硯石臺煤礦與東林煤礦礦界恢復(fù)方案

1、南桐礦業(yè)公司硯石臺煤礦與東林煤礦礦界恢復(fù)方案第一章 概況第一節(jié) 礦井簡況一位置硯石臺煤礦位于四川盆地東南緣，地處重慶市南 93km 的萬盛區(qū)，距區(qū)政 府3.5公里，屬萬東鎮(zhèn)、叢林鎮(zhèn)和金橋鄉(xiāng)所轄。井田地理坐標：東經(jīng)106° 55 106° 58，北緯28° 29'29° 01，南以寒心灣平硐為界與東林煤礦接壤， 北以叢林溝河為界與紅巖煤礦井田毗鄰。南北走向長7.0km,東西寬23km面積約 18km2。二交通硯石臺煤礦礦部距萬盛區(qū)行政所在地 3.5km,距南桐礦業(yè)公司所在地清溪 橋7km距重慶市93km （高速路），距南川市40km。礦區(qū)有32km

2、的三（江）萬 （盛）鐵路與川黔鐵路接通；有 34km的萬（盛）南（川）鐵路支線與南川市 相連；有綦（江）萬（盛）高速公路與渝黔高速公路接通，至重慶市93km礦井東側(cè)的川湘公路基本貫穿井田南北，萬（盛）紅（巖）公路貫穿本礦中心； 有鐵路支線與萬盛火車站接軌，交通極為方便。是否說明東林礦的情況二生產(chǎn)簡況硯石臺煤礦建于五十年代末， 1959年投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力 45萬 t/a ， 2005 年核定生產(chǎn)能力 35 萬 t/a 。井筒位于孝子河?xùn)|岸，平硐口地層為嘉陵江四組。 采用平硐加斜井、水平集中運輸大巷、采區(qū)階段石門、兩翼對列式開拓。水平運輸大巷布置于長興組石灰?guī)r中，用采區(qū)石門開拓布置各采區(qū)，現(xiàn)有+

3、320m、+210m 士 0m -250m四個水平，+320m水平于1975年3月結(jié)束，+210m水平于 1985年9月結(jié)束，士 Om水平于1998年2月結(jié)束?，F(xiàn)開采-250m水平，分為四 個階段，布置有四個采區(qū)，主采南翼四采區(qū)。四采區(qū) -125m水平（第二階段） 6#煤層預(yù)計于2006年4月完成回采，4#煤層正在回采-125m水平（第二階段）。第二節(jié) 地質(zhì)條件一地層硯石臺井田位于鮮家坪背斜西翼中段， 地層倒轉(zhuǎn)東傾， 總體呈一單斜構(gòu)造。 地層走向近南北，并與背斜軸基本一致。最老的地層為中志留統(tǒng)韓家店組，出 露于本區(qū)東部，由東往西依次發(fā)育有二疊系、三疊系、侏羅系等，缺乏泥盆系 和石炭系。第四系僅

4、分布于河谷，低洼地帶，一般厚30m左右，極不穩(wěn)定?，F(xiàn)從老至新簡介如下：（1） 中志留系韓家店組（S2h）：下部為灰綠色頁巖夾薄層砂巖，上部為 黃綠色頁巖砂質(zhì)頁巖。厚 600m。（2）二疊系 銅礦溪組（pc）:褐灰色粘土質(zhì)頁巖。厚39m棲霞組（pg）:深灰、黑灰色塊狀與中厚層狀，厚層狀微至顯晶質(zhì)碳巖。厚 247m。茅口組（p1m）:棕灰色、淺棕灰塵色厚層狀中，粗結(jié)晶質(zhì)碳巖。厚 83m 龍?zhí)督M煤系（ p2l ）：為砂質(zhì)、粉砂區(qū)、碳質(zhì)頁巖、土質(zhì)泥巖、硅質(zhì)碳巖和 碳巖組成，含煤六層，可采兩層，為 4#、 6#煤層，煤系地層均厚 98m。長興組（P2C）：棕灰色、深灰色、灰黑色厚層狀、中厚層狀結(jié)晶質(zhì)石灰

