和瑞煤矿致灾因数普查报告.docx
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和瑞煤矿致灾因数普查报告
山西泽州天泰和瑞煤业有限公司
煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告
长治市高原综合勘探工程有限公司
二〇一四年十月
山西泽州天泰和瑞煤业有限公司
煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告
主编：
徐秀军
审核：
王治方
总工程师：
王治方
总经理：
李惠敏
长治市高原综合勘探工程有限公司
二〇一四年十月
文字目录
附图目录
顺序号
图号
图名
比例尺
1
1
矿井综合水文地质图
1:
2000
2
2
3号煤层矿井充水性图
1:
2000
3
3
3号煤层矿井瓦斯地质图
1:
2000
4
4
3号煤层开采导水裂隙带发育高度等值线图
1:
5000
5
5
矿井涌水量与降雨量动态变化曲线图
附件目录
1、地质勘查资质证书复印件
2、采矿许可证复印件
3、山西泽州天泰能源有限公司文件（泽天泰发[2014]278号）
4、晋城市煤炭工业局文件（晋市煤局规字[2010]286号）
5、晋城市地方煤矿水文地质类型划分报告备案卡
6、《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司3#煤层采空积水区B区瞬变电磁法勘探报告》评审意见
7、晋城市煤炭工业局文件（晋市煤局综字[2011]679号）
8、泽安委办字[2014]4号
9、晋市煤局安字[2013]209号文
10、报告编制单位承诺书
11、矿山资料真实性承诺书、委托书
前言
一、目的任务
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发[2009]39号文件《关于晋城市泽州县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复》，山西晋城和瑞煤业有限公司为单独保留矿井，兼并重组整合主体企业为山西泽州天泰能源有限公司，兼并重组整合后煤矿企业核准名称为山西泽州天泰和瑞煤业有限公司。
该矿批准开采3号煤层，井田面积1.2435km2，生产规模450kt/a。
根据国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局制定的《煤矿地质工作规定》（安监总煤调（2013）135号）第二十九条-第三十八条规定要求，以及山西泽州天泰能源有限公司文件（泽天泰发[2014]278）号文关于认真贯彻上级文件精神组织开展煤矿煤尘防治、防灭火管理工作专项整治和隐蔽致灾因素普查治理的通知，每个煤矿应结合实际情况开展隐蔽致灾地质因素普查并编制普查报告，为此，山西泽州天泰和瑞煤业有限公司特委托长治市高原综合勘探工程有限公司收集井田内及其周边矿井地质和水文地质资料，对井田范围内的隐蔽致灾地质因素进行全面调查，主要内容包括对采空区、废弃老窑（井筒）、封闭不良钻孔，断层、裂隙、褶曲，陷落柱，瓦斯富集区，导水裂隙带，地下含水体，井下火区，古河床冲刷带、天窗等不良地质体进行调查，并制定相应的防范措施，在此基础上编制完成《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告》，为矿井安全生产提供依据。
二、依据
1、《煤矿地质工作规定》，国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局制定（安监总煤调（2013）135号）；
2、《煤矿防治水规定》国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局制定（国家安全生产监督管理总局第28号令）；
3、《煤矿防治水规定释义》（国家煤矿安全监察局）；
4、《煤矿安全规程》（2011年）；
5、《煤层气资源/储量规范》（DZ/T0216-2010）；
6、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）；
