宏达机械化采掘论证报告

目录第一章矿井基本情况.............................................................1第一节矿井概况...................................................................1第二节矿井主要生产系统................................................14第二章矿井机械化采掘条件分析.......................................19第三章矿井生产系统因素分析...........................................20第四章经济技术与安全因素分析.......................................25第五章机械化采掘综合分析论证结果...............................271第一章矿井基本情况第一节矿井概况一、企业属性、地理位置、地形地貌、交通情况等登封市宏达煤业有限责任公司矿区位于登封市东南约22km，行政隶属登封市大冶镇管辖。地理坐标为东经113°15′35″~113°16′20″，北纬34°25′36″~36°26′10″。宏达煤矿属国有控股企业，企业主管部门为郑州煤炭工业集团嵩阳煤业有限公司。采矿许可证号：C4100002010111120080020；安全生产许可证证号：豫MK安许证字【2008】012210Y。本区为低山丘陵地形。区内地势呈南高北低，最高海拔标高为307.10m，最低海拔标高为260.00m，相对高差47.10m。地面冲沟发育，有利于大气降水的迳流和排泄。本矿西北距登封约22km，东北距新密市约20km，登封——大冶——新密公路从矿区北部通过，新郑~水寨铁路从矿区北部通过，矿区周边有简易公路相连，交通条件较为便利。二、井田地质特征（一）地层本区位于华北板块南部之嵩箕构造区的嵩箕断层南部嵩山背斜与荟翠山背斜之间的新密向斜西端南翼。区域地层划分属华北地层嵩箕小区，主要发育地层为前2震旦系、震旦系、寒武系奥陶系中下统、石炭系中上统、二叠系、三叠系、古近系和新近系，现由老至新分述如下：（一）奥陶系中统马家沟组（O2m）在区外南北两侧有零星出露。以浅灰色石灰岩为主，隐晶质结构，局部夹泥质灰岩及薄层泥岩，上部具溶蚀现象及缝合线，下部夹角砾状灰岩。邻区钻孔揭露最大厚度为73.50m。（二）石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）在区外南北侧有零星出露。以浅灰色铝土质泥岩为主，局部为铝土矿，具鲕状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状出现。在HG曲线上呈下低上高的异常反映，主要是该组地层中镓元素含量较高所致。该层铝土质泥岩是对一1煤层的主要标志层。本组厚度为3.36~14.31m,平均8.36m，以滨海泻湖沉积为主。本溪组与下伏马家沟组为平行不整合接触。（2）上统太原组（C3t）为区内主要含煤地层之一，由灰、深灰色中~厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，厚67.87~73.08m，平均69.99m。共含煤7层，仅底部的一1煤层为大部可采煤层，其它煤层均不可采。依据其岩性组和沉积特征可分为三段。①下部灰岩段自太原组底界至L4石灰岩顶界，主要由灰~深灰色石灰岩、黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成，含石灰岩4层（L1~L4），常合并为1~2层，中夹泥岩或砂质泥岩薄层，具燧石团块和3黄铁矿结核，含蜓类、介形类、海百合、腕足类等动物化石及碎屑，其中L1石灰岩特征明显，在DLW曲线上异常挺拔直立，宽大圆滑，为本区一良好标志层，局部与L2石灰岩合并，厚度为3.79~15.00m，平均11.21m。本段含煤1~2层（一1、一4），其中一1煤层为大部可采煤层，一4煤层不可采。该段石灰岩与泥岩和煤层DLW曲线呈高低相同，曲线组合形态似“高山峡谷”状，为区内主要特性标志层。本段厚度为22.91~29.04m，平均25.30m。