煤矿采区设计说明书2.doc
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1、XXX煤矿采区设计说明书目 录第一章 矿井基本概况 1一、交通位置1二、矿区范围1三、水文地质特征1四、煤层顶底板7五、瓦斯、煤尘、煤层的自燃倾向性、冲击地压及地温7六、煤层赋存情况 8七、矿井储量9八、地质构造情况10第二章 矿井新采区开拓情况11一、矿山井筒及开采现状11二、采区开采规划11三、新采区各项指标规定12四、采区及巷道布置12五、采区及矿井运输12第三章 采区生产组织方案12一、总体指导思想12二、采煤方法和生产工艺的选择13三、采高的确定13四、采煤工艺13五、安全管理技术措施14第四章 发生重大事故时的应急预案29一、一般救灾原则、程序、方法:29二、灾害的汇报30三、处理
2、灾害的一般规定31四、灾害事故的防范措施32五、常见灾害预防措施33六、发生灾害事故的处理方法和措施36七、采掘工作面避灾路线说明39 采区设计说明书第一章 矿井基本概况一、交通位置XXX煤矿位于富源县城东北方向,处于 三井田南部外围,隶属村委会,始建于1983年,1984年11月投产。地理坐标:东经10421161042157,北纬254756254817。距XXX 城直线距离为25公里,至XX 火车站37公里,至XX 电厂73公里,区域内通讯、交通十分方便。二、矿区范围XX 煤矿矿井现有合法井口一对,主井开口标高2060米,设斜井穿揭各可采煤层,再沿各煤层掘煤层运输巷,开采时,按自上而下、
3、由远而近的回采方法进行采掘。矿区经近几年逐步揭露,煤层赋存条件较好,各煤层倾角均在820。各煤层煤质特征属中灰高灰煤,特低硫煤,中高挥发分煤。主井口坐标(西安80)为:X=2854775,Y=35435859,Z=2060;风井坐标为:X=2855115,Y=35435536,Z=2112。煤矿可开采煤层为4层(C17、C18、C20、C21),主要为烟煤。矿区井田面积0.4767平方公里,开采标高:+2100+2000m,矿区由五个拐点圈定。2011年11月经煤矿商议进行扩大矿区范围决定,现已取得扩大矿区范围的批复,扩大面积后面积可达0.8791平方公里,可采储量为342.6万吨。三、 水文
4、地质特征Xx煤矿矿区地形总的趋势是西高东低,南高北低,形成一些宽缓山凹和中山区,构成侵蚀高原中山山包地形。本区山脉走向大体是北西南东向展布,矿区海拔在2040.102188.00米之间,最高点在矿区西北部,海拔2188.00米,地表相对高差147.90米左右。区内山高坡陡、植被稀少、沟谷发育、水土流失严重。矿区范围内无大的地表水体,水系多为山涧溪流,季节性明显。工作区东侧有一条常年性河流(xx河),水量受大气降雨控制,旱季水量较小,雨季依地势沿沟谷向北流泄,排泄条件好。矿区内断层不发育,主要为F1断层。规模较大,由东向西从采区北部通过,长约800米,在采区北部将C17、C18、C20、C21等
