磴槽煤礦深部開拓措施說

1、磴槽煤礦深部開拓方案說明1、礦井現(xiàn)狀1.1、 礦井地質(zhì)本井田位于箕山背斜北翼中段，地層自老到新有寒武系、石炭系二疊系和第四系。井田內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造簡單，地質(zhì)報告中井田中部有 F6正斷層，但在采掘過程中又揭露了一條較大斷層和一些小斷層，其中較大斷層落差3.520M，初步推斷為逆斷層。地層走向近東西，傾向北，煤層傾角2628o。1.2、開采煤層磴槽煤礦現(xiàn)開采山西組的二1煤和太原組的一 3煤，二 1煤和一 3煤之間發(fā)線距離約 50M左右。其中：二 1煤層厚度 012.70M，平均厚度約 5.30M，一 3煤厚度 0.37M1.13M，平均厚度 0.7M。1.3、煤層頂?shù)装?、?1

2、煤頂?shù)装?，?1煤層位于山西組下部，其頂板大部為中及細粒砂巖，局部為泥巖、粉砂巖，底板以泥巖為主，局部為炭質(zhì)泥巖或泥巖。二 1煤層含有一層夾矸，夾矸厚度0.020.70M，一般為 0.100.37M，平均厚 0.24M，巖性為炭質(zhì)泥巖或泥巖。、一 3煤頂?shù)装?，?3煤位于太原組下部石灰?guī)r段，上距L 7石灰?guī)r31M ，下距鋁質(zhì)泥巖 M 1）頂界 10M。煤層頂板為 L3石灰?guī)r，底板為 L2 石灰?guī)r，大部有泥巖或炭質(zhì)泥巖偽底。1/151.4、礦井瓦斯、二 1煤的瓦斯涌出在白坪井田勘探 精查）地質(zhì)報告中，該井田中央的箕F31、箕 F19兩斷層又把本井田劃分為東西兩大部分，而磴槽煤礦正處于箕F31、箕

3、 F19兩斷層的西部。東部小煤礦井下沼氣均小于0.2%，無瓦斯事故史料，而西部的部分礦井有瓦斯集中涌出現(xiàn)象，尤其以煤巷掘進工作面較高，有聲征兆較為明顯。西鄰新新煤礦1972年開采標(biāo)高 +324M 時，相對瓦斯涌出量為4.47m3/噸 日； 1977年水平延深至 +260M 時，相對涌出量為 9.04m3/噸 日； 1991年開采水平為 +100M 時，相對涌出量為 18.8m3/噸 日。從而表明西部礦井隨著開深度的增加，瓦斯的相對涌出量也隨著遞增。、二 1煤的煤與瓦斯突出本礦井西鄰新新煤礦 7井1991年10月9日掘進 +88M 水平大巷西 1000M上山切眼時，發(fā)生煤與瓦斯突出事故，噴出瓦斯

4、4000余m3，突出煤量 180噸。堵塞巷道 40余M 。、井田勘探的二 1煤瓦斯根據(jù)勘探其沼氣含量觀察值為018.25ml/g 燃。其沿走向、傾向分布情況從下表可以看出白坪井田瓦斯含量西部比東部高，沿傾斜方向由淺至深西部含量明顯增加，而東部則與埋深無關(guān)。含量 ml/g.燃走向分部傾向分布 兩極值 /平均值 西 部018.257.00(28010.65/3.63(207.2718.25/14.57(82/15東 部0.0713.092.94(320.0713.09/3.20(250.555.95/2.0(7、瓦斯主要地質(zhì)因素分析、構(gòu)造因素以箕 F31和箕 F19斷層為界，東、西部構(gòu)造復(fù)雜程度差

5、別較大，瓦斯分布與含量截然不同，以此可將其劃分為東、西兩個瓦斯地質(zhì)單元，分述如下：西部單元為單斜構(gòu)造，地層傾向北，傾角2530C，斷層少，延展長度及落差較小，瓦斯不能充分釋放，故含量較高結(jié) 論(ml/g 燃 (Mpa( PDKP/H3/15D2.5 或 D0.001無突出危險0.82.5,100.6且 K15(f(MpaK= P/f(D(P/H付 98050.1410106310.13238.4610107290.0981.704295.9240.500.00210802290.11263.6410809240.09266.6710911200.10200.00注： P-瓦斯壓力 (Mpa ；

