100米。大磨拐河组地层最小厚度239米,最大厚度566米,平均厚度447.54米。其含可采和不可采煤层22层,煤层平均总厚度43.49米。大磨拐河组地层含煤系数为9.7%。3、第四系海拉尔组(Qh):本组地层属未胶结的疏松沉积层,由上部腐植土、风成砂、下部砾石、粘土和亚粘土组成,最小厚度6.00米
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