5、可采煤层切错。断层面倾向北,倾角75,断距约14米,表现为上盘地层上升,下盘地层下降的逆断层。此断层能沟通地表水与地下水发生水动力关系,含水较小,只是在雨季影响会大些,对断层上、下盘煤层的开采都有一定影响。根据调查,XX 煤矿在干季矿井涌水量很小,只相当于层位的地下径流模数值,雨季随大气降水量补给的多寡而有明显的变化。我矿原来采用平硐开采2070m标高以上煤层,采空区多部分在现在所采水平上山。现巷道总长600m,巷道中以沿裂隙带和层面间渗水为主,多见滴水,渗水和滴水汇集后自然排泄出硐口,多年来未发现大的涌水点,未发生过淹井事故。根据煤矿安排人员多年调查访问,XX 煤矿区有少量小窑分布。由于矿区
6、多为煤系地层分布,部分地段有煤线出露,也可能存在更多的小窑分布,只是小窑的坑口已跨塌甚至绝迹。由于小窑多为当地农民自采自用,一般开采规模不大,主要分布在煤层露头线附近,采掘深度较浅,但小窑积水具有水流急,来势猛烈,携带大量的泥沙和块石,因此矿井在开采的过程中要注意可能存在的小窑或老采区的迹象,注意开采过程中的超前探水工作,做到“有掘必探、先探后掘”。 (一)地层含、隔水性根据矿区出露地层的岩性组合特征,含水性及其与矿床充水的关系,将矿山内地层划分为4个含水组(层)及2个隔水层。现由老到新描述如下:1、二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2)极弱裂隙含水带由深灰、浅灰色,由集块岩、火山角砾岩、玄武岩等组
7、成,露头风化裂隙较发育,裂隙率一般为0.4621.95%之间,故浅部含较强的风化裂隙水,据庆云矿区三井田钻孔资料,深部裂隙不发育,钻孔岩芯一般很完整,节理裂隙均为方解石充填,抽水试验表明其钻孔单位涌水量为0.00004L/sm0.0026 L/sm,渗透系数0.00820.0124m/d,该含水带富水性由浅而深逐渐变弱,且在煤系的底板有一层铝土质粘土岩隔水层阻隔,故对矿井充水影响不大。2、二叠系上统龙潭组底部铝土质粘土岩隔水层(P2l1-1)岩性为浅灰色铝土质岩、铝土质粘土岩,厚816m。地表无出露,倾向南东,倾角10左右,据钻孔岩芯观察,裂隙不发育,隔水性总体良好。该层覆盖于茅口组岩溶含水层
8、之上,但局部有尖灭现象,为局部隔水层。3、二叠系上统龙潭组下段极弱裂隙含水组(P2l1-2)岩性为细砂岩、粘土质粉砂岩及粘土岩互层,厚81.5m。由多个含水层和隔水层组成。该带浅部风化裂隙发育,岩石破碎,含风化裂隙水,但据钻孔资料,该含水带富水性由浅而深逐渐变弱,一般在25m左右,钻孔单位涌水量为0.0484L/sm,在25m以下,含水性显著减弱,钻孔单位涌水量为0.00002L/sm0.0077L/sm,地下水化学类型为HCO3-Ca2+(Mg2+)型水。该含水层含水虽微弱,但开采巷道直接开挖在此带中,对矿井充水有直接影响。4、二叠系上统龙潭组第二段相对隔水层(P2l2)岩性为粉砂岩、粘土质
9、粉砂岩、粘土岩、菱铁岩及少量薄煤层互层。一般节理裂隙不发育,无泉水出露。深部钻孔揭露岩芯较完整,该含水带富水性由浅而深逐渐变弱,含水裂隙少见,地下水活动很微弱,简易水文一般无异常反应,地下水化学类型为HCO3-SO42-Ca2+Mg2+型水。透水性较弱,为相对隔水层。5、二叠系上统龙潭组第三段弱裂隙含水组(P2l3)岩性为灰色细砂岩、粉砂质粘土岩、粘土岩及煤层组成,厚度223m,裂隙不发育,上伏卡以头组裂隙含水带的地下水多沿此带顶板溢出。该含水组补给条件单一,主要接受大气降水及上覆岩层裂隙泉水的补给,向深部迳流缓慢。露头分布区,既是补给区也是排泄区,致使浅部地下水循环较为强烈。自然条件下,该含
