【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 料分析 :該煤層厚度絕大部分在 米左右變化，其變化系數(shù)為 29%。 K5煤層一般含夾矸一層，局部為兩層，偶含夾矸 3～ 4層。上層夾矸較穩(wěn)定，厚 ～ 米，一般 厚 米，為粘土質(zhì)泥巖或炭質(zhì)泥巖，其上煤分層厚 ～ 米，一般 米；下層夾矸不穩(wěn)定，厚 ～ 米，一般為 米，巖性也為粘土巖或炭質(zhì)泥巖。 K5煤層頂板大部分為深灰色中厚層狀灰?guī)r，厚一般 米，局部有一厚度 ～ 米的泥巖或炭質(zhì)泥巖為偽頂；老頂為灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)紗巖，強(qiáng)度較高。 K5煤層直接底板為粘土巖，厚 ～ ，局部為炭質(zhì)泥巖；老底為鋁土質(zhì)泥巖，其強(qiáng)度低，水穩(wěn)性差，遇水極易軟化膨脹。 可采煤層特征見(jiàn)表 1— 22。 綜上所述， K5煤層結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單至較簡(jiǎn)單 ,可采性好，屬穩(wěn)定類(lèi)型煤層。 表 122 可采煤層特征表 煤層 名稱(chēng) 煤厚（ m） 傾角（176。） 容重 （ t/m3) 穩(wěn)定 程度 圍巖性質(zhì) 頂板 底板 K5 ～ 14～ 24 22 較穩(wěn) 定 深灰色中厚層狀灰?guī)r ,老底為鋁土質(zhì)泥巖 直接底板為粘土巖 , 老底為鋁土質(zhì)泥巖 四、煤質(zhì) 物理性質(zhì) (1)、物理性質(zhì)和煤巖特征 K5煤層：黑色至黑灰色，似金屬光澤，均一結(jié)構(gòu)薄層至塊狀煤，顯水平層理，中上部?jī)?nèi)生裂隙發(fā)育。宏觀(guān)煤巖類(lèi)型為半亮型至半暗型煤，質(zhì)軟易 碎，含透鏡狀黃鐵礦結(jié)核。顯微組分以鏡質(zhì)組為主，多見(jiàn)均勻基質(zhì)體、鏡質(zhì)體，少量木質(zhì)鏡質(zhì)體，偶見(jiàn)鏡質(zhì)渾園體；絲質(zhì)組較少：以木鏡絲質(zhì)體，木鏡半絲質(zhì)體較普遍；無(wú)機(jī)組分以粘土礦物為主，方解石、林東煤業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司南山煤礦防治煤層自燃專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì) 12 石英次之，含少量黃鐵礦。最大鏡煤反射率（ R○ max）平均 %，顯微硬度（ Hv）平均 。其變質(zhì)階段為低變質(zhì)無(wú)煙煤。 (2)、視密度 K5煤層比重平均為 ，容重為 。 化學(xué)性質(zhì) (1)、水份（ Mad） K5煤層原煤為 ～ %，一般為 %。 (2)、灰分（Ａ d） K5煤層原煤為 ～ %，一般為 %；精煤為 ～ %，平均 %。 (3)、揮發(fā)分（ Vdaf） K5煤層原煤 ～ %，平均 %，精煤 ～ %,平均 %。 (4)、硫分（ St,d） K5煤層原煤硫分（ St,d）： ～ %，平均 %；精煤 ～ %,平均 %。 K5層原煤硫分（ St,d）： ～ %，平均 %；精煤 ～ %,平均 %。 原煤無(wú)機(jī)硫占全硫的比例為 %,有機(jī)硫占全硫的 %。 從煤層硫分等值線(xiàn)圖分析，礦區(qū)范圍內(nèi) K5煤層硫分有由淺至深增大的趨勢(shì)，礦區(qū)中部硫分高于東、西部硫分。 (5)、氫含量（ Hdaf） K5煤層氫含量一般大于 %，煤層平均值為 %。 (6)、碳含量（ Cdaf） K5煤層碳含量為 ～ %，平均為 %。 (7)、灰成分 根據(jù) K5煤層灰分分析結(jié)果：二氧化硅含量小于 50%；三氧化二鋁在 20%左右；三氧化二鐵平均值為 %，其它成分平均值均小于 2%。 工藝性能 (1)、灰熔融性 K5煤層煤灰熔融性 T2：＞ 1283℃，屬高熔灰分。 (2)、機(jī)械強(qiáng)度 K5煤層為 %，屬低強(qiáng)度煤。 (3)、可磨性 林東煤業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司南山煤礦防治煤層自燃專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì) 13 K5煤層為 ，易磨碎。 (4)、熱穩(wěn)定性 K5煤層熱穩(wěn)定性 S+ S6 S3 S1 四級(jí)各實(shí)測(cè)一個(gè)，平均值分別為： %、%、 %、 %。 (5)、煤對(duì)二氧化碳反應(yīng)性 在溫度 1000℃時(shí)煤對(duì)二氧化碳反應(yīng)性： K5煤層實(shí)測(cè) 7個(gè)，最小值 %，最大值 %，平均 %。 (6)、發(fā)熱量（ Q） K5原煤發(fā)熱量（ Qgr。 ad）為 ～ ，平均 。 按 GB/T2131996 標(biāo)準(zhǔn)換算收到基恒容低位發(fā)熱量（ ）其值在 27MJ/kg 以上為特高發(fā)熱量煤。因此，區(qū)內(nèi) K5 主采煤層為特高發(fā)熱量煤。 煤層煤質(zhì)特征見(jiàn)表123。 表 12— 3 煤質(zhì)特征表 煤層 編號(hào) Mad (%) Ad (%) Vdaf (%) St,d (%) Qgr,daf （ MJ/Kg） Cdaf (%) K5 原煤 K5 精煤 煤類(lèi) K5煤層屬Ⅶ 1階段，煤類(lèi)屬無(wú)煙煤。 有害元素 氟（ F）含量：全區(qū)僅 1個(gè)點(diǎn)，測(cè)值為 。 砷（ As）含量： K5煤層 ～ ，平均 。 磷 (P)含量： K5煤層 %～ %，平均 %。 氟（ F）、砷（ As）、磷 (P)含量較微量，對(duì)環(huán)境不構(gòu)成影響。有害元素含量見(jiàn)表 1— 2— 4。 表 1— 2— 4 有害元素一覽表 煤層 F（ ppm） As（ ppm） P（ %） 小 — 大 平均 小 — 大 平均 小 — 大 平均 K5 — — 其它微量元素 鍺（ Ge）等其它微量元素見(jiàn)表 1— 2— 5。 林東煤業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司南山煤礦防治煤層自燃專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì) 14 表 1— 2— 5 其它微量元素一覽表 項(xiàng)目 最小值（ ppm） 最大值（ ppm） 個(gè)數(shù) 平均值（ ppm） Ge 3 15 12 Ga 13 24 12 U 10 11 煤質(zhì)及工業(yè)用途評(píng)價(jià) 本礦煤層為高硫、中灰、高發(fā)熱量無(wú)煙煤。依據(jù)其主要煤質(zhì)指標(biāo)，本礦煤炭用途： (1)、原煤可作一般工業(yè)鍋爐和火力發(fā)電等動(dòng)力用煤。硫分高可增設(shè)脫硫設(shè)備，揮發(fā)分低，可配適量煙煤。煤灰 熔融性 T2大于 1250℃可考慮固態(tài)排渣。 (2)、 6mm的粉煤占 50%以上，可考慮粉煤氣化。 (3)、煤矸石可供建材、鋪路和井下充填用。 其它有益礦產(chǎn) (1)、硫鐵礦：龍?zhí)督M（ P3l）底部 K5煤層底板地層中含有一定量的黃鐵礦晶體、團(tuán)塊，但根據(jù)采樣化驗(yàn)結(jié)果分析，無(wú)工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，其化驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表 126。 (2)、鍺：煤層中伴生鍺 3～ 15ppm，但品位低。 (3)、鎵：煤伴生鎵 13～ 24ppm，品位低。 表 126 硫鐵礦化驗(yàn)成果兩極值表 項(xiàng)目 Sg Q% AS% F% Pb+Zn% C% 最小值 0 4 3 最大值 5 4 2 個(gè)數(shù) 15 15 15 15 15 平均值 6 2 2 五、礦井瓦斯等級(jí)、煤塵爆炸性危險(xiǎn)性、煤層自然傾向性：礦井煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性、沖擊地壓、地溫情況。 瓦斯 瓦斯：南山煤礦勘探期間采煤芯瓦斯樣品 11 個(gè)，全部為 K5煤層，經(jīng)測(cè)試：瓦斯自然組分： N2=～ %， CH4=～ %， CO29%。 煤 層瓦斯含量： ～ 。 貴州省能源局文件（黔能源發(fā) [2021]731 號(hào)）“關(guān)于對(duì)林東礦業(yè)集團(tuán)公司《關(guān)于上報(bào)2021 年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定及二氧化碳測(cè)定結(jié)果的報(bào)告》的批復(fù)”， 2021 年度南山煤礦礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，相對(duì)瓦斯涌出量為 ；二氧化碳絕對(duì)涌出量林東煤業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司南山煤礦防治煤層自燃專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì) 15 為 ，相對(duì)涌出量為 ，屬煤與瓦斯突出礦井。