6、 H 煤層埋深 M ）； D-.從上述兩表比對可知，二1煤層瓦斯放散初速度高，煤的堅固性系數(shù)低，綜合指標(biāo) K、D、P/H，遠遠大于突出臨界指標(biāo)，故二1煤層屬瓦斯嚴(yán)重突出危險煤層。、瓦斯綜合評價結(jié)果借鑒西鄰新新煤礦資料，始發(fā)瓦斯突出深度高300M，始突出水平沼氣含量為 5ml/g 燃，以此值作為本礦煤與瓦斯突出臨界指標(biāo)，可得出綜合評價結(jié)果詳見下表指 標(biāo)瓦斯含量瓦斯壓力埋藏深度突出傾向ml/g燃）Mpa）m）無突出危險帶50.3101.0600依據(jù)上述指標(biāo) ,煤與瓦斯突出傾向評價結(jié)果如下:本井田 +100M 以上為無突出危險帶，+100-4/15200M 水平為一般突出危險帶，-200M水平以下為

7、嚴(yán)重突出危險帶。、瓦斯綜合評價結(jié)論綜上所述，構(gòu)造是控制井田煤層瓦斯難以逸散及分布不均衡的主導(dǎo)地質(zhì)因素，由于井田東西部構(gòu)造的差異較大，瓦斯賦存表現(xiàn)出明顯的差別，在煤層埋藏未受其它地質(zhì)因素影響的情況下，瓦斯含量依煤層埋深增大而增大。向斜核部、厚煤層、泥質(zhì)類頂板相互迭加部位，可形成良好的封閉條件，造成局部地塊瓦斯含量富集。因此，本礦井深部二1煤開采是預(yù)防煤與瓦斯突出的主要地帶。、一 3煤瓦斯據(jù)鄰近礦井的瓦斯資料，一3煤層瓦斯成份以 CH4為主，平均 68%， CH2平均 9%，N2平均 23%。為低沼氣煤層。1.5、煤塵的爆炸性和自燃性一3和二 1煤塵均有爆炸性和自燃性。1.6、井田水文地質(zhì)、地質(zhì)報

8、告水文地質(zhì)依據(jù)地質(zhì)報告，本井田共劃分7個含水層、 5個隔水層。自上而下分別為：上寒武統(tǒng)和中奧陶灰?guī)r含水組、太原組下段灰?guī)r含水組、太原組上段灰?guī)r含水組、山西組砂巖含水組、五3煤頂?shù)装迳皫r含水組、平頂山砂巖含水組、第四系含水層。其中：上寒武統(tǒng)和中奧陶灰?guī)r含水組水位標(biāo)高為 +428.62229.25M，為巖容裂隙承壓水。含水層頂至一3煤底板平均距離約 20余 M；太原組下段灰?guī)r含水組水位標(biāo)高+299.76128.09M，是5/153煤頂?shù)装逯苯映渌畬雍投?1煤底板直接充水層；太原組上段灰?guī)r含水組水位標(biāo)高 +302.295412.80M是二 1煤底板直接充水層；山西組砂巖含水層水位標(biāo)高 +320.

9、86371.81M，含水組富水性弱，屬砂巖裂隙水承壓水，為二 1煤頂板直接充水層；其它含水層對開采影響不大，故不在敘述。隔水層有為本溪組鋁質(zhì)泥巖隔水層、太原組中段砂泥巖隔水層、二1煤底板隔水層、下石盒子泥巖類隔水層和上石盒子組泥巖類隔水層。本溪組鋁質(zhì)泥巖隔水層是上寒武統(tǒng)和中奧陶灰?guī)r含水組與太原組下段灰?guī)r含水組之間的隔水層。太原組中段砂泥巖隔水層是太原組上、下段灰?guī)r間的隔水層。二 1煤底板隔水層因隔水性能差可不考慮有隔水作用。下石盒子泥巖類隔水層和上石盒子組泥巖類隔水層因厚度大，層位穩(wěn)定，是良好的隔水層。、水文地質(zhì)調(diào)查另據(jù)本礦突水情況水文地質(zhì)調(diào)查，主要含水組的寒武統(tǒng)和中奧陶灰?guī)r含水組水位標(biāo)高有所

