乌化煤业防治水设计方案

乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司1前言一、提出方案的背景乌海市乌化矿业有限责任公司煤矿位于桌子山煤田白云乌素矿区西南部。行政区划属乌海市海南区管辖。乌化矿业有限责任公司煤矿的前身为陶斯图村西来峰煤矿，始建于1980年，2003年由乌化矿业有限责任公司接管，属集体性质企业。2007年由西部矿业接管，属股份制企业。现有职工130人，建矿以来采用斜井、立井方式开采9号煤层，原生产能力6万吨/年，后进行30万吨/年矿井技术改造。根据内蒙古煤炭科学研究所做的煤矿技术改造方案，为形成合理的开采和通风系统，利用位于煤矿中部的立井延伸至16#煤层作为回风井，新建主斜井做为主提升井，副斜井做为行人、下料井，开拓方式为立井、斜井混合开拓。矿井再次技改后将形成90万吨/年的生产能力。乌海市乌化矿业有限责任公司煤矿井田原化分为一采区和三采区，一采区煤层露头紧邻河床，原开采巷道主要沿煤层露头延伸，另一采区周边小煤矿较多，其中包括：杨德荣煤矿、赵玉泉煤矿、鄂海西来峰煤矿、陈福林煤矿，这四个煤矿在过去开采中有个别巷道越界至乌化矿业公司煤矿一采区，2006年、2007乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司2年鄂海西来峰煤矿连续两年发生淹井事故，对乌化矿业公司煤矿一采区也造成了一定的影响。杨德荣煤矿、赵玉泉煤矿、陈福林煤矿已先后关闭，然而地表均出现不同程度的塌陷裂隙，雨季时有山洪爆发溃入塌陷区，一采区涌水量急增，对矿井安全生产构成十分严重的威胁。由于邻近矿井已关闭，井下原越界入一采区巷道情况不明，对乌化矿业公司技改90万吨矿井安全生产造成严重的隐患，使目前矿正在进行的技改无法正常进行。为了做好矿井防治水工作，保证矿井安全生产，根据《煤矿安全规程》第六章第251条相关规定，乌化矿业公司煤矿委托我单位编制《乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案》。二、目的和任务本次方案设计的目的在于合理有效的治理水害影响区和塌陷区，减少环境污染、杜绝水灾事故的发生，顺利完成矿井技改，确保矿井的资源开采和矿井安全；任务是制定一采区的防治水方案。三、方案设计的依据1、内蒙古自治区国土资源厅划定矿区范围批复（内国土资采划字[2005]0175号）。2、内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院编制的《乌化矿业有限责任公司煤矿煤炭资源储量核实报告》及配套图纸。乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司33、乌化矿业有限责任公司煤矿提供的“地质地形图”、“地质报告”以及其他图文资料。4、乌化矿业有限责任公司煤矿实际采掘工程平面图及机电设备清册。5、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》、《爆破安全规程》、《煤矿安全规程》、《中华人民共和国矿产资源法》。四、编制指导思想及原则在国家西部大开发战略方针的指导下，为了保护西部的自然生态环境和最大限度地确保煤矿的安全生产，消除乌化矿业公司煤矿水害的工作已迫在眉睫。制定本方案的指导思想是本着因地制宜、就地取材、技术可靠、经济合理、优质高效的原则，1、认真贯彻国家安全生产方针及一系列安全法规。2、坚持管理、装备、培训并重的原则。3、充分考虑矿工的安全和健康，坚持安全第一的原则。4、保证国家矿产资源和财产不受损失。5、借鉴以往矿山安全生产的实践经验教训。以实现防治水的目的。五、主要技术决策1、采剥与排土乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司4本方案确定采用中深孔眼穿孔，非电力系统起爆，液压挖掘机装车，自卸汽车运输的开采方式。在采剥过程中，对安全隐患制定了相应的安全防护措施，并对主要采装和排土设备的作业安全分别制定了安全措施。2、矿山运输加强行车组织管理，完善道路安全防护措施。3、边坡稳定建立采场边坡监测系统，制定完善的边坡稳定分析、预报、治理方案。