②中部碎屑岩段自L4石灰岩界至L7石灰岩底界，由深灰色中细粒砂岩（俗称胡石砂岩）、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，夹薄层石灰岩（L5、L6）及薄煤层（一5、一6、一7），煤层均不开采。泥岩中含植物化石碎片和黄铁矿结核，具水平层理和波状层理，砂岩以石英为主，呈正粒序，为区内辅助标志层。本段厚度22.76~42.45m，平均34.19m。③上部灰岩段自L7石灰岩底至L9石灰岩（局部为菱铁质泥岩）顶界面。以深灰~灰色石灰岩为主，夹深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层。该段含石灰岩三层（L7、L8、L9），石灰岩具方解石脉和少量黄铁矿结核，含蜓类等动物化石。其中L8石灰岩厚3.13~4.64m，平均3.95m，发育稳定，特征明显，为本区主要标志层之一；L9石灰岩不稳定，常相变为菱铁质泥岩，为太原组与山西组分界标志层。含煤2层，均不可采。本段厚度为7.72~14.59m，平均10.50m。据太原组岩性组合，沉积特征及生物组合规律，在晚石炭世，本区为滨海地带，上段和下段的炭酸盐建造，标志着4开阔的陆表海环境，中段的碎屑岩沉积则为海水动荡退出时形成的海湾潮平环境，薄煤层则反映短期的泥炭沼泽相，沉积旋回显示海陆交替环境。太原组与下伏本溪组为整合接触。（三）二叠系下统（P1）本区仅保留二叠系下统，保留最大厚度为190.00m，分为两个煤组（二、三煤组），含煤四层，其中二1煤层为本区主要可采煤层，其它煤层均不可采。各煤组间均以砂岩标志层分界。（1）山西组（P1sh）自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至砂锅窑砂岩底，为一套灰~深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤组。厚65.31~73.42m，平均70.20m，与下伏太原组为整合接触。根据其岩性可分为四段。①二1煤段自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至大占砂岩（Sd）底。由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩和煤层组成，具水平层理、脉状层理和透镜状层理，含菱铁质结核和黄铁矿散晶，富含植物根部化石及有机质条带。本段下部为二1煤层底板砂岩（Se），厚2.25~5.98m，平均4.19m，岩性为深灰色细、中粒砂岩，局部为粉砂岩，具波状层理和交错层理，物性特征明显，在DLW曲线上呈中高幅值，HGG、HG曲线呈低密度、低伽玛值反映，为本区主要标志层之一。本段含煤2层（二0、二1），其中二1煤层为全区普遍可采煤层，二0煤层不可采。本段厚度为512.20~28.78m，平均21.88m。②大占砂岩段自大占砂岩（Sd）至香炭砂岩（Sx）底。由深灰~灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩组成，含煤2层（二2、二4）均不可采。下部为本区标志层之一的大占砂岩（Sd），除0803孔为条带状砂岩外，其余孔厚5.32~15.95m，平均10.38m，为深灰、灰色细中粒砂岩，成分以石英为主，其次为长石，层面含丰富的白云母片碎片和炭屑，物性物征明显，在KLW曲线上呈高阻反映，是对比二1煤层的的重要标志层。泥岩和砂质泥岩具水平层理和波状层理，含大量植物化石及碎片。本段厚13.98~21.43m，平均17.17m。③香炭砂岩段由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩和中细粒砂岩组成，下部为香炭砂岩（Sx），厚0~13.85m，平均5.94m，为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩，成分以石英为主，层面含白云母片和炭质薄膜，可见重矿物包体，为本区主要标志层之一。本段厚10.28~22.13m，平均17.56m。④小紫泥岩段由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩、细粒砂岩组成，顶部泥岩含铝质，具紫班及菱铁质鲕粒，俗称小紫泥岩，为本区一辅助标志层。本段厚5.66~18.55m，平均13.59m。山西组底部为大面积稳定的潮坪沉积，向上演变为泄湖沉积，中、上部则以三角洲沉积为主。