7、《煤炭质量分级》（GB/T15224.1-2010）、（GB/T15224.2-2010）、（GB/T15224.3-2010）、（GB/T20475.1-2006）、（GB/T20475.2-2006）、（MT/T996-2005）、（MT/T803-1999）；
8、其他有关煤矿的的规程及规定；
9、2010年4月晋城市煤田地质勘探队编制的《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》（2010年6月晋城市煤炭工业局以晋市煤局规字[2010]286号文予以批复）；
10、2011年8月由山西省煤炭工业局综合测试中心编制的《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司3号煤层瓦斯涌出量预测报告》（晋城市煤炭工业局以晋市煤局综字[2011]679号予以批复）；
11、2013年12月山西省煤炭地质水文勘查研究院编制的《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司3#煤层采空积水区B区瞬变电磁法勘探报告》（山西泽州天泰和瑞煤业有限公司于2013年12月评审通过，并出具了“《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司3#煤层采空积水区B区瞬变电磁法勘探报告》”评审意见；
12、2014年2月由山西欣鹏地质勘测有限公司编制的《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》，（2014年5月8日晋城市煤炭工业局予以备案）；
13、矿方提供的最新采矿许可证、3号煤层矿井充水性图（截至2014年9月30日）。
第一章矿井概况
第一节矿井及井田基本情况
根据2009年9月16日山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件《关于晋城市泽州县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复》（晋煤重组办发[2009]39号），山西晋城和瑞煤业有限公司为单独保留矿井，兼并重组整合主体企业为山西泽州天泰能源有限公司，兼并重组整合后煤矿企业核准名称为山西泽州天泰和瑞煤业有限公司。
山西泽州天泰和瑞煤业有限公司原为山西天地王坡煤业有限公司上村立井，是王坡煤矿建设期间的措施井，该矿早在1996年就已开始建井，2004年批准生产，生产规模210kt/a。
2008年4月21日由山西省国土资源厅以晋矿整采划字[2008]008号文对本矿井田范围进行了批复，2008年12月12日颁发了采矿许可证，批准开采3号煤层，井田面积1.2439km2，生产规模210kt/a，开采深度由+730m至+600m标高。
2010年3月设计生产能力为450kt/a，采用立井开拓方式开采3号煤层，综采放顶煤采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。
2012年7月16日换发了新采矿许可证，批准开采3号煤层，井田面积1.2435km2，生产规模450kt/a。
矿井布置一个水平三个采区，开采3号煤层。
主要生产系统如下（见图1-1）：
1、通风
矿井通风方式为中央并列式。
矿井采用主立井、副立井进风、回风立井回风，风机工作方法为抽出式。
采煤工作面采用“U+u”专用排瓦斯巷型全负压通风。
掘进工作面为一个双巷顺槽交替掘进面（炮掘）和一个单巷顺槽掘进面（炮掘），所需风量由局部通风机对其进行机械压入式供给。
3号煤层矿井生产系统图图1-1
2、排水系统
该矿井下建立有独立完善的排水系统。
矿井主立井井底车场设主排水泵房，采区设采区水泵房，采区涌水经沿运输大巷敷设的排水管路排至主立井井底水仓，经主排水泵沿主立井井筒敷设的排水管路排至矿井工业场地井下水处理站。
根据矿方提供的资料，目前矿井处于联合试运行状态，其矿井正常涌水量18.75m3/h，最大涌水量28.75m3/h。
主要水仓：
