兰利煤矿初步设计(修改)说明书文稿

陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－1第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置陕西兰利井田位于陕西省韩城市东北约48km的黄河西岸，行政区划隶属陕西省韩城市桑树坪镇管辖。井田距西（安）——候（马）铁路线约18km，距韩城矿区桑树坪煤炭专用线装车站约6km。距108国道约18km，距韩（城）——宜（川）公路约3km，乡（山西乡宁）——韩（城）公路从井田北部通过，距井田约200m。交通条件便利。交通位置详见图1-1-1。二、自然地理1.地形地貌本井田地处渭北高塬，为低山丘陵区。地貌以山地梁峁为主体，由于受长时间的剥蚀，黄河及其支流的下切冲涮，形成了侵蚀深沟地貌。整个井田范围内，基岩大片裸露，植被稀少，地形比较复杂。地形呈西高东低，海拔标高+392m～+657m，相对高差265m。2.河流井田东部外侧为黄河，自北向南流过。井田东部边界距黄河岸边陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－2最短距离为20m，最大距离为345m，平均为176.6m。该段黄河河床狭窄，水流湍急。一般水面高程为+378～+381m。据龙门水文站资料，1960年以来，最大流量21000m3/s（1967年8月），最小流量88m3/s（1972年11月），最高洪水位+385.02m（1964年8月）。井田内发育两条东西向的沟谷，分别为杏家渠和石台沟，水流由西向东注入黄河，均属季节性水系。3.气象及地震本井田所在地区属暖温带大陆性半干旱气候，年平均气温13.5℃，极端最高气温42.6℃，极端最低气温-14.8℃。年均降水量559mm，年平均蒸发量1300mm，无霜期208天，土壤冻结深度42cm。风速一般为2～3级，最大风速14m/s，春夏季多东南风，秋冬季多西北风。根据陕西省抗震办公室1993年10月编印的《陕西省工程抗震设防烈度图》，韩城地区地震烈度为Ⅶ度区。4.经济概况本井田位于渭北石炭二叠纪煤田韩城矿区，矿区煤炭资源开发程度较高，有韩城矿务局下峪口煤矿，桑树坪煤矿、燎原煤矿、个体煤矿、选煤厂及焦化厂等数十家企业。本区煤炭采、选、运输条件良好，开发所需水、电、路等基础设施完善。韩城市被原煤炭部列为全国重点产煤县（市）之一。粮食作物以小麦为主，次为玉米、谷子和薯类。陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－3经济作物以花椒为主，次为棉花、蓖麻、油菜、大麻等，其中“大红袍”花椒，颗大色红，驰名国内外市场。三、井田开发概况本井田于1989年5月开始开发建设，1991年2月矿井建成投产，矿井设计建设规模0.15Mt/a。矿井现采用立井、斜井综合开拓方式，斜井为主提升井，立井为副井，平硐行人回风，开采煤层为下二叠统山西组3号煤层，采用房柱后退式采煤法，回采工艺为炮采，木棚支护，分列式通风方式，抽出式通风方法。矿井现实际原煤产量已达0.15Mt/a。2004年5月，咸阳顺安煤矿设计院编制完成了《陕西兰利煤矿技术改造初步设计》和《陕西兰利煤矿技术改造初步设计安全专篇》。矿井技术改造初步设计经上级有关部门审查批复后，于2005年3月开始建设，目前，矿井井巷工程，地面土建工程及部分机电工程已建设到位，矿井技改建设进展顺利。由于本井田位于黄河西岸，在井田的东南部，沿黄河岸边有2号煤层和3号煤出露，煤层埋藏较浅，开采和运输条件较好，所以，本井田及其附近小煤窑开发历史较悠久，有记载的小煤窑有碨子山煤矿等，开采范围均不清。因此，开采中应做好小煤窑开采范围的勘查工作，防止小煤窑采空区积水危及矿井正常生产。四、煤炭运销陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－41.煤炭市场供需情况随着国民经济建设的发展，煤炭需求量将会持续地增加。目前，在全国多数地区由于电煤的紧缺，导致拉闸限电现象时有发生，煤炭紧缺现象在短期内还很难改变。韩城矿区3号煤煤质良好，得到了江苏、湖南、安徽、湖北、山东、陕西等省、市企业的青睐，需求量较大。