土城煤矿设计.docx
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土城煤矿设计
第一章井田概况和井田地质特征
第一节矿区概况
一、地理位置与交通
土城煤矿位于贵州省盘县洒基镇，为贵州省盘江精煤股份有限公司所辖。
其地理坐标为北纬26°01′00″～26°05′00″，东经104°30′00″～104°36′25″。
煤矿中心区位于井田中央北部。
土城煤矿铁路专线接轨于水柏线的柏果站，长6公里。
水柏线接轨于贵昆线的沾益站，长136.8公里。
盘水公路分别经鸡场坪和盘关自井田两端进入矿区，至水城135公里，至盘县64公里，至贵阳399公里，至昆明330公里。
交通位置见图:
二、水文地质
1、矿井充水因素：
①大气降雨：
矿区全年雨量充沛，雨季多集于夏、秋两季，据历年气象资料表明，年最高降雨量为1648.2mm/年，平均1235.1mm/年，且降雨日数长达170日/年以上，最高气温34.6℃，最低6.4℃，平均15℃，因冷暖气流接触频繁，故降雨量远远大于蒸发量。
②小窑积水：
近十年来，矿区内开掘的地方小窑最多达到121个，虽然经过近两三年来的关井压产工作，无证小窑非法开采得到制止，但这些小窑和老窑的积水、积瓦斯隐患已经存在，新厂片区和半坡片区小窑互相串联，地表受到大面积破坏，给小窑积水创造了有利条件。
③煤系地层：
玄武岩组及绿色层等碎屑岩的裂隙水是直接充水因素，一般情况下充水微弱，多以淋水滴水方式出现，在裂隙发育地段，水量有所增加，在生产初期绿色层可以起到偏离大气降水的作用，但随着矿井采空区面积的扩大，产生冒落塌陷，将减弱或失去隔水作用，成为透水地层。
④断层水的渗入：
井田内断层大多属高角度正断层，断层带多由断层泥和角砾碎块充填，封闭良好，其导水性和富水性弱。
2、矿井涌水量的变化规律：
矿井涌水量直接受大气降水的补给，并受大气降雨的控制，涌水量雨季大，旱季小，最大降雨2—3天后矿井涌水量猛增。
同时涌水量随开采深度的增加和开采面积的扩大，矿井涌水量也随之增加。
3、矿井涌水量的预计：
根据矿井生产实践，对矿井涌水量预算，要用经验法和比拟法预计，13采区最大涌水量350m3/h，最小涌水量60m3/h，正常涌水量150m3/h。
第二节井田地质特征及煤层赋存特征
一、井田概况：
13采区位于土城矿井田中央，+1500水平以上，北面和西面以22号断层为界，东面和南面以36号断层为界，与设计的16采区相毗邻，深部以+1500水平为界。
其走向长925米，倾斜长630米，地表标高为1773—2154米，地表村庄有落多科（+1850）、马槽地（+1850）、大塘子（+1910）三个村庄。
本采区有6个钻孔，封孔质量较好。
二、相邻采区实见地质及水文地质情况：
土城矿现生产采区有21采区、14采区、15采区。
设计采区有13采区、24采区、25采区。
13采区西与迤民采区相邻，东与生产14采区相邻，深部与24采区相邻。
从生产实见情况来看：
14采区开采1#、3#、5#、6#、12#、15#、17#号七层煤，煤层在走向和倾向上基本稳定，其中5#号煤层在洒基采区西翼边缘已经开始分叉，东翼中部开始分叉变薄；15#号煤层在洒基采区西翼中部有分叉变薄现象，东翼在井筒附近就存在变薄尖灭现象。
在接近40号断层附近已开采煤层均已揭露伴生断层。
生产14、15采区水文地质情况：
本区水文地质条件中等，主要靠大气降雨补给，裂隙水较发育，14采区最大涌水量450m3/h，最小涌水量60m3/h，平均涌水量150m3/h；15采区最大涌水量480m3/h，最小涌水量60m3/h，平均涌水量150m3/h。
三、采区地质构造：
本区构造特征是斜切高角度正断层发育，断层落差沿走向和倾向变化很大，一般北东向小，南西向大，断层带窄。
13采区北段主要受22号断层、23号断层、36号断层控制，井田内断层大多属于高角度正断层。
在这三条断层附近将发育许多伴生小断层，煤层厚度将受一定影响。
其断层特征如下：
1、22号断层（大塘子二号）：
性质为正断层，走向N50°E，倾向SE，倾角60°—80°，落差西端小，约30—40m，中段大，约120m，延展长度4500m，断层两侧伴生有支断层。