主水仓有效长度为53m，净断面4.0m2，有效容积212m3；副水仓有效长度为35m，水仓半圆拱型断面，净宽2.0m，直墙高1.2m，净断面4.0m2，有效容积140m3。
排水设施：
主水泵房安装有3台100D-45×7型矿用水泵。
正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水时2台同时工作，1台检修。
100D-45×7型水泵额定流量85m3/h，额定扬程315m，配备YB2-315M-2型隔爆电机，功率132kW，转速2950r/min。
100D-45×7型水泵额定流量为85m3/h，效率按75%计算，实际排水能力为64m3/h，大于本矿最大涌水量28.75m3/h，扬程为315m，大于本矿实际排水高度269.90m（排水管长L＝396m，倾角90°，井口标高+952.2m，矿井工业场地井下水处理站标高+959.9m，水泵房底板标高+690m，排水高度H＝269.90m）。
排水管路：
主排水泵房设于主立井井底附近，矿井涌水经由泵房、管子道、主立井井筒的排水管路排至地面。
采用Φ133×4型无缝钢管为排水管，采用Φ159×4.5型无缝钢管为吸水管。
排水管沿泵房、管子道、主立井井筒敷设2趟至地面；正常涌水时为1趟工作，1趟备用；最大涌水时为2趟工作。
矿井达产时，预测矿井正常涌水量50.00m3/h，最大涌水量62.5m3/h，目前和瑞煤业排水设施能力能够满足矿井排水需求。
3、供电
在矿井地面主井井口东北方向100m处建座10kv地面变电所，主供电源引自矿井工业场地东南方向的丹峰35KV变电站870、10KV母线段，供电距离1.3km，导线型号为JKLGYJ-185型钢芯绞线；备用电源引自大阳35KV变电站860、10kv母线，架空导线选择LGJ-185型钢芯铝绞线，供电距离4.3km。
主副井变电所内安设两台S11-800/10/6变压器将10KV供电电源变为6KV，作为提升绞车电源。
安设S11-500/10/0.4KV，500KVA动力变压器两台。
担负地面全部负荷用电。
井下供配电使用两回电缆由主副井变电所10KV不同母线段沿混合提升立井筒敷设至井下中央变电所。
井下变电所设两台KBSG-500/10/0.69KV，500KVA矿用隔爆型干式变电器，一用一备，以660V向主排水泵、皮带输送机、调度绞车等负荷用电。
在采区运输巷前部设置采区变电所，该所双回10KV电源引自井下中央变电所10KV母线不用母线段。
动力变压器选用KBSG-630/10/0.69KV，630KVA矿用隔爆型干式变压器一台，KBSG-315/10/0.69KV，315KVA矿用隔爆型干式变压器一台，以660V向轨道顺槽、胶带顺槽、掘进工作面等配电点供电。
局扇变压器选用KBSG-100/10/0.69KV，100KVA矿用隔爆型干式变压器两台，以660V向两个掘进工作面局扇供电，供电采用“三专两闭锁”。
4、矿井开拓
矿井采用立井开拓，井田内共有主立井、副立井、回风立井三个井筒，其井筒装备、特征如下：
主立井圆形断面，净直径5.5m，垂深283m，净断面积23.75m2，设有梯子间，装备2JK-2.5×1.5/11.5双滚筒提升机和2.5吨JS2.5R型箕斗，担负矿井的原煤提升任务，兼作为矿井的进风井和一个安全出口。
副立井圆形断面，净直径5.0m，垂深302m，净断面积19.63m2，装备双滚筒提升机和4t罐笼配平衡锤及梯子间，担负矿井的辅助提升任务，兼作为矿井的进风井和安全出口。
回风立井圆形断面，净直径4.0m，垂深248m，净断面积12.56m2，设封闭式梯子间，担负矿井的回风任务，兼作为矿井的另一个安全出口。
井筒特征表表1-1
井筒名称
主立井
副立井
回风立井
西安80坐标系3度带
X
3949652.033
3949844.430
3949718.786
Y
38384156.985
38384028.919
38384344.771
井口标高（m）
952.209
981.915
943.455
井筒深度（m）
283
302
248
方位角（°）
倾角（°）
90
90
90
井筒直
径（m）
净
5.5
5.0
4.0
掘进
井筒断
面（m2）
净
23.75
19.63
12.56
掘进
备注
5、矿井开采现状