5、巖， 質(zhì)純。厚 64m。嘉陵江組（ t1j ）灰色、淺灰色厚層狀，中、厚層狀，薄層狀石灰?guī)r。厚216m。二構(gòu)造硯石臺井田位于鮮家坪背斜西翼中段的強烈倒轉(zhuǎn)部位。 鮮家坪和西翼走向同傾向F 11張性正斷層為井田主控構(gòu)造。鮮家坪背斜造成硯礦井田地層倒轉(zhuǎn)、 扭曲，在其南部形成了黑旗巖扭折帶， 受該扭折帶強烈擠壓影響， 經(jīng)開采證實， 硯礦南翼在+210m標咼以上水坪褶皺發(fā)育；在+210m水坪以下其構(gòu)造應(yīng)力明顯 減弱，構(gòu)造趨于簡單，無大、中型構(gòu)造發(fā)育。F 11斷層為走向同傾張性正斷層，縱貫全井田。F 11斷層由東林井田經(jīng) N6E延展方向切割硯礦煤系地層，向北延伸出本井田，并以N12°E方向縱貫紅

6、巖井田。F 11斷層斷距：南部為150m中部為215m北部為65m,切割 長興灰?guī)r、龍?zhí)睹合?、茅口灰?guī)r及志留系地層。斷層規(guī)模大，兩側(cè)常伴生一系 列次級斷層和褶皺。F 11斷層在硯礦井田南翼切割煤層標高 480550m以上，對以下煤層基本上無影響。F 11 斷層向北切煤標高逐漸變深，其最低標高達 +320m。第三節(jié) 水文地質(zhì)情況 硯石臺煤礦主要充水途徑是大氣降水沿陽新、長興灰?guī)r的巖溶裂隙、斷層 破碎帶、采空塌陷裂進入礦井，大氣降水是主要補給源，制約著礦井涌水量的 變化。硯礦人工礦界所處位置為井田最南端的南四采區(qū)。從各水平開采情況看，該區(qū)域在+2310m水平以上，由東林井田發(fā)育區(qū)褶皺較多，多數(shù)以N

7、E方向斜貫 入硯礦井田，這些褶皺經(jīng)開采證實，其導(dǎo)水性極弱，幾乎不導(dǎo)水。該水平發(fā)現(xiàn) 的少數(shù)斷層，也反是切斷煤層的小斷層，未對煤層頂?shù)装逶斐纱蟮钠茐?。?210m水平以下，礦井構(gòu)造趨于簡單，尚未發(fā)現(xiàn)縱貫兩礦的構(gòu)造發(fā)育。F 11斷 層雖縱貫兩礦并切割兩井田煤系地層，為強導(dǎo)水?dāng)鄬?，但其切煤柱高?+480m 以上，而人工礦井標高在+320m以下，故不存在兩礦田F 11斷層導(dǎo)通問題。隨著礦井開采深度的增加， 巖深、裂隙發(fā)育程度逐漸減弱， 而在井田南翼， 斷層導(dǎo)水明顯減弱。這些導(dǎo)水因素，在硯礦深部水平也不起主導(dǎo)作用。從目前開采情況看，硯礦南部采區(qū)涌水，主要是上部采空水，這樣，沿采 空區(qū)修建人工礦界，把兩礦

8、完全隔開的方案是可行的。第四節(jié) 采空區(qū)冒落情況硯石臺煤礦井田范圍內(nèi)可采兩層煤，分別為 6# (K1)煤層和4# (K3)煤 層，均為急傾角煤層，其傾角約 35°72°之間，平均傾角約65 °，構(gòu)造復(fù) 雜。6#煤層作為4#煤層的保護層開采，其煤厚在02.5m之間，均厚約1.5m; 4#煤層煤厚在0.23.5m之間，均厚約2.0m，局部有厚達8m的厚煤區(qū)。6#煤層和 4#煤層在回采過程中，直接頂垮落較為充分，采空區(qū)充填嚴實， 但隨著下部工作面的回采，預(yù)計上部采空區(qū)充填物會緩慢向下移動。第二章 恢復(fù)礦界的意義硯石臺煤礦與東林煤礦，均為南桐礦業(yè)公司(原南桐礦務(wù)局)下屬的兩