韩城二电（120万KW/a）开工建设及龙门钢厂的扩大生产，也使得本地耗煤量增大。因此，分析当前煤炭市场情况，陕西兰利煤矿的原煤销售市场前景继续看好。实施陕西兰利煤矿的技术改造，对社会、对企业本身都将产生良好的效益。2.煤炭运输陕西兰利煤矿距韩城桑树坪煤矿煤炭铁路专用线约6km，且有该矿的装车煤台。公路运输距乡（宁）——韩（城）公路约200m，所以煤炭运输条件十分便利。五、电源矿井现供电电源为双回路6KW架空进线。其中一路来自韩城枣庄6KW变电站馈出线路，另一路来自野鸡岭6KV变电站馈出的煤矿专用线路，供电电源可靠。六、水源本矿井位于黄河西岸边，地表水和地下水均较丰富。黄河河滩为砂土层，富水性强。二叠系上石盒子组底部砂岩、下石盒子组底部砂陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－5岩、山西组底部砂岩和太原组砂岩含水性中等。因此，矿井供水水源充足，能保障矿井的正常生产。第二节地质特征一、地层井田内揭露地层由老到新依次为：（一）奥陶系中统（O2）中奥陶统上马家沟组（O2m）及峰峰组（O2f）为一套海相碳酸岩沉积，岩性主要为深灰色厚层状石灰岩夹白云岩及薄层泥灰岩，岩溶、裂隙较为发育，裂隙多被方解石脉充填，受长期风化、剥蚀作用，顶面起伏不平，厚度不详。（二）上石炭统太原组（C3t）上石炭统太原组（C3t）地层仅在矿井东南部外围的黄河岸边出露，岩性为：下部以碎屑岩为主，粘土岩次之，一般不含煤，底部为含铝质泥岩。陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－6中部由石英砂岩、粉砂岩、石灰岩、泥岩及煤层组成。石灰岩层位较为稳定，为本区煤层对比的标志层之一（K2）。上部以各种粒度的砂岩为主，粉砂岩和砂质泥岩次之，砂岩为石英砂岩，以中粒结构为主，细、粗粒结构次之。顶部灰黑色厚层状粉砂岩、砂质泥岩，中夹细砂岩条带，发育水平层理，普遍含黄铁矿结核、菱铁矿层或透镜体。本组地层厚约40～65m，与下伏奥陶系为假整合接触。（三）二叠系（P）1.下二叠统（P1）（1）山西组（P1s）本组地层出露于矿井东部及黄河岸边，为一套近海陆相含煤沉积，为井田主要含煤地层，岩性以深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩夹浅灰、褐灰色砂岩为主，含少量砂质灰岩及石英砂岩。本组中下部为含煤段，3号煤层为本矿井技改开采对象。本组厚度20～110m，一般80m左右。与下伏地层整合接触。（2）下石盒子组（P1x）本组地层出露于本井田大部分地方，为一套湖沼相沉积，岩性主要为灰绿色及紫杂色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及含鲕粒铝土质泥岩。其中砂岩多为中、细粒岩屑石英砂岩，多为泥质胶结，少量为钙质胶结，砂质泥岩中含有较多大如米粒的菱铁质结核，结核呈浅灰色。本陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－7组厚度70m左右，与下伏地层整合接触。2.上二叠统（P2）上石盒子组（P2S）为一套河湖相碎屑岩沉积，岩性为黄绿、暗紫色厚层状粉砂岩、砂质泥岩及中、细粒砂岩，底部厚层中粗粒砂岩为本区标志层之一（K5）。本组地层因受后期风化剥蚀作用影响，故厚度不全。与下伏地层整合接触。（四）第四系（Q）第四系（Q）沉积物类型受地形影响，山坡分布有少量坡积，沟谷中为冲洪积物，厚度0～30m，平均10m（综合柱状图）。二、构造本井田大地构造位置处于祁吕贺山字型构造前弧东翼内侧与新华夏系第三沉降带鄂尔多斯盆地东南缘复合部位，井田基本构造形态为单斜构造，岩层走向北东，倾向北西，倾角4°左右。煤田地质勘查及矿井采掘过程中井田内均未发现断裂构造。三、煤层及煤质1.煤层本井田含煤地层为下二叠统山西组及中石炭统太原组，含煤层三层，分别为山西组的2、3号煤层和太原组的11号煤层。本矿井采矿许可证批准开采3号煤层。3号煤层位于山西组中部，煤层厚度为4.35～6.16m，平均厚度陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－85.22m，全区可采厚度较为稳定，煤层结构简单，基本不含夹矸。