根据开拓布置，矿井布置一个水平三个采区，开采3号煤层。
目前矿井开采一采区的3101工作面。
未来五年将开采一采区的3101工作面、3102工作面及二采区的3201工作面及3201工作面。
目前矿井处于联合试运转阶段，3号煤层采用综采放顶煤采煤方法，顶板管理采用全部垮落法，回采工作面采用后退式，在首采区布置1个综放工作面，采高2.0m，放顶煤高度为4.0，采放比1：
2。
达产时配备2个炮掘工作面，采掘比为1∶2，工作面长度为110m，掘进进度为150m/mon。
第二节位置、交通及四邻关系
一、位置、范围
山西泽州天泰和瑞煤业有限公司位于泽州县下村镇北西直距约3.6km处，南东距晋城市直距约26km，行政区划隶属泽州县下村镇管辖，其地理坐标为：
北纬35°40′05″～35°40′31″,东经112°42′12″～112°43′30″。
2012年7月16日山西省国土资源厅为该矿换发的采矿许可证（证号：
C140000************3330），该矿批准开采3号煤层，井田面积1.2435km2，生产规模450kt/a，开采深度（标高）为+730m～+600m，有效期为2012年7月16日至2020年7月16日，矿区范围由以下9个拐点坐标连线圈定（详见表1-2）。
井田范围拐点坐标一览表表1-2
拐点编号
西安80坐标（3°带）
X
Y
1
3950295.14
38383595.72
2
3950052.05
38384512.61
3
3949678.53
38384495.17
4
3949681.29
38384304.22
5
3949481.32
38384300.69
6
3949508.36
38382531.32
7
3949923.67
38382526.00
8
3950216.48
38382600.97
9
3950006.99
38383400.86
井田东西最长约1.97km，南北最宽约0.8km，井田面积1.2435km2。
二、交通
本井田交通十分方便，东沟-大阳公路从井田东南3km处通过，井田东距太焦铁路线北板桥车站约16km，井田北侧有王坡煤矿铁路专用线与太焦铁路线连接，北东部5km处有大阳煤矿的铁路专用线与太焦铁路线连接，详见交通位置图1-2。
三、四邻关系
交通位置图图1-2
本矿井西北部、北部和东北部与山西天地王坡煤业有限公司相邻，东南部与山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业有限公司相邻，南部、西南部与山西泽州天泰西陈庄煤业有限公司相邻（详见图1-3及表1-3矿井及周边井田基本情况一览表）。
现分别介绍如下：
1、山西天地王坡煤业有限公司
该矿是由天地科技股份有限公司、泽州县国有资产管理局和国家煤炭科学研究总院共同出资组建的有限责任公司，隶属泽州县地方国有企业。
该矿于1997年9月12日破土动工，2005年5月建成投产，批准开采3、9、15号煤层，井田面积13.2581km2，生产规模1500kt/a，现生产规模为3000kt/a，该矿现采3号煤层，采用斜立井联合开拓，中央分列式通风，采煤方法为倾斜长壁综采放顶煤，一次采全高自行垮落法管理顶板，胶带输送机运输，井下辅助运输采用调度绞车和连续牵引绞车运输，轨道巷、胶带输送机巷、回风巷巷道支护方式均为锚网支护，工作面采用联合采煤机割煤，液压支架及时支护顶板，三条集中大巷采用锚喷支护，集中轨道巷还采用锚索补强，集中胶带运输机巷与集中回风巷为沿顶掘进，不用锚索补强，移架采用追机作业方式，属高瓦斯矿井，煤尘无爆炸性。
矿井正常涌水量21.54m3/h，最大涌水量50m3/h。
本矿西北部与山西天地王坡煤业有限公司相邻，相邻处存在山西天地王坡煤业有限公司2005年-2006年开采范围内1处采空积水区（积水区3），该积水区与本井田边界有25m边界保护煤柱相隔，距离现开采3101工作面距离60m，3101辅助进风巷距离该积水区40m，掘进过程中未发现该积水区进入本矿井。
该积水区对和瑞煤业未来3号煤层采掘活动无影响。
2、山西泽州天泰西陈庄煤业有限公司
本矿于1996年建矿，1998年验收投产，生产规模为150Kt/a。
