新峰四矿技术改造初设说明G.doc
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1、平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 1 平禹煤电公司四矿技术改造平禹煤电公司四矿技术改造 初步设计说明书初步设计说明书 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 2 前前 言言 一、说明一、说明 根据 2007 年 10 月 9 日河南省煤炭工业局组织专家对平煤集团 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计进行了评审,形成了平禹煤 电公司四矿技术改造初步设计评审专家组意见 ,我院于 2007 年 12 月按照专家组提出的意见,组织相关专业人员对平煤集团平禹煤 电公司四矿技术改造初步设计进行了修改补充。 二、概述二、概述 新峰四矿位于禹州市境
2、内,在市区西南 8km 处。东至许昌 45km,北至郑州 89km,南至平顶山 62km。 该矿是 1985 年 12 月 7 日经省地方煤矿公司审查并由新峰矿务 局自行设计、施工的一对改扩建矿井。于 1996 年 10 月份投入生产, 原设计开采五2、六4煤(根据 2006 年 12 月 30 日河南省煤田地质局 四队提交的河南平禹煤电有限责任公司四矿生产矿井地质报告 描述五2煤变更为六2煤层、六4变更为七2煤层),因煤层薄、煤质 差现暂时不采,现主采二1煤层,采用斜井单水平上、下山开拓全 井田,设计生产能力 0.30Mt/a ,1997 年核定生产能力 30 万 t。 现有二个生产采区(采
3、区、采区)和一个下山准备采区 (即本次设计投产的技改采区) 。 截止 2006 年 10 月 31 日,采矿证限定标高范围内(矿区范围内 0-400m 水平)二1煤层资源储量估算水平面积约 4167103m2,其 中采空区水平面积 241103m2;六2煤层资源储量估算水平面积约 2161103m2,其中采空区水平面积约 511103m2;七2煤层资源储量 估算水平面积约 3636103m2,其中采空区水平面积约 819103m2。 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 3 本次报告共获资源储量 2925.5 万吨。二1煤层资源储量 2028.4 万吨, 其中动
4、用储量(111b)155.3 万吨,保有经济基础储量(121b)1402.9 万吨,推断的内蕴经济资源量(333)470.2 万吨;六2煤层资源储 量 343.5 万吨,其中动用(111b)77.6 万吨,保有经济基础储量 (121b)、(122b)分别为 102.0 万吨和 53.0 万吨,推断的内蕴经 济资源量(333)110.9 万吨;七2煤层资源储量 553.6 万吨,其中动 用(111b)121.1 万吨,保有经济基础储量(121b)、(122b)分别 为 125.2 万吨和 52.0 万吨,推断的内蕴经济资源量(333)255.3 万 吨,详见下表。 采矿证限定标高范围内各煤层资源
5、储量汇总表采矿证限定标高范围内各煤层资源储量汇总表 经济基础储量(万吨) 资源量(万吨) 煤层 动用储量 (111b) 基础储量 (121b) 基础储量 (122b) (333) 合 计 二1155.31402.9470.22028.4 六277.6102.053.0110.9343.5 七2121.1125.252.0255.3553.6 合计354.01630.1105.0836.42925.5 随着新峰矿务局归入平煤集团以及平禹煤电公司的成立,根据 集团公司意见,对原下山采区初步设计进行修改,特别是依据该矿 井的煤层地质特点,把原设计的采煤方法炮采变为综采,一来可大 幅度提高产量和生产效
6、率,降低成本,二来可为下一步矿井东部 采区的综合机械化生产打下基础,同时也可以充分利用平煤集团在 长期综合机械化采掘方面所积累的设备资源和技术、人力资源等优 势。因此,适时的对矿井的采掘布置进行设计优化、修改,以及对 矿井外部的各生产系统进行改造是保证矿井正常接替,增产提效的 前提。 三、编制设计文件的依据三、编制设计文件的依据 1、平禹煤电公司四矿提供的审查批准河南省禹县煤田梁北一 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 4 号井田精查综合勘探地质报告决议书 2、平禹煤电公司四矿提供的新峰四矿下山采区初步设计说明 书 3、平禹煤电公司四矿提供的平禹煤电公司四矿矿