4、爆破按设计确定的爆破参数进行爆破作业工作，制定严格的设备使用和火工品储、运、使用技术措施。5、防排水加强地面运输系统的排水工作管理。6、机修设施主要机修任务由社会解决。7、地面生产系统地面生产系统由专人调度指挥，各运输装卸设备应严格执行安全规程。8、抗震乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司5按8度设防。9、总平面布置充分利用矿山现有设施，合理布置出入沟路线。10、劳动定员及投资全矿设专职安全员三名，其中主要负责人一名，安全设施投资按固定资产投资的2%计提。四、存在问题及建议本方案选用露天剥挖，露天矿边坡防治、爆破、防排水工作是安全生产的最大隐患，针对以上几个重大危险因素，本方案分别制定了相应的安全技术措施，但在具体施工中要根据实际情况及时采取相应的安全措施。五、主要技术经济指标1、采剥范围：共一个采区。2、年采剥能力：960万立方米/年3、年工作日：300天4、日采剥量：32000立方米5、全员劳动生产率：210立方米/人日6、吨矿岩成本：12元/立方米7、台阶高度：7米8、台阶坡面角：60度乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司69、最终帮坡角：40度10、采剥方式：露天台阶式11、工程面积：35237平方米12、开拓方式：公路汽车运输13、采剥年限：0.17年第一章概况第一节位置与交通乌海市乌化矿业有限责任公司煤矿位于桌子山煤田白云乌素矿区西南部。行政隶属乌海市海南区巴音陶亥镇，地理坐标为东经106°55′30″～106°57′25″，北纬39°23′08″～39°24′46″。井田面积3.385km2，由于该地区煤炭资源的大力开发，区域内铁路、公路网比较发达，109国道距矿区约2km，距海拉线拉僧庙火车站3.5km。东经：106°55′25″--106°56′59″北纬：39°29′24″--39°29′54″交通位置图见1-1-1。乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司7乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司8第二节自然地理一、地形地貌白云乌素矿区地处桌子山背斜中南部，构造复杂，受剥蚀影响，冲沟发育，地势起伏显著；北部为宽缓的河谷、洼地，南部为岩石裸露的低山丘陵。井田位于其南部，为高度不大的低中山丘陵高原地貌，海拔1254～1295m。二、气候本区位于内蒙古自治区西部地区的半沙漠干旱地带，属大陆性干旱气候，蒸发量大于降雨量，春秋两季多风，平均风速3.1m/s，最大风速5.4m/s。降雨量多集中在7、8、9三个月，占全年总降水量的68.55%，年均降水量为162.40mm，年蒸发量3481.10mm。年绝对最高气温39.4℃，最低气温-28.8℃。全年冻结期达半年之久，冻土深度为0.80—1.50m.三、水系井田内无明显地表水系，但一采区煤层露头处有季节性地表径流—沙河沟，平时常年干枯无水，只在暴雨后形成短暂地表径流，除少数补给地下水外，其余大部向南流出区外，最后向西注入黄河。本区塌陷裂隙较多，洪水来时，部分会进入塌陷裂隙，威胁井下安乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司9全。四、地震据2001年国家地震局颁发的《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）资料查得，该区地震动峰值加速度（g）为0.20；比照《中国地震动峰值加速区划图（1990）》，对照烈度为8度，属地震较强区，1976年在附近的巴音木仁发生过6.2级地震，震源深35km，乌海市一带有强烈震感。五、区域经济井田临近乌海市区。乌海市是自治区工业城市之一，近年来工业区发展迅速，已有大型发电厂、水泥厂、化工厂、机械厂、通用机械厂及大型煤矿、灰砂砖厂等，已成为自治区生产水泥，烧碱、电动机、建材、生铁、原料的重要基地。随着工业发展，城市人口增加很快，农业生产规模相对滞后，粮食、蔬菜生产尚难满足本地需求。当地居民主要从事工业生产外，辅以畜牧业、农业。