礦井在今后的生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)注意收集并整理瓦斯資料，及時(shí)進(jìn)行瓦斯等級(jí)鑒定，以便制定有效的、有針對(duì)性的排放瓦斯措施，確保礦井安全生產(chǎn)。 煤與瓦斯突出情況 南山煤礦 1978 年建成投產(chǎn)至今，共發(fā)生煤與瓦斯突出 193 次，最大突出煤量 593噸，最大突出瓦斯涌出量 萬(wàn) m3；平均突出煤量 噸 /次，平均突出瓦斯涌出量 萬(wàn) m3/次。 煤塵爆炸危險(xiǎn)性 根據(jù)煤炭科學(xué)研究院總院重慶分院 2021 年 5 月提供的南山煤礦 K5煤層煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，該礦井 K5煤層煤塵無(wú)爆炸性。 煤層自燃傾向性 根據(jù)煤炭科學(xué)研究院總院重慶分院 2021 年 6 月提供的南山煤礦 K5煤層煤炭自燃傾向性等級(jí)鑒定報(bào)告，該礦井 K5煤層自燃傾向性為Ⅲ類(lèi)，屬不易自燃煤層。 2021 年 12 月18 日貴州省安監(jiān)局、貴州煤監(jiān)局煤礦安全生產(chǎn)條件專(zhuān)項(xiàng)檢查第一小組對(duì)對(duì)南山煤礦進(jìn)行檢查時(shí)提出：南山煤礦 K5 煤層煤炭含硫量大于 2%(即 SQ2%)，根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法》 (GB/T 202142021)， 礦井應(yīng) 按 Ⅱ類(lèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理 ，且要重新對(duì) K5煤層煤炭自燃傾向性進(jìn)行鑒定 。 在未重新做鑒定前，暫按Ⅱ 類(lèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理 。 地 溫 南山煤礦在勘探階段，在 1304 孔中進(jìn)行了近似穩(wěn)態(tài)測(cè)溫工作，其它 9 個(gè)孔簡(jiǎn)易測(cè)溫，測(cè)溫結(jié)果表明：礦區(qū)平均地溫梯度為 ～ ℃ /100m，本礦區(qū)無(wú)地溫異常區(qū)。 沖擊地壓 地質(zhì)報(bào)告未提供沖擊地壓的相關(guān)資料，本區(qū)從未有發(fā)生沖擊地壓的情況。暫按無(wú)沖擊地壓考慮。 七、礦井資源儲(chǔ)量及服務(wù)年限 南山煤礦設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 萬(wàn) t，生產(chǎn)能力為 30萬(wàn) t/a。礦井服務(wù)年限為 年。 林東煤業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司南山煤礦防治煤層自燃專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì) 16 第三節(jié) 礦井開(kāi)拓與開(kāi)采 一、開(kāi)拓方式 礦井開(kāi)采方式為走向平硐開(kāi)拓，分區(qū)上（下）山開(kāi)拓，采煤方法為區(qū)內(nèi)雙翼走向長(zhǎng)壁后退式回采，采用爆破落煤，工作面采用單體液壓柱配合鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板。礦井主平硐位于礦區(qū)西側(cè)，主平硐以方位角 89176。掘進(jìn)經(jīng) 750 米過(guò) F1逆斷層進(jìn)入 K5煤層頂板，然后沿 K5煤層上部粉砂巖層位（與 K5煤層層間距約 20 米）掘至一區(qū)車(chē)場(chǎng)后轉(zhuǎn)入煤層底板玄武巖中。由于巷道不易維護(hù)，過(guò)二區(qū)車(chē)場(chǎng)后又轉(zhuǎn)到茅口灰?guī)r中掘至三區(qū)車(chē)場(chǎng)，全長(zhǎng)約 4850 米。一區(qū)、二區(qū)回風(fēng)斜井早已報(bào)廢，現(xiàn)使用的三區(qū)軌道上山和三區(qū)回風(fēng)上山均位于礦區(qū)中部，均布置在 K5煤層底板茅口灰?guī)r中 ,分別平均距 K5煤層底 ， 36m，而三區(qū)運(yùn)輸上山則沿 K5煤層布置。三區(qū)軌道上山以方位角 339176。，坡度23176。掘至三區(qū)井底車(chē)場(chǎng)，落底標(biāo)高為 米，全長(zhǎng) 1108 米；三區(qū)回風(fēng)上山以方位角339176。，坡度 20176。