7、井生产能力 核定说明书 4、平禹煤电公司四矿提供的 2005 年矿井瓦斯、煤尘以及煤的 自燃倾向性等鉴定报告、资料。 5、河南省煤田地质局四队提供的河南平禹煤电有限责任公司 四矿生产矿井地质报告 。 6、平煤地便20079 号关于平禹煤电公司四矿矿井修编地质 报告的初审意见 。 四、设计指导思想四、设计指导思想 设计着重体现矿井各环节生产能力,兼顾眼前利益并考虑长远 效益的情况下,保证矿井生产正常接替;以经济效益为中心,以市 场为导向,依靠科技进步,提高矿井技术装备水平和工作面单产能 力,简化生产环节,实现合理集中生产,同时设计充分体现“以人 为本、安全第一”的生产方针。如在矿井煤与瓦斯突出的
8、治理上, 结合矿井实际,初期采用井下移动式抽放泵站,在生产中根据瓦斯 实际涌出情况,进一步研究采用其它瓦斯治理方法;在主、辅运输 系统方面尽可能减少环节,实现生产的连续性,既能提产增效,又 可减少事故,保证安全生产。 五、设计的主要特点五、设计的主要特点 1、矿井开拓方式经多方案比较、优化,结合四矿实际选择合理 的开拓开采方式。 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 5 2、矿井生产按一区单面布置(配风按一区一面一准备) ,保证 采掘接替正常。 3、井下煤炭运输实现胶带化及连续化。 4、设计充分考虑了采区的地质条件及现行施工中的经验与教训, 投产的技改采区暂按三
9、条下山进行布置,在采区投产后,根据实际 揭露情况,再确定是否布置第四条下山(第二条回风下山) 。 5、采区下山布置在斜井保护煤柱中,压煤量少,提高了煤炭回 收率。 6、采掘机械化程度较高,矿井配备的综采设备以租赁的方式组 织生产。 7、充分利用矿井现有主、辅助运输等生产系统,减少了技改投 资并能缩短工期。 六、问题与建议六、问题与建议 1、为减少投资,并与现有的生产系统相衔接,在设计中充分考 虑利用现有的井巷工程,由于部分巷道年久失修,甚至有的已经封 闭,所以,在主下山采区达到投产条件以前,应及时维护,以满足 矿井生产及安全的需要。 2、在煤层底板灰岩附近进行采掘活动必须坚持“有疑必探,先 探
10、后掘”的原则,结合现场实际施工 L6的泄水巷;采用多种物探手 段进一步查明矿井内的构造发育情况,以便提前做好过断层的防治 水工作。 3、在形成采面之前,应先打区段泄水巷(兼作下区段的回风顺 槽)泄水,以保证采面的回采安全。 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 6 4、由于该矿井没有综采的历史,为保证综采设备的顺利运输、 安装、运行,需对井上、下部分环节进行配置和改造,如井下-20m 主石门巷道高度较低,不利于大型设备的运输,就应该及时的进行 扩修,从而保证生产的顺利进行,又如根据综采生产配风要求,在 采区的回风通道中,采区总回风上山、采区总回风平巷等断面 过小
11、,风速超限,达不到规程要求,就必须进行工程补套或环 节改造。 5、在主下山采区二1煤层回采之前,必须对该矿-270m 水平泵 房、水仓及变电所进行核算,根据设计要求进行扩容或扩建工作。 6、为应对井下突发事故的发生,加强职工日常职业,培训提高 职工素质,熟悉避灾路线。 因此,只有解决以上各问题,才能保证矿井技改后的顺利开采。 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 7 第一章第一章 矿井概况及地质特征矿井概况及地质特征 第一节第一节 矿井概况矿井概况 一、交通位置一、交通位置 矿山有公路与外界相通,东北至禹州市 5km,至许昌市 33km, 北部 1.5km 左右
