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正文內(nèi)容

碓臼煤礦初步設計說明09815(編輯修改稿)

2025-05-15 00:14 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 石英砂巖等。鉆孔中最大揭露厚度 (241 號孔) 。地表主要出露在核實區(qū)東部黃河岸邊。據(jù)二道溝 2 號機井資料,涌水量 Q=50l/s,地下水位標高 ,水位埋深 ,水位降深 S=。單位涌水量 q=m,據(jù) 241 號鉆孔資料,地下水位標高 ,水位埋深 。說明石灰?guī)r巖溶裂隙及溶洞發(fā)育,地下水量豐富,含水層富水性強。地下水、地表水的動態(tài)與補給、排泄條件本區(qū)地下水受氣候動態(tài)變化較小,地表水則較大,與大氣降水之間關系較為密切。本區(qū)松散層全區(qū)發(fā)育,分布廣、厚度大,所以潛水主要接受大氣降水的垂直滲入補給。碎屑巖類承壓水主要接受地下逕流補給,上部潛水的下滲補給,在基巖出露處,直接接受大氣降水的補給。石灰?guī)r承壓水與黃河形成互補關系,從總體來看,以地下水補給黃河水為主,其次,石灰?guī)r承壓水,還接受地下水的逕流補給。區(qū)內(nèi)潛水的排泄方式有蒸發(fā)排泄、越流排泄、泉水排泄等。碎屑巖類承壓水在溝谷以泉水向外排泄。其次也有煤礦井下疏干排泄及逕流排泄等。石灰?guī)r承壓水水位埋深較大,一般在百米以下,以側向逕流排泄為主。礦井涌水量根據(jù)礦井現(xiàn)生產(chǎn)情況,預計礦井達到設計生產(chǎn) 600Kt 的生產(chǎn)能力時,礦井正常涌水量為 120m3/h,最大涌水量為 200m3/h。22 / 160供水水源本區(qū)煤系地層含水貧乏,難以形成取水基地。未來供水基地:(1)奧陶系石灰?guī)r承壓水,水量豐富,水質(zhì)良好,可以作為大型供水水源地,是供水水源勘探的主要方向。(2)在黃河沿岸的第四系潛水部位找供水基地。(三)水文地質(zhì)類型及復雜程度評價本區(qū)直接充水含水層山西組(P 1s)與太原組(C 2t)以孔隙~裂隙含水層為主,奧陶系(O 1+2)石灰?guī)r巖溶含水層雖然涌水量大,但地下水位埋深大,位于煤層以下,直接充水含水層的富水性弱,補給條件差,可采煤層9 號煤層均位于地下水位以上,且以大氣降水為主要充水水源,直接充水含水層等單位涌水量 q 一般小于 m。據(jù)此,初步將本區(qū)水文地質(zhì)類型劃分為第一~二類第一型,即以孔隙~裂隙含水層為主的水文地質(zhì)條件簡單的礦床。三、其它開采技術條件(一)煤層頂?shù)装迩闆r區(qū)內(nèi)主要煤層頂板巖性以泥巖、中粗粒砂巖為主,砂質(zhì)泥巖次之。底板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主。局部發(fā)育裂隙,據(jù)小煤窯調(diào)查資料,頂?shù)装宓姆€(wěn)定性亦較好,坍塌、掉塊現(xiàn)象少。(二)瓦斯根據(jù)儲量核實報告,在碓臼溝煤礦周邊的兩個鉆孔(YYi16)采取了 6 號煤層瓦斯樣,測定了瓦斯成分及其含量。自然瓦斯成分中,可燃氣為 0%,二氧化碳為 ~%,氮為 ~%。瓦斯成分帶均在二氧化碳—氮氣帶中,屬瓦斯風化帶,所以 6 號煤層為低沼氣煤層。據(jù)調(diào)23 / 160查,區(qū)內(nèi)生產(chǎn)小煤礦井下使用電石燈照明,從未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。故本區(qū)無破壞性瓦斯爆炸危害。(三)煤塵根據(jù)儲量核實報告資料,煤塵具有爆炸性。(四)煤的自燃傾向性根據(jù)儲量核實報告資料,本區(qū)煤的自燃傾向?qū)儆诤芤鬃匀?。(五)地溫根?jù)儲量核實報告,本區(qū)地溫梯度均小于 3℃/100m,故本區(qū)無地溫異常,礦井開采無地熱危害。