2.煤质3号煤层呈黑色，玻璃光泽，条带状结构，棱角状断口，性脆，受力易碎。燃烧时烟浓，烟焰长或中等，体积膨胀。裂隙发育，多被方解石脉充填，含黄铁矿结核。显微煤岩特征为：凝胶化组分81%～90%，半凝胶化组分一般小于10%，半丝炭组分0.8%～3.7%，煤中矿物杂质以黄铁矿和粘土矿物为主，宏观煤岩类型为半亮型煤。据100、102、103号钻孔资料，3号煤层煤质为：原煤水分（Mad）为1.03%，原煤灰分（Ad）为18.38%，原煤挥发分（Vdaf）为14.59%，精煤挥发分（Vdaf）为13.86%，原煤全硫分（St.d）为0.49%，原煤发热量（Qnet.daf）为35.45MJ/kg。3号煤层属低～中灰、特低硫、特高热值的瘦煤，可作为良好的炼焦配煤。四、水文地质（一）地表水井田东部外侧黄河自北向南流过，为常年流水，量大水急，对矿井有影响。井田内还发育着两条季节性河流：杏家渠和石台沟，水流由西向东注入黄河。（二）地下水1.第四系孔隙含水层（Q）陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－9主要赋存于第四系砂土及砂砾层中，厚度0～30m，平均10m，该层零星分布于井田之内基岩之上，主要受大气降水补给，补给条件差，故本层含水性弱。2.石炭二叠系裂隙含水层（C3t-P1s、P1x、P2s）（1）上石盒子组砂岩含水层（P2s）该层中下部碎屑颗粒较粗，裂隙发育，透水性好，单位涌水量为：0.0018L/s.m，渗透系数为0.0057m/d，水质类型为HCO3-Na型，矿化度0.79～0.83g/L，该层属弱、中等富水的含水层。（2）下石盒子组底部砂岩含水层（P1x）该层裂隙较发育，透水性中等，厚度一般10～15m，单位涌水量为：0.00035～0.116L/s.m，平均0.258L/s.m，渗透系数0.000084～0.82m/d，水质类型为HCO3·SO4～Na·Mg型，矿化度0.84～1.08g/L，属富水性弱的含水层。（3）山西组底部砂岩含水层（P1s）该层裂隙发育，透水性中等，厚度一般8～20m，单位涌水量为：0.000038～0.0028L/s.m，平均0.014L/s.m，渗透系数0.000078～0.0023m/d，水质类型为HCO3·SO4—Na型，矿化度0.87～0.98g/L。本层上下隔水层较稳定，隔水条件良好，属富水性弱的含水层。井下实际生产中，二叠系砂岩含水性属中等。（4）太原组砂岩及K2灰岩含水层（C3f）陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－10太原组砂岩位于11号煤层上部。该层砂岩裂隙发育，透水性中等，厚度一般12～16m，单位涌水量为0.000017～0.005L/s.m，平均0.0026L/s.m，参透系数0.0021～0.0088m/d，水质类型为HCO3·SO4～Na·Mg型，矿化度0.78～0.89g/L。K2灰岩岩溶发育不均，厚度变化较大，一般厚度3～8m，属含水性极不均一的岩溶含水层。3.奥陶系石灰岩岩溶含水层（O2）奥陶系石炭岩系石炭二叠纪煤系地层的基底，它是由几个含水层和相对隔水层复合而成，该含水层为非均质强富水的岩溶承压含水层，区域水位高程+367m。（三）矿井充水因素分析3号煤层其上覆基岩裂隙含水层富水性中等，地表冲沟发育，地表排泄畅通，大气降水补给性差。对井下开采影响不大。黄河位于井田的东部，距井田边界较近，黄河水流的侧向侵蚀，小煤窑的开采及可能出现的断裂构造，黄河水体对矿井的开采会造成一定的影响，故在开采中应加强地质工作，确保矿井的安全。据现场调查,矿井井田东部曾有小煤窑开采过，开采范围和开采时间不清，老窑积水是矿井开采中的主要危害之一。据调研分析，本技改设计在不考虑黄河水、窑积水影响的情况下，矿井正常涌水量、最大涌水量分别按35m3/h、53m3/h进行计算。陕西兰利煤矿矿井技术改造初步设计修改说明书咸阳顺安煤矿设计院1－11五、开采技术条件1.瓦斯根据韩城市煤炭局2004年度矿井瓦斯等级鉴定结果，本矿井瓦斯绝对涌出量为0.98m