2002年太原设计研究院完成该矿生产能力为300Kt/a的设计，2003年1月-2004年3月完成改扩建，2004年4月16日投产。
2009年资源整合后，
矿井四邻关系示意图图1-3
批准开采3号煤层，矿区面积2.9259km2，生产规模450Kt/a。
采用主斜井、副立井开拓，提升方式为罐笼、带式输送机，通风方式为中央并列式通风，采煤方法为长壁式综采放顶煤，实际生产能力450Kt/a。
本矿西南部与山西泽州天泰西陈庄煤业有限公司相邻，相邻处存在山西泽州天泰西陈庄煤业有限公司1处采空积水区（积水区1），该积水区位于和瑞煤业西南部，该积水区位置低于和瑞煤业3号煤层底板标高，且该积水区与未来3号煤层采掘范围之间被两矿边界保护煤柱（50m）隔开，因此，该积水区对和瑞煤业未来3号煤层采掘活动无影响。
本矿南部与山西泽州天泰西陈庄煤业相邻，相邻处存在1处小窑破坏积水区（积水区2），该积水区距离和瑞煤业工业广场较近，但是受到工业广场及井田边界保护煤柱的阻隔，对本矿3号煤层开采无影响。
3、山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业有限公司
山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业有限公司由原晋城市晋宏实业有限公司窑坪煤矿、泽州县郊北煤矿、山西晋城兴唐煤业有限公司、山西泽州枫东煤业有限公司（十关闭）和泽州县下村镇中村村办煤矿（十关闭）兼并重组整合而成。
现生产能力为1200kt/a。
设计采用斜立井开拓，长壁式开采，工作面采用MG132/300-W型采煤机，SGB-630/150型、SZB-730/40型刮板转载机和DSJ80/40/90型可伸缩皮带运输机运输，主斜井、井下运输采用胶带输送机运输，中央并列式通风。
全井田布置二个水平开采9、15号煤层，在9号煤层中设第一水平，水平标高为+725m。
15号煤层设第二水平，水平标高+685m。
矿井属高瓦斯矿井。
截至2013年12月31日兼并重组整合后的山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业有限公司井田内3号煤层已开采完毕。
现延伸开采井田内9、15号煤层，目前该矿处于基建阶段。
本矿东南部与山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业相邻，相邻处存在1处小窑破坏积水区（积水区4），该积水区距离和瑞煤业工业广场较近，但是受到工业广场及井田边界保护煤柱的阻隔，对本矿3号煤层开采无影响。
据向矿方调查，目前未发现越界开采现象，井田周边无其它小窑进行开采。
矿井及周边矿井基本情况一览表表1-3
矿井名称
批采
煤层
现开采煤层
采煤
方法
生产规模（kt/a）
开拓
方式
瓦斯等级
矿井涌水量m3/h
备注
正常涌水量
最大涌水量
本矿井
山西泽州天泰和瑞煤业有限公司
3
3
综采放顶煤采煤法
450
立井
开拓
高
18.75
28.75
联合
试运转
周边矿井
山西天地王坡煤业有限公司
3、9、15号
3号
倾斜长壁综采
3000
斜立井开拓
高
21.54
50
生产
山西泽州天泰西陈庄煤业有限公司
3号
3号
综采放顶煤采煤法
450
主斜副立井联合开拓
高
21
27
生产
山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业有限公司
3、9、15号
9、15号
综采放顶煤采煤法
1200
斜立井开拓
高
12.5
20.83
基建
第三节地形、地貌
井田位于太行山脉西麓，沁水煤田的东南边缘，地貌划属为侵蚀山地，以低山丘陵为主，沟谷发育，地形变化较大。
井田内地形为北部高南部低。
最高点位于井田北部的中部山梁上（井田1号拐点东侧），海拔标高+1095.12m,最低点位于井田南部沟谷中，海拔标高+916.11m，相对高差179.01m。
工业广场内主立井、副立井和回风立井位于位于井田东部，主立井井口标高为+952.209m，副立井井口标高为+981.915m，回风立井井口标高为+943.455m，井田西部寺头水库所处位置处标高为+951.00m。
井田西南部寺头河最低侵蚀基准面为+888.00m。