(六)工程地質(zhì)本區(qū)松散層分布廣泛,主要是黃土大面積出露,由于其垂直節(jié)理發(fā)育,濕陷性,遇水極易塌陷,水土流失嚴重,致使區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育。因此,松散層的工程地質(zhì)條件較差,穩(wěn)定性差,極易發(fā)生滑坡、崩塌等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)主要煤層頂板巖性以泥巖、中粗粒砂巖為主,砂質(zhì)泥巖次之。底板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主。局部發(fā)育裂隙,據(jù)小煤窯調(diào)查資料,礦井涌水量較小,頂?shù)装宓姆€(wěn)定性亦較好,坍塌、掉塊現(xiàn)象少,所以煤層頂?shù)装鍘r層的工程地質(zhì)條件較好,屬于較穩(wěn)定型。綜上所述,本區(qū)屬工程地質(zhì)條件簡單的礦床。四、煤類、煤質(zhì)與煤的用途(一)煤的物理性質(zhì)區(qū)內(nèi)煤呈黑色,條痕褐黑色,弱瀝青~瀝青光澤(風化煤呈深灰色~24 / 160黑色,粉末狀,易污手) 。條帶狀結構,層狀構造,棱角狀、參差狀斷口。燃點 300℃左右,燃燒試驗為劇燃。殘灰呈粉狀~塊狀,灰白~灰色。(二)煤巖特征宏觀煤巖類型:區(qū)內(nèi)各煤層主要為暗煤,鏡煤和亮煤局部呈薄層或透鏡體夾于其中,絲炭分布于層面。宏觀煤巖類型為暗淡型煤。顯微煤巖組分:區(qū)內(nèi)各主要可采煤層有機顯微煤巖組分以鏡質(zhì)組和絲質(zhì)組為主,兩者之和均在 80%以上。半鏡質(zhì)組平均在 %,穩(wěn)定組平均在 %。煤的礦物雜質(zhì)中粘土組含量略高,平均為 %,硫化物組除 9 號煤層外均在 %以下,其它礦物雜質(zhì)含量均不高,一般小于 %。(三)煤的化學性質(zhì)工業(yè)分析 碓臼溝煤礦及周邊各主要煤層煤質(zhì)一般特征見煤層特征表 123。表 123 煤質(zhì)特征表工業(yè)分析(%) 膠質(zhì)層測定(mm)煤層 洗選情況Mad Ad Vdaf (%) X Y焦渣類型 ST(℃ ) 煤類原 (3) (3) (3) (3 ) 243(3) >1500(1)4洗 (1) (1) (1) (1) 5(1)CY42原 (3) (3) (3) (3) (3) >1500> 1500(3)5洗 (3) (3) (3) (3) 6(1) (3)CY42原 (5) (5) (5) (5) 3(5) >1500(3)6洗 (5) (5) (5) (4) 5(1) 354(5)CY4225 / 160原 (2) (2) (2) (2) (2) >1500(1)9洗CY42從表 123 可知,4 號煤層為富灰、特低硫;5 號煤層為富灰、特低硫;6 號煤層為富灰、低硫;9 號煤層富灰、中硫。有害組份經(jīng)過洗選后,灰分可以大幅度地降低,硫分也有明顯降低。其中硫化鐵可大部分被選掉,但有機硫很難選掉(據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾煤田榆樹灣普查勘探報告》 ) 。煤灰熔融性 T2 均大于 1500℃屬難熔灰分。煤類根據(jù)核實區(qū)及周邊鉆孔煤芯煤樣的洗煤揮發(fā)份、膠質(zhì)層厚度(Y 值) ,等確定各可采煤層的煤類分析見各可采煤層煤種煤類分析一覽表 124。表 124 各可采煤層煤種煤類分析一覽表煤層編號 洗 煤 Vdaf(%) 膠 質(zhì) 層(Y) 粘結指數(shù) 透光率(%) 煤 分 類(GB575186)4 85 CY425 ~ 6 16 83 CY426 ~ 5 17 87 CY42從表中可知,煤的變質(zhì)程度為煙煤Ⅰ階段,可作為動力用煤和民用燃料、電廠用煤,但灰分高,排渣量大。(四)煤質(zhì)及用途煤質(zhì) 本礦區(qū)各可采煤層煤質(zhì)特征為富灰、特低硫~中硫、中等發(fā)熱量。