【正文】 采區(qū)煤層開采設(shè)計方案第一章 采區(qū)概況第一節(jié) 采區(qū)位置、采區(qū)尺寸及范圍980m北二采區(qū)位于主、副立井及980m軌道大巷、980m回風(fēng)大巷的北側(cè)，F(xiàn)1斷層保護的東側(cè)，F(xiàn)22斷層的北側(cè)及規(guī)劃中的980m北三軌道上山的西側(cè)。980m北二采區(qū)西起F1斷層保護煤柱線和巖漿巖侵蝕帶一，東至F22斷層及北三軌道上山（規(guī)劃）保護煤柱線，北起F2斷層保護煤柱線、南至980m 4煤底板等高線。采區(qū)南北長530m左右，東西寬600m左右，煤層傾角8～15/10176。采區(qū)開采上、下限標(biāo)高為980~1060m。該采區(qū)地表地形復(fù)雜、山勢險峻，地表無村莊和其他建筑物。第二節(jié) 采區(qū)煤柱及資源回收率經(jīng)鉆探本采區(qū)共發(fā)現(xiàn)3條斷層，其中 F1斷層為正斷層，走向北東20176。，傾向南東，傾角75176。，落差90～160m，南北縱貫全井田，將井田分為東西兩部分，井田范圍內(nèi)延伸長度3300m。F2斷層：位于井田內(nèi)F1斷層?xùn)|部，與F1斷層斜交，為正斷層，走向南東65176。，傾向北東，傾角75176。，落差0～110m，井田范圍內(nèi)延伸長度720m。F22斷層為F2斷層的次生斷層，為正斷層，傾角65176。，落差0～10m。根據(jù)規(guī)定，采區(qū)設(shè)計及開采時FF F22斷層留設(shè)不小于20 m的斷層保護煤柱。采區(qū)布置時為規(guī)劃中的北三軌道上山、回風(fēng)上山留設(shè)20 m上山保護煤柱。采區(qū)設(shè)計開采4號煤層，4號煤層為中厚~厚煤層，根據(jù)規(guī)定采區(qū)設(shè)計資源回收率為75%以上。第三節(jié) 采區(qū)儲量，其中FF 、北三軌道上山、?？鄢鼺F F22斷層保護煤柱、北三軌道上山、回風(fēng)上山保護煤柱。第二章 地質(zhì)特征第一節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造一、煤系地層一）區(qū)域地層該區(qū)域地層發(fā)育較全，自老到新有太古界桑干群（Ars）；中上元古界震旦系下統(tǒng)高于莊組，中統(tǒng)霧迷山組，寒武系中統(tǒng)（∈2）、上統(tǒng)（∈3），侏羅系中、下統(tǒng)下花園組，中統(tǒng)九龍山組、髫髻山組，侏羅系上統(tǒng)張家口組及新生界地層。二）井田地層井田出露、鉆探、井巷揭露的地層有：古生界寒武系上統(tǒng)（∈3）；中生界侏羅系下—中統(tǒng)下花園組下段（J l2xl）及上段（J l2x2）；中統(tǒng)九龍山組（J 2j）、髫髻山組（J 2t）、第四系（Q）。各時代地層由老至新分述如下：古生界寒武系（∈）① 中統(tǒng)（∈2）上部為灰色厚層狀鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r，下部為紫紅色泥巖、鈣質(zhì)泥巖為主夾薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r，厚度70～120 m。②上統(tǒng)（∈3）下部為灰色、灰白色石灰?guī)r及泥質(zhì)條帶灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r，巖溶裂隙不發(fā)育；上部為灰、深灰、暗紫、灰綠色石灰?guī)r、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)粉砂巖，葉巖夾竹葉狀、礫狀石灰?guī)r，巖溶一般不發(fā)育，頂部為紫紅色鮞狀粘土巖， m。