9、個 二級礦井。兩礦礦井邊界經(jīng)礦務(wù)局協(xié)調(diào)，作了多次調(diào)整，硯礦井田邊界逐次向 東林井田延伸。硯礦+210m水平向東林煤礦延伸的南四區(qū)，現(xiàn)已采完為采空區(qū)， 其上部為老三井采空；士 0m水平向東林延伸的南四區(qū)，同樣為采空區(qū)，其上部 為東林煤礦采空區(qū)； -250m 水平南延伸的六采區(qū)，目前正在布置，其上部為東 林煤礦生產(chǎn)采區(qū)。兩礦在接界采區(qū)，雖留有礦井隔離煤柱。但因種種原因遭破 壞，現(xiàn)最窄處25m不能起到隔水作用。而硯礦向東林井田增劃(延伸)的采 區(qū)，其上部均為東林和老三井采空區(qū)，它們僅有1525m斜距的水平煤柱相隔， 經(jīng)開采破壞后，無法起到隔水作用。硯礦向東林增劃的采區(qū)，開采后，其上部 采空水隨即全部

10、涌入所采區(qū)域，曾造成工作面局部突水和礦井涌水量劇增，因 而證實，東林煤礦采空區(qū)與硯礦采空區(qū)完全連通，已無安全屏障。硯礦與東林煤礦開采水平不同，所剩儲量不同，因而兩礦閉坑時間不同。 為避免兩礦中任一礦井因閉坑不能排水，或因水突淹井，而造成另一礦井同時 被淹或閉坑的嚴重后果，在兩礦邊界間，沿所采煤層采空區(qū)，由其開采破壞的 最低示高 -100m 起，從下向上，砌筑人工支撐墻，進行煤柱恢復(fù)（支撐墻最高 標高為兩礦能自行排水的平硐標高+320m。其目的是把兩礦間連通的采空區(qū)完 全隔開，達到兩礦均能正常生產(chǎn)，確保安全。第三章 礦界恢復(fù)方案比較和選擇第一節(jié) 方案介紹一方案提出由于礦界恢復(fù)主要目的是對已套通的

11、采空區(qū)進行封堵， 主體工程是在兩層 煤的采空區(qū)各修筑一道隔離墻，所以方案的選擇主要是針對底板運輸巷的比 較。重新恢復(fù)礦井隔離煤柱，其工程量較大，也比較困難，本著安全第一、便 于施工的原則，經(jīng)過初步研究推薦以下三個備選方案：1. 士 0m- +320m底板軌道上山提升方案2. -125m+320m底板軌道上山提升方案3. 水平大巷運輸方案二.方案介紹1. 士 On+320m底板軌道上山提升方案（1 ）布置方式在±0m水平南運輸大巷盡頭開口作30°軌道上山，在+320m標高落平向東（煤層方向）掘石門與煤層中的封堵上山連通，形成通風(fēng)、運輸、行人系統(tǒng)；封堵上山從-100m標高向上作

12、35°偽斜褶皺式上山，封堵上山轉(zhuǎn)拐兩次分成三個不同垂高的階段。封堵上山分級提升。（2）工程量序 號井巷名稱斷面 形狀井巷規(guī)格斷面（m）井巷設(shè)計 長度（m單價 （萬元）費用（萬元）備注1軌道上山拱形3m*2.5m17.506500.1384.5:含絞車房2石門和車場拱形3m*2.5m7.506000.1378.03 :封堵上山梯形3m*2.2m*2.2mP 5.72 114800.13192.4合計2730354.9（3）綜合評價優(yōu)點：1）工程量較小，便于同時施工；2）形成回風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)路線短；3）費用投入較少。缺點：1）封堵上山分級提升實施較為困難，運輸環(huán)節(jié)多。2. -125m+32

13、0m底板軌道上山提升方案（1）布置方式從四區(qū)-125m南抽放巷盡頭處掘石門至底板長興灰?guī)r中， 再開口作30°軌 道上山，在+320m標高落平向東（煤層方向）掘石門與煤層中的封堵上山連通， 形成通風(fēng)、運輸、行人系統(tǒng)；封堵上山從-100m標高向上作35°偽斜褶皺式上 山，封堵上山轉(zhuǎn)拐兩次分成三個不同垂高的階段。軌道上山和封堵上山分階段 用石門連通，封堵上山不擔(dān)負提升任務(wù)。（2）工程量序 號井巷名稱斷面 形狀井巷規(guī)格斷面（m）井巷設(shè)計 長度（m單價 （萬元）費用（萬元）備注1軌道上山拱形3m*2.5m7.508600.13111.8含絞車房2石門和車場拱形3m*2.5m7.506