10、水组与上、下含水组之间无水联系。但由于断裂构造的破坏,致使与其它含水层直接触,可造成互为补给关系。该含水组对矿床开采影响最大,是矿床充水主要的直接因素。6、第四系孔隙含水层(Qdl+el)主要为冲积、坡积、残积及滑坡堆积物,岩性为角砾、砂、粘土及其它松散岩体。富水性较好,对矿床充水有一定的影响。(二)构造破碎带的水文地质特征本矿位于区域新华夏构造系内,受区域构造影响形成一系列北东、北东东向近于平行排列的开阔短轴褶曲和高角度压性冲断层,xx煤矿开采区内为一向斜构造,两翼宽缓,倾角近于对称,倾角多在1030之间;本矿断裂构造多为矿田的外围构造,但据云南省XX 煤矿地质勘查报告资料及矿床开采实际情况
11、,本矿隐伏断裂较多,性质多为逆断层,断距在15m以下者居多,对煤层有一定的破坏性,含煤地层产状沿走向及倾向有一定的变化,对井田的开采有一定的影响,构造复杂程度总体为中等复杂。据云南省XX三井田精查地质勘探报告资料,矿区断层的富水性的强弱,并不取决断层的规模,而主要决定于断裂带的围岩性质,一般灰岩中的断裂富水性很强,而煤系地层中的断裂带的富水性、导水性较差,钻孔单孔涌水量0.000140.002L/sm。断层破碎带富水性和导水性小于或相当于正常岩层,影响带富水性和导水性相当于或稍大于正常岩层。对矿床充水不致产生威胁。xx煤矿断裂构造多为矿田的外围构造,所穿过的地层均为煤系地层,断裂带多为泥质胶结
12、,挤压紧密,泉水出露较少,含水性差,且流量较小,对矿坑充水影响不大。(三)地下水的补给及排泄条件矿区处于分水岭地带,自然条件决定各含水带均接受大气降水补给,据庆云矿区三井田的长期观测及生产矿井多年开拓观测资料,泉水流量和生产矿井涌水量随降雨量的变化而变化,这充分说明本区地下水主要接受大气降水补给。矿区内各主要含水层在浅部露头均为裂隙水,直接接受大气降水补给,地下水交替循环较强烈,地下水位与地形一致。向深部逐渐过渡为极弱裂隙承压水,地下水交替循环缓慢,含水甚微。各含水带的另一特点是,补给区又是排泄区,这是由于导水裂隙发育深度有限,大气降水渗入地下后,没有经过深部循环运动,便以下降泉的形式排泄出来
13、。所以,在自然状态下,各含水带的地下水以泉的形式排泄,建井后,补给矿井水。(四)地下水补给迳流、排泄大气降水是本区的地下水主要补给源。各含水层具有雨季补给,长年排泄和季节性排泄的特点,最小流量出现在雨季来临前的36月间,最大流量出现在雨季来临后的810月间;据调查,地面泉点和生产矿井的流量也都随雨季的来临而增大。这些规律均说明:本区地下水主要接受大气降水的补给。各含水层在浅部接受大气降水补给后,在风化裂隙中迳流,地下水面与地形基本一致。随着深度的增加,裂隙减少,地下水过渡为弱裂隙水,循环缓慢,含水性弱。受地形地貌因素的控制,未经深部循环,以下降泉的方式排泄出地表。综上所述,本区地形地貌有利于地
14、下水排泄,既为补给区又为排泄区;断层带多为弱导水性和弱含水性;直接和间接充水层及含水层均为弱裂隙含水层,富水性弱。因此,矿区水文地质类型为“以弱裂隙含水层充水的水文地质条件简单类型”。(五)生产矿井水文地质情况据调查,XX煤矿在干季矿井涌水量很小,只相当于层位的地下径流模数值,雨季随大气降水量补给的多寡而有明显的变化。矿山原来采用平硐开采2000m标高以上煤层。现巷道总长300m,巷道中以沿裂隙带和层面间渗水为主,多见滴水,渗水和滴水汇集后自然排泄出硐口,未发现大的涌水点,未发生过淹井事故。据调查访问,XX煤矿区有少量老窑分布。由于矿区多为煤系地层分布,部分地段有煤线出露,也可能存在更多的老窑