中生界侏羅系（J）① 下—中統(tǒng)下花園組（J l2x）為井田含煤地層，據(jù)其巖性、巖相等組合特征可劃分為上、下兩段：下段（J l2x1）由煤系基底頂接口到7號頂板砂巖為界，～ m，自下而上含7號煤層；上段，由7號頂板砂巖到上部第四系底界，～ m，自下而上含78號煤層。據(jù)8個鉆孔資料，因巖漿巖吞失局部本段缺失。下部與下伏寒武系地層呈假整合接觸。②中統(tǒng)九龍山組（J2j）該地層僅在井田南端出露，下段以灰綠、紫紅色粉、細(xì)砂巖為主，夾有凝灰?guī)r、砂礫巖、粗砂巖及含礫粘土巖，含鈣質(zhì)結(jié)核及火山碎屑。該層底部有1～ m厚的礫巖，礫石成分為砂巖、硅質(zhì)灰?guī)r、燧石等，分選、磨園好、礫徑為2～20 m m。與下伏煤系地層呈假整合接觸。上段以灰綠、灰白色粗砂巖、砂礫巖為主，夾有紫紅色粉—細(xì)砂巖薄層?？偤穸?～30 m。③中統(tǒng)髫髻山組（J2t）該組地層分布于井田東北部，為一套中性火山巖～火山碎屑巖建造。為灰色砂礫巖、安山巖、凝灰質(zhì)安山巖，深灰色安山角礫巖—安山集塊巖，紫色安山集塊巖，紫灰色凝灰?guī)r等?！?m。與下伏九龍山地層呈角度不整合接觸。(3）新生界第四系（Q）為雜色砂礫、卵石層、棕黃色粘土、灰及灰綠色沖積相卵礫石層、淺黃色黃土，分布在井田東、南、西部，厚度0～30 m。980m北二采區(qū)主要開采侏羅系下、中統(tǒng)下花園組4號煤層，地層傾角8～15/10176。，～410m /186m，巖層主要由灰色泥巖、灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)、細(xì)砂巖和泥巖以及煤層組成。三、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造一)斷層本采區(qū)位于F1斷層以東、 F2斷層以北，地層傾角8～15/10176。，經(jīng)鉆探共發(fā)現(xiàn)斷層3條，簡述如下： F1斷層：正斷層，走向北東20176。，傾向南東，傾角75176。，落差90～160m，南北縱貫全井田，將井田分為東西兩部分，井田范圍內(nèi)延伸長度3300m。 F2斷層：位于井田內(nèi)F1斷層?xùn)|部，與F1斷層斜交，為正斷層，走向南東65176。，傾向北東，傾角75176。，落差0～110m，井田范圍內(nèi)延伸長度720m。F22斷層：F2斷層的次生斷層，為正斷層，傾角65176。，落差0～10m。二)巖漿巖 經(jīng)采掘揭露，本采區(qū)東、西兩側(cè)均有巖漿巖侵蝕，侵蝕活動受斷裂控制，巖漿巖呈巖盤或巖柱狀，其巖性為基性灰綠石，呈黑綠色，細(xì)晶結(jié)構(gòu)，柱狀節(jié)理發(fā)育。三)采區(qū)構(gòu)造類別 本采區(qū)地層傾角8176。～15176。/10176。，采區(qū)斷層發(fā)育并有巖漿巖侵入。斷層及巖漿巖的侵蝕，對采區(qū)布置及開采有較大影響。綜合評價本采區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度總體為III類。第二節(jié) 煤層與煤質(zhì)一、煤層特征井田及采區(qū)內(nèi)侏羅系下、中統(tǒng)下花園組為含煤地層，~ m，平均186m左右，井田南部厚、北部薄。井田內(nèi)分布可采及局部可采煤層3層，編號由上而下為4號煤層。7號煤層：位于下花園組下段，分布與井田南部，局部可采。根據(jù)勘探鉆孔、井巷工程及鄰近礦井揭露。煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存極不穩(wěn)定。頂板巖性為灰色泥巖，夾粉砂巖薄層，局部相變?yōu)闇\灰色細(xì)粒砂巖，底板為灰色泥巖。