六、矿井周边关系井田东侧为桌子山背斜轴部，西侧为西来峰逆断层，南部为海融煤矿，正在建井，没有回采；北侧为浅部区，已有井巷。东部为正兴煤矿，为新投产矿井，巷道距本矿较远，与本矿属同一公司下属矿井，对本矿无影响。乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司10一采区周边小煤矿较多，其中包括：北部杨德荣煤矿、赵玉泉煤矿、东部鄂海西来峰煤矿、西北部陈福林煤矿，这四个煤矿在过去开采中有个别巷道越界至乌化矿业公司煤矿一采区，2006年、2007年鄂海西来峰煤矿连续两年发生淹井事故，对乌化矿业公司煤矿一采区也造成了一定的影响。杨德荣煤矿、赵玉泉煤矿、陈福林煤矿已先后关闭，然而地表均出现不同程度的塌陷裂隙，雨季时有山洪爆发溃入塌陷区，对矿井安全生产构成十分严重的威胁。由于邻近矿井已关闭，井下原越界进入一采区巷道情况不明。第三节水害区地质一、区域地层本区域地层由老至新有：（一）古生界：1、奥陶系中统（O2）为石炭二叠系煤系地层之基底，按岩特性及动物化石划分为下部岩段及上部岩段，总体为一套灰色厚层灰岩、深灰色薄层灰岩及黄绿色薄层状砂泥岩、钙质泥岩，矿区范围内地层未出露。2、石炭系（C）：为本区主要含煤地层之一。中统本溪组（C2b）：本组岩性以灰白色致密坚硬的石英岩及乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司11厚层灰黑色泥岩组成，夹煤层1～2层（19#），一般不可采，底部与奥陶系平行不整合接触面上有鸡窝状山西式铁矿，本组地层厚6.6m～34.63m。平均23.04m。上统太原组（C2t）：为本区主要含煤地层，组成岩性为砂砾岩、煤层及中、细砂岩。根据岩性及煤层发育情况，分为两个岩段，下段含煤丰富，含煤五层，称为丙煤组，本段岩石粒度较细，含翅羊齿、磷木等植物化石；上段含煤较少，煤层也薄，细、中沙岩也逐渐增多。本组厚度56.57～87.04m，平均67.46m。3、二叠系（P）亦是含煤地层之一，据岩性特征、颜色等将其分为上、下统。下统（P1）据岩性及含煤情况又分为山西组及下石盒子组。山西组(P1s):为主要含煤地层，分四个岩段。富煤层段在本组下部P11岩段含煤稳定，含8#、9#、10#煤层称为乙煤组，上部为灰色砂泥岩和泥岩，8#、9#煤层间夹有质纯的粘土层，为优质量丰富的耐火粘土矿床，9#、10#煤层间有砂岩或泥岩；厚11.03～29.58m，平均厚为19.12m。二岩段（P12）灰色、灰白色砂岩，中夹深灰色泥岩、砂泥岩，含5号煤层及煤线，厚度为17.86～55.28m，平均厚度为38.92m。三岩段（P13）灰色砂泥岩为主，夹细砂岩及砂质粘土岩，含不稳定的2、3号煤层，称甲煤组，厚1.14～18.56m，平均厚度为9.25m。四岩段（P14）底部乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司12灰白色粗沙岩中部灰绿色泥岩，夹粗砂岩，中部砂泥岩，厚21.24～84.94m，平均厚49.57m。下石盒子组（P1X）：为灰白色巨厚层状中、粗沙岩夹少量灰绿色砂质泥岩组成，据岩性将次组分为三个岩段，本组不含煤。上统上石盒子组（P2S）：为一套紫红、灰紫、灰绿等杂色砂泥岩、砂质粘土岩及中粗砂岩组成。分三层；P2S1以中粗粒灰白色砂岩为主，夹薄层状砂泥岩层，不含煤，厚10.33～35.61m；P2S2下部为灰黑色、灰绿色砂泥岩为主，中部为灰白色中粒砂岩，上部为杂色砂岩，厚14.17～46.23m,P2S3岩性以灰白色粗粒厚层砂岩为主，上部夹灰绿色及紫色砂岩层，沙岩中含砾石较多，局部砾石呈条带状分布，地层厚度38.45～88.30m,广泛出露于本区地表。（二）中生界二迭～三迭系（P—T）：地层与下伏P23为连续沉积接触，岩性以灰绿色、紫绿及褐色岩、砂质泥岩组成，并含薄层粘土岩，其底部为紫绿色砂岩泥岩或粉砂岩层与P23分界，厚390.89m。（三）新生界第三系（R）:零星出露于矿区，为半胶结的砾石和砂砾岩，砾石主要为石灰岩，与P—T地层为角度不整合接触。第四系（Q）：为现代河床冲积风沙及残坡积碎屑等，分布于乌海市乌化矿业有限责任公司防治水方案乌海市英信建筑设计有限责任公司13冲沟及地势平坦处，