基层单位安全技术经济一体化论证案例

附件2：基层单位安全技术经济一体化论证案例经营管理部二〇一三年五月三十日内部资料注意保存2目录案例1：袁店一井利用三维地震工作站对102采区剩余块段总体规划论证..............3案例2：孙疃矿72111工作面里段开采论证.................................................................10案例3：双龙公司Ⅱ3712W工作面预收线位置确定论证.............................................16案例4：祁南矿7124工作面开采经济性分析..............................................................22案例5：童亭矿报废采区注矿井废水充填防灭火实施方案论证.................................26案例6：童亭矿综合降低巷道支护成本论证.................................................................29案例7：铁运处临涣分处供暖改造论证.........................................................................33案例8：袁庄矿Ⅳ32116机巷施工方案一体化论证......................................................39案例9：朱庄矿Ⅲ528工作面设计方案优化..................................................................41案例10：杨庄矿如何有效实施Ⅲ644城下充填开采...................................................463案例1：袁店一井利用三维地震工作站对102采区剩余块段总体规划论证一、项目背景分析我矿地质条件复杂，采区内部断层构造较多，大部分为分次断裂，断层面影响区域大，特别是102采区煤层赋存条件好，倾角小，煤层厚，被F25∠60°-65°H=5-50m、DF14∠60°-65°H=7-40m两个采区内部断层切割为三个块段，断层煤柱对工作面布置及资源回收影响更大。因此，断层煤柱的留设需要通过先进的技术手段提前做出科学预判。二、项目论证目的精确分析断层面范围，优化采区工作面设计，提高矿井资源回采率。三、项目论证思路（1）利用三维地震解释工作站，结合地面、井下钻探验证，对102采区资源赋存状况进行重新分析修订，精准掌握资源赋存规律。（2）在已知断层产状、含水性等特性的基础上，通过三维地震工作站对工作面预想机风巷、切眼做时间剖面，最大限度的减少断层煤柱，使工作面布置以及机风巷、切眼调整到最优位置，提高工作面煤炭资源回收率。四、理论计算、工作原理及示意图三维地震解释工作站是将三维地震勘探得出的地震信息形成一种时间与地下矿体埋深两者之间相互关系的三维地震时间剖面（如图1）的一套软件，即把经过处理的地震信息变成地质成果的过程，包括运用波动理论和地质知识，综合地质、钻井、测井等各项资料，作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释，绘出有关成果图件，对工作区域煤层赋存做出评价，提出煤层赋存位置等，是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性应用技术，其应用目的是为了使地下目标的图像更加清晰、位置预测更加可靠。科学合理4的利用时间剖面，能够有效指导煤矿设计与井下生产，确保安全的情况下最大程度上回收资源。图1三维地震时间剖面与井下施工相结合。