10、變動，調(diào)查詳情如下：(鄭煤集團洋旗煤炭有限責(zé)任公司突水情況水文地質(zhì)調(diào)查2006年7月6日晚上 11時，鄭煤集團洋旗煤炭有限責(zé)任公司西礦原昌宏一 3礦）井下發(fā)生突水。 2006年7月7日13時該礦突水通過采空區(qū)涌入我礦一 3井。我礦組織有關(guān)專業(yè)人員，對突水情況進行了調(diào)查，情況如下：、突水情況調(diào)查突水點位置：位于昌宏煤礦副斜井以東六平巷470M處的上山以上 86/15M 處底板上。突水點坐標(biāo)，由該礦的采掘工程平面圖上量?。篨:3800297、Y：38410664、 h：+126M。突水狀態(tài)為：由一 3煤層底板灰?guī)r的大裂縫中涌出，裂縫寬度據(jù)昌宏礦上人講人可以進入估計有 0.30.4M），裂縫走向 7

11、00。根據(jù)突水點沖出之物分析，該突水點所涌之水為寒武系灰?guī)r水。證據(jù)為沖出物中有石炭系本溪組的鋁質(zhì)巖及含白云質(zhì)灰?guī)r團塊的角礫巖。另據(jù)調(diào)查：在該礦副井東四平巷口處的突水點，坐標(biāo)為：X：3800162、Y：38410223、h:+161.3M 。突水點周圍狀況：巷口為L1-L 2 灰?guī)r，灰?guī)r中夾層巖石有碎裂痕跡，巷口底部為磚碹圓井，井深2.30M，出水點在井底，該處巷頂標(biāo)高為165.6M，所以推算出水點標(biāo)高應(yīng)為161.3M。據(jù)該礦秦總及工作人員講述，該出水點突水時間為2002 年 8月，當(dāng)時突水水量在3，排至這次突水前，水量降至3，300m/h3050m/h本次六平巷東 470M上山口上 8M處突水

12、后，該處水干了。另據(jù)反映該礦一平巷亦有突水點，情況不詳。、周圍情況調(diào)查、桑樓村機井桑樓村機井位于村中東部。圖面量取坐標(biāo)為：X： 3799574、 Y：38409093、 h:487.7M 。該機井情況依據(jù)該村支書朱占青介紹，井深670M，該井施工時，井深80100M之間見一溶洞，洞高1.5M溶洞標(biāo)高應(yīng)為 +390+400M）干洞。用黃泥堵，則昌宏煤礦井下會出黃泥水。后用水泥將該溶洞封死，后在100M 之下，又見一溶洞，洞不大，無水，堵7/15之。該井現(xiàn)有水為下部水，水位在90-100M，下泵位置在 300 多 M。該水不可飲用，飲后會拉肚子。安裝2.5 寸泵排水 . 用水時，泵一個小時就泵不上

13、水了，說明該井下部的涌水量不大。分析該井下部層位可能為下寒武系地層。上部80-100M 見之溶洞應(yīng)為上寒武系溶洞，且與昌宏煤礦的裂縫有聯(lián)通之可能。、磴槽一 3 井見水情況據(jù)一3 井副井長高懷森介紹，該礦主井下部施工時，在主井向東送3平巷 30M處向南送上山30M見水縫，突水點涌水量為100m/h ，水排了近半年，后主井向東送平巷進200M見斷層后這里水才沒有了，根據(jù)高井長述說情況，上圖后該突水點坐標(biāo)：X：3799856、Y：38409332、h:+279.1M 。、圖面分析情況根據(jù)調(diào)查情況，綜合分析并展于圖上來看，昌宏煤礦一3 井六平巷470M 處見突水點水縫與本礦的四平巷口突水點及磴槽一3

14、井的突水點為同一突水水縫。該突水水縫為受地質(zhì)構(gòu)造作用的裂隙破碎帶，裂隙縫兩側(cè)發(fā)育有寒武系灰?guī)r溶洞桑樓村機井見干溶洞為證），洞中賦存有大量的寒武系灰?guī)r水，水位標(biāo)高在+390M以下，至 +279.1M 以上。根據(jù)桑樓村支書朱占青說明的情況在機井中堵有黃泥，昌宏煤礦會出黃泥水的說法，說明水面距+390M 不會遠。因此，該含水層的水位標(biāo)高可界定為 +390M。該含水層?xùn)|西長度即為38410664-38409093=1571M，實際應(yīng)為大于1571M，南北寬度應(yīng)為3800297-3799574=723M，應(yīng)為大于8/150723M。含水層呈NE72 方向似帶狀展布，賦水標(biāo)高，上界為+390M，下界低于

