【文章內容簡介】 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 20 井在煤層上山開采，現(xiàn)構造對目前井下開采無影響。另在井下開采中發(fā)現(xiàn)有少許小斷層和小型陷落柱，雖現(xiàn)階段未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱滲水現(xiàn)象，但不排除將來溝通各含水層之間水力聯(lián)系的可能性。 (5)充水水源及其影響程度 A、地表水 該井田內無大的地表水體，但有數(shù)條小的沖溝，為季節(jié)性水溝，遇暴雨時節(jié)，常有洪水發(fā)生，數(shù)小時后，流量即減至消失，該礦自建井以來，其洪水位標高均低于工業(yè)廣場標高，未發(fā)生過洪水灌井 事故。 B、地下水 3 號煤層的直接充水含水層為 K8砂巖和 3 號煤層頂板砂巖，砂巖裂隙較發(fā)育，但砂巖厚度較薄，地表徑流條件好，接受補給條件有限，目前礦井正聯(lián)合開采 3號煤層，礦井涌水來源主要為頂板淋水，盡管開采 3號煤層形成的導水裂隙帶容易溝通淺層地下水，由于富水性弱，難于形成水害威脅。 C、采空區(qū)積水 井田周圍各煤礦均開采山西組 3 號煤層， 3 號煤層上部無其它煤層的采空區(qū)，因此不存在本井田上部采空區(qū)積水問題。井田周邊均有鄰礦不同程度的開采，但目前未發(fā)現(xiàn)越界開采現(xiàn)象。因此鄰礦采空區(qū)積水對本礦威脅不大 。本井田內采空區(qū)現(xiàn)無積水，但不排除將來有積水的可能，因此建議礦方在理論上認為有儲水條件的采空區(qū)內進行探測。 D、奧灰水對礦坑充水的影響 據(jù)井田內西北角約 1500m 遠的本礦自打的深水井奧灰水資料，本井 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 21 田內奧陶灰?guī)r巖溶水水位標高約為 590m左右，低于 3號煤層最低底板標高，因此不會發(fā)生奧灰突水問題 。 綜上所述，井田內 3 號煤層水文地質類型屬簡單類型。 六、礦井涌水量預算 井田內無專門水文孔，礦井涌水量預算采用富水系數(shù)法。 該礦目前開采 3 號煤層，現(xiàn)設計生產能力 90萬 t/a，實際生產能力 60 萬 t/a，礦井 現(xiàn)正常涌水量 4 m3/h，最大涌水量 6m3/h?？砂锤凰禂?shù)法公式進行礦井涌水量預算。公式為： Q 正 =Kp P= PPQ?00= 690604 ?? m3/h Q 大 =Kp P= PPQ?00= 990606 ?? m3/h Q0目前礦坑涌水量（ m3/h）； Po— 實際生產能力（萬 t/a）； P— 設計生產能力（萬 t/a）； Q— 預計礦坑涌水量（ m3/h）。 經計算，礦井達到 90 萬噸 /a 時，預 計礦井正常涌水量為 6m3/h，最大涌水量為 9 m3/h。該礦井下涌水來源主要為頂板淋水，因本井田構造簡單，一般情況下，今后隨開采量的增加，開采面積的擴大，礦井涌水量會有所增加，但增加不會太大。 七、開采技術條件 ①瓦斯： 歷年瓦斯鑒定為低瓦斯礦井 , 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)［ 2020］ 1135號《關于臨汾市 2020年度 30萬噸 /年及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結果的批復》文件，該礦瓦斯絕對涌出量為 ，相對涌出量為 ，二氧化碳絕對涌出量為 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 22 ，相 對涌出量為 。 ②煤塵爆炸性：根據(jù) 2020 年 4 月 28 日臨汾市煤炭中心化驗室對該礦 2號、 3 號煤層的檢驗報告，該礦 2號煤層火焰長度為 90mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量為 50%，煤塵具有爆炸性； 3號煤層火焰長度為 80mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量為 45%，煤塵具有爆炸性。 ③煤的自燃傾向：根據(jù) 2020 年 4 月 28 日臨汾市煤炭中心化驗室對該礦 2號、 3號煤層的檢驗報告，該礦 2號煤層煤的吸氧量為 ，屬Ⅱ級自然煤層； 3號煤層煤的吸氧量為 ，屬Ⅱ級自然煤層。 ④地溫：根據(jù)地質報告 本提供：該區(qū)地溫梯度為 1℃ /100m，屬地溫正常區(qū)，井下開采過程中，未發(fā)現(xiàn)有地壓異常現(xiàn)象，應屬地壓正常區(qū)。 ⑤煤層頂?shù)装鍡l件： 該井田 3 號煤層未做過頂?shù)装鍘r石物理力學性質試驗，井田內開采的 3號煤層偽頂為炭質泥巖或泥巖，采煤過程中隨采隨落，直接頂板為泥巖、粉砂巖，據(jù)區(qū)域資料，頂板泥巖單向抗壓強度 ，單向抗拉強度 ，組成了易冒落的頂板，穩(wěn)定性差。煤層直接底板為泥巖、粉、細砂巖，偶見底鼓現(xiàn)象，部分地段小斷裂發(fā)育，給煤層回采帶來一定困難。 八、存在的主要問題與建議 礦方應在開采 實踐中，進一步對 2 號、 3 號煤層進行資料采集、編制工作，以指導礦井生產。 應注重對隱伏斷裂的觀察與研究，加強隱伏斷裂、導水斷層的探放水工作，在礦井生產過程中，認真做好地質編錄工作，為礦井建設服務，按照“預測預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原則進行，確保安 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 23 全生產。 建議加強生產礦井地質工作，全面搜集井下資料，及時建立有關臺帳、卡片，進行綜合編錄，根據(jù)地質規(guī)律預測回采工作面開采條件，為安全開采提供技術依據(jù)。 礦井建設及生產過程中必須加強環(huán)境保護工作。 建議礦方應盡快申請有關資質部門對礦方不井 水質方面進行監(jiān)測與檢驗，以確保安全用水。 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 24 第二章 井田開拓與開采 第一節(jié) 井田境界及可采儲量 一、井田境界 2020 年 11 月 17 日，山西省國土資源廳換發(fā)了新的采礦許可證，證號： C1400002020201120203578，批準開采山西組 2 號、 3 號煤層，井田范圍由以下 9 點坐標依次連線圈定 （ 1980 年西安坐標系）： (1)X= Y= (2)X= Y= (3)X= Y= (4)X= Y= (5)X= Y= (6)X= Y= (7)X= Y= (8)X= Y= (9)X= Y= 該井田北鄰山西安鑫煤業(yè)有限公司，西部與山西古縣老母坡煤業(yè)有限公司和山西安吉欣源煤業(yè) 有限公司相鄰，東北部與山西安澤玉華煤業(yè)有限公司相鄰 ,南部為社會井田。 二、資源 /儲量和可采儲量 (1)儲量計算方法 采用地質塊段算術平均法。計算公式如下： 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 25 Q=SMd 式中： Q—— 塊段煤炭儲量， t； S—— 塊段水平投影面積， m2； M—— 塊段內煤層平均厚度， m； d—— 煤層視密度， t/m3。 (2) 礦井資源 /儲量計算 根據(jù)《煤、泥炭地質勘查規(guī)范》，儲量計算的工業(yè)指標確定如下：能利用儲量最低可采厚度為 ，最高可采灰分為 40%，最高硫分為 3%。 3 號煤容重均 。 按照 2020年 1月山 西省煤炭地質公司編制的《山西玉和泰煤業(yè)有限公司資源 /儲量核查地質報告》數(shù)據(jù)，該井田 3號批采煤層井田保有資源 /儲量 1546萬噸，經計算截止 2020年底礦井保有儲量 萬噸，其中 2 號煤層保有儲量 萬噸， 3號煤層保有地質儲量 。 (3) 礦井資源 /儲量計算評價和分類 按照《煤、泥炭地質勘查規(guī)范》，國務院函 (1998)5 號 文 《關于酸雨控制區(qū)和二氧化碳污染控制區(qū)有關問題的批復》及《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》等有關文件規(guī)定，礦井資源 /儲量遵循下列原則計算： 1)最低可采厚度 。 2)煤層灰分不大于 40%；最高可采硫分 (Std)3%； 3)儲量計算的煤層為 3號煤層； 4)根據(jù) 儲量核查 地質報告提供的 3號煤層底板等高線圖 及礦方提 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 26 供的采掘工程平面圖 ，用地質塊段法對井田內 3號煤層資源 /儲量進行了計算， 3號煤容重均為 。 (4)礦井設計資源 /儲量 依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定的礦井設計資源 /儲量：礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建 (構 )筑物等永久損失量后的資源 /儲量為礦井設計資源 /儲量。 經計算，本礦設計資源 /儲量為 萬噸。其中 2 號煤層設計資源 /儲量為 萬噸， 3號煤層設計資源 /儲量為 。 (5)設計可采儲量 根據(jù)儲量核查地質報告提供煤層底板等高線及資源 /儲量估算圖，按照推薦的開拓方案，扣除工業(yè)場地及井筒、井田邊界、大巷等保安煤柱，再按《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定的采區(qū)回采率，計算設計可采儲量。 礦井設計可采儲量 =(礦井工業(yè)資源 /儲量 各類煤柱 )采區(qū)回采率。采區(qū)回采率 2 號煤層為薄煤層取 85%， 3號煤層為中厚煤層取 80%。 根據(jù)以上計算 , 2 號煤設計可采儲量 ， 3號煤設計可采儲量 萬噸 。 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 27 礦井設計可采儲量匯總見表 212。 礦井設計可采儲量匯總表 表 212 水平 煤層 礦井保有 資源 /儲量 永久煤柱損失 礦井設計資源 /儲量 工業(yè)場地和主要巷道煤柱 推斷的資源量333 的折減量 開采 損失 設計可采儲量 斷層 井田境界 地面建(構 )筑物 其他 合計 工業(yè)場地 主要巷道 合計 1 2 2 3 合計 20 216 三、安全煤柱 井田邊界煤柱留 20m，大巷之間留 30m，兩側留 40m煤柱，工業(yè)場地按二級保護 ,村莊及井筒按一級保護，再根據(jù)表土層和基巖厚度 (表土移動角 45176。，基巖移動角 72176。 )計算保安煤柱。 當?shù)V井報廢時，預計護巷煤柱損失可回收 50%左右。 第二節(jié) 礦井設計生產能力及服務年限 一、礦井工作制度 設計年工作日 330d,每天三班作業(yè) ,交叉班檢修，日凈提升時間 16h。 二、礦井設計生產能力的確定 根據(jù)本井田煤層賦存特征、地質構造、開采技術條件、市場供需狀況及業(yè)主要求 ,確定該礦礦井設計生產能力為 90萬 t/a。主要理由如下 : (1)建設為中型礦井，以利于降低礦井建設噸煤投資和生產成本。 (2)井田內煤層傾角平緩、賦存穩(wěn)定，開采技術條件好，適宜建設中型礦井。 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 28 (3)礦井供電、交通運輸條件可滿足中型礦井要求。 三 .礦井服務年限 礦井服務年限按下式計算 : Zk T = ——— =————— = A K 90 式中 : T— 服務年限 ,a； Zk— 設計可采儲量 ,萬 t； A— 礦井設計生產能力 ,萬 t/a； K— 儲量備用系數(shù) ,取 。 經計算 ,礦井服務年限 。 礦井服務年限偏小，但該礦井田內尚有下組煤層待開發(fā)，建議礦方盡快落實下組煤層增層的采礦權事宜，以滿足規(guī)范要求的礦井服務年限。 第三節(jié) 井田開拓 一、井田內地質構造、老窯范圍、煤層及水文地質條件對開采的影響 礦井批采的 3 號煤層，均屬全井田 穩(wěn)定可采煤層， 2 號煤層厚度，平均 ，結構簡單。其頂板為泥巖、粉砂巖，底板為泥巖、粉、細砂巖。 3 號煤層厚度 ，平均 ，結構簡單，頂板為泥巖、粉細砂巖，底板為泥巖。 3號煤層間距平均為 13m，適宜聯(lián)合布置，交替開采的方法開采井田內 3號煤層。 井田總體構造為表現(xiàn)為一傾向南東的單斜構造。井下煤層傾角為 3176。 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 29 5176。井下開采中發(fā)現(xiàn)少許小斷層及小型陷落柱，構造屬簡單類型。井田近中央座落有 2 個村莊，但村莊保護 煤柱與主井工業(yè)場地煤柱重合，對井田開拓開采影響不大。 井田 水文地質條 件簡單，該礦井屬低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，為自燃煤層。 綜上所述，礦井除埋深較大外，其余開采條件俱佳，具備建設中型礦井條件。 二、井田開拓方案 工業(yè)場地位置的選擇 礦方現(xiàn)有兩個工業(yè)場地，副立井工業(yè)場地為建井初期所建，場地經過多年的建設，福利生活設施龐大而完備；主立井及回風立井工業(yè)場地為礦方近幾年所建，場地位于井田近中央位置，布置有原煤的儲、裝、運系統(tǒng)和礦井配套的選煤廠，場地開闊，交通運輸便利，水源、電源等外部配套條件良好。能夠滿足改造后 90 萬噸 /年生產能力需求，故本次設計不新增工業(yè)場地。 井田開拓方 案 (1)確定開拓方式的主要原則 ①地面平坦、開闊，場地挖填方量小，工程地質條件好。 ②靠近公路，交通方便，基建投資小。 ③位于儲量中心，有利于礦井開拓部署，井巷工程量省，年運營費用低。 山西省玉和泰煤業(yè)有限公司綜合機械化采煤升級改造初步設計 30 ④不受洪水、滑坡等自然災害