井田內(nèi)巖漿侵入到煤系地層中，在井田北部沿7號煤層頂板上部侵入形成巖床，把煤層全部或部分吞蝕。由于7號煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，賦存極不穩(wěn)定，成雞窩狀，開采十分困難，為局部可采煤層，本采區(qū)7號煤層不可采。 5號煤層：依據(jù)勘探鉆孔、井巷工程及鄰近礦井揭露，~。煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存不穩(wěn)定，井田南部較厚，北部較薄，厚度變化大。頂板巖性為灰色泥巖，夾粉砂巖薄層，含植物化石，~ m， m；底板為灰色泥巖，~。經(jīng)鉆探和巷探資料證實，井田內(nèi)F2斷層以北5號煤層因地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，賦存極不穩(wěn)定，本采區(qū)5號煤層不可采。4號煤層：據(jù)勘探鉆孔、井巷工程及鄰近礦井揭露，4號煤層上距5號煤層一般13m左右，~。煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，井田南部較薄，北部較厚，厚度變化較小。頂板巖性為灰色泥巖，夾粉砂巖薄層，；老頂為淺灰色細(xì)粒砂巖，致密堅硬，厚度大， m；底板為灰色泥巖。礦井實際揭露4號煤層與原勘探報告對比相符，~ m，為穩(wěn)定可采煤層。二、煤層頂?shù)装灞静蓞^(qū)不可采煤層7號煤頂板以中、粒砂巖為主，厚度一般為5～10m，抗壓強度平均為290Kg / cm2,底板主要為粉砂巖，抗壓強度平均為310kg / cm2。本采區(qū)不可采煤層5號煤頂板為黑灰色泥巖及粉砂巖，抗壓強度為303～356kg / cm2；底板以粘土巖為主，亦有粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖、砂質(zhì)粘土巖，抗壓強度為398kg / cm2。本采區(qū)可采煤層4號煤層直接頂為灰色致密、半堅硬的細(xì)粒砂巖，具水平層理，含碳化植物碎屑，見貝殼類化石，泥質(zhì)膠結(jié)， m?？箟簭姸葹?95～342kg / cm2；，灰、深灰色、細(xì)膩光滑、塊狀，致密性脆。直接底為深灰色泥巖，深灰色、下部粉砂含量較高，具水平層理，含碳化植物碎屑。老底為細(xì)粒砂巖，灰～灰白色，成分以石英、長石為主，較致密，硅質(zhì)膠結(jié)，抗壓強度為380kg / cm2。三、煤種牌號及煤質(zhì)本采區(qū)7號、5號、4號煤層，以瀝清光澤為主，褐黑色，條痕為褐黑色，斷口粗造，局部見階梯狀斷口。煤巖類型以半暗型煤為主，暗淡型煤次之，偶見半亮型煤。煤層中分布有黃鐵礦結(jié)核及散晶。暗型煤夾有較多的絲炭透晶體，半亮型煤常呈薄層狀或透鏡狀夾于半暗型煤中。依據(jù)煤科總院撫順分院煤質(zhì)化驗資料結(jié)果： 7號煤原煤灰份（Ad）%；可燃基揮發(fā)份（Vdaf）%；水分(Mad)%；全硫（Sq）%；磷（Pg）%。原煤發(fā)熱量5100～5300大卡/kg（）。4號煤灰份（Ad）%；可燃基揮發(fā)份為（Vdaf）%；水分(Mad)%；%，～%，原煤發(fā)熱量5000～5300大卡╱kg）。7號煤為低灰、低硫、低磷的弱粘煤、不粘煤，為良好的工業(yè)動力用煤。 第三節(jié) 水文地質(zhì)一、含水層寒武系泥質(zhì)灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層分布于井田西北部，為煤系基底。巖性以紫色砂頁巖為主，間夾竹葉狀及鮞狀泥質(zhì)灰?guī)r，裂隙不發(fā)育，富水性弱， m3/h左右。下花園組下段砂巖裂隙承壓含水層巖層以中細(xì)砂巖為主，裂隙不發(fā)育，補給條件差，含水性弱，現(xiàn)礦井涌水量3m3/h，為礦井主要含水層。