2、23号断层（马槽地一号）：
性质为正断层，走向东段EW，西段N50°E，倾向SE，倾角40°，落差40m，延展长度3000米，断层中段遭22号断层切割，断层多半掩盖，迹象不明确。
3、36号断层（即比中—落嘎正断层）：
性质正断层，走向50°倾向NW，倾角80°，落差250—350米，延展长度8000米，地表出露明显，在地貌上低凹成沟，落差由北东往南西逐渐增大，其两侧200—300米内资生断层和和褶曲均较发育。
四、煤层：
13采区北段可采煤层走向近东西向，向南倾斜，倾角13°—18°，平均16°；13采区内可采煤层有1#、2#、3#，煤层厚度变化稳定。
本区内各可采煤层厚度、结构、产状及可采范围见土城矿13采区煤层特征表。
五、煤层顶底板岩性：
根据勘探资料和土城矿生产采区在掘进、回采过程中所揭露的地质现象分析总结，13采区各煤层顶底板岩性如下：
1#号煤层顶板深灰色粉砂岩，底板深灰色粉砂岩，顶部有一层厚0.5米的泥岩。
3#号煤层顶板浅灰色砂岩，致密坚硬，底板灰色砂质泥岩，松软。
5-1#号煤层顶板灰色砂质泥岩，松软，底板深灰色泥岩和粉砂岩，坚硬性脆。
6#号煤层顶板灰色粉砂岩，砂质泥岩，底板灰色砂质泥岩和粉砂岩。
9#号煤层顶板灰色粉砂岩，底板灰色细砂岩及粉砂岩。
12-1#号煤层顶板灰色中厚层状细至中粒砂岩，泥质胶结，松散，底板粉砂质泥岩，细砂岩和粉砂岩互层。
13#号煤层顶板粉砂岩，底板泥岩、砂岩。
15#号煤层顶板砂岩，泥岩互层，以泥岩为主，夹薄层砂岩，底板砂岩，泥岩互层。
16#号煤层顶板粉砂岩和泥岩互岩，较硬，底板浅灰色粉砂岩，泥质胶结。
17#号煤层顶板深灰色砂质泥岩，性脆，易碎。
底板成灰色粉砂岩夹砂质泥岩，坚硬性脆。
18-1#号煤层顶板浅灰色砂质泥岩，夹粉砂岩较松软，底板浅灰色粉砂岩和细砂岩。
六、煤质：
根据勘探资料，13采区煤种主要为肥煤，其次为气煤和焦煤。
煤质特征为：
挥发分平均最大的是1#煤（36.79%），最小的是18#煤（27.56%）；粘结指数均为5.9—6；胶质层厚度Y平均最大的是1#煤（34.4），最小的是5#煤（23.7）；发热量平均最大的是12-1#煤（8670卡/克），最小的是15#煤（8193卡/克）。
有害成分为：
灰分平均最大的是16#煤（31.81%），最小的是12-1#煤（13.97%）；硫分平均最大的是6#煤（2.79%），最小的是15#煤（0.13%）。
13采区各可采煤层煤质参数详见13采区煤质特征表。
七、小窑生产情况：
根据调查结果表明，半坡采区煤层露头处原有5个，已封闭4个，现还有一个半坡三队有证生产，新厂原有2个，现已封停，比中有6个有证矿产。
八、其它地质因素：
1、小窑开采影响：
13采区小窑开采较多，开采时间较长，大多严重积水，对矿井安全生产严重威胁，且大量破坏了矿井资源，所以矿井在掘进回采前必须坚持有凝必探，先探后掘的原则。
2、瓦斯情况：
本矿井为煤与瓦斯突出矿井，12号煤层为突出煤层，并且主要可采煤层在掘进及回采过程中均发现瓦斯涌出量较大。
随着开采深度的增加，瓦斯涌出量也相应增加。
经试验1、3、5和12号等煤层均有爆炸性危险。
1、3和5号煤层自然发火倾向为四级。
6号煤层自然发火倾向为三级。
九、建议：
由于13采区均为近距离煤层，所以在掘进过程中必须加强顶板管理，过断层时严防串层。
该采区均有老窑，对安全生产存在隐患，因此必经事先采取防范措施。
表2-1、土城矿13采区煤层特征表
煤层
厚度（m）
结构
产状
层间距
容重
其他
1
1.33～3.77
1～3层夹矸
176°-187°
∠11°-16°
1.45
稳定全区可采
1.48
13～28
3
1.49～2.16
1层夹矸
170°-187°
∠11°-20°
18.75
1.4
稳定全区可采
1.84
2～4
5
0.12～2.25
1～2层夹矸
177°-184°
∠11°-18°
3
1.4
不稳定大部分可采
1.09
20.5～31
6
1.05～2.40
1～3层夹矸
176°-185°
∠12°-17°
24
1.4
较稳定全区可采
1.79
14.5～24
9
0.48～2.04
0～2层夹矸
179°-186°