15、+126M。在這一段水位高差為264M，水頭壓力應(yīng)為2.6Mpa，涌水量3根據(jù)目前排水能力統(tǒng)算應(yīng)在480m/h左右。該含水層在短時間內(nèi)無法排干，水量只會隨排水時間加長而慢慢減小。1.7、礦井涌水量根據(jù)白坪井田地質(zhì)報告，礦井涌水量僅為開采二1煤且生產(chǎn)水平為第一水平 -50M ）的涌水量，其正常涌水量為146.62m3/h；最大涌水量為 163.29m3/h。本礦井將要開采水平遠遠深于-50M 水平，因此，地質(zhì)報告所提涌水量不能滿足深部開采要求，為此，本礦根據(jù)有關(guān)依據(jù)另測算了礦井涌水量，其預(yù)算涌水量為：寒武系含水層涌水量583m3/h全礦井水平正常涌水量170+583=752m3/h最大涌水量25

16、0+583=833 m3/h-300M 以上寒武系含水層涌水量776m3/h全礦井 -300M 水平正常涌水量146+776=922m3/h最大涌水量163+776=939 m3/h詳見 “磴槽煤礦 0及-300M水平涌水量預(yù)算 ”。2、礦井簡況2.1、現(xiàn)開拓簡況礦井現(xiàn)為多井筒分煤層開拓，井筒計8個，其中：井田西部一立兩斜9/15計3個其中 1個斜井已報廢）、中部開采二1煤的一對斜井 矸石井和皮帶井）和開采一 3煤的一對立井計 4個、東部二井為回風(fēng)井。目前，主要開拓大巷 十平巷）落底水平約為0M。全井田深部以已揭露的斷層為界，劃分為東、西兩個采區(qū)，目前兩個采區(qū)的軌道下山和皮帶運輸下山分別由0M

17、 水平的十平巷向下掘進 100至300M不等。東西兩個采區(qū)現(xiàn)在所采的煤層深度不等，其中東部采區(qū)一3煤已采至-70M 水平以下，二 1煤采至0M水平；西部 采區(qū)一 3煤采至M 水平，二 1煤采至M水平。2.2、煤炭運輸及排矸、一 3煤的煤炭運輸及排矸3煤層工作面所產(chǎn)原煤經(jīng)采區(qū)運輸機道直接入一 3煤暗斜皮帶井提至一 3煤立井提至地面。其矸石則經(jīng)一 3煤暗斜副井、立井井底車場，經(jīng)立井提至地面。、二 1煤的煤炭運輸及排矸1煤層生產(chǎn)原煤或掘進矸石經(jīng)九或十平巷進入平巷煤倉或矸石倉，經(jīng)二 1煤的皮帶斜井或矸石井直接提至地面。、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等略。3、深部開拓方案3.1、編制開拓方案的指導(dǎo)思想、

18、磴槽煤礦深部開拓需要解決的主要矛盾10/15、煤與瓦斯突出及瓦斯排放根據(jù)白坪井田勘探地質(zhì)報告，礦井隨著開采深度的不斷增加，井田深部為瓦斯突出地帶，特別是-200M 水平以下部分，瓦斯為嚴(yán)重突出危險地帶。哪么，在安全生產(chǎn)過程中，預(yù)防煤與瓦斯突出是開采二1煤的首要矛盾，瓦斯排放是次要矛盾。、礦井水害根據(jù)調(diào)查，相鄰礦井昌宏煤礦已發(fā)生突水事故，其突水標(biāo)高為六平巷的 +470M水平的上山以上 8M處底板上，突水狀態(tài)為一3煤層底板灰?guī)r的大裂縫中涌出，裂縫寬度據(jù)昌宏礦上人講人可以進入估計有 0.30.4M），裂縫走向 700。根據(jù)突水點沖出之物分析，該突水點所涌之水為寒武系灰?guī)r水。證據(jù)為沖出物中有石炭系本溪