第四节气象、水文
一、气象
本区属温带大陆性气候，一年四季分明，昼夜温差大，冬春干旱多风，夏季温湿多雨，秋季云高气爽。
据泽州县气象站截至2013年12月底观测资料，年降水量为295.9-1010.4mm，平均628.0mm，降水量多集中在7、8、9三个月。
年蒸发量为1480.9-2428.3mm，平均1764.9mm，蒸发量为降水量的2-3倍。
年平均气温为16.9℃。
一般7-8月份气温最高，7月份月平均气温为31.5℃，日最高气温为38.5℃（1978.6.30），12月至次年1月间气温最低，1月份月平均气温为-10.6℃，日最低气温为-23.1℃（1972.1.2）。
本区一般在当年10下旬开始结霜上冻，至翌年4月初解冻，全年无霜期192天，最大积雪厚度0.50m，最大冻土深度0.45m。
春夏季以西南风、东南风为主，秋冬季以东北风、西北风为主，最大风力6-7级，平均3-4级。
二、水文
本区属黄河流域沁河水系，沁河支流长河从井田东2.5km处流过，长河为常年性河流，但水量一般不大，旱季约为0.015m3/s。
长河支流寺头河从上寺头村东南流入本井田西南部，在井田西南部向东南流入寺头水库，从寺头水库流出，再向东南方向流，最后从下寺头村西南流出本井田，再流经下寺头村南侧至中村附近汇入长河。
寺头河为季节性河流，据2014年1月13日、2月13日和3月13日观测资料，流量为0.00288m3/s；据2014年4月13日观测资料，流量为0.0029m3/s.旱季无水。
寺头河距离本矿井未来采掘范围较远为200m，对3号煤层开采无影响。
下寺头村水库为一小型水库，据2014年1月13日、2月13日、3月13日和4月13日观测资料，储水量最大为4000m3，水温为-8℃至9℃。
旱季无水。
下寺头村水库距离本矿井未来采掘范围较远为180m，对3号煤层开采无影响。
（见矿井地表水体分布图1-4）。
本井田工业广场附近最高洪水位标高+939m，工业广场内主立井井口标高为+952.209m，副立井井口标高为+981.915m，回风立井井口标高为+943.455m，工业广场附近最高洪水位低于井筒最低标高4.455m，工业广场及井口所在位置不受洪水影响。
矿井地表水体分布图图1-4
第五节地震
据历史记载地震台网监测，上世纪70年代之前，晋城地区共发生过5级以上地震1次，5级以下有感地震44次，最大地震是1303年9月发生在高平的5.5级地震。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）划分标准，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第三组。
第二章煤矿隐蔽致灾地质因素普查
第一节采空区普查
本次采空区调查主要工作方法是通过调查走访，通过收集本矿及周边矿井采掘工程平面图及各种相关台账，以及对矿井内所进行的物探钻探资料进行分析、研究进行的。
一、本井田采（古）空区普查
据矿方提供的3号煤层采掘工程平面图知：
截至2014年9月30日井田东部F1断层以东、轨道大巷以北和采区运输大巷以西的范围3号煤层已采完，井田西部3101工作面已经回采58m。
根据《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司3#煤层采空积水区B区瞬变电磁法勘探报告》以及本次调查走访，本井田内3号煤层共存在7处采空积水区（见图2-1矿井及周边采空区积水分布图），其中4处为地面瞬变电磁法解释，其积水量直接引用《山西泽州天泰和瑞煤业有限公司3#煤层采空积水区B区瞬变电磁法勘探报告》成果；本次调查走访所得出的3处采空积水区，本报告采用公式Q=K·M·F/cosα对其采空区积水面积和积水量进行了估算。
式中：
Q——采空区积水量（m3）；
F——采空区积水面积（m2）；
α——煤层倾角；
M——煤层平均厚度（m）；
K——充水系数，取0.25。
井田内3号煤层存在的7处采空积水区面积、积水量和水位标高分别为：
ⅠWT号积水区面积为157500
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