12、有许昌禹州地方铁路穿过,至许昌与京广铁路相 连。禹州市与新郑市、许昌市、郏县、平顶山市均有公路相连,交 通十分便利。详见交通位置示意图 1-1-1。 图 1-1-1 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 8 二、开采范围二、开采范围 技术改造后投产的采区位于井田中部,-270m 运输大巷下部, 东起 I 采区断层,西至井田西部边界,南(深部)以-400m 水平为 界,北(浅部)至-300m 二1煤层等高线;采区标高范围:上限标高 为 -300m,下限为 -400m,地面标高为 +165m,煤层埋深 465565m。采区走向长 2900m,倾斜斜长 413m,面积
13、约 0.85km2。 三、地形及地貌特征三、地形及地貌特征 本区为丘陵区,海拔高度为+125.3+309.35m,相对高差 184m 左右。区内地势中间高四周低,西部高东部低,冲沟发育,有利于 地表水排泄。 四、地表水四、地表水 本区地表水系不发育,仅在井田北部边界外有发源于嵩山南麓 属淮河水系的颍河,自西北向东南流过,河谷宽 150320m,历年 最大流量 1720m3/s(1957 年 7 月 10 日) ,最小近于零(1958 年 12 月 10 日、1970 年 1 月 12 日,实际受上游水库控制而减小) ;年最 大迳流量 8.772108m3(1964 年) ,最小 0.08210
14、8m3(1960 年) ; 最高水位标高+130.85m(1974 年 8 月 7 日) ,最低+102.12m(1953 年 6 月 4 日) 。颍河上游的禹州市白沙镇筑水库一座,配有人工灌渠 直达矿区北部边界外的郭村、秦村一带,当灌渠放水时地下水位升 高。此外,矿区内还有数条人工改造的河溪,仅在丰水期补给地下 水和汇集地表水,形成季节性地表迳流。 五、气象及地震五、气象及地震 本区属大陆性半干旱气候,根据禹州气象站历年的观测记载, 年平均降水量为 664.4mm,最大降水量为 1076.0mm(1964 年),最小 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 9
15、降水量为 439.9mm(1968 年),降水量多集中在 69 月。年平均气温 14.4,最高气温 42.9(1972 年 6 月 11 日) ,最低温-13.9 (1958 年 1 月 6 日) 。最大风速 19m/s,冬季多东北风,夏季多东南 风。历年霜冻期为 11 月至翌年 3 月,最大冻土深度 200mm。 据国家地震局编制的地震烈度区划图,本区属低于地震烈度六 度区。 据禹州市志记载,公元前 5 年至 1949 年发生地震 13 次,其中 大震 3 次。解放后,成立了禹州市地震观测台,1966 年至 1980 年 先后观测到地震 10 次,其中 2 级以上 6 次。1975 年至 1
16、993 年 18 年间,汝州、郏县、禹州三地发生 28 次地震,震级一般 2.13.5 级,最大 4.7 级。本地区地震频繁,说明新构造活动强烈。本设计 震烈度暂按 6 度考虑。 六、经济概况六、经济概况 区内经济较为繁荣。工业以煤炭、建材、陶瓷为主;农业以小 麦、玉米、烟叶为主;牧业以牛、羊为主;矿产资源主要有煤炭、 铝土矿、耐火粘土矿、水泥灰岩等。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、地质构造一、地质构造 (一) 、地层 根据钻孔揭露、地表出露及区域资料,本区地层由老到新有: 上寒武统长山组;中石炭统本溪组、上石炭统太原组;下二叠统山 西组、下石盒子组,上二叠统上石盒子组、石千峰组及第四系
17、。平 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 10 顶山砂岩在三峰山东、西峰一带出露,三峰山北有上石盒子组地层 零星出露。总厚度约 1103m。其中上石炭统太原组上二叠统上石 盒子组为含煤地层,含煤 52 层,总厚 706.5m。由老到新分述如下: 寒武系() 1、上寒武统(3) 据区域资料,为一套海相碳酸盐岩沉积。 长山组(3ch):厚 65m,浅灰色、灰色白云质灰岩,上部 中厚层状,下部薄层状;夹泥质条带,下部夹黄绿色泥岩。与下 伏崮山组整合接触。 石炭系(C) 1、中石炭统(C2)本溪组(C2b):厚 3.57.5m,平均 4.5m,灰色铝质泥岩,块状,偶含