19、組的鋁質(zhì)巖及含白云質(zhì)灰3巖團塊的角礫巖，突水水量在300m/h 以上。出水點座標(biāo)展于圖上并作綜合分析，昌宏煤礦一3 井六平巷470M 處見突水點水縫與本礦的四平巷口突水點及磴槽一3 井的突水點為同一突水水縫。該突水水縫為受地質(zhì)構(gòu)造作用的裂隙破碎帶，裂隙縫兩側(cè)發(fā)育有寒武系灰?guī)r溶洞 桑樓村機井見干溶洞為證），洞中賦存有大量的寒武系灰?guī)r水，水位標(biāo)高在 +390M以下，至 +279.1M 以上。目前，磴槽煤礦的生產(chǎn)水平為0M，無論是地質(zhì)報告還是調(diào)查的各含水層的水位標(biāo)高都遠遠高于現(xiàn)生產(chǎn)水平，也就是說，現(xiàn)在的一切生產(chǎn)活動都處于帶壓開采狀態(tài)。由于一3 煤層底板與寒武系相距較近，同時也不能完全排除一3 煤層底

20、板與寒武系之間的巖層變薄，且以后將要開11/15采 0 水平以下的煤炭資源，其帶壓開采的危險性將更加顯現(xiàn)。因此，在開采深部煤炭資源時，防治水的問題要等同于防治瓦斯一樣得到重視。、設(shè)計開拓方案的指導(dǎo)思想根據(jù)防治煤與瓦斯突出細則規(guī)定，在突出礦井開采煤層群時，必須首先開采保護層。開采保護層后，在被保護層中，受到保護的地區(qū)按非突出煤層進出口采掘工作。磴槽煤礦的一 3煤和二 1煤相距 50M左右，完全可以作為煤層群聯(lián)合開采，1煤為突出煤層而一 3煤為非突出煤層，其開采順序是先開采一 3煤后開采二 1煤，使得二 1煤層發(fā)生變形，位移，地應(yīng)力減少，煤層透氣性增大，瓦斯得到排放，瓦斯壓力和含量下降。在預(yù)防瓦斯

21、突出的同時，也要做好礦井水害的一切預(yù)防工，從而保證礦井安全生產(chǎn)。3.2、開拓方案一根據(jù)目前東、西部兩個采區(qū)的軌道下山和皮帶運輸下山分別由0M 水平的十平巷在七層灰?guī)r中向下掘進100至300M的這一現(xiàn)實，未掘進的另一下山，其層位改在一3煤中，三條下山中的軌道下作用不變，沿7灰做的運輸下山改作回風(fēng)下山，沿一3煤做的下山作為運輸下。三條下山少作調(diào)整后，先采一 3煤，待一 3煤采完一個階段或兩個階段后，等二1煤層位充分發(fā)生變形和瓦斯得至充分釋放后，再采二1煤。三條下山與采區(qū)的巷道用斜石門或平石門聯(lián)絡(luò)。在以后的開采過程中，不再開掘水平大12/15巷，從而大大減少巖石工程量，提高礦井經(jīng)濟效益。、開拓方案一

22、的優(yōu)、缺點優(yōu)點：一是聯(lián)合布置，先采一 3煤后采二 1煤后，開采二 1煤的安全可靠性大大提高。二是不在開掘水平大巷，大大減少了巖巷工程量，緩解排矸系統(tǒng)的壓力，從而提高經(jīng)濟效益。三是在回采過中，一3煤的原煤運輸問題得到徹底解決。四是采區(qū)下山布置在一3煤中，由于下山角度同煤層傾角且已經(jīng)很大，若傾斜方向巖層層位少有變化，運輸下山角度可作適當(dāng)調(diào)整，五是運輸下山沿煤層掘進呈線性直截了直接了解一3煤的賦存情況。缺點：在開采二 1煤時，原煤運輸距離較長，甚至于需要二1煤重新掘進煤巷。運輸下山布置在一 3煤中，只能采用梯形棚支護，巷道維護困難。3.3、開拓方案二針對目前東、西部兩個采區(qū)的軌道下山和皮帶運輸下山分別由0M 水平的十平巷在七層灰?guī)r中向下掘進100至300M的這一現(xiàn)實，未掘進的另一下山，仍然布置在7灰?guī)r層中，三條下山中的作用不變，開采一3煤和二 1煤，。同樣先采一 3煤，待一 3煤采完一個階段或兩個階段后，等1煤層位充分發(fā)生變形和瓦斯得至充分釋放后，再采二 1煤。三條下山與采區(qū)的巷道用斜石門或平石門聯(lián)絡(luò)。在