下花園組上段砂巖裂隙承壓含水層該含水層為煤系地層上部7號煤層頂板以上細(xì)粒砂巖，局部相變?yōu)榇至Ｉ皫r，巖石較堅硬，多為泥、硅質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理、裂隙不發(fā)育，富水性弱，現(xiàn)礦井涌水量3~5m3/h，為礦井主要含水層。輝綠巖含水層分布于井田西北部，厚度50～170 m，裂隙不發(fā)育，富水性弱。髫髻山組火山碎屑含水層位于煤系地層上覆巖漿巖中的安山巖、安山角礫巖，厚度大于200 m，裂隙不發(fā)育。根據(jù)0405鉆孔和二號立井涌水資料分析， m3/h， m3/h，在本區(qū)域為主要含水層。九龍山組砂礫巖含水層巖性為礫巖、粗砂巖、凝灰?guī)r、泥質(zhì)膠結(jié)，夾有粘土巖，節(jié)理裂隙不發(fā)育，含水微弱，為相對隔水層。第四系馬蘭期底部砂土或粗砂充填的洪積卵、礫石孔隙含水層，地勢較高，分布不連續(xù)，富水性很弱。二、隔水層第四系隔水層，第四系中有Q2紅黃土和其他粘土、亞粘土隔水層，使地表洪水、大氣降水和第四系下部地層沒有直接水力聯(lián)系。煤系上部有輝長閃長巖巖床隔水層。煤系砂巖裂隙含水層之間有泥巖隔水層。煤系底部與奧灰裂隙含水層之間有鮞狀泥巖隔水層。三、礦井水文地質(zhì)類型井田地表水易于排泄，降水滲入條件不良。井田內(nèi)無地表水體，第四系地層中的粘土、亞粘土是良好的隔水層，煤系本身富水性極弱，礦床水文地質(zhì)類型為簡單的以大氣降水為主的裂隙充水礦床。通過井田附近小礦井調(diào)查，都不同程度的存有舊窯積水。在開采過程中，必須堅持“有疑必探，先探后掘”的原則，進行探放舊窯積水的工作，同時要查清附近小煤窯開范圍及采空區(qū)積水情況，確保礦井安全生產(chǎn)。此外，生產(chǎn)接近F1斷層上盤時必須留設(shè)防水煤柱或采取超前探水措施，防止水患發(fā)生。礦區(qū)內(nèi)無常年地表水體，第四系中的粘土、亞粘土是良好的隔水層，上覆地層及煤系地層富水性極弱，基底為寒武系紫色砂頁巖間夾竹葉狀及鮞狀泥質(zhì)灰?guī)r，富水性很弱。礦床水文地質(zhì)類型為簡單的以大氣降水為主的孔、裂隙充水的簡單型礦床。根據(jù)礦井水文地質(zhì)類型劃分，礦井水文地質(zhì)類型為中等，涌水量小。四、斷層水井田內(nèi)所揭露的斷層均不含水、不導(dǎo)水。但由于采區(qū)邊界FFF22斷層落差較大，在本采區(qū)內(nèi)延伸長度長，為確保安全，工作面開采應(yīng)留設(shè)必要的防水安全煤柱。五、涌水量預(yù)計礦井涌水量的構(gòu)成以局部頂板淋滴水、采掘工作面防塵用水為主，另有少量的注漿防滅火用水、噴灑阻化劑用水等滲出水。目前礦井在井下設(shè)置了三處觀測點，對礦井涌水量進行觀測、統(tǒng)計和分析，基本掌握了礦井涌水量動態(tài)，尚未發(fā)現(xiàn)較大的突水和涌水點。預(yù)計本采區(qū)開采時正常涌水量Q正常=5m3/h ，, 即Q最大=8m3/h 。六、防治水建議采區(qū)邊界FFF22斷層落差較大，延伸長度長，布置回采工作面時應(yīng)留設(shè)必要的防水安全煤柱。 本采區(qū)采、掘工作面施工時必須提前施工排水水倉，安裝排水管路和排水泵，建立排水系統(tǒng)，確保采掘安全。第四節(jié) 瓦斯、煤塵、煤層自燃發(fā)火情況一、瓦斯2012年礦井瓦斯鑒定結(jié)果：，為瓦斯礦井。 礦井未發(fā)現(xiàn)沖擊地壓、煤（巖）及瓦斯噴出和突出現(xiàn)象。二、煤塵經(jīng)河北省煤田地質(zhì)研究所采樣試驗4號煤層煤塵有爆炸性。三、煤的自燃發(fā)火傾向4號煤屬自燃煤層，自燃傾向性等級為Ⅱ類。四、地溫 區(qū)域地溫梯度2176。/100 m，礦井地溫低，地溫不超過23176。