袁店一井煤矿102采区的1023工作面地质条件复杂，局部煤层受断层等有关构造影响赋存不稳定，特别是1023风巷，靠近F25∠60°-65°H=5-50m断层施工，先期根据三维地震分析以及相关地质资料，将1023风巷设计在F25∠60°-65°H=5-50m断层30m保护煤柱外,但掘进至预计揭煤处没有揭煤，然后进行打钻探查，根据打钻资料，在巷道向左平距15m探到煤层，根据此情况对1023风巷切巷道方向三维地震时间剖面，根据时间剖面（图2）显示，巷道方向10煤层的反射波极弱，从而确认巷道掘进在F25断层带内，较之前三维资料出入较大，推断F25断层上盘向工作面内摆动比之前地质资料相差约70m。结合实际情况，又分别切两条平行于巷道左偏10m（图3）、20m（图4）的时间剖面。根据本次时间剖面图像信息，及时改变1023风巷设计，调整巷道位置，将1023风巷向工作面内偏移10m,从岩巷掘进进入煤巷掘进；在煤巷掘进200m后，受F25断层影响，煤层与一灰对接，进入全岩掘进（从时间剖面上显示有300m的弱反射波），在全岩掘进200m时，矿上研究考虑要不要再一次将1023风巷向工作面内偏移，根据三维地震时间剖面的显示信息，还有80-90m反射波较弱区（图3），过反5射波较弱区后显示出距预计切眼的486m巷道反射波质量较好，无大的地质构造，为了争取更大的资源开采以及后期采煤回采方便，经研究决定，坚持不再偏移巷道位置，继续向前掘进，在继续全岩进尺90m后进入全煤掘进，直至切眼，煤层一直处于稳定阶段，煤层最厚达到5.7m,平均煤厚4.7m，增加资源开采2.8万吨（图5）。三维地震时间剖面与采区工作面设计相结合。1022工作面机巷靠近F25∠60°-65°H=5-50m断层设计，我们又运用三维地震解释工作站分别以断层保护煤柱线为基准做出三条时间剖面，即断层保护煤柱线位置剖面（图6）、断层煤柱线往断层方向偏10m位置剖面（图7）、断层煤柱线往断层方向偏20m位置剖面（图8）。从时间剖面图6、图7及图8相互比较可以得出：断层保护煤柱线位置（图6）煤层赋存连续且较稳定；保护煤柱偏10m位置（图7）有两处受断层影响，共约131m，其他各段煤层都比较稳定；保护煤柱偏20m位置（图8）受断层影响最大，断层直接影响到巷道内，且煤层赋存不稳定。综合考虑，巷道位置设计在距断层下盘30m处，较之前巷道设计位置多回收10m煤柱，约6.8万吨煤。五、项目实施取得效果（1）全矿没有使用原始的探煤巷，没有出现巷道报废，没有资源块段选择失误。（2）1023工作面风巷里段通过三维地震工作站论证可以向F25断层靠近10米，多回收资源2.8万吨。（3）1022工作面机巷通过三维地震工作站论证可以向F25断层靠近10米，多回收资源6.8万吨；1022工作面里段，多回收资源6.7万吨。（4）1024工作面基本实现了无断层煤柱设计，下一步正准备实施。六、参考资料目录袁店一井煤矿三维地震数据库、采矿工程设计手册、煤矿防治水规定、防治煤与瓦斯突出规定6图2原1023风巷时间剖面图31023风巷左偏10m时间剖面10煤82煤切眼90m10煤72煤8煤组切眼-470m回风大巷72煤-470m回风大巷7图41023风巷左偏20m时间剖面图5图6断层保护煤柱线位置剖面10煤72煤82煤多回收资源2.8万吨切眼-470m回风大巷8图7断层煤柱线往断层方向偏10m位置剖面图8断层煤柱线往断层方向偏20m位置剖面-470m回风大巷-470m回风大巷10煤10煤9图9-470m回风大巷10煤10煤10煤6.8万吨煤柱位置偏10m偏20m10案例2：孙疃矿72111工作面里段开采论证一、工作面概况（一）工作面原设计概况孙疃矿72111工作面为72煤回采上限上提工作面，浅部以F11断层保护煤柱和72煤回采上限-230m为界，深部为尚未准备的72113工作面，切眼至81采区边界，收作线至南总回保护煤柱线，切眼长度186米，设计回采长度1400米，工作面合并开采71、72煤，71、72煤总厚0.1～4.0m（不包括夹矸），平均厚度为2.1m，71与72煤之间普遍含一至两层泥岩夹矸，正常情况下夹矸厚度在0.15～1.2m，平均厚度0.7m。