14、000.1378.03封堵上山梯形3m*2.2m*2.2m5.7214800.13192.4合計2940382.2（3）綜合評價優(yōu)點：1）形成回風(fēng)系統(tǒng)；2）封堵上山不擔(dān)負提升任務(wù)，運輸環(huán)節(jié)少。缺點：1）工程量較大，費用增多；2）目前四區(qū)-125m石門有采掘活動，因而該石門和四區(qū)軌道上山所擔(dān)負的 運輸任務(wù)太重，滿足不了要求。3. 水平大巷運輸方案（1）布置方式將士 On、+210m +320m南運輸大巷補掘到四區(qū)，利用各水平石門與封堵上 山連通，形成通風(fēng)、運輸、行人系統(tǒng)；封堵上山從 -100m標高向上作35°偽斜上山，各水平運輸大巷和封堵上山均擔(dān)負運輸任務(wù)（2） 工程量序 號井巷名稱斷

15、面 形狀井巷規(guī)格斷面（m）井巷設(shè)計 長度（m單價 （萬元）費用（萬元）備注1± 0m南大巷拱形3m*2.5m7.503500.1345.52+210m南大巷拱形3m*2.5m7.50:1000.1313.03+320m南大巷拱形3m*2.5m7.506200.1380.64石門和車場拱形3m*2.5m7.505000.1365.05封堵上山梯形3m*2.2m*2.2m5.72P 14800.13192.4合計3050396.5（3）綜合評價優(yōu)點：1）形成回風(fēng)系統(tǒng);2）平巷易于施工。缺點：1）工程量較大，費用增多；2）封堵上山不轉(zhuǎn)拐，其展布面積大，預(yù)計下部采動影響會對該圭寸堵墻造 成破

16、壞。第二節(jié)方案選擇按照最小費用法與安全性能最高相結(jié)合的比較方法，經(jīng)過較全面的技術(shù)經(jīng)濟比較，方案一綜合評價指標最為合理，為備選方案中的最佳方案，推薦方案 一（士 0mr- +320m底板軌道上山提升方案）作為實施方案，即選擇底板長興軌 道上山與褶皺式封堵上山相結(jié)合的布置方式。第四章 人工礦界的施工第一節(jié)施工方式和順序一.施工巷道參數(shù)序 號井巷名稱斷面 形狀井巷規(guī)格斷面（m）井巷設(shè)計 長度（m）巖石類型支護 方式備注1軌道上山拱形3m*2.5m7.50650長興灰?guī)r裸2石門和車場拱形3m*2.5m7.50 I600長興灰?guī)r裸3封堵上山梯形3m*2.2m*2.2m5.721480砂巖架廂合計2730

17、二. 人工礦界的參數(shù)人工礦界為兩條人工澆鑄的混凝土墻，6#煤層和4#煤層采空區(qū)各一條1. 人工礦界長度：740m條，共兩條人工礦界，全長 1480m2. 人工礦界寬度：15m3. 人工礦界厚度：2.5m;4. 人工礦界的澆鑄體積：55500m。三. 人工礦界的施工順序分二支隊伍同時施工，一支隊伍施工底板長興灰?guī)r軌道上山和 +320m石門,另一支隊伍先施工 6#煤層采空區(qū)封堵上山，后施工 4#煤層采空區(qū)封堵上山。 當(dāng) 6#煤層采空區(qū)封堵上山與底板長興灰?guī)r軌道上山貫通形成通風(fēng)、運輸系統(tǒng) 后，即可進行 6#煤層采空區(qū)人工礦界的墻體澆鑄工作。6#煤層采空區(qū)人工礦界的墻體澆鑄時，先將封堵上山寬度擴大到1

18、5m作為墻體的澆鑄空間，邊擴大寬度邊進行墻體澆鑄。墻體采用水泥砂漿和片石進行澆鑄，水泥砂漿由水泥、石粉和水均勻混合 而成，要求干濕適中。在澆鑄時邊鋪片石邊澆鑄水泥砂漿，使其完全整合，不 留有空隙。通風(fēng)路線：士 Om水平南運輸大巷t底板軌道上山t封堵上山t四米區(qū) -125m南抽放巷t四米區(qū)-125m石門t四米區(qū)回風(fēng)上山t +210m回風(fēng)平巷t總 回風(fēng)上山。行人路線：地面t +320m人車斜井t士 Om主石門t士 Om水平南運輸大巷t 底板軌道上山t封堵上山t澆鑄地點t四米區(qū)-125m南抽放巷t四米區(qū)-125m石門t四米區(qū)軌道上山t士 Om水平南運輸大巷t士 Om主石門t +320m人車斜 井t地面材料路線：地面t