煤類及煤的工業(yè)用途根據(jù)中國煤炭分類國家標準《GB575186》 ,礦區(qū)各可采煤層煤類為均長焰煤(CY42 ) 。26 / 160各可采煤層可作動力用煤和民用燃料、電廠用煤,但灰分高,排渣量大。據(jù)礦方介紹,6 號煤層中下部有厚約 1~ 的煤可能為氣煤。五、井田勘探程度及資源/儲量(一)勘探程度 本次初步設計,采用了中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊于2022 年 7 月編制的《內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾煤田榆樹灣普查區(qū)碓臼溝煤礦煤炭資源儲量核實報告》 ,該報告經(jīng)過內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳評審備案。報告基本查明了井田構造及復雜程度。查明了各煤層的厚度、結構、可采性和穩(wěn)定程度及各煤層的煤質(zhì)特征;劃分了煤類,評價了煤的工業(yè)利用方向;基本查明了各煤層的水文地質(zhì)條件,提供了各煤層的瓦斯含量,確定了礦井的瓦斯等級,評價各煤層的煤塵爆炸性以及煤層的自燃趨勢;估算了各號煤層的資源/儲量,估算方法正確,估算參數(shù)可靠,資源/ 儲量分類正確。(二)資源/儲量資源儲量核實報告對 6 號煤層進行了資源儲量估算。對動用已消耗煤炭資源儲量,根據(jù)碓臼溝煤礦提供、地方礦業(yè)管理部門核準的采掘工程及其采空區(qū)范圍,進行了煤炭資源消耗量估算。經(jīng)過內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳評審后,截止 2022 年 7 月 31 日核實資源儲量總計 。(三)存在的主要問題中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊編制的《內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾煤田榆樹灣普查區(qū)碓臼溝煤礦煤炭資源儲量核實報告》中 6 號煤層平均厚度為 ,而根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳評審意見,井田內(nèi) 6號煤層平均厚度為 ,故本次設計按評審意見 進行,建議礦方在27 / 160生產(chǎn)過程中根據(jù)實際見煤情況進行調(diào)整。 《儲量核實報告》中未提供 6 號等可采煤層的自燃發(fā)火期。 《儲量核實報告》未作可采煤層頂?shù)装鍘r石力學試驗。雖然本礦為低瓦斯礦井,周圍井未發(fā)生過瓦斯事故,但因煤塵具有爆炸性,建議礦方加強瓦斯、煤塵濃度監(jiān)測工作,防患于未然,確保煤礦安全生產(chǎn)。開采過程中要防止采空區(qū)積水涌入巷道。 《儲量核實報告》未提供礦井達到 600Kt/a 生產(chǎn)能力時瓦斯涌出量及涌水量,建議礦方在建設及生產(chǎn)過程中密切注意礦井瓦斯及涌水量的變化,以防止事故發(fā)生。28 / 160第二章 井田開拓與開采第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田境界碓臼溝煤礦井田地理坐標為:東經(jīng):111176。18′″~111176。21′″北緯:39176。26′″~39176。27′18″。根據(jù)采礦許可證批準的礦井井田范圍及礦井擴界后范圍坐標表,礦區(qū)范圍由 9 個拐點圈定,其拐點坐標見表 211。表 211 礦區(qū)范圍拐點坐標X Y1 2 3 4 5 6 7 8 9 礦區(qū)面積 。二、儲量(一)礦井資源量29 / 160礦井資源量估算范圍及工業(yè)指標礦井資源量計算以內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳批準的評審意見為依據(jù)。