15、分布,只是老窑的坑口已跨塌甚至绝迹。由于老窑多为当地农民自采自用,一般开采规模不大,主要分布在煤层露头线附近,采掘深度较浅,但老窑积水具有水流急,来势猛烈,携带大量的泥沙和块石,因此矿井在开采的过程中要注意可能存在的老窑或老采区的迹象,注意开采过程中的超前探水工作,做到“有掘必探、先探后掘”。(六)矿床充水因素1、矿床充水因素及进水方式主要有:(1)大气降水以渗透的形式间接补给矿床;(2)主含煤段裂隙弱含水层地下水直接流入矿床;(3)在开采中后期,多煤层回采,产生塌陷裂隙,间接补给矿床;(4)断层水直接或间接流入矿床;(5)老硐水直接流入或间接流渗入矿床。2、矿井充水来源:(1)由于采煤巷道系
16、统均分布在主含煤段中,故主含煤段含水层地下水可直接进入矿坑,为矿井的主要直接来源。(2)在开采中后期,地下水沿采空区冒落,导水裂隙进入矿坑,为矿井的间接充水来源。(3)当煤层开采到侵蚀基准面以下时,地表溪、河水也将成为矿井的涌水水源之一,地表水源有顺层缓慢补给井下的可能。(七)供水水源本区地形地貌利于地下水和地表水排泄,地表水体不甚发育;矿床围岩是弱裂隙含水层,富水性弱。所以,矿山开发建设中选择合适水水源,比较困难。为满足矿山工业用水和生活用水的需要,宜采取散取水的办法。XX详查过程中,曾对矿区西北部的XX水源进行过水质化验工作。化验结果表明:此水宜作生活用水及工业用水。四、煤层顶底板顶板:X
17、煤矿井巷开采过程中,井巷围岩为软弱-半坚硬、坚硬相间的层状工程地质岩组,地层为薄-中厚层状,因受区域断层的影响,其地层节理、裂隙较发育,岩层完整性相对较差,同时存在软弱岩层泥岩,如巷道遇此,顶板会很快掉块,底板会遇水膨胀,产生底鼓现象;在半坚硬岩石泥质粉砂岩、粉砂质泥岩地段将会伴随冒顶、片帮现象;在坚硬岩石细砂岩、粉砂岩地段,巷道将产生岩块失重掉落现象,地表将产生开裂、沉陷以及山体失稳现象,巷道支护困难。煤矿所有煤层顶板岩石均为粉砂岩或粘土质粉砂岩,总体看来仍属伪顶,大部为直接顶,矿区采煤层较多的C17、C18煤在开采过程中见顶板发毛状裂隙密集,裂隙率14%,岩体结构松散。岩体属层状结构软硬相
18、间岩组,现状下冒落带高度小于一米,冒落岩块体积较小。底板:可采煤层底部多为厚度不大的粘土岩及粉砂质粘土岩,属层状结构软硬相间岩组。由于粘土质岩石遇水易软化膨胀,可能出现底鼓现象,进而导致支架斜歪。XX煤矿现状下虽未出现底鼓现象,但在今后的开采过程中应引起高度重视。五、瓦斯、煤尘、煤层的自燃倾向性、冲击地压及地温。(1)瓦斯。据该煤矿2011年瓦斯等级鉴定证书,最大相对瓦斯涌出量为7.14m3/t,最大绝对瓦斯涌出量为0.95m3/min,最大相对二氧化碳涌出量为5.48m3/t,最大绝对二氧化碳涌出量为0.73m3/min。据煤矿安全规程第133条,该矿井属低瓦斯矿井。(2)煤尘爆炸性。该矿2