（2）下石盒子组（P1x）本组上部岩层受风化刺激剥蚀，仅残留底部的三煤组岩层，最大保留厚度约120.00m，由灰色泥岩、砂质泥岩、铝6土质泥岩和砂岩组成，与下伏山西组为整合接触。三煤组自砂锅窑砂岩（Ssh）底到四煤底板砂岩（Ss）底。底部为细中粒中砂岩（俗称砂锅窑砂岩Ssh），厚5.14~12.40m，平均8.71m，含黑色泥质包体泥质条带，局部见石英细砾，硅钙质胶结，交错层理，在DLW曲线上呈高阻反映，HGG、HG曲线上呈高密度、低伽玛值反映，特征明显，为下石盒子组与山西组的分界标志层。下部为浅灰~紫灰色铝土质泥岩（俗称米村泥岩），具鲕状结构，鲕粒成分为菱铁质，易于辨认，为本区辅助标志层。中上部为深灰色泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，含小量植物化石碎片及菱铁质鲕粒。三煤组以三角洲平原湖泊相沉积为主。（四）新近系（Q）以黄土层、砾石层为主，局部为黄土夹砾石，松散、透水性强。厚度为1.48~36.45m，一般10~30m，与下伏各时代地层为角度不整合接触。（二）地质构造本区位于大冶向斜的南翼西段，区内总体为一走向40~70°倾向310~340°，倾角9~32°的单斜构造，区内发育北东走向逆断层3条，结合大平井田构造发育情况，确定构造发育程度为中等。现对区内构造叙述如下：（1）桥板河逆断层该断层横贯本区北部，延伸长度大于2km，区内长0.84km，断层走向65~77°，倾向335~343°，倾角50~55°，为北西盘（上盘）上升，南东盘（下盘）下降的逆断层，区内落差35~55m。该断层由矿井北部大平煤矿和小河煤矿采掘工程揭露，已祥细查明。7（2）F7逆断层该断层位于矿区北东部，区内长0.27km，走向55~67°，倾向325~337°，倾角60°，落差0~10m，为北西盘上升，南东盘下降的逆断层，北东端伸出区外。由大平煤矿采掘工程揭露，已详细查明。（3）F8逆断层该断层位于矿区东北部，延伸长度0.45km，走向45~63°，倾向315~333°，倾角60°，落差0~15m，为北西盘上升，南东盘下降的逆断层。该断层北东端交于板桥河逆断层。由大平煤矿采掘工程揭露，已详细查明。区内无岩浆岩。（三）煤层及煤质本区含煤地层为石炭系本溪组、上统太原组和二叠系下统山西组，下石盒子组，含煤地层总厚268.22m，共计含煤11层，煤层总厚10.16m，含煤系数为3.79%。其中赋存于山西组下部的二1煤层和太原组底部的一1煤层为主要可采煤层，可采煤层总厚7.02m，可采含煤系数2.62%。二1煤为黑色，以粉状煤为主，偶见块状、鳞片状薄层，玻璃光泽。宏观煤岩成分以亮煤为主，可见镜煤条带，为半亮光亮型煤。煤的视密度为1.45t/m3。目前矿井所采为二1煤层，全部为复采煤，煤层赋存不稳定，层厚两极值变化大。（四）开采技术条件（1）瓦斯8嵩阳宏达（登封）煤业有限公司根据（豫工信【2014】7号）批复。2013年瓦斯等级鉴定结果：矿井瓦斯绝对涌出量1.06m3/min，二氧化碳绝对涌出量1.90m3/min，矿井瓦斯相对涌出量1.12m3/t，二氧化碳相对涌出量1.13m3/t；属瓦斯矿井。（2）煤尘的爆炸性2004年经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定，我矿二1煤层自然发火等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层。（3）煤层的自燃性矿井煤尘具有煤尘爆炸性，二1煤层煤尘爆炸指数为13.55%。（五）水文地质条件1、主要含水层（1）新近系孔隙含水层该含水层以角度不整合覆盖于各基岩之上，主要由洪、坡积物组成，厚度1.48~26.45m，平均厚度一般小于10m，其底部的砂砾石层为主要含水层，呈松散或半胶结状，导/富水性较好，含孔隙潜水。据东部大平煤矿主检2号孔抽水资料，钻孔单位涌水量为0.0074L/sm，渗透系数为0.0406m/d，水位标高为225.15m。该含水层厚度稳定性差，富水性极不均一，其水源主要以接受大气降水为主，其水位、水量动态不稳，具明显的季节性变化特征。（2）煤层顶板砂岩裂隙含水层一般系指开采煤层之上60m范围内所含砂岩含水层，岩性为细~粗粒砂岩，一般发育2~4层，累计厚度约97.44~40.29m，平均22.43m，岩石完整致密，裂隙较发育，但多被方解石脉所充填，故其富水性较弱。在煤田勘探阶段，未对该含水层段进行抽水试验