根據(jù)業(yè)主委托要求和資源儲量核實報告提供的資料,參與資源量估算的煤層為井田內(nèi)的 6 號可采煤層。本區(qū)煤質(zhì)牌號為長焰煤(CY42) 。按照現(xiàn)行規(guī)范計算儲量的工業(yè)指標:最低可采厚度 ,最高灰分 40%,最高硫分 3%,最低發(fā)熱量。儲量計算工業(yè)指標按現(xiàn)行《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》附錄 E 表 E2 煤炭資源量估算指標的規(guī)定,詳見表 212。表 212   煤炭資源儲量計算指標CY、BN、RN、PM<25186。 ≥25186?!?5186。 ≥(m)井采傾角 >45186。 ≥最高灰分 Ad(%) 40最高硫分 (% ) 3最低發(fā)熱量 (MJ/kg) 估算方法井田范圍內(nèi)煤層總體為向北西傾斜的單斜構造,煤巖層傾角 6~12176。采用水平投影地質(zhì)塊段法估算各煤層煤炭資源儲量較為簡便。估算公式為:Q=Shd式中:Q:煤層(塊段)煤炭資源儲量(萬噸,取整數(shù))煤 類指標項目30 / 160S:塊段水平投影面積(m 2,取整數(shù)值)h:煤層偽厚算術平均厚度(m,取小數(shù)后兩位小數(shù))d:煤的容重(t/m 3,取小數(shù)后兩位小數(shù))有關參數(shù)的確定(1)面積:本次采用水平投影面積估算資源儲量。并用計算機成圖,故其水平投影面積在計算機上按中地 MAPGIS 軟件直接測定,并進行了多次測定檢查,結果準確可靠。(2)塊段內(nèi)煤層厚度:按 DZ/T 02152022《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》中 條“有夾矸的煤層采用厚度的確定方法 ”的有關規(guī)定,核實報告仍采用原報告參數(shù)。區(qū)內(nèi)煤層傾角均<15176。,故煤炭資源儲量利用厚度按偽厚度計算。塊段煤層厚度為塊段內(nèi)利用工程點和插點的平均厚度。(3)視密度:本次核實資源儲量利用原報告所確定的容重值。各可采煤層容重值見表 213。表 213 資源儲量估算煤層容重值一覽表礦井資源/儲量估算結果根據(jù)資源儲量核實報告,礦井煤炭保有資源儲量為 ,其中 333類儲量為 ,均為 6 號煤層資源儲量。礦井資源儲量見表 214。煤 層 編 號 4 5 6容重值( t/m3) 31 / 160表 214 各煤層資源儲量匯總表 煤層編號賦存標高(m) 級別查明資源儲量(萬噸) 開采消耗 保有資源儲量類型(編碼)D 109 0 109 (334)?~ D 20 0 20 (334)?4小計 129 0 129 (334)?D 154 0 154 (334)?D 335 0 335 (334)?~ D 357 0 357 (334)?5小計 846 0 846 (334)?C 839 0 839 (333)810 60 750 (333)C275 230 45 (333)C 848 0 848 (333)493 11 482 (333)C174 0 174 (333)~C 65 65 0 (333)6小計 3509 371 3138 (333)C 3509 371 3138 (333)合 計D 975 975 (334)?總 計 4484 371 4113 查明礦產(chǎn)資源注:(333) 為推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量;(334)?為預測的資源儲量。(二)礦井設計可采儲量設計儲量計算礦井設計儲量計算方法:礦井工業(yè)儲量減去井永久煤柱損失。礦井永久安全煤柱包括:井田境界、地面建(構)筑物等保安煤柱損失。永久安全煤柱的留設:32 / 160井田邊界留設煤柱 20m。煤層露頭風化帶留設煤柱 50m。采空區(qū)留設隔離煤柱 30m。經(jīng)計算,礦井永久煤柱損失煤量 ,故礦井設計資源儲量。
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