上提依据：1、根据2011水1孔及29-5孔钻孔资料分析，上提区域内72煤赋存正常，具备回采价值，上提后可多回收煤炭25万吨；2、根据72111工作面上提可行性研究报告分析，具备上提条件，上提后能够实现安全开采。设计依据：从尽量多回收煤炭资源考虑，根据钻孔资料及上提后批准的72回采上限进行设计，风巷沿回采上限施工。（二）工作面准备状况至2012年9月底，工作面回采范围内机巷已施工1240m，还剩180米到里切眼位置；风巷已施工1280m，退后改造后还剩610米到里切眼位置，切眼剩余205米，里、外切眼上口绞车窝及绕道剩余工程量100m，工作面准备工程量合计剩余1095米，预计2013年1月8日贯通，2013年2月底移交安装，计划3月底开始接替8215进行回采。（三）施工准备工程中发现的问题1、煤层赋存稳定性差上提区域内（F32点向里）煤层赋存稳定性差，29-5钻孔资料显11示，钻孔处无71煤，72煤真厚1.26m，但距29-5钻孔15m处风巷实揭，自F32点往里71煤层厚度0.3m，72煤厚0.2m，夹矸厚2.5m，与钻孔资料差距大，说明工作面内煤层变化大，稳定性差。2、断层构造影响全岩多机、风巷从预计收作线至9月底迎头位置已各揭露4条断层，机巷落差最大的5.5m；风巷落差最大的3.5m；DF126（∠45～70°H=3.0m）断层横穿工作面，预计对回采影响较大，受断层及煤层变化影响，风巷F32点向里上提区域内全岩段约170m。3、夹矸增厚范围广根据巷道实际揭露，风巷从F32点向里开始夹矸增厚至2.5m；同时根据勘探资料，2011-水1孔72煤真厚1.9m，71煤真厚0.5m，71与72煤之间的夹矸为2.8m厚的泥岩；据此预计风巷从F32点开始至切眼段上提区域内71、72煤夹矸均厚2.3～2.8m，受影响储量为17.1万吨。4、煤层变薄范围大煤层变薄区主要集中在F26点前43m至165m和J13点前67m至158m所构成的区域，煤厚最薄处仅有0.1m，预计此处变薄带影响储量为6.2万吨二、施工方案改造根据巷道实揭地质资料并结合三维地震时间剖面资料综合分析后认为：原设计72111工作面上提区域内煤层夹矸增厚，赋存异常，连续性差，不具备开采价值，应进行改造。改造方案如下：方案一按地质部门重新核定的煤层异常区退后施工下降风巷，避开异常带，继续向里施工至原设计切眼位置，具体改造方案见《81采区72111（上提）综采工作面（改）设计图》。方案二甩掉煤层变薄及夹矸增厚区，F32以里块段不回采。三、技术论证1、采用方案二，工作面少回收煤炭资源20万吨，72111工作面回采时间缩短，提前三个月收作，预计2013年12月底即可回采结束，12但其接替工作面8219工作面要在2014年2月底方具备安装条件，造成中组煤工作面脱节3.5个月。2、采用方案一，工作面改造后，下降风巷能够避开异常区（目前改造切眼实揭煤厚2.2m；机巷迎头实揭煤厚2.1m，三维地震资料显示从机巷迎头至切眼段，煤层稳定），且多回收改造切眼以里煤炭20万吨，同时延长了工作面服务时间，为8219工作面的正常接替赢得了主动。综合分析可知方案一在技术上最为可行。四、经济论证（一）方案一多回收煤炭收入估算根据72111工作面赋存状况测算，72111工作面毛煤灰分平均48%。其中自然灰分17.58%，夹矸影响灰分10%（夹矸平均厚度0.7米），因煤层变薄、断层构造影响工作面破顶、底回采影响灰分20%。通过地面洗选后预计降灰7%，商品煤灰分41%，对应收购价格369元/吨，则里段回采收入为：369*20=7380万元。（二）方案一开采成本测算（见表一）表一72111工作面开采成本测算统计表序号成本项目成本总额（万元）1人工费490.132材料费（不含安装拆除材料费）136.63设备折旧费267.224维修费用805电费127.686生产巷道费用20317计提费用13038通风、运输提升、洗煤等辅助费用313.269总成本合计4748.8910原煤吨煤成本（按产量100万吨测算）475元/吨1、人