18、紫斑,具鲕粒,含黄铁矿散晶及 结核。本组属泻湖海湾相沉积,层位稳定,是对比的良好标志。 与下伏寒武系地层呈角度不整合接触。主要化石有: Lepidodenolron oculus-felis 猫眼鳞木 Sphenopteris parbaeumleri 凸模楔羊齿 2、上石炭统太原组(C3t)一煤段 下界起于铝质泥岩顶界,上界止于 L11灰岩(泥灰岩、致密泥岩) 顶界,厚 64.577m,平均 68.5m。由深灰色厚层状石灰岩、泥岩、 细、中粒砂岩及煤组成,含石灰岩 11 层,煤及炭质泥岩 6 层。煤层 均不可采。与下伏本溪组地层整合接触。依岩性组合特征分为下部 石灰岩段、中部砂泥岩段及上部石
19、灰岩段三个岩性段。下部石灰岩 段:上界止于 L4灰岩顶界面,平均厚度 20.5m;中部砂泥岩段:上 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 11 界止于 L7灰岩顶界面,平均厚度 16m;上部石灰岩段:上界止于 L11灰岩顶界面,平均厚度 32m。主要动物化石有: Schwagerina sp. 希瓦格蜓 Dictyoclostus sp. 网格长身贝 Schubertella sp. 苏伯特蜓 Quasifusulina longissima 长似纺缍蜓 S. elongates 细长曲鄂刺 Quasifusulina cayeuxi 凯佑氏似纺缍蜓 Schwa
20、gerina cervicalis. 枕形希瓦格蜓 Chonetes carbonifera 石炭戟贝 二叠系(P) 根据古植物群面貌及岩石组合特征,二叠系含煤地层自下而上 划分为下统的山西组、下石盒子组和上统的上石盒子组及石千峰组, 各组的上界依次为砂锅窑砂岩(Ss)、田家沟砂岩(St)和平顶山砂 岩(Sp)的底界,各组之间以及与下伏石炭系太原组之间均为整合 接触。山西组、下石盒子组及上石盒子组为含煤地层,总厚度 638m。根据沉积旋回、煤岩层组合特征划分为八个煤段,含煤 46 层,其中山西组为二煤段,下石盒子组划分为三六煤段,上石盒 子组划分为七九煤段。 1、下二叠统(P1) (1)山西组
21、(P1s)二煤段 为二1煤赋存层位。厚度 6683m,平均 70m。由深灰、黑灰 色泥岩、砂质泥岩及细、中粒砂岩及煤层组成,含煤及炭质泥岩 7 层,其中下部的二1煤层为主要可采煤层,其余煤层均不可采,二3 煤层偶达可采厚度。依其岩性组合特征自下而上划分为:二1煤段、 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 12 大占砂岩段、香炭砂岩段和小紫泥岩段。二1煤段:上界止于大占 砂岩底界,平均厚度 10m。大占砂岩段:上界止于大占砂岩顶界, 平均厚度 21m。香炭砂岩段:上界止于小紫泥岩底界,平均厚度 21m。小紫泥岩段:平均厚度 18m。植物化石丰富,主要有: Lepi
22、dodendron posthumil 斜方鳞木 L. oculus-felis 猫眼鳞木 L. acutangulum 锐角鳞木 Stigmaria ficoides 脐根座 Callipterdium koraiense 朝鲜丽羊齿 Cordaites principalis 带科达 Palaeoneilo sp. 古尼罗哈 Spbenophyllum kawsakii 马齿楔叶 S. cf. minor 宽卵楔叶 Cladophlebis cf. manchurica 东北枝脉蕨 (2)下石盒子组(P1x) 划分为三、四、五、六煤段,含煤及炭质泥岩 22 层。平均厚 310m。 三煤段:
23、厚度 73100m,平均 81m。按其岩性组合特征自下 而上划分为三个清晰的岩性段:下部砂锅窑砂岩段、中部大紫泥岩 段及上部泥岩段。其中砂锅窑砂岩(Ss)为浅灰绿灰色中、粗粒 石英砂岩,次棱角次圆状,分选中等,硅质胶结,大型板状交错 层理及平行层理;下部粗粒,上部中粒,正粒序,底部含石英、燧 石砾及泥砾,局部为细砾岩。该层砂岩层位稳定,易于对比,为本 区主要标志层之一。上部泥岩段偶含薄煤及炭质泥岩层位 8 层,均 平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书(改) 平煤集团设计院有限公司 13 不可采;含舌形贝和丰富植物化石,其下为含菱铁质颗粒的细粒砂 岩,含少量紫斑、暗斑。 主要植物化石有: Pl
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