19、005年8月取C20煤层煤样送江西煤矿矿用产品检验中心鉴定,经鉴定煤样煤尘有爆炸性。(3)煤的自燃倾向性。该矿2005年取C20煤层煤样送江西煤矿矿用产品检验中心鉴定,经鉴定,煤样自燃倾向性为容易自燃。(4)冲击地压。矿山压力主要来自于上覆岩层的重力和地质构造的残余应力,它受煤、岩层的物理力学性质、地质构造、水文地质条件等因素控制。xx煤矿顶底板稳固性总体较差、构造复杂程度、水文地质条件为中等复杂,因此、矿山所受压力随着采区地质条件的变化而变化,矿山在开采的过程中应加强地质工作,密切注意煤层顶底板工程地质条的变化,采取合理的支护措施。(5)地温。根扰矿井实际观测,地温正常1820,变化较小,未
20、见地温异常现象,属地温正常区,无热害地段。六、煤层赋存情况矿区内煤层多数为黑色、灰黑色,半暗玻璃光泽,参差状,不规则条带状、层状构造。煤岩类型以亮煤质半暗煤为主,少数为暗煤质亮煤型或暗煤型。矿区内有可采煤层C17、C18、C20、C214层,现分别叙述如下: C17煤层:赋存于龙潭组第一段(P2l1)上部,下距C18煤层底界9.98m左右,煤层层位稳定。平均煤厚1.55m,属稳定型煤层。煤层中夹两层夹矸,上夹矸位于煤层上部,为棕灰色细晶高岭石粘土岩;下夹矸位于煤层中部,为灰黑色炭质泥岩。煤层顶板为灰色薄层状粉砂质泥岩夹条带状菱铁岩,属稳定之中厚煤层。 C18煤层:赋存于龙潭组第一段(P2l1)
21、中上部,上距C17煤层底界9.98m左右,下距C20煤层底界21.49m左右,煤层层位稳定,煤层厚度1.36-1.44m,平均煤厚1.40m,属稳定型煤层。煤层上部夹有两层夹矸,上夹矸为炭质泥岩;下夹矸为炭质泥岩夹中粗晶高岭石泥岩条带,局部地区变厚可达1.02m,煤层顶板为灰色薄层状粉砂质泥岩夹菱铁岩条带,属稳定之中厚煤层。C20煤层:赋存于龙潭组第一段(P2l1)中上部,上距C19煤层底界10.46m左右,下距C21煤层底界11.46m左右,煤层层位稳定,煤层平均厚度1.37m;属稳定型煤层,煤层中部夹有一层夹矸,为细晶高岭石泥岩夹矸,煤层顶板为灰色薄层状粉砂质泥岩夹菱铁岩条带,属稳定之中厚
22、煤层。 C21煤层:赋存于龙潭组第一段(P2l1)中部,上距C20煤层底界11.46m左右,下距煤系底界32.24m,煤层层位稳定。煤层厚度1.34-1.43m,平均煤厚1.39m,属稳定型煤层。煤层中部夹一层0.02m厚棕灰色细晶高岭石泥岩夹矸,煤层顶板为浅灰色薄层状粉砂质泥岩夹菱铁岩团块及透镜体,属稳定之中厚煤层。综合上述:本区可采煤层皆为稳定之中厚煤层。七、矿井储量采矿许可证开采标高内(21002000m)保有资源量135万吨,其中331类资源量66.7万吨,333类资源量68.3万吨。2011年10月,根据煤矿计划,煤矿在矿区东翼的公共区域扩大矿区范围0.4KM2,据初步核实,扩大范围
23、区域储量为609万吨,其中331类资源量342.6万吨。合计可采储量为409.3万吨。八、地质构造情况。(1)褶皱。矿区总体位于XX复向斜的南部,褶皱构造较为发育,多为小型缓角度短轴褶皱构造,地层倾角820。区内主要发育xx向斜,其核部地层为二叠系上统龙潭组(P2l),两翼地层为二叠系下统玄武岩(P2)及茅口组(P2m);轴向近北北东向,两翼宽缓,倾角近于对称,倾角多在1030之间,形态不完整。(2)断层。XX煤矿矿区内断层以高角度压性冲断层为主,主要有富源三台坡断裂、迤后所羊洞断裂、发伍多东铺断裂、新街断裂、海丹断裂、富乐断裂等。断层面倾向不定,走向北东且沿走向往往呈“S”型波状弯曲,断层倾
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