掘至三區(qū)井底車(chē)場(chǎng)，落底標(biāo)高為 米，全長(zhǎng) 米。目前現(xiàn)正在回采的三采區(qū)采用下行式雙翼交替開(kāi)采 （即采煤工作面從 +1300m 標(biāo)高自上而下+1050m 標(biāo)高布置 ）。 2021 年 11 月原林東礦務(wù)局設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì)的《南山煤礦開(kāi)采方案設(shè)計(jì)（變更）》中的接替采區(qū) —— 四采區(qū)，即開(kāi)采平硐大巷 +1043m 標(biāo)高以下（ +1050m 標(biāo)高～ +800m 標(biāo)高以?xún)?nèi)）的 K5煤層，其四區(qū)軌道下山、四區(qū)運(yùn)輸下山和四區(qū)回風(fēng)下山均沿 K5煤層底板茅口灰?guī)r布置。 四采區(qū)采用下行式雙翼交替開(kāi)采（即采煤工作面從 +1050m標(biāo)高自上而下 +800m標(biāo)高布置）， 區(qū)內(nèi)雙翼走向長(zhǎng)壁后退式回采。 礦井正常生產(chǎn)時(shí)以一個(gè)炮采工作面和二個(gè)掘進(jìn)工作面達(dá)到礦井 30 萬(wàn) t/a 的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。礦井采掘比 1:2。 二、水平、采區(qū)劃分 全礦井劃分為二個(gè)水平，四個(gè)采區(qū)開(kāi)采，其中一水平一、二采區(qū)以開(kāi)采結(jié)束，三采區(qū)正在開(kāi)采中，二水平四采區(qū)未采。 三、采區(qū)巷道布置 因系單一煤層開(kāi)采，采區(qū)巷道布置無(wú)分散與集中，開(kāi)采設(shè)計(jì)以三采區(qū)原有的三條上山繼續(xù)開(kāi)采三采區(qū)，而四采區(qū)三條下山分兩翼劃分小區(qū)段的布置方式來(lái)開(kāi)采。在 K5煤層底板有 ～ （平均 ）鋁土質(zhì)泥巖和 ～ （平均 ）的玄武巖 m。鋁土質(zhì)泥巖較軟而又具有底鼓現(xiàn)象，而玄武巖堅(jiān)硬，不便掘進(jìn)施工。為了便于巷道維護(hù)林東煤業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司南山煤礦防治煤層自燃專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì) 17 和有利于瓦斯突出礦井的管理。根據(jù)南山煤礦多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)將四采區(qū)軌道下山、四區(qū)運(yùn)輸下山和四區(qū)回風(fēng)下山沿煤層真傾斜方向布置在距 K5煤層底板 20m 的茅口灰?guī)r中（礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面位于主井口北約 750 米處小干溝公路橋下，標(biāo)高約為 874m。由于開(kāi)磷隧道在礦區(qū)中部標(biāo)高約 825 米處通過(guò)，茅口組灰?guī)r的水已部分疏干。），在每一小區(qū)段內(nèi)軌道、運(yùn)輸與回風(fēng)下山之間以一條石門(mén)相連，分別作為運(yùn)料、運(yùn)煤和回風(fēng)之用。 四、開(kāi)采順 序 采區(qū)開(kāi)采順序 根據(jù)礦井現(xiàn)有情況，由于一、二采區(qū)已開(kāi)采結(jié)束，因此開(kāi)采順序?yàn)槿蓞^(qū)（現(xiàn)正在回采）→四采區(qū)（未采區(qū)）。 煤層開(kāi)采順序 由于礦區(qū)內(nèi)可采煤層僅為 K5煤層，因此無(wú)煤層開(kāi)采順序。 區(qū)段開(kāi)采順序 區(qū)段開(kāi)采順序：現(xiàn)正在回采三采區(qū)下行式雙翼交替開(kāi)采順序，未采的四采區(qū)采用下行式雙翼交替開(kāi)采順序。 五、采煤方法、頂板管理 采煤方法為區(qū)內(nèi)雙翼走向長(zhǎng)壁后退式回采，采用爆破落煤，工作面采用單體液壓柱配合鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板。 回采工藝、工作面支護(hù)及頂板管理 采煤工作面設(shè)計(jì)采用炮采工藝。 (1)、落煤方式：回采工作面采用爆破落煤配電煤鉆（ MZ－ 15 型）打眼， 3煤礦安全許用炸藥爆破，煤礦許用毫秒延期電雷管進(jìn)行起爆。放炮落煤，人工攉煤。 (2)、運(yùn)輸方式：回采工作面 (SGW150型刮板運(yùn)輸機(jī) )→采面運(yùn)輸巷 (SGW34 型刮板