∠13°-18°
19.6
1.4
较稳定全区可采，自西向东逐渐
1.12
12
0.44～4.85
1～2层夹矸
168°-182°
∠12°-17°
27
1.35
稳定全区可采
2.64
5～12.5
13
0.63～2.11
0～1层夹矸
180°-182°
∠13°-19°
7.25
1.45
不稳定，大部分可采
1.15
3～7
15
0.19～1.02
0～1层夹矸
182°-187°
∠13°-19°
5.25
1.4
不稳定，不可采
0.59
3～9
16
0.19～1.59
0～3层夹矸
88°
∠14°-17°
7.25
1.4
不稳定，局部可采
0.93
6～10
17
0.63～1.88
0～1层夹矸
162°-176°
∠13°-17°
7.25
1.4
较稳定，全区可采
1.35
4～12
18
0.27～2.70
0～2层夹矸
85°
∠12°-15°
9.5
1.4
不稳定，局部可采
1.23
表2-2、土城矿13采区煤质分析综合成果表
煤层
煤种
W%
A%
V%
S%
P%
Q/克
粘结指数G
1
F、Q
1.14
23.49
35.67
1.71
0.0025
9600
6
3
F、Q
1.23
19.49
32.55
0.19
8414
6
5-1
Q
1.08
26.71
29.55
1.62
0.001
8512
6
6
F
0.97
22.68
33.55
2.91
0.0015
8424
6
9
F
0.99
20.39
31.22
2.31
0.008
8313
6
12-1
F
11.39
31.17
0.19
12-2
F
0.008
13
F
1.19
29.5
31.15
0.18
6
15
F
16
F
1.34
27.02
30.93
0.21
8543
6
17
F、J
1.17
22.62
29.59
0.16
8418
6
18-1
F
0.92
20.93
29.38
0.16
8637
6
第二章矿井储量、生产能力和服务年限
第一节井田境界
13采区位于土城矿井田中央，+1500水平以上，北面和西面以22号断层为界，东面和南面以36号断层为界，与设计的16采区相毗邻，深部以+1500水平为界。
其走向长925米，倾斜长630米，地表标高为1773—2154米，地表村庄有落多科（+1850）、马槽地（+1850）、大塘子（+1910）三个村庄。
本采区有6个钻孔，封孔质量较好。
第二节井田储量
土城矿2002年末现保有可采储量14587.7万吨。
现13采区地质储量5818.8万吨，工业储量4890.5万吨，村庄压煤751.5万吨，断层煤柱731.1万吨，小窑破坏储量154.8万吨，可采储量3253.1万吨（其中：
煤层厚度小于1.3米的储量1362.5万吨），详细情况见土城矿13采区储量汇总表。
土城矿13采区储量汇总表
煤层
地质储量
工业储量（万吨）
可采储量（万吨）
1
176.8
176.8
113.6
3
215
215
138.2
5
81.4
81.4
52.3
6
182.9
182.9
117.6
9
122.4
122.4
78.6
12
199.2
199.2
128
13
72.9
72.9
46.9
15
10.7
10.7
6.8
16
43.9
16.8
10.8
17
91.7
91.7
58.9
18
117.5
117.5
75.5
合计
1314.4
1287.3
827.2
第三节生产能力和服务年限
一采区设计生产能力
根据土城矿改扩建设计，13采区设计生产能力为400kt/a。
二采区服务年限
采区的生产能力要与采区的储量相适应，要具有相应的服务年限。
按照掘进先行，以掘保采，采掘并举的原则，避免开采强度过大，确保采区服务年限按下式计算：
ＺK 827.2
Ｔ＝───＝─────＝14.8年
KＡK1.4×80
式中：
Ｔ──计算服务年限
ＺK──可采储量
ＡK──年产量，吨
Ｋ──储量备用系数，取1.4（1.3－1.5）
从上可知，服务年限大于6年，因此采区的生产能力大小是合理的。
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